KR100578466B1

KR100578466B1 - Ozone Electric Discharging Device Using Heat Pipe

Info

Publication number: KR100578466B1
Application number: KR1020040019212A
Authority: KR
Inventors: 손영수; 함상용
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2006-05-15
Also published as: KR20050094089A

Abstract

본 발명은 히트파이프를 이용한 오존방전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고전압의 전원이 인가될 수 있도록 도전성을 갖는 히트파이프와, 상기 히트파이프에 대해 소정간격을 두고 감싸는 스테인레이스관와, 상기 히트파이프와 상기 스테인레이스관을 절연시켜 고전압의 인가가 가능하도록 상기 히트파이프와 스테인레이스관의 사이에 배치되어, 상기 히트파이프의 외주연에 밀착되는 유전체와, 상기 유전체와 스테인레이스관의 사이에 형성되는 방전공간과, 상기 방전공간에서의 발생되는 열에너지를 외부로 방열하기 위해 상기 히트파이프에 형성되는 방열핀 및 상기 방열핀을 강제 급속 냉각할 수 있도록 상기 방열핀에 대해 소정간격을 두고 구비되는 냉각수단을 포함하여 구성된다. The present invention relates to an ozone discharge device using a heat pipe, and more particularly, a heat pipe having conductivity so that a high voltage power supply can be applied, a stainless race tube wrapped at a predetermined interval with respect to the heat pipe, and the heat pipe. And a dielectric disposed between the heat pipe and the stained race tube to insulate the stained race tube so that a high voltage can be applied, and formed between the dielectric and the stained race tube in close contact with the outer periphery of the heat pipe. And a heat dissipation fin formed in the heat pipe and cooling means provided at a predetermined interval with respect to the heat dissipation fin so as to forcibly rapidly cool the heat dissipation fin to dissipate heat space generated in the discharge space to the outside. It is composed.

히트파이프, 방전, 유전체, 코로나방전, 방열핀, 전극Heat Pipe, Discharge, Dielectric, Corona Discharge, Heat Dissipation Fin, Electrode

Description

Ozone electric discharging device using heat pipe

도 1은 종래의 오존방전장치를 도시한 구성도,1 is a block diagram showing a conventional ozone discharge device,

도 2는 히트파이프의 작동을 도시한 개념도,2 is a conceptual diagram illustrating the operation of a heat pipe;

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 구성도,3 is a block diagram of an ozone discharge device using a heat pipe according to a first embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 구성도,4 is a block diagram of an ozone discharge device using a heat pipe according to a second embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 구성도,5 is a block diagram of an ozone discharge device using a heat pipe according to a third embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명의 제 4실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 구성도,6 is a block diagram of an ozone discharge device using a heat pipe according to a fourth embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명의 제 5실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 구성도이다.7 is a block diagram of an ozone discharge device using a heat pipe according to a fifth embodiment of the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※

1: 내부전극 3: 외부전극1: internal electrode 3: external electrode

5: 유전체 7: 방전공간5: dielectric 7: discharge space

9: 오존방전장치 10: 히트파이프9: ozone discharge device 10: heat pipe

11: 다공성부재 20: 스테인레이스관11: porous member 20: stainless steel tube

30: 유전체 40: 방전공간30: dielectric 40: discharge space

50: 방열핀 61: 송풍팬50: heat sink fin 61: blower fan

62: 고압 에어 분사노즐 100: 오존방전장치62: high pressure air injection nozzle 100: ozone discharge device

본 발명은 열전달 특성이 우수한 히트파이프를 전극으로 사용한 오존방전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트파이프를 내부전극으로 사용하여 개별적인 1차 냉각구조를 형성하고, 방열핀 또는 냉각수를 포함하는 스테인레이스관을 외부전극으로 사용한 2차 냉각구조를 마련하여 보다 안정적으로 고농축 오존을 발생시킬 수 있는 히트파이프를 이용한 오존방전장치에 관한 것이다. The present invention relates to an ozone discharge device using a heat pipe having excellent heat transfer characteristics as an electrode, and more specifically, to forming an individual primary cooling structure using a heat pipe as an internal electrode, and comprising a heat dissipation fin or cooling water. The present invention relates to an ozone discharge device using a heat pipe that can stably generate high concentration ozone by providing a secondary cooling structure using an external electrode.

오존은 1857년 독일 Werner Von Siemens에 의해 발명된 무성 방전형 오존발생기를 만든 이래 다양한 방법으로 이용되어 오고 있다.Ozone has been used in various ways since the silent discharge ozone generator invented in 1857 by Werner Von Siemens, Germany.

