KR101456464B1 - 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 플라즈마처리기에 의한 수처리 속도 및 효율을 보다 증대시킬 수 있는 구조의 플라즈마 수처리장치를 제공하는 것이다. 이에 따라 본 발명의 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기는, 유체의 입구와 출구를 가지고 그 입구와 출구를 연결하는 냉각수유동로를 가지는 관형몸체와, 상기 냉각수유동로를 횡방향으로 가로지르도록 상기 관형몸체에 설치되고 플라즈마 반응한 공기 또는 가스를 상기 냉각수유동로를 유동하는 유체 중에서 배출하는 플라즈마처리기를 포함하되, 상기 플라즈마처리기는 상기 냉각수유동로를 유동하는 유체 중에서 상기 냉각수유동로를 횡방향으로 가로지르도록 설치되고 공기 또는 가스가 내부에서 유동하며 내부에 방전극이 설치된 투명한 유전체관과, 상기 냉각수유동로를 유동하는 유체에 전기적으로 접촉하도록 설치된 대향전극과, 상기 방전극과 상기 대향전극에 전원을 인가하여 상기 유전체관 내부에서 플라즈마를 발생시키기 위한 전원인가수단과, 상기 유전체관에 연결되어 상기 공기 또는 가스가 통과하면서 상기 냉각수유동로를 유동하는 유체 중에서 상기 공기 또는 가스가 다수의 기포로 변환되는 버블생성기를 포함하고, 상기 유전체관은 그 일단과 타단이 모두 상기 관형몸체의 벽에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기{Condenser with treatment device of cooling water using plasma}

본 발명은 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 응축기의 순환관로에 플라즈마처리기가 설치됨으로써 내부를 유동하는 냉각수의 살균 등 플라즈마 수처리가 이루어질 수 있는 구조의 응축기에 관한 것이다.

냉동장치는 일반적으로, 증발기, 압축기, 응축기, 교축밸브 등으로 구성되는데, 냉매가 증발기의 냉각관을 통해 유동하면서, 냉각대상으로부터 열을 빼앗아 액상에서 기체상으로 상변화를 하고 증발기를 빠져나온다. 그리고, 기체상의 냉매는 압축기에 의해 고온 고압으로 압축된 후 응축기를 통과하면서 열을 방출하고 다시 고온고압의 액상으로 상변화를 한 후 교축밸브에 의해 감압되어 증발기로 공급된다.

이때, 압축기를 나온 고온고압의 냉매는 응축기에 유입되어 응축관 주위를 유동하는 냉각수에 열을 전달하고 기상에서 액상으로 상변화를 하고 있다.

도 1은 한국등록특허공보 제10-1333622호에 기재된 것으로서, 그와 같은 종래의 증발식 응축기를 도시하는 것이다.

응축기본체(1)의 내부에 설치되는 열교환기(2)는 냉매를 순환시키도록 설치되는 것으로서, 상측의 분사장치(6)에 의해 열교환기에 분사되는 냉각수가 열교환기를 냉각시킴으로써 냉매의 응축이 이루어진다.

열교환기(2)는 복수개의 열교환판이 일정간격으로 배치되거나, 복수의 냉매파이프가 지그재그로 'U'자형 파이프에 의해 연결 형성되어, 냉각수와의 열교환이 효과적으로 발생할 수 있도록 구성된다.

열교환기(2)의 하측에는 수조(3)가 설치되고, 수조(3)는 낙하하는 냉각수를 수용하고 있으며, 수조(3)와 분사장치(6)를 연결하도록 순환배관(5)이 설치되어 순환펌프(4)의 펌핑에 의해 냉각수가 순환되고 있다.

그러나, 상기 순환되는 냉각수에는 각종 세균이 번식하여 냉방장치의 작업자 나 이용자의 건강에 악영향을 미치고, 장기간 사용에 따라 발생하는 부유물은 열교환기에 부착되어 열교환을 방해함으로써 응축기의 효율을 떨어뜨리고 있었다.

이에 따라, 종래 한국공개특허공보 제2000-0032593호에 기재된 바와 같이, 살균제를 투여하여 각종 세균을 살균하거나 한국등록실용신안공보 제20-0428772호에서와 같이 여과기를 사용하여 세균과 부유물질을 제거하고 있었다.

