CN1345693A - 流体动力臭氧产生器及其相关应用的附件 - Google Patents
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Abstract
一种流体动力臭氧产生器及其相关应用的附件,包括:一飞水流管;一气冷式臭氧产生管,其安装在该飞水流管的第二圆锥管内部,且其封口端朝向该间隙;及一液压溶气装置,其入口管路与该飞水流管的水出口流体连通;该飞水流管包括一外管、一内管,该内管包含一第一圆锥管及一第二圆锥管,该内管配合外管共同形成一具有喉部的渐缩－渐扩的圆环状流体通路。本发明产生臭氧的效率高,且具有操作简化、体积小等优点。
Description
本发明有关于一种利用流体动力的臭氧产生器及其相关应用的附件。
由于臭氧不会有残存及用量过度的问题，在杀菌及高级氧化等处理上早已取代传统所使用的氯气及双氧水。然而高浓度的臭氧极易发生爆炸，另外，除非在极低温及特殊处理下，否则臭氧会在一小时内分解，因此，臭氧在应用上必须现场产制。使用臭氧时除了需要臭氧产生系统外，同时必须配备气体进气系统、冷却系统。当臭氧应用在水处理时，必须另外配备臭氧溶解于水中的混合系统，然而一般此类混合系统的混合效率不佳且有余气外漏等造成使用上的问题。一般常用的文氏管(Venturi Tube)是结合两不同管径的流管，其吸气点位在两管相交接处，属点状式的吸气范围，故吸气范围小，吸气效率不佳。另一方面，由于需要这些附加配件，而且臭氧制造成本非常昂贵，故而使臭氧无法为小规模的居民日常生活中所普遍使用。
本发明是利用流体动力的作用而设计成一种创新的进气系统，与一般采用文氏管方式比较，其吸气效率可大幅提升，并可将臭氧产生、冷却和溶气等功结合成一体而成为一种流体动力臭氧产生器，不仅简化一般臭氧产生器的操作，同时大幅降低臭氧使用成本，使臭氧能被广泛地应用。
本发明的目的是提供一种流体动力臭氧产生器及其相关应用的附件，不但产生臭氧的效果佳、效率高，且具有操作简化、体积小、安装容易等优点，适合普通居民日常生活使用。
本发明的技术方案在于提供一种流体动力臭氧产生器，其特征在于：包括：
一飞水流管；一气冷式臭氧产生管，其安装在该飞水流管的第二圆锥管内部，且其封口端朝向该间隙；及一液压溶气装置，其入口管路与该飞水流管的水出口流体连通；
该飞水流管，包括：
一外管，其一端具有至少一水入口并形成为一上游端，另一端具有至少一水出口并相对于上游端而形成为一下游端；
一内管，配置在该外管中的上、下游端之间，该内管包含一第一圆锥管及一第二圆锥管，该内管配合外管共同形成一具有喉部的渐缩一渐扩的圆环状流体通路，该第一圆锥管及一第二圆锥管是在喉部附近相邻接并且二者间维持一间隙以形成一圆环状的吸气通道，该圆环状吸气通道的径向外侧端位于喉部附近，而其径向内侧端则经由一流动路径而与一外界气体源相连通；
一容许在内管的流体单向经由该吸气通道进入该外管的逆止阀，设在该吸气通道附近，并位于该吸气通道连通至外界气体源的流动路径上；
该气冷式臭氧产生管，包括：
一石英管，具有一封口端及一开放端；
一不锈钢刷，电气连接于电源以作为电极，配置在该石英管内；及一气流管回路，配置于该石英管内，使石英管外的气体由石英管的开放端经由该气流管回路在石英管内流向石英管的封口端，再转折回流出石英管的开放端；
该液压溶气装置，包括：
一密封容器，具有顶端及底端，该顶端完全封闭，底端则具有两开口；
一入口管路，经由该密闭容器底端其中一开口进入该容器内，且伸进该容器内有一相当长度；
一出口管路，由该容器底端另一开口延伸出该容器外。
所述的流体动力臭氧产生器，其特征在于：该飞水流管的第一圆锥管具有一圆锥头及一底部，该圆锥头朝向外管的水入口，该飞水流管的第二圆锥管沿其纵轴方向由上游端向下游端延伸且其外径逐渐缩小，当沿该纵轴至某一长度后，其外径即保持固定。
本发明还提供一种飞水流管，其特征在于：包括：
一外管，其一端具有至少一水入口并形成为一上游端，另一端具有至少一水出口并相对于上游端而形成为一下游端；
