KR20200011846A - 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내부 공간을 최적의 비율로 구획 가능한 격벽을 구비하고, 유동이 방지되는 플라즈마 생성부를 구비하여 안전하고 효율적으로 플라즈마를 생성할 수 있고, 안정적으로 슬러지 및 스컴을 배출할 수 있는 플라즈마 생성기에 관한 것이다.
본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기는 내부에 중공이 형성되고, 오존이 배출되는 오존 배출구가 상단 일측에 구비되며, 슬러지 및 스컴이 배출되는 슬러지 배출구가 하단 일측에 구비되는 외부 하우징과, 중공을, 플라즈마가 생성되는 하부 일측의 생성 구역, 플라즈마 생성시 발생하는 오존이 체류하는 상부의 체류 구역 및 슬러지와 스컴이 배출되는 통로인 하부 타측의 배출 구역으로 각각 구획하는 격벽과, 일부가 외부 하우징의 외부 측에 설치되고 다른 일부가 중공 측에 설치되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기는 내부에 중공이 형성되고, 오존이 배출되는 오존 배출구가 상단 일측에 구비되며, 슬러지 및 스컴이 배출되는 슬러지 배출구가 하단 일측에 구비되는 외부 하우징과, 중공을, 플라즈마가 생성되는 하부 일측의 생성 구역, 플라즈마 생성시 발생하는 오존이 체류하는 상부의 체류 구역 및 슬러지와 스컴이 배출되는 통로인 하부 타측의 배출 구역으로 각각 구획하는 격벽과, 일부가 외부 하우징의 외부 측에 설치되고 다른 일부가 중공 측에 설치되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 플라즈마의 생성과, 슬러지 및 스컴의 배출에 최적화된 구조를 가지는 플라즈마 생성기에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 내부 공간을 최적의 비율로 구획 가능한 격벽을 구비하고, 유동이 방지되는 플라즈마 생성부를 구비하여 안전하고 효율적으로 플라즈마를 생성할 수 있고, 안정적으로 슬러지 및 스컴을 배출할 수 있는 플라즈마 생성기에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마는 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태로써 ‘제4의 물질상태’라 불리고 있으며, 생성 방식에 따라 각기 다른 물리화학적 특징을 가지게 되므로 반도체, 조명, 디스플레이, 의료장비, 환경 개선 사업 및 신에너지 개발 등 다양한 분야에 복합적으로 이용 가능한 장점이 있다.
이러한 플라즈마를 생성하기 위한 장치는 아직까지 일반화된 형태가 없으므로 사용자 등이 선택한 플라즈마의 생성 방식에 따라 다양하게 구성하여 사용 가능하나, 플라즈마의 생성시 부가적으로 발생하는 오존, 슬러지 및 스컴의 활용 또는 처리에 관한 문제는 플라즈마를 생성하기 위한 대부분의 장치에 공통되는 과제로써 장치 내부의 부식을 방지하고 플라즈마의 생성 효율을 유지하기 위하여 반드시 해결되어야 한다.
종래의 플라즈마 생성 장치에 관한 발명으로는 대한민국 공개특허공보 특2001-0076348호의 “플라즈마 생성장치 및 플라즈마 처리장치” 및 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0023061호의 “플라즈마 생성장치 및 생성방법”, 대한민국 등록특허공보 제10-1111207호의 “플라즈마 발생장치” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1476644호의 “수중 플라즈마 발생장치”가 제안되어 공개된 바 있다.
