KR101583460B1 - 플라즈마를 이용한 액체처리 장치 - Google Patents

플라즈마를 이용한 액체처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101583460B1
KR101583460B1 KR1020130056261A KR20130056261A KR101583460B1 KR 101583460 B1 KR101583460 B1 KR 101583460B1 KR 1020130056261 A KR1020130056261 A KR 1020130056261A KR 20130056261 A KR20130056261 A KR 20130056261A KR 101583460 B1 KR101583460 B1 KR 101583460B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
liquid
plasma
container
dielectric
Prior art date
Application number
KR1020130056261A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140136147A (ko
Inventor
석동찬
정용호
노태협
Original Assignee
한국기초과학지원연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기초과학지원연구원 filed Critical 한국기초과학지원연구원
Priority to KR1020130056261A priority Critical patent/KR101583460B1/ko
Publication of KR20140136147A publication Critical patent/KR20140136147A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101583460B1 publication Critical patent/KR101583460B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32541—Shape
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

플라즈마를 이용한 액체처리 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마를 이용한 액체처리 장치는 액체가 저장되도록 내부 공간이 형성되어 있고, 상기 액체가 저장된 용기; 상기 액체에 일부분이 침수된, 하나 이상의 제1전극; 상기 용기의 하부에 위치하고, 상기 제1전극과 이격된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극에 각각 연결되어, 상기 제1전극과 상기 제2전 사이에 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 전압이 인가되는 경우, 상기 액체의 표면 위에 존재하는 기체에 기초한 플라즈마가 발생되고, 상기 액체로 상기 플라즈마가 유입됨으로써 상기 액체를 처리할 수 있다.

Description

플라즈마를 이용한 액체처리 장치{LIQUID PROCESSING DEVICE USING PLASMA}
본 발명은 플라즈마를 이용하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마를 발생시켜 액체를 처리하는 장치에 관한 것이다.
플라즈마(plasma)란 이온화된 가스를 의미하고, 원자 또는 분자로 이루어진 가스에 에너지를 이용하여 여기시키면, 전자, 이온, 분해된 가스, 및 광자(photon) 등으로 이루어진 플라즈마가 형성된다. 이러한 플라즈마는 핵융합 발전, 반도체 분야에서의 기판의 표면 처리, 또는 분말의 표면 처리 등 다양하게 이용되고 있다.
한편, 최근에는 오염수의 정화 및 박테리아 제거 등을 목적으로 플라즈마를 이용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 액체의 플라즈마 처리를 위한 장치들이 개발되고 있다.
액체의 플라즈마 처리를 위한 대부분의 장치들은 피처리수 내에 플라즈마 방전을 일으켜 피처리수를 플라즈마 처리하게 된다. 액체의 플라즈마 처리를 위한 장치에 대한 종래 기술로서, 대한민국 특허출원번호 10-2009-0117396에 출원된 액체 플라즈마 방전 발생장치 등이 있다.
종래의 기술은 액체 중에 플라즈마를 발생시키기 위하여, 액체 중에 기체가 존재할 수 있는 영역이 별도로 구비되어 있어야 하기 때문에, 플라즈마 방전을 일으키는 것이 까다롭다는 문제가 있었다. 또한, 액체 중에 플라즈마를 발생시키기 위해서는 전극 자체를 액체에 침수시켜야 하기 때문에, 전극의 전부가 부식된다는 문제도 있었다.
본 발명자들은, 상기한 문제 및 필요성을 인식하고, 저렴하고 간단한 방식으로 전극 전부가 부식되는 것을 방지할 수 있고, 액체 중에 플라즈마를 발생시키지 않고도 액체를 처리할 수 있는 플라즈마 발생 장치를 개발하기에 이르렀다.
일측면으로서, 본 발명은 액체가 저장되도록 내부 공간이 형성되어 있고, 상기 액체가 저장된 용기; 상기 액체에 일부분이 침수된, 하나 이상의 제1전극; 상기 용기의 하부에 위치하고, 상기 제1전극과 이격된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극에 각각 연결되어, 상기 제1전극과 상기 제2전 사이에 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 전압이 인가되는 경우, 상기 액체의 표면 위에 위에 존재하는 기체에 플라즈마가 발생되고, 상기 액체로 상기 플라즈마가 유입됨으로써 상기 액체를 처리할 수 있는 플라즈마를 이용한 액체처리 장치를 제공한다.
