KR100415789B1 - Ozone development apparaus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오존발생장치에 관한 것으로서, 특히 공진회로를 이용하여 고주파를 방전함으로써, 내부전극의 내식성과 방열 효과를 향상시키는 오존발생장치에 관한 것으로, 외부 전원으로부터 인가된 전압을 공진회로를 사용하여 고전압 임펄스파를 발생시키는 전자회로부와, 상기 전자회로부에서 인가하는 고전압 임펄스파를 이용하여 내부로 유입되는 공기를 방전하여 오존을 생성하는 방전실과; 상기 전자회로부와 방전실의 사이에 위치하여 특정온도 이상이 되면 상기 방전실로 인가되는 고전압 임펄스파를 차단시키는 동작을 수행하는 동작감지수단으로 구성한 장치를 제공함으로써, 임펄스파를 방전실에 인가하여 소비전력을 최소화하면서 한 쌍의 고전압 전극판과 접지된 방전실 벽 사이에 다수의 번개가 형성되어 방전이 일어나게 하여, 오존 생성율을 높이는 효과와; 방전실의 구조가 평판형으로 이루어져 소형화가 용이하고, 고전압 전극의 외부 표면적이 넓어서 오존 발생율을 높이며, 자연 공냉에 의한 열방산이 용이하여 부피가 큰 별도의 냉각장치가 필요하지 않아 소형화가 가능한 등의 효과가 있다.The present invention relates to an ozone generator, and more particularly, to an ozone generator for improving the corrosion resistance and heat dissipation effect of an internal electrode by discharging high frequency by using a resonance circuit. An electronic circuit unit for generating a high voltage impulse wave, and a discharge chamber for generating ozone by discharging air introduced therein by using the high voltage impulse wave applied by the electronic circuit unit; It is located between the electronic circuit unit and the discharge chamber and provided with a device consisting of the operation sensing means for performing the operation to block the high voltage impulse wave applied to the discharge chamber when the temperature is above a certain temperature, by applying the impulse wave to the discharge chamber A plurality of lightning is formed between the pair of high voltage electrode plates and the grounded discharge chamber wall while minimizing the electric power to cause discharge, thereby increasing the ozone generation rate; The structure of the discharge chamber is flat, making it easy to miniaturize, and the external surface area of the high voltage electrode is wide, which increases the ozone generation rate, and the heat dissipation by natural air cooling is easy. It works.
Description
본 발명은 오존발생장치에 관한 것으로서, 특히 공진회로를 이용하여 고주파를 방전함으로써, 내부전극의 내식성과 방열 효과를 향상시키는 오존발생장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ozone generator, and more particularly, to an ozone generator for improving the corrosion resistance and heat dissipation effect of an internal electrode by discharging a high frequency wave using a resonance circuit.
종래 오존발생장치는 공기 중에 코로나 방전에 의해 오존이 발생되는 것을 이용한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 공기 중의 산소가 산화되어 오존이 발생하도록 방전이 일어나는 방전실 및 방전실에 고전압 펄스를 인가하는 펄스발생기로 구성하였다.Conventional ozone generator is used to generate ozone by corona discharge in the air, as shown in Figure 1 to apply a high voltage pulse to the discharge chamber and the discharge chamber in which the discharge occurs so that the oxygen in the air is oxidized to generate ozone It consisted of a pulse generator.
상기 방전실 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 고전압 전극과 절연체 및 접지전극으로 이루어져 있는 관형상 방전실로 되어 있어 공기를 상기 절연체와 접지전극 사이를 통과시킬 때 고전압 전극에 고전압 펄스를 인가하여 접지전극과 절연체 사이에서 방전을 일으켜 공기중의 산소를 산화시켜 오존을 생성하였다.The discharge chamber structure is a tubular discharge chamber composed of a high voltage electrode, an insulator, and a ground electrode, as shown in FIG. 2, by applying a high voltage pulse to the high voltage electrode when air passes between the insulator and the ground electrode. A discharge was generated between the insulator and the oxidizer to oxidize oxygen in the air to produce ozone.
