KR101904939B1 - 이온발생용 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 이온발생장치 - Google Patents

이온발생용 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 이온발생장치 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 이온발생용 전극 구조체, 상기 이온발생용 전극 구조체의 제조 방법 및 이를 포함하는 이온발생장치에 관한 것이다.
상기 이온발생용 전극 구조체는 세라믹 기판; 및 상기 세라믹 기판의 양면 상에 각각 인쇄된 두 개의 전극으로 이루어지며, 상기 세라믹 기판의 한 면에 방전 전극(discharge electrode)이, 상기 세라믹 기판의 다른 한 면에 접지 전극(ground electrode)이 인쇄되고, 상기 방전 전극은 패턴 프레임, 전극부 및 하나 이상의 방전침을 포함하고, 상기 접지 전극은 패턴 프레임 및 전극부를 포함한다.

Description

이온발생용 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 이온발생장치{ELECTRODE STRUCTURE FOR ION GENERATION, METHOD FOR PRODUCTION SAME AND ION GENERATOR USING SAME}
본 발명은 이온발생용 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 이온발생장치에 관한 것이다.
환경 오염이 심각해짐에 따라 오염된 공기에 의해 각종 호흡기 질환이나 알레르기 반응을 나타내는 사람들이 증가하고 있다. 이에 따라 공기의 질을 높이기 위한 수단으로 이온을 발생시켜 오염된 공기를 정화하고자 하는 시도가 다양하게 실시되고 있으며, 가정에서도 사용할 수 있는 다양한 가전 제품들이 양산 중이다.
한편, 이온은 음이온과 양이온이 존재하며, 그 중 음이온은 공기 중의 산소나 질소 등의 분자가 음의 전하를 갖는 상태를 의미한다. 상기 음이온은 인체에 매우 유익할 뿐만 아니라 먼지 및 냄새 제거에도 효과가 있음이 보고된 바 있다. 근래에는 공기 청정기뿐만 아니라, 헤어 드라이어, 정수기 등과 같이 다양한 가전제품에 음이온 발생 장치를 부착하여 사용하고 있다.
현재까지 알려진 이온발생장치는 주로 코로나 방전 방식, 전자방사 방식, 레너드식, 및 α선 방식 등을 이용하는데, 그 중에서 레너드식, 및 α선 방식은 장비가 고가이며 주로 산업용이기 때문에 가전 제품 등에는 적용되지 않는다.
코로나 방전 방식은 불평등 전계(침-평판, 선-평판 등)에 의한 방전 현상으로 방전시의 이온의 활동과 연관되어 절연체의 열화를 일으키고 이온이 금속에 충돌하기 때문에, 이에 따른 화학적 변화를 일으키는 원인이 된다. 또한 코로나 방전에 의한 부산물로 유해한 오존과 NOx, SOx 등의 유해물질을 발생시키기도 한다.
전자방사 방식 이온발생장치는, 말단 부분이 첨예한 침(또는 팁(tip))에 펄스성의 고전압을 가하여 공기 중에서 직접 전자를 방출한다. 상기 방출된 전자는 주위의 공기 분자와 결합하여 음이온을 발생시킨다. 상기 전자방사 방식은 코로나 방전 방식에 비해 음이온 생성량이 아주 많은 것이 장점이며, 방전 면적을 작게 하는 것으로 오존의 발생량을 억제할 수 있기 때문에 최근 많이 사용된다.
한편, 상술한 바와 같이, 전자방사 방식 이온발생장치 등에서는 말단 부분이 첨예한 침을 많이 사용하는데, 이는 같은 전압을 걸어주더라도 말단이 첨예할수록 침 끝에 더 높은 전압이 인가되기 때문이다. 그러나 침을 첨예하게 하기 위해 그 반경을 작게 하는 데에는 물리적인 한계가 있다. 즉, 침 제조 시 반경을 줄이는 것에 대한 물리적인 한계 때문에, 침의 면적에 대해 발생시킬 수 있는 이온의 양이 적게 되며, 이를 늘리기 위해 부피를 늘리면, 이온 발생에 소모되는 전력도 동시에 커지게 된다.
