KR102086502B1 - Ozone generator driven by pulse width modulation system - Google Patents

Ozone generator driven by pulse width modulation system Download PDF

Info

Publication number
KR102086502B1
KR102086502B1 KR1020180049199A KR20180049199A KR102086502B1 KR 102086502 B1 KR102086502 B1 KR 102086502B1 KR 1020180049199 A KR1020180049199 A KR 1020180049199A KR 20180049199 A KR20180049199 A KR 20180049199A KR 102086502 B1 KR102086502 B1 KR 102086502B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
dielectric
power
period
discharge
Prior art date
Application number
KR1020180049199A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190125009A (en
Inventor
박태섭
Original Assignee
박태섭
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 박태섭 filed Critical 박태섭
Priority to KR1020180049199A priority Critical patent/KR102086502B1/en
Publication of KR20190125009A publication Critical patent/KR20190125009A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102086502B1 publication Critical patent/KR102086502B1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10—Preparation of ozone
    • C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/10—Dischargers used for production of ozone
    • C01B2201/14—Concentric/tubular dischargers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/30—Dielectrics used in the electrical dischargers
    • C01B2201/32—Constructional details of the dielectrics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2201/00—Preparation of ozone by electrical discharge
    • C01B2201/90—Control of the process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

본 발명은 오존 발생 장치에 있어서, 외주면에 유전체가 코팅되고 양쪽의 단부는 캡 지지부(110, 110a)를 구비하여 제1 전극(70)과 연결되는 유전체 튜브(10)와; 상기 유전체 튜브(10)를 내부에 수용하며 일정한 간격의 방전공간(S)을 형성하며 제2 전극(80)과 연결되는 방전 튜브(20)와;상기 방전 튜브(20)를 내부에 수용하며 워터재킷을 형성하는 케이스(40)와; 상기 유전체 튜브(10), 방전 튜브(20), 단열튜브(30) 및 케이스(40)가 이루는 조립체의 양쪽 단부를 지지하는 한 쌍의 캡(50, 50a)과; 상기 한 쌍의 캡(50, 50a)을 상기 유전체 튜브(10)에 고정하기 위한 고정수단(60)과; 전원공급부(140)로부터 전력을 공급받아 상기 제1, 2 전극(70, 80)에 펄스형 구동신호를 인가하는 전력제어부(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치에 관한 것이다.In the present invention, the ozone generating apparatus comprises: a dielectric tube 10 coated with a dielectric on the outer circumferential surface, and both ends thereof are provided with cap supports 110 and 110a to be connected to the first electrode 70; A discharge tube 20 accommodating the dielectric tube 10 therein and forming a discharge space S at regular intervals and connected to a second electrode 80; and receiving the discharge tube 20 therein and water A case 40 forming a jacket; A pair of caps 50 and 50a supporting both ends of the assembly formed by the dielectric tube 10, discharge tube 20, heat insulating tube 30 and case 40; Fixing means 60 for fixing the pair of caps 50 and 50a to the dielectric tube 10; Power control unit 130 for receiving a power from the power supply unit 140 for applying a pulse-type driving signal to the first and second electrodes (70, 80); low power with improved heat generation and durability, characterized in that it comprises a It relates to an ozone generator.

Description

발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치 { Ozone generator driven by pulse width modulation system }Low-power ozone generator with improved heat generation and durability {Ozone generator driven by pulse width modulation system}

발명은 오존 발생 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 유전체 전극에 가해지는 전압을 변동시키지 않고 전원의 공급시간만을 조절하여 특정 주기(frequency)에서 펄스(pulse) 출력전압의 시작점과 출력전압의 끝점에서의 펄스폭을 변조하는 방법을 이용하여 오존이 발생되는 방전작용 중에 유전체에서 발생하는 스파크와 고온 상승을 감소시킬 수 있게 되어 고열에 의해 장치가 손상되는 것을 방지하고, 오존 발생 시스템의 구조와 냉각계통의 단순화를 통해 생산원가를 절감하면서 에너지 소모를 감소시킬 수 있으며, 고효율의 오존을 생산할 수 있게 되는 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ozone generator, and more specifically, by controlling only the supply time of a power source without changing the voltage applied to the dielectric electrode, the start point of the pulse output voltage and the end point of the output voltage at a specific frequency. By using the method of modulating the pulse width at, it is possible to reduce the spark and high temperature rise generated in the dielectric during the ozone-generating discharge action, thereby preventing the device from being damaged by high heat, and the structure and cooling of the ozone generating system. It relates to a low-power ozone generator with improved heat generation and durability that can reduce energy consumption while reducing production cost through simplification of the system, and can produce high-efficiency ozone.

오존(ozone, O3)은 산소(O2)원자 3개가 결합한 산소 동소체 분자로 산소에 비하여 1.5배의 밀도와 12.5배의 용해도를 가지는 물질이며, 성상은 특유한 냄새가 있는 푸른색의 가스로 존재하고, 상온 상압에서 불안정하며, 일정 시간이 지난 후에는 하나의 산소원자와 산소분자로 해리되어 안정한 상태로 되고자 하는 성질이 있으며, 활성산소원자를 방출하면서 강한 산화력을 발휘한다.Ozone (ozone, O 3 ) is an oxygen allotrope molecule in which three oxygen (O 2 ) atoms are combined, and has a density of 1.5 times and a solubility of 12.5 times that of oxygen. And, it is unstable at normal temperature and pressure, and after a certain period of time, it has the property of dissociating into one oxygen atom and oxygen molecule to become a stable state.

이러한 오존은 난분해성 물질을 산화시켜 생분해성 물질로 전환시켜 주는 강력한 살균, 소독, 탈색, 탈취 효과를 가지고 있고, 특히 오존의 순간적인 살균력은 불소(F) 다음으로 높아 염소의 7~8배이며, 다른 산화제와 달리 산화 후에 화학적인 성질을 남기지 않기 때문에 2차 오염을 유발하지 않아 상수도, 오수, 폐수, 분뇨의 처리뿐만 아니라 펄프 제지의 표백, 의약품 제조, 화학공업 등의 산업용 이외에 공기정화기, 에어컨 등의 흡입 공기 살균 용도 등 다양한 산업분야에서 널리 이용되고 있는 것이다.This ozone has strong sterilization, disinfection, decolorization, and deodorizing effects that oxidize non-degradable substances into biodegradable substances. In particular, the instantaneous sterilizing power of ozone is higher than that of fluorine (F), 7-8 times that of chlorine. Unlike other oxidizing agents, since it does not leave any chemical properties after oxidation, it does not cause secondary pollution, and also treats waterworks, sewage, wastewater, and manure, as well as air purifiers and air conditioners other than industrial such as pulp paper bleaching, pharmaceutical manufacturing, and chemical industries. It is widely used in various industrial fields such as intake air sterilization applications.

오존은 일반적인 대기 상태에 소량(0.01∼0.03ppm)이 존재하고 있지만, 쉽게 전기분해 되는 등 불안정한 상태이기 때문에 산업적으로 이용하기 위해서는 인공적으로 발생시키는 장치를 필요로 하며 이에 따라 개발된 것이 오존 발생 장치이다.Ozone has a small amount (0.01 to 0.03ppm) in the general atmospheric state, but because it is an unstable state such as easily electrolyzed, an artificially generated device is required for industrial use, and the ozone generator is developed accordingly. .

오존 발생 장치는 1957년 독일 베르너 본 지넨스(Werner Von Sienens)에 의해 발명된 무성 방전형 오존 발생기를 만든 이래 다양한 방법으로 생산되고 있다.Ozone generators have been produced in a variety of ways since the creation of a silent discharge type ozone generator invented by Werner Von Sienens in Germany in 1957.

