KR100314136B1

KR100314136B1 - 오존 및 음이온 발생장치

Info

Publication number: KR100314136B1
Application number: KR1019990045706A
Authority: KR
Inventors: 이범선
Original assignee: (주)파워코리아
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2002-01-18
Also published as: KR20010037943A; KR200175107Y1

Abstract

본 발명은 각부에 필요한 직류 및 교류 전압을 공급하는 전원부와; 소정의 프로그램에 따라 제어신호를 출력하는 제어부와; 상기 제어부의 신호에 따라 소정 압력의 공기를 공급해주는 에어펌프와; 상기 에어펌프와 호스로 연통되어, 공급된 공기의 습기를 제거하는 제습기와; 상기 제습기와 호스로 연통되어, 나선형 공기 발생장치가 내설된 회오리 공기 공급관과; 상기 회오리 공기 공급관과 연통되고, 오존을 발생시키는 오존발생장치와; 음이온을 발생시키는 음이온발생장치와; 상기 제어부와 연결되어, 음이온 및 오존의 방출시간과, 발생량을 선택할 수 있는 복수개의 버튼을 포함하는 음이온 및 오존발생장치에 관한 것으로서, 방전부에서 흑연봉을 사용하기 때문에 오존에 의한 산화가 지연되거나 방지되는 장점을 가지고, 약 4,000V의 전압을 사용하기 때문에 질소산화물의 발생을 최대한 억제하기 때문에 품질의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 음이온과 오존을 동시에 발생할 수 있기 때문에 추가적인 비용의 낭비를 줄일 수 있는 장점을 가진다.

Description

오존 및 음이온 발생장치{APPARATUS FOR GENERATING THE OZONE AND NEGATIVE ION}

본 발명은 오존 및 음이온 발생장치에 관한 것으로서, 특히 질소산화물을 방출하지 않을 뿐만 아니라, 반영구적인 장치로써 오존이 발생토록 한 오존 및 음이온 발생장치에 관한 것이다.

최근들어서, 농업에서 비료사용량 및 횟수가 빈번해지고, 환경이 오염됨에 따라서, 살균장치를 필요성이 증대되고 있다. 더욱이, 수많은 사람이 이용하는 대중음식점의 경우에는 위생에 관련된 법규가 신설되고 강화되는 추세에 있다.

이러한 살균장치는 비료농업으로 인한 잔류농약 성분을 제거 또는 중화시킬 목적으로 이용되고 있고, 살균장치도 세균을 박멸하는 방법에 따라 여러종류가 채택되어 사용된다. 예컨대, 자외선을 이용해서 유해세균을 박멸하는 방법과, 오존을 이용하여 유해세균을 박멸하는 방법 등이 있다.

특히, 오존발생장치의 경우에는 가정용전압을 10,000∼15,000 V의 고전압으로 승압시켜 오존플레이트에 인가하여, 순간적인 전리현상으로 오존을 발생하도록 한 장치가 사용되고 있다.

참고로, 상술한 오존은 직접 쬐게될 경우에는 거의 모든 생명체에게는 유해하기 때문에 오존량에 대하여 보건법으로써 세계각국은 규제하고 있다.

예를 들어서, 일본의 경우에는 일본산업 위생협회의 허용농도는 0.1ppm이고, 미국 FDA의 허용농도는 0.55ppm으로 규제하고 있다.

그러나, 본 발명에 따른 오존발생장치는 그 농도가 0.1 ppm 정도이므로, 실제 현장에서도 적절하게 적용 가능하고, 이용가능한 장소로는 학교, 대형식당, 각종 급식장, 대중목욕탕, 수족관, 콩나물재배공장, 어패류 양식장, 주방 등이 있다.

이러한 오존 발생 장치는 다음과 같은 기능을 가지고 있다.

첫째, 야채, 과일, 식기류 등에 기생하거나, 부착되어 있는 병원성 대장균, 잔류농약, 살모넬라균 등 각종세균, 바이러스를 박멸하거나, 유독성물질을 중화시킨다.

둘째, 야채 및 과일의 신선도를 유지시키고, 생선류의 비린냄새 또는 흙냄새를 말끔히 제거해준다.

셋째, 각종 악취가 제거되거나, 중화되기 때문에 마치 숲속에 있는 듯한 청량감을 느끼게 된다.

넷째, 오존처리된 물로 세면을 하거나 목욕을 하게 되면, 피부의 탄력을 회복시키고, 노화를 지연시킨다.

그러나, 상술한 종래의 살균장치는 다음과 같은 단점을 가지고 있다.

첫째, 오존발생장치의 방전부에 속하는 오존플레이트는 금속성 물질이어서, 유출되는 오존에 의해 산화되고, 부식되어, 그 수명이 짧은 문제점을 가지고 있다.

둘째, 오존을 발생하는 과정에서 질소산화물을 방출하는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 오존만을 발생시키되, 방전부분의 부식을 방지하여 수명이 오래가도록 한 오존 발생장치가 필요하다.

이에, 본 발명은 4,000V의 전압을 사용하여, 질소산화물의 발생을 억제하고, 방전부의 오존플레이트를 흑연봉으로 대체함으로써, 오존에 의한 부식을 방지토록 한다는데 그 착안의 기초를 두고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 극복하고, 상기 필요성을 충족시키기 위한 것으로서, 질소산화물의 발생을 억제시키고, 오존에 의해 방전부가 부식되는 것을 방지한 오존발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 음이온발생장치를 더 포함하여 음이온 및 오존발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제어수단을 내장시켜 다수개의 편리한 기능을 가지도록 한 음이온 및 오존발생장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 오존 및 음이온 발생장치의 외관을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 오존 및 음이온 발생장치의 내부를 도시한 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 오존 및 음이온 발생장치가 분해된 모습을 나타낸 분해사시도.

도 4a는 본 발명에 따라 오존발생부의 방전부의 부분단면을 도시한 부분단면도.

도 4b는 본 발명에 따라 에어펌프의 공급경로를 도시한 블록도.

도 5는 본 발명에 따라 오존발생부의 주요회로를 도시한 회로도.

도 6은 본 발명에 따른 오존 및 음이온 발생장치의 회로구성을 나타낸 회로도.

도 7은 도 6에 도시된 컨트롤보드의 세부구성을 나타낸 회로도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 각부에 필요한 직류 및 교류 전압을 공급하는 전원부와; 소정의 프로그램에 따라 제어신호를 출력하는 제어부와; 상기 제어부의 신호에 따라 소정 압력의 공기를 공급해주는 에어펌프와; 상기 에어펌프와 호스로 연통되어, 공급된 공기의 습기를 제거하는 제습기와; 상기 제습기와 호스로 연통되어, 나선형 공기 발생장치가 내설된 회오리 공기 공급관과; 상기 회오리 공기 공급관과 연통되고, 오존을 발생시키는 오존발생장치와; 음이온을발생시키는 발생시키는 음이온발생장치와; 상기 제어부와 연결되어, 음이온 및 오존의 방출시간과, 발생량을 선택할 수 있는 복수개의 버튼을 포함하는 음이온 및 오존발생장치를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명에 따라 제조된 음이온 및 오존발생장치의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따라 오존을 생성하는 원리는 다음과 같다.

가정용전압을 약 4,000V로 승압한 다음 인가하여 플라즈마를 형성시키면, 산소원자와 산소분자가 생성되는데, 상기 산소원자가 공기중의 산소분자와 반응하여 오존이 생성된다.

이와같이 생성된 오존의 살균력은 표 1에 나타낸 바와 같이, 약 10분이면 박멸되는 것으로 측정되었다.

세균의 종류	접촉시간 및 살균력	살균가스 농도	비고
대장균	초기상태 10⁵셀	5초후 0	0.35ppm	미생물
감기바이러스	초기상태 10⁵셀	5초후 0	0.35ppm	미생물
곰팡이	초기상태 10⁶개	20분후 0	0.5㎎/L	세균
살모넬라균	초기상태 10⁷개	10초후 0	0.5㎎/L	세균
암모니아(NH₃)	작동후 10분	후각으로 감지불능	0.9㎎/L	육류 부패취
황산수소(H₂S)	작동후 5분	후각으로 감지불능	0.9㎎/L	달걀, 우유,절삭유
트리메탈아민(CH₃)₃N	작동후 7분	후각으로감지불능	0.9㎎/L	어류, 부패취
개전염성감염바이러스	초기상태 10⁵TCD	작동 후 0	1.2ppm	미생물
바칠루스 세레우스	작동 10분후	99% 박멸	2.0ppm	Bacillus 속포자
Aspergillus usami	작동 10분후	99% 박멸	0.3∼0.5ppm	사상균
Csndida paracreus	작동 10분후	99% 박멸	0.3∼0.5ppm	호모균주

도 1은 본 발명에 따른 음이온 및 오존 발생장치의 외관을 나타낸 사시도로서, 음이온 및 오존발생장치(10)의 전면 하단의 중앙부분에는 기기의 전원을 온/오프(on/off)할 수 있는 접촉식 전원스위치(12)가 구비되어 있는데, 접촉식이 아닌 누름식 스위치여도 무방하다.

또한, 상기 전원스위치(12)의 둘레에는 복수개의 LED(14)와, 복수개의 입력버튼(16)이 각각 구비되어 있는데, 상기 입력버튼들의 위치는 변경가능하다.

도 2는 본 발명에 따른 음이온 및 오존 발생장치의 내부를 도시한 도면으로서, 음이온 및 오존 발생장치는 외관상 전면케이스와 배면케이스(100)로써 조립되어 있다.

상기 배면케이스(100)측의 내부에는 소정 압력의 공기를 제공해주는 에어펌프(102)의 출력단에는 호스(104)가 연통되어 있고, 이 호스(104)를 통하여 제습기(106)과, 순환장치(108)와 차례로 연통되어 있다. 이때, 상기 호스(104)는 실리콘, 고무 등과 같이 탄력성이 있는 재질을 사용하면 되고, 상기 순환장치(108)는 공급된 공기를 나선형 배기로를 통해 출력된다.

상기 순환장치(108)를 통해 출력된 공기는 오존을 발생시키는 방전부(110)에 호스를 통해 연통되어 있고, 상기 방전부(110)의 근처에는 약 4,000V 정도의 전압을 인가해주는 승압트랜스(111)가 위치한다.

상기 방전부(110)에 연통된 호스를 통해 공급되는 오존은 연결콕(112)과, 이 연결콕에 연통된 호스 및 배기콕(114)을 통해 출력된다.

상술한 음이온 및 오존 발생장치를 분해사시도를 통해 더 상세히 설명하고,중복된 내용은 개략적으로 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 음이온 및 오존 발생장치의 분해사시도로서, 외관상 배면케이스(100)와 전면케이스(200)로 조립되어 있고, 그 내부에는 상술한 구성요소를 포함한 장치들이 내설되어 있다.

먼저, 배면케이스(100)의 내부는 두부분으로 나뉘어져 있는데, 오존발생부와 음이온발생부가 그것이다. 즉, 배면케이스(100)의 하단 부분에는 칸막이로 서로 분리되어, 그 상단부분에는 오존발생부의 각 구성요소가 위치하고, 하단 부분에는 음이온발생부가 위치한다.

또한, 상기 오존발생부의 각 구성요소는 상기 제 1 컨트롤보드(116)로써, 제어되고, 상기 음이온발생부는 제 2 컨트롤보드(120)에 의해 음이온이 생성된다.

상기 오존발생을 위한 방전부의 부분단면을 도시한 도 4a에서와 같이, 호스(1300)는 연결부분만 부분적으로 단면이 도시되어 있고, 나머지부분은 전부 단면으로 되어 있다.

방전부(110)는 제 1 및 제 2 유리관(1100)(1200)과, 상기 두개의 유리관을 연통시키는 호스(1300)와, 상기 제 1 유리관(1100)에 내설된 흑연봉(1400)과, 상기 제 2 유리관(1200)에 내설된 필라멘트(1500)와, 상기 제 1 및 제 2 유리관(1100)(1200)의 외경을 덮는 제 1 및 제 2 동박(1610)(1620)을 포함하여 구성되고, 상기 흑연봉은 제 1 전극(1410)으로 지지되고, 상기 필라멘트(1500)는 제 2 전극(1510)으로 지지된다.

여기서, 상기 제 1 및 제 2 전극(1410)(1510)은 텅스텐 등과 같이 강도가 높은 금속을 사용하고, 상기 필라멘트(1500)는 니켈크롬강을 사용하며, 상기 제 1 및 제 2 전극으로는 방전에 필요한 약 4,000V의 저전압이 인가된다.

이러한 구조를 가진 유리관으로 공기 유입홀(a)을 통해서 가압공기가 들어가고, 상기 제 1 및 제 2 전극은 유리관의 내경중앙홀(b)에 고정되어, 유입된 공기로 인해서 상기 제 1 및 제 2 전극과, 상기 흑연봉 및 필라멘트가 상기 유리관의 내부로부터 이탈하는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

또한, 도 4b에서와 같이, 에어펌프(102)로부터 가압된 공기는 호스를 통해서 일차적으로 제습기(106)로 유입되면서, 공기의 습도를 낯추고, 제습된 공기는 순환장치(108)를 통해서 회오리 형태의 가압공기로 나오게된다. 이러한 회오리 형태의 가압공기는 주위의 모든공기를 모아서 원하는 방향으로 몰아주는 역활을 하게 된다. 이때, 상기 제습기 및 순환장치는 양호한 상태의 오존을 발생시키고, 오존의 배출을 돕기 위한 것으로서, 제조업체의 설계룰에 따라 변동이 가능하다.

상술한 오존발생부의 출력단 회로구성을 도시한 도 5에서와 같이, 약 4,000V의 전압으로 승압된 방전용 전압은 일차적으로 양단에 설치된 다이오드를 거치면서 정류작용이 일어나게 된다.

또한, 방전부의 한쪽면에는 고압 다이오드가 설치되어 원활한 산소를 효과적으로 방출하도록 도와준다.

본 발명에 따른 전체적인 회로구성을 도시한 도 6을 보면서 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 6을 참조하면, 음이온 및 오존발생장치는 오존을 발생시키기 위한 오존발생부(2000)와, 소정 압력의 공기를 배출하는 에어펌프(3000)와, 내부에 저장된 프로그램에 따라 소정의 제어신호를 출력하는 컨트롤보드(4000)와, 음이온을 발생시키기 위한 음이온발생부(6000)를 포함하여 구성된다.

도면에 도시되지는 않았지만, 상기 각 부분은 컨트롤보드(4000)상에 실장된 마이크로프로세서의 제어신호에 따라 동작되도록 한 것인데, 제어방법은 일반적인 형태를 사용해도 되고, 마이크로프로세서마다 다르기 때문에 상세한 설명을 생략하도록 한다.

한편, 상기 오존발생부(2000)는 두개의 스위칭소자를 통해서 온/오프가 결정되고, 턴온과 동시에 방전이 시작되어 조정된 오존이 발생된다.

상기 에어펌프(3000)는 마이크로프로세서로부터 전달된 제어신호에 따라 온/오프가 결정되고, 턴온과 동시에 소정 압력의 공기가 공급된다.

상기 컨트롤보드(4000)는 본 기기의 제어신호를 출력하는 수단으로서, 상세한 회로도와 함께 차후에 설명하도록 한다.

상기 배기팬(5000)은 외부의 공기를 유입시키는 역활을 함으로써, 음이온을 외부로 배출하는 것을 도와주고, 12V의 직류전원을 사용한다.

상기 음이온발생장치(6000)는 음이온을 발생시키는 장치로서, 출력단에 위치한 트랜스를 통해서 고전압을 발생시키고, 그 다음단에 연결된 복수개의 콘덴서 및 다이오드를 사용하여 전압을 피드백시켜 발진 및 방전하여 산소 음이온을 발생시킨다.

상술한 컨트롤보드의 세부구성을 도시한 회로도인 도 7에서와 같이, 제 1 및제 6 스위치(SM1-SM6)를 통해서 사용자의 입력유무를 확인하고, 본 실시예에서 사용된 마이크로프로세서는 AT89C2051으로서, 소정 클럭의 주파수를 출력하는 수정발진자(X1)를 사용해서 시간 측정의 기준으로 삼는다.

또한, 예약시간 또는 해지시간이 되었음을 알려주기 위한 부저(BZ1)가 상기 마이크로프로세서의 출력단에 연결되고, 필요한 장치로 소정레벨의 정전압을 제공하기 위한 정전압회로가 구비된다.

본 기기의 마이크로프로세서의 주된 기능은 음이온 및 오존의 배출시간을 제어하기 위한 타이밍신호가 대부분이어서, 소정의 로직레벨의 회로로 구성해도 되지만, 이럴경우에는 별도의 디자인이 필요한데다 차후에 기능을 업그레이드하기가 용이하지가 않다.

따라서, 본 기기의 컨트롤보드는 프로그래머블한 마이크로프로세서를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 오존량 및 음이온량을 조절하기 위한 단자가 각각 구비되어 있는데, 돌려서 배출되는 오존량 및 음이온량을 조절할 수 있도록 되어 있다. 물론, 제조업체의 설계룰에 따라 회동하는 방식이 아니라, 디지털 방식으로된 복수개의 버튼식으로 제조해도 무방하다.

상술한 바와 같은 본 실시예의 바람직한 양태에 따르면 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 방전부에서 흑연봉을 사용하기 때문에 오존에 의한 산화가 지연되거나 방지되는 장점을 가진다.

둘째, 약 4,000V의 전압을 사용하기 때문에 질소산화물의 발생을 최대한 억제하기 때문에 품질의 향상을 도모할 수 있다.

셋째, 음이온과 오존을 동시에 발생할 수 있기 때문에 추가적인 비용의 낭비를 줄일 수 있는 장점을 가진다.

Claims

각부에 필요한 직류 및 교류 전압을 공급하는 전원부와,

소정의 프로그램에 따라 제어신호를 출력하는 제어부와,

상기 제어부의 신호에 따라 소정 압력의 공기를 공급해주는 에어펌프와,

상기 에어펌프와 호스로 연통되어, 공급된 공기의 습기를 제거하는 제습기와,

상기 제습기와 호스로 연통되어, 나선형 공기 발생장치가 내설된 회오리 공기 공급관과,

저항값 또는 전류값을 변동하여 그 배출량이 조절되고, 상기 회오리 공기 공급관과 연통되고, 오존을 발생시키는 오존발생장치와,

저항값 또는 전류값을 변동하여 그 배출량이 조절되고, 음이온을 발생시키는 발생시키는 음이온발생장치와,

상기 제어부와 연결되어, 음이온 및 오존의 방출시간과, 발생량을 선택할 수 있는 복수개의 버튼을 포함하는 특징으로 하는 오존 및 음이온 발생장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 음이온발생장치를 컨트롤하는 제 1 PCB와, 상기 오존발생장치를 컨트롤하는 제 2 PCB와, 상기 에어펌프를 컨트롤하는 제 3 PCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 발생장치.
제 2 항에 있어서,

상기 오존발생장치는 길이가 동일한 원통형 제 1 및 제 2 유리관과; 상기 제 1 및 제 2 유리관 사이를 연통시키는 호스와; 상기 제 1 및 제 2 유리관의 외경상에 덮힌 동박과; 상기 호스가 끼워진 반대편의 제 1 및 제 2 유리관에 끼워지되, 네개의 곡면에 공기가 유입되는 홀 및 중앙 홀을 가진 덮개와; 상기 덮개의 중앙홀에 일단이 끼워지고, 상기 유리관의 외경과 상기 호스의 내경 일부 사이에 끼워져 소정의 플러스전압이 인가되는 플러스전극과; 상기 동박상에 소정의 마이너스전압이 인가되는 마이너스전극; 상기 제 1 유리관의 내경에 설치된 필라멘트 코일과; 상기 제 2 유리관의 내경에 설치된 흑연봉과; 상기 제 1 및 제 2 유리관 상의 동박 사이에 연결된 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 발생장치.
제 1 항에 있어서,

상기 오존발생장치로 유입된 가압공기는 제습기에 의해 제습되고, 순환장치에 의해 회오리 형태로 순환된 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 발생장치.
제 3 항에 있어서,

상기 필라멘트코일은 니켈크롬강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 발생장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 유리관 상에 각각 덮힌 동박 사이에는 다이오드가 연결되고, 상기 제 1 유리관에는 필라멘트가 내설되고, 제 2 유리관에는 흑연봉이 내설된 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 발생장치.
제 1 항에 있어서,

상기 음이온 발생부 및 오존발생부는 약 4,000V의 고전압에 의한 방전으로 음이온 및 오존을 발생시키고, 상기 고전압을 인가하는 전극은 텅스텐, 스테인레스 등으로 구성된 집단 가운데 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 발생장치.