KR101650585B1 - 미생물을 무력화시키는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 장치는 펌프가능한 매질이 전기장에 노출시시킨다. 상기 장치는 전기 전압을 발생시키는 적어도 2 개의 전원 공급부들(100), 펌프가능한 매질을 펌핑하는 비-전도성인 적어도 하나의 챔버(102)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 챔버(102)에는 제 1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108), 상기 적어도 2 개의 전원 공급부들(100)을 제어하는 제어 수단(104)이 구비된다. 동기적인 제어에 의해 제어 수단(104)을 제어하는 동안, 적어도 2 개의 전원 공급부들(100), 제 1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108) 중 적어도 2 개 사이의 직렬 연결을 확보한다. 최종 복합 전압은 제 1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108) 사이에서 일어나고, 최종 복합 전압은 제 1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108) 사이에서 전기장을 초래할 것이다. 펌프가능한 매질은 전기장에 노출된다. 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 방법 또한 제공된다.
Description
본 발명은 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시켜 실행시키는 방법에 관한 것이기도 하다. 본 발명은 상기 장치의 수많은 적용에 관한 것이기도 하다.
유체의 상이한 유형의 유해 미생물을 파괴시키거나 비활성시키는 것은 오늘날 대부분의 적용 영역에서 일반화되어 있다. 예를 들면, 대부분의 액체 식료품은 원하지 않는 미생물을 파괴시켜서 제품의 저장 수명이 연장되도록 설계되는 하나 이상의 처리 단계들에 노출된다. 유사하게, 상이한 처리는 상이한 종류의 오염된 물, 대안적으로 슬러지(sludge), 석유 생성물 또는 다른 펌프가능한 생성물을 정화시키기 위해 사용된다.
식품 처리를 위한 일반 방법은 소위 저온 살균법(pasteurization)이라 한다. 저온 살균 동안 음식은, 음식에 가능한 존재하는 미생물을 비활성시키기에 충분히 높은 온도로 단기간 동안 가열된다. 그러나, 음식이 저온 살균 동안 가열될 시에, 음식의 맛 및 화학 성분은 온도의 증가로 인해 변화될 수 있다.
저온 살균이 가진 또 다른 단점은, 에너지의 많은 양이 음식을 가열하고, 그 후에 적합한 저장 온도로 음식을 냉각시키는데 필요하다는 점이다. 에너지 소비는 일반적으로 높은 비용과 관련되고, 결과적으로 처리된 음식의 비용을 증가시킨다.
상이한 종류의 물이 더 높은 물의 품질을 달성하기 위해 정화되는 경우에서, 여러 처리 방법들이 사용되는데, 이는 화학적, 생물학적 방법, UV 광 또는 오존 가스로의 처리법을 포함한다. 그러나, 이러한 방법은 비용이 높고, 원하는 최종 결과물을 달성하기 위해 추가적인 방법의 사용을 종종 필요로 한다.
유체에서의 미생물을 비활성시키기 위한 또 다른 선택 사항은 이 경우 유체를 전기장에 노출시키는 것이다.
공지된 방법은 전극들이 구비된 관에 기반하고, 상기 전극들에서 전기 전압이 인가된다. 액체 또는 이와 유사한 것이 전극들을 통해 흘러갈 시에, 액체는 전기장을 받게 된다. 그러나, 이 경우에서, 처리의 범위를 제어하기가 어려운데, 이는 전기장의 장 강도(field strength)가 예측하기 어렵기 때문이다. 또한, 액체 유동 속도는 관의 교차점 상의 상이한 위치에서 다를 수 있고, 이는 고르지 못한 처리법을 만들어 낸다.
SE-520666 C2는 펌프가능한 물질(pumpable substance)이 전기장에 노출되는 방법 및 장치를 기술한다. 상기 방법이 실행될 시에, 펌프가능한 물질은 우선 전기장으로 가게 되고, 그 후에 전기장에 노출된다. 최종적으로, 펌프가능한 물질은 전기장으로부터 빠져나오게 된다. 상기 물질이 전기장에 노출되는 동안, 적어도 하나의 볼륨(volume)은 분리되어 전기장에 노출되는 동안 이동된다. 전기장을 사용하여, 펌프 가능한 물질의 처리를 위한 상기의 장치는 컨테이너를 포함하고, 상기 컨테이너에는 단지 펌프 물질만이 수용될 수 있다. 상기 장치는 또한, 전기장을 발생시키는 소스(source), 및 적어도 하나의 분리된 공간을 포함하고, 이때 상기 분리된 공간에는 펌프가능한 물질이 수용되고 전기장을 받을 수 있다. 상기의 방법 및 장치가 사용될 시에, 이전에 처리된 펌프가능한 물질이 이 경우에 어떤 것에 오염될 위험이 높다면 실패된 것이다. 상기 노출 동안 실제 전기장을 확실하게 하는 계측이 실행되지 않기 때문에, 이 위험은 존재한다. 그러므로, 적당하게 처리되지 않은 펌프가능한 물질이 처리 후에 앞으로 실행된다면, 이전에 처리된 물질은 오염된다. 또한, 공기 또는 가스 기포가 처리되는 물질에 존재하지 않도록, 또는 상기 물질이 처리된 물질의 공기로 가득 찬 공동(cavities)의 위험을 최소화시키기 위해 가압되도록 확실하게 하는 오르간들(organs)이 없다.
본 발명의 일 목적은 상기의 단점을 제거하거나 적어도 해결하기 위한 것이고, 전기장에 매질을 노출시켜서 펌프가능한 매질의 미생물을 무력화시키기 위한 개선된 장치 및 개선된 방법을 제공하기 위한 것이다.
이 목적 및 다른 목적 및 이점은 본 발명의 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 바람직한 장치들은 첨부된 특허 청구항에서 기술된다.
결과적으로, 장치는 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키기 위해 제공된다. 상기 장치는:
전기 전압을 발생시키는 적어도 2 개의 전원 공급부들;
상기 펌프가능한 매질을 펌핑하는 적어도 하나의 비-전도성 챔버(상기 적어도 하나의 챔버에는 제 1 전극판 및 제 2 전극판이 구비됨);
상기 적어도 2 개의 전원 공급부들을 제어하는 제어 수단을 포함한다. 상기 제어 수단은 적어도 2 개의 전원 공급부들, 상기 제 1 전극판 및 상기 제 2 전극판 중 적어도 2 개 사이에서 직렬 연결을 단기간 동안 동기적으로 활성화시키기 위해 준비한다. 최종 복합 전압은 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에서 나타날 것이고, 상기 최종 복합 전압은 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이의 전기장을 만들 것이다. 상기 펌프가능한 매질은 전기장에 노출된다.
본 발명에 따른 장치는 제어된 방식으로 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 이점을 얻는다. 많은 전원 공급부들을 직렬 연결을 단기간 동안 사용하여 최종 복합 전압을 발생시킴으로써, 낮은 비용의 표준 구성요소들에 기반한 전원 공급부들이 사용될 수 있다.
