KR101108668B1 - 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치 - Google Patents

휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저온 플라즈마를 이용하여 휘발성유기화합물 및 악취를 분해하거나 이온화하여 유해성을 저감하여 배출하는 반응장치에 관한 것으로, 특히 저온 플라즈마의 형성면적을 증대시키며, 처리대상이 되는 유해가스의 분해 또는 이온화처리가 효율적으로 이루어져 유해가스 저감성능을 증대시킨 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 저온 플라즈마 반응장치는 플라즈마 분해 대상이 되는 유해성분을 포함한 대상가스가 이동되는 하우징 내부에 구비되어 있고, 좌우 길이방향으로 원형단면인 통홈이 형성되며, 통홈의 내주면에는 대상가스가 유입되는 슬릿홀이 좌우로 길게 형성되는 전도성인 블록체와, 통홈의 내주면과 이격되게 설치되는 플라즈마유닛 및 통홈이 전방에 설치되어 플라즈마유닛의 방전면적을 증대시키는 전도성 재질의 방전유도부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020090095701
플라즈마, 휘발성유기화합물, 악취

Description

휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치{The cold plasma reaction apparatus for the volatile organic compound or an offensive odor disposal}
본 발명은 저온 플라즈마를 이용하여 휘발성유기화합물 및 악취를 분해하거나 이온화하여 유해성을 저감하여 배출하는 반응장치에 관한 것으로, 특히 저온 플라즈마의 형성면적을 증대시키며, 처리대상이 되는 유해가스의 분해 또는 이온화처리가 효율적으로 이루어져 유해가스 저감성능을 증대시킨 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치에 관한 것이다.
휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 증발열이 낮아 쉽게 기체상으로 분산되며, 대기 중에서 광화학반응을 일으켜 인체에 유해한 광화학 산화성물질을 발생되게 하는 것으로, 구체적인 예로 방향족, 알칸, 알켄계 탄화수소 등이 있다.
한편, 악취는 인체의 후각을 자극하여 불쾌감을 주는 것으로, 황화수소, 페놀류, 이황화탄소, 암모니아, 유기산 등이 있다.
이러한 휘발성유기화합물이나 악취는 다양한 종류의 공장이나 축산폐기물, 오폐수 처리 시설, 저유소, 주유소 등지에서 발생되며, 이러한 유해가스는 법에 의한 규제대상으로 그 배출량이 통제되고 있다.
이러한 휘발성유기화합물이나 악취를 제거하는 다양한 방안 중 하나로 저온 플라즈마를 이용하여 유해성분의 분자결합을 분해하거나, 이온화하여 질소, 수소, 산소, 산화수소를 활성화시키고, 이들이 재결합되어 인체에 무해한 물이나 이산화탄소로 재결합되게 하여 유해성을 제거하는 방안이 있다.
저온 플라즈마를 생성하기 위한 장치를 도 7에 도시하였다.
이러한 장치(300)는 휘발성유기화합물이나 악취가스가 유동되는 공간 내에 설치되는 것으로, 유동공간(310) 내에 설치되고 전도성 재질인 가로블록체(320)에 긴 원통형 공간부(321)를 형성하고, 이 원통형 공간부의 내측면과 일정거리 이격되게 플라즈마유닛(330)을 설치한 것이다. 이때, 플라즈마유닛은 절연성 튜브체(331)와, 튜브체의 내측과 일정거리로 이격설치되는 전극봉(332)으로 이루어진다.
전극봉에 짧은 주기의 고압전류가 인가되면 절연성 튜브체와 가로블록체 사이에 방전이 발생되어, 방전된 아크 주변의 공기를 이온화시켜 플라즈마 상태로 변화시키게 된다. 이를 이용하여 원통형 공간부와 플라즈마유닛 사이를 통과하는 휘발성유기화합물이나 악취가스를 이온화시켜 유해성분을 플라즈마화시키고 유해하지 아니한 물질로 재결합시켜 악취를 제거하게 된다.
