KR20180098435A - 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 수처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 발생장치는 내부가 중공된 구조로 이루어져 상부 일단에서 주입되는 방전가스가 이동하는 내부전극; 상기 내부전극의 외주면과 소정간격만큼 이격되게 형성된 유전체관; 상기 내부전극의 하부 타단에서 소정 높이에 복수개가 형성되어 상기 방전가스를 배출시키는 가스 배출구; 상기 내부전극의 말단부에 형성된 방전침; 및 상기 가스 배출구 상부의 상기 내부전극과 상기 유전체관 사이에 형성된 차단막;를 포함하여, 고밀도의 플라즈마 방전을 발생시킴으로써, 플라즈마 발생효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 차단막이 형성되어 전기장치로 물이 유입되는 것을 방지함으로써 장치의 고장을 최소화하면서 물을 살균정화할 수 있는 효과가 있다.

Description

플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 수처리 시스템{PLASMA GENERATING DEVICE AND WATER PURIFICATION SYSTEM EQUIPPED THEREWITH}
본 발명은 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 수처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방전침이 형성되어 고밀도의 플라즈마 방전을 발생시키면서, 차단막이 형성되어 전원공급장치 등으로 물이 유입되는 것을 방지함으로써 해수 또는 담수를 살균정화할 수 있는 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 수처리 시스템에 관한 것이다.
최근, 어패류의 생산성을 향상시키고 소득의 증가, 그리고 이상기온으로 멸종위기의 어종을 보호하고 개체수를 증가시키기 위해 양식업에 종사하는 어민들이 증가하고 있는 실정이다.
하지만, 강이나 호수의 담수 그리고 바다의 해수 등은 다양한 원들 즉 녹조현상, 기름유출, 그리고 이들 오염원을 제거하기 위해 살포되는 각종 화학약품들로 인해 오염이 심각하여, 양식장에서 이들 물을 그대로 사용할 경우 어패류가 폐사하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 양식장으로 오염된 물이 유입되기 전, 이들 물에 대한 살균처리가 필수적다.
종래에도 오염된 물을 살균하기 위한 플라즈마 수처리장치가 있었지만, 해당 플라즈마 수처리장치에 사용되는 플라즈마 발생장치들은 주로 방전가스를 주입하는 경로가 별도로 구비되어 있어 복잡한 구조를 가지게 되고, 또한 컴팩트하게 만들어질 수 없다는 문제점이 있다.
아래의 선행기술문헌에 개시된 플라즈마 발생장치도 내부전극에 방전가스 주입구가 형성되어 있기는 하지만, 다공성 유전체 구성을 통해 물이 쉽게 흡수되어 수처리 시스템에 적용하기에 적합하지 않다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1056097호(2011.08.04)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 방전침이 형성되어 고밀도의 플라즈마 방전을 발생시키면서, 차단막이 형성되어 전기장치로 물이 유입되는 것을 방지함으로써 통해 해수 또는 담수를 살균정화할 수 있는 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 수처리 시스템의 제공을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치는 내부가 중공된 구조로 이루어져 상부 일단에서 주입되는 방전가스가 이동하는 내부전극; 상기 내부전극의 외주면과 소정간격만큼 이격되게 형성된 유전체관; 상기 내부전극의 하부 타단에서 소정 높이에 복수개가 형성되어 상기 방전가스를 배출시키는 가스 배출구; 및 상기 내부전극의 말단부에 형성된 방전침;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치를 구비한 수처리 시스템은 물을 유입시키기 위한 펌프; 상기 펌프에서 물의 일부를 공급받아 해당 물에 용존산소량을 증가시키고 유막을 제거하는 버블조; 및 복수의 상기 플라즈마 발생장치를 구비하여 상기 펌프와 상기 버블조에서 유입된 물에 플라즈마를 발생시켜 살균처리하는 살균조;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 발생장치 및 이를 구비한 수처리 시스템은 방전침이 형성되어 고밀도의 플라즈마 방전을 발생시킴으로써, 플라즈마 발생효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 차단막이 형성되어 전기장치로 물이 유입되는 것을 방지함으로써 장치의 고장을 최소화하면서 해수 또는 담수를 살균정화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치의 단면도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치를 구비한 수처리 시스템의 측면도, 및
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치를 구비한 수처리 시스템의 평면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치는 내부전극(311), 유전체관(312), 가스배출구(313), 및 방전침(314)을 포함한다.
상기 내부전극(311)은 전원공급장치에서 직류전원 또는 교류전원이 공급됨에 따라 접지전극과의 전위차로 인해 플라즈마를 발생시킨다.
또한, 상기 내부전극(311)은 내부가 중공된 원통형 구조로 이루어져 상부 일단에서 방전가스가 주입되면, 해당 가스가 중공된 부분을 통해 이동된다.
상기 유전체관(312)은 상기 내부전극(311)과 마찬가지로 원통형으로 형성되되, 상기 내부전극(311) 보다 큰 반경을 가지면서, 상기 내부전극(311)의 외주면과 소정간격만큼 이격되게 형성된다.
이때, 상기 유전체관(312)은 석영 물질로 이루어지는 것이 바람직하고, 그외 절연물질인 강화유리, 테프론 등으로도 이루어질 수 있다.
또한, 이때 상기 유전체관(312)은 상기 방전침(314)보다 길게 형성되어 방전공간'S'을 확보하는 것이 바람직하다.
상기 가스 배출구(313)는 상기 내부전극(311)의 하부 타단에서 소정 높이에 복수개가 형성되어 상기 내부전극(311)의 중공된 부분을 통해 이동한 방전가스를 배출시킨다.
한편, 상기 방전침(314)은 상기 내부전극(311)의 말단부에 뾰족하게 형성되어 고밀도의 플라즈마를 발생시킨다.
이때, 상기 방전침(314)은 플라즈마 발생효율이 향상될 수 있도록 텅스텐 물질로 이루어지는 것이 바람직하고, 그외 몰리브덴, 니켈, 백금 또는, 니켈, 몰리브텐 구리 등과 같이 내열성과 내산성 및 도전성이 우수한 합금으로도 이루어질 수 있다.
또한, 상기 방전침(314)은 보다 고밀도의 플라즈마를 발생시키기 위하여 동일한 구조로 복수개가 형성되거나, 단차진 구조를 가져 복수의 뾰족한 침이 형성되는 구조일 수 있는 것이 바람직하다.
상기 전원공급장치에서 전원이 접지전극과 상기 내부전극(311)에 공급되면, 상기 내부전극(311)과 상기 접지전극 사이에 플라즈마가 발생하게 되는데, 이때 상기 접지전극은 물이 된다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치는 전원공급장치에서 전원이 공급됨에 따라 상기 내부전극(311)과 접지전극(물) 사이의 전위차에 의해 공간`S`에서 플라즈마가 발생되어 물을 살균시킨다.
한편, 상기 내부전극(311)의 외경과 상기 유전체관(312)의 내경 사이로 물이 유입되는 것을 방지하기 위하여, 상기 내부전극(311)과 상기 유전체관(312)사이의 상기 가스 배출구(313) 상부에 차단막(315)이 더 형성되는 것이 바람직하다.
상기 차단막(315)은 상기 내부전극(311)과 상기 유전체관(312) 사이로 유입된 물이 전원공급장치 등 기타 장치로 전달되어 부식과 그에 따른 고장, 그리고 그외 물의 유입을 원인으로 해서 발생할 수 있는 고장을 방지한다.
이하에서, 도 2 및 도 3을 참조하여 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치를 구비한 수처리 시스템에 대하여 설명한다.
도 2, 도 3, 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치를 구비한 수처리 시스템은 펌프(100), 버블조(200), 및 살균조(300)를 포함한다.
상기 펌프(100)는 강, 호수, 또는 바다에서 담수 또는 해수와 같은 물을 끌어올려, 물의 일부를 버블조(200)로 보내고, 나머지 일부를 살균조(300)로 보낸다.
상기 버블조(200)는 상기 펌프(100)에서 보내지는 오염된 물을 수용한 후 기포를 발생시켜 용존산소량을 높여주거나, 유막을 제거해 준다.
한편, 상기 버블조(200)에서 버블링되어 용존산소량이 증가되고 유막이 제거된 물과 상기 펌프(100)에서 살균조(300)로 전달되는 물은 소정위치에서 합류한 후, 상기 살균조(300)로 유입된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 살균조(300)는 이미 상세히 설명한 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치(310)를 복수개 포함하여, 전원공급장치에서 플라즈마 발생장치(310)로 전원이 공급됨에 따라 플라즈마가 발생되어 유입된 물을 살균처리한다.
즉, 상기 살균조(300)는 상기 플라즈마 발생을 통해 강력한 산화력을 가진 OH 라디컬의 생성을 촉진시켜 오존, 과산화수소, 자외선 등을 결합시켜 오염된 물을 정수할 수 있다.
상기 살균조(300)에서 살균처리된 물은 어패류가 있는 양식장으로 공급되거나, 예비탱크 등에 공급되어 저장된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실 시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 하기에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 펌프
200 : 버블조
300 : 살균조
310 : 플라즈마 발생장치
311 : 내부전극
312 : 유전체관
313 : 가스배출구
314 : 방전침
315 : 차단막