또한, 종래의 음이온 발생 장치는 부산물로서 오존을 필연적으로 발생시키는 문제점이 있었다. 반면에, 상술한 오존 발생을 줄이기 위해서는 낮은 전압을 사용하여야 하나, 이 경우 오히려 음이온 발생량이 불충분하게 되므로, 원래 의도하는 공기 정화의 효과를 충분히 달성할 수 없었다.
한편, 일본특허공개공보 제2005-71715호에는 음이온 발생만으로 공기 중의 부유 세균을 효과적으로 제거할 수 없다는 점을 근거하여 음이온 이외에 양이온도 함께 발생시키도록 하여 공기를 정화하기 위한 음/양이온 발생기를 구비한 공기조절장치가 개시되어 있다.
본 발명은 사용 시 부산물인 오존의 발생량을 줄이고, 이온발생 전극의 산화를 예방하여 수명이 증대되는 이온발생용 전극 구조체, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 이온발생장치에 관한 것이다.
본 발명은 세라믹 기판; 및 상기 세라믹 기판에 인쇄된 두 개의 전극으로 이루어지는 이온발생용 전극 구조체로, 상기 세라믹 기판의 한 면에 방전 전극(discharge electrode)이, 그리고 상기 세라믹 기판의 다른 한 면에 접지 전극(ground electrode)이 인쇄되는 것인 이온발생용 전극 구조체를 제공한다. 상기 방전 전극은 패턴 프레임, 전극부 및 하나 이상의 방전침을 포함하고, 상기 접지 전극은 패턴 프레임 및 전극부를 포함한다.
상기 방전 전극의 패턴 프레임은 폐쇄된 외부 도형; 및 상기 도형과 연결되고 그 내부에 위치된 폐쇄된 내부 도형을 포함하고, 상기 외부 도형 및 내부 도형은 각각 하나 이상의 방전침을 포함한다. 또한 상기 외부 도형에 위치한 방전침의 수(K1)와 상기 내부 도형에 위치한 방전침의 수(K2)의 비(K1/K2)는 4 내지 5이다.
상기 세라믹 기판 상에, 상기 방전 전극의 패턴 프레임을 이루는 상기 외부 도형과 상기 내부 도형 사이의 공간에 방전 장해물(discharge barrier)을 더 포함할 수 있다.
상기 접지 전극의 전극부와 상기 방전 전극의 전극부가 양 극단에 위치할 수 있다.
본 발명은 또한 세라믹 기판의 양 표면 상에 금속 옥사이드 페이스트로 방전 전극 및 접지 전극을 각각 인쇄하는 단계; 및 800 내지 850℃에서 소성하는 단계를 포함하는 이온발생용 전극 구조체의 제조 방법을 제공한다. 상기 금속 옥사이드 페이스트는 산화은 페이스트일 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 개구부를 갖는 하우징; 상기 하우징 내에 배치된 고전압 발생부; 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 고전압 발생부와 전기적으로 연결된 이온 발생부를 포함하는 이온발생장치로서, 상기 이온발생부는 상술한 이온발생용 전극 구조체를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르는 이온발생용 전극 구조체를 포함하는 이온발생 장치는 전극의 산화를 방지할 수 있고, 오존 발생량을 최소화할 수 있으며, 전원 팩의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 방전시 방전이 균일하게 일어나며, 소비 전력을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 전극 구조체의 예시적인 개략도이다.
도 2는 상기 전극 구조체의 방전 전극의 예시적인 개략도이다.
도 3은 상기 전극 구조체의 접지 전극의 예시적인 개략도이다.
도 4는 이온발생장치를 사용하는 동안 시간의 경과에 따라 발생하는 오존농도에 대한 그래프이다.
도 5는 실시예 1에 따라 제조된 이온발생장치를 포함하는 에어컨의 제균 성능을 대조군과 비교한 그래프이다.
