KR100291469B1

KR100291469B1 - 이온발생장치

Info

Publication number: KR100291469B1
Application number: KR1019980044851A
Authority: KR
Inventors: 박성돈
Original assignee: 박성돈
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2001-10-26
Also published as: KR20000027032A

Abstract

본 발명은 이온발생장치에 관한 것으로, 본 발명은 고압의 전류가 인가되는 원추 형상의 마이너스 전극(10)과, 상기 원추 형상의 마이너스 전극(10)의 수직 방향에 대하여 직각인 수평 방향으로 설치되어 마이너스 전극(10)의 정상부(11)로부터 소정간격 떨어져 설치되고, 정상부(11)를 지나는 수직선을 중심으로 하는 원형구멍(21)이 형성된 판상의 플러스 전극(20)을 포함한다. 본 발명에 의하면, 원추형상의 마이너스 전극과 원형구멍이 형성된 판 형상의 플러스 전극에 의하여 마이너스 전극의 단위 면적 당 이온 발생량이 많으며, 다수의 마이너스 전극을 배설함으로써 다량의 이온과 오존 등 활성물질을 효율적으로 얻을 수 있다. 또한, 방전효율이 높기 때문에 다량의 활성물질을 생산하는데 소요되는 전력이 절약되어 경제적으로도 유리한 효과가 있다. 이렇게 대량 생산된 활성물질을 식수, 공업용수 또는 공장용수의 생산에 사용하거나 오폐수에 포함된 이물질을 분해하여 정수하는데 사용할 수 있다. 또한 공기 중의 오염물질을 분해시키는데도 유용하다.

Description

이온발생장치

본 발명은 이온발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐수나 오수의 정화 등에 사용하는 고활성 이온 및 오존 등을 생성하기 위한 이온발생장치에 관한 것이다.

일반적으로, 오염물질을 포함하는 오수에 고활성 이온 및 오존 등을 주입하게 되면, 이들 고활성 물질이 오수에 포함된 오염 물질과 반응하여 분해함으로써 오수가 정화된다.

종래의 이온발생장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 전극(1)(2)을 일정간격으로 유지하여 배치하고, 한쪽 전극에는 높은 전압이 인가되는 마이너스전극(1)으로 하고, 한쪽은 접지시켜 플러스 전극(2)으로 구성하여 이루어진다.

따라서 마이너스 전극(1)에 고압의 전압을 인가하면, 두 전극 사이에서 방전이 일어나면서 전기장을 형성하게 되고, 이때 마이너스 전극(1)내에서 자유롭게 움직이고 있던 자유전자가 방출되어 반대 전극으로 이동한다. 방출된 자유전자는 높은 에너지 상태에 있으므로 두 전극 사이에 존재하는 공기의 여러 가지 기체 성분들을 활성화시켜 이온 물질, 오존(O₃), 산소음이온(O^- ₂) 등이 생성된다. 이와 같이 생성되는 고활성 물질은 자유전자의 방출량에 비례하여 그 양이 증가한다.

그러나 이러한 종래의 이온발생장치는 두 전극(1)(2)의 형상이 편평한 판 형상인 경우가 많으며, 넓은 면적의 마이넛 전극(1)에 고압의 전류를 인가해야 하므로 방전을 위한 전력소비가 많으며, 편평한 판 형상의 마이너스 전극(1)에 인가되는 단위 면적 당 전력 소비량에 비하여 이온의 발생량은 적어 비효율적인 문제점이 있었다.

더욱이 대량으로 고활성 물질을 발생시켜야 하는 오폐수의 처리나 대기의 정화, 식수, 공장용수 또는 농업용수의 생산과 같이 산업적으로 사용하기 위해서는 이온발생자치를 많이 사용하여야 하므로, 실질적으로 경제적 부담이 과중하여 산업적 사용에 큰 제약이 되었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마이너스 전극의 단위 면적 당 이온 발생량을 증가시켜 다량의 이온을 효율적으로 발생할 수 있도록 함으로써, 고활성 물질을 발생시키는데 소요되는 전력을 절약할 수 있는 이온발생장치를 제공하는데 있다.