그러나, 고전압 회로의 주파수(수백 Hz)가 낮기 때문에 오존발생효율이 낮고, 공기 중 방전을 발생시키기 위해서는 많은 에너지를 필요로 하며, 대부분의 입력전력은 열로 소모되어 발열량이 커져 별도의 발생하는 열량을 외부로 강제 배출시키거나 냉각장치를 설치하여야 하는 문제점이 있었다.However, due to the low frequency (hundreds of Hz) of the high voltage circuit, the ozone generation efficiency is low, and a lot of energy is required to generate a discharge in the air. There was a problem that forced discharge to the outside or to install a cooling device.
또한, 방전실이 관형상이나 덕트형상으로 매끈한 내부표면의 구조상 절연체와 접지전극의 표면적을 증대시킬 수 없기 때문에 대용량의 오존을 발생시키기 위해서는 여러 관이나 덕트를 설치해야 함으로, 제품의 제작비가 증가하게 되고, 오존발생장치의 크기가 증가되며, 접지전극 사이로 오존이 지나가기 때문에 오존의 산화력에 의한 내부전극이 부식되는 등의 문제점이 있었다.In addition, since the discharge chamber cannot increase the surface area of the insulator and the ground electrode due to the structure of the inner surface smooth in the tubular shape or the duct shape, it is necessary to install several pipes or ducts to generate a large amount of ozone, thereby increasing the production cost of the product. In addition, the size of the ozone generator increases, and since ozone passes between the ground electrodes, there is a problem such that the internal electrode is corroded by the oxidizing power of ozone.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 공진회로를 통한 고주파 방전을 통해 에너지 열로 인한 소비를 감소시킴과 더불어 회로의 구성을 최소화하며, 오존발생장치의 오동작을 검출하여 신뢰성을 향상시키도록 하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, by reducing the consumption of energy heat through the high-frequency discharge through the resonant circuit and minimize the configuration of the circuit, by detecting the malfunction of the ozone generator It is an object of the present invention to provide an apparatus for improving reliability.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 내부전극의 구조를 비대칭으로 하여 정전용량을 같게 하고, 방전실의 표면적을 증가시켜 방열을 효과적으로 하는 전극과, 이 전극 사이에 스페이서(spacer)를 장착하여 방전간격을 균일하게 하여 방전을 안정하게 하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to make the structure of the internal electrode asymmetrical to equalize the capacitance, increase the surface area of the discharge chamber to effectively dissipate heat, and a spacer between the electrodes to discharge the discharge interval It is an object of the present invention to provide an apparatus for stabilizing a discharge by making it uniform.
도 1은 종래 오존발생장치의 일실시예 구성을 간략하게 보인 회로도.1 is a circuit diagram briefly showing an embodiment of a conventional ozone generator.
도 2는 종래 방전실의 구조를 간략하게 보인 예시도.Figure 2 is an exemplary view briefly showing the structure of a conventional discharge chamber.
도 3은 본 발명 오존발생장치의 일실시예 구성을 간략하게 보인 회로도.Figure 3 is a circuit diagram showing a brief configuration of an embodiment of the ozone generating device of the present invention.
도 4는 본 발명에 적용되는 방전실의 구조를 보인 예시도.4 is an exemplary view showing a structure of a discharge chamber applied to the present invention.
도 5는 본 발명에 적용되는 또 다른 방전실의 구조를 보인 예시도.5 is an exemplary view showing a structure of another discharge chamber applied to the present invention.
