KR20060091868A - The technical method and its equipment for plasma generation in undderwater - Google Patents
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Abstract
[발명의 명칭] 수중 플라즈마 발생공법 및 그 장치Underwater Plasma Generation Method and Apparatus
[구성][Configuration]
직경보다 길이가 더 긴 석영관(1)과, 상기 석영관(1) 안으로 삽입되어 석영관(1)의 내경과 틈새(공간)를 유지할 수 있는 직경을 가지는 도전성 제1 전극(2)과, 상기 제1 전극(2)과 소정의 거리를 유지한 채 물과 직접 접촉되어 제1 전극(2)과 대전작용을 일으키도록 하는 도전성 제2 전극(3)과, 상기 전극(2),(3)들에 7KV부근의 전원을 인가하기 위한 네온 트랜스와, 상기 석영관(1)과 제1 전극(2)과의 틈새 사이로 가스 또는 공기를 주입시키기 위한 레귤레이터를 준비하는 과정과; 상기 전극(2),(3)에 7KV 부근의 전원을 인가함과 아울러 석영관(1) 내부로는 상기 레귤레이터를 통해 가스 또는 공기를 주입시켜 수표면 쪽에는 플라즈마 제1 영역(a)이 형성되도록 하고, 그 아래로는 플라즈마 제2 영역(b)이 형성되도록 하여 석영관(1) 내부에 삽입되어 있는 제1 전극(2)의 단부가 물과 직접 접촉되지 않도록 하면서 플라즈마 제1 영역(a) 그리고 플라즈마 제2 영역(b)의 동시 작용에 의해 유해한 수처리를 할 수 있는 과정으로 구성된 것을 특징으로 한다.A quartz tube 1 having a length longer than a diameter, a conductive first electrode 2 having a diameter inserted into the quartz tube 1 to maintain an inner diameter and a gap of the quartz tube 1; A conductive second electrode 3 which is in direct contact with water while maintaining a predetermined distance from the first electrode 2 to cause a charging action with the first electrode 2, and the electrodes 2 and 3 Preparing a regulator for injecting gas or air into a gap between the quartz tube (1) and the first electrode (2) for applying a power of 7 KV to the windows; Applying a power of about 7 KV to the electrodes (2) and (3), and injecting gas or air into the quartz tube 1 through the regulator to form a plasma first region (a) on the water surface side And a plasma second region b beneath it, so that the end portion of the first electrode 2 inserted in the quartz tube 1 is not in direct contact with water. And it is characterized by consisting of a process that can be harmful water treatment by the simultaneous action of the plasma second region (b).
플라즈마, 플라즈마 토치, 수처리, 살균처리 Plasma, Plasma Torch, Water Treatment, Sterilization
Description
도1은 본 발명의 장치를 나타낸 참고도.1 is a reference diagram showing an apparatus of the present invention.
도2는 도1의 부분 확대도.2 is a partially enlarged view of FIG. 1;
[도면의 주요 부분에 대한 부호 설명][Description of symbols on the main parts of the drawings]
1: 석영관 2: 제1 전극 3: 제2 전극1: quartz tube 2: first electrode 3: second electrode
본 발명은 수중 플라즈마 발생공법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater plasma generation method and an apparatus thereof.
급속한 산업 발전은 인류에게 크게 긍정적인 면을 제공하였으나 반면 환경오염이라는 막대한 폐단을 초래하고 있는 바, 이러한 관점에서 볼 때 특히 근래로부터 깨끗한 물에 대한 수요증가와 환경라운드적 차원에 근거하여 폐수 처리기준의 강화로 인한 수처리 기술의 발전은 가속화되고 있고 더욱 경제적이고 안전하며 쉽게 사용할 수 있는 수처리 기술 및 장치가 시급히 요구되고 있는 실정이다. 이러한 맥락에서 볼 때 본 발명은 수처리 기술 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 사료된다.While rapid industrial development has provided a great positive aspect to humanity, it has led to enormous closures of environmental pollution. From this point of view, wastewater treatment standards are based on the recent increase in demand for clean water and environmentally friendly dimensions. The development of water treatment technology is being accelerated by the strengthening of the need for more efficient, safer and easier water treatment technology and equipment. In this context, it is believed that the present invention can greatly contribute to the development of water treatment technology.
