KR101348634B1 - High voltage pulse electric field generator and apparatus for purifying water using the same - Google Patents

High voltage pulse electric field generator and apparatus for purifying water using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101348634B1
KR101348634B1 KR1020120060786A KR20120060786A KR101348634B1 KR 101348634 B1 KR101348634 B1 KR 101348634B1 KR 1020120060786 A KR1020120060786 A KR 1020120060786A KR 20120060786 A KR20120060786 A KR 20120060786A KR 101348634 B1 KR101348634 B1 KR 101348634B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electric field
high voltage
pulse electric
voltage pulse
generator
Prior art date
Application number
KR1020120060786A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130137315A (en
Inventor
조주현
진윤식
박성주
임근희
Original Assignee
한국전기연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전기연구원 filed Critical 한국전기연구원
Priority to KR1020120060786A priority Critical patent/KR101348634B1/en
Publication of KR20130137315A publication Critical patent/KR20130137315A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101348634B1 publication Critical patent/KR101348634B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
    • B01D46/4245—Means for power supply or devices using electrical power in filters or filter elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Farming Of Fish And Shellfish (AREA)

Abstract

본 발명은 각 전극을 나사체결방식으로 바디부에 결합하여 수명이 한정된 스파크 갭 스위치의 교환이 용이하고 유지보수가 간편한 고전압 펄스 전기장 발생 장치용 스위치 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 고전압 펄스 전기장 발생 장치는 전원공급부, 전력변환부, 컨버터, 막스 발생기;를 포함하고, 상기 막스 발생기는 절연가능한 재질로 이루어진 바디부; 상기 바디부의 내부에 일정한 간격을 두고 배치되어 나노초 펄스 전기장(PEF)을 발생시키는 전극; 및 상기 바디부의 전후면에 각각 설치되어, 전극으로부터 발생된 파티클을 흡착할 수 있도록 된 필터;를 포함하여 내구성 및 수명을 연장시킬 수 있으며, 상기 전극은 나사체결방식으로 바디부에 탈착가능하게 장착되어 교환 및 상호 간의 갭 조절이 쉽고, 유지보수가 용이한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수질 정화 장치는 고전압 펄스 전기장 발생 장치를 응용함에 있어서 펄스 전기장 발생장치를 수족관의 물에 전기적으로 연결하여, 수족관에서 증식하는 세균을 억제하고 어류 등의 성장을 촉진시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a switch module for a high voltage pulse electric field generating device that is easy to replace and maintain a spark gap switch having a limited lifetime by coupling each electrode to a body part by screwing.
In order to achieve the above object, the high-voltage pulse electric field generating device according to the present invention includes a power supply, a power converter, a converter, and a max generator, wherein the max generator includes a body part made of an insulating material; Electrodes disposed at regular intervals in the body to generate nanosecond pulse electric fields (PEF); And filters respectively installed at front and rear surfaces of the body part to absorb particles generated from the electrodes, thereby extending durability and lifespan, and the electrodes are detachably mounted to the body part by screwing. It is characterized in that the exchange and mutual gap control is easy, and easy maintenance.
In addition, the water purification device according to the present invention is electrically connected to the pulse electric field generator in the aquarium water in the application of a high-voltage pulse electric field generator, to suppress the bacteria growing in the aquarium and to promote the growth of fish, etc. It is characterized by.

Figure R1020120060786
Figure R1020120060786

Description

고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 수질 정화 장치{High voltage pulse electric field generator and apparatus for purifying water using the same}High voltage pulse electric field generator and apparatus for purifying water using the same

본 발명은 고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 수질 정화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가격이 저렴하고 구조가 간단하여 유지보수가 용이한 고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 수질 정화 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a high voltage pulse electric field generating device and a water purification device using the same, and more particularly, to a high voltage pulse electric field generating device having a low cost and simple structure and easy maintenance.

일반적으로 고전압 펄스 전기장(PEF;Pulse Electric Field) 발생장치는 각종 시험장비와 저온 및 고온 플라즈마 발생장치 레이저 전원 등 고전압 펄스 전계를 필요로 하는 특수한 용도에 널리 사용되고 있다.In general, a high voltage pulse electric field (PEF) generator is widely used in various test equipment and special applications requiring a high voltage pulse electric field such as a low-temperature and high-temperature plasma generator laser power supply.

최근 상기 고전압 펄스 전기장 발생장치는 환경 및 바이오 응용 분야에서 주목받고 있다.Recently, the high voltage pulse electric field generator has attracted attention in the field of environmental and bio applications.

기존의 고전압 펄스 전기장 발생장치는 전기 기기의 임펄스 시험에 널리 쓰이는 스파크 갭 스위치를 이용한 막스 제너레이터(Marx generator)방식과, 고압 직류전원을 이용하여 충전소자에 에너지를 저장한 뒤에 이를 고압 스위치로 스위칭하여 펄스를 성형하는 방식 또는 펄스 변압기를 이용하여 저압 펄스를 고압으로 승압하는 방식등이 있다.Existing high voltage pulse electric field generator has Marx generator method using spark gap switch which is widely used for impulse test of electric equipment, and after storing energy in charging device using high voltage DC power supply, it is switched to high voltage switch. There is a method of shaping a pulse or a method of boosting a low pressure pulse to a high pressure using a pulse transformer.

