KR100746794B1 - 이온 발생 소자, 이온 발생 장치, 전기 기기 - Google Patents

이온 발생 소자, 이온 발생 장치, 전기 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 이온 발생 소자(10)는, 1개의 유전체(11)상에 부착 또는 인쇄되는 양이온을 발생시키기 위한 제1 방전부(12)와, 음이온을 발생시키기 위한 제2 방전부(13)를 적어도 1개씩 갖고, 제1, 제2 방전부(12, 13)는 유전체(11)의 표면에 형성된 제1, 제2 방전 전극(12a, 13a)과, 유전체(11)의 내부에 매설된 제1, 제2 유도 전극(12b, 13b)을 각각 한쌍으로 각각에 형성되고, 유전체(11)의 동일 평면 상에 서로 분리 독립하여 배치되어 있는 구성으로 하고 있다. 이러한 구성에 의해, 발생한 이온끼리의 중화를 억제해 양 및 음 양쪽 모두의 이온을 유효하게 방출시킬 수 있어, 이온 발생 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
이온 발생 소자, 이온 중화, 이온 방출, 음이온, 이온 독립 방출 방식

Description

이온 발생 소자, 이온 발생 장치, 전기 기기{ION GENERATING ELEMENT, ION GENERATOR, AND ELECTRIC DEVICE}
본 발명은 양이온(positive ion)과 음이온(negative ion)을 공간에 방출함으로써, 공기 중에 부유하는 세균이나 곰팡이 균, 유해 물질 등을 분해하는 것이 가능한 이온 발생 소자, 이온 발생 장치 및 이것을 구비한 전기 기기에 관한 것이다. 또, 상기의 전기 기기에 해당하는 예로서는, 주로 폐 공간(가옥 내, 빌딩 내의 방(room), 병원의 병실이나 수술실, 차내, 비행기 내, 선박(ship)내, 창고 내, 냉장고의 실내 등)에서 사용되는 공기 조화기, 제습기, 가습기, 공기 청정기, 냉장고, 팬히터, 전자레인지, 세탁 건조기, 청소기, 살균 장치 등을 들 수 있다.
일반적으로, 사무소나 회의실 등, 환기가 적은 밀폐화된 방에서는, 실내의 사람수가 많으면 호흡에 의해 배출되는 이산화탄소, 담배 연기, 먼지 등의 공기 오염 물질이 증가하기 때문에, 인간을 이완(relax)시키는 효능을 갖는 음이온이 공기중에서 감소해 간다. 특히, 담배 연기가 존재하면, 음이온은 통상의 1/2∼1/5 정도까지 감소하기도 한다. 따라서, 공기중의 음이온을 보급하기 위해, 종래부터 여러 가지의 이온 발생 장치가 시판되고 있다.
그러나, 종래의 방전 현상을 이용한 이온 발생 장치는 주로 부(negative)전위의 직류 고전압 방식으로 음이온을 발생하는 것으로서, 그 목적은 이완 효과를 추구하는 것이었다. 그 때문에, 이러한 이온 발생 장치에서는, 공기중에 음이온을 보급할 수는 있지만, 공기중의 부유 세균 등을 적극적으로 제거할 수는 없었다.
그 외의 이온 발생 장치에 관해, 과거의 공보에 의한 실례를 조사한 결과는 이하와 같다.
일본 특허공개 평4-90428호 공보(이하, 특허 문헌 1이라고 한다)에서는, 방전선(discharge wire)이나 예각부를 갖는 방전판(discharge plate)에 교류 고전압을 인가해, 음이온을 발생시키거나, 음이온과 양이온을 발생하는 이온 발생기가 기술되어 있다. 단, 발생의 수법이나 수단에 대해서는, 교류 고전압 장치(unit)라는 기재밖에 없다. 이용 분야는 공기 조화기이며, 효과로서 사람에 대한 쾌적성, 이완성(relaxation)을 들고 있다.
일본 특허공개 평8-217412호 공보(이하, 특허 문헌 2라고 한다)에서는, 절연체를 사이에 두고, 방전 전극, 유전 전극으로 한 쌍이 되는 전극을 구성하고, 그 양단에 고압 고주파 전압을 인가하는 고압 전원을 구비한 코로나(corona) 방전기가 기술되어 있다. 고압 전원으로서, 전극 양단에 다이오드(diode)가 배치되고, 그 방향에 의해, 부전위의 전원 또는 정전위의 전원을 선택한다는 것이 기재되어 있지만, 그 전환(switching) 기능에 대해서는 기재가 없다. 또한, 본 기술의 이용 분야로서는, 오존 발생 장치나 대전 장치, 이온 발생 장치 등의 코로나 방전 기기라고 기재되어 있다. 또한, 본 기술의 효과로서는, 이온의 발생을 예로 들고 있다.
일본 특허공개 평3-230499호 공보(이하, 특허 문헌 3이라고 한다)에서는, 바늘 형상의 방전극(discharge electrode)과 도전성의 접지 그리드(grid) 또는 접지 링(ring)을 한쌍으로 한 전극이, 청정 공기의 흐름을 횡단하는 방향으로 2차원적인 확산으로 다수 배치되어, 어떤 방전극에는 음으로 바이어스(bias)된 교류 정현파의 고전압이 인가되고, 어떤 방전극에는 양으로 바이어스된 교류 정현파의 고전압이 인가되어, 양이온을 방출하는 복수 세트의 방전극과 음이온을 방출하는 복수 세트의 방전극을 구성하고 있는 이온 발생 장치가 기술되어 있다. 이 이온 발생 장치는 바이어스 전압을 조정하는 제어(control) 수단을 갖고, 양이온, 음이온의 양을 조정하고 있다. 이용 분야로서는 청정실(clean room)의 제전 설비(charge neutralizing equipment)를 들고 있으며, 효과로서 그 제전 효과를 강조하고 있다.
일본 특허공개 평9-610호 공보(이하, 특허 문헌 4라고 한다)에서는, 정극 방전, 부극 방전시키는 전극에의 인가 전압을 가변시키는 집진 장치가 기술되어 있다. 전극은 이온화선과 집진판으로서, 먼지에 대전시켜 집진판에 집진하는 구성이다. 이용 분야는 공조 기기의 전기 집진 장치에서, 그 내부를 방전시에 발생하는 오존에 의해 살균하는 것이 명기되어 있다.
방전 현상을 이용한 이온 발생 전극의 종류는, 크게 2종류로 구분된다. 그 1개는 특허 문헌 1, 3, 4에 기재되어 있는 바와 같이, 금속선이나 예각부를 갖는 금속판이나 바늘 등이고, 그 대향극은 대지(大地, earth)이거나, 대지(對地, grounded) 전위의 금속판이나 그리드 등이 이용되어, 공기가 절연체의 역할을 하는 것이다. 다른 1개는, 특허 문헌 2나, 후술하는 일본 특허공개 2003-47651호 공보(이하, 특허 문헌 5라고 한다), 일본 특허공개 2002-319472호 공보(이하, 특허 문헌 6이라고 한다)에 기재되어 있는 바와 같이, 고체 유전체를 사이에 두고 방전 전극과 유도 전극을 형성한 것이다. 그 특징으로서, 전자는 공기를 절연물로 하고 있기 때문에, 후자와 비교하여 전극 간의 거리를 넓게 취할 필요가 있어, 그 때문에, 방전에 필요한 전압은 높게 설정할 필요가 있다. 반대로, 후자는 절연 저항이 높은, 고 유전율을 갖는 절연체를 사이에 끼우고 있기 때문에, 전극 간 거리는 좁게(얇게) 하는 것이 가능하여, 그 때문에 인가 전압을 전자와 비교하여 낮게 설정할 수 있다.
이온 발생 장치에 관하여, 양이온, 음이온의 양 극성의 이온을 방출하는 효과로서, 공기중에 양이온인 H+(H2O)m과 음이온인 O2 -(H2O)n(m, n은 자연수)을 거의 동등량 발생시킴으로써, 양 이온이 공기중의 부유 곰팡이균이나 바이러스의 주위를 둘러싸고, 그때 생성되는 활성종의 수산기 라디컬(·OH)의 작용에 의해, 상기 부유 곰팡이균 등을 불활화하는 것이 가능한 이온 발생 장치에 관한 발명이 이루어지고 있다(예를 들면, 특허 문헌 5, 6을 참조).
또한, 상기의 발명에 대해서는 본원 출원인에 의해 이미 실용화되어, 실제 제품은 세라믹의 유전체를 사이에 두고 외측에 방전 전극, 내측에 유도 전극을 배치한 구조의 이온 발생 장치, 및 이것을 탑재한 공기 청정기나 공기 조화기 등이 있다.
또한, 음이온의 효과로서는, 일반적으로 가정 내의 전기 기기 등으로 양이온 과다로 된 공간에 음이온을 다량으로 공급하여, 자연계에서의 숲속과 같은 양(positive)과 음(negative)의 이온 균형(balance)이 잡힌 상태로 하고 싶을 때나, 이완(relaxation) 효과를 원하는 경우에 유효하게 되는 것이 알려져 있다. 특허 문헌 1에서도, 이완 효과에 대해 기술되어 있다.
본 발명은 양이온과 음이온을 발생시켜, 공기중에 부유하고 있는 곰팡이균이나 바이러스를 비활화시키는 것을 목적으로 하고, 그 효과를 보다 향상시키기 위한 것이다. 일반적으로, 방전 현상을 이용한 이온 발생기는 이온 발생과 함께 오존을 발생하는 것이 보통으로, 특허 문헌 4에는 오존의 산화 능력을 이용하여 기기내의 살균을 행하는 것이 기재되어 있다. 오존은 그 농도가 높아지면 인체에 영향을 미치는 것이 일반적으로 알려져 있어, 본원 출원인으로서는 오존 발생량을 극소화시키면서, 이온량을 최대한으로 이끌어 내는 것이 난이도 높은 과제이다.
또한, 본원 출원인은, 특허 문헌 3이 대상으로 하는 설비 장치가 아니라, 가정용 전기 제품에 탑재 가능한 소형의 이온 발생 장치에서, 특허 문헌 5, 6 등에 기재의 이온 발생 장치의 출원을 끝낸 상태로, 그 이온 발생 장치를 사용하면 양이온, 음이온을 거의 동량 발생시킬 수 있다.
동시에 발생하는 양이온, 음이온의 중화를 저감시키기 위해, 송풍에 의해 이온을 바람에 실어 공간에 확산시키는 것이 일반적이다. 그러나, 양이온과 음이온을 동시에 발생시킴으로써, 발생과 함께 양 극성의 이온 일부는 중화해 소멸한다는 과제가 있었다. 특허 문헌 3에 기재의 이온 발생 장치는, 방전극이 청정 공기의 흐름을 횡단하는 방향으로 2차원적인 확산을 갖고 다수 배치되어 있다. 즉, 바늘이 신장하는 방향으로 바람이 흐르고 있다. 소형화 또한 안전성이나 에너지 절약을 위해, 인가 전압 저감을 고려하여 유전체의 표면에 형성된 방전 전극과, 상기 유전체 내부에 매몰된 유도 전극으로 한쌍의 전극을 이루는 구성을 본원 출원인은 주로 채용하지만, 이 경우, 상기한 특허 문헌 3에 기재된 바람의 방향으로는 이온의 확산에 적합하지 않기 때문에, 유전체의 표면에 평행하게 바람을 맞게 한다. 개발한 이온 발생기를 여러 가지 상품에 탑재하는 경우, 이온 발생기에 대한 바람의 방향은 이상적인 방향으로 한정하는 것이 유효하지만, 경우에 따라서는 한정할 수 없는 경우도 생각할 수 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 발생한 이온끼리의 중화를 억제해 유효하게 방출시키는 방책을 검토하여, 이온 발생 효율을 보다 향상시키는 것이 가능한 이온 발생 소자, 이온 발생 장치 및 이것을 구비한 전기 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
기재(基材, base member)에 대해, X축 방향 Y축 방향 어느 쪽으로부터 송풍되어도, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이온 발생 소자는 1개의 기재 상에 부착 또는 인쇄되는 양이온을 발생하는 제1 방전부와, 음이온을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고, 제1, 제2 방전부는 모두 상기 기재의 동일 평면 상이며, 그 대각선 상에(비스듬하게) 분리 독립하여 배치되어 있는 구조로 한다. 이때의 전극으로서는 바늘 형상의 전극으로 하여도 되지만, 기본적으로는 본원 출원인은 유전체의 표면에 형성된 방전 전극과 유전체 내부에 매몰된 유도 전극으로 한 쌍의 전극을 이루는 구성을 생각한다. 그때, 유전체상의 방전 전극 표면에 대해, X축 방향 Y축 방향 어느 쪽으로부터 송풍되어도, 바람이 불어 오는 쪽의 방전부에서 발생한 이온이 바람이 불어 가는 쪽의 역극성의 방전부상에서 중화되는 것을 방지하기 위해, 송풍의 방향(X축 혹은 Y축 방향)에 대해, 제1 방전부와 제2 방전부를 대각선 상 즉 비스듬하게 배치하여, 그 중화를 저감시킨다.
제1 방전부, 제2 방전부가 부착 또는 인쇄되는 기재의 면적에 제약이 있는 경우, 제1 방전부와 제2 방전부의 절연 거리를 확보하면, 상기와 같은 대각선 상의(비스듬한) 배치가 곤란한 경우가 예상된다. 그때는, 양이온을 발생하는 제1 방전 부위의 주위 혹은 일부를 둘러싸는 제1 방전 부위와 동일 전압의 제1 도전 부위를 배치한 구성으로 하고, 음이온을 발생하는 제2 방전부도 마찬가지의 구성으로 한다. 동일 평면 상에서 상기 제1 도전 부위와 제2 도전 부위를 대향하여 분리 독립하여 배치한다. 제1 방전 부위로부터 방출된 양이온은, 제2 방전 부위의 역전위로 중화되기 전에, 제1 방전 부위를 둘러싸는 동일 전압의 제1 도전 부위에 의해 반발되어, 바람과 함께 방출시킨다. 제2 방전 부위에 대해서도 마찬가지이다. 상기와 동일하게 이때의 전극으로서는 바늘 형상의 전극으로 하여도 되지만, 기본적으로는, 유전체의 표면에 형성된 방전 전극과, 유전체 내부에 매몰된 유도 전극으로 한 쌍의 전극을 이루는 구성을 생각한다.
또한, 본 발명에 따른 이온 발생 소자는, 1개의 기재 상에 부착 또는 인쇄되는 양이온을 발생하는 제1 방전부와, 음이온을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고, 제1, 제2 방전부는 상기 기재인 유전체의 표면에 형성된 제1, 제2 방전 전극과, 상기 유전체의 내부에 매설된 제1, 제2 유도 전극을 각각 한쌍으로 하여 각각에 형성되어, 상기 기재의 동일 평면 상에 서로 분리 독립하여 배치되어 있는 것이다. 이 구성에 따르면, 단일 이온 발생 소자로 양이온과 음이온을 소정 주기로 교대로 발생시키는 방식에 비해 발생한 이온끼리의 중화를 억제할 수 있다.
또한, 제1 방전부와 제2 방전부는, 제1 방전 전극과 제2 방전 전극이 일정 거리를 두도록 배치되어 있으면, 제1, 제2 방전 전극 간에서 스파크(불꽃 방전)가 발생하는 것을 방지하여 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 발생한 이온끼리의 중화를 한층 더 억제할 수 있다.
유전체의 표면에 형성된 방전 전극과, 유전체 내부에 매몰된 유도 전극으로 한쌍의 전극을 이루는 구성으로, 제1 방전부와 제2 방전부에 인가하는 전압 파형은 오존의 발생을 저감하기 위해, 특허 문헌 2, 3과 같이 일반적인 교류 정현파가 아니라, 본 발명의 이온 발생 소자에는 교류 임펄스 전압을 인가함으로써, 안정된 이온 발생을 얻으면서, 오존은 낮은 값으로 억제할 수 있다. 제1 방전부에는, 교류 임펄스 전압을 양으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 양이온이 발생되고, 제2 방전부에 동일 전압을 음으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 음이온이 발생되는 구성으로 한다.
또한, 상기 전압 인가 회로는, 상기 이온 발생 소자의 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 양으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 양이온을 발생시키는 경우와, 동일 전압을 음으로 바이어스한 전압 파형을 인가하여 음이온만을 발생시키는 것을 전환할 수 있는 제1 전압 인가부와 전환부를 갖고, 상기 이온 발생 소자의 제2 방전부에 동일 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써, 음이온을 발생시키는 제2 전압 인가부를 갖는 것으로, 양 및 음 양쪽 모두의 이온을 발생시키는 경우와, 음이온만을 방출하는 상태를 선택, 전환할 수 있는 구성으로 한다. 이온 발생 장치의 사용 환경이나 상황, 사용 목적에 따라, 자동 또는 수동으로 발생하는 이온의 극성종을 전환할 수 있다. 양이온과 음이온을 발생시킬 때는, 공기중에 부유하고 있는 곰팡이 균이나 바이러스를 비활화시키는 것이 목적이고, 음이온만을 발생시킬 때는, 가정 내의 전기 기기 등으로 양이온 과다가 된 상태를 이온 균형이 잡힌 상태로 하고 싶을 때나, 이완을 원하는 경우에 유효하게 된다. 이들 전환 기능을 1개의 전극, 1개의 이온 발생 장치에서 실현한다.
또한, 상기의 전환 기능을 보다 염가로 또한 적은 부품 갯수로 실현하기 위한 방책으로서 상기 전압 인가 회로는, 상기 이온 발생 소자의 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 양으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 양이온을 발생시키는 경우와, 동일 전압을 바이어스하고 있지 않은 교번 전압 파형을 인가하여 양이온과 음이온을 발생시키는 경우를 전환할 수 있는 제3 전압 인가부와 바이어스 전환부와, 상기 이온 발생 소자의 제2 방전부에 동일 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써, 음이온을 발생시키는 제2 전압 인가부를 갖는 것으로, 거의 등량의 양 및 음 양쪽 모두의 이온을 발생시키는 상태와, 소량의 양이온과 양이온량에 비해 다량의 음이온을 발생시키는 상태를 선택, 전환할 수 있는 구성으로 한다. 이온 발생 장치의 사용 환경이나 상황, 사용 목적에 따라, 자동 또는 수동으로 발생하는 이온의 극성종을 전환할 수 있다. 거의 등량의 양이온과 음이온을 발생시킬 때는, 공기 중에 부유하고 있는 곰팡이 균이나 바이러스를 비활화시키는 것이 목적이고, 음이온을 다량으로 발생시킬 때는, 가정 내의 전기 기기 등으로 양이온 과다가 된 상태를 이온 균형이 잡힌 상태로 하고 싶을 때나, 이완을 원하는 경우에 유효하게 된다. 이들 전환 기능을 1개의 이온 발생 장치에서 실현한다.
또한, 제1 방전부에 인가되는 교류 임펄스 전압은, 제1 방전 전극을 기준으로 한 제1 유도 전극의 전압이 양의 극성부터 시작되는 교번 전압 파형이고, 제2 방전부에 인가되는 교류 임펄스 전압은 제2 방전 전극을 기준으로 한 제2 유도 전극의 전압이 음의 극성부터 시작되는 교번 전압 파형이면 된다. 바꾸어 말하면, 제1 방전 전극을 기준으로 한 제1 유도 전극의 전압의 제1파의 파고치를 양의 극성측으로 높게 하고, 제2 방전 전극을 기준으로 한 제2 유도 전극의 전압의 제1파의 파고치를 음의 극성측으로 높게 한다.
또한, 상기 전압 인가 회로는, 캐소드(cathode)가 기준 전위(=접지 전위: 실시예의 부분에 기재)에 접속되고 애노드(anode)가 제2 방전 전극에 접속되는 제1 다이오드와, 애노드가 상기 기준 전위에 접속되고 캐소드가 제1 방전 전극에 접속되는 제2 다이오드를 갖는다. 제2 다이오드를 기준 전위에 접속할지의 여부를 전환 가능하게 하면, 이에 따라, 제2 방전 전극에 인가되는 교류 임펄스 전압은 음으로 바이어스되고, 제1 방전 전극에 인가되는 교류 임펄스 전압은 양으로 바이어스되거나, 또는, 바이어스되지 않고 교번 전압 파형이 인가되는지를 선택할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 전압 인가 회로는, 캐소드가 기준 전위에 접속되고 애노드가 제2 방전 전극에 접속되는 제1 다이오드와, 제1 방전부로부터 양이온을 발생시킬 때는 애노드가 상기 기준 전위에 접속되고 캐소드가 제1 방전 전극에 접속되는 제2 다이오드와, 제1 방전부로부터 음이온을 발생시킬 때는 캐소드가 상기 기준 전위에 접속되고 애노드가 제1 방전 전극에 접속되는 제3 다이오드를 가지면 된다. 이에 따라, 제2 방전 전극에 인가되는 교류 임펄스 전압은 음으로 바이어스되고 제1 방전 전극에 인가되는 교류 임펄스 전압은 양 또는 음으로 바이어스되도록 할 수 있다.
또한, 상기 전압 인가 회로는, 구동측의 1차 코일과 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 인가하는 제1 2차 코일과 제2 방전부에 교류 임펄스 전압을 인가하는 제2 2차 코일로 이루어지는 제1 변압기(transformer)를 갖고, 제1 변압기의 제1, 제2 2차 코일은 상기 1차 코일의 양측에 각각 배치되어 있으면, 제1, 제2 2차 코일간의 거리를 확보할 수 있어, 한쪽의 2차 코일에서 발생한 자계가 직접적으로, 다른 한쪽의 2차 코일에 미치는 영향을 경감할 수 있다.
또한, 상기 전압 인가 회로는, 구동측의 1차 코일과 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 인가하는 2차 코일로 이루어지는 제2 변압기와, 구동측의 1차 코일과 제2 방전부에 교류 임펄스 전압을 인가하는 2차 코일로 이루어지는 제3 변압기를 갖고, 제2 변압기의 2차 코일, 제2 변압기의 1차 코일, 제3 변압기의 1차 코일, 제3 변압기의 2차 코일의 순서로 배치되어 있으면, 제2 변압기의 2차 코일과 제3 변압기의 2차 코일 사이의 거리를 확보할 수 있어, 한쪽의 2차 코일에서 발생한 자계가 직접적으로, 다른 한쪽의 2차 코일에 미치는 영향을 경감할 수 있다.
또한, 제2 변압기의 1차 코일과 제3 변압기의 1차 코일이 병렬로 접속되어 있으면, 제2 변압기의 1차 코일과 제3 변압기의 1차 코일에 인가되는 전압이 동일해지므로, 제2 변압기와 제3 변압기의 특성을 동일한 것으로 함으로써, 제1 방전부와 제2 방전부에 인가되는 교류 임펄스 전압의 절대치를 동일하게 할 수 있다.
또한, 제2 변압기의 1차 코일과 제3 변압기의 1차 코일이 직렬로 접속되어 있으면, 제2 변압기의 1차 코일과 제3 변압기의 1차 코일에 흐르는 전류가 동일해지므로, 제2 변압기와 제3 변압기의 특성을 동일한 것으로 함으로써, 제1 방전부와 제2 방전부에 인가되는 교류 임펄스 전압의 절대치를 동일하게 할 수 있다.
또한, 제2 변압기의 1차 코일과 제3 변압기의 1차 코일에 각각 플라이휠(flywheel) 다이오드가 접속되어 있으면, 제2 변압기의 2차 코일에 흐르는 전류에 의해 제2 변압기의 1차 코일에 유도되는 전압에 의해 흐르는 전류는 제2 변압기의 1차 코일과 그것에 접속된 플라이휠 다이오드를 환류하므로, 제3 변압기에 영향을 미치는 일이 없어진다. 또한, 마찬가지로 제3 변압기의 2차 코일에 흐르는 전류에 의해 제3 변압기의 1차 코일에 유도되는 전압에 의해 흐르는 전류는 제3 변압기의 1차 코일과 그것에 접속된 플라이휠 다이오드를 환류하므로, 제2 변압기에 영향을 미치는 일이 없어진다. 따라서, 한쪽의 방전부에 부하 변동 등이 생겨도, 그 변동이 다른 한쪽의 방전부에 인가되는 전압에 영향을 미치는 일이 없어져, 다른 한쪽의 방전부에서 발생하는 이온량이 변동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 구성으로 이루어지는 이온 발생 소자에서, 제1, 제2 방전부의 방전 전극과 유도 전극에 소정의 전압 파형을 인가하기 위한 방전 전극 접점과 유도 전극 접점은, 유전체 표면으로, 방전이나 발생한 이온을 저해하지 않도록 방전 전극과 반대측의 표면에 배치시킨다. 그 접점수는 제1, 제2를 합해 총 4개가 되지만, 그 위치 관계는 가장 전위차가 낮은 제1 방전 전극의 접점과 제2 방전 전극의 접점이 일정 거리를 두고 이웃하게 되는 배치로 하여, 보다 신뢰성을 향상시킨다.
마찬가지로, 제1 방전부와 제2 방전부의 기재상으로의 배치도, 가장 전위차가 작은 제1 방전 전극과 제2 방전 전극이 일정 거리를 두고 배치시키는 구성으로 하여, 보다 신뢰성을 향상시킨다.
또한, 본 발명에 따른 전기 기기는, 상기 구성으로 이루어지는 어느 하나의 이온 발생 장치와, 그 이온 발생 장치에서 발생한 이온을 공기중에 송출하는 송출부(팬 등)를 구비하여 이루어지는 구성으로 하면 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 기기 본래의 기능 외에, 탑재한 이온 발생 장치로 공기중의 이온량이나 이온 균형을 변화시켜, 실내 환경을 원하는 분위기 상태로 하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 구성으로 이루어지는 전기 기기는, 양이온으로서 H+(H2O)m을 발생하고, 음이온으로서 O2 -(H2O)n(m, n은 자연수이고, H2O 분자가 복수 개 붙어 있는 것을 의미한다)을 발생하는 구성이다. 이와 같이 공기중에 H+(H2O)m과 O2 -(H2O)n을 거의 동등량 발생시킴으로써, 양 이온을 공기중의 부유 세균 등에 부착시키고, 그때에 생성되는 활성종의 수산기 라디칼(·OH)의 작용에 의해, 상기 부유 세균을 비활화하는 것이 가능해진다.
도 1A 내지 도 1H는 본 발명에 따른 이온 독립 방출 방식의 기초 실험예를 나타내는 모식도,
도 2A, 도 2B는 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제1 실시 형태를 도시하는 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 개략도,
도 4A, 도 4B는 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제3 실시 형태를 도시하는 개략도,
도 5A 내지 도 5G는 전압 인가 회로의 일 실시 형태를 나타내는 회로도 및 전압 파형도,
도 6A 내지 도 6D는 본 발명에 따른 이온 독립 방출 방식의 다른 기초 실험예를 나타내는 모식도,
도 7은 본 발명에 따른 이온 독립 방출 방식의 다른 기초 실험예의 실험 결과를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제5 실시 형태를 도시하는 개략도,
도 9는 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제6 실시 형태를 도시하는 개략도,
도 10은 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제7 실시 형태를 도시하는 개략도,
도 11은 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제8 실시 형태를 도시하는 개략도,
도 12는 전압 인가 회로의 다른 실시 형태를 나타내는 회로도,
도 13은 전압 인가 회로의 또 다른 실시 형태를 나타내는 회로도,
도 14A, 도 14B는 도 12, 도 13에 나타내는 전압 인가 회로의 동작 전압 파형을 나타내는 파형도,
도 15A, 도 15B는 도 12, 도 13에 나타내는 전압 인가 회로의 다른 동작 전압 파형을 나타내는 파형도,
도 16A, 도 16B는 도 12, 도 13에 나타내는 전압 인가 회로의 다른 동작 전압 파형을 나타내는 파형도,
도 17A, 도 17B는 도 12, 도 13에 나타내는 전압 인가 회로의 다른 동작 전압 파형을 나타내는 파형도,
도 18A, 도 18B는 도 12, 도 13에 나타내는 전압 인가 회로의 다른 동작 전압 파형을 나타내는 파형도,
도 19는 도 12에 나타내는 변압기를 탑재한 이온 발생 장치의 부품 배치를 도시하는 배치도,
도 20은 도 13에 나타내는 변압기를 탑재한 이온 발생 장치의 부품 배치를 도시하는 배치도이다.
본 발명에 따른 이온 발생 장치는, 발생한 양이온과 음이온이 이온 발생 소자의 전극 근방에서 중화해 소멸하는 것을 억제하여, 발생한 양 극성의 이온을 유효하게 공간에 방출하기 위해, 단일 이온 발생 소자에서 양이온과 음이온을 소정 주기로 교대로 발생시키는 방식이 아니라, 복수의 이온 발생 소자에서 양이온과 음이온을 개별적으로 발생시켜, 각각을 독립하여 실내에 방출하는 방식(이하, 이온 독립 방출 방식이라고 부른다)을 채용한 구성으로 하고 있다.
상기 이온 독립 방출 방식의 채용에 앞서, 이하에 기술하는 기초 실험을 행하였다. 또한, 본 실험에서 이용하는 이온 발생 소자의 형태로서는, 바늘 형상 전극을 이용한 구성으로 하여도 되지만, 여기에서는, 유전체의 표면에 형성된 방전 전극과, 유전체 내부에 매몰된 유도 전극으로 한 쌍의 전극을 이루는 구성을 생각한다.
도 1A 내지 도 1H는 본 발명에 따른 이온 독립 방출 방식의 기초 실험예를 나타내는 모식도이다. 도 1A는 이온 발생 소자의 외관도, 도 1B는 이온 발생 소자의 단면도, 도 1C는 방전 전극과 유도 전극 간의 전압 인가 파형, 도 1D 내지 도 1G는 측정 조건도, 도 1H는 이온 발생 소자의 배치예이다.
우선, 이번 실험에서는, 도 1A, 도 1B에 도시하는 이온 발생 소자(1)를 이용하여, 그 방전 전극(0a)와 유도 전극(0b) 사이에 교류 임펄스 전압(도 1C)을 인가해 양이온과 음이온을 소정 주기로 교대로 발생시켰을 경우(도 1D)와, 동일한 이온 발생 소자(1)를 이용하여 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 파형을 인가해 음이온만을 발생시켰을 경우(미도시)에서, 각각 이온 방출량을 계측하여, 각각에 어떠한 차이가 있는지를 검증하였다. 그 결과, 전자에서의 양이온과 음이온의 합계 검출량은, 후자에서의 음이온 검출량의 50∼60[%] 정도에 지나지 않았다.
다음으로, 상기의 결과에 착안하여, 상기와 동일한 이온 발생 소자(1a, 1b)를 2개 나열하고, 각각 양이온만, 음이온만을 개별적으로 발생시켰을 경우의 합계 이온 방출량을 계측하였다(도 1E 내지 도 1G).
그 결과, 도 1E의 측정 조건에서 얻어진 양이온과 음이온의 합계 검출량은, 상기한 2개의 이온 발생 소자를 이용하여 개개의 이온 방출량을 계측했을 경우에 얻어지는 양이온 검출량과 음이온 검출량의 합계치와 거의 동등한 값이 되었다. 이로부터, 단일의 이온 발생 소자에서 양이온과 음이온을 소정 주기로 교대로 발생시키는 방식이 아니라, 이온 독립 방출 방식을 채용한 이온 발생 소자가 유효하다는 것을 알 수 있었다.
그런데, 도 1E에서는, 제1 방전부(이온 발생 소자(1a))와 제2 방전부(이온 발생 소자(1b))의 나열이 팬(2)으로부터의 송풍에 대해 직교하는 방향으로 배치되어 있어, 한쪽의 이온 발생 소자 위를 통과한 공기류가 다른 한쪽의 이온 발생 소자 위를 통과하는 일은 없다.
한편, 도 1F, 도 1G와 같이, 도 1E에서 90도 놓는 방향을 바꾸어, 이온 발생 소자(1a)와 이온 발생 소자(1b)의 나열이 팬(2)으로부터의 송풍에 대해 평행하는 방향으로 배치하면, 바람이 불어 오는 쪽에 위치하는 방전부에서 발생하는 이온량이 감쇠하는 것이 확인되었다. 구체적으로 기술하면, 도 1F에서는 바람이 불어 오는 쪽의 이온 발생 소자(1a)에서 발생하는 양이온이 바람이 불어 가는 쪽의 이온 발생 소자(1b) 상을 통과하기 때문에, 그 양이온이 이온 발생 소자(1b)의 음전위로 중화되어, 양이온의 양이 감쇠하였다. 마찬가지로 도 1G에서는, 바람이 불어 오는 쪽의 이온 발생 소자(1b)의 음이온이 감쇠하였다. 이로부터, 이온 독립 방출 방식을 채용하였다고 해도, 방전부의 배치에 따라서는 이온이 유효하게 방출되지 않고, 다른 한쪽의 이온이 감쇠하여, 양이온과 음이온의 방출 균형이 무너지는 것을 알 수 있었다.
여기에서, 이온의 계측은 게르젠 2중 원통형(Gerdian double cylinder)을 이용한 이온 카운터(ion counter, 3)를 이용해 실측한 것으로서, 실측치로서는 계측점에서의 농도[개/cc]를 얻을 수 있다. 같은 조건, 같은 계측점에서 얻어진 이온 농도의 대소가 계측되기 때문에, 농도의 높고 낮은 것을 문장내에서는 이온량이 많다 적다라고 하는 표현으로 하고 있다.
이온 발생 장치를 기기 내부에 탑재하는 경우, 기기로부터 송풍은 유전체상의 방전 전극 표면에 대해, X축 방향 Y축 방향 어느 쪽으로부터 송풍되게 되어도, 바람이 불어 오는 쪽의 방전부에서 발생한 이온이 바람이 불어 가는 쪽의 역극성의 방전부상에서 중화되는 것을 방지하기 위해, 송풍의 방향 X축 혹은 Y축 방향에 대해, 이온 발생 소자(1a, 1b)를 대각선 상, 즉 비스듬하게 배치하여, 그 중화를 저 감시키는 것이 바람직하다(도 1H를 참조). 단, 면적면에서는 불리하기 때문에, 송풍 방향이 정해져 있는 경우에는 반대로 대각선 상에 배치하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 양이온을 발생하는 방전 전극과 음이온을 발생하는 방전 전극의 방전 전극 간 거리와 발생한 양 이온의 중화량의 관계를 조사하는 기초 실험을 행했다. 도 6A 내지 도 6D는 본 발명에 따른 이온 독립 방출 방식의 다른 기초 실험예를 나타내는 모식도이다. 도 6A는 필름 전극의 표면측의 전극 배치도, 도 6B는 필름 전극의 이면측의 전극 배치도, 도 6C는 방전 전극과 유도 전극 간의 전압 인가 파형, 도 6D는 측정 조건도이다.
도 6A 내지 도 6D에서, 참조 번호 60은 폴리이미드 필름에 구리를 인쇄하여 에칭함으로써, 표면측, 이면측 각각에 2개씩의 전극을 형성한 필름 전극이다. 표면측 면에는, 도 6A에 나타내는 바와 같이, 거의 직사각형 안을 격자 형상으로 한 방전 전극(61a, 62a)이 서로 방전 전극 간 거리(d)의 간격을 사이에 둔 위치에 형성되고, 이면측 면에는, 도 6B에 나타내는 바와 같이, 거의 직사각형 베타 형상의 유도 전극(61b, 62b)이 방전 전극(61a, 62a)과 대향하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 유도 전극(61b, 62b)은 방전 전극(61a, 62a)의 단부에서 이상 방전이 발생하는 것을 방지하기 위해, 방전 전극(61a, 62a)보다 내측에 작게 형성되어 있다.
또한, 각 전극에 형성되어 있는 검은 원으로 나타내는 부분은 땜납 패드(63)이며, 여기에 납땜한 리드선 등을 통해, 각 전극에 고전압을 인가하여 방전시켜 이온을 발생시킨다. 방전 전극(61a), 유도 전극(61b)간에는 도 6C에 나타내는 교번 진동 감쇠 파형의 교류 임펄스 전압이 양으로 바이어스되어 인가되고, 방전 전극(62a), 유도 전극(62b)간에는 같은 교류 임펄스 전압이 음으로 바이어스되어 인가된다. 이에 따라, 방전 전극(61a)으로부터는 양이온이 발생하고, 방전 전극(62a)으로부터는 음이온이 발생한다. 또한, 인가되는 교류 임펄스 전압의 제1파의 파고치(Vop)는 약 3kV이다.
그리고, 방전 전극 간 거리(d)를 변화시킨 필름 전극(60)을 복수 개 제작하여, 각각의 필름 전극(60)에 대해, 도 6D에 도시하는 바와 같이, 필름 전극(60)을 팬(2)과 이온 카운터(3) 사이에 두고, 상기 교류 임펄스 전압을 양 및 음으로 바이어스한 파형을 인가하여 발생하는 양 및 음 양 이온의 각각의 이온 농도를 측정하였다. 측정은 양이온만을 발생시킨 경우, 음이온만을 발생시킨 경우, 양 및 음의 양 이온을 동시 발생시킨 경우의 3종류의 경우에 대해 행하였다. 또한, 이때, 이온 발생 소자(60)와 이온 카운터(3)의 사이는 25cm이며, 양자 모두 측정대로부터 4.5cm 상측 위치에 배치되어 있다.
그리고, 그 측정 결과를 나타낸 것이 도 7이다. 또한, 측정시의 온도는 27℃이며, 습도는 27%였다. 이 측정 결과로부터, 방전 전극 간 거리(d)를 5mm 이상으로 하면, 방전 전극(61a, 62a)간에서의 스파크(불꽃 방전)는 발생하지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 방전 전극 간 거리(d)를 8mm로 한 것은, 양이온, 음이온 모두, 한쪽만을 발생시켰을 때의 이온 개수와 양쪽 모두를 동시에 발생시켰을 때의 이온 개수가 동일해지고 있다. 이로부터, 이 측정에서 사용한 필름 전극의 조건에서는 방전 전극 간 거리(d)를 8mm 이상으로 하면, 발생한 양 및 음의 양 이온의 중화를 방지할 수 있다고 하는 것을 알 수 있었다. 방전 전극 간 거리(d)는 큰 것이 스파크 방지, 양 이온의 중화 방지에는 유리하지만, 크게 하면 이온 발생 소자의 사이즈도 커지므로, 전술의 조건이라면 방전 전극 간 거리(d)는 8mm 정도로 하는 것이 좋다고 생각된다. 또한, 본 측정에 이용한 필름 전극은 방전 전극 간 거리(d)의 거리를 변화시킨 샘플을 제작할 때, 에칭에 의해 방전 전극 간 거리(d)의 거리를 확보했지만, 이 부분만 전극 표면을 덮는 코팅층이 없어져 있어, 방전 전극끼리가 대향하는 단면의 일부는 구리가 노출된 상태로 있다. 따라서 이하에 기재하는 실제의 전극에서는 코팅층의 존재에 의해, 방전 전극 간 거리(d)의 값은 더욱 작게 할 수 있는 것을 추정할 수 있다.
도 1H에 나타내는 바와 같이, 이온 발생 소자(1a, 1b)를 대각선 상, 즉 비스듬하게 배치하여, 그 중화를 저감시키는 것이 바람직하다고 하는 전술의 기초 실험 결과로부터, 이(대각선 상의 배치)를 구현화한 제1 실시 형태를 도 2A, 도 2B에 도시한다. 도 2A, 도 2B는 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제1 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이며, 도 2A, 도 2B는 각각 이온 발생 장치의 평면도 및 측면도를 모식적으로 나타내고 있다.
도 2A, 도 2B에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 따른 이온 발생 장치는 이온을 발생하는 방전부를 복수(본 실시 형태에서는 2개) 구비한 이온 발생 소자(10)와, 이온 발생 소자(10)에 대해 소정의 전압 인가를 행하는 전압 인가 회로(20)를 갖고 이루어진다.
이온 발생 소자(10)는 유전체(11)(상부 유전체(11a)와 하부 유전체(11b))와, 제1 방전부(12)(방전 전극(12a), 유도 전극(12b), 방전 전극 접점(12c), 유도 전극 접점(12d), 접속 단자(12e, 12f) 및 접속 경로(12g, 12h))와, 제2 방전부(13)(방전 전극(13a), 유도 전극(13b), 방전 전극 접점(13c), 유도 전극 접점(13d), 접속 단자(13e, 13f) 및 접속 경로(13g, 13h))와, 코팅층(14)을 갖고 이루어지며, 제1 방전 전극(12a)과 유도 전극(12b)의 사이, 및 제2 방전 전극(13a)과 유도 전극(13b)의 사이에 후술하는 전압 인가를 행하여, 방전 전극(12a, 13a) 근방에서 방전을 행함으로써, 각각 양이온, 음이온을 발생시킨다.
유전체(11)는 거의 직방체 형상의 상부 유전체(11a)와 하부 유전체(11b)를 접합하여 이루어진다(예를 들면 세로 15[mm]×가로 37[mm]×두께 0.45[mm]). 유전체(11)의 재료로서 무기물을 선택한다면, 고순도 알루미나, 결정화 유리, 포스터라이트(forsterite), 스테아타이트(steatite) 등의 세라믹을 사용할 수 있다. 또한, 유전체(11)의 재료로서 유기물을 선택한다면, 내산화성이 뛰어난 폴리이미드나 유리 에폭시 등의 수지가 매우 적합하다. 단, 내식성의 면을 고려하면, 유전체(11)의 재료로서 무기물을 선택하는 것이 바람직하고, 또한 성형성이나 후술하는 전극 형성의 용이성을 생각하면, 세라믹을 이용하여 성형하는 것이 매우 적합하다.
또한, 방전 전극(12a, 13a)과 유도 전극(12b, 13b) 사이의 절연 저항은 균일한 것이 바람직하기 때문에, 유전체(11)의 재료로서는, 밀도 편차가 적고, 그 절연율이 균일한 것일수록 매우 적합하다.
또한, 유전체(11)의 형상은, 거의 직방체 형상 이외(원판 형상이나 타원판 형상, 다각형판 형상 등)이어도 되며, 또 원주 형상이라도 되지만, 생산성을 고려 하면, 본 실시 형태와 같이 평판 형상(원판 형상 및 직방체 형상을 포함한다)으로 하는 것이 매우 적합하다.
제1, 제2 방전부(12, 13)는 서로가 일직선상으로 나열되지 않도록, 기재의 유전체(11)의 형상에 대해 대각선 상(기울기)에 배열되어 이루어진다. 보다 기능적으로 표현하면, 제1, 제2 방전부(12, 13)는, 본 실시 형태의 이온 발생 소자(10)에 대해 어떤 방향으로부터 공기류가 보내진다고 하여도, 그 배열 방향이 그 공기류에 대해 직교하도록, 바꾸어 말하면, 한쪽의 방전부상을 통과한 공기류가 다른 한쪽의 방전부상을 통과하지 않도록, 배열되어 이루어진다. 이러한 구성으로 함으로써, 이온 독립 방출 방식의 효과를 살려, 양 방전부(12, 13)에서 발생한 이온의 감쇠를 억제하여 효율적이고 균형이 좋은 이온 방출을 행하는 것이 가능해진다.
방전 전극(12a, 13a)은 상부 유전체(11a)의 표면에 그 상부 유전체(11a)와 일체적으로 형성되어 있다. 방전 전극(12a, 13a)의 재료로서는, 예를 들면 텅스텐과 같이, 도전성을 갖는 것이면, 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 방전에 의해 융해 등의 변형을 일으키지 않는 것이 조건이 된다.
또한, 유도 전극(12b, 13b)은 상부 유전체(11a)를 사이에 두고, 방전 전극(12a, 13a)과 평행으로 형성되어 있다. 이러한 배치로 함으로써, 방전 전극(12a, 13a)과 유도 전극(12b, 13b)의 거리(이하, 전극 간 거리라고 부른다)를 일정하게 할 수 있으므로, 양 전극 간의 절연 저항을 균일화하여 방전 상태를 안정시켜, 양이온 및/또는 음이온을 매우 적합하게 발생시키는 것이 가능해진다. 또한, 유전체(11)를 원주 형상으로 했을 경우에는, 방전 전극(12a, 13a)을 원주의 외주 표면에 형성함과 동시에, 유도 전극(12b, 13b)를 축 형상으로 형성함으로써, 상기 전극 간 거리를 일정하게 할 수 있다.
유도 전극(12b, 13b)의 재료로서는, 방전 전극(12a, 13a)과 마찬가지로, 예를 들면 텅스텐과 같이, 도전성을 갖는 것이면, 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 방전에 의해 융해 등의 변형을 일으키지 않는 것이 조건이 된다.
방전 전극 접점(12c, 13c)은 방전 전극(12a, 13a)과 동일 형성면(즉 상부 유전체(11a)의 표면)에 형성된 접속 단자(12e, 13e) 및 접속 경로(12g, 13g)를 통해, 방전 전극(12a, 13a)과 전기적으로 도통되어 있다. 따라서, 방전 전극 접점(12c, 13c)에 리드선(동선이나 알루미늄선 등)의 일단을 접속하고, 그 리드선의 타단을 전압 인가 회로(20)에 접속하면, 방전 전극(12a, 13a)과 전압 인가 회로(20)를 전기적으로 도통시킬 수 있다.
유도 전극 접점(12d, 13d)은 유도 전극(12b, 13b)과 동일 형성면(즉 하부 유전체(11b)의 표면)에 형성된 접속 단자(12f, 13f) 및 접속 경로(12h, 13h)를 통해, 유도 전극(12b, 13b)과 전기적으로 도통되어 있다. 따라서, 유도 전극 접점(12d, 13d)에 리드선(동선이나 알루미늄선 등)의 일단을 접속하고, 그 리드선의 타단을 전압 인가 회로(20)에 접속하면, 유도 전극(12b, 13b)과 전압 인가 회로(20)를 전기적으로 도통시킬 수 있다.
또한, 방전 전극 접점(12c, 13c)과 유도 전극 접점(12d, 13d)은 모두, 유전체(11)의 표면에서 방전 전극(12a, 13a)이 형성된 면(이하, 유전체(11)의 상면이라고 부른다) 이외의 면에 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성이라면, 유전 체(11)의 상면에 불필요한 리드선 등이 배치되지 않기 때문에, 팬(미도시)으로부터의 공기류가 흩어지기 어려워, 본 발명에 따른 이온 독립 발생 방식의 효과를 최대한으로 발휘시키는 것이 가능해지기 때문이다.
이상을 고려하여, 본 실시 형태의 이온 발생 장치(10)에서는, 방전 전극 접점(12c, 13c) 및 유도 전극 접점(12d, 13d)이 모두, 유전체(11)의 상면에 대립되는 면(이하, 유전체(11)의 하면이라고 부른다)에 형성되어 있다.
또한, 본 실시 형태의 이온 발생 소자(10)에서, 제1 방전 전극(12a), 제2 방전 전극(13a)은 예각부를 갖고, 그 부분에서 전계를 집중시켜, 국부적으로 방전을 일으키는 구성으로 하고 있다. 물론, 전계 집중을 할 수 있으면, 본 도면 기재의 전극 이외의 패턴을 이용하여도 된다. 이하, 도 3, 도 4A, 도 4B도 마찬가지이다.
도 3은 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 개략 평면도이다. 단면도의 구조는 도 2B와 같다고 생각해도 된다. 도 3은 면적 제약상, 기재의 유전체(11)의 형상에 대해 제1, 제2 방전 부위를 대각선 상에 배치하고 있지 않은 실시 형태이다.
제1 방전 전극(12a)은 전계 집중시켜 방전을 일으키는 제1 방전 부위(12j)와, 이 주위 혹은 일부를 둘러싸는 제1 도전 부위(12k)와, 전술의 접속 단자부(12e)로 분류되지만, 이것들은 모두 동일 패턴상에 있어, 인가되는 전압은 동일해진다. 제2 방전 전극(13a)도 마찬가지로, 제2 방전 부위(13j), 제2 도전 부위(13k), 접속 단자부(12e)를 갖는다.
제1 방전 부위(12j)는 양전위에서 양이온이 발생하지만, 바로 옆에는 음전위의 제2 방전 부위(13j)가 존재한다.
여기에서 특징으로 하고 있는 것이, 방전을 일으키는 제1, 제2 방전 부위(12j, 13j)에 대해, 이 주위 혹은 일부를 둘러싸는 제1, 제2 도전 부위(12k, 13k)를 배치한 것에 있다. 이와 같이, 제1 방전 부위(12j)와 동일 전압의 제1 도전 부위(12k)가 제1 방전 부위(12j)의 주위 또는 일부를 둘러싸고 있기 때문에, 제1 방전 부위(12j)로부터 발생한 양이온은, 역극성이며 음전위인 제2 방전 부위(13j)에 도달하기 전에, 양전위의 제1 도전 부위(12k)에 의해 반발되어, 제2 방전 부위(13j)에 도달하는 것을 완화할 수 있다. 제2 방전 부위(13k)에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 발생하는 이온이 거의 중화하지 않는 송풍 방향이나 제1 방전 전극(12a)과 제2 방전 전극(13a)의 거리의 경우는, 상기 특징 부분인 제1 도전 부위(12k), 제2 도전 부위(13k)를 형성하지 않아도 상관없다.
도 4A, 도 4B는 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제3 실시 형태를 도시하는 개략 평면도이다. 단면도의 구조는 도 2B와 동일하다고 생각해도 된다. 도 4A, 도 4B에 도시하는 이온 발생 장치는, 상기한 제2 실시 형태의 특징을 갖는 외에, 전술한 바와 같이, 기재의 유전체(11)의 형상에 대해, 대각선 상에 배치한 것이다. 앞서 기술한 바와 같이, 전극의 형상으로서는 바늘 형상의 전극으로 하여도 되지만, 기본적으로는 유전체의 표면에 형성된 방전 전극과, 유전체 내부에 매몰된 유도 전극으로 한 쌍의 전극을 형성하고 있는 경우를 기재하고 있다.
본 발명의 제4 실시 형태로서는, 전술한 도 2A, 도 2B, 도 3, 도 4A, 도 4B에 도시하는 이온 발생 장치에 있어서, 제1 방전 전극(12a), 제1 유도 전극(12b), 제2 방전 전극(13a), 제2 유도 전극(13b)의 유전체(11)로의 배치를 고려할 때, 제1, 제2 전극 간의 절연을 확보할 수 있는 거리를 두고 인접하게 되지만, 인가 전압을 생각하여, 이들 중에서 2개의 전극 간의 전위차가 가장 작아지는 제1 방전 전극(12a)과 제2 방전 전극(13a)을 절연을 확보할 수 있는 거리를 두고 인접시키는 것을 특징으로 하고 있다. 바꾸어 말하면, 가장 전위차가 작아지는 조합의 전극을 절연을 확보할 수 있는 거리를 두고 인접시키는 구조로 하고 있다. 전위차나 파형에 대해서는, 이하에 기술한다.
또한, 도 2A, 도 3, 도 4A, 도 4B에 도시하는 전극 형상은 일례이며, 도 8 내지 도 11과 같은 전극 형상이라도 된다. 도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 이온 발생 장치의 제5 내지 제8 실시 형태를 도시하는 개략 평면도이다. 도 8 내지 도 11에 있어서, 도 3과 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 또한, 단면도의 구조는 도 2B와 동일하다고 생각해도 된다.
도 8에 도시하는 이온 발생 장치(10)는 제1 방전 전극(12a), 제2 방전 전극(13a)이 단면에 너무 가까워지지 않도록 각 전극의 크기를 작게 한 것이고, 도 9에 도시하는 이온 발생 장치(10)는 방전 개소를 조정하기 위해, 도 8에 도시하는 이온 발생 장치(10)의 제1 방전 전극(12a), 제2 방전 전극(13a)의 개수를 감소시킨 것이다. 또한, 도 10, 도 11에 도시하는 이온 발생 장치(10)는 방전 개소를 조정하기 위해, 도 9에 도시하는 이온 발생 장치(10)의 제1 방전 전극(12a), 제2 방전 전극(13a)의 형상을 도 2에 도시하는 이온 발생 장치(10)의 제1 방전 전극(12a), 제2 방전 전극(13a)의 이미지에 근접시킨 것이다.
계속해서, 전압 인가 회로(20)의 구성 및 동작에 대해 설명한다.
도 5A, 도 5B는 전압 인가 회로(20)의 일 실시 형태를 나타내는 회로도이다. 우선, 도 5A에 나타내는 전압 인가 회로(20)에 대해 설명한다. 도 5A에 나타내는 전압 인가 회로(20)는, 1차측 구동 회로로서 입력 전원(201)과, 입력 저항(204), 정류 다이오드(206), 변압기 구동용 스위칭 소자(212), 콘덴서(211), 다이오드(207)를 갖고 이루어진다. 입력 전원(201)이 교류 상용 전원의 경우, 입력 전원(201)의 전압에 의해, 입력 저항(204), 정류 다이오드(206)를 통해, 콘덴서(211)에 충전되고, 규정 전압 이상이 되면 변압기 구동용 스위칭 소자(212)가 온 상태로 되어, 변압기(202)의 1차측 코일(202a)에 전압 인가된다. 그 직후, 콘덴서(211)에 충전된 에너지는 변압기(202)의 1차측 코일(202a)과 변압기 구동용 스위칭 소자(212)를 통해 방전되어, 콘덴서(211)의 전압은 제로로 돌아오고, 다시 충전되어, 규정 주기로 충방전을 반복한다. 변압기 구동용 스위칭 소자(212)는, 상기의 설명에서는 무 게이트 2단자 사이리스터(사이닥[신전원공업 제품])를 채용한 설명으로 되어 있지만, 약간 상이한 회로를 이용하여, 사이리스터(SCR)를 이용해도 된다. 또한, 입력 전원(201)은 직류 전원의 경우여도, 상기와 마찬가지의 동작을 얻을 수 있는 회로로 하면 상관없다. 즉, 당 회로의 1차측 구동 회로로서는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 마찬가지의 동작을 얻을 수 있는 회로면 된다.
변압기(202)의 2차측 회로로서 변압기(202)의 2차 코일(202b, 202c) 2개를 구비하고, 이것들이 각각 도 2A, 도 2B, 도 3, 도 4A, 도 4B, 도 8 내지 도 11 중 어느 하나의 제1 방전 전극(12a), 제1 유도 전극(12b), 제2 방전 전극(13a), 제2 유도 전극(13b)에 접속되어 있다. 1차측 회로의 변압기 구동용 스위칭 소자(212)가 온 상태로 됨으로써, 1차측의 에너지가 변압기의 2차 코일(202b, 202c)에 전달되어, 임펄스 형상 전압이 발생한다. 제1 방전 전극(12a)에는, 변압기(202)의 2차 코일(202b) 뿐만이 아니라 다이오드(209)의 캐소드가 접속되고, 다이오드(209)의 애노드는 저항(205)을 통해, 접지 또는 입력 전원(201)의 한쪽 편(기준 전위)에 접속된다. 입력 전원(201)이 교류 상용 전원일 때, 일본 국내에서는 입력 교류 상용 전원의 다른 한쪽이 접지되어 있기 때문에, 접지 단자가 없는 전기 기기 등은 입력 전원(201)의 한쪽 편에 연결하면 동일한 기능을 얻을 수 있다. 콘센트가 반대로 삽입되어도, 100V가 중단될 뿐으로, 접지되는 것은 동일하다. 또한, 저항(205)은 보호용으로, 이것이 없어도(단락하고 있어도) 동작에는 지장이 없다. 또한, 제2 방전 전극(13a)에는, 변압기의 2차 코일(202c) 뿐만 아니라 다이오드(208)의 애노드가 접속되고, 다이오드(208)의 캐소드는 저항(205)을 통해, 접지 또는 입력 전원(201)의 한쪽 편에 접속된다.
다음으로, 도 5B에 나타내는 다른 구성의 전압 인가 회로(20)에 대해 설명한다. 변압기(202)의 1차측 회로의 설명은 전술한 바와 마찬가지이다. 변압기(202)의 2차측 회로로서, 변압기(202)의 2차 코일은 202b, 202c의 2개를 구비하고, 이들이 각각, 도 2A, 도 2B, 도 3, 도 4A, 도 4B, 도 8 내지 도 11 중 어느 하나의 제1 방전 전극(12a), 제1 유도 전극(12b), 제2 방전 전극(13a), 제2 유도 전극(13b)에 접속되어 있다. 제1 방전 전극(12a)에는, 변압기(202)의 2차 코일(202b) 뿐만 아니라, 다이오드(209)의 캐소드 및 다이오드(210)의 애노드가 접속되고, 다이오드(209)의 애노드는 전환 릴레이(switching relay)(203)의 1개의 선택 단자(203a)에, 또한 다이오드(210)의 캐소드는 전환 릴레이(203)의 다른 선택 단자(203b)에 접속된다. 전환 릴레이(203)의 공통 단자(203c)는 저항(205)을 통해, 접지 또는 입력 전원(201)의 한쪽 편에 접속된다.
다음으로, 동작 전압 파형에 대해 설명한다. 변압기(202)의 2차 코일(202b, 202c)의 양단에는, 도 5C와 같은 교번 전압의 임펄스 파형이 인가된다. 2차 코일(202b, 202c)에 접속되는 다이오드(209) 및 다이오드(208)의 방향은, 전술한 바와 같이 역방향이며, 제1 방전 전극(12a), 제1 유도 전극(12b), 제2 방전 전극(13a), 제2 유도 전극(13b)의 전압을 접지 단자, 경우에 따라서는 입력 전원(201)의 한쪽 편(기준 전위: 다이오드(208, 209)가 접속되는 측)을 기준으로 본 전압 파형은, 도 5D, 도 5E, 도 5F, 도 5G에 나타내는 바와 같이, 도 5C의 파형이 각각 양 또는 음으로 바이어스된 파형이 된다.
도 5A에 나타내는 실시 형태의 경우, 제1 방전 전극(12a), 제1 유도 전극(12b)은 접지 단자, 경우에 따라서는 입력 전원(201)의 한쪽 편(기준 전위: 다이오드(208, 209)가 접속되는 측)을 기준으로 본 전위는 모두 양이며, 발생한 음이온은 방전 전극(12a)상에서 중화하고, 양이온은 반발하여 방출된다. 또한, 제2 방전 전극(13a), 제2 유도 전극(13b)은 접지 단자, 경우에 따라서는 입력 전원(201)의 한쪽 편(기준 전위: 다이오드(208, 209)가 접속되는 측)을 기준으로 본 전위는 모두 음이며, 음이온이 방출된다.
또한, 도 5B에 나타내는 실시 형태의 경우, 제1 방전 전극(12a), 제1 유도 전극(12b)은, 전환 릴레이(203)가 선택 단자(203a)측에 있을 때, 접지 단자, 경우에 따라서는 입력 전원(201)의 한쪽 편(기준 전위: 다이오드(208, 209)가 접속되는 측)을 기준으로 본 전위는 모두 양이며, 양이온이 발생한다. 또한, 전환 릴레이(203)가 선택 단자(203b)측에 있을 때, 접지 단자, 경우에 따라서는 입력 전원(201)의 한쪽 편(기준 전위: 다이오드(208, 209)가 접속되는 측)을 기준으로 본 전위는 모두 음이며, 음이온이 발생한다. 제2 방전 전극(13a), 제2 유도 전극(13b)은 접지 단자, 경우에 따라서는 입력 전원(201)의 한쪽 편(기준 전위: 다이오드(208, 209)가 접속되는 측)을 기준으로 본 전위는 모두 음이며, 음이온이 발생한다.
양이온으로서는 H+(H2O)m이고, 음이온으로서는 O2 -(H2O)n(m, n은 자연수이고, H2O 분자가 복수 개 붙어 있는 것을 의미한다)이다.
이와 같이, 전환 릴레이(203)의 선택 단자가 203a측에 있을 때, 제1 방전부(12)로부터 발생하는 이온은 양이온으로 되어, 제2 방전부(13)로부터 발생하는 음이온과 함께 양, 음 거의 동량의 이온이 발생한다. 공기중에 H+(H2O)m과 O2 -(H2O)n을 거의 동량 방출시킴으로써, 이들 이온이 공기중의 부유 곰팡이균이나 바이러스의 주위를 둘러싸고, 그때 생성되는 활성종의 수산기 라디칼(·OH)의 작용에 의해 비활화하는 것이 가능해진다.
상기 기재에 대해 상세하게 기술한다. 제1, 제2 방전부(12, 13)를 구성하는 전극 간에 교류 전압을 인가함으로써, 공기중의 산소 내지는 수분이 전리에 의해 에너지를 받아 이온화하여, H+(H2O)m(m은 임의의 자연수)과 O2 -(H2O)n(n은 임의의 자연수)을 주체로 한 이온을 생성하고, 이것들을 팬 등에 의해 공간에 방출시킨다. 이들 H+(H2O)m 및 O2 -(H2O)n은 부유균의 표면에 부착하여, 화학 반응해 활성종인 H2O2 또는 (·OH)를 생성한다. H2O2 또는 (·OH)는 매우 강력한 활성을 나타내기 때문에, 이것들에 의해, 공기중의 부유 세균을 둘러싸 비활화할 수 있다. 여기에서, (·OH)는 활성종의 1종이며, 라디칼의 OH를 나타내고 있다.
양 및 음의 이온은 부유 세균의 세포 표면에서 식 (1) 내지 식 (3)에 나타내는 바와 같이 화학 반응하여, 활성종인 과산화수소(H2O2) 또는 수산기 라디칼(·OH)을 생성한다. 여기에서, 식 (1) 내지 식 (3)에서, m, m’, n, n’는 임의의 자연수이다. 이에 따라, 활성종의 분해 작용에 의해 부유 세균이 파괴된다. 따라서, 효율적으로 공기중의 부유 세균을 비활화, 제거할 수 있다.
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이상의 메커니즘에 의해, 상기 양 및 음이온의 방출에 의해, 부유균 등의 비활화 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 식 (1) 내지 식 (3)은 공기중의 유해 물질 표면에서도 마찬가지 의 작용을 발생시킬 수 있기 때문에, 활성종인 과산화수소(H2O2) 또는 수산기 라디칼(·OH)이, 유해 물질을 산화 혹은 분해하여, 포름알데히드나 암모니아 등의 화학 물질을 이산화탄소나 물, 질소 등의 무해한 물질로 변환함으로써, 실질적으로 무해화하는 것이 가능하다.
따라서, 송풍 팬을 구동함으로써, 이온 발생 소자(1)에 의해 발생시킨 양이온과 음이온을 본체 밖으로 송출할 수 있다. 그리고, 이러한 양이온과 음이온의 작용에 의해 공기중의 곰팡이나 균을 비활화하여, 그 증식을 억제할 수 있다.
그 외, 양이온과 음이온에는, 콕사키 바이러스(coxsackie virus), 폴리오 바이러스(polio virus) 등의 바이러스류도 비활화하는 기능이 있어, 이들 바이러스의 혼입에 의한 오염을 방지할 수 있다.
또한, 양이온과 음이온에는, 냄새의 원인이 되는 분자를 분해하는 기능이 있는 것도 확인되어 있어, 공간의 탈취에도 이용할 수 있다.
또한, 전환 릴레이(203)의 선택 단자가 203b측에 있을 때, 제1 방전부(12)로부터 발생하는 이온은 음이온으로 되어, 제2 방전부(13)로부터 발생하는 음이온과 함께 쌍방의 전극으로부터 음이온이 발생한다. 가정 내의 전기 기기 등으로 양이온 과다로 된 공간에 음이온을 다량으로 공급하여, 자연계에서의 숲속과 같은 양 및 음의 이온 균형이 잡힌 상태로 하고자 하는 경우나, 이완 효과를 원하는 경우에 유효하게 된다.
또한, 전압 인가 회로(20)는, 도 2A, 도 2B, 도 3, 도 4A, 도 4B, 도 8 내지 도 11 중 어느 하나에 나타내는 제1 방전 전극(12a)과 제1 유도 전극(12b)의 사이에 양의 극성부터 시작되는 교번 전압 파형을 인가하고, 제2 방전 전극(13a)과 제2 유도 전극(13b)의 사이에 음의 극성부터 시작되는 교번 전압 파형을 인가하면 되기 때문에, 도 5A, 도 5B에 나타내는 구성 이외에, 예를 들면, 도 12, 도 13에 나타내는 구성을 채용하는 것이 가능하다.
도 12는, 도 5B의 회로를 보다 염가로, 또한 부품 점수를 줄인 구성이다. 설명의 편의상, 도 5B에 나타내는 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 도 12에 나타내는 전압 인가 회로(20)는 1차측 구동 회로로서 입력 전원(201)과, 입력 저항(204), 정류 다이오드(206), 변압기 구동용 스위칭 소자(212), 콘덴서(211), 플라이휠 다이오드(213)를 갖고 이루어진다. 입력 전원(201)이 교류 상용 전원인 경우, 입력 전원(201)의 전압에 의해, 입력 저항(204), 정류 다이오드(206)를 통해, 콘덴서(211)에 충전되고, 규정 전압 이상이 되면 변압기 구동용 스위칭 소자(212)가 온 상태로 되어, 변압기(202)의 1차측 코일(202a)에 전압 인가된다. 그 직후, 콘덴서(211)에 충전된 에너지는 변압기 구동용 스위칭 소자(212)와 변압기(202)의 1차측 코일(202a)을 통해 방전되어, 콘덴서(211)의 전압은 제로로 돌아오고, 다시 충전이 되어 규정 주기로 충방전을 반복한다.
변압기(202)의 2차측 회로로서 변압기(202)의 2차 코일(202b, 202c)의 2개를 구비하고, 이것들이 각각 도 2A, 도 2B, 도 3, 도 4A, 도 4B, 도 8 내지 도 11 중 어느 하나의 제1 방전 전극(12a), 제1 유도 전극(12b), 제2 방전 전극(13a), 제2 유도 전극(13b)에 접속되어 있다. 1차측 회로의 변압기 구동용 스위칭 소자(212)가 온 상태로 됨으로써, 1차측의 에너지가 변압기의 2차 코일(202b, 202c)에 전달되어, 임펄스 형상 전압이 발생한다. 또한, 각 2차 코일과 각 전극이란, 제1 방전 전극(12a)과 제1 유도 전극(12b) 사이에 인가되는 전압의 극성과, 제2 방전 전극(13a)과 제2 유도 전극(13b) 사이에 인가되는 전압의 극성이 역으로 되도록 접속되어 있다.
또한, 제1 방전 전극(12a)에는, 변압기(202)의 2차 코일(202b) 뿐만 아니라 다이오드(209)의 캐소드가 접속되고, 다이오드(209)의 애노드는 릴레이(214)를 통해, 접지 또는 입력 전원(201)의 한쪽 편(라인 AC2: 기준 전위)에 접속된다. 입력 전원(201)이 교류 상용 전원일 때, 일본 국내에서는 입력 교류 상용 전원의 다른 한쪽이 접지되어 있기 때문에, 접지 단자가 없는 전기 기기 등은 입력 전원(201)의 한쪽 편에 연결하면 동일한 기능을 얻을 수 있다. 또한, 제2 방전 전극(13a)에는, 변압기(202)의 2차 코일(202c) 뿐만 아니라 다이오드(208)의 애노드가 접속되고, 다이오드(208)의 캐소드는 접지 또는 입력 전원(201)의 한쪽 편(라인 AC2)에 접속된다.
다음으로, 동작 전압 파형에 대해 설명한다. 변압기(202)의 2차 코일(202b, 202c)의 양단에는, 교번 전압의 임펄스 파형이 인가된다. 이때, 제1 방전 전극(12a)을 기준으로 본 제1 유도 전극(12b)의 전압 파형은, 도 14A에 나타내는 바와 같이, 양의 극성부터 시작되는 교번 전압 파형이 되고, 제2 방전 전극(13a)을 기준으로 본 제2 유도 전극(13b)의 전압 파형은, 도 14B에 나타내는 바와 같이, 음의 극성부터 시작되는 교번 전압 파형이 된다.
또한, 2차 코일(202c)은 순방향을 향하는 다이오드(208)를 통해 라인 AC2(경우에 따라서는 접지 단자)에 접속되고 있으므로, 라인 AC2를 기준으로 본 제2 방전 전극(13a)의 전압 파형은 도 15A에 나타내는 바와 같이, 또한, 제2 유도 전극(13b)의 전압 파형은 도 15B에 나타내는 바와 같이, 도 14B의 파형이 음으로 바이어스된 파형이 된다. 따라서, 제2 방전부(13)로부터는 음이온이 발생한다. 음이온으로서는 O2 -(H2O)n(n은 자연수로 H2O 분자가 복수 개 붙어 있는 것을 의미한다)이다.
한편, 2차 코일(202b)은 릴레이(214)가 온 상태에 있을 때는, 역방향을 향하는 다이오드(209)를 통해 라인 AC2에 접속되고 있으므로, 라인 AC2를 기준으로 본 제1 방전 전극(12a)의 전압 파형은 도 16A에 나타내는 바와 같이, 또한, 제1 유도 전극(12b)의 전압 파형은 도 16B에 나타내는 바와 같이, 도 14A의 파형이 양으로 바이어스된 파형이 된다. 따라서, 제1 방전부(12)로부터는 제2 방전부(13)에서 발생하는 음이온과 거의 동량의 양이온이 발생한다. 양이온으로서는 H+(H2O)m(m은 자연수로 H2O 분자가 복수개 붙어 있는 것을 의미한다)이다.
또한, 도 17A는, 도 14A 또는 도 14B에 나타내는 파형을 시간축을 바꾸어 나타낸 것이고, 도 17B는 도 16A 또는 도 16B에 나타내는 파형을 시간축을 바꾸어 나타낸 것이다. 각 전극에 인가되는 전압 파형은, 이러한 짧은 시간에 감쇠하는 임펄스 파형으로 되어 있지만, 이것은 변압기의 인덕턴스나 저항, 전극의 정전 용량에 의한 전기 진동 감쇠와 플라이휠 다이오드(213)의 효과에 의한 것이다. 즉, 2차 코일(202b, 202c)에 흐르는 전류에 의해 1차 코일(202a)에 유도되는 전압에 의해 흐르는 전류를 1차 코일(202a), 플라이휠 다이오드(213), 변압기 구동용 스위칭 소자(212)를 통해 환류시킴으로써, 2차 코일(202b, 202c)에 발생하는 전압 진동을 급속히 감쇠시키고 있다.
또한, 도 18A는 릴레이(214)가 온 상태일 때의 라인 AC2를 기준으로 본 제1 방전 전극(12a), 제2 방전 전극(13a)의 전압 파형을 나타내는 파형도이며, 도 15A, 도 16A와 동일하다. 도 18B는 릴레이(214)가 오프 상태일 때의 라인 AC2을 기준으로 본 제1 방전 전극(12a), 제2 방전 전극(13a)의 전압 파형을 나타내는 파형도이다. 릴레이(214)가 온 상태일 때는, 도 18A에 나타내는 바와 같이, 라인 L1로 나타내는 제1 방전 전극(12a)의 전압 파형은 양(positive) 측으로 바이어스되고, 라인 L2로 나타내는 제2 방전 전극(13a)의 전압 파형은 음(negative) 측으로 바이어스되고 있다. 그리고, 릴레이(214)가 오프 상태일 때는, 도 18B에 나타내는 바와 같이, 라인 L2로 나타내는 제2 방전 전극(13a)의 전압 파형은 음(negative)측으로 바이어스되고 있어 변화는 없지만, 라인 L1로 나타내는 제1 방전 전극(12a)의 전압 파형은 바이어스되지 않고 교번 파형으로 변화하고 있다. 이것은 릴레이(214)가 오프 상태일 때는, 2차 코일(202b)이 플로팅(floating) 상태로 되기 때문이며, 제1파가 음이고 제2파 이후가 교번하는 파형이기 때문에 양이온과 음이온 양쪽 모두가 소량이지만 방출된다.
따라서, 릴레이(214)가 오프 상태일 때는, 제1 방전부(12)로부터 발생하는 소량의 양이온과 음이온과 제2 방전부(13)로부터 발생하는 다량의 음이온으로, 전체적으로는 미량의 양이온과 다량의 음이온으로 음이온이 풍부한 상태가 된다. 한편, 릴레이(214)가 온 상태일 때는, 제1 방전부(12)로부터 발생하는 양이온과 제2 방전부(13)로부터 발생하는 음이온으로 양 및 음 거의 동량의 이온이 발생하는 상태가 된다.
따라서, 공기중에 H+(H2O)m과 O2 -(H2O)n을 거의 동량 방출시킴으로써, 이들 이온이 공기중의 부유 곰팡이균이나 바이러스의 주위를 둘러싸고, 그때 생성되는 활성종의 수산기 라디칼(·OH)의 작용에 의해 비활화하는 상태를 원하는 경우와, 가정 내의 전기 기기 등으로 양이온 과다가 된 공간에 음이온을 다량으로 공급하여, 자연계에서의 숲속과 같은 양 및 음의 이온 균형이 잡힌 상태로 하고 싶을 때나 이완 효과를 원하는 경우를, 릴레이(214)를 온/오프 시킴으로써 전환할 수 있다.
또한, 도 12에 나타내는 변압기(202)는 도 19와 같은 코일 배치로 구성되어 있다. 도 19는, 도 12에 나타내는 변압기(202)가 탑재된 이온 발생 장치의 부품 배치를 도시한 배치도이다. 도 19에 있어서, 참조 번호 220은 방전용의 각 전극(미도시)이 형성되어 있는 전극 패널부, 221은 전극 패널부(220)를 고정하는 전극틀, 222는 몰딩재, 223은 변압기(202)가 고정됨과 동시에 회로 부품이 실장되는 기판, 224는 입출력용의 커넥터나 그 외의 회로 부품이 탑재되어 있는 회로 부품 탑재부이다.
변압기(202)는 1차 코일(202a)의 양측에 2차 코일(202b, 202c)이 배치된 구성이다. 변압기(202)의 코일 배치를 이와 같이 하면, 2차 코일(202b, 202c)간의 거리를 확보하게 되어, 한쪽의 2차 코일에서 발생한 자계가 직접적으로, 다른 한쪽의 2차 코일에 미치는 영향을 경감할 수 있다. 따라서, 서로의 자계가 영향을 서로 미침으로써, 각 2차 코일에 발생하는 전압이 변동하는 일이 경감되어, 각 2차 코일로부터 발생하는 전압이 인가되는 이온 발생 소자로부터의 이온 발생량이 변동하는 것을 방지할 수 있다.
도 13은 전압 인가 회로(20)의 또 다른 실시 형태를 나타내는 회로도이다. 설명의 편의상, 도 12에 나타내는 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 도 13에 나타내는 전압 인가 회로(20)가 도 12에 나타내는 전압 인가 회로(20)와 다른 점은, 1개의 변압기(202)와 플라이휠 다이오드(213) 대신에, 2개의 변압기(215, 216)와 각각의 1차 코일에 접속된 2개의 플라이휠 다이오드(217, 218)를 이용하고 있는 점이다. 또한, 1차측 구동 회로로서의 변압기 구동용 스위칭 소자(212)와 콘덴서(211)의 위치가 바뀌어 있다.
입력 전원(201)이 교류 상용 전원인 경우, 입력 전원(201)의 전압에 의해, 입력 저항(204), 정류 다이오드(206), 플라이휠 다이오드(217, 218)를 통해, 콘덴서(211)에 충전되고, 규정 전압 이상이 되면 변압기 구동용 스위칭 소자(212)가 온 상태가 되어, 변압기(215)의 1차측 코일(215a)과 변압기(216)의 1차측 코일(216a)의 직렬 회로에 전압 인가된다. 그 직후, 콘덴서(211)에 충전된 에너지는 변압기 구동용 스위칭 소자(212)와 변압기(215)의 1차측 코일(215a)과 변압기(216)의 1차측 코일(216a)의 직렬 회로를 통해 방전되어, 콘덴서(211)의 전압은 제로로 돌아오고, 다시 충전이 되어, 규정 주기로 충방전을 반복한다.
변압기(215, 216)의 2차측 회로로서의 2차 코일(215b, 216b)이 각각 도 2A, 도 2B, 도 3, 도 4A, 도 4B, 도 8 내지 도 11 중 어느 하나의 제1 방전 전극(12a), 제1 유도 전극(12b), 제2 방전 전극(13a), 제2 유도 전극(13b)에 접속되어 있다. 1차측 회로의 변압기 구동용 스위칭 소자(212)가 온 상태로 됨으로써, 1차측의 에너지가 2차 코일(215b)과 2차 코일(216b)에 전달되어, 임펄스 형상 전압이 발생한다. 또한, 각 2차 코일과 각 전극이란, 제1 방전 전극(12a)과 제1 유도 전극(12b) 사이에 인가되는 전압의 극성과, 제2 방전 전극(13a)과 제2 유도 전극(13b) 사이에 인가되는 전압의 극성이 역으로 되도록 접속되어 있다.
또한, 제1 방전 전극(12a)에는, 변압기(215)의 2차 코일(215b) 뿐만 아니라 다이오드(209)의 캐소드가 접속되고, 다이오드(209)의 애노드는 릴레이(214)를 통해 접지 또는 입력 전원(201)의 한쪽 편(라인 AC2)에 접속된다. 또한, 제2 방전 전극(13a)에는, 변압기(216)의 2차 코일(216b) 뿐만 아니라 다이오드(208)의 애노드가 접속되고, 다이오드(208)의 캐소드는 접지 또는 입력 전원(201)의 한쪽 편(라인 AC2)에 접속된다.
이와 같은 구성의 도 13에 나타내는 전압 인가 회로(20)의 동작 전압 파형에 대해서는, 도 12에 나타내는 전압 인가 회로(20)의 동작 전압 파형(도 14A 내지 도 17A, 도 14B 내지 도 17B)과 동일하므로, 그 설명은 생략한다. 도 13에 나타내는 전압 인가 회로(20)의 특징적인 점은, 제1 방전 전극(12a)과 제1 유도 전극(12b) 사이에 전압을 인가하는 변압기(215)와, 제2 방전 전극(13a)과 제2 유도 전극(13b) 사이에 전압을 인가하는 변압기(216)를 독립시키고 있을 뿐만 아니라, 각각의 변압기의 1차 코일에 플라이휠 다이오드(217, 218)를 각각 형성하고 있는 점이다.
이와 같이 하면, 2차 코일(215b)에 흐르는 전류에 의해 1차 코일(215a)에 유도되는 전압에 의해 흐르는 전류는 1차 코일(215a)과 플라이휠 다이오드(217)를 환류할 뿐이므로, 변압기(216)에 영향을 미치는 일은 없다. 또한, 마찬가지로 2차 코일(216b)에 흐르는 전류에 의해 1차 코일(216a)에 유도되는 전압에 의해 흐르는 전류는 1차 코일(216a)과 플라이휠 다이오드(218)를 환류할 뿐이므로, 변압기(215)에 영향을 미치는 일도 없다. 따라서, 한쪽의 방전부에 부하 변동 등이 생겨도, 그 변동이 다른 한쪽의 방전부에 인가되는 전압에 영향을 미치는 일이 없어져, 다른 한쪽의 방전부로부터 발생하는 이온량이 변동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 13에 나타내는 전압 인가 회로(20)는 변압기(215)의 1차 코일(215a)과 변압기(216)의 1차 코일(216a)을 직렬로 접속하고 있지만, 이들을 병렬로 접속한 회로 구성으로 하는 것도 가능하다.
또한, 도 13에 나타내는 변압기(215, 216)는 도 20과 같은 코일 배치로 구성되고 있다. 도 20은, 도 13에 나타내는 변압기(215, 216)가 탑재된 이온 발생 장치의 부품 배치를 도시한 배치도이다. 설명의 편의상, 도 19와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 도 20에서, 참조 번호 220은 방전용의 각 전극(미도시)이 형성되고 있는 전극 패널부, 221은 전극 패널부(220)를 고정하는 전극틀, 222는 몰딩재, 223은 변압기(215, 216)가 고정됨과 동시에 회로 부품이 실장되는 기판, 224는 입출력용의 커넥터나 그 외의 회로 부품이 탑재되어 있는 회로 부품 탑재부이다.
변압기(215, 216)는 2차 코일(216b), 1차 코일(216a), 1차 코일(215a), 2차 코일(215b)이 이 순서로 나열되도록 배치되어 있다. 변압기(215, 216)를 이와 같이 배치하면, 2차 코일(216b, 215b)간의 거리를 확보하게 되어, 한쪽의 2차 코일에서 발생한 자계가 직접적으로, 다른 한쪽의 2차 코일에 미치는 영향을 경감할 수 있다. 따라서, 서로의 자계가 영향을 서로 미침으로써, 각 2차 코일에 발생하는 전압이 변동하는 것이 경감되어, 각 2차 코일로부터 발생하는 전압이 인가되는 이온 발생 소자로부터의 이온 발생량이 변동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 12, 도 13에 나타내는 변압기 구동용 스위칭 소자(212)는, 상기의 설명에서는 무 게이트 2단자 사이리스터(사이닥[신전원공업 제품])를 채용한 설명이 되어 있지만, 약간 상이한 회로를 이용하여, 사이리스터(SCR)를 이용하여도 된다. 또한, 입력 전원(201)은 직류 전원의 경우라도, 상기와 마찬가지의 동작을 얻을 수 있는 회로라면 상관없다. 즉, 당 회로의 1차측 구동 회로로서는, 특별히 한정하는 것이 아니라, 마찬가지의 동작을 얻을 수 있는 회로라면 된다.
또한, 상기한 본 발명에 따른 이온 발생 소자 또는 이온 발생 장치는, 공기 조화기, 제습기, 가습기, 공기 청정기, 냉장고, 팬히터, 전자레인지, 세탁 건조기, 청소기, 살균 장치 등의 전기 기기에 탑재하면 된다. 이러한 전기 기기라면, 기기 본래의 기능 외에, 탑재한 이온 발생 장치로 공기중의 이온량이나 이온 균형을 변화시켜, 실내 환경을 원하는 분위기 상태로 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기의 실시 형태에서는, 이온을 발생하는 방전부를 복수 갖고 이루어지는 단일의 이온 발생 소자에서 양이온과 음이온을 개별적으로 발생시켜, 각각을 독립하여 실내에 방출하는 구성을 예로 들어 설명을 행하였지만, 본 발명의 구성은 이에 한정되는 것이 아니라, 복수의 이온 발생 소자에서 양이온과 음이온을 개별적으로 발생시켜, 각각을 독립하여 실내에 방출하는 구성으로 해도 상관없다.
본 발명의 이온 발생 소자, 이온 발생 장치는, 주로 폐 공간(가옥 내, 빌딩내의 방, 병원의 병실이나 수술실, 차내, 비행기 내, 선박내, 창고 내, 냉장고의 실내 등)에서 사용되는 공기 조화기, 제습기, 가습기, 공기 청정기, 냉장고, 팬히터, 전자레인지, 세탁 건조기, 청소기, 살균 장치 등의 여러 가지 전기 기기에 이용할 수 있다.

Claims (21)

1개의 기재(base member) 상에 부착 또는 인쇄되는 양이온(positive ion)을 발생하는 제1 방전부와, 음이온(negative ion)을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고,
제1, 제2 방전부는 모두, 상기 기재의 동일 평면 상이며, 그 대각선 상에 분리 독립하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 소자.
1개의 기재 상에 부착 또는 인쇄되는 양이온을 발생하는 제1 방전부와, 음이온을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고,
제1 방전부는 방전을 일으키는 제1 방전 부위와, 상기 제1 방전 부위의 주위 혹은 일부를 둘러싸는 제1 방전 부위와 동일 전압의 제1 도전 부위를 갖고,
음이온을 발생하는 제2 방전부는, 방전을 일으키는 제2 방전 부위와, 상기 제2 방전 부위의 주위 혹은 일부를 둘러싸는 제2 방전 부위와 동일 전압의 제2 도전 부위를 갖고,
제1, 제2 방전부는 모두, 상기 기재의 동일 평면 상이며, 제1 도전 부위와 제2 도전 부위가 대향하도록 분리 독립하여 배치, 또는 상기 기재의 대각선 상에 분리 독립하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 소자.
1개의 기재 상에 부착, 또는 인쇄되는 양이온을 발생하는 제1 방전부와, 음이온을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고,
제1, 제2 방전부는, 상기 기재인 유전체의 표면에 형성된 제1, 제2 방전 전극과, 상기 유전체의 내부에 매설된 제1, 제2 유도 전극을 각각 한 쌍으로 하여 각각에 형성되고, 상기 기재의 동일 평면 상에, 서로 분리 독립하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 소자.
제3항에 있어서, 제1 방전부와 제2 방전부는, 제1 방전 전극과 제2 방전 전극이 일정 거리를 두도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 소자.
제3항 또는 제4항에 있어서, 제1, 제2 방전부는 모두, 상기 기재의 동일 평면 상이며, 그 대각선 상에 분리 독립하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 소자.
제3항 또는 제4항에 있어서,
제1 방전부는 방전을 일으키는 제1 방전 부위와, 상기 제1 방전 부위의 주위 혹은 일부를 둘러싸는 제1 방전 부위와 동일 전압의 제1 도전 부위를 갖고,
음이온을 발생하는 제2 방전부는, 방전을 일으키는 제2 방전 부위와, 상기 제2 방전 부위의 주위 혹은 일부를 둘러싸는 제2 방전 부위와 동일 전압의 제2 도전 부위를 갖고,
제1, 제2 방전부는 모두, 상기 기재의 동일 평면 상이며, 제1 도전 부위와 제2 도전 부위가 대향하도록 분리 독립하여 배치, 또는 상기 기재의 대각선 상에 분리 독립하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 소자.
이온 발생 소자와,
상기 이온 발생 소자에 접속된 전압 인가 회로
를 갖고,
상기 이온 발생 소자는,
1개의 기재 상에 부착 또는 인쇄되는 양이온을 발생하는 제1 방전부와, 음이온을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고,
제1, 제2 방전부는, 상기 기재인 유전체의 표면에 형성된 제1, 제2 방전 전극과, 상기 유전체의 내부에 매설된 제1, 제2 유도 전극을 각각 한 쌍으로서 각각에 형성되고, 상기 기재의 동일 평면 상에, 서로 분리 독립하여 배치되며,
상기 전압 인가 회로는,
상기 이온 발생 소자의 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 양으로 바이어스(bias)한 전압 파형을 인가함으로써 양이온을 발생시키고, 제2 방전부에 상기 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 음이온을 발생시키도록 한 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
이온 발생 소자와,
상기 이온 발생 소자에 접속된 전압 인가 회로
를 갖고,
상기 이온 발생 소자는,
1개의 기재 상에 부착 또는 인쇄되는 양이온을 발생하는 제1 방전부와, 음이온을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고,
제1, 제2 방전부는 상기 기재인 유전체의 표면에 형성된 제1, 제2 방전 전극과, 상기 유전체의 내부에 매설된 제1, 제2 유도 전극을 각각 한 쌍으로 하여 각각에 형성되고, 상기 기재의 동일 평면 상에, 서로 분리 독립하여 배치되며,
상기 전압 인가 회로는,
상기 이온 발생 소자의 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 양으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 양이온을 발생시키는 경우와, 상기 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 전압을 인가하여, 음이온을 발생시키는 경우를 전환할 수 있는 제1 전압 인가부 및 전환부와,
상기 이온 발생 소자의 제2 방전부에 상기 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 음이온을 발생시키는 제2 전압 인가부를 갖고,
양이온과 음이온을 거의 등량 발생시키는 경우와 음이온만을 발생시키는 경우를 전환 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
이온 발생 소자와,
상기 이온 발생 소자에 접속된 전압 인가 회로
를 갖고,
상기 이온 발생 소자는,
1개의 기재 상에 부착 또는 인쇄되는 양이온을 발생하는 제1 방전부와, 음이온을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고,
제1, 제2 방전부는 상기 기재인 유전체의 표면에 형성된 제1, 제2 방전 전극과, 상기 유전체의 내부에 매설된 제1, 제2 유도 전극을 각각 한 쌍으로 하여 각각에 형성되고, 상기 기재의 동일 평면 상에, 서로 분리 독립하여 배치되며,
상기 전압 인가 회로는,
상기 이온 발생 소자의 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 양으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 양이온을 발생시키는 경우와, 상기 교류 임펄스 전압을 바이어스하고 있지 않은 전압 파형을 인가함으로써 양이온, 음이온을 발생시키는 경우를 전환할 수 있는 제3 전압 인가부 및 바이어스 전환부와,
상기 이온 발생 소자의 제2 방전부에 상기 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 음이온을 발생시키는 제2 전압 인가부를 갖고,
양이온과 음이온을 거의 등량 발생시키는 경우와 소량의 양이온과 양이온량에 비해 다량의 음이온을 발생시키는 경우를 전환 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 방전부에 인가되는 교류 임펄스 전압은, 제1 방전 전극을 기준으로 한 제1 유도 전극의 전압이 양의 극성부터 시작되는 교번 전압 파형이고,
제2 방전부에 인가되는 교류 임펄스 전압은, 제2 방전 전극을 기준으로 한 제2 유도 전극의 전압이 음의 극성부터 시작되는 교번 전압 파형인 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
제7항 또는 제9항에 있어서, 상기 전압 인가 회로는,
캐소드(cathode)가 기준 전위에 접속되고, 애노드(anode)가 제2 방전 전극에 접속되는 제1 다이오드와,
제1 방전부로부터 양이온을 발생시킬 때는 애노드가 상기 기준 전위에 접속되고 캐소드가 제1 방전 전극에 접속되는 제2 다이오드를 갖는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
제8항에 있어서, 상기 전압 인가 회로는,
캐소드가 기준 전위에 접속되고 애노드가 제2 방전 전극에 접속되는 제1 다이오드와,
제1 방전부로부터 양이온을 발생시킬 때는 애노드가 상기 기준 전위에 접속되고 캐소드가 제1 방전 전극에 접속되는 제2 다이오드와,
제1 방전부로부터 음이온을 발생시킬 때는 캐소드가 상기 기준 전위에 접속되고 애노드가 제1 방전 전극에 접속되는 제3 다이오드를 갖는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 인가 회로는,
구동측의 1차 코일과 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 인가하는 제1 2차 코일과 제2 방전부에 교류 임펄스 전압을 인가하는 제2 2차 코일로 이루어지는 제1 변압기(transformer)를 갖고,
제1 변압기의 제1, 제2 2차 코일은 상기 1차 코일의 양측에 각각 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압 인가 회로는,
구동측의 1차 코일과 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 인가하는 2차 코일로 이루어지는 제2 변압기와,
구동측의 1차 코일과 제2 방전부에 교류 임펄스 전압을 인가하는 2차 코일로 이루어지는 제3 변압기를 갖고,
제2 변압기의 2차 코일, 제2 변압기의 1차 코일, 제3 변압기의 1차 코일, 제3 변압기의 2차 코일의 순서로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
제14항에 있어서, 제2 변압기의 1차 코일과 제3 변압기의 1차 코일이 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
제14항에 있어서, 제2 변압기의 1차 코일과 제3 변압기의 1차 코일이 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
제16항에 있어서, 제2 변압기의 1차 코일과 제3 변압기의 1차 코일에 각각 플라이휠 다이오드가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 발생 장치.
이온 발생 장치와,
상기 이온 발생 장치에서 발생한 이온을 공기 중에 송출하는 송출부
를 구비하여 이루어지고,
상기 이온 발생 장치는,
이온 발생 소자와, 상기 이온 발생 소자에 접속된 전압 인가 회로를 갖고,
상기 이온 발생 소자는,
1개의 기재 상에 부착 또는 인쇄되는 양이온을 발생하는 제1 방전부와, 음이온을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고,
제1, 제2 방전부는 상기 기재인 유전체의 표면에 형성된 제1, 제2 방전 전극과, 상기 유전체의 내부에 매설된 제1, 제2 유도 전극을 각각 한 쌍으로 하여 각각에 형성되고, 상기 기재의 동일 평면 상에, 서로 분리 독립하여 배치되며,
상기 전압 인가 회로는,
상기 이온 발생 소자의 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 양으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 양이온을 발생시키고, 제2 방전부에 상기 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 음이온을 발생시키도록 한 것을 특징으로 하는 전기 기기.
이온 발생 장치와,
상기 이온 발생 장치에서 발생한 이온을 공기중에 송출하는 송출부
를 구비하여 이루어지고,
상기 이온 발생 장치는,
이온 발생 소자와, 상기 이온 발생 소자에 접속된 전압 인가 회로를 갖고,
상기 이온 발생 소자는 1개의 기재 상에 부착 또는 인쇄되는 양이온을 발생하는 제1 방전부와, 음이온을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고,
제1, 제2 방전부는 상기 기재인 유전체의 표면에 형성된 제1, 제2 방전 전극과, 상기 유전체의 내부에 매설된 제1, 제2 유도 전극을 각각 한 쌍으로 하여 각각에 형성되고, 상기 기재의 동일 평면 상에, 서로 분리 독립하여 배치되며,
상기 전압 인가 회로는,
상기 이온 발생 소자의 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 양으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 양이온을 발생시키는 경우와, 상기 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 전압을 인가하여, 음이온을 발생시키는 경우를 전환할 수 있는 제1 전압 인가부 및 전환부와,
상기 이온 발생 소자의 제2 방전부에 상기 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 음이온을 발생시키는 제2 전압 인가부를 갖고,
양이온과 음이온을 거의 등량 발생시키는 경우와 음이온만을 발생시키는 경우를 전환 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전기 기기.
이온 발생 장치와,
상기 이온 발생 장치에서 발생한 이온을 공기 중에 송출하는 송출부
를 구비하여 이루어지고,
상기 이온 발생 장치는,
이온 발생 소자와, 상기 이온 발생 소자에 접속된 전압 인가 회로를 갖고,
상기 이온 발생 소자는 1개의 기재 상에 부착 또는 인쇄되는 양이온을 발생하는 제1 방전부와, 음이온을 발생하는 제2 방전부를 적어도 1개씩 갖고,
제1, 제2 방전부는 상기 기재인 유전체의 표면에 형성된 제1, 제2 방전 전극과, 상기 유전체의 내부에 매설된 제1, 제2 유도 전극을 각각 한 쌍으로 하여 각각에 형성되고, 상기 기재의 동일 평면 상에, 서로 분리 독립하여 배치되며,
상기 전압 인가 회로는,
상기 이온 발생 소자의 제1 방전부에 교류 임펄스 전압을 양으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 양이온을 발생시키는 경우와, 상기 교류 임펄스 전압을 바이어스하고 있지 않은 전압 파형을 인가함으로써 양이온, 음이온을 발생시키는 경우를 전환할 수 있는 제3 전압 인가부 및 바이어스 전환부와,
상기 이온 발생 소자의 제2 방전부에 상기 교류 임펄스 전압을 음으로 바이어스한 전압 파형을 인가함으로써 음이온을 발생시키는 제2 전압 인가부를 갖고,
양이온과 음이온을 거의 등량 발생시키는 경우와 소량의 양이온과 양이온량에 비해 다량의 음이온을 발생시키는 경우를 전환 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전기 기기.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양이온은 H+(H2O)m이며, 상기 음이온은 O2 -(H2O)n(m, n은 자연수)인 것을 특징으로 하는 전기 기기.
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