本发明专利技术公开了一种用于高效产生高浓度臭氧并线性控制臭氧浓度的装置。该装置包括氧气发生器、平板型臭氧发生器、高压变压器、高频逆变器、冷却水供给器、以及控制信号发生器。高频逆变器通过将根据预定开／关时间比产生的高频电压脉冲经由高压变压器施加到平板型臭氧发生器上而线性控制臭氧浓度，该预定的开／关时间比对应于控制信号的电平。平板型臭氧发生器把平板型陶瓷用作电介质，从而优化了臭氧发生的效率以及臭氧发生器的寿命，于是同时使其尺寸减至最小。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
用于产生高浓度臭氧的装置
本专利技术涉及一种产生臭氧的装置，更具体地，涉及一种以高效率产生高浓度臭氧并控制所产生臭氧的浓度的装置。
技术介绍
臭氧(O3)由于其强氧化、去色、除臭和杀菌特性而被用于各种用途。然而，由于其趋于还原成氧气(O2)，因而臭氧不能在室温和大气压下保存。从而，为了利用臭氧，必须使用臭氧发生器，该发生器利用氧气或空气作为臭氧原材料。已经开发了多种用于产生臭氧的方法，如利用紫外线的方法、无声放电方法和电解水的方法等。在这些方法中，利用高压的无声放电方法由于其可以有效地产生高浓度臭氧而已经被用于各种工业用途(见Siemens W.的1857年物理化学年报第102卷第66-122页(Siemens W.1857.Ann.Phy.Chem.102,66-102))。如现有技术中所公知的那样，无声放电方法利用两个金属电极，该电极中的一个或两个用介电材料绝缘。AC(交流)信号施加到电极上，然后在金属电极之间的空间内进行放电，同时含氧的空气从该空间经过，从而将一些氧转化为臭氧。利用无声放电方法的臭氧发生器可以利用各种形状和结构实现。最普及的结构为采用一个或多个玻璃管的圆柱形结构。在这个方法中，每个玻璃管安装在金属圆柱体内侧，而金属圆柱体用作接地电极，并且玻璃管内侧涂覆有金属薄膜以提供高压电极。然而，这种类型的圆柱形臭氧发生器对于实际应用来说体积过大，并且由于难于在玻璃管和金属圆柱体之间保持恒定的间隔而无法提供均匀一致的放电。此外，用作电介质的玻璃管被其内产生的臭氧腐蚀，这导致电介质击穿。为了克服传统圆柱形臭氧发生器中的这种限制-->并提高所产生的臭氧的浓度，美国专利第5,759,497号公开了一种利用平板型陶瓷作为电介质的平板型臭氧发生器，该平板型臭氧发生器有时也称作“奥托(Otto)板型臭氧发生器”。为了通过利用上述各种类型的臭氧发生器进行无声放电，采用具有通用频率(例如60Hz(赫兹))的高压正弦波信号。然而，难于利用AC信号在这种频率下提高臭氧浓度。因此，最近已经开发出利用产生约1kHz(千赫兹)的中等范围频率信号的逆变器的臭氧发生器。尽管如此，由于高压信号为一正弦波，所以仍然难于有效地提高臭氧浓度。存在多种控制臭氧发生装置中臭氧浓度的方法，如改变在臭氧发生中所用的电平或改变高压信号的频率，以及改变脉宽。然而，由于无声放电的特性，通过这些方法很难线性控制臭氧浓度。具体地，当改变施加到臭氧发生装置上的高压信号的电平时，臭氧浓度一般随电平升高而增大，但是，由臭氧发生装置所产生的臭氧浓度与施加到该装置上的电平之间的关系不是线性的，且无声放电仅在该电平等于或大于预定电平时才能进行。因此，通过改变高压信号的电平非常难于线性控制臭氧浓度。在改变高压脉冲的频率而控制臭氧浓度的情况下，因为臭氧发生器、高频逆变器、以及高压变压器之间的阻抗因频率改变而无法匹配，所以不能获得最佳的臭氧发生效率。另外，在改变高压脉冲的脉宽的情况下，当脉宽增大到超过最佳脉宽时，臭氧浓度不再增加。
技术实现思路
因而，本专利技术的目的是提供一种用于产生高浓度臭氧并线性控制臭氧浓度的装置。这个目的由这样一种方式实现，即，高频逆变器将具有基于控制信号的预定开/关时间比的低频脉冲和用于产生放电的高频电压脉冲混合，从而改变高频电压脉冲的开/关时间比，并且将高频电压脉冲通过高压变压器施加到臭氧发生器上。取代采用圆柱形玻璃管的臭氧发生器，本专利技术使用平板型臭氧发生器，该发生器把平板型陶瓷用作电介质，从而优化了臭氧发生效率和臭氧发生器的寿命，同时使平板型臭氧发生器的尺寸减至最小。-->由于本专利技术利用高频电压脉冲获得要被施加到臭氧发生器上的高压波形，而不是具有通用频率(例如60Hz(赫兹))或中等频率的正弦波，所以可以发生适于产生高浓度臭氧的无声放电。这是通过使电极能发射出大量具有高能量水平的电子而实现的，该高能量水平的电子对于在使用高频电压脉冲的情况下产生臭氧是非常有益的。本专利技术中的臭氧浓度根据输入到高压逆变器中的控制信号以这样一种方式得以线性控制，即，高频电压脉冲的开/关时间比通过将为无声放电优化的高压脉冲信号和具有基于所述控制信号的预定开/关时间比的低频脉冲加以混合而控制。