一种臭氧放电管、臭氧放电室及立式臭氧发生装置

摘要

本发明涉及一种臭氧放电管、臭氧放电室及立式臭氧发生装置，臭氧放电管，包括放电介质管、放电介质管内的高压电极棒，放电介质管为钛石英玻璃管，钛石英玻璃管外壁镀有铬层，放电介质管与高压电极棒间有弹簧片支撑形成环形放电间隙。臭氧放电室，包括上蜂窝端板、下蜂窝端板和多个上述臭氧放电管。立式臭氧发生装置，包括进气腔、出气腔和上述的臭氧放电室。本发明不仅臭氧产出效率高、运行可靠、实现大型臭氧发生器的制造，而且结构简单、组装方便、生产成本低，极易实现工业化生产。

权利要求

1.一种臭氧放电管，包括放电介质管、放电介质管内的高压电极棒，其特征是，放电介质管为钛石英玻璃管，钛石英玻璃管外壁镀有铬层，放电介质管与高压电极棒间有弹簧片支撑形成环形放电间隙，放电介质管为直径25mm-30mm、壁厚2mm-2.5mm、长度

1100mm-1300mm的钛石英玻璃管，钛石英玻璃管为二氧化钛质量含量5%-8%，钛石英玻璃管外壁电镀一层铬，钛石英玻璃管制备工艺：在原材料石英砂中按重量比加入5%-8%二氧化钛搅拌均匀，混合料加入熔炉中高温熔化，经过拉管机成型，裁断，退火处理。

2.一种臭氧放电室，包括上蜂窝端板、下蜂窝端板和多个权利要求1所述的臭氧放电管，其特征是，臭氧放电管插入上、下蜂窝端板的蜂窝孔内，臭氧放电管与上、下蜂窝端板用氟胶密封圈密封连接。

3.根据权利要求2所述的一种臭氧放电室，其特征是，臭氧放电室上设有与高压电极棒上端相连的连接杆，连接杆的上端连接在电极连接片上，电极连接片通过绝缘支撑棒支撑在上蜂窝端板上面。

4.根据权利要求3所述的一种臭氧放电室，其特征是，所述的电极连接片与高压电源线用接线盒连接，高压电源线的另一端接到高压高频电源上。

5.根据权利要求2、3或4所述的臭氧放电室，其特征是，臭氧放电室上设冷却进水管和出水管，臭氧放电管之间有冷却水。

6.一种立式臭氧发生装置，包括进气腔、出气腔和权利要求2-5中任意一项所述的臭氧放电室，其特征是，进气腔在臭氧放电室上部，出气腔在臭氧放电室下部，臭氧放电室内臭氧放电管竖直排列。

7.根据权利要求6所述的一种立式臭氧发生装置，其特征是，所述的进气腔内放置一个进气布气器。

8.根据权利要求6所述的一种立式臭氧发生装置，其特征是，所述的进气腔上端为进气腔封头，进气腔封头与臭氧放电室壳体用进气腔连接法兰密封连接。

9.根据权利要求6所述的一种立式臭氧发生装置，其特征是，所述的出气腔下端为出气腔封头，出气腔封头与臭氧放电室壳体用出气腔连接法兰密封连接。

10.根据权利要求9所述的一种立式臭氧发生装置，其特征是，所述的出气腔封头底部设有出气管，出气管设三通，三通设不锈钢球阀。

说明书

一种臭氧放电管、臭氧放电室及立式臭氧发生装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种臭氧放电管、臭氧放电室及立式臭氧发生装置，属于电晕介质放电法制取臭氧技术领域。

背景技术

[0002] 臭氧作为绿色环保氧化杀菌剂，目前在水处理、工业氧化、食品制药杀菌消毒等得到广泛应用。臭氧制取方法一般有两种，一种是电解法，另一种是电晕放电法。目前，工业上大多采用电晕法生产臭氧，也就是利用介质阻挡放电原理，电离空气中的氧气或纯氧制取臭氧。臭氧放电室作为生产臭氧的核心部件，国内外一直不断的在探索改进。

