KR101269972B1 - Apparatus for ionizing the air and storing as energy - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치는 일측에 공기유입구가 형성되고, 타측에 공기 유출구가 형성되는 본체와, 상기 본체 내로 공기를 유입시키기 위한 송풍팬과, 교류 고전압이 인가되는 방전 전극을 구비하여 상기 송풍팬에 의해 유입된 공기에 의해 양, 음이온을 발생시키는 이온 발생부와, 극성이 서로 다른 대향 자석을 구비하고, 상기 이온 발생부에 의해 발생되는 양, 음이온이 유입되어 상기 대향 자석에 의해 형성되는 자기장에 의해 상기 양, 음이온을 분리시키기 위한 이온 분리실과, 상기 이온 분리실의 일측에 배치되어 상기 이온 분리실에 의해 분리된 양이온의 전하를 각각 집적하기 위한 양전하 집적판과, 상기 이온 분리실의 타측에 배치되어 상기 이온 분리실에 의해 분리된 음이온의 전하를 집적하기 위한 음전하 집적판과, 양 전극이 각각 상기 양전하 집적판과 상기 음전하 집적판에 접속되고 이에 의해 충전되는 커패시터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.An apparatus for ionizing air and storing it as energy according to the present invention includes a main body having an air inlet formed at one side thereof, an air outlet formed at the other side thereof, a blower fan for introducing air into the main body, and an AC high voltage discharge applied thereto. It is provided with an ion generating unit for generating positive and negative ions by the air introduced by the blower fan and an opposite magnet having a different polarity, and the positive and negative ions generated by the ion generating unit are introduced An ion separation chamber for separating the positive and negative ions by a magnetic field formed by a counter magnet, a positive charge integrated plate for accumulating charges of cations disposed at one side of the ion separation chamber and separated by the ion separation chamber; And negative charges arranged on the other side of the ion separation chamber to accumulate charges of anions separated by the ion separation chamber. And an integrated plate and a positive electrode comprising a capacitor connected to and charged by the positively charged integrated plate and the negatively charged integrated plate, respectively.

Description

공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치{Apparatus for ionizing the air and storing as energy}Apparatus for ionizing the air and storing as energy}

본 발명은 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치로서, 보다 상세하게는 공기를 양이온과 음이온으로 이온화하고, 이온화된 양이온과 음이온을 에너지로 저장하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for ionizing air and storing it as energy, and more particularly, to an apparatus for ionizing air with cations and anions, and storing ionized cations and anions as energy.

현재 인류가 사용하고 있는 에너지원으로서는 화석연료를 비롯하여 풍력 및 수력발전, 원자력 발전 등이 있다. 그런데, 현재 가장 많이 사용되고 있는 석유, 석탄 등의 화석연료는 날이 갈수록 점차 고갈되고 있고 공기오염을 야기시키는 문제점을 안고 있다. 또한 풍력 및 수력 발전은 많은 설비비용에 비해 효율이 낮고 원자력발전은 안전성에 문제점이 있다. 따라서, 새로운 대체에너지원의 개발이 시급한 실정이다.Currently, human beings use energy sources such as fossil fuels, wind, hydropower, and nuclear power. However, fossil fuels such as petroleum and coal, which are currently used the most, are gradually exhausting day by day and have problems causing air pollution. In addition, wind and hydro power generation are low in efficiency compared to many facilities costs, and nuclear power generation has problems in safety. Therefore, it is urgent to develop new alternative energy sources.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 환경오염의 문제를 야기하지 않고 새로운 대체에너지를 이용하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art is to provide a device using a new alternative energy without causing a problem of environmental pollution.

본 발명에 따른 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치는 일측에 공기 유입구가 형성되고, 타측에 공기 유출구가 형성되는 본체와, 상기 본체 내로 공기를 유입시키기 위한 송풍팬과, 교류 고전압이 인가되는 방전 전극을 구비하여 상기 송풍팬에 의해 유입된 공기에 의해 양, 음이온을 발생시키는 이온 발생부와, 후방 일측에는 상기 송풍팬에 의해 상기 이온 발생부로부터 이온이 유입되는 유입구가 형성되고, 공기가 이동하는 전방의 좌, 우측면에는 각각 양이온과 음이온이 배출되는 좌측 유출구와 우측 유출구가 형성되며, 극성이 서로 다른 대향 자석을 구비하여 상기 송풍팬에 의해 상기 유입구를 통해 유입되어 이동하는 양, 음이온을 자기장에 의해 분리시키기 위한 이온 분리실과, 상기 이온 분리실의 좌측 유출구 측에 배치되어 상기 이온 분리실의 좌측 유출구로부터 유출되는 양이온의 전하를 집적하기 위한 양전하 집적판과, 상기 이온 분리실의 우측 유출구 측에 배치되어 상기 이온 분리실의 우측 유출구로부터 유출되는 음이온의 전하를 집적하기 위한 음전하 집적판과, 양 전극이 각각 상기 양전하 집적판과 상기 음전하 집적판에 접속되고 이에 의해 충전되는 커패시터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. An apparatus for ionizing air and storing it as energy according to the present invention includes a main body having an air inlet formed at one side thereof, an air outlet formed at the other side thereof, a blower fan for introducing air into the main body, and an AC high voltage discharge applied thereto. An ion generating unit is provided with an electrode to generate positive and negative ions by the air introduced by the blowing fan, and an inlet for introducing ions from the ion generating unit by the blowing fan is formed at one side of the rear side, and the air moves. On the left and right sides of the front, left and right outlets are formed to discharge positive and negative ions, respectively, and are provided with opposing magnets having different polarities. An ion separation chamber for separating by means of the ion separation chamber and the left outlet side of the ion separation chamber Positive charge integrated plate for accumulating the charge of the cations flowing out of the left outlet of the lysyl chamber, and negative charge integrated plate for accumulating the charge of the negative ion discharged from the right outlet of the ion separation chamber is disposed on the right outlet side of the ion separation chamber And a positive electrode comprising a capacitor connected to and charged by the positive charge integrated plate and the negative charge integrated plate, respectively.

