[发明专利]一种用于构建层叠结构式低温等离子反应体的单元模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于构建层叠结构式低温等离子反应体的单元模块，更具体的说是涉及一种用于以介质阻挡无声放电(DBD)方式生产臭氧的大型设备的放电单元模块化结构，属于臭氧生产技术领域。

背景技术

臭氧发生器就是利用低温等离子技术环境生产臭氧的一种系统设备。臭氧在水处理、绿色化学氧化工业过程、杀菌消毒、医疗保健等领域里，都有着广泛的应用市场前景。

日本三菱电机CN1421380A、CN1421382A、CN1491884A等专利，其臭氧发生器的板式放电主体结构皆为钟罩式，即承压内腔作为气道的一部分，而将若干高、低压电极和介质板组成的放电单元叠放安装置于其中。此种结构的不足之处是体积难以紧凑化设计；且工作时只要其中一片发生故障就必须停车大揭盖进行维修操作，不利于系统稳定可靠性要求。且由于垂直安装，介质板和垫片所承受的压力，为紧固力与上面单元重力之和必将从上至下逐级增加，底层受力情况最为恶劣。介质材料承重设计制约着系统工作的可靠性和效率的提高。

专利申请公开号为CN200520124285的组合板式高频大型臭氧发生器技术，在基本结构模式和多个重要技术环节上，不但是对于传统管式臭氧发生器的重大变革，且开创了单元独立承压的先河，成为国内外臭氧发生器技术换代的里程碑。但是与今天所有技术的演进发展规律一样必然存在成长成熟的过程。存在的问题如下：

问题1、“地电极7两平面处贴附有陶瓷片介电体8”——由于电源所提供放电能量的绝大部分都变成热量，要使得臭氧合成/消解的平衡点推向于正反应一边以保证臭氧合成的持续和效率，需要由导热性能良好的铝合金水冷地电极将大量热能及时导出。然而此时所产生的全部热流却被地电极两端面所贴附的相对导热很差的“陶瓷片介电体8”所阻隔，加之二者之间粘合剂的热阻，故此结构难以得到最佳的散热效果，基于臭氧合成对温度条件敏感特点，所以这种结构使得臭氧合成效率难达理想。

问题2、从该组合式结构方式可以看出，放电气室所施的密封压力垂直于地电极平面，而端密封件13两端的垂直密封压力取决于密封弹性材料受压后的侧向弹性变形，这种为密封设计之避讳的于密封压力垂直面上的不连续性，大大降低了该密封结构的可靠性。

问题3、放电气室依靠大面积暴露在高浓度臭氧及强等离子轰击下的高分子材料结构密封，处于极端恶劣老化条件下的高分子材料本身寿命，使得臭氧发生器连续工作的可靠性和寿命都受到极大制约。

问题4、由于低温等离子体本身的良好导电导热的特点，已有垂直大面积良好导热通道，使得导热垫片的狭窄水平导热通道的结构导热效用大大降低，且耗费了大量材料能量资源，存在进一步改进的必要。

问题5、放电气室所施加的密封压力与保持放电气隙的压力同源，本身两者对于材质和性能的要求迥然，然而此结构却要求必须精致兼顾才能达到性能要求。这样对于大批量制造的工业产品的设计、生产和安装调试，都将是条件影响复杂和难以稳定控制的。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于构建层叠结构式低温等离子反应体的单元模块，以克服已有技术的缺点，改变已有板式臭氧发生器的结构，提高密封性能和单元模块的散热性能，以提高臭氧转换效率。

本发明提出的用于构建层叠结构式低温等离子反应体的单元模块，共有三种不同的结构，其中第一种结构为：包括上地电极、下地电极、围框、支撑介质丝、介质板、上高压电极、下高压电极、高压引线和高压端子；所述的上地电极和下地电极中各设有水冷通道，上地电极和下地电极的两端部分别带有凸台，在上地电极和下地电极的两侧分别形成工作表面；所述的围框通过上地电极和下地电极两端部的凸台固定在上地电极和下地电极之间，围框呈环状，被相邻地电极的凸台固定后包围形成封闭腔体，围框的两端分别设有进气道和出气道；所述的介质板的一侧为工作面，该工作面通过支撑介质丝紧贴在地电极的工作面上，介质板一侧的工作面与地电极的工作面之间形成工作气隙；所述的上高压电极和下高压电极分别紧贴在相应的介质板上；支撑介质丝、介质板和上、下高压电极组成上、下两个高压组件，上、下两个高压组件置于由上、下地电极和围框形成的封闭腔体中，封闭腔体中充满弹性介质充填物，弹性介质充填物将两个高压组件压紧在相应的上、下地电极的工作表面上；所述的高压端子固定在围框上，所述的高压引线的一端与上、下高压电极固定，另一端与高压端子连接。