KR100593865B1 - 가습기 전극봉의 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

개시된 가습기 전극봉의 표면처리방법은, 물을 가열시켜 증기를 발생시키는 전극봉의 표면에 부착된 이물질을 제거하고, 부식시키는 에칭단계; 에칭단계를 거친 전극봉에 함유된 수분을 제거하는 건조단계; 착탄반응이 발생하는 반응로 내부에 전극봉을 삽입시킨 후 팩킹으로 밀봉하고, 반응기 내부로 실리콘을 투입하여 상기 전극봉과 탄소의 결합을 촉진시키는 활성화단계; 및 활성화단계를 거친 후에, 탄화가스를 주입시켜 전극봉의 표면에 탄소를 증착시키는 착탄단계를 포함한다. 이와 같은 가습기 전극봉의 표면처리방법에 따르면, 가습기통내의 물을 정화할 뿐 아니라 정화된 물로 가습을 하므로 청정가습을 할 수 있어 쾌적한 환경을 유지시킬 수 있다.

가습기, 전극봉, 착탄

Description

가습기 전극봉의 표면처리방법{Surface treatment method of the electrode in the humidifier}

도 1은 도 1은 종래 전자전극식 가습기의 가습원리를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기 전극봉의 표면처리방법을 나타낸 흐름도,

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 가습기 전극봉을 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 착탄 방법을 나타낸 공정도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100... 전극봉 110... 전극

111... 홀 120... 로드

200... 진공유닛 210... 탄화가스공급유닛

220... 실리콘공급유닛 230... 석영관

231... 팩킹

본 발명은 가습기의 전극봉에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가습기의 실린더 내부에 내장된 전극봉의 표면을 개질시키는 가습기 전극봉의 표면처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 가습기(Humidifier)란 실내의 습도를 조절하는 장치를 나타내며, 실내의 공기를 적당한 습도(약 60% 정도)를 유지함으로써 호흡장애 및 질병을 예방할 수 있고, 쾌적한 실내분위기를 유지할 수 있다.

이와 같은 가습기는 인체, 연구실, 병원, 컴퓨터실 등 가정 및 사회 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있으며, 특히 겨울철에는 공기가 건조하므로 목이나 코가 답답하여 감기에 걸리기 쉽고, 정전기 현상이 많이 발생하기 때문에 가습기의 필요성은 점차 증대되고 있는 실정이다.

또한, 습도의 관리가 원활하게 이루어지지 않을 경우 컴퓨터실 및 반도체 공장 등에서는 제품의 불량, 컴퓨터의 오작동 등 여러 가지 문제가 발생할 수 있기 때문에 가습기의 수요는 계속해서 증가하고 있는 추세에 있다.

한편, 가습기는 가습의 원리 및 방식에 따라 수조하부에 있는 진동자가 초음파를 조사하여 물을 초미립자로 분쇄하여 가습하는 초음파식, 저압의 공급수를 고압(4~5kg/㎠)으로 가압한 물을 세라믹 노즐에서 분무하여 분무된 입자를 기류와 열교환하여 증발시키는 고압스프레이식, 전자전극봉식, 증기분사식 등으로 구분할 수 있다.

이중에서 전자전극식 가습기는 높은 에너지 효율로 운전이 가능하고 유지보수비용이 저렴하며, 반응시간이 짧고 공급수의 수처리 없이 수질에 대응할 수 있으며, 세균과 미네랄 성분을 포함시키지 않으므로 가습 공간에 미네랄 먼지를 남기지 않는 깨끗한 가습을 할 수 있는 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있는 실정이다.

도 1은 종래 전자전극식 가습기의 가습원리를 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 물을 저장하는 실린더(1)의 내부에는 넓은 면적의 전극봉(2)이 내장되어 있는데, 상기 전극봉(2)은 알루미늄 합금 재질의 와이어(Wire)를 격자형의 망으로 형성한 메쉬형(mesh type)으로 제어부(3)를 통해 공급되는 전류를 물에 통전시키는 역할을 한다.

그리고, 실린더(1)의 상측에는 증기관(4)이 형성되어 실린더(1)의 내부에서 발생한 증기를 증기분사관(5)을 통해 외부로 분사하게 된다.

