KR101367631B1 - 오존 발생기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오존발생기에 관한 것으로 더욱 구체적으로는, 코로나 방전을 이용한 오존발생기를 실시함에 있어 방전 핀이 마모되더라도 방전의 지속성을 도모하여 원하는 양의 오존을 항상 발생시킬 수 있는 오존발생기를 제공하기 위한 것이다.
즉, 절연체인 본체와; 상기 본체에 고정되는 원통형 망과; 상기 본체를 관통하여 선단이 망 내부에 위치되는 방전 핀으로 구성되는 오존발생기에 있어서, 상기 방전 핀의 내부를 중공으로 하여 방전 핀 선단 둘레 전체에서 방전이 개시될 수 있는 날카로운 방전부분이 형성되도록 하거나 또는 상기 방전 핀을 망 내부 어느 일 측으로 치우치게 배치하여 방전 시 망과 방전 핀의 선단 사이에 발생하는 임계전압이 방전 핀의 선단 둘레 부분마다 달라지도록 한 오존발생기를 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

오존 발생기기{AN OZONIZER}

본 발명은 코로나 방전을 이용하여 오존을 발생시키는 오존발생기를 실시함에 있어 방전 핀이 마모되더라도 방전의 지속성을 유지할 수 있는 오존발생기에 관한 것이다.

근래에 들어 작물을 재배하는 비닐하우스에 오존을 공급하여 작물의 성장 촉진과 비닐하우스 내의 살균 등을 도모하고 있다. 이를 위해 현재에는 절연체인 본체와; 상기 본체에 고정되는 그물 형태의 망과; 상기 본체의 중심을 관통하여 뾰족한 선단이 망 내부 중심에 위치되는 봉 형태의 방전 핀으로 구성되는 오존발생기(이하 '통상적인 오존발생기' 라 함)가 한 개 이상 설치되는 오존발생장치를 비닐하우스 내에 설치하고 있다.

위 통상적인 오존발생기는 음극인 그물 형태의 망과 망 중심의 양극인 방전 핀 사이에 코로나 방전(불꽃방전 일보직전의 국부적인 방전)을 일으켜 오존이 발생되도록 하는 원리이다. 그런데 위 코로나 방전은 끝은 뾰족하면서 봉 형태인 방전 핀을 사용하여 방전하는 것이므로 방전과정에서 끝 부분이 마모되면 임계전압이 매우 높게 되고, 이는 코로나 방전을 멈추거나 혹은 방전효율을 현저하게 떨어지게 하여 오존발생기의 가동 지속성을 확보할 수 없도록 하였다.

즉, 코로나 방전은 고압방전 방식이어서 전극의 굵기가 커지면 코로나의 임계전압은 높아지고 굵기가 가늘면서 날카롭고 극간의 거리가 가까워질수록 임계전압은 낮아져 방전이 잘 일어나고, 이때 방전 수단의 마모 정도도 임계전압과 비례한다. 그러므로 방전 수단을 침 형태이면서 봉 형태인 방전 핀(이하 '종래 방전 핀'이라 함)을 채용한 통상적인 오존발생기는 처음에는 방전 핀의 뾰족한 끝 부분으로 인하여 방전 값이 높아지지만(임계전압이 낮아지지만) 그 방전이 망과 망 내부의 방전 핀 사이에서 강제적으로 일어나기 때문에 방전 핀 끝의 마모가 급속하게 진행되고, 이 마모는 초기 때의 오존발생량을 유지할 수 없게 하는 문제(코로나방전의 원리를 이용한 모든 제품이 가지고 있는 근본적인 문제이다)를 야기 시켰다. 위에서 오존발생량을 유지할 수 없는 이유는, 예컨대 방전 핀의 뾰족한 끝 부분(날카로운 부분)이 마모될 때 그 마모 과정에서 날카로운 부분이 새롭게 만들어진다면 기존의 날카로운 부분이 없어지더라도 새롭게 형성된 날카로운 부분으로 인하여 방전 값이 어느 정도 유지될 수 있겠으나, 종래 방전 핀은 봉 형태(내부가 꽉 찬 축 형태)이어서 끝 부분이 마모되면 마모의 반작용(새로운 날카로운 부분을 형성하는 것)이 없기 때문에 기존의 날카로운 부분이 마모될수록 임계전압은 점차적으로 상승하게 되고, 이는 방전 값(오존발생량)을 서서히 떨어트리면서 결국 방전을 멈추게 하는 결과를 낳는다.

한편 통상적인 오존발생기는 망 중심에 방전 핀이 설치되고 방전 핀과 망과의 거리가 동일하기 때문에 방전 핀 둘레 전체에 동일한 수치의 임계전압이 동시에 작용하므로 방전 핀의 둘레 전체에 나타나는 마모가 동시에 이루어짐은 물론 마모의 정도도 동일하게 된다. 따라서 통상적인 오존발생기는 초기에는 원하는 방전 값(오존발생량)을 실현할 수 있으나, 시간이 흐르면 방전 핀의 기존 날카로운 부분은 소멸시키기는 반면 새로운 날카로운 부분을 형성하지 못하게 하기 때문에 방전을 지속할수록 방전 핀과 망간의 임계전압을 상승하게 하여 오존발생량을 감소하게 하거나 혹은 발생할 수 없게 하였다.

다음으로 오존발생기에서 방전 핀에 의해 발생하는 위 문제(오존발생량 감소 및 중지 등)들에 대처하려면 방전 핀 전체를 봉 형태로 하면서 방전 개시가 가능한 굵기로 하면 되지만 이는 방전 핀을 망 내부에 확고하게 기립시킬 수 없었고, 설사 기립시켰다 하더라도 방전 핀이 굽기 때문에 실제로 채택이 불가능 하였다. 이러한 점에 봉착한 본원 출원인은 방전 핀의 기립은 확고하게 할 수 있으면서 방전은 가능한 굵기의 봉 형태 방전 핀을 채용한 등록실용신안 제0248573호, 등록실용신안 제0248574호, 공개실용신안 2009년 제0009260호와 같은 오존발생기를 제안한 바 있지만, 위 선행기술들은 방전은 가능한 반면 그 방전의 임계전압이 높아 본원 출원인이 원하는 량의 오존을 발생할 수 없었다. 이에 따라 본원 출원인은 하나의 오존발생장치에서 발생되어야 하는 오존량을 확보하기 위하여 오존발생장치에 필요 이상의 오존발생기를 채용할 수밖에 없어 보다 저렴하고 구조도 간결한 오존발생장치를 출시할 수 없었다.

위 설명에서 임계전압이란, 방전이 최초에 이루어지는 개시전압을 말하는 것으로, 처음 오존이 만들어지는 최초의 전압을 말한다(임계전압 이하에서는 오존은(방전은) 전혀 만들어지지 않는다).

본 발명은 통상적인 오존발생기 및 선행기술들에서 나타나는 문제들을 모두 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 방전 핀의 형상변경 또는 방전 핀의 배치설계를 통하여 방전 핀의 굵기를 기립 유지에 필요한 굵기로 하더라도 원하는 방전 값 이상을 얻을 수 있고, 또 방전 시 방전 핀의 날카로운 방전부분이 소멸되더라도 새로운 날카로운 방전부분이 형성되도록 함으로써 오존을 지속적으로 발생할 수 있는 오존발생기를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 오존발생기는 절연체인 본체와; 상기 본체에 고정되는 원통형 망과; 상기 본체를 관통하여 선단이 망 내부에 위치되는 방전 핀으로 구성되는 오존발생기에 있어서, 상기 방전 핀의 내부를 중공으로 하여 방전 핀 선단 둘레전체에서 방전이 개시될 수 있는 날카로운 방전부분이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

한편 절연체인 본체와; 상기 본체에 고정되는 원통형 망과; 상기 본체를 관통하여 선단이 망 내부에 위치되는 방전 핀으로 구성되는 오존발생기에 있어서, 상기 방전 핀을 망 내부 어느 일 측으로 치우치게 배치하여 방전 시 망과 방전 핀의 선단 사이에 발생하는 임계전압이 방전 핀의 선단 둘레 부분마다 달라지도록 한 것을 특징으로 한 것이다.

본 발명은 방전 핀의 내부를 중공 형태로 하여 방전 핀 선단 둘레 전체에 방전을 일으키는 날카로운 방전부분이 형성되도록 하였으므로 방전 시 방전 핀이 마모되더라도 날카로운 방전부분이 그대로 유지할 수 있어 방전의 지속성을 도모할 수 있음은 물론 장시간 사용으로 인해 방전 핀이 마모되더라도 오존을 항상 원하는 량만큼 발생시킬 수 있는 오존발생기를 얻을 수 있는 효과가 있다. 상기 효과는 보다 적은 개수의 오존발생기를 채용하더라도 필요한 량의 오존을 지속적으로 발생시킬 수 있는 오존발생장치를 제공할 수 있는 효과를 동반한다. 그리고 기립 유지를 위해 방전 핀의 굵기를 굵게 하더라도 방전 핀 선단 둘레에는 방전이 개시될 수 있는 방전부분을 형성할 수 있어 방전 핀의 굵기에 구애받지 않으면서도 방전의 효율은 높은 오존발생기를 제공할 수 있는 효과도 있다.

한편 본 발명은 방전 핀을 망 내부 어느 일 측으로 치우치게 배치하여 방전 핀의 선단 둘레 부분마다 임계전압이 달라지도록(둘레 부분마다의 마모율이 달라지도록) 함으로써 방전 핀 선단에 형성되는 처음의 날카로운 방전부분이 마모에 의해 소멸하더라도 그 소멸로 인해 새로운 날카로운 방전부분이 형성될 수 있도록 하였으므로 오존발생량을 항상 동일하게 유지할 수 있는 오존발생기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 분해 사시도
도 2는 본 발명의 단면 예시도
도 3의 (가)는 본 발명의 또 다른 예시도
(나)는 (가)의 측 단면 예시도
도 4는 본 발명에 적용되는 방전 핀의 또 다른 예시도들 이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같은데, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 오존발생기는, 절연체인 본체(10)와; 상기 본체(10)에 고정되고 망눈(21)이 다이아몬드형인 원통 망(20)과; 상기 본체(10)를 관통하여 선단이 망(20) 내부에 위치되는 방전 핀(30)으로 구성되는 통상적인 오존발생기를 토대로 한 것으로, 상기 방전 핀(30)을 내부가 빈 중공 형태로 한 것이다. 구체적으로는 방전 핀(30)을 중공 형태로 함으로써 방전 핀(30)의 선단 둘레 전체에 두께가 얇은 날카로운 방전부분(31)이 형성되도록 하여 방전을 개시할 수 있는 방전부분을 특별히 특정하지 않더라도 형성되도록 한 것이다.

이와 같이 구성된 오존 발생기는, 방전 핀(30)이 중공이어서 선단 둘레 전체에 걸쳐 날카로운 방전 부분이 형성되기 때문에 설사 방전에 의해 방전 핀(30) 선단이 마모되더라도 방전 핀(30)의 지름은 그대로 유지되면서 날카로운 방전부분이 소멸되지 않는 작용이 있고, 상기 작용은 방전 핀(30)의 길이가 마모에 의해 짧아져도 방전 값이 처음과 동일하게 유지될 수 있게 되어 처음의 오존발생량을 유지할 수 있게 된다. 이를 차치하더라도 망(20)과 방전 핀(30) 사이에서 방전이 진행되면 그 과정에서 망눈(21)이 다이아몬드형인 망(20)과 중공형인 방전 핀(30)의 상호작용으로 인하여 방전 핀(30) 선단에 굴곡이 형성(새로운 날카로운 부분)되므로 이 또한 방전 핀(30)의 마모에도 불구하고 방전 값을 처음과 동일하게 유지하는 작용을 낳는다.

한편 상기 방전 핀(30)의 지름은 1.2mm 내외로, 두께는 0.4mm 이내로 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 방전 핀(30)의 지름이 상기 수치보다 클 경우에는 코로나방전의 효율이 떨어지며, 작을 경우에는 오존발생기의 망(20) 내부에서 기립상태를 유지할 수 없기 때문이고, 되어야 하는 형태를 유지할 수 없기 때문에 상기 주핀(21)의 지름을 1.2mm 내외로 한정함이 바람직하다.

그리고 상기 방전 핀(30)의 두께를 0.4mm 이내로 한정하는 것은, 방전 핀(30) 끝을 뾰족하고 가늘게 하면 임계전압이 최대한 낮아져 방전이 지속적으로 일어나는 코로나 방전의 원리를 원용하기 위해서이다. 이를 다시 설명하면, 방전 핀(30)의 두께를 위 수치보다 작게 하면 원하는 방전 값보다 많은 값이 생성됨은 물론 마모율도 높고, 또 방전 핀(30)의 두께를 위 수치보다 크게 하면 마모율은 낮출 수 있으나, 방전 값이 현저하게 낮아지기 때문에 위 수치를 한정하였고, 위 수치는 본원 출원인의 반복적인 실험에 의해 도출된 데이터에 근거한 것이므로 명백히 수치의 임계적 의미가 있음을 밝혀둔다.

다음으로 오존발생기는 고압방전 시 방전부분은 반드시 마모되나, 임계전압이 강한부분보다 약한부분이 상대적으로 마모가 적게 되는데, 이한 원리를 이용한 본 발명에 따른 또 다른 오존발생기는, 이 역시 절연체인 본체(10)와; 상기 본체(10)에 고정되는 원통형 망(20)과; 상기 본체(10)를 관통하여 선단이 망(20) 내부에 위치되는 방전 핀(30)으로 구성되는 통상적인 오존발생기를 토대로 한 것으로, 본 발명은 망(20) 내부에 하나의 방전 핀(30)을 채용하더라도 방전 시 망(20)과 방전 핀(30)의 선단 사이에 발생하는 임계전압(방전개시 시점)이 방전 핀(30) 선단의 둘레 부분마다 달라지도록 하는 것을 기술적 특징으로 삼고 있다. 이를 위해 방전 핀(30)을 망(20) 내부 어느 일 측으로 치우치게 배치한다.

이러한 오존발생기는 방전 핀(30)을 망(20) 내부에 편심배치하면 망(20)의 망눈 살대(22)와 방전 핀(30) 선단 둘레의 각 부분 거리(A)(B)(C)(D)가 다르게 되고, 거리가 다르다는 것은 곧 망(20)의 망눈 살대(22)와 방전 핀(30) 선단 둘레의 각 부분(a)(b)(c)(d)에서 발생하는 임계전압이 다르다는 것이다. 예컨대 망 전체에 동일한 전압을 공급하여 망눈 살대(22)와 가장 가까운 방전 핀(30) 선단의 둘레 한 부분(a)에 2KV의 임계전압이 발생되도록 한다면 망눈 살대(22)와 가장 먼 방전 핀(30) 선단의 둘레 한 부분(d)은 위 임계전압 보다 높은 4KV의 임계전압이 걸리게 되므로 방전 핀(30) 선단 둘레의 각 부분(a)(b)(c)(d)마다 서로 다른 량의 오존이 발생함은 물론 그 마모 정도와 방전개시 시점이 달라져 날카로운 부분이 연속적으로 생성되게 되어 원하는 량의 오존을 지속적으로 발생시킬 수 있고, 또 방전 핀(30) 선단 둘레의 각 부분마다 마모 정도가 다르기 때문에 방전 핀(30)을 중공형이 아닌 봉 형태로 하여도 위 작용발휘에는 아무런 영향이 없다.

그리고 위 작용과 별개로, 본 발명과 같이 망(20) 내부에 방전 핀(30)을 편심 되게 배치하고 망눈(21)이 다이몬드형인 망(20)을 사용하면 망(20)에 형성되는 자계는 불 균일 자계가 된다. 즉, 망(20)에 금속이 있는 부분(망눈 살대)과 금속이 없는 부분(망눈 부분)이 있으므로 불 균일 자계가 형성되고 불 균일 자계로 말미암아 방전 핀(30)과 방전 시에도 방전이 불균일하게 되어 방전 핀(30) 선단 둘레의 각 부분(a)(b)(c)(d)의 마모도 불규칙적으로 되어 날카로운 부분이 연속적으로 생성할 수 있게 되고, 따라서 원하는 량의 오존을 지속적으로 발생시킬 수 있다.

한편 본 발명은 방전 핀(30)의 선단 양쪽에 날카로운 부분을 강제로 형성하여 방전 핀(30) 선단을 확대하는 형태, 주사바늘형태, 반달형태 등으로 하거나 혹은 방전 핀(30)을 길이방향으로 절개하여 절개홈 양측으로 날카로운 부분이 형성되도록 하면 방전 핀(30)을 중공형으로 하는 오존발생기나 방전 핀(30)을 편심 되게 배치하는 오존발생기는 방전 핀(30) 양쪽의 날카로운 부분을 통해 오존발생 효율을 극대할 수 있다. 이를 다시 설명하면 방전 핀(30) 선단에 처음부터 매우 날카로운 부분을 형성하면 방전 개시와 동시에 원하는 방전 값을 얻을 수 있음과 아울러 처음의 방전개시 시점을 앞당길 수 있게 된다. 위와 같은 방전 핀(30)의 형태는 다양할 수 있겠으나, 첨부된 도면과 같은 형상이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명은 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 방전 핀의 형태는 여러 가지 형태로 치환 변형 및 변경이 가능하므로 위 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

10 : 본체 20 : 망
21 : 망눈 22 : 살대
30 : 방전 핀

Claims (4)

1. 절연체인 본체(10)와; 상기 본체(10)에 고정되는 원통형 망(20)과; 상기 본체(10)를 관통하여 선단이 망 내부에 위치되는 방전 핀(30)으로 구성되는 오존발생기에 있어서, 상기 방전 핀(30)의 내부를 중공으로 하여 방전 핀(30) 선단 둘레전체에서 방전이 개시될 수 있는 날카로운 방전부분이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 오존발생기.
2. 절연체인 본체(10)와; 상기 본체(10)에 고정되는 원통형 망(20)과; 상기 본체(10)를 관통하여 선단이 망(20) 내부에 위치되는 방전 핀(30)으로 구성되는 오존발생기에 있어서, 상기 방전 핀(30)을 망(20) 내부 어느 일 측으로 치우치게 배치하여 방전 시 망(20)과 방전 핀(30)의 선단 사이에 발생하는 임계전압이 방전 핀(30)의 선단 둘레 부분(a)(b)(c)(d)마다 달라지도록 한 것을 특징으로 한 오존발생기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 방전 핀(30)의 선단 양쪽에 날카로운 부분을 강제로 형성한 것을 특징으로 하는 오존발생기.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 방전 핀(30)을 길이방향으로 절개하여 절개홈 양측으로 날카로운 부분이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 오존발생기.

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