KR100381272B1 - Ozone Generator with Multi-Channel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 채널을 갖는 오존발생장치에 관한 것으로서, 접지가 잡혀서 외부적으로 안전한 유도전극과, 상기 유도전극의 대략 중앙부에 설치되는 유전체와, 상기 유전체의 상면에 일정높이를 유지시켜 주는 스페이서와 전극의 움직임을 막아주는 가이드를 매개로 설치되는 방전전극으로 구성된 반응기와; 오존발생공간을 형성하는 본체 및; 상기 본체의 대략 중앙부에 설치되며 각각의 격벽부재가 서로 어긋나게 배치되어 다중의 방전경로를 이루는 서포터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an ozone generating apparatus having a multi-channel, comprising: an induction electrode externally secured by grounding, a dielectric installed at an approximately center portion of the induction electrode, a spacer for maintaining a predetermined height on an upper surface of the dielectric; A reactor comprising a discharge electrode installed through a guide to prevent movement of the electrode; A main body forming an ozone generating space; It is installed in a substantially central portion of the main body and each partition member is characterized in that it comprises a supporter for forming a plurality of discharge paths to be offset from each other.
상기와 같이 구성된 다중 채널을 갖는 오존발생장치는 유체가 방전공간에 노출되는 시간을 길게 하고, 반응기 상에 산소가 고르게 공급되도록 함으로써 오존발생율을 높이고, 또한 유체가 흐르는 속도를 빠르게 하여 온도가 상승되는 것을 막고 발생된 오존이 원활하게 토출되지 못하고 정체하고 있는 것을 방지하여 오존의 해리를 막아 결과적으로 오존발생률을 높이게 된다.The ozone generator having a multi-channel structure configured as described above increases the time by which the fluid is exposed to the discharge space, increases the ozone generation rate by supplying oxygen evenly to the reactor, and increases the temperature by increasing the speed at which the fluid flows. It prevents the ozone generated from being discharged smoothly and prevents stagnation, thereby preventing the dissociation of ozone and consequently increasing the ozone generation rate.
Description
본 발명은 다중 채널을 갖는 오존발생장치에 관한 것으로서, 공간을 통과하는 공기의 유로를 좁고 길게 하여 다중으로 형성하고 그것을 순차적으로 지나가게 하여 방전경로를 길게 함으로써 오존발생량을 증대시키는 오존발생기에 관한 것이다.The present invention relates to an ozone generator having a multi-channel, and relates to an ozone generator for increasing the amount of ozone by increasing the discharge path by forming a plurality of narrow passages of air passing through the space and by passing them sequentially. .
일반적으로 오존은 O + O2→ O3①로 발생된다.In general, ozone is generated from O + O 2 → O 3 ①.
또한, O3+ O → 2O2②로 해리되므로 오존의 발생량은 ①과 ②의 반응을 합친 오존발생량 Y(O3) = K1* ① - K2* ② (K : 반응계수)가 되고 K1과 K2의 반응계수를 잘 조절하면 오존발생량 Y(O3)이 최대가 된다.In addition, since O 3 + O → 2O 2 ② is dissociated, the amount of ozone generated is the amount of ozone generated by combining the reactions of ① and ② Y (O 3 ) = K 1 * ①-K 2 * ② (K: reaction coefficient) and K If the reaction coefficient of 1 and K 2 is well controlled, the ozone generation amount Y (O 3 ) is maximum.
오존은 화학적으로 원자간의 결합력이 대단히 취약하여 불안정하게 존재하는 것으로서, 염소의 7배정도 강한 산화력과 살균력을 가지며, 박테리아 등과 같은 세균을 멸균시키고 곰팡이 등 균류가 번식하는 것을 방지하는 효과를 갖는다.Ozone is unstable due to its very weak bonding force between atoms, and has an oxidizing power and sterilizing power of about 7 times that of chlorine, and sterilizes bacteria such as bacteria and prevents the growth of fungi such as molds.
또한, 탈취 기능도 있어서 유취물을 분해시켜 냄새를 제거하는 성질을 갖는다.In addition, it also has a deodorizing function to decompose odorants to remove odors.
상술한 오존은 다양한 분야에 오폐수 처리, 살균, 탈취 용도로 많이 이용되고 있다.The ozone described above is widely used for wastewater treatment, sterilization, and deodorization in various fields.
