TWI636953B - Tubular ozone generating device - Google Patents
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Abstract
本發明是一種具備臭氧產生單元30的管型臭氧產生裝置1。臭氧產生單元30具有隔著放電間隙36布置在外側電極管31的內側的放電管32。放電管32具有:具有開口33a的介電質管33;以端部34a從開口33a露出來的狀態下設置在介電質管33的內周面上的電極膜34;以及供電部件40。供電部件40具有內側扣夾41和外側扣夾42,內側扣夾41和外側扣夾42夾住電極膜34的露出端部34a。
Description
本發明與管型臭氧產生裝置相關,其中特別與供電部件的構造相關。
臭氧具有強力的氧化作用,在作用後會分解為無害的氧等。因此,在半導體製造、食品製造、水處理等領域中,經常使用臭氧來進行清洗、殺菌、除臭等處理。
像這樣的產生臭氧的臭氧產生裝置多採用無聲放電方式。
在無聲放電方式的臭氧產生裝置中,在隔著介電質對置的一對電極之間設有空隙(放電間隙(discharge gap))。在一對電極之間施加高電壓,就會在放電間隙產生無聲放電。使含氧原料氣體流過放電間隙,從而原料氣體臭氧化,產生臭氧。
在採用這樣的無聲放電方式的臭氧產生裝置中,存在管型的臭氧產生裝置。在管型臭氧產生裝置中,使用呈管狀的放電管來作為介電質,該介電質構成產生臭氧的單元。就管型臭氧產生裝置來說,由於能夠將複數根放電管密集地平行布置,因此具有容易大型化的優點。
管型臭氧產生裝置中的供電部件的構造已公開在例如專利文獻1、專利文獻2中。
在專利文獻1中,與高壓電源電連接的棒狀供電部件布置在介電質管的內部,該供電部件經由不鏽鋼絲(stainless steel wool)部件與金
屬蒸鍍在介電質管的內表面上的電極電連接在一起。
在專利文獻2中,使用了在外周面上形成有複數狹縫的呈燈籠形的供電部件,通過該供電部件與金屬蒸鍍在介電質管的內表面上的電極彈性接觸,從而電源與電極電連接在一起。
[專利文獻1]日本特開2012-144425號公報
[專利文獻2]日本特開2013-184874號公報
介電質管是由玻璃等製成的,由於材料、成形精度的影響,內表面不呈真圓形的情況相當多,內徑也存在某種程度上的偏差。從微觀層次來看,介電質管的內表面也不是平滑的,而是存在有凹凸。
為此,通過使用絲部件、或者使供電部件形成為燈籠形來確保供電部件與電極之間的接觸。然而,由於絲部件、燈籠形供電部件的形狀較複雜,因此存在有製造上較麻煩的問題。
於是,本發明的主要目的在於提供一種能夠容易地製造的臭氧產生裝置。
本發明的管型臭氧產生裝置所具備的臭氧產生單元具有筒狀外側電極管、以及隔著放電間隙布置在所述外側電極管的內側的放電管。所述放電管具有:至少在一端部具有開口的筒狀介電質管;設置為以具有從所述開口露出來的露出端部的狀態與所述介電質管的內周面緊密相接的電極膜;以及與外部電源相連接而向所述電極膜供電的供電部件。
所述供電部件具有設置在所述電極膜的內側的內側扣夾以及設置在所述電極膜的外側的外側扣夾,所述內側扣夾和所述外側扣夾夾住所述露出端部。
根據該臭氧產生裝置,由於使電極膜與介電質管的內周面緊密
相接,因此只要調整電極膜在介電質管的長度方向上的長度,就能夠容易地設置露出端部。而且,由於電極膜的露出端部被內側扣夾和外側扣夾夾住,因此能夠使電極膜與供電部件直接且均勻地接觸,從而能夠穩定地向電極膜供電。
較佳為:所述臭氧產生裝置具備複數個所述臭氧產生單元,為了一次夾住複數個所述電極膜的端部,所述外側扣夾具有複數個扣夾部,複數個露出端部分別被所述扣夾部以及布置在各露出端部的內側的所述內側扣夾所夾住。
