KR20120031820A - 고장 확인 기능을 가진 이온 발생 장치, 그 방법 및 이를 포함한 공기 청정기 - Google Patents

고장 확인 기능을 가진 이온 발생 장치, 그 방법 및 이를 포함한 공기 청정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고장 확인 기능을 가진 이온 발생 장치 및 이를 포함한 공기 청정기 및 이를 이용한 이온 발생 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명의 이온 발생 장치는 고전압을 유기시켜 공기 중에 이온을 발생시키는 이온 발생부, 상기 발생된 이온에 의해 유기되는 전압을 측정하는 전압 측정부 및 상기 측정 전압을 이용하여 이온 발생부의 고장 여부를 판정하고 제어부를 포함한다.

Description

고장 확인 기능을 가진 이온 발생 장치, 그 방법 및 이를 포함한 공기 청정기 {Ion generator having trouble check function, method of the same and air cleaner including the same }
본 발명은 이온의 정상 방출량을 확인하여 고장 여부를 진단할 수 있는 이온 발생기 및 이를 포함하는 공기 청정기 및 이를 이용한 이온 발생 방법에 대한 것이다.
도 1은 종래의 공기 청정기를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 공기 청정기(200)는 흡기구(240)을 통해서 공기를 흡입해 필터등을 이용하여 먼지 및 세균등을 제거한 후 배기구(250)을 통해 배출함으로써, 실내공기를 청정한다.
또한, 최근에는 실내공기를 청정시키는 공기 청정기(200)에 이온 발생 장치를 내장시켜 실내공기를 청정함과 함께 이온 발생 장치를 통하여 발생된 양이온 및 음이온을 송풍하여 공기 중의 이온 농도를 증가시킴으로서 사용자의 건강에 대한 다양한 요구를 만족시키고 있다.
이러한 이온 발생장치는 침상전극, 접지 전위에 접속된 GND, 침상전극과 GND사이에 소정주기로 극성이 교대로 변화하는 교류전압을 인가하는 교류전압원를 포함하여 구성된다. 따라서, 교류전압원에서 출력되는 (+) 전압 파형이 침상전극에 인가될 때는 공기 분자에의 전하 이동에 의하여 공기 분자가 전리되어 양이온이 발생하고, (-) 전압 파형이 침상전극(1)에 인가될 때는 음이온이 발생하게 된다.
그런데, 상기 발생된 이온은 시각적, 촉각적, 후각적인 방법으로는 쉽게 인식할 수 없으며 일반적인 전류 패스를 통해서 이동하는 것도 아니어서 사용자나 공기 청정기가 이온 발생이 정상적으로 이루어지는 지를 확인하기가 힘든 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은 정상적으로 이온이 발생하는 지를 확인하여 고장 여부를 체크할 수 있는 이온 발생 장치 및 이를 포함하는 공기 청정기 및 이를 이용한 이용한 이온 발생 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 이온 발생 장치는 고전압을 유기시켜 공기 중에 이온을 발생시키는 이온 발생부, 상기 발생된 이온에 의해 유기되는 전압을 측정하는 전압 측정부 및 상기 측정 전압을 이용하여 이온 발생부의 고장 여부를 판정하는 제어부를 포함한다.
상기 전압 측정부는 상기 이온 발생부에서 발생한 이온들을 감지하는 이온 감지봉 및 상기 감지된 이온의 양을 전압값으로 변환하는 변환부를 포함한다.
상기 유기 전압과 기설정 전압(VL)을 비교하는 비교기 및 기설정된 시간 동안 상기 유기 전압이 상기 기설정 전압(VL) 이하인 경우의 횟수(N)를 측정하는 카운터를 포함하고, 상기 횟수(N)가 기설정 횟수(NL) 이하인 경우 이온 발생부가 고장인 것으로 판정한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 청정기는 기류를 형성시켜 공기가 유입되어 토출되도록 하는 팬모터, 상기 유입 공기를 필터링하는 필터 및 고전압을 유기시켜 상기 필터링된 유입 공기 중에 이온을 발생시키는 이온 발생부, 상기 발생된 이온에 의해 유기되는 전압을 측정하는 전압 측정부, 및 상기 유기 전압을 이용하여 이온 발생부의 고장 여부를 판정하고 제어부를 갖는 이온 발생 장치를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 이온 발생부 및 전압 측정부를 포함하는 이온 발생 장치를 이용한 이온 발생 방법은 상기 이온 발생부를 동작시켜 이온을 발생시키는 동작 과정, 상기 전압 측정부를 이용해 이온 발생부에서 발생하는 이온에 의해 유기되는 전압을 측정하는 전압 측정 과정, 기설정 시간(Td) 동안 상기 전압 측정부에서 측정된 전압이 기설정 전압(VL)보다 낮은 횟수(N)를 체크하는 저전압 카운팅 과정 및 상기 체크된 횟수(N)가 기설정 횟수(NL) 이하인 경우 이온 발생 장치가 동작 오류 상태인 것으로 판정하는 동작 오류 판정 과정을 포함한다.
