KR102244936B1 - 오존 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 오존 발생 장치는, 제1 냉각수가 유동되기 위한 제1 냉각유로가 내부에 형성되도록 관 형상으로 마련되는 내부 전극, 상기 내부 전극의 외측을 감싸도록 관 형상으로 마련되는 외부 전극, 상기 외부 전극의 내주면에 관 형상으로 마련되고 상기 내부 전극과의 사이에 방전공간을 형성하는 유전체, 및 상기 내부 전극, 상기 외부 전극 및 상기 유전체의 양단부에 각각 연결되는 절연체를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 절연체에는 냉각수 라인 및 가스 라인이 마련되되, 상기 냉각수 라인을 흐르는 냉각수와 상기 가스 라인을 흐르는 원료가스는 서로 인접한 위치에서 반대 방향으로 흐를 수 있다.

Description

오존 발생 장치{OZONE GENERATING APPARATUS}

본 발명은 오존 발생 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 오존 발생 장치의 양끝단에 집중되는 열에 의해 발생되는 문제를 미연에 방지할 수 있고, 오존 발생 장치의 오존 생성 효율을 향상시킬 수 있는 오존 발생 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 오존(ozone)은 강력한 산화력을 가지고 있어서 오래 전부터 산화제로 사용되어 왔으며, 현재는 수질 및 대기의 정화시설 외에도 여러 산업 분야에서 살균, 탈취, 세척, 탈색 등의 용도로 널리 이용되고 있다.

오존은 주로 액체인 물에 오존가스를 혼합시켜 오존수의 형태로 사용하는 것이 통상적이다. 상기와 같은 오존수는 탈취, 살균 및 세정 등의 능력이 뛰어나고, 사용 후에도 잔유물이 남지 않는 장점이 있다.

따라서, 최근에는 정밀화학 분야 및 전기전자 분야 등의 제조 공정에서도 오존가스 또는 오존수의 사용이 늘어나는 추세이다. 일례로, 반도체 소재 또는 디스플레이 소재 등의 제조 공정에서는 오존수를 세정 공정에서 사용하는 기술이 최근에 개발되어 널리 적용되고 있다.

통상적으로, 오존가스의 생성 방법은 세라믹방전법, 무성방전법, 전해법, 광화학반응법, 방사선조사법, 고주파전계법 등이 있다. 그 중에서 무성방전법은 에너지 효율면, 성능의 안전성, 조작 및 제어의 간편성 등에서 가장 우수하기 때문에 최근에 가장 많이 활용되고 있다.

상기와 같은 무성방전법은, 두 개의 금속 전극 사이에 유전체가 있으며, 한쪽 전극은 유전체와 밀착하고 다른 한쪽 전극은 유전체와 수 mm 내의 일정한 간격을 유지하는 구조로 마련한다. 이때, 일정 간격을 가지는 금속 전극에 약 3 ~ 15kv 정도의 교류 고전압을 인가하면, 인가 전압의 반주기마다 전극면 상의 미소점에서 미세한 방전이 펄스형태로 발생하고, 그 상태에서 산소를 포함하는 원료가스를 공급하면 기체방전에 의하여 원료가스 중에 포함된 산소의 일부가 방전에 의한 화학작용으로 오존을 생성하는 방식이다.

예를 들면, 한국등록특허 제10-0856862호(발명의 명칭: 오존발생장치, 등록일: 2008.08.29.)에는, 무성방전법을 적용한 오존발생장치가 개시되어 있다.

한국등록특허 제10-0856862호(발명의 명칭: 오존발생장치, 등록일: 2008.08.29.)의 도 1a에 도시된 도면을 참조하면, 오존발생장치는 제1전극을 형성하는 금속류 전극판(20), 전극판(20)의 외부를 감싸는 석영관(21), 석영관(21)과 소정의 간격으로 이격되어 방전 공간(22)을 형성하는 금속류 파이프(23), 및 파이프(23)를 고정하고 방전 공간(22)에서 발생하는 열을 방열시키며 제2전극을 형성하는 히트싱크(24)로 구성된다.

상기와 같은 오존발생장치는, 제1,2전극 사이에 교류나 펄스 전압을 가하면 전극판(20) 및 히트싱크(24)의 금속 전극 사이에 유리 또는 세라믹과 같은 유도체인 석영관(21)을 매개로 하여 무성 방전이 이루어지고, 그 방전 공간(22)에 산소를 포함하는 원료가스를 통과시키면서 오존의 생성이 이루어진다.

하지만, 무성방전법에 의한 기존의 오존발생장치는, 2개의 전극 사이에 존재하는 유전체에서 유전가열현상으로 인해 열이 발생하고, 2개의 전극에 흐르는 전류에 의하여 저항열이 발생한다.

이때, 기존의 오존발생장치는, 산소와 오존을 포함하는 원료가스의 흐름방향이 일방향으로 유동하도록 형성되어 있다. 따라서, 방전공간을 통과한 뜨거운 원료가스가 오존발생장치의 일단부로 유동되므로, 오존발생장치의 일단부에 열이 집중하여 오존발생장치의 일단부에 대한 열적 피로를 가중시키고, 오존발생장치의 일단부에 대한 열적 내구성을 저하시키는 문제가 있다.

또한, 기존의 오존발생장치는, 오존발생장치의 일단부에 축적되는 열에 의해 외부로 배출되는 원료가스의 오존을 분해하여 오존의 수율이 떨어지는 문제가 발생한다.

