專利名稱：高效臭氧發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用臭氧對空氣、水、其它物料和物體進(jìn)行殺菌消毒的高效臭氧發(fā)生器。
臭氧是目前已知最強(qiáng)的氧化劑之一，具有奇特的滅菌、消毒、除臭等作用。在常規(guī)條件下，臭氧的穩(wěn)定性較差，在空氣中和水溶液中經(jīng)過一定時(shí)間后會(huì)分解變成氧氣，并無二次污染，所以臭氧不能象其它工業(yè)氣體那樣用容器貯存使用，而只能現(xiàn)產(chǎn)現(xiàn)用。人工產(chǎn)生臭氧的方法，有光化學(xué)、電化學(xué)、原子輻射和電暈放電等諸種。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這些方法相應(yīng)都得到了發(fā)展提高，優(yōu)點(diǎn)好處各有千秋，而其中電暈放電型臭氧發(fā)生器則是目前應(yīng)用最廣泛、相對能耗較低、單機(jī)臭氧產(chǎn)量最大、市場占有率最高的臭氧發(fā)生裝置。但與飛速發(fā)展的生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)需要相比，電暈放電型臭氧發(fā)生器越來越顯現(xiàn)出效率不高而耗電較高等弊端，尤其是國內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)品因能量密度低，臭氧產(chǎn)生濃度和產(chǎn)量低，冷卻散熱不好而影響到工作穩(wěn)定性差，電耗較高，同時(shí)體積大，噪音大，使用壽命不長。
本實(shí)用新型的目的，乃是以電暈放電的基本原理為基礎(chǔ)，提供一種能量密度高、臭氧產(chǎn)生濃度和產(chǎn)量高、工作穩(wěn)定可靠且又耗電較低的高效臭氧發(fā)生器。
本實(shí)用新型的解決方案如下。它具有一根用金屬導(dǎo)電材料制成的管狀的地電極，管狀的地電極內(nèi)部形成內(nèi)冷室，在地電極的兩端，分別具有緊固連在地電極上且均與地電極內(nèi)部的內(nèi)冷室相連通的用金屬導(dǎo)電材料制成的冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭和冷卻介質(zhì)出口管接頭，在冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭與冷卻介質(zhì)出口管接頭之間的地電極外部，緊套固有用絕緣材料制成的管狀的介電體，在介電體外部，具有用金屬導(dǎo)線緊纏繞成呈螺旋管狀的高壓電極，高壓電極所用導(dǎo)線的首端懸置在介電體表面上，高壓電極所用導(dǎo)線的尾部定位子介電體表面后并向高壓電極外部引出而成為高壓電極引出線，在冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭或冷卻介質(zhì)出口管接頭的外側(cè)面固連有一根實(shí)際上與地電極相導(dǎo)電接通的地電極引出線。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型在具體使用時(shí)，將其置于需要產(chǎn)生臭氧進(jìn)行消毒滅菌(或進(jìn)行除臭等處理)的空氣空間或具有空氣空間的物料或物體內(nèi)部，將高壓電極引出線和地電極引出線與現(xiàn)有公知的或特制的臭氧發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路的高壓輸出端相連接，并且從冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭外端引入冷卻介質(zhì)(水或空氣)。這樣，當(dāng)啟動(dòng)臭氧發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路向本實(shí)用新型提供高頻高壓電流后，高壓電極對地電極形成電暈放電，使高壓電極周圍的一部分氧氣分子迅速電離而生成臭氧，只要保證工作環(huán)境采用電扇等進(jìn)行人工導(dǎo)流而使得高壓電極周圍的空氣產(chǎn)生流動(dòng)，氧氣電離生成的臭氧就會(huì)不斷擴(kuò)散至周圍需要臭氧的地方，而新的氧氣又會(huì)不斷地流過來進(jìn)行電離，從而使得臭氧源源不斷地產(chǎn)生出來。在臭氧產(chǎn)生過程中，從冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭流進(jìn)來的冷卻介質(zhì)，流經(jīng)地電極內(nèi)部的內(nèi)冷室，同時(shí)帶走工作過程中產(chǎn)生的熱量，最后從冷卻介質(zhì)出口管接頭的出口端排出。
