KR100934482B1

KR100934482B1 - Sterilization apparatus using ozone plasma and its driving method

Info

Publication number: KR100934482B1
Application number: KR1020070094887A
Authority: KR
Inventors: 김경수; 민흥식
Original assignee: (주)창조엔지니어링
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-12-30
Also published as: KR20090029553A

Abstract

본 발명은 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, (a)멸균 챔버 내부에 피멸균물을 배치한 후 상기 멸균 챔버 내부의 공기가 외부로 누출되지 않도록 도어를 로킹하는 단계와; (b)상기 멸균 챔버 내부의 공기를 오존 플라즈마 발생기에 공급하는 단계와; (c)상기 오존 플라즈마 발생기에서 상기 멸균 챔버로부터 공급된 공기 중의 산소를 이용하여 저온 대기압 플라즈마 방전을 통해 기설정된 설정값(최대값)이 될 때까지 오존을 발생시켜 상기 멸균 챔버 내부로 공급하는 단계와; (d)상기 오존의 농도를 감지하여 상기 오존의 농도가 상기 최대값 이하로 떨어지면 상기 오존의 농도가 상기 최대값이 될 때까지 상기 오존 플라즈마 발생기의 온/오프 동작을 2시간 내지 4시간 동안 반복 구동하여 멸균 시간동안 상기 오존의 농도를 유지시키는 단계와; (e)상기 멸균 챔버 내부로 공급된 상기 오존에 의해 상기 피멸균물의 표면에 존재하는 미생물들을 기설정된 멸균 시간동안 멸균 처리하는 단계와; (f)상기 멸균 시간이 경과하면 상기 오존의 농도가 0ppm이 될 때까지 상기 오존 플라즈마 발생기를 온/오프 반복없이 1시간 이내로 지속적으로 구동시켜 상기 오존을 제거하는 단계; 및 (g)상기 오존의 농도가 0ppm이 되면 상기 오존 플라즈마 발생기의 구동을 오프하고 상기 멸균 챔버의 도어를 언로킹하여 상기 피멸균물을 꺼내는 단계;를 포함하며, 별도의 산소 기체 공급 없이 멸균 챔버 내부의 공기에 함유된 산소 기체로 오존을 발생시킴으로써 피멸균물을 멸균 처리할 수 있다.The present invention relates to a sterilization apparatus using ozone plasma and a method of driving the same, comprising: (a) placing a sterilized product in a sterilization chamber and locking the door so that air inside the sterilization chamber does not leak to the outside; (b) supplying air inside the sterilization chamber to an ozone plasma generator; (c) generating ozone to the inside of the sterilization chamber by using the oxygen in the air supplied from the sterilization chamber in the ozone plasma generator until a predetermined set value (maximum value) is reached through low temperature atmospheric plasma discharge; Wow; (d) If the concentration of the ozone is detected and the concentration of the ozone falls below the maximum value, the on / off operation of the ozone plasma generator is repeated for 2 to 4 hours until the concentration of the ozone reaches the maximum value. Driving to maintain the concentration of ozone for sterilization time; (e) sterilizing the microorganisms present on the surface of the sterilized substance by the ozone supplied into the sterilization chamber for a predetermined sterilization time; (f) removing the ozone by continuously driving the ozone plasma generator within 1 hour without repeating on / off until the concentration of the ozone reaches 0 ppm when the sterilization time elapses; And (g) turning off the ozone plasma generator when the concentration of the ozone reaches 0 ppm and removing the sterilized material by unlocking the door of the sterilization chamber, wherein the sterilization chamber is provided without a separate oxygen gas supply. The sterilized product can be sterilized by generating ozone with oxygen gas contained in the air inside.

멸균 장치, 오존 플라즈마, 의료기기, 저온 대기압 플라즈마, 오존 센서 Sterilizer, Ozone Plasma, Medical Device, Low Temperature Atmospheric Plasma, Ozone Sensor

Description

Sterilization apparatus using ozone plasma and its driving method {Apparatus for sterilizing with ozone plasma, and driving method

본 발명은 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 저온 대기압 플라즈마 방전을 이용하여 발생된 오존(이하, 오존 플라즈마라 한다)으로 의료기기와 같은 피멸균물의 표면에 존재하는 미생물들을 멸균 처리하는 멸균 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sterilization apparatus using an ozone plasma and a method of driving the same, and more particularly, ozone generated by using a low temperature atmospheric plasma discharge (hereinafter referred to as ozone plasma), which is present on a surface of a sterilized substance such as a medical device. The present invention relates to a sterilization apparatus for sterilizing microorganisms and a driving method thereof.

일반적으로, 살균 또는 멸균 방식은 화학적인 방식, 물리적인 방식 및 오존 처리 방식 등이 있다.Generally, sterilization or sterilization methods include chemical methods, physical methods, and ozone treatment methods.

화학적인 방식은 낮은 온도에서도 높은 투과력을 갖는 에틸렌옥사이드와 같은 가스를 이용하여 미생물의 신진대사를 방해함으로써 살균 또는 멸균하는 방식이다. 물리적인 방식은 고온 고압의 스팀(오토그래프)이 갖는 습열을 살균 또는 멸균 대상물에 가하고, 그 응축 과정에서 미생물의 단백질에 급속한 가열 효과를 발생시켜 열응고 처리함으로써 살균 또는 멸균하는 방식이다. 오존 처리 방식은 자외선램프로부터 180㎚~254㎚의 자외선 파장을 발진시킴으로써 공기 중의 산소를 오존으로 변화시키고, 이 오존의 산화력을 이용하여 살균 또는 멸균 처리하는 방식이 다.The chemical method is to sterilize or sterilize by interfering with the metabolism of microorganisms using a gas such as ethylene oxide having a high permeability even at low temperature. The physical method is a method of sterilizing or sterilizing by applying the wet heat of the high temperature and high pressure steam (autograph) to the sterilization or sterilization object, and generating a rapid heating effect on the protein of the microorganism during the condensation process and thermally coagulating the same. The ozone treatment method is a method in which oxygen in the air is changed to ozone by oscillating an ultraviolet wavelength of 180 nm to 254 nm from an ultraviolet lamp, and sterilization or sterilization treatment using the oxidizing power of the ozone.

한편, 병원 등의 의료 기관에서 사용되는 다양한 형태의 일회용 의료기기 또는 재사용 의료기기는 그 사용 전에 완전한 멸균 상태가 유지되어야 한다. 따라서 이러한 의료기기를 멸균하기 위한 다양한 방법들이 개발되어 있다. 이러한 멸균 방법으로는 고온 고압을 이용하는 통상적인 방법과, 에틸렌 옥사이드 가스를 이용하는 방법, 최근 각광을 받고 있는 과산화수소 플라즈마를 이용하는 방법 등이 있다.On the other hand, various types of disposable medical devices or reusable medical devices used in a medical institution such as a hospital must be kept fully sterilized before use. Therefore, various methods for sterilizing such medical devices have been developed. Such sterilization methods include a conventional method using high temperature and high pressure, a method using ethylene oxide gas, a method using hydrogen peroxide plasma, which is in the spotlight recently.

고온 고압을 이용하는 통상적인 방법은 피멸균물에 존재하는 미생물을 완전하게 멸균하지 못하는 문제점이 있었으며, 에틸렌 옥사이드 가스를 이용하는 방법은 캐리어 가스로 지구환경 오염의 주범인 CFC 가스를 사용하기 때문에 환경 문제가 심각하게 야기될 수 있고, 살균 처리 후 잔존하는 에틸렌 옥사이드 가스를 제거해야 하는 장시간의 통기 시간이 추가로 소요되는 불편함이 있었다.Conventional methods using high temperature and high pressure have a problem in that the microorganisms present in the sterilized products cannot be completely sterilized, and the method using ethylene oxide gas uses CFC gas, which is the main cause of global environmental pollution, as a carrier gas. There was a discomfort that could be seriously caused and additionally requires a long aeration time to remove residual ethylene oxide gas after sterilization treatment.

과산화수소 플라즈마를 이용하는 방법은 반응용기 내부를 대기압보다 매우 낮은 압력으로 유지하면서 플라즈마를 발생시켜 멸균하는 방법이기 때문에, 장치의 구조가 복잡해지고, 장치의 크기가 커지는 문제점이 있으며, 또한 멸균 과정에서 반응용기 내부의 온도가 50℃ 이상의 고온으로 상승하기 때문에 플라스틱 재질의 용구의 멸균에 부적합하다는 문제점이 있었다.Since hydrogen peroxide plasma is a method of generating and sterilizing a plasma while maintaining the inside of the reaction vessel at a pressure lower than atmospheric pressure, the structure of the apparatus is complicated, and the size of the apparatus is increased. Since the internal temperature rises to a high temperature of 50 ° C. or more, there is a problem that it is unsuitable for sterilization of a tool made of plastic.

전술한 문제점들을 해결하기 위한 선행 기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2005-44334호(출원일: 2005년 05월 26일)에 오존 멸균 장치가 개시되어 있는데, 도 1 및 도 2를 참조하여 구체적으로 살펴본다.As a prior art for solving the above-described problems, an ozone sterilization apparatus is disclosed in Korean Patent Application No. 2005-44334 (Application Date: May 26, 2005), which will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. see.

도 1은 종래의 기술에 따른 오존 멸균 장치의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 오존 멸균 장치의 각 구성요소 간의 연결 관계를 도시하는 구성도이다.1 is a perspective view showing the structure of an ozone sterilization apparatus according to the prior art, Figure 2 is a block diagram showing a connection relationship between each component of the ozone sterilization apparatus according to the prior art.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 오존 멸균 장치(10)는, 멸균함(11), 오존 발생부(12) 및 산소 공급부(13)를 포함하며, 또한, 순환 연결로(14), 순환 펌프(15), 냉각부(16), 배출관(17), 배기펌프(18) 및 오존 제거부(19)를 추가로 포함하여 구성된다.1 and 2, the ozone sterilization apparatus 10 according to the related art includes a sterilization box 11, an ozone generating unit 12, and an oxygen supply unit 13, and further includes a circulation connection path ( 14), the circulation pump 15, the cooling part 16, the discharge pipe 17, the exhaust pump 18, and the ozone removal part 19 is comprised further.

