KR20080007988A - 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법 - Google Patents

차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법 Download PDF

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KR20080007988A
KR20080007988A KR1020060067313A KR20060067313A KR20080007988A KR 20080007988 A KR20080007988 A KR 20080007988A KR 1020060067313 A KR1020060067313 A KR 1020060067313A KR 20060067313 A KR20060067313 A KR 20060067313A KR 20080007988 A KR20080007988 A KR 20080007988A
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positive ion
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지용준
김재호
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한라공조주식회사
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Abstract

본 발명은 공기중에 포함된 악취와 각종 유해물질을 제거함과 동시에, 살균효과를 발휘하여 차실내의 환경을 항시 쾌적하게 유지시킬 수 있도록 차량 배터리 온, 차량 시동시 또는 차량 시동후 블로어 작동시에만 전자방사에 의해 다량의 클러스터 음/양이온을 발생시킬 수 있는 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은, 고전압 펄스를 발생시키는 고전압발생부와, 이 고전압발생부의 측부위에 형성되어 블로어 유닛, 증발기 및 히터코어를 구비하는 공조케이스에 고정되는 본체; 차량의 시동스위치에 접속하여 상기 고전압발생부에 각각 연결된 음(-)극선과 양(+)극선으로 된 전원입력부; 상기 고전압발생부에 연결되는 제1 고전압출력선과, 상기 고전압출력선의 끝단에 형성되어 있고, 상기 공조케이스 내부에 설치되는 음이온발생부로 이루어지는 제1 방전전극; 상기 제1 고전압출력선과 일정 간격(d)을 두고 상기 고전압발생부에 연결되는 제2 고전압출력선과, 상기 제2 고전압출력선의 끝단에 형성되어 있고, 상기 공조케이스 내부에 설치되는 양이온발생부로 이루어지는 제2 방전전극; 을 포함하는 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법에 있어서, (a)차량 시동스위치가 온(ON)되었는지를 판단하는 단계; (b)상기 (a)단계에서 시동스위치가 온되었다고 판단되면, 상기 전원입력부에 전원이 인가되었는지를 판단하는 단계; (c)상기 (b)단계에서 전원입력부에 전원이 인가되었다고 판단되면, 클러스터 음/양이온 발생기를 작동시켜 상기 전원 입력부를 통하여 고전압발생부로부터 인가되는 고전압 펄스에 의해 전자방사되는 클러스터(Cluster) 음이온과 양이온을 상기 음이온발생부와 양이온발생부를 통하여 공조케이스 내부로 방출하여 공기를 정화하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
자동차, 차량, 공조장치, 케이스, 클러스터, 음이온, 양이온, 음/양이온, 플라즈마, 전자방사, 탈취, 살균, 공기청정기, 공기정화, 제어방법

Description

차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법{Control Method of Cluster Negative/Positive Ion Generator for Car Air Conditioning System}
도 1은 일반적인 자동차 공조장치의 내부를 나타낸 개략 단면도.
도 2는 종래에 의한 음/양이온 발생기를 이용한 공기조절장치를 나타낸 개락 단면도.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따라 클러스터 음/양이온 발생기를 자동차 공조장치에 장착한 상태를 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명에 의한 클러스터 음/양이온 발생기의 구성도.
도 5는 도 3에서의 A부분의 확대 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 클러스터 음/양이온 발생기의 개략적인 제어회로도.
도 7은 본 발명에 의한 클러스터 음/양이온 발생기의 동작과정을 나타낸 흐름도.
도 8은 본 발명에 의한 클러스터 음/양이온 발생기의 다른 개략적인 제어회로도.
도 9는 본 발명에 의한 클러스터 음/양이온 발생기의 다른 동작과정을 나타낸 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 공조케이스 13 : 블로어 유닛(Blower Unit)
16 : 에어필터(Air Filter) 17 : 증발기
30 : 클러스터(Cluster) 음이온 발생기 30a : 개구부
30a-1 : 제1 개구 30a-2 : 제2 개구
31 : 고전압발생부 32 : 체결부
33 : 본체 34 : 전원입력부
35 : 제1 방전전극 35a : 제1 고전압출력선
35b : 음이온발생부 36 : 제2 방전전극
36a : 제2 고전압출력선 36b : 양이온발생부
37 : 록킹부 37b, 37c : 날개부
40-1, 40-2 : 홀더(Holder) 41 : 덮개부
42 : 돌출부 43 : 손잡이
본 발명은 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인체에 유해한 2차 오염물질을 발생시킴이 없고, 또한 방전소음을 일으킴이 없이 전자방사에 의해 다량의 음이온 및 양이온을 차실내 전부분에 고르게 발산되게 함으로써, 공기중에 포함된 악취와 각종 유해물질을 제거함과 동시에, 살균효과를 발휘하여 차실내의 환경을 항시 쾌적하게 유지시킬 수 있도록 차량 배 터리 온(ON), 차량 시동시 또는 차량 시동후 블로어 작동시에만 클러스터 음/양이온을 발생시키는 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법에 관한 것이다.
최근에는, 자동차 보유대수의 증가와 더불어 대기환경이 더욱 열악해짐에 따라, 자동차 실내를 쾌적한 상태로 유지하고자 하는 욕구가 점차 증대되고 있다.
