KR102121056B1 - 라디칼 발생 모듈 및 라디칼 발생 장치 - Google Patents

라디칼 발생 모듈 및 라디칼 발생 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산소 가스 등을 이용하여 오존 가스 등을 생성할 수 있는 라디칼 발생 모듈 및 라디칼 발생 장치에 관한 것으로서, 내부에 산소 가스가 흐를 수 있도록 가스 유로 공간이 형성되는 외부 전극체; 상기 외부 전극체의 상기 가스 유로 공간에 적어도 일부분이 삽입되고, 내부에 내부 전극 수용부가 형성되는 유전체; 및 상기 유전체의 상기 내부 전극 수용부에 적어도 일부분이 삽입되는 내부 전극체;를 포함하고, 상기 내부 전극체는, 내부에 냉매가 순환될 수 있도록 냉매 유로가 형성될 수 있다.

Description

라디칼 발생 모듈 및 라디칼 발생 장치{Radical generating module and apparatus}
본 발명은 라디칼 발생 모듈 및 라디칼 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산소 가스 등을 이용하여 오존 가스 등을 생성할 수 있는 라디칼 발생 모듈 및 라디칼 발생 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 오존(O3)이란 상압, 실온의 환경에서 특유한 냄새가 있는 미청색(微靑色)의 기체로 존재하는 산소(O2)의 동소체 물질로서 이러한 오존은 산소에 비하여 1.5배의 밀도와 12.5배의 용해도를 가지는 물질인데, 이러한 오존은 난 분해성 물질을 산화시켜 생분해성 물질로 전환시켜 주는 강력한 살균, 소독, 탈색, 탈취 효과가 있다.
종래의 오존 발생 장치들은, 대한민국 특허등록 제10-1016435에 기재된 바와 같이, 두 전극 사이에 코로나 방전(Corona discharge) 등을 일으켜서 플라즈마 화학 반응으로 산소 라디칼로부터 오존을 발생시키는 장치들은 전극에 RF 파워 등의 고전력이 인가되는 것으로서, 전극이나 전극 주변에 열에너지가 집중되어 전극이 열적 스트레스로 인해 파손되거나 전기적인 특성 변화로 인해 성능이 떨어지는 등 제품의 내구성과 신뢰성이 떨어지는 문제점들이 있었다.
본 발명의 사상은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 내부에 냉매 유로를 형성하여 열적 스트레스를 줄여서 제품의 내구성과 신뢰성을 향상시키고, 조립되는 형태 및 구조를 모듈화 및 최적화 설계하여 대규모의 오존 가스를 효율적으로 생산할 수 있으며, 다양한 설치 환경과 스팩에 맞추어 광범위하게 적용될 수 있게 하는 라디칼 발생 모듈 및 라디칼 발생 장치를 제공함에 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 라디칼 발생 모듈은, 내부에 가스가 흐를 수 있도록 가스 유로 공간이 형성되는 외부 전극체; 상기 외부 전극체의 상기 가스 유로 공간에 적어도 일부분이 삽입되고, 내부에 내부 전극 수용부가 형성되는 유전체; 및 상기 유전체의 상기 내부 전극 수용부에 적어도 일부분이 삽입되는 내부 전극체;를 포함하고, 상기 내부 전극체는, 내부에 냉매가 순환될 수 있도록 냉매 유로가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 외부 전극체와 상기 내부 전극체 사이로 유입되는 가스는 산소 가스이고, 유출되는 가스는 라디칼에 의해 발생되는 오존 가스일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 외부 전극체와 상기 내부 전극체는 전체적으로 외관이 원기둥 또는 실린더 형상이고, 길이 방향으로 길게 전체적으로 선형으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 내부 전극체는, 일측에 개구가 형성되고, 내부에 냉매 수용 공간이 형성되는 내부 전극 몸체부; 및 상기 냉매 수용 공간의 중심축부로 상기 냉매가 순방향 진입되고, 상기 냉매 수용 공간의 테두리부로 상기 냉매가 역방향 토출될 수 있도록 상기 내부 전극 몸체부의 상기 개구에 설치되고, 중심축에 냉매 공급관이 상대적으로 길게 형성되며, 테두리부에 냉매 토출관이 상대적으로 짧게 형성되고, 일측에 RF 전원 연결 단자가 설치되는 내부 전극 덮개부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 냉매 공급관의 상기 냉매 수용 공간에 대한 제 1 삽입 길이는, 상기 내부 전극 몸체부의 내부 전극 몸체 길이 보다 실질적으로 짧을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 외부 전극체는, 내부에 상기 가스 유로 공간이 형성되고, 일측에 제 1 개구와 타측에 