介質(zhì)阻擋放電板及板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種介質(zhì)阻擋放電板，包括板本體，所述板本體上分別設(shè)置有氧氣入口、臭氧出口以及相應(yīng)的氧氣通道和臭氧通道，所述板本體的中部還設(shè)有冷卻通道以及相應(yīng)的冷卻水入口和冷卻水出口，所述冷卻通道的上、下兩面各設(shè)有一高壓組件。其中，所述高壓組件包括呈凹槽狀的陶瓷皿，所述陶瓷皿的凹槽內(nèi)設(shè)有一“口”字形橡膠墊圈以及位于該橡膠墊圈內(nèi)的、從上至下層疊設(shè)置的復(fù)合電極板和導(dǎo)熱硅膠墊。本實用新型還公開了一種由所述介質(zhì)阻擋放電板和冷卻板構(gòu)成的板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件。此外，本實用新型還公開一種包括至少一組所述基礎(chǔ)單元構(gòu)件的板式臭氧發(fā)生器模塊，以及由至少一組該板式臭氧發(fā)生器模塊構(gòu)成的大型板式臭氧發(fā)生器機組。
【專利說明】
介質(zhì)阻擋放電板及板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種板式臭氧發(fā)生器的構(gòu)件，具體涉及一種介質(zhì)阻擋放電(Dielectric Barrier Discharge，DBD)板。此外，本實用新型還涉及一種包括所述介質(zhì)阻擋放電板的板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件以及臭氧發(fā)生器模塊，屬于臭氧生產(chǎn)設(shè)備制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]1898年，奧托(Otto)等在法國的里爾試驗了一種新的原型板式臭氧發(fā)生器，并在法國尼斯市建起了一座臭氧處理水廠。然而，在此后的發(fā)展中，管式臭氧發(fā)生器一直占據(jù)市場主流位置，而板式臭氧發(fā)生器的崛起則是近十年的事。
[0003]相對于管式臭氧發(fā)生器，板式臭氧發(fā)生器具有天然的優(yōu)勢:加工方便、易于實現(xiàn)模塊化、產(chǎn)氣效率高、節(jié)省空間等。隨著技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)、新材料、新工藝的采用，板式臭氧發(fā)生器在水處理、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用及應(yīng)用前景。
[0004]理論與實踐表明，在生產(chǎn)臭氧的過程中，有85%以上的能量以聲、光、熱的形式被耗散掉。因此，良好的冷卻是保證臭氧發(fā)生器長期、穩(wěn)定運行的必要條件，也是設(shè)計高效臭氧發(fā)生器必須解決的問題。
[0005]CN2841629Y公開了一種組合板式高頻大型臭氧發(fā)生器，由地電極、陶瓷片介電體、導(dǎo)熱墊片、高壓電極、彈性腳墊、端部密封件等組成，其中，地電極內(nèi)設(shè)有水冷管，各相鄰管路互相連通，且兩端部設(shè)有進水口和出水口，可實現(xiàn)節(jié)能高效、產(chǎn)氣量大的特點。CN103387212B公開了一種模塊化板式臭氧發(fā)生器，其在DBD模塊中集成封裝高頻/高壓電極、水冷地電極、阻擋介質(zhì)、放電氣室以及氣體通道和冷卻液通道等基本要素，其中，地電極附著在冷卻槽板的表面，且冷卻槽板的背面加工有多條水槽，有利于進行規(guī)?；a(chǎn)。
[0006]然而，上述現(xiàn)有技術(shù)所代表的是一種通行的板式DBD臭氧發(fā)生器模塊結(jié)構(gòu)，其無一例外地采用了水冷地電極，而背靠背的兩塊電極板之間不采用冷卻；由于其間積蓄的熱量無法散發(fā)，導(dǎo)致電極板溫度升高，進而傳導(dǎo)到電離室，最終影響臭氧產(chǎn)生的效率。
[0007]采用地電極側(cè)和高壓側(cè)同時冷卻的方法，可有效改善臭氧生產(chǎn)的工況，提高臭氧的產(chǎn)量、濃度及效率。然而，由于高壓側(cè)冷卻涉及到上萬伏的高壓，需要在保證可靠絕緣的前提下實現(xiàn)高效導(dǎo)熱，同時要確保冷卻液不能泄露到高壓部分，這在技術(shù)上和加工工藝上均存在較高的難度。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可高效、高質(zhì)生產(chǎn)臭氧的介質(zhì)阻擋放電板(DBD板)。此外，本實用新型的另一目的在于提供一種由所述介質(zhì)阻擋放電板構(gòu)成的板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件。本實用新型的再一目的在于提供一種含有所述基礎(chǔ)單元構(gòu)件的臭氧發(fā)生器模塊。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0010]一種介質(zhì)阻擋放電板，包括板本體，所述板本體上分別設(shè)置有氧氣入口、臭氧出口以及相應(yīng)的氧氣通道和臭氧通道，所述板本體的中部還設(shè)有冷卻通道以及相應(yīng)的冷卻水入口和冷卻水出口，所述冷卻通道的上、下兩面各設(shè)有一高壓組件。
