KR20120022132A - 음이온 발생기를 내장한 핸디형 네뷸라이져 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 분무 장치, 초음파식 흡입기, 그 밖의 다른 이름으로 불리는 초음파 진동에 의해 액체(물약을 포함함)을 안개화하여 분무하는 장치, 이 분무 장치의 일부를 구성하는 액체 공급 기구, 분무 기구, 분무 제어 장치, 그리고 액체(주로 물약)를 채워서 사용자에게 공급하는 데에 이용되는 액체 병(약물 앰플)의 용이한 탈부착이 가능한 분무기에 관한 것이다.
본발명은 네뷸라이저 하우징 및 전원공급부를 구비하고, 하우징 내부에 액체통, 초음파 진동기, 초음파진동기에 의해 진동하는 미세홀 메쉬를 구성하여 미세홀 메쉬가 진동하여 미세홀 메쉬를 통하여 액체가 분무되고, 교환형 액체통은 누수없이 자유로운 교체가 가능하며, 액체통과 미세홀 메쉬 사이에 신축성이 있는 액체도관형연결부가 구성되어 액체의 분무시에도 압력차를 제거하여 균일한 분무기능을 하며, 음이온 발생기가 더 구비된 것을 특징으로 하여 이온이 발생되는 핸디형 기능성 네뷸라이저를 제공한다.

Description

음이온 발생기를 내장한 핸디형 네뷸라이져{a handy nebulizer with anion generator}

본 발명은 초음파 분무 장치, 초음파식 흡입기, 그 밖의 다른 이름으로 불리는 초음파 진동에 의해 액체(물약을 포함함)을 안개화하여 분무하는 장치, 이 분무 장치의 일부를 구성하는 액체 공급 기구, 분무 기구, 분무 제어 장치, 그리고 액체(주로 물약)를 채워서 사용자에게 공급하는 데에 이용되는 액체 병(약물 앰플)의 용이한 탈부착이 가능한 분무기에 관한 것이다.

또한 상기한 초음파 분무장치 내부에 음이온 발생기를 장착하여 호흡기 질환 예방 기능을 부여하기 위한 것으로, 약제 흡입이 용이하도록 함과 동시에 음이온 발생을 통하여 호흡기 질환 치료 및 예방을 하기 위한 분무 기구, 분무 제어 장치, 그리고 액체(주로 물약)를 채워서 사용자에게 공급하는 데에 이용되는 액체 병(약물 앰플)의 용이한 탈부착이 가능한 분무기에 관한 것이다.

그리고 이러한 음이온이 발생되는 초음파 액체분무기는 초소형으로서 소지가 매우 용이하고 사용하기가 매우 편리하며 사용되는 액체(약물 등의 앰플)의 교환을 아주 쉽게 할 수 있는 편리성을 추구함은 물론 액체의 교환시 누수가 전혀 없는 분무장치에 관한 발명이다.

문명이 발달하면서 각종 공해와 오염으로 현대인들은 기관지 천식 및 아토피 등 문명병으로 불리는 질병에 고통받고 있다. 이러한 문제에 대한 해결로 심신의 안정 및 면역력을 증가시키고, 건강증진 및 담배 등 우리 사회의 부정적인 문화를 대체하는 효과를 얻기 위하여 아로마나 의약품 등을 언제 어디서든 때와 장소를 불문하고 그 유익을 얻을 수 있도록 휴대용 분무기(흡입기)에 관한 많은 연구가 이루어져 왔다.

종래의 분무기들을 살펴보면, 증기분무기를 사용하며, 물을 알코올 램프 또는 전열을 사용하여 끓인 다음 미세관에서 분출하는 수증기와 압력으로 용기에서 약액을 끌어올려 분사시킴으로 그것을 구강을 통해 흡입시키는 액체분무기와 약물의 미세한 분말을 미립자로 하여 분사시키는 분말흡입기, 산소를 고압으로 저장시켜 조절기?고무관 ?마스크 등을 사용하여 흡입하는 산소분무기 등이 있다.

상기와 같은 분무기(흡입기) 중 액체분무기는 1회의 용량만 분무가능하여 여러 번 약제나 아로마와 같은 내용물을 교체해 주어야 하고, 분사와 동시에 흡입하여야 하며, 흡입은 천천히, 깊게, 오랫동안 흡입해야 하므로 노약자나 어린이들이 사용하기 불편한 점이 있었다. 또한, 분말흡입기는 약분말을 담은 챔버에서 일정량을 정량하여 흡입할 수 있는 장점이 있으나, 습기에 민감하므로 흡입구에 숨을 내쉬지 않도록 하며, 사용 후의 관리에 주의를 요하는 단점이 있다.

또한, 증기흡입기는 사발 등의 용기에 오일이나 아로마 약제 등과 함께 온수를 넣어 그 증기를 흡입하였으나, 이는 자칫 온수에 의해 화상을 입거나, 준비과정이 번거롭고 코로 들여 마시는 증기의 양이 적어 기대만큼의 치료효과 얻지 못하며, 시간과 장소의 구애를 받는 등의 단점이 있었다.

상기와 같은 종래의 분무기(흡입기)의 문제점 때문에 해결하고자 하는 선행발명으로 공개특허 10-2010-0032662는 휴대용흡입기에 관한 것으로서 아로마, 약제 등을 효과적으로 공급해 줄 수 있는 장치와, 상기 내용물을 분해, 증발, 휘산시켜주는 초음파부와, 그리고 휘산되어진 증기를 저장하고 인체에 흡입할 수 있게 해주는 접속장치 등으로 이루어진 것으로 휴대하기 간편하도록 작고 가벼우며, 사용 및 조작이 편리하고, 위생을 고려해 언제든 분해 및 세척이 용이하도록 형성된 휴대용 분무기(흡입기)를 제공하고자 하였다.

