CN103569970A

CN103569970A - 一种高能脉冲臭氧发生器

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Publication number: CN103569970A
Application number: CN201310600369.1A
Authority: CN
Inventors: 陈子秋; 雷统淼
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明涉及环保设备，是一种高能脉冲臭氧发生器，它具有壳体，壳体内安装有脉冲变压器和臭氧发生单元以及脉冲发生控制器，脉冲发生控制器分别连接脉冲变压器和臭氧发生单元，壳体上还开有臭氧排放口，其特征是：所述臭氧发生单元包括有若干组叠装一起的主极板组件，两两主极板组件之间夹装付极板，所述每组主极板组件包括有前后两片云母隔板，前后云母隔板之间左右两侧设有绝缘隔片，中间形成空腔，空腔中装有云母基板，在云母基板的正反两片均布置有若干绝缘条，且在云母基板及绝缘条外部绕装有多道金属丝；本发明结构紧凑，体积小，重量轻，生产效率极高，广泛用于自来水、污水、工业氧化、农业氧化及其它空间消毒灭菌等领域。

Description

一种高能脉冲臭氧发生器

技术领域

本发明涉及环保消毒灭菌设备，尤其是一种高能脉冲臭氧发生器，广泛用于自来水、污水、工业氧化、农业氧化及其它空间消毒灭菌等领域。

背景技术

臭氧发生器按臭氧产生的方式划分三种：高压放电式、紫外线照射式、电解式。因紫外线和电解式臭氧发生器应用中局限较大，目前，世界上主要使用高压放电式臭氧发生器。

高压放电式发生器，是使用一定频率的高压电制造高压电晕电场，使用场内或电场周围的氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧。目前高压放电式又分以下几种类型：

1、按发生器的高压电源频率划分，有工频(50-60Hz)、中频(400-1000Hz)和高频(>1000Hz)三种。工频发生器由于体积大、功耗高等缺点，目前已基本退出市场。中、高频发生器体积有所减小、功耗相对工频要低，但仍然体积较大、效率低、功耗仍然较高，是现在最常用的产品。

2、按使用的气体原料划分，有氧气型和空气型两种。氧气型通常是由氧气瓶或制氧机供应氧气。空气型通常是使用洁净干燥的压缩空气作为原料。由于臭氧是靠氧气来产生的，而空气中氧气的含量只有21%，所以空气型发生器产生的臭氧浓度相对较低，而瓶装或制氧机的氧气纯度都在90%以上，所以氧气型发生器的臭氧浓度较高。

3、按冷却方式划分，有水冷型和风冷型。臭氧发生器工作时会产生大量的热能，需要冷却，否则臭氧会因高温而边产生边分解。水冷型发生器冷却效果好，工作稳定，臭氧无衰减，并能长时间连续工作，但结构复杂，成本稍高。风冷型冷却效果不够理想，臭氧衰减明显。总体性能稳定的高性能臭氧发生器通常都是水冷式的。风冷一般只用于臭氧产量较小的中低档臭氧发生器。

4、按介电材料划分，常见的有石英管（玻璃的一种）、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等几种类型。目前使用各类介电材料制造的臭氧发生器市场上均有销售，其性能各有不同，玻璃介电体成本低性能稳是人工制造臭氧使用最早的材料之一，但机械强度差。陶瓷和玻璃类似但陶瓷不宜加工特别在大型臭氧机中使用受到限制。搪瓷是一种新型介电材料，介质和电极于一体,机械强度高、精密加工精度高，在大中型臭氧发生器中广泛使用，但制造成本较高。

5、按臭氧发生器结构划分，有间隙放电式（DBD）和开放式两种。间隙放电式的结构特点是臭氧在内外电极区间的间隙内产生臭氧，臭氧能够集中收集输出使用其浓度较高，如用于水处理。开放式发生器的电极是裸露在空气中的，所产生的臭氧直接扩散到空气中，因臭氧浓度较低通常只用于较小空间的空气灭菌或某些小型物品表面消毒。间隙放电式发生器可代替开放式发生器使用。但间隙放电式臭氧发生器成本远高于开放式。

以上不管是哪种类型的臭氧发生器，效率都很低，一小时产生一公斤的臭氧，空气源需20-23千瓦的功率，氧气源需7-12千瓦的功率，同时消耗大量的纯氧（相当10千瓦的电耗）。并且设备占地面积大、笨重，同时，造价高，平均一小时产生一公斤的臭氧发生器，价格在6-20万元以上，世界先进水平的进口设备，更是高达30万元左右。

