KR20140147500A

KR20140147500A - 이온발생장치

Info

Publication number: KR20140147500A
Application number: KR1020130070869A
Authority: KR
Inventors: 한용심
Original assignee: 한용심
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2014-12-30

Abstract

본 발명은 이온발생장치에 관한 것으로서, 제1전압이 인가되어 입자를 하전시키는 금속다발과; 상기 금속다발의 적어도 일영역을 커버하도록 배치되며 제2전압이 인가되어 전기장을 형성시키고, 이온이 생성되도록 하는 전도성부재와; 상기 전도성부재의 외주연에 결합되어 상기 이온생성시 오존의 생성을 억제시키는 비전도성물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이온발생장치{ION GENERATOR}

본 발명은 이온발생장치에 관한 것으로, 보다 자세히는 이온의 생성시에 오존이 함께 발생되는 것을 방지할 수 있는 이온발생장치에 관한 것이다.

실내 혹은 자동차, 냉장고, 공기청정기, 청소기 등에 사용되는 공기의 정화, 살균 혹은 소취 등을 행하기 위해서 이온발생장치가 사용되고 있다. 이들의 대부분은 케이스 내에 승압용의 트랜스와 침상전극을 배치하고, 트랜스로 승압된 직류고전압을 침상전극으로 인가하여 코로나방전을 발생시켜, 그 방전에 의해 발생하는 이온을 케이스에 천공 설치된 이온방출구로 방출시킨다.

이러한 이온발생장치는 공개특허 제2001-0047087호 "진공청소기용 이온발생 흡입구체"에 개시된 바 있다.

그런데, 종래 이온발생장치는 이온발생시 오존이 함께 생성되면서 비릿한 냄새를 제공하여 사용자에게 불쾌감을 느끼게 하거나 인체에 좋지 않은 영향을 끼치는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 이온발생시 오존의 발생을 억제할 수 있는 이온발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이온발생장치를 통해 발생되는 이온의 양과 극성을 간편하게 변경할 수 있는 이온발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 이온발생장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 이온발생장치은, 제1전압이 인가되어 입자를 하전시키는 금속다발과; 상기 금속다발의 적어도 일영역을 커버하도록 배치되며 제2전압이 인가되어 전기장을 형성시키고, 이온이 생성되도록 하는 전도성부재와; 상기 전도성부재의 외주연에 결합되어 상기 이온생성시 오존의 생성을 억제시키는 비전도성물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성부재는 상단이 개방된 함체형상으로 형성되고, 상기 비전도성물질은 상기 전도성부재의 외주면에 일정두께로 코팅될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성부재는 상단이 개방된 함체형상으로 형성되고, 상기 비전도성물질은 상기 전도성부재를 수용하는 함체형상으로 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성부재는 상단이 개방된 함체형상으로 형성되고,상기 비전도성물질은 와이어형태로 형성되어 상기 전도성부재의 외주연에 권취된다.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성부재는 판상재질로 형성되고, 상기 비전도성물질은 상기 전도성부재의 외측에 코팅형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성부재와 상기 비전도성물질은 각각 상면이 폐쇄된 함체형상으로 형성되고, 폐쇄된 상면에 일정형상의 개구가 관통형성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 전도성부재는 금속소재 또는 전도성 플라스틱으로 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 이온발생장치는 전도성부재 외부에 비전도성물질을 배치하여 이온발생시 함께 발생될 수 있는 오존생성을 억제한다. 이에 의해 이온발생장치로부터 이온바람만 배출되어 사용자의 불쾌감을 줄이고 인체에 유익한 영향을 끼치게 된다.

또한, 본 발명에 따른 이온발생장치는 제1전압인가부와 제2전압인가부에서 인가하는 전압의 값과 극성을 변화시켜 이온의 극성과 이온바람의 세기를 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이온발생장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 이온발생장치의 단면구성을 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 이온발생장치의 전도성부재와 비전도성물질의 결합구조를 도시한 예시도,
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온발생장치의 전도성부재와 비전도성물질의 결합구조를 도시한 개략도이고,
도 7은 본 발명의 이온발생장치를 구동했을 때 오존발생량을 측정한 실험결과이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온발생장치의 구성을 도시한 사시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완입자게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 이온발생장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이온발생장치(100)의 단면구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이온발생장치(100)는 입자를 하전시키는 금속다발(110)과, 금속다발(110)을 지지하는 본체(120)와, 금속다발(110)의 적어도 일 영역을 차폐하며 전기장을 형성하는 전도성부재(130)와, 전도성부재(130)의 외주연에 적어도 일영역이 배치되어 오존발생을 억제시키는 비전도성물질(140)과, 금속다발(110)에 제1전압을 인가하는 제1전압인가부(150)와, 전도성부재(130)에 제2전압을 인가하는 제2전압인가부(160)를 포함한다.

