KR100392814B1

KR100392814B1 - 고효율 고농도 오존발생장치

Info

Publication number: KR100392814B1
Application number: KR10-2000-0070440A
Authority: KR
Inventors: 문재덕
Original assignee: 유니셈 주식회사; 문재덕
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2003-07-28
Also published as: KR20020040401A

Abstract

본 발명은 유도전극 상에 유전체 장벽을 설치하고 유전체의 상부에 일정거리 이격된 방전전극을 형성하되 방전전극을 적정 선폭과 그물코를 갖는 그물형 전극으로 설정하므로서 유전체와 방전전극간의 공간뿐 만 아니라 그물전극의 표면 및 연면에서도 고밀도의 방전이 이중으로 발생되도록 하여 코로나 방전효율과 방전밀도를 대폭 증가시키고, 고온의 방전공간 내에서 생성된 고농도의 오존을 그물코를 통하여 상류시켜 생성된 오존의 해리속도를 크게 저감시키고, 또한 고주파 펄스전압을 인가하여 인가 펄스전압치는 증가시키면서도 펄스 시비율은 줄여서 인가전력을 작게 조절함으로서 오존발생장치의 소비전력을 대폭 줄일 수 있고, 또한 장치 구조와 제조공정을 간단화 하여 장치 가격이 저렴하도록 한 고효율 고농도 오존발생장치에 관한 것이다.

Description

고효율 고농도 오존발생장치{High Efficiency and High Concentration Ozone Generation System}

본 발명은 그물형 방전전극에서의 연면방전 및 방전전극과 유전체 장벽간의 공간방전을 이중으로 이용하여 효과적으로 고효율 고농도의 오존을 발생시키는 오존발생장치에 관한 것이다.

종래의 오존발생장치는 무성방전이나 고주파 연면방전 중에서 한쪽 만을 주로 이용하는 오존발생장치가 대부분 사용되고 있으며 구조상 가격이 비싸고 또한 출력오존농도와 오존발생 효율성이 낮아 실용상 개선이 요구되어왔다.

한편, 무성방전을 이용한 오존발생방전장치의 전형적인 예로는 도 1과 같이 가스입구(1) 및 방전에 의해 생성된 오존이 배출되는 오존가스출구(2)가 형성된 케이스(10) 내에 원통형 내부전극(3)을 설치하고 원통형 내부전극(3)의 상부면에 경질 유리로 된 유전체(4)를 밀착 설치하고, 유전체(4)의 상부로 수 mm 이격(離隔)하여 원통형 접지전극(5)을 설치한 다음 두 전극의 단자(13)(15)로 교류전압(7)을 인가하여 방전공간(6)에서 무성방전이 이루어지도록 한 것이 있으나, 이는 미소방전주 (micro discharge column)로 형성된 무성방전이 경질유리의 표면에서 발생하여 접지전극(5)간의 공간(6)으로 확산 진전되어 경질유리 표면에서의 미소방전시에 발생되는 고온(800∼1,200℃)으로 인하여 오존발생량이 적을 뿐만 아니라 경질유리(용융점 400∼600℃)의 표면이 국소적으로 용착되어 결국 사용시간 증가에 따라 수명이 빨리 단축되는 문제가 있다.

