KR102096277B1 - 플라즈마를 이용한 살균 장치 및 이를 위한 플라즈마 발생기 - Google Patents

플라즈마를 이용한 살균 장치 및 이를 위한 플라즈마 발생기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 식품 살균 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면, 상판 유닛과, 상기 상판 유닛과 이격되어 배치되는 하판 유닛을 구비하는 플라즈마 방전 모듈을 포함하며, 상기 상판 유닛은, 일면 상에 위치하고 플라즈마 방전을 일으키는 전극쌍을 형성하는 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 전극쌍 패턴과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 덮는 유전체로 형성된 상부 유전체층을 구비하며, 상기 하판 유닛은 상기 상부 유전체층과 대향하도록 배치되고, 상기 하판 유닛에는 상기 제1 전극과 제2 전극의 사이 위치에 대응하여 관통구가 형성되는 식품 살균용 플라즈마 발생기를 구비하는 플라즈마를 이용한 식품 살균 장치가 제공된다.

Description

플라즈마를 이용한 살균 장치 및 이를 위한 플라즈마 발생기 {STERILIZER USING PLASMA AND PLASMA GENERATOR}
본 발명은 살균 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용한 살균 장치 및 이를 위한 플라즈마 발생기에 관한 것이다.
일반적으로, 식품의 살균은 가열 살균과 비가열 살균으로 구분되는데, 가열 살균 방식은 살균에는 효과적이지만 처리 중 식품에 가해지는 열에 의해 식품의 영양학적 특성 등을 감소시킬 수 있기 때문에, 최근에는 식품에 가해지는 열을 최소화하여 식품의 품질 저하를 방지할 수 있는 비가열 살균 방식에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
비가열 살균에는 플라즈마 처리, 방사선 조사, 초고압 처리, 자기장 처리, 자외선 조사 등이 있는데, 플라즈마는 자유전자, 여기 원자와 분자, 라디칼, 광자 등을 포함하는 이온화된 가스로서 미생물 세포막의 지질을 산화시키거나 아미노산 또는 핵산의 변화를 일으켜 미생물을 사멸시키거나 해를 입힐 수 있다.
플라즈마 식품 살균 장치의 종래 기술로서, 등록특허 제10-1571238호에는 전압을 공급하는 전원 공급부에 연결되는 제1전극과, 반응부 내부에 설치되며 제1전극의 하부에 설치되는 접지 전극인 제2 전극과, 제1 전극의 하부에 설치되는 복수개의 전극노즐을 포함하는 구성이 기재되어 있다. 이러한 종래의 플라즈마 식품 살균 장치는 살균실 내에서 단순히 플라즈마를 형성하는 구조로서, 플라즈마의 효율적 사용에 한계가 있다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1571238 "저온 플라즈마를 이용한 건조 분말의 살균 장치 및 살균 방법" (2015.11.24.)
본 발명의 목적은 플라즈마를 이용한 살균 장치 및 이를 위한 플라즈마 발생기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 플라즈마를 이용한 살균 장치에 비해 플라즈마 입자를 살균대상 식품에 효율적으로 공급할 수 있는 플라즈마를 이용한 식품 살균 장치 및 이를 위한 플라즈마 발생기를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상판 유닛과, 상기 상판 유닛과 이격되어 배치되는 하판 유닛을 구비하는 플라즈마 방전 모듈을 포함하며, 상기 상판 유닛은, 일면 상에 위치하고 플라즈마 방전을 일으키는 전극쌍을 형성하는 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 전극쌍 패턴과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 덮는 유전체로 형성된 상부 유전체층을 구비하며, 상기 하판 유닛은 상기 상부 유전체층과 대향하도록 배치되고, 상기 하판 유닛에는 상기 제1 전극과 제2 전극의 사이 위치에 대응하여 관통구가 형성되는 살균용 플라즈마 발생기가 제공된다.