그러나, 그와 같은 살균제 소독작업은 주기적으로 작업자가 투입되어야 하고 부유물질 등의 제거를 위해서는 작업자의 청소작업이 이루어져야 한다.

또한, 여과기를 사용하는 경우에도 필터가 막히지 않도록 청소하거나 수시 교환이 필요하고, 세균 등의 박멸에는 여과기가 큰 효과을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각수의 살균 등 정화작용이 보다 효과적으로 이루어질 수 있고, 냉각수의 수질관리와 관련한 편의성이 증대될 수 있는 구조의 응축기를 제공하는 것이다.

이에 따라 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기는, 응축기 본체와; 상기 응축기 본체 내부에 설치되어 냉매를 순환시키기 위한 열교환기와, 상기 응축기 본체 내부에 설치되어 상기 열교환기에 냉각수를 분사하기 위한 분사장치와; 상기 응축기 본체 내부에 설치되어 상기 분사장치로부터 분사된 냉각수가 수용되는 수조와, 상기 수조에 수용된 냉각수를 상기 분사장치로 재공급하여 순환시키기 위한 순환펌프와; 순환되는 상기 냉각수를 정화처리하기 위한 플라즈마수처리장치를 포함하되, 상기 플라즈마수처리장치는, 상기 냉각수가 유입되는 입구와 출구를 가지고 그 입구와 출구를 연결하는 냉각수유동로를 가지는 관형몸체와, 상기 냉각수유동로(13)에 설치되고 플라즈마 반응한 공기 또는 가스를 상기 냉각수유동로를 유동하는 냉각수 중에서 배출하는 플라즈마처리기를 포함하고, 상기 플라즈마처리기는 상기 냉각수유동로를 유동하는 냉각수 중에 노출되어 설치되고 공기 또는 가스가 내부에서 유동하며 내부에 방전극이 설치된 유전체관과, 상기 냉각수유동로를 유동하는 냉각수에 전기적으로 접촉하도록 설치된 대향전극과, 상기 방전극과 상기 대향전극에 전원을 인가하여 상기 유전체관 내부에서 플라즈마를 발생시키기 위한 전원인가수단과, 상기 유전체관에 연결되어 상기 공기 또는 가스가 통과하면서 상기 냉각수유동로를 유동하는 냉각수 중에서 상기 공기 또는 가스가 다수의 기포로 변환되는 버블생성기를 포함하고, 상기 유전체관은 그 일단과 타단이 모두 상기 관형몸체의 벽에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 냉각수유동로가 상기 순환관로의 일부분을 구성할 수 있도록, 상기 관형몸체가 상기 순환관로를 형성하는 관체를 중간에서 서로 연결하도록 설치된 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 구성에서 상기 유전체관의 일단 측에 상기 관형몸체의 벽에 고정된 절연헤드가 설치되고, 상기 절연헤드에 상기 유전체관의 일단이 삽입됨으로써 상기 유전체관의 일단이 상기 관형몸체의 벽에 의해 지지되는 것이고, 상기 유전체관의 타단에는 상기 관형몸체의 벽에 고정된 고정구에 상기 유전체관의 타단이 결합됨으로써 상기 유전체관의 타단이 상기 관형몸체의 벽에 의해 지지되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 버블생성기가 상기 고정구에 결합되고 상기 공기 또는 가스를 상기 냉각수유동로 내로 분사시키고 있으며, 상기 고정구 내에는 상기 유전체관의 타단에서 상기 버블생성기로 상기 공기 또는 가스가 유동하는 기체통로가 형성된 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 유전체관의 전방에 상기 냉각수유동로의 상기 입구에서부터 유동해오는 냉각수로부터 상기 유전체관을 보호하기 위한 커버체가 설치되되, 상기 커버체는, 상기 유전체관의 전면과 소정의 간격을 가지고, 길이방향에 직각인 단면 중 유동해 오는 냉각수와 부딪히는 외면이 상기 유전체관과 같은 곡률을 가지는 호형상이며, 상기 유전체관의 길이방향을 따라 상기 유전체관의 전방을 커버하도록 배치되고, 상기 관형몸체의 벽에 의해 고정되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 커버체에 상기 유전체관을 향하는 내면에 거울면이 설치되어, 상기 유전체관에서 발생되는 자외선을 반사시키는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기는, 냉각수 중에 배출시키는 다량의 기포에 H, O, OH, H2O2와 같은 화학적 활성종들과 오존이 포함되어 냉각수와 반응하게 하고, 유전체관으로부터 자외선(UV), 충격파(Shock Wave) 등의 플라즈마에너지를 냉각수에 전달시킴으로써, 세균을 사멸시키고 오염물질을 산화, 분해시킴으로써 냉각수를 정화처리할 수 있는 바, 매우 효과적인 냉각수의 정화작용이 가능하다. 이에 따라, 본 발명의 응축기를 주기적으로 작동시키는 것만으로 냉각수의 수질정화작용이 이루어지므로 살균제를 투입하거나 필터를 교체하는 등의 주기적인 관리작업이 생락될 수 있고 관리자의 편의성을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 응축기는, 배관 내에서 유동하는 냉각수를 연속적으로 수처리할 수 있으므로, 수처리의 속도가 빠르고 효율이 높으며, 기 설치된 응축기 배관의 중간에 설치하여 수처리 효과를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 응축기에서는 공기 또는 가스가 플라즈마처리되면서 발생하는 이온물질이 냉각수 중에 공급됨으로써 칼슘이온(Ca2+), 마그네슘이온(Mg2+) 등이 탄산수소이온(HCO3-) 등과 결합되는 것을 방해하게 되는 바, 순환관로 등에 석회질 등의 스케일 생성을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 응축기에서는 플라즈마처리기의 유전체관을 배관의 내부에 횡방향으로 설치함에 따라 유동하는 유체의 수압에 의해 유전체관의 파손이 우려될 수 있으나, 유전체관의 양단을 관형몸체가 지지하도록 구성함으로써 유전체관의 파손을 방지 또는 최소화시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 유체의 수압에 의한 유전체관의 파손을 방지하기 위하여 커버체가 설치되되, 상기 커버체는 유전체관의 전면과 소정의 간격을 가지고 길이방향에 직각인 단면이 유전체관과 같은 곡률을 가지는 호형상으로 이루어진다. 또한, 상기 커버체는 상기 유전체관의 길이방향을 따라 유전체관의 전방을 커버하도록 배치되어 있다. 이에 따라, 유전체관이 수압에 의해 받는 항력을 커버체가 담당함으로써 유전체관이 직접받는 항력을 줄이고, 단면의 외면이 호형상인 커버체가 유전체관을 감싸는 형상이므로 전체적으로 유체를 받는 단면이 원형에 가깝게 유지되어 항력계수가 최소화되고 유체로 인한 항력이 최소화될 수 있다. 이는 유전체관의 파손을 방지하게 된다.

