KR20090003269A - 이오나이저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직류식 이오나이저와 교류식 이오나이저가 각각 가지는 문제점을 해소할 수 있는 이오나이저를 제공한다.

복수의 방전 전극에 고전압을 인가하여 코로나 방전에 의해 이온을 발생시키는 이오나이저에서, 복수의 방전 전극을, 예를 들면 2군의 방전 전극(141, 142)으로 분할하고, 각각의 군에 속하는 방전 전극에 대해서는 일괄적으로 동일한 위상의 교류 전압을 인가하고, 또한 군별로 상이한 위상(예를 들면, 역위상)의 교류 전압을 컨트롤러(41, 42)에 의해 2군의 방전 전극(141, 142)에 각각 인가한다. 또는, 방전 전극에 교류 전압을 인가하기 위한 단일 컨트롤러(41)와, 컨트롤러(41)로부터 출력되는 교류 전압을 소정 위상만큼 지연시키는 지연 회로(51)를 포함하고, 컨트롤러(41)에 의해, 방전 전극(141)에 대해서는 일괄적으로 동일한 위상의 교류 전압을 인가하고, 또한 지연 회로(51)로부터 출력되는 교류 전압을 방전 전극(142)에 대하여 일괄적으로 인가한다.

Description

이오나이저 {IONIZER}

본 발명은, 방전 전극에 고전압을 인가하여 발생시킨 이온에 의해 대전물을 제전(除電)하는 이오나이저에 관한 것으로서, 상세하게 설명하면, 직류식 이오나이저 및 교류식 이오나이저가 가지는 문제점을 해소하는 이오나이저에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 이러한 종류의 이오나이저는 직류식 이오나이저 및 교류식 이오나이저로 나눌 수 있다.

직류식 이오나이저는, 일본 특허출원 공개번호 평10-64691호 공보(단락 번호 [0007]∼[0009], 도 1 등)에 기재되어 있는 바와 같이, 직류의 플러스 전압이 인가되는 방전 전극과 마이너스 전압이 인가되는 방전 전극을 교대로 배치하고, 이들 전극으로부터 양이온 및 음이온을 각각 발생시킨다.

한편, 교류식 이오나이저는, 일본 특허출원 공개번호 2003-157997호 공보(단락 [0027]∼[0036], 도 1, 도 2, 도 4 등)에 기재되어 있는 바와 같이, 각각의 방전 전극에 교류 전압을 인가함으로써 플러스 이온 및 마이너스 이온을 발생시킨다.

그리고, 일본 특허출원 공개번호 2004-178812호 공보(단락 [0019]∼[0028], 도 1, 도 2 등)에 기재되어 있는 바와 같이, 교류 전원 전압으로부터 승압 트랜스포머, 배전압 정류 회로를 통하여 생성한 직류 펄스 전압을 충전 및 방전 회로에 인가하여 펄스형의 교류 전압을 생성하고, 이 교류 전압을 방전 전극에 인가하도록 한 이오나이저도 알려져 있다.

전술한 각종 방식의 이오나이저의 장단점에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이하, 복수의 방전 전극을 직선형으로 배치한 바 타입의 이오나이저에 대하여 설명하기로 한다.

도 18은 직류식 이오나이저의 개념도이다. 도면에서, 인용 부호 11은 바 본체, 12P는 플러스의 고전압이 인가되는 방전 전극(이하, 필요에 따라 플러스측 전극이라고도 함, 12N은 마이너스의 고전압이 인가되는 방전 전극(마찬가지로 마이너스측 전극이라고도 함), 20P는 플러스 이온, 20N은 마이너스 이온을 나타내고, 플러스측 전극(12P) 및 마이너스측 전극(12N)은 바 본체(11)의 길이 방향을 따라 교대로 배치되어 있다.

그리고, 각 전극(12P, 12N)에 고전압을 인가하는 고전압 발생 회로는 도시하지 않고 있다. 또한, 도시하지 않지만, 발생 이온을 대전물(30) 방향으로 보내기 위한 에어 유로 및 에어 공급원 등을 포함할 수도 있다.

이 직류식 이오나이저에서는, 플러스측 전극(12P) 및 마이너스측 전극(12N)의 개수 혹은 인가 전압의 절대값을 동일하게 하면, 어느 순간의 플러스 이온과 마이너스 이온의 발생량이 이론적으로 같아지게 되는 반면, 바 본체(11)의 양 단부 근방의 영역 a 및 b에서는 플러스 이온(20P) 또는 마이너스 이온(20N)이 편재하므로, 대전물(3O)의 표면의 영역 a 및 b에 대응한 위치가 플러스 또는 마이너스로 대전되는 문제가 있다.