이와 같이 오존의 이용 분야가 증대함에 따라 오존 생성에 관한 다양한 연구 개발이 이루어지고 있으며, 이러한 오존을 생성하는 방법으로 세라믹방전법, 무성방전법, 전해법, 광화학반응법, 방사선조사법, 고주파전계법 등이 있다. As the field of use of ozone increases as described above, various researches and developments related to ozone production have been conducted. As a method for generating ozone, a ceramic discharge method, a silent discharge method, an electrolytic method, a photochemical reaction method, a radiation irradiation method, and a high frequency electric field method And so on.

이러한 오존 발생 방법 중 일반적으로 자외선 조사 방법과 유전체 방전 방법이 널리 사용되고 있다.Among these ozone generating methods, ultraviolet irradiation method and dielectric discharge method are widely used.

이 중에서 자외선 방법이란 산소를 포함하는 원료 기체에 자외선을 조사하여 오존을 발생하는 광 화학적 방법으로써 좀 더 자세하게는, 산소를 포함하는 원료기체로 통상 일반적인 대기를 이용하며, 이러한 원료기체에 자외선원을 이용하여 발생된 자외선을 조사하여 산소 분자를 해리하여 활성화시키고, 이러한 활성화 된 산소를 결합하여 오존을 발생시키는 방법이다.Of these, the ultraviolet method is a photochemical method for generating ozone by irradiating ultraviolet rays to a raw material gas containing oxygen. More specifically, a general atmosphere is used as a raw material gas containing oxygen. It is a method of dissociating and activating oxygen molecules by irradiating the generated ultraviolet rays, and combining the activated oxygen to generate ozone.

이러한 자외선 조사 방법은 65W의 출력을 가진 자외선 램프를 사용하여 184.9nm의 파장을 가진 자외선을 발생시키게 되고 이로 인하여, 대략 720mg/hr 정도의 오존 생성률을 가지게 되는 것인데, 오존을 발생시키기 위하여 인체의 피부에 자극을 줄 수 있는 자외선을 사용하기 때문에 사용상의 주의가 필요하고, 에너지 효율이 떨어져 대용량의 오존을 발생하기 위한 장치로 부적합하다.The ultraviolet irradiation method generates ultraviolet rays having a wavelength of 184.9nm by using an ultraviolet lamp having a power of 65W, and thus, has an ozone generation rate of about 720mg / hr. In order to generate ozone, human skin Because it uses ultraviolet rays that can irritate, care must be taken in use, and it is not suitable as a device for generating large-capacity ozone because of its low energy efficiency.

무성방전법[silent discharge, 無聲放電]은 고농도의 오존을 발생시키기 위해서 사용되는 통상적인 방법으로 코로나 방전이 이에 속한다. 이러한 무성방전 방법은 절연체로 절연된 금속 전극에 교류 전압 또는 펄스를 인가하면, 금속 전극 사이의 공간에서 방전이 일어나고, 산소를 함유한 기체가 그 방전 공간을 통과하면서 그 기체에 포함된 산소가 오존으로 변환되는 방식으로 에너지 효율면, 성능의 안전성, 조작 및 제어의 간편성 등에서 가장 우수하기 때문에 상용화된 오존 발생 장치에서 많이 적용되고 있다.Silent discharge (silent discharge, 無聲 放電) is a common method used to generate high concentrations of ozone, which includes corona discharge. In such a silent discharge method, when an alternating voltage or pulse is applied to a metal electrode insulated with an insulator, discharge occurs in a space between the metal electrodes, and oxygen contained in the gas passes through the discharge space, and oxygen contained in the gas is ozone. In terms of energy efficiency, it is most widely used in commercialized ozone generators because it is the best in terms of energy efficiency, safety of performance, and ease of operation and control.

그 일례로 유전체 방전 방법을 사용한 오존 발생 방법은 무성 방전인 유전체인 방전관에 방전을 일으켜 산소를 포함하는 원료기체 내의 산소를 활성화시키고, 이렇게 활성화된 산소를 결합하여 오존을 발생시키는 방법으로, 2개의 전극 사이에 세라믹이나 파이렉스 유리와 같은 유전체를 삽입하고 높은 교류전압(2∼15Kv)을 인가하면 전극과 유전체 간극 사이에 방전이 일어나며 이 간극 사이에 산소를 공급하면 산소분자가 해리되고, 해리된 산소원자가 다른 산소분자와 결합하며 오존이 생성되는 것이다.As an example, the ozone generation method using a dielectric discharge method is a method of generating oxygen in a discharge tube, which is a dielectric that is a silent discharge, to activate oxygen in a source gas containing oxygen, and to combine the activated oxygen to generate ozone. When a dielectric material such as ceramic or pyrex glass is inserted between the electrodes and a high alternating voltage (2 to 15 Kv) is applied, discharge occurs between the electrode and the dielectric gap. When oxygen is supplied between these gaps, the oxygen molecules are dissociated and the released oxygen The atom combines with other oxygen molecules and ozone is produced.

위와 같은 방전관의 재질이 기존에는 유리관에 금속 코팅을 통한 전극을 만들어 사용하기 때문에 인가 주파수가 1kHz이하로 사용하고 있었으나 방전관의 전극이 세라믹관으로 변화하면서 수 ~ 10kHz 정도의 주파수를 필요로 하며, 또한 주파수를 높임으로써 회로 소자, 예를 들면, 공진용 리액터와 같은 회로 소자의 용량과 사양을 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나, 고전압을 만들기 위해 변압기의 전압을 상승시키는 것은 오존 방전관의 절연 내력을 약화시키고 효율을 저감시킬 뿐만 아니라 시스템의 가격을 상승시키는 원인이 되기 때문에 오존 방전관의 특성에 맞는 변압기의 전압이 필수적이다.Since the material of the above discharge tube is used to make and use an electrode through a metal coating on a glass tube, the applied frequency was less than 1 kHz, but as the electrode of the discharge tube changed to a ceramic tube, a frequency of several to 10 kHz was required. By increasing the frequency, there is an advantage of reducing the capacity and specifications of a circuit element, for example, a circuit element such as a resonance reactor. However, raising the voltage of the transformer to create a high voltage not only weakens the dielectric strength of the ozone discharge tube and reduces the efficiency, but also increases the price of the system, so the voltage of the transformer suitable for the characteristics of the ozone discharge tube is essential.

또한, 오존 발생 장치는 코로나 방전에 따라 발생하는 스파크와 고열을 냉각시켜주기 위해 크고 복잡한 냉각 시스템을 구비하게 되며, 오존 발생 장치 내부에 사용되는 부품의 증가와 함께 내부 구조를 복잡하게 하여 생산 라인에서의 조립 공정이 증가됨으로써 생산성이 낮아지면서 원가 상승의 원인이 되고, 냉각 시스템의 구동에 따라 에너지의 낭비가 증대되는 문제점이 있는 것이었다.In addition, the ozone generator is equipped with a large and complex cooling system to cool the sparks and high heat generated by corona discharge, and the internal structure is complicated by the increase in the number of components used inside the ozone generator. By increasing the assembly process, the productivity was lowered and the cost was increased, and the waste of energy was increased according to the operation of the cooling system.

또한, 코로나 방전시에 발생하는 고열의 온도를 조절하기 위해서는 유전체에 공급되는 전원 전압을 조절하는 것이 일반적인데, 전압을 조절하게 되면 전류의 손실이 발생될 뿐만 아니라 오존 생성 효율이 저하되고, 전자파방해(EMI)가 발생되고, 사용자가 유해한 전자파에 노출되는 문제점도 발생하게 된다.In addition, in order to control the temperature of high heat generated during corona discharge, it is common to control the power supply voltage supplied to the dielectric. When the voltage is adjusted, not only is the current lost, but also the ozone generation efficiency is lowered and electromagnetic interference is prevented. (EMI) is generated, and a user is exposed to harmful electromagnetic waves.

