专利名称：一种臭氧发生单元及臭氧发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于臭氧制取技术领域，具体地说，是涉及一种臭氧发生单元及使用该单元的臭氧发生器。
背景技术：
臭氧是一种强氧化剂，具有脱色、氧化、杀菌、除臭的作用。目前，臭氧已在饮用水处理、污水处理、化工氧化、烟气净化、纸浆漂白、食品加工、医疗与家庭等多个领域得到了广泛应用，其应用规模、应用深度与产品规格都达到了空前水平。工业上大多利用臭氧发生器、通过介质阻挡放电法来生产臭氧。采用介质阻挡放电的臭氧发生器包括有供电单元和臭氧发生室，臭氧发生室包含若干个臭氧发生单元，每个臭氧发生单元都设置有高压电极、 接地电极、绝缘介质层及放电气隙。通过臭氧发生器的供电单元将数千伏的电压施加到高压电极上，将通入放电气隙中的空气或氧气电离，从而产生臭氧。现有技术中的臭氧发生单元通常为管式结构，作为绝缘介质的介质管内插设有高压电极，在高压电极和介质管间设置有金属丝网，通过金属丝网与介质管紧密接触；在介质管外面套设有接地电极，该接地电极与介质管之间以及高压电极与介质管之间分别形成放电气隙。由于臭氧发生器用电极对放电气隙的均匀度要求较高，因此各个部件之间的同心度要求也较高，由于采用金属丝网间隔高压电极与介质管，而金属丝网受挤压容易褶皱、变形，使介质管和高压电极之间装配的同心度没有保证，容易形成气隙不均，同时金属丝网无法对气流进行引导，当放电气隙不均时，按照放电特性，间隙小的区域放电强烈、气流量小，间隙大的区域放电微弱、气流量大，电能主要消耗在高压电极与介质管之间间隙较小的区域，而这一区域因气流量小，臭氧产生量并不高，并且该区域不容易散热，容易出现电晕密度过大造成介质管击穿的现象，从而导致臭氧发生器的产量、浓度较低、能耗较高并且可靠性较低。
发明内容本实用新型提供一种臭氧发生单元及臭氧发生器，用以解决现有技术中的臭氧发生器的产量、浓度较低、能耗较高并且可靠性较低的缺陷，实现降低臭氧发生器的能耗并提高臭氧发生器的产量、浓度及可靠性。本实用新型提供一种臭氧发生单元，包括高压电极、接地电极和介质管，所述介质管插在所述接地电极中并形成第一放电气隙，所述高压电极插在所述介质管中并形成第二放电气隙，所述高压电极上设置有螺旋支撑装置，所述高压电极通过所述螺旋支撑装置设置在所述介质管中。本实用新型提供的臭氧发生单元，通过在高压电极上设置螺旋支撑装置，在将高压电极插入到介质管中后，可以通过螺旋支撑装置将高压电极支撑在介质管中，螺旋支撑装置可以有效的保证高压电极与介质管之间具有较高的同心度，确保第二放电气隙的厚度具有较高的均匀度；同时该螺旋支撑装置可引导气流沿着螺旋通道均匀分布在高压电极表面，保证即使间隙较小的区域也能分布到充足的气量，降低了臭氧发生器的能耗并提高了臭氧发生器的可靠性；另外，由于该螺旋装置采用金属材质，并贴合在高压电极表面，放电时可引导电晕沿着螺旋状均匀分布在高压电极表面，大大提高了放电均匀度，使第一放电气隙和第二放电气隙均匀的放电产生臭氧，有效的提高了臭氧产量和浓度。如上所述的臭氧发生单元，所述螺旋支撑装置为缠绕在所述高压电极上的金属细条。如上所述的臭氧发生单元，所述高压电极上开设有螺旋凹槽，所述金属细条位于所述螺旋凹槽中。如上所述的臭氧发生单元，所述螺旋支撑装置为固设在所述高压电极上的金属弹簧。如上所述的臭氧发生单元，所述高压电极为螺杆结构，所述螺杆结构中凸出的螺纹为所述螺旋支撑装置。如上所述的臭氧发生单元，所述螺旋支撑装置的节距为2. 2毫米-3. 0毫米。如上所述的臭氧发生单元，所述螺旋支撑装置的横截面为圆形、三角形、梯形或矩形。如上所述的臭氧发生单元，所述介质管上设置有多个支撑带，所述支撑带缠绕在所述介质管的外部形成螺旋形结构。如上所述的臭氧发生单元，所述第一放电气隙的厚度为0. 