KR102652049B1 - 전기 안전 구조를 갖는 분무식 멸균소독장치 - Google Patents

전기 안전 구조를 갖는 분무식 멸균소독장치 Download PDF

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Abstract

전기 안전 구조를 갖는 분무식 멸균소독장치를 개시한다.
본 실시예는 분사 헤드의 플라즈마 방전부를 공급장치본체 내부에 배치하여 용액을 플라즈마에 접촉시켜 활성화 및 이온화를 유도하고, 분사 헤드 내부에 정전유도 장치를 배치하여 물방울의 정전하를 띄도록 하여 플라즈마 방전과 전하 발생 공간을 별도로 구분하여 전기 안전성 및 EMI 기준을 충족할 수 있도록 하는 전기 안전 구조를 갖는 분무식 멸균소독장치를 제공한다.

Description

전기 안전 구조를 갖는 분무식 멸균소독장치{Spraying Type Sterilization Apparatus with Electrical Safety Structure}
본 발명의 일 실시예는 플라즈마 방전부를 본체에 매립하여 정전식 분무부와 구분되도록 하는 전기 안전 구조를 갖는 분무식 멸균소독장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
멸균장치는 고온 스팀, Ethylene Oxide(ETO) 가스, 오존과 물, 과산화수소 증기, 과산화수소와 플라즈마 등을 이용하여 멸균을 수행한다. 최근들어, 오존, 과산화수소, 플라즈마, 자외선(UV) 및 광촉매(TiO2) 등을 조합하여 멸균 효율을 높이는 방식이 적용되고 있다.
멸균장치는 증기, 기체 버블러(bubbler), 액체(액상) 미립자(mist)의 형태로 약품을 공급한다.
고농도 과산화수소수는 취급상 유독 물질이고, 멸균 대상물과 플라즈마의 직접 접촉은 전기장에 의한 정전 손상과 플라즈마에 의한 표면손상이 발생할 수 있다. 오존은 한정된 유기결합의 분해과정에만 관여하거나, 금속의 산화 반응에 소비되어 멸균 처리에 시간이 많이 걸린다.
과산화수소를 이용한 멸균 방법으로는 멸균효율을 증가시키기 위해 대기압 이상의 과산화수소 증기를 이용하는 방법이 존재한다.
오존은 불소(F, 2.87eV), 수산화기(OH, 2.85eV) 다음으로 높은 산화 환원 준위(2.07eV)를 가지며, 과산화수소(H2O2, 1.77eV) 보다 더 강력한 산화제로 알려져 있다. 오존의 강력한 산화력을 이용하여 멸균을 하고자 하는 방법이 존재한다. 하지만, 종래의 오존을 이용하는 멸균 기술은 멸균 반응시간이 느리고 유기물의 종류에 따라 분해과정에서의 속도 편차가 크다는 단점이 있다.
멸균장치는 액체(액상)의 형태로 약품(과산화수소)를 양액 저장 공급부에 저장하다가 분무 장치를 이용하여 약품을 건무, 물방울 형태로 분무시킨다.
도 1에 도시된 종래의 멸균장치는 분사 헤드 내부에 플라즈마 발생장치가 구비되기 때문에, 플라즈마 발생장치에서 과산화수소용액을 물방울로 만들면서 플라즈마 방전하기 때문에 분무 장치부와 플라즈마 방전부가 노출될 수 밖에 없는 구조가 갖는다. 종래의 분무식 멸균소독장치는 방전부가 노출되어 감전의 위험이 있고 플라즈마 방전으로 인한 EMI 방사가 차폐없이 노출된다.
종래의 분사 헤드에서 대기 방전할 때, 플라즈마 방전부(전극)가 노출되어 있어 KC(Korea Certification) 등 각종 인증에서 전기안전 및 EMI(Electro Magnetic Interference) 기준을 충족시킬 수 없다는 문제가 있다.
종래의 멸균 방법에 대한 기술은 한곡공개공보 제2017-0135052호에 개시되어 있다.
