CN104973575A

CN104973575A - 大型板式臭氧发生装置

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Publication number: CN104973575A
Application number: CN201510460724.9A
Authority: CN
Inventors: 郭昱峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2015-10-14

Abstract

大型板式臭氧发生装置属于臭氧发生器技术领域，依次包括通过多根螺杆螺母和密封圈压紧并密封的第一端板、多个臭氧发生单元和第二端板，所述臭氧发生单元至少一面设有冷却水槽；所述臭氧发生单元由两个金属板和镶嵌在该两个金属板之间电离室凹槽中的至少一个介质板、多个间隔条、至少一个高压电极板、一个弹性板被镶嵌组成，通过两个金属板间密封圈获得了简易而有效的气体密封效果；通过实现大型板式臭氧发生装置内部冷却水通道和气体通道的密封连接，明显减少了外部接口、集成度高；臭氧发生单元中的两个金属板均可以用简单的模具铸造而成，避免了大量的机械加工，节约了成本并有利于大型化。

Description

大型板式臭氧发生装置

技术领域

本发明属于臭氧发生器技术领域，涉及大型化板式臭氧发生装置。

背景技术

随着经济发展，人类对水的污染越来越严重。人类面临如何对其产生的污染妥善处理的问题。大部分有机污染物可以通过微生物降解的方法除去，一些污染物难以被微生物降解，可以通过臭氧将这些难降解污染物氧化成易降解污染物，再利用微生物降解。当然臭氧本身是有机物污染物无害化，污水脱色、水消毒、气体消毒、气体脱色除味等的有效手段。

臭氧一般需要就地产生，因此臭氧发生器技术的发展将对人类未来污水处理技术的提高起到至关重要的作用。

目前国际市场上臭氧发射器以管式为主。相对而言，板式臭氧发射器工作电压更低，更节能，臭氧浓度更高，体积更小，技术优势明显。然而由于材料及结构设计问题，版式臭氧发生器的这些优势目前没有得到有效的发挥。

美国专利2345798(1944)揭示了板式臭氧发射器技术的基本构造，包括一密封外壳和多个包含在该外壳内的臭氧发生单元。每个臭氧发生单元包括一对高压电极板，一对介电板，一对铝质或其他导电金属地电极板和一对臭氧收集盒体。金属线网高压电极板与电介板铸成一体；介电板是玻璃或其他介电材料，在介电板与地电极板之间有多个间隔条，这些间隔条形成了在介电板与地电极板之间的条状空间是臭氧生成电离气隙空间。地电极板是长方形铝或其他合适的导电金属板。美国专利3081215(1963)指出介电板材料可以是玻璃、云母或陶瓷。美国专利4892713(1990)指出类似的间隔条由介电材料制成。这些已知技术奠定了板式臭氧器电离室的技术基础：即电离室包含地电极板、高压电极板、在地电极板和高压电极板之间的介电板和多个间隔条，其中介电板在地电极板侧或高压电极板侧。

中国专利(2005100445491)揭示了一种组合板式高频大型臭氧发生器，由数个臭氧发生小单元并联而成。该组合式臭氧发生器每个臭氧发生小单元均设有对外独立连接的冷却水进口、冷却水出口、进气口和出气口。该臭氧发生小单元包括一弹性板，在该弹性板两侧对称分布一铝合金双层复合高压电极板、6片导热垫片(即间隔条)、一个紧贴地电极的陶瓷片介电体、一个地电级；另外还包括在两个在地电极板板面平行方向两个侧面分别设置的端部密封件，在另外两个地电极板板面平行方向的两个侧面分别设置的一个进气盒和一个出气盒等。该臭氧发生小单元条形进气盒和出气盒与地电极板和端部密封件之间密封困难，虽然可以通过多达15个臭氧发生小单元组合形成约每小时1.5公斤的臭氧产量，但是多达60个对外管路连接影响了其实用性。中国专利(2005100445491)揭示的地电极是有一块铝合金板经复杂的机械加工而成，其中地电极板内部冷却水通道是复杂的机械加工和对加工工艺口封堵完成，存在制造成本高，不宜制成更大面积的地电极板，地电极板较厚致使臭氧发射器体积过大等问题。

中国专利申请(2013100979135)试图对以上技术方案进行改良，特别提出了在地电极板上设一体化的凸条和凹槽代替传统技术方案中设间隔条的技术方案。但是由于该凸条有良好的导电性，高压电极板与该凸条之间电阻较低，产生漏电从而会降低臭氧发生器的电效率。