금속다발(110)은 입자를 하전시킨다. 금속다발(110)은 일정 길이를 갖는 봉 형태로 형성된다. 금속다발(110)의 내부에는 제1전압인가부(150)로부터 인가되는 전압에 의해 입자를 하전시키는 하전체(111)가 구비된다. 하전체(111)는 수 마이크로미터 혹은 그 이하의 직경을 갖는 금속 재질의 와이어 또는 복수개의 와이어 다발로 이루어질 수 있다. 특히, 하전체(111)는 탄소섬유의 다발형태인 탄소섬유다발 뿐만 아니라 금속섬유다발의 형태로 구현될 수 있다.

본 발명에서 "금속다발(110)"이라는 용어는 순수하게 금속으로만 만들어진 다발로서, 탄소섬유다발 및 금속섬유다발을 포함하는 의미이다.

본체(120)는 금속다발(110)과 전도성부재(130)를 지지한다. 본체(120)의 내부에는 제1전압인가부(150) 및 제2전압인가부(160)가 수용될 수 있다.

전도성부재(130)는 금속다발(110)의 외주연을 커버한다. 전도성부재(130)는 제2전압인가부(160)로부터 제2전압을 인가하여 전기장을 형성한다. 금속다발(110)에 의해 하전된 입자들은 전도성부재(130)와 하전체(111) 사이에 형성된 전기장을 따라 움직이게 되고, 이에 의해 이온 바람이 형성되어 상방향으로 이동되게 된다.

전도성부재(130)는 금속부재 또는 전도성 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 전도성 플라스틱은 금속부재에 비해 가볍고 성형성이 좋은 장점이 있다.

전도성부재(130)는 상단이 개방된 원통 형상으로 형성된다. 원통형상의 전도성부재(130) 내부에 금속다발(110)가 수용되게 된다. 전도성부재(130) 내부에 형성된 전기장의 영역에 금속다발(110)가 위치하게 되므로 이온 생성량이 증가될 수 있다. 이에 따라 하전체(111)로부터 생성된 이온이 하전체(111)와 전도성부재(130) 사이에 형성된 전기장에 의해 이동하여 상단의 개구를 통해 외부로 배출된다.

여기서, 전도성부재(130)는 원통 형상 뿐만 아니라 사각함체 형상등 전기장을 형성시킬 수 있는 어떠한 형태로든 형성될 수 있다

도한, 전도성부재(130)는 함체 형성 뿐만 아니라 도 6에 도시된 바와 같이 일정 면적을 갖는 판 형태로 형성되어 금속다발(110)의 양측에 배치될 수도 있다.

비전도성물질(140)은 전도성부재(130)의 외주면에 결합되어 이온의 생성시 함께 생성될 수 있는 오존발생을 억제한다. 비전도성물질(140)은 금속다발(110)와 전도성부재(130) 사이에서 이온이 발생될 때 함께 생성되는 오존을 파괴한다.

여기서, 오존은 전도성부재(130) 표면의 단부영역에 전하들이 집중되고 하전체(111)와의 사이에 강력한 전기장이 형성되고 세기가 강한 코로나 방전이 일어날 때 생성되게 된다.

비전도성물질(140)은 전도성부재(130)에 전하쏠림이 발생될 때, 하전체(111)는 전도성부재(130)와 전기장을 형성하는 것이 아니라 비전도성물질(140)의 유전율에 비례한 전기변위장만 발생시키므로 오존생성을 억제할 수 있다.

비전도성물질(140)은 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리에스테르(PET) 등의 고분자 수지들이나 실리콘 등의 물질이 사용될 수 있다.

비전도성물질(140)은 도 3에 도시된 바와 같이 전도성부재(130)의 외주면에 일정 두께 코팅되어 형성될 수 있다. 이 때, 비전도성물질(140)의 두께는 1㎛ ~ 1cm까지 형성될 수 있다. 비전도성물질(140)의 두께가 두꺼워질수록 이온바람의 량이 줄어들게 된다. 반면, 비전도성물질(140)의 두께가 얇을수록 이온바람의 양은 증가하나 상대적으로 오존의 발생 억제 효과가 줄어들어 잔류 오존량이 증가할 수 있다.

한편, 도 4와 도 5는 비전도성물질(140)의 다른 실시예를 도시한 예시도이다. 비전도성물질(140)은 도 3에 도시된 바와 같이 접착제(미도시) 등에 의해 전도성부재(130)의 표면에 코팅될 수 있다. 반면, 도 4에 도시된 바와 같이 전도성부재(130)와 일정 간격 이격되게 중첩적으로 배치될 수도 있다.

또한, 비전도성물질(140)은 와이어의 형상으로 구비되어 도 5에 도시된 바와 같이 전도성부재(130)의 외주면에 권취된 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 비전도성물질(140)은 링의 형태로 전도성부재(130)의 외주면에 결합될 수도 있다.

제1전압인가부(150)는 금속다발(110)에 제1전압을 인가한다. 이에 의해 금속다발(110) 주변의 입자가 하전된다. 제2전압인가부(160)는 전도성부재(130)에 제2전압을 인가한다. 이에 의해 전도성부재(130)와 하전체(111) 사이에 전기장이 형성된다.

제1전압인가부(150)는 극성에 상관없이 고전압을 인가한다. 제1전압인가부(150)에서 양의 고전압을 인가하면 양이온이 발생되고, 음의 고전압을 인가하면 음이온이 발생된다.

제2전압인가부(160)는 전도성부재(130)에 고전압을 인가하거나 접지 상태를 유지한다. 제2전압인가부(160)가 제2전압으로 고전압을 인가할 경우, 제1전압과 반대되는 극성의 고전압을 인가해야 이온발생량 및 이온바람의 세기가 증가한다.

한편, 금속다발(110)와 전도성부재(130)에 걸어준 전압차가 클수록 비전도성물질(140)의 두께가 두거워지는 것이 바람직하다. 비전도성물질(140)의 절연파괴 때문에 전도성부재(130)와 하전체(111)에 직접적인 전기장이 형성되어 오존이 발생하기 때문이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 이온발생장치(100)의 작동과정을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

제1전압인가부(150)가 제1전압을 인가하면, 금속다발(110)의 하전체(111)에 의해 주변입자들이 하전된다. 또한, 제2전압인가부(160)가 제2전압을 인가하면, 금속ㅂ부재(130) 사이에 전기장이 형성된다. 이에 의해 하전된 입자들이 형성된 전기장을 따라 움직이면서 이온바람을 형성하게 된다.

한편, 전도성부재(130)의 외부에 배치된 비전도성물질(140)은 오존발생을 억제한다.

도 6은 1 cubic meter의 밀폐된 공간 내부에서 24시간 동안 본 발명의 이온발생장치를 구동시켰을 때 오존의 발생량을 측정한 데이타이다. 실험조건은 전도성부재(130)의 외부에 500㎛의 두께로 비전도성물질(140)을 코팅한 후, 금속다발(110)와 전도성부재(130)에 제1전압과 제2전압을 인가했을 대 오존의 발생량을 측정한 데이터이다.

데이터에서 오존발생량이 0.5ppb 미만으로 나타나는데, 이것은 공기중에 기본적으로 존재하는 오존농도가 실험시에 0.4ppb 인 것을 감안할 때, 실험 중에 발생된 오존농도라고 판단되지는 않는다.

따라서, 실험데이터를 참고할 때, 기본적으로 존재하는 오존농도를 제외할 경우 비전도성물질(140)이 배치된 본 발명에 따른 이온발생장치에서는 거의 오존이 발생되지 않는 것을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온발생장치(100)는 상부가 개방되게 형성되나, 도 8에 도시된 바와 다른 실시예에 따른 이온발생장치(100c)와 같이 상부가 폐쇄된 상태로 형성될 수도 있다.

이 경우, 비전도성물질(140c)의 상면이 밀폐된 형태로 형성되고, 상면에 일정크기의 개구(141)이 관통형성된다. 이 경우, 전기장이 상면까지 형성되게 되므로 더욱 강한 이온바람이 형성될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 이온발생장치는 전도성부재 외부에 비전도성물질을 배치하여 이온발생시 함께 발생되는 오존생성을 억제한다. 이에 의해 이온발생장치로부터 이온바람만 배출되어 사용자의 불쾌감을 줄이고 인체에 유익한 영향을 끼치게 된다.

또한, 본 발명에 따른 이온발생장치는 제1전압인가부와 제2전압인가부에서 인가하는 전압의 값과 극성을 변화시켜 이온의 극성과 이온바람의 양과 세기를 조절할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 이온발생장치의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 이온발생장치 110 : 금속다발
111 : 하전체 120 : 본체
130 : 전도성부재 140 : 비전도성물질
150 : 제1전압인가부 160 : 제2전압인가부

Claims

제1전압이 인가되어 입자를 하전시키는 금속다발과;
상기 금속다발의 적어도 일영역을 커버하도록 배치되며 제2전압이 인가되어 전기장을 형성시키고, 이온이 생성되도록 하는 전도성부재와;
상기 전도성부재의 외주연에 결합되어 상기 이온생성시 오존의 생성을 억제시키는 비전도성물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
제1항에 있어서,
상기 전도성부재는 상단이 개방된 함체형상으로 형성되고,
상기 비전도성물질은 상기 전도성부재의 외주면에 일정두께로 코팅되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
제1항에 있어서,
상기 전도성부재는 상단이 개방된 함체형상으로 형성되고,
상기 비전도성물질은 상기 전도성부재를 수용하는 함체형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
제1항에 있어서,
상기 전도성부재는 상단이 개방된 함체형상으로 형성되고,
상기 비전도성물질은 와이어형태로 형성되어 상기 전도성부재의 외주연에 권취되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
제1항에 있어서,
상기 전도성부재는 판상재질로 형성되고,
상기 비전도성물질은 상기 전도성부재의 외측에 코팅형성되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
제1항에 있어서,
상기 전도성부재와 상기 비전도성물질은 각각 상면이 폐쇄된 함체형상으로 형성되고,
폐쇄된 상면에 일정형상의 개구가 관통형성되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
제1항에 있어서,
상기 전도성부재는 금속소재 또는 전도성 플라스틱으로 구비되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.