KR101314881B1 - 이온 발생 방법과, 이온 발생 장치 및 그것을 사용한 전기 기기 - Google Patents

이온 발생 방법과, 이온 발생 장치 및 그것을 사용한 전기 기기 Download PDF

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Abstract

이 공기 청정기는 음이온을 발생시키는 음이온 발생부(11)와, 양이온을 발생시키는 양이온 발생부(12)와, 이온 발생부(11, 12)의 간격(D)을 조정하는 구동부(14)와, 이온 발생부(11, 12)의 설치 위치의 풍속을 검출하는 풍속 센서(15)와, 풍속 센서(15)의 검출 결과에 기초하여 구동부(14)를 제어하고, 이온 발생부(11, 12)의 간격 D를 최적값으로 설정하는 마이크로 컴퓨터(16)를 구비한다. 따라서, 이온 발생부(11, 12)의 간격(D)을 최적값으로 설정하므로, 큰 이온 발생량을 얻을 수 있다.

Description

이온 발생 방법과, 이온 발생 장치 및 그것을 사용한 전기 기기{ION GENERATION METHOD, ION GENERATING DEVICE, AND ELECTRICAL APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 양이온 및 음이온을 발생시키는 이온 발생 방법과, 이온 발생 장치 및 그것을 사용한 전기 기기에 관한 것이다.
최근 들어, 양이온과 음이온의 양쪽을 발생시키는 이온 발생 장치가 실용화되고 있다. 도 19는, 종래의 이온 발생 장치의 주요부를 도시하는 사시도이다. 도 19에 있어서, 이 이온 발생 장치는 기판(91)과, 기판(91)의 표면에 탑재된 유도 전극(92)과, 2개의 바늘 전극(98, 99)을 구비한다.
유도 전극(92)은 일체의 금속판으로 형성되어 있다. 유도 전극(92)의 평판부(93)에는 2개의 관통 구멍(94, 95)이 형성되어 있고, 평판부(93)의 주연부에는 복수의 지지부(96)가 형성되어 있다. 평판부(93)의 양단부의 지지부(96)의 각각의 하단부에는 지지부(96)보다도 폭이 좁은 기판 삽입부(97)가 형성되어 있고, 각 기판 삽입부(97)는 기판(91)의 관통 구멍에 삽입되어서 납땜되어 있다. 2개의 바늘 전극(98, 99)의 각각은 기판(91)의 관통 구멍에 삽입되어서 납땜되어 있다. 바늘 전극(98, 99)의 선단부는 기판(91)의 표면에 돌출되어 있고, 각각 관통 구멍(94, 95)의 중심에 배치되어 있다.
바늘 전극(98, 99)과 유도 전극(92) 사이에 각각 정의 고전압 펄스 및 부의 고전압 펄스를 인가하면, 바늘 전극(98, 99)의 선단부에서 코로나 방전이 발생하여, 바늘 전극(98, 99)의 선단부에서 각각 양이온 및 음이온이 발생한다. 발생한 양이온 및 음이온은 송풍기에 의해 실내로 송출되어, 공기 중에 부유하는 곰팡이균이나 바이러스의 주위를 둘러싸서, 그들을 분해한다(예를 들어, 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2007-305321호 공보) 참조).
일본 특허 공개 제2007-305321호 공보
그러나, 종래의 이온 발생 장치에서는 이온 발생량이 작다고 하는 문제가 있었다.
그러므로, 본 발명의 주된 목적은 이온 발생량이 큰 이온 발생 방법과, 이온 발생 장치 및 그것을 사용한 전기 기기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이온 발생 방법은 양이온 및 음이온을 발생시키는 이온 발생 방법이며, 양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와, 음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부를 설치하고, 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정해서 이온 발생량을 조정하는 것이다.
바람직하게는, 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속에 따라서, 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정한다.
또한, 본 발명에 따른 이온 발생 장치는 양이온 및 음이온을 발생시키는 이온 발생 장치이며, 양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와, 음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부와, 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정해서 이온 발생량을 조정하는 제1 조정부를 구비한 것이다.
바람직하게는, 제1 조정부는 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속에 따라서, 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정한다.
또한 바람직하게는, 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속을 검출하는 검출부를 더 구비하고, 제1 조정부는 검출부의 검출 결과에 기초하여 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정한다.
또한 바람직하게는, 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속을 조정하는 제2 조정부를 더 구비하고, 제1 조정부는 제2 조정부로부터 출력되는 풍속을 나타내는 신호에 응답하여, 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정한다.
또한, 본 발명에 따른 다른 이온 발생 장치는 양이온 및 음이온을 발생시키는 이온 발생 장치이며, 양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와, 음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부를 구비한 것이다. 제1 및 제2 이온 발생부의 간격이 조정 가능하게 되어 있다.
바람직하게는, 제1 및 제2 이온 발생부의 간격은 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속에 따라서 소정값으로 설정되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 또 다른 이온 발생 장치는 양이온 및 음이온을 발생시키는 이온 발생 장치이며, 양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와 음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부를 복수 세트 구비한 것이다. 각 세트의 제1 및 제2 이온 발생부의 간격은 다른 세트의 제1 및 제2 이온 발생부의 간격과 상이하다. 이 이온 발생 장치는 또한 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속에 기초하여, 복수 세트의 제1 및 제2 이온 발생부 중 어느 1 또는 2 이상의 세트의 제1 및 제2 이온 발생부를 선택하고, 선택한 각 세트의 제1 및 제2 이온 발생부를 활성화시키는 제어부를 구비한다.
바람직하게는, 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속을 검출하는 검출부를 더 구비하고, 제어부는 검출부의 검출 결과에 기초하여, 복수 세트의 제1 및 제2 이온 발생부 중 어느 1 또는 2 이상의 세트의 제1 및 제2 이온 발생부를 선택한다.
또한 바람직하게는, 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속을 복수 단계로 전환하는 전환부를 더 구비하고, 제어부는 전환부로부터 출력되는 풍속의 단계를 나타내는 신호에 응답하여, 복수 세트의 제1 및 제2 이온 발생부 중 어느 1 또는 2 이상의 세트의 제1 및 제2 이온 발생부를 선택한다.
또한 바람직하게는, 복수 세트의 제1 및 제2 이온 발생부는 1개의 직선을 따라서 배치된다. 각 세트의 제1 및 제2 이온 발생부는 그 세트보다도 간격이 큰 세트의 제1 및 제2 이온 발생부 사이에 배치되어 있다.
또한 바람직하게는, 제1 및 제2 이온 발생부는 교대로 배치되어서 각 제1 이온 발생부에 인접하여 제2 이온 발생부가 배치되어 있다. 각 인접하는 제1 및 제2 이온 발생부의 간격은 다른 인접하는 제1 및 제2 이온 발생부의 간격과 대략 동일하다.
또한 바람직하게는, 제1 이온 발생부는 제1 구멍을 갖는 제1 유도 전극과, 그 선단부가 제1 구멍의 중앙부에 배치된 제1 바늘 전극과, 제1 바늘 전극과 제1 유도 전극 사이에 정전압을 인가하는 제1 전원 회로를 포함한다. 제2 이온 발생부는 제2 구멍을 갖는 제2 유도 전극과, 그 선단부가 제2 구멍의 중앙부에 배치된 제2 바늘 전극과, 제2 바늘 전극과 제2 유도 전극 사이에 부전압을 인가하는 제2 전원 회로를 포함한다. 제1 및 제2 이온 발생부의 간격은 제1 및 제2 바늘 전극의 간격이다.
또한, 본 발명에 따른 전기 기기는 상기 이온 발생 장치와, 이온 발생 장치에서 발생한 양이온 및 음이온을 송출하기 위한 송풍부를 구비한 것이다.
