KR100958413B1 - 오존발생장치 및 오존발생장치 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 오존발생장치는, 외부와 격리된 내부공간이 마련되되 전도성금속이 상기 내부공간에 채워지는 유전체블록과, 스페이서를 사이에 두고 상기 유전체블록의 일측면에 장착되는 접지금속판과, 상기 유전체블록과 접지금속판을 감싸도록 결합되는 한 쌍의 커버플레이트를 포함하여, 상기 전도성금속으로 고전압 교류전원이 인가되고 상기 접지금속판이 접지되었을 때 상기 전도성금속과 접지금속판 사이에서 산소가 분해되어 오존이 발생된다. 본 발명에 의한 오존발생장치 및 오존발생장치 제조방법을 이용하면, 유전체 전도성금속층 간의 결합구조를 단순화시킬 수 있고 별도의 스페이서 없이도 유전체와 접지금속판 사이에 이격공간을 확보할 수 있으므로 구조가 단순해지고 제조비용이 절감될 뿐만 아니라 유지 보수가 용이해지며, 유전체와 접지금속판 사이의 간격을 줄일 수 있으므로 오존발생 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

Description

오존발생장치 및 오존발생장치 제조방법 {Ozone generating apparatus and manufacturing process of the same}

본 발명은 오존발생장치 및 오존발생장치 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 유전체블록과 접지금속판의 구성을 단순화시킬 수 있도록 구성되는 오존발생장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근에 오존의 이용분야가 날로 증대함에 따라 오존을 생성하는 장치나 방법에 관한 연구가 많이 이루어지고 있으며, 다양한 구조의 오존발생장치들이 개발되어 알려져 있다.

오존을 생성하는 방법을 보면, 무성방전법, 전해법, 광화학반응, 방사선조사법, 고주파 전계법 등이 있다. 이중에서 무성방전법은 에너지 효율면, 성능의 안정성, 조작 및 제어의 간편성 등에서 가장 우수하기 때문에 많이 활용되고 있다.

아울러 산소(O₂) 동소체인 오존(O₃)은 산소에 비해 1.5배의 밀도와 12.5배의 물에서의 용해도를 가지며, 산소와 극미량의 이산화탄소와 물을 제외하고 어떠한 잉여물질이나 부산물을 남기지 않는다. 또한, 오존은 전극 사이에서 충분한 높은 전압의 전기장을 가해 '코로나'를 발생시켜 마른 공기나 산소를 통과시킴으로써 생산할 수 있으며, 염소보다 5.6배 전후의 강한 산화력을 가지고 있어서 수(水)처리 할 때 철과 망간의 산화 및 응집효과가 개선된다.

또한, 오존은 난분해성 물질을 산화시켜 생분해성 물질로 전환시켜 준다. 특히 오존은 순간적인 살균작용이 있어 그 살균력은 불소(F) 다음으로 높아 염소의 7-8배나 된다. 또한, 오존은 탈색ㆍ탈취력도 있으며, 작용 후에는 산소 가스로 되어 공중으로 방출되며 나머지의 물도 산소를 많이 포함하기 때문에 재사용이 가능하다. 때문에 다른 멸균액과 같이 멸균 후 용기에 붙은 액을 세정할 필요도 없는 등의 특성을 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 무성방전법을 이용한 종래의 오존발생장치에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 오존발생장치의 분해단면도이고, 도 2는 종래의 오존발생장치의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 오존발생장치는, 플레이트 형상으로 형성되어 상호 평행하게 배열되는 한 쌍의 유전체(10)와, 상기 한 쌍의 유전체의 표면 중 상호 대향되는 면(이하 '내측면'이라 약칭함)에 각각 부착되는 한 쌍의 전도성금속층(12)과, 어느 하나의 유전체(10)(본 실시예에서는 하측에 위치되는 유전체)의 표면 중 상기 전도성금속층(12)이 부착된 면의 반대면(본 실시예에서는 하측 유전체의 저면. 이하 '외측면'이라 약칭함)에 장착되는 접지금속판과, 상기 유전체(10) 및 접지금속판(40)을 감싸도록 결합되는 한 쌍의 커버플레이트(50)와, 내부에 냉각수유로(62)가 형성되어 상기 커버플레이트(50)의 외측면에 각각 결합되는 한 쌍의 쿨링채널(60)을 포함하여 구성된다. 상기 한 쌍의 커버플레이트(50)는 별도의 에폭시(70)에 의해 유전체(10)와 접지금속판(40)에 각각 부착되고, 상기 한 쌍의 쿨링채널(60)은 진공 브레이징 방식으로 커버플레이트(50)에 결합된다.

