CN223607022U - 一种臭氧发生室及臭氧发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及臭氧发生装置技术领域，其公开了一种臭氧发生室及臭氧发生器，臭氧发生室包括：高压电极组件，其包括依次连接的第一电极板、高压电极以及介电体，高压电极和介电体的面积均小于第一电极板的面积；地电极组件，其包括依次设置的地电极以及第二电极板，地电极的面积小于第二电极板的面积；第一电极板或第二电极板上设有进气口和出气口；第一电极板和第二电极板连接且第一电极板和第二电极板之间形成密封腔体，地电极和介电体之间形成有放电间隙。实现减少臭氧发生室的体积，提高臭氧生成的效率。

Description

一种臭氧发生室及臭氧发生器

技术领域

本实用新型属于臭氧发生装置技术领域，尤其涉及一种臭氧发生室及臭氧发生器。

背景技术

臭氧具有非常强的氧化特性，是一种强氧化剂。在清洁的半导体环境中，借助臭氧气体反应还可实现原子层沉积（ALD）和蚀刻（ALE）等薄膜沉积工艺。高纯度、高浓度臭氧气体能够产生更高的薄膜密度，从而提高产品性能和可靠性。

臭氧发生方法主要有紫外光照射法、电解法、介质阻挡放电法。由于介质阻挡放电法所需原料简单、只需电、空气或是氧气，没有原料运输问题，而且发生器结构简单，所以目前工业上大规模的臭氧发生器都是采用此方法生成臭氧。采用介质阻挡方法的臭氧发生器的结构形式主要由管式和板式两种，管式结构常用于低浓度臭氧发生器，板式结构常用于高浓度臭氧发生器。在半导体与平板显示等领域，通常需要使用高浓度和高纯度臭氧气体，现有板式臭氧发生器存在放电间隙不均匀的问题，从而导致产生臭氧产量较低，而且体积相对较大，不适合半导体设备高度集成化的需求。

臭氧发生器制造工业的发展方向是朝着更好更薄的介电层、更小的电晕间隙、以及改进介电材料和改善电晕放电的冷却效果等方面发展。采用更薄的介电层和更小的电晕间隙并非易事，因为介电层不仅要厚度薄，还必须均匀，为了得到更小并均匀的放电间隙，介电层的尺寸精度 要求非常高。作为介电层的材料，陶瓷比玻璃优越，上千度烧制的陶瓷管的精度得不到保证，造价也太高，虽然玻璃管介电层普遍被采用，但薄壁高精度玻璃管也是烧制不出来的。

目前市场上产品用的最多的是管式中频发生器，该型产品的特点为：（1）发生器放电室单一电极水冷，高压极靠气体流动散热，效果差，影响臭氧浓度；（2）冷却水流路径长、水流分布不均匀，温度梯度大；（3）放电室较长，臭氧通过的路径长，造成部分臭氧分解，产生效率低；（4）介电体用搪瓷管，介电常数和导热系数低，影响臭氧浓度及产量，增加臭氧分解；（5）臭氧发生器的管状放电单元呈蜂窝状结构分布在管状容器内，体积大，空间利用率低。

相比较而言，使用这种结构的臭氧发生器技术含量相对较低，原材料品类多，制造成本高。而且由于臭氧发生器体积大，并且为非模块结构，给设备的交通运输、安装使用、维修更换带来诸多不便，增加了运输和维修费用，且对臭氧生产造成一定的影响。同时中频大型臭氧发生器的电源频率低于2000Hz，造成电源部件体积大，自身损耗高。

鉴于此，如何设计一种体积小、效率高、性能好、维修简便且成本低廉的新型臭氧发生技术是本实用新型所要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种臭氧发生室及臭氧发生器，实现减少臭氧发生室的体积，提高臭氧生成的效率。

为达到上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

在一个方面，本实用新型提供了一种臭氧发生室，包括：

高压电极组件，其包括依次连接的第一电极板、高压电极以及介电体，所述高压电极和所述介电体的面积均小于所述第一电极板的面积；

地电极组件，其包括依次设置的地电极以及第二电极板，所述地电极的面积小于所述第二电极板的面积；

所述第一电极板或所述第二电极板上设有进气口和出气口；所述第一电极板和所述第二电极板连接且所述第一电极板和所述第二电极板之间形成密封腔体，所述地电极和所述介电体之间形成有放电间隙。

本申请一些实施例中，所述第一电极板包括第一安装部和第一连接部，所述第一安装部为圆盘状，所述第一安装部用于安装所述高压电极，所述第一安装部的周缘向一侧弯折延伸形成第一连接部；所述第二电极板包括第二安装部和第二连接部，所述第二安装部为圆盘状，所述第二安装部用于安装所述地电极，所述第二安装部的周缘向一侧弯折延伸形成第二连接部；所述第一连接部和所述第二连接部连接后所述密封腔体为圆环状空腔。

本申请一些实施例中，所述第一连接部和所述第二连接部之间焊接连接。

本申请一些实施例中，所述第一安装部上设有第一凹槽，所述第一凹槽用于抵挡所述第一电极板在焊接时的变形；所述第二安装部上设有第二凹槽，所述第二凹槽用于抵挡所述第二电极板在焊接时的变形，所述第一凹槽和所述第二凹槽对应设置。

