WO2012002703A2 - Apparatus for generating ion clusters - Google Patents

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WO2012002703A2
WO2012002703A2 PCT/KR2011/004711 KR2011004711W WO2012002703A2 WO 2012002703 A2 WO2012002703 A2 WO 2012002703A2 KR 2011004711 W KR2011004711 W KR 2011004711W WO 2012002703 A2 WO2012002703 A2 WO 2012002703A2
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김유만
진희성
안모하
박영만
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(주)수도프리미엄엔지니어링
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Abstract

The invention relates to an apparatus for generating ion clusters, comprising: a high-voltage-generating unit which generates high voltages for plasma discharge; a case in which the high-voltage-generating unit is embedded; a discharge plate which is arranged over an upper surface of the case and spaced apart therefrom, and which receives high voltages applied thereto and generates ion clusters by means of plasma discharge; and a ground member, one side of which is connected to the ground of an electric circuit unit and the other side of which is elastically connected to the discharge plate in the gap between the upper surface of the case and the discharge plate.

Description

이온클러스터 발생장치Ion Cluster Generator
본 발명은 플라즈마 방전원리를 이용한 이온클러스터 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이온클러스터 발생량의 편차를 줄일 수 있는 이온클러스터 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ion cluster generator using the plasma discharge principle, and more particularly, to an ion cluster generator that can reduce the variation in the amount of ion cluster generation.
일반적으로 플라즈마 방전소자는 유전체를 사이에 두고 그 내외부에 위치하는 고전압전극과 접지전극으로 구성되며, 고전압전극에 고전압의 인가에 의해 플라즈마 방전을 일으킨다. 플라즈마 방전 과정에서 다량의 산화기 및 수산화기 이온(O2, O2-, O2+, HO2-, OH- 등)의 소위 이온클러스터(ion cluster)가 다량 생성되어 산화 처리됨으로써 공기 중 싫은 냄새의 탈취효과와 더불어 바이러스, 곰팡이, 진드기 등을 살균하여 공기를 쾌적하게 정화하는 각종 공기정화장치에 사용되고 있다. 이러한 플라즈마 방전소자는 유전체의 소재로서 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등을 사용함에 따라 크게 방전관형과 플레이트형으로 분류되고 있다.In general, a plasma discharge device is composed of a high voltage electrode and a ground electrode positioned inside and outside with a dielectric interposed therebetween, and cause a plasma discharge by applying a high voltage to the high voltage electrode. In the plasma discharge process, a large amount of so-called ion clusters of oxidizers and hydroxyl ions (O 2 , O 2- , O 2 +, HO 2- , OH-, etc.) are generated and oxidized, thereby causing unpleasant odors in the air. In addition to its deodorizing effect, it is used in various air purifiers to clean air comfortably by sterilizing viruses, fungi, and ticks. Such plasma discharge devices are classified into discharge tube type and plate type according to the use of glass, quartz, ceramics, plastics, and the like as dielectric materials.
대표적으로 석영관을 사용하는 방전관형 방전소자는 고전압 발생을 위한 전기회로부가 별도로 구성된다. 이러한 구성에 따라 방전관형 방전소자는 협소한 설치공간에 설치되는 것이 어렵고, 전압을 인가하는 와이어의 길이에 따라 출력저하 및 내구성의 문제가 초래될 수 있으며, 별도로 구성된 전기회로부 및 고전압 라인의 노출로 인한 안전사고의 위험이 있다. 또한, 방전관형 방전소자에서 전기회로부 및 고전압 라인의 노출을 방지하기 위하여 케이싱을 해야 하는 경우 추가 부품의 구성으로 인하여 경제성이 떨어지는 단점이 있었다. Representatively, the discharge tube type discharge device using the quartz tube is configured separately from the electric circuit for high voltage generation. According to this configuration, the discharge tube type discharge element is difficult to be installed in a narrow installation space, and may cause problems of output degradation and durability depending on the length of the wire to apply voltage. There is a risk of safety accidents. In addition, when the casing is required to prevent the exposure of the electrical circuit unit and the high voltage line in the discharge tube-type discharge device, there was a disadvantage that the economic efficiency is poor due to the configuration of additional components.