Claims (7)

  1. 내부가 중공된 구조로 이루어져 상부 일단에서 주입되는 방전가스가 이동하는 내부전극(311);
    상기 내부전극(311)의 외주면과 소정간격만큼 이격되게 형성된 유전체관(312);
    상기 내부전극(311)의 하부 타단에서 소정 높이에 복수개가 형성되어 상기 방전가스를 배출시키는 가스 배출구(313); 및
    상기 내부전극(311)의 말단부에 형성된 방전침(314);를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가스 배출구(313) 상부의 상기 내부전극(311)과 상기 유전체관(312)사이에 형성된 차단막(315);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유전체관(312)은
    상기 방전침(314)의 말단 보다 길게 형성되어 방전공간(S)을 확보하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 방전침(314)은 뾰족한 침 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 방전침(314)은 텅스텐 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    전원공급장치에서 전원이 공급됨에 따라 상기 내부전극(311)과 접지전극(물) 사이의 전위차에 의해 방전공간(S)에서 플라즈마가 발생하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
  7. 물을 유입시키기 위한 펌프(100);
    상기 펌프(100)에서 물의 일부를 공급받아 해당 물에 용존산소량을 증가시키고 유막을 제거하는 버블조(200); 및
    제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 플라즈마 발생장치를 복수개 구비하여 상기 펌프(200)와 상기 버블조(200)에서 유입된 물에 플라즈마를 발생시켜 살균처리하는 살균조(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치를 구비한 수처리 시스템.
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PX0901 Re-examination

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Patent event date: 20190304

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX09012R01I

Patent event date: 20180508

Comment text: Amendment to Specification, etc.

PX0601 Decision of rejection after re-examination

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX06014S01D

Patent event date: 20190507

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20190404

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX06011S01I

Patent event date: 20190304

Comment text: Final Notice of Reason for Refusal

Patent event code: PX06013S02I

Patent event date: 20180827

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20180508

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PX06013S01I

Patent event date: 20180208

PA0107 Divisional application

Comment text: Divisional Application of Patent

Patent event date: 20190607

Patent event code: PA01071R01D