KR100323146B1 - 오존 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오존 발생장치에 관한 것으로, 소정의 내경을 갖는 중공이 형성된 원통 형상의 A전극과, 상기 A전극의 중공에 결합되고 소정의 내경을 갖는 중공이 형성된 원통 형상의 절연체와, 상기 절연체의 중공에 결합되고 내부에 중공이 형성됨과 아울러 외주면에 소정의 깊이로 나선홈 및 그 나선홈과 중공을 통하도록 연결하는 복수개의 연통공이 소정의 간격을 두고 형성된 원통 형상의 B전극과, 상기 B전극의 외주면에 결합되는 절연튜브와, 상기 A전극 및 B전극에 직류 고전압을 인가하는 고전압 발생장치와, 상기 절연체의 양단부에 각각 고정되는 공기 유입 안내부재 및 공기 배출 안내부재와, 상기 공기 유입 안내부재를 통하여 공기를 공급하는 송풍수단을 포함하여 구성한다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 단위 면적당 오존 발생량을 극대화하여 효율을 보다 향상시키고, 오존 발생 부위 및 전극의 냉각을 보다 용이하게 효율의 향상에 크게 기여하며, 또한 장기간의 사용에도 오존 발생량을 그대로 유지함으로써 수명을 연장시킨다.

Description

오존 발생장치{An ozonater}

본 발명은 오존 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단위 면적당 오존 발생량을 극대화함과 아울러, 오존 발생관 및 전극의 냉각을 보다 용이하게 하여, 효율의 향상에 크게 기여하고, 또한 수명을 현저하게 연장하여 비용 절감에 크게 기여할 수 있게 한 새로운 형태의 오존 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 오존(ozone)은 산소 원자 3개가 결합되어 이루어지고, 특이한 냄새를 가진 연한 푸른색 기체로서 산소와 동소체(同素體)이다. 건조한 산소 속에서 방전하면 오존이 만들어지며, 오존이 분해할 때 나오는 산소의 산화 작용을 이용하여 살균, 소독과 공기의 정화 등에 널리 이용되고 있고, 표백에도 이용되는 특징을 가지고 있다.

더욱이, 강한 살균력과 산화력을 지닌 오존은 식수처리에 응용할 경우 살균, 소독 효과는 물론 악취 제거와 철분, 망간등 중금속 분해까지 가능해 마음놓고 마실 수 있는 식수공급이 이뤄지게 된다.

뿐만 아니라, 염색, 피혁, 제지, 수산물 가공 공장 등에서 나오는 오.폐수를 분해, 살균과 동시에 무기물과 악취를 제거하는 이점이 있으며, 양식장에 이를 설치할 경우 풍부한 산소공급으로 물고기의 성장을 크게 촉진할 수 있는 등 환경, 식품, 반도체 산업 등 여러 분야에서 응용할 수 있다.

한편, 종래에도 오존을 인위적으로 발생시키기 위하여 여러 가지 형태의 장치가 알려지고 있다. 주로 판 인쇄 방식, 스프링 코일 방식, 스프링 관 방식, 판 방식 및 이중 발생 방식 등으로 구분할 수 있으며, 그 각각의 특징을 설명하기로 한다.

먼저, 판 인쇄 방식 오존 발생장치는 회로 기판을 사이에 두고 백금 등의 금속을 아주 미세한 두께로 인쇄하고, 다시 실리콘으로 코팅 처리하여 전기를 통하도록 함으로써 오존을 발생시키는 방식이다. 상기 스프링 코일 방식은 절연체를 사이에 두고 철사를 코일 스프링의 형상으로 제작하여 절연체 내측에 1개를 개재하고, 절연체 외측에 1개를 설치하여, 그 양단에 전기를 통하도록 한 방식이다. 상기 스프링 관 방식은 앞에서 설명한 스프링 코일 방식 중에서 절연체의 내측이나 외측에 관을 삽입하여 전기를 통하도록 함으로써 오존을 발생시키는 방식이며, 상기 판 방식은 금속성 판 전극을 절연체 사이에 두고 발생시키는 방식이다. 마지막으로 이중 발생 방식은 스프링 코일 방식, 스프링 관 방식 및 판 방식에 별도의 전극을 겹치도록 설치하여 오존을 발생시키는 방식이다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 오존 발생장치에 있어서는, 여러 가지 문제점을 안고 있는 것으로 상용화하기에는 많은 개선의 여지가 있는 것이었다.

