KR20030045435A - 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치 - Google Patents

수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중방전시에는 저소비전력으로 고효율의 오존수, 알칼리수, 산성수를 발생하고, 오일처리를 위한 유중방전시에는 안정된 글로우 방전을 통해 오일을 단시간에 저분자량화할 수 있는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치를 제공하기 위한 것으로서, 본 발명의 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치는 반응기내의 두 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 물 또는 오일을 매질로 하여 방전을 일으키는 플라즈마 반응장치에 있어서, 방전영역을 사이에 두고 양쪽에 각각 형성된 제 1 전극과 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 제 2 전극의 상기 방전영역에 대향하는 면에 형성된 제 1 제 2 반응촉매층을 포함하여 구성된다. 따라서, 세척, 폐수처리 농약대용, 산성토질 개선, 바이러스 제거, 페놀 등의 화학폐기물의 중화, 가정용 정수기, 정수장 등 액체 유해물질을 분해, 정화 또는 중화하는데 효과적이고, 오일처리의 경우 각종 유류 및 폐유의 가스 연료화를 통해 대체 에너지로의 사용이 가능하다.

Description

수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치{Plasma device using underwater discharge and underoil discharge}
본 발명은 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 특히 각종 유류(油類) 및 폐유(廢油)를 연료 가스화하거나, 오존수, 알칼리수, 산성수의 발생 효율을 극대화하여 저소비전력으로 고효율의 방전이 가능한 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치에 관한 것이다.
산업사회의 고도성장으로 대기 및 수질 등의 생활 환경 오염이 점차 시급한 문제로 대두되고 있어 세계 각 국에서는 환경보호를 위해 규제와 행정 지도가 이루어지고 있을 뿐만 아니라, 이러한 관점에서, 환경 오염의 원인이 되는 오염 물질의 제거나 발생원의 저감을 위한 대책 마련이 시급한 실정에 있다.
그러함에도 불구하고, 아직까지도 합성세제의 사용은 여전히 증가하고 있는 추세에 있으며, 통계자료에 의하면, 1980년대 후반부터는 국내 합성세제 생산량이 비누 생산량을 앞질러 왔다고 보고되었다.
특히, 무분별하고 과도한 합성세제의 사용은 수질오염에 대한 많은 우려를 갖게 했으며, 최근에는 환경부하 감소 및 기능향상에 대한 기술발전에 따라 과거의 수질오염에 대한 우려가 상당히 해소되었음에도 불구하고 아직도 수질오염의 주원인으로 알려지고 있다.
따라서, 어떤 성질의 계면활성제 세제라도 수질오염 문제를 야기시키지 않으려면 반드시 배출된 하수들이 하수처리장에서 정화처리된 후 자연 하천에 방류되어야 하지만 하수처리율이 아직도 미미한 실정이므로 합성세제 등의 사용으로 인한 하천에서의 거품 발생, 부영양화, 생분해 문제 등의 수질 오염을 피할 수 없는 것이 현실이다.
따라서, 합성세제 대신에 살균 세정액으로서 전해수를 이용하는 소위 무세제 세척방법이 제안된 바 있으며, 상기 무세제 세척은 전해질을 포함하는 물을 전기분해 하여 알칼리성 전해수의 단백질 제거작용 및 산성 전해수의 살균 작용을 이용한 것으로서, 종래의 약품이나 계면활성제를 대신할 것으로 주목받고 있다.
그러나 이러한 종류의 세제를 세탁이나 식기 세정 등의 용도에 적용할 경우 적어도 종래의 계면활성제에 필적하던지 혹은 그 이상의 세정력을 구비하는 것이 전제되어야 하는데 어떠한 물성을 제어 요인으로 하여 세정제를 제조해야 하는지를 세정 매카니즘의 관점에서 구축할 필요가 있다.
또한, 세탁이나 식기 세정을 끝낸 후의 세정제를 함유한 폐수에 대해서도 어떠한 특별한 처리를 실시하지 않고도 그대로 생활 환경에 배수 가능할 정도의 취급성 즉, 페수처리성이 우수해야 함은 말할 필요가 없다.
이와 같은 종래의 무세제 세척방법은 다양한 형태의 주파수를 갖는 전압 즉, 교류, 직류, 펄스를 두 전극에 인가하여 물의 절연내력을 파괴함으로써 전류가 흐르도록 하고, 이때 소비되는 전력으로 물을 분해하는 방식이다. 이때, 전압이 인가되는 전극은 백금이 주성분인데, 이는 물을 전기분해하는 과정에서 발생한 오존이 강력한 산화력을 가지고 있기 때문에 수중에 침지되는 전극은 백금(또는 은)이 적당하기 때문이다.
그러나 상기와 같은 종래 무세제 세척은 물을 오존수, 알칼리수 및 산성수 등으로 만들기 위해 직접 전류를 물 속에 인가하는 방식이므로 물을 이온화시키기 보다는 물을 가열하는데 보다 많은 에너지가 소비되는 단점이 있고, 고에너지를 지속적으로 인가하는 경우 전극 마모가 심한 단점이 있으며, 이러한 전극 마모 현상은 물속에서 전극간에 직접 수방전을 하기 때문에 전계 불평등으로 인해 더욱 심해지게 된다.
한편, 종래의 오일 처리는 평판형의 반응기에 교류, 직류, 펄스를 인가하는 형태로 전극면이 금속의 나선(螺線)전극으로 구성되며, 방전의 형태는 스트리머(Streamer)성 방전 형태로서, 글로우 방전(예: 형광등 내부의 방전)이 아니며 섬락(절연파괴)이 일어나기 바로 직전의 매우 불안전한 방전 현상을 이용한 것이다.
그러나 이러한 오일처리 기술은 강한 스트리머에 의해 오일 분자량의 경량화는 다소 이룰 수 있으나, 탄화잔류물이 많이 남고, 방전 공간에서는 전계집중형 부분 방전이 일어나기 때문에 방전을 위한 전극의 마모가 심하다.