다른 일측면으로서, 본 발명은 액체가 저장되도록 내부 공간이 형성되어 있고, 상기 액체가 저장된 용기; 상기 액체의 표면과 접하는 하나 이상의 제1전극; 상기 용기의 하부에 위치하고, 상기 제1전극과 이격된 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극에 각각 연결되어, 상기 제1전극과 상기 제2전 사이에 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 전압이 인가되는 경우, 상기 액체의 표면 위에 존재하는 기체에 기초한 플라즈마가 발생되고, 상기 액체로 상기 플라즈마가 유입됨으로써 상기 액체를 처리할 수 있는 플라즈마를 이용한 액체처리 장치를 제공한다.
상세하게는, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 액체처리 장치는 상기 용기의 하부에 위치하고, 상기 제2전극의 상부에 위치하며, 상기 제1전극과 이격되어 있는 유전체를 더 포함할 수 있다.
상세하게는, 상기 액체는 본 발명인 플라즈마를 이용한 액체처리 장치에 의하여 발생된 플라즈마에 의하여 처리되는 피처리수일 수 있고, 상기 액체는, 오염된 물, 미생물이 포함된 해수 또는 하천수, 멸균이 필요한 액체, 또는 정수가 필요한 식수 등일 수 있다. 또한, 상기 액체는 유전체의 기능을 발휘하는 물질일 수 있다.
상세하게는, 상기 용기의 하부는 상기 용기의 바닥면과 근접한 곳을 말하며, 상기 용기 바닥면의 상부 또는 하부일 수 있다.
상세하게는, 상기 제1전극과 상기 제2전극은 각각 상기 전원 공급부와 케이블을 통하여 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 전압이 인가되면, 상기 제1전극의 일부분이 침수되어 있는 액체의 표면 위에 전기장이 형성되고, 전기장 내에 존재하는 기체에 기초한 플라즈마가 발생된다.
액체의 표면 위에 존재하는 기체는, 예를 들면, 외부에서 용기 내부로 유입된 기체 또는 액체가 증발함으로써 생성된 기체를 포함할 수 있고, 액체가 증발함으로써 생성된 기체는 수증기 또는 산소를 포함한 또는 이들이 풍부한 기체일 수 있다.
또한, 액체의 표면 위의 액체와 기체의 계면(Interface, 界面)은, 액체의 기화와 기체의 액화의 동적 평형이 이뤄진 공간으로서, 상기 공간 내 기체의 조성은, 예를 들어 산소 또는 수증기가 풍부한 기체 상태로서, 통상의 대기의 조성에 비해 수처리에 이로운 플라즈마를 발생시킬 수 있는 조성이다. 따라서, 액체 표면 상의 기체에 기초한 플라즈마는 수처리에 유해한 물질을 발생시키지 않는 효율적인 조성이다.
상세하게는, 상기 제1전극은 긴 막대(Bar), 핀(Pin) 형상 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 제1전극은 용기의 바닥면과 수직인 상태로 액체에 침수될 수 있고, 상기 제1전극이 복수인 경우, 상기 제1전극 각각은 서로 이격된 상태로 배치될 수 있다.
상세하게는, 플라즈마를 이용한 액체처리 장치의 상기 제1전극, 상기 유전체 및 상기 제2전극은 각각 상기 제1전극, 상기 유전체 및 상기 제2전극 순으로 배치될 수 있다.
하나의 일실시예로, 상기 제2전극 위에 상기 유전체가 적층되어 상기 유전체의 하면과 상기 제2전극의 상면이 접함으로써, 상기 유전체와 상기 제2전극이 상기 용기의 바닥면을 이룰 수 있다.
이를 상세히 설명하면, 상기 유전체와 상기 제2전극은 각각 판(Plate) 형상이고, 상기 제2전극 위에 상기 유전체가 적층되는 구조를 가짐으로써, 상기 용기의 바닥면을 형성할 수 있다. 즉, 상기 유전체의 상면이 상기 바닥면의 상면이 되고, 상기 제2전극의 하면이 상기 바닥면의 하면이 된다.
