KR100294423B1 - Ozone Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소비전력을 낮춤과 아울러 오존의 농도를 높이기 위한 오존 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ozone generator for lowering power consumption and increasing ozone concentration.
본 발명의 오존 발생장치는 전극관과, 전극관이 내부에 삽입되는 절연관과, 절연관의 외주면에 나선 형태로 감겨지는 전극 스프링과, 절연관 상에서 전극 스프링을 고정시키기 위한 고정부재를 구비한다.The ozone generating device of the present invention includes an electrode tube, an insulating tube into which the electrode tube is inserted, an electrode spring wound in a spiral form on the outer circumferential surface of the insulating tube, and a fixing member for fixing the electrode spring on the insulating tube. .
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 오존 발생장치는 소비전력을 낮춤과 아울러 오존의 농도를 높이게 된다.By such a configuration, the ozone generating device according to the present invention can lower the power consumption and increase the concentration of ozone.
Description
본 발명은 오존 발생장치에 관한 것으로, 특히 소비전력을 낮춤과 아울러 오존의 농도를 높이기 위한 오존 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ozone generator, and more particularly, to an ozone generator for lowering power consumption and increasing ozone concentration.
오존(Ozone)은 자연계에서 불소 다음으로 강한 살균력과 산화력이 탈월한 기체로 알려져 있다.Ozone is known to be the second strongest sterilizing and oxidizing gas in the world after fluorine.
오존의 살균력은 세포벽 등 원형질을 직접 파괴하므로, 박테리아는 물론 곰팡이, 이끼, 바이러스까지 10초 이내에 99.99% 이상 사멸시키며 대장균의 경우 염소 살균보다 3천 150 배 속성 살균할 수 있다.Ozone sterilization directly destroys protoplasts such as cell walls, killing more than 99.99% of bacteria, fungi, moss, and viruses within 10 seconds, and E. coli can sterilize 3,150 times faster than chlorine.
오존의 산화력은 많은 유기 화합물, 무기 화합물을 산화시키게 된다. 특히, 유기 화합물의 올레핀(Olefin)류 뿐만 아니라, 방향족핵도 실온에서 빠르게 분해시킬 수 있고 물질이 썩을 때 나오는 악취를 제거하는 등 탈색, 탈취, 표백 작용에도 탈월한 효과가 있음이 밝혀졌다. 오존은 수중의 냄새 분자와 결합하여 냄새를 제거하며 수중의 탁도를 크게 떨어뜨림과 아울러 세제 등에서 나오는 유해 유기물질이나 시안, 페놀 및 채소나 과일 등의 잔류 농약 성분과 같은 독성 물질들을 분해하여 무해화시키게 된다. 또한, 오존은 대기에 포함된 음식냄새, 화장실 냄새, 뜸에 의해 발생하는 역겨운 냄새 등의 냄새분자와 결합하여 냄새를 제거하는 효과가 있다.The oxidizing power of ozone oxidizes many organic and inorganic compounds. In particular, it has been found that not only olefins of organic compounds but also aromatic nuclei can be rapidly decomposed at room temperature, and have a deodorizing effect on decolorization, deodorization, and bleaching, such as removing odors when the substance decays. Ozone combines with odor molecules in water to remove odors and greatly reduces turbidity in water, while also decomposing harmful organic substances from detergents and toxic substances such as cyanide, phenol and residual pesticides such as vegetables and fruits. Let's go. In addition, ozone is effective in removing odors by combining with odor molecules such as food odors, toilet odors, and disgusting odors generated by moxibustion.
아울러, 오존은 수은, 철, 망간과 같은 중금속들을 산화시켜 제거하기 쉽게 하고, 결국에는 산소로 되돌아가서, 생물학적 산소 요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD)을 크게 개선시키며 2차 공해물질을 전혀 만들지 않는 장점을 가지고 있다.In addition, ozone makes it easier to oxidize and remove heavy metals such as mercury, iron and manganese, eventually returning to oxygen, greatly improving biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), and eliminating secondary pollutants. It has the advantage of not making it.
오존은 이미 상수 처리장치에 이용되고 있을 뿐 아니라 수족관, 가정용 살균장치 등에 이용되기 시작하고 있다.Ozone is already used in water treatment systems, but is also beginning to be used in aquariums and household sterilizers.