這樣一來,能夠使用一個外側扣夾來將複數個電極膜的端部一次夾住。因此,能夠減少用來將電極膜的露出端部夾住的工作量。而且,能夠容易地將根數較多的放電管之間連接起來,還能夠降低接觸電阻。
較佳為:所述臭氧產生裝置具備複數個所述臭氧產生單元,至少一部分所述內側扣夾是附帶連接端子內側扣夾,該附帶連接端子內側扣夾上直接設置有與所述外部電源電連接的連接端子。
這樣一來,就能利用簡單的結構來謀求減少部件數量、降低接觸電阻。
根據本發明的臭氧產生裝置,能夠穩定地向各放電管供電。
1‧‧‧臭氧產生裝置
30‧‧‧臭氧產生單元
31‧‧‧外側電極管
32‧‧‧放電管
33‧‧‧介電質管
33a‧‧‧開口
34‧‧‧電極膜
34a‧‧‧露出端部
40‧‧‧供電部件
41‧‧‧內側扣夾
42‧‧‧外側扣夾
圖1為示出第一實施方式的管型臭氧產生裝置的概略立體圖。
圖2為概略側視圖,在該圖中,為了示出臭氧產生裝置的內部構造而省略了一部分部件。
圖3為沿著圖2中的X-X線剖開的概略剖視圖。
圖4為示出臭氧產生單元的構造的概略剖視圖。
圖5為供電部件的立體分解圖。
圖6為概略圖,其示出供電部件之間的連接方式的一例。
圖7(a)、圖7(b)為示出外側扣夾對的概略圖。圖7(a)為俯視圖,圖7(b)為前視圖。
圖8為示出連接端子的概略圖。
圖9(a)、圖9(b)為示出供電部件之間的連接構造的概略圖。圖9(a)為俯視圖,圖9(b)為前視圖,在圖9(b)中省略了後部的部件。
圖10(a)、圖10(b)為示出使用在第二實施方式的臭氧產生裝置中的架設扣夾的概略圖。圖10(a)為俯視圖,圖10(b)為前視圖。
圖11(a)、圖11(b)為示出附帶連接端子架設扣夾的概略圖。圖11(a)為俯視圖,圖11(b)為前視圖。
圖12(a)、圖12(b)為示出第二實施方式中的供電部件之間的連接構造的概略圖。圖12(a)為俯視圖、圖12(b)為前視圖,在圖12(b)中省略了後部的部件。
圖13(a)為示出外側扣夾的變形例的俯視圖,圖13(b)為示出架設扣夾的變形例的前視圖。
下面,根據圖示對本發明的實施方式進行詳細的說明。以下的實施方式僅為本質上的示例,並沒有意圖對本發明、其應用對象或其用途加以限制。
(臭氧產生裝置的結構)
在圖1中示出本實施方式的管型臭氧產生裝置1。臭氧產生裝置1具備裝置主體2、附屬設備3等,該附屬設備3由配合裝置主體2進行工作的控制機器、操作盤等構成。
裝置主體2為耐蝕性良好的不鏽鋼製耐壓容器,臭氧在該裝置主體2的內部產生。裝置主體2具有圓筒狀軀幹部11、封住軀幹部11的兩端的兩個蓋部12。裝置主體2以橫放的狀態受一對腳部13、13支承
著。其中一個蓋部12通過鉸鏈安裝在軀幹部11上,構成為能開關的門。
在裝置主體2上連接有原料氣體管道14、臭氧管道15、冷卻管道16等。具體而言,原料氣體管道14與未圖示的原料氣體供給源相連接,氧、空氣等原料氣體通過原料氣體管道14供向裝置主體2。臭氧管道15與未圖示的臭氧供給對象相連接,在裝置主體2中產生的臭氧通過臭氧管道15送往該供給對象。
冷卻管道16包括進水用和排水用的兩個冷卻管道16a、16b,冷卻管道16a、16b分別與未圖示的熱交換器等連接。冷卻水通過這些冷卻管道16a、16b循環著供向裝置主體2。
如圖2所示,裝置主體2的內部由不鏽鋼製的兩張分隔板17、17分隔為原料氣體室18、冷卻室19和臭氧室20。原料氣體室18布置在裝置主體2的一端部,並且與原料氣體管道14相連通。臭氧室20布置在裝置主體2的另一端部,並且與臭氧管道15相連通。