이러한 오존은 다른 산화제와 달리 잔류성이 없고, 유기물 분해에 관여하여 무해화 하는 작용도 인정되고 있어 환경을 중요시 하는 세계적인 추세에 따라 오존의 활용 범위가 확대되고 있다.Unlike other oxidants, such ozone has no residual property and has been recognized to be harmless by being involved in decomposition of organic matter, and thus the use range of ozone is being expanded according to the global trend that places importance on the environment.

예컨데, 불소와 물의 반응, 유산을 발생시키는 방법은 전기적 에너지를 이용하는 무성 방전법, 방사선 조사법, 관화학 반응법, 전해법 등이 있으나, 에너지 효 율 및 안전성을 고려한 산업용으로는 무성방전이 일반적으로 사용되고 있다.For example, fluorine and water reactions and lactic acid generation methods include a silent discharge method using electrical energy, irradiation, a chemical reaction method, and an electrolytic method. However, a silent discharge is generally used in an industry considering energy efficiency and safety. It is used.

이러한 무성 방전법은 무성방전을 두개의 전극 사이에 파이렉스 유리나 세라믹 등의 유전물질을 두고 원료 가스를 흘리면서 2 ~ 15kv의 고전압을 가하여 방전을 유도한다.This silent discharge method induces the discharge by applying a high voltage of 2 ~ 15kv while flowing the source gas with a dielectric material such as Pyrex glass or ceramic between the two electrodes.

이 때 방전 공간에 산소를 투입하면 오존이 발생하게 되는데, 이 때 반응 관계는 다음과 같다.At this time, when oxygen is injected into the discharge space, ozone is generated, and the reaction relationship is as follows.

O₂＋ e^-→ O ＋ e＋ e^- _{^{O 2 + e - → O +}} e + e -

O ＋ O₂ ＋ M → O₃＋ MO + O ₂ + M → O ₃ + M

O₂＋ O₂→ O₃＋ OO ₂ + O ₂ → O ₃ + O

(M: 반응에 관여하는 제 3물질)(M: third material involved in the reaction)

위와 같은 반응의 결과물로서 오존이 최적으로 발생되기 위해서는 원료가스 공급기술, 방전관 설계기술, 전원 공급장치기술, 냉각기술 등 여러 요소 기술이 최적화 되어야 한다.In order for ozone to be optimally generated as a result of the above reaction, several element technologies such as source gas supply technology, discharge tube design technology, power supply technology, and cooling technology must be optimized.

오존발생에 관여하는 영향요소 중에서 오존 방전관구조와 냉각장치는 서로 밀접한 상관 관계를 가지고 있다. 즉, 방전공간에서 발생되는 열에너지를 적절한 방법으로 제거 되어야지만 고농도의 오존을 얻을 수 있기 때문이다.Among the factors influencing ozone generation, the ozone discharge tube structure and the cooling system have a close correlation with each other. In other words, the thermal energy generated in the discharge space must be removed by an appropriate method, but a high concentration of ozone can be obtained.

그러므로 방전시 발생되는 열에너지는 원료 가스의 오존화 반응을 저해하는 가장 큰 요소로 적절한 방전관의 설계와 이에 따른 냉각방식이 고려되어야 한다.Therefore, the thermal energy generated during discharge is the biggest factor that inhibits the ozonation reaction of the source gas, and the design of an appropriate discharge tube and the cooling method according to it should be considered.

이하에서는 첨부되어진 도면과 함께 더불어 종래의 오존방전장치에 관하여 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described with respect to the conventional ozone discharge device.

도 1은 종래의 오존방전장치를 도시한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 오존방전장치(9)는 알류미늄 또는 스테인레이스가 코팅된 내부전극(1)과, 상기 내부전극(1)과 일정간격 이격되어 감싸는 외부전극(3)과, 상기 내부전극(1)과 외부전극(3)의 사이에 배치되는 유전체(5)로 구성된다.1 is a block diagram showing a conventional ozone discharge device. As shown in FIG. 1, the conventional ozone discharge device 9 includes an internal electrode 1 coated with aluminum or stained race, an external electrode 3 surrounded by a predetermined distance from the internal electrode 1, and It consists of a dielectric (5) disposed between the internal electrode (1) and the external electrode (3).

여기서 유전체(5)는 내부전극(1)의 외주연에 밀착되어 구성되고, 상기 외부전극(3)과는 일정간격 이격되어 배치된다. 상기 배치는 유전체(5)와 외부전극(3) 사이에 오존이 발생되는 방전공간(7)을 형성하기 위함이다.In this case, the dielectric 5 is in close contact with the outer periphery of the internal electrode 1 and is spaced apart from the external electrode 3 by a predetermined interval. The arrangement is for forming a discharge space 7 in which ozone is generated between the dielectric 5 and the external electrode 3.

이러한 방전공간(7)을 통해 산소를 유입시키고, 각 전극에 고전압의 전원을 인가시키면 코로나방전이 발생할 수 있는 구조가 마련된다.When oxygen is introduced through the discharge space 7 and a high voltage power is applied to each electrode, a structure in which corona discharge may occur is provided.

