臭氧加热装置及其方法制造方法及图纸

本公开提供了一种臭氧加热装置及其方法。其中，臭氧加热装置包括加热管，所述加热管的管壁涂设有聚四氟类的涂层；所述加热管的一端为臭氧入口，另一端为臭氧出口；所述加热管的管壁上设置有螺纹状凹槽，螺纹状凹槽相互平行，螺纹状凹槽间距从臭氧入口到臭氧出口按照等差数列递减排列布置；所述螺纹状凹槽内铺设有连续不间断的加热元件，所述加热元件用于对加热管内的臭氧加热，使得加热管的管壁上的温度沿臭氧入口到臭氧出口的方向逐渐递增。

Ozone heating device and method

【技术实现步骤摘要】
臭氧加热装置及其方法
本公开属于臭氧加热领域，尤其涉及一种臭氧加热装置及其方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。臭氧是一种氧化能力非常强的物质，遇到其他物质(氟除外)，都能将其氧化同时将臭氧分解为氧气，所以，在加热时如何减少臭氧的氧化分解就是一项需要特别关注的事，只有减少臭氧的分解才能保证加热后臭氧气体的浓度不下降。臭氧气体在常温下，半衰期不长，防分解是臭氧加热时尤其要考虑的问题。实验表明，在26～27℃时、半衰期约为10h，在24.5～25℃时，约为14～16h，在19.5～20.0℃时，半衰期约为14～20h。这表明臭氧的活性(臭氧的氧化能力)，随着温度的升高呈现指数式非线性快速增长，活性增长剧烈。在现实臭氧的应用中，常温下臭氧的氧化能力尚不能满足人们的需要。例如，用臭氧来处理废水，氧化废水中的杂质，有两种现象，一个是慢，一个是反应效果差，人们不得不研究一项新的技术“臭氧催化剂”来提升臭氧的氧化能力，以求达到快速氧化、提升处理效果的目的。再比如用臭氧来分解集成电路生产中的光刻胶。在常温下，臭氧的分解光刻胶的时间过长，而且不干净容易有残留。但在提高臭氧的温度(80℃左右)后，分解光刻胶的时间很短，而且很干净没有残留。提高臭氧的工作温度，以获得臭氧的高氧化能力是人们追逐的目标。专利技术人发现，现在通常的加热装置一般只考虑将加热物质要加热到设定的温度，计算出被加热物质的数量和温度值，以及所需要的加热电功率，未考虑加热装置的温度场分布，更不考虑加热装置与常温温度的衔接。当加热物质进入加热装置后，会遇到一个温度差或几个温度差的阶跃，这个温度差的阶跃实际就是一个能量(电加热)的阶跃。加热物质受能量阶跃的激发就会发生物质分子的量子跃迁，物质分子发生量子跃迁就导致臭氧分子的分解。
技术实现思路
为了解决上述问题，本公开的第一个方面提供一种臭氧加热装置，其在加热管的管壁涂设有聚四氟类的涂层，避免了臭氧在加热时与加热管的管壁发生化学反应；同时在加热管的内壁设置平行按照等差数列递减排列布置的螺纹状凹槽，在状凹槽内铺设有连续不间断的加热元件，利用加热元件对加热管内的臭氧加热，使得加热管的管壁上的温度沿臭氧入口到臭氧出口的方向逐渐递增，避免了高温热点源的产生。为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：一种臭氧加热装置，包括：加热管，所述加热管的管壁涂设有聚四氟类的涂层；所述加热管的一端为臭氧入口，另一端为臭氧出口；所述加热管的管壁上设置有螺纹状凹槽，螺纹状凹槽相互平行，螺纹状凹槽间距从臭氧入口到臭氧出口按照等差数列递减排列布置；所述螺纹状凹槽内铺设有连续不间断的加热元件，所述加热元件用于对加热管内的臭氧加热，使得加热管的管壁上的温度沿臭氧入口到臭氧出口的方向逐渐递增。进一步地，所述臭氧入口处的温度为25摄氏度，臭氧出口处的温度为T，其中，T的温度大于25摄氏度。进一步地，加热元件从臭氧入口到臭氧出口所产生的热量小于或等于臭氧发生电子跃迁所需要的已知能量，且大于或等于臭氧所吸收的能量；其中，臭氧所吸收的能量等于臭氧出口处的温度与臭氧入口处的温度之差与臭氧的比热容的乘积。进一步地，所述加热元件为电热丝。进一步地，电热丝与电源电路相连，所述电源电路的输出电压可调。进一步地，臭氧出口处设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测臭氧出口处的温度。进一步地，加热元件的电阻阻值固定不变。本公开的第二个方面提供一种臭氧加热装置的工作方法。一种臭氧加热装置的工作方法，包括：步骤1：测试阶段；步骤1.1：开启加热元件，间隔预设时间Δt后，检测臭氧出口处的温度T；步骤1.2：根据臭氧出口处的温度T与臭氧入口处的温度T0之差与臭氧的比热容C的乘积，计算出臭氧所吸收的能量Q吸；步骤1.3：根据加热元件两端的电压U及加热元件的固定电阻R，计算得到加热元件从臭氧入口到臭氧出口所产生的热量Q产＝Δt*U2/R；步骤1.4：在已知臭氧发生电子跃迁所需要的能量Q跃时，判断Q吸≤Q产≤Q跃是否成立，若成立，则进入加热阶段；否则，调整加热元件两端的电压U，直至Q吸≤Q产≤Q跃，进入加热阶段；步骤2：加热阶段：向加热管内通入臭氧，并对臭氧加热。本公开的有益效果是：(1)本公开在加热管的管壁涂设有聚四氟类的涂层，避免了臭氧在加热时与加热管的管壁发生化学反应；同时在加热管的内壁设置平行按照等差数列递减排列布置的螺纹状凹槽，在状凹槽内铺设有连续不间断的加热元件，利用加热元件对加热管内的臭氧加热，使得加热管的管壁上的温度沿臭氧入口到臭氧出口的方向逐渐递增，避免了高温热点源的产生且防止臭氧分解。(2)本公开的臭氧加热装置的进口温度与出口温度是不一样的；从环境温度到出口的整个加热过程，无温度阶跃发生。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1是本公开实施例的一种臭氧加热装置原理图。其中，1-加热管；2-螺纹状凹槽。具体实施方式下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。根据
技术介绍
可知，受臭氧在高温下分解也迅速提升的制约，人们尚没有办法去加热臭氧。至今尚没有一个成熟的方案来实现臭氧的加热。按照量子力学,加热是对分子自旋状态的一种改变，如果原子的电子旋转轨道受到外界的激烈碰撞，会使原子的旋转处于激发态，原子电子轨道的改变就是臭氧分子发生分解重新合成为氧气分子的过程。臭氧在这样一种加热装置内加热必然会发生臭氧的分解。所以，臭氧加热装置必然要重点考虑加热温度场的分布，防止出现和存在较大的温度差，并让本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种臭氧加热装置，其特征在于，包括：/n加热管，所述加热管的管壁涂设有聚四氟类的涂层；所述加热管的一端为臭氧入口，另一端为臭氧出口；所述加热管的管壁上设置有螺纹状凹槽，螺纹状凹槽相互平行，螺纹状凹槽间距从臭氧入口到臭氧出口按照等差数列递减排列布置；所述螺纹状凹槽内铺设有连续不间断的加热元件，所述加热元件用于对加热管内的臭氧加热，使得加热管的管壁上的温度沿臭氧入口到臭氧出口的方向逐渐递增。/n

