KR19990041595A - Plasma reactor - Google Patents

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이종수
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    • B01D2259/80Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/818Employing electrical discharges or the generation of a plasma

Abstract

본 발명은 플라즈마(Plasma)에 의해 폐수 또는 오염된 공기내의 오염물질을 제거하는 플라즈마 리액터에 관한 것으로, 본체 역할을 하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되어 전원이 인가되는 도전체의 상,하부링 및 중간링과, 상기 하우징과 링사이에 설치되어 이들 사이를 절연시키는 인슐레이터와, 상기 각 링에 고정된 전원 인가전극과, 상기 중간링의 전원 인가전극에 수직되게 고정되고 양단에는 강구가 고정된 복수개의 제 1 전극과, 상기 상,하부링의 전원 인가전극에 각각 수직되게 고정되어 제 1 전극사이에 위치되며, 그 일측 끝단에 강구가 고정된 복수개의 제 2,3 전극으로 구성하여 전력손실, 대형화의 어려움, 불완전한 오염처리 등을 해소하게 된다.The present invention relates to a plasma reactor for removing contaminants in wastewater or contaminated air by plasma, and includes a housing acting as a main body and upper and lower portions of a conductor installed inside the housing to which power is applied. A ring and an intermediate ring, an insulator installed between the housing and the ring to insulate them, a power supply electrode fixed to each ring, and a steel ball fixed at both ends thereof perpendicularly to the power supply electrode of the intermediate ring. A plurality of first electrodes and a plurality of second and third electrodes fixed vertically to the power supply electrodes of the upper and lower rings, respectively, positioned between the first electrodes and having steel balls fixed at one end thereof. Eliminates losses, difficulty in large-scaled, and incomplete pollution treatment.

Description

플라즈마 리액터Plasma reactor

본 발명은 플라즈마(Plasma)에 의해 폐수 또는 오염된 공기내의 오염물질을 제거하는 플라즈마 리액터에 관한 것으로, 특히 제너레이터에서 발생된 펄스가 공급됨에 따라 코로나 방전이 일어나는 플라즈마 리액터에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma reactor for removing contaminants in wastewater or contaminated air by plasma, and more particularly, to a plasma reactor in which corona discharge occurs as a pulse generated from a generator is supplied.

오늘날 생활환경에 대한 관심은 날로 높아져 맑은 공기와 깨끗한 물을 지키고자 많은 노력을 경주하고 있다.Today, interest in the living environment is increasing day by day, and efforts are being made to keep clean air and clean water.

환경산업분야를 크게 4가지로 구분하면 대기오염 방지분야, 수질오염 방지분야, 폐기물 처리분야, 청정 기술분야로 대별된다.The environmental industry is divided into four categories: air pollution prevention, water pollution prevention, waste treatment, and clean technology.

상기 대기 및 수질오염 방지분야에서 공기 또는 폐수내에 포함된 오염물질의 처리나, 수돗물의 생산에 적용되는 공정은 그동안 많은 학자들에 의해 연구 개발되어 발전되었다.In the air and water pollution prevention field, a process applied to the treatment of pollutants contained in air or wastewater or the production of tap water has been researched and developed by many scholars.

그러나 아직도 많은 부분에서 효율적이고 경제적인 공정 및 설비의 개발이 이루어지지 않고 있는 실정이다.However, the development of efficient and economical processes and equipment is still not made in many areas.

일반적으로 우리는 폐수내에 포함된 유기물질(주로 탄화수소)을 제거하여 BOD를 낮추고는 폐수의 처리가 완료되었다고 판단하여 처리된 폐수를 하천 등으로 방류하였다.In general, we lowered the BOD by removing organic substances (mainly hydrocarbons) contained in the wastewater, and discharged the treated wastewater to the river in consideration of the completion of the wastewater treatment.

그러나 산업의 발달과 인구의 도시 집중화로 인해 전에는 예측되지 않았던 여러 가지 성상의 오염물질이 배출되고 있지만, 이러한 오염물질의 독성 및 환경에 미치는 영향도 제대로 평가하지 못하고 오염된 공기 및 폐수를 처리하고 있다.However, due to the development of industry and the urban concentration of the population, pollutants of various characteristics are released which were not predicted before, but the toxicity and environmental impact of these pollutants are not properly evaluated and the polluted air and wastewater are treated. .

