KR100654277B1 - 플라즈마 방전소자 - Google Patents

플라즈마 방전소자 Download PDF

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KR100654277B1
KR100654277B1 KR1020050057351A KR20050057351A KR100654277B1 KR 100654277 B1 KR100654277 B1 KR 100654277B1 KR 1020050057351 A KR1020050057351 A KR 1020050057351A KR 20050057351 A KR20050057351 A KR 20050057351A KR 100654277 B1 KR100654277 B1 KR 100654277B1
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김종성
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(주)수도프리미엄엔지니어링
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Abstract

본 발명은 플라즈마 방전소자에 관한 것으로서, 방전에 의해 이온을 발생시키는 플라즈마 방전소자에 있어서, 고전압이 인가되는 고전압전극(120,220) 및 접지전극(130,230) 사이에 유전체(110,210)가 위치하고, 표면에 오염 방지를 위해 이산화티타늄 코팅층(141,241)이 형성되며, 이산화티티늄 코팅층(141,241)을 활성화시키기 위하여 자외선을 조사시키는 자외선 광원(150,160,250)이 마련된다. 따라서, 따라서, 본 발명은 방전시 발생되는 고전압 플라즈마 에너지와 자외선 광원으로부터 조사되는 자외선에 의해 활성화되어 표면에 발생되는 폴리머 등과 같은 이물질을 분해시키는 코팅층으로 인해 표면의 오염도를 저감시키고, 이로 인해 표면의 클리닝 주기 및 제품의 사용 주기를 증대시키며, 장시간의 사용에도 이온이나 오존의 발생량 감소를 최소화시키는 효과를 가지고 있다.

Description

플라즈마 방전소자{PLASMA DISCHARGE DEVICE}
도 1은 종래의 일실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측단면도이고,
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측단면도이고,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측면도이고,
도 4는 도 3의 부분단면도이고,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측면도이고,
도 6은 도 5의 부분단면도이고,
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 부분단면도이고,
도 8은 본 발명의 플라즈마 방전소자의 제조방법을 도시한 흐름도이고,
도 9는 본 발명의 플라즈마 방전소자와 종래의 플라즈마 방전소자의 이온발생량을 비교한 그래프이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110,210 : 유전체 (110 : 석영관, 210 : 세라믹판)
120,220 : 고전압전극 130,230 : 접지전극
141,241 : 이산화티타늄 코팅층 142,242 : 3가 또는 5가 금속 코팅층
150,160,250 : 자외선 광원 151,161,251 : 램프단자
152,162,252 : 램프커넥터 170,260 : 소자커넥터
171,261 : 소자단자 180 : 결합부
본 발명은 플라즈마 방전소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고전압 플라즈마 에너지 및 자외선 광원으로부터 조사되는 자외선에 의해 활성화되어 표면에 폴리머 등과 같은 이물질 오염을 방지하는 코팅층을 형성함으로써 표면의 오염도를 저감시키는 플라즈마 방전소자에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 방전소자는 고전압의 인가에 의해 양/음이온 또는 음이온과 오존을 발생시킴으로써 각종 공기정화장치에 사용되고 있다. 이러한 종래의 플라즈마 방전소자를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 일실시예에 따른 플라즈마 방전소자(10)는 석영관(11) 내부에 고전압전극(12)이 마련되고, 석영관(11) 외부에 접지전극(13)이 마련되며, 고전압전극(12)과 접지전극(13)에 방전을 위한 고전압이 인가된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 다른 실시예에 따른 플라즈마 방전소자(20)는 세라믹판(21)의 일측면에 고전압전극(22)이 마련되고, 세라믹판(21)의 타측면에 접지전극(23)이 마련되며, 일실시예와 마찬가지로 고전압전극(22)과 접지전극(23)에 방전을 위한 고전압이 인가된다.
