KR200400406Y1 - Plasma discharge device - Google Patents
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Abstract
본 고안은 플라즈마 방전소자에 관한 것으로서, 방전에 의해 이온을 발생시키는 플라즈마 방전소자(100,200)에 있어서, 고전압이 인가되는 고전압전극(120,220) 및 접지전극(130,230)사이에 유전체(110,210)가 위치하고, 표면에 오염 방지를 위해 이산화티타늄 코팅층(141,241)이 형성된다. 따라서, 본 고안은 표면에 폴리머 등과 같은 이물질 오염을 방지하기 위한 코팅층을 형성함으로써 표면의 오염도를 저감시키고, 장시간의 사용에도 이온이나 오존의 발생량 감소를 최소화하며, 표면의 클리닝 주기를 증대시키고, 사용주기를 향상시키는 효과를 가지고 있다.The present invention relates to a plasma discharge device, in the plasma discharge device (100,200) for generating ions by discharge, the dielectric (110,210) is located between the high voltage electrode 120,220 and ground electrode (130,230) to which a high voltage is applied, Titanium dioxide coating layers 141 and 241 are formed on the surface to prevent contamination. Therefore, the present invention reduces the contamination of the surface by forming a coating layer for preventing contamination of foreign substances such as polymers on the surface, minimizes the reduction of the generation of ions or ozone even after long-term use, increases the surface cleaning cycle, It has the effect of improving the cycle.
Description
본 고안은 플라즈마 방전소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면에 폴리머 등과 같은 이물질 오염을 방지하기 위한 코팅층을 형성함으로써 표면의 오염도를 저감시키는 플라즈마 방전소자에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma discharge device, and more particularly to a plasma discharge device for reducing the degree of contamination of the surface by forming a coating layer for preventing contamination of foreign substances such as polymers on the surface.
일반적으로, 플라즈마 방전소자는 고전압의 인가에 의해 양/음이온 또는 음이온과 오존을 발생시킴으로써 각종 공기정화장치에 사용되고 있다. 이러한 종래의 플라즈마 방전소자를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In general, plasma discharge devices are used in various air purifiers by generating positive / negative ions or anions and ozone by application of high voltage. Referring to the conventional plasma discharge device with reference to the accompanying drawings as follows.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 일실시예에 따른 플라즈마 방전소자(10)는 석영관(11) 내부에 고전압전극(12)이 마련되고, 석영관(11) 외부에 접지전극(13)이 마련되며, 고전압전극(12)과 접지전극(13)에 방전을 위한 고전압이 인가된다.As shown in FIG. 1, in the plasma discharge device 10 according to the related art, the high voltage electrode 12 is provided inside the quartz tube 11, and the ground electrode 13 is disposed outside the quartz tube 11. A high voltage for discharging is applied to the high voltage electrode 12 and the ground electrode 13.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전소자(20)는 세라믹판(21)의 일측면에 고전압전극(22)이 마련되고, 세라믹판(21)의 타측면에 접지전극(23)이 마련되며, 일실시예와 마찬가지로 고전압전극(22)과 접지전극(23)에 방전을 위한 고전압이 인가된다.In addition, as shown in FIG. 2, in the plasma discharge device 20 according to another exemplary embodiment, the high voltage electrode 22 is provided on one side of the ceramic plate 21, and the other side of the ceramic plate 21 is provided. The ground electrode 23 is provided at the high voltage, and a high voltage for discharge is applied to the high voltage electrode 22 and the ground electrode 23 as in the exemplary embodiment.
이러한 종래의 플라즈마 방전소자(10,20)는 고전압공급부(30)를 통해 고전압전극(12,22)과 접지전극(13,23)에 고전압을 인가하면 방전을 일으킴으로써 양/음이온 또는 음이온과 오존을 발생시켜서 전기적 집진은 물론 탈취 및 살균효과를 발휘하며, 이로 인해 실내공기의 정화장치에 널리 사용된다.The conventional plasma discharge devices 10 and 20 generate a discharge when a high voltage is applied to the high voltage electrodes 12 and 22 and the ground electrodes 13 and 23 through the high voltage supply unit 30 to generate positive / negative ions or negative ions and ozone. By generating the electric dust as well as deodorizing and sterilizing effect, it is widely used in the indoor air purifier.