특히, 기존의 오존발생장치의 양단부가, 절연재질로 형성되더라도 오존이 생성되는 과정에서 열의 축적이 지속적으로 집중되기 때문에 열 손상이 발생되고 있다. 상기와 같이 열의 집중에 의해 열 손상이 발생되면, 오존 발생 장치의 양단부가 변형되거나 내구성이 저하되는 문제가 있고, 오존이 포함된 원료가스가 고온의 분위기에서 다시 분해되어 오존 발생의 효율이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 오존발생장치의 냉각 효율이 매우 중요한 요소이기 때문에 최근에 오존발생장치의 냉각 구조를 개선하기 위한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

본 발명의 실시예는, 오존 발생 장치에 형성된 원료가스와 냉각수의 유로를 개선하여 오존 발생 장치의 양단부에 집중되는 열의 축적을 감소시킬 수 있는 오존 발생 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예는, 오존 발생 장치의 양단부에서의 열 집중을 완화시켜 부품의 열 변형과 내구성 저하를 방지할 수 있고, 오존 발생 장치에서 발생된 열에 의한 오존 생성 효율의 저하를 미연에 방지할 수 있는 오존 발생 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 냉각수가 유동되기 위한 제1 냉각유로가 내부에 형성되도록 관 형상으로 마련되는 내부 전극, 상기 내부 전극의 외측을 감싸도록 관 형상으로 마련되는 외부 전극, 상기 외부 전극의 내주면에 관 형상으로 마련되고 상기 내부 전극과의 사이에 방전공간을 형성하는 유전체, 및 상기 내부 전극, 상기 외부 전극 및 상기 유전체의 양단부에 각각 연결되는 절연체를 포함하는 오존 발생 장치를 제공한다.

여기서, 상기 절연체에는 냉각수 라인 및 가스 라인이 마련되되, 상기 냉각수 라인을 흐르는 냉각수와 상기 가스 라인을 흐르는 원료가스는 서로 인접한 위치에서 반대 방향으로 흐를 수 있다.

바람직하게, 상기 유전체와 상기 내부 전극 사이에는, 상기 방전공간의 내부에 산소와 오존을 포함하는 상기 원료가스가 유동되기 위한 가스유로 및 제2 냉각수가 유동되기 위한 제2 냉각유로를 형성하는 중간부 전극이 마련될 수 있다.

상기 냉각수 라인은, 상기 제2 냉각수를 상기 제2 냉각유로에 공급하는 냉각수 공급라인, 및 상기 제2 냉각수를 상기 제2 냉각유로로부터 배출하는 냉각수 배출라인을 포함할 수 있다.

상기 가스 라인은, 상기 산소가 포함된 원료가스를 상기 가스유로에 공급하는 가스 공급라인, 및 상기 오존이 포함된 원료가스를 가스유로에서 배출하는 가스 배출라인을 포함할 수 있다.

한편, 상기 냉각수 공급라인은 상기 원료가스의 배출 온도를 저하시키도록 상기 가스 배출라인과 나란하게 마련될 수 있다. 상기 냉각수 배출라인은 상기 원료가스의 공급 온도를 저하시키도록 상기 가스 공급라인과 나란하게 마련될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 냉각유로에서는 상기 제1 냉각수가 상기 내부 전극의 일단부에서 타단부로 유동될 수 있다. 상기 가스유로에서는 상기 원료가스가 제1 방향으로 유동될 수 있고, 상기 제2 냉각유로에서는 상기 제2 냉각수가 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 유동될 수 있다. 상기 냉각수 공급라인과 상기 가스 배출라인에서는 상기 제2 냉각수의 공급과 상기 원료가스의 배출이 서로 반대 방향으로 이루어질 수 있고, 상기 냉각수 배출라인과 상기 가스 공급라인에서는 상기 제2 냉각수의 배출과 상기 원료가스의 공급이 서로 반대 방향으로 이루어질 수 있다.

바람직하게, 상기 중간부 전극은 상기 내부 전극과 상기 유전체 사이에 배치되는 삼중관 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 상기 중간부 전극의 일단부는 상기 절연체에 연결될 수 있고, 상기 중간부 전극의 타단부는 상기 내부 전극과 상기 유전체 사이에 외팔보 형상으로 배치될 수 있다.

예를 들면, 상기 중간부 전극은, 상기 내부 전극과 상기 유전체 사이에 배치되는 관 형상으로 마련되고 상기 절연체에 일단부가 연결된 제1 중간부 전극, 및 상기 제1 중간부 전극이 내부에 배치되는 이중관 형상으로 마련되고 상기 제1 중간부 전극이 삽입되기 위한 개구부가 일단부에 형성되며 상기 제1 중간부 전극이 내부에 수용되도록 상기 절연체에 일단부가 연결된 제2 중간부 전극을 포함할 수 있다.

상기 가스유로는 상기 가스 공급라인과 상기 가스 배출라인에 연통하도록 상기 제2 중간부 전극과 상기 유전체 및 상기 내부 전극 사이에 마련될 수 있다.

상기 제2 냉각유로는 상기 냉각수 공급라인과 상기 냉각수 배출라인에 연통하도록 상기 제1 중간부 전극과 상기 제2 중간부 전극 사이에 마련될 수 있다.

바람직하게, 상기 가스유로는, 상기 가스 공급라인으로 공급되는 상기 원료가스의 산소가 무성방전에 의해 상기 오존을 생성하도록 상기 제2 중간부 전극과 상기 유전체 사이에 상기 가스 공급라인과 연통되게 형성된 외측 가스유로, 상기 외측 가스유로에서 생성된 상기 오존을 포함하는 상기 원료가스를 외부에 상기 가스 배출라인을 통해 배출하도록 상기 제2 중간부 전극과 상기 내부 전극 사이에 상기 가스 배출라인과 연통되게 형성된 내측 가스유로, 및 상기 외측 가스유로에서 상기 내측 가스유로로 상기 원료가스를 전달하도록 상기 제2 중간부 전극의 타단부 표면을 따라 상기 외측 가스유로와 상기 내측 가스유로에 연통되게 형성된 연결 가스유로를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 제2 냉각유로는, 상기 내측 가스유로를 통해 유동되는 상기 원료가스를 냉각시키도록 상기 제1 중간부 전극의 내주면과 상기 제2 중간부 전극 사이에 상기 냉각수 공급라인과 연통되게 형성된 내측 냉각유로, 상기 외측 가스유로를 통해 유동되는 상기 원료가스를 냉각시키도록 상기 제1 중간부 전극의 외주면과 상기 제2 중간부 전극 사이에 상기 냉각수 배출라인과 연통되게 형성된 외측 냉각유로, 및 상기 내측 냉각유로의 상기 제2 냉각수를 상기 외측 냉각유로에 전달하도록 상기 제1 중간부 전극과 상기 제2 중간부 전극의 타단부 사이에 상기 내측 냉각유로와 상기 외측 냉각유로에 연통되게 형성된 연결 냉각유로를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 절연체는, 상기 내부 전극과 상기 외부 전극 및 상기 유전체의 좌측단부에 연결된 좌측 절연체, 및 상기 내부 전극과 상기 외부 전극 및 상기 유전체의 우측단부에 연결된 우측 절연체를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 중간부 전극은, 상기 좌측 절연체에 일단부가 연결된 좌측 중간부 전극, 및 상기 우측 절연체에 일단부가 연결된 우측 중간부 전극을 포함할 수 있다. 이때, 상기 좌측 중간부 전극과 상기 우측 중간부 전극의 타단부는 상기 방전 공간에서 일정 간격으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.