本申请一些实施例中，所述第一凹槽和所述第二凹槽的截面均为矩形。

本申请一些实施例中，所述第一电极板、高压电极以及介电体之间同心设置；所述地电极以及第二电极板之间同心设置。

本申请一些实施例中，所述第一电极板远离所述高压电极的一端设有第一冷却装置；所述第二电极板远离所述地电极的一端设有第二冷却装置；所述第一冷却装置和所述第二冷却装置用于冷却所述放电间隙内产生的热量。

本申请一些实施例中，所述第一冷却装置和所述第二冷却装置均包括冷却板，所述冷却板内设有冷却管道。

本申请一些实施例中，所述第一冷却装置中冷却板的面积大于所述高压电极的面积；所述第二冷却装置中冷却板的面积大于所述地电极的面积。

在另一个方面，本实用新型还提供了一种臭氧发生器，包括：

如上任一项所述的臭氧发生室；

供气系统，其用于给所述臭氧发生室内的密封腔体提供氧气；

供电系统，其用于给所述臭氧发生室的高压电极供电对氧气进行高压放电生成臭氧。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

（1）通过预制高压电极组件和地电极组件，便于进行运输和维修，减少了运输和维修成本；在使用时将高压电极组件和地电极组件连接在一起即可形成臭氧发生室，使得整个臭氧发生室体积较小、结构紧凑、生成臭氧效率高；

（2）臭氧发生室体积的减小使得臭氧发生器的体积减小，提高了空间利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型臭氧发生室一实施例的结构示意图;

图2为为图1的剖视图；

图3为图2的主视图；

图4为本实用新型臭氧发生室一实施例中冷却管道在冷却板中的分布示意图。

附图标记说明：

100、第一电极板；101、第一凹槽；102、第一安装部；103、第一连接部；

200、第二电极板；201、第二凹槽；202、第二安装部；203、第二连接部；

300、高压电极；

400、介电体；

500、地电极；

600、放电间隙；

700、冷却板；701、进水口；702、出水口；703、冷却管道；

800、密封腔体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1至图4所示，本申请提供了一种臭氧发生室，体积较小，生成臭氧的效率高，且采用模块化的结构便于维修和运输，臭氧发生室包括高压电极组件和地电极组件，具体的：

高压电极组件包括自上而下设置的第一电极板100、高压电极300以及介电体400，且第一电极板100、高压电极300以及介电体400之间采用专用胶水粘接，高压电极300和介电体400的面积均小于第一电极板100的面积。

地电极组件包括自上而下设置的地电极500以及第二电极板200，且地电极500和第二电极板200之间采用专用胶水粘接，地电极500的面积小于第二电极板200的面积。

第一电极板100或者第二电极板200上设有进气口和出气口（未在图中体现），进气口和出气口处均设有可拆卸的封堵，第一电极板100和第二电极板200连接且第一电极板100和第二电极板200之间形成密封腔体800，地电极500和介电体400之间形成有均匀的放电间隙600。

安装时，第一电极板100和第二电极板200均具有一定厚度，第一电极板100和第二电极板200呈对称放置，第一电极板100和第二电极板200的周缘通过焊接的方式连接，并保证介电体400和地电极500之间形成有放电间隙600；由于高压电极300和介电体400的面积小于第一电极板100的面积、地电极500的面积小于第二电极板200的面积，因此在第一电极板100和第二电极板200焊接后，第一电极板100、高压电极300、介电体400、地电极500以及第二电极板200之间会形成密封空腔。

使用时，移除进气口和出气口处的封堵，进气口与供气系统连接，出气口与臭氧接收系统连接，高压电极300进行通电，供气系统提供氧气，氧气从进气口进入到第一电极板100和第二电极板200形成的密封腔体800内，然后进入放电间隙600中，高压放电使氧气生成臭氧，臭氧再经由出气口进入臭氧接收系统内，此过程可源源不断产生臭氧。

如图2、图3所示，第一电极板100包括第一安装部102和第一连接部103，第一安装部102为圆盘状，第一安装部102用于安装高压电极300，第一安装部102的周缘向一侧弯折延伸形成第一连接部103；第二电极板200包括第二安装部202和第二连接部203，第二安装部202为圆盘状，第二安装部202用于安装地电极500，第二安装部202的周缘向一侧弯折延伸形成第二连接部203；第一连接部103和第二连接部203连接后密封腔体800为圆环状空腔。

第一安装部102和第二安装部202呈圆盘状便于第一连接部103和第二连接部203进行焊接，在第一连接部103和第二连接部203焊接后，圆环状的密封腔体800有助于在使用时充满氧气，且保证氧气从四周均匀进入放电间隙600内，提高生成臭氧的浓度和效率。

第一连接部103和第二连接部203之间采用焊接连接，采用焊接的方式连接，相较于传统螺栓等连接方式相比，在放电间隙600面积相同的条件下，整个发生室体积较小，结构更为紧凑，密封更可靠，而且不需要使用密封垫，可以减少外部污染的引入，更有利于保证臭氧产生的纯度。