本實(shí)用新型的高壓電極由于采用金屬導(dǎo)線在介電體上緊纏繞成螺旋管狀結(jié)構(gòu)，因此使得本實(shí)用新型具有產(chǎn)生能量密度高、臭氧產(chǎn)生濃度和產(chǎn)量高的高效性能以及電耗低、工作壽命長的優(yōu)點(diǎn)。在工作時(shí)，參與工作的氣流沿高壓電極的表面發(fā)生流動(dòng)，一部分氧氣被電離生成臭氧的同時(shí)，其氣流也將高壓電極和介電體表面因工作產(chǎn)生的熱量帶走，再加上金屬管狀地電極內(nèi)冷室中冷卻介質(zhì)對介電體和高壓電極的冷卻作用，共同形成了本實(shí)用新型區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的雙冷式冷卻結(jié)構(gòu)。由于優(yōu)良的冷卻效果，使整個(gè)工作系統(tǒng)處于一個(gè)理想的工作條件和環(huán)境，從而可獲得穩(wěn)定可靠的工作性能。介電體無間隙地緊套固在管狀地電極上，不僅保證它具有極佳的介電性及綜合物化特性，而且使得本實(shí)用新型體積小、重量輕、噪音低，更重要的是有利提高臭氧的濃度和產(chǎn)量。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型加以進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1為本實(shí)用新型一種具體結(jié)構(gòu)的實(shí)施例；圖2為在
圖1本實(shí)用新型開放式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上附加外套管和工作氣流進(jìn)、出管接頭而構(gòu)成的封閉式結(jié)構(gòu)圖；圖3為與本實(shí)用新型相配合使用的臭氧發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路的一種實(shí)施例。
參見
圖1，該高效臭氧發(fā)生器具有一根用金屬導(dǎo)電材料制成的管狀的地電極1，管狀地電極1內(nèi)部形成內(nèi)冷室101，在地電極1的兩端，分別具有緊套連在地電極1端部且均與地電極1內(nèi)部的內(nèi)冷室101相連通的用金屬導(dǎo)電材料制成的冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭2和冷卻介質(zhì)出口管接頭3，在冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭2與冷卻介質(zhì)出口管接頭3之間的地電極1外部，緊套固有用絕緣材料制成的管狀的介電體4，在介電體4外部，具有用金屬導(dǎo)線緊纏繞成呈螺旋管狀的高壓電極5，高壓電極5所用導(dǎo)線的首端懸置在介電體5表面上，高壓電極5所用導(dǎo)線的尾部定位于介電體4表面后并向高壓電極5外部引出而成為高壓電極引出線51，在冷卻介質(zhì)出口管接頭3的外側(cè)面固連有一地電極引出線6，由于用金屬導(dǎo)電材料制成的冷卻介質(zhì)出口管接頭3與用金屬導(dǎo)電材料制成的地電極1相固連，所以地電極引出線6實(shí)際上與地電極1相導(dǎo)電接通，因此地電極引出線6也可改接固連在冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭2的外側(cè)面上。
地電極1的管徑可由數(shù)毫米至數(shù)百毫米，管長由數(shù)十毫米至數(shù)米，壁厚由數(shù)十微米至數(shù)十毫米，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸由設(shè)計(jì)臭氧產(chǎn)量而定。介電體4是用具有特殊優(yōu)良介電性能與綜合物理化學(xué)性能的介電質(zhì)材料、并采用特殊工藝涂搪于地電極1外表而成的，其厚度由數(shù)十微米到數(shù)毫米，其層數(shù)由單層至多層(
