KR100944694B1 - 고농도 오존나노버블 함유 오존수 생성장치 - Google Patents

Abstract

고농도 오존나노버블 함유 오존수 생성장치가 제공된다. 본 장치는, 플라즈마를 이용하여 오존가스를 발생시키는 오존가스 생성장치 및 오존가스를 물에 용해시켜 오존수를 생성하고 오존가스로 생성한 오존버블을 오존수에 부가하여 오존버블이 함유된 오존수를 생성하는 오존버블 함유 오존수 생성장치를 포함한다. 이에 의해, 세정력이 우수한 고농도 오존나노버블 함유 오존수를 생성할 수 있게 된다.

오존가스, 오존수, 오존나노버블, 세정

Description

고농도 오존나노버블 함유 오존수 생성장치{Apparatus for generating high density ozone gas dissolved water containing ozone nanobubbles}

본 발명은 오존수 생성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오존나노버블을 함유하고 있는 오존수를 생성하는 장치에 관한 것이다.

세정은 물질에 묻어 있는 오염물을 제거하기 위한 공정으로, 전기/전자, 기계/금속은 물론 모든 분야의 산업에서 필수적인 공정이다.

침적 세정, 진공강압 세정, 분사 세정, 증기 탈지 세정, 브러시 세정, 복합 세정, 전해 세정 등 세정 방식은 매우 다양하여, 필요에 따라 적합한 세정 방식을 선택적으로 이용하는 것이 가능하다.

근자에 이르러, 침적 세정의 한 방법으로 오존수를 이용한 세정 방식이 등장하게 되었다. 그리고, 오존수를 이용한 세정 방식은 황산 등의 화학약품을 이용한 세정을 대체할 수 있는 세정 방식으로 부각되고 있다.

오존수는 강력한 산화반응을 일으키고, 세정시 생성되는 부산물은 이산화탄소, 물, 산소 등이어서 부산물 처리도 용이하기 때문이다.

하지만, 오존수의 경우는 웨이퍼, PCB, TFT 등에 형성되어지는 미세한 홀에 대해 세정효율을 좋지 못하다. 이는 표면장력으로 인해 오존수가 미세한 홀에 진입할 수 없기 때문이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 세정력이 우수한 오존수를 생성하기 위한 방안으로, 고농도-오존가스가 용해된 오존수에 고농도-오존가스로 생성한 오존나노버블을 부가하여 고농도 오존나노버블 함유 오존수를 생성하는 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 고농도 오존나노버블 함유 오존수 생성장치는, 플라즈마를 이용하여 오존가스를 발생시키는 오존가스 생성장치; 및 상기 오존가스 생성장치에서 발생된 오존가스를 물에 용해시켜 오존수를 생성하고, 상기 오존가스로 생성한 오존버블을 상기 오존수에 부가하여 오존버블이 함유된 오존수를 생성하는 오존버블 함유 오존수 생성장치;를 포함한다.

그리고, 상기 오존가스 생성장치는, 상기 플라즈마를 발생시키는 방전부와 접지부; 상기 방전부를 냉각시키기 위한 냉매를 수용하는 냉매 수용부; 및 상기 방전부가 상기 냉매 수용부에 수용되는 냉매에 노출되는 것을 차단하는 보호부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보호부는, 상기 방전부를 절연 물질로 둘러싸는 형태로, 상기 방전부가 상기 냉매에 노출되는 것을 차단하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 방전부는, 제1 방전부 및 제2 방전부를 포함하고, 상기 제1 가스는, 상기 제1 방전부와 상기 접지부에 의해 발생된 플라즈마에 노출된 후에 상기 제2 방전부와 상기 접지부에 의해 발생된 플라즈마에 노출되는 과정을 거쳐, 상기 제2 가스로 변환될 수 있다.

또한, 상기 냉매 수용부는, 상기 제1 방전부를 냉각시키기 위한 냉매를 수용하는 제1 냉매 수용부; 및 상기 제2 방전부를 냉각시키기 위한 냉매를 수용하는 제2 냉매 수용부;를 포함하고, 상기 보호부는, 상기 제1 방전부가 상기 제1 냉매 수용부에 수용되는 냉매에 노출되는 것을 차단하는 제1 보호부; 및 상기 제2 방전부가 상기 제2 냉매 수용부에 수용되는 냉매에 노출되는 것을 차단하는 제2 보호부;를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 오존버블 함유 오존수 생성장치는, 상기 오존가스 생성장치에서 발생된 오존가스를 물에 용해시켜 상기 오존수를 생성하는 오존수 생성기; 및 상기 오존가스 생성장치에서 발생된 오존가스로 오존버블을 생성하고, 생성한 오존버블을 상기 오존수 생성기에 의해 생성된 오존수에 부가하여 오존버블이 함유된 오존수를 생성하는 버블 오존수 생성기;를 포함하고, 상기 버블 오존수 생성기는, 상기 오존수와 함께 유입되는 오존가스를 상기 오존수에 용해시켜 상기 오존수의 오존가스 용해도를 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 버블 오존수 생성기는, 상기 오존수의 오존가스 용해도를 증가시키는 중에, 상기 오존버블을 생성하고 생성한 오존버블을 상기 오존수에 부가하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 버블 오존수 생성기는, 상기 오존수와 함께 유입되는 오존가스를 상기 오존수와 서로 충돌시켜 상기 오존수의 오존가스 용해도를 증가시키는 믹서; 및 상기 믹서의 외곽에 형성되며, 상기 오존가스 생성장치에서 발생된 오존가스로 상기 오존버블을 발생시켜 상기 오존수에 부가하는 오존버블 발생기;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 믹서는, 상기 오존수와 상기 오존가스의 유동을 분할하고 혼합하기를 반복하여, 상기 오존수와 상기 오존가스의 유동 방향을 연속적으로 변화시키는 가이드 베인;을 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 믹서는, 상기 믹서의 내부에 마련되며, 외곽에 상기 가이드 베인이 형성되는 베인 지지대;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 오존수가 상기 베인 지지대의 내부를 관통할 수 없도록, 상기 베인 지지대는 양단이 막혀 있는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 믹서에서는, 상기 오존수가 유동하는 통로의 단면적이 작아져 상기 오존수의 유속이 증가하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 오존버블 함유 오존수 생성장치는, 상기 버블 오존수 생성기에 의해 생성된 오존버블이 함유된 오존수를 선회시켜 상기 오존버블이 함유된 오존수를 용해되지 않은 오존가스와 분리하여 저장하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 오존가스를 전달받아 물에 혼합하고, 상기 오존가스가 혼합된 물을 상기 오존수 생성기로 제공하는 펌프;를 더 포함할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고농도-오존가스가 용해된 오존수에 고농도-오존가스로 생성한 오존나노버블을 부가하여, 세정력이 우수한 고농도 오존나노버블 함유 오존수를 생성하여 이용할 수 있게 된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서, '고농도 오존나노버블 함유 오존수'란, '고농도-오존가스'가 용해되어 있고 고농도-오존가스로 생성한 오존나노버블이 함유된 물을 말한다. 그리고, 오존가스는 오존이 포함되어 있는 가스를 지칭하는데, '고농도-오존가스'는 오존이 차지하는 비율이 1% 이상인 오존가스를 지칭한다.