즉, 판 인쇄 방식은 인쇄된 전극의 수명이 아주 짧은 단점이 있었으며, 스프링 코일 방식 및 스프링 관 방식은 코일 스프링 전극에 먼지가 쌓이는 구조로써, 시간이 경과될수록 오존 발생량이 현저하게 감소되며, 따라서 전극을 수시로 교환하여야 하는 단점이 있었다. 또한, 판 방식은 구조적으로 취약하여 오존의 포집 및 활용 측면에서 매우 불리하며, 이중 발생 방식은 전극 면에 온도가 상승하는 구조로써, 역시 시간이 경과될수록 오존 발생량이 현저하게 감소되는 등, 종래 기술에 의한 오존 발생장치는 여러 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 단위 면적당 오존 발생량을 극대화하여 효율을 보다 향상시킬 수 있도록 한 오존 발생장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 오존 발생 부위 및 전극의 냉각을 보다 용이하게 효율의 향상에 크게 기여할 수 있도록 한 오존 발생장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 장기간의 사용에도 오존 발생량을 그대로 유지함으로써 수명 연장을 가능하도록 한 오존 발생장치를 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 오존 발생장치의 주요부 구성을 보인 부분 절결 사시

도.

도 2는 본 발명에 의한 오존 발생장치의 전체 구성을 보인 종단면도.

도 3은 도 2의 A - A선 단면도.

도 4는 도 2의 B - B선 단면도.

도 5는 도 2의 C부에 따른 다른 실시예를 보인 부분 상세도.

도 6은 본 발명에 의한 오존 발생장치의 주요부 구성을 발췌하여 보인 확대

단면도.

도 7은 본 발명에 의한 오존 발생장치가 방열수단에 결합된 상태를 보인 분

해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : A전극 11,21,31 : 중공

20 : 절연체 30 : B전극

32 : 나선홈 33 : 연통공

40 : 절연튜브 50 : 고전압 발생장치

60 : 공기 유입 안내부재 61,71 : 오 링

62 : 흡기공 63 : 하우징

70 : 공기 배출 안내부재 72 : 배기공

80 : 송풍수단

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 소정의 내경을 갖는 중공이 형성된 원통 형상의 A전극과, 상기 A전극의 중공에 결합되고 소정의 내경을 갖는 중공이 형성된 원통 형상의 절연체와, 상기 절연체의 중공에 결합되고 내부에 중공이 형성됨과 아울러 외주면에 소정의 깊이로 나선홈 및 그 나선홈과 중공을 통하도록 연결하는 복수개의 연통공이 소정의 간격을 두고 형성된 원통 형상의 B전극과, 상기 B전극의 외주면에 결합되는 절연튜브와, 상기 A전극 및 B전극에 직류 고전압을 인가하는 고전압 발생장치와, 상기 절연체의 양단부에 각각 고정되는 공기 유입 안내부재 및 공기 배출 안내부재와, 상기 공기 유입 안내부재를 통하여 공기를 공급하는 송풍수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 오존 발생장치가 제공된다.

상기 A전극은 절연체의 외주면에 감기는 알루미늄 포일인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 오존 발생장치는 상기 절연튜브의 외주면을 감싸는 별도의 방열수단을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 단위 면적당 오존 발생량을 극대화하여 효율을 보다 향상시키고, 오존 발생 부위 및 전극의 냉각을 보다 용이하게 효율의 향상에 크게 기여하며, 또한 장기간의 사용에도 오존 발생량을 그대로 유지함으로써 수명을 연장시키는 등의 이점이 있다.