한편, 막스 발생기(Marx generator)는 1923년 막스에 의하여 제안되었으며, 이는 여러 단의 커패시터를 병렬로 충전한 후 그 전압을 더하여 짧은 순간의 직렬펄스형태로 인가한다.On the other hand, the Marx generator (Marx generator) was proposed by the Max in 1923, which charges a capacitor of several stages in parallel and adds the voltage to apply in the form of a short instantaneous pulse.

그리고 막스 발생기는 고전압이면서, 짧은 펄스를 만들기 위하여 스파크 갭 스위치 등의 펄스 파워 스위치를 이용하여 수십 마이크로초 정도의 펄스폭을 갖는 펄스를 만들고, 이를 자기 펄스 압축회로(magnetic pulse compression)등을 사용하여 수백 나노초(ns) 또는 수 마이크로초(μs) 정도의 상승시간을 갖는 펄스로 만든다.In addition, the Max generator uses a pulse power switch such as a spark gap switch to generate a pulse having a pulse width of several tens of microseconds to generate a short pulse, using a magnetic pulse compression circuit. It is made up of pulses with rise times of several hundred nanoseconds (ns) or several microseconds (μs).

그러나, 상기 스파크 갭 스위치의 경우 수명이 한정되어 있고, 스위치의 장착 구조가 복잡하여 수명이 다 된 경우에 교환 등의 유지보수가 어려운 문제점이 있다.
However, in the case of the spark gap switch, the service life is limited, and the mounting structure of the switch is complicated, so that there is a problem in that maintenance such as replacement is difficult when the service life is over.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 발명한 것으로서, 각 전극을 나사체결방식으로 바디부에 결합하여 수명이 한정된 스파크 갭 스위치의 교환이 용이하고 유지보수가 간편한 고전압 펄스 전기장 발생 장치 및 이를 이용한 수질 정화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, the high voltage pulse electric field generating device and the water quality using the same easy to replace and maintain the spark gap switch of limited lifetime by coupling each electrode to the body part by screwing method Its purpose is to provide a purification device.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 고전압 펄스 전기장 발생 장치는 AC 전원을 공급하기 위한 전원공급부; 상기 전원공급부에 연결되어 AC에서 DC로 변환시키는 전력변환부; 상기 전력변환부에 연결되어 변환된 DC 전압을 승압시키는 컨버터; 및 상기 컨버터에 연결되어 승압된 고전압을 인가받아 스파크를 발생시키며 고전압의 펄스를 발생시키기 위한 막스 발생기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a high voltage pulse electric field generating device according to the present invention comprises: a power supply for supplying AC power; A power converter connected to the power supply to convert AC to DC; A converter connected to the power converter to boost the converted DC voltage; And a max generator connected to the converter to generate a spark by receiving the boosted high voltage and generating a high voltage pulse.

상기 막스 발생기는 절연가능한 재질로 이루어진 바디부; 상기 바디부의 내부에 일정한 간격을 두고 배치되어 나노초 펄스 전기장(PEF)을 발생시키는 전극; 및 상기 바디부의 전후면에 각각 설치되어, 전극으로부터 발생된 파티클을 흡착할 수 있도록 된 필터;를 포함하여 내구성 및 수명을 연장시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.The max generator includes a body part made of an insulating material; Electrodes disposed at regular intervals in the body to generate nanosecond pulse electric fields (PEF); And filters respectively installed at front and rear surfaces of the body part to absorb particles generated from the electrodes, thereby extending durability and lifespan.

상기 전극은 나사체결방식으로 바디부에 탈착가능하게 장착되어 교환 및 상호 간의 갭 조절이 쉽고, 유지보수가 용이한 것을 특징으로 한다.The electrode is detachably mounted to the body part by a screwing method, so that it is easy to exchange and mutual gap control, and is easy to maintain.

상기 전극은 타이머를 이용하여 펄스 발생 간격을 용이하게 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.The electrode is characterized in that it is possible to easily adjust the pulse generation interval by using a timer.

본 발명에 따른 수질 정화 장치는 고전압 펄스 전기장 발생 장치를 수족관의 물에 전기적으로 연결하여, 수족관에서 증식하는 세균을 억제하고 어류 등의 성장을 촉진시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
Water purification device according to the present invention is characterized in that the high-voltage pulse electric field generating device is electrically connected to the water of the aquarium, it is possible to suppress the bacteria growing in the aquarium and to promote the growth of fish and the like.

본 발명에 따른 고전압 펄스 전기장 발생 장치용 스위치 모듈의 장점을 설명하면 다음과 같다.The advantages of the switch module for a high voltage pulse electric field generator according to the present invention are as follows.

첫째로, 저렴하고 유지보수가 간편한 소형 펄스 전기장(PEF) 발생기를 보급할 수 있고, 본 막스 발생기에서 발생되는 나노초 PEF를 수중 및 기중에 발생시켜 바이오 및 환경분야 등 다양한 응용이 가능한 장점이 있다.First, it is possible to spread a low-cost, easy-to-maintain small pulse electric field (PEF) generator, and to generate nanosecond PEF generated in the present maxima in water and in the air has various advantages such as bio and environmental fields.

둘째로, 유한한 수명을 가지는 스위치 모듈을 저렴하고 교환 등의 유지보수가 용이한 구조로 제작하여 경제적인 장점이 있다.Second, the switch module having a finite lifetime has an economical advantage by making the structure cheap and easy to maintain such as replacement.

셋째로, 기존의 소자를 이용하여 수십 kV의 고전압을 쉽게 발생시킬 수 있으며, 수중에서도 일정한 패턴으로 PEF를 인가할 수 있다.Third, it is possible to easily generate a high voltage of several tens of kV using the existing device, it is possible to apply PEF in a constant pattern in the water.

넷째로, 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 소자들을 활용하여 유지보수가 간편하고, 본 장치에서 고전압 나노초 PEF를 발생시켜 사람 또는 어류 등의 큰 생물체에는 위험하지 않으며, 특히 수족관에 설치되는 순환관에 나노초 PEF를 제공하여 수족관 어류의 성장을 촉진하고, 박테리아 등 수중의 세균 증식을 억제하여 항생제의 사용을 줄일 수 있다.Fourth, maintenance is easy by using commercially available devices, and this device generates high voltage nanosecond PEF, which is not dangerous to large organisms such as humans or fish, and especially nanosecond PEF in circulation pipes installed in aquariums. Promote the growth of aquarium fish by providing it, and by inhibiting the growth of bacteria, such as bacteria in the water can reduce the use of antibiotics.

다섯째로, 나노초 PEF를 이용하여 음료용 수질을 정화시킬 수 있고, 소형 광대역(Ultra Wide Band)용 급준파 발생장치에 적용가능하다.Fifth, it is possible to purify the water quality of the drink using nanosecond PEF, it is applicable to the steep wave generator for ultra wide band (Ultra Wide Band).

여섯째로, 펄스 전압이 고전압이면서 장치의 크기가 소형이며, 취급이 간편하여 누구나 사용할 수 있는 장점이 있다.
Sixth, the pulse voltage is high voltage and the size of the device is small, there is an advantage that can be used by anyone with easy handling.

도 1은 본 발명에 따른 저전력 고전압 펄스 전기장(PEF) 발생 장치의 구성을 보여주는 블록도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고전압 펄스 전기장 발생 장치용 스위치 모듈의 사시도
도 3은 도 2의 분해사시도
도 4는 도 2의 A-A 단면도 및 측면도
도 5는 도 2의 B-B 단면도
도 6은 수중에서 PEF 발생용 나노초 펄스 방전의 파형의 예를 보여주는 그래프
도 7은 막스 커패시터 1단(stage)의 충방전 패턴(8.4Hz 반복률의 PEF 발생)을 보여주는 그래프1 is a block diagram showing the configuration of a low power high voltage pulse electric field (PEF) generating device according to the present invention
Figure 2 is a perspective view of a switch module for a high voltage pulse electric field generating apparatus according to an embodiment of the present invention
Fig. 3 is an exploded perspective view of Fig.
4 is a cross-sectional view and a side view of AA of FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
6 is a graph showing examples of waveforms of nanosecond pulse discharges for PEF generation in water
7 is a graph showing the charge / discharge pattern (8.4 Hz repetition rate PEF generation) of the max capacitor stage 1

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 저전력 고전압 펄스 전기장(PEF) 발생 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 1 is a block diagram showing the configuration of a low power high voltage pulse electric field (PEF) generating device according to the present invention.

본 발명은 유지보수가 간편하고 취급이 용이한 고전압 펄스 전기장(PEF) 발생 장치용 스위치 모듈(20)에 관한 것이다.The present invention relates to a switch module 20 for a high voltage pulse electric field (PEF) generating device that is simple to maintain and easy to handle.

상기 저전력 고전압 PEF 발생장치는 도 1에 도시한 바와 같이 전원공급부(AC 220V)와 연결되며 프로그램가능한 타이머(10)(Programmable Timer)와, 프로그램가능한 타이머(10)와 연결되어 교류(AC) 전원을 직류(DC) 전원으로 변환할 수 있도록 된 전력변환부(11)와, 타이머 릴레이(12)를 통해 전력변환부(11)와 연결되어 전압을 증감시키기 위한 DC-DC 컨버터(13)와, 펄스 전원을 발생시켜 부하부(예, 수족관(15))에 펄스를 인가하기 위한 막스 발생기(20)(MARX Generator)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the low power high voltage PEF generator is connected to a power supply unit AC 220V, connected to a programmable timer 10 and a programmable timer 10 to supply AC power. A power converter 11 capable of converting into a DC power, a DC-DC converter 13 connected to the power converter 11 through a timer relay 12 to increase or decrease a voltage, and a pulse; It is composed of a Max generator 20 (MARX Generator) for generating a power to apply a pulse to the load unit (for example, the aquarium 15).