또한, 전극간에 직접 방전이 이루어지므로 오일이 절연물인 관계로 글로우 상태의 부드러운 방전이 일어나지 않고 바로 스트리머의 강한 방전이 형성되므로 전압의 변동폭을 조금만 주어도 바로 절연파괴로 이어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 수중방전시에는 저소비전력으로 고효율의 오존수, 알칼리수, 산성수를 발생하고, 오일처리를 위한 유중방전시에는 안정된 글로우 방전을 통해 오일을 단시간에 저분자량화할 수 있는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치는 반응기내의 두 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 물 또는 오일을 매질로 하여 방전을 일으키는 플라즈마 반응장치에 있어서, 방전영역을 사이에 두고 양쪽에 각각 형성된 제 1 전극과 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 제 2 전극의 상기 방전영역에 대향하는 면에 형성된 제 1 제 2 반응촉매층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도
도 1c는 도 1b의 부분적 확대도
도 1d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 사시도
도 2a 내지 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도 5a 내지 5b는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도 6은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도 7a 내지 7b는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도 8은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도 9는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도 10은 본 발명의 제 10 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도 11은 본 발명의 제 11 실시예에 따른 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치의 구성도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11, 15 : 제 1, 제 2 전극 13, 17 : 제 1, 제 2 반응촉매층
13a, 17a : 비정질 재질의 절연층 13b,17b : 결정성의 상유전체
19 : 수로 또는 유로 21 : 제 3 반응촉매층
이하, 본 발명의 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 용이한 설명을 위해 수중방전시와 유중방전시로 구분하여 설명한다.
먼저, 수중방전시의 플라즈마 반응장치를 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 수중방전용 플라즈마 반응장치는 두 전극 중 적어도 어느 한쪽 전극상에 절연성을 갖는 방전촉매층을 형성하여 상기 방전촉매층의 촉매반응에 의해 방전효율을 극대화하고, 전극과 전극 사이 즉, 물 속의 방전영역 전체에 걸쳐 균일한 플라즈마 상태 또는 플라즈마 광(光)이 발생하도록 함으로써 단위 에너지당 오존수, 알칼리수, 산성수의 발생효율을 극대화한다.
여기서, 상기 방전촉매층은 전극의 표면을 완전히 절연시킬 수 있는 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층이 순차적으로 적층된 구조이거나 비정질 재질의 절연층 또는 결정성의 상유전체층만으로 된 단층구조이어도 무방하다.
또한, 상기 방전촉매층은 긴 삼각로, 뾰족한 산 모양, 완만한 브러쉬 침(針) 형태와 같이 그 표면이 돌출된 형태를 갖는 것이 바람직하다. 이때, 상기 방전촉매층의 돌출부위를 대향되는 전극에 접촉되도록 할 수도 있는데, 이 경우, 방전시 돌출부위에서 발생된 전자(Electron)가 방전촉매층의 표면을 따라 전체적으로 확산되는 형태의 방전이 일어나게 되어 일부분에서 집중적으로 일어나는 전계집중 문제를 해결할 수가 있어 종래 전극과 전극간의 직접 방전에 비해 전극의 마모를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 수중방전용 플라즈마 반응장치는 동축 실린더형이나 평대편판형이 가능하다.
한편, 상기 절연층은 유전율이 수 내지 수백 정도의 비정질 재질의 완전 절연체로서, 유리, 석영, 파이렉스 및 ZrO2계열의 물질이 바람직하며, 상기 결정성의 상유전체층은 TiO2가 바람직하다.
이와 같이, 두 전극중 적어도 어느 한쪽의 전극을 절연층으로 완전히 절연시킴으로써, 전극에 전압을 인가하면 상기 결정성의 상유전체층에 의해 유전방전(誘電放電)이 일어나고 상기 결정성의 상유전체층을 구성하고 있는 각각의 유전체 알갱이들간의 전계방향으로 강한 부분전계가 발생하여 보다 손쉽게 수중 플라즈마를 발생할 수가 있을 뿐만 아니라, 전극들간에 발생되는 전계의 불평등으로 인한 전극의 마모를 최소화할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수중방전용 플라즈마 반응장치는 두 전극 중 적어도 어느 한쪽 전극상에 반응촉매층을 형성하고, 두 전극 사이의 공간에는 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체로 구성되는 또 하나의 반응촉매층을 형성하여 상기 방전촉매층들의 촉매반응에 의해 방전효율을 극대화한다. 즉, 전극과 전극 사이의 방전 영역 전체에 걸쳐 균일한 플라즈마 상태 또는 플라즈마 광(光)이 발생하도록함으로써 단위 에너지당 오존수, 알칼리수, 산성수의 발생효율을 극대화한다.
여기서, 상기 방전촉매층은 전극의 표면을 완전히 절연시킬 수 있는 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층이 순차적으로 적층된 구조이거나 비정질 재질의 절연층 또는 결정성의 상유전체층만으로 된 단층구조이어도 무방하다.
상기 절연층은 유전율이 수 내지 수백 정도의 완전 절연체로서, 유리, 석영, 파이렉스 및 ZrO2계열의 물질이 바람직하며, 상기 결정성의 상유전체층은 TiO2가 바람직하다.
이와 같이, 두 전극 사이에 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체를 형성함으로써, 반응장치 내에 공기 혹은 산소를 작은 버블(bubble) 형태로 투입한 후 전압을 인가하면 공기, 반응촉매층, 펠렛형의 상유전체(또는 강유전체)간의 3중점이 발생하여 그 부분에서 전계집중으로 인한 전계 강도가 증가되어 더욱 강한 방전을 일으킬 수 있도록 한다.