이하, 본 발명에 의한 오존 발생장치를 첨부 도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 오존 발생장치의 주요부 구성을 보인 부분 절결 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 오존 발생장치의 전체 구성을 보인 종단면도이며, 도 3은 도 2의 A - A선 단면도이고, 도 4는 도 2의 B - B선 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 소정의 내경을 갖는 중공(11)이 형성된 원통 형상의 A전극(10)과, 상기 A전극(10)의 중공(11)에 결합되고 소정의 내경을 갖는 중공(21)이 형성된 절연체(20)와, 상기 절연체(20)의 중공(21)에 결합되고 내부에 중공(31)이 형성됨과 아울러 외주면에 소정의 깊이로 나선홈(32) 및 그 나선홈(32)과 중공(31)을 통하도록 연결하는 복수개의 연통공(33)이 형성된 B전극(30)과, 상기 B전극(30)의 외주면에 결합되는 절연튜브(40)와, 상기 A전극(10) 및 B전극(30)에 직류 고전압을 인가하는 고전압 발생장치(50)와, 상기 절연체(20)의 양단부에 각각 고정되는 공기 유입 안내부재(60) 및 공기 배출 안내부재(70)와, 상기 공기 유입 안내부재(60)를 통하여 공기를 공급하는 송풍수단(80)을 포함하고 있다.

상기 A전극(10)은 SUS 또는 알루미늄 재질로 형성되어 있으며, 튜브 형상의 A전극(10)을 대신하여 절연체(20)의 외주면에 알루미늄 포일(foil)을 감아서 A전극 (10)으로 사용할 수도 있다.

상기 절연체(20)는 세라믹 또는 석영 유리 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 A전극(10)과 절연체(20)를 결합 고정함에 있어서는, 상기 절연체(20)의 외주면에 열전도성 접착제를 도포한 후, A전극(10)을 결합함으로써 절연체(20)에 A전극(10)를 접착 고정하는 것이 바람직하다. 그러나, A전극(10)과 절연체(20)를 고정하기 위한 기술은 열전도성 접착제에 의한 접착 고정 방식에만 한정되는 것은 아니며 다른 여러 가지 방법을 적용하여도 무방하다.

상기 B전극(30)도 역시 SUS 또는 알루미늄 재질로 형성되어 있으며, 상기 B전극(30)은 절연체(20)의 중공(21)에 슬라이드 방식으로 밀어 넣어 절연체(20)의 내주벽과 미세 틈새, 예를 들어서 0.2mm 정도의 틈새를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 B전극(30)의 외주면에 형성되는 나선홈(32)의 깊이는 예를 들어, 약 0.5mm 정도로 형성한다. 그러나, 이에 꼭 한정하지는 않으며 여러 가지 조건에 의해 그 보다 더 깊게 형성하거나 더 얕게 형성할 수 있다.

상기 나선홈(32)의 단면 형상은 도면에 도시한 바와 같이, 사각형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 도 5에 도시한 바와 같이, 반원홈의 형상으로 형성하여도 무방하다.

상기 나선홈(32)에 의하여 절연체(20)와 B전극(30)의 사이에 형성되는 공간 (S)은 B전극(30)의 외주면에서 생성되는 오존이 이동하는 경로 역할을 하게 되는 것이다. 상기 공간(S) 및 나선홈(32)과 중공(31)을 통하도록 연결하는 연통공(33)에 의해 오존 발생량을 증대시키는 동시에, 나선 형상을 이루게 되어 오존의 흐름을 보다 원활하게 할 뿐 아니라, B전극(30)의 냉각을 보다 효과적으로 구현하는 역할을 한다.

또한, 상기 B전극(30)의 양단부는 절연체(20) 및 A전극(10)보다 약간 길게 형성되어 있으며, 그 양단부에 오링(61)(71)을 개재한 상태에서 공기 유입 안내부재(60) 및 공기 배출 안내부재(70)를 리벳팅(riveting) 또는 웰딩(welding) 방법으로 고정되어 있다.

상기 공기 유입 안내부재(60) 및 공기 배출 안내부재(70)는 엔지니어링 플라스틱 재질로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 공기 유입 안내부재(60)는 절연체 (20)의 내부와 통하는 흡기공(62)이 형성되어 있고, 그 공기 유입 안내부재(60)의 단부에는 별도의 하우징(63)이 리벳팅 또는 웰딩 등의 통상적인 방법으로 고정되어 있으며, 그 하우징(32)에 송풍수단(80)이 설치되어 있다.

반대측의 공기 배출 안내부재(70)는 오존을 외부로 공급하기 위한 배기공 (72)이 형성되어 있다, 상기 공기 배출 안내부재(70)에는 도면에 도시하지는 않았으나 별도의 호스 및 튜브 등이 착탈 가능하도록 결합된다.

한편, 본 발명에 의한 오존 발생장치는 별도의 방열수단에 의하여 열을 방출시키도록 구성되어 있는 바, 방열수단의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 7에 도시한 바와 같이, 알루미늄 재질로 형성된 상,하부 방열부재 (91) (92)의 반구형상 수납홈(91a)(91b),(92a)(92b)으로 본 발명에 의한 오존 발생장치 (90)를 수납하여 구성한 것이다.

상기 상,하부 방열부재(91)(92)에는 수평 방향으로 복수개의 방열핀(91c) (92c)이 각각 형성되어 방열 효율을 향상시키록 하였으며, 상기 상,하부 방열부재 (91)(92)에 수납홈(91a)(91b),(92a)(92b)의 개수에 따라 1개 또는 2개, 또는 그 이상으로 수납하도록 한다.

상기 상,하부 방열부재(91)(92)를 일체로 고정함에 있어서는, 상,하부 방열부재(91)(92)의 변부 여러 곳을 관통하는 복수개의 고정봉(93)과, 상기 고정봉(93)의 단부에 각각 나사 결합되는 고정 너트(94)를 사용한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 오존 발생장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 송풍수단(80)의 통상적인 작용에 의하여 외부 공기가 하우징(63)의 내부로 유입된 후, 공기 흡입 안내부재(60)의 흡기공 (62)을 통하여 흡입된다.

이와 같이, 공기 흡입 안내부재(60)의 흡기공(62)을 통하여 흡입된 공기중 일부는 B전극(30)의 중공(31)을 따라 흐르게 되고, 일부는 B전극(30)의 외주면에 형성된 나선홈(32)을 따라 흐르게 된다.

이 때, A전극(10)과 B전극(30)에는 고전압 발생장치(50)가 접속되어 고전압이 인가된 상태이므로 코로나 방전 현상이 발생하게 되는 바, B전극(30)의 중공(31)과 나선홈(32)을 따라 흐르는 공기중의 O와 O₂가 반응하여 오존을 발생시키게 되는 것이다.

상기 B전극(30)의 나선홈(32)을 따라 흐르는 공기는 나선의 특성으로 인하여 선회력을 받게 되므로 다량의 오존을 발생시키게 되는 것이며, 이와 같이, 새로 생성된 오존의 일부는 나선홈(32)을 따라 계속 흐르게 되고, 일부는 연통공(33)을 통해 다시 중공(31)으로 유입되어 그 중공(31)을 따라 흐르는 오존과 합쳐져서 공기 배출 안내부재(71)의 배기공(72)을 거쳐 외부로 공급된다.

