CN108408693A - 一种设有储气凹槽的臭氧发生器 - Google Patents

Abstract

一种设有储气凹槽的臭氧发生器，包括中心电极、外环电极和堵头；外环电极套设在中心电极外，使中心电极的外圆周面与外环电极的内圆周面之间形成气体缝隙；堵头设有轴向通孔，其套设并固定在中心电极的端部，中心电极的端部的外圆周面沿径向凹陷，形成一环形的储气凹槽。本发明的臭氧发生器，通过在中心电极的端部设置储气凹槽，与堵头之间形成缓冲、储藏气体的空间，能够保证气体具备所需的浓度，使气体更均匀。

Description

一种设有储气凹槽的臭氧发生器

技术领域

本发明涉及一种气体发生器，尤其涉及一种臭氧发生器。

背景技术

臭氧发生器通常包括一中心电极管和一外环电极管，其接入交变高压电场电击氧气产生臭氧。现有的臭氧发生器在使用过程中，空气或氧气的供气情况可能会产生一定波动，或者臭氧发生器本身的气密性不良而有一定的气体泄露，容易导致臭氧发生器内气体的浓度产生波动，导致气体不均匀，不能保证生产所需浓度，降低臭氧发生效率。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种设有储气凹槽的臭氧发生器，包括中心电极、外环电极和堵头；外环电极套设在中心电极外，使中心电极的外圆周面与外环电极的内圆周面之间形成气体缝隙；堵头设有轴向通孔，其套设并固定在中心电极的端部，中心电极的端部的外圆周面沿径向凹陷，形成一环形的储气凹槽。

本发明的臭氧发生器，通过在中心电极的端部设置储气凹槽，与堵头之间形成缓冲、储藏气体的空间，能够保证气体具备所需的浓度，使气体更均匀。

在一些实施方式中，储气凹槽朝向中心电极端部的第一端形成一突起部；堵头的轴向通孔的内壁由外向里依次形成环形的第一台阶和第二台阶，堵头的第一台阶与中心电极的储气凹槽的突起部抵接，堵头的第二台阶与外环电极的端部抵接；堵头中设有通气孔，通气孔、储气凹槽、气体缝隙依次连通。通过堵头上的双台阶(第一台阶、第二台阶)设置，分别与中心电极和外环电极抵接，形成气密结构，保证臭氧发生器的气密安全性以及臭氧生产效率。

在一些实施方式中，储气凹槽朝向中心电极中心的第二端形成在外环电极的内部。由此，能够使储气凹槽将通气孔与气体缝隙直接连通，并保证其路径宽敞通达，进一步起到保证气体均匀化的作用。

在一些实施方式中，堵头的第一台阶处还设有第一密封圈，中心电极的储气凹槽的突起部通过第一密封圈与堵头的第一台阶抵接；堵头的第二台阶处还设有第二密封圈，外环电极的端部通过第二密封圈与堵头的第二台阶抵接；第一密封圈的横截面为圆形；第二密封圈的横截面为“L”字型，使第二密封圈与堵头的第二台阶的形状适配。由此，提高密封性能，并保证中心电极与外环电极之间的同轴度。

在一些实施方式中，中心电极中空，其内部设有管形散热件，管形散热件的横截面为具有缺口的环形结构；管形散热件的内壁固定有向内伸出的散热片。中心电极中设有具有缺口的管形散热件，便于装配和拆卸。

在一些实施方式中，外环电极包括中空的陶瓷内管和套设在陶瓷内管上的散热翅片；散热翅片由两个半圆结构组接而成；散热翅片包括沿径向交替固定的竖型片和Y型片，竖型片的横截面为竖条型，Y型片的的横截面为“Y”字型，其分支朝外。散热翅片采用太阳花结构(交替固定的竖型片和Y型片)，提高散热效率。

在一些实施方式中，还包括两个固定件；中心电极的末端部伸出于堵头外，固定件分别固定在中心电极的末端部，并使堵头与中心电极、外环电极的端部压合固定；固定件为设有内螺纹的导电圆环件，固定件上设有至少两个工具插孔，其中一固定件上还设有电极端子固定孔。

在一些实施方式中，还包括两个支架，其分别套设在中心电极的两端处，并通过固定件压合固定在堵头的外端面上；支架包括一立部和固定在立部底端的卧部，立部与中心电极固定，并设有对流孔，两个支架的对流孔沿轴向相对；卧部上设有六角形固定孔。支架上设置对流孔，加强风冷效率。

