CN202829573U - 放电体串接的臭氧发生单元及臭氧发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种放电体串接的臭氧发生单元及臭氧发生器，臭氧发生单元包括外电极管和位于外电极管中的多个放电体，每个放电体包括有金属管坯体和附着在金属管坯体表面的介质层，金属管坯体两端具有内缩端口，多个放电体通过由内缩端口穿入的金属连接杆相串接，连接杆两端设有外螺纹、外螺纹外露于端部的放电体，连接杆通过与其外螺纹配合的压紧螺母与串接的多个放电体相压紧；相邻两个放电体之间的连接杆上套设有与连接杆紧密接触、并与至少一个放电体的内缩端口紧密接触的金属材质的抱轴连接片。本实用新型通过在连接杆上设置抱轴连接片，使得臭氧发生单元中的每个放电体的金属管坯体都可与连接杆直接进行可靠电连接，大大提高了电连接的可靠性。

Description

放电体串接的臭氧发生单元及臭氧发生器

技术领域   

本实用新型涉及臭氧制备技术领域，具体地说，是涉及放电体串接的臭氧发生单元及具有该单元的臭氧发生器。

背景技术    

目前，高效率、大产量的臭氧发生器一般采用介质阻挡放电原理来产生臭氧，这种类型的臭氧发生器每个臭氧发生单元都包括高压电极、接地电极、位于两个电极之间的介质层及放电间隙，介质层为玻璃、陶瓷、搪瓷等介电常数较高、化学性能稳定的绝缘材料。其中有一类臭氧发生单元采用高压电极与外侧的介质层为一体化的结构，可有效提高加工制造精度，且装配工艺简便。

申请号为CN 200480043718.3的专利申请公开了一种臭氧发生器，其中每个臭氧发生单元包含多个带有介质涂层的内电极、外电极管及二者之间形成的放电间隙。内电极由高压电极和陶瓷涂层构成，高压电极为金属管状段，金属管状段的外侧紧密附着陶瓷涂层9，二者为一体化结构，内电极两端设有未覆盖陶瓷涂层的凸圆环。多个内电极串联使用时，内部插入金属杆，通过压紧金属杆两侧的螺母，使得每个内电级凸圆环的端面紧密接触。金属杆一侧连接高压电源，高压电通过压紧螺母传到至第一根高压电极上，然后通过内电极两端凸圆环的接触形成的电连接往后依次传导至与之相邻的高压电极上；外电极管接地，与串状结构的高压电极形成介质阻挡放电电极结构。

上述臭氧发生器中内电极的电连接方式为依靠金属杆两端的压紧螺母使相邻的内电极凸圆环端面相接触，从而使高压电通过前一个高压电极依次输送至下一个高压电极。在实际应用中，这种电连接方式具有一定的不可靠、不稳定因素，比如会出现以下情况：

1、理论上，臭氧发生单元中内电极凸圆环之间的电连接为紧密的面与面的连接。但在实际应用中，由于加工工艺和装配工艺的原因，二者之间可能处于不完全紧密接触的状态，比如两个电极凸圆环形成的平面并不平行，或者长期使用后两个电极凸圆环形成的平面具有一定腐蚀，两者之间的连接电阻变大，使得高压电传导过程在阻值较大的连接电阻上形成一定压降。压降累积之后，导致接近高压输入端的高压电极电压更高、放电更剧烈，而远离高压输入端的高压电极则电压相对会较低、放电相对会较轻微，最终导致臭氧发生器的产能指标受到一定影响。

2、臭氧发生器在长时间运行过程中，金属杆左右两端的压紧螺母易出现松动，这就导致高压电极之间的连接电阻更大，情况1中的问题更为严重。甚至，压紧螺母的松动还会导致高压电极之间某个电连接直接失效，使得该高压电极及其后部的高压电极全都得不到高压电，失去放电作用，严重影响臭氧发生器的产能。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种放电体串接的臭氧发生单元，以解决现有臭氧发生单元存在的上述问题。

为实现上述技术目的，本实用新型的臭氧发生单元采用下述技术方案来实现：

一种放电体串接的臭氧发生单元，包括外电极管和位于外电极管中的多个放电体，每个放电体包括有金属管胚体和附着在金属管胚体表面的介质层，放电体与外电极管之间形成放电间隙，金属管胚体两端具有内缩端口，多个放电体通过由内缩端口穿入的金属连接杆相串接，连接杆两端设有外螺纹、外螺纹外露于端部的放电体，连接杆通过与其外螺纹配合的压紧螺母与串接的多个放电体相压紧；相邻两个放电体之间的连接杆上套设有与连接杆紧密接触、并与至少一个放电体的内缩端口紧密接触的金属材质的抱轴连接片。

如上所述的臭氧发生单元，所述连接杆呈圆柱体形状，所述抱轴连接片为中间开有通孔的片材，片材的一面为与所述放电体的内缩端口紧密接触的平面，片材的另一面设有多个沿通孔边缘断续排列、背向平面一侧外翘的弹性齿片，各弹性齿片远离通孔边缘的顶端连线形成圆形，在弹性齿片处于自由状态时，圆形的直径大于连接杆上的最大直径。

如上所述的臭氧发生单元，为提高介质层的绝缘性能，所述介质层包括有三层，自内而外依次为底釉层、中釉层和面釉层。

如上所述的臭氧发生单元，为保证外电极管与放电体保持同心装配，在所述放电体的介质层外表面上设置有多个支撑所述外电极管的支撑突起。

如上所述的臭氧发生单元，为简化结构的同时保证支撑性能，所述支撑突起设置在所述放电体的两端，每端均具有多个，且沿放电体的介质层外表面圆周方向均匀分布。

如上所述的臭氧发生单元，所述金属管胚体的材质为低碳铁素体不锈钢，以提高臭氧产量。

如上所述的臭氧发生单元，所述连接杆为两根，所述多个放电体分为两组，每组均包括有多个放电体，每组中的多个放电体分别通过一根连接杆串接在一起。

本实用新型还提供了具有上述结构的臭氧发生单元的三种臭氧发生器，以提高臭氧发生器的产能。

其中一种臭氧发生器，包括臭氧发生室及为臭氧发生室供电的供电电源，臭氧发生室中设有多个上述具有一根连接杆的臭氧发生单元，多个臭氧发生单元并联设置，供电电源具有一个高压输出端，该高压输出端分别通过快速熔断器与每个臭氧发生单元中的金属连接杆的其中一端电连接。

另外一种臭氧发生器，包括臭氧发生室及为臭氧发生室供电的供电电源，臭氧发生室中设有多个上述具有一根连接杆的臭氧发生单元，多个臭氧发生单元并联设置，供电电源具有两个高压输出端，该两个高压输出端分别通过快速熔断器与每个臭氧发生单元中的金属连接杆的两端一一对应电连接。

第三种臭氧发生器，包括臭氧发生室及为臭氧发生室供电的供电电源，臭氧发生室中设有多个上述具有两根连接杆的臭氧发生单元，多个臭氧发生单元并联设置，供电电源具有两个高压输出端，该两个高压输出端分别通过快速熔断器与每个臭氧发生单元中的两根金属连接杆的其中一端一一对应电连接，从而利用两套高压输出加强了臭氧发生单元供电的可靠性，提高了臭氧发生器的运行稳定性。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

1、通过在连接杆上设置抱轴连接片，使得臭氧发生单元中的每个放电体的金属管坯体都可与连接杆直接进行可靠电连接，不受其它放电体连接性能和连接电阻的影响，大大提高了电连接的可靠性，避免了连接电阻的累积效应，防止出现串联放电体内高压电极上的电压逐步降低的问题。

2、通过采用抱轴连接片，当放电体端面因加工及装配工艺导致相邻端面不能紧密接触等问题时，仍可保证抱轴连接片的齿片或部分齿片抱紧连接杆、而抱轴连接片的平面侧与放电体端面紧密接触，此时仍可发挥电连接的作用，保证了电连接的可靠性。

3、通过在放电体中釉釉料和面釉釉料中增加大比重的纳米改性材料，可提高放电体中釉层和面釉层的致密度，降低产生气泡和针孔的几率，提高了介质层的绝缘性能和放电体的加工合格率。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型臭氧发生单元一个实施例的结构示意图；

