本專利涉及商用臭氧制備設(shè)備領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是一種自冷型臭氧發(fā)生器。

背景技術(shù)：
臭氧是氧的同素異形體，是自然界最強(qiáng)的氧化劑之一。其氧化電位2.07V，與單質(zhì)氟的氧化電位2.87V相比，氧化性能僅次于氟而位居第二位。臭氧作為一種高效、廣譜、快速的殺蟲(chóng)劑，其殺菌能力是氯氣的300～600倍，具有消毒、殺菌、清洗、除臭、脫色的作用。此外還可以氧化去除水中或空氣中的微污染物質(zhì)，很少產(chǎn)生副產(chǎn)物，無(wú)二次污染，綜合效果非常好。目前，已應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化、工業(yè)排放氣體凈化、半導(dǎo)體制造、化工、食品儲(chǔ)藏保鮮、飲用水殺菌、水廠或游泳池水處理及工業(yè)污水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。但是，臭氧技術(shù)及設(shè)備未能廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展的主要障礙，源于目前生產(chǎn)的工業(yè)臭氧發(fā)生器價(jià)格昂貴、體積龐大、耗能高、濃度及產(chǎn)量低、維保成本高等。臭氧技術(shù)的研究、設(shè)備的研制及工藝的探討在我國(guó)起步較晚。經(jīng)過(guò)30多年的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，我國(guó)的臭氧生成技術(shù)有了很大的提高。無(wú)論是它的介電體材料、放電單元的結(jié)構(gòu)、供氣設(shè)備、冷卻系統(tǒng)，還是供電電源、控制、檢測(cè)等技術(shù)都今非昔比，不僅提高了臭氧的產(chǎn)率，而且降低了能耗和改善了運(yùn)行條件。目前，臭氧發(fā)生器大多采用介質(zhì)阻擋放電法（無(wú)聲放電）。這樣的介質(zhì)阻擋放電臭氧生成單元通常設(shè)計(jì)成長(zhǎng)圓管狀，它能夠按需要進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)組合，從而滿足工業(yè)化大規(guī)模制備臭氧的需要。其內(nèi)外兩平行且同軸的電極管之間隔以一層介電體管，并保持一定的放電間隙，內(nèi)外電極常用水或油加以冷卻。另一種臭氧發(fā)生器屬于所謂板型發(fā)生器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一系列彼此間隔的平行空心電極板，空心電極板之間安置有介電體板并留有放電間隙，空心電極板內(nèi)用水加以冷卻。在上述兩種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，以一定速度流經(jīng)于該放電間隙的氧分子O2在高頻高壓電形成的強(qiáng)電場(chǎng)作用下，受高能電子激發(fā)而獲得能量，并相互碰撞形成臭氧分子O3。這些典型的介質(zhì)阻擋微放電臭氧發(fā)生器，在受高能電子激發(fā)放電產(chǎn)生臭氧的過(guò)程中，電能會(huì)在電暈氣隙內(nèi)大量耗散。理論計(jì)算表明，臭氧生成所需能耗僅為0.82Kw?h/Kg?O3。事實(shí)上，現(xiàn)在普遍使用的介質(zhì)阻擋放電臭氧發(fā)生器，當(dāng)用氧氣源制造質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21%的臭氧時(shí)，實(shí)際能耗為7Kw?h/Kg?O3左右。也就是說(shuō)，電暈功率中僅僅只有11.7%的能量用于產(chǎn)生臭氧，其余88.3%的能量則以熱量形式損耗掉；當(dāng)使用空氣源制造質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21%的臭氧時(shí)，實(shí)際能耗為15.5Kw?h/Kg?O3，即電暈功率中僅僅只有5.3%的能量用于產(chǎn)生臭氧，近95%的電暈功率以熱量等形式損耗掉。這些氣體電離和介電體介質(zhì)的能量耗散會(huì)使放電氣隙內(nèi)氣體溫度急劇升高。由于生成臭氧的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，因此已經(jīng)生成的臭氧會(huì)在高溫下分解還原，如果工作氣隙內(nèi)溫度得不到及時(shí)有效控制，會(huì)造成臭氧產(chǎn)量、濃度和電能利用率大幅度下降，并可能損壞相關(guān)器件。為了保證臭氧發(fā)生管高效穩(wěn)定工作，提高臭氧產(chǎn)率，防止介電體熱擊穿，因此大規(guī)模工業(yè)臭氧發(fā)生器中，普遍采用水冷、油冷或者內(nèi)外電極分別進(jìn)行水冷和油冷。以便冷卻劑帶走熱量，防止其可逆反應(yīng)帶來(lái)的臭氧產(chǎn)率、濃度下降及單位產(chǎn)量能耗增加。如前所述，氣體電離和介電體介質(zhì)的能量耗散會(huì)使放電氣隙內(nèi)氣體溫度升高，臭氧會(huì)在高溫下分解,從而直接影響臭氧的產(chǎn)量、濃度和能耗。因此快速地將這些熱量排出臭氧發(fā)生單元之外，也就成為保證已經(jīng)生成的臭氧分子不被分解、臭氧發(fā)生器高效穩(wěn)定工作，提高臭氧產(chǎn)率及濃度，降低能耗，防止介電體熱擊穿的關(guān)鍵問(wèn)題。