예를 들어, 우리가 흔히 상수원의 소독에 주로 사용하고 있는 염소는 발암물질인 TMS를 형성하는 것으로 최근 알려졌으며, 이는 장기간 염소 소독된 수도물을 음용한 주민을 대상으로 실시한 역학 조사결과 확실한 사실로 입증되었다.For example, chlorine, which we often use for water disinfection, has recently been known to form a carcinogen, TMS, which is confirmed by epidemiological investigations of residents who consumed chlorinated tap water for long periods of time. It became.

또, 인구집중으로 인한 생활하수의 증가는 방류되는 하수내에 질소(N)와 인(P)성분이 다량 함유되어 있어 강, 호수, 하구 등을 부영양화시키는 직접적인 원인으로 작용되었고, 이에 따라 녹조현상 또는 적조현상이 나타났다.In addition, the increase of domestic sewage due to population concentration has a large amount of nitrogen (N) and phosphorus (P) components in discharged sewage, which acts as a direct cause of eutrophication of rivers, lakes, and estuaries. Red tide phenomenon appeared.

이와 같이 수질이 부영양화되면 영양분을 먹고 자라는 조류의 번식이 급속히 증가되므로 강과 호수 등은 산소의 고갈로 인해 생태계가 완전히 파괴된다.As the water quality is eutrophic, the breeding of algae, which eats nutrients, increases rapidly, and the rivers and lakes, etc., completely destroy ecosystems due to oxygen depletion.

따라서 오염된 공기 또는 폐수를 여러 가지 방법에 의해 정화처리하여야 된다.Therefore, contaminated air or wastewater has to be purified by various methods.

상기한 방법 중 폐수의 처리방법으로는 물리화학적 처리법, 생물학적 처리법, 응집처리법, Fenton산화법, 오존처리법, 전자빔에 의한 처리법, 활성탄흡착에 의한 처리법, 막분리에 의한 처리법, 풀라즈마에 의한 처리법등이 알려져 있다.Among the above methods, wastewater treatment methods include physicochemical treatment, biological treatment, flocculation treatment, Fenton oxidation method, ozone treatment, electron beam treatment, activated carbon adsorption treatment, membrane separation treatment and full plasma treatment. Known.

근래에는 난분해성 폐수나 대기오염의 주원인인 배기가스 중의 이산화황과 이산화질소를 동시에 처리할 수 있는 플라즈마를 이용하여 폐수 또는 오염된 공기내에 포함된 여러 가지 성상의 오염물질을 제거하고 있다.In recent years, various types of contaminants contained in wastewater or polluted air are removed by using plasma capable of simultaneously treating sulfur dioxide and nitrogen dioxide in exhaust gas, which is a major cause of hardly degradable wastewater or air pollution.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술의 플라즈마 리액터를 나타낸 요부사시도 및 종단면도이고, 도 2a 및 도 2b는 종래의 플라즈마 리액터에 코로나 방전이 일어나는 상태를 나타낸 도면이다.1A and 1B are principal parts perspective views and longitudinal cross-sectional views showing a plasma reactor of the prior art, and FIGS. 2A and 2B are views showing a state where corona discharge occurs in a conventional plasma reactor.

상기 플라즈마를 이용하여 오염된 공기 및 폐수내에 포함된 오염물질을 처리하는 기술은 크게 펄스를 발생하여 리액터로 공급하는 전원장치인 제너레이터(Generator)(도시생략)와, 오염물질과 반응하도록 코로나 방전을 일으켜 오염물질을 제거하는 리액터(1)로 구성된다.The technology for treating contaminants contained in contaminated air and wastewater using the plasma is largely generated by a generator (not shown), which is a power supply that generates pulses and supplies them to the reactor, and generates a corona discharge to react with the contaminants. It is composed of a reactor (1) to raise the contaminants.

상기 리액터(1)는 도 1a와 같이 박스 형태의 하우징(2)과, 상기 박스 형태의 하우징(2) 내부에 와이어 형태로 장착된 전극(3)으로 구성되거나, 도 1b와 같이 실린더 형태의 하우징(4)과, 상기 실린더 형태의 하우징(4) 내부에 장착된 니들 형태의 전극(5)으로 구성된다.The reactor 1 is composed of a box-shaped housing 2 as shown in FIG. 1A and an electrode 3 mounted in a wire form in the box-shaped housing 2, or as shown in FIG. 1B. (4) and a needle-shaped electrode (5) mounted inside the cylindrical housing (4).

상기 제너레이터(도시생략)는 고전압, 고전류 상태의 수백 나노초 단위의 폭을 가진 펄스를 발생시켜, 하우징(2)(4)내의 전극(3)(5)에 공급하는 역할을 하게 된다.The generator (not shown) generates a pulse having a width of several hundred nanoseconds in a high voltage and high current state, and serves to supply the electrodes 3 and 5 in the housing 2 and 4.