본 발명의 목적은 오존이 발생되는 코로나 방전 작용 중에 빈번하게 발생하는 스파크(방전튜브 내주면에서 주로 발생하여 유전체 튜브 외주면을 이동함)의 유전체 방향 이동을 차단하여 장치의 내구성을 증가시키며 발열량을 일정한 범위 내에서 유지시킬 수 있게 되어 고열의 스파크에 의해 유전체 코팅층이 손상되는 것을 방지할 수 있게 됨으로써 장치의 사용 수명이 길어지게 되는 오존 발생 장치를 제공하기 위함이다.The object of the present invention is to block the movement of the dielectric in the direction of sparks (which mainly occur in the inner circumferential surface of the discharge tube and move the outer circumferential surface of the dielectric tube) frequently generated during the corona discharge action in which ozone is generated, thereby increasing the durability of the device and the heat generation range It is to provide an ozone generator that can be maintained within and prevent the dielectric coating layer from being damaged by high-temperature sparks, thereby prolonging the service life of the device.

본 발명의 다른 목적은 단주기 구동 펄스에 장주기 동기신호 또는 장주기 필터를 적용하여, 단주기(고주파) 구동펄스(10~30 KHz)가 장주기(저주파, 1~100 Hz)로 온 오프의 되어 전력 사용을 줄이고 발열량을 감소시키면서, 상시 단주기 구동에 의한 오존 발생 효과와 거의 유사하게 유지할 수 있는 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치를 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to apply a long-period synchronous signal or long-period filter to a short-period drive pulse, so that the short-period (high-frequency) drive pulse (10 to 30 KHz) is turned on and off with a long-period (low frequency, 1 to 100 Hz) power. It is to provide a low-power ozone generator with improved heat generation and durability that can be maintained substantially in a similar manner to the ozone generation effect due to the continuous short-cycle driving while reducing use and reducing heat generation.

본 발명의 또 다른 목적은 오존이 발생되는 방전작용 중에 발생하는 발열을 일정한 범위 내에서 유지시킬 수 있게 되어 오존이 발생되는 방전작용 중에 발생하는 고열을 줄여서 시스템 구조와 냉각계통의 단순화를 통해 생산 라인에서의 조립공정이 단순화되어 생산성을 향상시키면서 원가를 절감할 수 있으며 내구성 및 적동성이 우수한 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치를 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to maintain the heat generated during the ozone-generating discharge action within a certain range, thereby reducing the high heat generated during the ozone-generating discharge action, thereby simplifying the system structure and cooling system. The purpose of the present invention is to provide a low-power ozone generator with improved heat generation and durability, which can reduce cost while improving productivity by simplifying the assembly process at.

본 발명의 오존 발생 장치는, 외주면에 유전체가 코팅되고 양쪽의 단부는 캡 지지부(110, 110a)를 구비하여 제1 전극(70)과 연결되는 유전체 튜브(10)와; 상기 유전체 튜브(10)를 내부에 수용하며 일정한 간격의 방전공간(S)을 형성하며 제2 전극(80)과 연결되는 방전 튜브(20)와; 상기 방전 튜브(20)를 내부에 수용하며 워터재킷을 형성하는 케이스(40)와; 상기 유전체 튜브(10), 방전 튜브(20), 단열튜브(30) 및 케이스(40)가 이루는 조립체의 양쪽 단부를 지지하는 한 쌍의 캡(50, 50a)과; 상기 한 쌍의 캡(50, 50a)을 상기 유전체 튜브(10)에 고정하기 위한 고정수단(60)과; 전원공급부(140)로부터 전력을 공급받아 상기 제1, 2 전극(70, 80)에 펄스형 구동신호를 인가하는 전력제어부(130); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ozone generating apparatus of the present invention includes a dielectric tube 10 having a dielectric coated on its outer circumferential surface and ends of both ends having cap supports 110 and 110a to be connected to the first electrode 70; A discharge tube 20 accommodating the dielectric tube 10 therein to form a discharge space S at regular intervals and connected to the second electrode 80; A case 40 accommodating the discharge tube 20 therein and forming a water jacket; A pair of caps 50 and 50a supporting both ends of the assembly formed by the dielectric tube 10, discharge tube 20, heat insulating tube 30 and case 40; Fixing means 60 for fixing the pair of caps 50 and 50a to the dielectric tube 10; A power control unit 130 that receives power from the power supply unit 140 and applies pulsed driving signals to the first and second electrodes 70 and 80; It characterized in that it comprises.

본 발명의 오존 발생 장치에서, 전력제어부(130)는 10~30 KHz의 제1 단주기(고주파) 구동펄스(S1)에 1~100 Hz의 제2 장주기(저주파) 동기신호 또는 필터링 신호(S2)를 적용(And 회로)되어, 단주기(고주파) 구동펄스(10~30 KHz)가 장주기(저주파)로 온, 오프의 되는 제3 저고주파 혼용 구동펄스(S3)를 상기 전극(70, 80)에 인가하여, 전력 사용을 줄이고 발열량을 감소시킨다.In the ozone generator of the present invention, the power control unit 130 has a first short period (high frequency) driving pulse (S1) of 10 to 30 KHz and a second long period (low frequency) synchronization signal or filtering signal (S2) of 1 to 100 Hz. ) Is applied (And circuit), and the short period (high frequency) driving pulse (10 to 30 KHz) is turned on and off in the long period (low frequency), the third low frequency mixed driving pulse (S3) is the electrode (70, 80) ) To reduce power use and reduce heat generation.

본 발명의 오존 발생 장치는, 유전체 튜브(10)와 상기 방전 튜브(20) 사이에 개재되어 유전체 튜브(10)를 수용하고 방전 튜브(20)의 내부공간에 수용되는 단열 튜브(30);를 더 포함하여 구성되어, 방전튜브(20) 내주면에서 발생하여 유전체 튜브 외주면을 향하여 중심으로 이동하는 스파크의 이동을 차단하여 장치의 내구성을 증가시킨다.The ozone generating apparatus of the present invention is interposed between the dielectric tube 10 and the discharge tube 20 to accommodate the dielectric tube 10 and the heat insulating tube 30 accommodated in the inner space of the discharge tube 20; It is configured to further include, it increases the durability of the device by blocking the movement of the spark generated in the inner circumferential surface of the discharge tube 20 and moved to the center of the outer surface of the dielectric tube.

본 발명에 따르는 경우, 오존이 발생되는 코로나 방전 작용 중에 빈번하게 발생하는 스파크(방전튜브 내주면에서 주로 발생하여 유전체 튜브 외주면을 이동함)의 유전체 방향 이동을 차단하여 장치의 내구성을 증가시키며 발열량을 일정한 범위 내에서 유지시킬 수 있게 되어 고열의 스파크에 의해 유전체 코팅층이 손상되는 것을 방지할 수 있게 됨으로써 장치의 사용 수명이 길어지게 되는 오존 발생 장치가 제공된다.In accordance with the present invention, the movement of the dielectric in the direction of the spark (which mainly occurs in the inner circumferential surface of the discharge tube and moves the outer circumferential surface of the dielectric tube) that is frequently generated during the corona discharge action in which ozone is generated is blocked to increase the durability of the device and to generate a certain amount of heat. Provided is an ozone generator that can be maintained within a range, thereby preventing the dielectric coating layer from being damaged by high-temperature sparks, thereby prolonging the service life of the device.

본 발명에 따르는 경우, 단주기 구동 펄스에 장주기 동기신호 또는 장주기 필터를 적용하여, 단주기(고주파) 구동펄스(10~30 KHz)가 장주기(저주파, 1~100 Hz)로 온 오프의 되어 전력 사용을 줄이고 발열량을 감소시키면서, 상시 단주기 구동에 의한 오존 발생 효과와 거의 유사하게 유지할 수 있는 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치가 제공된다.According to the present invention, by applying a long-period synchronous signal or a long-period filter to the short-period drive pulse, the short-period (high-frequency) drive pulse (10 to 30 KHz) is turned on and off to a long-period (low frequency, 1 to 100 Hz) power Provided is a low-power ozone generator with improved heat generation and durability, which can maintain usage and reduce the amount of heat generated, which is substantially similar to the ozone generation effect by a constant short-cycle driving.