在一些实施方式中，堵头上设有一凸起的通气柱，通气孔贯穿通气柱，通气柱的外壁上设有第一倾斜面，其外径向外缩小；还包括固定螺母，固定螺母通过螺纹旋合在通气柱上，固定螺母的内壁上设有第二倾斜面，第二倾斜面的外径向外缩小，第一倾斜面和第二倾斜面隔开并相对；第一倾斜面和第二倾斜面为锥面，或第一倾斜面和第二倾斜面为弧面；第一倾斜面和第二倾斜面平行。通气柱和固定螺母上设置倾斜面，能够保证气管连接的牢固性和密封性。

在一些实施方式中，两个堵头的通气孔沿朝向堵头内部的方向分别形成第一轴线和第二轴线，第一轴线和第二轴线在臭氧发生器横截面上的投影形成夹角α，0＜α≤180°。两个通气孔的轴线的投影形成夹角，能够使气体流通方向交错，气体能够更均匀地遍布储气凹槽、气体缝隙的圆周方向上各个位置。

附图说明

图1为本发明的臭氧发生器的立体图；

图2为本发明的臭氧发生器的左视图；

图3为图2的A-A处的剖视图；

图4为本发明的中心电极的立体图；

图5为本发明的堵头的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1-3示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的臭氧发生器。如图所示，该臭氧发生器包括中心电极1、外环电极2、两个堵头3、两个支架5、两个固定件6和两个固定螺母7。该臭氧发生器大致为对称结构，其中，外环电极2套设在中心电极1外，堵头3、支架5和固定件6依次分别固定在中心电极1的两端，固定螺母7固定在堵头3上。

中心电极1为金属制的电极管。请参阅图4，中心电极1的两端的外圆周面沿径向凹陷，分别形成一环形的储气凹槽11，储气凹槽11包括第一端和第二端，第一端朝向中心电极端部，第二端朝向中心电极的中心，在第一端处形成一突起部111。中心电极1中空，其内部设有金属制的管形散热件12，优选地，管形散热件12的横截面为具有缺口的环形结构，其内壁固定有向内伸出的散热片121。该管形散热件12采用具有缺口的结构，使其能够具有微小的弹性，其外径根据受力情况会发生微小的变化，该管形散热件12在装配时，可采用工具将其夹紧，其外径缩小，放置到中心电极1内后，松开工具，管形散热件12则向外扩张，顶住中心电极1的内圆周面，即可固定。需要拆卸时，可使用例如顶出工具，抵住管形散热件12的端部，并将其从中心电极1内顶出，拆卸十分方便。

外环电极2包括一中空的陶瓷内管21和套设在陶瓷内管21上的散热翅片22。陶瓷内管21套设在中心电极1外，其内圆周面与中心电极1的外圆周面之间形成一轴向的气体缝隙4，用于通入氧气或空气，通过电晕产生臭氧。具体地，散热翅片22由两个半圆结构组接而成，其包括沿径向交替固定的竖型片221和Y型片222，竖型片221的横截面为竖条型，Y型片222的的横截面为“Y”字型，一端为单支，另一端为两个分支，其中分支朝外。该Y型片222的分支端能够有效增加散热片121的散热面积，同时单支端能够确保与相邻竖形片具有一定距离，不会导致散热片过密，保证散热空间。散热翅片22为铝合金翅片，其经过氧化处理，防止在使用过程中产生铝垢或粉末，以影响散热效果而加大能耗。

堵头3设有轴向通孔31，请参阅图5，该轴向通孔31的内壁由外向里(“里”指靠近臭氧发生器的中心的方向，“外”指远离臭氧发生器的中心的方向)依次形成环形的第一台阶32和第二台阶33，其中第一台阶32的内径小于第二台阶33的内径。堵头3分别套设在中心电极1的两端，并使中心电极1的末端部伸出于堵头3外。堵头的第一台阶32与中心电极的储气凹槽11的突起部111抵接，形成气密结构，进一步地，堵头的第一台阶32处还设有第一密封圈34，中心电极的储气凹槽11的突起部111通过第一密封圈34与堵头的第一台阶32抵接，提高气密性。堵头的第二台阶33与陶瓷内管21的端部抵接，形成气密结构，进一步地，堵头的第二台阶33处还设有第二密封圈35，陶瓷内管21的端部通过第二密封圈35与堵头的第二台阶33抵接，提高气密性。该第一密封圈34和第二密封圈35除了提高气密性以外，还能更好地保证中心电极1和外环电极2之间的同轴度。优选地，第一密封圈34的横截面为圆形，第二密封圈35的横截面为“L”字型，其贴合在陶瓷内管21的端面和外圆周面以及堵头的第二台阶33上，与堵头第二台阶的形状适配。