发明内容

本发明的目的就是要解决现有臭氧发生器效率低，体积大，笨重，造价高等问题，提供一种高能脉冲臭氧发生器。

本发明的具体方案是：一种高能脉冲臭氧发生器，具有壳体，壳体内安装有脉冲变压器和臭氧发生单元以及脉冲发生控制器，脉冲发生控制器分别连接脉冲变压器和臭氧发生单元，壳体上还开有臭氧排放口，其特征是：所述臭氧发生单元包括有若干组叠装一起的主极板组件，两两主极板组件之间夹装付极板，所述每组主极板组件包括有前后两片云母隔板，前后云母隔板之间左右两侧设有绝缘隔片，中间形成空腔，空腔中装有云母基板，在云母基板的正反两片均布置有若干绝缘条，且在云母基板及绝缘条外部绕装有多道金属丝；金属丝及付极板各设有引线连接脉冲发生控制器。

本发明中所述脉冲变压器是采用高能脉冲变压器，该高能脉冲变压器包括有一基板，在基板上设有上、下支架板，上、下支架板上穿装有两根并排布置的导热螺杆，在每根导热螺杆上由内向外依次套装有磁管、高压包初级管、高压骨架管套、绝缘套、导热外壳管；所述高压骨架管套外壁设有多道环形凹槽，每道环形凹槽中绕装有高压包线圈，且在两根导热螺杆的两端位于上下支架板的内侧，装有上、下磁块，上、下磁块分别与两个磁管的两端紧贴安装，形成导通磁路。

为了监测臭氧生产量，本发明中在壳体内还装有过滤及流量监测电路。

为了保证发生器长时间稳定安全工作，防止过热，本发明中在壳体内还装有风冷装置，包括有风机和风道，并在壳体上开有通风孔。

本发明中所述臭氧发生单元中，所述付极板为不锈钢板或镍板或钨板或钛板。

为有利于降温，本发明中在付极板左右两侧正反面均设有绝缘隔离片，使付极板正反两面与主极板组件之间形成冷却风道。

本发明中所述臭氧发生单元主极板组件中，绕装的金属丝为不锈钢丝或镍铬丝或钨丝或钛丝。

本发明中所述臭氧发生单元主极板组件中，金属丝为螺旋绕装在云母基板上，螺距为2.5—6mm。

本发明是利用目前世界上最先进的高频电子技术，用高能脉冲高压电源，制造高压电晕电场，从而使电场更有效地使用氧分子发生电化学反应，效果提高20倍以上。

本发明电场介电材料一改玻璃、陶瓷板及搪瓷等材料，机械强度差，又不易加工的缺点，而采用以云母为基础的复合材料。其基本工作原理、输出方式与现有的电场电离而产生臭氧的特征相同。

普通的臭氧发生器需压缩气源，在一定空气密度下才有一定的效率，需空压机，同时，产生大量的热量而衰减，需对电场水冷或风冷，一般风冷效果不好，水冷又造成设备复杂，制造困难，同时，增加能耗。本发明的脉冲电源，由于电场密度极高，第一不需压缩气源，同时，不需水冷，简单的空气风冷就可以达到合格要求。

本发明设备重量只有原来的40分之一，传统产品在1200公斤，新产品只有30公斤，便于运输和安装。同时，设备造价也只有传统产品的50%-30%，并且使用寿命也大大延长，是典型的更新换代型新产品。

本发明结构简单、轻巧、便宜、效率高，运输、使用、安装方便。

附图说明

图1是本发明的（主视）结构示意图；

图2是本发明的（俯视）局剖示意图；

图3是本发明的右视图；

图4是本发明的后视图；

图5是图1的A-A放大视图；

图6是金属丝绕装云母基板的结构示意图；

图7是高能脉冲变压器主剖视图；

图8是高能脉冲变压器右剖视图；

图9是高压骨架管套主剖视图。

图中：1—壳体，2—脉冲发生控制器，3—风冷装置，4—脉冲变压器，5—过滤及流量监测电路，6—臭氧发生单元，7—臭氧排放口，8—前云母隔板，9—金属丝，10—云母基板，11—后云母隔板，12—付极板，13—绝缘隔离片，14—绝缘隔片，15—绝缘条，16—螺栓孔，17—通风孔，18—螺母，19—导热螺杆，20—上支架板，21—基板，22—上磁块，23—导热外壳管，24—绝缘套，25—高压骨架管套，26—高压包线圈，27—高压包初级管，28—磁管，29—下磁块，30—下支架板，31—环形凹槽。