본 발명에 따른 이온 발생 방법 및 이온 발생 장치에서는 양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와, 음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부를 설치하고, 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정해서 이온 발생량을 조정한다. 따라서, 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 최적값으로 설정할 수 있어, 큰 이온 발생량을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 이온 발생 장치에서는 양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와, 음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부가 설치되고, 제1 및 제2 이온 발생부의 간격이 조정 가능하게 되어 있다. 따라서, 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 최적값으로 설정할 수 있어, 큰 이온 발생량을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 또 다른 이온 발생 장치에서는 양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와 음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부를 복수 세트 설치하고, 각 세트의 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 다른 세트의 제1 및 제2 이온 발생부의 간격과 상이하게 해 두고, 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속에 기초하여, 복수 세트의 제1 및 제2 이온 발생부 중 어느 1 또는 2 이상의 세트의 제1 및 제2 이온 발생부를 선택하고, 선택한 각 세트의 제1 및 제2 이온 발생부를 활성화시킨다. 따라서, 풍속에 따라서 최적인 간격의 제1 및 제2 이온 발생부를 선택할 수 있어, 큰 이온 발생량을 얻을 수 있다.
도 1은 본원 발명의 원리를 설명하기 위한 실험 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 실험 장치의 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 실험 결과가 얻어진 이유를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 나타낸 실험 결과가 얻어진 이유를 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 공기 청정기의 이온 발생 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 나타낸 구동부의 제어에 관련하는 부분을 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 5에 나타낸 음이온 발생부의 주요부를 도시하는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시한 유도 전극을 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 5에 나타낸 양이온 발생부의 주요부를 도시하는 도면이다.
도 10은 도 5에 나타낸 이온 발생 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 11은 실시 형태 1의 변경예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태 2에 의한 공기 청정기의 이온 발생 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 공기 청정기의 이온 발생 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는 도 13에 나타낸 이온 발생 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 15는 도 13에 나타낸 이온 발생 장치의 제어에 관련하는 부분을 나타내는 블록도이다.
도 16은 실시 형태 3의 변경예를 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 공기 청정기의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 18은 도 16에 나타낸 공기 청정기에 이온 발생 장치를 배치한 모습을 도시하는 공기 청정기의 분해도이다.
도 19는 종래의 이온 발생 장치의 주요부를 도시하는 도면이다.
실시 형태에 대해서 설명하기 전에, 우선 본원 발명의 원리에 대해서 설명한다. 이온 발생 장치에 있어서는, 일반적으로 양이온 발생부와 음이온 발생부의 간격을 너무 좁히면, 양이온과 음이온이 재결합되어서 이온 발생량이 감소하는 것을 알고 있다. 따라서, 양이온 발생부와 음이온 발생부의 간격은 어느 값 이상으로 크게 할 필요가 있다.
본원 발명자는 또한 양이온 발생부와 음이온 발생부의 간격을 너무 크게 하면 이온 발생량이 도리어 감소하는 것, 즉 양이온 발생부와 음이온 발생부의 간격에는 이온 발생량이 최대가 되는 최적인 범위가 있는 것을 발견하였다. 또한, 본원 발명자는 양이온 발생부와 음이온 발생부의 간격이 최적인 범위는, 이온 발생부가 배치되는 위치의 풍속에 의해 바뀌는 것을 발견하였다.
도 1의 (a)는 양이온 발생 장치(2)와 음이온 발생 장치(1)의 간격 D와, 이온 발생 장치(1, 2)가 배치되는 위치의 풍속과, 이온 발생량의 관계를 조사하기 위해서 사용한 실험 장치의 구성을 도시하는 평면도이며, 도 1의 (b)는 그 정면도이다.
도 1의 (a), (b)에 있어서, 이 실험 장치에서는 음이온 발생 장치(1)의 바늘 전극(1a)을 XY 평면의 원점에 배치하고, 양이온 발생 장치(2)의 바늘 전극(2a)을 X축에 배치하였다. 바늘 전극(1a, 2a)의 선단부는 Z축 방향을 향하였다. 음이온 발생 장치(1)를 고정하고, 양이온 발생 장치(2)를 X축 방향으로 이동시켜서, 양이온 발생 장치(2)의 바늘 전극(2a)의 선단부와 음이온 발생 장치(1)의 바늘 전극(1a)의 선단부의 간격 D를 20mm로부터 120mm까지의 사이에서 6단계로 바꾸었다.
이온 카운터(3)의 중심선을 Y축에 일치시키고, 이온 카운터(3)를 원점 방향을 향해서 배치하였다. 원점으로부터 이온 카운터(3)까지의 거리 L은 250mm로 고정하였다. 이온 카운터(3)의 이온 도입구의 직경은 100mm이다. 이온 발생 장치(1, 2)를 끼워서 이온 카운터(3)의 반대측에, 송풍용의 덕트(4)를 XY 평면 상에 배치하였다. 덕트(4)의 직사각형의 출구(4a)의 하변을 이온 발생 장치(1, 2)의 상단부를 따르게 해서 X축에 평행하게 배치하였다. 덕트(4)의 입구(4b)에 송풍기(도시하지 않음)를 결합하여, 덕트(4)의 출구(4a)로부터 일정 속도의 바람이 균일하게 분출되도록 설정하였다. 풍속은 5m/초와 8m/초의 2단계로 바꾸었다.
도 2의 (a), (b)는 실험 결과를 나타내는 도면이며, 이온 발생 장치(1, 2)의 간격 D와 이온 농도의 관계를 나타내는 도면이다. 도 2의 (a), (b)에서는 풍속을 각각 8m/초 및 5m/초로 설정하였다. 도 2의 (a), (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 이온 농도는 풍속이 빠른 쪽이 높아진다.
또한, 풍속이 8m/초인 경우에는, 간격 D가 40 내지 60mm의 범위에서 이온 농도가 가장 높아지고, 간격 D를 20mm 이하로 하면 이온 농도는 피크값의 절반 정도 이하가 되고, 간격 D를 100mm 이상으로 하면 양이온 농도가 격감함과 함께 음이온 농도도 감소한다. 또한, 풍속이 5m/초인 경우에는, 간격 D가 40 내지 80mm의 범위에서 이온 농도가 가장 높아지고, 간격 D를 20mm 이하로 하면 이온 농도는 피크값의 7할 정도 이하가 되고, 간격 D를 100mm 이상으로 하면 양이온 농도가 격감함과 함께 음이온 농도도 감소한다.
따라서, 이온 발생 장치(1, 2)의 설치 위치의 풍속이 8m/초인 경우에는, 이온 발생 장치(1, 2)의 간격 D를 40 내지 60mm의 범위 내의 예를 들어 50mm로 설정하면, 이온 농도가 가장 커진다. 또한, 이온 발생 장치(1, 2)의 설치 위치의 풍속이 5m/초인 경우에는, 이온 발생 장치(1, 2)의 간격 D를 40 내지 80mm의 범위 내의 예를 들어 60mm로 설정하면, 이온 농도가 가장 커진다.
이어서, 이러한 실험 결과가 얻어진 이유에 대해서 설명한다. 덕트(4)를 개재해서 바람을 공급함과 함께 이온 발생 장치(1, 2)를 방전시키면, 이온 발생 장치(1, 2)의 바늘 전극(1a, 2a)의 하류에 각각 음이온 흐름 및 양이온 흐름이 발생한다. 풍속이 큰 경우, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 바늘 전극(1a)의 하류에는 음이온 농도가 소정값보다도 큰 산형(山型)의 음이온 영역 A1이 발생하고, 바늘 전극(2a)의 하류에는 양이온 농도가 소정값보다도 큰 산형의 양이온 영역 B1이 발생한다. 풍속이 작은 경우, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 바늘 전극(1a)의 하류에는 음이온 농도가 소정값보다도 큰 산형의 음이온 영역 A2가 발생하고, 바늘 전극(2a)의 하류에는 양이온 농도가 소정값보다도 큰 산형의 양이온 영역 B2가 발생한다.
