KR100665993B1 - Apparatus for producing nano-particles - Google Patents

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KR100665993B1
KR100665993B1 KR1020050000620A KR20050000620A KR100665993B1 KR 100665993 B1 KR100665993 B1 KR 100665993B1 KR 1020050000620 A KR1020050000620 A KR 1020050000620A KR 20050000620 A KR20050000620 A KR 20050000620A KR 100665993 B1 KR100665993 B1 KR 100665993B1
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노형수
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Abstract

본 발명은 나노입자 생성장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 질소 등의 불활성가스를 보유하는 탱크를 이용하거나, 공기중의 불활성기체인 질소를 분리하는 질소분리장치를 사용하여 불활성기체만을 전극사이의 방전공간으로 유입시켜 방전방식에서 문제가 되는 오존 , 질소산화물 등의 유해가스의 발생을 억제시킨다. 또한, 본 발명은 국부적으로 방전이 일어나는 영역만이 질소 등의 불활성 기체가 통과할 수 있도록 구성하여 많은 양의 나노입자를 최소량의 불활성기체로 효과적으로 생성한다.The present invention relates to a nanoparticle generating apparatus, and in particular, the present invention uses a tank containing an inert gas, such as nitrogen, or a nitrogen separation device for separating nitrogen, which is an inert gas in the air, between the electrodes. It flows into the discharge space to suppress the generation of harmful gases such as ozone and nitrogen oxide, which are problematic in the discharge method. In addition, the present invention is configured such that only in the region where the local discharge occurs, the inert gas such as nitrogen can pass through to effectively generate a large amount of nanoparticles with a minimum amount of inert gas.

이를 위해 본 발명의 나노입자 생성장치는 내부에 공기유로가 형성된 챔버(10)와, 이 챔버(10) 내의 공기유로(11)에 공기를 송풍하는 송풍팬(20)과, 챔버(10) 내의 공기유로(11)에 대향되도록 마련되며 나노입자로 만들기 원하는 덩어리 재료로 이루어진 복수의 전극(31)과, 전기방전을 위해 복수의 전극(31)에 고전압을 인가하는 고전압발생부(33)와, 공기중에 포함된 산소(02)가 복수의 전극(31)사이의 방전공간(50)에서 전기방전에 의해 반응하는 것을 방지하도록 복수의 전극(31)사이의 방전공간(50)에 불활성기체를 공급하는 불활성기체공급장치(40)를 포함한다.To this end, the nanoparticle generating apparatus of the present invention includes a chamber 10 having an air flow path formed therein, a blowing fan 20 for blowing air to the air flow path 11 in the chamber 10, and a chamber 10. A plurality of electrodes 31 provided to face the air passage 11 and made of agglomerate material desired to be made of nanoparticles, and a high voltage generator 33 for applying a high voltage to the plurality of electrodes 31 for electric discharge; An inert gas is placed in the discharge space 50 between the plurality of electrodes 31 to prevent oxygen (0 2 ) contained in the air from reacting with the electrical discharge in the discharge space 50 between the plurality of electrodes 31. Inert gas supply device 40 for supplying.

Description

나노입자 생성장치{APPARATUS FOR PRODUCING NANO-PARTICLES}Nano particle generator {APPARATUS FOR PRODUCING NANO-PARTICLES}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 생성장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a nanoparticle generating device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 다른 실시예이다.2 is another embodiment of FIG.

도 3은 도 2의 질소공급관과 전극사이의 설치구조를 보인 사시도이다.3 is a perspective view showing the installation structure between the nitrogen supply pipe and the electrode of FIG.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나노입자 생성장치의 구성도이다.4 is a block diagram of a nanoparticle generating device according to another embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 다른 실시예이다.5 is another embodiment of FIG. 4.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main functions of the drawings *