다른 하나의 실시예로, 상기 제1전극의 일부분이 액체에 침수된 상태로, 상기 유전체는 상기 제1전극의 하부에서 상기 제1전극과 이격된 상태이고, 상기 유전체의 하면은 상기 용기의 바닥면의 상면에 접한다. 또한, 상기 제2전극의 상면은 상기 용기의 바닥면의 하면과 접하여, 상기 제1전극, 상기 유전체 및 상기 제2전극 순으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1전극, 상기 유전체, 상기 바닥면 및 상기 제2전극 순으로 배치될 수 있다.
또 다른 하나의 실시예로, 상기 제1전극의 일부분이 액체에 침수된 상태로, 상기 유전체는 상기 제1전극의 하부에서 상기 제1전극과 이격된 상태이고, 상기 유전체의 상면은 상기 용기의 바닥면의 하면과 접하고, 상기 유전체의 하면은 상기 제2전극의 상면과 접하여, 상기 제1전극, 상기 유전체 및 상기 제2전극 순으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1전극, 상기 유전체, 상기 바닥면 및 상기 제2전극 순으로 배치될 수 있다.
상기 제1전극, 상기 유전체 및 상기 제2전극을 통하여 액체의 표면 위에 존재하는 기체에 기초한 플라즈마를 발생시킬 수 있는 경우, 상기 제1전극, 상기 유전체 및 상기 제2전극 순으로 배치되는 방식은 다양할 수 있으며, 위에서 설명한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
상세하게는, 상기 전압은 교류(AC), 직류(DC) 또는 펄스(Pulse) 중 어느 하나일 수 있다.
상세하게는, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 전압이 인가되는 경우, 상기 액체로부터 증발하여 상기 액체의 표면 위에 존재하는 기체에 기초한 플라즈마를 발생시켜, 상기 플라즈마가 상기 액체로 유입되어 상기 액체를 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 액체처리 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2a은 본 발명의 실시예에 따른 제1전극, 유전체 및 제2전극의 배치를 설명하기 위한 제1실시예도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 제1전극, 유전체 및 제2전극의 배치를 설명하기 위한 제2실시예도이다.
도 2c은 본 발명의 실시예에 따른 제1전극, 유전체 및 제2전극의 배치를 설명하기 위한 제3실시예도이다.
도 3은 제1전극의 일부분이 액체에 침수된 상태에서 제1전극 주위에 형성된 전기장을 측정한 결과이다.
도 4a 내지 도 4e는 제1전극의 일부분이 액체에 침수된 상태에서 용기 내에 저장된 액체의 용량의 변화에 따라 전기장의 세기를 측정한 결과이다.
도 5a 내지 도 5d는 용기 내에 저장된 액체의 용량이 일정한 상태에서 제1전극이 액체에 침수된 정도에 따라 전기장의 세기를 측정한 결과이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 액체처리 장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2a은 본 발명의 실시예에 따른 제1전극, 유전체 및 제2전극의 배치를 설명하기 위한 제1실시예도이고, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 제1전극, 유전체 및 제2전극의 배치를 설명하기 위한 제2실시예도이고, 도 2c은 본 발명의 실시예에 따른 제1전극, 유전체 및 제2전극의 배치를 설명하기 위한 제3실시예도이다.
도 1 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 액체처리 장치(100)는 용기(容器; 10), 제1전극(20), 유전체(30), 제2전극(40) 및 전원 공급부(50)를 포함한다.
용기(10)는 액체가 저장되도록 내부 공간이 형성되어 있고, 액체가 저장되어 있다. 용기(10)의 상면은 외부와 소통할 수 있도록 개방되어 있다.
제1전극(20)은 긴 막대(Bar) 또는 핀(Pin) 형상이다. 또한, 제1전극(20)의 갯수는 적어도 하나 이상일 수 있다.