바늘 전극(1a, 2a)에서 발생한 이온이 바람에 의해 하류로 흘리어지므로, 음이온 영역 A1의 Y축 방향(바람의 방향)의 길이는 음이온 영역 A2의 Y축 방향의 길이보다도 커지고, 음이온 영역 A1의 X축 방향의 길이는 음이온 영역 A2의 X축 방향의 길이보다도 작아진다.
또한, 풍속이 큰 경우에는, 바늘 전극(1a, 2a)에서 발생한 이온이 바늘 전극(1a, 2a)으로부터 신속히 제거되어, 이온 발생이 촉진된다. 반대로, 풍속이 작은 경우에는, 바늘 전극(1a, 2a)에서 발생한 이온이 바늘 전극(1a, 2a)의 주위에서 정체되어, 이온 발생이 억제된다. 따라서, 풍속이 큰 경우에는 풍속이 작은 경우보다도 이온 발생량이 커지고, 이온 영역 A1, B1의 면적은 각각 이온 영역 A2, B2의 면적보다도 커진다. 이로 인해, 도 2의 (a), (b)에서는 풍속이 8m/초인 경우의 이온 농도는 풍속이 5m/초인 경우의 이온 농도보다도 커져 있다.
도 4는 이온 영역과, 풍속 v와, 바늘 전극(1a, 2a)의 간격 D의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4의 최상란에 나타내는 바와 같이, 간격 D가 충분히 큰 경우(D=D1), 풍속 v가 큰 경우(v=v1)에 발생되는 이온 영역 A1, B1과, 풍속 v가 작은 경우(v=v2)에 발생되는 이온 영역 A2, B2는 도 3의 (a), (b)에서 나타낸 바와 같다.
이어서 도 4의 제 2란에 나타내는 바와 같이, 음이온 영역 A2와 양이온 영역 B2의 끝이 접촉할 때 까지 간격 D를 작게 하면(D=D2<D1), 음이온 영역 A2의 음이온이 쿨롱힘에 의해 양이온 영역 B2에 흡인됨과 함께, 양이온 영역 B2의 양이온이 쿨롱힘에 의해 음이온 영역 A2에 흡인되어, 음이온 영역 A2와 양이온 영역 B2 사이에 혼합 영역 C2가 발생한다. 이 혼합 영역 C2는 바람과 마찬가지로 바늘 전극(1a, 2a)으로부터 이온을 제거하여, 이온 발생을 촉진시킨다. 이로 인해, 도 2의 (a), (b)에서는 풍속이 5m/초인 경우, 이온 발생 장치(1, 2)의 간격 D가 최적인 범위(40 내지 80mm)에서는 이온 농도가 최대가 되고 있다.
이어서 도 4의 제 3란에 나타내는 바와 같이, 음이온 영역 A1과 양이온 영역B1의 끝이 접촉할 때 까지 간격 D를 작게 하면(D=D3<D2), 음이온 영역 A1의 음이온이 쿨롱힘에 의해 양이온 영역 B1에 흡인됨과 함께, 양이온 영역 B1의 양이온이 쿨롱힘에 의해 음이온 영역 A1에 흡인되어, 음이온 영역 A1과 양이온 영역 B1 사이에 혼합 영역 C1이 발생한다. 이 혼합 영역 C1은 바람과 마찬가지로 바늘 전극(1a, 2a)으로부터 이온을 제거하여, 이온 발생을 촉진시킨다. 이로 인해, 도 2의 (a), (b)에서는 풍속이 8m/초인 경우, 이온 발생 장치(1, 2)의 간격 D가 최적인 범위(40 내지 60mm)에서는 이온 농도가 최대가 되고 있다.
한편, D=D3, v=v2인 경우, 음이온 영역 A2와 양이온 영역 B2가 겹쳐서 재결합 영역 E2가 발생한다. 재결합 영역 E2에서는 음이온과 양이온이 재결합해서 소멸한다. 이로 인해, 도 2의 (a), (b)에서는 풍속이 5m/초인 경우, 이온 발생 장치(1, 2)의 간격 D가 20mm 이하가 되면, 이온 농도가 피크값의 7할 정도 이하로 저하되고 있다.
이어서 도 4의 제 4란에 나타내는 바와 같이, 간격 D를 더 작게 하면(D=D4<D3), 음이온 영역 A1과 양이온 영역 B1이 겹쳐서 재결합 영역 E1이 발생한다. 재결합 영역 E1에서는 음이온과 양이온이 재결합해서 소멸한다. 이로 인해, 도 2의 (a), (b)에서는 풍속이 8m/초인 경우에도, 이온 발생 장치(1, 2)의 간격 D가 20mm 이하가 되면, 이온 농도가 피크값의 7할 정도 이하로 저하되고 있다. 즉, 이온 발생량은 영역 A1, B1, C1(또는 A2, B2, C2)의 총 면적에 비례한다고 말할 수 있다.
이상의 실험 결과로부터, 바늘 전극(1a, 2a)의 간격 D에는 이온 발생량을 최대로 하는데 최적인 범위가 존재하는 것과, 그 최적인 범위는 바늘 전극(1a, 2a)이 배치되어 있는 위치의 풍속 v에 의해 바뀌는 것을 알았다.
이에, 본원 발명에서는 이온 발생 장치의 바늘 전극(1a, 2a)의 간격 D를 조정해서 이온 발생량을 조정한다. 또한, 본원 발명에서는 바늘 전극(1a, 2a)이 배치되는 위치의 풍속 v에 따라서, 이온 발생 장치의 바늘 전극(1a, 2a)의 간격 D를 조정해서 이온 발생량을 조정한다. 이에 의해, 바늘 전극(1a, 2a)의 간격 D를 최적값으로 설정하는 것이 가능해져, 이온 발생량을 최대로 할 수 있다.
[실시 형태 1]
도 5의 (a)는 본 발명의 실시 형태 1에 의한 공기 청정기의 이온 발생 장치를 도시하는 평면도이며, 도 5의 (b)는 그 정면도이다. 도 5의 (a), (b)에 있어서, 이 이온 발생 장치는 음이온 발생부(11), 양이온 발생부(12), 레일(13) 및 구동부(14)를 구비한다. 음이온 발생부(11)는 레일(13)의 한쪽 단부에 고정되고, 구동부(14)는 레일(13)의 다른 쪽 단부에 고정되어 있다. 양이온 발생부(12)는 레일(13)에 의해, 레일(13)의 길이 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 양이온 발생부(12)는 구동부(14)의 구동축(14a)의 선단부에 결합되어 있다.
구동부(14)는 예를 들어 스테핑 모터를 포함하고, 레일(13)의 길이 방향으로 구동축(14a)를 신축함으로써 양이온 발생부(12)를 이동시켜서, 음이온 발생부(11)의 바늘 전극(11a)과 양이온 발생부(12)의 바늘 전극(12a)의 간격 D를 조정한다.
