KR100597140B1 - 이온 발생기 및 공기조화 장치 - Google Patents

Abstract

스위칭 변압기는 사이에 유전체로서 유리 튜브를 갖는 서로 대면한 내부 전극 및 외부 전극을 가로질러 교류 고전압을 가한다. 다이오드의 애노드 측은 전압 공급측 전극이 아닌 외부 전극에 연결되고, 캐소드는 그라운드 된다. 다이오드의 양 단자에 연결된 릴레이가 on 되었을 때, 사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온이 발생되며, 이러한 양이온 및 음이온을 공기 중에 방출함으로써 박테리아 제거/살균 효과를 얻을 수 있다. 릴레이가 off 되었을 때, 비교적 소량의 양이온 및 다량의 음이온이 발생되고 이러한 양이온 및 음이온을 공기 중에 방출함으로써 음이온에 의한 휴양 효과가 얻어진다.

이온 발생기, 공기 조화 장치, 양이온, 음이온, 유리 튜브

Description

이온 발생기 및 공기조화 장치{Ion Generator and Air Conditioning Apparatus}

본 발명은 공기 중에 이온을 발생시키는 이온 발생기와, 이러한 이온 발생기를 구비한 공기조화 장치에 관한 것이다. 공기조화 장치는 공기의 물성을 변화시켜 소망하는 대기를 만드는 장치이며, 이러한 장치의 예는 에어컨, 공기 정화기, 제습기, 가습기 및 팬 히터 등을 포함한다. 또한, 냉장고도 본 발명의 범주에서 공기 조화 장치 분야에 속한다.

실내의 공기는 먼지, 담배 연기 및 숨쉴 때 나오는 이산화탄소와 같은 다양한 물질에 의해 오염된다. 최근, 가정의 밀폐성이 높아짐에 따라, 오염 물질이 실내에 남아있기 쉽기 때문에 고속으로 환기를 할 필요가 있다. 그러나, 공기가 심하게 오염된 지역에 위치한 빌딩 또는 화분증(pollinosis)을 경험한 사람들은 환기를 위해 창문 열기를 꺼려한다. 따라서, 공기 정화 또는 공기 정화 기능을 갖는 에어컨이 사용된다. 실내 공기를 정화하는 방법으로서 실내의 공기를 흡입하여 필터로 먼지를 수집 또는 활성 카본으로 오염 물질을 흡수하는 것이 일반적이다.

그러나, 실내 공기의 질을 바꾸기 위해 필터로 먼지를 수집하거나 활성 카본으로 오염 물질을 흡수하는 방법의 효과는 필터 또는 활성 카본의 청소 및 교체와 같은 유지에 드는 시간을 생각하면 그리 크지 않다. 이러한 이유는 공기 안의 이온의 양이 이러한 조절에 영향을 받는 것에 포함되지 않기 때문이다.

이온은 공기 중에 존재한다. 이온 중에 음이온은 사람을 휴양시키는 효과가 있다는 것이 알려져 있다. 그러나, 음이온은 특정 물질에 결합되었을 때 감소된다. 예로써, 만약 담배 연기가 있으면, 음이온은 종종 통상 양의 1/2 내지 1/5로 감소된다. 따라서 공기 중의 음이온의 양을 인위적으로 증가시키기 위해, 이온 발생기가 개발되었고 다양한 공기조화 장치에 합체되었다. 그러나, 통상의 이온 발생기는 직류 고전압 시스템에 의해 음이온만을 발생시킨다.

이온 발생기에 관해, 일본 특허 공개 공보 소49-129493(1974)호에서는 상호 분리된 이온화된 전극을 갖는 양극성 고전압 발생 장치에 의한 소정의 비율에 따라 음/양 전기 전위를 조정할 수 있고, 단상 변압기의 경우, 서로 대면하도록 고전압 코일의 단자와 연결된 고전압 다이오드를 통해 음/양 고전압을 분리할 수 있다고 기술했지만, 본 발명의 이온 발생기와 같이 단일 유닛에 의해 두 개의 작동 모드를 갖는 것을 기술하지 못했다.

또한, 일본 특허 공개 공보 소54-40369(1979)호에서는 전극 사이의 공간에서 교류 전기장을 발생하도록 유도 전극과 방출 전극을 가로질러 교류 전압을 인가하고, 방출 전극 조립체 양자 모두가 교대로 단극 이온들을 방출하게 하는 상기 전극과 유사하고 인접한 방출 전극 조립체에 교류 전압을 인가하여 교류 전기장 내의 공간으로 유도된 미세 입자를 충전하는 공정들을 기술하였지만, 본 발명의 이온 발생기와 같이 단일 유닛에 의해 두 개의 작동 모드를 갖는 것을 기술하지는 못했다.

또한, 일본 특허 공개 공보 평8-217412(1996)호는 파워 서플라이를 구동하는 음 전기장과 코로나 방전 요소와 연결된 파워 서플라이를 구동하는 양 전기장을 사용하여 음이온 및 양이온을 생성하는 것을 기술하였지만, 본 발명의 이온 발생기와 같이 단일 유닛에 의해 두 개의 작동 모드를 갖는 것을 기술하지는 못했다.

또한, 일본 특허 공개 공보 제2000-58290호에서는 전극 수단에 인가되는 전압의 주파수와 극 전압을 개별적으로 제어하는 스위치의 on/off 시간을 제어하는 것을 기술했으나, 본 발명의 이온 발생기와 같이 단일 유닛에 의해 두 개의 작동 모드를 갖는 것을 기술하지 못했다.

상기와 같이, 이온 발생기를 사용하여 공기에서 이온 분포의 음이온의 양을 증가시키고, 상기 공기는 사람을 휴양시키는 공기로 변화된다. 그러나, 공기 중에 부유하는 박테리아를 능동적으로 제거하는 데 음이온은 거의 이로운 효과를 갖지 않는다.

본 발명은 이러한 관점에서 연구를 수행하였으며, 음이온과 양이온을 동시에 발생시켜 공기 중에 방출함으로써 공기 중에 부유된 박테리아를 제거할 수 있다는 결과를 얻게 되었다. 특히, 양이온으로써 H⁺(H₂O)_n와 음이온으로써 O₂ ^-(H₂O)_m이 발생될 때, 이것은 화학적으로 반응하여, 공기 중에 부유된 박테리아를 제거하기 위한 활성 시편으로서 하이드로겐 페록사이드(hydrogen peroxide)(H₂O₂) 또는 하이드록실(hydroxyl) 그룹의 래디컬(radical)(-OH)을 발생한다.

그러나, 양이온은 사람에게 스트레스를 일으키는 성질이 있다. 따라서, 양 이온과 음이온이 발생되었다면, 음이온의 휴양 효과는 감소되거나 없어지게 된다. 따라서, 목적에 따른 스위치 작동 모드가 필요하다. 다시 말해, 사실상 양이온과 음이온의 양을 동일하게 발생시키는 작동 모드는 박테리아 제거/살균 효과에 바람직하고, 양이온에 비해 음이온의 양을 많이 발생시키는 것은 휴양 효과에 있어 바람직하다. 소량의 양이온을 발생시키는 이유는, 소량의 양이온과 다량의 음이온을 조합하여 마련된, 박테리아 제거/살균 효과와 휴양 효과를 동시에 갖기 위해서 이다.

본 발명은 상기 문제들을 해결하고자 하는 목표를 가지며, 본 발명의 목적은 상기한 스위치 작동 모드가 가능한 이온 발생기와 이온 발생기를 합체하는 공기 조화 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 이온 발생기는 양이온과 음이온의 양을 사실상 동일하게 발생하는 제1 발생 수단과, 비교적 소량의 양이온과 다량의 음이온을 발생하는 제2 발생 수단과, 상기 제1 발생 수단 및 제2 발생 수단을 선택적으로 절환하는 스위치 수단을 포함하는데, 여기서 이온 발생기는 스위치 수단의 절환에 따라 제1 발생 수단 및 제2 발생 수단 중 어느 하나를 작동시킨다.

이러한 이온 발생기에서, 제1 발생 수단은 사실상 동일한 양의 양이온과 음이온을 발생시키며, 제2 발생 수단은 비교적 소량의 양이온과 다량의 음이온을 발생시킨다. 스위치 수단은 선택적으로 제1 발생 수단과 제2 발생 수단 중 어느 하나로 절환하며, 스위치 수단에 의해 절환된 제1 발생 수단 및 제2 발생 수단 중 어 느 하나가 작동된다.

