KR20230041613A - Apparatus for generating the plasma including hydroxyradical - Google Patents

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임성구
장혜지
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주식회사 아이포러스
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Abstract

According to the present invention, a plasma generation device including hydroxyl radicals is disclosed. Specifically, the plasma generation device including hydroxyl radicals comprises: a plasma generation unit which generates plasma containing hydroxyl radicals through high-voltage discharge; and a temperature and humidity control unit which is detachably coupled to a lower part of the plasma generation unit, and generates and supplies water vapor to the plasma generation unit. The plasma generation unit comprises: a plasma housing having a plasma discharge port for discharging plasma containing hydroxyl radicals formed at an upper part or a side part, and having a water vapor inlet communicating with the temperature and humidity control unit so that the water vapor flows in formed at a lower part; a discharge electrode having a sharp needle shape at an upper end and formed on one side of the plasma housing; a discharge terminal supplied from the outside to apply a high voltage to the discharge electrode; a ground electrode formed on the other side of the plasma housing; and a ground terminal electrically connected to the ground electrode and exposed to the outside. Accordingly, plasma generation is effectively promoted, but arc transfer and ozone generation can be prevented.

Description

수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치{Apparatus for generating the plasma including hydroxyradical}Plasma generator including hydroxyradical {Apparatus for generating the plasma including hydroxyradical}

본 발명은 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 상세하게는 대기압 저온 플라즈마 원리를 기반으로 다량의 수산화라디칼을 생성할 수 있는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma generator, and more particularly, to a plasma generator including hydroxyl radicals capable of generating a large amount of hydroxyl radicals based on the principle of atmospheric pressure low-temperature plasma.

2019년 12월 31일 중국 우한에서 코로나19가 처음 보고된 이후 전 세계가 팬데믹(pandemic)으로 인한 사상 초유의 위기를 맞았다. 눈에 보이지 않는 미생물이 전 인류의 안전을 위협하게 되면서 경제, 사회, 문화 등 일상생활 전반에 엄청난 타격을 가져왔다.Since Corona 19 was first reported in Wuhan, China on December 31, 2019, the world has faced an unprecedented crisis caused by a pandemic. As invisible microorganisms threaten the safety of all mankind, they have brought a tremendous blow to the economy, society, and culture in everyday life.

각국에서 코로나19 관련 치료제, 백신 등을 개발, 접종하여 팬데믹 진화에 나서고 있으나 각종 변이 바이러스, 검은 곰팡이증 등 인류의 생존을 위협하는 미생물들이 끊임없이 나타나고 있다. 때문에 항미생물, 방역, 감염 예방과 같은 분야는 더 이상 건강이란 측면에 국한되지 않고 인류가 정상적인 삶을 영위할 수 있는 필수 분야로 자리 잡고 있다.Countries are developing and inoculating COVID-19-related treatments and vaccines to evolve the pandemic, but microorganisms that threaten the survival of mankind, such as various mutant viruses and black mold, are constantly appearing. Therefore, fields such as antimicrobial, quarantine, and infection prevention are no longer limited to the aspect of health, but have become essential fields for human beings to lead a normal life.

세균, 바이러스를 사멸시키는 방법으로는 화염과 같은 열, UV-C와 같은 빛, 에탄올과 같은 화학물질 등 수많은 종류가 있지만 미생물에 해로운 것은 대개 모든 생물에게 해롭기 때문에 이를 인간의 신체에 그대로 적용시키기가 어렵고, 미생물이 인체 내로 침입하는 매개체가 되는 공기나 물체 표면에 위 방법들을 적용할 경우 2차 유해물질 발생, 처리대상의 손상 및 파괴 등의 문제가 생겨 그 적용대상이 제한적이다. 또한 화학물질은 성분에 따라 살균기작이 다르고, 살균하고자 하는 미생물에 지속적으로 노출시킬 경우 미생물이 내성을 가지기 쉬워 범용적으로 사용하기 적합하지 않다.There are numerous ways to kill germs and viruses, such as heat such as flame, light such as UV-C, and chemicals such as ethanol. is difficult, and when the above methods are applied to air or the surface of an object, which is a medium for microorganisms to enter the human body, problems such as generation of secondary harmful substances and damage and destruction of the treatment target are limited. In addition, chemical substances have different sterilization mechanisms depending on their components, and when continuously exposed to microorganisms to be sterilized, microorganisms tend to have resistance and are not suitable for general use.

최근 제 4의 물질 상태라고 불리는 플라즈마와 광촉매와 같은 살균 방법들이 인체에 무해하고 범용적이며 뛰어난 살균능으로 각광받고 있는 추세이다. 이들은 전계나 빛을 이용해 이온, 오존(O3), 수산화라디칼(·OH)과 같은 활성종을 생성하여 미생물 세포를 효과적으로 제거하거나 파괴한다. 또한 먼지나 악취물질과 같은 유기 화학물질과도 신속하게 반응하여 제거시킨다. 이들은 최종 산물로 인체에 무해한 물과 이산화탄소를 생성하고, 어떤 미생물이나 유기물질과도 반응하여 파괴시키기 때문에 환경적, 경제적 측면에서도 많은 이점을 가지고 있다. Recently, sterilization methods such as plasma and photocatalyst, which are called the fourth state of matter, are harmless to the human body, are universal, and are in the spotlight for their excellent sterilization ability. They effectively remove or destroy microbial cells by generating active species such as ions, ozone (O3), and hydroxyl radicals ( OH) using electric fields or light. It also quickly reacts and removes organic chemicals such as dust and odorous substances. Since they produce water and carbon dioxide harmless to the human body as end products and destroy them by reacting with any microorganisms or organic substances, they have many advantages in terms of environment and economy.

그런데 플라즈마와 광촉매가 생성하는 오존은 일정 농도 이상일 경우 살균력은 증가하나 인체 내 호흡기의 손상을 유발하는 문제가 있어 활용에 한계가 있고, 수산화라디칼은 살균력이 매우 뛰어나고 인체에 무해한 대신 불안정하고 반응성이 높아 그 수명이 매우 짧다는 문제를 가지고 있다. However, ozone generated by plasma and photocatalyst increases its sterilizing power when it exceeds a certain concentration, but has a problem of causing damage to the respiratory system in the human body, so there is a limit to its use. The problem is that its lifespan is very short.

또한 광촉매는 특정 파장의 빛을 필요로 하는데 이는 자외선 영역으로 결국 자외선이 수반되어야 하고, 가시광선 광촉매가 개발 중에 있지만 상용화에 다소 한계가 있다. 특히, 플라즈마는 기존의 물질에서는 관찰할 수 없는 전자기적, 화학적 특성을 가지고 있어 반도체, 디스플레이 등 기술적, 산업적으로 실생활에서 이미 다양하게 응용되고 있는 분야이다. In addition, the photocatalyst requires light of a specific wavelength, which is in the ultraviolet region, and eventually must be accompanied by ultraviolet rays. In particular, since plasma has electromagnetic and chemical properties that cannot be observed in conventional materials, it is a field that is already variously applied in real life technically and industrially, such as semiconductors and displays.

플라즈마 상태란 전기에너지나 열에너지와 같은 고에너지원으로 인해 중성 기체가 이온과 전자들로 이온화된 상태로, 이온과 전자뿐 아니라 이온화되지 않은 중성입자, 라디칼과 같은 화학 활성종 등으로 이루어져 있다. 크게 고온 플라즈마와 저온 플라즈마로 나뉘는데, 고온 플라즈마의 경우 그 온도가 수 천 ~ 수 만℃에 이르기 때문에 살균과 같은 실생활에 적용이 어렵다.The plasma state is a state in which neutral gas is ionized into ions and electrons due to a high energy source such as electrical energy or thermal energy, and is composed of not only ions and electrons but also non-ionized neutral particles and chemically active species such as radicals. It is largely divided into high-temperature plasma and low-temperature plasma. In the case of high-temperature plasma, it is difficult to apply it to real life such as sterilization because its temperature reaches several thousand to several tens of thousands of degrees Celsius.

저온 플라즈마의 경우 전자의 온도만 높고 이온, 중성입자의 온도는 낮아 고온을 적용할 수 없는 재료나 조건의 살균에 적합하다. 전자의 높은 에너지는 내부에서 다양한 화학 반응이 가능하도록 하고, 이온과 중성입자의 낮은 에너지는 반응물질에 손상을 주지 않으면서 플라즈마 처리가 가능하게 한다. In the case of low-temperature plasma, only the temperature of electrons is high and the temperature of ions and neutral particles is low, so it is suitable for sterilization of materials or conditions in which high temperatures cannot be applied. The high energy of electrons enables various chemical reactions inside, and the low energy of ions and neutral particles enables plasma treatment without damaging reactants.

저온 플라즈마는 낮은 온도에서 높은 전계(전기장)를 가해주면 생성되는데 대기압(760Torr정도)보다 1mTorr ~ 100Torr 정도의 낮은 압력에서 더 쉽게 생성된다. 그 이유는 대기압 내에는 기체 입자가 많아 충돌 횟수가 잦고 이로 인해 기체의 평균행정거리(Mean free path)가 짧기 때문에 충분한 양의 에너지를 생성하지 못한다. 허나 진공 상태는 기체의 평균행정거리가 길어 플라즈마를 발생시키기에 충분한 에너지를 낼 수 있다. Low-temperature plasma is created by applying a high electric field (electric field) at a low temperature, and it is more easily generated at a lower pressure of about 1 mTorr to 100 Torr than atmospheric pressure (about 760 Torr). The reason is that there are many gas particles in the atmospheric pressure, so the number of collisions is frequent, and because of this, the mean free path of the gas is short, so a sufficient amount of energy cannot be generated. However, in a vacuum state, the average stroke distance of the gas is long, and it can generate enough energy to generate plasma.

하지만 고가의 진공 시스템을 구축해야 하기 때문에 경제성, 편의성 면에서 한계가 있어 대기압 하에서 플라즈마를 발생시키려는 연구가 활발히 이루어지고 있다. However, since an expensive vacuum system must be built, there are limitations in terms of economic feasibility and convenience, so research to generate plasma under atmospheric pressure is being actively conducted.

대기압 저온 플라즈마는 gas와 낮은 전압의 전력공급 장치만으로 구동이 가능하고, 살균대상에 전기적 요인에 의한 손상, 열 손상을 최소화할 수 있으며 강한 살균능을 나타내는 활성종을 다량 발생시키기 때문에 살균을 위한 플라즈마로 적합하다 할 수 있다. 특히 온도가 높지 않아 열에 의한 단백질의 변형을 일으키지 않고 환경에 해로운 물질이 발생하지 않는다는 점에서 종래의 살균기술들이 안고 있는 문제점들을 보완해줄 수 있는 기술로 주목받고 있다. Atmospheric pressure low-temperature plasma can be driven only with gas and a low-voltage power supply, can minimize electrical damage and thermal damage to the sterilization target, and generates a large amount of active species that exhibit strong sterilization, so it is plasma for sterilization. can be said to be suitable for In particular, it is attracting attention as a technology that can supplement the problems of conventional sterilization technologies in that it does not cause modification of proteins by heat because the temperature is not high and does not generate substances harmful to the environment.

우리 생활에서 사용되는 플라즈마는 대부분 직류 방전을 이용하고 있다. 직류방전은 양극과 음극 사이에 전압을 가해 방전을 일으켜 플라즈마를 발생하는 방식으로 전류-전압 관계에 따라 암방전(어두운 방전), 글로우 방전(밝은 방전), 아크 방전으로 나누어진다.Plasma used in our daily life mostly uses DC discharge. DC discharge is a method of generating plasma by applying a voltage between the anode and cathode and generating plasma. It is divided into dark discharge (dark discharge), glow discharge (bright discharge), and arc discharge according to the current-voltage relationship.

암방전은 전류의 양은 낮은 대신 전극의 전압은 아주 높은 것이 특징이며 대부분 발광 현상이 미약하다. 암방전 중에서 상대적으로 전류가 높은 영역을 코로나 방전이라 부른다. Dark discharge is characterized by a very high voltage of the electrode instead of a low amount of current, and in most cases, the luminescence phenomenon is weak. A region with a relatively high current among dark discharges is called a corona discharge.

코로나 방전은 대표적인 대기압 저온 플라즈마로, 뾰족하거나 가는 방전전극과 뾰족하지 않고 평평한 접지전극으로 구성된다. 방전전극의 뾰족한 부분에 집적된 전하로 인해 불평등 전계가 형성되어 대기압 하에서도 플라즈마 생성이 용이하게 되는 구조로써 이로 인해 이온풍이 발생하는 특징이 있다. 그리고 코로나 방전은 플라즈마 형성에 유리한 형태의 방전전극으로 대기압과 낮은 온도 하에서도 쉽게 플라즈마를 생성할 수 있는 장점이 있다.Corona discharge is a typical atmospheric pressure low-temperature plasma, and is composed of a sharp or thin discharge electrode and a non-pointy flat ground electrode. An unequal electric field is formed due to charges accumulated on the pointed parts of the discharge electrode, which facilitates plasma generation even under atmospheric pressure, and is characterized by the generation of ion wind. In addition, corona discharge is an advantageous type of discharge electrode for plasma formation, and has the advantage of being able to easily generate plasma even under atmospheric pressure and low temperature.

하지만 플라즈마가 전극 부위에 국부적으로 발생하여 생성 체적이 좁고, 불안정하여 아크로의 전이가 쉬우며 이에 오존이 잘 발생하는 단점이 있다.However, plasma is locally generated at the electrode portion, and the generated volume is narrow and unstable, so it is easy to transfer to an arc furnace, and thus ozone is easily generated.

플라즈마가 생성하는 활성종 중 수산화라디칼(·OH)은 가장 강력한 살균력을 가지는 물질이며, 오염물질과 반응 후 산소와 물로 환원되므로 인체에 무해하고 모든 미생물과 유기물질의 파괴가 가능하기 때문에 이를 지속적이고 안정적으로 공급하는 장치가 필요하다. Among the active species generated by plasma, hydroxyl radical ( OH) is a substance with the strongest sterilizing power. It is harmless to the human body because it is reduced to oxygen and water after reacting with pollutants and can destroy all microorganisms and organic substances. A device that provides a stable supply is required.

수산화라디칼은 반응성이 강한만큼 불안정하고 수명이 짧아 충분한 양을 지속적으로 처리해야 하고 넓은 면적이나 공간을 효율적으로 살균하는 것이 어렵다는 문제가 있다. Hydroxide radicals are as unstable as they are highly reactive and have a short lifespan, so there is a problem in that a sufficient amount must be continuously treated and it is difficult to efficiently sterilize a large area or space.

국내 등록특허 제10-1913301호, 등록특허 제10-1708799호 등에서 수산화라디칼을 이용한 실내 공기 살균장치가 개발되었으나, 라디칼 생성 개시제로 일정 농도를 초과할 시 인체에 유해할 수 있는 오존이나 과산화수소를 사용하기 때문에 이들이 인체에 노출되지 않도록 안전장치를 별도로 마련해야 하는 문제가 있다. Indoor air sterilization devices using hydroxyl radicals have been developed in Korean Patent No. 10-1913301 and Registered Patent No. 10-1708799, but ozone or hydrogen peroxide, which can be harmful to the human body when the concentration exceeds a certain level, is used as a radical generation initiator. Therefore, there is a problem in that a safety device must be separately prepared so that they are not exposed to the human body.

그리고 국내 등록특허 제10-1866545호에서는 유전체 장벽 방전 원리를 이용하여 활성종을 발생시키는 살균기에 대해서 제시하고 있다. 그러나 이는 플라즈마로 1차 산물인 오존을 발생시킨 뒤 수증기를 공급하여 활성종 생성을 유도하는 방법으로, 초음파 진동으로 수증기를 생성하기 때문에 액체 상태에 가까워 오존과 반응해 활성종으로 바뀌지 못할 가능성이 있고 토출구 외부에서 반응시키기 때문에 그 전에 소멸되거나 활성종으로 바뀌지 못한 오존이 그대로 외부로 토출될 수 있는 문제를 안고 있다.In addition, Korean Patent Registration No. 10-1866545 suggests a sterilizer that generates active species using the dielectric barrier discharge principle. However, this is a method of generating active species by generating ozone, which is the primary product, with plasma and then supplying water vapor to induce the generation of active species. Since water vapor is generated by ultrasonic vibration, there is a possibility that it may not react with ozone and change into active species because it is close to a liquid state. Since it reacts outside the discharge port, there is a problem in that ozone that has not been extinguished or changed into active species before that time can be discharged to the outside as it is.

대한민국 등록특허 10-1913301(2018.10.24.)"실내환경에서 사용 가능한 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치"Korean Registered Patent No. 10-1913301 (2018.10.24.) "Air sterilization device that generates and discharges hydroxyl radicals that can be used in indoor environments" 대한민국 등록특허 10-1708799(2017.2.15.)"히드록실 라디칼을 이용한 살균정화장치"Korean Registered Patent No. 10-1708799 (2017.2.15.) "Sterilization and purification device using hydroxyl radical" 대한민국 등록특허 10-1866545(2018.6.4.)"복수개의 봉형 전극과 유전관을 이용하여 활성종을 생산하는 플라즈마 살균기"Korean Registered Patent No. 10-1866545 (2018.6.4.) "Plasma sterilizer that produces active species using a plurality of rod-shaped electrodes and dielectric tubes"

이에 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은, 코로나 방전이 일어나는 전압보다 낮은 저전압에서 암방전을 일으키고 극히 낮은 전류를 유지하여 오존발생 및 아크로의 전이 염려가 없고, 다공성 소재의 방전전극 내 기공에서 미세 암방전을 일으켜 기공에 의해 마이크로화된 액적과 접지전극 사이에서 전기장을 형성하여 빛과 소리 발생없이 장시간 반응에도 안정적인 플라즈마를 발생시킴으로써 오존발생을 최소화하며, 방전전극의 전면에서 발생하는 다공성 미세방전으로 인해 넓은 처리면적의 살균이 가능한 수산화라디칼을 다량 발생시킬 수 있는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention was developed to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to cause dark discharge at a low voltage lower than the voltage at which corona discharge occurs and maintain an extremely low current so that there is no concern about ozone generation and transition to an arc furnace. , Minimizes ozone generation by causing a fine dark discharge in the pores in the discharge electrode of porous material to form an electric field between the droplets micronized by the pores and the ground electrode to generate stable plasma even for a long time reaction without generating light and sound. It is to provide a plasma generator including hydroxyl radicals capable of generating a large amount of hydroxyl radicals capable of sterilizing a wide treatment area due to porous micro-discharges generated on the front surface of electrodes.

본 발명의 다른 목적은 적절한 온도와 습도의 환경을 조성하면 강한 살균력을 보이는 수산화라디칼의 생성을 위해 인체에 유해한 오존이나 과산화수소 대신 적절한 수증기를 공급함으로써 인체에 해롭지 않은 수산화라디칼을 생성할 수 있는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to generate hydroxyl radicals that are not harmful to the human body by supplying appropriate water vapor instead of ozone or hydrogen peroxide harmful to the human body in order to generate hydroxyl radicals that exhibit strong sterilizing power when an environment of appropriate temperature and humidity is created. To provide a plasma generating device including a.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치는, 고전압에 의한 방전으로 수산화라디칼을 포함하는 플라즈마를 발생시키는 플라즈마생성부와, 상기 플라즈마생성부의 하부에 분리 가능하게 결합되고 수증기를 발생시켜 상기 플라즈마생성부에 공급하는 온습도조절부로 구성되는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치에 있어서, 상기 플라즈마생성부는, 상부 또는 측부에 수산화라디칼을 포함하는 플라즈마를 토출시키는 플라즈마토출구가 형성되고 하부에는 수증기가 유입될 수 있도록 상기 온습도조절부와 연통되는 수증기유입구가 형성된 플라즈마하우징; 상단이 뾰족한 침상을 이루고 상기 플라즈마하우징 내 일측에 형성된 방전전극; 외부에서 인입하여 상기 방전전극에 고전압을 인가하는 방전단자; 상기 플라즈마하우징 내 타측에 형성된 접지전극; 및 상기 접지전극에 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 접지단자;를 포함하여 이루어진다.Plasma generating device including hydroxyl radicals according to the present invention for achieving the above object is detachably coupled to a plasma generating unit generating plasma including hydroxyl radicals by high voltage discharge and a lower portion of the plasma generating unit In the plasma generating device including hydroxyl radicals composed of a temperature and humidity control unit for generating water vapor and supplying it to the plasma generating unit, the plasma generating unit has a plasma discharge port for discharging plasma containing hydroxyl radicals formed on an upper or side portion of the plasma generating unit and a lower portion of the plasma generating unit. a plasma housing having a water vapor inlet communicating with the temperature and humidity controller so that water vapor can flow into the housing; a discharge electrode formed in a needle shape with a sharp upper end and formed on one side of the plasma housing; a discharge terminal for applying a high voltage to the discharge electrode from the outside; a ground electrode formed on the other side of the plasma housing; and a ground terminal electrically connected to the ground electrode and exposed to the outside.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 아래와 같은 효과가 있다.According to the present invention described above, there are the following effects.

첫째, 전해질을 포함한 물을 기공 내에 균일하게 흡수할 수 있는 다공성 소재로 이루어진 침상의 방전전극을 사용하여 코로나 방전보다 낮은 전류의 암방전에 해당하는 전압을 인가함으로써, 대기압 하에서 수산화라디칼을 포함하는 플라즈마 생성을 효과적으로 촉진하되, 이로 인한 아크의 전이나 오존발생은 방지할 수 있는 효과가 있다.First, plasma containing hydroxyl radicals under atmospheric pressure is applied by applying a voltage corresponding to a dark discharge with a current lower than corona discharge using a needle-shaped discharge electrode made of a porous material capable of uniformly absorbing water including electrolyte into the pores. Although the generation is effectively promoted, there is an effect of preventing arc transfer or ozone generation due to this.

둘째, 방전전극의 다공성 구조로 미세방전을 유도하여 처리면적을 증가시킬 수 있다.Second, the treatment area can be increased by inducing micro-discharge with the porous structure of the discharge electrode.

셋째, 수산화라디칼 생성에 필요한 전구물질로 오존 대신 수증기를 공급하여 플라즈마 발생에 최적의 온도와 습도를 제공함으로써 인체에 유해한 부산물은 최소화하되, 다량의 수산화라디칼을 생성할 수 있다. Third, it is possible to generate a large amount of hydroxyl radicals while minimizing by-products harmful to the human body by supplying water vapor instead of ozone as a precursor necessary for generating hydroxyl radicals to provide optimum temperature and humidity for plasma generation.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치의 외관을 나타내는 사시도
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 분해사시도
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 단면사시도
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 방전전극의 다양한 실시 예를 나타내는 단면도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치를 나타내는 단면사시도
도 6은 본 발명의 작동상태도
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예들에 따른 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치를 나타내는 단면도
1 is a perspective view showing the appearance of a plasma generating device including a hydroxyl radical according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the present invention shown in Figure 1
Figure 3 is a cross-sectional perspective view of the present invention shown in Figure 1
Figure 4 is a cross-sectional view showing various embodiments of the discharge electrode of the present invention shown in Figure 2
5 is a cross-sectional perspective view showing a plasma generating device including a hydroxyl radical according to another embodiment of the present invention.
6 is an operating state diagram of the present invention
7 to 9 are cross-sectional views showing a plasma generating device including a hydroxyl radical according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.For reference, the description with reference to the drawings is for easier understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto. And, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치의 외관을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing the appearance of a plasma generating device including a hydroxyl radical according to an embodiment of the present invention.

도시된 바를 참조하면, 본 발명은 크게, 고전압에 의한 방전으로 수산화라디칼을 포함하는 플라즈마를 발생시키는 플라즈마생성부(100)와, 상기 플라즈마생성부(100)의 하부에 결합되고 수증기를 발생시켜 상기 플라즈마생성부(100)에 공급하는 온습도조절부(200)로 구성될 수 있다.Referring to the drawing, the present invention is largely divided into a plasma generating unit 100 that generates plasma containing hydroxyl radicals by discharge with a high voltage, and a plasma generating unit 100 coupled to a lower portion of the plasma generating unit 100 and generating water vapor. It may be composed of a temperature and humidity controller 200 supplied to the plasma generator 100 .

