KR102114887B1

KR102114887B1 - 플라즈마 악취제거장치

Info

Publication number: KR102114887B1
Application number: KR1020200024476A
Authority: KR
Inventors: 고두수
Original assignee: 주식회사 멕스
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2020-05-25

Abstract

본 발명은 플라즈마 악취제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마 방전으로 발생시킨 오존가스와 OH라디칼을 악취발생시설에 살포하여 악취를 효과적으로 감소 또는 제거할 수 있는 플라즈마 악취제거장치에 관한 것이다.
본 발명은 플라즈마 방전으로 발생시킨 오존가스와 OH라디칼을 악취발생시설에 살포하여 악취를 효과적으로 감소 또는 제거할 수 있다. 또한, 본 발명은 챔버의 내부를 절연플레이트로 2개의 공간으로 구획하고 각 공간에 방전전극과 접지전극을 설치하여 방전전극과 접지전극을 공간적으로 분리함으로써 물이나 습기 등이 유입되더라도 쇼트의 문제가 발생되지 않는다. 또한, 방전전극과 접지전극이 공간적으로 분리되어 있으므로 물세척이 가능하다. 또한, 본 발명은 챔버의 내부로 열교환매체를 순화시킬 수 있으므로 방전시 발생되는 고온의 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있어서 방전효율을 높일 수 있다.

Description

플라즈마 악취제거장치{apparatus for removing odor using plasma}

본 발명은 플라즈마 악취제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마 방전으로 발생시킨 오존가스와 OH라디칼을 악취발생시설에 살포하여 악취를 효과적으로 감소 또는 제거할 수 있는 플라즈마 악취제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 악취라고 하면 사람의 신경계통을 자극시켜 정신적, 육체적으로 피해를 주는 냄새를 말한다. 이러한 악취 유발물질은 발생원에 따라 매우 다양하며 축사, 하수처리장, 소각장, 음식물쓰레기처리시설, 쓰레기 매립장, 정유공장, 화학공장, 분뇨 및 축산폐수처리장 등은 주요 악취발생시설로 간주되고 있다.

악취발생시설로부터 발생하는 악취는 부패물질 또는 각종 휘발성 유기화합물로 인하여 발생하는 것이므로 불쾌감을 유발시킬 뿐만 아니라 인체에 유해하며 집중력의 감소로 인한 능률의 저하 또는 안전사고의 증가에 이르기까지 많은 문제점이 있게 된다.

이러한 악취성분으로 암모니아, 메틸머캅탄, 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 트리메틸아민, 아세트알데히드, 스티렌 등은 법적 규제물질로 정하여 단속하고 있다.

악취 물질은 pH에 따라 염기성계, 산성계 및 중성계로 구분될 수 있다. 예를 들어, 암모니아, 트리메틸아민은 염기성계에 속하고, 황화수소, 메틸메르캅탄, 프로피온산, 노르말부틸산, 이소발레르산 등은 산성계에 속하며, 황화메틸, 이황화메틸, 아세트알데히드 등은 중성계에 속한다.

이러한 악취 물질을 제거하기 위한 종래의 방법은 크게 물리적, 화학적 그리고 생물학적 처리방법으로 분류되며 현재 주로 사용되고 있는 방법으로는 연소법, 세정법, 산화법, 흡착법, 미생물 처리법 등이 있다.

이 중 연소법은 거의 모든 가연성 악취물질 제거에 효율적이지만 연료비 또는 촉매 교체에 소요되는 유지비가 고가이며 운전관리에 소홀할 경우 질소산화물이 발생 되고 폭발의 위험성이 있다. 흡착법은 활성탄을 이용하여 악취를 제거하는 방법으로, 활성탄의 세공 안에 각종 악취물질이 축적, 포화상태로 흡착되어서 더 이상 탈취효과가 없어 악취가 유출되기 시작하면 신탄으로 흡착탄을 교체해 주어야 하고, 제거대상물질의 농도가 높을 경우 세척, 흡수,냉각, 응축 등의 전처리 단계를 병행하여 농도를 저감시킨 다음 활성탄 흡착을 행해야 하는 단점이 있다. 그리고 미생물 처리법은 악취가 나무 부스러기나 토양을 통과할 때 미생물을 이용하여 흡착된 악취물질을 분해하는 방법으로, 미생물의 생육조건이 적절히 조성되면 악취에 대한 제거능력이 우수하고 2차 오염물질이 발생하지 않는 반면에 부지면적을 많이 차지하고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.