특히, 반도체 소자의 고집적화 및 초미세 패턴화가 진행됨에 따라 공정기술이 복잡해지면서 공정수가 증가하고, 절연막의 두께가 얇아지며, 고품질의 제품이 요구되면서 데미지(damage)에 대한 문제가 크게 대두되고 있으며, 공정 중 사용되는 화학적 환경 오염을 제거하는 반도체 제조공정에 적용되어진다.In particular, as high integration and ultra-fine patterning of semiconductor devices progress, the number of processes increases, the thickness of the insulating layer becomes thinner, and the problem of damage arises as the demand for high-quality products increases. It is applied to semiconductor manufacturing process to remove chemical environmental pollution used in the process.
상술한 바와 같은 성향을 갖는 오존은 전해화학법, 광화학법, 고주파 전개법, 방사선조사법, 유전체장벽방전 등의 방법으로 생성될 수 있으며, 특히 유전체 장벽방전법의 경우는 일반유리관에 두 전극을 설치하여 고전압을 인가하고 내부에 산소를 포함하는 기체를 흘려서 오존을 생성하는 방법으로서, 그 구성은 도 1에 도시된 바와 같다.Ozone having such a tendency as described above can be generated by electrochemical method, photochemical method, high frequency development method, irradiation method, dielectric barrier discharge method, and especially in the case of dielectric barrier discharge method, two electrodes are installed in a common glass tube. By applying a high voltage and flowing a gas containing oxygen therein to generate ozone, the configuration of which is as shown in FIG.
상기 도면에 도시된 바와 같이 두 개의 금속전극 (1,2) 사이에 유전체(3)를 게재하고 거기에 교류전압을 인가하면 방전이 일어난다. 이것을 유전체 장벽방전이라고 한다.As shown in the figure, when a dielectric 3 is placed between two metal electrodes 1 and 2 and an alternating voltage is applied thereto, a discharge occurs. This is called dielectric barrier discharge.
그 방전공간에 산소 또는 공기를 흘려주면 미소방전에 의하여 생겨난 산소원자가 산소분자와 결합하여 오존이 발생한다.When oxygen or air is flowed into the discharge space, the oxygen atoms generated by the microdischarge combine with the oxygen molecules to generate ozone.
본 발명의 목적은 공간을 통과하는 공기의 유로를 좁고 길게 하여 다중으로 형성하고 그것을 순차적으로 지나가게 하여 방전경로를 길게 함으로써 오존발생량을 증대시키는 오존발생기에 관한 것이다.An object of the present invention relates to an ozone generator for increasing the amount of ozone by increasing the discharge path by forming a plurality of narrow passages of air passing through the space and passing them sequentially.
다시 말하면 유체가 방전공간에 노출되는 시간을 길게 하고, 반응기 상에 산소가 고르게 공급되도록 함으로써 오존발생율을 높이고, 또한 유체가 흐르는 속도를 빠르게 하여 온도가 상승되는 것을 막고 발생된 오존이 원활하게 토출되지 못하고 정체하고 있는 것을 방지하여 오존의 해리를 막아 결과적으로 오존발생률을 높이게 된다.In other words, by increasing the time that the fluid is exposed to the discharge space, by evenly supplying oxygen to the reactor to increase the ozone generation rate, and also to increase the flow rate of the fluid to prevent the temperature rise and to prevent the generated ozone is discharged smoothly This prevents stagnation and prevents the ozone from dissociating and consequently increases the ozone generation rate.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 접지가 잡혀서 외부적으로 안전한 유도전극과, 상기 유도전극의 대략 중앙부에 설치되는 유전체와, 상기 유전체의 상면에 일정높이를 유지시켜 주는 스페이서(spacer)와 전극의 움직임을 막아주는 가이드(guide)를 매개로 설치되는 방전전극으로 구성된 반응기와; 상기 반응기와 오존발생공간을 형성하는 본체; 상기 본체의 대략 중앙부에 설치되며 "ㄷ" 자 형상의 격벽부재가 서로 어긋나게 배치되어 다중의 방전경로를 이루는 격벽부재와 유체가 유출·입되도록 그 양측에 형성된 유체 유·출입구로 이루어진 서포터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an externally safe induction electrode, a dielectric provided at an approximately center portion of the induction electrode, a spacer and an electrode for maintaining a predetermined height on an upper surface of the dielectric. A reactor comprising a discharge electrode installed through a guide to prevent movement of the vehicle; A main body forming an ozone generating space with the reactor; It is installed in the central portion of the main body and the "c" shaped partition wall members are arranged to be offset from each other including a partition member forming a plurality of discharge paths and a fluid flow inlet and outlet formed on both sides so that fluid flows in and out; It is characterized by.