또한, 등록특허 20-0209773은 의료기기에 관한 분무기에 관한 것으로 수납 공간이 형성된 케이스와; 상기 케이스 내에 설치되고 전원을 공급받아 구동하는 구동원인 모터와; 상기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 동력전달수단과;

상기 동력전달수단에 연결되어 외기를 흡입하거나 배출하여 일정한 압력의 흡인력 또는 배출력을 발생시키는 가압수단과; 상기 가압수단과 일체로 결합되어 가압수단 내로 공기를 흡입하거나 가압수단 외부로 공기를 배출할 수 있도록 흡입구와 배기구를 갖는 흡배기부재와; 상기 케이스 외부에 장착되어 모터의 작동을 제어하는 전원스위치와; 상기 흡,배기부재의 흡입구 또는 배기구와 연통되도록 하면서 의료기기 본체와 착탈 가능하게 결합되는 흡입장치 또는 분사장치를 포함하는 의료기기 즉 분무기를 제공하고자 하였다.

상기의 선행기술들은 종래의 분무기에 대하여 진보된 기술 즉 초음파를 이용한 진동을 통하여 액체를 기체화하여 분무화 하였음에도 불구하고, 가장 큰 문제점인 분무기가 휴대용으로 하기에는 너무 커서 휴대가 용이하지 않다는 단점이 있었고, 용량이 떨어진 액체를 교환하는 것이 용이하지가 않았으며, 또한 분무기를 휴대함에 있어서 액체의 누수가 발생하기도 하는 불편함을 초래하기도 하였다.

또한, 분무화되는 액체가 일정한 량으로 분무되기도 어려워서 액체가 약액인 경우에 농도의 차이가 나는 문제점을 노출하기도 하였고, 특히 액체가 분무되면서 액체통의 압력의 차이가 발생하여 액체가 잘 분무되지 않는 문제점을 해결하고자 노력하였으나 구조가 복잡하여 제조가 복잡할 뿐만 아니라 잘 작동되지 않는 문제점이 발생하기도 하였다.

본 발명은 상기의 문제점을 효과적으로 해결하고자 하였으며, 더욱이 아로마, 약제 등의 액체성분을 분무하는 것뿐만 아니라 최근에는 대기오염의 문제가 심각하여 발생기산소, CO2 등에 의한 실내오염이 급증함에 따른 건강에 유해한 인자가 많았는바, 이온발생기를 부착하여 상기한 실내공기오염물질을 제거하고 호흡기 질환의 발생에 가장 큰 원인이 되는 바이러스 균과 알레르기 유발 물질에 대한 제거효과가 현저한 초간편 휴대형 분무장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하고 목적한 과제를 해결하기 위하여

네뷸라이저 하우징 및 전원공급부를 구비하고,

하우징 내부에 액체통, 초음파 진동기, 초음파진동기에 의해 진동하는 미세홀 메쉬를 구성하여 미세홀 메쉬가 진동하여 미세홀 메쉬를 통하여 액체가 분무되고,

교환형 액체통은 누수없이 자유로운 교체가 가능하며,

액체통과 미세홀 메쉬 사이에 신축성이 있는 액체도관형연결부가 구성되어 액체의 분무시에도 압력차를 제거하여 균일한 분무기능을 하며,

음이온 발생기가 더 구비된 것을 특징으로 하여 이온이 발생되는 핸디형 기능성 네뷸라이저를 제공한다.

본 발명은 분무기, 흡입기 또는 네뷸라이저를 제공함에 있어서 초음파분무기의 구성이 매우 간단하게 이루어져 결과적으로 초소형이며 컴팩트하게 구성을 취할 수 있어 휴대하기 편하며 취급하기가 매우 용이한 효과를 나타낸다.

또한 본 발명은 음이온이 발생하는 기능을 추가하였음에도 그 구성이 단순하게 이루어져 전체적으로 부피가 초소형으로 휴대 및 취급이 매우 용이한 효과가 있다.

본 발명은 네뷸라이저에 액체를 교환하는 경우에도 누수나 유수를 방지할 수 있으며 교환형 액체통으로 구성하여 사용자가 아주 손쉽게 액체통을 교환할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 교환형 액체통으로 구성하였음에도 누수나 유수를 효과적으로 방지하는 시스템으로 구성하였다.

본 발명은 액체도관형연결부의 구성으로 교환형 액체통도 쉽게 교체할 수가 있고 분무가 되는 과정에서의 압력차를 해소할 수가 있어 일정하고 안정적인 분무를 하는 효과가 있다. 또한 이러한 압력차를 해소하게 됨에 따라 종래의 분무기에서 발생하던 누수 및 유수를 현저히 방지하게 된다.

또한 본 발명은 호흡기 질환을 예방 및 치료하는 네뷸라이저 기능 외에 음이온을 발생시켜 항균, 살균 멸균의 효과가 현저하다.

이와 더불어 본 발명의 음이온 발생기는 작은 전압으로도 높은 음이온 발생을 하는 효과가 나타난다.

도 1은 본 발명의 하나의 태양에 따른 음이온 발생기를 내장한 핸디형 네뷸라이저.
도 2는 본 발명의 또 다른 하나의 태양에 따른 음이온 발생기를 내장한 핸디형 네뷸라이저.
도 3은 액체도관형연결부와 액체통 탈착부의 작용 구성의 예.
도 4는 초음파 진동기의 압전소자의 구성 예 및 미세홀메쉬의 예.
도 5는 본 발명의 실시 예인 각각의 분무파트와 음이온 발생 파트.
도 6은 본 발명의 음이온 발생기의 상세 회로도의 하나의 예.

본 발명을 아래와 같이 상세히 설명한다.

본 발명은 종래의 네뷸라이저가 너무 커서 휴대하기에 불편한 점을 개선한 것으로 담배갑 크기의 1/2~2/3 크기의 초소형 네뷸라이저(분무기)를 제공한다.

또한 본 발명은 네뷸라이저에 분무액인 물, 약제, 아로마향액 등의 액체를 공급, 교환이 매우 용이한 네뷸라이저를 제공한다.

그리고 본 발명은 네뷸라이저의 사용, 보관, 휴대시 액체의 누수가 전혀 없으며 액체의 분무량이 일정한 네뷸라이저를 제공한다.