상기 대한민국 공개특허공보 특2001-0076348호의 “플라즈마 생성장치 및 플라즈마 처리장치”에는 슬롯안테나 근방의 방사용 도파관의 치수를 국소적으로 변화시킴으로써 방사용 도파관 내의 마이크로파 파장을 변화시킬 수 있도록 구성되고, 이에 따라 슬롯안테나로부터 방전 챔버를 향해 방사되는 전자방사의 강도분포를 제어할 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0023061호의 “플라즈마 생성장치 및 생성방법”에는 챔버 내에 위치하고 반도체 기판의 안착부가 구비되는 하부 전극부와, 상기 하부 전극부와 대향하고 제1 플라즈마 소스부를 형성하는 상부 전극부와, 상기 상부 전극부보다 높은 위치에 구비되는 제2 플라즈마 소스부와, 상기 제1 및 제2 플라즈마 소스부에 파워를 공급하는 파워공급부를 포함하도록 구성됨으로써 고온의 전자가 저온 상태로 공급되도록 하여 저압상태에서 고밀도의 플라즈마를 생성 가능한 장치에 관한 발명이 제안되었다.
또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1111207호의 “플라즈마 발생장치”에는 고전압이 인가되는 음전극이 하부에 구비된 음극조립체와, 플라즈마 발생공간을 형성하되, 상기 공간으로 플라즈마 발생가스를 주입하는 복수의 플라즈마 발생가스 주입로가 구비된 양극조립체 및 자기력을 발생시키는 자기발생수단을 포함하도록 구성됨으로써 플라즈마를 효율적이고 안정적으로 발생시킬 수 있는 장치에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1476644호의 “수중 플라즈마 발생장치”에는 수조의 상부에 설치되는 방전용 유전체관과, 상기 유전체관의 외부인 수중에 설치되는 도전성 대향전극과, 상기 도전성 대향전극에 전원을 인가하는 전원인가장치를 포함하도록 구성됨으로써 안정적인 플라즈마 발생이 가능하고 편향된 위치로 인한 아크성 플라즈마 발생이 방지되는 장치에 관한 발명이 제안되었다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 발명들은 플라즈마 생성시 발생하는 오존의 활용 또는 처리 문제나, 슬러지 및 스컴의 처리 등에 관한 문제를 명확히 제시하지 못하고 있고, 전압의 인가시 발생할 수 있는 합선의 문제에 관하여는 언급한 바가 없으므로, 이러한 문제를 해결 가능한 장치에 관한 발명이 요구되는 실정이다.
본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기는,
플라즈마의 생성시 발생하는 오존이 체류하는 공간의 면적에 비하여 플라즈마가 생성되는 구역의 면적이 협소하면, 플라즈마의 생성 효율이 감소하는 문제가 발생하였고,
플라즈마의 생성시 발생하는 오존이 체류하는 공간의 면적에 비하여 플라즈마가 생성되는 구역의 면적이 과대하면, 과량 발생하는 오존으로 인한 기압의 증가에 따라 슬러지 및 스컴의 배출 효율이 감소하는 문제가 발생하였으며,
플라즈마의 생성을 위한 공기 및 전압을 유입시키는 장치에 유동이 발생하면, 내부의 오존이 외부로 유출될 수 있고, 합선이 발생할 수 있기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기는 상기와 같은 목적을 실현하고자,
내부에 중공이 형성되고, 오존이 배출되는 오존 배출구가 상단 일측에 구비되며, 슬러지 및 스컴이 배출되는 슬러지 배출구가 하단 일측에 구비되는 외부 하우징; 상기 중공을, 플라즈마가 생성되는 하부 일측의 생성 구역, 플라즈마 생성시 발생하는 오존이 체류하는 상부의 체류 구역 및 슬러지와 스컴이 배출되는 통로인 하부 타측의 배출 구역으로 각각 구획하는 격벽; 일부가 상기 외부 하우징의 외부 측에 설치되고, 다른 일부가 상기 중공 측에 설치되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기를 제시하며, 상기 격벽은 상기 중공에 설치되어, 상기 생성 구역과 상기 배출 구역의 면적을 8:2의 비율로 구획하고, 상기 중공의 높이에 대하여 10:6의 비율로 길이가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기는,
상기 중공의 높이에 대하여 5:3의 비율로 길이가 형성되는 격벽을 상기 생성 구역과 상기 배출 구역의 면적이 4:1의 비율로 구획되도록 설치하여, 플라즈마 생성기 내부의 구조를 플라즈마의 생성과 슬러지 및 스컴의 배출에 최적화할 수 있는 효과가 발생하였고,
나사 결합 구조를 가지는 플라즈마 생성부를 구비하여 유동을 방지함으로써 오존의 유출 및 합선을 방지할 수 있는 효과가 발생하였다.