도 1은 일반적인 다중 채널을 갖는 오존발생장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도.1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of an ozone generator having a general multi-channel.
도 2는 본 발명에 의한 다중 채널을 갖는 오존발생장치의 구성을 도시한 분리 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing the configuration of an ozone generator having a multi-channel according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 다중 채널을 갖는 다중 채널을 갖는 오존발생장치의 내부 구성을 도시한 결합사시도.Figure 3 is a perspective view showing the internal configuration of the ozone generator having a multi-channel having a multi-channel according to the present invention.
도 4는 도 3의 A 방향에서 바라 본 상태를 도시한 평면도,4 is a plan view showing a state viewed from the direction A of FIG.
도 5 는 발생된 오존이 빠져나가지 못하고 정체함으로써 발생하는 해리에 대한 설명을 하기 위한 도면,5 is a view for explaining the dissociation caused by stagnation of the generated ozone does not escape,
도 6은 격벽부재를 설치하여 생기는 방전로의 연장됨을 설명을 하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the extension of the discharge path generated by installing the partition member.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 본체 20 : 서포터10: main body 20: supporter
21 : 격벽부재 30 : 반응기21: partition member 30: reactor
31 : 유도전극 32 : 유전체31: induction electrode 32: dielectric
35 : 방전전극35: discharge electrode
이하, 첨부도면 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 대한 구성 및 작용에 대해서 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
상기 도면에 도시한 바와 같이 내부에 모든 구성 요소를 포함하는 사각틀 형태를 갖는 본체(10)가 있고, 상기 본체(10)의 대략 중앙 부분에는 서포터(20)가 설치되며, 상기 서포터(20)를 중심으로 반응기(30)가 쌍을 이루도록 서로 대칭형태로 설치된다.As shown in the drawing, there is a main body 10 having a rectangular frame shape including all the components therein, and a supporter 20 is installed at an approximately central portion of the main body 10, and the supporter 20 is provided. The reactors 30 are symmetrically installed with each other to form a pair as a center.
상기 본체(10)의 양측부에는 오존발생에 필요한 산소 또는 공기를 공급하는 공기 유입구(11)가 형성되며, 그 타측면에는 상기 본체(10)의 내부를 통과하며 발생된 오존을 토출시키는 토출구(12)가 형성된다.Air inlets 11 for supplying oxygen or air necessary for ozone generation are formed at both sides of the main body 10, and discharge ports for discharging ozone generated through the inside of the main body 10 at the other side thereof ( 12) is formed.
상기 반응기(30)는 접지가 잡혀서 외부적으로 안전한 유도전극(31)과, 상기 유도전극(31)의 대략 중앙부에 설치되는 유전체(32)와, 상기 유전체(32)의 상면에 일정높이를 유지시켜 주는 스페이서(spacer)(33)와 전극의 움직임을 막아주는 가이드(guide)(34)를 매개로 설치되는 방전전극(35)으로 구성된다.The reactor 30 maintains a constant height on the upper surface of the induction electrode 31, the dielectric 32 installed in the center of the induction electrode 31, and the upper surface of the dielectric 32, which are secured to the ground. It is composed of a discharge electrode 35 which is provided via a spacer 33 to allow and a guide 34 to prevent the movement of the electrode.
상기 서포터(20)는 대략 "ㄷ" 자 형상의 격벽부재(21)가 서로 이격되게 배치되어 산소를 포함하는 유체의 흐름이 옆면으로 누설되지 않고 층류(laminar flow)를 이루도록 하여 유체가 정체되는 것을 해소하며 방전 경로를 다중으로 형성하여 방전 경로를 연장시켜준다.The supporter 20 has a substantially "c" shaped partition wall member 21 spaced apart from each other so that the flow of the fluid containing oxygen does not leak to the side to form a laminar flow (laminar flow) that the fluid is stagnated It solves and extends the discharge path by forming multiple discharge paths.