또한, 도 5의 (a)에서는 바늘 전극(11a, 12a)을 각각 레일(13)의 한쪽 단부측 및 다른 쪽 단부측을 향해서 이온 발생부(11, 12)를 배치했지만, 바늘 전극(11a, 12a)을 각각 레일(13)의 다른 쪽 단부측 및 한쪽 단부측을 향해서 이온 발생부(11, 12)를 배치해도 좋다. 또한, 바늘 전극(11a, 12a)을 함께 레일(13)의 한쪽 단부측을 향해서 이온 발생부(11, 12)를 배치해도 좋고, 바늘 전극(11a, 12a)을 함께 레일(13)의 다른 쪽 단부측을 향해서 이온 발생부(11, 12)를 배치해도 좋다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 이 공기 청정기는 풍속 센서(15) 및 마이크로 컴퓨터(16)를 더 구비한다. 풍속 센서(15)는 이온 발생 장치가 배치되어 있는 위치의 풍속 v를 검출하고, 검출값을 나타내는 신호를 출력한다. 마이크로 컴퓨터(16)는 풍속 센서(15)의 출력 신호에 응답해서 구동부(14)를 제어하고, 바늘 전극(11a, 12a)의 간격 D를 풍속 v에 따른 최적값으로 설정한다. 마이크로 컴퓨터(16)는 풍속 v와 바늘 전극(11a, 12a)의 간격 D의 최적값의 관계를 나타내는 수식 또는 테이블을 기억하고 있어, 풍속 v의 검출값에 따라서 간격 D를 최적값으로 설정한다. 예를 들어, 도 4에 나타낸 바와 같이, v=v1의 경우에는 D=D3으로 설정하고, v=v2의 경우에는 D=D2로 설정한다.
도 7의 (a)는 음이온 발생부(11)의 주요부를 도시하는 평면도이며, 상기 도면 (b)는 그 정면도이다. 도 7의 (a), (b)에 있어서, 이 음이온 발생부(11)는 기판(20), 유도 전극(21), 바늘 전극(11a) 및 다이오드(22)를 구비한다. 기판(17)은 직사각 형상의 프린트 기판이다. 유도 전극(21)은 기판(20) 표면의 한쪽 단부(도면 중 좌측 단부)에 탑재되어 있다.
도 8은, 유도 전극(21)을 하측에서 본 사시도이다. 도 8에 있어서, 유도 전극(21)은 일체의 금속판으로 형성되어 있다. 유도 전극(21)의 평판부(23)의 중앙에는 원형의 관통 구멍(24)이 형성되어 있다. 관통 구멍(24)의 직경은, 예를 들어 9mm이다. 관통 구멍(24)은 코로나 방전에 의해 발생되는 이온을 외부에 방출하기 위한 개구부이다. 관통 구멍(24)의 주연 부분은, 예를 들어 교축 가공 등의 공법에 의해, 금속판을 평판부(23)에 대하여 굴곡시킨 굴곡부(25)로 되어 있다. 이 굴곡부(25)에 의해, 관통 구멍(24)의 주연부의 두께(예를 들어 1.6mm)가 평판부(23)의 두께(예를 들어 0.6mm)보다도 커져 있다.
또한, 평판부(23)의 양단부의 각각에는 금속판의 일부를 평판부(23)에 대하여 굴곡시킨 다리부(26)가 설치되어 있다. 각 다리부(26)는 기단부측의 지지부(27)와 선단측의 기판 삽입부(28)를 포함한다. 평판부(23)의 표면에서 본 지지부(27)의 높이(예를 들어 2.6mm)는 관통 구멍(24)의 주연부의 두께(예를 들어 1.6mm)보다도 커져 있다. 기판 삽입부(28)의 폭(예를 들어 1.2mm)은 지지부(27)의 폭(예를 들어 4.5mm)보다도 작다.
도 7의 (a), (b)로 되돌아와서, 유도 전극(21)의 2개의 기판 삽입부(28)는 기판(20)의 한쪽 단부에 형성된 2개의 관통 구멍(도시하지 않음)에 삽입되어 있다. 2개의 관통 구멍은 기판(20)의 길이 방향으로 배열되어 있다. 각 기판 삽입부(28)의 선단부는 기판(20) 이면의 전극에 납땜되어 있다. 지지부(27)의 하단면은 기판(20)의 표면에 접촉되어 있다. 따라서, 평판부(23)는 기판(20)의 표면에 대하여 소정의 간극을 두어서 평행하게 배치된다. 유도 전극(21)의 기판 삽입부(28)는 기판(1)의 이면의 전극 EL1의 한쪽 단부에 납땜되어 있다. 전극 EL1의 다른 쪽 단부는 단자 T1에 접속되어 있다.
또한, 기판(20)에는 유도 전극(21)의 관통 구멍(24)의 중심선을 지나는 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 그 관통 구멍에 바늘 전극(11a)이 삽입되어 있다. 바늘 전극(11a)은 음이온을 발생시키기 위해서 설치되어 있다. 바늘 전극(11a)의 선단부는 기판(20)의 표면 상에 돌출되고, 그 기단부는 기판(20)의 이면에 돌출되고, 그 중앙부는 기판(20)의 이면에 형성된 전극 EL2에 납땜되어 있다. 기판(20)의 표면에서 본 바늘 전극(11a)의 선단부의 높이는 유도 전극(21)의 굴곡부(25)의 하단부의 높이와 상단부의 높이 사이의 범위 내로 설정되어 있다.
또한, 다이오드(22)의 애노드 단자선(22a)은 전극 EL2에 납땜되어 있고, 바늘 전극(11a)에 전기적으로 접속되어 있다. 다이오드(22)의 캐소드 단자선(22b)은 기판(20)의 이면의 전극 EL3의 한쪽 단부에 납땜되어 있다. 전극 EL3의 다른 쪽 단부는 단자 T2에 접속되어 있다.
또한, 기판(20)에는 다이오드(22) 본체부를 삽입하거나, 고전압측의 전극 EL2, EL3과 기준 전압측의 전극 EL1을 분리하기 위한 절결부(20a)가 복수 개소에 형성되어 있다. 절결부(20a)에는 몰드 수지가 충전된다.
도 9의 (a)는 양이온 발생부(12)의 주요부를 도시하는 평면도이며, 상기 도면 (b)는 그 정면도이다. 도 9의 (a), (b)에 있어서, 이 양이온 발생부(12)는 기판(30), 유도 전극(31), 바늘 전극(12a) 및 다이오드(32)를 구비한다. 기판(30)은 직사각 형상의 프린트 기판이다. 유도 전극(31)은 기판(30) 표면의 한쪽 단부(도면 중 좌측 단부)에 탑재되어 있다. 유도 전극(31)은 도 8에 도시한 유도 전극(21)과 동일한 구성이다.
유도 전극(31)의 2개의 기판 삽입부(28)는 기판(30)의 한쪽 단부에 형성된 2개의 관통 구멍(도시하지 않음)에 삽입되어 있다. 2개의 관통 구멍은 기판(30)의 길이 방향으로 배열되어 있다. 각 기판 삽입부(28)의 선단부는 기판(30) 이면의 전극에 납땜되어 있다. 지지부(27)의 하단면은 기판(30)의 표면에 접촉되어 있다. 따라서, 평판부(23)는 기판(30)의 표면에 대하여 소정의 간극을 두어서 평행하게 배치된다. 유도 전극(31)의 기판 삽입부(28)는 기판(30)의 이면의 전극 EL11의 한쪽 단부에 납땜되어 있다. 전극 EL11의 다른 쪽 단부는 단자 T11에 접속되어 있다.
또한, 기판(30)에는 유도 전극(31)의 관통 구멍(24)의 중심선을 지나는 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 그 관통 구멍에 바늘 전극(12a)이 삽입되어 있다. 바늘 전극(12a)은 양이온을 발생시키기 위해서 설치되어 있다. 바늘 전극(12a)의 선단부는 기판(30)의 표면 상에 돌출되고, 그 기단부는 기판(30)의 이면에 돌출되고, 그 중앙부는 기판(30)의 이면에 형성된 전극 EL12에 납땜되어 있다. 기판(30)의 표면에서 본 바늘 전극(12a)의 선단부의 높이는 유도 전극(31)의 굴곡부(25)의 하단부의 높이와 상단부의 높이 사이의 범위 내로 설정되어 있다.
