KR101733994B1 - 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치 - Google Patents

진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101733994B1
KR101733994B1 KR1020150048968A KR20150048968A KR101733994B1 KR 101733994 B1 KR101733994 B1 KR 101733994B1 KR 1020150048968 A KR1020150048968 A KR 1020150048968A KR 20150048968 A KR20150048968 A KR 20150048968A KR 101733994 B1 KR101733994 B1 KR 101733994B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
plasma
gas
discharge
main body
Prior art date
Application number
KR1020150048968A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160120020A (ko
Inventor
이해준
김규천
홍진우
Original Assignee
주식회사 피글
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 피글 filed Critical 주식회사 피글
Priority to KR1020150048968A priority Critical patent/KR101733994B1/ko
Publication of KR20160120020A publication Critical patent/KR20160120020A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101733994B1 publication Critical patent/KR101733994B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/20—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2209/00—Apparatus and processes for manufacture of discharge tubes
    • H01J2209/38—Control of maintenance of pressure in the vessel
    • H01J2209/383—Vacuum pumps

Abstract

본 발명은 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추고 전극 손상을 억제할 수 있도록 한 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로, 사람의 신체 또는 신체의 일부가 들어가는 크기를 갖고 플라즈마로부터 발생하는 래디컬 및 여기종이 세포에 영향을 줄 수 있도록 밀폐 공간을 확보하기 위한 본체;상기 본체에 개폐 가능한 구조로 연결되는 덮개;본체 및 덮개 내부 벽면에 부착되거나 내부 공간에 연결되는 복수 개의 플라즈마 발생 장치;본체의 바닥면과 일정 간격 이격되어 신체를 지지하는 메쉬 구조의 지지대;상기 본체의 일측에 구성되어 가스성분 조정 수단을 통하여 성분이 조정되는 플라즈마 발생을 위한 가스를 유입시키는 주입구;상기 본체의 타측에 구성되어 플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출하는 배출구;를 포함하고, 플라즈마 발생을 위한 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추는 것이다.

Description

진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치{Gas pressure control plasma sources using the vacuum pump}
본 발명은 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로, 구체적으로 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추고 전극 손상을 억제할 수 있도록 한 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다.
대기압 플라즈마는 표면 처리나 의료, 환경처리 등 여러 산업에서 다양하게 쓰이고 있다. 대기압 플라즈마 기술은 플라즈마의 역사만큼 오랜 기간 동안 연구되어온 분야이다.
특히 대기압 플라즈마 발생 기술 중 유전체 장벽 방전(DBD:Dielectric Barrier Discharge)은 오존(Ozone) 발생 장치로 개발되어 오래전부터 유럽에서는 상수처리 시설에 적용되어왔고 최근 반도체 공정에서도 사용되고 있다.
대기압 플라즈마는 발생 특성상 진공 플라즈마의 사용이 불가능한 분야 특히 환경 분야에서 많은 기술 수요가 존재한다.
대기압 플라즈마는 유지 및 처리 비용이 기존의 기술에 비해 많이 소요되는 것은 사실이나 최근 구동 가스를 사용하지 않고 일반 공기 중에서 플라즈마 발생이 가능해지고 기존 기술이 발생시키는 환경오염 부산물 등을 만들지 않기 때문에 환경에 대한 우려에 비례하여 점차 수요가 늘어가고 있다.
최근 들어 대기압 플라즈마는 환경 분야뿐만 아니라 반도체 및 디스플레이 산업에서의 활용도가 급격히 진행되고 있다.
플라즈마를 발생시키기 위해서는 입자가 전계에 의해서 어느 정도 가속되어서 에너지를 가져야 한다. 에너지를 가진 입자와 중성기체가 충돌하면서 중성기체에 전달되는 에너지에 의해서 중성기체가 여기되거나 이온화가 된다.
따라서 초기에 입자의 가속이 잘되려면 자유행정거리가 상대적으로 긴 밀도가 낮은 공간에서 가속되어야 하고 대부분의 플라즈마는 대기압보다 낮은 진공상태에서 플라즈마가 발생된다.
일반적으로 진공챔버(chamber) 내에서 플라즈마를 유지하기 위해서 교류 전원을 주로 이용하는데, DC 펄스를 단극성(unipolar) 또는 양극성(bipolar)으로 주거나, 정현파(Sinusoidal) 전원을 준다.