본 발명에 의한 오존 발생장치에 따르면, B전극(30)의 내부에 중공(31)을 형성함과 아울러 외주면에 나선홈(32)을 형성하고, 다시 나선홈(32)에 중공(31)과 통하는 연통공(33)을 형성하여, 오존 발생 면적을 최대화함으로써 단위 면적당 오존 발생량을 극대화하는 효과를 얻을 수 있으며, 공기 및 오존의 흐름을 나선상으로 유도하여 B전극(30)을 포함하는 부품의 냉각 효율을 향상시키고, 뿐만 아니라 오존의 선회 운동으로 B전극(30)에서 잔류 및 정체하는 현상을 방지하게 된다.

또한, 절연체(20)와 B전극(30) 사이의 나선홈(32)을 통해 공기 및 오존이 소정의 압력을 받으며 흐르게 됨으로써 상기 나선홈(32)에 잔류하는 이물질이 머무르는 현상없이 공기 및 오존과 함께 배출되는 것이며, 따라서 나선홈(32)에 잔류 이물질이 끼는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

이에 따라서, 오존 발생장치의 수명을 현저하게 연장시킬 수 있고, 오존 발생장치의 부품을 교환하지 않아도 오존 발생량이 항시 균일하게 하여 성능 저하를 근본적으로 방지하여 오존 발생 시스템의 운용을 보다 효율적으로 구현하는 효과를 기대하게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 오존 발생장치(90)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 상,하부 방열부재(91)(92)의 수납홈(91a)(91b),(92a)(92b)에 수납되어, 고전압 인가에 따른 열을 방열시키게 된다.

상기와 같은 본 발명에 의한 오존 발생장치는 상세한 설명에 설명되고 도면에 도시한 실시예에 한정하지 않는다. 따라서, 본 발명의 청구항 및 그 종속항의 창작적 개념의 정신으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가해질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 오존 발생장치는, 소정의 내경을 갖는 중공이 형성된 원통 형상의 A전극과, 상기 A전극의 중공에 결합되고 소정의 내경을 갖는 중공이 형성된 원통 형상의 절연체와, 상기 절연체의 중공에 결합되고 내부에 중공이 형성됨과 아울러 외주면에 소정의 깊이로 나선홈 및 그 나선홈과 중공을 통하도록 연결하는 복수개의 연통공이 소정의 간격을 두고 형성된 원통 형상의 B전극과, 상기 B전극의 외주면에 결합되는 절연튜브와, 상기 A전극 및 B전극에 직류 고전압을 인가하는 고전압 발생장치와, 상기 절연체의 양단부에 각각 고정되는 공기 유입 안내부재 및 공기 배출 안내부재와, 상기 공기 유입 안내부재를 통하여 공기를 공급하는 송풍수단을 포함하여 구성함으로써 단위 면적당 오존 발생량을 극대화하여 효율을 보다 향상시키고, 오존 발생 부위 및 전극의 냉각을 보다 용이하게 효율의 향상에 크게 기여하며, 또한 장기간의 사용에도 오존 발생량을 그대로 유지함으로써 수명 연장을 가능하는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 소정의 내경을 갖는 중공이 형성된 원통 형상의 A전극과,

   상기 A전극의 중공에 결합되고 소정의 내경을 갖는 중공이 형성된 원통 형상의 절연체와,

   상기 절연체의 중공에 결합되고 내부에 중공이 형성됨과 아울러 외주면에 소정의 깊이로 나선홈 및 그 나선홈과 중공을 통하도록 연결하는 복수개의 연통공이 소정의 간격을 두고 형성된 원통 형상의 B전극과,

   상기 B전극의 외주면에 결합되는 절연튜브와,

   상기 A전극 및 B전극에 직류 고전압을 인가하는 고전압 발생장치와,

   상기 절연체의 양단부에 각각 고정되는 공기 유입 안내부재 및 공기 배출 안내부재와,

   상기 공기 유입 안내부재를 통하여 공기를 공급하는 송풍수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 오존 발생장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 A전극은 절연체의 외주면에 감기는 알루미늄 포일인 것을 특징으로 하는 오존 발생장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 절연튜브의 외주면을 감싸는 별도의 방열수단을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 오존 발생장치.