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KR101646874B1 - 플라즈마 칫솔 - Google Patents

플라즈마 칫솔 Download PDF

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KR101646874B1
KR101646874B1 KR1020150072190A KR20150072190A KR101646874B1 KR 101646874 B1 KR101646874 B1 KR 101646874B1 KR 1020150072190 A KR1020150072190 A KR 1020150072190A KR 20150072190 A KR20150072190 A KR 20150072190A KR 101646874 B1 KR101646874 B1 KR 101646874B1
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KR
South Korea
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electrode
toothbrush
plasma
voltage
voltage application
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KR1020150072190A
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English (en)
Inventor
광섭 조
윤중 김
Original Assignee
광운대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

본 발명의 목적은 대기압 플라즈마 발생장치를 칫솔에 결합시켜 종래의 칫솔과 동일한 형태를 가져 일반인들이 사용하기에 좀 더 편리하고 안전하면서도 플라즈마로 치아와 구강을 처리할 수 있는 새로운 플라즈마 칫솔을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 유전층 장벽 방전 방식을 채용한 플라즈마 발생장치를 칫솔의 하단면에 설치하고, 일반 가정용 전원, 충전용 전지 또는 일반 건전지를 이용하여 전원을 공급할 수 있게 하고, 고전압이 인가되는 전극판과 전극판을 둘러싸는 유전체층을 포함하되, 칫솔의 형상을 그대로 유지하는 플라즈마 칫솔을 제공한다.

Description

플라즈마 칫솔{PLASMA TOOTHBRUSH}
본 발명은 플라즈마 발생 칫솔에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는, 칫솔을 사용하여 양치질 과정에 발생 되는 플라즈마가 치아 및 구강 내부에 작용하여 각종 세균을 용이하게 제거하고, 치아에 부착된 음식물에 의한 유기막을 용이하게 제거하여 양치질의 효과를 극대화하고, 나아가 치아미백을 도모하는 플라즈마 칫솔에 관한 것이다.
플라즈마는 멸균 효과, 구강 및 잇몸 세포의 활성화 및 피부 재생 효과, 치아에 부착된 유기물을 분해하는 강력한 산화 효과에 의한 미백 효과, 충치 원인균의 제거 효과, 등을 이용하기 위한 플라즈마 장치를 칫솔에 설치한 것이다.
한편, 플라즈마 발생 장치는 여러 가지 방식이 있다. 대기 중에서의 플라즈마 발생은 교류형 고전압을 이용하여 유전 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge) 방식에 의할 경우 방전이 용이하다. 이들 대기압 플라즈마 발생장치는 별도의 방전 기체를 공급하지 않아도 플라즈마를 방전시킬 수 있어 구성이 비교적 간단하고 취급이 편리하여 플라즈마의 생물학적 처리에 응용되고 있다. 이러한 플라즈마 발생장치를 이용하여 미용용/의료용 기구를 제작할 경우, 그에 적용되는 전원이 가정용 전원으로 공급될 수 있게 할 필요가 있고, 특히, 건전지 등으로도 전원을 공급할 수 있게 하여 휴대용으로 제작될 필요가 있다.
일반적으로 유전층 장벽 방전 방식을 채용한 플라즈마 발생 장치는 전기 전도성이 좋은 금속재로 전극을 제작하고, 여기에 교류형 고전압을 인가하고, 금속 전극의 표면을 일정한 두께의 유전층으로 도포하여 제작된다. 금속 전극을 덮고 있는 유전층을 치아나 잇몸 및 구강의 피부에 접촉하면 접촉면과 금속 전극 면 사이에 플라즈마가 발생되어 접촉부위가 플라즈마 처리되는 것이다.
상기와 같이 플라즈마 칫솔은 치약을 사용하는 일반 칫솔과 동일하게 사용하며, 양치질하는 동안에 플라즈마가 발생한다.
대한민국 등록번호 제10-132029110호의 플라즈마 제트 발생장치도 치과용으로 사용되지만, 일반인이 사용하기 어렵다. 대한민국 등록번호 제10-1056097호의 경우도 비슷한 문제를 지니며, 대한민국 등록번호 제10-1319453호는 건(gun) 형태의 플라즈마 발생장치를 제공하나, 장치 자체의 휴대성과 일반인이 치아에 사용하기 어렵다.
따라서 본 발명의 목적은 대기압 플라즈마 발생장치를 칫솔에 결합시켜 종래의 칫솔과 동일한 형태를 가져 일반인들이 사용하기에 좀 더 편리하고 안전하면서도 플라즈마로 치아와 구강을 처리할 수 있는 새로운 플라즈마 칫솔을 제공하고자 하는 것이다.
즉, 가정용 전원이나 충전용 전지 또는 일회용 건전지로 플라즈마 칫솔에 전원을 공급할 수 있어 전원 장치와 플라즈마 칫솔 모두 휴대용으로 공급될 수 있도록 하며, 일반 칫솔과 동일한 모양을 나타내, 일반 칫솔을 사용하는 것과 동일하게 사용될 수 있는 플라즈마 칫솔을 제공하고자 하는 것이다.
특히, 본 발명은 열적/전기적 안전성이 우수하고, 사용자가 편리하게 사용할 수 있는 간편한 플라즈마 칫솔을 제공하고자 하며, 플라즈마 칫솔의 제작 또한 용이하고 간소화되도록 구성하고자 하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유전층 장벽 방전 방식을 채용한 플라즈마 발생장치를 칫솔의 하단면에 설치하고, 일반 가정용 전원, 충전용 전지 또는 일반 건전지를 이용하여 전원을 공급할 수 있게 하고, 고전압이 인가되는 전극판과 전극판을 둘러싸는 유전체층을 포함하되, 칫솔의 형상을 그대로 유지하는 플라즈마 칫솔을 제공한다.
상기 플라즈마 칫솔의 고전압 인가 전극에는 펄스형태이거나 수Hz에서 수십kHz 주파수의 교류형 전원이 인가되며, 교류형 전원의 전압은 통상 수kV이며, 양치질 과정에서 치약거품과 타액이 전기적으로 접지되어 플라즈마가 발생 된다.
그에 따라 플라즈마 칫솔의 전원접속부에는 통상 DC-AC 인버터를 구비한다. 이와 같은 인버터를 이용하면, 일반 가정용 60 Hz의 110 V 혹은 210 V의 전원이 사용될 수 있으며, 동시에 일반 휴대용 건전지의 전원인 DC 12 V 혹은 DC 24 V의 전원도 사용될 수 있어 휴대가능하다.
즉, 본 발명은,
전면에 칫솔모가 심겨있는 헤드부를 구비한 일반 칫솔 모양의 본체;
상기 헤드부 전면에 배치되는 도체면으로 되고, 칫솔모가 헤드부 전면으로부터 뻗어 노출될 수 있는 홀(hole)을 구비한 전극;
상기 전극을 덮는, 절연소재로 된 유전체;및
상기 전극에 전원을 인가할 수 있도록 상기 홀을 구비한 전극에 접속되고 칫솔 모양의 본체 외부로 인출되는 전선;을 구비하고,
상기 전극에 전압이 인가되어 전극과 구강 내면, 미백제 또는 치약과의 사이에서 플라즈마가 발생하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔을 제공하며, 바람직하게는 상기에서, 유전체 면 위에 배치되는, 도전체로 된 고리형 또는 메쉬형 접지전극; 및
상기 접지전극에 연결된 접지 선;을 더 포함하여,
상기 접지전극은 플라즈마 칫솔 사용시 구강 내면, 치아 또는 약제에 접촉되어 전기적으로 접지되고,
상기 전극에 전압이 인가되어 전극과 접지전극 및 접지 면 사이에 플라즈마가 발생하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔을 제공한다.
또한, 좀 더 제작이 용이한 플라즈마 칫솔로서,
피복전선과 접지전선을 칫솔모가 심겨있는 헤드면의 바닥에 배치하여,
칫솔 전면의 헤드면 바닥에 배치된 피복전선과 접지전선 사이에서 플라즈마가 발생하는 방식이다.
상기 피복전선과 접지전선은 다양한 방식으로 배치할 수 있다.
