KR101178346B1

KR101178346B1 - 이온ㆍ오존풍 발생 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101178346B1
Application number: KR1020127018645A
Authority: KR
Inventors: 아끼오 가따노
Original assignee: 아끼오 가따노
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-08-29
Also published as: ES2587778T3; CN102668285B; WO2011092755A1; EP2530796B1; US20120300356A1; EP2530796A4; JP2011175949A; EP2530796A1; US8373963B2; KR20120087195A; JP4551977B1; CN102668285A

Abstract

본 발명의 과제는 팬을 사용하지 않아도 살균ㆍ소취 대상물이 배치된 공간으로 이온 및 오존을 도입할 수 있는, 대풍량의 이온풍을 발생하는 이온풍 발생 장치 및 방법과 외장형 살균ㆍ소취 장치 및 방법의 제공에 관한 것이다. 침형상 전극과 대향 전극을 갖는 전극쌍을 갖고, 상기 침형상 전극과 상기 대향 전극 사이에 전위차를 발생시켜 코로나 방전에 의해 이온, 오존 및 이온풍을 발생시키는 이온ㆍ오존풍 발생 장치에 있어서, 상기 대향 전극이 평면 형상의 주 환형상 대향 전극과, 상기 주 환형상 대향 전극을 둘러싸는 평면 형상의 부 환형상 대향 전극을 갖고, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 주 환형상 대향 전극의 최장 거리가, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 부 환형상 대향 전극의 최단 거리보다도 짧은 것을 특징으로 하는, 이온ㆍ오존풍 발생 장치.

Description

이온ㆍ오존풍 발생 장치 및 방법{ION/OZONE WIND GENERATION DEVICE AND METHOD}

본 발명은, 코로나 방전에 의해 이온풍을 발생시키는 장치이며, 보다 상세하게는, 보다 큰 풍량의 이온풍을 발생시키는 이온풍 발생 장치이다. 또한, 어느 측면에서는 본 발명은, 먼지 등의 대상물을 살균ㆍ소취하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이고, 특히, 대상물이 배치되는 공간과는 다른 공간에서 코로나 방전을 행하고, 이온 및 오존을 발생시켜 대상물이 배치되어 있는 공간에 이온ㆍ오존풍을 송급하고, 살균ㆍ소취하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 기밀성이 높은 박스, 예를 들어, 음식물 쓰레기나 기저귀 등의 오물함, 부엌 쓰레기 처리기의 처리 악취ㆍ구두ㆍ부츠 등이나 수납하기 위한 박스ㆍ화장실 및 화장실 탱크, 기밀성이 높은 냉동ㆍ냉장 장치를 구비한 컨테이너 및 냉동ㆍ냉장 장치를 구비한 차량, 냉장고, 실내ㆍ차량 내의 공조 장치 등에 장착하여 살균ㆍ소취를 목적으로 한 환경 장치에 관한 것이다.

고령화 사회에 수반하여, 요개호(요양이 필요한 사람) 인구와 비례하여 기저귀 등의 오물함의 수요도 높아지고 있지만, 개방시, 악취를 발하기 때문에, 개호인 및 주위에의 부담이나 불쾌감이 있는 점에서 비위생이다. 또한, 각 가정이나 음식점 등에는 음식물 쓰레기의 보관 박스도 존재하고 있지만, 개방시, 잡균 증식에 수반하여 악취를 발하기 때문에, 주부 등ㆍ종사자의 부담이 크다. 음식물 쓰레기 처리기도 바이오 기술의 성장에 수반하여 증가하고 있지만 가동 중에는 처리기 주변에 발하는 악취가 매우 문제가 되고 있다. 덧붙여, 해외ㆍ국내의 냉동ㆍ냉장ㆍ상온품 등의 물류에는 수송용 컨테이너 및 트럭 등에서의 수송이 주류이고 공조 장치를 구비한 해상 컨테이너ㆍ육상 컨테이너ㆍ컨테이너형 트럭 등이 다수 있지만, 적재 화물품의 잔여 악취ㆍ공조 장치 내의 곰팡이 냄새가 문제가 되고 있다. 또한, 창고ㆍ냉장고ㆍ실내ㆍ차량 등의 공조 장치도, 보관 물질 등 사용 상황에 의해 악취가 문제가 되고 있다.

여기서, 상기 문제의 하나의 해결 방법으로서, 종래부터 스프레이식 등, 간이형의 살균 소취제가 제안되어 있다. 그러나, 오물함이나 음식물 쓰레기의 보관 박스에 사용한 경우, 당해 용기를 개방하였을 때에 악취를 발하는 것이 현상이다. 또한, 공조 장치에 사용(예를 들어 살포나 순환 살균 방식)한 경우, 공조 장치 내부에 세정할 수 없는 부위, 또는 세정해도 이상한 냄새ㆍ곰팡이 냄새가 남을 경우, 차기 적재 화물에 악취가 이동하는 등, 문제가 되고 있다. 또한, 다른 해결 방법으로서, 살균 소취의 대상이 되는 공간으로부터 공기를 흡인하여 필터에 의해 오염 물질을 흡착 혹은 제거하는 방법이나 고가인 악취 제거 촉매가 제안되어 있다. 그러나, 장기의 사용에 의해 필터의 교환 등의 메인터넌스가 불가결하고, 게다가 필터의 성능이 충분하지 않기 때문에, 만족할 성능이 얻어지고 있지 않은 경우나 예를 들어 성능이 좋아도 대형이고 고가인 촉매 본체, 나아가서는 유지ㆍ관리비가 고액인 경우가 많다.

그런데 최근, 실내의 공기 청정이나 리프레쉬를 위해 마이너스 이온이나 오존을 발생하는 공기 청정기나 에어 컨디셔닝 등이 보급되고 있다. 그리고, 소취 효과가 있는 마이너스 이온과 오존을 동시 발생시키는 마이너스 이온ㆍ오존 발생 장치를 사용하여 대상 공간을 소취 등으로 하는 기술이 다수 제안되어 있다.