고농도 오존나노버블 함유 오존수는,

1) 고농도-오존가스를 생성하고,

2) '1)'에서 생성된 고농도-오존가스를 물에 용해시켜 오존수를 생성하고,

3) '1)'에서 생성된 고농도-오존가스로 오존나노버블을 생성하며,

4) '3)'에서 생성된 오존나노버블을 '2)'에서 생성된 오존수에 부가하는 과정에 의해 생성될 수 있다.

이때, '2)' 내지 '4)'는 하나의 장치에 의해 함께 수행될 수 있다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른, 고농도 오존나노버블 함유 오존수 생성장치를 도시하였다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 고농도 오존나노버블 함유 오존수 생성장치는 고농도-오존가스 생성장치(100)와 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)를 구비한다.

고농도-오존가스 생성장치(100)는 공기(Air)를 이용하여 고농도-오존가스를 생성하고, 생성한 고농도-오존가스를 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)로 공급하는 장치이다.

도 2에는 도 1에 도시된 고농도-오존가스 생성장치(100)의 상세 블럭도를 도시하였다. 도 2에 도시된 바와 같이, 고농도-오존가스 생성장치(100)는 고전압 발생기(110), 냉각기(120), 플라즈마 반응기(Plasma Reactor)(130), 산소 발생기(140) 및 공기압축기(150)를 구비한다.

공기압축기(150)는 공기를 압축하여 고압의 압축공기를 생성한다. 그리고, 공기압축기(150)는 생성한 고압의 압축공기를 후술할 산소 발생기(140)로 공급한다.

산소 발생기(140)는 공기압축기(150)로부터 공급되는 고압의 압축공기에서 산소를 제외한 질소, 이산화탄소, 기타 기체 및 오염물질을 제거하여, 고압의 산소를 분리한다. 그리고, 산소 발생기(140)는 분리된 고압의 산소를 후술할 플라즈마 반응기(130)로 공급한다.

고전압 발생기(110)는 사용 전원을 승압시켜 고전압의 전원을 생성한다. 그리고, 고전압 발생기(110)는 생성한 고전압의 전원을 플라즈마 반응기(130)로 인가한다.

플라즈마 반응기(130)는 플라즈마를 이용하여 오존을 발생시키는 기기로, 오존 발생기의 일종이다. 구체적으로, 플라즈마 반응기(130)는, 1) 고전압 발생 기(110)로부터 인가되는 고전압의 전원을 이용하여 플라즈마를 발생시키고, 2) 발생되는 플라즈마를 이용하여, 산소 발생기(140)로부터 공급되는 산소의 일부를 오존으로 변환시킨다.

이에 따라, 플라즈마 반응기(130)에서는 오존과 산소가 혼합된 가스가 배출된다. 이하에서 상세히 설명할 도 2에 도시된 플라즈마 반응기(130)에서 배출되는 오존과 산소의 혼합가스에서 오존의 비율은 12 ~ 14%이다.

한편, 오존이 포함되어 있는 가스는 오존가스이고, 오존이 차지하는 비율이 1% 이상인 오존가스는 고농도-오존가스라고 전술한 바 있다. 이에 따라, 플라즈마 반응기(130)에서 배출되는, 오존의 비율이 12 ~ 14%인 오존과 산소의 혼합가스는 고농도-오존가스라 할 수 있다.

냉각기(120)는 냉각수를 플라즈마 반응기(130)에 순환시켜, 플라즈마 반응기(130)를 냉각시킨다.

이하에서는, 도 2에 도시된 플라즈마 반응기(130)의 구조와 플라즈마 반응기(130)가 고농도-오존가스를 발생시키는 과정에 대해, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 플라즈마 반응기(130)의 일 예를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 반응기(130)의 분해 사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 반응기(130)의 중앙부를 xy-평면으로 절단하여 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 플라즈마 반응기(130)의 내부에는 방전극-1(135-1), 방전극-2(135-2) 및 접지극(139)이 형성되어 있다.

구체적으로, 방전극-1(135-1)은 세라믹판-1(136-1)의 두 면 중 플라즈마 반응기(130)의 바깥쪽을 바라보는 면(즉, 접지극(139)을 바라보고 있지 않은 면)에 형성되어 있다. 마찬가지로, 방전극-2(135-2)는 세라믹판-2(136-2)의 두 면 중 플라즈마 반응기(130)의 바깥쪽을 바라보는 면(즉, 접지극(139)을 바라보고 있지 않은 면)에 형성되어 있다.

방전극-1,2(135-1,2)는 예를 들면 은(Silver)으로 구현할 수 있으며 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 세라믹판-1,2(136-1,2)의 중앙부를 은-코팅하여, 방전극-1,2(135-1,2)를 형성할 수 있다.

한편, 방전극-1,2(135-1,2)는 은이 아닌 다른 금속성 재질로 구현하는 것도 가능하며, 코팅 이외의 다른 종류의 표면 처리 공정을 통해 형성하는 것도 가능함은 물론이다. 또한, 세라믹판-1,2(136-1,2)도 세라믹 재질 이외의 유전체를 이용하여 구현하는 것도 가능하다.

접지극(139)은 스테인레스, 알루미늄 등의 금속 재질로 구현하며, 비금속 재질(138)이 표면 처리되어 있다. 예를 들면, 1) 스테인레스 판을 CDM 스프레이 코팅, 2) 스테인레스 판을 DLC 코팅, 3) 알루미늄 판을 양극 산화처리(아노다이징), 또는 4) 알루미늄 판을 FCC 처리하는 코팅 방법들 중 어느 하나의 방법을 사용하여, 접지극(139)과 비금속 재질(138)을 구현할 수 있다.

이들 중, DLC 코팅은 높은 표면 경도와 낮은 표면 마찰 계수를 이룰 수 있으며, 코팅 두께(즉, 비금속 재질(138)의 두께)를 용이하게 조절하는 것이 가능하다.

하지만, 위에 열거된 것들은 접지극(139)과 비금속 재질(138)을 구현할 수 있는 예들에 해당하므로, 접지극(139)과 비금속 재질(138)을 반드시 이들 중 어느 하나로 구현할 필요는 없다. 따라서, 접지극(139)은 스테인레스, 알루미늄 이외의 다른 금속 재질로도 구현가능하며, 위에 제시된 것들과 다른 유전 물질을 표면 처리하여 비금속 재질(138)을 형성할 수 있다. 뿐만 아니라, 비금속 재질(138)은 세라믹 판 또는 다른 종류의 유전 물질을 접지극(139)에 적층하여 구현하는 것도 가능하다.

