KR101732531B1 - 공진형 전력구동기를 이용한 농축산용 플라즈마 발생장치 - Google Patents

공진형 전력구동기를 이용한 농축산용 플라즈마 발생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공진형 전력구동기(200)의 작동으로 플라즈마를 발생시켜 축사 및 가축분뇨에서 발생하는 공기를 살균하고 악취를 제거하기 위한 플라즈마 발생장치(100)에 있어서, 상기 플라즈마 발생장치(100)는 상부와 하부에 수직방향으로 일정간격 떨어지도록 형성하는 한 쌍의 몸체(110); 상기 공진형 전력구동기(200)의 드라이브회로(230)와 연결하여 상기 몸체(110)의 길이방향을 따라서 형성하는 전원공급구(120); 상기 전원공급구(120)와 연결하여 상기 한 쌍의 몸체(110)의 사이에 수직방향으로 설치하되 상기 몸체(110)의 길이방향을 따라서 일정간격 떨어지도록 배열하는 다수개의 전기전도체(140,150); 상기 전기전도체(150)의 외경에 삽입하는 세라믹튜브(160);로 구성하는 공진형 전력구동기를 이용한 농축산용 플라즈마 발생장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 분진 및 질산암모늄을 효과적으로 제거하고 오존 발생을 극대화함으로써 가축분뇨에서 발생하는 악취 및 바이러스를 직접적으로 제거할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

공진형 전력구동기를 이용한 농축산용 플라즈마 발생장치{Plasma generator for agriculture and agriculture using resonant power driver}
본 발명은 공진형 전력구동기를 이용한 농축산용 플라즈마 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축사 및 가축분뇨에서 발생하는 분진 및 질산암모늄을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 공진형 전력구동기를 이용한 농축산용 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 농업 및 축산분야에서 가축분뇨로 인한 악취, 수질 및 토양 오염 등의 복합적인 문제로 대두하고 있다.
여기서 악취를 제거하기 위한 방안으로 축사 내부를 정기적으로 청소하는 방법을 적용하고 있으나, 이는 축사 내에서 지속적으로 발생하는 가축 고유의 냄새와 축분 등에서 발생하는 암모니아나 황화수소 등의 분해가스와 악취를 직접적이고 효율적으로 제어하지 못하는 실정이다.
특히 국내의 축사와 주거공간의 거리가 짧아 분뇨의 장기저장과 이동 및 살포에 따른 유해가스 및 악취 발생량이 증가하는 문제를 갖게 되었다.
이러한 악취는 축사 내부의 환경오염의 원인이 되고 있는 휘발성 지방산, 암모니아와 휘발성 아민 및 페놀과 황 화합물 등의 악취 발생가스와 가축에 질병을 초래하는 심각한 문제를 갖게 되었다.
또한, 종래에는 다양한 악취 저감 기술과 시설이 개발되고 농가들에 보급되었지만 유사한 기술시설을 사용하는 농가들 간에도 악취처리 능력이 다르게 나타나고 있고, 악취의 특성상 완벽한 방지나 획기적인 저감 기술개발은 쉽지 않은 실정이다.
그리고 축사 시설은 공장과는 달리 모든 시설이 외부로 노출된 형태로 운영되고 있어, 악취를 저감할 수 있는 방법이 극히 제한적이고, 악취방지 시설비용도 상당히 높아, 농가 스스로 방지시설을 설치하기가 어려울 뿐만 아니라 농가에 보급도 미약한 편이다.
이러한 종래의 악취처리방법은 단일하게 사용할 경우 효율적인 처리가 안 되어 복합적으로 설치하여 처리하고 있으나, 소요면적이 크게 소요되고, 처리약재에 의한 2차 오염 문제 및 유지관리비용이 과다하게 소요되고 있는 문제를 갖게 되었다.
아울러 종래에는 오존발생장치는 음이온을 이용하여 주위 공기에 포함된 먼지나 기타 이물질 등을 집진하여 제거한다.
그러나 종래의 오존발생장치는 축사내에서 발생하는 암모니아와 결합하여 고체상태의 질산암모늄(NH4NO3)이 생성되는 문제점을 갖게 되었다.