상기 전극쌍 패턴은 복수 개의 전극쌍들을 구비하며, 상기 관통구는 상기 복수 개의 전극쌍들에 대응하여 상기 하판 유닛에 복수 개 형성되며, 상기 전극쌍 패턴은 복수 개의 상기 제1 전극들을 연결하는 제1 연결부와, 복수 개의 상기 제2 전극들을 연결하는 제2 연결부를 더 구비할 수 있다.
상기 상판 유닛은 상기 전극쌍 패턴을 복수 개 구비할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상판 유닛과, 상기 상판 유닛과 이격되어 배치되는 하판 유닛을 구비하는 플라즈마 방전 모듈을 포함하며, 상기 상판 유닛은 제1 전극을 구비하는 제1 전극 패턴과 상기 제1 전극을 덮는 상부 유전체층을 구비하며, 상기 하판 유닛은 상기 제1 전극과 상호작용하여 플라즈마 방전을 일으키는 제2 전극으로 기능하며, 상기 하판에는 상기 제1 전극의 위치에 대응하여 관통구가 형성되는 식품 살균용 플라즈마 발생기가 제공된다.
상기 제1 전극 패턴은 상기 제1 전극을 복수 개 구비하고, 상기 복수 개의 제1 전극들을 연결하는 연결부를 더 구비하며, 상기 관통구는 상기 복수 개의 제1 전극들 각각에 대응하여 복수 개 형성될 수 있다.
상기 상판 유닛은 상기 제1 전극 패턴을 복수 개 구비할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기한 구성을 갖는 살균용 플라즈마 발생기를 포함하는 플라즈마를 이용한 식품 살균 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 플라즈마 입자가 집중적으로 발생하는 플라즈마 방전 영역에 대응하여 플라즈마 입자가 살균처리 대상 식품으로 방출되는 관통구가 위치하므로, 종래의 플라즈마를 이용한 살균 처리 장치에 비해 플라즈마에 의한 식품의 살균 처리 효율이 현저하게 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 식품 살균 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서 플라즈마 발생기를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1과 도 2에서 플라즈마 방전 모듈을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 플라즈마 방전 모듈을 일부 절개하여 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 방전 모듈의 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선에 대한 단면도이다.
도 7은 도 3의 하판 유닛의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전 모듈을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 플라즈마 방전 모듈을 일부 절개하여 도시한 사시도이다.
도 10은 도 8에 도시된 플라즈마 방전 모듈의 평면도이다.
도 11은 도 10의 Ⅱ-Ⅱ선에 대한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전 모듈을 도시한 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 플라즈마 방전 모듈의 하판 유닛의 다른 실시예를 보여주는 배면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
먼저, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 구성 중심으로 상세하게 설명한다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 살균 장치가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 플라즈마를 이용한 살균 장치가 식품 살균에 사용되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 의료기기 살균과 같은 의료 분야 및 공기 청정 등 다른 분야에도 적용이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 식품 살균 장치(100)는 하우징(110)과, 하우징(110) 내에서 살균 대상 식품(F)을 이동시키는 이송부(120)와, 하우징(110) 내에서 이송부(120)의 위에 위치하고 식품 살균을 위한 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생기(130)와, 플라즈마 발생기(130)의 위에 위치하고 하우징(110) 내에서 하방으로 공기를 이동시키는 송풍기(160a)와, 송풍기(160a)에 의해 이동하는 공기를 플라즈마 발생기(130) 쪽으로 안내하는 안내 구조물(190a)을 포함한다.