또한, 실린더(1)의 하측에는 피드밸브(6) 및 필컵(7)을 통해 물을 공급할 수 있도록 형성되어 있고, 실린더(1)내의 물의 농도가 진해지는 것을 방지하기 위해 정기적으로 배수를 할 수 있는 드레인펌프(8)가 설치되어 진다.

그러나, 이와 같은 전자전극식 가습기의 전극봉은 일반적으로 알루미늄 합금 재질의 선재를 격자형 망으로 구성한 메쉬(mesh)형 전극봉이 주로 사용되고 있는데, 이러한 메쉬형 전극봉은 가습기의 사용시 필연적으로 발생하는 부식에 약해 망이 쉽게 파손되는 단점이 있다.

또한, 부식퇴적물이 떨어져 가습기 하부 배수구멍을 막아 물이 넘치는 문제점이 발생할 수 있고, 부식퇴적물이 전도성을 띄게 되므로 전기 스파크가 발생하여 가습기의 고장을 일으키는 문제점이 빈번하게 발생하여 왔다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전극봉의 부식을 방지할 수 있고, 탄소로 인한 물의 정화능력에 의해 청정가습이 가능한 가습기 전극봉의 표면처리방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명에 따른 가습기 전극봉의 표면처리방법은, 물을 가열시켜 증기를 발생시키는 전극봉의 표면에 부착된 이물질을 제거하고, 부식시키는 에칭단계; 상기 에칭단계를 거친 상기 전극봉에 함유된 수분을 제거하는 건조단계; 착탄반응이 발생하는 반응로 내부에 상기 전극봉을 삽입시킨 후 팩킹으로 밀봉하고, 반응기 내부로 실리콘을 투입하여 상기 전극봉과 탄소의 결합을 촉진시키는 활성화단계; 및 상기 활성화단계를 거친 후에, 탄화가스를 주입시켜 상기 전극봉의 표면에 탄소를 증착시키는 착탄단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 활성화단계 및 상기 착탄단계는 0.1 내지 0.5 Torr의 진공상태에서 진행되는 것이 바람직하다.

한편, 표면이 착탄된 상기 전극봉은 물의 원활한 소통을 위하여 복수의 홀이 형성된 원통형의 전극과 상기 전극의 내면에서 고정되어 길이 방향으로 연장된 봉 형상의 로드를 구비하는 것이 바람직하다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기 전극봉의 표면처리방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 예에 따른 가습기 전극봉을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 예에 따른 착탄 방법을 나타낸 공정도이다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 물을 가열시켜 증기를 발생시키는 전극봉의 표면에 부착된 이물질을 제거하고, 부식시킨다(S1).

본 발명의 일 예에 따른 전극봉(100)은 물의 원활한 소통을 위하여 복수의 홀(111)이 형성된 원통형의 전극(110)과 상기 전극(110)의 내면에서 고정되어 길이 방향으로 연장된 봉 형상의 로드(120)를 구비하며, 스테인레스 재질이 사용되었다.

원통형의 전극(110)을 사용하여 물과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있어 열효 율을 극대화시킬 수 있게 된다.

상기 전극봉(100)의 표면에 부착된 이물질을 제거하고, 후술할 착탄 공정시 탄화가스와 상기 전극봉(100)과의 접촉 효율을 증가시키기 위하여 에칭(Etching)을 실시한다.

본 발명의 일 예로써의 에칭액은 메탄올이 사용되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 균등물에 적용될 수 있음은 당 업계에 있어서 자명한 사실이다.

메탄올을 사용하여 상기 전극봉(100)의 표면을 부식시켜 조도를 형성한 후에, 물로써 세척한다.

다음으로, 에칭단계를 거친 상기 전극봉에 함유된 수분을 제거한다(S2).

에칭단계를 거친 상기 전극봉(100)에 함유된 수분을 제거하기 위하여 탈수기에서 약 5분 정도 탈수시킨 후에, 건조기에서 상기 전극봉(100)을 건조시킨다. 본 발명의 일 예로써의 건조조건은 약 150℃~200℃의 온도에서 약 1시간30분간 건조시킨다.

다음으로, 도 4를 참조하여, 착탄반응이 발생하는 반응로 내부에 상기 전극봉을 삽입시킨 후 팩킹으로 밀봉하고, 반응기 내부로 실리콘을 투입하여 상기 전극봉과 탄소의 결합을 촉진시켜 상기 전극봉의 표면을 활성화시킨다(S3).

이때, 상기 활성화단계는 0.1 내지 0.5 Torr의 진공상태에서 진행되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 예로써의 반응로는 석영관(Silica tube;230)을 사용하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 동일한 종류의 반응로를 사용할 수도 있다.

한편, 상기 활성화단계에서 투입되는 실리콘은 800℃ 내지 900℃의 온도로 투입되는 것이 바람직하며, 본 발명의 일 예로써의 실리콘의 투입온도는 870℃이다.

석영관(230) 내부에 상기 전극봉(100)을 삽입시킨 후 팩킹(231)으로 양 단부를 밀봉시킨 후에, 모세관(미도시)을 통해 실리콘 가스를 주입시킨다. 실리콘가스는 실리콘공급유닛(220)을 통해 상기 석영관(230) 내부로 유입되며, 이때 탄화가스공급유닛(210)은 폐쇄되어진다.

여기서, 실리콘가스는 후술할 착탄단계에서 탄화가스와 상기 전극봉(100)의 표면과의 결합력(Bonding force)을 증가시키기 위하여 사용된다.

그리고, 상기 활성화단계는 진공유닛(200)에 의해 진공이 이루어지며, 본 발명의 일 예로써의 진공유닛(200)은 진공펌프(Vacuum pump;미도시)와 밸브(미도시)를 포함하여 구성된다.

마지막으로, 상기 활성화단계를 거친 후에, 탄화가스를 주입시켜 상기 전극봉의 표면에 탄소를 증착시킨다(S4).

이때, 상기 착탄단계는 0.1 내지 0.5 Torr의 진공상태에서 진행되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 예로써의 탄화가스는 통상적인 LPG가스를 사용하였으며, 탄화가스의 주입시간은 3~4시간이고, 주입온도는 1000℃ 내지 1100℃인 것이 바람직하다.

한편, 탄화가스는 탄화가스공급유닛(210)을 통해 상기 석영관(230) 내부로 유입되며, 본 발명의 일 예로써의 탄화가스의 주입온도는 1050℃이다.

탄화가스의 유입시 실리콘공급유닛(220)은 폐쇄되며, 진공유닛(200)에 의해 진공이 유지된 상태에서 착탄이 진행되게 된다.

이와 같은 고온감압하에서 착탄이 진행되게 되면 활성화된 탄소에 의해 상기 전극봉(100)의 표면에 착탄되는 착탄성이 빠르며, 분위기 중에 산소가 없기 때문에 Cr, Mn 등 산소와의 친화력이 강화력이 강한 성분이 함유되어 있어도 입계 산화가 발생하지 않는다.

침탄 공정후에 공기 중에서 60~80분 가량 상기 전극봉(100)을 서서히 냉각시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가습기 전극봉의 표면처리방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 전극봉의 부식을 방지하여 수명이 단축되는 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 전극봉의 표면에 착탄된 탄소성분은 물을 정화하는 능력이 있으므로 가습기통내의 물을 정화할 뿐 아니라 정화된 물로 가습을 하므로 청정가습을 할 수 있어 쾌적한 환경을 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (3)

1. 물을 가열시켜 증기를 발생시키는 전극봉의 표면에 부착된 이물질을 제거하고, 부식시키는 에칭단계;

   상기 에칭단계를 거친 상기 전극봉에 함유된 수분을 제거하는 건조단계;

   착탄반응이 발생하는 반응로 내부에 상기 전극봉을 삽입시킨 후 팩킹으로 밀봉하고, 반응기 내부로 실리콘을 투입하여 상기 전극봉과 탄소의 결합을 촉진시키는 활성화단계; 및

   상기 활성화단계를 거친 후에, 탄화가스를 주입시켜 상기 전극봉의 표면에 탄소를 증착시키는 착탄단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,

   가습기 전극봉의 표면처리방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 활성화단계 및 상기 착탄단계는 0.1 내지 0.5 Torr의 진공상태에서 진행되는 것을 특징으로 하는,

   가습기 전극봉의 표면처리방법.
3. 삭제

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