KR20210059097A - Plasma generating apparatus arranged as slant type - Google Patents

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KR20210059097A
KR20210059097A KR1020190145660A KR20190145660A KR20210059097A KR 20210059097 A KR20210059097 A KR 20210059097A KR 1020190145660 A KR1020190145660 A KR 1020190145660A KR 20190145660 A KR20190145660 A KR 20190145660A KR 20210059097 A KR20210059097 A KR 20210059097A
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plasma
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antibacterial
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KR1020190145660A
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이승훈
김도근
김창수
박훈관
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한국재료연구원
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Abstract

The present invention relates to a plasma generation device in an oblique arrangement. More particularly, the present invention relates to a plasma generation device in an oblique arrangement for air purification which can effectively generate ozone for removing bacteria, viruses, and the like, and can minimize pressure loss and ozone emission. To this end, the plasma generation device in an oblique arrangement comprises one or more plasma generation modules including a high voltage electrode, a ceramic dielectric, and a ground electrode.

Description

사선형 배열의 플라즈마 발생 장치{Plasma generating apparatus arranged as slant type}Plasma generating apparatus arranged as slant type

본 발명은 사선형 배열의 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 박테리아와 바이러스 등을 제거하기 위한 오존을 효과적으로 생성할 수 있고, 압력 손실 및 오존 배출을 최소화할 수 있는 공기정화용 사선형 배열의 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for generating a plasma in an oblique arrangement. In more detail, the present invention relates to a plasma generating apparatus having a diagonal arrangement for air purification capable of effectively generating ozone for removing bacteria and viruses, and minimizing pressure loss and ozone emission.

우리가 생활하는 실내 공간의 공기는 외부에서 유입되는 미세먼지, 실내 건축자재가 방출하는 휘발성유기화합물과 방사성 물질인 라돈, 사람 및 동물이 발생시키는 바이오에어로졸 등에 의해 오염되며, 실외 미세먼지 농도의 증가로 환기가 감소하여, 실내 공기 오염은 더욱 악화되고 있는 실정이다. The air in the indoor space where we live is contaminated by fine dust entering from the outside, volatile organic compounds emitted by indoor building materials, radon, a radioactive material, and bio aerosols generated by humans and animals, and the concentration of outdoor fine dust increases. Furnace ventilation is reduced, and indoor air pollution is worsening.

특히, 박테리아, 곰팡이, 진균과 같은 미생물과 바이러스 등을 포괄적으로 의미하는 바이오에어로졸 또는 병원체에 의한 실내 공기 오염 문제가 심각하다. 예를 들면, 메르스(Middle East Respiratory Syndrome, MERS)의 사례에서 보는 바와 같이, 공공시설의 실내 공기 중 병원체의 관리 기술 부족으로 인한 전염병의 2차 감염 발생이 급증할 수 있는 문제점이 확인되었다. In particular, there is a serious problem of indoor air pollution by bioaerosols or pathogens, which comprehensively means microorganisms and viruses such as bacteria, fungi, and fungi. For example, as seen in the case of MERS (Middle East Respiratory Syndrome, MERS), a problem in which secondary infection of infectious diseases may increase rapidly due to the lack of management skills of pathogens in the indoor air of public facilities has been confirmed.

안전하고 건강한 생활환경 조성을 위한 사회적 수요 증가에 따라, 바이오에어로졸의 효과적인 포집 및 살균이 가능한 신개념의 공기정화용 소재의 필요성이 증가하고 있다.With the increasing social demand for creating a safe and healthy living environment, the need for a new concept air purification material capable of effective collection and sterilization of bio aerosols is increasing.

현재 공기정화 용도로 사용되는 고분자 섬유 기반의 필터 소재는 일반적으로 0.3 마이크로미터 크기 이상의 세균 포집, 미세먼지 집진이 가능하지만 필터에 포집된 미생물이 필터에 포집된 먼지, 수분을 먹이로 증식하는 문제가 보고되고 있으며, 이로 인한 악취 발생, 미생물의 증식 등의 문제점이 있다.Currently, polymer fiber-based filter materials used for air purification are generally capable of collecting bacteria larger than 0.3 micrometers in size and collecting fine dust, but there is a problem that microorganisms collected in the filter proliferate as food with the dust and moisture collected in the filter. It has been reported, and there are problems such as occurrence of odor and proliferation of microorganisms due to this.

또한, 바이오에어로졸 관리 기술로 알려진 자외선 살균방식은 병원체 제거 성능 부족, 고분자 섬유기반 필터와 혼용 시 고분자 필터 경화에 의한 수명 단축의 문제가 있으며, 플라즈마 방식은 대형 공조기 내의 압력손실, 유해 오존 배출 등의 기술적 난제가 존재하고 있다.In addition, the ultraviolet sterilization method, known as a bioaerosol management technology, has problems of lack of pathogen removal performance and shortening of life due to curing of the polymer filter when mixed with a polymer fiber-based filter. There are technical challenges.

따라서, 병원과 같은 공공시설에서의 바이오에어로졸에 의한 2차 감염 등의 피해를 방지하기 위해서는 공공시설 내의 공간의 특성에 따라 실내공기질을 최적화할 수 있으면서 동시에 바이오에어로졸을 살균할 수 있는 공기정화용 소재 개발이 필요하다.Therefore, in order to prevent damage such as secondary infection caused by bioaerosol in public facilities such as hospitals, the development of air purification materials capable of sterilizing bioaerosols while optimizing indoor air quality according to the characteristics of spaces in public facilities I need this.

본 발명의 배경기술로는 대한민국 등록특허 제1818947호에 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치가 기재되어 있다.As a background technology of the present invention, an air purification ion generating device for removing fine dust is described in Korean Patent No. 1818947.

본 발명의 목적은 바이오에어로졸 살균 성능이 우수한 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a plasma generating device having excellent bioaerosol sterilization performance.

본 발명의 다른 목적은 대형 공기정화기 내의 압력손실과 바이오에어로졸 살균을 위한 오존 농도를 기계적으로 조절할 수 있는 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a plasma generating device capable of mechanically controlling the pressure loss in a large air purifier and the ozone concentration for bioaerosol sterilization.

본 발명의 또 다른 목적은 공공시설 내의 공간의 특성에 따라 실내공기의 질을 최적화할 수 있는 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a plasma generating apparatus capable of optimizing the quality of indoor air according to the characteristics of a space in a public facility.