본 실시예는 분사 헤드의 플라즈마 방전부를 공급장치본체 내부에 배치하여 용액을 플라즈마에 접촉시켜 활성화 및 이온화를 유도하고, 분사 헤드 내부에 정전유도 장치를 배치하여 물방울의 정전하를 띄도록 하여 플라즈마 방전과 전하 발생 공간을 별도로 구분하여 전기 안전성 및 EMI 기준을 충족할 수 있도록 하는 전기 안전 구조를 갖는 분무식 멸균소독장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 물방울화된 용액으로 플라즈마(Plasma)를 방전하여 플라즈마 처리된 액상 미립자(droplet)를 분사하는 플라즈마 방전모듈; 상기 플라즈마 처리된 액상 미립자를 액체로 환원시킨 플라즈마 처리 용액을 보관하는 용액 환원부; 상기 플라즈마 처리 용액을 물방울화한 후 전하(Electric Charge)를 입힌 상태로 분무하는 분사 헤드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 분사 헤드의 플라즈마 방전부를 공급장치본체 내부에 배치하여 용액을 플라즈마에 접촉시켜 활성화 및 이온화를 유도하고, 분사 헤드 내부에 정전유도 장치를 배치하여 물방울의 정전하를 띄도록 하여 플라즈마 방전과 전하 발생 공간을 별도로 구분하여 전기 안전성 및 EMI 기준을 충족할 수 있도록 하는 전기 안전 구조를 갖는 효과가 있다.
도 1은 종래의 분무식 멸균소독장치를 개념을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치의 외부 함체를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 분사 헤드 및 공급장치본체를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 외부 함체에 거치된 분사 헤드를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치의 내부 모듈을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치의 매립 플라즈마 방전장치 단면도를 나타낸다.
도 7은 본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치의 매립 플라즈마 방전장치 공기 흐름을 나타낸다.
도 8은 본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치의 매립 플라즈마 방전장치 공기 배출을 나타낸다.
도 9는 본 실시예에 따른 매립 플라즈마 방전장치 공기 배출의 공기 흐름을 나타낸다.
도 10은 본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치의 매립 플라즈마 방전장치 상측 단면도를 나타낸다.
도 11은 본 실시예에 따른 플라즈마 방전부를 미포함한 분사 헤드 내부를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따른 매립 플라즈마 방전장치를 2개 이상으로 직렬 연결한 방식을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 실시예에 따른 환원된 용액 순환하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 14 내지 19는 본 실시예에 따른 매립 플라즈마 방전장치의 흔들림 보정부를 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치의 외부 함체를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치(200)는 일반적으로 이온화(플라즈마 액티베이션)와 정전하를 입히는 과정을 함께 병행하는 경우 보다 전기 안정성을 확보하고 EMI 조건을 만족시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치(200)는 외부 함체(210), 분사 헤드(310), 공급장치본체(320)를 포함한다.
도 3은 본 실시예에 따른 분사 헤드 및 공급장치본체를 나타낸 도면이다.
분무식 멸균소독장치(200)는 멸균을 위한 대상 공간에 배치된다. 분무식 멸균소독장치(200)는 과산화수소(H2O2), 살균 용액, 물 등을 에어로졸(Aerosol) 형태로 분무하여 대상 공간을 소독 또는 멸균한다. 다시 말해, 분무식 멸균소독장치(200)는 용액을 기화시키거나 물방울로 변환하여 대상 공간으로 분사한다.
본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치(200)는 기체의 출입 자유로우나 액체의 출입이 통제되는 구조를 갖는다.
본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치(200)는 공급장치본체(320), 분사 헤드(310)를 포함한다. 분무식 멸균소독장치(200)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
분사 헤드(310)가 공급장치본체(320)에 별도의 공급 케이블로 연결되어 거치형으로 동작하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 공급장치본체(320), 분사 헤드(310)가 일체형으로 결합되어 이동형 장치로 구현될 수 있다.
공급장치본체(320)는 용액을 기화시키거나 물방울 형태로 변환시키는 장치이다. 공급장치본체(320)는 용액을 보관하고 있다가 사용자 입력이 존재하는 경우, 보관중인 용액을 기화시키거나 물방울 형태로 변환한다.
본 실시예에 따른 분사 헤드(310)와 공급장치본체(320)는 서로 별도로 분리되어 플라즈마 방전과 분무를 발생시키기 때문에 전기 안전 문제, ECM 문제를 해결할 수 있다.
공급장치본체(320)는 내부에 플라즈마 방전부(540)를 매립한다. 공급장치본체(320)는 플라즈마 방전부(540)를 이용하여 주입된 용액에 플라즈마를 방전하여 용액에 플라즈마를 액티베이션(Activation)한다. 공급장치본체(320)는 플라즈마가 액티베이션된 용액을 다시 액체화 시킨다.
