CN2841629Y

CN2841629Y - 组合板式高频大型臭氧发生器

Info

Publication number: CN2841629Y
Application number: CN 200520124285
Authority: CN
Inventors: 张宽照
Original assignee: Tongfang Co Ltd
Current assignee: Tongfang Environment Co., Ltd.
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2015-11-17

Abstract

本实用新型为一种组合板式高频大型臭氧发生器，属于臭氧高效生产装置。是由地电极、陶瓷片介电体、导热垫片、高压电极、弹性胶垫、端部密封件、间距定位件、导气管、压条和水、气管路组成。每两地电极之间和内设的陶瓷片介电体、导热垫片、高压电极、弹性胶垫、端部密封件、间距定位件、导气管、压条共同构成发生器放电小单元，数个电极组合小单元配装固定构成电极单元组合。每一电极单元组合的气、水进出口，通过活接头软管连接于各总管路上。本实用新型具有操作维修简单，体积小、重量轻、节能高效、产气量大的特点；在额定臭氧浓度100mg/L时，能耗小于8kwh/kgO₃，产气量达1kgO₃/m²以上：可满足水深度处理、化工及水产养殖等多产业需要。

Description

组合板式高频大型臭氧发生器

技术领域

本实用新型属于臭氧高效生产装置，是一种组合板式高频大型臭氧发生器。

背景技术

目前，现有的间隙放电式大型臭氧发生器，是由工频机发展到了中频机，其材料应用及工艺水平也在不断提高。目前国际上较典型的是管式结构的中频机，其电极间介电体大都以搪瓷取代了玻璃体，且中频机的性能也得以大幅提高，在较高的臭氧浓度下(≥80mg/L)，有较高的效率(9-10kwh/kgO₃。)和较大的产气量(达数十kgO₃/h)。如瑞士OZONIA公司和德国WEDECO公司及日本富士电机公司生产的大型臭氧设备，由发生器灌体、放电体、电源驱动和高压变压器构成。该种产品其优点是工艺相对简单，常规技术利用率高，但不足之处是使用的搪瓷(或玻璃)介电体损耗能量大，非水冷电极温升高，放电间隙气路长，从而造成在臭氧生成的过程中分解量大，影响效率及臭氧浓度的提高，并存有设备体积和重量大、耗材及成本高、运输、按装、维修困难等缺点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高效节能的可组合板式高频大型臭氧发生装置，用于水深度处理、化工及水产养殖等多产业领域，使其体积小、重量轻、坚固耐用，具有省能源、高效率、大气量、臭氧浓度高、生产速度快的特点，以满足各种臭氧产量要求。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：主要由地电极、陶瓷片介电体、导热垫片、高压电极、端部密封件、导气管、压条和水、气管路组成，其中，地电极两平面处贴附有陶瓷片介电体，端部密封件固定在地电极两平面的两端；高压电极位于地电极两面陶瓷片介电体的外边；高压电极的抗腐金属簿板与陶瓷片介电体间放置等厚导热垫片，导热垫片之间留有放电间隙；导气管固定于相邻的地电极两侧。

每两地电极之间和内设的陶瓷片介电体、导热垫片、高压电极、弹性胶垫、端部密封件、间距定位件、导气管、压条共同构成发生器放电小单元。

每一电极单元组合的进、出水口及每一导气管的进、出气口，通过带有气、水活接头的聚四氟乙烯软管，连接于各电极单元组合总管路上。

地电极两侧面设有陶瓷片介电体、导热垫片、高压电极和弹性胶垫。

高压电极端部定位凹口与端部密封件定位脚配合后固定于端部密封件上；两个高压电极间置弹性胶垫。

所述的地电极内设水冷管路，各相邻管路互相连通；两端部设有进水口和出水口，两侧端设有固定压条丝孔和导气管压边和密封突缘嵌入沟槽，两侧面的两端设有间距定位件固定孔、电极单元组合总装连接孔和定位销孔。

所述的高压电极由抗腐金属簿板与导热铝合金板构成，导热铝合金板放在抗腐金属簿板的凹槽内，二者平面紧密接触；抗腐金属薄板两端设有定位凹口，两边设有挡边；导热铝合金板两端设有定位凹口，一端设有高压引线，一面设有多条等距的突起棱条。

所述的陶瓷片介电体粘贴于地电极两个平面上；陶瓷片介电体的两平面上，一面附有金属簿膜导电导热层，另一面涂有保护层。

所述的端部密封件设有定位销孔、定位长方孔、定位嵌槽、定位脚、高压线路输入孔；端部密封件中部设有定位销孔，一侧设有定位脚，定位长方孔是由间距定位件定位端部密封件、位于端部密封件的两边；端部密封件一面设有瓷片的定位嵌槽，一面设有高压引线孔。

所述的弹性胶垫两端设有定位凹口，定位凹口与端部密封件定位脚定位固定；弹性胶垫两面设有多个对称的突起棱条，突起棱条按一定距离均匀且对称分布。

所述的导气管设有气孔、密封突缘、压边、气口；其中，密封突缘、压边位于导气管两侧的嵌入沟槽内，气孔位于导气管内，与进出气管相同，导气管由压条固定于相邻的两地电极两侧面，气口位于导气管一端部，两地电极两侧的导气管，一侧的气口是进气口，而另一侧的是出气口。

本实用新型与已有技术对比其特点是：1、开机无需缓慢预热，陶瓷介电体无热冲击受损的危害，操作非常容易。2、维护维修十分简单，在很短的时间内即可完成，极大方便用户，减少用户损失。3、采用可组合式结构，其臭氧产量通过电极单元组合数量及发生器放电小单元数量多少确定，可满足各种臭氧产量要求，生产速度快，交货迅速。4、用材少、体积小、重量轻、抗运输振动、坚固耐用、节省能源、效率高、臭氧浓度高、产气量大、设备占地面积小、节约经费。5、克服了中频机的弱点，技术指标显著提高，达到了额定臭氧浓度100mg/L时，能耗小于8kwh/kgO₃，产气量达1kgO₃/m²以上。

附图说明

图1：为本实用新型组合板式高频臭氧发生器总布置图(图中虚线方框表示省略的3-5组电极单元组合)：1、水路，2、气路，3、电极单元组合，4、电路，49、气、水活接头。

图2：为本实用新型中每两块地电极之间组成的发生器放电小单元结构示意图：5导气管、6、压条，7、地电极，8、陶瓷片介电体，9、导热垫片，10、抗腐金属薄板，11、导热铝合金板，12、弹性胶垫，13、端部密封件，14、间距定位件。

图3：为本实用新型地电极形状示意图：15、地电极间距定位件固定孔，16、电极单元组合总装连接孔，17、定位销孔，18、进水口，19、固定压条丝孔，20、嵌入沟槽，21、出水口。

图4：为本实用新型导气管形状示意图：22、气孔，23、密封突缘，24、压边，25、气口。

图5：压条形状示意图：26、压条固定螺丝孔。

图6：端部密封件(正面)形状示意图：27、定位销孔，28、定位长方孔，29、定位嵌槽，30、定位脚。

图7：端部密封件(反面)形状示意图：31、高压引线孔。

图8：间距定位件形状示意图：32、固定孔，33、电极单元组合总装连接孔。

图9：陶瓷片介电体形状示意图。

图10：导热垫片。

图11：抗腐金属薄片形状示意图：34、定位凹口，35、挡边。

图12：导热铝合金板形状示意图：36、突起棱条，37、定位凹口，38、高压引线。

图13：弓单力胶垫形状示意图：39、突起棱条，40、定位凹口。

图14：气、水活接头形状示意图：41、螺帽，42、不锈钢接头，43、连接套，44、聚四氟乙烯软管。

图15：电源电路图：45、三相整流桥摸块，46、滤波电容器，47、IGBT摸块，48、高压变压器，50、电感器，51、发生器。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图详细叙述本实用新型的结构和工作原理：