[0003] 介质阻挡放电法制取臭氧，目前世界上选用的放电介质为玻璃、搪瓷和陶瓷。搪瓷和陶瓷由于烧结在碳钢金属上，因碳钢和陶瓷或搪瓷的热膨胀系数不同，易出现爆瓷现象，常发生质量事故问题。而玻璃因易碎和放电间隙大小均匀难控制，一直困扰臭氧放电室的制造。国内2010年7月30日申请的专利(专利号201020280853.2)中采用不锈钢网、导电毛刷、玻璃纤维胶解决柔性连接，这种方案不足之处一是不锈钢网接触面积小，降低放电效率，二是技术复杂，生产加工困难，成本高。

[0004] 现有的大产量臭氧发生器，进气管直接进入臭氧发生器的进气腔，由于发生室由多个臭氧发生管组成，这样，使得进入各个臭氧管的气量不均匀，影响了臭氧的产量。

[0005] 国内现有的大产量臭氧发生器采用卧式结构，卧式结构由于臭氧放电棒平放在臭氧管中，放电棒自身重量，使得放电棒下面的间隙变小，上面的放电间隙变大，造成放电间隙布均匀，影响了臭氧发生量。另外，发生室内进入的水分、粉尘杂质易积于发生管内，不易排出，影响了臭氧产量，甚至造成放电管的高压击穿。

发明内容

[0006] 本发明的目的是克服上述不足而提供一种臭氧放电管、臭氧放电室及立式臭氧发生装置，大大提高了放电效率，增加了放电过程的稳定性。

[0007] 本发明采取的技术方案为：

[0008] 一种臭氧放电管，包括放电介质管、放电介质管内的高压电极棒，放电介质管为钛石英玻璃管，钛石英玻璃管外壁镀一层铬，放电介质管与高压电极棒间有弹簧片支撑形成环形放电间隙。

[0009] 一种臭氧放电室，包括上蜂窝端板、下蜂窝端板和多个上述臭氧放电管，臭氧放电管插入上、下蜂窝端板的蜂窝孔内，臭氧放电管与上、下蜂窝端板用氟胶密封圈密封连接。

[0010] 所述的臭氧放电室上设有与高压电极棒上端相连的连接杆，连接杆的上端连接在电极连接片上，电极连接片通过绝缘支撑棒支撑在上蜂窝端板上面。电极连接片和连接杆既起到了连接电极作用，同时又起到了固定高压电极棒的作用。电极连接片与高压电源线用接线盒连接，高压电源线的另一端接到高压高频电源上。

[0011] 上述的臭氧放电室上设冷却进水管和出水管，臭氧放电管之间有冷却水。在电晕放电时，所产生的热量用冷却循环水冷却带走，冷却循环水为低硬度自来水或重水，冷却循环水还起到电导体作用，将臭氧放电介质管外壁的镀铬层电传导至臭氧放电室壳体，臭氧放电室壳体接地。

[0012] 一种立式臭氧发生装置，包括进气腔、出气腔和上述的臭氧放电室，进气腔在臭氧放电室上部，出气腔在臭氧放电室下部，臭氧放电室内臭氧放电管竖直排列。

[0013] 上述的进气腔内放置一个进气布气器；所述的进气布气器为半球体不锈钢，半球体不锈钢上面均匀布满￠0.5-￠1小孔。这样使进气均匀分布到放电室的各个臭氧放电管中。

[0014] 上述的进气腔上端为厚度3-4mm的进气腔封头，进气腔封头与臭氧放电室壳体用进气腔连接法兰密封连接，这样实现了进气腔的方便打开装卸。进气腔封头优选球形封头，球形封头起到了承载进气压力的作用。