일반적으로 수(水)처리 기술은 크게 물리·화학적 처리와 생물학적 처리, 다단계 처리로 대별할 수 있다. 그러나 현재 이러한 기술을 뛰어넘어 더 나은 수처리 효과를 보기 위해 많은 연구가 진행되고 있는데, 소위 첨단 수처리 기술이라 불리는 기술을 중심으로 많은 연구가 행해지고 있다. 이에 상술한 첨단 수처리 기술의 종류를 살펴보면, 1) 전기화학적 방법에 의한 수처리 기술과 2) 전기, 자기를 이용한 수처리 기술, 3) 자외선을 이용한 수처리 기술, 4) 플라즈마를 이용한 수처리 기술이 있는데, 본 발명은 플라즈마를 이용한 수처리 기술의 한 부분에 속한다.Generally, water treatment technology can be roughly classified into physical and chemical treatment, biological treatment, and multi-stage treatment. However, a lot of researches are currently being carried out to see a better water treatment effect beyond these technologies, and a lot of research is being conducted around a so-called advanced water treatment technology. The above-mentioned types of advanced water treatment technologies include 1) water treatment technology by electrochemical method, 2) water treatment technology using electricity and magnetism, 3) water treatment technology using ultraviolet light, and 4) water treatment technology using plasma. The invention belongs to a part of water treatment technology using plasma.
한편, 물에 플라즈마를 투입할 경우 수처리에 매우 좋은 효과가 있다는 것은 이미 많은 학술적 실험적으로 증명이 되어있다. 그러나 물에 경제적이고 안전하며 손쉽게 플라즈마를 발생시키는 것은 매우 힘들다. 하지만 본 발명은 플라즈마를 수중에서 매우 쉽고 경제적이며 안전하게 발생시키는 공법 및 그 장치를 제공하기 위해 안출된 것으로 크기가 작고 소비전력이 매우 적으며 구조가 간단하여 널리 보급되는데 매우 유리할 것으로 판단된다.On the other hand, a lot of academic and experimental evidence that the addition of plasma to water has a very good effect on water treatment. However, it is very difficult to generate plasma economically, safely and easily in water. However, the present invention has been devised to provide a method and a device for generating plasma in water very easily, economically and safely, and it is considered to be very advantageous to be widely used because of its small size, low power consumption, and simple structure.
일반적으로 수 처리용 플라즈마 기법은 물의 도전성 때문에 플라즈마의 발생이 매우 어려울 뿐 아니라 단락 방지 기술이 필수적으로 적용되어야 하기 때문에 플라즈마를 연속적으로 발생시키기 위해 펄스전원이나 고주파전원 그리고 고가의 조작 스위치를 이용하거나 스위칭 작용이 가능한 부가적인 장치를 설치하고 있다. 그러나 이들 장치는 『① 운전이 어렵다. ② 소비전력이 높다. ③ 가격이 비싸다.④ 설치가 매우 곤란하다. ⑤ 유지 보수가 어렵다. ⑥크기가 크고 중량이 무겁다.』 등의 단점을 지니고 있다.In general, plasma treatment for water treatment is very difficult to generate plasma due to the conductivity of water, and short-circuit prevention technology must be applied. Therefore, pulse or high frequency power and expensive operation switches are used or switched to continuously generate plasma. There is an additional device that can work. However, these devices are difficult to operate. ② High power consumption. ③ The price is expensive ④ Very difficult to install ⑤ Difficult to maintain. ⑥ has a large size and a heavy weight. ”
이러한 단점 때문에 정부단체나 기업 등 경제적 능력이 있는 단체가 아니면 설치가 매우 힘들다.Due to these shortcomings, it is very difficult to install unless there is an economic organization such as a government organization or a company.
상술한 바와 같은 종래 수처리 플라즈마 발생 기술 및 장치로부터 비롯된 단점들을 해결할 수 있는 수중 플라즈마 발생공법 및 그 장치를 제공함이 본 발명의 과제인 바, 그 구성을 살피면 다음과 같다.It is an object of the present invention to provide an underwater plasma generating method and an apparatus which can solve the disadvantages resulting from the conventional water treatment plasma generating technique and apparatus as described above.