본 발명에 따르는 경우, 오존이 발생되는 방전작용 중에 발생하는 발열을 일정한 범위 내에서 유지시킬 수 있게 되어 오존이 발생되는 방전작용 중에 발생하는 고열을 줄여서 시스템 구조와 냉각계통의 단순화를 통해 생산 라인에서의 조립공정이 단순화되어 생산성을 향상시키면서 원가를 절감할 수 있으며 내구성 및 적동성이 우수한 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치를 제공하기 위함이다.According to the present invention, it is possible to maintain the heat generated during the ozone-generating discharge action within a certain range, thereby reducing the high heat generated during the ozone-generating discharge action, thereby simplifying the system structure and cooling system in the production line. The purpose of the present invention is to provide a low-power ozone generator with improved heat generation and durability, which can reduce cost while improving productivity by simplifying the assembly process.

도 1은 본 발명의 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치 전원부 구성도.
도 2는 본 발명의 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치 전체 사시도.
도 3은 본 발명의 저전력 오존 발생 장치 구동 신호 상세 설명도.
도 4는 본 발명의 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치 전체 단면구성도.Figure 1 is a low-power ozone generator power unit configuration is improved heat generation and durability of the present invention.
2 is an overall perspective view of a low-power ozone generator with improved heat generation and durability according to the present invention.
3 is a detailed explanatory diagram of a low-power ozone generator driving signal of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional configuration of a low-power ozone generator with improved heat generation and durability of the present invention.

이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치 전원부 구성도, 도 2는 본 발명의 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치 전체 사시도, 도 3은 본 발명의 저전력 오존 발생 장치 구동 신호 상세 설명도이고, 도 4는 본 발명의 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치 전체 단면구성도이다.Hereinafter, a low-power ozone generator with improved heat generation and durability according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Figure 1 is a low-power ozone generator power supply unit configuration is improved heat generation and durability of the present invention, Figure 2 is a low-power ozone generator is a whole perspective view of the present invention is improved heat generation and durability, Figure 3 is low-power ozone generation of the present invention It is a detailed explanatory diagram of the device driving signal, and FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of a low-power ozone generator with improved heat generation and durability according to the present invention.

도1, 도 3에 도시된 바와 같이, 전력제어부(130)는 전원공급부(140)로부터 전력을 공급받아 제1, 2 전극(70, 80)에 펄스형 구동신호를 인가한다. 전력제어부(130)는 10~30 KHz의 제1 단주기(고주파) 구동펄스(S1)에 1~100 Hz의 제2 장주기(저주파) 동기신호(또는 필터링 신호)(S2)를 And 회로로 적용한다. 최종적으로 전력제어부(130)는 단주기(고주파) 구동펄스(10~30 KHz)가 장주기(저주파)로 온, 오프의 되는 제3 저고주파 혼용 구동펄스(S3)를 전극(70, 80)에 인가하여 전력 사용을 줄이고 발열량을 감소시킨다. 1 and 3, the power control unit 130 receives power from the power supply unit 140 and applies pulsed driving signals to the first and second electrodes 70 and 80. The power control unit 130 applies the second long period (low frequency) synchronization signal (or filtering signal) S2 of 1 to 100 Hz to the first short period (high frequency) driving pulse S1 of 10 to 30 KHz as the And circuit. do. Finally, the power control unit 130 applies a third low-frequency mixed driving pulse (S3) with short-term (high-frequency) driving pulses (10 to 30 KHz) turned on and off to long-term (low-frequency) electrodes to electrodes 70 and 80. Application to reduce power use and reduce heat generation.

상기 제2 장주기(저주파) 동기신호(또는 필터링 신호)(S2)는 펄스형 전력 구동신호의 단주기(T2)보다 더 큰 주기를 갖는 장주기(T1) 펄스형 동기신호이고, 상기 장주기(T1) 펄스형 신호는 시간축을 따라서 동기신호 ON 시간구간(T1_on)과 동기신호 OFF 시간구간(T1_off)이 반복되는 형상이다. The second long period (low frequency) synchronization signal (or filtering signal) S2 is a long period T1 pulse type synchronization signal having a period greater than the short period T2 of the pulsed power driving signal, and the long period T1 The pulse type signal has a shape in which the synchronization signal ON time period T1_on and the synchronization signal OFF time period T1_off are repeated along the time axis.

전력제어부(130)가 오존 발생 장치 전극에 인가하는 구동 신호는 장주기(T1)보다 더 작은 주기의 단주기(T2) 구동펄스이고, 상기 단주기(T2) 구동펄스는 상기 동기신호 ON 시간구간(T1_on) 동안에만 전극에 인가되어 동기신호 ON 시간구간(T1_on) 안에서 온(On)과 오프(off)를 복수회 반복하고, 상기 단주기(T2) 구동펄스는 동기신호 OFF 시간구간(T1_off) 전시간 구간 동안에 전극에 전달되지 않아 전력을 1차로 감축한다.The driving signal applied by the power control unit 130 to the ozone generator electrode is a short period (T2) driving pulse of a period smaller than the long period (T1), and the short period (T2) driving pulse is the synchronization signal ON time interval ( T1_on) is applied to the electrode only and repeats ON and OFF multiple times within the synchronization signal ON time period (T1_on), and the short period (T2) driving pulse is before the synchronization signal OFF time period (T1_off). Since it is not transmitted to the electrode during the time period, the power is primarily reduced.

전력제어부(130)는 동기신호 ON 시간구간(T1_on) 동안에만 단주기(T2) 구동펄스를 오존 발생 장치에 인가하되, 온 시간구간(T2_on)과 오프 시간구간(T2_off)을 더한 단주기(T2)와 온 시간구간(T2_on)의 비율인 듀티비 조정을 통해 오존 생성 강도를 제어함으로써 전력을 2차로 감축할 수 있다.The power control unit 130 applies a short period (T2) driving pulse to the ozone generator only during the synchronization signal ON time period (T1_on), but the short period (T2) plus the on time period (T2_on) and the off time period (T2_off) ) And the on-time period (T2_on), the duty ratio is adjusted to control the intensity of ozone generation, thereby reducing power to a second level.

도2, 도4 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 오존 발생 장치는 유전체 튜브(10), 방전 튜브(20), 단열 튜브(30), 케이스(40), 한 쌍의 캡(50, 50a) 및 고정수단(60)을 포함하여 구성된다.2 and 4, the ozone generating apparatus according to an embodiment of the present invention includes a dielectric tube 10, a discharge tube 20, an insulating tube 30, a case 40, and a pair of caps 50 , 50a) and fixing means 60.

상기 유전체 튜브(10)는 티타늄 재질의 중공형으로 형성되어 냉각유체가 흐를 수 있게 됨으로써 무성방전시 과열을 방지하여 방전관 전체에 걸쳐 온도를 균일하게 유지시킬 수 있게 되며, 유전체 코팅부(100), 캡 지지부(110, 110a) 및 수나사부(120, 120a)를 포함한다.The dielectric tube 10 is formed of a hollow material made of titanium so that a cooling fluid can flow, thereby preventing overheating during silent discharge, thereby maintaining a uniform temperature throughout the discharge tube, and a dielectric coating unit 100, It includes a cap support (110, 110a) and a male screw portion (120, 120a).

상기 유전체 코팅부(100)는 균일한 직경의 외주면으로 형성되며, 표면에는 유전체가 균일하게 코팅된다. 상기 유전체는 유전체 코팅부(100)와의 접착을 위한 바인더가 포함된 세라믹 재질로 이루어진다. 바람직하게 상기 세라믹 재질은 법랑, 석영, 포세린, 붕규산유리, 지르코니아 중에서 어느 하나가 선택될 수 0.18~0.22mm로 코팅되어 고압의 교류전압 인가시 무성방전이 일어나도록 한다.The dielectric coating part 100 is formed of an outer circumferential surface having a uniform diameter, and the surface of the dielectric coating is uniformly coated. The dielectric material is made of a ceramic material containing a binder for adhesion to the dielectric coating unit 100. Preferably, the ceramic material is coated with 0.18 to 0.22 mm, which can be selected from enamel, quartz, porcelain, borosilicate glass, and zirconia, so that silent discharge occurs when a high voltage AC voltage is applied.