도 19는, 바 본체(11)의 길이 방향에 따른 대전물 표면에서의 위치(거리) x와 표면 전위와의 관계를 나타내고, 대전물(30)의 표면 전위가 원래 0(제로)[V]라 하더라도, 영역 a 및 b의 영향에 의해 이들에 대응하는 영역 a' 및 b'가 플러스 또는 마이너스로 대전되는 모습을 나타내고 있다.

그러므로, 대전물(30)을 균일하게 제전시키기 곤란한 문제가 있었다.

한편, 도 20은 교류식 이오나이저의 개념도이며, 도면 부호 13은 교류의 고전압이 인가되는 방전 전극을 나타내고 있다.

교류식 이오나이저에서는, 도 19에 나타낸 바와 같이 대전물(30)의 표면이 국부적으로 플러스 또는 마이너스로 대전되는 현상은 생기지 않지만, 방전 전극(13)에 인가되는 교류 전압의 주파수에 의해 대전물(30)의 표면에 도달하는 플러스 이온과 마이너스 이온에 시간적인 차이가 생긴다.

그러므로, 도 21(가로축은 시간 t를 나타냄)과 같이, 원래 플러스로 대전하고 있던 대전물(30)을 제전하는 경우, 대전물(30)의 표면에 마이너스 이온이 도달하여 제전이 촉진되는 시간 c와, 플러스 이온이 도달하여 제전이 방해받는 시간 d가 교대로 반복되게 되어, 제전 효율이 좋지 못하며, 또한 대전물(30)의 표면 전위가 일단 0[V]로 된 후에도 플러스와 마이너스의 전위 사이를 계속 왔다갔다하며 안정되지 않는다는 문제가 있다.

또한, 방전 전극에 직류 펄스 전압을 인가하는 펄스 직류식 이오나이저 혹은 교류식 이오나이저에서 인가 전압을 저주파로 하는 타입의 저주파 교류식 이오나이저에서는, 발생 이온의 도달 거리가 길어지는 반면, 전술한 직류식 및 교류식의 문 제점이 두드러지게 된다.

이들 직류식 및 교류식 양쪽 기능을 유닛의 이오나이저에 실장하여 양측의 문제점을 보완하도록 한 대책을 세웠다 하더라도, 회로 구성의 복잡화나 이오나이저 전체의 대형화 및 고비용화를 초래하는 결과가 된다.

따라서, 본 발명의 해결 과제는, 유닛으로 된 이오나이저에 의해 직류식 이오나이저 및 교류식 이오나이저가 각각 가지는 문제점을 해소하는 것에 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 청구항 1에 따른 이오나이저는, 복수의 방전 전극에 고전압을 인가하여 코로나 방전에 의해 이온을 발생시키는 이오나이저에 있어서, 복수의 방전 전극을 n개(n은 2 이상의 정수)의 군으로 분할하고, 각각의 군에 속하는 방전 전극에 대해서는 일괄적으로 동일한 위상의 교류 전압을 인가하고, 또한 군별로 서로 다른 위상의 교류 전압을 각각에 인가한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 이오나이저에 있어서, n개의 군에 대응시켜서, 방전 전극에 교류 전압을 인가하기 위한 n개의 컨트롤러를 포함하고, 각각의 컨트롤러에 의해, 각각의 컨트롤러에 대응하는 군에 속하는 방전 전극에 대해서는 각각 일괄적으로 동일한 위상의 교류 전압을 인가하고, 또한 각 컨트롤러로부터 출력되는 교류 전압의 위상을 각각 다르게 한다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 이오나이저에 있어서, 방전 전극에 교류 전압을 인가하기 위한 단일 컨트롤러와, 이 컨트롤러로부터 출력되는 교류 전압을 차례로 소정 위상만큼 지연시키는 (n-1)개의 지연 회로를 포함하고, 단일 컨트롤러에 의해, 이 컨트롤러에 대응하는 군에 속하는 방전 전극에 대해서는 일괄적으로 동일한 위상의 교류 전압을 인가하고, 또한 (n-1)개의 지연 회로로부터 각각 출력되는 교류 전압을 각각의 지연 회로에 대응하는 군에 속하는 방전 전극에 대하여 각각 일괄적으로 인가한다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 2 또는 청구항 3에 기재된 이오나이저에 있어서, 각각의 군에 속하는 방전 전극에 플러스 또는 마이너스의 직류 전압을 각각에 인가하는 직류 전압 인가 수단을 더 포함하고, 컨트롤러에 의한 교류 전압의 인가와 직류 전압 인가 수단에 의한 직류 전압의 인가를 전환 가능하게 구성한다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 이오나이저에 있어서, 상기 교류 전압이 펄스형 또는 사인파형의 교류 전압인 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재한 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 이오나이저에 있어서, 상기 교류 전압이 펄스형 또는 사인파형의 교류 전압인 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 직류식 이오나이저에서 대전물 표면이 국부적으로 플러스 또는 마이너스로 대전되는 현상이나, 교류식 이오나이저에서 대전물 표면에 플러스 이온군과 마이너스 이온군이 시간차를 가지고 도달하는 현상을 막고, 이들 현상에 기인한 제전 효율의 저하나 불안정성, 플러스 이온과 마이너스 이온의 언밸런스 상태를 해소할 수 있다.