[0011]優(yōu)選的是:所述高壓組件包括呈凹槽狀的高絕緣/高導(dǎo)熱陶瓷皿，所述陶瓷皿的凹槽內(nèi)設(shè)有一“口”字形橡膠墊圈以及位于該橡膠墊圈內(nèi)的、從上至下層疊設(shè)置的復(fù)合電極板和導(dǎo)熱硅膠墊。
[0012]優(yōu)選的是:所述復(fù)合電極板包括從上至下層疊設(shè)置的介質(zhì)板、電極以及背板。
[0013]優(yōu)選的是:所述高壓組件相對于冷卻通道的上、下兩面，通過陶瓷皿設(shè)置于所述板本體上的相應(yīng)凹槽內(nèi)。
[0014]優(yōu)選的是:所述冷卻通道為蛇形結(jié)構(gòu)，所述板本體上還設(shè)有電源接口。
[0015]本實用新型的另一目的，一種板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件，其包括如上所述的介質(zhì)阻擋放電板以及分別位于其正、反兩面的兩塊冷卻板。
[0016]優(yōu)選的是:所述冷卻板包括冷卻板本體，其包括熱交換通道以及相應(yīng)的冷卻液入口和冷卻液出口，所述冷卻板還包括設(shè)置于冷卻板本體表面的、與復(fù)合電極相對的地電極以及設(shè)于地電極表面上的墊片，且所述墊片在所述復(fù)合電極和地電極之間形成電離室。
[0017]優(yōu)選的是:所述熱交換通道為湍流結(jié)構(gòu)。
[0018]本實用新型的再一目的，一種板式臭氧發(fā)生器模塊，其包括至少一組如上所述的基礎(chǔ)單元構(gòu)件。
[0019]本實用新型的又一目的，一種大型板式模塊化臭氧發(fā)生器機組，其包括至少一組如上所述的臭氧發(fā)生器模塊。
[0020]本實用新型的有益效果在于，本實用新型通過在介質(zhì)阻擋放電板中增加冷卻通道，通過高壓側(cè)、低壓側(cè)同時冷卻的方式，可將電離室的工況調(diào)整到最佳。同時，通過高絕緣/高導(dǎo)熱陶瓷皿、導(dǎo)熱硅膠墊等構(gòu)件，在保證可靠絕緣的前提下實現(xiàn)了高效導(dǎo)熱，有利于臭氧的尚效、尚質(zhì)生廣。
【附圖說明】
[0021 ]圖1示出了本實用新型所述的介質(zhì)阻擋放電板的剖視圖；
[0022]圖2示出了本實用新型所述的介質(zhì)阻擋放電板的俯視圖；
[0023]圖3示出了本實用新型所述的高壓組件的剖視圖；
[0024]圖4示出了本實用新型所述的板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件的各種視圖，其中，圖4a為平面圖，圖4b為俯視圖，圖4c為剖視圖；
[0025]圖5示出了本實用新型所述的冷卻板的剖視圖；
[0026]圖6根據(jù)本實用新型的一種實施方式，示出了由所述基材單元構(gòu)件連接而成的臭氧發(fā)生器模塊。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步說明。
[0028]如圖1和圖2所示，本實用新型所述的介質(zhì)阻擋放電板(DBD板)包括板本體I，所述板本體I上分別設(shè)置有氧氣入口 2、臭氧出口 3以及分別與所述氧氣入口 2和臭氧出口 3相連的相應(yīng)的氧氣通道4和臭氧通道13，所述板本體I的中部設(shè)有冷卻通道10以及與之相同的相應(yīng)的冷卻水入口 14a和冷卻水出口 14b，在本實用新型中，所述冷卻通道10可采用蛇形結(jié)構(gòu)或是其它有利于散熱的結(jié)構(gòu)，且所述冷卻通道10的內(nèi)表面經(jīng)過鈍化處理。此外，所述介質(zhì)阻擋放電板還包括對稱設(shè)置于所述冷卻通道10上、下兩面的高壓組件，如圖3所示，所述高壓組件包括凹槽狀高絕緣/高導(dǎo)熱陶瓷皿12、分別設(shè)置于陶瓷皿12凹槽內(nèi)的一“口”字形氟橡膠墊圈5以及位于該氟橡膠墊圈5的開口內(nèi)的復(fù)合電極板和導(dǎo)熱硅膠墊11。其中，所述復(fù)合電極板包括從上至下層疊設(shè)置的介質(zhì)板7、電極6以及背板9，且通過將所述導(dǎo)熱硅膠墊11的兩面涂覆導(dǎo)熱硅膠，將高絕緣/高導(dǎo)熱陶瓷皿12與所述復(fù)合電極板粘接為一體形成所述高壓組件。需要注意的是，在粘接過程中應(yīng)注意排清空氣，以便減少熱阻。本實用新型如上所述的高壓組件粘接完成后，在其底部(即，陶瓷皿12的底部)涂覆導(dǎo)熱硅膠，隨后相對于冷卻通道10上、下兩面將其粘接至設(shè)置于板本體I上的相應(yīng)凹槽內(nèi)。同樣地，在粘接過程中應(yīng)注意排清空氣，以便減少接觸熱阻。此外，本實用新型所述的介質(zhì)阻擋放電板還包括板本體I上的(高頻/高壓)電源接口 15。在本實用新型中，所述的介質(zhì)阻擋放電板本體I由鋁材加工而成，且其表面整體進行陶瓷化處理。
[0029]本實用新型如上所述的介質(zhì)阻擋放電板可與冷卻板構(gòu)成板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件。如圖4所示，所述板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件包括本實用新型如上所述的介質(zhì)阻擋放電板A，且所述介質(zhì)阻擋放電板A正、反兩面的各設(shè)有一冷卻板B。如圖5所示，所述冷卻板B包括板本體2，其上分別設(shè)置有冷卻液入口、冷卻液出口、以及設(shè)置于所述冷卻板本體2內(nèi)部的、位于冷卻液入口和冷卻液出口之間的與所述冷卻液入口和冷卻液出口相通的熱交換通道21。在本實用新型中，所述熱交換通道21優(yōu)選湍流結(jié)構(gòu)。所述冷卻板還包括設(shè)置于冷卻板本體2的表面的、與復(fù)合電極板相對地電極23以及設(shè)于地電極23表面上的向外凸起的墊片22。在本實用新型中。所述地電極23的表面經(jīng)精加工后再進行陶瓷化處理，且其在冷卻板上的空間位置與DBD板的復(fù)合電極中的介質(zhì)板7兩兩相對。所述墊片22在復(fù)合電極和地電極23之間形成狹隘的放電空間，S卩，圖1中所示的電離室6。本實用新型如上所述的冷卻板可采用鋁精鑄一次成型，或分體加工成型后用冷釬焊或攪拌摩擦焊工藝，使之成為一個整體，此為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0030]本實用新型如上所述的板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件的工作過程為:從氣源來的氧氣經(jīng)氧氣入口 2以及位于板本體I正、反兩面的相應(yīng)的兩個氧氣通道4進入電離室6，在等離子狀態(tài)下變?yōu)槌粞鹾脱鯕獾幕旌蠚怏w，隨后從位于板本體I正、反兩面的相應(yīng)的兩個臭氧通道13經(jīng)臭氧出口 3送出。與此同時，冷卻液分別經(jīng)介質(zhì)阻擋放電板A上的冷卻水入口 14a和介質(zhì)阻擋放電板A兩側(cè)的冷卻板B的冷卻液入口分別進入介質(zhì)阻擋放電板A上的冷卻通道10和冷卻板B上的熱交換通道21，并經(jīng)由相應(yīng)的冷卻水出口 14b和冷卻液出口送出，可在臭氧生產(chǎn)過程中，對高壓側(cè)和低壓側(cè)進行同時冷卻，將電離室的工況調(diào)整到最佳。
[0031]本實用新型如上所述的板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件，不僅可單個使用，還可多個組裝使用，以形成不同規(guī)模、可適應(yīng)不同應(yīng)用的板式DBD臭氧發(fā)生器模塊。優(yōu)選地，所述臭氧發(fā)生器模塊中，多個基礎(chǔ)單元構(gòu)件對稱布置。例如，所述的臭氧發(fā)生器模塊可集成封裝4個如上所述的DBD基礎(chǔ)單元構(gòu)件，從而其產(chǎn)率為單個DBD基礎(chǔ)單元構(gòu)件的4倍。
[0032]本實用新型如上所述的臭氧發(fā)生器模塊，不僅可單個使用，還可多個組裝使用，以形成不同規(guī)模、面向不同應(yīng)用的大型模塊化臭氧發(fā)生器機組。例如，可將多個臭氧發(fā)生器模塊“并聯(lián)”使用，各臭氧發(fā)生器模塊均為“冷卻板B+阻擋介質(zhì)板A+冷卻板B”的“三明治”結(jié)構(gòu)，且為便于每個模塊的獨立插拔，在組裝時，相鄰兩模塊之間留有間隙。在該臭氧發(fā)生器機組中，每一模塊優(yōu)選獨立供電，即，每一臭氧發(fā)生器模塊各配置相應(yīng)的電源，從而形成滿足“即插即拔”需求的大型模塊化臭氧發(fā)生器機組。更優(yōu)選地，各臭氧發(fā)生器模塊內(nèi)嵌CHJ電源。該組裝方式，其理論上可進行任意數(shù)量臭氧發(fā)生器模塊的組裝，且在大型系統(tǒng)應(yīng)用中，可將數(shù)個臭氧發(fā)生器模塊組裝成一個機組，再將多個此類機組分層裝入機柜。
[0033]此外，如圖6所示，多個臭氧發(fā)生器模塊還可以“串聯(lián)+并聯(lián)”的方式結(jié)合使用。按如圖6所示的氣、水管道的連接方式，氣、水在物理上徹底隔離，但流動方向相反，為電離室提供良好的工況。本實用新型所采用的冷卻水/冷卻液可采用純水，冷卻方式可采用溫度可控的內(nèi)循環(huán)冷卻方式，此為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0034]本實用新型已通過優(yōu)選的實施方式進行了詳盡的說明。然而，通過對前文的研讀，對各實施方式的變化和增加也是本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所顯而易見的。
【申請人】的意圖是所有這些變化和增加落在了本實用新型權(quán)利要求的保護范圍中。
[0035]相似的編號通篇指代相似的元件。為清晰起見，在附圖中可能有將某些線、層、元件、部件或特征放大的情況。
[0036]本文中使用的術(shù)語僅為對具體的實施例加以說明，其并非意在對本實用新型進行限制。除非另有定義，本文中使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)均與本實用新型所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員的理解相同。還須明確的是，除在本文中有明確的定義外，諸如字典中通常定義的術(shù)語應(yīng)該解釋為在本說明書以及相關(guān)技術(shù)的語境中可具有一致的意思，而不應(yīng)解釋的理想化或過分形式化。公知的功能或結(jié)構(gòu)處于簡要和清楚地考慮或不再贅述。
【主權(quán)項】
1.一種介質(zhì)阻擋放電板，包括板本體，其特征在于:所述板本體上分別設(shè)置有氧氣入口、臭氧出口以及相應(yīng)的氧氣通道和臭氧通道，所述板本體的中部還設(shè)有冷卻通道以及相應(yīng)的冷卻水入口和冷卻水出口，所述冷卻通道的上、下兩面各設(shè)有一高壓組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)阻擋放電板，其特征在于:所述高壓組件包括呈凹槽狀的陶瓷皿，所述陶瓷皿的凹槽內(nèi)設(shè)有一“口”字形橡膠墊圈以及該橡膠墊圈內(nèi)的、從上至下層疊設(shè)置的復(fù)合電極板和導(dǎo)熱硅膠墊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的介質(zhì)阻擋放電板，其特征在于:所述復(fù)合電極板包括從上至下層疊設(shè)置的介質(zhì)板、電極以及背板。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的介質(zhì)阻擋放電板，其特征在于:所述高壓組件相對于冷卻通道的上、下兩面，通過陶瓷皿設(shè)置于所述板本體上的相應(yīng)凹槽內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的介質(zhì)阻擋放電板，其特征在于:所述冷卻通道為蛇形結(jié)構(gòu)，所述板本體上還設(shè)有電源接口。6.一種板式臭氧發(fā)生器的基礎(chǔ)單元構(gòu)件，其特征在于:包括權(quán)利要求1-5中任意一項所述的介質(zhì)阻擋放電板以及分別位于其正、反兩面的兩塊冷卻板。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基礎(chǔ)單元構(gòu)件，其特征在于:所述冷卻板包括冷卻板本體，其包括熱交換通道以及相應(yīng)的冷卻液入口和冷卻液出口，所述冷卻板還包括設(shè)置于冷卻板本體表面的、與復(fù)合電極相對的地電極以及設(shè)于地電極表面上的墊片，且所述墊片在所述復(fù)合電極和地電極之間形成電離室。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基礎(chǔ)單元構(gòu)件，其特征在于:所述熱交換通道為湍流結(jié)構(gòu)。9.一種板式臭氧發(fā)生器模塊，其特征在于:包括至少一組如權(quán)利要求6-8中任意一項所述的基礎(chǔ)單元構(gòu)件。10.一種大型板式模塊化臭氧發(fā)生器機組，其特征在于:包括至少一組如權(quán)利要求9所述的臭氧發(fā)生器模塊。
【文檔編號】C01B13/11GK205634886SQ201620360225
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】羅范生, 王保東
【申請人】北京天擇昌寧環(huán)境技術(shù)股份有限公司