또한, 종래의 전형적인 고주파 연면방전형 오존발생장치로는 가스입구와 가스출구가 형성된 케이스 내에 도 2와 같이 일정두께를 갖는 유전체(24)를 설치하고, 유전체(24)의 상부표면에 일정간격과 일정폭을 갖는 띠상(strip line)의 방전전극(23)을 스크린 인쇄(screen print) 방법으로 형성하고, 또 평판형상의 유도전극(25)을 유전체(24) 속에 매몰시킨 후 고온으로 소성(1,200∼1,600℃, sintering)한 다음 이들 전극의 단자(33)(34)로 고주파전원(27)을 인가하면 방전전극(23)의 연면(沿面)에만 국한하여 방전되는 연면방전이 발생되어 방전전극 주변 공기(또는 산소)중의 산소분자가 분해되어 오존가스가 발생되도록 한 것으로, 이와같은 장치에서 유전체(24)의 재질로는 알루미나가 주로 사용되므로 유전체(24)의 표면에 고착되는 방전전극(23)이나 유전체(24) 속에 매몰되는 유도전극(25)은 유전체(24)의 열팽창 계수와 비슷한 금속인 텅스텐을 사용하여 방전중에 발생하는 800∼1,200℃의 고열로부터 유전체(24)의 균열이나 변형 등을 방지하도록 하고 있으나, 전극으로 사용된 텅스텐이 고가이며 또한 유도전극(25)을 내부에 매몰시킨 유전체(24)의 표면에 방전전극(23)을 스크린 인쇄한 다음 1,200∼1,600℃의 고온으로 소성시켜 제조하기 때문에 제조원가가 매우 높아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 오존발생장치의 문제점들을 해소하기 위하여 유전체 표면과 방전전극 간의 무성방전과, 전극으로부터의 연면방전을 동시에 발생시켜 매우 효율적으로 오존이 생성되게 한 것으로서, 유도 전극상에 비유전율이 높고 절연내력이 큰 유전체 장벽을 설치하고 유전체의 상부에 일정거리 이격된 방전전극을 형성하되, 적정 금속선폭과 빈 공간인 그물코를 갖는 그물형 전극을 방전전극으로 설치하므로서 장치의 구조와 제작이 용이하며 유전체와 전극간의 이격공간 뿐만 아니라 그물전극의 표면 및 그물코의 연면에서도 고밀도의 방전이 효과적으로 발생되도록 하여 코로나 방전효율과 방전밀도를 대폭 증가시킬 뿐만 아니라 고농도의 오존을 그물코를 통하여 생성된 상부로 용이하게 상류확산(上流擴散)시켜 고온의 방전공간 내에서의 오존이 산소로 환원되는 것을 크게 감소시키고, 또한 고주파 펄스전압을 인가하여 인가 펄스전압의 크기를 증가시키면서도 펄스시비율과 이에 따른 인가전력을 줄여 고효율 고농도 오존이 발생되면서도 오존발생장치의 소비전력을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 오존발생장치의 구성이 매우 간단하며 제조공정이 단순하여 원가가 절감되는 고효율 고농도 오존발생장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 금속재질의 기판전극 상에 비유전율이 높은 유전체를 설치하고, 이 유전체 상에 금속전극을 형성하되 종래 무성방전형의 판상(板狀)이 아닌 전극 폭이 좁고 또 얇은 그리고 빈 공간인 그물코를 갖는 그물전극이나, 선폭이 좁고 또 긴 세편(細片, strip line) 또는 세선(fine wire)으로 형성된 그물형의 방전전극을 종래와 같이 유전체상에 밀착시키지 않고 적당한 간격으로 이격 설치함으로서 도 1과 같이 방전공간에서의 무성방전이 이격공간에서도 발생할 뿐만 아니라 도 2와 같은 종래의 연면방전도 그물전극의 하부표면 및 그물코의 연면에서 강력한 코로나 방전이 동시에 중첩하여 발생되게 함으로써 방전밀도를 높임은 물론 적정의 이격간격 설정으로 말미암아 방전 개시전압은 약간 상승되나 방전전류와 소비전력을 대폭적으로 감소시키고, 코로나 방전효율은 대폭 증가시킬 수 있도록 하여 가스입구로 공기나 탈수된 건조공기(dry air)나 산소(oxygen)류를 주입함으로서 고효율 고농도의 오존발생장치로 사용할 수 있게 된다.

또한, 방전전극은 그물코를 갖는 그물전극으로 형성함으로서 이 그물코의 빈 공간을 통하여 고밀도 방전에 의해 생성된 고농도의 오존이 상류로 확산되어 고온의 오존생성 방전공간으로부터 방출되게 함으로서 산소로의 환원속도를 크게 줄여 출력 오존농도를 크게 향상시킨 것이다.

또한, 고주파 펄스전압을 인가하여 인가 펄스전압치는 증가시키면서도 펄스시비율은 줄여 최종적으로는 인가전력을 작게 조절함으로서 오존발생장치의 소비전력을 대폭 줄일 수 있어서 고효율 고농도의 오존이 발생하게 한 것이다.

도 1 : 종래 무성방전 오존발생장치(가)의 단면 구성도.

