WO2019088329A1 - Mycobacterium tuberculosis sterilization device - Google Patents
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- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
- A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
- A61L9/22—Ionisation
Definitions
- the present invention relates to a device for sterilizing a tubercle bacterium including a plasma generating electrode structure of a dielectric barrier discharge (DBD) method for purifying the air existing inside a building.
- DBD dielectric barrier discharge
- Plasma is a fourth state of matter that can be obtained at high temperatures or electric fields, and includes ions, electrons, neutral particles, and radicals in a localized ionized state.
- the ozone generated by the plasma discharge has a strong sterilizing power due to the oxidizing power, if it exceeds a certain level, it may cause adverse effects on the human body.
- the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an ozone- Which is capable of effectively removing microorganisms, odors, and fine dust.
- a plasma display apparatus comprising: a housing having an inlet through which external air flows and an outlet through which plasma discharged from the inside is discharged; An anion generator housed inside the housing; A fan disposed between the inlet and the anion generator; And a control unit disposed inside the housing.
- the anion generating unit may include a glass tube; A cylindrical first electrode accommodated in the glass tube; And a second electrode accommodated inside the first electrode.
- the first electrode may have a plurality of holes.
- the housing may be a duct disposed inside the hospital.
- the controller may be interlocked with an air quality measuring device installed in a hospital room of the hospital, and may drive the fan and the anion generator when the air quality measured by the air quality measuring device is lower than a predetermined air quality.
- the present invention it is possible to activate the physiological function of the human body by ionizing oxygen in the air through the low-temperature plasma discharge, to remove odor and fine dust, and to remove various pathogenic bacteria such as Mycobacterium tuberculosis.
- FIG. 1 is a view showing a device for sterilizing a tubercle bacterium according to an embodiment of the present invention
- Fig. 2 is a front view of Fig. 1; Fig.
- FIG. 3 is a schematic view of a device for sterilizing a Mycobacterium tuberculosis according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a schematic use state of the apparatus for sterilizing a tubercle bacterium according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 is a view showing a device for sterilizing a Mycobacterium tuberculosis according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a front view of the device shown in FIG. 1.
- FIG. And FIG. 4 is a schematic use state diagram of a TB bacteria sterilizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
- the apparatus for sterilizing a Mycobacterium tuberculosis may include a housing 110, an anion generator 120, a fan 130, and a controller 140 , And an air quality measuring instrument (150).
- the housing 110 defines a space for accommodating the anion generator 120, the fan 130, and the controller 140, which will be described later.
- the housing 110 includes an inlet 111 through which external air flows, An outlet for discharging the water can be formed.
- the discharge port may be formed in the front surface of the housing 110, and an operation panel 113 connected to the controller 140 may be disposed.
- the housing 110 may be implemented as a duct disposed inside a hospital, or may be installed in a duct.
- the anion generating unit 120 may be accommodated in the housing 110 to generate negative ions, and at least one of the negative ions may be disposed inside the housing 110.
- the anion generator 120 may include a glass tube 121, a first electrode 122, and a second electrode (not shown).
- the glass tube 121 may be formed of a material having a tubular shape with one side closed and acting as a dielectric to increase the electric capacity.
- the glass tube 121 may be formed of a material having a quartz content of 80% or more, and the inside of the glass tube 121 may be filled with a room temperature at which no heat is generated.
- the first electrode 122 is a cylindrical conductor contained in the glass tube 121, and may have a plurality of holes.
- the generation of ozone can be reduced according to the material of the glass tube 121 and the porosity of the first electrode 122.
- the second electrode (not shown) is not shown but may be accommodated inside the first electrode 122 to generate plasma with the first electrode 122 to ionize oxygen.
- a direct current or an alternating voltage is applied to the first electrode 122 and the second electrode (not shown) to generate plasma at an interval formed by the first electrode 122 and the second electrode
- a plasma generation structure of a dielectric barrier discharge type in which a fluid active species generated by the plasma is supplied to a fluid flowing into the glass tube 121 to purify the fluid.
- This ionized oxygen allows the physiological function to be activated by supplying oxygen ions to the body. It is captured and adsorbed through binding process with harmful substances and fine dusts (such as heavy metals) and mold spores, And then float the suspended matter to the floor
- the oxygen clusters can be oxidized to formaldehyde or volatile organic compounds (VOCs) to oxidize and remove the chemical odor, or the microorganisms can be decomposed or bacteria attached to the ultrafine dust can be removed.
- VOCs volatile organic compounds
- the temperature and the relative humidity were controlled at 22 °C and 45%, respectively. In case of using the sterilizer without air, it was used as a control group. And
- the fan 130 is disposed between the inlet 111 and the anion generator 120 to smoothly introduce air into the housing 110 and to discharge the anions generated by the plasma discharge to the outside.
- the flow rate or direction of the air can be adjusted by the controller 140, which will be described later, within the housing 110.
- the controller 140 is disposed below the housing 110. However, the controller 140 may be disposed inside the housing 110 regardless of its position.
- the control unit 140 may control the anion generator 120 and the fan 130 in conjunction with the anion generator 120 or the fan 130 or may be connected to the operation panel 113,
- the controller 130 can control the anion generator 120 and the fan 130 by receiving power from the power source, turning on and off the power, driving the fan 130, driving the anion generator, and a timer.
- the control unit 140 controls the operation of the fan 130 and the anion generator 120 when the air quality in the inside of the patient room is lower than the predetermined air quality value in conjunction with the air quality measuring apparatus 150 installed in the hospital room. And communicates with the air quality measuring instrument 150 at a predetermined interval to stop the fan 130 and the anion generator 120 when the air quality level returns to normal.
- the present invention is a low-temperature plasma generating apparatus, wherein a plasma in the form of an ionized gas generated by a dielectric barrier discharge (DBD) includes reactive species including electrons, cations, anions, free radicals, ultraviolet rays, photons, There is a gaseous substance with high sterilization power such as active oxygen species (O - , O 2 , O 3 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and these active species diffuse through microbial cell membranes, , And DNA in the cell to damage the cell and kill the microorganism. At the same time, the release of negative ions reduces airborne fine particles, odor, etc.
- DBD dielectric barrier discharge
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Abstract
Description
본 발명은 공기 등의 가스상 유체에 플라즈마를 발생시켜 이때 생성되는 전자와 이온 및 자외선 등이 세균 및 냄새 분자와 반응하여 유해가스 분해 및 살균작용을 나타내게 하여 다중 이용시설이나, 종합병원, 요양원 등의 건물 실내의 내부에 존재하는 공기를 정화시키는 유전체 장벽 방전(DBD : Dielectric Barrier Discharge) 방식의 플라즈마 발생 전극 구조체를 포함한 결핵균 살균장치에 관한 것이다. In the present invention, plasma is generated in a gas-phase fluid such as air, and electrons, ions and ultraviolet rays generated at this time react with bacteria and odor molecules to exhibit harmful gas decomposition and sterilizing action, The present invention relates to a device for sterilizing a tubercle bacterium including a plasma generating electrode structure of a dielectric barrier discharge (DBD) method for purifying the air existing inside a building.
플라즈마란 고온 또는 전기장을 통하여 얻을 수 있는 제4의 물질상태로서, 국부적 전리상태의 가스로 이온, 전자, 중성입자 및 라디컬(radical)을 포함한다.Plasma is a fourth state of matter that can be obtained at high temperatures or electric fields, and includes ions, electrons, neutral particles, and radicals in a localized ionized state.
이러한 플라즈마는 화학적 또는 물리적으로 반응성이 우수하여 각종 재료의 세정이나 표면개질에 활용되고 있으며, 최근에는 플라즈마를 이용한 공기 청정 제품이 활발하게 연구되고 상용화되는 등 그 응용분야가 다양하게 의료분야(plasma medicine)등에 확대되는 추세에 있다.Such plasma has been used for cleaning and surface modification of various materials because of its excellent chemical or physical reactivity. In recent years, air cleaning products using plasma have been actively researched and commercialized, ) And so on.
그러나, 종래에 따른 공기 청정 제품의 대부분은 물을 이용한 수중 플라즈마 방식이거나 부작용이 큰 고온 플라즈마 방식을 가지며, 또한, 이러한 종래에 따른 플라즈마 방전에 의한 공기 청정 제품은 발생되는 오존(O3 -)량을 제어할 수 없어 문제가 된다.However, most of the conventional air cleaning products have a high-temperature plasma method using water or an underwater plasma method using a large amount of water. In addition, in the conventional air cleaning products by plasma discharge, ozone (O 3 - ) It is not possible to control it.