여기서, 상기 냉각수 라인과 상기 가스 라인은 상기 좌측 절연체와 상기 우측 절연체에 좌우방향으로 서로 대칭되도록 각각 마련될 수 있다.

그리고, 상기 가스유로와 상기 제2 냉각유로는 상기 좌측 중간부 전극과 상기 우측 중간부 전극에 좌우방향으로 서로 대칭되도록 각각 마련될 수 있다.

바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 오존 발생 장치는, 상기 외부 전극의 외주 둘레를 감싸도록 상기 외부 전극의 외주면에 밀착되게 배치되고 제3 냉각수가 유동되기 위한 제3 냉각유로가 내부에 형성된 외부 냉각커버를 더 포함할 수 있다.

상기 제3 냉각유로는 상기 제3 냉각수를 상기 가스유로의 유동 방향과 반대되는 방향으로 유동시키도록 상기 외부 냉각커버의 내주면에 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 오존 발생 장치는, 오존 발생 장치에 형성된 원료가스와 냉각수의 유로 구조를 개선하여 오존 발생 장치의 양단부 중 어느 한 단부에 열이 집중되는 현상을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 오존 발생 장치의 양단부에 집중되는 열의 축적을 완화시켜 열 변형과 내구성 저하를 방지할 수 있고, 오존 발생 장치의 양단부에 집중된 열에 의한 오존 생성 효율의 저하를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 오존 발생 장치는, 내부 전극과 외부 전극 및 유전체의 양단부에 각각 연결된 절연체에 냉각수 라인과 가스 라인이 서로 다른 유동방향으로 인접하게 마련된 구조이므로, 냉각수 라인을 통해 유동되는 제2 냉각수가 절연체를 냉각시켜 절연체에 발생되는 열 축적을 원활하게 방지할 수 있고, 절연체가 열에 의해 변형되거나 내구성이 저하되는 현상도 미연에 방지하여 오존 발생 장치의 안전성을 증가시킬 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 냉각수 라인을 통해 유동되는 제2 냉각수에 의해 가스 라인의 원료가스도 냉각시키는 구조이므로, 원료가스도 적정 온도로 냉각시켜 고온 환경에서 오존이 분해되는 현상을 방지할 수 있고, 그에 따른 오존 발생의 수율을 극대화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 오존 발생 장치는, 중간부 전극에 의해 마련된 가스유로와 제2 냉각유로가 서로 다른 유동방향으로 인접하게 마련된 구조이므로, 방전공간에 형성된 가스유로로 유동되는 원료가스를 제2 냉각유로의 제2 냉각수로 냉각시켜 무성방전에 의한 원료가스의 온도 상승을 안정적으로 저하시킬 수 있고, 그에 따라 오존 발생 장치의 절연체에 원료가스로부터 열이 축적되는 문제를 대폭 절감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 오존 발생 장치는, 오존 발생 장치의 양단부에 각각 배치된 절연체의 가스 라인으로 공급된 원료가스가 방전공간을 거치면서 오존 발생 장치의 중간 부위에 모아졌다가 제2 냉각유로의 제2 냉각수에 의해 냉각된 후 오존 발생 장치의 양단부에 각각 배치된 절연체의 가스 라인으로 다시 배출되는 구조이므로, 원료가스와 제2 냉각수의 흐름방향 및 구조를 개선하여 오존 발생 장치의 양단부로 열을 모두 전달할 수 있고, 그에 따라 오존 발생 장치의 양단부 중 어느 한 단부로 열이 집중되는 문제를 완화시켜 오존 발생 장치의 양단부에 각각 배치된 절연체가 열적 피로를 견디지 못하고 내구성이 떨어지는 단점을 보완할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 오존 발생 장치의 개선된 냉각구조를 통하여 각각의 절연체로 분리 축적되는 열에 의해 오존이 다시 분해되는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 오존 발생 장치에서 획득되는 오존의 수율을 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오존 발생 장치가 도시된 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 'A' 부위를 확대시켜 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 B-B선에 따른 단면을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 오존 발생 장치 및 기존의 오존 발생 장치에 대한 실험 결과를 각각 나타낸 도면이다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오존 발생 장치(100)가 도시된 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 'A' 부위를 확대시켜 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 B-B선에 따른 단면을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 오존 발생 장치(100)는, 내부 전극(110), 외부 전극(120), 유전체(130), 중간부 전극(140), 절연체(150) 및 외부 냉각커버(160)를 포함할 수 있다.

본 실시예의 오존 발생 장치(100)는 무성방전법에 의해 오존(O₃)을 생성하기 위한 장치이다. 오존 발생 장치(100)는, 원료가스(G)를 공급 받아서 원료가스(G)의 산소(O₂)로부터 오존(O₃)을 생성할 수 있고, 오존(O₃)의 생성시 발생되는 열의 냉각을 위해 제1,2,3 냉각수(W1, W2, W3)를 사용할 수 있다.

여기서, 본 실시예의 오존 발생 장치(100)는 외부로부터 원료가스(G)를 공급 받은 후 무성방전을 통해 원료가스(G)에 포함된 산소(O₂)로부터 오존(O₃)을 생성할 수 있다. 따라서, 오존 발생 장치(100)에 공급되는 원료가스(G)에는 산소(O₂)가 포함될 수 있고, 오존 발생 장치(100)에서 배출되는 가스(G)에는 오존(O₃)이 포함될 수 있다. 실제로, 오존 발생 장치(100)에 사용되는 원료가스(G)에는 산소(O₂)와 오존(O₃)이 모두 포함될 수 있고, 오존 발생 장치(100)에 의해 무성방전된 후 배출되는 가스(G)에는 오존(O₃)의 용량이 상대적으로 더 증가될 수 있다.