도 1은 이온발생원리를 나타낸 종래장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 이온발생장치의 제 1 실시예를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 이온발생장치의 제 2 실시예를 나탄내 단면구조도.

도 4는 본 발명에 따른 이온발생장치의 제 3 실시예를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 이온발생장치의 제 4 실시예를 나타낸 단면구조도.

도 6은 본 발명에 따른 이온발생장치의 제 5 실시예를 나타낸 사시도.

도 7은 제 5 실시예의 측면도.

도 8은 본 발명에 따른 이온발생장치의 제 6 실시예를 나타낸 단면구조도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 마이너스 전극 11: 정상부

20, 120, 220: 플러스 전극 21, 121: 원형구멍

30, 130, 230: 케이스 31, 131, 231: 이온배출구

40: 팬

이러한 본 발명의 목적은, 고압의 전류가 인가되는 원추 형상의 마이너스 전극과, 상기 원추 형상의 마이너스 전극의 수직 방향에 대하여 직각인 수평 방향으로 설치되어 마이너스 전극의 정상부로부터 소정간격 떨어져 설치되고, 정상부를 지나는 수직선을 중심으로하는 원형구멍이 형성된 판상이 플러스 전극을 포함하여 됨을 특징으로 하는 이온발생장치에 의해 달성될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예를 나타낸 것으로, 본 실시예의 이온발생장치는 원추 형상으로 형성되어 고압의 전류가 인가되는 마이너스 전극(10)과, 중앙에 원형의 구멍(21)이 형성되고, 일측이 접지되는 판산의 플러스 전극(20)으로 구성되어 있다.

상기 플러스 전극(20)은 마이너스 전극(10)의 수직 방향에 대하여 직각인 수평 방향으로 설치되고, 마이너스 전극(10)의 정상부(11)로부터 소정의 간격(H)으로 떨어져 설치된다. 또한 플러스 전극(20)의 원형 구멍(21)은 마이너스 전극(10)의 정상부를 지나는 수직선(Y-Y)을 중심으로 형성된다.

이때, 상기 원형 구멍(21)의 지름 및 상기 간격(H)은 마이너스 전극(10)에 고압의 전류를 인가하였을 때, 두 전극(10)(20) 사이에서 방전이 일어날 수 있도록 설정한다. 또한, 상기 마이너스 전극(10)의 재질은 전도율이 높은 금속이면 좋고, 그 표면에 산화에 내구성을 갖는 귀금속 도금을 하는 것이 바람직하며, 상기 플러스 전극(20)의 재질은 스테인레스 스틸로 하는 것이 바람직하다.

이러한 제 1 실시예의 구성에 의한 작용을 설명하면 다음과 같다. 마이너스 전극(10)에 고압의 전류를 인가하게 되면, 원추 형상을 형성된 마이너스 전극(10)의 정상부(11)와, 이 정상부(11)에 가장 근접하여 위치하고 있는 플러스 전극(20)의 원형구멍(21)의 안쪽 둘레 모서리부 사이에서 방전이 일어나게 되고, 역원추 형상의 전기장이 형성된다.

이때, 원추형의 마이너스 전극에서는 전자의 방출이 용이하므로 마이너스 전극과 원형 구멍(21)의 안쪽둘레 사이에서 강력한 방전이 일어나기 때문에, 이 방전이 형성되는 영역에서 공기 중의 산소나 기타 다른 성분들이 용이하게 산화 또는 이온화되어 오존이나 활성 이온을 발생한다. 또한, 적은 면적의 마이너스 전극(10)의 정상부(11)에 의해서 플러스 전극(20)의 원형구멍(21)의 원주 길이에 해당하는 면적과 방전을 일으켜 자유전자를 방출하게 되므로 마이너스 전극(10)의 단위 면적당 이온발생량도 증가한다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 것으로, 마이너스 전극(10)과 플러스 전극(20)은 제 1 실시예와 동일하므로 동일 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시예는 마이너스 전극(10)과 플러스 전극(20)을 케이스(30)내에 설치하며, 케이스(30)의 한쪽에는 이온배출구(31)를 형성하고, 다른 한쪽에는 팬(40)을 설치한 구성이다.

이러한 제 2 실시예에 의하면, 마이너스 전극(10)과 플러스 전극(20)의 방전에 의해 케이스(30)내에 발생된 이온을 팬(40)으로 이동시켜 이온배출구(31)를 통해 한쪽으로 배출시킬 수 있게 되는 것이고, 이로써 이온을 모아서 사용하고자하는 장소로 공급할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸 것으로, 제 1 실시예의 구성에서 원추 형상의 마이너스 전극(10)을 일정 간격의 동일 수평 방향으로 복수개 설치하여 각각 전기적으로 접속시키고, 판상의 플러스 전극(120)에는 각각의 마이너스 전극(10)에 대향하는 복수개의 원형구멍(121)을 형성한 구성이다.

이러한 제 3 실시예의 구성에 의하면, 제 1 실시예에 비하여 마이너스 전극(10)과 플러스 전극(120)의 원형구멍(121)을 복수개 설치한 것이므로, 이온을 다량으로 발생시켜 사용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예를 나타낸 것으로, 복수개의 마이너스 전극(10)과 복수개의 원형구멍(121)이 형성된 플러스 전극(120)은 제 3 실시예와 동일하고, 복수개의 마이너스 전극(10)과 복수개의 원형구멍(121)이 형성된 플러스 전극(120)을 케이스(130)내에 설치하며, 케이스(130)의 한쪽에는 이온배출구(131)를 형성하고, 다른 한쪽에는 팬(40)을 설치한 구성이다.

이러한 제 4 실시예에 의하면, 복수개의 마이너스 전극(10)과 플러스 전극(20)의 방전에 의해 케이스(130)내에 발생된 다량의 활성물질을 팬(40)으로 이동시켜 이온배출구(131)를 통해 한쪽으로 배출시킬 수 있게 되는 것이고, 이로써 다량의 활성물질을 모아서 사용하고자하는 장소로 공급할 수 있게 된다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제 5 실시예를 나타낸 것으로, 본 실시예의 이온발생장치는 원추 형상으로 형성되어 고압의 전류가 인가되는 다수개의 마이너스 전극(10)과, 단면이 원형이고 길이가 긴 봉 형상으로 형성되어 일측이 접지되는 하나의 플러스 전극(220)으로 구성되어 있다.

상기 다수개의 마이너스 전극(10)은 정상부(11)가 상기 봉 형상 플러스 전극(220)쪽을 향하도록 배치하여 봉 형상 플러스 전극(220)의 반경방향으로 설치됨과 동시에 원주방향으로 등각으로 구성되는 것으로, 도 6 및 도 7에는 120°등각으로 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 마이너스 전극(10)과 플러스 전극(220)의 방전시 상호간에 간섭되진 않는 범위내에서 또는 봉 형상 플러스 전극(220)의 직경에 따라서 그 배치수 및 등각이 변결될 수 있다.

또한, 마이너스 전극(10)은 봉 형상의 플러스 전극(220)의 길이 방향으로 일정 간격으로 다수개 배치된다. 상기 원추 형상 마이너스 전극(10)의 정상부(11)와 봉 형상 플러스 전극(220)의 바깥 둘레면의 간격(H)은 마이너스 전극(10)에 고주파 전압을 인가하였을 때, 두 전극(10)(220) 사이에서 방전이 일어날 수 있도록 설정한다. 또한, 상기 마이너스 전극(10)의 재질은 전도율이 높은 금속이면 좋고, 그 표면의 내구성을 위하여 귀금속 도금을 하는 것이 바람직하며, 상기 플러스 전극(220)의 재질은 스테인레스 스틸로 하는 것이 바람직하다.

이러한 제 5 실시예의 구성에 의한 작용을 설명하면 다음과 같다. 다수개의 마이너스 전극(10)에 고압의 전류를 인가하게 되면, 원추 형상으로 형성된 마이너스 전극(10)의 정상부(11)와, 이 정상부(11)에 가장 근접하여 위치하고 있는 플러스 전극(220)의 바깥둘레면 사이에서 방전이 일어나게 되고, 작은 역원추 형상의 전기장이 형성되어진다.

이때 각각의 마이너스 전극(10)의 정상부(11)와, 이 정상부(11)로부터 가장 근접한 플러스 전극(220)의 바깥 둘레면 사이에서 방전이 일어나며, 특히 봉을 중심으로 다수의 마이터스 전극이 배치되기 때문에, 많은 방전 현상이 유도되어 이온 생성량이 증가하게 된다. 또한, 봉 형상 플러스 전극(220)의 원주방향과 길이 방향으로 많은 마이너스 전극(10)이 설치되므로, 이온의 다량으로 발생됨은 물론 장치의 크기를 소형화할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 제 6 실시예를 나타낸 것으로, 다수개 배치된 원추 형상의 마이너스 전극(10)과 봉 형상의 플러스 전극(220)은 제 5 실시예와 동일하므로 동일부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시예는 다수개 배치된 마이너스 전극(10)과 플러스 전극(220)을 케이스(230)내에 설치하며, 케이스(230)의 한쪽에는 이온배출구(231)를 형성하고, 다른 한쪽에는 팬(40)을 설치한 구성이다. 이러한 제 6 실시예에 의하면, 마이너스 전극(10)과 플러스 전극(220)의 방전에 의해 케이스(230)내에 발생된 활성물질을 팬(40)으로 이동시켜 이온배출구(231)를 통해 한쪽으로 배출시킬 수 있게 되는 것이고, 이로써 활성물질을 모아서 사용하고자 하는 장소로 공급할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 이온발생장치는 간단한 구성에 의해 다량의 활성물질을 높은 효율로 생산할 수 있다. 본 발명의 장치는 원추형상의 마이너스 전극과 원형구멍이 형성된 판 형상의 플러스 전극에 의하여 마이너스 전극의 단위 면적 당 이온 발생량이 많으며, 다수의 마이너스 전극을 배설함으로써 다량의 이온과 오존 등 활성물질을 효율적으로 얻을 수 있다. 또한, 방전 효율이 높기 때문에 다량의 활성물질을 생산하는데 소요되는 전력이 절약되어 경제적으로도 유리한 효과가 있다.

이렇게 대량 생산된 활성물질을 이물질과 강력하게 반응하여 분해하는 능력이 있으므로 오폐수 또는 오염된 공기에 투입함으로써 이물질을 분해하여 이들을 제거하는데 사용될 수 있다. 또한 식수, 공장용수, 농업용수 등 대량으로 수처리를 필요로 하는 분야에서도 본 발명의 장치를 사용하여 생산된 활성물질을 대량으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 장치는 물의 정수 또는 공기의 정화를 포함하여 각종 환경처리분야에서 널리 사용될 수 있다.

Claims

고압의 전류가 인가되는 원추 형상의 마이너스 전극(10)과, 상기 원추 형상의 마이너스 전극(10)의 수직 방향에 대하여 직각인 수평 방향으로 설치되어 마이너스 전극(10)의 정상부(11)로부터 소정간격 떨어져 설치되고, 정상부(11)를 지나는 수직선을 중심으로 하는 원형구멍(21)이 형성된 판상의 플러스 전극(20)을 포함하는 이온발생장치.
제 1 항에 있어서, 상기 원추 형상의 마이너스 전극(10)을 일정 간격의 동일 수평 방향으로 복수개 설치하고, 상기 판상의 플러스 전극(120)에는 각각의 마이너스 전극(10)에 대향하는 복수개의 원형구멍(121)을 형성하는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 일측에 이온배출구(31)(131)를 구비하여 상기 마이너스 전극(10)과 플러스 전극(20)(120)을 내부에 수용하는 케이스(30)(130)와, 상기 케이스(30)(130)에 설치되어 케이스(30)(130)내부의 이온을 이온배출구(31)(131)로 배출시키는 팬(40)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.