KR101109552B1 - 방전관에 내부장착되어 미세 방전공극을 형성하는 평판형 고농도 및 고순도 오존생성장치 - Google Patents

방전관에 내부장착되어 미세 방전공극을 형성하는 평판형 고농도 및 고순도 오존생성장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방전관에 내부장착되어 미세 방전공극을 형성하는 평판형 고농도 및 고순도 오존생성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상호간 대향설치되어 원료가스 및 산소가 유입되어 방전이 일어나는 방전공극을 형성하는 제 1, 2유전체와, 상기 제 1, 2유전체의 상호간 대향되는 반대면에 각각 설치되는 전극부와, 상기 전극부에 각각 설치되어 전극부를 냉각시키는 냉각 자켓으로 구성되되, 상호간 볼트체결되어 착탈이 가능한 케이스와 커버의 분리형 방전관 어셈블리 또는 상호간 대칭되는 형상을 이루며 브레이징 접합되는 상, 하부 케이스의 밀폐형 방전관 어셈블리 중 하나의 내설함과 동시에, 상기와 같이 구성된 단위 방전관을 적층 또는 평판배열하여 사용되도록 함으로써, 최소한의 미세 방전공간면적에서 고농도 및 고순도의 오존을 생성함과 동시에 설치점유면적을 최소화할 수 있는 방전관에 내부장착되어 미세 방전공극을 형성하는 평판형 고농도 및 고순도 오존생성장치에 관한 것이다.

Description

방전관에 내부장착되어 미세 방전공극을 형성하는 평판형 고농도 및 고순도 오존생성장치{APPARATUS FOR PRODUCING HIGH CONCENTRATION AND PURIFICATION OZONE GAS WITH MICRO DISCHARGE GAP}
본 발명은 오존을 생성하는 오존생성장치에 관한 것으로, 특히 산업적으로 오존의 발생이 용이한 방전 형식으로서 원료 가스로 산소를 공급하여 오존을 발생시키는 오존생성장치에 관한 것이다.
전기적 에너지를 이용한 오존 발생 방법은 무성 방전법과 연면 방전법이 실용화되고 있다. 무성 방전은 두개의 전극 사이에 파이렉스 유리나 세라믹 등의 유전물질(誘電物質)을 두고 원료 가스를 흘리면서, 2~15Kv의 고전압을 가하여 방전을 유도한다. 연면 방전법의 경우 이때 방전 공간에 산소를 투입하면 오존이 발생하게 되는데, 이때 반응 관계는 하기와 같다. (M: 반응에 관여하는 제3물질)
O2 + e- → O + O + e-
O + O2 + M → O3 + M
O2 + O2 → O3 + O
위와 같은 반응의 결과물로서 오존이 발생되기 위하여 원료가스 공급 기술, 방전관 설계기술, 전원 공급장치기술, 냉각 기술과 같은 요소기술이 최적화되어야 한다.
오존발생에 관여하는 영향요소 중에서 오존방전관 구조와 냉각장치는 서로 밀접한 상관관계를 가지고 있다. 적절한 방전 공간을 형성하는 오존방전관내에서 방전 시 발생되는 열에너지는 적절한 방법으로 제거되어야 한다. 방전관의 열은 원료 가스의 오존화 반응을 저해하는 가장 큰 요소로 알려져 있으며, 따라서 적절한 방전관의 설계와 이에 따른 냉각방식이 고려되어야 한다.
Figure 112010060219238-pat00001
지금까지의 방전관 구조는 방전 효율을 향상시키기 위하여 유전체와 전극의 밀착력을 향상시키기 위하여 금속 전극에 유전체 코팅을 하거나 유전체에 금속막 코팅을 하여 전극과 유전체의 밀착력을 제고시켜 열발생 억제와 방전 효율 향상을 도모하고, 전극 외부와 유전체 외부에 밀착된 냉각핀에 의한 공냉식이나 수냉식 냉각장치를 설치하는 구조가 주를 이루고 있다.
고농도 오존생성을 위한 여러 가지 조건 중에서, 플라즈마의 특성을 결정하는 기본 파라메터가 환산전계강도이다 환산전계강도는 방전유지전압을 가스밀도와 방전공극의 적으로 나눈 값으로서, 특정한 방전유지전압 하에서는 가스밀도와 방전공극을 곱한 값이 적어야 높은 환산전계강도를 얻을 수 있다. 그러나 가스밀도는 오존생성확률과 관련이 있어 낮추기가 곤란하므로 결국 방전공극을 작게 함으로써 환산전계강도가 높은 방전구조의 실현이 가능하다.
따라서 본 발명에서는 환산전계강도가 높은 방전장치 구조를 형성하기 위해 미세방전공극을 갖는 방전장치를 제안하여 고농도/고순도 오존생성을 필요로 하는 방전장치로 활용한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적으르 살펴보면, 국내에서 실용화 개발되어 있는 전기방전방식의 오존방전장치는 대부분이 7~8 wt% 대 이내의 저농도 오존을 이용하여, 산업 폐수, 정수 고도처리, 살균, 탈색, 탈취 등에 적용하기 위해 개발되어 왔으며, 주로 파이렉스 또는 석영 유전체에 금속전극을 삽입한 원통형 무성방전구조를 채택하고 있다.
본 발명에서는 반도체 웨이퍼 및 소자 제조공정, LED 및 LCD 제조공정 그리고 태양전지 웨이퍼의 습식세정공정에 사용하기 위한 10wt% 이상의 오존생성성능을 갖는 고농도/고순도 오존생성장치 구조에 관한 것으로서, 본 발명의 미세공극을 갖는 고농도/고순도 오존생성장치는 상기 제조분야와 같이 클린룸 내에서의 공정설비 점유공간(footprint)이 공정설비 선정의 중요한 요소가 되는 분야에 효과적으로 적용할 수 있도록, 적은 방전면적으로 높은 오존생성효율을 달성하기 위해 footprint가 적은 방전관에 내부장착되어 미세 방전공극을 형성하는 평판형 고농도 및 고순도 오존생성장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 원료가스 및 산소가 유입되는 방전공극(D)의 형성을 위해, 상호간 대향설치되는 제 1, 2유전체(11, 12); 상기 제 1유전체(11)의 상면 및 제 2유전체(12)의 저면에 각각 부착되며, 외부로부터 고전압을 인가받아 방전이 유도되어, 상기 방전공극(D) 내에 오존이 발생되도록 하는 전극부(21, 22); 상기 전극부(21, 22)를 냉각시키기 위해 전극부(21, 22) 외측에 각각 설치되는 냉각 자켓(31, 32); 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전극부(21, 22)는 상기 제 1, 2유전체(11, 12)에 금속박막 스퍼터링, 도전성 페이스트 코팅, 박막 금속판 부착 중 하나의 방법으로 각각 부착형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1, 2유전체(11, 12)는 상기 방전공극(D)을 형성하기 위해, 제 1, 2유전체(11, 12) 사이에 공극 스페이서(13)가 설치되고, 상기 방전공극(D)의 크기(H)는 0.1 내지 0.2mm 인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공극 스페이서(13)는 금속 또는 유전체 플레이트가 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 내입공간이 형성되는 방전과 케이스(61)와; 상기 방전과 케이스(61) 상부에 착탈가능토록 볼트(b)결합되는 방전관 커버(62); 로 이루어지는 분리형 방전관 어셈블리(60) 내에 설치되되, 상기 냉각 자켓(31, 32) 각각은 방전과 케이스(61) 및 방전관 커버(62) 내주면에 각각 부착형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 저면이 개구된 상부 케이스(71)와; 상기 상부 케이스(71)와 대칭되는 형상을 가지며, 상부 케이스(71)의 저면에 대응결합되는 하부 케이스(72); 로 이루어지는 밀폐형 방전관 어셈블리(70) 내에 부착설치되되, 상기 상/하부 케이스(71, 72)는 방전공극(D) 내에 이물질이 유입되지 않도록, 상호간 브레이징(B) 접합으로 밀폐되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분리형 또는 밀폐형 방전관 어셈블리(70)는 상기 방전관 어셈블리 외부에 설치되는 제어장치(90)에 의해, 내부에 유입되는 냉각수 및 산소의 압력과 유량이 각각 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전극부(21, 22)에 고전압을 인가하는 고주파 전원공급장치(80)가 동일한 설치공간(S)에 일체형으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 사용자가 요구하는 오존가스량의 정도에 따라, 설치공간(S) 내에서 적층형 또는 평판형으로 다수개가 배열되어 사용되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 초미세 방전공극을 갖는 방전장치 구조를 가지면서 고농도 오존 생성조건을 갖도록 오존생성장치를 구성하여, 전체적인 오존생성장치 설비의 크기를 소형화하고, 방전공간 내에 금속전극이 노출되지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 적은 방전공간면적에서 고농도 오존을 생성할 수 있는 단위 오존생성장치와 대용량 오존생성장치의 경우, 밀폐형 또는 분리형 방전관에 내설되어 구성되는 단위 오존생성장치를 용량에 맞게 다수 형성한 후, 적층 또는 평판 배열로 배치하여 전체 오존생성장치 점유공간을 최소화하여 산업계에서 요구하고 있는 공정설비의 점유면적 최소화 설비 요구조건에 대응할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 현재 반도체/LCD/LED 등 제조업체에서 외국으로부터 도입하여 사용하고 있는 대용량 오존생성장치와 대비하여 고농도/고순도 성능 및 장치 footprint 면에서 경쟁할 수 있는 있기에, 수입대체 및 국내 기술력 향상의 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 오존생성유닛의 구조를 나타낸 일실시예의 외형도.
도 2는 본 발명에 따른 분리형 구조의 방전관 어셈블리를 갖는 오존생성장치를 도시한 일실시예의 외형도.
도 3은 본 발명에 따른 밀폐형 구조의 방전관 어셈블리를 갖는 오존생성장치를 도시한 일실시예의 외형도.
도 4는 본 발명에 따른 대용량 오존생성장치 구현을 위한 단위 방전 셀 배열 방법을 나타낸 일실시예의 개념도.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방전관에 내부장착되어 미세 방전공극을 형성하는 평판형 고농도 및 고순도 오존생성장치를 상세히 설명하도록 한다.
반도체 웨이퍼 및 소자 제조공정에서 불순물 제거를 위한 습식세정공정에 오존처리공정을 적용하기 위해서는, 오존생성을 위한 방전장치에서 발생된 오존가스 내에 반도체 웨이퍼 및 소자의 전기적 특성에 영향을 주는 금속불순물이 포함되지 않아야 하며, 또한 오존가스를 순수에 용해한 농도가 매우 높아야 세정효율이 좋기 때문에 고농도의 오존가스 생성이 필수적이다.
특히 상기와 같은 특징을 가지면서 클린룸 내에서의 공정설비 점유면적을 최소화하기 위해 단위 오존생성장치의 크기를 최소화할 필요가 있다.
이러한, 고농도/고순도 오존생성특성과 오존생성장치의 소형화 두가지 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 고농도 오존생성을 위한 많은 설계 요소 중, 방전공간 내의 가스밀도를 높게 유지한 상태에서 방전공극(D)을 작게 형성하여 환산전계강도가 높도록 초미세 방전공극을 형성하도록 방전장치 구조를 설계함으로써 오존생성효율을 높인다.
또한, 두 전극부(21, 22)를 냉각 자켓(31, 32) 표면에 각각 설치하여 양면 냉각을 통하여 전극부(21, 22)를 냉각함으로써 방전공간의 온도상승에 따른 오존생성효율 저하를 최소화한다.
더불어, 단위 방전관의 크기를 소형화하여 적은 방전면적에서 고농도 오존을 생성하여 오존발생량을 높이기 위해서는, 대용량 오존생성장치 구성 시, 전술된 구성을 적용하여 방전장치의 크기를 최소화함으로써, 적층 또는 평판 상에 단위 방전관을 배열하여 대용량 오존생성장치 구성시의 공간점유를 최소화할 수 있도록 방전장치 구조를 구성하는 것이다.
이와 함께, 적층방식인 경우 전극부(21, 22)에 고전압(2~15Kv)을 가하는 고주파 전원공급장치(80)를 오존생성유닛(10)과 동일한 설치공간에 배치할 수 있도록 구성함으로써, 일체형으로 오존생성시스템을 구성하여 최소한의 공간을 점유할 수 있도록 한다.
또한, 얇은 제 1, 2유전체(11, 12) 일면에 금속전극(21, 22)을 각각 형성하고 방전공간상에 제 1, 2유전체(11, 12)가 대향하도록 배치하여, 전극표면상에 전자의 충돌로 방출되는 금속이온이 방전공간에 유출되지 않도록 하여 고순도 오존생성특성을 갖도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 방전관에 내부장착되어 미세 방전공극을 형성하는 평판형 고농도 및 고순도 오존생성장치는 제 1, 2유전체(11, 12), 전극부(21, 22), 냉각 자켓(31, 32), 고주파 전원공급장치(80)(80), 방전관 어셈블리(60, 70)를 포함한다.
상기 제 1, 2유전체(11, 12)는 고순도의 0.5mm의 두께 및 Φ100직경을 가지는 세라믹 판이 사용되는 것으로, 상기 제 1, 2유전체(11, 12)는 상호간 상, 하로 수평배열되어 대향설치됨으로써, 상호간의 사이에 방전공극(D)이 형성되도록 하며, 상기 제 1, 2유전체(11, 12) 사이에 방전공극(D)을 형성하기 위해, 본 발명에서는 제 1, 2유전체(11, 12) 사이에 세라믹 또는 금속재질의 원형의 공극 스페이서(13)(Spasor)를 3 내지 4개 수평설치하여, 물리적으로 제 1, 2유전체(11, 12)의 상호간 대향되는 면 사이에 0.1 내지 0.2mm 크기(H)의 방전공극(D)을 유지할 수 있도록 한다. 이러한, 방전공극(D)에는 원료가스가 유입되며, 후술될 고주파 전원공급장치(80)의 고전압 인가를 통해 방전이 유도한 후, 산소를 방전공극(D)에 유입하여 방전공극(D) 내에서 오존이 발생되도록 한다.
상기 전극부(21, 22)는 전술된 제 1유전체(11) 및 제 2유전체(12)에 각각 부착형성되는 금속전극으로서, 더욱 자세히 설명하면, 상기 제 1, 2유전체(11, 12) 상호간이 마주보는 면의 반대면에 각각 부착형성된다. (상기 전극부(21, 22)가 제 1, 2유전체(11, 12) 사이에 형성되는 방전공극(D) 사이에 위치되어 노출되지 않도록 함으로써, 고순도의 방전공극을 형성하기 위한 것이다.)
즉, 상기 제 1, 2유전체(11, 12) 중 상측에 위치되는 제 1유전체(11)의 상면에 전극부(21)가 부착형성되고, 더불어, 상기 제 1, 2유전체(11, 12) 중 하측에 위치되는 제 2유전체(12)의 저면에 또 다른 전극부(22)가 부착형성되는 것이다.
물론, 상기 제 1, 2유전체(11, 12)의 상면 및 저면에 각각 부착형성되는 복수개의 전극 중 하나의 전극부(21)는 고전압의 플러스(+)전극이며, 다른 하나의 전극부(22)는 접지(-)전극이어야 함은 당연하다.
전술된 이러한 복수개의 전극으로 이루어지는 전극부(21, 22)는 제 1, 2유전체(11, 12)에 직접 스퍼터링(Sputtering)에 의해 금속 박막을 형성하는 방법(금속박막 스퍼터링), 도전성 페이스트(Conductive paste)를 균일하게 도포하여 코팅하는 방법(도전성 페이스트 코팅), 금속(ex: 텅스텐, 은)판을 부착하는 방법(박막 금속판 부착) 중 하나의 방법을 이용하여 수십 um(마이크로 미터) 내외의 두께로 상기 제 1유전체(11) 또는 제 2유전체(12)에 부착형성되는데, 이러한 부착은 사용분야 및 오존생성장치의 성능조건에 따라 사용자에 의해 전술된 다수의 방법에서 다양하게 선택되어 사용될 수 있음이다.
상기 고주파 전원공급장치(80)는 전술된 전극부(21, 22)에 전기적으로 연결되어, 상기 전극부(21, 22)에 고전압을 가하여, 방전공극(D)에서 방전을 유도하는 것으로서, 원료가스가 유입되는 방전공극(D) 사이에 상기 전극부(21, 22)를 통해 방전을 유도하고, 이때 산소를 방전공극(D) 사이에 유입함으로써, 상기 방전공극(D)에서 오존이 발생되도록 하는 것이다.
상기 냉각 자켓(31, 32)은 전술된 제 1, 2유전체(11, 12)에 각각 부착형성된 전극부(21, 22)를 냉각시키기 위해 내부에 냉각수 유로(43)를 형성하는 있는 것으로서, 이를 위해, 본 발명에서는 제 1유전체(11)의 경우 전극부(21)가 부착된 반대면인 상부면에 하나의 냉각 자켓(31)이 설치되고, 제 2유전체(12)의 경우에도 전극부(22)가 부착형성된 반대면인 하부면에 나머지 냉각 자켓(32)이 설치된다. 즉, 상기 제 1, 2유전체(11, 12)의 상, 하면 양면을 냉각하는 구조를 가지게 하는 것이다.
이러한, 상기 냉각 자켓(31, 32)은 제 1, 2유전체(11, 12) 각각에 열전도성 페이스트를 이용하여 부착된다. 물론, 상기 냉각 자켓(31, 32)은 외부와 연결되어 냉각수를 유입하고 유출하는 다수의 냉각수 유입관(41) 및 냉각수 배출관(42)이 형성되어 있어야 함은 당연하다.
상기 방전관 어셈블리는 전술된 제 1, 2유전체(11, 12), 전극부(21, 22), 냉각 자켓(31, 32)로 이루어지는 구성요소가 내부에 설치되는 곳으로서, 이러한, 상기 방전관 어셈블리는 방전공극(D)을 형성하는 공극 스페이서(13)를 사이에 두고 마주보는 형태의 납작한 원통형상을 갖는다.
그러므로 밀폐된 방전공간을 형성하기 위해 상호간을 접합하여야 하기 때문에, 본 발명에서는 접합방법을 두가지로 구성하여, 분리형 방전관 어셈블리(60)와 밀폐형 방전관 어셈블리(70)를 사용한다.
상기 분리형 방전관 어셈블리(60)는 오존생성장치의 유지 및 보수의 원활성을 위하여 케이스와 커버로 이루어진 분리형 구조이며, 상기 밀폐형 방전관 어셈블리(70)는 상호간 접촉되는 가장자리를 따라 브레이징(B, 용접) 접합하여 밀폐형 구조를 가지도록 하는 것이다.
이를 더욱 자세히 설명하면,
상기 분리형 방전관 어셈블리(60)는 내부에 내입공간(설치공간)을 형성하는 방전관 케이스(62)와, 상기 방전관 케이스(62)의 상부에 얹혀지며 뚜껑 역할을 하는 방전관 커버(61)로 이루어진다. 이러한, 상기 방전관 케이스(62)와 방전관 커버(61)는 상호간 접촉부위가 볼트(b)로 결합되어 상호간 착탈이 가능토록 함으로써 유지보수가 용이하도록 구성한 것이다. (물론, 상기 방전관 케이스(62)와 방전관 커버(61)가 착탈될 수 있는 구성이라면, 상기 볼트(b) 결합 외에 사용자의 실시예에 따라 다양한 결합방법이 사용될 수 있음이다.)
이때, 제 1유전체(11)에 부착형성되어 오존생성유닛(10)에서 최상부에 위치되는 냉각 자켓(31)은 뚜껑으로 얹혀지는 방전관 커버(61) 저면에 부착형성되고, 제 2유전체(12)에 부착형성되어 오존생성유닛(10)에서 최하부에 위치하게 되는 나머지 냉각 자켓(32)은 방전관 케이스(62)에 내입되어 방전관 케이스(62)의 내주면(바닥부분)에 부착형성된다.
(더불어, 분리형 방전관 어셈블리(60) 및 후술될 밀폐형 방전관 어셈블리(70) 모두 내부에 산소를 유입하는 산소 유입관(51)과, 방전공극(D) 사이의 산소를 외부로 배출하는 산소 배출관(52)이 외부와 연통연결되어 있어야 함은 당연하며, 분리형 방전관 어셈블리(60)의 경우, 외부에서부터 냉각 자켓(31, 32)으로 유입되는 냉각수의 수밀을 위하여 냉각수 유입관(41) 및 냉각수 배출관(42)은 이중 O-ring 설치방식, 즉 O-ring에 의한 이중 water-tight 구조가 되도록 설치된다.)
상기 밀폐형 방전관 어셈블리(70)의 경우는 저면이 개구되어 있는 상부 케이스(71)와, 상기 상부 케이스(71)와 대칭되는 형상을 다지며 상기 상부 케이스(71)의 저면에 대응결합되는 하부 케이스(72)로 이루어진다. 즉, 상기 상부 케이스(71) 및 하부 케이스(72) 사이에 전술된 오존생성유닛(10)의 구성(제 1, 2유전체(11, 12), 전극부(21, 22), 냉각 자켓(31, 32))이 내설되는 것이다.
이때, 상기 제 1유전체(11)의 상면에 설치되어 있는 냉각 자켓(31)은 상부 케이스(71)의 저면에 부착형성되고, 상기 제 2유전체(12)의 저면에 설치되어 있는 또 다른 냉각 자켓(32)은 하부 케이스(72)의 상면에 부착형성되는 것이다.
상기 상부 케이스(71)와 하부 케이스(72)는 금속재질이 사용되며, 상호간 접촉부위를 용접함으로써, 방전공극(D) 내에 이물질이 유입되지 않도록 밀폐시켜 내구서 및 고순도 오존생성환경을 조성하도록 하는데, 냉각 자켓(31, 32)으로 냉각수를 유입 및 배출하는 냉각수 유입관(41)과 냉각수 배출관(42) 및 밀폐형 방전관 어셈블리(70) 내부에 산소를 유입하는 산소 유입관(51)과 방전공극(D) 사이의 산소를 외부로 배출하는 산소 배출관(52) 또한 상, 하부 케이스(71, 72)와의 연결부분을 브레이징(B) 처리하여, 방전공간(또는 방전공극(D)) 및 생성되는 오존에 불순물이 함유되는 것을 근본적으로 차단함으로써 더 높은 순도의 오존생성이 가능하도록 한다.
물론, 전술된 방전관 어셈블리(분리형 방전관 어셈블리(60)와 밀폐형 방전관 어셈블리(70))는 방전관 적용분야의 공정조건에 따라 선택하여 적용할 수 있을 것이며, 상기 방전관 어셈블리는 방전관 어셈블리 외부에 설치되는 제어장치(90)에 의해, 내부에 유입되는 냉각수 및 산소의 압력과 유량이 각각 조절되어, 단위 방전관 각각에 동일한 유량의 냉각수 및 산소가 공급되도록 한다.
더불어, 대용량의 오존량(오존가스량)이 필요한 경우 또는 사용자가 요구하는 오존가스량의 정도에 따라, 설치공간(S)인 클린룸의 점유면적(footprint)을 최소화하기, 전술된 바와 같이, 단위 방전관(제 1, 2유전체(11, 12), 전극부(21, 22), 냉각 자켓(31, 32)로 이루어지는 구성을 방전관 어셈블리 내부에 설치한 구성)(100)을 적층 또는 평판배열이 가능케 함으로써, 실제 클린룸에서의 공정설비 공간의 제약이 있는 오존생성장치 공정설비가 필요한 산업계의 요구를 충족(반도체/LCD/LED/태양전지 제조업계에서 요구하는 공정장치의 점유면적 최소화가 가능)할 수 있도록 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 오존생성유닛 11: 제 1유전체
12: 제 2유전체 13: 공극 스페이서
21, 22: 전극부 31, 32: 냉각 자켓
41: 냉각수 유입관 42: 냉각수 배출관
43: 냉각수 유로 51: 산소 유입관
52: 산소 배출관 60: 분리형 방전관 어셈블리
61: 방전관 케이스 62: 방전관 커버
70: 밀폐형 방전관 어셈블리 71: 상부 케이스
72: 하부 케이스 80: 고주파 전원공급장치
90: 제어장치
D: 방전공극

Claims (9)

  1. 방전공극(D)을 형성하기 위해 상호간 대향설치되며, 상기 방전공극(D)에 원료가스 및 산소가 유입되는 제 1, 2유전체(11, 12);
    상기 제 1유전체(11)의 상면 및 제 2유전체(12)의 저면에 각각 부착되며, 외부로부터 고전압을 인가받아, 상기 방전공극 내에 방전을 유도하여 오존이 발생되도록 하되, 제 1, 2유전체(11, 12)에 금속박막 스퍼터링, 도전성 페이스트 코팅, 박막 금속판 부착 중 하나의 방법으로 각각 부착형성되는 전극부(21, 22);
    상기 전극부(21, 22)를 냉각시키기 위해 전극부(21, 22) 외측에 각각 설치되며 내부에 냉각수 유로(43)를 형성하는 냉각 자켓(31, 32);으로 구성되며,
    상기 제 1, 2유전체(11, 12)는 방전공극(D)을 형성하기 위해, 제 1, 2유전체(11, 12) 사이에 금속 또는 유전체 플레이트가 사용되는 공극 스페이서(13)가 설치되고, 상기 방전공극(D)의 크기(H)는 0.1 내지 0.2mm이며,
    내입공간이 형성되는 방전관 케이스(62), 상기 방전관 케이스(62) 상부에 착탈가능토록 볼트(b)결합되는 방전관 커버(61)로 이루어지는 분리형 방전관 어셈블리(60) 내에 설치되되, 상기 냉각 자켓(31, 32) 각각은 방전관 케이스(62) 및 방전관 커버(61) 내주면에 각각 부착형성되며,
    상기 분리형 방전관 어셈블리(60)는 방전관 어셈블리 외부에 설치되는 제어장치(90)에 의해, 내부에 유입되는 냉각수 및 산소의 압력과 유량이 각각 조절되며,
    상기 전극부(21, 22)에 고전압을 인가하는 고주파 전원공급장치(80)가 동일한 설치공간(S)에 일체형으로 설치되고,
    사용자가 요구하는 오존가스량의 정도에 따라, 설치공간(S) 내에서 적층형 또는 평판형으로 다수개가 배열되어 사용되는 것을 특징으로 하는 방전관에 내부장착되어 미세 방전공극을 형성하는 평판형 고농도 및 고순도 오존생성장치.
  2. 방전공극(D)을 형성하기 위해 상호간 대향설치되며, 상기 방전공극(D)에 원료가스 및 산소가 유입되는 제 1, 2유전체(11, 12);
    상기 제 1유전체(11)의 상면 및 제 2유전체(12)의 저면에 각각 부착되며, 외부로부터 고전압을 인가받아, 상기 방전공극 내에 방전을 유도하여 오존이 발생되도록 하되, 제 1, 2유전체(11, 12)에 금속박막 스퍼터링, 도전성 페이스트 코팅, 박막 금속판 부착 중 하나의 방법으로 각각 부착형성되는 전극부(21, 22);
    상기 전극부(21, 22)를 냉각시키기 위해 전극부(21, 22) 외측에 각각 설치되며 내부에 냉각수 유로(43)를 형성하는 냉각 자켓(31, 32);으로 구성되며,
    상기 제 1, 2유전체(11, 12)는 방전공극(D)을 형성하기 위해, 제 1, 2유전체(11, 12) 사이에 금속 또는 유전체 플레이트가 사용되는 공극 스페이서(13)가 설치되고, 상기 방전공극(D)의 크기(H)는 0.1 내지 0.2mm이며,
    저면이 개구된 상부 케이스(71), 상기 상부 케이스(71)와 대칭되는 형상을 가지며, 상부 케이스(71)의 저면에 대응결합되는 하부 케이스(72)로 이루어지는 밀폐형 방전관 어셈블리(70) 내에 부착설치되되, 상기 상/하부 케이스(71, 72)는 방전공극(D) 내에 이물질이 유입되지 않도록, 상호간 브레이징(B) 접합으로 밀폐되고,
    상기 밀폐형 방전관 어셈블리(70)는 방전관 어셈블리 외부에 설치되는 제어장치(90)에 의해, 내부에 유입되는 냉각수 및 산소의 압력과 유량이 각각 조절되며,
    상기 전극부(21, 22)에 고전압을 인가하는 고주파 전원공급장치(80)가 동일한 설치공간(S)에 일체형으로 설치되고,
    사용자가 요구하는 오존가스량의 정도에 따라, 설치공간(S) 내에서 적층형 또는 평판형으로 다수개가 배열되어 사용되는 것을 특징으로 하는 방전관에 내부장착되어 미세 방전공극을 형성하는 평판형 고농도 및 고순도 오존생성장치.
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KR20030003951A (ko) * 2001-07-04 2003-01-14 한국과학기술연구원 고농도 오존 발생 장치
KR20060045545A (ko) * 2004-04-08 2006-05-17 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 오존 발생 장치

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