10 : 챔버 11 : 공기유로10 chamber 11: air flow path

20 : 송풍팬 30 : 나노입자생성부20: blower fan 30: nano particle generation unit

31 : 전극 32 : 고정부재31 electrode 32 fixing member

40 : 불활성기체공급장치 41 : 산소분리부40: inert gas supply device 41: oxygen separation unit

42 : 불활성기체공급관 43 : 삽입홈42: inert gas supply pipe 43: insertion groove

50 : 방전공간 60 : 질소압력탱크50: discharge space 60: nitrogen pressure tank

70 : 액화질소압력탱크 70: liquid nitrogen pressure tank

본 발명은 나노입자 생성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 살균/항균 혹은 유해가스 흡착 특성을 나타내는 나노 입자를 생성 및 분사하여 인체에 유해한 바이오 미생물이나 VOC, 악취 등의 유해 가스를 제거할 수 있는 나노입자 생성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a nanoparticle generating apparatus, and more particularly, by generating and spraying nanoparticles exhibiting sterilization / antibacterial or harmful gas adsorption characteristics, it is possible to remove harmful gases such as bio-microorganisms, VOCs, and odors harmful to the human body. It relates to a nanoparticle generator.

일반적으로, 나노입자 생성장치는 가전제품 시장이나 공조시스템, 대기오염제어설비 등에 사용되는 장치로서, 덩어리 재료가 나노입자크기로 생성되었을 때 나타날 수 있는 특이하고 다양한 특성을 이용한 장치이다. 나노입자는 크기가 대략 1nm에서 100nm 정도의 크기를 가지는 극미세 입자를 말하며, 이러한 나노입자는 미세한 입자크기에 따라 기하급수적으로 증가하게 되는 표면적을 통해 벌크상태와 차별되는 독특한 물리적 화학적 특성을 갖게 된다. 즉, 물질은 입자의 크기가 작아질수록 그 표면적의 확대를 통해 표면 원자가 차지하는 비율이 높아지게 되는데 열역학적인 관점에서 보면 표면을 구성하는 원자들은 내부에 위치한 원자들보다 에너지가 높다. 이를 통해 나노물질들은 소위 양자크기효과(quantum size effect)라 하여 벌크상태의 물질들보다 단위 원자당 높은 에너지를 갖게 되며, 이러한 양자크기효과를 통해 나노입자는 강도나 녹는점이 향상되거나 촉매로 사용될 경우 높은 활성을 보이게 되는 등 독특한 물리적 또는 화학적 특성을 갖게 된다.In general, the nanoparticle generator is a device used in the home appliance market, air conditioning systems, air pollution control equipment, etc., a device using a variety of unique characteristics that can appear when agglomerate material is produced in nanoparticle size. Nanoparticles are very fine particles having a size of about 1 nm to 100 nm, and these nanoparticles have unique physical and chemical properties that are differentiated from the bulk state through the surface area that increases exponentially with the fine particle size. . In other words, the smaller the particle size is, the larger the surface area occupies by increasing its surface area. From a thermodynamic point of view, the atoms constituting the surface have higher energy than the atoms located inside. As a result, nanomaterials have a higher energy per unit atom than bulk materials, so-called quantum size effects. Through these quantum size effects, nanoparticles have improved strength, melting point or when used as catalysts. It has unique physical or chemical properties such as high activity.

이러한 나노입자 생성장치는 은, 금 등과 같이 살균/항균 특성이 알려진 재료 또는 카본류의 재료나 이산화티탄 등의 흡착 특성이 알려진 재료를 나노 입자로 생성하여 바이오 오염물질의 살균/항균, VOC, 오존 등의 유해 가스의 흡착, 냄새, 악취 등을 제거한다.The nanoparticle generating apparatus generates nanoparticles of materials known to have sterilization / antibacterial properties such as silver and gold, or materials of known carbon adsorption properties such as titanium dioxide, to sterilize / antibacterial, VOC and ozone of bio-contaminants. Adsorption of toxic gases such as odors, odors and odors is removed.

종래의 나노입자 생성장치는 관형 챔버와, 나노입자로 만들기 원하는 덩어리 재료로 이루어진 두 개의 대향된 전극과, 각각 전극에 고전압을 인가하는 고전압발생기를 구비한다. 나노 입자 생성시, 챔버 내에 운반기체로서 공기를 불어 넣고 각각 전극을 고전압발생기에 연결시킨 후 전극 간격에 따라 수 kV에서 수 십 kV를 인가하여 전극 사이에서 스파크 방전을 발생시킨다. 이에 따라, 방전극으로 사용되는 재료의 표면 온도는 국부적으로 20000K 이상 상승하고, 전극 표면에서 물질이 기화한 후, 공기유동을 따라 움직이는 순간 급격한 온도 감소로 핵화되어 나노 입자가 생성된다.Conventional nanoparticle generators comprise a tubular chamber, two opposed electrodes made of agglomerate material desired to be made of nanoparticles, and a high voltage generator for applying a high voltage to the electrodes, respectively. When generating nanoparticles, air is blown into the chamber as a carrier gas, and each electrode is connected to a high voltage generator, and then spark discharge is generated between the electrodes by applying several kV to several tens of kV depending on the electrode spacing. Accordingly, the surface temperature of the material used as the discharge electrode locally rises more than 20000K, and after the material vaporizes on the electrode surface, it is nucleated with a sudden temperature decrease as it moves along the air flow, thereby producing nanoparticles.

하지만, 운반기체로 사용되는 공기의 조성은 78%가 질소(N2), 21%가 산소(02), 나머지 1%가 아르곤, 이산화탄소 외 기타 소량의 기체로 이루어져 있기 때문에 나노입자 생성시, 오존이나 질소산화물 등의 유해가스가 발생하는 문제점이 있다.However, since the composition of air used as a carrier gas is 78% nitrogen (N 2 ), 21% oxygen (0 2 ), the remaining 1% is composed of a small amount of gas other than argon, carbon dioxide and other nanoparticles, There is a problem that harmful gases such as ozone and nitrogen oxides are generated.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 나노입자 생성과정에서 유해가스 등의 부가적인 생성물이 발생하는 것을 방지하기 위한 불활성기체의 사용량을 최소화면서도 부가적인 생성물의 발생량을 최대한 줄일 수 있는 나노입자 생성장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to minimize the amount of inert gas to minimize the amount of additional products generated while preventing the generation of additional products such as harmful gases during the nanoparticle generation process. It is to provide a nanoparticle generator that can be reduced.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 나노입자 생성장치는 내부에 공기유 로가 형성된 챔버와, 상기 챔버 내의 공기유로에 공기를 송풍하는 송풍팬과, 상기 챔버 내의 공기유로에 대향되도록 마련된 나노입자로 만들기 원하는 덩어리 재료로 이루어진 복수의 전극과, 전기방전을 위해 상기 복수의 전극에 고전압을 인가하는 고전압발생부와, 공기중에 포함된 산소(02)가 상기 복수의 전극사이의 방전공간에서 전기방전에 의해 반응하는 것을 방지하도록 상기 복수의 전극사이의 방전공간에 불활성기체를 공급하는 불활성기체공급장치를 포함한다.Nanoparticle generating apparatus of the present invention for achieving the above object is a chamber having an air flow path formed therein, a blowing fan for blowing air to the air flow path in the chamber, and nanoparticles provided to face the air flow path in the chamber A plurality of electrodes made of a bulk material desired to be made into a metal, a high voltage generator for applying a high voltage to the plurality of electrodes for electric discharge, and oxygen (0 2 ) contained in the air in the discharge space between the plurality of electrodes. An inert gas supply device for supplying an inert gas into the discharge space between the plurality of electrodes to prevent the reaction by the discharge.

상기 불활성기체공급장치는 상기 챔버내의 공기유로상에 마련되어 상기 송풍팬에 의해 송풍된 공기의 조성 중 질소(N2)를 분리하는 질소분리부와, 상기 질소분리부에 의해 분리된 질소(N2)를 상기 복수의 전극사이의 방전공간에 공급하는 불활성가스공급관을 포함하는 것을 특징으로 한다.The inert gas supply device is provided on an air flow path in the chamber to separate nitrogen (N 2 ) in the composition of the air blown by the blowing fan and nitrogen separated by the nitrogen separation unit (N 2 ) An inert gas supply pipe for supplying a discharge space between the plurality of electrodes.

상기 불활성가스공급관에는 상기 복수의 전극사이의 방전공간을 내부에 수용하기 위해 상기 복수의 전극을 삽입 설치할 수 있도록 상기 복수의 전극에 대응하는 복수의 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 한다.The inert gas supply pipe is characterized in that a plurality of insertion grooves corresponding to the plurality of electrodes is formed so that the plurality of electrodes can be inserted to accommodate the discharge space between the plurality of electrodes therein.

상기 불활성기체공급장치는 질소(N2)가 채워진 질소압력탱크와 상기 챔버내의 공기유로상에 설치되어 상기 질소압력탱크에 의해 공급되는 질소(N2)를 상기 복수의 전극사이의 방전공간에 공급하는 불활성기체공급관을 포함하는 것을 특징으로 한다.The inert gas supply device is installed on a nitrogen pressure tank filled with nitrogen (N 2 ) and an air flow path in the chamber to supply nitrogen (N 2 ) supplied by the nitrogen pressure tank to a discharge space between the plurality of electrodes. It characterized in that it comprises an inert gas supply pipe.

상기 불활성기체공급관에는 상기 복수의 전극사이의 방전공간을 내부에 수용 하기 위해 상기 복수의 전극을 삽입 설치할 수 있도록 상기 복수의 전극에 대응하는 복수의 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 한다.The inert gas supply pipe is characterized in that a plurality of insertion grooves corresponding to the plurality of electrodes is formed so that the plurality of electrodes can be inserted to accommodate the discharge space between the plurality of electrodes therein.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 나노입자 생성장치는 길이방향으로 소정길이를 갖는 관형의 챔버(10)와, 공기가 흐르도록 챔버(10) 좌측에서 우측으로 관통하도록 마련된 공기유로(11)와, 이 공기유로(11)의 입구(11a)외측에는 외부공기를 공기유로(11) 내부로 공급하고, 생성된 나노입자를 챔버(10) 외부로 전달할 수 있도록 송풍력을 제공하는 송풍팬(20)과, 공기유로(11) 중도에 설치되며 나노입자를 만들기 위한 덩어리재료를 갖으며, 상기한 덩어리재료에 전기방전을 일으켜 나노입자를 생성하는 나노입자생성부(30)와, 전기방전에 의해 공기중에 포함된 산소(02)가 반응하여 유해가스를 발생시키는 것을 방지하기 위해 산소의 공급을 차단시키도록 이 나노입자생성부(30)의 전기방전공간에 불활성기체를 공급하는 불활성기체공급장치(40)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the nanoparticle generating device according to the exemplary embodiment of the present invention is provided to penetrate from the left side to the right side of the chamber 10 having a tubular chamber having a predetermined length in a longitudinal direction, and air flows. Outside the air passage 11 and the inlet 11a of the air passage 11, the outside air is supplied to the inside of the air passage 11, and a blowing force is provided to transfer the generated nanoparticles to the outside of the chamber 10. Provided blower fan 20 and the air flow passage 11 is provided in the middle and has a lump material for making nanoparticles, the nanoparticle generating unit 30 to generate nanoparticles by causing an electrical discharge to the lump material And an inert gas in the electric discharge space of the nanoparticle generator 30 to cut off the supply of oxygen to prevent the oxygen (0 2 ) contained in the air from reacting to generate harmful gases. Inert gas supply device for supplying (40) And a.

나노입자생성부(30)는 송풍팬(20)과 소정거리 이격된 위치의 공기유로(11)상의 챔버(10)의 상측과 하측에 하나씩 설치되며, 나노입자를 만들기 원하는 덩어리 재료가 봉형이나 막대형의 이루어진 대향된 두 개의 전극(31)과, 이 두 개의 전극(31)을 고정 설치하기 위한 고정부재(32)와, 이 고정부재(32)를 통하여 두 개의 전극(31)에 고전압을 인가하는 고전압발생부(33)로 이루어진다.The nanoparticle generator 30 is installed one by one on the upper side and the lower side of the chamber 10 on the air flow passage 11 at a position spaced apart from the blower fan 20, and the mass material for making the nanoparticles is a rod or membrane. Two large opposed electrodes 31, a fixing member 32 for fixing the two electrodes 31, and a high voltage is applied to the two electrodes 31 through the fixing member 32. It consists of a high voltage generator 33.

상기한 불활성기체공급장치(40)는 불활성공급관을 통하여 두 개의 전극(31)사이의 방전공간(50)에 불활성기체를 공급하여 공기 중의 산소(02) 등이 전기방전에 의해 반응하여 유해가스 등의 부가적인 생성물을 발생하는 것을 최대한 줄인다.The inert gas supply device 40 supplies an inert gas to the discharge space 50 between the two electrodes 31 through an inert supply pipe, and oxygen (0 2 ) in the air reacts by electric discharge, thereby causing harmful gas. Minimize the generation of additional products such as

상기한 불활성기체공급장치(40)는 일예로, 불활성기체인 질소(N2)를 공급하는 질소공급장치가 사용되며, 이 질소공급장치는 챔버(10)내의 공기유로(11)상에 마련되어 송풍팬(20)에 의해 송풍된 공기의 조성 중 질소(N2)를 분리하는 질소분리부(41)와, 이 질소분리부(41)에 의해 분리된 질소(N2)를 두 개의 전극(31)사이의 방전공간(50)에 질소공급관(42)으로 이루어진다.The inert gas supply device 40 is, for example, a nitrogen supply device for supplying nitrogen (N 2 ) which is an inert gas is used, the nitrogen supply device is provided on the air flow path 11 in the chamber 10 and blown fan 20 and the nitrogen separation unit 41 for separating the nitrogen (N 2) of the composition of the air blown by, a nitrogen separation unit the two electrodes (31, nitrogen (N 2) separated by a 41 A nitrogen supply pipe 42 is formed in the discharge space 50 therebetween.

이 질소공급관(42)은 도 1과 같이, 출구(11b)가 두 개의 전극(31)사이의 방전공간(50)에 근접하게 설치될 수도 있고, 도 2와 같이, 두 개의 전극(31)사이의 방전공간(50)을 내부에 수용하도록 내부에 형성된 두 개의 삽입홈(43)에 두 개의 전극(31)을 삽입 설치할 수 있다.As shown in FIG. 1, the nitrogen supply pipe 42 may have an outlet 11b installed close to the discharge space 50 between the two electrodes 31, and as shown in FIG. 2, between the two electrodes 31. Two electrodes 31 may be inserted into two insertion grooves 43 formed therein so as to accommodate the discharge space 50 therein.

상기한 나노입자 생성시, 각각의 전극(31)을 고전압발생부(33)에 연결한 후 전극(31)간격에 따라 수 kV에서 수 십 kV를 인가하면, 전극(31) 사이에서 스파크 방전 등의 전기방전이 일어난다. 전기방전에 의해 방전극(31)으로 사용되는 재료의 표면 온도는 국부적으로 절대온도로 수 만 도(보통 20000K 이상) 상승한다. 온도상승에 의해 전극(31) 표면에서 덩어리 재료 물질이 기화(evaporation)한 후, 공기유동을 따라 움직이는 순간 급격한 온도 감소로 핵화되어 나노 입자가 생성된다. 생성된 나노입자는 챔버(10)의 공기유로(11)에 설치된 송풍팬(20)을 작동시키거나, 인위적으로 만들어진 공기유로(11)의 압력차이에 의해 원하는 위치로 이동되게 된다. 이 때, 질소공급장치에 의해 유입된 질소(N2)가 주로 방전공간(50)에 유입되거나, 유입된 질소(N2)만이 방전공간(50)에 유입되기 때문에 오존 또는 질소산화물 등과 같은 유해가스의 발생량을 크게 줄일 수 있거나, 거의 발생하지 않게 할 수 있다.When the nanoparticles are generated, each electrode 31 is connected to the high voltage generator 33, and then several kV to several tens of kV are applied according to the interval of the electrode 31, and spark discharges between the electrodes 31, etc. Electric discharge occurs. The surface temperature of the material used as the discharge electrode 31 by electric discharge rises tens of thousands of degrees (usually 20000K or more) to a local absolute temperature. After evaporation of the mass material material on the surface of the electrode 31 by the temperature rise, it is nucleated with a sudden temperature decrease as it moves along the air flow, thereby producing nanoparticles. The generated nanoparticles are moved to a desired position by operating the blower fan 20 installed in the air flow passage 11 of the chamber 10 or by a pressure difference of the artificially created air flow passage 11. At this time, since nitrogen (N 2 ) introduced by the nitrogen supply device mainly flows into the discharge space 50, or only the introduced nitrogen (N 2 ) flows into the discharge space 50, it is harmful such as ozone or nitrogen oxide. The amount of gas generated can be greatly reduced or hardly generated.

한편, 상기한 질소공급장치는 질소분리부(41)를 통하여 질소(N2)만을 추출하여 사용하는 방식 대신에 도 3과 같이, 질소(N2)가 채워진 질소압력탱크(60)와 챔버(10)내의 공기유로(11)상에 설치되어 질소압력탱크(60)에 의해 공급되는 질소(N2)를 두 개의 전극(31)사이의 방전공간(50)으로 공급하는 질소공급관(42)을 구비할 수 있다. 이때, 질소공급관(42)은 도 4와 같이, 도 2와 같은 방식으로, 출구(11b)가 두 개의 전극(31)사이의 방전공간(50)을 내부에 수용하도록 내부의 상하측에 각각 형성된 두 개의 삽입홈(43)에 두 개의 전극(31)을 삽입 설치한다. 따라서, 질소공급장치에 의해 유입된 질소(N2)만이 방전공간(50)에 유입되기 때문에 오존 또는 질소산화물 등과 같은 유해가스가 거의 발생하지 않는다.On the other hand, the nitrogen supply device is a nitrogen pressure tank 60 and the chamber (N 2 ) filled with nitrogen (N 2 ) as shown in FIG. 3 instead of a method of extracting and using only nitrogen (N 2 ) through the nitrogen separation unit 41. 10 is provided on the air passage 11 in the nitrogen supply pipe 42 for supplying the nitrogen (N 2 ) supplied by the nitrogen pressure tank 60 to the discharge space 50 between the two electrodes (31) It can be provided. At this time, the nitrogen supply pipe 42 is formed in each of the upper and lower sides of the outlet 11b so as to accommodate the discharge space 50 between the two electrodes 31 therein, as shown in FIG. Two electrodes 31 are inserted into two insertion grooves 43. Therefore, since only nitrogen (N 2 ) introduced by the nitrogen supply device flows into the discharge space 50, no harmful gas such as ozone or nitrogen oxide is generated.

또한, 도 5와 같이, 상기한 질소공급장치의 질소압력탱크(60) 대신에 액화질소압력탱크(70)(60)로 교체 가능하다.In addition, as shown in Figure 5, instead of the nitrogen pressure tank 60 of the nitrogen supply apparatus can be replaced with the liquid nitrogen pressure tank 70, 60.

이상에서와 같이, 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu) 등 나노 입자로 만들기 원하는 덩어리 재료를 봉형이나 막대형 등으로 핀대핀 형태로 구성하고, 각각 전극(31)을 고전압발생기에 연결한 후, 전극(31) 간격에 따라 DC, 혹은 AC 고전압을 수 kV에서 수 십 kV를 수 Hz에서 수 kHz 범위의 주파수로 인가하면 전극(31) 사이에서 스파크 방전이 일어난다. 방전극(31)으로 사용되는 재료의 표면온도는 국부적으로 절대온도로 수 만도(20000K) 이상 상승하므로 전극(31) 표면에서 덩어리 재료 물질이 기화한다. 기화된 물질은 유동을 따라 움직이는 순간 급격한 온도 감소로 핵화되어 나노 입자가 발생된다.As described above, the agglomerate material desired to be made into nanoparticles such as silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), etc. is formed in a pin-to-pin shape in the form of a rod or a rod, and each electrode 31 is connected to a high voltage generator. After the connection, if a DC or AC high voltage is applied at a frequency ranging from several kV to several tens of kV, several Hz to several kHz, depending on the electrode 31 spacing, spark discharge occurs between the electrodes 31. Since the surface temperature of the material used as the discharge electrode 31 rises more than tens of thousands (20000K) at a local absolute temperature, the mass material material vaporizes on the surface of the electrode 31. The vaporized material is nucleated with a sudden drop in temperature as it moves along the flow, producing nanoparticles.

챔버(10) 내의 공기유로(11)의 입구(11a)나 출구(11b) 쪽에 팬을 장착하거나 인위적으로 압력차이를 만들어 주면 발생시킨 나노 입자를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 이때, 유입되는 운반 가스는 질소분리부(41)를 사용하여 방전공간(50) 부분으로 질소(N2)만 유입되도록 유도하거나 액화질소압력탱크(70)(60)나 다른 불활성 가스를 발생시킬 수 있는 탱크를 연결하여 질소(N2) 등의 불활성 가스만이 방전공간(50)을 통과하도록 한다면 오존이나 질소 산화물의 발생을 억제할 수 있다. 전극(31)에 인가되는 전압, 튜브를 통과하는 운반 기체의 유량과 전극(31) 재료 크기 등을 제어하면1-100 nm 직경의 106-108 개/cm3의 개수농도를 갖는 나노 입자를 발생시킬 수 있다.By mounting a fan on the inlet 11a or the outlet 11b of the air flow passage 11 in the chamber 10 or artificially making a pressure difference, the generated nanoparticles can be moved to a desired position. At this time, the introduced carrier gas may induce only nitrogen (N 2 ) to flow into the discharge space 50 using the nitrogen separation part 41 or generate liquefied nitrogen pressure tanks 70 and 60 or other inert gas. By connecting a tank capable of allowing only inert gas such as nitrogen (N 2 ) to pass through the discharge space 50, it is possible to suppress the generation of ozone or nitrogen oxides. If the voltage applied to the electrode 31, the flow rate of the carrier gas passing through the tube and the material size of the electrode 31, etc., the nanoparticles having a number concentration of 10 6 -10 8 / cm 3 of 1-100 nm diameter Can be generated.

전기방전이 발생하는 전극(31) 사이의 수 mm에서 수 십 mm를 국부적으로 질소(N2) 등의 불활성 기체가 통과하도록 하여, 최소한의 불활성 기체만을 사용한다. 나노 입자가 발생하는 동시에 공기와 희석되므로, 입자간의 충돌로 개수가 줄어드는 응집 현상을 지연시킴으로써 발생 입자의 수농도의 변화는 거의 없으면서도 많 은 유량의 공기에 나노 입자를 실어 발생시킬 수 있으므로 발생 입자의 개수를 증가시킬 수 있다.The inert gas such as nitrogen (N 2 ) is allowed to pass locally from several mm to several tens of mm between the electrodes 31 where electric discharge occurs, and only a minimum of inert gas is used. Since the nanoparticles are generated and diluted with air, the particles can be delayed to reduce the number of particles due to collisions. The number of can be increased.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 질소 등의 불활성가스를 보유하는 탱크를 이용하거나, 공기중의 불활성기체인 질소를 분리하는 질소분리장치를 사용하여 불활성기체만을 전극사이의 방전공간으로 유입시켜 방전방식에서 문제가 되는 오존 , 질소산화물 등의 유해가스의 발생을 억제시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention uses only a tank having an inert gas such as nitrogen, or a nitrogen separation device for separating nitrogen which is an inert gas in the air, so that only the inert gas is introduced into the discharge space between the electrodes. There is an effect that can suppress the generation of harmful gases such as ozone, nitrogen oxides, which is a problem in the discharge method.

또한, 본 발명은 국부적으로 방전이 일어나는 영역만이 질소 등의 불활성 기체가 통과할 수 있도록 구성하여 많은 양의 나노입자를 최소량의 불활성기체로 효과적으로 생성할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that only in the region where the local discharge occurs so that an inert gas such as nitrogen can pass through it can effectively produce a large amount of nanoparticles with a minimum amount of inert gas.

Claims (5)

내부에 공기유로가 형성된 챔버와,A chamber in which an air flow path is formed, 상기 챔버 내의 공기유로에 공기를 송풍하는 송풍팬과,A blowing fan for blowing air into the air passage in the chamber; 상기 챔버 내의 공기유로에 대향되도록 마련되어 전기방전에 의해 나노입자를 생성하는 복수의 전극과,A plurality of electrodes provided to face the air flow path in the chamber to generate nanoparticles by electric discharge; 상기 전기방전을 위해 상기 복수의 전극에 고전압을 인가하는 고전압발생부와,A high voltage generator for applying a high voltage to the plurality of electrodes for the electric discharge; 상기 나노입자 생성시 공기 중에 포함된 산소(02)가 상기 전기방전에 의해 반응하는 것을 방지하도록 상기 복수의 전극사이의 방전공간에 불활성기체를 공급하는 불활성기체공급장치를 포함하는 나노입자 생성장치.Nanoparticle generating device comprising an inert gas supply device for supplying an inert gas to the discharge space between the plurality of electrodes to prevent the oxygen (0 2 ) contained in the air reacts by the electrical discharge during the production of the nanoparticles . 제1항에 있어서, 상기 불활성기체공급장치는 상기 챔버내의 공기유로상에 마련되어 상기 송풍팬에 의해 송풍된 공기의 조성 중 질소(N2)를 분리하는 질소분리부와, 상기 질소분리부에 의해 분리된 질소(N2)를 상기 복수의 전극사이의 방전공간에 공급하는 불활성가스공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 생성장치.According to claim 1, wherein the inert gas supply device is provided on the air flow path in the chamber by the nitrogen separation unit for separating nitrogen (N 2 ) in the composition of the air blown by the blowing fan, by the nitrogen separation unit Nanoparticle generating apparatus comprising an inert gas supply pipe for supplying the separated nitrogen (N 2 ) to the discharge space between the plurality of electrodes. 제2항에 있어서, 상기 불활성가스공급관에는 상기 복수의 전극사이의 방전공간을 내부에 수용하기 위해 상기 복수의 전극을 삽입 설치할 수 있도록 상기 복수의 전극에 대응하는 복수의 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 나노입자 생성장 치.The method of claim 2, wherein the inert gas supply pipe is characterized in that a plurality of insertion grooves corresponding to the plurality of electrodes is formed so that the plurality of electrodes can be inserted to accommodate the discharge space between the plurality of electrodes therein. Nanoparticle generator. 제1항에 있어서, 상기 불활성기체공급장치는 질소(N2)가 채워진 질소압력탱크와 상기 챔버내의 공기유로상에 설치되어 상기 질소압력탱크에 의해 공급되는 질소(N2)를 상기 복수의 전극사이의 방전공간에 공급하는 불활성기체공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노입자 생성장치.The method of claim 1, wherein the inert gas supply of nitrogen (N 2) is filled with nitrogen pressure tank and the plurality of electrodes are provided on the air flow path of nitrogen (N 2) supplied by the nitrogen pressure tank in the chamber Nanoparticle generating device comprising an inert gas supply pipe for supplying a discharge space therebetween. 제4항에 있어서, 상기 불활성기체공급관에는 상기 복수의 전극사이의 방전공간을 내부에 수용하기 위해 상기 복수의 전극을 삽입 설치할 수 있도록 상기 복수의 전극에 대응하는 복수의 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 나노입자 생성장치.The method of claim 4, wherein the inert gas supply pipe is formed with a plurality of insertion grooves corresponding to the plurality of electrodes to insert the plurality of electrodes to accommodate the discharge space between the plurality of electrodes therein. Nanoparticle generator.
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