冷卻室19位於原料氣體室18和臭氧室20之間,冷卻室19佔據了裝置主體2的大部分體積。冷卻室19在靠臭氧室20一側的下部與進水用冷卻管道16a相連通。冷卻室19在靠原料氣體室18一側的上部與排水用冷卻管道16b相連通。在冷卻室19的內部,按規定的間隔設置有複數限制板21。通過這些限制板21,冷卻室19的內部上側和內部下側被交互地分隔開,冷卻室19的內部被設計為冷卻水蜿蜒地流動。
在裝置主體2的內部設置有複數個臭氧產生單元30,這些臭氧產生單元30橫穿過冷卻室19,沿著軀幹部11的長度方向平行地延伸。
如圖3所示,臭氧產生單元30以密集的狀態布置著。詳細而言,臭氧產生單元30布置呈三角形,使相鄰的臭氧產生單元30之間的間距相同。在這些臭氧產生單元30中的每一個臭氧產生單元30處,從原料氣體中產生臭氧。
圖3的放大圖和圖4示出臭氧產生單元30的詳細結構。臭氧產生單元30由外側電極管31和放電管32構成。
外側電極管31由圓筒狀不鏽鋼管構成,外側電極管31的各端部與各分隔板17無縫地接合在一起。外側電極管31經由分隔板17而電接地,外側電極管31構成低電壓側的電極。外側電極管31的周圍充滿冷卻水,各臭氧產生單元30被冷卻水冷卻。在外側電極管31的內側布置有放電管32,外側電極管31與放電管32的圓心位置相同。
(放電管的結構)
放電管32由介電質管33、電極膜34、供電部件40等構成。
介電質管33是一端部具有開口33a的細長棒狀部件,例如由玻璃等製成為圓筒狀。通常,介電質管33的尺寸是:總長度最長為2m,外徑大約為10mm~30mm,厚度大約為1mm~3mm。
介電質管33的外周面隔著些微的間隙(放電間隙36)與外側電極管31的內周面相向。當高電壓施加在外側電極管31和放電管32的電極膜34之間,在放電間隙36就會產生無聲放電。
介電質管33的被封住的端部位於臭氧室20內,介電質管33的具有開口33a的端部位於原料氣體室18內。原料氣體從原料氣體室18流入產生無聲放電的放電間隙36中,從而產生臭氧。產生的臭氧流向臭氧室20,通過臭氧管道15送往供給對象。
電極膜34是由不鏽鋼製的彈簧鋼板等具有高彈性且導電性良好的薄膜狀金屬導體形成的,電極膜34形成為圓筒狀。
詳細而言,在金屬導體被捲成細長筒狀的狀態下將金屬導體從開口33a插入到介電質管33的深處後,金屬導體利用本身的彈力在介電質管33的內部朝徑向外側擴張,從而電極膜34與介電質管33的內周面緊密相接。
因此,就該臭氧產生裝置1來說,與將電極金屬蒸鍍在介電質管
內表面上的情況不同,由於能夠從介電質管33中卸下電極膜34,因此能夠只更換電極膜34。
而且,電極膜34以其一部分(也稱為露出端部34a)從開口33a露出來的狀態設置在介電質管33內。
供電部件40與外部電源37的高電壓側相連接而向電極膜34供電,如圖5中也示出那樣,供電部件40由內側扣夾41、外側扣夾42等構成。
內側扣夾41和外側扣夾42都是通過金屬沖壓加工、多功能成形(Multi-forming)、加工夾具等方式形成的,彈性和導電性良好。
外側扣夾42是其一部分沿著軸向被切斷開來的圓筒狀部件,具有C字形截面。外側扣夾42的內徑形成為:在不受外力作用的無負荷狀態下,小於介電質管33的內徑。在此,露出端部34a的軸向長度L2只要大於0,也就是說只要從開口33a露出來即可,但較佳為露出端部34a的軸向長度L2大於外側扣夾42的軸向長度L1(L2L1),更佳為露出端部34a的軸向長度L2大於等於外側扣夾42的軸向長度L1(L22L1)。
內側扣夾41也是與外側扣夾42同樣具有C字形截面的圓筒狀部件。內側扣夾41的外徑形成為:在無負荷狀態下,大於介電質管33的內徑。內側扣夾41的軸向長度L3形成為至少大於內側扣夾41的軸向長度L1。