它的结构(见图2-13)主要由地电极7、陶瓷片介电体8、导热垫片9、高压电极、弹性胶垫12、端部密封件13、间距定位件14、导气管5、压条6和水、气管路1、2组成。地电极7(图3所示)是由高导热系数铝合金材料做成，为260mm×170mm×25mm，机械强度高，散热面积大，地电极也是一个水冷式高效散热器，又是一个可固定其它部件的基座。地电极7内设有多个φ11mm圆孔状水冷管路1，各相邻管路端部相通，内有冷却水流通，两端部设有进水口18和出水口21，两侧端设有固定压条丝孔19和导气管压边和密封突缘嵌入沟槽20，两侧面的两端设有间距定位件固定孔15、电极单元组合总装连接孔16和定位销孔17。地电极7两侧面设有陶瓷片介电体8、导热垫片9、高压电极和弹性胶垫12(见图2)。地电极7两平面处紧贴附有金属簿膜的陶瓷片介电体8，保证之间有良好的导热性。端部密封件13(见图6、7)，设有定位销孔27、定位长方孔28、定位嵌槽29、定位脚30、高压引线孔31。端部密封件13中部设有定位销孔27，一侧设有定位脚30，定位长方孔28是由间距定位件14定位端部密封件13，位于端部密封件13的两边。端部密封件13一面设有定位嵌槽29，一面设有高压引线孔31。端部密封件13经定位销及间距定位件14固定在地电极7两平面的两端；端部密封件13同时具备气体密封、高压绝缘隔离、高压电极的定位三重功效。陶瓷片介电体8(见图9)是一氧化铝陶瓷薄片，为185mm×222mm×0.635mm，96#陶瓷，陶瓷片介电体8粘贴于地电极7两个平面上；陶瓷片介电体8的两平面上，一面附有金属簿膜电导热层，保证陶瓷片介电体8与地电极7之间有良好的导热性；另一面涂有保护层，起到降低损耗，加长使用寿命作用。高压电极(见图11、12)由抗腐金属簿板10与导热铝合金板11构成，抗腐金属簿板10为170mm×205mm×0.5mm两端设有定位凹口34，两边设有挡边35。导热铝合金板11为170mm×205mm×4mm，导热铝合金板11，放在抗腐金属簿板10的凹槽内，二者平面紧密接触；导热铝合金板11两端设有定位凹口37，一端设有高压引线38，高压引线38经绝缘的端部密封件中间的高压引线孔31处引出，经保险丝接入高压电源总线；一面设有多条等距的突起棱条37，该突起棱条36与弹性胶垫12作用产生适度弹性压力。高压电极位于地电极7外两陶瓷片介电体8的外边。高压电极具备抗电晕放电腐蚀，又能迅速将热量传走。高压电极的抗腐金属簿板10与陶瓷片介电体8等间距均匀放置6片导热垫片9(见图10)，每片为170mm×mm×0.4mm，该导热垫片9在弹性胶垫12的压力作用下紧贴于高压电极放电面与陶瓷介电体8保护面上，导热垫片9之间留有充分放电间隙，导热垫片9的厚度决定放电间隙的距离大小，高压电极的热量经过该垫片传导至地电极7，以水冷方式将热量带走。高压电极端部定位凹口34、37与端部密封件13定位脚30配合后固定于端部密封件13上。导气管5(见图4)设有气孔22、密封突缘23、压边24、气口25。密封突缘23、压边24位于导气管5的两侧，气孔22位于导气管5内，与进出气管相同。导气管5由压条6固定于相邻的两地电极7两侧；导气管5与地电极7接触处用胶垫密封，使气体在特定压力下不外泄：导气管5具备将气体导入(或流出)和密封盖两种功效，同时陶瓷片介电体8的非放电边沿在其槽内保护在其中，免受损伤。气口25位于导气管5一端部，两地电极7两侧的导气管5，一侧的气口是进气口，而另一侧的气口是出气口。地电极7两个高压电极外放置弹性胶垫12(见图13)，弹性胶垫12两端设有定位凹口40，定位凹口40与端部密封件13定位脚30定位固定；弹性胶垫12两面设有多个对称的突起棱条39，按一定距离均匀且对称分布，它可与高压电极铝合板突起棱条36相互接触后产生适度弹力，使高压电极、导热垫片9、陶瓷片介电体8、地电极各平面间保持良好的紧密接触，从而可保证良好的导热性能及精确的放电间隙距离；同时可密封该接触面使之不让气体通过，又不会使陶瓷片介电体8受力过度而破碎，并能使导热铝合金板11、陶瓷片介电体8、抗腐金属簿板10三者在温度变化时线胀系数不同引起尺寸变化时，各面间可以自由滑动，陶瓷片介电体8不会产生过度应力损坏。每两相邻地电极7之间和内设的陶瓷片介电体8、导热垫片9、高压电极、弹性胶垫12、端部密封件13、间距定位件14、导气管5、压条6共同构成发生器放电小单元(图2所示)。每相邻地电极7平面间放置两片陶瓷片介电体8、两个高压电极，陶瓷片一介电体8和两个高压电极之间等距放置导热垫片9，电极间设置弹性胶垫12，相邻地电极7之间以间距定位件14保证精确间距，以定位销保证相对位置一致性。每相邻地电极7两侧通过螺丝孔及压条6将导气管5固定，并在接触处用胶垫密封，每两个地电极7对应一个基本小单元，

数个电极组合小单元由位于电极单元组合总装连接孔16内的四支螺丝连杆的配装固定，构成了发生器一个单元组一电极单元组合3(图1所示)。

每一电极单元组合3的进、出水口及每一导气管的进、出气口，通过带有气、水活接头49的聚四氟乙烯软管，连接于各电极单元组合3总管路上。高压引线38经绝缘的端部密封件中间高压引线孔31处引出，经保险丝接入高压电源总线。

电源电路(图15所示)由三相整流桥摸块(100A/1200V)45、滤波电容器(10000uF/450V)46、IGBT摸块(300A/1200V)47、高压变压器48、电感器50组成。三相整流滤波电路由三相整流桥摸块45和滤波电容器46构成，IGBT功率驱动电路由IGBT功率模块47和控制电路板组成，高压输出电路由500uH电感和高压变压器48组成。高压变压器48输出a、b端接入发生器51的高压电极与地电极7上。

本实用新型的工作原理是这样的：

380v/50HZ的三相交流电源经整流桥整流后得到脉动的直流电，再经电容器滤波获得平稳的510V直流电压，供给功率驱动电路，功率驱动电路在100us周期矩形波脉冲作用下完成开关，因而在通过电感器的变压器初极有高频电压产生，经高压变压器升压至4000V接入发生器。当这个高频高压电接入发生器的高压电极与地电极间，就在两个电极间经过陶瓷片的气隙中发生无声电晕放电，这个放电过程使氧分子电离成氧原子，而氧原子又和没电离的氧分子结合成臭氧分子，这些臭氧分子在压力作用下流向管路得到供使用的臭氧，两个电极产生热量经地电极循环水带走，保持电极工作温度恒定，当改变高压幅值或改变气流量、压力，可调整臭氧浓度高低及产量大小供不同需要。

使用本实用新型在开机时，首先开启冷却水，再将气源调至额定压力及流量，气源额定压力0.5-1kg/cm²、流量是10-15m³/小时，然后启动电源，数分钟后即达到稳定工作状态，停机时先关断电源再关断气源及冷却水。

Claims

1、一种组合板式高频大型臭氧发生器：其特征在于，主要由地电极7、陶瓷片介电体8、导热垫片9、高压电极、端部密封件13、导气管5、压条6和水、气管路1、2组成，其中，地电极7两平面处贴附有陶瓷片介电体8，端部密封件13固定在地电极7两平面的两端；高压电极位于地电极7两面陶瓷片介电体8的外边；高压电极的抗腐金属簿板10与陶瓷片介电体8间放置等厚导热垫片9，导热垫片9之间留有放电间隙；导气管固定于相邻的地电极7两侧。

2、根据权利要求1所述的组合板式高频大型臭氧发生器：其特征在于，由每两地电极7之间和内设的陶瓷片介电体8、导热垫片9、高压电极、弹性胶垫12、端部密封件13、间距定位件14、导气管5、压条6共同构成发生器放电小单元。

3、根据权利要求1所述的组合板式高频大型臭氧发生器：其特征在于，每一电极单元组合3的进、出水口18、21及每一导气管的进、出气口25，通过带有气、水活接头49的聚四氟乙烯软管44，连接于各电极单元组合3总管路上。

4、根据权利要求1所述的组合板式高频大型臭氧发生器：其特征在于，高压电极端部定位凹口34、37与端部密封件13定位脚30配合后固定于端部密封件13上。

5、根据权利要求1所述的组合板式高频大型臭氧发生器：其特征在于，所述的地电极7内设水冷管路1，各相邻管路互相连通；两端部设有进水口18和出水口21，两侧端设有固定压条丝孔19和导气管压边和密封突缘嵌入沟槽20，两侧面的两端设有间距定位件固定孔15、电极单元组合总装连接孔16和定位销孔17。

6、根据权利要求1所述的组合板式高频大型臭氧发生器：其特征在于，所述的高压电极由抗腐金属簿板10与导热铝合金板11构成，导热铝合金板11放在抗腐金属簿板10的凹槽内，二者平面紧密接触；抗腐金属薄板10两端设有定位凹口34，两边设有挡边35；导热铝合金板11两端设有定位凹口37，一端设有高压引线38，一面设有多条等距的突起棱条37。

7、根据权利要求1所述的组合板式高频大型臭氧发生器：其特征在于，所述的陶瓷片介电体8粘贴于地电极7两个平面上；陶瓷片介电体8的两平面上，一面附有金属簿膜导电导热层，另一面涂有保护层。

8、根据权利要求1所述的组合板式高频大型臭氧发生器：其特征在于所述的端部密封件13设有定位销孔27、定位长方孔28、定位嵌槽29、定位脚30、高压线路输入孔31；端部密封件13中部设有定位销孔27，一侧设有定位脚30，定位长方孔28是由间距定位件14定位端部密封件13、位于端部密封件13的两边；端部密封件13一面设有瓷片的定位嵌槽29，一面设有高压引线孔31。

9、根据权利要求1所述的组合板式高频大型臭氧发生器：其特征在于，所述的弹性胶垫12两端设有定位凹口40，定位凹口40与端部密封件13定位脚30定位固定；弹性胶垫12两面设有多个对称的突起棱条39，突起棱条39按一定距离均匀且对称分布。

10、根据权利要求1所述的组合板式高频大型臭氧发生器：其特征在于，所述的导气管5设有气孔22、密封突缘23、压边24、气口25；其中，密封突缘23、压边24位于导气管5两侧的嵌入沟槽20内；气孔22位于导气管5内，与进出气管相同；导气管5由压条6固定于相邻的两地电极7两侧面；气口25位于导气管5一端部，两地电极7两侧的导气管5，一侧的气口是进气口，而另一侧的是出气口。