멸균함(11)은 그 내부에 밀폐 공간이 형성되며, 피멸균물을 그 내부에 넣어서 멸균처리 하게 된다.The sterilization box 11 is formed in a sealed space therein, and put the sterilized material therein to be sterilized.

오존 발생부(12)는 멸균함(11)과 연결되며, 오존을 발생시켜 멸균함(11)에 공급하게 된다. 오존 발생부(12)는 상압 플라즈마를 이용하여 오존을 발생시키게 되는데, 2개의 전극을 평행하게 위치시켜 형성되는 플라즈마 발생부와 전원공급부로 구성되며, 이때, 플라즈마 발생부에 소정의 전압을 가진 전원을 전원공급부를 경유하여 인가함으로써 양 전극 사이에서 플라즈마를 발생시키는 구조를 취한다.The ozone generator 12 is connected to the sterilization box 11 and generates ozone to be supplied to the sterilization box 11. The ozone generator 12 generates ozone by using an atmospheric pressure plasma. The ozone generator 12 includes a plasma generator and a power supply unit formed by placing two electrodes in parallel, and at this time, the plasma generator has a predetermined voltage. Is applied via a power supply to generate a plasma between both electrodes.

산소 공급부(13)는 오존 발생부(12)에 산소를 공급하게 된다. 즉, 오존 발생부(12)에 인가되는 높은 전압의 전원에 의하여 산소가 오존으로 변화되어 피멸균물을 멸균할 수 있도록 산소를 공급하는 산소 공급부(13)가 필요하다. 산소 공급부(13)는 소정 량의 산소가 충전되어 있는 산소 탱크로 마련될 수 있으며, 산소 발생기일 수도 있다.The oxygen supply unit 13 supplies oxygen to the ozone generator 12. That is, an oxygen supply unit 13 for supplying oxygen to change the ozone to sterilize the sterilized product by the high voltage power applied to the ozone generator 12 is required. The oxygen supply unit 13 may be provided as an oxygen tank filled with a predetermined amount of oxygen, or may be an oxygen generator.

순환 연결로(14)는 멸균함(11)의 일측과 오존 발생부(12)의 일단을 연결하 며, 멸균함(11)의 내부 공간과 오존 발생부(12)를 연통시키는 역할을 한다. 순환 펌프(15)는 순환 연결로(14) 중 소정 위치에 마련되며, 순환 연결로(14)를 통과하는 기체를 강제 순환시키는 역할을 한다.The circulation connection 14 connects one side of the sterilization box 11 and one end of the ozone generating unit 12, and serves to communicate the internal space of the sterilization box 11 and the ozone generating unit 12. The circulation pump 15 is provided at a predetermined position among the circulation connection paths 14, and serves to force circulation of gas passing through the circulation connection paths 14.

냉각부(16)는 순환 연결로(14) 상에 마련되며, 순환 연결로(14)를 통과하는 기체를 35℃ 이하의 온도로 냉각시킨다.The cooling unit 16 is provided on the circulation connection path 14, and cools the gas passing through the circulation connection path 14 to a temperature of 35 ° C. or less.

배출관(70)은 멸균함(11)의 일측과 연통되어 마련되며, 멸균함(11) 내부의 기체를 외부로 배출시킨다. 배출관(70)은 멸균 과정 진행 전에 멸균함(11) 내부의 공기를 배기하거나 멸균 과정 완료 후에 멸균함(11) 내부의 기체를 배기하는 통로로 이용된다.Discharge pipe 70 is provided in communication with one side of the sterilization box 11, and discharges the gas inside the sterilization box (11) to the outside. The discharge pipe 70 is used as a passage for exhausting the air inside the sterilization box 11 before the sterilization process or exhausting the gas inside the sterilization box 11 after completion of the sterilization process.

배기펌프(18)는 멸균 과정 진행 초기에 멸균함(11) 내부의 공기를 약간 배출시켜 멸균함(11) 내부의 압력을 낮추게 한다. 즉, 멸균함(11) 내부로 오존이 용이하게 유입되고, 멸균함(11) 내부로 신속하고 균일하게 확산되도록 하기 위하여 멸균함(11) 내부의 압력을 대기압보다 약간 낮은 정도로 유지시킨다.The exhaust pump 18 lowers the pressure in the sterilization box 11 by slightly discharging the air in the sterilization box 11 at the beginning of the sterilization process. That is, ozone is easily introduced into the sterilization container 11 and the pressure inside the sterilization container 11 is maintained at a level slightly lower than atmospheric pressure in order to allow rapid and uniform diffusion of the interior into the sterilization container 11.

오존 제거부(19)는 멸균함(11)과 배기펌프(18) 사이에 마련되며, 사용된 오존을 완전히 제거하여 배출시킨다. 오존 제거부(19)는 순환 연결로(14)의 중간부분에 배치되어, 오존 제거부(19)를 통과한 기체를 다시 멸균함(11)에 공급시켜 순환시킨다. 오존 제거부(19)는 배출관(17)을 통과하는 기체에 열을 가하여 오존을 제거하는 히터(Heater)이거나, 또는 이산화망간(MnO₂) 또는 활성탄과 같은 촉매일 수 있다.The ozone removal unit 19 is provided between the sterilization box 11 and the exhaust pump 18 and completely removes the used ozone and discharges it. The ozone removal unit 19 is disposed in the middle portion of the circulation connection path 14, and supplies the gas passed through the ozone removal unit 19 to the sterilization box 11 for circulation. The ozone removal unit 19 may be a heater that removes ozone by applying heat to the gas passing through the discharge pipe 17, or may be a catalyst such as manganese dioxide (MnO ₂ ) or activated carbon.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 종래 기술에 따른 오존 멸균 장치(10)를 사용하여 피멸균물을 멸균하는 과정은 다음과 같다.Referring back to Figures 1 and 2, the process of sterilizing the sterilized material using the ozone sterilization apparatus 10 according to the prior art is as follows.

먼저, 멸균함(11)의 도어를 개방하고 그 내부에 피멸균물을 적재한다. 피멸균물의 적재가 완료되면, 멸균함의 도어를 닫고, 멸균함(11)을 밀봉시킨다.First, the door of the sterilization box 11 is opened and the sterilized substance is loaded therein. When loading of the sterilized material is completed, the door of the sterilization box is closed and the sterilization box 11 is sealed.

이후, 배기펌프(18)를 작동시켜서 멸균함(11) 내부의 압력을 대기압보다 약간 낮게 조절한다. 이렇게 멸균함(11) 내부의 압력이 설정되면, 산소 공급부(13)를 작동시키고, 산소 공급부(13)와 오존 발생부(12) 사이의 스위치(SW1)를 개방하여 산소가 오존 발생부(12)로 공급되게 한다. 이때, 오존 발생부(12)에 전원을 공급하여 오존 발생부(12)도 작동시키다. 그러면 오존 발생부(12)를 통과하는 산소가 오존으로 변화되어 멸균함(11) 내부로 공급된다.Thereafter, the exhaust pump 18 is operated to adjust the pressure inside the sterilization box 11 to be slightly lower than atmospheric pressure. When the pressure inside the sterilization vessel 11 is set in this way, the oxygen supply unit 13 is operated, and the switch SW1 between the oxygen supply unit 13 and the ozone generator 12 is opened to allow oxygen to flow through the ozone generator 12. To be supplied). At this time, power is supplied to the ozone generator 12 to operate the ozone generator 12 as well. Then, the oxygen passing through the ozone generator 12 is changed into ozone and supplied into the sterilization box 11.

이후, 멸균함(11) 내부의 오존 농도를 높이기 위하여 순환 펌프(15)를 작동시켜 순환 연결로(14)를 통해 멸균함(11) 내부의 기체를 순환시키면서 계속하여 오존 발생부(12)를 통과시킨다. 이에 따라 멸균함(11) 내부의 오존 농도가 높아진다.Thereafter, the ozone generator 12 is continuously operated while circulating the gas inside the sterilization vessel 11 by operating the circulation pump 15 to increase the ozone concentration in the sterilization vessel 11. Pass it through. As a result, the ozone concentration inside the sterilizer 11 is increased.

이후, 멸균함(11) 내부의 오존 농도가 원하는 수준에 도달하면 일정시간 동안 이를 유지시켜 피멸균물을 멸균한다.Then, when the ozone concentration inside the sterilization container 11 reaches the desired level, it is sterilized by maintaining it for a predetermined time.

멸균 작업이 완료되면, 오존 발생부(12)를 끈 다음, 오존 제거부(19)를 작동시킨 상태에서 순환 펌프(15)를 이용하여 멸균함(11) 내부의 기체를 순환시키면서 오존을 제거한다. 멸균함(11) 내부의 기체 중 오존 농도가 어느 정도 이하로 하강하면 배기펌프(18)를 이용하여 멸균함(11) 내부의 기체를 배기시킨다. 배기가 완료되면 멸균함(11) 내부의 압력을 대기압과 동일하게 조정한 후 멸균함 도어를 개방 하여 피멸균물을 반출한다.When the sterilization operation is completed, the ozone generator 12 is turned off and ozone is removed while circulating the gas inside the sterilizer 11 by using the circulation pump 15 while the ozone removal unit 19 is operated. . When the ozone concentration in the gas inside the sterilization box 11 drops to a certain level or less, the gas inside the sterilization box 11 is exhausted by using the exhaust pump 18. When the exhaust is completed, adjust the pressure inside the sterilization box 11 to the same as atmospheric pressure, and then open the sterilization box door to take out the sterilized material.

