[논문]고주파전압인가에 따른 무성방전형 오존발생기의 특성

이창호; 전병준; 박원주; 이광식; 우성훈; 박용권; 윤영대; 김영훈

고주파전압인가에 따른 무성방전형 오존발생기의 특성
The Characteristics of Silent Discharge Type Ozonizer by Applying Radio Frequency Voltage 원문보기

이창호 (영남대학교) , 전병준 (영남대학교) , 박원주 (영남대학교) , 이광식 (영남대학교) , 우성훈 (아시아대학교) , 박용권 (대구광역시청) , 윤영대 (포항1대학) , 김영훈 (포항1대학)

본 연구에서는 공업용으로 널리 사용되고 있는 오존발생법의 하나인 무성방전법을 응용한 고주파 전압인가에 따른 오존발생기를 설계 제작하여 오존생성의 중요한 인자중 하나인 주파수변화에 따른 오존생성특성을 연구하였다.

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문제 정의

본 연구에서는 고주파전원을 사용하는 동축원통형 오존 발생기에 오존생성의 중요한 인자중 하나인 주파수 변화에 따른 오존생성특성 및 방전전력에 대해 살펴보았다.
본 연구에서는 공업용으로 널리 사용되고 있는 동축원통형 오존발생기를 설계 . 제작하여 고주파전압인가에 의한 무성방전형 오존발생기의 오존생성특성 및 방천전력을 측정하였다.

제안 방법

오존발생기를 설계 . 제작하여 고주파전압인가에 의한 무성방전형 오존발생기의 오존생성특성 및 방천전력을 측정하였다.

대상 데이터

그림2는 오존발생기의 단면도를 나타낸 것으로 중심 전극은 직경 6〔mm]의 stainless를 사용하였으며, 석영유리(내경X외경 :6X7〔mm〕)를 유전체로 하여 유전체 외부에 동판(두께:0.1〔mm〕)을 밀착하여 외부전극으로 사용하였다. 또한, 방전부의 길이는 200〔mm〕로 고정하고, 방전갭을。.
본 실험에 사용된 전원장치는 인버터와 트랜스로 구성된 고주파전원장치 (20kv, 20kHz)를 사용하였다. 그림에서 실선은 방전특성을 조사하기 위한 전원장치와 계측 장치들을 연결환 회로이며.

이론/모형

각각의 주파수( 0.5~2〔kHz〕)에 따른 각각의 유량(0. 5~3〔¥/min〕)에 대한 오론생성농도 및 방전전력을 측정하였고, 방전전력을 나타내기 위하여 리사주도형을 이용하였다.

성능/효과

1) 방전전압 (Vd]및 방전전류 (Id)는 전원장치의 출력전압 (V2)이 증가함에 따라서 오존발생기의 방전공간 내부의 전력밀도도 동시에 증가하므로 거의 선형적으로 상숭됨을 볼 수 있다. 방전전류는 유량의 변화에 따라 큰 차이가 없었으나 방전전압은 유량이 적은 경우가 유량이 많은 경우에 비하여 미소하게 높은 것으로 나타났다.
0. 1.5 및 2.0〔曲〕 일경우에 유량이 각각 1 [l/min〕, 1 3/min) 및 0.5 3/min〕에서 912 [g/kWh〕, 2395〔g/kWh〕및 854 〔g/湖h)의 최대 오존생성수율을 각각 얻을 수 있었다.
2) 최대 오존생성농도는 유량이 0.5 〔g/min〕이고, 전원 주파수가 각각 0.5. 1.
3) 최대 오존생성수율은 전원장치의 주파수가 0.5 klfz 이고, 유량이 2.0 M/minJ일 때 2415〔g/kWh〕을 얻을 수 있었다. 또한 주파수가 1.
동일한 인가전압에서 원료가스의 유량이 감소할수록 원료 가스의 산소분자가 방전공간에서 체류하는 시간이 길어지고, 원료가스의 유속에 의한 냉각효과가 저하되므로 방전구간 내에서의 산소분자와 전자의 충돌전리확률이 높아져 방전 pulse의 수(미소밤전주의 수)가 증가하게 되어 무성방전이 활성화된 결과 방전전력이 증가하는 것이라 사료된다.
볼 수 있다. 방전전류는 유량의 변화에 따라 큰 차이가 없었으나 방전전압은 유량이 적은 경우가 유량이 많은 경우에 비하여 미소하게 높은 것으로 나타났다.
비교적 낮은 입력전압에서 최고 수율을 얻을 수 있으므로 저전력, 고수율의 오존발생기로서 활용이 가능하고, 또한 Q가 높은 경우에서는 방전전력의 증가에도 거의 일정한 오존 수율을 얻을 수 있으므로 대용량 오존 발생기로의 활용 가능성도 충분하다고 사료된다.

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