이와 같이, 두 전극 중 적어도 어느 한쪽의 전극을 절연층으로 완전히 절연시킴으로써, 전극에 전압을 인가하면 상기 결정성의 상유전체층 및 펠렛형의 상유전체층(또는 강유전체)에 의해 유전방전이 일어나고 각각의 유전체 알갱이들간의 전계방향으로 강한 부분전계가 발생하여 보다 손쉽게 수중 플라즈마를 발생할 수가 있을 뿐만 아니라, 전극들간에 발생되는 전계의 불평등으로 인한 전극의 마모를 최소화할 수 있다.
이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제 1 실시예
도 1a 내지 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수중방전용 플라즈마 반응장치를 도시한 것으로서, 도 1a는 정면도이고, 도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이며, 도 1c는 도 1b의 부분적 확대도이고, 도 1d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수중방전용 플라즈마 반응장치의 사시도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 수중방전용 플라즈마 반응장치는 전체적으로 동축 실린더형으로서, 도 1a에 도시한 바와 같이, 실린더형의 제 1 전극(11)과, 상기 제 1 전극(11)의 외주면을 따라 형성되며 비정질 재질의 절연층(13a)과 결정성의 상유전체층(13b)이 순차적으로 적층된 제 1 반응촉매층(13)과, 상기 제 1 반응촉매층(13)과 소정의 간격을 두고 상기 제 1 반응촉매층(13)을 둘러싸도록 형성된 제 2 전극(15)과, 상기 제 2 전극(15)의 내주면을 따라 형성되며 비정질 재질의 절연층(17a)과 결정성의 상유전체층(17b)이 순차적으로 적층된 형태의 제 2 반응촉매층(17)을 포함하여 구성된다.
여기서, 제 1 반응촉매층(13)과 제 2 반응촉매층(17) 사이의 간격은 수로(水路)(19)가 되며, 상기 비정질 재질의 절연층(13a)(17a)은 유리, 석영, 파이렉스, ZrO2와 같은 기공성이 없는 완전 절연체이며, 상기 절연층상에 적층된 결정성의 상유전체층(13b)(17b)은 TiO2가 바람직하다.
상기 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15)의 재질은 백금(Pt)으로서, 직류 또는 다양한 주파수의 교류 또는 직류 펄스 전압이 인가되며, 바람직하게는 수백 MHz 이상의 중주파 직류형 펄스가 인가된다.
이와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수중방전용 플라즈마 반응장치는 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15)의 표면에 각각 비정질 재질의 절연체(13a)(17a)와 결정성의 상유전체(13b)(17b)가 적층된 형태의 제 1, 제 2 반응촉매층(13)(17)이 형성하기 때문에 상기와 같은 중주파 직류형 펄스가 인가될 경우, 상기 제 1, 제 2 반응촉매층(13)(17)의 내부 및 표면의 전계 강도가 상승하여 푸른색의 플라즈마 광(光)이 발광한다.
따라서, 방전시, 물의 도전 특성에 의한 열적 방전이 아닌 고전계, 저전류에 의한 안정적인 방전이 이루어지므로, 적은 전력으로 고효율의 알칼리수와 산성이온수 및 오존수를 얻을 수 있다.
다시 말해서, 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15) 사이에 물만 존재하는 종래에 비해 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15)의 표면에 각각 제 1 방전촉매층(13)과 제 2 방전촉매층(17)을 형성함으로써 물 속에서 보다 손쉽게 전계를 발생시킬 수가 있으며, 따라서 물 분자에 보다 강한 전계를 순간적으로 인가할 수가 있기 때문에 고효율의 오존수, 알칼리수 및 산성수를 만들 수가 있다.
뿐만 아니라, 열적 방전이 아닌 고전계, 저전류의 안정적인 방전 특성을 얻을 수 있으므로 방전 상태를 제어함에 따른 신뢰도 및 정확도를 가지고 반응장치를 안전하게 구동시킬 수가 있으며, 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15)이 물과 직접 접촉하지 않기 때문에 전극의 마모를 최소화할 수 있다.
참고로, 도 1c의 확대도는 제 1 반응촉매층(13)과 제 2 반응촉매층(17)을 구성하고 있는 비정질 재질의 절연층(13a)(17a)와 결정성의 상유전체층(13b)(17b)의형태를 보여준다.
제 2 실시예
본 발명의 제 2 실시예는 전술한 제 1 실시예로부터 변형된 것으로서, 상기 제 1 실시예는 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15)상에 비정질 재질의 절연층(13a)(17a)과 결정성의 상유전체층(13b)(17b)이 순차적으로 적층된 형태의 제 1, 제 2 반응촉매층(13)(17)을 형성하였으나, 본 발명의 제 2 실시예는 두 전극 중 어느 한쪽의 전극상에는 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층이 적층된 형태의 반응촉매층을 형성하고, 다른 한쪽 전극에는 결정성의 상유전체로 구성된 단층의 반응촉매층을 형성한 경우이다.
즉, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제 1 전극(11)상에 비정질 재질의 절연층(13a)과 결정성의 상유전체층(13b)이 순차적으로 적층된 형태의 제 1 반응촉매층(13)을 형성하고, 제 2 전극(15)상에는 결정성의 상유전체층(17b)으로 구성된 제 2 반응촉매층(17)을 형성하거나, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제 1 전극(11)상에는 결정성의 상유전체층(13b)으로 구성된 단층의 제 1 반응촉매층(13)을 형성하고 제 2 전극(15)상에는 비정질의 절연층(17a)과 결정성의 상유전체층(17b)이 순차적으로 적층된 형태의 제 2 반응촉매층(17)을 형성한 실시형태이다.
이때, 상기 비정질 재질의 절연층(13a)(17a)은 유리, 석영, 파이렉스, ZrO2가 바람직하며, 상기 결정성의 상유전체층(13b)(17b)은 TiO2또는 저항이 수㏁ 이상의 고유저항을 갖는 상유전체가 바람직하며, 각 전극상에 비정질 재질의 절연층을형성하지 않고 곧바로 결정성의 상유전체만 형성할 경우, 상기 결정성의 상유전체는 전극에 물이 접촉되지 않도록 기공성이 없으며 표면이 방전이 용이하도록 앰보싱 구조 또는 뾰족한 산모양을 갖는 상유전체 물질이면 어느 것이어도 무방하다.