圖1實(shí)施例為兩層)，層間互相結(jié)合緊密，形成無間隙整體結(jié)構(gòu)。高壓電極5是采用一種具有優(yōu)良綜合物理化學(xué)性能的金屬導(dǎo)線，導(dǎo)線直徑在數(shù)十微米至數(shù)毫米，匝間距離在數(shù)十微米至數(shù)毫米，其結(jié)構(gòu)可以是單層或多層，結(jié)構(gòu)尺寸由設(shè)計(jì)臭氧產(chǎn)量而定。
由于
圖1所示本實(shí)用新型的高壓電極5外露開放于空氣空間中，因此它主要用于空氣殺菌消毒、除味等處理，這種結(jié)構(gòu)形式的高效臭氧發(fā)生器可稱之為開放式高效臭氧發(fā)生器。而若要將它用之于水質(zhì)殺菌消毒、脫色除味等處理，則還需在
圖1所示結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上附加外套管等零部件，以將工作氣流有序地導(dǎo)入外套管內(nèi)進(jìn)行電離，然后再將電離產(chǎn)生的臭氧隨工作氣流一起有序地導(dǎo)入需要進(jìn)行水質(zhì)處理(或其它處理)的水(或其它物料、物體)中去，其具體結(jié)構(gòu)的實(shí)施例可參見圖2。在圖2中，高壓電極5兩端的外部分別套裝有緊套固定在冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭2內(nèi)端外部的工作氣流進(jìn)口管接頭7和緊套固定在冷卻介質(zhì)出口管接頭3內(nèi)端外部的工作氣流出口管接頭8，在工作氣流進(jìn)口管接頭7側(cè)面具有與其內(nèi)部相連通的工作氣流進(jìn)氣管口71，在工作氣流出口管接頭8側(cè)面具有與其內(nèi)部相連通的工作氣流出氣管口81，在工作氣流進(jìn)口管接頭7與工作氣流出口管接頭8之間的高壓電極5外部，套裝有兩端分別緊套固定在工作氣流進(jìn)口管接頭7內(nèi)端部和工作氣流出口管接頭8內(nèi)端部的外套管9，內(nèi)部依次相連通在一起的工作氣流進(jìn)口管接頭7、外套管9和工作氣流出口管接頭8，它們與高壓電極5之間留有的圓環(huán)柱狀間隙空間，形成電暈放電室10，地電極引出線6固連在冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭2的外側(cè)面上，高壓電極引出線51穿過外套管9側(cè)壁上的密封孔而伸露在外套管9的側(cè)壁之外。工作氣流進(jìn)口管接頭7和工作氣流出口管接頭8采用非金屬材料制成，外套管9采用金屬材料或非金屬材料均可，若采用金屬管，則應(yīng)解決好高壓電極引出線51穿過外套管9的密封孔時(shí)的電氣絕緣問題，形成電暈放電室10的所述圓環(huán)柱狀間隙空間的間隙寬度可為數(shù)毫米至數(shù)十毫米，依臭氧產(chǎn)量而定。圖2所示這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型可稱之為封閉式高效臭氧發(fā)生器，它在具體工作時(shí)，從工作氣流進(jìn)氣管口71導(dǎo)入工作氣流(空氣、富氧氣或純氧氣)，將工作氣流送入電暈放電室10中，在臭氧發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路的高頻高壓作用下，工作氣流中一部分氧氣分子迅速電離而生成臭氧，生成的臭氧又隨工作氣流一起從電暈放電室10經(jīng)工作氣流出氣管口81導(dǎo)入需作水質(zhì)處理(或其它處理)的水(或其它物料、物體)中。只要工作氣流源源不斷地導(dǎo)入電暈放電室10，就有臭氧隨工作氣流一起從工作氣流出氣管口81源源不斷地導(dǎo)出，同時(shí)帶走電極工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量，起著外部冷卻的作用。
