KR20240002535A - 플라즈마를 이용한 강한 산화력으로 오염물을 처리하는 고농도 폐수처리장치 - Google Patents

플라즈마를 이용한 강한 산화력으로 오염물을 처리하는 고농도 폐수처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 고농도 폐수처리장치는 지지판(151) 및 상기 지지판에 결합되는 다수의 방전핀(155) 및 상기 지지판(151) 상에서 다수의 방전핀(155)에 접속되어 상부로 연장되는 구조를 갖는 핀 접속구(152)를 구비하는 방전핀 모듈(150); 상기 다수의 방전핀과 이격 배치되는 방전판 모듈(160); 메인 보드(131), 상기 메인 보드(131)에 접속되는 다수의 분산처리보드(135), 상기 다수의 분산처리보드(135)를 결속시키는 기능을 하는 결합 수단(138) 및 상기 메인 보드(131)의 하단 방향으로 분산처리보드(135)에 전기적으로 접속하는 방전핀 연결부(136)를 구비한 회로 모듈(130);을 포함하며, 상기 방전판 모듈(160)은 상기 지지판(151)의 하단에 결속되는 연결핀(161) 및 상기 절곡부의 하단에 결합되는 방전판 수용부(163)를 포함하고, 상기 방전핀 연결부(136)는 그 하단 상에 상기 핀 접속구(152)의 삽입을 가능하게 하는 체결홈이 형성되어짐으로써 상기 회로 모듈(130)과 방전핀 모듈(150)간의 원터치 방식 결합을 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마를 이용한 강한 산화력으로 오염물을 처리하는 고농도 폐수처리장치{High-concentration wastewater treatment device that treats pollutants with strong oxidizing power using plasma}
본 발명은 수처리, 오염물질 처리 및 악취 제거 등에 사용되는 고농도 폐수처리장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 고농도 폐수처리장치를 이루는 회로 모듈과 방전핀 모듈 간의 결합 구조를 개선하여 한번에 탈부착이 가능하도록 설계함과 동시에 방전 과정에서 발생하는 오염 관리를 용이하게 하는 동시에 단순한 전원 인가 구조를 통하여 작업성을 우수하게 한 고농도 폐수처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 대기압 조건에서 음이온이 생성되도록 하는 방식 또는 구조로서 알려진 것이 코로나 방전방식이 대표적이다. 코로나 방전방식은 고전압을 해당 극성별로 전극에 걸어줌으로써 각 전극 사이에 코로나 방전의 발생을 유도하는 구조이다.
이와 같이 발생되는 코로나 방전은 극성별로 전극에 가해지는 전압의 조건에 따라 양극 코로나, 음극 코로나로 구분될 수 있다. 이중 양극 코로나의 특성은 음극 코로나에 비해 공간적으로 확장되기 쉬우나, 다량의 자유전자와 라디칼이 발생하는 음극 코로나 방식이 산업용 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
아울러, 자유전자, 음이온 등을 발생하기 위한 방식은 각 전극에 전원을 인가하는 전원장치의 종류에 따라 펄스전원방식, 교류전원방식 및 직류전원방식 등으로 구분된다. 이때 만일 펄스 전원을 이용하는 종래 오존발생장치나 음이온 산소발생장치의 구조는 크게 방전핀과 접지부로 구성된 핀-플레이트 구조로 구성되어 있다. 플러스 전극은 플레이트 형태를 취하고, 마이너스 전극은 핀 형태를 취하며 각 전극에 펄스 전원을 인가할 경우 코로나 방전이 형성되며 이때 오존이나 음이온 산소가 발생된다. 하지만, 종래의 전원발생장치 내지 폐수처리장치는 다수의 방전핀과, 다수의 방전핀 각각에 전원을 인가하는 구조가 복잡하여 부품 교체시 작업성이 떨어지는 문제가 있다.
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0529749 "고전압 및 고주파 펄스방식의 오염물질 처리용 전자발생장치" (2005.11.22.)
(특허문헌 2) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1042141 "고주파 펄스방식 악취제거용 전자발생장치" (2011.06.16.)
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 고농도 폐수처리장치를 이루는 회로 모듈과 방전핀 모듈 간의 결합 구조를 개선하여 한번에 탈부착이 가능하도록 설계함으로써 작업성을 우수하게 하고 플라즈마를 이용한 강한 산화력으로 오염물을 처리하는 고농도 폐수처리장치를 제공하는 것이 목적이다.