中国专利申请(2014104234130)揭示了一种组合式板式臭氧发生器，将多个臭氧发生单元组合到一起，大大减少了臭氧发生器对外接口。其中臭氧发生单元为非对称结构，包括一地电极板、一介电板和一弹性体一体化高压电极板，地电极板和高压电极板均双面参与电离反应；由于高压电极板被弹性体包裹，高压电极板热量较难释放；其电离室一面是介电板，三面是组成一体化高压电极板的弹性体，电离气体和臭氧对这种弹性体材料有腐蚀和破坏的风险。

中国专利申请(201410082469.)揭示了一种平行板式臭氧发生装置，该装置由多组平行板式臭氧发生单元集合而成，每个臭氧发生单元均由地电极冷却腔框、地电极板、微放电间隙腔、陶瓷介电板复合高压电极板和高压电极板冷却腔框组成，多个臭氧发生单元紧密叠合成大型臭氧发生装置，高压电极板热量横向传导进入高压冷却腔，再纵向传导进入高压冷却框然后横向传导，经过绝缘层进入地电极冷却框。该中设计明确禁止两极冷却液同时采用水冷却法，因此使得冷却系统较为复杂；同时，由于高压冷却框处于高压电位，端面缺乏绝缘隔离，因此存在端面放电风险。

发明内容

本发明的目的之一是揭示一种大大减少外部接口并、高度集成、生产简单并高效的大型板式臭氧发生装置。

大型板式臭氧发生装置，依次包括一个第一端板、多个臭氧发生单元、一个第二端板；所述第一端板、多个板式臭氧发生单元、第二端板四周相对应位置均分别设有多个螺杆孔，多个螺杆和多个螺帽通过所述螺杆孔将所述第一端板、多个板式臭氧发生单元、一个第二端板和多个密封圈压紧固定成所述大型板式臭氧发生装置；

所述臭氧发生单元包括一个金属板A、一个金属板B、至少一个介质板、多个间隔条、至少一个高压电极板、至少一个弹性板；所述臭氧发生单元四角分别设有冷却水进水孔、冷却水出水孔、进气孔、出气孔，所述臭氧发生单元至少一面设有冷却水槽，所述冷却水槽与冷却水进水孔和冷却水出水孔连通，在所述臭氧发生单元B面围绕所述冷却水槽、冷却水进孔和冷却水出孔设置一个水室密封圈槽，在所述臭氧发生单元B面围绕进气孔、出气孔设有进气密封圈槽和出气密封圈槽；

所述臭氧发生单元中所述金属板A和金属板B相对面设有至少一电离室凹槽，所述电离室凹槽分别与所述进气孔、出气孔联通形成电离室；所述至少一个介质板、多个间隔条、至少一个高压电极板、至少一个弹性板被镶嵌在所述电离室凹槽中，在所述金属板A相对面围绕所述进气孔、出气孔和电离室凹槽有一气室密封圈槽；

所述臭氧发生单元中多个相邻高压电极板互相连接并与一高压线连接，该高压线被弹性密封块A和弹性密封块B压紧并被引出所述臭氧发生单元，所述弹性密封块B上设有与上述气室密封圈槽配合的密封块密封圈槽；

所述金属板A与所述金属板B通过设置在所述气室密封圈槽和所述密封块密封圈槽内的气室密封圈将所述进气孔、出气孔和凹槽A对外密封；所述弹性板外形设计符合将至少一个介质板、多个间隔条、至少一个高压电极板、至少一个弹性板相互压紧定位的要求；所述相邻两个间隔条、介质板、高压电极板之间的空隙为电离气隙空间；

所述第一端板与所述第二端板相对面与所述水室密封圈槽对应位置设置端板水室密封圈槽；所述第一端板相对面与所述进气孔密封圈槽、出气孔密封圈槽对应位置设置端板进气孔密封圈槽和端板出气孔密封圈槽；

所述第二端板相反面设置冷却水进水管、冷却水出水管、进气管、出气孔、接线盒；

所述冷却水进水管、所述冷却水进水孔、所述冷却水槽、所述冷却水出水孔、所述冷却水出水管互相联通，并通过设置在所述水室密封圈槽和端板水室密封圈槽内的多个密封圈对外密封；

所述进气管、所述进气孔、所述电离室凹槽、所述多个电离室、所述出气孔和所述出气管相互密封联通，并通过设置在所述进气孔密封圈槽、出气孔密封圈槽、端板进气孔密封圈槽和端板出气孔密封圈槽内的多个密封圈对外密封；