제 1 전극판과 제 2 전극판 사이의 장치의 전기장의 장 강도는 예를 들면 1-30 kV/cm의 범위에 있을 수 있다. 이는, 상기 장이 비활성 동안에 서로 다른 장 강도를 요구하는 다양한 유형의 미생물을 파괴시키기 위해 조정될 수 있음에 따라서, 이점을 얻을 수 있다.
상기 장치의 각 전원 공급부는 예를 들면, 230-2000 볼트의 범위에 있는 조정가능한 전압을 제공할 수 있고, 단기간 동안 최종 복합 전압이 매우 손쉽게 조정될 수 있기 때문에 이점을 얻을 수 있다. 본 발명으로 상기 전원 공급부 각각이 상기의 특정 범위에 걸친 것보다 더 높은 조정가능한 전압, 예를 들면 3000 볼트, 다소 이보다 더 높은 전압이 제공될 수 있는 것을 실현시켜야 한다. 이러한 면에서, 구성요소 기술이 존재하고, 장에서 구입할 수 있는 구성요소가 본 발명에서 제한되지 않게 설정된다. 다른 말로 하면, 230-3000 볼트의 범위의 전압 모두는 본 발명에서 가능하다.
상기 장치의 전원 공급부는 전압 컨버터, 전하 저장 소자 및 스위치를 포함할 수 있고, 이들을 사용하여 간단하고 기능적인 전원 공급부는 낮은 비용의 표준 구성요소들의 사용에 의해 달성될 수 있다.
상기 장치의 전압 컨버터는 변압기이고, 상기 전압 컨버터는 변압기가 일반적으로 사용될 수 있고, 비용이 비싸지 않은 표준 구성요소들이기 때문에 이점을 얻을 수 있다.
상기 장치의 전하 저장 소자는 적어도 하나의 캐패시터일 수 있고, 전기전하 소자가 표준 구성요소들을 사용하여 달성될 수 있는 것을 가능케 한다.
상기 장치의 스위치는 전기적인 절연 몸체일 수 있고, 스위치와 제어기 사이에서 전기적인 연결이 존재하지 않도록 하는 이점을 가질 수 있다.
상기 장치의 스위치는 광학 커플러(optical coupler)일 수 있고, 전원 공급부들의 직렬 연결이 단기간 동안, 그리고 매우 단시간 지연으로 확보될 수 있다는 것을 가능케 한다.
상기 장치의 제어 수단은 각각의 전원 공급부 스위치의 동기 제어에 의해 적어도 2 개의 전원 공급부들, 제 1 전극판 및 제 2 전극판 중 적어도 2 개 사이의 직렬 연결을 동시에 확보할 수 있다. 이는 단기간으로 최종 복합 전압이 간단한 방식으로 발생될 수 있다는 것을 의미한다.
상기 장치의 적어도 2 개의 전원 공급부 스위치들은 공통 제어 신호에 의해 제어될 수 있고, 직렬 연결이 간단한 방식으로 동시에 확보될 수 있기 때문에 이점을 얻을 수 있다.
상기 장치의 제어 수단은 예를 들면 1-100 마이크로초의 기간을 가진 펄스의 형태의 제어 신호를 발생시키기 위해 배치될 수 있고, 이는 최종 복합 전압 기간이 제어될 수 있다는 것을 의미한다.
상기 장치의 제어 수단이 예를 들면 1 Hz-100 kHz의 주파수를 가진 1 내지 100 펄스 등의 선택가능한 수의 펄스로 펄스를 반복하기 위해 배치될 수 있다. 이는 펌프가능한 매질이 간단한 방식으로 수시간 전기장에 노출될 수 있다는 것을 의미한다.
상기 장치의 제어 수단은 직렬 연결이 실행되기 전에 그리고/또는 상기 실행되는 동안에 전원 공급부의 각각에서 오류를 검출하기 위해 배치될 수 있다. 이러한 오류는, 예를 들면, 구성요소 결합, 펌프 오류, 전원 공급부의 출력의 전압, 상기 스위치들의 단락 회로, 상기 전하 저장 소자의 누설 전류 및 상기 전압 컨버터의 전압 손실을 구성하는 군으로부터 선택될 수 있다. 결함 조건 지시 동안에, 직렬 연결을 확보하고 이로써 장치의 기능적인 구성요소들을 손상시키는 것을 방지할 수 있음에 따라 이점을 얻을 수 있다.
상기 장치의 제어 수단은 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에서 전기적인 속성을 계측하기 위해 배치될 수 있다. 상기 전기적인 속성은 저항, 임피던스, 캐패시턴스 및 인덕턴스를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 최종 복합 전압은, 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에서 소정의 장 강도가 달성되도록 조정될 수 있다. 이는, 최종 복합 전압이 펌프가능한 매질에 존재하는 미생물을 파괴시키는데 충분한 장 강도를 달성하기 위해 조정될 수 있다는 점에서 이점을 가질 수 있다.
상기 장치의 제어 수단은 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에서 소정의 밸브로 최종 복합 전압을 인가하고, 최종 장(resulting field)의 전류 및 전압의 진폭 및 펄스의 시간 상수를 계측할 수 있고, 그 후에, 최종 복합 전압이 다시 인가될 시에, 소정의 장 강도가 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에서 달성되도록 제어 수단은 최종 복합 전압을 조정할 수 있다. 이는 또한, 최종 복합 전압이 펌프가능한 매질에 존재하는 미생물을 파괴시키는데 충분한 장 강도를 달성하기 위해 조정될 수 있다는 점에서 이점을 가질 수 있다.
상기 장치의 제어 수단은 직렬로 연결되어야 하는, 언급된 많은 수의 전원 공급부들 중 적어도 2 개의 전원 공급부들을 제어할 수 있고, 최종 복합 전압에 기여할 수 있다. 이는, 최종 복합 전압의 진폭이 간단하고 효과적인 방식으로 제어될 수 있다는 것을 의미한다.
상기 장치의 적어도 하나의 챔버는 공급 주입 파이프 및 방출 출구 파이프에 연결된 과압 펌프(over-pressure pump)일 수 있고, 이는, 전기장이 인가될 시에 챔버에 존재하는 공기의 위험이 제거될 수 있다는 것을 의미한다.
상기 장치의 과압 펌프는 피스톤을 가진 피스톤 펌프일 수 있고, 이때 상기 피스톤의 상부는 전극판들 중 하나를 형성한다. 이는, 전극판들이 표준 펌프 장치로 손쉽게 통합될 수 있기 때문에 이점을 가질 수 있다.
상기 장치의 공급 주입 파이프에는 주입 밸프가 구비될 수 있고/있거나 상기 장치의 방출 출구 파이프에는 출구 밸브가 설치될 수 있고, 이는 챔버의 펌프가능한 매질의 주입 및 출구를 제어 방식으로 제어할 수 있다는 것을 의미한다.
상기 장치의 적어도 하나의 챔버에는, 가스성 매질을 통과시키지만 액체 매질 및 고체 매질을 통과시키지 못하는 밸브가 설치될 수 있다. 이는, 전기장이 인가될 시에 챔버에 공기가 존재하지 못하도록 하는 것을 확보하는데 중요하기 때문에 이점을 가질 수 있다.
상기 챔버의 적어도 하나의 챔버에는 압력 변화기가 설치될 수 있다. 소정의 압력이 압력 변환기에 의해 기록되지 않는 경우, 제어 수단은 적어도 2 개의 전원 공급부들의 직렬 연결을 만들지 않도록 배치될 수 있다. 이는 또한, 전기장이 인가될 시에 챔버에 공기가 존재하지 못하도록 하는 것을 확보할 수 있다는 것을 의미한다.
상기 장치의 적어도 하나의 챔버에는 배수 연결 및 배수 밸브가 설치될 수 있다. 이는, 펌프가능한 매질이 전기장에 노출되기 전에 또는 노출된 후에 처분될 수 있고, 반환될 수 있는 것을 가능케 한다.
상기 장치의 적어도 하나의 챔버 또는 주입 공급관 및/또는 방출 출구 파이프에는 추가적인 연결 및 추가적인 밸브가 설치될 수 있다. 이는, 촉매, 염류 등의 형태의 첨가물이 펌프가능한 매질에 추가될 수 있다는 점에서 이점을 가질 수 있다.
상기 장치의 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이의 간격은 챔버의 중심점 가까이서보다 상기 중심점 멀리에서 더 짧을 수 있고, 이는 전기장의 주변 효과에 대해 보상될 수 있다는 것을 의미한다.
상기 장치의 제 1 전극판 및/또는 제 2 전극판은 비-전도성 영역들을 포함할 수 있다. 상기 비-전도성 영역들은, 챔버의 중심점으로부터 원위에서보다 상기 중심점 근위에서 더 넓을 수 있다. 이는 또한, 전기장의 주변 효과에 대해 보상될 수 있다는 것을 가능케 한다.
상기 장치의 적어도 하나의 챔버는 과압 펌프일 수도 있는 적어도 하나의 다른 챔버와 병렬로 연결된 과압 펌프일 수 있다. 이는 용량이 간단한 방식으로 증가될 수 있다는 점에서 이점을 가질 수 있다.
상기 장치에는, 펌프가능한 매질을 각각의 챔버에 채우고 방출하는 것을 제어하는 분배 수단이 구비될 수 있다. 이는, 펌프가능한 매질의 연속적인 흐름이 달성될 수 있다는 것을 가능케 한다.
펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 방법은,
제 1 전극판 및 제 2 전극판을 가진 챔버에 펌프가능한 물질로 채우는 단계;
펌프가능한 매질을 소정의 압력을 압축시키는 단계;
밸브를 통하여 펌프가능한 매질로부터 공기를 외부로 환풍시키는 단계;
적어도 2 개의 전원 공급부들에서 전기 전압을 발생시키는 단계;
언급된 적어도 2 개의 전원 공급부들, 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에서 직렬 연결을 확보하는 단계(최종 복합 전압은 펌프 가능한 매질을 전기장에 노출시킴);
챔버로부터 펌프가능한 매질을 비우는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 펌프가능한 매질이 전기장에 제어 방식으로 노출된다는 점에서 이점을 가질 수 있다.
챔버에 채우는 방법 단계는 펌프가능한 매질을 압력에 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 이는 펌프가능한 매질로부터 포함된 공기 또는 가스를 제거시킬 수 있다는 것을 가능케 한다.
전기 전압을 발생시키고 직렬 연결을 확보하는 방법 단계는 언급된 순서로 수 시간에 걸쳐 실행될 수 있다. 이는, 펌프가능한 매질이 간단한 방식으로 전기장에 수 시간에 걸쳐 노출될 수 있다는 것을 의미한다.
상기 챔버로부터 펌프 가능한 매질을 비우는 방법 단계는 배수 밸브를 통해 사이 매질을 방출시키는 단계를 더 포함한다. 이 방식으로, 펌프가능한 매질이 전기장에 노출되기 전 또는 노출된 후에 상기 펌프가능한 매질은 처분되거나 반환된다.
상기 방법에서, 상기 적어도 하나의 챔버는 적어도 하나의 다른 유사한 챔버와 병렬로 연결될 수 있고, 분배 수단은, 적어도 하나의 챔버가 항상 매질로 채워지고 적어도 하나의 챔버에는 매질이 비워지도록, 펌프 가능한 매질을 채우고 방출하는 각 챔버를 제어하기 위해 배치될 수 있다. 이는, 펌프가능한 매질의 연속적인 흐름이 달성되는 것을 가능케 한다.
상기 장치의 사용으로, 펌프가능한 매질은 전기장에 노출될 수 있고, 이때 상기 매질에는 유해 미생물의 위험이 있다. 이는 펌프가능한 매질의 미생물이 무력화된다는 점에서 이점을 가질 수 있다.
상기 장치의 사용으로, 펌프가능한 식료품은 전기장에 노출될 수 있다. 이는, 펌프가능한 식료품의 미생물이 무력화된다는 점에서 이점을 가질 수 있다.
상기 장치의 사용으로, 유해 물(hazardous water), 웅덩이 물(pool water), 연못 물(pond water), 오염된 물, 가습 용수(humidification water), 식수 및/또는 폐수는 전기장에 노출될 수 있다.
상기 장치의 사용으로, 부유 생성물(suspended product)은 전기장에 노출될 수 있다. 이는 오염된 토양 또는 다른 부유 생성물의 미생물이 무력화된다는 점에서 이점을 가질 수 있다.
또한, 상기 장치의 사용으로, 생물 가스 생성물을 대상으로 한 상품, 예를 들면, 슬러지는 전기장에 노출될 수 있다. 상기와 같은 슬러지 물질은 안전하게 무력화되어야 하는 박테리아를 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 처리될 수 있는 또 다른 상품은 석유 생성물, 예를 들면, 원유(crude oil)이다.
상기 장치의 사용으로, 펌프가능한 조제물 및/또는 조제물의 제조를 위한 펌프가능한 원료 물질은 전기장에 노출될 수 있다.
상기 장치의 사용은 이동수 처리 플랜트(mobile water treatment plant)와 연관되고, 온수 탱크, 가습 플랜트, 웅덩이 및 분지와도 연관된다. 이는, 수인성 감염(water-borne infections)이 이동되는 위험이 간단한 방식으로 제거될 수 있다는 것을 의미한다.
장치의 사용은 물을 정화하는 목적으로 UV, 오존 및 와류 처리(vortex treatment)(이에 한정되지 않음)를 구성하는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 처리와 조합될 수 있다. 이는, 간단하고 비용이 효과적인 방식으로 정화수 처리가 더 효과적으로 구현될 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 기술된 실시예의 다른 목적, 특성, 이점은 도면 및 첨부된 특허 청구항과 연관하여 다음의 상세한 설명으로부터 명백해진다.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치의 개략도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 전원 공급부의 개략도이다.
도 3은 실시예에 따른 시스템이 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 방법을 실행할 시에 작동 체계를 도시하는 개략도이다.
도 4는 실시예에 따른 변화 거리를 가진 전극들이 챔버에 어떻게 설치되었는지를 도시하는 개략도이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치의 개략도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 전원 공급부의 개략도이다.
도 3은 실시예에 따른 시스템이 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 방법을 실행할 시에 작동 체계를 도시하는 개략도이다.
도 4는 실시예에 따른 변화 거리를 가진 전극들이 챔버에 어떻게 설치되었는지를 도시하는 개략도이다.
도 1의 장치는 2 개의 전원 공급부들(100)을 포함하고, 상기 2 개의 전원 공급부들은 도 2에서 더 상세하게 도시된다. 또한, 상기 장치는 비-전도성 챔버(102) 및 제어 수단(104)을 포함한다. 상기 챔버(102)에는 제 1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108)이 설치된다. 제어 수단(104)이 2 개의 전원 공급부들(100) 사이에서 직렬 연결을 확립할 시에, 최종 복합 전압(resulting composite voltage)은 제 1 전극판(106)과 제 2 전극판(108) 사이에서 생성된다. 최종 복합 전압이 제 1 전극판(106)과 제 2 전극판(108) 사이에서 생성될 시에 최종 복합 전압은 전극판들(106, 108) 사이에서 전기장을 발생시킬 것이다. 최종 복합 전압은 전기 전도체들(112, 114)에 의해 전원 공급부들(100)로부터 제 1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108)으로 공급된다.
장치의 목적이 미생물들을 무력화시키기 위해 전기장에 펌프가능한 매질을 노출시킬 수 있기 때문에, 전극판들(106, 108) 사이의 전기장이 적합한 레벨로 이르는 것이 중요하다. 목표는, 미생물들을 무력화시키기 위해서 미생물들의 셀 멤브레인들을 파괴하기에 충분한 레벨에 전기장이 이르러야 한다는 것이다. 다양한 무생물들의 셀 멤브레인(cell membrane)이 셀 멤브레인을 파괴시키기에 적절한 서로 다른 장(different fields)을 필요로 하기 때문에, 본 발명의 실시예는 1-30 kV/cm 범위, 특히 2-10 kV/cm 범위의 장을 발생시킨다.
펌프가능한 매질이 전기장에 노출될 시에, 처리는 본 발명의 실시예에 따라서 여러 번 반복되고, 바람직하게는 1-100 번, 특히나 바람직하게는 5-30 번 반복된다.
처리는 전기장을 발생시키는 많은 전압 펄스에 의해 실행된다. 일 실시예에 따라서, 펄스는 1 Hz-100 kHz 간격, 또는 더 바람직하게는 0.5-100 kHz 간격의 펄스 주파수로 반복된다.
일 실시예에 따라서, 각 펄스는 바람직하게는 1-100 마이크로초 또는 더 바람직하게는 2-10 마이크로초로 지속된다.
본 발명에 따라서, 펄스 지속 기간이 예를 들면, 약 1 마이크로초일 시에 상기의 특정 범위보다 높은, 예를 들면, 1 MHz까지의 높은 주파수로 완전히 가능하게 실현시키는 것이 중요하다. 이로써, 본 발명의 특정 실시예에 따라서, 주파수는 1 Hz-1 MHz의 범위, 예를 들면 1 Hz - 100 kHz의 범위에 있다.
또한, 펄스 지속 기간은 상기의 특정 범위보다 더 짧을 수 있고, 예를 들면, 0.1 마이크로초만큼 짧은, 그리고 이보다도 더 짧을 수 있고, 이는 주파수가 1 MHz 이상이 되는 것을 가능케 한다. 본 발명의 특정 실시예에 따라서, 펄스 지속 기간은 0.1-100 마이크로초 범위, 1-100 마이크로초 범위에 있다.
펌프가능한 매질이 전기장을 받을 시에 상기 펌프가능한 매질은 주입 밸브(V1)를 통해 도입된다. 이 방식으로, 상기 펌프가능한 매질은 전기장을 받은 후에 출구 밸브(V2)를 통하여 배출될 것이다.
몇몇 이유로 전기장에 노출되는 펌프가능한 매질이 출구 밸브(V2)에 의해 펌핑되지 않는 경우, 이 대신에 특정 실시예에 따라서, 배수 밸브(drain valve)(V3)를 통하여 방출될 수 있다. 배수 밸브(V3)는 2 개의 주요 목적을 가진다. 제 1 목적은 전기장을 이미 받은 펌프가능한 매질이 하수물 또는 탱크 등에서, 처분될 수 있고, 위치될 수 있다는 것이다. 이 방식으로, 처리하기 어렵거나 가능하지 않은 속성으로 나타난 방식으로 펌프가능한 매질의 부분을 처분할 수 있다. 배수 밸브(V3)의 제 2 주요 목적은 챔버에 위치된 펌프가능한 매질이 비-처리 펌프가능한 매질 공급으로 다시 가게 될 수 있어서, 주입 밸브(V2)를 통해 챔버(102) 내로 다시 도입된다는 것이다. 이를 실행할 수 있다는 것은, 장치가 시작 동안 활성화되고, 전기장이 가해지기 전에 공기로부터 제거될 시에 특히나 유용하다.
통기 밸브(110)가 설치된 일 실시예에 따라서, 시스템을 공기로부터 제거할 수 있고, 이때 상기 통기 밸브(110)는 가스의 통과를 가능케 하지만, 유체 및 고체는 통과하지 못한다. 일 실시예에 따른 통기 밸브(110)에는 압력 변환기(110)가 설치될 수도 있다. 압력 변환기는 챔버(102)에서 내부의 압력을 계측하기 위해 사용된다. 챔버(102)의 압력을 계측함으로써, 모든 공기 또는 다른 가스는 전기장이 가해지기 전에, 챔버(102)로부터 제거되는 것이 확보된다. 전기장이 가해지기 전에, 모든 공기 또는 가스는 챔버(102)로부터 빠져나오게 가압되는 것을 확실히 하는 것은 매우 중요하고, 이용되는 전기장 강도로서 이는 매우 높아서, 공기 또는 가스를 통해 방출될 수 있게 한다. 공기 또는 가스를 통한 방출은 아크(arch)를 발생할 위험을 초래할 수 있고, 그 후에 폭발을 일으킬 수 있다.
일 실시예 따라서, 추가 밸브로서 밸브(V3)를 사용할 수도 있고, 상기 추가 밸브를 통하여 촉매 또는 염류의 형태의 첨가물은 펌프가능한 매질에 추가될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 추가 밸브는 챔버와 함께 장착되고, 상기 밸브는 추가 밸브로서 사용될 수 있고, 상기 추가 밸브를 통하여 촉매 또는 염류의 형태의 첨가물은 펌프가능한 매질에 추가될 수 있다.