상기 해결 수단에 의한 본 발명의 고장 확인 기능을 가진 이온 발생 장치 및 이를 포함한 공기 청정기 및 이를 이용한 이온 발생 방법에 따르면, 장치의 정상 동작 여부를 발생 이온에 의해서 유기되는 전압을 이용하여 확인할 수 있으며, 이를 통해서 자가 체크 기능을 발휘할 수 있다.
도 1은 종래의 공기 청정기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 이온 발생 장치를 포함하는 공기 청정기의 구성을 도시한 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 이온 발생 장치의 전압 측정부에서 측정한 유기 전압을 표시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 이온 발생 장치를 이용한 이온 발생 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 이온 발생 장치를 포함하는 공기 청정기의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 이온 발생 장치(100, 300)는 이온 발생부(100), 전압 측정부(300) 및 제어부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
이온 발생부(100)는 고전압을 유기시켜 공기 중에 이온을 발생시킬 수 있다. 이를 위해서 이온 발생부(100)는 침상 전극(110) 및 GND(120)을 포함하여 구성될 수 있다. 필요에 따라서는, 이온 발생 장치(100)는 발생되는 이온 중 하나만을 선택하여 배출할 수 있도록 선택부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
전압 측정부(300)는 이온 발생부에 의해서 유기되는 전압을 측정할 수 있다. 이온은 전하량을 가지고 있으므로, 금속 등과 접촉하면 과다 전하를 잃고나 부족 전하를 얻어서 중성 입자로 변할 수 있다. 이때, 금속등은 상기의 과다 전하를 얻거나 부족 전하를 공급하여 줌으로써 전하의 이동이 발생하고 이는 곧 전압의 변화가 발생함을 의미한다. 따라서, 이온 발생부(100)의 근처에 전압 측정부(300)를 배치하면 이온 발생부(100)에 의해서 발생되는 이온에 의해 유기되는 전압을 측정할 수 있다.
이를 위해서, 전압 측정부(300)는 이온 감지봉(310) 및 변환부(320)을 포함하여 구성될 수 있다.
이온 감지봉(310)은 이온 발생부(100)에 의해서 발생한 이온을 감지하기 위해서 이온 발생부(100)에서 이온이 방출되는 위치에 배치될 수 있으며, 전하를 주고받을 수 있도록 금속 등으로 제작될 수 있다.
변환부(320)은 상기 이온 감지봉(310)에서 발생하는 전하의 변화를 전압값으로 변환할 수 있고, 필요에 따라서는 데이터값으로 변환할 수도 있다.
제어부는 상기 전압 측정부(300)에서 측정한 유기 전압을 이용하여 이온 발생부(100)의 정상 동작 여부를 판정할 수 있다. 측정된 유기 전압의 크기는 이온의 전하량 X 이온의 수에 비례하므로, 측정된 유기 전압이 일정한 수치 이하인 경우에는 이온 발생부(100)가 정상적으로 동작하지 않아 이온이 충분히 생성되지 못한 것으로 판정할 수 있다.
이를 위해서, 도시하지는 않았으나 제어부는 비교기 및 카운터를 포함하여 구성될 수 있고, 타이머를 더 포함할 수 있다.
비교기는 측정된 유기 전압과 기설정 전압(VL)을 비교할 수 있고, 카운터는 기설정된 시간 동안 상기 유기 전압이 상기 기설정 전압(VL)이하인 경우의 횟수(N)를 측정할 수 있다. 상기 카운터에 의해서 측정된 횟수(N)가 기설정 횟수(NL) 이하인 경우 이온 발생부(100)가 고장인 것으로 판정할 수 있다.
또한, 제어부는 상기 카운터가 기설정된 시간 동안 카운팅을 수행한 후 리셋될 수 있도록 하기 위해서 타이머를 더 포함할 수 있다.