이온 발생용 전극 구조체
본 발명에 따르면, 세라믹 기판; 및 상기 세라믹 기판의 양면에 각각 인쇄된 두 개의 전극으로 이루어지는 이온발생용 전극 구조체로서, 상기 세라믹 기판의 한 면에 방전 전극(discharge electrode)이, 상기 세라믹 기판의 다른 한 면에 접지 전극(ground electrode)이 인쇄되는 것인 이온발생용 전극 구조체를 제공한다. 본 발명에서 상기 세라믹 기판은 이온발생용 전극 구조체에서 사용 가능한 절연성 유전체 기판으로 대체할 수 있다.
상기 방전 전극은 패턴 프레임, 전극부 및 하나 이상의 방전침을 포함하고, 또한 상기 접지 전극은 패턴 프레임 및 전극부를 포함한다.
본 발명에 따르는 이온발생용 전극 구조체로서, 세라믹 기판이 생략된 모습이 도 1에 예시된다. 또한, 도 2에는 세라믹 기판의 한 면에 인쇄되는 방전 전극이 예시되고, 도 3에는 세라믹 기판의 다른 한 면에 인쇄되는 접지 전극이 예시된다. 도 2 및 3에 기재된 수치는 mm 단위로, 예시적인 수치이며, 당 분야의 통상적인 기술을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 변경이 가능하다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따르는 이온발생용 전극 구조체(1)는 상기 방전 전극(10)의 패턴 프레임(12)은 폐쇄된 외부 도형; 및 상기 도형과 연결되고 그 내부에 위치된 폐쇄된 내부 도형을 포함하고, 상기 외부 도형 및 내부 도형은 각각 하나 이상의 방전침(16)을 포함한다. 상기 도형은 원형, 타원형, 다각형 등을 의미하며, 도 1 내지 도 2에는 원형으로 예시된다. 상기 외부 도형과 내부 도형은 겹치지 않게 배치된다. 외부 도형과 내부 도형은 배치를 위해 동일한 모양인 것이 바람직하다.
상기 외부 도형과 내부 도형은 각각 하나 이상의 방전침을 포함하고, 상기 외부 도형에 위치한 방전침의 수(K1)와 상기 내부 도형에 위치한 방전침의 수(K2)의 비(K1/K2)는 4 내지 5이다. 상기 방전침의 수의 비가 상기 범위 내일 때, 동일한 인가전압에서 이온발생량이 최대가 된다.
상술한 이온발생용 전극 구조체의 방전 전극은 금속 옥사이드 페이스트가 인쇄되어 생성된다. 상기 금속 옥사이드 페이스트에서 금속 물질은 텅스텐, 철, 구리, 백금 및 은으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 금속 물질 중에서 은이 바람직하다. 상기 방전 전극을 산화은 페이스트로 인쇄할 수 있는데, 상기 산화은 페이스트는 저항값이 10~20Ω이므로, 낮은 저항 값으로 인해 방전이 용이하며, 또한 전극 전체에서 방전이 균일하게 발생할 수 있다.
따라서, 상기 전극 구조체를 포함하는 이온발생장치는 이온 발생량이 종래의 이온발생장치에 비해 월등히 뛰어나며, 구체적으로 종래의 침 전극보다 약 4배 내지 8배 수준이다. 뿐만 아니라, 상기 전극 구조체를 포함하는 이온발생장치의 사용시 소비 전력도 상술한 특징으로 인해 2~5W 범위로 최소화될 수 있다. 또한, 산화은 페이스트의 사용함으로써, 산화은 페이스트가 주로 방전 전극 주변에서 발생하는 오존의 발생을 억제하는 역할을 하기 때문에 오존 발생량이 종래의 이온발생장치에 비하여 월등하게 적다.
상기 방전 전극은 또한 전극부(14)를 포함한다.
상기 방전 전극은 추가로 방전 장해물(18)을 포함할 수 있다. 상기 방전 장해물은 방전 전극과 동일한 금속 옥사이드 페이스트로 인쇄되며 방전 전극과 동시에 인쇄되어 제조될 수 있다. 상기 방전 장해물은 방전시 패턴부에서 외부 도형의 방전침과 내부 도형의 방전침 사이의 방전 간섭을 막는 역할을 한다.