堵头3还包括一径向凸起于其顶部的通气柱36，用于与气管连接。堵头3中设有径向贯穿的通气孔37，通气孔37的一端贯穿通气柱36的顶部，另一端与中心电极的储气凹槽11连通。通气柱36的外壁上设有第一倾斜面361，其外径向外缩小。通气柱36的外壁上还设有螺纹，固定螺母7通过螺纹旋合在通气柱36上，固定螺母7的内壁上设有第二倾斜面71，第二倾斜面71的外径向外缩小，与通气柱的第一倾斜面361的倾斜方向相同。第一倾斜面361和第二倾斜面71之间相隔一定距离，并相向而对。当通气柱36与用于通入气体的气管连接时，该气管的端部可以套在第一倾斜面361上，然后将第二固定螺母7套在气管上，并旋合在通气柱36上，相比起普通的非倾斜面设计，该第二倾斜面71与第一倾斜面361共同对气管形成一倾斜的压迫力，能更好地保证连接的紧固性以及密封性能。具体地，该第一倾斜面361和第二倾斜面71可以是锥面或弧面，可以是光滑面或粗糙面，可以相对平行或不平行，本实施例中优选相互平行的光滑锥面。

优选地，堵头3、第一密封圈34和第二密封圈35可由塑料制作，由于其需要与臭氧接触，优选采用氟塑料制成，氟塑料是指部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物，其具有优良的阻燃、抗氧化、耐腐蚀、耐高低温性能，进一步地，堵头3及其通气柱36可以采用PVDF(聚偏氟乙烯)材料注塑而成。

堵头的通气孔37、储气凹槽11、气体缝隙4依次连通，该储气凹槽11能够作为一个储气用的空间，对气体的进入和排出起到一个缓冲、储藏的作用，能够保证气体具备所需的浓度，将内部因素或外部因素导致的气体浓度的波动降到最低，使气体更均匀。优选地，储气凹槽11的第二端形成在外环电极的内部，使储气凹槽11能够覆盖通气孔37的末端以及外环电极2的端部，储气凹槽11与堵头3的内壁以及外环电极2的内圆周面共同围成储气空间，而不仅仅在堵头3的内壁和储气凹槽11之间围成储气空间。这样设置的考虑是，气体从通气孔37流向气体缝隙4的路径若过于狭窄、弯曲，则气体流通不畅，或者路径的宽度变化太大、形状变化太大(例如拐角等突变处)，则容易导致气体流速波动大，造成气流浓度不均匀，采用储气凹槽11同时覆盖通气孔37的末端和外环电极2的端部，能够使储气凹槽11将通气孔37与气体缝隙4直接连通，并保证其路径宽敞通达，进一步起到保证气体均匀化的作用。

优选地，两个堵头的通气孔37沿朝向堵头3内部的方向分别形成第一轴线和第二轴线(即图2中的带箭头的虚线)，该第一轴线和第二轴线在臭氧发生器横截面上的投影(第一轴线和第二轴线本身不一定相交，见图1)形成夹角α，0＜α≤180°，即两个通气孔37的中心轴不相互平行，该夹角具体可以是45°、90°、135°、180°(即第一轴线和第二轴线相互平行但方向相反)等等，这样设置的好处是，当气体从通气孔37进入和排出时，气体相对于臭氧发生器的进入角度和排出角度不同，使气流所需经过的最短路径更长，进而使气体均匀地遍布储气凹槽11、气体缝隙4的圆周方向上各个位置。

中心电极1的末端部伸出堵头3，并依次与支架5、固定件6固定。其中该固定件6具体为设有内螺纹的导电圆环件，其旋合在中心电极1的末端部的螺纹上，将堵头3与陶瓷内管21、储气凹槽的突起部111压合固定，并将支架5压合固定在堵头3的端面上。优选地，该固定件6上设有至少两个工具插孔61，供装配或拆卸工具固定用，其中一固定件6上还设有电极端子固定孔62，电极端子固定孔62上固定有电极端子(图中未示出)，以接入电源。

