KR102630793B1

KR102630793B1 - 전극 교체형 플라즈마 방전소자

Info

Publication number: KR102630793B1
Application number: KR1020200111629A
Authority: KR
Inventors: 고대식; 박용호
Original assignee: 박용호
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2024-01-30
Anticipated expiration: 2040-09-02
Also published as: KR20220030496A

Abstract

개시된 발명은 관형의 유전체와 유전체의 내면과 외면에 각각 설치되는 전극이 유전체와 전극을 지지하는 절연지지부로부터 용이하게 분리 가능하도록 구성됨으로써 유전체나 전극의 손상 또는 이온 발생량의 증감을 위하여 유전체 또는 전극 중 적어도 어느 하나를 교체해야할 필요성이 있는 경우 플라즈마 방전소자 전체를 교체하지 않고 유전체 또는 전극 중 적어도 어느 하나만을 교체할 수 있다.

Description

전극 교체형 플라즈마 방전소자{Plasma Discharge Device with Changeable Electrode}

본 발명은 전극 교체형 플라즈마 방전소자에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 관형의 유전체와 상기 유전체의 내면과 외면에 각각 설치되는 전극이 상기 유전체와 전극을 지지하는 절연지지체로부터 용이하게 분리 가능하도록 구성됨으로써, 유전체나 전극의 손상 또는 이온 발생량의 증감을 위하여 상기 유전체 또는 전극 중 적어도 어느 하나를 교체해야 할 필요성이 있는 경우 플라즈마 방전소자 전체를 교체하지 않고 상기 유전체 또는 전극 중 적어도 어느 하나만을 교체하는 것이 가능한 전극 교체형 플라즈마 방전소자에 관한 것이다.

일반적으로 공기청정기는 실내의 오염된 공기를 흡입하여 각종 오염물질 및 냄새 등을 여과/탈취하는 기능을 수행하는 장치로서, 대부분 하우징 내부에 설치된 팬과 에어필터를 이용하여 흡입된 공기를 정화시켜 외부로 배출하도록 구성된다.

그러나, 종래 에어필터 방식의 공기청정기는 입자성 오염원이 아닌 세균이나 박테리아 등의 오염원을 완벽하게 제거하기에는 미흡할 뿐만 아니라 수시로 필터를 교체해야 하는 불편함이 있기 때문에, 이를 해결하기 위하여 최근에는 플라즈마 방전소자의 유전체 장벽 방전 특성을 이용한 공기청정기의 개발이 이루어지고 있다.

상기 플라즈마를 이용한 공기청정기에 설치되는 플라즈마 방전소자는 크게 방전관 형태의 유전체, 상기 유전체의 내면과 외면에 각각 배치되는 내부 전극과 외부 전극으로 구성되는데, 상기 내부 전극과 외부 전극 사이에 교류 전압이 인가되면 유전체의 표면에 강한 전기장이 형성되어 부분적인 방전(즉, 유전체 장벽 방전)이 발생됨으로써 공기 중의 산소와 물로부터 산소 음이온, 산소 양이온, 과산화기, 수산화기 등의 이온 클러스터를 발생시키게 된다.

이와 같이 발생된 이온 클러스터는 강력한 산화작용을 가지기 때문에 산화반응에 의하여 방전관이 설치된 공기청정기 내부공간으로 흡입된 공기 속에 포함된 미세먼지, 휘발성 유기화합물, 박테리아 등의 오염물질을 제거하여 공기를 정화시키게 되는데, 생성된 OH 라디칼과 이온 클러스터를 공간에 방사함으로써 공기부유 바이러스 및 세균, 표면부착 바이러스 및 세균에 대한 살균 유효성을 높여서 공간을 정화하게 된다. 상기 플라즈마 방전소자에 대한 구체적인 구성과 동작원리는 하기 [문헌 1]과 [문헌 2] 등에 구체적으로 개시되어 있다.

그러나, 하기 문헌들에 나타난 종래 기술에 따른 플라즈마 방전소자의 경우 방전관(또는 시험관) 형태의 유전체의 내면과 외면에 전극을 설치한 후 절연 지지체로 유전체를 밀봉한 구조로 이루어지기 때문에, 공기청정기 등의 내부에 플라즈마 방전소자가 고정 설치된 경우 유전체나 전극만의 교체가 곤란하여 유전체나 전극의 손상, 또는 이온 발생량의 증감을 위하여 전극이나 유전체를 교체해야 할 필요성이 있는 경우 플라즈마 방전소자 전체를 교체해야 됨으로써 공기 청정기의 유지,보수에 소모되는 비용이 크게 증가되는 문제점이 있었다.

