KR20100008093U

KR20100008093U - sterilizer in water and low plasma

Info

Publication number: KR20100008093U
Application number: KR2020090001264U
Authority: KR
Inventors: 김태엽
Original assignee: 김태엽
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2010-08-13

Abstract

본 고안은 저온 플라즈마 반응기체확산 방법 및 이를 이용한 물을 매개로한 소독장치에 관한 것으로서 더 자세하게는 반응기 외부 또는 내부에 설치되는 직류전압기에 연결된 다수의 침상전극과 접지되는 대응전극이 일정한 크기의 관에 봉입되는 반응기를 구비하고 상기반응기의 한쪽은 가스인입구, 한쪽은 반응가스의 토출구를 설치하고, 가스인입구는 반응기의 면적보다 좁게 축소되어 다시 큰 면적으로 확장되어 밀폐되는 공간을 만들도록 하는 단계, 상기밀폐된 공간으로 공기혼합토출기를 연결하여 불활성가스를 인위적으로 투입하거나 산소가 포함된 불특정 혼합가스를 대기상의 공기중에서 자연상태로 흡입하여 공간에 토출함으로서 벤츄리효과에 의하여 일정한 압력과 속력으로 가스를 반응기 내로 유입한 후, 전원을 인가 하였을때 전극의 사이에서 빠른 속도로 플라즈마가 생산되도록 하는 단계와 반응되는 기체를 빠른 속도로 토출하여 확산시키기 위하여 토출구를 반응기의 면적보다 좁게 설치하는 것을 특징으로하는 저온 플라즈마 반응기체확산 방법을 제공하며 상기 방법으로 생성된 빠른 속도를 가지고 토출 확산되는 반응기체를 물에 혼합하고 반응시키기 위하여 물을 수송하는 수송관과 연결함에 있어서 물의 수송관은 벤츄리관 혹은 인젝터 관을 사용하며 유체의 압력과 속력이 제일 빠른 좁은 위치에 상기 반응기체 토출구를 연결하여 반응기체와 물이 혼합되고 반응 하도록 하는 단계와, 물 수송관 일편에 수중모터를 설치하고 물의 속력과 압력을 증가하여 한측으로 밀어내며 한측으로는 물을 강제 흡입하여 순환을 반복하도록 장치하는 단계와, 물이 흐르 는 방향의 끝을 봉하고 가속장치를 두어 압력과 속력이 커지도록 하게한 후, 관의 적절한 중간에 적절한 수의 소형 벤츄리관을 부착하여 압력에 의하여 이 벤츄리관을 통하여 물과 반응기체의 혼합반응물이 빠르게 토출되어 확산 되도록 하는 단계, 상기 토출되는 벤츄리관에는 통로가 물에 잠기더라도 역류를 방지하는 체크밸브가 설치되는 것이 포함되며, 상기 토출구를 하부로하여 형성되는 수조를 만들고 토출구를 막지 않도록 망사형의 천공이 다수로 구성된 막을 토출구와 적정거리에 설치하여 수조에 물을 채워 전원을 인가하면 플라즈마반응 혼합물이 물리적 화학적 반응에 의하여 수조의 물속에 작용하도록 하는 단계와, 수조 상단에 오존가스 제거 촉매필터와 팬을 내장한 뚜겅을 두어 오존의 다량발생에 대비한 위해요소를 제거하는 것을 포함하는 특징으로 이루어지는 저온 플라즈마 반응기체확산 방법 및 이를 이용한 물을 매개로한 소독장치를 제공하게 되는 것이다.The present invention relates to a low temperature plasma reactor diffusion method and a water-based disinfection device using the same, and more particularly, a plurality of needle electrodes connected to a DC voltage installed in the reactor or inside the reactor and a corresponding electrode grounded to a predetermined size It is provided with a reactor enclosed in one side of the reactor is a gas inlet, one side of the outlet for installing the reaction gas, the gas inlet is narrower than the area of the reactor to expand to a larger area again to create a sealed space, Connect the air mixture ejector to the enclosed space to artificially inject an inert gas or inhale the unspecified mixed gas containing oxygen in the natural state from the atmospheric air and discharge it into the space by venturi effect. After flowing into the reactor, when the power is applied It provides a low-temperature plasma reactor body diffusion method characterized in that the plasma outlet is produced at a high speed and the discharge port is installed to be narrower than the area of the reactor in order to discharge and diffuse the reacted gas at a high speed between In the case of connecting the transport pipe which transports the water in order to mix and react the reactant which is discharged and diffused at high speed with the water, the vent pipe or the injector pipe is used in the narrow position where the fluid pressure and speed are the fastest. Connecting the reactor outlet to the reactor to mix and react with the reactor and water; install an underwater motor on one side of the water transport pipe, increase the speed and pressure of the water and push it to one side and forcibly suck the water to one side; Device for repeating the circulation and sealing the end of the direction Place a high accelerator to increase the pressure and speed, and then attach an appropriate number of small venturi tubes in the middle of the tube so that the mixed reactant of water and the reactant is rapidly discharged and diffused through the venturi tube by pressure. In the step, the discharge venturi tube is provided with a check valve to prevent backflow even if the passage is submerged in water, and the mesh-type perforations are formed to make a water tank formed by the discharge port to the bottom and do not block the discharge port When the membrane is installed at the proper distance from the discharge port and the water is supplied to the tank, the plasma reaction mixture acts on the water of the tank by physical and chemical reaction, and the ozone gas removal catalyst filter and the fan are built in the top of the tank. Features include the removal of hazards in preparation for the generation of large amounts of ozone Bait which will be to provide a disinfection device for the water-borne spread using this method and a low-temperature plasma reaction gas.