이에 본 출원과 함께 양도된 2010년 7월 1일 공개된 국제출원 공개 WO2010/074464A2 (대응 한국등록특허 제10-0913343호(등록일 2009.8.14))에는 유전체를 사이에 두고 위치시킨 제 1 및 제 2 전극에 접속되어 고전압을 인가하여 플라즈마 방전을 발생시키는 전기회로부를 방전소자의 내부공간에 포함하는 발명의 명칭 회로부 삽입형 방전 소자가 개시되어 있다. 회로부 삽입형 방전 소자는, 방전소자와 고전압발생을 위한 전기회로부가 분리된 종래 기술의 방전 소자 비해 설치에 소요되는 공간을 최소화할 수 있고, 전극에 고전압을 인가하기 위한 와이어 등의 부재를 생략할 수 있어 내구성이 증대하고, 안전사고 및 출력저하를 방지하며, 고전압부 노출을 방지하기 위한 케이싱이 필요없어 제조비용이 낮아질 수 있다. Accordingly, International Application Publication No. WO2010 / 074464A2 (corresponding to Korean Patent Registration No. 10-0913343 (registered date 2009.8.14)) published on July 1, 2010, assigned with the present application, includes the first and the first dielectrics interposed therebetween. Disclosed is a circuit-insertable discharge element of the invention which includes an electrical circuit portion connected to two electrodes to generate a plasma discharge by applying a high voltage to the internal space of the discharge element. The insertion part discharge element of the circuit part can minimize the space required for installation compared to the discharge element of the prior art in which the discharge element and the electric circuit part for high voltage generation are separated, and omit a member such as a wire for applying a high voltage to the electrode. It increases durability, prevents safety accidents and decreases in output, and eliminates the need for a casing to prevent exposure to high voltage parts, thereby reducing manufacturing costs.
하지만, 이러한 회로부 삽입형 방전소자는 유리, 석영관 또는 세라믹 재질의 원통형 유전체를 사용하므로, 플레이트형 유전체를 사용하였을 때보다 방전소자의 크기가 크게 되어 소형화에 한계가 있는 단점이 있다.However, since the circuit-insertable discharge element uses a cylindrical dielectric made of glass, quartz, or ceramic, the size of the discharge element is larger than that of the plate-type dielectric.
한편 대표적으로 세라믹 판을 사용하는 플레이트형 방전소자는 세라믹 판과 이 세라믹 판에 감싸인 스테인레스스틸의 메쉬망을 포함하는 감싸서 구성한 방전플레이트를 포함한다. 플레이트형 방전소자는 고전압의 인가에 의해 세라믹 판과 메쉬망과의 사이에 있는 공기가 높은 전기장을 받게 되어 플라즈마 방전이 일어남에 따라 이온클러스터를 방출한다. 그런데, 이러한 플레이트형 방전소자는 외부전극과 유전체의 밀착도를 일정하게 유지시키기가 힘들어 소자간의 이온클러스터의 발생량에 편차가 발생함에 따라 대량 생산에 문제가 있다.On the other hand, a plate type discharge element using a ceramic plate typically includes a ceramic plate and a discharge plate composed of a wrap comprising a mesh of stainless steel wrapped around the ceramic plate. The plate-type discharge device receives a high electric field between the ceramic plate and the mesh network by the application of a high voltage, and emits ion clusters as the plasma discharge occurs. However, such a plate-type discharge device is difficult to maintain a constant adhesion between the external electrode and the dielectric, and there is a problem in mass production due to the variation in the generation amount of the ion cluster between the devices.
본 발명의 목적은 이온클러스터 발생장치간의 이온클러스터 발생량의 편차를 줄일 수 있는 이온클러스터 발생장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an ion cluster generator that can reduce the variation in the amount of ion cluster generation between the ion cluster generator.
본 발명의 일 실시 양태에 따르는 이온클러스터 발생장치는, 플라즈마 방전을 위한 고전압을 발생하는 고전압 발생부와, 상기 고전압 발생부가 내장되어있는 케이스와, 상기 케이스의 상부면상에 이격되어 배치되고 상기 고전압이 인가되어 플라즈마 방전에 의해 이온클러스터를 발생하는 방전플레이트와, 상기 케이스의 상부면과 상기 방전플레이트와의 이격 공간 내에서 그의 일측이 상기 전기회로부의 접지에 연결되고, 타측이 상기 방전플레이트와 탄성적으로 접속되는 접지용 부재를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, an ion cluster generator includes: a high voltage generator for generating a high voltage for plasma discharge; a case in which the high voltage generator is built; and a high voltage generator disposed on the upper surface of the case; A discharge plate applied to generate an ion cluster by plasma discharge, one side of which is connected to the ground of the electrical circuit part in a space between the upper surface of the case and the discharge plate, and the other side of which is elastic with the discharge plate It includes a grounding member connected to.
상기 방전플레이트는, 상기 고전압이 인가되는 내부전극이 내장된 세라믹 판과, 상기 세라믹 판의 외면에 감싸이고, 상기 접지용 부재에 접속되는 접지 전극을 포함한다.The discharge plate may include a ceramic plate having an internal electrode to which the high voltage is applied, and a ground electrode wrapped on an outer surface of the ceramic plate and connected to the ground member.
상기 세라믹 판의 내부전극은 다수 갈래의 선형 패턴을 갖는 도전성 재질 또는 판형의 도전성 재질로 구성된다. The internal electrode of the ceramic plate is made of a conductive material or a plate-shaped conductive material having a multi-pronged linear pattern.
상기 내부전극은 상기 케이스의 상부면에 가까이 있도록 상기 세라믹 판의 두께 방향에서 얕게 배치된다. The internal electrode is disposed to be shallow in the thickness direction of the ceramic plate so as to be close to the upper surface of the case.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방전소자로서 플레이트형 유전체를 사용하고, 플레이트형 유전체의 내부전극을 다수의 갈래의 선형 패턴으로 하여, 플라즈마 방전을 위한 고전압발생부의 출력전압에 따른 이온클러스터 발생량의 변화(출력전압 민감도)를 감소시키고, 내부전극의 위치를 유전체의 두께방향으로 중앙이 아닌 한 쪽으로 치우치게 하여, 방전개시전압이 낮추어지도록 함으로써, 고전압발생부의 출력전압을 낮출 수 있어, 출력전압 민감도의 감소뿐 만 아니라, 고전압발생부의 부담을 덜 수 있고, 또한 오존과 같은 플라즈마 방전에 따른 부산물의 발생을 줄일 수 있는 효과를 가진다.According to an embodiment of the present invention, a plate-type dielectric is used as the discharge element, and the inner electrode of the plate-like dielectric is divided into a plurality of linear patterns, thereby generating the amount of ion clusters generated according to the output voltage of the high voltage generator for plasma discharge. By reducing the change (output voltage sensitivity), by shifting the position of the internal electrode toward the dielectric thickness toward the non-center side, and lowering the discharge start voltage, the output voltage of the high voltage generator can be lowered. In addition to the reduction, it is possible to reduce the burden of the high voltage generator, and also has an effect of reducing the generation of by-products due to plasma discharge such as ozone.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온클러스터 발생장치를 나타내는 개략적인 사시도이고,1 is a schematic perspective view showing an ion cluster generator according to an embodiment of the present invention,
도 2는 도 1의 이온클러스터 발생장치의 정면도이고,2 is a front view of the ion cluster generator of FIG. 1,
도 3은 도 2의 이온클러스터 발생장치의 III-III선을 따라 취하여 방전플레이트의 하부면을 나타내는 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing a lower surface of the discharge plate taken along line III-III of the ion cluster generator of FIG.
도 4는 도 3의 방전플레이트의 세라믹 판 내부의 선형 내부전극을 나타내는 개략도이고,4 is a schematic diagram showing a linear internal electrode inside a ceramic plate of the discharge plate of FIG.
도 5는 도 3의 방전플레이트의 세라믹 판 내부의 판형 내부전극을 나타내는 개략도이고,5 is a schematic diagram showing a plate-shaped internal electrode inside the ceramic plate of the discharge plate of FIG.
도 6은 도 4의 선형 내부전극과 도 5의 판형 내부전극의 출력전압 대 이온클러스터의 발생량을 나타내는 그래프이고,FIG. 6 is a graph showing output voltage vs. generation amount of ion clusters of the linear internal electrode of FIG. 4 and the plate-shaped internal electrode of FIG. 5;
도 7은 내부 전극의 위치에 따른 출력전압 대 이온클러스터의 발생량을 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing output voltage vs. generation amount of ion cluster according to the position of an internal electrode.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온클러스터 발생장치를 나타내는 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 이온클러스터 발생장치의 정면도이다.1 is a schematic perspective view showing an ion cluster generator according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view of the ion cluster generator of FIG.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온클러스터 발생장치는 플라즈마 방전을 위한 고전압을 발생하는 고전압발생부(70)와, 고전압발생부(70)가 들어있는 케이스(10)와, 케이스(10)의 상부에 배치되고 고전압이 인가되어 플라즈마 방전을 일으키는 방전플레이트(50)와, 방전 플레이트(50)와 탄성적으로 접속되는 도전성 재질의 접지용 부재(60)를 포함한다. As shown in Figure 1 and 2, the ion cluster generator according to an embodiment of the present invention is a case containing a high voltage generator 70 and a high voltage generator 70 for generating a high voltage for plasma discharge 10, a discharge plate 50 disposed above the case 10 and applied with a high voltage to cause plasma discharge, and a grounding member 60 made of a conductive material elastically connected to the discharge plate 50. Include.
케이스(10)는 ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymer) 재질의 플라스틱으로 구성되며, 케이스(10)의 일면, 예를 들면, 상부면의 양측에는 방전플레이트(50)의 양단이 이들 사이에 삽입되도록 "u"자 형상의 홈(22)이 형성된 홀더(20)가 배치된다. 방전 플레이트(50)는 홀더(20)에 의해 케이스(10)의 상부면으로부터 일정 높이만큼 이격된다.  The case 10 is made of plastic of ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymer) material, so that both ends of the discharge plate 50 are inserted between them on one side of the case 10, for example, an upper surface thereof. The holder 20 in which the "u" shaped grooves 22 are formed is disposed. The discharge plate 50 is spaced apart by a predetermined height from the upper surface of the case 10 by the holder 20.
방전플레이트(50)는 유전체 재질의 세라믹 판으로 구성된 외부전극(40) 및 외부전극(40)에 감겨진 전도체, 예를 들면, 스테인레스스틸 재질의 메쉬 구조체(30)를 포함한다. 접지용 부재(60)는 케이스(10)와 방전 플레이트(50)와의 이격 공간 내에서 그의 일단이 케이스(10)내의 고전압발생부(70)의 접지와 연결되고 타단이 방전 플레이트(50)의 저면에 탄성적으로 접촉되도록 구성된다. 따라서 방전 플레이트(50)의 메쉬(30)는 접지용 부재(60)에 의해 회로부 케이스(10)내의 고전압발생부의 접지와 연결되는 접지전극으로 사용된다. The discharge plate 50 includes an external electrode 40 made of a ceramic plate made of a dielectric material and a conductor wound around the external electrode 40, for example, a mesh structure 30 made of stainless steel. The grounding member 60 has one end connected to the ground of the high voltage generator 70 in the case 10 and the other end of the bottom surface of the discharge plate 50 in a space between the case 10 and the discharge plate 50. Is configured to elastically contact. Therefore, the mesh 30 of the discharge plate 50 is used as the ground electrode connected to the ground of the high voltage generating part in the circuit part case 10 by the grounding member 60.
이온클러스터 발생장치에서, 이온 클러스터는 방전플레이트(50)의 메쉬 구조체(30)와 세라믹 판(40) 사이의 공기가 전리됨으로서 발생한다. 메쉬 구조체(30)는 이온클러스터 발생장치에서 발생된 이온클러스터가 용이하게 공기 중으로 확산될 수 있도록 해주며, 방전 플레이트(50)와 케이스(10)의 상부면과의 이격된 공간은 공기의 유동이 용이하게 이루어지도록 해준다.In the ion cluster generator, ion clusters are generated by the air being ionized between the mesh structure 30 of the discharge plate 50 and the ceramic plate 40. The mesh structure 30 allows the ion cluster generated by the ion cluster generator to be easily diffused into the air, and the space between the discharge plate 50 and the upper surface of the case 10 is a flow of air. Make it easy.
도 2로부터 잘 알 수 있는 바와 같이, 접지용 부재(60)는 도전성 및 탄성 재질의 판스프링으로 구성되며, 방전플레이트(50)가 홀더(20)의 홈(22)에 끼워지면 접지 전극(30)과 탄성적으로 접촉되도록 케이스(10)에 지지되어 있다.As can be seen from Figure 2, the grounding member 60 is composed of a leaf spring of a conductive and elastic material, the ground electrode 30 when the discharge plate 50 is fitted into the groove 22 of the holder 20 It is supported by the case 10 to elastically contact.
도 1 및 도 2에서 미설명 부호(110)과 (100)은 고전압발생부(70)에 전원을 공급하는 전원 케이블과, 고전압발생부(70)로부터 교류 고전압이 출력되는 고전압발생부의 출력 라인을 나타낸다.In FIGS. 1 and 2, reference numerals 110 and 100 denote power cables for supplying power to the high voltage generator 70, and output lines of the high voltage generator for outputting AC high voltage from the high voltage generator 70. Indicates.