도 1은 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기의 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기의 일 사용예를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기의 플라즈마 생성시 부가적으로 발생하는 오존과, 슬러지 및 스컴이 외부로 배출되는 모습을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기의 플라즈마 생성부의 내부 구조를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기의 플라즈마 생성부 중 일부의 분해도.
도 2는 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기의 일 사용예를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기의 플라즈마 생성시 부가적으로 발생하는 오존과, 슬러지 및 스컴이 외부로 배출되는 모습을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기의 플라즈마 생성부의 내부 구조를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기의 플라즈마 생성부 중 일부의 분해도.
우선, 본 발명은 중소기업청에서 지원하는 2017년도 산학연협력 기술개발사업(No.C0503385)의 연구수행으로 인한 결과물임을 밝히는 바이다.
본 발명은 플라즈마의 생성과, 슬러지 및 스컴의 배출에 최적화된 구조를 가지는 플라즈마 생성기에 관한 것으로써,
내부에 중공(101)이 형성되고, 오존이 배출되는 오존 배출구(102)가 상단 일측에 구비되며, 슬러지 및 스컴이 배출되는 슬러지 배출구(103)가 하단 일측에 구비되는 외부 하우징(100); 상기 중공(101)을, 플라즈마가 생성되는 하부 일측의 생성 구역(111), 플라즈마 생성시 발생하는 오존이 체류하는 상부의 체류 구역(112) 및 슬러지와 스컴이 배출되는 통로인 하부 타측의 배출 구역(113)으로 각각 구획하는 격벽(110); 일부가 상기 외부 하우징(100)의 외부 측에 설치되고, 다른 일부가 상기 중공(101) 측에 설치되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부(200); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기에 관한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기는 내부에 중공(101)이 형성되고, 오존이 배출되는 오존 배출구(102)가 상단 일측에 구비되며, 슬러지 및 스컴이 배출되는 슬러지 배출구(103)가 하단 일측에 구비되는 외부 하우징(100)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 외부 하우징(100)은 상기 플라즈마 생성기의 몸체를 구성한다.
상기 외부 하우징(100)의 내부에 형성되는 중공(101)은 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태로써 ‘제4의 물질상태’라 불리는 플라즈마가 생성되는 공간이고, 상기 오존 배출구(102)는 플라즈마의 생성 과정에서 부가적으로 발생하는 오존이 배출되는 출구로써 기체인 오존의 성질을 고려하여 외부 하우징(100)의 상단에 구비되며, 상기 슬러지 배출구(103)는 플라즈마의 생성 과정에서 오존과 함께 부가적으로 발생하는 슬러지 및 스컴이 배출되는 출구로써 침전물인 슬러지 및 부유물인 스컴의 성질을 고려하여 외부 하우징(100)의 하단에 구비된다.
부가적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 오존 배출구(102)에는 오존이 배출되는 통로인 오존 배출관의 일측 말단부가 연결되고, 상기 오존 배출관의 타측 말단부는 이젝터에 연결되어 오존을 공급함으로써 오존이 이젝터 내부로 유입되는 용수와 함께 이젝터 내부의 디퓨저 내부로 진입하여 용수에 용해될 수 있도록 한다.