본 발명은 고농도 폐수처리장치를 이루는 방전판 모듈에 슬라이딩 가능하게 결합되는 방전판을 통해서 방전 과정에서 발생하는 오염 관리를 용이하게 하는 동시에 단순한 전원 인가 구조를 통하려 유지 보수 관리를 향상함으로써 작업성이 우수한 고농도 폐수처리장치를 제공하는 것이 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고농도 폐수처리장치는 지지판(151) 및 상기 지지판에 결합되는 다수의 방전핀(155) 및 상기 지지판(151) 상에서 다수의 방전핀(155)에 접속되어 상부로 연장되는 구조를 갖는 핀 접속구(152)를 구비하는 방전핀 모듈(150); 상기 다수의 방전핀과 이격 배치되는 방전판 모듈(160); 메인 보드(131), 상기 메인 보드(131)에 접속되는 다수의 분산처리보드(135), 상기 다수의 분산처리보드(135)를 결속시키는 기능을 하는 결합 수단(138) 및 상기 메인 보드(131)의 하단 방향으로 분산처리보드(135)에 전기적으로 접속하는 방전핀 연결부(136)를 구비한 회로 모듈(130);을 포함하며, 상기 방전판 모듈(160)은 상기 지지판(151)의 하단에 결속되는 연결핀(161) 및 상기 연결핀(161)의 하단에 결합되는 방전판 수용부(163)를 포함하고, 상기 방전핀 연결부(136)는 그 하단 상에 상기 핀 접속구(152)의 삽입을 가능하게 하는 체결홈이 형성되어짐으로써 상기 회로 모듈(130)과 방전핀 모듈(150)간의 원터치 방식 결합을 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 방전판 모듈(160) 내부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 방전판(170);을 더 포함한다.
상기 회로 모듈(130)의 하부에 배치되는 지지 구조물(140)을 더 포함하고,
상기 지지 구조물(140)은 바닥판(142), 상기 바닥판으로부터 연장되어 형성된 측벽부(143), 상기 측벽부의 상부 측으로부터 외부 방향으로 연장되어 형성된 플랜지부(144)를 구비한 상태에서, 상기 방전핀 모듈과 상기 방전판 모듈이 수용되는 내부 공간을 제공하고, 상기 플랜지부는 플랜지 돌출부(148)를 통해 상기 측벽부 상에 결합된 상태에서, 상기 방전판 모듈(160)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 방전판(170)을 플랜지 관통홀을 통해 인출 가능하게 한다.
상기 방전판(170)에는 상기 다수의 방전핀 각각에 대응하여 다수의 관통 홀이 형성되어진다.
상기 핀 접속구(152)는 상기 지지판(151)의 상면에서 다수의 방전핀(155)에 접속되어지는 하부 접속판(153) 및 하부 접속판(153)의 끝단에서 상부 방향으로 연장되는 상부 접속판(154)를 포함하고, 상기 상부 접속판(154)은 상기 하부 접속판(153)의 끝단에서 상부 방향으로 연장되는 지지 접속판(154a) 및 상기 지지 접속판(154a)보다는 작은 폭을 가진 상태에서 상부 방향으로 연장되는 체결 접속판(154b)을 갖는다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 고농도 폐수처리장치는 지지판(151)과, 상기 지지판에 결합되는 다수의 방전핀(155)과, 상기 다수의 방전핀 중 둘 이상의 이웃한 방전핀을 포함하는 방전핀 군을 전기적으로 연결하고 상기 지지판에 결합되는 탄성 접속 부재(158)를 구비하는 방전핀 모듈(150); 상기 다수의 방전핀과 대향하여 배치되는 방전판 모듈(160); 상기 지지판을 사이에 두고 방전판 모듈(160)의 반대편에 위치하고 상기 방전핀 모듈 및 상기 방전판 모듈(160)이 분리가능하게 결합되는 결합판(145)을 구비하는 지지 구조물(140); 및 상기 결합판을 사이에 두고 상기 방전핀 모듈의 반대편에 상기 결합판과 이격되어서 위치하는 메인 보드(131)와, 상기 메인 보드에 접속되어서 상기 방전핀 군에 개별적인 고전압, 고주파 펄스 전원을 인가하는 다수의 분산처리보드(135)를 구비하는 회로 모듈(130)을 포함하며, 상기 방전판 모듈(160)은 상기 결합판의 하단에 결속되는 연결핀(161) 및 상기 연결핀(161)의 하단에 결합되는 방전판 수용부(163)를 포함하는 전자발생장치가 제공되므로, 방전판(170)을 통해서 방전판 모듈(160) 상에 집진 가능한 먼지를 주기적인 관리를 가능하게 하고, 회로 모듈, 방전핀 모듈 및 방전판의 결합 및 분해를 용이하게 하여 작업성을 향상한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 폐수처리장치의 정면도를 보인다.
도 2는 도 1의 분해도를 보인다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 폐수처리장치의 측면도를 보인다.
도 4는 도 3의 분해도를 보인다.
도 5는 도 3에서 'A' 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 도 3에서 'B' 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 고농도 폐수처리장치에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 폐수처리장치의 정면도 및 측면도로서 내부가 보이도록 도시되어 있다.
고농도 폐수처리장치(100)는 외부 케이스(110) 및 외부 케이스(110)의 내부에 수용되는 전자발생부(120)를 포함한다. 외부 케이스(110)의 내부에는 전자발생부(120)를 제어하는 제어부와 전원을 공급하는 전원부가 전자발생부(120)의 상부에 위치하여 함께 수용될 수 있다.
전자발생부(120)는 회로 모듈(130), 회로 모듈(130)의 하부에 배치되는 지지 구조물(140), 회로 모듈(130)에 전기적으로 접속되는 방전핀 모듈(150), 방전핀 모듈(150)의 하부 상에 이격 배치되는 방전판 모듈(160) 및 지지 구조물(140) 내에 수용된 상태로 배치되는 다수의 전자기장 발생기를 구비한다.
회로 모듈(130)은 메인 보드(131), 메인 보드(131)에 접속되는 다수의 분산처리보드(135), 다수의 분산처리보드(135)를 결속시키는 기능을 하는 결합 수단(138) 및 메인 보드(131)의 하단 방향으로 분산처리보드(135)에 전기적으로 접속하는 방전핀 연결부(136)를 구비한다.
방전핀 연결부(136)는 방전핀 모듈(150)을 이루는 핀 접속구(152)에 분리 가능하게 결합하는 기능을 한다. 즉, 상기 방전핀 연결부(136)는 그 하단 상에 핀 접속구(152)의 상단 삽입을 가능하게 하는 체결홈이 형성된다.
메인 보드(131)는 대체로 편평한 판상으로서, 다수의 분산처리보드(135)가 접속되는 다수의 접속부를 구비한다. 다수의 접속부는 메인 보드(131) 상에서 가로방향과 세로방향을 따라서 서로 이격되어서 위치한다. 메인 보드(131)의 상면에 분산처리보드(135)가 위치한다.
다수의 분산처리보드(135)는 각각이 개별적인 고전압, 고주파 펄스 전원인가가 가능하도록 독립화된 고전압, 고주파 펄스변환회로를 탑재하고 있다. 다수의 분산처리보드(135) 각각은 메인 보드(131)의 상면에서 메인 보드(131)에 구비되는 접속부에 접속된다.
메인 보드(131)와 메인 보드(131)에 접속된 다수의 분산처리보드(135)는 결합 수단(138)에 의해 견고하게 결합된 상태를 유지하면서, 일체화된 회로 모듈(130)을 형성하게 된다.
회로 모듈(130)은 방전핀 모듈(150)과 원터치 방식으로 분리 가능하게 결합된다.
지지 구조물(140)은 바닥판(142), 바닥판(142)으로부터 연장되어 형성된 측벽부(143), 측벽부(143)의 상부 측으로부터 외부 방향으로 연장되어 형성된 플랜지부(144)를 구비한다.
지지 구조물(140)의 내부 공간에는 다수의 전자기장 발생기가 바닥판(142)과 측벽부(143)에 설치되어서 위치한다. 지지 구조물(140)의 내부 공간에서 전자는 다수의 전자기장 발생기에 의해 상부에서 하부로 이동하게 된다.
방전핀 모듈(150)은 지지판(151), 지지판(151)에 결합되는 다수의 방전핀(155) 및 지지판(151) 상에서 다수의 방전핀(155)에 접속되어 상부로 연장되는 구조를 갖는 핀 접속구(152)를 구비한다.
지지판(151)은 대체로 편평한 판상으로서 전기 절연체 재질로 이루어진다. 지지판(151)에는 다수의 방전핀(155)이 결합된다.
다수의 방전핀(155)은 지지판(151)을 상부에서 하부 방향으로 관통한 상태에서 지지판(151)의 하부 방향으로 돌출된다. 방전핀(155)은 전기 전도체 재질로서, 일 실시예로서는 나사못이 지지판(151)에 결합되어서 형성되는 것으로 설명할 수 있다. 방전핀(155)인 나사못에서 머리는 지지판(151)의 상단 측에 위치하고, 길게 연장되는 몸체는 지지판(151)의 반대편으로 돌출된다.
다수의 방전핀(155) 중 이웃한 다수는 전기적으로 연결된 하나의 방전핀 군을 형성한다. 본 실시예에서는 하나의 방전핀 군이 네 개의 방전핀(155)을 포함하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 방전핀 군을 형성하는 네 개의 방전핀(155)은 전기 전도성 부재(미도시)에 의해 전기적으로 서로 연결된다. 전기 전도성 부재는 지지판(151) 상단에서 네 개의 방전핀(155)을 상호 접속된 상태를 유지한 구조를 갖는다.
하나의 방전핀 군은 대응하는 하나의 분산처리보드(135)로부터 고전압이 인가된다. 하나의 방전핀 군을 형성하는 네 개의 방전핀(155)을 전기적으로 연결한다.
핀 접속구(152)는 지지판(151) 상면에서 다수의 방전핀(155)에 접속되어지는 하부 접속판(153) 및 하부 접속판(153)의 끝단에서 상부 방향으로 연장되는 상부 접속판(154)를 갖는다. 상부 접속판(154)은 하부 접속판(153)의 끝단에서 상부 방향으로 연장되는 지지 접속판(154a) 및 지지 접속판(154a)보다는 작은 폭을 가진 상태에서 상부 방향으로 연장되는 체결 접속판(154b)을 갖는다. 상기 체결 접속판(154b)이 방전핀 연결부(136)의 하단 상에 형성된 체결홈 상에 결합된다.
회로 모듈(130), 방전핀 모듈(150) 및 방전판 모듈(160)이 분리가능하게 결합된다. 지지 구조물(140) 상에 방전판 모듈(160)이 배치된 상태에서, 지지 구조물(140)의 내부 공간에 방전판 모듈(160)과 회로 모듈(130)이 위치한다.
회로 모듈(130)을 이루는 분산처리보드(135)에 전기적으로 접속하는 방전핀 연결부(136)에 방전핀 모듈(150)을 이루는 핀 접속구(152)에 분리 가능하게 결합하는 구조를 통해서 회로 모듈(130)의 분산처리보드(135)에 의한 전기가 방전핀 모듈(150)로 인가된다.
플랜지부(144)는 측벽부(143)의 상부 영역 상에서 지지 구조물(140)의 내부 공간에 연통하는 구조로 결합된다. 즉, 직사각 플레이트를 이루는 기본 구조에서 길이 방향을 따라 소정의 폭을 갖는 플랜지 관통홀(147)이 형성된다. 플랜지 관통홀의 내부 가장 자리를 따라서 방전판 모듈(160) 측으로 플랜지 돌출부(148)가 형성된다. 즉, 플랜지부(144)는 플랜지 돌출부를 통해 측벽부(143) 상에 결합된 상태에서, 방전판 모듈(160)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 방전판(170)을 플랜지 관통홀(147)을 통해 인출 가능하게 한다.
본 발명은 방전판(170)을 통해서 방전판 모듈(160) 상에 집진 가능한 먼지를 주기적으로 관리할 수 있게 한다. 즉, 기존에는 방전 과정에서 방전판 모듈(160) 영역으로 포집되는 불순물 입자들이 적체되어져 종국적으로는 방전판의 기능을 수행하지 못하는 것과 동시에 장치를 전체적으로 수리해야 하는 문제점이 있었는바, 방전판 모듈(160)의 하단부 일측을 통해 방전판(170)을 인출 가능하게 함으로써 교체 및 청소를 용이하게 한다.
방전판 모듈(160)은 대체로 편평한 판상으로서, 전기 전도성 재질로 이루어진다. 방전판 모듈(160)은 지지 구조물(140)의 내부의 공간에서 다수의 방전핀(155)과 일정 거리를 두고 이격되도록 위치한다.
방전판 모듈(160)은 지지판(151)의 하단에 결속되는 연결핀(161) 및 연결핀(161)의 하단에 결합되는 방전판 수용부(163)를 가진다. 방전판 수용부(163)는 플랜지부(144)를 이루는 플랜지 돌출부(148)에 대응하는 높이를 가진 상태에서, 플랜지 돌출부를 마주하는 방전판 수용부의 일측은 개방되는 것과 동시에 방전판 수용부의 타측은 진입되는 방전판의 진입 제한 지점에 해당하도록 폐쇄된 상태를 갖는다.
방전핀(155)과 방전판 모듈(160) 사이에서 코로나 방전이 발생되면서 마이너스 전극인 방전핀(155)으로부터 플러스 전극인 방전판 모듈(160)으로 전리된 전자 및 라디칼이 방출된다.
방전판(170)에는 다수의 방전핀(155) 각각에 일대일로 대응하여 최단 거리에 위치하는 다수의 관통 홀이 구비된다. 관통 홀은 방전 초기에 방전핀(155)으로부터 방출되는 먼지 등 이물질이 방전판(170)에 쌓이는 경우 방전 최단 거리를 유지하도록 하여 방전 효율을 향상시킨다.
다수의 전자기장 발생기는 지지 구조물(140)의 바닥판(142)와 측벽부(143)에 각각 설치되어서, 방전핀(155)으로부터 방출된 전자 및 라디칼을 바닥판(142) 쪽으로 이동시킨다. 다수의 전자기장 발생기 각각은 아연도금강판 재질의 코어와, 코어에 권취된 코일로 이루어질 수 있는데, 전자기장을 발생시킬 수 있는 구성이라면 모두 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 지지판(151) 및 상기 지지판에 결합되는 다수의 방전핀(155) 및 상기 지지판(151) 상에서 다수의 방전핀(155)에 접속되어 상부로 연장되는 구조를 갖는 핀 접속구(152)를 구비하는 방전핀 모듈(150);
    상기 다수의 방전핀과 이격 배치되는 방전판 모듈(160);
    메인 보드(131), 상기 메인 보드(131)에 접속되는 다수의 분산처리보드(135), 상기 다수의 분산처리보드(135)를 결속시키는 기능을 하는 결합 수단(138) 및 상기 메인 보드(131)의 하단 방향으로 분산처리보드(135)에 전기적으로 접속하는 방전핀 연결부(136)를 구비한 회로 모듈(130);을 포함하며,
    상기 방전판 모듈(160)은 상기 지지판(151)의 하단에 결속되는 연결핀(161) 및 상기 연결핀(161)의 하단에 결합되는 방전판 수용부(163)를 포함하고,
    상기 방전핀 연결부(136)는 그 하단 상에 상기 핀 접속구(152)의 삽입을 가능하게 하는 체결홈이 형성되어짐으로써 상기 회로 모듈(130)과 방전핀 모듈(150)간의 원터치 방식 결합을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 고농도 폐수처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전판 모듈(160) 내부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 방전판(170);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고농도 폐수처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 회로 모듈(130)의 하부에 배치되는 지지 구조물(140)을 더 포함하고,
    상기 지지 구조물(140)은 바닥판(142), 상기 바닥판으로부터 연장되어 형성된 측벽부(143), 상기 측벽부의 상부 측으로부터 외부 방향으로 연장되어 형성된 플랜지부(144)를 구비한 상태에서, 상기 방전핀 모듈과 상기 방전판 모듈이 수용되는 내부 공간을 제공하고,
    상기 플랜지부는 플랜지 돌출부(148)를 통해 상기 측벽부 상에 결합된 상태에서, 상기 방전판 모듈(160)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 방전판(170)을 플랜지 관통홀을 통해 인출 가능하게 하는 고농도 폐수처리장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전판(170)에는 상기 다수의 방전핀 각각에 대응하여 다수의 관통 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 고농도 폐수처리장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 핀 접속구(152)는 상기 지지판(151)의 상면에서 다수의 방전핀(155)에 접속되어지는 하부 접속판(153) 및 하부 접속판(153)의 끝단에서 상부 방향으로 연장되는 상부 접속판(154)를 포함하고, 상기 상부 접속판(154)은 상기 하부 접속판(153)의 끝단에서 상부 방향으로 연장되는 지지 접속판(154a) 및 상기 지지 접속판(154a)보다는 작은 폭을 가진 상태에서 상부 방향으로 연장되는 체결 접속판(154b)을 갖는 것을 특징으로 하는 고농도 폐수처리장치.
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