또한, 상기 이온 발생부의 방전 전극의 외측에는 대향 전극이 배치되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that an opposite electrode is disposed outside the discharge electrode of the ion generating unit.

또한, 상기 양전하 집적판의 외측에 양극성의 반발 전극이 배치되고, 상기 음전하 집적판의 외측에 음극성의 반발 전극이 배치되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the positive repulsive electrode is disposed outside the positively charged integrated plate, and the negative repulsive electrode is disposed outside the negatively charged integrated plate.

또한, 상기 반발 전극들은 고리모양으로 형성되고, 상기 각 반발 전극의 중심에 각 양, 음전하집적판이 원통형상으로 배치되어 이온의 집적효율을 향상시킨 것을 특징으로 한다.In addition, the rebound electrodes are formed in a ring shape, and each positive and negative charge collector plate is disposed in a cylindrical shape at the center of each of the rebound electrodes, thereby improving ion integration efficiency.

또한, 상기 이온 분리실의 우측에는 상기 우측 유출구와 연통되어 음이온을 수집하기 위한 음이온 수집실이 형성되고, 상기 음전하 집적판은 상기 음이온 수집실 내에 배치되며, 상기 음이온 수집실 내에는 실리카로 채워지는 것을 특징으로 한다.In addition, an anion collection chamber is formed on the right side of the ion separation chamber to communicate with the right outlet and collects anions, and the negatively charged integrated plate is disposed in the anion collection chamber, and filled with silica in the anion collection chamber. It is characterized by.

또한, 상기 커패시터는 상기 장치에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부와 연결되어 상기 커패시터에 충전된 전기가 상기 전원공급부로 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다. In addition, the capacitor is connected to a power supply for supplying the power required for the device is characterized in that the electricity charged in the capacitor is supplied to the power supply.

또한, 상기 전원공급부는 AC/DC컨버터를 더 구비하여 상기 커패시터에 충전된 전기가 AC/DC컨버터를 거쳐 상기 전원공급부에 포함된 교류 고전압공급부에 의해 상기 방전 전극에 고전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.In addition, the power supply unit further comprises an AC / DC converter, characterized in that a high voltage is applied to the discharge electrode by an AC high voltage supply unit included in the power supply unit through which an electric charge charged in the capacitor is via an AC / DC converter. .

또한, 상기 장치는 상기 양, 음전하 집적판에 집적되는 전하량의 균형을 맞추기 위한 이온 균형 수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, the device is characterized in that it is further provided with ion balancing means for balancing the amount of charge integrated in the positive, negative charge integrated plate.

또한, 상기 이온 균형 수단은 각 양, 음전하 집적판에 접속되어 집적되는 전하량을 측정하기 위한 전하측정기와, 상기 전하측정기에 의해 측정된 결과에 기초하여 이온 발생부에 의해 발생하는 이온양을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, the ion balancing means is a charge measuring device for measuring the amount of charge connected to each positive and negative charge integrated plate, and to control the amount of ions generated by the ion generating unit based on the result measured by the charge measuring device It characterized in that it comprises a control unit for.

또한, 상기 제어부는 상기 전하측정기에 의해 측정된 결과에 기초하여 상기 이온 발생부의 방전 전극에 양의 전압 또는 음의 전압이 인가되는 시간을 제어하는 것을 특징으로 한다.The controller may control the time for which a positive voltage or a negative voltage is applied to the discharge electrode of the ion generator based on the result measured by the charge meter.

본 발명에 따르면 친환경 에너지원으로써 공기를 이온화하고 이온화된 양이온과 음이온을 에너지로 저장하고 이용하는 장치가 제공된다.According to the present invention, an apparatus for ionizing air and storing and using ionized cations and anions as energy as an environmentally friendly energy source is provided.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치의 평면도이고,
도2는 도1에서 A-A선의 단면도이며,
도3은 이온 발생부의 상세도이고,
도4는 양이온 수집실의 다른 예를 도시한 도면이며,
도5는 양이온 수집실의 또 다른 구조를 도시한 도면이다.1 is a plan view of an apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
3 is a detailed view of an ion generating unit,
4 is a view showing another example of the cation collection chamber,
5 is a view showing another structure of the cation collection chamber.

본 발명은 공기를 이온화시켜 양이온 및 음이온을 생성하고, 이와 같이 생성된 양이온과 음이온을 이용하여 커패시터로 충전하여 에너지로 저장하거나 이용하기 위한 장치이다.The present invention is a device for ionizing air to generate cations and anions, and to store or use as energy by charging with a capacitor using the cations and anions generated as described above.

