KR20230091642A - 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치 - Google Patents

신선식품 배송용 플라즈마 발생장치 Download PDF

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Abstract

신선식품 배송용 플라즈마 발생장치가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치는, 배송되는 신선식품을 수용하는 배송 박스에 설치되는 플라즈마 발생장치로서, 배송 박스 내에 배치되며 표면에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 기판 및 배송 박스 내에 배치되고 플라즈마 기판과 연결되며 플라즈마 기판에 전력을 공급하는 배터리를 포함하고, 플라즈마 기판의 표면에 발생된 플라즈마는 배송 박스에서 신선식품에서 발생하는 유해물질을 제거한다.

Description

신선식품 배송용 플라즈마 발생장치{Plasma generator for fresh food delivery}
본 발명은 신선식품을 배송하는 과정에서 신선식품의 신선도를 유지시켜 주는 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.
대기압 플라즈마 기판은, 진공이 아닌 대기압 상에서 플라즈마를 발생하는 기판이다. 대기압 플라즈마는, 표면세정, 유해물질 제거, 살균 등에 사용될 수 있다.
한편, 비대면 소비가 일상화되고 온라인 쇼핑이 증가함에 따라 신선식품의 배송도 급증하고 있으며, 배송 시에 신선식품의 신선도 유지가 주요한 화두가 되고 있다.
본 발명은 신선식품을 배송할 때에 신선식품의 신성도를 유지시키고 식품의 부패 또는 산화를 방지할 수 있는 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배송되는 신선식품을 수용하는 배송 박스에 설치되는 플라즈마 발생장치로서, 배송 박스 내에 배치되며 표면에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 기판 및 배송 박스 내에 배치되고 플라즈마 기판과 연결되며 플라즈마 기판에 전력을 공급하는 배터리를 포함하고, 플라즈마 기판의 표면에 발생된 플라즈마는 배송 박스에서 신선식품에서 발생하는 유해물질을 제거하는 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치가 제공된다.
이 때, 상기 플라즈마 기판은 상기 플라즈마를 형성하는 방전회로 및 유전체를 포함하고, 상기 방전회로는 상기 유전체에 매립되어 외부의 수분으로부터 상기 방전회로가 보호되는 방수 구조를 가질 수 있다.
이 때, 상기 유전체는 저온 소결되는 세라믹을 포함하는 제1 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 유전층과, 상기 제1 LTCC 유전층 상에 형성되고 저온 소결되는 세라믹을 포함하는 제2 LTCC 유전층을 포함하고, 상기 방전회로는 상기 제1 LTCC 유전층과 상기 제2 LTCC 유전층 사이에 형성되며, 상기 제2 LTCC 유전층을 관통하며 상기 방전회로와 연결된 금속 비아 및 상기 제2 LTCC 유전층 상에 형성되며 상기 비아와 연결되어 플라즈마 생성에 필요한 전력을 공급하는 전극을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 방전회로 및 상기 금속 비아는 은(Ag)을 포함하며, 상기 제1 LTCC 유전층 및 제2 LTCC 유전층은 상기 방전회로 및 상기 금속 비아 중 적어도 어느 하나가 형성된 상태에서 소결될 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 기판의 일면에서 타면으로 관통하는 통기홀이 형성되고, 상기 통기홀의 내벽은 상기 금속 패턴이 노출되지 않도록 상기 제1 LTCC 유전층 및 상기 제2 LTCC 유전층으로 덮일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 신선식품을 배송하는 과정에서 발생하는 에틸렌 가스 등의 각종 유해물질을 플라즈마로 제거함으로써, 식품의 신선도를 유지시키고 부패를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치의 사용을 예시하는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치에서 플라즈마의 발생을 나타낸 사진.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치의 플라즈마 기판을 상세히 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치의 플라즈마 기판을 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치의 사용을 예시하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치(1000)는, 배송되는 신선식품(10)을 수용하는 배송 박스(20)에 설치되는 플라즈마 발생장치(1000)로서, 플라즈마 기판(100) 및 배터리(200)를 포함한다.
플라즈마 기판(100)은, 배송 박스(20) 내부에 있는 유해물질을 제거하는 플라즈마를 생성한다. 배송되는 신선식품(10)에서는 에틸렌 가스 등의 다양한 물질이 발생될 수 있다. 밀폐된 상태의 배송 박스(20)에서 에틸렌 가스 등의 발생 물질은 식품을 변질 시키는 유해물질이 될 수 있다. 장거리 배송의 경우, 유해물질과 더불어 다양한 세균 등이 증식될 가능성은 더욱 증가된다.
플라즈마 기판(100)은, 배송 박스(20) 내에 배치되고, 표면에 플라즈마(160)를 생성한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치(1000)에서 플라즈마의 발생을 나타낸 사진이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 플라즈마 기판(100)의 표면에는 대기압 상태에서 공기와 직접 접촉하는 플라즈마(160)를 형성할 수 있다. 이 때, 플라즈마 기판(100)의 표면에 발생된 플라즈마(160)는, 배송 박스(20)에서 신선식품(10)에서 발생하는 각종 가스 및/또는 세균을 제거할 수 있다.
특히, 플라즈마 기판(100)은 플라즈마(160)를 형성하는 방전회로(120) 및 유전체를 포함하고, 방전회로(120)가 유전체에 매립된 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 외부의 수분으로부터 방전회로(120)가 보호되는 방수 구조를 가질 수 있다. 신선식품(10)의 경우 필연적으로 많은 수분을 포함하여 배송 박스(20) 내부는 다습한 환경이 되므로, 플라즈마 기판(100)을 방수 구조로 형성하여 습기에도 정상적 작동이 가능하게 할 수 있다.
배터리(200)는, 플라즈마 기판(100)에 전력을 공급한다. 본 실시예의 배터리(200)는 배송 박스(20) 내에 배치되고 플라즈마 기판(100)에 직접 연결된다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 배터리(200)는 플라즈마 기판(100)의 전극(152, 154)과 와이어(202, 204)로 연결되어, 전력을 공급할 수 있다.
이 때, 본 실시예의 배터리(200)는, 배송이 이루어지는 기간 동안에만 플라즈마 기판(100)에 전력을 공급하도록, 배송 기간에 맞추어 배터리(200)의 용량이 결정될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 기판(100) 및 배터리(200)는, 배송 박스(20) 내부에서 발생된 소량의 유해물질만을 제거하도록 소형으로 제작될 수 있다.
이 때, 플라즈마 기판(100) 및 배터리(200)는 일체의 소형 모듈로 제작될 수 있다. 소형 모듈은, 배송 박스(20)에 넣을 수 있고 통기구(310)가 형성된 케이스(300)를 포함하고, 케이스(310)에 플라즈마 기판(100) 및 배터리(200)가 내장되어 설치될 수 있다. 이에 따라, 통기구(310) 통하여 배송 박스(20)의 공기 및 유해물질이 케이스(310) 내부로 유입되고, 공기 중의 유해물질은 플라즈마(160)로 제거될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치의 플라즈마 기판(100)을 상세히 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 플라즈마 기판(100)은, 제1 LTCC 유전층(110), 방전회로(120), 제2 LTCC 유전층(130), 금속 비아(142, 144) 및 전극(152, 154)을 포함한다. 이 때, 상술한 유전체는, 제1 LTCC 유전층(110) 및 제2 LTCC 유전층(130)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 LTCC 유전층(110)은, 플라즈마 기판(100)의 베이스 층을 형성하는 부분이다. 제1 LTCC 유전층(110)은, 저온에서 소결되는 세라믹인 LTCC(Low temperature Co-fired Ceramic) 소재로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 본 실시예의 제1 LTCC 유전층(110)은 900℃ 이하의 저온에서 소결되는 세라믹으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 LTCC 유전층(110)은, SiO2, B2O3, CaO 및 Al2O3 등을 포함하여 구성될 수 있다.
방전회로(120)는, 플라즈마(160)를 생성하는 부분으로, 제1 LTCC 유전층(110) 상에 형성된다. 방전회로(120)는, 전도성의 금속으로 이루어지고, 전력을 공급받아 플라즈마를 방전하는 방전패턴(122, 124)을 구비할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 방전회로(120)는, 서로 다른 극의 전압을 공급받는 제1 방전패턴(122)과 제2 방전패턴(124)을 포함할 수 있다. 제1 방전패턴(122)과 제2 방전패턴(124)은 소정의 간격으로 이격되어, 각각 다른 극의 전압이 가해지면 제1 방전패턴(122)과 제2 방전패턴(124) 패턴 사이에 플라즈마 방전이 이루어질 수 있다.
이 때, 본 실시예의 제1 방전패턴(122)과 제2 방전패턴(124)은 은(Ag)을 포함하여 이루어질 수 있다. 은을 포함하여 이루어진 패턴은 전도성이 매우 높아서 고전력을 허용할 수 있고, 전력 손실도 최소화할 수 있다.
제2 LTCC 유전층(130)은, 방전회로(120)을 내장시키는 유전층이다. 제2 LTCC 유전층(130)은, 방전회로(120) 상에 형성되어, 제1 LTCC 유전층(110)과 함께 방전회로(120)을 유전층들 사이에 내장시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 방전회로(120)에서 제1 방전패턴(122)과 제2 방전패턴(124) 사이 간격은, 제1 LTCC 유전층(110) 또는 제2 LTCC 유전층(130)에 의해 채워질 수있다.
제2 LTCC 유전층(130)은, 저온에서 소결되는 세라믹인 LTCC(Low temperature Co-fired Ceramic) 소재로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 제2 LTCC 유전층(130)은 900℃ 이하의 저온에서 소결되는 세라믹으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 LTCC 유전층(110)은, SiO2, B2O3, CaO 및 Al2O3 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 방전회로(120)는 은을 포함하므로, 900℃ 넘는 고온에서는 패턴이 손상될 우려가 있다. 본 실시예의 제1 LTCC 유전층(110) 및 제2 LTCC 유전층(130)은 900℃ 이하의 저온에서 소결되므로, 은을 포함하는 방전회로(120)이 손상되지 않고 유전층의 소결이 이루어질 수 있다.
따라서, 본 실시예의 제1 LTCC 유전층(110) 및 제2 LTCC 유전층(130)은, 은을 포함하는 방전회로(120)이 형성된 상태에서도 소결이 가능하다. 즉, 본 실시예의 제1 LTCC 유전층(110) 및 제2 LTCC 유전층(130)은, 은을 포함하는 방전회로(120)이 내장된 상태에서도 안정적으로 소결이 이루어질 수 있다.
또한, 제1 LTCC 유전층(110) 및 제2 LTCC 유전층(130)에 의해 방전회로(120)이 외부로 노출되지 않고 내장됨으로써, 방전회로(120)에서 아크 방전이 발생하는 위험도 방지할 수 있다.
이 때, 제1 LTCC 유전층(110) 및 제2 LTCC 유전층(130)은, 기판의 표면에서 플라즈마 방전이 이루어지고 방전회로(120)을 보호하기 적절한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 제1 LTCC 유전층(110) 및 제2 LTCC 유전층(130)은, 50um 이상의 두께를 가질 수 있다.
금속 비아(142, 144)는, 제2 LTCC 유전층(130)의 외부에서 방전회로(120)으로 전력을 공급하는 경로를 형성하는 부분이다. 금속 비아(142, 144)는 제2 LTCC 유전층(130)을 관통하며, 방전회로(120)과 연결된다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 금속 비아(142, 144)는, 제1 방전패턴(122)과 제2 방전패턴(124)에 각각 결합된 제1 금속 비아(142) 및 제2 금속 비아(144)를 포함할 수 있다.
이 때, 본 실시예의 제1 금속 비아(142) 및 제2 금속 비아(144)는 은(Ag)을 포함하여 이루어질 수 있다. 은을 포함하여 이루어진 패턴은 전도성이 매우 높아서 고전력을 허용할 수 있고, 전력 손실도 최소화할 수 있다.
한편, 본 실시예의 제2 LTCC 유전층(130)은, 은을 포함하는 금속 비아(142, 144)가 형성된 상태에서도 소결될 수 있다. 즉, 본 실시예의 제2 LTCC 유전층(130)은, 은을 포함하는 금속 비아(142, 144)가 내부에 형성된 상태에서도 안정적으로 소결이 이루어질 수 있다.
전극(152, 154)은 비아와 연결되어 플라즈마 생성에 필요한 전력을 공급한다. 전극(152, 154)은, 제2 LTCC 유전층(130)을 관통하는 금속 비아(142, 144)와 연결되도록, 제2 LTCC 유전층(130) 상에 형성된다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 전극(152, 154)은, 제1 금속 비아(142) 및 제2 금속 비아(144) 위에 각각 배치되어 연결되는 제1 전극(152) 및 제2 전극(154)을 포함할 수 있다. 제1 전극(152) 및 제2 전극(154)은 각각 다른 극의 전압을 공급받을 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 플라즈마 기판(100)은, 유전층들(110, 130) 사이에 방전회로(120)을 내장시키고 플라즈마(160)는 유전층(130)의 표면에 형성시킬 수 있다. 이에 따라, 방전회로(120)가 방수 구조로 형성되고 아크 방전의 위험성도 크게 낮출 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치의 플라즈마 기판을 나타낸 도면이다.
도 5을 참조하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 기판(100´)은, 공기가 플라즈마(160)를 접촉하여 흐를 수 있는 통기 구조를 가진 점에서 상술한 실시예와 차이가 있다.
본 실시예에 따른 플라즈마 기판(100´)은 일면에서 타면으로 관통하는 통기홀(102)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 통기홀(102)을 통하여 공기가 기판을 통과하여 지나며, 통기홀(102)을 지나는 공기는 기판에 형성된 플라즈마(160)와 직접 접촉하게 될 수 있다.
이 때, 통기홀(102)의 내벽은, 방전회로(120)이 노출되지 않도록, 제1 LTCC 유전층(110) 및 제2 LTCC 유전층(130)으로 덮일 수 있다. 즉, 통기홀(102)의 형성이 되어도 방전회로(120)는 제1 LTCC 유전층(110) 및 제2 LTCC 유전층(130)에 의해 내장되므로, 외부로 방전회로(120)이 노출되지 않아서 방수 구조로 형성되고 아크 방전이 방지될 수 있다.
특히, 통기홀(102)이 형성된 플라즈마 기판(100´)은, 공기가 흐르는 경로가 형성되므로, 플라즈마를 이용한 필터의 역할을 수행할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 신선식품
20: 배송 박스
100, 100´: 플라즈마 기판
102: 통기홀
110: 제1 LTCC 유전층
120: 방전회로
130: 제2 LTCC 유전층
142, 144: 금속 비아
152: 154: 전극
160: 플라즈마
200: 배터리
300: 케이스
310: 통기구

Claims (5)

  1. 배송되는 신선식품을 수용하는 배송 박스에 설치되는 플라즈마 발생장치로서,
    상기 배송 박스 내에 배치되며, 표면에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 기판; 및
    상기 배송 박스 내에 배치되고 상기 플라즈마 기판과 연결되며, 상기 플라즈마 기판에 전력을 공급하는 배터리를 포함하고,
    상기 플라즈마 기판의 표면에 발생된 플라즈마는, 상기 배송 박스에서 상기 신선식품에서 발생하는 유해물질을 제거하는, 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 기판은, 상기 플라즈마를 형성하는 방전회로 및 유전체를 포함하고,
    상기 방전회로는 상기 유전체에 매립되어, 외부의 수분으로부터 상기 방전회로가 보호되는 방수 구조를 가지는, 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유전체는, 저온 소결되는 세라믹을 포함하는 제1 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 유전층과, 상기 제1 LTCC 유전층 상에 형성되고 저온 소결되는 세라믹을 포함하는 제2 LTCC 유전층을 포함하고,
    상기 방전회로는, 상기 제1 LTCC 유전층과 상기 제2 LTCC 유전층 사이에 형성되며,
    상기 제2 LTCC 유전층을 관통하며, 상기 방전회로와 연결된 금속 비아; 및
    상기 제2 LTCC 유전층 상에 형성되며, 상기 비아와 연결되어 플라즈마 생성에 필요한 전력을 공급하는 전극을 더 포함하는, 신선식품 배송용 플라즈마 발생장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 방전회로 및 상기 금속 비아는, 은(Ag)을 포함하며,
    상기 제1 LTCC 유전층 및 제2 LTCC 유전층은, 상기 방전회로 및 상기 금속 비아 중 적어도 어느 하나가 형성된 상태에서 소결되는, 플라즈마 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 기판의 일면에서 타면으로 관통하는 통기홀이 형성되고,
    상기 통기홀의 내벽은, 상기 금속 패턴이 노출되지 않도록, 상기 제1 LTCC 유전층 및 상기 제2 LTCC 유전층으로 덮이는, 플라즈마 기판.
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