오존 발생장치는 무성 방전식이 대부분이며, 제한적으로는 자외선식과 전기분해식이 사용되고 있다.Most ozone generators are silent discharge type, and ultraviolet ray type and electrolysis type are limited.
도 1을 참조하면, 종래의 무성 방전식 오존 발생장치는 방전에 의해 오존을 발생하는 오존 발생기(20)를 구비한다. 오존 발생기(20)는 원통형의 전극관(6)과 봉 형태의 전극봉(2) 사이에 끼워진 석영관(4)을 구비한다. 전극봉(2)과 전극관(4)에 교류 고전압이 인가하면서 전극관(6)과 전극봉(2) 사이에 공기(air)를 지나가게 하면 전극관(6)과 전극봉(2) 사이의 전위차에 의해 방전이 발생된다. 이 방전에 의해 전극관(6)과 전극봉(2) 사이에 오존이 발생된다.Referring to FIG. 1, the conventional silent discharge ozone generator includes an ozone generator 20 that generates ozone by discharge. The ozone generator 20 has a quartz tube 4 sandwiched between a cylindrical electrode tube 6 and a rod-shaped electrode rod 2. When an alternating current high voltage is applied to the electrode 2 and the electrode tube 4, the air flows between the electrode tube 6 and the electrode 2 so that the potential difference between the electrode tube 6 and the electrode 2 is reduced. This causes discharge. Ozone is generated between the electrode tube 6 and the electrode 2 by this discharge.
이러한 오존 발생장치는 도 2와 같은 케이스 내에 설치되고 있다. 도 2를 참조하면, 오존 발생장치는 공기 유입구(10)와 오존 배출구(11)가 형성된 케이스(8)를 구비한다. 케이스(8)는 사각 상자 형태이며, 상호 대면되는 면에 공기 유입구(10)와 오존 배출구(11)가 형성된다. 공기 유입구(10)에는 튜브를 경유하여 에어발생기(도시하지 않음)로부터 공기가 주입된다. 도 1과 같은 오존 발생기(20)는 케이스(8)의 중앙부에 설치된다. 전극관(6)과 전극봉(2)은 전극리드선 및 케이스(8)에 형성된 단자를 경유하여 외부의 교류전압원(도시하지 않음)에 접속된다.This ozone generator is installed in the case as shown in FIG. Referring to FIG. 2, the ozone generator includes a case 8 in which an air inlet 10 and an ozone outlet 11 are formed. The case 8 has a rectangular box shape, and an air inlet 10 and an ozone outlet 11 are formed at surfaces facing each other. Air is injected into the air inlet 10 from an air generator (not shown) via a tube. The ozone generator 20 as shown in FIG. 1 is installed at the center of the case 8. The electrode tube 6 and the electrode 2 are connected to an external AC voltage source (not shown) via the terminal formed in the electrode lead wire and the case 8.
그러나 종래의 오존 발생장치는 방전을 일으키기 위하여 교류 고전압(6,000∼18,000 V)이 필요하게 되므로 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, 종래의 오존 발생장치는 방전에 의해 발생된 오존이 케이스(8) 내의 다른 기체와 혼합되므로 오존 배출구(11)를 통하여 배출되는 오존은 그 농도가 낮은 문제점이 있다.However, the conventional ozone generator has a disadvantage in that power consumption is large because AC high voltage (6,000 to 18,000 V) is required to generate a discharge. In addition, since the ozone generated by the discharge is mixed with other gases in the case 8 in the conventional ozone generator, ozone discharged through the ozone outlet 11 has a low concentration.
따라서, 본 발명의 목적은 낮은 소비전력을 낮추도록 한 오존 발생장치를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an ozone generating device for lowering power consumption.
본 발명의 다른 목적은 오존의 농도를 높이도록 한 오존 발생장치의 케이스를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a case of an ozone generating device to increase the concentration of ozone.
도 1은 종래의 오존 발생기를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a conventional ozone generator.