이와 더불어 호흡기 질환의 발생에 가장 큰 원인이 되는 바이러스 균과 알레르기 유발 물질에 대한 제거효과가 현저한 이온발생, 바람직하게는 음이온 발생기능을 구비한 네뷸라이저를 제공한다.

본 발명은 네뷸라이저 하우징(10)에 전원공급부(20)를 구비하여 초음파 진동기가 구비되고, 액체통에 직접 또는 간접으로 연결되는 초음파 진동자(30)와 미세홀 메쉬(60)가 구성되어 있되 초음파 진동자의 진동에 의하여 미세홀 메쉬가 진동하여 미세홀 메쉬를 통하여 액체가 분무되는 것을 포함하여 구성된다.

그리고 본 발명은 하우징 내부에는 이온 발생기를 구비하여 이온이 발생하되 바람직하게는 음이온이 발생하는 수단을 구비하는 것을 포함하되 액체분무기능과 음이온발생 기능이 동시에 또는 선택적으로 작동되는 초소형 기능성 분무기(네뷸라이저)를 제공한다.

본 발명에서 네뷸라이저의 하우징은 전원공급부를 보유하고 있으며 액체의 분무와 이온이 발생되는 장치의 전체 케이스를 의미한다. 따라서 하우징은 플라스틱 등의 고분자화합물질, 알루미늄, 철 등의 가볍고 내구성이 좋은 재질로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

전원공급부는 초음파진동기 및 이온발생기에 전원을 제공하는 장치 또는 수단을 의미하며 아연-망간형, 알카리 전지 등의 건전지형, 니켈, 카드뮴, 리튬, 수소 등을 이용한 소형 배터리를 포함하는 일체의 전원제공장치를 포함한다. 바람직하게는 본 발명이 초소형의 네뷸라이저를 제공함에 따라 소형의 배터리가 좋으며 일반적인 아연-망간형 알카리 전지 등도 능률적으로 사용이 가능하다.

네뷸라이저 하우징 내부에는 액체통이 구성되어 있다. 액체통은 물, 약제, 아로마향액 등을 저장할 수 있는 공간이 있는 통을 의미하여 본 발명에서는 액체통은 하우징에 고정되어 있는 형태와 액체통을 교환할 수 있는 형태의 것을 포함하는 개념으로 사용된다.

따라서 액체통이 하우징에 고정되어 있는 고정형 액체통은 액체유입구(51)와 액체유출구(52)를 구비하고 있다. 이런 고정형 액체통은 액체가 모두 소비되었을 때 액체유입구를 통하여 액체를 보충하여 사용할 수 있다. 따라서 액체유입구는 방수형 밀폐구조를 갖은 유입구를 갖는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 큰 기술적 특징 중의 하나는 교환형 액체통인데, 교환형 액체통은 액체를 모두 소비하였을 때 액체통을 새로운 액체가 미리 담겨진 다른 액체통과 교체할 수 있는 것을 의미한다. 교환형 액체통은 액체유입구 또는/및 액체유출구를 구비한다.

종래의 네뷸라이저가 일반적으로 고정형 액체통이거나 교환형인 경우에도 네뷸라이저의 소지, 사용, 휴대시에 액체의 누수가 발생한 것을 보았을 때 본 발명은 교환형 액체통을 구성함에도 불구하고 네뷸라이저의 소지, 사용, 휴대시에 액체의 누수가 전혀 발생하지 않은 특징을 나타내고 있다.

이와 같은 본 발명의 누수의 방지효과가 있는 것은 하기할 본 발명의 또 다른 기술적 특징인 액체도관형연결부(70)에 의한 기능적인 특성 때문이기도 하다.

본 발명은 액체통에 초음파진동기에 의해 진동되는 미세홀 메쉬와 직접 연결되어 있을 수가 있다. 바람직하게는 중간에 액체도관형연결부를 통하여 연결되는 것이 좋다.

본 발명의 액체도관형연결부는 하기할 초음파진동자와 연동되는 미세홀 메쉬에 액체를 공급해주는 일종의 도관의 기능과 액체를 임시적으로 저장해주는 기능을 해주는 구성을 의미한다.

따라서, 액체통은 액체도관형연결부와 연결되어 있다. 또한 액체도관형연결부는 액체를 임시적으로 저장해주는 기능을 함으로써 자체의 공간을 확보하게 되는 것이다. 이와 같이 자체의 공간을 가진 액체도관형연결부는 고분자화합물, 철, 합금 등으로 이루어질 수 있으나 바람직하게는 본 발명은 신축성이 있는 물질로 구성된 것을 특징으로 한다. 따라서 고무, 실리콘 등과 같은 고분자 물질이 재질인 탄력이 있는 물질로 이루어진 것이 좋다.

물론 이와 같은 신축성이 있는 물질로 된 액체도관형연결부에는 상기한 교환형 액체통을 교환할 때에 필요한 착탈부(53)가 구비되어 있어 누수없이 원활하게 교환이 가능하게 된다.

착탈부는 액체통을 교환하는데 누수없이 교환하게 하는 통상적인 기능을 갖는 구조로서 충분하다. 따라서 착탈부는 그 하나의 예로 도 3에서 보는 것처럼 액체통과 액체도관형연결부가 실리콘과 같은 신축성 재질로서 방수의 기능을 하는 연결을 하는 구성을 취할 수 있다.

착탈부는 분리형 액체통의 액체유출구와 액체도관형연결부의 결합과 분리가 원활하게 되는 기능을 갖는 것이다. 따라서 고정형 액체통은 이와 같은 착탈부를 구비하지 않아도 좋다.

상기와 같은 착탈부는 앞에서 설명한 신축성의 액체도관형연결부와 연결되어 있어 균일하고 효과적인 액체분무를 하도록 도와주는 기능을 한다.

본 발명의 기술적 특징의 하나로서 액체도관형연결부는 그 신축성으로 인하여 액체는 분무되면서 공기는 유입이 가능하도록 하는 기능을 취하게 된다.