이러한 종래의 기술에서 휘발성유기화합물이나 악취 분자가 제거되는 효율은 방전구간을 통과하는 유해가스의 유속, 방전구간의 면적 등의 여러 가지 요인에 의하여 달라지는 것으로, 종래의 기술에서는 이러한 구체적인 파라미터를 조절할 수 있는 방안이 없었다.
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 실시예는 일정한 규모를 갖는 저온 플라즈마 반응기에 있어서, 가능한 저온 플라즈마 형성면적을 증대시켜 처리대상이 되는 유해가스의 분해 또는 이온화처리가 효율적으로 이루어지게 하는 목적을 갖는다.
또한, 길게 형성되는 플라즈마유닛에 유해가스가 고르게 분산 통과되도록 하여 유해가스의 분해 또는 이온화처리가 더욱 효율적으로 이루어지게 하는 목적을 갖는다.
또한, 플라즈마유닛을 거친 배기가스에 함유된 여분의 휘발성유기화합물이나 악취 분자를 한 번더 필터링하여 최종 배기가스에 정화가 더욱 높은 비율로 이루어지게 하는 목적도 갖는다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 실시예로 플라즈마 분해 대상이 되는 유해성분을 포함한 대상가스가 이동되는 하우징 내부에 구비되어 있고, 좌우 길이방향으로 원형단면인 통홈이 형성되며, 상기 통홈의 내주면에는 상기 대상가스가 유입되는 슬릿홀이 좌우로 길게 형성되는 전도성인 블록체; 상기 통홈의 내주면과 이격되게 설치되는 플라즈마유닛; 및 상기 통홈이 전방에 설치되어 상기 플라즈마유닛의 방전면적을 증대시키는 전도성 재질의 방전유도부;가 포함되는 것을 특징으 로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 제시한다.
또한, 상기 방전유도부는 상기 통홈의 상부 가장자리 또는 하부 가장자리에 좌우 길이방향으로 결합되고, 길이방향 일측은 상기 통홈의 가장자리에서 연장되어 상기 통홈의 상하 개방 폭을 줄이는 가림판인 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 제시한다.
또한, 상기 가림판에는 결합위치를 달리하여 상기 개방 폭을 조절할 수 있도록 나사결합되는 결합공이 장홀로 형성되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 제시한다.
또한, 상기 방전유도부는 상기 통홈의 전방에 이격되게 상기 블록체에 결합되어 상기 통홈을 통해 노출되는 상기 플라즈마유닛 사이에 방전을 유도하는 방전유도판인 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 제시한다.
또한, 상기 방전유도판은 상기 통홈에 대향하여 좌우로 길게 형성되는 방전판; 및 상기 방전판의 좌우 끝단에서 연장형성되어 상기 블록체에 고정되는 거치판;이 형성되는 것이고, 상기 방전유도판은 상기 블록체의 전면에 대어지는 스페이서에 의하여 지지되어 상기 플라즈마유닛과 이격 거리가 조절되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 제시한다.
또한, 상기 하우징에는 대상가스가 유입되는 유입홀이 중앙에 형성되어 있으며, 상기 통홈이 형성된 전면부가 이격되게 상기 블록체가 결합되는 후방판; 상기 후방판에 가장자리가 기밀되게 결합되어 내부공간을 형성하는 기밀판체; 및 상기 기밀판체의 전방에 기밀되게 결합되며, 전방 중앙에 형성된 배출구로 내부의 대상가스가 모아지도록 경사면으로 이루어지는 전면판;이 포함되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 제시한다.
또한, 상기 후방판과 상기 전면부의 사이에는 상기 유입홀을 통하여 유입된 대상가스를 좌우로 분산시켜 상기 슬릿홀로 고르게 유입되게 하는 분산부가 더 개재되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 제시한다.
또한, 상기 분산부는 상기 후방판에서 차례로 이격되게 설치되는 제1 내지 3분산판으로 이루어지고, 상기 제1분산판에는 상기 슬릿홀의 중앙에 대응한 중앙홀이 형성되고, 상기 중앙홀의 좌우측을 따라 관통면적이 점차 증대되는 분산홀이 일정간격을 따라 이격되게 형성되어 있고, 상기 제2,3분산판에는 상기 슬릿홀에 대응하여 각각 제2,3관통홀이 이격되게 형성되고, 상기 제3관통홀의 크기는 제2관통홀보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 제시한다.
또한, 상기 전면판의 후방에는 상기 블록체를 통과한 대상가스에 함유된 유해성분이 접촉되어 분해되는 분해촉매가 구비된 필터부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 제시한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치에 따르면, 방전유도부에 의하여 플라즈마유닛의 방전면적이 증대되어 플라즈마유닛의 외주면을 따라 이동하는 대상가스의 전기분해가 더욱 효율적으로 이루어지는 효과를 갖는다.
또한, 가림판에 의하여 방전면적을 증대시킴과 아울러 가림판의 위치를 조정할 수 있어 대상가스의 유속에 미치는 영향을 최소화하도록 유로를 세팅하여 대상가스 유속의 최적화가 가능한 효과를 갖는다.
나아가 방전유도판에 의하여 플라즈마유닛의 방전 면적을 더욱 크게 확보할 수 있어, 대상가스 처리효율이 더욱 상승되는 효과를 갖는다.
또한, 분산부에 의하여 길게 형성되는 플라즈마유닛에 유해가스가 고르게 유입되어, 플라즈마유닛의 길이 전체에서 고르게 유해가스의 분해 또는 이온화처리가 더욱 효율적으로 이루어지는 효과를 갖는다.
또한, 필터부에 의하여 플라즈마유닛을 거친 대상가스에 함유된 여분의 유해성분에 대한 제거가 가능한 효과를 갖는다.
이하, 첨부도면의 바람직한 실시예를 통하여, 본 발명인 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치의 기능, 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 개략적으로 분해한 사시도이다.
본 발명의 실시예에 의한 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치(100)는 플라즈마 분해 대상이 되는 유해성분을 포함하는 가스(이하 대상가스라 함)가 이동되는 배기 통로 안에 설치되거나, 대상가스가 이동되는 하우징 내부에 설치되는 것으로, 대상가스의 이동 경로 상에 구비되어 있는 블록체(1)와, 블록체에 결합되어 방전을 일으켜 주변을 통과하는 대상가스를 정화하는 플라즈마유닛(2)과, 상기 블록체의 전방에 설치되어 대상가스가 배출되는 부분에서도 상기 플라즈마유닛에 의한 방전이 이루어지게 하여 대상가스를 처리하는 방전면적을 증대시키는 전도성 재질의 방전유도부(3)가 구비된다.
이때, 배기 통로는 직사각형 단면을 갖으며 길게 형성되는 배기구로서, 내부공간에는 블록체가 수직되게 설치되어, 대상가스가 블록체에 형성된 홈을 통과할 수 있게 설치되는 것이다.
한편, 배기가스는 직경이 작은 배관을 통하여 유입될 수 있는데, 이 경우에는 배기가스의 유속을 저감시키며 방전면적을 크게 확보하기 위하여, 도 1에 도시된 것과 같은 하우징(4)을 구비하고, 이 하우징(4) 내부에 직사각형 단면으로 형성되는 내부 공간에 블록체(1)가 결합되는 것이다.
이때, 하우징(4)에는 대상가스가 유입되는 유입홀(411)이 중앙에 형성되어 있으며 블록체(1)가 결합되는 후방판(41)과, 상기 후방판(41)에 가장자리가 기밀되게 결합되어 내부공간을 형성하는 기밀판쳬(42) 및 상기 기밀판쳬(42)의 전방에 기 밀되게 결합되며, 전방 중앙에 형성된 배출구(431)로 내부의 대상가스가 모아지도록 경사면(432)으로 이루어지는 전면판(43)이 포함된다.
즉, 대상가스는 후방판(41)의 중앙에서 유입되고, 이 후방판(41)에 결합되는 블록체(1)를 통과하면서 정화되며 블록체(1)의 전방으로 토출된 후에, 전면판(43)에 형성된 배출구(431)를 통하여 외부로 배출되는 것이다.
이때, 후방판(41), 기밀판쳬(42), 전면판(43)의 각 접촉면에는 가스켓(44)이 개재되어 기밀성을 향상시킬 수 있으며, 또한 블록체(1)와 후방판(41)의 결합면에도 가스켓(44)이 개재되어 기밀되게 하는 것이 바람직하다.
전면판(43)의 후방에는 추후 설명되는 필터부(6)가 결합되는 것이며, 이 전면판의 전면은 중앙에 형성된 배출구로 대상가스가 모아지도록 상하좌우측이 각각 경사지게 형성되어 있는 것이다. 이로써 하우징 내부의 대상가스는 정체됨 없이 외부로 원활하게 배출될 수 있게 되어, 하우징 내부의 압력이 상승되는 것을 방지하고 블록체를 통과하는 대상가스의 유속을 일정하게 유지할 수 있게 한다.
한편, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 채용된 블록체를 분리한 사시도이다.
블록체(1)의 전면부에는 좌우 방향으로 원형 단면을 갖는 통홈(11)이 길게 형성되며, 상기 통홈(11)의 내주면에는 상기 대상가스가 유입되는 슬릿홀(12)이 좌우로 길게 형성되어 있다.
또한, 전면부(13)의 가장자리는 후방을 향하여 연장형성되어 측면부(14)를 형성함으로써, 슬릿홀(12)의 후방에는 후방판(41)에서 유입된 대상가스가 분산되는 분산공간(S)이 형성된다. 이 측면부(14)는 전술된 바와 같이 가스켓(44)이 개재된 상태에서 후방판(41)에 결합되는 것이다.
한편, 플라즈마유닛(2)에는 양측이 개방된 원통형 튜브체(21)와, 튜브체의 내경보다 작은 외경을 갖는 전극(22)이 구비되는 것으로, 플라즈마유닛(2)은 상기 통홈(11)의 내주면과 이격되게 설치된다.
구체적으로 설명하면, 통홈(11)의 내주면이 형성하는 원형 단면의 직경보다 작은 외경을 갖는 플라즈마유닛(2)을 통홈(11)에 삽입하고, 튜브체고정브래킷(211)을 블록체(1)의 양측에 결합하여 튜브체(21)가 통홈의 내주면과 이격되게 설치하고, 이 튜브체고정브래킷(211)의 양측에 전극(22)이 거치되는 전극고정브래킷(221)을 통하여 튜브체(21)의 내주면과 전극(22)이 이격되게 설치하는 것이다. 이때, 튜브체고정브래킷(211)은 비전도성 재질 일례로 경화성 합성수지로 이루어짐에 따라 전도성인 블록체(1)와 전극(22)은 서로 단락되게 설치되는 것이다. 따라서 블록체(1)를 접지하고, 전극(22)에는 짧은 주기의 고압전류를 인가함으로써 튜브체(21)와 통홈(11)의 내주면 사이에 방전이 생성된다.
한편, 방전유도부(3)는 상기 통홈(11)의 전방에 설치되어 상기 플라즈마유닛(2)의 방전면적을 증대시키는 것이다.
이러한 방전유도부(3)는 대상가스가 배출되는 통홈(11)의 개방부(111)에 설치되어, 플라즈마유닛(2)의 방전을 유도함으로써 방전면적을 증대시켜 대상가스의 이온화 또는 분해 효능을 증대시키는 것이다. 이러한 방전유도부(3)는 방전을 유도하기 위하여 전도성 재질일 것을 요구하면서, 아울러 대상가스의 배출이 원활하게 이루어지도록 개방부를 차폐하지 아니하는 형상이 요구되는 것이다.
구체적으로 방전유도부(3)는 통홈(11)의 상하 가장자리에 고정되어 통홈의 상하 개방폭을 줄이면서 방전면적을 증대시키는 가림판(31) 또는 통홈을 따라 이격되게 설치되어 대상가스가 배출되게 하면서 통홈(11)에서 노출된 플라즈마유닛(2)에서 방전을 유도하는 방전유도판(32)일 수 있다.
이때, 가림판(31)은 상기 통홈(11)의 상부 가장자리(112) 또는 하부 가장자리(112)에 좌우 길이방향으로 결합되고, 길이방향 일측은 상기 통홈(11)의 가장자리에서 연장되어 상기 통홈(11)의 상하 개방폭을 줄이게 된다.
구체적으로 통홈(11)의 상부 가장자리(112)에 가림판(31)이 결합되는 경우, 통홈(11)의 상부 가장자리(112)가 마치 하부로 연장된 것과 같은 효과가 있기 때문에 플라즈마유닛(2)에서 방전되는 구간이 하부로 연장된 길이만큼 증가하게 되어, 대상가스의 처리 효율이 증대하게 되는 것이다.
이때, 가림판(31)은 얇은 금속판 등으로 이루어질 수 있으며, 통홈의 상,하부 가장자리에 결합되는 가림판(31)의 미세 위치를 조정하여 개방폭을 조절할 수 있도록 나사결합되는 결합공(311)이 장홀로 형성되는 것이다.
또한, 가림판(31)은 통홈(11)의 상부 가장자리 또는 하부 가장자리에 선택적 으로 설치되거나, 상,하부 가장자리에 모두 설치될 수 있는 것이다.
한편, 방전유도판(32)은 상기 통홈(11)의 전방에 이격되게 상기 블록체(1)에 결합되어, 상기 통홈(11)을 통해 노출되는 상기 플라즈마유닛(2) 사이에 방전을 유도하는 것이다.
구체적으로 방전유도판(32)에는 좌우로 길게 형성되는 통홈(11)에 대향하여 좌우로 길게 형성되는 방전판(321)과, 상기 방전판(321)의 좌우 끝단에서 연장형성되어 상기 블록체(1)에 고정되는 거치판(322)이 동일 평면 상에서 일체로 형성된다. 또한, 방전유도판(32)은 상기 블록체(1)의 전면 모서리에 대어지는 스페이서(333)가 개재되어 블록체(1)의 전면부(13)에 나사 등을 통하여 결합되는 것으로, 스페이서(333)의 두께에 의하여 상기 플라즈마유닛(2)과 이격 거리가 조절되는 것이다.
이 경우, 통홈(11)에서 노출되는 플라즈마유닛(2)의 전면과 방전판(321) 사이에서 방전이 발생되므로, 통홈(11)으로 배출되는 대상가스의 분해 또는 이온화가 더욱 큰 면적에서 이루어지게 되어 분해 효율이 증대되는 것이다.
이러한 가림판(31)과 방전유도판(32)은 어느 하나가 선택적으로 사용되거나, 함께 사용될 수도 있는 것이다.
한편, 도 3은 도 2에 따른 후방판과 블록체의 단면도이다.
도 3에 도시된 블록체(1)에는 가림판(31)과 방전유도판(32)이 함께 장착된 것이다. 후방판(41)의 중앙에 형성된 유입홀(411)을 통하여 유입된 대상가스는 슬릿홀(12)으로 유입된다.
전극(22)에 전류를 인가함에 따라 아크가 형성되는 플라즈마유닛(2)과 통홈(11)의 내주면 사이에 대상가스가 통과되면서 유해 성분이 플라즈마화된다.
이때, 통홈(11)의 개방부(111)에서 가림판(31)이 상기 개방부(111)의 중앙 방향으로 돌출되게 장착됨으로써, 이 돌출된 부분과 플라즈마유닛(2) 사이에 아크가 형성되고, 이를 대상가스가 통과하면서 아크와 접촉되므로 유해성분의 제거면적이 증대되는 것이다.
또한, 방전유도판(32)은 스페이서(333)에 의하여 통홈(11)의 개방부(111)에서 이격되게 설치되어 있다. 이때, 방전판(321)과 상,하부 가림판(31) 사이로 노출된 플라즈마유닛(2)의 사이에 아크가 형성됨으로써, 상,하부 가림판(31)과 방전판(321) 사이를 통과하여 배출되는 대상가스가 이렇게 생성된 아크에 의하여 플라즈마화 되어 유해성분의 제거면적이 더욱 증대되는 것이다.
이때, 스페이서(333)의 두께를 조절함으로써 아크가 최적으로 형성되는 높이조건 또는 가림판(31)이 추가로 설치됨에 따라 대상가스가 원활하게 배출되기 위한 최소의 높이조건 등을 세팅할 수 있는 것이다.