제 3 실시예
본 발명의 제 3 실시예는 반응촉매층이 완전 절연체만으로 구성된 실시형태이다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 실린더 형태의 제 1 전극(11)과, 상기 제 1 전극(11) 상에 형성된 비정질 재질의 절연층(13a)으로 구성된 단층의 제 1 반응촉매층(13)과, 상기 제 1 반응촉매층(13)과 소정의 간격을 두고 제 1 반응촉매층(13)을 둘러싸도록 형성된 제 2 전극(15)과, 상기 제 2 전극(15)의 내주면을 따라 형성되며 비정질 재질의 절연층(17a)으로 구성된 단층의 제 2 반응촉매층(17)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 반응촉매층(13)(17)을 구성하는 절연층(13a)(17a)은 유리, 석영, 파이렉스, ZrO2와 같은 비정질 재질의 완전 절연체이다.
추가하여, 도면에는 도시되지 않았지만, 비정질 재질의 절연층(13a)(17a)으로 구성된 반응촉매층이 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15) 중 어느 한쪽 전극상에만 형성되어도 무방하다.
즉, 제 1 전극(11)상에만 비정질 재질의 절연층(13a)으로 구성된 제 1 반응촉매층(13)만을 형성하거나, 제 2 전극(15)의 내주면에만 비정질 재질의 절연층(17a)으로 구성된 제 2 반응촉매층(17)만을 형성하는 것이 가능하다.
제 4 실시예
본 발명의 제 4 실시예는 전술한 제 3 실시예와 비교하여 반응촉매층이 결정성의 상유전체층으로 구성된다.
즉, 제 3 실시예는 반응촉매층이 유리, 석영, 파이렉스, ZrO2와 같은 비정질 재질의 완전 절연체로 구성되나, 본 발명의 제 4 실시예는 전극에 물이 접촉되지 않도록 기공성이 없으며 표면이 방전이 용이하도록 앰보싱 또는 뾰족한 산모양의 구조를 갖는 상유전체 물질이면 어느 것이어도 무방하다.
다시 말해서, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 수중방전용 플라즈마 반응장치는 실린더형의 제 1 전극(11)과, 상기 제 1 전극(11)의 외주면을 따라 형성된 결정성의 상유전체층(13b)으로 구성된 제 1 반응촉매층(13)과, 상기 제 1 반응촉매층(13)과의 소정의 간격을 갖고 상기 제 1 반응촉매층(13)을 둘러싸는 형태로 형성된 제 2 전극(15)과, 상기 제 2 전극(15)의 내주면을 따라 형성된 결정성의 상유전체층(17b)으로 구성된 제 2 반응촉매층(17)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 반응촉매층(13)(17)은 수로(19)의 물이 제 1, 제 2 전극(11)(15)에 접촉되지 않도록 기공성이 없으며 표면이 방전이 용이하도록 앰보싱 또는 뾰족한 산모양의 구조를 갖는 상유전체 물질이면 어느 것이어도 무방하다.
추가하여, 도면에는 도시되지 않았지만, 제 1, 제 2 전극(11)(15)중에서 어느 한쪽 전극상에만 결정성의 상유전체로 구성된 반응촉매층을 형성하고, 다른 전극상에는 반응촉매층을 형성하지 않는 구조도 가능하다.
즉, 제 1 전극(11)상에만 결정성의 상유전체층(13b)으로 구성된 단층의 제 1반응촉매층(13)만을 형성하고, 제 2 전극(15)의 내측면에는 반응촉매층을 형성하는 않거나, 제 1 전극(11)상에는 반응촉매층을 형성하지 않고, 제 2 전극(15)의 내주면을 따라 결정성의 상유전체층(17b)으로 구성된 단층의 제 2 반응촉매층(17)만을 형성하는 것이 가능하다.
제 5 실시예
본 발명의 제 5 실시예에 따른 수중방전용 플라즈마 반응장치는 두 전극중 어느 한쪽 전극상에는 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층이 순차적으로 적층된 형태의 반응촉매층을 형성하고, 다른 전극상에는 비정질 재질의 절연층으로 구성된 단층의 반응촉매층을 형성한 실시형태이다.
즉, 도 5a에 도시한 바와 같이, 실린더형의 제 1 전극(11)과, 상기 제 1 전극(11)의 외주면을 따라 형성되며 비정질 재질의 절연층(13a)과 결정성의 상유전체층(13b)이 순차적으로 적층된 형태의 제 1 반응촉매층(13)과, 상기 제 1 반응촉매층(13)과 소정의 간격을 두고 형성된 제 2 전극(15)과, 상기 제 2 전극(15)의 내주면을 따라 상기 제 1 반응촉매층(13)과 대향되게 형성된 비정질 재질의 절연층(17a)으로 구성된 단층의 제 2 반응촉매층(17)을 포함하여 구성된다.
또한, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제 1 반응촉매층(13)을 단층의 비정질 재질의 절연층(13a)으로 형성하고, 제 2 반응촉매층(17)을 비정질 재질의 절연층(17a)과 결정성의 상유전체층(17b)이 순차적으로 적층된 형태로 형성하여도 무방하다.
이외에도, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 실시형태를 도출할 수가 있을 것이며, 이하에서는 수로(水路)에 펠렛형의 상유전체층 또는 강유전체를 형성한 구조에 대한 다양한 실시형태를 설명하기로 한다.
제 6 실시예
본 발명의 제 6 실시예는 수로(水路)에 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체를 추가로 형성한 구조로서, 전술한 제 1 실시예 구조의 수중방전용 플라즈마 반응장치로부터, 제 1 반응촉매층과 제 2 반응촉매층 사이의 물이 지나가는 영역인 수로(水路)에 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체로 구성된 제 3 반응촉매층을 추가로 형성하였다.
즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 실린더형의 제 1 전극(11)과, 상기 제 1 전극(11)의 외주면을 따라 비정질 재질의 절연층(13a)과 결정성의 상유전체층(13b)이 순차적으로 적층된 구조로 형성된 제 1 반응촉매층(13)과, 상기 제 1 반응촉매층(13)과 소정의 간격을 두고 형성된 제 1 반응촉매층(13)을 둘러싸도록 형성된 제 2 전극(15)과, 상기 제 2 전극(15)의 내주면을 따라 비정질 재질의 절연층(17a)과 결정성의 상유전체층(17b)이 순차적으로 적층된 구조로 형성된 제 2 반응촉매층(17)과, 상기 제 1 반응촉매층(13)과 제 2 반응촉매층(17) 사이의 수로(19)에 형성된 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체로 구성된 제 3 반응촉매층(21)을 포함하여 구성된다.
이와 같이, 수로(19)에 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체로 구성된 제 3 반응촉매층(21)을 형성할 경우, 물(水)만을 매질로 하는 수중방전의 경우보다는 물에 인가되는 부분 전계 강도가 수십에서 수 천배 이상 강하게 작용하기 때문에 물의이온화 측면과 단위 시간당 생산량을 비교하면 더 많은 알칼리수, 오존수, 산성수를 더 적은 소비전력으로 얻을 수 있다.
뿐만 아니라, 제 1, 제 2 반응촉매층(13)(17) 및 제 3 반응촉매층(21)을 형성함에 따라 반응장치 내에는 플라즈마 광이 발생하게 되며, 이때 발생한 자외선이 물 속의 플라즈마 에너지와 함께 박테리아, 이질균 등 다양한 세균을 처리하는데 유용하여 음용수의 품질을 향상시킬 수가 있다.
또한, 비정질 재질의 절연층(13a)(17a)이 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15)을 물로부터 완벽하게 격리시키므로 전극의 마모를 최소화할 수 있어 반영구적으로 사용할 수가 있다.
제 7 실시예
본 발명의 제 7 실시예는 전술한 제 6 실시예로부터 변형된 형태로서, 수로(19)에 펠렛형의 상유전체로 구성된 제 3 반응촉매층(21)을 사용하는 것은 유사하나, 제 1 반응촉매층(13)과 제 2 반응촉매층(17) 중 적어도 어느 하나는 비정질 재질의 절연층으로만 구성된다는 점에서 차이가 있다.
즉, 도 7a에 도시한 바와 같이, 제 1 반응촉매층(13)은 비정질 재질의 절연층(13a)과 결정성의 상유전체층(13b)이 순차적으로 적층된 형태이나, 제 2 전극(15) 상에 형성되는 제 2 반응촉매층(17)은 비정질 재질의 절연층(17a)으로만 구성할 수도 있으며 반대로, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제 1 반응촉매층(13)을 비정질 재질의 절연층(13a)만으로 구성하고, 제 2 반응촉매층(17)을 비정질 재질의 절연층(17a)과 결정성의 상유전체층(17b)이 순차적으로 적층된 형태로 구성하는 것도 가능하다.
제 8 실시예
본 발명의 제 8 실시예 역시 제 7 실시예로부터 변형된 것으로서, 도 8a에 도시한 바와 같이, 제 1 반응촉매층(13)은 결정성의 상유전체층(13b)으로 구성하고, 제 2 반응촉매층(17)은 비정질의 절연층(17a)과 결정성의 상유전체층(17b)이 순차적으로 적층된 형태로 구성하거나, 도 8b에 도시한 바와 같이, 제 1 반응촉매층(13)은 비정질 재질의 절연층(13a)과 결정성의 상유전체층(13b)이 순차적으로 적층된 형태로 구성하고, 제 2 반응촉매층(17)은 결정성의 상유전체층(17b)만으로 구성하는 것이 가능하다.
이때, 상기 비정질 재질의 절연층이 형성되지 않고 곧바로 전극상에 결정성의 상유전체층을 형성할 경우, 상기 결정성의 유전체층은 수로(19)의 물이 전극에 접촉되지 않도록 기공성이 없으며 방전효율을 극대화하기 위해 그 표면이 앰보싱 또는 뾰족한 산모양의 구조를 갖는 상유전체를 사용하는 것이 바람직하다.
이외에도, 도면에는 도시하지 않았지만, 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15) 중 적어도 어느 하나의 전극 상에는 비정질 재질의 절연층 또는 결정성의 상유전체층으로 구성되는 반응촉매층을 형성하고 다른 하나는 반응촉매층을 형성하지 않을 수도 있다. 물론 수로(19)에는 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체로 구성된 반응촉매층이 형성됨은 자명하다.
이와 같이, 두 전극 또는 각 전극상에 형성되는 반응촉매층의 물질은 어떻게 조합하느냐에 따라 보다 많은 실시형태가 도출될 수 있을 것이며, 이는 당업자라면용이하게 실시할 수 있을 것이다.
제 9 실시예
본 발명의 제 9 실시예는 전술한 실시예들과 비교하여 전극의 형상이 평판형임을 특징으로 한다.
전술한 실시예들은 실린더형의 제 1 전극과 상기 제 1 전극을 둘러싸는 제 2 전극 그리고 제 1 전극의 외주면 및 제 2 전극의 내주면을 따라 반응촉매층이 형성되어 전체적으로 실린더 형태이나, 본 발명의 제 9 실시예는 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15)이 실린더 형상이 아닌 평대평판형 구조이다.
즉, 도 9a에 도시한 바와같이, 서로 소정의 간격을 두고 대향되게 설치된 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(15), 상기 제 1 전극(11)과 제 2 전극(15)의 표면상에 형성되며 비정질 재질의 절연층(13a)(17a)과 결정성의 상유전체층(13b)(17b)이 순차적으로 적층된 형태의 제 1, 제 2 반응촉매층(13)(17)을 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명의 제 9 실시예에 따르면, 상기 제 1, 제 2 전극(11)(15)의 표면에 각각 제 1, 제 2 반응촉매층(13)(17)이 형성되기 때문에 직류, 다양한 주파수의 교류 또는 직류 펄스 전압 등이 직접 인가되면 제 1, 제 2 반응촉매층(13)(17)의 내부 및 표면의 전계 강도가 상승하여 푸른색의 플라즈마 광을 발생하고, 방전시에 물의 도전 특성에 의한 열적 방전이 아니라 고전계, 저전류를 이용한 안정적인 플라즈마를 발생한다.