도 2는 도 1에 도시된 오존 발생기가 수납되는 케이스를 나타내는 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a case in which the ozone generator shown in FIG. 1 is accommodated. FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오존 발생기를 나타내는 사시도.3 is a perspective view showing an ozone generator according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 오존 발생기가 수납되는 케이스를 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view illustrating a case in which the ozone generator illustrated in FIG. 3 is accommodated.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
2 : 전극봉 4,14 : 석영관2: electrode 4,14: quartz tube
6,12 : 전극관 8,40 : 케이스6,12 electrode tube 8,40 case
10,42 : 공기 유입구 11,44 : 공기 배출구10,42: air inlet 11,44: air outlet
12a,16a : 전극 리드선 13 : 오존 집적공12a, 16a: electrode lead wire 13: ozone integrated hole
16 : 전극 스프링 18a,18b : 실리콘링16: electrode spring 18a, 18b silicon ring
20,30 : 오존 발생기 46,48 : 보스20,30: ozone generator 46,48: boss
50 : 오존 발생기 고정용 원통형 돌기50: cylindrical projection for fixing the ozone generator
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 오존 발생장치는 전극관과, 전극관이 내부에 삽입되는 절연관과, 절연관의 외주면에 나선 형태로 감겨지는 전극 스프링과, 절연관 상에서 전극 스프링을 고정시키기 위한 고정부재를 구비한다.In order to achieve the above object, the ozone generating device of the present invention, the electrode tube, the insulating tube is inserted into the electrode tube, the electrode spring wound in a spiral form on the outer circumferential surface of the insulating tube, and fixing the electrode spring on the insulating tube It is provided with a fixing member for making.
본 발명의 오존 발생장치는 오존 발생기는 전극관과, 전극관이 내부에 삽입되는 절연관과, 절연관의 외주면에 나선 형태로 감겨지는 전극 스프링과, 절연관 상에서 전극 스프링을 고정시키기 위한 고정부재를 구비하며, 케이스의 오존 배출구는 전극관의 내부공을 관통하는 유로 상에 형성된다.In the ozone generator of the present invention, the ozone generator includes an electrode tube, an insulating tube into which the electrode tube is inserted, an electrode spring wound in a spiral form on the outer circumferential surface of the insulating tube, and a fixing member for fixing the electrode spring on the insulating tube. Is provided, the ozone outlet of the case is formed on the flow passage passing through the inner hole of the electrode tube.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 오존 발생장치는 방전에 의해 오존을 발생하는 오존 발생기(30)를 구비한다. 오존 발생기(30)는 원통형 전극관(12)과, 원통형 전극관(12)이 끼워진 원통형 석영관(14)과, 원통형 석영관(14)의 외주면에 감겨진 전극 스프링(16)을 구비한다. 전극관(12)은 관 형태로 제작되어 그 내부에는 방전에 의해 발생된 오존이 집적되는 오존 집적공(13)이 마련된다. 전극관(12)의 외주면 끝단부 상에는 전극 리드선(12a)이 형성된다. 전극 스프링(16)은 피복되지 않은 나선으로서 원통형 석영관(14)에 감겨진다. 전극 스프링(16)의 일측 끝단부는 절곡되어 전극 리드선(16a)이 된다. 이들 전극관(12)과 전극 스프링(16)에는 방전을 일으키기 위하여 외부의 교류전압원으로부터 교류전압이 각각의 전극 리드선(12a,16a)을 경유하여 공급된다. 방전에 필요한 교류전압은 전극관(12)이 관 형태이고, 전극 스프링(4)이 원통형 석영관(14) 상에서 유효 전극 선밀도가 증대되므로 그 만큼 작은 레벨로 인가될 수 있다. 이들 전극관(12)과 전극 스프링(4)은 스테인레스(SUS) 또는 스테인레스(SUS)를 주성분으로 한 합금으로 이루어진다. 원통형 석영관(14)의 외주면 양 끝단부에는 환형띠 형상의 실리콘링들(18a,18b)이 끼워진다. 이들 실리콘링들(18a,18b)은 원통형 석영관(14) 상에서 전극 스프링(16)을 고정하여 전극 스프링(16)의 유동을 방지하는 역할을 하게 된다.Referring to FIG. 3, the ozone generator according to the present invention includes an ozone generator 30 that generates ozone by discharge. The ozone generator 30 includes a cylindrical electrode tube 12, a cylindrical quartz tube 14 fitted with the cylindrical electrode tube 12, and an electrode spring 16 wound around the outer circumferential surface of the cylindrical quartz tube 14. The electrode tube 12 is manufactured in the form of a tube, and therein is provided an ozone accumulation hole 13 in which ozone generated by discharge is accumulated. The electrode lead wire 12a is formed on the outer peripheral surface end portion of the electrode tube 12. The electrode spring 16 is wound around the cylindrical quartz tube 14 as an uncoated spiral. One end of the electrode spring 16 is bent to form an electrode lead wire 16a. These electrode tubes 12 and the electrode springs 16 are supplied from the external AC voltage source via the respective electrode lead wires 12a and 16a to cause discharge. The AC voltage required for the discharge can be applied at a level as small as the electrode tube 12 is in the form of a tube, and the electrode spring 4 increases the effective electrode linear density on the cylindrical quartz tube 14. These electrode tubes 12 and electrode springs 4 are made of stainless steel (SUS) or an alloy containing stainless steel (SUS) as a main component. Annular band-shaped silicon rings 18a and 18b are fitted to both ends of the outer circumferential surface of the cylindrical quartz tube 14. These silicon rings 18a and 18b serve to fix the electrode spring 16 on the cylindrical quartz tube 14 to prevent the flow of the electrode spring 16.
