CN104477852A - 一种模块化板式臭氧发生器 - Google Patents

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Abstract

一种模块化板式臭氧发生器,包括,顶板,多个介质阻挡放电模块,进气整流罩和出气整流罩。所述的顶板和介质阻挡放电模块依次层叠放置,其中,所述的顶板上设有冷却液出口;所述末端的介质阻挡放电模块上设置有冷却液入口;所述介质阻挡放电模块,进一步包括一体化高压电极体、带有阻挡介质层的地电极和电源引接件,所述的一体化高压电极体封装在所述带有阻挡介质层的地电极凹槽内,所述电源引接件安装在所述带有阻挡介质层的地电极上。本发明的臭氧发生器,可以简化板式臭氧发生器的结构,减轻板式臭氧发生器的重量,降低生产成本。

Description

一种模块化板式臭氧发生器
技术领域
本发明涉及一种臭氧发生器,尤其涉及一种以介质阻挡放电方式生产臭氧的臭氧发生器。
背景技术
利用低温等离子技术生产臭氧已有百年历史。随着技术的发展,近年来出现的DBD(Dielectric Barrier Discharge介质阻挡放电)臭氧发生器,在理论上和实践上已获得突破。与传统的管式结构臭氧发生器相比,可大幅缩小体积、提高效率、降低成本,也为模块化设计提供了可能,具有很好的市场前景和应用前景。然而,模块化板式DBD臭氧发生器在设计、制造和实现方法上还有大量问题需要探讨。
本公司申请的专利,申请号为201410423413.0、发明名称为《一种模块化板式臭氧发生器》的发明专利,展示了一种组态灵活、标准化的DBD模块,其采用模块化结构,可根据不同应用的需要,灵活组合为不同规模的臭氧发生器,并且减少了气、液接口数量。为板式臭氧发生器产品的标准化、系列化和冗余设计提供了基础。其缺点是各个模块之间都需要其边框上的密封圈组成层叠气体密封结构,造成密封面过多,模块自重很大,不利于系统可靠性的提高和生产成本的降低。另外,在上述发明的设计中,各个模块的进气气室和出气气室都是分属于各自模块内部,之间仅靠模块之间的气体进出口相连通,不利于各模块内部保持气压平衡和气流稳定性,在气体流量增大时,导致系统系能下降。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种模块化板式臭氧发生器,改变已有的组成臭氧发生器的模块的结构,以实现臭氧发生器中基本模块的简洁化和轻量化,用于构成任意规模的、面向各种应用的板式DBD臭氧发生器和应用系统。
为了实现上述目的,本发明的模块化板式臭氧发生器,包括,顶板、多个介质阻挡放电模块、进气整流罩和出气整流罩。所述的顶板和介质阻挡放电模块依次层叠放置,所述的进气整流罩和出气整流罩位于层叠放置的介质阻挡放电模块组两侧,其中,
所述的顶板上设有冷却液出口;
所述末端的介质阻挡放电模块上设置有冷却液入口;
所述进气整流罩上设有气体入口;
所述出气整流罩上设有气体出口;
所述介质阻挡放电模块,进一步包括一体化高压电极体、带有阻挡介质层的地电极和电源引接件,所述的一体化高压电极体封装在所述带有阻挡介质层的地电极上、下边框之间的凹槽内,所述电源引接件安装在所述带有阻挡介质层的地电极上。
其中,所述的一体化高压电极体由弹性体、高压电极板和合金电刷复合为一个整体,并沿其四周进行强化封装形成。
其中,所述的高压电极板在所述弹性体的两侧对称布置,在所述弹性体中心部分装有合金电刷,所述电源引接件穿过所述带有阻挡介质层的地电极的边框进入所述的一体化高压电极体内部并与合金电刷接触。
其中,在所述带有阻挡介质层的地电极的表面附着有阻挡介质层,在所述的阻挡介质层和所述高压电极板之间形成放电气室。
其中,在所述高压电极板的背面,沿长度方向,设有平行的凸起的肋条;在所述高压电极板的正面,沿宽度方向,设有平行的绝缘的条状凸起及凹槽,所述带有阻挡介质层的地电极和所述高压电极板的条状凸起相接触,对应的凹槽部分之间形成放电气室。
其中,所述的带有阻挡介质层的地电极内部设有冷却液流道。
其中,所述的进气整流罩和出气整流罩,位于层叠放置的介质阻挡放电模块组两侧并与之紧密接触形成密封结构,同时,进气整流罩和出气整流罩内部的气体空间分别与所述的DBD模块的放电气室相连通。
其中,所述的带有阻挡介质层的地电极,其边框上设置有冷却液通道,冷却液通道分别与所述顶板、末端DBD模块上的冷却液入口和冷却液出口相连通,所述冷却液通道分别与所述带有阻挡介质层的地电极和所述顶板内部的冷却液流道相连通。