본 발명의 또 다른 목적은 오존 배출을 최소화할 수 있는 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a plasma generating apparatus capable of minimizing ozone emission.

본 발명의 또 다른 목적은 상용 공조설비에 적용 가능하기 위해 대면적화가 가능한 플라즈마 발생 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a plasma generating apparatus capable of increasing the area in order to be applicable to commercial air conditioning equipment.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 더욱 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent by the following detailed description, claims and drawings.

일 측면에 따르면, 고전압전극, 세라믹 유전체, 및 접지전극을 포함하는 플라즈마 발생 모듈을 1 이상 포함하고, 상기 플라즈마 발생 모듈이 사선으로 다층으로 배열되고, 상기 플라즈마 발생 모듈의 일측에는 플라즈마 발생부가 형성되고, 상기 플라즈마 발생 모듈의 타측에는 항균부재층이 구비되고, 상기 플라즈마 발생 모듈은 각도조절이 가능한, 플라즈마 발생 장치가 제공된다.According to one aspect, the plasma generation module includes at least one plasma generation module including a high voltage electrode, a ceramic dielectric, and a ground electrode, wherein the plasma generation module is arranged in multiple layers in a diagonal line, and a plasma generation unit is formed on one side of the plasma generation module. , An antibacterial member layer is provided on the other side of the plasma generating module, and the plasma generating module is angle-adjustable, and a plasma generating device is provided.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생 모듈은 송풍 방향을 기준으로 0° 초과 90° 미만의 각도 조절이 가능할 수 있다.According to an embodiment, the plasma generating module may be capable of adjusting an angle of more than 0° and less than 90° based on the blowing direction.

일 실시예에 따르면, 제1 플라즈마 발생 모듈의 플라즈마 발생부와 제2의 플라즈마 발생 모듈의 항균부재층이 마주보게 배열될 수 있다.According to an embodiment, the plasma generation unit of the first plasma generation module and the antibacterial member layer of the second plasma generation module may be arranged to face each other.

일 실시예에 따르면, 상기 다층으로 배열된 플라즈마 발생 모듈이 다열로 배열되고, 제1열의 플라즈마 발생 모듈의 항균부재층과 제2열의 플라즈마 발생 모듈의 플라즈마 발생부가 마주보게 배열될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the plasma generating modules arranged in multiple layers may be arranged in multiple rows, and the antibacterial member layer of the plasma generating module in the first row and the plasma generating portion of the plasma generating module in the second row may be arranged to face each other.

일 실시예에 따르면, 상기 항균부재층은 항균활성을 가진 아연산화물과 오존을 수산화물로 변환하는 탄소화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the antibacterial member layer may include at least one of zinc oxide having antibacterial activity and a carbon compound that converts ozone into hydroxide.

일 실시예에 따르면, 상기 아연산화물은 ZnOx를 포함하고, 상기 x는 1 내지 2일 수 있다.According to an embodiment, the zinc oxide includes ZnOx, and x may be 1 to 2.

일 실시예에 따르면, 상기 탄소화합물은 오존을 OH 활성종으로 변환할 수 있다.According to an embodiment, the carbon compound may convert ozone into OH active species.

일 실시예에 따르면, 상기 항균부재층의 두께는 100nm 내지 1 mm일 수 있다.According to an embodiment, the thickness of the antibacterial member layer may be 100 nm to 1 mm.

일 실시예에 따르면, 상기 세라믹 유전체의 일측면에 금속의 고전압 전극이 구비되고, 상기 세라믹 유전체의 타측면에 격자형 또는 다공성 형태의 접지전극이 구비될 수 있다.According to an embodiment, a metal high voltage electrode may be provided on one side of the ceramic dielectric, and a lattice or porous ground electrode may be provided on the other side of the ceramic dielectric.

일 실시예에 따르면, 상기 고전압 전극은 세라믹 유전체에 매입될 수 있다.According to an embodiment, the high voltage electrode may be embedded in a ceramic dielectric.

다른 측면에 따르면, 상기 플라즈마 발생장치를 포함하는, 공기정화장치가 제공된다.According to another aspect, there is provided an air purification apparatus including the plasma generating apparatus.

일 실시예에 따르면, 공기정화장치 내측에 항균부재층이 형성되어 있을 수 있다.According to an embodiment, an antibacterial member layer may be formed inside the air purification device.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생장치 후방에 오존제거촉매부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, an ozone removal catalyst may be further included at the rear of the plasma generating device.

일 실시예에 따르면, 상기 공기정화장치의 풍속은 0.1 내지 3 m/s 일 수 있다.According to an embodiment, the wind speed of the air purification device may be 0.1 to 3 m/s.

일 실시예에 따르면, 상기 공기정화장치는 배오존 농도를 0.05 ppm 이하로 제어할 수 있다.According to an embodiment, the air purifier may control the concentration of ozone to be 0.05 ppm or less.

일 실시예에 의하면, 다층 및 다열로 배치된 면 형태의 플라즈마 발생장치 구조에 의해 공조 덕트 내에 존재하는 박테리아와 바이러스 등을 제거하기 위한 오존을 효과적으로 생성할 수 있다.According to an embodiment, ozone for removing bacteria and viruses existing in the air conditioning duct can be effectively generated by the structure of the plasma generator in the form of a surface arranged in multiple layers and multiple rows.

일 실시예에 의하면, 다층으로 배치된 구조에 의해 대형 공조기 내의 압력손실을 최소화하면서 공기정화용량을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment, the air purification capacity can be improved while minimizing pressure loss in a large air conditioner due to the structure arranged in multiple layers.

일 실시예에 의하면, 플라즈마 발생 모듈의 각도를 조절할 수 있어 대형 공공시설 내의 공간의 특성에 따라 압력손실 및 살균효과를 조절할 수 있어, 실내공기의 질을 최적화할 수 있다.According to an embodiment, since the angle of the plasma generating module can be adjusted, the pressure loss and sterilization effect can be adjusted according to the characteristics of a space in a large public facility, thereby optimizing the quality of indoor air.

일 실시예에 의하면, 오존분해가 가능한 항균부재에 의해 유해한 오존 배출을 최소화할 수 있다. According to an embodiment, harmful ozone emission may be minimized by an antibacterial member capable of ozone decomposition.