특히 질산암모늄이 생성되면서 오존발생장치에서 오존의 발생효율을 저하하는 문제점을 갖게 되었다.
한국공개특허 제10-1997-0065447호(1997.10.13.) 한국등록실용신안 제20-0165592호(2000.02.15.) 한국등록실용신안 제20-0319211호(2003.07.10.) 한국등록특허 제10-0954087호(2010.04.14.) 한국공개특허 제10-2012-0021328호(2012.03.09.) 한국등록특허 제10-1323046호(2013.10.29.) 한국등록특허 제10-1363282호(2014.02.10.)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서,
본 발명은 공진형 전력구동기를 이용하여 오존 발생을 극대화하고 분진 및 질산암모늄을 효과적으로 제거할 수 있는 농축산용 플라즈마 발생장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 플라즈마 반응을 통해서 가축분뇨에서 발생하는 악취 및 바이러스를 제거할 수 있는 공진형 전력구동기를 이용한 농축산용 플라즈마 발생장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
공진형 전력구동기(200)의 작동으로 플라즈마를 발생시켜 축사 및 가축분뇨에서 발생하는 공기를 살균하고 악취를 제거하기 위한 플라즈마 발생장치(100)에 있어서,
상기 플라즈마 발생장치(100)는 상부와 하부에 수직방향으로 일정간격 떨어지도록 형성하는 한 쌍의 몸체(110); 상기 공진형 전력구동기(200)의 드라이브회로(230)와 연결하여 상기 몸체(110)의 길이방향을 따라서 형성하는 전원공급구(120); 상기 전원공급구(120)와 연결하여 상기 한 쌍의 몸체(110)의 사이에 수직방향으로 설치하되 상기 몸체(110)의 길이방향을 따라서 일정간격 떨어지도록 배열하는 다수개의 전기전도체(140,150); 상기 전기전도체(150)의 외경에 삽입하는 세라믹튜브(160);로 구성하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 몸체(110)와 전기전도체(140,150)의 사이에 절연체(170)를 설치하고, 상기 전원공급구(120)와 전기전도체(140,150)의 사이에 연결구(130)를 설치하는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 공진형 전력구동기(200)는 AC 전원을 공급하기 위한 AC전원소스(210); 상기 AC전원소스(210)와 연결하여 AC전원을 정류하여 DC전원으로 변환하기 위한 AC정류회로(220); 상기 AC정류회로(220)와 연결하여 전류전압을 증폭시켜 출력을 발생하기 위한 드라이브회로(230); 공진회로(250) 및 제어회로(260)와 연결하여 전원을 공급하기 위한 보조 전원회로(240); 공진 파형을 발생시키기 위한 공진회로(250); 상기 공진회로(250)와 연결하여 상기 플라즈마 발생장치(100)의 과대출력이 발생할 경우 상기 공진회로(250)를 제어하기 위한 제어회로(260);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 분진 및 질산암모늄을 효과적으로 제거하고 오존 발생을 극대화함으로써 가축분뇨에서 발생하는 악취 및 바이러스를 직접적으로 제거할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에서 플라즈마 발생장치의 구성을 나타내기 위한 정면도.
도 2는 본 발명에서 공진형 전력구동기의 구성을 나타내기 위한 개념도.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 첨부한 도면에 의해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에서 플라즈마 발생장치의 구성을 나타내기 위한 정면도이고, 도 2는 본 발명에서 공진형 전력구동기의 구성을 나타내기 위한 개념도를 도시한 것이다.
본 발명은 공진형 전력구동기(200)의 작동으로 플라즈마를 발생시켜 축사 및 가축분뇨에서 발생하는 공기를 살균하고 악취를 제거하기 위한 플라즈마 발생장치(100)에 있어서,
상기 플라즈마 발생장치(100)는 상부와 하부에 수직방향으로 일정간격 떨어지도록 형성하는 한 쌍의 몸체(110); 상기 공진형 전력구동기(200)의 드라이브회로(230)와 연결하여 상기 몸체(110)의 길이방향을 따라서 형성하는 전원공급구(120); 상기 전원공급구(120)와 연결하여 상기 한 쌍의 몸체(110)의 사이에 수직방향으로 설치하되 상기 몸체(110)의 길이방향을 따라서 일정간격 떨어지도록 배열하는 다수개의 전기전도체(140,150); 상기 전기전도체(150)의 외경에 삽입하는 세라믹튜브(160);로 구성한다.