도 1에 제시된 실시예에 따라서, 도 1은 피스톤 펌프(116)의 펌프 케이스 또는 실린더인 비-전도성 챔버(102)를 나타낸다. 표면이 실린더를 향하는 피스톤 펌프(116)의 피스톤(118)은 제 2 전극판(108)을 형성한다. 피스톤(118)을 마주보며 위치된 피스톤 실린더의 표면 상에는 제 1 전극판(106)이 위치된다. 이 방식으로, 최종 복합 전압은 실린더 헤드 및 피스톤의 상부 사이에서 인가될 수 있고, 전기장은 챔버(102)에 위치된 펌프가능한 매질 상에서 가해질 것이다. 피스톤 펌프(116)의 사용을 통하여, 처리로 인해 매질이 가압될 수 있고, 펌프가능한 매질의 공기 또는 가스가 통기 밸브(110)에 의해 챔버(102)로부터 제거될 수 있게 한다.
본 발명이 펌프의 사용으로도 실행될 수 있다는 것을 실현시켜야 하고, 상기 펌프에서 둘러싼 챔버 및 2 개의 전극은 이동 피스톤 및 고정 벽 또는 역방향으로 이동할 수 있는 제 2 이동가능한 피스톤 사이에 위치된 가요성 개재부(flexible insertion)로서 설계된다. 이는 예를 들면, 주입 백(infusion bag) 또는 일회용 카트리지(disposable cartridge)의 것과 유사한 펌프일 수 있다. 이 경우에서, 이러한 실시예들은, 예를 들면, 2 개의 이동 벽들 사이에 위치된 2 개의 금속판들을 포함할 수 있다.
본 발명이 다른 펌프 유형, 바람직하게는 변위 펌프의 사용에 의해서도 실행될 수 있다는 것도 실현시켜야 한다.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같이, 실시예의 각 전원 공급부(100)를 상세하게 도시한다. 각 전원 공급부(100)는 여러 구성요소들로 구성된다. 변압기(T)의 형태인 이 실시예의 전압 컨버터(T)는 전원 공급부의 출력 측면에 전압을 공급한다. 다이오드(D)는 변압기(T)에 의해 발생된 전압을 정류시키기 위해 사용된다. 저항(R)은 출력 측면 상의 전압을 조정한다. 캐패시터(C)의 형태인 이 실시예의 전하 저장 장치(C)는, 스위치 수단(S1)이 개방 위치에 있을 시에, 전하를 저장한다. 또한, 저장 전기 용량을 조정하기 위해서, 또는 전기 용량을 증가하기 위해서, 여러 캐패시터들이 사용가능하다. 스위치 수단(S1)이 닫힐 시에, 캐패시터는 빠르게 방출하고, 이로써 전압 펄스는 출력 측면(200)에서 발생될 것이다. 진폭은 230-2000 V의 범위에서 조정가능하다.
스위치 수단(S1)은 204에 인가된 전류의 형태의 제어 신호에 의해 제어된다. 204에 인가된 전류는 스위치 수단(S1)을 차례로 제어할 것이다.
일 실시예에 따라서, 스위치 수단(S1)은 전류를 발생시키는 절연 소자(galvanically isolating element)이다.
일 실시예에서, 스위치 수단은 옵토-커플러(opto-coupler)이다. 옵토 커플러 장치의 사용으로, 매우 짧은 응답 시간은 전류가 204에 인가될 경우의 시간으로부터 달성된다.
다른 유형들의 스위치의 이용은 본 발명의 권리 범위 내에서도 가능하다.
도 2의 실시예에 따라서, 각각의 전원 공급부는 제어 로직(control logic)(206)도 포함하고, 상기 제어 로직은 전원 공급부에서 수많은 내부 기능들을 위해 구비된다. 제어 로직(206)은 제어 수단(104)의 부분이고, 모든 전원 공급부들(100)의 제어를 제공한다. 제어 로직(206)의 도움을 통하여, 제어 수단(104)은 결함 조건이 각 전원 공급부(100) 내에서 나타나는 경우에 검출할 수 있다. 검출된 결함들은 구성요소 오류, 펌프 오류, 스위치 수단(S1)의 전원 공급부(100)의 출력(200)에서 나타난 전압, 캐패시터(C)의 누설 전류, 변압기(T)의 전압 손실이다. 결함이 제어 로직(206)에 의해 검출되면, 스위치 수단(S2)은 닫히지 않는데, 이는 제어 수단(104)이 208에서 이 같은 경우를 검출한다는 것을 의미한다. 결함 조건이 존재한다는 것을 제어 로직이 검출할 시에, 상기 제어 로직은 스위치 수단(S1)을 더 이상 제어할 수 없게 된다. 추가적으로 안정성 있는 예방 차원으로서, 스위치 수단(S3)은 또한 제어 로직(206)에 의해 비활성화된다. 이는, 제어 신호가 제어 수단(102)의 204에서 존재하는 경우에도 제어되는 스위치 수단(S1)을 가능케 하지 못한다는 것을 의미한다. 각 전원 공급부(100)의 제어 로직(206)은 압력 변환기(110)가 충분히 높지 않은 압력을 계측하는 경우에도 검출한다. 이는 210에서 계측됨으로써 행해진다. 또한, 너무 낮은 압력으로 인해, 스위치 수단(S2)이 닫히지 않을 수 있고, 스위치 수단(S3)도 열리게 된다.
결함이 검출되면서 전압 펄스가 활성화되는 경우, 동일한 제어 로직은 진행 처리를 중단하기 위해 사용될 수 있다는 것을 실현시켜야 한다.
일 실시예에 따라서, 변압기(T)의 전원 공급부(202)의 입력 측면은, 바람직하게는 50-500V, 더 바람직하게는 110-230 V의 범위, 가장 바람직하게는 230 V의 공급 전압, 바람직하게는 주요 전압에 연결된다.
변압기(T)를 배제시켜, 각 전원 공급부(100)의 출력 측면(200)에 적합한 전압을 직접 공급할 수 있는 것도 실현시켜야 한다. 각 전원 공급부(100)가 예를 들면 풍력 발생기 및/또는 태양 전지로서의 적합한 전원으로부터 구동될 수 있다는 것도 실현시켜야 한다.
도 1에 도시된 실시예에서, 2 개의 전원 공급부들(100)은 도 2에서 제시된 유형으로부터 선택되어 사용된다. 전극판들(106, 108) 사이의 전압을 인가함으로써, 펌프가능한 매질이 전기장에 노출될 시에, 2 개의 전원 공급부들(100) 사이의 직렬 연결은 동시에 발생된다. 이는 제어 수단(104)에 의해 실행되고, 상기 제어 수단은 각각의 개별적인 전원 공급부(100)의 스위치 오르간들(switch organs)(S1)을 동기적으로 제어하는 제어 신호를 발생시킨다. 이 방식으로, 최종 복합 전압은 포함된 모든 전원 공급부들(100)로부터 전압의 합으로 발생된다. 스위치 오르간들(S1)을 동기적으로 제어함으로써, 간단하고 저렴한 구성요소들이 사용될 수 있고, 그렇지 않으면, 구성요소들은 일어나는 응력으로 파괴될 수 있다.
대안적인 실시예들에서, 다양한 수의 전원 공급부 유닛들(100)이 사용된다.
또 다른 실시예에서, 제어 수단(104)은 제 1 전극판(106)과 제 2 전극판(108) 사이의 전기 속성을 계측하는 장치를 가진다. 계측되는 전기적인 속성은, 예를 들면, 저항, 임피던스, 캐패시턴스 및 인덕턴스이다. 전기적인 속성을 계측함으로써, 최종 복합 전압은 전극판들(106, 108) 사이에서 원하는 전기장을 달성하도록 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제어 수단(104)은 제 1 전극판(106)과 제 2 전극판(108) 사이에서 미리 정의된 전압 값을 가진 최종 복합 전압을 인가하기 위해 배치된다. 이것이 실행될 시에, 제어 수단(104)은 최종 복합 전기장의 전류 및 전압의 진폭 및 시간 상수를 동시에 기록하고 판별한다. 그 후, 최종 복합 전압이 재인가될 시에, 제어 수단(104)은 제 1 전극판(106)과 제 2 전극판(108) 사이에서 원하는(소정의) 장 강도를 달성하기 위해 최종 복합 전압을 조정한다. 전류 및 전압에 대한 진폭 및 시간 상수를 기록하고 판별하기 위해 이용된 최종 복합 전압은 나중에 인가된 최종 복합 전압보다 낮은 것이 바람직하다.
다른 실시예들에서, 여러 전원 공급부들(100)이 사용된다. 제어 수단(104)이 직렬 연결에 포함된 많은 수의 전원 공급부들(100)을 제어하도록 하여, 최종 복합 전압에 기여할 수 있게 함으로써, 최종 복합 전압의 진폭은 간단한 방식으로 제어될 수 있다. 충분한 진폭을 가지는 최종 복합 전압을 발생시키기에 필요한 것보다 다량의 전원 공급부들(100)을 포함하는 장치를 가능케 함으로써, 과잉물(redundancy)이 이루어진다. 이 방식으로, 제어 수단(104)은 결함이 있는 전원 공급부들(100)을 연결해제하고, 풍부한 작동 전원 공급부들(100)을 초기에 연결시킨다. 즉, 여분의 전원 공급부들(100)이 연결된다.
도 3은 펌프가능한 매질이 전기장에 노출될 시에 실시예에 따른 장치의 동작을 개략적으로 도시한다. 초기에, 피스톤 펌프(116)는 휴지 위치(rest position)(300)에 있게 된다. 이 위치에서, 도시되지 않은 입력 공급 밸브 및 출력 공급 밸브(V1, V2)는 닫히게 된다.
도 3에 따른 다음 위치(302)에서, 챔버(102)는 우선 입력 공급 밸브(V1)가 열림으로써 채워지게 되고, 그 후에 피스톤(118)이 아래로 이동한다. 이 방식으로, 펌프가능한 매질은 챔버(102) 내로 흡인된다. 챔버가 가득 채워질 시에, 입력 공급 밸브(V1)는 다시 닫히게 된다.
도 3에 따른 다음 위치(304)에서, 피스톤(118)은 위로 이동하고, 압력은 챔버(102)에서 만들어진다. 압력이 만들어지면서, 최종 가스 및 공기는 통기 밸브(110)를 통하여 빠져나오도록 가압된다.
통기 밸브(110)에는 일 실시예에 따라서, 챔버에 압력을 기록하는 압력 변환기(110)가 설치된다.
압력이 소정의 값에 이를 시에, 이는 미도시인 제어 수단(104)에 의해 검출된다. 제어 수단이 특정 압력을 검출할 시점에서, 최종 복합 전압의 인가가 가능해진다.
펌프가능한 매질로 챔버가 채워지는 동안에, 상기 챔버는 동시에 전원 공급부들(100)에 의해 발생된 전기 전압을 가진다.
전극들 사이의 최종 복합 전압을 인가하기 위해서, 제어 수단(104), 전원 공급부들(100) 사이의 직렬 연결, 제 1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108)이 형성되고, 최종 복합 전압은 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시킨다.
일 실시예에 따라서, 최종 전압은 펌프가능한 매체의 원하는 처리를 달성하기 위해 원하는 만큼의 시간 동안 적용될 수 있다.
도 3에 따른 다음 단계(306)에서, 배출 공급 밸브(V2)는 열리고, 그 후에, 피스톤(118)이 위로 이동한다. 이 방식으로, 챔버에는 펌프가능한 매질이 다시 비워지게 된다.
이후에, 펌프가능한 매질을 더 처리하기 원하는 경우 절차는 다시 반복된다.
도 4는, 제 1 전극판(106)과 제 2 전극판(108) 사이의 간격이, 챔버(102)의 중심점 근위에서 보다 상기 중심점 원위에서 더 짧은 방식으로 제 1 전극판(106)과 제 2 전극판(108)이 설계된 대안적인 실시예를 제시한다. 이 방식으로 전극들(106, 108)을 설계함으로써, 이는 전극들(106, 108)의 기하학적인 설계로 인해 나타난 전기장의 주변 효과에 대해 보상된다. 이렇게 함으로써, 챔버(102)에 걸친 균일한 전기장은 얻어진다.
또 다른 실시예에서, 제 1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108)은, 챔버(102)의 중심점으로부터 원위에서보다, 중심점 근위에서 더 넓은 비-전도성 영역들로 제공된다. 이 방식으로, 일어날 수 있는 주변 효과에 대한 보상이 가능해지고 균일한 전기장을 얻을 수 있다.
본 발명의 대안적인 실시예에서는 여러 개의 챔버들(102)이 펌프가능한 매질을 펌프하기 위해 사용될 수 있다. 이 방식으로, 보다 큰 펌프 유닛들을 설계할 필요 없이 장치의 성능을 증가시킬 수 있다. 또한 이 같은 경우에서, 다른 펌프 유형들, 바람직하게는 변위 펌프들(displacement pumps)뿐만 아니라 모든 피스톤 펌프들(116)을 사용할 수 있다.
다수의 챔버들의 사용으로 달성되는 또 다른 이점은, 장치를 통해 연속적인 흐름이 달성될 수 있다는 점이다. 이를 달성하기 위해, 일 실시예에 따라서, 펌프들은, 적어도 하나의 챔버(102)가 펌프가능한 매질로 항상 채워지고, 일 챔버는 펌프가능한 매질을 형성하기 위해 항상 비워질 수 있는 방식으로 구성된다. 피스톤 펌프들(116)이 사용되는 경우에서, 이는 예를 들면 다수-실린더 내부 연소 엔진의 피스톤들과 유사한, 공통의 크랭크샤프트 상에 피스톤 펌프들(116)을 배치함으로써, 달성된다.
다른 해결책도 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다. 예를 들면, 상술한 유형의 주입 백 또는 일회용 카트리지 전부다 가능하다.
다수의 챔버들(102)을 효과적으로 사용하기 위해서, 분배 수단은 각각의 챔버들 사이의 펌프가능한 매질을 분배하는 일 실시예에 따라 사용된다. 예를 들면, 하나 이상의 다수 방식 밸브들은 각각의 챔버들(102) 사이의 펌프가능한 매질을 분배시키기 위해 사용된다. 또한 다른 분배 구성도 사용될 수 있다.
본 발명은 해로운 미생물이 있는 위험을 가진 다양한 펌프가능한 매질에 대해 사용되기에 적합하다.
본 발명은 마찬가지로 거의 품질이 변화된 정수(clean water)에 적합하다. 다양한 처리로부터 나온 유해 물 또는 오염된 물이 정화되어야 할 시에, 본 발명은 미생물들을 무력화하기에 적합하다. 또한, 물이 선박들의 밸러스트 탱크들(ballast tanks) 내외로 펌프될 시에, 또는 항해 중 선박 상의 밸러스트 물 탱크들 사이에서 펌프될 시에, 대양 및 수중에 걸쳐 퍼진 오염 및/또는 이물질 수중 종(foreign aquatic species)을 막기 위해 본 발명을 사용하는 것이 적합하다. 이와 유사하게, 본 발명은 가습 용수(humidification water), 관개 용수(irrigation water) 또는 식수를 전기장에 노출시키기에 적합하다. 이로써, 실시예는 유해 물, 밸러스트 물, 웅덩이 물, 오염된 물, 가습 물, 식수 및/또는 폐수를 전기장에 노출시키기는데 제공된다.
탈수에 영향을 받는 공기 또는 제품들이 젖어들 시에, 가습 설치를 통해 퍼지는 레지오넬라(Legionella) 등의 수인성 감염(water-borne infections)을 막기 위해 본 발명을 사용하는 것은 적절하다. 유사하게, 본 발명은 온수를 전기장에 노출시킴으로써 온수망(hot water network)을 통해 퍼지는 레지오넬라를 막는다. 물이 웅덩이 또는 분지의 물이 정화될 시에도, 본 발명은 사용하기에 적합하다. 또한 식수 및 폐수 또한 본 발명으로 정화될 수 있다. 본 발명은 예를 들면, 이동수 정화 플랜트(mobile water purification plant)의 부분일 수 있다. 이는, 예를 들면 난민 캠프장(refugee camps)에서 일시적인 물 처리력이 필요할 시에 본 발명이 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 그러므로, 본 발명의 실시예는 이동수 정화 플랜트, 온수 공급 탱크, 가습 플랜트, 웅덩이 및 분지와 함께 설치된다.
물이 정화될 시에서, UV, 오존, 또는 와류 처리 등의 다른 물 정화 기술들과 함께 본 발명을 조합하기에 적합하다. 그러므로, 물이 정화되도록 UV, 오존, 또는 와류 처리(이에 제한되지 않음)를 구성하는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 처리와 조합되어 실시예는 제공된다.
본 발명의 적합한 또 다른 사용은 토양 현탁액 등의 부유 생성물들의 정화이다. 그러므로, 실시예는 부유 생성물을 전기자에 노출시키기 위해 제공된다.
사용에 대한 또 다른 영역은 식품 산업 내에 있고, 본 발명은 종래의 저온 살균법 및 방법 대신에 또는 이들을 추가하여 사용될 수 있다. 본 발명이 사용될 시에, 열을 음식에 가해야 하는지에 대한 고려를 할 필요 없이, 식품의 맛, 모양 및 씹히는 느낌이 유지되도록 한다. 또한, 음식이 열을 필요로 하지 않을 시에 에너지는 크게 절약된다. 이로써, 실시예는 펌프가능한 식료품을 전기장에 노출시키기 위해 제공된다.
사용에 대한 또 다른 영역은 생물 가스 생성물을 위한 것이고, 본 발명은 슬러지의 생물학적 정화를 위해 종래 처리 대신에 또는 이를 추가하여 사용될 수 있다. 본 발명이 사용될 시에, 슬러지에 있는 원하지 않는 박테리아가 효과적으로 무력화되거나 제거됨에 따라서, 발효 처리는 적절하게 제어될 수 있다. 또한, 슬러지 물질이 가열될 필요가 없기 때문에 에너지는 크게 절약된다. 이로써, 본 발명은 슬러지를 전기장에 노출을 하는 실시예를 제공한다.
또한, 본 발명은 마찬가지로 펌프가능한 조제물(pumpable pharmaceuticals) 및/또는 조제물의 제조를 위한 펌프가능한 원료 물질의 소독에 적합하다. 이에 대한 관점에서, 일 실시예는 펌프가능한 조제물 및/또는 조제물의 제조를 위한 펌프가능한 원료 물질을 전기장에 노출시키기 위해 제공된다.
기술 분야에서 당업자가 많은 방식들로 상술된 실시예를 구성하고, 상기의 실시예들에 기술된 본 발명의 이점을 여전히 사용한다는 것을 인식해야 한다. 그러므로, 본 발명은 기술된 실시예들의 권리 범위에 한정되는 것이 아니라 단지 첨부된 청구항에 의해서만 정의되어야 한다.
Claims (37)
- 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 장치로서, 상기 장치는 전기 전압을 발생시키는 전원 공급부(100), 상기 펌프가능한 매질을 펌핑하는 비-전도성인 적어도 하나의 챔버(102)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 챔버(102)에는 제 1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108)이 구비되는 장치에 있어서,
상기 장치는 전기 전압을 발생시키는 적어도 2 개의 전원 공급부(100)들을 포함하고, 상기 전원 공급부(100) 각각은 전압 컨버터(T), 전기전하 저장 소자(C), 및 전원 공급 스위치(S1)를 포함하며,
상기 장치는 상기 적어도 2 개의 전원 공급부들을 제어하는 제어 수단(104)을 더 포함하며, 상기 제어 수단(104)은, 0.1-100 마이크로초의 기간의 펄스의 형태로 제어 수단(104)에 의해 발생된 공통 제어 신호를 이용하여 각각의 전원 공급 스위치(S1)를 동기 제어하여, 전원 공급 스위치(S1)가 닫힌 위치에서 적어도 두개의 전원 공급부들, 제1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108)들 중 적어도 둘 간의 직렬 연결을 수립하고,
최종 복합 전압은 상기 제 1 전극판(106) 및 상기 제 2 전극판(108) 사이에서 일어나고, 상기 최종 복합 전압은 상기 제 1 전극판(106) 및 상기 제 2 전극판(108) 사이에서 전기장을 만들고, 상기 펌프가능한 매질은 상기 전기장에 노출되며,
상기 펌프가능한 매질을 펌핑하는 챔버(102)는 피스톤(118)을 구비한 피스톤 펌프(116)이고, 상기 피스톤(118)의 상부면은 전극판들(106) 중 하나이고, 상기 피스톤 펌프(116)는 입력 공급 파이프 및 출구 공급 파이프에 연결되는 것을 특징으로 하는, 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 펄스의 기간은 1-100 마이크로초인 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 펌프가능한 매질을 펌핑하는 챔버(102)는 가요성 챔버로서 설계된 펌프이고, 상기 가요성 챔버는 상기 제 1 전극판(106) 및 상기 제 2 전극판(108)을 포함하고, 이동 피스톤과 고정 벽 사이에서, 또는 역방향으로 작동하는 2 개의 이동 피스톤들 사이에서 위치되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 가요성 챔버는 주입 백 또는 일회용 카트리지인 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극판(106)과 상기 제 2 전극판(108) 사이에서, 상기 전기장의 장 강도(field strength)는 1-30 kV/cm의 범위인 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
각각의 전원 공급부(100)는 230-2000 볼트의 범위의 조정가능한 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전압 컨버터(T)는 변압기인 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기전하 저장 소자(C)는 적어도 하나의 캐패시터인 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전원 공급 스위치(S1)는 절연 소자(galvanically isolating element)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전원 공급 스위치(S1)는 광학 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단(104)은 상기 펄스를 1 Hz-100 kHz의 주파수로 반복하기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단(104)은, 상기 직렬 연결이 확보되기 전에, 그리고/또는 상기 직렬 연결이 확보되는 동안에 각각의 전원 공급부(100)에 결함 조건들을 검출하고,
상기 결함 조건들은 구성요소 오류, 펌프 오류, 상기 전원 공급부(100)의 출력의 전압, 상기 전원 공급 스위치(S1)의 단락 회로, 상기 전기전하 저장 소자(C)의 누설 전류 및 상기 전압 컨버터(T)의 전압 손실로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단(104)은 상기 제 1 전극판(106)과 상기 제 2 전극판(108) 사이에서 저항, 임피던스, 캐패시턴스 또는 인덕턴스 중 적어도 하나를 포함한 전기전인 속성을 계측하고, 미리 정의된 장 강도(predefined field strength)가 상기 제 1 전극판(106)과 상기 제 2 전극판(108) 사이에서 달성되도록 최종 복합 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단(104)은 상기 제 1 전극판(106)과 상기 제 2 전극판(108) 사이에서 미리 정의된 값을 가진 최종 복합 전압을 인가하고, 상기 펄스의 시간 상수 및 최종 장(resulting field)의 전류 및 전압의 진폭을 계측하고,
그 후에, 상기 제어 수단(104)은, 최종 복합 전압이 다시 인가될 시에 미리 정의된 장 강도가 상기 제 1 전극판(106)과 상기 제 2 전극판(108) 사이에서 달성되도록, 최종 복합 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어 수단(104)은 직렬로 연결된 전원 공급부들(100)을 제어하고, 최종 복합 전압에 기여하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
입력 공급 파이프에는 주입 공급 밸브(V1)가 설치되고/설치되거나, 출구 공급 파이프에는 출구 밸브(V2)가 설치된 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 챔버(102)에는 가스 상 매질(gas phase media)의 통과를 가능케 하지만 유체 또는 고체 매질의 통과를 차단하는 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 챔버(102)에는 압력 변환기(110)가 설치되고, 미리 정의된 압력이 상기 압력 변환기에 의해 감지될 시에 상기 제어 수단(104)은 적어도 2 개의 전원 공급부들(100)의 직렬 연결을 실행하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 챔버(102)에는 배수 연결 및 배수 밸브(V3)가 설치되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 챔버(102)에는 추가적인 연결 및 추가적인 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극판(106)과 상기 제 2 전극판(108) 사이의 간격은, 챔버(102)의 중심점 근위에서보다 상기 중심점으로부터 원위에서 더 짧은 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극판(106) 및/또는 상기 제 2 전극판(108)은 비-전도성 영역들을 포함하고, 상기 비-전도성 영역들은, 챔버(102)의 중심점으로부터 원위에서보다 중심점 근위에서 더 넓은 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 챔버(102)는, 피스톤 펌프이기도 한 적어도 하나의 다른 챔버(102)와 병렬로 연결된 피스톤 펌프인 것을 특징으로 하는 장치. - 제 22 항에 있어서,
상기 장치에는, 각각의 챔버(102)의 펌프가능한 매질의 주입 펌프 및 출력 펌프를 제어하는 분배 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 장치. - 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 방법에 있어서,
적어도 하나의 비-전도성 챔버(102)에는 제 1 전극판(106) 및 제 2 전극판(108)이 설치되고, 피스톤(118)을 가진 피스톤 펌프(116)로 구성되는 단계로서, 상기 피스톤(118)의 상부 부분은 전극판들(106) 중 하나이고, 상기 피스톤 펌프(116)는 주입 공급 파이프 및 출구 공급 파이프에 연결되고, 펌프가능한 매질로 채워지고, 상기 매질은 압력을 받는, 단계;
전기 전압이 적어도 2 개의 전원 공급부들(100)에서 발생되는 단계로서, 각각의 전원 공급부(100)는 전압 컨버터(T), 전기전하 저장 소자(C) 및 전원 공급 스위치(S1)를 포함하는, 단계; 및
1-100 마이크로초 기간을 가진 펄스의 형태로 제어 수단(104)에 의해 발생된 공통 제어 신호를 이용하여 각각의 전원 공급 스위치(S1)를 동기 제어하여, 상기 적어도 2 개의 전원 공급부들(100)을 제어 수단(104)이 제어하고, 전원 공급 스위치(S1)가 닫힌 위치에서 상기 적어도 제 2 개의 전원 공급부들(100), 상기 제 1 전극판(106) 및 상기 제 2 전극판(108)들 중 적어도 둘 사이의 직렬 연결을 수립하는 단계로서,
최종 복합 전압은 상기 제 1 전극판(106) 및 상기 제 2 전극판(108) 사이에서 일어나고, 상기 최종 복합 전압은 상기 제 1 전극판(106) 및 상기 제 2 전극판(108) 사이에서 전기장을 초래하고, 상기 펌프가능한 매질은 상기 전기장에 노출되고, 상기 챔버(102)에는 상기 펌프가능한 매질이 비워지는, 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 전기 전압을 발생시키고 직렬 연결을 수립하는 단계는 상기 순서로 복수회로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
상기 챔버(102)에 상기 펌프가능한 매질이 비워지는 단계는 배수 밸브(V3)를 통해 상기 매질을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 방법. - 제 25 항에 있어서,
피스톤 펌프(116)의 형태의 적어도 하나의 챔버(102)는 적어도 하나의 다른 유사한 챔버(102)와 병렬로 연결되고,
분배 수단은, 적어도 하나의 챔버(102)가 상기 매질로 항상 채워지고 적어도 하나의 챔버(102)에는 상기 매질이 항상 비워지는 방식으로, 각 챔버의 펌프가능한 매질의 주입 펌프 및 출구 펌프를 제어하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 펌프가능한 매질은 유해 미생물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 펌프가능한 매질은 식료품을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 펌프가능한 매질은 유해하거나 오염된 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 펌프가능한 매질은 부유 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 펌프가능한 매질은 생물 가스 생산을 위한 상품(commodity) 또는 원료 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 펌프가능한 매질은 석유 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 펌프가능한 매질은 약제의 제조를 위한 약물(drugs), 상품 또는 원료 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 장치가, 이동식 물 정화 플랜트에서, 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 장치가, UV 광 또는 오존 가스 처리법을 함께 실행하면서, 펌프가능한 매질을 전기장에 노출시키는 것을 특징으로 하는 장치.
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