도 2 : 종래 고주파 연면방전 오존발생장치(나)의 사시도.

도 3 : 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치(다)의 단면 구성도.

도 4 : 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치(다)의 분해 사시도.

도 5 : 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치(라)의 다른 실시예 단면구성도.

도 6 : 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치(라)의 다른 실시예 실물사진.

도 7 : 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치의 전원회로 블럭도.

도 8 : 본 발명 도 7의 ⓑ 지점 펄스전압 파형도(b).

도 9 : 본 발명 도 7의 ⓐ 지점 펄스전압 파형도(a).

도 10 : 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치의 오존발생 특성곡선.

도 11 : 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치의 이격거리에 따른 오존발생

특성곡선.

도 12 : 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치의 방전전극 그물코의 크기에

따른 오존발생 특성곡선.

도 13 : 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치의 전원주파수 변화에 따른

오존발생 특성곡선.

도 14 : 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치의 펄스시비율 변화에 따른

오존발생 특성곡선.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1)(41)--가스입구 (2)(42)--오존가스출구

(3)--원통형 내부전극 (4)--원통형 유전체

(5)--원통형 접지전극 (6)(46)--방전공간

(7)--교류전원 (8)(48)--냉각수 입구

(9)(49)--냉각수 출구 (10)(50)--케이스

(11)(57)--냉각수 통로 (13)(34)(53)--고전압 단자

(15)(33)(55)--접지단자 (23)(43)--방전전극

(24)(44)--유전체 (25)(45)--유도전극

(27)--고주파전원 (47)--전원장치

(51)--냉각수 덮개 (52)--스페이서(spacer)

(54)--케이스 덮개 (56)--연결 볼트

(AC)--상용교류전원 (D)--정류 다이오드

(C)--평활 콘덴서 (Tr)--고전압 펄스트랜스

(Iv)--주 펄스 변환기 (LP)--저전압 전원

(SG)--신호발생회로 (SC)--이상신호검지회로

(OC)--신호제어회로 (PC)--보호회로

(OG)--본 발명 오존발생장치

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치(다)의 단면 구성도이고, 도 4는 그 분해 사시도로, 가스입구(41)와 가스출구(42)가 형성된 케이스(50)의 내공간부 하측에 평판상의 금속으로 된 유도전극(45)을 설치하고, 유도전극(45)의 상부 표면에는 절연 내압(耐壓)이 크고 열 전도율이 우수하며 비 유전율이 높은 적정 두께의 판형 유전체(44)를 방열효과가 높은 접착물 예컨데, 실리콘 화합물류나 고온 밀착용 테이프류 등으로 밀착 설치하고, 이 유전체(44)와 적정거리로 이격(離隔)(s)된 그물코형상의 방전전극(43)을 유전체(44)의 상부에 유전체(44)와 평행하도록 설치하되, 방전전극(43)의 선 폭(w)과 그물코의 크기(m)와 유전체(44)와의 이격거리(s)를 적정값으로 조절하여 설치하도록 한다.

상기 두 전극(43)(45)의 외부단자(53)(55)에 전원장치(47)로부터 구형 고주파 펄스전압 또는 정현 고주파 펄스고전압(square or sine wave high frequency high voltage)을 인가함으로서 종래의 연면방전형 오존발생장치(나)와 같이 방전전극(43)의 그물코 연면상에서 고주파 코로나 연면방전이 발생될뿐 만 아니라 종래의 무성방전형 오존발생장치(가)와 같이 유전체(44)와 이격 위치하는 방전전극(43)의 하부표면 간의 공간(46)에서도 유효한 무성방전이 동시에 중첩 발생되도록 한다.

도 5는 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치의 다른 실시 예 단면도이고, 도 6은 도 5의 실물사진을 나타낸 것으로, 도 3의 전극장치 2대를 상ㆍ하로 대칭형으로 대향 구성한 것으로 약 2배의 고농도 오존을 얻을 수 있게 구성한 것이다.

또한, 출력 오존의 고농도화나 다량의 오존이 필요한 경우 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치의 다른 실시 예(라)와 같은 장치를 복수 개로 직열 또는 병렬로 연결하여 사용할 수도 있다.