그러나 종래의 기술에 따른 오존 멸균 장치는, 산소 공급을 위해 별도의 산소 공급기를 사용해야 하며, 또한, 멸균 공정 시 감압을 하며, 오존 발생부, 냉각기, 순환 펌프, 오존 제거부 등을 이용하여 내부 멸균 공정을 진행하기 때문에 그 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.However, the ozone sterilization apparatus according to the prior art should use a separate oxygen supply for oxygen supply, and also decompress during the sterilization process, and internally sterilize using an ozone generator, a cooler, a circulation pump, and an ozone remover. There is a problem that the structure is complicated because the process proceeds.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 저온 대기압 플라즈마를 이용하여 오존을 발생함으로써 피멸균물을 멸균 처리할 경우, 별도의 산소 기체 공급 없이 멸균 챔버 내부의 공기에 함유된 산소 기체로 오존을 발생시킬 수 있는 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.Technical problem to be solved by the present invention for solving the above-described problems, when sterilizing the sterilized product by generating ozone using a low-temperature atmospheric plasma, oxygen contained in the air inside the sterilization chamber without a separate oxygen gas supply An object of the present invention is to provide a sterilization apparatus using an ozone plasma capable of generating ozone and a driving method thereof.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 별도의 오존 제거부 없이 오존 플라즈마 발생기의 구동을 제어함으로써 오존을 발생시키거나 제거할 수 있는 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a sterilization apparatus using ozone plasma and a method of driving the ozone plasma capable of generating or removing ozone by controlling the operation of the ozone plasma generator without a separate ozone removing unit. .

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 별도의 감압 공정을 수행하지 않고 상압에서 멸균 공정을 수행함으로써 피멸균물의 손상을 방지할 수 있는 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a sterilization apparatus using ozone plasma and its driving method that can prevent the damage of the sterilized by performing the sterilization process at normal pressure without performing a separate decompression process. It is for.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치는, 피멸균물을 내부에 배치하고 내부의 공기가 외부로 누출되지 않도록 도어를 로킹한 후 상기 피멸균물의 표면에 존재하는 미생물들을 기설정된 멸균 시간동안 오존으로 멸균 처리한 다음 상기 오존을 제거한 후 상기 도어를 언로킹하여 상기 피멸균물을 꺼내는 멸균 챔버와; 상기 멸균 챔버로부터 공급된 공기를 이용하여 저온 대기압 플라즈마 방전을 통해 오존을 발생시켜 상기 멸균 챔버 내부로 공급하는 오존 플라즈마 발생기와; 상기 오존 플라즈마 발생기에서 발생된 오존의 농도를 감지하는 오존 센서와; 상기 오존 센서에서 감지된 오존의 농도가 상기 멸균 시간동안 기설정된 설정값을 유지하도록 상기 오존 플라즈마 발생기의 동작을 제어하고, 상기 멸균 시간이 경과하면 상기 오존의 농도가 0ppm이 될 때까지 상기 오존 플라즈마 발생기를 구동시켜 상기 오존을 제거하도록 제어하는 멸균 제어부와; 상기 멸균 챔버 및 상기 오존 플라즈마 발생기 사이에 배치되어 오존 또는 산소 기체가 포함된 공기를 순환시키는 기체 순환 팬과; 상기 오존 플라즈마 발생기로부터 제공되는 오존 또는 산소 기체가 포함된 공기가 상기 멸균 챔버 내부에 균일하게 확산되도록 와류를 발생시키는 와류 발생 팬과; 상기 오존 플라즈마 발생기로부터 제공되는 기체가 상기 멸균 챔버 내부로 흡입되도록 상기 멸균 챔버 상부에 형성된 흡기구; 및 상기 멸균 챔버 내부로부터 배기되는 기체가 상기 오존 플라즈마 발생기로 순환되도록 상기 멸균 챔버 하부에 형성된 배기구;를 포함하며, 상기 오존 플라즈마 발생기는, 초기 동작시 오존의 농도가 기설정된 설정값(최대값)이 될 때까지 구동하여 오존을 발생시킨 후 발생된 상기 오존의 농도가 상기 최대값이 되면 동작을 정지하는 오존 발생 구간과; 상기 오존 발생 구간 이후에 상기 오존의 농도가 상기 설정값 이하로 떨어지면 상기 오존의 농도가 상기 설정값을 유지하도록 온/오프 동작을 2시간 내지 4시간 동안 반복 구동하여 멸균 시간동안 상기 오존의 농도를 유지시키는 온/오프 반복 구간; 및 상기 멸균 시간이 경과하면 상기 오존의 농도가 0ppm이 될 때까지 상기 오존 플라즈마 발생기를 온/오프 반복없이 1시간 이내로 지속적으로 구동하여 상기 오존을 제거하는 오존 제거 구간;에 따라 시간별로 구동하여 상기 멸균 챔버 내부의 공기에 함유된 산소를 오존으로 변환시키는 것을 특징으로 한다.
상기 오존 플라즈마 발생기의 전극은 2개씩 적층형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 오존 발생 조건은 10㎑의 구동 주파수 및 80W의 전력(power)으로 2분 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기 멸균 시간은 2시간 내지 4시간인 것을 특징으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 구동 방법은, (a)멸균 챔버 내부에 피멸균물을 배치한 후 상기 멸균 챔버 내부의 공기가 외부로 누출되지 않도록 도어를 로킹하는 단계와; (b)상기 멸균 챔버 내부의 공기를 오존 플라즈마 발생기에 공급하는 단계와; (c)상기 오존 플라즈마 발생기에서 상기 멸균 챔버로부터 공급된 공기 중의 산소를 이용하여 저온 대기압 플라즈마 방전을 통해 기설정된 설정값(최대값)이 될 때까지 오존을 발생시켜 상기 멸균 챔버 내부로 공급하는 단계와; (d)상기 오존의 농도를 감지하여 상기 오존의 농도가 상기 최대값 이하로 떨어지면 상기 오존의 농도가 상기 최대값이 될 때까지 상기 오존 플라즈마 발생기의 온/오프 동작을 2시간 내지 4시간 동안 반복 구동하여 멸균 시간동안 상기 오존의 농도를 유지시키는 단계와; (e)상기 멸균 챔버 내부로 공급된 상기 오존에 의해 상기 피멸균물의 표면에 존재하는 미생물들을 기설정된 멸균 시간동안 멸균 처리하는 단계와; (f)상기 멸균 시간이 경과하면 상기 오존의 농도가 0ppm이 될 때까지 상기 오존 플라즈마 발생기를 온/오프 반복없이 1시간 이내로 지속적으로 구동시켜 상기 오존을 제거하는 단계; 및 (g)상기 오존의 농도가 0ppm이 되면 상기 오존 플라즈마 발생기의 구동을 오프하고 상기 멸균 챔버의 도어를 언로킹하여 상기 피멸균물을 꺼내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (c)단계에서 발생된 오존은 와류 발생 팬을 이용하여 상기 멸균 챔버 내의 피멸균물 상에 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 (c)단계 내지 (g)단계에서, 상기 멸균 챔버 내부의 오존 및 산소를 포함하는 공기는 기체 순환 팬에 의해 상기 오존 플라즈마 발생기로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 (c)단계의 오존 발생 조건은 10㎑의 구동 주파수 및 80W의 전력(power)으로 2분 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기 (e)단계 및 (f)단계에서의 멸균 시간은 2시간 내지 4시간인 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above-described technical problem, the sterilization apparatus using the ozone plasma according to the present invention, after placing the sterilized material inside and locking the door so that the air inside does not leak to the outside surface of the sterilized material A sterilization chamber which sterilizes the microorganisms present in ozone for a predetermined sterilization time and then removes the ozone and unlocks the door to take out the sterilized substance; An ozone plasma generator for generating ozone through a low temperature atmospheric pressure plasma discharge using the air supplied from the sterilization chamber and supplying the ozone into the sterilization chamber; An ozone sensor for detecting a concentration of ozone generated by the ozone plasma generator; The operation of the ozone plasma generator is controlled so that the concentration of ozone sensed by the ozone sensor maintains a predetermined set value during the sterilization time, and when the sterilization time passes, the ozone plasma until the concentration of the ozone becomes 0 ppm A sterilization control unit for controlling the ozone by driving a generator; A gas circulation fan disposed between the sterilization chamber and the ozone plasma generator to circulate air containing ozone or oxygen gas; A vortex generating fan for generating a vortex so that air containing ozone or oxygen gas provided from the ozone plasma generator is uniformly diffused in the sterilization chamber; An inlet formed above the sterilization chamber so that the gas provided from the ozone plasma generator is sucked into the sterilization chamber; And an exhaust port formed in the lower portion of the sterilization chamber to circulate gas discharged from the inside of the sterilization chamber to the ozone plasma generator, wherein the ozone plasma generator includes a preset value (maximum value) at which the concentration of ozone is initially set. An ozone generating section for driving until the ozone is generated and stopping the operation when the generated ozone concentration reaches the maximum value; After the ozone generation interval, if the concentration of ozone falls below the set value, the ozone concentration is repeatedly operated for 2 to 4 hours so that the concentration of the ozone is maintained at the set value. Maintaining on / off repeat interval; And an ozone removal section for continuously removing the ozone by continuously driving the ozone plasma generator within 1 hour without repeating on / off until the concentration of the ozone reaches 0 ppm after the sterilization time has elapsed. Oxygen contained in the air inside the sterilization chamber is characterized in that to convert to ozone.
The electrode of the ozone plasma generator is characterized in that formed in a stack of two each.
The ozone generating condition is characterized in that for two minutes at a driving frequency of 10 kHz and a power (power) of 80W.
The sterilization time is characterized in that 2 hours to 4 hours.
As a means for achieving the above technical problem, a method of driving a sterilization apparatus using an ozone plasma according to the present invention, (a) after placing the sterilized material in the sterilization chamber, the air inside the sterilization chamber leaks to the outside Locking the door so as not to; (b) supplying air inside the sterilization chamber to an ozone plasma generator; (c) generating ozone to the inside of the sterilization chamber by using the oxygen in the air supplied from the sterilization chamber in the ozone plasma generator until a predetermined set value (maximum value) is reached through low temperature atmospheric plasma discharge; Wow; (d) If the concentration of the ozone is detected and the concentration of the ozone falls below the maximum value, the on / off operation of the ozone plasma generator is repeated for 2 to 4 hours until the concentration of the ozone reaches the maximum value. Driving to maintain the concentration of ozone for sterilization time; (e) sterilizing the microorganisms present on the surface of the sterilized substance by the ozone supplied into the sterilization chamber for a predetermined sterilization time; (f) removing the ozone by continuously driving the ozone plasma generator within 1 hour without repeating on / off until the concentration of the ozone reaches 0 ppm when the sterilization time elapses; And (g) when the concentration of the ozone is 0ppm off the drive of the ozone plasma generator and unlocking the door of the sterilization chamber to take out the sterilized material; characterized in that it comprises a.
The ozone generated in the step (c) is characterized in that it is supplied to the sterilized material in the sterilization chamber using a vortex generating fan.
In the steps (c) to (g), the air containing ozone and oxygen in the sterilization chamber is supplied to the ozone plasma generator by a gas circulation fan.
The ozone generating condition of step (c) is characterized in that it proceeds for 2 minutes at a driving frequency of 10 kHz and power of 80W.
Sterilization time in the step (e) and (f) is characterized in that 2 hours to 4 hours.