[문헌 1] 한국공개특허 제2004-0102514호(2004. 12. 8. 공개)

[문헌 2] 한국등록특허 제10-2107094호(2020. 4. 27. 공고)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 관형의 유전체와 상기 유전체의 내면과 외면에 각각 설치되는 전극이 상기 유전체와 전극을 지지하는 절연지지체로부터 용이하게 분리 가능하도록 구성됨으로써, 유전체나 전극의 손상 또는 이온 발생량의 증감을 위하여 상기 유전체 또는 전극 중 적어도 어느 하나를 교체해야 할 필요성이 있는 경우 플라즈마 방전소자 전체를 교체하지 않고 상기 유전체 또는 전극 중 적어도 어느 하나만을 교체하는 것이 가능한 전극 교체형 플라즈마 방전소자를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 절연지지체의 측면에 상기 유전체의 내부를 외부와 연통되는 공기 유동통로를 형성하여 유전체의 내부에 발생된 이온 클러스터들이 상기 공기 유동통로를 통하여 외부로 배출되도록 구성됨으로써 공기부유 바이러스 및 세균, 표면부착 바이러스 및 세균에 대한 살균 유효성을 높여서 밀폐된 방전관 형태의 종래 플라즈마 방전소자와 대비할 때 동일한 전력을 사용하는 경우에도 이온 발생효율을 크게 향상시킬 수 있는 전극 교체형 플라즈마 방전소자를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자는 관형의 유전체; 상기 유전체의 내면에 설치되는 내부 전극, 상기 유전체의 외면에 설치되는 외부 전극을 포함하는 전극부; 상기 내부 전극과 외부 전극을 절연시키고 상기 유전체의 일측 단부를 지지하는 제1절연지지부; 및 상기 내부 전극과 외부 전극을 절연시키고 상기 유전체의 타측 단부를 가압하는 이동 절연체, 상기 이동 절연체의 이동을 안내하는 고정 절연체를 포함하는 제2절연지지부;를 포함하되, 상기 제2절연지지부는, 상기 이동 절연체를 고정 절연체 측으로 이동시켜 상기 유전체에 가해지는 압력을 해제하여 상기 유전체와 전극부를 교체할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동 절연체는, 중공 관형상으로 형성되고 일측 단부가 상기 유전체의 타측 단부에 결합되고, 상기 고정 절연체는, 일측 단부가 상기 이동 절연체의 중공에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2절연지지부는 상기 이동 절연체가 유전체를 가압하기 위한 원래 위치로 복귀시키는 탄성 부재를 포함하고, 상기 탄성 부재는 상기 이동 절연체와 고정 절연체 사이에 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1절연지지부는 제1플랜지, 상기 제1플랜지에 수직 방향으로 돌출 형성된 제1지지핀, 상기 제1지지핀의 일측 단부에서 연장 형성된 제1지지턱을 포함하고, 상기 유전체의 내부에 연결되는 제1공기유동슬릿이 상기 제1지지핀에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전극부의 내부 전극의 일측 단부에 형성된 내부 전원단자와 외부 전극의 일측 단부에 형성된 외부 전원단자는 서로 이격된 한 쌍의 제1공기유동슬릿을 통하여 외부로 노출된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동 절연체는 제2플랜지, 상기 제2플랜지에 돌출 형성된 연결핀, 상기 연결핀의 일측 단부에서 연장 형성된 제2지지턱을 포함하고, 상기 유전체의 내부에 연결되는 제2공기유동슬릿이 상기 연결핀에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정 절연체는 제3플랜지, 상기 제3플랜지에 돌출 형성된 가이드핀을 포함하고, 상기 유전체의 내부와 상기 제2공기유동슬릿을 연결시키는 제3공기유동슬릿이 상기 가이드핀에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드핀은 상기 이동 절연체의 중공에 삽입되어 상기 이동 절연체의 이동을 안내하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자는 관형의 유전체; 상기 유전체의 내면에 설치되는 내부 전극, 상기 유전체의 외면에 설치되는 