한편, 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치(다)가 적절하고 유효하게 작동되기 위해서는 적절한 파형과 주파수를 갖는 전원장치를 필요로 한다. 도 1이나 도 2와 같은 종래형 오존발생장치(가)(나)의 경우, 주로 상용 교류전원이나 또는 이와 비슷한 파형의 0.6 - 1kHz의 고주파 고전압전원이 사용되었으나 효율이 높지 못한 문제점이 있었다.

도 7은 구형파 고주파 펄스 고전압 전원회로의 한 실시 예로서, 상용 교류전원(AC)과 정류 다이오드(D)와 평활콘덴서(C)로 된 직류전원과, 신호발생회로(gate signal generator)(SG)와, 저전압전원(low dc power)(LP)과, 그리고 주펄스 변환기 (main pulse inverter)(Iv)로 구성된 고주파 펄스전압 발생부와, 이 펄스 저전압을 펄스 고전압으로 승압하는 고전압 펄스트랜스(high volt pulse transformer)(Tr)와, 이상출력전압(異狀出力電壓)을 검지하는 이상신호검지회로(output abnormal signal sensing circuit)(SC)와, 이상신호를 검지하여 비교하고 또한 제어하는 제어회로(output voltage controller)(OC)와, 그 보호회로(protecting circuit)(PC) 및 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치(ozone generator)(OG)로 구성되어 있다.

즉, 주펄스 변환기(inverter)(Iv)를 적절히 작동시킬 수 있는 신호발생회로 (SG), 이상신호검지회로(SC), 그리고 제어회로(OC)를 사용하면 구형파 고주파 펄스전압의 발생과 제어는 물론 공급전력도 용이하게 조절할 수 있으며, 적절한 마이콤(micro computer)을 이용하면 더욱 편리하게 제어할 수 있다.그리고, 이와 같은 장치나 기술은 이미 공지의 사실이므로 필요에 따라 적절히 선정하여 적용하면 될 것이므로 본 발명에서는 상세한 설명을 생략한다.

그리고, 도 7의 구형파 고주파 펄스 고전압 전원의 적절한 펄스주파수(f)와 적정한 펄스 시비율(pulse duty ratio)(D)을 갖는 펄스 고전압을 본 발명 오존발생장치(다)에 인가함으로서 오존이 가장 유효하게 발생하는 전자에너지(4∼8eV)를 매 펄스 시작시(each pulse rising time)의 짧은 입상시간(rise time)(t_r)에 전자 (electron)만을 가속시켜 유효하게 오존을 발생시키고, 발생된 고농도의 오존을 급속히 해리시키는 고온 가스입자의 에너지를 상승시키는 펄스지속시간(t₀)을 짧게 유지시켜 오존 해리 속도를 크게 감소시킬 수 있게 된다.

이와같은 방전형식이나 방전조건 등의 제반사항들은 본 발명 오존발생장치의 방전전극과 유도전극의 크기나 형상 또는 필요로 하는 오존효율 등의 제반조건에 따라 인가전원 주파수나 시비율 등의 적정 값들로 설정함으로서 오존을 매우 효과적으로 얻을 수 있게 된다.

한편, 기초실험 결과에 의하면, 특별히 고효율 또는 고농도의 오존출력이 요구되지 않거나 소형의 경우에는 구형파 펄스전압이 아닌 정현파류의 전압파형이나 또는 다른 전압파형의 1 - 15KHz의 고주파 고전압 전원을 사용해도 어느 정도의 오존이 발생하는 것을 확인 할 수 있었다.

이 때의 구체적인 기구(mechanism)나 소과정(element process)은 발명자의 전문 발표 논문을 참조하고 본 명세서에서는 생략한다.

한편, 전력적인 측면에서는 소전력으로 많은 오존이 발생되는 것이 보다 바람직하다. 즉, 도 8과 도 9는 도 7의 고전압 펄스트랜스(Tr)의 각각 입력단자(ⓑ)와 출력단자(ⓐ)의 전압파형(b)(a)으로서 펄스입상시간(rise time)(t_r)과 펄스전압 인가시간(pulse ON time)(t₀)과 펄스전압 휴지시간(pulse OFF time)(t_f)을 나타낸 것이다.