공기 중에 방전을 일으키게 되면 공기 중 산소나 수증기를 전리해 이온이 발생하게 되고, 발생된 이온은 다시 공기 중의 수분자와 결합하여 양이온 H3O+(H2O)m(m은 자연수)과 음이온 O2 -(H2O)n(n은 자연수)이 형성된다. 본 발명에 따른 장치는 이와 같이 생성되는 양,음이온을 별개로 분리하고, 분리된 양이온과 음이온을 이용하여 대용량 커패시터로 충전함으로써 에너지원으로 이용할 수 있도록 한 장치이다. When discharged in the air, ions are generated by ionizing oxygen or water vapor in the air, and the generated ions are again combined with moisture in the air to form cationic H 3 O + (H 2 O) m (m is natural water) and anions. O 2 − (H 2 O) n (n is a natural number) is formed. The device according to the present invention is to separate the positive and negative ions generated as described above, and to be used as an energy source by charging with a large capacity capacitor using the separated cations and anions.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치의 평면도이고, 도2는 도1에서 A-A선의 단면도이며, 도3은 이온 발생부의 상세도이고, 도4는 양이온 수집실의 다른 예를 도시한 도면이며, 도5는 양이온 수집실의 또 다른 구조를 도시한 도면이다.1 is a plan view of a device according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 3 is a detailed view of an ion generating unit, and FIG. 4 is a view showing another example of a cation collection chamber. 5 is a view showing another structure of the cation collection chamber.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는 일측과 타측에 각각 공기 유입구(12)와 공기 배출구(13)가 형성되는 본체(11)와, 상기 본체(11) 내로 공기를 유입시키는 송풍팬(20)과, 본체(11) 내에 설치되어 양, 음이온을 발생시키는 이온 발생부(30)와, 이온 발생부(30)에 의해 발생된 양, 음이온을 각각 분리시키는 이온 분리실(40)과, 이온 분리실(40)에 의해 분리된 양, 음이온을 각각 집적하는 양, 음전하 집적판(51, 61)과, 각 전하 집적판(51, 61)에 집적된 양, 음이온을 이용하여 에너지로 저장하는 에너지 저장부(70)와, 장치의 각 구성에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(90)를 포함하여 이루어진다.Apparatus according to a preferred embodiment of the present invention has a main body 11, the air inlet 12 and the air outlet 13 is formed on one side and the other side, respectively, and a blowing fan 20 for introducing air into the main body 11 And an ion generating unit 30 provided in the main body 11 to generate positive and negative ions, an ion separation chamber 40 separating the positive and negative ions generated by the ion generating unit 30, and ion separation, respectively. Energy that is stored as energy by using the amount separated by the chamber 40, the amount accumulating the negative ions respectively, the negative charge accumulators 51 and 61, and the amount accumulated on the charge accumulators 51 and 61, and the negative ions. A storage unit 70 and a power supply unit 90 for supplying power to each component of the apparatus.

상기 본체(11)에는 일측단(도면에서 본체의 후방부)에 공기 유입구(12)가 형성되고, 타측단(도면에서 본체의 전방부)에 공기 유출구(13)가 형성되는 하우징으로 이루어지고, 송풍팬(20)은 공기 유입구(12)가 형성된 본체(11)의 후방부의 내측에 형성되어 모터(미도시)에 의해 외부로부터 공기를 본체(11) 내부로 유입시키게 된다.The main body 11 is formed of a housing in which an air inlet 12 is formed at one side end (the rear part of the main body in the drawing), and an air outlet 13 is formed at the other end (the front part of the main body in the drawing), The blowing fan 20 is formed inside the rear part of the main body 11 in which the air inlet 12 is formed to introduce air from the outside into the main body 11 by a motor (not shown).

이온 발생부(30)는 송풍팬(20)의 전방에 배치되어 송풍팬(20)으로부터 내부로 유입된 공기에 의해 이온을 발생시키는 곳으로, 방전 전극(31)과 대향전극(32)을 포함하여 이루어진다. The ion generator 30 is disposed in front of the blower fan 20 to generate ions by air introduced into the blower fan 20, and includes a discharge electrode 31 and a counter electrode 32. It is done by

방전 전극(31)은 전원공급부(90)로부터 교류 고전압이 인가되어 유입된 공기를 이용하여 양, 음이온을 발생시키게 되는데, 반대방향으로 배치되는 두 개의 침상의 방전 전극(31)은 송풍팬(20)의 전방에 배치되고, 방전 전극(31)의 재질은 스테인레스 스틸이 사용되었다.The discharge electrode 31 generates positive and negative ions using air introduced by an alternating current high voltage from the power supply unit 90. The two needle-shaped discharge electrodes 31 arranged in opposite directions are blower fans 20. ), And the material of the discharge electrode 31 was made of stainless steel.

대향 전극(32)은 방전 전극(31)의 둘레방향으로 본체(11) 하우징의 내주면에 고리모양으로 형성되며 접지된다(도3참조). 대향 전극(32)의 재질로는 스테인레스 스틸 또는 텅스텐의 금속, 또는 금속을 포함하는 도전성 재료가 사용된다.The counter electrode 32 is formed in a ring shape on the inner circumferential surface of the housing of the main body 11 in the circumferential direction of the discharge electrode 31 and is grounded (see FIG. 3). As the material of the counter electrode 32, a metal of stainless steel or tungsten, or a conductive material containing a metal is used.

이러한 구성에 의해 침상의 방전 전극(31)에 교류 고전압이 인가되면 방전 전극(31)과 대향 전극(32) 사이에 전계가 형성되고, 이 때 방전 전극(31)의 끝단에 전계가 집중되어 코로나 방전이 발생하여 양과 음의 공기이온이 생성되는데, 방전 전극(31)에 양극의 고전압이 인가되면 양이온이 생성되고(이때 생성되는 일부 음이온은 양극의 방전 전극에 의해 끌어당겨져 소멸된다), 음극의 고전압이 인가되면 음이온이 생성되어 양, 음이온이 교대로 생성된다. In this configuration, when an alternating current high voltage is applied to the needle-shaped discharge electrode 31, an electric field is formed between the discharge electrode 31 and the counter electrode 32, and at this time, an electric field is concentrated at the end of the discharge electrode 31 to corona. A discharge occurs to generate positive and negative air ions. When a high voltage of the positive electrode is applied to the discharge electrode 31, positive ions are generated (some of the negative ions generated at this time are attracted and extinguished by the discharge electrode of the positive electrode). When a high voltage is applied, negative ions are generated, and positive and negative ions are generated alternately.

이와 같이 이온 발생부(30)에 의해 생성된 양, 음이온은 공기 이동방향을 따라 단면적이 점차 작아지는 축경부(33)를 따라 이온 분리실(40)로 이동되게 된다. As such, the amount and anion generated by the ion generator 30 are moved to the ion separation chamber 40 along the shaft diameter portion 33 where the cross-sectional area gradually decreases along the air movement direction.