이때, 한 쌍의 전도성금속층(12)은 부전도성에폭시(30)에 의해 상호 결합되는데, 상기 한 쌍의 전도성금속층(12)이 부전도성에폭시(30)에 의해서만 결합되면 상호 통전이 되지 아니하는바, 상기 부전도성에폭시(30)에는 하나 이상의 장착공(32)이 형성되고 상기 장착공(32)에는 전도성에폭시(34)가 삽입된다. 이와 같이 상기 장착공(32)에 전도성에폭시(34)가 삽입된 상태로 상기 한 쌍의 전도성금속층(12)이 상호 결합되면, 상기 한 쌍의 전도성금속층(12)은 전도성에폭시(34)의 상면과 저면에 각각 접촉되어 상호 통전된 상태가 된다.

한편, 방전 발생을 위해서는 유전체(10)와 접지금속판(40) 사이에 공간이 확보되어야 하는바, 상기 유전체(10)와 접지금속판(40) 사이에는 별도의 스페이서(42)가 삽입된다.

도 1에 도시된 각 구성요소를 일체로 결합시킨 후, 상기 전도성금속층(12)에 고전압을 인가하고 접지금속판(40)을 접지시키면 하측 유전체(10)와 접지금속판(40) 사이의 공간에서 방전이 발생된다. 이때, 산소주입관(80)을 이용하여 상기 한 쌍의 커버플레이트(50) 사이의 공간으로 산소를 공급하면, 공급된 산소는 하측 유전체(10)와 접지금속판(40) 사이의 방전공간을 지나면서 오존으로 분자결합구조가 변경된 후, 오존배출관(90)을 통해 외부로 배출된다.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래의 오존발생장치는 한 쌍의 유전체(10) 사이에 전도성금속층(12)을 내재시키기 위하여, 한 쌍의 유전체(10) 내측면에 각각 전도성금속층(12)을 마련하는 공정과, 부전도성에폭시(30)에 장착공(32)을 형성하는 공정과, 상기 장착공(32)에 전도성에폭시를 삽입시키는 공정과, 상기 부전도성에폭시(30)를 이용하여 한 쌍의 전도성금속층(12)을 결합시키는 공정 등 복잡하고 많은 수의 공정이 필수적으로 요구된다는 문제점이 있다. 이와 같이 필수적으로 요구되는 구성요소의 수가 많아지고 제조공정이 복잡해지면 제품의 생산원가가 상승될 뿐만 아니라 유지 및 보수 작업이 매우 어렵다는 단점이 있다. 또한, 고압의 전원은 상측 전도성금속층(12)에 인가되는데, 상기 전도성에폭시(34)에 불량이 발생되는 경우 고압의 전원이 하측 전도성금속층(12)까지 원활하게 전달되지 못하게 된다는 단점이 있다.

한편, 하측 유전체(10)와 접지금속판(40) 사이에 이격 공간을 확보하기 위해서는 스페이서(42)가 필수적으로 요구되는바, 상기 스페이서(42) 제작 및 결합에 따른 제품의 제조원가 상승이 불가피하다는 단점이 있다.