일반적으로, 자동차 주행시에는 도로에서 발생되는 먼지, 분진, 꽃가루 등의 세균성 미립자와, 오염된 공기중에 존재하는 아황산가스(SO2), 질소화합물(NOX),일산화탄소(CO) 등의 각종 유해물질이 자동차 내부로 유입되게 된다. 특히 날씨가 춥거나 습한날에 히터나 에어콘을 가동하게 되면, 이때 발생되는 악취와 세균성 미립자가 캐빈(Cabin)이라 불리는 차동차 실내로 그대로 유입됨으로써, 운전자나 탑승자에게 불쾌감을 주게 된다.
이에 따라, 자동차용 공조장치에는, 상기와 같은 세균성 미립자나 유해물질이 차실내로 유입되는 것을 방지하여 운전자나 탑승자에게 정화된 공기를 공급하기 위한 에어필터가 장착되어 있다.
도1은 일반적인 자동차용 공조장치의 내부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도1에 도시된 바와 같이, 일반적인 자동차용 공조장치는, 자동차 실내공기 또는 실외공기를 내/외기 전환도어(103)의 개폐선택에 따라 내기유입구(101) 또는 외기유입구(102)를 통하여 공조케이스(100)내로 선택적으로 흡입하기 위한 블로어 유닛(Blower Unit, 104)과, 전동모터(105)의 구동에 의해 상기 블로어 유닛(104)으 로부터 송풍되는 공기를 냉각시키는 증발기(106)와, 상기 증발기(106)와 인접되게 설치되어 공기를 가열시키는 히터코어(Heater Core, 107)와, 상기 증발기(106)와 상기 히터코어(107) 사이에 설치되어 개폐각도에 따라 차실내로 토출되는 공기의 온도를 조절하기 위한 템프도어(Temp Door, 108)와, 상기 템프도어(108)의 개폐선택에 따라 냉각 또는 가열된 공기를 차실내의 각 부위로 토출하기 위하여, 차실내의 각 부위와 연결된 다수의 벤트(Vent, 109, 1110, 111)들과, 상기 벤트(109, 110, 111)들을 통하여 토출되는 공기의 유동방향을 선택적으로 변경시키기 위한 다수의 모드도어(Mode Door, 112, 113, 114)로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 자동차 공조장치에서는, 상기 블로어 유닛(104)의 전동모터(105)의 구동에 의해 공조케이스내(100)로 흡입된 공기를, 템프도어(108)에 의해 냉매가 흐르는 증발기(106) 또는 차량 엔진의 냉각수가 흐르는 히터코어(107)로 선택적으로 통과시켜 열교환시킨 후, 차량 실내의 각 부위와 연결된 벤트들(109, 1110, 111)을 통하여 냉기 또는 온기상태로 차량 실내의 여러방향으로 분배함으로써, 차량 실내의 냉난방이 이루어진다.
위와같은 자동차 공조장치에 있어서, 차실내로 유입되는 공기를 정화하기 위해 외기유입구(101)측, 블로어 유닛(104)의 상류측 또는 블로어 유닛(104)과 증발기(106) 사이에는 에어필터(Air Filter, 115)가 고정설치되어 있다.
이러한 에어필터(115)의 종류로는, 먼지 등의 세균성 미립자를 여과하는 먼지제거 필터와, 악취 등의 냄새성분을 제거하는 냄새제거 필터와, 상기 먼지제거 필터와 냄새제거 필터를 일체화한 통합필터가 있다. 이중, 상기 냄새제거 필터 또 는 상기 통합필터는, 외기유입모드 또는 내기순환모드시에 소취 또는 탈취를 행하기 위하여, 일례로서 활성탄입자를 이용하여 공기중의 유해물질을 물리적으로 흡착하여 여과하도록 구성되어 있다.
그런데, 상기한 바와 같은 필터는 일정 사용기간이 경과되면, 냄새성분 등이 활성탄의 미세한 세공속에 흡착포집되어 포화상태까지 도달하게 되고, 그로 인해 필터의 흡착력이 점차적으로 상실되어 고온상태에서 흡착된 냄새성분 등이 차실내로 일부 재방출됨으로써, 결국 탑승자에게 불쾌감을 주게 된다. 특히, 하절기 장마철에 실내를 외부와 밀폐시킨 상태에서 주행하는 경우에는, 외기로부터 유입되는 고온의 공기로 인해 필터의 흡착력에 한계가 있고, 필터 표면에 흡착된 냄새성분 등이 쉽게 탈착됨으로써, 에어컨 가동시 악취가 차실내로 바로 유입됨에 따라 차실내의 공기 청정도가 크게 저하되는 문제점이 있었다.
더욱이, 이러한 필터는, 운전자 또는 탑승자가 의도하는 차실내의 공기정화 상태와 무관하게 단순히 필터링하는 기능밖에 할 수 없으므로, 차실내 공기가 혼탁하더라도 어떠한 역할을 할 수 없는 문제점도 있었다.
이에 따라, 운전자 또는 탑승자는, 자주 창문을 열어 환기를 시키거나, 공기청정기를 차실내의 적정위치, 예를들면, 자동차 전방의 인스트루먼트 패널(Instrument Panel) 또는 자동차의 뒷좌석 후방의 선반 등에 별도로 설치하여 차실내 공기를 정화하도록 하고 있다.
최근에는, 건강측면을 고려하여 차실내에 인체에 유익한 음이온을 방출시킬 수 있도록 음이온발생기를 포함하는 공기청정기를 많이 사용하고 있는 추세에 있 다.
그런데, 이러한 음이온 발생기는, 고전압을 인가함으로써 양극 사이에 방전이 일어나는 무성방전(無聲放電)으로 인해, 음이온 생성시 산화성이 높고 인체에 유해한 영향을 끼치는 오존(O3)도 발생시키는 결과를 초래하였다.
상기 무성방전에 의한 오존 발생에 대한 기본반응식을 나타내면 다음과 같다.
O2 + e- → O + O + e-
O + O →O2
O + O2 + M →O3 + M
O2 + O2 → O3 + O
이와같이 산소는 방전을 통해 오존이 생성되고, 생성된 오존을 오염물질과 작용하여 산소로 환원된다. 이러한 오존은 산화제로 사용될 때 유해 잔류물을 전혀 남기지 않고, 살균력이 매우 강하여 박테리아와 바이러스 균을 제거하며 강력한 표백작용을 가질 뿐만 아니라, 담배연기 및 기타 악취를 내는 가스, 각종 유해물질 등의 유기물질과 반응하여 무해화시키는 작용을 갖는 이점이 있으나, 인체에 유해한 작용을 일으키기도 한다.
이러한 오존은 어린이, 노약자, 심장병환자 등에게 심각한 영향을 미치는데, 오존농도가 0.1ppm 올라가면 사망자 수가 7%나 늘어난다는 연구결과가 나올 정도로 위험한 기체중의 하나이다. 이런 이유로 각국에서는 오존의 허용농도를 지정하여 강력하게 규제하고 있는 실정이다.
이와같이, 종래의 음이온 발생 공기청정기는, 무성방전에 의해 음이온을 발생시킴과 동시에 부산물인 오존을 필연적으로 발생시키는 문제점이 있었고, 특히, 상기와 같은 오존 발생을 줄이기 위해서는 낮은 전압을 사용하여야 하나, 이러한 경우 오히려 음이온이 적게 발생됨으로써, 원래 의도하는 차실내의 공기정화의 효과를 충분히 발휘할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 일본특개 제2005-71715호에는 음이온 발생만으로 공기중의 부유 세균을 효과적으로 제거할 수 없다는 점에 근거하여 음이온 이외에 양이온도 함께 발생시키도록 하여 공기를 정화하기 위한 음/양이온 발생기를 구비한 공기조절장치가 개시되어 있다.
도 2는 상기한 종래기술에 의한 음/양이온 발생기를 구비한 공기조절장치의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 종래기술에 의한 음/양이온 발생기(306)는, 공기조절장치(300) 내부의 송풍팬(301)의 하류측에 설치되어 있고, 평판형상의 유전체(302)와, 그 유전체(302)를 사이에 두고 대향하는 접지전극(303) 및 인가전극(304)과, 전압인가수단(305)으로 구성되어 있다.
상기 종래기술은 이러한 구조를 갖는 음/양이온 발생기를 이용하여 공기를 정화시키도록 한 것이다. 즉, 전압인가수단에 의해 인가전극에 양극과 음극의 전압을 교대로 인가하면, 유전체(302)가 분극을 일으켜서 접지전극에 접해 있는 공기 층에 플라즈마 방전을 발생시킨다. 이에 따라 접지전극 근방에 플라즈마 영역이 형성되어 공기 중의 물분자나 산소분자를 전리 또는 해리시킴으로써 음이온(O2 -)과 양이온(H3O+)을 발생시키고, 이렇게 발생된 음이온과 양이온은 송풍팬에 의해 적정 공간으로 송풍되면서 공기 중에 부유하고 있는 각종 균류, 유해물질 및 악취 등을 클러스터(cluster) 형태로 둘러싸서 무해화시킴으로써 공기를 정화하게 된다
그러나, 상기 종래기술에 의한 음/양이온 발생기는 유전체로서 세라믹 칩을 사용하여 그 유전체를 공기 중에 플라즈마를 직접적으로 방전하도록 하는 플라즈마 방전방식이기 때문에, 방전소음이 발생되는 문제점이 있고, 또한 좁은 지역에서 공기정화효율이 높은 반면 넓은 지역에서 공기정화효율이 낮다는 문제점이 있었다.
특히, 플라즈마 방전에 따라 이온 발생량이 적을 뿐만 아니라, 발생된 이온이 공기중의 활성산소(O+)와 반응하면서 인체에 유해한 오존(O3), 질소산화물(NOx) 등의 2차 오염물질을 발생(예: O2 - + O+ → O3 )시킴으로써, 역효과를 초래하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 인체에 유해한 2차 오염물질을 발생시킴이 없고, 또한 방전소음을 일으킴이 없이 전자방사에 의해 다량의 음이온 및 양이온을 차실내 전부분에 고르게 발산되게 함으로써, 공기중에 포함된 악취와 각종 유해물질을 제거함과 동시에, 살균효과를 발휘하여 차실내의 환경을 항시 쾌적하게 유지시킬 수 있도록 차량 배터리 온(ON), 차량 시동시 또는 차량 시동후 블로어 작동시에만 클러스터 음/양이온을 발생시키는 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,
고전압 펄스를 발생시키는 고전압발생부와, 이 고전압발생부의 측부위에 형성되어 블로어 유닛, 증발기 및 히터코어를 구비하는 공조케이스에 고정시키기 위한 체결부를 구비하는 본체;
차량의 시동스위치에 접속하여 상기 고전압발생부에 각각 연결된 음(-)극선과 양(+)극선으로 된 전원입력부;
상기 고전압발생부에 연결되는 제1 고전압출력선과, 상기 고전압출력선의 끝단에 형성되어 있고, 상기 공조케이스 내부에 설치되는 음이온발생부로 이루어지는 제1 방전전극; 및
상기 제1 고전압출력선과 일정 간격(d)을 두고 상기 고전압발생부에 연결되는 제2 고전압출력선과, 상기 제2 고전압출력선의 끝단에 형성되어 있고, 상기 공조케이스 내부에 설치되는 양이온발생부로 이루어지는 제2 방전전극;
을 포함하는 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법에 있어서,
(a)차량 시동스위치가 온(ON)되었는지를 판단하는 단계;
(b)상기 (a)단계에서 시동스위치가 온되었다고 판단되면, 상기 전원입력부에 전원이 인가되었는지를 판단하는 단계;
(c)상기 (b)단계에서 전원입력부에 전원이 인가되었다고 판단되면, 클러스터 음/양이온 발생기를 작동시켜 상기 전원입력부를 통하여 고전압발생부로부터 인가되는 고전압 펄스에 의해 전자방사되는 클러스터(Cluster) 음이온과 양이온을 상기 음이온발생부와 양이온발생부를 통하여 공조케이스 내부로 방출하여 공기를 정화하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (b)단계는 상기 (a)단계에서 차량 시동스위치가 온되었다고 판단된 후에 FATC 가동에 의해 블로어가 온되었는지를 판단하는 단계; 및 이 전 단계에서 블로어가 온되었다고 판단되면, 상기 전원입력부에 전원이 인가되었는지를 판단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (a)단계는 배터리가 온되었는지를 판단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 실시예는 본 발명에 의한 클러스터 음/양이온 발생기를, 블로어 유닛, 증발기 및 히터코어가 독립적으로 구성된 쓰리 피스 타입(Three Piece Type) 공조장 치에 적용한 것이다.
이러한 구조를 갖는 공조장치의 공조케이스(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 블로어 유닛(13)을 포함하는 제1 케이스(10a), 에어필터(16)와 증발기(17)를 포함하는 제2 케이스(10b), 히터코어(미도시)를 포함하는 제3 케이스(10c)로 이루어져 있다.
상기 제1 케이스(10a)는, 공기입구측에 형성된 내기유입구(11)와 외기유입구(12)의 개도를 제어하는 내외기전환도어(미도시)와, 전동모터(14)에 의해 내외기유입구로(11, 12)부터 내외기(이하, 간략히 '공기' 라 함)를 유입하여 증발기(17)측으로 송풍하는 블로어 유닛(13)을 구비하고 있다.
상기 제2 케이스(10c)는 상기 제1 케이스(10a)의 송풍덕트(15)에 연결설치되어 있고, 그 내부에 블로어 유닛(13)에 의해 송풍된 공기를 냉각하기 위한 증발기(17)와, 상기 송풍된 공기중에 포함된 이물질을 흡착제거하기 위한 에어필터(16)를 구비하고 있다.
또한, 상기 제3 케이스(10c)는, 입구단이 상기 제2 케이스(10b)의 출구측과 연결설치되어, 상기 증발기(17)를 거쳐 유입된 공기를 온도조절용 도어(미도시)에 의해 선택적으로 열교환하기 위한 히터코어(미도시)를 구비하고, 출구단에는 자동차 실내의 각 부위로 공기를 토출하기 위한 다수개의 벤트(18, 19, 20)들이 설치되어 있다.
이러한 구조를 갖는 공조장치에 있어서, 본 발명은 차실내를 냉방 또는 난방하기 위해 에어컨 또는 히터를 가동할 때, 공조케이스내로 유입되는 공기에 음이온 과 양이온을 함께 유동시켜 차실내 공기를 살균 및 정화시켜 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있도록 클러스터 음/양이온 발생기(30, 도 4 참조)를 설치한 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명에 의한 클러스터 음/양이온 발생기(30)는, 종래의 코로나방전 방식 또는 플라즈마 방전 방식과는 달리, 양(+)극과 음(1)극을 갖는 한쌍의 방전전극을 설치하여 대기를 유전체로 하여 상기 방전전극으로부터 전자를 방전시키는 전자방사 방식을 채용하고 있다. 즉, 상기한 클러스터 음/양이온 발생기(30)는, 한쌍의 방전전극에 고전압 펄스(고전압이지만 에너지량이 작은 펄스)를 인가하여 공기 중에 직접 전자를 방사시킴으로써, 방사소음을 일으키는 일 없이 방사된 전자가 공기 중의 산소 및 수분과 결합되면서 다량의 클러스터(Cluster) 음이온과 양이온을 발생시키면서도 인체에 유해한 오존, 질소 산화물 등의 2차 오염물질을 발생시키지 않는 이온발생기이다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 이러한 클러스터 음/양이온 발생기의 구조를 밑면에서 바라본 상태로 도시한 것이다. 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 클러스터 음/양이온 발생기는, 고전압 펄스를 발생시키는 고전압발생부(31)와 상기 고전압발생부(31)의 측부위에 각각 형성되어 체결공(32a)을 갖는 체결부(32, 도면에서는 2개만 도시되어 있음)를 구비하는 본체(33); 상기 고전압발생부(31)의 상단 일측에 각각 연결된 음(-)극선(34a)과 양(+)극선(34b)으로 된 전원입력부(34); 상기 고전압발생부(31)의 하면 일측에 각각 연결된 한쌍의 방전전극(35, 36)으로 구성되어 있다.