주파수는 60 Hz 대의 저주파부터 수십 MHz의 Radio 주파수 혹은 GHz대역의 마이크로파(microwave)를 이용하여 플라즈마를 발생시킨다. 산업계에서는 식각(Etching)이나 증착(Deposition)과 같은 반도체공정에 활발히 적용되고 있다.
대기압 하에서 플라즈마를 발생시키거나 또는 플라즈마를 발생시켜 활용하는 선행기술의 경우엔 일반적으로 코로나 방전법, 유전체 장벽 방전법, 플라즈마 제트 방전법 등이 있다.
코로나 방전은 두 개의 전극 중 적어도 하나를 침상, 와이어 혹은 핀 형태로 구성하여 전계의 집중 효과를 이용하고 내부저항이 큰 고전압 전원 또는 전극에 저항을 이용하여 아크를 억제하고 저전류의 플라즈마를 발생시켜 여러 산업 분야에 이용되고 있다.
하지만 코로나 방전의 경우, 아크를 억제하기 위해 사용되는 저항에서의 소비전력이 크기 때문에 비효율적이며, 스트리머 형태로 발생됨으로 인해 플라즈마가 균일하지 못하고 밀도가 크지 않다.
또한, 전극손상이 쉬우며 내부저항이 큰 고전압 전원을 사용으로 장치비가 고가이며 전원장치의 운전 및 관리에 어려움이 따른다.
대기압 플라즈마 발생장치는 대부분이 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 방식으로 유전체 장벽 방전법이라고도 한다.
주로 수십 kHz에서 수십 MHz의 AC전원을 이용하여 플라즈마를 발생시킨다. DBD 방식으로 플라즈마를 발생시킬 경우 유전체에 의하여 방전 전류가 제한되기 때문에 글로우 방전(glow discharge)이 유지되어 발생 된 플라즈마가 안정적이다.
또한, 네온 트랜스포머(Neon Transformer)나 CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) 구동회로 등 현재 산업계에서 광범위하게 적용되고 있는 전원장치를 사용할 수 있기 때문에 진입장벽이 낮다. 하지만 DBD 방식으로 플라즈마를 발생시킬 경우 그 구조적인 한계로, 플라즈마 방전에너지가 구조에 의해 결정된다.
즉, 유전체 사이에서 방전이 일어나기 때문에 구조적으로 커패시터(Capacitor)라고 볼 수 있다. 따라서 방전 에너지는 전극의 면적, 전극간의 간격, 방전개시전압 혹은 유지전압에 의해 결정되고 플라즈마의 출력을 조절하기가 용이하지 않게 된다.
플라즈마 제트 방전은 DBD 방식의 가스 유도관에 He, Ar 등의 가스를 흘려주는 방식인데, 방전 개시 전압을 낮추고 플라즈마가 방출되는 방향을 조절할 수 있는 장점이 있으나 별도의 가스 공급 장치가 필요하다.
도 1은 종래 기술의 평판형 DBD 플라즈마 발생 장치의 구성도이고, 도 2는 하우징 구조를 갖는 평판형 플라즈마 발생장치의 구성도이다.
도 1에서와 같이, 종래 기술의 평판형 DBD 플라즈마 발생장치는 플라즈마 발생을 위하여 스트립(strip) 또는 메쉬(mesh) 형태의 구조를 이용한다.
그리고 도 2에서와 같이, 플라즈마 발생장치에 하우징(housing) 구조를 부가하는 구조가 있는데, 이는 플라즈마를 배출하는 통로를 지지하는 용도로 주로 쓰이고, 플라즈마 배출구를 통해 전극 외각으로 플라즈마를 방출시키는 것이다.
그러나 이와 같은 종래 기술의 평판형 플라즈마 발생장치는 방전 영역이 제한되는 구조적인 문제가 있고, 방전개시전압이 높아 비효율적이다.
또한, 플라즈마의 밀도를 높이기 위해 파워를 높이는 경우 오존 등의 유해물질이 발생하기 때문에 사람이 거주하는 환경에서 사용하는데 제약이 따른다는 문제점도 있다.