그리고, 본 실시예의 오존 발생 장치(100)에는 냉각수(W1, W2, W3)의 냉각 유로가 마련될 수 있다. 상기와 같은 냉각수(W1, W2, W3)는 다양한 종류의 냉각 물질이 사용될 수 있지만, 본 실시예에서는 통상의 물이 사용되는 것으로 예시한다. 한편, 본 실시예의 오존 발생 장치(100)에는 후술하는 제1,2,3 냉각유로(112, 146, 162)가 형성되어 제1,2,3 냉각수(W1, W2, W3)가 제1,2,3 냉각유로(112, 146, 162)에 각각 사용될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 제1,2,3 냉각수(W1, W2, W3)로 물이 사용되는 것으로 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 내부 전극(110)은, 제2 전극을 형성하는 중공관 형상으로 마련될 수 있다. 상기와 같은 내부 전극(110)은 전도성 금속 재질로 형성될 수 있다. 내부 전극(110)의 양단부는 절연체(150)에 각각 관통되게 삽입될 수 있다.

내부 전극(110)의 내부에는 제1 냉각수(W1)가 유동되기 위한 제1 냉각유로(112)가 형성될 수 있다. 제1 냉각수(W1)는 제1 냉각유로(112)를 따라 내부 전극(110)의 일단부에서 타단부로 유동할 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 제1 냉각수(W1)가 제1 냉각유로(112)를 따라 좌측에서 우측으로 유동되는 것으로 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 외부 전극(120)은, 제1 전극을 형성하는 중공관 형상으로 마련될 수 있다. 외부 전극(120)은 내부 전극(110)과 동일하게 전도성 금속 재질로 형성될 수 있다. 이때, 내부 전극(110)과 외부 전극(120)에는 서로 다른 극성의 전기가 제공될 수 있다. 외부 전극(120)의 양단부는 절연체(150)에 각각 연결될 수 있다

외부 전극(120)은 내부 전극(110)의 외측을 감싸도록 형성될 수 있다. 즉, 외부 전극(120)의 내경은 내부 전극(110)의 외경보다 큰 직경으로 형성되어 내부 전극(110)이 외부 전극(120)의 내부에 위치하는 형태로 마련될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 유전체(130)는, 외부 전극(120)의 내주면에 중공관 형상으로 마련될 수 있다. 상기와 같은 유전체(130)는 전기적 유도 작용을 일으키는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 유전체(130)는 유리, 석영(Quartz) 또는 세라믹 등으로 제작될 수 있다. 유전체(130)의 양단부는 절연체(150)에 각각 연결될 수 있다.

유전체(130)는 외부 전극(120)의 내주면에 밀착되도록 배치될 수 있다. 즉, 유전체(130)의 외경은 외부 전극(120)의 내경과 동일한 직경으로 형성될 수 있다. 상기와 같은 유전체(130)와 내부 전극(110) 사이에는 오존(O₃)의 생성시 무성방전이 이루어지는 방전공간이 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 중간부 전극(140)은, 유전체(130)와 내부 전극(110) 사이에 형성된 방전공간에 제2 전극을 형성하는 관 형상의 부재로 마련될 수 있다. 즉, 중간부 전극(140)과 내부 전극(110)은 제2 전극을 형성하기 때문에 유전체(130)와의 사이에 무성방전이 발생될 수 있다. 이때, 중간부 전극(140)은 내부 전극(110)과 유전체 사이의 방전공간에 배치되는 삼중관 형상으로 마련될 수 있다.

다만, 상기 중간부 전극은 반드시 삼중관 형상이어야 하는 것은 아니며 방전공간 내부에서 흐르는 가스를 수냉시킬 수 있는 구조이면서 제2 전극의 역할을 수행할 수 있다면 어떠한 형태라도 상관없다.

중간부 전극(140)의 일단부는 절연체(150)에 연결될 수 있고, 중간부 전극(140)의 타단부는 내부 전극(110)과 유전체 사이의 방전공간에 외팔보 형상으로 배치될 수 있다.

상기와 같은 중간부 전극(140)은 방전공간의 좌측부와 우측부에 각각 배치될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 중간부 전극(140)이 내부 전극(110)과 유전체 사이에 두 개가 좌우 방향으로 서로 이격되게 배치된 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 중간부 전극(140)이 방전공간의 내부에 단수개만 배치될 수도 있다.

예를 들면, 중간부 전극(140)은, 후술하는 좌측 절연체(150a)에 일단부가 연결된 좌측 중간부 전극(140a), 및 후술하는 우측 절연체(150b)에 일단부가 연결된 우측 중간부 전극(140b)을 포함할 수 있다. 여기서, 좌측 중간부 전극(140a)과 우측 중간부 전극(140b)의 타단부는 방전 공간의 중간 부위에서 서로 마주보게 배치되되, 서로 간에 일정 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 중간부 전극(140)에 대한 상세 구조를 살펴보면 다음과 같다.

본 실시예의 중간부 전극(140)은 제1 중간부 전극(142) 및 제2 중간부 전극(144)을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 중간부 전극(142)은 내부 전극(110)과 유전체(130) 사이에 형성된 방전공간의 내부에 배치되는 관 형상으로 마련될 수 있다. 상기와 같은 제1 중간부 전극(142)의 일단부는 절연체(150)에 연결될 수 있다. 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 중간부 전극(142)은 절연체(150)에서 방전공간의 내부를 향해 '-' 형상의 단면을 갖는 중공관 형상으로 마련될 수 있다.

그리고, 제2 중간부 전극(144)은 내부 전극(110)과 유전체(130) 사이에 형성된 방전공간의 내부에 배치되는 이중관 형상으로 마련될 수 있다. 상기와 같은 제2 중간부 전극(144)의 일단부에는 제1 중간부 전극(142)이 삽입되기 위한 개구부가 형성될 수 있다. 따라서, 제1 중간부 전극(142)은 제2 중간부 전극(144)의 개구부를 통해 제2 중간부 전극(144)의 내부에 수용되는 형상으로 배치될 수 있다. 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 중간부 전극(144)은 제1 중간부 전극(142)의 일단부를 제외한 다른 부위를 감싸도록 절연체(150)에서 방전공간의 내부를 향해 'ㄷ' 형상의 단면을 갖는 중공관 형상으로 마련될 수 있다

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 중간부 전극(140)은 내부 전극(110)과 유전체 사이의 방전공간에 가스유로(148)와 제2 냉각유로(146)를 형성할 수 있다. 상기와 같은 가스유로(148)와 제2 냉각유로(146)는, 좌측 중간부 전극(140a)과 우측 중간부 전극(140b)에 각각 형성되되, 방전공간의 중간부를 기준으로 하여 좌우방향으로 서로 대칭되게 배치거나 서로 마주 보는 형태로 마련될 수 있다.