상기 캡 지지부(110, 110a)는 유전체 코팅부(100)의 양쪽에서 연속되며, 상기 유전체 코팅부(100)의 직경보다 작은 직경을 가지도록 형성되어 한 쌍의 캡(50, 50a)에 삽입된다. 상기 수나사부(120, 120a)는 상기 캡 지지부(110, 110a)로부터 연장되어 유전체 튜브(10)의 양쪽 단부를 형성하며, 고정수단(60)에 의해 캡(50, 50a)과 제1 전극(70)이 고정될 수 있게 된다.The cap support portions 110 and 110a are continuous on both sides of the dielectric coating portion 100 and are formed to have a diameter smaller than the diameter of the dielectric coating portion 100 and are inserted into the pair of caps 50 and 50a. . The male screw portions 120 and 120a extend from the cap support portions 110 and 110a to form both ends of the dielectric tube 10, and the caps 50 and 50a and the first electrode (by means of fixing 60) 70) can be fixed.

이러한 유전체 코팅부(100), 캡 지지부(110, 110a) 및 수나사부(120, 120a)는 연속된 중공체를 형성하여 유전체 튜브(10)의 내부에 냉각유체가 공급될 수 있게 된다. 상기 방전 튜브(20)는 오스테나이트계의 스테인리스 스틸로 되며, 상기 유전체 튜브(10)와 단열튜브(30)가 삽입되면서 유전체 튜브(10)의 유전체 코팅부(100)와 일정한 간격의 방전공간(S)이 형성되도록 직경이 일정한 형태의 중공관으로 형성되어 고정수단(60)에 의해 고정되는 한 쌍의 캡(50, 50a)에 의해 지지된다.The dielectric coating part 100, the cap support parts 110 and 110a and the male screw parts 120 and 120a form a continuous hollow body so that a cooling fluid can be supplied to the inside of the dielectric tube 10. The discharge tube 20 is made of austenitic stainless steel, and the dielectric tube 10 and the insulating tube 30 are inserted into the dielectric coating part 100 of the dielectric tube 10 and the discharge space at regular intervals ( It is formed of a hollow tube having a constant diameter so that S) is formed and is supported by a pair of caps 50 and 50a fixed by the fixing means 60.

바람직하게 상기 방전 튜브(20)는 양쪽 단부가 만곡된 곡면으로 되는 환형상으로 확장부(200, 200a)가 형성되어 유입되는 산소의 일정량이 체류되고, 무성방전에 의해 생성된 오존이 배출되기 직전에 체류할 수 있는 챔버가 형성된다.Preferably, the discharge tube 20 is formed in an annular shape in which both ends have a curved surface, and the expansion portions 200 and 200a are formed so that a certain amount of the incoming oxygen stays, and immediately before the ozone generated by the silent discharge is discharged. A chamber that can stay in is formed.

또한, 상기 확장부(200, 200a)의 바깥쪽 단부에는 제2 전극(80)과 접속시키기 위한 단차부(210, 210a)가 환형상의 홈으로 형성되어 있다. 이러한 방전 튜브(20)는 외주면이 케이스(40)와 함께 유전체 튜브(10)와 방전 튜브(20) 사이에서 발생하는 방전열을 냉각시켜주기 위한 워터재킷을 형성한다.In addition, step portions 210 and 210a for connecting to the second electrode 80 are formed as annular grooves at the outer ends of the extension parts 200 and 200a. The discharge tube 20 forms a water jacket for cooling the heat of discharge generated between the dielectric tube 10 and the discharge tube 20 with the outer circumferential surface of the case 40.

상기 단열튜브(30)는 석영유리(石英琉璃, quartz glass)로 되어 일정한 외경을 가지는 중공체로 형성되어 내부의 중공으로는 유전체 튜브(10)가 수용되고, 외부는 방전튜브(20)에 수용되어 방전공간(S)내에 위치된다. 상기 케이스(40)는 오스테나이트계의 스테인리스 스틸로 되는 원통형의 중공체로 형성되면서, 냉각유체 유입부(400)와 냉각유체 유출부(410)가 형성되어 내주면이 방전 튜브(20)와 함께 유전체 튜브(10)와 방전 튜브(20) 사이에서 발생하는 방전열을 냉각시켜주기 위한 워터재킷을 형성한다.The insulating tube 30 is made of quartz glass (石英 琉 璃, quartz glass) and is formed of a hollow body having a constant outer diameter, and the inside of the dielectric tube 10 is accommodated as the hollow, and the outside is accommodated in the discharge tube 20 It is located in the discharge space (S). The case 40 is formed of a hollow hollow cylindrical body made of austenitic stainless steel, and a cooling fluid inlet 400 and a cooling fluid outlet 410 are formed so that the inner circumferential surface thereof is a dielectric tube together with a discharge tube 20 A water jacket is formed to cool the discharge heat generated between the (10) and the discharge tube (20).

냉각유체 유입부(400)와 냉각유체 유출부(410)는 냉각 효율을 극대화하기 위하여 케이스(40)의 양쪽 단부에 근접한 위치에 형성되며, 냉각유체의 신속한 열교환 및 배출을 위해 냉각유체 유입부(400)는 상부에 형성되고, 냉각유체 유출부(410)는 하부에 형성되면서 180가 되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.The cooling fluid inlet 400 and the cooling fluid outlet 410 are formed at positions close to both ends of the case 40 to maximize cooling efficiency, and the cooling fluid inlet (for rapid heat exchange and discharge of the cooling fluid) 400) is formed on the upper portion, and the cooling fluid outlet portion 410 is preferably formed at a position that is 180 while being formed on the lower portion.

이러한 케이스(40)는 유전체 튜브(10), 방전 튜브(20), 단열 튜브(30)와 함께 고정수단(60)에 의해 고정되는 한 쌍의 캡(50, 50a)에 의해 지지된다. 상기 냉각유체는 물, 브라인(brine), 그밖에 다양한 냉각 유동물질이 선택적으로 사용될 수 있다. 상기 한 쌍의 캡(50, 50a)은 동일한 형상으로 형성되며, 제1 통공(510, 510a), 제2통공(520, 520a) 및 복수의 고정공(530, 530a)으로 형성된다.The case 40 is supported by a pair of caps 50 and 50a fixed by a fixing means 60 together with the dielectric tube 10, the discharge tube 20, and the heat insulating tube 30. As the cooling fluid, water, brine, and various other cooling fluids may be selectively used. The pair of caps 50 and 50a are formed in the same shape, and are formed of first through holes 510 and 510a, second through holes 520 and 520a, and a plurality of fixing holes 530 and 530a.

상기 제1 통공(510, 510a)은 유전체 튜브(10)의 캡 지지부(110, 110a)와 수나사부(120, 12a)가 삽입될 수 있도록 캡(50, 50a)의 중앙에 관통되게 형성된다. 상기 제2 통공(520, 520a)은 제1 통공(510, 510a)의 축방향에 나란하거나 경사지는 방향으로 형성되어 일측에 위치하는 캡(50)의 제2 통공(510)은 상기 방전 튜브(20)의 일측 확장부(200)와 연관되어 산소가 유입되는 유입포트가 되고, 다른 일측에 위치하는 캡(50a)의 제2 통공(520a)은 방전 튜브(20)의 다른 일측의 확장부(200a)와 연관되어 오존이 배출되는 배출포트가 된다.The first through holes 510 and 510a are formed to penetrate the center of the caps 50 and 50a so that the cap support portions 110 and 110a and the male screw portions 120 and 12a of the dielectric tube 10 can be inserted. The second through holes 520 and 520a are formed in a direction parallel to or inclined to the axial direction of the first through holes 510 and 510a, and the second through hole 510 of the cap 50 located on one side is the discharge tube ( 20) is connected to one side of the expansion portion 200 becomes an inflow port through which oxygen flows, and the second through hole 520a of the cap 50a located on the other side is an expansion portion of the other side of the discharge tube 20 ( 200a) and it becomes a discharge port through which ozone is discharged.