상기 본 고안에 의하면 플라즈마반응 혼합물이 물리적 화학적 반응에 의하여 수조의 물속에 빠르게 골고루 작용하여 수조에 넣은 소독 대상물을 효과적으로 소독하는 것과 플라즈마 생산시 발생되는 잔류 오존을 소거함으로서 소독장치의 사용을 안전하게 하는 효과가 있다.According to the present invention, the plasma reaction mixture acts quickly and evenly in the water of the tank by physical and chemical reactions to effectively disinfect the disinfecting objects in the tank and to remove the residual ozone generated during plasma production, thereby making the use of the disinfection device safe. There is.

저온플라즈마. 벤츄리효과. 벤츄리관. 인젝터. 반응기체. 반응기. Low temperature plasma. Venturi effect. Venturi tube. Injector. Reactive gas. Reactor.

Description

Low temperature plasma reactor diffusion method and sterilizer in water and low plasma using same

저온플라즈마 응용기술Low Temperature Plasma Application Technology

물질을 이루고 있는 상태의 측면에서 보면, 플라즈마는 고체, 액체, 기체와 구분되는 물질의 제4의 상태라고 할 수 있다.In terms of the state in which the material is formed, it can be said that the plasma is the fourth state of the material which is distinguished from the solid, liquid, and gas.

랑뮤어(Langmuir)와 그의 동료들은 1920년 고전류 진공관을 개발하는 동안 플라즈마의 여러 현상들을 처음으로 연구하였으며, 페러데이가 인공적으로 진공관내에 완전한 플라즈마를 처음 생산했으며 랑뮤어가 이것을 빛과 기체와는 다른 입자의 집단임을 확인하고 제4의 물질이라고 하기로 하였으며'플라즈마'라고 최초로 명명하였다.Langmuir and his colleagues first studied various phenomena of plasma during the development of high-current vacuum tubes in 1920, and Faraday artificially produced the first complete plasma in a vacuum tube, and Langmuir did not produce particles other than light and gas. It was identified as a group of '4' and decided to call it 'the fourth substance' and was first named 'plasma'.

더욱 엄밀하게 플라즈마는 집단행동으로 특징지어지는, 중성입자와 전하를 띤 입자들의 준중성 기체로 정의될 수 있다.More precisely, plasma can be defined as a quasi-neutral gas of neutral and charged particles, characterized by collective behavior.

이론에 의하면, 보통의 기체에서는 기체 분자들 사이에는 작용하는 힘이 없기 때문에 입자들은 직선 운동을 한다. 분자들의 직선 운동은 분자들 자체의 충돌이나 반응용기의 벽과의 충돌로 인해 깨진다. 이러한 충돌의 결과, 중성 기체의 입 자들은 무작위 브라운 운동을 하게 된다.Theoretically, in normal gas, the particles move linearly because there is no force acting between the gas molecules. The linear motion of the molecules is broken by collisions with the molecules themselves or with the walls of the reaction vessel. As a result of these collisions, particles of neutral gas undergo random Brownian motion.

플라즈마에서 입자들의 운동은 양전하와 음전하의 국부적인 밀도에 영향을 미치며, 이러한 전하 밀도는 원거리 쿨롱 전기력을 만들어 멀리 떨어져 있는 입자의 운동에 영향을 준다. 이런 식으로 서로 멀리 떨어져 있어도 플라즈마 내의 입자들은 서로가 영향을 받으며 집단적인 행동을 하게 된다. 플라즈마 안의 하전 입자는 평균적인 전기장을 보면서 움직인다. 낮은 압력에서는 원거리 전자기력이 입자에 미치는 영향이 입자들 사이의 충돌보다 더 클 수도 있는데 이 경우를 '비충돌 플라즈마'라고 한다.The motion of the particles in the plasma affects the local densities of positive and negative charges, which generate far-away coulomb forces that affect the motion of distant particles. In this way, even if they are far apart from each other, the particles in the plasma are influenced by each other and behave collectively. The charged particles in the plasma move looking at the average electric field. At low pressures, the effect of far-field electromagnetic forces on the particles may be greater than the collision between the particles, which is called 'non-collision plasma'.

대개 이온보다 높은 에너지가 기체 원자에 가해지면 이온화가 일어나면서 플라즈마가 형성된다. 이온과 전자가 합쳐져서 중성 기체로 변하는 과정도 동시에 일어나고 이 두 과정이 평형을 이루면 안정된 플라즈마가 만들어진다. 대부분 플라즈마는 전기 방전으로 만들어지지만 충분한 에너지가 액체나 고체에 주입되는 경우에도 증기화와 이온화가 일어나 플라즈마가 만들어지기도 한다. 다양한 형태의 전자기 에너지(직류 전류, 라디오 주파수, 마이크로 파 등)가 기체에 공급되면서 플라즈마가 만들어지고 유지된다. 플라즈마는 종종 기체 방전의 의미로 불려지기도 하는데, 이는 플라즈마를 만드는 가장 쉬운 방법이 전류를 기체 사이에 흘려주어 만들기 때문이다.Usually, when energy above the ion is applied to the gas atom, ionization occurs and a plasma is formed. The ions and electrons combine to form a neutral gas at the same time, and when these two processes are in equilibrium, a stable plasma is produced. Most plasmas are produced by electrical discharges, but even when sufficient energy is injected into liquids or solids, vaporization and ionization can also produce plasma. Various forms of electromagnetic energy (direct current, radio frequency, microwave, etc.) are supplied to the gas to create and maintain a plasma. Plasma is often referred to as gas discharge, because the easiest way to create a plasma is to flow an electric current between the gases.

플라즈마가 특히 분자 기체들의 혼합으로 이루어진 경우, 다양한 중성 입자들과 하전 입자들이 포함되어 있다. 동일한 입자들의 그룹을 종(species)이라고 부른다.When the plasma consists of a mixture of molecular gases, in particular, various neutral and charged particles are included. Groups of identical particles are called species.

전기적으로 전하를 띠는 전자나 이온은 인가된 외부 전기장과 상호 작용하며 가속 받아 에너지를 얻게 된다. 전자는 충돌을 통해서 분자들에게 에너지를 전달하고 분자들을 이온화시키며 분해한다. 이러한 과정은 전자의 밀도가 커질수록 증대된다. 이온 역시 플라즈마 내에서 일어나는 화학 반응에 매우 중요한 역할을 한다. 플라즈마에서 일어나는 많은 반응들은 이온들에 의해 제어되고 영향을 받는다. 그러므로 이온이 관여하는 반응의 속도를 증가시키기 위해 높은 이온 밀도를 얻는 것은 매우 중요하다.Electrically charged electrons or ions interact with the applied external electric field to accelerate and gain energy. Electrons deliver energy to molecules through collisions, ionize and decompose molecules. This process increases as the electron density increases. Ions also play an important role in the chemical reactions that occur in the plasma. Many reactions that occur in the plasma are controlled and influenced by ions. Therefore, it is very important to obtain high ion density to increase the rate of reaction involving ions.

기체 시스템과 같이, 플라즈마 내의 입자들은 계속 움직이며 서로 충돌하고 있다. 플라즈마 내에서 입자들끼리의 충돌은 탄성 충돌과 비탄성 충돌로 나눌 수 있다. 탄성 충돌은 전자와 무거운 입자와의 충돌로, 무거운 입자의 내부 에너지 변화가 일어나지 않을 때 일어나고, 만약 내부 에너지가 변하게 되면 비탄성 충돌이 된다.Like gas systems, the particles in the plasma continue to move and collide with each other. Collisions between particles in the plasma can be divided into elastic collisions and inelastic collisions. Elastic collisions are collisions of electrons and heavy particles, which occur when there is no change in the internal energy of the heavy particles, and inelastic collisions if the internal energy changes.

한편, 전자와 전자 사이의 충돌에서는 상당한 양의 에너지가 전송된다.On the other hand, in collisions between electrons, a significant amount of energy is transferred.

전기장에 의해 가속 받은 전자 에너지는 중성 기체와 비탄성 충돌하여 플라즈마로 전달되며 이렇게 해서 플라즈마는 유지된다. 고에너지 전자와 플라즈마의 무거운 입자와의 비탄성 충돌로 입자를 여기, 이온화, 해리시킨다.The electron energy accelerated by the electric field is inelastically collided with the neutral gas and transferred to the plasma, thereby maintaining the plasma. Inelastic collisions between high-energy electrons and heavy particles in the plasma excite, ionize, and dissociate the particles.

이 과정에서 생성되는 에너지는 각종의 바이러스나 균들을 소거하는데 충분한 에너지가 된다.The energy generated in this process is sufficient to eliminate various viruses and bacteria.

저온플라즈마에서의 전자 온도는 수만 도이지만 이것은 플라즈마가 매우 뜨겁다는 것을 의미하지는 않는다. 이들 플라즈마에서의 전자 밀도는 약 10 cm 정도 이며 대기압에서의 기체 밀도는 약 2.7×10 cm 정도이다. 따라서 밀도가 낮고 전자의 열 용량이 작기 때문에 전자에서 기체로 또는 벽으로 전송되는 에너지는 매우 낮다. 이렇게 해서 '저온 플라즈마'라는 말은 기체나 용기 벽으로 전달되는 열량이 작아 주위보다 많이 뜨겁지 않기 때문에 생긴 말이다.The electron temperature in low temperature plasma is tens of thousands, but this does not mean that the plasma is very hot. The electron density in these plasmas is about 10 cm and the gas density at atmospheric pressure is about 2.7 x 10 cm. Therefore, the energy transferred from the electron to the gas or to the wall is very low because of the low density and low heat capacity of the electron. In this way, the term 'cold plasma' comes from the fact that the amount of heat delivered to the gas or vessel wall is small and not much hotter than the surroundings.

플라즈마와 대응하는 물질은 플라즈마에 대해 음전위를 갖게 되는데, 다시 말해 플라즈마에 대한 음의 자기 바이어스가 된다.The material corresponding to the plasma has a negative potential with respect to the plasma, that is, a negative self bias for the plasma.

플라즈마에서의 화학반응은 개시 ,전파, 종결, 재개시의 단계를 거친다.Chemical reactions in the plasma go through initiation, propagation, termination and resumption.

개시단계에서는 고에너지 전자와 이온이 분자와 충돌하여 자유라디칼이나 분자에서 해리되는 원자가 생성된다. 라디칼과 원자 모두 플라즈마에 노출된 표면에 흡착된다.In the initiation step, high-energy electrons and ions collide with molecules to produce free radicals or atoms that dissociate from the molecule. Both radicals and atoms adsorb to surfaces exposed to the plasma.

기체상태에서는 분자가 라디칼이나 이온들과 라디칼과 분자 반응 또는 이온들과 분자반응을 통해 전파단계가 진행되며 물질표면에서는 표면 자유라디칼이 기체상태에 있거나 혹은 흡착되어 있는 분자나 라디칼, 이온들이 반응하면서 진행된다. 종결단계에서는 전파단계와 비슷한 반응들을 통하여 최종형성물이 형성되고 재개시 단계는 생성된 라디칼이 반응사슬에 관여하면서 다시 시작되게된다.In the gaseous state, the molecule propagates through radicals or ions, radicals and molecular reactions, or ions and molecular reactions. On the surface of the material, free radicals in the gaseous state or molecules, radicals and ions that are adsorbed Proceed. In the final stage, the final product is formed through reactions similar to the propagation stage, and the resumption stage is started again as the generated radicals are involved in the reaction chain.

저온플라즈마에서의 여러종류의 반응은 열역학 평형반응에서는 만들수 없는 플라즈마종들과 최종생성물을 만든다.Many types of reactions at low temperature plasma produce plasma species and end products that cannot be produced by thermodynamic equilibrium reactions.

플라즈마의 화학작용의 복잡성 때문에 화학반응의 경로를 항상 제어 할 수 없고 어떤 근본 원리로도 공정의 특정목적을 얻기위해 요구되는 공정변수들을 조합하기는 쉽지 않다. 저온플라즈마에서의 화학반응 동력학은 비평형화학반응의 특별 한 경우일 것이다. 평형동력학은 탄성충돌학 이론으로 설명할 수 있지만 플라즈마 화학작용의 동력학은 비탄성충돌도 고려해야 한다.Due to the complexity of the plasma chemistry, it is not always possible to control the path of the chemical reaction and it is not easy to combine the process parameters required to achieve the specific purpose of the process on any fundamental principle. Chemical reaction kinetics at low temperature plasma may be a special case of non-equilibrium chemical reactions. The equilibrium dynamics can be explained by the theory of elastic collisions, but the dynamics of plasma chemistry should also take into account inelastic collisions.

저온플라즈마가 평형상태에 있자면 파워, 압력, 기체유량과 같은 외부변수와 관여하는 반응속도상수와 같은 내부변수에 의하여 결정된다. 이러한 동력학 상수들을 알아도 플라즈마에서 일어나는 대부분의 화학작용에 대한 정량적인 계산을 하기에는 부족하다. 하지만 준경험적 준 정량적 모델이 플라즈마의 생성과 반응 결과물을 예측하는데 모자라지 않은 정도이고 그 목적을 달성하는데 필요한 정량적 시험으로서 이루어지고 있는 실정이다.When a low temperature plasma is in equilibrium, it is determined by internal variables such as reaction rate constants which are related to external variables such as power, pressure and gas flow rate. Knowing these kinematic constants is not enough to quantitatively calculate most chemical reactions in the plasma. However, the quasi-experienced quasi-quantitative model is not enough to predict the generation of plasma and the reaction result, and is being conducted as a quantitative test necessary to achieve the purpose.

본 고안에서의 목적도 플라즈마 반응 과정에서 생성되는 에너지에 의한 비열적인 살균 및 소독 에너지원을 효율적으로 생성하는 경량플라즈마 장치를 이용하여 물을 반응시키고 반응되는 물을 매개체로하는 살균장치를 제공하는 것이 본 고안의 중심 기술배경이 된다.It is also an object of the present invention to provide a sterilization apparatus that reacts water and reacts with water by using a lightweight plasma apparatus that efficiently generates a non-thermal sterilization and disinfection energy source by energy generated during a plasma reaction process. It is the central technical background of the present invention.

저온플라즈마 장치를 이용하여 물을 매개체로하는 저비용 친화경 살균장치를 제공하기 위한 과제를 해결 하는 것.To solve the problem to provide a low-cost eco-friendly sterilizer using a low temperature plasma device as a medium of water.

반응기 외부 또는 내부에 설치되는 직류전압기에 연결된 다수의 침상전극과 접지되는 대응전극이 일정한 크기의 관에 봉입되는 반응기를 구비하고 상기반응기의 한쪽은 가스인입구, 한쪽은 반응가스의 토출구를 설치하고, 가스인입구는 반응 기의 면적보다 좁게 축소되어 다시 큰 면적으로 확장되어 밀폐되는 공간을 만들도록 하는 단계, 상기밀폐된 공간으로 공기혼합토출기를 연결하여 불활성가스를 인위적으로 투입하거나 산소가 포함된 불특정 혼합가스를 대기상의 공기중에서 자연상태로 흡입하여 공간에 토출함으로서 벤츄리효과에 의하여 일정한 압력과 속력으로 가스를 반응기 내로 유입한 후, 전원을 인가 하였을때 전극의 사이에서 빠른 속도로 플라즈마가 생산되도록 하는 단계와 반응되는 기체를 빠른 속도로 토출하여 확산시키기 위하여 토출구를 반응기의 면적보다 좁게 설치하는 것을 특징으로하는 저온 플라즈마 반응기체확산 방법을 제공하며 상기 방법으로 생성된 빠른 속도를 가지고 토출 확산되는 반응기체를 물에 혼합하고 반응시키기 위하여 물을 수송하는 수송관과 연결함에 있어서 물의 수송관은 벤츄리관 혹은 인젝터관을 사용하며 유체의 압력과 속력이 제일 빠른 좁은 위치에 상기 반응기체 토출구를 연결하여 반응기체와 물이 혼합되고 반응 하도록 하는 단계와, 물 수송관 일편에 수중모터를 설치하고 물의 속력과 압력을 증가하여 한측으로 밀어내며 한측으로는 물을 강제 흡입하여 순환을 반복하도록 장치하는 단계와, 물이 흐르는 방향의 끝을 봉하고 가속장치를 두어 압력과 속력이 커지도록 하게한 후, 관의 적절한 중간에 적절한 수의 소형 벤츄리관을 부착하여 압력에 의하여 이 벤츄리관을 통하여 물과 반응기체의 혼합반응물이 빠르게 토출되어 확산 되도록 하는 단계, 상기 토출되는 벤츄리관에는 통로가 물에 잠기더라도 역류를 방지하는 체크밸브가 설치되는 것이 포함되며, 상기 토출구를 하부로하여 형성되는 수조를 만들고 토출구를 막지 않도록 망사형의 천공이 다수로 구성된 막을 토출구와 적정거리에 설치하여 수조에 물을 채워 전원 을 인가하면 플라즈마반응 혼합물이 물리적 화학적 반응에 의하여 수조의 물속에 작용하도록 하는 단계와, 수조 상단에 오존가스 제거 촉매필터와 팬을 내장한 뚜겅을 두어 오존의 다량발생에 대비한 위해요소를 제거하는 것을 포함하는 특징으로 이루어지는 저온 플라즈마 반응기체확산 방법 및 이를 이용한 물을 매개로한 소독장치를 제공A plurality of needle electrodes connected to a direct current voltage generator installed inside or outside the reactor and a corresponding electrode grounded are enclosed in a tube of a predetermined size, and one side of the reactor includes a gas inlet port and one side of a reaction gas outlet port; The gas inlet is narrowed to be smaller than the area of the reactor so as to expand to a larger area to create a closed space. The air inlet is connected to the enclosed space to artificially introduce an inert gas or an unspecified mixture containing oxygen. The gas is sucked into the air in the natural state and discharged to the space, so that the gas is introduced into the reactor at a constant pressure and speed by the Venturi effect, and then plasma is rapidly produced between the electrodes when the power is applied. To diffuse and diffuse the gas reacted with It provides a low-temperature plasma reactor body diffusion method characterized in that the discharge port is installed to be smaller than the area of the reactor and a transport pipe for transporting water to mix and react the reactant diffused to the water with a high speed generated by the method In connection with the water transport pipe using a venturi pipe or an injector pipe connecting the reactor outlet in the narrowest position and the fastest pressure and speed of the fluid to react and react with the reaction fluid and water, water transport pipe Install a submersible motor on one side and increase the speed and pressure of the water to push it to one side, and force the suction on one side to repeat the circulation, and seal the end of the direction of water flow and put the accelerator to put the pressure and speed After making this large, attach an appropriate number of small venturi tubes in the proper middle of the tube Discharging and spreading the mixed reactant of the water and the reactor through the venturi tube by force, the venturi tube being discharged includes a check valve installed to prevent backflow even when the passage is submerged in water. Create a water tank formed with the discharge port as a lower part, and install a membrane composed of a large number of mesh-type perforations at an appropriate distance from the discharge port so that power is supplied by filling the water tank with water to prevent the discharge hole. Low temperature plasma reactor diffusion method comprising the step of acting in the water, and removing the harmful elements in preparation for the generation of a large amount of ozone gas removal catalyst filter and the cover having a fan on the top of the tank and Providing disinfection device using water used media

본 고안에 의하면 플라즈마반응 혼합물이 물리적 화학적 반응에 의하여 수조의 물속에 빠르게 골고루 작용하여 수조에 넣은 소독 대상물을 효과적으로 소독하는 것과 플라즈마 생산시 발생되는 잔류 오존을 소거함으로서 소독장치의 사용을 안전하게 하는 효과가 있다.According to the present invention, the plasma reaction mixture acts quickly and evenly in the water of the tank by physical and chemical reactions to effectively disinfect the disinfecting objects in the tank and to remove the residual ozone generated during plasma production, thereby making the use of the disinfection device safe. have.

본 고안의 실시를 위한 구체적인 내용을 별첨의 도면과 함께 설명 하면 다음과 같다.Detailed description for carrying out the present invention with the accompanying drawings as follows.

프라즈마 반응기가 되는 적당한 크기와 면적을 가진 챔버(d)를 설계함에 있어서 전극의 간격과 배치에 적당한 크기로 구성하며 원통형으로 벽면에는 전원과 연결된 침상전극이 부착되고 대응전극은 벽면과 적당한 간격을 두고 떨어져서 설치되어 접지 되도록하게 된다. 챕버(d)의 외부 또는 내부에 설치되는 직류전압기(104)는 수조의 크기와 물을 반응시키는 양을 고려하여 3kV에서 20kV로의 출력과 6V에서 12V DC, 혹은 100V에서 220V의 입력 전원을 사용하도록 하게하며 밀폐되는 챔버의 한쪽은 대기상의 공기 또는 불활성가스의 인입구가 되게하고, 한쪽은 반응 가스의 토출구(202)가 되도록 설치하고, 가스인입구는 반응기의 면적보다 좁게 축소되어 다시 큰 면적으로 확장되어 밀폐되는 공간(201)을 만들도록 하여 상기밀폐된 공간(201)으로 공기혼합토출기(102)를 연결하여 불활성가스를 인위적으로 투입하거나 산소가 포함된 불특정 혼합가스를 대기상의 공기중에서 자연상태로 흡입하여 공간에 토출함으로서 벤츄리효과에 의하여 일정한 압력과 속력으로 가스를 반응기인 챔버(d)내로 유입한 후, 전원을 인가 하였을때 전극의 사이(p)에서 빠른 속도로 플라즈마(p')가 생산되도록 하는 단계와 공간(201)의 구성체는 챔버(d)와 분리하고 조립할 수 있도록 챔버접속부와 공간 접속부에 체결나사를(203)구성하고 체결하였을때는 공기압이 새지 않도록 하게 하는 것을 포함하여 반응되는 기체를 빠른 속도로 토출하여 확산시키기 위하여 토출구(202)를 반응기의 면적보다 좁게 설치하는 것을 특징으로하는 저온 플라즈마 반응기체확산 방법을 제공하며,In designing a chamber (d) having a suitable size and area to be a plasma reactor, it is composed of a size suitable for the spacing and arrangement of the electrodes. The cylindrical shape has a needle electrode connected to the power supply on the wall, and the corresponding electrode has a proper distance from the wall surface. It is installed apart and grounded. DC voltage generator 104 installed inside or outside the chapter (d) uses an output of 3kV to 20kV and an input power of 6V to 12V DC, or 100V to 220V in consideration of the size of the tank and the amount of water reacting. One side of the sealed chamber is to be an inlet for atmospheric air or inert gas, and one side is to be a discharge port 202 of the reaction gas, and the gas inlet is narrower than the area of the reactor and is expanded again to a larger area. To make an airtight space 201 so as to connect the air mixture ejector 102 to the enclosed space 201 to artificially inject an inert gas or to introduce an unspecified mixed gas containing oxygen in the air in the atmosphere. By injecting gas into the chamber (d) at a constant pressure and speed by venturi effect, and then applying power In this step (p) to produce a plasma (p ') at a high speed and the component of the space 201 constitutes a fastening screw (203) in the chamber connection and the space connection to be separated and assembled with the chamber (d) It provides a low-temperature plasma reactor body diffusion method characterized in that the discharge port 202 is installed to be narrower than the area of the reactor in order to discharge and diffuse the reacted gas at a high speed, including preventing the air pressure when leaking,

상기 방법으로 생성된 빠른 속도를 가지고 토출 확산되는 반응기체를 물에 혼합하고 반응시키기 위하여 물을 수송하는 수송관(109)과 연결함에 있어서 물의 수송관은 벤츄리관 혹은 인젝터 관을 사용하며 유체의 압력과 속력이 제일 빠른 좁은 위치(c)에 상기 반응기체 토출구(202)를 연결하여 반응기체와 물이 혼합되고 반응 하도록 하는 단계와, 물 수송관 일편에 수중모터(105)를 설치하고 물의 속력과 압력을 증가하여 한측(b)방향으로 밀어내며 한측(107)방향에서는 물을 강제 흡입하여 순환을 반복하도록 장치하는 단계와, 물이 흐르는 방향의 끝을 봉하고 가속장치(108)를 두어 압력과 속력이 커지도록 하게한 후, 관의 적절한 중간에 적절한 수의 소형 벤츄리관(111)을 부착하여 압력에 의하여 이 벤츄리관(111)을 통하여 물과 반 응기체의 혼합반응물이 빠르게 수조내의 물속에 토출되어 (a)와 같이 수조의 전체에 골고루 빠르게 확산 되어 반응하도록 하는 단계, 상기 토출되는 벤츄리관(111)에는 통로가 수조의 물에 잡기더라도 역류를 방지하는 체크밸브가 설치되는 것이 포함되며, 상기 토출구를 하부로하여 형성되는 수조를 만들고 토출구를 막지 않도록 망사형의 천공이 다수로 구성된 막(114)을 토출구와 적정거리 턱(110)에 걸리도록 설치하여 수조에 물을 채워 외부에 설치되어 각 부품을 전원으로 연결한 전원 스위치(103)로 전원을 인가하면 플라즈마반응 혼합물이 물리적 화학적 반응에 의하여 수조의 물속에 작용하도록 하는 단계와, 수조 상단에 오존가스 제거 필터(116)와 팬(115)을 내장한 뚜겅을 두고 손잡이(113)를 설치하여 열고 닫게 할 수 있도록 하여 플라즈마 생성과정에서 발생되는 오존의 다량발생에 대비한 위해요소를 제거하는 것을 포함하는 특징으로 이루어지는 저온 플라즈마 반응기체확산 방법 및 이를 이용한 물을 매개로한 소독장치를 제공하게 되는 것이다.The water transport pipe uses a venturi pipe or an injector pipe to connect the transport pipe 109 for transporting water in order to mix and react the reactant diffused and discharged with the high velocity generated by the above method. And connecting the reactor outlet (202) to the narrowest position (c) with the fastest speed to allow the reactant and water to mix and react, and install an underwater motor (105) on one side of the water transport pipe. Increasing the pressure to push in one side (b) direction and forcibly suck water in one side (107) direction to repeat the circulation, and seal the end of the water flow direction and put the accelerator 108 to the pressure and speed After making it become large, a suitable number of small venturi tubes 111 are attached to an appropriate middle of the tube, and the reactant mixture of water and the reactant is sucked through the venturi tube 111 by pressure. Crab is discharged into the water in the tank to spread and react evenly throughout the tank as shown in (a), the check valve is installed in the discharged venturi tube 111 to prevent backflow even if the passage is caught in the water of the tank It is included, and the water is formed in the tank formed by the discharge port to the bottom, and the membrane 114 is composed of a plurality of mesh-type perforations so as not to block the discharge port is installed so as to catch the discharge port and the proper distance jaw (110) When the power is supplied to the power switch 103, which is installed on the outside and connected to each component as a power source, the plasma reaction mixture acts on the water of the tank by a physical chemical reaction, and the ozone gas removal filter 116 at the top of the tank. ) And a cover with a fan 115 installed so that the handle 113 can be opened and closed so that a large amount of ozone is generated in the plasma generation process. For the preparation for the production will be to provide a disinfection device features a low-temperature plasma reaction gas diffusion method, and water using the same made of the medium, which comprises removal of elements.

종래 전기분해를 통한 물을 매개로하는 소독기가 있었으나 전기분해와 플라즈마 발생은 상당한 차이가 있다. 물속에서는 물자체가 전도체 이므로 플라즈마가 생성 되지 않는다. 전극간의 적당한 간격과 그 간격간에 플라즈마원인 가스 또는 기체가 없는 이상 플라즈마가 생성되지 않는다. 대개 이온보다 높은 에너지가 기체 원자에 가해지면 이온화가 일어나면서 플라즈마가 형성된다. 이온과 전자가 합쳐져서 중성 기체로 변하는 과정도 동시에 일어나고 이 두 과정이 평형을 이루면 안정된 플라즈마가 만들어진다.Although water sterilizers have been conventionally used for electrolysis through electrolysis, there is a significant difference between electrolysis and plasma generation. In water, plasma is not produced because the material is a conductor. Plasma is not produced unless there is a gas or gas that is a plasma source between the electrodes and between the electrodes. Usually, when energy above the ion is applied to the gas atom, ionization occurs and a plasma is formed. The ions and electrons combine to form a neutral gas at the same time, and when these two processes are in equilibrium, a stable plasma is produced.

단, 충분한 에너지가 액체나 고체에 주입되는 경우에도 증기화와 이온화가 일어나 플라즈마가 만들어지기도 하지만 레이저 장치와 같이 특수한 장치와 부수적인 소스를 요구한다. 또 다른 편으로 가상하여 가령 물의 표면 또는 물을 직접 전극으로 하여 표면에서의 간격을 두고 전극을 설치하여 전기적 에너지를 출력한다고 하면 표면과 전극사이에서는 플라즈마가 형성 될 수도 있다. 하지만 이 경우에는 플라즈마 에너지가 물속에 관여 하는 것은 아니다. 물의 표면과 물의 수면 상에서 간격을 유지하는 전극간에서만 생성되기 때문이다. 기술배경에서 설명하다 시피 플라즈마의 반응을 위하여서는 반응영역전체에 플라즈마의 에너지에 의한 화학적 물리적인 반응을 고려하지 않으면 안된다 특히 물속에서의 플라즈마 에너지 반응을 이용하기 위하여서는 파워, 압력, 기체유량과 같은 외부변수와 관여하는 반응속도상수와 같은 내부변수를 중요하게 취급하여 설계하고 장치하지 않으면 안되고, 특히 물속에 반응하고 상용되기 위한 포화방법과 확산, 가속을 고려하지 않으면 안된다.However, even when sufficient energy is injected into a liquid or solid, vaporization and ionization may occur to produce a plasma, but a special device such as a laser device and an additional source are required. On the other hand, if the surface of water or water is used as a direct electrode, and electrodes are installed at intervals on the surface to output electrical energy, plasma may be formed between the surface and the electrode. In this case, however, plasma energy is not involved in water. This is because it is generated only between electrodes that maintain a gap on the surface of water and on the water surface. As explained in the technical background, for the reaction of plasma, the chemical and physical reaction by the energy of the plasma must be considered throughout the reaction zone. In particular, to use the plasma energy reaction in water, such as power, pressure, gas flow rate, Internal variables such as reaction rate constants involving external variables should be treated and designed with importance, and saturation methods, diffusion, and acceleration must be considered, especially for reaction and commercial use in water.

물론 전기분해에 의하여 물속에 잠재된 균을 살균할 수도 있지만 플라즈마를 생성하는 조건과 결과적인 생성물이 플라즈마를 생산하지 못하면 플라즈마를 이용한 장치라고 볼 수 없을 것이다.Of course, it is possible to sterilize the latent bacteria in the water by electrolysis, but if the conditions for generating the plasma and the resulting product does not produce the plasma will not be seen as a device using the plasma.

본 고안에서의 플라즈마 생성은 전극과 전극사이 공간에서 빛을 내는 전하의 집단이 요동없이 고정되어 형성되는 것을 볼 수 있지만 비단 전극과 전극 사이에서만 플라즈마반응이 이루어 진 것은 아니다. 그 플라즈마 주변에는 플라즈마 쉬스이온과 플라즈마부근에 접촉 되는 기체의 반응이 눈에 보이지 않지만 자유전자와 라디칼, 분자의 해리, 비탄성충돌이 이루어지는 것이다. 강한 편향성 기류 형성과 함 께 챔버내에서 이동되는 이 반응기체들을 빠른 속도와 압력으로 물에 반응 시키면 물분자의 상태와 활동이 증가하게 되고 원자와 분자 분자와 라디칼의 충돌과 분자의 해리와 원자의 재결합 과정에서 생성되는 에너지와 음이온, 오존등의 생성으로 물속에 존재하는 박테리아와 균들을 파괴하게 되는 것이다.Plasma generation in the present invention can be seen that the group of charges emitting light in the space between the electrode is fixed without shaking, but the plasma reaction is not performed only between the electrode and the electrode. In the vicinity of the plasma, the reaction of the plasma sheath and the gas in contact with the plasma is invisible, but free electrons, radicals, molecules dissociate, and inelastic collisions occur. When reacted with water at high speed and pressure, these reactants, which are moved in the chamber with the formation of strong deflection airflow, increase the state and activity of water molecules, collide with atoms, molecules, and radicals, dissociate molecules, and The energy, anion and ozone produced during the recombination process destroys the bacteria and bacteria in the water.

또한 이 과정에서 생산되는 오존은 양이 증가하면 대기상에 잔류하여 많은 양을 호흡기를 통하여 사람이 흡입하면 해롭기 때문에 사용후의 오존은 소거하는 안전장치가 필수 이다.In addition, ozone produced in this process remains in the atmosphere when the amount is increased, and it is harmful if a person inhales a large amount through the respiratory system. Therefore, a safety device for eliminating ozone after use is essential.

도1.은 본 고안의 전체 구성 단면도.1 is a cross-sectional view of the overall configuration of the present invention.

도2.는 본 고안의 주요 부분 해체 단면도Figure 2 is a cross-sectional view of the main part of the present invention

도3.은 본 고안으로 실시되는 반응 확산 작용을 설명하는 예시도Figure 3 is an exemplary view illustrating the reaction diffusion action carried out by the present invention

Claims

In designing a chamber (d) having a suitable size and area to be a plasma reactor, it is composed of a size suitable for the spacing and arrangement of the electrodes. The cylindrical shape has a needle electrode connected to the power supply on the wall, and the corresponding electrode has a proper distance from the wall surface. DC voltage generator 104 installed to be separated and grounded and installed outside or inside the chamber (d) has an output of 3kV to 20kV and 6V to 12V DC or 100V in consideration of the size of the water tank and the amount of water reacting. 220V input power is to be used, and one side of the sealed chamber is to be the inlet of atmospheric air or inert gas, and one side is to be the outlet 202 of the reaction gas, and the gas inlet is narrower than the area of the reactor. The air mixture ejector 102 to the enclosed space 201 so as to form a space 201 that is expanded to a large area and sealed. By injecting an inert gas artificially or by injecting an unspecified mixed gas containing oxygen into the air in a natural state from the atmospheric air and then introducing it into the space at a constant pressure and speed by the Venturi effect. When the power is applied, the step of causing the plasma (p ') to be produced at a high speed between the electrodes (p) and the components of the space 201 is separated from the chamber (d) and the chamber connection portion and the space connection portion to be assembled Low-temperature plasma, characterized in that the fastening port 202 is formed narrower than the area of the reactor in order to discharge and diffuse the reaction gas at a high speed, including fastening screw (203) to ensure that the air pressure does not leak when tightened Reactor Diffusion Method.

In connection with the transport pipe 109 for transporting water in order to mix and react with the reaction medium which is discharged and diffused at a high speed generated by the method of claim 1 and reacts with the water, the transport pipe of water is a venturi pipe or an injector pipe. Connecting the reactor outlet (202) to a narrow position (c) where the pressure and speed of the fluid are the fastest to allow the reactor and water to be mixed and reacted; and an underwater motor 105 on one side of the water transport pipe. It installs and increases the speed and pressure of the water to push in one side (b) direction, and in the one side (107) direction forcing the suction of water to repeat the circulation, sealing the end of the water flow direction and the accelerator 108 To increase the pressure and speed, and then attach an appropriate number of small venturi tubes 111 to the proper middle of the tube and pressurize the water and the reactor through the venturi tube 111 by pressure. The reaction mixture is rapidly discharged into the water in the tank to be spread evenly throughout the entire reaction tank as shown in (a), the venturi tube 111 is discharged to prevent backflow even if the passage is submerged in the water of the tank It includes a check valve is installed, and to create a water tank formed by the discharge port to the bottom and to install a membrane 114 composed of a plurality of mesh-type perforations so as to catch the discharge port and the proper distance jaw 110 so as not to block the discharge port Filling the tank with water and applying power to the power switch 103 installed at the outside to connect each component to a power source, the plasma reaction mixture acts on the water in the tank by physical and chemical reactions, and ozone gas at the top of the tank. With the cap having the removal filter 116 and the fan 115 installed, the handle 113 can be installed to open and close so that the foot Low temperature plasma reactor diffusion method comprising the removal of harmful elements in preparation for the large amount of ozone generated and water-based disinfection apparatus using the same