우선, 특허 문헌 1에 관한 마이너스 이온ㆍ오존 발생 장치는, 방의 천장에 장착하는 것을 상정한 장치이고, 정전극이 부전극보다 하방에 위치하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 팬이나 모터를 사용하지 않아도 마이너스 이온과 오존을 포함한 하향의 기류를 발생시킬 수 있다.

다음에, 특허 문헌 2에 관한 마이너스 이온ㆍ오존 발생 장치는, 선단이 침형상의 마이너스 전극과, 그에 평행하여 동심원 형상으로 설치된 원통형의 그라운드 전극을 구비하고, 마이너스 전극과 그라운드 전극을 상대적으로 이동 가능하게 하고, 마이너스 전극에 고전압을 인가하여, 마이너스 전극의 선단부와 그라운드 전극의 단부면과의 거리를 조정함으로써 마이너스 이온 또는 오존을 발생하는 것을 특징으로 한다.

다음에, 특허 문헌 3에 관한 마이너스 이온ㆍ오존 발생 장치는, 침 전극과 어스 전극간에 직류 고전압을 인가하여 침 전극 첨단부에서 코로나 방전을 생기시켜, 오존 및 마이너스 이온을 발생시키는 장치이다.

다음에, 특허 문헌 4에 관한 마이너스 이온ㆍ오존 발생 장치는, 주위에 입상부를 가진 구멍을 1군데 또는 복수 군데 구비한 금속판으로 이루어지는 정전극을 갖고, 부전극의 선단이 상기 정전극의 구멍 근방에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성함으로써, 방전에 의해 충분한 기류가 발생하기 때문에, 팬, 펌프 등의 송풍 장치를 별도 사용하지 않아도 발생한 마이너스 이온과 오존을 공간 내에 확산시키는 기류를 발생시킬 수 있다.

특허 문헌 1 내지 4에 관한 발명은, 이온 및 오존을 발생시켜 대상물에 적용하는 것이 기재되어 있지만, 이들의 기술은 예를 들어 쓰레기통의 내부 등의 살균 또는 탈취의 대상이 되는 공간 내에 배치하여 방전하는 것을 전제로 한다. 예를 들어, 쓰레기통 내이면, 악취를 발하는 유기물이 미생물에 의해 분해되어 메탄 가스 등, 인화성 가스를 생성하는 경우가 있고, 이와 같은 상황 하에서 방전을 행하면, 불꽃의 발생에 의해 화재나 폭발이 일어날 위험성이 있다.

따라서, 이와 같은 위험성을 제거하기 위해, 대상물이 배치된 공간 밖으로 방전을 행하고 이온ㆍ오존을 발생시켜, 대상물이 배치된 공간 내에 이들의 생성물을 도입하는 외장형 살균ㆍ소취 장치의 개발이 검토되어 있다(특허 문헌 5).

실용신안 등록 제3100754호 일본 특허 출원 공개 제2003-342005호 공보 일본 특허 출원 공개 제2004-18348호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-13831호 공보 실용신안 등록 제3155540호

특허 문헌 5에 기재된 기술과 같이, 코로나 방전에 의해 이온ㆍ오존을 발생시키는 장치에 있어서 에어 펌프 등의 모터를 갖는 기재를 설치하면, 오존의 발생에 의해 당해 모터가 녹이 스는 등으로 하여 장치의 내구성에 문제가 발생한다. 따라서 본 발명은, 에어 펌프나 팬 등을 사용하지 않아도 살균ㆍ소취 대상물이 배치된 공간으로 이온 및 오존을 도입할 수 있는, 대풍량의 이온풍을 발생하는 이온ㆍ오존풍 발생 장치 및 방법 및 외장형 살균ㆍ소취 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명 (1)은, 침형상 전극과 대향 전극을 갖는 전극쌍을 갖고, 상기 침형상 전극과 상기 대향 전극 사이에 전위차를 발생시켜 코로나 방전에 의해 이온, 오존 및 이온풍을 발생시키는 이온ㆍ오존풍 발생 장치에 있어서,

상기 대향 전극이 평면 형상의 주 환형상 대향 전극과, 상기 주 환형상 대향 전극을 둘러싸는 평면 형상의 부 환형상 대향 전극을 갖고,

상기 침형상 전극의 선단과 상기 주 환형상 대향 전극의 최장 거리가, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 부 환형상 대향 전극의 최단 거리보다도 짧은 것을 특징으로 하는, 이온ㆍ오존풍 발생 장치이다.

본 발명 (2)는, 상기 대향 전극의 주 환형상 대향 전극으로부터 발해지는 이온풍에 대하여, 상기 부 환형상 대향 전극으로부터 발생하는 이온풍을 집약하여, 이온풍을 외부로 분출하는 분출구로 보내기 위한 이온풍 가이드 부재이며, 상기 분출구에 가까이 감에 따라서, 개구 단면적이 작아지는 이온풍 가이드 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 상기 발명 (1)의 이온ㆍ오존풍 발생 장치이다.

본 발명 (3)은, 상기 전극쌍이 복수조 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 발명 (1) 또는 (2)의 이온ㆍ오존풍 발생 장치이다.

여기서 본 명세서에 있어서 사용되는 각 용어에 대해서 설명한다. 「살균ㆍ소취 대상물」이란, 균이 번식하는 것 또는 악취를 발하는 것이면, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 생선 식품 등의 음식물 쓰레기, 분뇨, 기저귀 등의 오물, 저수된 물 등의 구체예를 들 수 있다. 「살균ㆍ소취 대상물이 배치된 공간」이란, 상기 살균ㆍ소취 대상물이 배치되어 있지 않으면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 기밀성이 높은 박스, 보다 구체적으로는, 음식물 쓰레기나 기저귀 등의 오물함, 기밀성이 높은 냉동ㆍ냉장 장치를 구비한 컨테이너 및 냉동ㆍ냉장 장치를 구비한 차량ㆍ등을 들 수 있다. 「환형상」이란, 예를 들어, 삼각형 이상(적합하게는 육각형 이상)의 다각형 또는 원형ㆍ혹은 대략 원형 형상이고, 중심부가 개방된 형상을 의미한다. 「평면 형상」이란, 일반적으로 평면이라고 간주할 수 있는 정도로, 환형상 전극에 있어서 고리 내의 총 면적에 대하여, 두께가 작은 전극을 의미한다. 보다 구체적으로는, 특별히 한정되지 않지만, [두께(㎜)]/[고리 내 총 면적(㎠)]이, 1.5 이하인 것이 적합하고, 1 이하인 것이 적합하고, 0.8 이하인 것이 보다 적합하다. 하한값은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 0.0001이다. 또한, 변형(평면에 대한 왜곡)은, 두께 정도까지 있어도 좋다. 더욱 구체적으로는, 주 환형상 대향 전극의 총 면적은 7㎠, 두께 7㎜ 이하, 변형에 있어서도 7㎜ 이하인 것이 보다 적합하다. 「상기 침형상 전극의 선단과 주 환형상 대향 전극과의 최장 거리」란, 침형상 전극의 선단과, 주 환형상 대향 전극의 고리의 내측 단부이며 두께 방향으로 가장 가까운 부분과의 거리에 있어서, 가장 긴 거리를 의미한다. 「상기 침형상 전극의 선단과 부 환형상 대향 전극과의 최단 거리」란, 침형상 전극의 선단과, 부 환형상 대향 전극의 고리의 내측 단부이며 두께 방향으로 가장 가까운 부분과의 거리에 있어서, 가장 짧은 거리를 의미한다. 「주 이온풍」이란, 주 환형상 대향 전극의 중심의 개구부로부터 발해지는 이온풍을 의미한다. 「부 이온풍」이란, 부 환형상 대향 전극으로부터 발해지는 이온풍을 의미한다.

본 발명에 관한 이온ㆍ오존풍 발생 장치에 따르면, 대풍량의 이온풍을 발생시키는 것이 가능하고, 에어 펌프ㆍ팬 등의 송풍 기재의 대체로서 사용하는 것도 가능한다.

본 발명에 따르면, 주 환형상 대향 전극으로부터 비교적 풍압이 강한 이온풍을 발생시켜, 주 환형상 대향 전극을 둘러싸는 부 환형상 대향 전극으로부터 비교적 풍압이 약한 이온풍을 발생시킴으로써, 발생하는 이온풍을 체류시키는 일 없이 내측으로부터 발생하는 이온풍이, 외측으로부터 발생하는 이온풍을 권취하도록 하여 전방면으로 압출되는 것이 가능해져, 대풍량에 의해 풍압이 강한 이온풍을 얻는 것이 가능해진다.

주 환형상 대향 전극으로부터 발생하는 비교적 강한 풍압의 이온풍에 대하여, 부 환형상 대향 전극으로부터 발생하는 비교적 약한 풍압의 이온풍을 발생시킴으로써 부 환형상 전극으로부터 발해지는 이온풍이 주 환형상 대향 전극으로부터 발해지는 이온풍을 서포트한다. 즉, 주 환형상 대향 전극으로부터 발해지는 이온풍은, 순풍 중에 발생하는 이온풍이 되므로, 강하고 큰 풍량을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 이온풍 발생 장치는, 코로나 방전에 의해, 살균ㆍ소취 작용을 갖는 이온 및 오존을 발생시킬 수 있기 때문에, 이것을 이용하여 살균ㆍ소취 장치로서 사용하는 것이 적합하다. 본 장치에 따르면, 대풍량의 이온풍을 발생시키는 것이 가능하고, 외장형의 살균ㆍ소취 장치라도, 에어 펌프 등의 기재를 사용하는 일 없이 대상 공간 내에 이온 및 오존을 도입하는 것이 가능해진다. 즉, 펌프나 팬을 사용할 필요가 없으므로 저소음의 살균ㆍ소취 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

또한, 부 환형상 대향 전극으로부터 발생하는 이온풍을 권취할 수 있으므로, 이들의 전극으로부터 발생한 이온 및 오존을 권취하는 것이 가능해지기 때문에, 고농도의 이온 및 오존을 포함하는 이온풍을 송출할 수 있으므로 보다 높은 효율로 탈취하는 것이 가능해진다.

도 1의 (a)는 당해 장치의 대향 전극의 개념 정면도이고, 도 1의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 측면도이다.
도 2의 (a)는 최내부에 위치하는 링형상 전극(131)의 단면을 사용하여, 링형상 전극(131)과 침형상 전극(120)의 선단부 P와의 위치 관계를 도시한 도면이고, 도 2의 (b)는 링형상 전극(132)과 선단 P와의 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 3의 (a)는 당해 장치의 대향 전극(130)의 개념 정면도이고, 도 3의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 측면도이다.
도 4의 (a)는 당해 장치의 대향 전극의 개념 정면도이고, 도 4의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 측면도이다.
도 5의 (a)는 당해 장치의 대향 전극의 개념 정면도이고, 도 5의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 측면도이다.
도 6은 본 발명에 관한 대향 전극으로서 사용 가능한 판형상 대향 전극의 개략도이다.
도 7은 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 평면도이다.
도 8의 (a)는 당해 장치의 대향 전극(130)의 개념 정면도이고, 도 8의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 측면도이다.
도 9는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 평면도이다.
도 10의 (a)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치의 개념 평면도이고, 도 10의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치의 개념 측면도이고, 도 10의 (c)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치의 분출구측에서 본 개념 정면도이다.