또한, 하측 유전체(10)와 접지금속판(40) 사이의 이격 간격이 작을수록 오존 생성효과가 높아지는데, 상기 스페이서(42)를 얇게 제작하는 데에는 한계가 있는바, 상기 유전체(10)와 접지금속판(40) 사이의 이격 간격을 줄이는 데에도 한계가 발생된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 유전체와 전도성금속층 간의 결합구조가 간단하고, 별도의 스페이서 없이도 유전체와 접지금속판 사이에 이격공간을 확보할 수 있으며, 유전체와 접지금속판 사이의 간격을 현저하게 줄일 수 있는 오존발생장치 및 오존발생장치 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 오존발생장치는,

외부와 격리된 내부공간이 마련되되, 전도성금속이 상기 내부공간에 채워지는 유전체블록;

스페이서를 사이에 두고 상기 유전체블록의 일측면에 장착되는 접지금속판;

상기 유전체블록과 접지금속판을 감싸도록 결합되는 한 쌍의 커버플레이트;

를 포함하여,

상기 전도성금속으로 고전압 교류전원이 인가되고 상기 접지금속판이 접지되었을 때 상기 전도성금속과 접지금속판 사이에서 산소가 분해되어 오존이 발생된다.

상기 스페이서는 상기 접지금속판의 중심축을 기준으로 방사형으로 배열되도록 셋 이상 구비된다.

본 발명에 의한 오존발생장치는,

전도성금속이 내측에 구비된 유전체블록;

적어도 일면이 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공되며, 상기 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖는 면이 상기 유전체블록의 일측면에 접하도록 장착되는 접지금속판;

상기 유전체블록과 접지금속판을 감싸도록 결합되는 한 쌍의 커버플레이트;

를 포함하여,

상기 전도성금속으로 고전압 교류전원이 인가되고 상기 접지금속판이 접지되었을 때 상기 전도성금속과 접지금속판 사이에서 산소가 분해되어 오존이 발생된다.

상기 접지금속판은, 스크래칭 공정을 통해 적어도 일면이 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공된다.

상기 유전체블록은, 외부와 격리된 내부공간이 마련되어 상기 전도성금속이 상기 내부공간에 채워지도록 구성된다.

일단이 상기 한 쌍의 커버플레이트가 형성하는 내측공간과 연통되도록 장착되는 산소주입관과, 일단이 상기 유전체블록과 접지금속판 사이의 공간과 연통되어 상기 유전체블록과 접지금속판 사이에서 발생된 오존을 상기 한 쌍의 커버플레이트 외측으로 배출시키는 오존배출관을 더 포함한다.

상기 한 쌍의 커버플레이트는, 상기 유전체블록과 접지금속판의 외측면 중 서로 마주보는면의 반대면을 각각 덮으며, 외측단이 상호 밀착되도록 결합된다.

상기 유전체블록은 세라믹 또는 석영으로 제작된다.

상기 전도성금속은 금 또는 은으로 적용된다.

상기 접지금속판은 텅스텐으로 제작된다.

본 발명에 의한 오존발생장치 제조방법은,

내부공간을 구비하는 유전체블록을 마련하는 단계;

유동성을 갖도록 가열된 전도성금속을 상기 내부공간에 주입한 후 주입 입구를 밀폐시키는 단계;

적어도 일면이 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공된 접지금속판을 마련하는 단계;

상기 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖는 면이 상기 유전체블록의 일측면에 접하도록 상기 접지금속판을 상기 유전체블록에 장착시키는 단계;

유전체블록과 접지금속판의 외측면 중 서로 마주보는면의 반대면에 각각 커버플레이트를 장착시키고, 상기 한 쌍의 커버플레이트의 외측단을 상호 밀착 결합시키는 단계;

를 포함한다.

상기 접지금속판은, 스크래칭 공정을 통해 적어도 일면이 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공된다.

본 발명에 의한 오존발생장치 및 오존발생장치 제조방법을 이용하면, 유전체 전도성금속층 간의 결합구조를 단순화시킬 수 있고 별도의 스페이서 없이도 유전체와 접지금속판 사이에 이격공간을 확보할 수 있으므로 구조가 단순해지고 제조비용이 절감될 뿐만 아니라 유지 보수가 용이해지며, 유전체와 접지금속판 사이의 간격을 줄일 수 있으므로 오존발생 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 오존발생장치의 분해단면도이다.
도 2는 종래의 오존발생장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 오존발생장치의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 오존발생장치의 분해단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 오존발생장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 오존발생장치 제2 실시예의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 오존발생장치 제2 실시예의 분해단면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 오존발생장치 제2 실시예의 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 오존발생장치 및 오존발생장치 제조방법의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 오존발생장치의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 오존발생장치의 분해단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 오존발생장치는, 전도성금속(110)이 내측에 구비되는 유전체블록(100)과, 스페이서를 사이에 두고 상기 유전체블록(100)의 일측면(본 실시예에서는 하측면)에 장착되는 접지금속판(200)과, 상기 유전체블록(100)과 접지금속판(200)을 감싸도록 결합되는 한 쌍의 커버플레이트(300)와, 냉각수유입구(410) 및 냉각수유출구(420)가 측단에 형성되고 냉각수유입구(410)로 유입된 냉각수가 냉각수유출구(420)로 배출될 수 있도록 내부에 냉각수유로(430)가 형성되어 상기 한 쌍의 커버플레이트(300)의 외측면에 각각 접합되는 한 쌍의 쿨링채널(400)을 포함하여 구성된다. 상기 유전체블록(100)의 상면은 별도의 에폭시(500)에 의해 상측 커버플레이트(300)에 결합되고, 접지금속판(200)의 저면 역시 별도의 에폭시(500)에 의해 하측 커버플레이트(300)에 결합되며, 커버플레이트(300)와 쿨링채널(400)은 진공 브레이징으로 용접된다.

이때 본 발명에 의한 오존발생장치는, 두 개의 유전체블록(100) 사이에 전도성금속(110)이 구비되는 것이 아니라, 하나의 유전체블록(100) 내에 외부와 격리된 내부공간이 마련되어 전도성금속(110)이 상기 내부공간에 채워지도록 구성된다는 점에 특징이 있다. 이와 같이 전도성금속(110)이 유전체블록(100)의 내부공간을 채우는 방식으로 구성되면, 도 1에 도시된 바와 같이 한 쌍의 유전체(10)에 전도성금속층(12)을 일정한 두께로 형성하는 공정이나, 장착공(32)이 마련된 부전도성 에폭시(30)를 제작하는 공정, 전도성 에폭시(34)를 장착공(32) 크기로 만들어 장착공(32) 내에 삽입시키는 공정, 전도성금속층(12)이 형성된 한 쌍의 유전체(10)를 결합시키는 공정이 모두 생략될 수 있으므로, 제조공정이 현저히 간단해지고 이에 따라 생산원가가 절감된다는 장점이 있다. 또한, 전도성금속(110)이 유전체블록(100)의 내부공간을 채우는 방식으로 구성되면, 전도성금속(110)과 유전체블록(100) 간의 구조가 단순해지므로 유지보수가 용이해진다는 장점이 있다.

한편, 도 1에 도시된 오존발생장치는 두 개의 전도성금속층(12)이 전도성 에폭시(34)를 통해 통전되도록 구성되어 있는바, 외부로부터 인가된 고압의 전원이 상기 전도성 에폭시(34)를 지나면서 미세하게나마 전력 손실이 발생되고, 이에 따라 유전체(10)와 접지금속판(40) 사이에서의 오존 발생량이 감소된다는 단점이 있다. 그러나 본 발명에 의한 오존발생장치는 외부로부터 인가된 고압의 전원이 전도성 에폭시(500)를 지나는 구간 없이 전도성금속(110) 전체에 직접 인가되므로, 전력 손실이 발생되지 아니하고 이에 따라 오존발생량이 감소되는 현상이 발생되지 아니한다는 장점이 있다.

한편, 유전체블록(100) 내부에 전도성금속(110)을 구비시키는 방법으로는, 전도성금속(110)을 먼저 마련하고 상기 전도성금속(110) 전체를 감싸도록 유전체블록(100)을 형성하는 방법이나, 내부공간을 갖는 유전체블록(100)을 먼저 마련하고 유동성을 갖도록 가열된 전도성금속(110)을 상기 내부공간으로 주입한 후 전도성금속(110) 입구를 밀폐시키는 방법 등 여러 가지 방법이 활용될 수 있다. 이와 같이 어떤 하나의 물체에 다른 종류의 물질을 인입시키는 제조공법은 이미 다양한 방식으로 구현되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명에 의한 오존발생장치의 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 각 구성요소들이 상호 겹쳐지도록 결합되면 도 5에 도시된 바와 같이, 유전체블록(100)과 접지금속판(200)은 스페이서의 두께만큼 이격된 상태로 적층되고, 상기 한 쌍의 커버플레이트(300)는 상기 유전체블록(100)과 접지금속판(200)의 외측면 중 서로 마주보는면의 반대면(도 5에서는 상측 유전체블록(100)의 상면과 접지금속판(200)의 저면)을 각각 덮으며 외측단이 상호 밀착되도록 결합되며, 쿨링채널(400)은 냉각수유로(430)가 커버플레이트(300)의 외측면에 접하도록 상측 커버플레이트(300)의 상면 및 하측 커버플레이트(300)의 저면에 각각 용접된다.

이와 같은 상태에서 상기 접지금속판(200)이 접지되고 상기 전도성금속(110)으로 고전압 교류전원이 인가되면 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 공간에서 방전이 발생되는데, 이때 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이에 존재하던 산소는 오존으로 분자결합구조가 변화된다. 즉, 본 발명에 의한 오존발생장치를 이용하여 오존을 발생시키기 위해서는 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이로 산소를 지속적으로 공급하고, 발생된 오존을 커버플레이트(300) 외측으로 지속적으로 배출시켜야 하는바, 도 5에 도시된 바와 같이 일단이 상기 한 쌍의 커버플레이트(300)가 형성하는 내측공간과 연통되도록 장착되는 산소주입관(600)과, 일단이 상기 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 공간과 연통되어 상기 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이에서 발생된 오존을 상기 한 쌍의 커버플레이트(300) 외측으로 유출시키는 유출관이 추가적으로 장착됨이 바람직하다.

한편, 상기 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 공간 전체에서 오존이 고르게 발생될 수 있도록 하기 위해서는 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 간격이 각 부위별로 일정해야 하는데, 상기 스페이서가 두 개 이하로 구비되면 유전체블록(100)이 접지금속판(200)에 안정적으로 안착되지 못하고 어느 일측으로 흔들리게되어 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 간격이 각 부위별로 불균일해질 수 있다. 따라서 상기 스페이서는 상기 접지금속판(200)의 중심축을 기준으로 방사형으로 배열되도록 셋 이상 구비됨이 바람직하다.

한편, 상기 유전체블록(100)은 전기적 전도성이 낮으면서도 기계적 강성이 우수한 세라믹 또는 석영으로 제작되고, 상기 전도성금속(110)은 전기적 전도성이 높은 금이나 은으로 적용되며, 상기 접지금속판(200)은 전기적 전도성이 우수하면서도 방전 발생 시 손상되지 아니하도록 기계적 강성이 우수한 텅스텐으로 제작됨이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 의한 오존발생장치 제2 실시예의 분해사시도이고, 도 7은 본 발명에 의한 오존발생장치 제2 실시예의 분해단면도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 실시예와 같이 상기 접지금속판(200)의 상면이 매끄럽게 형성되면, 스페이서 없이 유전체블록(100)이 접지금속판(200)에 직접 안착되었을 때 유전체블록(100)의 저면 전체가 접지금속판(200) 상면에 밀착되므로 접지금속판(200) 사이에 공간이 형성되지 아니하고, 이에 따라 방전발생이 원활하게 이루어지지 아니하게 된다. 즉, 접지금속판(200)의 상면이 매끄럽게 가공된 평판 형상인 경우, 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이에서 방전이 일어나도록 하기 위해서는 스페이서가 필수적으로 요구되는 것이다.

그러나 본 발명에 의한 오존발생장치는 별도의 스페이서 없이도 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이에 방전이 일어날 수 있는 공간이 확보되도록 구성될 수도 있다. 즉, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 접지금속판(200)의 일면(본 실시예에서는 상면)이 설정범위 이내의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공되고, 거칠기 가공된 접지금속판(200)의 일면이 유전체블록(100)의 일측면(본 실시예에서는 저면)에 접하도록 유전체블록(100)과 접지금속판(200)이 적층될 수 있다.

이와 같이 접지금속판(200)의 상면에 일정수준 이상의 거칠기를 갖도록 하기 위한 가공 즉, 거칠기 가공이 되면 유전체블록(100)이 접지금속판(200) 상에 직접 안착되었을 때 접지금속판(200)의 상면 중 상향으로 돌출된 끝단만이 유전체블록(100)의 저면에 접촉되고 나머지 부위는 유전체블록(100)과 이격되므로, 별도의 스페이서 없이도 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이에 방전발생에 필요한 충분한 공간이 마련될 수 있는 것이다.

이때, 접지금속판(200) 상면의 평균거칠기가 너무 작으면 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 간의 공간이 충분히 확보되지 못하게 되어 방전이 정상적으로 발생되지 못하게 될 우려가 있다. 또한 접지금속판(200) 상면의 평균거칠기가 너무 커져서 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이에 확보되는 공간의 이격 거리가 과도하게 커지게 되면, 정전용량(Capacitance)값이 작아져 오존 발생량이 저하된다는 단점이 있다. 따라서 상기 접지금속판(200)의 상면은 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공됨이 바람직하다. 한편 상기 접지금속판(200)의 상면에 거칠기 가공하는 방식으로는 여러 가지 방식이 적용될 수 있으나, 작업공정이 비교적 간단한 스크래칭 공정이 적용됨이 바람직하다.

상기 언급한 바와 같이 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 이격공간 형성을 위한 스페이서를 생략할 수 있게 되면, 스페이서 제작 및 조립공정이 필요 없어지게 되므로 제조공정 및 구성이 단순해질 뿐만 아니라 제조원가가 절감된다는 장점이 있다.

또한, 유전체블록(100)과 마주보는 접지금속판(200)의 상면이 일정수준 이상의 거칠기를 갖게 되면, 유전체블록(100)으로부터 방출된 전자가 접지금속판(200)의 상면에 형성된 돌기의 경사진 측면에 충돌하게 되었을 때 곧 이어서 측방향으로 경사지게 튀어나가게 되어 이웃하는 다른 돌기에 또 다시 충돌을 하게 된다. 즉, 본 실시예와 같이 접지금속판(200)의 상면이 일정수준 이상의 거칠기를 갖게 되면, 유전체블록(100)으로부터 방출된 전자가 단위시간당 접지금속판(200)에 충돌되는 횟수가 증가하게 되므로, 오존발생효율이 향상된다는 장점이 있다.

또한, 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 간격이 작을수록 오존 생성효과가 높아지는데, 스페이서를 적용하는 경우에는 스페이서의 두께가 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 간격이 되므로, 스페이서를 얇게 제작함이 바람직하다. 그러나 스페이서를 얇게 제작하는 데에는 한계가 있으므로, 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 간격을 줄이는 데에도 한계가 발생된다. 이에 비해 상기 언급한 바와 같이 스크래칭 공정을 이용하여 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 공간을 마련하는 경우에는 스페이서를 이용할 때보다 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 간격을 줄일 수 있으므로, 오존 생성효과를 높일 수 있다는 이점이 있다.

도 8은 본 발명에 의한 오존발생장치 제2 실시예의 단면도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 각 구성요소들이 상호 적층되도록 결합되면, 도 3 내지 도 5에 도시된 실시예와는 달리 별도의 스페이서가 없으므로 접지금속판(200)은 도 8에 도시된 바와 같이 유전체블록(100)에 직접 접촉된다. 이때, 상기 접지금속판(200)의 상면 전체가 유전체블록(100)에 접촉되는 것이 아니라 상향으로 돌출된 돌기의 끝단만이 유전체블록(100)에 접촉되므로, 접지금속판(200)의 상면 중 돌기의 끝단을 제외한 나머지 부위는 유전체블록(100)과 이격되고, 이와 같이 마련된 이격공간을 통해 방전이 발생하게 된다.

한편, 본 발명에 의한 오존발생장치 제2 실시예의 경우에 있어서도, 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이의 공간으로 산소를 공급하기 위한 산소주입관(600)과 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이에서 발생된 오존을 외부로 배출시키기 위한 오존배출관(700), 전도성금속(110)에 고압의 전원을 인가하고 접지금속판(200)을 접지시키기 위한 전원장치 등은 도 5에 도시된 실시예와 동일하게 장착된다. 도 8에 도시된 오존발생장치에 의해 오존이 발생되는 원리 및 각 구성요소들의 작용은 도 5에 도시된 실시예와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 6 내지 도 8에 도시된 실시예에서는 유전체블록(100)의 내부공간에 전도성금속(110)이 인입되고 접지금속판(200)의 상면에 거칠기 가공이 된 경우만을 설명하고 있으나, 접지금속판(200)의 상면에 거칠기 가공이 되는 경우 상기 유전체블록(100)과 전도성금속(110)의 결합구조는 다양하게 변경될 수 있다.

즉, 본 발명에 의한 오존발생장치는, 유전체블록(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 종래기술과 같이 평판 형상으로 이루어지는 한 쌍의 유전체와 상기 한 쌍의 유전체 내측면 각각에 형성되는 전도성금속층(12)과 상기 한 쌍의 전도성금속층(12)을 결합시키는 부전도성 에폭시(500) 및 전도성 에폭시(500)로 이루어지고, 접지금속판(200)은 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 상면이 일정 수준 이상의 거칠기를 갖도록 거칠기 가공이 될 수 있다. 이와 같은 경우에도 별도의 스페이서 없이 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이에 간격이 형성되는 원리는 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 6 내지 도 8에 도시된 오존발생장치를 제작하기 위한 제조방법에 대하여 설명한다.

도 6 내지 도 8에 도시된 오존발생장치를 제작하고자 하는 경우, 먼저 내부공간을 구비하는 유전체블록(100)을 마련하고, 유동성을 갖도록 가열된 전도성금속(110)을 상기 내부공간에 주입한 후 주입 입구를 밀폐시킨다. 이와 같이 유전체블록(100)의 내부공간에 전도성금속(110)을 주입하는 방식으로 유전체블록(100)과 전도성금속(110)을 일체로 제작하는 경우, 전도성금속(110)은 유전체블록(100)의 내부공간과 동일한 크기로 제작되므로 유전체블록(100)의 내부공간만을 정확한 치수로 제작하기만 하면 전도성금속(110)의 치수관리는 필요지 아니하게 된다는 제작상의 편의가 있다. 또한, 전도성금속(110)을 유전체블록(100)에 결합시키기 위한 별도의 공정이 필요 없으므로, 제조공정이 단순해지고, 이에 따라 제조원가가 절감된다는 이점이 있다.

유전체블록(100) 내부로의 전도성금속(110) 주입이 완료되면, 적어도 일면이 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공된 접지금속판(200)을 마련하여 유전체블록(100)에 장착시킨다. 이때, 상기 접지금속판(200)에 거칠기 가공을 하기 위한 공정으로는 복잡한 장비가 필요 없는 스크래칭 공정이 적용됨이 바람직하며, 상기 접지금속판(200)은 외측면 중 상기 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖는 면이 상기 유전체블록(100)의 일측면에 접하도록 장착되어야 한다. 이와 같이 접지금속판(200)에 거칠기 가공을 한 후 거칠기 가공이 된 면을 유전체블록(100)에 장착시키면, 별도의 스페이서 없이도 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이에 방전 발생을 위한 공간을 확보할 수 있으므로, 스페이서 제작 및 조립을 위한 공정이 생략될 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.

유전체블록(100)과 접지금속판(200)의 적층이 완료되면, 유전체블록(100)과 접지금속판(200)의 외측면 중 서로 마주보는면의 반대면에 각각 커버플레이트(300)를 장착시키고 상기 한 쌍의 커버플레이트(300)의 외측단을 상호 밀착 결합시킴으로써, 오존발생장치의 제작이 완료된다. 이때, 유전체블록(100)과 접지금속판(200) 사이로의 산소 공급을 위한 산소주입관(600)과 발생된 오존을 외부로 배출시키기 위한 오존배출관(700)은, 본 발명에 의한 오존발생장치의 일부 구성요소로서 제작 및 장착될 수도 있고, 본 발명에 의한 오존발생장치와 별도로 제작된 후 작업 현장에서 결합될 수도 있다.