따라서, 적은 전력으로 고효율의 알칼리수, 오존수, 산성수를 얻을 수 있다. 참고로, 도 9b는 도 9a의 부분적 확대도이다.
이와 같은 본 발명의 제 9 실시예에서, 각 전극의 표면에 형성되는 반응촉매층은 전술한 실시예들의 경우와 같이 다양하게 조합할 수 있음은 당연한 바, 각 전극상의 반응촉매층의 구조에 따르는 여러 가지 실시형태에 대한 설명은 이하에서 생략한다.
제 10 실시예
본 발명의 제 10 실시예는 용이한 설명을 위해 전술한 제 6 실시예와 비교하면, 전극구조가 실린더형이 아닌 평대평판형임을 알 수 있다.
전극의 구조만 다를 뿐 펠렛형 상유전체(또는 강유전체)로 구성된 제 3 반응촉매층(21)이 수로(19)에 형성되는 것을 비롯한 각 전극 상의 반응촉매층의 구조는 전술한 실시예의 구조와 동일하다.
즉, 도 10에 도시한 바와 같이, 평판형의 제 1 전극(11)과, 상기 제 1 전극(11)과 소정의 간격을 두고 대향되게 형성된 평판형의 제 2 전극(15)과, 상기 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(15)의 표면상에 각각 형성된 제 1 반응촉매층(13) 및 제 2 반응촉매층(17)과, 상기 제 1 반응촉매층(13)과 제 2 반응촉매층(17) 사이의 공간, 즉 수로(19)에 형성된 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체로 구성된 제 3 반응촉매층(21)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제 1, 제 2 반응촉매층은(13)(17)은 비정질 재질의 절연층(13a)(17a)과 결정성의 상유전체층(17b)(17b)이 순차적으로 적층된 형태이거나 또는 유리, 석영, 파이렉스, ZrO2와 같은 비정질 재질의 절연층(13a)(17a)으로만 형성될 수도 있으며, 결정성의 상유전체층(13b)(17b)으로만 형성될 수도 있다. 여기서, 상기 결정성의 상유전체만으로 반응촉매층을 형성할 경우, 제 1, 제 2 전극(11)(15)과 물이 접촉되지 않도록 기공성이 없으며, 용이한 방전을 위해 그 표면이 앰보싱 또는 뾰족한 산모양의 구조를 갖는 결정성의 상유전체가 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 제 10 실시예에 따르면, 수로(水路)(19)에 펠렛형의 상유전체(또는 강유전체)로 구성된 제 3 반응촉매층(21)이 형성될 경우, 물만 존재할 때 보다는 물에 인가되는 부분 전계 강도가 커지게 되어 적은 소비전력으로 보다 많은 알칼리수, 오존수 및 산성수를 만들어낼 수 있다.
또한, 플라즈마 광이 발생되기 때문에 물 속의 박테리아, 이질균 등의 다양한 세균을 처리할 수가 있어 음용수의 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제 1, 제 2 전극(11)(15)이 물에 직접적으로 노출되지 않기 때문에 전극의 마모를 최소화하여 반영구적으로 사용할 수가 있다.
참고로, 도면에는 도시하지 않았지만, 이외에도 반응촉매층의 구조 및 배치형태를 조합함으로써, 보다 다양한 실시형태를 도출할 수 있을 것이며, 이는 전술한 제 6 실시예의 설명내용으로부터 전극구조만 다를 뿐 반응촉매층의 구조 및 배치형태는 동일하게 적용할 수 있다.
추가하여, 도 11에 도시한 바와 같이, 허니컴 구조도 가능하다. 즉, 도면에 도시한 바와 같이, 복수의 평판형 전극(101a)(101b)(101c)을 일정한 간격을 두고 배치하고, 각 전극 사이의 공간에는 그물망 구조의 반응촉매층(103)을 형성하고, 상기 그물망 구조에 의해 정의되는 기공(105)이 수로(水路)가 되도록 한다.
이때, 상기 수로에 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체를 형성하는 것도 가능하다.
이와 같은 본 발명의 제 11 실시예에 의하면, 직류 또는 다양한 주파수의 교류 또는 직류 펄스 전압이 상기 전극(101a)(101b)(101c)에 인가되면 반응촉매층(103)과 물이 만나는 부분에서 강한 전계 집중이 발생하여 수방전 플라즈마가 발생하여 알칼리수, 오존수, 산성수를 보다 효과적으로 만들 수 있다.
뿐만 아니라, 기공(105)속에 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체를 형성하게 되면, 보다 낮은 전압에서 방전이 일어나게 되어 방전효율을 극대화할 수 있으며, 방전이 안정된 비열(比熱) 플라즈마 방전 특성을 가지므로 방전 제어에 따른 신뢰도와 정확성을 가지고 안전하게 운전할 수가 있다.
이상에서 수중방전용 플라즈마 반응장치를 설명하였고, 하기에서는 유중방전용 플라즈마 반응장치에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 유중방전용 플라즈마 반응장치는 앞선 수중방전 플라즈마 반응장치의 여러 실시예들에서 설명한 구조와 동일하다. 단지, 전극과 전극 사이의 방전 매질이 물이냐 오일(Oil)이냐 하는데 차이가 있을 뿐이므로 유중방전용 플라즈마 반응장치는 구조적인 설명은 이하에서 생략하고, 각 실시예별 반응현상을 중심으로 설명하기로 한다.
