KR102620120B1 - 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치 - Google Patents

그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치 Download PDF

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세건하이테크(주)
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Abstract

본 발명은 방전세관의 외면에 우수한 전기전도성과 열전도성을 갖는 그래핀층을 형성하여 방전효율을 증가시키면서 전력소비를 감소시키고, 오존 생성시에 발생되는 열을 신속하게 냉각수로 전달하여 냉각효율을 증가시키면서 다수개의 방전세관이 장착된 오존발생모듈을 착탈식으로 설치할 수 있으며, 외부에서 방전현장을 관찰할 수 있는 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치에 관한 것이다.
본 발명은 소정형상의 몸체(1000)와, 몸체(1000)의 내부를 산소가 유입되는 구역, 냉각수가 위치하는 구역 및 오존이 배출되는 구역으로 분리하는 제1 분리부(2000) 및 제2 분리부(3000)와, 제1 분리부(2000)와 제2 분리부(3000)를 관통하여 착탈식으로 체결되며 내부에 고전압전극봉(4130)이 위치하며 방전세관(4110)의 외면에 그래핀층(4120)이 도포되어 고전압전극봉(4130)과 그래핀층(4120) 사이에서 고전압 방전을 발생시켜 오존을 생성하여 배출하는 오존발생모듈(4000)과, 제1 분리부(2000)와 제2 분리부(3000) 사이로 공급되는 냉각수(5000)와, 오존이 생성되도록 오존발생모듈(4000)에 고전압 전류를 인가하는 고전압전류 공급부(6000)을 포함한다.

Description

그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치{Modular type transparent ozone generator using contact cooling using graphene}
본 발명은 방전세관의 외면에 우수한 전기전도성과 열전도성을 갖는 그래핀층을 형성하여 방전효율을 증가시키면서 전력소비를 감소시키고, 오존 생성시에 발생되는 열을 신속하게 냉각수로 전달하여 냉각효율을 증가시키면서 다수개의 방전세관이 장착된 오존발생모듈을 착탈식으로 설치할 수 있으며, 외부에서 방전현장을 관찰할 수 있는 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치에 관한 것이다.
오존(O3)은 산소 원자가 3개 결합된 형태의 강력한 산화력과 살균력을 가진 물질로서, 공기나 물속의 불순물을 산화시켜 제거하거나 식품 내 세균을 멸균시키는 능력이 탁월하여 살균장치, 정수장치, 폐수 처리장치, 탈취장치 및 폐기물 처리장치 등에 사용되고 있다.
이러한 오존은 일반적인 대기 상태에 항상 소량(통상 0.01~0.03 PPM)이 존재하고 있지만, 쉽게 분해되는 등 불안정한 상태이기 때문에, 이를 산업적으로 이용하기 위해서는 인공적으로 발생시키는 장치가 필요하게 되었고 이에 따라 개발된 것이 오존발생장치(ozonizer)이다.
오존발생장치는 3O2 + E <--> 2O3 + ΔH(발열반응/가역반응)의 반응을 이용하는 것으로, 일반적으로 세라믹이 코팅된 유전체관과, 세라믹이 코팅된 수냉식 전극관을 양극으로 하고, 다른 한 금속면을 음극으로 만들어 병렬로 다수의 방전관을 연결하여 사용되고 있다. 그러나, 이 방법은, 100g/hr 정도의 소용량에 서는 고효율 오존발생방법으로 효과적이나, 대용량에서는 한계가 있다는 문제점을 가지고 있다.
이러한 오존발생장치는 방전이 발생하기 위하여 고압전극에 별도의 세라믹을 코팅하거나 굵고 두꺼운 유전체관을 사용하여 방전효율이 감소되는 문제가 있다.