한국공개특허번호 10-2009-0081828호 한국공개특허번호 10-2012-0135534호
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 대기압 플라즈마 발생장치의 문제를 해결하기 위한 것으로, 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추고 전극 손상을 억제할 수 있도록 한 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 플라즈마 밀도를 높일 때 발생하는 오존 등의 유해 물질을 필터를 통해 안전하게 처리할 수 있도록 한 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 동일 면적에서 전극과 유전체가 만나는 외곽선의 길이를 최대화할 수 있는 패턴을 구성하여 단위면적당 플라즈마 발생량을 최대화할 수 있도록 한 평판형 플라즈마 장치와 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전극의 내부에 격자 패턴을 넣음으로써 방전 영역을 확장시킬 수 있도록 한 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 곡면을 포함하는 평판형 유전체 장벽 방전(DBD) 플라즈마 장치가 벽면에 부착된 하우징 장치를 이용하여 방전개시전압을 낮출 수 있도록 압력강하를 시킬 수 있는 구조의 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 플라즈마로부터 발생하는 래디컬(radical) 및 여기종이 세포에 미치는 효과를 이용하는 플라즈마 피부치료기를 구성할 수 있도록 한 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치는 사람의 신체 또는 신체의 일부가 들어가는 크기를 갖고 플라즈마로부터 발생하는 래디컬 및 여기종이 세포에 영향을 줄 수 있도록 밀폐 공간을 확보하기 위한 본체;상기 본체에 개폐 가능한 구조로 연결되는 덮개; 본체 및 덮개 내부 벽면에 부착되거나 내부 공간에 위치하는 복수 개의 플라즈마 발생 장치;본체의 바닥면과 일정 간격 이격되어 신체를 지지하는 메쉬 구조의 지지대;상기 본체의 일측에 구성되어 가스성분 조정 수단을 통하여 성분이 조정되는 플라즈마 발생을 위한 가스를 유입시키는 주입구;상기 본체의 타측에 구성되어 플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출하는 배출구;를 포함하고, 플라즈마 발생을 위한 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치는 신체의 특정 부위에 접촉시켜 사용하는 이동형으로 구성되어 플라즈마로부터 발생하는 래디컬 및 여기종이 세포에 영향을 줄 수 있도록 밀폐 공간을 확보하기 위한 본체;본체 내부에 구성되는 플라즈마 발생 장치;신체의 특정 부위에 접촉되는 본체 오픈 영역에 구성되어 내부의 압력을 유지하기 위한 접촉 패드;본체에 연결되는 연결 유닛의 내부에 구성되어 가스성분 조정 수단을 통하여 성분이 조정되는 플라즈마 발생을 위한 가스를 유입시키는 주입구 및 본체의 타측에 구성되어 플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출하는 배출구;를 포함하고, 플라즈마 발생을 위한 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 플라즈마 발생 장치는, 평판형 플라즈마 발생 장치 또는 제트 형태의 플라즈마 발생 장치인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 배출구는, 플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출을 위한 개폐를 제어하는 밸브와, 밸브의 열림 및 닫힘에 의해 가스를 배출시에 외부로 가스를 강제 배출하기 위한 펌프와, 배출되는 가스에 포함되는 오존을 포함하는 유해 물질을 감소시키기 위한 히터와, 배출되는 가스를 필터링하기 위한 필터를 통하여 본체 내부의 가스를 외부로 배출하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 플라즈마 발생 장치의 전극을 구성하는 전극체들이 일정 너비를 갖고, 전극체들과 인접한 다른 전극체들이 완전히 접하지 않은 상태로 일정 간격 이격되어 배치되는 격자 패턴을 갖고 전원공급수단으로부터 방전 전압이 인가되는 제 1 전극과,상기 제 1 전극이 상면에 형성되는 유전체와,상기 제 1 전극과 대향되어 유전체의 하면에 형성되는 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 유전체층은 플렉시블한 재질의 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 제 1 전극 또는 제 2 전극은, 전극을 구성하는 전극체가 일정 너비를 갖고 직선 형태로 형성되고 직선의 진행 방향에서 수직으로 진행 방향에 변화되는 것이 반복되거나, 직선의 진행 끝점에서 분기되고, 분기되어 직선의 진행 방향에서 다시 수직으로 진행 방향에 변화되는 형태 및 이들 형태의 조합으로 형성되는 격자 패턴인 것을 특징으로 한다.