상기 가이드(34)는 사각틀 형상을 갖도록 형성된다.The guide 34 is formed to have a rectangular frame shape.
또한, 상기 스페이서(33)는 상기 방전전극(35)의 유동을 방지하도록 “ㄷ”자 형상의 받침대(33a)가 서로 이격되게 설치되어 구성되며, 상기 받침대(33a)는 그 설치된 평면도 상 모습이 상기 방전경로와 대응된 형태인 "ㄹ" 자를 이룬다.In addition, the spacer 33 is configured so that the “c” shaped pedestal 33a is spaced apart from each other so as to prevent the flow of the discharge electrode 35, and the pedestal 33a has a plan view of the pedestal 33a. It forms a "d" character corresponding to the discharge path.
상기 방전전극(35)은 산화가 잘 되지 않고 전도성이 우수한 금속으로 이루어지고 스트라이프 형상 또는 그물 형상 등으로 구현되며, 그 전체 형상이 상기 서포터(20)가 이루는 형상과 대응된 형상인 "ㄹ"자를 이루도록 하거나 사각형을 이루도록 구성할 수 있다.The discharge electrode 35 is formed of a metal having excellent conductivity and excellent oxidation, and is implemented in a stripe shape or a net shape, and the entire shape is a letter “d” corresponding to the shape formed by the supporter 20. Can be configured to form a rectangle or.
상기 유도전극(31)은 산화가 잘 되지 않고 전도성이 우수한 금속으로 이루어지며, 유전체(32)는 열적으로는 전도체이면서 전기적으로는 부도체인 예컨데, 세라믹으로 구성된다.The induction electrode 31 is made of a metal that is not easily oxidized and has excellent conductivity. The dielectric 32 is thermally conductive and electrically insulated, for example, made of ceramic.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 다중 채널을 갖는 오존발생장치는 먼저,유도전극(31) 및 방전전극(35)에 교번하는 전압을 인가시키면 방전이 일어난다.In the ozone generating apparatus having a multi-channel according to the present invention configured as described above, discharge occurs first when an alternating voltage is applied to the induction electrode 31 and the discharge electrode 35.
그 방전공간에 본체(10)의 유입구(11)를 통하여 산소 또는 공기를 흘려주면 그 유체는 상기 서포터(20)에 의하여 형성된 방전경로를 따라 이동하여, 미소방전에 의하여 생겨난 산소원자가 산소분자와 결합함으로써 오존이 발생되며, 그 발생된 오존은 토출구를(12)를 통하여 토출된다.When oxygen or air flows into the discharge space through the inlet 11 of the main body 10, the fluid moves along the discharge path formed by the supporter 20, whereby oxygen atoms generated by microdischarge are combined with oxygen molecules. Ozone is generated by this, and the generated ozone is discharged through the discharge port 12.
이때, 산소를 포함하는 유체는 서포터(20)가 이루는 "ㄹ" 자 형상의 방전경로를 따라서 순차적으로 흐르고, 따라서 유체가 원활하게 흐르지 못하고 머무는 부분이 존재하지 않게 되면서 산소가 방전공간 전 부분에 고르게 공급된다.At this time, the fluid containing the oxygen flows sequentially along the discharge path of the "-" shaped shape formed by the supporter 20, so that the fluid does not flow smoothly and there is no remaining portion, and oxygen is evenly distributed throughout the discharge space. Supplied.
다음, 도 5 는 발생된 오존이 빠져나가지 못하고 정체함으로써 발생하는 해리에 대하여 설명한다.Next, Fig. 5 explains the dissociation caused by stagnation without the ozone generated.
L1< L2< L3가 되면서 체적 내의 유속은 그와 반대로 V1V2V3가 된다. 그러므로 V3의 속도로 진행하던 유체는 전체 흐름에서 떨어져서 정체하게 되고 오존의 발생과 해리가 반복되게 되어 전력을 소비함과 동시에 온도의 상승만 초래하게 된다.(상기 L1, L2, L3는 유체의 경로를 나타낸다.)With L 1 <L 2 <L 3 , the flow velocity in the volume is vice versa V 1 V 2 V 3 . Therefore, the fluid flowing at the speed of V 3 is stagnant in the entire flow, and the generation and dissociation of ozone are repeated, resulting in power consumption and temperature increase. (L 1 , L 2 , L 3 Indicates the path of the fluid.)