방전극-1,2(135-1,2)는 전술한 고전압 발생기(110)로부터 고전압의 전원을 인가받는다(도시의 편의를 위해, 전원 인가 경로는 미도시하였음). 이에 따라, 방전극-1(135-1)과 접지극(139) 사이에서 플라즈마가 생성되고, 방전극-2(135-2)와 접지극(139) 사이에서도 플라즈마가 생성된다.

이때, 세라믹판-1(136-1)은 방전극-1(135-1)과 접지극(139) 사이에서 플라즈마가 균일하게 생성되도록 한다. 또한, 세라믹판-1(136-1)은 고전압으로 인해 방전극-1(135-1)로부터 가스 통로(137)로 금속성 이물질이 유출되는 것을 차단한다. 마찬가지로, 세라믹판-2(136-2)는 방전극-2(135-2)와 접지극(139) 사이에서 플라즈마가 균일하게 생성되도록 하고, 고전압으로 인해 방전극-2(135-2)로부터 가스 통로(137)로 금속성 이물질이 유출되는 것을 차단한다.

그리고, 접지극(139)의 표면 처리로 형성된 비금속 재질(138)은 접지극(139)으로부터 가스 통로(137)로 금속성 이물질이 유출되는 것을 차단한다.

한편, 플라즈마 반응기(130)의 외곽 케이스(132)에는 산소 유입공(131-1), 냉각수 유입공-1(131-2), 냉각수 유출공-1(131-3), 냉각수 유입공-2(131-4), 냉각 수 유출공-2(131-5), 오존가스 배출공(131-6) 및 연결 호스(131-7)가 형성되어 있다.

외곽 케이스(132)는 테프론, 베크라이트, PP 등으로 구현가능한데, 언급된 재질들은 예시적인 것에 불과하다. 따라서, 외곽 케이스(132)는 이외의 다른 절연용 재질로 구현할 수 있음은 물론이다.

산소 유입공(131-1)은 전술한 산소 발생기(140)에서 공급되는 산소가 유입되는 곳으로, 산소 유입공(131-1)으로 유입된 산소는 가스 통로(137)로 진입하게 된다.

가스 통로(137)로 진입한 산소는 플라즈마에 의해 일부가 반응하여 오존으로 변환된다. 플라즈마는 방전극-1(135-1)과 접지극(139) 사이에서 생성됨은 물론, 방전극-2(135-2)와 접지극(139) 사이에서도 생성된다.

가스 통로(137)로 진입한 산소는 두 차례에 걸쳐 플라즈마에 노출된다. 따라서, 방전극-1(135-1)과 접지극(139) 사이에서 생성된 플라즈마에 노출되었지만 오존으로 변환되지 않은 산소는 방전극-2(135-2)와 접지극(139) 사이에서 생성된 플라즈마에 노출되어 오존으로 변할 수 있다.

물론, 방전극-1(135-1)과 접지극(139) 사이에서 생성된 플라즈마와 방전극-2(135-2)와 접지극(139) 사이에서 생성된 플라즈마에 노출되었더라도 오존으로 변하지 않는 산소는 존재한다. 실제로, 도 3 내지 도 5에 도시된 플라즈마 반응기(130)에 의해서 생성되는 오존가스의 오존 농도는 12 ~ 14%이다. 즉, 플라즈마 반응기(130)의 오존가스 배출공(131-6)에서는 오존 농도가 12 ~ 14%인 오존가스가 배출된다.

기존의 방식에 의해 생성되는 오존가스에서 오존 비율은 10% 미만이다. 도 3 내지 도 5에 도시된 플라즈마 반응기(130)에 의해서는 오존의 농도가 12 ~ 14%로 비교적 높은 이유는, 아래에서 설명할 플라즈마 반응기(130)의 냉각 메커니즘에 기인한다.

아래에서 설명할 냉각 메커니즘은, 플라즈마 방전으로 인해 온도가 높아진 방전극-1,2(135-1,2)를 냉각시킨다. 이와 같은 냉각 메커니즘은, 방전극-1,2(135-1,2)의 온도가 높아지는 경우에 오존 발생량이 줄어들어 오존가스의 오존 농도가 낮아지게 되는 현상을 배제하기 위해, 방전극-1,2(135-1,2)을 냉각시키기 때문이다.

냉각 메커니즘은 냉각수 유입공-1(131-2), 냉각수 유출공-1(131-3), 냉각수 유입공-2(131-4), 냉각수 유출공-2(131-5), 연결 호스(131-7), 냉각수 수용부-1(133-1), 냉각수 수용부-2(133-2), 절연층-1(134-1) 및 절연층-2(134-2)로 구현된다.

참고로, 연결 호스(131-7)는 도 5에만 도시하였고, 도 3과 도 4에는 도시되어 있지 않은데 이는 도시와 설명의 편의를 위해 생략한 것에 불과하다.

냉각수 유입공-1(131-2)은 전술한 냉각기(120)에 의해 공급되는 냉각수가 유입되는 곳으로, 냉각수 유입공-1(131-2)으로 유입된 냉각수는 냉각수 수용부-1(133-1)로 진입하게 된다.

냉각수 수용부-1(133-1)은 절연용 재질의 외곽 케이스(132)에 의해 형성되는 공간으로, 냉각수 유입공-1(131-2)을 통해 냉각기(120)로부터 유입되는 냉각수를 일시적으로 수용하는 공간이다.

냉각수 수용부-1(133-1)이 수용하고 있는 냉각수로 인하여 방전극-1(135-1)이 냉각된다. 한편, 방전극-1(135-1)은 절연층-1(134-1)에 의해 둘러싸여, 냉각수 수용부-1(133-1)에 직접적으로 노출되지 않는다. 이에 따라, 냉각수는 방전극-1(135-1)에 접촉되지 않는다. 방전극-1(135-1)은 절연층-1(134-1)을 통해 전달되는 냉각수의 냉기에 의해 냉각되게 되는 것이다.

절연층-1(134-1)은 방전극-1(135-1)이 냉각수 수용부-1(133-1)에 수용되어 있는 냉각수에 직접적으로 노출되는 것을 차단하여, 방전극-1(135-1)을 보호하기 위한 보호수단의 일종이다.

