KR100604581B1 - 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상온과 저온은 물론 급격한 온도변화가 있어 열적안정성과 내열충격성을 필요로 하는 용도에 사용하더라도 손상되거나 균열등에 의하여 파손되는 것이 방지되도록 한 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극에 관한 것으로서,

내부에 금속전극(31)을 개재한 박판의 세라믹기판(32,33)을 여러층 적층하고; 상기 세라믹기판(32,33)이 서로 연접되는 것을 방지할 수 있도록 세라믹기판(32,33)의 양측에는 박판의 세라믹스페이서(34,35)을 개재하여 구성되는 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극(30)에 있어서;

상기 세라믹 다층전극(30)이 내열충격성에 의하여 세라믹기판(32,33)이나 세라믹스페이서(34,35)가 적층된 방향으로 균열이 발생하거나 손상되는 것을 방지할 수 있도록 방지수단(40)을 더 구비하고; 상기 방지수단(40)은 세라믹 다층전극(30)에 개재되는 세라믹스페이서(34,35)의 수직방향으로 방지홀(41)을 형성하고; 상기 방지홀(41)에 세라믹 재질의 방지바(42)를 삽입하여 접합시켜 세라믹기판(32,33)과 세라믹스페이서(34,35)의 수직방향에 대한 강도를 증대시키도록 한 구성이다.

세라믹, 다층전극

Description

플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극{Ceramic multielectrode for plasma reactor}

도 1은 종래 기술에 의하여 제조된 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극을 도시한 사시도.

도 2는 종래 기술에 의하여 제조된 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극을 도시한 일부 파절상태의 사시도.

도 3은 본 발명에 의하여 제조된 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극을 도시한 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극의 A - A선을 따라서 취한 단면도.

도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극의 B - B선을 따라서 취한 단면도.

도 6은 본 발명의 기술이 적용된 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극에 사용된 보강재의 다른 예를 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

30; 세라믹 다층전극

31; 금속전극

32,33; 세라믹기판

34,35; 세라믹스페이서

40; 방지수단

41; 방지홀

42; 방지바

본 발명은 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 다양한 산업분야에 활용되는 플라즈마 반응기에 적용되어 온도변화에 따른 열충격 현상을 방지할 수 있도록 한 세라믹 다층전극의 제공에 관한 것이다.

플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극은 화력발전소나 산업용 보일러의 탈황탈질에, 소각로의 후처리, 엔진 배기가스의 처리, 유류 저장소나 페인트공장에서 배출되는 VOCs처리 뿐만 아니라 난분해성 폐수처리, 군사용 독가스 제거, 토양오염의 방지 등 광범위한 기술분야에 사용된다.

특히 근자에 들어서는 유해가스 처리 분야에서 새로운 기술로 부각되고 있으며, 이러한 플라즈마 반응기는 박판의 세라믹 전극판을 다층으로 적층하여 만들어진다.

상기와 같이 세라믹 다층전극을 이용하여 제조된 플라즈마 반응기는 질소산화물(NOx)및 휘발성유기화합물(VOC)의 제거 효율을 극대화 시켰으며, 유해가스 처 리용량이 수십 LPM에서 수백 N㎥/hr에 이르는 다양한 응용시스템의 반응기가 개발되어 사용되고 있는 실정이다.

종래의 기술이 적용된 세라믹 다층전극을 이용한 플라즈마 반응기(1)는 도 1,2에 도시된 바와같이,

내부에 금속전극(2)을 가지는 박판의 세라믹기판(3,4)을 여러층 적층하되, 상기 세라믹기판(3,4)이 서로 연접되는 것을 방지할 수 있도록 양측에 세라믹기판(3,4)과 동일한 두께를 가지는 세라믹스페이서(5,6)을 개재하여 구성한다.

상기와 같은 종래의 플라즈마 반응기는 박판의 세라믹기판을 횡방향의 결이 생성되도록 적층하기 때문에 높은 열적안정성 및 내열충격성을 필요로 하는 용도로 사용될 때에는 급격한 온도변화에 따르는 열충격에 의하여 세라믹기판이 적층된 횡방향으로 균열이 발생하거나 일부가 떨어저 나가는 파손이 발생하게 된다.

이는 세라믹기판과 세라믹스페이서가 단순 적층되는 구조이기 때문에 결과적으로는 적층된 방향인 수평방향에 대한 결합력은 증대되나 수직방향에 대한 내구성이 미약하기 때문이다.

이러한 문제로 인하여 고온상태의 환경에 사용되지 못하고 온도변화가 적은 곳이나 저온상태여서 열충격에 대한 우려가 없는 곳에서만 적용되기 때문에 그 활용도가 저하되는 등 여러 문제점들이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로 서 급격한 온도변화가 있어 열적안정성과 내열충격성을 필요로 하는 용도에 사용하더라도 손상되거나 균열등에 의하여 파손되는 등의 현상을 방지할 수 있도록 하여 저온은 물론 고온 및 온도변화가 심한 고온상태에서도 사용할 수 있도록 함으로서 세라믹 다층전극의 효율성을 높일 수 있도록 하는 데 가장 큰 목적이 있다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 제조예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의하여 제조된 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극을 도시한 사시도, 도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극의 A - A선을 따라서 취한 단면도, 도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극의 B - B선을 따라서 취한 단면도, 도 6은 본 발명의 기술이 적용된 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극에 사용된 보강재의 다른 예를 도시한 도면으로서 함께 설명한다.