다시 말해, 플라즈마 방전에 의해 발생하는 오존은 산화력에 의해 강한 살균력을 가지고 있으나, 일정 수위를 넘을 경우 인체에 악영향을 야기할 수 있다.In other words, although the ozone generated by the plasma discharge has a strong sterilizing power due to the oxidizing power, if it exceeds a certain level, it may cause adverse effects on the human body.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 내부에 오존제어 정밀센서가 내장되어 안전성이 보장됨과 동시에 전리작용(ionization)에 의한 음이온을 생성하여 적정한 오존 농도 및 화학종(chemical species)으로 미생물, 악취 및 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있는 결핵균 살균장치를 제공함에 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an ozone- Which is capable of effectively removing microorganisms, odors, and fine dust.
또한, 본 발명은 건물이나 대형병원의 기존 공조 시스템의 구조에 고정형 또는 이동형으로 간단 용이하게 설치할 수 있는 결핵균 살균장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a device for sterilizing a Mycobacterium tuberculosis that can be easily and easily installed in a structure of a conventional air conditioning system of a building or a large hospital in a fixed or mobile manner.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 외부 공기가 유입되는 유입구와 내부에서 플라즈마 방전처리된 공기가 배출되는 배출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징 내부에 수용되는 음이온생성부; 상기 유입구와 음이온생성부 사이에 배치되는 팬; 및 상기 하우징 내부에 배치되는 제어부;를 포함하는 결핵균 살균장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display apparatus comprising: a housing having an inlet through which external air flows and an outlet through which plasma discharged from the inside is discharged; An anion generator housed inside the housing; A fan disposed between the inlet and the anion generator; And a control unit disposed inside the housing.
또한, 상기 음이온생성부는 유리관; 상기 유리관에 수용되는 원통형상의 제1 전극; 및 상기 제1 전극 내측에 수용되는 제2 전극;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The anion generating unit may include a glass tube; A cylindrical first electrode accommodated in the glass tube; And a second electrode accommodated inside the first electrode.
또한, 상기 제1 전극은 복수 개의 구멍이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.The first electrode may have a plurality of holes.
또한, 상기 하우징은 병원 내부에 배치되는 덕트인 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the housing may be a duct disposed inside the hospital.
또한, 상기 제어부는 상기 병원의 병실 내부에 설치되는 공기질 측정기와 연동되고, 상기 공기질 측정기로부터 측정된 공기질이 기설정된 공기질보다 낮은 경우에 상기 팬과 음이온생성부를 구동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the controller may be interlocked with an air quality measuring device installed in a hospital room of the hospital, and may drive the fan and the anion generator when the air quality measured by the air quality measuring device is lower than a predetermined air quality.
본 발명에 따르면, 저온 플라즈마 방전을 통해 공기 중 산소를 이온화하여 인체의 생리기능을 활성화 시킬 수 있고, 악취와 미세먼지 제거를 제거할 수 있으며, 결핵균 등 각종 병원성 세균을 제거할 수 있다.According to the present invention, it is possible to activate the physiological function of the human body by ionizing oxygen in the air through the low-temperature plasma discharge, to remove odor and fine dust, and to remove various pathogenic bacteria such as Mycobacterium tuberculosis.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 결핵균 살균장치를 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a device for sterilizing a tubercle bacterium according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 2는 도 1의 전면부를 개방한 도면.Fig. 2 is a front view of Fig. 1; Fig.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 결핵균 살균장치를 개략적으로 모듈화한 도면.FIG. 3 is a schematic view of a device for sterilizing a Mycobacterium tuberculosis according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 결핵균 살균장치의 개략적인 사용 상태도.FIG. 4 is a schematic use state of the apparatus for sterilizing a tubercle bacterium according to an embodiment of the present invention; FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.Unless defined otherwise, all terms used herein are the same as the generic meanings of the terms understood by those of ordinary skill in the art, and where the terms used herein contradict the general meaning of the term, they shall be as defined herein.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.It is to be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 결핵균 살균장치를 도시한 도면, 도 2는 도 1의 전면부를 개방한 도면, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 결핵균 살균장치를 개략적으로 모듈화한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 결핵균 살균장치의 개략적인 사용 상태도이다.FIG. 1 is a view showing a device for sterilizing a Mycobacterium tuberculosis according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the device shown in FIG. 1. FIG. And FIG. 4 is a schematic use state diagram of a TB bacteria sterilizing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 결핵균 살균장치(100)는 하우징(110), 음이온생성부(120), 팬(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있으며, 공기질 측정기(150)를 더 포함할 수 있다.1 to 4, the apparatus for sterilizing a Mycobacterium tuberculosis according to an embodiment of the present invention may include a
상기 하우징(110)은 후술할 상기 음이온생성부(120), 팬(130) 및 제어부(140)가 수용되는 공간을 구획하며, 외부 공기가 유입되는 유입구(111)와 내부에서 플라즈마 방전처리된 공기가 배출되는 배출구가 형성될 수 있다.The
상기 하우징(110)의 전면부에는 상기 배출구가 형성될 수 있으며, 상기 제어부(140)와 연결되는 조작패널(113)이 배치될 수도 있다.The discharge port may be formed in the front surface of the
또한, 상기 하우징(110)은 병원 내부에 배치되는 덕트로서 구현되거나, 덕트 내부에 설치될 수 있는 형상으로 구현될 수 있다.In addition, the
상기 음이온생성부(120)는 상기 하우징(110) 내부에 수용되어 음이온을 생성할 수 있으며, 적어도 한 개 이상이 상기 하우징(110) 내부에 배치될 수 있다.The
구체적으로, 상기 음이온생성부(120)는 유리관(121), 제1 전극(122) 및 제2 전극(미도시)을 포함할 수 있다.Specifically, the
상기 유리관(121)은 일측이 폐쇄된 관 형상으로 형성되되 유전체로 작용하여 전기용량을 증대시킬 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 유리관(121)은 석영이 80% 이상인 재질로 형성될 수 있으며, 내부에는 열이 발생하지 않는 상온이 충진될 수 있다.The
상기 제1 전극(122)은 상기 유리관(121)에 수용되는 원통형상의 도전체로서, 복수 개의 구멍이 형성될 수 있다.The
이러한 유리관(121)의 재질과 상기 제1 전극(122)의 공극률에 따라 오존의 발생이 저감될 수 있다.The generation of ozone can be reduced according to the material of the
상기 제2 전극(미도시)은 미도시되었으나, 상기 제1 전극(122) 내측에 수용되어 상기 제1 전극(122)과 함께 플라즈마를 생성하여 산소를 이온화할 수 있다.The second electrode (not shown) is not shown but may be accommodated inside the
즉, 본 발명은 상기 제1 전극(122) 및 제2 전극(미도시)에 직류 또는 교류 전압을 인가하여 상기 제1 전극(122) 및 제2 전극(미도시)가 형성하는 간격으로써 플라즈마가 형성되고, 이러한 플라즈마에 의해 발생되는 유체 활성종을 상기 유리관(121) 내부로 유입되는 유체에 공급함으로써 유체를 정화시키는 유전체 장벽 방전 방식의 플라즈마 발생 구조를 가진다.That is, according to the present invention, when a direct current or an alternating voltage is applied to the
이렇게 이온화된 산소에 의해, 신체에 산소 이온이 공급되어 생리기능이 활성화될 수 있으며, 유해물질 및 미세먼지(중금속과 같은 아주 작은), 곰팡이 포자 등과의 결합 과정을 통해 포집, 흡착하여 보다 큰 입자로 만든 후에 부유하는 물질을 바닥으로 낙하시킨다This ionized oxygen allows the physiological function to be activated by supplying oxygen ions to the body. It is captured and adsorbed through binding process with harmful substances and fine dusts (such as heavy metals) and mold spores, And then float the suspended matter to the floor
또는, 산소 클러스터가 포름알데히드나 휘발성유기화합물(VOCs)에 삼투되어 산화작용을 함으로써 악취(chemical odor)가 제거되며, 또는, 미생물이 분해되거나, 또는 초미세먼지에 붙어 있는 세균 등을 제거할 수 있다.Alternatively, the oxygen clusters can be oxidized to formaldehyde or volatile organic compounds (VOCs) to oxidize and remove the chemical odor, or the microorganisms can be decomposed or bacteria attached to the ultrafine dust can be removed. have.
특히, 결핵균(Mycobacterium tuberculosis: (H37Ra ATCC 25177)) 살균 실험과 관련하여, 초기균수 1.5 × 106에 3시간, 6시간, 24시간 관찰 결과에서 이온화된 공기에 노출시 결핵균의 6시간 이후부터 결핵균의 살균을 확인할 수 있었다. In particular, in relation to the bactericidal test for Mycobacterium tuberculosis (H37Ra ATCC 25177), at the initial number of bacteria of 1.5 × 10 6 at 3 hours, 6 hours and 24 hours, Was confirmed.
이때 결핵균의 살균효과를 확인하기 위한 장치는 46㎥(4.0 × 5.0 × 2.3m) 크기의 무균실로 온도와 상대습도가 각각 22℃, 45%로 제어되었으며, 공기살균기를 사용하지 않았을 때를 대조군으로 하였다The temperature and the relative humidity were controlled at 22 ℃ and 45%, respectively. In case of using the sterilizer without air, it was used as a control group. And
상기 팬(130)은 상기 유입구(111)와 음이온생성부(120) 사이에 배치되어 상기 하우징(110) 내부로 공기를 원활하게 유입시킴과 동시에 플라즈마 방전으로 생성된 음이온을 외부로 배출시기 위해 상기 하우징(110) 내부에 배치되며, 후술할 제어부(140)에 의해 공기의 유동속도 또는 방향이 조절될 수 있다.The
상기 제어부(140)는 상기 하우징(110) 하측에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 그 위치는 불문하며, 상기 하우징(110) 내부에 배치되면 족하다.The
상기 제어부(140)는 음이온생성부(120) 또는 팬(130)과 연동되어 상기 음이온생성부(120)와 팬(130)을 제어할 수 있으며, 또는, 상기 조작패널(113)과 연결되어 사용자에 의해 전원 온, 오프, 팬(130)의 구동, 음이온생성기의 구동, 타이머 등의 조작을 전달받아 상기 음이온생성부(120)와 팬(130)을 제어할 수 있다.The
또한, 상기 제어부(140)는 상기 병원의 병실 내부에 설치되는 공기질 측정기(150)와 연동되어 기설정된 공기질 수치보다 병실 내부의 공기질이 낮은 경우, 상기 팬(130)과 음이온생성부(120)를 구동시킬 수 있으며, 상기 공기질 측정기(150)와 소정 간격으로 통신하여 공기질 수치가 정상으로 회복되면 상기 팬(130)과 음이온생성부(120)를 정지시킬 수 있다.The
요컨대, 본 발명은 저온 플라즈마 발생장치이며, 유전체격벽 방전 형태(dielectric barrier discharge, DBD)로 생성된 이온화 가스상태인 플라즈마에는 전자, 양이온, 음이온, 자유 라디칼, 자외선, 광자 등을 포함한 활성종(reactive species)과 활성산소(O-, O2, O3) 및 과산화수소(H2O2)와 같이 살균력이 강한 기체상 물질이 존재하고, 이 활성종은 미생물 세포막을 통해 확산되면서 세포막의 지질과 단백질, 그리고 세포 내의 DNA와 같은 거대 분자들과 반응하여 세포를 손상시켜 미생물을 사멸시키며, 동시에 음이온 방출로 공기 중 미세분진, 악취(chemical odor) 등을 저감시킨다In summary, the present invention is a low-temperature plasma generating apparatus, wherein a plasma in the form of an ionized gas generated by a dielectric barrier discharge (DBD) includes reactive species including electrons, cations, anions, free radicals, ultraviolet rays, photons, There is a gaseous substance with high sterilization power such as active oxygen species (O - , O 2 , O 3 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and these active species diffuse through microbial cell membranes, , And DNA in the cell to damage the cell and kill the microorganism. At the same time, the release of negative ions reduces airborne fine particles, odor, etc.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. Range and its equivalent range.
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