또한, 본 발명에서는 상기 커버체가 투명한 유전체관으로부터 나오는 자외선을 막아 냉각수의 살균효과 등이 반감되지 않도록 하기 위해, 커버체의 내면에 거울면을 형성하고 있다. 이에 따라, 거울면에서 자외선을 반사함으로써 자외선의 살균효과를 최대한 활용할 수 있다.

도 1은 종래 응축기의 구조를 도시하는 구성설명도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기의 구성도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기에서 플라즈마수처리장치의 종단면 구성도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기에서 플라즈마수처리장치의 횡단면 구성도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기에서 순환관로에 플라즈마수처리장치가 설치되는 구성을 도시하는 분해사시도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기에서 플라즈마수처리장치의 종단면 구성도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기에서 커버체와 유전체관을 도시하는 사시도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기에서 커버체와 유전체관의 설치상태 및 작용을 설명하는 설명도

본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기는, 응축기본체(1)와, 상기 응축기본체(1) 내부에 설치되어 냉매를 순환시키기 위한 열교환기(2)와, 상기 응축기본체(1) 내부에 설치되어 열교환기(2)에 냉각수를 분사하기 위한 분사장치(6)와, 상기 응축기본체(1) 내부에 설치되어 상기 분사장치(6)로부터 분사된 냉각수가 수용되는 수조(3)와, 순환펌프(4)가 구비되어 상기 수조(3)에 수용된 냉각수를 분사장치(6)로 재공급하여 순환시키기 위한 순환관로(20)와, 순환되는 냉각수가 유입되어 정화처리되기 위한 플라즈마수처리장치(10)를 포함한다.