또한, 다이오드(32)의 캐소드 단자선(32b)은 전극 EL12에 납땜되어 있고, 바늘 전극(12a)에 전기적으로 접속되어 있다. 다이오드(32)의 애노드 단자선(32a)은 기판(30)의 이면의 전극 EL13의 한쪽 단부에 납땜되어 있다. 전극 EL13의 다른 쪽 단부는 단자 T12에 접속되어 있다.
또한, 기판(30)에는 다이오드(32) 본체부를 삽입하거나, 고전압측의 전극 EL12, EL13과 기준 전압측의 전극 EL11을 분리하기 위한 절결부(30a)가 복수 개소에 형성되어 있다. 절결부(30a)에는 몰드 수지가 충전된다.
도 10은, 이온 발생부(11, 12)의 구성을 나타내는 전기 회로도이다. 도 10에 있어서, 음이온 발생부(11)는 도 7의 (a), (b)에 도시한 기판(20)에 더하여 전원 단자 T21, 접지 단자 T22 및 전원 회로(33)를 구비한다. 전원 회로(33)는 다이오드(40, 44, 48), 저항 소자(41 내지 43, 45), NPN 바이폴라 트랜지스터(46), 펄스 트랜스(47, 51), 콘덴서(49) 및 2단자 사이리스터(50)를 포함한다.
전원 단자 T21 및 접지 단자 T22에는 각각 직류 전원의 정극 및 부극이 접속된다. 전원 단자 T21에는 직류 전원 전압(예를 들어 +12V 또는 +15V)이 인가되고, 접지 단자 T22는 접지된다. 다이오드(40) 및 저항 소자(41 내지 43)는 전원 단자 T21과 트랜지스터(46)의 베이스 사이에 직렬 접속된다. 트랜지스터(46)의 이미터는 접지 단자 T22에 접속된다. 다이오드(44)는 접지 단자 T22와 트랜지스터(46)의 베이스 사이에 접속된다.
다이오드(40)는 직류 전원의 정극 및 부극이 단자 T21, T22로 반대로 접속된 경우에 전류를 차단해서 직류 전원을 보호하기 위한 소자이다. 저항 소자(41, 42)는 승압 동작을 제한하기 위한 소자이다. 저항 소자(43)는 기동 저항 소자이다. 다이오드(44)는 트랜지스터(46)의 역내압 보호 소자로서 동작한다.
펄스 트랜스(47)는 일차 권선(47a), 베이스 권선(47b) 및 2차 권선(47c)을 포함한다. 일차 권선(47a)의 한쪽 단자는 저항 소자(42, 43) 사이의 노드 N42에 접속되고, 그 다른 쪽 단자는 트랜지스터(46)의 콜렉터에 접속된다. 베이스 권선(47b)의 한쪽 단자는 저항 소자(45)를 개재해서 트랜지스터(46)의 베이스에 접속된다. 2차 권선(47c)의 한쪽 단자는 트랜지스터(46)의 베이스에 접속되고, 그 다른 쪽 단자는 다이오드(48) 및 콘덴서(49)를 개재해서 접지 단자 T22에 접속된다.
펄스 트랜스(51)는 일차 권선(51a) 및 2차 권선(5lb)을 포함한다. 2단자 사이리스터(50)는 다이오드(48)의 캐소드와 일차 권선(51a)의 한쪽 단자 사이에 접속된다. 일차 권선(51a)의 다른 쪽 단자는 접지 단자 T22에 접속된다. 2차 권선(5lb)의 한쪽 단자는 유도 전극(21)에 접속되고, 그 다른 쪽 단자는 다이오드(22)의 캐소드에 접속된다. 다이오드(22)의 애노드는 바늘 전극(11a)에 접속된다.
저항 소자(45)는 베이스 전류를 제한하기 위한 소자이다. 2단자 사이리스터(50)는 단자간 전압이 브레이크 오버 전압에 도달하면 도통 상태가 되고, 전류가 최소 유지 전류 이하가 되면 비도통이 되는 소자이다.
이어서, 이 음이온 발생부(11)의 동작에 대해서 설명한다. 콘덴서(49)는 RCC 방식 스위칭 전원 동작에 의해 충전된다. 즉, 전원 단자 T21 및 접지 단자 T22 사이에 직류 전원 전압이 인가되면, 전원 단자 T21로부터 다이오드(40) 및 저항 소자(41 내지 43)를 개재해서 트랜지스터(46)의 베이스에 전류가 흘러서 트랜지스터(46)가 도통 상태가 된다. 이에 의해, 펄스 트랜스(47)의 1차 권선(47a)에 전류가 흘러, 베이스 권선(47b)의 단자 사이에 전압이 발생한다.
베이스 권선(47b)의 권선 방향은 트랜지스터(46)가 도통 상태가 되면 트랜지스터(46)를 베이스 전압을 더 상승시키도록 설정되어 있다. 이로 인해, 베이스 권선(47b)의 단자 사이에 발생한 전압은 정귀환 상태로 트랜지스터(46)의 도통 저항값을 저하시킨다. 이 때, 다이오드(48)에 의해 통전이 저지되도록, 2차 권선(47c)의 권선 방향이 설정되어 있어, 2차 권선(47c)에는 전류가 흐르지 않는다.
이와 같이 하여 일차 권선(47a) 및 트랜지스터(46)에 흐르는 전류가 계속 증가함으로써, 트랜지스터(46)의 콜렉터 전압은 포화 영역으로부터 벗어나서 상승한다. 이에 의해, 일차 권선(47a)의 단자간 전압이 저하되어 베이스 권선(47b)의 단자간 전압도 저하되고, 트랜지스터(46)의 콜렉터 전압은 더 상승한다. 이로 인해, 정귀환 상태로 동작해서 급속하게 트랜지스터(46)가 비도통 상태가 된다. 이 때, 2차 권선(47c)은 다이오드(48)의 도통 방향으로 전압을 발생시킨다. 이에 의해, 콘덴서(49)가 충전된다.
콘덴서(49)의 단자간 전압이 상승해서 2단자 사이리스터(50)의 브레이크 오버 전압에 도달하면, 2단자 사이리스터(50)는 제너 다이오드와 같이 동작해서 전류를 더 흘린다. 2단자 사이리스터(50)에 흐르는 전류가 브레이크 오버 전류에 도달하면, 2단자 사이리스터(50)는 대략 단락 상태가 되고, 콘덴서(49)에 충전된 전하가 2단자 사이리스터(50) 및 펄스 트랜스(51)의 1차 권선(51a)을 개재해서 방전되고, 일차 권선(51a)에는 임펄스 전압이 발생한다.
1차 권선(51a)에 임펄스 전압이 발생하면, 2차 권선(5lb)에 정 및 부의 고전압 펄스가 교대로 감쇠하면서 발생한다. 부의 고전압 펄스는 다이오드(22)를 개재해서 바늘 전극(11a)에 인가된다. 이에 의해, 바늘 전극(11a)의 선단부에서 코로나 방전이 발생하여, 음이온이 발생한다.
한편, 펄스 트랜스(47)의 2차 권선(47c)에 전류가 흐르면, 일차 권선(47a)의 단자간 전압이 상승해서 다시 트랜지스터(46)가 도통하고, 이상의 동작이 반복된다. 이 동작의 반복 속도는 트랜지스터(46)의 베이스에 흐르는 전류가 클수록 빨라진다. 따라서, 저항 소자(41)의 저항값을 조정함으로써, 트랜지스터(46)의 베이스에 흐르는 전류를 조정하고, 나아가서는 바늘 전극(11a)의 방전 횟수를 조정할 수 있다.
또한, 양이온 발생부(12)는 도 9의 (a), (b)에 도시한 기판(30)에 더하여, 전원 단자 T23, 접지 단자 T24 및 전원 회로(34)를 구비한다. 전원 회로(34)는 전원 회로(33)와 동일한 구성이다. 전원 단자 T23 및 접지 단자 T24에는 각각 직류 전원의 정극 및 부극이 접속된다. 전원 단자 T23에는 직류 전원 전압(예를 들어 +12V 또는 +15V)이 인가되고, 접지 단자 T24는 접지된다.
펄스 트랜스(51)의 2차 권선(5lb)의 한쪽 단자는 유도 전극(31)에 접속되고, 그 다른 쪽 단자는 다이오드(32)의 애노드에 접속된다. 다이오드(32)의 캐소드는 바늘 전극(12a)에 접속된다. 유도 전극(31)은 유도 전극(21)에 접속된다.
전원 단자 T21 및 접지 단자 T22 사이에 직류 전원 전압이 인가되면, 펄스 트랜스(51)의 1차 권선(51a)에 임펄스 전압이 발생한다. 일차 권선(51a)에 임펄스 전압이 발생하면, 2차 권선(5lb)에 정 및 부의 고전압 펄스가 교대로 감쇠하면서 발생한다. 정의 고전압 펄스는 다이오드(32)를 개재해서 바늘 전극(12a)에 인가된다. 이에 의해, 바늘 전극(12a)의 선단부에서 코로나 방전이 발생하여, 양이온이 발생한다.
또한, 양이온은 수소 이온(H+)의 주위에 복수의 물분자가 부수된 클러스터-이온이며, H+(H2O)m(단, m은 임의의 자연수임)으로 표현된다. 또한 음이온은 산소 이온 (O2 -)의 주위에 복수의 물분자가 부수된 클러스터-이온이며, O2 -(H2O)n(단, n은 임의의 자연수임)으로 표현된다. 또한, 양이온 및 음이온을 실내에 방출하면, 양쪽 이온이 공기 중을 부유하는 곰팡이균이나 바이러스의 주위를 둘러싸고, 그 표면 상에서 서로 화학 반응을 일으킨다. 그 때에 생성되는 활성종의 수산화 라디칼(-OH)의 작용에 의해, 부유 곰팡이균 등이 제거된다.
본 실시 형태 1에서는, 이온 발생 장치의 설치 위치의 풍속 v에 따라서, 바늘 전극(11a, 12a)의 간격 D를 최적값으로 설정하므로, 큰 이온 발생량을 얻을 수 있다.
도 11은, 본 실시 형태 1의 변경예를 나타내는 블록도이며, 도 6과 대비되는 도면이다. 도 11에 있어서, 이 변경예에서는 풍속 센서(15)가 풍속 조정부(52)에서 치환된다. 공기 청정기의 사용자가 풍속 조정부(52)를 사용해서 풍속을 설정하면, 설정된 풍속을 나타내는 신호가 풍속 조정부(52)로부터 마이크로 컴퓨터(78)에 출력된다. 마이크로 컴퓨터(16)는 풍속 조정부(52)의 출력 신호에 응답하여, 팬(도시하지 않음)을 제어해서 풍속 v를 설정함과 함께, 그 풍속 v에 맞춰서 구동부(14)를 제어하고, 간격 D를 최적값으로 설정한다. 이 변경예에서도 실시 형태 1과 동일한 효과가 얻어진다.
[실시 형태 2]
도 12의 (a)는, 본 발명의 실시 형태 2에 의한 공기 청정기의 이온 발생 장치의 구성을 나타내는 평면도이며, 도 12의 (b)는 그 정면도이다. 도 12의 (a), (b)에 있어서, 이 이온 발생 장치는 음이온 발생부(11), 양이온 발생부(12), 레일(13), 스페이서(53) 및 스토퍼(54)를 구비한다. 음이온 발생부(11)는 레일(13)의 한쪽 단부에 고정되어 있다. 양이온 발생부(12)는 레일(13)에 의해, 레일(13)의 길이 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다.
이 공기 청정기에서는, 이온 발생 장치의 설치 위치의 풍속 v가 고정되어 있다. 풍속 v가 고정되어 있는 경우에는, 바늘 전극(11a, 12a)의 간격 D를 최적값으로 고정하면, 큰 이온 발생량을 얻을 수 있다. 이에, 이 이온 발생 장치에서는 간격 D를 최적값으로 설정하기 위한 스페이서(53)를 이온 발생부(11, 12) 사이에 설치하고, 스페이서(52) 및 양이온 발생부(12)를 스토퍼(54)에 의해 고정한다.
이온 발생 장치의 설치 위치의 풍속 v가 고정되고, 또한 풍속 v가 상이한 복수 종류의 공기 청정기가 있는 경우, 각각 복수 종류의 공기 청정기에 있어서 간격 D를 최적값으로 설정하기 위한 복수 종류의 스페이서(53)를 준비해 둔다. 또한, 복수 종류의 공기 청정기에 있어서 이온 발생부(11, 12), 레일(13) 및 스토퍼(54)를 공통으로 사용하고, 스페이서(53)만을 공기 청정기의 종류에 따라서 바꾼다. 이에 의해, 복수 종류의 공기 청정기에 있어서 부품의 공통화를 도모할 수 있어, 장치의 저가격화를 도모할 수 있다.
[실시 형태 3]
도 13은, 본 발명의 실시 형태 3에 의한 공기 청정기의 이온 발생 장치의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 13에 있어서, 이 이온 발생 장치는 직육면체 형상의 하우징의 상면에 노출된 4개의 바늘 전극(61 내지 64)을 포함한다. 바늘 전극(61, 63)의 각각은 음이온을 발생하고, 바늘 전극(62, 64)의 각각은 양이온을 발생한다. 바늘 전극(61 내지 64)은 1개의 직선을 따라서 배치되고, 바늘 전극(61과 64, 62와 63)은 각각 쌍을 이루고 있다. 바늘 전극(62, 63)의 간격 D11은 바늘 전극(61, 64)의 간격 D12보다도 작다. 바늘 전극(61, 62)의 간격과 바늘 전극(62, 63)의 간격과 바늘 전극(63, 64)의 간격은 대략 동일하다. 이온 발생 장치의 설치 위치의 풍속 v가 큰 경우에는 내측의 2개의 바늘 전극(62, 63)에서 이온이 생성되고, 이온 발생 장치의 설치 위치의 풍속 v가 작은 경우에는 외측의 2개의 바늘 전극(61, 64)에서 이온이 생성된다.
도 14는, 이 이온 발생 장치의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 14에 있어서, 이 이온 발생 장치에서는 바늘 전극(61 내지 64) 외에, 유도 전극(65 내지 68), 다이오드(71 내지 74), 전원 회로(75, 76), 전원 단자 T31 및 접지 단자 T32를 구비한다. 전원 회로(75)는 도 10의 전원 회로(33)에 스위치 SW1을 추가한 것으로, 전원 회로(76)는 전원 회로(33)에 스위치 SW2를 추가한 것이다.
전원 단자 T31 및 접지 단자 T32에는 각각 직류 전원의 정극 및 부극이 접속된다. 전원 단자 T31에는 직류 전원 전압(예를 들어 +12V 또는 +15V)이 인가되고, 접지 단자 T32는 접지된다. 스위치 SW1은 접지 단자 T32와 전원 회로(75)의 다이오드(44)의 애노드 사이에 접속된다. 스위치 SW2는 접지 단자 T32와 전원 회로(76)의 다이오드(44)의 애노드 사이에 접속된다.