15毫米-0.3毫米，所述第二放电气隙的厚度为所述第一放电气隙的厚度的I. 5-2倍。本实用新型提供一种臭氧发生器，包括如上所述的臭氧发生单元。本实用新型提供的臭氧发生器，通过在高压电极上设置螺旋支撑装置，在将高压电极插入到介质管中后，可以通过螺旋支撑装置将高压电极支撑在介质管中，螺旋支撑装置可以有效的保证高压电极与介质管之间具有较高的同心度，确保第二放电气隙的厚度具有较高的均匀度；同时该螺旋支撑装置可引导气流沿着螺旋通道均匀分布在高压电极表面，保证即使间隙较小的区域也能分布到充足的气量，降低了臭氧发生器的能耗并提高了臭氧发生器的可靠性；另外，由于该螺旋装置采用金属材质，并贴合在高压电极表面，放电时可引导电晕沿着螺旋状均匀分布在高压电极表面，大大提高了放电均匀度，使第一放电气隙和第二放电气隙中均匀的放电产生臭氧。实现降低了臭氧发生器的能耗并提高了臭氧发生器的可靠性，另外，由于第一放电气隙和第二放电气隙均匀的放电产生臭氧，有效的提高了臭氧发生器的产量和臭氧浓度。
图I为本实用新型臭氧发生单元实施例的结构示意图；图2为本实用新型臭氧发生单元实施例中高压电极的结构示意图一；图3为本实用新型臭氧发生单元实施例中高压电极的结构示意图二。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细的描述。图I为本实用新型臭氧发生单元实施例的结构示意图。如图I所示，本实施例臭氧发生单元，包括高压电极I、接地电极2和介质管3，介质管3插在接地电极2中并形成第一放电气隙(未图不)，高压电极I插在介质管3中并形成第二放电气隙(未图75)，高压电极 I上设置有螺旋支撑装置4，高压电极I通过螺旋支撑装置4设置在介质管3中。具体而言，本实施例中的高压电极I上设置有螺旋支撑装置4，当高压电极I插入到介质管3中后，螺旋支撑装置4位于第二放电气隙中，螺旋支撑装置4将起到引导气流螺旋前进的作用，通过螺旋支撑装置4可以使进入到第二放电气隙的气体以一定的螺旋方式在第二放电气隙内均匀流动；同时第二放电气隙中的螺旋支撑装置4可引导放电均匀，按照介质阻挡放电特性，本实施例臭氧发生单元启动放电时，由于第二放电气隙中螺旋支撑装置4的存在，放电电晕首先沿螺旋支撑装置4并在靠近螺旋支撑装置4的高压电极I分布放电，因为螺旋支撑装置4均匀分布在整个高压电极I表面，引导启动电晕在第二放电气隙中均匀分布；随着电晕密度的逐渐增高，高压电极I上的电晕分布沿螺旋支撑装置4均匀增加，而且整体分布非常均匀。由上可知，由于螺旋支撑装置4将引导气流沿着螺旋支撑装置4形成的螺旋通道均匀分布，并引导放电电晕沿螺旋支撑装置4均匀分布，降低了本实施例臭氧发生单元对气隙均匀度的依赖性。优选的，本实施例中的螺旋支撑装置4可以采用耐臭氧腐蚀的金属材料，螺旋支撑装置4与高压电极紧密的贴合在一起，分布在整个高压电极I的放电部分上。另外，通过螺旋支撑装置4也可以实现提高高压电极I与介质管 3之间的同心度，从而满足第二放电气隙对均匀度的要求，一方面避免了因第二放电气隙厚度不均造成介质管局部击穿的现象的发生，另一方面可以有效的提高采用本实施例臭氧发生单元的臭氧发生器的工作效率，并且有效的降低了能耗。其中，本实施例中的螺旋支撑装置4的节距可以为2. 2毫米-3. 0毫米。具体的， 通过将螺旋支撑装置4的节距设置为2. 2毫米-3. 0毫米，一方面可以确保螺旋支撑装置4 有效的支撑高压电极1，使高压电极I能够与介质管3保持较高的同心度；另一方面，通过设置合适的节距，可以确保气流能够在螺旋支撑装置4导引下顺畅的流动。另外，本实施例中的螺旋支撑装置4的横截面可以为圆形、三角形、梯形或矩形，本实施例臭氧发生单元对螺旋支撑装置4的横截面的具体结构不做限制。