상기 한쌍의 방전전극(35, 36)은, 상기 전원입력부(34)를 통하여 고전압발생부(31)로부터 인가되는 고전압 펄스에 의해 방전되는 다량의 전자에 의해 클러스터 음이온을 발생시킬 수 있도록, 상기 고전압발생부(31)에 연결된 소정 길이의 제1 고전압출력선(35a)과 상기 제1 고전압출력선(35a)의 끝단에 다양한 금속성분의 합금으로 구성된 금속섬유 형태를 갖는 소정 길이의 음이온발생부(35b)로 이루어진 제1 방전전극(35); 및 상기 전원입력부(34)를 통하여 고전압발생부(31)로부터 인가되는 고전압 펄스에 의해 방전되는 다량의 전자에 의해 클러스터 양이온을 발생시킬 수 있도록, 상기 제1 고전압출력선(35a)과 일정 간격(d)을 두고 상기 고전압발생부(31)에 연결된 제2 고전압출력선(36a)과 상기 제2 고전압출력선(36a)의 끝단에 다양한 금속성분의 합금으로 구성된 금속섬유 형태를 갖는 양이온발생부(36b)로 이루어진 제2 방전전극(36)으로 구성되어 있다.
상기 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)는, 각각 방전의 표면적을 넓게하기 위하여 브러쉬(Brush)형상으로 이루어져 있고, 상기 고전압발생부(31)의 전압크기에 따라 음이온과 양이온의 발생량을 적의 조절할 수 있다.
여기서, 상기 제 방전전극(35)과 상기 제2 방전전극(36)간의 간격(d)은 전기 안전성, 살균성(또는 항균성) 및 이온발생량을 고려하여 2∼5cm 범위 내를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 간격(d)이 2cm 미만인 경우에는, 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)로부터 이온발생시 브러쉬간의 접촉으로 인한 스파크 등의 위험성이 있다. 또한 상기 간격(d)은 5cm를 초과하는 경우에는, 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)로부터 발생되는 이온이 넓게 분산되어 살균성이 저하되는 문제 가 있다. 바람직하게는, 상기 제1 방전전극(35)과 상기 제2 방전전극(36)간의 간격(d)은 3cm이다.
한편, 상기 제1 고전압출력선(35a)과 제2 고전압출력선(36a)이 설치되는 고전압발생부(31) 하면에는, 원형의 제1 개구(30a-1)와 제1 개구(30a-1)의 양측에 수평방향으로 연장 형성된 제2 개구(30a-2)로 이루어진 개구부(30a)가 형성되어 있다. 상기 제1 고전압출력선과 제2 고전압출력선의 일정 부위에는, 상기 개구부(30a)에 회전방식에 의해 해제가능하게 록킹되도록 상기 제1 개구부(30a-1)의 형상에 대응하는 원통체(37a)와 그 원통체(37a)의 양측 상하에 일정 간격을 두고 상기 제2 개구부(30a-2)에 대응하여 수평방향으로 각각 돌출된 상·하 날개부(37b, 37c)를 갖는 록킹부(37)가 일체로 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 상기 록킹부(37)는 상기 날개부(37a, 37b)를 상기 제2 개구(30a-2)와 나란한 방향으로 배치하고 상기 날개부(37a, 37b) 중 아래쪽의 날개부(37b)만이 고전압발생부(31)의 내부에 삽입되도록 한 후에, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이 90°회전하게 되면, 상기 날개부(37a, 37b) 중 윗쪽의 날개부(37a)의 하면이 상기 고전압발생부(31)의 상면에 지지됨으로써 체결되게 된다. 또한 상기 록킹부(37)는 상기한 동작의 역순으로 하게 되면, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이 상기 개구부(30a)로부터 해제될 수 있다.
이와 같은 구조의 록킹부(37)를 설치하는 이유는, 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를 공기정화 대상 위치에 설치하고자 할 때, 그 록킹부(37)의 윗쪽으로 소정 길이를 갖는 제1 고전압출력선(35a)과 제2 고전압출력선(36a)이 짧아 그 위치에 설치하기가 곤란한 경우에, 상술한 바와 같이 록킹부(37)를 해제하여 고전압발생부(31) 내에 수용된 여분의 제1 고전압출력선(35a)과 제2 고전압출력선(36a)을 밖으로 인출하여 그 길이를 적절하게 조절하기 위한 것이다.
본 발명에서는, 이렇게 공기정화대상 위치에 설치되는 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를 통하여 음이온과 양이온을 동시에 발생시킴은 물론, 필요시 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b) 중 어느 하나만을 제어하여 음이온 또는 양이온만을 발생시킬 수 있도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 클러스터 음/양이온 발생기(30)는, 상기 고전압발생부(31)를 통하여 제1 방전전극(35)의 음이온발생부(35b)와 제2 방전전극(36)의 양이온발생부(36b)에 전기에너지를 가함으로써 상기 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)의 넓은 표면적에 걸쳐 공기에 전자방사를 일으키면서 공기 중의 산소 및 수분과 결합되면서 다량의 클러스터 음이온과 양이온을 생성하는 것이다. 따라서, 공기 중에 포함된 각종 세균, 곰팡이 박테리아, 및 악취 등의 유해물질은 이러한 클러스터 음이온과 양이온에 의해 확실하게 제거되게 된다.