하우징(110)은 이송부(120)와 플라즈마 발생기(130)가 수용되는 내부 공간(111)을 제공한다. 하우징(110)에는 살균대상 식품(F)이 투입되는 입구(112)와, 살균 처리된 식품(F)이 배출되는 출구(113)이 마련된다. 하우징(110)의 입구(112)에는 입구(112)를 개폐하는 입구측 개폐 도어(112a)가 구비되고, 하우징(110)의 출구(113)에는 출구(113)를 개폐하는 출구측 개폐 도어(113a)가 구비된다. 입구측 개폐 도어(112a)와 출구측 개폐 도어(113a)가 닫힌 상태에서는 하우징(111)의 내부 공간(111)이 밀폐되어서, 살균 효과를 향상시킨다. 식품(F)이 하우징(110)의 내부 공간(111)으로 들어가거나 하우징(110)의 내부 공간으로부터 나올 때에는 입구측 개폐 도어(112a)와 출구측 개폐 도어(113a)는 열린다. 하우징(110)은 살균 대상에 대한 살균 처리가 수행되는 내부 공간을 제공하는 챔버로서의 기능을 수행한다.
이송부(120)는 하우징(110)의 내부 공간(111)에 수용되어서, 입구(112)를 통해 투입된 살균대상 식품(F)을 출구(113) 쪽으로 이동시킨다. 이송부(120)에 의해 식품(F)이 하우징(110)의 내부 공간(111)에서 이동하는 과정에서 플라즈마 살균 처리된다. 본 실시예에서는 이송부(120)가 컨베이어 벨트 구조인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
플라즈마 발생기(130)는 하우징(110)의 내부 공간(111)에 설치되어서, 식품(F)을 상부에서 플라즈마 입자를 공급함으로써 살균처리한다. 도 2에는 플라즈마 발생기(130)의 평면 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도 1과 도 2를 참조하면, 플라즈마 발생기(130)는 평면 상에서 가로와 세로 방향으로 배치되어서 공급되는 전원을 이용하여 플라즈마 방전을 각각 수행하는 복수 개의 플라즈마 방전 모듈들(140)을 구비한다. 본 실시예에서는 플라즈마 방전 모듈(140)이 복수 개 사용되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 하나의 플라즈마 방전 모듈(140)만이 사용될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
도 3에는 플라즈마 방전 모듈(140)의 일부가 사시도로서 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 플라즈마 방전 모듈(140)은 상판 유닛(141)과, 상판 유닛(141)과 이격되어 위치하는 하판 유닛(190)를 구비한다. 식품(F)의 살균을 위하여, 플라즈마 방전 모듈(140)은 하판 유닛(190)이 살균대상 식품(F) 측에 위치하도록 배치된다.
상판 유닛(141)은 상부 기판(150)과, 상부 기판(150)에 형성된 복수 개의 전극 쌍 패턴들(160)과, 상기 기판(150)에 복수 개의 전극쌍 패턴들(160)을 덮는 상부 유전체층(170)을 구비한다. 도 4에는 상판 유닛(141)의 구성이 잘 드러나도록 일부가 절개되어 도시되어 있다. 도 3과 도 4를 함께 참조하면, 상부 기판(150)은 편평한 판상으로서, 상부 기판(150)에서 하판 유닛(190)을 향하는 일면(도면에서 하면)에는 복수 개의 전극쌍 패턴들(160)과, 복수 개의 전극쌍 패턴들(160)을 덮는 상부 유전체층(170)이 형성된다.
복수 개의 전극쌍 패턴들(160)은 상부 기판(150)에서 하판 유닛(190)을 향하는 일면(도면에서 하면)에 일측 방향(도 4에서 X축 방향)을 따라서 일렬로 이격되어서 위치한다. 전극쌍 패턴(160)은 X축 방향을 따라서 서로 이격되어서 배치되는 제1 전극 패턴(161)과 제2 패턴 전극(166)을 구비한다.
제1 전극 패턴(161)은 X축과 직각인 Y축 방향을 따라서 차례대로 배치되는 복수 개의 제1 전극들(162)과, 이웃한 두 제1 전극들(162) 사이를 연결하는 제1 연결부(163)를 구비한다.