하나의 예로서, 전면에 칫솔모가 심겨있는 헤드부를 구비한 일반 칫솔 모양의 본체; 및
상기 헤드부에 칫솔모가 배열된 간격부분에 피복전선을 감아 헤드부를 가로지르면서 나란하게 배열된 전압인가 전극;을 포함하고,
상기 전압인가 전극은 내부에 도체선이 있고 그 외부는 절연성 유전체가 피복된 전선과 같은 형태로 구성된 것으로, 전압인가 전극은 칫솔 모양의 본체 외부로 인출되어 전원에 접속됨으로써 전압을 공급받아 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔을 제공하며, 바람직하게는, 상기 전압인가 전극 위에 도체로 된 접지 전극을 더 포함하여,
상기 접지전극은 플라즈마 칫솔 사용 시 구강 내면, 치아 또는 약제에 접촉되어 전기적으로 접지되고,
상기 전극에 전압이 인가되어 전극과 접지전극 또는 전극과 접지 면 사이에 플라즈마가 발생하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔을 제공한다.
또 다른 전압인가 전극인 피복전선의 배치방식으로는,
피복전선과 접지전선으로 칫솔 전면의 바닥의 동일면에 배치하여,
피복전선과 접지전선의 인접한 부분에서 플라즈마가 발생하는 방식이다.
또한, 본 발명은, 상기 전원은 펄스전력 또는 교류 전력을 인가하며, 전원이 연결되는 상기 전선 단부에는 DC-AC 인버터를 구비하여 가정용 전원, 충전용 전지 또는 건전지 중 어느 하나를 사용하여 플라즈마를 방전시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔을 제공한다.
본 발명에 따르면, 플라즈마 칫솔은 그 형상과 구조가 일반 칫솔을 그대로 유지되어 일반 양치질과 동일하게 사용한다. 즉, 본 발명은, 치아 질환을 예방하고, 희고 건강한 치아를 유지하도록 플라즈마로 치아와 구강 내부를 처리할 수 있어, 잇몸과 구강의 건강을 추구하되, 일반 칫솔과 동일하게 사용할 수 있는 편리성을 구비한 플라즈마 칫솔을 제공한다. 본 발명의 플라즈마 칫솔로 양치질하는 동안 치약과 거품 및 타액 및 치아와 잇몸 및 구강 피부가 모두 전기적으로 접지상태를 유지하여 전기적으로 안전하며, 치약 거품과 각종 여기 종의 플라즈마 입자들이 치아 및 잇몸과 구강 피부에 작용하여 치약에 의한 양치질의 효과를 극대화할 수 있다.
이와 같이 사용상의 편의성이 우수한 본 발명의 플라즈마 칫솔은 제작이 매우 간단하다는 장점도 지닌다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치는 DC-AC 인버터를 구비하여 가정용 전원, 충전용 전지 또는 일반 건전지로 전원 공급이 가능하여 휴대용으로 사용할 수 있는 편리성을 더하였다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치는 전기적인 안전상과 열적인 안전성이 담보된다.
도 1은 일반 칫솔의 예이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 칫솔의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 칫솔부분의 전극 배치도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 플라즈마 칫솔부분의 전극 배치도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 플라즈마 칫솔부분의 전극 배치도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 플라즈마 칫솔부분의 전극 배치도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 플라즈마 칫솔부분의 전극 배치도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 칫솔과 전원장치의 사시도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 일반 칫솔의 예를 도시한 그림이다. 본 발명은 이러한 일반 칫솔의 형태를 그대로 사용하여 칫솔모가 있는 전면의 바탕에 소정의 전극을 설치하여 바닥면에 플라즈마를 발생하도록 고안되었다.
도 1에 일반 칫솔의 각 부분의 치수를 나타내었다.
본 발명은 도 1의 일반 칫솔에 플라즈마 발생 장치를 설치하는 실시 예들을 제시한다. 일반 칫솔의 헤드부분은 대개 10 mm x 30 mm의 크기를 갖는다. 솔은 미세한 솔들이 다중으로 바닥에 심어져 있고, 다중의 솔의 매립 직경은 약 1 내지 1.5 mm이다. 바닥면에 매립된 칫솔모의 숫자는 도 1(a)와 같이 일전한 행과 열로 배치되어 총 43개의 칫솔모군이 있다. 본 발명은 이러한 일반칫솔에 대하여 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 칫솔을 구성하고자 한다.
본 발명은 일반칫솔에 대해 전극을 배치하고 전원을 연결하여 구동함으로써 플라즈마를 방전시키며, 전극의 배치와 전극의 극성에 따른 구동 방식별로 분류될 수 있다. 전극은 박형의 금속판을 가공하여 칫솔에 적용하는 방식과 일반 피복 전선 또는 비 피복 도선을 적용하는 방식으로 나누어진다. 구동방식차이에 따라 나뉘는 경우, 전압인가전극과 접지전극 사이에서 플라즈마를 방전하는 2극 방전 방식과 극성을 달리하는 두 개의 전압인가전극과 접지전극으로 구성된 3개의 전극 사이에서 플라즈마를 방전하는 3극 방전 방식으로 분류된다. 전원장치별로 구분한다면 일반 가정용 전원에 플라즈마 칫솔을 연결하여 사용하는 방식과 충전기를 사용하는 배터리 방식으로 나뉠 수 있다.
본 발명의 칫솔모(140)가 있는 칫솔 바닥에 배치하는 전극은 고전압이 인가되는 전압인가전극(210)과 접지전극(220)으로 구성 배치된다. 이러한 전극들은 도전성 금속판을 가공하여 사용하거나 일반 (도체) 전선을 사용한다. 도전성 금속판은 1 mm 이하의 얇은 것을 사용하고, 일반전선도 직경이 0.5 mm 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 전압인가전극(210)은 반드시 절연체를 도포하여 사용한다. 즉, 전압인가전극(210)은 얇은 금속판을 가공하여 전체의 면에 절연체를 도포하여 사용하고, 전선을 사용하는 경우는 유전체가 도포된 피복전선을 사용한다. 이때 피복된 금속판의 두께는 2 mm 이하로 하고, 피복 전선의 직경은 1 mm이하가 바람직하다. 접지전극(220)은 절연체가 피복되지 않거나 피복된 것을 모두 사용할 수 있다. 그러나 방전 전압을 낮추고 구강내의 전기적인 안전성을 위하여 기본적으로 비피복 금속재나 비피복 전선을 사용하는 것이 바람직하다. 접지전극으로 사용되는 피복되지 않은 금속재나 전선의 재료로는 구리나 합금 등이 가능하며, 부식이 되지 않는 스테인레스 스틸도 바람직하나, 금, 은, 백금 등을 사용할 수도 있다.
다음은 전압인가전극(210)과 접지전극(220)의 배치 방식과 구동 방식에 따라 달라지는 전원 연결 방식에 따른 실시 예들을 도시한다.
도 2(a) 내지 도 2(c)는 본 발명의 제 1 실시예의 플라즈마 칫솔(200)의 전극배치를 설명하기 위한 평면도, 단면도 및 배면도이다. 본 실시 예는 전압인가전극(210)과 접지전극(220)을 동일면상에 배치하는 것을 특징으로 한다.
도 2(a)는 칫솔모(140)가 있는 칫솔부분의 전면을 보여주는 평면도이다. 칫솔모(140)가 있는 칫솔 전면 바닥의 동일면상에 전극들을 배치하는 것을 특징으로 한다. 도 2(a)의 그림과 같이 전압인가전극(210)을 금속판을 이용하여 중앙이 개구된 (타원) 트랙 형으로 제작하여 배치하고, 접지전극(220)은 상기 트랙 외측을 둘러싸는 'ㄷ'자 형태와 트랙 내부의 중앙에 길이가 긴 섬 형태로 제작하여 배치한다. 이들 전극들은 칫솔모(140)가 없는 바닥면에 배치되어, 전압인가전극과 접지전극 사이에서 플라즈마가 발생한다. 즉, 칫솔모가 있는 칫솔 바닥면에서 플라즈마가 발생된다.
전압인가전극(210)과 접지전극(220)의 전극선폭은 1 mm 이하가 되어야 전극들의 틈새에 칫솔모의 면상 배치가 가능하다.
전압인가전극(210)은 도 2(b)의 칫솔 측면도와 같이 칫솔 헤드의 몸체 내부이자 전면 쪽(하부)으로 전압인가전극 인출선(211)을 매립하고 인출하여 전원에 연결하고, 접지전극(220)은 칫솔 헤드의 끝부분에서 칫솔 헤드 몸체 내부의 상부 쪽로 매립하고 인출하여 접지인출선(221)을 접지한다. 접지전극의 접지인출선(221)을 도 2(c)의 배면도에 나타내었다. 즉, 전압인가전극 인출선(211)과 접지인출선(221)은 이격되어 서로 단락위험이 없도록 인출한다.
도 2에서 접지전극(220)과 전압인가전극(210) 사이에서 플라즈마 방전이 일어나며, 이들이 칫솔모(140) 근처에서 방전되어 칫솔모로 치아나 잇몸 등을 닦을 때, 플라즈마 처리를 동시에 실시할 수 있다. 실질적으로는, 상기 접지전극(220)은 사용시 피부나 구강 내 치약 등의 약품 등에 닿아 접지되어 전압이 0 Volt로 유지되며, 전압인가전극(210)과 이들 구강의 접지면 사이에 플라즈마가 발생 된다. 이러한 구성은 치약 등의 약품 사용의 효과를 더욱 높여줄 수 있고, 플라즈마 방전에 의해 생성된 각종 라디칼의 존재로 인해 솔질과 더불어 치석 등의 유기물 제거 작용 또는 미백작용을 상승시킬 수 있다.
이와 같은 구성의 플라즈마 칫솔(200)은 일반 칫솔(100)과 동일한 형태를 나타내며, 사용 면에서도 일반 칫솔을 사용하는 것과 별다른 차이 없이 사용될 수 있어 편리하며, 제작상의 용이함도 특징적이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 플라즈마 칫솔(200)의 전극배치를 설명하기 위한 칫솔모가 있는 칫솔 바닥면에 배치되는 전극의 단면도들이다. 전압인가전극(210)을 칫솔모가 있는 칫솔 바닥의 하부에 배치하고, 그 위에 접지전극(220)을 올려놓은 형태로 배치하여 전극 판이 2층의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
도 3(a)는 전압인가전극(210)의 단면도이다. 칫솔모(140)가 나오도록 칫솔모가 존재하는 부분들이 모두 천공되어 홀(213) 개구부를 다수 구비한 형태이다. 칫솔모가 존재하는 부분의 직경이 1.5 mm 정도이므로 천공 홀(213)의 직경은 1.5 mm 이상으로 형성함이 바람직하다.
또한, 다른 형태의 전압인가전극(210)을 구성할 수도 있다.
즉, 칫솔모(140)가 있는 곳을 슬릿(215) 형태의 개구부를 갖는 전압인가전극(210)을 형성하는 것이다. 슬릿은 가급 칫솔 헤드의 길이방향을 따라 칫솔모(140)가 있는 부분을 개구하여 형성되는 것이 바람직하다.
도 3(b)는 접지전극의 형태이다. 칫솔모(140)가 나오도록 하부의 전압인가전극(210)의 천공 홀(213)에 대응하여 직경이 더 큰 천공 홀(214)을 설치한다. 따라서 접지전극(220)으로 전압인가전극(210)을 덮는 경우에 전압인가전극(210)에 있는 천공 홀(213)의 직경 이상의 직경을 갖도록 접지전극(220)의 천공 홀(214)의 직경은 2 mm 이상으로 함이 바람직하다.
이러한 천공 홀(214)이 다수 형성된 접지전극(220)은 천공 홀(213) 또는 슬릿이 형성된 전압인가전극(210) 위에 놓여진다.
한편, 칫솔헤드 길이방향을 따라 슬릿이 개구된 전압인가전극(210)에 대해서 접지전극(220)의 형태는 슬릿을 가로지르는 형태로서 칫솔헤드의 가로방향을 따라 슬릿을 개구하여 칫솔모(140)가 노출될 수 있게 구성될 수도 있다. 상기 전압인가 전극의 슬릿은 칫솔 헤드부 바닥면의 가로 또는 세로방향을 따라 형성되고, 이에 대응하는 접지전극은 홀 또는 슬릿으로 된 개구부를 포함하되, 접지전극에 홀을 형성하여 개구부를 만들 경우, 접지전극에 형성된 홀은 칫솔모가 있는 곳에 형성되고, 접지전극에 슬릿을 형성하여 개구부를 만들 경우, 상기 전압인가 전극에 형성된 슬릿의 배열 방향과 반대 방향으로 형성되어 전압인가 전극에 형성된 슬릿과 접지전극에 형성된 슬릿은 서로 교차 되게 할 수 있다.
전압인가전극 인출선과 접지전극 인출선은 각각 도 2(b) 및 도 2(c)와 유사한 방법으로 인출한다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예의 플라즈마 칫솔(200)의 전극배치를 설명하기 위한 칫솔모가 있는 칫솔의 바닥면에 배치되는 전압인가전극(210)의 평면도이다. 도 2와 도 3이 하나의 전압인가전극과 하나의 접지전극으로 된 2개의 전극구조라면, 이와 달리 도 4는 3극의 전극구조를 특징으로 한다. 즉, 2개의 전압인가전극과 하나의 접지전극을 갖는데, 2개의 전압인가전극에는 각각 극성을 달리하는 전압을 인가한다(한쪽이 +V이면 다른 쪽은 -V). 2극의 전압인가전극(210)을 칫솔모가 있는 바닥면의 하부에 배치하고, 그 위에 접지전극(220)을 올려놓은 형태로 구성하여 전극판은 2층의 구조를 갖는다. 2극의 전압인가전극(210)은 도 2(a)와 동일한 전극배치를 나타내되, 도2(a)에서 접지전극으로 배치되었던 전극도 전압인가전극(210)이 되고, 그 위에 도 3(b)에 나타낸 것과 같은 접지전극(220)이 배치된다. 즉, 도 4(a)와 같이 칫솔모가 있는 바닥면의 가장자리에 'ㄷ'자 형태와 중앙의 긴 막대형 전극이 일체로 접속되어 하나의 전압인가전극(210)으로서 +V가 인가되고, 그 사이에 트랙형의 전극이 전압인가전극(210)으로서 -V가 인가된다(전압의 극성은 서로 반대이기만 하면 되므로 상기한 것과 서로 극성을 바꿀 수 있다). 바닥면에 설치되는 두 개의 전압인가전극 위에 도 4(b)의 접지전극(220)이 배치된다.
도 4(c)는 극성을 달리하는 고전압을 인가하는 방식을 설명하는 인버터의 트랜스포머를 설명한 그림이다. 트랜스포머의 2차 측 코일의 중앙을 접지하여 코일 양단에는 극성이 다른 전압이 인출된다.
인버터에서 극성을 달리하는 전압을 인출하는 또 다른 방법은 두 개의 트랜스포머를 직렬 연결하여 사용하는 방식에서 두 트랜스포머의 2차 측 코일의 중앙을 접지하면, 두 개의 트랜스포머 각각의 끝에는 극성을 달리하는 전압이 인출된다.
도 5와 도 6은 각각 전압인가전극을 피복전선으로 배치하고 접지전극을 비피복 전선으로 배치한 본 발명의 제 4 및 제 5 실시 예이며, 도 7은 3극 전극 구조로서 전압인가전극은 피복전선을 사용하고 접지전극은 금속판을 가공하여 배치한 본 발명의 제6 실시 예이다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시 예로서 도 2(a)의 제 1 실시 예의 전극을 피복전선과 일반 도선으로 대체 구성한 것이다. 즉, 본 실시 예에서는, 접지전극(220)은 일반도선(비 피복 전선)을 사용하여 칫솔모가 있는 바닥면의 가장자리와 중앙부에 도선 몸체의 반 정도를 바닥면에 매립되게 하는 반 매립형으로 설치하고, 전압인가전극(210)은 피복전선을 사용하여 트랙형으로 접지전극(220)의 사이에 배치한다. 각각의 전극선의 인출은 도 2(b) 및 도 2(c)의 예와 동일하다.
도 6은 본 발명의 제 5 실시 예로서 도 3(a)와 유사한 전압인가전극 구조라 할 수 있다. 즉, 전압인가전극(210)은, 피복전선을 'ㄷ'자 형 트랙으로 배열하되, 칫솔헤드 바닥면에 반 매립 형태로 도 6(a)와 같이 설치한다. 이러한 전압인가전극(210) 위에 도 6(b)와 같이 일반 도선으로 칫솔 헤드부를 둘둘 감아 형태로 접지전극(220)을 배치한다. 접지전극(220)용 도선은 칫솔모(140)를 노출시키도록 칫솔모가 있는 곳을 피해 권선된다.
도 7은 본 발명의 제 6 실시 예로서 3극 전극 구조를 나타낸다. 칫솔모(140)가 있는 바닥면에 2 개의 전압인가전극(210)을 도 7(a)와 같이 각각 가장자리와 중앙에 길이방향으로 길게 설치하고, 전압 극성을 서로 상보적으로(+V와 -V 또는 -V와 +V를) 인가한다. 도 7(b)의 접지전극(220)은 도 3(b)와 동일한 형태, 즉, 금속판에 다수의 홀이 있는 형태로 가공하여 전압인가전극(210) 위에 배치한다.
도 8과 도 9는 플라즈마 칫솔의 전체적인 시스템의 구성도이다. 도 2 내지 도 7의 플라즈마 칫솔은 소지가 편리한 휴대용이다.
도 8은 플라즈마 방전에 필요한 고전압의 발생도 인버터를 구비한 휴대형 전원상자에서 이루어지도록 구성함으로써 가정용 전원 콘센트에 전원상자의 플러그를 접속하여 사용할 수 있다. 전원상자(300)는 도 4에만 도시하였지만 도 1의 플라즈마 칫솔(100)의 사용에도 적용된다. 플라즈마 발생용 전극(110, 210)의 전선 단부가 접속되는 접속 단자(310)가 있고, 내부에는 D/A 인버터가 들어있어 인버터에 의해 플라즈마 발생에 필요한 고전압을 생성한다. 전원 상자(300)에서 인버터 전압을 조절할 수 있는 조절단자(330)를 설치하는 것이 바람직하며, 온/오프 스위치(320)도 구비시킨다. 도 2 내지 도 3 및 도 5 내지 도 6과 같이 2극의 플라즈마 칫솔은 2극의 케이블에 의하여 전원상자에 연결되며, 도 4와 도 7의 3극의 플라즈마 칫솔은 3극의 케이블에 의하여 전원상자에 연결된다.
플라즈마의 발생량은 전압인가전극(110, 210)에 인가하는 전압을 조절하여 이루어진다. 실질적으로 플라즈마의 발생이 느껴지지 않을 정도가 적당량이라 할 수 있다.
상기 플라즈마 칫솔의 고전압 인가 전극에는 펄스형태이거나 수Hz에서 수십kHz 주파수의 교류형 전원이 인가되며, 교류형 전원의 전압은 통상 수kV이며, 양치질 과정에서 치약거품과 타액이 전기적으로 접지되어 플라즈마가 발생 된다. 플라즈마 발생에 의한 전류는 1-2 mA의 미세한 전류로 조정되며, 소비전력은 수W에 불과하여, 전기적으로 매우 안전하다.
그에 따라 플라즈마 칫솔의 전원접속부에는 통상 DC-AC 인버터를 구비한다. 이와 같은 인버터를 이용하면, 일반 가정용 60 Hz의 110 V 혹은 210 V의 전원이 사용될 수 있으며, 동시에 일반 휴대용 건전지의 전원인 DC 12 V 혹은 DC 24 V의 전원도 사용될 수 있어 휴대가능하다.
도 9는 충전식 배터리(이차전지)를 이용한 플라즈마 칫솔의 시스템을 설명한 개요도이다. 칫솔의 몸체에 DC-AC 인버터(400)와 인버터에 DC-전압을 공급하는 이차전지를 내장한다. 이차전지는 DC 12 V-DC 24V의 전압을 사용하여 인버터의 DC전원으로 사용한다. 배터리(410)가 방전되면 충전기(420)를 장착하여 재충전하여 사용한다.
이와 같이 하여 제작이 쉽고 사용상 편리한 플라즈마 칫솔을 제공할 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
100: 칫솔
200: 플라즈마 칫솔
210: 전압인가전극
211: 전압인가전극 인출선
213, 214: 홀
215: 슬릿
220: 접지전극
221: 접지전극 인출선
230: 칫솔모
300: 전원상자
310: 접속 단자
320: 스위치
330: 조절단자
340: 전선 케이블
400: DC-AC 인버터
410: 배터리
420: 충전기

Claims (9)

  1. 전면에 칫솔모가 심겨있는 헤드부를 구비한 칫솔 모양의 본체;
    상기 헤드부 바닥면의 칫솔모 사이에 배열되는 전압인가 전극; 및
    상기 전압인가 전극 주변에 전압인가 전극과 간격을 두면서 칫솔모 사이에 배치되는 접지전극;을 포함하고,
    상기 전압인가 전극은 도체로 구성되되 절연성 유전체가 도포 되어 있고,
    상기 접지전극은 도체로 구성되고,
    상기 접지전극은 접지되고,
    상기 전압인가 전극은 전원에 연결되어 전압을 공급받아 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압인가 전극과 접지전극은 칫솔 헤드부 바닥면에 배치되며,
    전압인가 전극은 트랙형으로 형성되고,
    접지전극은 트랙형 전압인가 전극의 트랙 내부와 트랙 외부에 배치되며, 트랙 내부에는 배치되는 것은 막대형으로 구성되고 트랙 외부에 배치되는 것은 트랙 외측 둘레를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔.
  3. 제2항에 있어서, 전압인가 전극은 피복전선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔.
  4. 전면에 칫솔모가 심겨있는 헤드부를 구비한 칫솔 모양의 본체;
    상기 헤드부 바닥면의 칫솔모가 노출되도록 개구부를 구비한 전압인가 전극; 및
    상기 전압인가 전극 위에 배치되되, 칫솔모가 노출될 수 있도록 개구부를 구비한 접지전극;을 포함하고,
    상기 전압인가 전극은 도체로 구성되되 절연성 유전체가 도포 되어 있고,
    상기 접지전극은 도체로 구성되고,
    상기 접지전극은 접지되고,
    상기 전압인가 전극은 전원에 연결되어 전압을 공급받아 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전압인가 전극은 금속판에 다수의 홀(hole)로 된 개구부를 포함하여 형성되고,
    상기 접지전극은 금속판에 다수의 홀로 된 개구부를 포함하되, 접지전극에 형성된 홀의 직경이 전압인가 전극에 형성된 홀의 직경 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔.
  6. 제4항에 있어서, 상기 전압인가 전극은 금속판에 슬릿(slit)으로 된 개구부를 포함하여 형성되되, 상기 슬릿은 칫솔 헤드부 바닥면의 가로 또는 세로방향을 따라 형성되어 칫솔모가 노출될 수 있게 형성되고,
    상기 접지전극은 금속판에 다수의 홀 또는 슬릿으로 된 개구부를 포함하되,
    접지전극에 홀을 형성하여 개구부를 만들 경우, 접지전극에 형성된 홀은 칫솔모가 있는 곳에 형성되고,
    접지전극에 슬릿을 형성하여 개구부를 만들 경우,
    상기 전압인가 전극에 형성된 슬릿의 배열 방향과 반대 방향으로 형성되어 전압인가 전극에 형성된 슬릿과 접지전극에 형성된 슬릿은 서로 교차 되게 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔.
  7. 전면에 칫솔모가 심겨있는 헤드부를 구비한 칫솔 모양의 본체;
    상기 헤드부 바닥면의 칫솔모가 노출되도록 개구부를 구비한 전압인가 전극; 및
    상기 전압인가 전극 위에 배치되되, 칫솔모가 있는 곳을 피해 도선으로 헤드부를 감아 배치되는 접지전극;을 포함하고,
    상기 전압인가 전극은 도체로 구성되되 절연성 유전체가 도포 되어 있고,
    상기 접지전극은 도체로 구성되고,
    상기 접지전극은 접지되고,
    상기 전압인가 전극은 전원에 연결되어 전압을 공급받아 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔.
  8. 전면에 칫솔모가 심겨있는 헤드부를 구비한 칫솔 모양의 본체;
    칫솔모 사이에 배열되는 전압인가 전극; 및
    상기 전압인가 전극 위에 배치되되, 칫솔모가 있는 곳을 피해 도선으로 헤드부를 감아 배치되는 접지전극;을 포함하고,
    상기 전압인가 전극은 도체로 구성되되 절연성 유전체가 도포 되어 있고,
    상기 접지전극은 도체로 구성되고,
    상기 접지전극은 접지되고,
    상기 전압인가 전극은 전원에 연결되되,
    상기 전압인가 전극은 전기적으로 분리된 두 개의 전극 트랙으로 구성되고,
    상기 전압인가 전극을 이루는 각각의 트랙에 서로 극성이 다른 전압을 인가하여 3극 구조 전극을 이루어 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 칫솔.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 플라즈마 칫솔에 전원을 공급하는 전원상자로서, 상기 전원상자는 DC-AC 인버터;
    인버터 전압을 조절할 수 있는 조절단자; 및
    상기 플라즈마 칫솔의 전극이 전선을 통해 접속되는 전극 접속부;를 포함하여, 가정용 전원, 충전용 전지 또는 건전지 중 어느 하나를 사용하여 플라즈마 칫솔의 전극에서 플라즈마를 방전시키는 것을 특징으로 하는 전원상자.



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