본 발명에서 상기 플라즈마 발생장치(100)는 도 1에 도시한 바와 같이 플라즈마 방전방식을 이용하여 오존을 발생시켜 공기와 혼합하여 살균 및 악취를 제거하기 위한 기능을 수행한다.
이때 상기 전원공급구(120)는 상기 공진형 전력구동기(200)의 드라이브회로(230)와 연결하여 상기 전기전도체(140,150)에 전원을 공급한다.
특히 상기 세라믹튜브(160)는 전원을 공급하면 상기 전기전도체(140)와 세라믹튜브(160)의 사이에서 플라즈마가 발생하여 오존 라티칼을 생성하여 공기와 혼합하여 살균 및 악취를 제거할 수 있다.
여기서 상기 세라믹튜브(160)의 두께는 사용전압과 상기 전기전도체(140)와 사이 간격에 따라서 다양하게 형성할 수 있다.
또한, 상기 몸체(110)와 전기전도체(140,150)의 사이에 절연체(170)를 설치하여 상기 몸체(110)와 전기전도체(140,150)의 사이를 절연 결합할 수 있다.
이때 상기 전원공급구(120)와 전기전도체(140,150)의 사이에 연결구(130)를 설치하여 전원을 원활하게 공급할 수 있다.
그리고 상기 전기전도체(140)와 세라믹튜브(160)의 표면을 향하도록 세척수를 분사하여 질산암모늄을 세척하여 제거할 수 있다.
이를 위해 상기 전기전도체(140)와 세라믹튜브(160)의 표면을 향하도록 분사노즐을 형성하고, 상기 분사노즐과 연결하여 세척수를 공급하기 위한 펌프를 포함할 수 있다.
따라서 상기 펌프의 작동으로 세척수를 상기 분사노즐로 공급하여 상기 전기전도체(140)와 세라믹튜브(160)의 표면에 발생하는 이물질 및 질산암모늄을 세척하여 제거할 수 있다.
아울러 상기 공진형 전력구동기(200)은 상기 플라즈마 발생장치(100)가 오존을 가장 최적의 상태로 발생할 수 있도록 발진주파수 및 공진 상태를 조절하기 위한 수단이다.
도 2를 참조하면, 상기 공진형 전력구동기(200)은 AC 전원을 공급하기 위한 AC전원소스(210); 상기 AC전원소스(210)와 연결하여 AC전원을 정류하여 DC전원으로 변환하기 위한 AC정류회로(220); 상기 AC정류회로(220)와 연결하여 전류전압을 증폭시켜 출력을 발생하기 위한 드라이브회로(230); 공진회로(250) 및 제어회로(260)와 연결하여 전원을 공급하기 위한 보조 전원회로(240); 공진 파형을 발생시키기 위한 공진회로(250); 상기 공진회로(250)와 연결하여 상기 플라즈마 발생장치(100)의 과대출력이 발생할 경우 상기 공진회로(250)를 제어하기 위한 제어회로(260);로 이루어진다.
여기서 상기 AC전원소스(210)는 상기 플라즈마 발생장치(100)의 원활한 동작을 위해서 AC 180V 내지 AC 260V를 사용한다.
이때 상기 AC전원소스(210)는 AC 전원의 노이즈를 제거함으로써 각 구성들의 손상을 방지하고 고주파 노이즈가 각 구성들에게 영향을 주지않도록 차단하기 위한 필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 AC정류회로(220)는 AC 전원을 정류하여 DC 전원으로 변환하기 위해서 콘덴서를 사용한다.
이때 플라즈마 발생장치(100)의 동작을 위해서 Half Bridge와 정류 Capacitor를 사용한다.