图2是图1实施例中抱轴连接片一个方向上的结构示意图；

图3是图1实施例中抱轴连接片另一个方向上的结构示意图；

图4图5和图6是图1实施例中抱轴连接片在不同压力下的使用状态示意图；

图7是图1实施例中放电体的结构示意图；

图8是本实用新型臭氧发生单元另一个实施例的结构示意图；

图9是本实用新型臭氧发生器第一个实施例的结构示意图；

图10是本实用新型臭氧发生器第二个实施例的结构示意图。

上述各图中，附图标记及其对应的部件名称如下：

100、臭氧发生单元；200、臭氧发生单元；300、臭氧发生室；401-403、高压输出端；500、熔断器；

1、外电极管；2、放电体；21、胚体；211、胚体端孔；212、胚体端面；211、胚体端孔；212、胚体端面；221、底釉层；222、中釉层；223、面釉层；23、支撑突起；3、放电间隙；4、连接杆；5、压紧螺母；6、垫片；7、抱轴连接片；71、通孔；72、弹性齿片；721、齿片顶端；73-74、平面；75、圆形。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。

请参考图1和图7示出的本实用新型臭氧发生单元一个实施例，其中，图1为该实施例的结构示意图，图7为实施例中放电体的结构示意图。

如图1和图7所示，该实施例的臭氧发生单元100包括外电极管1和位于外电极管1中的多个放电体2，放电体2与外电极管1之间形成放电间隙3。每个放电体包括有金属管胚体21和附着在金属管胚体表面的介质层，金属管胚体21两端具有胚体端孔211和胚体端面212构成的内缩端口。多个放电体2通过由内缩端口穿入的金属连接杆4相串接在一起。连接杆4主体呈圆柱形，其两端设有外螺纹，在连接杆4穿入到放电体2内部之后，其两端的外螺纹均外露于端部的放电体，并通过压紧螺母5及垫片6与串接的多个放电体2相压紧。相邻两个放电体2之间的连接杆4上套设有与连接杆4紧密接触、并与至少一个放电体2的内缩端口紧密接触的的抱轴连接片7，且该抱轴连接片7采用金属材料制成。

该实施例通过连接杆4将多个放电体2串接在一起，端部放电体2的金属管胚体21通过压紧螺母5及金属垫片6与连接杆4紧密接触并保持良好导电性，中间放电体2的金属管胚体21通过抱轴连接片7与连接杆4紧密接触并保持良好导电性，从而使得臭氧发生单元100中的每个放电体2的金属管坯体21都可与连接杆4直接进行可靠的电连接。在使用时，连接杆4上的高压电可以直接输送至每一个放电体2内的金属管胚体21上，使得每个放电体2不受其它放电体连接性能和连接电阻的影响，大大提高了电连接的可靠性，避免了连接电阻的累积效应，防止出现串联放电体内高压电极上的电压逐步降低的问题，提高了臭氧发生单元100的使用可靠性和放电产生臭氧的能力。

抱轴连接片7作为电连接可靠性的关键部件，要求在使用过程中能够与连接杆4及放电体的金属管胚体21均能紧密接触，且能够方便地进行装配，具体可以采用图2和图3所示的结构。

请参考图2和图3从不同方向上示出的抱轴连接片7的结构示意图，其中，图2是从其平面方向看过去的正面结构示意图，而图3是纵剖结构示意图。

如图2和图3所示，抱轴连接片7为中间开有通孔71的片材，片材的一面为与放电体的内缩端口紧密接触的平面73，片材的另一面设有多个沿通孔71边缘断续排列、背向平面73一侧外翘的弹性齿片72，弹性齿片72可在外力作用下发生形变。各弹性齿片72远离通孔73边缘的齿片顶端721之间的连线形成圆形75，在弹性齿片72处于自由状态、也即未施加外力时，圆形75的直径大于连接杆4的最大直径、也即其端部外螺纹的外径。

上述结构的抱轴连接片7在不同压力下的使用状态示意图请参考图4、图5和图6所示。其中，图4是抱轴连接片7在自由状态下与连接杆4及放电体2的结构示意图，图5和图6是抱轴连接片7在较小压力和较大压力下与连接杆4及放电体2的结构示意图。

结合图2、图3和图7，如图4所示，在自由状态下，抱轴连接片7不受外力挤压，其各弹性齿片72处于自由状态，齿片顶端721形成的圆形75的直径大于连接杆4的最大直径，连接杆4可以顺畅地穿过抱轴连接片7而穿入到各放电体2内部。

当连接杆4穿过臭氧发生单元100的所有放电体2之后，将使用垫片6和压紧螺母5固定连接杆4，在压紧螺母的压紧力的作用下，抱轴连接片7的弹性齿片72将发生形变。在较小压紧力的挤压下，如图5所示，弹性齿片72将向内收缩，使得圆形75的直径变小，各弹性齿片72将抱紧连接杆4。此时，抱轴连接片7的平面73将与其右侧放电体2的金属管胚体21上的胚体端面212实现良好接触，这样，连接杆4、抱轴连接片7及金属管胚体21将形成可靠的电连接。

如果压紧力继续增大，如图6所示，此时，抱轴连接片7将会发生变形，弹性齿片72与左侧放电体2的金属管胚体21上的胚体端面212接触的部分被压平，形成平面74，该平面74与胚体端面212良好接触，从而使得连接杆4与金属管胚体21形成更为可靠的电连接。

通过采用上述结构的抱轴连接片7，当放电体的端面因加工及装配工艺导致相邻端面不能紧密接触等问题时，仍可保证抱轴连接片7中的部分或全部弹性齿片72抱紧连接杆4、而抱轴连接片7的平面侧与放电体端面紧密接触，此时仍可发挥电连接的作用，保证了电连接的可靠性。

继续请参考图7，该图7示出了图1实施例中放电体2的结构示意图。

如图7所示，放电体2包括有金属管胚体21和附着在金属管胚体表面的介质层，金属管胚体21两端具有胚体端孔211和胚体端面212构成的内缩端口。金属管胚体21优选低碳铁素体不锈钢，以提高臭氧发生单元的臭氧产量。为提高介质层的绝缘性能，介质层包括有三层，自内而外依次为底釉层221、中釉层222和面釉层223。

而且，为了保证外电极管1与放电体2保持同心装配、保证两者之间形成有效稳定的放电间隙3，在面釉层223的外表面上设置有多个支撑突起23。具体来说，支撑突起23优选设置在放电体2的两端，每一端环绕放电体外表面均匀设置2个以上，比如4个。

请参考图8示出的本实用新型臭氧发生单元另一个实施例的结构示意图。

如图8所示，该实施例的臭氧发生单元200也包括有外电极管1和位于外电极管1中的多个放电体2，与图1实施例不同的是，该实施例的臭氧发生单元200包括有两根连接杆4，外电极管1中的多个放电体2被分为两组，每组均包括有多个放电体，每组中的放电体分别通过一根连接杆4串接在一起。连接杆4、放电体2的结构及成分均与图1实施例的相同，在此不作复述。

该实施例的臭氧发生单元的结构适合于放电体2数量较多的情况下采用，这样不仅便于安装，且能保证臭氧发生单元的整体性能。

上述两种结构的臭氧发生单元100及臭氧发生单元200均可以作为臭氧发生器的臭氧产生单元来产生臭氧，具体的臭氧发生器的结构可以参见图9和图10所示。

请参考图9，该图示出了本实用新型臭氧发生器一个实施例的结构示意图。

如图9所示，臭氧发生器包括有臭氧发生室300及为臭氧发生室300中的供电部件供电的供电电源，供电电源具有一个高压输出端401和一个接地端GND。臭氧发生室300中设有多个图1实施例中的臭氧发生单元100，多个臭氧发生单元100并联设置，供电电源的高压输出端401分别通过快速熔断器500与每个臭氧发生单元100中金属连接杆4的其中一端电连接，而供电电源的接地端GND与每个臭氧发生单元100的外电极管1相连接。由于每个臭氧发生单元100的外电极管1均与臭氧发生室300的金属外壳相连接，因此，可以将供电电源的接地端GND直接与臭氧发生室300的外壳相连接。

该实施例的臭氧发生器放电工作时，供电电源的高压电首先经熔断器500传至连接杆，然后经压紧螺母5和垫片6传至端部放电体2的金属管胚体21，而经抱轴连接片7传至其余放电体2的金属管胚体21。由于每个放电体2所在的臭氧发生单元100的外电极管1接地，从而在作为低压电极的外电极管1和作为高压电极的放电体2之间的放电间隙3中形成介质阻挡放电。而且，由于每个臭氧发生单元100的进电端都串联有快速熔断器500，当某个臭氧发生单元100中某个放电体的介质层损坏时，如出现爆瓷或击穿，该路电流急剧增大，熔断器500可迅速熔断，使得该臭氧发生单元100与高压输出端401断开而停止放电，而其他的臭氧发生单元100由于与故障臭氧发生单元并联，可以继续工作，从而保证整个臭氧发生室仍可正常运行。

为进一步提高臭氧发生单元供电的可靠性，臭氧发生器还可以采用两端供电的方式，具体结构如图10实施例所示。

如图10所示，该实施例的臭氧发生器也包括有臭氧发生室300及为臭氧发生室300中的供电部件供电的供电电源，臭氧发生室300中并联设有多个图1实施例中的臭氧发生单元100。与图9实施例不同的时，该实施例臭氧发生器的供电电源具有两个高压输出端402和403，这两个高压输出端分别通过快速熔断器500与每个臭氧发生单元100中的金属连接杆4的两端一一对应电连接，。此外，与图9实施例相同，供电电源还具有一个接地端GND，直接与臭氧发生室200的外壳相连接。

该实施例通过采用双电源供电的方式，提高了臭氧发生器的工作稳定性。

另外，也可以将图10实施例中的臭氧发生单元100替换为图8实施例中的臭氧发生单元200，供电电源仍有具有两个高压输出端402和403，此时，这两个高压输出端分别通过快速熔断器500与每个臭氧发生单元200中的两根金属连接杆4的其中一端一一对应电连接，也即左侧连接杆4的左端连接高压输出端402，右侧连接杆4的右端连接高压输出端403。

对于该结构的臭氧发生器，由于臭氧发生器中的每个臭氧发生单元200包括有相互断开的两根连接杆4和两组放电体2，当其中一组中的放电体2发生故障而导致其所在电路断电停止工作时，另一组放电体2仍可以继续工作，尽量减少了故障造成的臭氧产量的降低，使得臭氧发生器的工作更加可靠、稳定。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1. 一种放电体串接的臭氧发生单元，包括外电极管和位于外电极管中的多个放电体，每个放电体包括有金属管胚体和附着在金属管胚体表面的介质层，放电体与外电极管之间形成放电间隙，金属管胚体两端具有内缩端口，其特征在于，多个放电体通过由内缩端口穿入的金属连接杆相串接，连接杆两端设有外螺纹、外螺纹外露于端部的放电体，连接杆通过与其外螺纹配合的压紧螺母与串接的多个放电体相压紧；相邻两个放电体之间的连接杆上套设有与连接杆紧密接触、并与至少一个放电体的内缩端口紧密接触的金属材质的抱轴连接片。

2. 根据权利要求1所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述连接杆呈圆柱体形状，所述抱轴连接片为中间开有通孔的片材，片材的一面为与所述放电体的内缩端口紧密接触的平面，片材的另一面设有多个沿通孔边缘断续排列、背向平面一侧外翘的弹性齿片，各弹性齿片远离通孔边缘的顶端连线形成圆形，在弹性齿片处于自由状态时，圆形的直径大于连接杆上的最大直径。

3. 根据权利要求1所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述介质层包括有三层，自内而外依次为底釉层、中釉层和面釉层。

4. 根据权利要求１所述的臭氧发生单元，其特征在于，在所述放电体的介质层外表面上设置有多个支撑所述外电极管的支撑突起。

5. 根据权利要求4所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述支撑突起设置在所述放电体的两端，每端均具有多个，且沿放电体的介质层外表面圆周方向均匀分布。

6. 根据权利要求1所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述金属管胚体的材质为低碳铁素体不锈钢。

7. 根据权利要求1至6中任一项所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述连接杆为两根，所述多个放电体分为两组，每组均包括有多个放电体，每组中的多个放电体分别通过一根连接杆串接在一起。

8. 一种臭氧发生器，包括臭氧发生室及为臭氧发生室供电的供电电源，其特征在于，臭氧发生室中设有多个上述权利要求1至6中任一项所述的臭氧发生单元，多个臭氧发生单元并联设置，供电电源具有一个高压输出端，该高压输出端分别通过快速熔断器与每个臭氧发生单元中的金属连接杆的其中一端电连接。

9. 一种臭氧发生器，包括臭氧发生室及为臭氧发生室供电的供电电源，其特征在于，臭氧发生室中设有多个上述权利要求1至6中任一项所述的臭氧发生单元，多个臭氧发生单元并联设置，供电电源具有两个高压输出端，该两个高压输出端分别通过快速熔断器与每个臭氧发生单元中的金属连接杆的两端一一对应电连接。

10. 一种臭氧发生器，包括臭氧发生室及为臭氧发生室供电的供电电源，其特征在于，臭氧发生室中设有多个上述权利要求8所述的臭氧发生单元，多组臭氧发生单元并联设置，供电电源具有两个高压输出端，该两个高压输出端分别通过快速熔断器与每个臭氧发生单元中的两根金属连接杆的其中一端一一对应电连接。

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