第一安装部102上设有第一凹槽101，第二安装部202上设有第二凹槽201，第一凹槽101和第二凹槽201对应设置。第一凹槽101和第二凹槽201用于抵挡第一连接部103和第二连接部203进行焊接时第一电极板100和第二电极板200产生的热变形影响，保证第一安装部102和高压电极300接触部分、第二安装部202和地电极500接触部分的平面度要求，从而保证放电间隙600的均匀一致性，也有利于臭氧浓度的提高。

第一凹槽101和第二凹槽201的截面均为矩形，矩形凹槽便于加工，减少制造难度。

第一电极板100、高压电极300、介电体400之间同心设置；地电极500以及第二电极板200之间同心设置，同心设置便于高压放电组件以及地电极组件进行组装焊接，提高安装效率。

第一电极板100远离高压电极300的一端设有第一冷却装置，第二电极板200远离地电极500的一端设有第二冷却装置；第一冷却装置和第二冷却装置用于冷却放电间隙600内产生的热量，实现更好的散热效果，提高生成臭氧的效率。

如图4所示，第一冷却装置和第二冷却装置均包括冷却板700，冷却板700内设有冷却管道703，冷却管道703在冷却板700内的布置形式可参考专利“CN201811277627.6一种臭氧发生装置”。第一冷却装置中冷却板700的面积大于高压电极300的面积，使得冷却板700可以完全覆盖放电间隙600，能充分带走放电间隙600内产生的热量，有利于提高臭氧的产生效率和浓度。

使用时，冷却板700上开设的进水口701与冷水源连接，冷水经由进水口701进入冷却板700内流动，并通过冷却板700上开设的出水口702流出，冷水不断流动能够带走热量，达到散热目的。

在另一个方面，本申请还提供了一种臭氧发生室，包括：

如上所述的臭氧发生室；

供气系统，其用于给臭氧发生室内的密封腔体800提供氧气，氧气进入密封腔体800内作为臭氧生成的原料；

供电系统，其用于给臭氧发生室的高压电极300供电对氧气进行高压放电生成臭氧。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

只要有可能，说明书中描述并示出的各种方面和特征可以单独应用，这些单独的方面可以作为分案申请的主题。

Claims (10)

1.一种臭氧发生室，其特征在于，包括：

高压电极组件，其包括依次连接的第一电极板、高压电极以及介电体，所述高压电极和所述介电体的面积均小于所述第一电极板的面积；

地电极组件，其包括依次设置的地电极以及第二电极板，所述地电极的面积小于所述第二电极板的面积；

所述第一电极板或所述第二电极板上设有进气口和出气口；所述第一电极板和所述第二电极板连接且所述第一电极板和所述第二电极板之间形成密封腔体，所述地电极和所述介电体之间形成有放电间隙。

2.根据权利要求1所述的臭氧发生室，其特征在于，所述第一电极板包括第一安装部和第一连接部，所述第一安装部为圆盘状，所述第一安装部用于安装所述高压电极，所述第一安装部的周缘向一侧弯折延伸形成第一连接部；所述第二电极板包括第二安装部和第二连接部，所述第二安装部为圆盘状，所述第二安装部用于安装所述地电极，所述第二安装部的周缘向一侧弯折延伸形成第二连接部；所述第一连接部和所述第二连接部连接后所述密封腔体为圆环状空腔。

3.根据权利要求2所述的臭氧发生室，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部之间焊接连接。

4.根据权利要求3所述的臭氧发生室，其特征在于，所述第一安装部上设有第一凹槽，所述第一凹槽用于抵挡所述第一电极板在焊接时的变形；所述第二安装部上设有第二凹槽，所述第二凹槽用于抵挡所述第二电极板在焊接时的变形，所述第一凹槽和所述第二凹槽对应设置。

5.根据权利要求4所述的臭氧发生室，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽的截面均为矩形。

6.根据权利要求2所述的臭氧发生室，其特征在于，所述第一电极板、高压电极以及介电体之间同心设置；所述地电极以及第二电极板之间同心设置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的臭氧发生室，其特征在于，所述第一电极板远离所述高压电极的一端设有第一冷却装置；所述第二电极板远离所述地电极的一端设有第二冷却装置；所述第一冷却装置和所述第二冷却装置用于冷却所述放电间隙内产生的热量。

8.根据权利要求7所述的臭氧发生室，其特征在于，所述第一冷却装置和所述第二冷却装置均包括冷却板，所述冷却板内设有冷却管道。

9.根据权利要求8所述的臭氧发生室，其特征在于，所述第一冷却装置中冷却板的面积大于所述高压电极的面积；所述第二冷却装置中冷却板的面积大于所述地电极的面积。

10.一种臭氧发生器，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一项所述的臭氧发生室；

供气系统，其用于给所述臭氧发生室内的密封腔体提供氧气；

供电系统，其用于给所述臭氧发生室的高压电极供电对氧气进行高压放电生成臭氧。