그리고 제 1 전극 또는 제 2 전극은, 전극을 구성하는 전극체가 일정 너비를 갖고 직선 형태로 형성되고 외곽 라인만 전극체가 형성되고 내부가 비어 있는 형태인 것을 특징으로 한다.
그리고 제 1 전극과 제 2 전극은, 동일한 형태로 형성되거나, 다른 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추고 따라서 전극 손상을 억제할 수 있다.
둘째, 동일 면적에서 최대한 긴 길이를 가지고 전극과 유전체가 만날 수 있는 패턴을 구성하여 단위면적당 플라즈마 발생량을 최대화할 수 있다.
셋째, 전극의 내부에 격자 패턴을 넣음으로써 방전 영역을 확장시킬 수 있다.
넷째, 곡면을 포함하는 평판형 유전체 장벽 방전(DBD) 플라즈마 장치가 벽면에 부착된 하우징 장치를 이용하여 방전개시전압을 낮출 수 있다.
다섯째, 플라즈마로부터 발생하는 래디컬(radical) 및 여기종이 세포에 미치는 효과를 이용하는 플라즈마 피부치료기를 구성할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 평판형 DBD 플라즈마 발생 장치의 구성도
도 2는 하우징 구조를 갖는 평판형 플라즈마 발생 장치의 구성도
도 3a내지 도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 구성도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 구성도
도 5는 본 발명의 플라즈마 발생 장치의 전극 구성도
이하, 본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 3a내지 도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 대기압 평판형 유전격벽방전 배열 구성을 포함하는 것으로, 평판형 플라즈마의 발생 영역이 전극과 유전체가 만나는 지점을 따라서 분포하는 특성을 고려하여 단위면적당 플라즈마 발생량을 최대화할 수 있도록 도 5와 같이 동일 면적에서 최대한 긴 길이를 가지고 전극과 유전체가 만날 수 있는 패턴 구조를 갖도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 구성을 포함하는 것으로, 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추고 전극 손상을 억제할 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치를 플라즈마로부터 발생하는 래디컬(radical) 및 여기종이 세포에 미치는 효과를 이용하는 플라즈마 피부치료기를 구성하면 다음과 같다.
즉, 도 3a와 도 3b는 평판형(곡면 포함) 유전체 장벽 방전(DBD) 플라즈마가 벽면에 부착된 하우징 장치를 이용하여 방전개시전압을 낮추기 위한 압력강하를 시키고 플라즈마로부터 발생하는 래디컬 및 여기종이 세포에 미치는 효과를 이용하는 플라즈마 피부치료기의 일 예를 나타낸 것이다.
사람의 신체 또는 신체의 일부가 들어가는 크기를 갖고 플라즈마로부터 발생하는 래디컬 및 여기종이 세포에 영향을 줄 수 있도록 밀폐 공간을 확보하기 위한 본체(31)와, 본체(31)에 개폐 가능한 구조로 연결되고, 전극을 구성하는 전극체들이 일정 너비를 갖고 전극체들과 인접한 다른 전극체들이 완전히 접하지 않은 상태로 일정 간격 이격되어 배치되는 격자 패턴을 갖고 전원공급수단으로부터 방전 전압이 인가되는 제 1 전극,상기 제 1 전극이 상면에 형성되는 유전체, 상기 제 1 전극과 대향되어 유전체의 하면에 형성되는 제 2 전극을 포함하는 플라즈마 발생 장치(33a)(33b)(33c)(33d)(33e)가 복수 개 내부 벽면에 구성되는 상부 덮개(32)와, 본체(31)의 바닥면과 일정 간격 이격되어 신체를 지지하는 메쉬 구조의 지지대(34)와, 본체(31)의 일측에 구성되어 가스성분 조정 수단을 통하여 성분이 조정되는 플라즈마 발생을 위한 가스를 유입시키는 주입구(35)와, 본체(31)의 타측에 구성되어 플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출하는 배출구(40)를 포함한다.
여기서, 배출구(40)는 플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출을 위한 개폐를 제어하는 밸브(36)와, 밸브(36)의 열림 및 닫힘에 의해 가스를 배출시에 외부로 가스를 강제 배출하기 위한 펌프(37)와, 배출되는 가스에 포함되는 오존을 감소시키기 위한 히터(38)와, 배출되는 가스를 필터링하기 위한 필터(38)를 통하여 본체(31) 내부의 가스를 배출한다.
