KR20200097451A - Underwater arc discharge device - Google Patents

Underwater arc discharge device Download PDF

Info

Publication number
KR20200097451A
KR20200097451A KR1020190014846A KR20190014846A KR20200097451A KR 20200097451 A KR20200097451 A KR 20200097451A KR 1020190014846 A KR1020190014846 A KR 1020190014846A KR 20190014846 A KR20190014846 A KR 20190014846A KR 20200097451 A KR20200097451 A KR 20200097451A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
arc discharge
discharge device
underwater
underwater arc
electrode
Prior art date
Application number
KR1020190014846A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102322233B1 (en
Inventor
유승열
최용섭
정용호
석동찬
박현재
조창현
김지훈
최대현
Original Assignee
한국기초과학지원연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기초과학지원연구원 filed Critical 한국기초과학지원연구원
Priority to KR1020190014846A priority Critical patent/KR102322233B1/en
Publication of KR20200097451A publication Critical patent/KR20200097451A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102322233B1 publication Critical patent/KR102322233B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/4608Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods using electrical discharges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • H05H2001/2412

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

An underwater arc discharge device is disclosed. The underwater arc discharge device includes a columnar electrode; a dielectric tube surrounding an electrode tip and protruding by a predetermined length from an end of the electrode tip; an outer electrode surrounding the protruding portion of the dielectric tube; and a voltage application means by applying a voltage to the columnar electrode and the outer electrode to generate an underwater arc discharge between the two electrodes.

Description

수중 아크 방전 장치{UNDERWATER ARC DISCHARGE DEVICE}Underwater arc discharge device {UNDERWATER ARC DISCHARGE DEVICE}

본 발명은 수중 아크 방전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중에서의 아크 방전이 용이한 수중 아크 방전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater arc discharge device, and more particularly, to an underwater arc discharge device that facilitates arc discharge in water.

최근 들어, 오염수의 정화 및 박테리아 제거 등을 위한 목적으로 다양한 방법들이 연구되고 있다. 이러한 방법들로는, 예를 들어 오존을 이용하는 방법, 오염수에 차아염소산(HClO) 등의 화학물질을 첨가하는 방법, 자외선을 이용하는 방법, 열처리를 이용하는 방법 등이 있다.Recently, various methods have been studied for the purpose of purifying contaminated water and removing bacteria. Examples of these methods include a method of using ozone, a method of adding a chemical substance such as hypochlorous acid (HClO) to contaminated water, a method of using ultraviolet rays, and a method of using heat treatment.

그러나 이러한 방법들의 경우 필요로 하는 충분한 정화 성능을 얻을 수 없거나, 오염수 처리를 위하여 과다한 비용이 필요하거나 또는 예상치 못한 부작용이 나타나는 등의 문제가 있었다. 이에 따라, 효율적으로 오염수를 정화하고 박테리아 등의 미생물을 제거하기 위한 방법으로서 오염수 내에 플라즈마 방전을 일으켜 오염수를 정화하는 방법이 개발되었다.However, in the case of these methods, there are problems such as not being able to obtain sufficient purification performance required, excessive cost for treatment of contaminated water, or unexpected side effects. Accordingly, as a method for efficiently purifying contaminated water and removing microorganisms such as bacteria, a method of purifying contaminated water by generating plasma discharge in contaminated water has been developed.

그런데 종래 수중 플라즈마를 이용하는 수처리 장치는 수중에서 방전을 일으키기 위해 높은 전력이 요구되는 문제가 있었다.However, conventional water treatment apparatuses using underwater plasma have a problem in that high power is required to generate discharge in water.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 낮은 방전전력으로 수중에서의 연속적인 아크 방전의 발생이 가능하도록 한 수중 아크 방전 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object to be solved by the present invention is to provide an underwater arc discharge device capable of generating a continuous arc discharge in water with a low discharge power.