또 상기 드라이브회로(230)는 공진 주파수를 승압시켜 공진 구동전력을 상기 플라즈마 발생장치(100)으로 전달한다.
특히 상기 드라이브회로(230)는 공진 소자 역할을 수행한다.
그리고 상기 보조 전원회로(240)는 공진회로(250) 및 제어회로(260)와 연결하여 구동 전원을 공급하는 역할을 수행한다.
한편, 상기 공진회로(250)는 IC형 공진 회로를 사용함으로써 안정된 공진주파수와 파형을 발생시킨다.
이때 최적 공진 주파수를 설정하기 위해 MULTI-TURN 볼륨을 사용함으로써 미세조정시 흔들거리지 않고 조정이 쉽게 한다.
그리고 제어회로(260)에서 넘어온 신호에 의해 공진을 차단할 수 있고 회복할 수 있도록 적용하였다.
또한, 상기 제어회로(260)는 상기 플라즈마 발생장치(100)에서 과대출력이 발생했을 경우 상기 공진회로(250)를 차단할 수 있도록 신호를 발생한다.
여기서 상기 제어회로(260)가 이상이 발생하거나, 연결상태가 불량으로 출력이 나오지 않을 경우에는 경보신호음을 외부로 발생시켜 관리자가 쉽게 이를 인지할 수 있도록 한다.
이때 동작램프를 설치하여 정상동작시 확인할 수 있다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 포함되는 것은 당연하다.
100: 플라즈마 발생장치 110: 몸체
120: 전원공급구 130: 연결구
140,150: 전기전도체 160: 세라믹튜브
170: 절연체
200: 공진형 전력구동기 210: AC전원소스
220: AC정류회로 230: 드라이브회로
240: 보조 전원부 250: 공진회로
260: 제어회로

Claims (3)

  1. 공진형 전력구동기(200)의 작동으로 플라즈마를 발생시켜 축사 및 가축분뇨에서 발생하는 공기를 살균하고 악취를 제거하기 위한 플라즈마 발생장치(100)에 있어서,
    상기 플라즈마 발생장치(100)는 상부와 하부에 수직방향으로 일정간격 떨어지도록 형성하는 한 쌍의 몸체(110); 상기 공진형 전력구동기(200)의 드라이브회로(230)와 연결하여 상기 몸체(110)의 길이방향을 따라서 형성하는 전원공급구(120); 상기 전원공급구(120)와 연결하여 상기 한 쌍의 몸체(110)의 사이에 수직방향으로 설치하되 상기 몸체(110)의 길이방향을 따라서 일정간격 떨어지도록 배열하는 다수개의 전기전도체(140,150); 상기 전기전도체(150)의 외경에 삽입하여 전원을 공급하면 전기전도체(140)와 세라믹튜브(160)의 사이에서 플라즈마가 발생하여 오존 라티칼을 생성하여 공기와 혼합하여 살균 및 악취를 제거하고 표면에 세척수를 분사하여 축사내에서 발생하는 암모니아와 결합하여 발생하는 질산암모늄 및 이물질을 세척할 수 있는 세라믹튜브(160);로 구성하되, 상기 몸체(110)와 전기전도체(140,150)의 사이에 절연체(170)를 설치하고, 상기 전원공급구(120)와 전기전도체(140,150)의 사이에 연결구(130)를 설치하며, 상기 공진형 전력구동기(200)는 AC 전원을 공급하기 위한 AC전원소스(210); 상기 AC전원소스(210)와 연결하여 AC전원을 정류하여 DC전원으로 변환하기 위한 AC정류회로(220); 상기 AC정류회로(220)와 연결하여 전류전압을 증폭시켜 출력을 발생하기 위한 드라이브회로(230); 공진회로(250) 및 제어회로(260)와 연결하여 전원을 공급하기 위한 보조 전원회로(240); 공진 파형을 발생시키기 위한 공진회로(250); 상기 공진회로(250)와 연결하여 상기 플라즈마 발생장치(100)의 과대출력이 발생할 경우 상기 공진회로(250)를 제어하기 위한 제어회로(260);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공진형 전력구동기를 이용한 농축산용 플라즈마 발생장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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