本发明提出的模块化板式臭氧发生器,其优点在于:由若干本发明提出的标准化的DBD模块,顶板和进/出气体整流罩组成,组态灵活、结构简单。其中的DBD模块,是一种最小化的板式DBD臭氧发生器单体,在狭小的内部空间中集成了高压电极板、带有阻挡介质层的地电极、冷却液通道,以及液、电的互联接口等基本要素,各个模块共用进气整流罩内的进气气室和出气整流罩内的出气气室。这样做能够更好的平衡各个模块内放电气室的压力,有利于提高系统的效能。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,并与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为根据本发明的模块化板式臭氧发生器的立体结构示意图一;
图2为根据本发明的模块化板式臭氧发生器的立体结构示意图二;
图3为根据本发明的DBD模块示意图;
图4为图3所示的DBD模块A-A向剖视图;
图中,1是顶板,2是冷却液出口,3是气体入口,4是进气整流罩,5是气体出口,6是出气整流罩,7是冷却液入口,8是丝堵,9是电源引接件,10是上冷却液通道,11是下冷却液通道,12是带有阻挡介质层的地电极,13是弹性体,14是阻挡介质层,15是放电气室,16是冷却液流道,17是条状凸起结构,18是合金电刷,19是高压极板,20是介质阻挡放电模块(DBD模块)。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
图1为根据本发明的模块化板式臭氧发生器的立体结构示意图一,图2为根据本发明的模块化板式臭氧发生器的立体结构示意图二,如图1和2所示,本发明的模块化板式臭氧发生器,包括顶板1和多个DBD模块20。其中,
顶板1和多个DBD模块20层叠放置,顶板1侧面设有冷却液出口2;
末端DBD模块20一侧,设有冷却液入口7、水路丝堵8;在每个DBD模块20的上部,还设置有电源引接件9;
在顶板1和多个DBD模块20层叠放置的组合结构两侧,分别设有进气整流罩4和出气整流罩6;在进气整流罩4上设有气体进口3,在出气整流罩6上设有气体出口5
图3为根据本发明的DBD模块示意图,图4为图3所示的DBD模块A-A向剖视图,如图3-4所示,本发明的DBD模块,包括,一体化高压电极体、带有阻挡介质层的地电极12,以及电源引接件9,其中,
一体化高压电极体,其封装在带有阻挡介质层的地电极12的凹槽内,所述的一体化高压电极体由弹性体13、高压电极板19和合金电刷组成18构成。一体化高压电极体部分将弹性体13、高压电极板19、合金电刷18复合为一个整体,并沿其四周进行再次强化封装,从而提高了高压结构部分的绝缘性能、防爬电性能、介电性能和防腐蚀性能。
高压电极板19的背面,沿高压电极板的长度方向,设有平行的凸起的肋条,可以使用铸造或者热挤压的方法生成。高压电极板19的正面为工作面,沿高压电极板的宽度方向,设有平行的绝缘的条状凸起结构17,在条状凸起结构17之间,形成放电室凹槽。地电极12和高压电极板19的条状凸起相接触,对应的放电室凹槽之间形成放电气室15。
所述条状凸起结构17的顶面和放电凹槽的底面之间的高度差为0.1-0.5mm,可以用机加工或者化学腐蚀的方法,在高压电极板19的正面形成带有高度差的平行的绝缘凸起和放电凹槽,采用此种方法需要在凸起的平面部分覆盖高介电系数的金属氧化膜或者涂层以提高其绝缘性能。高压电极板19的绝缘凸起结构17,也可以直接在高压极板的表面粘合0.1-0.5mm的超薄陶瓷条的方法生成。无论采用何种方法,应该保证可以实现0.1mm~0.5mm的空气间隙,以确保臭氧发生器的性能。高压电极板19可用不锈钢或者铝合金制成,如采用铝合金构成,表面应进行氧化处理,以防止臭氧的腐蚀。
阻挡介质层14附着在顶板1和地电极的表面,顶板1和带有阻挡介质层的地电极12内部均设有冷却液流道16,两片高压电极板19在所述弹性体13的两侧对称布置,并与之紧密接触,在弹性体13的中心部分装有合金电刷18,电源引接件9穿过带有阻挡介质层的地电极12的边框进入一体化高压电极体内部并与合金电刷18接触;各DBD模块的放电气室15分别与进气整流罩4和出气整流罩6内部的气室相连通;所述的带有阻挡介质层的地电极12的边框上设置有上冷却液通道10和下冷却液通道11,上冷却液通道10与顶板的冷却液出口2相连接;DBD模块20的下冷却液通道11作为冷却液入口7与外界连接。同时各DBD模块20的上冷却液通道10、下冷却液通道11分别地电极内部的冷却液流道16相连通。