이때, 상기 이젝터는 오존을 용수에 용해시키는 기능에 더하여 공기보다 큰 밀도를 가지는 오존이 상기 오존 배출구(102)로 원활하게 배출될 수 있도록 오존의 기능을 수행한다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상지 슬러지 배출구(103)에는 슬러지 및 스컴이 배출되는 통로인 슬러지 배출관의 일측 말단부가 연결되고, 상기 슬러지 배출관의 타측 말단부는 상기 이젝터와는 다른 이젝터에 연결되어 슬러지 및 스컴을 공급함으로써 슬러지 및 스컴이 이젝터 내부로 유입되는 용수와 함께 상기 디퓨저와는 다른 디퓨저의 내부로 진입하여 용수에 용해될 수 있도록 하나, 상기한 바와 같은 오존의 처리 과정과 슬러지 및 스컴의 처리 과정이 반드시 이러한 예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 오존 배출구(102)는 상기 중공(101)의 하부를 양분하는 하기 생성 구역(111)과 하기 배출 구역(113) 중 배출 구역(113)의 상방에 구비됨이 오존의 원활한 배출에 있어 바람직하고, 상기 슬러지 배출구(103)는 하기 배출 구역(113)의 하방에 구비되어 배출 구역(113)을 통과한 슬러지 및 스컴이 상기 외부 하우징(100)의 외부로 배출될 수 있도록 한다.
즉, 하기 생성 구역(111)은 플라즈마가 생성되는 공간이고, 플라즈마의 생성시 지속적으로 발생하는 오존에 의하여 먼저 발생한 오존이 밀려나게 되므로 상기 오존 배출구(102)가 생성 구역(111)의 상방에 위치되면 하기 배출 구역(113)의 상방 측으로 밀려난 오존이 외부로 배출되지 못하고 장기 체류할 가능성이 높아지게 된다.
위와 같은 이유로 상기 오존 배출구(102)는 하기 배출 구역(113)의 상방에 구비됨이 바람직하고, 도 3에 도시된 바와 같이 플라즈마의 생성시 부가적으로 발생하는 슬러지 및 스컴은 생성 구역(111)으로부터 하기 배출 구역(113)으로 넘어가게 되므로, 상기 슬러지 배출구(103)가 배출 구역(113)의 하방에 구비되어야 함은 자명하다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기는 상기 중공(101)을, 플라즈마가 생성되는 하부 일측의 생성 구역(111), 플라즈마 생성시 발생하는 오존이 체류하는 상부의 체류 구역(112) 및 슬러지와 스컴이 배출되는 통로인 하부 타측의 배출 구역(113)으로 각각 구획하는 격벽(110)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 격벽(110)은 상기 플라즈마 생성기 내부의 중공(101)을 세 개의 구역으로 구획하되, 각 구역 간의 면적 비율을 결정하여 플라즈마 생성 효율과, 슬러지 및 스컴의 배출 효율이 최적화되도록 한다.
즉, 플라즈마의 생성시 발생하는 오존이 체류하는 상기 체류 구역(112)의 면적에 비하여 플라즈마가 생성되는 상기 생성 구역(111)의 면적이 협소하게 형성되면, 플라즈마의 생성 과정에서 부가적으로 발생하는 오존의 양에 비하여 체류 구역(112)의 면적이 다소 넓은 상태가 되므로, 이는 곧 상기 플라즈마 생성기의 플라즈마 생성 효율이 최적화되지 못하였음을 의미한다.
또한, 플라즈마의 생성시 발생하는 오존이 체류하는 상기 체류 구역(112)의 면적에 비하여 플라즈마가 생성되는 상기 생성 구역(111)의 면적이 과다하게 형성되면, 과량 발생하는 오존으로 인한 기압의 증가에 따라 슬러지 및 스컴이 격벽(110)을 넘어가기 어렵게 되므로, 이는 곧 상기 플라즈마 생성기의 슬러지 및 스컴의 배출 효율이 최적화되지 못하였음을 의미한다.
즉, 상기 생성 구역(111)의 면적은 상기 체류 구역(112)의 면적보다 넓은 면적을 가지도록 구성되어야 하되 양 면적 간의 차이 범위가 제한되어야 하며, 상기 배출 구역(113)은 플라즈마의 생성 속도에 따른 슬러지 및 스컴의 발생 속도 및 배출 속도를 고려하여 상기 생성 구역(111)에 대한 면적의 비율의 비율이 결정되어야 한다.