그러나, 이러한 종래의 플라즈마 방전소자(10,20)는 고전압을 장시간 인가하여 사용하다 보면 그 표면에 휘발성 유기화합물(TVOC)과 악취물질의 산화반응이 활발하게 일어나며, 이에 따른 부산물로서 C,N,O,H의 복합화합물인 폴리머(polymer)가 표면에 형성되어 고착된다.However, such a conventional plasma discharge device (10, 20) when the high voltage is applied for a long time when the oxidation reaction of volatile organic compounds (TVOC) and odorous substances on the surface is active, as a by-product C, N, A polymer, a complex compound of O and H, is formed on the surface and fixed.
플라즈마 방전소자(10,20) 표면에 대한 폴리머의 고착현상은 시간이 지남에 따라 더욱 촉진되며, 폴리머에 먼지 등의 이물질이 흡착됨으로써 표면을 오염시키고, 이로 인해 고전압전극(12,22) 및 전지전극(13,23)에 고전압을 인가하여도 이온이나 오존의 발생량이 현격하게 줄어들며, 동시에 살균이나 탈취효과가 현저히 감소하게 되는 문제점을 가지고 있었다.The adhesion of the polymer to the surface of the plasma discharge device (10, 20) is further promoted over time, and contaminates the surface by adsorbing foreign substances such as dust on the polymer, thereby high voltage electrodes (12, 22) and the battery Even when a high voltage was applied to the electrodes 13 and 23, the amount of generated ions or ozone was greatly reduced, and at the same time, the sterilization and deodorization effects were remarkably reduced.
이러한 문제점으로 인해 종래의 플라즈마 방전소자(10,20)는 그 표면을 자주 클리닝해야 하는 번거로움을 가지며, 클리닝을 통해 먼지를 제거하더라도 이온이나 오존의 발생량은 일부 회복하나, 폴리머는 클리닝에 의해 제거되지 않기 때문에 폴리머의 고착으로 인한 이온과 오존의 발생량은 원래와 같이 복원되지 않고 여전히 감소하는 문제점을 가지고 있었다.Due to this problem, the conventional plasma discharge devices 10 and 20 have a problem of frequently cleaning the surface thereof, and even though dust is removed through cleaning, the amount of ions or ozone is recovered, but the polymer is removed by cleaning. Since the amount of generated ions and ozone due to the adhesion of the polymer is not restored as it was originally had a problem that is still reduced.
본 고안은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 표면에 폴리머 등과 같은 이물질의 오염방지를 위한 코팅층을 형성함으로써 장시간 사용에도 표면의 오염도를 저감시키는 플라즈마 방전소자를 제공하는데 있다. The present invention is to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a plasma discharge device that reduces the contamination of the surface even for long time use by forming a coating layer for preventing contamination of foreign substances such as polymers on the surface. .
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 고안은, 방전에 의해 이온을 발생시키는 플라즈마 방전소자에 있어서, 고전압이 인가되는 고전압전극 및 접지전극사이에 유전체가 위치하고, 유전체의 표면에 오염 방지를 위해 이산화티타늄 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is, in the plasma discharge device for generating ions by discharge, the dielectric is located between the high voltage electrode and the ground electrode to which a high voltage is applied, titanium dioxide coating layer to prevent contamination on the surface of the dielectric It is characterized in that it is formed.
이하, 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the most preferred embodiment of the present invention will be described in more detail so that those skilled in the art can easily practice.
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 따른 플라즈마 방전소자(100)는 고전압이 인가되는 고전압전극(120) 및 접지전극(130)사이에 유전체(110)가 위치하고, 표면에 이산화티타늄 코팅층(141)이 형성된다.3 is a side cross-sectional view showing a plasma discharge device according to an embodiment of the present invention. As shown, in the plasma discharge device 100 according to an embodiment of the present invention, the dielectric 110 is positioned between the high voltage electrode 120 and the ground electrode 130 to which a high voltage is applied, and a titanium dioxide coating layer on the surface ( 141 is formed.
유전체(110)는 본 실시예에서 석영관으로서, 내측면과 외측면에 각각 고전압전극(120)과 접지전극(130)이 마련된다.The dielectric 110 is a quartz tube in this embodiment, and the high voltage electrode 120 and the ground electrode 130 are provided on the inner side and the outer side, respectively.
이산화티타늄 코팅층(141)은 플라즈마 방전소자(100) 표면에 오염방지를 위해 형성되는데, 플라즈마 방전소자(100)의 노출된 표면에 걸쳐서 형성될 수 있으며, 바람직하게는 접지전극(130)이 마련되기 전의 석영관(110) 외측면에 형성된다. 따라서, 석영관(110)의 외측면에 이산화티타늄 코팅층(141)을 형성하고, 이산화티타늄 코팅층(141)의 외측면에 접지전극(130)이 마련됨으로써 제조를 용이하도록 함과 아울러 이산화티타늄 코팅층(141)의 균일성이 뛰어나도록 하여 폴리머가 직접적으로 고착되는 석영관(110) 외측면의 오염을 방지한다.The titanium dioxide coating layer 141 is formed on the surface of the plasma discharge device 100 to prevent contamination. The titanium dioxide coating layer 141 may be formed over the exposed surface of the plasma discharge device 100. Preferably, the ground electrode 130 is provided. It is formed on the outer surface of the previous quartz tube 110. Therefore, the titanium dioxide coating layer 141 is formed on the outer surface of the quartz tube 110, and the ground electrode 130 is provided on the outer surface of the titanium dioxide coating layer 141 to facilitate the manufacture and the titanium dioxide coating layer ( The uniformity of the 141 is excellent to prevent contamination of the outer surface of the quartz tube 110 to which the polymer is directly fixed.
이산화티타늄 코팅층(141)의 이산화티타늄(TiO2)이 고전압 플라즈마 에너지에 의해 활성화시 티타늄(Ti)과 치환을 통해 활성화를 자극, 즉 활성화 에너지를 낮춤으로써 반응을 촉진시키기 위하여 이산화티타늄 코팅층(141)의 표면에 3가 또는 5가 금속 코팅층(142)이 형성된다.When titanium dioxide (TiO 2 ) of the titanium dioxide coating layer 141 is activated by high voltage plasma energy, it stimulates activation through substitution with titanium (Ti), that is, the titanium dioxide coating layer 141 to promote the reaction by lowering the activation energy. On the surface of the trivalent or pentavalent metal coating layer 142 is formed.
3가 또는 5가 금속 코팅층(142)은 코발트(Co), 란탄(La), 이트륨(Y), 철(Fe) 등의 3가 금속으로서 바람직하게는 철(Fe)이거나, 니오븀(Nb), 바나듐(V) 등의 5가 금속으로서 바람직하게는 바나듐(V)이며, 이로 인해 플라즈마 방전소자(100)에 이러한 금속의 코팅층(142)을 형성하더라도 제조단가에는 영향을 크게 미치지 않는 반면, 3가의 철(Fe) 또는 5가의 바나듐(V)은 고전압 플라즈마 에너지에 의해 활성화시 이산화티타늄 코팅층(141)의 티타늄(Ti)과 치환을 통해 이산화티타늄(TiO2)의 촉매작용을 보다 활성화시킴으로써 표면의 오염방지를 극대화시킨다.The trivalent or pentavalent metal coating layer 142 is a trivalent metal such as cobalt (Co), lanthanum (La), yttrium (Y), iron (Fe), preferably iron (Fe), niobium (Nb), A pentavalent metal such as vanadium (V) is preferably vanadium (V). Thus, even if the coating layer 142 of the metal is formed in the plasma discharge device 100, the manufacturing cost is not significantly affected. Iron (Fe) or pentavalent vanadium (V) contaminates the surface by activating the catalytic action of titanium dioxide (TiO 2 ) through substitution with titanium (Ti) of the titanium dioxide coating layer 141 when activated by high voltage plasma energy. Maximize prevention.