상기 복수의 고정공(530, 530a)은 캡(50, 50a)의 외주면의 안쪽에서 원주상으로 일정간격을 두고 형성되어 제2 전극(80)과 지지대(930, 930a)를 고정시킬 수 있게 된다. 이러한 한 쌍의 캡(50, 50a)은 유전체 튜브(10), 방전 튜브(20), 단열 튜브(30), 케이스(40)로 이루어지는 조립체의 좌우측에 배치되어 고정수단(60)에 의해 상기 조립체를 양쪽에서 지지하며 고정한다.The plurality of fixing holes 530 and 530a are formed at regular intervals in the circumferential direction from the inside of the outer circumferential surfaces of the caps 50 and 50a to fix the second electrode 80 and the supports 930 and 930a. . The pair of caps 50 and 50a are disposed on the left and right sides of the assembly consisting of the dielectric tube 10, the discharge tube 20, the heat insulating tube 30, and the case 40, and the assembly by the fixing means 60 It is supported by both sides and fixed.

상기 캡(50, 50a)은 PVC, 바람직하게는 엔지니어링 플라스틱 등의 고강도, 내화학성, 절연성을 갖는 소재, 예를 들면, 테프론(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 피리 디늄 p- 톨루엔 설포 네이트 (Pyridinium p-toluenesulfonate, PPTS)등과같은 소재로 성형될 수 있다. 한편, 상기 캡(50, 50a)의 일측면 케이스(40)의 단부 사이에는 도전성 지지부재(90)가 고정된다.The cap (50, 50a) is PVC, preferably a material having high strength, chemical resistance, insulation such as engineering plastics, for example, Teflon (Polytetrafluoroethylene, PTFE), pyridinium p-toluene sulfonate (Pyridinium p-toluenesulfonate , PPTS). Meanwhile, the conductive support member 90 is fixed between the ends of the case 40 on one side of the caps 50 and 50a.

상기 도전성 지지부재(90, 90a)는 캡(50, 50a)에 형성되는 고정공(530, 530a)에 삽입되는 볼트(900, 900a) 및 제2너트(920, 920a)와 같은 체결구에 의해 캡(50, 50a)에 고정된다. 이러한 도전성 지지부재(90, 90a)는 캡(50, 50a)의 일측 내측면을 감싸며 캡(50, 50a)의 일측면에 작용하는 케이스(40)의 가압력을 분산시켜 캡(50, 50a)의 손상을 방지할 수 있게 되며, 내측 단부가 단열튜브(30)의 단차부(210, 210a)에 접촉되어 외부로부터 인가되는 고전압을 방전 튜브(20)에 전달할 수 있게 된다.The conductive support member (90, 90a) is fastened by fasteners such as bolts (900, 900a) and second nuts (920, 920a) inserted into fixing holes (530, 530a) formed in the caps (50, 50a). It is fixed to the caps 50 and 50a. The conductive support members 90 and 90a surround one side inner surface of the caps 50 and 50a and disperse the pressing force of the case 40 acting on one side of the caps 50 and 50a to disperse the caps 50 and 50a. Damage can be prevented, the inner end is in contact with the stepped portion (210, 210a) of the heat insulating tube 30 is able to transmit a high voltage applied from the outside to the discharge tube (20).

상기 고정수단(60)은 유전체 튜브(10)의 수나사부(120, 120a)에 체결되어 캡(50, 50a)을 가압 고정하는 제1 너트(600, 600a)로 이루어진다. 상기 제1 너트(600, 600a)는 수나사부(120, 120a)에 나사결합되면서 유전체 튜브(10), 방전 튜브(20), 단열 튜브(30), 케이스(40)로 이루어지는 조립체의 좌우측에 배치되는 캡(50, 50a)을 가압하여 상기 조립체가 고정될 수 있게 한다.The fixing means 60 is made of first nuts 600 and 600a which are fastened to the caps 50 and 50a by being fastened to the male screw portions 120 and 120a of the dielectric tube 10. The first nut (600, 600a) is screwed to the male screw portion (120, 120a) while disposed on the left and right sides of the assembly consisting of a dielectric tube 10, a discharge tube 20, an insulating tube 30, a case 40 The caps 50 and 50a are pressed to allow the assembly to be fixed.

제1 전극(70)은 유전체 튜브(10)의 수나사부(120, 120a)를 통하여 유전체 튜브(10)의 양쪽 단부 중에서 어느 한쪽에 접촉되며 제1 너트(600 600 )에 의해 캡(50, 50a)에 밀착 고정될 수 있으며, 도 2에 도시된 예에서는 너트(10a)에 의해 일측의 캡(50a)에 고정된 상태를 나타내고 있다.The first electrode 70 is in contact with either one of both ends of the dielectric tube 10 through the male screw portions 120 and 120a of the dielectric tube 10 and is capped 50, 50a by the first nut 600 600 ), The example shown in FIG. 2 shows a state fixed to the cap 50a on one side by the nut 10a.

제2 전극(80)은 한 쌍의 캡(50, 50a) 중에서 어느 한쪽의 캡에 고정되면서 방전 튜브(20)에 접속될 수 있으며, 도 2에 도시된 예에서는 일측 캡(50a)에서 도전성 지지부재(90a)에 접촉되도록 제2 너트(920)로 고정되어 방전튜브(20)에 고전압을 인가할 수 있게 된다.The second electrode 80 may be connected to the discharge tube 20 while being fixed to either one of the pair of caps 50 and 50a, and in the example illustrated in FIG. 2, the conductive support may be performed at one side of the cap 50a. The second nut 920 is fixed to contact the member 90a, so that a high voltage can be applied to the discharge tube 20.

위와 같이 구성되는 본 발명은 유전체 튜브(10), 방전 튜브(20), 단열 튜브(30), 케이스(40), 캡(50, 50a), 제1 전극(70) 및 제2 전극(80)을 포함하는 조립체를 용접작업 없이 조립할 수 있는 오존 발생장치를 제공한다.The present invention configured as described above is a dielectric tube 10, a discharge tube 20, an insulating tube 30, a case 40, a cap (50, 50a), a first electrode 70 and a second electrode 80 It provides an ozone generator capable of assembling an assembly comprising a welding operation.

본 발명의 오존 발생 장치에 의해 오존이 생성되는 상태를 살펴보면, 먼저 유전체 튜브(10)의 내부와, 냉각유체 유입부(400)로 냉각유체를 공급한다. 그리고 산소를 포함하는 원료기체가 일측의 캡(50)에 형성된 제2 통공(520)을 통하여 방전 튜브(20)의 일부 확장부(200)에 의해 형성된 챔버내로 유입되어 유전체 튜브(10)와 방전 튜브(30) 사이의 방전 공간(S)으로 이동하게 된다. 그리고 제1 전극(70)에 전기적으로 연결되어 있는 유전체 튜브(10)와, 제2 전극(80)에 전기적으로 연결되어 있는 방전튜브(20)에 고압의 교류전압을 인가하게 되면 유전체(20)에 전하가 축적되고, 축적된 전하가 절연파괴 전계 강도에 도달하면 방전 공간(S)에서 무성방전이 발생하여 방전 공간(S)에 도달한 원료기체 중에서 산소를 해리시켜 활성화 산소를 형성하게 되고, 활성화된 산소분자는 다른 산소 분자와 결합하여 오존이 되어 방잔 튜브(20)의 반대편 확장부(200a)에 의해 혀성된 챔버와 일측 캡(50a)의 제2 통공(520a)을 통해 배출되게 된다.Looking at the state in which ozone is generated by the ozone generating device of the present invention, first, the cooling fluid is supplied to the inside of the dielectric tube 10 and to the cooling fluid inlet 400. And the raw material gas containing oxygen flows into the chamber formed by the partial extension part 200 of the discharge tube 20 through the second through hole 520 formed in the cap 50 on one side, and discharges the dielectric tube 10 It moves to the discharge space (S) between the tubes (30). Then, when a high voltage AC voltage is applied to the dielectric tube 10 electrically connected to the first electrode 70 and the discharge tube 20 electrically connected to the second electrode 80, the dielectric 20 When charges are accumulated and the accumulated charges reach the dielectric breakdown field strength, a silent discharge occurs in the discharge space (S) to dissociate oxygen from the raw material gas reaching the discharge space (S) to form activated oxygen, The activated oxygen molecule is ozone in combination with other oxygen molecules, and is discharged through the second through hole 520a of the chamber and one cap 50a formed by the expansion portion 200a on the opposite side of the residual tube 20.