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본 발명에 따르면, 챔버 내부 공기 중의 산소만으로도 멸균에 충분한 오존을 발생시킬 수 있으므로, 산소 공급부의 추가 설치가 필요 없고, 이에 따라 멸균 장치의 구조가 간단해진다.According to the present invention, since only ozone in the air in the chamber can generate ozone sufficient for sterilization, it is not necessary to install an oxygen supply additionally, thereby simplifying the structure of the sterilization apparatus.

본 발명에 따르면, 기존의 오존 발생부, 냉각기, 순환 펌프, 오존 제거부 등을 이용하여 내부 멸균 공정을 진행하는 것이 아니라, 오존 플라즈마 발생기의 조작을 통하여 오존 발생 및 제거가 가능하므로 멸균 장치의 구조가 간단해지며, 소형화가 가능하다.According to the present invention, since the internal sterilization process is not performed by using an existing ozone generator, a cooler, a circulation pump, an ozone remover, and the like, ozone generation and removal are possible through the operation of the ozone plasma generator, so that the structure of the sterilization apparatus is possible. It becomes simpler and can be downsized.

본 발명에 따르면, 멸균 공정 시 감압을 하지 않고, 상압 공정을 통하여 멸균 공정을 수행함으로써 피멸균물의 손상을 일으키지 않는다.According to the present invention, without decompression during the sterilization process, by performing the sterilization process through the atmospheric pressure process does not cause damage to the sterilized product.

본 발명에 따르면, 가스, 멸균재 등의 추가 재료 없이 멸균이 가능하고, 챔버 내부에서 오존이 완전히 제거되므로, 멸균 후 부산물이 발생하지 않는다.According to the present invention, sterilization is possible without additional materials such as gas and sterilizing material, and since ozone is completely removed from the inside of the chamber, no by-products are generated after sterilization.

본 발명에 따르면, 오존 플라즈마 발생기의 전극을 적층형으로 제작함으로써 오존 플라즈마의 발생 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the production efficiency of the ozone plasma can be improved by manufacturing the electrodes of the ozone plasma generator in a stacked type.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치 및 그 구동 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the sterilization apparatus and driving method using the ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예로서, 저온 대기압 플라즈마를 이용하여 오존을 발생함으로써 피멸균물을 멸균 처리하는 장치로서, 기존의 산소 공급기를 구비하지 않고 멸균 챔버 내부의 공기를 이용하여 오존을 발생시키며, 오존 플라즈마 발생기에서 오존을 발생 및 제거함으로써, 의료기구와 같은 피멸균물의 표면에 존재하는 미생물들을 멸균할 수 있는 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치 및 그 구동 방법이 제공된다.As an embodiment of the present invention, a device for sterilizing a sterilized product by generating ozone using a low-temperature atmospheric pressure plasma, without generating a conventional oxygen supply to generate ozone using air in the sterilization chamber, ozone plasma By generating and removing ozone from a generator, there is provided a sterilization apparatus using ozone plasma and a method of driving the same, capable of sterilizing microorganisms present on the surface of a sterilized substance such as a medical device.

먼저, 저온 대기압 플라즈마에 대해 설명하면 다음과 같다.First, the low temperature atmospheric plasma will be described.

대기압 근처의 높은 압력에서 발생하는 플라즈마는 크게 저온 플라즈마와 고온 플라즈마로 분류되는데, 낮은 압력의 기체에 전장을 가하면 글로우 방전이 일어나고, 그 기체 분자는 전리하여 최대 수 %까지 이온과 전자로 분리되어 플라즈마가 생성된다. 전자는 질량이 작기 때문에 전장에 따라 용이하게 가속되고, 평균 수 eV의 높은 에너지를 얻는데, 이것을 온도로 환산하면 수만도 K 이상에 상당한다. 그러나 이온은 질량이 크기 때문에 가속되기 어렵고, 보통 기체 분자와 같은 정도의 수백도 K이며, 이온화량이 적기 때문에 열적 평형 상태에 도달하지 않고 가스의 온도는 대기 온도보다 약 30~50℃ 정도 높다. 따라서 이러한 글로우 방전에서 얻어지 는 것이 저온 플라즈마이다. 플라즈마 중에는 기체분자, 이온, 전자 외에 준안정하여 에너지 면에서 여기된 원자, 또는 여러 원자의 라디칼이라 부르는 전기적으로 중성인 입자, 플라즈마로부터 방사되는 광, 및 높은 에너지를 가진 자외선이 존재하며, 이것들은 플라즈마 처리에서 중요한 역할을 한다. 대기압 저온 플라즈마는 그 방전 특성에 따라 코로나 방전(Corona Discharge), 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge: DBD), 대기압 글로우 방전(Atmospheric Pressure Glow discharge: APG) 등으로 분류할 수 있다.Plasma generated at high pressure near atmospheric pressure is largely classified into low temperature plasma and high temperature plasma. When electric field is applied to low pressure gas, glow discharge occurs, and the gas molecules are ionized and separated into ions and electrons up to several% and plasma Is generated. Since the electrons are small in mass, they are easily accelerated in accordance with the electric field, and high energy of an average number of eV is obtained. However, ions are difficult to accelerate due to their large mass, and are usually hundreds of degrees K, similar to gas molecules, and due to their small amount of ionization, they do not reach thermal equilibrium and the temperature of the gas is about 30-50 ° C. above the atmospheric temperature. Therefore, what is obtained in such a glow discharge is a low temperature plasma. In the plasma, besides gas molecules, ions and electrons, there are metastable energized atoms, or electrically neutral particles called radicals of several atoms, light emitted from the plasma, and ultraviolet rays with high energy. Plays an important role in plasma processing. Atmospheric low-temperature plasma may be classified into corona discharge, dielectric barrier discharge (DBD), atmospheric pressure discharge (APG), and the like according to its discharge characteristics.

본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치는 유전체 장벽 방전(DBD)을 이용하여 오존을 발생하게 되며, 이하, 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치에 대해 설명한다.Sterilization apparatus using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention will generate ozone using a dielectric barrier discharge (DBD), hereinafter, a sterilization apparatus using an ozone plasma will be described.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a sterilization apparatus using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치(100)는, 멸균 제어부(110), 기체 순환 팬(120), 오존 플라즈마 발생기(130), 흡기구(140), 와류 발생 팬(150), 멸균 챔버(160), 오존 센서(170) 및 배기구(180)를 포함할 수 있다.3, the sterilization apparatus 100 using the ozone plasma according to an embodiment of the present invention, the sterilization control unit 110, gas circulation fan 120, ozone plasma generator 130, intake port 140, vortex It may include a generating fan 150, a sterilization chamber 160, an ozone sensor 170, and an exhaust port 180.

멸균 챔버(160)는 그 내부에 밀폐 공간이 형성되며, 상기 오존에 의해 멸균 처리되는 피멸균물(200)이 배치된다. 이때, 멸균 챔버(160)는 멸균 과정에서 부식되거나 손상되지 않는 화학적 안정성을 가지는 스테인리스 스틸(stainless steel) 재질로 형성될 수 있다.The sterilization chamber 160 has a closed space formed therein, and the sterilized material 200 sterilized by the ozone is disposed. In this case, the sterilization chamber 160 may be formed of stainless steel having chemical stability that is not corroded or damaged during sterilization.

흡기구(140)는 상기 오존 플라즈마 발생기(130)로부터 제공되는 기체가 상기 멸균 챔버(160) 내부로 흡입되도록 상기 멸균 챔버(160) 상부에 형성되어 있고, 배기구(180)는 상기 멸균 챔버(160) 내부로부터 배기되는 기체가 상기 오존 플라즈마 발생기(130)로 순환되도록 상기 멸균 챔버(160) 하부에 형성되어 있다.The inlet 140 is formed above the sterilization chamber 160 so that the gas provided from the ozone plasma generator 130 is sucked into the sterilization chamber 160, and the exhaust port 180 is the sterilization chamber 160. Gases exhausted from the inside are formed under the sterilization chamber 160 to circulate to the ozone plasma generator 130.

멸균 제어부(110)는 상기 오존 센서(170)에서 감지된 오존농도신호를 수신하여 설정값과 비교하고, 상기 멸균 시간의 경과를 확인하여 상기 오존 플라즈마 발생기(130)의 구동을 제어하게 된다. 여기서, 멸균 제어부(110)는 마이크로컨트롤러로 구현될 수 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다. The sterilization control unit 110 receives the ozone concentration signal detected by the ozone sensor 170 and compares it with a set value, and checks the passage of the sterilization time to control the operation of the ozone plasma generator 130. Here, the sterilization control unit 110 may be implemented as a microcontroller, but is not limited thereto.

