KR101238036B1

KR101238036B1 - 코로나방전용 방전침 설치구조

Info

Publication number: KR101238036B1
Application number: KR1020100127174A
Authority: KR
Inventors: 박광옥; 이경호
Original assignee: 박광옥
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2013-03-04
Also published as: KR20120065856A

Abstract

본 발명은 제품 또는 부품에 대전된 정전기를 제거하기 위한 양이온 또는 음이온을 발생하기 위하여 코로나 방전을 일으키는 방전침을 전기회로가 배설되어 있는 PCB(Printed Circuit Board)에 직접 설치하여 고압선 등 불필요한 전선을 별도로 배설하지 않음으로써 공간을 콤팩트하게 이용할 수 있고 조립이 간편하여 조립시간이 단축되고 그에 따라 제조코스트를 절약할 수 있게 하는 코로나 방전용 방전침 설치구조에 관한 것이다.
본 발명의 코로나 방전용 방전침 설치구조는 구동모터(5) 및 날개(5a)를 포함하는 정전기 제거장치에 있어서, 정전기제거장치의 날개(5a)의 전방에 공기흐름방향과 직교하도록 설치되고 중앙부가 개구되어 있는 설치틀(40)과, 상기 설치틀(40)에 설치되어 있고 환형으로 형성되어 주위에 공기흐름개구부를 갖도록 되어 있으며 내부에 회로가 내장되어 있는 평편한 PCB가 구성되어 있으며; 상기 PCB의 회로와 연결되는 다수의 방전침(51)이 상기 PCB에 공기흐름방향으로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

코로나방전용 방전침 설치구조{Installation structure of needle for corona discharge}

본 발명은 코로나 방전(corona discharge)을 일으키는 방전침(放電針)의 설치구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제품 또는 부품에 대전된 정전기를 제거하기 위한 양이온 또는 음이온을 발생하기 위하여 코로나 방전을 일으키는 방전침을 전기회로가 배설되어 있는 PCB(Printed Circuit Board)에 직접 설치하여 고압전선 등 불필요한 전선을 별도로 배설하지 않음으로써 공간을 콤팩트하게 이용할 수 있고 조립이 간편하여 조립시간이 단축되고 그에 따라 제조코스트를 절약할 수 있게 하는 코로나 방전용 방전침 설치구조에 관한 것이다.

일반적으로 반도체, LCD, 복사기 등 각종 전자부품은 그 생산 과정에서 자연스럽게 정전기(靜電氣)가 발생된다. 또한 정전기는 전자 제품뿐만 아니라 섬유, 기계 등 모든 산업에 거쳐서 생산과정에서 마찰 등 여러 요소에 의하여 발생한다. 이러한 정전기가 발생하는 경우 제품에 고장을 일으키거나 성능의 불안정을 유발할 수 있으며, 인체에도 영향을 미치기 때문에 정전기를 제거되는 것이 바람직하다. 그런데 제품 또는 부품에 대전된 정전기를 브러시 등과 같은 통상의 방법으로 제거한다 하여도 정전기가 모두 제거되지 않고 많은 잔류 정전기가 있게 마련이다.

상기와 같이 제품 또는 부품에 남아 있는 잔류 정전기를 제거하기 위하여, 방전침에 고전압을 인가하여 코로나 방전에 의하여 양이온과 음이온을 발생하고 이들 이온들을 날개를 구동하여 대전물체로 불어 주어 정전기를 제거하는 이온 블로워(ion blower) 등의 정전기 제거장치가 이용되고 있다.

양이온 및 음이온은 코로나 방전에 의하여 발생하는데, 코로나 방전은 기체 속 방전의 한 형태로서, 한 쪽이나 양 쪽의 전극이 뾰족한 모양일 때 극 부분의 전기장이 강해져 방전이 일어나는 현상으로 방전침에 (+)전압을 인가하면 양이온이 발생하고 (-)전압을 인가하면 음이온이 발생한다.

그런데 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 코로나 방전에 의하여 양이온과 음이온을 발생하는 방전침(1)은 종래에 절연물질로 된 설치틀(2)에 설치하고, 방전침(1)에 별도의 고압회로에서 발생한 고압전류를 인가하여 양이온 및 음이온을 발생하였다. 상기 방전침(1)은 4개가 설치되는데, 2개는 (+)전압이 인가되는 방전침이고 나머지 2개는 (-)전압이 인가되는 방전침이다.

방전침(1)에 인가하는 고압전류를 발생하기 위한 고압회로는 PCB에 구성하여 별도의 위치에 내장되어 있으며, PCB를 냉각하기 위한 별도의 수단도 구비한다.

상기와 같이 종래의 정전기 제거장치의 방전침 설치구조는 별도의 절연물질로 된 설치틀(2)을 구비하여 4개의 방전침(1)을 설치하고 또한 4개의 방전침(1)에 각각 고압전선(3)을 연결하여야 하기 때문에 구조가 복잡하고 넓은 공간을 필요로 하며, 그리고 부품조립에 불편이 따르고 제품코스트도 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 코로나 방전용 방전침 설치구조의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 정전기를 제거하기 위하여 양이온과 음이온을 발생하는 방전침을, 회로가 배설되어 있는 PCB에 직접 설치함으로써 배선의 단순화를 도모하여 정전기 제거장치의 내부공간을 단순하게 할 뿐만 아니라 또한 부품의 조립을 간편하게 하고 조립시간을 단축하며, 그에 따라 제품의 코스트를 절약하는 코로나 방전용 방전침 설치구조를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 코로나 방전용 방전침 설치구조는 구동모터 및 날개를 포함하는 정전기 제거장치에 있어서, 정전기제거장치의 날개의 전방에 공기흐름방향과 직교하도록 설치되고 중앙부가 개구되어 있는 설치틀과, 상기 설치틀에 설치되어 있고 환형으로 형성되어 주위에 공기흐름개구부를 갖도록 되어 있으며 내부에 회로가 내장되어 있는 평편한 PCB가 구성되어 있으며; 상기 PCB의 회로와 연결되는 다수의 방전침이 상기 PCB에 공기흐름방향으로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 코로나 방전용 방전침 설치구조는 상기 PCB가 환형부와, 브릿지에 의해 환형부로부터 일정거리 떨어져 있는 중앙부로 구성되어 있으며, 다수의 방전침은 환형부에 설치되어 있고 고압전류를 발생을 위한 부품 및 회로는 중앙부에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 코로나 방전용 방전침 설치구조는 정전기를 제거하기 위한 양이온과 음이온을 발생하는 방전침이, 회로가 배설되어 있는 PCB에 직접 설치되어 있으므로 배선이 단순하게 되어 정전기 제거장치의 내부공간이 적게 소요될 뿐만 아니라 또한 부품의 조립이 간편하게 되고 조립시간이 단축되며, 그에 따라 제품의 코스트가 절약되는 효과를 발휘한다.

도 1은 종래 정전기 제거장치에 설치되는 설치틀의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 코로나 방전용 방전침의 설치구조가 적용된 정전기 제거장치의 개략 단면도,
도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 코로나 방전용 방전침의 설치구조를 나타내는 사시도,
도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 코로나 방전용 방전침의 설치구조를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 적용되는 일실시예의 코로나 방전용 고압모듈의 블록도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 코로나 방전용 방전침 설치구조가 적용되는 정전기제거장치(a)는 일례로 도 2에 도시된 바와 같이, 방전침(51)에 (+) 또는 (-)의 고압전류를 인가하여 코로나 방전을 일으키게 하고 그 코로나 방전에 의하여 발생하는 양이온 및 음이온을 날개(5a)의 작동에 의하여 대전물체로 불어주는 이온 블로워(ion blower)를 들 수 있다. 그러나 본 발명에서 정전기 제거장치(a)라 함은 이온 블로워에 한정되지 않고 다른 형태의 정전기 제거장치도 포함된다.

본 발명의 코로나 방전용 방전침 설치구조는 정전기제거장치(a)의 소정 공간에 설치되는 설치틀(40)과, 그 설치틀(40)에 설치되는 평편한 PCB(Printed Circuit Board)(50)(50‘)로 구성되어 있다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 설치틀(40)은 정전기제거장치(a)의 소정 공간에 구비되어 있는 것으로서 중앙이 개구되어 있으며, PCB(50)(50')는 상기 설치틀(40)에 설치되어 있고 주위에 공기흐름개구부를 갖는 형상으로 되어 있으며 내부에는 회로가 내장되어 있다.

PCB는 도 3a와 같이 환형부(50a)와, 브릿지(50c)에 의해 환형부(50a)로부터 일정거리 떨어져 있는 중앙부(50b)로 구성되어 있는 PCB(50)을 사용할 수도 있으며, 도 3b와 같이 환형(環形)으로 형성되어 있는 PCB(50')를 사용할 수도 있다.

PCB의 형태는 도시된 형태이외에도 사각형이나, 마름모 등 어떠한 형사이라도 주위에 공기흐름개구부를 갖는 형상이라면 이용할 수 있다.

도 3a의 경우에는 환형부(50a)의 외측에 공기흐름개구부(53a)가 형성되며, 또한 환형부(50a)와 중앙부(50b) 사이에 공기흐름개구부(53b)가 형성된다. 그리고 도 3b의 경우에는 환형부(50a)의 외측에 공기흐름개구부(53a)가 형성되며, 또한 환형부(50a)의 내측에 공기흐름개구부(53c)가 형성된다.

설치틀(40)은 금속으로 되어 PCB(50)(50')를 견고하게 지지하며, PCB(50)(50')는 통상의 PCB와 같이 절연물체로 되어 있다.

설치틀(40)은 정전기 제거장치(a)의 날개(5a)의 전방에 설치되며, PCB(50)(50') 는 도시된 바와 같이 나사에 의하여 설치틀(40)에 결합된다.

고압전류에 의하여 코로나 방전을 일으키는 다수의 방전침(51)은 PCB(50)(50')에 공기흐름방향으로 설치되어 있다. 도 3a의 경우에는 방전침(51)이 고압전선이 내장되어 있는 환형부(50a)에 설치되어 있고, 고압전류를 발생을 위한 부품 및 회로는 중앙부(50b)에 설치되어 있다. 고압전류발생부품 중에서 압전트랜스(10)는 전압을 코로나 방전을 일으키는 고압으로 승압하는 부품인데, 중앙부(50b)에 설치되어 있다.

도 3b의 경우에는 고압전류를 발생을 위한 부품 및 회로는 도시하지 않은 별도의 PCB에 설치되며, 고압전선(미도시)이 리셉타클(52)에 연결되어 PCB(50') 내부의 고압전선을 통하여 방전침(51)에 연통되어 있다.

상기 방전침(51)에 인가하는 고압전류를 발생하는 고압회로는 도 4에 도시된 바와 같이, 압전트랜스(10), 정전압회로(11), 발진회로(12), 펄스폭(pulse width) 비교회로(13), 전력구동회로(14), 전력(전압)승압회로(15), 전력(전류)증폭회로(16), 그리고 발진 부궤환회로(17)를 포함하는 고압회로로 이루어져 있다.

정전압회로(11)는 DC18V~26.4V의 입력전압을 DC10V 출력전압으로 변환하는 회로이고, 발진회로(12)는 상기 정전압회로에서 출력된 DC 전압을 75kHz 구형파로 발진하는 회로이며, 펄스폭 비교회로(13)는 출력 전압이 일정하게 유지되도록 펄스폭을 비교하는 회로이다.

전력구동회로(14)는 주기적으로 온/오프하고 온타임(on time)에 압전트랜스(10)가 진동하는 주파수 75kHz 파형을 전달하는 회로이고, 전력(전압)승압회로(15)는 소형 트랜스를 이용하여 압전트랜스(10)로의 입력전압을 승압해 주는 회로이며, 전력(전류)증폭회로(16)는 FET(Field Effect Transistor)를 이용하여 압전트랜스(10)로의 입력전류를 증폭해주는 회로이다. 전술한 전력구동회로(14), 전력(전압)승압회로(15), 그리고 전력(전류)증폭회로(16)를 합하여 하나의 증폭회로라고도 할 수 있다.

압전트랜스(10)는 상기 전력(전류)증폭회로(16)로부터 입력된 전력을 고전압으로 승압하여 코로나 방전을 일으키는 방전침에 인가하는 일종의 트랜스로서, 기계적 진동을 이용하는 것이다.

그리고 발진 부궤환회로(17)는 상기 압전트랜스(10)의 출력전압과 주파수가 일정하게 나오는 지를 체크하여 그 정보를 상기 발진회로로 보내는 회로이다.

또한 고압회로는 압전트랜스(10)의 출력전압을 가변시켜 대전물체의 정전기 대전상태에 따라 적절한 최적의 전압을 출력하기 위하여 출력전압 조정회로(20)와, DC 센싱회로(21)를 구비하고 있다. 출력전압 조정회로(20)는 상기 펄스폭 비교회로(13)에 전압 또는 저항 값으로 펄스폭을 조정함으로써 상기 압전트랜스(10)의 출력전압 값을 변경할 수 있도록 하는 회로이다. 그리고 DC 센싱(sensing) 회로(21)는 상기 압전트랜스(10)의 높은 출력전압을 낮은 전압 전압으로 변환하여 사용자가 압전트랜스(10)의 출력전압을 모니터링할 수 있게 하는 회로이다. 즉 DC 센싱(sensing) 회로(21)로부터 출력되는 신호에 의하여 모니터로 압력트랜스(10)의 출력전압 값을 모니터링하면서 출력전압 조정회로(20)의 전압, 저항값을 조정하여 압전트랜스(10)의 출력전압을 조정한다,

출력전압 조정회로(20)는 압전트랜스(10)의 출력전압 값이 75kHz 사인파 5~10kV의 전압이 되도록 조정할 수 있다. 즉 5~10kV 범위에서 대전물체의 정전기 대전상태에 따라 정전기를 최적으로 제거할 수 있는 전압을 압전트랜스(10)에서 출력토록 한다. 압전트랜스(10)에서 출력되는 전압의 파형은 사인파이다.

도 4의 고압회로는 일실시예를 도시한 것으로서, 다른 형태의 고압회로도 본 발명에 적용할 수 있음은 자명하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 코로나 방전용 방전침 설치구조는 다음과 같이 작용한다.

도 4도에 도시된 고압회로의 압전트랜스(10)에서 5~10kV의 고압전류를 발생하여 방전침(51)에 인가하면 방전침(51)에서 코로나 방전을 일으켜 양이온 및 음이온을 발생한다. 한편, 정전기 제거장치(a)의 날개(5a)의 작동으로 양이온 및 음이온들은 정전기 대전물체와 이온 결합하여 대전물체의 정전기를 제거한다.

본 발명의 방전침 설치구조는 방전침(51)이 PCB(50)(50')에 직접 설치되어 있으므로 그 만큼 방전침(51)과 연결되는 고압전선이 외부에 나타나지 않게 되어 구조의 단순화를 도모할 수 있다. 또한 도 3a에 도시한 실시예의 경우에는 PCB(50)에 모든 부품 및 회로가 구성되어 있으므로 배선이 매우 단순하게 되어 정전기 제거장치(a)를 콤팩트(compact)하게 구성할 수 있다. 또한 PCB(50)(50')는 날개(5a)의 작용으로 냉각작용이 이루어지므로 별도의 냉각수단을 구비할 필요가 없다.

또한 본 발명의 방전침 설치구조는 방전침(51)이 PCB(50)(50')에 직접 설치되어 있으므로 부품의 조립이 간편하게 되고 조립시간이 단축되며, 그에 따라 제품의 코스트가 절약된다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구의 범위에 속한다 해야 할 것이다.

a : 정전기 제거장치
1 : 방전침 2 : 설치틀
3 : 고압전선 5 : 구동모터
5a : 날개
10 : 압전트랜스 11 : 정전압회로
12 : 발진회로 13 : 펄스폭 비교회로
14 : 전력구동회로 15 : 전력(전압)승압회로
16 : 전력(전류)증폭회로 17 : 발진부궤환회로
20 : 출력전압조정회로 21: DC 센싱회로
40 : 설치틀 50, 50' : PCB(Printed Circuit Board)
50a: 환형부 50b: 중앙부
50c: 브릿지(bridge) 51: 방전침
52: 리셉타클(receptacle) 53a, 53b, 53c: 공기흐름개구부

Claims

구동모터(5) 및 날개(5a)를 포함하는 정전기 제거장치에 있어서,
정전기제거장치의 날개(5a)의 전방에 공기흐름방향과 직교하도록 설치되고 중앙부가 개구되어 있는 설치틀(40)과, 상기 설치틀(40)에 설치되어 있고 환형으로 형성되어 주위에 공기흐름개구부를 갖도록 되어 있으며 내부에 회로가 내장되어 있는 평편한 PCB가 구성되어 있으며;
상기 PCB의 회로와 연결되는 다수의 방전침(51)이 상기 PCB에 공기흐름방향으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 코로나 방전용 방전침 설치구조.
삭제
제1항에 있어서, 상기 PCB는 환형부(50a)와, 브릿지(50c)에 의해 환형부(50a)로부터 일정거리 떨어져 있는 중앙부(50b)로 구성되어 있으며, 다수의 방전침(51)은 환형부(50a)에 설치되어 있고 고압전류를 발생을 위한 부품 및 회로는 중앙부(50b)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 코로나 방전용 방전침 설치구조.