이때, 무성방전이 발생하는 과정에서 발생하는 스파크와 과열은 단열튜브(30)에 의해 유전체 튜브(10)에 코팅된 유전체에 직접 접촉하지 않게 됨으로써 코팅 유전체와 유전체 튜브(10)의 손상을 방지할 수 있게 된다.At this time, sparks and overheating generated in the process of generating silent discharge do not directly contact the dielectric coated on the dielectric tube 10 by the heat insulation tube 30, thereby preventing damage to the coated dielectric and the dielectric tube 10. It becomes possible.

따라서 본 발명은 제시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 실시예가 있을 수 있다.Therefore, the present invention is not limited to the presented embodiments, and is within the equal scope of the technical idea of the present invention and the technical idea described in the claims to be described below by those skilled in the art to which the present invention pertains. There may be embodiments in which various modifications and changes are possible.

10: 유전체 튜브 20: 방전 튜브
30: 단열 튜브 40: 케이스
50, 50a: 캡 70: 제1 전극
80: 제2 전극 100: 유전체 코팅부
110, 110a: 캡 지지부 120, 120a: 수나사부
200, 200a: 확장부 210, 210a: 단차부
400: 냉각유체 유입부 410: 냉각유체 유출부
510, 510a: 제1 통공 520, 520a: 제2 통공
530, 530a: 고정공 600, 600a: 제1 너트
900, 900a: 볼트 920, 920a: 제2 너트
930, 930a: 지지대 S: 방전 공간
130 : 전력제어부 140 : 전원공급부10: dielectric tube 20: discharge tube
30: insulation tube 40: case
50, 50a: Cap 70: first electrode
80: second electrode 100: dielectric coating unit
110, 110a: cap support portion 120, 120a: male thread portion
200, 200a: extension part 210, 210a: stepped part
400: cooling fluid inlet 410: cooling fluid outlet
510, 510a: first through 520, 520a: second through
530, 530a: fixing hole 600, 600a: first nut
900, 900a: bolt 920, 920a: second nut
930, 930a: support S: discharge space
130: power control unit 140: power supply unit

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 오존 발생 장치에 있어서,
외주면에 유전체가 코팅되고 양쪽의 단부는 캡 지지부(110, 110a)를 구비하여 제1 전극(70)과 연결되는 유전체 튜브(10)와;
상기 유전체 튜브(10)를 내부에 수용하며 일정한 간격의 방전공간(S)을 형성하며 제2 전극(80)과 연결되는 방전 튜브(20)와;
상기 방전 튜브(20)를 내부에 수용하며 워터재킷을 형성하는 케이스(40)와;
상기 유전체 튜브(10), 방전 튜브(20), 단열튜브(30) 및 케이스(40)가 이루는 조립체의 양쪽 단부를 지지하는 한 쌍의 캡(50, 50a)과;
상기 한 쌍의 캡(50, 50a)을 상기 유전체 튜브(10)에 고정하기 위한 고정수단(60)과;
전원공급부(140)로부터 전력을 공급받아 상기 제1, 2 전극(70, 80)에 펄스형 구동신호를 인가하는 전력제어부(130);
를 포함하고,

상기 유전체 튜브(10)와 상기 방전 튜브(20) 사이에 개재되어 유전체 튜브(10)를 수용하고 방전 튜브(20)의 내부공간에 수용되는 단열 튜브(30);를 더 포함하여 구성되어, 상기 방전튜브(20) 내주면에서 발생하여 유전체 튜브 외주면을 향하여 중심으로 이동하는 스파크의 이동을 차단하여 장치의 내구성을 증가시키고,

상기 방전 튜브(20)의 양쪽 단부는,
상기 단열 튜브(30)를 수용하는 직경보다 큰 직경으로 형성되는 확장부(200, 200a)가 형성되고,

상기 한 쌍의 캡(50, 50a)은,
유전체 튜브(10)가 삽입되는 제1 통공(510, 510a)이 형성되고, 일측으로 제2 통공(520, 520a)이 형성되어 일측에 위치하는 캡(50)의 제2 통공(510)은 상기 방전 튜브(20)의 일측 확장부(200)와 연관되어 산소가 유입되는 유입포트가 되고, 다른 일측에 위치하는 캡(50a)의 제2 통공(520a)은 방전 튜브(20)의 다른 일측의 확장부(200a)와 연관되어 오존이 배출되고,

상기 전력제어부(130)는
10~30 KHz의 제1 단주기(고주파) 구동펄스(S1)에 1~100 Hz의 제2 장주기(저주파) 동기신호 또는 필터링 신호(S2)를 적용(And 회로)되어,
단주기(고주파) 구동펄스(10~30 KHz)가 장주기(저주파)로 온, 오프의 되는 제3 저고주파 혼용 구동펄스(S3)를 상기 전극(70, 80)에 인가하여,
전력 사용을 줄이고 발열량을 감소시키고,

상기 제2 장주기(저주파) 동기신호(또는 필터링 신호)(S2)는 펄스형 전력 구동신호의 단주기(T2)보다 더 큰 주기를 갖는 장주기(T1) 펄스형 동기신호이고, 상기 장주기(T1) 펄스형 신호는 시간축을 따라서 동기신호 ON 시간구간(T1_on)과 동기신호 OFF 시간구간(T1_off)이 반복되는 형상이고,

전력제어부(130)가 오존 발생 장치 전극에 인가하는 구동 신호는 장주기(T1)보다 더 작은 주기의 단주기(T2) 구동펄스이고,
최종적으로 접지 전극을 제외한 전극중 적어도 하나에 인가되는 상기 제3 저고주파 혼용 구동펄스(S3)는 단주기(T2) 구동펄스가 장주기 신호 ON 시간구간(T1_on) 동안에만 전극에 인가되어 동기신호 ON 시간구간(T1_on) 안에서 온(On)과 오프(off)를 복수회 반복하고 장주기 신호 OFF 시간구간(T1_off) 동안에 오프 상태를 유지하여 전력을 1차로 감축하고,

전력제어부(130)는 동기신호 ON 시간구간(T1_on) 동안에만 단주기(T2) 구동펄스를 오존 발생 장치에 인가하되, 온 시간구간(T2_on)과 오프 시간구간(T2_off)을 더한 단주기(T2)와 온 시간구간(T2_on)의 비율인 듀티비 조정을 통해 오존 생성 강도를 제어함으로써 전력을 2차로 더 감축하는 것을 특징으로 하는 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치.
In the ozone generator,
A dielectric tube 10 on which the dielectric is coated on the outer circumferential surface and both ends thereof are provided with cap supports 110 and 110a to be connected to the first electrode 70;
A discharge tube 20 accommodating the dielectric tube 10 therein to form a discharge space S at regular intervals and connected to the second electrode 80;
A case 40 accommodating the discharge tube 20 therein and forming a water jacket;
A pair of caps 50 and 50a supporting both ends of the assembly formed by the dielectric tube 10, discharge tube 20, heat insulating tube 30 and case 40;
Fixing means 60 for fixing the pair of caps 50 and 50a to the dielectric tube 10;
A power control unit 130 that receives power from the power supply unit 140 and applies pulsed driving signals to the first and second electrodes 70 and 80;
Including,