따라서, 상기 플라즈마 생성기의 플라즈마 생성 효율과, 슬러지 및 스컴의 배출 효율을 최적하고자, 상기 격벽(110)은 상기 생성 구역(111)과 상기 배출 구역(113)의 면적을 4:1의 비율로 구획하도록 상기 중공(101) 하부에 설치되고, 이때 상기 격벽(110)의 길이는 상기 중공(101)의 높이에 대하여 5:3의 비율로 구성되는 것을 특징으로 한다.
아래의 표 1은 상기 격벽(110)의 길이 및 설치 위치에 따라 결정되는 상기 생성 구역(111), 상기 체류 구역(112) 및 상기 배출 구역(113) 각각의 비율을 다르게 구성하고, 상기 슬러지 배출구(103)를 폐쇄하였을 때 슬러지 및 스컴이 포함된 거품이 격벽(110) 높이의 80% 높이로 쌓이는 시간을 측정한 결과에 대한 표이다.
이때, 상기 슬러지 배출구(103)를 개방하면 하기 표에 기재된 어떠한 조건에서도 거품이 격벽(110) 높이의 80% 높이로 쌓이지 않았음을, 즉, 거품의 외부로의 배출이 원활하게 진행되었음을 밝힌다.
| 생성 구역 | 배출 구역 | 체류 구역 | 시간(t) |
| 4 | 1 | 5 | 30 |
| 3 | 1 | 4 | 27 |
| 4 | 1 | 4 | 22 |
| 5 | 2 | 3 | 18 |
| 4 | 1 | 3 | 15 |
따라서, 상기 표 1에 기재된 바와 같이, 상기 격벽(110)에 의하여 구획되는 상기 중공(101)의 내부 비율은 상기 생성 구역(111), 상기 배출 구역(113) 및 상기 체류 구역(112)이 각각 4:1:3의 비율로 형성되었을 때 상기 생성 구역(111)에 대한 상기 배출 구역(113)의 비율을 최소화하며 효율적으로 슬러지 및 스컴을 배출 가능하다는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 격벽(110)은 상기 플라즈마 생성기의 하단으로부터 90°의 각도로 수직으로 형성되거나 슬러지 및 스컴의 배출 속도 향상을 위하여 상기 배출구역 측으로 1 내지 30°의 각도로 기울어지게 형성될 수 있는 것을 특징으로 하며, 배출구역 측으로 1 내지 30°의 각도로 기울어지게 형성되는 경우에도 상기 각 구역의 비율은 일정하게 유지되어야 하므로, 격벽(110)의 기울기에 따라 격벽(110)이 설치되는 위치는 다르게 구성되어야 한다.
다만, 상기 격벽(110)의 기울기가 1 내지 5°의 범위로 형성되는 경우에는 격벽(110)의 기울기에 따른 슬러지 및 스컴의 배출 속도 향상 효과가 미약할 수 있고, 격벽(110)의 기울기가 31° 이상으로 형성되는 경우에는 상기 배출 구역(113)으로의 진입로가 협소해져 슬러지 및 스컴의 배출 속도가 제한되는 병목 현상이 발생할 수 있으므로, 격벽(110)의 기울기는 6 내지 30°의 범위 내로 형성됨이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기는 일부가 상기 외부 하우징(100)의 외부 측에 설치되고, 다른 일부가 상기 중공(101) 측에 설치되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부(200)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 플라즈마 생성부(200)는 상기 플라즈마 생성기의 내부로 공기를 유입시킬 수 있도록 구성되고, 외부로부터 전압을 인가받도록 구성되며, 전압의 인가 및 공기와의 접촉에 의하여 방전되어 플라즈마를 생성하는 방전부(240)를 구비함으로써, 상기 생성 구역(111) 내에서 플라즈마를 생성한다.