現(xiàn)在的臭氧發(fā)生器中，就其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而言，無(wú)論是管式還是板式，它們都存在如下亟待解決完善的問(wèn)題：其一：如果采用自來(lái)水非循環(huán)冷卻方式，按照發(fā)生10Kg/h臭氧所需冷卻水量計(jì)算。當(dāng)工作氣源為氧氣源時(shí)，每天需要480立方米的冷卻水量。當(dāng)工作氣源為空氣源時(shí)，每天需要960立方米的冷卻水量。可見(jiàn)資源的浪費(fèi)嚴(yán)重，運(yùn)行成本高，而且空排水存在對(duì)環(huán)境的二次污染。若采用自來(lái)水循環(huán)冷卻方式，則需要增加一系列熱交換等設(shè)備，勢(shì)必造成設(shè)備占空比增大，設(shè)備投資加大。重要的是，自來(lái)水溫度取決于環(huán)境溫度，波動(dòng)很大，這對(duì)于臭氧發(fā)生器所要求的最佳冷卻水進(jìn)水溫度來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是非常不利的。其二：如果采用地下水冷卻，需要打一口深井，其申報(bào)難度可想而知。就其設(shè)備來(lái)看，要增加水過(guò)濾器、深井潛水泵、儲(chǔ)水罐等一系列設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備占空比增大，投資加大。再加上地下水一般都具有硬度高，礦物質(zhì)含量高，雜質(zhì)多，易結(jié)垢等特點(diǎn)。這會(huì)造成臭氧發(fā)生器放電管的熱量無(wú)法快速排出，臭氧產(chǎn)量、濃度會(huì)大幅下降，能耗增加。嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞放電管，造成系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。頻繁的修理還會(huì)影響整個(gè)臭氧消毒系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效率、維保費(fèi)用增加、運(yùn)行成本加大等等。其三：如果采用油來(lái)冷卻電極，它是用油泵加壓使油經(jīng)過(guò)有高壓電的電極并將此電極的熱量帶走，然后經(jīng)過(guò)換熱設(shè)備冷卻油溫后再回到油箱形成循環(huán)。因?yàn)橛偷恼扯却?，必需要有足夠的功率把油壓加大到很高的壓力才能循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，且需使用復(fù)雜昂貴的設(shè)備進(jìn)行熱交換，從而導(dǎo)致投資增大。否則油溫得不到控制，這對(duì)于臭氧發(fā)生器所需的最佳冷卻油進(jìn)油溫度要求來(lái)說(shuō)，同樣是非常不利的。臭氧的產(chǎn)量、濃度和單位產(chǎn)量的能耗也都會(huì)受到很大影響。其四：理論計(jì)算表明，其他相應(yīng)條件不變的情況下，提高電源的工作頻率能大幅度提高每個(gè)臭氧發(fā)生單元的臭氧產(chǎn)量和濃度。例如，一個(gè)臭氧發(fā)生器用50Hz交流電產(chǎn)生臭氧1g，若采用10000Hz交流電則能產(chǎn)生臭氧43g。但是每個(gè)臭氧發(fā)生單元放電空間里釋放的熱量也將會(huì)增加43倍。此時(shí)特別需要迅速地將此熱量排出?，F(xiàn)有電源工作頻率一般設(shè)計(jì)為3000Hz左右，臭氧能耗、產(chǎn)量、濃度都難以達(dá)到較高的水平。其五：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，工作氣體的進(jìn)氣溫度、露點(diǎn)對(duì)臭氧的產(chǎn)量、濃度有很大影響。尤其是工作氣體為空氣源時(shí)，溫度隨著環(huán)境、季節(jié)的不同而變化，若進(jìn)入臭氧發(fā)生管的氣源溫度上升，會(huì)使放電氣隙內(nèi)的工作氣體溫度升高。如果得不到有效控制，會(huì)導(dǎo)致臭氧濃度、產(chǎn)量明顯下降，單位產(chǎn)量能耗增加。此外，為了控制好氣源的溫度、露點(diǎn)，還需要對(duì)氣源進(jìn)行預(yù)處理，這樣又增加了設(shè)備的投資。其六：理論計(jì)算表明，提高工作電源的電壓，由目前普遍采用的中低壓提升為中高壓，能使產(chǎn)生臭氧的電離放電折合電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到350Td的左右，相應(yīng)的等離子體中電子平均能量可達(dá)到9ev。這時(shí)的電子所具有的能量最適于O2的離解反應(yīng)，臭氧濃度將提高到350mg/L或更高?？梢?jiàn)電離電場(chǎng)強(qiáng)度電子平均具有能量是臭氧發(fā)生技術(shù)的關(guān)鍵參量。但是，通過(guò)提高電源工作電壓建立強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)放電氣隙場(chǎng)，會(huì)使臭氧發(fā)生單元內(nèi)的溫度上升，這就更要求能快速將這部分熱量帶離放電區(qū)域。事實(shí)上，因?yàn)椴荒芗皶r(shí)有效地排出這些熱量，即使采用綜合性能更好的材料作為介電體，也很難增大工作電源電壓。臭氧的濃度、產(chǎn)量仍然得不到大的提高。