CN110028043A - 沿面放电臭氧发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种沿面放电臭氧发生器，包括两个以上成对布置、且呈平板状的沿面放电模块，沿面放电模块之间平行布置，成对布置的两个沿面放电模块的放电表面相对布置且二者之间保留间隙以形成气体通道，所述沿面放电模块设有与所述放电表面对应的介质冷却通道，用以对所述放电表面进行冷却。本发明提供的沿面放电臭氧发生器，实现了大气隙的放电结构，并通过再地电极处进行冷却的结构设计，确保臭氧发生器工作在适宜的温度条件下，减少臭氧逆反应的效率；同时也避免了空气净化器的空气源需要前置脱水处理的复杂结构设计，空气中的氮氧化物和水分的反应生成物的有限沉积不会堵塞放电气隙，使得空气源可以作为新型臭氧发生器的气源。
Description
技术领域
本发明涉及臭氧技术领域，更具体的说是一种大通气量的沿面放电臭氧发生器。
背景技术
臭氧发生器的DBD放电气隙宽窄的最小化，是臭氧生产浓度和效率的关键技术条件之一。然而由于空气气源中的氮气在气隙电场中被电离产生氮氧化物，与空气中的水分反应产生酸性粘稠物和固体颗粒物一起粘结在电极表面，阻塞放电狭窄气隙，造成设备失效。
虽然有人通过加设空气除湿除尘等设备，希冀解决上述问题，但是冷冻凝结去除水分设备的造价和能耗的增加，加之空气源电离过程对氮气的无效能耗。所以目前的臭氧发生器的气源通常使用纯氧，但是使用纯氧的成本较大，并且由于DBD技术本身的限制，放电气隙较小，导致气体流通量也相对较小。使得此时的空气源臭氧发生器相比传统氧气源臭氧发生器缺乏明显竞争优势，所以今天臭氧发生器市场依然被氧气纯净气源设备所主导。
发明内容
本发明的目的是提供一种沿面放电臭氧发生器，解决现有技术臭氧发生器通气量小、且严重依赖纯氧的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
沿面放电臭氧发生器，包括两个以上成对布置、且呈平板状的沿面放电模块，沿面放电模块之间平行布置，成对布置的两个沿面放电模块的放电表面相对布置且二者之间保留间隙以形成气体通道，所述沿面放电模块设有与所述放电表面对应的介质冷却通道，用以对所述放电表面进行冷却。
可选择地，所述沿面放电模块的四周被能够绝缘的壳体封闭，并在壳体上开设相应的进气口和出气口，所述进气口和所述出气口分别与所述气体通道连通。相应地，介质冷却通道可以采用水、油或者其他流体作为冷却介质，为了完成循环冷却的目的，还需要设置必要的循环管路、循环泵、外部换热器等。通常地，介质冷却通道的流体入口和流体出口可以设置为穿过壳体。
所述沿面放电模块，包括地电极板、介质板和高压电极板，其中所述介质板由绝缘材料制造，设置在所述地电极板和所述高压电极板之间，并且所述介质板的边缘凸伸出所述地电极板和所述高压电极板的边缘；其中，所述高压电极板与高频高压电源的高压电极连接，所述地电极板的导电部位与地极连接。
优选地，所述介质板选择陶瓷板。
优选地，所述高压电极板的板面具有条带状镂空，以在镂空部位的介质板形成沿面放电。
优选地，所述介质板与所述地电极板之间、所述介质板与所述高压电极板之间分别通过钎焊层连接。
优选地，所述介质冷却通道设置在所述地电极板的内部，并且所述冷却介质通道覆盖的区域与所述高压电极板相对应。
进一步可选择地，所述介质板的边缘包覆有绝缘材料制造的防爬电套，所述防爬电套呈环形布置在所述介质板的四周，并且所述防爬电套的截面呈U形。
或者，所述介质冷却通道设置为所述地电极板表面的水槽，并且所述水槽的延伸方向与所述高压电极板的条带状镂空相平行。