對外側扣夾42施加外力其直徑擴大,並將外側扣夾42套在插入了內側扣夾41的露出端部34a的外側上。由於除去外力後,外側扣夾42就會縮小,因此外側扣夾42以從外側壓接在露出端部34a上的狀態設置在電極膜34的外側上。
對內側扣夾41施加外力使其直徑縮小,並將內側扣夾41插入電極膜34的內側直到內側扣夾41的前端位於介電質管33的內部為止。由於除去外力後,內側扣夾41就會擴張開來,因此內側扣夾41以從內側
壓接在電極膜34上的狀態設置在電極膜34的內側。
其結果是,露出端部34a被內側扣夾41和外側扣夾42夾住,成為從內側、外側被壓接著的狀態。
如上述那樣,內側扣夾41和外側扣夾42夾住從介電質管33的開口33a露出來的電極膜34的露出端部34a,從而露出端部34a與供電部件40直接且均勻地接觸。因此,能夠穩定地向電極膜34供電。
(供電部件之間的連接)
如圖6中簡略地示出那樣,各放電管32的供電部件40相互電連接。需要說明的是,在圖6中,各供電部件40相互串連連接,也就是說,一個供電部件40與相鄰的一個或兩個供電部件40相連接,但可以根據規格適當地設定供電部件40之間的連接方式。
在相互連接的一群供電部件40的多處上設有與導線44電連接的連接端子43。導線44在未圖示處與外部電源37電連接。從外部電源37經由這些連接端子43和導線44向一群供電部件40供電。
由於相鄰的供電部件40之間的間隙小,因此在供電部件40的數量較多的情況下,工作量非常大,因此這一群供電部件40的連接工作是負担較大的工作。
於是,在本實施方式的臭氧產生裝置1中,在內側扣夾41和外側扣夾42的形狀上下了功夫,使得這些供電部件40的連接工作能夠容易地進行。
(供電部件的具體結構)
首先,如圖4所示,內側扣夾41設置為:從介電質管33的開口33a露出的內側扣夾41的長度L4為外側扣夾42的軸向長度L1的2倍以上。
設定為2倍以上是為了能夠在內側扣夾41上疊設至少兩個外側扣夾42。
如圖7所示,為了能夠一次夾住兩個露出端部34a,兩個外側扣夾
42連結起來形成為一體(也稱為外側扣夾對42P)。相連的兩個外側扣夾42、42之間設有彎曲了的彎曲部45。兩個外側扣夾42、42之間的尺寸是配合相鄰的供電部件40之間的間距而設定的。由於彎曲部45能夠彈性變形,因此即使間距稍有偏差也能夠完成安裝。
為了連接導線44,如圖8所示,一部分內側扣夾41構成為在內側扣夾41上直接設有連接端子43的附帶連接端子內側扣夾52。
使一部分內側扣夾41構成為附帶連接端子內側扣夾52,就能夠在希望的部位上容易地安裝希望的數量的連接端子43。
在圖9中示出使用這些外側扣夾對42P相互連接在一起的供電部件40。外側扣夾對42P套在相鄰接的兩個露出端部34a、34a上,由此,形成了兩個供電部件40、40電連接在一起的供電部件對。而且,其他外側扣夾對42P套在與該供電部件對相鄰的兩個露出端部34a、34a上,進一步形成供電部件對。
然後,對於形成的兩個供電部件對中的相鄰接的兩個供電部件40、40,在介電質管33的長度方向上疊設外側扣夾對42P,將這兩個供電部件40、40的內側扣夾41、41夾住。像這樣,將外側扣夾對42P交錯而連續地套在各露出端部34a和各供電部件40中的內側扣夾41上,能夠容易地進行複數個供電部件40的連接工作。
在圖10~圖12中示出第二實施方式的臭氧產生裝置。本實施方式的臭氧產生裝置、放電管的基本結構與第一實施方式相同,因此對於功能相同的結構使用相同的符號並省略其說明。
在本實施方式的臭氧產生裝置1中,外側扣夾42不是成對地使用,而是單獨地使用。供電部件40另外具備如圖10、圖11所示的架設扣夾50、附帶連接端子架設扣夾51。
架設扣夾50具有相對置地延伸的一對插入腳部50a、架設在這些