【技术特征摘要】
1.一种臭氧加热装置，其特征在于，包括：
加热管，所述加热管的管壁涂设有聚四氟类的涂层；所述加热管的一端为臭氧入口，另一端为臭氧出口；所述加热管的管壁上设置有螺纹状凹槽，螺纹状凹槽相互平行，螺纹状凹槽间距从臭氧入口到臭氧出口按照等差数列递减排列布置；所述螺纹状凹槽内铺设有连续不间断的加热元件，所述加热元件用于对加热管内的臭氧加热，使得加热管的管壁上的温度沿臭氧入口到臭氧出口的方向逐渐递增。


2.如权利要求1所述的臭氧加热装置，其特征在于，所述臭氧入口处的温度为25摄氏度，臭氧出口处的温度为T，其中，T的温度大于25摄氏度。


3.如权利要求1所述的臭氧加热装置，其特征在于，加热元件从臭氧入口到臭氧出口所产生的热量小于或等于臭氧发生电子跃迁所需要的已知能量，且大于或等于臭氧所吸收的能量；其中，臭氧所吸收的能量等于臭氧出口处的温度与臭氧入口处的温度之差与臭氧的比热容的乘积。


4.如权利要求1所述的臭氧加热装置，其特征在于，所述加热元件为电热丝。


5.如权利要求4所述的臭氧加热装置，其特征在于，电热丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹祚，曹恒，
申请(专利权)人：恒天摩尔科技山东有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37