즉, 본 발명의 한 태양으로서 액체도관형연결부는 초음파진동자에 의해 진동되는 미세홀 메쉬와 직접 연결되어 있고, 미세홀 메쉬가 초고속으로 진동하면서 액체를 분무하면 공기는 미세홀 메쉬를 통하여 액체도관형연결부로 유입되게 된다. 즉, 분무되는 액체의 양에 따라 네뷸라이저 외부와 내부의 기압차가 발생하게 되면 분무의 효과가 현저히 떨어지게 되는데 이와 같은 신축성 액체도관형연결부의 신축작용에 의하여 공기가 내부에 유입됨에 따라 그와 같은 기압차가 발생하지 않게 된다.

또 다른 본 발명의 한 태양으로서 액체도관형연결부에 초음파진동자와 동일한 방향으로 진동하는 액체흐름관(61, 미세관 형태)이 연결되어 있어서 액체흐름관이 진동하면서 모세관현상 및 액체도관형연결부의 신축현상에 의하여 액체가 인출되는 데, 이때 상기한 바처럼 인출되는 액체의 양에 따라 네뷸라이저 외부와 내부의 기압차가 발생하게 되면 분무의 효과가 현저히 떨어지게 되는데 이와 같은 신축성 액체도관형연결부의 신축작용에 의하여 공기가 내부에 유입됨에 따라 그와 같은 기압차가 발생하지 않게 된다.

이런 효과는 종래의 네뷸라이저는 갖지 못한 기능으로서 종래의 네뷸라이저들이 액체통에 별도의 통기 구멍이나 밸브를 만들어서 사용한 것과는 대조적이며 특히 종래의 네뷸라이저들은 이런 통기 구멍이나 밸브에 의해 누수현상이 심하게 발생하였던 것과는 차별되는 점이다.

그러나 본 발명은 상기한 문제점인 누수현상은 전혀 발생하지 않는 구조를 갖추게 됨에 따라 사용자의 편의를 증대시키고 있는 것이다.

본 발명의 한 태양은 상기한 액체도관형연결부에 초음파 진동자와 연동되는 미세홀 메쉬가 직접연결되어 있다.

초음파 진동기와 메세홀 메쉬가 연동된다 함은 다음과 같다.

초음파 진동기는 압전소자(진동자)를 이용한 초고속 진동이 일어나는 장치 또는 수단을 의미한다.

압전소자는 압전기현상을 나타내는 소자이며 대표적인 예로, 수정, 전기석, 로셸염 등이 있다. 압전기란 어떤 종류의 결정판(結晶板)에 일정한 방향에서 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 양?음의 전하가 나타나는 현상인데 한 장의 결정판에 나타나는 압전기는 미약하지만 금속박을 삽입하면서 여러 장을 겹칠 경우 그 양이 크게 증대된다. 또 결정판에는 고유의 진동이 있고 탄성진동과 전기진동이 일치하면 압전기와 결합되어 더욱 강한 진동이 일어난다.

상기와 같은 압전소자에 전기를 가하면 강한 진동이 일어나는데 본 발명은 이러한 압전소자를 이용한 초고속 진동을 활용한다.

초음파 진동기는 전기적 신호를 기계적인 변형으로 변환시키는 압전소자에 의하여 이루어지며, 세라믹을 주재료로 하며, 상기와 같이 작동하는 압전소자는 최근에 들어, 압전 착화 소자, 초음파 진동자, 세라믹 필터 소자 등 각종의 압전분야에 활용되고 있다.

이러한 압전소자가 초음파를 발진시키도록 구성된 발진회로는 크게 자려식 발진회로와 타려식 발진회로로 나뉘어지며, 자려식 발진회로는 저항, 콘덴서, 인덕턴스와 같은 소자들을 이용한 발진회로이며, 타려식 발진회로는 IC와 같은 능동소자를 이용한 발진회로를 의미한다. 본 발명에서는 바람직하게 IC와 같은 능동소자를 이용한 발진회로가 좋다.

본 발명은 이와 같은 능동소자를 이용한 발진회로를 통하여 소형의 초음파발진기를 구비하는 구조를 취할 수가 있다.

본 발명은 초음파 진동기의 압전소자에 공급되는 전원을 제어하는 PCB(Printed Circuit Board, 31)에 의하여 구동하게 되어 압전소자의 진동수를 제어할 수 있는 기능을 수행한다. 이와 같은 제어기능으로 사용자의 편의에 따라 분무량의 조절이 가능하고 및 전원의 절감의 효과를 나타낸다.

본 발명의 초음파 진동기의 압전소자는 상기한 바와 같이 수정, 전기석, 로셸염, 타이타늄산바륨, 인산이수소암모늄, 타타르산에틸렌다이아민 등의 재질로 사용할 수 있다.

압전소자의 형태는 원형, 타원형, 다각형 등 다양하게 채용할 수 있으나 원형이 좋으며 원형에서도 고리(Ring)형이 바람직하다.

본 발명에서 선행적으로 설명할 것으로 미세홀 메쉬는 아주 작은 구멍으로 이루어진 그물체 또는 그물망과 같은 형태의 것을 의미한다.

따라서 미세홀 메쉬는 액체가 직접 접촉하더라도 액체가 메쉬에 작용하는 표면장력에 의하여 그 메쉬를 통하여 자연적인 힘으로는 누수되지 않는 구조를 갖는 다. 따라서 액체가 물인 경우 0.1~1 ㎛의 메쉬 크기를 가지며 그보다 점성이 높은 액체의 경우 12 ㎛까지의 크기를 가질 수가 있다.

그리고 본 발명에서는 액체의 종류에 따라 점성과 표면장력이 다르므로 각각 다른 메쉬단위를 갖는 미세홀 메쉬를 사용할 수가 있다. 또한 본 발명의 미세홀 메쉬는 가볍고 내구성이 좋은 재질로 된 것이 바람직하다.

본 발명의 한 양태로는 이러한 고리형 압전소자에 미세홀 메쉬를 부착하거나 연동하게 하여 함께 미세홀 메쉬가 함께 진동하게 하는 일체형 진동구조를 취할 수 있다.