其七：現(xiàn)有的工業(yè)臭氧發(fā)生器普遍體積龐大，金屬材料消耗量大，材料及制造成本過(guò)高。對(duì)于臭氧用戶而言，設(shè)備投資相對(duì)昂貴，如果用作流動(dòng)性設(shè)備，又過(guò)度笨重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)以上所述臭氧發(fā)生器存在的問(wèn)題，本發(fā)明致力于提供臭氧生成效率高，體積小的自冷型臭氧發(fā)生器?；谏鲜瞿康模景l(fā)明通過(guò)以下方案來(lái)解決所述技術(shù)問(wèn)題。本專利公開(kāi)一種自冷型臭氧發(fā)生器，其特征在于包括：用于制備臭氧的臭氧發(fā)生裝置；用于冷卻氣體的冷卻裝置；用于驅(qū)動(dòng)氣體在臭氧發(fā)生裝置和冷卻裝置之間循環(huán)流動(dòng)的循環(huán)裝置；所述臭氧發(fā)生裝置、冷卻裝置和循環(huán)裝置形成一封閉的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，該內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)具有導(dǎo)入工作氣源的工作氣源進(jìn)氣管和導(dǎo)出臭氧的臭氧氣體導(dǎo)出管。不同于現(xiàn)有技術(shù)采用外界冷源對(duì)臭氧發(fā)生裝置進(jìn)行冷卻的方式，本專利利用放電生成臭氧的工作氣體來(lái)對(duì)臭氧發(fā)生裝置進(jìn)行自冷卻。通過(guò)冷卻裝置降低工作氣體的溫度，工作氣體流經(jīng)臭氧發(fā)生裝置的同時(shí)，能夠?qū)⑵錈崃繋щx臭氧發(fā)生區(qū)域，使其溫度下降，保證臭氧發(fā)生裝置的正常高效工作。采用該方法，無(wú)需在臭氧發(fā)生裝置內(nèi)增加額外的冷卻裝置，可以大大縮小設(shè)備的體積，提高其穩(wěn)定性。而且較低的溫度也有利于臭氧的生成，避免在高溫下臭氧還原為氧氣，保證所生成的臭氧濃度和穩(wěn)定，可以在短時(shí)間內(nèi)合成濃度高于現(xiàn)有設(shè)備的臭氧產(chǎn)品，特別適用于商用制備高濃度臭氧。另外，本專利是一個(gè)將工作氣源封閉在一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行多次反應(yīng)的原理結(jié)構(gòu)，工作氣源循環(huán)的時(shí)間越長(zhǎng)，次數(shù)越多，則所生成的臭氧濃度越高，這就有利于商用設(shè)備對(duì)產(chǎn)品臭氧濃度的調(diào)節(jié)。具體的結(jié)構(gòu)是，所述臭氧發(fā)生裝置為一個(gè)具有氣體出口和氣體進(jìn)口的密閉箱體構(gòu)成的臭氧發(fā)生源，所述臭氧發(fā)生源內(nèi)部包括多個(gè)并排的介電體、地電極板和高壓電極板，所述介電體、地電極板和高壓電極板之間形成氣體放電通道。該結(jié)構(gòu)有別于現(xiàn)有采用空心電極板的板形臭氧發(fā)生器，并在空心電極板內(nèi)用水加以冷卻的結(jié)構(gòu)。本專利由于直接采用工作氣體對(duì)地電極板和高壓電極板進(jìn)行冷卻，則所述電極板無(wú)需采用空心結(jié)構(gòu)。實(shí)心結(jié)構(gòu)的電極板厚度可以大大下降，從而使得整個(gè)臭氧發(fā)生裝置體積縮小。介電體、地電極板和高壓電極板相間分布，其間自然形成氣體放電通道，可以提高工作氣體流動(dòng)帶走熱量的效率。本專利的介電體采用非剛性材料，只要具有高的介電強(qiáng)度，優(yōu)良的物理化學(xué)性能及機(jī)械性能，能夠平直張緊，均可以作為用于本發(fā)明所述臭氧發(fā)生器的介電體。介電體優(yōu)選柔性聚合材料，所述地電極板和高壓電極板優(yōu)選不銹鋼薄板，所述臭氧發(fā)生源上設(shè)有用于張緊介電體、地電極板和高壓電極板的張緊機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)可將介電體、電極板張緊拉直，并保證各個(gè)介電體、電極板平直，且相互平行，間隙均勻。從而保證工作氣體能夠在間隙內(nèi)高速流動(dòng)。當(dāng)氣流高速通過(guò)平直張緊的介電體一側(cè)時(shí)，介電體會(huì)有微小震動(dòng)，這種震動(dòng)不僅不會(huì)對(duì)生成臭氧產(chǎn)生負(fù)作用，介電體表面還會(huì)因微震形成一定程度的湍流，這種湍流恰恰有助于破壞介電體表面影響熱傳遞效率的氣流層，增強(qiáng)介電體的熱傳遞效率。所述介電體為Mylar柔性聚酯材料、Kapton聚酰亞胺或Lexan聚碳酸酯材料中的一種。這些材料都具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電氣性能、熱穩(wěn)定性、抗臭氧氧化腐蝕性。介電強(qiáng)度是玻璃的十多倍甚至更高。因?yàn)椴恍枰駛鹘y(tǒng)的臭氧發(fā)生器那樣，承受冷卻水的靜壓力，所述介電體的厚度一般選在0.05～0.20mm之間，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以往常用玻璃介電體的厚度。所述電極板材料的選擇原則是在臭氧中不易被氧化、腐蝕，例如不銹鋼或經(jīng)過(guò)陽(yáng)極化處理的鋁材之類(lèi)的薄板。厚度在0.3~0.7mm之間,優(yōu)選一般在0.50mm左右，這又大大小于傳統(tǒng)的板式臭氧發(fā)生器空心電極或管狀臭氧發(fā)生器鋼管電極的厚度。