具体实施方式

参见图1—9，本发明具有壳体1，壳体1内安装有脉冲变压器4和臭氧发生单元6以及脉冲发生控制器2，脉冲发生控制器2分别连接脉冲变压器4和臭氧发生单元6，壳体1上还开有臭氧排放口7，特别是：所述臭氧发生单元6包括有若干组叠装一起的主极板组件，两主极板组件之间夹装付极板12（参见图5，主极板组件四角开有螺栓孔16穿装螺栓装为一体），所述每组主极板组件包括有前后两片云母隔板8和11，前后云母隔板8和11之间左右两侧设有绝缘隔片14，中间形成空腔，空腔中装有云母基板10，在云母基板10的正反两片均布置有若干绝缘条15，且在云母基板10及绝缘条15外部绕装有多道金属丝9（参见图6）；金属丝9及付极板12各设有引线连接脉冲发生控制器2。

本实施例中所述脉冲变压器2是采用高能脉冲变压器，该变压器（参见图7、8）包括有一基板21，在基板21上设有上、下支架板20和30，上、下支架板20和30上穿装有两根并排布置的导热螺杆19（每根导热螺杆的两端采用螺母18锁紧固定）。在每根导热螺杆19上由内向外依次套装有磁管28、高压包初级管27、高压骨架管套25、绝缘套24、导热外壳管23；所述高压骨架管套25外壁设有多道环形凹槽31（参见图9），每道环形凹槽31中绕装有高压包线圈26，且在两根导热螺杆19的两端位于上下支架板20和30的内侧，装有上、下磁块22和29，上、下磁块22和29分别与两个磁管28的两端紧贴安装，形成导通磁路。

本实施例中在壳体1内还装有过滤及流量监测电路5（采用现有常规设计电路）。

本实施例中在壳体1内还装有风冷装置3，包括有风机和风道，并在壳体上开有通风孔17。

本实施例中所述臭氧发生单元6中，所述付极板12为不锈钢板或镍板或钨板或钛板。

本实施例中在付极板12左右两侧正反面均设有绝缘隔离片13，使付极板12正反两面与主极板组件之间形成冷却风道。

本实施例中所述臭氧发生单元主极板组件中，绕装的金属丝为不锈钢丝或镍铬丝或钨丝或钛丝。

本实施例中所述臭氧发生单元主极板组件中，金属丝为螺旋绕装在云母基板上，螺距为2.5—6mm，具体为4.5mm。当然适当偏离也是可行的。

Claims

1.一种高能脉冲臭氧发生器，具有壳体，壳体内安装有脉冲变压器和臭氧发生单元以及脉冲发生控制器，脉冲发生控制器分别连接脉冲变压器和臭氧发生单元，壳体上还开有臭氧排放口，其特征是：所述臭氧发生单元包括有若干组叠装一起的主极板组件，两两主极板组件之间夹装付极板，所述每组主极板组件包括有前后两片云母隔板，前后云母隔板之间左右两侧设有绝缘隔片，中间形成空腔，空腔中装有云母基板，在云母基板的正反两片均布置有若干绝缘条，且在云母基板及绝缘条外部绕装有多道金属丝；金属丝及付极板各设有引线连接脉冲发生控制器。

2.根据权利要求1所述的一种高能脉冲臭氧发生器，其特征是：所述脉冲变压器是采用高能脉冲变压器，该高能脉冲变压器包括有一基板，在基板上设有上、下支架板，上、下支架板上穿装有两根并排布置的导热螺杆，在每根导热螺杆上由内向外依次套装有磁管、高压包初级管、高压骨架管套、绝缘套、导热外壳管；所述高压骨架管套外壁设有多道环形凹槽，每道环形凹槽中绕装有高压包线圈，且在两根导热螺杆的两端位于上下支架板的内侧，装有上、下磁块，上、下磁块分别与两个磁管的两端紧贴安装，形成导通磁路。

3.根据权利要求1或2所述的一种高能脉冲臭氧发生器，其特征是：在壳体内还装有过滤及流量监测电路。

4.根据权利要求1或2所述的一种高能脉冲臭氧发生器，其特征是：在壳体内还装有风冷装置，包括有风机和风道，并在壳体上开有通风孔。

5.根据权利要求1所述的一种高能脉冲臭氧发生器，其特征是：所述臭氧发生单元中，所述付极板为不锈钢板或镍板或钨板或钛板。

6.根据权利要求1或5所述的一种高能脉冲臭氧发生器，其特征是：在付极板左右两侧正反面均设有绝缘隔离片，使付极板正反两面与主极板组件之间形成冷却风道。

7.根据权利要求1所述的一种高能脉冲臭氧发生器，其特征是：所述臭氧发生单元主极板组件中，绕装的金属丝为不锈钢丝或镍铬丝或钨丝或钛丝。

8.根据权利要求1所述的一种高能脉冲臭氧发生器，其特征是：所述臭氧发生单元主极板组件中，金属丝为螺旋绕装在云母基板上，螺距为2.5—6mm。