따라서, 유체로를 "ㄹ" 자로 구현시키면 상대적으로 그 길이가 길어지게 되어 산소가 방전영역에 머무는 시간을 길게 하면서도 정체되지 않게 하여 오존발생량이 증가시킬 수 있다.Therefore, when the fluid path is implemented as a letter r, the length of the fluid path is relatively long, and thus the amount of ozone generated can be increased by making the oxygen stay in the discharge area longer while not being stagnant.
상술한 내용에 있어서, 산소의 방전경로를 "ㄹ" 자로 형성시킨 것을 예로 들어 설명하였으나, 물론 그에 한정된 것은 아니며, 격벽부재의 형태나 배치구조를다르게 하여 다른 형태의 방전경로를 구현시킬 수 있다.In the above description, the discharge path of oxygen has been described as an example of forming the letter 'l', but the present invention is not limited thereto, and other types of discharge paths may be realized by varying the shape or arrangement of the partition member.
도 6은 격벽부재(21)를 설치하여 생기는 방전로의 연장됨을 설명하는 도면으로서, 상기 도면에 도시한 바와 같이 가로 w, 세로 h 의 방전면적을 가질 때, 다중 채널을 가지지 않았을 때의 방전장의 평균길이 L1은 식 ( 1 ) 과 같이 된다.FIG. 6 is a view for explaining the extension of the discharge path generated by installing the partition member 21. As shown in the drawing, when the discharge area has a horizontal w and a vertical h, the discharge field when the channel does not have multiple channels is shown. The average length L 1 is given by Equation (1).
L1=- 식 ( 1 )L 1 = -Equation (1)
이에 반하여 격벽부재(21)를 설치한 서포터(20)를 사용하여 다중 채널을 가지면 방전장의 평균길이 L2는 식 ( 2 )와 같이 된다.On the other hand, when the supporter 20 provided with the partition member 21 has multiple channels, the average length L 2 of the discharge field is expressed by Equation (2).
L2= w * a - 식 ( 2 )(a : 경로의 수)L 2 = w * a-expression (2) (a: number of paths)
가 된다.Becomes
예를 들어 w = 300mm, h = 90mm 일 때, 3개의 방전경로를 가지게 하면, L1= 316mm 이나For example, if w = 300mm, h = 90mm, three discharge paths, L 1 = 316mm
L2= 900으로 2.85배가 되고,L 2 = 900, 2.85 times,
w = 300mm, h = 100mm 일 때, 5개의 방전경로를 가지게 하면When w = 300mm and h = 100mm, we have five discharge paths
L1= 316mm 이나L 1 = 316 mm or
L2= 1500으로 4.75배가 된다.L 2 = 1500, 4.75 times.
상술한 바와 같이 그 경로를 다중으로 할수록 방전장을 경험하는 길이가 길어지게 된다.As described above, the longer the path is, the longer the length of the discharge field is experienced.
그러나, 무작정 방전경로를 길게 한다고 오존발생량이 증가하는 것은 아니고 인가되는 전압, 인입되는 유체의 유량과 압력에 따라 그 조건 및 최적치는 달라지게 된다.However, lengthening the discharge path without accidental increase does not increase the amount of ozone generated, but the conditions and optimum values vary depending on the voltage applied and the flow rate and pressure of the fluid to be introduced.
상술한 바와 같이 본 발명은 서포터를 다중의 방전경로를 이루도록 구현하여 유체가 방전영역에 지나는 시간을 일정하게 연장시키고, 전 방전공간에 유체가 고르게 공급되도록 함으로써 오존발생량을 증가시킨다.As described above, the present invention implements the supporter to form a plurality of discharge paths, thereby uniformly extending the time for the fluid to pass through the discharge area, and increasing the amount of ozone generated by allowing the fluid to be uniformly supplied to the entire discharge space.
또한, 발생된 오존이 빠져나가지 못하고 정체함으로써 발생하는 해리를 감소시키게 된다.In addition, it is possible to reduce the dissociation caused by stagnation of the generated ozone does not escape.
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |