一種高濃度臭氧發(fā)生裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種臭氧發(fā)生裝置，尤其涉及一種高濃度臭氧發(fā)生裝置。
【背景技術】
[0002]臭氧發(fā)生器是用于制取臭氧氣體(03)的裝置。臭氧易于分解無法儲存，需現場制取現場使用(特殊的情況下可進行短時間的儲存)，所以凡是能用到臭氧的場所均需使用臭氧發(fā)生器。臭氧發(fā)生器在飲用水、污水、工業(yè)氧化、食品加工和保鮮、醫(yī)藥合成、空間滅菌等領域廣泛應用。臭氧發(fā)生器產生的臭氧氣體可以直接利用，也可以通過混合裝置和液體混合參與反應。利用高壓電離(或化學、光化學反應)，使空氣中的部分氧氣分解聚合為臭氧，是氧的同素異形轉變過程；亦可利用電解水法獲得。臭氧的不穩(wěn)定性使其很難實現瓶裝貯存，一般只能利用臭氧發(fā)生器現場生產，隨產隨用。
[0003]臭氧為混合氣體，其濃度通常按質量比和體積比來表示。質量比是指單位體積內混合氣體中含有多少質量的臭氧，常用單位mg/L、mg/m3或g/m3等表示。體積比是指單位體積內臭氧所占的體積含量或百分比含量，使用百分比表示如2%、5%、12%等。衛(wèi)生行業(yè)常用ppm表示臭氧濃度，S卩每立方臭氧混合氣體中臭氧占該體積的百萬分之一為lppm。臭氧濃度是衡量臭氧發(fā)生器技術含量和性能的重要指標。同等的工況條件下臭氧輸出濃度越尚其品質度就越尚。影響臭氧濃度的主要因素有:1、臭氧發(fā)生器的結構和加工精度；2、冷卻方式和條件；3、驅動電壓和驅動頻率；4、介電體材料；5、原料氣體中氧的含量及潔凈和干燥度。6、發(fā)生器電源系統(tǒng)的效率(效率高，熱量轉化少。);臭氧是一種氧化性極強的不穩(wěn)定氣體，臭氧輸出濃度受多種因素的影響，其中腔體溫度是極重要的因素之一；臭氧在30°C左右時會在1分鐘內衰減一半，在40 — 50°C時衰減達到80%。超過60°C臭氧會馬上分解。臭氧產量是指臭氧發(fā)生器單位時間內臭氧的產出量；臭氧濃度數值與進入臭氧發(fā)生器總氣量數值的乘積即為臭氧產量；通常使用mg/h、g/h或kg/h單位表示。臭氧發(fā)生器工作原理為按臭氧產生的方式劃分，臭氧發(fā)生器主要有三種:高壓放電式、紫外線照射式、電解式。1、高壓放電式發(fā)生器。該類臭氧發(fā)生器是使用一定頻率的高壓電流制造高壓電暈電場，使電場內或電場周圍的氧分子發(fā)生電化學反應，從而制造臭氧。這種臭氧發(fā)生器具有技術成熟、工作穩(wěn)定、使用壽命長、臭氧產量大(單機可達lKg/h)等優(yōu)點，所以是國內外相關行業(yè)使用最廣泛的臭氧發(fā)生器。在高壓放電式臭氧發(fā)生器中又分為以下幾種類型:按發(fā)生器的高壓電頻率劃分，有工頻(50-60HZ)、中頻(400-1000HZ)和高頻(>1000Hz)三種。工頻發(fā)生器由于體積大、功耗高等缺點，已基本退出市場。中、高頻發(fā)生器具有體積小、功耗低、臭氧產量大等優(yōu)點，是現在最常用的產品。2、按使用的氣體原料劃分，有氧氣型和空氣型兩種。氧氣型通常是由氧氣瓶或制氧機供應氧氣。空氣型通常是使用潔凈干燥的壓縮空氣作為原料。由于臭氧是靠氧氣來產生的，而空氣中氧氣的含量只有21%，所以空氣型發(fā)生器產生的臭氧濃度相對較低，而瓶裝或制氧機的氧氣純度都在90%以上，所以氧氣型發(fā)生器的臭氧濃度較高。