복수 개의 제1 전극들(162)은 Y축 방향을 따라서 일렬로 배치되도록 위치한다. 이웃한 두 제1 전극들(162)은 일정 거리를 두고 이격된다. 본 실시예에서는 제1 전극(162)이 대체로 정사각형의 형상인 것으로 설명하는데, 본 발명은 제1 전극(162)의 형상을 정사각형으로 제한하지 않으며, 원형이나 기타 다른 다각형 등 다양한 다른 형상일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 연결부(163)는 Y축을 따라서 길게 연장되어서 복수 개의 제1 전극들(162)을 연결한다.
제2 전극 패턴(166)은 제1 전극 패턴(161)과 대체로 동일한 구성으로서, Y축을 따라서 차례대로 배치되는 복수 개의 제2 전극들(167)과, 이웃한 두 제2 전극들(167) 사이를 연결하는 제2 연결부(168)를 구비한다.
복수 개의 제2 전극들(167)은 Y축 방향을 따라서 일렬로 배치되도록 위치한다. 이웃한 두 제2 전극들(167)은 일정 거리를 두고 이격된다. X축 방향을 따라서 인접하여 위치하는 제1 전극(162)과 제2 전극(167)이 하나의 전극 쌍을 형성하며, 하나의 전극 쌍을 형성하는 제1 전극(162)과 제2 전극(167)이 상호작용하여 플라즈마 방전을 일으킨다.
상부 유전체층(170)은 복수 개의 전극쌍 패턴들(160)을 덮도록 상부 기판(150)의 하면에 형성된다.
도시되지는 않았으나, 상판 유닛(141)에는 상판 유닛(141)과 하판 유닛(190) 사이의 공간으로 공기가 공급될 수 있도록 복수 개의 전극쌍 패턴들(160)을 간섭하지 않는 형태로 관통 홀이 형성될 수 있다.
하판 유닛(190)은 편평한 판상의 형태로서, 상판 유닛(141)의 상부 유전체층(170)과 대향하도록 상판 유닛(141)과 이격되어서 배치된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하판 유닛(190)은 하부 기판부(190a)와, 하부 기판부(190a)에서 상부 유닛(141)의 반대편인 하면에 형성되는 복수 개의 제3 전극 패턴들(195)를 구비한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 하부 기판부(190a)는 편평한 판상의 부재로서, 하부 기판부(190a)는 전체가 유전체로 이루어지거나 상판 유닛(141)을 향하는 상면에 형성된 하부 유전체층을 구비할 수 있다. 하판 유닛(190a)에는 복수 개의 관통구들(191)이 형성된다. 복수 개의 관통구들(191) 각각은 플라즈마 방전 모듈(140)이 평면도로서 도시된 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 전극 쌍을 형성하는 제1 전극(162)과 제2 전극(167)의 사이에 하나씩 위치한다. 상판 유닛(141)과 하판 유닛(190)의 사이의 공간으로 방전 가스가 공급되어서, 플라즈마 방전에 의해 플라즈마 입자가 발생하고 발생한 플라즈마 입자는 관통구(191)를 통해 강하게 배출된다. 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선에 대한 단면도가 도시된 도 6에 도시된 바와 같이 관통구(191)는 상판 유닛(141)으로부터 멀어질수록 좁아지다가 확장되는 노즐 형태로 형성되어서, 관통구(191)를 통해 배출되는 가스의 유속이 증가될 수 있다. 본 실시예에서는 관통구(191)가 아래로 갈수록 좁아지다가 확장되는 노즐형태인 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 본 실시예에서는 관통구(191)가 원형인 것으로 설명하지만, 본 발명은 관통구(191)를 원형으로 제한하지 않으며, 사각형 등 기타 다른 형상일 수 있고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 하부 기판부(190a)에서 상판 유닛(141)의 반대편인 하면에는 복수 개의 제3 전극 패턴들(195)이 형성된다.