대한민국등록특허 10-1354145(14.01.15)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 방전세관의 외면에 우수한 전기전도성과 열전도성을 갖는 그래핀층을 형성하여 방전효율을 증가시키면서 전력소비를 감소시키고, 오존 생성시에 발생되는 열을 신속하게 냉각수로 전달하여 냉각효율을 증가시키면서 다수개의 방전세관이 장착된 오존발생모듈을 착탈식으로 설치할 수 있으며, 외부에서 방전현장을 관찰할 수 있는 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 해결과제는 냉각수의 주입하는 동안에 공기를 분사하여 냉각수가 정체되는 것을 방지하면서 방전세관에 고르게 흐르도록 할 수 있는 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치는 소정형상의 몸체(1000)와, 몸체(1000)의 내부를 산소가 유입되는 구역, 냉각수가 위치하는 구역 및 오존이 배출되는 구역으로 분리하는 제1 분리부(2000) 및 제2 분리부(3000)와, 제1 분리부(2000)와 제2 분리부(3000)를 관통하여 착탈식으로 체결되며 산소를 공급받아 고전압 방전으로 오존을 생성하여 배출하는 오존발생모듈(4000)과, 제1 분리부(2000)와 제2 분리부(3000) 사이로 공급되는 냉각수(5000)와, 오존이 생성되도록 오존발생모듈(4000)에 고전압 전류를 인가하는 고전압전류 공급부(6000)을 포함하며,
몸체(1000)는 소정형상으로 이루어지며 일측면에 산소가 유입되는 산소유입구(1100)가 형성되고, 타측면에 오존이 배출되는 오존배출구(1200)가 형성되며, 하부에 냉각수(5000)가 유입되는 냉각수 유입구(1300)가 형성되고, 상부 측면에 냉각수(5000)를 배출시키는 냉각수 배출구(1400)가 형성되며, 내부로 공급된 냉각수(5000)가 혼합되면서 정체되는 것을 방지하기 위하여 바닥에 공기를 폭기시키는 공기분사구(1500)가 형성되며,
오존발생모듈(4000)은, 개구된 원통형상의 방전세관(4110)과, 방전세관(4110)의 외면에 도포되고 접지전극(4140)이 연결되는 그래핀층(4120)과, 방전세관(4110)의 내부에 위치하는 봉형상의 전극봉몸체(4131)와, 전극봉몸체(4131)의 일단에서 외부로 연장되고 표면에 나사산이 형성되는 제1 연장부(4132)와, 전극봉몸체(4131)의 타단에서 외부로 연장되고 표면에 나사산이 형성되는 제2 연장부(4133)로 이루어진 고전압전극봉(4130)을 포함하는 방전부(4100)와; 제1 분리부(2000)의 오존발생모듈고정홀(2100)에 위치하고 다수개의 방전부(4100)의 일단을 고정하면서 산소를 방전세관(4110)의 내부로 공급하며 고전압전극봉(4130)의 제1 연장부(4132)를 고정시키는 제1 고정부(4200)와; 제2 분리부(3000)의 오존발생모듈고정홀(3100)에 위치하고 다수개의 방전부(4100)의 타단을 고정하면서 방전세관(4110)에서 생성된 오존을 배출하며 고전압전극봉(4130)의 제2 연장부(4133)를 고정시키는 제2 고정부(4300)와; 전류가 통하는 전도체 재질을 사용하고 제1 고정부(4200)를 관통된 다수개의 고전압전극봉(4130)의 제1 연장부(4132)에 연결되어 고전압전류 공급부(6000)의 고전압 전류를 전달하는 고전압 공급부(4400)와; 일단이 그래핀층(4120)에 연결되고 타단이 고전압전류 공급부(6000)의 접지라인에 연결되는 접지전극(4140);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치는 방전세관의 외면에 우수한 전기전도성과 열전도성을 갖는 그래핀층을 형성하여 방전효율을 증가시키면서 전력소비를 감소시키고, 오존 생성시에 발생되는 열을 신속하게 냉각수로 전달하여 냉각효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 몸체의 내부로 유입되는 냉각수에 공기를 분사시켜 난류를 형성하고 냉각수부 상층부에 자유수면이 형성되게 하여 냉각수의 와류에 의한 상하 순환대류가 형성되게 하여 냉각수가 정체되는 것을 방지하면서 방전세관의 외면에 접촉횟수를 많게 하여 신속하게 열을 제거할 수 있게 된다.
또한, 방전세관이 다수개 설치된 오존발생모듈을 착탈식으로 설치할 수 있기 때문에 필요한 오존량이 변화되더라도 알맞게 생산할 수 있는 장점이 있다.
또한, 방전세관의 외면에 투명한 그래핀이 도포되기 때문에 운전자가 오존발생시의 방전과정을 살펴볼 수 있어 오존발생모듈이 작동하지 않는 경우에 신속하게 적절한 조치를 취할 수 있는 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치의 결합상태도.
도 3은 본 발명에 따른 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치의 몸체(1000), 제1 분리부(2000), 제2 분리부(3000)의 결합도.
도 4는 본 발명에 따른 오존발생모듈(4000)의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 오존발생모듈(4000)의 분해 사시도
도 6은 본 발명에 따른 몸체(1000)에 장착된 오존발생모듈(4000)와 고전압전류 공급부(6000)의 연결상태도.
도 7은 본 발명에 따른 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치의 작동상태 단면도.
도 8은 도 6에서 오존발생모듈(4000)의 방전 상태도.
도 9는 본 발명에 따른 접지커넥터(6100)의 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치는 소정형상의 몸체(1000)와, 몸체(1000)의 내부를 산소가 유입되는 구역, 냉각수가 위치하는 구역 및 오존이 배출되는 구역으로 분리하는 제1 분리부(2000) 및 제2 분리부(3000)와, 제1 분리부(2000)와 제2 분리부(3000)를 관통하여 착탈식으로 체결되며 산소를 공급받아 고전압 방전으로 오존을 생성하여 배출하는 오존발생모듈(4000)과, 제1 분리부(2000)와 제2 분리부(3000) 사이로 공급되는 냉각수(5000)와, 오존이 생성되도록 오존발생모듈(4000)에 고전압 전류를 인가하는 고전압전류 공급부(6000)를 포함한다.
몸체(1000)는 소정형상으로 이루어지며 일측면에 산소가 유입되는 산소유입구(1100)가 형성되고, 타측면에 오존이 배출되는 오존배출구(1200)가 형성되며, 하부에 냉각수(5000)가 유입되는 냉각수 유입구(1300)가 형성되고, 상부 측면에 냉각수(5000)를 배출시키는 냉각수 배출구(1400)가 형성가 형성된다. 이때, 냉각수 유입구(1300)는 바닥에 일정간격으로 다수개 형성된 노즐로 이루어지고, 분사방식으로 냉각수를 공급하는 것이 바람직하다. 또한, 냉각수 배출구(1400)는 원통형상으로 수평하게 몸체(1000) 상부의 일측면에서 타측면으로 관통되고, 냉각수가 위치하는 구역의 위치하는 부분은 자연수면이 형성되도록 냉각수를 유입되는 개구부(1410)가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 몸체(1000)는 내부로 공급된 냉각수(5000)가 혼합되면서 정체되는 것을 방지하기 위하여 바닥에 공기를 폭기시키는 공기분사구(1500)가 형성된다. 그리고, 몸체(1000)에는 내부의 작동상태를 관찰하기 위한 감시창(1700)이 형성될 수 있다.
제1 분리부(2000)는 판형상으로 몸체(1000) 내부를 산소가 유입되는 구역과 냉각수가 위치하는 구역으로 분리시킨다. 제1 분리부(2000)는 오존발생모듈(4000)의 일측부분을 밀착 고정시키는 다수개의 오존발생모듈고정홀(2100)이 형성된다. 이러한 제1 분리부(2000)에 의해서 산소유입구역에는 산소유입구(1100)를 통해서 유입된 산소가 포집된 후에 오존발생모듈(4000)로 공급되게 된다.
제2 분리부(3000)는 판형상으로 몸체(1000) 내부를 냉각수가 위치하는 구역과 오존이 배출되는 구역으로 분리시킨다. 제2 분리부(3000)는 오존발생모듈(4000)의 타측부분을 밀착 고정시키는 다수개의 오존발생모듈고정홀(3100)이 형성된다. 이러한 제2 분리부(3000)에 의해서 분리된 오존배출구역에는 오존발생모듈(4000)의 타측부분에서 배출된 오존이 포집된 후에 오존배출구(1200)를 통해서 외부로 배출되게 된다.
한편, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 오존발생모듈(4000)은 방전부(4100), 제1 고정부(4200), 제2 고정부(4300), 고전압 공급부(4400), 움직임 방지부(4500)를 포함한다.
방전부(4100)는 고전압 전류를 제공받으면 방전현상으로 산소를 해리하여 오존을 발생시키게 된다. 이러한 방전부(4100)는 방전세관(4110), 그래핀층(4120), 고전압전극봉(4130)으로 이루어진다.
방전세관(4110)은 개구된 원통형상으로 교류 고전압이 인가되면 내부의 위치하는 고전압전극봉(4130)과 내면 사이의 방전이 발생되면서 산소를 해리하여 오존을 발생시키게 된다. 방전세관(4110)은 석영세관을 사용하며 특히, 지름이 1~30mm이고, 두께가 0.1~5mm의 석영세관을 사용하는 것이 바람직하다. 석영세관은 유전체 역할을 수행하게 되어 방전을 위한 별도의 유전체를 도포할 필요가 없으며 두께가 작기 때문에 유전율이 좋게 된다. 이에 따라 세관을 사용할 경우 대구경관에 비해 단위면적당 방전면적이 넓기 때문에 대용량 오존발생기 제작이 가능하고 유리하다.
그래핀층(4120)은 방전세관(4110)의 외면에 도포되고 접지전극(4140)이 연결된다. 그래핀층(4120)은 고전압 전류가 공급되면 방전세관(4110)의 내부에 위치하는 고전압전극봉(4130)과 방전되어 오존을 발생시키게 된다. 이러한, 그래핀층(4120)은 우수한 전기전도성에 의해서 방전효율을 증가시키면서 전력소비를 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 그래핀층(4120)은 우수한 열전도성에 의해서 방전세관(4110)에서 전기 방전시에 발생되는 열을 신속하게 냉각수로 전달하여 냉각효율을 증가시킬 수 있게 된다.
고전압전극봉(4130)은 방전세관(4110)의 내부에 수직하게 위치하며 교류 고전압 전류가 인가된다. 고전압전극봉(4130)은 방전세관(4110)의 내부에 위치하는 봉형상의 전극봉몸체(4131)와, 전극봉몸체(4131)의 일단에서 외부로 연장되고 표면에 나사산이 형성되는 제1 연장부(4132)와, 전극봉몸체(4131)의 타단에서 외부로 연장되고 표면에 나사산이 형성되는 제2 연장부(4133)로 이루어진다. 제1 연장부(4132)와 제2 연장부(4133)는 제1 커버부(4220)의 제1 관통홀(4221)와 제2 커버부(4320)의 제2 관통홀(4321)을 통과하여 외부로 연장된 후에 너트로 체결되어 고정된다.
접지전극(4140)은 일단이 그래핀층(4120)에 연결되고 타단이 접지라인에 연결된다. 이러한 접지전극(4140)은 접지라인으로부터 고전압 전류가 공급되면 그래핀층(4120)으로 전달하게 된다.
제1 고정부(4200)는 원형의 판형상으로 제1 분리부(2000)의 오존발생모듈고정홀(2100)에 밀착 고정되고 표면에 방전세관(4110)의 일단이 삽입되는 다수개의 제1 지지홀(4211)이 형성된 제1 지지판(4210)과, 일방이 개구된 원통형상으로 개구된 하단이 제1 지지판(4210)에 밀착되고 상부면에 고전압전극봉(4130)의 제1 연장부(4132)가 관통되는 다수개의 제1 관통홀(4221)이 형성된 제1 커버부(4220)로 이루어진다.
또한, 제1 커버부(4220)는 외부의 산소를 제1 지지판(4210)과 제1 커버부(4220) 사이로 공급하는 산소공급홀(4222)이 표면 또는 측면에 형성되고, 그래핀층에 연결된 접지전극(4140)이 관통되는 접지전극관통홀(4223)이 측면에 형성된다. 이에 따라 제1 커버부(4220)의 외부로 공급된 산소는 제1 커버부(4220)의 산소공급홀(4222)을 통해 제1 지지판(4210)과 제1 커버부(4220) 사이의 공간으로 공급된 후에 방전세관(4110)의 일단으로 공급된다. 그리고, 방전세관(4110)에 연결된 접지전극(4140)은 접지전극관통홀(4223)을 통해 제1 커버부(4220)의 외부로 연장되게 된다.
제2 고정부(4300)는 원형의 판형상으로 제2 분리부(3000)의 오존발생모듈고정홀(3100)에 밀착 고정되고 표면에 방전세관(4110)의 타단이 삽입되는 다수개의 제2 지지홀(4311)이 형성된 제2 지지판(4310)과, 일방이 개구된 원통형상으로 개구된 상단이 제2 지지판(4310)에 밀착되고 하부면에 고전압전극봉(4130)의 제2 연장부(4133)가 관통되는 다수개의 제2 관통홀(4321)이 형성된 제2 커버부(4320)로 이루어진다.
또한, 제2 커버부(4320)에는 제2 지지판(4310)과 제2 커버부(4320) 사이로 공급되는 오존을 제2 커버부(4320) 외부로 배출하는 오존배출홀(4322)이 형성된다. 이에 따라 제2 지지판(4310)의 상부로 돌출된 방전세관(4110)의 타단에서 배출되는 오존은 제2 커버부(4320) 제2 지지판(4310)과 제2 커버부(4320) 사이의 공간으로 배출된 후에 오존배출홀(4322)을 통해서 외부로 배출되게 된다.
고전압 공급부(4400)는 전류가 통하는 전도체 재질을 사용하고 제1 커버부(4220)를 관통한 다수개의 고전압전극봉(4130)의 제1 연장부(4132)에 연결되어 동시에 고전압 전류를 전달한다. 이때, 고전압 공급부(4400)는 판형상으로 이루어지며 표면에 제1 커버부(4220)의 관통홀(4121)에 대응되게 형성되어 고전압전극봉(4130)의 제1 연장부(4132)가 관통되는 다수개의 체결홀(4410)이 형성되고, 중앙에는 외부의 고전압 전극라인이 연결되는 고전압 연결봉(4420)이 형성된다. 이때, 고전압 연결봉(4420)에는 고전압휴즈가 내장되는 것이 바람직하다.
움직임 방지부(4500)는 판형상으로 다수개의 방전세관(4110)이 통과하는 다수개의 관통홀이 형성된다. 이러한 움직임 방지부(4500)에 의해서 다수의 방전세관(4110)이 하나의 모듈로 방전세관(4110)을 견고하게 위치시킬 수 있게 된다.
냉각수(5000)는 몸체(1000) 내면의 제1 분리부(2000), 제2 분리부(3000) 사이로 공급되며 오존발생모듈(4000)의 방전세관(4110)에서 발생된 열을 냉각시킨다. 즉, 오존발생모듈(4000)이 제1 분리부(2000), 제2 분리부(3000) 사이에 위치하게 되면 냉각수(5000)가 내부를 흐르면서 오존발생모듈(4000)의 방전세관(4110)과 그래핀층(4120)을 감싸게 된다. 이에 따라 방전과정에서 발생된 열을 신속하게 냉각시킬 수 있어 생성된 오존이 산소로 환원되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이러한, 냉각수는 제1 분리부(2000)와 제2 분리부(3000)로 분리된 몸체(1000)의 중앙 하부면에 형성된 냉각수 유입구(1300)로부터 유입되어 상승하게 되고, 몸체(1000) 내부의 상부에서 수평하게 형성된 냉각수 배출구(1400)의 개구부로 유입된 후에 외부로 배출되게 된다. 또한, 몸체(1000)의 내부로 유입된 냉각수(5000)는 공기분사구(1500)에서 분사되는 공기에 의해서 혼합되면서 폭기되어 몸체(1000) 내부를 고르게 흐르게 된다.
고전압전류 공급부(6000)는 오존이 생성되도록 오존발생모듈(4000)에 고전압 전류를 인가한다. 고전압전류 공급부(6000)의 고전압라인은 고전압전극봉(4130)에 연결된 고전압 연결봉(4420)에 접속되고, 접지라인은 그래핀층(4120)에 연결된 접지전극(4140)에 접속된다. 이때, 교류 고전압은 800~2,000Hz의 주파수를 갖고, 약 1,000~10,000V의 전압을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 접지라인은 접지커넥터(6100)를 이용하여 다수의 접지전극을 접지시키는 것이 바람직하다.
도 9에 도시된 바와 같이, 접지커넥터(6100)는 일측에 다수의 접지전극(4140)이 연결되는 접지전극 연결단(6110)와 타측에 접지라인이 연결되는 접지라인 연결단(6120)이 형성되어 접지라인과 다수개의 접지전극(4140)을 연결시킨다. 이러한 접지커넥터(6100)는 몸체(1000) 내부와 제1 분리부(2000) 사이의 산소유입구역에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라 접지전극(4140)의 타단을 접지전극관통홀(4223)을 통과시킨 후에 접지전극 연결단(6110)에 연결하면 동시에 그래핀층(4120)을 접지시킬 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명의 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치의 작동상태를 살펴본다.
먼저, 다수개의 방전세관이 일체화된 오존발생모듈(4000)이 몸체(1000)의 내부에서 수직하게 위치하는 제1 고정부(4200)와 제2 고정부(4300)의 오존발생모듈고정홀(2100,3100)에 수평하게 고정된다. 이때, 오존발생모듈(4000)은 오존 발생량에 알맞은 다수개가 설치되며, 오존발생모듈(4000)이 설치되지 않은 오존발생모듈고정홀(2100,3100)은 냉각수(5000)가 흐르지 않도록 밀봉된다.
그리고, 냉각수(5000)가 몸체(1000)의 바닥면에 위치하는 냉각수 유입구(1300)를 통해 분사되면서 상승하면서 몸체(1000)의 상부에 형성된 냉각수 배출구(1400)를 통해 외부로 배출된다. 이때, 몸체(1000)의 바닥면에 위치하는 공기분사구(1500)에 장착된 노즐을 통해서 공기가 분사되면 냉각수(5000)가 혼합되면서 정체되는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 산소유입구(1100)를 통해서 몸체(1000)와 제1 분리부(2000) 사이의 구역으로 산소를 공급하면, 공급된 산소는 오존발생모듈(4000)의 제1 커버부(4220)에 형성된 산소공급홀(4222)을 통과하여 제1 지지판(4210)과 제1 커버부(4220) 사이의 공간으로 이동한 후에 돌출된 방전세관(4110)의 내부로 공급되게 된다.
오존을 생성하기 위하여 고전압전류 공급부(6000)를 작동시켜 고전압전극봉(4130)이 연결된 고전압 공급부(4400)의 고전압전극과 그래핀층(4120)에 연결된 접지전극(4140)에 교류 고전압을 인가한다. 이에 따라 고전압전극봉(4130)과 그래핀층(4120) 사이에서 방전이 발생되면서 고전압전극봉(4130)과 방전세관(4110)의 내벽 사이의 공간에서 산소가 해리되면서 오존이 생성되게 된다.
이때, 오존생성시 발열반응에 의해 생성된 열은 방전세관(4110), 그래핀층(4120)을 거쳐 냉각수(5000)로 전도되어 신속하고 제거되기 때문에 오존이 산소로 환원되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 방전세관(4110)의 내부에서 생성된 오존은 방전세관(4110)의 타단을 통해서 제2 지지판(4310)와 제2 커버부(4320) 사이의 공간으로 배출된 후에 제2 커버부(4320)의 오존배출홀(4322)로 배출되어 몸체(1000)의 하단과 제2 분리부(3000) 사이로 포집된다. 그 후, 몸체(1000)에 형성된 오존배출구(1200)를 거쳐 외부로 배출되게 된다.
이와 같이 다수개의 방전세관을 구비하는 오존발생모듈(4000)을 착탈식으로 체결하기 때문에 필요한 오존량에 적합한 오존발생모듈(4000)을 설치할 수 있다. 또한 그래핀층(4120)의 우수한 전기전도성에 의해 방전효율을 증가시키면서 전력소비를 감소시킬 수 있으며, 우수한 열전도성에 의해 오존 생성시에 발생되는 열을 신속하게 냉각수로 전달하여 냉각효율을 증가시킬 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1000 : 몸체 1100 : 산소유입구
1200 : 오존배출구 1300 : 냉각수 유입구
1400 : 냉각수 배출구 1410 : 개구부
1500 : 공기분사구 1700 : 감시창
2000 : 제1 분리부 2100 : 오존발생모듈고정홀
3000 : 제2 분리부 3100 : 오존발생모듈고정홀
4000 : 오존발생모듈 4100 : 방전부
4110 : 방전세관 4120 : 그래핀층
4130 : 고전압전극봉 4131 : 전극봉몸체
4132 : 제1 연장부 4133 : 제2 연장부
4140 : 접지전극 4200 : 제1 고정부
4210 : 제1 지지판 4211 : 제1 지지홀
4220 : 제1 커버부 4221 : 제1 관통홀
4222 : 산소공급홀 4223 : 접지전극관통홀
4300 : 제2 고정부 4310 : 제2 지지판
4311 : 제2 지지홀 4320 : 제2 커버부
4321 : 제2 관통홀 4322 : 오존배출홀
4400 : 고전압 공급부 4410 : 체결홀
4420 : 고전압 연결봉 4500 : 움직임 방지부
5000 : 냉각수 6000 : 고전압전류 공급부
6100 : 접지커넥터 6110 : 접지전극 연결단
6120 : 접지라인 연결단

Claims (7)

  1. 소정형상의 몸체(1000)와, 몸체(1000)의 내부를 산소가 유입되는 구역, 냉각수가 위치하는 구역 및 오존이 배출되는 구역으로 분리하는 제1 분리부(2000) 및 제2 분리부(3000)와, 제1 분리부(2000)와 제2 분리부(3000)를 관통하여 착탈식으로 체결되며 산소를 공급받아 고전압 방전으로 오존을 생성하여 배출하는 오존발생모듈(4000)과, 제1 분리부(2000)와 제2 분리부(3000) 사이로 공급되는 냉각수(5000)와, 오존이 생성되도록 오존발생모듈(4000)에 고전압 전류를 인가하는 고전압전류 공급부(6000)을 포함하며,
    몸체(1000)는 소정형상으로 이루어지며 일측면에 산소가 유입되는 산소유입구(1100)가 형성되고, 타측면에 오존이 배출되는 오존배출구(1200)가 형성되며, 하부에 냉각수(5000)가 유입되는 냉각수 유입구(1300)가 형성되고, 상부 측면에 냉각수(5000)를 배출시키는 냉각수 배출구(1400)가 형성되며, 내부로 공급된 냉각수(5000)가 혼합되면서 정체되는 것을 방지하기 위하여 바닥에 공기를 폭기시키는 공기분사구(1500)가 형성되며,
    오존발생모듈(4000)은 개구된 원통형상의 방전세관(4110)과, 방전세관(4110)의 외면에 도포되고 접지전극(4140)이 연결되는 그래핀층(4120)과, 방전세관(4110)의 내부에 위치하는 봉형상의 전극봉몸체(4131)와, 전극봉몸체(4131)의 일단에서 외부로 연장되고 표면에 나사산이 형성되는 제1 연장부(4132)와, 전극봉몸체(4131)의 타단에서 외부로 연장되고 표면에 나사산이 형성되는 제2 연장부(4133)로 이루어진 고전압전극봉(4130)을 포함하는 방전부(4100)와;
    제1 분리부(2000)의 오존발생모듈고정홀(2100)에 위치하고 다수개의 방전부(4100)의 일단을 고정하면서 산소를 방전세관(4110)의 내부로 공급하며 고전압전극봉(4130)의 제1 연장부(4132)를 고정시키는 제1 고정부(4200)와;
    제2 분리부(3000)의 오존발생모듈고정홀(3100)에 위치하고 다수개의 방전부(4100)의 타단을 고정하면서 방전세관(4110)에서 생성된 오존을 배출하며 고전압전극봉(4130)의 제2 연장부(4133)를 고정시키는 제2 고정부(4300)와;
    전류가 통하는 전도체 재질을 사용하고 제1 고정부(4200)를 관통된 다수개의 고전압전극봉(4130)의 제1 연장부(4132)에 연결되어 고전압전류 공급부(6000)의 고전압 전류를 전달하는 고전압 공급부(4400)와;
    일단이 그래핀층(4120)에 연결되고 타단이 고전압전류 공급부(6000)의 접지라인에 연결되는 접지전극(4140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 냉각수 유입구(1300)는 바닥에 일정간격으로 다수개 형성된 노즐을 통해 냉각수를 분사시키고, 냉각수 배출구(1400)는 원통형상으로 수평하게 몸체(1000)의 상부 일측에서 타측으로 관통되며 몸체에 위치하는 부분에 냉각수를 유입되는 개구부(1410)가 형성된 것을 특징으로 하는 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 제1 고정부(4200)는 원형의 판형상으로 제1 분리부(2000)의 오존발생모듈고정홀(2100)에 밀착 고정되고 표면에 방전세관(4110)의 일단이 삽입되는 다수개의 제1 지지홀(4211)이 형성된 제1 지지판(4210)과, 일방이 개구된 원통형상으로 개구된 하단이 제1 지지판(4210)에 밀착되고 상부면에 고전압전극봉(4130)의 제1 연장부(4132)가 관통되는 다수개의 제1 관통홀(4221)이 형성된 제1 커버부(4220)로 이루어지되, 제1 커버부(4220)는 외부의 산소를 제1 지지판(4210)과 제1 커버부(4220) 사이로 공급하는 산소공급홀(4222)이 표면 또는 측면에 형성되고, 그래핀층에 연결된 접지전극(4140)이 관통되는 접지전극관통홀(4223)이 측면에 형성되며,
    제2 고정부(4300)는 원형의 판형상으로 제2 분리부(3000)의 오존발생모듈고정홀(3100)에 밀착 고정되고 표면에 방전세관(4110)의 타단이 삽입되는 다수개의 제2 지지홀(4311)이 형성된 제2 지지판(4310)과, 일방이 개구된 원통형상으로 개구된 상단이 제2 지지판(4310)에 밀착되고 하부면에 고전압전극봉(4130)의 제2 연장부(4133)가 관통되는 다수개의 제2 관통홀(4321)이 형성된 제2 커버부(4320)로 이루어지되, 제2 커버부(4320)에는 제2 지지판(4310)과 제2 커버부(4320) 사이로 공급되는 오존을 제2 커버부(4320) 외부로 배출하는 오존배출홀(4322)이 형성된 것을 특징으로 하는 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 고전압 공급부(4400)는 판형상으로 이루어지며 표면에 제1 커버부(4220)의 관통홀(4121)에 대응되게 형성되어 고전압전극봉(4130)의 제1 연장부(4132)가 관통되는 다수개의 체결홀(4410)이 형성되고, 중앙에는 외부의 고전압 전극라인이 연결되는 고전압 연결봉(4420)이 형성되고 제1 연장부(4132)는 볼트결합으로 고정되는 것을 특징으로 하는 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 오존발생모듈(4000)은 판형상으로 다수개의 방전세관(4110)이 통과하는 다수개의 관통홀이 형성되어 방전세관(4110)을 지지하는 움직임 방지부(4500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 접지전극(4140)은 접지커넥터(6100)를 이용하여 다수의 접지라인을 접지되며,
    접지커넥터(6100)는 일측에 다수의 접지전극(4140)이 연결되는 접지전극 연결단(6110)와, 타측에 접지라인이 연결되는 접지라인 연결단(6120)이 형성된 것을 특징으로 하는 그래핀을 이용한 모듈형 수냉식 투명 오존발생장치.
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