여기서, 가스유로(148)는 산소(O₂)와 오존(O₃)을 포함하는 원료가스(G)를 방전공간의 내부에 유동시키는 통로로서, 중간부 전극(140)에 의해 방전공간의 내부에 형성될 수 있다. 원료가스(G)는, 가스유로(148)를 따라 방전공간의 내부에서 제1 방향으로 유동될 수 있고, 유전체(130)와 제2 중간부 전극(144) 사이에 발생되는 무성방전에 의해 가스유로(148)의 내부에서 오존이 생성될 수 있다.

상기와 같은 가스유로(148)는 유전체(130)의 내주면과 제2 중간부 전극(144)의 외주면 사이, 제2 중간부 전극(144)의 외주면과 내부 전극(110)의 외주면 사이, 이웃하게 배치된 제2 중간부 전극(144)의 서로 마주 보는 단부들 사이에 마련될 수 있다. 가스유로(148)의 일단부는 후술하는 절연체(150)의 가스 공급라인(156)과 연통되게 연결될 수 있고, 가스유로(148)의 타단부는 후술하는 절연체(150)의 가스 배출라인(158)과 연통되게 연결될 수 있다.

가스유로(148)는, 가스 공급라인(156)으로 공급되는 원료가스(G)의 산소가 무성방전에 의해 오존으로 생성되도록 제2 중간부 전극(144)과 유전체(130) 사이에서 가스 공급라인(156)과 연통되게 형성된 외측 가스유로(148a), 외측 가스유로(148a)에서 생성된 오존을 포함하는 원료가스(G)를 가스 배출라인(158)을 통해 외부로 배출하도록 제2 중간부 전극(144)과 내부 전극(110) 사이에서 가스 배출라인(158)과 연통되게 형성된 내측 가스유로(148b), 및 외측 가스유로(148a)에서 내측 가스유로(148b)로 원료가스(G)를 전달하도록 제2 중간부 전극(144)의 타단부 표면을 따라 외측 가스유로(148a)와 내측 가스유로(148b)에 연통되게 형성된 연결 가스유로(148c)를 포함할 수 있다.

상기와 같은 연결 가스유로(148c)는 서로 마주 보게 배치된 좌측 중간부 전극(140a)과 우측 중간부 전극(140b)의 타단부 사이에 형성될 수 있다.

따라서, 원료가스(G)는, 절연체(150)의 가스 공급라인(156)으로 유입된 후 외측 가스유로(148a)를 통해 방전공간의 내부로 유동될 수 있고, 연결 가스유로(148c)를 통해 외측 가스유로(148a)에서 내측 가스유로(148b)로 유동될 수 있으며, 내측 가스유로(148b)에서 절연체(150)의 가스 배출라인(158)을 통해 외부에 배출될 수 있다.

또한, 제2 냉각유로(146)는 제2 냉각수(W2)를 방전공간의 내부에 유동시키는 통로로서, 중간부 전극(140)의 내부에 형성될 수 있다. 제2 냉각수(W3)는, 제2 냉각유로(146)를 따라 방전공간의 내부에서 제1 방향, 즉 가스유로(148)를 따라 원료가스(G)가 흐르는 방향과 반대되는 제2 방향으로 유동될 수 있고, 중간부 전극(140)을 사이에 두고 가스유로(148)의 내부에 있는 원료가스(G)와 열교환할 수 있다.

상기와 같은 제2 냉각유로(146)는 제1 중간부 전극(142)과 제2 중간부 전극(144) 사이에 마련될 수 있다. 제2 냉각유로(146)의 일단부는 후술하는 절연체(150)에 형성된 냉각수 공급라인(152)과 연통되게 연결될 수 있고, 제2 냉각유로(146)의 타단부는 후술하는 절연체(150) 에 형성된 냉각수 배출라인(154)과 연통되게 연결될 수 있다.

예를 들면, 제2 냉각유로(146)는, 내측 가스유로(148b)를 통해 유동되는 원료가스(G)를 냉각시키도록 제1 중간부 전극(142)의 내주면과 제2 중간부 전극(144) 사이에 냉각수 공급라인(152)과 연통되게 형성된 내측 냉각유로(146b), 외측 가스유로(146a)를 통해 유동되는 원료가스(G)를 냉각시키도록 제1 중간부 전극(142)의 외주면과 제2 중간부 전극(144) 사이에 냉각수 배출라인(154)과 연통되게 형성된 외측 냉각유로(146a), 및 내측 냉각유로(146b)의 제2 냉각수(W2)를 외측 냉각유로(146a)에 전달하도록 제1 중간부 전극(142)과 제2 중간부 전극(144)의 타단부 사이에 내측 냉각유로(146b)와 외측 냉각유로(146a)에 연통되게 형성된 연결 냉각유로(146c)를 포함할 수 있다.

따라서, 제2 냉각수(W2)는, 절연체(150)의 냉각수 공급라인(152)으로 유입된 후 내측 냉각유로(146b)를 통해 중간부 전극(140)의 내부로 유동될 수 있고, 연결 냉각유로(146c)를 통해 내측 냉각유로(146b)에서 외측 냉각유로(146a)로 유동될 수 있으며, 외측 냉각유로(146a)와 연결된 절연체(150)의 냉각수 배출라인(154)을 통해 외부에 배출될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 절연체(150)는 내부 전극(110), 외부 전극(120), 유전체(130)의 양단부에 각각 연결될 수 있다. 상기와 같은 절연체(150)는 오존 발생 장치(100)의 양단부에 각각 배치하여 내부 전극(110), 외부 전극(120), 유전체(130), 및 중간부 전극(140)을 안정적으로 지지할 수 있다.