상기 응축기본체(1)는 열교환기(2)와 분사장치(6), 수조(3) 등이 내부에 설치됨으로써 그들을 보호하는 하우징의 역할을 하고 있다.

상기 열교환기(2)는 응축기본체(1) 내부에 설치되어 냉매를 순환시키기 위한 것으로, 복수개의 열교환판이 일정 간격으로 배치되거나, 복수의 냉매파이프가 지그재그로 'U'자형 파이프에 의해 연결 형성됨으로써 효과적으로 냉각수와의 열교환이 이루어질 수 있다.

상기 분사장치(6)는 열교환기(2)의 상측에 위치하여 응축기본체(1)에 고정설치되어 있으며, 다수의 노즐(6a)에 의해 열교환기(2)에 냉각수를 분사한다. 분사장치(6)에는 보조펌프(6c)가 더 설치되어 노즐(6a)에 의해 냉각수의 분사가 보다 더 원활하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 수조(3)는 열교환기(2)에 분사된 냉각수가 낙하하여 수집되어 냉각수가 수용되는 저장조로서, 수조(3)에 모인 냉각수는 다시 순환관로(20)를 따라 분사장치(6)로 공급된다.

상기 순환관로(20)는 하부의 수조(3)에서 냉각수를 흡입하는 순환펌프(4)가 구비되고, 순환펌프(4)에 의해 순환관로(20)를 따라 냉각수가 분사장치(6)로 재공급됨으로써 순환이 이루어진다.

상기 플라즈마수처리장치(10)는 순환관로(20)의 중간에 설치되어 순환관로(20)를 따라 순환되는 냉각수를 플라즈마에 의해 정화처리하는 장치이다.

도 3은 본 실시예에 따른 플라즈마수처리장치(10)의 종단면 구성도이고, 도 4는 횡단면 구성도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 플라즈마수처리장치(10)는, 상기 냉각수가 유입되는 입구(14)와 배출되는 출구(15)를 가지고 그 입구(14)와 출구(15)를 연결하는 냉각수유동로(13)를 가지는 관형몸체(11)와, 상기 냉각수유동로(13)에 설치되고 플라즈마 반응한 공기 또는 가스를 상기 냉각수유동로(13)를 유동하는 냉각수 중에서 배출하는 플라즈마처리기(50)를 포함한다.

상기 관형몸체(11)는 중공형의 관체로 형성되어 내부에서 입구(14)와 출구(15) 사이에 유체가 유동하는 냉각수유동로(13)가 형성된다. 관형몸체(11)는 입구와 출구측에 플랜지가 형성되어 상기 순환관로(20)를 형성하는 관체의 중간에서 그 관체를 서로 연결하도록 결합되고 있다.

상기 플라즈마처리기(50)는 관형몸체(11)에 설치되어 냉각수유동로(13)에서 유동하는 냉각수 중에서 플라즈마 반응한 공기 또는 가스를 분출시킴으로써 수처리작용을 한다.

상기 플라즈마처리기(50)는 플라즈마 반응함으로써 오존과 OH라디칼 등 화학적 활성종 등이 생성된 공기 또는 가스를 수중에서 기포형태로 배출하여 수중의 세균을 사멸시키고, 오염물질 들을 산화, 분해시킴으로써 수질을 정화하고 있다. 또한, 수중에서 발생되는 플라즈마는 자외선, 충격파 등을 발생시켜 수중에 전달하여 세균을 사멸시키고 있다.

상기 플라즈마처리기(50)는 다수의 플라즈마처리기(50)가 관형몸체(11)의 길이방향을 따라 배치되되, 상기 관형몸체(11)의 둘레방향으로 서로 소정각도를 형성하도록 어긋나게 배치되는 것이 냉각수유동로(13)를 통과하는 냉각수에 고르게 작용할 수 있으므로 플라즈마 수처리의 효율을 높이기 위해 바람직하다.

그와 같은 배치의 예로서 가장 바람직한 것은, 도 2 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 관형몸체(11)의 길이방향으로 나선궤적을 가지도록 다수의 플라즈마처리기(50)가 순차적으로 배치되는 것이다.