상기 도 8, 도 9에서와 같이 매 펄스주기(t _p = t ₀ + t _f )중에서 펄스전압 인가시간(pulse ON time)(t₀)과 펄스전압 휴지시간(pulse OFF time)(t_f)을 적절히 조정하여 오존이 가장 많이 발생되면서도 가장 적게 해리되는 펄스주기(t_p)와 시비율(D = t ₀ /t _p )로 최적화하는 것이 필요해진다.

도 10은 본 발명 오존발생장치(다)의 인가펄스전압 변화에 따른 오존발생특성을 이격거리(s)를 변수로 하여 나타낸 것으로서 종래 국내 오존발생장치로서는 얻기 어려운 매우 높은 오존농도를 얻을 수 있음을 보여주고 있다.

도 11은 본 발명 오존발생장치(다)의 이격거리(s) 변화에 따른 오존발생농도 특성을 나타낸 것으로 그물형 방전전극(43)과 유전체(44)간의 이격거리(s)를 적절히 설정함으로서 이격거리가 없는(s=0) 도 2에 도시한 종래 오존발생장치(나) 보다 오존발생능력이 크게 향상됨을 보여준다.

여러 형태의 오존발생장치를 실험한 결과 이격거리(s)는 0.1∼1.5mm 정도가 비교적 유효했다. 그러나 요구되는 오존농도나 수율, 장치의 크기, 전원조건에 따라서 이격거리는 더욱 크게 또는 작게 유지할 수 있다.

한편, 도 2에 도시한 종래 연면방전형 오존발생장치(나)는 유전체(24)의 표면에 방전전극(23)이 접하여 고착되어 있으므로 이들 서로 간에 이격거리(s)가 없는(s=0) 상태이므로 방전전극(23) 연면에서 방전시 발생하는 고열(800∼1,200℃)에 의한 방전전극(23) 연면부근의 유전체(24)의 변형, 균열, 파손 등을 방지하기 어려우며, 또한 전극 제조시 방전전극(23)과 유전체(24)간의 결합력 향상을 위하여 접합금속(glue metal)을 추가해야 하고, 또한 방전전극(23)의 재질을 유전체(24)의 열팽창 계수와 비슷하고 가격이 비싼 텅스텐 분말로서 유전체(24) 표면에 스크린 인쇄하고, 또한 이를 고온으로 소성(1,400∼1,600℃)하여 제조해야 하기 때문에 제조공정이 매우 복잡해지고 제조원가가 크게 상승하는 문제점이 있다.

반면, 본 발명에서는 높은 에너지 전자나 오존의 산화력에 의한 전극 손상율이 매우 적고, 가격이 매우 싼 금속전극 예컨데, 스텐레스류(stainless steel류)와 같은 금속으로 방전전극(43)을 구성하고 지지 절연체(52)에 의해서 방전전극(43)이 유전체(44)로부터 적정 이격거리(s)를 가질 뿐만 아니라 빈 공간인 그물코를 갖기 때문에 방전전극(43)이 고온으로 발열되더라도 서로 접촉되지 않은 상태이므로 유전체(44)에 열적 손상을 주지 않는 잇점이 있다.

또한, 본 발명은 고가의 텅스텐 분말을 스크린 인쇄할 필요성과 고온으로 소성할 필요성과 접합금속을 필요로 하는 공정 등이 없어지므로 제조원가가 크게 절감되는 잇점이 있을 뿐만 아니라 도 4의 사시도에서 보는 바와 같이 고온으로 소성할 필요없이 각각의 부품을 간단히 조립하여 제작할 수 있으면서도 고농도의 오존발생 성능을 갖는 등 매우 효율적이고 경제적인 장치이다.

도 3의 본 발명 오존발생장치(다)는 그물전극과 유전체가 상설된 하부전극에서 오존이 발생하도록 하였으나 오존발생 용량을 크게 하거나 또는 필요에 따라서 동일구조의 것을 상부에 중첩 사용할 수도 있으며, 또한 평판전극 형상인 방전전극과 유도전극 대신 동일형상의 원통형 전극구조로 할 수도 있다.