복수 개의 제3 전극 패턴들(195)은 하부 기판부(190a)에서 상판 유닛(141)의 반대편인 하면에 형성된다. 복수 개의 제3 전극 패턴들(195)은 X축 방향을 따라서 배치되며, 복수 개의 제3 전극 패턴들(195) 각각은 Y축 방향을 따라서 차례대로 배치되는 복수 개의 제3 전극들(192)과, 이웃한 두 제3 전극들(192) 사이를 연결하는 제3 연결부(194)를 구비한다. 제3 전극(192)은 접지 전극으로서 기능하며, 제3 전극(192)에는 관통구(191)에 대응하여 전극 관통구(193)가 형성된다.
본 실시예에서는 하판 유닛(190)이 하부 기판부(190a)와 복수 개의 제3 전극 패턴들(195)을 구비하는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 하판 유닛(190)은 하부 기판부(190a)만으로 구성될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
송풍기(160a)는 플라즈마 발생기(130)의 위에 위치하여 하우징(110)의 내부 공간(111)에서 플라즈마 발생기(130)를 향해 하방으로 송풍한다. 송풍기(160)에 의해 플라즈마 발생기(130)에 방전 기체가 공급되고, 발생한 플라즈마 방전 입자들이 아래로 이동하여 이송부(120) 위에서 이동하는 식품(F)에 대한 살균이 수행된다.
안내 구조물(190)는 송풍기(160a)에 의해 송풍되는 공기를 플라즈마 발생기(130)로 안내한다.
도면에 도시되지는 않았으나, 플라즈마 방전 모듈(140)은 상판 유닛(141)과 하판 유닛(190)의 사이에 형성된 공간을 구조적으로 견고하게 유지하는 스페이서 부재를 더 구비할 수 있다.
이제, 도면을 참조하여 위에서 구성 중심으로 설명된 실시예를 작용 중심으로 설명한다.
복수 개의 전극쌍 패턴들(160) 각각의 제1 전극 패턴(161)과 제2 전극 패턴(166)에 전원이 공급되면, 하나의 전극쌍을 형성하는 제1 전극(162)과 제2 전극(167) 사이에는 도 6에 도시된 바와 같이 플라즈마 방전이 일어나고, 플라즈마 방전 영역에서 플라즈마 입자가 발생한다. 상판 유닛(141)과 하판 유닛(190) 사이의 공간으로 방전 가스가 공급되며, 플라즈마 방전 영역에서 발생한 플라즈마 입자는 전극쌍을 형성하는 제1 전극(162)과 제2 전극(167) 사이의 위치에 대응하여 형성된 관통구(191)를 통해 강하게 배출된다. 그에 따라, 플라즈마 발생기(도 1의 130)에서 발생한 플라즈마 입자는 살균처리 대상 식품(F)으로 효과적으로 공급되므로, 살균 처리 효율을 높을 수 있게 된다.
도 7에는 하판 유닛의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 하판 유닛(290)은 띠 형태로 길게 연장되는 복수 개의 관통구들(291)를 구비한다. 하나의 관통구(291)는 복수 개의 제1 전극들(162)과 복수 개의 제2 전극들(167) 사이를 차례로 지나간다.
도 8에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전 모듈이 사시도로서 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전 모듈(340)은 상판 유닛(341)과, 상판 유닛(341)과 이격되어 위치하는 하판 유닛(390)를 구비한다. 식품(F)의 살균을 위하여, 플라즈마 방전 모듈(340)은 하판 유닛(390)이 살균대상 식품(도 1의 F) 측에 위치하도록 배치된다.
상판 유닛(341)은 상부 기판(150)과, 상부 기판(150)에 형성된 복수 개의 제1 전극 패턴들(360)과, 상기 기판(150)에 복수 개의 전극 패턴들(360)을 덮는 상부 유전체층(170)을 구비한다. 도 9에는 상판 유닛(341)의 구성이 잘 드러나도록 일부가 절개되어 도시되어 있다. 도 8과 도 9를 함께 참조하면, 상부 기판(150)은 편평한 판상으로서, 상부 기판(150)에서 하판 유닛(390)을 향하는 일면(도면에서 하면)에는 복수 개의 제1 전극 패턴들(360)과, 복수 개의 제1 전극 패턴들(360)을 덮는 상부 유전체층(170)이 형성된다.