所述臭氧发生单元引出的至少一高压线被引入接线盒并与臭氧发生器供电系统连接。

所述高压电极板上设有多个与上述间隔条等宽的定位槽，用于对所述间隔条定位，该定位槽深度与间隔条厚度之差在0.1-0.2毫米之间。

所述板式发生单元中含有2-8块介电板。

所述板式发生单元中含有2-8块高压电极板。

所述介质板厚度在0.5-1.2毫米之间，材料是的陶瓷、玻璃或云母中的一种。

所述间隔条厚度在0.1-0.3毫米之间，材料是的陶瓷、玻璃或云母中的一种。

所述第一端板、第二端板、金属板A和金属板B、高压电极板是铝、镁、钛金属及其合金，表面经过防腐处理。

所述大型板式臭氧发生装置有益效果是：通过一个冷却水进水管一个冷却水出水管实现对多个臭氧发生单元的冷却，冷却水接口明显减少；氧气通过一个进气管进入，并被分配到多个电离室之中，氧气在电离室发生反应生成臭氧，并经出气管排出，气体接口明显减少；电离室被镶嵌在两个金属板之间，获得了简易而有效的气体密封效果；臭氧发生单元中的两个金属板均可以用简单的模具铸造而成，避免了大量的机械加工，节约了成本并有利于大型化。

附图说明

图1大型板式臭氧发生装置分解立体结构示意图

图2第一种大型板式臭氧发生装置板式臭氧发生单元分解立体结构示意图

图3第二种大型板式臭氧发生装置板式臭氧发生单元分解立体结构示意图

图中，101.第一端板，103.臭氧发生单元，105.第二端板，106.多个螺杆，107.多个螺帽，108.螺杆孔，111.端板进气孔密封圈槽，121.端板出气孔密封圈槽，131.端板水室密封圈槽，210.金属板A，220.金属板B，230.电离室凹槽，301.冷却水进水管，302.冷却水出水管，310.冷却水进水孔，320.冷却水出水孔，330.冷却水槽，331.水室密封圈槽，401.进气管，402.出气管，410.进气孔，411.进气密封圈槽，420.出气孔，421.出气密封圈槽，431.气室密封圈槽，501.接线盒，502.高压线，510.弹性密封块A，520.弹性密封块B，531.密封块密封圈槽，610.介质板，620.间隔条，630.高压电极板，640.弹性板。

图中多个密封圈被忽略。

具体实施方式

参见图1-2，大型板式臭氧发生装置，依次包括一个第一端板(101)、多个臭氧发生单元(103)、一个第二端板(105)；所述第一端板(101)、臭氧发生单元(103)、第二端板(105)四周相对应位置均分别设有多个螺杆孔(108)，多个螺杆(106)和多个螺帽(107)通过所述螺杆孔(108)将所述第一端板(101)、多个板式臭氧发生单元(103)、一个第二端板(105)和多个密封圈压紧固定成所述大型板式臭氧发生装置；

所述臭氧发生单元(103)包括一个金属板A(210)、一个金属板B(220)、至少一个介质板(610)、多个间隔条(620)、至少一个高压电极板(630)、至少一个弹性板(640)；所述臭氧发生单元(103)四角分别设有冷却水进水孔(310)、冷却水出水孔(320)、进气孔(410)、出气孔(420)，所述臭氧发生单元(103)至少一面设有冷却水槽(330)，所述冷却水槽(330)与冷却水进水孔(310)和冷却水出水孔(320)连通，在所述臭氧发生单元(103)B面围绕所述冷却水槽(330)、冷却水进孔(310)和冷却水出孔(320)设置一个水室密封圈槽(331)，在所述臭氧发生单元(103)B面围绕进气孔(410)、出气孔(420)设有进气密封圈槽(411)和出气密封圈槽(421)；

所述臭氧发生单元(103)中所述金属板A(210)和金属板B(220)相对面设有至少一电离室凹槽(230)，所述电离室凹槽(230)分别与所述进气孔(410)、出气孔(420)联通形成电离室；所述至少一个介质板(610)、多个间隔条(620)、至少一个高压电极板(630)、至少一个弹性板(640)被镶嵌在所述电离室凹槽(230)中，在所述金属板A(210)相对面围绕所述进气孔(410)、出气孔(420)和电离室凹槽(230)有一气室密封圈槽(431)；

所述臭氧发生单元(103)中多个相邻高压电极板(630)互相连接并与一高压线(502)连接，该高压线(502)被弹性密封块A(510)和弹性密封块B(520)压紧并被引出所述臭氧发生单元(103)，所述弹性密封块B(520)上设有与上述气室密封圈槽(431)配合的密封块密封圈槽(531)；

所述金属板A(210)与所述金属板B(220)通过设置在所述气室密封圈槽(431)和所述密封块密封圈槽(531)内的气室密封圈(图中未示)将所述进气孔(410)、出气孔(420)和凹槽A(230)对外密封；所述弹性板(640)外形设计符合将至少一个介质板(610)、多个间隔条(620)、至少一个高压电极板(630)、至少一个弹性板(640)相互压紧定位的要求；所述相邻两个间隔条(620)、介质板(610)、高压电极板(630)之间的空隙为电离气隙空间；

所述第一端板(101)与所述第二端板(105)相对面与所述水室密封圈槽(331)对应位置设置端板水室密封圈槽(131)；所述第一端板(101)相对面与所述进气孔密封圈槽(411)、出气孔密封圈槽(421)对应位置设置端板进气孔密封圈槽(111)和端板出气孔密封圈槽(121)；

所述第二端板(105)相反面设置冷却水进水管(301)、冷却水出水管(302)、进气管(401)、出气孔(420)、接线盒(501)；

所述冷却水进水管(301)、所述冷却水进水孔(310)、所述冷却水槽(330)、所述冷却水出水孔(320)、所述冷却水出水管(302)互相联通，并通过设置在所述水室密封圈槽(331)和端板水室密封圈槽(131)内的多个密封圈(图中未示)对外密封；

所述进气管(401)、所述进气孔(410)、所述电离室凹槽(230)、所述多个电离室(图中未示)、所述出气孔(420)和所述出气管(402)相互密封联通，并通过设置在所述进气孔密封圈槽(411)、出气孔密封圈槽(421)、端板进气孔密封圈槽(111)和端板出气孔密封圈槽(121)内的多个密封圈(图中未示)对外密封；

所述臭氧发生单元(103)引出的至少一高压线(502)被引入接线盒(501)并与臭氧发生器供电系统连接。

参见图3，所述高压电极板(630)上设有多个与上述间隔条(620)等宽的定位槽(631)，用于对所述间隔条(620)定位，该定位槽(631)深度与间隔条厚度之差在0.1-0.2毫米之间。

所述板式发生单元(103)中含有2-8块介电板(610)。

所述板式发生单元(103)中含有2-8块高压电极板(630)。

所述介质板(240)厚度在0.5-1.2毫米之间，材料是的陶瓷、玻璃或云母中的一种。

所述间隔条(222)厚度在0.1-0.3毫米之间，材料是的陶瓷、玻璃或云母中的一种。

所述第一端板、第二端板、金属板A(210)和金属板B(220)、高压电极板(241)是铝、镁、钛金属及其合金，表面经过防腐处理。

Claims

1.一种大型板式臭氧发生装置，其特征在于依次包括一个第一端板(101)、多个臭氧发生单元(103)；一个第二端板(105)；所述第一端板(101)、多个板式臭氧发生单元(103)、第二端板(105)四周相对应位置均分别设有多个螺杆孔(108)，多个螺杆(106)和多个螺帽(107)通过所述螺杆孔(108)将所述第一端板(101)、多个板式臭氧发生单元(103)、一个第二端板(105)和多个密封圈压紧固定成所述大型板式臭氧发生装置；

所述臭氧发生单元(103)中所述金属板A(210)和金属板B(220)相对面设有至少一电离室凹槽(230)，所述电离室凹槽(230)分别与所述进气孔(410)、出气孔(420)联通形成电离室；所述至少一个介质板(610)、多个间隔条(620)、至少一个高压电极板(630)、至少一个弹性板(640)被镶嵌在电离室凹槽(230)中，在所述金属板A(210)相对面围绕所述进气孔(410)、出气孔(420)和电离室凹槽(230)有一气室密封圈槽(431)；

2.根据权利要求1大型板式臭氧发生装置，其特征在于所述高压电极板(630)上设有多个与上述间隔条(620)等宽的定位槽(631)，该定位槽(631)深度与间隔条厚度之差在0.1-0.2毫米之间。

3.根据权利要求1大型板式臭氧发生装置，其特征在于所述板式发生单元(103)中含有2-8块介电板(610)。

4.根据权利要求1大型板式臭氧发生装置，其特征在于所述板式发生单元(103)中含有2-8块高压电极板(630)。

5.根据权利要求1大型板式臭氧发生装置，其特征在于所述介质板(240)厚度在0.5-1.2毫米之间，材料是的陶瓷、玻璃或云母中的一种。

6.根据权利要求1大型板式臭氧发生装置，其特征在于所述间隔条(222)厚度在0.1-0.3毫米之间，材料是的陶瓷、玻璃或云母中的一种。

7.根据权利要求1大型板式臭氧发生装置，其特征在于所述第一端板、第二端板、金属板A(210)和金属板B(220)、高压电极板(241)是铝、镁、钛金属及其合金，表面经过防腐处理。