3、按冷卻方式劃分，有水冷型和風冷型。臭氧發(fā)生器工作時會產生大量的熱能，需要冷卻，否則臭氧會因高溫而邊產生邊分解。水冷型發(fā)生器冷卻效果好，工作穩(wěn)定，臭氧無衰減，并能長時間連續(xù)工作，但結構復雜，成本稍高。風冷型冷卻效果不夠理想，臭氧衰減明顯。總體性能穩(wěn)定的高性能臭氧發(fā)生器通常都是水冷式的。風冷一般只用于臭氧產量較小的中低檔臭氧發(fā)生器。在選用臭氧發(fā)生器時，應盡量選用水冷型的。4、按介電材料劃分，常見的有石英管(玻璃的一種)、陶瓷板、陶瓷管、玻璃管和搪瓷管等幾種類型。使用各類介電材料制造的臭氧發(fā)生器市場上均有銷售，其性能各有不同，玻璃介電體成本低，性能穩(wěn)是人工制造臭氧使用最早的材料之一，但機械強度差。陶瓷和玻璃類似但陶瓷不宜加工特別在大型臭氧機中使用受到限制。搪瓷是一種新型介電材料，介質和電極于一體機械強度高、可精密加工精度較高，在大中型臭氧發(fā)生器中廣泛使用，但制造成本較高。5、按臭氧發(fā)生器結構劃分，介質阻擋放電式(DBD)和開放式兩種。6、按臭氧發(fā)生器放電室結構劃分，管式和板式兩種。通電其反應的化學方程式為302= = = = 20 3。
[0004]目前，大多數臭氧發(fā)生裝置在工業(yè)生產、醫(yī)療或食品領域主要用于清洗或消毒、殺菌，雖然其中有不少能產生較大量的臭氧發(fā)生設備，但其濃度普遍較低。隨著臭氧的應用越來越廣泛，工業(yè)半導體生產已經開始應用高濃度臭氧或臭氧水進行工藝生產，如太陽能電池硅片抗PID處理，黑硅干法刻蝕等，特別是黑硅生產方面，所需臭氧水濃度較高，制備臭氧水的臭氧在13000PPM左右。
【實用新型內容】
[0005]針對上述現有技術，本實用新型要解決的技術問題在于提供一種工作安全穩(wěn)定、耐腐蝕和產生臭氧濃度高的高濃度臭氧發(fā)生裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種高濃度臭氧發(fā)生裝置，包括進氣單元、臭氧發(fā)生器單元、冷卻單元和臭氧出氣單元，進氣單元包括管路、閥門、流量計和過濾器，閥門包括球閥、減壓閥、電動閥和單向閥，進氣單元設有兩條管路，一條氧氣管路和另一條氮氣/ 二氧化碳管路，每條管路上從左到右順次均設有球閥、減壓閥、過濾器、電動閥、流量計和單向閥，且電動閥與控制系統(tǒng)電路連接；臭氧出氣單元包括臭氧出氣單元管路、臭氧濃度檢測儀、球閥、電控閥和單向閥，臭氧出氣單元管路上從左到右順次設有臭氧濃度檢測儀、球閥、電控閥，單向閥，且臭氧濃度檢測儀和電控閥均與控制系統(tǒng)電路連接；所述臭氧發(fā)生器單元包括進氣部分、臭氧生產部分和臭氧冷卻部分，其中，臭氧生產部分包括上腔板、下腔板、絕緣護板、中間陽極板、密封條和間隙隔片，上腔板、下腔板與中間陽極板之間均設有絕緣護板、密封條和間隙隔片，且均設有微間隙，在上腔板和下腔板上均設有負電極，中間陽極板上設有正電極，在上、下腔板外側設有冷卻水管，臭氧生產部分與射頻電源電路連接，在臭氧生產部分的前端設有進氣部分，進氣部分包括前端板、進氣芯和密封進氣板，前端板上設有進氣芯，中間設有進氣孔；臭氧冷卻部分包括上冷卻板、下冷卻板、中間密封板和S形臭氧出氣通道，上冷卻板和下冷卻板的外側設有冷卻水管。