상기 이온 분리실(40)은 이온 발생부(30)의 전방에 설치되어 이온 발생부(30)에 의해 발생된 양, 음이온을 분리하기 위한 것으로, 이온 분리실(40)의 후방에는 송풍팬(20)에 의해 이온 발생부(30)로부터 이온이 유입되는 유입구(42)가 형성되고, 이온 분리실(40)의 상, 하측에는 자기장을 형성하기 위해 서로 반대극성을 가지는 자석(41)이 각각 배치되며, 공기가 이동하는 전방측의 좌, 우 측면에는 양이온과 음이온이 각각 배출되도록 좌측 유출구(43)와 우측 유출구(44)가 대향하여 형성되어 있다. 이온 분리실(40)에 의한 양이온과 음이온을 분리하는 원리는 다음과 같다. 자기장 속에서 움직이는 전하는 자기장에서 힘을 받아 편향되게 되는데, 이에 의해 자기장의 방향에 대해 수직한 방향으로 입사되는 전하 입자는 진행방향에 수직한 방향의 힘을 받게 된다. 따라서, 도면에서와 같이 다른 극성을 가진 두 자석(41) 사이에 형성되는 자기장의 방향에 수직한 방향으로 입사되는 전하는 그 극성에 따라 힘의 방향이 달라지게 되고, 양전하가 도1에서와 같이 좌측으로 편향되는 힘을 받게 되면 음전하는 우측으로 편향되는 힘을 받게 되는 것이다.The ion separation chamber 40 is installed in front of the ion generating unit 30 to separate the amount and negative ions generated by the ion generating unit 30, the rear of the ion separation chamber 40 in the blowing fan ( 20, an inlet 42 through which ions flow from the ion generator 30 is formed, and magnets 41 having opposite polarities are formed above and below the ion separation chamber 40 to form a magnetic field. On the left and right sides of the front side where the air moves, the left outlet 43 and the right outlet 44 are formed so as to discharge the positive and negative ions, respectively. The principle of separating the cation and the anion by the ion separation chamber 40 is as follows. Charges moving in the magnetic field are deflected under the force of the magnetic field, whereby the charged particles incident in the direction perpendicular to the direction of the magnetic field receive the force in the direction perpendicular to the traveling direction. Therefore, as shown in the drawing, charges incident in a direction perpendicular to the direction of the magnetic field formed between the two magnets 41 having different polarities vary in direction of the force depending on the polarity thereof, and the positive charge is left as shown in FIG. When the force is biased toward the negative charge will be biased to the right.

따라서, 이온 분리실(40)의 유입구(42)로 유입되는 공기 중에 포함된 양이온과 음이온은 두 자석(41) 사이에 형성된 자기장에 의해 서로 다른 방향의 힘을 받게 되고 양이온은 도면에 도시된 바와 같이 좌측으로 편향되어 좌측 유출구(43)를 통해 양이온 수집실(50)로 유도되게 되며, 음이온은 양이온의 방향과 반대방향으로 편향되어 우측 유출구(44)를 통해 음이온 수집실(60)로 유입된다. 이 때 이온이 휘어지는 정도는 자기장 속에서 이온이 진행하는 경로거리에 따라 달라지게 되므로, 자기장의 형성면적을 적절히 설계하여 자석(41)을 배치한다.Accordingly, the positive and negative ions contained in the air flowing into the inlet 42 of the ion separation chamber 40 are subjected to the force in different directions by the magnetic field formed between the two magnets 41 and the positive ions are shown in the drawing. As shown in FIG. 5, the left side is deflected to guide the cation collection chamber 50 through the left outlet 43, and the anion is deflected in the opposite direction to the direction of the cation and flows into the negative ion collection chamber 60 through the right outlet 44. . At this time, the degree to which the ions are bent depends on the path distance that the ions travel in the magnetic field, so that the magnet 41 is disposed by appropriately designing the formation area of the magnetic field.

양이온 수집실(50)은 이온 분리실(40)의 좌측에 형성되어 이온 분리실(40)의 좌측 유출구(43)를 통해 배출되는 양이온을 수집하기 위한 곳으로, 좌측 유출구(43)와 연통되어 내부로 양이온이 유입되고, 유입된 양이온의 전하를 집적하기 위해 금속성의 도전성 재료로 이루어진 양전하 집적판(51)이 좌측 유출구(43)와 대향하여 배치되며, 양전하 집적판(51)의 주변에는 공기 유출구(13)가 형성된다. 한편 도4는 양이온 수집실(50)의 다른 실시예를 도시한 도면으로서, 양전하 집적판(51)의 외측에 양극성의 반발전극(52)이 배치된 예를 도시한 것이다. 반발 전극(52)은 전원공급부(90)에 포함된 전원수단(91)에 의해 양극을 띠게 되고 이에 의해 양극성의 반발 전극(52)은 양전하 집적판(51)의 외측에 대향되게 배치되어 발생된 양이온이 반발 전극(52)에 가까워지더라도 다시 굴절되어 양전하 집적판(51)으로 수집되게 된다. 그리고, 도5는 양이온 수집실(50)의 또다른 예를 도시한 도면이다. 도5에서의 양이온 수집실(50)은 원통형의 양전하 집적판(51)의 둘레방향으로 고리모양의 반발 전극(52)이 둘러싸고 있는 구조로 함으로써 양전하 집적판(51)과 반발 전극(52) 사이를 통과하는 양이온이 보다 용이하게 양전하 집적판(51)에 축적되도록 한 것이다. The cation collection chamber 50 is formed on the left side of the ion separation chamber 40 to collect cations discharged through the left outlet 43 of the ion separation chamber 40, and is in communication with the left outlet 43. A positive charge is introduced into the inside, and a positive charge integrated plate 51 made of a metallic conductive material is disposed to face the left outlet 43 so as to accumulate charge of the introduced cations, and air is surrounded by the positive charge integrated plate 51. Outlet 13 is formed. 4 is a view showing another embodiment of the cation collection chamber 50, and shows an example in which a bipolar repulsive electrode 52 is disposed outside the positive charge integrated plate 51. As shown in FIG. The repulsive electrode 52 is positively polarized by the power supply means 91 included in the power supply unit 90, whereby the bipolar repulsive electrode 52 is disposed to face the outside of the positive charge integrated plate 51. Even if the cations are close to the repelling electrode 52, they are refracted and collected by the positive charge integrated plate 51. 5 shows another example of the cation collection chamber 50. As shown in FIG. The cation collection chamber 50 in FIG. 5 has a structure in which a ring-shaped repulsive electrode 52 is enclosed in the circumferential direction of the cylindrical positive charge integrated plate 51, thereby forming a space between the positive charged integrated plate 51 and the rebound electrode 52. The cations passing through are easily accumulated in the positive charge integrated plate 51.