따라서, 사실상 동일한 양의 양이온과 음이온을 발생시키거나 비교적 소량의 양이온과 다량의 음이온을 발생시키는 것이 가능하며, 주요 목적이 박테리아 제거/살균 효과를 제공하는 것일 때는 사실상 동일한 양의 양이온과 음이온을 발생시키는 방식으로, 또한 주요 목적이 휴양 효과이고 약간의 박테리아 제거/살균 효과가 요구될 때는 양이온과 비교해 다량의 음이온을 발생시키는 방식으로 이온 발생 모드를 선택할 수 있다.

본 발명에 따른 이온 발생기에서, 제1 발생 수단 및 제2 발생 수단은 유전체와, 상기 유전체를 사이에 갖고 서로 대면한 한 쌍의 전극과, 상기 쌍의 전극을 가로질러 교류 전압을 가하기 위한 인가 수단을 포함하며, 상기 인가 수단은 양이온과 음이온을 발생시키기 위해 상기 쌍의 전극을 가로지르는 교류 전압을 가하고, 다이오드의 양 단자에 연결된 스위치 수단은 상기 쌍의 전극 중 전압 공급측 전극이 아닌 하나와 연결되는 애노드 측과 공통의 고정된 전기 전위가 가해지는 캐소드 측을 구비한다.

이러한 이온 발생기에서, 제1 발생 수단 및 제2 발생 수단은 한 쌍의 전극 사이에 유전체를 보유하고, 인가 수단은 상기 쌍의 전극을 가로질러 교류 전압을 인가한다. 인가 수단에 의해 상기 쌍의 전극을 가로질러 교류 전압을 인가함으로써, 음이온 및 양이온이 발생된다. 스위치 수단에서, 다이오드의 애노드 측은 전압 공급측 전극이 아닌 상기 쌍의 전극 중 하나에 연결되고, 공통의 고정된 전기 전위는 캐소드 측에 인가되고, 스위치 수단은 다이오드의 양 단자에 연결된다.

따라서, 절환이 비교적 단순한 회로 구조에서 수행될 수 있다.

본 발명을 따른 이온 발생기에서 다이오드 및 스위치 수단은 인가 수단으로부터 독립적으로 제공된다.

이러한 이온 발생기에서 다이오드 및 스위치 수단이 인가 수단으로부터 독립적으로 제공되기 때문에, 다이오드 및 스위치 수단의 위치 설정이 쉽게 되어 제조 단가를 낮추게 된다.

본 발명에 따른 이온 발생기는 타이머 수단 또는 외부 환경을 검출하기 위한 검출 수단을 더 포함하는데, 스위치 수단은 타이머 수단에 의해 계측된 시간 또는 검출 수단에 의한 검출치에 근거하여 절환한다.

이러한 이온 발생기에서, 스위치 수단이 타이머 수단에 의해 계측된 시간 또는 외부 환경을 검출하기 위한 검출 수단에 의한 검출치에 의해 절환되도록 디자인되었기 때문에, 자동적으로 실내의 공기 질을 쾌적하게 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 이온 발생기에서, 검출 수단은 공기 오염도 검출용 센서이다.

이러한 이온 발생기에서, 검출 수단은 공기 오염도 검출용 센서이기 때문에, 공기 오염도에 따른 최적의 작동 모드에서 그 기능을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 이온 발생기는 공기 오염도를 외부에서 설정하기 위한 설정 수단과, 센서에 의한 검출치가 설정 수단에 의한 설정치 보다 낮지 않을 때 제1 발생 수단으로 절환하거나, 검출치가 설정치 보다 낮을 때 제2 발생 수단을 절환하는 스위치 수단을 더 포함한다.

이러한 이온 발생기에서, 설정 수단은 공기 오염도를 외부적으로 설정하고, 스위치 수단은 센서에 의한 검출치가 설정 수단에 의한 설정치 보다 낮지 않을 때 제1 발생 수단으로 절환하고, 검출치가 설정치 보다 낮을 때 제2 발생 수단으로 절환한다.

따라서, 공기 오염도가 높을 때 박테리아 제거/살균을 우선한 건강에 중점을 둔 방식으로 그 작동을 수행하고, 공기 오염도가 낮을 때 휴양 효과로 그 우선 순위를 바꾸는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 이온 발생기는 제1 발생 수단 또는 제2 발생 수단이 작동할 때 작동 상태를 표시하는 표시 수단을 더 포함하며, 표시 수단은 해당 색으로 그 작동 상태를 표시한다.

이러한 이온 발생기에서, 제1 발생 수단 또는 제2 발생 수단이 작동할 때 표시 수단은 해당 색으로 그 작동 상태를 표시하여 박테리아 제거/살균 효과를 갖는 양이온이 방출되거나 휴양 효과를 주로 갖는 음이온이 방출되는 것을 한눈에 알 수 있다.

본 발명에 따른 이온 발생기는 타이머 수단과 타이머 수단에 의해 작동 개시부터 계측된 소정의 시간동안 제1 발생 수단으로 절환하는 스위치 수단을 더 포함한다.

이러한 이온 발생기에서, 스위치 수단이 타이머 수단에 의해 작동 개시부터 계측된 소정의 시간동안 제1 발생 수단으로 절환하기 때문에, 공기가 오염되었다고 판단되는 때에 박테리아 제거/살균 효과를 마련하는 것이 가능한 사실상 동일한 양 의 양이온 및 음이온을 발생하는 작동 모드를 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 이온 발생기는 스위치 수단이 타이머 수단에 의해 작동 개시부터 계측된 소정의 시간동안 제1 발생 수단을 절환하고, 타이머 수단이 소정의 시간을 계측한 후, 스위치 수단은 센서에 의해 검출된 오염도에 근거하여 절환하도록 구성된 타이머 수단을 더 포함한다.

이러한 이온 발생기에서, 스위치 수단은 타이머 수단에 의해 작동 개시부터 계측된 소정의 시간동안 제1 발생 수단을 절환하고, 타이머 수단이 소정의 시간을 계측한 후, 스위치 수단은 센서에 의해 검출된 오염도에 근거하여 절환한다.

따라서, 공기가 오염되었다고 판단되는 작동 개시로부터 소정의 시간동안 박테리아 제거/살균 효과를 제공할 수 있는 사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온을 발생하는 작동 모드를 수행할 수 있고, 이후 소정 시간 경과 후 공기 오염도에 따라, 사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온을 발생시키는 작동 모드와 양이온 및 비교적 다량의 음이온을 발생시키는 작동 모드 사이에서 절환하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 공기 조화 장치는 공기의 상태를 변화시키는 수단과, 본 발명에 따른 이온 발생기를 포함하며, 이온 발생기에 의해 발생된 음이온 및 양이온은 공기의 상태를 변화시키는 수단에 의해 교환되어 이후 공기로 분산된다.

따라서, 박테리아 제거/살균 효과와 휴양 효과가 공기조화 장치의 공기 조화 효과에 추가되어 마련됨으로써, 실내 환경을 더욱 쾌적하게 한다.

도1은 본 발명의 이온 발생기의 일 실시예를 도시한 회로도이다.

도2는 이온 발생기 내부의 이온 발생 전극체의 단면도이다.

도3은 이온 발생기를 합체한 공기 정화기에 정면 커버와 필터가 배치되는 방법을 도시한 확대 사시도이다.

도4는 정면 커버와 필터가 제거된 공기 정화기의 사시도이다.

도5는 공기 정화기의 후방 사시도이다.

도6은 공기 정화기의 수직 단면도이다.

도7은 공기 정화기 내부의 공기 유동을 설명하는 개략도이다.

도8은 공기 정화기의 내부 구조를 도시한 부분 사시도이다.

도9는 공기 정화기의 작동 유닛을 도시한 정면도이다.

도10은 공기 정화기의 원격 제어기의 정면도이다.

도11은 공기 정화기의 회로 구조를 도시한 블록선도이다.

도12는 공기 정화기의 작동을 도시한 순서도이다.

도13은 공기 정화기의 작동을 도시한 순서도이다.

이하에서는 몇몇 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

(제1 실시예)

도1 및 도2를 참조로, 본 발명의 이온 발생기의 제1 실시예를 설명한다.

도1은 이온 발생기의 회로 구조를 도시한 회로도이다. 이러한 이온 발생기(10)는 상용 파워 서플라이(30)에 연결된 정류기(90)를 포함하며, 정류기(90)의 출력 단자에 연결된 제어 회로를 구비한다. 제어 회로(100)는 후술 된 공기 조화 장치의 제어 회로이다.

또한, 이온 발생기(10)는 이온 발생 전극체(1)와, 스위칭 변압기(31), 릴레이(32), 마이크로 컴퓨터(33), 마이크로 컴퓨터(33)의 입력 유닛(34), SSR[무접점 릴레이(Solid State Relay)](35), 오작동 검출 회로(36), 경보 수단(37), 포토커플러(38), 표시부(39) 및 피드백 제어 회로(30)를 포함한다.

스위칭 변압기(31)는 제1 권선(31p) 및 제2 권선(31s1, 32s2, 32s3)을 구비한다. 제2 권선(31s1)은 후술된 이온 발생 전극체로 교류 고전압을 가하기 위해 제공된다. 정류기(90)와 평행한 상용 파워 서플라이(30)에 연결된 SSR(35)은 제1 권선(31p)에 연결된다. 저항(R6) 및 다이오드(D5)는 SSR(35)과 제1 권선의 하나의 단자 사이에 열을 지어 삽입된다. 다이오드(D5)는 애노드 측이 SSR(35)에 연결되고 캐소드 측이 제1 권선(31p)의 하나의 단자에 연결되도록 위치된다. 제1 권선(31p)의 다른 단자는 npn 타입의 스위칭 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 연결된다. 또한, 커패시터(C3)는 제1 권선(31p)의 두 개의 단자를 가로질러 연결된다. 스위칭 트랜지스터(Q2)의 에미터는 저항(R8) 및 다이오드(D1)를 통해 상용 파워 서플라이(30)에 연결된다. 다이오드(D1)는 애노드 측이 제1 권선(31p)에 연결되고 캐소드 측이 상용 파워 서플라이(30)에 연결되도록 위치된다. 다이오드(D1)에 연결되는 상용 파워 서플라이(30)의 일 측은 그라운드 된다. 또한, 릴레이(32)는 다이오드(D1)에 평행하게 연결된다.

커패시터(C2)의 양(positive)측은 다이오드(D5)의 캐소드 측에 연결되고, 음(negative)의 측은 다이오드(D1)의 애노드 측에 연결된다.

스위칭 트랜지스터(Q2)의 베이스는 저항(R7)을 통해 다이오드(D5)의 캐소드 측에 연결되고 제너(zener) 다이오드(D7)를 통해 다이오드(D1)의 애노드 측에 연결된다. 스위칭 트랜지스터(Q2)의 에미터는 저항(R8)을 통해 스위칭 변압기(31)의 제2 권선(31s2)의 음의 측에 연결된다. 제2 권선(31s2)의 양의 측은 피드백 제어 회로(300)의 하나의 단자에 연결되고, 피드백 제어 회로(300)의 다른 단자는 제너 다이오드(D8)를 통해 스위칭 트랜지스터(Q2)의 베이스에 연결된다.

포토커플러(38)는 npn 타입의 광트랜지스터(Q1)와 광트랜지스터(Q1)와 광학적으로 커플링되는 발광 다이오드(D6)로 구성된다. 광트랜지스터(Q1)의 콜렉터는 저항(R7)과 제너 다이오드(D7)의 교차점에 연결되고, 에미터는 커패시터(C2)의 음의 측에 연결된다. 발광 다이오드(D6)의 양 단자는 마이크로 컴퓨터(33)에 연결된다.

이온 발생 전극체(1)는 스위칭 변압기(31)의 제2 권선(31s1)의 양전극 및 음전극 사이에 연결된다. 이온 발생 전극체(1)는 주로 유전체와 상기 유전체를 사이에 두고 서로 대면한 한 쌍의 전극으로 구성된다. 도2에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서, 두 개의 개방된 단부([파이렉스(상표명): 20mm의 외경]를 갖는 원통형 유리 튜브(11)가 유전체로 사용된다. 여기서 유전체의 재료는 제한되지 않으며, 절연성이 있으면 어떠한 재료도 사용될 수 있다. 또한, 형태도 제한되지 않으며, 설치될 장치의 형태 및 구조를 고려하여 적절히 결정된다. 이 실시예에서 유전체가 원통형이라면, 큰 외경과 얇은 두께를 가질수록, 큰 정전기적 정전용량을 가져서 이온 발생을 용이하게 한다. 그러나, 오존 발생이 동시에 증가한다면 이온과 오존 사이의 균형을 고려하여 결정된 치수를 결정해야 한다. 실험 결과, 20mm 이상의 외경과 1.6mm 이상의 두께는 넘지 않는 유리 튜브(11)가 권장된다.

스테인레스 평(plain) 위브(weave) 와이어 메쉬를 원통형으로 압연하여 형성된 모양을 갖는, 내부 전극(12) 및 외부 전극(13)은 유리 튜브(11)의 내부와 외부에 놓여진다. 내부 전극(12)은 고전압 전극으로서 기능하고, 외부 전극은 그라운드 전극으로서 기능한다. 내부 전극(12)을 위해, 하나는 스테인레스 스틸 와이어 SUS316 또는 SUS 304로 제조된 40 메쉬 평 위브 와이어 메쉬를 원통형으로 압연하여 얻어진 것이 사용된다. 외부 전극(13)을 위해, 유사하게 스테인레스 스틸 와이어 SUS316 또는 SUS 304로 제조된 16 메쉬 평 위브 와이어 메쉬를 원통형으로 압연하여 얻어진 것이 사용된다. "메쉬"는 인치당 와이어의 개수를 뜻한다. 따라서, 메쉬의 숫자가 커질수록 메쉬는 조밀해진다. 이온 발생 전극체(1)의 정전기적 정전용량을 증가시키고 이온 발생 효율을 향상시키기 위해서, 내부 전극(12) 및 외부 전극(13)은 유리 튜브(11)에 부착된다.

유리 튜브(11)의 양 단부는 절연 플러그 부재(14, 15)로 폐쇄된다. 플러그 부재(14, 15)는 고무와 같은 탄성 부재를 사용하여 형성된다. 플러그 부재(14, 15) 각각은 사실상 원통형이며, 일 측상에 주연 방향으로의 돌출부(19)와 유리 튜브(11)의 단부들이 주연 방향의 홈(20)에 삽입되도록 주연 방향으로의 돌출부(19) 내에 형성된 주연 방향 돌출부(20)를 갖는다. 또한, 플러그 부재(14, 15)의 각각의 외주연 방향 표면에, 외주연 방향 홈(21)이 형성된다. 외주연 방향 홈(21)은 이온 발생 전극체(1)를 공기 조화 장치에 고정하는데 사용된다.

박막으로 커버된 구멍(16)이 각각의 플러그 부재(14, 15)의 중심에 형성된다. 박막은 필요할 경우 소정의 물체가 박막을 뚫고 삽입될 수 있도록 쉽게 찢겨지는 방식으로 처리된다. 이러한 실시예에서, 리드 와이어(17)는 플러그 부재(15)의 구멍(16)을 통해 지나간다. 리드 와이어(17)는 유리 튜브(11) 내부의 내부 전극(12)에 연결된다. 또한, 리드 와이어(18)는 외부 전극(13)에 연결된다.

이온 발생 전극체(1)는 다음과 같이 조립된다. 먼저, 리드 와이어(17)가 용접되는 내부 전극(12)은 유리 튜브(11)로 삽입된다. 이후, 플러그 부재(15)의 구멍(16)의 박막은 리드 와이어(17)가 구멍(16)을 통과하도록 예리한 공구에 의해 찢기고, 이후 플러그 부재(15)는 유리 튜브(11)에 끼워진다. 다음, 리드 와이어(18)가 용접된 외부 전극(13)은 유리 튜브(11)의 외부 주위에 끼워지고, 이후 플러그 부재(14)는 유리 튜브(11)의 타단부에 끼워진다.

도1에 도시된 바와 같이 전압 공급측 전극이 아닌 외부 전극(13)은 다이오드(D1)의 애노드 측에 연결된다.

오작동 검출 회로(36)는 스위칭 변압기(31)의 제2 권선(31s3)의 양전극 및 음전극 사이에 연결된다. 오작동 검출 회로(36)는 저항(R1, R2, R3), 다이오드(D20 및 커패시터(C1)에 연결되며, 이러한 요소들은 다음에 연결된다. 먼저, 저항(R1), 다이오드(D2) 및 저항(R3)은 열을 지어 제2 권선(31s3)의 양(positive) 측에 연결된다. 다이오드(D2)는 애노드 측이 저항(R1)을 통해 제2 권선(32s3)의 양(positive)에 연결되도록 위치되고, 캐소드 측은 저항(R3)의 하나의 단자에 연결된다. 저항(R2)은 제2 권선(31s3)의 다른 단자와 다이오드(D2) 및 저항(R1)의 분기점 사이에 연결되며, 커패시터(C1)는 저항(R3)의 다른 단자와 제2 권선(31s3)의 음의 측 사이에 연결된다. 이러한 방식으로 구성된 오작동 검출 회로(36)는 마이크로 컴퓨터(33)에 연결된다.

다음에 이온 발생기(10)의 기능이 설명된다.

상용 파워 서플라이로부터 출력된 교류 전압은 다이오드(D5)와 커패시터(C2)에 의해 정류된 평류(smoothed)인 직류로 변환된다. 이러한 직류는 스위칭 트랜지스터(Q2)가 on 될 때 스위칭 변압기(31)의 제1 권선(31p)에 공급된다. 피드백 제어 회로(300)는 스위칭 변압기(31)의 제2 권선(31s2)에 유도된 전압에 근거하여, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 on/off를 제어한다. 따라서, 안정된 방식으로 고전압이 제2 권선(31s2)에 발생된다.

마이크로 컴퓨터(33)는 그의 입력 유닛(34)에서의 신호에 근거하여 릴레이(32)의 on/off 상태를 제어한다. 릴레이(32)가 on 상태일 때, 외부 전극(13)은 다이오드(D1) 없이 그라운드 된다. 또한, 사인 그래프 식(sinusoidal) 전압이 내부 전극에 가해진다. 이 상태는 "제1 작동 모드"이다.

교류 전압이 상기한 바와 같은, 각각의 사이에 유리 튜브(11)와 서로 대면한 전극(12, 13)들을 가로질러 가해질 때 방전과 같은 이온화 현상이 대기에서 발생되고 사실상 동일한 양의 양이온과 음이온이 발생된다.

이때, 대부분 안정된 방식으로 H⁺(H₂O)_n과 O₂ ^-(H ₂O)_m이 각각 양이온과 음이온으로서 발생된다. 이러한 양이온 및 음이온은 독립적으로 공기 중에 부유한 박테 리아에 대한 제거 효과를 갖지 않는다. 그러나 이러한 이온들이 발생될 때, 하이드로겐 페록사이드(H₂O₂) 또는 하이드록실(hydroxyl) 그룹의 래디컬(radical)(·OH)은 화학 작용에 의해 마련된 활성 시편으로서 발생된다. H₂O₂ 또는 (·OH)는 강한 반응성을 가지기 때문에, 이러한 이온을 공기 중에 방출시켜 박테리아를 제거 또는 죽이는 것이 가능하다.

릴레이(32)가 off 될 때, "제2 작동 모드"가 시작된다. 이때, 전자(electron)는 그라운드 -> 다이오드(D1) -> 제2 권선(31s1) -> 내부 전극912) -> 유리 튜브(11) -> 공기 -> 그라운드의 루트를 흐르고, 전자는 내부 전극(12)과 외부 전극(13) 사이의 공기로 방출되며, 결과적으로 음이온이 발생된다. 이때, 전자는 유리 튜브(11) -> 내부 전극(12) -> 제2 권선(31s1) -> 다이오드(D1) -> 그라운드의 루트를 흐르지 않기 때문에, 내부 전극은 전극 사이의 공기로부터 전자를 수용할 수 없다. 그러나, 외부 전극(13) -> 유리 튜브(11) -> 내부 튜브(12) -> 제2 권선(31s1) -> 외부 전극(13)의 루프는 형성되기 때문에, 소량의 양이온이 발생된다. 따라서, 릴레이가 off 상태일 때, 이온 발생 전극체(1)는 비교적 다량의 음이온과 소량의 양이온을 공기로부터 발생시킨다. 이때, 음이온과 양이온의 생성 비율은 4:1 내지 6:1이며 음이온의 양이 많아서, 휴양 효과를 얻을 수 있다.

또한, 마이크로 컴퓨터는 입력 수단(34)에서의 신호를 근거로 SSR(35)의 on/off 상태를 제어한다. SSR(35)이 on 될 때, 이온 발생 전극체(1)는 작동 상태로 바뀌고, SSR(35)이 off 될 때, 이온 발생 전극체는 비 작동 상태로 바뀐다. 표 시부(39)는 이온 발생 전극체(1)의 상태를 표시하는데 사용된다.

오작동 검출 회로(36)는 다음과 같이 작동한다. 제2 권선(31s1)의 단자를 가로지로는 전압에 대한 유도 전압이 제2 권선(31s3)에 발생된다. 이러한 유도 전압은 정류된 평류가 되어 마이크로 컴퓨터(33)로 입력된다. 이온 발생 전극체(1)의 전극 사이에 회로 쇼트가 발생되면, 제2 권선(31s3)의 전압도 쇼트 상태(= 0V)가 된다. 따라서 마이크로 컴퓨터(33)로 입력될 전압 신호는 통상 보다 작아진다. 반면, 내부 전극(12) 또는 외부 전극(13)이 단절될 때, 제2 권선(31s3)의 유도 전압은 통상 보다 높아진다. 따라서, 마이크로 컴퓨터(33)로 입력된 전압은 통상 보다 커진다.

상기와 같이, 통상의 값에서 치우친 전압 신호가 마이크로 컴퓨터(33)에 입력되면, 마이크로 컴퓨터(33)는 이온 발생 전극체(1)에 이상이 있는 것으로 판단하고 경보 수단(37)을 작동한다. 경보 수단(37)은 사용자에게 빛, 소리 및 문자 등을 이용하여 이상을 알린다.

(제2 실시예)

다음, 아래에 이온 발생기(10)를 공기 조화 장치에 탑재한 것을 설명한다.

도3 내지 도12를 통해 공기 조화 장치의 일례로서 사용되는 공기 정화기를 도시한다. 공기 정화기는 수직으로 직립한 평평한 박스와 같은 형상의 본체(5)와, 본체(5)를 지지하는 베이스(510)와, 정면 커버(7)와 본체(5) 사이의 공간을 갖는 본체(5)의 일측(이 경우엔 정면)에 부착되는 정면 커버(7)를 포함한다. 본체(5)의 정면은 상부에서 보았을 때 볼록한 중심을 갖도록 완곡히 굽혀지며, 또한 정면 커 버(7)는, 상부에서 보았을 때, 대응되는 방식으로, 볼록한 중심을 갖도록 굽혀있다. 나란히 수직인 복수의 슬릿을 배치하여 구성된 공기 입구(71)는 정면 커버(7)의 중심에 형성된다. 또한 정면 커버의 네 개의 에지와 본체(5) 사이의 간극은 측면 공기 입구(72)로서 기능한다(도6 참조).

본체(5)의 배면 섹션은 배면 커버(8)로 구성되었다. 도5에 도시된 바와 같이, 공기 출구(81) 및 이온 출구(82)는 배면 커버(8)의 상부 섹션에 형성된다. 공기 출구(81)와 이온 출구(82)는 나란히 수직인 복수의 슬릿을 배치하여 구성된다. 그립부(84)는 사각형 후퇴부에 형성되고 벽 장착 구멍(85)은 벽 장착 금속 피팅(도시 생략)에 분리식으로 준비된 벽에 본체(5)를 장착하도록 형성된다.

도7은 주요 부품의 배치와 본체(5) 내부의 공기 유동을 개략적으로 도시한다. 도번 6은 필터를 나타내며 56 및 57은 팬 모터와 팬을 나타낸다. 팬(57)이 팬 모터(56)에 의해 회전될 때, 공기가 공기 입구(71)와 측면 공기 입구(72)로부터 흡입된다. 공기가 필터(6)를 통해 팬(57)에 도달할 때, 공기는 방향을 위로 바꾸어 공기 출구(81)로 유동한다. 공기 출구(81)로의 유동 중에, 공기 유로(58)는 이온 출구(82)로 뚫려진 바이패스 유로(59)로 분기한다. 이온 발생 전극체(1)는 바이패스 유로(59) 내에 놓여진다.

도4에 도시된 바와 같이, 저장 섹션(51)이 내부에 필터(6)를 저장하기 위해 본체(5)의 정면에 형성된다. 필터(6)는 세 가지 종류의 필터 즉, 흡입 공기 기류의 상승 기류 측으로부터 예비 필터(61), 악취 제거 필터(62) 및 먼지 수집 필터(63)로 구성된다.

예비 필터(61)는 폴리프로필렌(polypropylene)으로 제조되고, 흡입된 공기로부터 비교적 큰 먼지들을 포획한다. 악취 제거 필터(62)는 부직 폴리에스터 섬유를 사각형 프레임에 부착시키고 섬유 상의 활성 카본을 고르게 펼치고 그 위에 부직 폴리에스터 섬유를 위치시킨 3층 구조로 구성되며, 공기 중의 아세트알데히드(acetaldehyde), 암모니아 및 아세트산과 같은 냄새 요소를 흡수한다. 먼지 수집 필터(63)는 필터 재료로서 부직 섬유 기반의 폴리에스터/비닐론으로 제조된 집합체와 일렉트릿 멜트 블로운(electret melt-blown) 부직 섬유[토레이 상교 가부시끼가이샤에서 얻을 수 있는 상표명 "토레이미크론"]를 사용하고, 필터 재료를 절첩하고, 필터 재료의 상부 및 하부 면에 부직 하이드록시-아파타이트(hydroxy-apatite) 안티 박테리아(antibacteria) 시트를 위치시키고, 이것을 열압착 접착시키고, 작은 먼지를 포획하는 부직 섬유를 핫-멜트(hot-melt)로 용접하여 마련된 소위 HEPA 필터이다.

팬(57)으로 뚫린 환기 개구(52)는 저장 섹션(51) 뒤의 수직 벽에 형성된다. 환기 개구(52)는 다수의 장형 구멍을 반경 방향으로 배치하여 구성된다. 리세스 섹션(53)은 환기 개구(52)의 중심에 형성되고, 팬 모터(56)는 리세스 섹션(53)의 배면 측에 부착되며, 팬(57)은 팬 모터(56)의 회전축에 부착된다.

팬(57)으로써, 터보 팬이 도면에 도시되었으나, 팬의 타입이 제한될 필요는 없다. 프로펠러 팬 또는 크로스 플로우 팬(cross flow fan)을 사용하는 것이 가능하다. 도면에 도시된 터보 팬은 회전 속도와 소음도를 감소시키기 위해 팬 지름에 비교하여 비교적 큰 두께를 갖도록 디자인되었다. 제어성이 보다 중요함에 따라 직류 모터가 팬 모터(56)로서 사용된다.

팬(57)으로부터 전달된 대부분의 공기는 공기 유로(58)를 경유하여 공기 출구(81)로부터 배기되나, 공기의 일부는 바이패스 유로(59)를 통해 지나가며, 이온 발생 전극체(1)에 의해 발생된 이온을 수용하고 이온 출구부(82)로부터 배기된다.

교류 고전압을 전극에 가해서 이온이 발생될 때, 오존이 부산물로 발생된다. 자연적으로, 오존은 산소로 분해되지만 이러한 분해는 오존 분해 촉매의 존재로 인해 더욱 증진된다. 따라서, 유리 튜브(11), 내부 전극(12) 및 외부 전극(12) 중 적어도 하나가 산소에서 발생된 오존의 분해를 촉진하고 오존의 양을 감소하도록, 오존 분해 촉매를 운반하거나, 이온 발생 전극체(1)에 인접하게 분리식으로 준비된 촉매 매개체를 위치를 시키는 것이 바람직하다. 오존 분해 촉매로서, 통상 공지된 이산화망간, 백금, 이산화납, 구리(Ⅱ) 산화물 및 니켈을 사용하는 것이 가능하다. 촉매 운반체가 분리식으로 준비된다면, 원통형 와이어 메쉬로 제조된 베이스 본체를 준비하는 것과 베이스 본체를 그 사이의 소정에 공간에 동심으로 외부 전극(13)을 배치하는 것이 바람직하다.

베이스 본체가 오존 분해 촉매 역할을 수행하기 위해, 오존 분해 촉매를 바인더 물질에 분산시키고 디핑(dipping), 스피닝(spinning) 및 스프레잉 등의 수단으로 분산된 것을 베이스 본체에 부착시키는 것이 바람직하다. 오존 분해 촉매의 양은 발생된 오존의 양으로부터 적절하게 결정된다.

본체(5)의 정면부의 상부에는 제어 유닛(54)이 있다. 도9에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(54)에는, 다양한 단추, 제어 스위치 및 표시 램프가 배치된다. 도 면 부호 200은 "작동 on/off" 단추, 201은 "작동 스위치 버튼", 202는 "off 타이머"이며 203은 센서 감도 스위치 제어부이다. 도면 부호 210은 "파워 서플라이" 램프, 211은 "자동" 램프, 212는 "묵음(silent) 작동" 램프, 213은 "마일드(mild) 작동" 램프, 214는 "노말 작동" 램프, 215는 "강력 작동", 램프 216은 "급속 작동" 램프, 217은 "흡연 작동" 램프, 218은 "꽃가루 작동" 램프, 219는 "1 시간" 램프, 220은 "2 시간" 램프이며 221은 "4 시간" 램프이다. 도면 부호 222는 "필터 교환" 램프, 223은 먼지 센서 램프이며 224는 악취 센서 램프이다. 이러한 램프들은 발광 다이오드로 구성된다. 도면 부호 225는 필터 리셋 버튼이며 226은 원격 제어 광 수용부이다.

뷰(view) 윈도우(55)는 제어 유닛(54)의 우측에 제공된다. 뷰 윈도우(55)는 이온 발생 전극체(1)의 작동 상태를 확인하기 위해 이온 발생 전극체(1)를 대면한 곳에 위치된다. 뷰 윈도우(55)는 손가락이 삽입될 수 없도록 광 투과 플라스틱으로 커버된다. 소정의 램프가 뷰 윈도우(55)의 내부에 설치되고, "클러스터 램프"로 불린다. "클러스터 램프"는 다른 색을 방출하는 복수의 발광 다이오드로 구성되며, 이온의 그룹 또는 이온 클러스터의 발생 상태에 따라 다른 색을 방출한다. 사용자는 뷰 윈도우(55)를 통해 발광된 색으로 이온 발생 전극체(1)의 작동 상태를 알 수 있다.

도10에 도시된 바와 같이, 원격 제어기(41)는 다양한 스위치(스위치의 버튼)를 포함한다. 도면 부호 230은 "작동 on/off" 버튼, 231은 "off 타이머" 버튼, 232는 "클러스터 on/off" 버튼이며 233은 "클러스터 스위치" 버튼이다. 도면 부호 234는 "수동[공기량(Air Volume)]" 버튼, 235는 "자동" 버튼, 236은 "묵음 작동" 버튼, 237은 "급속 작동" 버튼, 238 은 "흡연 작동" 버튼이며 239는 "꽃가루 작동" 버튼이다. 원격 제어기(41)의 상단부에 제공된 것은 자외선 신호를 원격 제어 광 수용부(226)에 전송하기 위한 전송부(240)이다.

공기 정화기의 제어 회로(100)는 도11에 도시된 바와 같이 구성된다. 제어 기능의 주요 부품은 도1에 도시된 마이크로 컴퓨터(LSI; 33)이며 부속 요소가 마이크로 컴퓨터(33)에 커플링된다. 도면 부호 101은 상용 파워 서플라이 회로에 연결되는 플러그, 102는 퓨즈, 103은 노이즈 방지 회로, 104는 파워 서플라이 회로이며 105는 리셋 회로이다. 도면 부호 106은 클락(clock) 회로를 발생하는 파워 서플라이, 107은 클락 회로, 108은 LED 구동 회로이며 109는 키(key) 입력 회로이다. 도면 부호 43은 원격 제어기 수용 회로, 47은 팬 모터 구동 회로, 110은 버저(buzzer) 구동 회로, 44는 먼지 센서 회로, 45는 악취 센서 회로, 111은 고전압 구동 회로, 112는 EEPROM 구동 회로이며, 113은 감도 스위칭 회로이다.

노이즈 방지 회로(103)는 노이즈와 플러그(101)로부터 유입되는 광 서지(surge)로부터 회로를 차단하고, 외부로 나가는 노이즈를 흡수한다. 파워 서플라이 회로(104)는 정류기를 포함하며 정류기 회로는 다이오드(D5)와 커패시터(C2)로 구성되고, 마이크로 컴퓨터(33), 스위칭 변압기(31), 팬 모터(56), 램프, 버저 및 센서와 같이 전력이 필요한 곳에 전류를 공급한다. 리셋 회로(105)는 마이크로 컴퓨터(33)에 공급되는 전압이 설정치보다 낮을 때 마이크로 컴퓨터(33)를 리셋한다. 클락 회로 생성 파워 서플라이(106)는 파워 서플라이(104)의 1차 전압 파형을 사각파 신호로 변환한다. 클락 회로(107)는 마이크로 컴퓨터(33)의 작동에 필요한 클락 신호를 발생시킨다. LED 구동 회로(108)는 램프를 구성하는 LED 들을 on 한다.

다양한 스위치들이 눌러지거나 제어부가 움직일 때, 키 입력 회로(109)는 해당 신호를 마이크로 컴퓨터(33)에 입력한다. 버저 구동 회로(110)는 음향을 만들도록 버저를 on 한다. 고전압 구동 회로(111)는 약 1.8 kV의 교류 고전압을 발생시키기 위해 교류 110V를, 고전압 유닛인, 스위칭 변압기(31)로 입력한다. EEPROM 회로(112)는 EEPROM에 팬 모터(56)의 누적 작업시간을 기록한다. 센서 감도 스위칭 제어기(203)를 조작할 때, 감소 스위치 회로(113)는 먼지 센서와 악취 센서의 감도를 세 가지 수준(고, 중, 저) 중의 하나로 변경한다.

팬 모터 구동 회로(47)는 펄스 폭 변조(PWM) 제어에 의해 팬 모터(56)를 제어한다. 원격 제어 수용 회로(43)는 원격 제어 광 수용부(226)를 통해 원격 제어기(41)에서 나온 자외선 신호를 수용한다.

먼지 센서 회로(44)에 구비된 먼지 센서는 발광 요소와 그에 광학적으로 결합되는 광 수용 요소로 구성된 반사 포토인터럽터로 제조된다. 발광 요소에서 방출된 빛은 공기 중의 먼지에 의해 반사되며, 광 수용 요소에 도달한다. 광 수용 요소는 수용된 빛의 양에 비례하는 전압을 발생한다. 따라서, 광 수용 요소의 출력 전압을 모니터링하여, 공기 중의 먼지 양을 알 수 있다.

악취 센서 회로(45)에 구비된 악취 센서는 메탈 옥사이드 반도체로 제조된다. 메탈 옥사이드 반도체는 가스 요소를 흡수하면 그 저항율이 변화된다. 따라 서, 금속 옥사이드 반도체의 저항을 모니터링하여, 공기 중의 가스 요소 즉, 악취의 양을 알 수 있다.

먼지 센서 및 악취 센서는 실내의 공기가 통과하는 본체(5) 다소 안쪽에 놓여진다.

다음, 공기 정화기의 작동 및 기능을 설명한다. 공기 정화기의 작동 개시에, 팬 모터 구동 회로(47)는 마이크로 컴퓨터(33)에서의 제어 신호를 수용하고, 제어 신호에 기반한, 소정의 회전 속도로 회전시키기 위해 PWM 제어에 의해 팬 모터(56)를 제어한다. 팬 모터(56)가 회전 할 때, 팬(57)이 회전하고 실내의 공기는 공기 입구(71)와 측면 공기 입구(72)를 통해 흡입된다. 흡입된 공기 중의 비교적 큰 먼지는 예비 필터(61)에 의해 포획되며, 이후 아세탈디하이드, 암모니아 및 아세트산과 같은 냄새 요소는 악취 제거 필터(62)에 흡수된다. 또한, 악취 제거 필터(62)를 통과한 공기 중의 미세 먼지는 먼지 수집 필터(63)에 의해 포획되어, 공기 유로(58)를 따라 이동하는 악취나 먼지를 함유하지 않은 깨끗한 공기가 얻어진다.

공기 유로에 유입되는 공기의 일부는 바이패스 유로(59)에 유입되며, 이온 발생 전극체(1)로 공급된다. 이온 발생 전극체(1)에서, 약 1.8 kV의 교류 전압이 내부 전극(12) 및 외부 전극(13)을 가로질러 가해지지며, 양이온 및 음이온이 유전체인 유리 튜브(11)의 외부에서 발생된다.

이때, 릴레이(32)가 on 상태이면, 상기와 같이 사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온이 발생된다. 이것이 "제1 작동 모드"이다.

"제1 작동 모드"에 의해 발생된 사실상 동일한 양의 음이온 및 양이온은 박테리아를 둘러싸고, 화학 반응에 의한 활성 시편으로서 하이드로겐 페록사이드(H₂O₂) 또는 하이드록실 그룹의 래디컬(·OH)을 발생시켜서, 실내의 공기 중에 부유한 박테리아를 제거/살균한다.

릴레이(32)가 off 상태이면, 상기와 같이 비교적 다량의 음이온 및 소량의 양이온이(발생 비율은 약 4:1 내지 6:1) 발생된다. 이것이 "제2 작동 모드"이다.

"제2 작동 모드"에서 발생된 음이온 비율이 높은 이온 클러스터가 이온 출구(82)에서 방출될 때, 실내의 사람에게 휴양 효과를 제공한다.

마이크로 컴퓨터(33)는 키 입력 회로(109)로부터의 신호를 받아, 다음과 같은 작동을 제어한다.

공기 정화기가 정지된 상태에 있을 때, 작동은 제어 유닛(54)의 "작동 on/off" 버튼(200) 또는, 원격 제어기(41)의 "작동 on/off" 버튼(230)을 눌러서 작동된다. "작동 on/off" 버튼(200 또는 230)을 눌렀을 때, 작동은 "자동 모드"에서 시작된다.

"자동 모드"는 팬 모터(56)의 회전 속도가 먼지 센서 회로(44)와 악취 센서 회로(45)에 의해 검출된 공기 내의 먼지와 악취에 양에 따라 변화되는 작동 모드이다. 특히, 하나의 작동 모드가 후술되는 "묵음 작동 모드", "저 공기량 작동 모드", 중 공기량 작동 모드", "고 공기량 작동 모드"로부터 선택된다. "자동 모드"에서는, "자동" 램프(211)가 on 된다. 또한, 이온 발생기(10)가 작동을 시작한다. "작동 on/off" 버튼(200 또는 230)이 이러한 자동 작동 중에 눌러지면, 팬 모터(56)는 정지하고, 이온 발생기(10)의 작동 또한 정지되며, "자동" 램프(211)는 off 된다.

공기 정화기가 작동 중에 있을 때, "작동 스위치" 버튼(201)이 눌러지면, 각각의 시간에 버튼(210)이 눌러지고, 작동모드는 "자동 모드" -> "묵음 작동 모드" -> "저 공기량 작동 모드" -> "중 공기량 작동 모드", -> "고 공기량 작동 모드, -> "급속 작동 모드" -> "흡연 작동 모드" -> "꽃가루 작동 모드" -> "자동 모드"로 절환된다. 따라서, 램프도 "자동 모드" 램프(211), "묵음 작동" 램프(212), "마일드 작동" 램프(213), "노말 작동" 램프(214), "강한 작동" 램프(215), "급속 작동" 램프(216), "흡연 작동" 램프(217) 및 "꽃가루 작동" 램프(218)의 순서로 on 된다. 원격 제어기(41)가 작동 모드를 절환하는데 사용될 때, "자동 모드", "묵음 작동 모드", "급속 작동 모드", "흡연 작동 모드" 및 "꽃가루 작동 모드"를 선택은 각각 "자동 모드" 버튼(235), "묵음 작동 모드" 버튼(236), "급속 작동 모드" 버튼(237), "흡연 작동 모드" 버튼(238) 및 "꽃가루 작동 모드" 버튼(239)에 의한 것이며, "저 공기량 작동 모드", "중 공기량 작동 모드", "고 공기량 작동 모드"의 선택은 "수동(공기량)" 버튼(234)에 의한 것이다.