기체 순환 팬(120)은 상기 멸균 챔버(160) 및 상기 오존 플라즈마 발생기(130) 사이에 배치되어 오존 또는 산소 기체가 포함된 공기를 순환시키는 역할을 한다.The gas circulation fan 120 is disposed between the sterilization chamber 160 and the ozone plasma generator 130 to circulate air containing ozone or oxygen gas.

오존 플라즈마 발생기(130)는 멸균 시간동안 오존 발생 조건에서 오존을 발생시키고, 상기 멸균 시간 경과시 오존 제거 조건에서 오존을 제거하며, 이때, 오존 플라즈마 발생기(130)는 상기 멸균 챔버(160) 내부의 공기에 함유된 산소를 오존으로 변환시키게 된다.The ozone plasma generator 130 generates ozone under ozone generation conditions during sterilization time, and removes ozone under ozone removal conditions when the sterilization time elapses, and at this time, the ozone plasma generator 130 is inside the sterilization chamber 160. Oxygen in the air is converted into ozone.

또한, 상기 오존 플라즈마 발생기(130)는, 오존 발생 구간, 온/오프 반복 구간 및 오존 제거 구간에 따라 시간별로 구동된다. 구체적으로, 상기 오존 발생 구간은 상기 오존 농도가 처음으로 최대값이 될 때까지 구동된 후 상기 오존 플라즈마 발생기(130)가 오프되는 구간이고, 상기 온/오프 반복 구간은 상기 오존 농도가 최대값에서 기준값으로 떨어질 경우, 상기 오존 플라즈마 발생기(130)가 온/오프를 반복하여 구동됨으로써 상기 멸균 시간동안 상기 오존 농도가 유지되는 구간이며, 상기 오존 제거 구간은, 상기 멸균 시간 경과 후, 상기 오존 농도가 0ppm이 될 때까지 상기 오존 플라즈마 발생기(130)가 지속적으로 구동되는 구간이다.In addition, the ozone plasma generator 130 is driven by time according to the ozone generation section, the on / off repeat section and the ozone removal section. Specifically, the ozone generation section is a section in which the ozone plasma generator 130 is turned off after being driven until the ozone concentration reaches a maximum value for the first time, and the on / off repeating section is at the ozone concentration at a maximum value. When the reference value falls, the ozone plasma generator 130 is repeatedly driven on and off, so that the ozone concentration is maintained during the sterilization time, and the ozone removal section is the ozone concentration after the sterilization time has elapsed. The ozone plasma generator 130 is continuously driven until it becomes 0 ppm.

또한, 상기 오존 플라즈마 발생기(130)의 전극은 2개씩 적층형으로 형성될 수 있다.In addition, the electrodes of the ozone plasma generator 130 may be formed in a stack of two each.

와류 발생 팬(150)은 상기 오존 플라즈마 발생기(130)로부터 제공되는 오존 또는 산소 기체가 포함된 공기가 상기 멸균 챔버(160) 내부에 균일하게 확산되도록 와류를 발생시키게 된다.The vortex generating fan 150 generates the vortex so that air containing ozone or oxygen gas provided from the ozone plasma generator 130 is uniformly diffused in the sterilization chamber 160.

오존 센서(170)는 상기 멸균 챔버(160) 내부 오존의 농도를 감지하여 오존농도신호로 변환 출력한다.The ozone sensor 170 detects the concentration of ozone inside the sterilization chamber 160 and outputs the converted ozone concentration signal.

본 발명의 실시예에 따른 오존 발생 조건은 10㎑의 구동 주파수 및 80W의 전력(power)으로 2분 동안 진행될 수 있으며, 상기 멸균 시간은 2시간 내지 4시간일 수 있다.Ozone generation conditions according to an embodiment of the present invention may be performed for 2 minutes at a driving frequency of 10 kHz and power of 80W, the sterilization time may be 2 hours to 4 hours.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 오존 제거 조건은 상기 오존 플라즈마 발생기(130)를 온/오프의 반복 없이 1시간 이내 지속적으로 구동시켜 열을 발생하게 된다. 즉, 상기 오존 플라즈마 발생기(130)를 지속적으로 구동할 경우, 히터 역할을 하게 되며, 이때 발생되는 열에 의해 오존이 산소 기체로 변환될 수 있다.In addition, the ozone removal condition according to the embodiment of the present invention generates heat by continuously driving the ozone plasma generator 130 within 1 hour without repeating on / off. That is, when the ozone plasma generator 130 is continuously driven, the ozone plasma generator 130 serves as a heater, and ozone may be converted into oxygen gas by heat generated at this time.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 외형을 나타내는 사시도이고, 도 5는 정면도이며, 도 6은 측면도이다.Figure 4 is a perspective view showing the appearance of the sterilization apparatus using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a front view, Figure 6 is a side view.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장 치는 하우징(310) 및 도어(320)를 포함한다. 상기 하우징(310) 내부에 전술한 멸균 챔버(160) 및 이온 플라즈마 발생기(130) 등이 설치된다. 도어(320)는 멸균 챔버(160) 내의 공기가 외부로 새지 않도록 밀봉시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 4, a sterilizing device using ozone plasma according to an embodiment of the present invention includes a housing 310 and a door 320. The sterilization chamber 160 and the ion plasma generator 130 described above are installed in the housing 310. The door 320 serves to seal the air in the sterilization chamber 160 from leaking to the outside.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치는, 멸균 챔버(160) 상부에 와류 발생 팬(150)이 배치되고, 멸균 챔버(160) 하부에 오존 센서(170)가 배치된다. 또한, 멸균 챔버(160) 내에는 피멸균물이 안착되는 트레이(190)가 적층될 수 있다.Referring to FIG. 5, in the sterilization apparatus using ozone plasma according to the embodiment of the present invention, a vortex generating fan 150 is disposed above the sterilization chamber 160, and the ozone sensor 170 is disposed below the sterilization chamber 160. Is placed. In addition, in the sterilization chamber 160, a tray 190 on which the sterilized material is seated may be stacked.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치에서, 오존 플라즈마 발생기(130)가 2개의 전극만을 구비하여 형성될 수도 있지만, 다수개의 전극을 각각 일정간격으로 적층형으로 평행하게 배열하여 플라즈마가 발생되는 공간을 다수 개 형성시킬 수도 있다. 이렇게 하면 플라즈마의 발생량과 강도가 더 강해져서 더욱 강한 살균력을 얻을 수 있다.Referring to FIG. 6, in the sterilization apparatus using ozone plasma according to an embodiment of the present invention, although the ozone plasma generator 130 may be formed with only two electrodes, the plurality of electrodes may be stacked in parallel at a predetermined interval, respectively. It may be arranged to form a plurality of spaces in which the plasma is generated. In this way, the amount and intensity of plasma generated are stronger, and thus stronger sterilizing power can be obtained.

이때, 상기 전극은 유전체 일체형 전극으로 구성될 수 있다. 즉, 얇은 판상의 형상으로 형성된 금속이 유전체에 의하여 둘러싸인 상태로, 유전체 내부에 내장되어 형성되는 구조로 구성될 수 있다. 이때 상기 금속은 전기 전도도가 좋은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt) 등의 금속 중에서 선택될 수 있다.In this case, the electrode may be composed of a dielectric integrated electrode. That is, the metal formed in the shape of a thin plate may be composed of a structure embedded inside the dielectric in a state surrounded by the dielectric. In this case, the metal may be selected from metals such as gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), and platinum (Pt) having good electrical conductivity.

그리고 유전체는 파인 세라믹(fine ceramic)일 수 있다. 파인 세라믹은 일반 세라믹보다 밀도가 높아서 가공성이 좋다. 따라서 매우 정밀하게 가공될 수 있어서, 전극의 치수를 정확하게 형성시킬 수 있으며, 전극 사이의 간격을 동일하게 하여 전극 사이에서 균일한 플라즈마가 형성되게 하는 장점이 있다. 또한 상기 파인 세라믹을 유전체로 사용하면 구조적으로 안정하여, 고전압에 견디는 내전압성이 향상되어 고전압을 이용하는 플라즈마 발생 장치에 사용되기에 적합하다.And the dielectric may be a fine ceramic (fine ceramic). Fine ceramics are denser than ordinary ceramics, so they have good processability. Therefore, it can be processed very precisely, it is possible to accurately form the dimensions of the electrode, there is an advantage that a uniform plasma is formed between the electrodes by equally spaced between the electrodes. In addition, when the fine ceramic is used as a dielectric, it is structurally stable, and withstands high voltage, thereby improving the withstand voltage, which is suitable for use in a plasma generating apparatus using a high voltage.

그리고 상기 전원공급부(210)에는 전압을 고압으로 올려줄 수 있는 승압장치와 교류 전류를 직류 전류로 변환시켜주는 컨버터(converter) 및 직류 전류를 교류 전류로 변환시켜주는 인버터(inverter)가 모두 구비될 수 있다. 따라서 원하는 전압의 전류를 원하는 형태로 상기 이온 플라즈마 발생기(130)에 제공할 수 있다.In addition, the power supply unit 210 may include both a booster capable of raising the voltage to a high voltage, a converter converting an AC current into a DC current, and an inverter converting a DC current into an AC current. Can be. Therefore, a current of a desired voltage may be provided to the ion plasma generator 130 in a desired form.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마 발생기(130)는 일반적인 상압 플라즈마 발생 방법인 유전체 장벽 방전(DBD) 방식으로 오존 플라즈마를 발생하는데 이에 국한되는 것은 아니다. On the other hand, the ozone plasma generator 130 according to an embodiment of the present invention is not limited to generate the ozone plasma by a dielectric barrier discharge (DBD) method, which is a general atmospheric pressure plasma generation method.

유전체 장벽 방전은 무성 방전이라고도 하며, 이 방전의 특성은 유전체층을 두 전극 중의 하나, 또는 모두에 설치하는 것이다. 유전체는 방전의 적당한 기능을 부여하는데 중요하며, 방전 전극간의 한 위치에서 이온화가 일어나면 운반된 전하들이 유전체에 축적된다. 이러한 전하에 기인한 전장들은 전극간의 전장을 감소시키고 수 나노초가 지난 다음 전류의 흐름이 차단되며, 전류의 펄스 지속 시간은 압력, 가스의 이온화 특성 및 유전체의 특성에 의존한다. 이때, 유전체는 두 가지 특성을 지니는데, 유전체는 하나의 마이크로 방전에 의해 전해진 전하의 량을 제한하고, 마이크로 방전이 전극 전체로 퍼지도록 하며, 이 방식의 가장 큰 특징은 방전 공간상에 국부적으로 전류밀도가 높은 스트리머(Streamer)에 의한 마이크로 방전이 존재한다는 것이다.The dielectric barrier discharge is also called a silent discharge, and the characteristic of this discharge is to provide a dielectric layer on one or both electrodes. The dielectric is important for imparting proper function of discharge, and when ionization occurs at a location between the discharge electrodes, the charged charges accumulate in the dielectric. The electric fields resulting from these charges reduce the electric field between the electrodes and block the flow of current after several nanoseconds, and the pulse duration of the current depends on the pressure, the ionization characteristics of the gas and the characteristics of the dielectric. In this case, the dielectric has two characteristics, the dielectric limits the amount of charge transferred by one micro discharge, and causes the micro discharge to spread throughout the electrode, and the biggest feature of this method is locally in the discharge space. There is a micro discharge by a streamer having a high current density.

본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마 발생기(130)는 오존 플라즈마 발생 기(플라즈마 소스 또는 헤드)의 구동 주파수와 전력(power)의 매칭 조절을 통하여 멸균 공정 초기에는 오존이 발생하는 조건을, 중기에는 발생부의 온/오프(on/off)를 통하여 일정 농도를 유지하는 조건을, 말기에는 오존이 제거되는 조건을 유지하게 된다.The ozone plasma generator 130 according to an embodiment of the present invention is a condition in which ozone is generated at the beginning of the sterilization process by adjusting the driving frequency and power of the ozone plasma generator (plasma source or head). The condition of maintaining a constant concentration through the on / off of the generator portion, and the condition of removing ozone at the end.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마 발생기의 동작 타이밍을 나타내는 도면이다.On the other hand, Figure 7 is a diagram showing the operation timing of the ozone plasma generator according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마 발생기는 오존 발생 구간, 온/오프 반복 구간 및 오존 제거 구간에 따라 시간별로 구동된다.Referring to FIG. 7, the ozone plasma generator according to an embodiment of the present invention is driven hourly according to the ozone generating section, the on / off repeating section and the ozone removing section.

오존 발생 구간은 상기 오존 농도가 처음으로 최대값이 될 때까지 약 2분 동안 구동된 후, 상기 오존 플라즈마 발생기(130)가 오프되는 구간이다.The ozone generation section is a section in which the ozone plasma generator 130 is turned off after being driven for about two minutes until the ozone concentration reaches a maximum value for the first time.

온/오프 반복 구간은 상기 오존 농도가 도면부호 c로 도시된 최대값에서 도면부호 b로 도시된 기준값으로 떨어질 경우, 상기 오존 플라즈마 발생기(130)가 Power의 온/오프를 반복하여 약 2시간 내지 4시간 동안 구동됨으로써 상기 멸균 시간동안 상기 오존 농도가 유지되는 구간이다.On / off repetition interval is when the ozone concentration drops from the maximum value indicated by the reference c to the reference value shown by the reference b, the ozone plasma generator 130 repeats the power on / off for about 2 hours The ozone concentration is maintained during the sterilization time by being driven for 4 hours.

오존 제거 구간은, 상기 멸균 시간이 경과된 후, 상기 오존 농도가 도면부호 a로 도시된 0ppm이 될 때까지 약 1시간 이내로 상기 오존 플라즈마 발생기(130)가 지속적으로 구동되는 구간이다.The ozone removal section is a section in which the ozone plasma generator 130 is continuously driven within about 1 hour after the sterilization time has elapsed until the ozone concentration becomes 0 ppm indicated by reference numeral a.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 산소 및 오존의 대류 흐름을 설명하기 위한 도면이다.On the other hand, Figure 8 is a view for explaining the convection flow of oxygen and ozone of the sterilization apparatus using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마 발생기(130)의 전 극 사이로 산소가 공급되어 이동된다. 따라서 이 산소가 양 전극에 걸리는 전압에 의하여 플라즈마화하는 것이다. 이때 상기 오존 플라즈마 발생기(130)에 의하여 발생되는 물질은, 상기 오존 플라즈마 발생기(130)에 인가되는 전압이 그리 높지 않으며, 일반 산소를 원료로 사용하기 때문에 오존(O₃)이 거의 대부분이며, 일부 라디칼(radical)이 포함된 가스이다. 이러한 오존이나 라디칼은 그 수명이 매우 짧으며, 열 등에 의하여 쉽게 안정한 산소 등의 기체로 변환되므로, 본 실시예에 따른 오존 멸균 장치에 의하여 배출되는 가스는 완전 무해한 기체이다.Referring to FIG. 8, oxygen is supplied and moved between the electrodes of the ozone plasma generator 130 according to the embodiment of the present invention. Therefore, this oxygen is made into plasma by the voltage applied to both electrodes. At this time, the material generated by the ozone plasma generator 130, the voltage applied to the ozone plasma generator 130 is not very high, and since the general oxygen is used as a raw material, ozone (O ₃ ) is almost the majority, and some It is a gas containing radicals. Such ozone and radicals have a very short lifespan, and are easily converted to a gas such as oxygen, which is stable by heat. Thus, the gas discharged by the ozone sterilizer according to the present embodiment is a completely harmless gas.

이후, 오존 플라즈마 발생기(130)에 의해 발생된 오존(O₃)은 흡기구(140)를 통해 멸균 챔버(160) 내에 공급되며, 이때, 와류 발생 팬(150)에 의해 피멸균물(200) 상에 균일하게 확산된다. 이때, 오존(O₃)은 상기 피멸균물(200) 상의 미생물(210)과 반응하게 되고, 오존(O₃)의 산화력에 의해 미생물(210)이 멸균 처리가 진행된다. 이 경우, 기체 순환 팬(120)에 의해 내부 공기의 순환이 반복되며, 공기 중의 산소는 점차 오존(O₃)으로 변화하여 멸균 챔버(160) 내의 오존(O₃)의 농도가 높아진다.Subsequently, ozone (O ₃ ) generated by the ozone plasma generator 130 is supplied into the sterilization chamber 160 through the inlet port 140, and at this time, the sterile product 200 is formed by the vortex generating fan 150. To spread evenly. At this time, ozone (O ₃ ) is reacted with the microorganism 210 on the sterilized material 200, the microorganism 210 is sterilized by the oxidation power of ozone (O ₃ ). In this case, the circulation of inside air is repeated by a gas circulation fan 120, the oxygen in the air is gradually changed in ozone (O ₃₎ the higher the concentration of ozone (O ₃₎ in the sterilization chamber (160).

이후, 멸균 챔버(160) 내의 오존(O₃)은 오존 플라즈마의 특성으로 인해 그 수명이 짧기 때문에 오존(O₃)은 발생 후 일정 시간이 지나면 다시 산소로 변화된다.Thereafter, since ozone (O ₃ ) in the sterilization chamber 160 has a short life due to the characteristics of the ozone plasma, ozone (O ₃ ) is changed back to oxygen after a certain time after generation.

한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 원리를 설명하기 위한 도면이다.On the other hand, Figure 9 is a view for explaining the sterilization principle using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 원리는, 먼저, 도 9의 a)를 참조하면, 공기는 대략적으로 질소(N₂) 80% 및 산소(O₂) 20%를 함유하고 있으므로, 이론적으로는 멸균 챔버(160) 내의 공간의 부피의 20% 정도의 산소 기체(O₂)가 오존(O₃) 플라즈마로 변화된다.Sterilization principle using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention, first, referring to a) of FIG. 9, since the air contains approximately 80% of nitrogen (N ₂ ) and 20% of oxygen (O ₂ ), Theoretically, about 20% of the oxygen gas O ₂ of the volume of the space in the sterilization chamber 160 is converted into an ozone (O ₃ ) plasma.

도 9의 b)를 참조하면, 멸균 챔버(160) 내의 공기가 기체 순환 팬을 통해 오존 플라즈마 발생기(130)로 공급되며, 저온 대기압 플라즈마 방식으로 오존을 발생하게 된다. 즉, 오존 플라즈마를 이용한 멸균 공정이 시작되면, 먼저, 내부 공기의 순환이 시작된다. 이때, 오존 플라즈마 발생기(130)가 작동하지 않아도 공기의 순환은 오존 플라즈마 발생기(130)를 통과한다.Referring to FIG. 9 b), the air in the sterilization chamber 160 is supplied to the ozone plasma generator 130 through a gas circulation fan and generates ozone in a low temperature atmospheric pressure plasma method. That is, when the sterilization process using the ozone plasma is started, first, the circulation of the internal air is started. At this time, even though the ozone plasma generator 130 does not operate, the circulation of air passes through the ozone plasma generator 130.

도 9의 c)를 참조하면, 오존 플라즈마 발생기(130)에 의해 발생된 오존(O₃)은 흡기구를 통해 멸균 챔버(160) 내에 공급되며, 이때, 와류 발생 팬에 의해 피멸균물(200) 상에 균일하게 확산된다. 이때, 오존(O₃)은 상기 피멸균물(200) 상의 미생물(210)과 반응하게 되고, 오존(O₃)의 산화력에 의해 미생물(210)이 멸균 처리가 진행된다. 이 경우, 기체 순환 팬에 의해 내부 공기의 순환이 반복되며, 공기 중의 산소는 점차 오존(O₃)으로 변화하여 멸균 챔버(160) 내의 오존(O₃)의 농도가 높아진다.Referring to FIG. 9 c), ozone (O ₃ ) generated by the ozone plasma generator 130 is supplied into the sterilization chamber 160 through the intake port, and the sterilized substance 200 is caused by the vortex generating fan. It spreads uniformly on the phase. At this time, ozone (O ₃ ) is reacted with the microorganism 210 on the sterilized material 200, the microorganism 210 is sterilized by the oxidation power of ozone (O ₃ ). In this case, the circulation of inside air is repeated by a gas circulation fan, the oxygen in the air is gradually changed in ozone (O ₃₎ the higher the concentration of ozone (O ₃₎ in the sterilization chamber (160).

도 9의 d)를 참조하면, 멸균 챔버(160) 내의 오존(O₃)은 오존 플라즈마의 특성으로 인해 그 수명이 짧기 때문에 오존(O₃)은 발생 후 일정 시간이 지나면 다시 산소로 변화된다.Referring to d) of FIG. 9, since ozone (O ₃ ) in the sterilization chamber 160 has a short life due to the characteristics of the ozone plasma, ozone (O ₃ ) is changed back to oxygen after a certain time after generation.

도 9의 e)를 참조하면, 멸균 챔버(160) 내부의 산소량은 일정하므로, 오존(O₃)의 농도가 최고에 이르면, 이때부터 오존 플라즈마 발생기는 on/off의 반복을 통하여 멸균에 필요한 농도를 유지한다. 즉, 오존(O₃)은 발생 후 일정 시간이 지나면 다시 산소로 변화되므로, 산소를 일정 농도 범위에서 다시 오존(O₃)으로 변화시키게 된다. 오존 플라즈마 발생기(130)의 on/off 반복은 멸균 설정 시간동안 반복되며, 멸균 설정 시간이 경과하면, 오존 플라즈마 발생기(130)가 오존 제거 조건에서 구동된다.Referring to FIG. 9 e), since the amount of oxygen in the sterilization chamber 160 is constant, when the concentration of ozone (O ₃ ) reaches a maximum, the ozone plasma generator from this time on and off repeats the concentration necessary for sterilization. Keep it. That is, since ozone (O ₃ ) is changed back to oxygen after a certain time after generation, the oxygen is changed back to ozone (O ₃ ) in a certain concentration range. The on / off repetition of the ozone plasma generator 130 is repeated during the sterilization setting time, and when the sterilization setting time elapses, the ozone plasma generator 130 is driven under the ozone removal condition.

도 9의 f)를 참조하면, 오존 농도가 0ppm이 되면 오존 플라즈마 발생기(130)의 구동이 오프됨으로써, 피멸균물(200) 상의 미생물이(210)의 멸균이 완료된다.Referring to FIG. 9 f), when the ozone concentration is 0 ppm, the driving of the ozone plasma generator 130 is turned off, so that the sterilization of the microorganism 210 on the sterilized product 200 is completed.

한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 구동 방법의 동작 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of driving a sterilization apparatus using ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 구동 방법은, 먼저, 피멸균물을 멸균 챔버 내부에 배치하고(S1010), 상기 멸균 챔버 내부의 공기가 외부로 누출되지 않도록 도어를 로킹(locking)한다(S1020).Referring to FIG. 10, in the method of driving a sterilization apparatus using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention, first, a sterilized material is disposed in a sterilization chamber (S1010), and air inside the sterilization chamber leaks to the outside. The door is locked so as not to be locked (S1020).

다음으로, 멸균 장치 내의 공기를 플라즈마 발생 조절부로 순환시켜 공급하고, 오존 플라즈마 발생기를 구동하여 오존 발생 조건에서 오존을 발생시키고(S1030), 오존의 농도가 설정값이 되도록 유지하면서 상기 피멸균물을 멸균 처리 한다(S1040). 이때, 오존은 저온 대기압 플라즈마를 이용하여 발생된다.Next, the air in the sterilization apparatus is circulated and supplied to the plasma generation controller, and the ozone plasma generator is driven to generate ozone under the ozone generation conditions (S1030), while maintaining the concentration of the ozone while maintaining the sterilized substance. Sterilize (S1040). At this time, ozone is generated using a low temperature atmospheric plasma.

다음으로, 상기 정해진 시간이 경과할 경우, 오존 제거 조건으로 상기 오존 플라즈마 발생기를 구동시켜 상기 오존을 제거하고(S1050), 이후, 상기 오존 농도가 0ppm이 될 경우, 상기 오존 플라즈마 발생기의 구동을 오프시킴으로써 멸균 처리가 완료된다(S1060).Next, when the predetermined time elapses, the ozone plasma generator is driven under ozone removal conditions to remove the ozone (S1050). Then, when the ozone concentration becomes 0 ppm, the operation of the ozone plasma generator is turned off. By doing so, the sterilization is completed (S1060).

다음으로, 상기 멸균 처리가 완료된 피멸균물을 상기 멸균 챔버로부터 꺼내기 위해 도어를 언로킹(Unlocking)할 수 있다(S1070).Next, the door may be unlocked to remove the sterilized material from which the sterilization is completed, from the sterilization chamber (S1070).

따라서 상기 오존 플라즈마 발생기는, 오존 발생 구간, 온/오프 반복 구간 및 오존 제거 구간에 따라 시간별로 구동되며, 이때, 상기 오존 발생 구간은 상기 오존 농도가 처음으로 최대값이 될 때까지 구동된 후 상기 오존 플라즈마 발생기가 오프되는 구간이고, 상기 온/오프 반복 구간은 상기 오존 농도가 최대값에서 기준값으로 떨어질 경우, 상기 오존 플라즈마 발생기가 온/오프를 반복하여 구동됨으로써 상기 멸균 시간동안 상기 오존 농도가 유지되는 구간이며, 상기 오존 제거 구간은, 상기 멸균 시간 경과 후, 상기 오존 농도가 0ppm이 될 때까지 상기 오존 플라즈마 발생기가 지속적으로 구동되는 구간이다.Accordingly, the ozone plasma generator is driven hourly according to the ozone generation section, the on / off repeating section and the ozone removal section, wherein the ozone generation section is driven until the ozone concentration reaches the maximum value for the first time. The ozone plasma generator is turned off, and the on / off repeating section is the ozone plasma generator is repeatedly turned on and off when the ozone concentration drops from the maximum value to the reference value, thereby maintaining the ozone concentration during the sterilization time. The ozone removal section is a section in which the ozone plasma generator is continuously driven until the ozone concentration reaches 0 ppm after the sterilization time has elapsed.

전술한 S1010 단계 내지 S1070 단계의 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 구동 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The driving method of the sterilization apparatus using the ozone plasma of the above-described step S1010 to step S1070 is as follows.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 구동 방법의 구체적인 동작 흐름도이다.11 is a detailed operation flowchart of a method of driving a sterilization apparatus using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 구동 방법은, 먼저, 피멸균물, 예를 들면, 의료용 의료기기를 멸균 챔버 내부에 배치한다(S1110). 실질적으로, 피멸균물은 트레이 상에 안착되어 멸균 챔버 내부에 배치되며, 이때, 상기 트레이는 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 멸균 챔버 내부에 소정 간격으로 적층될 수 있다.Referring to FIG. 11, in the method of driving a sterilization apparatus using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention, first, a sterilized substance, for example, a medical device is disposed in a sterilization chamber (S1110). Substantially, the sterilized substance is seated on a tray and disposed in the sterilization chamber, wherein at least one tray is provided and may be stacked at predetermined intervals in the sterilization chamber.

다음으로, 상기 멸균 챔버 내부의 공기가 외부로 누출되지 않도록 도어를 로킹한다(S1120).Next, the door is locked so that the air inside the sterilization chamber does not leak to the outside (S1120).

다음으로, 예를 들어 멸균 장치의 외측에 마련된 조작 버튼을 눌러서 멸균 장치를 초기화한다(S1130). 멸균 장치의 초기화는 멸균 장치가 오류 없이 동작할 수 있는지 확인하는 과정으로서, 멸균 장치의 초기화가 실패할 경우, 멸균 장치를 점검하여 발생된 오류 또는 고장을 수리해야 한다.Next, for example, by pressing the operation button provided on the outside of the sterilization device to initialize the sterilization device (S1130). Initialization of the sterilization device is a process of confirming that the sterilization device can operate without error. If the initialization of the sterilization device fails, the sterilization device should be checked and repaired.

다음으로, 멸균 장치 내의 공기를 플라즈마 발생 조절부로 순환시켜 공급하고, 오존 플라즈마 발생기를 구동하여 오존 발생 조건에서 오존을 발생시킨다(S1140). 여기서, 상기 오존 발생 조건은 10㎑의 구동 주파수 및 80W의 전력(power)으로 약 2분 동안 진행되며, 상기 멸균 시간은 2시간 내지 4시간일 수 있다.Next, the air in the sterilization apparatus is circulated and supplied to the plasma generation controller, and the ozone plasma generator is driven to generate ozone under ozone generation conditions (S1140). Here, the ozone generating conditions are performed for about 2 minutes at a driving frequency of 10 Hz and power of 80 W, the sterilization time may be 2 hours to 4 hours.

다음으로, 오존 센서를 사용하여 상기 발생된 오존의 농도를 감지한다(S1150). 오존 센서에 의해 발생된 오존 농도는 전기적인 오존 농도 신호로 변환되어 멸균 제어부로 제공된다.Next, using the ozone sensor to detect the concentration of the generated ozone (S1150). The ozone concentration generated by the ozone sensor is converted into an electrical ozone concentration signal and provided to the sterilization control unit.

다음으로, 멸균 제어부는 감지된 오존 농도를 기설정된 설정값과 비교한다(S1160). 만일, 감지된 오존 농도가 기설정된 설정값이 아닐 경우, 전술한 S1140 단계로 되돌아가며, 오존 플라즈마 발생기는 오존 발생 조건에서 오존을 계속 발생시킨다.Next, the sterilization control unit compares the detected ozone concentration with a predetermined set value (S1160). If the detected ozone concentration is not a preset value, the flow returns to step S1140 described above, and the ozone plasma generator continuously generates ozone under the ozone generating condition.

다음으로, 멸균 제어부는 감지된 오존 농도가 기설정된 설정값인 경우, 오존 플라즈마 발생기의 구동을 오프시킨다(S1170). 즉, 멸균 챔버 내부에서 산소 기체는 일정량이기 때문에 오존 농도가 최고값이 되면, 오존 플라즈마 발생기의 구동을 오프시키게 된다.Next, when the detected ozone concentration is a preset value, the sterilization control unit turns off the operation of the ozone plasma generator (S1170). That is, since the oxygen gas is a certain amount inside the sterilization chamber, when the ozone concentration reaches the maximum value, the operation of the ozone plasma generator is turned off.

다음으로, 멸균 제어부는 멸균 설정시간이 경과하는지 확인하고(S1180), 멸균 설정시간이 경과하지 않은 경우, 전술한 S1160 단계로 되돌아간다.Next, the sterilization control unit checks whether the sterilization setting time has elapsed (S1180), and if the sterilization setting time has not elapsed, the process returns to step S1160 described above.

즉, 전술한 S1140 단계 내지 S1180 단계는 상기 오존의 농도가 설정값이 되도록 유지하면서 상기 피멸균물을 멸균 처리하는 멸균 단계를 나타낸다. 이때, 오존은 저온 대기압 플라즈마를 이용하여 발생된다.That is, step S1140 to step S1180 described above represent a sterilization step of sterilizing the sterilized material while maintaining the concentration of ozone to a set value. At this time, ozone is generated using a low temperature atmospheric plasma.

다음으로, 상기 정해진 시간이 경과할 경우, 오존 제거 조건으로 상기 오존 플라즈마 발생기를 구동시켜 상기 오존을 제거하고(S1190), 이후, 오존 센서를 사용하여 상기 오존의 농도를 감지한다(S1200). 이때, 상기 오존 제거 조건은 상기 오존 플라즈마 발생기를 온/오프의 반복 없이 1 시간 이내 지속적으로 구동시켜 열을 발생하게 되고, 이에 따라 오존을 산소 기체로 변환시킬 수 있다.Next, when the predetermined time elapses, the ozone plasma generator is driven under ozone removal conditions to remove the ozone (S1190), and then, the ozone sensor is used to sense the concentration of the ozone (S1200). At this time, the ozone removal conditions are continuously driven within 1 hour without repeating the on / off of the ozone plasma generator to generate heat, thereby converting ozone to oxygen gas.

다음으로, 멸균 제어부는 상기 오존 농도가 0ppm인지 확인하고(S1210), 상기 오존 농도가 0ppm이 아닌 경우, 전술한 S1190 단계 및 S1200 단계를 상기 오존 농도가 0ppm이 될 때까지 반복하여 수행한다.Next, the sterilization control unit checks whether the ozone concentration is 0 ppm (S1210), and if the ozone concentration is not 0 ppm, the above-described steps S1190 and S1200 are repeatedly performed until the ozone concentration becomes 0 ppm.

다음으로, 상기 오존 플라즈마 발생기의 구동을 오프시킴으로써 멸균 처리를 완료하고, 상기 멸균 처리가 완료된 피멸균물을 상기 멸균 챔버로부터 꺼내기 위해 도어를 언로킹한다(S1220).Next, the sterilization process is completed by turning off the operation of the ozone plasma generator, and the door is unlocked in order to remove the sterilized product from which the sterilization process is completed from the sterilization chamber (S1220).

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

도 1은 종래의 기술에 따른 오존 멸균 장치의 구조를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing the structure of an ozone sterilization apparatus according to the prior art.

도 2는 종래의 기술에 따른 오존 멸균 장치의 각 구성요소 간의 연결 관계를 도시하는 구성도이다.2 is a block diagram showing a connection relationship between the components of the ozone sterilization apparatus according to the prior art.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 외형을 나타내는 사시도이다.Figure 4 is a perspective view showing the appearance of the sterilization apparatus using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 정면도이다.5 is a front view of a sterilization apparatus using ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 측면도이다.6 is a side view of a sterilization apparatus using ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마 발생기의 동작 타이밍을 나타내는 도면이다.7 is a view showing the operation timing of the ozone plasma generator according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 산소 및 오존의 대류 흐름을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining the convection flow of oxygen and ozone of the sterilization apparatus using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 원리를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the sterilization principle using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 오존 플라즈마를 이용한 멸균 장치의 구동 방법의 동작 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of driving a sterilization apparatus using an ozone plasma according to an embodiment of the present invention.

* 도면부호의 간단한 설명 *BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

100: 멸균 장치 110: 멸균 제어부100: sterilization device 110: sterilization control unit

120: 기체 순환 팬 130: 오존 플라즈마 발생기120: gas circulation fan 130: ozone plasma generator

140: 흡기구 150: 와류 발생 팬140: intake port 150: vortex generating fan

160: 멸균 챔버 170: 오존 센서160: sterilization chamber 170: ozone sensor

180: 배기구 190: 트레이180: exhaust port 190: tray

210: 전원 공급부 310: 하우징210: power supply 310: housing

320: 도어320: door

Claims

delete

In the sterilization apparatus using ozone plasma,

After placing the sterilized material inside and locking the door to prevent the air from leaking to the outside, the microorganisms present on the surface of the sterilized material are sterilized with ozone for a predetermined sterilization time, and then the ozone is removed. A sterilization chamber for unlocking the sterilized material by unlocking it;

An ozone plasma generator for generating ozone through a low temperature atmospheric pressure plasma discharge using the air supplied from the sterilization chamber and supplying the ozone into the sterilization chamber;

An ozone sensor for detecting a concentration of ozone generated by the ozone plasma generator;

The operation of the ozone plasma generator is controlled so that the concentration of ozone sensed by the ozone sensor maintains a predetermined set value during the sterilization time, and when the sterilization time passes, the ozone plasma until the concentration of the ozone becomes 0 ppm A sterilization control unit for controlling the ozone by driving a generator;

A gas circulation fan disposed between the sterilization chamber and the ozone plasma generator to circulate air containing ozone or oxygen gas;

A vortex generating fan for generating a vortex so that air containing ozone or oxygen gas provided from the ozone plasma generator is uniformly diffused in the sterilization chamber;

An inlet formed above the sterilization chamber so that the gas provided from the ozone plasma generator is sucked into the sterilization chamber; And

And an exhaust hole formed below the sterilization chamber to circulate gas discharged from the inside of the sterilization chamber to the ozone plasma generator.

The ozone plasma generator,

An ozone generating section for driving during the initial operation until the concentration of ozone reaches a predetermined set value (maximum value) to generate ozone and stopping the operation when the generated ozone concentration reaches the maximum value;

After the ozone generation period, if the concentration of ozone falls below the set value, the ozone concentration is repeatedly operated for 2 to 4 hours so that the concentration of the ozone is maintained at the set value. Maintaining on / off repeat interval; And

An ozone removal section for continuously removing the ozone by continuously operating the ozone plasma generator within 1 hour without repeating on / off until the concentration of the ozone reaches 0 ppm after the sterilization time passes;

Sterilization apparatus using an ozone plasma, characterized in that for driving by time to convert the oxygen contained in the air inside the sterilization chamber into ozone.

delete

The method of claim 4, wherein

Sterilization apparatus using an ozone plasma, characterized in that the electrode of the ozone plasma generator is formed in a stack of two each.

The method of claim 4, wherein

The ozone generating condition is a sterilization apparatus using an ozone plasma, characterized in that for two minutes at a driving frequency of 10 kHz and power of 80W (power).

The method of claim 4, wherein

The sterilization time is a sterilization apparatus using ozone plasma, characterized in that 2 hours to 4 hours.

delete

In the method of driving a sterilization apparatus using ozone plasma,

(a) after placing the sterilized material inside the sterilization chamber, locking the door so that the air inside the sterilization chamber does not leak to the outside;

(b) supplying air inside the sterilization chamber to an ozone plasma generator;

(c) generating ozone to the inside of the sterilization chamber by using the oxygen in the air supplied from the sterilization chamber in the ozone plasma generator until a predetermined set value (maximum value) is reached through low temperature atmospheric plasma discharge; Wow;

(d) If the concentration of the ozone is detected and the concentration of the ozone falls below the maximum value, the on / off operation of the ozone plasma generator is repeated for 2 to 4 hours until the concentration of the ozone reaches the maximum value. Driving to maintain the concentration of ozone for sterilization time;

(e) sterilizing the microorganisms present on the surface of the sterilized substance by the ozone supplied into the sterilization chamber for a predetermined sterilization time;

(f) removing the ozone by continuously driving the ozone plasma generator within 1 hour without repeating on / off until the concentration of the ozone reaches 0 ppm when the sterilization time elapses; And

(g) turning off the ozone plasma generator when the ozone concentration reaches 0 ppm and removing the sterilized product by unlocking the door of the sterilization chamber;

Method of driving a sterilization apparatus using an ozone plasma comprising a.

The method of claim 14,

The ozone generated in the step (c) is supplied to the sterilized material in the sterilization chamber using a vortex generating fan drive method of the sterilization apparatus using ozone plasma.

The method of claim 14,

In the steps (c) to (g), the air containing ozone and oxygen in the sterilization chamber is supplied to the ozone plasma generator by a gas circulation fan to drive the sterilization apparatus using an ozone plasma. .

delete

The method of claim 14,

The ozone generating condition of step (c) is a driving method of the sterilization apparatus using an ozone plasma, characterized in that proceed for 2 minutes at a driving frequency of 10 kHz and power of 80W.

The method of claim 14,

Sterilization time in step (e) and (f) is a method of driving a sterilization apparatus using an ozone plasma, characterized in that 2 hours to 4 hours.

delete