복수 개의 제1 전극 패턴들(360)은 상부 기판(150)에서 하판 유닛(390)을 향하는 일면(도면에서 하면)에 일측 방향(도 4에서 X축 방향)을 따라서 일렬로 이격되어서 위치한다. 제1 전극 패턴(360)은 Y축 방향을 따라서 차례대로 배치되는 복수 개의 제1 전극들(361)과, 이웃한 두 제1 전극들(361) 사이를 연결하는 연결부(364)를 구비한다.
복수 개의 제1 전극들(361)은 Y축 방향을 따라서 일렬로 배치되도록 위치한다. 이웃한 두 제1 전극들(361)은 일정 거리를 두고 이격된다. 본 실시예에서는 제1 전극(361)이 대체로 원형의 형상인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 연결부(364)는 Y축을 따라서 길게 연장되어서 복수 개의 제1 전극들(361)을 연결한다.
상부 유전체층(170)은 복수 개의 제1 전극 패턴들(160)을 덮도록 상부 기판(150)의 하면에 형성된다.
하판 유닛(390)은 편평한 판상의 형태로서, 상판 유닛(341)의 상부 유전체층(170)과 대향하도록 상판 유닛(341)과 이격되어서 배치된다. 하판 유닛(390)은 상판 유닛(341)의 복수 개의 제1 전극들(361)과 상호작용하여 플라즈마 방전을 일으키는 제2 전극으로서 기능한다. 도시되지는 않았으나, 하판 유닛(390)은 상판 유닛(341)과 대향하도록 형성되는 하부 유전체층을 더 구비할 수도 있다.
하판 유닛(390)에는 복수 개의 관통구들(391)이 형성된다. 복수 개의 관통구들(391) 각각은 플라즈마 방전 모듈(340)이 평면도로서 도시된 도 10에 도시된 바와 같이 제1 전극(361)의 위치에 대응하여 하나씩 위치한다. 상판 유닛(341)과 하판 유닛(390)의 사이의 공간으로 방전 가스가 공급되어서, 복수 개의 제1 전극들(361)과 제2 전극인 하판 유닛(391) 사이에서 일어나는 플라즈마 방전에 의해 플라즈마 입자가 발생하고 발생한 플라즈마 입자는 관통구(191)를 통해 강하게 배출된다. 도 10의 Ⅱ-Ⅱ선에 대한 단면도가 도시된 도 11에 도시된 바와 같이 관통구(391)는 상판 유닛(341)으로부터 멀어질수록 좁아지도록 형성되어서, 관통구(391)를 통해 배출되는 가스의 유속이 증가될 수 있다. 본 실시예에서는 관통구(391)가 아래로 갈수록 좁아지는 형상인 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 관통구(391)가 원형인 것으로 설명하지만, 본 발명은 관통구(391)를 원형으로 제한하지 않으며, 사각형 등 기다 다른 형상일 수 있고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
이제, 도면을 참조하여 위에서 구성 중심으로 설명된 실시예를 작용 중심으로 설명한다.
복수 개의 하판 유닛(390)이 접지된 상태에서 상판 유닛(341)의 복수 개의 제1 전극 패턴들(360) 각각에 작동 전원이 공급되면, 제1 전극 패턴(360)에 형성된 복수 개의 제1 전극(361) 각각과 제2 전극으로 기능하는 하판 유닛(390) 사이에는 플라즈마 방전이 일어나고, 플라즈마 방전이 일어나는 제1 전극(361) 주변에서 플라즈마 입자가 발생한다. 상판 유닛(341)과 하판 유닛(390) 사이의 공간으로 방전 가스가 공급되며, 제1 전극(361) 주변에서 발생한 플라즈마 입자는 도 11에 도시된 바와 같이 제1 전극(361)의 위치에 대응하여 형성된 대응하는 관통구(391)를 통해 강하게 배출된다. 그에 따라, 플라즈마 발생기(도 1의 130)에서 발생한 플라즈마 입자는 살균처리 대상 식품(F)으로 효과적으로 공급되므로, 살균 처리 효율을 높을 수 있게 된다.