음이온 수집실(60)은 이온 분리실(40)의 우측에 형성되어 이온 분리실(40)의 우측 유출구(44)를 통해 배출되는 음이온을 수집하기 위한 곳으로, 우측 유출구(44)와 연통되어 내부로 음이온이 유입되고, 유입된 음이온의 전하를 집적하기 위해 금속성의 도전성 재료로 이루어진 음전하 집적판(61)이 우측 유출구(44)와 대향하여 배치되며, 음전하 집적판(61)의 주변에는 공기 유출구(13)가 형성된다. 한편 양이온 수집실(50)의 다른 실시예를 도시한 도4 및 도5에서와 같이 음전하 집적판(61)의 외측에 음극성의 반발전극이 배치될 수 있다. 한편, 도1에서의 음이온 수집실(60)에는 실리카(silica)가 채워지는 구조로 형성할 수도 있다. 이 경우에는 평상시 실리카에 의해 음전하가 포집되고 필요시 스위치에 의해 전류를 추출할 수 있게 된다.The negative ion collection chamber 60 is formed on the right side of the ion separation chamber 40 to collect negative ions discharged through the right outlet 44 of the ion separation chamber 40, and is in communication with the right outlet 44. Anions are introduced into the inside, and a negative charge integrated plate 61 made of a metallic conductive material is disposed to face the right outlet 44 so as to accumulate charges of the negative ions. The air is surrounded by the negative charge integrated plate 61. Outlet 13 is formed. Meanwhile, as shown in FIGS. 4 and 5, which show another embodiment of the cation collection chamber 50, a negative repulsive electrode may be disposed outside the negative charge integrated plate 61. On the other hand, the anion collection chamber 60 in Figure 1 may be formed in a structure filled with silica (silica). In this case, negative charges are usually collected by silica, and currents can be extracted by a switch if necessary.

상기 에너지 저장부(70)는 각 전하 집적판(51, 61)에 집적된 전하에 의해 본 발명에서 에너지를 저장하기 위한 역할을 하는 것으로 커패시터(71)를 포함하여 이루어진다. 커패시터(71)는 그 양극이 양전하 집적판(51)에 접속되고, 그 음극이 음전하 집적판(61)에 접속되어 양, 음전하 집적판(51, 61)에 집적된 양전하와, 음전하에 의해 충전되게 된다. 커패시터(71)는 본 발명에서 대용량의 전해 커패시터가 사용되고, 커패시터(71)에 일정량의 전기가 충전되면 전원공급부(90)로 충전된 전기가 공급되도록 전원공급부(90)와 연결된다. 한편, 도면에서는 하나의 커패시터만 도시하였으나, 다수의 커패시터가 연결되어 형성될 수도 있고, 또한 별도의 부하가 커패시터에 접속되어 부하를 구동시킬 수도 있다. The energy storage unit 70 includes a capacitor 71 that serves to store energy in the present invention by charges integrated in the respective charge integrated plates 51 and 61. The capacitor 71 is charged by the positive charge integrated with the positive and negative charge integrated plates 51 and the negative electrode integrated with the positive charge integrated plates 51 and the negative charge integrated plates 51 and 61. Will be. Capacitor 71 is used in the present invention a large-capacity electrolytic capacitor is used, and when a certain amount of electricity is charged in the capacitor 71 is connected to the power supply unit 90 so that the charged electricity to the power supply unit 90 is supplied. Meanwhile, although only one capacitor is illustrated in the drawing, a plurality of capacitors may be connected to each other, and a separate load may be connected to the capacitor to drive the load.

전원공급부(90)는 본 발명에서 방전 전극(31), 송풍팬(20) 등 본 발명의 장치에 필요한 전원을 공급하기 위한 것으로, 방전 전극(31)에 교류 고전압을 인가하기 위한 교류 고전압공급부(미도시)를 포함하고, 또한, 커패시터(71)에 충전된 전기가 전원공급부(90)로 공급되어 방전 전극(31)에 교류 고전압을 인가하기 위해 AC/DC 컨버터(미도시)가 구비된다. 이러한 구성에 의해 커패시터(71)에 충전된 전기가 AC/DC 컨버터를 거쳐 교류 전류가 교류 고전압공급부에 공급되고 고전압이 방전 전극(31)에 인가된다.The power supply unit 90 is for supplying power required for the apparatus of the present invention, such as the discharge electrode 31, the blowing fan 20 in the present invention, the AC high voltage supply unit for applying an alternating current high voltage to the discharge electrode 31 ( Also, an AC / DC converter (not shown) is provided to supply electricity charged in the capacitor 71 to the power supply unit 90 to apply an alternating current high voltage to the discharge electrode 31. By this configuration, the electric current charged in the capacitor 71 is supplied to the AC high voltage supply part via the AC / DC converter, and the high voltage is applied to the discharge electrode 31.

