CN203715276U - 一种臭氧发生单元及应用其的臭氧发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种臭氧发生单元及臭氧发生器。臭氧发生单元包含高压电极、接地电极和介质管，所述高压电极处于介质管内，所述介质管处于接地电极内；所述高压电极是一个由至少一个弹性导电介质围合成的上下开口的中空筒状电极，所述高压电极与介质管的内壁贴合。本实用新型中弹性导电介质为厚度小的薄片，具有很好的柔韧性，将其卷成筒状塞入介质管后可利用其自身弹性张开，并与介质管内壁贴合进而形成无间隙放电，极大地提高臭氧发生单元的放电效率。使小体积高产量、高浓度的臭氧发生器的生产成为可能，使臭氧发生器的单机产臭氧量显著提高。

Description

一种臭氧发生单元及应用其的臭氧发生器

技术领域

本实用新型属于臭氧发生器技术领域，具体涉及一种臭氧发生单元及应用其的臭氧发生器。

背景技术

臭氧由于其具有强氧化性，在自来水处理、污水处理、除臭脱色等行业得到了广泛应用。常用的臭氧制备方法为电晕放电法，其原理是模仿自然界雷电产生臭氧的方法，通过人为的交变高压电场在气体中产生电晕，电晕中的自由高能电子离解氧气分子，使氧气分子成为原子，一部分氧原子经碰撞后聚合为臭氧分子。电晕放电型臭氧发生器是目前工业应用最多，单机产量最大，技术较成熟的臭氧发生装置，其中又以管式结构臭氧发生器的应用最为广泛。在整个臭氧设备中，臭氧发生管是臭氧发生器的心脏，臭氧发生管的基础是高压电极、地电极、介电体与放电间隙（也称气隙）四部分。选择臭氧发生管时，必须考虑臭氧发生管介电体材料的介电常数大小、抗电压击穿能力及耐温性等，而放电间隙的放电电场强度，不仅与外加电压峰值有关，也与电介质的介电常数、放电间隙的大小和电介质厚度有关。研究表明，在外加电压不变的情况下，当放电间隙增大时，会形成较粗的丝状放电，且微放电通道的分布密度降低，导致放电的不稳定性增加，因此应尽可能减小放电间隙和电介质厚度，增大电介质介电体材料的介电常数，才有可能得到强的放电电场强度。

现有的臭氧发生单元中，比较常用的双间隙放电单元结构是由圆管状的高压电极、介质管和地电极成同心圆安装，自内向外顺序为高压电极、介质管和地电极，高压电极与介质管、地电极与介质管之间分别存在气隙。常见的高压电极和地电极有管状电极和在介质管表面镀导电膜作为电极两种形式。为了实现更好的放电和散热的技术效果，最好使其中的一个气隙尽量窄并接近无气隙以形成单间隙放电单元。同时由于小管放电效率高，微间隙小管放电近年来得到大幅推广；因此，需要将圆管状的高压电极或地电极紧密贴合在小管径介质管的内壁或外壁上以形成单间隙放电单元，其实现方式主要有两种：

一种是使高压电极管的外径尽量接近介质管的内径，或地电极管的内径尽量接近介质管的外径，这种方案的不足之处是会导致对介质管和高压电极外表面或地电极内表面的精度的要求大大提高，成本高昂，并且管径越小加工难度越大，同轴安装的难度也相应增大，同时安装过程也容易使介质管破损。

另一种方案是直接在介质管的内或外表面镀导电膜，如中国专利200320131475.1公开的一种合金金属膜玻璃臭氧发生管，其包括外玻璃管、内玻璃管和管座，外玻璃管外壁上和内玻璃管内壁上都镀有合金金属膜，两管同轴组装进管座，两合金金属膜之间隔着两层玻璃并形成均匀的间隙，该专利利用合金金属膜作为电极，在合金金属膜上接上高频高压电源，在这样的间隙中产生电晕放电产生臭氧。合金金属膜的结构设计虽然一定程度上提高了电场强度，但是这一技术方案对镀膜的精度工艺要求高，特别是在介质管内径较小时，例如管内径小于1cm时，其镀膜的均匀度和膜厚的精度不易控制，镀膜的难度更大，目前国内的大部分电镀的厂家仍无法满足对精度的要求，因而增加了制造成本以及制造难度。并且现有技术的采用介质管内部镀膜作为高压电极的技术方案中，一旦作为高压电极的镀膜层被臭氧氧化或被放电击穿或部分脱落时容易影响放电效果，甚至造成危害，则必须连同绝缘介质管一起更换，维护成本高。因此，现阶段小体积、高产量、高浓度的臭氧发生单元和臭氧发生器的生产非常困难，使臭氧发生器的单机产臭氧量无法显著提高。其制约了小介质管的臭氧放电单元及其臭氧发生器的生产和发展，因而，目前采用镀膜工艺的一般只能应用在大管径的臭氧放电单元中，单个放电单元体积大，由其构成的臭氧发生器的体积相应较大。

因此，亟需一种小体积、结构简单，制造、维护方便、成本低且易于安装的臭氧发生单元及其小体积、高产量、高浓度的臭氧发生器来满足实际需要。

发明内容

本实用新型的目的之一在于提供一种结构简单，制造成本低且易于安装的臭氧发生单元。

实现本实用新型目的一的技术方案是：一种臭氧发生单元，其包含高压电极、接地电极和介质管，所述高压电极处于介质管内，所述介质管处于接地电极内；所述高压电极是一个由至少一个弹性导电介质围合成的中空筒状电极，所述高压电极与介质管的内壁贴合。

为了更好的技术效果，本实用新型的技术特征还可以具体为以下技术特点：

1、  所述高压电极完全覆盖介质管内壁，使高压电极与介质管紧密贴合，提高臭氧发生单元的放电效率。

2、  所述构成高压电极的弹性导电介质在介质管内壁上存在重叠部分。

3、  所述介质管的内径小于1cm。

4、  所述构成高压电极的弹性导电介质是箔状的。

5、  所述构成高压电极的弹性导电介质厚度为15～200μm。

6、  所述构成高压电极的弹性导电介质为金属箔，所述金属箔为不锈钢、钛、铬、铝、铜、银或合金，优选为不锈钢片，不锈钢材质更为耐腐蚀，提高高压电极的使用寿命。

进一步地，所述弹性导电介质的厚度为50μm或100μm，更易于与介质管内壁贴合。

本实用新型的目的之二在于提供一种臭氧发生器，其包括如上所述的臭氧发生单元。

本实用新型实现的臭氧发生单元及应用其的臭氧发生器具有以下优点：

1、  弹性导电介质为厚度小的薄片，具有很好的柔韧性，将其卷成筒状塞入介质管后可利用其自身弹性张开，并与介质管内壁贴合进而形成无间隙放电，极大地提高臭氧发生单元的放电效率。使小体积高产量、高浓度的臭氧发生器的生产成为可能，使臭氧发生器的单机产臭氧量显著提高。

2、  采用不锈钢等耐腐蚀的导电介质，提高高压电极的使用寿命。

3、  箔状导电介质厚度的厚度和表面精度相对于镀膜的厚度和精度的要求更容易控制和实现，加工简单，极易制造、安装和维护，可大大降低生产成本。

4、本技术方案的管状臭氧发生单元采用可卷曲的箔状导电介质作为高压电极，当高压电极破损或失效时极易更换，不需要同时更换介质管，只需要更换作为高压电极的箔状导电介质。同时由于其可卷曲，因此，拆除和安装十分方便，并且展开后能自然与绝缘介质管形成紧密贴合，准确率及安全性高。

附图说明

图1为本实用新型所述臭氧发生单元第一实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视示意图；

图3为本实用新型高压电极结构示意图一；

图4为本实用新型臭氧发生单元第二实施例；

图5为本实用新型高压电极结构示意图二。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

实施例一：如图1至图3所示，一种臭氧发生单元，其包含高压电极1、接地电极2和介质管3，所述高压电极1处于介质管3内，所述介质管3处于接地电极2内。本实施例中作为高压电极的箔状弹性导电介质为不锈钢片。如图3所示，所述高压电极1由箔状的不锈钢片沿其一个边缘围合而成圆筒状，在介质管内自然展开后与介质管内壁无缝贴合。所述不锈钢片的厚度为介于15～200μm，例如，可以采用26μm 、50μm、70μm 、100μm、86μm、120μm、160μm等，或根据管内径和采用的导电介质的韧性进行选择。本实施例中的不锈钢片的厚度为50μm。

为了方便高压电极的安装，在卷曲不锈钢片时，沿其一个边缘将其围合成小于绝缘介质管3内径的圆筒状后放置于绝缘介质管3内，所述不锈钢片将会自然展开，由于受绝缘介质管内管壁的限制，所述不锈钢片展开后与介质管内壁形成无缝贴合。

实施例二：如图4所示，与实施例一不同的是，箔状导电介质在介质管内壁存在重叠部。    

在实际应用中，高压电极的材质还可以为不锈钢、钛、铬、铝或前述物质的合金等导电介质；高压电极也可以由两块导电金属介质板围合而成（图5）。

本实用新型还提供一种臭氧发生器，其包括臭氧发生单元。具体的，本实施例臭氧发生器中的臭氧发生单元采用本实用新型臭氧发生单元实施例中的臭氧发生单元，其具体结构可以参见本实用新型臭氧发生单元实施例以及附图1至图5的记载，在此不再赘述。

    以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管本实用新型的实施例对本实用新型进行了详细描述。但对于本领域的技术人员而言，仍然可以对本实用新型的技术方案进行修改或对其进行等同替换，任何这些修改或替换均属于本实用新型所要求保护的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种臭氧发生单元，其包含高压电极（1）、接地电极（2）和介质管（3），所述高压电极（1）处于介质管（3）内，所述介质管（3）处于接地电极（2）内，其特征在于：所述高压电极（1）是一个由至少一个弹性导电介质围合成的中空筒状电极，所述高压电极（1）与介质管（3）的内壁贴合。

2.根据权利要求1所述的臭氧发生单元，其特征在于：所述高压电极（1）完全覆盖介质管内壁。

3.根据权利要求1所述的臭氧发生单元，其特征在于：所述构成高压电极的弹性导电介质在介质管内壁上存在重叠部分。

4.根据权利要求1所述的臭氧发生单元，其特征在于：所述介质管（3）的内径小于1cm。

5.根据权利要求1所述的臭氧发生单元，其特征在于：所述构成高压电极的弹性导电介质是箔状的。

6.根据权利要求5所述的臭氧发生单元，其特征在于：所述构成高压电极的弹性导电介质厚度为15～200μm。

7.根据权利要求5所述的臭氧发生单元，其特征在于：所述构成高压电极的弹性导电介质为金属箔。

8.根据权利要求7所述的臭氧发生单元，其特征在于：所述金属箔为不锈钢、钛、铬、铝或合金。

9.根据权利要求6所述的臭氧发生单元，其特征在于：所述构成高压电极的弹性导电介质的厚度为50μm或100μm。

10.一种臭氧发生器，其特征在于：包括如权利要求1-9任一所述的臭氧发生单元。