또한, 용도에 따라 교류식, 직류식, 펄스 직류식 등으로 전용(轉用)될 수도 있으며, 매우 경제적이면서 범용성이 높은 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 구성도이다.

도 2는 제1 실시예에서의 컨트롤러의 출력 전압 파형을 나타낸 도면이다.

도 3은 제1 실시예의 동작 설명도이다.

도 4는 제1 실시예의 작용에 대한 설명도이다.

도 5는 제1 실시예에서의 대전물 표면의 위치와 표면 전위와의 관계를 나타낸 도면이다.

도 6은 제1 실시예에서의 제전 시간과 표면 전위와의 관계를 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예를 나타낸 구성도이다.

도 8은 제2 실시예에서의 컨트롤러의 출력 전압 파형을 나타낸 도면이다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예를 나타낸 구성도이다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예를 나타낸 구성도이다.

도 11은 본 발명의 제5 실시예에서의 컨트롤러의 출력 전압 파형을 나타낸 도면이다.

도 12는 본 발명의 제5 실시예를 나타낸 구성도이다.

도 13은 본 발명의 제6 실시예에서의 컨트롤러의 출력 전압 파형을 나타낸 도면이다.

도 14는 본 발명의 제6 실시예를 나타낸 구성도이다.

도 15는 본 발명의 제7 실시예를 나타낸 도면이다.

도 16은 본 발명의 제8 실시예를 나타낸 도면이다.

도 17은 본 발명의 제9 실시예를 나타낸 도면이다.

도 18은 직류식 이오나이저의 개념도이다.

도 19는 직류식 이오나이저의 대전물 표면의 위치와 표면 전위와의 관계를 나타낸 도면이다.

도 20은 교류식 이오나이저의 개념도이다.

도 21은 교류식 이오나이저의 제전 시간과 표면 전위와의 관계를 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 그리고, 이하의 각 실시예에서는 주로 바 타입의 이오나이저에 대하여 설명하지만, 제8 실시예에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 복수의 방전 전극을 원환형(圓環形)으로 배치한 타입의 이오나이저를 비롯하여, 복수의 방전 전극의 배열 형태에 관계없이 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 구성도이다. 도면에서, 바 본체(11)의 하면에는, 그 길이 방향을 따라 복수의 방전 전극(141, 142)이 배치되어 있다. 이들 방전 전극(141, 142)은 2군으로 나누어져 있고, 제1 군에 속하는 방전 전극(141, 141, …)과 제2 군에 속하는 방전 전극(142, 142, …)이 교대로 배치되어 있다.

제1 군의 복수의 방전 전극(141)은 제1 컨트롤러(41)에 일괄적으로 접속되고, 제2 군의 방전 전극(142)은 제2 컨트롤러(42)에 일괄적으로 접속되어 있다. 이들 컨트롤러(41, 42)는, 도 2에 나타낸 펄스(직사각형파)형 교류 전압을 각 방전 전극(141, 142)에 인가하기 위한 것이다. 그리고, 컨트롤러(41, 42)에 인가하는 교류 전압은 사인파형일 수도 있다.

도 2에서 명백한 바와 같이, 제1 컨트롤러(41)의 출력 전압과 제2 컨트롤러(42)의 출력 전압 사이에는 180°의 위상차 θ가 설정되어 있고, 제1 군의 방전 전극(141)에 플러스 전압이 인가되고 있는 동안에는 제2 군의 방전 전극(142)에 마이너스 전압이 인가되고, 제1 군의 방전 전극(141)에 마이너스 전압이 인가되고 있는 동안에는 제2 군의 방전 전극(142)에 플러스 전압이 인가된다.

도 3은 본 실시예의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 바 본체(11)로부터 아래쪽의 대전물(도시하지 않음) 방향으로 에어 유로가 형성되어 있다고 가정한다. 도 3은 본 발명의 일실시예이며, 청구항의 기재로부터 명백한 바와 같이 에어 유로의 유무는 본 발명의 요지가 아니므로, 에어 유로를 포함하지 않는 이오나이저에도 본 발명은 적용될 수 있다.

여기서, 에어 유로를 형성하는 경우, 에어가 바 본체(11)로부터 방전 전극(141, 142) 사이를 통과하여 대전물 방향으로 향하도록 함으로써, 인접하는 방전 전극(141, 142)으로부터 각각 발생한 플러스 이온과 마이너스 이온이 결합하는 것을 방지할 수 있다.

그런데, 양측 컨트롤러(41, 42)의 출력 전압에 도 2와 같은 위상차 θ를 가 지게 하여 방전 전극(141, 142)에 인가함으로써, 이들 전극(141, 142)으로부터 발생한 플러스 이온(20P) 및 마이너스 이온(20N)의 임의의 시각(예를 들면, t1, t2)에서의 공간 분포는 개념적으로 도 3과 같이 된다.

즉, 본 실시예에 따르면, 바 본체(11)의 전체 길이에 걸쳐서 플러스 이온 및 마이너스 이온을 시간적, 공간적으로 거의 균일하게 발생시킬 수 있다.

도 4 및 도 5는 전술한 작용을 구체적으로 설명하기 위한 도면이며, 방전 전극(141, 142)에 의해 발생한 플러스 이온(20P) 및 마이너스 이온(20N)은 도 4와 같이 시간적, 공간적으로 거의 균일하게 분포된 상태로 대전물(30)에 도달한다. 그러므로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 대전물(30)의 표면이 국부적으로 플러스 또는 마이너스로 대전될 우려가 없고, 도 19에 의해 나타낸 종래의 직류식 이오나이저가 가지는 문제점을 해소할 수 있다.

또한, 도 3 및 도 4에 시각 t1, t2로서 나타낸 바와 같이, 임의의 시각에서 플러스 이온과 마이너스 이온이 거의 균일하게 분포된 상태에서 대전물(30) 측으로 보내지므로, 대전물(30)의 표면에 플러스 이온군과 마이너스 이온군이 시간차를 가지고 도달하지 않는다.

그러므로, 만일 대전물(30)이 원래 플러스 전위로 대전하고 있었다 해도, 그 표면 전위는 도 6에 나타낸 바와 같이 서서히 0[V]에 근접해 간다. 즉, 도 6과 전술한 도 21의 비교에서 명백한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 대전물(30)의 표면 전위를 증감시키지 않고 신속하게 감소시킬 수 있으므로, 제전 효율의 향상과 제전 후의 안정화에 기여할 수 있다. 즉, 종래의 교류식 이오나이저가 가지는 문제점을 해소할 수 있다.

그리고, 도 2에 나타낸 컨트롤러(41, 42)의 출력 전압에 직류 바이어스를 인가하여 마이너스 방향의 진폭이 커지도록 설정해 두면, 방전 전극(141, 142)에 의한 발생 이온은 마이너스 이온량이 많아져서, 제전 시간을 한층 단축시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 인접하는 방전 전극(141, 142)에는, 어느 순간 서로 다른 극성의 전압이 인가되므로, 한쪽 방전 전극은 다른 쪽 방전 전극에 대하여 직류식 이오나이저에서의 대향 전극으로서 기능하게 된다. 이에 따라, 양측 전극 간에 직류식 이오나이저에서 와 같이 강한 전계가 생성되고, 보다 대량의 이온을 발생시킬 수 있다.

전술한 제1 실시예에서는, 제1 컨트롤러 및 제2 컨트롤러(41 및 42)에 의해 제1 군의 방전 전극 및 제2 군의 방전 전극(141 및 142)에 각각 펄스형의 교류 전압을 인가하고 있지만, 방전 전극을 3개 이상의 군으로 나누어서 각 군에 대응하는 개수의 컨트롤러를 설치해도 된다. 즉, 일반적으로는, 복수의 방전 전극을 n개(n은 2 이상의 정수)의 군으로 분할한 경우, n개의 군에 대응시킨 n개의 컨트롤러를 사용하여 각 군의 방전 전극에 위상을 시프트시킨 펄스형의 교류 전압을 각각에 인가하면 된다.

도 7 및 도 8은 전술한 착상에 기초한 본 발명의 제2 실시예를 나타낸 것이다.

도 7에서, 인용 부호 143은 제3 군을 구성하는 방전 전극이며, 제1 군의 방전 전극(141), 제2 군의 방전 전극(142), 제3 군의 방전 전극(143), …, 이런 식으 로 각 군의 방전 전극(141, 142, 143)이 바 본체(11)의 길이 방향을 따라 차례로 배치되어 있다.