직경보다 길이가 더 긴 석영관(1)과, 상기 석영관(1) 안으로 삽입되어 석영관(1)의 내경과 틈새(공간)를 유지할 수 있는 직경을 가지는 도전성 제1 전극(2)과, 상기 제1 전극(2)과 소정의 거리를 유지한 채 물과 직접 접촉되어 제1 전극(2)과 대전작용을 일으키도록 하는 도전성 제2 전극(3)과, 상기 전극(2),(3)들에 전원을 인가하기 위한 네온 트랜스와, 상기 석영관(1)과 제1 전극(2)과의 틈새 사이로 가스 또는 공기를 주입시키기 위한 레귤레이터를 준비하는 과정과; 상기 전극(2),(3)에 7KV 부근의 전원을 인가함과 아울러 석영관(1) 내부로는 상기 레귤레이터를 통해 가스 또는 공기를 주입시켜 수표면 쪽에는 플라즈마 제1 영역(a)이 형성되도록 하고, 그 아래로는 플라즈마 제2 영역(b)이 형성되도록 하여 석영관(1) 내부에 삽입되어 있는 제1 전극(2)의 단부가 물과 직접 접촉되지 않도록 하면서 플라즈마 제1 영역(a) 그리고 플라즈마 제2 영역(b)의 동시 작용에 의해 유해한 수처리를 할 수 있는 과정으로 구성된 것을 특징으로 하고, 상기에 있어서, 석영관(1)은 절연성 소재로 만들어진 관체로 대체될 수 있는 것을 특징으로 한다.A quartz tube 1 having a length longer than a diameter, a conductive
그리고 본 발명은, 직경보다 길이가 더 긴 석영관(1)과, 상기 석영관(1) 안 으로 삽입되어 석영관(1)의 내경과 틈새(공간)를 유지할 수 있는 직경을 가지는 도 전성 제1 전극(2)과, 상기 제1 전극(2)과 소정의 거리를 유지한 채 물과 직접 접촉되어 제1 전극(2)과 대전작용을 일으키도록 하는 도전성 제2 전극(3)과, 상기 전극(2),(3)들에 전원을 인가하기 위한 네온 트랜스와, 상기 석영관(1)과 제1 전극(2)과의 틈새 사이로 가스 또는 공기를 주입시키기 위한 레귤레이터로 구성된 것을 특징으로 하며, 상기에 있어서, 석영관(1)은 절연성 소재로 만들어진 관체로 대체될 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a conductive material having a diameter longer than the diameter of the quartz tube (1) and a diameter which is inserted into the quartz tube (1) to maintain the inner diameter and the gap (space) of the quartz tube (1) A
이하 첨부된 도면을 근거로 하여 본 발명의 구성과 실시예를 제시한다.Hereinafter, a configuration and an embodiment of the present invention will be presented based on the accompanying drawings.
먼저 본 발명에 사용되는 전원에 있어서, 제1 전극(2)과 제2 전극(3)에 투입되는 전압은 대략 7[kV]부터 시작해서 그 이상의 내압을 발생시킬 수 있는 전원이면 고주파전원은 물론이고 저주파인 상용 전원도 사용이 가능하다. 앞에서 언급한 7[kV]는 장치의 크기를 조정하여 그 이하에서도 동작을 가능하게 할 수 있다. 때문에 전원의 용량과 요구사항에 맞춰 맞춤형 제작이 가능하다.First, in the power supply used in the present invention, the voltage applied to the
다음, 석영관(1)은 절연 및 플라즈마 제1 영역(a) 즉, 가스 활성화 영역에서 발생되는 자외선 배출용으로 사용되는데, 절연성 소재로 만들어진 관체는 모두 대체하여 사용이 가능하다. 물론 석영관을 사용하는 것이 자외선 배출용으로 더 적합하다 할 수 있다. 본 발명의 실험에서 석영관(1)은, 내경이 1.5 ∼ 6[㎜] 내외(바람직하게는 3㎜)이고 외경은 3 ∼ 10[㎜] 내외(바람직하게는 5㎜)이며, 두께는 0.7∼3[㎜] 내외(바람직하게는 2㎜)인 것을 사용하였으며, 그 길이는 환경에 따라 조 절이 가능하며 길이의 제한은 없고 당연히 크기의 특별한 제한도 없다. 때문에 석영관이 더 작을 경우도 더 클 경우에도 사용이 가능하다.Next, the quartz tube 1 is used for emitting ultraviolet rays generated in the insulating and plasma first region a, that is, the gas activation region, and all of the tubular bodies made of an insulating material can be used. Of course, the use of a quartz tube may be more suitable for ultraviolet radiation. In the experiment of the present invention, the quartz tube 1 has an inner diameter of about 1.5 to 6 [mm] and about (preferably 3 mm), an outer diameter of about 3 to 10 [mm] and about about 5 mm, and a thickness of 0.7. The inner and outer (~ 3 [mm] is preferably 2mm) was used, the length can be adjusted according to the environment, there is no limit of length and of course there is no particular limitation of size. Therefore, it can be used even if the quartz tube is smaller or larger.