It is interposed between the dielectric tube 10 and the discharge tube 20 to accommodate the dielectric tube 10 and the insulating tube 30 accommodated in the inner space of the discharge tube 20; The discharge tube 20 is generated on the inner circumferential surface to block the movement of the spark moving toward the center toward the outer circumferential surface of the dielectric tube, thereby increasing the durability of the device,

Both ends of the discharge tube 20,
Expansion portion (200, 200a) formed to a diameter larger than the diameter to accommodate the heat insulating tube 30 is formed,

The pair of caps (50, 50a),
The first through holes 510 and 510a into which the dielectric tube 10 is inserted are formed, and the second through holes 510 of the cap 50 positioned on one side by forming the second through holes 520 and 520a on one side are the above The second through hole 520a of the cap 50a positioned on the other side of the discharge tube 20 becomes an inflow port through which oxygen is introduced, which is associated with the extension portion 200 of the discharge tube 20, and the other side of the discharge tube 20 Ozone is discharged in connection with the expansion (200a),

The power control unit 130
The first long period (high frequency) driving pulse S1 of 10 to 30 KHz is applied to the second long period (low frequency) synchronization signal or filtering signal S2 of 1 to 100 Hz (And circuit),
A short period (high frequency) driving pulse (10 to 30 KHz) is a long period (low frequency) turned on and off, a third low frequency mixed driving pulse (S3) is applied to the electrodes 70 and 80,
Reduce power use, reduce heat generation,

The second long period (low frequency) synchronization signal (or filtering signal) S2 is a long period T1 pulse type synchronization signal having a period greater than the short period T2 of the pulsed power driving signal, and the long period T1 The pulsed signal has a shape in which the synchronization signal ON time period (T1_on) and the synchronization signal OFF time period (T1_off) are repeated along the time axis.

The driving signal applied to the ozone generator electrode by the power control unit 130 is a short period (T2) driving pulse of a period smaller than the long period (T1),
Finally, the third low-frequency mixed driving pulse S3 applied to at least one of the electrodes other than the ground electrode is a short period (T2) driving pulse is applied to the electrode only during the long period signal ON time period (T1_on) and the synchronization signal is ON. Repeated on and off multiple times within the time period (T1_on) and maintains the off state during the long period signal OFF time period (T1_off) to reduce power primarily.

The power control unit 130 applies a short period (T2) driving pulse to the ozone generator only during the synchronization signal ON time period (T1_on), but the short period (T2) plus the on time period (T2_on) and the off time period (T2_off) ) And the on-time period (T2_on) by controlling the duty ratio, which is the ratio of the ozone generation power by controlling the intensity of ozone generation further reduced heat generation and durability, characterized in that the power generation is improved.
제5항에 있어서,
상기 유전체 튜브(10)는,
냉각유체가 유입되고 유출될 수 있도록 중공형으로 형성되고,

상기 고정수단(60)은 유전체 튜브(10)의 양쪽 단부에 형성되는 수나사부(120, 120a)에 제1 너트(600, 600a)가 체결되어 상기 캡(50, 50a)이 유전체 튜브(10), 방전 튜브(20), 케이스(40)를 가압고정시키게 되는 것을 특징으로 하는 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치.
The method of claim 5,
The dielectric tube 10,
It is formed in a hollow shape so that the cooling fluid can flow in and out,

The fixing means 60 is the first nut (600, 600a) is fastened to the male screw portion (120, 120a) formed at both ends of the dielectric tube 10, the cap (50, 50a) is a dielectric tube (10) , Discharge tube 20, a low-power ozone generator with improved heat generation and durability, characterized in that to be fixed to the case 40.
제5항에 있어서,
상기 제1 전극(70)은,
상기 고정수단(60)에 의해 상기 유전체 튜브(10)의 일측 단부에 접촉하게 되고,
상기 제2 전극(80)은,
상기 한 쌍의 캡(50, 50a) 중에서 일측의 캡에 고정되며, 단열 튜브(30)의 외주면에 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치.
The method of claim 5,
The first electrode 70,
The fixing means 60 is brought into contact with one end of the dielectric tube 10,
The second electrode 80,
A low-power ozone generator with improved heat generation and durability, characterized in that it is fixed to a cap on one side of the pair of caps (50, 50a) and comes into contact with the outer circumferential surface of the heat insulating tube (30).
제5항에 있어서,
상기 확장부(200, 200a)는,
제2 전극(80)이 접촉지지되는 단차부(210, 210a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 발열성 및 내구성이 개선된 저전력 오존 발생 장치.The method of claim 5,
The expansion unit (200, 200a),
A low-power ozone generator with improved heat generation and durability, characterized in that step portions 210 and 210a in which the second electrode 80 is contacted are formed.
KR1020180049199A 2018-04-27 2018-04-27 Ozone generator driven by pulse width modulation system KR102086502B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180049199A KR102086502B1 (en) 2018-04-27 2018-04-27 Ozone generator driven by pulse width modulation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180049199A KR102086502B1 (en) 2018-04-27 2018-04-27 Ozone generator driven by pulse width modulation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190125009A KR20190125009A (en) 2019-11-06
KR102086502B1 true KR102086502B1 (en) 2020-05-27

Family

ID=68541640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180049199A KR102086502B1 (en) 2018-04-27 2018-04-27 Ozone generator driven by pulse width modulation system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102086502B1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980081118A (en) * 1997-04-08 1998-11-25 나카자토요시히코 Ozone generator
KR100278150B1 (en) * 1998-08-17 2001-02-01 이광식 Multi discharge type high efficiency ozone generator
KR100406459B1 (en) * 2001-07-04 2003-11-19 율촌화학 주식회사 Ozone production rate control method and device using dual frequency
KR101687679B1 (en) * 2014-12-24 2016-12-20 (주)인우코퍼레이션 A discharge tube for the ozone generator comprised of a pair of cap

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190125009A (en) 2019-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9011697B2 (en) Fluid treatment using plasma technology
US5409673A (en) Ozone generator having an electrode formed of a mass of helical windings and associated method
US5766447A (en) Method and device for treating an aqueous solution
KR100932377B1 (en) Method of water purification using high density underwater plasma torch
US20140054242A1 (en) Liquid treating apparatus and liquid treating method
KR100924649B1 (en) Generator and method of high desity underwater plasma torch
JP5210596B2 (en) Ozone generator
CN107233786B (en) Low-temperature plasma generator with spiral surface structure
KR102086502B1 (en) Ozone generator driven by pulse width modulation system
KR101280445B1 (en) Underwater discharge apparatus for purifying water
KR101896389B1 (en) ozonier
KR100278150B1 (en) Multi discharge type high efficiency ozone generator
KR20060124864A (en) Underwater plasma discharging apparatus and discharging method using it
KR101016435B1 (en) ozonizer of corona discharge type
WO2002098799A1 (en) Treatment of liquids
CN115325646A (en) Sterilizing particle generating device
RU2372296C1 (en) Device for water purification and disinfection
Sato Degradation of organic contaminants in water by plasma
KR100359201B1 (en) A discharge-electrode of an ozonizer system
EP3334683A1 (en) Multiple oxygen allotrope generator
SU1263643A1 (en) Device for detoxication of water with electric discharges
RU2233244C1 (en) Reactor for treating liquids
KR200288954Y1 (en) Ozonizer
KR20130028184A (en) Plasma torch structure established in water
RU2220093C2 (en) Method of synthesis of ozone and device for its realization

Legal Events

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