CN102530878B - 水导体串联双冷却臭氧放电室 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水导体串联双冷却臭氧放电室，它包括臭氧放电室，臭氧放电室包括罐体，罐体内设有包括多只中空的高压电极管、放电介质、外电极的放电系统，和用于对外电极冷却的包括进水管、出水管的外电极冷却系统，以及与罐体内空腔（包括进气腔和出气腔）相连接，包括进气管和出气管的进出气系统，该臭氧放电室还设有内电极冷却系统，内电极冷却系统包括储油箱，储油箱通过导油管依次与循环油泵、换热器以及若干个高压电极管内的腔体串联连接，然后连接到所述储油箱内形成一条进出油管路。本技术内电极采用的油冷却，放电介质玻璃管外面为为冷却水，水同时作为放电的连接导体。该臭氧放电室冷却效率提高了100%，臭氧制取效率提高30%，成本降低50%。
Description
技术领域
本发明涉及一种臭氧放电室，尤其是一种水导体串联双冷却臭氧放电室，属于电晕介质放电法制取臭氧技术领域。
背景技术
目前，电晕放电产生臭氧，如何将放电产生的热量有效散发是决定臭氧制取效率高低的一个重要条件，现有的大产量臭氧发生器，其冷却方式普遍采用水冷对臭氧放电管的外电极进行单冷却，1995年6月21日公布的油冷却臭氧发生器（专利号9421777.0）也是单冷却，2005年5月21日公布的双冷却臭氧发生器（专利号200320120215.4）是臭氧放电管并联方式，造成冷却油进入各个单管极不均匀，大大降低冷却效果。2007年7月25日公布的一种双冷却臭氧发生器（专利号200610000893.5），内电极采用的是靠制取臭氧的气体冷却，本质上还是单冷却，且结构复杂，组成多管式，生产大产量臭氧发生器有较大的困难。
另外，臭氧发生器玻璃介质优于搪瓷或陶瓷，但玻璃易碎，玻璃管与不锈钢罐体的紧密导电连接并将放电热量及时散热是目前臭氧设备制造一大技术难题。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种水导体串联式双冷却臭氧放电室。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
水导体串联双冷却臭氧放电室，它包括罐体，罐体内设有包括多只中空的高压电极管、放电介质、外电极的放电系统，和用于对外电极冷却的包括进水管、出水管的外电极冷却系统，以及与罐体内空腔（包括进气腔和出气腔）相连接的包括进气管和出气管的进出气系统，该臭氧放电室还设有内电极冷却系统，内电极冷却系统包括储油箱，储油箱通过导油管依次与循环油泵、换热器以及若干个高压电极管内的腔体串联连接，然后连接到所述储油箱内形成一条进出油管路。
外电极冷却系统的进水管或出水管与所述换热器相连。温度较高的冷却油经过换热器后，变为温度相对较低的冷却油，其热量被冷却水带走。
导油管的进油端和出油端分别焊接到臭氧放电室罐体的出气腔和进气腔位置。
油箱容积根据发生室臭氧管多少而定，一般为5-20L。
油泵流量为1-5m3/h，扬程20m-40m。
换热器为板式或套管式换热器。
连接储油箱、循环油泵、换热器以及高压电极管内的腔体的导油管为￠12-25的不锈钢管。
连接若干个高压电极管内的腔体之间的导油管为四氟软管。软管将所有内电极（高压电极管）串联起来，形成一条管路，管路内加满可吸热且绝缘的变压器油，变压器油将内电极放电产生的热量带走，并不断补充温度低的变压器油，这样可彻底将内电极的冷却。
四氟软管为直径为8-12mm，壁厚为1-2mm的聚四氟乙烯软管。
高压电极管内的腔体与四氟软管之间通过快拧接头连接。
快拧接头的材质为304不锈钢，并且焊接在内电极的两端。
高压电极管的中空钢管是用304或316L不锈钢制作。
高压电极管采用直径30-50mm、长度1000-1200mm的圆管，其两端各焊接直径8-12mm、长度150-200的不锈钢管，该不锈钢管的两端再各焊接一个快拧接头。
储油箱及进出油管路内冷却油为25＃变压器油。
放电介质为连接在外电极的玻璃管，玻璃管外面是冷却水，冷却水同时承担了放电导体连接的作用。
变压器油和四氟软管都是是绝缘耐高温材料，其绝缘性保证了内电极高压下隔离状态，耐高温性保证了该冷却系统质量的可靠性。
本发明的有益效果是，为使高压电极管的油形成循环，并有效冷却变压器油，在臭氧在臭氧放电室上部放置一个储油箱、一台循环油泵、一台换热器，用导油管相连。由于采用了双冷却，即高压电极油冷却、低压电极水冷却，使放电管在电晕放电制臭氧时产生的热量及时带走，使臭氧生成效率大大提高。油冷却系统采用了热交换器，高压电极之间的油连接采用四氟软管和快拧接头，易实现大产量臭氧发生器的制造。放电介质玻璃管外面是冷却水，冷却水同时承担了放电导体的作用，实现了玻璃管的软连接。本发明不仅臭氧产出效率高、运行可靠、实现大型臭氧发生器的制造，而且结构简单、组装方便、生产成本低，极易实现工业化生产。
本技术内电极采用的油冷却，臭氧管外电极采用水冷，冷却效率提高了100%，臭氧制取效率提高30%。冷却水作为导体，实现了玻璃管的软连接，制造成本降低50%。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
其中，1.封头A，2.储油箱，3.冷却油，4.循环油泵，5.出水管，6.导油管，7.换热器，8.进气管，9.快拧接头，10.四氟软管，11.进气腔，12.封头B，13.内电极连接片，14.接线盒，15.高压线，16.蜂窝端板，17.电极支撑片，18.高压电极管，19.内电极储油腔，20.放电间隙，21.放电介质，22.外电极，23.冷却水，24.进水管，25.罐体，26.出气管，27.出气腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种水导体串联双冷却臭氧放电室，包括罐体25、内电极（高压电极）冷却系统、外电极22（接地电极）冷却系统、进出气系统、放电系统。罐体25左右两端分别设有封头A1和封头B12，封头A1和封头B12内罐体25包括进气腔11和出气腔27；内电极冷却系统包括：储油箱2、冷却油3、循环油泵4、导油管6、换热器7、快拧接头9、四氟软管10；外电极22冷却系统包括：进水管24、罐体25、蜂窝端板16、冷却水23、出水管5；进出气系统包括：进气管8、进气腔11、出气腔27、出气管26；放电系统包括：多只中空的高压电极管18（内电极管）、放电介质21、外电极22、电极支撑片17、内电极连接片13、接线盒14、高压线15和蜂窝端板16。放电介质21为连接在外电极22的玻璃管，玻璃管外面是冷却水，冷却水同时承担了放电导体连接的作用。内电极管与外电极22之间具有放电间隙20。
为使高压电极管18的油形成循环，并有效冷却变压器油，在臭氧放电室上部放置一个储油箱2、一台循环油泵4、一台换热器7，用导油管6相连。具体连接方式为：储油箱2通过导油管6依次与循环油泵4、换热器7以及若干个高压电极管18内的腔体（内电极储油腔19）串联连接，然后连接到所述储油箱2内形成一条闭合的循环油路。
导油管6的进油端和出油端分别焊接到臭氧放电室罐体25的出气腔27和进气腔11位置。
罐体25内用于臭氧放电管外电极22冷却的循环水（冷却水23）出水管5与换热器7连接。用放电室内对臭氧管外电极22冷却的水借助换热器7，对循环的油进行冷却。温度较高的冷却油3经过换热器7后，变为温度相对较低的冷却油3，其热量被冷却水23带走。
油箱容积根据发生室臭氧管多少而定，一般为5-20L，油泵流量为1-5m3/h，扬程大于20m，换热器7可用板式或套管式。
连接储油箱2、循环油泵4、换热器7以及高压电极管18内的腔体的导油管6为￠12-25的不锈钢管。
连接若干个高压电极管18内的腔体之间的导油管为四氟软管10。四氟软管10是直径为8-12mm，壁厚为1-2mm的聚四氟乙烯软管，其将所有内电极串联起来，形成一条管路，管路内加满可吸热且绝缘的变压器油，变压器油将内电极放电产生的热量带走，并不断补充温度低的变压器油，这样可彻底将内电极的冷却。
高压电极管18是指中空的管，中空部分通冷却油3。冷却油3是指25＃变压器油；高压电极管18用304或316L不锈钢制作，其两端各焊接一个快拧接头9，所有高压管用四氟软管10串联连接，形成一条进出油管路。具体说来，高压电极管18采用直径30-50mm、长度1000-1200mm的圆管，其两端各焊接直径8-12mm、长度150-200的不锈钢管，快拧接头9的材质为304不锈钢，位于进气腔11或出气腔27内且焊接在该不锈钢管的两端。
高压电极管18（内电极）是中空的不锈钢管，这样可将内电极用串联方式，用四氟软管10方便连接起来，形成一条管路，管路内加满可吸热且绝缘的变压器油，变压器油将内电极放电产生的热量带走，并不断补充温度低的变压器油，这样可彻底将内电极的冷却。
变压器油和四氟软管10都是是绝缘耐高温材料，其绝缘性保证了内电极高压下隔离状态，耐高温性保证了该冷却系统质量的可靠性。
冷却水（普通自来水）作为导体，水导体的电损耗很小，可忽略不计。具体计算如下：
冷却水（普通自来水）作为导体，自来水的电阻率一般为40欧/米，放电玻璃管与不锈钢罐体外壳平均距离为0.5米，按直径为50mm、长度为1200mm的玻璃管计算，每只玻璃管与水接触面积为3.14×0.05×1.2=0.1884平方米，水导体的电阻R=40×0.5/0.1884=106欧姆；放电时，每只臭氧管的功率为500W，电压为7000V，其电流为500/7000=0.07安；水导体消耗的功率为0.072×106=0.52W，占臭氧管放电功率的0.52/500×100%=0.1%，所以水导体的电损耗很小，可忽略不计。
Claims (5)
1.一种水导体串联双冷却臭氧放电室，它包括罐体，罐体内设有包括多只中空的高压电极管、放电介质、外电极的放电系统，和用于对外电极冷却的包括进水管、出水管的外电极冷却系统，以及与罐体内空腔相连接的包括进气管和出气管的进出气系统，其特征在于，该臭氧放电室还设有内电极冷却系统，内电极冷却系统包括储油箱，储油箱通过导油管依次与循环油泵、换热器以及若干个高压电极管内的腔体串联连接，然后连接到所述储油箱内形成一条进出油管路；外电极冷却系统的进水管或出水管与所述换热器相连；连接若干个高压电极管内的腔体之间的导油管为四氟软管；四氟软管为直径为8-12mm，壁厚为1-2mm的聚四氟乙烯软管；高压电极管内的腔体与四氟软管之间通过快拧接头连接；放电介质为连接在外电极的玻璃管。
2.根据权利要求1所述的水导体串联双冷却臭氧放电室，其特征在于，储油箱的容积为5-20L;油泵流量为1-5m3/h，扬程大于20m-40m。
3.根据权利要求1所述的水导体串联双冷却臭氧放电室，其特征在于，换热器为板式或套管式换热器。
4.根据权利要求1所述的水导体串联双冷却臭氧放电室，其特征在于，连接储油箱、循环油泵、换热器以及高压电极管内的腔体的导油管为￠12-25的不锈钢管。
5.根据权利要求1所述的水导体串联双冷却臭氧放电室，其特征在于，高压电极管采用直径30-50mm、长度1000-1200mm的圆管，其两端各焊接直径8-12mm、长度150-200的不锈钢管。
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