여기서, 절연체(150)는, 내부 전극(110)과 외부 전극(120) 및 유전체(130)의 좌측단부에 연결된 좌측 절연체(150a), 및 내부 전극(110)과 외부 전극(120) 및 유전체(130)의 우측단부에 연결된 우측 절연체(150b)를 포함할 수 있다. 이때, 냉각수 라인(152, 154)과 가스 라인(156, 158)이 좌측 절연체(150a)와 우측 절연체(150b)에 각각 마련되되, 좌측 절연체(150a)와 우측 절연체(150b)에 좌우방향으로 서로 대칭되도록 형성될 수 있다.

또한, 절연체(150)에는, 제2 냉각유로(146)에 제2 냉각수(W2)를 공급하거나 배출하기 위한 냉각수 라인(152, 154)이 마련될 수 있고, 가스유로(148)에 원료가스(G)를 공급하거나 배출하기 위한 가스 라인(156, 158)이 마련될 수 있다. 상기와 같은 냉각수 라인(152, 154)과 가스 라인(156, 158)은 각각의 절연체(150)에서 제2 냉각수(W2)와 원료가스(G) 간에 열교환이 원활하게 이루어지도록 좌측 절연체(150a)와 우측 절연체(150b)에 각각 마련될 수 있다. 일례로, 냉각수 라인(152, 154)과 가스 라인(156, 158)은, 서로 인접하고 나란하게 절연체(150)에 마련되되, 제2 냉각수(W2)와 원료가스(G)의 유동 방향이 서로 반대가 되도록 형성될 수 있다.

냉각수 라인(152, 154)은, 제2 냉각수(W2)를 제2 냉각유로(146)에 공급하는 냉각수 공급라인(152), 및 제2 냉각수(W2)를 제2 냉각유로(146)로부터 배출하는 냉각수 배출라인(154)을 포함할 수 있다.

또한, 가스 라인(156, 158)은, 산소가 포함된 원료가스(G)를 가스유로(148)에 공급하는 가스 공급라인(156), 및 오존이 포함된 원료가스(G)를 가스유로(148)에서 배출하는 가스 배출라인(158)을 포함할 수 있다.

냉각수 공급라인(152)은 배출되는 원료가스(G)의 배출 온도를 저하시키도록 가스 배출라인(158)과 인접한 위치에 나란하게 마련될 수 있다. 이때, 냉각수 공급라인(152)을 흐르는 제2 냉각수(W2)의 유동 방향과 가스 배출라인(158)을 흐르는 원료가스(G)의 유동 방향은 서로 간에 반대 방향으로 설정될 수 있다.

냉각수 배출라인(154)은 공급되는 원료가스(G)의 공급 온도를 저하시키도록 가스 공급라인(156)과 인접한 위치에 나란하게 마련될 수 있다. 이때, 냉각수 배출라인(154)을 흐르는 제2 냉각수(W2)의 유동 방향과 가스 공급라인(156)을 흐르는 원료가스(G)의 유동 방향은 서로 간에 반대 방향으로 설정될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 오존 발생 장치(100)는 절연체(150)에도 가스 라인(156, 158)과 냉각수 라인(152, 154)을 모두 형성하되, 제2 냉각수(W2)와 원료가스(G)가 서로 반대 방향으로 흐르도록 형성하여 냉각수와 원료가스 간에 열교환이 일어나게 함으로써 절연체(150) 내지 전극(110,120,140)의 양끝 지점에서의 열 축적을 방지하고 전계를 고르게 유지시켜 안정적인 오존의 발생과 효율적인 냉각으로 오존 발생 장치(100)의 내구성을 길게 유지할 수 있고 오존의 발생을 극대화할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 외부 냉각커버(160)는, 외부 전극(120)의 외주 둘레를 감싸도록 외부 전극(120)의 외주면에 배치될 수 있다. 상기와 같은 외부 냉각커버(160)의 내부에는 제3 냉각수(W3)가 흐르는 제3 냉각유로(162)가 형성될 수 있다. 제3 냉각유로(162)는, 유전체(130)와 제2 중간부 전극(144) 사이에 마련된 가스유로(148)를 흐르는 원료가스(G)의 유동 방향과 반대되는 방향으로 제3 냉각수(W3)가 유동하도록 외부 냉각커버(160)의 내주면과 외부 전극(110)의 외주면 사이에 마련될 수 있다.

외부 냉각커버(160)는, 외부 전극(120)의 외주면 중 좌측 중간부 전극(140a)에 대응하는 부위에 배치된 좌측 외부 냉각커버(160a), 및 외부 전극(120)의 외주면 중 우측 중간부 전극(140b)에 대응하는 부위에 배치된 우측 외부 냉각커버(160b)를 포함할 수 있다.

하지만, 본 실시예에서는 외부 냉각커버(160)가 좌측 외부 냉각커버(160a)와 우측 외부 냉각커버(160b)를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 외부 냉각커버(160)가 3개 이상의 개수로 마련될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 오존 발생 장치(100)의 작동 및 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 산소(O₂)를 포함하고 있는 원료가스(G)를 절연체(150)의 가스 공급라인(156)에 공급한다.

가스 공급라인(156)에 공급된 원료가스(G)는 가스유로(148)를 통해 방전공간의 중간부로 유동된다. 이때, 방전공간에서 발생되는 무성방전에 의해서 가스유로(148)로 유동되는 원료가스(G)의 산소(O₂)로부터 오존(O₃)이 생성된다.

상기와 같이 오존(O₃)이 생성된 원료가스(G)는 가스유로(148)를 따라 방전공간의 중간부에서 절연체(150)로 다시금 유동된 후 절연체(150)의 가스 배출라인(158)을 통해 외부로 배출된다.

그와 동시에, 제1 냉각수(W1)를 내부 전극(110)의 제1 냉각유로(112)에 공급하고, 제2 냉각수(W2)를 절연체(150)의 냉각수 공급라인(152)을 통해 중간부 전극(140)의 제2 냉각유로(146)에 공급하며, 제3 냉각수(W3)를 외부 냉각커버(160)의 제3 냉각유로(162)에 공급한다.

따라서, 제1 냉각유로(112)의 제1 냉각수(W1)가 내부 전극(110)을 사이에 두고 가스유로(148)를 통과하는 원료가스(G)를 냉각시키고, 제2 냉각유로(146)의 제2 냉각수(W2)가 중간부 전극(140)을 사이에 두고 가스유로(148)를 통과하는 원료가스(G)를 냉각시키며, 제3 냉각유로(162)의 제3 냉각수(W3)가 외부 전극(120)과 유전체(130)를 사이에 두고 가스유로(148)를 통과하는 원료가스(G)를 냉각시킬 수 있다.

