CN204369565U - 一种多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，属于臭氧发生器技术领域。包括高压容器、两个顶盖、多个放电单元串和隔板。两个顶盖通过法兰固定在高压容器的两端，隔板置于高压容器内，放电单元串由多个放电单元相互叠装后通过长螺栓相对固定，其一端固定在隔板上，另一端通过容器外壁支撑，多个放电单元串相互并联，其截面为紧密排列的正方形。本臭氧发生器，具有节能高效、性能稳定可靠、臭氧浓度高、单机产量大、体积小、重量轻、加工组装方便等特点，能灵活适应臭氧设备用户的各种需求。

Description

一种多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器

技术领域

本实用新型涉及一种多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，属于臭氧发生器技术领域。

背景技术

大型臭氧发生器的工作原理都属于介质阻挡放电，一般由高压电极、低压电极、介电体、放电气隙组成放电单元，外加放电单元的冷却设施和配套的高压变频电源组成臭氧发生器。介质材料有搪瓷、玻璃和陶瓷；电源频率由工频发展到中频；放电气隙由几毫米缩小到零点几毫米；总之，随着材料、电源和加工技术水平的不断提高，大型臭氧发生器的技术性能和工艺水平也在不断提高。

目前，国际上较典型的臭氧发生器是管式结构的中频机，采用搪瓷或玻璃介电材料，产品主要技术指标已达到较高的水平，在氧气源条件下，臭氧浓度为150mg/L时，电耗约为9——10kwh/kgO₃，单台设备臭氧产量可达数十公斤/小时。国内也有生产搪瓷或玻璃介电材料的管式臭氧发生器，技术指标与国际进口产品还有一定差距，材料损耗过高。制约环节是：搪瓷管的几何精度、介电材料的一致性难以实现，玻璃管臭氧发生器也有生产，但玻璃管完全依赖进口且组装难度较大。

当前大型臭氧发生器普遍存在介电体损耗能量大、放电间隙气路长、臭氧浓度很难进一步提高的缺点；尤其是高品质的搪瓷管和玻璃管的加工难度很大，成品合格率很低，直接影响了我国大型臭氧发生器的技术进步；存在设备体积和重量较大、成本高、维修困难等不足之处。

本申请人于2009年12月31日提出过名称为“外冷双气隙叠层板式臭氧发生器”的实用新型专利，申请号为200920350681.9。该专利只能在一个容器内安装一组放电单元，不能按照客户的要求将单台设备的臭氧产量提高到2kg/h以上，限制了产品的推广。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，改变已有臭氧发生器的结构，以使臭氧发生器具有节能高效、性能稳定可靠、臭氧浓度高、单机产量大、体积小、重量轻、加工组装方便等特点，能灵活适应臭氧设备用户的各种需求。改进加工中的一些具体问题，提出大型化的解决方案。

本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，包括高压容器、两个顶盖、多个放电单元串和隔板；所述的两个顶盖通过法兰固定在高压容器的两端，所述的隔板置于高压容器内，高压容器内隔板左侧为进气腔体，高压容器内隔板右侧为冷却水区；所述的进气腔体的高压容器壁上设有进气管和出气管，出气管与布置在进气腔体内的出气支管相连；所述的冷却水区的高压容器壁上设有进水管和出水管；所述的放电单元串由多个放电单元相互叠装后通过长螺栓相对固定，多个放电单元串的一端固定在隔板上，多个放电单元串的另一端通过容器外壁支撑，多个放电单元串相互并联，多个放电单元串的截面为紧密排列的正方形，每个放电单元串的气体通道通过出气支管与高压容器壁上的出气管相连；相互叠装后的放电单元之间形成的冷却水通道与所述的冷却水区相连通。

本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，其优点是：

1、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，采用水/风外冷型板式结构。在已有的板式臭氧发生器中都有一个内设冷却水流道的水盒或地电极板，将冷却流体限制在地电极内，同时要设置许多配水支管、总管等，则密封点位很多，组装复杂。本实用新型的冷却流体流道在合成地电极盒的外面，内部是放电气隙和高压电极等，这种结构大幅度地增加了冷却流体与放电单元间的换热面积，提高了冷却效果，提高了臭氧转化效率，既能采取水冷方式，也能采用风冷方式，不需要大量配水支管，避免了密封点过多带来的泄露风险，避免了连接点过多带来的组装困难，易于组装。

2、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器的板式结构，与已有的管式发生器相比，板式结构有易于实现加工精度的优点，如介电体厚度的一致性、几何尺寸的一致性、气隙的一致性等。

3、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，采用进气/出气孔与放电气隙全部封装在合成地电极内的结构。现有管式发生器是在压力容器的两端分别设置进气腔和出气腔，现有板式臭氧发生器是通过设置进气管(或腔)和出气管，实现气体的分配和收集，即进气的分配区和出气的收集区与地电极是分离的，是不同的部位；本实用新型将每一个放电单元的进气分配区和出气收集区与放电气隙全部封装在地电极内，一组放电单元的进气分配区和出气收集区在叠装时将分别合成为一个大的、统一的进气分配区和出气收集区，在一定数量内可保证各单元放电气隙的配气均匀性。在保证了配气均匀的同时，大大降低了装配的工作量和难度，减小了设备的体积，取消了大量的进出气分配管，从结构上降低了泄露风险。

4、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器中采用O型圈密封。采用O型圈密封是很稳妥的一种密封方式，现有的板式臭氧发生器有采用密封条密封方式的，密封效果难以长期保证；本实用新型在结构设计时，就是要实现O型圈密封方式，提高密封效果，降低组装难度。

5、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器中，每单元拥有双放电气隙。在同一个合成地电极盒内设置有两列放电气隙，充分发挥各单元的作用，提高效率。

6、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器中，采用抗腐金属薄板高压电极。现有板式臭氧发生器往往采用很厚的金属材料或复合性金属材料做高压电极，其材料消耗量大、运行过程中热含量高，达到稳定状态所需时间长，不利于热量及时排出放电区域；本实用新型采用薄板结构，既减少了材料用量，又降低了高压电极的热含量，使设备能快速达到稳态，有利于热量及时排出放电区域，提高臭氧发生效率。

7、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器采用叠层并联组装方式。根据用户的需要，通过将一定数量的放电单元逐层叠放在一起，组成臭氧发生器的放电单元串，再将各放电单元串并联安装在隔板上组成完整的臭氧发生器，满足用户对臭氧产量的要求。这种方式，生产速度快、交货及时，通过不变的基本单元实现个性化的各种需求。

8、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器采用板状介电体。在现有臭氧发生器中，介电体的加工难度是制约因数，本实用新型采用板式结构，避免了这一困难，材料可选玻璃或陶瓷。

9、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器采用高频电源。电源频率的高低，是由发生器结构、材料的特性决定的。现有臭氧发生器多采用中频电源，效率较低；本实用新型采用的是高频电源，效率明显提高。

10、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器采用并联组装方式，各放电单元串可紧密并联组装，大大降低了臭氧发生器的体积，解决了单台设备臭氧产量大幅提高的技术难题。

11、本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器在水区、气区分别设置了法兰连接的盖，便于设备内部的维修和组装。

综上所述，本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，具有节能高效、性能稳定可靠、臭氧浓度高、单机产量大、体积小、重量轻、加工组装方便等特点，能灵活适应臭氧设备用户的各种需求。

附图说明

图1是本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器的结构主视图。

图2是图1的A-A视图。

图3是图1的B-B视图。

图1－图3中，1是进气管，2是出气管，3是进水管，4是出水管，5是高压电缆，6是放电单元，7是长螺栓，8是隔板，9是出气支管，10是高压容器，11是冷却水区，12是进气腔体，13是保险管盒，14是气体通道，15是顶盖，16是法兰。

具体实施方式

本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，其结构如图1所示，包括高压容器10、两个顶盖15、多个放电单元串6和隔板8。两个顶盖15通过法兰16固定在高压容器10的两端。隔板8置于高压容器10内，高压容器内隔板8的左侧为进气腔体12，高压容器10内隔板8的右侧为冷却水区11。进气腔体12的高压容器壁上设有进气管1和出气管2，出气管2与布置在进气腔体内的出气支管9相连。冷却水区11的高压容器壁上设有进水管3和出水管4。放电单元串6由多个放电单元相互叠装后通过长螺栓7相对固定，多个放电单元串的一端固定在隔板8上，多个放电单元串的另一端通过容器外壁支撑，多个放电单元串6相互并联，多个放电单元串的截面为紧密排列的正方形，如图3所示。每个放电单元串的气体通道14通过出气支管16与高压容器壁上的出气管2相连，如图2所示，相互叠装后的放电单元之间形成的冷却水通道与所述的冷却水区11相连通。

本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器中，进气腔体12内安装有出气管2、出气支管9、保险管盒13、气体通道14的端口和高压电缆5；在容器外壳10的气区侧安装有进气口1、出气口2和高压线5的进线口，如图2所示。其中的放电单元，可以采用本申请人于2009年12月31日提出的名称为“外冷双气隙叠层板式臭氧发生器”的实用新型专利，申请号为200920350681.9。

本实用新型的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器中，进气腔体内设有多个保险管盒13，并用高压电缆5相连至电缆进线口，每个放电单元组一个保险管盒。电缆进线口必须保证密封、绝缘。高压容器两端均设有顶盖，采用发兰连接。

本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，按用户的要求，将一定数量的放电单元逐层叠放在一起，当一叠内放电单元过多时，可分两叠或多叠并联组装成臭氧发生器。

本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，其制备过程的第一步是准备材料；第二步是组装一个一个的放电单元6；第三步是将各放电单元6逐一整齐的叠放在发生器组装隔板8上，用长螺栓7将各放电单元紧固，确保该发生器不泄露，逐一并联安装各放电单元串；第四步在进气腔体12，将各放电单元高压线安装在保险管盒13的高压出线接线端子上，将高压接线5连接在保险管盒的进线接线端子上，在高压接线5与进气腔体12的连接处采取柔性密封、保证不泄漏；第五步安装出气管；第六步安装顶盖15，紧固法兰螺栓16保证该法兰接口不泄露。

本实用新型提出的多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，其工作原理是：高频高压电源作用在臭氧发生器的高压电极和地电极之间时，在有介电体阻挡的放电气隙中发生无声电晕放电，使气隙中流动的氧分子电离成氧原子，再与没电离的氧分子结合成臭氧分子，产生的含臭氧气体供工艺使用，两个电极产生的热量被冷却流体带出臭氧发生器，保持电极工作温度稳定。调整输入电压或改变进气流量、压力，可方便的调节臭氧发生器的臭氧浓度、产量，供工程实际需要。

Claims (1)

1.一种多组并联型外冷双气隙叠层板式臭氧发生器，其特征在于该臭氧发生器包括高压容器、两个顶盖、多个放电单元串和隔板；所述的两个顶盖通过法兰固定在高压容器的两端，所述的隔板置于高压容器内，高压容器内隔板左侧为进气腔体，高压容器内隔板右侧为冷却水区；所述的进气腔体的高压容器壁上设有进气管和出气管，出气管与布置在进气腔体内的出气支管相连；所述的冷却水区的高压容器壁上设有进水管和出水管；所述的放电单元串由多个放电单元相互叠装后通过长螺栓相对固定，多个放电单元串的一端固定在隔板上，多个放电单元串的另一端通过容器外壁支撑，多个放电单元串相互并联，多个放电单元串的截面为紧密排列的正方形，每个放电单元串的气体通道通过出气支管与高压容器壁上的出气管相连；相互叠装后的放电单元之间形成的冷却水通道与所述的冷却水区相连通。