이에 따라, 하우징(2)(4)내에 위치된 전극(3)(5)에서 도 2a 및 도 2b와 같이 코로나 방전이 발생하면 상기 코로나 방전에 의해 생긴 스트리머 주위에 위치하는 공기 입자가 이온화되므로 플라즈마 상태로 변하게 된다.Accordingly, when corona discharge occurs in the electrodes 3 and 5 located in the housing 2 and 4 as shown in FIGS. 2A and 2B, air particles located around the streamer caused by the corona discharge are ionized. The plasma state is changed.

이와 같은 플라즈마상태에서는 가스상의 물질들이 화학적인 변화를 쉽게 일으키기 때문에 인체에 유해한 각종 오염물질도 화학반응을 거쳐 무해한 물질로 변하게 된다.In the plasma state, since gaseous substances easily cause chemical changes, various contaminants harmful to the human body are converted into harmless substances through chemical reactions.

이러한 구성 및 원리에 의해 오염물질을 제거하는 플라즈마 설비는 제너레이터의 성능도 중요하지만, 리액터(1)내에 위치하여 코로나 방전을 일으키는 전극(3)(5)의 형상과 배열에 따라 플라즈마 발생효율 및 오염물질 제거효율이 크게 좌,우되므로 전극의 형상과 배열 또한 매우 중요하다.Plasma equipment that removes contaminants by this structure and principle is also important for generator performance, but plasma generation efficiency and contamination depending on the shape and arrangement of electrodes 3 and 5 located in reactor 1 and causing corona discharge. Since the material removal efficiency is greatly left and right, the shape and arrangement of the electrodes are also very important.

종래 기술에 따른 플라즈마 발생을 위한 전극은 도 1a과 같은 와이어 형태의 전극(3), 1b와 같은 니이들 형태의 전극(5), 또는 사각봉을 비튼형태의 전극 등이 있는데, 제너레이터에서 발생된 펄스가 인가되는 와이어 전극(3)의 끝단(3a)은 도 2a와 같이 실제 플라즈마 반응이 일어나는 하우징(2)내에 위치되지 않고 외부에 위치되어 있다.The electrode for plasma generation according to the prior art includes a wire-shaped electrode 3 as shown in FIG. 1A, a needle-like electrode 5 as shown in FIG. 1B, or an electrode having a square rod bent in shape. The end 3a of the wire electrode 3 to which the pulse is applied is not located in the housing 2 in which the actual plasma reaction takes place, as shown in FIG. 2A, but is located outside.

또한, 하우징(2)내에 설치되는 전극(3)이 단순히 도 1a와 같은 와이어-플레이트 형태 또는 와이어-실린더 형태로 배열되어 와이어형태의 전극(3)에 플러스(+)를, 그리고 플레이트 또는 실린더 형태의 하우징(2)에 마이너스(-) 전원을 인가하거나, 또는 그 반대극의 전원을 인가하여 플라즈마의 발생을 유도하게 된다.In addition, the electrodes 3 installed in the housing 2 are simply arranged in the form of a wire-plate or a wire-cylinder as shown in FIG. 1A to add a positive (+) to the wire-shaped electrode 3 and to form a plate or cylinder. A negative (-) power is applied to the housing (2) or the power of the opposite pole is applied to induce the generation of plasma.

이와 같이 구성된 플라즈마 리액터(1)는 전극(3)(5)과 평면간의 전위차에 의해 전극으로부터 스트리머 코로나(Streamer Corona)가 진행되므로 인하여 공기중 또는 수중에 형성되는 플라즈마를 이용하여 오염물질을 제거하게 된다.The plasma reactor 1 configured as described above removes contaminants by using a plasma formed in air or in water because a streamer corona is advanced from the electrode by a potential difference between the electrodes 3 and 5 and a plane. Done.

이때, 도 1b와 같은 니이들 형태의 전극(5)을 이용할 경우에는 스트리머 코로나가 니들 전극(5)의 뽀쪽한 부분에 집중되므로 효과적으로 플라즈마를 발생시키는 장점을 갖는다.In this case, when the needle type electrode 5 as shown in FIG. 1B is used, the streamer corona is concentrated on the raised portion of the needle electrode 5, thereby effectively generating plasma.