이와 같은 클러스터 음이온 및 양이온 발생 메커니즘에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 고전압발생부(31)를 통하여, 상기 제1 방전전극(35)의 음이온발생부(35b)에 강한 음전기인 고전압 펄스전류를 가하여 공기 중으로 전자방사시키면, 열에너지와 함께 방출된 전자에 의하여 공기 중의 수분(H2O)은 결합이 떨어져서 식(1)과 같이 수소와 음이온을 생성하고, 이와 동시에 상기 제2 방전전극(36)의 양이온발생부(36b)에 강한 양전기인 고전압 펄스전류를 가하여 공기 중으로 전자방사시키면, 공기 중의 수분(H2O)은 전자를 빼앗아 식(2)와 같이 산소와 양이온을 생성한다.
2H2O + e- → 4H + O2 - ‥‥ (1)
2H2O → 4H+ + O2 + e- ‥‥ (2)
상기와 같이 공기 중에 토출된 음이온(O2 -)과 양이온(H+)은 불안정하기 때문에 공기 중의 물분자들과 결합하여 포도송이 형태와 같은 클러스터 이온, 즉 H3O+(H2O)n(n은 임의의 자연수)와 O2 -(H2O)m(m은 임의의 자연수)을 형성한다.
이러한 클러스터 이온은 공기 중에 부유하고 있는 유해물질을 둘러싸서 주위의 물분자와 화학반응하여 식(3) 및 식(4)와 같이 활성종인 과산화수소(H2O2), 인산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(·OH)를 생성한다.
H3O+(H2O)n + O2 -(H2O)m → ·OH + H2O2 + (n+m)H2O ‥‥ (3)
H3O+(H2O)n + O2 -(H2O)m → HO2 + H2O + (n+m)H2O ‥‥ (4)
이렇게 생성된 과산화수소(H2O2), 인산화수소(HO2) 또는 히드록시 라디칼(· OH)은 강력한 활성을 나타내기 때문에, 공기 중의 각종 유해물질 또는 악취의 세포막에 있는 수소(H)를 빼앗아 물분자(H2O)로 변환되며, 이 때 세포막에서 수소(H)를 제거당한 유해물질 및 악취는 세포막이 파괴되어 비활성화되고 무해한 물질로 전환된다.
이와같이, 본 발명에 의한 클러스터 음/양이온 발생기(30)는, 다량의 클러스터 이온을 발생시키되, 오존(O3)과 질소산화물(NOx) 등의 2차 오염물질을 발생시키지 않도록 하여, 탈취, 살균 효과 이외에, 인체의 신진대사 활동에 유익한 공기를 지속적으로 방출하도록 한 것이다.
따라서, 본 발명은, 종래와 같이 별도의 공기청정기를 사용할 필요 없이, 상기한 바와 같은 기능을 하는 클러스터 음/양이온 발생기를 공조장치에 설치함으로써, 공조장치 내부에 설치된 에어필터와 함께 완전하게 정화된 공기를 차실내로 방출할 수 있는 이점이 있다. 더욱이, 본 발명에 의하면, 에어필터를 제거하고 클러스터 음/양이온 발생기만을 설치함으로써 의도하는 효과를 충분히 발휘할 수 있다.
이러한 클러스터 음/양이온 발생기(30)는, 공조장치에 설치함에 있어서 살균 및 정화처리 대상에 따라 여러 곳에 장착될 수 있다.
일례로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 케이스(10a)내의 블로어 유닛(13)의 전방에 설치함으로써, 상기 블로어 유닛(13)에 의해 제1 케이스(10a)내로 최초 도입되는 공기를 원천적으로 정화시킬 수 있다.
여기서, 상기 클러스터 음/양이온 발생기(30)를 상기 제1 케이스(10a)에 장착함에 있어서, 그 본체는 체결부(32)를 통하여 체결되는 나사 등의 고정수단에 의해 제1 케이스(10a)의 외부 저면에 고정설치하고, 상기 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)만이 제1 케이스(10a)내에 삽입되도록 설치되는 것이 바람직하다.
도 5는 이러한 방식으로 조립된 상태에서 음이온발생부(35b) 또는 양이온발생부(36b)가 케이스 내부에 설치된 구조를 단면형태로 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)는, 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를 각각 지지하는 별도의 홀더(40-1, 40-2)를 이용하여 상기 제1 케이스(10a)의 소정위치에 일정 거리를 두고 형성된 각각의 삽입공(도시하지 않음)을 통하여 각각 삽입되는 상태로 조립된다.
상기 홀더(40-1, 40-2)는 각각의 삽입공을 밀폐할 수 있도록 상기 각각의 삽입공의 내경보다 큰 외경을 갖는 덮개부(41)와, 상기 덮개부(41)의 일면에 일체로 결합되어 상기 삽입공의 길이만큼 돌출되어 있고, 상기 삽입공에 삽입되도록 상기 덮개부(41)의 외경보다 작고 상기 삽입공의 내경과 거의 상응하는 외경을 갖는 원통형상의 돌출부(42)와, 상기 덮개부(41)의 타면에 돌출되는 상태로 일체로 결합되어 조립작업시 파지하기 위한 판형의 손잡이부(43)로 구성되어 있다.