용기(10) 내에 저장된 액체에 제1전극(20)의 일부분이 침수되어 있고, 유전체(30)는 용기(10)의 하부에 위치하며, 제1전극(20)과 이격되어 있다. 또한, 제2전극(40)은 유전체의 하부에 위치하며, 제1전극(20)과 이격되어 있다. 아래에서 이를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 유전체(30)와 제2전극(40)은 각각 판(Plate) 형상이고, 제2전극(40) 상부에 유전체(30)가 적층되어 있고, 제1전극(20)의 하부에서 용기(10) 내에 저장된 액체와 유전체(30)의 상면이 접하고, 유전체(30)의 하면이 제2전극(40)의 상면과 접함으로써, 유전체(30)와 제2전극(40)이 용기(10)의 바닥면(60)을 구성하고 있다. 즉, 제2전극(40) 위에 유전체(30)가 적층되어 바닥면(60)을 이루는 구조이다. 즉, 제1전극(20), 유전체(30) 및 제2전극(40) 순으로 차례로 배치되어 있다. 그러나, 용기(10)의 바닥면(60)이 유전체(30)와 제2전극(40)으로 이루어져 있지 않고, 용기(10)의 바닥면(60), 유전체(30) 및 제2전극(40)이 각각 별개로 구성될 수 있다.
도 2b 및 도 2c를 참조하면, 유전체(30)와 제2전극(40)이 용기(10)의 바닥면(60)을 이루지 않고, 유전체(30)와 제2전극(40)이 용기(10)의 바닥면(60)이 각각 별개로 구성되어 있다.
도 2b를 참조하면, 제1전극(20)의 일부분이 액체에 침수된 상태로, 유전체(30)는 제1전극(20)의 하부에서 제1전극(20)과 이격된 상태이고, 유전체(30)의 상면은 액체와 접하고, 유전체(30)의 하면은 용기(10)의 바닥면(60)의 상면에 접한다. 또한, 제2전극(40)의 상면은 용기(10)의 바닥면(60)의 하면과 접하여, 제1전극(20), 유전체(30), 바닥면(60) 및 제2전극(40) 순으로 차례로 배치되어 있다.
도 2c를 참조하면, 제1전극(20)의 일부분이 액체에 침수된 상태로, 바닥면(60)의 상면은 액체와 접한다. 유전체(30)는 제1전극(20)의 하부에서 제1전극과 이격된 상태이고, 유전체(30)의 상면은 용기(10)의 바닥면(60)의 하면과 접하고, 유전체(30)의 하면은 제2전극(40)의 상면과 접하여, 바닥면(60), 제1전극(20), 유전체(30) 및 제2전극(40) 순으로 차례로 배치되어 있다.
도 1 내지 도 2c는 유전체(30)가 포함되어 있는 플라즈마를 이용한 액체처리 장치(100)를 설명하였지만, 액체가 유전체(30)의 기능을 발휘하는 경우에는, 유전체(30)가 없는 상태로도 플라즈마를 이용한 액체처리 장치(100)를 구성할 수 있다. 구성하는 방식은 위에서 설명한 내용에서 유전체(30)가 포함되어 있지 않다는 것만 다를뿐이므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
전원 공급부(50)는 제1전극(20)과 제2전극(40)에 각각 연결되어, 제1전극(20)과 제2전극(40) 사이에 전압을 인가한다. 전원 공급부(50)가 공급하는 전압은 교류(AC), 직류(DC) 또는 펄스(Pulse) 중 어느 하나를 사용하는 것이 가능하다.
제1전극(20)과 제2전극(40) 사이에 전압이 인가되는 경우, 액체의 표면 위에 위에 존재하는 기체에 기초한 플라즈마가 발생된다. 즉, 제1전극(20)과 제2전극(40) 사이에 전압이 인가되면, 제1전극(20)의 일부분이 침수되어 있는 액체의 표면 위에 전기장이 형성되고, 액체의 표면 위에 형성된 전기장 내에 존재하는 기체에 기초한 플라즈마가 발생된다. 액체의 표면 상에 형성된 전기장에 대하여는 아래의 도 4a 내지 도 5d를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
액체의 표면 위에 존재하는 기체는, 예를 들면, 외부에서 용기(10) 내부로 유입된 기체 또는 용기(10)에 저장된 액체가 증발함으로써 생성된 기체를 포함할 수 있고, 액체가 증발함으로써 생성된 기체는 수증기 또는 산소일 수 있다.
또한, 액체의 표면 위에 존재하는 기체의 질소의 농도는 일반 대기보다 현저히 낮을 수 있다. 왜냐하면, 수증기 또는 산소가 액체로부터 증발하여 액체의 표면 위로 공급되면, 액체의 표면 위에 존재하는 기체의 수증기 또는 산소의 농도가 증가하기 때문에, 상대적으로 질소의 농도가 낮아지기 때문이다.