이에 따라, 플라즈마 발생 영역을 통과하는 오염물질은 플라즈마에 의해 형성된 활성종(Radical)에 의해 화학반응을 일으켜, 결국 무해한 물질로 변환되거나, 처리가 용이한 물질로 바뀌므로 제거된다.Accordingly, the contaminants passing through the plasma generating region are chemically reacted by the active species formed by the plasma, and thus are converted into harmless materials or converted into materials that are easy to process and are removed.

그러나 이러한 종래의 플라즈마 리액터는 다음과 같은 문제점이 있다.However, such a conventional plasma reactor has the following problems.

첫째, 와이어 형태의 전극을 사용할 경우, 전극과 하우징 간에 스트리머 코로나가 불균일하게 분포되므로 그 영역을 통과하는 오염물질을 완전하게 처리하지 못하였다.First, when the wire-type electrode is used, the streamer corona is unevenly distributed between the electrode and the housing, so that the contaminants passing through the area cannot be completely treated.

둘째, 전장(Electric Field)의 집중화를 위해 니들 형태의 전극을 사용할 경우, 오염물질의 처리효율이 증가되는 반면 전극의 제조에 따른 비용이 많이 소요되므로 설비비가 증가된다.Second, in the case of using a needle-type electrode for the concentration of the electric field, the treatment efficiency of the contaminants is increased while the cost of manufacturing the electrode is high, thus increasing the equipment cost.

셋째, 하우징과 전극사이의 간격은 인가되는 전압에 의해 결정되지만, 그 치수가 한정되므로(대개 5Cm를 넘지 못함) 많은 양의 오염된 공기 및 폐수를 정화처리하기 위해서는 여러개의 셀(Cell)을 직,병렬로 연결하여 리액터를 벌집(Honey comb)형태로 제작하여야 되었으므로 제작이 용이하지 못하였음은 물론 셀 간의 절연에도 많은 문제점이 있으므로 비경제적이다.Third, the spacing between the housing and the electrode is determined by the voltage applied, but its dimensions are limited (usually no more than 5 cm), so that multiple cells can be used to purify large amounts of contaminated air and wastewater. It was not easy to manufacture because it was necessary to manufacture reactors in the form of honey comb by connecting them in parallel and it is uneconomical because there are many problems in the insulation between cells.

넷째, 와이어 형태의 전극 끝단이 하우징의 외부에 위치하므로 전력 손실이 많이 발생되었다.Fourth, since the electrode end of the wire form is located outside the housing, a lot of power loss occurred.

즉, 전극에 인가되는 펄스의 극성이 플러스(+)인 경우에는 전극으로부터 하우징을 향해 코로나가 진행하지만, 극성이 마이너스(-)인 경우에는 하우징의 넓은 면으로부터 전극을 향해 코로나가 진행하지 못하므로 인가되는 전력의 1/2을 제대로 이용하지 못하는 결과를 초래하였다.That is, when the polarity of the pulse applied to the electrode is positive (+), the corona proceeds from the electrode toward the housing, but when the polarity is negative (-), the corona does not proceed toward the electrode from the wide side of the housing. Half of the applied power was not used properly.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 하우징내에 와이어 형태로 된 전극의 조합으로 대용량의 리액터를 구성하여 플라즈마의 발생을 원활히 하고 플라즈마의 발생시 아아크의 생성을 억제하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to construct a large-capacity reactor using a combination of electrodes in the form of wires in a housing to facilitate plasma generation and to suppress generation of arcs during plasma generation.

도 1a 및 도 1b는 종래의 플라즈마 리액터를 나타낸 요부사시도 및 종단면도1A and 1B are main parts perspective and longitudinal cross-sectional views showing a conventional plasma reactor.

도 2a 및 도 2b는 종래의 플라즈마 리액터에 코로나 방전이 일어나는 상태도2A and 2B are diagrams illustrating a state where corona discharge occurs in a conventional plasma reactor.

도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 요부사시도3 is a perspective view showing an embodiment of the present invention

도 4는 본 발명에 적용되는 전극을 나타낸 상세도Figure 4 is a detailed view showing the electrode applied to the present invention

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 평면도 및 종단면도5 is a plan view and a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6b는 극성의 변화에 따른 스트리머 코로나의 분포도6a to 6b is a distribution diagram of the streamer corona according to the change of polarity