도 3을 참조하면, 도 2의 이온클러스터 발생장치의 III-III선을 따라 절취하여 방전플레이트의 하부면을 나타내는 단면도가 도시된다.Referring to FIG. 3, there is shown a cross-sectional view showing the lower surface of the discharge plate, taken along line III-III of the ion cluster generator of FIG.
방전플레이트(50)는 도전성 메쉬를 세라믹 판(40)의 둘레에 감싸는 방식으로 접고 접힌 메쉬의 양단을 용접하여 좌우 개방된 박스 형태의 메쉬 구조체(30)를 형성하고, 이 메쉬 구조체를 세라믹 판(40)에 끼운 다음 세라믹 판(40)에 대고 압착하여 제작한다. 이때 메쉬 구조체(30)의 용접부위(70)는 세라믹 판(40)의 하면, 즉 케이스(10)의 상단부를 향하도록 하는 것이 바람직하다. 세라믹 판(40)의 일측의 하면에는 케이스(10)에서 나온 고압 출력단(100)과 납땜에 의해 접합되도록 노출전극(90)이 일부 노출되어 있다. 이러한 노출전극(90)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 세라믹 판(40)의 내부에 내장되어 있는 내부전극(80)과 연결되어 있다. 본 발명에 따르면, 세라믹 판(40)의 내부전극(80)은 다수 갈래를 갖는 선형의 전극으로 구성된다. 이러한 선형 내부전극(80)의 패턴은 텅스텐 페이스트를 실크스크린 인쇄하여 만들 수 있다. 또한 본 발명에 있어서, 선형 내부전극(80)은 세라믹 판(40)의 두께 방향에서 보았을 때, 세라믹 판(40)의 내부 중심부에 위치하지 않고 세라믹 판(40)의 내부의 아래쪽, 즉 케이스(10)의 상부면에 가까이 내장되는 것이 바람직하다.The discharge plate 50 is formed by wrapping the conductive mesh around the ceramic plate 40 and welding both ends of the folded mesh to form a box-shaped mesh structure 30 left and right, and the mesh structure is formed of a ceramic plate ( 40) and then pressed against the ceramic plate 40 to produce. At this time, it is preferable that the welding portion 70 of the mesh structure 30 faces the lower surface of the ceramic plate 40, that is, the upper end of the case 10. The exposed electrode 90 is partially exposed on the bottom surface of one side of the ceramic plate 40 to be joined to the high voltage output terminal 100 from the case 10 by soldering. As shown in FIG. 4, the exposed electrode 90 is connected to the internal electrode 80 embedded in the ceramic plate 40. According to the present invention, the internal electrode 80 of the ceramic plate 40 is composed of a linear electrode having a plurality of branches. The pattern of the linear internal electrode 80 may be made by silkscreen printing tungsten paste. In addition, in the present invention, the linear internal electrode 80 is not located at the inner central portion of the ceramic plate 40 when viewed in the thickness direction of the ceramic plate 40, that is, the lower portion of the inside of the ceramic plate 40, that is, the case ( It is preferable to be built close to the upper surface of 10).
대안으로, 세라믹 판(40)의 내부전극은 도 5에 도시된 바와 같은 일반적인 길다란 판형의 전극(120)으로 구성될 수도 있다. Alternatively, the internal electrode of the ceramic plate 40 may be composed of a general elongated plate-shaped electrode 120 as shown in FIG.
이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 이온클러스터 발생장치는 전원 케이블(110)을 전원에 연결하면, 고전압발생부(70)의 출력 라인(100)을 통해 교류의 고전압이 세라믹 판(40)의 노출 전극(90) 및 내부전극(80)에 인가된다. 메쉬 구조체(30)는 접지용 부재(60)와 전기적으로 접지되어 있으므로, 교류가 노출 전극(90), 내부전극(80) 및 메쉬 구조체(30)를 경유하여 접지로 흐르게 되어 메쉬 구조체(30)와 세라믹 판(40)사이에 있는 공기는 큰 전기장을 받게 된다. 이 전기장의 세기가 일정한 값, 공기의 경우 약 30 kv/cm를 넘게 되면, 공기는 전리를 시작하여 소위 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 이 플라즈마 방전에 의해 +,-의 극성을 띤 이온클러스터가 외부로 방출된다.In the ion cluster generator of the present invention having the configuration as described above, when the power cable 110 is connected to a power source, the high voltage of the alternating current is exposed to the ceramic plate 40 through the output line 100 of the high voltage generator 70. It is applied to the electrode 90 and the internal electrode 80. Since the mesh structure 30 is electrically grounded with the grounding member 60, an alternating current flows to the ground via the exposed electrode 90, the internal electrode 80, and the mesh structure 30, thereby allowing the mesh structure 30 to be grounded. And the air between the ceramic plate 40 is subjected to a large electric field. When the intensity of this electric field exceeds a constant value, about 30 kv / cm in the case of air, the air starts to ionize and so-called plasma discharge occurs. By this plasma discharge, positive and negative ion clusters are released to the outside.
그런데, 메쉬 구조체(30)와 세라믹 판(40)과의 접촉이 균일하다면 동일한 출력전압에 의한 이온클러스터의 발생량은 동일하다고 할 수 있다. 하지만, 실질적으로는 메쉬 구조체(30)와 세라믹 판(40) 간의 접촉 부분은 공기층이 없어 방전이 일어나지 않으며 접촉 이외의 부분에서는 방전이 일어나기 때문에 이온 클러스터의 발생량에서 편차가 발생한다. 따라서, 동일한 고전압을 인가하더라도 장치간 이온클러스터 발생량에 불가피하게 편차가 발생하게 된다.By the way, if the contact between the mesh structure 30 and the ceramic plate 40 is uniform, the generation amount of the ion cluster by the same output voltage can be said to be the same. However, substantially, the contact portion between the mesh structure 30 and the ceramic plate 40 does not have an air layer so that no discharge occurs, and since the discharge occurs in a portion other than the contact, a variation occurs in the amount of ion clusters generated. Therefore, even if the same high voltage is applied, variation inevitably occurs in the amount of generated ion clusters between devices.
이하에서는 내부전극으로서 다수의 갈래를 갖는 패턴이 형성된 선형의 내부전극(80)으로 하고, 두께 방향에서, 내부전극(80)을 세라믹 판(40)의 내부 중심부에 배치하지 않고 세라믹 판(40)의 저면으로부터 내부에 얕게 배치하는 이유에 대하여, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 도 6은 판형 내부전극과 선형 내부전극의 출력전압 대 이온클러스터의 발생량을 나타내는 그래프이고, 도 7은 내부 전극의 배치된 위치에 따른 출력전압 대 이온클러스터의 발생량을 나타내는 그래프이다.Hereinafter, a linear internal electrode 80 having a pattern having a plurality of branches is formed as an internal electrode, and in the thickness direction, the ceramic plate 40 is not disposed in the inner center of the ceramic plate 40 in the thickness direction. The reason why it arrange | positions shallowly inside from the bottom face of this is demonstrated with reference to FIG. 6 and FIG. 6 is a graph showing the output voltage of the plate-shaped internal electrode and the linear internal electrode versus the generation amount of the ion cluster, and FIG.
일반적으로, 동일한 크기의 출력전압일 때, 판형의 내부전극(120)의 경우, 메쉬 구조체(30)와 세라믹 판(40)사이의 공기층이 받는 전기장의 세기는 대체로 일정하다. 반면, 동일한 크기의 출력전압일 때, 선형 내부전극(80)의 경우에는 전극의 패턴에 기인하여 위치마다 전기장의 세기가 다르다. 그래서, 선형 내부전극(80)에서 전체적인 평균 전기장의 세기는 판형 내부전극(120)의 전기장의 세기보다 작으며, 결국 발생하는 이온클러스터의 양이 적다. In general, when the output voltage of the same magnitude, in the case of the plate-shaped internal electrode 120, the intensity of the electric field received by the air layer between the mesh structure 30 and the ceramic plate 40 is substantially constant. On the other hand, when the output voltage of the same magnitude, in the case of the linear internal electrode 80, the intensity of the electric field is different for each position due to the pattern of the electrode. Therefore, the overall average electric field strength of the linear internal electrode 80 is smaller than that of the plate-shaped internal electrode 120, and thus the amount of ion clusters generated is small.
그렇지만, 실제로 판형 내부전극이든 선형 내부전극이든 메쉬 구조체(30)와 세라믹 판(40)과의 접촉이 일정할 수 없으므로 장치간에 발생하는 이온클러스터의 량에 편차가 있게 된다. However, in reality, the contact between the mesh structure 30 and the ceramic plate 40 cannot be constant, whether it is a plate-shaped internal electrode or a linear internal electrode, so there is a variation in the amount of ion clusters generated between devices.
그렇다고 하더라도 도 6으로부터 유추할 수 있는 바와 같이 본 발명의 이온클러스터 발생장치가 선형 내부전극을 사용하게 되면, 메쉬 구조체(30)와 세라믹 판(40)과의 접촉이 일정하지 않더라도 이온클러스터 발생량의 편차가 판형 내부전극을 사용하였을 경우 보다 적으므로, 실질적으로 장치간의 성능 편차는 줄어든 것으로 예측될 수 있다.Nevertheless, as can be inferred from FIG. 6, if the ion cluster generator of the present invention uses a linear internal electrode, the ion cluster generation amount is not varied even if the contact between the mesh structure 30 and the ceramic plate 40 is not constant. Since the plate type internal electrode is smaller than the case of using the plate-shaped internal electrode, the performance deviation between the devices can be expected to be substantially reduced.
더구나, 출력전압을 증가시키면 이온클러스터의 발생량도 증가하지만, 플라즈마 방전의 부산물인 오존의 발생도 증가하게 되므로, 출력전압의 크기를 무한히 높게 할 수 없다는 제한이 따른다. 통상 방전개시전압보다 약간 높은 값으로 출력전압을 사용하게 되는 것이 일반적이지만, 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 이온클러스터 발생장치는 세라믹 판(40)의 두께 방향에서 내장된 높이를 얕게 내부전극(80, 120)을 배치함으로써, 내부전극과 메쉬 구조체 사이의 간격이 좁아지므로, 전기장의 세기가 크게 되어 세라믹 판 중심부에 내부전극을 배치한 것에 비해 방전이 먼저 일어나게 된다. 즉 방전개시전압이 세라믹 판 중심부에 내부전극을 배치한 경우 보다 낮아지게 된다. 이에 따라 방전을 위한 출력전압을 낮출 수 있으므로 전기회로부의 부담을 덜 수 있다. 부가적으로 세라믹 판(40) 내부에서 아래쪽에, 즉,케이스(10)에 가까이 내부전극을 배치함에 따라 방전플레이트(50)의 저면에서 주로 방전이 일어나므로 외부로부터의 접촉, 예를 들면, 손에 의한 접촉 또는 외부 물체와의 접촉에 의한 플라즈마 방전의 불안정성을 감소시키는 효과도 가지게 된다.Moreover, increasing the output voltage also increases the amount of generated ion clusters, but also increases the generation of ozone, a byproduct of plasma discharge, and therefore, the output voltage cannot be infinitely high. It is common to use the output voltage at a value slightly higher than the discharge start voltage, but as can be seen from FIG. 7, the ion cluster generator of the present invention has a shallow internal height in the thickness direction of the ceramic plate 40. By disposing the electrodes 80 and 120, the gap between the internal electrodes and the mesh structure is narrowed, so that the electric field is increased in intensity, and discharge occurs earlier than when the internal electrodes are disposed in the center of the ceramic plate. That is, the discharge start voltage is lower than when the internal electrode is disposed in the center of the ceramic plate. Accordingly, the output voltage for discharging can be lowered, thereby reducing the burden on the electric circuit part. In addition, since the internal electrode is disposed below the inner surface of the ceramic plate 40, that is, close to the case 10, the discharge is mainly generated at the bottom of the discharge plate 50. It also has the effect of reducing the instability of the plasma discharge due to the contact by or in contact with an external object.
이와 같이, 본 발명의 이온클러스터 발생장치는 다수 갈래를 갖는 선형의 내부전극 또는 판형의 내부전극을 세라믹 판의 두께 방향에서 얕게배치함으로써 내부전극이 판형이면서 중심부에 배치된 경우에 비해서 방전개시전압 부근에서 출력전압의 변화에 따른 이온클러스터 발생량의 변화, 즉 출력전압의 민감도가 작게 되므로, 세라믹 판과 메쉬 구조체와의 불완전 접촉에 따른 장치간의 성능편차를 줄일 수 있다.As described above, the ion cluster generator according to the present invention has a plurality of branched linear electrodes or plate-shaped inner electrodes arranged in a shallow direction in the thickness direction of the ceramic plate, so that the inner electrode is near the discharge start voltage as compared with the case where the inner electrodes are arranged in the center of the plate. Since the change of the ion cluster generation amount, that is, the sensitivity of the output voltage, becomes small due to the change of the output voltage, the performance deviation between devices due to incomplete contact between the ceramic plate and the mesh structure can be reduced.
이상 본 발명은 바람직한 실시예에 대하여 도시되고 설명되었지만, 본 기술에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에서 규정된 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 변경과 변형이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. While the invention has been shown and described with respect to preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention as defined in the claims. will be.

Claims (10)

  1. 이온클러스터 발생장치로,Ion cluster generator,
    플라즈마 방전을 위한 고전압을 발생하는 고전압 발생부와, A high voltage generator for generating a high voltage for plasma discharge;
    상기 고전압 발생부가 내장되어있는 케이스와, A case in which the high voltage generator is built in;
    상기 케이스의 상부면상에 이격되어 배치되고 상기 고전압이 인가되어 플라즈마 방전에 의해 이온클러스터를 발생하는 방전플레이트와, Discharge plates disposed on the upper surface of the case and the high voltage is applied to generate the ion cluster by the plasma discharge;
    상기 케이스의 상부면과 상기 방전플레이트와의 이격 공간 내에서 그의 일측이 상기 전기회로부의 접지에 연결되고, 타측이 상기 방전플레이트와 탄성적으로 접속되는 접지용 부재를 포함하는 이온클러스터 발생장치. And a grounding member, one side of which is connected to the ground of the electrical circuit part in the space between the upper surface of the case and the discharge plate, and the other side of which is elastically connected to the discharge plate.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 방전플레이트는,The discharge plate,
    상기 고전압이 인가되는 내부전극이 내장된 세라믹 판과, A ceramic plate having an internal electrode to which the high voltage is applied;
    상기 세라믹 판의 외면에 감싸이고, 상기 접지용 부재에 접속되는 접지 전극을 포함하는 이온 클러스터 발생장치.And a ground electrode wrapped on an outer surface of the ceramic plate and connected to the ground member.
  3. 제2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 접지 전극은 스테인레스 스틸로 구성된 메쉬 형태의 구조체를 포함하는 이온 클러스터 발생장치. The ground electrode is ion cluster generator comprising a structure of the mesh form made of stainless steel.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 회로부 케이스의 상부면의 양측에 배치되어 상기 방전플레이트의 양단이 끼워지는 홈이 형성된 홀더를 더 포함하며, 상기 방전 플레이트는 상기 홀더에 의해 상기 케이스의 상부면으로부터 이격되는 이온클러스터 발생장치. And a holder having grooves formed at both sides of an upper surface of the circuit part case and having grooves fitted in both ends of the discharge plate, wherein the discharge plate is spaced apart from the upper surface of the case by the holder.
  5. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 방전플레이트의 메쉬 형태의 구조체는 상기 스테인테스 스틸의 메쉬를 상기 세라믹 판을 감싸고, 그 양단을 용접하여 제작되며, 상기 용접된 부위는 상기 케이스의 상부면을 향하도록 상기 세라믹 판의 하면에 위치하는 이온클러스터 발생장치.The mesh-shaped structure of the discharge plate is manufactured by wrapping the mesh of stainless steel surrounding the ceramic plate and welding both ends thereof, and the welded portion is located on the bottom surface of the ceramic plate to face the upper surface of the case. Ion cluster generator.
  6. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 세라믹 판은 상기 내부 전극과 연결되고 그 일부가 외부에 노출된 노출 전극을 포함하며, 상기 고압발생부로부터 제공된 고전압은 상기 노출전극을 통해 상기 내부전극에 인가되는 이온클러스터 발생장치.The ceramic plate includes an exposed electrode connected to the inner electrode and a part of which is exposed to the outside, wherein a high voltage provided from the high voltage generator is applied to the inner electrode through the exposed electrode.
  7. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 세라믹 판의 내부전극은 다수 갈래의 선형 패턴을 가지는 도전성 재질로 구성되는 이온클러스터 발생장치.The inner cluster of the ceramic plate is an ion cluster generator consisting of a conductive material having a plurality of linear patterns.
  8. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 세라믹 판의 내부전극은 판형의 도전성 재질로 구성되는 이온클러스터 발생장치.The inner electrode of the ceramic plate is an ion cluster generator composed of a plate-shaped conductive material.
  9. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,The method according to claim 7 or 8,
    상기 내부전극은 상기 케이스의 상부면에 가까이 있도록 상기 세라믹 판의 두께 방향에서 얕게 배치되는 이온클러스터 발생장치.And the inner electrode is disposed in a shallow direction in the thickness direction of the ceramic plate so as to be close to the upper surface of the case.
  10. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,The method according to claim 7 or 8,
    상기 내부전극은 텅스텐 페이스트를 실크스크린 인쇄하여 형성되는 이온클러스터 발생장치.The internal electrode is an ion cluster generator formed by silkscreen printing tungsten paste.
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