KR100516328B1 - Apparatus for rapidly making noble metal solution using plazma - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마를 이용한 귀금속 용액 고속 제조장치를 개시한다. 본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치는, 플라즈마의 형태로 귀금속을 기화 및 이온화시킬 수 있는 정도의 전기 에너지를 충전하는 전원 충전부와; 상기 전원 충전부에 충전된 전기 에너지를 고속 스위치를 이용하여 펄스의 형태로 물용매에 잠긴 소스 귀금속에 방전시키는 펄스 에너지 인가부;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 수 ㎲ ~ 수백 ㎲ 이내에 귀금속 용액을 제조할 수 있으므로 기존의 침지식 전기분해 방식보다 매우 빨리 귀금속 용액 제조가 가능하고, 용액이 제조되는 중에 물용매에 있는 염소(cl) 등 기타 이온들과 귀금속과의 반응이 거의 유발되지 않으므로 증류수와 정류수는 물론 수돗물과 일반물로도 귀금속 용액의 제조가 가능하다.The present invention discloses an apparatus for producing a precious metal solution using plasma. The high-speed manufacturing apparatus for precious metal solution according to the present invention includes a power charging unit for charging electrical energy to the extent that the precious metal can be vaporized and ionized in the form of plasma; And a pulse energy applying unit for discharging the electrical energy charged in the power charging unit to the source precious metal submerged in the water solvent in the form of a pulse by using a high speed switch. According to the present invention, it is possible to produce a precious metal solution within a few ㎲ ~ several hundred ㎲, it is possible to manufacture a noble metal solution much faster than the conventional immersion electrolysis method, chlorine (cl), etc. in the water solvent while the solution is prepared Since the reaction between the ions and the precious metal is hardly induced, it is possible to prepare the precious metal solution with tap water and general water as well as distilled water and rectified water.
Description
본 발명은 귀금속 용액을 제조하는 장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 귀금속 와이어 또는 박판의 온도를 펄스방전에 의한 저항 발열로 짧은 시간 안에 플라즈마 온도까지 상승시켜 귀금속의 기화 및 이온화를 유발하여 고속으로 귀금속 용액을 제조하는 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a device for producing a noble metal solution, and more particularly, by raising the temperature of the noble metal wire or sheet to the plasma temperature in a short time by the resistance heat generated by pulse discharge, causing the vaporization and ionization of the noble metal, and thereby the precious metal at high speed To an apparatus for preparing a solution.
종래기술에 따른 귀금속 용액(은용액 또는 금용액) 제조장치는 대부분이 침지식 전기분해 방식을 채택하고 있다. 전기분해 방식을 채용하는 귀금속 용액 제조장치는 손쉽게 제작이 가능하여 가정용으로 널리 보급되고는 있지만, 경제성과 효율성의 측면에서 여러 가지 문제점이 있다. 예를 들어, 종래의 전기분해 방식의 은용액 제조장치의 경우 120~250CC의 물을 이용하여 은용액을 제조하는 데는 평균적으로 20~60분이라는 장시간이 소요된다. 또한, 전기분해 방식으로 은용액이 제조되는 과정에서 은용액이 공기 중의 산소와 접하고 가시광선에 노출되어 은용액이 갖는 특유의 살균 및 효능이 저하되는 원천적인 문제가 있다. 또한, 사용할 수 있는 물이 정류수(또는 증류수)로 국한되므로, 정류수를 공급할 수 있는 장비도 추가로 요구된다는 문제가 있다. Most of the noble metal solution (silver solution or gold solution) production apparatus according to the prior art adopts an immersion type electrolysis method. Precious metal solution manufacturing apparatus employing the electrolysis method can be easily manufactured and widely used in the home, but there are various problems in terms of economic efficiency and efficiency. For example, in the case of the conventional electrolytic silver solution manufacturing apparatus, it takes 20 to 60 minutes on average to prepare the silver solution using 120 to 250 CC of water. In addition, the silver solution is in contact with the oxygen in the air in the process of producing a silver solution by the electrolysis method is exposed to visible light, there is a source problem that the unique sterilization and efficacy of the silver solution is lowered. In addition, since water that can be used is limited to rectified water (or distilled water), there is a problem that additional equipment for supplying rectified water is also required.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전기분해 방식이 아닌 플라즈마 방식을 이용하여 귀금속 용액의 성질은 저하시키지 않으면서도 매우 짧은 시간안에 귀금속 용액을 제조할 수 있는 고속의 귀금속 용액 제조장치를 제공하는데 있다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a high-speed precious metal solution manufacturing apparatus that can produce a precious metal solution in a very short time without degrading the properties of the precious metal solution by using a plasma method rather than an electrolysis method. .
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 귀금속 용액 고속 제조장치는, 플라즈마의 형태로 귀금속을 분해시키기 위한 전기 에너지를 충전하는 전원 충전부; 및 상기 전원 충전부에 충전된 전기 에너지를 펄스의 형태로 물용매에 잠긴 귀금속 와이어 또는 박판에 방전시켜 상기 귀금속이 저항 발열로 플라즈마 상태에서 분해되어 상기 물용매에 분산될 수 있도록 하는 펄스 에너지 인가부;를 구비하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a noble metal solution high speed manufacturing apparatus using a plasma, including: a power charging unit for charging electrical energy for decomposing noble metal in the form of plasma; And a pulse energy applying unit for discharging the electrical energy charged in the power charging unit to a noble metal wire or a plate immersed in a water solvent in the form of a pulse so that the noble metal is decomposed in a plasma state by resistance heating and dispersed in the water solvent. Characterized in having a.
본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치는, 한 쪽은 상기 펄스 에너지 인가부에 전기적으로 연결되고 다른 쪽은 귀금속 용액 제조용 소스 귀금속이 전기적으로 연결되는 한 쌍의 도전성 연결부재를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 도전성 연결부재는 막대형, 다각기둥형 또는 원기둥형태로 구성될 수 있다.It is preferable that the precious metal solution high speed manufacturing apparatus according to the present invention further includes a pair of conductive connecting members, one of which is electrically connected to the pulse energy applying unit and the other of which is a source of precious metal solution. . At this time, the conductive connection member may be configured in the form of rod, polygonal column or cylinder.
본 발명에 있어서, 상기 소스 귀금속은 Ag 또는 Au이고 그 형상은 와이어형 또는 박판형인 것이 바람직하다. 이 때, 상기 소스 귀금속이 와이어형인 경우, 1000V이하의 저전압에서도 저항 발열 효과를 극대화 할 수 있도록 와이어의 직경은 0.005~0.1Φ 및 와이어의 길이는 50 ~ 300 mm인 것이 바람직하다. 또한, 상기 소스 귀금속이 박판형인 경우, 1000V이하의 저전압에서도 저항 발열 효과를 극대화 할 수 있도록 박판의 저항과 부피가 직경이 0.005~0.1Φ이고 길이가 50 ~ 300 mm인 와이어와 동일한 저항을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. In the present invention, the source noble metal is Ag or Au and the shape is preferably wire or thin. At this time, when the source precious metal is a wire type, the diameter of the wire is preferably 0.005 ~ 0.1Φ and the length of the wire is 50 ~ 300 mm so as to maximize the resistance heating effect even at a low voltage of less than 1000V. In addition, when the source noble metal is thin, it is configured to have the same resistance as the wire having a resistance and volume of 0.005 ~ 0.1Φ diameter and 50 ~ 300 mm in length so as to maximize the resistance heating effect even at a low voltage of less than 1000V It is desirable to be.
본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치는, 소정 체적의 물용매가 수용되는 물용매 수용부; 및 상기 물용매 수용부의 상부에 구비되어 물용매 수용부의 외기 노출을 차단하고, 상기 도전성 연결부재의 한 쪽 끝단이 상부로 노출되도록 삽입되어 설치될 수 있는 관통공이 구비된 물용매 수용부 덮개;를 더 구비할 수 있다.Precious metal solution high-speed manufacturing apparatus according to the present invention, the water solvent receiving portion that accommodates a predetermined volume of water solvent; And a water solvent accommodating part cover provided at an upper portion of the water solvent accommodating part to block exposure of the outside air of the water solvent accommodating part, and having a through hole which can be inserted and installed so that one end of the conductive connection member is exposed upward. It may be further provided.
본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치에 있어서, 상기 전원 충전부는, 외부의 교류 공급전압을 해당 레벨로 승압하는 트랜스부; 상기 트랜스부에 의해 승압된 전압을 직류로 정류하는 정류부; 및 상기 정류부에 의해 정류된 직류 전압이 대용량으로 충전되는 대용량 충전부;를 구비하는 것이 바람직하다.In the noble metal solution high-speed manufacturing apparatus according to the present invention, the power charging unit, the transformer unit for boosting the external AC supply voltage to a corresponding level; A rectifier for rectifying the voltage boosted by the transformer into direct current; And a large-capacity charging unit in which the DC voltage rectified by the rectifying unit is charged in large capacity.
본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치에 있어서, 상기 펄스 에너지 인가부는 대용량 고속 스위치를 구비하되, 온/오프 스위칭 시간이 100 ㎲ 이내인 것이 바람직하다.In the noble metal solution high speed manufacturing apparatus according to the present invention, the pulse energy applying unit is provided with a high-capacity high-speed switch, it is preferable that the on / off switching time is within 100 kW.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, and detailed description will be made with reference to the accompanying drawings in order to help understanding of the present invention. However, embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 귀금속 용액 고속 제조 장치의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for producing a noble metal solution using plasma according to an embodiment of the present invention.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치(10)는 외부전원을 이용하여 플라즈마의 형태로 귀금속을 분해시키기 위한 전기 에너지를 충전하는 전원 충전부(20)와, 상기 전원 충전부(20)에 충전된 전기 에너지를 펄스의 형태로 물용매(40)에 잠긴 소스 귀금속(50)에 방전시켜 상기 소스 귀금속(50)이 저항 발열로 플라즈마 상태에서 분해되어 상기 물용매(40)에 골고루 분산될 수 있도록 하는 펄스 에너지 인가부(30)를 구비한다. 1, the noble metal solution high speed manufacturing apparatus 10 according to the present invention is a power charging unit 20 for charging electrical energy for decomposing noble metal in the form of plasma using an external power source, and the power charging unit 20 ) By discharging the electrical energy charged into the source noble metal 50 submerged in the water solvent 40 in the form of a pulse, the source noble metal 50 is decomposed in the plasma state by the resistance heating, evenly distributed in the water solvent 40 It is provided with a pulse energy applying unit 30 to be.
본 발명에 있어서, 상기 소스 귀금속(50)은 은(Ag) 또는 금(Au)인 것이 바람직하나 귀금속이라면 어떠한 것이라도 가능하다. 또한, 상기 소스 귀금속(50)은 큰 저항 발열로 플라즈마 상태에서 분해되어야 하므로 큰 저항을 가질 수 있는 기하학적 형태인 와이어형 또는 박판형인 것이 바람직하다. In the present invention, the source precious metal 50 is preferably silver (Ag) or gold (Au), but any source can be used. In addition, since the source noble metal 50 must be decomposed in a plasma state with a large resistance heating, it is preferable that the source noble metal 50 is a wire or thin plate having a geometrical shape that can have a large resistance.
본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치(10)는, 한 쪽은 상기 펄스 에너지 인가부(20)에 전기적으로 연결되고 다른 쪽은 귀금속 용액 제조용 소스 귀금속(50)이 전기적으로 연결되는 한 쌍의 제1 및 제2도전성 연결부재(60a 및 60b)를 더 구비할 수 있다. 이 때, 상기 소스 귀금속(50)은 제1 및 제2도전성 연결부재(60a 및 60b)에 클립식 또는 볼트 고정식에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 여기에서, 상기 제1 및 제2도전성 연결부재(60a 및 60b)는 막대형, 다각기둥형 또는 원기둥형태로 구성되는 게 바람직하다.The precious metal solution high-speed manufacturing apparatus 10 according to the present invention, one side is electrically connected to the pulse energy applying unit 20 and the other side is a pair of agents that are electrically connected to the source precious metal 50 for the production of precious metal solution The first and second conductive connecting members 60a and 60b may be further provided. In this case, the source precious metal 50 may be electrically connected to the first and second conductive connecting members 60a and 60b by clip or bolt fixing. Here, the first and second conductive connecting members 60a and 60b are preferably configured in the form of rod, polygonal column or cylinder.
본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치(10)는 추가적으로 소정 체적의 물용매(40)가 수용되는 물용매 수용부(70)와, 상기 물용매 수용부(70)의 상부에 구비되어 물용매 수용부(70)의 외기 노출을 차단하고, 상기 도전성 연결부재(60a 및 60b)의 한 쪽 끝단이 상부로 노출되도록 삽입되어 설치될 수 있는 관통공이 구비된 물용매 수용부 덮개(80)를 더 구비할 수 있다(A 참조). 이러한 경우, 상기 제1 및 제2도전성 연결부재(60a 및 60b)는 고정식 또는 착탈식으로 상기 물용매 수용부 덮개(80)에 삽입되어 설치되는 것이 바람직하다.The noble metal solution high speed manufacturing apparatus 10 according to the present invention further includes a water solvent accommodating part 70 in which a predetermined volume of water solvent 40 is accommodated, and is provided on the water solvent accommodating part 70 to accommodate the water solvent. It is further provided with a water-solvent accommodating portion cover 80 having a through hole that blocks the exposure of the outside air and is inserted and installed so that one end of the conductive connection members 60a and 60b is exposed upward. (See A). In this case, it is preferable that the first and second conductive connecting members 60a and 60b are inserted into the water solvent accommodating part cover 80 in a fixed or detachable manner.
본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치(10)는 상기 물용매 수용부 덮개(80)의 하부로부터 연장되도록 설치되어 상기 제1 및 제2도전성 연결부재(60a 및 60b)의 주변을 감싸며 그 하단부가 개방되어 있는 보텍스 링(90)을 구비하는 것이 보다 바람직하다.The precious metal solution high speed manufacturing apparatus 10 according to the present invention is installed to extend from the lower portion of the water solvent receiving portion cover 80 to wrap around the first and second conductive connecting members 60a and 60b and have a lower end thereof. It is more preferable to have the vortex ring 90 open.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 충전부(20)와 펄스 에너지 인가부(30)의 회로 구성을 개략적으로 도시한 회로도이다. 2 is a circuit diagram schematically showing a circuit configuration of the power charging unit 20 and the pulse energy applying unit 30 according to an embodiment of the present invention.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전원 충전부(20)는 외부전원에 대한 온/오프 스위칭부(100)와, 외부의 공급전압을 해당하는 레벨로 승압시키는 트랜스부(110)와, 트랜스부(110)에 의해 승압된 전압을 직류로 정류하는 정류부(120), 예컨대 브릿지 다이오드와, 직류전압 충전 저항(125) 및 정류부(120)에 의해 정류된 직류 전압이 대용량으로 충전되는 충전부(130)를 구비한다.2, the power charging unit 20 according to an embodiment of the present invention is the on / off switching unit 100 for the external power source, and the transformer unit 110 for boosting the external supply voltage to a corresponding level; The rectifier 120 rectifies the voltage boosted by the transformer 110 into a direct current, for example, a bridge diode, and a charge part in which the DC voltage rectified by the DC voltage charging resistor 125 and the rectifier 120 is charged in large capacity. 130 is provided.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 펄스 에너지 인가부(30)는 외부전원에 의한 공급전압을 강압하는 트랜스부(140)와, 이 트랜스부(140)에 의해 강압된 전압을 직류로 정류하는 정류부(150), 예컨대 브릿지 다이오드와, 상기 정류부(150)에 의해 정류된 직류 전압을 대용량 고속 스위칭부(160)에 공급하는 펄스방전용 온/오프 스위칭부(170) 및 저항(175); 소용량 고속 스위칭부(180); 저항(190 및 200); 및 소용량 커패시터(210)를 구비한다.In addition, the pulse energy applying unit 30 according to an embodiment of the present invention is to rectify the transformer voltage 140 to step down the supply voltage by the external power source, and the voltage stepped down by the transformer 140 to direct current A rectifier 150, for example, a bridge diode, a pulse discharge on / off switch 170, and a resistor 175 for supplying the DC voltage rectified by the rectifier 150 to the large capacity high speed switching unit 160; Small-capacity high-speed switching unit 180; Resistors 190 and 200; And a small capacity capacitor 210.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 귀금속 용액의 고속 제조장치(10)를 이용하여 귀금속 용액을 제조하는 과정과 그 과정에서의 장치의 작용을 도3을 참조하여 이하 상세하게 설명하기로 한다. The process of producing the noble metal solution using the high speed manufacturing apparatus 10 for the noble metal solution using the plasma according to the present invention described above and the operation of the apparatus in the process will be described in detail with reference to FIG. 3.
먼저 물용매 수용부 덮개(80)를 열고 제1 및 제2도전성 연결부재(60a 및 60b) 사이에 와이어 형태 또는 박판 형태를 가진 일정량의 소스 귀금속(50)을 연결하고(도3의 (a) 및 (b) 참조), 일정량의 물용매를 물용매 수용부(70)에 담는다(도3의 (b) 참조). 이 때, 소스 귀금속(50)의 디멘션은 제조하고자 하는 귀금속 용액의 농도에 따라 달라지게 되는데 소스 귀금속이 은이고 그 형태가 와이어형인 경우 귀금속 용액의 농도에 따른 디멘션의 예를 보면 아래 표1과 같다(180cc 기준).First, the water solvent accommodating part cover 80 is opened, and a predetermined amount of source precious metal 50 having a wire form or a thin plate form is connected between the first and second conductive connecting members 60a and 60b (Fig. 3 (a)). And (b)), a certain amount of water solvent is contained in the water solvent accommodating portion 70 (see FIG. 3 (b)). At this time, the dimension of the source precious metal 50 will vary depending on the concentration of the noble metal solution to be prepared. If the source noble metal is silver and its shape is a wire type, examples of the dimension according to the concentration of the noble metal solution are shown in Table 1 below. (At 180cc).
이어서, 전원 충전부(20)의 충전 전압과 충전부(130)의 정전용량을 소스 귀금속(50)의 부피에 따른 기화 에너지 값에 따라 그 값을 조절한다. 예를 들어, 소스 귀금속(50)이 은인 경우 기화 에너지는 아래 표2와 같은 열역학적 데이터를 이용하여 계산할 수 있다.Subsequently, the charging voltage of the power charging unit 20 and the capacitance of the charging unit 130 are adjusted according to the vaporization energy value according to the volume of the source precious metal 50. For example, when the source precious metal 50 is silver, the vaporization energy may be calculated using thermodynamic data as shown in Table 2 below.
상기한 바와 같이, 소스 귀금속(50)의 기화 에너지 값에 따라 전원 충전부(20)의 충전전압과 대용량 충전부(130)의 정전용량이 설정되고 나면, 전원 충전부(20)의 온/오프 스위칭부(100)를 턴온시킨다. 그러면, 트랜스부(110)를 통하여 외부전압이 충전전압으로 전압이 승압되고 정류부(120)를 통하여 직류로 정류되며, 정류된 직류전압은 대용량 충전부(130)에 충전된다. As described above, after the charging voltage of the power charging unit 20 and the capacitance of the large-capacity charging unit 130 are set according to the vaporization energy value of the source precious metal 50, the on / off switching unit of the power charging unit 20 ( Turn on 100). Then, the voltage is boosted to the charging voltage through the transformer unit 110 and rectified to DC through the rectifying unit 120, the rectified DC voltage is charged in the large-capacity charging unit 130.
이 때, 펄스방전용 온/오프 스위칭부(170)를 턴온시키면 대용량 고속 스위치(160)가 작동되고, 대용량 충전부(130)에 충전되어 있는 전기 에너지가 수 ㎲ ~ 수백 ㎲ 이하의 시간동안 대전류의 형태로 소스 귀금속(50)에 펄스 방전된다. 이 때, 상기 대용량 고속 스위치는 대전류를 펄스 형태로 발생시키기 위해 온/오프 스위칭 시간이 100 ㎲ 이내인 것이 바람직하다. 이처럼 대전류가 펄스 방전되면, 소스 귀금속(150)에서 전자의 병목 현상에 의한 저항 발열 효과가 나타나게 되고 소스 귀금속(50)의 온도가 플라즈마 온도에 도달되어 은의 기화 및 이온화가 급격하게 일어난다. 이러한 기화 및 이온화 초기과정에서 핀치효과 및 관성의 법칙에 의해 일정 압력에 의해 구속을 받다가 얼마 후에 임계 압력 이상이 되면 소스 귀금속(50)의 폭발이 일어나게 되고, 폭발 직후 단열 효과에 의한 급냉이 이루어지면서 귀금속 입자 및 귀금속 이온이 물용매(40) 속으로 확산되어 귀금속이 분산된 용액이 얻어지게 된다.At this time, when the on / off switching unit 170 for pulse discharge is turned on, the large-capacity high-speed switch 160 is operated, and the electrical energy charged in the large-capacity charging unit 130 is operated at a large current for several ㎲ to several hundred ㎲ or less. Pulse discharge to the source precious metal 50 in the form. At this time, the high-capacity high-speed switch preferably has an on / off switching time of less than 100 mA to generate a large current in the form of a pulse. As such, when a large current pulse discharges, a resistance exothermic effect due to an electron bottleneck in the source noble metal 150 appears, and the temperature of the source noble metal 50 reaches the plasma temperature to rapidly evaporate and ionize silver. In the initial process of vaporization and ionization, the source precious metal 50 is exploded when bound by a certain pressure by the pinch effect and the law of inertia, but after a certain pressure, and then quenched by adiabatic effect immediately after the explosion. The precious metal particles and the precious metal ions diffuse into the water solvent 40 to obtain a solution in which the precious metal is dispersed.
본 발명에 있어서 소스 귀금속(50)이 와이어 형태인 경우 귀금속의 직경은 작게 하면 할 수록 바람직하다. 예를 들어, 소스 귀금속(50)의 직경을 0.005~0.1Φ 정도로 하게 되면, 1000V이하의 저전압에서도 저항 발열 효과를 극대화하여 소스 귀금속(50)의 플라즈마 온도까지 귀금속의 온도를 상승시킬 수 있다. In the present invention, when the source precious metal 50 is in the form of a wire, the smaller the diameter of the precious metal is, the more preferable. For example, when the diameter of the source noble metal 50 is about 0.005 to 0.1 Φ, the temperature of the noble metal may be increased to the plasma temperature of the source noble metal 50 by maximizing the resistance heating effect even at a low voltage of 1000 V or less.
한편, 소스 귀금속(50)이 짧은 시간 안에 저항 발열로 플라즈마 온도까지 상승되어 기화 및 이온화하게 되면 소스 귀금속(50) 부분에서 부피의 급격한 변화가 유발되어 폭발음이 발생된다. 그런데, 전술한 바와 같이 소스 귀금속(50)의 체적을 감소시키고 그 결과로 실제 사용되는 방전전압도 감소시키게 되면 소스 귀금속(50)의 펄스 방전시 폭발음과 압력이 거의 발생하지 않는 효과가 발생된다. 특히, 일반 고체는 기체로 기화할 때 대략 부피가 1760배 이상 팽창하므로 소스 귀금속(50)의 디멘션을 감소시켜 체적이 1/25 ~ 1/1000까지 줄어들면 소스 귀금속(50)의 기화시에는 소스 귀금속(50)의 체적 감소분 만큼의 기체 체적 감소가 있기 때문에 플라즈마 상태에서 소스 귀금속(50)이 기화 및 이온화되면서 발생되는 폭발음을 현저하게 감소시킬 수 있게 된다. On the other hand, when the source noble metal 50 is raised to the plasma temperature by resistance heating in a short time to vaporize and ionize, a sudden change in volume is caused in the source noble metal 50 to generate an explosion sound. However, as described above, if the volume of the source precious metal 50 is reduced, and as a result, the discharge voltage actually used is also reduced, an explosion noise and pressure are hardly generated during the pulse discharge of the source precious metal 50. In particular, since a general solid expands by approximately 1760 times or more when vaporized into a gas, the dimension of the source precious metal 50 is reduced, so that when the volume is reduced to 1/25 to 1/1000, the source is evaporated when the source precious metal 50 is vaporized. Since there is a gas volume reduction by the volume reduction of the noble metal 50, it is possible to significantly reduce the explosion sound generated when the source noble metal 50 is vaporized and ionized in the plasma state.
이상에서 본 발명의 실시예들이 개시되었다. 여기에서 특정한 용어가 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 당업자에게 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.Embodiments of the present invention have been disclosed above. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of illustrating the invention to those skilled in the art and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims.
상기한 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 귀금속 용액 고속 제조장치는 종래의 침지식 전기분해 방식을 채택하고 있는 귀금속 용액 제조장치와 비교할 때 다음과 같은 증진된 효과를 갖는다. The noble metal solution high speed production apparatus using the plasma according to the present invention has the following enhanced effects as compared to the noble metal solution production apparatus employing a conventional immersion electrolysis method.
첫째, 본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치는 플라즈마 방식에 의해 귀금속 용액을 수 ㎲ ~ 수백 ㎲ 안에 제조할 수 있기 때문에 귀금속 용액의 제조 시간이 종래기술에 따른 전기분해 방식을 채택하고 있는 은용액 제조장치의 20 ~ 60분 소요되는 것에 비해 매우 짧다. 따라서, 본 발명에 따른 장치를 이용할 경우 귀금속 용액이 필요할 때마다 그 때 그 때 제조하면 되므로 귀금속 용액을 저장하여 둘 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명은 귀금속 용액에 대한 저장 필요성을 배제할 수 있으므로 저장함에 따른 귀금속 용액의 효능저하를 방지할 수 있고, 저장조의 설비가 필요없게 되며, 의료용 소용량 살균수는 물론 세안용이나 목욕, 세탁용수로 매우 간편하고 적절하게 사용할 수 있고, 각종 농작물의 생육수 등으로 활용범위를 넓힐 수 있다.First, the noble metal solution high speed manufacturing apparatus according to the present invention can produce a noble metal solution in a few ㎲ ~ hundred ㎲ by the plasma method, the production time of the silver solution using the electrolysis method according to the prior art Very short compared to 20 to 60 minutes of the device. Therefore, when using the apparatus according to the present invention, whenever a noble metal solution is needed at that time, it is not necessary to store the precious metal solution. Accordingly, the present invention can eliminate the need for storage of the precious metal solution, thereby preventing the deterioration of the efficacy of the precious metal solution by storage, no need for storage tank equipment, medical small-capacity sterilizing water, as well as washing or bathing, It can be used very simply and appropriately as the washing water, and can be used for a wide range of crops.
둘째, 본 발명에 따른 귀금속 용액 고속 제조장치에 사용되는 소모품인 소스 귀금속의 경우, 예컨대 직경이 0.05Φ이고 길이가 50mm인 은 와이어를 사용할 경우, 180cc의 물용매에 3~5ppm 정도의 농도를 갖는 은용액의 제조가 가능하고, 1,000번을 사용해도 실질적으로 소요되는 은 와이어의 총 질량은 대략 1~1.5g으로 극히 소량이다. 그런데, 기존의 침지식 전기분해 방식을 채택하고 있는 귀금속 용액 제조장치의 경우 위와 같은 조건에서 실험을 했을 때, 소모품인 은봉을 300~400회 밖에 사용하지 못하게 되어 상대적으로 소모품 교체비용이 많이 든다. 결과적으로, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 귀금속 용액 고속 제조장치는 기존의 전기분해 방식에 비해 1/3~1/4 정도의 소모품 가격이 소요되므로 보다 경제적인 장치라 할 수 있다.Second, in the case of the source precious metal which is a consumable used in the high-speed manufacturing apparatus of the precious metal solution according to the present invention, for example, when using a silver wire having a diameter of 0.05 Φ and a length of 50 mm, it has a concentration of about 3 to 5 ppm in a 180 cc water solvent. The silver solution can be prepared and the total mass of silver wire practically consumed even with 1,000 is about 1-1.5 g, which is extremely small. By the way, in the case of the noble metal solution manufacturing apparatus employing the conventional immersion electrolysis method when the experiment under the above conditions, the silver bar, which is a consumable, can only be used 300 to 400 times, and the replacement cost of the consumable is relatively high. As a result, the noble metal solution high-speed manufacturing apparatus using the plasma according to the present invention can be called a more economical device because the cost of consumables of 1/3 to 1/4 compared to the conventional electrolysis method.
셋째, 실질적인 귀금속 용액의 제조시간이 수 ㎲ ~ 수백 ㎲ 내에서 완료되므로, 증류수와 정류수는 물론 일반물, 수돗물, 정수기물 등을 사용해도 무방하다. 왜냐하면, 아주 짧은 시간에 반응이 일어나므로 수돗물등에 함유되어 있는 다른 이온들과 반응할 시간이 거의 없어서 독성을 갖는 염화은(AgCl)이나 효능이 떨어지는 산화은과 같은 좋지않은 부산물(ppb 이하)이 거의 생성되지 않기 때문이다. 오히려, 고속으로 귀금속 용액을 제조할 때 플라즈마에 의한 오존이 발생하여 일반물에 남아있는 좋지않은 세균도 살균을 시키면서 귀금속 용액을 제조할 수 있다. Third, since the actual production time of the precious metal solution is completed within a few ㎲ ~ several hundred ㎲, it is possible to use not only distilled water and rectified water, but also general water, tap water, water purifier. Because the reaction occurs in a very short time, there is little time to react with other ions contained in tap water, so that little by-products (ppb or less) such as toxic silver chloride (AgCl) or less effective silver oxide are produced. Because it does not. Rather, when the noble metal solution is prepared at high speed, ozone generated by plasma may be generated to sterilize the bad bacteria remaining in the general water while sterilizing the noble metal solution.
넷째, 현재 시판되고 있는 은을 코팅하거나 첨가 또는 적용하여 만든 고가의 은 제품인, 은팬티, 은비누, 은샴푸, 은가습기, 은세탁기, 은양말, 나노 은젖병 등을 구입하지 않고도, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 귀금속 용액 고속 제조장치를 이용하여 은용액을 제조하고, 위에 나열한 제품들에 뿌리거나 세탁 헹굼시 섞어준다면 거의 같은 효능을 지닐 수 있게 된다. 또한, 최근 시중에 판매되고 있는 은 나노분말을 코팅한 나노 은젖병 대신 일반 젖병에 은용액을 소량 희석해서 장시간 보관하거나 사용하면 동일한 효과를 지닐 수 있게 된다. Fourthly, silver panties, silver soaps, silver shampoos, silver humidifiers, silver washing machines, silver socks, nano silver bottles, etc., which are expensive silver products made by coating, adding or applying commercially available silver, Precious metal solution using a plasma according to the production of a silver solution using a high-speed manufacturing apparatus, and sprinkled on the products listed above or mixed when washing and rinsing can have almost the same effect. In addition, instead of the silver nano-powder coated with the silver nanopowder currently sold in the market, a small amount of silver solution may be stored or used for a long time in a general bottle to have the same effect.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 귀금속 용액 고속 제조 장치의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for producing a noble metal solution using plasma according to an embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 충전부와 펄스 에너지 인가부의 회로 구성을 개략적으로 도시한 것이다.2 schematically illustrates a circuit configuration of a power charging unit and a pulse energy applying unit according to an embodiment of the present invention.
도3은 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 귀금속 용액 제조장치를 이용하여 귀금속 용액을 제조하는 과정을 개략적으로 도시한 공정도이다. Figure 3 is a process diagram schematically showing a process for producing a noble metal solution using a noble metal solution manufacturing apparatus using a plasma according to the present invention.
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