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

6 : 하우징 7a : 상부링6: housing 7a: upper ring

7b : 하부링 8 : 중간링7b: lower ring 8: middle ring

10a,10b : 전원 인가전극 11 : 강구10a, 10b: power supply electrode 11: steel ball

12 : 제 1 전극 13 : 제 2 전극12: first electrode 13: second electrode

14 : 제 3 전극14: third electrode

본 발명에 따른 플라즈마 리액터는, 본체 역할을 하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되어 전원이 인가되는 도전체의 상,하부링 및 중간링과, 상기 하우징과 링사이에 설치되어 이들 사이를 절연시키는 인슐레이터와, 상기 각 링에 고정된 전원 인가전극과, 상기 중간링의 전원 인가전극에 수직되게 고정되고 양단에는 강구가 고정된 복수개의 제 1 전극과, 상기 상,하부링의 전원 인가전극에 각각 수직되게 고정되어 제 1 전극사이에 위치되며, 그 일측 끝단에 강구가 고정된 복수개의 제 2,3 전극으로 구성되는데 그 특징이 있다.Plasma reactor according to the present invention, the upper and lower rings and the intermediate ring of the housing that serves as the main body, the conductor is installed inside the housing to which the power is applied, and is installed between the housing and the ring and insulated between them An insulator, a power supply electrode fixed to each of the rings, a plurality of first electrodes fixed perpendicularly to the power supply electrode of the middle ring, and steel balls fixed at both ends thereof, and power supply electrodes of the upper and lower rings. Each of them is vertically fixed and positioned between the first electrodes, and consists of a plurality of second and third electrodes having steel balls fixed at one end thereof.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 3 내지 도 6b를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 6B, which illustrate one embodiment.

도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 요부사시도이고 도 4는 본 발명에 적용되는 전극을 나타낸 상세도이며 도 6a 내지 도 6b는 극성의 변화에 따른 스트리머 코로나의 분포도이다.3 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, Figure 4 is a detailed view showing the electrode applied to the present invention and Figures 6a to 6b is a distribution diagram of the streamer corona according to the change in polarity.

본 발명은 본체 역할을 하는 실린더형상의 하우징(6) 내부에 전원이 인가되는 도전체의 상,하부링(7a)(7b) 및 중간링(8)이 인슐레이터(9)에 의해 하우징(6)과 절연되게 각각 설치되어 있다.According to the present invention, the upper and lower rings 7a and 7b and the intermediate ring 8 of the conductor to which the power is applied are provided in the housing 6 by the insulator 9. It is installed to be insulated from each other.

본 발명의 일 실시예에서는 하우징(6)을 실린더형상으로 도시하였으나, 박스형태로의 적용도 가능하므로 반드시 이에 한정하지 않는다.In an embodiment of the present invention, the housing 6 is illustrated in a cylindrical shape, but the present invention is not necessarily limited to this, since the housing 6 may be applied in a box shape.

그리고 상,하부링(7a)(7b)과 중간링(8)에 전원 인가전극(10a)(10b)이 각각 고정되어 있고 중간링(8)의 전원 인가전극(10b)에는 양단에 강구(Steel Ball)(11)가 고정된 복수개의 제 1 전극(12)이 일정간격으로 직각되게 고정되어 있으며 상,하부링(7a)(7b)의 전원 인가전극(10a)에는 일단에 강구(Steel Ball)(11)가 고정된 복수개의 제 2,3 전극(13)(14)이 제 1 전극(12)사이에 위치되게 고정되어 있다.Power supply electrodes 10a and 10b are fixed to the upper and lower rings 7a and 7b and the intermediate ring 8, respectively, and steel balls are provided at both ends of the power supply electrode 10b of the intermediate ring 8, respectively. The plurality of first electrodes 12 having the ball 11 fixed thereto are fixed at right intervals at a predetermined interval, and at one end of the power applying electrode 10a of the upper and lower rings 7a and 7b. A plurality of second and third electrodes 13 and 14 having 11 fixed thereto are fixed to be positioned between the first electrodes 12.

상기 제 1 전극(12)의 양단 및 제 2,3 전극(13)(14)의 일단에 강구(11)를 고정한 이유는 전극의 끝단이 하우징(6)의 내부에 위치될 경우, 전극의 끝단에서 발생되는 플라즈마가 다른 부위에서 발생되는 플라즈마에 비해 휠씬 아아크로 진행되기 쉬워 다른 부분의 플라즈마 발생을 저해시키게 되므로 이를 미연에 방지하기 위함이다.The reason why the steel balls 11 are fixed to both ends of the first electrode 12 and one end of the second and third electrodes 13 and 14 is that when the end of the electrode is positioned inside the housing 6, the end of the electrode This is to prevent the plasma generated in the easy to proceed to the far arc than the plasma generated in the other part because it inhibits the plasma generation of other parts in advance.