즉, 방전전극(43)과 유전체(44)와 유도전극(45)의 각 단면 형상이 모두 동심원 상태인 원통형 그물전극과 원통형 유전체와 원통형 유도전극으로 원통화 함으로서 원통형상의 오존발생장치가 필요한 곳에 쉽게 설치할 수 있을 것이다.

이상의 본 발명 고효율 고농도 오존발생장치(다)를 제작함에 있어서, 방전전극(43)은 오존이나 산소계 활성종에 강한 알루미나(Al) 또는 구리(Cu) 또는 스텐레스(stainless steel)와 같은 다양한 금속재료가 적합하며, 그물코의 형상으로는 3각형, 4각형, 5각형, 6각형 등으로 다양하게 설정할 수도 있다.

또한, 필요에 따라 즉, 큰 용량의 오존발생장치가 필요한 경우에는 유도전극에 방열판을 부착하거나, 유도전극의 후면을 음각하거나 또는 전극내부에 공기냉각통로 또는 수(水)냉각 통로와 같은 냉각로(냉각통로)를 형성한 다음 냉각수나 냉각유 또는 냉각공기와 같은 냉각매체를 흘려 보내거나 순환시켜 강제 냉각시키면 오존해리작용을 크게 감소시킬 수 있어서 더욱 효과적이다.

또한, 유전체는 전기적 절연내압(絶緣耐壓)이 높고, 열전도율이 높으면서 기계적 강도가 높은 것이 요구되며, 두께는 얇은 것(0.2∼1.5mm정도)이 좋으나 얇을수록 효율은 높아지는 반면 수명이 짧아지므로 경질유리, 석영, 산화 알루미늄 (alumina), 산화질코늄(zilconia), 산화철(Fe₂O₃)등의 재질을 사용하여 효율이 높으면서 수명이 긴 효과를 갖도록 한다.

본 발명 고효율 고농도 오존발생장치(다)는 전술했듯이 방전전극(43)의 그물코(m) 크기나 모양, 그리고 방전전극(43)과 유전체(44)간의 이격거리(s)등을 적절히 설정함으로서 발생오존농도나 효율이 변화되며, 또한 인가 펄스주파수(f=1/t_p)나 인가 펄스시비율(D)을 적절히 설정함으로서 발생오존농도나 효율이 변하게 되므로 이 값들의 최적 설정이 매우 필요하게 되며, 이들 값들은 오존발생장치의 크기나 방전전극(43)의 형상과 전원구성소자(Iv)등에 따라 적정한 값으로 설정하게 된다.

도 11 내지 도 14는 본 발명 오존발생장치(다)의 전극형상과 구조의 최적화를 위한 실험결과의 일부다. 각각 방전전극(43)과 유전체(44) 간의 이격거리(s)가 0.1∼1.5mm일 때, 방전전극(43)의 그물코 크기(m)는 0.2∼4mm, 그리고 선 폭(w)의 크기는 0.1∼1.5mm 정도일 때가 가장 큰 출력오존량을 얻을 수 있었다.

여러 종류의 그물전극 형상과 선폭(w)과 그물코의 크기(m)와 이격거리(s)에 대하여 여러 차례 실험한 결과 방전전극(43)의 전극선폭(w)을 그물코의 크기(m)보다 작게하고 이격거리(s)와는 비슷하게 형성하는 것이 오존을 효과적으로 발생시킬 수 있었다.

도 13, 도 14는 본 발명 오존발생장치(다)의 산소 중에서 오존발생 실험결과의 일부로서 인가전원의 펄스주파수(f)는 3.5∼5.0 kpps(pulse per second, pps)가 유효한 것으로 나타났으나, 방전전극의 형상과 유전체의 종류와 두께 그리고 그 크기에 따라 오존발생장치(OG)의 정전용량이 틀리게 되며 또한 오존발생효율에 따라 펄스주파수(f)는 1∼10 kpps정도가, 또 인가펄스 시비율(D)은 0.025∼0.45부근이 실험결과 비교적 유효한 것으로 나타났다.

이상에서와 같이 본 발명은 방전전극으로 종래의 평판형이 아닌 전극폭이 좁고 그물코를 갖는 형상의 방전전극을 사용하여 연면방전을 발생시키고 또한 유전체로부터 일정거리 이격되어 있으므로 이격공간에서의 무성방전이 발생될 뿐만 아니라 이들 방전시에 발생되는 고열로 인한 유전체의 용존, 균열 등이 거의 없으며 고온소성이나 전극용착을 위한 스크린 인쇄공정 등이 필요없기 때문에 장치의 수명이나 신뢰성과 오존발생 효율성이 높게 될 뿐만 아니라 고농도의 오존을 얻을 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

또한, 오존의 산화력은 자연계에서는 불소 다음이고, 염소의 7배나 되어 살균ㆍ탈취ㆍ표백작용이 매우 강력하여 상ㆍ하수 처리 및 폐ㆍ배수처리는 물론 식품의 살균 및 보관 나아가 반도체 제조용의 잔류 유기물(예 : Photo resist 등)을 용이하게 제거하여 처리하는 등 여러 분야에 매우 다양하고 유효하게 사용할 수 있음은 공지의 사실이다.

따라서, 본 발명의 오존발생장치는 매우 효과적으로 고농도의 오존을 발생시킬 수 있기 때문에 이상과 같은 다양한 여러 분야와 요구에 적절하게 적용될 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims

가스입구와 가스출구가 형성된 케이스 내 하부에 평판 금속으로 된 유도전극을 설치하고, 유도전극의 상부표면에 평판금속으로 된 유전체를 밀착 설치하고, 유전체의 상부에 그물코형 방전전극을 고정절연체로 설치하고, 유도전극과 방전전극의 외부단자에 고전압을 인가함을 특징으로 하는 고효율 고농도 오존발생장치.
청구항 1에 있어서 ; 가스입구에 인입하는 가스로서 공기나 순수산소와 같은 산소를 함유하고 있는 가스를 사용함을 특징으로 하는 고효율 고농도 오존발생장치.
청구항 1에 있어서 ; 방전전극은 두께가 얇은 세편형상 또는 세선형상의 그물코를 갖는 전극을 사용함을 특징으로 하는 고효율 고농도 오존발생장치.
청구항 1에 있어서 ; 유전체의 상부에 방전전극을 적정거리(s)로 이격시켜 설치함을 특징으로 하는 고효율 고농도 오존발생장치.
청구항 1에 있어서 ; 유도전극에 냉각로를 형성한 다음 냉각매체를 순환시켜 냉각하도록 함을 특징으로 하는 고효율 고농도 오존발생장치.
청구항 1에 있어서 ; 유도전극과 유전체와 방전전극을 각각 한개 이상의 여러개로 구성하거나 또는 이들을 직열 또는 병열로 다수를 연결함을 특징으로 하는 고효율 고농도 오존발생장치.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서 ; 방전전극의 전극선폭(w)을 그물코의 크기(m)보다 작게 하고 이격거리(s)와는 서로 비슷하게 형성함을 특징으로 하는 고효율 고농도 오존발생장치.
청구항 3에 있어서 ; 방전전극의 두께(t)는 선폭(w)과 비슷하거나 작게 함을 특징으로 하는 고효율 고농도의 오존발생장치.
청구항 7에 있어서 ; 방전전극의 선폭(w)을 0.1∼1.5mm 로 하고, 그물코의 크기(m)는 0.2∼4mm로 하고, 유전체와 방전전극간의 이격거리(s)는 0.1∼1.5mm 로 함을 특징으로 하는 고효율 고농도의 오존발생장치.
청구항 1 또는 청구항 6에 있어서 ; 고전압 펄스트랜스(Tr)의 입력단자(ⓑ)에 구형파 펄스전압(b)을 입력하여 출력단자(ⓐ)에 발생된 구형파 펄스고전압(a)을 방전전극의 외부단자에 인가하는 것을 특징으로 하는 고효율 고농도 오존발생장치.
청구항 10에 있어서 ; 방전전극의 외부단자에 인가하는 구형파 펄스고전압(a)의 펄스주파수(f)가 1∼10kpps이고, 펄스시비율(D)은 0.025∼0.45로 하는 것을 특징으로 하는 고효율 고농도 오존발생장치.
청구항 10에 있어서 ; 방전전극의 외부단자에 1∼15kHz의 고주파 고전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 고효율 고농도 오존발생장치.