一内管，配置在该外管中的上、下游端之间，该内管包含一第一圆锥管及一第二圆锥管，该内管配合外管共同形成一具有喉部的渐缩一渐扩的圆环状流体通路，该第一圆锥管及一第二圆锥管是在喉部附近相邻接并且二者间维持一间隙以形成一圆环状的吸气通道，该圆环状吸气通道的径向外侧端位于喉部附近，而其径向内侧端则经由一流动路径而与一外界气体源相连通；
一容许在内管的流体单向经由该吸气通道进入该外管的逆止阀，设在该吸气通道附近，并位于该吸气通道连通至外界气体源的流动路径上。
所述的飞水流管，其特征在于：该第一圆锥管具有一圆锥头及一底部，该圆锥头朝向外管的水入口，该第二圆锥管沿其纵轴方向由上游端向下游端延伸且其外径逐渐缩小，当沿该纵轴至某一长度后，其外径即保持固定。
本发明还提供一种气冷式臭氧产生管，其特征在于：包括：
一石英管，具有一封口端及一开放端；
一不锈钢刷，电气连接于电源以作为电极，配置在该石英管内；及
一气流管回路，配置于该石英管内，使石英管外的气体由石英管的开放端经由该气流管回路在石英管内流向石英管的平封端，再转折回流出石英管的开放端。
本发明还提供一种液压溶气装置，其特征在于：包括：
一密封容器，具有顶端及底端，该顶端为完全封闭，底端则具有两开口；
一入口管路，经由该密闭容器底端其中一开口进入该容器内，且伸进该容器内有一相当长度；
一出口管路，由该容器底端另一开口延伸出该容器外。
本发明是关于一种包含飞水流管、气冷式臭氧产生管及液压溶气装置等三种组件的流体动力臭氧产生器；其中，飞水流管是利用流体动力，即利用水流流经不同斜度面造成流速差所产生的压力差原理而设计，而具有吸气、进气及溶气的功能，其吸气效率高，不占体积。该气冷式臭氧产生管利用气体导管导入气体(空气或氧气)，造成气体流动回路，再利用不锈钢刷在管内放电，其产生臭氧的效率佳，且气体流动回路能带走管内因放电所产生的热量，达到适当的冷却效果。该液压溶气装置装设在上述飞水流管的水出口，利用外加的水泵将溶气装置内混于水中的气体(臭氧)加压，使气体充份溶于水中，不致以气泡的形式从水中逸出，增加溶气效率，同时提升实用的效果。
利用由该飞水流管、气冷式臭氧产生管及液压溶气装置等三种组件组合而成的流体动力臭氧产生器，不但效果佳、效率高，且具有操作简化、体积小、安装容易等优点，适合普通居民日常生活使用，如饮用、洗涤蔬果等方面的用途。
图式的简单说明：
图1是本发明较佳实施例的飞水流管内部构造示意图；
图2是本发明较佳实施例的气冷式臭氧产生管装设在飞水流管内部的示意图；
图3A为包含液压溶气装置的流体动力臭氧产生器直接式联结法示意图；
图3B为包含液压溶气装置的流体动力臭氧产生器跨接式联结法示意图。
本发明将结合附图所示的较佳实施例作进一步说明如下：
如图1所示，飞水流管10主要包含一外管12及一内管(未标号)。其中该外管12大致上为一中空圆筒形，一端为水入口122，另一端设有至少一水出口124。该内管是由第一圆锥管14及第二圆锥管16组合而成。第一圆锥管14具有一圆锥头及一底部，其中该锥头是位于上游端，亦即是朝向外管12的水入口122；第二圆锥管16是一外径由上游端向下游端渐细的圆锥管，并形成有一粗大端与一细小端。第一圆锥管14的圆锥底部与第二圆锥管16的粗大端相邻接，其间保持一微小间隙以形成为一吸气通道G。该第一圆锥管14及第二圆锥管16配合外管12而共同形成一渐缩一渐扩圆环状流体通路，并在该渐缩流体通道及渐扩流体通道之间形成为一喉部。该第一圆锥管14的圆锥底部及第二圆锥管16粗大端即在该喉部附近相邻接并形成吸气通道G。
当水流由入水口122进入飞水流管10后，在P1和P3点之间的流速差，使得在P2点(即喉部)产生压力差，而能吸引气体从P4点(气体源)进入，并经P5点(通气孔)通过第一圆锥管14及第二圆锥管16之间的间隙所形成的吸气通道G而由P2进入水流中与水混合。该吸气通道G连通至外界气体源的路径上设有一逆止阀18，使得在外管12与内管之间流动的流体无法经由该间隙进入第二圆锥管16内部。