본 발명의 유중방전용 플라즈마 반응장치는 휘발유, 등유, 경유 그리고 벙커 C유와 폐유 등의 오일을 저분자량화하여 최종적으로는 모든 유류제품 및 폐유를 연료 가스화하는데 그 목적이 있다.
또한, 휘발유, 등유, 경유, 폐유 등을 가스화하여 가스 자동차의 구동 및 난방 연료로 사용할 수 있으며 경유와 등유를 본 발명의 유방전용 플라즈마 반응장치로 처리할 경우 가솔린차를 운전할 수 있으며, 저분자량으로 오일을 개질함으로써 슈트(Shoot), 검댕이의 발생량을 최소화할 수 있다.
또한, 오일 분자구조를 전기에너지를 주어 여기시키고 이온화 또는 강하게 활성화된 저분자의 탄화수소의 결합으로 변화시켜 자동차가 겨울에도 쉽게 시동이 걸릴 수 있도록 한다.
이와 같은 본 발명의 유중방전용 플라즈마 반응장치는 도 1a에 같은 구조에서는 유전체 표면의 전계 강도가 상승하여 푸른 플라즈마 광(光)이 발생한다. 따라서, 방전시 오일 내에 불안정한 스트리머성의 방전형태가 아닌 안정적인 방전 플라즈마 상태가 되며, 고전계, 저전류형 방전 형태로서, 열적 유중방전이 아니므로 소비전력을 최소화할 수 있다.
또한, 전극을 절연체가 보호하고 있기 때문에 전극의 마모를 최소화할 수 있어 반영구적으로 사용할 수 있다.
한편, 전극의 형태는 이후에도 설명되겠지만, 망사(Mesh), 면(面), 다중 선(線), 다중 침(針) 형태가 가능하며, 면(面)형 전극 이외의 전극을 사용할 경우 방전시 전극의 공진에 의한 진동이 적도록 설계하고 곡률 반경은 되도록 작게 설계한다.
본 발명의 유중방전 플라즈마 반응장치는 도 6에 도시된 바와 같이 유로(油路)에 펠렛형의 상유전체로 구성된 제 3 반응촉매층(21)을 형성할 수 있다.
즉, 제 1, 제 2 전극(11)(15)의 표면에 비정질 재질의 절연층(13a)(13b)과결정성의 상유전체층(17a)(17b)을 구성된 제 1, 제 2 반응촉매층(13)(17)을 형성하고, 유로(油路)에는 펠렛형의 상유전체(또는 강유전체)로 구성된 제 3 반응촉매층(21)을 형성함으로써, 오일만을 매질로 하는 유중방전에 비해 오일에 인가되는 부분 전계의 강도가 수 십에서 수 천배 이상 강하게 작용하기 때문에 오일의 이온화 측면과 단위 시간당 변환양에 있어서 탄화수소가스와 수소, 탄소가스를 많이 만들어 낼 수 있다.
또한, 플라즈마 광이 발생되고, 발생된 자외선은 유중의 플라즈마 에너지와 함께 오일의 분해를 도우며, 유로(油路)에 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체를 형성함으로써 방전 개시 전압을 낮출 수가 있다.
한편, 본 발명의 유중방전 플라즈마 반응장치는 전술한 제 9 실시예의 구조처럼 전극의 구조를 평대평판형으로 할 수 있으며, 도 10에서와 같이, 평대평판형으로 하되, 유로(油路)에 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체를 형성할 수도 있다.
또한, 도 11에서와 같이, 허니컴 구조도 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 유중방전용 플라즈마 반응장치는 앞서 설명한 수중방전용 플라즈마 장치에 따른 각 실시예의 구조와 모두 동일하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치는 수중방전용이나 유중방전용이나 플라즈마 반응장치의 구조는 동일하다.
하지만, 방전을 위해 전압이 인가되는 전극상에는 비정질 재질의 완전 절연층과 결정성의 상유전체층으로 구성된 반응촉매층이 형성되어 있고, 수로(水路) 또는 유로(油路)에는 펠렛형태의 또다른 반응촉매층이 형성되므로, 방전 개시전압을낮출 수가 있고, 따라서 저소비전력으로 수방전의 경우에는 오존수, 알칼리수, 산성수를 보다 많이 만들어낼 수 있으며, 유중방전의 경우에는 탄화수소 가스와 수소, 탄소가스를 보다 많이 발생시킬 수가 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치는 다음과 같은 효과가 있다.
수중방전용 플라즈마 반응장치로 사용할 경우,
첫째, 반응촉매층을 형성하여 방전효율을 극대화시켜 저소비전력으로 많은 양의 오존수, 산성수 및 알칼리수를 만들어 낼 수 있다.
둘째, 전극에 전압을 인가한 상태에서 반응기 내부로 공기나 산소를 버블형태로 주입할 경우, 주입된 공기나 산소와 유전체와 물의 3중점이 발생하고 이로 인해 부분 전계가 강하게 작용하여 많은 양의 오존수, 산성수 및 알칼리수를 만들어 낼 수 있다.
넷째, 전극이 직접 물이나 오일에 접촉되지 않기 때문에 전극의 마모를 최소화하여 반영구적으로 사용할 수가 있다.
다섯째, 방전시 발생되는 플라즈마가 수중방전의 경우에는 각종 이질균이나 박테리아를 제거하여 음용수의 품질을 향상시킬 수 있다.
유중방전용 플라즈마 반응장치로 사용할 경우,
휘발유, 경유, 등유, 벙커C유 등의 난방용 기름을 저분자량화하여 최종적으로는 모든 유류 및 폐유를 가스화하여 연료로 사용할 수가 있다.
즉, 첫째, 휘발유, 등유, 경유, 폐유를 가스화하여 가스 자동차의 구동과 난방 연료로 사용할 수가 있다.
둘째, 방전 형태가 코로나나 스트리머 형태의 방전이 아닌 글로우 형태의 안정된 플라즈마 방전 형태이기 때문에 적은 소비전력으로 많은 오일을 분해할 수가 있다.
셋째, 오일 분자구조를 전기에너지를 주어 여기시키고 이온화 또는 강하게 활성화된 저분자의 탄화수소의 결합으로 변화시켜 동절기에도 자동차가 쉽게 시동이 걸리도록 할 수 있다.
넷째, 경유와 등유를 본 발명의 플라즈마 반응장치로 처리할 경우, 가솔린차를 운전할 수 있고, 저분자량의 오일을 통해 슈트(shoot), 검댕이의 발생량을 최소화할 수 있다.
여섯째, 오일을 온도에 따른 비중차로 분리해 내는 국내외 정류사의 정유탑에도 본 발명의 유중방전용 플라즈마 반응장치를 사용할 경우 더 많은 고급가스와 오일을 제조, 가공할 수 있다.
일곱째, 동물성의 액체성 유지(油脂)의 경우에 전기 방전에너지를 이용하여 이를 난방용 연료나 난방용 가스를 생산할 수 있다.

Claims (28)

  1. 반응기내의 두 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 물 또는 오일을 매질로 하여 방전을 일으키는 플라즈마 반응장치에 있어서,
    방전영역을 사이에 두고 양쪽에 각각 형성된 제 1 전극과 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 제 2 전극의 상기 방전영역에 대향하는 면에 형성된 제 1 제 2 반응촉매층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방전영역에 제 3 반응촉매층이 더 형성되는 것을 포함함을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 반응촉매층은 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층이 순차적으로 적층된 형태이거나 상기 비정질 절연층과 결정성의 상유전체층 중 어느 하나로 구성된 것을 포함함을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 반응촉매층은 침, 뾰족한 산모양, 완만한 브러쉬침과 같은 돌출형태를 갖는 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반응촉매층과 제 2 반응촉매층 중 어느 하나는 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층이 순차적으로 적층된 형태이고 다른 하나는 비정질 절연층과 상유전체층 중 어느 하나로 구성된 것을 포함함을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 실린더 형태이고, 상기 제 2 전극은 상기 방전영역을 사이에 두고 상기 제 1 전극을 둘러싸는 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극과 제 2 전극은 평대평판형 구조인 것을 포함함을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 제 3 반응촉매층은 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체로 구성되는 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 결정성의 상유전체는 그 표면이 앰보싱 또는 뾰족한 산모양의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 비정질 재질의 절연층은 유리, 석영, 파이렉스, ZrO2중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 결정성의 상유전체는 유전율이 수 내지 수백 이하이며 바람직하게는 TiO2인 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 전극은 백금 또는 금으로 구성된 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  13. 반응기내의 두 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 물 또는 오일을 매질로 하여 방전을 일으키는 플라즈마 반응장치에 있어서,
    물 또는 오일의 입/출력구를 구비한 반응기 몸체;
    상기 반응기 몸체 내에 소정의 방전영역을 가지며 상기 방전영역의 양측에 상기 방전영역과 절연된 제 1 전극과 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 제 2 전극의 상기 방전영역에 대향되는 면에 형성된 제 1, 제 2 반응촉매층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용플라즈마 반응장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 방전영역에 제 3 반응촉매층이 더 형성되는 것을 포함함을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 반응촉매층은 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층이 순차적으로 적층된 형태이거나 상기 비정질 절연층과 결정성의 상유전체층 중 어느 하나로 구성된 것을 포함함을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 반응촉매층과 제 2 반응촉매층 중 어느 하나는 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층이 순차적으로 적층된 형태이고 다른 하나는 비정질 절연층과 상유전체층 중 어느 하나로 구성된 것을 포함함을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 실린더 형태이고, 상기 제 2 전극은 상기 방전영역을 사이에 두고 상기 제 1 전극을 둘러싸는 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 전극과 제 2 전극은 평대평판형 구조인 것을포함함을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 제 3 반응촉매층은 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체로 구성되는 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 결정성의 상유전체는 그 표면이 앰보싱 또는 뾰족한 산모양의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  21. 제 15 항에 있어서, 상기 비정질 재질의 절연층은 유리, 석영, 파이렉스, ZrO2중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  22. 제 15 항에 있어서, 상기 결정성의 상유전체는 유전율이 수 내지 수백 이하이며 바람직하게는 TiO2인 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  23. 반응기내의 두 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 물 또는 오일을 매질로 하여 방전을 일으키는 플라즈마 반응장치에 있어서,
    물 또는 오일의 입/출력구를 구비한 반응기 몸체;
    상기 반응기 몸체 내에 소정의 방전영역을 가지며 상기 방전영역의 양측에 형성된 제 1 전극과 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 제 2 전극의 상기 방전영역에 대향하는 두개의 면 중에서 어느 한쪽면에만 형성된 절연성을 갖는 반응촉매층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 반응촉매층은 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층이 순차적으로 적층된 형태이거나 상기 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층 중 어느 한층으로 구성된 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 방전영역에 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체로 구성된 또 다른 반응촉매층을 형성하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  26. 반응기내의 두 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 물 또는 오일을 매질로 하여 방전을 일으키는 플라즈마 반응장치에 있어서,
    물 또는 오일의 입/출력구를 갖는 반응기 몸체;
    상기 반응기 몸체 내에서 서로 일정한 간격을 갖고 형성된 복수의 전극들;
    상기 각 전극들 사이사이에 형성되며 복수의 기공들을 갖는 반응촉매층;
    상기 각 기공의 내부에 형성된 펠렛형의 상유전체 또는 강유전체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 반응촉매층의 물질은 비정질 재질의 절연층과 결정성의 상유전체층이 순차적으로 적층되거나 또는 표면이 앰보싱 또는 뾰족한 산모양의 구조를 갖는 결정성의 상유전체인 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 비정질 재질의 절연층은 유리, 석영, 파이렉스, ZrO2중 어느 하나로 구성되고, 상기 결정성의 상유전체층은 TiO2로 구성되는 것을 특징으로 하는 수중방전/유중방전 겸용 플라즈마 반응장치.
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