즉, 래디컬 및 여기종이 세포에 영향을 줄 수 있도록 플라즈마 발생에 사용된 가스들에 의해 밀폐된 하우징 장치에서 생긴 오존 등을 일반 공기로 필터링하여 내보내기 위해서 펌프(37) 및 필터(38)를 이용한다.
도 3a와 도 3b에서와 같이, 밀폐된 하우징 장치의 상부 덮개(32) 벽면에 ROS(Reactive Oxygen Species)를 발생시키기 위한 평판형 유전격벽방전 플라즈마 장치를 부착하고, 시술을 필요로 하는 사람이 탈의 후 머리를 제외한 전신을 장치 속에 넣고 상부 덮개(32)를 닫는다.
이때 장치의 밑면에는 ROS는 통과시키면서 몸을 지탱할 수 있는 메쉬 구조의 지지대(34)가 있어 사용자의 신체를 지지한다.
이 상태에서 상부 덮개(32)를 닫아 장치를 밀폐 후 주입구(35) 밸브를 잠그고 배출구(40) 밸브를 열어 펌프(37)를 가동하여 장치 내의 압력을 적당히 낮춘 후 (0.3 기압 가량) 배출구(40) 밸브를 잠근다.
이어, 플라즈마 장치를 가동하고 일정한 시간 동안 플라즈마 및 ROS를 인체에 조사한다.
그리고 시간이 지난 후에 주입구(35) 밸브 및 배출구(40) 밸브를 모두 열고 펌프(37)를 작동시켜 장치 내의 ROS 등이 필터(38)를 통과해서 나오도록 구동시킨다. 이때 히터(heater)(38)를 함께 작동시켜 오존(Ozone)을 감소시킨다.
이와 같은 동작에서 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 구성을 포함하는 것으로, 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추고 전극 손상을 억제할 수 있도록 한다.
그리고 도 3c는 상부 덮개(32) 내부의 벽면에 플라즈마 발생 장치를 평판형이 아닌 제트 형태의 플라즈마 발생 장치를 구성한 것으로, 상부 덮개(32) 내부의 벽면에 제트 형태의 플라즈마 발생 장치(33A)(33B)(33C)가 구성되는 것이다.
그리고 신체 또는 신체 일부가 내부로 들어가는 도 3a내지 도 3c의 형태가 아니라 신체의 특정 부위에 접촉시켜 사용하는 이동형 플라즈마 피부 치료기의 일 예는 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 구성도이다.
신체의 특정 부위에 접촉시켜 사용하는 이동형으로 구성되어 플라즈마로부터 발생하는 래디컬 및 여기종이 세포에 영향을 줄 수 있도록 밀폐 공간을 확보하기 위한 본체(41)와, 본체(41) 내부에 구성되는 평판형 또는 제트형의 플라즈마 발생 장치(42)와, 신체의 특정 부위에 접촉되는 본체(41) 오픈 영역에 구성되어 내부의 압력을 유지하기 위한 접촉 패드(43)와, 본체(41)에 연결되는 연결 유닛(44)의 내부에 구성되어 가스성분 조정 수단을 통하여 성분이 조정되는 플라즈마 발생을 위한 가스를 유입시키는 주입구(45)와, 본체(41)의 타측에 구성되어 플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출하는 배출구(50)를 포함한다.
여기서, 배출구(50)는 플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출을 위한 개폐를 제어하는 밸브(46)와, 밸브(46)의 열림 및 닫힘에 의해 가스를 배출시에 외부로 가스를 강제 배출하기 위한 펌프(47)와, 배출되는 가스에 포함되는 오존을 감소시키기 위한 히터(48)와, 배출되는 가스를 필터링하기 위한 필터(48)를 통하여 본체(41) 내부의 가스를 배출한다.
즉, 래디컬 및 여기종이 세포에 영향을 줄 수 있도록 플라즈마 발생에 사용된 가스들에 의해 생긴 오존 등을 일반 공기로 필터링하여 내보내기 위해서 펌프(47) 및 필터(48)를 이용한다.
이와 같은 이동형 플라즈마 피부 치료기는 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 구성을 포함하는 것으로, 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추고 전극 손상을 억제할 수 있도록 한다.