그러나 이러한 종래의 오존방전장치(9)는 코로나방전시 방전공간(7)으로 발생되는 열에너지로 인하여 고농도의 오존을 발생시키기에는 매우 어려운 단점이 있었다. 이는 오존 발생에 관여하는 영향 요소 중 오존과 상당한 밀접관계는 열에너지를 방출 또는 냉각하지 못하여 나타난다. However, this conventional ozone discharge device 9 has a very difficult disadvantage to generate a high concentration of ozone due to the heat energy generated in the discharge space (7) during corona discharge. This is due to the fact that the close relationship with ozone among the influential factors involved in ozone generation is due to the failure to release or cool the heat energy.

이러한 종래의 문제점을 감안하여 본 발명은 열전달 특성이 우수한 히트파이프를 고전압 전극 및 냉각장치로 활용함으로써 반전 효율을 향상시키고, 또한 열 발생 억제 성능을 극대화하는 히트파이프 냉각방식을 이용한 무성방전관 구조를 제안하고자 한다.In view of such a conventional problem, the present invention proposes a silent discharge tube structure using a heat pipe cooling method that improves inversion efficiency and maximizes heat suppression performance by utilizing a heat pipe having excellent heat transfer characteristics as a high voltage electrode and a cooling device. I would like to.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적 은, 열전달 특성이 우수한 히트파이프를 내부전극으로 구성된 히트파이프를 이용한 오존방전장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ozone discharge device using a heat pipe composed of an internal electrode with a heat pipe having excellent heat transfer characteristics.

더 나아가 또 다른 목적은, 히트파이프를 내부전극으로 사용하여 개별적인 1차 냉각구조를 형성하고, 방열핀 또는 냉각수를 포함하는 스테인레이스관을 외부전극으로 사용한 2차 냉각구조를 마련하여 보다 안정적으로 고농축 오존을 발생시킬 수 있는 히트파이프를 이용한 오존방전장치를 제공하는 것이다.Furthermore, another object is to form a separate primary cooling structure by using a heat pipe as an internal electrode, and to prepare a secondary cooling structure using a stained race tube including a heat sink fin or cooling water as an external electrode to provide a more stable ozone concentration. It is to provide an ozone discharge device using a heat pipe that can generate.

이러한 본 발명의 구성은, 고전압의 전원이 인가될 수 있도록 도전성을 갖는 히트파이프와, 상기 히트파이프에 대해 일정간격 이격되어 감싸는 스테인레이스관과, 상기 히트파이프와 상기 스테인레이스관을 절연시켜 고전압의 인가가 가능하도록 상기 히트파이프와 외부전극의 사이에 배치되고, 상기 히트파이프의 외주연에 밀착되는 유전체와, 상기 유전체와 스테인레이스관의 사이에 형성되는 방전공간 및 상기 방전공간에서의 발생되는 의한 열에너지를 외부로 방열하기 위해 상기 히트파이프에 형성되는 방열핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 오존방전장치에 의해서 달성된다.The configuration of the present invention, a heat pipe having a conductivity so that a high voltage power can be applied, a stainless steel tube wrapped at a predetermined interval to the heat pipe, and the heat pipe and the stainless race tube to insulate the high voltage A dielectric material disposed between the heat pipe and the external electrode to enable application, the dielectric material in close contact with the outer periphery of the heat pipe, the discharge space formed between the dielectric material and the stained race tube, and It is achieved by an ozone discharge device using a heat pipe, characterized in that it comprises a heat radiation fin formed on the heat pipe to radiate heat energy to the outside.

더 나아가 본 발명의 구성은, 고전압의 전원이 인가될 수 있도록 도전성을 갖는 히트파이프와, 상기 히트파이프에 대해 일정간격 이격되어 감싸는 스테인레이스관과, 상기 히트파이프와 상기 스테인레이스관을 절연시켜 고전압의 인가가 가능하도록 상기 히트파이프와 외부전극의 사이에 배치되고, 상기 히트파이프의 외주연에 밀착되는 유전체와, 상기 유전체와 스테인레이스관의 사이에 형성되는 방전공간과, 상기 방전공간에서의 발생되는 의한 열에너지를 외부로 방열하기 위해 상기 히트파이프에 형성되는 방열핀 및 상기 방열핀을 강제 급속 냉각할 수 있도록 상기 방열핀에 대해 일정간격 이격되어 구비되는 냉각수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 오존방전장치에 의해서 달성된다. Furthermore, the configuration of the present invention, a heat pipe having a conductivity so that a high voltage power can be applied, a stainless steel tube wrapped at a predetermined interval with respect to the heat pipe, and the heat pipe and the stainless race tube to insulate the high voltage A dielectric material disposed between the heat pipe and the external electrode to enable application of the dielectric material, the dielectric material to be in close contact with the outer periphery of the heat pipe, a discharge space formed between the dielectric material and the stained race tube, and generation in the discharge space. The heat pipe is characterized in that it comprises a heat dissipation fin formed in the heat pipe to cool the heat energy to the outside and cooling means which are provided at a predetermined interval apart from the heat dissipation fin to force rapid cooling of the heat dissipation fins. It is achieved by the ozone discharge device used.

이하에서는 본 발명을 설명하기에 앞서 히트파이프에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 간단히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be briefly described together with the accompanying drawings prior to describing the heat pipe.

도 2는 히트파이프의 작동을 도시한 개념도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 히트파이프(10)는 내부가 진공상태로 원통체의 형태를 취하며, 내벽면으로는 다공성부재(11)가 부착되어 구성된다.2 is a conceptual diagram illustrating the operation of a heat pipe. As shown in FIG. 2, the heat pipe 10 has a cylindrical shape in a vacuum state, and a porous member 11 is attached to an inner wall thereof.

이러한 구조의 히트파이프(10)는 외부 열에너지를 전달받아 내부 순환되도록 물, 메탄올, 아세톤, 나트륨 및 수은과 같은 작동유체가 충진되어 구성된다.The heat pipe 10 of this structure is filled with a working fluid such as water, methanol, acetone, sodium, and mercury so as to circulate internally by receiving external heat energy.

상기의 히트파이프의 작동은 설명하면 다음과 같다. The operation of the heat pipe will be described below.

이러한 히트파이프(10)는 일측 영역으로 열에너지가 발생되면 그 부분의 작동유체가 증발하면서 압력의 변화를 가져오며, 이 압력으로 인하여 자동유체는 증발되어 기화된다. 이 때 기화된 작동유체는 상대적으로 온도가 낮은 타측 영역으로 이동되면서 점차 열을 발산하여 응축되고 액화된다.When heat energy is generated in one region of the heat pipe 10, the working fluid of the portion evaporates to produce a change in pressure, and due to the pressure, the automatic fluid is evaporated and vaporized. At this time, the vaporized working fluid moves to the other region where the temperature is relatively low, gradually dissipating heat to condense and liquefy.

응축되어 액화된 작동유체는 히트파이프(10)의 내벽면에 형성된 다공성부재(11)를 따라 다시 일측 영역으로 재이동되면서 순환된다.The condensed and liquefied working fluid is circulated while being moved back to one region along the porous member 11 formed on the inner wall surface of the heat pipe 10.

즉, 작동유체는 온도변화에 따라 증발 또는 응축되면서 열을 이동시키게 되므로 상기 히트파이프(10)의 내부는 항시 열평형을 이루어 내부온도가 일정하다.That is, since the working fluid moves heat while evaporating or condensing according to the temperature change, the inside of the heat pipe 10 is always in thermal equilibrium so that the internal temperature is constant.

이하에서는 본 발명에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the ozone discharge device using the heat pipe according to the present invention will be described in detail together with the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 히트파이프(10)를 내부전극으로 사용하여 개별적인 1차 냉각구조를 마련하고, 또한 스테인레이스관(20)에 방열핀(50)을 형성한 2차 외부 냉각구조를 마련하여 보다 안정적으로 고농축 오존을 발생시킬 수 있는 히트파이프를 이용한 오존방전장치(100)에 관한 것이다.3 is a block diagram of an ozone discharge device using a heat pipe according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the present invention uses a heat pipe 10 as an internal electrode to provide a separate primary cooling structure, and further, secondary external cooling in which a heat dissipation fin 50 is formed on the stained race tube 20. It relates to an ozone discharge device 100 using a heat pipe that can provide a structure to generate a high concentration of ozone more stably.

제 1실시예에 따른 오존방전장치(100)는 크게 3부분으로 구성되는데, 이는 도전성을 갖는 히트파이프(10)와, 히트파이프(10)를 감싸는 스테인레이스관(20)과, 히트파이프(10)와 스테인레이스관(20)의 사이에 배치되는 유전체(30)로 구성된다.The ozone discharge device 100 according to the first embodiment is largely composed of three parts, that is, a conductive heat pipe 10, a stainless race tube 20 surrounding the heat pipe 10, and a heat pipe 10. ) And the dielectric 30 disposed between the stained race tube 20.

여기서 히트파이프(10)는 고전압의 전원이 인가될 수 있도록 도전성을 갖는 스테인레이스 또는 알류미늄 또는 구리로 구성할 수 있으며, 아울러 스테인레이스 또는 알류미늄 또는 구리막판을 코팅하여 구성할 수 있다.In this case, the heat pipe 10 may be made of stainless steel or aluminum or copper having conductivity so that a high voltage power may be applied, and may also be formed by coating a stainless steel race or aluminum or a copper film plate.

이러한 히트파이프(10)의 외주연으로는 유전체(30)가 밀착되어 배치되는데, 상기 유전체(30)는 히트파이프(10)의 절연을 위해 파이렉스(Pyrex) 유리 또는 석영, 세라믹으로 구성할 수 있다.The outer periphery of the heat pipe 10 is disposed close to the dielectric 30, the dielectric 30 may be composed of Pyrex glass, quartz, ceramics for the insulation of the heat pipe 10. .

그리고 상기 스테인레이스관(20)은 히트파이프(10)에 대해 일정간격 이격되어 감싸고 있다. 이는 유전체(30)와 스테인레이스관(20)의 사이에 오존이 발생되는 방전공간(40)을 형성하기 위함이다.In addition, the stainless race tube 20 surrounds the heat pipe 10 at regular intervals. This is to form a discharge space 40 in which ozone is generated between the dielectric 30 and the stained race tube 20.

아울러 스테인레이스관(20)은 상기 히트파이프(10)와 더불어 전원이 인가될 수 있는 구조가 마련되도록 히트파이프(10)에 연결된 고전압의 전원이 접지된다.In addition, the stainless steel tube 20 is grounded with a high voltage power source connected to the heat pipe 10 so that the heat pipe 10 is provided with a structure to which power can be applied.

따라서 방전공간(40)을 통해 산소를 유입시키는 동시에 히트파이프(10)와 스테인레이스관(20)에 고전압의 전원을 인가시키면 무성코로나방전이 발생될 수 있는 구조가 마련된다.Therefore, when oxygen is introduced through the discharge space 40 and high voltage power is applied to the heat pipe 10 and the stained race tube 20, a structure in which an a silent corona discharge can be generated is provided.

아울러 스테인레이스관(20)은 열에너지가 외부로 방출될 수 있도록 외주연을 따라 방사상으로 다수의 방열핀(50)이 형성된다. 이는 방전공간(40)에서 형성된 열에너지를 외부로 방출시켜 고농도의 오존을 발생시킬 수 있는 외부 냉각구조를 마련하기 위함이다.In addition, the stainless steel tube 20 is formed with a plurality of radiating fins 50 radially along the outer periphery so that the heat energy can be emitted to the outside. This is to provide an external cooling structure capable of generating high concentration of ozone by releasing heat energy formed in the discharge space 40 to the outside.

한편 히트파이프(10)는 방전공간(40)의 외부인 비방전영역까지 부분 노출될 수 있도록 상기 스테인레이스관(20) 및 유전체(30) 보다 상대적으로 긴 길이를 갖는다. Meanwhile, the heat pipe 10 has a relatively longer length than the stained race tube 20 and the dielectric 30 so that the heat pipe 10 may be partially exposed to the non-discharge region outside the discharge space 40.

이러한 히트파이프(10)는 방전공간(40)에서 발생되는 열에너지를 상기 스테인레이스관(20)과 더불어 외부로 방출할 수 있도록 방전공간(40)에서 노출된 비방전영역으로 방열핀(50)이 형성된다.In the heat pipe 10, the heat radiation fins 50 are formed in the non-discharge area exposed in the discharge space 40 so that the heat energy generated in the discharge space 40 may be discharged together with the stain race tube 20. .

때문에 히트파이프(10) 역시 방열핀(50)을 통해 방전영역에서 발생되는 열에너지를 외부로 충분히 방출할 수 있는 내부 냉각구조가 마련된다.Therefore, the heat pipe 10 is also provided with an internal cooling structure capable of sufficiently dissipating heat energy generated in the discharge region through the heat dissipation fin 50 to the outside.

이와 같이 제 1실시예는 무성코로나방전에 의한 열에너지를 히트파이프(10)의 방열핀(50)을 통해 1차 냉각하고, 이와 동시에 스테인레이스관(20)의 방열핀(50)을 통해 2차 냉각할 수 있는 구조로이다.As described above, in the first embodiment, the thermal energy by the silent corona discharge is first cooled through the heat dissipation fins 50 of the heat pipe 10, and at the same time, the second energy is secondly cooled through the heat dissipation fins 50 of the stained race tube 20. It is a structure that can be.

이하에서는 제 1실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 작동에 관하여 간단히 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the ozone discharge device using the heat pipe according to the first embodiment will be briefly described.

먼저 히트파이프(10)에 고전압의 전원을 인가시키는 동시에, 방전공간(40)을 통해 산소를 유입시키면, 방전공간(40)에서 무성코로나방전이 발생하여 산소분자(O₂)자의 결합으로 오존(O₃)이 발생된다.First, when a high voltage power is applied to the heat pipe 10 and oxygen is introduced through the discharge space 40, an a silent corona discharge occurs in the discharge space 40, and ozone (O ₂ ) is combined with the oxygen molecule (O ₂ ). O ₃ ) is generated.

여기서 무성코로나방전에 의한 열에너지는 유전체(30)를 통해 히트파이프(10)로 전가되고, 이와 동시에 스테인레이스관(20)으로도 전가된다.Here, the thermal energy due to the silent corona discharge is transferred to the heat pipe 10 through the dielectric 30 and at the same time to the stain race tube 20.

이 때 스테인레이스관(20)으로 전도된 열에너지는 스테인레이스관(20)의 방열핀(50)을 통해 방열되고, 이와 동시에 히트파이프(10)로 전도된 열에너지는 히트파이프(10) 내의 작동유체를 통해 이동되어 방전영역에서 벗어난 비방전영역의 방열핀(50)으로 방열되게 되는 것이다.At this time, the heat energy conducted to the stained race tube 20 is radiated through the heat radiation fin 50 of the stained race tube 20, and at the same time, the heat energy conducted to the heat pipe 10 is applied to the working fluid in the heat pipe 10. The heat is radiated to the heat radiation fins 50 of the non-discharge region moved out of the discharge region.

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2실시예에 따른 오존방전장치는 크게 4부분으로 구성되는데, 이는 도전성을 갖는 히트파이프(10)와, 상기 히트파이프(10)를 감싸는 스테인레이스관(20)과, 절연을 위해 히트파이프(10)와 스테인레이스관(20)의 사이에 배치되는 유전체(30)와, 상기 히트파이프(10)를 방열을 위해 구비되는 냉각수단을 포함하여 구성된다.4 is a block diagram of an ozone discharge device using a heat pipe according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the ozone discharge device according to the second embodiment is largely composed of four parts, which is a conductive heat pipe 10 and a stainless race tube 20 surrounding the heat pipe 10. And a dielectric 30 disposed between the heat pipe 10 and the stained race tube 20 for insulation, and cooling means provided for dissipating the heat pipe 10.

여기서 스테인레이스관(20)은 오존방전장치(100)의 외부 냉각구조를 위해 외주연을 따라 방사상으로 다수의 방열핀(50)이 형성된 구조이고, 히트파이프(10) 역시 내부 냉각구조를 마련하기 위해 비방전영역으로 방열핀(50)이 형성된 구조이다.Here, the stained race tube 20 is a structure in which a plurality of heat dissipation fins 50 are radially formed along the outer circumference for the external cooling structure of the ozone discharge device 100, and the heat pipe 10 also provides an internal cooling structure. The heat dissipation fins 50 are formed in the non-discharge region.

여기서 스테인레이스관(20)은 무성코로나방전에 의한 열에너지의 발생 영역 만큼의 길이를 갖고, 또한 그 길이 만큼 방열핀(50)을 형성하고 있기 때문에 충분한 방열이 이루어질 수 있는 구조이다.Here, the stained race tube 20 has a length as long as a heat generating region of the thermal energy by the silent corona discharge, and the heat dissipation fin 50 is formed by the length thereof, so that sufficient heat dissipation can be achieved.

하지만 히트파이프(10)의 방열핀(50)은 비방전영역에 한정하여 히트파이프(10)에 형성되기 때문에 충분한 방열이 이루어지지 못한다. 따라서 냉각수단은 히트파이프(20)의 방열핀(50)에 직접적으로 공기를 송출할 수 있도록 측부에 구비된다. 이러한 냉각수단은 팬 동작에 의해 회전하여 상기 히트파이프(10)의 방열핀(50)을 강제 냉각시킬 수 있도록 송풍팬(61)인 것이 바람직하다.However, since the heat dissipation fin 50 of the heat pipe 10 is formed in the heat pipe 10 only in the non-discharge region, sufficient heat dissipation is not achieved. Therefore, the cooling means is provided on the side to directly send air to the heat radiation fin 50 of the heat pipe (20). The cooling means is preferably a blowing fan 61 so as to rotate by the fan operation to force cooling the heat radiation fin 50 of the heat pipe (10).

도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제 3실시예의 오존방전장치(100)는 크게 4부분으로 구성되는데, 이는 도전성을 갖는 히트파이프(10)와, 상기 히트파이프(10)를 감싸는 스테인레이스관(20)과, 절연을 위해 상기 히트파이프(10)와 스테인레이스관(20)의 사이에 배치되는 유전체(30)와, 상기 히트파이프(10)의 강제 방열을 위한 냉각수단을 포함하여 구성된다.5 is a block diagram of an ozone discharge device using a heat pipe according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the ozone discharge device 100 of the third embodiment is largely composed of four parts, which is a conductive heat pipe 10 and a stainless race tube 20 surrounding the heat pipe 10. ), Dielectric 30 disposed between the heat pipe 10 and the stained race tube 20 for insulation, and cooling means for forced heat dissipation of the heat pipe 10.

여기서 스테인레이스관(20)은 오존방전장치(100)의 외부냉각을 위해 외주연을 따라 방사상으로 다수의 방열핀(50)이 형성된 구조이고, 히트파이프(10) 역시 내부 냉각구조를 마련하기 위해 비방전영역으로 방열핀(50)이 형성된 구조이다.Here, the stained race tube 20 is a structure in which a plurality of radiating fins 50 are radially formed along an outer circumference for external cooling of the ozone discharge device 100, and the heat pipe 10 is also non-discharged to provide an internal cooling structure. The heat dissipation fin 50 is formed as a region.

스테인레이스관(20)은 무성코로나방전에 의한 열에너지의 발생 영역 만큼의 길이를 갖고, 또한 그 길이 만큼 방열핀(50)을 형성하고 있기 때문에 충분한 방열이 이루어질 수 있는 구조이다.The stained race tube 20 has a length as long as a region where thermal energy is generated by the silent corona discharge, and the heat dissipation fin 50 is formed by the length thereof, so that sufficient heat dissipation can be achieved.

하지만 히트파이프(10)의 방열핀(50)은 비방전영역에 한정하여 히트파이프(10)에 형성되기 때문에 충분한 방열이 이루어지지 못한다. 따라서 냉각수단은 히트파이프(20)의 방열핀(50)에 직접적으로 공기를 송출할 수 있도록 측부에 구비된다. 이 때 냉각수단은 공기를 압축시켜 히트파이프(10)의 방열핀(50)을 강제 냉각시킬 수 있도록 공기압축기에 연결된 고압 에어 분사노즐(62)인 것이 바람직하다.However, since the heat dissipation fin 50 of the heat pipe 10 is formed in the heat pipe 10 only in the non-discharge region, sufficient heat dissipation is not achieved. Therefore, the cooling means is provided on the side to directly send air to the heat radiation fin 50 of the heat pipe (20). At this time, the cooling means is preferably a high-pressure air injection nozzle 62 connected to the air compressor to compress the air to force the cooling of the heat radiation fin 50 of the heat pipe (10).

도 6은 본 발명의 제 4실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 구성도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 4실시예의 오존방전장치(100)는 크게 4부분으로 구성되는데, 이는 도전성을 갖는 히트파이프(10)와, 상기 히트파이프(10)를 감싸는 스테인레이스관(20)과, 절연을 위해 상기 히트파이프(10)와 스테인레이스관(20)의 사이에 배치되는 유전체(30)와, 상기 히트파이프(10)를 방열하기 위해 구비되는 송풍팬(61)을 포함하여 구성된다. 6 is a block diagram of an ozone discharge device using a heat pipe according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the ozone discharge device 100 of the fourth embodiment is composed of four parts, which is a conductive heat pipe 10 and a stained race tube 20 surrounding the heat pipe 10. ), A dielectric (30) disposed between the heat pipe (10) and the stained race tube (20) for insulation, and a blowing fan (61) provided to dissipate the heat pipe (10). It is composed.

여기서 스테인레이스관(20)은 수냉식 외부 냉각구조를 마련하기 위해 내부 열을 흡열하기 하기 위해 냉각수를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Here, the stainless steel tube 20 is preferably configured to further include a cooling water to absorb the internal heat to provide a water-cooled external cooling structure.

도 7은 본 발명의 제 5실시예에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 구성도이다. 제 5실시예의 오존방전장치(100)는 크게 4부분으로 구성되는데, 이는 도전성을 갖는 히트파이프(10)와, 상기 히트파이프(10)를 감싸는 스테인레이스관(20)과, 절연을 위해 상기 히트파이프(10)와 스테인레이스관(20)의 사이에 배치되는 유전체(30)와, 상기 히트파이프(10)를 방열하기 위해 구비되는 고압 에어 분사노즐(62)을 포함하여 구성된다. 7 is a block diagram of an ozone discharge device using a heat pipe according to a fifth embodiment of the present invention. The ozone discharge device 100 of the fifth embodiment is largely composed of four parts, that is, a heat pipe 10 having conductivity, a stainless race tube 20 surrounding the heat pipe 10, and the heat for insulation. It comprises a dielectric 30 disposed between the pipe 10 and the stained race tube 20, and a high-pressure air injection nozzle 62 provided to heat dissipate the heat pipe (10).

여기서 스테인레이스관(10)은 수냉식 외부 냉각구조를 마련하기 위해 내부 열을 흡열하기 하기 위해 냉각수를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Here, the stained race tube 10 is preferably configured to further include a cooling water for absorbing the internal heat to provide a water-cooled external cooling structure.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 히프파이프를 이용한 오존방전장치(100)에서, 히트파이프(10)를 강제 냉각하기 위한 방열팬(50) 뿐 만 아니라, 스테인레이스관(20)을 강제 냉각할 수 있는 별도의 송풍팬(61)이나 공기압축기에 연결된 고압 에어 분사노즐(62)를 구비하여 구성할 수 있다.As described above, in the ozone discharge device 100 using the bottom pipe according to the present invention, not only the heat dissipation fan 50 for forcibly cooling the heat pipe 10, but also the forced race tube 20 can be forcedly cooled. It can be configured with a separate blower fan 61 or a high pressure air injection nozzle 62 connected to the air compressor.

본 발명에 따른 히트파이프를 이용한 오존방전장치는 무성코로나방전으로 인하여 발생되는 열에너지를 보다 효과적으로 방열시켜 열적 작용에 의한 오존분해 작용의 감소로 기존의 오존방전장치 보다 약 3wt% 향상된 고농도의 오존을 발생시킬 수 있는 특징이 있다.The ozone discharge device using the heat pipe according to the present invention generates a high concentration of ozone, which is about 3wt% higher than the conventional ozone discharge device, by reducing the ozone decomposition effect due to thermal action by more effectively dissipating the heat energy generated by the silent corona discharge. There are features that can be made.

아울러 본 발명의 기술 분야에서 반도체 산업의 세정공정분야나 난 분해성 폐기물 처리분야 등 약 10% 이상의 고농도 오존을 필요로 하는 산업으로 오존이용기술의 적용범위를 확대하는 효과가 있다.In addition, there is an effect of expanding the scope of application of the ozone utilization technology to the industry that requires a high concentration of ozone of about 10% or more, such as the cleaning process field of the semiconductor industry or the field of difficult degradable waste treatment in the technical field of the present invention.

그리고 최근 반도체 분야에 오존이용 공정기술 개발이 활발해지면서 반도체 세정과 관련한 외국의 오존공정설비가 국내 반도체 라인을 대체하고 있는 시점인 바, 본 발명의 히트파이프를 이용한 오존방전장치의 개발로 고농도의 온존생선기술을 자체 확보함으로써, 반도체 분야의 오존공정설비 국산화 개발과 함께 수입대체 효과를 기대할 수 있다.In addition, as the development of ozone processing technology in the semiconductor field has been actively developed, it is a time when foreign ozone processing equipment related to semiconductor cleaning is replacing the domestic semiconductor line, and the ozone discharge device using the heat pipe of the present invention has a high concentration of ozone. By securing fish technology in-house, we can expect the effect of import substitution along with the development of localization of ozone processing equipment in the semiconductor field.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.

Claims

A heat pipe 10 having conductivity so that a high voltage power supply can be applied;

A stainless race tube 20 spaced apart from the heat pipe 10 at a predetermined interval;

The heat pipe 10 is disposed between the heat pipe 10 and the stained race tube 20 so as to insulate the heat pipe 10 from the stained race tube 20 so that a high voltage can be applied thereto. A dielectric 30 in close contact with the periphery;

A discharge space 40 formed between the dielectric 30 and the stained race tube 20; And

And heat radiation fins 50 formed on the heat pipe 10 so as to radiate heat energy generated in the discharge space 40 to the outside and to be formed in the non-discharge area partially exposed in the discharge space 40. However, the heat pipe 10 is characterized in that the heat pipe is formed of a relatively longer length than the stainless steel tube 20 and the dielectric 30 so as to be partially exposed to the non-discharge region outside the discharge space 40 Ozone discharge device using.

A discharge space 40 formed between the dielectric 30 and the stained race tube 20;

A heat dissipation fin 50 formed on the heat pipe 10 to radiate heat energy generated in the discharge space 40 to the outside and to be formed in a non-discharge area partially exposed in the discharge space 40; And

And cooling means provided at a predetermined interval with respect to the heat dissipation fins 50 so as to forcibly rapidly cool the heat dissipation fins 50. The heat pipe 10 is a non-discharge region that is external to the discharge space 40. The ozone discharge device using a heat pipe, characterized in that formed in a relatively longer length than the stained race tube 20 and the dielectric 30 so as to be partially exposed.

delete

The method according to claim 1 or 2,

The stainless steel tube 20, further comprises a plurality of radiating fins 50 formed radially along the outer periphery, ozone discharge using a heat pipe, characterized in that further comprises a cooling water for absorbing the internal heat Device.

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The method of claim 2,

The cooling means forcibly blows the heat dissipation fins 50 of the heat pipe 10 and the blower fan 61 and air to compress the heat dissipation fins 50 of the heat pipe 10 by rotation by a fan operation. An ozone discharge device using a heat pipe, characterized in that composed of a high-pressure air injection nozzle 62 so as to cool.

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