상기 언급한 본 발명에 의한 오존발생장치 제조방법을 이용하면, 유전체블록(100) 및 전도성금속(110) 제작이 매우 간단하고 용이해지며, 간단한 스크래칭 공정을 추가하는 것만으로 스페이서 제작 및 조립 공정을 생략할 수 있으므로, 생산성은 향상시키고 제조원가는 낮출 수 있다는 장점이 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 : 유전체블록 110 : 전도성금속
200 : 접지금속판 210 : 스페이서
300 : 커버플레이트 400 : 쿨링채널
410 : 냉각수유입구 420 : 냉각수유출구
430 : 냉각수유로 500 : 에폭시
600 : 산소주입관 700 : 오존배출관

Claims (12)

1. 외부와 격리된 내부공간이 마련되되, 전도성금속이 상기 내부공간에 채워지는 유전체블록;
   스페이서를 사이에 두고 상기 유전체블록의 일측면에 장착되는 접지금속판;
   상기 유전체블록과 접지금속판을 감싸도록 결합되는 한 쌍의 커버플레이트;
   를 포함하여,
   상기 전도성금속으로 고전압 교류전원이 인가되고 상기 접지금속판이 접지되었을 때 상기 전도성금속과 접지금속판 사이에서 산소가 분해되어 오존이 발생되는 것을 특징으로 하는 오존발생장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스페이서는 상기 접지금속판의 중심축을 기준으로 방사형으로 배열되도록 셋 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 오존발생장치.
   
3. 전도성금속이 내측에 구비된 유전체블록;
   적어도 일면이 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공되며, 상기 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖는 면이 상기 유전체블록의 일측면에 접하도록 장착되는 접지금속판;
   상기 유전체블록과 접지금속판을 감싸도록 결합되는 한 쌍의 커버플레이트;
   를 포함하여,
   상기 전도성금속으로 고전압 교류전원이 인가되고 상기 접지금속판이 접지되었을 때 상기 전도성금속과 접지금속판 사이에서 산소가 분해되어 오존이 발생되는 것을 특징으로 하는 오존발생장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 접지금속판은, 스크래칭 공정을 통해 적어도 일면이 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공되는 것을 특징으로 하는 오존발생장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 유전체블록은, 외부와 격리된 내부공간이 마련되어 상기 전도성금속이 상기 내부공간에 채워지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 오존발생장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   일단이 상기 한 쌍의 커버플레이트가 형성하는 내측공간과 연통되도록 장착되는 산소주입관과, 일단이 상기 유전체블록과 접지금속판 사이의 공간과 연통되어 상기 유전체블록과 접지금속판 사이에서 발생된 오존을 상기 한 쌍의 커버플레이트 외측으로 배출시키는 오존배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오존발생장치.
   
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 커버플레이트는, 상기 유전체블록과 접지금속판의 외측면 중 서로 마주보는면의 반대면을 각각 덮으며, 외측단이 상호 밀착되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 오존발생장치.
   
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유전체블록은 세라믹 또는 석영으로 제작되는 것을 특징으로 하는 오존발생장치.
   
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전도성금속은 금 또는 은인 것을 특징으로 하는 오존발생장치.
   
10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접지금속판은 텅스텐으로 제작되는 것을 특징으로 하는 오존발생장치.
    
11. 내부공간을 구비하는 유전체블록을 마련하는 단계;
    유동성을 갖도록 가열된 전도성금속을 상기 내부공간에 주입한 후 주입 입구를 밀폐시키는 단계;
    적어도 일면이 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공된 접지금속판을 마련하는 단계;
    상기 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖는 면이 상기 유전체블록의 일측면에 접하도록 상기 접지금속판을 상기 유전체블록에 장착시키는 단계;
    유전체블록과 접지금속판의 외측면 중 서로 마주보는면의 반대면에 각각 커버플레이트를 장착시키고, 상기 한 쌍의 커버플레이트의 외측단을 상호 밀착 결합시키는 단계;
    를 포함하는 오존발생장치 제조방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 접지금속판은, 스크래칭 공정을 통해 적어도 일면이 0.1 내지 100㎛의 중심선 평균거칠기(Ra)를 갖도록 가공되는 것을 특징으로 하는 오존발생장치 제조방법.

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