KR20080056479A - 이온발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이온발생장치에 관한 것으로서, 상세하게는 양이온의 대량발생을 유도하는 한편, 오존의 발생을 최소화할 수 있는 규격의 방전전극을 포함하고 있는 이온발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 양이온발생부와; 상기 양이온발생부에 대응되는 음이온발생부를 구비한 이온발생장치에 있어서, 상기 양이온발생부에는 0.05~0.15mm의 두께를 갖는 방전전극이 마련되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치를 제공하고 있다.

Description

이온발생장치{An ion making device}

도1은 본 발명에 의한 이온발생장치의 사시도이다.

도2은 본 발명에 의한 양이온발생부의 분리사시도이다.

도3은 본 발명에 의한 양이온발생부의 평면도이다.

도4(a)내지 도4(c)는 각기 다른 방전침의 갯수를 갖는 방전전극의 평면도이다.

도5는 본 발명에 의한 방전전극의 두께에 따른 양이온방출량의 데이터이다.

도6은 본 발명에 의한 이온발생장치의 작동을 나타낸 측단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1: 이온발생장치 5: 양이온발생부

9: 방전전극 11: 유도전극

13: 세라믹플레이트

본 발명은 이온발생장치에 관한 것으로서, 양이온의 대량방출을 유도하면서 오존의 방출은 최대한 억제시킬 수 있는 방전전극을 포함하는 이온발생장치를 제공 하는데 그 목적이 있다.

이온발생장치는 양이온을 발생시키는 양이온발생부와, 음이온을 발생시키는 음이온발생부를 포함하고 있으며, 보통 양이온 발생부는 세라믹플레이트와, 세라믹플레이트 내부에 마련되는 방전전극 및 유도전극이 마련되고, 음이온 발생부는 침상전극형태로 구성된다.

여기서, 방전전극과 유도전극 사이에 (+)성분의 고전압이 인가되면 세라믹플레이트에서는 플라즈마 방전에 의하여 수소이온(H+)의 양이온 및 오존(O3)가 발생한다.

또한, 음이온발생부의 침상전극에 (-)성분의 고전압이 인가되면 플라즈마 방전에 의하여 다량의 전자가 공기중으로 방출되는데, 이 전자는 공기중의 산소분자(O2)와 결합하여 슈퍼옥사이드아니온(O2-)의 음이온을 발생시킨다.

그리고, 이러한 수소이온과 슈퍼옥사이드 아니온이 실내에 공급되면 수산기(OH)또는 과산화수소(H2O2)가 만들어지고, 이 물질이 세균에 부착되어 산화반응을 일으킴으로써 세균을 제거하였다.

따라서, 살균성능을 제고하기 위해서는 양이온이 대량으로 배출되어야 했는데, 양이온을 대량배출하기 위해 인가되는 전압을 올리면 전압의 피크값이 현저하게 증대된다는 문제점이 있었기 때문에, 양이온의 배출량을 늘리면서도 큰 인가전압이 필요없는 이온장치에 대한 필요성이 대두되었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 큰 인가전압이 필요 없는 경우에서도 다량의 양이온이 발생할 수 있는 최적화규격을 지닌 방전전극을 마련하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 양이온발생부와; 상기 양이온발생부에 대응되는 음이온발생부를 구비한 이온발생장치에 있어서, 상기 양이온발생부에는 0.05~0.15mm의 두께를 갖는 방전전극이 마련되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치를 제공하고 있다.

또한, 상기 방전전극은 그 몸체를 구성하며 전극라인을 형성하는 패턴프레임과; 상기 패턴프레임의 일측에 마련되며 전압을 인가하기 위한 전극부와; 상기 패턴프레임으로부터 돌출되어 형성되는 적어도 하나 이상의 방전침을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 패턴프레임의 두께는 0.05~0.15mm로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 양이온발생부는 상기 방전전극의 상면에 마련된 세라믹코팅부와;

상기 방전전극 하부에 마련되며 상기 방전전극과 코로나 방전을 일으키는 유도전극과; 상기 유도전극의 하부에 마련되는 세라믹플레이트를 포함하며, 상기 방전전극에는 방전침과 전극라인이 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 플라즈마 방전에 의하여 양이온과 음이온을 각각 발생시키는 양이온 발생부 및 음이온 발생부와; 상기 양이온발생부에 마련되며 0.05 ~ 0.15mm의 두께로 구성되는 방전전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온발생장치를 제공하고 있다.

또한, 상기 방전전극은 하나이상의 전극라인을 형성하는 패턴프레임과; 상기 패턴프레임으로부터 돌출되어 마련되는 방전침을 포함하되, 상기 패턴프레임의 두께는 0.05~0.15mm 이하로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.