이와 같은 이동형 플라즈마 피부 치료기의 구성 및 형태는 도 4에서와 같은 구조로 한정되지 않고 다른 구성 및 형태로 구성할 수 있음은 당연하다.
이와 같은 본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 전극 구조를 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 플라즈마 발생 장치의 전극 구성도이다.
본 발명은 전극의 내부에 격자 패턴을 넣음으로써 방전 영역을 확장시킬 수 있도록 한 것으로, 곡면을 포함하는 평판형 유전체 장벽 방전(DBD) 플라즈마 장치가 벽면에 부착된 하우징 장치를 이용하여 방전개시전압을 낮출 수 있도록 압력강하를 시킬 수 있는 구조이다.
본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 전극은 크게 제 1 전극, 제 2 전극 및 유전체로 구성된다.
여기서, 제 1 전극은 전원공급수단으로부터 방전 전압이 인가되는 전극이고, 제 2 전극은 제 1 전극과 유전체층을 사이에 두고 대향되는 것으로 접지 전극이 될 수 있다.
예를 들어, 제 1 전극과 유전체가 서로 각각의 일면을 맞대어 인접하여 배치되며, 역시 도체로 구성되는 제 2 전극이 유전체와 각각의 일면에 인접하여 배치될 수 있다.
이때, 제 2 전극은 서로 일정 간격을 사이에 두고 떨어져서 배치되며, 유전체의 제 1 전극이 인접하지 않은 반대쪽 면에 배치됨으로써, 유전체를 사이에 두고 제 1 전극과 서로 마주보는 형상을 이룬다.
제 2 전극의 단면의 형태는 일반적으로 직사각형을 이루지만, 반드시 직사각형의 형태로 제한되지는 않는다.
그리고 제 1,2 전극은 동일 면적에서 최대한 긴 길이를 가지고 전극과 유전체가 만날 수 있도록 전극체들이 일정 너비를 갖고 전극체들과 인접한 다른 전극체들이 완전히 접하지 않은 상태로 일정 간격 이격되어 배치되는 격자 패턴이다.
여기서, 격자 패턴은 도 5에서와 같은 형태로 제한되지 않고 다른 형태의 격자 무늬일 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 전극은 유전체상에 격자 패턴 형상으로 구성하여 단위면적당 플라즈마 발생량을 최대화할 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 전극은 전극체들이 일정 너비를 갖고 전극체들과 인접한 다른 전극체들이 완전히 접하지 않은 상태로 일정 간격 이격되어 배치되는 격자 패턴을 갖고 전원공급수단으로부터 방전 전압이 인가되는 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 접하거나 또는 제 1 전극을 포위하는 형태로 된 유전체와, 상기 유전체의 하면에 부착되며, 소정 간격을 두고 서로 이격되어 배치된 복수 개의 전극으로 구성된 제 2 전극을 포함한다.
여기서, 제 1 전극은 도 5에서와 같이, 전극을 구성하는 전극체가 일정 너비를 갖고 직선 형태로 형성되고 직선의 진행 방향에서 수직으로 진행 방향에 변화되는 것이 반복되거나, 직선의 진행 끝점에서 분기되고, 분기되어 직선의 진행 방향에서 다시 수직으로 진행 방향에 변화되는 형태 및 이들 형태의 조합으로 형성되는 격자 패턴일 수 있다.
제 1 전극의 다른 형태는 도 5에서와 같이, 전극을 구성하는 전극체가 일정 너비를 갖고 직선 형태로 형성되고 외곽 라인만 전극체가 형성되고 내부가 비어 있는 형태이고, 직선의 진행 방향에서 수직으로 진행 방향에 변화되는 것이 반복되거나, 직선의 진행 끝점에서 분기되고, 분기되어 직선의 진행 방향에서 다시 수직으로 진행 방향에 변화되는 형태 및 이들 형태의 조합으로 형성되는 격자 패턴일 수 있다.
그리고 제 2 전극은 제 1 전극과 동일한 형태로 형성되거나, 다른 형태로 형성될 수 있다.
또한, 곡면 플라즈마 발생장치를 구성하기 위하여 제 1,2 전극을 플렉시블한 물질로 유전체층을 형성하고 그 유전체층의 양면에 형성한다.
즉, 도 5에서와 같은 본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치의 전극은 곡면 플라즈마 발생장치에도 적용 가능함은 당연하다.