공급장치본체(320)는 플라즈마 방전부(540)를 내부에 매립형태로 배치한다. 공급장치본체(320)는 플라즈마 방전부(540)를 매립하여 감전의 위험을 줄이고 EMI 방전을 차폐할 수 있다. 공급장치본체(320)로 전원을 공급하고, 분사 헤드(310)에서 플라즈마를 발생시켜 분무를 발생한다. 공급장치본체(320)는 분사 헤드(310)와 별도로 구분된 플라즈마 방전부(540)를 내부에 구현한다. 공급장치본체(320)는 플라즈마 방전부(540)를 이용하여 주입된 용액에 플라즈마를 방전시켜서 활성종 상태로 변환시는 이원화 과정을 별도의 과정으로 분리한다.
분사 헤드(310)는 기화 또는 물방울 형태로 변환된 용액을 외부로 분사하는 장치이다. 분사 헤드(310)와 공급장치본체(320)는 별도로 구분되어 구현된다. 분사 헤드(310)는 공급장치본체(320)에서 생성된 이온화된 용액을 건무(Dry-fog)로 만든 후 전하 발생기(580)를 이용하여 대전시킨 후 분사한다.
분사 헤드(310)는 공급장치본체(320)로부터 액체 형태의 플라즈마가 액티베이션된 용액을 공급받은 후 정전하를 입혀서 물방울 형태로 분무한다. 분사 헤드(310)는 액체 형태의 플라즈마가 액티베이션된 용액을 분무할 때 전하 발생기(580)를 이용하여 용액이 전하를 띈 상태로 분무되도록 한다.
분사 헤드(310)는 용액을 물방울 형태로 분무할 때 전하를 입히는 과정을 별도의 과정으로 분리한다. 공급장치본체(320)와 분사 헤드(310)는 서로 분리되어 동작한다.
도 4는 본 실시예에 따른 외부 함체에 거치된 분사 헤드를 나타낸 도면이다.
공급장치본체(320)와 분사 헤드(310)는 별도의 외부 함체(210) 내부에 수납(보관)된다.
분사 헤드(310)는 거치대(410)를 이용하여 외부 함체(210) 상에 거치 가능하다. 거치대(410)는 거치대 수납홈에 수납 가능하며, 사용자가 외부로 당기는 경우, 외부로 돌출된 상태로 고정 가능하다. 거치대(410)는 상면에 분사 헤드(310)를 탈착 가능하다.
외부 함체(210) 내부에 분사 헤드(310) 및 공급장치본체(320)를 수납 가능하다. 외부 함체(210)의 외부에 손잡이, 바퀴가 구비되어 이동식으로 이동 가능하다. 외부 함체(210)의 일면에 도어가 형성되며, 타면에 거치대 수납홈이 형성된다. 외부 함체(210)의 타면에 형성된 치대 수납홈에는 거치대(410)가 수납된다.
외부 함체(210)는 외부에 손잡이, 바퀴가 구비되어 이동식으로 이동 가능하다. 외부 함체(210)는 외부 일면에 도어가 형성되며, 외부 타면에 거치대 수납홈이 형성되고, 거치대 수납홈에는 거치대(410)가 수납 가능하다. 거치대(410)는 외부 함체(210)의 거치대 수납홈에 수납되며, 외부로 당겨지는 경우, 외부로 돌출된 상태로 고정되어 상면에 분사 헤드(310)를 탈착 가능하다.
도 5는 본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치의 내부 모듈을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치(200)는 대기압 플라즈마 방전, 플라즈마 JET 방전 등 다양한 방전 방식을 적용할 수 있다.
본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치(200)는 플라즈마 방전부(540)를 이용하여 용액을 기화시키거나 물방울로 변환시킬 수 있다. 분무식 멸균소독장치(200)는 플라즈마 방전부(540)를 이용하여 용액을 기화시키거나 물방울로 변환시킨 후 다시 용액으로 환원시킨 후 다시 용액을 기화시키거나 물방울로 변환시킨다.
분무식 멸균소독장치(200)는 플라즈마 방전부(540)를 차폐할 수 있는 구조를 갖는다. 분무식 멸균소독장치(200)는 플라즈마 방전으로 용액을 연무로 변환한 후 다시 액화시킨다. 분무식 멸균소독장치(200)는 액화된 용액을 분사 헤드(310)를 이용하여 다시 연무로 변환하여 분무한다.
공급장치본체(110)는 매립 플라즈마 방전장치(502), 제2 공기 펌프(572), 제2 용액 펌프(574)를 포함한다. 매립 플라즈마 방전장치(502)는 플라즈마 방전모듈(506), 용액 환원부(508)를 포함한다. 플라즈마 방전모듈(506)은 제1 공기 펌프(510), 제1 용액 펌프(520), 분사부(530), 플라즈마 방전부(540)를 포함한다. 용액 환원부(508)는 제2 나선 구조(550), 용액 보관부(560)를 포함한다.