支架5分别套设在中心电极1的两端处。支架5包括一立部51和固定在立部51底端的卧部52，立部51垂直于中心电极1的轴向。在另一种实施方式中，立部51的下方设有对流孔511(图中未示出)，两个支架5的对流孔511沿轴向相对。使用时，可在臭氧发生器的一端设置风扇，气流带走散热翅片22、以及管形散热件12上的热量，实现风冷，同时两个支架的对流孔511能增加对流，进一步增加风冷效率。卧部52上设有六角形固定孔521，当臭氧发生器通过支架5卧部52固定在工作面上时，可以将固定用的六角螺栓放入固定孔，螺栓的头部直接嵌入形状相同的六角形固定孔521中，则拧螺母时无需腾出一只手固定螺栓，方便装配和拆卸。

在其他实施方式中，可以省略管形散热件，或管形散热件采用其他结构；支架可省略对流孔、固定孔的设置；固定螺母可以不采用倾斜面设置，而采用普通螺母；堵头可以不通过固定件压合在中心电极上，例如通过卡合等其他固定方式；堵头、第一密封圈和第二密封圈可以采用其他材料制成，中心电极、陶瓷内管、散热翅片等可以采用其他材料制成。

本发明的臭氧发生器在使用时，将风扇置于臭氧发生器的一端或两端，气流经过外环电极上的散热翅片22以及中心电极上的管形散热件12进行散热，实现双风冷；将气管分别接入堵头的通气柱36，并通入空气或氧气，气流依次通过通气孔37、储气凹槽11，进入气体缝隙4；通过固定件6上的电极端子和散热翅片22分别接入交变高压电场，使中心电极1和陶瓷内管21分别接入该交变高压电场，因而使陶瓷内管21的内圆周面与中心电极1的外圆周面接入电场，使气体缝隙4中的含氧气体产生电晕放电，电晕中的自由高能电子离解O₂分子，经三体碰撞反应又聚合成O₃分子，以产生臭氧，臭氧再依次通过另一端的储气凹槽11和通气孔37离开臭氧发生器。

本发明的臭氧发生器，通过在中心电极的两端设置储气凹槽，与堵头之间形成缓冲、储藏气体的空间，能够保证气体具备所需的浓度，使气体更均匀，同时，通过堵头上的双台阶(第一台阶、第二台阶)设置，分别与中心电极和外环电极抵接，形成气密结构，保证臭氧发生器的气密安全性以及臭氧生产效率。进一步地，储气凹槽第二端形成在外环电极的内部，使储气凹槽覆盖通气孔的末端以及外环电极的端部，能够使储气凹槽将通气孔与气体缝隙直接连通，并保证其路径宽敞通达，进一步起到保证气体均匀化的作用。进一步地，通过设置密封圈(第一密封圈、第二密封圈)提高密封性能，并保证中心电极与外环电极之间的同轴度。进一步地，中心电极中设有具有缺口的管形散热件，便于装配和拆卸。进一步地，散热翅片采用太阳花结构(交替固定的竖型片和Y型片)，提高散热效率。进一步地，支架上设置对流孔，加强风冷效率。进一步地，通气柱和固定螺母上设置倾斜面(第一倾斜面和第二倾斜面)，保证气管连接的牢固性和密封性。进一步地，两个通气孔的轴线的投影形成夹角，使气体能够更均匀地遍布储气凹槽、气体缝隙的圆周方向上各个位置。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种设有储气凹槽的臭氧发生器，其特征在于：包括中心电极(1)、外环电极(20)和堵头(3)；所述外环电极(20)套设在所述中心电极(1)外，使所述中心电极(1)的外圆周面与外环电极(20)的内圆周面之间形成气体缝隙；所述堵头(3)设有轴向通孔(31)，其套设并固定在所述中心电极(1)的端部，所述中心电极(1)的端部的外圆周面沿径向凹陷，形成一环形的储气凹槽(11)。