이때, 제1,2,3 냉각수(W1, W2, W3)는 원료가스(G)의 유동 방향과 반대 방향으로 유동되므로, 가스유로(148)를 따라 유동하는 원료가스(G)가 제1,2,3 냉각수(W1, W2, W3)와 향류흐름을 형성하여 보다 온도가 낮은 냉각수와 열교환 가능하게 되어 오존 발생 장치(100)가 원활하게 냉각된다.

한편, 절연체(150)의 가스 공급라인(156)을 통해 유입되는 원료가스(G)는 가스 공급라인(156)과 인접하게 배치된 냉각수 배출라인(154)을 통해 배출되는 제2 냉각수(W2)에 의해 원활하게 냉각되고, 절연체(150)의 가스 배출라인(158)을 통해 배출되는 원료가스(G)는 가스 배출라인(158)과 인접하게 배치된 냉각수 공급라인(152)을 통해 공급되는 제2 냉각수(W2)에 의해 원활하게 냉각된다.

가스 배출라인(158)을 흐르는 원료가스(G)는 방전영역을 지나오기 때문에 가스 공급라인(156)을 흐르는 원료가스(G)보다 온도가 높은데, 가스 배출라인(158)과 인접하게 마련된 냉각수 공급라인(152)에는 상대적으로 낮은 온도의 제2 냉각수(W2)가 흐르기 때문에 냉각수 공급라인(152)을 흐르는 제2 냉각수(W2)가 가스 배출라인(158)을 흐르는 원료가스(G)의 열을 뺏게 된다. 따라서, 배출되는 원료가스(G)를 매개로 전달되는 열이 절연체(150)에 축적되는 문제가 해소되어 절연체(150)의 열 변형과 내구성 저하가 방지될 수 있고, 원료가스(G)의 높은 배출 온도에 의해 오존이 다시 분해되는 문제도 해소되어 오존 생성 효율이 향상될 수 있다.

도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 오존 발생 장치(100) 및 기존의 오존 발생 장치에 대한 실험 결과를 각각 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5에는 본 실시예의 오존 발생 장치(100)와 기존의 오존 발생 장치를 동일한 실험 조건 하에서 일정시간 동안 실험한 결과값에 대한 그래프가 도시되어 있다.

이때, 기존의 오존 발생 장치는 절연체에 냉각수 라인이 없는 오존발생장치이다. 즉, 본 실시예의 오존 발생 장치(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 냉각 구조가 사용되는 구조이지만, 기존의 오존 발생 장치는 기존의 냉각 구조를 그대로 사용되는 구조이다.

본 비교 실험에 대한 실험 조건을 살펴보면, 본 실시예의 오존 발생 장치(100)와 기존의 오존 발생 장치에 공급되는 원료가스(G)로 산소를 사용하되, 해당 원료가스(G)를 17 ℃의 온도로 지속적으로 공급한다. 뿐만 아니라, 본 실시예의 오존 발생 장치(100)와 기존의 오존 발생 장치에 마련된 방전공간의 면적은 약 0.078㎡로 마련하고, 제1 전극과 제2 전극에 제공하는 소비전력은 600Wh로 제공한다. 상기와 같은 실험 조건 하에서 실시한 실험 결과를 측정하여 도 4와 도 5에 도시된 그래프로 도출하였다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실험에서 방전면적과 산소공급량이 동일할 때, 본 실시예의 오존 발생 장치(100)는 기존의 오존 발생 장치와 비교하여 절연체(150)에서 배출되는 원료가스(G)의 온도가 5℃ 낮아지는 것을 확인하였다. 도 4에는 본 실시예의 오존 발생 장치(100)과 기존의 오존 발생 장치에서 발생되는 오존 온도의 실험 결과에 대한 그래프가 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 오존 발생 장치(100)에서 발생되는 오존발생량은 기존의 오존 발생 장치보다 15~20% 증가됨을 확인하였다. 도 5에는 본 실시예의 오존 발생 장치(100) 및 기존의 오존 발생 장치에서 발생되는 오존발생량의 실험 결과에 대한 그래프가 도시되어 있다. 결론적으로, 본 실시예의 오존 발생 장치(100)는 냉각구조의 개선을 통해 방전관 끝단의 가스온도, 즉 절연체(150)를 통과하는 원료가스(G)의 온도를 원활하게 냉각시킴으로써, 무성방전에 의해 생성된 오존이 높은 열에 의해 다시 분해되는 것을 방지하였기 때문에 기존의 오존 발생 장치 대비 오존발생량이 증가한 것으로 사료된다.

이와 같이 본 실시예의 오존 발생 장치(100)는 원료가스(G)와 절연체(150)의 냉각을 효과적으로 수행하여 오존 발생 장치(100)의 양단부에 배치된 절연체(150)에 열이 집중되는 현상을 완화시킬 수 있고, 그로 인해서 절연체(150)의 열 변형 및 내구성 저하를 방지할 수 있다

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 오존 발생 장치
110: 내부 전극
112: 제1 냉각유로
120: 외부 전극
130: 유전체
140: 중간부 전극
146: 제2 냉각유로
148: 가스유로
150: 절연체
160: 외부 냉각커버
162: 제3 냉각유로
G: 원료가스
W1, W2, W3: 제1,2,3 냉각수

Claims (11)