일 측면으로서, 본 발명은 기둥형 전극, 상기 기둥형 전극의 팁부분을 둘러싸는 유전체 튜브; 상기 유전체 튜브의 팁부분을 둘러싸는 둘러싸는 외각 전극; 및 상기 기둥형 전극 및 상기 외각 전극에 전압을 인가하여 전압인가수단을 포함하는, 상기 두 전극 사이에서 수중 아크 방전을 발생시키는, 수중 아크 방전 장치를 제공한다. In one aspect, the present invention provides a columnar electrode, a dielectric tube surrounding a tip portion of the columnar electrode; An outer shell electrode surrounding the tip of the dielectric tube; And a voltage applying means by applying a voltage to the columnar electrode and the outer electrode to generate an underwater arc discharge between the two electrodes.

상기 유전체 튜브를, 상기 전극의 끝 단보다 일정 길이만큼 돌출됨을 특징으로 한다. 유전체 튜브가 끝단보다 돌출됨에 따라 수중에서 플라즈마 방전의 효율을 더 높일 수 있다.The dielectric tube is characterized in that it protrudes from an end of the electrode by a predetermined length. As the dielectric tube protrudes from the end, the efficiency of plasma discharge in water can be further increased.

상기 유전체 튜브의 직경은 2 내지 10 mm 임을 특징으로 한다. 상기 유전체 튜브의 두께는 1.5 내지 3mm 임을 특징으로 한다. 상기 유전체 튜브의 깊이는 직경은 0초과 5 mm 이하 임을 특징으로 한다. 본 발명에서 수중 아크 방전의 발생을 위해, 유전체의 두께와 깊이는 10mm를 넘지 않음을 특징으로 한다. The dielectric tube has a diameter of 2 to 10 mm. The dielectric tube has a thickness of 1.5 to 3 mm. The dielectric tube has a diameter of more than 0 and 5 mm or less. In the present invention, for the occurrence of an underwater arc discharge, the thickness and depth of the dielectric are not more than 10 mm.

상기 수중 아크 방전 장치는 상기 외각전극이 없는 모세관 수중 방전 장치에 비해, 낮은 방전전압을 가짐을 특징으로 한다. The underwater arc discharge device is characterized in that it has a lower discharge voltage than the capillary underwater discharge device without the outer electrode.

본 발명에서 모세관 수중 방전 장치란, 본 발명의 아크 방전 장치에서 외각 전극이 없는 형태이고, 기둥형 전극에 고전압을 인가하며, 이의 반대 전극은 수조 또는 수중에에 있는 형태로서, 아크 방전이 발생되지 않고 유전체 튜브 내에서 수중 방전이 발생하는 형태이다. 본 발명은 이러하 모세관 방전이 비해 굉장히 낮은 방전 전압 및 방전 전력으로 수중에서 플라즈마를 발생시킬 수 있다.In the present invention, the capillary underwater discharge device is a form without an outer electrode in the arc discharge device of the present invention, and a high voltage is applied to the columnar electrode, and the opposite electrode thereof is in a water tank or underwater, and arc discharge does not occur. It is a form in which underwater discharge occurs in the dielectric tube. The present invention can generate plasma in water with a very low discharge voltage and discharge power compared to such capillary discharge.

상기 수중 아크 방전 장치는 수돗물에서 1~2kV의 방전 전압을 가짐을 특징으로 한다. 모세관 방전의 경우, 수돗물에서 7~8kV의 방전 전압을 가진다. The underwater arc discharge device is characterized in that it has a discharge voltage of 1 ~ 2kV in tap water. In the case of capillary discharge, tap water has a discharge voltage of 7 to 8 kV.

상기 수중 아크 방전 장치는 수돗물에서 0.1~0.2 kW의 방전 전력을 가짐을 특징으로 한다. 모세관 방전의 경우, 수돗물에서 0.3~0.5 \의 방전 전압을 가진다. The underwater arc discharge device is characterized in that it has a discharge power of 0.1 ~ 0.2 kW in tap water. In the case of capillary discharge, it has a discharge voltage of 0.3~0.5 \ in tap water.

상기 수중 아크 방전 장치는 상기 외각전극이 없는 모세관 수중 방전 장치에 비해, 더 낮은 전도도의 액체 내에서 방전 가능함을 특징으로 한다. The underwater arc discharge device is characterized in that it is capable of discharging in a liquid having a lower conductivity than the capillary underwater discharge device without the outer electrode.

다른 측면으로서, 본 발명은 상기한 수중 아크 방전 장치를 이용하는, 방전수 제조 방법 및 수처리 방법을 제공한다. As another aspect, the present invention provides a discharge water production method and a water treatment method using the underwater arc discharge device described above.

본 발명에 따른 수중 아크 방전 장치를 이용하면, 수중에서 방전이 개시되어 발생되는 버블에 의한 방전채널을 통해 낮은 방전전력으로 수중에서의 연속적인 아크 방전의 발생이 가능하고, 수중에서 연속적인 아크 방전을 일으켜서 오염수를 안정적이고 효과적으로 정화할 수 있는 이점이 있다. 수중에서 방전이 개시되어 발생되는 버블에 의한 방전채널을 통해 낮은 방전전력으로 수중에서의 연속적인 아크 방전의 발생이 가능하고, 수중에서 연속적인 아크 방전을 일으켜서 오염수를 안정적이고 효과적으로 정화할 수 있는 이점이 있다.Using the underwater arc discharge device according to the present invention, it is possible to generate continuous arc discharge in water with low discharge power through a discharge channel by bubbles generated when discharge is initiated in the water, and continuous arc discharge in water. It has the advantage of stably and effectively purifying contaminated water by causing It is possible to generate continuous arc discharge in water with low discharge power through the discharge channel by bubbles generated when discharge is initiated in water, and it is possible to stably and effectively purify contaminated water by generating continuous arc discharge in water. There is an advantage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 아크 방전 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2a 내지 도 2d는 수중에서 아크 방전이 발생되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면들이다.
1 is a perspective view showing the configuration of an underwater arc discharge device according to an embodiment of the present invention.
2A to 2D are diagrams schematically showing a process in which arc discharge occurs in water.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수중 아크 방전 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, an underwater arc discharge device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being added.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 아크 방전 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing the configuration of an underwater arc discharge device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 아크 방전 장치는 기둥형 전극(110), 유전체 튜브(120), 외각 전극(130), 전압인가수단(140)을 포함한다.Referring to FIG. 1, an underwater arc discharge device according to an embodiment of the present invention includes a columnar electrode 110, a dielectric tube 120, an outer electrode 130, and a voltage applying means 140.

기둥형 전극(110)은 기둥 형상으로서, 예를 들어, 원기둥 형상으로 구비될 수 있다.The columnar electrode 110 has a columnar shape, and may be provided, for example, in a columnar shape.

유전체 튜브(120)는 기둥형 전극 팁을 둘러싸며, 전극 팁의 끝 단보다 일정 길이만큼 돌출된다. 일 예로, 유전체 튜브(120)의 두께는 ~~일 수 있고, 전극 팁으로부터 돌출된 길이는 ~~일 수 있다.The dielectric tube 120 surrounds the columnar electrode tip and protrudes by a predetermined length from the end of the electrode tip. For example, the thickness of the dielectric tube 120 may be ~~, and the length protruding from the electrode tip may be ~~.

외각 전극(130)은 유전체 튜브(120)의 돌출된 부분을 둘러싼다. 이때, 외각 전극(130)은 유전체 튜브(120)의 돌출된 부분 전체를 감싸도록 구비된다. 예를 들어, 유전체 튜브(120)의 돌출된 길이보다 긴 길이를 갖도록 구비될 수 있다.The outer electrode 130 surrounds the protruding portion of the dielectric tube 120. In this case, the outer electrode 130 is provided to surround the entire protruding portion of the dielectric tube 120. For example, it may be provided to have a length longer than the protruding length of the dielectric tube 120.

전압인가수단(140)은 기둥형 전극(110) 및 외각 전극(130)에 전압을 인가시킨다. 예를 들어, 외각 전극(130)은 접지전극이고, 기둥형 전극(110)은 고전압인가전극일 수 있다. 전압인가수단(140)은 고전압 펄스 방전을 위해 고전압 펄스 신호를 생성하도록 구성ㄷ된다. 도시하지는 않았지만, 일 예로, 전압인가수단(140)은 전원 공급부, 전압 증폭부, 펄스 회로부, 반파 정류 회로부, 펄스 방전부를 포함할 수 있다.The voltage applying means 140 applies a voltage to the columnar electrode 110 and the outer electrode 130. For example, the outer electrode 130 may be a ground electrode, and the columnar electrode 110 may be a high voltage application electrode. The voltage applying means 140 is configured to generate a high voltage pulse signal for high voltage pulse discharge. Although not shown, as an example, the voltage applying means 140 may include a power supply unit, a voltage amplifier unit, a pulse circuit unit, a half-wave rectification circuit unit, and a pulse discharge unit.

전원 공급부는 외부 전원(예를 들어 상용 AC 전원)을 인가받아 이를 소정 크기의 전압을 가지는 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 전원 공급부는 필요에 따라 전압 레귤레이터 등의 회로를 포함하여 구성될 수 있다.The power supply unit receives external power (for example, commercial AC power), converts it into AC power having a predetermined voltage, and outputs it. The power supply may be configured to include a circuit such as a voltage regulator, if necessary.

전압 증폭부는 전원 공급부로부터 공급된 교류 전원의 전압을 증폭한다. 전압 증폭부에서 증폭되는 전압의 크기는 후술할 펄스 회로부 및 반파 정류 회로부에서 필요로 하는 전압의 크기 및 정화하려는 유체의 성질 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다.The voltage amplifier amplifies the voltage of the AC power supplied from the power supply. The magnitude of the voltage amplified by the voltage amplifying unit may be appropriately set according to the magnitude of the voltage required by the pulse circuit unit and the half-wave rectifying circuit unit to be described later, and the properties of the fluid to be purified.

펄스 회로부는 전압 증폭부에서 증폭된 교류 전원으로부터 고전압 펄스 신호를 생성한다.The pulse circuit unit generates a high voltage pulse signal from the AC power amplified by the voltage amplification unit.

반파 정류 회로부는 전압 증폭부에서 증폭된 교류 전원을 정류하여 반파 정류 신호를 생성한다.The half-wave rectification circuit unit rectifies the AC power amplified by the voltage amplification unit to generate a half-wave rectified signal.

이러한 전압인가수단(140)에 의해 두 전극 사이에 전압이 인가되면 수중 아크 방전이 발생된다.When a voltage is applied between the two electrodes by the voltage applying means 140, an underwater arc discharge occurs.

이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 아크 방전 장치가 수중에서 아크 방전을 발생시키는 과정을 설명한다. 도 2a 내지 도 2d는 수중에서 아크 방전이 발생되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면들이다. 도 2a 내지 도 2d에서 외각 전극(130) 일부의 대칭 모습은 생략하여 도시하였다.Hereinafter, a process of generating an arc discharge in water by the underwater arc discharge device according to an embodiment of the present invention will be described. 2A to 2D are diagrams schematically showing a process in which arc discharge occurs in water. In FIGS. 2A to 2D, a symmetrical appearance of a portion of the outer electrode 130 is omitted.

먼저, 전압인가수단(140)에 의해 두 전극(110, 130) 사이에 전압이 인가되면 고전압 펄스 방전이 개시된다. 이때, 주울 발열에 의해 유전체 튜브(120) 내에서 기둥형 전극(110) 주변에 도 2a와 같이 물 버블이 형성되고, 형성된 물 버블에 의해 기둥형 전극(110)의 표면은 베이퍼(vapor) 막으로 덮게 되고, 전압 상승에 따라 베이퍼 내부에 전하가 축적된다.First, when a voltage is applied between the two electrodes 110 and 130 by the voltage applying means 140, a high voltage pulse discharge is started. At this time, water bubbles are formed around the columnar electrode 110 in the dielectric tube 120 by Joule heating as shown in FIG. 2A, and the surface of the columnar electrode 110 is formed by the formed water bubble. It is covered with, and as the voltage rises, charges are accumulated in the vapor.

이후, 전압을 한층 더 증가시키면 유전체 튜브(120) 내부의 물 버블의 크기가 증가하다 물 버블의 절연파괴 전압에 도달하면 방전으로 발전하여 도 2b와 같이 폭발과 함께 방전전류를 증가시켜서 플라즈마 조건을 형성한다. 즉, 모세관 방전이 개시된다. 이와 동시에 미세버블을 발생시킨다.Thereafter, when the voltage is further increased, the size of the water bubble inside the dielectric tube 120 increases. When the insulation breakdown voltage of the water bubble is reached, it develops into a discharge, and as shown in FIG. 2B, the discharge current increases with the explosion to increase the plasma condition. To form. That is, capillary discharge is initiated. At the same time, it generates microbubbles.

도 2c와 같이, 발생된 미세버블은 모세관, 즉 기둥형 전극(110) 팁 및 유전체 튜브 사이에서 점화된 방전 공간과 유전체 튜브(120)를 감싸는 외각 전극(130)의 표면 사이에 전류채널 브릿지를 형성시킨다.2C, the generated microbubbles form a current channel bridge between a capillary tube, that is, a discharge space ignited between the tip of the columnar electrode 110 and the dielectric tube and the surface of the outer electrode 130 surrounding the dielectric tube 120. To form.

전류채널 브릿지는 기둥형 전극(110)과 외각 전극(130) 간의 아크 방전으로 전이되고, 이 아크 방전에 의해 다량의 미세버블이 발생된다.The current channel bridge transitions to an arc discharge between the columnar electrode 110 and the outer electrode 130, and a large amount of fine bubbles are generated by the arc discharge.

이러한 과정은 다음 펄스 주기들에서 연속되어 연속적인 아크 방전이 이루어진다. This process is continuous in the following pulse periods, resulting in a continuous arc discharge.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 아크 방전 장치를 이용하면, 수중에서 방전이 개시되어 발생되는 버블에 의한 방전채널을 통해 낮은 방전전력으로 수중에서의 연속적인 아크 방전의 발생이 가능하고, 수중에서 연속적인 아크 방전을 일으켜서 오염수를 안정적이고 효과적으로 정화할 수 있는 이점이 있다.When the underwater arc discharge device according to an embodiment of the present invention is used, continuous arc discharge can be generated in water with low discharge power through a discharge channel due to bubbles generated when discharge is initiated in the water. It has the advantage of stably and effectively purifying contaminated water by generating a continuous arc discharge.

한편, 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 아크 방전 장치를 이용하여 오염수에 대한 수처리가 가능하며, 방전수를 제조할 수 있다. 오염수에 대한 수처리 방법 및 상기 방전수 제조방법은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 아크 방전 장치가 수중에서 아크 방전을 일으키는 과정을 통해 구현된다.On the other hand, water treatment for contaminated water is possible using the underwater arc discharge device according to an embodiment of the present invention, and discharge water can be manufactured. The water treatment method for contaminated water and the discharge water manufacturing method are implemented through the process of generating arc discharge in water by the underwater arc discharge device according to an embodiment of the present invention described above.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to use or implement the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those of ordinary skill in the art, and the general principles defined herein can be applied to other embodiments without departing from the scope of the present invention. Thus, the present invention is not to be limited to the embodiments presented herein but is to be interpreted in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (12)

기둥형 전극,
상기 기둥형 전극의 팁부분을 둘러싸는 유전체 튜브;
상기 유전체 튜브의 팁부분을 둘러싸는 둘러싸는 외각 전극; 및
상기 기둥형 전극 및 상기 외각 전극에 전압을 인가하여 전압인가수단을 포함하는,
상기 두 전극 사이에서 수중 아크 방전을 발생시키는,
수중 아크 방전 장치.
Columnar electrode,
A dielectric tube surrounding a tip portion of the columnar electrode;
An outer shell electrode surrounding the tip of the dielectric tube; And
Comprising a voltage applying means by applying a voltage to the columnar electrode and the outer electrode,
Generating an underwater arc discharge between the two electrodes,
Underwater arc discharge device.
제1항에 있어서,
상기 유전체 튜브를, 상기 전극의 끝 단보다 일정 길이만큼 돌출됨을 특징으로 하는,
수중 아크 방전 장치.
The method of claim 1,
The dielectric tube, characterized in that protruding by a predetermined length from the end of the electrode,
Underwater arc discharge device.
제1항에 있어서,
상기 유전체 튜브의 직경은 2 내지 10 mm 임을 특징으로 하는,
수중 아크 방전 장치.
The method of claim 1,
The dielectric tube has a diameter of 2 to 10 mm,
Underwater arc discharge device.
제1항에 있어서,
상기 유전체 튜브의 두께는 1.5 내지 3mm 임을 특징으로 하는,
수중 아크 방전 장치.
The method of claim 1,
Characterized in that the thickness of the dielectric tube is 1.5 to 3mm,
Underwater arc discharge device.
제1항에 있어서,
상기 유전체 튜브의 깊이는 직경은 0초과 5 mm 이하 임을 특징으로 하는,
수중 아크 방전 장치.
The method of claim 1,
The dielectric tube has a diameter of more than 0 and 5 mm or less,
Underwater arc discharge device.
제1항에 있어서,
상기 유전체 튜브의 두께와 깊이의 합은 10mm를 넘지 않음을 특징으로 하는,
수중 아크 방전 장치.
The method of claim 1,
Characterized in that the sum of the thickness and depth of the dielectric tube does not exceed 10 mm,
Underwater arc discharge device.
제1항에 있어서,
상기 수중 아크 방전 장치는 상기 외각전극이 없는 모세관 수중 방전 장치에 비해, 낮은 방전전압을 가짐을 특징으로 하는,
수중 아크 방전 장치.
The method of claim 1,
The underwater arc discharge device is characterized in that it has a lower discharge voltage compared to the capillary underwater discharge device without the outer electrode,
Underwater arc discharge device.
제1항에 있어서,
상기 수중 아크 방전 장치는 수돗물에서 1~2kV의 방전 전압을 가짐을 특징으로 하는,
수중 아크 방전 장치.
The method of claim 1,
The underwater arc discharge device is characterized in that it has a discharge voltage of 1 ~ 2kV in tap water,
Underwater arc discharge device.
제1항에 있어서,
상기 수중 아크 방전 장치는 수돗물에서 0.1 ~ 0.2 kW의 방전 전력을 가짐을 특징으로 하는,
수중 아크 방전 장치.
The method of claim 1,
The underwater arc discharge device is characterized in that it has a discharge power of 0.1 ~ 0.2 kW in tap water,
Underwater arc discharge device.
제1항에 있어서,
상기 수중 아크 방전 장치는 상기 외각전극이 없는 모세관 수중 방전 장치에 비해, 더 낮은 전도도의 액체 내에서 방전 가능함을 특징으로 하는,
수중 아크 방전 장치.
The method of claim 1,
The underwater arc discharge device is characterized in that it is capable of discharging in a liquid of lower conductivity than the capillary underwater discharge device without the outer electrode,
Underwater arc discharge device.
제1항의 수중 아크 방전 장치를 이용하는, 방전수 제조 방법.A method for producing discharge water using the underwater arc discharge device of claim 1. 제1항의 수중 아크 방전 장치를 이용하는, 수처리 방법.A water treatment method using the underwater arc discharge device of claim 1.
KR1020190014846A 2019-02-08 2019-02-08 Underwater arc discharge device KR102322233B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190014846A KR102322233B1 (en) 2019-02-08 2019-02-08 Underwater arc discharge device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190014846A KR102322233B1 (en) 2019-02-08 2019-02-08 Underwater arc discharge device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200097451A true KR20200097451A (en) 2020-08-19
KR102322233B1 KR102322233B1 (en) 2021-11-05

Family

ID=72265411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190014846A KR102322233B1 (en) 2019-02-08 2019-02-08 Underwater arc discharge device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102322233B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040095105A (en) * 2003-05-06 2004-11-12 사단법인 고등기술연구원 연구조합 Surface treatment apparatus using atmopheric pressure plasma for pretreatment of wide material
KR20170078255A (en) * 2015-12-29 2017-07-07 주식회사 엔팩 Plasma electrode and apparatus for generating underwater capillary plasma with the electrode
KR20170126666A (en) * 2016-05-10 2017-11-20 주식회사 엔팩 Water treatment apparatus using plasma
KR101845633B1 (en) * 2016-11-03 2018-04-05 한국과학기술연구원 Removal methods of zinc and copper from wastewater by underwater plasma discharge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040095105A (en) * 2003-05-06 2004-11-12 사단법인 고등기술연구원 연구조합 Surface treatment apparatus using atmopheric pressure plasma for pretreatment of wide material
KR20170078255A (en) * 2015-12-29 2017-07-07 주식회사 엔팩 Plasma electrode and apparatus for generating underwater capillary plasma with the electrode
KR20170126666A (en) * 2016-05-10 2017-11-20 주식회사 엔팩 Water treatment apparatus using plasma
KR101845633B1 (en) * 2016-11-03 2018-04-05 한국과학기술연구원 Removal methods of zinc and copper from wastewater by underwater plasma discharge

Also Published As

Publication number Publication date
KR102322233B1 (en) 2021-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6097942B2 (en) Liquid processing apparatus and liquid processing method
JP2016083658A (en) Plasma generation apparatus
JP2015116561A (en) Liquid treatment apparatus and liquid treatment method
CN104624138A (en) Device and method for uniformly treating aqueous solution by utilizing plasma jet array
JP2010137212A (en) Apparatus for generating plasma
KR101280445B1 (en) Underwater discharge apparatus for purifying water
Son et al. Electrical discharges with liquid electrodes used in water decontamination
KR20170016322A (en) Plasma irradiation method and plasma irradiation device
EP3164918B1 (en) Corona discharge cells
KR102322233B1 (en) Underwater arc discharge device
JP2014210222A (en) Liquid treatment apparatus
KR101896389B1 (en) ozonier
KR101493673B1 (en) Apparatus for generating liquid plasma torch
KR101661124B1 (en) Liquid processing device using plasma
KR101575693B1 (en) Device for plasma water treatment
JP5879530B2 (en) Liquid processing equipment
WO2012120928A1 (en) Reactor structure and plasma processing device
KR101582315B1 (en) Ozone Generator
JPS632884B2 (en)
WO2014118847A1 (en) Device for generating effective ingredient and method for generating effective ingredient
JP2009091209A (en) Discharge tube for ozone generation
KR100315196B1 (en) Spiral high density ozonizer
KR101211861B1 (en) Ozone generating apparatus
JP5896012B2 (en) Equipment for removing organic and chemical microbial contaminants from water
JP2013184861A (en) Ozone generating apparatus and ozone generating method

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant