KR20070099073A

KR20070099073A - 음이온 발생장치

Info

Publication number: KR20070099073A
Application number: KR1020060029976A
Authority: KR
Inventors: 이세옥
Original assignee: 이세옥
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2007-10-09

Abstract

본 발명은 레너드(폭포수) 효과 원리를 이용하여 물을 물리적인 방법으로 파쇄, 분열시켜 공기에 가까운 서브 마이크론 크기 수준의 초미세 물방울을 생성함으로써 다량의 음이온을 발생, 공급해 주는 획기적인 음이온 발생장치이다.

음이온, 레너드 효과, 초미세 물방울

Description

음이온 발생장치 {Anion Generator}

도 1은 본 발명의 전체 시스템 구성도

도 2는 본 발명의 초미세 물방울 발생기 1안

도 3은 본 발명의 초미세 물방울 발생기 1안의 사시도

도 4는 본 발명의 초미세 물방울 발생기 2안

도 5는 본 발명의 초미세 물방울 발생기 3안

도 6은 본 발명의 기액 분리통 사시도

도 7은 종래의 음이온 발생장치 구성도 1

도 8은 종래의 음이온 발생장치 구성도 2

* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *

10: 초미세 물방울 발생기 10-1: 물 유도봉

10-2: 물 분열봉 지지판 10-3: 물 분열봉

10-4: 모터 연결부 10-5: 물 유도분사 홈

10-6: 물 유입구 10-7: 물 분사판

10-8: 물 분출공

11: 회전 모터

20: 송풍기 21: 송풍관

22: 공기 주입구

30: 배수구 31: 배수 밸브(솔레노이드 밸브)

32: 물통

40: 수위 센서

50: 케이스 51: 초미세 물방울 분열실

52: 기액 분리실 53: 초미세 물방울 토출구

54: 초미세 물방울 공급관

55: 기액 분리통 55-1: 초미세 물방울 유입구

55-2: 물 유입 홈

본 발명은 음이온으로 대전된 공기에 가까운 서브 마이크론 수준의 초미세 물방울을 물리적인 방법으로 간편하게 발생시키는 초미세 물방울 발생기를 구비한 음이온 발생장치로서 짧은 시간에 음이온으로 대전된 초미세 물방울을 대량 생성하는 획기적인 음이온 발생장치이다.

음이온이란 공기 중에서 물방울이 분열할 때 입자가 큰 물방울은 양극으로 대전하고, 주위의 공기와 서브 마이크론 수준의 초미세 물방울은 음극으로 대전하는 공기의 이온화 현상에 의해 일어난다. 이 공기의 이온화 현상은 일반적으로 레너드 효과(또는 폭포수 효과)로 알려져 있는데, 자연에서는 폭포, 물살이 빠른 계속, 파도가 치는 바닷가 등에서 많은 양이 발생한다.

음이온을 인체의 세포에 공급하면 피로회복, 세포 활성화, 혈액 정화, 자율신경 안정, 면역력 증대, 통증 완화, 알레르기 체질 개선 등 다양한 효과가 있고, 여러 종류의 질병을 치료하고 건강을 증진시킬 수 있는 것으로 알려져 왔다.

특히, 음이온은 1cc당 10만 개 이상이면 인체의 자연 치유력이 회복되어 건강에 매우 좋으며, 1cc당 1만에서 10만 개 정도이면 전염병의 전염을 막을 수 있고, 에어컨을 켠 실내에는 음이온이 거의 없어 여러 가지 몸에 좋지 않은 증상이 나타난다고 보고되어 있다.

음이온은 일반적으로 자연 상태에서 비교적 불안정하여 수명이 몇 초에서 10여분 정도를 보인다. 따라서 음이온은 지속적으로 공급되어야 음이온의 농도가 일정 수준으로 유지되어 인체에 유익하게 작용할 수 있다.

상기와 같이 인체에 유익한 음이온은 자연 현상에 의해서만 발생하는 것으로 알려져 왔으나, 물방울을 공기 중에서 초미세 물방울로 분열시키는 인위적인 방법에 의해서도 음이온을 발생시킬 수 있음이 레너드(Leonard)와 심프슨(Simpson)을 통하여 알려졌고, 이에 따라 음이온을 인위적으로 발생시키고자 하는 장치가 다수 발명되었으나, 물방울의 입자를 미세하게 분열시키는 작업이 어려워 전기적인 코로나 방전을 이용하는 방법이 대표적으로 사용되었다.

이 방법은 전기적인 코로나 방전에 의해 발생한 양이온과 음이온 중에서 양이온은 포착하고 음이온만을 외부로 공급하는 것이나, 이 방법은 부산물로서 인체에 유해한 오존, 질소산화물 등이 발생한다는 문제점이 있다. 반면에 물방울을 분열시켜 음이온을 발생시키는 방법에서는 인체에 유해한 오존이나 질소산화물이 발생되지 않고 순수한 음이온만이 발생되는 장점을 지니고 있다.

물방울을 분열시켜 음이온을 발생시키는 장치에 대해서는 공개된 관련 기술 및 특허가 있으며, 구체적으로는 국내 특허 제0148545(음이온 발생장치)와 국내 특허 제0145129(음이온 발생장치)가 공지된 대표적인 관련기술이다.

특허 제0148545(음이온 발생장치, 도 7)와 특허 제0145129(음이온 발생장치, 도 8)에서 제안된 음이온 발생장치들은 분사 노즐을 통하여 물을 칸막이나 벽면에 강하게 분사하여 분사된 물방울이 칸막이나 벽면에 부딪히는 충격에 의해 미세 물방울로 분열되면서 음이온을 발생시키도록 한 장치이다. 그러나 이들 장치들은 다량의 음이온을 발생시키기 위해서 다수의 노즐이 필요할 뿐만 아니라 고압 펌프가 구비되어야 하고, 노즐과 칸막이 및 벽면의 배열에 많은 공간이 필요하여 실용적이지 못하다는 문제점을 지니고 있다.

이에 본 발명은 전기한 종래의 기술 및 장치들이 지니고 있는 제반 문제점들을 모두 개선한 획기적인 음이온 발생장치를 제안하는데 그 목적이 있으며, 이를 위하여 음이온으로 대전된 초미세 물방울을 대량 발생시키는 초미세 물방울 발생 기(10)를 구비함으로써 전기한 제반 문제점을 해결하고자 하는데 그 목적이 있다.

따라서 본 발명이 달성하고자 하는 과제는 소형화된 간단한 물리적 장치로 음이온으로 대전된 초미세 물방울을 짧은 시간에 대량 생성시키고자 하는 데 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 소형화된 간단한 물리적 장치로 음이온으로 대전된 초미세 물방울을 짧은 시간에 대량 생성해 주는 획기적인 음이온 발생장치를 제안하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 크게 초미세 물방울 분열실(51)과 기액 분리실(52), 송풍부(20, 21, 22)로 구성되어 있으며, 이하 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 본 장치에 내장된 물통(32)을 이용하여 기액 분리실(52)과 초미세 물방울 분열실(51)에 물을 공급한 후 스위치를 작동시키면 회전모터(11)가 작동하기 시작하여 초미세 물방울 발생기(10)를 회전, 가동시키게 된다. 이때 회전모터(11)의 작동과 동시에 송풍기(20)가 같이 작동하여 공기 주입구(23)를 통해 강한 바람이 초미세 물방울 분열실(51)로 공급된다.

회전모터(11)는 최소 1,000rpm에서 최대 4,000rpm 정도의 회전속도를 유지하도록 하여 회전모터(11)와 연결된 초미세 물방울 발생기(10)를 고속 회전시켜 짧은 시간 내에 초미세 물방울을 대량 생성할 수 있도록 한다. 회전모터(11)의 회전속도는 소음 및 음이온 발생량과도 관련이 있으므로 회전속도의 조정이 가능하도록 하 여 소음과 음이온 발생량을 조정할 수 있도록 한다.

