CN101565171A - 臭氧发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种臭氧发生器，其包括有放电电极、冷却循环系统及封堵件；放电电极包括管状的不锈钢内电极与管状的不锈钢外电极，不锈钢内电极与不锈钢外电极之间形成放电空间，用于密封放电空间的端口及不锈钢内电极的管腔端口的封堵件设置于不锈钢内电极与不锈钢外电极的两端；在不锈钢内电极与所述不锈钢外电极之间的放电空间设有环绕在放电空间内的聚四氟乙烯膜层。借由本发明的臭氧发生器，可以提高臭氧的产量及浓度。

Description

臭氧发生器
技术领域
本发明有关一种臭氧发生器，更具体地说，是涉及一种抗磨、耐电压且节能的具有聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene，PTFE)膜的臭氧发生器。
背景技术
目前，在制药、食品、饮用水处理及其他各行各业等领域中，通常会用到臭氧进行杀菌消毒。产生臭氧的臭氧发生器利用氧气或空气作为臭氧的原材料，通常的方法是利用臭氧发生器中的放电电极高压放电，使通入放电电极之间的氧气或空气被电离变为臭氧。常规的臭氧发生器利用玻璃、陶瓷等硬质材料作为介电材料，导致整体结构不合理，存在介电效率不高，容易被臭氧氧化腐蚀，导致介电材料击穿，产生爆裂，使得臭氧发生器的使用寿命降低，同时，现有的臭氧发生器在单位时间内臭氧产量低，且浓度不高，玻璃或陶瓷作为介电材料浪费能源，95％的电量转化为热量散失。因此有必要对现有的臭氧发生器进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种结构简单、耐高温、耐高压、且抗磨节能的臭氧发生器。
为达到上述目的，本发明提供的一种臭氧发生器，其包括有放电电极、冷却循环系统及封堵件；放电电极包括管状的不锈钢内电极与管状的不锈钢外电极，不锈钢内电极与不锈钢外电极之间形成放电空间，用于密封放电空间的端口及不锈钢内电极的管腔端口的封堵件设置于不锈钢内电极与不锈钢外电极的两端；在不锈钢内电极与不锈钢外电极之间的放电空间设有环绕在放电空间内的聚四氟乙烯膜层。
所述聚四氟乙烯膜层的厚度为0.18～0.20mm。
所述不锈钢外电极的两端分别开有气体入口与气体出口。
所述冷却循环系统包括内极水冷循环系统与外极油冷循环系统，该外极油冷循环系统为包覆于不锈钢外电极外周缘的油冷散热翼。
借由本发明中的聚四氟乙烯膜介电材料，可以使含有该介电材料的臭氧发生器提高臭氧的产量及臭氧的浓度，并且能够节能。同时，由于聚四氟乙烯膜介电材料具有耐高温耐高压的特性，使得聚四氟乙烯膜在高温高压下不易爆裂，延长臭氧发生器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明臭氧发生器的内部结构示意图。
具体实施方式
本发明的臭氧发生器包括有放电电极、冷却循环系统、封堵件3、设于放电电极之间的介电材料及电源(图中未示出)。如图1所示，本发明的放电电极包括管状的不锈钢内电极1与管状的不锈钢外电极2，且不锈钢内电极1与不锈钢外电极2之间形成放电空间12，在不锈钢外电极2的两端分别开有气体入口20与气体出口21；在不锈钢内电极1与不锈钢外电极2的两端各设有一个圆形封堵件3，用于将放电空间12的端口密封，同时将不锈钢内电极1的管腔端口密封，该封堵件3可由聚四氟乙烯制成，该封堵件3呈凹槽状，如图所示，封堵件3内部中央形成有凸部30，封堵件3的侧壁内缘与凸部30的外周缘之间形成容置槽31，用以嵌合不锈钢内电极1与不锈钢外电极2的端口，借以将放电空间12的两端口封闭，其中一个封堵件3内设有供冷却循环系统的冷却水进出的冷却水进水口40与冷却水出水口41；本发明的臭氧发生器的冷却方式采用内极水冷与外极油冷，因此本发明的冷却循环系统包括内极水冷循环系统与外极油冷循环系统，内极水冷循环系统包括不锈钢内电极的管腔内的冷却空间42、设置于其中一个封堵件3内的冷却水进水口40与冷却水出水口41及设于冷却空间42内的冷却水导流器43，该冷却水导流器43与冷却水进水口40连通，外极油冷循环系统为包覆于不锈钢外电极2外周缘的油冷散热翼5，该油冷散热翼5设有油入口50与油出口51。
本发明设置于放电电极之间的介电材料采用聚四氟乙烯膜层6，其设置于不锈钢内电极1与不锈钢外电极2之间的放电空间12中间或贴覆于其中任一电极的侧壁，该聚四氟乙烯膜层6作为介电材料，具有优良的电气性能、机械性能、耐高温性、耐高压性、耐辐射性、电化学稳定性及良好的阻燃性，在200℃的破坏性试验中能连续工作。与传统的介电材料(如玻璃、陶瓷等)不同，聚四氟乙烯膜层6介电材料厚度介于0.18～0.20mm之间，在130℃时收缩率≤1.0％，电损为0.01～0.15，介质效率为98％，并且聚四氟乙烯膜层6具有较宽的动态高频特性，适合根据任意放电面积设计；由于聚四氟乙烯膜层6为超薄的软质薄膜，因此相比于传统的臭氧发生器，在放电空间不变的情况下，可以缩小臭氧发生器的体积，使得臭氧发生器的结构简单合理。
臭氧的原材料氧气或空气由本发明中的气体入口进入放电空间，内外放电电极通电后，在放电空间12中产生高压放电，使通入其中的氧气或空气被电离成臭氧从气体出口21排出，同时内极水冷循环系统中的冷却水与油冷散热翼5中的油对分别对不锈钢内电极1与不锈钢外电极2进行冷却散热，以降低电极的温度。
本发明中的聚四氟乙烯膜层6可以在120℃～180℃范围内正常工作，由于其具有耐高温耐高压的特性，因此不易爆裂不易炸毁，可以提高臭氧发生器的寿命；且由于聚四氟乙烯膜层6具有很薄的厚度，可以相应的缩短不锈钢内电极1与不锈钢外电极2之间的间隙，缩小臭氧发生器的体积，且使臭氧发生器的结构更加简单；利用本发明的具有聚四氟乙烯膜层6的臭氧发生器，同样的放电电极表面积所产生的臭氧产量是陶瓷介质材料臭氧发生器的4-5倍，同样的放电电极表面积所产生的臭氧浓度是陶瓷介质材料臭氧发生器的6-7倍；本发明的臭氧发生器更为节能，省电是陶瓷介电材料臭氧发生器的3-8倍，相较于现有的以高分子聚合复合膜作为电介质的臭氧发生器，可节省电能30％；同时，由于本发明中采用的聚四氟乙烯膜为市场上的现有产品，可以在市场上方便购得，相较于高分子聚合复合膜需采用多种原料复合而成，本发明的臭氧发生器制作更为方便，其使用更为普遍，且降低了制造成本；本发明中使用的不锈钢电极价格低廉，更容易购得，也降低了制作成本；本发明中的臭氧发生器，相较于现有的以高分子聚合复合膜作为电介质的臭氧发生器，单位时间内臭氧产量能提高5％-15％，臭氧浓度可提高6％-16％。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (4)

1、一种臭氧发生器，其特征在于，其包括有放电电极、冷却循环系统及封堵件；所述放电电极包括管状的不锈钢内电极与管状的不锈钢外电极，所述不锈钢内电极与所述不锈钢外电极之间形成放电空间，用于密封所述放电空间的端口及所述不锈钢内电极的管腔端口的封堵件设置于所述不锈钢内电极与所述不锈钢外电极的两端；在所述不锈钢内电极与所述不锈钢外电极之间的放电空间设有环绕在所述放电空间内的聚四氟乙烯膜层。
2、如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，所述聚四氟乙烯膜层的厚度为0.18～0.20mm。
3、如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，所述不锈钢外电极的两端分别开有气体入口与气体出口。
4、如权利要求1所述的臭氧发生器，其特征在于，所述冷却循环系统包括内极水冷循环系统与外极油冷循环系统，该外极油冷循环系统为包覆于所述不锈钢外电极外周缘的油冷散热翼。
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