도 12에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전 모듈이 도시되어 있다. 도 12를 참조하면, 플라즈마 방전 모듈(440)은 제1 전극 구조물(441)과, 제1 전극 구조물(441)의 아래에 이격되어서 배치되는 하판 유닛(490)을 구비한다. 제1 전극 구조물(441)은 일 평면 상에 종횡으로 이격되어서 분산 배치되는 복수 개의 제1 전극들(461)과, 이웃한 제1 전극들(461)을 서로 연결하는 제1 연결부(463)를 구비한다. 하판 유닛(490)은 제1 전극 구조물(441)과 대향하는 제2 전극판(491)과, 제2 전극판(491)에서 제1 전극 구조물(441)과 대향하는 상면을 덮는 유전층(492)을 구비한다. 하판 유닛(490)에는 제1 전극들(461) 각각과 대응하여 위치하는 복수 개의 관통구들(493)이 형성된다. 관통구(493)의 구성은 도 6에 도시된 관통구(191)와 동일한 형태로 이루어질 수 있다. 복수 개의 제1 전극(461)과 제2 전극판(491) 사이의 플라즈마 방전에 의해 발생하는 플라즈마 방전 입자가 관통구(493)을 통해 배출된다.
도 13에는 도 12에 도시된 하판 유닛(490)의 다른 실시예가 배면도로서 도시되어 있다. 도 13을 참조하면, 하판 유닛(590)은 복수 개의 관통구들(493)이 형성된 유전층(492)과 유전층(492)의 하면에 형성된 제2 전극 패턴(591)을 구비한다. 유전층(492)의 구성은 도 12에 도시된 유전층(492)의 구성과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 제2 전극 패턴(591)은 일 평면 상에 종횡으로 이격되어서 분산 배치되는 복수 개의 제2 전극들(592)과, 이웃한 제2 전극들(592)을 서로 연결하는 제2 연결부(593)를 구비한다. 복수 개의 제2 전극들(592)은 유전층(492)에 형성된 관통구들(493)을 에워싸도록 형성되며, 제2 전극(592)의 내부에는 관통구(493)에 대응하는 전극 관통구(594)가 형성된다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 식품 살균 장치 110 : 하우징
120 : 이송부 130 : 플라즈마 발생기
140 : 플라즈마 방전 모듈 141 : 상판 유닛
150 : 상부 기판 160 : 전극 쌍 패턴
161 : 제1 전극 패턴 162 : 제1 전극
166 : 제2 전극 패턴 167 : 제2 전극
170 : 상부 유전체층 190 : 하판 유닛
191 : 관통구 340 : 플라즈마 방전 모듈
341 : 상판 유닛 360 : 제1 전극 패턴
361 : 제1 전극 390 : 하판 유닛
391 : 관통구

Claims (21)

  1. 제1 전극 구조물; 및
    상기 제1 전극 구조물의 아래에 이격되어서 배치되는 하판 유닛을 포함하며,
    상기 제1 전극 구조물은 일 평면 상에 종횡으로 이격되어서 분산 배치되는 복수 개의 제1 전극들과, 상기 복수 개의 제1 전극들 중 이웃하는 제1 전극들을 연결하는 복수 개의 연결부들을 구비하며,
    상기 하판 유닛은 상기 복수 개의 제1 전극들 각각과 상호작용하여 플라즈마 방전을 일으키는 제2 전극판을 구비하며,
    상기 하판 유닛에는 상기 복수 개의 제1 전극들 각각의 위치에 대응하여 복수개의 관통구들이 형성되며,
    상기 제1 전극 구조물과 상기 하판 유닛의 사이에는 상기 복수개의 관통구들과 연통되는 층상의 방전 공간이 형성되며,
    상기 방전 공간으로 공급된 방전 기체가 상기 플라즈마 방전에 의해 플라즈마 입자를 형성하며,
    상기 방전 공간에서 형성된 플라즈마 입자는 상기 복수개의 관통구들을 통해 배출되는,
    살균용 플라즈마 발생기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하판 유닛은 상기 제2 전극판에서 상기 제1 전극 구조물과 대향하는 상면을 덮는 유전층을 더 구비하는 살균용 플라즈마 발생기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 관통구는 상기 유전층과 상기 제2 전극판을 함께 관통하는 살균용 플라즈마 발생기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통구는 상기 제1 전극 구조물로부터 멀어질수록 좁아지는 형태이거나, 상기 제1 전극 구조물로부터 멀어질수록 좁아지다가 확장되는 형태인 살균용 플라즈마 발생기.