한편, 전원공급부(90)로부터 이온 발생부(30)에 인가되는 교류전압에서 양의 전압과 음의 전압이 동등한 수준이더라도 공기 중에 기포함된 이온이 존재할 수 있는 등의 이유로 실제 양, 음전하 집적판(51, 61)에 집적되는 전하량이 달라질 수 있는데, 이런 경우에는 커패시터(70)의 충전효율을 향상시키기 위해 이온 균형 수단을 구비한다. 본 발명의 이온 균형 수단은 양, 음전하 집적판(51, 61)에 집적되는 전하량의 균형을 맞추기 위해, 양전하 집적판(51)과 음전하 집적판(61)에 집적된 전하량을 각각 측정하기 위한 전하측정기(80)와 전하측정기(80)에 의해 측정된 결과에 기초하여 이온 발생부(30)에 의해 발생되는 이온양을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함하여 이루어진다.On the other hand, even though the positive voltage and the negative voltage are equal at the AC voltage applied from the power supply unit 90 to the ion generator 30, the actual positive and negative charge integrated plates may exist due to the presence of ions included in the air. The amount of charge accumulated in the 51 and 61 may vary. In this case, ion balancing means are provided to improve the charging efficiency of the capacitor 70. The ion balancing means of the present invention is a charge for measuring the amount of charge integrated in the positive charge integrated plate 51 and the negative charge integrated plate 61, respectively, in order to balance the amount of charge integrated in the positive and negative charge integrated plates 51 and 61, respectively. It includes a control unit (not shown) for controlling the amount of ions generated by the ion generating unit 30 based on the results measured by the meter 80 and the charge meter 80.

상기 전하측정기(80)는 양전하 집적판(51)과 음전하 집적판(61)에 축적된 전하량을 측정하기 위한 것으로, 양전하 집적판(51)과 음전하 집적판(61)에 각각 접속되어 각각의 전하량을 각각 측정하기 위해 양전하 집적판(51)과 음전하 집적판(61)에 각각 양이온측정센서(81)와 음이온측정센서(82)를 구비한다. 그리고, 본 실시예에서 전하측정기(80)는 양이온측정센서(81) 및 음이온측정센서(82)에 의해 각각 축적된 양전하와 음전하의 전위를 측정함으로써 각각 축적된 전하량을 판단한다. 이를 위해 각각의 양이온측정센서(81) 및 음이온측정센서(82)는 전위측정용 프로브를 포함하여 이루어질 수 있다. The charge measuring device 80 measures the amount of charge accumulated in the positively charged integrated plate 51 and the negatively charged integrated plate 61, and is connected to the positively charged integrated plate 51 and the negatively charged integrated plate 61, respectively. In order to respectively measure the positive charge integrated plate 51 and the negative charge integrated plate 61 is provided with a cation measuring sensor 81 and an anion measuring sensor 82, respectively. In the present embodiment, the charge measuring device 80 determines the amount of charge accumulated by measuring the potentials of the positive and negative charges accumulated by the cation measuring sensor 81 and the anion measuring sensor 82, respectively. To this end, each cation measuring sensor 81 and the anion measuring sensor 82 may include a potential measurement probe.

또한, 또 다른 방식으로서, 전하측정기(80)는 각각의 축적된 양이온 및 음이온의 전하에 의해 발생하는 전류를 각 센서를 통해 추출하여 전계트랜지스터로 증폭시키고, 이를 전압신호로 변환시키는 방식으로 각각의 이온의 축적량을 측정할 수도 있다.In addition, as another method, the charge measuring device 80 extracts the current generated by the charges of the accumulated positive and negative ions through each sensor, amplifies the electric field transistors, and converts them into voltage signals. Accumulation of ions can also be measured.

제어부는 전하측정기(80)에 의해 측정된 각각의 전하량에 기초하여 이온 발생부(30)의 방전 전극(31)에 인가되는 전압을 제어함으로써 이온의 균형을 맞추게 된다. 보다 상세하게 설명하면 방전 전극(31)에는 전원공급부(90)로부터 교류고전압이 인가되어 양의 전압과 음의 전압이 교대로 인가되는데, 전하측정기에 측정된 각각의 전하량에 기초하여 음이온의 전하량이 양이온의 전하량보다 적을 경우에는 이온 발생부(30)의 방전 전극(31)에 가해지는 음의 전압이 인가되는 시간을 증가시키고(예를 들어 톱니모양의 교류파형의 경우에서 음의 전압이 인가되는 시간이 증가), 이에 따라 음이온의 발생량을 더 증가시켜 이온을 균형화시키고, 양이온이 음이온보다 더 적을 경우에는 이온 발생부(30)의 방전 전극(31)에 가해지는 양의 전압이 인가되는 시간을 증가시켜 균형을 맞추게 되는 것이다. 또한, 대안적인 방법으로서, 양이온이 음이온보다 더 적을 경우에는 이온 발생부(30)의 방전 전극(31)에 가해지는 음의 전압이 인가되는 시간을 감소시켜 이온 균형화를 이룰 수도 있다.The controller balances the ions by controlling the voltage applied to the discharge electrode 31 of the ion generator 30 based on the respective charge amounts measured by the charge meter 80. More specifically, the AC high voltage is applied to the discharge electrode 31 from the power supply unit 90 so that a positive voltage and a negative voltage are alternately applied. The charge amount of the negative ions is based on the respective charge amounts measured by the charge meter. When less than the charge amount of the cation, the time for which the negative voltage applied to the discharge electrode 31 of the ion generating unit 30 is increased (for example, in the case of a sawtooth AC waveform, the negative voltage is applied). Time)), thereby increasing the amount of negative ions to balance the ions, and when the positive ions are smaller than the negative ions, the time for which the positive voltage applied to the discharge electrode 31 of the ion generator 30 is applied. It will increase and balance. Alternatively, when the cation is less than the anion, ion balancing may be achieved by reducing the time for which the negative voltage applied to the discharge electrode 31 of the ion generator 30 is applied.

상기 구성을 가지는 본 발명의 작용에 대해 설명하면, 먼저, 송풍팬(20)을 작동시켜 외부로부터 본체(11) 내로 공기를 유입시키면서, 전원 공급부로부터 이온 발생부(30)의 방전 전극(31)에 교류 고전압이 인가되면, 이에 의해 방전 전극(31)과 대향 전극(32) 사이에 전계가 형성되고 방전 전극(31)으로부터 방전이 발생하여 양, 음이온이 생성된다. Referring to the operation of the present invention having the above configuration, first, by operating the blower fan 20 to flow air into the main body 11 from the outside, the discharge electrode 31 of the ion generating unit 30 from the power supply unit When an alternating current high voltage is applied thereto, an electric field is formed between the discharge electrode 31 and the counter electrode 32 and discharge is generated from the discharge electrode 31 to generate positive and negative ions.

이와 같이 생성된 양이온과 음이온은 각 송풍팬(20)에 의해 전방으로 이동하게 되는데, 본체(11) 하우징의 축경부(33)에 의해 안내되어 중앙으로 모여져 이온 분리실(40)로 이동하게 된다. The positive and negative ions generated as described above are moved forward by each blowing fan 20. The positive and negative ions are guided by the shaft 33 of the main body 11 to be collected at the center and moved to the ion separation chamber 40. .

이온 분리실(40) 내로 유입된 양, 음의 공기이온은 이온 분리실(40) 내에 설치되는 두 자석(41) 사이를 통과하게 된다. 자기장 속을 이동하는 전하 입자는 힘을 받게 되는데, 공기 중에 포함된 양이온과 음이온은 힘을 받아 편향되고, 양이온과 음이온은 전하의 극성이 반대이므로 서로 반대방향의 힘을 받게 된다. 도1에서와 같이 공기 중에 포함된 양이온은 두 자석(41)이 형성하는 자기장 속에서 좌측으로 편향되어 양이온 수집실(50)로 유도되게 되며, 음이온은 양이온의 방향과 반대방향으로 우측으로 편향되어 음이온 수집실(60)로 유도된다.Positive and negative air ions introduced into the ion separation chamber 40 pass between the two magnets 41 installed in the ion separation chamber 40. The charged particles moving in the magnetic field are subjected to a force. The cations and anions contained in the air are biased by the force, and the cations and the anions are opposite to each other because the polarities of the charges are opposite. As shown in FIG. 1, the cations contained in the air are deflected to the left in the magnetic field formed by the two magnets 41, leading to the cation collection chamber 50, and the anions are deflected to the right in the opposite direction to the direction of the cations. Guided to the anion collection chamber (60).

이와 같이 집적된 양이온과 음이온은 양, 음전하 집적판(51, 61)에 접속된 커패시터(71)에 충전되게 되는데, 커패시터(71)에 일정량의 전기가 충전되면 전원공급부(90)로 충전된 전기가 공급되도록 하여 충전된 전기를 활용할 수 있게 된다. The positive and negative ions accumulated as described above are charged in the capacitor 71 connected to the positive and negative charge integrated plates 51 and 61. When the capacitor 71 is charged with a predetermined amount of electricity, the electric charge is charged to the power supply unit 90. Is supplied so that the charged electricity can be utilized.

또한, 이온 균형 수단은 전하측정기(80)에 의해 측정된 각각의 전하량에 기초하여 이온 발생부(30)의 방전 전극(31)에 가해지는 양의 전압 또는 음의 전압의 인가시간을 조절하여 양, 음이온을 균형화하게 되는데, 전술한 바와 같이 음이온의 전하량이 양이온의 전하량보다 적을 경우에는 이온 발생부(30)의 방전 전극(31)에 음의 전압이 인가되는 시간을 증가시키거나 양의 전압이 인가되는 시간을 감소시켜 양, 음이온을 밸런싱하게 되는 것이다.In addition, the ion balance means adjusts the application time of the positive voltage or the negative voltage applied to the discharge electrode 31 of the ion generating unit 30 based on the respective charge amounts measured by the charge measuring device 80. When the charge amount of the anion is less than the charge amount of the cation, as described above, the time for which the negative voltage is applied to the discharge electrode 31 of the ion generator 30 is increased or the positive voltage is increased. The amount of time applied is reduced to balance positive and negative ions.

전술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는 친환경 에너지원으로서 공기를 이온화하고 이를 이용하여 대용량 커패시터로 충전함으로써 에너지로 사용할 수 있게 하여 대체 에너지원으로 사용할 수 있고, 가정용 발전 또는 산업용 소규모 발전에 사용할 수 있는 것이다.As described above, the device according to the preferred embodiment of the present invention can be used as an alternative energy source by ionizing air as an environmentally friendly energy source and charging it with a large capacity capacitor to use it as energy, and for household power generation or industrial small power generation. It can be used for.

이상, 본 발명의 장치를 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 방전 방식으로 코로나방전 또는 플라즈마 방전방식이 사용될 수 있고, 당해 기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.As mentioned above, although the apparatus of the present invention has been described with reference to a preferred embodiment, the present invention is not limited thereto, and corona discharge or plasma discharge may be used as a discharge method, and a person skilled in the art will have the following claims. It will be readily understood that various modifications may be made without departing from the spirit of the invention as described.