다음, 제1 전극(2)과 제2 전극(3)은 도전성 소재이면 무엇이든지 사용이 가능하며 제1 전극(2)의 직경은 석영관(1)의 내경보다 작아야 한다.Next, the
그리고 사용되는 가스나 공기는 석영관을 관통하는 제1 전극(2)과 석영관(1)내경 사이의 공간(틈새)을 통해 주입이 가능하며, 공지의 레귤레이터를 통해 가스나 공기의 주입이 가능하므로 이에 대해서는 상세히 기재하지 않기로 한다. 여기서 사용되는 가스의 종류는 특별한 제한이 없으며 환경에 맞추어 적절한 사용이 가능한데, 대기 중의 공기를 사용할 경우에 비해 준안정가스(네온, 헬륨, 아르곤 등)를 사용하면, 대기 중의 공기를 사용할 경우보다 소음도 줄고 소비전력도 3배에서 5배정도 줄일 수 있다. 때문에 사용 환경에 맞추어 필요한 공기 또는 가스를 선택하여 사용하면 되는데, 공기를 사용하면 아크 형태의 플라즈마가 발생되면서 플라즈마의 밀도는 높아지고 글로우나 스트리머 현상은 다소 낮아지면서 소비전력이 많아지는 경우가 되고, 가스를 사용하면 트리나 필라멘트 또는 펄스 타입의 플라즈마가 글로우나 스트리머 형태로 발생이 되면서 플라즈마의 밀도는 다소 낮아지면서 소비전력은 낮아지게 된다. 그러므로 사용 환경에 따라 공기나 가스를 선택하여 사용할 수 있는 것인 바, 도1에서 제1 전극(2)과 제2 전극(3)의 거리를 조절하여도 플라즈마의 밀도 내지는 플라즈마의 발생 타입이 조절될 수 있어 사용상의 유동성이 크다 할 수 있을 것이지만 그만큼 사용 상황에 따라 다양한 변화를 꾀할 수 있는 장점이 있는 것이다.In addition, the gas or air to be used can be injected through a space (gap) between the
그리고 제1 전극(2)과 함께 제2 전극(3)이 반드시 사용되어야 하고 제2 전극(3)의 사이즈는 반드시 제1 전극(2)과 같을 필요는 없다.In addition, the
이어서 본 발명의 메카니즘을 살피는 바, 먼저 플라즈마 영역에 대해 살핀다.Next, the mechanism of the present invention is examined, first looking at the plasma region.
본 발명에서 플라즈마의 주 활성 메커니즘은 석영관(1) 내부의 제1 전극(2)과 수조 속의 물에 직접 접촉해 있는 제2 전극(3) 사이에 석영관(1)이 존재하고 이 석영관(1)의 내부 즉, 석영관(1) 내경과 석영관(1) 안에 삽입되어 있는 제1 전극(2)의 외경 사이에 형성됨 공간(틈새)를 통해 레귤레이터를 이용하여 상술한 가스 또는 공기를 주입시켜 그것들의 압력으로 도1을 기준하여 제1 전극(2)의 하단부와 물과의 사이에 공간을 만들어 전로를 차단시킴에 따라 제1 전극(2)과 물과의 단락현상을 막아주면서 동시에 상기 공간에서 플라즈마를 발생시킨다.In the present invention, the main activation mechanism of the plasma is that the quartz tube 1 is present between the
이때 석영관(1)에는 두 종류의 플라즈마가 발생된다. 즉, 플라즈마 제1 영역(a)에서는 공간적 플라즈마로 스트리머가 형성되고, 플라즈마 제2 영역(b)에서는 석영관(1)의 표면을 타고 트리형식인 연면방전 플라즈마가 발생된다. 일반적으로 수중에서 전원의 스위칭으로 플라즈마를 발생시킬 경우 대부분 아크방전이 발생되어 전극에 손상을 주거나 엄청난 전류가 소비되어 많은 소비전력을 발생시킨다는 단점이 있으나 본 발명의 경우는 이러한 단점을 극복한 것으로 상세한 사항은 후술하는 바와 같다.At this time, two kinds of plasma are generated in the quartz tube 1. That is, in the plasma first region a, a streamer is formed of a spatial plasma, and in the plasma second region b, a surface-type discharge plasma having a tree shape is generated on the surface of the quartz tube 1. In general, when the plasma is generated by switching the power in the water, there is a disadvantage that the arc discharge is generated mostly to damage the electrode or consume a lot of current to generate a lot of power consumption, but the present invention overcomes these disadvantages. Matters are as described later.
이어서 본 발명의 플라즈마 영역과 형성에 대해 살핀다.Next, the plasma region and the formation of the present invention are examined.
먼저 플라즈마 제1 영역(a)은, 석영관(1) 내의 제1 전극(2)과 석영관(1) 외 부의 물[이때 제2 전극(3)이 물속에 직접 접촉되어있기 때문에 물 자체가 하나의 전극의 역할을 한다]과 대전을 일으켜 기(氣)중 방전의 하나인 글로우나 스트리머가 발생한다. 이때 발생되는 스트리머는 보통 수∼수백[㎂]를 소비하는데 플라즈마 제1 영역(a)에서는 가스나 공기가 활성화를 일으키기 때문이다. 만약 이 경우 공기가 주입된다면 플라즈마에 의해 활성화 된 공기는 대량의 부산물(오존, 라디칼 등)을 발생시키게 되고 반면, 가스의 주입 시 가스의 활성화에 의해 발생된 자외선도 석영관을 통해 방사되므로 플라즈마 제1 영역(a)에서는 플라즈마의 일차적인 에너지를 물에 투입시키는 것 보다는 여기서 생성된 오존이나 라디칼 그리고 자외선 등을 이용하여 수처리를 할 수 있는 2차적 효과가 더욱 큰 영역이라 할 수 있다.First, in the plasma first region a, water outside the
다음, 플라즈마 제2 영역(b)은 플라즈마를 연면방전 형태로 직접 물에 에너지를 조사시키는 역할을 하는 영역으로 이 부분의 역할이 매우 중요하다 할 수 있다. 이는 가스압에 의해 마치 수표면 방전과 같이 수표면 위에 전극이 놓여있는 형태로 되어 진다. 그러나 그냥 수표면에 전극을 두고 방전을 일으킬 경우 전압을 높여야 하기 때문에 절연파괴로 이행되었을 경우 아크방전이 발생하여 단락을 일으키면서 매우 높은 소비전력을 발생시킬 뿐 아니라 높은 전류로 인한 차단기의 동작으로 동작이 멈추어 진다. 그러나 본 발명의 경우는 유전체[석영관(1)] 표면에서 전하의 충·방전이 성장과 소멸을 일으켜 자동적으로 단락을 차단해 주기 때문에 연속적인 전원 공급 시에도 과전류에 의한 문제를 발생시키지 않는다. 때문에 연속적인 전원 공급이 가능하면서 석영관(1)에서의 연면방전이 마치 펄스 플라즈마처럼 물속에 투입되는 것이다.Next, the plasma second region (b) is a region that directly irradiates the energy with water in the form of creeping discharge of the plasma, which may be very important. This is a form in which the electrode is placed on the water surface by the gas pressure, just like water surface discharge. However, it is necessary to put the electrode on the water surface and discharge the voltage, so the voltage must be increased, so when the insulation breakdown occurs, arc discharge occurs and short-circuit generates very high power consumption and operates by the breaker due to the high current. Stops. However, in the case of the present invention, since charge and discharge of electric charges on the surface of the dielectric (quartz tube 1) causes growth and extinction to automatically cut off the short circuit, there is no problem caused by overcurrent even during continuous power supply. Because of this, continuous power supply is possible, and creeping discharge in the quartz tube 1 is injected into the water as if it were a pulsed plasma.
이어서 플라즈마 영역별[(a)와 (b)] 특징을 살피면, 상술한 바와 같은 이유로 인해서 플라즈마 제1 영역(a)에서는 공기와 접촉해서 H+, O3, 라디칼 및 이온들의 혼합물을 생성시키는 것에 대해 주 역할을 담당하며 이러한 부산물은 수중에서 수하전자, H+, OH, H2O2 그리고 각종 라디칼을 생성시킨다. 그리고 플라즈마 제2 영역(b)에서는 직접 플라즈마를 물에 조사시키므로 플라즈마 제1 영역(a)에서의 효과보다 훨씬 큰 플라즈마 효과를 가져다 줄 수 있다. 여기서 가스압과 유속, 주파수의 조절에 의하여 상술한 바와 같은 다양한 형태의 플라즈마를 얻을 수 있음은 당연한 것인데, 플라즈마는 어떤 면으로 보면 자연에너지이기 때문에 전자나 기계에서처럼 선형성을 띠지 못하므로 선형적인 추론은 매우 어렵다. 그러므로 전압과 가스압의 세기, 공기나 가스의 유속를 조절하여 플라즈마의 강도 및 형태를 조절한다는 것은 다분히 유동적일 수 있어 결국 사용자가 전압과 가스압의 세기, 공기나 가스의 유속을 상황에 맞도록 적절히 조절하여 플라즈마의 적절한 강도와 형태를 얻어야 하는 것이다.Next, looking at the characteristics of the plasma regions [(a) and (b)], the plasma first region (a) is brought into contact with air in order to generate a mixture of H +, O 3 , radicals and ions for the same reason as described above. It plays a major role, and these by-products produce halides, H +, OH, H 2 O 2 and various radicals in water. In addition, since the plasma is directly irradiated with water in the plasma second region (b), the plasma effect may be much greater than that in the plasma first region (a). It is natural that various types of plasma can be obtained as described above by adjusting gas pressure, flow velocity, and frequency. Since plasma is a natural energy in some respect, it is not linear as in electronic or mechanical, so linear inference is very it's difficult. Therefore, controlling the intensity and shape of the plasma by adjusting the strength of the voltage and gas pressure and the flow rate of air or gas can be quite fluid, so that the user can adjust the strength of the voltage and gas pressure and the flow rate of air or gas according to the situation. The proper intensity and shape of the plasma must be obtained.
제1영역의 주플라즈마와 제2영역의 주플라즈마를 제어할 수 있는 주된 인자는 가스의 종류와 압력, 유속 그리고 전원에 따라 조정이 가능하므로 대상물의 처리유형에 따라 이러한 인자들을 조정하여 영역별 플라즈마의 제어가 가능하다.The main factors that can control the main plasma of the first area and the main plasma of the second area can be adjusted according to the type, pressure, flow rate and power of the gas. Control is possible.
때문에, 구조적 변화 없이도 플라즈마의 형상을 제어할 수 있다는 것도 본 발명의 매우큰 특징이라 할 수 있다.Therefore, it is also a very big feature of the present invention that the shape of the plasma can be controlled without structural change.
이렇게 발생된 플라즈마는 부유물질의 경우는 전하를 띠는 이온물질로 전환 시켜 응집과 침전이 되기 쉬운 상태로 만들어 주며 탈색처리도 동시에 하게 되는데, 기존의 응집과정은 화학약품인 응집제를 사용하여 입자를 뭉치는 것으로 많은 화학약품이 소요되어 비용과 2차 처리가 문제로 부각되었지만 플라즈마를 이용할 경우 이러한 문제를 해결할 수 있다. 또한, 플라즈마를 이용할 경우 약품으로 처리하지 못하는 여러 가지 유해물질과 균들을 처리할 수 있다.The plasma generated in this way converts into a charged ionic material, which makes it easy to aggregate and settle, and at the same time decolorizes. The existing agglomeration process uses a chemical flocculant to separate particles. Bundling requires a lot of chemicals, making cost and secondary treatment a problem, but using plasma can solve this problem. In addition, plasma can be used to treat a variety of harmful substances and bacteria that can not be treated with chemicals.
아래에서 제시하는 사진 1은 수중에서 플라즈마가 발생되고 있는 상태를 촬영한 사진으로서 본 발명의 성공적인 실시를 확인할 수 있는 것이다.Photo 1, which is presented below, is a photograph of a state in which plasma is generated in water, which confirms the successful implementation of the present invention.
[사진 1] 수중 플라즈마 발생 상태 [Photo 1] Underwater Plasma Generation
이상과 같은 본 발명이 기존 플라즈마 장치 및 기술의 한계를 극복한 특징은 다음과 같다.As described above, the present invention overcomes the limitations of the existing plasma apparatus and technology.
먼저 열에 의한 손상과 열화가 거의 없기 때문에 단순한 작동만으로 운전이 가능하고 전원스위치 ON과 주입가스의 압력 조절 또는 주입 가스의 유속 조절 또는 전압 그리고 주파수 조절만으로 플라즈마의 강도를 조정이 가능하다. 그리고 소비 전력이 매우 낮으며 효율적 전력배치 가능한데, 수처리용 플라즈마의 경우 수백~수십[㎾]의 전력이 소비되는 반면 본 발명품은 수[W]~수십[W]정도의 소비전력으로 동작이 가능하다.First, since there is little damage and deterioration due to heat, it is possible to operate by simple operation, and the intensity of plasma can be adjusted only by turning on the power switch, adjusting the pressure of the injection gas or adjusting the flow rate or voltage and frequency of the injection gas. In addition, the power consumption is very low and efficient power distribution is possible. In the case of plasma for water treatment, hundreds to tens of [㎾] power is consumed, while the present invention can operate with power consumption of several [W] to several tens [W]. .
또한, 개당 소비전력이 수[W]~수십[W]정도로 매우 작기 때문에 분산 배치가 가능하여 전력의 소비를 매우 효율적으로 배치할 수 있으며 구조가 매우 간단하여 가격이 싸다. 즉, 일반적인 수처리 플라즈마의 경우 펄스전원이나 고주파전원 그리고 고가의 스위치를 이용하거나 스위칭 작용이 가능한 부가적인 장치를 부착하여 사용하기 때문에 이러한 전원부의 관련 경비만 하더라도 엄청난 고가이며 제품의 크기도 상대적으로 매우 크기 때문에 제품 가격이 매우 고가일 수밖에 없다. 하지만 본 발명의 경우 크기가 매우 작고 고주파전원의 사용은 물론 가능하고 상용전원으로도 사용이 가능하므로 전원의 선택 시 선택의 폭이 넓을 뿐 아니라 매우 저렴한 전원공급기(네온 트랜스 등)를 사용할 수 있으며 사용된 재료 역시 석영과 도전성재료만 사용되기 때문에 엄청난 재료비 경감이 가능하다. 그리고 운전 시 타 제품과는 달리 스위칭 작용이 필요 없고 연속적인 전원공급으로 플라즈마를 발생시킬 수 있으므로 부가적인 장치가 필요 없다는 것도 가격적 측면에서 매우 유리한 위치에 있을 수 있는 큰 장점이라 할 수 있다.In addition, the power consumption per unit is very small, such as several [W] ~ several tens [W], distributed arrangement is possible, so that the power consumption can be arranged very efficiently, and the structure is very simple, and the price is low. In other words, in the case of general water treatment plasma, pulse power, high frequency power, and expensive switches are used or additional devices capable of switching can be attached. Therefore, the price of the product is very expensive. However, in the case of the present invention, the size is very small, as well as the use of a high frequency power source, and can also be used as a commercial power source, so a wide range of choices when selecting a power source can be used very affordable power supply (neon transformer, etc.) In addition, quartz and conductive materials are used only, so the material cost can be greatly reduced. And unlike other products, it does not need switching action and can generate plasma by continuous power supply. Therefore, no additional device is needed, which is a great advantage in terms of price.
다음, 본 발명은 크기가 작고 중량이 가벼워서 설치가 용이할 뿐 아니라 소비전력도 적고 기존의 상용전원의 사용이 가능하기 때문에 새로운 전원설비의 필요성이 없어 전원의 투입이 용이하여 위치선정에 매우 효과적임은 물론 유지보수가 간단하다. 즉, 운전 시 전압이나 열에 의한 제품의 열화가 거의 없기 때문에 제품 의 수명이 거의 반영구적이라 할 수 있으며, 제품의 구조가 간단하므로 고장 시 수리가 매우 간단하며 수리시간이 매우 짧다는 특징이 있다. 이와 함께 소형화된 장치로서 인력에 의존하여 직접 이동이 가능하므로 고정된 기존 제품과는 많은 차이를 볼 수 있다. 이러한 이유로 본 발명품의 적용 범위는 매우 높음을 알 수 있었는데, 본 발명은 매우 간단하면서도 독특한 기법으로 수처리는 물론이고 대기 중의 유해 물질 처리도 가능하다. 즉, 석영관(1)으로 가스를 주입시킬 때 유해가스를 유입시키면 플라즈마에 의해 제거가 가능하므로 대기 정화장치로의 적용도 가능하다.Next, the present invention has a small size and a light weight, which is easy to install, consumes less power, and enables the use of an existing commercial power source. Of course, maintenance is simple. That is, the product life is almost semi-permanent because there is almost no deterioration of the product due to voltage or heat during operation, and because the structure of the product is simple, the repair is very simple and the repair time is very short. In addition, as a miniaturized device can be moved directly depending on the manpower can see a lot of differences from the existing fixed products. For this reason, it can be seen that the scope of application of the present invention is very high. The present invention is very simple and unique, and it is possible to treat harmful substances in the atmosphere as well as water treatment. That is, when harmful gas is introduced when the gas is injected into the quartz tube 1, it can be removed by plasma, and thus it can be applied to an air purifier.
이상과 같은 이유로 본 발명은 기중은 물론 특히 수중의 유해물질 및 유해가스를 제거하는 분야에 매우 경제적이면서 손쉽고 안전하게 사용할 수 있는 플라즈마 공법 및 그 장치를 제공하는 것으로, 국내의 독자적 기술을 확보함으로서 수입대체와 수출을 통해 비용 절감 및 외화 획득이 가능하고 새로운 산업창출의 기회를 제공하여 고용 창출을 꾀할 수 있으며, 환경친화적 기술로서 국내외적으로 마찰 내지는 제재를 받을 필요가 없어 안전성과 부가성이 크게 대두되는 것일 뿐만 아니라 더욱 다각적으로 산업분야에 적용할 수 있는 연구 활성화를 도모하여 국가적으로 보국할 수 있는 등의 다수 유용한 효과가 있다.For the above reason, the present invention provides a plasma process and a device which can be used very economically and easily and safely in the field of removing harmful substances and harmful gases in the air, in particular, and by importing domestic proprietary technology, It is possible to reduce costs and obtain foreign currency through exports and exports, and to create jobs by providing opportunities for creating new industries, and as it is an environmentally friendly technology, it does not have to be subject to friction or sanctions at home and abroad. In addition to this, there are a number of useful effects, such as the promotion of research that can be applied to the industrial sector in more diversified ways and the ability to save nationally.
Claims (5)
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|---|---|---|---|
| KR1020050012600A KR20060091868A (en) | 2005-02-16 | 2005-02-16 | The technical method and its equipment for plasma generation in undderwater |
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| KR1020050012600A KR20060091868A (en) | 2005-02-16 | 2005-02-16 | The technical method and its equipment for plasma generation in undderwater |
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| KR (1) | KR20060091868A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101256577B1 (en) * | 2011-08-25 | 2013-04-19 | 한국기초과학지원연구원 | Electrode for underwater discharge and apparatus for generating underwater capillary plasma including the electrode |
-
2005
- 2005-02-16 KR KR1020050012600A patent/KR20060091868A/en not_active Application Discontinuation
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