KR101713697B1 - 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간편하게 휴대가 가능하고, 초음파 진동부를 이용하여 미스트를 분사하면서 대기압 플라즈마 방전을 통해 수산화기를 발생시켜서 피부 미용용으로 사용하도록 한 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치에 관한 것이다.
본 발명은 내부에 수용 공간부를 가지는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부 일측에 갖추어지면서 초음파를 이용하여 액상 용액을 분사하는 초음파 진동부와; 상기 초음파 진동부의 일측에 마련되는 지지부재와; 상기 지지부재의 일측에 지지,고정되고, 내부에 액체 흡수부재가 구비되는 커버체와; 상기 커버체안의 액체 흡수부재가 연장,삽입되어서 액체를 흡수하도록 액체가 저장되는 액체 저장용기와; 상기 초음파 진동부에 제공되는 초음파 전압 신호를 제어하는 제어부와; 상기 초음파 진동부와 제어부에 전원을 공급하는 전원부와; 상기 전원부에 전원을 공급하는 배터리부를 포함하여 외부 가스의 공급없이 액체를 이용하여 플라즈마 방전을 수행하여 인체의 피부에 미스트 및 수산화기를 제공하는 것이다.

Description

대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치{Hydroxy Radical Generation Apparatus Using Atmosphere Pressure Plasma}

본 발명은 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간편하게 휴대가 가능하고, 피부 미용용으로 사용할 수 있고, 초음파 진동부를 이용하여 미스트를 분사하면서 대기압 플라즈마 방전을 통해 수산화기를 발생시키는 수산화기 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로, 미용에 대한 관심이 많아지면서 미(美)를 추구하고자 하는 경향이 늘어나고 있는 추세이다.

빛을 이용한 레이저와 미세전류를 이용한 갈바닉(galvanic)이 피부 미용기기로 사용되어 왔다.

플라즈마를 이용한 기기로는 별도의 가스를 공급하여 플라즈마를 방전하여 방식이다.

상기 갈바닉은 양극(+)과 음극(-)의 전류를 사용하여 같은 극에서는 밀고 다른 극은 잡아당기는 원리를 이용하며, 전류의 세기에 따라 피부의 자극을 줄 수 있다.

그러나, 피부에 직접 전류 또는 레이저를 가할 경우에는, 피부에 자극을 줄수 있고, 피부의 자극으로 인해 에센스 등의 화장품을 사용하여 피부 자극을 최소화하려고 하며, 피부의 효과를 높여주는 별도의 제품을 필요로 하게 되는 것이다.