이와 같은 본 발명에 따른 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치는 동일 면적에서 최대한 긴 길이를 가지고 전극과 유전체가 만날 수 있는 패턴을 구성하여 단위면적당 플라즈마 발생량을 최대화할 수 있도록 한 것이다.
그리고 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추고 전극 손상을 억제할 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명은 전극의 내부에 격자 패턴을 넣음으로써 방전 영역을 확장시킬 수 있도록 하고, 곡면을 포함하는 평판형 유전체 장벽 방전(DBD) 플라즈마 장치가 벽면에 부착된 하우징 장치를 이용하여 플라즈마로부터 발생하는 래디컬(radical) 및 여기종이 세포에 미치는 효과를 이용하는 플라즈마 피부치료기를 구성할 수 있도록 한 것이다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
31. 본체 32. 상부 덮개
33a.33b.33c.33d.33e. 플라즈마 발생 장치 34. 지지대
35. 주입구 36. 밸브
37. 펌프 38. 히터
39. 필터 40. 배출구

Claims (9)

  1. 사람의 신체 또는 신체의 일부가 들어가는 크기를 갖고 플라즈마로부터 발생하는 래디컬 및 여기종이 세포에 영향을 줄 수 있도록 밀폐 공간을 확보하기 위한 본체;
    상기 본체에 개폐 가능한 구조로 연결되는 덮개;
    본체 및 덮개 내부 벽면에 부착되거나 공간에 위치하는 복수 개의 평판형 플라즈마 발생 장치;
    본체의 바닥면과 일정 간격 이격되어 신체를 지지하는 메쉬 구조의 지지대;
    상기 본체의 일측에 구성되어 가스성분 조정 수단을 통하여 성분이 조정되는 플라즈마 발생을 위한 가스를 유입시키는 주입구;
    상기 본체의 타측에 구성되어 플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출하는 배출구;를 포함하고,
    상기 플라즈마 발생 장치의 전극을 구성하는 전극체들이 일정 너비를 갖고, 전극체들과 인접한 다른 전극체들이 완전히 접하지 않은 상태로 일정 간격 이격되어 배치되는 격자 패턴을 갖고 전원공급수단으로부터 방전 전압이 인가되는 제 1 전극과, 상기 제 1 전극이 상면에 형성되는 유전체와, 상기 제 1 전극과 대향되어 유전체의 하면에 형성되는 제 2 전극을 포함하고,
    플라즈마 발생을 위한 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추는 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치.
  2. 신체의 특정 부위에 접촉시켜 사용하는 이동형으로 구성되어 플라즈마로부터 발생하는 래디컬 및 여기종이 세포에 영향을 줄 수 있도록 밀폐 공간을 확보하기 위한 본체;
    본체 내부에 구성되는 평판형 플라즈마 발생 장치;
    신체의 특정 부위에 접촉되는 본체 오픈 영역에 구성되어 내부의 압력을 유지하기 위한 접촉 패드;
    본체에 연결되는 연결 유닛의 내부에 구성되어 가스성분 조정 수단을 통하여 성분이 조정되는 플라즈마 발생을 위한 가스를 유입시키는 주입구 및 본체의 타측에 구성되어 플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출하는 배출구;를 포함하고,
    상기 플라즈마 발생 장치의 전극을 구성하는 전극체들이 일정 너비를 갖고, 전극체들과 인접한 다른 전극체들이 완전히 접하지 않은 상태로 일정 간격 이격되어 배치되는 격자 패턴을 갖고 전원공급수단으로부터 방전 전압이 인가되는 제 1 전극과, 상기 제 1 전극이 상면에 형성되는 유전체와, 상기 제 1 전극과 대향되어 유전체의 하면에 형성되는 제 2 전극을 포함하고,
    플라즈마 발생을 위한 방전 개시 전에 진공 펌프를 이용하여 장치 내부의 압력을 제어하여 방전 개시 전압을 낮추는 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배출구는,
    플라즈마 발생시에 생긴 가스를 배출을 위한 개폐를 제어하는 밸브와,
    밸브의 열림 및 닫힘에 의해 가스를 배출시에 외부로 가스를 강제 배출하기 위한 펌프와,
    배출되는 가스에 포함되는 오존을 포함하는 유해 물질을 감소시키기 위한 히터와,
    배출되는 가스를 필터링하기 위한 필터를 통하여 본체 내부의 가스를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유전체는 플렉시블한 재질의 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 전극 또는 제 2 전극은,
    전극을 구성하는 전극체가 일정 너비를 갖고 직선 형태로 형성되고 직선의 진행 방향에서 수직으로 진행 방향에 변화되는 것이 반복되거나, 직선의 진행 끝점에서 분기되고, 분기되어 직선의 진행 방향에서 다시 수직으로 진행 방향에 변화되는 형태 및 이들 형태의 조합으로 형성되는 격자 패턴인 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 전극 또는 제 2 전극은,
    전극을 구성하는 전극체가 일정 너비를 갖고 직선 형태로 형성되고 외곽 라인만 전극체가 형성되고 내부가 비어 있는 형태인 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 1 전극과 제 2 전극은,
    동일한 형태로 형성되거나, 다른 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치.