[0015] 上述的出气腔下端为厚度3-4mm的出气腔封头，出气腔封头与臭氧放电室壳体用出气腔连接法兰密封连接，实现了出气腔的方便打开装卸，球形封头起到了承载进气压力的作用。封头底部设有DN25-DN50出气管，出气管设三通，分别设不锈钢球阀。利用球阀及时排污，使臭氧发生装置内水分、杂质等及时排除，延长了使用寿命、解决了清洗繁琐不便问题。

[0016] 本发明的有益效果：

[0017] (1)采用了钛石英玻璃管的放电介质管，钛石英玻璃管由于玻璃中含二氧化钛成分，以及玻璃管外壁镀铬，增加了介质的电荷储存，臭氧生成稳定性、效率提高；同时玻璃中的二氧化钛降低了高压放电形成电晕50％的电压，使得电源的高频高压变压器电压降低50％，从而降低了变压器的制造难度和制造成本；

[0018] (2)氟胶密封圈用耐腐蚀的氟橡胶制作，放电间隙的弹簧片用301不锈钢制作，氟胶密封圈和放电间隙弹簧片是柔性连接部件，放电介质管与其他部件柔性连接，有效解决了玻璃管的破损；

[0019] (3)放电室有连接杆和电极连接片的固定作用及循环冷却水的冷却，增加了放电过程的稳定性；

[0020] (4)臭氧发生装置采用立式结构，使放电介质管、高压电极棒竖直放置，保证了放电间隙的均匀性，臭氧发生装置长期使用时，使放电间隙始终保持均匀，达到臭氧高效稳定产出，整体发生装置的臭氧生成效率大大提高；进入臭氧放电室的水分、粉尘杂质因重力作用落到出气腔内，随出气管的排污口排走；

[0021] (5)臭氧发生装置底部设计了排污口，使臭氧发生装置内水分、杂质等及时排除，延长了使用寿命、解决了清洗不便问题；

[0022] (6)立式臭氧发生装置上下端的球形封头起到了承载进气压力的作用；进气布气器使进气均匀分布到放电室的各个臭氧放电管中，各个管发挥出最佳效能，从而使得臭氧产量提高；

[0023] (7)本发明不仅臭氧产出效率高、运行可靠、实现大型臭氧发生器的制造，而且结构简单、组装方便、生产成本低，极易实现工业化生产。

附图说明

[0024] 图1是本发明立式臭氧发生装置的结构示意图；

[0025] 图2是本发明臭氧放电管的剖视图；

[0026] 其中：1.臭氧放电室壳体，2.冷却循环水，3.固定连接螺母，4.进气腔连接法兰，5.进气腔封头，6.进气管，7.进气布气器，8.进气腔，9.连接杆，10.电极连接片，11.绝缘支撑棒，12.接线盒，13.高压电源线，14.出水管，15.上蜂窝端板，16.氟胶密封圈，17.弹簧片，18.高压电极棒，19.放电介质管，20.放电间隙，21.下蜂窝端板，22.出气腔，23.出气腔连接法兰，24.出气腔封头，25.出气口，26.排污口，27.放电室支架，28.接地电极，
29.排污管不锈钢球阀，30.出气口不锈钢球阀，31.出气管，32.进水管。

具体实施方式

[0027] 以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步说明。

[0028] 如图1、图2所示，一种臭氧放电管，包括放电介质管19、放电介质管19内的高压电极棒18，放电介质管19为钛石英玻璃管，钛石英玻璃管外壁镀有铬层，放电介质管19与高压电极棒18间有弹簧片17支撑形成环形放电间隙20(1mm)。

[0029] 放电介质管优选直径25mm-30mm、壁厚2mm-2.5mm、长度1100mm-1300的钛石英玻璃管，钛石英玻璃管为二氧化钛质量含量5％-8％，钛石英玻璃管外壁电镀一层铬。钛石英玻璃管制备工艺：在原材料石英砂(SiO2)中按重量比加入5％-8％二氧化钛(TiO2)搅拌均匀，混合料加入熔炉中高温熔化，经过拉管机成型，裁断，退火处理。