또한, 종래의 가스를 적용한 플라즈마 기기는 장비의 크기가 크기 때문에 휴대가 불가능하다는 단점이 있다.
특허문헌: 한국 공개특허 공보 10-2014-0128378 A (2014.11.05)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 피부에 미스트 분사시 플라즈마를 방전시켜서 수산화기를 다량으로 발생시켜 피부의 트러블을 개선하고, 피부의 보습효과를 증대시킬 수 있으며, 휴대가 용이한 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치는 연장되어 액체를 흡수하도록 액체가 저장되는 액체 저장용기; 상기 초음파 진동부와 상기 플라즈마 발생부에 전원을 공급하는 전원부; 상기 플라즈마 발생부에 인가되는 전압 신호를 제어하고 상기 초음파 진동부에 제공되는 초음파 전압 신호를 제어하는 제어부; 및 상기 전원부에 전원을 공급하는 배터리부;를 포함한다. 상기 액체 흡수부재는 상기 지지부재의 중심을 관통하여 상기 초음파 진동부에 접촉한다. 외부 가스의 공급없이 액체를 이용하여 플라즈마 방전을 수행하여 인체의 피부에 미스트 및 수산화기를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 초음파 진동부는 중심에 복수의 노즐을 가지고 그라운드 평판으로 이루어진 초음파 접지부; 및 상기 초음파 접지부에 적층되어 전원을 공급받아 초음파를 생성하는 초음파 전원부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 초음파 진동부와 상기 지지부재 사이에 배치되어 누수를 방지하기 위한 밀폐부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액체 흡수부재는 불순물을 여과할 수 있는 다공성 멤브레인으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액체 저장용기의 내부에 구비되는 액체는 수분 및 액상의 화장품중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 상기 지지부재의 일측에 배치되고 링 형상을 가지는 접지 전극; 및 상기 접지 전극과 동일한 동심축을 가지고 상기 접지 전극의 외곽에 배치되는 전원 전극을 포함할 수 있다. 상기 접지 전극과 상기 전원 전극은 동일한 평면 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 상기 케이싱의 배출구에 배치될 수 있다. 상기 플라즈마 발생부는 상기 미스트가 통과할 수 있는 복수의 관통홀을 구비하는 절연판; 상기 절연판의 일측에 배치된 전원 전극; 및 상기 절연판의 타측에 배치된 접지 전극을 포함할 수 있다. 상기 전원 전극과 상기 접지 전극은 서로 마주보고 상기 절연판의 관통홀에 플라즈마를 발생시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 상기 초음파 진동부를 감싸도록 상기 지지부재의 일측에 대칭적으로 배치된 복수의 전원 전극; 상기 케이싱의 배출구에 배치되는 링 형상의 접지 전극; 상기 복수의 전원 전극들을 전기적으로 연결하도록 상기 초음파 진동부와 상기 지지부재 사이에 배치된 배선판; 및 상기 배선판과 상기 초음파 진동부 사이의 전기적 절연을 위하여 배치된 절연판을 포함할 수 있다. 상기 전원 전극은 상기 초음파 진동부의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되고, 일정한 방위각 성분을 가지도록 절단된 원통 성분을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 상기 케이싱의 배출구에 배치되는 링 형상의 접지 전극; 및 상기 케이싱의 배출구의 내측에서 상기 초음파 진동부의 중심축 방향으로 배치된 뽀족한 팁을 가지는 복수의 전원 전극;을 포함할 수 있다. 상기 접지 전극은 상기 복수의 전극과 상기 초음파 진동부의 중심축 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 접지 전극은 상기 배출구의 외부를 바라보도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 상기 초음파 진동부를 감싸도록 상기 지지부재의 일측에 대칭적으로 배치된 복수의 전원 전극; 상기 케이싱의 배출구에 배치되는 링 형상의 접지 전극; 상기 복수의 전원 전극들을 전기적으로 연결하도록 상기 초음파 진동부와 상기 지지부재 사이에 배치된 배선판; 및 상기 배선판과 상기 초음파 진동부 사이의 전기적 절연을 위하여 배치된 절연판을 포함할 수 있다. 상기 전원 전극은 상기 초음파 진동부의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되고, 뽀족한 팁을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 상기 전원 전극의 원통형 몸체를 감싸도록 배치된 보호 절연체를 더 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 플라즈마 방전이 원활하게 이루어짐과 동시에, 미스트의 분사시 수산화기의 생성양이 증대되는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 미스트의 분사시 수산화기를 다량으로 발생시킬 수 있으므로, 피부의 바이러스, 세균 등을 제균하여 트러블을 획기적으로 개선할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 미스트를 공급하므로 피부에 보습효과를 발휘할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 케이싱의 내부에 액체 저장용기를 마련하여 미스트의 분사와 더불어 에센스, 스킨 등의 피부 개선 화장품과 같은 액상용액을 함께 공급함으로써 피부의 미백효과를 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 액체 저장용기로부터 수분과 액상용액을 흡수하여 전달하도록 하는 액체 흡수부재에 다공성 멤브레인을 구비하여 불순물을 걸러주어서, 사용자의 피부에 청결한 상태의 미스트 분사 및 수산화기를 제공함으로써 민감한 피부 트러블 개선 효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 소정의 크기와 형상을 가지는 케이스의 내부에 모든 구성요소를 구비하여 종래와 같이 별도의 가스를 사용하지 않아 소형화가 가능하고, 충전기를 구비하여 전원공급이 이루어지므로, 휴대가 간편하여 장소에 구애받지 않고 매우 간편하게 사용할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수산화기 발생장치의 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 우측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치의 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3의 우측면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치의 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5의 우측면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치의 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7의 우측면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치의 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 9의 우측면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수산화기 발생 장치는 초음파 진동부에 수분 필터를 연결하여 플라즈마 발생 시 수분을 분사한다. 플라즈마에 의해 수분 분자가 수소이온과 산소 이온으로 분리되고, 수소 음이온과 산소 음이온의 결합으로 수산화기를 다량으로 생성시킨다. 리튬폴리머 충전지를 사용하여 휴대가 가능한 구조로 제작될 수 있으며, 제어부를 통해 초음파 진동부에 인가되는 전압의 조정 및 수분 분사 타임을 조정할 수 있다. 또한, 전원 공급부에 인가되는 전원의 온타임(on-time) 듀티비(duty ratio)를 10% ~ 90%로 조절할 수 있다. 이러한, 듀티비 조절은 플라즈마를 방전 시 발생하는 오존의 발생량을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수산화기 발생 장치는 미스트 분사 시 플라즈마를 발생시킴으로써 수산화기를 다량으로 발생시킬 수 있는 구조를 제공한다. 플라즈마 발생부의 구조 및 배치는 수분에 의한 전기적 단락 가능성을 억제하고, 수산화기(OH-)의 발생량을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 수산화기 발생 장치는 유해성 바이러스 및 곰팡이를 제거하여 피부의 트러블을 개선할 수 있으며, 미스트를 분사함으로써 피부에 보습효과를 줄 수 있다.