따라서, 본 발명인 플라즈마를 이용한 액체처리 장치(100)를 이용하여 액체의 표면 위에 존재하는 기체에 기초한 플라즈마를 발생시키는 경우, 인체에 유해한 NOx의 발생이 일반 대기에 기초한 플라즈마를 발생시키는 것보다 현저히 감소될 수 있다.
전기장에 의하여 발생된 플라즈마는 용기(10) 내부에 저장된 액체로 유입되어 액체를 처리한다. 이와 같이 발생된 플라즈마는 액체(피처리수) 내부의 오염 물질(휘발성유기화합물, 미생물, 조류 등)을 제거하게 된다. 이에 의해, 피처리수는 정화 및 살균될 수 있다.
도 3은 제1전극의 일부분이 액체에 침수된 상태에서 제1전극 주위에 형성된 전기장을 측정한 결과이고, 도 4a 내지 도 4e는 제1전극의 일부분이 액체에 침수된 상태에서 용기 내에 저장된 액체의 용량의 변화에 따라 전기장의 세기를 측정한 결과이고, 도 5a 내지 도 5d는 용기 내에 저장된 액체의 용량이 일정한 상태에서 제1전극이 액체에 침수된 정도에 따라 전기장의 세기를 측정한 결과이다.
액체의 표면 위에 전기장이 형성되는 것을 확인하기 위하여, 제1전극(20)의 일부분을 액체에 침수시킨 후, 제1전극(20)과 제2전극(40)에 전압을 걸어주어, 제1전극(20) 주위의 전기장을 측정하였다. 이를 나타낸 결과가 도 3이다.
도 3을 참조하면, 제1전극(20) 주위에 전기장이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 액체처리 장치(100)는 액체 표면 위에 전기장을 형성할 수 있어, 액체 표면 위에 존재하는 기체를 기초한 플라즈마가 발생될 수 있다.
도 4a 내지 도 4e의 가로축(X)은 제1전극(20)으로부터 거리가 멀어지는 정도를 나타내고, 세로축은 제1전극(20)으로부터 거리에 멀어짐에 따라 전기장의 세기가 변화하는 정도를 나타낸다. 또한, 각 도면의 우측 하부에는 제1전극(20), 액체 및 바닥면(60)의 상태 및 배치가 각각 도시되어 있다. 바닥면(60)은 유전체(30) 및 제2전극(40)을 포함하고 있고, 제1전극(20) 하부에서 유전체(30) 및 제2전극(40) 순으로 차례로 배치되어 있다. 또한, 바닥면(60)은 제2전극(40)만을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4e를 참조하면, 제1전극(20)의 일부분이 액체에 침수된 상태에서, 용기(10) 내에 저장된 액체의 용량이 적어질수록, 제1전극(20) 주위에서 측정한 전기장의 최대 세기가 점차 커지는 것을 확인하였고, 제1전극(20)의 일부분이 액체에 침수된 상태에서, 제1전극(20)의 하단이 바닥면(60)과 접하려는 순간에 제1전극(20) 주위에서 측정한 전기장의 최대 세기가 가장 크다는 것을 확인하였다. 이는 제1전극(20)과 제2전극(40) 사이의 거리가 가까울수록 전기장의 세기가 커지기 때문이다. 또한, 제1전극(20)에 가까워질수록, 전기장의 세기가 점차커지는 것을 확인하였다.