먼저, 도 2 내지 4를 함께 참조하여 상기 플라즈마생성부(100)에 대해 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 분해사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 단면도를 나타내며, 도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 방전전극의 다양한 실시 예를 나타내는 단면도이다.First, the plasma generating unit 100 will be described with reference to FIGS. 2 to 4 together. Figure 2 is an exploded perspective view of the present invention shown in Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view of the present invention shown in Figure 1, Figure 4 is a cross-sectional view showing various embodiments of the discharge electrode of the present invention shown in Figure 2 am.

상기 플라즈마생성부(100)는 플라즈마하우징(110), 방전용저수조(120), 방전전극(130), 방전단자(140), 접지전극(150) 및 접지단자(151)를 포함하여 구현될 수 있다.The plasma generating unit 100 may be implemented by including a plasma housing 110, a discharge water tank 120, a discharge electrode 130, a discharge terminal 140, a ground electrode 150, and a ground terminal 151. there is.

상기 플라즈마하우징(110)은 내부에 상기 방전용저수조(120)와 방전전극(130) 및 방전단자(140), 접지전극(150) 및 접지단자(151)를 모두 수용하면서, 플라즈마의 생성이 이루어지는 공간(쉬스(sheath))를 제공한다. The plasma housing 110 accommodates the discharge reservoir 120, the discharge electrode 130, the discharge terminal 140, the ground electrode 150, and the ground terminal 151 therein, and plasma is generated. Provide space (sheath).

이를 위해, 상기 플라즈마하우징(110)은 용기 형상으로 이루어지고, 내부에서 생성된 플라즈마를 상측으로 토출할 수 있도록 상부면에 플라즈마토출구(111)가 형성된다.To this end, the plasma housing 110 is made in the shape of a container, and a plasma discharge port 111 is formed on the upper surface to discharge the plasma generated therein upward.

이때, 상기 플라즈마토출구(111)는 다수개의 홀이 형성된 구조일 수 있다.At this time, the plasma discharge port 111 may have a structure in which a plurality of holes are formed.

그리고 상기 플라즈마하우징(110)의 하부면에는 상기 온습도조절부(200)에서 생성된 기화된 수증기가 유입될 수 있도록 수증기유입구(112)가 형성된다. A steam inlet 112 is formed on the lower surface of the plasma housing 110 to allow the vaporized water vapor generated by the temperature and humidity controller 200 to flow in.

이때, 상기 수증기유입구(112)는 상기 플라즈마하우징(110)의 하부면에 일정 내경을 가지는 원형공 또는 장공형상을 이루면서 복수개가 간격을 두고 형성될 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다. In this case, a plurality of steam inlets 112 may be formed at intervals while forming a circular or long hole shape having a predetermined inner diameter on the lower surface of the plasma housing 110, but is not limited thereto.

다음으로 상기 방전용저수조(120)는 상기 플라즈마하우징(110)의 내부 바닥에 고정, 설치된다. 상기 방전용저수조(120)는 물을 수용하도록 용기 형상으로 이루어지는데, 열고 닫을 수 있도록 방전용베이스(121)와 방전용덮개(123) 및 실링부재(125)로 구성될 수 있다.Next, the discharge water reservoir 120 is fixed and installed on the inner bottom of the plasma housing 110 . The discharge reservoir 120 is made in the shape of a container to accommodate water, and may be composed of a discharge base 121, a discharge cover 123, and a sealing member 125 to be opened and closed.

상기 방전용베이스(121)는 물을 수용하도록 내부에 네 측면 및 바닥이 구비되고, 상면은 개방된 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The discharge base 121 may have four side surfaces and a bottom inside to accommodate water, and an upper surface may have an open structure, but is not limited thereto.

그리고 상기 방전용덮개(123)는 상기 방전용베이스(121)의 상부를 닫거나 개방할 수 있도록 구비된다. And the cover 123 for discharge is provided to close or open the top of the base 121 for discharge.

또 상기 방전용베이스(121)와 방전용덮개(123) 사이에는 실링부재(125)가 구비되어 내부의 물이 누수되지 않도록 한다. 이때, 상기 실링부재(125)는 상기 방전용베이스(121)와 방전용덮개(123)가 밀착되는 테두리를 따라 구비된다.In addition, a sealing member 125 is provided between the discharge base 121 and the discharge cover 123 to prevent leakage of water therein. At this time, the sealing member 125 is provided along the edge to which the discharge base 121 and the discharge cover 123 are in close contact.

좀 더 구체적으로 상기 방전용베이스(121)의 바닥에는 방전전극(130)을 고정할 수 있는 고정부재(122)가 형성되고, 방전단자(140)가 관통하여 내부로 돌출될 수 있도록 홀이 형성될 수 있다. More specifically, a fixing member 122 capable of fixing the discharge electrode 130 is formed at the bottom of the discharge base 121, and a hole is formed so that the discharge terminal 140 can penetrate and protrude into the inside. It can be.

그리고 상기 방전용덮개(123)의 중앙에는 상기 방전전극(130)이 관통하여 외부로 노출될 수 있도록 방전전극홀(124)이 형성된다.A discharge electrode hole 124 is formed at the center of the discharge cover 123 so that the discharge electrode 130 can pass through and be exposed to the outside.

참고로 상기 방전전극홀(124)과 방전전극(130) 사이에도 상기 실링부재(125)가 내설되는 것이 바람직하다.For reference, it is preferable that the sealing member 125 is also installed between the discharge electrode hole 124 and the discharge electrode 130 .

다음으로 상기 방전전극(130)은 상기 접지전극(150)과 함께 플라즈마를 생성하는 수단으로서, 하부는 원기둥과 같은 기둥 형상일 수 있고 상단은 테이퍼지면서 뾰족한 침상을 이룬다.Next, the discharge electrode 130 is a means for generating plasma together with the ground electrode 150. The lower part may have a columnar shape such as a cylinder, and the upper part is tapered to form a sharp needle shape.

상기 방전전극(130)은 상기 고정부재(122)에 의해 상기 방전용저수조(120) 내부에 수직으로 설치, 고정된다.The discharge electrode 130 is vertically installed and fixed inside the discharge reservoir 120 by the fixing member 122 .

그리고 상기 방전전극(130)의 상단은 상기 방전전극홀(124)을 관통하여 상기 방전용저수조(120)의 외부로 돌출하여 노출된다. 즉, 상기 방전전극(130)의 하부는 상기 방전용저수조(120)에 수용된 물에 잠기고, 상단은 공기 중에 노출된다. And, the upper end of the discharge electrode 130 penetrates the discharge electrode hole 124 and protrudes to the outside of the discharge reservoir 120 to be exposed. That is, the lower part of the discharge electrode 130 is submerged in the water contained in the discharge water reservoir 120, and the upper part is exposed to the air.

바람직한 것은 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 방전전극(130)은 친수성 다공성 소재로 이루어지는 것이 좋다. Preferably, as shown in FIG. 4(b), the discharge electrode 130 is preferably made of a hydrophilic porous material.

왜냐하면, 전해질을 포함한 물이 모세관 현상에 의해 수많은 기공을 통해 상기 방전전극(130)으로 흡수되고 상단까지 전달되며, 전달된 물은 방전전극(130)의 표면에 균일하게 분산되기 때문에 미세방전 및 이온화 처리면적이 증가하게 되므로 친수성 다공성 소재는 국부적으로 한정되는 코로나 방전의 단점을 해결할 수 있다.This is because water including electrolyte is absorbed into the discharge electrode 130 through numerous pores by capillary action and delivered to the top, and the delivered water is uniformly dispersed on the surface of the discharge electrode 130, resulting in microdischarge and ionization. Since the treatment area is increased, the hydrophilic porous material can solve the disadvantage of locally limited corona discharge.

좀 더 설명하면, 상기 방전전극(130)의 소재는 친수성 소재를 사용하거나 친수성이 아니더라도 친수성 물질을 처리한 소재를 사용할 수도 있다. More specifically, as the material of the discharge electrode 130, a hydrophilic material may be used, or a material treated with a hydrophilic material may be used even if it is not hydrophilic.

예를 들어, 폴리에틸렌 계열(LDPE, HDPE, UHMWPE 등), 폴리프로필렌 계열, 테프론 계열, 폴리우레탄 계열, 부직포 등을 사용 가능하다. 또한, 규조토, 실리카, 제올라이트, 석회 등의 세라믹 계열 역시 사용될 수 있다.For example, polyethylene-based (LDPE, HDPE, UHMWPE, etc.), polypropylene-based, Teflon-based, polyurethane-based, non-woven fabric, etc. may be used. In addition, ceramics such as diatomaceous earth, silica, zeolite, and lime may also be used.

다른 실시 예로서, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 상기 방전전극(130)은 금속소재와 친수성 다공성 소재를 함께 사용할 수도 있다. 즉, 친수성 다공성 소재로 이루어지는 제1전극체(131)와, 상기 제1전극체(131)의 중앙에 심재와 같은 형상으로 관통, 삽입되고 금속소재로 이루어지는 제2전극체(132)로 구성될 수 있다.As another embodiment, as shown in FIG. 4(c), the discharge electrode 130 may use both a metal material and a hydrophilic porous material. That is, it is composed of a first electrode body 131 made of a hydrophilic porous material, and a second electrode body 132 made of a metal material penetrated and inserted into the center of the first electrode body 131 in the same shape as the core material. can

또 다른 실시 예로서, 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 상기 방전전극(130)은 중앙에 가는 모세관(133a)이 형성된 모세관체(133)를 사용할 수 있다. 상기 모세관체(133)를 통해 물이 상단까지 전달되어 방전이 이루어진다.As another embodiment, as shown in FIG. 4(d), the discharge electrode 130 may use a capillary body 133 having a thin capillary 133a in the center. Water is delivered to the upper end through the capillary body 133 and discharge is performed.

다음으로 상기 방전단자(140)는 상기 방전용저수조(120)의 바닥을 관통하여 내부로 돌출되게 구비된다. Next, the discharge terminal 140 penetrates the bottom of the discharge reservoir 120 and protrudes into the inside.

따라서, 상기 방전단자(140)는 물속에 잠긴 상태로 외부에서 고전압을 인가할 수 있다. Therefore, the discharge terminal 140 can apply a high voltage from the outside while submerged in water.

전압인가를 위해 상기 플라즈마생성부(100)와 온습도조절부(200) 사이에 방전단자커넥터(141)가 구비되고 단부는 외부로 노출된다. 그리고 상기 방전단자커넥터(141)는 상기 방전단자(140)와 전기적으로 접속된다. To apply voltage, a discharge terminal connector 141 is provided between the plasma generating unit 100 and the temperature/humidity adjusting unit 200, and an end thereof is exposed to the outside. And, the discharge terminal connector 141 is electrically connected to the discharge terminal 140 .

또 상기 방전단자 커넥터(141)의 고정을 위해 별도의 방전단자브라켓(142)이 상기 플라즈마생성부(100)와 온습도조절부(200) 사이에 구비된다. 참고로 상기 방전단자브라켓(142)은 절연체로 이루어져, 상기 방전단자 커넥터(141)만 존재할 경우 고전압이 인가되면 불안전, 불안정해지는 것을 방지할 수 있다. In addition, a separate discharge terminal bracket 142 is provided between the plasma generator 100 and the temperature/humidity controller 200 to fix the discharge terminal connector 141 . For reference, the discharge terminal bracket 142 is made of an insulator, and when a high voltage is applied when only the discharge terminal connector 141 is present, instability or instability can be prevented.

따라서, 별도의 고전압발생장치(미도시)로부터 상기 방전단자커넥터(141)를 통해 상기 방전용저수조(120) 내의 물에 고전압을 인가할 수 있다. Therefore, a high voltage can be applied to the water in the water storage tank 120 for discharge through the discharge terminal connector 141 from a separate high voltage generator (not shown).

다음으로 상기 접지전극(150)은 상기 방전전극(130)의 상측에 수평으로 배치되며, 선상 또는 망상으로 이루어진다. Next, the ground electrode 150 is disposed horizontally on the upper side of the discharge electrode 130, and is formed in a linear or reticular shape.

종래 판상 접지전극(150)을 사용하는 경우 상기 플라즈마토출구(111)를 막기 때문에 선형 또는 망형의 접지전극(150)을 사용하는 것이 바람직하다. In the case of using a conventional plate-shaped ground electrode 150, it is preferable to use a linear or mesh-shaped ground electrode 150 because it blocks the plasma discharge port 111.

다음으로 상기 접지단자(151)는 일단이 상기 접지전극(150)과 전기적으로 접속되고, 타단은 상기 방전용저수조(120)의 외부로 노출되어 접지될 수 있다.Next, one end of the ground terminal 151 is electrically connected to the ground electrode 150 and the other end is exposed to the outside of the discharge water reservoir 120 and can be grounded.

부가적으로 상기 플라즈마하우징(110) 내부에 습도계(160)와 온도계(미도시)가 구비되어 후술하는 온도와 습도를 적절하게 유지하도록 제어할 수 있다.In addition, a hygrometer 160 and a thermometer (not shown) are provided inside the plasma housing 110 to properly control temperature and humidity to be described later.

다음으로 상기 온습도조절부(200)에 대해 설명한다. Next, the temperature and humidity controller 200 will be described.

상기 온습도조절부(200)는 온습도조절용저수조(210)와, 기화촉진수단(220)을 포함하여 구성될 수 있다.The temperature and humidity control unit 200 may include a water tank 210 for temperature and humidity control and a vaporization accelerating means 220.

상기 온습도조절용저수조(210)는 기화를 위한 물을 수용하는 용기형상으로 이루어지고, 상기 플라즈마하우징(110)의 하부면에 분리 가능하게 결합될 수 있다. The temperature and humidity control water storage tank 210 is formed in a container shape for accommodating water for vaporization, and can be detachably coupled to the lower surface of the plasma housing 110 .

구체적으로 상기 온습도조절용저수조(210)는 온습도조절용베이스(211)와, 온습도조절용덮개(212)로 구성될 수 있다. Specifically, the water tank 210 for temperature and humidity control may include a base 211 for temperature and humidity control and a cover 212 for temperature and humidity control.

상기 온습도조절용베이스(211)는 물을 수용하는 용기형상을 이루고, 바닥에 상기 기화촉진수단(220)과 온도센서(230)가 설치될 수 있는 지점이 구비된다. The base 211 for adjusting the temperature and humidity forms a container shape for accommodating water, and is provided with a point at the bottom where the evaporation accelerating means 220 and the temperature sensor 230 can be installed.

상기 온습도조절용덮개(212)는 상기 온습도조절용베이스(211)의 상부면을 덮거나 개방할 수 있고, 상부면에 수증기토출구(213)가 형성된다. The cover 212 for temperature and humidity control may cover or open the upper surface of the base 211 for temperature and humidity control, and a steam outlet 213 is formed on the upper surface.

상기 수증기토출구(213)는 내부에서 기화된 수증기가 배출될 수 있는 통로로 상기 수증기유입구(112)와 연통되도록 상기 수증기유입구(112)와 대응되는 위치와 크기로 형성된다.The steam outlet 213 is a passage through which steam vaporized therein can be discharged, and is formed in a position and size corresponding to the steam inlet 112 so as to communicate with the steam inlet 112 .

상기 기화촉진수단(220)은 상기 온습도조절용저수조(210) 내의 물을 기화시켜 수증기 발생을 촉진, 유도한다.The vaporization accelerator 220 vaporizes the water in the temperature and humidity control water tank 210 to promote and induce steam generation.

상기 기화촉진수단(220)은 물을 직접 가열하는 히터일 수도 있고, 매개체를 이용해 간접적으로 열을 전달할 수도 있다. The vaporization acceleration means 220 may be a heater that directly heats water, or may transfer heat indirectly using a medium.

그리고 상기 온도센서(230)는 상기 기화촉진수단(220)에 의해 가열된 물의 온도를 감지할 수 있도록 물 속에 잠긴 상태로 설치될 수 있다. In addition, the temperature sensor 230 may be installed submerged in water to detect the temperature of the water heated by the evaporation accelerating means 220 .

상기 기화촉진수단(220)의 다른 실시 예로서, 친수성 다공성 소재를 상기 온습도조절용저수조(210)에 장착하여 기공을 통한 물의 자연기화를 유도하는 자연기화체를 사용할 수 있다. 이때는, 별도의 단열재를 사용하여 상기 온습도조절용저수조(210)를 단열시킴으로써 적절한 온도를 유지하여 기화를 촉진할 수 있다.As another embodiment of the evaporation accelerating means 220, a natural evaporation body that induces natural evaporation of water through pores by mounting a hydrophilic porous material to the temperature and humidity control water storage tank 210 may be used. In this case, by insulating the temperature and humidity control water storage tank 210 using a separate heat insulating material, vaporization can be promoted by maintaining an appropriate temperature.

상기 기화촉진수단(220)의 또 다른 실시 예는, 초음파 진동으로 물을 미세 액적으로 마이크로화시켜 기화를 촉진하는 초음파진동자일 수도 있다.Another embodiment of the vaporization acceleration means 220 may be an ultrasonic vibrator that promotes vaporization by micronizing water into fine droplets by ultrasonic vibration.

이하에서 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예를 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치를 나타내는 단면사시도이다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 . 5 is a cross-sectional perspective view showing a plasma generating device including hydroxyl radicals according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시 예도 플라즈마생성부(100)와, 온습도조절부(200)로 구성될 수 있는데, 온습도조절부는 상술한 바와 같아 설명은 생략한다.Other embodiments of the present invention may also be composed of the plasma generating unit 100 and the temperature and humidity control unit 200, but the temperature and humidity control unit is as described above, so a description thereof will be omitted.

그리고 상기 플라즈마생성부(100)는 플라즈마하우징(110), 방전전극(130), 방전단자(140), 접지전극(150) 및 접지단자(151)로 구성될 수 있다.The plasma generating unit 100 may include a plasma housing 110, a discharge electrode 130, a discharge terminal 140, a ground electrode 150, and a ground terminal 151.

본 발명의 다른 실시 예는 물을 수용하는 상기 방전용저수조가 없는 구조를 가질 수 있다. Another embodiment of the present invention may have a structure without the water storage tank for discharge.

그래서 상기 플라즈마하우징(110), 접지전극(150) 및 접지단자(151)는 상술한 내용과 대동소이 하여 설명을 생략하고, 상기 방전전극(130)과 방전단자(140)에 대해서만 설명한다.Therefore, descriptions of the plasma housing 110, the ground electrode 150, and the ground terminal 151 are the same as those described above, and therefore, descriptions thereof will be omitted, and only the discharge electrode 130 and the discharge terminal 140 will be described.

상기 방전전극(130)은 상기 접지전극(150)과 함께 플라즈마를 생성하는 수단으로서, 상기 플라즈마하우징(110)의 바닥에 수직으로 설치된다. The discharge electrode 130 is a means for generating plasma together with the ground electrode 150 and is vertically installed on the bottom of the plasma housing 110 .

상기 방전전극(130)은 상단이 테이퍼지면서 뽀죠한 침상으로 형성되고 기둥형상일 수 있다. The discharge electrode 130 may be formed in a sharp needle shape with a tapered upper end, and may have a columnar shape.

그리고 상기 방전전극(130)은 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 일반 금속소재만으로 이루어질 수 있고, 내부에 기공이 다수 형성된 다공성 금속소재로 이루어질 수도 있다. 금속소재를 사용하더라도 코로나 방전이 일어나는 전압보다 낮은 전압을 인가하기 때문에 아크로의 전이 가능성이 최소화된다.And, as shown in FIG. 4(a), the discharge electrode 130 may be made of only a general metal material, or may be made of a porous metal material having a plurality of pores formed therein. Even if a metal material is used, the possibility of arc furnace transition is minimized because a voltage lower than the voltage at which corona discharge occurs is applied.

상기 방전단자(140)는 상기 방전전극(130)에 고전압을 인가하기 위한 것으로서, 상기 방전전극(130)에 접속되고, 연장되어 상기 플라즈마하우징(110)의 외부로 노출되어 전압을 인가할 수 있다.The discharge terminal 140 is for applying a high voltage to the discharge electrode 130, and is connected to the discharge electrode 130 and extended to be exposed to the outside of the plasma housing 110 to apply a voltage. .

구체적으로 도시된 바와 같이 상기 방전전극(130)의 내부로 삽입, 매설된 상태로 접속될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. As shown in detail, it may be inserted into the discharge electrode 130 and connected in a buried state, but is not limited thereto.

이하에서 도 6을 함께 참조하여 본 발명의 작동상태를 설명한다. 도 6은 본 발명의 작동상태도를 나타낸다.Hereinafter, the operating state of the present invention will be described with reference to FIG. 6 . 6 shows an operating state diagram of the present invention.

본 발명은 대기압 저온 플라즈마 생성원리에 기반하여 인체에 무해한 수산화라디칼을 안정적으로 다량 생성하여 인간이 생활하는 공간이나 사용하는 물품에 존재하는 각종 미생물을 비롯한 오염물질을 효과적이고 신속하게 살균, 제거할 수 있는 장치이다.The present invention is based on the atmospheric pressure low-temperature plasma generation principle, and stably generates a large amount of harmless hydroxyl radicals to the human body to effectively and quickly sterilize and remove contaminants including various microorganisms present in the space where humans live or the products used. It is a device that has

즉, 코로나 방전의 단점인 오존발생, 좁은 처리면적, 불안정성을 해결하기 위해 낮은 전류의 암방전에 해당하는 전압을 인가하여 극히 낮은 저전류를 유지하고 일부 기체만 이온화시킴으로써, 빛이나 소리가 발생하지 않고, 오존농도가 극히 낮으며 아크로의 전이가 발생하지 않는 플라즈마를 제공할 수 있다.In other words, in order to solve the disadvantages of corona discharge, such as ozone generation, narrow processing area, and instability, a voltage corresponding to a low current dark discharge is applied to maintain an extremely low current and only some gases are ionized so that no light or sound is generated. It is possible to provide a plasma having an extremely low ozone concentration and no arc furnace transition.

이를 위해, 상기 방전단자(140)에 코로나 방전보다 낮은 전류의 암방전에 해당하는 전압을 인가하여 극히 낮은 저전류를 유지하면서, 스트리머와 같은 방전은 일어나지 않으면서 수산화라디칼을 생성하기에 충분한 이온화가 진행된다. To this end, while maintaining an extremely low current by applying a voltage corresponding to a dark discharge of a current lower than corona discharge to the discharge terminal 140, ionization sufficient to generate hydroxyl radicals without generating a discharge such as a streamer is going on

양의 고전압이 인가되면 상기 방전전극(130)은 (+)로 대전되고, 공기가 이온화되면서 전자는 방전전극(130)으로, 이온은 접지전극(150)으로 가속된다.When a positive high voltage is applied, the discharge electrode 130 is charged (+), and as the air is ionized, electrons are accelerated to the discharge electrode 130 and ions are accelerated to the ground electrode 150.

이때 물 속에 포함된 칼슘(Ca), 칼륨(K), 나트륨(Na)과 같은 전해질들만 이온화되면서 전자의 가속을 촉진하고 물분자는 이온화되지 않는 상태로 남게 된다.At this time, only electrolytes such as calcium (Ca), potassium (K), and sodium (Na) included in the water are ionized to promote electron acceleration, and the water molecules remain in a non-ionized state.

왜냐하면, 코로나 방전보다 낮은 전류의 암방저에 해당하는 전압을 인가하면 물분자보다 이온화되려는 경향이 훨씬 강한 전해질들만 이온화되고 물분자는 이온화되지 않기 때문이다. This is because, when a voltage corresponding to dark protection of a current lower than corona discharge is applied, only electrolytes having a much stronger tendency to be ionized than water molecules are ionized, and water molecules are not ionized.

그리고 이온화된 전해질들은 물의 모세관 현상으로 인해 방전전극(130)의 기공에 고르게 분산되고, 뾰족한 부분에서 플라즈마를 생성하는데 기여한다. The ionized electrolytes are evenly dispersed in the pores of the discharge electrode 130 due to the capillarity of water, and contribute to generating plasma at the pointed portion.

물은 이온을 운반하는 운반체로써의 역할을 하면서 이온과 전자를 일부 흡수하기도 하여 과도한 전자사태가 발생하는 것을 방지함으로써 아크로의 전이를 차단한다.Water serves as a carrier for transporting ions and also absorbs some of the ions and electrons to prevent excessive avalanches from occurring, thereby blocking the arc furnace transition.

여기서, 상기 플라즈마하우징(110)의 내에서 방전에 의해 플라즈마가 발생하는 공간에 충분한 수증기를 공급함으로써 전기장 내에서 수산화라디칼을 생성할 수 있으므로 수산화라디칼 생성에 필요한 오존 등의 유해물질이 없어도 된다. Here, hydroxyl radicals can be generated in an electric field by supplying sufficient water vapor to the space where plasma is generated by discharge within the plasma housing 110, so that harmful substances such as ozone required for generating hydroxyl radicals are not required.

즉, 본 발명에서 오존이 생성되지 않기 때문에 상대적으로 적은 수산화라디칼 생성량을 증가시키기 위해 본 발명에서 나노미터 입자 크기의 수증기 조성을 위한 온도와 습도환경을 제공할 수 있다. That is, since ozone is not generated in the present invention, a temperature and humidity environment for the composition of nanometer particle size water vapor can be provided in the present invention in order to increase the relatively small amount of hydroxyl radicals produced.

이를 위해 상기 온습도조절부(200)에서 수증기를 발생시켜 상기 플라즈마생성부(100)로 제공한다.To this end, water vapor is generated in the temperature and humidity controller 200 and supplied to the plasma generator 100 .

실험결과 플라즈마생성부(100)의 내부 온도가 15 ~ 35℃이고, 상대습도는 50 ~ 80%일 때 수 분 내에 99.9%의 살균력을 나타낼 수 있는 수산화라디칼이 생성됨을 도출해 내었다.As a result of the experiment, it was found that when the internal temperature of the plasma generating unit 100 is 15 to 35 ° C and the relative humidity is 50 to 80%, hydroxyl radicals capable of exhibiting 99.9% sterilization power are generated within a few minutes.

온도가 15℃ 미만일 경우 기화속도가 더디게 되어 99.9%의 살균력을 나타내기에 충분하지 않게 되고, 온도가 35℃를 초과할 경우 수증기의 기화가 과다하게 이루어져 습도가 급격히 증가하게 되어 기화속도보다 결로속도가 더 빨라짐으로써 불필요한 습도제어를 필요로 하게 된다. 온도범위가 이를 충족하지 않더라도 99.9%의 살균력을 나타내고 효율성 면에서 문제가 없다면 적용하여도 무관하다.If the temperature is less than 15 ℃, the evaporation rate is slow and it is not enough to show 99.9% sterilization power. Going faster requires unnecessary humidity control. Even if the temperature range does not meet this, if it shows 99.9% sterilization power and there is no problem in terms of efficiency, it is okay to apply.

그리고 상대습도가 50% 미만일 경우 99.9%의 살균력을 보장할 수 없고, 80%를 초과할 경우 수산화라디칼의 생성속도가 너무 빨라 플라즈마의 안정성이 저하되어 전류나 오존농도의 증가를 야기할 수 있다. 상대습도의 범위가 이를 충족하지 않더라도 99.9%의 살균력을 나타내고 비효율적인 문제가 없다면 적용하여도 무관하다.In addition, when the relative humidity is less than 50%, 99.9% sterilizing power cannot be guaranteed, and when it exceeds 80%, the generation rate of hydroxyl radical is too fast, and the stability of the plasma is lowered, causing an increase in current or ozone concentration. Even if the range of relative humidity does not meet this, it is irrelevant to apply it if it shows 99.9% sterilization power and there is no inefficiency problem.

수증기의 공급을 위해 상기 온습도조절부에서 물의 온도를 40℃ 이상으로 설정하여 기화를 촉진하여 가습을 조성한다. 상기 온도센서에서 물의 온도를 감지하여 40℃ 이상을 유지하게 할 수 있다.To supply steam, the temperature and humidity control unit sets the water temperature to 40° C. or higher to promote vaporization and create humidification. The temperature sensor may sense the temperature of the water and maintain it at 40° C. or higher.

상술한 바와 같이 최적의 온도와 습도가 조성된 상태에서 고전압이 인가되면 상기 방전전극(130)와 접지전극(150)으로 각각 전자와 이온이 가속화되고 이로 인해 이온화하지 못한 중성기체가 접지전극(150) 주위의 빈공간을 통과함으로써 플라즈마토출구(111) 방향으로 이온풍이 토출된다. As described above, when a high voltage is applied in a state in which the optimum temperature and humidity are established, electrons and ions are accelerated to the discharge electrode 130 and the ground electrode 150, respectively. ), the ion wind is discharged toward the plasma discharge port 111 by passing through the surrounding empty space.

이때 수산화라디칼은 중성기체와 함게 이동하게 되며, 물 속에 포함된 전해질이 이온의 농도를 더욱 증가시켜 외부에 위치한 살균대상에도 충분히 수산화라디칼을 전달할 수 있을 만큼의 강력한 이온풍 생성이 가능하다.At this time, the hydroxyl radical moves along with the neutral gas, and the electrolyte contained in the water further increases the concentration of ions, so that it is possible to generate an ion wind strong enough to sufficiently deliver the hydroxyl radical to the sterilization target located outside.

부가적으로 상기 접지전극(150) 상측에 적절한 풍속의 팬(미도시)을 설치함으로써 수산화라디칼이 더 멀리 안정적으로 전달될 수 있다.Additionally, by installing a fan (not shown) having an appropriate wind speed above the ground electrode 150, the hydroxyl radical can be stably transferred farther.

이하에서는, 최적의 온도와 습도를 도출하기 위해, 아래와 같이 실험을 실시한 실시 예를 제시한다.Hereinafter, in order to derive the optimal temperature and humidity, an embodiment in which an experiment was conducted as follows is presented.

<실시 예 1><Example 1>

20㎛의 기공을 가지고 직경 5mm, 높이 40mm로 상부 10mm가 뾰족한 침형이며 하부 30mm가 원기둥형인 HDPE(High Density Polyethylene)에 친수성을 부여한 것을 방전전극(130)으로 하고, 직경 0.1mm의 텅스텐와이어를 접지전극(150)으로 선정하였다.Discharge electrode 130 is a discharge electrode (130) made of HDPE (High Density Polyethylene) having pores of 20 μm, a diameter of 5 mm, a height of 40 mm, an upper 10 mm sharp needle shape and a lower 30 mm cylindrical shape, and a tungsten wire having a diameter of 0.1 mm It was selected as the electrode (150).

그리고 살균력 정도를 확인하기 위한 균주로는 그람음성균인 Escherichia coli 1(자체 배양, 이하 E.coli1)와 그람양성균인 Methicillin resistance Staphylococcus aureus (NCCP 14754, 국가병원체자원은행, 이하 MRSA)를 선정하여 실험을 수행하였다. In addition, as strains to confirm the degree of bactericidal activity, Gram-negative Escherichia coli 1 (self-cultivation, hereinafter E.coli1) and Gram-positive bacterium Methicillin resistance Staphylococcus aureus (NCCP 14754, National Pathogen Resource Bank, hereinafter MRSA) were selected and tested. performed.

수돗물이 담긴 저수조에 방전전극(130)을 설치한 뒤, 상부에 18mm 간격을 두고 접지전극(150)을 설치하였다. 두 전극 사이의 플라즈마 발생 영역(이하 쉬스(sheath))의 온도를 25℃로 유지하고 상대습도를 각 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%로 유지했을 때, 방전 전극에 9.5kv의 양의 고전압을 인가 시 살균력의 변화를 실험하였다. After installing the discharge electrode 130 in the reservoir containing tap water, the ground electrode 150 was installed at an interval of 18 mm on the top. When the temperature of the plasma generation area (hereafter referred to as sheath) between the two electrodes is maintained at 25°C and the relative humidity is maintained at 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, and 80% respectively, the discharge electrode When a positive high voltage of 9.5 kv was applied, the change in sterilization power was tested.

약 500~1000CFU/25㎠ 의 균을 처리한 시료 표면을 본 발명의 플라즈마하우징에서 약 7cm 떨어진 거리에 부착시키고, 장치를 15분 가동하여 플라즈마를 발생시킨 후, 60mm PCA(Plate count agar) rodac plate로 표면을 채취하여 37℃, 48시간 배양한 뒤 결과를 관찰한다. 균을 처리한 후 플라즈마를 적용하지 않은 시료 표면을 대조군으로 하였다. 아래 그림 1은 상대습도의 변화에 따른 살균력을 나타내는 사진이다. Attach the surface of the sample treated with bacteria of about 500 to 1000 CFU/25 cm2 at a distance of about 7 cm from the plasma housing of the present invention, operate the device for 15 minutes to generate plasma, and then use a 60 mm PCA (Plate count agar) rodac plate Observe the results after incubating the surface at 37℃ for 48 hours. The sample surface to which plasma was not applied after treatment with bacteria was used as a control. Figure 1 below is a photograph showing the sterilizing power according to the change in relative humidity.

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<그림 1><Figure 1>

실험 결과, 쉬스의 상대습도가 증가할수록 살균력도 증가하였다. 즉, 상대습도와 살균력은 비례하였다.As a result of the experiment, as the relative humidity of the sheath increased, the sterilizing power also increased. That is, the relative humidity and sterilization power were proportional.

위와 동일한 조건으로 40 ~ 50% 범위의 상대습도를 1% 간격으로 유지하여 살균력 정도를 실험했을 때의 결과가 아래 표와 같다.The table below shows the results when the degree of sterilization was tested by maintaining the relative humidity in the range of 40 to 50% at 1% intervals under the same conditions as above.

습도humidity 40%40% 41%41% 42%42% 43%43% 44%44% 45%45% 46%46% 47%47% 48%48% 49%49% 50%50% MRSAMRSA 82.8%82.8% 85.1%85.1% 89.4%89.4% 90.1%90.1% 91.6%91.6% 95.4%95.4% 95.7%95.7% 98.6%98.6% 99.2%99.2% 99.8%99.8% 99.9%99.9%

MRSA가 99.9% 이상 살균되는 조건에서는 E.coli1도 그러하나, E.coli1이 99.9% 이상 살균되는 조건에서 MRSA가 그렇지 못한 경우가 발생하였다. MRSA가 E.coli1에 비해 세포벽이 두꺼우므로 상대적으로 살균이 더 어려운 MRSA를 기준으로 할 때, 온도 25℃ 기준으로 99.9%이상의 살균력을 나타내기 위한 상대습도는 50 ~ 80%이었다.Under the condition that MRSA is 99.9% or more sterilized, E.coli1 is the same, but under the condition that E.coli1 is sterilized by 99.9% or more, MRSA does not. Based on MRSA, which is relatively more difficult to sterilize because MRSA has a thicker cell wall than E.coli1, the relative humidity to exhibit 99.9% or more sterilization power at a temperature of 25 ° C was 50 to 80%.

<실시예 2><Example 2>

<실시예 1>과 동일한 장치조건으로, 쉬스의 상대 습도를 65%로 유지하고 온도를 각 5℃, 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 30℃, 35℃로 유지했을 때, 방전 전극에 9.5kv의 양의 고전압을 인가 시 MRSA의 살균력 변화를 실험하였다. 아래 그림 2는 온도변화에 따른 살균력의 변화를 나타내는 사진이다.Under the same equipment conditions as <Example 1>, when the relative humidity of the sheath was maintained at 65% and the temperature was maintained at 5°C, 10°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C, and 35°C, respectively, discharge When a positive high voltage of 9.5 kv was applied to the electrode, the change in sterilizing power of MRSA was tested. Figure 2 below is a photograph showing the change in sterilization power according to temperature change.

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<그림 2><Figure 2>

실험결과, 쉬스의 온도가 증가할수록 살균력도 증가하였다. 즉, 온도와 살균력은 비례하였다.As a result of the experiment, as the temperature of the sheath increased, the sterilizing power also increased. That is, temperature and sterilization power were proportional.

같은 조건으로 각 10 ~ 15℃ 범위의 온도를 1℃ 간격으로 유지했을 때 MRSA의 살균력 변화를 실험하였다. 아래 표 2는 온도변화에 따른 살균력의 변화를 나타내는 표이다.Under the same conditions, the change in bactericidal power of MRSA was tested when the temperature in the range of 10 ~ 15 ℃ was maintained at 1 ℃ intervals. Table 2 below is a table showing the change in sterilization power according to temperature change.

온도temperature 10℃10℃ 11℃11℃ 12℃12℃ 13℃13℃ 14℃14℃ 15℃15℃ MRSAMRSA 92.192.1 95.795.7 96.796.7 99.099.0 99.899.8 99.999.9

여기서, 쉬스의 상대 습도 65% 기준 99.9% 이상의 살균력을 나타내기 위한 온도는 15~35℃였다. Here, the temperature for exhibiting the sterilizing power of 99.9% or more based on the relative humidity of the sheath of 65% was 15 to 35 ° C.

동일한 장치조건으로, 쉬스의 온습도 조건 중 최저 온습도인 15℃, 50%, 최고 온습도인 35℃, 80%에서의 살균력과 플라즈마 안정성을 실험하였다. 아래 표 3은 최저온습도와 최고온습도에서의 살균력과 오존농도를 나타내는 표이다.Under the same equipment conditions, sterilizing power and plasma stability were tested at the lowest temperature and humidity of 15 ° C and 50% and the highest temperature and humidity of 35 ° C and 80% among the temperature and humidity conditions of the sheath. Table 3 below is a table showing the sterilizing power and ozone concentration at the lowest temperature and humidity and the highest temperature and humidity.

온습도temperature and humidity 15℃, 50%15℃, 50% 35℃, 80%35℃, 80% 살균력(%)(MRSA)Bactericidal power (%) (MRSA) 99.9%99.9% 99.9%99.9% 오존 농도(ppm) Ozone concentration (ppm) 0.01ppm 이하Less than 0.01ppm 0.01ppm 이하Less than 0.01ppm

실험 결과 최저와 최고 온습도에서 99.9% 이상의 살균력이 보장되고 코로나 방전이 안정적으로 일어나므로 쉬스 내의 온도 범위를 15~35℃, 상대습도 범위를 50~80%로 최종 선정하였다.As a result of the experiment, 99.9% or more sterilizing power was guaranteed at the lowest and highest temperature and humidity, and corona discharge stably occurred, so the temperature range in the sheath was 15 to 35 ° C and the relative humidity range was 50 to 80%.

<실시예 3><Example 3>

<실시예 1>과 동일한 조건장치로, 99.9%의 살균력이 보장되지 않는 쉬스의 온습도 조건에서 방전전극의 방전 매개체로 사용되는 온습도조절용저수조 내 수돗물을 인위로 기화시켜 습도를 높여주었을 때의 살균력 정도를 실험하였다.With the same conditions as in <Example 1>, under the temperature and humidity conditions of the sheath where 99.9% sterilization power is not guaranteed, the degree of sterilization power when the humidity is increased by artificially evaporating tap water in the temperature and humidity control water tank used as a discharge medium for the discharge electrode was experimented with.

방법 1) 초음파식: 저수조에 초음파 진동자를 설치Method 1) Ultrasonic: Install an ultrasonic vibrator in a water tank

방법 2) 가열식: 저수조 내 물을 가온Method 2) Heating: Heating the water in the water tank

방법 3) 자연기화식: 저수조에 친수성이 있는 다공성 섬유를 설치Method 3) Natural vaporization method: Install hydrophilic porous fibers in the water tank

그리고 쉬스의 온도 20℃, 상대습도 40% 조건에서 인위 가습의 살균력 향상 효과를 확인하기 위한 다음과 같은 가습 조건을 설정해주었다.In addition, the following humidification conditions were set to confirm the effect of artificial humidification on sterilizing power at a sheath temperature of 20 ° C and a relative humidity of 40%.

조건 1) 인위 가습 없음Condition 1) No artificial humidification

조건 2) 저수조에 초음파 진동자를 설치하여 쉬스의 상대습도를 60%로 상향Condition 2) Raise the relative humidity of the sheath to 60% by installing an ultrasonic vibrator in the water tank

조건 3) 저수조에 초음파 진동차를 설치하여 쉬스의 상대습도를 65%로 상향Condition 3) Raise the relative humidity of the sheath to 65% by installing an ultrasonic vibration difference in the water tank

조건 4) 저수조 내 물(초기 온도 20℃)을 30℃로 가온하여 유지Condition 4) Heat the water in the reservoir (initial temperature 20℃) to 30℃ and maintain it

조건 5) 저수조 내 물(초기 온도 20℃)을 40℃로 가온하여 유지Condition 5) Heat the water in the reservoir (initial temperature 20℃) to 40℃ and maintain it

조건 6) 저수조 내 물(초기 온도 20℃)을 50℃로 가온하여 유지Condition 6) Heat the water in the reservoir (initial temperature 20℃) to 50℃ and maintain it

조건 7) 저수조 내 물(초기 온도 20℃)을 60℃로 가온하여 유지Condition 7) Heat the water in the reservoir (initial temperature 20℃) to 60℃ and maintain it

조건 8) 저수조에 친수성을 부여한 두께 2mm, 높이 30mm, 50um 기공의 다공성 수지(폴리에틸렌)를 방전 전극 주위에 설치.Condition 8) A porous resin (polyethylene) with a thickness of 2 mm, a height of 30 mm, and pores of 50 um was installed in the reservoir around the discharge electrode.

조건 9) 저수조에 두께 1mm, 높이 30mm의 펠트지(대원우드보드, 미니펠트 T-53)를 방전 전극 주위에 설치Condition 9) Install felt paper (Daewon Wood Board, Mini Felt T-53) with a thickness of 1 mm and a height of 30 mm around the discharge electrode in the water tank.

아래 그림 3은 위 조건하에서 살균력을 실험을 수행하였을 대의 결과를 나타내는 사진이다.Figure 3 below is a photograph showing the results of the sterilization test under the above conditions.

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<그림 3><Figure 3>

실험결과, 세 가지 인위 가습방법(조건2~조건9) 모두 살균력 향상에 효과를 나타내었다.As a result of the experiment, all three artificial humidification methods (Condition 2 ~ Condition 9) showed an effect in improving sterilization power.

이하에서는 도 7 내지 도 9을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예들에 따른 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치를 설명하고자 한다.Hereinafter, a plasma generating device including a hydroxyl radical according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9 .

본 발명의 또 다른 실시 예들도 플라즈마생성부(100)와, 온습도조절부(200)로 구성될 수 있는데, 온습도조절부(200)는 상술한 바와 같아 설명은 생략한다.Other embodiments of the present invention may also be composed of the plasma generating unit 100 and the temperature and humidity controller 200. Since the temperature and humidity controller 200 has been described above, a description thereof will be omitted.

반면, 본 발명의 여러 다른 실시 예에서는 방전전극(130) 및 접지전극(150)에 대한 주요 특징들이 있다.On the other hand, in various other embodiments of the present invention, there are main features of the discharge electrode 130 and the ground electrode 150.

도 7에 도시된 바와 같이, 방전전극(130)과 접지전극(150)은 모두 친수성 다공성 소재로 이루어지고 두 전극의 배치가 좌우 방향에서 평행하게 배치될 수 있다.As shown in FIG. 7 , both the discharge electrode 130 and the ground electrode 150 are made of a hydrophilic porous material, and the two electrodes may be disposed in parallel in a left-right direction.

접지전극(150)은 수직 침상 형상의 방전전극(130)과 마찬가지로 하부가 접지용저수조(170) 내 물에 담기고 상부가 뾰족한 침상을 이루되 공기 중에 노출될 수 있다.Like the vertical needle-shaped discharge electrode 130, the ground electrode 150 may be exposed to the air while having a lower portion submerged in water in the grounding reservoir 170 and a sharp upper portion.

또한, 접지전극(150)은 접지용저수조(170)가 추가되고 전류의 흐름을 위해 전해질을 포함한 물이 사용될 수 있다.In addition, the grounding electrode 150 is added with a water reservoir 170 for grounding, and water including electrolyte may be used for current flow.

또한, 접지단자(151)는 접지용저수조(170) 내 물과 연결되어 접지 역할을 하는 것도 방전단자(140)와 같다.In addition, the grounding terminal 151 is connected to the water in the water storage tank 170 for grounding and serves as a grounding function as well as the discharge terminal 140.

방전전극(130) 및 접지전극(150)은 두 전극이 좌우 나란하게 평행 배치될 시, 상부의 침상들도 위를 향한 채로 마주보도록 나란히 배치될 수 있다.The discharge electrode 130 and the ground electrode 150 may be arranged side by side so that when the two electrodes are arranged side by side in parallel, the upper needles are also facing upward.

본 발명의 실시 예들에서는 한쌍의 방전 및 접지 구성으로 기재하고 있으나, 확장하여 한쌍 이상, 복수의 쌍으로 구성될 수도 있다.In the embodiments of the present invention, a pair of discharging and grounding configurations are described, but by extension, more than one pair or a plurality of pairs may be configured.

방전 시 방전전극(130)과 접지전극(150) 사이에 전자 교환이 이루어지면서 중성기체를 침상 방향, 즉 플라즈마토출구(111) 방향으로 밀어내게 되고 이 때 이온풍 발생과 함께 라디칼 또한 토출구로 이동하여 방출된다.During discharge, electron exchange is performed between the discharge electrode 130 and the ground electrode 150, pushing neutral gas toward the needle, that is, toward the plasma discharge port 111. At this time, with the generation of ion wind, radicals also move to the discharge port is emitted

때문에 상하 수직 배치와 좌우 수평 배치에서의 플라즈마토출구(111) 방향은 동일할 수 있다.Therefore, the direction of the plasma discharge port 111 in the up-and-down vertical arrangement and the left-right horizontal arrangement may be the same.

이와 같이, 본 발명이 제안하는 플라즈마생성부(100)는 내부에 물을 수용하되 접지전극(150)이 외부로 노출되도록 입설된 접지용저수조(170)를 더 포함할 수 있다.As such, the plasma generating unit 100 proposed by the present invention may further include a water storage tank 170 for grounding, which is installed upright so that the ground electrode 150 is exposed to the outside while accommodating water therein.

또한, 접지용저수조(170)는, 물을 수용하고 바닥에 접지전극(150)을 고정하는 접지고정부재(172)가 형성되어 접지용베이스(171)가 덮고 중앙에 상기 접지전극(150)이 관통하는 접지전극홀(174)이 형성되는 접지용덮개(173) 및 상기 접지용베이스(171)와 접지용덮개(173) 사이에 삽입되어 실링하는 접지실링부재(175)를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the grounding reservoir 170 has a ground fixing member 172 for accommodating water and fixing the grounding electrode 150 on the floor, and the grounding base 171 is covered and the grounding electrode 150 is at the center. It may include a grounding cover 173 through which a ground electrode hole 174 is formed, and a ground sealing member 175 inserted between the grounding base 171 and the grounding cover 173 to seal the ground. .

도 8을 참조하면, 본 발명이 제안하는 또 다른 실시 예로, 방전전극(130) 및 접지전극(150)은 물을 사용하지 않고, 다공성수지에 전해질을 포함한 콜로이드로 도체화될 수 있다.Referring to FIG. 8 , as another embodiment proposed by the present invention, the discharge electrode 130 and the ground electrode 150 may be made of a colloid containing an electrolyte in a porous resin without using water.

즉, 방전전극(130)과 접지전극(150)은 모두 다공성 소재로 이루어지고 두 전극의 배치가 좌우 수평으로 평행하게 배치되는 형태이지만, 전술한 실시 예와는 달리 물을 포함하지 않는 형태이다.That is, both the discharge electrode 130 and the ground electrode 150 are made of a porous material and the two electrodes are arranged horizontally in parallel, but unlike the above-described embodiment, they do not contain water.

따라서 방전용저수조(120) 및 접지용저수조(170)가 필요하지 않는다.Therefore, the water reservoir 120 for discharge and the water reservoir 170 for grounding are not required.

방전전극(130)과 접지전극(150)은 도 8에 도시된 바와 같이, 다공성 수지(polyethylene, polypropylene)와 같은 고분자 물질에 전해질을 포함한 콜로이드와 같은 물질을 도포 및 고정하여 도체화하는 것이 가능하다.As shown in FIG. 8, the discharge electrode 130 and the ground electrode 150 can be made into conductors by applying and fixing a colloid-like material including an electrolyte to a polymeric material such as porous resin (polyethylene, polypropylene). .

콜로이드는 전해질을 포함한 친수성 물질과, 다공성 수지에 원활하게 고정 및 유지될 수 있는 소수성 물질, 및 이를 유화할 계면활성제 등을 포함한다.The colloid includes a hydrophilic material including an electrolyte, a hydrophobic material that can be smoothly fixed and maintained in a porous resin, and a surfactant to emulsify the same.

이러한 콜로이드 제형의 도전체를 다공성 소재에 적용하게 되면 기공 내에 고르게 분산된 콜로이드 내의 전해질이 고분자와 이온결합 되어 고정되고 이로써 다공성 소재의 도체화가 가능하다.When such a colloidal formulation conductor is applied to a porous material, the electrolyte in the colloid evenly dispersed in the pores is ionically bonded with the polymer and fixed, thereby enabling the porous material to be a conductor.

도체화된 다공성 전극은 방전단자(140) 및 접지단자(151)와 직접 연결될 수 있고, 전극 하부가 콜로이드 도전체에 포함된 상태에서 콜로이드 도전체와 각 단자가 간접적으로 연결될 수도 있다. The conductive porous electrode may be directly connected to the discharge terminal 140 and the ground terminal 151, or may be indirectly connected to the colloidal conductor and each terminal while the lower part of the electrode is included in the colloidal conductor.

즉, 방전전극(130) 및 접지전극(150) 각각은 방전단자(140) 및 접지단자(151) 각각과 직접 연결될 수 있고, 간접 연결될 수도 있다.That is, each of the discharge electrode 130 and the ground electrode 150 may be directly connected to the discharge terminal 140 and the ground terminal 151, or may be indirectly connected to each other.

또한, 방전전극(130) 및 접지전극(150) 각각은 콜로이드 도전체 수용 용기를 더 포함할 수 있다.In addition, each of the discharge electrode 130 and the ground electrode 150 may further include a colloidal conductor accommodating container.

따라서, 플라즈마생성부(100)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 콜로이드를 내재하면서 상기 방전전극(130)이 외부로 노출되도록 입설된 제1 수용용기(180a), 및 상기 콜로이드를 내재하면서 상기 접지전극(150)이 외부로 노출되도록 입설된 제2 수용용기(180b)를 더 포함할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 9, the plasma generating unit 100 includes a first accommodating container 180a installed so that the discharge electrode 130 is exposed to the outside while containing the colloid, and the colloid while containing the colloid. A second accommodating container 180b upright to expose the ground electrode 150 to the outside may be further included.

결론적으로, 본 발명의 여러 실시 예에 따른 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치는 고전압에 의한 방전으로 수산화라디칼을 포함하는 플라즈마를 발생시키는 플라즈마생성부(100)와, 상기 플라즈마생성부(100)의 하부에 분리 가능하게 결합되고 수증기를 발생시켜 상기 플라즈마생성부(100)에 공급하는 온습도조절부(200)로 구성되는 수산화라디칼을 포함하는 장치이다.In conclusion, the plasma generating device including hydroxyl radicals according to various embodiments of the present invention includes a plasma generating unit 100 generating plasma including hydroxyl radicals by high voltage discharge, and a lower part of the plasma generating unit 100. It is a device containing a hydroxyl radical composed of a temperature and humidity control unit 200 detachably coupled to and generating water vapor and supplying it to the plasma generating unit 100.

또한, 플라즈마생성부(100)는, 상부 또는 측부에 수산화라디칼을 포함하는 플라즈마를 토출시키는 플라즈마토출구(111)가 형성되고 하부에는 수증기가 유입될 수 있도록 온습도조절부(200)와 연통되는 수증기유입구(112)가 형성된 플라즈마하우징(110), 상단이 뾰족한 침상을 이루고 상기 플라즈마하우징(110) 내 일측에 형성된 방전전극(130), 외부에서 인입하여 상기 방전전극(130)에 고전압을 인가하는 방전단자(140), 상기 플라즈마하우징(110) 내 타측에 형성된 접지전극(150), 및 상기 접지전극(150)에 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 접지단자(151)를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the plasma generating unit 100 has a plasma discharge port 111 for discharging plasma containing hydroxyl radicals formed on the top or side thereof, and a steam inlet port communicating with the temperature and humidity control unit 200 to allow water vapor to flow into the lower portion. Plasma housing 110 formed with 112, a discharge electrode 130 formed on one side of the plasma housing 110 with a pointed upper end, and a discharge terminal for applying a high voltage to the discharge electrode 130 from the outside 140, a ground electrode 150 formed on the other side of the plasma housing 110, and a ground terminal 151 electrically connected to the ground electrode 150 and exposed to the outside.

또한, 플라즈마생성부(100)는, 내부에 물을 수용하되 방전전극(130)이 외부로 노출되도록 입설된 방전용저수조(120)를 더 포함하고, 상기 방전용저수조(120)는, 물을 수용하고 바닥에 상기 방전전극(130)을 고정하는 고정부재(122)가 형성되고 상기 방전단자(140)가 돌출되는 방전용베이스(121)와, 상기 방전용베이스(121)를 덮고 중앙에 상기 방전전극(130)이 관통하는 방전전극홀(124)이 형성되는 방전용덮개(123), 및 상기 방전용베이스(121)와 방전용덮개(123) 사이에 삽입되어 실링하는 실링부재(125)를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the plasma generating unit 100 further includes a water storage tank 120 for discharge, which accommodates water therein but is installed so that the discharge electrode 130 is exposed to the outside. The water storage tank 120 for discharge contains water. A fixing member 122 for accommodating and fixing the discharge electrode 130 to the bottom is formed and a discharge base 121 from which the discharge terminal 140 protrudes, covering the discharge base 121 and the discharge terminal 140 in the center. A discharge cover 123 in which a discharge electrode hole 124 through which the discharge electrode 130 passes is formed, and a sealing member 125 inserted between the discharge base 121 and the discharge cover 123 for sealing It can be made including.

또한, 방전전극(130)은, 친수성 다공성 소재로 이루어져, 뾰족한 침상 주위 기공이 형성된 표면에서 미세방전이 발생할 수 있다.In addition, the discharge electrode 130 is made of a hydrophilic porous material, and microdischarge may occur on the surface on which sharp needle-like pores are formed.

또한, 방전전극(130)은, 친수성 다공성 소재로 이루어지는 제1전극체(131)와, 금속소재로 이루어지고 상기 제1전극체(131)의 중심에 삽입되는 제2전극체(132)로 구성될 수 있다.In addition, the discharge electrode 130 is composed of a first electrode body 131 made of a hydrophilic porous material and a second electrode body 132 made of a metal material and inserted into the center of the first electrode body 131. It can be.

또한, 방전전극(130)은 중앙에 모세관(133a)이 형성된 모세관체(133)일 수 있다.In addition, the discharge electrode 130 may be a capillary body 133 in which a capillary 133a is formed in the center.

또한, 방전전극(130)은 금속소재로 이루어질 수 있다.Also, the discharge electrode 130 may be made of a metal material.

또한, 방전전극(130)은 플라즈마생성부(100)와 온습도조절부(200) 사이에 삽입되는 방전단자커넥터(141)와 전기적으로 연결되고, 상기 방전단자커넥터(141)는 방전단자브라켓(142)에 고정될 수 있다.In addition, the discharge electrode 130 is electrically connected to the discharge terminal connector 141 inserted between the plasma generator 100 and the temperature and humidity controller 200, and the discharge terminal connector 141 is connected to the discharge terminal bracket 142. ) can be fixed.

또한, 플라즈마생성부(100)의 내부 온도는 15 ~ 35℃ 이고, 상대습도는 50 ~ 80%를 유지할 수 있다.In addition, the internal temperature of the plasma generating unit 100 may be 15 to 35° C., and the relative humidity may be maintained at 50 to 80%.

또한, 플라즈마하우징(110) 내부에는 습도계(160)가 더 포함될 수 있다.In addition, a hygrometer 160 may be further included in the plasma housing 110 .

또한, 접지전극(150)은, 플라즈마가 상기 플라즈마 토출구(111)로 잘 토출되도록 선상 또는 망상으로 이루어질 수 있다.In addition, the ground electrode 150 may be formed in a linear or reticular shape so that plasma is well discharged through the plasma outlet 111 .

또한, 접지전극(150)은 상단이 뾰족한 침상을 이루되 상기 방전전극(130)과 소정 간격 이격되어 나란하게 배치될 수 있다.In addition, the ground electrode 150 may be arranged parallel to the discharge electrode 130 while forming a needle shape with a pointed top.

또한, 플라즈마생성부(100)는 도 7에 도시된 바와 같이, 내부에 물을 수용하되 상기 접지전극(150)이 외부로 노출되도록 입설된 접지용저수조(170)를 더 포함하고, 상기 접지용저수조(170)는, 물을 수용하고 바닥에 상기 접지전극(150)을 고정하는 접지고정부재(172)가 형성되어 접지용베이스(171)가 덮고 중앙에 상기 접지전극(150)이 관통하는 접지전극홀(174)이 형성되는 접지용덮개(173) 및 상기 접지용베이스(171)와 접지용덮개(173) 사이에 삽입되어 실링하는 접지실링부재(175)를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7, the plasma generating unit 100 further includes a water storage tank 170 for grounding, which is installed so that the ground electrode 150 is exposed to the outside while accommodating water therein. In the reservoir 170, a ground fixing member 172 for accommodating water and fixing the ground electrode 150 is formed on the bottom, and the ground base 171 for grounding is covered and the ground electrode 150 passes through the center. It may include a grounding cover 173 in which an electrode hole 174 is formed and a ground sealing member 175 inserted between the grounding base 171 and the grounding cover 173 for sealing.

또한, 방전전극(130) 및 접지전극(150)은 도 8에 도시된 바와 같이, 다공성수지에 전해질을 포함한 콜로이드로 도체화된 것일 수 있다.Also, as shown in FIG. 8 , the discharge electrode 130 and the ground electrode 150 may be conductive with a colloid containing an electrolyte in a porous resin.

또한, 플라즈마생성부(100)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 콜로이드를 내재하면서 상기 방전전극(130)이 외부로 노출되도록 입설된 제1 수용용기(180a), 및 상기 콜로이드를 내재하면서 상기 접지전극(150)이 외부로 노출되도록 입설된 제2 수용용기(180b)를 더 포함할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9, the plasma generating unit 100 includes a first accommodating container 180a installed so that the discharge electrode 130 is exposed to the outside while containing the colloid, and the colloid while containing the colloid. A second accommodating container 180b upright to expose the ground electrode 150 to the outside may be further included.

또한, 온습도조절부(200)는, 상기 플라즈마하우징(110)의 하부면에 분리 가능하게 결합되고, 상부에 상기 수증기유입구(112)와 연통되는 수증기토출구(213)가 형성되며, 내부에 물을 수용하는 온습도조절용저수조(210), 및 상기 온습도조절용저수조(210) 내부에 인입되어 물의 기화를 촉진하는 기화촉진수단(220)을 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the temperature and humidity control unit 200 is detachably coupled to the lower surface of the plasma housing 110, and has a steam outlet 213 communicating with the steam inlet 112 at the top, and supplies water therein. It may include a temperature and humidity control water storage tank 210 and a vaporization accelerating means 220 introduced into the temperature and humidity control water tank 210 to promote water vaporization.

또한, 온습도조절용저수조(210)는, 물을 수용하고 상기 기화촉진수단(220)과 온도센서(230)가 설치되는 온습도조절용베이스(211)와, 상기 온습도조절용베이스(211)를 덮고 상기 수증기토출구(213)가 형성된 온습도조절용덮개(212)로 구성될 수 있다.In addition, the water tank for temperature and humidity control 210 accommodates water and covers the base 211 for temperature and humidity control in which the vaporization accelerating means 220 and the temperature sensor 230 are installed, and the base 211 for temperature and humidity control and covers the water vapor outlet 213 may be formed of a cover 212 for adjusting temperature and humidity.

또한, 기화촉진수단(220)은, 물을 가열하는 히터, 초음파 진동을 사용하여 기화시키는 초음파진동자, 다공성 소재를 사용하여 자연기화시키는 자연기화체 중 어느 하나를 사용할 수 있다.In addition, the vaporization acceleration means 220 may use any one of a heater for heating water, an ultrasonic vibrator for vaporization using ultrasonic vibration, and a natural vaporization body for spontaneous vaporization using a porous material.

또한, 기화촉진수단(220)을 히터로 사용하는 경우, 상기 온습도조절용저수조 (210)내에 상기 히터에 의해 가열된 물의 온도를 감지하는 온도센서(230)가 더 구비될 수 있다.In addition, when the vaporization accelerating means 220 is used as a heater, a temperature sensor 230 for sensing the temperature of the water heated by the heater may be further provided in the water storage tank 210 for adjusting the temperature and humidity.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Representative embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, but those skilled in the art will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above information. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.

100 : 플라즈마생성부
110 : 플라즈마하우징 111 : 플라즈마토출구
112 : 수증기유입구 120 : 방전용저수조
121 : 방전용베이스 122 : 고정부재
123 : 방전용덮개 124 : 방전전극홀
125 : 실링부재 130 : 방전전극
131 : 제1전극체 132 : 제2전극체
133 : 모세관체 133a : 모세관
140 : 방전단자 141 : 방전단자커넥터
142 : 방전단자브라켓 150 : 접지전극
151 : 접지단자 160 : 습도계
170 : 접지용저수조
180a : 제1 수용용기 180b : 제2 수용용기
200 : 온습도조절부
210 : 온습도조절용저수조 211 : 온습도조절용베이스
212 : 온습도조절용덮개 213 : 수증기토출구
220 : 기화촉진수단 230 : 온도센서
100: plasma generating unit
110: plasma housing 111: plasma discharge port
112: steam inlet 120: water tank for discharge
121: base for discharge 122: fixing member
123: discharge cover 124: discharge electrode hole
125: sealing member 130: discharge electrode
131: first electrode body 132: second electrode body
133: capillary body 133a: capillary
140: discharge terminal 141: discharge terminal connector
142: discharge terminal bracket 150: ground electrode
151: ground terminal 160: hygrometer
170: water tank for grounding
180a: first container 180b: second container
200: temperature and humidity control unit
210: water tank for temperature and humidity control 211: base for temperature and humidity control
212: cover for temperature and humidity control 213: steam outlet
220: vaporization acceleration means 230: temperature sensor

Claims (17)

고전압에 의한 방전으로 수산화라디칼을 포함하는 플라즈마를 발생시키는 플라즈마생성부와, 상기 플라즈마생성부의 하부에 분리 가능하게 결합되고 수증기를 발생시켜 상기 플라즈마생성부에 공급하는 온습도조절부로 구성되는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치에 있어서,
상기 플라즈마생성부는,
상부 또는 측부에 수산화라디칼을 포함하는 플라즈마를 토출시키는 플라즈마토출구가 형성되고 하부에는 수증기가 유입될 수 있도록 상기 온습도조절부와 연통되는 수증기유입구가 형성된 플라즈마하우징;
상단이 뾰족한 침상을 이루고 상기 플라즈마하우징 내 일측에 형성된 방전전극;
외부에서 인입하여 상기 방전전극에 고전압을 인가하는 방전단자;
상기 플라즈마하우징 내 타측에 형성된 접지전극; 및
상기 접지전극에 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 접지단자;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
A plasma generating unit that generates plasma containing hydroxyl radicals by discharge by high voltage, and a temperature and humidity control unit that is detachably coupled to the lower portion of the plasma generating unit and generates water vapor and supplies it to the plasma generating unit, including hydroxyl radicals. In the plasma generator,
The plasma generating unit,
a plasma housing having a plasma discharge port for discharging plasma containing hydroxyl radicals formed on the top or side thereof and a water vapor inlet port communicating with the temperature and humidity controller to allow water vapor to flow into the lower portion of the plasma housing;
a discharge electrode formed in a needle shape with a sharp upper end and formed on one side of the plasma housing;
a discharge terminal for applying a high voltage to the discharge electrode from the outside;
a ground electrode formed on the other side of the plasma housing; and
A plasma generator including a hydroxyl radical, characterized in that it comprises a; ground terminal electrically connected to the ground electrode and exposed to the outside.
제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마생성부는,
내부에 물을 수용하되 상기 방전전극이 외부로 노출되도록 입설된 방전용저수조를 더 포함하고,
상기 제1 방전용저수조는,
물을 수용하고 바닥에 상기 방전전극을 고정하는 고정부재가 형성되고 상기 방전단자가 돌출되는 방전용베이스와, 상기 방전용베이스를 덮고 중앙에 상기 방전전극이 관통하는 방전전극홀이 형성되는 방전용덮개 및 상기 방전용베이스와 방전용덮개 사이에 삽입되어 실링하는 실링부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 1,
The plasma generating unit,
Further comprising a water storage tank for discharge that accommodates water therein but is installed so that the discharge electrode is exposed to the outside;
The first discharge reservoir,
A base for discharge having a fixing member for accommodating water and fixing the discharge electrode on the bottom and protruding the discharge terminal, and a discharge electrode hole covering the base for discharge and penetrating the discharge electrode in the center thereof. A plasma generating device including a hydroxyl radical, characterized in that it comprises a cover and a sealing member inserted between the discharge base and the discharge cover for sealing.
제 2 항에 있어서,
상기 방전전극은,
친수성 다공성 소재로 이루어져, 뾰족한 침상 주위 기공이 형성된 표면에서 미세방전이 발생하는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 2,
The discharge electrode is
A plasma generator including hydroxyl radicals, characterized in that microdischarges occur on a surface made of a hydrophilic porous material and having sharp needle-like pores formed thereon.
제 2 항에 있어서,
상기 방전전극은,
친수성 다공성 소재로 이루어지는 제1전극체와, 금속소재로 이루어지고 상기 제1전극체의 중심에 삽입되는 제2전극체로 구성되는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 2,
The discharge electrode is
A plasma generator including a hydroxyl radical, characterized in that it is composed of a first electrode body made of a hydrophilic porous material and a second electrode body made of a metal material and inserted into the center of the first electrode body.
제 2 항에 있어서,
상기 방전전극은 중앙에 모세관이 형성된 모세관체인 것을 특징으로 하는 수산환라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 2,
The discharge electrode is a plasma generator including a hydroxyl ring radical, characterized in that the capillary body formed in the center of the capillary.
제 1 항에 있어서,
상기 방전전극은 상기 플라즈마생성부와 온습도조절부 사이에 삽입되는 방전단자커넥터와 전기적으로 연결되고, 상기 방전단자커넥터는 방전단자브라켓에 고정되는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 1,
The discharge electrode is electrically connected to a discharge terminal connector inserted between the plasma generation unit and the temperature and humidity control unit, and the discharge terminal connector is fixed to a discharge terminal bracket.
제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마생성부의 내부 온도는 15 ~ 35℃ 이고, 상대습도는 50 ~ 80%인 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 1,
Plasma generator including hydroxyl radical, characterized in that the internal temperature of the plasma generating unit is 15 ~ 35 ℃, relative humidity is 50 ~ 80%.
제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마하우징 내부에는 습도계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 1,
A plasma generating device including a hydroxyl radical, characterized in that a hygrometer is further included inside the plasma housing.
제 1 항에 있어서,
상기 접지전극은,
플라즈마가 상기 플라즈마 토출구로 잘 토출되도록 선상 또는 망상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 1,
The ground electrode is
A plasma generator including a hydroxyl radical, characterized in that it is formed in a linear or network shape so that the plasma is well discharged through the plasma outlet.
제 1 항에 있어서,
상기 접지전극은 상단이 뾰족한 침상을 이루면서 상기 방전전극과 소정 간격 이격되어 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 1,
The ground electrode is a plasma generator including a hydroxyl radical, characterized in that arranged side by side with a predetermined distance apart from the discharge electrode while forming a needle shape with a sharp upper end.
제 10 항에 있어서,
상기 플라즈마생성부는,
내부에 물을 수용하되 상기 접지전극이 외부로 노출되도록 입설된 접지용저수조를 더 포함하고,
상기 접지용저수조는,
물을 수용하고 바닥에 상기 접지전극을 고정하는 접지고정부재가 형성되어 접지용베이스가 덮고, 중앙에 상기 접지전극이 관통하는 접지전극홀이 형성되는 접지용덮개, 및 상기 접지용베이스와 접지용덮개 사이에 삽입되어 실링하는 접지실링부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 10,
The plasma generating unit,
Further comprising a storage tank for grounding, which accommodates water therein but is installed so that the ground electrode is exposed to the outside;
The grounding water tank,
A grounding cover having a grounding fixing member for accommodating water and fixing the grounding electrode on the floor, covering the grounding base, and having a grounding electrode hole formed in the center through which the grounding electrode passes, and the grounding base and the grounding Plasma generating device including a hydroxyl radical, characterized in that it comprises a ground sealing member inserted between the covers for sealing.
제 10 항에 있어서,
상기 방전전극 및 접지전극은 다공성수지에 전해질을 포함한 콜로이드로 도체화된 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 10,
The discharge electrode and the ground electrode are plasma generators containing hydroxyl radicals, characterized in that the porous resin is conductive with a colloid containing an electrolyte.
제 12 항에 있어서,
상기 플라즈마생성부는,
상기 콜로이드를 내재하면서 상기 방전전극이 외부로 노출되도록 입설된 제1 수용용기; 및
상기 콜로이드를 내재하면서 상기 접지전극이 외부로 노출되도록 입설된 제2 수용용기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 12,
The plasma generating unit,
a first accommodating container upright to expose the discharge electrode to the outside while containing the colloid; and
Plasma generator including a hydroxyl radical, characterized in that it further comprises; a second accommodating container built up so that the ground electrode is exposed to the outside while containing the colloid.
제 1 항에 있어서,
상기 온습도조절부는,
상기 플라즈마하우징의 하부면에 분리 가능하게 결합되고, 상부에 상기 수증기유입구와 연통되는 수증기토출구가 형성되며, 내부에 물을 수용하는 온습도조절용저수조; 및
상기 온습도조절용저수조 내부에 인입되어 물의 기화를 촉진하는 기화촉진수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
According to claim 1,
The temperature and humidity control unit,
a storage tank detachably coupled to the lower surface of the plasma housing, having a water vapor outlet communicating with the steam inlet, and accommodating water therein; and
Plasma generator including hydroxyl radical, characterized in that it comprises a; vaporization accelerating means that is drawn into the inside of the temperature and humidity control reservoir to promote vaporization of water.
제 14 항에 있어서,
상기 온습도조절용저수조는,
물을 수용하고 상기 기화촉진수단과 온도센서가 설치되는 온습도조절용베이스와, 상기 온습도조절용베이스를 덮고 상기 수증기토출구가 형성된 온습도조절용덮개로 구성되는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
15. The method of claim 14,
The temperature and humidity control water tank,
A plasma generator including a hydroxyl radical, characterized in that it is composed of a temperature and humidity control base for accommodating water and in which the vaporization accelerator and temperature sensor are installed, and a temperature and humidity control cover covering the temperature and humidity control base and having the water vapor outlet formed thereon.
제 14 항에 있어서,
상기 기화촉진수단은,
물을 가열하는 히터, 초음파 진동을 사용하여 기화시키는 초음파진동자, 다공성 소재를 사용하여 자연기화시키는 자연기화체 중 어느 하나를 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
15. The method of claim 14,
The vaporization accelerating means,
A plasma generator including a hydroxyl radical, characterized in that any one of a heater for heating water, an ultrasonic vibrator for vaporization using ultrasonic vibration, and a natural vaporizer for spontaneous vaporization using a porous material can be used.
제 16 항에 있어서,
상기 기화촉진수단을 히터로 사용하는 경우, 상기 온습도조절용저수조 내에 상기 히터에 의해 가열된 물의 온도를 감지하는 온도센서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수산화라디칼을 포함한 플라즈마 발생장치.
17. The method of claim 16,
When the vaporization accelerating means is used as a heater, a temperature sensor for sensing the temperature of the water heated by the heater is further provided in the temperature and humidity control reservoir.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101708799B1 (en) 2016-07-21 2017-02-22 한국철도기술연구원 Sterilization and purifying apparatus using hydroxyl radical
KR101866545B1 (en) 2016-11-02 2018-06-11 배준형 Plasma sterilizer grnerating active species using a plurality pole type electrodes and dielectric tubes
KR101913301B1 (en) 2017-02-28 2018-10-30 (주)오에이치코리아 Airvaccine apparatus for generating and delivering hydroxyl radicals in use of indoor environment

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