插入腳部50a的一端上的架設部50b。在架設部50b的中央處形成有能夠彈性變形的彎曲部50c。插入腳部50a、50a之間的尺寸是配合相鄰的供電部件40之間的間距而設定的。詳細而言,插入腳部50a、50a間的大小形成為稍微小於相鄰的供電部件40之間的間距。
配合設置在介電質管33中的內側扣夾41的內周面和臭氧產生單元30的形狀,各插入腳部50a形成為截面呈劣弧狀。
施加外力使插入腳部50a、50a之間擴張開來,並將各插入腳部50a插入相鄰的兩個內側扣夾41、41,從而將架設扣夾50架設在這兩個內側扣夾41、41上。這樣一來,各插入腳部50a壓接在各內側扣夾41的內表面上,兩內側扣夾41、41相互電連接。由於彎曲部50c能夠彈性變形,因此即使內側扣夾41、41之間的間距稍有偏差也不會造成問題。
圖11示出附帶連接端子架設扣夾51。在附帶連接端子架設扣夾51中,能夠與導線44連接的連接端子43與架設部50b設置為一體。
圖12示出利用這些架設扣夾50和附帶連接端子架設扣夾51相互連接在一起的供電部件40。由於只要從介電質管33的開口33a所朝的方向將架設扣夾50和附帶連接端子架設扣夾51插入相鄰接的兩個內側扣夾41、41內即可完成利用架設扣夾50和附帶連接端子架設扣夾51進行的連接工作,因此工作性良好。
只要使一部分架設扣夾50構成為附帶連接端子架設扣夾51,就能夠簡單地設置連接端子43。
需要說明的是,本發明的臭氧產生裝置不限於上述實施方式,上述實施方式以外的各種結構也包含在本發明內。
如圖13(a)所示,可以是三個以上的外側扣夾42連結在一起。如圖13(b)所示,也可以是兩個以上的架設扣夾50連結在一起。連結的數量多,就具有工作性、電阻上的優點。特別是,可以設定為這樣的
形態,即:將多個外側扣夾42或架設扣夾50連結在一起,連結的數量為10個、20個等。這樣一來,當需要一個外側扣夾42等時,可以切下一個外側扣夾42來使用,當需要兩個外側扣夾42等時,可以切下兩個外側扣夾42來使用。由於可以根據需要而切斷與需要的量相應的外側扣夾42等來使用,因此通用性良好。
在第二實施方式的臭氧產生裝置中,也可以如第一實施方式那樣使一部分內側扣夾41構成為如圖8所示的附帶連接端子內側扣夾52來取代附帶連接端子架設扣夾51。
Claims (3)
- 一種管型臭氧產生裝置,其中:上述管型臭氧產生裝置具備臭氧產生單元,該臭氧產生單元具有筒狀外側電極管、以及隔著放電間隙布置在所述外側電極管的內側的放電管,並在上述放電間隙產生無聲放電;所述放電管具有:筒狀介電質管,其至少在一端部具有開口;電極膜,其在被捲成筒狀的狀態下插入到所述介電質管,且由具有彈性的板狀導體所構成,並利用本身的彈力在所述介電質管的內部擴張;以及供電部件,其與外部電源相連接而向所述電極膜供電,所述電極膜具有:與所述介電質管的內周面緊密相接的部分、以及從所述介電質管的開口露出的露出端部,所述供電部件具有:設置在所述電極膜的內側的內側扣夾;以及設置在所述電極膜的外側的外側扣夾,所述內側扣夾和所述外側扣夾夾住所述露出端部。
- 如請求項1所述的臭氧產生裝置,其中:所述臭氧產生裝置具備複數個所述臭氧產生單元,為了一次夾住複數個所述電極膜的端部,所述外側扣夾具有相互連結的複數個扣夾部,複數個露出端部分別被所述扣夾部以及布置在各露出端部的內側的所述內側扣夾所夾住。
- 如請求項1所述的臭氧產生裝置,其中:所述臭氧產生裝置具備複數個所述臭氧產生單元, 至少一部分所述內側扣夾是附帶連接端子內側扣夾,該附帶連接端子內側扣夾上直接設置有與所述外部電源電連接的連接端子。
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