상기 상,하부링(7a)(7b)과 중간링(8)에 고정되는 전원 인가전극(10a)(10b)을 복수개로 평행하게 고정하는 것이 보다 바람직하다.More preferably, a plurality of power supply electrodes 10a and 10b fixed to the upper and lower rings 7a and 7b and the middle ring 8 are fixed in parallel.

이는, 상기 전원 인가전극(10a)(10b)에 수직되게 고정되는 제 1,2,3 전극(12)(13)(14)을 보다 견고히 고정하여 제 1,2,3 전극의 위치가 가변되므로 인한 쇼트발생을 미연에 방지하기 위함이다.This is because the positions of the first, second, and third electrodes 12, 13, and 14 that are fixed perpendicularly to the power applying electrodes 10a, 10b are more firmly fixed. This is to prevent the occurrence of short.

또한, 상기 제 1,2,3 전극(12)(13)(14)의 외주면을 나사형태로 형성하는 것이 와이어형태로 하는 것보다 하우징내의 스트리머 코로나가 균일하게 분포되기 때문에 더욱 바람직하다.In addition, it is more preferable to form the outer circumferential surfaces of the first, second and third electrodes 12, 13 and 14 in the form of screws because the streamer corona in the housing is uniformly distributed than in the form of wires.

즉, 제 1,2,3 전극(12)(13)(14)의 외주면을 나사 형태로 하면 도 4에 나타낸 바와 같이 전극의 전 영역인 나사형태의 각 끝부분에서 스트리머 코로나가 형성되기 때문이다.That is, when the outer circumferential surfaces of the first, second and third electrodes 12, 13 and 14 are in the form of screws, as shown in FIG. 4, streamer corona is formed at each end of the screw form, which is the entire region of the electrode. to be.

상기 제 1 전극(12)과 제 2,3 전극(13)(14)은 상호 지그재그로 배열되게 상,하부링(7a)(7b)과 중간링(8)에 고정되어 있다.The first electrode 12 and the second and third electrodes 13 and 14 are fixed to the upper and lower rings 7a, 7b and the intermediate ring 8 so as to be arranged in a zigzag pattern.

이는, 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이 각 전극과의 간격을 충분히 확보하여 스트리머 코로나의 발생영역을 더욱 증대시키기 위함이다.This is to further increase the generation area of the streamer corona by sufficiently securing a gap with each electrode as shown in FIGS. 6A and 6B.

만약, 각 전극을 인라인형태로 배열할 경우에는 이들 사이의 공간확보가 충분치 않아 스트리머 발생영역이 줄어들게 되는 결과를 초래할 우려가 있다.If each electrode is arranged in an in-line shape, there is a possibility that the space between them is insufficient, resulting in a reduction in the streamer generation area.

상기 각 전극의 배열 간격은 공급되는 전압의 세기에 따라 결정되며, 상기 각 전극의 길이는 오염 물질이 하우징내에 체류 시간에 비례하여 결정되어 있다.The arrangement interval of each electrode is determined by the intensity of the voltage supplied, and the length of each electrode is determined in proportion to the residence time of the contaminants in the housing.

즉, 인가되는 전압이 강하면 전극의 간격을 넓게 설정하고 이와는 반대로 약하면 간격을 좁게 설정하여야 동일한 효과를 얻게 되며, 오염물질이 하우징(6)내에 체류하는 시간이 짧으면 전극의 길이를 길게 설정하고 이와는 반대로 체류시간이 길면 짧게 설정하여도 된다.In other words, if the applied voltage is strong, the distance between the electrodes should be set wide and, on the contrary, if the distance is set narrow, the same effect is obtained.If the time for which the contaminants stay in the housing 6 is short, the length of the electrode is set longer and vice versa. If the residence time is long, it may be set short.

상기 하우징(6)에 인슐레이터(9)에 의해 절연되게 설치되어 전원이 인가되는 상,하부링(7a)(7b)에 도 3에 나타낸 바와 같이 마이너스(-) 전원이 연결되어 있고, 중간링(8)에는 플러스(+) 전원이 연결되어 있다.As shown in FIG. 3, negative (−) power is connected to the upper and lower rings 7a and 7b to which the housing 6 is insulated by the insulator 9 and to which power is applied, and an intermediate ring ( 8) a positive power supply is connected.

그러나 전술한 바와는 반대로 상,하부링(7a)(7b)에 플러스(+) 전원을 연결하고, 중간링(8)에는 마이너스(-) 전원을 연결하여도 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이 동일한 효과가 나타나므로 각 링에 인가되는 전원을 한정할 필요가 없다.However, as shown in FIGS. 6A and 6B, the positive and negative power are connected to the upper and lower rings 7a and 7b, and the negative and negative power are connected to the middle ring 8. The same effect occurs, so there is no need to limit the power applied to each ring.