초미세 물방울 발생기(10)가 고속으로 회전하게 되면 초미세 물방울 분열실(51) 하부에 채워진 물이 물 유도봉(10-1)에 구비된 물 유도분사 홈(10-5)을 타고 물 유도봉(10-1)을 따라 상승하다가 고속회전의 원심력으로 물 유도봉(10-1)을 이탈하면서 물 유도봉(10-1)의 주변으로 비산하게 되는데, 이때 비산되는 물줄기의 위치는 물 분열봉(10-3)이 구비된 곳이 된다. 물 유도봉(10-1)을 이탈하여 비산된 물줄기는 회전력과 원심력의 동시 작용으로 완만한 회전 각도를 유지하며 물 분열봉(10-3)을 향하여 빠르게 날아가게 되는데, 이때 고속으로 회전하는 다수의 물 분열봉(10-3)들이 이들 물줄기들을 순간적으로 연속 강타하면서 서브 마이크론 크기의 초미세 물방울로 파쇄, 분열시키게 된다.

물 분열봉(10-3)에 의해 서브 마이크론 크기로 분열된 초미세 물방울들은 공기 주입구(23)에서 빠른 속도로 강하게 공급되는 바람에 의해 초미세 물방울 유입구(55-1)를 통하여 초미세 물방울 발생실(51)에서 기액 분리통(55, 도 5)으로 구획된 기액 분리실(52) 내부로 밀려 들어가게 되고, 기액 분리실(52)에 유입된 초미세 물방울들은 기액 분리실(52) 내에서 상승 회전기류를 형성하면서 입자가 큰 물방울은 제거되고 공기에 가까운 서브 마이크론 수준의 초미세 물방울들만 초미세 물방울 토출구(53)와 초미세 물방울 공급관(54)을 통하여 외부로 공급된다. 이때의 초미세 물방울은 레너드(또는 폭포수) 효과 원리에 의해 음이온으로 대전되어 있는 상태이다.

실내에서 본 발명의 음이온 발생장치를 작동시켜 음이온 수치를 측정하여 보 면, 초미세 물방울 공급관(54) 바로 앞에서 1cc당 18만 개, 45도 각도로 45cm 떨어진 위치에서 1cc당 4.8만 개, 45도 각도로 1m 떨어진 위치에서 1cc당 2.5만 개의 음이온이 측정된다. 따라서, 본 발명의 음이온 발생장치가 작동되고 10분만 경과 하여도 실내는 많은 양의 음이온으로 가득 차게 된다.

본 발명에서 수위 센서(50)를 기액 분리실(52)에 구비한 이유는 초미세 물방울 분열실(51)은 초미세 물방울 발생기(10)의 빠른 회전과 공기 주입구(22)를 통하여 강하게 공급되는 바람의 힘에 의해 항상 작은 태풍이 들어있는 것처럼 물이 강한 와류 현상을 일으키고, 내부 공기가 심한 회전기류 현상을 일으켜 수위 센서(50)가 정상적으로 작동할 수 없기 때문에 수위가 상대적으로 평온 상태를 유지하고 있는 기액 분리실(52)에 구비함으로써 수위 센서(50)가 정상 작동될 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 본 발명에 구비되는 초미세 물방울 발생기(10)는 음이온으로 대전된 초미세 물방울을 짧은 시간에 대량 발생시키는 본 발명의 핵심 장치로서 크기가 소형임에도 불구하고 물리적인 회전력에 의해 물을 초미세 물방울로 효율적으로 파쇄, 분열시켜 주기 때문에 음이온 발생장치의 소형화를 가능하게 해준다.

본 발명의 초미세 물방울 발생기(10)는 물을 유도 분사시켜 주는 물 유도봉(10-1)과 유도 분사된 물을 물리적인 회전력으로 파쇄, 분열시켜 주는 물 분열봉(10-3)으로 구성되게 되는데, 이들의 세부적인 형태와 구조의 차이에 따라 3개 안(도 2, 도 3, 도 4, 도 5)의 초미세 물방울 발생기(10) 실시예를 제시하였으며, 3개 안의 차이는 제 1안(도 2, 도 3)은 물 유도봉(10-1)에 직접 구비된 물 유도분 사 홈(10-5)을 통하여 물줄기를 물 분열봉(10-3)에 직접 분사시켜 주는 방식을 적용한 것이고, 제 2안(도 4)은 물 유도봉(10-1) 하단에 물 유입구(10-6)을 구비하여 초미세 물방울 발생기(10)의 빠른 회전력에 의해 물 유입구(10-6)로 유입된 물이 유입 압력에 의해 상승하면서 물 분출공(10-8)을 통하여 위로 분출되고 물 분출공(10-8) 상단에 구비된 물 분사판(10-7)이 분출된 물줄기를 강하게 때리면서 1차 파쇄시킴과 동시에 이를 물 분열봉(10-3)에 분사시켜 줌으로서 물 분열봉(10-3)이 2차 파쇄하도록 한 것이다. 제 3안(도 5)은 제 2안과 유사하게 물 유입구(10-6)를 통하여 흡입된 물줄기를 물 분사판(10-7) 대신 물 유도분사홈(10-5)을 이용하여 물 분열봉(10-3)에 분사시켜 주는 방식을 적용한 것이다.

