KR20120136524A

KR20120136524A - 플라즈마를 이용한 생체 피부 살균장치

Info

Publication number: KR20120136524A
Application number: KR1020110055508A
Authority: KR
Inventors: 이동환
Original assignee: 전북대학교산학협력단
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-20

Abstract

플라즈마 살균장치는, 사용자의 신체 일부를 수용할 수 있는 수용 공간을 제공하며, 수용 공간에 수용된 사용자의 신체를 향해 공기를 공급할 수 있는 공기의 유로를 갖는 커버 몸체, 및 공기의 유로 상에 배치되며, 신체에 인접한 거리에서 플라즈마를 직접 발생시키는 복수개의 플라즈마 발생부를 포함할 수 있다. 즉, 신체에 인접한 곳에서 플라즈마를 발생시켜 플라즈마 발생시에 생성되는 자외선이나 다양한 활성화된 이온 등을 피부 살균에 직접 이용할 수 있다.

Description

플라즈마를 이용한 생체 피부 살균장치{BIOLOGICAL SKIN STERILIZER USING PLASMA}

본 발명은 살균을 위한 살균장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 플라즈마를 이용하여 살균하는 살균장치에 관한 것이다.

신체의 체혈이나 주사를 놓을때에 바늘이 삽입되는 부분을 알코올이 묻은 거즈를 통해서 살균하고 있다. 다만, 알코올을 사용할 경우 알코올과 거즈를 별도로 구비하고 사용한 거즈를 처리해야 하는 문제가 있다.

한편, 플라즈마 발생시 발생하는 자외선은 강한 살균 효과가 있는데, 종래의 플라즈마(plasma) 발생장치는 플라즈마를 발생시키기 위한 공간 내에 소정 간격 떨어뜨려 2개의 전극을 배치하고, 한쪽에 약 20-40 kv정도의 고압 전류를 인가함으로써, 아크 방전(electric arc discharge)을 유도하고, 이를 이용하여 아크 방전이 일어나는 주변의 공기를 구성하는 산소나 질소 등의 기체 분자들을 이온화시키는 방법을 통해서 플라즈마를 형성할 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 플라즈마 발생장치는 양 전극의 팁(tip) 사이에서 방전이 일어나기 때문에, 양 전극의 온도가 급격하게 상승함은 물론 양 전극 주변 온도 또한 급격하게 올라가게 된다. 이에, 플라즈마 발생 공간 내부의 온도가 고온으로 상승하기 때문에, 피부에 인접하게 사용하는 것은 화상을 입힐 위험이 있다.

상술한 이유로 기존의 플라즈마 발생장치에서는 플라즈마 발생공간에서 형성된 자외선 혹은 활성화된 이온 등을 바로 치료 대상에 공급하여 살균하는 것은 사실상 어려우며, 별도의 냉각과정을 거쳐 온도를 떨어뜨린 후에야 비로소 피부에 사용할 수 있다.

따라서, 종래의 플라즈마 발생장치는 신체에 인접하여 배치할 수 없는 관계로, 플라즈마가 발생하는 과정에서 발생하는 자외선을 피부에 직접 조사할 수 없고, 이에, 세균성 질환을 치료할 목적으로 사용하기가 사실상 불가하다.

본 발명은 플라즈마를 사용하여 신체 피부 일부를 살균할 수 있는 플라즈마를 이용한 플라즈마 살균장치를 제공한다.

본 발명은 플라즈마가 발생하는 공간 내부의 온도가 급격하게 상승하는 것을 방지하여 피부에 인접한 장소에서 플라즈마를 형성할 수 있으며, 이때 생성된 자외선을 피부에 인접한 장소에서 직접 공급하여, 피부에 발생한 세균성 질환을 개선할 수 있는 플라즈마 살균장치를 제공한다.

본 발명은 플라즈마에 의해서 생성된 자외선이나 활성화된 이온종을 별도의 냉각 과정 없이 바로 피부에 제공할 수 있는 플라즈마 살균장치를 제공한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 플라즈마 살균장치는, 사용자의 신체 일부를 수용할 수 있는 수용 공간을 제공하며, 수용 공간에 수용된 사용자의 신체를 향해 공기를 공급할 수 있는 공기의 유로를 갖는 커버 몸체, 및 공기의 유로 상에 배치되며, 신체에 인접한 거리에서 플라즈마를 직접 발생시키는 복수개의 플라즈마 발생부를 포함할 수 있다. 즉, 신체에 인접한 곳에서 플라즈마를 발생시켜 플라즈마 발생시에 생성되는 자외선이나 다양한 활성화된 이온 등을 피부 살균에 직접 이용할 수 있다.

특히, 플라즈마 발생부는, 커버 몸체의 공기의 유로 상에 배치되고, 전류가 인가되는 코어 전극, 코어 전극의 선단을 노출시킬 수 있도록 선단을 제외한 주변으로 제공되는 절연 커버, 및 코어 전극의 선단을 중심으로 그 주변에 배치되는 주변 전극을 포함할 수 있다. 따라서, 코어 전극에 고압의 전류가 인가되면, 코어 전극의 단부와 주변 전극의 전극면 사이에서 플라즈마가 고르게 발생하게 된다. 이에, 코어 전극 및 주변 전극의 온도가 급격하게 올라가지 않아 신체에 인접하게 플라즈마를 발생시킬 수 있다.

코어 전극이나 주변 전극은 커버 몸체에 직접 고정될 수도 있겠으나, 경우에 따라서, 플라즈마 발생부는 코어 전극, 절연 커버, 및 주변 전극을 수용하는 중공의 하우징을 더 포함할 수 있고, 하우징의 중공은 커버 몸체의 공기의 유로와 연통될 수 있다. 따라서, 플라즈마 방전을 위한 코어 전극과 주변 전극이 하우징 내에 컴팩트하게 조립된 상태로 제공될 수 있고, 컴팩트한 플라즈마 발생장치가 직접 커버 몸체에 조립될 수 있다.

또한, 플라즈마 살균장치는 커버 몸체의 공기의 유로를 통해 코어 전극의 선단을 향하여 플라즈마 발생부의 외부 공기를 강제로 공급하는 공기 공급부를 더 포함할 수 있다.

공기 공급부는 커버 몸체의 외측에 별도로 배치되어 커버 몸체 외부의 공기를 커버 몸체 내부의 공기의 유로로 직접 공급하는 컴프레셔로 제공될 수도 있고, 경우에 따라서, 공기 공급부로서 커버 몸체에 장착되되, 플라즈마 발생부에 인접한 공기의 유로 상에 장착되는 팬을 사용할 수도 있다.

커버 몸체는 그 내측에 신체 일부를 수용할 수 있도록 관 형상으로 제공될 수 있는데, 경우에 따라서, 측면 일부가 개방된 개구를 형성하여, 개방된 개구를 통해서 수용 공간으로 사용자의 신체 일부가 드나들 수 있도록 할 수도 있다.

또한, 상술한 플라즈마 발생부는 커버 몸체의 내면 전체 또는 일부를 따라서 배치될 수 있으며, 수용 공간에 수용된 사용자의 신체 전체 또는 일부에 대응하는 플라즈마 발생부를 선택적으로 작동시킬 수도 있다. 예를 들면, 수용 공간에 들어와 있는 신체의 상부 표면만을 살균하고자 할 경우에는 상부 표면에 대응하는 부분의 플라즈마 발생부만을 선택적으로 작동시킬 수 있다.

또한, 플라즈마 발생부에 인접하게 커버 몸체에 자외선 램프를 더 장착할 수 있으며, 이러한 자외선 램프는 직접 자외선을 조사하는 램프일 수도 있고, 플라즈마 발생부의 작동 여부에 따라서 점멸하는 램프일 수도 있다.

본 발명의 플라즈마 살균장치는 플라즈마를 사용하여 신체 일부를 살균할 수 있다. 특히, 플라즈마 살균장치는 코어 전극의 팁과 주변 전극 사이에서 방전이 일어나기 때문에, 종래와 같이, 양 전극의 팁 사이에서 방전이 일어나는 경우와 비교할 때, 전극 및 전극 주변의 온도가 급격하게 상승하는 것을 방지할 수 있고, 이에, 신체에 인접하게 플라즈마 발생부를 배치할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생부에서 발생된 자외선을 피부에 직접 공급하여 세균성 질환을 개선하거나 피부 소독을 할 수 있다.

또한, 플라즈마 발생 시 온도가 급격히 상승하지 않기 때문에, 온도를 떨어뜨리기 위한 별도의 냉각 장치를 구비할 필요가 없어, 플라즈마 발생부를 컴팩트하게 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 살균장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 살균장치를 A-A 방향으로 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 살균장치 중 플라즈마 발생부의 단면도이다.
도 4는 도 2의 플라즈마 살균장치를 B-B 방향으로 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 살균장치의 사시도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 살균장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 플라즈마 살균장치를 A-A 방향으로 절개한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 살균장치 중 플라즈마 발생부의 단면도이며, 도 4는 도 2의 플라즈마 살균장치를 B-B 방향으로 절개한 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 플라즈마 살균장치(100)는 커버 몸체(110), 플라즈마 발생부(120), 및 장치 본체(160)를 포함한다.

커버 몸체(110)는 장치 본체(160)의 상부에 장착되어 있으며, 중공의 관 형상으로 제공되어 그 내부 중공은 신체를 수용할 수 있는 수용 공간(114)을 제공한다. 본 실시예에서 커버 몸체(110)의 측면 일부는 개방되어 개구(116)를 형성하며, 사용자는 상기 개구(116)를 통해서 커버 몸체(110)의 측부에서 바로 수용 공간(114)으로 신체 일부를 넣거나 뺄 수 있다. 물론, 도 5에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에에 따른 플라즈마 살균장치(200)에서 커버 몸체(210)는 중공의 관 형상으로 제공되되, 별도의 개구가 마련되지 않을 수도 있다. 참고로, 도 5에 도시된 다른 구성요소에 대한 설명은 이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하는 구성요소에 대한 설명을 참고할 수 있다.

다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상술한 커버 몸체(110)의 내측면에는 복수개의 플라즈마 발생부(120)가 일렬로 여러 줄 배치되어 있으며, 플라즈마 발생부(120) 사이로 자외선 램프(170)가 복수개 배치되어 있고, 커버 몸체(110)의 내부에는 플라즈마 발생부(120) 및 자외선 램프(170)로 전력을 제공하기 위한 전선이 배치될 수 있다.

물론, 플라즈마 발생부(120) 및 자외선 램프(170)의 배치는 도 1에 도시된 배열 상태처럼 플라즈마 발생부(120) 및 자외선 램프(170) 열이 서로 평행하게 교호적으로 배치되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 플라즈마 발생부 및 자외선 램프가 커버 몸체의 내측면에 골고루 배치되는 한도 내에서 얼마든지 다르게 배치될 수 있다. 또한, 플라즈마 발생부(120) 및 자외선 램프(170)의 개수도 변경될 수 있음은 당연하다.

또한, 커버 몸체(110) 내부에는 사용자가 수용공간(114)으로 삽입한 신체 일부(본 실시예에서는 팔에 해당)를 올려 놓을 수 있는 안착부(180)가 마련될 수 있다. 따라서, 사용자는 살균/소독이 이루어지는 동안 자연스럽게 팔을 안착부(180)에 올려놓고 기다릴 수 있다.

장치 본체(160)는 플라즈마 발생부(120) 및 자외선 램프(170)로 전력을 제공하기 위한 전선으로 전원을 선택적으로 공급 및 차단할 수 있고, 이러한 제어는 도 1에 표시된 온/오프 버튼(162)을 통해서 조작할 수 있으며, 다른 버튼(164)들은 플라즈마 발생부(120) 및 자외선 램프(170) 전체를 각각 선택적으로 온/오프할 수 있도록 제어하거나, 경우에 따라서, 플라즈마 발생부(120) 및 자외선 램프(170)의 어느 특정한 부분만을 작동시킬 수 있는 용도로 사용될 수도 있을 것이다. 여기서, 어느 특정한 부분이라함은, 수용 공간(114)에 삽입된 신체 중 살균/소독을 원하는 부분에 해당할 수 있으며, 이렇게 어느 특정한 부분에 배치된 플라즈마 발생부(120) 및 자외선 램프(170)만을 작동시켜 전력 낭비를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 자외선 램프(170)는 전원 공급시 자외선을 직접 출사하는 램프일 수도 있으나, 플라즈마 발생부(120)의 작동 여부에 대응하여 점멸하는 일반적인 램프에 해당할 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마 발생부(120)가 작동하는 동안에는 자외선 램프(170)가 작동하여 소독이 개시되었음을 사용자에게 알릴 수 있고, 자외선 램프(170)가 꺼지면 소독이 완료된 상태를 가시적으로 사용자에게 알려 줄 수 있다.

다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 플라즈마 발생부(120)는 커버 몸체(110)의 내측면에 함몰된 삽입 홈(118)에 각각 삽입될 수 있고, 삽입 홈(118)은 커버 몸체(110) 내부의 공기의 유로(112)와 연통되어 있어, 삽입 홈(118)에 삽입된 플라즈마 발생부(120)는 공기의 유로(112)를 통해서 외부 공기를 공급받을 수 있다.

참고로, 공기의 유로(112)로 외부의 공기를 강제적으로 공급하는 공기 공급부(미도시)는 커버 몸체(110) 외부에 마련된 컴프레셔로 제공될 수 있고, 컴프레셔는 커버 몸체(110)의 외측에서 공기의 유로(112)까지 관통되어 형성된 관통홀에 연결되어 외부의 공기를 공기의 유로(112)로 강제 공급할 수 있다. 그리고, 공기의 유로(112)로 인입된 외부 공기는 삽입 홈(118)에 장착된 플라즈마 발생부(120)로 공급될 수 있다.

플라즈마 발생부(120)는 하우징(130), 코어 전극, 절연 커버(142), 및 주변 전극(150)을 포함할 수 있다.

하우징(130)은 삽입 홈(118)에 끼워져 들어갈 수 있도록 그 외형이 결정될 수 있으며, 절연성 재질로 제공될 수 있다. 물론, 하우징(130) 전체를 절연 재질로 형성할 수도 있겠으나, 경우에 따라서는 중공의 내측면을 절연성 재질로 코팅하여 제공할 수도 있다.

또한, 하우징(130)은 중공으로 형성되어 상기 중공은 공기의 유로(112)와 직접 연통되어 공기의 유로(112)로 공급되는 외부 공기가 유입될 수 있다.

코어 전극(140)은 바늘 형태로 제공되어, 하우징(130) 내에 삽입 고정되어 있는 코어 전극(140)은 하우징(130) 내측면에 밀착되는 별도의 고정 부재(148)에 의해서 하우징(130) 내부에 배치될 수 있다. 코어 전극(140)은 전도성이 뛰어나며 내열성 또한 좋은 텅스텐을 이용하여 제조하는 것이 바람직하다.

한편, 코어 전극(140)은 선단을 제외한 다른 표면을 커버하는 절연성 재질로 형성된 절연 커버(142)에 의해서 덮혀 있으며, 코어 전극(140)으로 전원이 공급되면 절연 커버(142)에 덮혀 있지 않은 코어 전극(140)의 선단에서 방전이 일어날 수 있다.

또한, 주변 전극(150)은 하우징(130)의 내부에 배치되되, 코어 전극(140)의 단부를 중심으로 인접하게 배치될 수 있도록 하우징(130) 내부에 장착되며, 하우징(130) 내부로 유입된 공기가 다시 배출될 수 있도록 중앙에 홀(152)이 형성된다.

주변 전극(150)은 코어 전극(140)과 마찬가지로 전도성이 뛰어나며, 내열성이 좋은 재질을 선택하여 제조하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 코어 전극(140)의 단부 주변으로 원형의 전극면(154)을 제공하는 원판 형태로 제공된다. 전극면(154)은 코어 전극(140)의 팁을 향한 원판의 내측면을 지칭할 수 있다.

상술한 바와 같은 플라즈마 발생부(120)는 코어 전극(140)에 고압의 전류가 인가되면, 코어 전극(140)의 팁과 주변 전극(150)의 전극면(154) 전체에 걸쳐서 방전이 일어난다. 즉, 코어 전극(140)의 단부와 주변 전극(150)의 전극면(154) 사이에서 고르게 플라즈마를 발생시킬 수 있다.

물론, 코어 전극(140)으로 외부 전류를 제공할 수 있도록 커버 몸체(110)의 내측으로, 본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 공기의 유로(112)에 전선(144)이 배치된다. 이에 외부 전류가 일 전선(144)을 통해서 코어 전극(140)으로 제공될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 주변 전극(150)의 전극면(154)은 별도의 다른 전선(146)을 통해서 외부에 접지될 수 있다. 참고로, 각각의 전선(144, 146)은 플라즈마 발생부(120)의 하우징(130) 상면에 마련된 단자에 각각 접속될 수 있다.

상술한 바와 같이, 코어 전극(140)과 주변 전극(150)의 어느 특정부분에서 플라즈마가 발생되는 것이 아니기 때문에, 코어 전극(140)과 주변 전극(150)의 온도가 급격하게 상승하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 플라즈마 발생부(120)를 신체에 인접하게 배치하더라도 사용자의 피부에 화상을 입힐 염려가 없어, 자외선을 이용한 살균이 가능하여, 세균성 질환의 개선을 위한 용도로 사용할 수 있다. 또한, 별도의 냉각 장치를 구비할 필요가 없어, 경량화가 가능하여 일체형으로 제작하여 커버 몸체(110) 내부에 직접 삽입시켜 배치할 수 있다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 코어 전극(140) 및 주변 전극(150)이 배치되는 하우징(130) 내부로 공기 공급부가 지속적으로 공기의 흐름을 유도함으로써, 플라즈마 발생부(120)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.

특히, 플라즈마 발생부(120)는 소형으로 제작되어 커버 몸체(110) 내면 전체에 배치될 수 있기 때문에, 이를 개별적으로 조작하여, 피부 질환이 발생한 피부에 국부적으로 자외선을 조사하는 것이 가능하며, 살균을 위한 자외선을 제공하는 부분도 선택적으로 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100：플라즈마 살균장치 110：커버 몸체
112：공기의 유로 114：수용 공간
120：플라즈마 발생부 130： 하우징
140：코어 전극 144：전선
148：고정 부재 150：주변 전극
152：홀 154：전극면
160：장치 본체 162： 온/오프 버튼

Claims

사용자의 신체 일부를 수용할 수 있는 수용 공간을 제공하며, 상기 수용 공간에 수용된 사용자의 신체를 향해 공기를 공급할 수 있는 공기의 유로를 갖는 커버 몸체; 및
상기 공기의 유로 상에 배치되며, 상기 신체에 인접한 거리에서 플라즈마를 직접 발생시키는 복수개의 플라즈마 발생부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 발생부는,
상기 커버 몸체의 상기 공기의 유로 상에 배치되며, 전류가 인가되는 코어 전극, 상기 코어 전극의 선단을 제외한 주변으로 제공되는 절연 커버, 및 상기 코어 전극의 선단을 중심으로 그 주변에 배치되는 주변 전극을 포함하며,
상기 코어 전극의 단부와 상기 주변 전극의 전극면 사이에서 고르게 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치.
제2항에 있어서,
상기 플라즈마 발생부는 상기 코어 전극, 상기 절연 커버, 및 주변 전극을 수용하는 중공의 하우징을 더 포함하며,
상기 하우징의 중공은 상기 커버 몸체의 상기 공기의 유로와 연통되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치.
제2항에 있어서,
상기 커버 몸체의 상기 공기의 유로를 통해 상기 코어 전극의 선단을 향하여 상기 플라즈마 발생부의 외부 공기를 강제 공급하는 공기 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치.
제1항에 있어서,
상기 커버 몸체는 상기 신체를 일부 수용할 수 있는 관 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치.
제5항에 있어서,
상기 커버 몸체는 측면 일부가 개방된 개구를 제공하여, 상기 개방된 개구를 통해서 상기 수용 공간으로 사용자의 신체 일부가 드나들 수 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 발생부는 상기 커버 몸체의 내면 전체 또는 일부를 따라서 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치.
제1항에 있어서,
상기 수용 공간에 수용된 사용자의 신체 전체 또는 일부에 대응하는 상기 플라즈마 발생부를 선택적으로 작동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 발생부에 인접하여 상기 커버 몸체에 장착되는 자외선 램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치.
제9항에 있어서,
상기 자외선 램프는 자외선을 출사하거나, 상기 플라즈마 발생부의 작동 여부를 확인할 수 있도록 점멸되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치.