한편, 대형향의 리액터(1)를 구성하고자 할 경우에는 하우징(6)내에 설치되는 전극의 개수를 늘려주면 된다.On the other hand, when the reactor 1 of a large size is to be comprised, the number of electrodes installed in the housing 6 may be increased.

즉, 다른 실시예로 나타낸 도 5와 같이 각 상,하부링(7a)(7b) 및 중간링(8)에 전원이 인가되는 전원 인가전극(10a)(10b)을 평행하게 나란히 복수개 고정하고 상기 전원 인가전극에는 제 1,2,3 전극(12)(13)(14)을 일 실시예와 마찬가지로 수직되게 지그재그로 각각 고정하여 주면 대용량의 리액터 구성이 가능해지게 된다.That is, as shown in FIG. 5 as another embodiment, a plurality of power applying electrodes 10a and 10b to which power is applied to each of the upper and lower rings 7a and 7b and the middle ring 8 are parallel and fixed in parallel. The first, second, and third electrodes 12, 13, and 14 are fixed to the power supply electrode in a vertical zigzag fashion as in the exemplary embodiment, whereby a large-capacity reactor can be configured.

물론 상기 전원 인가전극(10a)(10b)에 고정되는 제 1,2,3 전극(12)(13)(14)의 양단 및 일단에 강구(11)가 각각 고정되어 있고 제 1,2,3 전극(12)(13)(14)의 외주면은 나사형태로 이루져 있다.Of course, steel balls 11 are fixed to both ends and one end of the first, second, and third electrodes 12, 13, and 14 fixed to the power applying electrodes 10a, 10b, respectively. The outer circumferential surfaces of the electrodes 12, 13 and 14 are made in the form of screws.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above is as follows.

제너레이터에 의해 발생된 펄스가 상,하부링(7a)(7b) 및 중간링(8)에 고정된 전원 인가전극(10a)(10b)에 각각 인가되면 도 4와 같이 나사형태로 된 제 1,2,3 전극(12)(13)(14)의 전 외주면에 걸쳐 전장(Electric Field)이 집중되므로 종래보다 훨씬 더 양호하고 균일한 플라즈마를 발생시키게 된다.When the pulse generated by the generator is applied to the power supply electrodes 10a and 10b fixed to the upper and lower rings 7a and 7b and the intermediate ring 8, respectively, the first, screwed, The electric field is concentrated over the entire outer circumferential surface of the 2, 3 electrodes 12, 13, 14, which generates a much better and more uniform plasma than the conventional one.

이와 같이 각 전극의 외주면에서 전장이 집중될 때 제 1 전극(12)의 양단과 제 2,3 전극(13)(14)의 일단에 고정된 강구(11)에서는 타 부위보다 더욱 양호한 플라즈마를 발생시키게 되므로 요염물질의 제거효율이 증대된다.As such, when the electric field is concentrated on the outer circumferential surface of each electrode, the steel balls 11 fixed to both ends of the first electrode 12 and one end of the second and third electrodes 13 and 14 generate better plasma than other parts. It will increase the removal efficiency of the pollutant.

도 6a 내지 도 6b는 펄스 전원의 극성이 바뀔 때마다 전극 주위에서 발생되는 스트리머 코로나(Streamer Corona)의 분포를 나타낸 도면으로써, 중간링(8)에 플러스(+) 극성이 인가되거나, 마이너스(-) 극성이 인가되어도 하우징(6)의 내부에는 항상 스트리머 코로나(Streamer Corona)로 가득 차게 되는데, 이는 곧 리액터내의 공기가 충분한 플라즈마 상태로 있다는 것을 의미한다.6A to 6B are diagrams showing the distribution of streamer corona generated around the electrode whenever the polarity of the pulse power source is changed, and a positive or negative polarity is applied to the intermediate ring 8. -) Even if the polarity is applied, the inside of the housing 6 is always filled with the streamer corona, which means that the air in the reactor is in a sufficient plasma state.

그러므로, 상기 리액터내를 통과하는 오염물질은 전체적으로 균일하게 분포되어 있는 플라즈마에 의해 처리됨은 이해 가능한 것이다.Therefore, it is understood that contaminants passing through the reactor are treated by a plasma that is uniformly distributed throughout.

이상에서와 같이 본 발명은 다음과 같은 장점을 갖는다.As described above, the present invention has the following advantages.