이러한 종래의 플라즈마 방전소자(10,20)는 고전압공급부(30)를 통해 고전압전극(12,22)과 접지전극(13,23)에 고전압을 인가하면 방전을 일으킴으로써 양/음이온 또는 음이온과 오존을 발생시켜서 전기적 집진은 물론 탈취 및 살균효과를 발휘하며, 이로 인해 실내공기의 정화장치에 널리 사용된다.
그러나, 이러한 종래의 플라즈마 방전소자(10,20)는 고전압을 장시간 인가하여 사용하다 보면 그 표면에 휘발성 유기화합물(TVOC)과 악취물질의 산화반응이 활발하게 일어나며, 이에 따른 부산물로서 C,N,O,H의 복합화합물인 폴리머(polymer)가 표면에 형성되어 고착된다.
플라즈마 방전소자(10,20) 표면에 대한 폴리머의 고착현상은 시간이 지남에 따라 더욱 촉진되며, 폴리머에 먼지 등의 이물질이 흡착됨으로써 표면을 오염시키고, 이로 인해 고전압전극(12,22) 및 전지전극(13,23)에 고전압을 인가하여도 이온이나 오존의 발생량이 현격하게 줄어들며, 동시에 살균이나 탈취효과가 현저히 감소하게 되는 문제점을 가지고 있었다.
이러한 문제점으로 인해 종래의 플라즈마 방전소자(10,20)는 그 표면을 자주 클리닝해야 하는 번거로움을 가지며, 클리닝을 통해 먼지를 제거하더라도 이온이나 오존의 발생량은 일부 회복하나, 폴리머는 클리닝에 의해 제거되지 않기 때문에 폴리머의 고착으로 인한 이온과 오존의 발생량은 원래와 같이 복원되지 않고 여전히 감소하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 표면에 폴리머 등과 같은 이물질의 오염방지를 위한 코팅층을 형성함과 아울러 오염방지를 위한 코팅층을 활성화시키는 자외선 광원이 마련됨으로써 장시간 사용에도 표면의 오염도를 저감시키는 플라즈마 방전소자를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 방전에 의해 이온을 발생시키는 플라즈마 방전소자에 있어서, 고전압이 인가되는 고전압전극 및 접지전극 사이에 유전체가 위치하고, 표면에 오염 방지를 위해 이산화티타늄 코팅층이 형성되며, 이산화티티늄 코팅층을 활성화시키기 위하여 자외선을 조사시키는 자외선 광원이 마련되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측면도와 부분단면도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측면도와 부분단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 방전소자(100,200)는 고전압이 인가되는 고전압전극(120) 및 접지전극(130)사이에 유전체(110)가 위치하고, 표면에 이산화티타늄 코팅층(141)이 형성되며, 이산화티타늄 코팅층(141)을 활성화하기 위해 자외선을 조사시키는 자외선 광 원(150,160)을 포함한다.
유전체(110)는 본 실시예에서 석영관으로서, 내측면과 외측면에 각각 고전압전극(120)과 접지전극(130)이 마련된다.
이산화티타늄 코팅층(141)은 플라즈마 방전소자(100,200) 표면에 오염방지를 위해 형성되는데, 플라즈마 방전소자(100,200)의 노출된 표면에 걸쳐서 형성될 수 있으며, 바람직하게는 접지전극(130)이 마련되기 전의 석영관(110) 외측면에 형성된다. 따라서, 석영관(110)의 외측면에 이산화티타늄 코팅층(141)을 형성하고, 이산화티타늄 코팅층(141)의 외측면에 접지전극(130)이 마련됨으로써 제조를 용이하도록 함과 아울러 이산화티타늄 코팅층(141)의 균일성이 뛰어나도록 하여 폴리머가 직접적으로 고착되는 석영관(110) 외측면의 오염을 방지한다.
자외선 광원(150,160)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예의 경우 석영관(110)의 둘레를 따라 일정 간격으로 배열되어 석영관(110)과 나란하게 설치되어 석영관(110) 전체에 걸쳐서 거의 균일하게 자외선을 조사시키는 복수의 자외선 램프(150)이다.
본 실시예의 자외선 램프(150)는 ″∩″자 또는 막대 형상 등으로 형성되고, 끝단에 전원공급부(400)로부터 전압이 공급되는 한 쌍의 램프단자(151)를 가지는 램프커넥터(152)가 마련되며, 램프커넥터(152)가 결합부(180)에 의해 석영관(120) 끝단에 마련되는 소자커넥터(170)와 결합됨으로써 석영관(110) 외측에 나란하게 설치된다.
소자커넥터(170)는 고전압전극(120)과 접지전극(130) 각각에 전기적으로 연 결되는 한 쌍의 소자단자(171)가 마련되는 절연체로서 소자단자(171)가 전원공급부(400)로부터 고전압을 각각 공급받음으로써 고전압전극(120)과 접지전극(130)에 고전압을 인가하며, 결합부(180) 중심에 억지 끼움 또는 나사 결합 방식으로 고정되거나 결합부(180) 중심에 일체로 형성되는 등 다양한 방식에 의해 결합부(180)와 결합될 수 있다.
결합부(180)는 가장자리에 자외선 램프(150)의 램프커넥터(152)가 억지 끼움 또는 나사 결합 방식으로 결합되거나 자외선 램프(150)의 램프커넥터(152)와 일체로 형성되는 등 다양한 방식으로 자외선 램프(150)의 램프커넥터(152)와 결합될 수 있다.
도 5 및 도 6에서 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 자외선 광원은 석영관(110)의 외측을 감싸도록 설치되는 코일 형상의 자외선 램프(160)가 사용된다.
본 실시예에 따른 자외선 램프(160)는 끝단에 전원공급부(400)로부터 구동을 위한 전원이 공급되는 램프단자(161)를 가지는 램프커넥터(162)가 마련되고, 내측에 석영관(110)이 위치한 상태에서 램프커넥터(162)가 석영관(110) 끝단의 소자커넥터(170)에 결합됨으로써 석영관(110) 주변을 감싸도록 설치되어 석영관(110) 전체에 걸쳐서 골고루 자외선을 조사한다. 한편, 램프커넥터(162)가 소자커넥터(170)에 슬라이딩 가능하게 요철 결합되거나 억지 끼움 방식 등에 의해 결합됨으로써 자외선 램프(160)와 석영관(110)은 분리 가능하게 일체를 이룰 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 이산화티타늄 코팅층(141)의 이 산화티타늄(TiO2)이 고전압 플라즈마 에너지 및 자외선에 의해 활성화시 티타늄(Ti)과 치환을 통해 활성화를 자극, 즉 활성화 에너지를 낮춤으로써 반응을 촉진시키기 위하여 이산화티타늄 코팅층(141)의 표면에 3가 또는 5가 금속 코팅층(142)이 형성된다.
3가 또는 5가 금속 코팅층(142)은 코발트(Co), 란탄(La), 이트륨(Y), 철(Fe) 등의 3가 금속으로서 바람직하게는 철(Fe)이거나, 니오븀(Nb), 바나듐(V) 등의 5가 금속으로서 바람직하게는 바나듐(V)이며, 이로 인해 플라즈마 방전소자(100,200)에 이러한 금속의 코팅층(142)을 형성하더라도 제조단가에는 영향을 크게 미치지 않는 반면, 3가의 철(Fe) 또는 5가의 바나듐(V)은 고전압 플라즈마 에너지 및 자외선 광원(150,160)의 자외선 에너지에 의해 활성화시 이산화티타늄 코팅층(141)의 티타늄(Ti)과 치환을 통해 이산화티타늄(TiO2)의 촉매작용을 보다 활성화시킴으로써 표면의 오염방지를 극대화시킨다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 방전소자를 도시한 측면도로서, 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 플라즈마 방전소자(300)는 이전의 실시예와 마찬가지로 고전압이 인가되는 고전압전극(220) 및 접지전극(230)사이에 유전체(210)가 위치하고, 표면에 이산화티타늄 코팅층(241)이 형성된다. 다만, 유전체(210)는 고전압전극(220) 및 접지전극(230)이 양측면에 각각 마련되는 일정한 면적을 가지는 세라믹판(210)으로 이루어져 있으며, 세라믹판(210) 외측에 자외선 광원으로서 자외선 램프(250)가 설치된다.
이산화티타늄 코팅층(241)은 이전 실시예와 마찬가지로 플라즈마 방전소자(300)의 외부로 노출되는 표면에 걸쳐서 형성될 수 있으며, 바람직하게는 폴리머가 고착되는 부위인 고전압전극(220)측에만 형성될 수 있다. 즉, 이산화티타늄 코팅층(241)은 세라믹판(210)에서 고전압전극(220)이 마련되는 측면에 고전압전극(220)의 외측면을 포함하는 부분, 즉 실제적으로 폴리머의 고착이 일어나는 부분에 이산화티타늄 코팅층(241)이 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 자외선 램프(250)는 ″∩″자 또는 막대 형상 등으로서, 세라믹판(210) 외측에 이산화티타늄 코팅층(241)과 마주보도록 설치되는데, 바람직하게는 도 7에서 도시된 바와 같이 폴리머 등의 이물질이 보다 많이 형성되는 고전압전극(220)이 위치하는 측에 설치된다.
본 실시예의 자외선 램프(250)가 세라믹판(210) 외측에 설치되기 위하여 끝단에 마련되는 램프커넥터(252)가 세라믹판(210) 일측에 마련되는 소자커넥터(260)에 일방향으로 슬라이딩 가능하게 요철 결합되거나 억지 끼움 방식 등에 의해 결합됨으로써 자외선 램프(250)는 세라믹판(210)과 분리 가능하게 결합된다.
한편, 소자커넥터(260)와 램프커넥터(252)는 이전의 실시예와 마찬가지로 한 쌍씩의 소자단자(261)와 램프단자(251)를 가지고 있다.
또한, 본 실시예의 이산화티타늄 코팅층(241)은 그 표면에 이전 실시예에서와 마찬가지로, 철(Fe)과 같은 3가 금속 또는 바나듐(V)과 같은 5가 금속 코팅층(242)이 형성될 수 있다.
이러한 본 발명의 플라즈마 방전소자(100,200,300)의 제조방법을 첨부된 도 면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명에 따른 플라즈마 방전소자의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 방전소자의 제조방법은 크게 플라즈마 방전소자(100,200,300) 표면을 이산화티타늄(TiO2)으로 코팅하는 단계(S10)와, 이산화티타늄(TiO2)이 코팅된 표면에 3가 또는 5가 금속으로 코팅하는 단계(S20)와, 외측에 자외선 광원(150,160,250)을 설치하는 단계(S30)를 포함한다.
이산화티타늄(TiO2)으로 코팅하는 단계(S10)는 플라즈마 방전소자(100,200,300)의 노출된 표면에 걸쳐서 코팅할 수 있으나, 이미 언급한 바와 같이, 제 1 및 제 2 실시예에 따른 플라즈마 방전소자(100,200)의 경우 고전압전극(120) 및 접지전극(130)이 내.외측면에 각각 마련된 석영관의 유전체(110)에서 접지전극(130)이 마련되기 전의 외측면을 이산화티타늄(TiO2)으로 형성함이 바람직하며, 제 3 실시예에 따른 플라즈마 방전소자(300)의 경우 고전압전극(220) 및 접지전극(230)이 양측면에 마련된 세라믹판의 유전체(210)에서 고전압전극(220)이 마련되는 측면에 고전압전극(220)의 외측면을 포함하여 이산화티타늄(TiO2)으로 코팅하는 것이 바람직하다.
이산화티타늄(TiO2)으로 코팅하는 단계(S10)는 플라즈마 방전소자(100,200,300), 바람직하게는 제 1 및 제 2 실시예에 따른 플라즈마 방전소자(100,200)의 경우 석영관(110)을, 제 3 실시예에 따른 플라즈마 방전소자(300)의 경우 세라믹판(210)에서 고전압전극(220)이 마련된 측을 티타늄(Ti) 촉매를 포함하는 용액에 30분 ∼ 1시간 30분 동안 침지시키고(S11), 티타늄(Ti)의 용액으로부터 플라즈마 방전소자(100,200,300)를 꺼내서 100 ∼ 150℃에서 4시간 ∼ 6시간 가열하여 건조시키고(S12), 건조된 플라즈마 방전소자(100,200,300)를 300 ∼ 550℃에서 1시간 30분 ∼ 2시간 30분 동안 하소(calcinations)시켜서 플라즈마 방전소자(100,200,300)에 외부로 노출되는 표면에 이산화티타늄(TiO2)의 코팅층(141,241)이 형성되도록 한다.
티타늄(Ti) 촉매를 포함하는 용액은 Ti(OCH(CH3)2)4에 용매로서 물을 사용하여 그 용액의 농도가 50%정도가 되도록 하며, 이러한 용액내에서 다음의 반응식 1과 같은 반응이 일어나 현탁액(slurry) 상태로 된다.
2Ti(OCH(CH3)2)4 → 2TiO2 + 4HO·C(CH3)2
이와 같이 티타늄촉매를 포함하는 현탁액 내에 1시간 동안 플라즈마 방전소자(100,200,300)를 침지한 후(S11) 현탁액에서 꺼내어 100℃에서 5시간 동안 건조하고(S12), 500℃에서 2시간 동안 하소하여 플라즈마 방전소자(100,200,300)에 티타늄 촉매의 코팅작업을 하는데(S13), 500℃에서 2시간 동안 하소하는 동안 TiO2는 플라즈마 방전소자(100,200,300)의 표면에 코팅되고, 현탁액 중의 4HO-C(CH3)2는 다음의 반응식 2와 같은 반응이 일어나 CO2와 H2O로 분해된다.
4HO·C(CH3)2 + 8O2 → 3CO2 + 5H2O
3가 또는 5가 금속으로 코팅하는 단계(S20)는 일예로 3가 금속으로서 철(Fe)이거나 5가 금속으로서 바나듐(V)으로 둘 중 어느 하나를 선택하여 코팅하게 된다.
3가 또는 5가 금속으로 코팅하는 단계(S20)는 이산화티타늄 코팅층(141,241)을 표면에 형성한 플라즈마 방전소자(100,200,300)를 3가 금속인 철(Fe) 또는 5가 금속인 바나듐(V)이 포함되는 용액에 30분 ∼ 1시간 30분 동안 침지시키고(S21), 철(Fe) 또는 바나듐(V)의 용액으로부터 플라즈마 방전소자(100,200,300)를 꺼내서 100 ∼ 150℃에서 4시간 ∼ 6시간 가열하여 건조시키고(S22), 그 후 건조된 플라즈마 방전소자(100,200,300)를 자외선(UV) 램프에 노출시켜서 플라즈마 방전소자(100,200,300)의 이산화티타늄 코팅층(141,241)이 형성된 표면에 철 또는 바나듐의 코팅층(142,242)이 형성되도록 한다(S23).
3가 또는 5가 금속 코팅층(142,242)으로서 철 코팅층을 형성시킬 경우 철(Fe)이 포함되는 용액은 Fe(NO3)3에 용매로서 물을 사용하여 그 용액의 농도가 50%가 되도록 한다. 이와 같은 철(Fe) 촉매를 포함하는 용액 내에 1시간 동안 방전소자를 침지한 후(S21), 용액에서 꺼내어 100℃에서 5시간 동안 건조한(S22) 다음 상온에서 자외선(UV)램프에 노출시키면 플라즈마 방전소자(100,200,300)에 코팅된 산화티타늄(TiO2)의 광촉매 작용에 의하여 산화 분해되어 질소산화물(NOx)은 N2와 O2로 분해되어 증발되고, 금속의 철(Fe)만이 플라즈마 방전소자(100,200,300)에 코팅 된다.
또한, 3가 또는 5가 금속 코팅층(142,242)을 바나듐 코팅층으로 형성할 경우 바나듐(V) 용액은 V(C3H7O)5에 용매로서 알코올을 사용하여 그 용액의 농도가 50%가 되도록 한다. 이와 같은 바나듐(V) 촉매를 포함하는 용액 내에 1시간 동안 방전소자를 침지한 후(S21) 이 용액에서 플라즈마 방전소자(100,200,300)를 꺼내어 100℃에서 5시간 동안 건조시킨다(S22). 그리고 상온에서 자외선(UV)램프에 노출시키면 플라즈마 방전소자(100,200,300)에 코팅된 산화티타늄(TiO2)의 광촉매 작용에 의하여 산화 분해되어 유기산화물((C3H7O)5)은 CO2와 H2O로 분해되어 증발되고, 금속 바나듐(V)만이 플라즈마 방전소자(100,200,300) 표면에 코팅된다(S23).
표면에 이산화티타늄 코팅층(141,241)과 3가 또는 5가 금속 코팅층(142,242)이 형성된 플라즈마 방전소자(100,200,300) 외측에 상기한 바와 같이 자외선 광원(150,160,250)을 조립시킨다.
이와 같은 본 발명에 따른 플라즈마 방전소자의 작용은 다음과 같다.
공기정화장치 등에 설치된 플라즈마 방전소자(100,200,300)에 전원공급부(400)에 의해 소자단자(171,261)를 통해 고전압을 고전압전극부(120,220) 및 접지전극(130,230)으로 인가함으로써 방전을 통한 양/음이온 또는 음이온 및 오존을 발생시킴으로써 전기적 집진은 물론 탈취, 살균 등을 통해 공기를 정화시키는 작용을 한다.
플라즈마 방전소자(100,200,300)는 고전압을 장시간 인가하여 사용하면 그 표면에 휘발성 유기화합물(TVOC)과 악취물질의 산화반응이 활발하게 일어나는데, 이에 따른 부산물로서 C,N,O,H의 복합화합물인 폴리머(polymer)가 표면에 형성되는데, 이 때, 플라즈마 방전소자(100,200,300)의 이산화티타늄 코팅층(141,241)의 이산화티타늄 촉매가 방전으로 인한 고전압 플라즈마 에너지에 의하여 활성화되어 휘발성 유기화합물과 악취물질을 CO2와 H2O로 완전 분해시킴으로써 부산물인 폴리머가 플라즈마 방전소자(100,200,300)의 표면에 달라붙지 않도록 한다. 이 때, 이산화티타늄 코팅층(141,241)은 전원공급부(400)에 의해 램프단자(151,161,251)를 통해 공급되는 전압에 의해 자외선 광원(150,160,250)으로부터 조사되는 자외선에 의해 더욱 활성화되어 휘발성 유기화합물과 악취물질의 분해능력을 향상시킨다.
특히, 이산화티타늄 코팅층(141,241)의 티타늄(Ti)은 4가(Ti4+)이나, 3가 또는 5가 금속 코팅층(142,242)에서 철 코팅층인 경우 철(Fe)은 3가(Fe3+)이고, 바나듐 코팅층인 경우 바나듐(V)은 5가(V5+)이기 때문에 산화티타늄(TiO2)에서 티타늄(Ti)을 철(Fe) 또는 바나듐(V)으로 치환시킴으로써 촉매작용은 더욱 활성화되어 활성화 에너지를 낮춤으로써 반응을 촉진시킴으로써 폴리머 형성을 적극적으로 억제한다.
도 9는 동일한 플라즈마 방전소자를 이용한 공기정화장치에 플라즈마 방전소자의 표면에 본 발명에 따른 코팅층(141,142)을 형성한 소자와 그렇지 않은 종래의 소자에 대하여 사용시간의 경과에 따른 이온발생량의 예를 도시하였다. 도시된 바 와 같이, 종래의 플라즈마 방전소자는 시간의 경과에 따라 사용 초기에 비해 이온발생량이 급격히 감소되는 것을 알 수 있으나, 본 발명에 따른 플라즈마 방전소자(100)는 이온발생량의 감소가 작은 것을 알 수 있다. 다만, 도 9는 본 발명에 따른 코팅층(141,142)을 형성한 소자에서 자외선 광원(150)이 설치되지 않은 경우를 예로 들었으나, 자외선 광원(150)이 마련되어 자외선에 의해 코팅층(141,142)의 활성화를 증대시킬 경우 이온 발생량의 감소는 이보다 훨씬 작게 된다.
그러므로, 본 발명에 따른 플라즈마 방전소자(100,200,300)를 공기정화장치에 사용시 이온발생량의 감소를 크게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 클리닝 주기를 현저하게 증가시킬 수 있으며, 사용주기 역시 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 방전소자는 방전시 발생되는 고전압 플라즈마 에너지와 자외선 광원으로부터 조사되는 자외선에 의해 활성화되어 표면에 발생되는 폴리머 등과 같은 이물질을 분해시키는 코팅층으로 인해 표면의 오염도를 저감시키고, 이로 인해 표면의 클리닝 주기 및 제품의 사용 주기를 증대시키며, 장시간의 사용에도 이온이나 오존의 발생량 감소를 최소화시키는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 플라즈마 방전소자를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 방전에 의해 이온을 발생시키는 플라즈마 방전소자에 있어서,
    고전압이 인가되는 고전압전극 및 접지전극 사이에 유전체가 위치하고,
    표면에 오염 방지를 위해 이산화티타늄 코팅층이 형성되며,
    상기 이산화티티늄 코팅층을 활성화시키기 위하여 자외선을 조사시키는 자외선 광원이 마련되는
    플라즈마 방전소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체는,
    상기 이산화티타늄 코팅층이 외측면에 형성되고, 내측면과 상기 이산화티타늄 코팅층의 외측면에 상기 고전압전극과 상기 접지전극이 각각 마련되는 석영관
    인 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자외선 광원은
    상기 석영관의 둘레를 따라 배열되어 상기 석영관과 나란하게 설치되는 복수의 자외선 램프
    인 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전소자.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 자외선 광원은,
    상기 석영관의 외측을 감싸도록 설치되는 코일 형상의 자외선 램프
    인 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체는,
    상기 고전압전극 및 상기 접지전극이 양측면에 각각 마련되고, 상기 고전압전극이 마련되는 측면에 상기 고전압전극의 외측면을 포함하여 상기 이산화티타늄 코팅층이 형성되는 세라믹판
    인 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 자외선 광원은,
    상기 세라믹판 외측에 상기 이산화티타늄 코팅층과 마주 보도록 설치되는 자외선 램프
    인 것을 특징으로 하는 플라즈마 방전소자.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이산화티타늄 코팅층의 표면에 상기 이산화티타늄의 활성화시 티타늄과 치환을 통해 활성화를 자극하는 3가 또는 5가 금속의 코팅층이 형성되는 것
    을 특징으로 하는 플라즈마 방전소자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 3가 또는 5가 금속은,
    상기 3가 금속으로서 철이거나 상기 5가 금속으로서 바나듐인 것
    을 특징으로 하는 플라즈마 방전소자.
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