带有阻挡介质层的地电极12,其采用铝合金或不锈钢材料精铸成型,为平板状上下两侧带凸起的局部边框。带有阻挡介质层的地电极12的对角线方向设计了二条冷却液通道10和11,对内与冷却液流道16相接,对外分别与另一个DBD模块或顶板的冷却液出入通道相接。带有阻挡介质层的地电极12的边框上方留有电源引接件9的安装螺孔。带有阻挡介质层的地电极12若采用铝合金材料制作,成型后,外表面应实施化学沉镍或阳极氧化处理;冷却液流道内部表面应内衬不锈钢层或表面阳极氧化处理,防止外界以及冷却水体对铝合金的原电池侵蚀。在带有阻挡介质层的地电极12的正反两面,均覆盖有0.55mm~1.1mm厚度的阻挡介质层。
电源引接件9:其安装在带有阻挡介质层的地电极12的边框上方,采用成品工业火花塞/高压点火棒,由陶瓷或者四氟乙烯构成高绝缘性能的密封部件,中心设有100-250mm长度的合金杆。
本发明的模块化板式臭氧发生器的工作原理和工作过程:
本发明臭氧发生器中的DBD模块采用了最小化设计,在狭小的内部空间集成封装了:高压电极总成、带有阻挡介质层的地电极、放电气室、冷却液通道以及对外的液、电接口。外部电源通过电源引接件9的连接合金杆、合金电刷18接至高压电极板19,提供工作所需的高频/高压电源;高压电极板19、放电气室15和阻挡介质层14共同构成所需的低温等离子体环境。由氧气源来的富氧气体通过气体入口3进入进气整流罩4的内部形成的空间,并均匀分散后进入各个DBD模块的放电气室15,在低温等离子体氛围中合成臭氧,而后在出气整流罩内部形成的空间汇集、经气体出口5导出。
本发明DBD模块组在内部空间中,合理分配了气、液相的流道分布;工作气体和冷却液都可均匀的分配到各个DBD模块中,从而获得最佳的反应效果,以及最佳的工作温度。
本领域普通技术人员可以理解:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模块化板式臭氧发生器,其特征在于:包括顶板,多个介质阻挡放电模块,进气整流罩和出气整流罩,所述的顶板和介质阻挡放电模块依次层叠放置,所述的进气整流罩和出气整流罩位于层叠放置的介质阻挡放电模块组两侧,
其中,
所述的顶板上设有冷却液出口,
所述末端的介质阻挡放电模块上设置有冷却液入口,
所述进气整流罩上设有气体入口,
所述出气整流罩上设有气体出口,
所述介质阻挡放电模块,进一步包括一体化高压电极体、带有阻挡介质层的地电极和电源引接件,所述的一体化高压电极体封装在所述的带有阻挡介质层的地电极上、下边框之间的凹槽内,所述电源引接件安装在所述带有阻挡介质层的地电极上。
2.根据权利要求1所述的一种模块化板式臭氧发生器,其特征在于:所述的一体化高压电极体由弹性体、高压电极板和合金电刷复合为一个整体,并沿其四周进行强化封装形成。
3.根据权利要求2所述的一种模块化板式臭氧发生器,其特征在于:所述的高压电极板在所述弹性体的两侧对称布置,在所述带弹性体中心部分装有合金电刷,所述电源引接件穿过所述带有阻挡介质层的地电极的边框进入所述一体化高压电极体并与合金电刷接触。
4.根据权利要求2所述的一种模块化板式臭氧发生器,其特征在于:在所述带有阻挡介质层的地电极的表面附着有阻挡介质层,在所述的阻挡介质层和所述高压电极板之间形成放电气室。
5.根据权利要求3所述的一种模块化板式臭氧发生器,其特征在于:在所述高压电极板的背面,沿长度方向,设有平行的凸起的肋条;在所述高压电极板的正面,沿宽度方向,设有平行的绝缘的条状凸起及凹槽,所述带有阻挡介质层的地电极和所述高压电极板的条状凸起相接触,对应的凹槽部分之间形成放电气室。
6.根据权利要求1所述的一种模块化板式臭氧发生器,其特征在于:所述的带有阻挡介质层的地电极内部设有冷却液流道。
7.根据权利要求1所述的一种模块化板式臭氧发生器,其特征在于:所述的进气整流罩和出气整流罩,位于层叠放置的介质阻挡放电模块组的两侧并与之紧密接触形成密封结构,同时,进气整流罩和出气整流罩内部的气体空间分别与根据权利要求5所述的放电气室相连通。
8.根据权利要求1所述的一种模块化板式臭氧发生器,其特征在于:所述的带有阻挡介质层的地电极,其上、下边框上设置有冷却液通道,冷却液通道分别与所述顶板、末端DBD模块上的冷却液入口和冷却液出口相连通,所述冷却液通道分别与所述带有阻挡介质层的地电极和所述顶板内部的冷却液流道相连通。
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