KR101816474B1 - 플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치 - Google Patents

플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정화될 액체의 성분이나 액체량에 따라 변동되는 부하저항에 효율적으로 대응되도록 플라즈마 전원공급제어를 전류제어 또는 전압제어, 또는 전류 및 전압 동시제어를 선택적으로 수행 할 수 있도록 하여, 과전압 또는 과전류 발생에 따른 제품의 소손을 방지하고, 안정적인 전원제어를 수행할 수 있도록 한 플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치에 관한 것으로, 전원부(210)를 통해 공급되는 교류전원을 저전압 직류로 변환하여 제1전극(110) 및 제2전극(120)으로 인가하는 직류변환부(220); 상기 직류변환부(220)를 통해 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)에 공급되는 전압을 설정된 값으로 세트하는 전압조절부(230); 상기 직류변환부(220)를 통해 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120) 양단에 제공되는 전류를 설정된 값으로 세트하는 전류조절부(240); 및 전류제어명령이 입력되면 상기 전류조절부(240)를 제어하여 설정된 값으로만 전류가 흐르도록 하여주고, 전압제어명령이 입력되면 상기 전압조절부(230)를 제어하여 설정된 값으로만 전압이 공급되도록 하여주고, 전류 및 전압 동시제어명령이 입력되면 상기 전압조절부(230) 및 전류조절부(240)를 제어하여 설정된 값으로만 전압 및 전류가 공급되도록 하여주는 제어부(250)를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치{POWER SUPPLY CONTROL DEVICE OF WATER PURIFIER USING PLASMA}
본 발명은 등록특허 10-1605070에 개시된 저온 플라즈마 발생 장치에 적용되는 전원공급 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정화될 액체의 성분이나 액체량에 따라 변동되는 부하저항에 효율적으로 대응되도록 플라즈마 전원공급제어를 전류제어 또는 전압제어, 또는 전류 및 전압 동시제어를 선택적으로 수행 할 수 있도록 하여, 과전압 또는 과전류 발생에 따른 제품의 소손을 방지하고, 안정적인 전원제어를 수행할 수 있도록 한 플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치에 관한 것이다.
주지한 바와 같은 등록특허 10-1605070에 개시된 저온 플라즈마 발생 장치는 오염된 물을 저온 플라즈마를 이용하여 살균할 수 있도록 한 장치이다.
이를 도 1을 참조하여 설명하면, 저온 플라즈마 발생 장치(100)는 관의 형태를 갖는 제1전극(110)과, 상기 제1전극(110)의 내부에 배치되고 상기 제1전극(110)에 유입되는 물에 버블을 발생시키는 제2전극(120)과, 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치되는 절연체(130)를 포함하며, 상기 제2전극(120)은 상기 제1전극(110)에 유입되는 물을 분배하여 버블을 발생시키며, 상기 제2전극(120)은 일정 간격으로 다수개의 단위전극이 소정 각도로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한 전원장치(150)는 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 전압을 인가하며, 인가전압은 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에서 플라즈마를 발생시킬 정도의 전압 이상이고 절연체(130)의 절연 파괴를 일으키는 전압 이하가 된다.
또한 제1전극(110)과 제2전극(120)에 인가되는 전압은 제1전극 및 제2전극의 크기와 처리 물의 용량에 따라 전극에서 전압과 전류를 변환하여 안전한 저온 수중 플라즈마가 생성되도록 한다.
그러나 이와 같이 구성되는 저온 플라즈마 발생 장치(이하 '플라즈마를 이용한 정화장치' 라고도 함)의 전원장치(150)는 전압과 전류를 변환하여 안전한 저온 수중 플라즈마를 생성한다고는 되어 있으나, 실제로는 흐르는 물의 용량에 따른 부하저항에 능동적으로 대처하지 못하여, 과전류 또는 과전압으로 인해 전원공급장치 자체가 소손되는 문제점이 발생된다.
