KR20210002385U

KR20210002385U - 손 소독용 플라즈마 장치

Info

Publication number: KR20210002385U
Application number: KR2020200001310U
Authority: KR
Inventors: 이승훈; 김도근; 정성훈; 변은연
Original assignee: 한국재료연구원
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-10-28

Abstract

본 고안은 전압인가전극; 상기 전압인가전극의 일측에 형성된 유전체층; 및 상기 유전체층 일측에 형성된 접지전극을 포함하여, 대기압 플라즈마를 생성하여 활성종을 발생시키는 플라즈마 패널; 상기 플라즈마 패널을 둘러싸며 공기유입구를 구비하는 하우징; 상기 하우징 일측에 구비되어 손의 접근 상태를 감지하여 플라즈마 패널을 작동시키는 센서; 및 상기 하우징 일측에 형성되어 플라즈마 패널에서 발생된손 소독용 플라즈마 장치에 관한 것이다.

Description

손 소독용 플라즈마 장치{Plasma device for sterilization of hands}

본 고안은 손 소독용 플라즈마 장치에 관한 것이다.

최근에 사스, 메르스, 코로나, 조류독감 등의 바이러스, 각종 병원성 세균, 또는 진균 감염 등으로 많은 사회문제가 야기되면서 위생에 대한 경각심이 높아지고 있다. 몸속에 유입되는 각종 바이러스 또는 세균들의 90% 이상이 손을 통해서 감염되고 있는바, 이는 생활하면서 손이 가장 오염물에 노출되는 빈도가 잦기 때문이다. 따라서, 손 소독의 중요성은 날로 증가하고 있다.

손을 소독하는 방법은 비누 또는 소독용 젤을 이용하는 방법이 일반적이다.

그러나, 비누를 이용하여 손을 소독하는 경우, 반드시 물이 필요하므로 물이 없는 곳이나, 물로 손을 씻을 수 없는 학교 교문, 공항 출입국 등에서는 이를 수행할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 이와 같은 방법은 손 씻는 사람의 세척 습관이 모두 다르고, 특히 유아나 어린이는 꼼꼼히 구석구석 깨끗이 씻지 못하는 문제점이 있고, 꼼꼼히 손을 씻는 경우에 세척에 수분 이상의 오랜 시간이 소용되는 문제점이 있다.

나아가, 비누 또는 소독용 젤을 이용하는 경우, 손을 건조시키는 시간 및/또는 장치가 필요하다.

또한, 손으로 눌러 공급되는 펌핑 방식의 소독용 젤은, 여러 사람이 같이 사용하여 용기 또는 장치를 통한 간접접촉에 의한 병원균 감염 우려를 배제할 수 없고, 적량을 사용하기 용이하지 않고, 손에 남아 있는 젤로 인해 다른 물건을 잡을 때 물건이 미끄러져서 떨어지는 문제점이 있다. 자동 분사 방식의 소독용 젤의 경우도 필요에 따른 최적량의 사용이 어려워서 낭비되는 부분이 있다.

또한, 비누 또는 소독용 젤은 사용으로 인해 소모되므로 계속적인 구매 및 적절한 시기에 재공급을 해야 하므로, 유지 및 관리에 큰 비용과 노력이 든다.

한편, 엘리베이터와 같은 협소한 공간을 다수의 이용자가 사용하는 경우, 엘리베이터 버튼을 누르는 과정에서 전염성이 높은 바이러스와 같은 병원균과의 접촉에 의해 2차 감염이 발생할 가능성이 크다.

이에 따라 엘리베이터 앞에 소독용 젤을 비치하거나 엘리베이터 버튼 패널에 항균 필름을 부착한다.

그러나, 상기 소독용 젤은 상기와 같은 문제점이 있고, 항균 필름을 항균력이 일정 기간 이상 유지되기 어려워 계속적인 구매 및 교체의 필요가 있다. 또한, 항균 필름은 사용량에 따라 항균력이 저하되어 그 사용 기간이 더 단축될 수 있음에도 사용량에 따른 적절한 교체 시기를 정확하게 알 수 없는 단점도 있다.

따라서, 종래 손 소독 방식을 개선하여 손 소독 시 물이 필요 없어 장소에 구애받지 않고 간편하고 효율적으로 손을 소독할 수 있고, 다수의 이용자간의 간접 접촉을 최소화하면서 유지 및 관리가 용이하고 저렴한 비용으로 반영구적으로 사용 가능한 손 소독용 장치에 대해 요구가 있다.