구체적으로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 생성부(200)는 내부에 수평의 제1 통로(211)가 형성되는 수평관(212)이 측부에 구비되고, 내부에 수직의 제3 통로(213)가 형성되는 수직관(214)이 하부에 구비되며, 상기 제1 통로(211) 및 상기 제3 통로(213)를 연통하는 ‘ㄱ’ 자형의 제2 통로(215)가 내부에 형성되며, 상단에 전압이 인가되는 인가부(216)가 구비되는 헤드부(201)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 통로(211)는 상기 헤드부(201)의 내부로 공기가 진입하는 진입로이고, 상기 제3 통로(213)는 헤드부(201)의 외부로 공기가 진출하는 진출로이며, 상기 제2 통로(215)는 상기 제1 통로(211)로 진입한 공기의 진행 방향을 직각 방향으로 전환 시킨다.
이때, 상기 헤드부(201)의 상단에는 전압이 인가되는 인가부(216)가 구비되므로, 인가부(216)로 인가된 전압은 하기 방전부(240)에 전류를 공급하도록 구성되므로 인가부(216)를 제외한 헤드부(201)의 재질은 절연성이 우수한 세라믹 등으로 구성되어 누전을 방지함이 바람직하다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 생성부(200)는 상단과 하단을 관통하는 제4 통로(221)가 내부에 형성되는 방전관(220)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 헤드부(201)로부터 진출한 공기는 상기 제4 통로(221)를 따라 흐르며 하기 방전부(240)와 지속적으로 접촉하여 방전이 발생하도록 한다.
이때, 상기 방전관(220)은 하기 방전부(240)에 의한 플라즈마의 생성이 상기 생성 구역(111) 내에서 수행될 수 있도록 그 길이가 하방으로 충분히 연장됨이 바람직하고, 재질은 석영관이 가장 바람직하나, 세라믹관 또는 유리관으로 구성되어도 무방하다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 생성부(200)는 상기 수직관(214)의 하부 일부가 삽입되는 제1 삽입로(231)가 내부의 상측에 형성되고, 상기 방전관(220)의 상부 일부가 삽입되는 제2 삽입로(232)가 내부의 하측에 형성되며, 상기 제1 삽입로(231)와 상기 제2 삽입로(232)를 연통하는 연통로(233)가 중단에 형성되는 연결부(230)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부(230)는 일부가 상기 외부 하우징(100)의 외측에 위치되고 다른 일부가 상기 중공(101) 측에 위치되는 형태로 외부 하우징(100)의 상단 측에 구비되어, 상기 헤드부(201)가 상기 외부 하우징(100)의 외측에 구비될 수 있도록 하고, 상기 방전관(220) 및 상기 방전부(240)가 상기 중공(101) 측에 구비될 수 있도록 한다.
상기 헤드부(201)와 상기 방전관(220)이 직접 연결되면 플라즈마의 생성시 발생하는 진동의 누적으로 인해 둘 중 어느 하나 이상이 손상될 수 있으므로, 상기 연결부(230)는 헤드부(201)와 방전관(220)을 일정거리 이격시킴으로써 위와 같은 손상을 방지하며, 이에 따라 진동을 흡수 가능한 실리콘 등의 탄성체로 구성됨이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예로써, 상기 연결부(230)는 내약품성, 탄성 및 복원력이 우수한 앨라스토머로 구성될 수 있고, 이에 따라 삽입된 헤드부(201)의 일부 및 방전관(220)의 일부를 기밀하게 밀폐하여 오존 및 전류의 유출을 방지하면서도 내구성에 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
이러한 앨라스토머로 실리콘 고무가 주로 이용되고 있으나, 본 발명에서는 오존에 의한 압력 등을 고려하여 불소계 고무를 이용할 수 있다.