한편, 도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따르는 이온발생용 전극 구조체의 접지 전극(20)은 패턴부 및 전극부(24)를 포함한다. 상기 접지 전극은 상술한 방전 전극과 동일한 금속 옥사이드 페이스트로 동일한 방식으로 스크린 인쇄하여 제조된다. 상기 금속 옥사이드 페이스트의 금속 물질은 텅스텐, 철(Fe), 구리(Cu), 백금 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 접지 전극에서도, 상기 금속 옥사이드 페이스트는 산화은 페이스트가 바람직하다.
상기 접지 전극의 전극부(14)와 상기 방전 전극의 전극부(24)는 서로 대향되며, 양 극단에 위치한다. 접지 전극의 전극부와 방전 전극의 전극부가 양 극단에 위치함으로써, 양 전극 사이의 간격이 최대한 확보되어 방전 전극과 접지 전극 간에 발생할 수 있는 이상 방전을 예방할 수 있다.
전극 구조체의 제조 방법
본 발명에 따르는 이온발생용 전극 구조체의 제조 방법은 세라믹 기판의 양 표면 상에 금속 옥사이드 페이스트로 방전 전극 및 접지 전극을 각각 인쇄하는 단계; 및 상기 수득된 인쇄된 기판을 800 내지 850℃에서 소성하는 단계를 포함한다.
상기 패턴 인쇄 단계는 각각 방전 전극과 접지 전극의 형상을 가지는 스크린을 제조하여, 세라믹 기판 상에 인쇄함으로써 제조된다. 세라믹 기판의 한 면(한 면)에는 금속 옥사이드 페이스트로 방전 전극과 방전 장해물을 인쇄하고, 상기 세라믹 기판의 반대 면(다른 한 면)에 접지 전극을 각각 인쇄한다. 상기 금속 옥사이드 페이스트의 금속 물질은 텅스텐, 철(Fe), 구리(Cu), 백금 및 은(Ag)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 금속 옥사이드 페이스트는 산화은 페이스트가 바람직하다.
상술된 스크린 인쇄가 완료된 세라믹 기판을 소성로에서 약 800~850℃에서 1시간 내지 2시간 소성한 후, 소성이 완료되면 공기 분위기에서 온도를 식힌 후 최종 가공 작업을 한다.
본 발명에 따르는 전극 구조체를 포함하는 이온발생장치
본 발명에 따르는 전극 구조체를 포함하는 이온발생장치는, 하나 이상의 개구부를 갖는 하우징; 상기 하우징 내에 배치된 고전압 발생부; 및 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 고전압 발생부와 전기적으로 연결된 이온발생부를 포함한다. 상기 이온발생부는 상술한 이온발생용 전극 구조체를 포함한다.
상기 하우징은 일체형이거나, 또는 분리된 상부 하우징과 하부 하우징을 포함할 수 있으며, 상기 하우징 내부에 소정의 공간부에 고전압 발생부, 이온 발생부가 각각 배치될 수 있다.
상기 이온 발생부는 세라믹 기판 및 상기 세라믹 기판의 양면 상에 각각 인쇄된 방전 전극 및 접지 전극을 포함한다. 상기 세라믹 기판의 한 표면에 방전 전극이 인쇄되고, 다른 표면에 접지 전극이 인쇄된다. 추가로 방전 장애물이 포함될 수 있다. 상기 방전 장애물이 포함되는 경우, 방전 전극 사이에 인쇄된다. 또한, 접지 전극과 방전 전극의 전극부는 전극부 사이의 간격을 최대한으로 확보하기 위해 대향되는 양 끝단에 위치된다. 접지 전극, 방전 전극 및 방전 장애물을 포함하는 전극 구조체에 관한 설명은 상술한 내용과 동일하므로, 반복되는 설명은 생략한다.
상기 고전압 발생부는 피에조 세라믹 트랜스포머, 오토트랜스 등으로 구성되어 있다. 상기 전극 구조체와 전기적으로 연결된 기판에 음극 고전압 또는 양극 고전압이 인가되어야 하며, 상기 피에조 세라믹 트랜스포머는 이러한 고전압을 출력시키는 기능을 수행한다.
상술한 이온발생장치에서, 상기 전극 구조체는 고전압을 인가하면 전극 구조체의 주변에 높은 전기장이 형성되며 주변을 지나는 자유전자가 상기 전기장에 의하여 가속되어 공기 중 중성분자(산소, 질소 등)와 충돌하여 분자를 이온화시키게 된다. 또한 이온화된 분자는 응축핵으로 작용하여 공기중의 수분과 결합 후 클러스터 이온을 형성하게 되며, 박테리아나 바이러스의 표면에서 충돌하여 OH 라디칼을 형성한다. 이때 형성된 OH 라디칼은 박테리아 또는 바이러스 표면의 수소 이온과 결합하여 물분자를 형성하여 불활성화시키는 기능을 수행한다. 또한, 담배 연기 등 악취 물질도 제거할 수 있다. 담배 연기와 같은 악취 물질은 생성된 OH 라디칼과 화학적 반응을 통해서 인체에 무해한 H2O와 CO2로 분해되어 제거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이온발생장치는 양이온 또는 음이온을 동시에 방출할 수 있고, 방출된 이온들은 클러스트 형성의 핵으로 작용을 하고, 오존과 질소산화물 등의 2차 오염물질의 발생을 방지할 수 있으며, 탈취, 살균 효과 이외에도 인체의 신진대사 활동에 유익한 공기를 지속적으로 제공할 수 있다.
본 발명에 따르는 이온발생장치의 구동 원리는 DC 12V의 입력 전압을 세라믹 압전 조사 및 고압 회로에 의해 펄스형태의 출력 전압으로 변환한 후, 이온발생전극에 인가하여 양이온 및 음이온이 발생시킨다. DC 12V의 입력 전압은 오토트랜스를 통해서 세라믹 트랜스포머가 발진할 수 있도록 1차 승압을 시키고 발진된 세라믹 트랜스포머의 2차 승압을 통해서 수kV의 고전압을 출력시킨다. 출력된 고전압은 세라믹 방전 전극에 인가되어 양이온 및 음이온을 발생시킨다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르는 이온발생장치는 단독으로 사용할 수도 있으나, 공기 조화기 등에 부착하여 사용할 수도 있다. 공기 조화기는 차량용 공기 조화기, 가정용 공기 조화기 등을 포함한다.
본 발명에 따르는 이온발생장치는 기존의 이온발생장치를 사용하여 이온 발생시 부산물로 생성되는 오존의 발생을 방전 전극의 면 저항의 조절과 접지 전극의산화은 페이스트의 사용으로 방전에 의해 필연적으로 생성되는 오존의 양을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르는 이온발생장치는 소비 전력을 최소화할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르는 전극 구조체에 대한 설명에서 상술한 바와 같이, 세라믹 기판 상에 인쇄되는 접지 전극과 방전 전극의 면 저항이 최소화되고, 방전 장애물이 방전 간섭을 억제하기 때문에, 전극 전체에서 방전이 균일하게 일어나므로, 이온 발생량이 증대될 뿐만 아니라 소비 전력도 약 2W 이내로 최소화된다.
한편, 본 발명에 따르는 이온발생장치는, 금속 옥사이드 페이스트가 인쇄된 세라믹 기판을 고온 소성함으로써 세라믹 기판과의 강력한 결합력으로 인해 방전에 의한 전극의 마모 현상 및 외부 충격에 강하기 때문에 전극 구조체의 내구성이 향상되는 효과도 나타난다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세하게 설명할 것이나, 본 발명이 이들 실시예에만 국한되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
산화은 페이스트를 제조하여, 세라믹 기판의 한 면에는 방전 전극, 다른 면에는 접지 전극을 스크린 인쇄하여 전극 구조체를 제조하였다. 외부 도형은 대략 7~8mm 크기의 원형으로, 내부 도형은 2~3mm 크기의 원형으로 하여 동심원처럼 겹치지지 않도록 배치하되, 전기적으로 연결되었다. 외부 도형 외부 및 내부에 방전침은 28개, 내부 도형의 방전침은 6개였다. 상기 방전침의 비는 약 4.67이다.