在飞水流管10中，由于形成该吸气通道G的间隙存在于该圆锥管14，16的周围，当水流通过时，气体由圆锥管14、16相邻接处的周围被吸出而被水流带走。一般常用的文氏管(Venturi Tube)是结合两不同管径的流管，其吸气点位在两管相交接处，属点状式的吸气范围。相较之下，本发明吸气范围的截面积为环状式，其较传统利用文氏管的效果为佳，吸气效果可显著提升。根据测试结果显示，在使用相同功率的马达时，本发明的吸气率为文氏管的四倍。
图1左侧显示的逆止阀18是配合第一圆锥管14及第二圆锥管16而配置。该逆止阀18主要由弹簧184(最好是不锈钢制)与铁弗龙球182所构成。该第二圆锥管16与第一圆锥管14相邻的端部，形成一锥形凹口，贯穿的通气孔P5即形成于该锥形凹口的锥端。弹簧184的推力使钻弗龙球182封住该锥形凹口的通气孔P5，能防止水经通气孔P5逆流进入第二圆锥管16内。当飞水流管10内的水流速高于某种程度时，其在P2点所造成的真空抽吸力即足以抵抗弹簧184的推力，而使气体可经由通气孔P5将铁弗龙球182推离锥形凹口，再经吸气通道G而在P2点进入水中。
如图2所示为一气冷式臭氧产生管30安装于飞水流管10的内管的构造示意图。该气冷式臭氧产生管30主要包含石英管302、不锈钢刷304及气体导管308；其中，石英管302供作为介电质，其一端为平封端，内有不锈钢刷304供用为电极。高压电由外部经由电极棒306传导至不锈钢刷304，在飞水流管10内壁与石英管302之间造成微放电现象，并产生臭氧。当水流通过飞水流管10内侧时，产生臭氧所需的空气或纯氧由外部气体源P4被吸入，如图2所示，经气体导管308输送到石英管302的封口端，带走石英管302内部的热量，再回流经石英管302外部的微放电区以产生臭氧，然后由通气孔P5通过逆止阀18再通过第一圆锥管14与第二圆锥管16之间的吸气通道G而与水流混合，水流亦能将微放电区所产生的热加以冷却。
如图3A及图3B所示液压溶气装置20的功用是为增加水中的溶气量，进而减少水中产生逸出气泡。该装置主要包括一容器202，一水/气入口管204，及一水出口管206。该容器202为一密闭容器，其一端为封闭，另一端具有两开口，其中的一开口容许通入一水/气入口管204，另一开口容许通入一水出口管206。
由飞水流管10排出的溶有臭氧气体的水流经由水/气入口管204被引入容器202中，其中尚未溶解于水中的气体向上浮升逸出水面而在容器202内形成压力，此压力值稍小于大气压力与泵加压值的和。因为压力有助于气体溶于水，故此装置可增加水中的溶气量。另外，此压力亦有助于将水压出该容器202。在设计上，当压力平衡时，水/气入口管204的出口高过液面，可降低气体直接经由水出口管206流出的机会。另为了保证安全，可在液压溶气装置20上方装设一释压阀210。该液压溶气装置20可装设一压力表208，以便操作时可读出液压溶气装置20内的压力值。
飞水流管10与泵40可分别采用直接式或跨接式连接。一般直接式使用在开放非循环用水，适合采用高扬程的进水泵；跨接式多用在循环水系统，适合大流量低扬程的进水需求。不论采用直接式或跨接式，在飞水流管10之前皆装设有调节阀44及叉形过滤管42各一个。调节阀44是用来根据进水泵40的水压，调节进入飞入流管10的水流量以得到最合适的抽气速率。叉形过滤管42内有细滤网，可阻止微粒杂质阻塞飞水流管10。被过滤的微粒杂质则经由叉形过滤管42底端的支管排放到出水端。
以直径约5cm，长度约30cm的飞水流管10及配备两马力的进水马达实际测试结果显示，其进气量为每分钟六公升。此规格具有体积小的优点，非常适合普通居民使用。
本发明的构造和特征，经上述详细说明及例示后，将更为具体，需要欲强调的是，该实施例仅作为例示说明本发明的较佳操作状态，而非用以局限本发明的保护范围，其他任何不脱离本发明精神所做的改良或变更，皆应属本发明保护范围。
Claims (6)
1、一种流体动力臭氧产生器，其特征在于：包括：
一飞水流管；一气冷式臭氧产生管，其安装在该飞水流管的第二圆锥管内部，且其封口端朝向该间隙；及一液压溶气装置，其入口管路与该飞水流管的水出口流体连通；
该飞水流管，包括：
一外管，其一端具有至少一水入口并形成为一上游端，另一端具有至少一水出口并相对于上游端而形成为一下游端；