이와 같은 일체형 진동구조는 상기한 액체도관형연결부의 액체와 미세홀 메쉬가 직접 접촉하여 분무를 하는 기능을 수행한다. 따라서 별도의 복잡한 장치없이도 직접 액체와 진동하는 미세홀 메쉬가 접촉함으로써 구조의 단순함을 추구할 수 있고 이런 결과로 초소형의 컴팩트한 기능성 네뷸라이저를 제공할 수가 있다.

본 발명의 다른 양태로는 액체도관형연결부에 액체연결관(미세관)이 연결되어 있고 이 액체연결관이 압전소자와 일체가 되어 동일한 방향으로 진동을 하게 되는 구조이다.

앞에서 언급한 액체연결관의 액체가 유출되는 쪽은 미세홀 메쉬와 근접한 거리에 도달하게 된다. 이 경우 미세홀 메쉬는 진동하지 않으며 다만 액체유출관이 진동되면서 유출하는 액체를 분무화(atomizing)하는 기능을 수행하게 된다.

액체연결관에서 유출된 액체가 미세홀 메쉬를 통하여 충실하게 분무하게 되려면 액체연결관의 액체가 유출되는 부분에 미세홀 메쉬에 근접하게 대향하는 분무판(62)이 구성되어 있는 것이 바람직하다.

상기의 분무판은 미세홀 메쉬와 매우 가깝게 접촉하고 있으며 압전소자 및 액체흐름관과 동일한 방향으로 진동을 하고 있어 액체흐름관을 통하여 유출되는 액체를 강력하게 분무하는 기능을 수행한다.

상기의 미세홀 메쉬와 분무판의 간격은 액체가 분무판 및 메세홀 메쉬와의 표면장력에 의하여 분무판과 메쉬홀 메쉬의 사이에 가둬두어 있을 정도로 떨어져 있을 정도면 되며 바람직하게는 분무판이 진동했을 때에 미세홀 메쉬가 거의 접촉할 정도의 간격이면 좋다.

상기와 같은 구성으로 분무판이 압전소자와 연동되어 진동할 때 분무판과 미세홀 메쉬 사이로 유입되는 액체가 분무화되는 것이다.

또한 본 발명은 상기한 네뷸라이저의 작동버튼과 액체의 분무량을 사용자의 임의에 따라 조절할 수 있는 조절기능(controller)을 구비하고 있다. 액체의 분무량을 조절하는 기능은 상기한 압전소자에 작용하는 전력량을 조절함으로써 가능하며 그것은 상기한 PCB에 의해 가능해 진다. 작동버튼과 조절기능은 네뷸라이저의 하우징에 장치되어 있어 사용자의 편의에 따라 네뷸라이저를 작동하고 액체의 분무량을 적절히 조절하여 사용이 가능하다.

본 발명의 또 다른 특징은 네뷸라이저에 이온발생기가 구성되어 있어 분무되는 액체성분, 즉, 물, 약제, 아로마향 등을 인체 내 외로 분사할 때 사용자의 필요에 따라 이온을 발생시켜 호흡기 질환 발생의 큰 원인이 되는 바이러스균 및 알레르기 유발물질을 효과적으로 제거할 수 있는 기능을 갖는다는 것이다.

본 발명의 이온발생기(40)는 끝이 뾰족한 바늘형상의 이온발생전극에 고전압전원에 의해 고전압을 인가하고 코로나 방전을 발생하게 하여 공기를 이온화하는 형태를 포함하는 개념의 총괄적인 이온발생기를 의미한다.

이온발생기는 일반적으로 양이온과 음이온을 발생시키는 것으로 구별할 수가 있는데 본 발명에서는 음이온발생기가 바람직하다.

본 발명의 음이온 발생기는 침형(針形) 전극과, 침형 전극으로부터 미소 간격을 통하여 배치되는 그라운드전극으로 구성되고, 침형 전극에 네거티브의 고전압을 인가함으로써, 침형 전극과 그라운드전극 간에 음이온을 생성하는 방전이 형성되는 것이 바람직하다. 침형 전극과 그라운드전극 간에 코로나방전 또는 플라즈마 방전이 생겨 음이온이 생성된다.

본 발명은 상기한 통상의 이온발생기 중 음이온 발생기를 사용하여도 무방하다. 바람직하게는 본 발명은 네뷸라이저로로서 초소형의 휴대형인 것을 특징으로 하고 있어 음이온이 발생되는 음이온 발생기가 작은 전력으로도 다량의 음이온을 생성할 수 있는 구조를 취하는 것이 좋다.

상기와 같은 소형이면서도 다량의 음이온을 생성할 수 있는 구조가 본 발명의 또 다른 기술적 특징에 해당한다.

본 발명의 음이온 발생기의 기술적 특징은 오존과 NOx가 방출되지 않는 현저한 효과가 있으며 순수 음이온과 은(silver)이온이 발생되는 특징을 가지고 있다.

본 발명은 외부의 정류기와 연결되는 정류기 연결용 잭(J1)을 통해 기기의 작동에 필요한 직류전압을 공급시켜 주는 직류전원 공급부(1)와, 콘덴서(C1)로 구성되어 상기 직류전원 공급부(1)에서 전압이 공급되면 발진 작동하여 일정 주파수의 출력펄스를 발생하는 발진부(2)와, 저항(R1-R3)과 트랜지스터(Q1)로 구성되어 상기 발진부(2)의 출력 주파수에 부응하여 스위칭 작동되는 스위칭부(3)와, 상기 스위칭부(3)를 통해 출력되는 일정 주파수의 직류전압을 고전압으로 승압시켜 주는 고압 트랜스(T1)로써의 승압부(4)와 수개의 콘덴서(C2-C5)와 다이오드(D2-D5)가 직병렬로 연결된 구성을 갖고 상기 승압부(4)의 출력전압을 음이온 및 은이온 발생에 필요한 고전압으로 정해진 배수 만큼 승압시킴과 동시에 음전압으로 변환시켜 주는 배전압부(7)와 전류 제한용 저항(R5)으로 구성되어 상기 배전압부(7)로부터 공급되는 음극성의 고전압을 음이온 발생구(6)의 방전극(101)에 설치된 메탈섬유(102)에 전달하여 은이온이 도포된 상기 메탈섬유(62)에서 음이온 및 은이온이 방출되도록 하는 출력부(5)로 구성한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명 직류용 음이온 및 은이온 발생기의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 직류전원 공급부(1)의 정류기 연결용 잭(J1)에는 도시 생략된 정류기(즉, 상용교류전압을 일정한 직류전압으로 정류시켜 주는 기기)를 선택적으로 연결시켜 본 발명 음이온 발생기의 각부에 전원 전압을 공급시켜 줄 수 있도록 한다.

또한, 콘덴서(C1)로 구성되는 발진부(2)와 저항(R1-R3)과 트랜지스터(Q1)로 구성되는 스위칭부(3)는 상기 직류전원 공급부(1)와 승압부(4) 사이에 직렬 형태로 설치되어 상호 유기적으로 작동된다.

즉, 상기 발진부(2)는 직류전원 공급부(1)을 통해 전원 전압이 공급되면 저항(R3)과 콘덴서(C1) 값에 의해 결정되는 시정수에 부응하여 발진 작동하여 일정 주파수의 출력펄스를 발생하고, 스위칭부(3)는 상기 발진부(2)의 출력 주파수에 부응하여 스위칭 작동하여 일정 주파수의 교류전압을 고압 트랜스(T1)로 구성되는 승압부(4)로 공급시켜 주게 된다.

이 때, 상기 저항(R1)은 트랜지스터(Q1)를 보호하면서 저항(R2)와 함께 상기 트랜지스터(Q1)가 구동될 수 있도록 그의 베이스에 분압전압으로써 바이어스 전압을 공급하게 된다.

따라서, 상기 스위칭부(3)내의 트랜지스터(Q1)는 상기 저항(R1, R2)에 의한 바이어스 전압과 발진부(2)내의 콘덴서(C1)에서 제공되는 방전전압에 의해 스위칭 작동되며 승압부(4)의 고압 트랜스(T1)를 작동시키게 된다.

물론, 상기 발진부(2)의 콘덴서(C1)는 트랜지스터(Q1)의 스위칭 작동 타임에 맞추어 충전과 방전동작을 반복하게 되는데, 이 때 상기 트랜지스터(Q1)는 콘덴서(C1)가 충전되는 기간에는 오프상태를 유지하고 방전되는 시간에는 온이 되어 콘덴서(C1)로부터 방전되는 전압을 승압부(4)의 고압 트랜스(T1)로 전달하여 고압 트랜스(T1)가 작동되게 한다.

그러므로, 상기 승압부(4)의 고압 트랜스(T1)는 발진부(2)에 의해 결정된 주파수에 부응하여 공급되는 펄스성 직류전압(예를 들어 12V) 정해진 고정압(예를 들어 2KV)으로 승압시켜 주게 된다.

한편, 수개의 콘덴서(C2-C5)와 다이오드(D2-D5)가 직병렬로 연결된 구성된 배전압부(7)에서는 상기 승압부(4)에서 출력되는 약 2KV의 전압을 음이온 및 은이온 발생에 필요한 고전압으로 정해진 배수 만큼 승압시킴과 동시에 음전압으로 변

환시켜 주게 되는데, 본 발명에서는 상기 배전압부(7)를 4단계로 배전압회로를 구성하여 상기 승압부(4)에서 출력되는 약2KV의 전압을 음이온 발생구(6)에 설치된 방전극(101)의 메탈섬유(102)에 도포된 은분자를 이온화시켜 방출하는데 충분한

약 10KV로 승압함과 동시에 그 극성을 음전압(즉, -10KV)으로 반전시켰다.

이와 같이 배전압부(7)를 통해 승압된 후 음전압으로 변환된 고전압은 전류 제한용 저항(R5)으로 구성된 출력부(5)를 통해 음이온 발생구(6)에 설치된 방전극(101)의 메탈섬유(102)에 전달하여 상기 메탈섬유(102)에서 음이온 및 은이온이 방출되도록 하게 된다.

이 때, 상기 전류 제한용 저항(R5)은 배전압부(7)으로부터 고전압 출력시 전류를 제한시켜 감전 또는 누전의 위험을 최소화함은 물론 화재 등이 발생되지 않도록 하는 역할을 한다.

이와 같이 상기 출력부(5)에서 출력되어 음이온 발생구(6)의 방전극(61)에 전달되는 전압은 마이너스 전압으로써 최종출력은 음극성(-)의 고전압이 출력된다.

일반적으로 고전압을 이용하여 대기(공기)의 절연 저항을 파괴하는 전압은 약 4KV 정도이므로 본 발명에서는 배전압부(7)에서 약 -10KV의 고전압이 발생되도록 하였으며, 통상 높은 전압일수록 공기의 절연을 더 잘 파괴할 수 있다.

이와 같이 배전압부(7)에서 출력되는 마이너스의 고전압(약 -10KV)이 출력부(5)를 거쳐 음이온 발생구(6) 방전극(101)의 메탈섬유(1022)에 공급되면 대기중으로 고정압이 방전되어 공기의 절연 파괴를 통한 다량의 음이온 및 은이온을 발생시키게 된다.

본 발명의 음이온 발생기는 이온 변환 증폭기가 추가로 구성되어 고전압 발생기에서 발생된 고전압을 이온 변환 증폭기에서 이온으로 변환시킴과 동시에 증폭시키고, 이후 방전극은 상기 이온 변환 증폭기와 고전압 발생기에 연결되어 증폭된 이온을 방전시켜 음이온을 방출한다.

이온 변환 증폭기는 내부에 양, 음전극판이 설치됨과 동시에 유전체로서 일반적으로 실리카겔이 충전되어 음이온 발생을 도와주게 된다.