플라즈마 방전모듈(506)과 분사 헤드(310)가 서로 별도로 분리된 공간에 배치되어 전기 안정성을 갖도록 한다.
플라즈마 방전모듈(506)은 물방울화된 용액으로 플라즈마(Plasma)를 방전하여 플라즈마 처리된 액상 미립자(droplet)를 분사한다.
플라즈마 방전모듈(506)은 제1 공기 펌프(510), 제1 용액 펌프(520), 분사부(530), 플라즈마 방전부(540)를 포함한다.
제1 공기 펌프(510)는 외부 공기를 주입한다. 제1 공기 펌프(510)는 외부 공기를 분사부(530)로 주입한다. 제1 공기 펌프(510)는 제1 용액 펌프(520)에 의해 물방울에 플라즈마 액티베이션될 때 공기를 주입하여 플라즈마 면적이 넓어지도록 한다. 제1 공기 펌프(510)는 공기를 주입하여 플라즈마의 면적이 넓어질수록 플라즈마하고 물방울이 닿는 면적이 넓어져서 액티베이션이 많이 발생하도록 한다.
제1 용액 펌프(520)는 액상 형태의 용액을 공급한다. 제1 용액 펌프(520)는 용액을 분사부(530)로 주입한다. 제1 용액 펌프(520)는 액상 형태의 용액을 인위적으로 물방울로 변환시킨다. 제1 용액 펌프(520)는 액상 형태의 용액을 물방울로 변환하여 플라즈마를 방전할 때, 물줄기에 플라즈마 액티베이션할 때보다 공간 상에서 높은 효율로 물방울이 플라즈마 액티베이션되도록 한다.
분사부(530)는 제1 공기 펌프(510)로부터 주입된 외부 공기와 제1 용액 펌프(520)로부터 주입된 액상 형태의 용액을 결합하여 물방울화된 용액을 분사한다. 분사부(530)는 제1 공기 펌프(510)에서 주입된 공기를 이용하여 제1 용액 펌프(520)로부터 주입된 용액을 물방울로 변환하여 플라즈마 방전부(540) 내부 공간으로 분사한다.
플라즈마 방전부(540)는 플라즈마 전원공급부(542)로부터 전원을 공급받아 물방울화된 용액으로 플라즈마를 방전하여 플라즈마 처리된 액상 미립자가 분사되도록 한다. 플라즈마 방전부(540)는 내부에 구비된 전극에 교류(AC) 전력을 인가하여 전자가열 과정과 이온화 과정으로 발생한 활성종을 포함하는 플라즈마가 물방울화된 용액으로 방전하도록 한다.
플라즈마 방전부(540)는 용액을 입력받으면 플라즈마를 액티베이션 시켜서 플라즈마 처리가 액상 미립자가 분사되도록 한다.
플라즈마 방전부(540)는 물방울로 변환된 용액에 플라즈마를 방전하여 플라즈마 처리된 액상 미립자가 제2 나선 구조(550)로 분사되도록 한다. 플라즈마 방전부(540)가 외부로 노출되지 않도록 공급장치본체(320) 내부에 구현한다. 플라즈마 방전부(540)에 의해 플라즈마가 방전된 연무를 다시 액화시킨 다음 액화된 용액을 분사 헤드(310)를 이용하여 분무한다.
플라즈마 방전부(540)는 플라즈마 제트 방식으로 플라즈마를 방전하면, 제1 용액 펌프(520)로 인한 물방울과 제1 공기 펌프(510)로 인한 공기로 인해, 플라즈마와 물방울의 접촉 면적이 넓어지면서 액티베이션이 활발하게 이루어진 플라즈마 처리된 액상 미립자가 분사되도록 한다.
용액 환원부(508)는 플라즈마 처리된 액상 미립자를 액체로 환원시킨 플라즈마 처리 용액을 보관한다.
용액 환원부(508)는 제2 나선 구조(550), 용액 보관부(560)를 포함한다.
제2 나선 구조(550)는 플라즈마 처리된 액상 미립자가 통과하는 제2 통로(650) 상에 배치되어 플라즈마 처리된 액상 미립자를 액상 형태로 환원한다. 제2 나선 구조(550)는 분사된 플라즈마 처리된 액상 미립자가 나선을 형성한 방향에 따라 흘러가다가 다시 액상으로 변환되어 용액 보관부(560)에 담기도록 한다.
제2 나선 구조(550)는 플라즈마 방전부(540)에서 분사된 플라즈마 처리된 액상 미립자가 나선을 형성한 방향에 따라 흘러가다가 다시 액상으로 변환되어 용액 보관부(560)에 담기도록 한다.