본 발명에 따른 오존 발생장치는 도 4에 나타낸 바와 같은 케이스 내에 설치된다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 오존 발생장치는 오존 발생기(30)가 내부에 설치되는 케이스(40)를 구비한다. 케이스(40)는 내부에 오존 발생기(30)가 설치되도록 사각 상자 형태 또는 원통형으로 제작된다. 케이스(40)는 일측면에 관통되는 공기유입구(42)와, 저면의 내부면에 돌출되는 원통형 돌기(50)와, 원통형 돌기(50)의 내부공으로부터 관통되는 오존 배출구(44)를 구비한다. 공기유입구(42)는 케이스(40)의 일측면에서 튜브(도시하지 않음)가 고정되는 보스(46) 내에 마련되어 케이스(40) 내의 오존 발생기(30) 쪽으로 유입되는 공기의 유로를 형성시키게 된다. 한편, 공기 발생장치(도시하지 않음)는 튜브를 경유하여 공기유입구(42) 쪽으로 공기를 공급하게 된다. 원통형 돌기(50)는 케이스(40)의 저면 내부 중앙부에서 전극관(12)보다 작은 직경을 가지는 원통형으로 돌출된다. 오존 발생기(30)는 원통형 돌기(50)에 전극관(12)이 끼워짐으로써 케이스(40) 내에 고정된다. 원통형 돌기(50)의 내부공은 오존 발생기(30)의 오존 집적공(13)과 오존 배출구(44) 사이의 유로를 형성하게 된다. 오존 배출구(44)는 케이스(40)의 저면 외부면의 중앙부에서 원통형으로 돌출되는 보스(48) 내에 마련된다. 이 보스(48)에는 튜브(도시하지 않음)가 고정된다. 한편, 전극 리드선들(12a,16a)은 케이스(40) 상에 형성된 단자를 경유하여 외부의 교류전압원과 접속된다.The ozone generator according to the present invention is installed in a case as shown in FIG. Referring to FIG. 4, the ozone generator according to the present invention includes a case 40 in which the ozone generator 30 is installed. The case 40 is manufactured in a rectangular box shape or a cylindrical shape so that the ozone generator 30 is installed therein. The case 40 includes an air inlet 42 penetrating one side, a cylindrical protrusion 50 protruding from the inner surface of the bottom surface, and an ozone outlet 44 penetrating from the inner hole of the cylindrical protrusion 50. . The air inlet 42 is provided in the boss 46 to which a tube (not shown) is fixed at one side of the case 40 to form a flow path of air introduced into the ozone generator 30 in the case 40. On the other hand, the air generating device (not shown) is to supply the air toward the air inlet 42 via the tube. The cylindrical protrusion 50 protrudes into a cylindrical shape having a diameter smaller than that of the electrode tube 12 at the inner center of the bottom surface of the case 40. The ozone generator 30 is fixed in the case 40 by fitting the electrode tube 12 to the cylindrical protrusion 50. The inner hole of the cylindrical protrusion 50 forms a flow path between the ozone accumulating hole 13 of the ozone generator 30 and the ozone outlet 44. The ozone outlet 44 is provided in the boss 48 which protrudes in a cylindrical shape from the center of the bottom outer surface of the case 40. A tube (not shown) is fixed to this boss 48. Meanwhile, the electrode lead wires 12a and 16a are connected to an external AC voltage source via a terminal formed on the case 40.