一内管，配置在该外管中的上、下游端之间，该内管包含一第一圆锥管及一第二圆锥管，该内管配合外管共同形成一具有喉部的渐缩一渐扩的圆环状流体通路，该第一圆锥管及一第二圆锥管是在喉部附近相邻接并且二者间维持一间隙以形成一圆环状的吸气通道，该圆环状吸气通道的径向外侧端位于喉部附近，而其径向内侧端则经由一流动路径而与一外界气体源相连通；
一容许在内管的流体单向经由该吸气通道进入该外管的逆止阀，设在该吸气通道附近，并位于该吸气通道连通至外界气体源的流动路径上；
该气冷式臭氧产生管，包括：
一石英管，具有一封口端及一开放端；
一不锈钢刷，电气连接于电源以作为电极，配置在该石英管内；及一气流管回路，配置于该石英管内，使石英管外的气体由石英管的开放端经由该气流管回路在石英管内流向石英管的封口端，再转折回流出石英管的开放端；
该液压溶气装置，包括：
一密封容器，具有顶端及底端，该顶端完全封闭，底端则具有两开口；
一入口管路，经由该密闭容器底端其中一开口进入该容器内，且伸进该容器内有一相当长度；
一出口管路，由该容器底端另一开口延伸出该容器外。
2、根据权利要求1所述的流体动力臭氧产生器，其特征在于：
该飞水流管的第一圆锥管具有一圆锥头及一底部，该圆锥头朝向外管的水入口，该飞水流管的第二圆锥管沿其纵轴方向由上游端向下游端延伸且其外径逐渐缩小，当沿该纵轴至某一长度后，其外径即保持固定。
3、一种飞水流管，其特征在于：包括：
一外管，其一端具有至少一水入口并形成为一上游端，另一端具有至少一水出口并相对于上游端而形成为一下游端；
一内管，配置在该外管中的上、下游端之间，该内管包含一第一圆锥管及一第二圆锥管，该内管配合外管共同形成一具有喉部的渐缩一渐扩的圆环状流体通路，该第一圆锥管及一第二圆锥管是在喉部附近相邻接并且二者间维持一间隙以形成一圆环状的吸气通道，该圆环状吸气通道的径向外侧端位于喉部附近，而其径向内侧端则经由一流动路径而与一外界气体源相连通；
一容许在内管的流体单向经由该吸气通道进入该外管的逆止阀，设在该吸气通道附近，并位于该吸气通道连通至外界气体源的流动路径上。
4、根据权利要求3所述的飞水流管，其特征在于：该第一圆锥管具有一圆锥头及一底部，该圆锥头朝向外管的水入口，该第二圆锥管沿其纵轴方向由上游端向下游端延伸且其外径逐渐缩小，当沿该纵轴至某一长度后，其外径即保持固定。
5、一种气冷式臭氧产生管，其特征在于：包括：
一石英管，具有一封口端及一开放端；
一不锈钢刷，电气连接于电源以作为电极，配置在该石英管内；及
一气流管回路，配置于该石英管内，使石英管外的气体由石英管的开放端经由该气流管回路在石英管内流向石英管的平封端，再转折回流出石英管的开放端。
6、一种液压溶气装置，其特征在于：包括：
一密封容器，具有顶端及底端，该顶端为完全封闭，底端则具有两开口；
一入口管路，经由该密闭容器底端其中一开口进入该容器内，且伸进该容器内有一相当长度；
一出口管路，由该容器底端另一开口延伸出该容器外。
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|---|---|---|---|---|
| CN102334221A (zh) * | 2008-12-30 | 2012-01-25 | 宾夕法尼亚州研究基金会 | 用于微生物电解电池和微生物燃料电池的阴极 |
| CN116514068A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-08-01 | 天津奥尔斯曼新能源科技有限公司 | 一种渐变放电间隙深度的高浓度分体板式臭氧发生器 |
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| CN116514068A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-08-01 | 天津奥尔斯曼新能源科技有限公司 | 一种渐变放电间隙深度的高浓度分体板式臭氧发生器 |
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