또한, 제3 군의 복수의 방전 전극(143)은 일괄적으로 제3 컨트롤러(43)에 접속되어 있다. 그 외의 구성은 제1 실시예와 마찬가지이다.

도 8은 제1 컨트롤러∼제3 컨트롤러(41∼43)의 출력 전압 파형을 나타내고, 제1 컨트롤러(41)와 제2 컨트롤러(42)와의 출력 전압 위상차 θ1은 +90°, 제1 컨트롤러(41)와 제3 컨트롤러(43)와의 출력 전압 위상차 θ2는 +180°로 설정되어 있다.

즉, 제1 컨트롤러(41)와 제3 컨트롤러(43)는 출력 전압이 서로 역위상으로 되어 있고, 제2 컨트롤러(42)의 출력 전압의 위상은 제1 컨트롤러 및 제3 컨트롤러(41 및 43)의 출력 전압의 위상의 중간값으로 되어 있다.

본 실시예에 따르면, 컨트롤러(41, 42, 43)에 의해 각 군의 방전 전극(141, 142, 143)에 대해 90°씩 시프트된 펄스형 교류 전압이 각각에 인가되므로, 플러스 이온(20P) 및 마이너스 이온(20)의 공간적 및 시간적 분포는 개념적으로 도 7과 같이 되어, 플러스 이온과 마이너스 이온은 거의 균일하게 분포되어 대전물(30)의 표면에 도달한다.

따라서, 제1 실시예와 마찬가지로 플러스 이온과 마이너스 이온이 위치적, 시간적으로 편재되지 않고, 직류식 이오나이저 및 교류식 이오나이저가 각각 가지는 문제점을 해소할 수 있다.

다음에, 도 9는 본 발명의 제3 실시예를 나타낸 구성도이다. 본 실시예는, 단일 컨트롤러(41)를 사용하여 제1 실시예와 동일한 동작을 실현 가능하게 한 것이다.

도 9에서, 제1 군의 방전 전극(141, 141, …)에 펄스형의 교류 전압을 직접 인가하는 컨트롤러(41)에는 지연 회로(51)가 접속되어 있다. 이 지연 회로(51)는, 컨트롤러(41)로부터 출력되는 교류 전압의 위상을 θ만큼 지연시켜 출력하며, 위상차 θ는 제1 실시예와 마찬가지로 예를 들면 ±180°로 설정되어 있다.

그리고, 지연 회로(51)의 출력 전압은 제2 군의 방전 전극(142, 142, …)에 인가되고 있다.

본 실시예에 따르면, 지연 회로(51)에 의해 위상차 θ를 갖도록 한 교류 전압을 제2 군의 방전 전극(142, 142, …)에 인가함으로써, 제1 실시예와 마찬가지의 작용을 얻을 수 있다.

그리고, 도 10에 나타낸 제4 실시예와 같이, 지연 회로(51)의 출력 전압을 또 다른 지연 회로(52)에 인가하여 위상차 θ를 갖도록 한 교류 전압을 제3 군의 방전 전극(143)에 인가해도 된다. 이와 같이 하면, 제2 실시예와 같이 3개의 컨트롤러(41, 42, 43)를 사용하여 제1 군의 방전 전극∼제3 군의 방전 전극(141∼143)을 구동하는 것과 등가의 시스템을 구성할 수 있고, 지연 회로를 직렬로 더 증설함으로써 4군 이상의 방전 전극을 구동할 수도 있게 된다.

즉, 방전 전극을 n개의 군으로 분할하는 경우, 단일 컨트롤러(41)와 (n-1)개의 지연 회로를 차례로 직렬로 접속하고, 컨트롤러(41)의 출력 전압 및 각 지연 회로의 출력 전압을 각 군의 방전 전극에 각각에 인가하면 된다.

또한, 위상차를 각각 상이하게 한 (n-1)개의 지연 회로를 병렬로 접속하고, 단일 컨트롤러(41)의 출력을 이들 지연 회로에 각각 인가함으로써, 컨트롤러(41) 및 각 지연 회로의 출력 전압의 위상을 모두 다르게 해도 된다.

이어서, 도 11 및 도 12는 본 발명의 제5 실시예를 나타내고 있다.

본 실시예는, 제1 실시예에서, 제1 군의 방전 전극 및 제2 군의 방전 전극(141 및 142)에 인가하는 펄스형의 교류 전압의 위상차 θ(±180°)를 0°로 하기 위하여, 도 11에 나타낸 바와 같이 제1 컨트롤러 및 제2 컨트롤러(41 및 42)의 출력 전압을 동일한 위상으로 한 것이다. 또는, 스위치 등의 전환에 의해 단일 컨트롤러(41 또는 42)에 모든 방전 전극(141, 142)을 접속해도 된다.