도 6은 도 3에서 온도감지수단이 동작중일 때의 파형을 보인 그래프.FIG. 6 is a graph showing waveforms when the temperature sensing unit is operating in FIG. 3; FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 전자회로부 11 : 정류부10: electronic circuit portion 11: rectifier
12 : 파형조절부 13 : 게이트구동부12: waveform control unit 13: gate driver
14 : 사각펄스파발생부 15 : 임펄스파발생부14: square pulse wave generator 15: impulse wave generator
16 : 공진회로부 20 : 방전실16 resonant circuit portion 20 discharge chamber
30 : 온도감지센서30: temperature sensor
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 오존발생장치의 구성은, 외부 전원으로부터 인가된 전압을 공진회로를 사용하여 고전압 임펄스파를 발생시키는 전자회로부와, 상기 전자회로부에서 인가하는 고전압 임펄스파를 이용하여 내부로 유입되는 공기를 방전하여 오존을 생성하는 방전실과; 상기 전자회로부와 방전실의 사이에 위치하여 특정온도 이상이 되면 상기 방전실로 인가되는 고전압 임펄스파를 차단시키는 동작을 수행하는 동작감지수단으로 구성한 것을 특징으로 한다.The ozone generating device of the present invention for achieving the above object comprises an electronic circuit unit for generating a high voltage impulse wave using a resonant circuit and a high voltage impulse wave applied from the electronic circuit unit. A discharge chamber for discharging air introduced therein to generate ozone; Located between the electronic circuit unit and the discharge chamber is characterized in that it comprises a motion detection means for performing an operation to block the high voltage impulse wave applied to the discharge chamber when the temperature exceeds a certain temperature.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명 오존발생장치의 일실시예 구성을 간략하게 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 외부 전원으로부터 공급된 교류를 직류로 정류하는 정류부(11)와, 펄스파의 파형을 조절하는 파형조절부(12)와, 전력용 스위칭 트랜지스터를 이용하여 사각 펄스파를 발생시키는 게이트구동부(13)로 구성된 사각펄스파발생부(14)와; 상기 사각 펄스파를 응축(compress)하여 고전압 임펄스파를 발생시키는 임펄스파발생부(15)와; 코일(L)과 커패시터(C)를 포함하고, 특정 주파수에서 공진현상을 일으키는 공진회로부(16)로 구성되어진 전자회로부(10)와, 상기 전자회로부(10)에서 인가하는 고전압 임펄스파를 이용하여 내부로 유입되는 공기를 방전하여 오존을 생성하는 방전실(20)과; 상기 전자회로부(10)와 방전실(20)의 사이에 위치하여 특정온도 이상이 되면 상기 방전실(20)로 인가되는 고전압 임펄스파를 차단시키는 동작을 수행하는 온도감지센서(30)로 구성한다.3 is a circuit diagram schematically showing an embodiment of the ozone generator according to the present invention. As shown in FIG. 3, the rectifier 11 rectifies the alternating current supplied from an external power source into a direct current, and a waveform for adjusting a waveform of a pulse wave. A square pulse wave generator 14 comprising a controller 12 and a gate driver 13 for generating a square pulse wave using a power switching transistor; An impulse wave generator 15 for generating a high voltage impulse wave by compressing the square pulse wave; An electronic circuit portion 10 including a coil L and a capacitor C, and composed of a resonance circuit portion 16 that causes resonance at a specific frequency, and a high voltage impulse wave applied by the electronic circuit portion 10. A discharge chamber 20 generating discharge ozone by discharging air introduced into the interior; Located between the electronic circuit unit 10 and the discharge chamber 20 is composed of a temperature sensor 30 to perform the operation to block the high voltage impulse wave applied to the discharge chamber 20 when the temperature exceeds a certain temperature. .
또한, 상기 방전실(20)은 도 4 및 도 5에 그 구조의 예를 도시하였는데, 이를 각각 설명하면 먼저 도 4에 도시한 바와 같이In addition, the discharge chamber 20 has been shown an example of the structure in Figures 4 and 5, each of which will be described first as shown in FIG.
방전실(20)을 양 접지전극과 비대칭 구조의 내부전극 사이에 복수개의 유전체 장벽을 두고, 상기 유전체 장벽 사이에 스페이서(spacer)가 위치하도록 구성하거나, 도 5에 도시한 바와 같이The discharge chamber 20 includes a plurality of dielectric barriers between both ground electrodes and an asymmetric internal electrode, and a spacer is positioned between the dielectric barriers, or as shown in FIG. 5.
절연체와 유전체 사이에 내부전극을 위치하도록 하고, 상기 내부전극과 접지전극 사이에 유전체 장벽을 두며, 상기 유전체 장벽 사이에 스페이서(spacer)가 위치하도록 구성할 수 있다.The internal electrode may be positioned between the insulator and the dielectric, a dielectric barrier may be disposed between the internal electrode and the ground electrode, and a spacer may be positioned between the dielectric barrier.
이상에서와 같이 구성한 본 발명에 따른 일실시예의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the embodiment according to the present invention configured as described above are as follows.