상기 프로그램가능한 타이머(10)는 기존의 타이머(10)를 이용하여 막스 발생기(20)에서 발생하는 펄스 발생 간격을 쉽게 제어할 수 있는 장점이 있다.The programmable timer 10 has an advantage of easily controlling the pulse generation interval generated by the maxima generator 20 using the existing timer 10.

상기 전력변환부(11)의 일실시예로 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS;Switching Mode Power Supply)를 사용할 수 있다.An embodiment of the power converter 11 may use a switching mode power supply (SMPS).

상기 타이머 릴레이(12)는 전력변환부(11)와 DC-DC 컨버터(13)를 연결하는 전기선에 각각 설치되어, 전력변환부(11)와 컨버터(13) 사이의 전원을 연결 또는 차단하며, 프로그램가능한 타이머(10)와 연동하여 펄스 발생 간격을 제어할 수 있도록 한다.The timer relay 12 is installed on the electric line connecting the power converter 11 and the DC-DC converter 13, respectively, to connect or cut off the power between the power converter 11 and the converter 13, In conjunction with the programmable timer 10, it is possible to control the pulse generation interval.

상기와 같이 구성된 고전압 PEF 발생장치의 펄스전달방법을 설명하면 다음과 같다.The pulse transfer method of the high voltage PEF generator configured as described above is as follows.

AC 전원부로부터 공급되는 전원은 전력변환부(11)를 통해 AC에서 DC로 변환되고, 변환된 DC 전압은 DC-DC 컨버터(13)에 의해 15V에서 10kV로 승압되며, 승압된 전압은 막스 발생기(20)에 공급되고, 막스발생기(14)에서 펄스를 발생시켜 예를 들어 수족관(15)에 고전압의 펄스를 공급함으로써, 수족관(15)에 포함된 병원균 등을 멸균시킬 수 있다.The power supplied from the AC power supply unit is converted from AC to DC through the power conversion unit 11, and the converted DC voltage is boosted from 15V to 10kV by the DC-DC converter 13, and the boosted voltage is the maxima generator ( 20), the pulse generator 14 generates a pulse and supplies a high voltage pulse to the aquarium 15, for example, to sterilize pathogens and the like contained in the aquarium 15.

이때, 프로그램가능한 타이머(10)와 타이머 릴레이(12)를 이용하여 막스발생기(14)의 펄스 발생 간격을 조절할 수 있다.At this time, the pulse generation interval of the maxima generator 14 may be adjusted using the programmable timer 10 and the timer relay 12.

첨부한 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고전압 펄스 전기장 발생 장치용 스위치 모듈의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 도 2의 A-A 단면도 및 측면도이고, 도 5는 도 2의 B-B 단면도이다.2 is a perspective view of a switch module for a high voltage pulse electric field generating device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2, FIG. 4 is an AA sectional view and a side view of FIG. 2, and FIG. It is BB sectional drawing of FIG.

여기서, 상기 고전압 펄스전기장 발생 장치의 케이스 내부에는 막스 발생기(20)가 장착되며, 막스 발생기(20)는 각 전극(22)에 전원이 인가되는 경우에 스파크를 발생시킴으로써 순간적으로 펄스 형태의 고전압을 발생시키도록 하는 장치이다.Here, the maxima generator 20 is mounted inside the case of the high voltage pulse electric field generator, and the maxima generator 20 generates a high voltage in a pulse form by instantaneously generating a spark when power is applied to each electrode 22. It is a device to generate.

상기 막스 발생기(20)는 PC 등 플라스틱 재질 같은 반투명의 절연체로 이루어진 바디부(21)와, 바디부(21)의 내부에 좌우 간격을 두고 장착되는 5쌍의 전극(22)과, 펄스 발생시 전극(22)으로부터 발생하는 부산물(Particle)을 흡착하기 위한 필터(24)로 구성된다.The maxima generator 20 includes a body part 21 made of a translucent insulator such as a plastic material such as a PC, five pairs of electrodes 22 mounted at left and right intervals inside the body part 21, and an electrode when a pulse is generated. It consists of a filter 24 for adsorbing the by-product (Particle) generated from (22).

상기 바디부(21)는 직사각체의 절연체 블럭 형태로 이루어지고, 절연체 블럭의 양쪽 측면에 5쌍의 전극삽입부(21a)가 좌우 방향으로 관통 형성되며, 전극삽입부(21a)에 전극(22)이 각각 삽입 장착되어 있다.The body portion 21 has a rectangular insulator block shape, and five pairs of electrode inserting portions 21a are formed on both sides of the insulator block in a lateral direction, and the electrodes 22 are formed on the electrode inserting portions 21a. ) Are inserted and mounted respectively.

상기 전극삽입부(21a)는 홀 형태로 절연체 블럭의 내부 좌우에 형성되고, 상기 홀은 절연체 블럭의 중앙 수직홀(21b)을 가운데 두고 좌우에 한 쌍(PAIR)으로 배치되고, 좌우 한 쌍의 홀은 상하방향으로 간격을 두고 5쌍으로 각각 배치되어 있다.The electrode insertion portions 21a are formed in the form of holes on the left and right sides of the insulator block, and the holes are arranged in pairs (PAIR) on the left and right with the center vertical hole 21b of the insulator block in the middle, The holes are arranged in five pairs at intervals in the vertical direction.

이와 같이 전극삽입부(21a)에 5쌍의 전극(22)이 전극삽입부(21a)에 삽입되어 상하 좌우 간격을 두고 배치된다.As described above, five pairs of electrodes 22 are inserted into the electrode inserting portions 21a and arranged at intervals of up, down, left and right.

전극(22)은 원통 형태로 이루어지고, 재질로 SUS를 이용하여 제작될 수 있으며, 원통형 전극(22) 내부에는 전선(27)의 커넥터를 연결할 수 있도록 커넥터삽입부(22a)가 중공 형태로 형성되어 있다.The electrode 22 is formed in a cylindrical shape, and may be manufactured using SUS as a material, and the connector inserting portion 22a is formed in a hollow shape so as to connect the connector of the wire 27 inside the cylindrical electrode 22. It is.

그리고, 상기 전극(22)은 전극삽입부(21a)에 나사체결방식으로 결합되어, 서로 마주보는 전극(22)의 좌우 갭을 조절할 수 있다.In addition, the electrode 22 may be coupled to the electrode inserting portion 21a by a screwing method to adjust left and right gaps of the electrodes 22 facing each other.

예를 들어, 상기 전극삽입부(21a)의 내주면에 암나사산이 형성되어 있고, 전극(22)의 외주면에 수나사산이 형성되어, 전극(22)을 돌리면서 전극삽입부(21a)에 삽입 체결하여 고정할 수 있고, 전극(22)의 회전방향 및 회전량에 따라 좌우측에 배치된 전극(22) 상호 간의 갭을 조절할 수 있다.For example, a female thread is formed on the inner circumferential surface of the electrode inserting portion 21a, and a male thread is formed on the outer circumferential surface of the electrode 22, and is inserted into the electrode inserting portion 21a while turning the electrode 22. The gap between the electrodes 22 arranged on the left and right sides can be adjusted according to the rotation direction and the rotation amount of the electrodes 22.

아울러, 상기 전극(22)은 나사체결방식으로 바디부(21)에 장착되어 탈착하기가 용이한 장점이 있다.In addition, the electrode 22 is mounted on the body portion 21 by a screw fastening method has an advantage that it is easy to detach.

뿐만 아니라, 상기 전극(22)과 전선(27)의 연결부는 연결 단자의 측면에 절개부가 형성된 일명 바나나 잭(23)으로 연결하여 탈부착이 간편한 장점이 있다.In addition, the connection portion of the electrode 22 and the wire 27 is connected by a banana jack 23, a so-called cut-out is formed on the side of the connection terminal has the advantage of easy detachable.

또한, 상기 절연체 블럭의 정면 중앙에는 중앙 수직홀(21b)이 상하 수직방향으로 관통형성되고, 중앙 수직홀(21b)을 통해 양측 전극(22)이 좌우 간격을 두고 마주보며 노출되어 전극(22)에서 고전압 펄스 발생시 부산물인 파티클을 흡착할 수 있는 스펀지형 필터(24)가 설치되어 있다.In addition, a central vertical hole 21b penetrates vertically in a vertical direction in the front center of the insulator block, and both electrodes 22 are exposed to face each other at left and right intervals through the central vertical hole 21b to expose the electrodes 22. In the high voltage pulse is generated a sponge-type filter 24 that can adsorb particles by-product.

상기 필터(24)는 일반적인 스펀지 형태로 이루어지며, 이러한 스펀지 형태의 필터(24)는 공기를 통과시키지만 공기 중에 포함된 파티클을 흡착 및 여과시킬 수 있다.The filter 24 is formed of a general sponge, and the sponge-shaped filter 24 allows air to pass through, but adsorbs and filters particles contained in the air.

상기 커버플레이트(25)는 스펀지형 필터(24)를 고정하는 역할을 하고, 커버플레이트(25)의 중심부에는 수직관통홀(28)이 형성되어, 수직관통홀(28)을 통해 외부 공기가 출입할 수 있도록 되어 있다.The cover plate 25 serves to fix the sponge type filter 24, and a vertical through hole 28 is formed at the center of the cover plate 25 so that outside air enters and exits through the vertical through hole 28. I can do it.