进一步的，为了使介质管3与低压电极2具有较高的同心度，并保证气流能够在第一放电气隙中均匀、顺畅的流动，本实施例中的介质管3上设置有多个支撑带5，支撑带5缠绕在介质管3的外部形成螺旋形结构。具体的，可以在介质管3的外表面每间隔0. 5米-0. 6 米缠绕有支撑带5，并且支撑带5可以缠绕在介质管3上I圈-I. 15圈的形式，螺旋形结构的支撑带5起到“旋气”作用，可以引导气流在第一放电气隙中按照螺旋状顺畅的流动，防止产生气流死角，并且通过支撑带5可以有效的将介质管3支撑在低压电极2中，使介质管 3与低压电极2具有较高的同心度，从而更有利于本实施例臭氧发生单元在第一放电气隙和第二放电气隙中均匀放电。其中，本实施例臭氧发生单元中的第一放电气隙的厚度可以为0. 15毫米-0. 3毫米，第二放电气隙的厚度可以为第一放电气隙的厚度的I. 5-2倍，通过设置适当厚度第一放电气隙和第二放电气隙，可以在保证介质管不被击穿的同时，确保有较高的放电强度和气流量。另外，支撑带5的材质可以为耐臭氧腐蚀的材质如玻璃纤维、四氟纤维、碳纤维等的一种或多种，厚度为0. 15毫米-0. 3毫米，宽度为4毫米-7毫米，螺旋角度可根据设备情况灵活选择。本实施例臭氧发生单元，通过在高压电极上设置螺旋支撑装置，在将高压电极插入到介质管中后，可以通过螺旋支撑装置将高压电极支撑在介质管中，螺旋支撑装置可以有效的保证高压电极与介质管之间具有较高的同心度，确保第二放电气隙的厚度具有较高的均匀度；同时该螺旋支撑装置可引导气流沿着螺旋通道均匀分布在高压电极表面，保证即使间隙较小的区域也能分布到充足的气量，降低了臭氧发生器的能耗并提高了臭氧发生器的可靠性；另外，由于该螺旋装置采用金属材质，并贴合在高压电极表面，放电时可引导电晕沿着螺旋状均匀分布在高压电极表面，大大提高了放电均匀度，使第一放电气隙和第二放电气隙中均匀的放电产生臭氧。实现降低了臭氧发生器的能耗并提高了臭氧发生器的可靠性，另外，由于第一放电气隙和第二放电气隙均匀的放电产生臭氧，有效的提高了臭氧发生器的产量和臭氧浓度。基于上述技术方案，可选的，本实施例臭氧发生单元中螺旋支撑装置4可以有多种形式，具体如下如图I和图2所示，本实施例中的螺旋支撑装置4可以为缠绕在高压电极I上的金属细条。具体的，本实施例臭氧发生单元可以将金属细丝等细条结构缠绕在高压电极I 上形成螺旋支撑装置4，为了确保螺旋结构的细条具有均匀的节距，本实施例中的高压电极 I上可以开设有螺旋凹槽11，细条位于螺旋凹槽11中。通过设置螺旋凹槽11，可以方便工人将细条牢固可靠的缠绕在高压电极I上，确保细条具有均匀的节距以对气流进行导流。同样的，本实施例中的螺旋支撑装置4可以为固设在高压电极I上的弹簧。具体的，通过在高压电极I上设置弹簧作为螺旋支撑装置4，弹簧自身便具有均匀的节距，并且在高压电极I插入到介质管3的过程中，弹簧受挤压变形后能够自动恢复，从而确保螺旋支撑装置4具有均匀的节距以对气流进行导流。同样的，如图3所示，本实施例中的高压电极I可以为螺杆结构，螺杆结构中凸出的螺纹为螺旋支撑装置4。具体的，通过将高压电极I设置为螺杆结构，可以在高压电极I 上形成一体结构的螺旋支撑装置4，从而无需工人将螺旋支撑装置4装配到高压电极1，并且由于高压电极I和螺旋支撑装置4为一整体结构，可以方便的将高压电极I插入到介质管3中。本实用新型还提供一种臭氧发生器，包括臭氧发生单元。具体的，本实施例臭氧发生器中的臭氧发生单元可以采用本实用新型臭氧发生单元实施例中的臭氧发生单元，其具体结构可以参见本实用新型臭氧发生单元实施例以及附图I-图3的记载，在此不再赘述。