일 실시예에 의하면, 상용 공조설비에 용이하게 적용할 수 있는 플라즈마 발생장치를 제공할 수 있다.According to one embodiment, it is possible to provide a plasma generating device that can be easily applied to a commercial air conditioning equipment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사선형 배열의 플라즈마 발생 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치에 포함되는 플라즈마 발생 모듈을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생장치에 포함되는 플라즈마 발생 모듈을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2c는 도 2a 및 도 2b의 플라즈마 발생 모듈의 일측에 형성된 플라즈마 발생부의 플라즈마 방전사진을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 포함하는 공조용 공기정화장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 유량 0.7 l/min 조건에서 전력 소모량에 따른 플라즈마 발생장치의 오존 발생량을 나타낸 그래프이다.
1 schematically shows an apparatus for generating a plasma in an oblique arrangement according to an embodiment of the present invention.
2A schematically shows a plasma generating module included in the plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
2B schematically shows a plasma generating module included in a plasma generating apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 2C is a picture of a plasma discharge picture of a plasma generating unit formed on one side of the plasma generating module of FIGS. 2A and 2B.
3 is a schematic view of an air-conditioning air purifying apparatus including a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the amount of ozone generated by the plasma generator according to the amount of power consumption under the condition of a flow rate of 0.7 l/min.

본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The above objects and means of the present invention and effects thereof will become more apparent through the following detailed description in connection with the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains to facilitate the technical idea of the present invention. I will be able to do it. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다", "마련하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form in some cases unless specifically stated in the phrase. In the present specification, terms such as "include", "include", "to prepare" or "have" do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the mentioned elements.

본 명세서에서, "또는", "적어도 하나" 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "또는 B", "및 B 중 적어도 하나"는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.In the present specification, terms such as "or" and "at least one" may represent one of words listed together, or a combination of two or more. For example, "or B", "at least one of and B" may include only one of A or B, and may include both A and B.

본 명세서에서, "예를 들어" 등에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.In this specification, the description following "for example" may not exactly match the information presented, such as a recited characteristic, variable, or value, and tolerances, measurement errors, limitations of measurement accuracy, and other commonly known factors. It should not be limited to the embodiments of the invention according to the various embodiments of the present invention to effects such as modifications, including.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 기재된 경우, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.In the present specification, when a component is described as being'connected' or'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components exist in the middle. It should be understood that it may be possible. On the other hand, when a component is referred to as being'directly connected' or'directly connected' to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '~사이에'와 '직접 ~사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.In the present specification, when a component is described as being'on' or'adjacent' of another component, it may be directly in contact with or connected to another component, but another component exists in the middle. It should be understood that it is possible. On the other hand, when a component is described as being'directly above' or'directly' of another component, it may be understood that another component does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between components, for example,'between' and'directly,' can be interpreted as well.

본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성 요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.In the present specification, terms such as'first' and'second' may be used to describe various elements, but the corresponding elements should not be limited by the above terms. In addition, the terms above should not be interpreted as limiting the order of each component, and may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, the'first component' may be named'second component', and similarly, the'second component' may also be named'first component'.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

본원에서 병원체(病原體)란 바이러스, 세균 등 질병을 일으키는 미생물 등을 가리킨다. 일반적으로 질병을 일으킬 수 있는 어떠한 것이라도 포함된다. In the present application, pathogens refer to microorganisms that cause diseases such as viruses and bacteria. In general, anything that can cause disease is included.

본원에서 바이오에어로졸은 병원체를 포함하고, 알러지를 일으키는 꽃가루, 단백질 등의 입자 등을 모두 포함한다.In the present application, the bioaerosol includes all the particles such as pollen, protein, etc. that include pathogens and cause allergies.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사선형 배열의 플라즈마 발생 장치를 개략적으로 나타내다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치에 포함되는 플라즈마 발생 모듈을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생장치에 포함되는 플라즈마 발생 모듈을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2c는 도 2a 및 도 2b의 플라즈마 발생 모듈의 일측에 형성된 플라즈마 발생부의 플라즈마 방전사진을 나타낸 것이다.1 schematically shows an apparatus for generating a plasma in an oblique arrangement according to an embodiment of the present invention. 2A schematically shows a plasma generating module included in a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B schematically shows a plasma generating module included in a plasma generating apparatus according to another embodiment of the present invention. 2C is a picture of a plasma discharge picture of a plasma generating unit formed on one side of the plasma generating module of FIGS. 2A and 2B.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치에 포함되는 플라즈마 발생 모듈을 개략적으로 나타낸다. 도 2c는 본원의 플라즈마 발생 모듈의 일측에 형성된 플라즈마 방전사진을 나타낸다. 2A and 2B schematically show a plasma generating module included in the plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention. 2C shows a picture of a plasma discharge formed on one side of the plasma generating module of the present application.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치(100)는, 고전압전극(10), 세라믹 유전체(20), 및 접지전극(30)을 포함하는 플라즈마 발생 모듈(1)을 1 이상 포함하고, 상기 플라즈마 발생 모듈(1)이 사선으로 다층으로 배열된다. Referring to FIG. 1, the plasma generating apparatus 100 according to the present invention includes at least one plasma generating module 1 including a high voltage electrode 10, a ceramic dielectric 20, and a ground electrode 30, and , The plasma generating module 1 is arranged in multiple layers in a diagonal line.

이에 한정되는 것은 아니나, 본원에서는 대면적 방전을 전기방전의 형태로 사용하기 위해서 유전체장벽 방전(dielectric barrier discharge)이 가장 적합할 수 있다. 상기 유전체장벽 방전을 사용하면 방전영역의 단위 부피 당 높은 농도의 활성종을 얻을 수 있는 장점이 있다.Although not limited thereto, in the present application, in order to use a large area discharge in the form of electric discharge, a dielectric barrier discharge may be most suitable. The use of the dielectric barrier discharge has an advantage of obtaining a high concentration of active species per unit volume of the discharge region.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본원의 플라즈마 발생 모듈(1)의 일측에는 플라즈마 발생부(40)가 형성되고(도 2c 참조), 상기 플라즈마 발생 모듈(1)은 항균활성을 가진 물질로 코팅된 항균부재층(50)을 포함한다. 상기 플라즈마 발생부(40)에서 대기압 저온 플라즈마가 발생하고, 상기 항균부재층(50)은 항균작용 및 병원체 제거를 위해 플라즈마 발생부(40)에서 발생한 오존을 일부 제거한다. 2A to 2C, a plasma generation unit 40 is formed on one side of the plasma generation module 1 of the present application (see FIG. 2C), and the plasma generation module 1 is coated with a material having antibacterial activity. It includes an antibacterial member layer 50. Atmospheric pressure low-temperature plasma is generated in the plasma generating unit 40, and the antibacterial member layer 50 partially removes ozone generated from the plasma generating unit 40 for antibacterial action and removal of pathogens.

구체적으로, 플라즈마 발생부(40)에서 생성되는 플라즈마는 OH 라디컬, 산소 음이온, 전자, 자외선, 과산화수소 등 정화제 역할을 하는 물질들이 생성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 대면적화를 위해 유전체 장벽 방전을 이용하는 경우, OH 라디컬 및 오존에 의해 바이오에어로졸 내의 병원체(바이러스 또는 세균 등 병을 일으키는 미생물)를 살균 할 수 있으며, 이외에도, 알데히드, 케톤, 암모니아, 황화수소, 질소화합물 및 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds: VOC)도 분해 제거할 수 있다. Specifically, in the plasma generated by the plasma generating unit 40, substances serving as purifiers such as OH radicals, oxygen anions, electrons, ultraviolet rays, and hydrogen peroxide may be generated. Although not limited thereto, in the case of using dielectric barrier discharge for large area, OH radicals and ozone can sterilize pathogens (microorganisms causing diseases such as viruses or bacteria) in the bioaerosol, in addition to aldehydes, ketones, Ammonia, hydrogen sulfide, nitrogen compounds and volatile organic compounds (VOC) can also be decomposed and removed.

또한, 상기 항균부재층(50)은 적용되는 코팅되는 물질에 따라 특정 기능을 구비할 수 있다. 적용되는 물질로는 이에 한정되는 것은 아니나, 항균활성을 가진 아연산화물과 오존을 수산화물로 변환하는 탄소화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 아연산화물 및 탄소화합물은 플라즈마 발생 모듈(1) 내의 바이오에어로졸에 과산화수소 또는 OH 활성종을 공급하여 살균 효과를 유발하고 플라즈마에 의해 발생된 오존을 저감시킬 수 있다.In addition, the antibacterial member layer 50 may have a specific function depending on the material to be coated to be applied. The material to be applied is not limited thereto, but may include at least one of zinc oxide having antibacterial activity and a carbon compound that converts ozone into hydroxide. The zinc oxide and carbon compound may cause a sterilization effect by supplying hydrogen peroxide or OH active species to the bioaerosol in the plasma generation module 1 and reduce ozone generated by plasma.

상기 아연산화물은 이에 한정되는 것은 아니나, ZnOx를 포함하고, 상기 x는 1 내지 2일 수 있고, 산화아연(ZnO)이 가장 적합할 수 있다. The zinc oxide is not limited thereto, but includes ZnOx, and x may be 1 to 2, and zinc oxide (ZnO) may be most suitable.

예를 들면, 항균부재층(50)에 산화아연이 적용되면, 빛에 의한 광촉매 기능에 의한 살균 효과뿐 아니라, 이온 치환에 의해 균의 세포벽을 파괴하여 살균효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 플라즈마 발생면에서 발생한 오존이 산화아연에 의해 과산화수소화 되어, 배출되는 오존의 농도를 저감하고, 플라즈마 발생 모듈(1) 내의 바이오에어로졸에 대한 살균력을 증가시킬 수 있다. 이외에도, 오랜 시간 공기정화기 내에 체류하는 공기로부터 발생할 수 있는 감염균을 예방하는 항균 효과도 가질 수 있다. For example, when zinc oxide is applied to the antibacterial member layer 50, not only the sterilization effect by the photocatalytic function by light but also the sterilization effect can be improved by destroying the cell wall of bacteria by ion substitution. In addition, ozone generated on the plasma generating surface is hydrogen peroxide by zinc oxide, thereby reducing the concentration of discharged ozone and increasing the sterilizing power for the bio aerosol in the plasma generating module 1. In addition, it may have an antibacterial effect of preventing infectious bacteria that may occur from the air staying in the air purifier for a long time.

상기 탄소화합물은 오존을 OH 활성종으로 변환하여 오존 농도를 낮추고 살균활성을 높일 수 있다. 상기 탄소화합물은 항균 방진이 가능한 소재를 활성탄(Activated Carbon; AC)을 코팅하여, 복합기능을 나타낼 수 있다. 상기 입상 활성탄은 콜로이달 형태로 미세입자로 고전압전극 또는 접지전극의 표면층을 형성할 수 있다. 상기 탄소화합로는 예를 들면, 제올라이트 또는 활성탄일 수 있다The carbon compound can reduce ozone concentration and increase sterilization activity by converting ozone into OH active species. The carbon compound may exhibit a composite function by coating activated carbon (AC) with an antibacterial and dustproof material. The granular activated carbon may form a surface layer of a high voltage electrode or a ground electrode with fine particles in a colloidal form. The carbon compound may be, for example, zeolite or activated carbon.

본원의 항균부재층(50)에 두께는 공조기의 구성 및 각 공간별 특성에 따라 제어될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 100nm 내지 1 mm 두께가 적합할 수 있고, 100nm 미만이면, 본원에 따른 항균, 살균 및 오존제거 효과를 미미할 수 있고, 1 mm 초과이면, 표면반응이 주인 항균 작용에서 필요 이상의 두께로 항균소재가 코팅될 수 있다.The thickness of the antibacterial member layer 50 of the present application may be controlled according to the configuration of the air conditioner and the characteristics of each space. Although not limited thereto, a thickness of 100 nm to 1 mm may be suitable, and if it is less than 100 nm, the antibacterial, sterilizing and ozone removal effects according to the present application may be insignificant, and if it exceeds 1 mm, the surface reaction is more than necessary in the main antibacterial action. Antibacterial material can be coated with a thickness.

본원의 플라즈마 발생 모듈(1)은 각도조절이 가능하게 설계되어, 통기량에 따른 제어가 가능하다. 상기 플라즈마 발생 모듈(1)은 이에 한정되는 것은 아니나, 송풍 방향을 기준으로 0° 초과 90° 미만의 범위에서 각도 조절이 가능할 수 있다. 상기한 구성에 의해 공기정화용량을 증가시키면서도, 병원체를 효율적으로 제거할 수 있고, 압력손실을 최소화 할 수 있다. The plasma generation module 1 of the present application is designed to be able to adjust the angle, and control according to the amount of ventilation is possible. The plasma generating module 1 is not limited thereto, but an angle may be adjusted in a range of more than 0° and less than 90° based on the blowing direction. With the above configuration, while increasing the air purification capacity, pathogens can be efficiently removed and pressure loss can be minimized.

도 1 내지 도 2b를 참조하면, 본원의 플라즈마 발생 모듈은 제1 플라즈마 발생 모듈(1")의 플라즈마 발생부(40)와 제2의 플라즈마 발생 모듈(1')의 항균부재층(50)이 마주보게 배열된다. 1 to 2B, the plasma generation module of the present application includes the plasma generation unit 40 of the first plasma generation module 1" and the antibacterial member layer 50 of the second plasma generation module 1'. They are arranged facing each other.

또한, 다층으로 배열된 플라즈마 발생 모듈(1, 1', 1")이 다열(도 3의 제1열 내지 제3열)로 배열되고, 제1열의 플라즈마 발생 모듈(1)의 항균부재층(50)과 제2열의 플라즈마 발생 모듈(2)의 플라즈마 발생부(40)가 마주보게 배열된다. In addition, the plasma generating modules 1, 1', 1" arranged in multiple layers are arranged in multiple rows (first to third rows in FIG. 3), and the antibacterial member layer of the plasma generating module 1 in the first row ( 50) and the plasma generation unit 40 of the plasma generation module 2 of the second row are arranged to face each other.

상기한 구성과 같이, 제2열의 플라즈마 발생 모듈(2)의 플라즈마 발생부(40)에서 발생되어 바이오에어로졸을 살균한 후 외부로 배출되는 인체유해성 라디컬, 특히, 잉여 오존을 제1열의 플라즈마 발생 모듈(1)의 항균부재층(50)에서 효율적으로 저감할 수 있다. As described above, the plasma generation unit 40 of the plasma generating module 2 of the second row generates a plasma of the first row of radicals harmful to humans, in particular, excess ozone, which is generated in the plasma generating unit 40 of the second row and is discharged to the outside after sterilizing the bio aerosol. It can be efficiently reduced in the antibacterial member layer 50 of the module (1).

또한, 다층으로 배열된 플라즈마 발생 모듈이 다열로 배치됨에 따라, 접촉면적을 향상시켜, 종래 플라즈마 발생장치에 비해 충분한 시간 동안 살균작용이 가능하다. 따라서, 상기 플라즈마 발생장치로부터, 병원체의 제거 효율을 향상되고, 공기정화용량을 증가시키면서도, 압력손실을 최소화 시킬 수 있다. In addition, as the plasma generating modules arranged in multiple layers are arranged in multiple rows, the contact area is improved, so that the sterilizing action is possible for a sufficient time compared to the conventional plasma generating apparatus. Accordingly, from the plasma generating device, it is possible to improve the efficiency of removing pathogens, increase the air purification capacity, and minimize the pressure loss.

본원의 플라즈마 모듈(1)은 세라믹 유전체(20)의 일측면에 금속 고전압전극(10)이 구비되고, 상기 세라믹 유전체(20)의 타측면에 격자형 또는 다공성 형태의 접지전극이 구비된다. 고전압전원에 의해 고전압전극에 전원이 인가되면, 상기 접지전극(30) 및 세라믹유전체(20)가 접촉하는 부분에서 대기압 저온 플라즈마가 대량 발생한다. In the plasma module 1 of the present application, a metal high voltage electrode 10 is provided on one side of the ceramic dielectric 20 and a lattice or porous ground electrode is provided on the other side of the ceramic dielectric 20. When power is applied to the high voltage electrode by the high voltage power source, a large amount of atmospheric pressure low temperature plasma is generated in a portion where the ground electrode 30 and the ceramic dielectric 20 contact each other.

상기 고전압전극(10)은 이에 한정되는 것은 아니나, 알루미늄 또는 스테인리스강 재질로 이루어질 수 있고, 상기 접지전극(30)은 이에 한정되는 것은 아니나, 메쉬와 같은 격자형 또는 다공성 형태인 세라믹, 직물형 물질 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. The high voltage electrode 10 is not limited thereto, but may be made of aluminum or stainless steel, and the ground electrode 30 is not limited thereto, but the ground electrode 30 is a ceramic or fabric-like material having a lattice or porous shape such as a mesh. Or it may be composed of a combination of these.

상기 플라즈마 발생 모듈(1)은 플라즈마 발생장치(100) 내부에 체결부재(미도시)에 의해 회동가능하게 체결될 수 있다. 상기 체결부재는 체결공에 삽입되는 볼트와 상기 볼트에 체결되는 너트 또는 힌지축과 이를 연결하는 커넥팅 아암(connecting arm) 등으로 구성될 수 있으나, 상기 체결부재는 플라즈마 발생 모듈(1)의 각도를 조절할 수 있는 체결부재라면, 다양한 변형이 가능하다. 즉, 플라즈마 발생장치(100) 내측에 회동가능하게 지지되는 회동부재에 상기 플라즈마 발생 모듈(1)의 일단부, 양단부, 또는 중앙부가 체결될 수 있다. The plasma generating module 1 may be rotatably fastened by a fastening member (not shown) inside the plasma generating device 100. The fastening member may be composed of a bolt inserted into a fastening hole, a nut fastened to the bolt, or a hinge shaft and a connecting arm connecting the same, but the fastening member has an angle of the plasma generating module 1 If it is a fastening member that can be adjusted, various modifications are possible. That is, one end, both ends, or a central portion of the plasma generating module 1 may be fastened to a rotating member rotatably supported inside the plasma generating apparatus 100.

구동부재에 의해 회동되는 상기 플라즈마 발생 모듈(1)은 개별적 회동될 수도 있고, 플라즈마 발생 모듈의 열별로 회동가능하게 구성될 수도 있다. The plasma generating module 1 rotated by the driving member may be individually rotated, or may be configured to be rotated for each row of the plasma generating module.

도 2b를 참조하면, 본원의 고전압전극(10)은, 상부 및 측면에 세라믹 유전체(20)가 배치될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니나, 고전압전극(10)의 상면, 측면 및 하면에 세라믹 유전체(20)가 배치되어, 세라믹 유전체(20)에 매립될 수도 있다. Referring to FIG. 2B, the high voltage electrode 10 of the present application may have ceramic dielectrics 20 disposed on top and side surfaces, but is not limited thereto, and ceramic dielectrics on the top, side, and bottom surfaces of the high voltage electrode 10 20 may be disposed and embedded in the ceramic dielectric 20.

본원의 세라믹 유전체(20)는 이에 한정되는 것은 아니나, 다공성일 수 있다. 상기 다공성의 세라믹 유전체(20)를 응용하면, 바이오에어로졸 포집 및 살균을 동시에 할 수 있으면서 압력 손실을 최소화할 수 있다. The ceramic dielectric material 20 of the present application is not limited thereto, but may be porous. When the porous ceramic dielectric material 20 is applied, it is possible to simultaneously collect and sterilize the bioaerosol, while minimizing pressure loss.

이하, 본원의 일 실시예에 따른 공기정화장치에 대해 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, an air purification apparatus according to an embodiment of the present application will be described in detail.

도 3은 플라즈마 발생장치(100) 및 오존제거 촉매부(120)를 구비한 공기정화장치(200)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 3 is a diagram schematically showing an air purification apparatus 200 including a plasma generating apparatus 100 and an ozone removal catalyst unit 120.

모듈 형태로 제작이 가능하여 본원의 공기정화장치는 병원 등 대형 시설의 공조덕트에 매립되어 설치되는 형태로 상용 공조설비에 용이하게 적용될 수 있다. Since it can be manufactured in a module form, the air purification device of the present invention can be easily applied to commercial air conditioning equipment in the form of being embedded and installed in air conditioning ducts of large facilities such as hospitals.

즉, 본원의 공기정화장치(200)는 입구, 출구, 및 상기 입구와 상기 출구를 연결하는 공기 유동 경로를 갖는 하우징; 본원에 따른 플라즈마 발생 장치(100); 오존제거 촉매부(120); 및 상기 플라즈마 발생 장치로 전원을 인가하는 전원부를 포함할 수 있다. That is, the air purifying apparatus 200 of the present application includes: a housing having an inlet, an outlet, and an air flow path connecting the inlet and the outlet; Plasma generating apparatus 100 according to the present application; Ozone removal catalyst unit 120; And a power supply for applying power to the plasma generating device.

상기 공기정화장치 내측 즉, 하우징 내측에 항균부재층이 형성되어 있을 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 바이오에어로졸을 살균하여 병원 내 감염 등을 효과적으로 예방 또는 관리할 수 있다.An antibacterial member layer may be formed inside the air purification device, that is, inside the housing. With this configuration, it is possible to effectively prevent or manage infections in hospitals by sterilizing the bioaerosol.

또한, 본원의 공기정화장치는 병원에 설치되어 실내로 유입되는 공기 및/또는 실외로 내보내는 공기 중, 넓은 공간에서 각 공간별 특성에 맞게 바이오에어로졸을 살균하여 병원 내 감염 등을 효과적으로 예방 또는 관리할 수 있다. 또한, 플라즈마에 의해 발생되는 오존을 공기정화장치에서 배출 전 효율적으로 제거할 수 있다. In addition, the air purifier of the present application is installed in a hospital to effectively prevent or manage infections in hospitals by sterilizing bio aerosols according to the characteristics of each space in a wide space, among the air introduced into the room and/or the air exported to the outdoors. I can. In addition, ozone generated by plasma can be efficiently removed before being discharged from the air purifier.

본원의 공기정화장치는 상기 플라즈마 발생장치 후방에 오존제거촉매부를 더 포함할 수 있다. 상기 오존제거촉매부에는 저온에서 오존을 분해할 수 있는 공지의 촉매가 이용될 수 있다. 예를 들면, 탄소 복합체, 활성탄 입자, 이산화망간, 산화구리 및/또는 활성물질을 Pd 및/또는 Pt를 포함하는 지지체에 담지시킨 오존제거 촉매 또는 오존분해 촉매를 내장한 필터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The air purifying apparatus of the present application may further include an ozone removing catalyst part at the rear of the plasma generating apparatus. A known catalyst capable of decomposing ozone at a low temperature may be used for the ozone removal catalyst part. For example, carbon composites, activated carbon particles, manganese dioxide, copper oxide And/or an ozone removal catalyst in which the active material is supported on a support including Pd and/or Pt, or a filter including an ozone decomposition catalyst, but is not limited thereto.

상기 공기정화장치 내 공기 유속은 본원의 목적, 즉 병원체 제거 효율을 높이고, 플라즈마 발생장치를 통해 생성된 오존을 저감하기 위해, 조절될 수 있다. 이에 한정하는 것은 상기 공기정화장치의 풍속은 0.1 내지 3 m/s가 적합할 수 있다. The air flow rate in the air purifying apparatus may be adjusted for the purpose of the present application, that is, to increase the efficiency of removing pathogens and to reduce ozone generated through the plasma generating apparatus. To limit this, the wind speed of the air purifier may be 0.1 to 3 m/s.

상기 공기정화장치에 포함되는 플라즈마 발생 모듈은 한 프레임 또는 일정 면적을 조립한 프레임일 수 있고, 이에 한정하는 것은 아니나, 플라즈마 발생 모듈의 면적은 100 ~ 3600 ㎠ 일 수 있다. 상기 면적 범위에 포함되면, 플라즈마 발생 장치의 면적을 범위 내에서 조절하여, 대규모 건물 내 이미 설치된 상용 공조설비에 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다. The plasma generating module included in the air purifier may be one frame or a frame assembled with a certain area, but is not limited thereto, but the area of the plasma generating module is 100 to 3600 ㎠ Can be If it is included in the area range, there is an advantage that the area of the plasma generating device can be adjusted within the range, so that it can be easily applied to commercial air conditioning facilities already installed in large-scale buildings.

공기정화장치의 Air purifier 플라즈마plasma 발생 및 오존 발생량 평가 Evaluation of generation and ozone generation

공기를 분해하여 플라즈마를 발생시키는 전기장은 접지전극(30)의 구조에 따라 변화한다. 다음 실시예는 접지전극의 간격에 따른 단위면적당 플라즈마의 소모 전력 변화를 나타낸다. 접지전극은 일반적으로 사각형 메쉬 구조로 구성된다. 사각형 격자의 한 변의 길이가 0.3 mm 내지 1 mm인 경우, 단위면적당 플라즈마 발생에 사용되는 전력량의 변화를 표 1에 나타내었다.The electric field that generates plasma by decomposing air varies according to the structure of the ground electrode 30. The following example shows the change in power consumption of plasma per unit area according to the spacing of the ground electrodes. The ground electrode is generally composed of a square mesh structure. When the length of one side of the square grid is 0.3 mm to 1 mm, the change in the amount of power used for plasma generation per unit area is shown in Table 1.

사각형 격자 한변의 길이 [mm]Length of one side of a square grid [mm] 0.30.3 0.50.5 0.70.7 1.01.0 방전소모전력 [W/cm2]Discharge power consumption [W/cm 2 ] 0.130.13 0.230.23 0.260.26 0.300.30 방전 사진 Discharge pictures

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일반적으로 플라즈마 발생에 소모되는 전력이 증가함에 따라 발생되는 오존의 농도가 증가한다. 도 4는 유량 0.7 l/min 조건에서 전력 소모량에 따른 플라즈마 발생장치의 오존 발생량을 나타낸 것이다.In general, as the power consumed to generate plasma increases, the concentration of ozone generated increases. 4 shows the ozone generation amount of the plasma generator according to the power consumption under the condition of a flow rate of 0.7 l/min.

인가 전력이 증가함에 따라 플라즈마 발생장치가 발생하는 오존의 농도가 형성을 가지고 증가함을 볼 수 있다. 따라서, 공조 설비가 요구하는 처리 용량에 따라 일정 농도 이상의 오존 농도를 유지하기 위해서는 일정 소모전력을 소모할 수 있는 접지 전극의 구조가 된다. 본 실시예에서는 0.7 mm 이상의 접지전극 간격이 충분한 오존 생성을 위해 충분할 것으로 예상되었으나, 반대로 3 mm 이상의 넓은 접지 전극 간격에서는 유전체 면 전체를 방전에 사용하지 못하게 되어 플라즈마 생성을 위한 소모전력이 오히려 감소하게 될 수 있다.It can be seen that as the applied power increases, the concentration of ozone generated by the plasma generator increases with formation. Accordingly, in order to maintain the ozone concentration of a certain concentration or higher according to the processing capacity required by the air conditioning facility, a structure of a ground electrode capable of consuming a certain power consumption is provided. In this embodiment, it was expected that the ground electrode spacing of 0.7 mm or more would be sufficient for sufficient ozone generation, but on the contrary, the entire dielectric surface could not be used for discharging at a wide ground electrode spacing of 3 mm or more, so that the power consumption for plasma generation was rather reduced. Can be.

공기정화장치의 오존 생성 및 배출오존 제거특성 평가Evaluation of ozone generation and exhaust ozone removal characteristics of air purifier

오존제거 촉매부를 구비한 경우, 플라즈마 발생장치(100)가 바이오에어로졸 살균에서 사용한 후 배출되는 오존의 농도를 효과적으로 저감시킬 수 있다. 다음은 플라즈마 발생 모듈이 생성한 오존 기체를 오존제거 촉매부로 처리하여 배출 오존 농도를 낮은 실시예이다. 단면적 100 cm2의 공조 덕트에 온도 21 ℃, 습도 45%의 공기가 풍속 1 m/s로 이동하는 환경에서 플라즈마 모듈에 전력을 인가하여 0.97 ppm의 오존 기체를 생성하였다. 플라즈마 모듈 후단에 탄소복합체 기반의 오존제거촉매를 위치시켜 온도 177 ℃, 공간속도 288,000/h 조건에서 오존 기체를 처리한 결과, 0.4 ppm의 배출 오존 농도를 확인하였다. 초기 입력 오존 기체대비 오존의 저감 농도가 0.57 ppm임을 고려하면, 본 실시예에서 적용한 오존제거 촉매를 사용하여 약 0.5 ppm 농도의 오존 기체는 배출 오존 농도를 0.05 ppm 이하로 유지 가능할 것이다.When the ozone removal catalyst unit is provided, the concentration of ozone discharged after the plasma generating device 100 is used in bioaerosol sterilization can be effectively reduced. The following is an example in which the ozone gas generated by the plasma generation module is treated with an ozone removal catalyst to reduce the discharged ozone concentration. Electric power was applied to the plasma module in an environment in which air having a temperature of 21° C. and a humidity of 45% moves at a wind speed of 1 m/s to an air conditioning duct having a cross-sectional area of 100 cm 2 to generate 0.97 ppm ozone gas. As a result of treating ozone gas at a temperature of 177°C and a space velocity of 288,000/h by placing an ozone removal catalyst based on a carbon composite at the rear end of the plasma module, the discharged ozone concentration of 0.4 ppm was confirmed. Considering that the reduced concentration of ozone relative to the initial input ozone gas is 0.57 ppm, the ozone gas having a concentration of about 0.5 ppm using the ozone removal catalyst applied in this example will be able to maintain the discharged ozone concentration below 0.05 ppm.

플라즈마plasma 발생 장치의 항균 특성 평가 Evaluation of antibacterial properties of generating devices

본원의 ZnO 기반 항균소재를 활용한 가요성 유전체 상 코팅을 한 후, 그 항균 특성을 평가하였다. 그 결과를 표 2 내지 4에 나타내었다.After coating on the flexible dielectric using the ZnO-based antibacterial material of the present application, the antibacterial properties were evaluated. The results are shown in Tables 2 to 4.

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표 2는 ZnO 기반의 항균소재의 항균능력을 확인한 결과를 나타내며, JIS Z 2801 규격을 사용하여 평가하였다. 황색포도상구균과 대장균이 ZnO 기반의 항균소재에 의해 99.9% 이상 감소함을 확인하였다.Table 2 shows the results of confirming the antibacterial ability of the ZnO-based antibacterial material, and was evaluated using the JIS Z 2801 standard. It was confirmed that Staphylococcus aureus and Escherichia coli were reduced by more than 99.9% by ZnO-based antibacterial material.

표 3은 ZnO 기반의 항균소재의 항균능력을 표 2의 조건 대비 세균 번식이 유리한 조건인 ASTM E 2180 규격을 통해 평가한 결과이다. ZnO 기반의 항균 소재에 의해 황색포도상구균과 폐렴막대균이 24시간 후 99.9% 이상 감소함을 확인하였다.Table 3 shows the results of evaluating the antibacterial ability of the ZnO-based antibacterial material through the ASTM E 2180 standard, which is a favorable condition for bacterial propagation compared to the conditions in Table 2. It was confirmed that Staphylococcus aureus and pneumococcal bacteria decreased by more than 99.9% after 24 hours by the ZnO-based antibacterial material.

표 4는 ZnO 기반의 항균소재의 항균능력을 표 3의 조건 대비 짧은 시간에 항균특성을 확인하고자 ASTM E 2149 규격을 통해 평가한 결과이다. ZnO 기반의 항균소재에 의해 대장균이 1시간 후 99.9% 이상 감소함을 확인하였다.Table 4 is a result of evaluating the antibacterial ability of the ZnO-based antibacterial material through ASTM E 2149 standard to confirm the antibacterial properties in a short time compared to the conditions in Table 3. It was confirmed that the E. coli decreased by more than 99.9% after 1 hour by the ZnO-based antibacterial material.

따라서, ZnO 기반의 항균 소재를 공기정화장치 내측에 코팅하여 사용할 경우, 우수한 항균 효과를 얻을 수 있으며, 플라즈마 발생 모듈이 생성한 오존과 함께 살균 효과를 극대화시킬 수 있다.Therefore, when a ZnO-based antibacterial material is coated and used inside the air purifier, excellent antibacterial effects can be obtained, and the sterilization effect can be maximized together with ozone generated by the plasma generating module.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and should be defined by the claims to be described later and equivalents to the claims.

1 : 플라즈마 발생 모듈
10 : 고전압전극
20 : 세라믹 유전체
30 : 접지전극
40 : 플라즈마 발생부
50 : 항균부재층
100 : 플라즈마 발생장치
120 : 오존제거촉매부
200 : 공기정화장치
1: Plasma generation module
10: high voltage electrode
20: ceramic dielectric
30: ground electrode
40: plasma generation unit
50: antibacterial member layer
100: plasma generating device
120: ozone removal catalyst part
200: air purification device

Claims (15)

고전압전극, 세라믹 유전체, 및 접지전극을 포함하는 플라즈마 발생 모듈을 1 이상 포함하고,
상기 플라즈마 발생 모듈이 사선으로 다층으로 배열되고,
상기 플라즈마 발생 모듈의 일측에는 플라즈마 발생부가 형성되고, 상기 플라즈마 발생 모듈의 타측에는 항균부재층이 구비되고,
상기 플라즈마 발생 모듈은 각도조절이 가능한, 플라즈마 발생 장치.
Including at least one plasma generating module including a high voltage electrode, a ceramic dielectric, and a ground electrode,
The plasma generation module is arranged in multiple layers in a diagonal line,
A plasma generation unit is formed on one side of the plasma generation module, and an antibacterial member layer is provided on the other side of the plasma generation module,
The plasma generation module is capable of adjusting an angle, a plasma generating device.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 발생 모듈은 송풍 방향을 기준으로 0° 초과 90° 미만의 각도 조절이 가능한, 플라즈마 발생 장치.
The method of claim 1,
The plasma generating module is a plasma generating apparatus capable of adjusting an angle of more than 0° and less than 90° based on the blowing direction.
제1항에 있어서,
제1 플라즈마 발생 모듈의 플라즈마 발생부와 제2의 플라즈마 발생 모듈의 항균부재층이 마주보게 배열되는, 플라즈마 발생 장치.
The method of claim 1,
The plasma generating apparatus, wherein the plasma generating unit of the first plasma generating module and the antibacterial member layer of the second plasma generating module are arranged to face each other.
제1항에 있어서,
다층으로 배열된 플라즈마 발생 모듈이 다열로 배열되고,
제1열의 플라즈마 발생 모듈의 항균부재층과 제2열의 플라즈마 발생 모듈의 플라즈마 발생부가 마주보게 배열되는, 플라즈마 발생 장치.
The method of claim 1,
Plasma generation modules arranged in multiple layers are arranged in multiple rows,
The plasma generating apparatus, wherein the antibacterial member layer of the plasma generating module of the first row and the plasma generating portion of the plasma generating module of the second row are arranged to face each other.
제1항에 있어서,
상기 항균부재층은 항균활성을 가진 아연산화물 및 탄소화합물 중 1종 이상을 포함하는, 플라즈마 발생 장치.
The method of claim 1,
The antibacterial member layer comprises at least one of zinc oxide and carbon compound having antibacterial activity.
제5항에 있어서,
상기 아연산화물은 ZnOx를 포함하고,
상기 x는 1 내지 2인, 플라즈마 발생 장치.
The method of claim 5,
The zinc oxide includes ZnOx,
Wherein x is 1 to 2, plasma generating apparatus.
제5항에 있어서,
상기 탄소화합물은 오존을 OH 활성종으로 변경하는, 플라즈마 발생 장치.
The method of claim 5,
The carbon compound converts ozone into OH active species.
제7항에 있어서,
상기 항균부재층의 두께는 100nm 내지 1 mm인, 플라즈마 발생 장치.
The method of claim 7,
The thickness of the antibacterial member layer is 100nm to 1mm, plasma generating device.
제1항에 있어서,
상기 세라믹 유전체의 일측면에 금속 고전압 전극이 구비되고,
상기 세라믹 유전체의 타측면에 격자형 또는 다공성 형태의 접지전극이 구비되는, 플라즈마 발생 장치.
The method of claim 1,
A metal high voltage electrode is provided on one side of the ceramic dielectric,
A plasma generating apparatus comprising a lattice-shaped or porous-shaped ground electrode on the other side of the ceramic dielectric.
제1항에 있어서,
상기 고전압 전극은 세라믹 유전체에 매립되는, 플라즈마 발생 장치.
The method of claim 1,
Wherein the high voltage electrode is embedded in a ceramic dielectric.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 플라즈마 발생장치를 포함하는, 공기정화장치.
An air purification apparatus comprising the plasma generating apparatus according to any one of claims 1 to 10.
제11항에 있어서,
공기정화장치 내측에 항균부재층이 형성되어 있는, 공기정화장치.
The method of claim 11,
An air purification device in which an antibacterial member layer is formed inside the air purification device.
제11항에 있어서,
상기 플라즈마 발생장치 후방에 오존제거촉매부를 더 포함하는, 공기정화장치.
The method of claim 11,
An air purifying apparatus further comprising an ozone removal catalyst part behind the plasma generating device.
제11항에 있어서,
상기 공기정화장치의 풍속은 0.1 내지 3 m/s인, 공기정화장치.
The method of claim 11,
The air cleaning device has a wind speed of 0.1 to 3 m/s.
제11항에 있어서,
배오존 농도를 0.05 ppm 이하로 제어할 수 있는, 공기정화 장치.
The method of claim 11,
An air purifying device that can control the ozone concentration to less than 0.05 ppm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102449009B1 (en) * 2022-02-22 2022-09-29 여형구 Anion sterilizing module of air sterilization device

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