등록특허공보 10-1605070,
본 발명은 상기한 배경 하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 정화될 액체의 성분이나 액체량에 따라 변동되는 부하저항에 효율적으로 대응되도록 플라즈마 전원공급제어를 전류제어 또는 전압제어, 또는 전류 및 전압 동시제어를 선택적으로 수행 할 수 있도록 하여, 과전압 또는 과전류 발생에 따른 제품의 소손을 방지하고, 안정적인 전원제어를 수행할 수 있도록 한 플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 플라즈마 전원공급제어를 수행함에 있어서, 제어되는 전압, 전류, 유량 및 사용시간 등을 표시하거나, 원격에서 상기 전원공급장치를 모니터링 및 제어할 수 있도록 한 플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 플라즈마를 이용한 정화장치의 제1전극과 제2전극에 각각 제1도선 및 제2도선을 통해 전원을 공급하는 전원공급제어장치에 있어서, 상기 전원공급제어장치는, 전원부를 통해 공급되는 교류전원을 저전압 직류로 변환하여 제1전극 및 제2전극으로 인가하는 직류변환부; 상기 직류변환부를 통해 상기 제1전극 및 제2전극에 공급되는 전압을 설정된 값으로 세트하는 전압조절부; 상기 직류변환부를 통해 상기 제1전극 및 제2전극 양단에 제공되는 전류를 설정된 값으로 세트하는 전류조절부; 및 전류제어명령이 입력되면 상기 전류조절부를 제어하여 설정된 값으로만 전류가 흐르도록 하여주고, 전압제어명령이 입력되면 상기 전압조절부를 제어하여 설정된 값으로만 전압이 공급되도록 하여주고, 전류 및 전압 동시제어명령이 입력되면 상기 전압조절부 및 전류조절부를 제어하여 설정된 값으로만 전압 및 전류가 공급되도록 하여주는 제어부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면, 상기 제어부로 전류제어명령, 전압제어명령, 전류 및 전압 동시제어명령과, 설정값을 키 입력하여 주는 설정부; 상기 설정부에서 설정되는 값을 표시하거나, 센서부를 통해 검출된 전압, 전류, 유량, 사용시간을 표시하여 주는 표시부; 및 상기 제1전극 및 제2전극에 공급되는 전압이나 전류를 검출하거나, 관을 관통하여 흐르는 물의 유량을 검출하거나, 플라즈마 정화장치가 가동된 사용시간 등 검출하는 센서부를 더 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면, 상기 제어부에는 통신인터페이스가 더 연결되고, 상기 통신인터페이스는 네트워크를 통해 관리자PC에 연결되며, 상기 관리자PC를 통해 상기 전원공급제어장치를 제어하고, 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 네트워크에는 무선통신 시스템을 통해 스마트폰이 더 연결되고, 상기 스마트폰은 소정의 앱(App)을 실행시켜 상기 전원공급제어장치를 제어하고 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 정화될 액체의 성분이나 액체량에 따라 변동되는 부하저항에 효율적으로 대응되도록 플라즈마 전원공급제어를 전류제어 또는 전압제어, 또는 전류 및 전압 동시제어를 선택적으로 수행 할 수 있도록 하여, 과전압 또는 과전류 발생에 따른 제품의 소손을 방지하고, 안정적인 전원제어를 수행할 수 있도록 함으로써 제품의 품질을 향상시킨 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 종래 플라즈마를 이용한 정화장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 전원공급제어장치의 배치 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 전원공급제어장치의 회로 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 전원공급제어장치의 원격 제어 시스템 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 전원공급제어장치의 제어 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전원공급제어장치의 배치 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 전원공급제어장치의 회로 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 전원공급제어장치(200)는,
플라즈마를 이용한 정화장치(100)의 제1전극(110)과 제2전극(120)에 각각 제1도선(151a) 및 제2도선(151b)을 통해 전원을 공급하도록 구성되는 것으로,
전원부(210), 직류변환부(220), 전압조절부(230), 전류조절부(240), 제어부(250), 설정부(260), 표시부(270) 및 센서부(280)를 포함한다.
상기 직류변환부(220)는 상기 전원부(210)를 통해 공급되는 상용교류전원(AC)을 저전압 직류(DC3V~48V)로 변환하여 제1전극(110) 및 제2전극(120)으로 인가한다.
상기 전압조절부(230)는 상기 직류변환부(220)를 통해 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)에 공급되는 전압을 설정된 값으로 세트한다.
상기 전류조절부(240)는 상기 직류변환부(220)를 통해 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120) 양단에 흐르는 전류를 설정된 값으로 세트한다.
상기 제어부(250)는 전류제어, 전압제어, 전류 및 전압 동시제어를 선택적으로 수행제어 하는 데, 먼저, 전류제어명령이 입력되면 상기 전류조절부(240)를 제어하여 설정된 값으로만 전류가 흐르도록 하여준다.
따라서 전압조절부(230) 및 전류조절부(240)를 통해 제공되는 직류전원은 상기 제1전극(110)과 제2전극(120) 양단에 인가되고, 이때 인가된 전원에 의해 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120) 사이에는 플라즈마 방전이 개시되면서 관(140)을 통과하는 오염된 물을 살균 정화시켜주게 된다.
이때 상기 관(140) 내부인 제1전극(110) 및 제2전극(120)을 통과하는 물은 그 부하저항(R)이 가변되는 데(일정하지 않음), 이 경우 전류값은 일정하게 고정되어 있어 상기 부하저항(R)에 따라 전압이 가변되어진다.
또한 전압제어명령이 입력되면 상기 전압조절부(230)를 제어하여 설정된 값으로만 전압이 공급되도록 하여준다.
따라서 전압조절부(230) 및 전류조절부(240)를 통해 상기 제1전극(110)과 제2전극(120)에 인가되는 직류전원의 전압은 상기 설정된 값으로만 제공된다.
이 경우에는 전압값은 일정하게 고정되어 있어 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)을 통과하는 물의 부하저항(R)에 따라 전류가 가변되어진다.
또한 전류 및 전압 동시제어명령이 입력되면 상기 전압조절부(230) 및 전류조절부(240)를 제어하여 설정된 값으로만 전압 및 전류가 공급되도록 하여준다.
따라서 전압조절부(230) 및 전류조절부(240)를 통해 상기 제1전극(110)과 제2전극(120)에 인가되는 직류전원의 전압 및 전류는 상기 설정된 값으로만 제공된다.
이 경우에는 전압 및 전류값이 일정하게 고정되어 있어, 이 경우에는 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)을 통과하는 물의 부하저항(R)이 일정한 경우에 이용되어 진다.
상기 설정부(260)는 기능스위치를 구비하여, 상기 제어부(250)로 전류제어명령, 전압제어명령, 전류 및 전압 동시제어명령과, 그 설정값 등을 키 입력하여 준다.
상기 표시부(270)는 상기 설정부(260)에서 설정되는 값을 인지할 수 있도록 표시하거나, 센서부(280)를 통해 검출된 전압, 전류, 유량, 사용시간 등의 수치를 인지할 수 있도록 표시하여 준다.
상기 센서부(280)는 각종 센서를 주요부위에 설치하여, 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)에 공급되는 전압이나 전류를 검출하거나, 관(140)을 관통하여 흐르는 물의 유량을 검출하거나, 플라즈마 정화장치(100)가 가동된 사용시간 등을 검출하여 제어부(250)로 입력하여 준다.
한편 본 발명에 따르자면, 플라즈마 전원공급 제어를 전류제어, 전압제어, 전류 및 전압 동시제어, 3가지로 선택제어 하게 되는데,
전류제어의 경우, 전류를 고정하고 전압이 변화하도록 하여 유량과 액체성분에 따른 부하저항(R)에 대응하여 안정적인 전원공급이 이루어지도록 한다.
이 경우 부하저항(R)이 상승하면 공급전압도 비례하여 상승하며, 대용량의 물 정화 시에 적합한 것으로 연구되었다.
또한 전압제어의 경우, 전압을 고정하고 전류가 변화하도록 하여 유량과, 액체성분에 따른 부하저항(R)에 대응하여 안정적인 전원공급이 이루어지도록 한다.
이 경우 부하저항(R)이 상승하면 공급전류는 반비례하여 하강하며, 중소용량의 물 정화 시에 적합한 것으로 연구되었다.
또한 전류/전압 동시제어의 경우, 전류 및 전압을 고정하고 전압/전류가 변화하도록 하여 유량과 액체성분에 따른 부하저항(R)에 대응하여 안정적인 전원공급이 이루어지도록 한 것으로, 이 경우에는 일정한 유량을 가지는 중소용량의 특수액체 정화 시에 적합한 것으로 연구되었다.
또한 본 발명에 따르자면, 상기 제어부(250)에는 통신인터페이스(290)가 더 연결되어 외부기기와 통신할 수 있도록 구성된다.
상기 통신인터페이스(290)는 도 4에서와 같이 네트워크(300)에 연결되고, 상기 네트워크(300)를 통해 원격에서 관리자PC(310)를 통해 상기 전원공급제어장치(200)를 제어하고, 모니터링 할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 전원공급제어장치(200)를 제어할 수 있는 소정의 앱(App)을 실행시키면, 스마트폰(330)을 통해서도 상기 전원공급제어장치(200)를 제어하고, 모니터링 할 수 있도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명 플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치의 전체 동작을 도 5의 흐름도를 참조하여 설명한다.
먼저, 제어부(250)는 설정부(260)를 통해 입력된 키명령을 판독한다.
상기 설정부(260)를 통해 입력된 값이 전류제어명령이면, 설정된 전류값을 표시부(270)로 출력하고 전류조절부(240)를 제어하여 설정된 값으로만 전류가 흐르도록 세트하여준다.(S11,S12과정)
따라서 전원부(210)를 통해 공급된 220V 교류전원은 직류변환부(220)를 통해 저압의 직류전원(DC3V~48V)으로 변환되고, 이 변환된 직류전원은 전압조절부(230) 및 전류조절부(240)를 통해 제1전극(110)과 제2전극(120) 양단에 인가된다.
이때 인가된 전원에 의해 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120) 사이에는 플라즈마 방전이 개시되면서 관(140)을 통과하는 오염된 물을 살균 정화시켜주게 된다.
이러한 전류제어의 경우, 전류는 고정하고 전압이 유량과, 액체성분에 따른 부하저항(R)에 대응하여 가변되도록 하여 안정적인 전원공급이 이루어지게 된다.
이와 같은 전류제어 전원공급이 이루어지면, 센서부(280)는 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)에 공급되는 전압과, 관(140)을 통해 흐른 물의 유량, 가동된 사용시간 등을 검출하여 제어부(250)를 통해 표시부(270)로 출력하여 준다.(S13,S14과정)
또한, 상기 설정부(260)를 통해 입력된 값이 전압제어명령이면, 설정된 전압값을 표시부(270)로 출력하고 전압조절부(230)를 제어하여 설정된 값으로만 전압이 공급되도록 세트하여준다.(S15,S16과정)
따라서 직류변환부(220)를 통해 변환된 직류전원은 전압조절부(230) 및 전류조절부(240)를 통해 제1전극(110)과 제2전극(120) 양단에 인가된다.
이때 인가된 전원에 의해 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120) 사이에는 플라즈마 방전이 개시되면서 관(140)을 통과하는 오염된 물을 살균 정화시켜주게 된다.
이러한 전압제어의 경우, 전압은 고정하고 전류가 유량과 액체성분에 따른 부하저항(R)에 대응하여 가변되도록 함으로써 안정적인 전원공급이 이루어지게 된다.
이와 같은 전압제어 전원공급이 이루어지면, 센서부(280)는 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)에 공급되는 전류와, 관(140)을 통해 흐른 물의 유량, 가동된 사용시간 등을 검출하여 제어부(250)를 통해 표시부(270)로 출력하여 준다.(S17,S14과정)
한편, 상기 설정부(260)를 통해 입력된 값이 전류 및 전압 동시제어명령이면, 설정된 전류 및 전압값을 표시부(270)로 출력하고 전압조절부(230) 및 전류조절부(240)를 제어하여 설정된 값으로만 전압 및 전류가 공급되도록 세트하여준다.(S18,S19과정)
따라서 직류변환부(220)를 통해 변환된 직류전원은 전압조절부(230) 및 전류조절부(240)를 통해 제1전극(110)과 제2전극(120) 양단에 인가된다.
이때 인가된 전원에 의해 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120) 사이에는 플라즈마 방전이 개시되면서 관(140)을 통과하는 오염된 물을 살균 정화시켜주게 된다.
이러한 전류 및 전압 동시제어의 경우, 전류 및 전압을 고정하고 전압/전류가 변화하도록 하여 유량과, 액체성분에 따른 부하저항(R)에 대응하여 안정적인 전원공급이 이루어지게 된다.
이와 같은 전류 및 전압 동시제어 전원공급이 이루어지면, 센서부(280)는 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)에 공급되는 전류 및 전압과, 관(140)을 통해 흐른 물의 유량, 가동된 사용시간 등을 검출하여 제어부(250)를 통해 표시부(270)로 출력하여 준다.(S20,S14과정)
200: 전원공급 제어장치 210: 전원부
220: 직류변환부 230: 전압조절부
240: 전류조절부 250: 제어부
260: 설정부 270: 표시부
280: 센서부 290: 통신인터페이스
310: 관리자PC 330: 스마트폰

Claims (4)

  1. 관의 형태를 갖는 제1전극(110)과, 상기 제1전극(110)의 내부에 배치되고 상기 제1전극(110)에 유입되는 물에 버블을 발생시키는 제2전극(120)과, 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치되는 절연체(130)를 포함하며, 상기 제2전극(120)은 일정 간격으로 다수개의 단위전극이 소정 각도로 결합되는 플라즈마를 이용한 정화장치(100)의 상기 제1전극(110)과 제2전극(120)에 각각 제1도선(151a) 및 제2도선(151b)을 통해 전원을 공급하는 전원공급제어장치(200)에 있어서,
    상기 전원공급제어장치(200)는,
    전원부(210)를 통해 공급되는 교류전원을 저전압 직류로 변환하여 제1전극(110) 및 제2전극(120)으로 인가하는 직류변환부(220);
    상기 직류변환부(220)를 통해 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)에 공급되는 전압을 설정된 값으로 세트하는 전압조절부(230);
    상기 직류변환부(220)를 통해 상기 제1전극(110) 및 제2전극(120) 양단에 제공되는 전류를 설정된 값으로 세트하는 전류조절부(240); 및
    전류제어명령이 입력되면 상기 전류조절부(240)를 제어하여 설정된 값으로만 전류가 흐르도록 하여주어 유량과 액체성분에 따른 물 부하저항(R)에 대응하여 전압이 가변되도록 하고,
    전압제어명령이 입력되면 상기 전압조절부(230)를 제어하여 설정된 값으로만 전압이 공급되도록 하여주어 유량과 액체성분에 따른 물 부하저항(R)에 대응하여 전류가 가변되도록 하고,
    전류 및 전압 동시제어명령이 입력되면 상기 전압조절부(230) 및 전류조절부(240)를 제어하여 설정된 값으로만 전압 및 전류가 공급되도록 하여주는 제어부(250)를 포함하고,
    상기 제어부(250)로 전류제어명령, 전압제어명령, 전류 및 전압 동시제어명령과, 전류 및 전압 설정값을 키 입력하여 주는 설정부(260)를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 설정부(260)에서 설정되는 값을 표시하거나, 센서부(280)를 통해 검출된 전압, 전류, 유량, 사용시간을 표시하여 주는 표시부(270); 및
    상기 제1전극(110) 및 제2전극(120)에 공급되는 전압이나 전류를 검출하거나, 관(140)을 관통하여 흐르는 물의 유량을 검출하거나, 플라즈마 정화장치(100)가 가동된 사용시간을 검출하는 센서부(280)를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(250)에는 통신인터페이스(290)가 더 연결되고,
    상기 통신인터페이스(290)는 네트워크(300)를 통해 관리자PC(310)에 연결되며, 상기 관리자PC(310)를 통해 상기 전원공급제어장치(200)를 제어하고, 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 네트워크(300)에는 무선통신 시스템(320)을 통해 스마트폰(330)이 더 연결되고, 상기 스마트폰(330)은 소정의 앱(App)을 실행시켜 상기 전원공급제어장치(200)를 제어하고 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 정화장치의 전원공급 제어장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5791596B2 (ja) * 2009-06-03 2015-10-07 エムバー テクノロジーズ プロプライエタリー リミテッド 電力監視システム

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