"묵음 작동 모드"에서, 팬 모터(56)는 그 회전 속도가 300rpm이 되도록 제어된다. 이 경우, 공기 정화기로부터 발생되는 소음은 낮으며, 이러한 모드는 밤중에 적절하다.

팬 모터(56)는 각각 "저 공기량 작동 모드"에서는 그 회전 속도가 550rpm, " 중 공기량 작동 모드"에서는 750rpm, "고 공기량 작동 모드"에서는 950rpm이 되도록 제어된다.

"급속 작동 모드"에서, 팬은 그 회전 속도가 1100rpm이 되도록 제어된다. 이 경우, 필터(6)를 통해 다량의 공기가 통과하기 때문에, 이러한 모드는 공기를 빨리 정화시켜야 할 때 적절하다.

"흡연 작동 모드"에서, 소정의 시간 동안 "고 공기량 작동 모드"에서 작동을 수행한 후, 공기 정화기는 "자동 모드"에서 작동한다. 먼저, 공기 정화기는 소정의 시간 동안 실내의 공기 오염도를 낮추기 위해 "고 공기량"으로 작동하고, 이후 팬 모터(56)는 먼지와 악취(이 경우 담배 연기 및 악취)에 따라 변화된 회전 속도로 자동으로 절환 된다.

"꽃가루 작동 모드"에서, 소정의 시간 동안 "고 공기량 작동 모드"에서 작동을 수행한 후, 공기 정화기는 일정한 시간 간격으로 "저 공기량 작동 모드"와 "고 공기량 작동 모드" 반복하여 작동된다. 꽃가루의 양이 사람에게 꽃가루 알레르기를 일으키는 정도일 때, 공기 중에 부유한 꽃가루가 보일 때에도, 이러한 먼지의 양이 담배 연기와 비교하여 적다면, 꽃가루는 부유한 먼지의 통상 수준과 구별되기 힘들다. 따라서, "고 공기량 작동"은 필터(6)를 통과하는 공기량을 증가시키기 위해 반복되고 가능한 많은 량의 꽃가루를 포획할 것이다. "고 공기량 작동"만을 연속적으로 수행하면, 작동 소음이 사람의 귀를 거슬릴 것이기 때문에 "저 공기량 작동"이 "고 공기량 작동" 중간에 수행된다.

"off 타이머" 버튼(202 또는 231)이 작동 중 눌러질 때, 공기 정화기의 작동은 설정 시간 이후 자동으로 정지된다. "off 타이머" 버튼(202 또는 231)들 각각이 눌러질 때, 설정 시간은 "1 시간" -> "2 시간" -> "4 시간" - "타이머 꺼짐" -> "1 시간"으로 바뀐다. on 되는 램프도 또한 "1 시간" 램프(219)-> "2 시간" 램프(220) -> "4 시간" 램프(221) -> 램프 없음 -> "1 시간" 램프(219)로 바뀐다. 원격 제어기(41)의 "off 타이머" 버튼(231)이 눌러졌을 때, 설정시간에 해당하는 전기 비프(beep)가 발생된다. 따라서, 램프를 보기 힘든 장소에서도 작동 정지를 위한 설정 시간을 알 수 있다.

상기에는 공기 정화기의 작동 개시와 함께 이온 발생기(10)가 작동을 시작하지만, 원격 제어기(41)의 "클러스터 on/off" 버튼(232)에 의해 이온 발생기(10)를 작동하는 것 또한 가능하다. 이온 발생기(10)가 작동하지 않을 때 "클러스터 on/off" 버튼(232)이 눌러지면, SSR(35)은 on 되고, 이온 발생기(10)는 작동을 개시하며, 클러스터 램프가 on 된다. 바꾸어 말해, 뷰 윈도우(55)가 켜진다. 이온 발생기(10)가 작동할 때 "클러스터 on/off" 버튼(232)이 눌러지면, SSR(35)는 off 되며, 이온 발생기는 작동을 정지한다. SSR(35)의 제어 신호와 팬 모터 구동 회로(47)의 PWM 제어 신호가 상호 독립적이기 때문에, 팬 모터(56)의 on/off 상태에 관계없이 이온 발생기(10)의 on/off 상태를 제어할 수 있다.

또한, 원격 제어기(41)의 "클러스터 스위치" 버튼(233)을 누름으로써, 상기한 "제1 작동 모드" 및 "제2 작동 모드"가 교대로 선택된다.

그런데, "자동 모드"에서, SSR(35)은 on 상태이며, 먼지 센서와 악취 센서는 도12의 순서도에 도시된 바와 같이 실내 공기 오염도를 계측한다(S2). 센서들 중 하나의 측정치가 설정치 보다 높다면(S4), 즉 공기가 오염되었다면, 마이크로 컴퓨터(33)의 지령에 따라, 사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온의 발생을 수행하는, " 제1 작동 모드"에 의한 작동이 공기 정화의 목표에 따라 수행된다(S10). 두 개의 센서에 의한 측정치가 설정치와 같거나 낮다면(S6), 실내의 공기는 청정하다고 판단되고, " 제1 작동 모드"에 의한 작동이 수행되어 즉, 비교적 다량의 음이온 및 소량의 양이온 발생의 작동이, 공기 정화보다는 휴양의 목표에 따라 수행된다(S8). "제1 작동 모드"와 "제2 작동 모드" 사이를 자동으로 절환하는 상기한 작동 모드는 "제3 작동 모드"이다.

또한, "자동 모드"에서, 작동은 도13의 순서도에 도시된 바와 같이 수행된다.

원격 제어기(41)의 "자동" 버튼(235)이 눌러졌을 때, 마이크로 컴퓨터(33)는 "자동 모드"로 작동을 개시하며, 그 시간을 카운트(계측)한다(S12).

이때, 팬(57)이 팬 모터(57)에 의해 회전되며, 공기는 공기 정화기에 흡입되고, 악취 요소와 미세 먼지는 필터(6)에 의해 흡입된 공기에서 제거된다. 필터(6)에 의해 먼지 및 악취가 제거된 공기는 팬(57)에 의해 공기 정화기의 외부로 방출된다.

이온 발생기(10)에서, 공기 정화기의 작동 개시 이후 교류 전압이 가해지고, SSR(35)은 "자동 모드"의 on 상태에 있게된다.

마이크로 컴퓨터(33)는 카운트된 시간이 소정의 시간에 도달할 때까지 릴레이(32)를 off 하며(S14), 이온 발생기(10)가 (사인파 전압에 의해)사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온을 교대로 발생하는 제1 작동 모드로 작동을 수행하게 한다(S14).

카운트된 시간이 소정의 시간에 도달(S14)한 후, 마이크로 컴퓨터(33)는 모든 시간 동안 먼지 센서 회로(44) 및 악취 센서 회로(45)에서 실내의 공기 오염 조건을 검출(계측)한다(S16).

센서 회로들에 의한 두 개 또는 한 개의 검출치(S16)가 각각의 설정치(S18, S20)보다 크다면, 즉 실내 공기가 오염되었다면, 마이크로 컴퓨터(33)는 릴레이(32)를 off 하고 이온 발생기(10)가 (사인파의 전압에 의해)사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온을 교대로 발생시키는 제1 작동 모드로 작동을 수행하도록 한다(S26).

반면, 센서 회로들에 의한 검출치가(S16) 모두 각각의 설정치(S18, S20) 보다 작다면, 즉 실내 공기가 청정하다면, 마이크로 컴퓨터(33)는 제어 신호를 갖는 릴레이(32)를 on 하고 이온 발생기(10)가 발생된 음이온의 비율이 양이온의 양보다 많이 발생되는 제2 작동 모드로 작동을 수행하도록 한다(S22).

따라서, 작동 개시 후 소정의 시간의 경과가 없을 때와, 실내 공기가 먼지 또는 먼지와 악취로 오염되었을 때, 마이크로 컴퓨터(33)는 이온 발생기(10)가 사실상 동일한 양의 음이온 및 양이온을 발생하도록 제1 작동 모드에서 작동하게 하고 실내로 그것을 방출한다. 결과적으로, 부유한 박테리아는 음이온 및 양이온의 기능에 의해 실내에서 제거된다.

본 발명자 등에 의해 수행된 실험으로부터, 작동이 "제1 작동 모드"에서 수 행되었을 때, 제거 비율은 작동 개시로부터 2 시간 이후 86%, 4 시간 후에는 93%, 20 시간 후에는 99% 이었다.

상기한 바와 같이, 뷰 윈도우(55)의 클러스터 램프는 다른 색을 방출하는 복수의 발광 다이오드로 구성되어, 예로써, "제1 작동 모드"에 있는 표시 색이 파란색이고 "제2 작동 모드" 의 표시 색이 녹색이면 시각적으로 "공기 정화" 및 "휴양"의 식별이 용이해진다.

EEPROM 회로(12)는 모터(56)의 누적 작동 시간을 EEPROM에 기록한다. 누적 작동 시간이 소정 값에 도달할 때, "필터 교환" 램프(222)가 사용자에게 필터(6)의 교환을 경고하도록 on 된다. 필터의 교체 후, EEPROM의 메모리는 필터 리셋 버튼(225)을 예리한 점을 갖는 것으로 누르는 것에 의해 리셋된다.

상기 설명은 공기 정화기에 합체되는 이온 발생기의 실시예를 설명하지만, 이온 발생기를 제습기, 가습기 및 에어컨과 같은 공기 조화 장치에 합체하는 것도 가능하다. 이 경우, 각각의 공기 조화 장치의 본래의 기능에 추가된, 본 발명의 이온 발생기의 "공기 정화" 기능 및 "휴양" 기능들이 공개된다. 또한, 본 발명은 본 발명의 범주에서 다양한 세부 사항들이 추가되어 실시될 수 있다. 본 발명에 따른 이온 발생기에 따라, 사실상 동일한 양의 양이온과 음이온의 발생 및 비교적 소량의 양이온과 다량의 음이온을 발생하는 것이 가능하며, 주요 목표가 박테리아 제거/살균 효과를 마련하는 것일 때, 사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온을 발생하는 것과, 약간의 박테리아 제거/살균 효과와 주요 목표로 휴양 효과를 마련하는 것일 때는 양이온에 비해 비교적 많은 음이온을 발생시키는 목적에 따라 이온 발생 모드를 선택하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 이온 발생기에 따라, 비교적 단순한 회로 구조로 절환을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 이온 발생기에 따라, 다이오드의 위치 설정과 절환 방식이 용이해져서, 제조 단가를 낮출 수 있다.

또한, 본 발명의 이온 발생기에 따라, 실내 공기의 질을 자동적으로 유지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 이온 발생기에 따라, 공기 오염도가 높을 때는 박테리아 제거/살균을 우선하며, 공기 오염도가 낮을 때는 우선 순위를 휴양 효과로 하여 건강 중심의 방식으로 작동을 수행하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 이온 발생기에 따라, 박테리아 제거/살균 효과를 갖는 양이온이 방출되는 것 또는 휴양 효과를 갖는 음이온이 주로 방출되는 것을 한눈에 알 수 있다.

또한, 본 발명의 이온 발생기에 따라, 작동 개시에 공기가 상당히 오염되었을 때, 박테리아 제거/살균 효과를 마련할 수 있는, 사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온을 발생하는 작동 모드에서 작동을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 이온 발생기에 따라, 작동 개시로부터 소정의 시간동안 공기가 상당히 오염되었을 때, 박테리아 제거/살균 효과를 마련할 수 있는, 사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온을 발생하는 작동 모드에서 작동을 수행할 수 있고, 공기 오염도에 따라, 사실상 동일한 양의 양이온 및 음이온을 발생하는 작동 모드 와 다량의 음이온을 발생하는 작동 모드를 절환하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 공기 조화 장치에 따라, 박테리아 제거/살균 효과 및 휴양 효과가 공기 조화 장치 본래의 기능에 추가로 마련되어, 실내 환경을 쾌적하게 한다.

Claims (12)

1. 양이온 및 음이온을 등량으로 발생하는 제1 발생 수단과, 비교적 소량의 양이온 및 비교적 다량의 음이온을 발생하는 제2 발생 수단을 구비하는 이온 발생기에 있어서,

   상기 제1 발생 수단 및 제2 발생 수단 중 어느 하나를 선택하도록 절환하는 스위치 수단을 포함하고,

   상기 스위치 수단에 의해 절환된 어느 하나를 작동하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 발생 수단 및 제2 발생 수단은 유전체와, 상기 유전체를 사이에 갖고 서로 대면한 한 쌍의 전극과, 상기 쌍의 전극을 가로질러 교류 전압을 가하는 인가 수단을 포함하며,

   상기 인가 수단은 음이온 및 양이온을 발생시키기 위해 상기 쌍의 전극을 가로질러 교류 전압을 인가하고,

   상기 스위치 수단은, 상기 쌍의 전극 중 전압 공급 측 전극이 아닌 하나에 연결되는 애노드 측과, 공통의 고정된 전기 전위가 가해지는 캐소드 측을 갖는 다이오드를 구비하며, 상기 다이오드의 양 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 이온 발생기.
3. 제2항에 있어서, 상기 다이오드 및 스위치 수단이 인가 수단으로부터 독립적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 이온 발생기.
4. 제1항에 있어서, 외부 환경 검출용 검출 수단과 타이머 수단 중 하나를 더 포함하며,

   상기 스위치 수단은 타이머 수단에 의한 계측 시간 및 검출 수단에 의한 검출치 중 하나를 근거로 절환하는 것을 특징으로 하는 이온 발생기.
5. 제4항에 있어서, 상기 검출 수단은 공기 오염도 검출용 센서인 것을 특징으로 하는 이온 발생기.
6. 제5항에 있어서, 공기 오염도를 외부적으로 설정하기 위한 설정 수단을 더 포함하며,

   상기 스위치 수단은 센서에 의한 검출치가 설정 수단에 의한 설정치 보다 낮지 않을 때 제1 발생 수단으로 절환하거나, 상기 검출치가 설정치 보다 낮을 때 제2 발생 수단으로 절환하는 것을 특징으로 하는 이온 발생기.
7. 제1항에 있어서, 작동 상태를 표시하기 위한 표시 수단을 더 포함하며,

   상기 제1 발생 수단 또는 제2 발생 수단이 작동 중일 때, 표시 수단은 해당 색으로 작동 상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 이온 발생기.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 타이머 수단을 더 포함하며,

   상기 스위치 수단은 타이머 수단에 의해 작동 개시로부터 계측된 소정의 시간 동안 제1 발생 모드로 절환하는 것을 특징으로 하는 이온 발생기.
9. 제5항 또는 제6항에 있어서, 타이머 수단을 더 포함하며,

   상기 스위치 수단은 타이머 수단에 의해 작동 개시로부터 계측된 소정의 시간 동안 제1 발생 모드로 절환하고, 타이어 수단이 상기 소정의 시간을 계측한 후, 센서에 의해 검출된 오염도에 근거하여 절환하는 것을 특징으로 하는 이온 발생기.
10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 이온 발생기와,

    공기 상태를 변화시키기 위한 수단을 포함하며,

    상기 이온 발생기에 의해 생성된 음이온 및 양이온은 상기 수단에 의해 변화된 공기로 분산되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
11. 제8항에 따른 이온 발생기와,

    공기 상태를 변화시키기 위한 수단을 포함하며,

    상기 이온 발생기에 의해 생성된 음이온 및 양이온은 상기 수단에 의해 변화된 공기로 분산되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.
12. 제9항에 따른 이온 발생기와,

    공기 상태를 변화시키기 위한 수단을 포함하며,

    상기 이온 발생기에 의해 생성된 음이온 및 양이온은 상기 수단에 의해 변화된 공기로 분산되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 장치.

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