제어부는 이온 발생부(100)가 고장인 것으로 판정하면 이 정보를 표시 장치 등을 이용하여 출력할 수 있으며, 이온 발생부(100)의 불필요한 동작을 막기 위해서 이온 발생부(1000의 동작을 정지시킬 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 이온 발생 장치(100, 300)를 포함하는 공기 청정기는 이온 발생 장치(100, 300), 팬모터(210), 필터(220)을 포함하여 구성될 수 있다.
팬모터(210)는 팬을 회전시켜 공기청정기로 유입되어 토출되는 기류가 형성되도록 할 수 있다. 필터(220)는 유입된 공기를 필터링할 수 있다. 필터링을 통해서 공기 속의 먼지 등의 이물질 및 세균등을 제거할 수 있다.
이온 발생 장치(100, 300)는 기류의 경로 상에 배치되며, 바람직하게는 필터를 통과한 기류의 경로상에 놓일 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 본 발명의 공기 청정기(200)는 표시 장치 및 입력 장치를 더 포함할 수 있다. 입력 장치는 사용자로부터 공기 청정기(200)의 동작 여부, 동작 정도 등의 정보를 입력받을 수 있고, 이를 이온 발생 장치(100, 300)의 제어부로 전달할 수 있다. 표시 장치는 본 발명의 공기 청정기(200)의 동작 상태 및 주변 환경에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있고, 본 발명의 이온 발생 장치(100, 300)의 제어부에서 이온 발생부(100)가 고장인 것으로 판정한 정보를 표시할 수도 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 이온 발생 장치의 전압 측정부에서 측정한 유기 전압을 표시한 그래프이다.
도 3a는 본 발명의 이온 발생 장치의 이온 발생부(100)가 정상적으로 동작된 상황의 측정된 유기 전압에 대한 그래프이고, 도 3(b)는 본 발명의 이온 발생 장치의 이온 발생부(100)의 동작에 오류가 있는 상황의 측정된 유기 전압에 대한 그래프이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 이온 발생 장치(100, 300)가 정상 동작을 하는 경우에는 전압 측정부(300)에서 측정된 유기 전압은 50mV로 수ms동안 유지됨을 알 수 있다. 이에 반해 도 3b를 참조하면, 본 발명의 이온 발생 장치의 동작에 오류가 발생한 경우에는 측정되는 유기 전압의 크기가 25mV이하이며, 유기 전압이 측정되는 시간도 2ms를 넘지 못한다.
(그래프의 수치가 명확하지 않아서 정확한 설명이 되지 못했습니다. 설명을 보충해 주십시오.)
즉, 정상 동작을 하는 경우와 동작에 오류가 있는 경우에는 측정되는 유기 전압의 크기 및 유기 전압이 측정되는 시간이 크게 차이남을 알 수 있다.
유기 전압의 크기 및 유기 전압이 측정되는 시간은 이온 발생부(100)의 구조나 인가 전압 등에 따라 차이가 날 수 있다. 하지만, 이온 발생 장치(100, 300)의 구조 및 인가 전압 등은 설계시에 거의 확정적으로 정해지므로, 정상 동작 및 동작에 오류가 있는 상황을 판단할 수 있는 기준이 되는 유기 전압의 크기 및 유기 전압이 측정되는 시간은 기설정할 수 있다.
따라서, 본 발명의 이온 발생 장치(100,300)는 상기와 같은 특성을 이용하여 정상 동작 여부를 자가 진단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 이온 발생 장치를 이용한 이온 발생 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이온 발생 방법은 이온 발생부(100) 및 전압 측정부(300)를 포함하는 이온 발생 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 이온 발생 방법은 동작 과정(S10), 전압 측정 과정(S20), 저전압 카운팅 과정(S30), 동작 오류 판정 과정(S50)을 포함하여 수행될 수 있고, 고장 처리 과정(S70)을 더 포함할 수 있다.
동작 과정(S10)에서는 이온 발생부(100)를 동작시켜 이온을 발생시킬 수 있다. 즉, 이온 발생부에 인가 전압을 공급하여 이온이 발생할 수 있도록 한다.
전압 측정 과정(S20)에서는 전압 측정부(300)를 이용해 이온 발생부(100)에서 발생하는 이온에 의해 유기되는 전압을 측정할 수 있다. 이온에 의해서 발생하는 전하 불균형이 전위 불균형을 유기하는 점을 이용하여 전압 측정부(300)를 이용해 이온에 의해서 유기되는 전압을 측정할 수 있다. 측정된 전압은 이온수 X 이온당 전하량에 비례한다.