1. 제1 냉각수가 유동되기 위한 제1 냉각유로가 내부에 형성되도록 관 형상으로 마련되는 내부 전극;
   상기 내부 전극의 외측을 감싸도록 관 형상으로 마련되는 외부 전극;
   상기 외부 전극의 내주면에 관 형상으로 마련되고, 상기 내부 전극과의 사이에 방전공간을 형성하는 유전체; 및
   상기 내부 전극, 상기 외부 전극 및 상기 유전체의 양단부에 각각 연결되는 절연체;를 포함하며,
   상기 절연체에는 냉각수 라인 및 가스 라인이 마련되되, 상기 냉각수 라인을 흐르는 냉각수와 상기 가스 라인을 흐르는 원료가스는 서로 인접한 위치에서 반대 방향으로 흐르고,
   상기 유전체와 상기 내부 전극 사이에는, 상기 방전공간의 내부에 산소와 오존을 포함하는 상기 원료가스가 유동되기 위한 가스유로 및 제2 냉각수가 유동되기 위한 제2 냉각유로를 형성하는 중간부 전극이 마련되며,
   상기 중간부 전극은 상기 내부 전극과 상기 유전체 사이에 배치되는 삼중관 형상으로 마련된 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 냉각수 라인은, 상기 제2 냉각수를 상기 제2 냉각유로에 공급하는 냉각수 공급라인; 및 상기 제2 냉각수를 상기 제2 냉각유로로부터 배출하는 냉각수 배출라인;을 포함하고,
   상기 가스 라인은, 상기 산소가 포함된 원료가스를 상기 가스유로에 공급하는 가스 공급라인; 및 상기 오존이 포함된 원료가스를 상기 가스유로에서 배출하는 가스 배출라인;을 포함하며,
   상기 냉각수 공급라인은 상기 원료가스의 배출 온도를 저하시키도록 상기 가스 배출라인과 나란하게 마련되고, 상기 냉각수 배출라인은 상기 원료가스의 공급 온도를 저하시키도록 상기 가스 공급라인과 나란하게 마련된 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 냉각유로에서는 상기 제1 냉각수가 상기 내부 전극의 일단부에서 타단부로 유동되며,
   상기 가스유로에서는 상기 원료가스가 제1 방향으로 유동되고, 상기 제2 냉각유로에서는 상기 제2 냉각수가 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 유동되며,
   상기 냉각수 공급라인과 상기 가스 배출라인에서는 상기 제2 냉각수의 공급과 상기 원료가스의 배출이 서로 반대 방향으로 이루어지고, 상기 냉각수 배출라인과 상기 가스 공급라인에서는 상기 제2 냉각수의 배출과 상기 원료가스의 공급이 서로 반대 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 중간부 전극의 일단부는 상기 절연체에 연결되고, 상기 중간부 전극의 타단부는 상기 내부 전극과 상기 유전체 사이에 외팔보 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 중간부 전극은, 상기 내부 전극과 상기 유전체 사이에 배치되는 관 형상으로 마련되고, 상기 절연체에 일단부가 연결된 제1 중간부 전극; 및 상기 제1 중간부 전극이 내부에 배치되는 이중관 형상으로 마련되고, 상기 제1 중간부 전극이 삽입되기 위한 개구부가 일단부에 형성되며, 상기 제1 중간부 전극이 내부에 수용되도록 상기 절연체에 일단부가 연결된 제2 중간부 전극;을 포함하며,
   상기 가스유로는 상기 가스 공급라인과 상기 가스 배출라인에 연통하도록 상기 제2 중간부 전극과 상기 유전체 및 상기 내부 전극 사이에 마련되고,
   상기 제2 냉각유로는 상기 냉각수 공급라인과 상기 냉각수 배출라인에 연통하도록 상기 제1 중간부 전극과 상기 제2 중간부 전극 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 가스유로는,
   상기 가스 공급라인으로 공급되는 상기 원료가스의 산소가 무성방전에 의해 상기 오존을 생성하도록 상기 제2 중간부 전극과 상기 유전체 사이에 상기 가스 공급라인과 연통되게 형성된 외측 가스유로;
   상기 외측 가스유로에서 생성된 상기 오존을 포함하는 상기 원료가스를 외부에 상기 가스 배출라인을 통해 배출하도록 상기 제2 중간부 전극과 상기 내부 전극 사이에 상기 가스 배출라인과 연통되게 형성된 내측 가스유로; 및
   상기 외측 가스유로에서 상기 내측 가스유로로 상기 원료가스를 전달하도록 상기 제2 중간부 전극의 타단부 표면을 따라 상기 외측 가스유로와 상기 내측 가스유로에 연통되게 형성된 연결 가스유로;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 냉각유로는,
   상기 내측 가스유로를 통해 유동되는 상기 원료가스를 냉각시키도록 상기 제1 중간부 전극의 내주면과 상기 제2 중간부 전극 사이에 상기 냉각수 공급라인과 연통되게 형성된 내측 냉각유로;
   상기 외측 가스유로를 통해 유동되는 상기 원료가스를 냉각시키도록 상기 제1 중간부 전극의 외주면과 상기 제2 중간부 전극 사이에 상기 냉각수 배출라인과 연통되게 형성된 외측 냉각유로; 및
   상기 내측 냉각유로의 상기 제2 냉각수를 상기 외측 냉각유로에 전달하도록 상기 제1 중간부 전극과 상기 제2 중간부 전극의 타단부 사이에 상기 내측 냉각유로와 상기 외측 냉각유로에 연통되게 형성된 연결 냉각유로;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
   
9. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절연체는, 상기 내부 전극과 상기 외부 전극 및 상기 유전체의 좌측단부에 연결된 좌측 절연체; 및 상기 내부 전극과 상기 외부 전극 및 상기 유전체의 우측단부에 연결된 우측 절연체;를 포함하고,
   상기 중간부 전극은, 상기 좌측 절연체에 일단부가 연결된 좌측 중간부 전극; 및 상기 우측 절연체에 일단부가 연결된 우측 중간부 전극;을 포함하며,
   상기 좌측 중간부 전극과 상기 우측 중간부 전극의 타단부는 상기 방전 공간에서 일정 간격으로 서로 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 냉각수 라인과 상기 가스 라인은 상기 좌측 절연체와 상기 우측 절연체에 좌우방향으로 서로 대칭되도록 각각 마련되고,
    상기 가스유로와 상기 제2 냉각유로는 상기 좌측 중간부 전극과 상기 우측 중간부 전극에 좌우방향으로 서로 대칭되도록 각각 마련된 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.
    
11. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 전극의 외주 둘레를 감싸도록 상기 외부 전극의 외주면에 밀착되게 배치되고, 제3 냉각수가 유동되기 위한 제3 냉각유로가 내부에 형성된 외부 냉각커버;를 더 포함하고,
    상기 제3 냉각유로는 상기 제3 냉각수를 상기 가스유로의 유동 방향과 반대되는 방향으로 유동시키도록 상기 외부 냉각커버의 내주면에 마련된 것을 특징으로 하는 오존 발생 장치.

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