따라서, 용기(10)에 저장된 액체의 용량이 감소되어, 제1전극(20)과 바닥면(60) 사이의 거리가 가까워질수록, 전기장의 크기가 커져, 액체 표면 위에 존재하는 기체를 기초한 플라즈마 발생이 용이해짐을 확인할 수 있다. 또한, 제1전극(20)에 가까워질수록, 전기장의 크기가 커져, 액체 표면 위에 존재하는 기체를 기초한 플라즈마 발생이 용이해짐을 확인할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d의 가로축(X)은 제1전극(20)으로부터 거리가 멀어지는 정도는 나타내고, 세로축은 제1전극(20)으로부터 거리에 멀어짐에 따라 전기장의 세기가 변화하는 정도를 나타낸다. 또한, 각 도면의 우측 하부에는 제1전극(20), 액체 및 바닥면(60)의 상태 및 배치가 각각 도시되어 있다. 바닥면(60)은 제2전극(40)만을 포함하거나, 유전체(30) 및 제2전극(40)을 포함하고 있다. 바닥면(60)은 유전체(30) 및 제2전극(40)을 포함하고 있고, 제1전극(20) 하부에서 유전체(30) 및 제2전극(40) 순으로 차례로 배치되어 있다. 또한, 바닥면(60)은 제2전극(40)만을 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 용기(10)에 동일한 용량의 액체가 저장된 경우, 액체에 제1전극(20)의 일부분이 침수된 상태에서 제1전극(20)의 하단이 액체의 표면에 접하는 상태가 될때까지, 제1전극(20)의 주위의 전기장의 최대 세기가 점차 커지는 것을 확인하였다. 또한, 제1전극(20)에 가까워질수록 전기장의 세기가 커지는 것을 확인하였다.
따라서, 용기(10)에 저장된 액체에 제1전극(20)의 침수된 부분이 적어질수록, 또한, 제1전극(20)에 가까워질수록, 전기장의 크기가 커져, 액체 표면 위에 존재하는 기체를 기초한 플라즈마 발생이 용이해짐을 확인할 수 있다.
또한, 제1전극(20)에 가까워질수록 전기장의 크기가 커지기 때문에, 하나의 제1전극(20)을 사용하는 경우에는 전기장의 크기가 큰 영역이 하나의 제1전극(20) 주위로 한정되지만, 복수의 제1전극(20)을 사용하는 경우에는, 전기장의 크기가 큰 영역이 제1전극(20)이 사용된 수 만큼 많아지기 때문에, 액체 표면 위에 존재하는 기체를 기초한 플라즈마 발생이 더욱 용이해짐을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 액체처리 장치(100)는 복수의 제1전극(20)이 사용되는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 플라즈마를 이용한 액체처리 장치 10: 용기(容器)
20: 제1전극 30: 유전체
40: 제2전극 50: 전원 공급부
60: 바닥면

Claims (7)

  1. 액체가 저장되도록 내부 공간이 형성되어 있고, 상기 액체가 저장된 용기;
    상기 액체에 일부분이 침수된, 긴 막대(Bar) 또는 핀(Pin) 형상 중 어느 하나인 하나 이상의 제1전극;
    상기 용기의 하부 바닥면의 하면 또는 상면에 위치하는 제2전극; 및
    상기 제2전극의 상측에 위치하도록 용기의 바닥면의 상면 또는 하면에 위치하는 유전층; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극에 각각 연결되어, 상기 제1전극과 상기 제2전 사이에 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 제2전극은 상기 액체에 접하지 않으며,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 전압이 인가되는 경우, 상기 액체의 표면 위에 존재하는 기체에 기초한 플라즈마를 발생시켜, 상기 플라즈마가 상기 액체로 유입되어 상기 액체를 처리하는, 액체 표면 플라즈마를 이용한 액체처리 장치.
