KR20120056013A

KR20120056013A - 이온발생모듈

Info

Publication number: KR20120056013A
Application number: KR1020100117513A
Authority: KR
Inventors: 노진기; 고석현
Original assignee: (주)아이엠
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-06-01
Also published as: KR101168965B1

Abstract

본 발명은 유도 전극 없이 방전 전극만으로 양이온과 음이온을 발생시킬 수 있도록 양(+)의 전극과 음(-)의 전극으로 구성된 한 쌍의 침상 방전 전극을 기판에 전기적으로 연결하여 이격 배치하고, 고전압을 인가함으로써 실내공기의 청정에 필요한 양의 이온을 용이하게 발생토록 하기 위한 이온발생모듈에 관한 것이다.

Description

이온발생모듈{ION GENERATING MODULE}

본 발명은 이온발생모듈에 관한 것이다.

이온을 발생시키기 위해서는 양의 전극과 음의 전극에 수㎸에서 수천㎸의 고전압을 인가하여 코로나(Plasma) 방전이 일어나도록 해야 한다. 이온발생모듈은 이를 모듈화하여 공기청정기 또는 에어컨 등과 같은 전자기기에서 이온을 용이하게 발생시키도록 하고 있다.

즉, 상기 이온발생모듈을 공기청정기 또는 에어컨 등에 설치할 경우 이온발생모듈에서 발생한 양이온 및 음이온이 송풍 과정에서 방출되어 공기 중에 부유하는 균 등을 제거하여 청정하게 하는 것이다.

이러한 이온발생모듈은 통상 방전 전극 및 상기 방전 전극과 조합하여 코로나 방전에 의해 이온을 발생시키는 유도 전극으로 구성되며, 이를 각각 따로 제조한 후 기판(PCB)에 실장하여 모듈화하고 있다. 대표적으로 (특허문헌 1)을 예로 들 수 있다.

따라서 상기 (특허문헌 1)과 같이 방전 전극과 유도 전극을 조합하여 이온을 발생시키는 이온발생모듈은 상기 방전 전극과 유도 전극을 각각 제조해야 하는 관계로 생산공정상의 불리함이 있으며, 이에 따른 생산성의 저하 및 불량발생률이 높다는 문제점이 있다.

한편, (특허문헌 2)는 다른 양태를 갖는 이온발생모듈로써, 기판(PCB)의 일측에 음이온을 발생시키는 침상의 음전극부를 실장하고, 다른 일측에 양이온을 발생시킬 수 있도록 세라믹 재질로 제조된 판상의 양전극부를 케이블로 연결하고 있다.

여기서, 상기 (특허문헌 2)는 판상의 양전극부에 대하여 단순히 판상 및 세라믹 재질로 제조되어 있음을 기재하고 있으나, 상기 판상의 양전극부가 양이온을 발생시키기 위해서는 유도 전극과 방전 전극을 판상으로 형성한 후 적층하여 제조해야 하며, 이에 대해서는 (특허문헌 3) 및 (특허문헌 4)에 구체적으로 개시되어 있다.

KR10-2009-0009309 A KR10-2008-0047114 A KR10-2006-0010232 A KR10-2008-0056479 A

이를 기준으로 볼 때, (특허문헌 2) 역시 (특허문헌 1)이 갖고 있는 문제점인 방전 전극과 유도 전극을 각각 따로 제조함으로 인한 공정상의 불리함 및 이에 따른 생산성의 저하 등이 해결하지 못하고 있다.

또한 상기 (특허문헌 2)에 따른 판상의 양전극부는 본문의 기재 및 (특허문헌 3), (특허문헌 4)에서 보듯이, 고가의 세라믹을 통해 제조되고 있어 생산성을 더욱 악화시키는 문제점이 있으며, 상기 (특허문헌 3)의 도 8에서 보듯이, 그 구조상 3개의 케이블을 통해 기판에 연결되고 있어 취급에 어려움이 있다.

따라서, 본 발명은 방전 전극과 유도 전극을 각각 따로 제조함으로 인해 발생하고 있는 여러 문제점을 해결하고, 또 다른 양태로써 양전극부를 판상으로 제조하는데 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 유도 전극 없이 방전 전극만으로 이온을 발생시킬 수 있도록 한 이온발생모듈을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해,

본 발명은 기판과;

상기 기판에 전기적으로 접속되어 이격 배치되는 한 쌍의 침상 방전 전극과;

상기 기판을 수용할 수 있도록 상부가 개방된 하부케이스와;

상기 하부케이스를 덮어 밀폐하며, 외부로 노출된 침상 방전 전극 보호용 캡이 형성된 상부케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 한 쌍의 침상 방전 전극은 기판의 직접 실장된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 한 쌍의 침상 방전 전극 중 어느 하나는 기판에 실장되고, 다른 하나는 상부케이스에 실장된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 한 쌍의 침상 방전 전극 중 어느 하나는 기판에 직접 실장되고, 다른 하나는 상기 기판과 전기적으로 연결되는 보조기판에 실장된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 한 쌍의 침상 방전 전극은 스테인리스(SUS)로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상부케이스에는 침상 방전 전극보다 높이가 낮은 유속유도부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 유도 전극 없이 이격 배치된 한 쌍의 침상 방전 전극만으로 실내공기를 청정하기 위한 이온을 발생시킴으로써, 상기 유도 전극을 제조하기 위한 공정이 불필요하고, 이에 따라 제조공정의 간소화 및 비용이 절감되어 생산성이 향상된다.

특히, 침상의 방전 전극만을 이용함에 따라 케이스 또는 보조기판에 상기 침상 방전 전극을 실장해야 하는 경우 하나의 케이블로도 기판과 방전 전극의 전기적으로 연결이 가능하며, 이에 따라 취급에 용이함이 있다.

또한, 상기 침상 방전 전극이 세라믹보다 저렴한 스테인리스로 형성됨으로써, 재료비 감소를 통한 제조 관련 비용을 현저하게 낮출 수 있다.

한편, 침상 방전 전극보다 높이가 낮은 유속유도부가 상부케이스에 형성됨으로써, 유속을 침상 방전 전극으로 용이 안내하여 양이온의 발생량을 증가시킬 수 있으며, 나아가 유속감소를 통해 이온결합이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 이온발생모듈을 분해하여 나타내 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 이온발생모듈의 결합상태를 나타내 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 이온발생모듈을 일부 절개하여 나타내 보인 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 이온발생모듈(1)은 도 1 내지 2에서 나타내 보인 것과 같이, 기판(PCB), 상기 기판(10)에 전기적으로 연결되어 이격 배치되는 한 쌍의 침상 방전 전극(20)(21)을 포함한다. 상기 기판(10)은 침상 방전 전극(20)(21)에 고전압을 인가할 수 있도록 회로가 형성되어 제공되는데, 이러한 기판(10)은 이온발생모듈(1)의 기술분야에서 널리 알려진 자명한 사항이므로 이하 생략함을 밝혀둔다.

상기 한 쌍의 침상 방전 전극(20)(21)은 끝이 뾰족한 바늘모양으로써, 앞서 설명한 바와 같이, 기판(10)에 전기적으로 연결하여 이격 배치하되, 구체적인 실시 예로는 상기 기판(10)의 한쪽에 음(-)의 전극(이하, '음침상전극'라 합니다)이 실장되고, 다른 한쪽에 양(+)의 전극(이하, '양침상전극'라 합니다)이 실장되어 이격 배치된다.

다른 실시 예로는 도 3에서 나타내 보인 것과 같이, 상기 기판(10)에 음침상전극(21)이 실장되고, 양침상전극(20)은 통상의 케이블(11)을 통해 상기 기판(10)과 전기적으로 연결된 상태로 상부케이스(31)에 실장하여 이격 배치하게 되는 것이다.

상기 한 쌍의 침상 방전 전극(20)(21)을 이격 배치하기 위한 또 다른 실시 예로써, 통상의 케이블(11)을 통해 기판(10)과 전기적으로 연결되는 보조기판(미도시)을 제공하고, 상기 보조기판(10)에 양침상전극(20)을 실장하여 이격 배치할 수도 있다.

이러한 침상 방전 전극(20)(21)은 그 재질로써, 세라믹보다 재료비를 절감할 수 있는 스테인리스(SUS)가 바람직하고, 더욱 구체적으로는 SUS304[화학성분(%) Cr:18, Ni:8, Fe:74] 스테인리스 강으로 형성된다. 따라서 본 발명이 목적하고 있는 생산성 향상의 달성이 더욱 용이하다.

본 발명에 따른 이온발생모듈(1)은 앞선 기판(10), 한 쌍의 침상 방전 전극(20)(21)과 함께 케이스(30)를 포함한다. 상기 케이스(30)는 도 1에서 나타내 보인 것과 같이, 기판(10)을 수용할 수 있도록 상부가 개방 형성된 하부케이스(32) 및 이 하부케이스(32)를 덮어 밀폐하기 위한 상부케이스(31)로 구성된다.

여기서, 상기 하부케이스(32)와 상부케이스(31)는 그 결합상태를 유지할 수 있도록 상호 체결되어야 하며, 그 실시 예로써, 하부케이스(32)에 체결용 돌기(33)가 형성되고, 상부케이스(31)에 체결용 구멍(34)이 형성된 것을 보이고 있다.

따라서, 도 2에서 나타내 보인 것과 같이, 상기 체결용 돌기(33)와 체결용 구멍(34)의 상호 체결을 통해 하부케이스(32)와 상부케이스(31)의 결합상태가 유지되는 것이다. 한편 상기 상부케이스(31)에는 케이스(30)의 상부방향으로 돌출된 침상 방전 전극(20)(21)을 보호할 수 있도록 캡(Cap)이 돌출 형성된다.

상기 캡(35)은 음침상전극(21)과 양침상전극(20)을 각각 개별 보호할 수 있도록 동일한 수의 한 쌍으로 형성되며, 특히 유로(36)가 형성되어 제공된다. 상기 유로(36)는 캡(35)의 전방, 후방 또는 상부에 형성될 수 있으며, 필요에 따라 크기 및 위치선택이 가능하다.

따라서, 상기 유로(36)를 통과한 공기가 양침상전극(20)에서 발생한 양이온을 음침상전극(21)으로 송풍함으로써, 음이온과의 결합이 이루어지도록 하게 되는 것이다.

이때, 상기 캡(35)은 외부에 노출되어 있는 관계로, 침상 방전 전극(20)(21)의 보호목적과 함께 기류의 흐름을 안내하기 위한 목적도 있다. 따라서 전체적인 형상을 유선형으로 형성하여 기류의 흐름이 급격하게 전환되거나 차단되지 않도록 하는 것이 중요하다.

한편, 본 발명은 상기 유로(36)에 공기를 용이하게 송풍할 수 있도록 상부케이스(31)에 형성된 유속유도부(37)를 더 포함하게 되는데, 상기 유속유도부(37)는 도 3에서 나타내 보인 것과 같이, 상부가 좁고 하부가 넓은 경사진 턱의 형태로써 침상 방전 전극(20)(21)보다 높이가 낮도록 상부케이스(31)에 돌출 형성된 것을 보이고 있다.

따라서, 상기 유속유도부(37)에 의해 기류의 흐름이 유로(36)로 안내함으로써, 상기 유로(36)에 더욱 많은 양의 공기가 유입되어 양이온의 활발한 발생을 유도하게 되며, 특히 상기 유속유도부(37)를 통해서는 유속의 감소효과도 기대할 수 있어 양이온과 음이온의 용이한 결합이 이루어질 수 있게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 이온발생모듈(1)을 통한 이온발생과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저 기판(10)에 압전 변압기를 통한 고전압을 인가하여 한 쌍의 침상 방전 전극(20)(21)에서 코로나(Plasma) 방전이 일어나도록 하게 된다.

따라서, 양(+)의 전극인 양침상전극(20)에서 H⁺이온이 발생토록 하게 되며, 유로(36)를 통과한 기류에 의해 상기 H⁺이온이 음(-)의 전극인 음침상전극(21)에서 발생한 전자와 결합하여 활성수소 H가 생성된다.

즉, 상기 양침상전극(20)과 음침상전극(21)에 의해서 활성수소 H와 산소이온 O₂가 발생하여 공기 중에 부유하는 균 등을 제거함으로써, 실내공기를 청정하게 하는 것이며, 이때의 상기 활성수소 H와 산소이온 O₂를 통한 실내공기를 청정작용은 널리 알려져 있으므로 생략한다.

한편, 본 발명에 따른 이온발생모듈(1)에서 발생하는 활성수소 H와 산소이온 O₂는 실내공기의 청정에 적합한 100 만개 정도로 발생하는 것으로 보고 있다. 따라서 종래기술과 같이, 유도 전극을 이용하지 않고도 한 쌍의 침상 방전 전극(20)(21)만으로도 실내공기의 청정에 적합한 이온의 발생이 가능한 것이다.

1 - 이온발생모듈 10 - 기판
20 - 양침상전극 21 - 음침상전극
30 - 케이스 31 - 상부케이스
32 - 하부케이스 33 - 체결용 돌기
34 - 체결용 구멍 35 - 캡
36 - 유로 37 - 유속유도부

Claims

기판(PCB)과;
상기 기판에 전기적으로 접속되어 이격 배치되는 한 쌍의 침상 방전 전극과;
상기 기판을 수용할 수 있도록 상부가 개방된 하부케이스와;
상기 하부케이스를 덮어 밀폐하며, 외부로 노출된 침상 방전 전극 보호용 캡(Cap)이 형성된 상부케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온발생모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 한 쌍의 침상 방전 전극은 기판의 직접 실장된 것을 특징으로 하는 이온발생모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 한 쌍의 침상 방전 전극 중 어느 하나는 기판에 직접 실장되고, 다른 하나는 상부케이스에 실장된 것을 특징으로 하는 이온발생모듈.
청구항 1에 있어서, 상기 한 쌍의 침상 방전 전극 중 어느 하나는 기판에 직접 실장되고, 다른 하나는 상기 기판과 전기적으로 연결되는 보조기판에 실장된 것을 특징으로 하는 이온발생모듈.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한 쌍의 침상 방전 전극은 스테인리스(SUS)로 형성된 것을 특징으로 하는 이온발생모듈.
청구항 5에 있어서, 상기 상부케이스에는 침상 방전 전극보다 높이가 낮은 유속유도부가 형성된 것을 특징으로 하는 이온발생모듈.