도 4를 참고하면, 각각의 상기 플라즈마처리기(50)는 상기 냉각수유동로를 유동하는 냉각수 중에 노출되어 설치되고 공기 또는 가스가 내부에서 유동하며 내부에 방전극(52)이 설치된 유전체관(51)과, 상기 냉각수유동로(13)를 유동하는 냉각수에 전기적으로 접촉하도록 설치된 대향전극(53)과, 상기 방전극(52)과 대향전극(53)에 전원을 인가하여 유전체관(51) 내부에서 플라즈마를 발생시키기 위한 전원인가수단(54)과, 상기 유전체관(51)에 연결되어 공기 또는 가스가 통과하면서 냉각수유동로(13)를 유동하는 냉각수 중에서 공기 또는 가스가 다수의 기포로 변환되는 버블생성기(56)를 포함한다.

상기 유전체관(51)은 방전용으로 사용되는 것으로서, 그 관체의 벽이 방전극(52)과 대향전극(53) 사이에 위치하는 유전체가 되어 방전극(52)에서 플라즈마가 발생될 수 있도록 한다. 그 구체적인 재질로서는 투명 석영관이 가장 바람직하고, 상기 투명한 석영관은 플라즈마에서 발생하는 자외선 등이 투과하여 유체 중에 있는 세균 등을 사멸시킨다.

상기 유전체관(51)은 일정한 압력을 가지고 공기 또는 가스가 내부에서 유동하여 버블생성기(56)를 통과할 수 있도록 공기압축기(59)에 의해 공기 또는 가스가 유전체관(51)으로 공급되고 있다.

상기 유전체관(51)은 유동이 지속적으로 발생하는 냉각수유동로(13)의 유체의 압력에 의해 파손될 수 있으므로 그 일단과 타단이 모두 상기 관형몸체(11)의 벽에 의해 지지되고 있다.

상기 유전체관(51)의 일단 측에는 관형몸체(11)의 벽에 고정된 절연헤드(55)가 설치되고, 상기 절연헤드(55)에 유전체관(51)의 일단이 삽입됨으로써 유전체관(51)의 일단이 관형몸체(11)의 벽에 의해 지지된다.

또한, 관형몸체(11)의 벽에 고정된 고정구(57)에 상기 유전체관(51)의 타단이 결합됨으로써 유전체관(51)의 타단도 관형몸체(11)의 벽에 의해 지지될 수 있다.

상기 고정구(57)는 관형몸체(11)에 고정되는 부분으로서, 관형몸체(11) 내에서 냉각수유동로(13)에 노출되어 있는 버블생성기(56)가 설치되고 있고, 유전체관(51)의 타단과 연통되는 기체통로(57a)가 내부에 형성되어 버블생성기(56)로 공기 또는 가스가 유동하도록 안내하고 있다.

또한, 상기 고정구(57)에는 방전극(52)의 하단 끝단부를 지지하는 절연성의 방전극파지체(57b)가 설치된다. 전극파지체(57b)의 재질은 세라믹이 가장 바람직하다.

상기 방전극(52)은 직선로드형상으로 설치되어 고정구(57)까지 연장되어 있으며, 방전극파지체(57b)는 방전극(52)이 유전체관(51)의 중심부에 위치할 수 있도록 잡아 고정하여 방전극(52)의 편향상태를 방지한다.

유전체관(51)의 내부에 설치되는 방전극(52)이 대향전극(53)과의 사이에서 유전체관(51) 내에 플라즈마방전을 발생시키는 중에, 방전극(52)의 설치상태가 불량하거나 진동에 의해 그 위치가 편향되는 경우, 플라즈마 방전이 유전체관(51)에 국부적으로 집중되는 부분이 발생하여 유전체관(51)의 파손이 발생한다.

따라서, 상기 고정구(57)가 유전체관(51)의 중심부에 위치하는 방전극(52)을 잡아 고정시킴으로써, 플라즈마의 편향된 발생을 방지할 수 있다. 특히, 상기 고정구(57)는 관형몸체(11)가 수직으로 세워진 상태에서 유전체관(51)이 가로로 설치되는 경우에 중력을 받는 방전극(52)이 편향되지 않도록 하는 구조이다.

상기 대향전극(53)은 도전성 재질로서 관형몸체(11) 내에서 유체 중에 설치된다. 도전성 대향전극(53)은 수중에서 물이 대전체로 작용할 수 있으므로 유전체관(51)에 인접하여 설치하면 유전체관(51)에 접촉하여 설치된 것과 같은 작용을 얻을 수 있다. 상기 대향전극(53)을 별도로 설치하지 않고, 관형몸체(11)의 벽면을 대향전극으로 활용할 수도 있다.