[0007]所述冷卻單元包括球閥、壓力表、過濾器、電動閥門、流量計、流量開關、水溫檢測和水路，冷卻單元設有兩水路，一路為正常冷卻水路，另一路為應急冷卻水路，兩水路上順次均設有球閥、壓力表、過濾器、電動閥門、流量計、流量開關、水溫檢測、電動閥門和球閥，且共用流量計、流量開關和水溫檢測，電動閥門和流量開關均與控制系統(tǒng)電路連接。
[0008]所述中間陽極板采用鈦板制成并進行拋光處理，在上腔板與中間陽極板和下腔板與中間陽極板之間相應所述微間縫的通氣面上均設有一層A1203，再經研磨后得到的表面。
[0009]所述密封進氣板上設有進氣管、進氣微孔、進氣芯安裝孔和安裝孔。
[0010]在所述臭氧發(fā)生器單元的臭氧冷卻部分的前端，設有溫度檢測裝置。
[0011]與現有技術相比，本實用新型取得的有益效果是:由于采用了上述結構，當氧氣均勻通過微間隙時，在射頻電源的作用下，產生濃度很高的臭氧。由于所述中間陽極板采用鈦板制成并進行拋光處理，在上腔板與中間陽極板和下腔板與中間陽極板之間相應微間縫的通氣面上均設有一層A1203，再經研磨后得到非常光滑耐高溫、耐腐蝕表面。從而保證微間隙均勻，防止放電受熱變形及臭氧腐蝕。上腔板、下腔板外側，嵌有冷卻水管，生產中，通入冷卻水進行冷卻。在冷卻部分的前端，設有溫度檢測裝置，一旦檢測到溫度超過設定值，系統(tǒng)自動調節(jié)射頻電源的工作功率，從而保證該裝置工作安全穩(wěn)定。正常工作時，一旦該裝置的冷卻單元的流量開關檢測到冷卻水流量沒有或較低時，通過控制系統(tǒng)控制電動閥門，關閉正常冷卻管路，啟動應急冷卻水路，自來水接入進行臨時冷卻，從而保證系統(tǒng)安全。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型布局結構示意圖；
[0013]圖2是本實用新型的進氣單元管件連接結構示意圖；
[0014]圖3是本實用新型的冷卻單元管件連接結構示意圖；
[0015]圖4是本實用新型的臭氧出氣單元管件連接結構示意圖；
[0016]圖5是本實用新型的臭氧發(fā)生器單元主視圖；
[0017]圖6是本實用新型的臭氧發(fā)生器單元A-A刨視圖；
[0018]圖7是本實用新型的臭氧發(fā)生器單元俯視圖。
[0019]圖8是本實用新型的臭氧發(fā)生器單元的進氣部分的密封進氣板主視圖；
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0021]圖1 一圖8示出了本實用新型一種高濃度臭氧發(fā)生裝置，如圖1所示，包括進氣單元200、臭氧發(fā)生器單元100、冷卻單元300和臭氧出氣單元400 ;進氣單元200包括管路207、閥門、流量計205和過濾器203，閥門包括球閥201、減壓閥202、電動閥204和單向閥206，進氣單元200設有兩條管路207，一條氧氣管路和另一條氮氣/ 二氧化碳管路，每條管路207上從左到右順次均設有球閥201、減壓閥202、過濾器203、電動閥204、流量計205和單向閥206，且電動閥204與控制系統(tǒng)電路連接。
[0022]如圖6所示，所述臭氧發(fā)生器單元100包括進氣部分、臭氧生產部分和臭氧冷卻部分，其中，臭氧生產部分包括上腔板101、下腔板102、絕緣護板103、中間陽極板104、密封條105和間隙隔片106，上腔板101、下腔板1