한편, 도 4는 본 발명에 채용된 분산부의 개략적인 분해도이고, 도 5는 도 4에 따른 분산부의 사용상태를 나타낸 단면도이다.
상기 후방판(41)과 상기 전면부(13)의 사이에는 상기 유입홀(411)을 통하여 유입된 대상가스를 좌우로 분산시켜 상기 슬릿홀(12)으로 고르게 유입되게 하는 분산부(5)가 더 개재될 수 있다. 즉, 분산부(5)는 후방판(41)의 중앙에서 빠른 유속으로 유입되는 대상가스가 가로로 긴 슬릿홀(12)에 균등하게 유입되게 하여, 긴 플라즈마유닛(2)과 가능한 고르게 접하여 유해성분의 분해 또는 이온화가 효과적으로 이루어지게 하는 것이다.
구체적으로 분산부(5)는 상기 후방판(41)에서 차례로 이격되게 설치되는 제1 내지 3분산판(51,52,53)으로 이루어질 수 있다.
제1분산판(51)에는 상기 슬릿홀(12)의 중앙에 대응한 중앙홀(511)이 형성되고, 상기 중앙홀(511)의 좌우측을 따라 관통면적이 점차 증대되는 분산홀(512)이 일정간격을 따라 이격되게 형성되어 있다.
이때, 중앙홀(511)은 유입홀에서 빠르게 유입되는 대상가스가 정체되지 아니하도록 충분한 크기를 갖는 것이며, 이 중앙홀(511)의 주변에 가로로 배치되는 분산홀(512)은 일정간격에 따라 이격되게 형성되면서, 또한 그 관통면적이 점차 증대되도록 형성된다.
이로써 제한된 관통면적을 갖는 중앙홀(511)로 인하여 좌우로 퍼지는 대상가스는 관통면적이 점차 증대되는 분산홀(512)에 따라, 균등하게 분산되며 제1분산판(51)을 통과하게 된다. 즉, 중앙홀(511)에 가까운 작은 관통면적을 갖는 분산홀(512)을 통하여 대상가스가 빠르게 통과되며, 중앙홀(511)에서 멀리 있으며 큰 관통면적을 갖는 분산홀(512)을 통하여 대상가스나 상대적으로 낮은 유속으로 큰 유량으로 통과하게 된다. 또한, 중앙홀(511)을 통과한 대상가스는 제2분산판(52)에 의하여 좌우로 퍼짐으로써 제1분산판(51)을 통과하면서 대상가스의 유량분포가 상당히 균등하게 되는 것이다.
한편, 제2,3분산판(52,53)에는 상기 슬릿홀(12)에 대응하여 각각 제2,3관통홀(521,531)이 이격되게 형성되고, 상기 제3관통홀(531)의 크기는 제2관통홀(521)보다 작게 형성된다.
제2분산판(52)은 제1분산판(51)을 통과한 대상가스의 흐름을 정류하여 대상가스의 흐름을 개선하고, 제2분산판(52)보다 작은 관통면적을 갖는 제3관통홀(531)이 형성된 제3분산판(53)을 통과하면서 대상가스는 더욱 정류되면서, 좌우 길이방향으로 퍼져 슬릿홀(12)에 고르게 유입되는 것이다.
이 경우, 하우징의 중심으로 빠르게 유입되는 대상가스를 신속하게 좌우로 분산시켜 플라즈마유닛(2)의 전체 길이에서 플라즈마화시킬 수 있으므로, 대상가스에 함유된 유해성분의 제거률이 향상되는 효과를 갖는다.
다시 도 1을 참고하면, 전면판의 후방에는 상기 블록체(1)를 통과한 대상가스에 함유된 상기 대상가스가 접촉되어 분해되는 분해촉매(61)가 구비된 필터부(6)가 더 구비될 수 있다.
이때, 필터부(6)는 플라즈마유닛을 통과한 대상가스에 잔존하는 유해성분을 제거하는 것으로, 블록체(1)를 통과한 기체가 필터부(6)를 거친 후에 전면판(43)으 로 배출되는 구성을 갖게 된다. 이를 위하여 필터부(6)는 전면판(43)의 후방에 위치되는 블록의 형상으로 제작되는 것으로 전,후면은 각각 그물망사(6)로 형성되어 내부에 공간을 형성하고, 이 전,후면 사이에는 분해촉매(61)가 채워진다.
이때, 분해촉매(61)는 일정한 덩어리인 과립의 형상을 가질 수 있는데, 통상 다공성 실리카, 알루미나 등 세라믹으로 제조되는 과립에 분해촉매를 코팅하여 제조될 수 있는 것이고, 이러한 과립 형상의 분해촉매(61) 사이에 형성되는 공극을 통하여 대상가스가 필터부(6)를 통과할 수 있게 된다.
이때, 분해촉매(61)는 팔라듐(palladium, Pd) 또는 백금(Pt) 류의 귀금속촉매가 사용될 수 있는데, 경제성 면에서 구리, 코발트, 크롬, 망간, 철, 니켈 중 어느 하나 이상의 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 이러한 비귀금속 촉매 중에 3%CoOx/HY나 3%MnOx/HY는 저농도에서 비교적 높은 활성을 가지므로 상기 물질을 분해촉매로 사용하는 것이 타당하다.
한편, 필터부는, 도시하지 아니하였으나, 대상가스의 진행방향인 전,후방향으로 다수의 통공이 형성된 막을 형성하고, 이 막의 내측면에 상기 분해촉매를 코팅하여 이루이질 수 있다. 나아가 이러한 통공은 격자형상이거나 강도를 증대시키기 위한 허니콤 구조를 가질 수 있는 것이다.
이러한 필터부(6)를 더 거침으로써 블록체에서 1차 처리된 대상가스에 남은 유해성분을 제거할 수 있으므로, 더욱 처리효율이 증대되는 것이다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치의 개략적인 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치는 하기의 설명을 제외하고는 전술된 실시예와 구성 및 작용이 동일한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 하우징의 후방판(41)에 형성된 유입홀(411)을통하여 외부의 공기가 유입된다. 이로써 외부의 공기는 플라즈마유닛을 통과하면서 플라즈마화되어 블록체(1)의 전방에서 토출되며 플라즈마의 화염이 형성된다.
한편, 대상가스는 하우징의 길이방향 일측(4a)에서 유입되어, 블록체(1)의 전방에 형성된 플라즈마 화염을 통과함에 따라 유해성분이 처리된 후 하우징의 타측(4b)에서 유출되도록 구성된다.
또한, 블록체(1)의 길이방향을 통과한 대상가스는 하우징의 타측에 구비되는 필터부(6)를 거친 후 배출됨으로써 대상가스 처리 효율을 더욱 높일 수 있다. 이때, 필터부(6)의 구성은 전술된 실시예와 동일하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치를 개략적으로 분해한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 채용된 블록체를 분리한 사시도.
도 3은 도 2에 따른 후방판과 블록체의 단면도.
도 4는 본 발명에 채용된 분산부의 개략적인 분해도.
도 5는 도 4에 따른 분산부의 사용상태를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치의 개략적인 사시도.
도 7은 종래의 기술을 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 반응장치
1 : 블록체
11 : 통홈 111 : 개방부 112 : 가장자리
12 : 슬릿홀 S : 분산공간 13 : 전면부 14 : 측면부
2 : 플라즈마유닛
21 : 튜브체 211 : 튜브체고정브래킷
22 : 전극 221 : 전극고정브래킷
3 : 방전유도부
31 : 가림판 311 : 결합공 32 : 방전유도판
321 : 방전판 322 : 거치판 333 : 스페이서
4 : 하우징
41 : 후방판 411 : 유입홀 42 : 기밀판체
43 : 전면판 431 : 배출구 432 : 경사면 44 : 가스켓
5 : 분산부
51 : 제1분산판 511 : 중앙홀 512 : 분산홀
52 : 제2분산판 521 : 제2관통홀
53 : 제3분산판 531 : 제3관통홀
6 : 필터부
61 : 분해촉매 62 : 그물망사

Claims (9)

  1. 플라즈마 분해 대상이 되는 유해성분을 포함한 대상가스가 이동되는 하우징(4) 내부에 구비되어 있고, 좌우 길이방향으로 원형단면인 통홈(11)이 형성되며, 상기 통홈(11)의 내주면에는 상기 대상가스가 유입되는 슬릿홀(12)이 좌우로 길게 형성되는 전도성인 블록체(1);
    상기 통홈(11)의 내주면과 이격되게 설치되는 플라즈마유닛(2); 및
    상기 통홈(11)이 전방에 설치되어 상기 플라즈마유닛(2)의 방전면적을 증대시키는 전도성 재질의 방전유도부(3);가 포함되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치.
  2. 제1항에서, 상기 방전유도부(3)는
    상기 통홈(11)의 상부 가장자리(112) 또는 하부 가장자리(112)에 좌우 길이방향으로 결합되고, 길이방향 일측은 상기 통홈(11)의 가장자리에서 연장되어 상기 통홈의 상하 개방 폭을 줄이는 가림판(31)인 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치.
  3. 제2항에서,
    상기 가림판(31)에는 결합위치를 달리하여 상기 개방 폭을 조절할 수 있도록 나사결합되는 결합공(311)이 장홀로 형성되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합 물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치.
  4. 제1항에서, 상기 방전유도부(3)는
    상기 통홈(11)의 전방에 이격되게 상기 블록체(1)에 결합되어 상기 통홈(11)을 통해 노출되는 상기 플라즈마유닛(2) 사이에 방전을 유도하는 방전유도판(32)인 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치.
  5. 제4항에서,
    상기 방전유도판(32)은
    상기 통홈(11)에 대향하여 좌우로 길게 형성되는 방전판(321); 및
    상기 방전판(321)의 좌우 끝단에서 연장형성되어 상기 블록체(1)에 고정되는 거치판(322);이 형성되는 것이고,
    상기 방전유도판(32)은 상기 블록체(1)의 전면에 대어지는 스페이서(333)에 의하여 지지되어 상기 플라즈마유닛(2)과 이격 거리가 조절되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치.
  6. 제1항에서, 상기 하우징(4)에는
    대상가스가 유입되는 유입홀(411)이 중앙에 형성되어 있으며, 상기 통홈(11)이 형성된 전면부(13)가 이격되게 상기 블록체(1)가 결합되는 후방판(41);
    상기 후방판(41)에 가장자리가 기밀되게 결합되어 내부공간을 형성하는 기밀판쳬(42); 및
    상기 기밀판쳬(42)의 전방에 기밀되게 결합되며, 전방 중앙에 형성된 배출구(431)로 내부의 대상가스가 모아지도록 경사면(432)으로 이루어지는 전면판(43);이 포함되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치.
  7. 제6항에서,
    상기 후방판(41)과 상기 전면부(13)의 사이에는 상기 유입홀(411)을 통하여 유입된 대상가스를 좌우로 분산시켜 상기 슬릿홀(12)로 고르게 유입되게 하는 분산부(5)가 더 개재되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치.
  8. 제7항에서, 상기 분산부(5)는
    상기 후방판(41)에서 차례로 이격되게 설치되는 제1 내지 3분산판(51,52,53)으로 이루어지고,
    상기 제1분산판(51)에는 상기 슬릿홀(12)의 중앙에 대응한 중앙홀(511)이 형성되고, 상기 중앙홀(511)의 좌우측을 따라 관통면적이 점차 증대되는 분산홀(512)이 일정간격을 따라 이격되게 형성되어 있고,
    상기 제2,3분산판(52,53)에는 상기 슬릿홀(12)에 대응하여 각각 제2,3관통 홀(521,531)이 이격되게 형성되고, 상기 제3관통홀(531)의 크기는 제2관통홀(521)보다 작게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치.
  9. 제6항에서,
    상기 전면판(43)의 후방에는 상기 블록체(1)를 통과한 대상가스에 함유된 유해성분이 접촉되어 분해되는 분해촉매(61)가 구비된 필터부(6)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물 및 악취처리를 위한 저온 플라즈마 반응장치.
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