이와 같이 조립된 상태에서, 브러쉬 형태의 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를 제1 케이스(10a) 내면으로 돌출 설치하게 되면, 그 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)에 의해 발생되는 클러스터 음/양이온이 제1 케이스(10a) 내부로 직접 방출됨으로써, 제1 케이스(10a)내로 도입되는 공기, 특히 외부공기에 의해 케 이스 주위에 부착된 부식생성 유발원소인 SOX, NOX 등의 유해물질을 클러스터 음이온에 의해 제거할 수 있고, 에어필터(16)측으로 방출되는 악취도 미리 제거할 수가 있다.
특히, 본 발명에 의하면, 상기 클러스터 음/양이온 발생기의 전원입력부(31)를, 차실내의 인스트루먼트 패널에 설치된 컨트롤 스위치(Control Switch)에 전기적으로 연결하여 냉방 또는 난방가동시 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를통하여 자동적으로 방출되는 음이온과 양이온의 발생을 제어할 수가 있다. 또는, 상기 전원입력부(31)를 시동스위치(IGN)에 접속하여 시동스위치(IGN)의 온/오프(ON/OFF) 여부를 판단하여 그 시동스위치(IGN)가 온되었을 때, 즉 차량이 시동되었을 때, 후술하는 바와 같은 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를 통하여 클러스터 음이온과 양이온을 항시 지속적으로 발생시키도록 제어할 수 있다(도 6 및 도 7 참조).
또 한편으로는, 상기 전원입력부(31)를 시동스위치(IGN)에 접속하여 FATC의 가동에 의해 블로어의 온/오프 여부를 판단하여 블로어가 온되었을 때, 그 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를 통하여 클러스터 음이온과 양이온을 항시 지속적으로 발생시키도록 제어할 수도 있다(도 8 및 도 9 참조).
여기서, 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)는 엔진이 구동되지 않더라도, 배터리를 온(ON)하는 위치로 차량 시동 스위치를 설정하는 경우, 즉 라디오나 블로어와 같은 전장품을 작동할 수 있는 조건하에서 제어되도록 할 수 있다.
상기 FATC는, 운전자가 요구하는 실내온도만을 설정하게 되면, 외부의 조건에 따라 모드, 풍량 등이 프로그램된 마이컴(Micom)에 의해 자동으로 제어되는 전자동 온도조절시스템(Full Auto Temperature Control System)으로서, 최근의 자동차의 고급화 추세에 따라 조작성과 편리성을 위해 고급승용차에 많이 적용되고 있다.
이러한 FATC는, 내기온도, 외기온도, 증발기, 히터코어의 수온 등을 감지하는 각종 센서(Sensor) 및 컨트롤 스위치 등의 입력신호를 받아 프로그램된 마이컴(Micom)에서 논리적 연산을 통해 각종 모듈 모터(모드도어 모터, 템프도어 모터, 내외기도어 모터, 블로어 모터)를 제어함으로써, 실내온도를 운전자의 설정온도 상태로 유지시켜 공조모드를 수행하도록 이루어져 있다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 FATC를 가동한 후에 FATC로부터 블로어의 온(ON) 신호를 받았을 때만 음이온과 양이온을 발생시키도록 하여 차실내에 보다 쾌적한 공기정화를 발휘할 수 있도록 한 것이다.
한편, 상기 클러스터 음/양이온 발생기(30)는, 에어필터 전면부측에 배치하도록 설치함으로써, 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)에 의해 발생되는 다량의 음/양이온이 에어필터(16) 표면측으로 직접 방출되어 에어필터(16)에 부착된 오염물질 및 냄새성분을 제거함과 함께 살균처리하면서 공조케이스(10)내로 골고루 확산됨에 따라, 에어필터(16)의 수명을 연장시킬 수 있음은 물론, 여름철과 같이 외기로부터 유입되는 고온의 공기로 인해 에어필터(16) 표면에 흡착된 냄새성분 등이 재방출 되는 현상을 근본적으로 방지할 수 있어, 차량 배터리 온, 차량 시동시 또는 차량 시동후 블로어 가동시에 차실내의 공기 정화효과를 대폭 향상시킬 수가 있다.
또한, 상기 클러스터 음/양이온 발생기(30)는, 증발기(17)의 전면부측 또는 증발기(17)의 후면부측에 배치하도록 설치할 수도 있다. 즉, 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를 증발기(17)의 전면부측에 위치시킬 경우에는, 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)에 의해 발생되는 다량의 음/양이온에 의해 증발기(17) 표면에 부착된 오염물질 및 냄새성분을 제거함과 함께 살균처리할 수 있으므로, 증발기(17)의 냉각효율을 증대킬 수 있을 뿐만 아니라 차실내의 공기 정화효과도 대폭 향상시킬 수가 있다. 그리고, 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를 증발기(17)의 후면부측에 위치시킬 경우에는, 에어필터(16)를 통하여 1차적으로 정화된 후에 공조케이스(10)내의 벤트(18, 19, 20)들을 통하여 차실내로 토출되는 공기와 함께 인체에 유익한 다량의 음이온과 양이온이 차실내에 직접 방출됨으로써, 차실내의 담배연기, 음식물 냄새 등의 각종 냄새성분를 확실하게 제거함과 함께, 살균처리할 수 있으므로, 배터리 온, 차량 시동시 또는 차량 시동후 블로어 가동시에 차실내 공기를 더욱 맑게 정화시킬 수가 있다.