放電間隙對(duì)放電形態(tài)和放電空間的溫度均有很大影響。減小放電間隙，可以提高放電空間的冷卻效果，抑制臭氧的分解反應(yīng)，提高臭氧生成效率，降低單位產(chǎn)量的能耗，所以，擬采用小間隙結(jié)構(gòu)。所述介電體、地電極板與高壓電極板之間形成的放電間隙選在0.5~0.75mm之間。由于采用聚合物介電體替代玻璃介電體，其介電強(qiáng)度是玻璃的十多倍甚至更高，所述地電極板和高壓電極板之間的工作電壓在5KV~12KV內(nèi)可調(diào)，頻率為5KHz~12KHz可調(diào)。在放電間隙一定的條件下，可以使放電間隙的電離折合電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到很大。放電電場(chǎng)中的電子平均能量可以維持在很高的電子伏特水平，這種電子所具有的電子平均能量最適合于氧分子O2的離解反應(yīng)，并且極大地抑制了低能電子的產(chǎn)生。這種條件下臭氧的生成可以在短時(shí)間內(nèi)制備完成，臭氧濃度和產(chǎn)量可大幅度提高。所述地電極板和高壓電極板分別上下交錯(cuò)連接有地電極接線端子和高壓電極接線端子，且使多個(gè)地電極接線端子設(shè)置在一端，而多個(gè)高壓電極接線端子設(shè)置在另一端。將接地端和高壓端子分設(shè)于不同的端面，有利于簡(jiǎn)化接線結(jié)構(gòu)，縮小設(shè)備體積。另外在商業(yè)化臭氧生成設(shè)備中，所述地電極板和高壓電極板經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用之后，會(huì)產(chǎn)生一定的氧化損耗，這就需要對(duì)地電極板或高壓電極板進(jìn)行更換。上述這種接線結(jié)構(gòu)十分方便設(shè)備的維護(hù)和維修。在使用過(guò)程中，當(dāng)電源系統(tǒng)工作時(shí)，連接于高壓電極接線端子的高頻高壓交變電通過(guò)介電體的耦合極化作用，在臭氧發(fā)生源的放電間隙中建立起氣體放電電場(chǎng)，同時(shí)發(fā)生數(shù)目眾多的微放電。所述冷卻裝置可以采用通用的制冷設(shè)備，一般包括安裝有蒸發(fā)器的熱交換器、壓縮蒸發(fā)氣體的壓縮機(jī)、以及冷凝器和膨脹閥構(gòu)成的制冷循環(huán)系統(tǒng)，所述熱交換器與臭氧發(fā)生裝置、循環(huán)裝置形成內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。由于工作氣源的溫度初始值對(duì)臭氧的生成十分重要，并同時(shí)考慮到要在高速的流動(dòng)下能夠帶走熱量，降低臭氧發(fā)生源的溫度，控制臭氧生成區(qū)域的環(huán)境，本專利所述熱交換器冷卻氣體的溫度控制在8~12℃之間。最佳的方案是將進(jìn)入臭氧發(fā)生源之前的工作氣流溫度控制在10℃甚至更低，便可以控制臭氧發(fā)生源放電區(qū)域的工作氣體溫度在比較理想的范圍，這種溫度環(huán)境更適合氧分子O2的離解反應(yīng)。為了提高熱交換效率，所述蒸發(fā)器包括多個(gè)蒸發(fā)單元，所述冷卻裝置還包括將制冷劑均勻分配至每個(gè)蒸發(fā)單元的制冷劑分配室。制冷劑分配室中安裝有制冷劑分液器及分液管，保證將液態(tài)制冷劑均勻分配給制冷劑蒸發(fā)管束。由于液態(tài)制冷劑流經(jīng)膨脹閥降壓后，呈氣液兩相狀態(tài)，如處理不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致各通路的制冷液分配不均。為了解決此問(wèn)題，除在膨脹閥后設(shè)置分液器增強(qiáng)氣液混合以外，還設(shè)置等長(zhǎng)度的分液管，增加各通路阻力，保證各通路分液均勻。進(jìn)一步的設(shè)計(jì)還包括所述熱交換器內(nèi)分布有多片折流板，所述蒸發(fā)器為由多根管構(gòu)成的制冷劑蒸發(fā)管束，制冷劑蒸發(fā)管束沿?zé)峤粨Q器相距分布，通過(guò)所述管板及折流板支撐。熱交換器內(nèi)橫跨蒸發(fā)管束安裝的若干塊折流板，能增加液體橫掠管束的流速和擾動(dòng)，其擾動(dòng)作用還有助于在蒸發(fā)管束外表面形成湍流，破壞管束表面影響熱交換效率的氣流薄層。從上述分析可見(jiàn)，本專利為一種自冷型板式臭氧發(fā)生器，其包括自冷型板式臭氧發(fā)生源、循環(huán)風(fēng)機(jī)、熱交換器以及制冷劑循環(huán)冷卻系統(tǒng)。這種設(shè)計(jì)方案，除開(kāi)能夠在高頻高壓工作電源所建立的強(qiáng)電場(chǎng)作用下，通過(guò)平板介質(zhì)阻擋放電形式生成臭氧以外，還在循環(huán)風(fēng)機(jī)的強(qiáng)迫輸運(yùn)下，高速臭氧氣流自身能快速、及時(shí)、有效、循環(huán)的將放電所產(chǎn)生的熱量帶離臭氧發(fā)生強(qiáng)放電區(qū)域。本專利中熱交換作用與發(fā)生臭氧的作用是分開(kāi)的，而傳統(tǒng)臭氧發(fā)生器的發(fā)生臭氧作用與和熱交換作用相互關(guān)連，而且是在發(fā)生臭氧區(qū)域內(nèi)綜合進(jìn)行。因此熱交換器可以采用換熱效率更高的通用類(lèi)型和種類(lèi)，這樣可以達(dá)到傳統(tǒng)臭氧發(fā)生器無(wú)法達(dá)到的熱傳遞效率，從而實(shí)現(xiàn)臭氧濃度和產(chǎn)量的大幅提高。