전원 공급장치에서 80 kHz 주파수를 가지는 수 kV의 전압을 플라즈마 발생부의 전원 전극에 인가하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 플라즈마 발생 시 초음파 진동부는 DC 3~5 V 입력전원 및 수백 kHz의 공진 주파수를 제공받아 수분을 분사한다. 플라즈마에 의해 수분의 분자(O, H)가 수소이온과 산소이온으로 분리되고, 수소 음이온과 산소 음이온의 결합으로 수산화기(Hydroxy Radical : OH-)가 다량으로 생성된다. 수산화기가 다량 발생 됨에 따라 피부의 바이러스, 세균 등의 트러블의 원인이 되는 균의 제균 효과와 미스트를 이용한 피부에 보습효과를 줄 수 있다. 또한 별도의 물통을 설치하여 수분의 분사와 더불어 액상 상태의 에센스, 스킨(skin)등의 피부 개선 화장품을 공급함으로써 피부의 미백효과를 높일 수 있다. 플라즈마 방전 시 오존의 발생을 컨트롤하기 위해 플라즈마 발생부에 인가되는 전원의 컨트롤이 중요하다. 제어부는 10% ~ 90%의 듀티비를 변경하여 플라즈마 온 타임을 조정함으로써 오존 발생을 컨트롤한다. 또한 초음파 진동부에서 수분의 분사 시간의 조정 및 초음파 진동부에 전달되는 전원을 DC 3V~ 5V로 조정하여 수분 분사량을 조정한다. 수분을 과다 분사할 경우, 플라즈마 발생부의 전원 전극은 그 표면에 수분이 흡착되지 않도록 수분 분사 노즐에 직접 노출되지 않도록 배치될 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수산화기 발생장치의 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.

도 2는 도 1의 우측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(1)는 내부에 수용 공간부 및 배출구(11)를 가지는 케이싱(10); 상기 배출구(11)의 내부에 배치되고 초음파를 이용하여 액체를 분사하는 초음파 진동부(20); 상기 초음파 진동부(20)의 일측에 마련되는 지지부재(30); 상기 초음파 진동부(20)의 주위에 배치되어 플라즈마를 형성하는 플라즈마 발생부(23); 상기 지지부재(30)의 일측에 지지되고 내부에 액체 흡수부재(40)가 구비되는 커버체(50); 상기 액체 흡수부재(40)가 연장되어 액체를 흡수하도록 액체가 저장되는 액체 저장용기(60); 상기 초음파 진동부(20)와 상기 플라즈마 발생부(23)에 전원을 공급하는 전원부(80); 상기 플라즈마 발생부(80)에 인가되는 전압 신호를 제어하고 상기 초음파 진동부(20)에 제공되는 초음파 전압 신호를 제어하는 제어부(70); 및 상기 전원부에 전원을 공급하는 배터리부(90);를 포함한다. 상기 액체 흡수부재(40)는 상기 지지부재(30)의 중심을 관통하여 상기 초음파 진동부(20)에 접촉한다. 상기 수산화기 발생장치는 외부 가스의 공급없이 액체를 이용하여 플라즈마 방전을 수행하여 인체의 피부에 미스트 및 수산화기를 제공할 수 있다.

상기 케이싱(10)은 내부에 수용 공간부가 형성되고, 사각통, 또는 원통 등 여러가지 형태로 구현할 수 있으며, 케이싱(10)의 전방에는 초음파 진동부(20)가 구비된 위치에 수산화기와 액체상태의 미스트(mist)가 용이하게 배출되도록 하는 배출구(11)가 형성되는 구조를 가진다.

상기 배출구(11)는 케이싱(10)으로부터 원통 형태로 연장되어 형성될 수 있고, 그러나 이러한 구조에 한정되지 않고 다른 여러가지 형태로 마련할 수 있다.

상기 초음파 진동부(20)는, 압전소자를 이용하여 수백 kHz의 공진 주파수를 사용할 수 있다.

상기 초음파 진동부(20)는 중심에 복수의 노즐(21a)을 가지고 그라운드 평판으로 이루어진 초음파 접지부(21); 및 상기 초음파 접지부(21)에 적층되어 전원을 공급받아 초음파를 생성하는 초음파 전원부(22);를 포함할 수 있다.

상기 초음파 접지부(21)는 중심에 복수의 노즐을 가지고 접지된 원판 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 초음파 접지부(21)는 전기적으로 접지될 수 있다.

상기 초음파 전원부(22)는 전원부(80)로부터, 수백 kHz의 공진 주파수를 제공받을 수 있다. 상기 초음파 전원부(22)는 수백 kHz의 공진 주파수에서 수분을 분사할 수 있다. 상기 초음파 전원부(22)는 상기 초음파 접지부(21)의 노즐(21a)을 외부로 노출시키도록 워셔 형상이고, 상기 초음파 접지부(21) 상에 적층될 수 있다. 상기 초음파 접지부(21)는 상기 액체 흡수부재(40)에 접촉하고 있으며, 상기 초음파 진동부(20)가 진동함에 따라 상기 액체 흡수부재(40)를 통하여 전달된 액체를 상기 노즐(21a)을 통하여 분사할 수 있다.