본 실시예에서는, 단일 컨트롤러(41)에 의해 방전 전극(141, 142)의 양측에 펄스형의 교류 전압을 인가하고 있는 것과 등가의 상태로 되고, 도 12에 나타낸 바와 같이 플러스 이온(20P)과 마이너스 이온(20N)을 시간적으로 교대로 발생시키는 교류식 이오나이저를 실현할 수 있다.

그리고, 전술한 제2 실시예와 같이 컨트롤러가 3개 이상인 경우, 그 출력 전압을 동일한 위상으로 함으로써 마찬가지의 작용을 얻을 수 있다.

또한, 모든 컨트롤러의 출력 전압을 같은 위상으로 하는 점 외에, 제3 실시예에서의 지연 회로(51, 52, …)의 지연량(위상차 θ)을 0(제로)로 해도 마찬가지의 작용을 얻을 수 있는 것은 명백하다.

본 실시예에 따르면, 컨트롤러(41, 42)의 출력 전압의 위상을 조정하기만 하면, 도 2와 같이 각 군의 방전 전극으로의 인가 전압에 위상차를 갖도록 한 이오나 이저와, 도 11과 같이 각 군의 방전 전극으로의 인가 전압이 동일 위상인 교류식 이오나이저를 용도에 따라 구분하여 사용할 수 있다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 제6 실시예를 나타내고 있다. 본 실시예는, 제1 실시예에서의 제1 컨트롤러 및 제2 컨트롤러(41 및 42)로부터 각각 펄스형의 플러스 직류 전압 및 마이너스 직류 전압을 출력시키는 직류식 이오나이저에 관한 것이다.

도 13의 (a)는 본 실시예에서 제1 컨트롤러 및 제2 컨트롤러(41 및 42)로부터 각각 출력시키는 플러스 직류 전압 및 마이너스 직류 전압이다. 이들 플러스 직류 전압 및 마이너스 직류 전압은, 도 13의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예의 컨트롤러(41, 42)의 출력인 펄스형의 교류 전압을 정류하거나 직류 바이어스를 인가하는 등의 수단에 의해 용이하게 얻을 수 있다.

또는, 제1 실시예의 컨트롤러(41, 42)의 출력인 펄스형의 교류 전압의 듀티비를 변화시켜 플러스 직류 전압 및 마이너스 직류 전압을 얻고, 그 후, 이들 직류 전압을 초핑(choppoing)하여 도 13의 (a)의 전압 파형을 얻어도 된다.

이와 같이 하여 제1 컨트롤러 및 제2 컨트롤러(41 및 42)로부터 각각 출력시킨 도 13의 (a)의 플러스 직류 전압 및 마이너스 직류 전압을 방전 전극(141, 142)에 인가함으로써, 방전 전극(141, 142)으로부터 플러스 이온(20P) 및 마이너스 이온(20N)을 각각 발생시켜서 그 분포를 개념적으로 도 14와 같이 할 수 있다. 그러므로, 컨트롤러(41, 42)의 출력 전압을 제어하기만 하면, 제1 실시예와 같이 각 군의 방전 전극으로의 인가 전압에 위상차를 갖도록 한 이오나이저로부터, 도 13의 (a)와 같이 인가 전압이 플러스의 동일 위상 및 마이너스의 동일 위상을 가지는 펄스형의 직류 전압인 직류식 이오나이저로 전용할 수 있게 된다.

그리고, 도13의 (a)에서의 컨트롤러(41)의 출력 전압(플러스 직류 전압), 및 컨트롤러(42)의 출력 전압(마이너스 직류 전압)의 듀티비를 조정함으로써, 플러스 이온 및 마이너스 이온 발생량을 조정할 수 있다.

예를 들면, 이들 듀티비를 1에 근접시켜 가면, 도 13의 (a)와 같은 펄스형의 플러스 직류 전압 및 마이너스 직류 전압이 아니라, 거의 전 기간에 걸쳐 일정한 크기를 가지는 플러스 직류 전압 및 마이너스 직류 전압을 각 군의 방전 전극(141, 142)에 인가하는 직류식 이오나이저와 등가의 이오나이저를 실현할 수 있다.

또한, 전술한 생각을 발전시킨 본 발명의 제7 실시예에서, 도 15에 나타낸 바와 같은 이오나이저를 구성할 수도 있다 .