반면에 산화법은 오존의 강력한 산화작용을 활용하여 악취성분을 산화시켜 제거하는 방법으로 전력량 소비가 적고 유지관리가 용이하여 대용량의 가스 제거에 비교적 효율적이다.

따라서 오존의 산화를 이용한 다수의 악취제거장치들이 알려져 있다. 대한민국 공개특허 제10-2018-0001156호에는 플라즈마를 이용한 악취 제거장치가 개시되어 있고, 대한민국 공개특허 제10-2011-0077141호에는 플라즈마 방전을 이용한 악취성분제거장치가 개시되어 있다.

이러한 종래의 기술은 플라즈마 방전에 의해 발생시킨 오존가스를 이용하여 악취를 제거하는 구성을 갖는다. 하지만, 종래의 기술은 2개의 전극 사이가 차단되지 않아 물이나 습기 등이 유입되면 쇼트 등의 발생될 우려가 있다. 따라서 물을 이용한 세척이 불가능하다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 기술은 플라즈마 방전시 발생되는 고온의 열을 효과적으로 냉각시킬 수가 없어서 장치의 효율이 저하되는 문제점이 있다.

1.대한민국 공개특허 제10-2018-0001156호: 플라즈마를 이용한 악취 제거장치 2. 대한민국 공개특허 제10-2011-0077141호: 플라즈마 방전을 이용한 악취성분제거장치

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 플라즈마 방전으로 발생시킨 오존가스와 OH라디칼을 악취발생시설에 살포하여 악취를 효과적으로 감소 또는 제거할 수 있는 악취제거장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 방전전극과 접지전극 사이를 차단하여 물세척이 가능하고, 방전시 발생되는 고온의 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 악취제거장치를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 악취제거장치는 챔버와; 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 챔버의 내부를 상부에 위치하는 방전공간과 하부에 위치하는 냉각공간으로 구획하는 절연플레이트와; 상기 방전공간에 설치되어 상기 절연플레이트의 상부에 결합되는 방전전극유닛과; 상기 냉각공간에 설치되어 상기 절연플레이트의 하부에 결합되는 접지전극유닛과; 상기 방전공간으로 공기가 유입될 수 있도록 상기 챔버의 일측에 설치되어 상기 방전공간과 연결되는 공기유입부와; 상기 방전공간에서 발생된 오존이 외부로 배출될 수 있도록 상기 챔버의 타측에 설치되어 상기 방전공간과 연결되는 오존배출부와; 상기 냉각공간으로 열교환매체가 유입될 수 있도록 상기 챔버의 일측에 설치되어 상기 냉각공간과 연결되는 열교환매체유입부와; 상기 냉각공간을 통과한 열교환매체가 외부로 배출될 수 있도록 상기 챔버의 타측에 설치되어 상기 냉각공간과 연결되는 열교환매체유출부;를 구비한다.

상기 방전전극유닛은 나란하게 설치되며 하부가 상기 절연플레이트와 접촉하는 한쌍의 상부전극들과, 상기 상부전극들 사이에 설치되어 상기 상부전극들을 일정 거리 이격시키는 스페이서와, 상기 상부전극들 각각에 설치되어 상기 챔버의 내측면에 결합되는 사이드바와, 상기 챔버의 일측면을 관통하여 상기 사이드바와 결합되며 전원과 연결되는 상부전극핀을 구비한다.

상기 접지전극유닛은 상기 절연플레이트의 하부에 면접촉하도록 결합되는 판상의 하부전극과, 상기 하부전극의 하부에 다수가 나란하게 형성되어 상기 열교환매체와 열교환이 가능한 방열플레이트들과, 상기 챔버의 일측면을 관통하여 상기 하부전극과 결합되며 전원과 연결되는 하부전극핀을 구비한다.

상기 방전공간으로 세척수를 유입시켜 상기 절연플레이트를 세척할 수 있도록 상기 챔버와 연결되는 세척유닛과, 상기 세척수가 상기 방전공간으로 유입시 상기 세척수가 상기 냉각공간으로 유입되는 것을 차단하기 위해 상기 절연플레이트의 가장자리와 상기 챔버의 내측면과의 접촉부위에 수밀을 유지시키기 위한 수밀유지수단을 더 구비한다.

상기 방전전극유닛 및 상기 접지전극유닛과 전기적으로 연결되는 전원구동부와, 상기 전원구동부에 설치된 변압기의 온도를 감지하기 위한 온도센서와, 상기 전원구동부에서 발생된 출력전류를 감지하기 위한 전류계와, 상기 온도센서 및 상기 전류계로부터 측정된 온도값 및 전류값에 의해 상기 전원구동부의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러와, 상기 전류계로부터 측정된 전류값을 실시간으로 확인할 수 있도록 상기 컨트롤러의 제어를 통해 전류값을 시각적으로 나타내기 위한 디스플레이와, 상기 전원구동부의 이상시 상기 컨트롤러의 제어를 통해 상기 전원구동부의 이상을 소리로 경고하기 위한 알람부를 더 구비한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 플라즈마 방전으로 발생시킨 오존가스와 OH라디칼을 악취발생시설에 살포하여 악취를 효과적으로 감소 또는 제거할 수 있다.

본 발명은 챔버의 내부를 절연플레이트로 2개의 공간으로 구획하고 각 공간에 방전전극과 접지전극을 설치하여 방전전극과 접지전극을 공간적으로 분리함으로써 물이나 습기 등이 유입되더라도 쇼트의 문제가 발생되지 않는다. 또한, 방전전극과 접지전극이 공간적으로 분리되어 있으므로 물세척이 가능하다.

또한, 본 발명은 챔버의 내부로 열교환매체를 순화시킬 수 있으므로 방전시 발생되는 고온의 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있어서 방전효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 온도계와 전류계 및 알람부를 구비하여 전원구동부의 상태를 실시간으로 감시할 수 있도록 구성함으로써 전원구동부의 회로를 효과적으로 보호할 수 있으며 이상상황에 즉각 대처할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 플라즈마 악취제거장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 분리사시도이고,
도 3은 도 1의 종단면도이고,
도 4는 도 1의 횡단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 플라즈마 악취제거장치의 단면도이고,
도 6은 본 발명의 플라즈마 악취제거장치에 적용되는 전원구동부의 일 예를 나타낸 블록도이고,
도 7은 전원구동부의 제어를 나타낸 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 플라즈마 악취제거장치에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 플라즈마 악취제거장치는 챔버(10)와, 챔버(10)의 내부에 설치되어 챔버(10)의 내부를 방전공간(25)과 냉각공간(27)으로 구획하는 절연플레이트(30)와, 방전공간(25)에 설치되어 절연플레이트(30)의 상부에 결합되는 방전전극유닛(40)과, 냉각공간(27)에 설치되어 절연플레이트(30)의 하부에 결합되는 접지전극유닛(80)과, 방전공간(25)으로 공기가 유입될 수 있도록 챔버(10)의 일측에 설치되어 방전공간(25)과 연결되는 공기유입부(60)와, 방전공간(25)에서 발생된 오존이 외부로 배출될 수 있도록 챔버(10)의 타측에 설치되어 방전공간(25)과 연결되는 오존배출부(65)와, 냉각공간(27)으로 열교환매체가 유입될 수 있도록 챔버(10)의 일측에 설치되어 냉각공간(27)과 연결되는 열교환매체유입부(70)와, 냉각공간(27)을 통과한 열교환매체가 외부로 배출될 수 있도록 챔버(10)의 타측에 설치되어 냉각공간(27)과 연결되는 열교환매체유출부(75)를 구비한다.

챔버(10)는 합성수지 소재로 형성된다. 챔버(10)는 내부가 비어있는 통 구조로 이루어진다. 도시된 예에서 챔버(10)는 직육면체 형상을 갖는다. 이러한 챔버(10)는 하부패널(11)과, 하부패널(11)로부터 상방으로 이격된 상부패널(13)과, 하부패널(11)과 상부패널(13) 사이에 결합되는 4개의 측면패널들(15,17,19,21)로 이루어진다.

하부패널(11)에는 측면패널들(15,17,19,21)의 하부가 삽입되는 사각 형태의 하부삽입슬롯(12)이 형성되고, 상부패널(13) 역시 측면패널들(15,17,19,21)의 상부가 삽입되는 사각 형태의 상부삽입슬롯이 형성된다. 하부패널(11)과 상부패널(13), 측면패널들(15,17,19,21)은 조립되어 챔버(10)를 이룬다. 하부패널(11)과 상부패널(13), 측면패널들(15,17,19,21)은 핀이나 볼트에 의해 결합되거나, 접착제에 의해 접착될 수 있다.

절연플레이트(30)는 챔버(10)의 내부에 설치된다. 가령, 절연플레이트(30)는 수평하게 누워진 형태로 챔버(10)의 내부에 설치되어 챔버(10)의 내부를 상하의 2개의 공간로 구획한다. 절연플레이트(30)에 의해 구획된 2개의 공간은 상부에 위치하는 방전공간(25)과 하부에 위치하는 냉각공간(27)으로 구분할 수 있다. 방전공간(25)은 챔버(10) 내측 상부에 위치하고, 냉각공간(27)은 챔버(10)의 내측 하부에 위치한다.

이와 같이 본 발명은 절연플레이트(30)에 의해 챔버(10)의 내부가 상하의 2개의 공간으로 구획되고, 각각의 공간은 서로 차단되어 있다. 냉각공간(27)과 방전공간(25)이 각각 독립된 공간을 이루기 위해 수밀유지수단이 구비되는 것이 바람직하다.

수밀유지수단은 절연플레이트(30)의 가장자리와 챔버(10)의 내측면과의 접촉부위에 수밀을 유지시킨다. 따라서 방전공간(25)의 세척시 방전공간(25)으로 세척수가 유입되더라도 냉각공간(27)으로는 세척수가 유입되지 않는다.

수밀유지수단으로 측면패널들(15,17,19,21)의 내측면에 형성된 측면삽입슬롯(16,18,20,22)과, 절연플레이트(30)의 가장자리와 챔버의 내측면 사이의 틈새를 메우는 실링부재(미도시)로 이루어질 수 있다.

측면삽입슬롯(16,18,20,22)은 측면패널들(15,17,19,21)의 내측면에 각각 형성된다. 각 측면삽입슬롯(16,18,20,22)은 직선 모양으로 형성된다. 각 측면삽입슬롯(16,18,20,22)에는 절연플레이트(30)의 가장자리가 삽입된다.

실링부재는 고무 소재의 개스킷으로 형성될 수 있다. 또한, 실링부재로 도포가 가능한 페이스트상의 점착물질을 이용할 수 있음은 물론이다. 개스킷 또는 페이스트 상의 점착물질은 각 측면삽입슬롯(16,18,20,22)에 수용되거나 도포될 수 있다.

챔버(10)의 내부에는 방전에 의해 플라즈마를 발생시키기 위한 방전전극유닛(40)과 접지전극유닛(80)이 각각 설치된다.

방전전극유닛(40)은 방전공간(25)에 설치되어 절연플레이트(30)의 상부에 결합된다.

방전전극유닛(40)은 나란하게 설치되며 하부가 절연플레이트(30)와 접촉하는 한쌍의 상부전극들(41)(43)과, 상부전극들(41)(43) 사이에 설치되어 상부전극들(41)(43)을 일정 거리 이격시키는 스페이서(45)와, 상부전극들(41)(43) 각각에 설치되어 챔버(10)의 내측면에 결합되는 사이드바(47)(49)와, 챔버(10)의 일측면을 관통하여 사이드바(47)와 결합되며 전원과 연결되는 상부전극핀(51)을 구비한다.

상부전극(41)(43)은 사각의 판상으로 이루어진다. 상부전극(41)(43)은 전도성 금속으로 이루어진다. 가령, 알루미늄이나 스테인리스 스틸을 이용할 수 있다.

상부전극(41)(43)은 일정 거리 이격되어 나란하게 배치는 한쌍으로 이루어진다. 상부전극(41)(43)의 하단부는 절연플레이트(30)의 상면에 접촉되어 있다. 상부전극(41)(43)의 상단부에는 지지대(35)가 설치된다. 지지대(35)는 상부전극(41)(43)과 챔버의 상부패널(13) 사이에 위치한다.

스페이서(45)는 상부전극들(41)(43) 사이에 설치된다. 스페이서(45)는 전도성 금속으로 형성된다. 스페이서(45)는 사각의 판상이며, 전후로 길게 형성된 모양을 갖는다. 스페이서(45)는 상부전극들(41)(43)을 일정 거리 이격시키면서 상부전극들(41)(43)을 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.

사이드바(47)(49)는 상부전극들(41)(43) 각각에 설치되어 챔버(10)의 내측면에 결합된다. 사이드바(47)(49)와 상부전극(41)(43)은 고정핀(53)(54)에 의해 결합된다. 사이드바(47)(49)는 전도성 금속으로 형성된다.

사이드바(47)(49)와 상부전극들(41)(43), 스페이서(45)는 결합핀(55)에 의해 일체로 결합된다. 사이드바(47)(49), 상부전극(41)(43), 스페이서(45)에는 각각 결합핀(55)이 관통되는 결합홀(56,57,58,59,60)이 형성된다.

상부전극핀(51)은 전원과 상부전극유닛(40)을 전기적으로 연결시키는 역할을 한다. 상부전극핀(51)은 챔버(10)의 일측면을 관통하여 사이드바(47)와 결합된다. 상부전극핀(51)은 2개의 사이드바(47,49) 중 어느 하나의 사이드바(47)와 결합되면 충분하다.

챔버(10)의 측면패널들 중 어느 하나의 측면패널(15)에는 오목한 장착홈(71)(75)이 마련된다. 장착홈(71)(75)은 상하로 이격되어 2개가 형성된다. 상부의 장착홈(71)에는 상부전극핀(51)과 연결되는 제 1단자(73)가 설치된다. 제 1단자(73)는 고정나사(74)에 의해 상부의 장착홈(71)에 장착된다. 제 1단자(73)는 전원케이블(1)과 연결된다.

그리고 하부의 장착홈(75)에는 후술할 하부전극핀(53)과 연결되는 제 2단자(77)가 설치된다. 제 2단자(77)는 고정나사(78)에 의해 하부의 장착홈(75)에 장착된다. 제 2단자(77)는 전원케이블(3)과 연결된다.

제 1 및 제 2단자(73)(77)가 외부로 노출되지 않도록 챔버(10)의 일측면에는 커버패드(79)가 결합된다.

접지전극유닛(80)은 냉각공간(27)에 설치되어 절연플레이트(30)의 하부에 결합된다.

접지전극유닛(80)은 절연플레이트(30)의 하부에 면접촉하도록 결합되는 판상의 하부전극(81)과, 하부전극(81)의 하부에 다수가 나란하게 형성되어 열교환매체와 열교환이 가능한 방열플레이트들(83)과, 챔버(10)의 일측면을 관통하여 하부전극(81)과 결합되며 전원과 연결되는 하부전극핀(53)을 구비한다.

하부전극(81)은 사각 판상으로 형성되어 절연플레이트(30)에 결합된다. 하부전극(81)의 상면은 절연플레이트(30)의 하면에 결합되므로 하부전극(81)과 절연플레이트(30)는 면접촉한다.

하부전극(81)의 하부에는 방열플레이트들(83)이 형성된다. 방열플레이트(83)는 다수가 일정간격으로 나란하게 형성된다. 방열플레이트(83)는 냉각공간(27)으로 유입된 열교환매체와 열교환이 가능하다.

방열플레이이트(83)는 하부전극(81)과 일체로 제작되거나, 별도로 제작되어 조립될 수 있다. 방열플레이트(83)의 단부에는 지지대(37)가 설치된다. 지지대(37)는 방열플레이트(83)와 챔버의 하부패널(11) 사이에 위치한다.

냉각공간(27)으로 유입된 열교환매체의 흐름성을 저하시키기 않도록 방열플레이트(83)는 전후 방향으로 길게 배치된다. 따라서 방열플레이트들 사이마다 열교환매체가 흐를 수 있는 통로가 마련된다.

공기유입부(60)는 방전공간(25)으로 공기가 유입될 수 있도록 챔버(10)의 일측에 설치된다. 도시된 예에서는 챔버(10)의 전면에 설치된다.

공기유입부(60)는 챔버(10)의 전면에 형성된 장착홀(61)과, 장착홀(61)에 삽입되는 유입조인트부재(63)로 이루어진다. 유입조인트부재(63)에 에어호스가 연결될 수 있다. 유입조인트부재(63)를 통해 외부의 공기가 챔버(10)의 방전공간(25)으로 유입된다. 방전공간(25)에서 발생된 고에너지의 플라즈마는 공기와 반응하여 오존가스와 OH 라디칼, 음이온 등을 발생시킨다.

오존배출부(60)는 방전공간(25)에서 발생된 오존이 외부로 배출될 수 있도록 챔버(10)의 타측에 설치된다.

오존배출부(60)는 챔버(10)의 후면에 형성된 장착홀(69)과, 장착홀(69)에 삽입되는 배출조인트부재(66)로 이루어진다. 그리고 도시되지 않았지만 배출조인트부재에는 연결부재가 결합될 수 있다. 연결부재는 오존배출부(65)에서 배출되는 오존을 악취발생시설로 살포할 수 있도록 배출조인트부재(66)와 악취발생시설을 연결한다. 연결부재로 호스를 이용할 수 있다. 연결부재는 악취발생시설의 내부로 연장되어 악취발생시설로 오존가스를 살포한다. 악취발생시설로 축사, 하수처리장, 소각장, 음식물쓰레기처리시설, 쓰레기 매립장, 정유공장, 화학공장, 분뇨 및 축산폐수처리장 등을 들 수 있다.

열교환매체유입부(70)는 냉각공간(27)으로 열교환매체가 유입될 수 있도록 챔버(10)의 일측에 설치된다. 열교환매체유입부(70)는 챔버(10)의 전면에 형성된 장착홀(71)과, 장착홀(71)에 삽입되는 유입조인트부재(73)로 이루어진다. 유입조인트부재에(73)는 열교환매체가 공급되는 열교환매체공급관이 연결될 수 있다.

열교환매체유출부(75)는 냉각공간(27)을 통과한 열교환매체가 외부로 배출될 수 있도록 챔버(10)의 타측에 설치된다. 열교환매체유출부(75)는 챔버(10)의 후면에 형성된 장착홀(79)과, 장착홀(79)에 삽입되는 유출조인트부재(76)로 이루어진다. 유출조인트부재(76)에는 열교환매체를 이동시키기 위한 연결관이 연결될 수 있다.

열교환매체유입부(73)를 통해 열교환매체가 냉각공간(27)으로 유입된다. 열교환매체로 공기, 물 등을 이용할 수 있다. 냉각공간(27)으로 유입된 열교환매체는 방열플레이트(83)와 열교환되고, 열교환된 열교환매체는 열교환매체유출부(75)를 통해 외부로 배출된다.

이와 같이 본 발명은 냉각공간(27)을 구비하여 냉각공간으로 열교환매체를 유입시켜 접지전극유닛(80)을 냉각시키는 구조로 이루어져 있으므로 방전시 발생되는 고온의 열을 효과적으로 방출시킬 수 있다. 따라서 방전효율을 높일 수 있다.

전원케이블과 연결된 상부전극핀(51)과 하부전극핀(53)을 통해 상부전극유닛(40)과 하부전극유닛(80)에 전원이 공급되면 상부전극(41)(43)과 하부전극(81) 사이에서 절연 파괴가 일어나게 되고, 이에 따라 절연플레이트(30)의 상부 표면에 방전 현상이 발생되어 강력한 플라즈마 영역이 형성된다. 플라즈마 방전시에는 절연플레이트(30)의 표면에 스트리머라 불리는 전도성 패스(path)가 형성되고, 이 스트리머를 통하여 많은 양의 고 에너지의 전자가 발생하게 된다. 고 에너지의 전자는 전자 충돌에 의해 주변의 기체와 반응하여 많은 양의 오존 및 다량의 OH 라디칼과 음이온을 발생시킨다. 이렇게 생성된 오존, OH 라디칼, 음이온은 악취발생시설 내에 살포되어 각종 악취물질을 산화 및 분해시켜 제거한다.

그리고 방전에 의해 절연플레이트의 표면에는 시간이 지남에 따라 분진이나 오염물질 등이 부착된다. 가령, 방전공간으로 유입되는 공기 중에 함유된 암모니아는 플라즈마 방전에 의해 절연플레이트의 표면에 질산암모늄을 형성시킨다. 이러한 오염물질이 절연플레이트의 표면에 형성되면 방전효과를 저하시킬 수 있으므로 주기적인 절연플레이트의 세척이 필요하다.

이를 위해 본 발명은 방전공간으로 세척수를 유입시켜 상기 절연플레이트를 세척할 수 있도록 상기 챔버와 연결되는 세척유닛을 더 구비할 수 있다.

도 5를 참조하면, 세척유닛은 세척수가 저장된 세척수탱크(91)와, 챔버(10)에 장착된 세척수유입조인트부재(93)와, 세척수유입조인트부재(93)와 연결되는 연결관(95)과, 연결관(95)에 설치된 쓰리웨이밸브(96)와 연결되는 세척수공급관(97) 및 압축공기공급관(98)과, 압축공기를 발생시키는 에어컴프레샤(99)를 구비한다.

세척수공급관(97)에 설치된 펌프(92)를 통해 방전공간(25)으로 세척수를 유입시킨다. 그리고 쓰리웨이밸브(96)에 의해 유로를 전환시킨 후 고압의 압축공기를 방전공간(25)으로 유입시켜 세척수를 고압으로 불어낸다. 세척수는 오존배출부의 유출조인트부재(66)를 통해 챔버(10)의 외부로 배출된다. 이와 같이 세척수를 주입한 후 고압으로 불어내는 방식으로 절연플레이트(30)의 표면을 용이하게 세척할 수 있다.

한편, 본 발명은 방전전극유닛 및 접지전극유닛과 전기적으로 연결되는 전원구동부와, 전원구동부에 설치된 변압기의 온도를 감지하기 위한 온도센서와, 전원구동부에서 발생된 출력전류를 감지하기 위한 전류계와, 온도센서 및 전류계로부터 측정된 온도값 및 전류값에 의해 전원구동부의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러와, 전류계로부터 측정된 전류값을 실시간으로 확인할 수 있도록 컨트롤러의 제어를 통해 전류값을 시각적으로 나타내기 위한 디스플레이와, 전원구동부의 이상시 컨트롤러의 제어를 통해 전원구동부의 이상을 소리로 경고하기 위한 알람부를 더 구비할 수 있다.

도 6에 본 발명의 플라즈마 악취제거장치의 전원구동부를 개략적으로 나타내고 있다. 전원구동부는 방전전극유닛 및 접지전극유닛과 케이블에 의해 전기적으로 연결되어 플라즈마를 발생시키기 위한 전원을 공급한다.

도 6을 참조하면, 전원구동부는 AC EMI 필터부(110), AC/DC 정류기(120), 공진 구동부(130), 공진 전달부(140), 보조 전원부(150), 공진 조절부(160), 파형 발생부(170) 및 예비 가동부(180)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

AC EMI 필터부(110)는 AC 전원의 노이즈(Noise)를 걸러내어 장치에 이상이 발생하지 않도록 조절하며 노이즈가 외부기기에 영향을 주지 않도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

AC/DC 정류기(120)는 노이즈가 걸러진 AC 전원을 스위칭(Switching)에 사용하기 위하여 브릿지 정류를 하고 콘덴서를 통해 DC로 변환하는 기능을 수행할 수 있다.

보조 전원부(150)는 AC/DC 정류기(120)와는 다르게 보조 전원을 만들어서 컨트롤러, 파형 발생부(170)에 구동전압을 공급하는 것으로서, 보조 전원부(150)의 전원은 장치에 이상이 발생하여도 항상 작동이 이루어지도록 한다.

보조 전원부(150)로부터 전원을 공급받아 파형 발생부(170)는 공진형 구동을 위해 파형을 발생시키고 컨트롤러에 의해 파형 주파수를 공진이 될 수 있도록 조절하는 기능을 수행할 수 있다.

예비 가동부(180)는 파형 발생부(170)에 의해 발생된 공진 파형을 메인 파워 스위칭을 구동할 수 있도록 예비로 가동하는 기능을 수행할 수 있다.

공진 구동부(130)는 예비 가동부(180)에 의해 프리 구동된 파형으로 메인 전력 스위칭을 하고, 여기서 메인 전류가 특수 고압 변압기와 같이 공진을 이루며서 구동하는 것으로서, 이 때 최대 전력 및 전압이 발생할 수 있다.

또한, 공진 전달부(140)는 공진 구동부(130)에 의한 공진 구동전력을 2차측인 악취제거장치(7)에 전달하는 역할을 수행하고, 공진 소자로서의 역할도 같이 수행할 수 있다.

공진 조절부(160)는 전체 장치에서 공진이 이루어질 수 있도록 공진 주파수를 조정하고, 이상발생으로 과도하게 전력소모가 발생하는 경우 보호장치를 가동시켜 출력을 중단시킴으로써 전체 장치를 보호하는 기능을 수행할 수 있다.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이 전원구동부를 제어하는 컨트롤러(200)는 전원구동부의 출력상태와 이상 상황을 체크하여 전원구동부의 회로를 보호하거나 출력을 조정할 수 있다.

가령, 컨트롤러(200)는 온도센서(210)로부터 출력되는 정보에 의해 전원구동부의 변압기 온도를 감지하여 전원구동부의 작동을 중단시킬 수 있다. 전원구동부의 변압기(transformer)는 외부온도 및 동작조건에 따라 열을 발생하는데, 변압기의 열발생이 한계점 이상에 도달하면 변압기의 코어(core) 및 와이어(wire)에 심각한 손상을 발생시킬 수 있다. 따라서 온도센서(210)를 설치하여 변압기에서 발생되는 열을 감지하고, 변압기의 온도가 설정된 값 이상으로 상승하면 컨트롤러(200)는 적정 온도가 될때까지 전원구동부의 동작을 중단시킨다. 그리고 변압기가 적정 온도가 되면 컨트롤러는 전원구동부를 다시 작동시킨다.

전류계(220)는 전원구동부에서 발생된 출력전류를 감지한다. 전류계(220)를 통해 감지된 출력전류 값을 컨트롤러(200)는 디스플레이(230)를 통해 시각적으로 나타낸다. 이에 따라 전원구동부에서 발생된 출력전류를 디스플레이를 통해 실시간으로 확인할 수 있으므로 출력전류의 조절이 가능하다.

그리고 회로의 이상시 출력전류가 설정된 값 이하로 떨어지면 컨트롤러(200)는 회로 내의 출력센싱전압을 설정기준전압과 비교하여 알람부(240)를 통해 회로의 이상을 소리로 경고할 수 있다. 이를 통해 전원구동부 회로의 적절한 동작상태를 항상 체크할 수 있다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 챔버 25: 방전공간
27: 내부공간 30: 절연플레이트
40: 방전전극유닛 60: 공기유입부
70: 열교환매체유입부 80: 접지전극유닛

Claims

챔버와;
상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 챔버의 내부를 상부에 위치하는 방전공간과 하부에 위치하는 냉각공간으로 구획하는 절연플레이트와;
상기 방전공간에 설치되어 상기 절연플레이트의 상부에 결합되는 방전전극유닛과;
상기 냉각공간에 설치되어 상기 절연플레이트의 하부에 결합되는 접지전극유닛과;
상기 방전공간으로 공기가 유입될 수 있도록 상기 챔버의 일측에 설치되어 상기 방전공간과 연결되는 공기유입부와;
상기 방전공간에서 발생된 오존이 외부로 배출될 수 있도록 상기 챔버의 타측에 설치되어 상기 방전공간과 연결되는 오존배출부와;
상기 냉각공간으로 열교환매체가 유입될 수 있도록 상기 챔버의 일측에 설치되어 상기 냉각공간과 연결되는 열교환매체유입부와;
상기 냉각공간을 통과한 열교환매체가 외부로 배출될 수 있도록 상기 챔버의 타측에 설치되어 상기 냉각공간과 연결되는 열교환매체유출부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 악취제거장치.
제 1항에 있어서, 상기 방전전극유닛은 나란하게 설치되며 하부가 상기 절연플레이트와 접촉하는 한쌍의 상부전극들과, 상기 상부전극들 사이에 설치되어 상기 상부전극들을 일정 거리 이격시키는 스페이서와, 상기 상부전극들 각각에 설치되어 상기 챔버의 내측면에 결합되는 사이드바와, 상기 챔버의 일측면을 관통하여 상기 사이드바와 결합되며 전원과 연결되는 상부전극핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 악취제거장치.
제 1항에 있어서, 상기 접지전극유닛은 상기 절연플레이트의 하부에 면접촉하도록 결합되는 판상의 하부전극과, 상기 하부전극의 하부에 다수가 나란하게 형성되어 상기 열교환매체와 열교환이 가능한 방열플레이트들과, 상기 챔버의 일측면을 관통하여 상기 하부전극과 결합되며 전원과 연결되는 하부전극핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 악취제거장치.
제 1항에 있어서, 상기 방전공간으로 세척수를 유입시켜 상기 절연플레이트를 세척할 수 있도록 상기 챔버와 연결되는 세척유닛과, 상기 세척수가 상기 방전공간으로 유입시 상기 세척수가 상기 냉각공간으로 유입되는 것을 차단하기 위해 상기 절연플레이트의 가장자리와 상기 챔버의 내측면과의 접촉부위에 수밀을 유지시키기 위한 수밀유지수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 악취제거장치.
제 1항에 있어서, 상기 방전전극유닛 및 상기 접지전극유닛과 전기적으로 연결되는 전원구동부와, 상기 전원구동부에 설치된 변압기의 온도를 감지하기 위한 온도센서와, 상기 전원구동부에서 발생된 출력전류를 감지하기 위한 전류계와, 상기 온도센서 및 상기 전류계로부터 측정된 온도값 및 전류값에 의해 상기 전원구동부의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러와, 상기 전류계로부터 측정된 전류값을 실시간으로 확인할 수 있도록 상기 컨트롤러의 제어를 통해 전류값을 시각적으로 나타내기 위한 디스플레이와, 상기 전원구동부의 이상시 상기 컨트롤러의 제어를 통해 상기 전원구동부의 이상을 소리로 경고하기 위한 알람부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 악취제거장치.