KR200410852Y1 - 고 활성 이온 발생장치 - Google Patents

Abstract

두 전극사이에 전압을 걸어 고압이 되면 절연파괴가 되면서 두 전극사이에는 전류가 흐르게 되며 이때 전기장내에서 전자들이 중성입자와 수없이 충돌하면서 자유전자를 발생시키고 양이온과 음이온이 발생하게 된다.

특히 방전하는 곳에 압축공기나 산소 등의 기체를 통과시키면 전자들이 기체의 분자와 충돌하면서 기체분자의 최외각 전자가 변화를 일으키며 반응성이 높은 라디컬, 여기분자/ 이온을 생성하며 이들은 새로운 화학반응을 일으켜 유체 내의 유해한 성분을 분해 하는데 사용한다.

따라서, 본 고안은 새로운 형태의 방전관은 물론, 단순히 산소를 주입하는 전시성인 장치 대신 실용적 측면에서 고 순도의 공기를 제조하여 사용하기 위한 압축공기 발생/저장장치, 압축공기 정제장치, 유량제어장치, 전원발생장치 및 자동배출장치와 이를 중앙에서 제어 하는 중앙제어 장치의 시스템을 포함한 고활성 이온 발생장치에 관한 것으로 각종 오염된 유체내의 오염원을 분해하는데 사용한다.

절연파괴, 전자, 중성입자, 양이온, 음이온, 방전관, 전원발진장치

Description

고 활성 이온 발생장치{ Apparatus for producting high active ions}

도1은 방전의 원리를 설명한 도면이다.

도2는 본 고안에 따른 방전관의 원리 및 구성 부분을 설명한 도면이다.

도3은 본 고안에 따른 고 활성 이온 발생장치의 시스템을 도식화한 도면이다.

[도면의 중요한 부분에 대한 부호의 설명]

1a : 플러스 전극

1b : 마이너스 전극

10 : 방전관케이싱

20 : 원주형 외부전극판

30 : 코어형 내부전극

40 : 유입구

50 : 유출구

60 : 중간대역주파저전압

100 : 압축공기 발생/저장장치

200 : 압축공기 정제장치

300 : 방전장치

400 : 전원발생장치

500 : 자동배출장치

600 : 유량제어장치

700 : 중앙제어장치

본 고안은 다양하게 쓰이는 이온발생기에 관한 것으로 보다 상세하게는 악취제거, 폐수정화 등에 사용하는 고 활성 이온을 생성하기 위한 고 활성 이온 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로, 오염물질을 포함한 폐수에 고 활성 이온을 주입하면 고 활성 물질이 폐수에 포함된 오염물질과 반응하여 분해 함으로써 오염물질이 제거된다. 이를 크래킹 (탄소 고리를 끊는 것) 이라 한다.

도1에 도시된 바와 같이 2개의 전극 1a,1b를 일정간격으로 유지하고 한쪽 전극에는 높은 전압이 인가되는 전극(1a)으로 하고 다른 쪽은 접지시킨 전극(1b)으로 구성한다.

따라서 양 전극(1a)에 고압의 전압을 인가하면 두 전극 사이에서 방전이 일어나 전기장을 형성하고 이때 마이너스 전극 내에서 자유롭게 움직이던 자유전자가 방출되어 반대전극으로 이동한다.

방출된 자유전자는 높은 에너지 상태에 있음으로 두 전극 사이에 존재하는 압축공기의 여러 가지 기체성분 등을 활성화 시켜 이온물질, 오존(O₃ ), 산소음이온(0₂ ^-)등이 생성된다.

이와 같은 고 활성물질은 자유전자의 방출량에 비례하여 그 양이 증가한다.

그러나 이런 종래의 이온발생장치는 두전극의 형상이 평평한 판 형상인 경우가 많으며, 넓은 면적의 마이너스 전극에 고압의 전류로 인가해야 하므로 방전을 위한 전력소비가 많으며, 평평한 판 형상의 마이너스 전극에 인가되는 단위 면적당 전력소비량에 비하여 이온 발생량은 적어 비효율적인 문제점이 있었다.

그 후 여러 개선안이 나오면서 공개번호 특 2000-0027032의 이온발생장치는 상기의 문제점을 해결하는 방안으로써 원추형 마이너스 전극을 이용하여 자유전자의 방출량을 증가시키도록 하는 방안이 소개되었다.

그러나, 이 역시 효율적인 면에서 여러 개의 방전관 내에 원추형의 마이너스 전극과 플러스 전극봉이 설치되는 등 실용적 측면에서 많은 문제점을 갖고 있는 바, 본 고안을 착안하였다.

본 고안은 새로운 형태의 방전장치(300)는 물론, 단순히 산소를 주입하는 전시용 장치 대신 실용적으로 고 순도의 공기를 제조하여 사용하기 위한 압축공기 발생/저장장치(100), 압축공기 정제장치(200), 전원발생장치(400), 자동배출장치(500) 및 유량제어장치(600)와 이를 중앙에서 제어 하는 중앙제어 장치(700)의 시스템을 포함한 고 활성 이온 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원주형태의 코일에 코어형 내부전극(30)을 두고 그 코어형 내부 전극의 원주방향으로 일정한 간격을 유지시켜 원통형으로 둘러싸고 있는 원주형 외부전극판(40), 그리고 내부에 원주형 외부 전극판을 코팅한 원통형의 유전체인 방전관 케이싱(10)으로 방전장치(300)가 이루어져 있다.

또한 중간대역주파저전압로 발진시키는 전원발생장치(400)에서 전류를 코어형 내부전극(30)에 인가시키면 코어형 내부전극(30)과 원주형 외부전극판(40) 사이에 강력한 아아크가 발생하며, 이때 그 방전장치 내에 있는 압축공기는 코일의 원주 방향으로 회전하면서, 강력한 고 활성 물질로 변화하게 된다.

따라서 본 고안에서는 지속적으로 고 활성 이온을 발생시키기 위하여 압축공기 발생/저장장치(100)를 통과한 압축공기가 압축공기 정제장치(200)를 통하여 고순도 공기로 변하여 방전장치(300)를 통과하면서 고 활성 이온의 발생효율을 극대화 시킨다. 이때 유량 조절을 위해 유량 제어장치(600)를 둔다.

이렇게 압축공기유량을 제어하여 가장 효율적 상태에서 방전장치(400)로 송풍을 시켜 고 활성 이온의 발생을 유도한다.

또한, 고 활성 이온을 자동 배출시키는 자동배출장치(500)를 통해 각종 오염원을 제거하게 하며 이런 모든 제반 사항이 무인 자동운전 되도록 중앙제어장치(700)를 통해 팩키지화 시킨다.

본 고안은 상기와 같은 고 활성 물질의 성질을 이용하여 오·폐수 및 기타 오염이 된 곳에서 오염원을 제거하는 고 활성 이온장치를 제공하는 것으로 고 순도 의 압축공기의 발생부터 송풍 및 방전장치에서 아크를 통한 고 활성 이온 발생에서 배출까지 완전 무인자동운전이 가능토록 팩키지 형태의 고 활성 이온장치를 제공하는 것이다.

본 고안에 따르면 방전장치(300)을 포함하여, 실용적으로 고 순도의 공기를 제조하여 사용하기 위한 압축공기 발생/저장장치(100), 압축공기 정제장치(200), 전원발생장치(400), 자동배출장치(500) 및 유량제어장치(600)와 이를 중앙에서 제어 하는 중앙제어 장치(700)의 시스템을 포함한 고 활성 이온 발생장치에 관한 것으로, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명한다.

고 활성 이온 발생장치 중 방전장치(300)와 전원발생장치(400)는 도2에서 도시한 바와 같이 구성되며 방전장치(300)는 외부의 압축공기가 유입되는 유입구(40) 및 그 내부의 압축공기가 유출되는 유출구(50)를 갖는, 원통형의 유전체인 방전관 케이싱(10), 방전관 케이싱 내부에 코팅된 원주형 외부전극(20), 원주형 외부전극(20) 사이에 길이 방향으로 원주형태의 코일인 코어형 내부전극(30)으로 구성되어 있다.

유전체인 방전관 케이싱(10)은 세라믹 등으로 제조되며 파이프 형태로 방전관 케이싱의 양단은 유입구(40)와 유출구(50)가 형성되어서 외부 압축공기가 유입구(40)를 통해 방전장치(300) 내로 유입되고 방전장치(300) 내의 압축공기는 유출구(50)를 통해 외부로 유출된다.

원주형 외부전극(20)은 동 박판 또는 동에 은을 코팅하여 방전관 케이싱(10) 안쪽에 설치한다.

코어형 내부전극(30)은 방전장치 내에 길이 방향으로 원주형코일 형상으로 스테인레스 스틸을 사용한다.

전원발생장치(400)로 원주형 외부전극(20)과 코어형 내부전극(30) 간에 전류를 공급하면서, 동시에 방전장치의 유입구(40)에 고 순도의 압축공기를 송풍하면 고순도의 압축공기는 방전장치를 통과하는 동안 발생된 아크에 의해 강력한 고활성 이온이 발생하여 유출구(50)를 통해 일정한 압력으로 유출된다.

또한, 방전장치 내에 유분이 들어가면 고 활성 이온의 발생량이 급감하므로, 압축공기 발생장치는 오일레스 컴푸레서를 사용하여야 하며, 일정한 압축공기량을 유지할 수 있는 저장장치가 있어야 한다.

고 순도의 압축공기를 만드는 압축공기 정제장치는 압축공기의 온도를 떨어뜨리는 냉각기 및 냉각과정에서 응축되는 수분을 제거하는 제습기 및 필터를 포함 하여야 한다.

압축공기의 유량과 속도를 제어하여 최상의 조건으로 방전장치에서 고 활성 이온이 발생되도록 유도하는 자동조절 밸브 등이 포함된 제어장치를 둔다.

그리고 고 활성 이온을 자동 배출시키는 압력에 의해 조절되는 자동조절 밸브와 고 활성 이온 이송 파이프, 그리고 산기구 등을 설치한다.

필요시 오염원의 부하에 적절히 대응하고, 또한 압축공기의 발생을 일시적으로 정지시키는 등의 비상시의 운전조건이 가능토록, 자동과 수동운전이 가능한 중앙제어장치를 통화 팩키지화 시킨다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 새로운 형태의 방전관은 물론, 방전장치 내에서 방전을 통한 아크를 발생시키면서 동시에 일정한 압력으로 고 순도의 압축공기를 송풍시켜 고 활성 이온발생 시키도록 압축공기 발생/저장장치, 압축공기 정제장치, 전원발생장치 및 자동배출장치와 이를 중앙에서 제어 하는 중앙제어장치의 시스템을 포함한 고 활성 이온 발생장치에 관한 것으로 각종 오염된 유체내의 오염원을 분해하는데 사용한다.

Claims (3)

1. 코어형 내부전극과 원주형 외부전극판 사이를 전류로 인가하여 아크를 발생시키고, 그 사이에 고 순도의 압축공기를 송풍시켜 고 활성 이온을 발생시켜 악취제거나 폐수정화에 활용하는 장치로서, 고 순도의 압축공기를 만들기 위한 압축공기 발생/저장장치 및 정제장치, 통상의 전원으로부터 중간대역주파저전압를 발생시키는 전원발생장치, 중간대역주파저전압이 인가되면 방전관 케이싱 내부에 있는 코어형 내부전극과 원주형 외부전극판 사이에 아아크를 발생시키는 방전장치, 방전장치를 통해 발생된 고 활성 이온을 배출하는 자동배출장치, 배출되는 고 활성 이온 기체의 유량과 속도를 제어하는 제어장치 및 이 모든 시스템을 완전 자동으로 제어하는 중앙제어장치가 포함된 것을 특성으로 하는 고 활성 이온 발생장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   방전장치는 전류가 인가되는 코어형 내부전극과 그 주위를 원주방향으로 일정한 간격을 유지시켜 원통형으로 둘러싸고 있는 원주형 외부전극판 및 원주형 외부전극판을 덮고있는 방전관 케이싱으로 이루어지며, 코어형 내부전극은 스테인레스 재질을 사용하고 원주형 외부전극판은 동박판이나 동에 은을 코팅하여 사용하며 방전관 케이싱은 알루미나가 90％ 정도 포함된 세라믹을 사용하여 소성하는 것을 특징으로 하는 장치; 및

   전원발생장치는 통상의 전원으로부터 중간대역주파저전압를 발생시키는 중간대역주파발진기로서 전원은 상용전원이 인입되고 교류 전원을 직류전원으로 변경하는 정류회로 및 중간대역주파 증폭회로, 고압회로, 배전압정류회로로 구성되고 과부하감지회로가 내장되어야 하며 주파수는 20K^Hz∼25K^Hz, 출력전압은 5∼6KV 인 장치를 특징으로 하는 고 활성 이온 발생장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   압축공기 정제장치는 압축공기을 만들기 위해 오일레스 컴프레서를 사용하고 압축공기를 저장하는 압력용기가 포함된 압축공기 발생/저장장치, 고 순도의 압축공기를 만들기 위해 압축공기의 온도를 떨어뜨리기 위한 냉각기 및 압축공기의 냉각과정에서 응축되어 발생하는 습기를 제거하기 위한 제습기 그리고 압축공기내의 불순물을 제거하는 4단 필터를 포함하는 장치; 및

   자동배출장치는 활성 이온가스의 유량과 속도를 조정하는 자동조절밸브가 포함된 유량제어장치 및 이송라인 그리고 배출시키는 산기관으로 구성되는 장치; 및

   이 모든 시스템을 완전자동으로 운전하는 중앙제어 장치가 포함된 고활성 이온 발생장치.

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