KR101203992B1 - 이온발생장치를 구비한 냉장고 및 이온발생장치의 제어방법 - Google Patents

이온발생장치를 구비한 냉장고 및 이온발생장치의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이온발생장치를 구비한 냉장고 및 이온발생장치의 제어방법에 관한 것으로, 살균물질 및 소량의 오존을 생성하는 이온발생부와, 상기 살균물질을 공간상에 확산시키기 위해 상기 이온발생부 및 상기 이온발생부의 주위에 송풍하는 송풍팬과, 상기 이온발생부 및 상기 송풍팬에 전원을 공급하는 배터리를 포함한다.

Description

이온발생장치를 구비한 냉장고 및 이온발생장치의 제어방법{A refrigerator having an ion generator and control method of the ion generator}
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 이온발생장치를 구비한 냉장고의 정면도이다.
도2는 도1의 이온발생장치를 상세하게 도시한 사시도이다.
도3은 도2에 나타낸 이온발생장치의 제어구성을 보인 블록도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
20:이온발생장치 21:받침대
22:세라믹 플레이트 23:침상전극
25:배터리 케이스 26:오존센서
27;송풍팬 28:착탈부재
30:마이컴
본 발명은 이온발생장치를 구비한 냉장고 및 이온발생장치의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부의 전원공급이 없이 독립적으로 구동될 수 있고, 저장실의 오존농도에 따라 다르게 운전되는 이온발생장치를 구비한 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 각종 음식물을 저온에서 장시간 신선하게 보존할 수 있지만 저장실 내부에 다양한 종류의 균이 번식하는 문제점이 있어 저장실에 이온발생장치를 구비하고 이온발생장치에서 발생된 이온 또는 오존으로 저장실 내부에 있는 균을 살균하는 기술이 개발되었다.
즉, 종래의 냉장고는 대한민국 등록특허 특1995-0003816호에 개시된 바와 같이 고전압을 발생시키는 고전압 발생기와, 고전압 발생기로부터 인가되는 전압에 의해 오존을 발생시키는 오존발생전극과, 고전압 발생기로부터 출력되는 고전압을 받아 전자를 방사시키는 이온발생전극과, 이온발생전극을 통과한 잔류오존을 분해시키는 오존분해촉매수단으로 이루어진 살균장치를 구비하여 저장실 내부를 살균 및 탈취하거나, 대한민국 등록특허 10-0436927호에 개시된 바와 같이 저장고의 일측에 교류전원을 적당한 직류전원으로 변환하여 주는 트랜스와, 트랜스로부터 직류전원을 인가받아 고전압을 출력시키는 고전압 발생부와, 고전압 발생부로부터 고전압을 인가받아 음이온이 발생되도록 대기를 방전시키는 방전부로 이루어진 음이온발생장치를 구비하여 음이온으로 김치가 장시간 신선하게 보존되도록 하면서 음이온 발생시 함께 발생된 오존에 의해 탈취작용이 이루어지도록 하였다.
그러나 이와 같은 종래의 냉장고에 설치되는 살균장치 또는 음이온발생장치 는 독립적으로 구동되지 못하고 냉장고에서 전원을 공급받거나 발생된 이온을 냉장고의 송풍팬 구동으로 강제확산시킬 수 밖에 없어 설치위치가 제한되는 문제점이 있었다.
또한, 이온발생시 오존이 함께 생성되면서 저장실에 다량의 오존이 분포하여 사용자에게 불쾌감을 느끼게 하거나 인체에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 독립적으로 구동될 수 있고, 저장실의 오존농도에 따라 다르게 운전되는 이온발생장치를 구비한 냉장고 및 이온발생장치의 제어방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 살균물질 및 소량의 오존을 생성하는 이온발생부와, 상기 살균물질을 공간상에 확산시키기 위해 상기 이온발생부 및 상기 이온발생부의 주위에 송풍하는 송풍팬과, 상기 이온발생부 및 상기 송풍팬에 전원을 공급하는 배터리를 포함한다.
또한 상기 이온발생장치는 상기 냉장고 저장실의 오존농도를 측정하는 오존센서와, 상기 저장실의 오존농도가 기준농도를 넘으면 상기 이온발생부의 구동을 멈추고 상기 송풍팬만 구동되도록 하고, 상기 저장실의 오존농도가 기준농도에 미치지 못하면 상기 이온발생부 및 상기 송풍팬이 구동되도록 하는 마이컴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 살균물질은 수소원자와 슈퍼 옥사이드 아니온인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 이온발생장치에는 상기 저장실의 벽면에 용이하게 탈부착되기 위한 착탈부재가 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한 냉장고 저장실 내부의 오존농도를 측정하고, 상기 오존농도가 기준농도를 넘으면 살균물질 및 소량의 오존을 생성하는 이온발생부의 구동을 멈추고 상기 이온발생부 및 상기 이온발생부 주위에 송풍하는 송풍팬만 구동되도록 하고, 상기 오존농도가 기준농도에 미치지 못하면 상기 이온발생부 및 송풍팬이 구동되도록 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 이온발생장치를 구비한 냉장고는 본체(10)의 전면내부에 냉장실(11) 및 냉동실(12)이 마련되고, 냉장실(11) 및 냉동실(12)을 개폐하는 냉장실 도어(13) 및 냉동실 도어(14)가 각각 본체(10)의 전면양측에 힌지결합된다.
냉장실(11) 및 냉동실(12)의 내부에는 음식물을 수납하기 위한 복수의 선반(15)이 마련되며, 냉장실 또는 냉동실 벽면에는 이온발생장치(20)가 부착된다.
도2에 도시한 바와 같이 이온발생장치(20)는 받침대(21)의 상면에 설치된 세라믹 플레이트(22)와, 세라믹 플레이트(22)로부터 소정거리 이격되어 설치되는 침상전극(23)과, 받침대(21)의 상부에 결합되는 커버(24)와, 받침대(21)의 측면에 결합되고 배터리가 내장되는 배터리 케이스(25)와, 받침대(21)의 다른 측면에 설치되 어 저장실의 오존농도를 측정하는 오존센서(26)와, 세라믹 플레이트(22) 및 침상전극(23) 방향으로 송풍하는 송풍팬(27)과, 냉장실 및 냉동실 벽면에 이온발생장치(20)를 용이하게 착탈시키기 위한 착탈부재(28)를 포함한다.
받침대(21)의 상면에는 세라믹 플레이트(22)를 설치하기 위해 함몰된 공간이 마련되며, 이 공간에 세라믹 플레이트(22)를 삽입설치한다. 세라믹 플레이트(22)는 양이온을 발생시키기 위한 부분으로, 세라믹 플레이트(22)의 내부 상부에는 방전전극(미도시)이 마련되고, 내부 중앙에는 유도전극(미도시)이 마련된다. 또한, 방전전극과 유도전극을 제외한 부분은 세라믹으로 보호층을 형성한다. 방전전극과 유도전극사이에는 플러스 성분의 전압이 인가되는데, 이처럼 방전전극와 유도전극의 사이에 플러스 성분의 전압이 인가되면 세라믹 플레이트(22)에서는 플라즈마 방전에 의해 공기중의 수분(H20)이 전리되어 수소이온(H+) 및 소량의 오존(O3)이 발생한다.
한편, 침상전극(23)과 접지전극(미도시) 사이에는 마이너스 성분의 전압이 인가된다. 침상전극(23)에 마이너스 성분의 전압이 인가되면 플라즈마 방전에 의해 소량의 오존이 발생하면서 침상전극(23)의 주위에는 양이온이 집적하고, 침상전극(23)에서 다량의 전자가 공기 중으로 방출된다. 공기 중에 방출된 다량의 전자는 매우 불안정하므로 산소분자(O2)에 포착되어 슈퍼옥사이드 아니온(O2-)을 형성한다. 따라서 침상전극(23)에 마이너스 성분의 전압이 인가되면 전자 및 슈퍼옥사이드 아니온을 발생시킨다. 침상전극(23)에서 전자들이 방출되면 이 전자들은 세라믹 플레이트(22)에서 발생되어 침상전극(23) 주위를 지나는 수소이온과 결합하여 수소 원자(또는 활성수소)를 만들게 된다.
침상전극(23)은 세라믹 플레이트(11)로부터 소정거리 이격되어 설치되는데, 침상전극(23)과 세라믹 플레이트(22)의 이격거리에 따라 세라믹 플레이트(22)에서 발생된 수소이온이 수소원자로 변환되는 수가 달라지므로 세라믹 플레이트(22)의 크기, 침상전극의 높이 등에 따라 양자의 이격거리를 조절하는 것이 바람직하다.
이처럼 세라믹 플레이트(22)에서 발생된 수소이온이 침상전극(23)에서 방출된 전자와 결합하여 수소원자가 됨으로써 이온발생장치에서 최종적으로 배출되는 물질은 수소원자와 슈퍼옥사이드 아니온이 된다.
한편, 전술한 바와 같이 세라믹 플레이트 및 침상전극에 고전압이 인가되면 수소원자 및 슈퍼옥사이드 아니온 뿐만 아니라 플라즈마 방전에 의해 소량의 오존도 발생하는데, 오존은 적정량이 존재할 때에는 사용자에게 상쾌감을 주거나 살균효과 등이 있지만 다량으로 존재할 때에는 사용자에게 불쾌감을 주거나 사용자의 건강을 해칠 수 있어 주의가 요구되는 물질이다.
커버(24)는 사각터널형상이며, 받침대(21) 상면 양측에 길이방향으로 형성된 커버레일(29)에 커버(24)의 양측하부가 슬라이딩되면서 착탈된다. 배터리 케이스(25)는 이온발생장치(20)가 냉장고에서 전원을 공급받지 않고 독립적으로 구동되도록 하기 위해 세라믹 플레이트(22), 침상전극(23) 및 송풍팬(27)에 전원을 공급하는 배터리를 내장한다.
송풍팬(27)은 세라믹 플레이트(22)에서 생성된 수소이온이 침상전극 방향으로 날라가도록 하여 수소이온과 침상전극(23)에서 생성된 전자가 용이하게 반응하 도록 한다. 그리고 수소이온과 전자가 반응하여 생성된 수소원자 및 침상전극(23)에서 생성된 슈퍼 옥사이드 아니온이 냉장실(11) 또는 냉동실(12)에 고르게 확산되도록 한다.
수소원자와 슈퍼옥사이드 아니온이 냉장실(11) 또는 냉동실(12)에 퍼지면 냉장실(11) 또는 냉동실(12)에 부유하는 세균의 정전기(+)에 의해 세균의 정전기와 반대극성을 가진 슈퍼옥사이드 아니온이 세균의 표면에 흡착된다. 슈퍼옥사이드 아니온이 세균에 흡착되면 슈퍼옥사이드 아니온에 의해 수소원자가 슈퍼옥사이드 아니온에 흡착된다. 슈퍼옥사이드 아니온과 수소원자가 흡착되면 하기의 반응이 이루어진다.
H + O2- → HO2(하이드로페록시 라디칼) + e + 세균의 정전기
HO2 + 3H(세균의 세포막을 이루는 단백질의 수소원자) → 2H2O
즉, 접촉된 슈퍼옥사이드 아니온과 수소원자는 하이드로페록시 라디칼을 형성하고, 슈퍼옥사이드 아니온의 전자는 세균의 정전기와 서로 상쇄된다. 또한, 하이드로페록시 라디칼은 세균의 세포막 구성성분인 단백질에서 3개의 수소원자를 빼앗아 2분자의 물을 만든다. 따라서 수소원자를 빼앗긴 세포막의 단백질 분자는 파괴되고, 그에 따라 세균의 세포막도 파괴되어 살균이 이루어진다.
도3에 도시한 바와 같이 이온발생장치(20)는 도2에 도시한 구성요소외에 이온발생장치를 온 또는 오프시키는 전원스위치(31)와, 이온발생장치(20)의 동작을 제어하는 마이컴(30)을 포함한다. 도3에서 이온발생부는 도2의 세라믹 플레이트(22) 및 침상전극(23)을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 이온발생장치(20)의 제어방법을 설명한다. 사용자가 냉장실 또는 냉동실 벽면 중에서 자신이 원하는 위치에 이온발생장치(20)를 부착하고 전원스위치(31)를 켜면 오존센서(26)는 냉장실(11) 또는 냉동실(12) 내부의 오존농도를 측정하여 마이컴(30)에 전송한다. 마이컴(30)은 오존센서(26)에서 측정결과가 전송되면 냉장실(11) 또는 냉동실(12)의 오존농도가 기준농도를 넘는지 판단한다. 이 때 기준농도는 다양한 값으로 설정될 수 있으나 본 실시예에서는 일반적인 실내 오존농도 허용치가 0.05ppm이하인 점을 감안하여 0.05ppm 또는 0.05ppm 이하인 값을 기준농도로 설정한다.
만약 냉장실(11) 또는 냉동실(12)의 오존농도가 기준농도를 넘으면 이온발생부(22,23)의 구동을 중지시켜 더 이상 오존이 발생되지 않도록 한다. 그러나 송풍팬(27)은 계속 구동하여 생성된 수소원자 및 슈퍼옥사이드 아니온이 냉장실(11) 또는 냉동실(12)에 고루 퍼지도록 한다.
반대로 냉장실(11) 또는 냉동실(12)의 오존농도가 기준농도에 미치지 못하면 이온발생부(22,23)를 구동하여 수소원자 및 슈퍼옥사이드 아니온을 생성한다. 그리고 송풍팬(27)을 함께 구동하여 수소원자 및 슈퍼옥사이드 아니온이 냉장실(11) 또는 냉동실(27)에 퍼지게 함으로써 냉장실(11) 또는 냉동실(12)에 있는 세균이 살균되도록 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 자체적으로 전원 및 송풍팬을 가지고 있어 냉장고의 동작에 관계없이 독립적으로 구동될 수 있다.
또한, 냉장실 또는 냉동실의 오존농도에 따라 이온발생부의 구동여부를 조절하여 냉장실 또는 냉동실에 과다한 오존이 존재하는 것을 방지한다.
또한, 이온발생장치의 착탈을 용이하게 하여 사용자가 원하는 위치에 쉽게 설치할 수 있도록 하였다.

Claims (5)

  1. 살균물질 및 소량의 오존을 생성하는 이온발생부와,
    상기 살균물질을 공간상에 확산시키기 위해 상기 이온발생부 및 상기 이온발생부의 주위에 송풍하는 송풍팬과,
    상기 이온발생부 및 상기 송풍팬에 전원을 공급하는 배터리와,
    저장실의 오존농도를 측정하는 오존센서와,
    상기 저장실의 오존농도가 기준농도를 넘으면 상기 이온발생부의 구동을 멈추고 상기 송풍팬만 구동되도록 하고, 상기 저장실의 오존농도가 기준농도에 미치지 못하면 상기 이온발생부 및 상기 송풍팬이 구동되도록 하는 마이컴
    을 포함하는 이온발생장치를 구비한 냉장고
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 살균물질은 수소원자와 슈퍼 옥사이드 아니온인 것을 특징으로 하는 냉장고
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이온발생장치에는 상기 저장실의 벽면에 용이하게 탈부착되기 위한 착탈부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고
  5. 냉장고 저장실 내부의 오존농도를 측정하고,
    상기 오존농도가 기준농도를 넘으면 살균물질 및 소량의 오존을 생성하는 이온발생부의 구동을 멈추고 상기 이온발생부 및 상기 이온발생부 주위에 송풍하는 송풍팬만 구동되도록 하고, 상기 오존농도가 기준농도에 미치지 못하면 상기 이온발생부 및 송풍팬이 구동되도록 하는 이온발생장치의 제어방법
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