절연층-1(134-1)은, 예를 들면, 1) 방전극-1(135-1)을 절연 물질로 코팅, 2) 방전극-1(135-1)에 에폭시 분사 또는 3) 절연 물질의 판을 방전극-1(135-1) 위에 적층하는 방법들 중 어느 하나를 사용하여 구현할 수 있다. 다만, 어느 방법에 의하더라도, 절연층-1(134-1)은 방전극-1(135-1)이 냉각수 수용부-1(133-1)에 수용되어 있는 냉각수에 직접적으로 노출되지 않도록 방전극-1(135-1)을 둘러싸야 한다.

냉각수 유출공-1(131-3)은 냉각수 수용부-1(133-1)에 수용되어 있는 냉각수가 유출되는 곳으로, 냉각수 유출공-1(131-3)을 통해 유출된 냉각수는 연결 호스(131-7)를 통해 냉각수 유입공-2(131-4)로 유입된다.

냉각수 유입공-2(131-4)는 냉각수 유출공-1(131-3)에서 유출되는 냉각수가 연결 호스(131-7)를 통해 유입되는 곳으로, 냉각수 유입공-2(131-4)로 유입된 냉각 수는 냉각수 수용부-2(133-2)로 진입하게 된다.

냉각수 수용부-2(133-2)는 절연용 재질의 외곽 케이스(132)에 의해 형성되는 공간으로, 냉각수 유입공-2(131-4)를 통해 유입되는 냉각수를 일시적으로 수용하는 공간이다.

냉각수 수용부-2(133-2)가 수용하고 있는 냉각수로 인하여 방전극-2(135-2)가 냉각된다. 한편, 방전극-2(135-2)는 절연층-2(134-2)에 의해 둘러싸여, 냉각수 수용부-2(133-2)에 직접적으로 노출되지 않는다. 이에 따라, 냉각수는 방전극-2(135-2)에 접촉되지 않는다. 방전극-2(135-2)는 절연층-2(134-2)를 통해 전달되는 냉각수의 냉기에 의해 냉각되게 되는 것이다.

절연층-2(134-2)는 방전극-2(135-2)가 냉각수 수용부-2(133-2)에 수용되어 있는 냉각수에 직접적으로 노출되는 것을 차단하여, 방전극-2(135-2)를 보호하기 위한 보호수단의 일종이다.

절연층-2(134-2)는, 예를 들면, 1) 방전극-2(135-2)을 절연 물질로 코팅, 2) 방전극-2(135-2)에 에폭시 분사 또는 3) 절연 물질의 판을 방전극-2(135-2) 위에 적층하는 방법들 중에서 어느 하나의 방법을 사용하여 구현할 수 있다. 다만, 어느 방법에 의하더라도, 절연층-2(134-2)는 방전극-2(135-2)가 냉각수 수용부-2(133-2)에 수용되어 있는 냉각수에 직접적으로 노출되지 않도록 방전극-2(135-2)를 둘러싸야 한다.

냉각수 유출공-2(131-5)는 냉각수 수용부-2(133-2)에 수용되어 있는 냉각수가 유출되는 곳으로, 냉각수 유출공-2(131-5)을 통해 유출된 냉각수는 냉각기(120) 로 회기한다.

지금까지, 고농도-오존가스 생성장치(100)에 대해 상세히 설명하였다. 이하에서는, 도 1에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)에 대해 상세히 설명한다.

오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)는 고농도-오존가스 생성장치(100)가 생성한 고농도-오존가스를 물(Water)에 용해시켜 오존수를 생성하고, 고농도-오존가스 생성장치(100)가 생성한 고농도-오존가스로 오존나노버블을 생성한다. 그리고, 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)는 생성된 오존수에 생성된 오존나노버블을 부가하여, 오존나노버블 함유 오존수를 생성한다.

도 6은 도 1에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)의 상세 블럭도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)는 밸브-1(210), 유량계(FlowMeter)(220), 밸브-2(230), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(Venturi Injector)(250), 버블 오존수 생성기(260) 및 서지 탱크(270)를 구비한다.

밸브-1(210)은 후술할 급수 펌프(240)로 유입되는 물의 유량을 조절하기 위한 수단이다. 그리고, 유량계(220)는 급수 펌프(240)로 유입되는 물의 유량을 측정하기 위한 수단이다. 따라서, 유량계(220)에 의한 측정된 물의 유량을 참고로 밸브-1(210)를 조작하여, 급수 펌프(240)로 유입되는 물의 유량을 적정하게 유지시킬 수 있다.

급수 펌프(240)는 밸브-1(210)를 통해 유입되는 물을 일정한 압력으로 벤투 리 인젝터(250)에 공급한다.

벤투리 인젝터(250)는 양 단의 단면적이 중앙의 단면적 보다 넓은 형상의 관이다. 벤투리 인젝터(250)는, 1) 일 단에는 물이 유입되고, 2) 중앙에는 전술한 고농도-오존가스 생성장치(100)에서 배출되는 고농도-오존가스가 유입된다.

벤투리 인젝터(250)의 중앙으로 유입된 고농도-오존가스는 일 단을 통해 유입된 물에 용해되어, 벤투리 인젝터(250) 내에서는 오존수가 생성된다. 따라서, 벤투리 인젝터(250)는 오존수 생성기의 기능을 수행할 수 있다.

한편, 벤투리 인젝터(250)의 중앙으로 유입되었지만 물에 용해되지 않은 고농도-오존가스는 벤투리 인젝터(250) 내에서 생성된 오존수와 함께 벤투리 인젝터(250)의 타단으로 배출된다.

버블 오존수 생성기(260)는 벤투리 인젝터(250)에서 유출되는 오존수의 오존가스 용해도를 증가시킨다. 그리고, 오존수의 오존가스 용해도를 증가시키는 중에, 버블 오존수 생성기(260)는 고농도-오존가스 생성장치(100)에서 배출되는 고농도-오존가스로 오존나노버블을 생성하여, 오존수에 부가한다.

이와 같은 기능을 수행하는 버블 오존수 생성기(260)는, 오존나노버블 발생기(261)와 스태틱 믹서(Static Mixer)(264)를 구비한다.

오존나노버블 발생기(261)는 오존나노버블을 발생시켜 스태틱 믹서(264)로 공급한다. 이와 같은 기능을 수행하는 오존나노버블 발생기(261)는 오존가스 수용기(262)와 세라믹 다공질체(263)을 구비한다.

오존가스 수용기(262)는 고농도-오존가스 생성장치(100)에서 배출되는 고농 도-오존가스를 수용하고, 수용되어 있는 고농도-오존가스를 세라믹 다공질체(Porous body)(263)로 유출시킨다.

세라믹 다공질체(263)는 오존가스 수용기(262)에서 유출되는 고농도-오존가스를 지름이 매우 작은 관들을 통해 스태틱 믹서(264)로 전달한다. 그러면, 스태틱 믹서(264) 내에서 유동하는 오존수에 의해, 세라믹 다공질체(263)로부터 유출되는 고농도-오존가스는 버블의 형태로 오존수에 유입되어 분산된다. 여기서, 세라믹 다공질체(263)가 가지는 작은 관의 직경을 조절함으로써 일반적인 크기의 버블부터, 마이크로 버블, 나노버블까지 형성시킬 수 있다.