參見圖3，這是一種與本實(shí)用新型臭氧發(fā)生器相配合使用的高頻高壓驅(qū)動(dòng)電路的具體實(shí)施例。該電路通過由二極管D1至D4和電容C5組成的整流濾波電路，將220V交流電變成高壓直流電，一路徑電阻R5和穩(wěn)壓管DW降壓穩(wěn)壓后供給由集成脈寬調(diào)制器PWM和外圍元件電容C3與C4、電位器W及電阻R2至R4組成的脈沖振蕩控制電路，另一路經(jīng)過由恒流電感L、快速逆導(dǎo)可控硅SCR、高頻變壓器B、電容C1與C2及電阻R1組成的逆變主回路中的恒流電感L送到SCR的陽極及LC振蕩電路的C1端，脈沖振蕩控制電路將振蕩控制信號(hào)送給逆變主回路中的SCR的控制極，控制SCR的導(dǎo)通和截止。逆變主回路中LC振蕩電路所產(chǎn)生的振蕩信號(hào)由高頻脈沖變壓器B的次級N2輸出高頻高壓脈沖信號(hào)，送至本實(shí)用新型臭氧發(fā)生器的高壓電極引出線51和地電極引出線6，使高壓電極5進(jìn)行電暈放電而產(chǎn)生臭氧?？煽毓鑃CR的型號(hào)可采用S3900，集成脈寬調(diào)制器PWM可采用TL494。
權(quán)利要求1.一種高效臭氧發(fā)生器，其特征在于，具有一根用金屬導(dǎo)電材料制成的管狀的地電極，管狀的地電極內(nèi)部形成內(nèi)冷室，在地電極的兩端，分別具有緊固連在地電極上且均與地電極內(nèi)部的內(nèi)冷室相連通的用金屬導(dǎo)電材料制成的冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭和冷卻介質(zhì)出口管接頭，在冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭與冷卻介質(zhì)出口管接頭之間的地電極外部，緊套固有用絕緣材料制成的管狀的介電體，在介電體外部，具有用金屬導(dǎo)線緊纏繞成呈螺旋管狀的高壓電極，高壓電極所用導(dǎo)線的首端懸置在介電體表面上，高壓電極所用導(dǎo)線的尾部定位于介電體表面后并向高壓電極外部引出而成為高壓電極引出線，在冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭或冷卻介質(zhì)出口管接頭的外側(cè)面固連有一根實(shí)際上與地電極相導(dǎo)電接通的地電極引出線。
2.如權(quán)利要求1所述的高效臭氧發(fā)生器，其特征在于，介電體采用介電質(zhì)材料涂搪于地電極外表而成，其層數(shù)由單層至多層，層間互相結(jié)合緊密，形成無間隙結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高效臭氧發(fā)生器，其特征在于，高壓電極兩端的外部分別套裝有緊套固定在冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭內(nèi)端外部的工作氣流進(jìn)口管接頭和緊套固定在冷卻介質(zhì)出口管接頭內(nèi)端外部的工作氣流出口管接頭，在工作氣流進(jìn)口管接頭側(cè)面具有與其內(nèi)部相連通的工作氣流進(jìn)氣管口，在工作氣流出口管接頭側(cè)面具有與其內(nèi)部相連通的工作氣流出氣管口，在工作氣流進(jìn)口管接頭與工作氣流出口管接頭之間的高壓電極外部，套裝有兩端分別緊套固定在工作氣流進(jìn)口管接頭內(nèi)端部和工作氣流出口管接頭內(nèi)端部的外套管，內(nèi)部依次相連通在一起的工作氣流進(jìn)口管接頭、外套管和工作氣流出口管接頭，它們與高壓電極之間留有的圓環(huán)柱狀間隙空間，形成電暈放電室，地電極引出線固連在冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭的外側(cè)面上，高壓電極引出線穿過外套管側(cè)壁上的密封孔而伸露在外套管的側(cè)壁之外。
專利摘要高效臭氧發(fā)生器由地電極及其引出線、介電體、高壓電極及其引出線、冷卻介質(zhì)進(jìn)口管接頭和冷卻介質(zhì)出口管接頭構(gòu)成,還可在此基礎(chǔ)上附加外套管、工作氣流進(jìn)口管接頭和工作氣流出口管接頭而形成封閉式結(jié)構(gòu),使用時(shí)外接高頻高壓驅(qū)動(dòng)電路,通過電暈放電產(chǎn)生臭氧,用于空氣、水質(zhì)及其它物料、物體的殺菌消毒、脫色除味等處理,它具有產(chǎn)生能量密度高、臭氧產(chǎn)生濃度和產(chǎn)量高的高效性能及工作穩(wěn)定、體小量輕、噪音低、工作壽命長的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01B13/11GK2381630SQ9923375
公開日2000年6月7日 申請日期1999年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月22日
發(fā)明者李雄飛, 汪育明 申請人:李雄飛, 汪育明