통상적인 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극(30)은,

내부에 금속전극(31)을 개재한 박판의 세라믹기판(32,33)을 여러층 적층하고, 상기 세라믹기판(32,33)이 서로 연접되는 것을 방지할 수 있도록 세라믹기판(32,33)의 양측에는 박판의 세라믹스페이서(34,35)을 개재하여 구성한다.

본 발명에서는 상기 세라믹 다층전극(30)이 고온 상태에서 급격한 온도변화로 적층된 세라믹기판(32,33)이나 세라믹스페이서(34,35)가 적층된 방향으로 균열 이 발생하거나 손상되는 것을 방지할 수 있도록 방지수단(40)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 방지수단(40)은 세라믹 다층전극(30)에 개재되는 세라믹스페이서(34,35)의 수직방향으로 수개의 방지홀(41)을 형성하고, 상기 방지홀(41)에는 세라믹 재질로 된 방지바(42)를 삽입하여 접합시켜 세라믹기판(32,33)과 세라믹스페이서(34,35)의 수직방향에 대한 강도를 증대시키도록 한다.

상기 방지바(42)는 원형이나 직사각형, 정사각형 삼각형 등 다양한 형상으로 구비하여 사용할 수 있음은 당연할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 세라믹 다층전극(30)은,

세라믹기판(32,33)과 세라믹스페이서(34,35)가 수평방향으로 적층됨으로서 고온상태에서 갑자기 저온상태로 변화되는 급격한 온도변화에 의한 열충격에 의하여 적층된 횡방향에 대한 균열이나 손상이 발생하는 것은 세라믹스페이서(34,350가 적층된 위치에 더 구비되는 방지수단(40)에 의하여 방지된다.

이를 상세하게 살펴보면, 세라믹스페이서(34,35)위치에 수직방향으로 형성되는 방지홀(41)에 방지바(42)가 삽입되어 세라믹기판(32,33)과 세라믹스페이서(34,35)를 수직방향으로 잡아줌으로서 가능하게 된다.

즉, 수평방향에 대한 결합력은 적층되는 세라믹기판(32,33)과 세라믹스페이서(34,35)에 의하여 이루어지고, 수직방향에 대한 결합력은 적층된 세라믹기판(32,33)과 세라믹스페이서(34,35)의 수직방향으로 결합되는 방지바(42)에 의하여 이루어지기 때문에다.

상기와 같은 본 발명과 종래의 기술의 장,단점을 표 1을 통하여 살펴보면 다음과 같다.

항 목	종 래 기 술	본 발 명
구 조	세라믹기판과 세라믹스페이서만을 단순적층하는 구조	세라믹기판과 세라믹스페이서를 적층하고, 세라밋스페이서가 위치에 수직방향으로 방지홀을 형성한 후 방지바를 삽입하여 결합시킨 구조
내열충격성	400도에서 30분 유지후 상온으로 꺼내었을 때 세라믹 다층전극이 깨지거나 접합면이 분리되었슴.	750도에서 30분을 유지시킨 후 상온으로 꺼내어도 깨짐현상이나 접합면이 떨어지는 현상이 발생되지 않음.
적 용 성	저온상태에서만 사용이 가능하고, 저온상태에서도 온도변화가 거의 없는 환경에서만 사용이 가능하여 범용성이 저하됨	고온상태의 환경은 물론, 고온상태에서도 온도변화가 급격한 조건에서도 제 성능을 발휘함으로서 다양한 산업현장이나 다양한 용도로 활용이 가능함

와 같음을 알 수 있습니다.

이러한 본 발명은 수평방향으로 견고한 결합력을 가지도록 적층되는 세라믹기판과 세라믹스페이서를 수직방향으로 결합력을 증대시킬 수 있도록 별도의 방지바를 수직방향으로 결합시킴으로서 수직과 수평방향에 대하여 고른 내구성을 가지도록 하여 세라믹 다층전극의 내구성을 증대시켜 광범위한 활용성을 가질 수 있게 됨으로서 산업발전에 이바지에 큰 장점을 가지는 발명이다.

이상과 같은 본 발명은 상온과 저온은 물론 급격한 온도변화가 있어 열적안 정성과 내열충격성을 필요로 하는 용도에 사용하더라도 손상되거나 균열등에 의하여 파손되는 등의 현상을 방지할 수 있도록 함으로서 세라믹 다층전극의 효율성과 품질향상에 기여할 수 있는 등 다양한 효과를가지는 발명이다.

Claims (2)

1. 내부에 금속전극(31)을 개재한 박판의 세라믹기판(32,33)을 여러층 적층하고;

   상기 세라믹기판(32,33)이 서로 연접되는 것을 방지할 수 있도록 세라믹기판(32,33)의 양측에는 박판의 세라믹스페이서(34,35)을 개재하여 구성되는 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극(30)에 있어서;

   상기 세라믹 다층전극(30)이 내열충격성에 의하여 세라믹기판(32,33)이나 세라믹스페이서(34,35)가 적층된 방향으로 균열이 발생하거나 손상되는 것을 방지할 수 있도록 방지수단(40)을 더 구비하고;

   상기 방지수단(40)은 세라믹 다층전극(30)에 개재되는 세라믹스페이서(34,35)의 수직방향으로 방지홀(41)을 형성하고;

   상기 방지홀(41)에 세라믹 재질의 방지바(42)를 삽입하여 접합시켜 세라믹기판(32,33)과 세라믹스페이서(34,35)의 수직방향에 대한 강도를 증대시키도록 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기용 세라믹 다층전극.
2. 삭제

Images