본 발명에 관한 이온ㆍ오존풍 발생 장치는, 침형상 전극과 대향 전극을 갖는 전극쌍을 갖고, 상기 침형상 전극과 상기 대향 전극 사이에 전위차를 발생시켜 코로나 방전에 의해 이온, 오존 및 이온풍을 발생시킨다. 또한, 본 발명에 관한 이온ㆍ오존풍 발생 장치는, 상기 대향 전극이 평면 형상의 주 환형상 대향 전극과, 상기 주 환형상 대향 전극을 둘러싸는 평면 형상의 부 환형상 대향 전극을 갖고, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 주 환형상 대향 전극의 최장 거리가, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 부 환형상 대향 전극의 최단 거리보다도 짧은 것을 특징으로 한다.

당해 구성에 의해 대풍량의 이온풍이 얻어진다. 단순한 통형상 혹은 하나의 평면 원형의 대향 전극의 경우, 방전은 최단 거리에 있는 반대의 극의 통형상 전극 내측이나 평면 원형 전극의 내측을 따라서 도넛 형상으로 방전하고 도넛형 이온풍이 발생하므로, 이온풍 중심의 도넛 중심부는 무풍 상태이다. 따라서 발한 이온풍이 무풍 중심부를 유풍(誘風)하는 에너지를 사용하는 로스가 있는 결과, 이온풍은 약해진다. 본 발명과 같이 주 환형상 대향 전극과, 부 환형상 대향 전극을 설치함으로써 당해 문제는 해결된다.

본 발명에 관한 이온ㆍ오존풍 발생 장치는, 침형상 전극과 대향 전극을 갖는 전극쌍을 갖고, 상기 침형상 전극과 상기 대향 전극 사이에 전위차를 발생시켜 코로나 방전에 의해 이온ㆍ오존 및 이온풍을 발생시킨다. 또한, 이온풍은, 일반적으로, 코로나 방전시에 침형상 전극으로부터 방출되는 이온이 대향 전극을 향하여 영동하는 사이에 공기 분자와의 충돌을 반복함으로써, 침형상 전극으로부터 대향 전극을 향하여 발생하는 공기류인 것으로 되어 있다. 즉, 방전시에 발생하는 이온의 흐름 방향을 따라서 발생하는 기류이다. 이하, 본 발명에 관한 이온ㆍ오존풍 발생 장치의 상세한 구조에 대해서 설명한다.

본 발명에 관한 이온ㆍ오존풍 발생 장치의 개략 구조를, 도 1에 도시하였다. 여기서, 도 1의 (a)는 당해 장치의 대향 전극의 개념 정면도이고, 도 1의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 측면도이다. 본 형태에 관한 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)는, 침형상 전극(120)과 대향 전극(130)을 갖는 전극쌍(110)을 갖는다. 여기서, 대향 전극(130)은, 침형상 전극(120)의 연장선축 위에 배치된 최내부에 위치하는 원형 환형상 전극(131)과, 당해 전극과 동축 위에 배치된 반경이 다른 외측 원형 환형상 전극(132)을 갖는다. 즉, 이들의 환형상 전극은, 환형상 평면에 대하여 수직이고, 또한, 당해 고리의 무게 중심(원 중심)을 통과하는 축 위에 위치하도록 배치되어 있다. 환형상의 대향 전극 중에서도 이와 같이 원형 형상을 갖는 대향 전극을 사용함으로써, 침형상 대향 전극의 선단으로부터, 대향 전극의 각 부분과의 거리가 대략 동등해지므로, 방전 불균일이 적어진다. 또한, 이와 같이 침형상 전극이 고리의 축 위에 배치되어 있음으로써, 특히 주 환형상 대향 전극으로부터 발생하는 이온풍이 강해진다.

이들의 환형상 전극(131, 132)은, 브리지(139) 등의 연결 부재에 의해 통전 가능하게 가교되어 있는 것이 적합하고, 이와 같이 구성함으로써, 각 환형상 전극을 등전위로 할 수 있는 동시에, 이들 전극의 위치 관계를 조정하기 쉬워진다. 예를 들어, 파상 부재로 연결한 경우, 주 환형상 대향 전극과, 부 환형상 대향 전극 사이에 대략 삼각형의 형상을 갖는 부분이 형성되어 버리기 때문에, 코로나 방전에 불균일이 발생하여 이온풍이 대량으로 전방으로 압출되지 않게 된다. 그로 인해, 이온풍 발생의 방해되지 않도록, 연결 부재와 부 환형상 대향 전극과의 접속부와, 연결 부재와 주 환형상 대향 전극과의 접속부를 연결하는 개념 직선이 상기 주 환형상 대향 전극의 무게 중심을 통과하도록 연결 부재를 배치하는 것이 적합하다. 이와 같이 연결함으로써, 방전 불균일에 기인한, 이온풍의 발생 불균일이 발생하기 어려워진다.

대향 전극을 구성하는 주 환형상 대향 전극 및 부 환형상 대항 전극은, 동일 평면 내에 배치되어 있는 것이 적합하다. 주 환형상 대향 전극보다 부 환형상 대향 전극의 방전 효율을 서서히 약하게 하고 있는 것은 거리이기 때문에, 동일 평면에 배치함으로써 당해 거리의 변화를 부여하기 쉽게 하기 위해 적합하다. 또한, 3차원에서는 거리비가 정확해도 예를 들어 돔 형상 등의 형상이라고 이온풍이 발하는 방향이 주 이온풍이 발하는 직진풍에 대하여 평행풍으로 발하지 않기 때문에, 효율이 악화된다.

또한, 침형상 전극(120)과 대향 전극(130)은, 각각 전압 인가 수단 또는 그라운드에 접속되어 있고, 사용시에는 당해 전극간에 전위차를 발생시켜 방전이 행해진다. 여기서, 침형상 전극(120)의 선단부 P와 최내부의 주 환형상 대향 전극(131)과의 위치 관계가, 가장 이온풍을 발하는 데 적합한 위치 관계에 있는 것이 적합하고, 이와 같은 거리에 배치함으로써, 대향 전극의 보다 중심에 위치하는 반경이 작은 환형상 대향 전극이 됨에 따라서 비교적 강한 이온풍이 발해지게 되고, 결과적으로 대풍량의 이온풍을 얻을 수 있다. 이와 같은 위치 관계에 있으면, 환형상 대향 전극은 동일 평면 위에 배치되어 있어도 되고, 다른 평면에 배치되어 있어도 된다. 또한, 도면 중 선단부 P로부터 환형상 대향 전극에 나타낸 파선 화살표는 코로나 방전에 의한 이온의 영동 방향을 도시한다.

이온풍을 발하는 데 적합한 위치 관계에 대해서 도 2의 모식도를 사용하여 설명한다. 도 2의 (a)에 있어서는, 최내부에 위치하는 환형상 대향 전극(131)의 단면을 사용하여, 환형상 대향 전극(131)과 침형상 전극(120)의 선단부 P와의 위치 관계를 도시하고, 도 2의 (b)에 있어서는 환형상 대향 전극(132)과 선단부 P와의 위치 관계를 도시하였다.

처음에, 선단부 P와 환형상 대향 전극(131)과의 위치 관계에 있는 경우, 이온은 전극을 향하여 화살표의 방향을 따라서 영동한다. 즉 이온풍은, 이론상, 선단부 P로부터 θ₁의 각도를 두고 발생하게 된다. 따라서, 전체적으로 보면, 선단부 P를 정점으로 하는 원추의 정점으로부터 저면의 단부를 연결하는 모선 방향으로 이온풍이 발생하게 된다. 즉, 환형상 대향 전극의 외측 방향을 향해도 이온풍이 발생하지만, 전체적으로서는 주로 환형상 대향 전극의 중심으로부터 이온풍이 전방면 방향으로 압출되게 된다. 한편, 도 2의 (b)에 도시하는 환형상 대향 전극(132)과 같이 비교적 큰 반경을 갖는 링형상 전극인 경우, 이온풍은, 이론상, 선단부 P로부터 θ₂의 각도를 두고 발생하게 된다. 즉, 당해 각도가 보다 커지기 때문에, 이 전극에 유래하는 이온풍은 환형상 대향 전극의 외측 방향으로 발해지는 성분이 많아지고, 전방면 방향으로 압출되는 이온풍의 풍량이 작아진다.

또한, 코로나 방전은 침형상 전극으로부터 가까운 위치에 있는 대향 전극에 대하여 일어나기 쉬워진다. 환형상 대향 전극은 중심에 위치하는 것에 따라서, 침형상 전극의 선단부 P로부터의 거리가 가까워진다. 즉, 코로나 방전이 일어나는 확률도 중심에 위치하는 환형상 대향 전극의 쪽이 높아지므로, 발생하는 이온풍의 절대적 풍압도 중심에 위치하는 환형상 대향 전극의 쪽이 커진다.

이상, 설명한 바와 같이, 최내부에 위치하는 환형상 대향 전극(131)은, 이온풍이 발생하는 방향으로서도 유리하고, 나아가서는, 이온풍이 발생하는 절대적인 풍압도 크다. 따라서, 도 1에 도시하는 바와 같은 대향 전극은, 환형상 전극의 반경이 작아짐에 따라서 환형상 대향 전극으로부터 발해지는 이온풍이 강해지도록 배치되어 있는 상태에 있다. 이와 같이 배치됨으로써, 외부의 전극으로부터 발해지는 이온풍에 의해 체류가 일어나지 않고, 중심으로부터 발해지는 이온풍에 권취되도록 되므로 풍량이 커지게 됨과 함께, 방전에 의해 발생한 이온 및 오존을 이온풍에 의해 전방면으로 압출되는 작용이 얻어지므로, 살균ㆍ소취의 효과도 높아진다. 또한, 최내부에 위치하는 환형상 대향 전극(131)과 선단부 P와의 거리가, 코로나 방전에 있어서 가장 양호하게 방전하기 쉬운 거리로 유지되어 있는 것이 보다 적합하다. 단, 대향 전극의 환형상부의 직경을 단순히 대경으로 하면 크게 방전 반응하지만 도넛 형상으로 방전하기 때문에, 대향 전극의 환형상 중심에 대향 전극부를 갖지 않는 것을 기인으로 한, 무풍 중심부도 커져 방전 불균일이 생기고 도넛 형상 이온풍이 발생하여, 결과적으로 발생 이온풍 외주와 중심부가 무풍 상태로 되어 도넛 형상 이온풍이 무풍 영역을 유풍하기 때문에 강풍을 발하지 않는다. 환형상부의 직경이 소경이면 풍압이 강한 이온풍을 발하지만 발생량은 적기 때문에, 주 환형상 대향 전극 외주에 2차 발생극인 부 환형상 대향 전극을 배치함으로써, 중심은 주류풍을 소경에 의해 풍압을 강하게 발하면서 외주는 직경이 크고 풍압은 약하지만 풍량이 있는 부류풍을 발한다. 즉, 본 발명에 관한 대향 전극은, 대경이면 풍압은 약하지만 풍량은 많고, 소경이면 풍압은 강하지만 풍량은 적어 현황의 문제를 해결한 이온풍의 발생을 동일한 전위로 대풍압과 대발생량의 양립한 형상이 된다.

대향 전극을 평면 형상으로 함으로써, 대향 전극으로부터 발생한 이온풍이, 벽면 등의 장해물과 이온풍의 반작용의 영향에 의해 감속되는 일 없이, 주 환형상 대향 전극으로부터 발생한 주 이온풍과, 부 환형상 대향 전극으로부터 발생한 부 이온풍이, 즉시 합성되기 때문에, 주 이온풍은 발생 직후에 주위의 부 이온풍에 의해 순풍에 의한 상승 효과를 빨리 얻어지므로, 보다 대풍량의 이온풍을 얻을 수 있다. 또한, 평면 형상으로 함으로써, 대향 전극의 세정이 용이해진다.

본 발명에 관한 이온ㆍ오존풍 발생 장치는, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 주 환형상 대향 전극의 최장 거리가, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 부 환형상 대향 전극의 최단 거리보다도 짧다. 이와 같은 거리 관계에 침형상 전극과 대향 전극이 배치됨으로써, 주 환형상 대향 전극의 중심에 형성된 개구부로부터, 가장 풍압이 강한 이온풍이 발생하고, 주변의 부 환형상 대향 전극으로부터 풍압이 약한 이온풍이 발생하기 때문에, 대량의 이온풍을 얻을 수 있다. 이와 같은 침형상 전극과 대향 환형상 전극의 위치 관계로부터 벗어나면, 이온풍은 주 환형상 대향 전극과 부 환형상 대향 전극 사이의 공간으로부터 주로 이온풍이 발생하게 되어, 균등풍이 되어 버리기 때문에, 공중 방출 이온풍은 약해지고, 나아가서는 가이드 부재를 설치한 경우에도 반작용이 일어난다.

대향 전극(130)을 구성하는 환형상 대향 전극은, 도 1에 도시하는 바와 같이 2개로 한정되는 것이 아니라, 도 3에 도시하는 바와 같이 환형상 대향 전극(131 내지 133)과 같이, 환형상 대향 전극이 다수 설치되어 있어도 된다. 또한, 도 3의 (a)는 당해 장치의 대향 전극(130)의 개념 정면도이고, 도 3의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 측면도이다. 여기서는, 3개의 환형상 대향 전극을 사용한 경우에 대해서 설명하였지만, 이와 같이 대향 전극을 구성하는 환형상 대향 전극은 침형상 전극과의 거리 관계를 만족하면 몇 개 설치되어 있어도 된다. 이와 같이 다수의 전극을 설치함으로써, 하나의 전극이 더럽혀져서 방전하지 않게 되었다고 해도 다른 전극에 의해 방전할 수 있으므로, 장치의 동작 안정성의 향상에 연결된다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 침형상 전극(121 내지 123)과 같이, 침형상 전극이 복수 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 모든 침형상 전극과 대향 전극이, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 주 환형상 대향 전극의 최장 거리가, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 부 환형상 대향 전극의 최단 거리보다도 짧은 위치로 되어 있다. 또한, 도 4의 (a)는 당해 장치의 대향 전극의 개념 정면도이고, 도 4의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 측면도이다. 이와 같이 침형상 전극을 복수 설치함으로써, 단극의 경우로부터, 절연 파괴가 많이 발생하여 분자의 충돌이 일어나기 쉬워져 압출되는 능력이 높아지므로, 대량의 오존을 발생시킬 수 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 대향 전극은, 다각형이어도 좋다. 이 경우도, 각 침형상 전극과 대향 전극이, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 주 환형상 대향 전극의 최장 거리가, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 부 환형상 대향 전극의 최단 거리보다도 짧은 위치에 배치되어 있다. 또한, 도 5의 (a)는 당해 장치의 대향 전극의 개념 정면도이고, 도 5의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 측면도이다. 이와 같이 삼각형의 형상이어도, 주 환형상 대향 전극으로부터 발생하는 이온풍이 부 환형상 대향 전극으로부터 발생하는 이온풍보다도 작아져, 대풍량의 이온풍을 얻을 수 있다. 또한, 여기서는 주 환형상 대향 전극은 원형 형상으로 나타냈지만, 삼각형 이상인 다각형이어도 좋다. 또한 환형상 대향 전극은, 다각형인 경우, 변수가 많은 쪽이, 침형상 전극과의 최단 거리가 되는 포인트가 많아지므로, 방전 불균일이 발생하기 어려워지기 때문에 유리하다.

도 6은, 본 발명에 관한 대향 전극의 일례를 나타낸 개략도이다. 여기서는, 판에 구멍을 형성함으로써, 대향 전극을 형성하고 있다. 도 6의 (c)는, 원형 형상의 대향 전극을 갖는 판형상 대향 전극(130c)의 개념도이다. 당해 대향 전극은, 제1 대향 전극[130c(1)]과, 제2 대향 전극[130c(2)]을 갖는다. 제1 대향 전극[130c(1)]은, 원형 형상의 주 환형상 대향 전극[130c(1)]이 중심에 형성되어 있고, 그 주위에, 원형 형상의 부 환형상 대향 전극[132c(1)]이 형성되어 있고, 부 환형상 대향 전극[132c(1)]의 외주에는, 또한, 부 환형상 대향 전극[133c(1), 134c(1), 135c(1)]이 형성되어 있다. 또한 이들 대향 전극의 사이에는, 연결 부재[139c(1)]가 형성되어 있다. 또한 제2 대향 전극도 마찬가지로, 원형 형상의 주 환형상 대향 전극[131c(2)]이 중심에 형성되어 있고, 그 주위에, 원형 형상의 부 환형상 대향 전극[132c(2)]이 형성되어 있고, 부 환형상 대향 전극[132c(2)]의 외주에는, 또한, 부 환형상 대향 전극[133c(2), 134c(2)]이 형성되어 있다. 또한 이들 대향 전극의 사이에는, 연결 부재[139c(2)]가 형성되어 있다. 이들의 판형상 대향 전극에 대하여 적절한 위치에 침형상 전극을 배치하여 사용한다.

도 6의 (b)는, 판형상 대향 전극(130b)의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 판형상 대향 전극(130b)은, 주 환형상 대향 전극의 형상이 원형 형상이고, 주위의 부 환형상 대향 전극의 형상이 육각형이다. 판형상 대향 전극(130b)은, 제1 대향 전극[130b(1)]과, 제2 대향 전극[130b(2)]을 갖는다. 제1 대향 전극[130b(1)]의 중심부에는, 원형 형상의 주 환형상 대향 전극[131b(1)]이 형성되어 있고, 그 주위에는 육각 형상의 부 환형상 대향 전극[132b(1)]이 형성되어 있고, 또한 그 외주에는, 부 환형상 대향 전극[133b(1), 134b(1), 135b(1)]이 형성되어 있다. 또한 이들 대향 전극의 사이는, 연결 부재[139b(1)]에 의해 연결되어 있다.

제2 대향 전극[130b(2)]도 마찬가지로, 중심에 원형 형상의 주 환형상 대향 전극[131b(2)]이 형성되어 있고, 그 주위에, 육각 형상의 부 환형상 대향 전극[132b(2) 내지 134b(2)]이 형성되어 있고, 이들의 전극은 연결 부재[139b(2)]에 의해 연결되어 있다.

도 6의 (a)는, 판형상 대향 전극(130a)의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 판형상 대향 전극(130a)에 있어서는, 원형 형상의 주 환형상 대향 전극과, 그 주변에 환형상의 부 환형상 대향 전극이 형성되어 있다. 판형상 대향 전극(130a)은, 제1 대향 전극[130a(1)]과, 제2 대향 전극[130a(2)]을 갖는다. 제1 대향 전극[130a(1)]의 중심부에는, 원형 형상의 주 환형상 대향 전극[131a(1)]이 형성되어 있고, 그 주변에 복수의 부 환형상 대향 전극[132a(1)]이 형성되어 있다. 도 6의 (a)에 있어서는, 부 환형상 대향 전극[132a(1)]의 대표적인 일례를 나타냈지만, 주 환형상 대향 전극[131a(1)]의 주변에 형성되어 있는 참조 부호 132a(1)도 마찬가지로 부 환형상 대향 전극이다. 이와 같이 형성함으로써, 부 환형상 대향 전극의 사이에 형성되는 부재가, 주 환형상 대향 전극으로부터 방사선 형상으로 퍼져 있는 상태로 되기 때문에, 주 환형상 대향 전극으로부터 발생하는 이온풍에 더하여, 당해 주 환형상 대향 전극으로부터 멀어짐에 따라서 연속적으로 이온풍의 풍량이 작아진다. 제2 대향 전극[132a(2)]도 제1 대향 전극과 마찬가지로 중심에 주 환형상 대향 전극[131a(2)] 및 부 환형상 대향 전극[132a(2)]을 갖는다.

또한, 도 6의 (d)는, 상기의 판형상 대향 전극(130a 내지 130c)의 공통인 측면도이다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 본 형태에 관한 전극쌍(110)을 복수개 갖는 이온ㆍ오존풍 발생 장치가 적합하다. 또한, 도 7은 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 평면도이다. 중심에 배치된 전극쌍의 좌우로 2개의 전극쌍이 배치되어 있고, 중심에 배치된 전극쌍의 이온풍 발생 방향에 대하여 상기 좌우로 배치된 2개의 전극쌍의 이온풍 발생 방향이 각각 교차하도록 배치되어 있는 것이 적합하다. 또한 각 전극쌍으로부터 발생하는 이온풍이, 1점 집중하도록 배치하는 것이 보다 적합하다. 이와 같은, 장치를 사용함으로써, 각 전극쌍으로부터 발해지는 이온풍을 합류시킬 수 있어, 보다 대풍량의 이온풍을 얻을 수 있다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 원뿔대 형상의 이온풍 가이드 부재(140)가 설치되어 있는 것이 적합하다. 또한, 도 8의 (a)는 당해 장치의 대향 전극(130)의 개념 정면도이고, 도 8의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치(100)의 개념 측면도이다. 대향 전극(130)의 최내부에 위치하는 환형상 대향 전극(131)으로부터 발생하는 이온풍에 대하여, 외측에 위치하는 환형상 대향 전극으로부터 발생하는 이온풍을 집약하여(합류시켜) 이온풍 분출구(141)로 보냄으로써, 전방면으로 압출되는 이온풍의 풍량이 커진다. 또한, 이와 같이 가이드 부재를 설치하였다고 해도, 외측에서 발생한 이온풍은, 최내부에서 발생하는 이온풍보다도 작으므로 체류하지 않고 중심의 이온풍에 끌어 들여지도록 전방으로 압출된다. 가이드 부재는, 서서히 개구 단면적이 작아지는 형상을 갖고 있다. 이와 같은 형상을 갖는 가이드 부재를 설치한 경우, 대향 전극으로부터 발생하는 이온풍이 균등풍이나 중심은 풍압을 발하지 않는 도넛풍에서는 송풍 작용에 대하여 단면적이 작아지는 형상 때문에, 직진한 이온풍이 가이드 부재의 내벽에 충돌하고 난기류가 발생하여 가이드 부재 내부에 반작용이 일어나 미풍으로 되지만, 주 이온풍이 강하고 부 이온풍은 약하면 가이드 부재가 소경으로 좁혀졌을 때라도 부 이온풍이 약하기 때문에 가이드 부재 내벽에의 충돌도 당연 약해져 주 이온풍은, 부 이온풍을 권취하고 이온풍을 집약하여 분출한다.

또한, 가이드 부재(140)의 분출구(141)에는, 송풍 경로(150)가 설치되어 있는 것이 적합하다. 여기서, 송부 경로는, 분출되는 이온풍의 풍향을 조정할 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 분출구(141)와 동일한 직경을 갖는 관상 부재인 것이 적합하다. 여기서, 송풍 경로는, 그 재질은 특별히 한정되지 않고, 호스, 염화 비닐관 등을 들 수 있다. 당해 송풍 경로는, 후술하는 바와 같이 복수의 전극쌍을 설치하는 경우, 이들의 전극쌍으로부터 발생하는 이온풍이 집약되기 쉽도록 사용할 수 있다. 또한, 당해 전극쌍 단독으로 사용하는 경우, 당해 송부 경로에 의해, 살균ㆍ소취 대상 공간 등에 이온 및 오존을 송입해도 좋다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 이들의 가이드 부재(140)가 설치된 전극쌍(110)을 복수 설치하는 것이 적합하다. 전극쌍(110)을 3개 설치한 경우, 중심에 배치된 전극쌍의 좌우로 2개의 전극쌍이 배치되어 있고, 중심에 배치된 전극쌍의 이온풍 발생 방향에 대하여 좌우로 배치된 2개의 전극쌍의 이온풍 발생 방향이 각각 교차하도록 배치되어 있다. 또한, 각 전극쌍으로부터 발생하는 이온풍이, 1점 집중하도록 배치하는 것이 적합하다. 이와 같이 구성함으로써, 각 전극쌍으로부터 발생하는 이온풍을 합류시킴으로써 대풍량의 이온풍을 얻을 수 있다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 가이드 부재(140)가 설치된 전극쌍(110)(여기서는 도면의 용이를 위해 침형상 전극을 생략함)을 6개 설치하는 것이 적합하다. 도 10의 (a)는, 이온ㆍ오존풍 발생 장치의 개념 평면도이고, 도 10의 (b)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치의 개념 측면도이고, 도 10의 (c)는 이온ㆍ오존풍 발생 장치의 분출구측에서 본 개념 정면도이다. 이 경우, 전극쌍을 3조마다 상하의 2단 구성으로 하고, 이들의 상하단 각각에 대해서 앞서 도시한 3개의 전극쌍에 있어서의 배치법에 따라서 배치하고{도 10의 (a)}, 이들의 3개의 전극쌍의 군을 당해 전극쌍의 군으로부터 발생되는 이온풍을 합류시키도록 배치한다{도 10의 (b)}. 여기서 각 전극쌍으로부터 발생하는 이온풍이, 1점 집중하도록 배치하는 것이 적합하다. 즉, 상하단의 중심에 위치하는 전극쌍으로부터 발생되는 이온풍이 집약되는 각도로 배치함으로써, 각 전극쌍으로부터의 이온풍을 합류시킬 수 있어 대풍량의 이온풍을 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 이온ㆍ오존풍 발생 장치는, 살균ㆍ소취 장치로서 사용할 수 있는 것 외에, 이온수/살균수 생성 장치로서도 사용할 수 있다.

본 발명에 관한 장치는 코로나 방전에 의해 이온 및/또는 오존이 발생하고, 또한, 대풍량의 이온풍이 발생하기 때문에, 이들을 이온풍에 의해 운반되고, 살균ㆍ소취 대상물에 접촉시켜 이온ㆍ오존풍 발생 장치로서 사용하는 것이 가능하다. 또한 대풍량의 이온풍이 발생하기 때문에, 펌프를 사용하지 않고 이온 및 오존을 발생시켜 살균ㆍ소취 대상물이 배치된 공간으로 보내주는 것이 가능해지므로 외장형 살균ㆍ소취 장치로서 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에 관한 이온ㆍ오존풍 발생 장치는, 에어 스톤ㆍ나노 버블 급기원에 의한 해수 및 담수의 살균ㆍ소취용으로서도 사용 가능하다. 즉, 나노 버블 발생기에는 에어의 도입은 필수적이기 때문에, 이온풍 가이드 부재와 송급 경로를 결합하여 나노 버블의 에어 급기원으로서 사용함으로써, 이온/오존풍을 수중으로 반응시켜 이온수/살균수를 간이하게 만들 수 있다. 이에 의해, 오존수와 나노 버블의 상승 효과에 의한 피부의 살균 세정에 의해 모공 안쪽 깊숙히 유지 제거나 오존의 특성인 표백 작용을 이용한 미백 효과 등, 미용에의 이용, 어패류 사육 수조 내의 살균, 소취 외에, 수경 재배의 배양액의 살균 등이나, 주방 등에서도 수도의 토출압을 동력원으로서 살균수를 생성하고, 유효한 살균ㆍ소취나 오존수에 의해 유지의 분해 등을 간이하면서 저렴하고 안전하게 행할 수 있다.

100 : 이온ㆍ오존풍 발생 장치
110 : 전극쌍
120 : 침형상 전극
130 : 대향 전극
131 내지 133 : 환형상 대향 전극
139 : 브리지
140 : 이온풍 가이드 부재
141 : 분출구
150 : 송풍 경로
200 : 이온풍 발생 장치
210 : 전극쌍
220 : 침형상 전극
230 : 대향 전극
P : 선단부

Claims

침형상 전극과 대향 전극을 갖는 전극쌍을 갖고, 상기 침형상 전극과 상기 대향 전극 사이에 전위차를 발생시켜 코로나 방전에 의해 이온, 오존 및 이온풍을 발생시키는 이온ㆍ오존풍 발생 장치에 있어서,
상기 대향 전극이 평면 형상의 주 환형상 대향 전극과, 상기 주 환형상 대향 전극을 둘러싸는 평면 형상의 부 환형상 대향 전극을 갖고,
상기 침형상 전극의 선단과 상기 주 환형상 대향 전극의 최장 거리가, 상기 침형상 전극의 선단과 상기 부 환형상 대향 전극의 최단 거리보다도 짧은 것을 특징으로 하는, 이온ㆍ오존풍 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 대향 전극의 주 환형상 대향 전극으로부터 발해지는 이온풍에 대하여, 상기 부 환형상 대향 전극으로부터 발생하는 이온풍을 집약하여, 이온풍을 외부로 분출하는 분출구로 보내기 위한 이온풍 가이드 부재이며, 상기 분출구에 가까이 감에 따라서, 개구 단면적이 작아지는 이온풍 가이드 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 이온ㆍ오존풍 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전극쌍이 복수조 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 이온ㆍ오존풍 발생 장치.