KR20230098379A - Plasma sterilized apparatus and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 살균대상체로 플라즈마에 의한 오존(O3)을 발생시켜 공급하는 플라즈마 오존 발생부, 상기 플라즈마 오존 발생부 일측에 배치되어 플라즈마 오존 발생부 방향으로 공기를 발생시키는 송풍팬 및 상기 플라즈마 오존 발생부로 가스를 공급하는 가스 펌프를 포함하는 플라즈마 오존 살균장치와 이를 포함하는 살균방법을 제공한다.The present invention, a plasma ozone generating unit for generating and supplying ozone (O 3 ) by plasma to an object to be sterilized, a blowing fan disposed on one side of the plasma ozone generating unit and generating air in the direction of the plasma ozone generating unit, and the plasma ozone generator. Provided is a plasma ozone sterilizer including a gas pump for supplying gas to a generator and a sterilization method including the same.
Description
본 발명은 플라즈마 발생에 의한 살균이 가능한 플라즈마 살균장치 및 이를 포함하는 살균방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma sterilizer capable of sterilization by generating plasma and a sterilization method including the same.
플라즈마(Plasma)란, 기체에 에너지를 가해주어 이온화된 기체 원자 또는 분자와 비결합 상태의 자유전자가 독립적으로 존재하는 상태를 의미한다. 플라즈마 상태는 고체상, 액체상, 기체상과는 구별되는 물질의 제4 상태로 명명되고 있으며, 드라이 에칭(dry etching), CVD(chemical vapor deposition), 플라즈마 중합, 표면개질, 스퍼터링(sputtering), 플라즈마 용접/절단, 플라즈마 소결 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 특히, 플라즈마는 공장의 배기가스 중 NOx, SOx를 제거하거나 오존을 발생시켜 대기 정화 또는 대상물 살균에 활용되고 있다.Plasma refers to a state in which ionized gas atoms or molecules by applying energy to gas and free electrons in an unbonded state exist independently. The plasma state is named as a fourth state of matter distinct from solid, liquid, and gas phases, and includes dry etching, chemical vapor deposition (CVD), plasma polymerization, surface modification, sputtering, and plasma welding. /Used in various industrial fields such as cutting and plasma sintering. In particular, plasma is used for air purification or object sterilization by removing NOx and SOx from factory exhaust gases or generating ozone.
한편, 플라즈마를 발생시키기 위하여 다양한 전극을 포함한 배치관계가 고안되어 사용되고 있다. 플라즈마 물질을 발생시키기 위한 장치로서 전압 및 전류가 인가되는 인가전극과, 0V의 전위를 가지는 접지전극이 형성되고, 인가전극과 접지전극 사이에는 유전체를 배치하여 유전체 격벽 방전(DBD; Dielectric Barrier Discharge)을 일으켜 플라즈마를 발생시키는 소스가 산업계에서 빈번하게 사용되고 있다.Meanwhile, arrangement relationships including various electrodes are devised and used to generate plasma. As a device for generating plasma material, an application electrode to which voltage and current are applied and a ground electrode having a potential of 0V are formed, and a dielectric material is disposed between the application electrode and the ground electrode to perform dielectric barrier discharge (DBD). A source that generates plasma by causing a is frequently used in the industry.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 플라즈마 발생에 의한 오존 공급과 냉각을 위한 냉매 공급이 가능한 구조를 제공함으로써, 오존 발생 농도 최적화 및 재현성과 균일성을 확보하여 살균 효율이 극적으로 향상될 수 있는 플라즈마 살균장치 및 이를 포함하는 살균방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above technical problems, and the present invention provides a structure capable of supplying ozone by plasma generation and supplying a refrigerant for cooling, thereby optimizing the concentration of ozone generation and ensuring reproducibility and uniformity. It is to provide a plasma sterilization device and a sterilization method including the same that can dramatically improve sterilization efficiency.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명에 따른 플라즈마 발생장치는, Plasma generator according to the present invention,
살균대상체로 플라즈마에 의한 오존(O3)을 발생시켜 공급하는 플라즈마 오존 발생부;Plasma ozone generation unit for generating and supplying ozone (O 3 ) by plasma to the object to be sterilized;
상기 플라즈마 오존 발생부 일측에 배치되어 플라즈마 오존 발생부 방향으로 공기를 발생시키는 송풍팬; 및a blowing fan disposed on one side of the plasma ozone generator to generate air toward the plasma ozone generator; and
상기 플라즈마 오존 발생부로 가스(공기, 산소, 불활성 가스 등)를 공급하는 가스 펌프;를 포함할 수 있다.It may include; a gas pump supplying gas (air, oxygen, inert gas, etc.) to the plasma ozone generator.