다시 말해서, 필터(24)는 커버플레이트(25)에 의해 고정되며, 스파크 발생시 전극(22) 단부로부터 발생된 파티클을 흡착 제거할 뿐만 아니라, 커버플레이트(25)의 수직관통홀(28)을 통해 유입되는 공기를 통과시키면서 공기 중에 포함된 파티클 등의 이물질을 제거할 수 있다.In other words, the filter 24 is fixed by the cover plate 25, and not only adsorbs and removes particles generated from the ends of the electrodes 22 when sparks are generated, but also through the vertical through holes 28 of the cover plate 25. While passing the incoming air, foreign matters such as particles contained in the air can be removed.

상기 필터(24) 및 커버플레이트(25)는 그 가장자리부가 볼트(26a)와 너트(26b)에 의해 절연체 블럭의 중앙 수직홀(21b) 주변에 나사체결되어 탈부착이 용이하다.The filter 24 and the cover plate 25 may be easily detached by screwing their edges around the central vertical hole 21b of the insulator block by bolts 26a and nuts 26b.

또한, 상기 스위치 모듈(20)은 전원장치의 밑면과 장착이 편리하며 탈부착이 간편하다.In addition, the switch module 20 is convenient to be mounted on the bottom of the power supply and easy to attach and detach.

이와 같은 구조로 이루어진 막스 발생기(20)의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the Max generator 20 made of such a structure as follows.

5쌍의 각 전극(22)에 연결된 전선(27)을 통해 전원이 인가되는 경우에 바디부(21)의 절연체 블럭에 장착된 각 전극(22)은 전선(27)의 연결잭을 통해 전원을 인가받아 일정한 간격을 두고 서로 마주보게 배치된 전극(22)의 단부에서 짧은 순간(나노초 동안)에 고전압의 전류가 흐르도록 함으로써 고전압의 나노초 펄스 전기장(PEF)을 발생시킬 수 있고, 이때, 펄스의 발생 간격을 프로그램가능한 타이머(10)를 이용하여 조절할 수 있다.When power is applied through the wire 27 connected to each of the five pairs of electrodes 22, each electrode 22 mounted on the insulator block of the body portion 21 applies power through the connecting jack of the wire 27. It is possible to generate a high voltage nanosecond pulse electric field (PEF) by allowing a high voltage current to flow at a short instant (for nanoseconds) at the ends of the electrodes 22 arranged to face each other at regular intervals. The interval can be adjusted using a programmable timer 10.

또한, 상기 전극(22)의 단부에서 펄스 발생시 이물질이 발생하는데, 이때 발생하는 이물질을 필터(24)로 흡착하여 스위치 모듈(20)의 수명을 연장할 수 있다.In addition, foreign matter is generated when the pulse is generated at the end of the electrode 22, the foreign matter generated at this time can be adsorbed by the filter 24 to extend the life of the switch module 20.

아울러, 본 발명에 따른 고전압 펄스 전기장 발생 장치를 수족관(15) 등에 적용하여 수족관(15) 등의 수질을 정화시킬 수 있다.In addition, the high voltage pulse electric field generating device according to the present invention may be applied to the aquarium 15 or the like to purify the water quality of the aquarium 15.

즉, 본 발명의 고전압 펄스 전기장 발생 장치를 수족관(15)에 적용하여 수질 정화 장치에 이용할 수 있는데, 예를 들면 막스 발생기(20)의 양쪽 전극(22)에 각각 전선(27)을 연결하고, 상기 전선(27)의 선단부에 전극봉 및 전극 단자를 수족관(15)의 순환관에 연결하는 경우에 수질 정화 장치로 사용할 수 있다.That is, the high voltage pulse electric field generator of the present invention can be applied to the aquarium 15 to be used for the water purification device. For example, the wires 27 are connected to both electrodes 22 of the maxima generator 20, respectively. In the case of connecting the electrode rod and the electrode terminal to the circulation pipe of the aquarium 15 at the distal end of the wire 27 can be used as a water purification device.

다시 말해서, 상기 수족관(15)에 설치된 고전압 펄스 전기장 발생 장치의 막스 발생기(20)에 전원을 인가하여 고전압 펄스를 발생시키고, 전선(27) 및 전극 단자를 통해 수족관(15) 내부에 고전압 펄스를 전달하면 수족관(15)의 물에서 증식하는 세균을 억제할 수 있고, 수족관(15)에서 생활하는 어류의 성장을 촉진할 수 있다.In other words, a high voltage pulse is generated by applying power to the maxima generator 20 of the high voltage pulse electric field generator installed in the aquarium 15, and applying a high voltage pulse to the inside of the aquarium 15 through the wires 27 and the electrode terminals. When delivered, it is possible to suppress the bacteria growing in the water of the aquarium 15, it is possible to promote the growth of the fish living in the aquarium (15).

첨부한 도 6은 수중에서 PEF 발생용 나노초 펄스 방전의 파형의 예를 보여주는 그래프이고, 도 7은 막스 커패시터 1단(stage)의 충방전 패턴(8.4Hz 반복률의 PEF 발생)을 보여주는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing an example of waveforms of nanosecond pulse discharge for PEF generation in water, and FIG. 7 is a graph showing charge / discharge patterns (8.4 Hz repetition rate PEF generation) of the Max capacitor 1 stage.

