[发明专利]臭氧发生器

说明书

                        技术领域

本发明涉及一种臭氧发生器，更具体地说，涉及一种相对小且轻的臭氧发生系统以及能够以很少的电力消耗产生臭氧的方法。

                        背景技术

作为氧的三原子形式的臭氧由于其特别不稳定并在常温和常压下趋于还原成氧的二原子分子(O₂)而具有非常强的氧化特性。臭氧的一般用途包括水或空气的净化、除臭和漂白。已经提出了各种方法来提高臭氧发生效率。该效率取决于包括反应气体浓度、所施加的电能、温度和气体流速等多种因素。

臭氧发生器通过将较强的能量施加到含有氧气(O₂)的空气中而产生臭氧。根据能量如何施加，臭氧发生器大致分为两种类型。第一种类型的臭氧发生器利用紫外线，而第二种类型的臭氧发生器利用强电场，该电场在空气中引发电晕放电。对于紫外线类型，制造小型并紧凑的产生紫外线的紫外线灯是很困难的。另外，这种灯易碎并长时间的可靠性较差。电晕放电类型由于他们能量效率高、稳定并易于控制而可以较好地使用。因此，目前大多数臭氧发生器利用电晕放电。电晕放电臭氧发生器一般具有用于产生高压脉冲的脉冲发生电路，高压脉冲在起始放电中是至关重要的。他们也具有放电室，空气或纯氧供给到该放电室中，而所形成的臭氧从其中排出。

图1示出了传统的臭氧发生系统100。它大致由接地电极110、介电层120、高压电极130、高压脉冲发生器140以及AC电源150构成。空气连续供给到放电室(未示出)内侧的接地电极110和介电层120之间的间隙内。当高压施加到接地电极110和高压电极130之间时，在空气中的氧气氧化而成为臭氧。

在工作过程中，高压脉冲发生器140从AC电源接收AC电能，并在将他们放大到3-20kV量级之前产生正弦波或方波，由此放大的脉冲被施加到各电极之间。设置在两个电极之间的介电层120作用为防止局部电弧并有助于在电极表面上产生均匀的等离子体。高压脉冲发生器140包括具有较大的绕线比的变压器，以便得到产生等离子体所需的高压。在使用较大绕线比变压器中的一个问题是变压器的尺寸增大，并需要进行散热。结果，能量损耗非常大。

作为图1的放电室的替换形式，已经提出了具有玻璃或石英管状介电层的管型臭氧发生器，并广泛用于大功率用途中。但是，产生臭氧的机构与上面所述的臭氧发生器的类似，并且这种替换结构的臭氧发生器的总体尺寸仍然很大。

在臭氧发生器中，输入电能中一个不可忽视的部分被转化为热能，使放电室的温度升高，并从而降低臭氧发生效率。因为在较高的温度下，臭氧还原成氧气更快。为了冷却放电室，使用了空气/水冷却装置，导致尺寸增大且复杂性增高。

传统上已经使用了减湿器，以便将干燥空气供给到放电室内。潮湿空气由于其中的水分与臭氧作用而产生硝酸(HNO₃)而导致放电室壁被腐蚀，这就缩短了整个系统的寿命。已经使用了非常昂贵的防腐蚀的不锈钢(例如SUS316)作为放电室壁的材料来抵抗这种腐蚀。但这不是永久性的，并因此需要定期清理或更换放电室。所有这些导致生产成本升高。

                        发明内容

因此，本发明的目的是提供一种高效并小型的臭氧发生器。

本发明的另一目的是提供一种整体具有较长寿命的臭氧发生器。

本发明的再一目的是提供一种可以以低成本制造的臭氧发生器。

根据本发明的一个方面，臭氧发生器包括用于压缩(compressing)方波信号而产生脉冲的LC电路。脉冲的使用极大地减小了变压器的绕线比，并因此减小了臭氧发生器的总体体积。电能消耗也可以极大地得以减小。

根据本发明的另一方面，臭氧发生器包括与放电室壁平行设置的电极板，和附着到电极上的绝缘板。多个电场在放电室壁和各板之间垂直形成，从而以非常高效的电能产生臭氧。根据本发明的这个方面，放电室设置成平面形式。因此，有可能使发生器极其紧凑，并使空气冷却更容易进行，而不需附加的冷却系统。

根据本发明的再一方面，一层氧化物绝缘材料覆盖放电室壁。氧化物绝缘材料防止放电室壁被腐蚀，并不再需要安装减湿器。

                       附图说明

被认为具有新颖性的本发明的特征详细地在所附的权利要求书中陈述。本发明(相对于其构造和工作方式)以及本发明的其他目的和优点可以参照以下描述并联系附图得以更好地理解。图中：

图1示出了传统臭氧发生器的剖面图；