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측면도로서, 도시된 바와 같이, 본 고안의 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전소자(200)는 이전의 실시예와 마찬가지로 고전압이 인가되는 고전압전극(220) 및 접지전극(230)사이에 유전체(210)가 위치하고, 표면에 이산화티타늄 코팅층(241)이 형성된다. 다만, 유전체(210)는 고전압전극(220) 및 접지전극(230)이 양측면에 각각 마련되는 일정한 면적을 가지는 세라믹판(210)으로 이루어져 있다.4 is a side view showing a plasma discharge device according to another embodiment of the present invention, as shown, the plasma discharge device 200 according to another embodiment of the present invention is applied to a high voltage as in the previous embodiment The dielectric 210 is positioned between the high voltage electrode 220 and the ground electrode 230, and a titanium dioxide coating layer 241 is formed on the surface thereof. However, the dielectric 210 is made of a ceramic plate 210 having a predetermined area where the high voltage electrode 220 and the ground electrode 230 are provided on both sides.
이산화티타늄 코팅층(241)은 이전 실시예와 마찬가지로 플라즈마 방전소자(200)의 외부로 노출되는 표면에 걸쳐서 형성될 수 있으며, 바람직하게는 폴리머가 고착되는 부위인 고전압전극(220)측에만 형성될 수 있다. 즉, 이산화티타늄 코팅층(241)은 세라믹판(210)에서 고전압전극(220)이 마련되는 측면에 고전압전극(220)의 외측면을 포함하는 부분, 즉 실제적으로 폴리머의 고착이 일어나는 부분에 이산화티타늄 코팅층(241)이 형성될 수 있다. The titanium dioxide coating layer 241 may be formed over the surface exposed to the outside of the plasma discharge device 200 as in the previous embodiment, and preferably may be formed only on the high voltage electrode 220 side where the polymer is fixed. have. That is, the titanium dioxide coating layer 241 includes the outer surface of the high voltage electrode 220 on the side where the high voltage electrode 220 is provided in the ceramic plate 210, that is, the titanium dioxide in the portion where the polymer is actually stuck. The coating layer 241 may be formed.
또한, 본 실시예의 이산화티타늄 코팅층(241)은 그 표면에 이전 실시예에서와 마찬가지로, 철(Fe)과 같은 3가 금속 또는 바나듐(V)과 같은 5가 금속 코팅층(242)이 형성될 수 있다.In addition, in the titanium dioxide coating layer 241 of the present embodiment, a trivalent metal such as iron (Fe) or a pentavalent metal coating layer 242 such as vanadium (V) may be formed on the surface thereof, as in the previous embodiment. .
이러한 본 고안의 플라즈마 방전소자(100,200)의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a manufacturing method of the plasma discharge device (100,200) of the present invention is as follows.
도 5는 본 고안에 따른 플라즈마 방전소자의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 플라즈마 방전소자의 제조방법은 크게 플라즈마 방전소자(100,200) 표면을 이산화티타늄(TiO2)으로 코팅하는 단계(S10)와, 이산화티타늄(TiO2)이 코팅된 표면에 3가 또는 5가 금속으로 코팅하는 단계(S20)를 포함한다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a plasma discharge device according to the present invention. As shown, the manufacturing method of the plasma discharge device according to the present invention is largely the step (S10) of coating the surface of the plasma discharge device (100,200) with titanium dioxide (TiO 2 ), and the surface coated with titanium dioxide (TiO 2 ) It comprises the step of coating with a trivalent or pentavalent metal (S20).
이산화티타늄(TiO2)으로 코팅하는 단계(S10)는 플라즈마 방전소자(100,200)의 노출된 표면에 걸쳐서 코팅할 수 있으나, 이미 언급한 바와 같이, 일실시예에 따른 플라즈마 방전소자(100)의 경우 고전압전극(120) 및 접지전극(130)이 내.외측면에 각각 마련된 석영관의 유전체(110)에서 접지전극(130)이 마련되기 전의 외측면을 이산화티타늄(TiO2)으로 형성함이 바람직하며, 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전소자(200)의 경우 고전압전극(220) 및 접지전극(230)이 양측면에 마련된 세라믹판의 유전체(210)에서 고전압전극(220)이 마련되는 측면에 고전압전극(220)의 외측면을 포함하여 이산화티타늄(TiO2)으로 코팅하는 것이 바람직하다.Coating with titanium dioxide (TiO 2 ) (S10) may be coated over the exposed surface of the plasma discharge device (100,200), as already mentioned, in the case of the plasma discharge device 100 according to an embodiment In the dielectric 110 of the quartz tube provided with the high voltage electrode 120 and the ground electrode 130 on the inner and outer surfaces, respectively, the outer surface before the ground electrode 130 is provided is formed of titanium dioxide (TiO 2 ). In the case of the plasma discharge device 200 according to another embodiment, the high voltage electrode 220 is provided on the side where the high voltage electrode 220 is provided in the dielectric 210 of the ceramic plate having the high voltage electrode 220 and the ground electrode 230 on both sides thereof. It is preferable to coat with titanium dioxide (TiO 2 ) including the outer side of 220.
이산화티타늄(TiO2)으로 코팅하는 단계(S10)는 플라즈마 방전소자(100,200), 바람직하게는 일실시예에 따른 플라즈마 방전소자(100)의 경우 석영관(110)을, 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전소자(200)의 경우 세라믹판(210)에서 고전압전극(220)이 마련된 측을 티타늄(Ti) 촉매를 포함하는 용액에 30분 ∼ 1시간 30분 동안 침지시키고(S11), 티타늄(Ti)의 용액으로부터 플라즈마 방전소자(100,200)를 꺼내서 100 ∼ 150℃에서 4시간 ∼ 6시간 가열하여 건조시키고(S12), 건조된 플라즈마 방전소자(100,200)를 300 ∼ 550℃에서 1시간 30분 ∼ 2시간 30분 동안 하소(calcinations)시켜서 플라즈마 방전소자(100,200)에 외부로 노출되는 표면에 이산화티타늄(TiO2)의 코팅층(141,241)이 형성되도록 한다.Coating with titanium dioxide (TiO 2 ) (S10) is a plasma discharge device (100,200), preferably in the case of the plasma discharge device 100 according to one embodiment of the quartz tube 110, plasma according to another embodiment In the case of the discharge device 200, the side on which the high voltage electrode 220 is provided on the ceramic plate 210 is immersed in a solution containing a titanium (Ti) catalyst for 30 minutes to 1 hour 30 minutes (S11), and titanium (Ti) The plasma discharge device (100,200) was taken out of the solution of the solution, heated and dried at 100 to 150 ° C for 4 hours to 6 hours (S12), and the dried plasma discharge device (100,200) was maintained at 300 to 550 ° C for 1 hour 30 minutes to 2 hours. Calcinations are performed for 30 minutes so that coating layers 141 and 241 of titanium dioxide (TiO 2 ) are formed on the surface exposed to the plasma discharge devices 100 and 200.
티타늄(Ti) 촉매를 포함하는 용액은 Ti(OCH(CH3)2)4에 용매로서 물을 사용하여 그 용액의 농도가 50%정도가 되도록 하며, 이러한 용액내에서 다음의 반응식 1과 같은 반응이 일어나 현탁액(slurry) 상태로 된다.A solution containing a titanium (Ti) catalyst uses water as a solvent in Ti (OCH (CH 3 ) 2 ) 4 so that the concentration of the solution is about 50%. This happens and becomes a suspension state.
이와 같이 티타늄촉매를 포함하는 현탁액 내에 1시간 동안 플라즈마 방전소자(100,200)를 침지한 후(S11) 현탁액에서 꺼내어 100℃에서 5시간 동안 건조하고(S12), 500℃에서 2시간 동안 하소하여 플라즈마 방전소자(100,200)에 티타늄 촉매의 코팅작업을 하는데(S13), 500℃에서 2시간 동안 하소하는 동안 TiO2는 플라즈마 방전소자(100,200)의 표면에 코팅되고, 현탁액 중의 4HO-C(CH3)2는 다음의 반응식 2와 같은 반응이 일어나 CO2와 H2O로 분해된다.Thus, after immersing the plasma discharge device (100,200) for 1 hour in a suspension containing a titanium catalyst (S11), taken out of the suspension and dried at 100 ℃ for 5 hours (S12), calcined at 500 ℃ for 2 hours to plasma discharge The coating of titanium catalyst on the device (100,200) (S13), while calcination at 500 ℃ for 2 hours TiO 2 is coated on the surface of the plasma discharge device (100,200), 4HO-C (CH 3 ) 2 in the suspension Is decomposed into CO 2 and H 2 O as shown in the following reaction formula 2.
3가 또는 5가 금속으로 코팅하는 단계(S20)는 일예로 3가 금속으로서 철(Fe)이거나 5가 금속으로서 바나듐(V)으로 둘 중 어느 하나를 선택하여 코팅하게 된다.The step of coating with trivalent or pentavalent metal (S20), for example, is selected by coating either one of iron (Fe) as a trivalent metal or vanadium (V) as a pentavalent metal.
3가 또는 5가 금속으로 코팅하는 단계(S20)는 이산화티타늄 코팅층(141,241)을 표면에 형성한 플라즈마 방전소자(100,200)를 3가 금속인 철(Fe) 또는 5가 금속인 바나듐(V)이 포함되는 용액에 30분 ∼ 1시간 30분 동안 침지시키고(S21), 철(Fe) 또는 바나듐(V)의 용액으로부터 플라즈마 방전소자(100,200)를 꺼내서 100 ∼ 150℃에서 4시간 ∼ 6시간 가열하여 건조시키고(S22), 그 후 건조된 플라즈마 방전소자(100,200)를 자외선(UV) 램프에 노출시켜서 플라즈마 방전소자(100,200)의 이산화티타늄 코팅층(141,241)이 형성된 표면에 철 또는 바나듐의 코팅층(142,242)이 형성되도록 한다(S23).Coating (S20) with a trivalent or pentavalent metal includes iron (Fe) as a trivalent metal or vanadium (V) as a trivalent metal in the plasma discharge devices 100 and 200 having the titanium dioxide coating layers 141 and 241 formed thereon. Immerse the included solution for 30 minutes to 1 hour 30 minutes (S21), take out the plasma discharge device (100,200) from a solution of iron (Fe) or vanadium (V) and heated at 100 to 150 ℃ for 4 hours to 6 hours After drying (S22), the dried plasma discharge device (100,200) is then exposed to an ultraviolet (UV) lamp to form a coating layer of iron or vanadium (142,242) on the surface where the titanium dioxide coating layer (141,241) of the plasma discharge device (100,200) is formed. To be formed (S23).
3가 또는 5가 금속 코팅층(142,242)으로서 철 코팅층을 형성시킬 경우 철(Fe)이 포함되는 용액은 Fe(NO3)3에 용매로서 물을 사용하여 그 용액의 농도가 50%가 되도록 한다. 이와 같은 철(Fe) 촉매를 포함하는 용액 내에 1시간 동안 방전소자를 침지한 후(S21), 용액에서 꺼내어 100℃에서 5시간 동안 건조한(S22) 다음 상온에서 자외선(UV)램프에 노출시키면 플라즈마 방전소자(100,200)에 코팅된 산화티타늄(TiO2)의 광촉매 작용에 의하여 산화 분해되어 질소산화물(NOx)은 N2와 O2로 분해되어 증발되고, 금속의 철(Fe)만이 플라즈마 방전소자(100,200)에 코팅된다.When the iron coating layer is formed as the trivalent or pentavalent metal coating layers 142 and 242, the solution containing iron (Fe) is made to have a concentration of 50% by using water as a solvent in Fe (NO 3 ) 3 . After immersing the discharge element for 1 hour in a solution containing such iron (Fe) catalyst (S21), taken out of the solution and dried at 100 ℃ for 5 hours (S22) and then exposed to ultraviolet (UV) lamp at room temperature plasma Oxidative decomposition by the photocatalytic action of titanium oxide (TiO 2 ) coated on the discharge device (100,200), nitrogen oxide (NOx) is decomposed into N 2 and O 2 to evaporate, only the iron (Fe) of the metal plasma discharge device ( 100,200).
또한, 3가 또는 5가 금속 코팅층(142,242)을 바나듐 코팅층으로 형성할 경우 바나듐(V) 용액은 V(C3H7O)5에 용매로서 알코올을 사용하여 그 용액의 농도가 50%가 되도록 한다. 이와 같은 바나듐(V) 촉매를 포함하는 용액 내에 1시간 동안 방전소자를 침지한 후(S21) 이 용액에서 플라즈마 방전소자(100,200)를 꺼내어 100℃에서 5시간 동안 건조시킨다(S22). 그리고 상온에서 자외선(UV)램프에 노출시키면 플라즈마 방전소자(100,200)에 코팅된 산화티타늄(TiO2)의 광촉매 작용에 의하여 산화 분해되어 유기산화물((C3H7O)5)은 CO2와 H2O로 분해되어 증발되고, 금속 바나듐(V)만이 플라즈마 방전소자(100,200) 표면에 코팅된다(S23).In addition, when the trivalent or pentavalent metal coating layers 142 and 242 are formed with a vanadium coating layer, the vanadium (V) solution uses V (C 3 H 7 O) 5 as a solvent so that the concentration of the solution is 50%. do. After immersing the discharge device for 1 hour in a solution containing such a vanadium (V) catalyst (S21) and taking out the plasma discharge device (100,200) from this solution and dried for 5 hours at 100 ℃ (S22). When exposed to an ultraviolet (UV) lamp at room temperature, the photocatalytic action of titanium oxide (TiO 2 ) coated on the plasma discharge device (100,200) is oxidatively decomposed so that the organic oxide ((C 3 H 7 O) 5 ) is CO 2 and Decomposed into H 2 O and evaporated, only the metal vanadium (V) is coated on the surface of the plasma discharge device (100, 200) (S23).
이와 같은 본 고안에 따른 플라즈마 방전소자의 작용은 다음과 같다.The operation of the plasma discharge device according to the present invention as follows.
공기정화장치 등에 설치된 플라즈마 방전소자(100,200)에 고전압공급부(300)로부터 발생되는 고전압을 고전압전극(120,220) 및 접지전극(130,230)으로 인가함으로써 방전을 통한 양/음이온 또는 음이온 및 오존을 발생시킴으로써 전기적 집진은 물론 탈취, 살균 등을 통해 공기를 정화시키는 작용을 한다. By applying the high voltage generated from the high voltage supply unit 300 to the high voltage electrodes 120 and 220 and the ground electrodes 130 and 230 to the plasma discharge devices 100 and 200 installed in the air purifier, the positive / negative ion or negative ion and ozone through the discharge As well as dust collection, deodorization, sterilization, etc. acts to purify the air.
이 때, 플라즈마 방전소자(100,200)는 고전압을 장시간 인가하여 사용하면 그 표면에 휘발성 유기화합물(TVOC)과 악취물질의 산화반응이 활발하게 일어나는데, 이에 따른 부산물로서 C,N,O,H의 복합화합물인 폴리머(polymer)가 표면에 형성되는데, 이 때, 플라즈마 방전소자(100,200)의 이산화티타늄 코팅층(141,241)의 이산화티타늄 촉매가 고전압 플라즈마 에너지에 의하여 활성화되어 휘발성 유기화합물과 악취물질을 CO2와 H2O로 완전 분해시킴으로써 부산물인 폴리머가 플라즈마 방전소자(100,200)의 표면에 달라붙지 않도록 한다.At this time, when the plasma discharge device (100,200) is applied to a high voltage for a long time, the oxidation reaction of volatile organic compounds (TVOC) and odorous substances occurs actively on the surface, and as a by-product of the complex of C, N, O, H A compound, which is a compound, is formed on the surface. At this time, the titanium dioxide catalyst of the titanium dioxide coating layers 141 and 241 of the plasma discharge devices 100 and 200 is activated by high voltage plasma energy to convert volatile organic compounds and odorous substances into CO 2 and By completely decomposing with H 2 O, the byproduct polymer does not stick to the surface of the plasma discharge device (100,200).
특히, 이산화티타늄 코팅층(141,241)의 티타늄(Ti)은 4가(Ti4+)이나, 3가 또는 5가 금속 코팅층(142,242)에서 철 코팅층인 경우 철(Fe)은 3가(Fe3+)이고, 바나듐 코팅층인 경우 바나듐(V)은 5가(V5+)이기 때문에 산화티타늄(TiO2)에서 티타늄(Ti)을 철(Fe) 또는 바나듐(V)으로 치환시킴으로써 촉매작용은 더욱 활성화되어 활성화 에너지를 낮춤으로써 반응을 촉진시킴으로써 폴리머 형성을 적극적으로 억제한다.Particularly, titanium (Ti) of the titanium dioxide coating layers 141 and 241 is tetravalent (Ti 4+ ), but iron (Fe) is trivalent (Fe 3+ ) in the case of the iron coating layer in the trivalent or pentavalent metal coating layers 142 and 242. In the case of the vanadium coating layer, since vanadium (V) is pentavalent (V 5+ ), catalysis is further activated by replacing titanium (Ti) with iron (Fe) or vanadium (V) in titanium oxide (TiO 2 ). Actively inhibit polymer formation by promoting the reaction by lowering the activation energy.
도 6은 동일한 플라즈마 방전소자를 이용한 공기정화장치에 플라즈마 방전소자의 표면에 본 고안에 따른 코팅층(141,142)을 형성한 소자와 그렇지 않은 종래의 소자에 대하여 사용시간의 경과에 따른 이온발생량의 예를 도시하였다. 도시된 바와 같이, 종래의 플라즈마 방전소자는 시간의 경과에 따라 사용 초기에 비해 이온발생량이 급격히 감소되는 것을 알 수 있으나, 본 고안에 따른 플라즈마 방전소자(100,200)는 이온발생량의 감소가 작은 것을 알 수 있다.FIG. 6 shows an example of the amount of ion generation with the passage of time for a device in which the coating layers 141 and 142 according to the present invention are formed on the surface of the plasma discharge device in an air purifier using the same plasma discharge device and a conventional device that is not. Shown. As shown, the conventional plasma discharge device can be seen that the amount of ion generation is drastically reduced compared to the initial use over time, the plasma discharge device (100,200) according to the present invention is found that the decrease in the amount of ion generation is small Can be.
그러므로, 본 고안에 따른 플라즈마 방전소자(100,200)를 공기정화장치에 사용시 이온발생량의 감소를 크게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 클리닝 주기를 현저하게 증가시킬 수 있으며, 사용주기 역시 향상시킬 수 있다. Therefore, when using the plasma discharge device (100,200) according to the present invention in the air purification apparatus can not only significantly reduce the amount of ion generation, but also significantly increase the cleaning period, it is also possible to improve the use cycle.
상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 플라즈마 방전소자는 표면에 폴리머 등과 같은 이물질 오염을 방지하기 위한 코팅층을 형성함으로써 표면의 오염도를 저감시키고, 장시간의 사용에도 이온이나 오존의 발생량 감소를 최소화하며, 표면의 클리닝 주기를 증대시키고, 사용주기를 향상시키는 효과를 가지고 있다. As described above, the plasma discharge device according to the present invention is to form a coating layer to prevent contamination of foreign substances such as polymers on the surface to reduce the contamination of the surface, to minimize the reduction of the generation of ions or ozone even after long-term use, the surface It has the effect of increasing the cleaning cycle and improving the use cycle.
이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 플라즈마 방전소자를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.As described above is just one embodiment for implementing the plasma discharge device according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, as claimed in the utility model registration claims below Without departing from the gist, any person having ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs will have a technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측단면도이고,1 is a side cross-sectional view showing a plasma discharge device according to a conventional embodiment,
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측단면도이고,2 is a side cross-sectional view showing a plasma discharge device according to another embodiment of the prior art,
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측단면도이고,3 is a side cross-sectional view showing a plasma discharge device according to an embodiment of the present invention,
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측단면도이고,Figure 4 is a side cross-sectional view showing a plasma discharge device according to another embodiment of the present invention,
도 5는 본 고안에 따른 플라즈마 방전소자의 제조방법을 도시한 흐름도이고,5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a plasma discharge device according to the present invention,
도 6은 본 고안의 플라즈마 방전소자와 종래의 플라즈마 방전소자의 이온발생량을 비교한 그래프이다.Figure 6 is a graph comparing the ion generation amount of the plasma discharge device of the present invention and the conventional plasma discharge device.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
110,210 : 유전체 (110 : 석영관, 210 : 세라믹판)110,210: dielectric (110: quartz tube, 210: ceramic plate)
120,220 : 고전압전극 130,230 : 접지전극120,220: high voltage electrode 130,230: ground electrode
141,241 : 이산화티타늄 코팅층 142,242 : 3가 또는 5가 금속 코팅층141,241 titanium dioxide coating layer 142,242 trivalent or pentavalent metal coating layer
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