本專利所述自冷型板式臭氧發(fā)生器，能夠通過(guò)工作氣體的導(dǎo)入率（工作氣源的導(dǎo)入量與工作氣體循環(huán)量的比值），控制臭氧氣體的循環(huán)時(shí)間和次數(shù)，從而控制輸出臭氧的濃度和產(chǎn)量。通過(guò)控制蒸發(fā)管束內(nèi)制冷劑的蒸發(fā)溫度及壓力，控制臭氧發(fā)生源導(dǎo)入氣體的工作溫度，進(jìn)而使臭氧發(fā)生源放電工作區(qū)域的溫度控制在最佳溫度點(diǎn)上。從而使臭氧的產(chǎn)量、濃度、能耗達(dá)到最佳值。由于采用了柔性薄形介電體和超薄電極，并且省去了傳統(tǒng)臭氧發(fā)生器水冷結(jié)構(gòu)所占據(jù)的空間和材料，使得本發(fā)明所述臭氧發(fā)生器體積只有原來(lái)的五分之一甚至更小。大大節(jié)約了設(shè)備制造成本，使得價(jià)格低廉、性能優(yōu)良的工業(yè)臭氧發(fā)生器走向市場(chǎng)成為可能。由于本發(fā)明所選用的介電體具有很高的介電強(qiáng)度，工作電源電壓可以提高到萬(wàn)伏以上。工作電源頻率可以提高到一萬(wàn)赫芝左右，這種高頻高壓電源在放電間隙一定的情況下，會(huì)建立起一個(gè)超強(qiáng)的放電電場(chǎng)，使放電間隙的電離折合電場(chǎng)達(dá)到很高的強(qiáng)度，放電電場(chǎng)中的電子平均能量達(dá)到氧分子離解能級(jí)，這種能級(jí)電子所具有的電子平均能量最適合于氧分子O2的離解反應(yīng)，且極大地減少了低能電子的生成比例。臭氧濃度和產(chǎn)量將大幅提高。本發(fā)明所述自冷型板式臭氧發(fā)生器還采用了制冷劑循環(huán)冷卻系統(tǒng)，用于同來(lái)自臭氧發(fā)生源的高速氣流進(jìn)行熱交換。使用專用制冷劑的蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流、再蒸發(fā)的循環(huán)冷卻方式，快速、及時(shí)、有效的對(duì)高速氣流進(jìn)行冷卻，使其運(yùn)行在最佳工作溫度點(diǎn)上。從而實(shí)現(xiàn)臭氧大濃度、高產(chǎn)量、低能耗的最終目的。綜上所述，本專利具有以下優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)效果：工作氣源在循環(huán)風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，形成高速氣流，并且循環(huán)的經(jīng)過(guò)臭氧發(fā)生裝置。在高頻高壓工作電源所建立的強(qiáng)電場(chǎng)作用下，使得進(jìn)入該發(fā)生源的氧分子受高能電子激發(fā)電離放電而生成臭氧。工作氣源高速氣流在高頻高壓電場(chǎng)中通過(guò)介質(zhì)阻擋放電生成臭氧的同時(shí)，該氣流自身將氣體電離和介電體介質(zhì)能量耗散中釋放的大量熱能帶離臭氧發(fā)生裝置，并在熱交換器中與制冷劑循環(huán)冷卻裝置進(jìn)行熱交換。傳統(tǒng)的臭氧發(fā)生器中，電極、介電體的冷卻與介質(zhì)阻擋放電單元在結(jié)構(gòu)上需要做成一體，冷卻水要直接到達(dá)并通過(guò)電極或介電體一側(cè)，方能達(dá)到冷卻電極、介電體的目的。這就要求電極與介電體必須具有足夠的剛性和強(qiáng)度承受冷卻水壓力，而且同樣需要熱交換設(shè)備。此外水冷腔體占據(jù)了大量空間，消耗大量金屬材料，若干支臭氧發(fā)生管并聯(lián)連接，相鄰管間還必須留有足夠的空間以供安裝及冷卻，這些都將造成臭氧發(fā)生單元及設(shè)備體積龐大，金屬材料消耗量增大，設(shè)備制造成本居高不下。傳統(tǒng)臭氧發(fā)生器中，由高低壓電極板、介電體及放電間隙構(gòu)成的單元，厚度至少在10mm以上，其體積約占整體體積的20%～30%，而本專利中的高低壓電極板、介電體及放電間隙構(gòu)成的放電單元厚度只有2～2.2mm，且各單元之間不用設(shè)計(jì)冷卻空間，其體積約占整體體積的4%～6%。例如本發(fā)明的臭氧發(fā)生器電極厚度只需要0.50mm左右，介電體厚度只需0.05～0.20mm，（傳統(tǒng)型臭氧發(fā)生器介電體厚度至少需要1.80～2.2mm，電極厚度至少需要2.5～3.5）。電極和介電體的體積減小，相應(yīng)增加了工作氣流空間，從而使臭氧發(fā)生裝置單位體積的臭氧產(chǎn)量大幅度提高。傳統(tǒng)型臭氧發(fā)生器采用內(nèi)外水冷卻時(shí)，還需考慮到冷卻水腔，這樣體積更大，同樣濃度和產(chǎn)量下，體積是本發(fā)明臭氧發(fā)生器的數(shù)倍。由此而知，本專利臭氧發(fā)生裝置省去了傳統(tǒng)水冷卻所需的空間和金屬材料，體積小，材料消耗小，成本低廉。本專利中熱交換作用與產(chǎn)生臭氧的作用是分開(kāi)的，而傳統(tǒng)臭氧發(fā)生器的產(chǎn)生臭氧作用與和熱交換作用相互關(guān)連，而且是在發(fā)生臭氧區(qū)域內(nèi)綜合進(jìn)行的。由此，本專利的熱交換不需要設(shè)計(jì)成滿足介質(zhì)阻擋放電的結(jié)構(gòu)形式，而可以采用換熱效率更高的通用類(lèi)型和種類(lèi)的設(shè)備，可以達(dá)到傳統(tǒng)臭氧發(fā)生器未能實(shí)現(xiàn)的熱傳遞效率，從而實(shí)現(xiàn)臭氧濃度和產(chǎn)量的大幅提高。由于采用聚合物介電體替代玻璃介電體，介電強(qiáng)度是玻璃的十多倍甚至更高，工作電源的電壓能提高到萬(wàn)伏以上，頻率能提高到10KHz左右。在放電間隙一定的條件下，可以使放電間隙的電離折合電場(chǎng)達(dá)到很高強(qiáng)度，放電電場(chǎng)中的電子平均能量能達(dá)到離解能級(jí)，這種電子所具有的電子平均能量最適合于氧分子O2的離解反應(yīng)。另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是，臭氧濃度和產(chǎn)量大小可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié)工作氣源進(jìn)氣管中工作氣體的導(dǎo)入率和工作氣體循環(huán)，便可以對(duì)臭氧氣體導(dǎo)出管的輸出臭氧量及濃度進(jìn)行控制。將進(jìn)入臭氧發(fā)生裝置之前的工作氣流溫度控制在10℃左右甚至更低，便可以控制臭氧發(fā)生源放電區(qū)域的工作氣體溫度在比較理想的范圍。這種溫度更適合氧分子O2的離解反應(yīng)。此外，適當(dāng)增加部分儀表、傳感器，即可以對(duì)臭氧的輸出濃度、產(chǎn)量、工作氣體的導(dǎo)入流量、壓力、溫度等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制。整個(gè)板式臭氧發(fā)生單元可以采用模塊化設(shè)計(jì)、制造，能按照產(chǎn)量大小及濃度需要進(jìn)行任意組合搭配。以適合不同用戶，不同規(guī)模的市場(chǎng)需求。附圖說(shuō)明圖1為本專利實(shí)施例系統(tǒng)示意圖。圖2為圖1中臭氧發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本專利的結(jié)構(gòu)和工作原理做進(jìn)一步的闡述。本實(shí)施例涉及一種自冷型臭氧發(fā)生器，敘述了在氣態(tài)氧、富氧空氣或空氣的氣流中用板式介質(zhì)阻擋放電（無(wú)聲放電）形式產(chǎn)生臭氧的方法和設(shè)備，特別適用于生產(chǎn)商用濃度和產(chǎn)量的臭氧。針對(duì)以上所述臭氧發(fā)生器存在的問(wèn)題，本實(shí)施例致力于提供一套能夠快速自循環(huán)冷卻、換熱設(shè)備分離、臭氧濃度可調(diào)、能耗低、設(shè)備體積小、價(jià)格低廉、高效環(huán)保的自冷型板式臭氧發(fā)生器，如圖1和圖2所示。本實(shí)施例的基本思路為：以一定流速流經(jīng)臭氧發(fā)生裝置100的空氣、富氧空氣或氣態(tài)氧在高頻高壓電形成的強(qiáng)電場(chǎng)作用下，受高能電子激發(fā)獲得能量，并相互碰撞生成臭氧。如此同時(shí)，由這些富含氧分子O2和臭氧分子O3的氣流會(huì)將介電體28、地電極板25和高壓電極板30以及放電氣隙27中的熱量帶離放電區(qū)域，然后與臭氧發(fā)生裝置100以外的熱交換器14等組成的制冷劑循環(huán)冷卻裝置200進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)既生成臭氧又冷卻自身的目的。本實(shí)施例所采用的方法為，通過(guò)高速氣流自身將大量熱量帶離臭氧發(fā)生裝置100放電區(qū)域外。然后在熱交換器14的熱交換室12中，用管束15中的制冷劑取代傳統(tǒng)方法中的冷卻水或油對(duì)氣流進(jìn)行傳導(dǎo)、蒸發(fā)、冷卻，如二氟一氯甲烷（R22）、氨（NH3）、以及其他制冷劑等等。如圖1所示，系統(tǒng)組成包括：用于制備臭氧的臭氧發(fā)生裝置100；用于冷卻氣體的冷卻裝置200；用于驅(qū)動(dòng)氣體在臭氧發(fā)生裝置100和冷卻裝置200之間循環(huán)流動(dòng)的循環(huán)裝置300；所述臭氧發(fā)生裝置100、冷卻裝置200和循環(huán)裝置300形成一封閉的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，該內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)具有導(dǎo)入工作氣源的工作氣源進(jìn)氣管17和導(dǎo)出臭氧的臭氧氣體導(dǎo)出管9。所述臭氧發(fā)生裝置100為一個(gè)具有氣體出口3和氣體進(jìn)口5的密閉箱體構(gòu)成的臭氧發(fā)生源4。如圖2所示，所述臭氧發(fā)生源4內(nèi)部包括多個(gè)并排的介電體28、地電極板25和高壓電極板30，所述介電體28、地電極板25和高壓電極板30之間形成氣體放電通道（放電間隙）。上述設(shè)備依次以管路、管件進(jìn)行耦合連接。臭氧發(fā)生源4在高頻高壓電所建立的強(qiáng)電場(chǎng)作用下，通過(guò)介質(zhì)阻擋放電生成臭氧分子。循環(huán)風(fēng)機(jī)1強(qiáng)迫工作氣流高速循環(huán)流經(jīng)放電間隙27、熱交換器14。發(fā)生源氣體進(jìn)口5及發(fā)生源氣體出口3分別將高速氣體從臭氧發(fā)生源4導(dǎo)入和導(dǎo)出。左管板18和右管板7用來(lái)固定制冷劑蒸發(fā)管束15。為了強(qiáng)化管內(nèi)沸騰，增強(qiáng)傳熱效果，蒸發(fā)管采用內(nèi)螺紋高傳熱性能的金屬管，實(shí)現(xiàn)管內(nèi)湍流的形成。管束外表面安裝有連續(xù)整體鋁片，以增大熱傳導(dǎo)面積。熱交換器14一端安裝有制冷劑分配室8，另一端安裝蒸發(fā)氣體儲(chǔ)氣室21。制冷劑分液器及分液管（圖中未示出）安裝在制冷劑分配室8中，該結(jié)構(gòu)是保證將液態(tài)制冷劑均勻分配給制冷劑蒸發(fā)管束15各通路的主要部件。由于液態(tài)制冷劑流經(jīng)膨脹閥降壓后，呈氣液兩相狀態(tài)，如處理不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致各通路的制冷液分配不均。為了解決此問(wèn)題，除在膨脹閥11后設(shè)置分液器增強(qiáng)氣液混合以外，還設(shè)置等長(zhǎng)度的分液管用以增加各通路阻力，保證各通路分液均勻。制冷劑進(jìn)液管10與膨脹閥11連接，導(dǎo)入節(jié)流后的低壓制冷劑。制冷劑蒸發(fā)氣體出氣管20與制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)19相連，將通過(guò)制冷劑蒸發(fā)管束15蒸發(fā)后的蒸汽導(dǎo)出至壓縮機(jī)19進(jìn)行壓縮。熱交換器14內(nèi)橫跨蒸發(fā)管束安裝有若干塊折流板13，以增加氣體橫掠管束的流速和擾動(dòng)，其擾動(dòng)作用還有助于在制冷劑蒸發(fā)管束15外表面形成湍流，破壞制冷劑蒸發(fā)管束15表面影響熱交換效率的氣流薄層。經(jīng)過(guò)處理的空氣、富氧空氣或氣態(tài)氧經(jīng)由工作氣源進(jìn)氣管17導(dǎo)入，通過(guò)一定比例的導(dǎo)入量，控制臭氧氣體導(dǎo)出管9輸出臭氧的濃度和產(chǎn)量。臭氧發(fā)生源4是本發(fā)明的核心設(shè)備，它的作用是在高頻高壓工作電源所建立的強(qiáng)電場(chǎng)作用下，使得進(jìn)入臭氧發(fā)生源的空氣、富氧空氣或氣態(tài)氧中的氧分子受高能電子激發(fā)電離放電而生成臭氧。如圖2所示，臭氧發(fā)生源4包括一個(gè)由發(fā)生源左側(cè)板31、發(fā)生源右側(cè)板37、發(fā)生源蓋板33、發(fā)生源底板38、氣體導(dǎo)出面板23以及氣體導(dǎo)入面板35組成的密閉箱體。高速流動(dòng)的工作氣源由氣體導(dǎo)入面板35及氣體導(dǎo)出面板23導(dǎo)入或?qū)С觯溆喟宸夂铣蔀橐粋€(gè)臭氧發(fā)生源4的腔體，以防止周?chē)諝膺M(jìn)入發(fā)生臭氧的空間，并防止臭氧從腔體內(nèi)部外漏。介電體28、地電極板25以及高壓電極板30分別夾緊在若干個(gè)上墊片29和下墊片26之間，這些構(gòu)件依靠粘合劑緊密粘合，然后通過(guò)連接桿39與上端緊定調(diào)節(jié)螺釘34、下端緊定調(diào)節(jié)螺釘36固緊于臭氧發(fā)生源左右側(cè)板上。每塊電極板均有一端伸出墊片之外，伸出端交替的上下重復(fù)延伸，并連接有地電極接線端子24、高壓電極接線端子32。所選介電體28為非剛性體，地電極板25和高壓電極板30屬于可彎曲的薄鋼板，連接桿39與上端緊定調(diào)節(jié)螺釘34、下端緊定調(diào)節(jié)螺釘36構(gòu)成張緊機(jī)構(gòu)。通過(guò)適當(dāng)結(jié)構(gòu)形式調(diào)節(jié)上端緊定調(diào)節(jié)螺釘34、下端緊定調(diào)節(jié)螺釘36，可將介電體28、地電極板25以及高壓電極板30張緊拉直，并保證各個(gè)介電體28、地電極板25以及高壓電極板30平直且相互平行，間隙均勻。其中所形成的放電間隙27提供強(qiáng)電離電場(chǎng)放電空間。優(yōu)選的介電體28是一種柔性薄形聚合材料，諸如Mylar聚酯、Kapton聚酰亞胺或Lexan聚碳酸酯等。這些材料都具有優(yōu)異的機(jī)械性能、電氣性能、熱穩(wěn)定性、抗臭氧氧化能力，介電強(qiáng)度是玻璃的十多倍甚至更高。因?yàn)椴恍枰駛鹘y(tǒng)的臭氧發(fā)生器那樣，承受冷卻水的靜壓力，所以介電體28的厚度一般選在0.05～0.20mm，這大大低于以往常用玻璃介電體的厚度。當(dāng)氣流高速通過(guò)平直張緊的介電體28一側(cè)時(shí)，介電體會(huì)產(chǎn)生微小震動(dòng)，這種震動(dòng)不僅不會(huì)對(duì)生成臭氧產(chǎn)生負(fù)作用，介電體表面還會(huì)因微震形成一定程度的湍流，這種湍流恰恰有助于破壞介電體表面影響熱傳遞效率的氣流層，增強(qiáng)介電體的熱傳遞效率。電極板材料的選擇原則是在臭氧中不易被氧化、腐蝕。例如不銹鋼或經(jīng)過(guò)陽(yáng)極化處理的鋁材之類(lèi)的薄板。厚度的選擇一般在0.50mm左右，這又大大低于傳統(tǒng)的板式電極或管式鋼管電極的厚度。放電間隙對(duì)放電形態(tài)和放電空間的溫度均有很大影響。減小放電間隙，可以提高放電空間的冷卻效果，抑制臭氧的分解反應(yīng)，提高臭氧生成效率，降低單位產(chǎn)量的能耗，所以，本發(fā)明擬采用小間隙結(jié)構(gòu)，即放電間隙設(shè)計(jì)為0.5～0.75mm。當(dāng)電源系統(tǒng)工作時(shí)，連接于高壓電極接線端子32的高頻高壓交變電通過(guò)介電體28的耦合極化作用，在臭氧發(fā)生源4的放電間隙27中建立起氣體放電電場(chǎng)，同時(shí)發(fā)生數(shù)目眾多的微放電。一定壓力、流量、露點(diǎn)的空氣、富氧空氣或氣態(tài)氧由熱交換器的c口進(jìn)入。在風(fēng)機(jī)馬達(dá)2帶動(dòng)的循環(huán)風(fēng)機(jī)1的高速輸送下，該工作氣體經(jīng)由熱交換器折流板13、循環(huán)輸送管6、發(fā)生源氣體進(jìn)口5、氣體導(dǎo)入面板35等強(qiáng)迫進(jìn)入臭氧發(fā)生源4的放電間隙27。其中的氧分子在強(qiáng)放電電場(chǎng)作用下，受高能電子的激勵(lì)而獲得能量，并且相互碰撞發(fā)生氧氣離解反應(yīng)，從而形成臭氧分子。在受高能電子激發(fā)放電產(chǎn)生臭氧過(guò)程中，電能在電暈氣隙內(nèi)大量耗散，大量熱能也隨這些富含氧分子和臭氧分子的氣流被帶離，使得臭氧發(fā)生源4內(nèi)的介電體28、地電極板25、高壓電極板30和放電空間被冷卻并維持在適當(dāng)溫度。攜帶大量熱能的臭氧氣體經(jīng)由循環(huán)風(fēng)機(jī)1強(qiáng)迫流動(dòng)，從循環(huán)風(fēng)機(jī)輸出管22輸運(yùn)到臭氧發(fā)生源4以外的制冷劑循環(huán)冷卻裝置200中進(jìn)行熱交換。此過(guò)程中高速氣流在折流板13的引導(dǎo)下通過(guò)熱交換器14中的制冷劑蒸發(fā)管束15，以一定流速?gòu)闹评鋭┱舭l(fā)管束15外肋片間掠過(guò)，將大量熱量通過(guò)這些肋片、管壁傳遞給管內(nèi)流動(dòng)的制冷劑，此時(shí)制冷劑快速蒸發(fā)，蒸發(fā)氣體由壓縮機(jī)19吸入壓縮、冷凝器16冷凝、膨脹閥11節(jié)流減壓后進(jìn)入下一個(gè)冷卻循環(huán)。被快速冷卻的富含臭氧高速氣體，在進(jìn)入臭氧發(fā)生源4之前的工作氣流溫度控制在10℃左右甚至更低。在高速風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫輸運(yùn)下，來(lái)自臭氧發(fā)生源4出口的臭氧氣體，絕大部分同不斷由c口進(jìn)入熱交換器14的工作源氣體混合，再次冷卻后被輸運(yùn)到臭氧發(fā)生源4，進(jìn)入到下一個(gè)介質(zhì)阻擋放電生成臭氧的循環(huán)，隨著這種循環(huán)的不斷進(jìn)行，工作氣體的臭氧濃度達(dá)到一定的數(shù)值，一定濃度和數(shù)量的臭氧由臭氧氣體導(dǎo)出管9輸出至用戶端。在該實(shí)施例中，依靠循環(huán)風(fēng)機(jī)1，控制一定壓力、流量的工作氣體強(qiáng)迫進(jìn)入臭氧發(fā)生源4的放電間隙27參與離解反應(yīng)。由這些富含氧分子和臭氧分子的氣流將介電體28、地電極板25、高壓電極板30、放電氣隙27中的熱量帶離放電區(qū)域，然后與臭氧發(fā)生源4以外的熱交換器14等組成的制冷劑循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)富含臭氧的工作氣體快速冷卻。通過(guò)控制循環(huán)風(fēng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速以及由c口導(dǎo)入的工作源氣體進(jìn)氣壓力、流量、導(dǎo)入率，可以控制工作氣體通過(guò)臭氧發(fā)生源的再循環(huán)次數(shù)及流動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而控制臭氧氣體輸出的商用濃度和產(chǎn)量。通過(guò)控制熱交換器14中蒸發(fā)管束15的蒸發(fā)溫度、壓力，就能將介質(zhì)阻擋放電生成臭氧過(guò)程中高速氣流的溫度冷卻到合適工作點(diǎn)，進(jìn)而控制臭氧發(fā)生源4工作區(qū)域氣體的工作溫度。在其他優(yōu)選的實(shí)施例中，所述介電體不僅適用柔性薄形聚合物材料，也適用其他非剛性材料，只要具有更高的介電強(qiáng)度，優(yōu)良的物理化學(xué)性能及機(jī)械性能，能夠平直張緊，均可以作為用于本發(fā)明所述臭氧發(fā)生器的介電體。除開(kāi)本實(shí)施例所描述的熱交換系統(tǒng)以外，還適用于其他諸如直接蒸發(fā)式空氣冷卻器、干式殼管蒸發(fā)器等各種熱交換器。本實(shí)施例中制冷劑循環(huán)冷卻系統(tǒng)不僅適用于現(xiàn)在常用的制冷劑，如二氟一氯甲烷（R22）、氨（NH3）等，也適合其他能用于本方案循環(huán)冷卻的制冷劑。本實(shí)施例中用來(lái)與臭氧氣體進(jìn)行熱交換的是制冷劑循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其冷卻劑主要是R22等能用于本方案循環(huán)冷卻的制冷劑。但是也可以采用其他常用熱交換設(shè)備，如水、油、氣體冷卻熱交換系統(tǒng)等等。本實(shí)施例中所涉及的制冷劑循環(huán)冷卻系統(tǒng)，除用于本方案描述的自冷型板式臭氧發(fā)生器以外，還適合在其他中小型工業(yè)臭氧發(fā)生器系統(tǒng)中使用。包括任何立式、臥式、管式、板式臭氧發(fā)生裝置。顯然，本專利的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本專利所作的舉例，而并非是對(duì)本專利的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在專利的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本專利權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。