여기서, 본 발명의 하나의 예에서, 상기 플라즈마 오존 발생부;Here, in one example of the present invention, the plasma ozone generator;
소정의 내부 공간이 형성되고 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나가 유입 및 유출되는 흡입구와 배출구가 형성되는 덕트 본체; 및a duct body in which a predetermined internal space is formed and at least one of air, oxygen and inert gas is introduced and discharged; and
상기 플라즈마 오존 발생부의 오존(O3) 발생을 위하여 전압 및 전류가 인가되는 적어도 하나 이상의 전극;을 포함하고,At least one or more electrodes to which voltage and current are applied to generate ozone (O 3 ) of the plasma ozone generating unit; and
상기 전극들은 하나의 접지(ground)를 공유하되 독립적으로 상기 전압 및 전류가 인가되는 구조를 포함할 수 있다.The electrodes may include a structure in which the voltage and current are independently applied while sharing one ground.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 배출구는 상기 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나가 용이하게 배출되도록 단면상 일측 방향으로 상기 배출구의 내면 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되는 구조를 포함할 수 있다.In one example of the present invention, the outlet may include a structure formed inclined so that the inner width of the outlet becomes narrow in one direction in cross section so that at least one of the air, oxygen, and inert gas is easily discharged.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 흡입구로 유입되는 상기 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나는 상기 덕트 본체의 내면에 충돌되어 와류를 형성하며 상기 전극을 경유하는 구조를 포함할 수 있다.In one example of the present invention, at least one of the air, oxygen, and inert gas introduced into the inlet may collide with the inner surface of the duct body to form a vortex and pass through the electrode.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 전극에는, 상기 전압 및 전류가 독립적으로 공급되도록, 각각 별도의 스위치부(switch)가 형성되는 구조를 포함할 수 있다.In one example of the present invention, the electrode may include a structure in which separate switches are formed so that the voltage and current are independently supplied.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 플라즈마 오존 발생부의 전극에 전력을 선택적으로 공급하는 전원 공급장치;를 더 포함할 수 있다.In one example of the present invention, a power supply for selectively supplying power to electrodes of the plasma ozone generator; may further include.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 플라즈마 오존 발생부에 배치되는 전극 개수는 상기 오존(O3) 발생량에 따라서 추가 및 제거가 가능한 구조를 포함할 수 있다.In one example of the present invention, the number of electrodes disposed in the plasma ozone generator may include a structure capable of being added or removed according to the amount of ozone (O 3 ) generated.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 플라즈마 오존 발생부의 유출구 일측에는 살균된 상기 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나를 정화하도록 적어도 하나의 먼지 필터(dust filter)가 형성될 수 있다.In one example of the present invention, at least one dust filter may be formed on one side of an outlet of the plasma ozone generator to purify at least one of the sterilized air, oxygen, and inert gas.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 플라즈마 오존 발생부에는 전극이 상호 소정의 이격거리로 유지되도록 스페이서(spacer)가 배치될 수 있다.In one example of the present invention, a spacer may be disposed in the plasma ozone generating unit so that the electrodes are maintained at a predetermined distance from each other.
또한, 본 발명은 상기 플라즈마 오존 발생장치를 이용한 살균방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a sterilization method using the plasma ozone generator.
본 발명은, 플라즈마 방전에 따른 오존 발생의 살균방법으로써,The present invention is a method of sterilizing ozone generation according to plasma discharge,
살균대상체가 수용되는 있는 공간에 플라즈마 오존 발생부로부터 복수의 전극을 통한 플라즈마 방전에 따른 오존(O3)을 발생 및 상기 공간에 공급하는 단계; 및Generating ozone (O 3 ) according to plasma discharge through a plurality of electrodes from a plasma ozone generating unit in a space where a sterilization object is accommodated and supplying it to the space; and
상기 플라즈마 오존 발생부의 전극이 기설정된 임계온도 이상으로 감지되면 공급되는 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나의 유량을 제어하여 냉각시키는 단계; controlling and cooling a flow rate of at least one of air, oxygen, and an inert gas supplied when an electrode of the plasma ozone generator detects a predetermined critical temperature or higher;
상기 플라즈마 오존 발생부에 인가되는 전력을 제어하는 단계; 및controlling power applied to the plasma ozone generator; and
상기 플라즈마 오존 발생부의 외부를 냉각하는 송풍팬을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.and controlling a blowing fan for cooling the outside of the plasma ozone generating unit.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 플라즈마 오존 발생부의 상기 복수의 전극은 기설정된 온도범위에 따라 선택적으로 동작되도록 제어될 수 있다.In one example of the present invention, the plurality of electrodes of the plasma ozone generator may be selectively operated according to a preset temperature range.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 플라즈마 오존 발생부에 배치되는 전극의 동작과정과 상기 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나가 공급되는 과정은 상호 교번(alternative)하여 수행되도록 제어될 수 있다.In one example of the present invention, the operation process of the electrode disposed in the plasma ozone generator and the process of supplying at least one of the air, oxygen, and inert gas may be controlled to be performed alternately.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 유량을 제어하는 과정, 전력을 제어하는 과정 및 송풍팬을 제어하는 과정은 순차적 또는 랜덤(random)으로 수행될 수 있다.In one example of the present invention, the process of controlling the flow rate, the process of controlling the power, and the process of controlling the blowing fan may be sequentially or randomly performed.
본 발명의 하나의 예에서, 상기 유량을 제어하는 과정, 전력을 제어하는 과정 및 송풍팬을 제어하는 과정은 선택적으로 수행될 수 있다.In one example of the present invention, the process of controlling the flow rate, the process of controlling the power, and the process of controlling the blowing fan may be selectively performed.
본 발명에 따른 플라즈마 살균장치 및 이를 포함하는 살균방법은, 플라즈마 발생에 의한 오존 공급과 냉각을 위한 냉매 공급이 가능한 구조를 제공함으로써, 오존 발생 농도 최적화 및 재현성과 균일성을 확보하여 살균 효율이 극적으로 향상될 수 있는 효과가 있다.Plasma sterilization device and sterilization method including the same according to the present invention provides a structure capable of supplying ozone by plasma generation and supplying a refrigerant for cooling, thereby optimizing ozone generation concentration and ensuring reproducibility and uniformity, thereby dramatically increasing sterilization efficiency. There is an effect that can be improved.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 개략적인 구성도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 오존 발생부의 동작과정을 나타내는 개략적인 도면들이고,
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 전극 구성을 나타내는 개략적인 구성도이고,
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 유출구 형상을 나타내는 도면이고,
도 6 및 7은 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 동작 과정을 나타내는 흐름도이고,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 일부 구성을 나타내는 사진들이다.1 is a schematic configuration diagram of a plasma ozone generator according to the present invention;
2 and 3 are schematic diagrams showing the operation process of the ozone generator of the plasma ozone generator according to the present invention,
4 is a schematic configuration diagram showing the electrode configuration of the plasma ozone generator according to the present invention;
5 is a view showing the outlet shape of the plasma ozone generator according to the present invention;
6 and 7 are flowcharts showing the operation process of the plasma ozone generator according to the present invention,
8 and 9 are photographs showing some configurations of the plasma ozone generator according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 도는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. In addition, unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
본 발명에 따른 플라즈마 살균장치는, 살균대상체가 수용되는 공간으로 플라즈마를 공급하는 전극의 온도를 특정 온도범위에서 유지되도록 제어함으로써, 오존 발생 농도의 재현성(reproducbility) 및 균일성(stability)를 확보하여 가장 효율적인 살균이 가능하도록 할 수 있다. 즉, 본 발명은 상기 전극의 온도를 상기 온도 범위에서 유지되도록 인가되는 전력을 조절하여 가열하는 한편, 공급되는 가스의 공급 유량 및 직접 외부의 송풍 방식으로 냉각하도록 함으로써, 전극의 플라즈마 발생에 의한 상기 살균대상체에 대한 우수한 살균효과를 제공할 수 있도록 한다는 점에 특징이 있다.The plasma sterilization apparatus according to the present invention secures the reproducibility and uniformity of ozone generation concentration by controlling the temperature of an electrode supplying plasma to a space where a sterilization object is accommodated so as to be maintained in a specific temperature range. It can enable the most efficient sterilization. That is, the present invention heats the electrode by adjusting the power applied to maintain the temperature of the electrode in the temperature range, and cools the electrode by the supply flow rate of the supplied gas and the direct external blowing method, thereby generating the electrode by plasma generation. It is characterized in that it can provide an excellent sterilization effect for the sterilization target.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 개략적인 구성도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 오존 발생부의 동작과정을 나타내는 개략적인 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 전극 구성을 나타내는 개략적인 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 유출구 형상을 나타내는 도면이다.1 is a schematic configuration diagram of a plasma ozone generator according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are schematic views showing the operation process of the ozone generating unit of the plasma ozone generator according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram of the present invention. It is a schematic configuration diagram showing the electrode configuration of the plasma ozone generator according to, Figure 5 is a view showing the outlet shape of the plasma ozone generator according to the present invention.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 오존 살균장치(100)는, 살균대상체(미도시)로 플라즈마에 의한 오존(O3)을 발생시켜 공급하는 플라즈마 오존 발생부(120), 플라즈마 오존 발생부(120) 일측에 배치되어 플라즈마 오존 발생부(120) 방향으로 공기를 발생시키는 송풍팬(F), 외부로터 전원을 공급하는 전력원(P) 및 플라즈마 오존 발생부(120)로 가스를 공급하는 가스 펌프(130)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to these drawings, the plasma
여기서, 상기 살균대상체는 오존 발생부(120)에 보관되거나 별도의 독립적인 공간에 구비되어 오존 발생부(120)에서 발생되는 오존(O3) 공급에 의한 살균이 이루어지는 구조일 수 있다.Here, the object to be sterilized may be stored in the ozone generating
플라즈마 오존 발생부(120)는 내부 공간에 복수의 전극(210)을 구비하여 이를 통한 플라즈마(plasma)를 형성시켜 오존(O3)을 발생시키는 장치로써, 유전체 격벽 방전(DBD; Dielectric Barrier Discharge)에 의한 플라즈마(plasma)를 발생시킬 수 있는 전극을 포함할 수 있다.Plasma
본 발명에 따르면, 플라즈마 오존 발생부(120)는 소정의 내부 공간이 형성되고 가스 펌프(130)으로부터 공급되는 냉매, 예를 들어 공기, 산소 또는 불활성 가스가 유입 및 유출되는 흡입구(122)와 배출구(123)가 형성되는 덕트 본체(121) 및 플라즈마 오존 발생부(120)의 오존(O3) 발생을 위하여 전압 및 전류가 인가되는 플라즈마 전극부(200)을 포함하고, 플라즈마 전극부(200)의 전극(210)들은 하나의 접지(ground)를 공유하되 독립적으로 전압 및 전류가 인가되는 구조로 형성될 수 있다. 이 때, 플라즈마 전극부(200)는 플라즈마 오존 발생부(120)의 덕트 본체(121) 내부 공간에서 유동하지 않고 효과적인 살균이 가능한 위치에 배치되도록 스페이서(125, spacer)가 배치될 수 있다.According to the present invention, the
먼저, 전술한 바와 같이, 상기 살균대상체는 별도의 독립적인 공간에 배치된 상태로 플라즈마에 의한 살균이 용이하게 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 살균대상체는 보관되는 공간은 도어 등을 통하여 개폐되며 밀폐되는 구조일 수 있다.First, as described above, the sterilization target can be easily sterilized by plasma while being disposed in a separate independent space. Preferably, the space in which the sterilization object is stored may be opened and closed through a door or the like and closed.
또, 플라즈마 오존 발생부(120)는 내부 챔버 공간이 형성되고, 플라즈마 오존 발생부(120)의 내부 챔버 공간에는 플라즈마를 발생시키는 복수의 전극(210)을 포함하여 구성되는 플라즈마 전극부(120)가 배치될 수 있다.In addition, the plasma
이 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 플라즈마 오존 발생부(120)의 상측면 좌측단부에는 외부로부터 복수의 전극(210)을 냉각시키거나 전극(210)에서 발생되는 플라즈마 오존을 유동시키기 위하여 공기, 산소 또는 불활성 가스가 유입되는 흡입구(122)가 형성되어 있고, 상기 공기, 산소 또는 불활성 가스가 살균대상체로 공급되도록 플라즈마 오존 발생부(120)의 하측면 우측 단부에는 배출구(123)가 형성되어 있다. 따라서, 상기 전극을 냉각하기 위하여 외부에서 제공되는 불활성 가스 등의 냉매 또는 플라즈마 오존 발생부(120)의 챔버 공간에 배치되는 전극(210)에서 발생되는 상기 플라즈마가 용이하게 유동할 수 있다. 여기서, 플라즈마 오존 발생부(120)의 하측면 우측 단부에 형성되는 배출구(123)는 상기 공기, 산소 또는 불활성 가스가 용이하게 배출되도록 하측 방향으로 내경이 좁아지는 경사면(S)이 형성되어 있다. 경우에 따라서, 배출구(123) 부위에는 상기 공기, 산소 또는 불활성 가스가 보다 신속히 배출되도록 팬(fan)이 추가로 형성될 수도 있다.At this time, as shown in FIG. 3, at the left end of the upper side of the
플라즈마 오존 발생부(120)를 경유하는 상기 공기, 산소 또는 불활성 가스의 유동과정에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.A flow process of the air, oxygen or inert gas passing through the
이러한 플라즈마 전극부(200)의 전극(210)으로 사용되는 소재로는 전기 전도성이 우수한 금속의 재료가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 은(Ag), 은-백금 합금(AgPt), 구리(Cu), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등의 금속원소를 가지는 재료가 사용될 수 있다. 이와 같은 원소로 구성된 전극(200)은 전압 및 전류 인가시 저항에 의하여 발생하는 열을 최소화할 수 있으며, 안정적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다.As the material used for the
플라즈마 전극부(200)의 3개의 전극(210)은 하나의 전력원(P)에 의하여 연결되어 있다. 여기서, 도 8에 나타난 바와 같이, 3개의 전극(200)은 하나의 접지(ground)를 공유하고 있고 별도의 스위치부(S1, S2, S3)가 각각 연결되어 있다. 따라서, 전력원(P)으로부터 공급되는 전원이 독립적으로 3개의 전극(200)에 동시 또는 선택적으로 공급될 수 있다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 플라즈마 오존 살균장치(100)의 전극(200)은 소정의 발열 상태에 따른 이상을 나타내는 임계온도가 기준값으로 설정되어 있고, 상기 임계온도의 도달 여부에 따라서 3개의 전극(200)에 선택적 또는 동시에 전력원(P)의 공급을 차단하도록 함으로써, 오존 발생 농도 최적화 및 재현성과 균일성을 확보할 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 전극(210)의 표면온도에 대한 기설정된 임계온도는 60 내지 80범위로 유지되도록 하는 것이 적합하다. The three
이러한 전력원은 본 명세서 상에서는 그것이 전압원이든 전류원이든 구분하지 않도록 '전력원(P)'이라 지칭하기로 한다. 본 발명에 따르면, 전력원(S)은 플라즈마 오존 살균장치(100) 내에 매립(embedded) 되거나 외부에 배치되는 구조로 형성될 수 있다.Such a power source will be referred to as a 'power source P' in this specification so as not to distinguish whether it is a voltage source or a current source. According to the present invention, the power source (S) may be formed in a structure that is embedded in the
한편, 송풍팬(F)은 플라즈마 오존 발생부(120)의 3개의 전극(210) 방향으로 공기가 유동하도록 인접 부위에 배치될 수 있다. 즉, 송풍팬(F)은 전극(210)이 기설정된 임계온도 이상으로 상승되지 않도록 전극(210)의 표면온도에 따라서 자동 또는 수동으로 동작될 수 있다.On the other hand, the blowing fan (F) may be disposed adjacent to the flow of air in the direction of the three
나아가, 본 발명에 따르면, 플라즈마 전극부(200)의 전극(210) 개수는, 발생되는 플라즈마의 오존(O3) 발생량에 따라 독립적으로 추가 또는 제거될 수 있는 교체가 가능한 착탈식 구조로 제공될 수도 있다. 따라서, 경우에 따라 하나의 전극(210)에 이상이 발견되는 경우에 해당 전극(210)만 용이하게 교체 또는 수리할 수 있다.Furthermore, according to the present invention, the number of
이하, 전술한 본 발명에 따른 플라즈마 오존 살균장치를 이용한 살균방법에 대해서 도면을 참조하여 설명하면, 도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 오존 발생장치의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.Hereinafter, a sterilization method using the plasma ozone sterilizer according to the present invention described above will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a flowchart showing the operation process of the plasma ozone generator according to the present invention.
먼저, 상기 살균대상체는 플라즈마 오존 발생부(120)로부터 공급되는 오존에 직접 공급되도록 형성되어 있고, 플라즈마 오존 발생부(120)를 동작(ON) 시켜 상기 살균대상체로 플라즈마 발생에 의한 오존(O3)을 공급한다(S100).First, the sterilization object is formed so as to be directly supplied with ozone supplied from the
전극(210)의 표면온도가 실시간 측정되며 기설정된 임계온도(대략 60 내지 80℃ 범위로 유지되는지 여부를 확인하는 과정이 진행된다(S200).The surface temperature of the
이 때, 전극(210)의 표면온도가 기설정된 상기 임계온도 범위(대략 60 내지 80℃ 내로 감지되는 경우에는 플라즈마 오존 발생부(120)의 동작은 유지된다. 만약 전극(210)의 표면온도가 기설정된 상기 임계온도의 상한인 제1 임계온도(대략 80℃를 초과되는 것으로 감지되는 경우에는 플라즈마 오존 발생부(120)의 동작은 정지(OFF) 된다(S300).At this time, when the surface temperature of the
이어서, 전극(210)을 냉각시키기 위하여 공기, 산소, 혼합가스 또는 불활성 기체(N2)가 공급되는 과정이 진행된다(S300). 이 때, 본 발명에 따르면, 상기 가스 등의 공급에 의한 전극(210)의 냉각과정은 실시간으로 측정되는 전극(210)의 표면온도에 따라 제어될 수 있다. 즉, 이러한 상기 공기, 산소, 혼합가스 또는 불활성 기체의 공급은 제어부(C)를 통한 상기 가스 등의 공급 유량의 제어과정(S300-1), 플라즈마 오존 발생부(120)에 인가되는 고전압의 전력(예를 들어, 전압, 주파수, dimming 등) 제어(S300-2) 및 송풍팬(F) 동작에 의한 플라즈마 오존 발생부(120) 외부 냉각(S300-3) 과정으로 진행될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 가스 등의 공급 유량, 전력 및 송풍팬의 제어 과정은 순차적 또는 랜덤(random)으로 진행될 수도 있다.Subsequently, a process of supplying air, oxygen, mixed gas, or inert gas (N 2 ) to cool the
여기서, 상기 공기, 산소, 혼합가스 또는 불활성 기체(N2)는 플라즈마 오존 발생부(120)의 덕트 본체(121)에 형성된 흡입구(122)를 통하여 유입되고 흡입구(122)의 대항면, 즉 덕트 본체(121)의 내부 벽면에 충돌하며 와류(vortex)를 형성시키게 된다. 따라서, 상기 와류를 형성하며 유입되는 상기 공기 또는 불활성 기체는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전극(210) 부위를 경유하는 유로를 형성하며 배출구(123) 방향으로 유동하며 배출된다.Here, the air, oxygen, mixed gas or inert gas (N 2 ) is introduced through the
그 후, 이러한 냉각 과정이 진행되는 과정에서, 전극(210)의 표면온도가 기설정된 하한인 제2 임계온도(대략 60℃ 미만으로 감지되는 경우에는 플라즈마 오존 발생부(120)가 재동작(ON) 된다(S400). 이 때, 전극(210)의 표면온도가 기설정된 상기 임계온도 범위(대략 60 내지 80℃ 내로 유지되면 플라즈마 오존 발생부(120)의 동작은 유지된다(S500).Then, in the course of this cooling process, when the surface temperature of the
본 발명에 따르면, 전술한 플라즈마 오존 살균장치(100)는, 예를 들어 조리용 조리기구의 살균기로 제공될 수 있다.According to the present invention, the above-described
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 플라즈마 오존 살균장치
120: 플라즈마 오존 발생부
121: 덕트 본체
122: 흡입구
123: 배출구
125: 스페이서
130: 가스 펌프
200: 플라즈마 전극부
210: 전극
C: 제어부
F: 송풍팬
P: 전력원
S: 경사면100: Plasma ozone sterilizer
120: Plasma ozone generator
121: duct body
122: inlet
123: outlet
125: spacer
130: gas pump
200: plasma electrode unit
210: electrode
C: control part
F: blowing fan
P: power source
S: slope
Claims (14)
상기 플라즈마 오존 발생부 일측에 배치되어 플라즈마 오존 발생부 방향으로 공기를 발생시키는 송풍팬; 및
상기 플라즈마 오존 발생부로 가스를 공급하는 가스 펌프;를 포함하는, 플라즈마 살균장치.
Plasma ozone generation unit for generating and supplying ozone (O 3 ) by plasma to the object to be sterilized;
a blowing fan disposed on one side of the plasma ozone generator to generate air toward the plasma ozone generator; and
A plasma sterilizer comprising a; gas pump for supplying gas to the plasma ozone generating unit.
상기 플라즈마 오존 발생부;
소정의 내부 공간이 형성되고 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나가 유입 및 유출되는 흡입구와 배출구가 형성되는 덕트 본체; 및
상기 플라즈마 오존 발생부의 오존(O3) 발생을 위하여 전압 및 전류가 인가되는 적어도 하나 이상의 전극;을 포함하고,
상기 전극들은 하나의 접지(ground)를 공유하되 독립적으로 상기 전압 및 전류가 인가되는 구조를 포함하는, 플라즈마 살균장치.
According to claim 1,
The plasma ozone generator;
a duct body in which a predetermined internal space is formed and at least one of air, oxygen and inert gas is introduced and discharged; and
At least one or more electrodes to which voltage and current are applied to generate ozone (O 3 ) of the plasma ozone generating unit; and
The electrodes share one ground but include a structure in which the voltage and current are independently applied.
상기 배출구는 상기 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나가 용이하게 배출되도록 단면상 일측 방향으로 상기 배출구의 내면 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되는 구조를 포함하는, 플라즈마 살균장치.
According to claim 2,
The outlet includes a structure formed inclined so that the inner width of the outlet becomes narrow in one direction in cross section so that at least one of the air, oxygen, and inert gas is easily discharged.
상기 흡입구로 유입되는 상기 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나는 상기 덕트 본체의 내면에 충돌되어 와류를 형성하며 상기 전극을 경유하는 구조를 포함하는, 플라즈마 살균장치.
According to claim 2,
At least one of the air, oxygen, and inert gas flowing into the inlet collides with the inner surface of the duct body to form a vortex and passes through the electrode.
상기 전극에는, 상기 전압 및 전류가 독립적으로 공급되도록, 각각 별도의 스위치부(switch)가 형성되는 구조를 포함하는, 플라즈마 살균장치.
According to claim 2,
A plasma sterilizer comprising a structure in which separate switches are formed on the electrodes so that the voltage and current are independently supplied.
상기 플라즈마 오존 발생부의 전극에 전력을 선택적으로 공급하는 전원 공급장치;를 더 포함하는, 플라즈마 살균장치.
According to claim 2,
Plasma sterilization apparatus further comprising a; power supply device for selectively supplying power to the electrode of the plasma ozone generating unit.
상기 플라즈마 오존 발생부에 배치되는 전극 개수는 상기 오존(O3) 발생량에 따라서 추가 및 제거가 가능한 구조를 포함하는, 플라즈마 살균장치.
According to claim 2,
Plasma sterilization apparatus comprising a structure in which the number of electrodes disposed in the plasma ozone generating unit can be added and removed according to the amount of ozone (O 3 ) generated.
상기 플라즈마 오존 발생부의 유출구 일측에는 살균된 상기 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나를 정화하도록 적어도 하나의 먼지 필터(dust filter)가 형성되는, 플라즈마 살균장치.
According to claim 2,
At least one dust filter is formed on one side of the outlet of the plasma ozone generating unit to purify at least one of the sterilized air, oxygen, and inert gas.
상기 플라즈마 오존 발생부에는 전극이 상호 소정의 이격거리로 유지되도록 스페이서(spacer)가 배치되는, 플라즈마 살균장치.
According to claim 1,
Plasma sterilization apparatus, wherein a spacer is disposed in the plasma ozone generating unit so that electrodes are maintained at a predetermined distance from each other.
살균대상체가 수용되는 있는 공간에 플라즈마 오존 발생부로부터 복수의 전극을 통한 플라즈마 방전에 따른 오존(O3)을 발생 및 상기 공간에 공급하는 단계; 및
상기 플라즈마 오존 발생부의 전극이 기설정된 임계온도 이상으로 감지되면 공급되는 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나의 유량을 제어하여 냉각시키는 단계;
상기 플라즈마 오존 발생부에 인가되는 전력을 제어하는 단계; 및
상기 플라즈마 오존 발생부의 외부를 냉각하는 송풍팬을 제어하는 단계;를 포함하는, 플라즈마 살균방법.
As a sterilization method of ozone generation according to plasma discharge,
Generating ozone (O 3 ) according to plasma discharge through a plurality of electrodes from a plasma ozone generating unit in a space where a sterilization object is accommodated and supplying it to the space; and
controlling and cooling a flow rate of at least one of air, oxygen, and an inert gas supplied when an electrode of the plasma ozone generator detects a predetermined critical temperature or higher;
controlling power applied to the plasma ozone generator; and
, Plasma sterilization method including; controlling a blowing fan for cooling the outside of the plasma ozone generating unit.
상기 플라즈마 오존 발생부의 상기 복수의 전극은 기설정된 온도범위에 따라 선택적으로 동작되도록 제어되는, 플라즈마 살균방법.
According to claim 10,
Wherein the plurality of electrodes of the plasma ozone generator are controlled to be selectively operated according to a predetermined temperature range.
상기 플라즈마 오존 발생부에 배치되는 전극의 동작과정과 상기 공기, 산소 및 불활성 가스 중 적어도 하나가 공급되는 과정은 상호 교번(alternative)하여 수행되는, 플라즈마 살균방법.
According to claim 10,
Plasma sterilization method, wherein the operation process of the electrode disposed in the plasma ozone generator and the process of supplying at least one of the air, oxygen and inert gas are alternately performed.
상기 유량을 제어하는 과정, 전력을 제어하는 과정 및 송풍팬을 제어하는 과정은 순차적 또는 랜덤으로 수행되는, 플라즈마 살균방법.
According to claim 10,
The process of controlling the flow rate, the process of controlling the power, and the process of controlling the blowing fan are performed sequentially or randomly.
상기 유량을 제어하는 과정, 전력을 제어하는 과정 및 송풍팬을 제어하는 과정은 선택적으로 수행되는, 플라즈마 살균방법.According to claim 10,
The process of controlling the flow rate, the process of controlling the power, and the process of controlling the blowing fan are selectively performed, the plasma sterilization method.
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KR101933258B1 (en) | 2015-02-05 | 2019-03-15 | 한국기초과학지원연구원 | Plasma source comprising porous dieldctric |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
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