상기 전원인가수단(54)은 방전극(52) 및 대향전극(53)과 연결되어 그 사이에서 플라즈마를 발생시키기 위한 전원으로서, 22.5 ~ 23 kHz 주파수로 고전압 펄스교류전원을 가지는 상용 전자식 네온트랜스를 사용할 수 있다.

상기 버블생성기(56)는 유전체관(51)의 하부와 연결되어 플라즈마처리된 공기 또는 가스를 받아 상기 냉각수유동로(13) 내에서 미세한 기포의 형태로 배출시키는 부분이다. 그 공기 또는 가스가 버블생성기(56)를 통과하면서 수중으로 배출되면, 공기 또는 가스의 덩어리가 노즐구멍을 통해 분사되면서 미세한 기포의 형태로 배출된다. 버블생성기(56)는 다공성 구조를 가지고 공기가 통과시 다수의 기포를 발생시킬 수 있는 공지의 다공성버블기가 채용되는 것도 가능하다.

상기 버블생성기(56)는 상기 고정구(57)에 결합되고, 고정구(57) 내에 형성된 기체통로(57a)가 유전체관(51)의 타단에서 버블생성기(56)로 공기 또는 가스가 유동하도록 안내하고 있다.

도 2 및 도 5는 상기 플라즈마수처리장치(10)가 순환관로(20) 중에 설치되어 있는 구성을 도시하는 것으로서, 플라즈마수처리장치(10)의 관형몸체는 냉각수유동로(13)가 상기 순환관로(20)의 일부분을 구성할 수 있도록, 순환관로(20)를 형성하는 관체를 상기 관형몸체(11)가 중간에서 서로 연결하도록 설치된다. 즉, 배관형 플라즈마수처리장치(10)는 배관들 사이에 삽입되어 양측 배관(21,23)을 서로 연결한다.

전술한 실시예의 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기는, 냉각수 중에 배출시키는 다량의 기포에 H, O, OH, H2O2와 같은 화학적 활성종들과 오존이 포함되어 냉각수와 반응하게 하고, 유전체관으로부터 자외선(UV), 충격파(Shock Wave) 등의 플라즈마에너지를 냉각수에 전달시킴으로써, 세균을 사멸시키고 오염물질을 산화, 분해시킴으로써 냉각수를 정화처리할 수 있는 바, 매우 효과적인 냉각수의 정화작용이 가능하다.

또한, 처리대상인 냉각수를 배관 내에서 유동이 발생하는 상태로 연속적으로 수처리할 수 있으므로, 수처리의 속도가 빠르고 효율이 높으며, 기존에 설치되어 있는 배관시설의 중간에 설치할 수 있는 구조이므로 그 설치가 비교적 용이하며, 플라즈마 수처리장치를 설치할 별도의 공간을 확보하기 위한 노력을 크게 줄일 수 있다.

전술한 실시예의 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기는, 주기적으로 작동시키는 것만으로 냉각수의 수질정화작용이 이루어지므로 살균제를 투입하거나 필터를 교체하는 등의 주기적인 관리작업이 생락될 수 있는 바, 관리자의 편의성을 증대시킬 수 있다.

또한, 배관 내에서 유동하는 냉각수를 연속적으로 수처리할 수 있으므로, 수처리의 속도가 빠르고 효율이 높다.

또한, 본 발명의 응축기에서는 플라즈마처리기(50)의 유전체관(51)을 관형몸체(11)의 내부에 횡방향으로 설치함에 따라 유동하는 유체의 수압에 의해 유전체관(51)의 파손이 우려될 수 있으나, 유전체관(51)의 양단을 관형몸체(11)가 지지하도록 구성함으로써 유전체관(51)의 파손을 방지 또는 최소화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 응축기에서는 공기 또는 가스가 플라즈마처리되면서 발생하는 이온물질이 냉각수 중에 공급됨으로써 칼슘이온(Ca2+), 마그네슘이온(Mg2+) 등이 탄산수소이온(HCO3-) 등과 결합되는 것을 방해하게 되는 바, 순환관로 등에서 석회질 등의 스케일 생성을 억제할 수 있다.

다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기를 설명한다.

본 실시예에서는 플라즈마수처리장치(10′)에 커버체(60)가 설치되는 점에서 전술한 실시예와 차이가 있다.

도 6은 본 실시예에 따른 플라즈마수처리장치(10′)의 종단면 구성도이고, 도 7은 본 실시예에 따른 플라즈마수처리장치(10′)에서 커버체(60)와 유전체관(51)을 도시하는 사시도이며, 도 8은 본 실시예에 따른 플라즈마수처리장치(10′)에서 커버체(60)와 유전체관(51)의 설치상태 및 작용을 설명하는 설명도이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예의 플라즈마수처리장치(10′)는 유전체관(51)의 전방에 냉각수유동로(13)의 입구(14)에서부터 유동해오는 냉각수로부터 유전체관(51)을 보호하기 위한 커버체(60)가 설치되고 있다.

유전체관(51)은 통상 석영관이 많이 사용되나, 냉각수유동로(13) 내에서 유동하는 냉각수가 수압을 가지게 되므로 수압의 변동에 의해 석연관이 파손되는 경우가 발생할 수 있다.

상기 커버체(60)는 유전체관(51)의 전면과 소정의 간격을 가지고 길이방향에 직각인 단면 중 유동해 오는 유체와 부딪히는 외면(61)이 상기 유전체관(51)과 같은 곡률을 가지는 호형상이며, 유전체관(51)의 길이방향을 따라 유전체관(51)의 전방을 커버하도록 배치되어, 관형몸체(11)에 의해 고정되는 것이다.

이에 따라, 유전체관(51)이 수압에 의해 받는 항력을 커버체(60)가 담당함으로써 유전체관(51)이 직접 받는 항력을 줄일 수 있다. 특히, 단면이 호형상인 커버체(60)가 유전체관(51)을 전방에서 감싸는 형상이므로, 커버체(60)와 유전체관(51)가 조합된 유체를 받는 단면이 원형에 가깝게 유지되어 항력계수가 최소화되고, 유전체관(51)이나 커버체(60)에 작용하는 항력을 최소화함으로써 유전체관(51)의 파손을 방지한다.

한편, 상기 커버체(60)의 내면, 즉 상기 유전체관(51)을 향하는 면에 거울면(62)이 설치된다. 이는 상기 커버체(60)가 투명한 유전체관(51)으로부터 나오는 자외선을 막아 냉각수의 살균효과 등이 반감되지 않도록 하기 위해, 커버체(60)의 내면에 거울면(62)을 형성하여 자외선을 유체 중에서 반사하도록 하고, 자외선의 살균효과를 최대한 활용할 수 있다.

상기 거울면(62)은 커버체(60)의 내면에 유전체관(51)의 곡면과 같이 형성하는 것보다는 다수의 평면이 조합되는 반사면을 가지는 것이 바람직하다.

이는, 거울면(62)이 커버체(60)의 내면에 유전체관(51)의 곡면과 같이 형성될 경우, 유전체관(51)의 내면에 초점이 형성되어 자외선을 국부적 영역에만 모으게 될 것이므로, 가급적 반사되는 자외선이 주변으로 퍼질 수 있도록 하여 자외선에 의한 살균효과를 높이기 위함이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

1; 응축기본체 2; 열교환기
3; 수조 4; 순환펌프
6; 분사장치 6a; 노즐
6b; 인입배관 6c; 보조펌프
10, 10′; 플라즈마수처리장치 11; 관형몸체
13; 냉각수유동로 14; 입구
15; 출구 20; 순환관로
25; 측방향연결관 25a; 수직배관
50; 플라즈마처리기 51; 유전체관
53; 대향전극 54; 전원인가수단
56; 버블생성기 57; 고정구
57a; 기체통로 57b; 방전극파지체
59; 공기압축기 60; 커버체
62; 거울면

Claims (6)

1. 응축기본체(1)와, 상기 응축기본체(1) 내에 설치되어 냉매를 순환시키기 위한 열교환기(2)와, 상기 응축기본체(1) 내에 설치되어 상기 열교환기(2)에 냉각수를 분사하기 위한 분사장치(6)와, 상기 응축기본체(1) 내에 설치되어 상기 분사장치(6)로부터 분사된 냉각수가 수용되는 수조(3)와, 순환펌프(4)가 구비되어 상기 수조(3)에 수용된 냉각수를 상기 분사장치(6)로 재공급하여 순환시키기 위한 순환관로(20) 및, 순환되는 상기 냉각수가 유입되어 정화처리되기 위한 플라즈마수처리장치(10)를 포함하되;
   상기 플라즈마수처리장치(10)는, 상기 냉각수가 유입되는 입구(14)와 배출되는 출구(15) 및 그 입구(14)와 출구(15)를 연결하는 냉각수유동로(13)를 가지는 관형몸체(11)와, 상기 냉각수유동로(13)에 설치되고 플라즈마 반응한 공기를 상기 냉각수유동로(13)를 유동하는 냉각수 중에서 배출하는 플라즈마처리기(50)를 포함하고,
   상기 플라즈마처리기(50)는, 상기 냉각수유동로를 유동하는 냉각수 중에 설치되고 공기가 내부에서 유동하며 내부에 방전극(52)이 설치된 유전체관(51)과, 상기 냉각수유동로(13)를 유동하는 냉각수에 전기적으로 접촉하도록 설치된 대향전극(53)과, 상기 방전극(52)과 상기 대향전극(53)에 전원을 인가하여 상기 유전체관(51) 내부에서 플라즈마를 발생시키는 전원인가수단(54)과, 상기 유전체관(51)에 연결되어 상기 유전체관(51)으로부터 나온 상기 공기가 통과하면서 상기 냉각수유동로(13)를 유동하는 냉각수 중에 다수의 기포로 변환되어 나오는 버블생성기(56)를 포함하며,
   상기 유전체관(51)은 그 일단과 타단이 모두 상기 관형몸체(11)의 벽에 의해 지지되되, 상기 유전체관(51)의 일단 측에는 상기 관형몸체(11)의 벽에 고정된 절연헤드(55)가 설치되고, 상기 절연헤드(55)에 상기 유전체관(51)의 일단이 삽입됨으로써 상기 유전체관(51)의 일단이 상기 관형몸체(11)의 벽에 의해 지지되는 것이고,
   상기 유전체관(51)의 타단은 상기 관형몸체(11)의 벽에 고정된 고정구(57)에 결합되어 지지되되, 상기 고정구(57)에는 세라믹으로 이루어진 방전극파지체(57b)가 설치되어 직선로드 형상의 상기 방전극이 상기 유전체관(51)의 중심부에 위치하도록 상기 방전극파지체(57b)가 상기 방전극(52)의 하단을 잡아 고정시키며,
   상기 유전체관(51)은, 상기 냉각수유동로(13)를 유동하는 냉각수 중에서 상기 냉각수유동로(13)를 횡방향으로 가로지르도록 설치되고, 상기 유전체관(51)의 전방에는 상기 냉각수유동로(13)에서 유동하는 상기 냉각수로부터 상기 유전체관(51)을 보호하기 위한 커버체(60)가 설치되되,
   상기 커버체(60)는, 상기 유전체관(51)의 전면과 소정간격을 가지고, 유동해 오는 냉각수와 부딪히는 외면(61)이 상기 유전체관(51)과 같은 곡률을 가지는 호형상이며, 상기 유전체관(51)의 길이방향을 따라 상기 유전체관(51)의 전방을 커버하도록 배치되어 상기 관형몸체(11)의 벽에 의해 고정되며,
   상기 커버체(60)는 상기 유전체관(51)을 향하는 내면에 거울면(62)이 설치되어, 상기 유전체관(51)에서 발생되는 자외선을 반사시키고, 상기 거울면(62)은 다수의 평면이 조합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각수유동로가 상기 순환관로(20)의 일부분을 구성할 수 있도록,
   상기 관형몸체(11)가 상기 순환관로(20)를 형성하는 관체를 중간에서 서로 연결하도록 설치되고,
   상기 버블생성기(56)는 상기 고정구(57)에 결합되고 상기 공기를 상기 냉각수유동로(13) 내로 분사시키고 있으며,
   상기 고정구(57) 내에는 상기 유전체관(51)의 타단에서 상기 버블생성기(56)로 상기 공기가 유동하는 기체통로(57a)가 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 냉각수 정화처리 방식의 응축기
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