오존 발생과정은 다음과 같다. 먼저, 공기 유입구(42)를 통하여 외부의 공기발생장치로부터 발생된 공기가 케이스(40) 내부로 공급된다. 케이스(40) 내에 공기가 유입된 상태에서, 외부의 교류전압원으로부터 교류전압이 전극관(12)과 전극 스프링(16)에 공급되면 전극관(12)과 전극 스프링(16) 사이의 전위차에 의해 방전이 발생된다. 이 방전에 의해 오존이 발생되며, 그 대부분은 전극관(12) 내부의오존 집적공(13)을 포함한 오존 발생기(13) 주변에서 발생된다. 방전에 의해 발생된 오존은 오존 집적공(13) 내로 집적된다. 오존 집적공(13) 내에 집적된 오존은 케이스(40) 내/외부의 기압차에 의해 원통형 돌기(50)의 내부공, 오존 배출구(44) 및 튜브를 경유하여 외부로 배출된다. 이 때, 오존 배출구(44)를 통하여 배출되는 오존은 방전에 의해 발생된 오존의 대부분이 1차적으로 오존 집적공(13) 내에 집적되어 외부로 배출되므로 그 농도가 높아지게 된다. 또한, 오존 배출경로가 오존 발생기(30)의 내부를 경유하여 형성됨으로써 오존 배출시 오존 발생기(30)의 냉각을 촉진하여 오존의 농도를 증가시키게 된다. 다시 말하여, 오존 발생기가 방전되면서 발생되는 고열이 높을수록 오존의 농도가 낮아지는데 비하여 본 발명에서는 오존 발생과 동시에 오존이 배출되면서 오존 발생기(30)를 냉각시켜 오존의 농도를 높이게 된다. 이에 따라, 적은 소비전력과 적은 방전횟수에 의해서도 충분한 양의 오존을 얻을 수 있게 된다.The ozone generation process is as follows. First, air generated from an external air generator through the air inlet 42 is supplied into the case 40. In the state in which air flows into the case 40, when an AC voltage is supplied to the electrode tube 12 and the electrode spring 16 from an external AC voltage source, a potential difference between the electrode tube 12 and the electrode spring 16 is caused by the potential difference. Discharge is generated. Ozone is generated by this discharge, and most of it is generated around the ozone generator 13 including the ozone integrated hole 13 in the electrode tube 12. Ozone generated by the discharge is accumulated in the ozone accumulating hole 13. The ozone accumulated in the ozone accumulating hole 13 is discharged to the outside via the inner hole of the cylindrical protrusion 50, the ozone outlet 44, and the tube by the pressure difference inside / outside the case 40. At this time, the ozone discharged through the ozone discharge port 44 is mainly because the ozone generated by the discharge is primarily accumulated in the ozone accumulation hole 13 is discharged to the outside, the concentration is increased. In addition, the ozone discharge path is formed via the inside of the ozone generator 30 to promote the cooling of the ozone generator 30 during ozone discharge, thereby increasing the concentration of ozone. In other words, the higher the heat generated while the ozone generator is discharged, the lower the concentration of ozone. In the present invention, the ozone generator 30 is cooled while the ozone is discharged at the same time, thereby increasing the concentration of ozone. Thus, a sufficient amount of ozone can be obtained even with a small power consumption and a low number of discharges.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 오존 발생장치는 원통형관과 스프링 형태의 전극구조에 의해 낮은 교류전압에 의해서도 방전을 일으킬 수 있으므로 소비전력을 낮추게 된다. 본 발명에 따른 오존 발생장치는 방전에 의해 발생된 오존의 배출 경로를 전극관 내부를 경유하여 외부로 배출되는 유로로 형성함으로써 방전 후에 오존 발생기의 냉각을 촉진하여 외부로 배출되는 오존의 농도를 높이게 된다. 이에 따라, 적은 방전 횟수로도 충분한 오존을 얻을 수 있으므로 오존 효율이 증대될 뿐 아니라 오존에 의한 살균력과 산화력이 증대된다.As described above, the ozone generating device according to the present invention can be discharged even by a low AC voltage by the cylindrical tube and the electrode structure of the spring form, thereby lowering the power consumption. The ozone generating device according to the present invention forms the discharge path of ozone generated by the discharge as a flow path discharged to the outside via the inside of the electrode tube to promote the cooling of the ozone generator after discharge to increase the concentration of ozone discharged to the outside. do. As a result, sufficient ozone can be obtained even with a small number of discharges, so that not only the ozone efficiency is increased but also the sterilizing power and the oxidizing power by ozone are increased.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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