KR1020150048968A 2015-04-07 2015-04-07 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치 KR101733994B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150048968A KR101733994B1 (ko) 2015-04-07 2015-04-07 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150048968A KR101733994B1 (ko) 2015-04-07 2015-04-07 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160120020A KR20160120020A (ko) 2016-10-17
KR101733994B1 true KR101733994B1 (ko) 2017-05-11

Family

ID=57250306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150048968A KR101733994B1 (ko) 2015-04-07 2015-04-07 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101733994B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102234028B1 (ko) * 2019-09-20 2021-03-31 플람 주식회사 휴대용 마스크팩 플라즈마 처리장치
KR102506417B1 (ko) * 2020-08-27 2023-03-06 전북대학교산학협력단 플라즈마 피부 관리기

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1689216A1 (en) 2005-02-04 2006-08-09 Vlaamse Instelling Voor Technologisch Onderzoek (Vito) Atmospheric-pressure plasma jet
KR100988291B1 (ko) 2008-01-25 2010-10-18 주식회사 셈테크놀러지 평행 평판형 전극 구조를 구비하는 대기압 플라즈마 표면처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160120020A (ko) 2016-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8222822B2 (en) Inductively-coupled plasma device
US7365956B2 (en) Plasma driven, N-type semiconductor, thermoelectric power superoxide ion generator with critical bias conditions
CN101534869A (zh) 扩散式等离子体处理和材料加工
JP2009503781A (ja) インジェクションタイプのプラズマ処理装置及び方法
KR101428524B1 (ko) 분말 플라즈마 처리 장치
Li et al. Experimental study on ozone generation from oxygen in double surface dielectric barrier discharge
US9572241B1 (en) Devices for creating non-thermal plasma and ozone
KR101733994B1 (ko) 진공 펌프를 이용한 기체 압력 제어 플라즈마 발생 장치
US9849323B2 (en) Decontamination and sterilization device with flexible enclosing cover using plasma and reactive gas
US20120132368A1 (en) Plasma treatment apparatus
KR101889826B1 (ko) 입체 처리물에 균일한 미세 필라멘트 방전을 발생시키는 장치
RU2370924C2 (ru) Газоразрядная камера для создания низкотемпературной неравновесной плазмы
US9868655B1 (en) Water treatment apparatus and water treatment method
Chiper et al. On the secondary discharge of an atmospheric-pressure pulsed DBD in He with impurities
JP6157764B1 (ja) 水処理装置および水処理方法
KR20060102781A (ko) 대기압 플라즈마 유전체 세정장치
KR100771509B1 (ko) 복합전원을 이용한 대기압 플라즈마 발생장치 및 방법
JP5008622B2 (ja) プラズマ発生電極及びプラズマ発生方法
Panousis et al. Atmospheric pressure dielectric barrier discharges under unipolar and bipolar HV excitation in view of chemical reactivity in afterglow conditions
Hnatiuc et al. A review over the cold plasma reactors and their applications
Shkurenkov et al. The influence of the discharge parameters on the plasma spatial structuring in argon DBDs
US20060124612A1 (en) Generation of diffuse non-thermal atmosheric plasmas
CN101652016B (zh) 常压线状冷等离子体射流产生装置
Budiman et al. Improved Single Barrier Ozone Chamber
Nahrani et al. Simulation of plasma water interaction with discharge in the existing bubble in water

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200213

Year of fee payment: 4