  2. 액체가 저장되도록 내부 공간이 형성되어 있고, 상기 액체가 저장된 용기;
    긴 막대(Bar) 또는 핀(Pin) 형상 중 어느 하나인 하나 이상의 제1전극으로서, 상기 제1전극의 끝이 상기 액체의 표면과 접하는 제1전극;
    상기 용기의 하부에 위치하고, 상기 제1전극과 이격된 제2전극; 및
    상기 제1전극과 상기 제2전극에 각각 연결되어, 상기 제1전극과 상기 제2전 사이에 전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 제2전극은 상기 액체에 접하지 않으며,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 전압이 인가되는 경우, 상기 액체의 표면 위에 존재하는 기체에 기초한 플라즈마가 발생되고, 상기 액체로 상기 플라즈마가 유입됨으로써 상기 액체를 처리하는, 액체 표면 플라즈마를 이용한 액체처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020130056261A 2013-05-20 2013-05-20 플라즈마를 이용한 액체처리 장치 KR101583460B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130056261A KR101583460B1 (ko) 2013-05-20 2013-05-20 플라즈마를 이용한 액체처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130056261A KR101583460B1 (ko) 2013-05-20 2013-05-20 플라즈마를 이용한 액체처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140136147A KR20140136147A (ko) 2014-11-28
KR101583460B1 true KR101583460B1 (ko) 2016-01-11

Family

ID=52456480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130056261A KR101583460B1 (ko) 2013-05-20 2013-05-20 플라즈마를 이용한 액체처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101583460B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110357200A (zh) * 2019-07-17 2019-10-22 南京工业大学 一种水中有机物多级处理的阵列气液放电装置及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102300116B1 (ko) * 2019-10-16 2021-09-08 주식회사 이서 미세 입자 농도를 저감하기 위한 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009522099A (ja) * 2006-01-03 2009-06-11 ジーアール インテレクチュアル リザーブ リミティド ライアビリティ カンパニー 液体をより高反応性にする方法及び装置
JP4784624B2 (ja) * 2007-12-20 2011-10-05 三菱電機株式会社 殺菌装置とその装置を用いた空調機、手乾燥機及び加湿器
KR101178382B1 (ko) * 2012-06-27 2012-08-29 선박안전기술공단 밸러스트수 살균장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0784624B2 (ja) * 1985-09-04 1995-09-13 川崎製鉄株式会社 金属酸化物を含有する粉状鉱石からの溶融金属製造方法
JPH11259971A (ja) * 1998-03-10 1999-09-24 Sony Corp ダビングシステム、ダビング方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009522099A (ja) * 2006-01-03 2009-06-11 ジーアール インテレクチュアル リザーブ リミティド ライアビリティ カンパニー 液体をより高反応性にする方法及び装置
JP4784624B2 (ja) * 2007-12-20 2011-10-05 三菱電機株式会社 殺菌装置とその装置を用いた空調機、手乾燥機及び加湿器
KR101178382B1 (ko) * 2012-06-27 2012-08-29 선박안전기술공단 밸러스트수 살균장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110357200A (zh) * 2019-07-17 2019-10-22 南京工业大学 一种水中有机物多级处理的阵列气液放电装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140136147A (ko) 2014-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9540256B2 (en) Liquid treatment device, liquid treatment method, and plasma treatment liquid
KR100967878B1 (ko) 수중 플라즈마 발생장치 및 방법
KR20120003816A (ko) 균일 전기장 유전체 장벽 방전 반응기
KR20090110060A (ko) 수중 플라즈마 발생장치 및 방법
JP2013211204A (ja) 液中プラズマ発生方法、液中プラズマ発生装置、被処理液浄化装置及びイオン含有液体生成装置
JP2007196121A (ja) 水処理方法および水処理装置
US20150114913A1 (en) Liquid treatment apparatus and liquid treatment method
KR102130302B1 (ko) 수처리용 플라즈마 전극 모듈을 포함하는 수처리 시스템
JP2015085297A (ja) 液体処理装置および随伴水処理方法
KR101583460B1 (ko) 플라즈마를 이용한 액체처리 장치
KR101256577B1 (ko) 수중 방전 전극 및 이를 포함하는 수중 모세관 플라즈마 방전 장치
JP6511440B2 (ja) プラズマ照射方法、およびプラズマ照射装置
KR20160126696A (ko) 플라즈마 발생 장치 및 플라즈마 처리 방법
JP2013034945A (ja) 廃水処理装置
KR101303832B1 (ko) 스컴 제거를 위한 고전압 방전 시스템
WO2019003484A1 (ja) 液体処理装置
JP2014159008A (ja) 水処理装置
US9868655B1 (en) Water treatment apparatus and water treatment method
KR101087061B1 (ko) 액체상에서의 플라즈마 방전장치
KR20120136884A (ko) 물 정화를 위한 수중 방전 장치
US20090095619A1 (en) Gas treating apparatus
KR101418385B1 (ko) 고전압 방전과 미세 기포를 이용한 폐수 정화 처리 시스템
KR101479261B1 (ko) 액체 공급 장치 및 이를 이용한 플라즈마 수처리 장치
KR102044024B1 (ko) 수처리용 플라즈마 전극, 플라즈마 전극 모듈 및 이를 포함하는 수처리 시스템
KR101661124B1 (ko) 플라즈마를 이용한 액체 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181226

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191224

Year of fee payment: 5