KR200188796Y1 - Ozone reactor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방전관,방전전극과 접지전극 사이에서 무성 방전에 의해 오존이 생성되도록 한 방전관으로 최대한 간단한 구조를 이루어 방전관의 소형화가 가능하게 했으며 공기를 원료로 오존 생성시 부가적으로 발생하는 질소산화물(NOX)의 생성을 최대한 억제 시킬 수 있는 오존 발생용 방전관이다.The present invention has a simple structure as small as possible as the discharge tube, so that ozone is generated by the silent discharge between the discharge tube, the discharge electrode and the ground electrode to enable the miniaturization of the discharge tube and additionally generated nitrogen oxides when generating ozone from the air ( It is a discharge tube for ozone generation that can suppress the generation of NO x ) as much as possible.
그 구성은 원통형 스텐(SUS) 방전 전극을 오존 발생용 원료 공기의 인입구로 사용함은 물론 방전관에서 발생된 오존 개스의 출구로 사용 가능하도록 했으며 질소산화물(NOX)생성을 억제할 목적으로 방전극과 접지극의 간격을 최소로 할 수 있는 구조를 겸비한 것이 특징인 방전관이다.The configuration is a cylindrical stainless steel (SUS) was made available to the outlet of the ozone gas generated in the uses, as well as the discharge tube to the discharge electrode to the inlet of the ozone generator feed air for the discharge electrode and the earth electrode in order to suppress the formation of nitrogen oxides (NO X) The discharge tube is characterized by having a structure that can minimize the interval of.
Description
본 고안은 원통형 오존 방전관에 관한 것으로 오존의 발생 원리는 그림 1 에서 보는 바와 같이 절연체(Glass, 세라믹, 석영)을 사이에 두고 양단에 고압의 전원을 인가하면 식 1 ∼ 7 의 반응식에 의해 오존이 발생된다.The present invention relates to a cylindrical ozone discharge tube. The principle of ozone generation is as shown in Fig. 1, when high-voltage power is applied to both ends with an insulator (Glass, ceramic, quartz) in between, and ozone is generated according to the equations 1-7. Is generated.
[그림 1][Figure 1]
반응식 1 ∼ 7Schemes 1-7
(1) O2+ e-→ O + O + e-(2) O2+ e-→ O2+ e- (1) O 2 + e - → O + O + e - (2) O 2 + e - → O 2 + e -
(3) O + O2→ O3+ M (4) O2+ O2→ O3+ O(3) O + O 2 → O 3 + M (4) O 2 + O 2 → O 3 + O
(5) O3+ O → 2O2(6) O3+ e- → O2+ O + e-(5) O 3 + O → 2O 2 (6) O 3 + e- → O 2 + O + e-
(7) O + O → O2 (7) O + O → O 2
그러나 오존이 발생할 때 식 8 ∼ 19에 의해 질소산화물(NOX)가 동시에 발생한다.However, when ozone is generated, nitrogen oxides (NO X ) are simultaneously generated by Equations 8 to 19.
반응식 8 ~ 19Schemes 8-19
(8) N2+ e- → N2+ e-(9) N2+ O2→ N2+ O + O (8) N 2 + e- → N 2 + e - (9) N 2 + O 2 → N 2 + O + O
(10) N2→ N + N (11) N + O2→ NO + O(10) N 2 → N + N (11) N + O 2 → NO + O
(12) N + O3→ NO + O2(13) O + NO2→ NO + O2 (12) N + O 3 → NO + O 2 (13) O + NO 2 → NO + O 2
(14) NO + O3→ NO2+ O2(15) NO2+ O3→ NO3+ O2 (14) NO + O 3 → NO 2 + O 2 (15) NO 2 + O 3 → NO 3 + O 2
(16) NO + NO3→ NO2+ NO2(17) NO2+ NO3→ N2O5 (16) NO + NO 3 → NO 2 + NO 2 (17) NO 2 + NO 3 → N 2 O 5
(18) N2O5→ NO2+ NO3(19) O + N2O5→ NO2+ NO2+ O2 (18) N 2 O 5 → NO 2 + NO 3 (19) O + N 2 O 5 → NO 2 + NO 2 + O 2
오존 발생시 질소산화물이 동반 생성되는데 오존은 반감기가 짧으므로(대기중 약 12시간) 일정시간 경과후 산소로 환원되나 질소산화물은 잔류되는 특징이 있다. 특히 다량의 질소산화물이 함유된 오존 개스를 물에 용존시키면 질산이 생성되 식수 살균용으로 이용시 문제점이 야기된다.When ozone is generated, nitrogen oxides are generated together. Because ozone has a short half-life (about 12 hours in the air), it is reduced to oxygen after a certain time, but nitrogen oxides remain. In particular, when ozone gas containing a large amount of nitrogen oxides are dissolved in water, nitric acid is generated, which causes problems when used for drinking water sterilization.
오존 방전관에 있어서 질소산화물 발생은 방전관에 인가되는 전압에 비례하여 생성량도 증가한다.In the ozone discharge tube, the generation of nitrogen oxide also increases in proportion to the voltage applied to the discharge tube.
방전관 내 인가전압을 낮추는 데에는 절연체 19 의 두께를 작게 하여야 하는데 기존 방식에서는 9 에서처럼 절연체의 두께가 얇은 경우 방전관 조립시 파손의 우려가 있으나 본 발명에서는 절연체 19 의 마무리가 접착제이므로 얇은 절연체 사용이 가능하다. 따라서 저전압에서 방전이 가능하므로 질소산화물의 생성을 최소화 시킬 수 있다.In order to lower the applied voltage in the discharge tube, the thickness of the insulator 19 should be reduced. However, in the conventional method, if the thickness of the insulator is thin, there is a risk of breakage during assembling the discharge tube. . Therefore, it is possible to discharge at low voltage can minimize the generation of nitrogen oxides.
도면 1 은 기존의 세라믹 연면 방전체를 이용 오존을 발생시킨 실시도로서 고순도 알루미나 세라믹 기판 3 의 양면에 전극 2 와 4 를 접착하고 양단에 고전압을 인가하며 케이스 1 로 오존 반응실을 두고 원료공기를 인입구 5 에 통과시키면 출구 6 으로 오존이 방출되는 형태의 오존 발생 방법이다.1 is a diagram in which ozone is generated using a conventional ceramic creeper discharger. The electrodes 2 and 4 are adhered to both sides of a high purity alumina ceramic substrate 3, high voltage is applied at both ends, and the case 1 is placed in an ozone reaction chamber with raw material air. When passing through the inlet 5, ozone is released to the outlet 6 in the form of ozone generation.
이 방법은 세라믹 기판 양단에 전극을 프린트 하거나 붙이는 과정이 고 난이도를 요구하며 제작 비용이 비싸고 별도의 케이스 1 을 두어야 하는 단점이 있다.This method requires a high level of difficulty in printing or pasting electrodes on both ends of the ceramic substrate, is expensive in manufacturing, and has a separate case 1.
도면 2 는 쉽게 제작 사용이 가능하여 가장 일반적으로 사용되는 형태로 절연체 9 의 외측에 접지 전극을 설치하고 절연체 안쪽에 스프링으로 제작된 방전전극 14 를 두어 접지 전극 8 과 방전극 14 에 고전압을 인가, 방전시켜 오존을 생성하도록 한 구조로 절연체 9 를 석영관이나 파이렉스 유리관을 사용할 때 절연체의 두께가 1mm이하인 경우 커버 10 을 조립할때 절연관이 파손되는 단점이 있다. 따라서 절연관의 두께를 적당히 두껍게 해야한다. 절연관의 두께가 두꺼울수록 방전극 14 와 접지극 9 에 인가되는 전압은 증가하고 오존 발생시 부가적으로 생성되는 질소산화물(NOX)의 양이 증가하는 단점이 있다.Figure 2 is easy to manufacture and use the most commonly used form the ground electrode on the outside of the insulator 9 and the discharge electrode 14 made of a spring made inside the insulator to apply a high voltage to the ground electrode 8 and the discharge electrode 14, discharge When the insulator 9 is made of quartz tube or Pyrex glass tube, the thickness of the insulator is less than 1mm, so that the insulator tube is broken when the cover 10 is assembled. Therefore, the thickness of the insulation tube should be moderately thick. As the thickness of the insulation tube increases, the voltage applied to the discharge electrode 14 and the ground electrode 9 increases, and the amount of nitrogen oxides (NO X ) that are additionally generated when ozone is generated increases.
방전관의 양 끝의 커버는 원료 공기 인입구 12 를 방전실과 연결되도록 설치하고 출구 16 을 설치해야하는 번거러움이 있다.The cover of both ends of the discharge tube is cumbersome to install the raw air inlet 12 to be connected to the discharge chamber and to install the outlet 16.
15 는 방전 전극 14 를 지지하고 원료 공기의 흐름을 방전극에 최대한 접촉하도록 하기 위한 원통형 관이다.15 is a cylindrical tube for supporting the discharge electrode 14 and to make the flow of raw air to the maximum contact with the discharge electrode.
도면 3 은 본 발명의 오존 방전관으로 외부로부터 방열핀 17, 접지전극 18, 절연체 19 는 기존 방전관과 동일한 것이다.Figure 3 is the ozone discharge tube of the present invention from the outside radiating fin 17, the ground electrode 18, The insulator 19 is the same as a conventional discharge tube.
방전 전극 20 의 중앙에 21 의 격리판을 취부하고 원료공기 인입구 22-1과 오존 출구 22-2를 두는 것을 특징으로 하는 오존 방전관으로 방전관 20 의 구경이 작은 경우 방전관에 원료공기 공급용 튜브 26 과 오존 출구 연결 튜브 27 을 직접 접속하여 사용이 가능함으로 기존 방식보다 소형화 및 염가의 방전관 제작이 가능하다는 것이 특징이다.An ozone discharge tube comprising a 21 separator plate in the center of the discharge electrode 20 and a source air inlet 22-1 and an ozone outlet 22-2. When the diameter of the discharge tube 20 is small, the tube 26 for supplying raw material air to the discharge tube It is possible to directly connect the ozone outlet connecting tube 27, which makes it possible to make the discharge tube more compact and cheaper than the conventional method.
24 는 방전공간 유지를 위한 갭(Gap)으로 방전전극 20 과 절연체 19 사이에 위치하며 25 는 방전전극과 절연체 사이를 내오존성 접착제로 밀봉한 것이다.24 is a gap (gap) for maintaining the discharge space is located between the discharge electrode 20 and the insulator 19, 25 is sealed between the discharge electrode and the insulator with an ozone-resistant adhesive.
제 5 도는 대용량의 경우에 있어서 방전 전극의 크기가 큰 경우 원료 공기의 인입구 및 오존 가스 출구에 튜브를 직접 연결하기 어려움으로 내오존성 재질로 28 과 같이 가공하고 원료공기 인입구 29 와 오존개스 출구 30 을 설치한 것으로 31-1, 31-2 는 도면 3 에서 설명한 것과 동일하다.FIG. 5 shows that when the discharge electrode is large in size, it is difficult to connect the tube directly to the inlet and the ozone gas outlet of the raw air. Thus, the raw material air inlet 29 and the ozone gas outlet 30 are processed as shown in FIG. 31-1 and 31-2 are the same as what was demonstrated in FIG.
1) 원통형 방전 전극을 원료공기의 인입구와 오존개스의 출구로 이용하므로써 제작이 용이하며 소형화가 가능하고 제작 비용을 절감할 수 있는 오존 방전관 제작1) By using cylindrical discharge electrode as inlet of raw air and outlet of ozone gas, it is easy to manufacture, miniaturization and production cost can be reduced.
2) 원통형 절연관 19 의 두께를 가공가능한 수준까지 얇게 제작하여 절연관 안쪽과 외측에 낮은 전압(3㎸, 10㎑)을 인가하여 질소산화물 발생을 최소화 하도록 한다.2) The thickness of cylindrical insulated tube 19 should be made as thin as possible to apply low voltage (3㎸, 10㎑) to inside and outside of insulated tube to minimize nitrogen oxide generation.
제 1도는 종래 연면 방전형 오존 방전판의 단면도1 is a cross-sectional view of a conventional surface discharge type ozone discharge plate
제 2a도는 종래 원통형 오존 방전관의 종단면도Figure 2a is a longitudinal cross-sectional view of a conventional cylindrical ozone discharge tube
제 2b도는 종래 원통형 오존 방전관의 횡단면도Figure 2b is a cross-sectional view of a conventional cylindrical ozone discharge tube
제 3a도는 본 발명의 소형 오존 방전관의 종단면도3A is a longitudinal sectional view of the small ozone discharge tube of the present invention.
제 3b도는 본 발명의 소형 오존 방전관의 횡단면도3B is a cross sectional view of a small ozone discharge tube of the present invention.
제 4도는 본 발명의 대형 방전관의 단면도4 is a cross-sectional view of a large discharge tube of the present invention
제 5도는 방전 간극(Gap)을 겸비한 방전전극5 is a discharge electrode having a discharge gap (Gap)
오존 발생용 방전관으로서 방전시 발생하는 열을 방출하기 위한 방열부 17 , 방전전극 접지부 18 , 방전이 이루어지는 절연관 19 , 방전전극 20 , 원료공기의 인입구와 오존개스의 출구를 분리시키는 격리판 21 , 원료공기의 인입구 22-1 , 방전에 의해 생성된 오존개스 배출구 22-2 로 구성되어있다.As an ozone generating discharge tube, a heat dissipation unit 17 for dissipating heat generated during discharge, a discharge electrode grounding unit 18, an insulating tube 19 for discharging, a discharge electrode 20, a separator 21 separating the inlet of the raw air from the outlet of the ozone gas 21 , The inlet 22-1 of the raw air, and the ozone gas outlet 22-2 generated by the discharge.
1) 방전전극을 원료공기의 입구 및 오존개스 출구로 사용하므로서 소형 오존 방전관 제작이 가능하다.1) It is possible to manufacture small ozone discharge tube by using discharge electrode as inlet and outlet of ozone gas.
2) 낮은 전압에서 방전이 가능하므로써 오존 중에 질소산화물 함유량을 줄일 수 있는 장점이 있다.2) It is possible to reduce the nitrogen oxide content in ozone by enabling discharge at low voltage.
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1999
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