외부 전극을 포함하는 전극부; 상기 내부 전극과 외부 전극을 절연시키고 상기 유전체의 일측 단부를 지지하는 제3절연지지부; 및 상기 외부 전극의 일측 단부에 형성되고 상기 유전체의 일측에 걸려지는 제1전극걸이구, 상기 내부 전극의 일측 단부에 형성되고 상기 유전체의 일측에 걸려지는 제2전극걸이구, 상기 유전체에 상기 제1 및 제2전극걸이구를 밀착시키기 위해 억지 끼움으로 결합되는 절연패드를 포함하는 전극고정부;를 포함하되, 상기 전극고정부는 절연패드를 빼내고 상기 제1 및 제2전극걸이구를 들어올려 상기 유전체와 전극부를 교체할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절연패드는 유전체의 내부에 연결되는 공기유동홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전극고정부는 상기 내부 전극의 타측 단부에 형성되고 상기 제3절연지지부의 외측에 고정되는 내부 전원단자와 상기 외부 전극의 타측 단부에 형성되고 상기 제3절연지지부의 외측에 고정되는 외부 전원단자에 조임력을 가하여 고정하는 절연링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1전극걸이구와 외부 전원단자는 일체로 형성되고, 상기 제2전극걸이구와 내부 전원단자는 일체로 형성되며, 상기 제1전극걸이구와 제2전극걸이구는 단부가 꺽쇠 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3절연지지부는 제4플랜지, 상기 제4플랜지에 수직 방향으로 돌출 형성된 제2지지핀, 상기 제2지지핀의 일측 단부에 연장 형성된 제3지지턱을 포함하고, 상기 제2지지핀과 제3지지턱의 측면에 내부 전원단자와 외부 전원단자를 삽입하기 위한 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2지지핀에 삽입홈으로부터 연장된 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2지지핀의 삽입홈에 체결공이 형성되고, 상기 삽입홈의 체결공에 내부 전원단자와 외부 전원단자 중 어느 하나의 전원단자와 링단자를 정렬시키고 체결부재를 이용하여 체결하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 관형의 유전체와 상기 유전체의 내면과 외면에 각각 설치되는 전극이 상기 유전체와 전극을 지지하는 절연지지체로부터 용이하게 분리 가능하도록 구성됨으로써, 유전체나 전극의 손상 또는 이온 발생량의 증감을 위하여 상기 유전체 또는 전극 중 적어도 어느 하나를 교체해야 할 필요성이 있는 경우 플라즈마 방전소자 전체를 교체하지 않고 상기 유전체 또는 전극 중 적어도 어느 하나만을 교체하는 것이 가능하기 때문에 교체 비용을 절감할 수 있으며, 교체 작업이 쉽고 간단하게 이루어질 수 있는 편리성을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 절연지지체의 측면에 상기 유전체의 내부를 외부와 연통되는 공기 유동통로를 형성하여 유전체의 내부에 발생된 이온 클러스터들이 상기 공기 유동통로를 통하여 외부로 배출되도록 구성됨으로써 공기부유 바이러스 및 세균, 표면부착 바이러스 및 세균에 대한 살균 유효성을 높여서 밀폐된 방전관 형태의 종래 플라즈마 방전소자와 대비할 때 동일한 전력을 사용하는 경우에도 이온 발생효율을 크게 향상시킬 수 있다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자의 전체 구성을 나타낸 사시도,
도2는 도1에 도시한 전극 교체형 플라즈마 방전소자의 분해 사시도,
도3은 도1에 도시한 전극 교체형 플라즈마 방전소자의 A-A부 단면도,
도4는 도1에 도시한 전극 교체형 플라즈마 방전소자의 유전체 또는 전극을 교체하는 방법을 설명하기 위한 동작 순서도,
도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자의 전체 구성을 나타낸 사시도,
도6은 도5에 도시한 전극 교체형 플라즈마 방전소자의 분해 사시도,
도7은 도5에 도시한 전극 교체형 플라즈마 방전소자의 B-B부 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 구체적으로 설명하기로 한다.

실시예에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자는 유전체의 내면과 외면에 배치되는 내부 전극과 외부 전극에 교류 전압을 인가시켜 산소 음이온, 산소 양이온, 과산화기, 수산화기 등의 이온 클러스터를 발생시킴으로써 공기 속에 포함된 미세 먼지, 휘발성 유기 화합물, 박테리아 등의 오염물질을 제거하여 공기를 정화시킬 수 있다. 이러한 전극 교체형 플라즈마 방전소자는 공기 정화 기능이 구비된 공기청정기, 공조 설비 등에 적용될 수 있다.

특징적으로 실시예에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자는 공기청정기 등에 고정 설된 경우 플라즈마 방전소자 전체를 교체하지 않고 일부 구성품 예를 들어 유전체와 전극 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 교체하여 유지, 보수에 소모되는 비용을 절감하고, 조립과 분해가 용이한 결합 구조를 적용하여 플라즈마 방전소자의 구성품의 교체 작업이 쉽고 간편하게 이루어질 수 있다.

실시예에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자는 전체적으로 길이 방향으로 연장된 막대 형상의 외관을 형성하고 있으며, 대상 기기의 설치 환경에 따라 1점 지지방식과 2점 지지방식으로 크게 구분할 수 있다. 2점 지지방식은 후술하는 제1실시예와 같이 대상 기기에 플라즈마 방전소자의 양측이 고정되는 것으로 설치 공간이 협소한 경우에 적용 가능하다. 한편, 1점 지지방식은 후술하는 제2실시예와 같이 대상 기기에 플라즈마 방전소자의 일측이 고정된 설치 구조에 적용이 가능하며, 상대적으로 넓은 설치 공간에 적용할 수 있다.

(제1실시예)

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자는 관형의 유전체(20), 제1절연지지부(10), 외부 전극(30)과 내부 전극(40)을 포함하는 전극부, 외부 전극(30)과 내부 전극(40)을 절연시키는 제2절연지지부(50)(70)를 포함할 수 있다.

제1절연지지부(10)와 제2절연지지부(50)(70)는 전기적 절연성을 갖는 플라스틱, 폴리머 등의 소재로 형성할 수 있다.

유전체(20)는 중공 원통형의 석영관이나 유리관 등으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않으며 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 공지된 다양한 플라스틱 소재나 세라믹 등으로 이루어질 수도 있다.

외부 전극(30)은 유전체(20)의 외면에 배치되고 메쉬 형태로 형성될 수 있다. 외부 전극(30)의 일측 단부에 L자 형상의 외부 전원단자(31)가 일체로 형성된다. 내부 전극(40)은 유전체(20)의 내면에 배치되고 메쉬 형태로 형성될 수 있다. 내부 전극(40)의 일측 단부에 L자 형상의 내부 전원단자(41)가 일체로 형성된다.

제1절연지지부(10)는 외부 전극(30)과 내부 전극(40)을 절연시키고 유전체(20)의 일측 단부를 지지하기 위한 것으로, 제1플랜지(12), 제1플랜지(12)에 수직 방향으로 돌출 형성된 제1지지핀(11), 제1지지핀(11)의 일측 단부에서 연장되고 내측으로 벤딩된 제1지지턱(14)을 포함한다.

제1지지핀(11)과 제1지지턱(14)은 중공의 관형상으로 형성되는데, 하부는 제1플랜지(12)의 하면에 위치되는 고정부(80)에 의해 막음 처리되어 폐쇄되고 상부는 개구되어 유전체(20)의 내부(25)와 연결된다. 제1지지핀(11)과 제1지지턱(14)에 수직 방향으로 연장된 한 쌍의 제1공기유동슬릿(15)이 형성된다. 한 쌍의 제1공기유동슬릿(15)을 통하여 유전체(20)의 내부(25)는 외부와 연통하게 된다. 제1공기유동슬릿(15)은 제1지지턱(14)의 일단부터 제1플랜지(12)에 근접된 제1지지핀(11)의 하부까지 직선으로 절개되는 것으로, 어느 하나의 제1공기유동슬릿(15)에 내부 전극(40)의 내부 전원단자(41)가 노출되고, 다른 하나의 제1공기유동슬릿(15)에 외부 전극(30)의 외부 전원단자(31)가 노출된다.

외부 전원단자(31)와 내부 전원단자(41)는 도 3에 도시된 바와 같이 전원 공급부(90)에 전기적으로 연결되어 교류 전압을 공급받을 수 있다.

유전체(20)의 하단은 제1지지턱(14) 외면에 끼워지고 제1지지핀(11)의 상면에 안착되며, 도 1에 도시된 바와 같이 제1절연지지부(10)에 결합되어 길이 방향으로 연장된 원통 형상의 외관을 형성할 수 있다.

제1플랜지(12)에 원주 방향으로 복수의 관통공(13)이 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이 볼트 등의 체결부재(17)를 관통공(13)에 박아 넣어 하부의 고정부(80)에 고정 설치할 수 있다.

제2절연지지부(50)(70)는 외부 전극(30)과 내부 전극(40)을 절연시키고 유전체(20)의 타측 단부를 지지하기 위한 것으로, 이동 절연체(50)와 고정 절연체(70)로 구성할 수 있다.

이동 절연체(50)는 제2플랜지(52), 제2플랜지(52)에 수직 방향으로 돌출 형성된 연결핀(51), 연결핀(51)의 일측 단부에서 연장되고 내측으로 벤딩된 제2지지턱(54)을 포함한다.

제2플랜지(52)에 중공(53)이 형성된다.

연결핀(51)과 제2지지턱(54)은 중공(53)에 연통하는 관형상으로 형성되는데, 상하부는 개구되어 유전체(20)의 내부(25)와 연결된다. 연결핀(51)과 제2지지턱(54)에 수직 방향으로 연장된 제2공기유동슬릿(55)이 형성된다. 제2공기유동슬릿(55)을 통하여 유전체(20)의 내부(25)는 외부와 연통하게 된다. 제2공기유동슬릿(55)은 제2지지턱(54)의 일단부터 제2플랜지(52)에 근접된 연결핀(51)의 상부까지 직선으로 절개되는 것으로, 이러한 제2공기유동슬릿(55)은 원주 방향을 따라 복수개가 형성될 수 있다.

고정 절연체(70)는 제3플랜지(72), 제3플랜지(72)에 수직 방향으로 돌출 형성된 가이드핀(71)을 포함한다. 가이드핀(71)의 일단은 이동 절연체(50)의 제2플랜지(52)에 형성된 중공(53)에 삽입되고 상하부가 개구된 연결핀(51) 내부에서 슬라이딩 이동하게 된다.

가이드핀(71)에 수직 방향으로 연장된 제3공기유동슬릿(75)이 형성된다. 제3공기유동슬릿(75)은 가이드핀(71)에 직선으로 절개되는 것으로, 제3공기유동슬릿(75)이 제2공기유동슬릿(55)에 정렬되어 서로 연결되는 경우 유전체(20)의 내부(25)는 외부와 연통하게 된다. 이러한 제3공기유동슬릿(75)은 원주 방향을 따라 복수개가 형성될 수 있다.

제3플랜지(72)에 원주 방향으로 복수의 관통공(73)이 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이 볼트 등의 체결부재(77)를 관통공(73)에 박아 넣어 상부의 고정부(80)에 고정 설치할 수 있다.

도 3을 참고하여, 상하부 고정부(80)에 제1플랜지(12)와 제3플랜지(77)가 체결부재(17)(77)에 의해 각각 체결되어 고정 설치된 경우, 이동 절연체(50)는 상하 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 가이드핀(71)이 제2플랜지(52)의 중공(53)에 삽입되어 있어 이동 절연체(50)를 윗아래로 움직일 수 있다.

제2절연지지부는 이동 절연체(50)가 유전체(20)를 가압할 수 있는 원래 위치로 복귀시키는 탄성부재(60)를 포함할 수 있다. 탄성 부재(60)는 가이드핀(71) 외측을 감싸서 이동 절연체(50)와 고정 절연체(60) 사이에 설치되는데, 탄성 부재(60)의 일측 단부는 제2플랜지(52)에 지지되고 타측 단부는 제3플랜지(72)에 지지된다.

실시예에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자가 이온 클러스터를 발생시키는 정상적인 기능을 발휘하기 위해서 대상 기기에 설치되는 경우 유전체(20)가 제1절연지지부(10)와 제2절연지지부(50)(70)에 의해 안정적으로 지지된다.

외부 전원단자(31)와 내부 전원단자(41)가 전원 공급부(90)에 전기적으로 연결되어 교류 전압을 공급받는 경우 산소 음이온, 산소 양이온, 과산화기, 수산화기 등의 이온 클러스터를 발생시킴으로써 공기 속에 포함된 미세 먼지, 휘발성 유기 화합물, 박테리아 등의 오염물질을 제거하여 공기를 정화시킬 수 있다.

한편, 플라즈마 방전소자 전체를 교체하지 않고 일부 구성품을 교체할 필요가 있는 경우, 이동 절연체(50)를 고정 절연체(70) 측으로 이동시켜 유전체(20)에 가해지는 압력을 해제하여 예를 들어 유전체(20)와 전극부(30)(40) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 교체할 수 있다. 이를 도 4에 따라 구체적으로 설명한다.

도4 (a)를 참고하면, 플라즈마 방전소자는 일측 단부의 고정부(80)에 고정된 제1플랜지(12)와 타측 단부의 고정부(80)에 고정된 제3플랜지(72)에 의해 유전체(20)를 안정적으로 지지하며, 이 상태에서 전원공급부(90)를 이용하여 교류 전압을 인가하여 이온 클러스터를 발생시키는 정상적인 기능을 발휘할 수 있다. 이때 제1절연지지부(10) 위에 유전체(20), 외부 전극(30), 및 내부 전극(40)이 일체화되어 배치되고, 그 유전체(20) 위에 제2절연지지부(50)(70)가 일체화되어 배치되어 있다.

도4 (b)를 참고하면, 사용자에 의해 이동 절연체(50)를 윗쪽으로 들어올려 슬라이딩 이동시키면 탄성 부재(60)가 압축되고, 이에 따라 연결핀(51)과 제2지지턱(54)에 의해 눌려지는 가압력이 해제되고, 이동절연체(50)가 슬라이딩 이동되어 이동 절연체(50)와 유전체(20) 사이가 이격된다.

도4 (c)를 참고하면, 이동 절연체(50)와 유전체(20) 사이에 간격이 형성되므로 사용자에 의해 일체화된 유전체(20), 외부 전극(30) 및 내부 전극(40)의 전극부를 윗쪽으로 들어올릴 수 있다.

이어, 도4 (d)에 도시된 바와 같이, 일체화된 유전체(20), 외부 전극(30) 및 내부 전극(40)의 전극부를 수평 방향으로 빼내어 분리할 수 있다. 이때 외부 전극(30)의 외부 전원단자(31)와 내부 전극(40)의 내부 전원단자(41)는 제1공기유동슬릿(15)을 경유하여 밖으로 인출될 수 있다.

한편, 유전체(20)와 전극부(30)(40)를 분리한 후 상술한 분리 동작의 역순으로 새로 교체할 구성품을 조립하여 장착시킬 수 있음은 물론이다.

상술한 제1실시예는 양측단 고정부(80)에 전극 교체형 플라즈마 방전소자를 고정 설치한 2점 지지방식의 경우를 예시하여 설명하였으나, 설치 환경에 따라 일측 고정부(80)에 전극 교체형 플라즈마 방전소자를 고정 설치한 1점 지지방식으로 구현한 제2실시예를 이하에서 설명하기로 한다.

(제2실시예)

도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자의 전체 구성을 나타낸 사시도이고, 도6은 도5에 도시한 전극 교체형 플라즈마 방전소자의 분해 사시도이며, 도7은 도5에 도시한 전극 교체형 플라즈마 방전소자의 B-B부 단면도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 전극 교체형 플라즈마 방전소자는 관형의 유전체(120), 제3절연지지부(110), 외부 전극(130)과 내부 전극(140)을 포함하는 전극부, 유전체(120)에 외부 전극(130) 및 내부 전극(140)을 고정하는 전극고정부를 포함할 수 있다.

제3절연지지부(110)와 전극고정부는 전기적 절연성을 갖는 플라스틱, 폴리머 등의 소재로 형성할 수 있다.

유전체(120)는 중공 원통형의 석영관이나 유리관 등으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않으며 폴리염화비닐(PVC)을 포함하는 공지된 다양한 플라스틱 소재나 세라믹 등으로 이루어질 수도 있다.

외부 전극(130)은 유전체(120)의 외면에 배치되고 메쉬 형태로 형성될 수 있다. 외부 전극(130)의 일측 단부에 외부 전원단자(131)가 일체로 형성된다. 내부 전극(140)은 유전체(120)의 내면에 배치되고 메쉬 형태로 형성될 수 있다. 내부 전극(140)의 일측 단부에 내부 전원단자(141)가 일체로 형성된다.

제3절연지지부(110)는 외부 전극(130)과 내부 전극(140)을 절연시키고 유전체(120)의 일측 단부를 지지하기 위한 것으로, 제4플랜지(112), 제4플랜지(112)에 수직 방향으로 돌출 형성된 제2지지핀(111), 제2지지핀(111)의 일측 단부에서 연장되고 내측으로 벤딩된 제3지지턱(114)을 포함한다.

제2지지핀(111)과 제3지지턱(114)은 중공의 관형상으로 형성되는데, 하부는 제4플랜지(112)의 하면에 위치되는 고정부(180)에 의해 막음 처리되어 폐쇄되고 상부는 개구되어 유전체(120)의 내부(125)와 연결된다. 제2지지핀(111)과 제3지지턱(114)에 수직 방향으로 연장된 한 쌍의 삽입홈(115a)이 형성된다. 한 쌍의 삽입홈(115a)에 대응하여 외부 전원단자(131)와 내부 전원단자(141)가 각각 삽입된다. 한 쌍의 삽입홈(115a)에는 적어도 하나의 체결공(116)이 형성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 삽입홈(115a)의 체결공(116)에 외부 전원단자(131)의 체결공(131b)과 링단자(191)를 정렬시키고 체결부재(132)를 이용하여 체결할 수 있다. 또한 다른 하나의 삽입홈(115a)의 체결공(116)에 내부 전원단자(141)의 체결공(141b)과 링단자(191)를 정렬시키고 체결부재(142)를 이용하여 체결할 수 있다. 제2지지핀(111)에 삽입홈(115a)으로부터 연장된 경사면(115)이 형성될 수 있다. 경사면(115)은 삽입홈(115a)의 입구를 확장하는 것으로 체결 작업시 편리성을 향상시키는 역할을 한다.