제 2 개구가 형성되는 외부 전극 몸체부; 및 상기 외부 전극 몸체부의 상기 제 2 개구에 형성되고, 중심에 오존 배출구가 형성되는 외부 전극 덮개부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 유전체는, 상기 외부 전극체의 상기 가스 유로 공간에 적어도 일부분이 제 2 삽입 길이로 삽입되고, 내부에 상기 내부 전극 수용부가 형성되며, 일측에 개구가 형성되는 유전체 몸체부; 및 상기 외부 전극 몸체부의 상기 제 1 개구를 덮을 수 있도록 상기 유전체 몸체부의 상기 개구로부터 연장되는 형상으로 형성되고, 상기 외부 전극체의 상기 가스 유로 공간에 산소 가스가 공급될 수 있도록 일측에 산소 가스 공급관이 형성되는 플랜지부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 유전체 몸체부의 상기 가스 유로 공간에 대한 제 2 삽입 길이는, 상기 외부 전극 몸체부의 외부 전극 몸체 길이 보다 실질적으로 짧을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 라디칼 발생 모듈은, 상기 외부 전극 몸체부와 상기 외부 전극 덮개부 사이에 설치되는 제 1 실링 부재; 및 상기 외부 전극 몸체부와 상기 플랜지부 사이에 설치되는 제 2 실링 부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 외부 전극체 또는 상기 내부 전극체에 온도조절장치 또는 히터가 설치될 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 라디칼 발생 장치는, 복수개의 라디칼 발생 모듈들이 서로 평행하게 배치되고, 상기 라디칼 발생 모듈은, 내부에 산소 가스가 흐를 수 있도록 가스 유로 공간이 형성되는 외부 전극체; 상기 외부 전극의 상기 유로 공간에 적어도 일부분이 삽입되고, 내부에 내부 전극 수용부가 형성되는 유전체; 및 상기 유전체의 상기 내부 전극 수용부에 적어도 일부분이 삽입되는 내부 전극체;를 포함하고, 상기 내부 전극체는, 내부에 냉매가 순환될 수 있도록 냉매 유로가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 라디칼 발생 모듈들은, 적어도 각각의 상기 외부 전극체들이 일체를 이루는 일체형 외부 전극체, 각각의 상기 유전체들이 일체를 이루는 일체형 유전체 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 일체형 외부 전극체는, 내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로 상기 냉매를 공급하는 냉매 공급용 분기 유로가 형성되고, 내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로부터 상기 냉매를 배출하는 냉매 배출용 수거 유로가 형성되며, 내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로 산소 가스를 공급하는 산소 가스 공급용 분기 유로가 형성되고, 내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로부터 생성된 오존 가스를 배출하는 오존 가스 배출용 수거 유로가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 라디칼 발생 모듈들은, 일측에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로 산소 가스를 공급하는 산소 가스 공급용 분기관이 연결되고, 타측에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로부터 생성된 오존 가스를 배출하는 오존 가스 배출용 수거관이 연결될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 내부 전극체 또는 외부 전극체에 냉매 유로를 형성하여 열적 스트레스를 줄여서 제품의 내구성과 신뢰성을 향상시키고, 조립되는 형태 및 구조를 모듈화 및 최적화 설계하여 대규모의 오존 가스를 효율적으로 생산할 수 있으며, 다양한 설치 환경과 스팩에 맞추어 광범위하게 적용될 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라디칼 발생 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 라디칼 발생 모듈을 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 라디칼 발생 모듈의 단면도이다.
도 4는 도 1의 라디칼 발생 모듈들로 이루어지는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치를 나타내는 측단면도이다.
도 9는 도 8의 라디칼 발생 장치를 나타내는 정단면도이다.
도 10은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하, 본 발명의 여러 실시예들에 따른 라디칼 발생 모듈 및 라디칼 발생 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라디칼 발생 모듈(100)을 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 라디칼 발생 모듈(100)을 나타내는 부품 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 라디칼 발생 모듈(100)의 단면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라디칼 발생 모듈(100)은, 크게, 외부 전극체(10)와, 유전체(20) 및 내부 전극체(30)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 전극체(10)는, 내부에 산소 가스(1)가 흐를 수 있도록 가스 유로 공간(A)이 형성되는 구조체로서, 일종의 그라운드 전극(접지 전극)의 역할을 할 수 있도록 알루미늄, 구리, 스틸, 스테인레스 스틸, 텅스텐 등의 금속 또는 비금속 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 전극체(10)는 2개 이상의 부품으로 이루어질 수 있는 것으로서, 상기 외부 전극체(10)는, 내부에 상기 가스 유로 공간(A)이 형성되고, 일측에 제 1 개구(11a)와 타측에 제 2 개구(11b)가 형성되는 외부 전극 몸체부(11) 및 상기 외부 전극 몸체부(11)의 상기 제 2 개구(11b)에 형성되고, 중심에 오존 배출구(12a)가 형성되는 외부 전극 덮개부(12)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 외부 전극체(10)는 상기 외부 전극 몸체부(11)의 상기 제 2 개구(11b)에 상기 외부 전극 덮개부(12)를 조립하여 이루어질 수 있다. 이 때, 도시하진 않았지만, 상기 외부 전극 몸체부(11)와 상기 외부 전극 덮개부(12)는 용접이나 접착이나 기타 클램프, 나사, 볼트, 리벳 등의 각종 패스너를 이용하여 서로 고정될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 기밀을 위해서, 상기 외부 전극 몸체부(11)와 상기 외부 전극 덮개부(12) 사이에 오링이나 가스킷 등 제 1 실링 부재(S1)가 설치될 수 있다.
한편, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유전체(20)는, 상기 외부 전극체(10)의 상기 가스 유로 공간(A)에 적어도 일부분이 삽입되고, 내부에 내부 전극 수용부(B)가 형성되는 구조체로서, 석영, 세라믹, 유리, 실리콘, 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱, 우레탄, 폴리머, 플루오르 수지, 기타 수지 등 각종 절연 재질로 이루어질 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유전체(20)는, 상기 유전체(20)는, 원피스 타입의 부품으로서, 상기 외부 전극체(10)의 상기 가스 유로 공간(A)에 적어도 일부분이 제 2 삽입 길이(L2)로 삽입되고, 내부에 상기 내부 전극 수용부(B)가 형성되며, 일측에 개구(21a)가 형성되는 유전체 몸체부(21) 및 상기 유전체 몸체부(21)의 일측에 일체로 형성되고, 상기 외부 전극 몸체부(11)의 상기 제 1 개구(11a)를 덮을 수 있도록 상기 유전체 몸체부(21)의 상기 개구(21a)로부터 연장되는 형상으로 형성되고, 상기 외부 전극체(10)의 상기 가스 유로 공간(A)에 산소 가스가 공급될 수 있도록 일측에 산소 가스 공급관(23)이 형성되는 플랜지부(22)를 포함할 수 있다.
여기서, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 기밀을 위해서, 상술된 상기 외부 전극 몸체부(11)와 상기 플랜지부(22) 사이에 제 2 실링 부재(S2)가 설치될 수 있다. 또한, 도시하진 않았지만, 상기 외부 전극 몸체부(11)와 상기 플랜지부(22) 역시, 용접이나 접착이나 기타 클램프, 나사, 볼트, 리벳 등의 각종 패스너를 이용하여 서로 고정될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유전체 몸체부(21)의 상기 가스 유로 공간(A)에 대한 제 2 삽입 길이(L2)는, 상기 외부 전극 몸체부(11)의 외부 전극 몸체 길이(L3) 보다 실질적으로 짧게 형성될 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유전체 몸체부(21)의 상기 가스 유로 공간(A)에 대한 제 2 삽입 길이(L2)는, 상기 외부 전극 몸체부(11)의 외부 전극 몸체 길이(L3) 보다 짧기 때문에 상기 산소 가스 공급관(23)을 통해서 상기 가스 유로 공간(A)으로 삽입된 산소 가스(1)가 상기 유전체 몸체부(21)의 표면을 따라 이동되면서 플라즈마에 의해 화학적으로 오존 가스(2)로 변화되고, 이어서 변환된 상기 오존 가스(2)가 상기 외부 전극 덮개부(12)의 내면을 따라 중심으로 모아져서 상기 외부 전극 덮개부(12)의 상기 오존 배출구(12a)로 배출될 수 있다.
한편, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부 전극체(30)는, 상기 유전체(20)의 상기 내부 전극 수용부(B)에 적어도 일부분이 삽입되는 구조체로서, 일종의 RF 전극의 역할을 할 수 있도록 알루미늄, 구리, 스틸, 스테인레스 스틸, 텅스텐 등의 금속 또는 비금속 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부 전극체(30)는, 내부에 냉매(3)가 순환될 수 있도록 냉매 유로가 형성될 수 있도록 2피스 이상의 부품으로 이루어질 수 있는 것으로서, 더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 내부 전극체(30)는, 일측에 개구(31a)가 형성되고, 내부에 냉매 수용 공간(C)이 형성되는 내부 전극 몸체부(31) 및 상기 냉매 수용 공간(C)의 중심축부로 상기 냉매(3)가 순방향 진입되고, 상기 냉매 수용 공간(C)의 테두리부로 상기 냉매(3)가 역방향 토출될 수 있도록 상기 내부 전극 몸체부(31)의 상기 개구(31a)에 설치되고, 중심축에 냉매 공급관(33)이 상대적으로 길게 형성되며, 테두리부에 냉매 토출관(34)이 상대적으로 짧게 형성되고, 일측에 RF 전원 연결 단자(35)가 설치되는 내부 전극 덮개부(32)를 포함할 수 있다.
여기서, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉매 공급관(33)의 상기 냉매 수용 공간(C)에 대한 제 1 삽입 길이(L1)는, 상기 내부 전극 몸체부(31)의 내부 전극 몸체 길이(L4) 보다 실질적으로 짧게 형성될 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉매(3)는 상기 내부 전극 덮개부(32)의 중심축에 설치된 상기 냉매 공급관(33)을 통해서 상기 냉매 수용 공간(C)의 중심축부로 상기 냉매(3)가 순방향 진입되다가 상기 내부 전극 몸체부(31)의 내부에 막힌 부분에 도달되면 그 방향을 달리하여 상기 냉매 수용 공간(C)의 테두리부를 따라서 역방향으로 진행되어 상기 냉매 토출관(34)을 통해 외부로 토출될 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라디칼 발생 모듈(100)의 작동 과정을 설명하면, 상기 RF 전원 연결 단자(35)를 통해서 상기 내부 전극체(30)로 RF 파워가 인가되면, 상기 유전체(20)의 표면에 플라즈마가 발생되고, 상술된 바와 같이, 상기 유전체(20)의 상기 산소 가스 공급관(23)을 통해서 상기 가스 유로 공간(A)으로 삽입된 산소 가스(1)가 상기 외부 전극체(10)와 상기 유전체 몸체부(21) 사이 공간을 따라 이동되면서 상기 플라즈마에 의해 라디칼화되어 화학적으로 오존 가스(2)로 변화되고, 이어서 변환된 상기 오존 가스(2)가 상기 외부 전극 덮개부(12)의 내면을 따라 중심으로 모아져서 상기 외부 전극 덮개부(12)의 상기 오존 배출구(12a)로 배출될 수 있다.
이 때, 상기 냉매(3)는 상기 내부 전극 덮개부(32)의 중심축에 설치된 상기 냉매 공급관(33)을 통해서 상기 냉매 수용 공간(C)의 중심축부로 상기 냉매(3)가 순방향 진입되다가 상기 냉매 수용 공간(C)의 테두리부를 따라서 역방향으로 진행되어 상기 냉매 토출관(34)을 통해 외부로 토출되어 상기 내부 전극체(30)를 충분히 냉각시킬 수 있다. 그러므로, 상기 내부 전극체(30)에 냉매 유로를 형성하여 열적 스트레스를 줄여서 제품의 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 예컨대, 상기 외부 전극체(10)와 상기 내부 전극체(30) 사이로 유입되는 가스는 산소 가스이고, 유출되는 가스는 라디칼에 의해 발생되는 오존 가스인 것이 예시되었으나, 이외에도 산소 가스 대신 라디칼화할 수 있는 다양한 종류의 가스가 유입될 수 있고, 이를 통해서 오존 가스 이외에도 다양한 형태의 화학적 라디칼 가스가 생성될 수 있다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 예컨대, 상기 외부 전극체(10)와 상기 내부 전극체(30)는 전체적으로 외관이 원기둥 또는 실린더 형상인 것으로서, 길이 방향으로 길게 전체적으로 선형으로 형성되어 다른 라디칼 발생 모듈들과 용이하게 연결되어, 후술될 라디칼 발생 장치(1000)로 쉽게 구성될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라디칼 발생 모듈(100)의 상기 외부 전극체(10) 또는 상기 내부 전극체(30)에 온도 조절 장치(42) 또는 히터가 설치될 수 있다.
이러한, 상기 온도 조절 장치(42)는 최적의 온도 하에서 라디칼을 생성하기 위해 상기 외부 전극체(10) 또는 상기 내부 전극체(30)에 온도 센서(41)를 설치하고, 상기 온도 센서(41)로부터 온도 신호를 인가받아 제어 신호를 인가하는 제어부(40)에 의해 제어될 수 있다. 이러한 온도 조절 장치는 히터는 물론이고, 열전소자나 냉각 장치 등 다양한 온도 조절 장치들이 모두 적용될 수 있다.
이외에도, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)는, 산소 가스 저장부(43)와 연결된 유량 조절 밸브(44)에 제어 신호를 인가하여 공급되는 산소 가스의 유량을 제어할 수 있고, RF 전원(45)에 제어 신호를 인가하여 RF 파워를 제어할 수 있으며, 냉매 저장부(46)와 연결된 냉매량 조절 밸브(47)에 제어 신호를 인가하여 냉매량을 제어할 수 있다. 이외에도 상기 제어부(40)는 각종 설정치나 기준치를 입력하여 라디칼 생성 환경을 정밀하게 제어할 수 있다.
도 4는 도 1의 라디칼 발생 모듈들로 이루어지는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(1000)를 나타내는 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도 1의 라디칼 발생 모듈(100)들로 이루어지는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(1000)는, 복수개의 라디칼 발생 모듈(100)들이 서로 평행하게 배치되는 형태로 조립될 수 있다.
여기서, 상기 라디칼 발생 모듈(100)은, 내부에 산소 가스(1)가 흐를 수 있도록 가스 유로 공간(A)이 형성되는 외부 전극체(10)와, 상기 외부 전극체(10)의 상기 가스 유로 공간(A)에 적어도 일부분이 삽입되고, 내부에 내부 전극 수용부(B)가 형성되는 유전체(20) 및 상기 유전체(20)의 상기 내부 전극 수용부(B)에 적어도 일부분이 삽입되는 내부 전극체(30)를 포함할 수 있고, 상기 내부 전극체(30)는, 내부에 냉매(3)가 순환될 수 있도록 냉매 유로가 형성되는 것으로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상술된 라디칼 발생 모듈(100)의 구성 및 역할과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(1000)는 상기 라디칼 발생 모듈(100)이 4행 및 4열을 이루어서 총 16개가 서로 평행하게 군집되게 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 단순한 군집 배치 방식은, 오존의 필요량에 따라 얼마든지 개수를 늘리거나 줄여서 최적화 설계될 수 있고, 대용량의 오존 가스를 생산할 수 있게 하는 등 제품의 스팩이나 적용 범위 및 설치 한계를 무제한적으로 넓게 할 수 있다. 여기서, 각각의 모듈들은 용접이나, 접착이나, 접합이나, 각종 패스너에 의해 서로 고정될 수 있다.
그러므로, 조립되는 형태 및 구조를 모듈화 및 최적화 설계하여 대규모의 오존 가스를 효율적으로 생산할 수 있으며, 다양한 설치 환경과 스팩에 맞추어 광범위하게 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(2000)를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(2000)의 라디칼 발생 모듈(100)들은, 각각의 상기 외부 전극체(10)들이 일체를 이루는 일체형 외부 전극체(2010), 각각의 상기 유전체(20)들이 일체를 이루는 일체형 유전체(2020)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 일체형 외부 전극체(2010)는, 복수개의 상기 외부 전극 몸체부들이 일체를 이루는 일체형 외부 전극 몸체부(2011) 및 복수개의 상기 외부 전극 덮개부들이 일체를 이루는 일체형 외부 전극 덮개부(2012)를 포함할 수 있다.
따라서, 이러한 상기 일체형 외부 전극체(2010) 및 상기 일체형 유전체(2020)를 이용하여 단 한번의 조립 과정으로도 복수개의 모듈들을 쉽게 통합할 수 있고, 별도의 조립이나 고정 과정을 생략하거나 절감할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(3000)를 나타내는 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(3000)는 설치 환경이나 설치 장소에 따라 내부에 빈 공간이 형성되도록 테두리부분에 나란히 배치되는 것도 가능하다.
도 7은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(4000)를 나타내는 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(4000) 역시 설치 환경이나 설치 장소에 따라 일렬로 나란히 배치되는 것도 가능하다.
도 6 및 도 7의 라디칼 발생 장치(3000)(4000)들 이외에도 이러한 모듈 조립 방식의 배치 형태는 매우 다양할 수 있는 것으로서, 이러한 모듈 조립 방식으로 인하여 모듈들을 다양한 형태로 쉽게 배치하여 연결할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(5000)를 나타내는 측단면도이고, 도 9는 도 8의 라디칼 발생 장치(5000)를 나타내는 정단면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(5000)의 일체형 외부 전극체(2010)는, 내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈(100)들로 상기 냉매(3)를 공급하는 냉매 공급용 분기 유로(P1)가 형성되고, 내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈(100)들로부터 상기 냉매(3)를 배출하는 냉매 배출용 수거 유로(P2)가 형성되며, 내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈(100)들로 산소 가스(1)를 공급하는 산소 가스 공급용 분기 유로(P3)가 형성되고, 내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈(100)들로부터 생성된 오존 가스(2)를 배출하는 오존 가스 배출용 수거 유로(P4)가 형성될 수 있다.
그러므로, 상기 냉매 공급용 분기 유로(P1)와 상기 냉매 배출용 수거 유로(P2)를 이용하여 상기 외부 전극체(10)에 냉매 유로를 형성하여 열적 스트레스를 줄여서 제품의 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것은 물론이고, 상기 산소 가스 공급용 분기 유로(P3)와 상기 오존 가스 배출용 수거 유로(P4)를 상기 일체형 외부 전극체(2010)의 내부에 설치하여 별도의 배관이 없이도 냉매, 산소 가스, 오존 가스의 흐름을 원활하게 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(6000)를 나타내는 사시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 라디칼 발생 장치(6000)의 라디칼 발생 모듈(100)들은, 일측에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈(100)들로 산소 가스(1)를 공급하는 산소 가스 공급용 분기관(T1)이 연결되고, 타측에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈(100)들로부터 생성된 오존 가스(2)를 배출하는 오존 가스 배출용 수거관(T2)이 연결될 수 있다.
따라서, 상술된 상기 산소 가스 공급용 분기관(T1)과 상기 오존 가스 배출용 수거관(T2)을 이용하여 산소 가스를 원활하게 공급하고, 오존 가스를 원활하게 수거할 수 있다.
이 때, 도 10에 도시된 바와 같이, 가스 반응을 촉진시키기 위해서 산소 가스의 흐름 속도를 높일 수 있도록 상기 산소 가스 공급용 분기관(T1)의 내경 면적은 상대적으로 작게 하고, 반응을 마친 오존 가스의 흐름 속도는 낮추어 오존 가스의 농도를 높이기 위해서 상기 오존 가스 배출용 수거관(T2)의 내경 면적은 상대적으로 크게 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 산소 가스
2: 오존 가스
3: 냉매
10: 외부 전극체
11: 외부 전극 몸체부
12: 외부 전극 덮개부
12a: 오존 배출구
20: 유전체
21: 유전체 몸체부
22: 플랜지부
30: 내부 전극체
31: 내부 전극 몸체부
31a: 개구
C: 냉매 수용 공간
32: 내부 전극 덮개부
33: 냉매 공급관
34: 냉매 토출관
35: RF 전원 연결 단자
A: 가스 유로 공간
B: 내부 전극 수용부
S1: 제 1 실링 부재
S2: 제 2 실링 부재
40: 제어부
41: 온도 센서
42: 온도 조절 장치
43: 산소 가스 저장부
44: 유량 조절 밸브
45: RF 전원
46: 냉매 저장부
47: 냉매량 조절 밸브
100: 라디칼 발생 모듈
2010: 일체형 외부 전극체
2011: 일체형 외부 전극 몸체부
2012: 일체형 외부 전극 덮개부
2020: 일체형 유전체
P1: 냉매 공급용 분기 유로
P2: 냉매 배출용 수거 유로
P3: 산소 가스 공급용 분기 유로
P4: 오존 가스 배출용 수거 유로
T1: 산소 가스 공급용 분기관
T2: 오존 가스 배출용 수거관
1000~6000: 라디칼 발생 장치

Claims (14)

  1. 내부에 가스가 흐를 수 있도록 가스 유로 공간이 형성되는 외부 전극체;
    상기 외부 전극체의 상기 가스 유로 공간에 적어도 일부분이 삽입되고, 내부에 내부 전극 수용부가 형성되는 유전체; 및
    상기 유전체의 상기 내부 전극 수용부에 적어도 일부분이 삽입되는 내부 전극체;를 포함하고,
    상기 내부 전극체는, 내부에 냉매가 순환될 수 있도록 냉매 유로가 형성되고,
    상기 외부 전극체는,
    내부에 상기 가스 유로 공간이 형성되고, 일측에 제 1 개구와 타측에 제 2 개구가 형성되는 외부 전극 몸체부; 및
    상기 외부 전극 몸체부의 상기 제 2 개구에 형성되고, 라디칼 배출구가 형성되는 외부 전극 덮개부;
    를 포함하고,
    상기 유전체는,
    상기 외부 전극체의 상기 가스 유로 공간에 적어도 일부분이 제 2 삽입 길이로 삽입되고, 내부에 상기 내부 전극 수용부가 형성되며, 일측에 개구가 형성되는 유전체 몸체부; 및
    상기 외부 전극 몸체부의 상기 제 1 개구를 덮을 수 있도록 상기 유전체 몸체부의 상기 개구로부터 연장되는 형상으로 형성되고, 상기 외부 전극체의 상기 가스 유로 공간에 산소 가스가 공급될 수 있도록 일측에 산소 가스 공급관이 형성되는 플랜지부;
    를 포함하고,
    상기 유전체 몸체부의 상기 가스 유로 공간에 대한 제 2 삽입 길이는, 상기 외부 전극 몸체부의 외부 전극 몸체 길이 보다 짧은, 라디칼 발생 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 전극체와 상기 내부 전극체 사이로 유입되는 가스는 산소 가스이고, 유출되는 가스는 라디칼에 의해 발생되는 오존 가스인, 라디칼 발생 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 전극체와 상기 내부 전극체는 전체적으로 외관이 원기둥 또는 실린더 형상이고, 길이 방향으로 길게 전체적으로 선형으로 형성되는, 라디칼 발생 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 전극체는,
    일측에 개구가 형성되고, 내부에 냉매 수용 공간이 형성되는 내부 전극 몸체부; 및
    상기 냉매 수용 공간의 중심축부로 상기 냉매가 순방향 진입되고, 상기 냉매 수용 공간의 테두리부로 상기 냉매가 역방향 토출될 수 있도록 상기 내부 전극 몸체부의 상기 개구에 설치되고, 중심축에 냉매 공급관이 상대적으로 길게 형성되며, 테두리부에 냉매 토출관이 상대적으로 짧게 형성되고, 일측에 RF 전원 연결 단자가 설치되는 내부 전극 덮개부;
    를 포함하는, 라디칼 발생 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉매 공급관의 상기 냉매 수용 공간에 대한 제 1 삽입 길이는, 상기 내부 전극 몸체부의 내부 전극 몸체 길이 보다 짧은, 라디칼 발생 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 전극 몸체부와 상기 외부 전극 덮개부 사이에 설치되는 제 1 실링 부재; 및
    상기 외부 전극 몸체부와 상기 플랜지부 사이에 설치되는 제 2 실링 부재;
    를 더 포함하는, 라디칼 발생 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 전극체 또는 상기 내부 전극체에 온도 조절 장치 또는 히터가 설치되는, 라디칼 발생 모듈.
  11. 복수개의 라디칼 발생 모듈들이 서로 평행하게 배치되고,
    상기 라디칼 발생 모듈은,
    내부에 가스가 흐를 수 있도록 가스 유로 공간이 형성되는 외부 전극체;
    상기 외부 전극의 상기 유로 공간에 적어도 일부분이 삽입되고, 내부에 내부 전극 수용부가 형성되는 유전체; 및
    상기 유전체의 상기 내부 전극 수용부에 적어도 일부분이 삽입되는 내부 전극체;를 포함하고,
    상기 내부 전극체는, 내부에 냉매가 순환될 수 있도록 냉매 유로가 형성되고,
    상기 외부 전극체는,
    내부에 상기 가스 유로 공간이 형성되고, 일측에 제 1 개구와 타측에 제 2 개구가 형성되는 외부 전극 몸체부; 및
    상기 외부 전극 몸체부의 상기 제 2 개구에 형성되고, 라디칼 배출구가 형성되는 외부 전극 덮개부;
    를 포함하고,
    상기 유전체는,
    상기 외부 전극체의 상기 가스 유로 공간에 적어도 일부분이 제 2 삽입 길이로 삽입되고, 내부에 상기 내부 전극 수용부가 형성되며, 일측에 개구가 형성되는 유전체 몸체부; 및
    상기 외부 전극 몸체부의 상기 제 1 개구를 덮을 수 있도록 상기 유전체 몸체부의 상기 개구로부터 연장되는 형상으로 형성되고, 상기 외부 전극체의 상기 가스 유로 공간에 산소 가스가 공급될 수 있도록 일측에 산소 가스 공급관이 형성되는 플랜지부;
    를 포함하고,
    상기 유전체 몸체부의 상기 가스 유로 공간에 대한 제 2 삽입 길이는, 상기 외부 전극 몸체부의 외부 전극 몸체 길이 보다 짧은, 라디칼 발생 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 라디칼 발생 모듈들은, 적어도 각각의 상기 외부 전극체들이 일체를 이루는 일체형 외부 전극체, 각각의 상기 유전체들이 일체를 이루는 일체형 유전체 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는, 라디칼 발생 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 일체형 외부 전극체는,
    내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로 상기 냉매를 공급하는 냉매 공급용 분기 유로가 형성되고,
    내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로부터 상기 냉매를 배출하는 냉매 배출용 수거 유로가 형성되며,
    내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로 산소 가스를 공급하는 산소 가스 공급용 분기 유로가 형성되고,
    내부에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로부터 생성된 오존 가스를 배출하는 오존 가스 배출용 수거 유로가 형성되는, 라디칼 발생 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 라디칼 발생 모듈들은,
    일측에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로 산소 가스를 공급하는 산소 가스 공급용 분기관이 연결되고,
    타측에 각각의 상기 라디칼 발생 모듈들로부터 생성된 오존 가스를 배출하는 오존 가스 배출용 수거관이 연결되는, 라디칼 발생 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20080233021A1 (en) * 2007-03-22 2008-09-25 Huei-Tarng Liou Twin-tube type water-cooling ozone generation tube assembly
JP2010248018A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Metawater Co Ltd オゾン発生電極および装置

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