본 발명에 의한 이온발생장치는 케이스(3)와, 상기 케이스(3)에 플레이트형식으로 배치된 양이온발생부(5)와, 상기 양이온발생부(5)로부터 일정간격 이격되어 형성되는 음이온발생부(15)로 구성되며, 상기 음이온발생부(15)는 침상전극으로 구성되는 것이 바람직하다.

도2에서 도시한 바와 같이, 상기 양이온발생부(5)는 세라믹코팅층(7)과, 방전전극(9)과, 세라믹절연층(8)과, 유도전극(11)과, 세라믹플레이트(13)를 적층하여 구성한다. 여기서, 세라믹코팅층(7)은 방전전극(9)의 표면을 덮어 보호하며, 세라믹절연층(8)은 방전전극(9)과 유도전극(11) 중간에 배치되어 절연한다.

여기서, 방전전극(9)은 복수개의 전극라인을 형성하는 패턴프레임(9a)과, 상기 패턴프레임(9a)으로부터 돌출되어 형성되는 방전침(9b)과, 상기 패턴프레임(9a)의 일측에 마련되어 전압이 인가되는 전극부(9c)를 포함한다.

상기 방전전극(9)은 일정한 두께(t)를 갖는데, 여기서 상기 방전전극(9)의 두께는 0.05~0.15mm인 것이 바람직하며, 이와 같은 두께를 갖는 것이 유리한 이유는 후술하기로 하겠다.

도3은 본 발명에 따른 양이온발생부의 주요부를 보인 평면도로서, 상기 유도 전극(11)은 상기 세라믹플레이트(13)에 고정설치되고, 상기 유도전극(11)의 상부에 상기 방전전극(9)이 설치된다.

상기 방전전극(9)과 상기 유도전극(11)은 도전체인 텅스텐이 프린팅되어 있어서 전극의 양단에 걸리는 고전압에 의하여 코로나 방전을 일으켜 이온을 발생시킨다.

도4(a) 내지 도4(c)는 본 발명의 방전전극의 다양한 형태를 보인 것으로서, 이들 도면에 나타난 방전전극의 두께는 서로 동일하되, 다만, 방전침의 개수가 다르게 마련되는데, 도4(a)의 방전침은 16개, 도4(b)는 10개, 도4(c)는 24개로 구성되어 있다.

이하에서는 상기 도4(a)내지 도4(c)에서 나타난 방전전극의 두께의 변화량에 따른 양이온발생량의 추이에 대하여 알아보기로 하겠다.

도4(a) 내지 도4(b)의 방전전극의 두께가 0.05mm ~ 0.5mm의 범위를 갖게 하고, 이러한 두께의 변화와 양이온의 발생량 및, 방전침의 수량의 변화와 양이온의 발생량간의 관계는 도5에서 산출된 데이터에 나타나 있다.

본 발명에서 사용된 방전침의 규격은 가로세로 폭이 각각 25mm X 13mm 로 하였으며, 상기 패턴프레임의 두께가 0.5mm부터 0.05mm 까지 0.05mm씩 얇아지게 하였으며, 이때의 인가전압은 3.4kV 이고, 주파수는 230Hz, On duty 값은 20%의 조건하에서 실험하였다.

이에 따른 실험 결과를 보면, 패턴프레임의 두께가 점점 감소함에 따라서 양이온의 방출량이 점점 증가하는 것을 알 수 있는데, 특히, 0.20mm~0.50mm의 범위내 에서는 방전침 16개 짜리를 기준으로 공기 1cc 당 250,000개에서 410,000개 까지 거의 순차적으로 변화하다가, 0.05mm~0.15mm에 이르러 양이온의 발생량이 폭발적으로 증가하여 공기 1cc당 890,000~990,000개에 가까이 이르게 되었다.

이와 같이, 상기 패턴프레임의 두께가 0.05~0.15mm의 범위내에 있을 때 양이온의 발생량이 현저하게 증가하는 것은 방전침의 수량이 달라지더라도 공통적으로 나타나는 현상이다.

따라서, 이러한 실험결과를 통하여 양이온의 방출량에 크게 영향을 미치는 인자는 방전전극의 두께, 상세하게는 패턴프레임의 두께라고 말할 수 있으며, 이에 비하여 방전침의 수량변화는 양이온 방출량의 변화에 큰 영향을 주지 못한다고 할 수 있다.

이처럼 방전전극의 두께가 얇아질수록 폭발적으로 증가하는 이유는 방전전극와 유도전극 사이에서 발생하는 코로나 방전에 의하여 발생된 에너지가 방전전극에 표면에 분산될 때, 상기 방전전극의 두께가 두껍게 되면 전체적으로 표면적이 증가되어 에너지의 분산량이 증대되고, 상대적으로 양이온을 발생시키가 위한 에너지의 집중도가 감소하기 때문에 양이온의 발생량이 감소하게 된다.

따라서, 상기 실험데이터에서 주어진 것처럼 상기 방전전극의 두께가 0.05~0.15mm의 범위에 있는 경우 양이온의 발생량이 대폭 증가함으로써 살균효과를 더욱더 제고할 수 있는 것이다.

이와 같은 방전전극은 도6에서 도시한 바와 같이, 이온발생장치에 적용된다.

상기 이온발생장치는 케이스(3)의 일측과 타측에 양이온발생부(5)와 침상전 극 형태로 이루어진 음이온발생부(15)를 마련하고, 상기 양이온발생부(5)의 방전전극(9)과 유도전극(11)에 연결된 전기리드선에 구형펄스 발생부(20)를 연결하고, 상기 음이온발생부(15)와 접지전극(17)에 연결된 전기리드선에 직류전원발생부(21)를 연결한다.

상기 직류전원발생부(21)는 소정의 직류전원을 구형펄스 발생부(20)에 제공하며, 이때, 상기 구형펄스발생부(20)는 직류전원을 구형펄스로 변환하고 구형펄스를 승압하여 승압한 구형펄스의 고전압을 전기리드선을 통하여 상기 방전전극(9)과 상기 유도전극(11) 사이에 인가한다.

상기 양이온발생부(5)에 상기 구형펄스고전압을 인가하고 상기 음이온발생부(15)에 직류전원을 인가하는 경우, 상기 양이온발생부(5)에서는 수소이온(H+)이 발생되고, 상기 음이온발생부(15)에서는 전자와 슈퍼옥사이드아니온(O2-)이 발생된다.

상기 양이온발생부(5)에서 발생된 수소이온은 상기 음이온발생부(15)에서 발생된 전자와 반응하여 수소원자가 된다.

수소원자와 슈퍼옥사이드 아니온이 생성되면서 하이드로페록시 라디칼(O-O-H)을 형성하고, 슈퍼옥사이드 아니온의 전자는 세균의 정전기와 상쇄된다. 또한, 하이드로 페록시 라디칼은 세균의 세포막 구성성분인 단백질에서 수소원자를 빼앗아 물을 만든다.

여기서, 수소원자를 빼앗인 세포막의 단백질분자는 파괴되고 이에따라 세균의 세포막도 파괴되어 살균이 이루어지게 되는 것이다.

이와 같은 두께를 가진 방전전극을 포함하고 있는 본 발명에 의하여 양이온의 대량발생을 유도할 수 있다는 장점이 있으며, 이와 같이 대량발생된 양이온은 음이온 발생부에서 발생된 음이온과 결합되어 살균작용을 하게 되므로, 양이온의 발생량이 많아지는 만큼 살균효과도 대폭 증대된다는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 양이온발생부와;

   상기 양이온발생부에 대응되는 음이온발생부를 구비한 이온발생장치에 있어서,

   상기 양이온발생부에는 0.05~0.15mm의 두께를 갖는 방전전극이 마련되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 방전전극은 그 몸체를 구성하며 전극라인을 형성하는 패턴프레임과;

   상기 패턴프레임의 일측에 마련되며 전압을 인가하기 위한 전극부와;

   상기 패턴프레임으로부터 돌출되어 형성되는 적어도 하나 이상의 방전침을 포함하는 것을 특징으로 하며,

   상기 패턴프레임의 두께는 0.05~0.15mm로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 양이온발생부는 상기 방전전극의 상면에 마련된 세라믹코팅부와;

   상기 방전전극 하부에 마련되며 상기 방전전극과 코로나 방전을 일으키는 유도전극과;

   상기 유도전극의 하부에 마련되는 세라믹플레이트를 포함하며,

   상기 방전전극에는 방전침과 전극라인이 마련되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
4. 플라즈마 방전에 의하여 양이온과 음이온을 각각 발생시키는 양이온 발생부 및 음이온 발생부와;

   상기 양이온발생부에 마련되며 0.05 ~0.15mm의 두께로 구성되는 방전전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 방전전극은 하나이상의 전극라인을 형성하는 패턴프레임과;

   상기 패턴프레임으로부터 돌출되어 마련되는 방전침을 포함하되,

   상기 패턴프레임의 두께는 0.05~0.15mm 이하로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온발생장치.

Images