외부 전원단자(131)와 내부 전원단자(141)는 도 5에 도시된 바와 같이 전원 공급부(190)에 전기적으로 연결되어 교류 전압을 공급받을 수 있다.

유전체(120)의 하단은 제3지지턱(114) 외면에 끼워지고 제2지지핀(111)의 상면에 안착되며, 도 5에 도시된 바와 같이 제3절연지지부(110)에 결합되어 길이 방향으로 연장된 원통 형상의 외관을 형성할 수 있다.

제4플랜지(112)에 원주 방향으로 복수의 관통공(113)이 형성되고, 도 7에 도시된 바와 같이 볼트 등의 체결부재(117)를 관통공(113)에 박아 넣어 하부의 고정부(180)에 고정 설치할 수 있다.

전극고정부는 외부 전극(131)의 일측 단부에 형성되고 유전체(120)의 일측에 걸려지는 제1전극걸이구(131a), 내부 전극(141)의 일측 단부에 형성되고 유전체(120)의 일측에 걸려지는 제2전극걸이구(141a), 유전체(120)에 제1 및 제2전극걸이구(131a)(141a)를 밀착시키기 위해 억지 끼움으로 결합되는 절연패드(170)를 포함한다.

절연 패드(170)에 통공 형상의 공기유동홀(171)이 형성된다. 공기유동홀(171)은 유전체(120)의 내부(125)와 직선으로 연결된다. 유전체(120)의 내부(125)는 절연 패드(170)의 공기유동홀(171)을 통하여 외부와 연통하게 된다.

제1전극걸이구(131a)는 길이 방향으로 연장되어 외부 전원단자(131)와 일체로 되어 막대 형상으로 형성될 수 있다. 또한 제2전극걸이구(141a)는 길이 방향으로 연장되어 내부 전원단자(141)와 일체로 되어 막대 형상으로 형성될 수 있다.

제1전극걸이구(131a)의 단부와 제2전극걸이구(141a)는 단부가 꺽쇠 형상으로 형성될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 외부 전극(130)의 외측에 결합되어 윗쪽으로 돌출된 제1전극걸이구(131a)의 단부가 유전체(120)의 외면에서 상단을 타고 넘어 내면에 걸려지고, 내부 전극(140)의 내측에 결합되어 윗쪽으로 돌출된 제2전극걸이구(141a)의 단부가 유전체(120)의 내면에서 상단을 타고 넘어 외면에 걸려진다. 이때 절연 패드(170)는 유전체(120)의 상단 내주면에 억지 끼움으로 결합되어 제1전극걸이구(131a)의 단부와 유전체(120) 사이를 밀착시켜 압박하고, 아울러 제2전극걸이구(141a)의 단부와 유전체(120) 사이를 밀착시켜 압박하게 된다. 이에 따라 외부 전극(130)과 내부 전극(140)은 유전체(120)의 외면과 내면에 견고하게 고정되게 된다.

전극고정부는 외부 전원단자(131)와 내부 전원단자(141)을 감싸서 압박 고정하는 절연링(150)을 포함한다. 절연링(150)은 탄성력을 가진 고무 재질로 형성될 수 있다.

외부 전원단자(131)는 제2지지핀(111)의 삽입홈(115a)에 삽입되며, 이와 대응하는 제2지지핀(111)의 삽입홈(115a)에 내부 전원단자(141)가 삽입되는데, 절연링(150)이 외부 전원단자(131)의 외측과 내부 전원단자(141)의 외측에 조임력을 가하여 고정시킬 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 외부 전원단자(131)와 내부 전원단자(141)에 전원 공급부(190)가 전기적으로 연결되어 교류 전압을 인가하는 경우 산소 음이온, 산소 양이온, 과산화기, 수산화기 등의 이온 클러스터를 발생시킬 수 있다. 이로써 공기 속에 포함된 미세 먼지, 휘발성 유기 화합물, 박테리아 등의 오염물질을 제거하여 공기를 정화시킬 수 있다.

한편, 플라즈마 방전소자 전체를 교체하지 않고 일부 구성품을 교체할 필요가 있는 경우, 전극고정부의 절연패드(170)와 절연링(150)을 분리하고 제1 및 제2전극걸이구(131a)(141a)를 들어올리면 유전체(120)와 외부 전극(130) 및 내부 전극(140)을 선택적으로 교체할 수 있는 것이다.

상세히 설명한 바와 같이, 2점 지지방식에 의한 제1실시예와 같이 대상 기기에 플라즈마 방전소자의 양측이 고정된 경우 또는 1점 지지방식에 의한 제2실시예와 같이 대상 기기에 플라즈마 방전소자의 일측이 고정된 경우 어떠한 설치 환경에서도 플라즈마 방전소자 전체를 교체하지 않고 일부 구성품 예를 들어 유전체와 전극 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 교체하여 유지, 보수에 소모되는 비용을 절감하고, 조립과 분해가 용이한 결합 구조를 적용하여 플라즈마 방전소자의 구성품의 교체 작업이 쉽고 간편하게 이루어질 수 있다.

10 : 제1절연지지부 11 : 제1지지핀
12 : 제1플랜지 14 : 제1지지턱
15 : 제1공기유동슬릿 20, 120 : 유전체
30, 130 : 외부 전극 31, 131 : 외부 전원단자
40, 140 : 내부 전극 41, 141 : 내부 전원단자
50 : 이동 절연체 51 : 연결핀
52 : 제2플랜지 53 : 중공
54 : 제2지지턱 55 : 제2공기유동슬릿
60 : 탄성부재 70 : 고정 절연체
71 : 가이드핀 72 : 제3플랜지
75 : 제3공기유동슬릿 80, 180 : 고정부
90, 190 : 전원공급부 110 : 제3절연지지부
111 : 제2지지핀 112 : 제4플랜지
114 : 제3지지턱 115 : 경사면
115a : 삽입홈 131a : 제1전극걸이구
141a : 제2전극걸이구 150 : 절연링
170 : 절연패드 171 : 공기유동홀
191 : 링단자

Claims

관형의 유전체;
상기 유전체의 내면에 설치되는 내부 전극, 상기 유전체의 외면에 설치되는 외부 전극을 포함하는 전극부;
상기 내부 전극과 외부 전극을 절연시키고 상기 유전체의 일측 단부를 지지하는 제1절연지지부; 및
상기 내부 전극과 외부 전극을 절연시키고 상기 유전체의 타측 단부를 가압하는 이동 절연체, 상기 이동 절연체의 이동을 안내하는 고정 절연체를 포함하는 제2절연지지부;를 포함하되,
상기 제2절연지지부는, 상기 이동 절연체를 고정 절연체 측으로 이동시켜 상기 유전체에 가해지는 압력을 해제하여 상기 유전체와 전극부를 교체할 수 있는 것을 특징으로 하는 전극 교체형 플라즈마 방전소자.
제1항에 있어서,
상기 이동 절연체는, 중공 관형상으로 형성되고 일측 단부가 상기 유전체의 타측 단부에 결합되고,
상기 고정 절연체는, 일측 단부가 상기 이동 절연체의 중공에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전극 교체형 플라즈마 방전소자.
제1항에 있어서,
상기 제2절연지지부는 상기 이동 절연체가 유전체를 가압하기 위한 원래 위치로 복귀시키는 탄성 부재를 포함하고,
상기 탄성 부재는 상기 이동 절연체와 고정 절연체 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 전극 교체형 플라즈마 방전소자.
제1항에 있어서,
상기 제1절연지지부는 제1플랜지, 상기 제1플랜지에 수직 방향으로 돌출 형성된 제1지지핀, 상기 제1지지핀의 일측 단부에서 연장 형성된 제1지지턱을 포함하고,
상기 유전체의 내부에 연결되는 제1공기유동슬릿이 상기 제1지지핀에 형성된 것을 특징으로 하는 전극 교체형 플라즈마 방전소자.
제4항에 있어서,
상기 전극부의 내부 전극의 일측 단부에 형성된 내부 전원단자와 외부 전극의 일측 단부에 형성된 외부 전원단자는 서로 이격된 한 쌍의 제1공기유동슬릿을 통하여 외부로 노출된 것을 특징으로 하는 전극 교체형 플라즈마 방전소자.
제1항에 있어서,
상기 이동 절연체는 제2플랜지, 상기 제2플랜지에 돌출 형성된 연결핀, 상기 연결핀의 일측 단부에서 연장 형성된 제2지지턱을 포함하고,
상기 유전체의 내부에 연결되는 제2공기유동슬릿이 상기 연결핀에 형성된 것을 특징으로 하는 전극 교체형 플라즈마 방전소자.
제6항에 있어서,
상기 고정 절연체는 제3플랜지, 상기 제3플랜지에 돌출 형성된 가이드핀을 포함하고,
상기 유전체의 내부와 상기 제2공기유동슬릿을 연결시키는 제3공기유동슬릿이 상기 가이드핀에 형성된 것을 특징으로 하는 전극 교체형 플라즈마 방전소자.
제7항에 있어서,
상기 가이드핀은 상기 이동 절연체의 중공에 삽입되어 상기 이동 절연체의 이동을 안내하는 것을 특징으로 하는 전극 교체형 플라즈마 방전소자.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제