스태틱 믹서(264)는 오존수 통로(265), 가이드 베인(Guide Vane)(266) 및 베인 지지대(267)를 구비한다. 스태틱 믹서(264)에 형성되어 있는 오존수 통로(265)에는 1) 벤투리 인젝터(250)에서 배출되는 오존수와 오존수에 용해되지 않은 고농도-오존가스가 유입되고, 2) 오존나노버블 발생기(261)에서 발생되는 오존나노버블이 유입된다.

한편, 베인 지지대(267)는 양 단이 막혀 있으며, 스태틱 믹서(264)의 중앙에 고정 설치된다. 따라서, 벤투리 인젝터(250)에서 배출되는 오존수와 용해되지 않은 고농도-오존가스는 베인 지지대(267)의 내부를 관통할 수 없고, 오직 오존수 통로(265)를 통과하는 것만이 가능하다. 그 결과, 스태틱 믹서(264)에서 오존수의 유속은 증가하게 된다.

베인 지지대(267)의 외곽에는 가이드 베인(266)이 형성되어 있다. 가이드 베인(266)은 유입된 오존수와 용해되지 않은 고농도-오존가스의 유동을 분할하고 혼합하기를 반복하여 오존수와 고농도-오존가스의 유동 방향을 연속적으로 변화시킨다.

가이드 베인(266)에 의해, 오존수에 용해되지 않은 고농도-오존가스는 작게 분쇄되면서 오존수와 매우 빈번하게 충돌하게 된다. 이와 같은 빈번한 충돌로 인해, 가이드 베인(266) 내에서 고농도-오존가스는 오존수에 용해되어, 오존수의 오존가스 용해도는 증가하게 된다.

도 7a에는 버블 오존수 생성기(260)를 입체적으로 도시하였다. 도 6에 도시된 버블 오존수 생성기(260)는 단면에 해당한다. 도 7a에서는 버블 오존수 생성기(260)의 내부에 위치하고 있는 스태틱 믹서(264)가 관찰 가능하도록, 오존나노버블 발생기(261)의 일부를 제거하여 내부에 위치하고 있는 스태틱 믹서(264)를 노출시켰다.

도 7a에 도시된 바에 따르면, 버블 오존수 생성기(260)는 가이드 베인(266)이 외곽에 부착된 베인 지지대(267)를 소정 간격을 두고 오존나노버블 발생기(261)가 둘러싸는 형태로 구현되어 있음을 알 수 있다. 그리고, 베인 지지대(267)와 오존나노버블 발생기(261) 사이의 공간이 오존수 통로(265)로 기능함을, 보다 명백하게 이해할 수 있다. 한편, 도 7a에서는 스태틱 믹서(264)의 우측 일부를 오존나노버블 발생기(261)가 감싸는 것으로 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위해서 스태틱 믹서(264)를 노출시킨 것일 뿐이며, 실제로는 오존나노버블 발생기(261)가 스태틱 믹서(264)의 전구간을 감싸는 구성으로 실시될 수 있다.

또한, 오존수 통로는 오존나노버블 발생기(261)의 유입면에서 불연속적으로 (갑작스럽게) 작아짐을 도 7a를 통해 보다 명확히 확인가능하다. 오존수 통로의 단면적은, 적어도, 오존나노버블 발생기(261)의 유입면에서 베인 지지대(267)의 단면적 만큼은 작아지며, 이에 의해 스태틱 믹서(264) 내에서 오존수의 유속은 증가하게 된다. 또한, 가이드 베인(266)의 영향에 의해, 오존수 통로의 실제적인 단면적은 줄어들 수 있을 것이다.

도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 버블 오존수 생성기를 입체적으로 도시한 도면이고, 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 버블 오존수 생성기에 사용되는 스태틱 믹서를 도시한 도면이다.

도 7b를 참조하면, 버블 오존수 생성기(360)는 도 7a에 도시된 스태틱 믹서(264)와는 다른 형태의 스태틱 믹서(364)를 포함하며, 오존나노버블 발생기(361)은 도 7a의 오존나노버블 발생기(261)와 유사한 구성을 가진다. 즉, 오존나노버블 발생기(361)는 스태틱 믹서(364)를 감싸는 형상을 가지며, 오존수의 유속을 증가시키고, 오존수의 용해도를 증가시키는 기능을 가질 수 있다.

한편, 도 7b에 도시된 버블 오존수 생성기(360)는, 도 6, 도 8, 또는 도 9 에 도시된 버블 오존수 생성기 대신에 대치되어 사용될 수 있음은 물론이다.

도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 버블 오존수 생성기에 사용되는 스태틱 믹서(464)이며, 도 7c을 참조하면 스태틱 믹서(464)는, 도 7b에 도시된 스태틱 믹서(364) 대신에 대치되어 사용될 수 있다. 또한,스태틱 믹서(464)는, 도 6, 도 8, 또는 도 9의 버블 오존수 생성기에 사용된 스태틱 믹서들 대신에 각각 대치되어 사용될 수 있음은 물론이다.

도 6을 계속 참조하면, 버블 오존수 생성기(260)에서는 오존나노버블 함유 오존수가 배출된다. 하지만, 버블 오존수 생성기(260)에서 오존나노버블 함유 오존수만 배출되는 것은 아니며, 스태틱 믹서(264)에 의해서도 오존나노버블 함유 오존수에 용해되지 않은 오존가스도 함께 배출된다.

서지 탱크(270)는 버블 오존수 생성기(260)의 배출물을 저장하는 저장기의 일종이다. 서지 탱크(270)는 버블 오존수 생성기(260)에서 배출되는 배출물이 선회할 수 있도록 하기 위해, 외곽은 원형이며 중앙에는 유출관(275)이 마련된다.

이에 따라, 버블 오존수 생성기(260)의 배출물 중 오존가스는 서지 탱크(270)에서 선회하다가 오존나노버블 함유 오존수에 추가로 용해될 수 있다. 용해되지 않은 오존가스는 선회 중에 작용하는 부력으로 인해 서지 탱크(270)의 상부로 이동하게 된다.

서지 탱크(270)의 상부에 모인 오존가스는 급수 펌프(240)로 전달될 수 있다. 이때, 서지 탱크(270)에서 급수 펌프(240)로 전달되는 오존가스의 유량은 밸브-2(230)에 의해 조절가능하다.

급수 펌프(240)는 밸브-1(210)를 통해 유입되는 물을 일정한 압력으로 벤투리 인젝터(250)에 공급한다고 전술한 바 있다. 하지만, 서지 탱크(270)로부터 오존가스가 유입되는 경우, 급수 펌프(240)는 유입된 오존가스를 유입된 물에 용해시켜 배출한다. 이를 위해, 급수 펌프(240)는 내부에서 오존가스와 물을 충돌시킨다. 이 경우, 급수 펌프(240)에서 벤투리 인젝터(250)로 공급되는 물은 오존가스가 이미 용해된 오존수가 되기 때문에, 벤투리 인젝터(250)에서 생성되는 오존수의 오존가스 용해도는 더욱 높아지게 된다.

한편, 서지 탱크(270)에 저장되어 있는 오존나노버블 함유 오존수는 배출관(275)을 통해 서지 탱크(270) 밖으로 배출할 수 있다.

도 8에는 도 1에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)의 다른 예를 도시하였다. 도 8에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)는 밸브-1(210), 유량계(220), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(250), 버블 오존수 생성기(260) 및 서지 탱크(280)를 구비한다.

밸브-1(210), 유량계(220), 벤투리 인젝터(250) 및 버블 오존수 생성기(260)는 도 6에 도시된 밸브-1(210), 유량계(220), 벤투리 인젝터(250) 및 버블 오존수 생성기(260)와 기능이 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 8에 도시된 서지 탱크(280)는 버블 오존수 생성기(260)에서 생성되어 배출되는 오존나노버블 함유 오존수를 저장하는 저장기의 일종이다. 도 8에 도시된 서지 탱크(280)는 유입되는 오존나노버블 함유 오존수를 선회시키지 않으며, 상부에 모인 오존가스는 급수 펌프(240)로 전달되지 않는다는 점에서, 도 6에 도시된 서지 탱크(270)와 차이가 있다. 이에 따라, 도 8에 도시된 급수 펌프(240)에서 벤투리 인젝터(250)로 공급되는 것은 물 뿐이다.

도 9에는 도 1에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)의 또 다른 예를 도시하였다. 도 9에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)는 밸브-1(210), 유량계(220), 밸브-2(230), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(250), 스태틱 믹서(290), 오존나노버블 발생기(300) 및 서지 탱크(270)를 구비한다.

도 9에 도시된 밸브-1(210), 유량계(220), 밸브-2(230), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(250) 및 서지 탱크(270)는, 도 6에 도시된 밸브-1(210), 유량계(220), 밸브-2(230), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(250) 및 서지 탱크(270)와 기능이 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 9에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)는, 도 6에 도시된 버블 오존수 생성기(260) 대신 스태틱 믹서(290)와 오존나노버블 발생기(300)를 채택하였다는 점에서, 도 6에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)와 차이가 있다.

스태틱 믹서(290)는 오존수 통로(291), 가이드 베인(292) 및 베인 지지대(293)를 구비한다. 스태틱 믹서(290)에 형성되어 있는 오존수 통로(291)에는 벤투리 인젝터(250)에서 배출되는 오존수와 오존수에 용해되지 않은 고농도-오존가스가 유입된다.

한편, 베인 지지대(293)는 양 단이 막혀 있으며, 스태틱 믹서(290)의 중앙에 고정 설치된다. 따라서, 벤투리 인젝터(250)에서 배출되는 오존수와 용해되지 않은 고농도-오존가스는 베인 지지대(293)의 내부를 관통할 수 없고, 오직 오존수 통로(291)를 통과하는 것만이 가능하다. 그 결과, 스태틱 믹서(290)에서 오존수의 유속은 증가하게 된다.

베인 지지대(293)의 외곽에는 가이드 베인(292)이 형성되어 있다. 가이드 베인(292)은 유입된 오존수와 용해되지 않은 고농도-오존가스의 유동을 분할하고 혼합하기 반복하면서 유동 방향을 연속적으로 변화시킨다.

가이드 베인(292)에 의해, 오존수에 용해되지 않은 고농도-오존가스는 작게 분쇄되면서 오존수와 매우 빈번하게 충돌하게 된다. 이와 같은 빈번한 충돌로 인해, 가이드 베인(292) 내에서 고농도-오존가스는 오존수에 용해되어, 오존수의 오존가스 용해도는 증가하게 된다.

오존나노버블 발생기(300)는 오존나노버블을 발생시켜 스태틱 믹서(290)에서 배출되는 오존수에 오존나노버블을 공급한다. 이와 같은 기능을 수행하는 오존나노버블 발생기(300)는 오존가스 수용기(301), 세라믹 다공질체(302) 및 오존수 통로(303)를 구비한다.

오존가스 수용기(301)는 고농도-오존가스 생성장치(100)에서 배출되는 고농도-오존가스를 수용하고, 수용되어 있는 고농도-오존가스를 세라믹 다공질체(302)로 유출시킨다.

세라믹 다공질체(302)는 오존가스 수용기(301)에서 유출되는 고농도-오존가스를 지름이 매우 작은 관들을 통해 오존수 통로(303)로 전달한다. 그러면, 오존수 통로(303) 내에서 유동하는 오존수에 의해, 세라믹 다공질체(263)로부터 유출되는 고농도-오존가스는 오존나노버블로 오존수에 유입되어 분산된다.

이에 따라, 오존나노버블 발생기(300)에서는 오존나노버블 함유 오존수가 배출되어 서지 탱크(270)로 유입된다.

도 10은 도 1에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치의 또 다른 예를 도시한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 초음파 생성장치의 일 예를 도시한 도면이다.

도 10과 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오존나노버블 함유 오존수 생성장치는 밸브-1(210), 유량계(FlowMeter)(220), 밸브-2(230), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(Venturi Injector)(250), 버블 오존수 생성기(260) 및 서지 탱크(270)에 추가하여, 초음파 공급부(1110)를 더 포함한다. 유량계(FlowMeter)(220), 밸브-2(230), 급수 펌프(240), 벤투리 인젝터(Venturi Injector)(250), 버블 오존수 생성기(260) 및 서지 탱크(270)에 대하여는 이미 그 기능을 상세히 설명하였으므로, 이하에서는 초음파 공급부(1110)를 위주로 설명하기로 한다.

도 11에 예시된 바에 따르면, 초음파 공급부(1110)는 버블 오존수 생성기(260)로부터 출력되는 부분과 서지 탱크(270) 사이에 위치되어, 버블 오존수 생성기(260)로부터 출력되는 물에 대하여 초음파를 인가한다. 본 실시예에서는, 버블 오존수가 지나가는 관로의 상부면(1165)에는 마이크로파를 잘 관통시킬 수 있는 재질로 구성된 캡(1173)이 형성되어 있다.

도 11을 계속 참조하면, 깔때기 형상의 자극편을 둘러싼 금속관(1140)이 양극통체의 일단면과 접하여 기밀하게 고착되어 있고, 금속관(1140)의 내측에는 쵸크 구조를 형성하는 쵸크용금속링(1142)이 금속관(1140)에 접합되어 있다. 한편, 금속관(1140)의 음극부 측단부에는 필라멘트(1144)를 지지하는 음극부지지체인 몰리브덴제의 리이드선(1146, 1148)이 위치되어 있으며, 리이드선(1146, 1148)은 절연세라믹체(1154)에 형성된 관통구멍을 통해 미도시된 전원단자에 접속되어 있는 외부접속단자(1156, 1158)에 전기적으로 연결된다.

또한, 외부접속단자(1156, 1158)에는 쵸크코일(1160, 1162)의 일단부가 전기적으로 접속되고, 쵸크코일(1160, 1162)의 타단부는 커패시터(1164)와 접속되며, 쵸크코일(1160, 1162)내에는 마이크로파의 노이즈를 흡수하는 페라이트(1166, 1168)가 고정되어 있다.

도 11에 도시된 초음파 공급부(1110)의 구성은 어디까지나 예시적인 것으로서, 다른 임의의 구성을 가진 초음파 공급부로 대체하여 사용하는 것은 당연히 가능하다. 초음파 공급부는 도 11에 도시된 것 외에도 다양한 구성으로 이미 공지된 기술이므로, 더 상세하게는 설명하지 않기로 한다.

또한, 도 11에서는 초음파 공급부(1110)가 관로(1165)의 상부에 위치하는 것으로 도시하였으나, 관로(1165)의 하부 또는 중간 어떤 위치라도, 관로(1165)의 내부를 지나가는 물에 대하여 초음파를 인가할 수 있다면 장착가능하다. 또한, 도 9와 같은 구성을 가진 실시 예에서는, 초음파 공급부가 오존나노버블 발생기(300) 뒤에 위치되는 것도 가능하다.

초음파 생성장치(1110)는, 초음파를 발생시키고, 발생시킨 초음파를 버블 오존수 생성기(260)로부터 배출되는 오존 버블이 포함된 오존수에 인가한다. 이러한 초음파는, 오존수 내의 마이크로 오존 버블을 초음파에 의하여 파쇄함으로써 버블 직경을 미세화시킬 수 있으며, 따라서 마이크로버블이 미세화됨으로서 고농도의 오존수의 생성이 가능하다. 미세화된 마이크로 버블은 기·액 접촉면적을 증가시키며 특히 10μm이하의 버블 생성시 90%이상의 오존이 용존 가능하게 되어 배오존 발생량을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 12a 내지 도 12c는 초음파를 입자에 인가하기 전후를 도시한 것으로서, 도 12a는 초음파를 입자에 인가하기 전의 모습이고, 도 12b(15 lpm)와 도 12c(1 lpm)는 초음파를 인가한 후의 모습을 나타낸 것이다. 도 12a 내지 도 12c에서 알 수 있듯이 초음파가 미세한 버블 생성에 기여함을 알 수 있다.

지금까지, 고농도-오존가스 생성장치(100)와 오존나노버블 함유 오존수 생성장치(200)를 구비하는 고농도 오존나노버블 함유 오존수 생성장치에 대해, 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.

본 실시예에서 고농도-오존가스 생성장치(100)는 플라즈마를 이용하여 산소를 오존가스로 변환하는 것을 상정하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하다. 플라즈마를 이용하여 가스를 다른 가스로 변환하는 다른 경우도, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

그리고, 본 실시예에 따른 고농도-오존가스 생성장치(100)는 냉각수를 이용하여 방전극(135-1,2)을 냉각시키는 것으로 상정하였으나, 냉각수 이외의 다른 냉매를 이용하여 방전극(135-1,2)을 냉각시키도록 구현하는 것도 가능하다. 이때, 냉매는 액체 냉매는 물론 기체 냉매를 이용할 수도 있음은 물론이다.

뿐만 아니라, 본 실시예에서 제시한 냉각 메커니즘에 의해 방전극(135-1,2)이 아닌 접지극(139)을 냉각시키도록 구현하는 것도 가능하며, 방전극(135-1,2)과 접지극(139) 모두를 냉각시키도록 구현하는 것도 가능하다.

그리고, 본 실시예에서 방전극(135-1,2)은 2개이고, 접지극(139)은 1개인 것으로 상정하였으나, 이 역시 설명의 편의를 위한 예시에 불과한 것이다. 방전극의 개수와 접지극의 개수를 본 실시예와 달리 구현하는 것도 가능하다.

그리고, 도 6과 도 7a 내지 도7c에 도시된 가이드 베인(260)은 도시된 형상과 다른 형상으로 구현하는 것도 가능하며, 베인 지지대(267)를 생략하는 구성도 가능하다.

한편, 오존나노버블이 아닌 오존마이크로버블인 경우에도 본 발명의 기술적 사상은 적용된다. 즉, 오존나노버블의 크기에 대한 엄격한 제한은 없다는 의미이다.

또한, 본 발명의 기술적 사상으로부터 오존가스 이외의 다른 가스를 물 이외의 다른 용액에 용해시켜 가스용해 용액을 생성하고, 이 가스용해 용액에 버블을 부가하여 버블 함유 가스용해 용액을 생성하는 장치를 구현하는 것도 가능함은 물론이다. 이때, 버블은 오존버블일 수도 있고 오존가스 이외의 다른 가스로 만들어진 버블일 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 고농도 오존나노버블 함유 오존수 생성장치에 의해 생성되는 고농도 오존나노버블 함유 오존수는 반도체, PCB와 같은 전기소자는 물론, 다양한 산업분야의 다양한 물질의 세정에 이용가능하며, 매우 우수한 세정 효과를 제공한다. 이는, 기존의 방식인 오존수에 의한 세정과 달리, 고농도 오존나노버블 함유 오존수에 의한 세정이 이루어지기 때문이다.

즉, 도 13에 도시된 바와 같이, PCB의 표면에 묻어 있는 입자상 오염물이나 유기 오염물은 오존수에 의해 세정하더라도 원활한 제거가 이루어지지 않았다. 하지만, 본 실시예에 따른 고농도 오존나노버블 함유 오존수 생성장치에 의해 생성되는 고농도 오존나노버블 함유 오존수에 의해 세정하면, 1) 도 14에 도시된 바와 같이 오존나노버블이 오염물에 부착되고, 2) 부착된 오존나노버블의 개수가 많아지면서 증가된 부력에 의해, 도 15에 도시된 바와 같이 오염물은 PCB의 표면에서 제거된다.

고농도 오존나노버블 함유 오존수에 의해 세정은 도 16에 도시된 바와 같이 표면장력으로 인해 오존수가 진입하기 어려운 미세한 홀에 묻어 있는 오염물도 제거가능하다. 이는, 오존나노버블은 크기가 매우 작아 미세한 홀 안으로도 접근할 수 있기 때문이다.

도 17에는 오존나노버블이 미세한 홀에 묻어 있는 오염물에 부착된 상태를 도시하였고, 도 18은 부착된 오존나노버블의 개수가 많아지면서 증가된 부력에 의해 오염물이 미세한 홀에서 제거된 상태를 도시하였다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 고농도 오존나노버블 함유 오존수 생성장치를 도시한 도면,

도 2는, 도 1에 도시된 고농도-오존가스 생성장치의 상세 블럭도,

도 3은, 플라즈마 반응기의 일 예를 도시한 사시도,

도 4는, 도 3에 도시된 플라즈마 반응기의 분해 사시도,

도 5는, 도 3에 도시된 플라즈마 반응기의 중앙부를 xy-평면으로 절단하여 도시한 단면도,

도 6은, 도 1에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치의 상세 블럭도,

도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 버블 오존수 생성기를 입체적으로 도시한 도면,

도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 버블 오존수 생성기를 입체적으로 도시한 도면,

도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 버블 오존수 생성기에 사용되는 스태틱 믹서를 도시한 도면,

도 8은 도 1에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치의 다른 예를 도시한 도면,

도 9는, 도 1에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치의 또 다른 예를 도시한 도면,

도 10은, 도 1에 도시된 오존나노버블 함유 오존수 생성장치의 또 다른 예를 도시한 도면,

도 11은 도 10에 도시된 초음파 생성장치의 일 예를 도시한 도면,

도 12a 내지 도 12c는 초음파를 입자에 인가하기 전과 인가한 후를 나타낸 도면, 그리고

도 13 내지 도 18은 고농도 오존나노버블 함유 오존수에 의한 세정의 설명에 제공되는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 고농도-오존가스 생성장치 110 : 고전압 발생기

120 : 냉각기 130 : 플라즈마 반응기

131-1 : 산소 유입공 131-2,4 : 냉각수 유입공

131-3,5 : 냉각수 유출공 131-6 : 오존가스 배출공

131-7 : 연결 호스 132 : 외곽 케이스

133-1,2 : 냉각수 수용부 134-1,2 : 절연층

135-1,2 : 방전극 136-1,2 : 세라믹판

137 : 가스 통로 138 : 비금속 재질

139 : 접지극 140 : 산소 발생기

150 : 공기압축기

200 : 오존나노버블 함유 오존수 생성장치 210, 230 : 밸브

220 : 유량계 240 : 급수 펌프

250 : 벤투리 인젝터 260 : 버블 오존수 생성기

261 : 오존나노버블 발생기 262 : 오존가스 수용기

263 : 세라믹 다공질체 264 : 스태틱 믹서

265 : 오존수 통로 266 : 가이드 베인

267 : 베인 지지대 270, 280 : 서지 탱크

275 : 배출관 290 : 스태틱 믹서

300 : 오존나노버블 발생기

Claims (10)

1. 제 1방전극, 상기 제 1방전극과 함께 플라즈마를 발생시키는 접지극, 상기 접지극과 함께 플라즈마를 발생시키는 제2 방전극, 상기 제1 방전극을 냉각시키는 냉매를 수용하기 위한 제1 수용부, 및 상기 제1 방전극을 상기 제1 수용부에 수용되는 냉매에 노출되는 것을 차단하는 제1 절연층을 포함하는 오존가스 생성장치로서, 산소가, 상기 제1 방전극과 상기 접지극에 의해 발생된 플라즈마에 노출된 후에 상기 제2 방전극과 상기 접지극에 의해 발생된 플라즈마에 노출되는 과정을 거쳐, 오존가스로 변환되는 것인 상기 오존가스 생성장치;

   펌프에 의해 물을 공급받고, 공급받은 물에 상기 오존가스 생성장치가 발생시킨 오존가스를 주입하여 유출하는 벤투리 인젝터; 및

   상기 벤투리 인젝터로부터 유출되는 물을 유입 받아 분할하고 혼합하고, 상기 벤투리 인젝터로부터 유출되는 물의 유속보다 더 빠르게 유속을 증가시키는 믹서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존버블 함유 오존수 생성장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제2 방전극을 냉각시키는 냉매를 수용하기 위한 제2수용부; 및

   상기 제2 방전극을 상기 제2 수용부에 수용되는 냉매에 노출되는 것을 차단하는 제2 절연층; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존버블 함유 오존수 생성장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제1 절연층은 상기 제1 방전극을 둘러쌈으로써, 상기 제1 방전극이 상기 냉매에 노출되는 것을 차단하며,

   상기 제2 절연층은 상기 제2 방전극을 둘러쌈으로써, 상기 제2 방전극이 상기 냉매에 노출되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 오존버블 함유 오존수 생성장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제1 수용부는 냉매를 유입받기 위한 제1 유입공과 냉매를 유출하기 위한 제1 유출공을 포함하며,

   상기 제2 수용부는 냉매를 유입받기 위한 제2 유입공과 냉매를 유출하기 위한 제2 유출공을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존버블 함유 오존수 생성장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제1 유출공으로부터 유출되는 냉매가 상기 제2 유입공으로 유입될 수 있도록, 상기 제1 유출공과 상기 제2 유입공이 서로 연결된 것을 특징으로 하는 오존버블 함유 오존수 생성장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 믹서를 둘러싸는 관 형상의 다공질체; 및

   상기 다공질체를 둘러싸는 오존 가스 수용기; 를 더 포함하며,

   상기 오존 가스 수용기에 수용된 오존 가스가 상기 다공질체를 통해서 상기 믹서로 유입되면, 상기 믹서에서의 물의 유속에 의해서 상기 다공질체를 통해서 유입되는 오존가스는 버블의 형태로 생성되는 것을 특징으로 하는 오존버블 함유 오존수 생성장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 믹서로부터 유출되는 물을 유입 받는 관 형상의 다공질체; 및

   상기 다공질체를 둘러싸는 오존 가스 수용기; 를 더 포함하며,

   상기 오존 가스 수용기에 수용된 오존 가스가 상기 다공질체를 통해서 상기 믹서로부터 유출되는 물에 유입되면, 상기 믹서로부터 유출되는 물의 유속에 의해서 상기 다공질체를 통해서 유입되는 오존가스는 버블의 형태로 생성되는 것을 특징으로 하는 오존버블 함유 오존수 생성장치.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,

   상기 다공질체를 통과한 물에 초음파를 가하는 초음파 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존버블 함유 오존수 생성장치.
9. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,

   상기 다공질체를 통과한 물을 저장하는 저장부;를 더 포함하며,

   상기 저장부에는 오존버블 함유 오존수를 배출하기 위한 유출관이 마련된 것을 특징으로 하는 오존버블 함유 오존수 생성장치.
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