도 6은 도 3에서 온도감지수단이 동작중일 때의 파형을 보인 그래프로서, 이에 도시한 바와 같이 전원으로부터 인가된 교류는 정류부(11)의 반파장 정류회로를통과하면 직류로 변환된다. 이 직류전압을 파형조절부(12)는 전력용 스위칭 트랜지스터를 구동하는 게이트 입력전압으로서 사각펄스파를 생성시킨다. 상기에서 생성된 사각펄스파는 전력용 스위칭 트랜지스터의 게이트구동부(13)에 입력되고, 그 결과 전력용 스위칭 트랜지스터의 드레인단으로 펄스파가 출력된다. 임펄스파발생부(15)는 공진회로부(16)의 LC회로를 이용하여 전력응축회로(power compression circuit)의 역할을 수행한다.FIG. 6 is a graph showing waveforms when the temperature sensing means is operating in FIG. 3. As shown in FIG. 6, alternating current applied from a power source is converted into direct current when passing through the half-wave rectifying circuit of the rectifying unit 11. The waveform control unit 12 generates this square voltage as a gate input voltage for driving the power switching transistor. The generated square pulse wave is input to the gate driver 13 of the power switching transistor, and as a result, the pulse wave is output to the drain terminal of the power switching transistor. The impulse wave generator 15 serves as a power compression circuit by using the LC circuit of the resonant circuit unit 16.
일반적으로 고주파 공진회로부(16)에서 주로 사용되는 LC회로는 전계에 대해 인덕턴스(inductance)와 커패시턴스(capacitance)가 변하지 않는 대신에 주파수에 대해 임피던스(impedance)가 가변되는 성질을 이용하나, 상기 전력응축회로에서는 인덕턴스와 커패시턴스가 전계에 의해 가변되는 성질을 이용한다.In general, the LC circuit mainly used in the high frequency resonant circuit unit 16 uses a property of changing impedance with respect to frequency instead of changing inductance and capacitance with respect to an electric field. The circuit uses the property that the inductance and the capacitance are varied by the electric field.
오존을 발생시키는 방전실(20)은 판상의 고전압 전극판, 판상의 절연용 유체, 공기 인입구(미도시) 및 오존 토출구(미도시)를 포함하며, 접지전극 역할을 하는 방전실 벽으로 둘러 쌓여 있다. 상기 공기 인입구를 통하여 방전실 내부로 인입된 공기는 유전체 평판과 방전실 벽 사이의 공간으로 유입되고, 유전체 펑판과 방전실 벽 사이에서 발생되는 공기방전에 의해 오존이 발생되어 오존 토출구로 배출된다.The discharge chamber 20 generating ozone includes a plate-shaped high voltage electrode plate, a plate-shaped insulating fluid, an air inlet (not shown), and an ozone discharge port (not shown), and are surrounded by a discharge chamber wall serving as a ground electrode. have. The air introduced into the discharge chamber through the air inlet is introduced into the space between the dielectric plate and the discharge chamber wall, and ozone is generated by the air discharge generated between the dielectric flat plate and the discharge chamber wall and discharged to the ozone discharge port.
본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 특별히 도시되고 기술되었지만, 본 발명 분야의 당업자는 본 발명 사상과 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 의해서만 제한된다.Although the invention has been particularly shown and described with reference to the preferred embodiments, those skilled in the art will appreciate that various modifications are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the invention is limited only by the claims.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 오존발생장치는 임펄스파를 방전실에 인가하여 소비전력을 최소화하면서 한 쌍의 고전압 전극판과 접지된 방전실 벽 사이에 다수의 번개가 형성되어 방전이 일어나게 함으로써, 오존 생성율을 높이는 효과와;As described above, the ozone generating device of the present invention applies impulse waves to the discharge chamber, thereby minimizing power consumption, so that a plurality of lightning is formed between the pair of high voltage electrode plates and the grounded discharge chamber walls to generate discharge. Effect of increasing ozone production rate;
방전실의 구조가 평판형으로 이루어져 소형화가 용이하고, 고전압 전극의 외부 표면적이 넓어서 오존 발생율을 높이며, 자연 공냉에 의한 열방산이 용이하여 부피가 큰 별도의 냉각장치가 필요하지 않아 소형화가 가능한 등의 효과가 있다.The structure of the discharge chamber is flat, making it easy to miniaturize, and the external surface area of the high voltage electrode is wide, which increases the ozone generation rate, and the heat dissipation by natural air cooling is easy. It works.
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