[發(fā)明專利]一種接地極風(fēng)冷平板式臭氧產(chǎn)生單元

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810012742.0
• 申請(qǐng)日: 2008-08-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101497431A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷宏;白敏菂;朱玉鵬;王永偉;李超群;白希堯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連博羽環(huán)保技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): C01B13/11
• 分類號(hào): C01B13/11
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 侯明遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣體放電物理和大氣壓等離子體物理等領(lǐng)域，涉及一種接地極風(fēng)冷平板式臭氧產(chǎn)生單元。

背景技術(shù)

當(dāng)代現(xiàn)有的臭氧發(fā)生方法或裝置多種多樣，多數(shù)是用水冷卻接地極，而日本平板式Otto～plate型臭氧產(chǎn)生裝置，是利用絕緣油冷卻放電極、接地極，抑制放電間隙氣體溫度上升，以求產(chǎn)生高濃度臭氧，減少其分解。

但由于受玻璃制造工業(yè)水平的制約，要得到高平坦度，高精確厚度的玻璃電介質(zhì)薄板是困難的。由于玻璃的機(jī)械強(qiáng)度差，易于破碎。存在更大的問(wèn)題是由于玻璃電介質(zhì)的頻率特性差介電常數(shù)低，隨著頻率的增加，電介質(zhì)層溫度升高，進(jìn)而電介質(zhì)的擊穿電壓降低，易擊穿。由于放電間隙距離大、電介質(zhì)板厚，產(chǎn)生臭氧濃度低，臭氧產(chǎn)生效率不高。

目前臭氧產(chǎn)生裝置存在問(wèn)題是體積龐大，運(yùn)行成本高，維護(hù)工作量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；采用絕緣油同時(shí)冷卻放電極、接地極，易漏油，同時(shí)又存在復(fù)雜和龐大的冷卻附屬設(shè)置；玻璃電介質(zhì)層厚度大，平坦度低，電介質(zhì)電容量和介電常數(shù)均小，玻璃電介質(zhì)頻率特性差，導(dǎo)致高頻供電時(shí)介質(zhì)溫度升高，易擊穿，促使放電間隙電場(chǎng)強(qiáng)度也隨之降低，放電功率也大幅度下降，電損耗大量增加，所以臭氧濃度、臭氧產(chǎn)生效率均較低；放電間隙距離較大，其放電電場(chǎng)強(qiáng)度偏低，由于nd增大，則折合電場(chǎng)強(qiáng)度下將，電子獲得平均能量遠(yuǎn)低于氧分子的解離能8.4eV，只有很少一部分的氧原子被分解、分解電離成氧原子、氧原子離子和自由基等，不利于臭氧產(chǎn)生；由于臭氧分解能量為2eV，現(xiàn)有臭氧發(fā)生裝置的放電電場(chǎng)強(qiáng)度在40～60kV/cm，其電子具有的電子平均能量在2.0～8.6eV之間，其中低于8.4eV的電子與臭氧分子碰撞后使其分解，臭氧濃度降低了；由于放電間隙的電場(chǎng)強(qiáng)度<60kV/cm，臭氧產(chǎn)生裝置難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生高濃度臭氧和裝置的小型化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出的一種接地極風(fēng)冷平板式臭氧產(chǎn)生單元。本發(fā)明“一種接地極風(fēng)冷平板式臭氧產(chǎn)生單元”是由放電極、接地極、隔片和均氣的儲(chǔ)氣槽等構(gòu)成。接地極風(fēng)冷方式是指接地極背面加工成散熱片，接地極和散熱片是一體金屬材料加工成。放電極是由不銹鋼、鋁合金或鈦薄板或貼附金、銀、鎢或鋁等金屬薄膜及貼附在其表面上的電介質(zhì)層所構(gòu)成。由于用高介電常數(shù)、高電阻率的電介質(zhì)形成的電介質(zhì)薄層，將在窄放電間隙中建立強(qiáng)電離放電電場(chǎng)。接地極是由具有風(fēng)冷卻散熱片的抗氧化金屬和貼附其上電介質(zhì)層構(gòu)成。在接地極和放電極之間放置數(shù)條用絕緣材料制成的薄條隔片，并貼附其上，構(gòu)成了放電間隙。進(jìn)而使放電間隙尺寸精確，進(jìn)而保證了均勻的強(qiáng)電離放電的形成，提高了臭氧濃度和產(chǎn)生效率。

本發(fā)明解決其技術(shù)所采用技術(shù)方案是：

本發(fā)明是采用風(fēng)冷卻來(lái)代替目前常用的水冷卻接地極或油冷卻放電極、接地極，省去復(fù)雜的冷卻設(shè)備，由于采用平板電極與散熱片一體化和窄間隙等技術(shù)，解決了電離區(qū)域的散熱難題；同時(shí)又采用高介電常數(shù)(≥10)，高絕緣電阻率≥10¹⁴Ω·cm的Al₂O₃薄膜(0.2～0.6mm)電介質(zhì)；在放電間隙距離為0.01～0.6mm，氧氣(或空氣)將以2～20m/s通過(guò)間隙，由于在放電極與接地極之間的放電間隙里能同時(shí)形成強(qiáng)電場(chǎng)和高流場(chǎng)，進(jìn)而形成了強(qiáng)電離放電電場(chǎng)，在放電間隙中電離放電電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到100～400kV/cm；電子平均溫度9.7×10⁴～14×10⁵K；并用電場(chǎng)參數(shù)控制氧分子的分解、分解電離、分解附著過(guò)程產(chǎn)生氧原子、氧原子離子和自由基等濃度，進(jìn)而控制產(chǎn)生的臭氧濃度，并實(shí)現(xiàn)可控制臭氧再分解。因此，在風(fēng)冷卻條件下，實(shí)現(xiàn)了臭氧濃度達(dá)到80～160g/Nm³。

本發(fā)明的效果和益處是在風(fēng)冷卻條件下，臭氧濃度就可達(dá)到80～160g/Nm³；本發(fā)明的臭氧產(chǎn)生單元的外形是長(zhǎng)方形平板式，采用風(fēng)冷卻，其散熱片與接地極是一體加工成的，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)冷卻的臭氧產(chǎn)生單元的小型化。

附圖說(shuō)明

圖1是臭氧與氧分子離解截面積與電子能量關(guān)系圖。

圖2是等離子體中電子能量分布圖。

圖3是臭氧產(chǎn)生單元的放電間隙中電子能量分布圖。

圖4是電子平均能量ε與折合電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系曲線圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的正視剖面圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的側(cè)視剖面圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例2的剖視圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例3的剖視圖。