상기 전극 구조체를 사용하여 이온발생장치를 제조하였다.
비교예 1
시판 중인 플라즈마 이온발생기(삼성)를 입수하여 비교예 1로 하였다.
비교예 2
시판 중인 Nano-e 이온발생기(파나소닉사)를 입수하여 비교예 2로 하였다.
비교예 3
시판 중인 Plasma Cluster Ion 이온발생기(샤프사)를 입수하여 비교예 3으로 하였다.
시험예 1
이온발생량 비교 실험
6.6평 크기의 챔버에 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 이온발생장치를 작동하여 음이온 및 양이온 발생량을 각각 측정하였다. 수득된 결과를 표 1에 개시하였다.
시험예 2
오존 발생량 비교 실험
상기 시험예 1과 동일한 챔버를 사용하여 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따른 이온발생장치를 작동한 후, 오존 발생량을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 개시하였다. 또한, 실시예 1에 따른 이온발생장치에 대한 오존 발생량을 별도로 측정하여 도 4에 개시하였다. 도 4에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1에 따르는 이온발생장치는 시간이 경과하여도 최대 오존 농도 2.3ppb를 넘지 않았다.
시험예 3
제균 속도 시험
상기 시험예 1과 동일한 챔버에서, 각각 실시예 1, 비교예 1 내지 3에서 수득되는 이온발생장치를 설치하고, E. Coli의 제균 속도를 측정하였다. 초기 E. Coli 개체수는 대략 104 CFU 이었고, 각각의 이온발생장치 작동 후, E. Coli가 모두 멸균한 시점의 시간으로, 제균 속도를 표시하였다. 수득되는 결과를 하기 표 1에 개시하였다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3
제균 속도
(E. Coli)		 5 min 10 min 20 min 150 min
오존 농도 (ppb) 2 ppb 20 ppb 110 ppb 112.8 ppb
이온 농도
(counts/cc)		 (+)8000K
(-)10000K		 (+)0.5K
(-)500K		 35K
(-)이온만 발생		 300K
상기 표 1로부터, 본 발명에 따르는 이온발생용 전극 구조체를 포함하는 이온발생장치가 비교예 1 내지 3에 따르는 이온발생장치에 비하여 발생되는 이온 농도가 월등히 높고, 이로 인하여 제균 효과가 탁월하고, 오존 발생을 최소화하는 것을 확인할 수 있다.
시험예 4
이온발생장치의 제균 성능을 측정하기 위하여 대장균 잔존율을 각 시간대별로 측정하여 도 5에 나타내었다. 실시예 1에서 수득되는 이온발생장치를 포함하는 에어컨을 제조하여, 시험예 1에서 사용된 것과 동일한 챔버 내에서 대장균을 접종한 플레이트를 두었다. 조건을 에어컨과 이온발생장치를 모두 작동시키는 경우(에어컨(AC)_On/이온발생장치(NPi)_On)와 대조군 1(에어컨(AC)_On/이온발생장치(NPi)_Off) 및 대조군 2(상온방치)로 두고 미생물 잔존율을 측정하였다. 실시예 1에서 수득되는 이온발생장치를 포함하는 에어컨으로 에어컨과 이온발생장치를 모두 작동시키는 경우, 1시간에 99.9%의 살균효과를 수득한 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 상술한 실험으로부터 본 발명에 따르는 이온발생용 전극 구조체를 포함하는 이온발생장치는 이온발생량이 탁월하게 증가되고, 제균 효과가 탁월하고, 오존 발생을 최소화된 것을 확인할 수 있다.
1: 이온발생용 전극 구조체
10: 방전 전극
12: 방전 전극의 패턴부
14: 방전 전극의 전극부
16: 방전 전극의 방전침
18: 방전 장해물
20: 접지 전극
24: 접지 전극의 전극부

Claims (8)

  1. 세라믹 기판; 및 상기 세라믹 기판의 양면상에 각각 인쇄된 두 개의 전극으로 이루어지는 이온발생용 전극 구조체로,
    상기 세라믹 기판의 한 면에 방전 전극(discharge electrode)이, 상기 세라믹 기판의 다른 한 면에 접지 전극(ground electrode)이 인쇄되고, 상기 방전 전극은 패턴 프레임, 전극부 및 하나 이상의 방전침을 포함하고, 상기 접지 전극은 패턴 프레임 및 전극부를 포함하고, 상기 방전 전극의 패턴 프레임은 폐쇄된 외부 도형; 및 상기 도형과 연결되고 그 내부에 위치된 폐쇄된 내부 도형을 포함하고, 상기 외부 도형 및 내부 도형은 각각 하나 이상의 방전침을 포함하고,
    상기 방전 전극은, 패턴 프레임을 이루는 외부 도형과 내부 도형 사이의 공간에 방전 장해물(discharge barrier)을 더 포함하는 것인 이온발생용 전극 구조체.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 도형에 위치한 방전침의 수(K1)와 상기 내부 도형에 위치한 방전침의 수(K2)의 비(K1/K2)가 4 내지 5인 것인 이온발생용 전극 구조체.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 접지 전극의 전극부와 상기 방전 전극의 전극부가 양 극단에 위치하는 것인 이온발생용 전극 구조체.
  6. 세라믹 기판의 양 표면에 금속 옥사이드 페이스트로 방전 전극 및 접지 전극을 각각 인쇄하는 단계; 및
    800 내지 850℃에서 소성하는 단계를 포함하는 이온발생용 전극 구조체의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속 옥사이드 페이스트는 산화은 페이스트인 것인 이온발생용 전극 구조체의 제조 방법.
  8. 하나 이상의 개구부를 갖는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치된 고전압 발생부; 및
    상기 하우징 내에 배치되며, 상기 고전압 발생부와 전기적으로 연결된 이온 발생부를 포함하는 이온발생 장치로서, 상기 이온발생부는 제 1 항, 제 3 항, 및 제 5 항 중 어느 한 항에 따르는 이온발생용 전극 구조체를 포함하는 것인 이온발생장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102076660B1 (ko) * 2012-06-21 2020-02-12 엘지전자 주식회사 공기 조화기 및 그 제어방법
KR102103361B1 (ko) 2013-11-07 2020-04-22 엘지전자 주식회사 이온발생장치 및 그 제조방법
KR102186432B1 (ko) * 2014-03-25 2020-12-03 엘지전자 주식회사 플라즈마 전극장치
KR101486396B1 (ko) * 2014-06-23 2015-01-27 알무스인터내셔널 주식회사 이온발생장치 및 이를 포함하는 집진기
KR102259353B1 (ko) * 2014-07-16 2021-06-02 엘지전자 주식회사 살균 탈취 장치
KR102422902B1 (ko) * 2018-11-29 2022-07-19 엘지전자 주식회사 플라즈마 살균 모듈 및 이를 구비하는 공기청정기
US20220016307A1 (en) * 2018-11-29 2022-01-20 Lg Electronics Inc. Plasma sterilization module and air purifier having same
KR102212654B1 (ko) * 2018-12-10 2021-02-04 엘지전자 주식회사 플라즈마 살균 모듈 및 이를 구비하는 공기청정기

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004103257A (ja) * 2002-09-04 2004-04-02 Sharp Corp イオン発生素子およびこれを備えたイオン発生装置、ならびに電気機器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4063784B2 (ja) * 2003-05-15 2008-03-19 シャープ株式会社 イオン発生素子、イオン発生装置
JP5094492B2 (ja) * 2008-03-24 2012-12-12 春日電機株式会社 平板状イオン発生電極
KR101533060B1 (ko) * 2009-10-15 2015-07-02 삼성전자 주식회사 이온 발생 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004103257A (ja) * 2002-09-04 2004-04-02 Sharp Corp イオン発生素子およびこれを備えたイオン発生装置、ならびに電気機器

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