專利名稱：一種臭氧發(fā)生單元及臭氧發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于臭氧制取技術領域，具體地說，是涉及一種臭氧發(fā)生單元及使用該單元的臭氧發(fā)生器。
背景技術：
臭氧是一種強氧化劑，具有脫色、氧化、殺菌、除臭的作用。目前，臭氧已在飲用水處理、污水處理、化工氧化、煙氣凈化、紙漿漂白、食品加工、醫(yī)療與家庭等多個領域得到了廣泛應用，其應用規(guī)模、應用深度與產(chǎn)品規(guī)格都達到了空前水平。工業(yè)上大多利用臭氧發(fā)生器、通過介質阻擋放電法來生產(chǎn)臭氧。采用介質阻擋放電的臭氧發(fā)生器包括有供電單元和臭氧發(fā)生室，臭氧發(fā)生室包含若干個臭氧發(fā)生單元，每個臭氧發(fā)生單元都設置有高壓電極、接地電極、絕緣介質層及放電氣隙。通過臭氧發(fā)生器的供電單元將數(shù)千伏的電壓施加到高壓電極上，將通入放電氣隙中的空氣或氧氣電離，從而產(chǎn)生臭氧。現(xiàn)有技術中的臭氧發(fā)生單元通常為管式結構，作為絕緣介質的介質管內(nèi)插設有高壓電極，在高壓電極和介質管間設置有金屬絲網(wǎng)，通過金屬絲網(wǎng)與介質管緊密接觸；在介質管外面套設有接地電極，該接地電極與介質管之間以及高壓電極與介質管之間分別形成放電氣隙。由于臭氧發(fā)生器用電極對放電氣隙的均勻度要求較高，因此各個部件之間的同心度要求也較高，由于采用金屬絲網(wǎng)間隔高壓電極與介質管，而金屬絲網(wǎng)受擠壓容易褶皺、變形，使介質管和高壓電極之間裝配的同心度沒有保證，容易形成氣隙不均，同時金屬絲網(wǎng)無法對氣流進行引導，當放電氣隙不均時，按照放電特性，間隙小的區(qū)域放電強烈、氣流量小，間隙大的區(qū)域放電微弱、氣流量大，電能主要消耗在高壓電極與介質管之間間隙較小的區(qū)域，而這一區(qū)域因氣流量小，臭氧產(chǎn)生量并不高，并且該區(qū)域不容易散熱，容易出現(xiàn)電暈密度過大造成介質管擊穿的現(xiàn)象，從而導致臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量、濃度較低、能耗較高并且可靠性較低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種臭氧發(fā)生單元及臭氧發(fā)生器，用以解決現(xiàn)有技術中的臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量、濃度較低、能耗較高并且可靠性較低的缺陷，實現(xiàn)降低臭氧發(fā)生器的能耗并提高臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量、濃度及可靠性。本發(fā)明提供一種臭氧發(fā)生單元，包括高壓電極、接地電極和介質管，所述介質管插在所述接地電極中并形成第一放電氣隙，所述高壓電極插在所述介質管中并形成第二放電氣隙，所述高壓電極上設置有螺旋支撐裝置，所述高壓電極通過所述螺旋支撐裝置設置在所述介質管中。本發(fā)明提供的臭氧發(fā)生單元，通過在高壓電極上設置螺旋支撐裝置，在將高壓電極插入到介質管中后，可以通過螺旋支撐裝置將高壓電極支撐在介質管中，螺旋支撐裝置可以有效的保證高壓電極與介質管之間具有較高的同心度，確保第二放電氣隙的厚度具有較高的均勻度；同時該螺旋支撐裝置可引導氣流沿著螺旋通道均勻分布在高壓電極表面，保證即使間隙較小的區(qū)域也能分布到充足的氣量，降低了臭氧發(fā)生器的能耗并提高了臭氧發(fā)生器的可靠性；另外，由于該螺旋裝置采用金屬材質，并貼合在高壓電極表面，放電時可引導電暈沿著螺旋狀均勻分布在高壓電極表面，大大提高了放電均勻度，使第一放電氣隙和第二放電氣隙均勻的放電產(chǎn)生臭氧，有效的提高了臭氧產(chǎn)量和濃度。如上所述的臭氧發(fā)生單元，所述螺旋支撐裝置為纏繞在所述高壓電極上的金屬細
^^ ο如上所述的臭氧發(fā)生單元，所述高壓電極上開設有螺旋凹槽，所述金屬細條位于所述螺旋凹槽中。如上所述的臭氧發(fā)生單元，所述螺旋支撐裝置為固設在所述高壓電極上的金屬彈
ο如上所述的臭氧發(fā)生單元，所述高壓電極為螺桿結構，所述螺桿結構中凸出的螺紋為所述螺旋支撐裝置。如上所述的臭氧發(fā)生單元，所述螺旋支撐裝置的節(jié)距為2. 2毫米-3. 0毫米。如上所述的臭氧發(fā)生單元，所述螺旋支撐裝置的橫截面為圓形、三角形、梯形或矩形。如上所述的臭氧發(fā)生單元，所述介質管上設置有多個支撐帶，所述支撐帶纏繞在所述介質管的外部形成螺旋形結構。如上所述的臭氧發(fā)生單元，所述第一放電氣隙的厚度為0. 15毫米-0.3毫米，所述第二放電氣隙的厚度為所述第一放電氣隙的厚度的1. 5-2倍。本發(fā)明提供一種臭氧發(fā)生器，包括如上所述的臭氧發(fā)生單元。本發(fā)明提供的臭氧發(fā)生器，通過在高壓電極上設置螺旋支撐裝置，在將高壓電極插入到介質管中后，可以通過螺旋支撐裝置將高壓電極支撐在介質管中，螺旋支撐裝置可以有效的保證高壓電極與介質管之間具有較高的同心度，確保第二放電氣隙的厚度具有較高的均勻度；同時該螺旋支撐裝置可引導氣流沿著螺旋通道均勻分布在高壓電極表面，保證即使間隙較小的區(qū)域也能分布到充足的氣量，降低了臭氧發(fā)生器的能耗并提高了臭氧發(fā)生器的可靠性；另外，由于該螺旋裝置采用金屬材質，并貼合在高壓電極表面，放電時可引導電暈沿著螺旋狀均勻分布在高壓電極表面，大大提高了放電均勻度，使第一放電氣隙和第二放電氣隙中均勻的放電產(chǎn)生臭氧。實現(xiàn)降低了臭氧發(fā)生器的能耗并提高了臭氧發(fā)生器的可靠性，另外，由于第一放電氣隙和第二放電氣隙均勻的放電產(chǎn)生臭氧，有效的提高了臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量和臭氧濃度。
圖1為本發(fā)明臭氧發(fā)生單元實施例的結構示意圖2為本發(fā)明臭氧發(fā)生單元實施例中高壓電極的結構示意圖一；圖3為本發(fā)明臭氧發(fā)生單元實施例中高壓電極的結構示意圖二。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細的描述。圖1為本發(fā)明臭氧發(fā)生單元實施例的結構示意圖。如圖1所示，本實施例臭氧發(fā)生單元，包括高壓電極1、接地電極2和介質管3，介質管3插在接地電極2中并形成第一放電氣隙(未圖示)，高壓電極1插在介質管3中并形成第二放電氣隙(未圖示)，高壓電極1上設置有螺旋支撐裝置4，高壓電極1通過螺旋支撐裝置4設置在介質管3中。具體而言，本實施例中的高壓電極1上設置有螺旋支撐裝置4，當高壓電極1插入到介質管3中后，螺旋支撐裝置4位于第二放電氣隙中，螺旋支撐裝置4將起到引導氣流螺旋前進的作用，通過螺旋支撐裝置4可以使進入到第二放電氣隙的氣體以一定的螺旋方式在第二放電氣隙內(nèi)均勻流動；同時第二放電氣隙中的螺旋支撐裝置4可引導放電均勻，按照介質阻擋放電特性，本實施例臭氧發(fā)生單元啟動放電時，由于第二放電氣隙中螺旋支撐裝置4的存在，放電電暈首先沿螺旋支撐裝置4并在靠近螺旋支撐裝置4的高壓電極1分布放電，因為螺旋支撐裝置4均勻分布在整個高壓電極1表面，引導啟動電暈在第二放電氣隙中均勻分布；隨著電暈密度的逐漸增高，高壓電極1上的電暈分布沿螺旋支撐裝置4均勻增加，而且整體分布非常均勻。由上可知，由于螺旋支撐裝置4將引導氣流沿著螺旋支撐裝置4形成的螺旋通道均勻分布，并引導放電電暈沿螺旋支撐裝置4均勻分布，降低了本實施例臭氧發(fā)生單元對氣隙均勻度的依賴性。優(yōu)選的，本實施例中的螺旋支撐裝置4可以采用耐臭氧腐蝕的金屬材料，螺旋支撐裝置4與高壓電極緊密的貼合在一起，分布在整個高壓電極1的放電部分上。另外，通過螺旋支撐裝置4也可以實現(xiàn)提高高壓電極1與介質管3之間的同心度，從而滿足第二放電氣隙對均勻度的要求，一方面避免了因第二放電氣隙厚度不均造成介質管局部擊穿的現(xiàn)象的發(fā)生，另一方面可以有效的提高采用本實施例臭氧發(fā)生單元的臭氧發(fā)生器的工作效率，并且有效的降低了能耗。其中，本實施例中的螺旋支撐裝置4的節(jié)距可以為2. 2毫米-3. 0毫米。具體的，通過將螺旋支撐裝置4的節(jié)距設置為2. 2毫米-3. 0毫米，一方面可以確保螺旋支撐裝置4有效的支撐高壓電極1，使高壓電極1能夠與介質管3保持較高的同心度；另一方面，通過設置合適的節(jié)距，可以確保氣流能夠在螺旋支撐裝置4導引下順暢的流動。另外，本實施例中的螺旋支撐裝置4的橫截面可以為圓形、三角形、梯形或矩形，本實施例臭氧發(fā)生單元對螺旋支撐裝置4的橫截面的具體結構不做限制。進一步的，為了使介質管3與低壓電極2具有較高的同心度，并保證氣流能夠在第一放電氣隙中均勻、順暢的流動，本實施例中的介質管3上設置有多個支撐帶5，支撐帶5纏繞在介質管3的外部形成螺旋形結構。具體的，可以在介質管3的外表面每間隔0. 5米-0. 6米纏繞有支撐帶5，并且支撐帶5可以纏繞在介質管3上1圈-1. 15圈的形式，螺旋形結構的支撐帶5起到“旋氣”作用，可以引導氣流在第一放電氣隙中按照螺旋狀順暢的流動，防止產(chǎn)生氣流死角，并且通過支撐帶5可以有效的將介質管3支撐在低壓電極2中，使介質管3與低壓電極2具有較高的同心度，從而更有利于本實施例臭氧發(fā)生單元在第一放電氣隙和第二放電氣隙中均勻放電。其中，本實施例臭氧發(fā)生單元中的第一放電氣隙的厚度可以為0. 15毫米-0. 3毫米，第二放電氣隙的厚度可以為第一放電氣隙的厚度的1. 5-2倍，通過設置適當厚度第一放電氣隙和第二放電氣隙，可以在保證介質管不被擊穿的同時，確保有較高的放電強度和氣流量。另外，支撐帶5的材質可以為耐臭氧腐蝕的材質如玻璃纖維、四氟纖維、碳纖維等的一種或多種，厚度為0. 15毫米-0. 3毫米，寬度為4毫米-7毫米，螺旋角度可根據(jù)設備情況靈活選擇。本實施例臭氧發(fā)生單元，通過在高壓電極上設置螺旋支撐裝置，在將高壓電極插入到介質管中后，可以通過螺旋支撐裝置將高壓電極支撐在介質管中，螺旋支撐裝置可以有效的保證高壓電極與介質管之間具有較高的同心度，確保第二放電氣隙的厚度具有較高的均勻度；同時該螺旋支撐裝置可引導氣流沿著螺旋通道均勻分布在高壓電極表面，保證即使間隙較小的區(qū)域也能分布到充足的氣量，降低了臭氧發(fā)生器的能耗并提高了臭氧發(fā)生器的可靠性；另外，由于該螺旋裝置采用金屬材質，并貼合在高壓電極表面，放電時可引導電暈沿著螺旋狀均勻分布在高壓電極表面，大大提高了放電均勻度，使第一放電氣隙和第二放電氣隙中均勻的放電產(chǎn)生臭氧。實現(xiàn)降低了臭氧發(fā)生器的能耗并提高了臭氧發(fā)生器的可靠性，另外，由于第一放電氣隙和第二放電氣隙均勻的放電產(chǎn)生臭氧，有效的提高了臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量和臭氧濃度。基于上述技術方案，可選的，本實施例臭氧發(fā)生單元中螺旋支撐裝置4可以有多種形式，具體如下
如圖1和圖2所示，本實施例中的螺旋支撐裝置4可以為纏繞在高壓電極1上的金屬細條。具體的，本實施例臭氧發(fā)生單元可以將金屬細絲等細條結構纏繞在高壓電極1上形成螺旋支撐裝置4，為了確保螺旋結構的細條具有均勻的節(jié)距，本實施例中的高壓電極1上可以開設有螺旋凹槽11，細條位于螺旋凹槽11中。通過設置螺旋凹槽11，可以方便工人將細條牢固可靠的纏繞在高壓電極1上，確保細條具有均勻的節(jié)距以對氣流進行導流。同樣的，本實施例中的螺旋支撐裝置4可以為固設在高壓電極1上的彈簧。具體的，通過在高壓電極1上設置彈簧作為螺旋支撐裝置4，彈簧自身便具有均勻的節(jié)距，并且在高壓電極1插入到介質管3的過程中，彈簧受擠壓變形后能夠自動恢復，從而確保螺旋支撐裝置4具有均勻的節(jié)距以對氣流進行導流。同樣的，如圖3所示，本實施例中的高壓電極1可以為螺桿結構，螺桿結構中凸出的螺紋為螺旋支撐裝置4。具體的，通過將高壓電極1設置為螺桿結構，可以在高壓電極1上形成一體結構的螺旋支撐裝置4，從而無需工人將螺旋支撐裝置4裝配到高壓電極1，并且由于高壓電極1和螺旋支撐裝置4為一整體結構，可以方便的將高壓電極1插入到介質管3中。本發(fā)明還提供一種臭氧發(fā)生器，包括臭氧發(fā)生單元。具體的，本實施例臭氧發(fā)生器中的臭氧發(fā)生單元可以采用本發(fā)明臭氧發(fā)生單元實施例中的臭氧發(fā)生單元，其具體結構可以參見本發(fā)明臭氧發(fā)生單元實施例以及附圖1-圖3的記載，在此不再贅述。本實施例臭氧發(fā)生器，通過在高壓電極上設置螺旋支撐裝置，在將高壓電極插入到介質管中后，可以通過螺旋支撐裝置將高壓電極支撐在介質管中，螺旋支撐裝置可以有效的保證高壓電極與介質管之間具有較高的同心度，確保第二放電氣隙的厚度具有較高的均勻度；同時該螺旋支撐裝置可引導氣流沿著螺旋通道均勻分布在高壓電極表面，保證即使間隙較小的區(qū)域也能分布到充足的氣量，降低了臭氧發(fā)生器的能耗并提高了臭氧發(fā)生器的可靠性；另外，由于該螺旋裝置采用金屬材質，并貼合在高壓電極表面，放電時可引導電暈沿著螺旋狀均勻分布在高壓電極表面，大大提高了放電均勻度，使第一放電氣隙和第二放電氣隙中均勻的放電產(chǎn)生臭氧。實現(xiàn)降低了臭氧發(fā)生器的能耗并提高了臭氧發(fā)生器的可靠性，另外，由于第一放電氣隙和第二放電氣隙均勻的放電產(chǎn)生臭氧，有效的提高了臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量和臭氧濃度。以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明所要求保護的技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種臭氧發(fā)生單元，包括高壓電極、接地電極和介質管，所述介質管插在所述接地電極中并形成第一放電氣隙，所述高壓電極插在所述介質管中并形成第二放電氣隙，其特征在于，所述高壓電極上設置有螺旋支撐裝置，所述高壓電極通過所述螺旋支撐裝置設置在所述介質管中。
2.根據(jù)權利要求1所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于，所述螺旋支撐裝置為纏繞在所述高壓電極上的金屬細條。
3.根據(jù)權利要求2所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于，所述高壓電極上開設有螺旋凹槽，所述金屬細條位于所述螺旋凹槽中。
4.根據(jù)權利要求1所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于，所述螺旋支撐裝置為固設在所述高壓電極上的金屬彈簧。
5.根據(jù)權利要求1所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于，所述高壓電極為螺桿結構，所述螺桿結構中凸出的螺紋為所述螺旋支撐裝置。
6.根據(jù)權利要求1-5任一所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于，所述螺旋支撐裝置的節(jié)距為2. 2毫米-3.0毫米。
7.根據(jù)權利要求1-5任一所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于，所述螺旋支撐裝置的橫截面為圓形、三角形、梯形或矩形。
8.根據(jù)權利要求1-5任一所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于，所述介質管上設置有多個支撐帶，所述支撐帶纏繞在所述介質管的外部形成螺旋形結構。
9.根據(jù)權利要求1-5任一所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于，所述第一放電氣隙的厚度為0. 15毫米-0. 3毫米，所述第二放電氣隙的厚度為所述第一放電氣隙的厚度的1. 5-2倍。
10.一種臭氧發(fā)生器，其特征在于，包括如權利要求1-9任一所述的臭氧發(fā)生單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種臭氧發(fā)生單元及臭氧發(fā)生器。臭氧發(fā)生單元，包括高壓電極、接地電極和介質管，介質管插在接地電極中并形成第一放電氣隙，高壓電極插在介質管中并形成第二放電氣隙，高壓電極上設置有螺旋支撐裝置，高壓電極通過螺旋支撐裝置設置在介質管中。螺旋支撐裝置一方面將高壓電極支撐在介質管中，可保證較高的同心度；另一方面可以有效引導氣流均勻的分布在高壓電極表面，利于均勻放電和散熱。螺旋支撐裝置降低了臭氧發(fā)生單元對氣隙均勻度和加工精度的依賴性，使臭氧發(fā)生器在當前加工精度條件下，能耗降低、臭氧濃度提高、設備可靠性提高。
文檔編號C01B13/11GK102390815SQ20111036059
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權日2011年11月15日
發(fā)明者丁香鵬, 王承寶 申請人:青島國林實業(yè)股份有限公司