첫째, 와이어 형태의 전극을 이용하여 마치 니이들형태의 전극을 사용했을 경우와 동일한 효과를 얻게 되므로 리액터의 제작에 따른 비용을 절감하게 된다.First, since the same effect as when using a needle-type electrode using a wire-type electrode is reduced the cost according to the manufacturing of the reactor.

둘째, 전원 인가전극으로 인가되는 전원의 극성에 구애받지 않고 동일한 코로나의 진행이 가능하므로 인가되는 극성이 달라지므로 인한 투입전력의 손실을 미연에 방지하게 된다.Second, since the same corona is possible regardless of the polarity of the power applied to the power applying electrode, the applied polarity is changed, thereby preventing the loss of input power.

셋째, 대용량의 리액터를 구성시 종래와 같이 여러개의 셀을 조합하지 않고도, 단일 하우징내에 여러개의 전극을 지그재그로 배열하여 대용량의 리액터를 구성하게 되므로 제작에 따른 비용을 절감할 수 있게 된다.Third, when constructing a large-capacity reactor, a large-capacity reactor can be configured by zigzag arrangement of a plurality of electrodes in a single housing without combining multiple cells as in the prior art, thereby reducing the cost of manufacturing.

Claims (10)

본체역할을 하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되어 전원이 인가되는 도전체의 상,하부링 및 중간링과, 상기 하우징과 링사이에 설치되어 이들 사이를 절연시키는 인슐레이터와, 상기 각 링에 고정된 전원 인가전극과, 상기 중간링의 전원 인가전극에 수직되게 고정되고 양단에는 강구가 고정된 복수개의 제 1 전극과, 상기 상,하부링의 전원 인가전극에 각각 수직되게 고정되어 제 1 전극사이에 위치되며, 그 일측 끝단에 강구가 고정된 복수개의 제 2,3 전극으로 구성된 플라즈마 리액터.A housing acting as a main body, upper and lower rings and an intermediate ring of a conductor installed inside the housing to which power is applied, an insulator provided between the housing and the ring to insulate them from each other, A fixed power supply electrode, a plurality of first electrodes fixed perpendicularly to the power supply electrode of the intermediate ring and having steel balls fixed at both ends thereof, and vertically fixed to the power supply electrodes of the upper and lower rings, respectively; Plasma reactor which is located between, and composed of a plurality of second, third electrodes steel balls are fixed to one end thereof. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1,2,3 전극의 외주면이 나사형태로 이루어진 플라즈마 리액터.A plasma reactor having an outer circumferential surface of the first, second and third electrodes having a screw shape. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 전극과 제 2,3 전극이 지그재그로 배열된 플라즈마 리액터.And the first electrode and the second and third electrodes are arranged in a zigzag pattern. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 링에 고정되는 전원 인가전극이 복수개로 이루어진 플라즈마 리액터.And a plurality of power supply electrodes fixed to each ring. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상,하부링에 마이너스(-) 전원이 인가되고, 중간링에는 플러스(+) 전원이 인가됨을 특징으로 하는 플라즈마 리액터.A negative (-) power is applied to the upper and lower rings, and a positive (+) power is applied to the middle ring. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상,하부링에 플러스(+) 전원이 인가되고, 중간링에는 마이너스(-) 전원이 인가됨을 특징으로 하는 플라즈마 리액터.A positive (+) power is applied to the upper and lower rings, and a negative (-) power is applied to the middle ring. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 링에 전원 인가전극을 평행하게 복수개 고정하고 상기 전원 인가전극에는 제 1,2,3 전극을 각각 고정하여 제 1,2,3 전극이 하우징내에 전체적으로 균일하게 분포되도록 구성된 플라즈마 리액터.And a plurality of power applying electrodes fixed in parallel to the respective rings, and fixing the first, second and third electrodes to the power applying electrodes, respectively, so that the first, second and third electrodes are uniformly distributed in the housing. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 1,2,3 전극의 외주면이 나사형태로 이루어진 플라즈마 리액터.A plasma reactor having an outer circumferential surface of the first, second and third electrodes having a screw shape. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 전극의 배열 간격은 인가되는 전압의 세기에 따라 결정됨을 특징으로 하는 플라즈마 리액터.The arrangement interval of each electrode is determined according to the intensity of the voltage applied. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각 전극의 길이는 오염 물질이 하우징내에 체류 시간에 비례하여 결정됨을 특징으로 하는 플라즈마 리액터.Wherein the length of each electrode is determined in proportion to the residence time of the contaminants in the housing.
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