제2 나선 구조(550)는 플라즈마 방전부(540)에서 분사된 플라즈마 처리된 액상 미립자 나선의 벽면에 붙어서 흘러가다가 용액 보관부(560)에 고여서 다시 액상으로 형태의 용액이 되도록 한다.
제2 나선 구조(550)는 케이스 본체가 뒤집히더라도 용액 보관부(560)에 담겨 있는 용액이 제2 나선 구조(550)로 인해 밖으로 흘러 넘치지 않도록 한다. 제2 나선 구조(550)는 플라즈마 방전부(540)과 용액 보관부(560) 사이에 형성된다.
용액 보관부(560)는 플라즈마 처리된 액상 미립자를 액상 형태로 환원한 플라즈마 처리 용액을 저장한다.
플라즈마 방전부(540)에서 분사된 물방울이 제2 나선 구조(550)를 통과하여 용액 보관부(560)에 용액으로 환원된다. 용액 보관부(560)는 액상으로 플라즈마 처리된 용액을 액상 형태로 보관한다.
플라즈마 방전부(540)로 공기와 용액이 함께 공급되면, 연무를 생성할 때, 플라즈마 방전을 일으키게 되므로 공급장치본체(320) 내부로 유입된 공기가 공급장치본체(320) 외부로 나가는 경로가 존재해야 한다.
제2 공기 펌프(572)는 분사 헤드(310) 내부로 외부 공기를 주입한다. 제2 공기 펌프(572)는 외부 공기를 분사 노즐(590)로 주입한다. 제2 용액 펌프(574)는 분사 헤드(310) 내부로 플라즈마 처리 용액을 공급한다. 제2 용액 펌프(574)는 플라즈마 처리된 용액을 분사 노즐(590)로 주입한다.
분사 헤드(310)는 플라즈마 처리 용액을 물방울화한 후 전하(Electric Charge)를 입힌 상태로 분무한다.
분사 헤드(310)는 전하 발생기(580), 분사 노즐(590)을 포함한다.
전하 발생기(580)는 플라즈마 처리 용액을 물방울화한 후 고전압을 인가하여 전하를 입힌다. 전하 발생기(580)는 물방울화된 플라즈마 처리 용액에 기 설정된 고전압의 직류(DC)를 인가하여 물방울화된 플라즈마 처리 용액에 전하를 입혀지도록 한다.
전하 발생기(580)는 플라즈마 처리된 용액을 물방울로 변환한 후 고전압을 인가하여 전하(Electric Charge)를 입힌다. 예컨대, 전하 발생기(580)는 변환된 물방울에 2k V를 인가하여 전하를 입힌 상태로 분무한다.
분사 노즐(590)은 전하가 입혀진 플라즈마 처리 용액을 물방울화하여 분무한다. 분사 노즐(590)은 제2 공기 펌프(572)에서 주입된 공기를 이용하여 제2 용액 펌프(574)로부터 주입된 플라즈마 처리된 용액을 물방울로 변환하여 외부로 분사한다. 분사 노즐(590)은 테일로콘을 이용한 대기 방전 방식, 언더 워터방식 등으로도 분무 가능하다.
본 실시예에 따른 공급장치본체(320)에 기울기가 발생하여 90˚ 이내의 각도로 넘어지더라도 용액 보관부(560)에 담겨 있는 용액이 제2 나선 구조(550)로 인해 밖으로 흘러 넘치지 않도록 한다.
본 실시예에 따른 공급장치본체(320)에 기울기가 발생하여 180˚ 이상의 각도로 뒤집히더라도 넘침 방지를 위한 제1 나선 구조(640)를 추가로 구현하여 용액 보관부(560)에 담긴 액상 형태의 용액이 밖으로 역류하는 것을 방지한다.
도 6 내지 도 10은 본 실시예에 따른 분무식 멸균소독장치의 매립 플라즈마 방전장치 단면도를 나타낸다.
본 실시예에 따른 플라즈마 방전부(540)를 매립한 공급장치본체(320)는 용액 주입부(610), 공기 주입부(620), 용액 배출부(810), 제1 나선 구조(640), 제1 통로(642), 제2 나선 구조(550), 제2 통로(650), 플라즈마 방전모듈 하우징(630)을 포함한다. 본 실시예에 따른 플라즈마 방전부(540)를 매립한 공급장치본체(320)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 나선 구조(640)는 플라즈마 방전부(540)의 외부 전체 또는 일부를 둘러 쌓는 형태로 설치된다. 제1 나선 구조(640)는 내부 공기를 외부로 배출하도록 하는 제1 통로 상에 배치된다.
제1 나선 구조(640)는 제1 통로(642)의 y축 상에 복수의 나선층을 형성한다. 제1 나선 구조(640)는 공기는 통과하지만 분무식 멸균소독장치(200)가 흔들림으로 인해 180˚로 뒤집히더라도 액상 형태의 용액이 밖으로 역류하는 것을 방지한다.
용액 주입부(610)는 제1 용액 펌프(520)와 플라즈마 방전부(540)를 연결한 관을 의미한다. 공기 주입부(620)는 제1 공기 펌프(510)와 플라즈마 방전부(540)를 연결한 관을 의미한다. 용액 배출부(810)는 용액 보관부(560) 내부의 용액을 배출하는 통로를 의미한다.
분사부(530)는 용액 주입부(610)로부터 입력된 액상 형태의 용액을 물방울 형태로 변환하여 분사한다.
제1 나선 구조(640)는 분사부(530)의 외부에 배치 가능하다. 제1 나선 구조(640)는 분사부(530)의 외부를 전체 또는 일부를 둘러 쌓는 형태로 배치 가능하다. 제1 나선 구조(640)는 내부 공기를 외부로 배출하도록 하는 제1 통로(642) 상에 배치된다. 제1 통로(642)는 분사부(530)의 외측과 플라즈마 방전모듈 하우징(630)의 내측 사이에 형성된다.
제1 나선 구조(640)는 제1 통로(642)의 y축 상에 복수의 나선층을 형성한다.
제2 나선 구조(550)는 물방울 형태의 용액이 용액 보관부(560)의 하부로 인입하도록 하는 제2 통로(650) 상에 배치된다. 제2 통로(650)는 분사부(530)의 하단에 형성된다. 제2 나선 구조(550)는 제2 통로(650)의 z축 상에 복수의 나선층(952)을 형성한다.
제1 나선 구조(640)와 제2 나선 구조(550)는 상이한 축(axis)으로 배치된다.
도 12는 본 실시예에 따른 매립 플라즈마 방전장치를 2개 이상으로 직렬 연결한 방식을 나타낸 도면이다.
플라즈마 방전부(540)를 매립한 공급장치본체(320)는 다양한 구성으로 매립된 매립 플라즈마 방전장치(502)를 이용하여 플라즈마 처리되는 용액의 이온화를 증가시킬 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 플라즈마 방전부(540)를 매립한 매립 플라즈마 방전장치(502)를 2개 이상으로 직렬 연결할 수 있다.
도 13은 본 실시예에 따른 환원된 용액 순환하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 플라즈마 방전부(540)를 매립한 매립 플라즈마 방전장치(502)는 플라즈마 처리된 액상 미립자를 액체로 환원시킨 플라즈마 처리 용액을 분배기(1310)를 이용하여 분사 헤드(310)로 전달하거나 제1 용액 펌프(520)로 전달한다.
도 14,15는 본 실시예에 따른 매립 플라즈마 방전장치의 흔들림 보정 프레임을 나타낸 도면이다.
공급장치본체(320)는 박스 형태로 구현된다. 사용자가 분무식 멸균소독장치(200)를 사용할 때, 공급장치본체(320)를 세워서 사용하지만, 보관시 공급장치본체(320)를 옆으로 눕힌다. 공급장치본체(320)를 옆으로 눕혀서 보관할 때, 액상 형태의 용액을 저장하는 용액 보관부(560)는 옆으로 180 ˚ 정도 기울어지게 된다.
매립 플라즈마 방전장치(502)는 플라즈마 방전모듈(506)과 용액 보관부(960)를 포함한다.
매립 플라즈마 방전장치(502) 내의 용액 보관부(560)에 용액이 담겨 있는 상태에서 공급장치본체(320)를 옆으로 눕히더라도 용액 보관부(560)가 수평 안정성을 유지하도록 흔들림 보정 프레임(1500)을 포함한다.
플라즈마 방전모듈(506)의 외부 일단에 제1 피치 베어링(1410)이 형성된다. 제1 피치 베어링(1410)은 제1 수직 지지 프레임(1510) 내에 형성된 제1 피치 홀(1512)에 체결되어 y축의 피치(Pitch)를 보정한다. 플라즈마 방전모듈(506)의 외부 타단에 제2 피치 베어링(1420)이 형성된다. 제2 피치 베어링(1420)은 제2 수직 지지 프레임(1520) 내에 형성된 제2 피치 홀(1522)에 체결되어 y축의 피치를 보정한다.
매립 플라즈마 방전장치(502)는 외부 함체(210)에 흔들림이 발생하더라도 y축의 피치를 일정하게 유지시키는 제1,2, 피치 베어링(1410, 1420)과 z축의 요(yaw)를 일정하게 유지시키는 요 베어링(1910)을 이용하여 수평 자세를 유지한다.
흔들림 보정 프레임(1500)은 제1 수직 지지 프레임(1510), 제2 수직 지지 프레임(1520), 수평 지지 프레임(1530)을 포함한다. 흔들림 보정 프레임(1500)은 플라즈마 방전모듈(506) 내의 분사부(530)가 플라즈마를 항상 수평 방향으로 방전할 수 있도록 수평 자세를 유지시킨다.
수평 지지 프레임(1530)은 직사각형 바(bar) 형태로서, 공급장치본체(320)의 내벽에 연결된다. 수평 지지 프레임(1530)은 중앙에 z축의 요(yaw)를 일정하게 유지시키는 요 베어링(1910)을 포함한다. 수평 지지 프레임(1530)은 외부 함체(210)의 내벽에 요 베어링(1910)을 이용하여 연결된다.
요 베어링(1910)은 수평 지지 프레임(1530)이 z축으로 수평 자세를 유지하도록 유(yaw)의 발생을 억제시킨다.
제1 수직 지지 프레임(1510)은 직사각형 바 형태로서, 일측이 수평 지지 프레임(1530)의 일단에 연결되고, 타측이 제1 피치 베어링(1410)에 연결된다. 제1 수직 지지 프레임(1510)은 일측이 수평 지지 프레임(1530)의 일단에 고정된 형태로 연결된다. 제1 수직 지지 프레임(1510)은 타측이 플라즈마 방전모듈(506) 일단에 y축의 피치(Pitch)를 일정하게 유지시키는 제1 피치 베어링(1410)을 이용하여 연결된다.
제1 피치 베어링(1410)은 제1 수직 지지 프레임(1510)이 y축으로 수평 자세를 유지하도록 피치의 발생을 억제시킨다. 제1 피치 홀(1512)에 제1 피치 베어링(1410)이 체결되어 피치를 유지한다.
제2 수직 지지 프레임(1520)은 직사각형 바 형태로서, 타측이 수평 지지 프레임(1530)의 타단에 연결되고, 타측이 제2 피치 베어링(1420)에 연결된다. 제2 수직 지지 프레임(1520)은 일측이 수평 지지 프레임(1530)의 타단에 고정된 형태로 연결된다. 제2 수직 지지 프레임(1520)은 타측이 플라즈마 방전모듈(506) 타단에 y축의 피치(Pitch)를 일정하게 유지시키는 제2 피치 베어링(1420)을 이용하여 연결된다.
제2 피치 베어링(1420)은 제2 수직 지지 프레임(1520)이 y축으로 수평 자세를 유지하도록 피치의 발생을 억제시킨다. 제2 피치 홀(1522)에 제2 피치 베어링(1420)이 체결되어 피치를 유지한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 분무식 멸균소독장치
210: 외부 함체
310: 분사 헤드
320: 공급장치본체
510: 제1 공급 펌프
520: 제1 용액 펌프
530: 분사부
540: 플라즈마 방전부
550: 제2 나선구조
560: 용액 보관부
572: 제2 공기 펌프
574: 제2 용액 펌프
580: 전하 발생기
590: 분사 노즐

Claims (14)

  1. 물방울화된 용액으로 플라즈마(Plasma)를 방전하여 플라즈마 처리된 액상 미립자(droplet)를 분사하는 플라즈마 방전모듈;
    상기 플라즈마 처리된 액상 미립자를 액체로 환원시킨 플라즈마 처리 용액을 보관하는 용액 환원부;
    상기 플라즈마 처리 용액을 물방울화한 후 전하(Electric Charge)를 입힌 상태로 분무하는 분사 헤드;
    를 포함하되, 상기 분사 헤드는 상기 플라즈마 처리 용액을 물방울화한 후 고전압을 인가하여 상기 전하를 입히는 전하 발생기를 포함하며,
    상기 플라즈마 방전모듈을 공급장치본체 내부에 배치하고, 상기 전하 발생기를 상기 공급장치본체와 별도로 분리된 공간을 갖는 상기 분사 헤드 내부에 배치할 때,
    상기 플라즈마 방전모듈은 기 설정된 제1 방향으로 상기 플라즈마 처리된 액상 미립자를 분사되도록 하며, 상기 전하 발생기는 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 분무되는 상기 플라즈마 처리 용액에 전하를 입히도록 하며, 상기 제1 방향은 상기 용액 환원부의 바닥 방향을 향하도록 고정되며, 상기 제2 방향은 상기 분사 헤드가 향하는 방향으로 가변되는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 방전모듈은
    외부 공기를 주입하는 하는 제1 공기 펌프;
    액상 형태의 용액을 공급하는 제1 용액 펌프;
    상기 외부 공기와 상기 액상 형태의 용액을 결합하여 상기 물방울화된 용액을 분사하는 분사부;
    상기 물방울화된 용액으로 상기 플라즈마를 방전하는 플라즈마 방전부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 플라즈마 방전부는,
    내부에 구비된 전극에 교류(AC) 전력을 인가하여 전자가열 과정과 이온화 과정으로 발생한 활성종을 포함하는 상기 플라즈마가 상기 물방울화된 용액으로 방전하도록 하는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용액 환원부는,
    상기 플라즈마 처리된 액상 미립자가 통과하는 제2 통로 상에 배치되어 상기 플라즈마 처리된 액상 미립자를 액상 형태로 환원하는 제2 나선 구조; 및
    상기 플라즈마 처리된 액상 미립자를 액상 형태로 환원한 상기 플라즈마 처리 용액을 저장하는 용액 보관부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분사 헤드는,
    상기 전하가 입혀진 상기 플라즈마 처리 용액을 물방울화하여 분무하는 분사 노즐;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전하 발생기는
    물방울화된 상기 플라즈마 처리 용액에 기 설정된 고전압의 직류(DC)를 인가하여 물방울화된 상기 플라즈마 처리 용액에 상기 전하를 입히는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분사 헤드 내부로 외부 공기를 주입하는 제2 공기 펌프;
    상기 분사 헤드 내부로 상기 플라즈마 처리 용액을 공급하는 제2 용액 펌프;
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 용액 환원부는
    상기 플라즈마 방전모듈로부터 분사된 플라즈마 처리된 액상 미립자가 나선을 형성한 방향에 따라 흘러가다가 다시 액상 형태로 환원하는 제2 나선 구조;
    상기 플라즈마 처리된 액상 미립자를 액상 형태로 환원한 상기 플라즈마 처리 용액을 저장하는 용액 보관부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 공기 펌프, 상기 제1 용액 펌프, 상기 분사부, 상기 플라즈마 방전모듈, 상기 용액 환원부를 포함하는 매립 플라즈마 방전장치의 수평을 유지하는 흔들림 보정 프레임;
    를 추가로 포함하며, 상기 흔들림 보정 프레임은 상기 공급장치본체 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 흔들림 보정 프레임은,
    제1 피치 홀을 형성하며, 상기 제1 피치 홀이 원통형 본체 일단에 형성된 제1 피치 베어링과 연결되어 y축의 피치(Pitch)를 보정하는 제1 수직 지지 프레임;
    제2 피치 홀을 형성하며, 상기 제2 피치 홀이 상기 원통형 본체 타단에 형성된 제2 피치 베어링과 연결되어 y축의 피치(Pitch)를 보정하는 제2 수직 지지 프레임;
    돌출 부재를 형성하며, 상기 돌출 부재가 고정 부재 내의 요 베어링과 연결되어 z축의 요(Yaw)를 보정하는 수평 지지 프레임;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수평 지지 프레임은
    직사각형 바(bar) 형태로서, 상기 공급장치본체의 내벽 또는 바닥면에 연결되는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 요 베어링은 상기 고정 부재 내부에 삽입되어 상기 돌출 부재에 연결된 상기 수평 지지 프레임에서 발생하는 요의 발생을 억제시키며
    상기 제1 피치 베어링은 상기 원통형 본체의 일측에 고정된 상태로 상기 제1 수직 지지 프레임에 형성된 상기 제1 피치 홀과 결합되어 상기 제1 수직 지지 프레임이 y축으로 수평 자세를 유지하도록 피치의 발생을 억제시키며,
    상기 제2 피치 베어링은 상기 원통형 본체의 타측에 고정된 상태로 상기 제2 수직 지지 프레임에 형성된 상기 제2 피치 홀과 결합되어 상기 제2 수직 지지 프레임이 y축으로 수평 자세를 유지하도록 피치의 발생을 억제시키는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 분사부의 외측과 플라즈마 방전모듈 하우징의 내측 사이에 형성되어 상기 제1 공기 펌프로부터 주입된 공기를 외부로 배출하도록 하는 제1 통로
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 분무식 멸균소독장치.
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Citations (4)

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