根据本专利技术，提供了一种产生臭氧，并线性控制所产生的臭氧的浓度的装置，该装置包括：氧气发生器；用于通过对氧气发生器所提供的氧气进行放电而产生臭氧的臭氧发生器；用于提供具有调整过的开/关时间比的高频脉冲信号的高频逆变器；以及用于提供被变换成预定信号电平的高频脉冲信号的高压变压器。 附图说明本专利技术的上述目的和其它特征将从以下参照附图所给出的优选实施例的描述而变得清晰，图中：图1是根据本专利技术的用于产生高浓度臭氧的装置的框图；图2示出根据本专利技术的臭氧发生装置中所用的平板型臭氧发生器；图3A和3B描绘了为了线性控制根据本专利技术的臭氧发生装置中的臭氧浓度而具有调整过的开/关时间比的高频电压脉冲；以及图4是示出根据本专利技术的按臭氧产生速率的臭氧浓度对控制信号的曲线图。 具体实施方式现在，将参照附图详细描述本专利技术。图1示出根据本专利技术的用于产生高浓度臭氧的装置的框图。如图1所示，臭氧发生装置100包括氧气发生器102、平板型臭氧发生器104、高压-->变压器106、高频逆变器108、冷却水供给器110、以及控制信号发生器114。为了产生高浓度臭氧112，由高频逆变器108和高压变压器106产生的高频电压脉冲施加到平板型臭氧发生器104上。由氧气发生器102产生的氧气被用作臭氧的原材料。冷却水供给器110提供冷却水，以防止平板型臭氧发生器104的温度升高，其中，温度升高由无声放电造成。在高频逆变器108中具有两个信号振荡装置，其中的一个为产生低频脉冲的信号振荡装置，该低频脉冲具有基于从控制信号发生器114输入的控制信号的开/关时间比，而另一个用于产生将被施加到平板型臭氧发生器104上以产生无声放电的高频脉冲。具体地说，高频逆变器108将具有基于控制信号的开/关时间比的低频脉冲和施加到平板型臭氧发生器104上的高频脉冲混合，从而产生具有与低频脉冲相同的调整过的开/关时间比的高频电压脉冲。换句话说，臭氧发生装置100的高频逆变器108利用两个不同的频率，即，低频和高频双频，它们用于控制高频电压脉冲的开/关时间比，从而线性控制高浓度臭氧的发生。图3B示出具有调整过的开/关时间比的高频电压脉冲。与其相关的更详细描述将在随后给出。控制信号发生器114产生将被输入到高频逆变器108中的控制信号，以调整高频电压脉冲的开/关时间比。图1示出仅包括一个臭氧发生器104的臭氧发生装置100，但是本专利技术并不局限于此。应指出的是，多个臭氧发生器可以串联或并联连接，以获得实用的更高密度的臭氧。图2示出用于臭氧发生装置100的平板型臭氧发生器104，其具有平板结构，在该结构中，上电极204和下电极210彼此相对。这些电极204和210中至少一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于产生臭氧并线性控制所产生的臭氧浓度的装置，包括： 用于提供含氧气的空气的装置； 用于通过将放电施加到提供空气的装置所提供的空气上而产生臭氧的装置； 用于提供第一脉冲信号的装置，其中第一脉冲信号用于放电并具有调节过的开／关时间比；以及 用于将来自第一脉冲提供装置的第一脉冲转换为预定的信号电平的装置，其中，该转换装置电连接到臭氧发生装置和第一脉冲提供装置上。
【技术特征摘要】
KR 2001-7-4 39821/011.一种用于产生臭氧并线性控制所产生的臭氧浓度的装置，包括：用于提供含氧气的空气的装置；用于通过将放电施加到提供空气的装置所提供的空气上而产生臭氧的装置；用于提供第一脉冲信号的装置，其中第一脉冲信号用于放电并具有调节过的开/关时间比；以及用于将来自第一脉冲提供装置的第一脉冲转换为预定的信号电平的装置，其中，该转换装置电连接到臭氧发生装置和第一脉冲提供装置上。2.如权利要求1所述的装置，还包括用于产生控制信号以控制第一脉冲信号的开/关时间比，并电连接到第一脉冲提供装置上的装置。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，第一脉冲提供装置响应控制信号而产生具有基于控制信号的开/关时间比的第二脉冲信号和为放电而优化的第三脉冲信号，并将第二和第三脉冲信号混合，从而产生第一脉冲信号。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩承熙，李妍姬，河圭真，郑寅培，金长燮，
申请(专利权)人：韩国科学技术研究院，栗村化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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