특히, 본 발명에서는, 1개의 클러스터 음/양이온 발생기 본체(33)에 각각 연결된 제1 고전압출력선(35a)과 제2 고전압출력선(36a)을 다수개로 분기하여 그 분기된 끝단에 다수개의 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를 블로어 유닛(13)의 전방, 블로어 유닛(13)과 에어필터(16) 사이, 에어필터(16)와 증발기(17) 사이, 및 증발기(17) 후방에 각각 위치되도록 고정설치할 수도 있다.
이와같이, 1개의 클러스터 음/양이온 발생기 본체(33)를 사용하여 다수개의 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)를 공조케이스(10) 내부의 각 공기유로상에 위치시킬 경우, 탈취·살균처리 및 공기정화 효과를 종합적으로 발휘할 수 있으므로, 차실내의 오염된 공기를 단시간내에 정화시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 상술한 실시예는, 에어필터가 블로어 유닛과 증발기 사이에 설치된 공조장치에 적용하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 상기 에어필터가 블로어 유닛의 전방에 설치된 경우의 공조장치에도 적용할 수가 있다. 후자의 경우, 상기 제1 고전압출력선(35a) 및 제2 고전압출력선(36a)의 소정 부위로부터 다수개 분기되어 각 끝단에 형성된 브러쉬형상의 음이온발생부(35b)와 양이온발생부(36b)는, 상기 에어필터의 전방, 상기 에어필터와 상기 블로어 유닛 사이, 상기 블로어 유닛과 상기 증발기의 사이, 또는 상기 증발기의 후방중 적어도 2곳 이상의 공기유로상에 설치될 수가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 쓰리피스 타입의 공조장치에 적용한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며, 클러스터 음/양이온 발생기를 증발기 및 히터코어가 하나의 공조케이스에 일체로 구성된 세미 센터 마운팅 타입(Semi-Center Mounting Type) 공조장치에도 적용하다는 것을 당업자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 그 변형과 응용이 가능할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 전자방사에 의해 클러스터 음/양 이온을 발생시킬 수 있는 음이온발생부와 양이온발생부를 차량 공조장치의 공조케이스 내부의 소정 위치에 설치하여 차량 배터리 온, 차량 시동시 또는 차량 시동후 블로어 작동시에만 가동되도록 함으로써, 인체에 유해한 2차 오염물질을 발생시킴이 없고, 또한 방전소음을 일으킴이 없이 전자방사에 의해 다량의 음이온 및 양이온을 차실내 전부분에 고르게 발산되게 할 수 있으므로, 자동차 주행중에 차실내의 환경을 항시 쾌적하게 유지시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 고전압 펄스를 발생시키는 고전압발생부와, 이 고전압발생부의 측부위에 형성되어 블로어 유닛, 증발기 및 히터코어를 구비하는 공조케이스에 고정시키기 위한 체결부를 구비하는 본체;
    차량의 시동스위치에 접속하여 상기 고전압발생부에 각각 연결된 음(-)극선과 양(+)극선으로 된 전원입력부;
    상기 고전압발생부에 연결되는 제1 고전압출력선과, 상기 고전압출력선의 끝단에 형성되어 있고, 상기 공조케이스 내부에 설치되는 음이온발생부로 이루어지는 제1 방전전극; 및
    상기 제1 고전압출력선과 일정 간격(d)을 두고 상기 고전압발생부에 연결되는 제2 고전압출력선과, 상기 제2 고전압출력선의 끝단에 형성되어 있고, 상기 공조케이스 내부에 설치되는 양이온발생부로 이루어지는 제2 방전전극;
    을 포함하는 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법에 있어서,
    (a)차량 시동스위치가 온(ON)되었는지를 판단하는 단계;
    (b)상기 (a)단계에서 시동스위치가 온되었다고 판단되면, 상기 전원입력부에 전원이 인가되었는지를 판단하는 단계;
    (c)상기 (b)단계에서 전원입력부에 전원이 인가되었다고 판단되면, 클러스터 음/양이온 발생기를 작동시켜 상기 전원입력부를 통하여 고전압발생부로부터 인가 되는 고전압 펄스에 의해 전자방사되는 클러스터(Cluster) 음이온과 양이온을 상기 음이온발생부와 양이온발생부를 통하여 공조케이스 내부로 방출하여 공기를 정화하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계는 상기 (a)단계에서 차량 시동스위치가 온되었다고 판단된 후에 FATC 가동에 의해 블로어가 온되었는지를 판단하는 단계; 및 이 전 단계에서 블로어가 온되었다고 판단되면, 상기 전원입력부에 전원이 인가되었는지를 판단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (a)단계는 배터리가 온되었는지를 판단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 클러스터 음/양이온 발생기의 제어방법.
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CN103721850A (zh) * 2013-12-17 2014-04-16 广州勒夫蔓德电器有限公司 一种祛除颗粒烟雾和杀菌方法

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