따라서, 본 발명에 의하면 저렴하고 유지보수가 간편한 소형 펄스 전기장(PEF) 발생기를 보급할 수 있고, 본 막스 발생기(20)에서 발생되는 나노초 PEF를 수중 및 기중에 발생시켜 바이오 및 환경분야 등 다양한 응용이 가능한 장점이 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to spread a low-cost, easy-to-maintain small pulse electric field (PEF) generator, and to generate nanosecond PEF generated in the present Max generator 20 in water and in the air for various applications such as bio and environmental fields. This has a possible advantage.

또한, 유한한 수명을 가지는 막스 발생기(20)를 저렴하고 교환 등의 유지보수가 용이한 구조로 제작하여 경제적인 장점이 있다.In addition, there is an economical advantage by making the Max generator 20 having a finite life in a structure that is inexpensive and easy to maintain such as replacement.

아울러, 기존의 소자를 이용하여 수십 kV의 고전압을 쉽게 발생시킬 수 있으며, 수중에서도 일정한 패턴으로 PEF를 인가할 수 있다.In addition, it is possible to easily generate a high voltage of several tens of kV using the existing device, it is possible to apply PEF in a certain pattern in the water.

뿐만 아니라, 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 소자들을 활용하여 유지보수가 간편하고, 본 장치에서 고전압 나노초 PEF를 발생시켜 사람 또는 어류 등의 큰 생물체에는 위험하지 않으며, 특히 수족관(15)에 설치되는 순환관에 나노초 PEF를 제공하여 수족관(15) 어류의 성장을 촉진하고, 박테리아 등 수중의 세균 증식을 억제하여 항생제의 사용을 줄일 수 있다.In addition, it is easy to maintain by utilizing commercially available devices, and this device generates high voltage nanosecond PEF, which is not dangerous to large organisms such as humans or fish, and especially a circulation pipe installed in the aquarium 15. Providing nanosecond PEF to promote the growth of fish in the aquarium (15), it is possible to reduce the use of antibiotics by inhibiting the growth of bacteria in the water, such as bacteria.

그리고, 나노초 PEF를 이용하여 음료용 수질을 정화시킬 수 있고, 소형 광대역(Ultra Wide Band)용 급준파 발생장치에 적용가능하다.In addition, it is possible to purify the water quality of the drink using nanosecond PEF, it is applicable to the steep wave generator for ultra wide band (Ultra Wide Band).

이외에도, 펄스 전압이 고전압이면서 장치의 크기가 소형이며, 취급이 간편하여 누구나 사용할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the pulse voltage is a high voltage and the size of the device is small, there is an advantage that can be used by anyone easy to handle.

10 : 프로그램가능한 타이머
11 : 전력변환부
12 : 타이머 릴레이 13 : DC-DC 컨버터
15 : 수족관 20 : 막스 발생기
21 : 바디부 21a : 전극삽입부
21b : 중앙 수직홀 22 : 전극
22a : 커넥터삽입부 23 : 바나나 잭
24 : 필터 25 : 커버플레이트
26a : 볼트 26b : 너트
27 : 전선 28 : 수직관통홀10: programmable timer
11: power conversion unit
12: timer relay 13 DC-DC converter
15: aquarium 20: Max generator
21: body portion 21a: electrode insertion portion
21b: center vertical hole 22: electrode
22a: connector insert 23: banana jack
24: filter 25: cover plate
26a: Bolt 26b: Nut
27: wire 28: vertical through hole

Claims (5)