바람직하게는 내열성, 내약품성 등의 특성을 고려하여 불화비닐리덴(VDF)과 6-불화프로필렌(HFP)의 블록 공중합체 또는 4-불화에틸렌(TFE)과 6-불화프로필렌(HFP)의 블록 공중합체로 이루어진 불소계 고무를 이용할 수 있으며, 특히, 상기 공중합체를 형성할 때 6-불화프로필렌(HFP)는 분자 내 불소 원자가 6개로 불소의 함량이 높기 때문에 요구되는 장치의 특성에 따라 그 함량을 달리하여 중합체를 형성하는 것이 바람직한데, 불화비닐리덴(VDF)과 6-불화프로필렌(HFP)의 블록 공중합체의 경우 1:3 또는 1:4의 몰비가 되도록 중합하는 것이 바람직하고, 4-불화에틸렌(TFE)과 6-불화프로필렌(HFP)의 블록 공중합체의 경우 4-불화에틸렌(TFE)의 불소 함량이 불화비닐리덴(VDF) 보다 높기 때문에 1:2 또는 1:3의 몰비가 되도록 중합하는 것이 바람직하다.
또한, 전기적 특성, 내구성을 향상시키기 위하여 상기 불소계 고무 70 내지 80 중량부에 대하여 카본블랙 10 내지 20 중량부, 수산화칼슘 등의 보강제 1 내지 3 중량부, 산화칼슘 또는 산화칼륨 등의 산화제 1 내지 3 중량부, 염소계 가류제, 비스페놀계 가류제 등의 가류제 0.1 내지 1 중량부로 이루어진 고무 조성물을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기는 상기 수직관(214)의 외부 측 중단 일부에 나사산(217)이 형성되고, 상기 연결부(230)의 내부 측에 상기 나사산(217)에 대응하는 나사홈(234)이 형성되는 것을 특징으로 하며, 위와 같은 구성에 의하여 상기 수직관(214)은 상기 연결부(230)에 견고하게 체결됨으로써 유동을 방지함으로써, 상기 플라즈마 생성부(200)를 구성하는 각 구성요소들의 틈새로 오존이 유출되는 것을 방지함과 동시에 플라즈마 생성부(200) 외부로의 전류 유출로 인한 합선을 방지하는 구성이다.
즉, 상기 플라즈마 생성기의 내부는 하기 버블 발생부(250) 등에 의한 이유로 습도가 높은 상태이므로 상기 헤드부(210)와 상기 연결부(230)가 단순한 삽입 방식으로만 체결되면 헤드부(210)의 승하강이 용이하게 되어, 그 틈새로 오존이 외부로 유출될 수 있고, 합선이 발생할 수 있으므로, 상기 나사산(217)과 상기 나사홈(234)은 헤드부(210)와 연결부(230)의 결합을 견고하게 하여 위와 같은 문제의 발생을 방지한다.
또한, 상기 수평관(212)에는 상기 제1 통로(211)의 직경보다 작은 직경을 가지는 부통로(미도시)가 형성된 부수평관(미도시)이 체결될 수 있으며, 상기 부수평관은 상기 중공(101) 내부로 유입되는 공기의 양을 조절하여 플라즈마의 생성량을 조절하기 위한 용도로 사용 가능하고, 이에 따라 상기 부통로의 크기가 다양하게 형성된 복수 개의 개체로 구성될 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 생성부(200)는 일부가 상기 수직관(214)에 삽입되고 다른 일부가 상기 방전관(220)에 삽입되는 방전부(240)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 방전부(240)는 상기 인가부(216)로부터 전류를 공급받는 상태로 상기 제4 통로(221)를 따라 흐르는 공기와 접촉하며 방전함으로써, 플라즈마를 생성한다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 생성부(200)는 상기 방전관(220)의 하부와 연결되는 버블 발생부(250)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 버블 발생부(250)에 의하여 발생한 거품은 상기 생성 구역(111)의 내부를 채우며 상승한 후 상기 배출 구역(113)으로 넘어가게 되어 거품에 포함된 슬러지 및 스컴이 상기 플라즈마 생성기 외부로 배출될 수 있도록 한다.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
100 : 외부 하우징
101 : 중공 102 : 오존 배출구
103 : 슬러지 배출구
110 : 격벽
111 : 생성 구역 112 : 체류 구역
113 : 배출 구역