  5. 제1 전극 구조물; 및
    상기 제1 전극 구조물의 아래에 이격되어서 배치되는 하판 유닛을 포함하며,
    상기 제1 전극 구조물은 일 평면 상에 종획으로 이격되어서 분산 배치되는 복수 개의 제1 전극들과, 상기 복수 개의 제1 전극들 중 이웃하는 제1 전극들을 연결하는 복수 개의 연결부들을 구비하며,
    상기 하판 유닛은, 상기 복수 개의 제1 전극들 각각에 대응하여 위치하는 복수 개의 관통구들이 형성된 유전층과, 상기 유전층의 하면에 형성되어서 상기 복수 개의 제1 전극들 각각과 상호작용하여 플라즈마 방전을 일으키는 제2 전극 패턴을 구비하며,
    상기 제1 전극 구조물과 상기 하판 유닛 사이에는 상기 복수개의 관통구들과 연통되는 층상의 방전 공간이 형성되며,
    상기 방전 공간으로 공급된 방전 기체가 상기 플라즈마 방전에 의해 플라즈마 입자를 형성하며,
    상기 방전 공간에서 형성된 플라즈마 입자는 상기 복수개의 관통구들을 통해 배출되는,
    살균용 플라즈마 발생기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 전극 패턴은 상기 복수 개의 관통구들 각각에 대응하여 위치하는 복수 개의 제2 전극들을 구비하는 살균용 플라즈마 발생기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 전극 패턴은 상기 복수 개의 제2 전극 들 중 이웃하는 제2 전극들을 연결하는 복수 개의 제2 연결부들을 더 구비하는 살균용 플라즈마 발생기.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 전극은 대응하는 관통구를 에워싸도록 형성되는 살균용 플라즈마 발생기.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 관통구는 상기 제1 전극 구조물로부터 멀어질수록 좁아지는 형태이거나, 상기 제1 전극 구조물로부터 멀어질수록 좁아지다가 확장되는 형태인 살균용 플라즈마 발생기.
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  20. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 청구항에 기재된 살균용 플라즈마 발생기; 및
    상기 플라즈마 발생기가 수용되고 상기 플라즈마 발생기에 의한 식품의 살균 처리가 수행되는 내부 공간을 제공하며 상기 내부 공간과 통하는 입구와 출구가 형성되는 하우징과, 상기 입구에 구비되는 입구측 개폐도어와, 상기 출구에 구비되는 출구측 개폐도어와, 상기 내부 공간에서 공기의 유동을 발생시키는 송풍기와, 상기 송풍기에 의한 공기의 유동을 상기 플라즈마 발생기 쪽으로 안내하는 안내 구조물을 포함하는 플라즈마를 이용한 식품 살균 장치.
  21. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 청구항에 기재된 살균용 플라즈마 발생기;
    상기 플라즈마 발생기가 수용되고 상기 플라즈마 발생기에 의한 살균 처리가 수행되는 내부 공간을 제공하는 챔버; 및
    상기 챔버의 내부 공간에서 공기의 유동을 발생시키는 송풍기를 포함하는 살균 장치.
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