저전압 카운팅 과정(S30)에서는 기설정 시간(Td) 동안 상기 전압 측정부(300)에서 측정된 전압이 기설정 전압(VL)보다 낮은 횟수(N)를 체크할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 이온 발생부(100)가 정상 동작을 하지 않는 경우 측정되는 전압의 크기가 상대적으로 매우 작은 점을 이용하기 위함이다. 즉, 비정상 동작일 때 발생하는 저전압 상황이 발생했는지를 측정하기 위함이다.
동작 오류 판정 과정(S50)에서는 체크된 횟수(N)가 기설정 횟수(NL) 이상인 경우 이온 발생 장치(100, 300)가 동작 오류 상태인 것으로 판정할 수 있다.
도 3을 예로 들어 설명하면, 기설정 전압(VL)을 50mv, 기설정 시간(Td)를 2ms, 측정 간격을 0.1ms로 설정하고, 기설정 횟수(NL)을 10으로 설정할 수 있다.
그러면 도 3a와 같이 정상 동작을 하는 경우에는 N값이 10회를 넘지 못하는데 반해, 도 3b와 같이 동작에 오류가 있는 경우에는 N값이 10회를 넘는다. 따라서, 본 발명의 이온 발생 방법은 이온 발생 장치(100, 300)의 정상 동작 여부를 판정할 수 있다.
고장 처리 과정(S70)에서는 동작 오류 상태로 판정된 경우 사용자에게 동작 오류 상태임을 표시하고 상기 이온 발생 장치(100, 300)의 동작을 중지시킬 수 있다. 이온 발생 장치(100, 300)의 동작에 오류가 있는 경우이므로 동작을 계속 시키더라도 전력만을 낭비할 뿐이므로 동작을 정지시키고, 수리를 받을 수 있도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.
100: 이온 발생부 200: 공기 청정기 300: 전압 측정부
110: 침상 전극 120: GND
210: 팬모터 220: 필터
240: 흡기부 250: 배기구
310: 이온 감지봉 320: 변환부

Claims (6)

  1. 고전압을 유기시켜 공기 중에 이온을 발생시키는 이온 발생부;
    상기 발생된 이온에 의해 유기되는 전압을 측정하는 전압 측정부; 및
    상기 측정된 전압을 이용하여 이온 발생부의 고장 여부를 판정하는 제어부를 포함하는 이온 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압 측정부는
    상기 이온 발생부에서 발생한 이온들을 감지하는 이온 감지봉; 및
    상기 감지된 이온의 양을 전압값으로 변환하는 변환부를 포함하는 이온 발생 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 유기 전압과 기설정 전압(VL)을 비교하는 비교기; 및
    기설정된 시간 동안 상기 유기 전압이 상기 기설정 전압(VL) 이하인 경우의 횟수(N)를 측정하는 카운터를 포함하고,
    상기 횟수(N)가 기설정 횟수(NL) 이하인 경우 이온 발생부가 고장인 것으로 판정하는 이온 발생 장치.
  4. 기류를 형성시켜 공기가 유입되어 토출되도록 하는 팬모터;
    상기 유입 공기를 필터링하는 필터; 및
    고전압을 유기시켜 상기 필터링된 유입 공기 중에 이온을 발생시키는 이온 발생부, 상기 발생된 이온에 의해 유기되는 전압을 측정하는 전압 측정부, 및 상기 유기 전압을 이용하여 이온 발생부의 고장 여부를 판정하고 제어부를 갖는 이온 발생 장치를 포함하는 공기 청정기.
  5. 이온 발생부 및 전압 측정부를 포함하는 이온 발생 장치를 이용한 이온 발생 방법에 있어서,
    상기 이온 발생부를 동작시켜 이온을 발생시키는 동작 과정;
    상기 전압 측정부를 이용해 이온 발생부에서 발생하는 이온에 의해 유기되는 전압을 측정하는 전압 측정 과정;
    기설정 시간(Td) 동안 상기 전압 측정부에서 측정된 전압이 기설정 전압(VL)보다 낮은 횟수(N)를 체크하는 저전압 카운팅 과정; 및
    상기 체크된 횟수(N)가 기설정 횟수(NL) 이상인 경우 이온 발생 장치가 동작 오류 상태인 것으로 판정하는 동작 오류 판정 과정을 포함하는 이온 발생 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이온 발생 방법은
    상기 동작 오류 상태로 판정된 경우 사용자에게 동작 오류 상태임을 표시하고 상기 이온 발생 장치의 동작을 중지시키는 고장 처리 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 발생 방법.
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