2.根据权利要求1所述的设有储气凹槽的臭氧发生器，其特征在于：所述储气凹槽(11)朝向所述中心电极(1)端部的第一端形成一突起部(111)；所述堵头(3)的轴向通孔(31)的内壁由外向里依次形成环形的第一台阶(32)和第二台阶(33)，所述堵头(3)的第一台阶(32)与所述中心电极(1)的储气凹槽(11)的突起部(111)抵接，所述堵头(3)的第二台阶(33)与所述外环电极(20)的端部抵接；所述堵头(3)中设有通气孔(37)，所述通气孔(37)、储气凹槽(11)、气体缝隙(4)依次连通。

3.根据权利要求1所述的设有储气凹槽的臭氧发生器，其特征在于：所述储气凹槽(11)朝向所述中心电极(1)中心的第二端形成在所述外环电极(20)的内部。

4.根据权利要求1所述的设有储气凹槽的臭氧发生器，其特征在于：所述堵头(3)的第一台阶(32)处还设有第一密封圈(34)，所述中心电极(1)的储气凹槽(11)的突起部(111)通过所述第一密封圈(34)与所述堵头(3)的第一台阶(32)抵接；所述堵头(3)的第二台阶(33)处还设有第二密封圈(35)，所述外环电极(20)的端部通过所述第二密封圈(35)与所述堵头(3)的第二台阶(33)抵接；所述第一密封圈(34)的横截面为圆形；所述第二密封圈(35)的横截面为“L”字型，使所述第二密封圈(35)与所述堵头(3)的第二台阶(33)的形状适配。

5.根据权利要求1所述的设有储气凹槽的臭氧发生器，其特征在于：所述中心电极(1)中空，其内部设有管形散热件(12)，所述管形散热件(12)的横截面为具有缺口的环形结构；所述管形散热件(12)的内壁固定有向内伸出的散热片(121)。

6.根据权利要求1所述的设有储气凹槽的臭氧发生器，其特征在于：所述外环电极(20)包括中空的陶瓷内管(21)和套设在所述陶瓷内管上的散热翅片(22)；所述散热翅片(22)由两个半圆结构组接而成；所述散热翅片(22)包括沿径向交替固定的竖型片(221)和Y型片(222)，所述竖型片(221)的横截面为竖条型，所述Y型片(222)的的横截面为“Y”字型，其分支朝外。

7.根据权利要求1所述的设有储气凹槽的臭氧发生器，其特征在于：还包括两个固定件(6)；所述中心电极(1)的末端部伸出于所述堵头(3)外，所述固定件(6)分别固定在所述中心电极(1)的末端部，并使所述堵头(3)与所述中心电极(1)、外环电极(20)的端部压合固定；所述固定件(6)为设有内螺纹的导电圆环件，所述固定件(6)上设有至少两个工具插孔(61)，其中一固定件(6)上还设有电极端子固定孔(62)。

8.根据权利要求7所述的设有储气凹槽的臭氧发生器，其特征在于：还包括两个支架(5)，其分别套设在所述中心电极(1)的两端处，并通过所述固定件(6)压合固定在所述堵头(3)的外端面上；所述支架(5)包括一立部(51)和固定在所述立部底端的卧部(52)，所述立部(51)与所述中心电极(1)固定，并设有对流孔(511)，所述两个支架(5)的对流孔(511)沿轴向相对；所述卧部(52)上设有六角形固定孔(521)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设有储气凹槽的臭氧发生器，其特征在于：所述堵头(3)上设有一凸起的通气柱(36)，所述通气孔(37)贯穿所述通气柱(36)，所述通气柱(36)的外壁上设有第一倾斜面(361)，其外径向外缩小；还包括固定螺母(7)，所述固定螺母(7)通过螺纹旋合在所述通气柱(36)上，所述固定螺母(7)的内壁上设有第二倾斜面(71)，所述第二倾斜面(71)的外径向外缩小，所述第一倾斜面(361)和第二倾斜面(71)隔开并相对；所述第一倾斜面(361)和第二倾斜面(71)为锥面，或所述第一倾斜面(361)和第二倾斜面(71)为弧面；所述第一倾斜面(361)和第二倾斜面(71)平行。

10.根据权利要求9所述的设有储气凹槽的臭氧发生器，其特征在于：所述两个堵头(3)的通气孔(37)沿朝向堵头内部的方向分别形成第一轴线和第二轴线，所述第一轴线和第二轴线在臭氧发生器横截面上的投影形成夹角α，0＜α≤180°。