본 발명에서 제시한 초미세 물방울 발생기(10)는 상기에 제시된 3가지 실시예에 한정하지 않고 어떤 형태이든 물 유도봉(10-1)과 물 분열봉(10-3)을 구비하고 있는 모든 변형된 형태와 구조의 초미세 물방울 발생기(10)를 모두 포함한다.

선행기술의 음이온 발생장치들은 본 발명의 초미세 물방울 발생기 실시예(도 2, 도 3, 도 4, 도 5)와 달리 별도로 구비된 분사 노즐을 통하여 칸막이나 벽에 물을 고압으로 분사시켜 초미세 물방울로 분열시키는 원리를 채택하고 있어 본 발명에 비해 공간 활용성이 낮고, 초미세 물방울 발생량도 미미하여 실용적이지 못하다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 음이온 발생장치는 종래에 제안된 선행기 술의 음이온 발생장치들이 지니고 있는 모든 문제점들을 개선한 것으로, 소형화를 이루면서 음이온으로 대전된 초미세 물방울을 짧은 시간에 대량 생성시켜 주는 획기적인 음이온 발생장치이다.

본 발명의 음이온 발생장치가 이처럼 획기적인 성능을 지닐 수 있게 된 것은 물을 분열시키는 방법에 대한 발상을 전환한 데 기인하는 것으로, 이러한 발상 전환의 일환으로 초미세 물방울 발생기(10)라는 물리적 방법으로 물을 초미세 물방울로 분열, 발생시키는 장치를 제안, 적용할 수 있었던 것에 기인한다.

공기 중에 존재하는 여러 가지 오염물질 및 각종 유기물질은 양이온을 형성하고 있을 뿐만 아니라, 양이온은 세균이나 먼지, 곰팡이 및 오염된 입자들을 자유롭게 떠다니도록 해 공기를 혼탁하게 하는 반면에, 음이온은 이들 양이온을 중화, 침전, 제거함으로써 공기를 깨끗하고 신선하게 유지해 주며, 또한 인체에는 매우 유익한 영향을 다양하게 미친다.

따라서, 본 발명은 가습기나 공기청정기, 홈 사우나 장치, 무균 장치 등에 응용되어 음이온을 대량 공급해줌으로써 인체에 유익한 다양한 효능을 제공하게 된다.

Claims

오존이나 질소 산화물의 발생 없이 물리적인 방법으로 천연의 음이온만을 발생시키는 장치로서 초미세 물방울 발생기(10)를 구비하고 있고, 초미세 물방울 분열실(51) 및 기액 분리실(52), 송풍부(20, 21, 22)로 구성되어 있는 음이온 발생장치
제 1항에 있어서 초미세 물방울 발생기(10)는 여러 가지 다양한 형태와 구조로 변형될 수 있으나 근본적으로 물 유도봉(10-1)과 물 분열봉(10-3)을 구비한 것으로, 1,000~4,000rpm의 빠른 속도로 회전하는 물 유도봉(10-1)이 유도 분사시킨 물줄기를 고속 회전하는 물 분열봉(10-3)으로 파쇄, 분열시켜 음이온으로 대전된 초미세 물방울을 짧은 시간에 대량 발생시키는 음이온 발생장치
제 1항에 있어서 기액 분리실(52)은 초미세 물방울 유입구(55-1)와 물 유입 홈(55-2)이 구비된 기액 분리통(55, 도 4)에 의하여 초미세 물방울 분열실(51)과 별도 구획되어 있는 음이온 발생장치