본 고안의 배경기술로 대한민국 등록실용신안공보 제20-0257406호에 손 자동 소독장치가 기재되어 있다.

본 고안의 목적은 손 소독 시 물이 필요 없어 장소에 구애받지 않고 다수의 이용자간의 간접 접촉을 최소화하면서 간편하고 효율적으로 손을 소독할 수 있는 소독용 플라즈마 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 유지 및 관리가 용이하고 저렴한 비용으로 반영구적으로 사용 가능한 손 소독용 플라즈마 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적 및 이점은 하기의 고안의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 더욱 명확하게 된다.

일 측면에 의하면, 전압인가전극; 상기 전압인가전극의 일측에 형성된 유전체층; 및 상기 유전체층 일측에 형성된 접지전극을 포함하여, 대기압 플라즈마를 생성하여 활성종을 발생시키는 플라즈마 패널; 상기 플라즈마 패널을 둘러싸며 공기유입구를 구비하는 하우징; 상기 하우징 일측에 구비되어 손의 접근 상태를 감지하여 플라즈마 패널을 작동시키는 센서; 및 상기 하우징 일측에 형성되어 플라즈마 패널에서 발생된 활성종을 외부로 배출하는 활성종배출구를 포함하는, 손 소독용 플라즈마 장치가 제공된다.

일 실시예에 의하면, 상기 전압인가전극은 면 형태, 메쉬 형태, 또는 다공성 스펀지 형태의 전도성 금속 또는 전도성 물질로 구성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 유전체층은 2-100의 상대 유전율을 가질 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 유전체층은 세라믹 또는 고분자로 구성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 접지전극은 메쉬 형태 또는 다공성 스펀지 형태의 전도성 금속 또는 전도성 물질로 구성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 접지전극은 타공을 갖는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 판재로 형성될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 타공 면적은 상기 접지전극의 전체 면적의 10-90%일 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 플라즈마 패널은 절연체 내에 배치될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 하우징 내부에 설비되어 상기 플라즈마 패널로 상기 하우징 외부의 공기를 공급하는 팬을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 팬은 풍속 0.1-1 m/s의 기체를 하우징 외부로 공급할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 센서는 근접센서일 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 센서의 작동에 의해 릴레이에 의해 신호를 받아 플라즈마 패널에 전원을 공급할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 전원은 전압 5 kV 이하일 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 전원은 주파수 50Hz - 50kHz인 정현파, 사각파, 또는 펄스 형태의 전원일 수 있다.

일 실시예에 의하면, 배출되는 오존 농도를 0.1 ppm 이하로 유지할 수 있다.

본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치는 손 소독 시 물이 필요 없어 장소에 구애받지 않고 다수의 이용자간의 간접 접촉을 최소화하면서 간편하고 효율적으로 손을 소독할 수 있는 이점이 있다.

본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치는 공기와 고전압 전원을 통해 살균 효과가 있는 수준 농도의 오존을 발생할 수 있어, 유지 및 관리가 용이하고 저렴한 비용으로 반영구적으로 손을 소독할 수 있는 이점이 있다.

본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치는 사용자가 흡입하는 오존의 농도를 0.1 ppm 이하로 유지할 수 있고 인체에 무해한 조건에서 손 소독을 할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 손 소독용 플라즈마 장치의 단면도이다.
도 2는 본 고안의 다른 실시예에 의한 손 소독용 플라즈마 장치의 단면도이다.

본 고안은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 고안을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 손 소독용 플라즈마 장치의 단면도이다.

상기 도 1을 참조하면, 본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치(100)는 플라즈마 패널(10); 상기 플라즈마 패널(10)을 둘러싸며 공기유입구(22)를 구비하는 하우징(20); 상기 하우징(20) 일측에 구비되어 손의 접근 상태를 감지하여 플라즈마 패널(10)을 작동시키는 센서(30); 및 상기 하우징(20) 일측에 형성되어 플라즈마 패널(10)에서 발생된 활성종을 외부로 배출하는 활성종배출구(24)를 포함한다.

상기 플라즈마 패널(10)은 대기압 플라즈마(4)를 생성하여 활성종을 발생시키며, 이를 위해 전압인가전극(1); 상기 전압인가전극(1)의 일측에 형성된 유전체층(2); 및 상기 유전체층(2) 일측에 형성된 접지전극(3)으로 구성된다.

상기한 구성에 의해 전기적 에너지를 이용하여 약 1기압의 대기 중에서 산소, 질소, 수분, 및 이산화탄소로 이루어진 대기 가스를 분해하여 활성종을 발생한다.

대기 중 1기압에서 플라즈마를 발생하기 위해서는 약 30kV/cm 이상의 전기장이 필요하며, 금속과 금속 간 공간에 상기 전기장을 인가할 경우 방전이 발생된다. 이때, 안정적인 방전을 유지하고 과도한 방전 전류 발생을 억제하기 위해 유전체를 삽입하게 된다.

상기와 같은 대기압 유전체 격벽 방전은 한 개 이상의 전극에 주파수 수 kHz 내지 수백 MHz의 교류 전압을 인가하고, 상기 분리된 전극 간 공간에 직류 전류의 흐름을 막는 유전체가 위치한다. 상기 유전체에 의해 직류 전류가 과도하게 흐르지 못하고, 고온 아크 방전으로의 전이가 억제되어 약 1기압에서 수십 섭씨온도 수준의 가스 온도를 가지는 저온 플라즈마를 유지할 수 있다.

본 고안에 있어서, 상기 "활성종"은 이에 한정되는 것은 아니나, 저온 플라즈마에서 발생되는 활성종으로 산소이온(O, O²⁺), 오존(O₃)을 포함하는 활성 산소종 ROS (Reactive Oxygen Species), 활성 질소종 RNS(Reactive Nitrogen Species), 수산화기 (OH) 등이다. 본 고안에서 활성종은 손에 부착된 바이러스 포함하는 병원균의 세포벽을 파괴하고 생명 유지 기능을 저감시키는 멸균 기능을 가질 수 있다.

상기 전압인가전극(1)은 유전체 격벽 플라즈마 발생을 위한 전압이 인가되는 전극으로, 다양한 형태의 전극이 이용될 수 있다. 상기 전압인가전극(1)은 면 형태, 메쉬 형태, 또는 다공성 스펀지 형태의 전도성 금속 또는 전도성 물질로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전압인가전극(1)은 메쉬 형태가 중첩된 직물 형태를 포함할 수 있다.

상기 전압인가전극(1)은 철(Fe), 크롬 (Cr), 니켈 (Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 및 탄소나노튜브, 탄소나노섬유 등을 포함하는 탄소복합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종일 수 있다.

상기 유전체층(2)은 이에 한정되는 것은 아니나, 2-100의 상대유전율을 가질 수 있다. 상기 범위의 상대유전율을 가지는 유전체층(2)을 이용하면, 인체에 무해하면서 효과적으로 손 소독을 할 수 있는 활성종을 발생하는 데 적합할 수 있다. 특히, 유전체층(2)의 상대유전율이 100을 초과하는 경우 유전체층(2) 내부에서의 전압 감쇄가 크게 발생되어 플라즈마 발생을 필요한 유전체층(2) 표면의 전기장이 충분히 형성되지 않을 수 있다. 본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치(100)에 사용되는 다양한 유전체층(2)의 일반적인 두께가 수백 ㎛에서 수 mm로 예상되기 때문에 100 초과의 상대유전율을 가지는 유전체층(2)을 이용해 플라즈마를 발생시키기 위해서는 수십 kV 이상의 고전압이 필요하며, 이러한 고전압 전원은 본 고안의 플라즈마 장치(100)에 적용이 어려울 수 있다.

상기 유전체층(2)은 세라믹 또는 고분자로 구성될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 세라믹은 Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂ 등을 적합할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 고분자는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES), 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리프로필렌(Polypropylen, PP), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 또는 이의 1종 이상일 수 있다.

상기 접지전극(3)은 전압이 인가되지 않은 전극으로, 다양한 형태의 전극이 이용될 수 있다. 상기 접지전극(3)은 타공 메쉬 형태, 다공성 스펀지 형태, 또는 직물 형태의 전도성 금속 또는 전도성 물질로 구성될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 면형 전극 구조보다는 메쉬 형태 등의 전극 구조가 방전 전압을 낮출 수 있는 장점이 있다. 낮은 방전 전압은 상기 플라즈마 패널을 손 소독용으로 사용할 경우 평판형 대비 상대적으로 낮은 전압에서 활성종 발생이 가능하여 사용 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

상기 접지전극(3)은 철(Fe), 크롬 (Cr), 니켈 (Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 및 탄소나노튜브, 탄소나노섬유 등을 포함하는 탄소복합체로 이루어진 군에서 선택되는 1종일 수 있다.

이에 제한되는 것은 아니나, 상기 접지전극(3)은 타공을 갖는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 판재로 형성될 수 있다. 플라즈마가 발생하는 산화력이 강한 대표적인 산소활성종인 오존에 장시간 노출시 표면산화로 인한 접지전극(3)의 부도체층 형성을 최소화해야 한다. 전도도가 좋은 구리의 경우 오존에 의한 산화가 심해 접지전극(3)으로 사용하기 어렵다. 스테인리스 스틸은 산화에 강해 사용이 적합하며, 알루미늄은 자연산화막이 존재하여 오존 노출에 의한 과도한 산화를 억제할 수 있어 본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치(100)에 적합하게 사용할 수 있다.

상기 타공은 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등의 형태로 형성될 수 있다.

이에 제한되는 것은 아니나, 상기 타공 면적은 상기 접지전극(3)의 전체 면적의 10-90%인 경우가 인체에 무해하면서 효과적으로 손 소독을 할 수 있는 활성종을 발생하는 데 적합할 수 있다. 본 고안에 의한 장치에서 플라즈마는 접지전극(3)의 경계와 유전체층(2)이 접하는 부분에서 발생된다. 접지전극(3)의 타공 면적이 10% 미만인 경우 플라즈마가 발생가능한 영역이 적어 소독을 위한 산소활성종 등을 충분히 생성하지 못할 수 있다. 반대로 접지전극(3)의 타공 면적이 90% 초과인 경우 과도한 산소활성종인 오존 발생으로 인한 사용자의 안전에 위험을 초래할 수 있다.

상기 전압인가전극(1) 및 접지전극(3)은 동일 평면상에 형성되도록 구성될 수도 있고, 도 1에 나타난 바와 같이, 유전체층(2)을 사이에 두고 형성되어 동일 평면상에 위치하지 않을 수 있다.

이에 제한되는 것은 아니나, 상기 전압인가전극(1)은 면 형태이고, 상기 접지전극(3)은 메쉬 형태로 구성되면 인체에 무해하면서 효과적으로 손 소독을 할 수 있는 활성종을 발생하는 데 적합할 수 있다.

상기 플라즈마 패널(10)은 절연체(5) 내에 배치될 수 있다. 상기한 구성에 의하면, 인체에 무해하면서 효과적으로 손 소독을 할 수 있는 활성종을 발생하는 데 적합할 수 있다.

상기 하우징(20) 내부에 설비되어 상기 플라즈마 패널(10)로 상기 하우징(20) 외부의 공기를 공급하는 팬(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 팬(40)은 풍속 0.1-1 m/s의 기체를 하우징 외부로 공급할 수 있다. 상기한 구성에 의해, 인체에 무해하면서 효과적으로 손 소독을 할 수 있는 활성종을 공급하는 데 적합할 수 있다. 상기 팬(40)의 풍속이 0.1 m/s 미만인 경우, 플라즈마 장치(100) 내부에서 형성된 오존 등의 활성종이 유동을 따라 외부로 배출되지 못해 손이 위치한 부분의 오존 등의 활성종 농도를 소독 작용이 가능한 수준으로 제공하지 못할 수 있다. 반대로 상기 팬(40)의 풍속이 1 m/s 초과인 경우, 내부에서 생성되는 오존 등 활성종의 생성량 대비 배출량이 많아 손이 위치한 영역의 오존 등의 활성종의 농도가 낮아져 소독 효과를 얻지 못할 수 있다.

상기 센서(30)는 근접센서일 수 있다. 근접센서는 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있는 센서이다. 상기 근접센서는 다양한 공지의 기술을 이용할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 근접센서는 적외선 근접센서, 초음파 근접센서 등이 적합할 수 있다.

상기 센서(30)의 작동에 의해 릴레이(50)에 의해 신호를 받아 플라즈마 패널(10)에 전원(60)을 공급할 수 있다.

상기 전원(60)은 전압 5 kV 이하일 수 있다. 상기 전원의 전압 5 kV를 초과하면 활성종 발생이 과도할 수 있어, 인체에 무해하면서 효과적으로 손 소독을 할 수 있는 활성종을 발생하는 데 적합하지 않을 수 있다. 상기 유전체층(2)의 상대유전율이 2-100 범위인 유전체층(2)의 두께를 200 μm 내지 2 mm 수준으로 조절하면서 플라즈마를 형성 가능한 전압의 최대값은 약 5 kV이다. 5 kV 이상의 전압이 요구되는 경우, 전원장치의 고전압 절연 안정성을 추가로 고민해야 하기 때문에 필요 이상의 부대시설이 필요하므로, 본 고안에 의한 플라즈마 장치(100)에서는 최대 5 kV 이하의 전압을 사용하는 것이 적합할 수 있다.

상기 전원은 주파수 50Hz - 50kHz인 정현파, 사각파, 또는 펄스 형태의 전원일 수 있다. 상기한 구성에 의하면, 인체에 무해하면서 효과적으로 손 소독을 할 수 있는 활성종을 발생하는 데 적합할 수 있다. 일반 공급전원의 주파수인 50-60 Hz 전원 사용시 복잡한 회로없이 플라즈마 발생이 가능하다. 하지만 대기압 저온 플라즈마의 유지시간은 수 내지 수십μs 정도밖에 되지 않아 실제 전원 인가시간 대비 플라즈마 발생시간은 매우 낮은 비율을 차지한다. 따라서 오존 발생량을 증가시키기 위해서는 주파수를 증가시켜 플라즈마 유지시간과 유사하게 전원을 공급할 경우 효과적으로 오존을 형성할 수 있으며, 수십 kHz 수준의 주파수가 적절하다. 하지만 전원 공급시 주파수가 증가함에 따라 플라즈마 발생기와 전원장치 간에 전기적 Impedance Matching이 필요하게 되어 전원장치의 복잡도가 증가한다. 따라서 본 고안의 장치에서는 오존 발생 효율과 전원의 단순화를 위해 50 Hz - 50 kHz 영역의 주파수를 사용하는 것이 적합할 수 있다.

본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치는 상기한 구성에 의하여, 배출되는 오존 농도를 0.1 ppm 이하로 유지할 수 있다. 사람이 오존에 노출되었을 경우 권고사항은 0.1 ppm에 1 시간이다. 실제 손 소독을 하는 사람이 배출되는 오존 기체에 노출되는 시간은 1 분 이하일 것이며, 살균효과보다 사용자의 안전성을 고려하여 보수적으로 잡아 배출 오존 농도를 0.1 ppm으로 설정하는 것이 적합할 수 있다.

본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치는 타이머(미도시)를 더 포함하여, 소정의 시간 동안 플라즈마 패널(10)을 구동하여 활성종 발생량을 조절할 수 있다.

따라서, 본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치는 사용자가 오존의 농도를 0.1 ppm 이하로 유지할 수 있고 예상 사용시간인 약 10초 이내에서 인체에 무해한 조건에서 손 소독을 효율적으로 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치는 고립된 공간이 아닌 공개된 공간 혹은 엘리베이터와 같이 지속적으로 환기가 되는 공간에 설치할 경우 오존 농도 상승에 따른 인체에 무해한 조건에서 손 소독을 할 수 있는 이점이 있다.

도 2는 본 고안의 다른 실시예에 의한 손 소독용 플라즈마 장치의 단면도이다. 상기 도 2의 손 소독용 플라즈마 장치는 도 1의 플라즈마 장치와 비교하여 플라즈마(10') 및 팬(40')의 위치만 변경된 구조이므로 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치(100)의 작동 방법에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 손 소독이 필요한 경우, 손 소독용 플라즈마 장치(100)에 손을 가까이 대면 손의 접근이 센서(30)에 의해 감지된다.

상기 센서(30)의 작동으로 릴레이(50)에 의해 신호를 받아 전원(60)에 의해 전압이 팬(40) 및 플라즈마 패널(10)에 인가되어 팬(40) 및 플라즈마 패널(10)이 구동된다.

이에 따라, 팬(40)은 플라즈마 장치(100)의 하우징(20) 외부의 공기를 공기유입구(22)를 통해 유입시키고, 유입된 대기의 기체는 플라즈마 패널(10)에서 발생되는 플라즈마(4)에 의해 분해되어 오존(O₃) 등 활성종을 발생시킨다.

상기 발생된 오존 등의 활성종은 상기 활성종배출구(24)를 통해 소독이 필요한 손에 공급된다.

이때, 본 고안의 전원 및 풍속에 의해 오존은 0.1 ppm 이하의 농도로 타이머에 의해 약 10초 이내로 공급되어, 인체에 무해한 조건에서 손 소독을 효과적으로 할 수 있다.

상기와 같은 작동 방법에 의해, 본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치(100)는 손 소독 시 물이 필요 없어 장소에 구애받지 않고 다수의 이용자 간의 간접 접촉을 최소화하면서 간편하고 효율적으로 손을 소독할 수 있다. 따라서, 엘리베이터, 학교 교문, 공항 출입국 등 다양한 장소에 설치하여 활용할 수 있다.

또한, 본 고안에 의한 손 소독용 플라즈마 장치(100)는 공기와 고전압 전압을 통해 살균 효과가 있는 수준 농도의 오존을 발생할 수 있어, 유지 및 관리가 용이하고 저렴한 비용으로 반영구적으로 손을 소독할 수 있다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

1: 전압인가전극
2: 유전체층
3: 접지전극
4: 플라즈마
5: 절연체
10: 플라즈마 패널
20: 하우징
22: 공기유입구
24: 활성종배출구
30: 센서
40: 팬
50: 릴레이
60: 전원
100: 플라즈마 장치

Claims

전압인가전극; 상기 전압인가전극의 일측에 형성된 유전체층; 및 상기 유전체층 일측에 형성된 접지전극을 포함하여, 대기압 플라즈마를 생성하여 활성종을 발생시키는 플라즈마 패널;
상기 플라즈마 패널을 둘러싸며 공기유입구를 구비하는 하우징;
상기 하우징 일측에 구비되어 손의 접근 상태를 감지하여 플라즈마 패널을 작동시키는 센서; 및
상기 하우징 일측에 형성되어 플라즈마 패널에서 발생된 활성종을 외부로 배출하는 활성종배출구를 포함하는, 손 소독용 플라즈마 장치.
제1항에 있어서,
상기 전압인가전극은 면 형태, 메쉬 형태, 또는 다공성 스펀지 형태의 전도성 금속 또는 전도성 물질로 구성되는, 손 소독용 플라즈마 장치.
제1항에 있어서,
상기 유전체층은 2-100의 상대유전율을 갖는, 손 소독용 플라즈마 장치.
제1항에 있어서,
상기 유전체층은 세라믹 또는 고분자로 구성되는, 손 소독용 플라즈마 장치.
제1항에 있어서,
상기 접지전극은 메쉬 형태 또는 다공성 스펀지 형태의 전도성 금속 또는 전도성 물질로 구성되는, 손 소독용 플라즈마 장치.
제1항에 있어서,
상기 접지전극은 타공을 갖는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 판재로 형성되는, 손 소독용 플라즈마 장치.
제6항에 있어서,
상기 타공 면적은 상기 접지전극의 전체 면적의 10-90%인, 손 소독용 플라즈마 장치.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 패널은 절연체 내에 배치되는, 손 소독용 플라즈마 장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징 내부에 설비되어 상기 플라즈마 패널로 상기 하우징 외부의 공기를 공급하는 팬을 더 포함하는, 손 소독용 플라즈마 장치.
제9항에 있어서,
상기 팬은 풍속 0.1-1 m/s의 기체를 하우징 외부로 공급하는, 손 소독용 플라즈마 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서는 접근센서인, 손 소독용 플라즈마 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서의 작동에 의해 릴레이에 의해 신호를 받아 플라즈마 패널에 전원을 공급하는, 손 소독용 플라즈마 장치.
제12항에 있어서,
상기 전원은 전압 5 kV 이하인, 손 소독용 플라즈마 장치.
제12항에 있어서,
상기 전원은 주파수 50Hz - 50kHz인 정현파, 사각파, 또는 펄스 형태의 전원인, 손 소독용 플라즈마 장치.
제1항에 있어서,
배출되는 오존 농도를 0.1 ppm 이하로 유지하는, 손 소독용 플라즈마 장치.