KR100807151B1 - 파워리스 이온 에어건 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기를 이용한 발전유닛을 이온 에어건에 별도로 구비함으로써, 고압 전원선에 의한 사용상의 불편함이 없고, 전원이 없는 지역에서도 사용이 가능한 파워리스 이온 에어건에 관한 것이다.

본 발명은 압축공기를 분사하여 정전기를 제거하는 통상의 이온 에어건에 있어서, 상기 이온 에어건은 압축공기의 통로 상에 마련되는 발전유닛; 발전유닛에서 발전된 전기를 승압시키는 제어유닛; 및 제어유닛으로부터의 고압 전류를 이용하여 압축공기를 이온화시키는 토출유닛을 포함하는 것이 특징이다.

정전기, 중화, 이온, 파워리스(powerless), 에어건, 발전기, 임펠러

Description

파워리스 이온 에어건{Powerless Ion Air Gun}

도 1은 종래의 이온건을 설명하는 개략도

도 2는 본 발명의 제1실시예를 도시하는 정면도 및 상면도

도 3은 본 발명의 제1실시예의 일부 절개도

도 4는 본 발명의 제1실시예의 사용 연결도

도 5는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 개략도

도 6은 본 발명의 제3실시예를 나타내는 정면도

본 발명은 압축공기를 이용한 발전유닛을 이온 에어건에 별도로 구비함으로써, 고압 전원선에 의한 사용상의 불편함이 없고, 전원이 없는 지역에서도 사용이 가능한 파워리스 이온 에어건에 관한 것이다.

일반적으로, 불량률 저감을 위하여 정전기 관리가 필수적인 사업영역 즉, LCD, PDP 등의 제조 공정, 플라스틱 표면도장, 인쇄공정, 포장공정 및 전자제품 조 립공정 등에서 이온 에어건이 광범위하게 사용되고 있다. 이온 에어건은 통상의 압축공기를 이용하는 에어건에 이오나이저를 부착하여 구성되는 것으로, 대상물에 발생하는 정전기의 중화 및 정전기를 함유한 먼지 등의 제거를 목적으로 하고, 상기 두 작업이 동시에 이루어 질 수 있어 그 활용도가 광범위한 장비이다.

종래의 이온 에어건은 도 1(a) 및 도 1(b)와 같은 구성을 갖는 것이 일반적이다. 통상의 에어건(10)의 압축공기 토출구 주위로 이오나이저로서 작용하는 노즐바디(20)가 연결구(22)를 통해 연결되고, 이온의 발생을 위한 고압 케이블(40)이 별도로 마련된다. 고압 케이블(40)은 고압을 제공하는 전원단에 연결되고, 에어건(10)의 공기호스(30)는 콤프레서(80)에 연결되어 압축공기를 제공한다. 이온 에어건의 사용자는 고압 케이블의 스위치를 켠 후, 에어건(10)의 레버(11)를 당겨 압축공기를 토출시킴으로서 정전기를 중화시키거나 먼지를 제거할 수 있다. 상기와 같은 이온 에어건은 대전체 표면에 발생되는 정전기와 먼지를 동시에 제거할 수 있어 편리하다. 고압의 미세한 전류가 노즐바디(20)의 전극에 공급됨으로써 코로나 방전에 의한 음이온과 양이온이 생성되고, 생성된 + , - 이온은 노즐에서 토출되는 압축공기와 함께 대전체로 분사된다. 대전체에 부딧힌 + , - 이온은 대전체의 + , - 전하와 전기적으로 서로 결합, 중화되어 정전기를 제거시키고, 정전기가 제거된 표면의 먼지도 동시에 제거된다.

그러나 상기와 같은 종래의 이온 에어건은 두꺼운 고압 케이블(40)로 인하여 작업상 움직임의 제한이 많다는 단점이 있었다. 이온 에어건은 용도상 사용함에 있어 대상 물체의 형태에 따라 상하좌우로 흔드는 움직임 많은데, 전원장치가 분리되어 고압 케이블(40)로 연결되어 있는 기존의 제품들은 고압 케이블(40)이 쉽게 끊어지거나, 사용자의 움직임이 둔하게 되거나, 동선에 있어서 제한을 받게 되는 것이다. 이를 해결하기 위하여, 도 1(c)와 같은 이온 에어건이 제안되었다. 새롭게 제안된 이온 에어건은 두꺼운 고압 케이블(40) 대신 상시 전원(70)에 연결된 트랜스(60)로부터의 얇은 DC 케이블(41)을 이용하여 이온 에어건에 전류를 공급하는 것인데, 이온 에어건의 움직임이 기존에 비하여 일부 자유롭게 되었다는 장점은 있었으나, 코로나 방전을 유도하기 위하여 별도의 승압장치(50)를 이온 에어건에 구비하여야 한다는 문제점이 있었고, 여전히 전원선의 연결에 의한 사용상 불편함은 상존하였으며 특히, 전원 공급이 자유롭지 못한 지역에서는 사용이 제한된다는 문제점이 남아 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 전원 케이블에 의한 움직임의 제한이 없어 작업성이 우수하고, 자체 발전을 함으로서 전원이 없는 지역에서도 사용이 가능하며, 압축공기의 토출 단속에 따라 자동적으로 온오프가 되는 파워리스 이온 에어건을 제공하고자 하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 압축공기를 분사하여 정전기 를 제거하는 통상의 이온 에어건에 있어서, 상기 이온 에어건은 압축공기의 통로 상에 마련되는 발전유닛; 발전유닛에서 발전된 전기를 승압시키는 제어유닛; 및 제어유닛으로부터의 고압 전류를 이용하여 압축공기를 이온화시키는 토출유닛을 포함하는 것이 특징인 파워리스 이온 에어건을 제공한다.

상기 발전유닛은 임펠러 및 제너레이터를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어유닛은 압축공기의 통로상에 마련되어 제어유닛의 승압코일이 상기 압축공기에 의하여 냉각되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 토출유닛은 절연된 노즐바디에 압축공기의 토출구가 마련되고, 상기 토출구의 내부로 방전침이 배치되는 것이 유리하다. 상기 방전침은 텅스텐으로 된 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는, 상기 토출유닛에는 코로나 방전 상태를 표시하는 조광부가 구비되고, 상기 제어유닛에는 축전부가 포함되어 상기 조광부에 전력을 공급하는 것이 좋다.

본원 발명의 다른 측면으로서, 압축공기를 분사하는 에어건에 부착되는 이오나이저로서, 상기 이오나이저는 본체 내부의 압축공기의 통로 상에 마련되는 발전 유닛; 발전유닛에서 발전된 전기를 승압시키는 제어유닛; 및 제어유닛으로부터의 고압 전류를 이용하여 압축공기를 이온화시키는 토출유닛을 포함하는 것이 특징인 분리형 파워리스 이오나이저를 제공한다.

상기 본체의 토출유닛 반대측 압축공기 통로 입구에는 다양한 형태의 에어피트가 끼워질 수 있는 것이 바람직하다.

(제1실시예)

도 2 내지 도 4는 본 발명의 파워리스 이온 에어건의 제1실시예를 보여주는 도면들로서, 도 2는 이온 에어건의 정면도 및 상면도이고, 도 3은 절개 단면도이며, 도 4는 본 발명의 사용 설명도이다. 도면들은 본 발명의 기술적 요지의 이해를 명확히 하기 위하여 필수적이지 않은 부분은 도시를 생략하였으며, 생략된 부분은 통상의 이온 에어건에 따른다.

본 발명의 파워리스 이온 에어건의 제1실시예를 도 2 및 도 3의 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 이온 에어건은 레버(120)를 갖는 통상의 에어건(100) 손잡이(110)의 내부에 압축공기를 이용하는 발전유닛(200)이 구비되고, 이의 상부로 승압코일(320)을 포함하는 제어유닛(300)이 마련되어 구성된다. 이온 에어건(100)의 토출유닛(400)은 노즐바디(410) 내부에 방전침(420)을 구비하며, 제어유닛으로부터 고압 전류가 흘러 코로나 방전이 행해진다.

에어건(100)의 손잡이(110) 내부에 마련되는 발전유닛은 제너레이터(230)와 임펠러(240)를 포함한다. 발전유닛(200)은 아세이의 형태로 확장된 유입통로(210) 상에 안착된다. 에어피팅(220)을 지난 고압의 압축공기는 복수의 날개를 구비한 임펠러(240)를 회전시키고, 상기 임펠러(240)의 회전에 의하여 제너레이터(230)에서 코로나 방전에 필요한 전기가 생성된다. 제너레이터(230)는 본원 발명의 기술적 사상을 해하지 않는 범위에서 다양하게 변화될 수 있으나, DC 모터를 채용하는 것이 바람직하다. 상기 임펠러(240)는 에어피팅(220)을 지난 압축공기 전부가 날개부로 통과될 수 있도록 통로 전체를 차지하는 크기로 설계된다. 도 2(a)에서 명확하게 보여지 듯 임펠러(240)를 지난 압축공기는 제너레이터(230) 주위로 마련된 유입통로(210)를 통해 상측의 에어건(100) 밸브(130) 측으로 이동한다.

에어건(100)의 밸브(130)는 스프링(140)으로 탄지되는 연결로드(150)를 포함한다. 레버(120)의 좌우 이동에 의하여 연결로드(150)는 밸브(130)를 유입통로(210) 상에서 좌우로 이동시키고, 이에 따라 압축공기의 단속이 가능하다. 밸브(130)의 하류 측으로 제어유닛(300)의 안착공간(310)이 구비된다. 상기 안착공간(310)은 승압코일(320), 발진장치(330) 및 제어기(340)를 포함하는 보드 형태의 제어유닛(300) 전체가 장착되도록 충분한 크기로 마련된다. 또한, 상기 안착공간(310)은 밸브(130)를 지난 압축공기가 지나는 통로로서 작용한다. 발전유닛(200)으로부터 생성된 전기가 연결선(250)에 의하여 승압코일(320)에 의하여 승압되는 경우 발열을 하는 것이 일반적인데, 상기 발열된 에너지가 상기 안착공간(310)을 지나는 압축공기에 의하여 자연스럽게 방열된다. 제어유닛(300)의 승압코일(320)에 의하여 승압되는 최종 전압은 3.5KV~5KV인 것이 바람직하다. 상기의 고압에 의하여 방전되는 이온은 0.2~0.4MPa의 통상적 사용 에어기압에 유효한 제전 성능을 부여한다. 제어기(340)는 과부하 방지 회로 등을 구비한 통상의 제어기로서 승압코일(320) 및 발진장치(330)를 제어하여 교류 고주파 방식의 코로나 방전이 가능하도록 제어한다. 즉, 발전유닛(200)으로부터 제공되는 전기를 적정한 방식으로 승압하여 연결선(250)을 통해 토출유닛의 방전침(420)에 제공한다. 제어기(340)에 의하여 제공되는 최종 출력단락 전류는 3mA 이하인 것이 바람직하다.

안착공간(310)을 지난 압축공기는 하류에 위치한 토출유닛(400)으로 안내된다. 토출유닛(400)은 통상의 압축공기 토출구(430)를 갖는 노즐바디(410)의 토출구(430) 안쪽으로 방전침(420)이 구비되어 형성된다. 방전침(420)을 함유하는 노즐바디(410)는 특수 절연 M,C의 재질로 절연 성능이 우수하도록 구비되도록 하는 것이 바람직하고, 방전침(420)은 텅스텐 재질이 바람직하다. 방전침(420)은 코로나 방전이 용이하도록 뾰족하도록 구성한다.

도 4를 참조하여 본원 발명의 파워리스 이온 에어건의 사용 방법 및 작용을 설명한다. 파워리스 이온 에어건(100)은 에어호스(550)를 통해 압축공기 공급라인에 연결된다. 압축공기 공급라인은 콤프레서(510), 복수의 먼지 세퍼레이터(520), 레귤레이터(530) 및 에어코크(540)로 구성되는 것으로 통상적인 구성에 따른다. 도 4에서 명확하게 알 수 있듯이 본원 발명의 파워리스 이온 에어건에는 압축공기를 제외하고는 별도의 전원 공급은 불필요하다. 따라서 이온 에어건의 사용상의 움직임에 있어 제한이 최소화되며, 잦은 움직임에 의한 전원 케이블의 손상도 원천적으로 방지된다. 에어호스(550)를 통해 공급된 압축공기는 이온 에어건(100)의 레버(120)에 의해 밸브(130)를 통해 단속된다. 레버(120)를 손잡이(110) 측으로 당기면 밸브(130)가 스프링(140)의 탄성력을 이기고 열려 압축공기가 공급된다. 에어호스(550)로부터 에어피팅(220)을 통해 공급된 압축공기는 임펠러(240)를 회전시켜 제너레이터(230)로부터 전기가 발전되도록 한다. 발전된 전기는 연결선(250)을 통해 발전유닛(200)의 제어기(340)로 연결되고, 승압코일(320)을 지나 고압의 교류 전기로 승압된다. 승압된 전기는 다시 연결선(250)을 지나 노즐바디(410)의 방전침(420)으로 공급된다. 공급된 고압의 교류전기에 의하여 방전침(420)으로부터 다량의 이온이 방출된다. 한편, 밸브(130)를 지난 압축공기는 공기통로로서의 제어유닛(300) 안착공간(310)을 지나며 승압코일(320)을 식히고 노즐바디(410)의 토출구(430)로 유도된다. 토출구(430)로부터 토출되는 빠른 압축공기는 방전침(410)을 둘러싸고 지나고, 상기 방전침(410)에서 방전되는 이온에 의하여 이온화된다. 이온화된 압축공기는 대전체에 부딪쳐 전기적으로 정전기를 중화시킨다. 대전체 표면의 중화와 함께 대전체 표면에 정전기에 의하여 강하게 고착되어 있던 먼지도 중화되고, 빠른 압축공기의 힘에 의하여 먼지가 제거된다. 도 4를 통한 상기 설명으로부터 알 수 있듯이, 본원 발명의 파워리스 이온 에어건은 자체 발전을 통하여 고압 전원 케이블이 불필요하므로 사용상 편리하고, 작업성이 우수하다. 또한, 전원 공급이 용이하지 않은 장소에서도 압축공기를 이용하여 발전하는 것이므로 편리한 사용이 가능하다. 또한, 압축공기의 단속만으로 코로나 방전의 온오프가 자동적으로 이루어지므로 사용상 안전성이 우수하다.

(제2실시예)

도 5를 참조하여 본 발명의 제2실시예를 설명한다. 이하 설명에서 제외되는 부분은 제1실시예와 유사한 사항으로 기술적 요지가 변경되지 않는 범위 내에서 동일하다. 제1실시예가 에어건(100)의 손잡이(110) 부위에 발전유닛(200)을 구비하는 것이라면, 제2실시예는 일반적인 에어건에 착탈 가능한 이오나이저(600) 형태로 마련되는 것이 특징이다. 정전기 제전 작업 장소에 통상적으로 구비되는 다양한 형태의 에어건에 별도의 에어피팅(220)을 통해 본 발명의 이오나이저를 장착함으로써 사용 편리성이 극대화된다.

본원 발명의 제2실시예의 이오나이저(600)는 본체(610)의 압축공기 유입통로(210) 내부로 임펠러(240)를 구비한 발전유닛(200)이 안착되는 것이고, 그 하측으로 승압코일(320)을 구비한 제어유닛(300)이 구비된다. 본체(610)는 상기 발전유닛(200)과 제어유닛(300)이 포함되도록 최소한의 크기와 무게로 마련되는 것이 바람직하고, 상기 본체(610)의 일단에는 방전침(420)을 구비한 토출유닛(400)이 구비된다.

이오나이저(600)와 에어건(100)의 결합은 에어피팅(220)을 이용한다. 상기 에어피팅(220)은 에어건(100)의 크기와 종류에 따라 다양하게 마련될 수 있으며, 에어건(100)으로부터 이오나이저(600)까지 압축공기를 손실 없이 유도할 수 있으면 족하다.

상기 제2실시예에 따른 작용을 간단하게 설명하면, 사용자는 본원 발명의 이오나이저(600)를 압축공기를 분사하는 에어건(100)에 적절한 에어피팅(150)을 통해 도 5(b)와 같이 연결한 후, 에어건(100)의 레버(120)를 간단하게 당겨서 정전기 제거작업을 행하게 된다. 제2실시예에서도 제1실시예와 마찬가지로 자체적인 발전과 승압이 이루어지므로 동일한 편리성을 충족하며, 더불어 기존의 에어건에 간단하게 탈착 가능하므로 별도의 편리성이 배가된다.

(제3실시예)

도 6을 참조하여 본 발명의 제3실시예를 설명한다. 제3실시예는 조광부(700)를 구비하는 것으로 이를 제외하고는 제1실시예 혹은 제2실시예와 그 형태가 같다.

상기 발광소자(710)에 필요한 전기는 본원 발명의 제어기(340)로부터 공급된다. 압축공기에 의하여 발전유닛(200)으로부터 발전된 전기는 압축공기를 이온화할 뿐만 아니라 조광부(700)에 공급되어 코로나 방전 유무를 확인하는 용도로도 사용된다. 상기 조광부의 발광소자는 초소형의 LCD가 바람직하다.

이상과 같은 본 발명의 파워리스 이온 에어건은 압축공기를 이용한 자가 발전에 의하여 고압의 전원 케이블이 불필요하므로 사용 편리성이 우수하고, 전원 공급이 용이하지 않은 지역에서 조차도 사용이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 본원 발명의 이온 에어건은 버려지는 압축공기의 운동에너지를 일부 사용하여 발전하는 것으로 성에너지가 가능하다.

또한, 본원 발명의 이온 에어건은 압축공기의 단속만으로 간단하게 코로나 방전장치의 온오프가 가능하므로 안전한 사용이 가능하다.

또한, 본원 발명의 파워리스 분리형 이오나이저는 통상의 다양한 형태의 에어건에 간단하게 부착함으로써 전원 공급이 없는 지역에서도 편리한 사용이 가능하다.

또한, 본원 발명의 파워리스 이온 에어건은 레이저 조광부를 별도로 구비하는 것으로 간단하게 코로나 방전 유무를 검지할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (13)

1. 삭제
2. 삭제
3. 압축공기를 분사하여 정전기를 제거하는 통상의 이온 에어건에 있어서,

   상기 이온 에어건은 압축공기의 통로 상에 마련되는 발전유닛;

   상기 발전유닛에서 발전된 전기를 승압시키며, 압축공기의 통로 상에 구비되고, 내부에 상기 유입된 압축공기에 의해 냉각되는 승압코일을 포함하는 제어유닛; 및

   상기 제어유닛으로부터의 고압 전류를 이용하여 압축공기를 이온화시키는 토출유닛;

   을 포함하는 것이 특징으로 하는 파워리스 이온 에어건.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 발전유닛은 임펠러 및 제너레이터를 포함하여, 상기 토출유닛은 절연된 노즐바디에 압축공기의 토출구가 마련되고, 상기 토출구의 내부로 방전침이 배치되는 것을 특징으로 하는 파워리스 이온 에어건.
5. 제4항에 있어서, 상기 방전침은 텅스텐으로 된 것이 특징인 파워리스 이온 에어건
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토출유닛에는 코로나 방전상태를 확인할 수 있는 조광부가 구비되고, 상기 제어유닛에는 축전부가 포함되어 조광부에 전력을 공급하는 것이 특징인 파워리스 이온 에어건
7. 압축공기를 분사하는 에어건에 부착되는 이오나이저로서, 상기 이오나이저는 본체 내부의 압축공기의 통로 상에 마련되는 발전유닛; 발전유닛에서 발전된 전기를 승압시키는 제어유닛; 및 제어유닛으로부터의 고압 전류를 이용하여 압축공기를 이온화시키는 토출유닛을 포함하는 것이 특징인 분리형 파워리스 이오나이저
8. 제7항에 있어서, 상기 본체의 토출유닛 반대측 압축공기 통로 입구에는 다양한 형태의 에어피트가 끼워질 수 있는 것이 특징인 분리형 파워리스 이오나이저
9. 제7항에 있어서, 상기 발전유닛은 임펠러 및 제너레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 파워리스 이오나이저
10. 제7항에 있어서, 상기 제어유닛은 압축공기의 통하는 공간에 마련되어 제어유닛의 승압코일이 상기 압축공기에 의하여 냉각되는 것이 특징인 분리형 파워리스 이오나이저
11. 제7항에 있어서, 상기 토출유닛은 절연된 노즐바디에 압축공기의 토출구가 마련되고, 상기 토출구의 내부로 방전침이 배치되는 것이 특징인 분리형 파워리스 이오나이저
12. 제11항에 있어서, 상기 방전침은 텅스텐으로 된 것이 특징인 분리형 파워리스 이오나이저
13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토출유닛에는 코로나 방전상태를 확인할 수 있는 조광부가 구비되고, 상기 제어유닛에는 축전부가 포함되어 발광소자에 전력을 공급하는 것이 특징인 파워리스 이오나이저

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