本实施例臭氧发生器，通过在高压电极上设置螺旋支撑装置，在将高压电极插入到介质管中后，可以通过螺旋支撑装置将高压电极支撑在介质管中，螺旋支撑装置可以有效的保证高压电极与介质管之间具有较高的同心度，确保第二放电气隙的厚度具有较高的均匀度；同时该螺旋支撑装置可引导气流沿着螺旋通道均匀分布在高压电极表面，保证即使间隙较小的区域也能分布到充足的气量，降低了臭氧发生器的能耗并提高了臭氧发生器的可靠性；另外，由于该螺旋装置采用金属材质，并贴合在高压电极表面，放电时可引导电晕沿着螺旋状均匀分布在高压电极表面，大大提高了放电均匀度，使第一放电气隙和第二放电气隙中均匀的放电产生臭氧。实现降低了臭氧发生器的能耗并提高了臭氧发生器的可靠性，另外，由于第一放电气隙和第二放电气隙均匀的放电产生臭氧，有效的提高了臭氧发生器的产量和臭氧浓度。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种臭氧发生单元，包括高压电极、接地电极和介质管，所述介质管插在所述接地电极中并形成第一放电气隙，所述高压电极插在所述介质管中并形成第二放电气隙，其特征在于，所述高压电极上设置有螺旋支撑装置，所述高压电极通过所述螺旋支撑装置设置在所述介质管中。
2.根据权利要求I所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述螺旋支撑装置为缠绕在所述高压电极上的金属细条。
3.根据权利要求2所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述高压电极上开设有螺旋凹槽，所述金属细条位于所述螺旋凹槽中。
4.根据权利要求I所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述螺旋支撑装置为固设在所述高压电极上的金属弹簧。
5.根据权利要求I所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述高压电极为螺杆结构，所述螺杆结构中凸出的螺纹为所述螺旋支撑装置。
6.根据权利要求1-5任一所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述螺旋支撑装置的节距为2. 2毫米-3.0毫米。
7.根据权利要求1-5任一所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述螺旋支撑装置的横截面为圆形、三角形、梯形或矩形。
8.根据权利要求1-5任一所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述介质管上设置有多个支撑带，所述支撑带缠绕在所述介质管的外部形成螺旋形结构。
9.根据权利要求1-5任一所述的臭氧发生单元，其特征在于，所述第一放电气隙的厚度为0. 15毫米-0. 3毫米，所述第二放电气隙的厚度为所述第一放电气隙的厚度的I. 5-2 倍。
10.一种臭氧发生器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的臭氧发生单元。
专利摘要本实用新型公开了一种臭氧发生单元及臭氧发生器。臭氧发生单元，包括高压电极、接地电极和介质管，介质管插在接地电极中并形成第一放电气隙，高压电极插在介质管中并形成第二放电气隙，高压电极上设置有螺旋支撑装置，高压电极通过螺旋支撑装置设置在介质管中。螺旋支撑装置一方面将高压电极支撑在介质管中，可保证较高的同心度；另一方面可以有效引导气流均匀的分布在高压电极表面，利于均匀放电和散热。螺旋支撑装置降低了臭氧发生单元对气隙均匀度和加工精度的依赖性，使臭氧发生器在当前加工精度条件下，能耗降低、臭氧浓度提高、设备可靠性提高。
文档编号C01B13/11GK202346762SQ201120450490
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者丁香鹏, 王承宝 申请人:青岛国林实业股份有限公司