[0030] 高压电极棒优选为直径24mm-29mm、壁厚0.5mm-1mm、长度1000mm-1200的中空316L不锈钢棒。弹簧片一端焊接在高压电极棒上，每只高压电极棒上焊接上下各四个放电间隙弹簧片，放电间隙的弹簧片用301不锈钢制作。

[0031] 一种臭氧放电室，包括多个上述臭氧放电管、上蜂窝端板15和下蜂窝端板21，臭氧放电管插入上、下蜂窝端板的蜂窝孔内，臭氧放电管与上、下蜂窝端板用氟胶密封圈16密封连接。

[0032] 所述的臭氧放电室上设有与高压电极棒18上端相连的连接杆9，连接杆9的上端连接在电极连接片10上，电极连接片10通过绝缘支撑棒11支撑在上蜂窝端板15上面。电极连接片10和连接杆9既起到了连接电极作用，同时又起到了固定高压电极棒18的作用。电极连接片10与高压电源线13用接线盒12连接，高压电源线13的另一端接到高压高频电源上。连接杆9下端焊接在高压电极棒上，上端用固定连接螺母3连接。绝缘支撑棒11下端支撑在上蜂窝端板15上面，上端用木螺丝将电极连接片10连接固定，电极连接片10为厚度2-3mm、宽度100-150mm的304不锈钢片。连接杆9为一端有M4螺丝的304不锈钢圆棒，绝缘支撑棒11为直径15mm长度100mm的聚四氟乙烯绝缘棒。

[0033] 上述的臭氧放电室上设冷却进水管32和出水管14，臭氧放电管之间有冷却水。在电晕放电时，所产生的热量用冷却循环水2冷却带走，冷却循环水为低硬度自来水或中水，冷却循环水还起到电导体作用，将臭氧放电管外壁的镀钛层与臭氧放电室壳体实现导电，臭氧放电室壳体通过接地电极28接地，电荷传入地下。

[0034] 一种立式臭氧发生装置，包括进气腔8、出气腔22和上述的臭氧放电室，进气腔8在臭氧放电室上部，出气腔22在臭氧放电室下部，臭氧放电室内臭氧放电管竖直排列。

[0035] 上述的进气腔8内放置一个进气布气器7；所述的进气布气器7为半球体不锈钢，半球体不锈钢上面均匀布满￠0.5-￠1小孔。这样使进气管6的进气均匀分布到臭氧放电室的各个臭氧放电管中。

[0036] 上述的进气腔8上端为厚度3-4mm的进气腔封头5，进气腔封头5与臭氧放电室壳体1用进气腔连接法兰4密封连接，这样实现了进气腔的方便打开装卸。进气腔封头5优选球形封头，球形封头起到了承载进气压力的作用。

[0037] 上述的出气腔22下端为厚度3-4mm的出气腔封头24，出气腔封头24与臭氧放电室壳体1用出气腔连接法兰23密封连接，实现了出气腔的方便打开装卸，球形封头起到了承载进气压力的作用。封头底部设有DN25-DN50出气管31，出气管31设三通，三通有出气口25、排污口26，分别设不锈钢球阀，排污管不锈钢球阀29和出气口不锈钢球阀30。利用球阀及时排污，使臭氧发生装置内水分、杂质等及时排除，延长了使用寿命、解决了清洗繁琐不便问题。立式臭氧发生装置下面设放电室支架27。

[0038] 立式臭氧发生装置需要彻底清洗维护时，可将臭氧放电室的冷却水排放掉，将臭氧发生装置水平卧式放置，松开进气腔连接法兰和出气腔连接法兰的固定螺栓，卸掉两端封头，所以，彻底清洗维护同样十分方便。

[0039] 上述虽然结合具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。