10 : 본체 20 : 송풍팬
30 : 이온 발생부 40 : 이온 분리실
50 : 양이온 수집실 60 : 음이온 수집실10: main body 20: blowing fan
30: ion generating unit 40: ion separation chamber
50: cation collection chamber 60: anion collection chamber

Claims (9)

일측에 공기 유입구가 형성되고, 타측에 공기 유출구가 형성되는 본체와,
상기 본체 내로 공기를 유입시키기 위한 송풍팬과,
교류 고전압이 인가되는 방전 전극을 구비하여 상기 송풍팬에 의해 유입된 공기에 의해 양, 음이온을 발생시키는 이온 발생부와,
후방 일측에는 상기 송풍팬에 의해 상기 이온 발생부로부터 이온이 유입되는 유입구가 형성되고, 공기가 이동하는 전방의 좌, 우측면에는 각각 양이온과 음이온이 배출되는 좌측 유출구와 우측 유출구가 형성되며, 내부에 극성이 서로 다른 대향 자석을 구비하여 상기 송풍팬에 의해 상기 유입구를 통해 유입되어 이동하는 양, 음이온을 자기장에 의해 분리시키기 위한 이온 분리실과,
상기 이온 분리실의 좌측 유출구 측에 배치되어 상기 이온 분리실의 좌측 유출구로부터 유출되는 양이온의 전하를 집적하기 위한 양전하 집적판과,
상기 이온 분리실의 우측 유출구 측에 배치되어 상기 이온 분리실의 우측 유출구로부터 유출되는 음이온의 전하를 집적하기 위한 음전하 집적판과,
양 전극이 각각 상기 양전하 집적판과 상기 음전하 집적판에 접속되고 이에 의해 충전되는 커패시터를 포함하고,
상기 양전하 집적판의 외측에 양극성의 반발 전극이 배치되고, 상기 음전하 집적판의 외측에 음극성의 반발 전극이 배치되는 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치. An air inlet is formed at one side, and an air outlet is formed at the other side;
A blowing fan for introducing air into the main body,
An ion generator having a discharge electrode to which an alternating current high voltage is applied to generate positive and negative ions by air introduced by the blowing fan;
On one side of the rear side, an inlet for inflow of ions from the ion generator is formed by the blower fan, and left and right outlets are formed on the left and right sides of the front where air moves, respectively, through which positive and negative ions are discharged. An ion separation chamber having opposing magnets having different polarities and separating the amount of negative ions and negative ions flowing through the inlet by the blower fan by a magnetic field;
A positive charge integrated plate disposed on the left outlet side of the ion separation chamber and configured to accumulate the charge of the cations flowing out of the left outlet of the ion separation chamber;
A negative charge integrated plate disposed on the right outlet side of the ion separation chamber and configured to accumulate charges of negative ions flowing out of the right outlet of the ion separation chamber;
A positive electrode comprises a capacitor connected to and charged by the positive charge integrated plate and the negative charge integrated plate, respectively,
And an ionizing air is disposed outside of the positive charge integrated plate, and an ionized air is stored outside of the negative charge integrated plate. 제1항에 있어서,
상기 이온 발생부의 방전 전극의 외측에는 대향 전극이 배치되는 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치.The method of claim 1,
The outside of the discharge electrode of the ion generating unit is ionized to the air in which the opposite electrode is disposed to store the energy as energy. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 반발 전극들은 고리모양으로 형성되고, 상기 각 반발 전극의 중심에 각 양, 음전하집적판이 원통형상으로 배치되어 이온의 집적효율을 향상시킨 것을 특징으로 하는 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치.The method of claim 1,
The rebound electrodes are formed in a ring shape, each positive and negative charge collector is arranged in a cylindrical shape at the center of each of the rebound electrode to improve the ion accumulation efficiency, characterized in that the ionized air to store the energy. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이온 분리실의 우측에는 상기 우측 유출구와 연통되어 음이온을 수집하기 위한 음이온 수집실이 형성되고, 상기 음전하 집적판은 상기 음이온 수집실 내에 배치되며, 상기 음이온 수집실 내에는 실리카로 채워지는 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치.The method according to claim 1 or 2,
On the right side of the ion separation chamber, an anion collection chamber is formed to communicate with the right outlet and collect negative ions. A device that ionizes and stores it as energy. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 커패시터는 상기 장치에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부와 연결되어 상기 커패시터에 충전된 전기가 상기 전원공급부로 공급되도록 하는 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치.The method according to claim 1 or 2,
The capacitor is connected to a power supply for supplying the power required for the device is a device for storing the energy by ionizing the air so that the electricity charged in the capacitor is supplied to the power supply. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 장치는 상기 양, 음전하 집적판에 집적되는 전하량의 균형을 맞추기 위한 이온 균형 수단이 더 구비되는 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치.The method according to claim 1 or 2,
The device ionizes and stores air as energy, further comprising ion balance means for balancing the amount of charge integrated in the positive and negative charge integrated plates. 제7항에 있어서,
상기 이온 균형 수단은 각 양, 음전하 집적판에 접속되어 집적되는 전하량을 측정하기 위한 전하측정기와, 상기 전하측정기에 의해 측정된 결과에 기초하여 상기 이온 발생부에 의해 발생하는 이온양을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지는 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치.The method of claim 7, wherein
The ion balancing means includes a charge measuring device for measuring the amount of charge connected to each positive and negative charge integrated plate and an amount of ions generated by the ion generating unit based on the result measured by the charge measuring device. A device for ionizing air stored in the energy comprising a control unit. 제8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 전하측정기에 의해 측정된 결과에 기초하여 상기 이온 발생부의 방전 전극에 양의 전압 또는 음의 전압이 인가되는 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 공기를 이온화하여 에너지로 저장하는 장치.9. The method of claim 8,
The controller ionizes the air and stores it as energy, characterized in that for controlling the time for which a positive voltage or a negative voltage is applied to the discharge electrode of the ion generator based on the result measured by the charge meter.
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