AC 전원을 공급하기 위한 전원공급부;
상기 전원공급부에 연결되어 AC에서 DC로 변환시키는 전력변환부(11);
상기 전력변환부(11)에 연결되어 변환된 DC 전압을 승압시키는 컨버터; 및
상기 컨버터에 연결되어 승압된 고전압을 인가받아 스파크를 발생시키며 고전압의 펄스를 발생시키기 위한 막스 발생기(20);
를 포함하여 구성되고,
상기 막스 발생기(20)는 절연가능한 재질로 이루어진 바디부(21);
상기 바디부(21)의 내부에 일정한 간격을 두고 배치되어 나노초 펄스 전기장(PEF)을 발생시키는 전극(22); 및
상기 바디부(21)의 전후면에 각각 설치되어, 전극(22)으로부터 발생된 파티클을 흡착할 수 있도록 된 필터(24);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 전기장 발생 장치.
A power supply unit for supplying AC power;
A power converter 11 connected to the power supply to convert AC to DC;
A converter connected to the power converter 11 to boost the converted DC voltage; And
A max generator 20 connected to the converter to generate a spark by receiving a boosted high voltage and generating a high voltage pulse;
And,
The max generator 20 includes a body 21 made of an insulating material;
An electrode 22 disposed at a predetermined interval inside the body portion 21 to generate a nanosecond pulse electric field (PEF); And
A filter 24 installed at each of the front and rear surfaces of the body portion 21 to adsorb particles generated from the electrode 22;
High voltage pulse electric field generating device comprising a.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전극(22)은 나사체결방식으로 바디부(21)에 탈착가능하게 장착되어 교환 및 상호 간의 갭 조절이 용이한 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 전기장 발생 장치.
The method according to claim 1,
The electrode (22) is a high voltage pulse electric field generating device, characterized in that the screw mounting method detachably mounted to the body portion 21 is easy to exchange and mutual gap control.
청구항 1에 있어서,
상기 전극(22)은 타이머(10)를 이용하여 펄스 발생 간격을 용이하게 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 전기장 발생 장치.
The method according to claim 1,
The electrode (22) is a high voltage pulse electric field generating device, characterized in that it is possible to easily adjust the pulse generation interval by using a timer (10).
청구항 1, 청구항 3, 청구항 4 중 어느 한 항의 고전압 펄스 전기장 발생 장치는 수족관(15)의 물에 전기적으로 연결되어, 수족관(15)에서 증식하는 세균을 멸균시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 전기장 발생 장치를 이용한 수질 정화 장치.
The high voltage pulse electric field generating device according to any one of claims 1, 3, and 4 is electrically connected to the water of the aquarium 15 to sterilize the bacteria growing in the aquarium 15. Water purification device using electric field generator.
KR1020120060786A 2012-06-07 2012-06-07 High voltage pulse electric field generator and apparatus for purifying water using the same KR101348634B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120060786A KR101348634B1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 High voltage pulse electric field generator and apparatus for purifying water using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120060786A KR101348634B1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 High voltage pulse electric field generator and apparatus for purifying water using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130137315A KR20130137315A (en) 2013-12-17
KR101348634B1 true KR101348634B1 (en) 2014-01-10

Family

ID=49983566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120060786A KR101348634B1 (en) 2012-06-07 2012-06-07 High voltage pulse electric field generator and apparatus for purifying water using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101348634B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114465516B (en) * 2021-12-22 2024-04-16 重庆大学 System for inhibiting electrode corrosion in pulsed electric field food processing and use method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4935657A (en) 1988-09-28 1990-06-19 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Marx generator and spark-gap assembly for such a generator
JP2006525690A (en) 2003-05-08 2006-11-09 フォルシュングスツェントルム　カールスルーエ　ゲゼルシャフト　ミット　ベシュレンクテル　ハフツング Trigger / ignition device in Marx generator composed of n-stage capacitors
KR100931844B1 (en) * 2007-07-04 2009-12-15 한국전기연구원 Method and apparatus for generating square wave pulse using Max generator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4935657A (en) 1988-09-28 1990-06-19 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Marx generator and spark-gap assembly for such a generator
JP2006525690A (en) 2003-05-08 2006-11-09 フォルシュングスツェントルム　カールスルーエ　ゲゼルシャフト　ミット　ベシュレンクテル　ハフツング Trigger / ignition device in Marx generator composed of n-stage capacitors
KR100931844B1 (en) * 2007-07-04 2009-12-15 한국전기연구원 Method and apparatus for generating square wave pulse using Max generator

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130137315A (en) 2013-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101667646B1 (en) Plasma Beauty Equipment
CN101091802A (en) Concentration adjustable type negative ion and ozone generator
US20160228882A1 (en) Negative ionizer air purifier
CN209101445U (en) Ion generation system, sterilization and disinfection device and/or air cleaning unit
US20160221002A1 (en) Negative ionizer air purifier
CN201978208U (en) Net cylinder electrode modular plasma air purifier
KR101348634B1 (en) High voltage pulse electric field generator and apparatus for purifying water using the same
KR101214441B1 (en) Apparatus of spark discharge for water cleaning
CN204206595U (en) Normal pressure and temperature High-frequency water body hypothermia plasma generator
CN204276154U (en) The most advanced and sophisticated cellular or tabular combined high-voltage static field device of bipolarity
EP2061124A3 (en) Multiple-axis control apparatus for ionization systems
CN204130907U (en) A kind of air negative ion generator
CN211781590U (en) Positive and negative water ion generating device
NZ597014A (en) Electrolysis cell and electrical power unit incorporating same
CN202024412U (en) Purification device with heating dedustion function
KR101295350B1 (en) A malodor removal apparatus using high-voltage electron discharge
CN203193123U (en) Air purifier high-voltage ion generating device
CN201085033Y (en) High-voltage impulse electric field germicidal treatment device for liquid food
CN114076378B (en) Ion generating device, air processing module and electrical equipment
Tseng et al. Bipolar narrow-pulse generator with energy-recovery feature for liquid-food sterilization
KR20170053980A (en) Anion generation module for prevention of fading phenomena of electrode or discharging pin
CN203777887U (en) High-efficiency intelligent oil smoke purification system
KR100997165B1 (en) Transformer using plasma generating apparatus for air cleaning and sterilizing
RU52671U1 (en) ANTIPARASITAL COMPLEX "PARACELS" (APK "PARACELS")
CN203457055U (en) Piezoelectric ceramic transformer driving circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee