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문제 정의
- 본 연구에서는 오존 무 분사 장치 내의 오존발생기의 최적 특성 조건을 찿기 위한 실험으로 pd에 따른 방전 개시전압에 의해 확인함으로서 방전관 내에 원료 가스를 공급하는 소형펌프의 용량을 설정할 수 있었다.
제안 방법
- 것이다. 동일한 오존 발생기로 유량을 6 //min에서 10 7/min까지 주입유량을 단계적으로 방전관 내에 주입하여 실험하였다. 그 결과 초기에는 인가전압이 상승함에 따라 오존 농도 또한 상승하지만, 최고점을 기준으로 다시 급격히 감소하는 것을 관찰할 수 있었다.
- 나. 소용량 오존 발생 특성을 확인하기위해 오존 발생시스템용 원료가스 공급 장치를 다음의 조건들을 가지도록 설계하였으며 그 특성은 다음과 같다.
- 가. 소용량 저농도勺효율 오존 방전관의 오존 생성 메커니즘을 규명하여 고유 모델의 무성 방전형 형태인 2E-1G 전극구조로 개발하여 제작하였다. 유전체는 직경이 22, 50[mm], 길이가 120, 160 [mm] 으로 Congct하고 유지 보수가 간편한 파이렉스 유리로 내압 14[kV/mm], 융점 약 900[℃], 유전율이 6으로 절연성능이 우수한 재질을 이용하였다.
- 다. 오존은 전기적 방전에 의해 생성되므로 최적 고전압 발생을 위한 고전압 전원 장치를 설계하여 제작하였다.
- 라. 오존화된 공기를 노즐을 이용하여 물과 접촉하는 방식으로 노즐의 다양한 기능성에 따라 여러 형태를 채택하여 설계 .제작하였으며, 실험 결과 우수한 분무 특성을 나타내었다
- 이상에서 설명한 바와 같이, 본 연구 개발에 의한 오존무분사장치는, 한쪽에 공기 홉 입구가 있고, 내부에 소정의 공간이 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내부 소정 부위에 원료 가스를 공급할 수 있는 컴퓨레샤, 공기 흡입구로부터 흡입되는 공기 중에 포함된 먼지 및 습기가 컴퓨레샤를 통해 통과할 때 제거하기 위한 제습기, 상기 케이스의 내부 소정 부위에 설치하여 강력한 살균 소독 및 탈취를 수행할 수 있는 저 농 5/고효율 오존발생기(전기적 무성방전으로 오존을 발생시키기 위해 주파수에 따라 호환이 가능한 전원 장치와 오존방전관의 전극구조는 유전체 1개(pyrex 유리), 전극 2개(스텐레스 봉형 내부 전극, 테이프 취부형 외부 전극)로 구성), 이 오존은 밸브를 통해 이류체 미세 분사형 노즐(입자경 : 3~40“m 이하)에 연결되고, 용기에 담겨진 물과 내부에서 혼합하여 압축공기의 힘으로 액체를 분무하여 안 개 분사 형태를 만든다. 종래의 직접 가압방식에 의한 노즐과는 달리 매우 낮은 압력에서도 초미세 분무를 계속 유지하며 매우 느린 속도의 분무도 가능하다.
- 표 1과 같은 두 형태의 방전관을 오존 무 분사장치에 설치하여 오존농도 및 수율을 측정하였다.
대상 데이터
- 사용된 전원 장치의 인가전압이다. 본 실험에 사용된 전원 시스템은 IGBT 를 이용한 bipolar 펄스형으로 인가전압은 약 9 [kV]이고, 주파수는 약 12 kHz이며, 그 실측한 파형을 그림 1 에 나타내었다.
- 소용량 저농도勺효율 오존 방전관의 오존 생성 메커니즘을 규명하여 고유 모델의 무성 방전형 형태인 2E-1G 전극구조로 개발하여 제작하였다. 유전체는 직경이 22, 50[mm], 길이가 120, 160 [mm] 으로 Congct하고 유지 보수가 간편한 파이렉스 유리로 내압 14[kV/mm], 융점 약 900[℃], 유전율이 6으로 절연성능이 우수한 재질을 이용하였다.
성능/효과
- (1) 오존 발생기 내부에 유입되는 최적의 원료가스량을 얻기 위해 pd에 따른 방전 개시전압으로 나타내었고, 그 결과 약 2^2.5 [//min] 에서 방전 개시전압이 가장 낮게 나타났다. (2) 서로 다른 두 형태의 오존 발생 관에 고전압 고주파의 펄스 전원을 인가하여 대기 온도와 대기 습도의 조건에 따라 실험한 결과 방전공간이 큰 B g의 방전관이 방전공간이 작은 A type의 방전관보다 기상 오존 농도 및 용 존 오존 농도가 높게 나타났다.
- 5 [//min] 에서 방전 개시전압이 가장 낮게 나타났다. (2) 서로 다른 두 형태의 오존 발생 관에 고전압 고주파의 펄스 전원을 인가하여 대기 온도와 대기 습도의 조건에 따라 실험한 결과 방전공간이 큰 B g의 방전관이 방전공간이 작은 A type의 방전관보다 기상 오존 농도 및 용 존 오존 농도가 높게 나타났다.
- (3) 오존 수율 면에서는 A type보다 B t每pe의 방전관이 약 2.5 [g/kwh] 이상 더 높은 수율을 나타내었고, 이는 방전 관내에 삽입된 유전체의 직경이 커짐에 따라 방전공간 내의 온도상승을 억제시켜 나타난 결과로 사료된다.
- 그; 림 4. 8에서도 알 수 있듯이 B type 방전관의 최대 수율은 약 6.5이며, A type 방전관의 최대 수율은 약 4 [gAwh] 였다 유전체의 직경이 큰 B typm의 방전관의 오존 발생량이 A type보다 높게 나타냈으며, 이는 유전체의 직경이 커짐에 따라 방전공간에서의 온도상승을 억제하는 것으로 사료된다.
- 동일한 오존 발생기로 유량을 6 //min에서 10 7/min까지 주입유량을 단계적으로 방전관 내에 주입하여 실험하였다. 그 결과 초기에는 인가전압이 상승함에 따라 오존 농도 또한 상승하지만, 최고점을 기준으로 다시 급격히 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 방전관의 고전압 고주파에 의한 발열반응으로 인하여 생성된 오존이 다시 분해 되어 농도가 감소한 것으로 사료된다.
- 그래프를 보면, 시간에 따라 온도는 상승하나 유량이 많을수록 그 온도상승 완만한 것을 관찰할 수 있었다. 이는 유량이 증가할수록 방전공간에 기체의 체류 시간이 짧아져 기체의 온도상승이 적어 방전공간 내의 온도도 비교적 적게 상승하기 때문으로 사료된 4.
- 이는 방전관의 고전압 고주파에 의한 발열반응으로 인하여 생성된 오존이 다시 분해 되어 농도가 감소한 것으로 사료된다. 그리고 6 //min 일 때가 1150 HXH 으로 가장 높은 농도를 나타내었으며, 유량이 증가할수록 방전개시전압 또한 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.
- 그 결과 1990년 이후부터는 가정 및 공장 등에서 오존 수의 사용이 급속하게 증가하였고, 국내외적으로 수처리 관련 기술도 크게 증가되고 있는 추세이다. 방전 및 오존 생성에 영향을 미치는 원료 가스의 종류, 온도, 습도, 인가전압, 전류 및 전력 등의 제 인자에 관한 연구를 통해 오존 농도 및 수율을 향상시키는 것이 필수적이고 이에 따라 오존 발생에 있어서 고수율화, 대용량화 및 소형화가 가능하다 본 연구에서는 오존을 이류체 미세분사형 노즐를 통해 안개 형태로 분사시켰을 때 살균작용은 세균의 세포벽 파열 및 분해에 의한 것으로 식품저장 및 냉 - 온방공기정화 등에 사용할 수 있으며, 저농도의 오존으로도 대장균. 포도상구균, 살모넬라, 라지오넬라, 비브리오 및 OT57 균 등을 비교적 간단하고 효과적으로 살균할 수 있다冬 오존을 살균제로 이용할 경우 염소살균에 비해 트리할로메탄과 같은 발암물질을 생성시키지 않고, 2차 오염이 없으며, 수중의 용존산소를 증가 시켜 수질을 개선하고, 짧은 시간에 효과적으로 바이러스 및 잡균울 제거하며, 자동화로 관리가 용이하다.
- 것으로 일반적인 가습기와는 다르다. 이와 같은 본 연구개발품은 강력한 살균, 소독, 탈취 및 대기의 정화 기능이 있는 오존을 이용하는 동시에 기존의 방식보다 간단한 구조의 분무 발생수단을 구비함으로써 전체적으로 구성을 간단하게 하면서 대기 정화 효율을 향상시키는 장점이 있다.
- 용존농도를 나타낸 그래프이다. 제습장치를 사용함으로서 기상 오존 농도와 용존 오존농도는 모두 높게 나타나는 것을 관찰할 수 있었고, 그림 3과도 비교해 볼 때, 현저한 농도 차이를 나타나고 있으며, 농도의 편차도 상당히 줄일 수 있을 것이라 사료된다. 그러므로 기상의 조건에서 고효율의 오존 무제 조장치를 위해서는 제습장치의 설치가 필요하다.
- 오존화된 공기를 노즐을 이용하여 물과 접촉하는 방식으로 노즐의 다양한 기능성에 따라 여러 형태를 채택하여 설계 .제작하였으며, 실험 결과 우수한 분무 특성을 나타내었다
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