한편, 바늘 전극(61 내지 64)의 선단부는 각각 유도 전극(65 내지 68)의 구멍의 중심에 배치된다. 유도 전극(65 내지 68)은 전기적으로 서로 접속되어 있다. 전원 회로(75)의 펄스 트랜스(51)의 2차 권선(5lb)의 한쪽 단자는 유도 전극(65 내지 68)에 접속되고, 그 다른 쪽 단자는 다이오드(71)의 캐소드 및 다이오드(74)의 애노드에 접속된다. 다이오드(71)의 애노드는 바늘 전극(61)에 접속되고, 다이오드(74)의 캐소드는 바늘 전극(64)에 접속된다.
전원 회로(76)의 펄스 트랜스(51)의 2차 권선(5lb)의 한쪽 단자는 유도 전극(65 내지 68)에 접속되고, 그 다른 쪽 단자는 다이오드(73)의 캐소드 및 다이오드(72)의 애노드에 접속된다. 다이오드(73)의 애노드는 바늘 전극(63)에 접속되고, 다이오드(72)의 캐소드는 바늘 전극(62)에 접속된다.
스위치 SW1이 온되면, 전원 회로(75)에 직류 전원 전압이 공급되어, 전원 회로(75)의 펄스 트랜스(51)의 1차 권선(51a)에 임펄스 전압이 발생한다. 일차 권선(51a)에 임펄스 전압이 발생하면, 2차 권선(5lb)에 정 및 부의 고전압 펄스가 교대로 감쇠하면서 발생한다. 정의 고전압 펄스는 다이오드(74)를 개재해서 바늘 전극(64)에 인가되고, 부의 고전압 펄스는 다이오드(71)를 개재해서 바늘 전극(61)에 인가된다. 이에 의해, 바늘 전극(61, 64)의 선단부에서 코로나 방전이 발생하여, 음이온 및 양이온이 발생한다.
스위치 SW2가 온되면, 전원 회로(76)에 직류 전원 전압이 공급되어, 전원 회로(76)의 펄스 트랜스(51)의 1차 권선(51a)에 임펄스 전압이 발생한다. 일차 권선(51a)에 임펄스 전압이 발생하면, 2차 권선(5lb)에 정 및 부의 고전압 펄스가 교대로 감쇠하면서 발생한다. 정의 고전압 펄스는 다이오드(72)를 개재해서 바늘 전극(62)에 인가되고, 부의 고전압 펄스는 다이오드(73)를 개재해서 바늘 전극(63)에 인가된다. 이에 의해, 바늘 전극(63, 62)의 선단부에서 코로나 방전이 발생하여, 음이온 및 양이온이 발생한다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 이 공기 청정기는 풍속 센서(77) 및 마이크로 컴퓨터(78)을 더 구비한다. 풍속 센서(77)는 이온 발생 장치가 배치되어 있는 위치의 풍속 v를 검출하고, 검출값을 나타내는 신호를 출력한다. 마이크로 컴퓨터(78)는 풍속 센서(77)의 출력 신호에 기초하여, 풍속 v가 작은 경우에는, 제어 신호 CNT1, CNT2를 각각 「H」 레벨 및 「L」 레벨로 한다. 이에 의해, 스위치 SW1, SW2 중 스위치 SW1만이 온되고, 외측의 2개의 바늘 전극(61, 64)에서 이온이 발생한다.
또한, 마이크로 컴퓨터(78)는 풍속 센서(77)의 출력 신호에 기초하여, 풍속 v가 큰 경우에는, 제어 신호 CNT1, CNT2를 각각 「L」 레벨 및 「H」 레벨로 한다. 이에 의해, 스위치 SW1, SW2 중 스위치 SW2만이 온되고, 내측의 2개의 바늘 전극(62, 63)에서 이온이 발생한다.
본 실시 형태 3에서는, 이온 발생 장치의 설치 위치의 풍속 v에 따라서, 바늘 전극의 간격 D를 최적값으로 설정하므로, 큰 이온 발생량을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태 3에서는, 풍속 v가 큰 경우에는 내측의 2개의 바늘 전극(62, 63)을 방전시켰지만, 바늘 전극(61 내지 64) 전부를 방전시켜도 좋다. 이 경우, 마이크로 컴퓨터(78)는 풍속 센서(77)의 출력 신호에 기초하여, 풍속 v가 큰 경우에는, 제어 신호 CNT1, CNT2를 모두 「H」 레벨로 한다. 이에 의해, 스위치 SW1, SW2가 모두 온되고, 바늘 전극(61 내지 64) 전부에서 이온이 발생하여, 보다 큰 이온 발생량을 얻을 수 있다.
도 16은, 본 실시 형태 3의 변경예를 나타내는 블록도이며, 도 15와 대비되는 도면이다. 도 16에 있어서, 이 변경예에서는 풍속 센서(77)가 풍속 전환부(79)에서 치환된다. 공기 청정기의 사용자가 풍속 전환부(79)를 사용해서 풍속을 「강」 또는 「약」으로 전환하면, 「강」 또는 「약」을 나타내는 신호가 풍속 전환부(79)로부터 마이크로 컴퓨터(78)에 출력된다. 마이크로 컴퓨터(78)는 풍속 전환부(79)의 출력 신호에 응답하여, 팬(도시하지 않음)을 제어해서 풍속을 「강」 또는 「약」으로 전환함과 함께, 그 풍속에 맞춰서 제어 신호 CNT1, CNT2를 생성하고, 간격 D를 최적값으로 설정한다. 이 변경예에서도, 실시 형태 3과 동일한 효과가 얻어진다.
[실시 형태 4]
도 17은 실시 형태 1 내지 3 중 어느 하나에 개시한 이온 발생 장치를 구비한 공기 청정기(80)의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 또한 도 18은, 도 17에 도시하는 공기 청정기(80)에 이온 발생 장치를 배치한 모습을 도시하는 공기 청정기(80)의 분해도이다.
도 17 및 도 18에 있어서, 공기 청정기(80)는 전방면 패널(81)과 본체(82)를 구비한다. 본체(82)의 후방 상부에는 분출구(83)가 설치되어 있고, 이 분출구(83)로부터 이온을 포함하는 청정한 공기가 실내에 공급된다. 본체(82)의 중심에는 공기 취입구(84)가 형성되어 있다. 이 공기 취입구(84)로부터 도입된 공기가 도시하지 않은 필터를 통과함으로써 청정화된다. 청정화된 공기는 팬용 케이싱(85)을 통해서, 분출구(83)로부터 외부로 공급된다.
청정화된 공기의 통과 경로를 형성하는 팬용 케이싱(85)의 일부에, 실시 형태 1 내지 3 중 어느 하나에 개시한 이온 발생 장치(86)가 설치되어 있다. 이온 발생 장치(86)는 2개의 바늘 전극에서 발생한 이온을 상기의 공기류에 방출할 수 있도록 배치되어 있다. 이온 발생 장치(86)의 배치의 예로서, 공기의 통과 경로 내이며, 분출구(83)에 비교적 가까운 위치 P1, 비교적 먼 위치 P2 등의 위치를 생각할 수 있다. 이와 같이 이온 발생 장치(86)에 송풍을 통과시킴으로써, 분출구(83)로부터 청정한 공기와 함께 외부에 이온을 공급하는 이온 발생 기능을 공기 청정기(80)가 가지도록 하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 이온 발생 장치는 공기 청정기(80) 이외에, 이온 제네레이터(이온 발생 장치가 부착된 서큘레이터), 공기 조화기(에어 컨디셔너), 냉장 기기, 청소기, 가습기, 제습기, 세탁 건조기, 세탁기, 전기 팬 히터 등에도 탑재 가능하며, 이온을 기류에 실어서 보내기 위한 송풍부를 갖는 것이라면 어떤 전기 기기에도 탑재 가능하다.