상기 플라즈마 발생부(23)는 접지 전극(23a)과 전원 전극(23b)을 포함할 수 있다. 상기 접지 전극(23a)은 전기적으로 접지되고, 상기 전원 전극(23b)은 상기 전원부로부터 예를 들어, 80kHz 주파수, 수 kV의 전압을 제공받을 수 있다.

상기 접지 전극과 상기 전원 전극 사이에 생성된 전기장은 대기압 플라즈마를 생성할 수 있다. 상기 플라즈마 발생부(23)는 상기 초음파 진동부(20)가 동작하는 동안에만 동작할 수 있다.

상기 접지 전극(23a)은 와셔 형상이고, 상기 초음파 진동부(20)를 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 전원 전극(23b)은 와셔 형상이고, 상기 접지 전극(23a)을 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 접지 전극(23a)과 상기 전원 전극(23b) 사이에 반경 방향으로 강한 전기장이 발생하며, 상기 전기장은 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 상기 미스트는 원통 좌표계를 기준으로 z축 방향으로 주로 분사되며, 확산을 통하여 방전 영역으로 이동할 수 있다. 상기 전원 전극(23b)은 상기 미스트에 직접 노출되지 않으므로, 상기 전원 전극(23b)의 표면에 수분이 응결되지 않아 방전 성능 저하를 방지할 수 있다. 상기 전원 전극(23b)과 상기 접지 전극(23a)은 지지부재(30)의 일측의 동일한 평면 상에 배치될 수 있다.

상기 지지부재(30)는 플라스틱과 같은 절연성 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 지지부재(30)는, 초음파 진동부(20)와 결합되는 지지판(31); 및 상기 지지판(31)의 일측으로부터 횡방향으로 연장되어 형성되면서 상기 커버체(50)와 결합되어 액체 흡수부재(40)가 내장되어 수분 또는 액상용액과 같은 액체가 공급되도록 하는 연결관(32);을 포함할 수 있다.

상기 연결관(32)은 상기 커버체(50)의 일단에 삽입되어 결합할 수 있다. 상기 커버체(50)는 원통 형상의 절연체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 지지부재(30)의 지지판(31)과 초음파 진동부(20)의 초음파 접지부(21) 사이에는, 액체 흡수부재(40)에 함유된 액체가 지지부재(30)의 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록 밀폐부재(33)가 마련될 수 있다. 상기 밀폐부재(33)는 오링 또는 팩킹과 같은 부재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 액체 흡수부재(40)는 수분 및/또는 액상용액과 같은 액체를 흡수하여 초음파 진동부(20)에 제공할 수 있도록 하며, 액체의 흡수가 가능한 섬유 또는 종이재의 이루어지고, 또한, 액체 흡수부재(40)의 임의의 위치 내부에는 다공성 멤브레인(membrane)을 구비하여 불순물을 여과할 수 있도록 한다.

또한, 상기 액체 저장용기(60)는 액체 흡수부재(40)에 수분 또는 액상용액이 함유되도록 액체를 저장하고, 커버체(50)와 삽입관(61)을 통해 연결되도록 할 수 있으며, 이러한 삽입관(61)의 내부에는 커버체(50)의 내부에 구비되는 액체 흡수부재(40)가 연결되어 액상용액을 커버체(50)의 내부 액체 흡수부재(40)로 제공하도록 한다.

그러나, 액체 저장용기(60)는 상기 삽입관(61)을 형성한 구조로 한정되지 않고, 삽입관(61) 없이 액체 저장용기(60)로부터 노출된 상태의 액체 흡수부재(40)가 커버체(50)에 삽입,연결될 수 있다.

상기 액상용액은 액상의 에센스, 스킨(skin) 등의 액상 화장품 용액으로 이루어질 수 있으며, 이러한 액상용액을 저장하여 액체 흡수부재(40)에 공급되도록 한다.

또한, 상기 제어부(70)는 상기 배터리부(90)로부터 직류(DC) 전력을 제공받아서 교류(AC)를 생성할 수 있고, 전원부(80)를 펄스 동작시키면서 과전류 보호회로를 포함할 수 있다.

상기 제어부(70)는 상기 전원부(80) 출력의 10% ~ 90%의 범위에서 듀티비(duty ratio)를 조절하여 대기압 플라즈마의 방전시간을 조절할 수 있다.

또한, 상기 제어부(70)는 초음파 진동부(20)의 온/오프타임(on/off time) 조절 및 초음파 진동부(20)에 인가되는 전압을 조절하여 액상용액의 분사량을 조절할 수 있다.