进一步可选择地，将水槽中的水与地极连接，此时水槽中的水就作为导电部位，地电极板可以为金属材料也可以采用绝缘的非金属材料制造。
进一步可选择地，所述地电极板的两侧通过绝缘材料灌封，绝缘材料与介质板连接。采用绝缘材料灌封的防爬电效果更好，特别是通过灌封的方式直接阻断了地电极板与高压电极板之间的空间(通过空气分子)连接，提高了设备的安全性。
所述地电极板的两侧均设置有介质板、高压电极板，使两侧的高压电极板共用地电极板，通过地电极板上的介质冷却通道将沿面放电产生的热量带走，同时对两侧的高压电极板进行降温。
所述沿面放电模块被固定在壳体内壁的硅胶槽中。
所述高压电极板的边缘设有电极连接部，用以与高压电极导线连接，所述高压电极导线穿过所述介质板和所述地电极板，并对应地在所述地电极板上的对应位置设有缺口，在缺口内充填绝缘材料，使高压电极导线不会与地电极板导通。
本发明提供的沿面放电臭氧发生器，实现了大气隙的放电结构，并通过再地电极处进行冷却的结构设计，确保臭氧发生器工作在适宜的温度条件下，减少臭氧逆反应的效率；同时也避免了空气净化器的空气源需要前置脱水处理的复杂结构设计，空气中的氮氧化物和水分的反应生成物的有限沉积不会堵塞放电气隙，使得空气源可以作为新型臭氧发生器的气源，臭氧发生器系统结构大大简化，设备购置投入和维护工作量大大降低。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述沿面放电臭氧发生器的结构示意图；
图2是本发明实施例所述沿面放电模块的连接示意图；
图3是本发明实施例所述沿面放电模块的结构示意图；
图4是本发明实施例所述沿面放电臭氧发生器的结构示意图；
图5是本发明实施例所述沿面放电模块的连接示意图；
图6是本发明实施例所述沿面放电模块的结构示意图。
图中：
10、沿面放电模块；11、地电极板；12、介质板；13、高压电极板；14、防爬电套；15、绝缘材料；16、缺口；17、电极连接部；
20、气体通道；
30、介质冷却通道；31、水槽；
50、壳体；51、硅胶槽；52、加强金属板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本实施例提供一种沿面放电臭氧发生器，包括两个呈平板状的沿面放电模块10，沿面放电模块10之间平行布置，成对布置的两个沿面放电模块10的放电表面相对布置且二者之间保留间隙以形成气体通道20，所述沿面放电模块10设有与所述放电表面对应的介质冷却通道30，用以对所述放电表面进行冷却。
所述沿面放电模块的四周被能够绝缘的壳体50(如图4所示)封闭，并在壳体上开设相应的进气口和出气口(图中未示出)，所述进气口和所述出气口分别与所述气体通道连通。相应地，介质冷却通道可以采用水、油或者其他流体作为冷却介质，为了完成循环冷却的目的，还需要设置必要的循环管路、循环泵、外部换热器等。通常地，介质冷却通道的流体入口和流体出口可以设置为穿过壳体。
本实施例提供的是一种极简结构，采用两个沿面放电模块10，能够增大两个沿面放电模块之间的距离，使两个沿面放电模块产生的沿面放电作用相互叠加，每个沿面放电模块的沿面放电能量都会得到充分的利用，避免了单层沿面放电模块配置一个放电气隙的构造由于放电距离衰减而导致的放电效果不佳、由于放电气隙小而导致通气量小的问题；与目前臭氧发生器所采用的单层、小气隙的沿面放电结构相比，本实施例提供的臭氧发生器(以两个沿面放电模块为例)，放电气隙可以扩大2倍以上，通气量扩大3倍以上，臭氧的产率提高3倍以上，比两个单独设置的单层沿面放电结构的效果显著提升。
如图2、图3及图6所示，本实施例提供的沿面放电臭氧发生器，进一步的设置是：所述沿面放电模块10，包括地电极板11、介质板12和高压电极板13，其中所述介质板12由绝缘材料制造，设置在所述地电极板11和所述高压电极板13之间，并且所述介质板12的边缘凸伸出所述地电极板11和所述高压电极板13的边缘；其中，所述高压电极板13与高频高压电源的高压电极连接，所述地电极板11的导电部位与地极连接。
所述介质板12选择陶瓷板；陶瓷板具有良好的绝缘性能，并且可以有效地防爬电，从而可以避免地电极板和高压电极板之间的高压直流电场直接击穿介质板12。
所述介质板12与所述地电极板11之间、所述介质板12与所述高压电极板13之间分别通过钎焊层连接。
所述介质冷却通道30设置在所述地电极板11的内部，并且所述冷却介质通道30覆盖的区域与所述高压电极板13相对应。
所述介质板12的边缘包覆有绝缘材料制造的防爬电套14，所述防爬电套14呈环形布置在所述介质板12的四周，并且所述防爬电套14的截面呈U形。
所述高压电极板13的板面具有条带状镂空，以在镂空部位的介质板12形成沿面放电。
所述介质冷却通道30设置为所述地电极板11表面的水槽31，并且所述水槽的延伸方向与所述高压电极板13的条带状镂空相平行。通过水槽31与高压电极板31的条带状镂空平行布置，可以使二者之间的距离恒定，沿面放电效果好。
将水槽31中的水与地极连接，此时水槽31中的水就作为导电部位，地电极板11可以为金属材料也可以采用绝缘的非金属材料制造。利用水槽中的水作为地极，而将设置有水槽31的地电极板11使用非金属材料，可以有效降低爬电的可能，特别地，此时的非金属材料可以对电起到绝缘作用，提高了臭氧发生器的安全性；而通常非金属材料更容易获得，并且成本低、质量轻，与金属材料的地电极板相比，具有非常强大的优越性。
进一步优选的设计是，水槽31的非边缘位置通过导电胶与介质板12连接，水槽31的边缘位置通过绝缘胶与介质板连接，此时在导电胶的导电作用下，使水槽中的水和导电胶层都作为地电极使用，所以可以提高地电极的表面积，使其与高压电极之间的沿面放电效果更好。
所述地电极板11的两侧通过绝缘材料15灌封，绝缘材料15与介质板12连接。采用绝缘材料灌封的防爬电效果更好，特别是通过灌封的方式直接阻断了地电极板与高压电极板之间的空间(通过空气分子)连接，提高了设备的安全性。
如图3、图4、图6所示，所述地电极板11的两侧均设置有介质板12、高压电极板13，使两侧的高压电极板13共用地电极板11，通过地电极板11上的介质冷却通道30将沿面放电产生的热量带走，同时对两侧的高压电极板13进行降温；通过双侧布置高压电极13、中间作为地电极的结构设计，可以在使用多个沿面放电模块的情况下，使沿面放电模块的结构布局更合理，结构简单，占用空间小。
所述沿面放电模块10被固定在壳体50内壁的硅胶槽51中；相应地，可以在壳体50内设置有金属加强板52，而硅胶作为绝缘结构附着在金属支撑板的内壁上，在保证整体强度的同时也可以保证工作部位与外部的绝缘。
如图5所示，所述高压电极板13的边缘设有电极连接部17，用以与高压电极导线连接，所述高压电极导线穿过所述介质板12和所述地电极板11，并对应地在所述地电极板11上的对应位置设有缺口16，在缺口16内充填绝缘材料，使高压电极导线不会与地电极板11导通。通过缺口16内填充绝缘材料以供高压电极导线通过，可以避免高压电极和地电极之间短路，确保使用安全。
本发明提供的沿面放电臭氧发生器，实现了大气隙的放电结构，并通过再地电极处进行冷却的结构设计，确保臭氧发生器工作在适宜的温度条件下，减少臭氧逆反应的效率；同时也避免了空气净化器的空气源需要前置脱水处理的复杂结构设计，空气中的氮氧化物和水分的反应生成物的有限沉积不会堵塞放电气隙，使得空气源可以作为新型臭氧发生器的气源，臭氧发生器系统结构大大简化，设备购置投入和维护工作量大大降低。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.沿面放电臭氧发生器，其特征在于，包括两个以上成对布置、且呈平板状的沿面放电模块(10)，沿面放电模块(10)之间平行布置，成对布置的两个沿面放电模块(10)的放电表面相对布置且二者之间保留间隙以形成气体通道(20)，所述沿面放电模块(10)设有与所述放电表面对应的介质冷却通道(30)，用以对所述放电表面进行冷却。
2.如权利要求1所述的沿面放电臭氧发生器，其特征在于，
所述沿面放电模块(10)，包括地电极板(11)、介质板(12)和高压电极板(13)，其中所述介质板(12)由绝缘材料制造，设置在所述地电极板(11)和所述高压电极板(13)之间，并且所述介质板(12)的边缘凸伸出所述地电极板(11)和所述高压电极板(13)的边缘；其中，所述高压电极板(13)与高频高压电源的高压电极连接，所述地电极板(11)的导电部位与地极连接。
3.如权利要求2所述的沿面放电臭氧发生器，其特征在于，
所述介质板(12)选择陶瓷板；
所述介质板(12)与所述地电极板(11)之间、所述介质板(12)与所述高压电极板(13)之间分别通过钎焊层连接。
4.如权利要求2所述的沿面放电臭氧发生器，其特征在于，
所述介质冷却通道(30)设置在所述地电极板(11)的内部，并且所述冷却介质通道(30)覆盖的区域与所述高压电极板(13)相对应。
5.如权利要求4所述的沿面放电臭氧发生器，其特征在于，
所述介质板(12)的边缘包覆有绝缘材料制造的防爬电套(14)，所述防爬电套呈环形布置在所述介质板(12)的四周，并且所述防爬电套(14)的截面呈U形。
6.如权利要求2所述的沿面放电臭氧发生器，其特征在于，
所述高压电极板(13)的板面具有条带状镂空，以在镂空部位的介质板(12)形成沿面放电。
7.如权利要求6所述的沿面放电臭氧发生器，其特征在于，
所述介质冷却通道(30)设置为所述地电极板(11)表面的水槽(31)，并且所述水槽的延伸方向与所述高压电极板(13)的条带状镂空相平行。
8.如权利要求7所述的沿面放电臭氧发生器，其特征在于，
将水槽(31)中的水与地极连接，此时水槽(31)中的水就作为导电部位，地电极板(11)采用绝缘的非金属材料制造。
9.如权利要求8所述的沿面放电臭氧发生器，其特征在于，
所述水槽(31)的非边缘位置通过导电胶与所述介质板(12)连接，所述水槽(31)的边缘位置通过绝缘的胶体育所述介质板(12)连接；
和/或，所述地电极板(11)的两侧通过绝缘材料(15)灌封，绝缘材料与介质板(12)连接。
10.如权利要求2-9之一所述的沿面放电臭氧发生器，其特征在于，
所述地电极板(11)的两侧均设置有介质板(12)、高压电极板(13)，使两侧的高压电极板(13)共用地电极板(11)，通过地电极板(11)上的介质冷却通道(30)将沿面放电产生的热量带走，同时对两侧的高压电极板(13)进行降温；
和/或，所述沿面放电模块(10)被固定在壳体(50)内壁的硅胶槽(51)中；
和/或，所述高压电极板(13)的边缘设有电极连接部(17)，用以与高压电极导线连接，所述高压电极导线穿过所述介质板(12)和所述地电极板(11)，并对应地在所述地电极板(11)上的对应位置设有缺口(16)，在缺口内充填绝缘材料，使高压电极导线不会与地电极板(11)导通。
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2019
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