이번에 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아닌 청구범위에 의해 나타내어지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 음이온 발생 장치
1a, 2a, 11a, 12a, 61 내지 64, 98, 99 바늘 전극
2 양이온 발생 장치
3 이온 카운터
4 덕트
11 음이온 발생부
12 양이온 발생부
13 레일
14 구동부
15, 77 풍속 센서
16, 78 마이크로 컴퓨터
20, 30 기판
21, 31, 65 내지 68, 92 유도 전극
22, 32, 40, 44, 48, 71 내지 74 다이오드
23, 93 평판부
24, 94, 95 관통 구멍
25 굴곡부
26 다리부
27, 96 지지부
28, 97 기판 삽입부
EL 전극
T1, T2, T11, T12 단자
T21, T31 전원 단자
T22, T32 접지 단자
33, 34, 75, 76 전원 회로
41 내지 43, 45 저항 소자
46 NPN 바이폴라 트랜지스터
47, 51 펄스 트랜스
47a, 51a 1차 권선
47b 베이스 권선
47c, 5lb 2차 권선
49 콘덴서
50 2단자 사이리스터
52 풍속 조정부
53 스페이서
54 스토퍼
79 풍속 전환부
80 공기 청정기
81 전방면 패널
82 본체
83 분출구
84 공기 취입구
85 팬용 케이싱
86 이온 발생 장치

Claims (19)

  1. 양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와 음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부를 구비한 이온발생장치에서의 이온 발생 방법으로서,
    상기 이온발생장치 내의 검출부에 의해, 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속을 검출하는 단계;
    상기 이온발생장치 내의 제1 조정부에 의해, 상기 검출된 풍속에 따라 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정함으로써 이온 발생량을 조정하는 단계를 포함하는 이온 발생 방법.
  2. 삭제
  3. 양이온 및 음이온을 발생시키는 이온 발생 장치로서,
    양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와,
    음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부와,
    상기 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정해서 이온 발생량을 조정하는 제1 조정부를 구비하고,
    상기 제1 조정부는 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속에 따라서, 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정하는, 이온 발생 장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속을 검출하는 검출부를 더 구비하고,
    상기 제1 조정부는 상기 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정하는, 이온 발생 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속을 조정하는 제2 조정부를 더 구비하고,
    상기 제1 조정부는 상기 제2 조정부로부터 출력되는 상기 풍속을 나타내는 신호에 응답하여, 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 간격을 조정하는, 이온 발생 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제1 이온 발생부는,
    제1 구멍을 갖는 제1 유도 전극과,
    그 선단부가 상기 제1 구멍의 중앙부에 배치된 제1 바늘 전극과,
    상기 제1 바늘 전극과 상기 제1 유도 전극 사이에 정전압을 인가하는 제1 전원 회로를 포함하고,
    상기 제2 이온 발생부는,
    제2 구멍을 갖는 제2 유도 전극과,
    그 선단부가 상기 제2 구멍의 중앙부에 배치된 제2 바늘 전극과,
    상기 제2 바늘 전극과 상기 제2 유도 전극 사이에 부전압을 인가하는 제2 전원 회로를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 이온 발생부의 간격은 상기 제1 및 제2 바늘 전극의 간격인, 이온 발생 장치.
  8. 제3항에 기재된 이온 발생 장치와,
    상기 이온 발생 장치에서 발생한 양이온 및 음이온을 송출하기 위한 송풍부를 구비하는, 전기 기기.
  9. 양이온 및 음이온을 발생시키는 이온 발생 장치로서,
    양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와,
    음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부를 구비하고,
    상기 제1 및 제2 이온 발생부의 간격이 조정 가능하게 되어 있고,
    상기 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속에 따라서 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 간격이 소정값으로 설정되어 있는, 이온 발생 장치.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 이온 발생부는,
    제1 구멍을 갖는 제1 유도 전극과,
    그 선단부가 상기 제1 구멍의 중앙부에 배치된 제1 바늘 전극과,
    상기 제1 바늘 전극과 상기 제1 유도 전극 사이에 정전압을 인가하는 제1 전원 회로를 포함하고,
    상기 제2 이온 발생부는,
    제2 구멍을 갖는 제2 유도 전극과,
    그 선단부가 상기 제2 구멍의 중앙부에 배치된 제2 바늘 전극과,
    상기 제2 바늘 전극과 상기 제2 유도 전극 사이에 부전압을 인가하는 제2 전원 회로를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 이온 발생부의 간격은 상기 제1 및 제2 바늘 전극의 간격인, 이온 발생 장치.
  12. 제9항에 기재된 이온 발생 장치와,
    상기 이온 발생 장치에서 발생한 양이온 및 음이온을 송출하기 위한 송풍부를 구비하는, 전기 기기.
  13. 양이온 및 음이온을 발생시키는 이온 발생 장치로서,
    양이온을 발생시키는 제1 이온 발생부와 음이온을 발생시키는 제2 이온 발생부를 복수 세트 구비하고,
    각 세트의 제1 및 제2 이온 발생부의 간격은 다른 세트의 제1 및 제2 이온 발생부의 간격과 상이하고,
    또한, 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속에 기초하여, 상기 복수 세트의 제1 및 제2 이온 발생부 중 어느 1 또는 2 이상의 세트의 제1 및 제2 이온 발생부를 선택하고, 선택한 각 세트의 제1 및 제2 이온 발생부를 활성화시키는 제어부를 구비하는, 이온 발생 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속을 검출하는 검출부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 검출부의 검출 결과에 기초하여, 상기 복수 세트의 제1 및 제2 이온 발생부 중 어느 1 또는 2 이상의 세트의 제1 및 제2 이온 발생부를 선택하는, 이온 발생 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 이온 발생부의 설치 위치의 풍속을 복수 단계로 전환하는 전환부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 전환부로부터 출력되는 상기 풍속의 단계를 나타내는 신호에 응답하여, 상기 복수 세트의 제1 및 제2 이온 발생부중 어느 1 또는 2 이상의 세트의 제1 및 제2 이온 발생부를 선택하는, 이온 발생 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 복수 세트의 제1 및 제2 이온 발생부는 1개의 직선을 따라서 배치되고,
    각 세트의 제1 및 제2 이온 발생부는 그 세트보다도 간격이 큰 세트의 제1 및 제2 이온 발생부 사이에 배치되어 있는, 이온 발생 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 및 제2 이온 발생부는 교대로 배치되어서 각 제1 이온 발생부에 인접하여 상기 제2 이온 발생부가 배치되고,
    각 인접하는 제1 및 제2 이온 발생부의 간격은, 다른 인접하는 제1 및 제2 이온 발생부의 간격과 동등한, 이온 발생 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제1 이온 발생부는,
    제1 구멍을 갖는 제1 유도 전극과,
    그 선단부가 상기 제1 구멍의 중앙부에 배치된 제1 바늘 전극과,
    상기 제1 바늘 전극과 상기 제1 유도 전극 사이에 정전압을 인가하는 제1 전원 회로를 포함하고,
    상기 제2 이온 발생부는,
    제2 구멍을 갖는 제2 유도 전극과,
    그 선단부가 상기 제2 구멍의 중앙부에 배치된 제2 바늘 전극과,
    상기 제2 바늘 전극과 상기 제2 유도 전극 사이에 부전압을 인가하는 제2 전원 회로를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 이온 발생부의 간격은 상기 제1 및 제2 바늘 전극의 간격인, 이온 발생 장치.
  19. 제13항에 기재된 이온 발생 장치와,
    상기 이온 발생 장치에서 발생한 양이온 및 음이온을 송출하기 위한 송풍부를 구비하는, 전기 기기.
KR1020127001277A 2009-06-19 2010-05-21 이온 발생 방법과, 이온 발생 장치 및 그것을 사용한 전기 기기 KR101314881B1 (ko)

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