도 15의 (a)에서, 인용 부호 61은 직류 전원이며, 소정의 크기를 가지는 플러스 또는 마이너스의 직류 전압을 전 기간에 걸쳐 출력하는 전원이다. 또한, 인용 부호 62는 직류 전원(61)과 제1 컨트롤러 및 제2 컨트롤러(45 및 46) 사이에 접속된 스위치이다.

여기서, 스위치(62)를 오프한 상태에서, 컨트롤러(45, 46)는, 전술한 컨트롤러(41, 42)와 마찬가지의 기능을 가지고 있으며, 제1 군의 방전 전극 및 제2 군의 방전 전극(141 및 142)에 각각 위상이 서로 다른 펄스형의 교류 전압을 인가할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 컨트롤러(45, 46)는, 스위치(62)를 온하여 직류 전원(61)에 접속한 상 태에서, 다음과 같이 동작하는 기능도 가지고 있다.

즉, 제1 컨트롤러(45)는, 스위치(62)를 온할 때 펄스형의 교류 전압의 출력을 정지시키고, 또한 직류 전원(61)의 출력 전압을 승압하여 출력하는 기능을 가지고, 제2 컨트롤러(46)는, 스위치(62) 온 시에 펄스형의 교류 전압의 출력을 정지시키고, 또한 직류 전원(61)의 출력 전압의 극성을 반전시키며, 또한 이것을 승압하여 출력하는 기능을 가지고 있다.

그리고, 직류 전원(61)의 출력 전압의 극성을 반전시키는 기능은, 제2 컨트롤러(46)가 아닌 제1 컨트롤러(45)가 가지도록 해도 된다.

전술한 구성에서, 직류 전원(61), 스위치(62) 및 컨트롤러(45, 46) 내의 승압 수단, 및 극성 반전 수단은, 청구항 4에서 직류 전압 인가 수단을 구성하고 있다.

전술한 구성에서, 스위치(62)를 오프한 상태에서는 실제로는 도 1과 동일한 회로를 구성할 수 있고, 각 군의 방전 전극(141, 142)에 대하여 위상이 θ만큼 시프트된 펄스형의 교류 전압을 인가할 수 있다.

한편, 스위치(62)를 온하여 직류 전압 인가 수단을 동작시키면, 컨트롤러(45, 46)를 통하여, 각 군의 방전 전극(141, 142)에 도 15의 (b)와 같이 위상이 반전된 플러스 직류 고전압 및 마이너스 직류 고전압을 각각에 인가할 수 있다. 또한, 도 15의 (b)와 같은 출력 전압은, 직류 전원(61)의 출력 전압을 플러스 전압으로 하고, 이것을 제1 컨트롤러(45) 측에서 승압하여 출력하는 한편, 제2 컨트롤러(46) 측에서 직류 전원(61)의 출력 전압을 마이너스 전압으로 극성 반전하여 승 압하고, 출력하거나, 직류 전원(61)의 출력 전압을 마이너스 전압으로 하고, 이것을 제1 컨트롤러(45) 측에서 극성 반전하여 승압하고, 출력하고, 또한 제2 컨트롤러(46) 측에서 직류 전원(61)의 출력 전압을 승압하여 출력함으로써 얻어진다.

즉, 본 실시예에 의하면, 스위치(62)의 오프/온에 의해, 각 군의 방전 전극(141, 142)에 대하여 위상이 시프트된 펄스형의 교류 전압을 인가하는 이오나이저와, 전 기간에 걸쳐 플러스 또는 마이너스의 일정한 직류 전압을 인가하도록 한 순수한 직류식 이오나이저를 선택적으로 실현할 수 있다.

다음에, 도 16은 본 발명의 제8 실시예를 나타낸 것이며, (a)에 나타낸 바와 같이 컨트롤러(41, 42)로부터 플러스 직류 펄스 전압 및 마이너스 직류 펄스 전압을 각각 출력시켜서 (b)와 같이 각 방전 전극(141, 142)에 인가함으로써, 이른바 펄스 직류식 이오나이저를 구성한 예이다.

펄스 직류식 이오나이저에서는, 각 방전 전극(141, 142)으로부터 대전물 방향으로는 각각 항상 동일 극성의 이온이 존재하고, 또한, 도 16의 (b)에 나타낸 바와 같이 인접하는 방전 전극(141, 142) 사이에서는 반대 극성의 이온이 서로 다른 위상으로 발생하며, 플러스 이온과 마이너스 이온의 재결합이 쉽게 일어나지 않아, 방전 전극(141, 142)으로부터 발생한 이온의 대부분이 대전물에 도달하는(이온 도달성이 높음) 이점이 있다.

즉, 플러스 이온과 마이너스 이온이 장시간 재결합하지 않고 먼 곳까지 도달하므로, 원거리에 있는 대전물의 제전이 가능하게 된다. 이와 같은 이점을 가지는 펄스 직류식 이오나이저로 전환할 수 있는 점은 매우 유용하다고 할 수 있다.

그리고, 제1 실시예∼제8 실시예는, 이른바 바 타입의 이오나이저에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 복수의 방전 전극의 배열 형태에 관계없이 적용될 수 있다.

예를 들면, 도 17에 나타낸 제9 실시예와 같이, 복수의 방전 전극을 원환형으로 배치하여 원환의 중심축 상에 배치된 대전물 방향으로 이온을 송풍하는 타입의 이오나이저에도 적용될 수 있다.

복수의 방전 전극을 원환형으로 배치한 타입으로서, 발생 이온을 대전물 방향으로 송풍하는 이오나이저에도, 전술한 직류식 이오나이저의 문제점(도 19에 나타낸 대전물 표면의 국부적인 대전 현상)이나 교류식 이오나이저의 문제점(대전물 표면에 도달하는 플러스 이온과 마이너스 이온에 시간차가 생기는 현상)이 생긴다.

그래서, 제9 실시예에서는, 도 17의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 복수의 방전 전극(141, 142)을 전술한 바와 마찬가지로 제1 군과 제2 군으로 분할하고, 각 군의 방전 전극(141, 142)을 제1 컨트롤러(41)와 제2 컨트롤러(42)에 의해 각각 구동하도록 했다. 이 경우, 도 17의 (a)와 같이 각 군의 방전 전극(141, 142)을 교대로 배치해도 되고, 또는 도 17의 (b)와 같이 동일 군의 방전 전극을 복수 배열하여 배치해도 된다.

물론, 방전 전극(141, 142)의 배열 형태(다른 예로서 사각형, 다각형 등)나 총 개수, 분할하는 군의 개수는, 도 17의 예로 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에서 각 컨트롤러(41, 42)로부터 방전 전극(141, 142)에 인가되는 전압의 패턴은, 전술한 각 실시예와 마찬가지로 다양하게 선택 가능하며, 도 15와 같은 직류식 이오나이저로의 전환도 최소한의 회로 구성의 변경에 의해 용이하게 실현될 수 있다.

Claims (6)

1. 복수의 방전 전극에 고전압을 인가하여 생긴 코로나 방전에 의해 이온을 발생시키는 이오나이저에 있어서,

   상기 복수의 방전 전극을 n개(n은 2 이상의 정수)의 군으로 분할하고, 각각의 군에 속하는 방전 전극에 대해서는 일괄적으로 동일한 위상의 교류 전압을 인가하고, 또한 각 군별로 서로 다른 위상의 교류 전압을 인가하는, 이오나이저.
2. 제1항에 있어서,

   상기 n개의 군에 대응시켜서, 방전 전극에 교류 전압을 인가하기 위한 n개의 컨트롤러를 포함하고, 각각의 컨트롤러에 의해, 각각의 컨트롤러에 대응하는 군에 속하는 방전 전극에 대해서는 각각 일괄적으로 동일한 위상의 교류 전압을 인가하고, 또한 각각의 컨트롤러로부터 출력되는 교류 전압의 위상을 각각 서로 다르게 하는, 이오나이저.
3. 제1항에 있어서,

   방전 전극에 교류 전압을 인가하기 위한 단일 컨트롤러와, 상기 단일 컨트롤러로부터 출력되는 교류 전압을 차례로 소정 위상만큼 지연시키는 (n-1)개의 지연 회로를 포함하고,

   상기 단일 컨트롤러에 의해, 상기 단일 컨트롤러에 대응하는 군에 속하는 방 전 전극에 대해서는 일괄적으로 동일한 위상의 교류 전압을 인가하고, 또한 (n-1)개의 지연 회로로부터 각각 출력되는 교류 전압을 각각의 지연 회로에 대응하는 군에 속하는 방전 전극에 대하여 각각 일괄적으로 인가하는, 이오나이저.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 이오나이저는 각 군에 속하는 방전 전극에 플러스 직류 전압 또는 마이너스 직류 전압을 인가하는 직류 전압 인가 수단을 더 포함하고,

   상기 컨트롤러에 의한 교류 전압의 인가와 상기 직류 전압 인가 수단에 의한 직류 전압의 인가가 전환 가능하게 구성된, 이오나이저.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 교류 전압은 펄스형 또는 사인파형의 교류 전압인, 이오나이저.
6. 제4항에 있어서,

   상기 교류 전압은 펄스형 또는 사인파형의 교류 전압인, 이오나이저.

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