200 : 플라즈마 생성부
210 : 헤드부
211 : 제1 통로 212 : 수평관
213 : 제3 통로 214 : 수직관
215 : 제2 통로 216 : 인가부
217 : 나사산
220 : 방전관
221 : 제4 통로
230 : 연결부
231 : 제1 삽입로 232 : 제2 삽입로
233 : 연통로 234 : 나사홈
240 : 방전부
250 : 버블 발생부
101 : 중공 102 : 오존 배출구
103 : 슬러지 배출구
110 : 격벽
111 : 생성 구역 112 : 체류 구역
113 : 배출 구역
200 : 플라즈마 생성부
210 : 헤드부
211 : 제1 통로 212 : 수평관
213 : 제3 통로 214 : 수직관
215 : 제2 통로 216 : 인가부
217 : 나사산
220 : 방전관
221 : 제4 통로
230 : 연결부
231 : 제1 삽입로 232 : 제2 삽입로
233 : 연통로 234 : 나사홈
240 : 방전부
250 : 버블 발생부
Claims (5)
- 내부에 중공(101)이 형성되고, 오존이 배출되는 오존 배출구(102)가 상단 일측에 구비되며, 슬러지 및 스컴이 배출되는 슬러지 배출구(103)가 하단 일측에 구비되는 외부 하우징(100);
상기 중공(101)을, 플라즈마가 생성되는 하부 일측의 생성 구역(111), 플라즈마 생성시 발생하는 오존이 체류하는 상부의 체류 구역(112) 및 슬러지와 스컴이 배출되는 통로인 하부 타측의 배출 구역(113)으로 각각 구획하는 격벽(110);
일부가 상기 외부 하우징(100)의 외부 측에 설치되고, 다른 일부가 상기 중공(101) 측에 설치되어 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부(200); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기.
- 제1항에 있어서,
상기 격벽(110)은,
상기 중공(101)에 설치되어,
상기 생성 구역(111)과 상기 배출 구역(113)의 면적을 8:2의 비율로 구획하고,
상기 중공(101)의 높이에 대하여 10:6의 비율로 길이가 형성되는 것을 특징으로 하는 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기.
- 제1항에 있어서,
상기 격벽(110)은,
상기 배출 구역(113)을 향하여 1 내지 30°의 기울기가 형성되는 것을 특징으로 하는 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기.
- 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 생성부(200)는,
내부에 수평의 제1 통로(211)가 형성되는 수평관(212)이 측부에 구비되고, 내부에 수직의 제3 통로(213)가 형성되는 수직관(214)이 하부에 구비되며, 상기 제1 통로(211) 및 상기 제3 통로(213)를 연통하는 ‘ㄱ’ 자형의 제2 통로(215)가 내부에 형성되며, 상단에 전압이 인가되는 인가부(216)가 구비되는 헤드부(201);
상단과 하단을 관통하는 제4 통로(221)가 내부에 형성되는 방전관(220);
상기 수직관(214)의 하부 일부가 삽입되는 제1 삽입로(231)가 내부의 상측에 형성되고, 상기 방전관(220)의 상부 일부가 삽입되는 제2 삽입로(232)가 내부의 하측에 형성되며, 상기 제1 삽입로(231)와 상기 제2 삽입로(232)를 연통하는 연통로(233)가 중단에 형성되는 연결부(230);
일부가 상기 수직관(214)에 삽입되고 다른 일부가 상기 방전관(220)에 삽입되는 방전부(240);
상기 방전관(220)의 하부와 연결되는 버블 발생부(250); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기.
- 제4항에 있어서,
상기 수직관(214)의 외부 측 중단 일부에는 나사산(217)이 형성되고,
상기 연결부(230)의 내부 측에는 상기 나사산(217)에 대응하는 나사홈(234)이 형성되는 것을 특징으로 하는 격벽 구조를 가지는 플라즈마 생성기.
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |