KR102162219B1 - 이중 유전체관 구조를 가지는 플라즈마 발생장치 - Google Patents

이중 유전체관 구조를 가지는 플라즈마 발생장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102162219B1
KR102162219B1 KR1020180117936A KR20180117936A KR102162219B1 KR 102162219 B1 KR102162219 B1 KR 102162219B1 KR 1020180117936 A KR1020180117936 A KR 1020180117936A KR 20180117936 A KR20180117936 A KR 20180117936A KR 102162219 B1 KR102162219 B1 KR 102162219B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dielectric tube
discharge electrode
cooling water
electrode
plasma
Prior art date
Application number
KR1020180117936A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200038574A (ko
Inventor
황종호
하정수
김태훈
정장근
Original Assignee
주식회사 경동냉열산업
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 주식회사 경동냉열산업 filed Critical 주식회사 경동냉열산업
Priority to KR1020180117936A priority Critical patent/KR102162219B1/ko
Publication of KR20200038574A publication Critical patent/KR20200038574A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102162219B1 publication Critical patent/KR102162219B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/4608—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods using electrical discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/004—Seals, connections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

본 발명은 유전체관을 통과하는 공기가 방전영역에서 충분히 플라즈마처리되어 다량의 오존, 활성라디컬을 발생시킬 수 있는 구조의 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다. 본 발명은, 내측유전체관과의 사이에 공기유동로가 형성되는 외측유전체관과, 상기 내측유전체관의 길이방향을 따라 나선궤적으로 감긴 내측방전극과, 상기 외측유전체관의 길이방향을 따라 나선궤적으로 연장되는 외측방전극과, 상기 내측유전체관의 내부와 외측유전체관의 외부에서 유동하도록 냉각수를 공급하는 냉각수공급부재와, 상기 냉각수에 전기적으로 접속된 대향전극과, 상기 내측유전체관의 외표면에서 내측방전극의 주위와, 상기 외측유전체관의 내표면에서 외측방전극 주위에 연면방전에 의한 플라즈마를 발생시키는 전원을 포함한다.

Description

이중 유전체관 구조를 가지는 플라즈마 발생장치{PLASMA GENERATING DEVICE HAVING DOUBLE STRUCTURE OF DIELECTRIC PIPE}
본 발명은 이중 유전체관 구조를 가지는 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 내측유전체관과 그 내측유전체관을 둘러싸는 외측유전체관 사이에서 플라즈마를 발생시켜 공기를 플라즈마처리하고 플라즈마처리된 공기를 수질정화처리 등에 이용할 수 있는 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.
최근, 플라즈마에 의해 발생된 오존, 활성라디칼 등의 기체와 수중의 오염물질을 반응시킴으로써 오염물질의 분해, 산화를 유도하고 수질을 개선하는 수처리장치가 활발히 개발되고 있다.
플라즈마를 이용한 수처리장치는, 공기를 플라즈마처리함으로써 발생한 오존과 OH, H2O2, UV, HO2 등이 수중에 존재하는 각종 유해물질을 산화 및 분해시킴으로써 오폐수를 정화한다.
도 1은 등록특허공보 제10-1236202호에 기재된 것으로서, 플라즈마 수처리장치의 구성을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 유전체관인 석영관(2)이 수조(8) 내에 설치되고 대향전극(4)이 수중에 설치된다.
헤드(6)의 공기주입구(6a)를 통해 공기를 석영관(2) 내로 공급하면, 석영관(2) 내에서 방전극(3)에서 발생되는 플라즈마에 의해 공기가 플라즈마처리되어 오존, 활성라디컬 등이 다량 발생한다.
이러한 공기가 버블발생기(7)를 통과하면서 미세기포형태로 수중에 분산되고 수중의 오염물질은 미세기포 중의 오존, 활성라디컬과 반응하여 분해, 산화됨으로써 정화작용이 이루어진다.
상기 석영관(2) 내에 플라즈마를 발생시키기 위해 설치되는 방전극(3)은, 코일형상(3a)으로 이루어져 석영관(2)의 내주면에 밀착되어 있다.
석영관(2)의 내주면에 밀착된 코일형상(3a)의 방전극(3)은 석영관(2)의 내주면을 따라 연면방전을 발생시킴으로써 공기를 플라즈마처리한다.
석영관(2) 내부를 유동하는 공기는 연면방전영역을 따라 플라즈마와 반응하고 그 연면방전영역이 석영관(2)의 길이방향을 따라 연속됨으로써 공기가 석영관(2)을 통과하는 동안 폭넓은 플라즈마 반응이 발생할 수 있다.
그러나, 전술한 종래의 플라즈마 발생장치는 석영관(2)의 내주면에서 연면방전이 발생하므로, 석영관(2)의 내부로 공급되는 공기 중, 석영관(2)의 중심부를 따라 이동하는 공기는 연면방전영역에 접하지 못하여 플라즈마처리되지 못하는 문제가 있다.
더욱이 공기의 공급속도가 빠른 경우, 공기가 연면방전영역에서 충분히 플라즈마처리되지 못하고 통과함으로써 발생되는 오존, 활성라디컬 등의 물질양이 충분하지 않은 상황이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 관점에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유전체관을 통과하는 공기가 방전영역에서 충분히 플라즈마처리되어 다량의 오존, 활성라디컬을 발생시킬 수 있는 구조의 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 발생장치는, 중공관 형상의 내측유전체관과, 상기 내측유전체관을 외측에서 감싸도록 설치되며 상기 내측유전체관과의 사이에 공기유동로가 형성되는 외측유전체관과, 상기 내측유전체관의 외표면에 밀착한 도전성 와이어로서 상기 내측유전체관의 길이방향을 따라 나선궤적으로 감긴 내측방전극과, 상기 외측유전체관의 내표면에 밀착한 도전성 와이어로서 상기 외측유전체관의 길이방향을 따라 나선궤적으로 연장되는 외측방전극과, 상기 내측유전체관의 내표면과 상기 외측유전체관의 외표면에 냉각수가 접촉하면서 상기 내측유전체관의 내부와 상기 외측유전체관의 외부에서 유동하도록 냉각수를 공급하는 냉각수공급부재와, 상기 냉각수에 전기적으로 접속된 대향전극과, 상기 내측방전극 및 외측방전극과, 상기 대향전극에 연결되어 상기 내측유전체관의 외표면에서 상기 내측방전극의 주위와, 상기 외측유전체관의 내표면에서 상기 외측방전극 주위에 연면방전에 의한 플라즈마를 발생시키는 전원을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 플라즈마 발생장치는, 상기 외측방전극이 상기 내측방전극보다 큰 외경을 가지고, 나선궤적으로 연장되어 있는 상기 외측방전극의 사이사이에서 상기 내측방전극이 나선궤적으로 연장되는 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 플라즈마 발생장치는, 상기 외측방전극의 내경이 상기 내측방전극의 외경보다 작게 설치되어, 상기 내측유전체관의 길이방향에서 볼 때, 상기 외측방전극의 일부와 상기 내측방전극의 일부가 서로 겹치는 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 플라즈마 발생장치는, 상기 냉각수공급부재가, 내부에서 유동하는 상기 냉각수와 접촉하고 상기 외측유전체관을 둘러싸는 원통형의 도전성 커버를 포함하고, 상기 대향전극은 상기 도전성 커버이며, 상기 내측유전체관의 내부로 공급되는 냉각수는 상기 도전성 커버의 내부에서부터 공급되는 것이고, 상기 도전성 커버의 중심선과 상기 외측유전체관의 중심선이 일치하도록 설치되어, 상기 도전성 커버의 내주면과 상기 외측유전체관의 외주면과의 거리가 둘레를 따라 일정한 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 발생장치는, 내측유전체관의 외표면에서 내측방전극의 주위와, 외측유전체관의 내표면에서 외측방전극 주위에 연면방전에 의한 플라즈마를 발생시키고, 내측유전체관과 외측유전체관 사이의 공기유동로를 유동하는 공기가 외측방전극과 내측방전극을 교번해서 타고 넘는 과정에서 전체적으로 공기가 고르게 플라즈마처리될 수 있다.
이는 공기유동로를 따라 공기가 직진 유동하는 경우와 비교하여, 본 발명은 지그재그 유동궤적을 형성함으로써 매우 긴 유동궤적을 형성할 수 있는 바, 공기가 플라즈마에 의해 충분히 처리되고, 공기 중에 오존, OH라디컬 등 활성종 들이 풍부하게 생성될 수 있다.
또한, 본 발명의 외측방전극 및 내측방전극은 나선궤적으로 감긴 형상을 이루고 있으므로, 공기유동로의 공기가 외측방전극 및 내측방전극에 부딪히면 나선궤적의 방향으로도 유동이 안내됨으로써, 공기가 외측방전극과 내측방전극을 교번하여 만나면서 지그재그의 유동궤적을 형성할 뿐 아니라, 내측방전극을 중심으로 회전하는 나선형의 유동궤적이 추가적으로 복합된 궤적을 형성할 수 있는 바, 좁은 공간에서도 플라즈마처리되는 공기의 경로를 매우 길게 형성할 수 있는 구조이다.
또한, 본 발명은 내측유전체관을 외측유전체관이 감싸는 이중 유전체관 구조를 가지고, 상기 내측유전체관의 내표면과 외측유전체관의 외표면에 냉각수가 접촉하면서 유동하도록 공급하고 있는 바, 플라즈마가 발생하는 공간의 내외부에서 함께 냉각이 이루어짐으로써, 냉각성능이 향상되어 유전체관의 파손을 방지할 수 있다.
도 1는 종래 플라즈마 수처리장치의 전체적 구성을 도시하는 구성설명도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 분해한 구성을 도시하는 분해사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치가 조립된 상태의 단면구조를 도시하는 단면구성도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치에서 내측유전체관과 외측유전체관 사이에서 방전이 발생하는 작용 및 공기가 처리되는 작용을 설명하는 작용설명도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치에서 내측방전극과 외측방전극의 일부가 겹친 구조를 내측유전체관의 길이방향에서 도시한 단면구성도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치가 설치된 수처리장치의 구성 및 작용설명도
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생장치는, 중공관 형상의 내측유전체관(20)과, 상기 내측유전체관(20)을 외측에서 감싸도록 설치되며 내측유전체관(20)과의 사이에 공기유동로(71)가 형성되는 외측유전체관(30)과, 상기 내측유전체관(20)의 외표면에 밀착한 도전성 와이어로서 내측유전체관(20)의 길이방향을 따라 나선궤적으로 감긴 내측방전극(41)과, 상기 외측유전체관(30)의 내표면에 밀착한 도전성 와이어로서 외측유전체관(30)의 길이방향을 따라 나선궤적으로 연장되는 외측방전극(43)과, 상기 내측유전체관(20)의 내표면과 외측유전체관(30)의 외표면에 냉각수가 접촉하면서 내측유전체관(20)의 내부와 외측유전체관(30)의 외부에서 유동하도록 냉각수를 공급하는 냉각수공급부재(50)와, 상기 냉각수에 전기적으로 접속된 대향전극과, 상기 내측방전극(41) 및 외측방전극(43)과, 상기 대향전극에 연결되어 내측유전체관(20)의 외표면에서 내측방전극(41)의 주위와, 상기 외측유전체관(30)의 내표면에서 외측방전극(43) 주위에 연면방전에 의한 플라즈마를 발생시키는 전원(60)을 포함한다.
상기 내측유전체관(20)은 중공관 형상의 석영관이 채택되고 외측유전체관(30)의 내부에 외측유전체관(30)과 동심이 되도록 설치된다.
내측유전체관(20)과 외측유전체관(30)은 석영관이 가장 바람직하나, 유리관이나 세라믹관이 채택될 수도 있다.
외측유전체관(30)은 내측유전체관(20)을 외측에서 둘러싸도록 내측유전체관(20)의 외측에 위치하며, 내측유전체관(20)과의 사이에 간격이 형성됨으로써 공기가 유동할 수 있는 공기유동로(71)가 형성된다.
내측유전체관(20)과 외측유전체관(30)이 동심의 형태로 설치됨으로써 공기유동로(71)는 내측유전체관(20)을 중심으로 일정한 두께(높이)를 가지는 환형의 공간인 것이 가장 바람직하다. 이는 공기유동로(71)를 유동하는 공기가 내측유전체관(20)의 외측 둘레를 따라 균일하게 플라즈마처리될 수 있도록 한다.
내측유전체관(20)과 외측유전체관(30)은 이중의 유전체관의 구조를 가지도록 설치되고, 내측유전체관(20)의 내부와 외측유전체관(30)의 외부에는 냉각수가 유동하여 냉각작용이 발생하고, 내측유전체관(20)과 외측유전체관(30) 사이의 공기유동로(71)에서 플라즈마가 발생하여 공기를 플라즈마처리한다.
상기 내측방전극(41)은 내측유전체관(20)의 외표면에 밀착한 도전성 와이어로서 내측유전체관(20)의 길이방향을 따라 나선궤적으로 감기도록 설치된다.
이에 따라, 내측방전극(41)은 코일형상을 이루고, 내측유전체관(20)의 외표면에 밀착하여, 전원(60)의 공급시 내측유전체관(20)의 외표면에서 연면방전에 의한 플라즈마를 발생시킨다.
또한, 외측방전극(43)도 코일형상을 이루고, 외측유전체관(30)의 내표면에 밀착한 도전성 와이어로서 외측유전체관(30)의 길이방향을 따라 나선궤적으로 연장된다.
외측방전극(43)도 외측유전체관(30)의 내주면에 밀착하여, 전원(60)의 공급시 외측유전체관(30)의 내표면에서 연면방전에 의한 플라즈마를 발생시킨다.
상기 연면방전은 이종의 유전체가 서로 상접하고 있는 경우 그 경계면을 따라 생기는 방전현상을 말하는 것으로서, 유동하는 공기와 방전극이 유전체관의 일측 표면에 상접하고, 유전체관의 다른 측 표면에 물(대전체)이 접하고 있는 본 실시예와 같은 복합 유전체 영역에서 발생할 수 있다.
내측방전극(41)과 외측방전극(43)은 서로 이격된 상태로 각각의 나선궤적을 따라 연장되도록 배열되되, 외측방전극(43)이 내측방전극(41)보다 큰 외경을 가지고, 외측방전극(43)의 사이사이에서 내측방전극(41)이 나선궤적으로 연장된다.
즉, 직경이 큰 외측방전극(43)의 나선궤적은 피치(pitch)를 형성하게 될 간격을 가지고, 그 간격은 1회 권회하는 부분과 다음회 권회하는 부분이 이격되도록 한다.
작은 직경의 내측방전극(41)도 외측방전극(43)과 동일한 피치를 가지고 상기 간격이 위치하는 부분을 따라서 나선궤적으로 연장된다. 이에 따라, 내측방전극(41)은 외측방전극(43)을 직접 대향하는 위치가 아니고 외측방전극(43)과 엇갈려 외측방전극(43)의 사이사이의 공간을 대향하도록 위치하는 것이다.
이러한 구조는 공기유동로(71)를 유동해가는 공기의 흐름을 원활히 하면서도 규칙적으로 내측방전극(41)과 외측방전극(43)을 교번해서 타고 넘어 지그재그의 길게 연장되는 유동궤적이 이루어지도록 한다.
공기유동로(71)를 통과하는 공기가 보다 확실하게 지그재그의 유동궤적을 그리면서 긴 유동거리를 형성하도록 하기 위해, 외측방전극(43)의 내경이 내측방전극(41)의 외경보다 작게 설치되어, 내측유전체관(20)의 길이방향에서 볼 때, 도 5와 같이, 외측방전극(43)의 일부와 내측방전극(41)의 일부가 서로 겹치는 것이 바람직하다.
그 겹치는 정도는 외측방전극(43) 또는 내측방전극(41)을 이루는 와이어직경의 1~10% 범위가 바람직하다.
너무 많은 면적에서 겹칠 경우, 공기의 유동을 방해하여 공기처리효율을 저하시킬 수 있고, 외측방전극(43)과 내측방전극(41)이 겹지지 않는 경우, 외측유전체관(30)의 내주면과 내측유전체관(20)의 외주면에서 발생하는 플라즈마영역을 충분히 접촉하지 못하고 통과하는 공기의 양이 증가할 수 있다.
한편, 상기 냉각수공급부재(50)는 내측유전체관(20)의 내표면과 외측유전체관(30)의 외표면에 냉각수가 접촉하면서 내측유전체관(20)의 내부와 외측유전체관(30)의 외부에서 유동하도록 냉각수를 공급한다.
냉각수공급부재(50)는 내부에서 유동하는 상기 냉각수와 접촉하고 외측유전체관(30)을 둘러싸는 원통형의 도전성 커버(51)를 포함하고, 도전성 커버(51)의 내부로 냉각수가 공급된다.
이에 따라, 냉각수공급부재(50)는 도전성 커버(51)의 일측에 설치된 냉각수유입구(52)와, 타측에 설치된 냉각수배출구(53)를 포함함으로써 도전성 커버(51)의 내부에서 냉각수유입구(52)로 공급된 냉각수가 외측유전체관(30)의 외표면을 따라 유동한 후 냉각수배출구(53)를 통해 배출될 수 있다.
또한, 냉각수공급부재(50)는 도전성 커버(51)의 일측의 일부분에서 냉각수가 분기하여 내측유전체관(20)의 내부로 유입될 수 있도록 연결하는 연결관체(55)를 포함한다.
연결관체(55)는 도전성 커버(51)의 내부를 유동하는 냉각수를 일부 분기시켜 내측유전체관(20)의 내부로 냉각수를 공급하고 있다.
이에 따라, 냉각수유입구(52)를 통해 유입된 냉각수는 냉각수배출구(53)와 연결관체(55)를 통해 동시에 배출된다.
냉각수유입구(52)를 통해 유입된 냉각수가 외측유전체관(30)의 외주면을 따라 유동하면서, 외측유전체관(30)의 내주면에서 플라즈마가 발생함에 따른 열이 냉각될 수 있고, 연결관체(55)를 통해 내측유전체관(20)의 내부에서도 냉각수가 유동함으로써, 내측유전체관(20)의 외주면에서 플라즈마발생가 발생함에 따른 열이 냉각될 수 있다.
상기 내측유전체관(20) 및 외측유전체관(30)은 냉각작용없이 내면 또는 외면에서 플라즈마가 지속적으로 발생시, 열에 의해 피로가 누적되어 파손된다.
한편, 상기 대향전극은 냉각수에 전기적으로 접속되는 것으로서, 냉각수가 내측유전체관(20) 및 외측유전체관(30)에서, 내측방전극(41) 및 외측방전극(43)의 반대편 표면에 접촉하고 있으므로 냉각수에 대향전극을 전기적으로 연결한다. 즉, 유전체를 사이에 두고 유전체관의 양쪽 표면에 방전극과 대향전극이 각각 접촉한 구조인 것이다.
이에 따라, 내측유전체관(20) 및 외측유전체관(30)은 내부와 외부에서 방전극과 대향전극이 전기적으로 대향접촉하고 있는 구조를 이룬다.
본 실시예에서 대향전극은 냉각수공급부재(50)의 도전성 커버(51)가 되는 것이 바람직하다.
상기 전원(60)은 내측방전극(41)과 대향전극에 사이에 연결되고, 외측방전극(43)과 대향전극 사이에 연결되어, 내측유전체관(20)의 외표면(21)에서 내측방전극(41)의 주위와, 상기 외측유전체관(30)의 내표면(31)에서 외측방전극(43) 주위에 연면방전에 의한 플라즈마를 발생시킨다.
이를 위해, 내측방전극(41)과 외측방전극(43)은 전원(60)의 하나의 단자에 공통으로 연결된 구조를 가지고, 대향전극은 전원(60)의 다른 하나의 단자에 냉각수가 연결되며, 그 냉각수가 대향전극이 내측유전체관(20)의 내주면과 외측유전체관(30)의 외주면에 전기적으로 동시에 연결되도록 매개하는 것이다.
전원(60)은 고전압 펄스교류전원을 가지는 상용 전자식 네온트랜스를 사용할 수도 있다.
상기 도전성 커버(51)는 도전성 커버(51)의 중심선과 외측유전체관(30)의 중심선이 일치하도록 설치되어, 도전성 커버(51)의 내주면과 외측유전체관(30)의 외주면과의 거리가 둘레를 따라 일정하도록 구성한다.
이는 외측유전체관(30)의 내부에서 발생하는 플라즈마가 전체 방사방향에서 비교적 균일하도록 유도할 수 있다.
상기 외측유전체관(30)의 일단부는 일단지지부재(72)에 끼워져 파지되고, 외측유전체관(30)의 타단부는 타단지지부재(73)에 끼워져 파지된다.
일단지지부재(72)는 내측유전체관(20)의 일단부를 감싸는 상태로 내측유전체관(20)과 조립되고, 내측유전체관(20)의 일단부는 연결관체(55)에 연결됨으로써 냉각수를 공급받는다.
타단지지부재(73)도 내측유전체관(20)의 타단부를 감싸는 상태로 내측유전체관(20)과 조립되고, 내측유전체관(20)의 타단부에서 냉각수를 외부로 배출한다.
일단지지부재(72)에는 공기가 흡입되어 공기유동로(71)로 공급되는 공기흡입로(72a)가 설치되어 있고, 타단지지부재(73)에는 공기유동로(71)에서 플라즈마처리되어 배출하는 공기의 공기배출로(73a)가 설치된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따라 내측유전체관(20)과 외측유전체관(30)의 사이에 플라즈마가 발생하고 공기가 플라즈마 처리되는 과정을 설명한다.
도 4를 참조하면, 전원(60)에서 내측방전극(41) 및 외측방전극(43)과, 대향전극에 전압을 인가하여 내측유전체관(20)의 외표면(21) 및 외측유전체관(30)의 내표면(31)에 플라즈마를 발생시킨다.
내측유전체관(20)의 외표면(21)에서는 내측방전극(41)과 만나는 부분의 주위에서 내측유전체관(20)의 외표면(21)을 타고 표면상에서 퍼지는 연면방전이 발생한다.
따라서, 내측유전체관(20)의 외주면에서 연면방전에 의한 플라즈마영역(P1)을 형성하여 내측유전체관(20)의 외주면 근방을 유동하는 공기를 플라즈마처리한다.
또한, 외측유전체관(30)의 내표면(31)에서는 외측방전극(43)과 만나는 부분의 주위에서 외측유전체관(30)의 내표면(31)을 타고 표면상에서 퍼지는 연면방전에 의한 플라즈마영역(P2)이 발생한다.
따라서, 외측유전체관(30)의 내주면에서 연면방전에 의한 플라즈마영역을 형성하여 외측유전체관(30)의 내주면 근방을 유동하는 공기를 플라즈마처리한다.
본 실시예에서 외측방전극(43)이 내측방전극(41)보다 큰 외경을 가지고, 나선궤적으로 연장되어 있는 외측방전극(43)의 사이사이에서 내측방전극(41)이 나선궤적으로 연장되도록 구성되어 있다.
이에 도 4에서 도시하는 바와 같이, 공기유동로(71)를 유동하는 공기가 외측방전극(43)과 내측방전극(41)을 교번해서 타고 넘음으로써, 지그재그의 유동궤적을 형성하고, 내측유전체관(20)의 외표면(21)에 형성된 플라즈마영역과 외측유전체관(30)의 내표면(31)에 형성된 플라즈마영역을 교번해서 통과한다.
이는 유동하는 공기가 내외측에서 교번하여 플라즈마처리될 수 있도록 하고, 외측방전극(43) 또는 내측방전극(41)을 타고 넘는 과정에서 유동변화에 의해 공기가 교반될 수 있는 바, 전체적으로 공기가 고르게 플라즈마처리될 수 있다.
또한, 공기유동로(71)를 따라 공기가 직진 유동하는 경우와 비교하여, 지그재그 유동궤적을 형성함으로써 매우 긴 유동궤적을 형성함으로써, 공기가 플라즈마에 의해 충분히 처리될 수 있으므로, 공기 중에 오존, OH라디컬 등 활성종 들이 풍부하게 생성될 수 있다.
더욱이, 본 실시예의 외측방전극(43) 및 내측방전극(41)은 나선궤적으로 감긴 형상을 이루고 있으므로, 공기유동로(71)의 공기가 외측방전극(43) 및 내측방전극(41)에 부딪히면 나선궤적의 방향으로도 유동이 안내됨으로써, 공기가 유동하는 유동궤적을 보다 더 증가시키게 된다.
즉, 공기유동로(71)의 공기는 외측방전극(43)과 내측방전극(41)을 교번하여 만나면서 지그재그의 유동궤적을 형성할 뿐 아니라, 내측방전극(41)을 중심으로 회전하는 나선형의 유동궤적이 복합된 궤적을 이룰 수 있는 것이다.
이에 따라, 본 실시예의 구성은, 좁은 공간에서도 플라즈마처리되는 공기의 경로를 매우 길게 형성할 수 있는 바, 본 실시예의 플라즈마 발생장치가 설치된 수질정화장치 등에서 플라즈마처리되어 풍부한 활성종을 가진 공기를 수중에 분산시킴으로써, 수처리 효율을 보다 높일 수 있다.
플라즈마처리된 공기는 오존, 활성라디컬 물질이 풍부하게 포함되어 처리대상수의 내부에 기포의 형태로 공급된다.
즉, 도 6과 같이, 유동관(81)을 유동하는 처리대상수의 유동단면적이 좁아지는 넥부(82)를 통과하는 과정에서, 처리대상수의 속도가 빨라지고 압력이 낮아져 연결되어 있는 플라즈마 발생장치(10)의 공기를 자연흡입함으로써, 플라즈마처리된 공기가 처리대상수 내에 기포형태로 분산된다.
상기 유동관(81)은 냉각수공급부재(50)의 냉각수유입구(52)로 유입되도록 하고, 냉각수배출구(53)와 내측유전체관(20)의 타단부에서 냉각수가 배출되어 수조(83)로 공급되도록 구성된다.
상기 공기에는 플라즈마영역을 통과하는 동안 생성된 다량의 오존, 활성라디컬이 포함되어 있다.
이에 따라, 처리대상수에 기포의 형태로 공기가 흡입되고, 기포를 포함하는 처리대상수는 유동관(81)을 유동하는 과정과, 냉각수공급부재(50)의 내부를 유동하는 과정, 및 수조(83)에 진입한 상태에서 기포와 함께 계속적으로 접촉유동하면서 오존, 활성라디컬물질이 오염물질을 분해, 산화시키는 정화작용이 이루어진다.
정화된 처리대상수는 배출구(84)를 통해 배출된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
10; 플라즈마 발생장치 20; 내측유전체관
21; 내측유전체관 외표면 30; 외측유전체관
31; 외측유전체관 내표면 41; 내측방전극
43; 외측방전극 50; 냉각수공급부재
51; 도전성 커버 52; 냉각수유입구
53; 냉각수배출구 55; 연결관체
60; 전원 71; 공기유동로
72; 일단지지부재 72a; 공기흡입로
73; 타단지지부재 73a; 공기배출로
81; 유동관 82; 넥부
83; 수조 84; 배출구
P1,P2; 플라즈마영역

Claims (4)

  1. 중공관 형상의 내측유전체관(20)과,
    상기 내측유전체관(20)을 외측에서 감싸도록 설치되며 상기 내측유전체관(20)과의 사이에 공기유동로(71)가 형성되는 외측유전체관(30)과,
    상기 내측유전체관(20)의 외표면(21)에 밀착한 도전성 와이어로서 상기 내측유전체관(20)의 길이방향을 따라 나선궤적으로 감긴 내측방전극(41)과,
    상기 외측유전체관(30)의 내표면(31)에 밀착한 도전성 와이어로서 상기 외측유전체관(30)의 길이방향을 따라 나선궤적으로 연장되는 외측방전극(43)과,
    상기 내측유전체관(20)의 내표면과 상기 외측유전체관(30)의 외표면에 냉각수가 접촉하면서 상기 내측유전체관(20)의 내부와 상기 외측유전체관(30)의 외부에서 유동하도록 냉각수를 공급하는 냉각수공급부재(50)와,
    상기 냉각수에 전기적으로 접속된 대향전극과,
    상기 내측방전극(41) 및 외측방전극(43)과, 상기 대향전극에 연결되어 상기 내측유전체관(20)의 외표면(21)에서 상기 내측방전극(41)의 주위와, 상기 외측유전체관(30)의 내표면(31)에서 상기 외측방전극(43) 주위에 연면방전에 의한 플라즈마를 발생시키는 전원(60)을 포함하고,
    상기 외측방전극(43)이 상기 내측방전극(41)보다 큰 외경을 가지고, 나선궤적으로 연장되어 있는 상기 외측방전극(43)의 사이사이에서 상기 내측방전극(41)이 나선궤적으로 연장되며,
    상기 외측방전극(43)의 내경이 상기 내측방전극(41)의 외경보다 작게 설치되어, 상기 내측유전체관(20)의 길이방향에서 볼 때, 상기 외측방전극(43)의 일부와 상기 내측방전극(41)의 일부가 서로 겹치는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉각수공급부재(50)는,
    내부에서 유동하는 상기 냉각수와 접촉하고 상기 외측유전체관(30)을 둘러싸는 원통형의 도전성 커버(51)를 포함하고,
    상기 대향전극은 상기 도전성 커버(51)이며,
    상기 내측유전체관(20)의 내부로 공급되는 냉각수는 상기 도전성 커버(51)의 내부에서부터 공급되는 것이고,
    상기 도전성 커버(51)의 중심선과 상기 외측유전체관(30)의 중심선이 일치하도록 설치되어, 상기 도전성 커버(51)의 내주면과 상기 외측유전체관(30)의 외주면과의 거리가 둘레를 따라 일정한 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치
KR1020180117936A 2018-10-04 2018-10-04 이중 유전체관 구조를 가지는 플라즈마 발생장치 KR102162219B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180117936A KR102162219B1 (ko) 2018-10-04 2018-10-04 이중 유전체관 구조를 가지는 플라즈마 발생장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180117936A KR102162219B1 (ko) 2018-10-04 2018-10-04 이중 유전체관 구조를 가지는 플라즈마 발생장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200038574A KR20200038574A (ko) 2020-04-14
KR102162219B1 true KR102162219B1 (ko) 2020-10-06

Family

ID=70291515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180117936A KR102162219B1 (ko) 2018-10-04 2018-10-04 이중 유전체관 구조를 가지는 플라즈마 발생장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102162219B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN212305746U (zh) * 2020-04-16 2021-01-05 苏州邦提克智能科技有限公司 一种管式介质阻挡放电等离子体发生装置
IT202000011785A1 (it) * 2020-05-20 2021-11-20 Ozonolab S R L Apparato per generare ozono

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000119005A (ja) * 1998-10-14 2000-04-25 Seiji Baba オゾン発生装置
KR101882424B1 (ko) * 2018-03-08 2018-07-26 주식회사 플라즈마홀딩스 플라즈마를 이용한 수처리장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000119005A (ja) * 1998-10-14 2000-04-25 Seiji Baba オゾン発生装置
KR101882424B1 (ko) * 2018-03-08 2018-07-26 주식회사 플라즈마홀딩스 플라즈마를 이용한 수처리장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200038574A (ko) 2020-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102014892B1 (ko) 수처리장치 등에 사용되는 플라즈마 발생장치
US5503809A (en) Compact ozone generator
KR102162219B1 (ko) 이중 유전체관 구조를 가지는 플라즈마 발생장치
CN105858814B (zh) 一种阵列式高密度水中介质阻挡放电废水处理装置
KR101984437B1 (ko) 플라즈마 수처리장치
JP2020110800A5 (ko)
KR101562169B1 (ko) 트위스트형상 방전극을 구비한 플라즈마 수처리장치
KR101076093B1 (ko) 플라즈마 반응기 및 이를 포함하는 배기가스 저감장치
AU2015283821B2 (en) Corona discharge cells
JP2005216763A (ja) イオン化気流発生装置
JP3662621B2 (ja) 誘導プラズマの発生方法および装置
KR20140002280U (ko) 유연 분해를 위한 조합 방전 반응기
JP2003300029A (ja) 大気圧プラズマ表面処理装置
WO2017149804A1 (ja) プラズマ生成装置
JP6133021B2 (ja) オゾナイザ
KR102509012B1 (ko) 플라즈마 수처리장치 등에 사용되는 수중 기체확산기
JP4139676B2 (ja) 気体の励起装置及び励起方法
EP0024422B1 (en) Water purification system employing ozone injection
RU2164499C2 (ru) Установка для обработки воды электрическими разрядами
JP2002087804A (ja) オゾン発生装置
CN215971047U (zh) 一种等离子体发生装置
KR102324932B1 (ko) 플라즈마 처리장치
JP2013031802A (ja) 水処理装置
RU2089488C1 (ru) Генератор озона
JPS6154723B2 (ko)

Legal Events

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