그러나 본 발명의 음이온 발생기는 음이온 발생을 도와주는 고유전체로 구성되어 있고, 고유전체는 트루마린이나 모나자이트 또는 루테늄합성분말 중 어느 하나 이상을 선택적으로 충전시킨 것을 특징으로 한다. 이와 같은 고유전체의 처리로 인하여 종래의 음이온 발생기에 비하여 현저하게 음이온 발생량이 증대된다.

또한 본 발명은 상기의 발진부, 스위칭부, 승압부, 배전압부가 인쇄회로기판(PCB, 41) 위에 실장되는 것을 특징으로 하여 콤팩트한 이온발생기 구조를 이룰 수 있음은 물론이다.

또한 본 발명의 음이온 발생기는 고전압을 발생시키기 위한 구조로서 직류전원을 입력받기 위한 전원입력단자부, 전원입력단자부를 통해 입력되는 직류전원을 설정된 주파수로 발진시키는 발진부, 상기 발진부에 의해 발진된 전압을 승압하는 트랜스를 구비한 고전압 승압부, 상기 고전압 승압부에 의해 승압된 전압을 배가시키는 배전압부, 상기 전원입력단자부와 발진부 사이에 개재되어 역전압을 차단하는 다이오드를 구비한 역전압 방지부, 상기 전원입력단자부와 발진부 사이에 개재되어

고조파 역류를 억제하는 고조파 방지를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온 발생장치를 제공할 수도 있다.

현재 상용화되어 있는 대부분의 음이온 발생장치들은 12V 정도의 직류전원을 공급받아 이를 소정 주파수로 발진시키고, 3㎸ 정도의 고전압으로 승압 및 배가한 후 방전핀과 대전관을 구비한 음이온 발생부에 출력하여 음이온을 발생시키는 구조를 채택하고 있다.

그러나 이런 종래의 3㎸ 정도의 고전압으로는 실제 충분한 양의 음이온을 발생시킬 수 없는 취약점이 있다. 그럼에도 불구하고, 종래의 음이온 발생장치는 음이온 발생 전압을 높임에 따라 발생하는 다양한 부작용으로 인해 자유롭게 고전압 발생모듈의 출력전압을 승압할 수 없는 한계가 있었다.

또한 본 발명은 상기의 발진부, 고전압 승압부, 배전압부, 역전압 방지부 및

고조파 방지부는 인쇄회로기판(PCB, 41) 위에 실장되는 것을 특징으로 하여 그 크기를 컴팩트하게 구성하며 또한 배전압부 등에서 스파크가 발생하는 것을 방지할 수 있는 기능을 구비한다. 또한 상기의 스파크의 억제를 통해 발진용 트랜지스터나 승압용 트랜스가 발열되는 현상을 방지할 수 있으므로 고전압 발생모듈의 내구성을 높일 수 있다.

따라서 본 발명은 전원공급부의 전압이 낮은 경우에도 음이온을 발생시키기 좋은 고전압 출력을 나타낸다.

발진부는 전원입력단자부를 통해 입력되는, 예컨대 본 발명에서는 3.7V 정도의 직류전원을 미리 설정된 주파수로 발진시켜 고전압 승압부의 트랜스로 제공한다. 이와 같이 직류전원을 일정 주파수로 발진시키면 전력소모 절감과 파형 안정화 측면에서 유리한 이점이 있다. 발진부는 트랜지스터와, 트랜지스터의 컬렉터 단자에 병렬연결된 인덕턴스 성분과 커패시터를 포함하는 LC 발진회로에 의해 구성된다. 트랜지스터의 베이스 단자에 연결된 저항(R1,R2)과 커패시터에 의해 결정되는 시정수(Time constant)를 최적화하면 발진특성을 향상시킬 수 있다.

고전압 승압부는 발진부에 의해 발진된 전압을 고전압으로 승압하기 위한 승압용 트랜스를 포함하여 구성된다. 트랜스에 의해 승압된 전압은 고전압 승압부의 후단에 연결된 배전압부의 다이오드 배전압회로에 의해 배가되어 충분한 음이온을 공급할 수 있는 고전압으로 변환된다.

역전압 방지부는 전원입력단자의 (+) 단자에 대하여 순방향으로 연결되는 다이오드로 구성되어 전원입력단자 쪽으로 역류하는 고전압을 차단하는 기능을 하는 것을 의미한다.

고조파 방지부는 전원입력단자에 대하여 병렬연결된 커패시터로 구성되어 전원입력단자 쪽으로 역류하는 고조파 성분을 제거하는 기능을 하는 것을 의미한다

또한 본 발명은 상기한 음이온발생기의 작동버튼과 음이온 발생량을 사용자의 임의에 따라 조절할 수 있는 조절기능(controller)을 구비하고 있다. 음이온 발생량을 기능은 상기한 전압의 조절에 의해 가능하고 그것은 상기한 PCB에 의해 가능해 진다. 작동버튼과 조절기능은 네뷸라이저의 하우징에 장치되어 있어 사용자의 편의에 따라 음이온발생기를 작동하고 음이온 발생량을 적절히 조절하여 사용이 가능하다.

표 1은 본 발명에 따른 음이온 발생량 측정치를 나타낸 것이다. 한국건자재시험연구원의 시험으로 음이온 발생량이 현저하게 높음을 나타낸다.

시험항목		시험결과	시험방법
음이온(ION/cc)	Blank	75	KICM-FIR-1042 : 2006
	Sample	40104

또한 본 발명은 표 2에서 보는 바와 같이 음이온 중 인체에 영향을 줄 수 있는 오존발생량이 현저히 감소하는 효과를 나타낸다. 또한 본 발명에 따른 음이온 발생은 NOx가 없는 순수음이온만 발생하였다. 시험은 한국건자재시험연구원에서 하였다.

시험결과
시험항목	단위	구분	결과	시험방법
오존발생량	ppm	1	<0.001	SPS-KACA002-132 : 2006

또한 본 발명의 네뷸라이저는 표 3 및 4에서 보는 바와 같이 상기와 같은 음이온 발생기에 의해 종래의 분무기, 흡입기 또는 네뷸라이저에는 없는 항균, 멸균, 살균의 효과가 나타난다.

<살균력 시험> 한국생활환경시험연구원 실험

시험균주	군분류		잔존생균수(CFU/plate)	살균력(%)
Escherichia coli (ATCC 8739)	대조군		1.1×104	99.8
	시험군	3시간	2.6×10
Staphylococcus (ATCC 6538)	대조군		2.9×104	99.9
	시험군	3시간	1.0×10
Salmonella typhimurium (KCTC 1925)	대조군		1.8×104	99.9
	시험군	3시간	1.1×10

<살균력시험> 바이오리더스 인플루엔자 연구센터 실험

시료처리	거리	반응시간	바이러스역가(계적혈구응집반응 단위)
음이온발생 네뷸라이저	30cm	5분	0
		10분	0
바이러스대조군			1024

[결론] 음이온 발생 네뷸라이저(본 발명품)는 신종인플루엔자와 동종인 인플루엔자 바이러스(H1N1)를 100% 불활성시키는 것을 확인함.

상기와 같은 구성으로 살균효과가 현저한 음이온 발생기를 내장한 컴팩트한 핸디형 기능성 네뷸라이저를 제공한다.

본 발명은 초소형의 휴대형 분무기(네뷸라이저)를 제공하는 것으로, 물, 약제 또는 아로마향 등을 체내로 분사하는 도구를 만드는 산업에 매우 유용하다.

또한 본 발명은 의약품이나 약제 등을 분무하여 호흡기 질환 등을 치료할 수 있는 의료기기 산업에도 매우 유용한 발명이다.

또한 본 발명은 분무기능과 더불어 음이온발생기능을 구비하고 있어 실내공기오염 등을 예방하고 제거하는 산업에 획기적이다.

이에 더하여 분무기능과 음이온 발생기능이 있어 바이러스균, 박테리아 및 알레르기 유발물질을 제거하는 기능이 탁월하므로 이와 같은 유해물질을 제거하는 산업에 아주 유용하다.

1 : 직류전원공급부 2 : 발진부
3 : 스위칭부 4 : 승압부
5 : 출력부 6 : 음이온 발생구
7 : 배전압부 101 : 방전극
102 : 메탈섬유
10 : 하우징 20 : 전원공급부
30 : 압전소자, 초음파 진동자 31 : 초음파진동기 PCB
40 : 음이온 발생기 41 : 음이온 발생기 PCB
50 : 액체통 51 : 액체유입구
52 : 액체유출구 53 : 액체통 탈착부
60 : 미세홀 메쉬 61 : 액체유입관
62 : 분무판 70 : 액체도관형연결부

Claims (8)

1. 네뷸라이저 하우징 및 전원공급부를 구비하고,
   하우징 내부에 액체통, 초음파 진동기, 초음파진동기에 의해 진동하는 미세홀 메쉬를 구성하여 미세홀 메쉬가 진동하여 미세홀 메쉬를 통하여 액체가 분무되는 핸디형 기능성 네뷸라이저.
   
2. 제1항에 있어서,
   액체통은 고정형 또는 교환형이며,
   이온발생기 바람직하게는 음이온 발생기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 음이온이 발생되는 핸디형 기능성 네뷸라이져.
   
3. 제2항에 있어서,
   액체통과 미세홀 메쉬 사이에 신축성이 있는 액체도관형연결부가 구성되어 액체의 분무시에도 압력차를 제거하여 균일한 분무기능을 하며,
   교환형 액체통은 누수없이 자유로운 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 음이온이 발생되는 핸디형 기능성 네뷸라이저.
   
4. 제1항에 있어서,
   초음파진동기에 의해 진동되는 액체흐름관 및 분무판이 구성되어 있고,
   분무판과 미세홀 메쉬가 근접되어 위치하고 있어 진동되는 액체흐름관에 의해 유입된 액체가 미세홀 메쉬와 분무판의 작은 간극에 의해 분무되어지는 것을 특징으로 하는 핸디형 기능성 네뷸라이저.
   
5. 제4항에 있어서,
   액체통은 고정형 또는 교환형이며,
   이온발생기 바람직하게는 음이온 발생기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 음이온이 발생되는 핸디형 기능성 네뷸라이져.
   
6. 제5항에 있어서,
   액체통과 액체연결관 사이에 신축성이 있는 액체도관형연결부가 구성되어 액체의 분무시에도 압력차를 제거하여 균일한 분무기능을 하며,
   교환형 액체통은 누수없이 자유로운 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 음이온이 발생되는 핸디형 기능성 네뷸라이저.
   
7. 제2항, 제3항, 제5항 또는 제6항에 있어서,
   음이온 발생기는 전원공급부, 발진부, 스위칭부, 고정압 승압부, 배전압부, 출력부를 포함하여 구성하되,
   고전압을 음이온 발생구에 출력시키되 음이온 발생구를 방전극의 단부에 설치한 메탈섬유에 나노의 은이온을 도포시켜 상기 출력부에서 출력되는 고전압에 의해 구동될 때 상기 메탈섬유에서 음이온 및 은이온이 동시에 방출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 음이온이 발생되는 핸디형 기능성 네뷸라이저.
   
8. 제2항, 제3항, 제5항 또는 제6항에 있어서,
   고전압을 발생시키기 위한 구조로서 직류전원을 입력받기 위한 전원입력단자부, 전원입력단자부를 통해 입력되는 직류전원을 설정된 주파수로 발진시키는 발진부, 상기 발진부에 의해 발진된 전압을 승압하는 트랜스를 구비한 고전압 승압부, 상기 고전압 승압부에 의해 승압된 전압을 배가시키는 배전압부, 상기 전원입력단자부와 발진부 사이에 개재되어 역전압을 차단하는 다이오드를 구비한 역전압 방지부, 상기 전원입력단자부와 발진부 사이에 개재되어 고조파 역류를 억제하는 고조파 방지를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온이 발생되는 핸디형 기능성 네뷸라이저.
   
   

Images