또한, 상기 전원부(80)는 직류 전압 제어부 및 교류 전압 변환부를 포함할 수 있고, 상기 교류 전압의 주파수는 수십 kHz 내지 수백 kHz일 수 있으며, 피크-투-피크(peak-to-peak) 교류 전압은 2kV 내지 8kV일 수 있다.

또한, 상기 전원부(80)의 출력 파형은 펄스일 수 있고, 상기 교류 전압의 펄스 주파수는 수 Hz 내지 수 kHz로 사용될 수 있다.

상기 전원부(80)는, 예를 들어 80kHz의 주파수 대역과 2kV ~ 8kV의 펄스(pulse)를 상기 플라즈마 발생부(23)의 전원 전극(23b)에 공급하여 대기압 플라즈마 방전을 발생하도록 한다.

또한, 상기 전원부(80)는 직류전압 3V ~ 5V의 입력전원을 사용하여 초음파 진동부를 구동하기 위한 수백 kHz의 공진 주파수를 가지는 초음파 전압 신호를 생성하여 상기 초음파 진동부(20)에 제공할 수 있다. 상기 전원부(80)는 초음파 진동부(20)를 구동하는 구동회로와 상기 플라즈마 발생부(23)를 구동하는 구동 회로를 각각 포함할 수 있다. 초음파 진동부(20)는 미스트를 분사하고, 공기와 미스트를 이용한 기체 이온화 방전이 일어나도록 한다.

또한, 상기 배터리부(90)는 예를 들어, 리튬 폴리머 충전지로서, 제어부(70)와 전원부(80)의 인버터(inverter)에 전원을 공급해 준다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(1)는, 전원부(80)에서 소정의 주파수(80kHz)와 수 kV의 전압을 플라즈마 발생부(23)에 인가하여 플라즈마를 발생시키면, 초음파 진동부(20)에 수백 kHz의 공진 주파수를 인가하여 미스트를 분사시킨다.

플라즈마에 의해 수분의 분자가 수소이온과 산소이온으로 분리되고, 수소 음이온과 산소 음이온의 결합으로 수산화기(OH-)가 다량으로 생성되어서 케이스(10)의 전방에서 방출된다.

이러한 수산화기가 발생됨에 따라 바이러스, 세균 등과 같은 피부 트러블의 원인이 되는 균의 제균 효과를 발휘할 수 있고, 또한 수분이 미스트 상태로 분사되므로, 피부에 보습효과를 제공해줄 수 있는 것이다.

더욱이, 케이싱(10)의 내부에는 액체 저장용기(60)가 마련되어 있어, 이 액체 저장용기(60)안에 액상 상태의 에센스, 스킨 등의 피부 개선 화장품이 저장되어서 수분과 더불어 분사됨으로써, 피부의 미백효과를 높일 수 있는 것이다.

또한, 제어부(70)에서는 10% ~ 90% 범위에서 듀티비를 변경하여 플라즈마 온/오프 타임을 조정함으로써 오존의 발생을 제어할 수 있으며, 초음파 진동부(20)에서 수분의 분사 시간을 조정하고, 초음파 진동부(20)에 전달되는 전원을 직류전압 3V ~ 5V로 조정하여 액체의 분사량을 조절할 수 있는데, 만일, 액체가 과다하게 분사되는 경우에는, 플라즈마 발생부(23)에 수분이 흡착되어서 플라즈마 방전에 영향을 줄 수 있기 때문이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(2)를 나타낸 개략적인 단면도이다.

도 4는 도 3의 우측면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(2)는, 도 1 및 도 2에 도시된 수산화기 발생장치(1)와 마찬가지로, 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 내부에 갖추어지는 초음파 진동부(20), 지지부재(30), 액체 흡수부재(40), 커버체(50), 액체 저장용기(60), 제어부(70), 전원부(80), 배터리부(90)는 모두 동일하게 갖추고 있다.

상기 플라즈마 발생부(123)는 상기 케이싱의 배출구(11)에 배치된다. 상기 플라즈마 발생부(123)는 상기 미스트가 통과할 수 있는 복수의 관통홀(124a)을 구비하는 절연판(124); 상기 절연판(124)의 일측에 배치된 전원 전극(123b); 및 상기 절연판의 타측에 배치된 접지 전극(123a)을 포함한다. 상기 전원 전극(123b)과 상기 접지 전극(123a)은 서로 마주보고 상기 절연판의 관통홀(124a)에 플라즈마를 발생시킨다.

상기 절연판(124)은 복수의 관통홀(124a)을 구비한 원판 형상일 수 있다. 상기 절연판(124)은 세라믹 재질이고, 그 양면에 각각 접지 전극과 전원 전극이 형성될 수 있다. 상기 접지 전극(123a) 및 상기 전원 전극(123b)은 도전성 금속을 코팅하여 형성될 수 있다. 상기 관통홀(124a) 내부에는 도전성 금속이 코팅되지 않는다. 서로 마주 보는 접지 전극(123a)과 전원 전극(123b)은 상기 관통홀 내부에 플라즈마를 형성할 수 있다. 상기 절연판(124)은 일정한 두께를 가지므로 안정적인 방전을 제공할 수 있다. 한편, 수분의 응결 등에 의한 이상 방전을 억제하기 위하여, 상기 전원 전극 및/또는 상기 접지 전극의 표면에는 절연체로 코팅될 수 있다.

상기 관통홀(124a)의 직경은 분사된 미스트가 통과할 수 있도록 충분히 클 수 있다. 또는, 상기 관통홀의 직경이 작은 경우, 상기 관통홀의 개구율은 충분히 클 수 있다. 이에 따라, 미스트가 상기 관통홀 또는 전원 전극 상에서 응결되는 것을 방지할 수 있다. 상기 관통홀은 배치 평면 내에서 균일하게 배치될 수 있다. 또는 상기 관통홀의 분포는 상기 초음파 진동부(20)를 마주보는 영역에서 많이 형성되고, 상기 초음파 진동부(20)를 마주보지 않은 영역에서 적게 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(3)를 나타낸 개략적인 단면도이다.

도 6은 도 5의 우측면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(3)는, 도 1 및 도 2에 도시된 수산화기 발생장치(1)와 마찬가지로, 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 내부에 갖추어지는 초음파 진동부(20), 지지부재(30), 액체 흡수부재(40), 커버체(50), 액체 저장용기(60), 제어부(70), 전원부(80), 배터리부(90)는 모두 동일하게 갖추고 있다.

상기 플라즈마 발생부(223)는 상기 초음파 진동부(20)를 감싸도록 상기 지지부재의 일측에 대칭적으로 배치된 복수의 전원 전극(223b); 상기 케이싱의 배출구(11)에 배치되는 링 형상의 접지 전극(223a); 상기 복수의 전원 전극들(223b)을 전기적으로 연결하도록 상기 초음파 진동부와 상기 지지부재 사이에 배치된 배선판(224); 및 상기 배선판(224)과 상기 초음파 진동부(20) 사이의 전기적 절연을 위하여 배치된 절연판(225);을 포함한다. 상기 전원 전극(223b)은 상기 초음파 진동부(20)의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되고, 일정한 방위각 성분을 가지도록 절단된 원통 성분일 수 있다.

초음파 진동부(20)의 후면에 도전성 배선판(224)을 마련하고, 상기 배선판(225)의 외주면을 따라 간격을 두고 복수의 전원 전극을 돌출된 구조를 가진다.상기 배선판(224)은 상기 전원 전극들(223b)을 전기적으로 서로 연결할 수 있다. 상기 절연판(225)은 상기 배선판(224)과 상기 초음파 접지부(21) 사이에 배치될 수 있다. 상기 배선판(224)은 와셔 형상일 수 있다. 상기 절연판(225)은 와셔 형상일 수 있다.

상기 전원 전극(223b)은 원통 좌표계에서 방위각 방향으로 절단되고 z축 방향으로 연장되는 원통 성분일 수 있다. 상기 전원 전극(223b)은 대칭성을 가지고 배치될 수 있다.

상기 접지 전극(223a)은 상기 배기부(11)에 내측면에 배치되고 와셔 형상일 수 있다. 상기 전원 전극과 상기 접지 전극 사이에 전기장은 플라즈마를 형성할 수 있다.

상기 수산화기 발생장치(3)는, 전원부(80)에 의해 배선판()에 수 kV의 직류 또는 교류 전원을 인가하여 대기압 플라즈마 방전이 발생되도록 하면, 수분의 방출시 수분에 의한 영향을 받지 않고 균일하게 플라즈마 방전을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(4)를 나타낸 개략적인 단면도이고, 도 8은 도 7의 우측면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(4)는, 도 1 및 도 2에 도시된 수산화기 발생장치(1)와 마찬가지로, 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 내부에 갖추어지는 초음파 진동부(20), 지지부재(30), 액체 흡수부재(40), 커버체(50), 액체 저장용기(60), 제어부(70), 전원부(80), 배터리부(90)는 모두 동일하게 갖추고 있다.

상기 플라즈마 발생부(323)는 상기 케이싱의 배출구(11)에 배치되는 링 형상의 접지 전극(323a); 및 상기 케이싱의 배출구(11)의 내측에서 상기 초음파 진동부의 중심축 방향으로 배치된 뾰족한 팁을 가지는 복수의 전원 전극(323b);을 포함한다. 상기 접지 전극(323a)은 상기 복수의 전원 전극(323b)과 상기 초음파 진동부의 중심축 방향으로 이격되어 배치된다. 상기 접지 전극(323a)은 상기 배출구(11)의 외부를 바라보도록 배치된다.

상기 전원 전극(323b)은 뾰족한 팁 형상을 가지며, 상기 전원 전극은 상기 배기부 내부의 원주 상에 일정한 간격을 가지고 배치될 수 있다. 상기 복수의 전원 전극(323b)은, 원뿔과 같이 뾰족한 모양으로 형성될 수 있다. 상기 전원 전극은 팁 형상에 의하여 초기 방전을 원할히 수행할 수 있다.

상기 접지 전극(323a)은 와셔 형상 또는 링 형상이고, 상기 배기구의 외부에 인접하여 내주면에 배치될 수 있다. 상기 접지 전극(323a)은 상기 전원 전극과 원통 좌표계 상에서 z축 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.

따라서, 상기 수산화기 발생장치(4)는 전원부(80)로부터 교류 또는 직류전원이 복수의 전원 전극(323b)에 공급되면, 플라즈마 방전이 일어나는데, 전원 전극(323b)이 선단부로 갈수록 뾰족하게 형성되어 있어, 선단부쪽으로 전하가 쌓여서 플라즈마의 방전을 용이하게 하는 것이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(5)를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 10은 도 9의 우측면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(5)는, 도 1 및 도 2에 도시된 수산화기 발생장치(1)와 마찬가지로, 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 내부에 갖추어지는 초음파 진동부(20), 지지부재(30), 액체 흡수부재(40), 커버체(50), 액체 저장용기(60), 제어부(70), 전원부(80), 배터리부(90)는 모두 동일하게 갖추고 있다.

상기 플라즈마 발생부(423)는 상기 초음파 진동부(20)를 감싸도록 상기 지지부재의 일측에 대칭적으로 배치된 복수의 전원 전극(423b); 상기 케이싱의 배출구(11)에 배치되는 링 형상의 접지 전극(423a); 상기 복수의 전원 전극들을 전기적으로 연결하도록 상기 초음파 진동부(20)와 상기 지지부재(30) 사이에 배치된 배선판(424); 및 상기 배선판(424)과 상기 초음파 진동부(20) 사이의 전기적 절연을 위하여 배치된 절연판(425)을 포함한다. 상기 전원 전극(423b)은 상기 초음파 진동부의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되고, 뽀족한 팁을 가진다.

초음파 진동부(20)의 후면에 도전성 배선판(424)이 구비되고, 상기 배선판(424)의 외주면을 따라 간격을 두고 복수의 전원 전극을 돌출된 구조를 가진다. 상기 배선판(424)은 상기 전원 전극들(423b)을 전기적으로 서로 연결할 수 있다. 상기 절연판(425)은 상기 배선판(424)과 상기 초음파 접지부(21) 사이에 배치될 수 있다. 상기 배선판(424)은 와셔 형상일 수 있다. 상기 절연판(425)은 와셔 형상일 수 있다.

상기 전원 전극(423b)은 니들형(needle)으로 형성되는 구조로서, 선단부로 갈 수록 뾰족한 모양을 이룬다. 상기 전원 전극은 원통 좌표계에서 방위각 방향으로 일정한 간격을 가지고 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 전원 전극은 z축 방향으로 연장될 수 있다.

또한, 상기 접지 전극(423a)는 케이싱(10)의 배출구(11)의 내부에 배출구(11)의 개구 면적 전체에 걸쳐서 구비되는 링형으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수산화기 발생장치(5)의 나머지 구성요소는 상기 열거한 수산화기 발생장치들과 동일한 구성요소를 가진다.

상기 전원 전극의 뽀족한 부분은 전하를 용이하게 수집하여 상대적으로 낮은 전압을 인가하여도 플라즈마 방전을 수행할 수 있고, 수분과 함께 방출되는 수산화기의 배출되는 양을 보다 더 높일 수 있다.

보호 절연체(423c)는 상기 전원 전극(423b)의 원통형 몸체를 감싸도록 배치된다. 상기 보호 절연체(423c)는 절연 파이프 형태일 수 있다. 상기 보호 절연체(423c)는 기생 방전을 억제할 수 있다.

첨부된 도 7 및 9에 도시된 본 발명의 실시 예는, 전원 전극의 형상이 선단부로 갈수록 예리한 모양으로 형성되는 구조를 예시적으로 설명한 것으로서, 전원 전극의 선단부가 뾰족하게 형성되기 때문에, 전하 수집이 용이하여 저전압을 인가하여도 플라즈마 방전이 가능하고, 또한, 전원 전극을 외부로 돌출되게 함으로써 플라즈마 방전 및 수산화기의 생성량을 높일 수 있는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

1,2,3,4,5 : 수산화기 발생장치
10 : 케이싱
20 : 초음파 진동부
21 : 플라즈마 방전부
21a : 노즐
30 : 지지부재
31 : 지지판
32 : 연결관
33 : 밀폐부재
40 : 액체 흡수부재
50 : 커버체
60 : 액체 저장용기
70 : 제어부
80 : 전원부
90 : 베터리부

Claims (11)

1. 내부에 수용 공간부 및 배출구를 가지는 케이싱;
   상기 배출구의 내부에 배치되고 초음파를 이용하여 액체를 분사하는 초음파 진동부;
   상기 초음파 진동부의 일측에 마련되는 지지부재;
   상기 초음파 진동부의 주위에 배치되어 플라즈마를 형성하는 플라즈마 발생부;
   상기 지지부재의 일측에 지지되고 내부에 액체 흡수부재가 구비되는 커버체;
   상기 액체 흡수부재가 연장되어 액체를 흡수하도록 액체가 저장되는 액체 저장용기;
   상기 초음파 진동부와 상기 플라즈마 발생부에 전원을 공급하는 전원부;
   상기 플라즈마 발생부에 인가되는 전압 신호를 제어하고 상기 초음파 진동부에 제공되는 초음파 전압 신호를 제어하는 제어부; 및
   상기 전원부에 전원을 공급하는 배터리부;
   를 포함하고,
   상기 액체 흡수부재는 상기 지지부재의 중심을 관통하여 상기 초음파 진동부에 접촉하고,
   외부 가스의 공급없이 액체를 이용하여 플라즈마 방전을 수행하여 인체의 피부에 미스트 및 수산화기를 제공하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 초음파 진동부는:
   중심에 복수의 노즐을 가지고 그라운드 평판으로 이루어진 초음파 접지부; 및
   상기 초음파 접지부에 적층되어 전원을 공급받아 초음파를 생성하는 초음파 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 초음파 진동부와 상기 지지부재 사이에 배치되어 누수를 방지하기 위한 밀폐부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 액체 흡수부재는 불순물을 여과할 수 있는 다공성 멤브레인으로 형성되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 액체 저장용기의 내부에 구비되는 액체는 수분 및 액상의 화장품중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 플라즈마 발생부는:
   상기 지지부재의 일측에 배치되고 링 형상을 가지는 접지 전극; 및
   상기 접지 전극과 동일한 동심축을 가지고 상기 접지 전극의 외곽에 배치되는 전원 전극을 포함하고,
   상기 접지 전극과 상기 전원 전극은 동일한 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 플라즈마 발생부는 상기 케이싱의 배출구에 배치되고,
   상기 플라즈마 발생부는:
   상기 미스트가 통과할 수 있는 복수의 관통홀을 구비하는 절연판;
   상기 절연판의 일측에 배치된 전원 전극; 및
   상기 절연판의 타측에 배치된 접지 전극을 포함하고,
   상기 전원 전극과 상기 접지 전극은 서로 마주보고 상기 절연판의 관통홀에 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 플라즈마 발생부는:
   상기 초음파 진동부를 감싸도록 상기 지지부재의 일측에 대칭적으로 배치된 복수의 전원 전극;
   상기 케이싱의 배출구에 배치되는 링 형상의 접지 전극;
   상기 복수의 전원 전극들을 전기적으로 연결하도록 상기 초음파 진동부와 상기 지지부재 사이에 배치된 배선판; 및
   상기 배선판과 상기 초음파 진동부 사이의 전기적 절연을 위하여 배치된 절연판을 포함하고,
   상기 전원 전극은 상기 초음파 진동부의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되고, 일정한 방위각 성분을 가지도록 절단된 원통 성분인 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 플라즈마 발생부는:
   상기 케이싱의 배출구에 배치되는 링 형상의 접지 전극; 및
   상기 케이싱의 배출구의 내측에서 상기 초음파 진동부의 중심축 방향으로 배치된 뽀족한 팁을 가지는 복수의 전원 전극;을 포함하고,
   상기 접지 전극은 상기 복수의 전극과 상기 초음파 진동부의 중심축 방향으로 이격되어 배치되고,
   상기 접지 전극은 상기 배출구의 외부를 바라보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는:
    상기 초음파 진동부를 감싸도록 상기 지지부재의 일측에 대칭적으로 배치된 복수의 전원 전극;
    상기 케이싱의 배출구에 배치되는 링 형상의 접지 전극;
    상기 복수의 전원 전극들을 전기적으로 연결하도록 상기 초음파 진동부와 상기 지지부재 사이에 배치된 배선판; 및
    상기 배선판과 상기 초음파 진동부 사이의 전기적 절연을 위하여 배치된 절연판을 포함하고,
    상기 전원 전극은 상기 초음파 진동부의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되고, 뽀족한 팁을 가지는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.
11. 제6 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는 상기 전원 전극의 원통형 몸체를 감싸도록 배치된 보호 절연체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기압 플라즈마를 이용한 수산화기 발생장치.

Images