KR950005760B1 - 무성 방전형 오존 발생장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

무성 방전형 오존 발생장치

제1도는 종래의 오존 발생 장치 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 오존 발생 장치 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 금속 관체 2 : 외측 관체

3 : 밀폐판 4 : 냉각수 유입관

5 : 냉각수 유출관 6 : 유전체

7 : 공극 8 : 원료가스 유입관

9 : 생성가스 유출관 10 : 원형 곡선

본 발명은 유전체 내부에 일정간격으로 권취된 원형권선을 삽입한 것을 내부전극으로 한 무성 방전형 오존발생장치에 관한 것이다.

오존은 불소 다음의 강력한 산화력을 가진 물질로 각 분야의 살균, 탈취, 탈색 및 기타 산화제로 사용되어 왔으며 특히 최근 날로 심각해지는 환경오염으로 상수처리 및 오수, 폐수처리 분야에 있어서 고도한 수처리의 방법으로 그 이용이 날로 증대되고 있다.

오존의 발생방법으로는 산소를 함유한 원료 가스를 자외선램프로 조사하여 광화학적으로 합성하는 방법, 물의 전기 분해하는 방법등이 있으나 공업적으로 에너지 효율면에서 우수한 무성방전에 의한 방법이 널리 이용되고 있는 것이 주지의 사실이다.

무성방전에 의한 오존발생장치는 공간 방전 및 연면 방전으로 대별되는데 후자의 경우는 세라믹 메탈라이징에 의한 전극구조로 소형 오존발생장치에는 일부 활용되고 있으나, 냉각문제 등으로 용량이 제한이 따르면 전자의 공간방전에 의한 방법이 일반적인 방법으로 알려져 있다.

종래방법의 전극구조는 제1도에 표시하는 바와같이 내부전극과 외부 전극사이에 유전체를 매개하여 내부선극과 외부전극사이에 고전압을 인가함으로써 방전을 일으켜 원료 가스중의 산소를 오존으로 합성한다.

상기 구조에서 외부전극에 유전체로 유리라이닝 하는 방법, 세라믹 및 관유리에 금속피막을 메탈라이징하여 내부전극으로 방법등이 일반적으로 행해지고 있으나, 이와같은 방법은 특수한 가공공정을 거치므로 제조비용의 상승으로 오존 발생장치의 보급에 장해가 되고 있다. 또한 오존 밭생의 효율은 방전 부분에서의 단위 면적당 소비전력에 관계되는네 안정된 방전 범위에서의 제한이 따라 장치크기의 대형화가 필연적이다. 이러한 일반적인 무성방전을 이용한 오존발생장치의 일예를 제1도로 도시하였다.

이에서 볼수 있는 바와같이 금속관(1)과 유전체관(6)이 이중관 형태로 구성되어 있으며 냉각수를 금속관 외측으로 순환시킨다. 유전체 내주면에 금속괴막을 형성하여 고압전극으로 하고 외측 금속단을 접지하여 유도전극을 형성한다.

이러한 종래의 오존발생장치는 고압 교류 전원을 금속 원통가 유선체 내부 금속피막 사이에 인가하면 유전체로 되는 유리관에 전하가 축적되고 코로나 개시전압에 이르면 방전주가 발생하기 시작하여 공극을 흐르는 원료가스중의 산소분자 일부가 전자와 충돌하여 활성화 산수 발생하는 것이며 이어서 오존이 생성되는것이다. 이때 방전과정의 에너지중에 오존생성에 기여하는 것은 전체 방선에 투입된 전력의 10%정도로서나머지는 열로 발산되는 것이어서 다량의 열이 발생하는 것이며 이러한 열에너지를 금속관 외측으로 흐르는 순환 냉각수로 제거함으로써 효울좋게 오존을 생성시키는 것이다.

이러한 종래의 오존발성장치에 의하면 내부전극으로 유리관내부에 균일한 두께로 도전피막을 형성시켜야하는데 이러한 도전 피막형성은 밀도의 설비를 필요로하며 피막형성 공정에 따른 제작비용의 증가로 오존발생기의 일반 보급에 장해요소가 되고 있는 실정이다.

또한 오존 발생의 효율은 방전을 일으키는 부분에서의 단위 방전면 적당 소비 전력에 의하면 결정되는바 안정된 방전 상태를 유지하자면 방전부에서의 전력밀도가 제한되어 오존발생장치의 크기가 거대화되어 제작비용을 상승시키고 보관 운반 및 설치장소의 마련에도 어려움을 겪게 되는 것이다.

본 발명의 목적은 첫째로, 전극에 의하여 형성되는 전계강도를 종래의 것보다 월등히 증가시킬 수 있도록하여 코로나 방전(CORONA DISCHARGE)이 활발하게 이루어질 수 있도록 함으로써 효율이 개선된 오존발생장치를 제공하여 전체 장치의 제조 원가를 크게 줄일수 있도록 함에 있으며, 둘째로, 제작이 용이하고 제작비용이 저렴한 전극을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은 외부 전극과 공극으로 둘러 싸이게 되는 유전체 내부에9 설치되는 내부 선극의 형상을 금속피막이나 금속봉의 형상이 아닌 일정 길이 만큼 형성된 원형 코일의 형상으로 함으로써 전계 강도의 증가를 유도하여 코로나 방전이 활발하게 이루어 질수 있도록 하고, 내부 전극을 시중품으로써 구늑이 용이한 기계 부품으로 대치할 수 있도록 함으로서 달성될 수 있는 것으로 이를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도에 보인 바와 같이 스테인리스등의 재질로 제작된 금속 관체(1)의 외주에 냉각수 순환계를 형성하며 그 상하를 밀폐판(3)으로 막아 수밀이 유지되도록 하고 그 상하에 냉각수 유입관(4) 및 냉각수 유출관(5)을 형성하며, 금속 관체(1)의 내부에 동심원상으로 유전체(6)를 고정설치하고 유전체(6)와 금속 관체(1)의 사이에 공극(7)이 형성되도록 하며, 유전체(6)의 내주면에 도전체로된 고압전극을 형성하고 금속 관체(1)의 상하에 원료가스 유입관(8)과 생성가스 유출관(9)을 형성하되, 유전체(6)의 내부에 일정간격으로 권취된 원형 권선(10)을 배열하여서 된 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 먼저 냉각수를 냉각수 유입관(4)으로 유입시키고 냉각수 유출만(5)으로 유출시켜 냉각수가 순환되도록 한후 원료가수가 원료가수 유입관(8)으로 유입되고 생성가스 유출관(9)으로 배출되도록 하며, 교류 고전압을 외측 관체(2)와 원형 권선(10)에 인가하게 되면 생성가스 유출관(9)으로 종래보다 고농도의 오존이 효율적으로 발생될수 있는 것이다. 즉, 본 발명에서는 내부전극인 원형 권선(10)과 외부선극인 접지전극(l)사이에 고전압이 인가되면 원형권선의 돌기부인 곡면에 전계가 집중되므로 상기효과에 의하여 형성되는 전계 강도는 종전의 금속 피막으로 된 경우 보다 월등히 강하게 되며 안정되고도 활발반 코로나가 존재하게 된다.

이와 같이 하여 적절하게 선택된 원형 권선(10)은 방전과정에서의 약간의 온도상승으로도 유전체(6)의 내면에 완전 밀착되어 고정되며 이에 의한 강한 전계는 유전체(6)에 많은 전하를 축적시키면서 공극(7)을 통과하는 원료가스중의 산소를 이온화시키면서 유전체(6)를 통하여 금속 단체(1)에 이르는 코로나 방전에 의한 방전주를 형성하게 되는 것이다.

이러한 코로나 방전과정에서 전자는 산소분자와 충돌하여 활성화산소로 되고 이어서 오존이 생성되는 것인바 본 발명에서는 전술한 바와 같이 강한 전계 강도의 형성으로 활발한 코로나 방전을 형성하여 오존의 생성량을 크게 증가시킬 수 있게 되는 것이다. 또한 이러한 오존의 생성을 위한 일정간격으로 권취된 원형 권선(10)으로 사용될 수 있는 것으로서 강선으로된 코일 스프링을 사용하는 것이 가장 경제적이며, 이러한적정 굵기로된 강선 스프링을 사용하게 되면 밀도의 표면처리 공정을 실시하지 않도록 양질의 전극을 용이하게 대량으로 얻을수 있게 되는 것이다.

아울러 본 발명의 제2도로 보인 실시예에서는 설명의 편의상 1조의 유전체(6)와 원형 권선(10)에 의한 구성예를 보였으나, 실제의 응용예에 있어서는 다수조의 유전체(6)와 원형 권선(10)을 금속 관체(1)의 내부에 설치한 소위 다관식 열교환기와 유사한 형상으로 제작하여 사용함으로써 필요한 용량의 오존을 발생시킬수 있게 되는 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 오존의 생성량을 증가시켜 향상된 효율의 오존발생장치를 얻을수 있게 됨은 물론이려니와 전극의 제조 비용을 크게 절감하여 제조원가를 낮출수 있게 되어 보급을 확대할 수 있으며, 금속피막에 관련된 어려운 제조 공정이 불필요하게 되어 제조가 용이하므로 생산량 확대에 이바지 할 수 있게되는 유용한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 스테인리수등의 재질로 제작된 금속 관체(1)의 외측에 냉각수 순환계를 형성하며 금속 관체(l)의 내부에 동심원상으로 유정체(6)를 고정설치하고 유정체(6)와 내측 단체(1)의 사이에 공극(7)이 형성되도록 하되, 유전체(6)의 내부에 일정간격으로 권취된 원형 권선(10)을 삽입하여 내부전극으로 함을 특징으로 하는 무성 방전형 오존발생장치.
2. 제2항에 있어서, 복수조의 유전체(6)와 원형권선(10)을 금속 관체(1)의 내부에 내장시켜 필요한 용량의 오존을 발생시킬 수 있도륵 함을 특징으로 하는 무성 방전형 오존발생장치.