KR102257521B1 - 병렬식 고조파 전류 흡수 장치와 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 병렬식 고조파 전류 흡수 장치에 관한 것으로서, 고전도성 금속물질로 이루어지고 전기적으로 상호 절연되게 기 설정된 배치 관계로 일정 간격 이상 이격 배치된 M(M≥2)개의 전도성 전극을 포함하는 전극부와 M개의 각 전도성 전극과 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 M개의 전선을 포함하는 전선부와 99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N(N≥2)개의 지정된 물질을 기 설정된 혼합 비율로 혼합하고 10μm 이내 크기의 입자로 분쇄하면서 교반한 혼합 분말을 80℃의 저온 건조로에서 산화시켜 안정화된 산화 혼합물을 생성한 후 전기로에서 기 설정된 온도로 분말 상태 소성 후 냉각시켜 생성된 소성 혼합물을 액상 상태의 바인더와 기 설정된 배합 비율에 따라 배합하여 액상 혼합물을 생성하고 상기 액상 혼합물을 상기 전극부에 공극 없이 액상 밀착시킨 상태에서 대기 중에서 상온 건조하여 고형화된 강유전체 혼합물과 상기 강유전체 혼합물을 내부에 수용하고 상기 전선부를 외부로 노출하면서 상기 강유전체 혼합물의 내부에 구비된 전극부와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 하부 케이스부 및 상기 하부 케이스부의 상부에 덮여지고 상기 강유전체 혼합물의 내부에 구비된 전극부와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 상판부를 구비하며, 상기 바인더는, 상온 건조되면서 혼합물에 포함된 입자들을 상호 결합시키면서 상기 전극부에 밀착된 상태를 유지시킨다.

Description

병렬식 고조파 전류 흡수 장치와 그 제조 방법{Parallel Type Connected Device and Method for Absorbing Harmonic Current}

본 발명은 고전도성 금속물질로 이루어지고 전기적으로 상호 절연되게 기 설정된 배치 관계로 일정 간격 이상 이격 배치된 M(M≥2)개의 전도성 전극을 포함하는 전극부와 M개의 각 전도성 전극과 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 M개의 전선을 포함하는 전선부와 99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N(N≥2)개의 지정된 물질을 기 설정된 혼합 비율로 혼합하고 10μm 이내 크기의 입자로 분쇄하면서 교반한 혼합 분말을 80℃의 저온 건조로에서 산화시켜 안정화된 산화 혼합물을 생성한 후 전기로에서 기 설정된 온도로 분말 상태 소성 후 냉각시켜 생성된 소성 혼합물을 액상 상태의 바인더와 기 설정된 배합 비율에 따라 배합하여 액상 혼합물을 생성하고 상기 액상 혼합물을 상기 전극부에 공극 없이 액상 밀착시킨 상태에서 대기 중에서 상온 건조하여 고형화된 강유전체 혼합물과 상기 강유전체 혼합물을 내부에 수용하고 상기 전선부를 외부로 노출하면서 상기 강유전체 혼합물의 내부에 구비된 전극부와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 하부 케이스부 및 상기 하부 케이스부의 상부에 덮여지고 상기 강유전체 혼합물의 내부에 구비된 전극부와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 상판부를 구비하며, 상기 바인더는, 상온 건조되면서 혼합물에 포함된 입자들을 상호 결합시키면서 상기 전극부에 밀착된 상태를 유지시키는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치에 관한 것이다.

우리나라는 각 상업시설이나 산업체에서 에너지원으로 사용하는 상용 교류전기는 발전소로부터 송전용 변전소와 배전용 변전소를 거쳐 일반 수용가로 전송되기까지 상용주파수로 60Hz를 사용한다.

발전소에서 60hz로 전기를 만들어 송전하기 때문에 가정이나 공장에 사용하는 제품은 모두 60Hz/sec로 동작되도록 제작되어 있다. 그래서 전기에서는 전압도 중요하지만 주파수도 매우 중요하게 취급한다.

대개 전압은 송전과정에 손실로 인하여 전압변동이 생기기 때문에 허용치를 두고 있어 모든 전기제품들이 이에 맞게 동작폭을 두고 제작을 한다. 하지만 주파수는 전압과 다르다. 만약 주파수 편차가 크면 클수록 히스테리 손실 때문에 모터같은 코일에서는 과열이 생겨 모터 회전 속도가 떨어짐은 물론 화재가 발생할 수도 있다. 따라서, 전력회사에서는 최첨단의 초정밀 주파수 발생장치를 운용한다.

최근 문제가 되고 있는 것은 상업시설이나 산업현장에서 사용하고 있는 첨단 제어모듈 및 전력 전자기기 등과 같은 다양한 반도체 전력변환모듈 사용 증가와 더불어 기존 전력기기(변압기 및 기타 전력관리 설비) 비선형 특성 영역에서의 불안정한 운전으로 인하여 고조파 발생이 늘어나고, 이에 따라 기계장치가 고장나고, 오동작이 일어나는 피해가 날로 늘어가고 있는 실정이다.

고조파(harmonic)란 기본 주파수에 대해 2배, 3배, 4배와 같이 정수의 배에 해당하는 물리적 전기량을 말하며, 현실적으로 큰 문제가 되는 것은 3차, 5차, 7차 고조파이다. 고조파전류(Harmonic Current)는 고조파의 불평형에 의해 발생한 전류를 말하며, 정상분, 역상분, 영상분으로 구분한다.

비선형 부하에서 발생되는 고조파전류는 전원측으로 유출되므로 유출되는 영상분 고조파는 변압기 1차로 변환되어 부하 평형시 권선내를 순환하게 된다. 이 순환하는 전류가 열로 바뀌게 되어 열이 많이 발생하게 되는데 빌딩에서 사무용기기를 많이 사용할수록 열이 많이 발생하는 것이 이와 같은 이유이다.

과거에는 전력설비에 비선형 부하가 적을 때는 고조파전류를 고려하지 않았으나, 최근에 컴퓨터와 인버터를 비롯한 전력전자 설비의 사용 증가로 인한 고조파 전류에 의해 나타나는 각종 계전기 오동작, 정밀 전자기기의 동작 불량, 역율저하, 소음 및 진동 발생, 기기 손상 및 과열의 원인으로 작용하여 막대한 전기에너지 손실을 초래하고 있다.

따라서, 고조파 관리기준은 국제적으로 IEC EN 규격 (IEC EN61000-3-2)에서는 전자 기기가 발생하는 고조파 전류를 클래스 A ~ D 등급으로 분류하고 각각에 대해 고조파 전류 발생의 한계를 규제하고 있으며, 국내에서도 KSC 4802에 의해 규제하고 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 고전도성 금속물질로 이루어지고 전기적으로 상호 절연되게 기 설정된 배치 관계로 일정 간격 이상 이격 배치된 M(M≥2)개의 전도성 전극을 포함하는 전극부와 M개의 각 전도성 전극과 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 M개의 전선을 포함하는 전선부와 99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N(N≥2)개의 지정된 물질을 기 설정된 혼합 비율로 혼합하고 10μm 이내 크기의 입자로 분쇄하면서 교반한 혼합 분말을 80℃의 저온 건조로에서 산화시켜 안정화된 산화 혼합물을 생성한 후 전기로에서 기 설정된 온도로 분말 상태 소성 후 냉각시켜 생성된 소성 혼합물을 액상 상태의 바인더와 기 설정된 배합 비율에 따라 배합하여 액상 혼합물을 생성하고 상기 액상 혼합물을 상기 전극부에 공극 없이 액상 밀착시킨 상태에서 대기 중에서 상온 건조하여 고형화된 강유전체 혼합물과 상기 강유전체 혼합물을 내부에 수용하고 상기 전선부를 외부로 노출하면서 상기 강유전체 혼합물의 내부에 구비된 전극부와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 하부 케이스부 및 상기 하부 케이스부의 상부에 덮여지고 상기 강유전체 혼합물의 내부에 구비된 전극부와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 상판부를 구비하며, 상기 바인더는, 상온 건조되면서 혼합물에 포함된 입자들을 상호 결합시키면서 상기 전극부에 밀착된 상태를 유지시키는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 제공함에 있다.

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본 발명에 따른 병렬식 고조파 전류 흡수 장치는, 고전도성 금속물질로 이루어지고 전기적으로 상호 절연되게 기 설정된 배치 관계로 일정 간격 이상 이격 배치된 M(M≥2)개의 전도성 전극을 포함하는 전극부와 M개의 각 전도성 전극과 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 M개의 전선을 포함하는 전선부와 99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N(N≥2)개의 지정된 물질을 기 설정된 혼합 비율로 혼합하고 10μm 이내 크기의 입자로 분쇄하면서 교반한 혼합 분말을 80℃의 저온 건조로에서 산화시켜 안정화된 산화 혼합물을 생성한 후 전기로에서 기 설정된 온도로 분말 상태 소성 후 냉각시켜 생성된 소성 혼합물을 액상 상태의 바인더와 기 설정된 배합 비율에 따라 배합하여 액상 혼합물을 생성하고 상기 액상 혼합물을 상기 전극부에 공극 없이 액상 밀착시킨 상태에서 대기 중에서 상온 건조하여 고형화된 강유전체 혼합물과 상기 강유전체 혼합물을 내부에 수용하고 상기 전선부를 외부로 노출하면서 상기 강유전체 혼합물의 내부에 구비된 전극부와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 하부 케이스부 및 상기 하부 케이스부의 상부에 덮여지고 상기 강유전체 혼합물의 내부에 구비된 전극부와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 상판부를 구비하며, 상기 바인더는, 상온 건조되면서 혼합물에 포함된 입자들을 상호 결합시키면서 상기 전극부에 밀착된 상태를 유지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 상기 병렬식 고조파 전류 흡수 장치는, 상기 M개의 전도성 전극을 전기적으로 상호 절연됨과 동시에 편극 현상을 최소화시키는 기 설정된 배치 관계로 일정 간격 이상 이격시킴과 동시에 상기 하부 케이스부와도 전기적으로 절연되도록 배치 고정하는 고정부를 더 구비하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 고정부는, 상기 하부 케이스부에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극을 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 고정부는, 상기 하부 케이스부에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극이 액상화된 혼합물과 밀착하기 전부터 상기 M개의 전도성 전극을 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 고정부는, 상기 하부 케이스부에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극을 상기 하부 케이스부의 밑 면과 0.5cm 이상 이격시키는 배치 관계로 배치 고정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 고정부는, 상기 하부 케이스부에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극을 상기 상판부와 0.5cm 이상 이격시키는 배치 관계로 배치 고정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 전극부는, 적어도 2개의 전도성 전극의 대향하는 면이 최소화되는 배치 관계로 배치되는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 전도성 전극은, 기 하부 케이스부의 밑 면의 면적을 2로 나눈 면적보다 작은 면적을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 전도성 전극은, 상기 액상화된 혼합물와 고전도성 금속물질을 공극 없이 밀착시키기 위한 홀이 형성되는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 전극부는, 부하용량이 152Kw 미만인 경우 각 전도성 전극 사이의 간격을 3.1cm 이상의 간격으로 이격시켜 배치하는 배치 관계로 배치 고정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 전극부는, 부하용량이 152Kw 이상인 경우 각 전도성 전극 사이의 간격을 4.2cm 이상의 간격으로 이격시켜 배치하는 배치 관계로 배치 고정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 전극부는, 2개의 전도성 전극을 포함하여 구성될 수 있고, 상기 전선부는, 상기 2개의 전도성 전극과 전기적으로 연결되는 2개의 전선을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 전극부는, 3개의 전도성 전극을 포함하여 구성될 수 있고, 상기 전선부는, 상기 3개의 전도성 전극과 전기적으로 연결되는 3개의 전선을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 하부 케이스부는, 상기 M개의 전선을 외부로 노출하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 전선부는, M개의 각 전도성 전극과 전기적으로 연결되는 M개의 내부 전선과, 상기 M개의 내부 전선을 외부로 노출되는 M개의 전선과 연결하는 전선 연결부를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 하부 케이스부는, 상기 전선 연결부를 외부로 노출하고, 상기 전선 연결부는, 상기 외부로 노출되는 M개의 전선과 전기적으로 연결되는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 M개의 전선은, 1.15m 이내 길이의 전선인 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 혼합 분말은, 99% 품위의 규소(metal Si), 지르코늄(Zr), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 철(Fe), 탄화규소(SiC), 붕소화지르코늄(ZrB₂), 타이타늄화합물(TiB₂), 타이타늄바륨(BaTi)를 기 설정된 혼합 비율로 혼합하고 10μm 이내의 크기로 분쇄하고 교반하여 생성되는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 혼합 비율은, 26.8(Wt(%))의 규소(metal Si), 3.20(Wt(%))의 지르코늄(Zr), 2.20(Wt(%))의 나트륨(Na), 9.50(Wt(%))의 마그네슘(Mg), 26.0(Wt(%))의 알루미늄(Al), 4.60(Wt(%))의 칼륨(K), 2.20(Wt(%))의 칼슘(Ca), 1.00(Wt(%))의 타이타늄(Ti), 8.20(Wt(%))의 철(Fe), 10.00(Wt(%))의 탄화규소(SiC), 4.00(Wt(%))의 붕소화지르코늄(ZrB₂), 1.20(Wt(%))의 타이타늄화합물(TiB2), 3.10(Wt(%))의 타이타늄바륨(BaTi)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 산화 혼합물은, 저온 건조로에서 80℃의 건공기를 통해 상기 혼합 분말을 45시간 이상 산화시켜 생성되는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 산화 혼합물은, 이산화규소(Si02), 산화지르코늄(ZrO2), 초산화나트륨(NaO2), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(AlO2), 초산화칼륨(K2O), 산화칼슘(CaO), 산화타이타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 탄화규소(SiC), 붕소화지르코늄(ZrB₂), 타이타늄화합물(TiB2), 타이타늄산바륨(BaTiO3)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 혼합 비율은, 26.8(Wt(%))의 이산화규소(Si02), 3.20(Wt(%))의 산화지르코늄(ZrO2), 2.20(Wt(%))의 초산화나트륨(NaO2), 9.50(Wt(%))의 산화마그네슘(MgO), 26.0(Wt(%))의 산화알루미늄(AlO2), 4.60(Wt(%))의 초산화칼륨(K2O), 2.20(Wt(%))의 산화칼슘(CaO), 1.00(Wt(%))의 산화타이타늄(TiO2), 8.20(Wt(%))의 산화철(Fe2O3), 10.00(Wt(%))의 탄화규소(SiC), 4.00(Wt(%))의 붕소화지르코늄(ZrB₂), 1.20(Wt(%))의 타이타늄화합물(TiB2), 3.10(Wt(%))의 타이타늄산바륨(BaTiO3)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 소성 혼합물은, 전기로에서 890℃ 내지 970℃의 온도로 상기 산화 혼합물을 10시간 이상 소성하여 생성되는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 바인더는, 무기 화합물로서 규산나트륨(Sodium Silicates) 물질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 배합 비율은, 상기 소성 혼합물 대비 바인더의 비율이 10% 이내인 것이 가능하다.

본 발명에 따른 고조파 전류 흡수 장치의 제조 방법은, 99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N(N≥2)개의 물질을 기 설정된 혼합 비율에 따라 혼합하면서 분쇄기에 투입하여 상기 분쇄기에서 상기 N개의 물질을 10μm 이내의 크기로 분쇄하면서 교반하여 혼합 분말을 생성하는 제1 단계와, 저온 건조로에서 80℃의 건공기를 통해 상기 혼합 분말을 45시간 이상 산화시켜 산화 혼합물을 생성하는 제2 단계와, 전기로에서 890℃ 내지 970℃의 온도로 상기 산화 혼합물을 10시간 이상 소성하여 소성 혼합물을 생성하고 상온으로 냉각시키는 제3 단계와, 상기 소성 후 상온으로 냉각된 소성 혼합물과 지정된 바인더를 기 설정된 배합 비율에 따라 배합하고 교반기를 통해 교반하여 액상화된 혼합물을 생성하는 제4 단계와, M(M≥2)개의 전도성 전극을 상호 절연됨과 동시에 하부 케이스부와도 절연되는 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하며 상기 M개의 전도성 전극과 전기적으로 연결된 M개의 전선을 하부 케이스부의 외부로 노출시키면서 상기 액상화된 혼합물을 수용 가능한 기 설정된 부피를 지니게 설계 제작된 하부 케이스부에 상기 액상화된 혼합물을 투입하여 상기 하부 케이스부에서 상기 M개의 전도성 전극과 상기 액상화된 혼합물을 기 설정된 두께로 액상 밀착시킨 상태에서 상온 건조하여 고형화된 강유전체 혼합물을 생성하는 제5 단계와, 상기 고형화된 강유전체 혼합물을 수용한 하부 케이스부에 상판부를 하우징하는 제6 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 제2 단계는, 상기 저온 건조로를 통해 산화된 산화 혼합물을 질소 기체를 통해 냉각시키는 단계를 더 포함하여 구성될 수 있따.

본 발명에 따르면, 상기 제2 단계는, 상기 혼합 분말에 포함된 N개의 물질 중 지정된 하나 이상의 물질을 공기 중의 산소와 결합시켜 안정화된 상태의 산화 혼합물을 생성하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 제3 단계는, 산화 혼합물의 안정화 상태를 유지하면서 자력을 갖는 강유전체의 특성을 부여하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 강유전체를 이용한 고조파전류 흡수모듈은 각 유전체 물질이 가지고 있는 고유의 물성과 자기력의 결합과 중첩을 통하여 고조파를 흡수함으로써 선로의 저항성분을 감소시켜 도선에 흐르는 자유전자의 이동 속도를 급격히 증가시켜 주는 이점이 있다.

또한, 순수(Metal) 광물질을 공기중의 산소와 인위적으로 결합시키는 산화과정을 통하여 제조된 강유전성 분말을 모듈 내부의 단자(전선 또는 얇고 좁은 동판)에 바인더를 사용하여 결합시켜 사용하면, 일반적인 경우보다 고조파 성분을 빨리 흡수하여 열로 신속히 방출하게 되므로, 부하장치의 유효전력을 줄여주는 절전효과와 전압 레벨이 안정이 되어 부하장치의 고장횟수가 줄어 수명이 연장되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 방법에 따른 병렬식 고조파 전류 흡수 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 방법에 따른 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 제조하기 위한 제조장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 방법에 따른 병렬식 고조파 전류 흡수 장치에 대한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 방법에 따라 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 설치하기 전과 후의 고조파의 변화율을 나타내는 표이다.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

즉, 하기의 실시예는 본 발명의 수 많은 실시예 중에 바람직한 합집합 형태의 실시예 예에 해당하며, 하기의 실시예에서 특정 구성(또는 단계)를 생략하는 실시예, 또는 특정 구성(또는 단계)에 구현된 기능을 특정 구성(또는 단계)로 분할하는 실시예, 또는 둘 이상의 구성(또는 단계)에 구현된 기능을 어느 하나의 구성(또는 단계)에 통합하는 실시예, 특정 구성(또는 단계)의 동작 순서를 교체하는 실시예 등은, 하기의 실시예에서 별도로 언급하지 않더라도 모두 본 발명의 권리범위에 속함을 명백하게 밝히는 바이다. 따라서 하기의 실시예를 기준으로 부분집합 또는 여집합에 해당하는 다양한 실시예들이 본 발명의 출원일을 소급받아 분할될 수 있음을 분명하게 명기하는 바이다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도면1은 본 발명의 실시 방법에 따른 병렬식 고조파 전류 흡수 장치의 구성을 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면1은 하나 이상의 유전체 물질이 가지고 있는 유도 자기력의 결합과 중첩을 통하여 고조파전류를 흡수, 제거함으로써 선로의 저항성분을 감소시켜 도선에 흐르는 자유전자의 이동 속도를 급격히 증가시켜 줘 유효전력을 줄여주며, 또한 전압이 안정되면서 고조파전류로 인하여 발생하는 무부하 손실의 증가, 제어선의 유도장해 증가, 발전기 과열, 케이블 손실 증가, 역률저하 등의 문제들이 해결되어 부하장치의 고장횟수가 줄어 들고 기계장치의 수명이 늘어나도록 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치의 구성을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면1을 참조 및/또는 변형하여 상기 병렬식 고조파 전류 흡수 장치의 구성에 대한 다양한 실시 방법을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면1에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다

도면1을 참조하면, 도시된 병렬식 고조파 전류 흡수 장치는, 전기적 절연 및 편극 현상을 줄이기 위해 고전도성 금속물질로 구성된 M(M≥2)개의 전도성 전극을 포함하는 전극부(105)와, 상기 M개의 각 전도성 전극과 연결되는 M개의 전선을 포함하는 전선부(110)와, 지정된 물질을 혼합하고 분쇄하여 산화한 산화 혼합물을 냉각, 액상화 및 상온 건조 과정을 통해 생성한 고형화된 강유전체 혼합물(115)과, 상기 강유전체 혼합물(115)의 내부에 구비된 전극부(105)와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 하부 케이스부(120)와, 상기 하부 케이스부(120)의 상부에 덮여지는 상판부(125)와, 상기 M개의 전도성 전극을 전기적으로 상호 절연되도록 이격시키고, 상기 하부 케이스부(120)와도 전기적으로 절연되도록 배치 고정하는 고정부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전극부(105)는 고전도성 금속물질로 이루어지고 전기적으로 상호 절연됨과 동시에 편극 현상을 최소화시키는 기 설정된 배치 관계로 일정 간격 이상 이격 배치된 M(M≥2)개의 전도성 전극을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 전극부(105)는, 적어도 2개의 전도성 전극의 대향하는 면이 최소화되는 배치 관계로 배치되는 것이 바람직하다.

예컨대, 2개의 전도성 전극을 면적 방향으로 대향(마주보게) 배치(예: 전극을 '=' or '||' 이렇게 면적 방향으로 마주보게 배치)하면 전극 사이에 편극현상이 크게 작용하게 '=' or '||' 와 같이 마주보게 배치하면 안되고, 2개의 전극을 두께 방향으로 '- -'와 같이 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 전도성 전극은, 상기 하부 케이스부의 밑 면의 면적을 2로 나눈 면적보다 작은 면적을 포함하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 단상의 경우 2개의 전극이 '- -'와 같이 옆으로 배치되므로, 전도성 전극 1개의 면적은 하부 케이스부의 밑 면의 면적을 2로 나눈 면적보다 작아야 되는 것은 당연할 것이다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 전도성 전극은, 상기 액상화된 혼합물과 고전도성 금속물질을 공극 없이 밀착시키기 위한 홀이 형성되도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 전극부(105)는 부하용량이 152Kw 미만인 경우 각 전도성 전극 사이의 간격을 3.1cm 이상의 간격으로 이격시켜 배치하는 배치 관계로 배치 고정할 수 있고, 부하용량이 152Kw 이상인 경우 각 전도성 전극 사이의 간격을 4.2cm 이상의 간격으로 이격시켜 배치하는 배치 관계로 배치 고정할 수 있다.

상기 전선부(110)는 상기 전극부(105)에 포함된 M개의 각 전도성 전극과 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 M개의 전선을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 전선부(110)는 M개의 각 전도성 전극과 전기적으로 연결되는 M개의 내부 전선과, 상기 M개의 내부 전선을 외부로 노출되는 M개의 전선과 연결하는 전선 연결부(별도 도시하지 않음)를 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 전선부(110)는 M개의 전선을 직접 외부로 연결할 수도 있지만, 전선 연결부(예컨대, 전기 연결 포트)를 통해 외부 전선과 연결이 가능할 수 있다.

또한, 상기 하부 케이스부(120)를 통해 상기 전선 연결부가 외부로 노출되는 경우, 상기 전선 연결부는, 상기 외부로 노출되는 M개의 전선과 전기적으로 연결되는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 전극부(105)가 2개의 전도성 전극을 포함하는 경우, 상기 전선부(110)는, 상기 2개의 전도성 전극과 전기적으로 연결되는 2개의 전선을 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 단상의 경우 2개의 전극을 두께 방향으로 '- -'와 같이 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 실시 방법에 따르면, 상기 전극부(105)가 3개의 전도성 전극을 포함하는 경우, 상기 전선부(110)는, 상기 3개의 전도성 전극과 전기적으로 연결되는 3개의 전선을 포함하여 구성될 수 있다.

이러한, 3상의 경우 3개의 전극을 두께 방향으로 '- - -'와 같이 배치하거나 '_-_'와 같이 교차하여 배치하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 전선부(110)에 구비되는 상기 M개의 전선은, 1.15m 이내 길이의 전선인 것이 바람직하다.

상기 강유전체 혼합물(115)는 99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N(N≥2)개의 지정된 물질을 기 설정된 혼합 비율로 혼합하고 10μm 이내의 크기로 분쇄하면서 교반한 혼합 분말을 80℃의 저온 건조로에서 산화시켜 산화 혼합물을 생성한 후 전기로에서 기 설정된 온도로 소성 후 냉각시켜 생성된 소성 혼합물을 지정된 바인더와 기 설정된 배합 비율에 따라 배합하여 액상화시킨 후 상기 전극부와 상기 액상화된 혼합물을 액상 밀착시킨 상태에서 상온 건조하여 고형화된 형태로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 혼합 분말은, 99% 품위의 규소(metal Si), 지르코늄(Zr), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 철(Fe), 탄화규소(SiC), 붕소화지르코늄(ZrB₂), 타이타늄화합물(TiB₂), 타이타늄바륨(BaTi)를 기 설정된 혼합 비율로 혼합하고 10μm 이내의 크기로 분쇄하고 교반하여 생성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 혼합 비율은, 26.8(Wt(%))의 규소(metal Si), 3.20(Wt(%))의 지르코늄(Zr), 2.20(Wt(%))의 나트륨(Na), 9.50(Wt(%))의 마그네슘(Mg), 26.0(Wt(%))의 알루미늄(Al), 4.60(Wt(%))의 칼륨(K), 2.20(Wt(%))의 칼슘(Ca), 1.00(Wt(%))의 타이타늄(Ti), 8.20(Wt(%))의 철(Fe), 10.00(Wt(%))의 탄화규소(SiC), 4.00(Wt(%))의 붕소화지르코늄(ZrB₂), 1.20(Wt(%))의 타이타늄화합물(TiB2), 3.10(Wt(%))의 타이타늄바륨(BaTi)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 산화 혼합물은, 저온 건조로에서 80℃의 건공기를 통해 상기 혼합 분말을 45시간 이상 산화시켜 생성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 산화 혼합물은, 이산화규소(Si02), 산화지르코늄(ZrO2), 초산화나트륨(NaO2), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(AlO2), 초산화칼륨(K2O), 산화칼슘(CaO), 산화타이타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 탄화규소(SiC), 붕소화지르코늄(ZrB₂), 타이타늄화합물(TiB2), 타이타늄산바륨(BaTiO3)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시 방법에 따르면, 상기 혼합 비율은, 26.8(Wt(%))의 이산화규소(Si02), 3.20(Wt(%))의 산화지르코늄(ZrO2), 2.20(Wt(%))의 초산화나트륨(NaO2), 9.50(Wt(%))의 산화마그네슘(MgO), 26.0(Wt(%))의 산화알루미늄(AlO2), 4.60(Wt(%))의 초산화칼륨(K2O), 2.20(Wt(%))의 산화칼슘(CaO), 1.00(Wt(%))의 산화타이타늄(TiO2), 8.20(Wt(%))의 산화철(Fe2O3), 10.00(Wt(%))의 탄화규소(SiC), 4.00(Wt(%))의 붕소화지르코늄(ZrB₂), 1.20(Wt(%))의 타이타늄화합물(TiB2), 3.10(Wt(%))의 타이타늄산바륨(BaTiO3)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 소성 혼합물은 전기로에서 890℃ 내지 970℃의 온도로 상기 산화 혼합물을 10시간 이상 소성하여 생성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 소성 혼합물과 지정된 배합 비율로 배합되는 상기 바인더는 광물질 분말을 결합시켜 액상화하는 무기 화합물로서 규산나트륨(Sodium Silicates) 물질을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 배합 비율은 상기 소성 혼합물 대비 바인더의 비율이 10% 이내인 것이 바람직하다.

상기 하부 케이스부(120)는 상기 강유전체 혼합물(115)을 내부에 수용하고 상기 전선부(110)를 외부로 노출하면서 상기 강유전체 혼합물(115)의 내부에 구비된 전극부(105)와 전기적으로 절연된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 하부 케이스부(120)는 상기 M개의 전선을 외부로 노출할 수 있다. 예컨대, 상기 M개의 전선이 전선 연결부 없이 직접 전극과 연결되는 것이 가능하다.

상기 상판부(125)는 상기 하부 케이스부(120)의 상부에 덮어지지고 상기 강유전체 혼합물(115)의 내부에 구비된 전극부(105)와 전기적으로 절연된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

상기 고정부(130)는 상기 M개의 전도성 전극을 전기적으로 상호 절연됨과 동시에 편극 현상을 최소화시키는 기 설정된 배치 관계로 일정 간격 이상 이격시킴과 동시에 상기 하부 케이스부(120)와도 전기적으로 절연되도록 배치 고정할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 고정부(130)는 상기 하부 케이스부(120)에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극을 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 다른 실시 방법에 따르면, 상기 고정부(130)는 상기 하부 케이스부(130)에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극이 액상화된 혼합물과 밀착하기 전부터 상기 M개의 전도성 전극을 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 방법에 따르면, 상기 고정부(130)는 상기 하부 케이스부(130)에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극을 상기 하부 케이스부(130)의 밑면과 0.5cm 이상 이격시키는 배치 관계로 배치 고정하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 방법에 따르면, 상기 고정부(130)는 상기 하부 케이스부(130)에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극을 상기 상판부(125)와 0.5cm 이상 이격시키는 배치 관계로 배치 고정하는 것이 가능하다.

도면2는 본 발명의 실시 방법에 따른 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 제조하기 위한 제조장치의 구성을 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면2는 상기 도면1에 도시된 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 제조하기 위한 제조장치(200)의 구성을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면2를 참조 및/또는 변형하여 상기 제조 장치(200)의 구성에 대한 다양한 실시 방법을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면2에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다

도면2를 참조하면, 도시된 제조장치(200)는 99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N(N≥2)개의 물질을 10μm 이내의 크기로 분쇄하면서 교반하여 혼합 분말을 생성하는 분쇄기(205)와, 상기 혼합 분말을 45시간 이상 산화시켜 산화 혼합물을 생성하는 저온 건조로(210)와, 상기 산화 혼합물을 소성하여 소성 혼합물을 생성하고 상온으로 냉각시키는 전기로(215)와, 상기 소성 혼합물과 지정된 바인더를 기 설정된 배합 비율에 따라 배합하고 교반하여 액상화된 혼합물을 생성하는 교반기(220)와, M(M≥2)개의 전도성 전극을 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하며, 상기 액상화된 혼합물을 투입하여 M개의 전도성 전극과 상기 액상화된 혼합물을 기 설정된 두께로 액상 밀착시킨 상태에서 상온 건조하여 고형화된 강유전체 혼합물을 생성하는 하부 케이스부(225)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 분쇄기(205)는 투입되는 99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N(N≥2)개의 물질을 기 설정된 혼합 비율에 따라 혼합하면서 상기 N개의 물질을 10μm 이내의 크기로 분쇄하면서 교반하여 혼합 분말을 생성할 수 있다.

상기 저온 건조로(210)는 상기 분쇄기(205)를 통해 혼합 분말이 생성되면, 80℃의 건공기를 통해 상기 혼합 분말을 45시간 이상 산화시켜 산화 혼합물을 생성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 저온 건조로(210)는 상기 산화된 산화 혼합물을 질소 기체를 통해 냉각시키는 것이 가능하다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 저온 건조로(210)는 상기 혼합 분말에 포함된 N개의 물질 중 지정된 하나 이상의 물질을 공기 중의 산소와 결합시켜 안정화된 상태의 산화 혼합물을 생성하는 것이 가능하다.

상기 전기로(215)는 상기 저온 건조로(210)를 통해 상기 산화 혼합물이 생성되면, 890℃ 내지 970℃의 온도로 상기 산화 혼합물을 10시간 이상 소성하여 소성 혼합물을 생성하고 상온으로 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 산화 혼합물의 안정화 상태를 유지하면서 자력을 갖는 강유전체의 특성을 부여하는 것이 가능하다.

상기 교반기(220)는 상기 전기로(215)를 통해 소성 혼합물이 생성되고, 상온으로 냉각된 소성 혼합물과 지정된 바인더를 기 설정된 배합 비율에 따라 배합하고 교반하여 액상화된 혼합물을 생성할 수 있다.

상기 하부 케이스부(225)는 상기 M개의 전도성 전극을 상호 절연됨과 동시에 하부 케이스부와도 절연되는 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하며 상기 M개의 전도성 전극과 전기적으로 연결된 M개의 전선을 하부 케이스부의 외부로 노출시키면서 상기 액상화된 혼합물을 수용 가능한 기 설정된 부피를 지니게 설계 제작될 수 있으며, 상기 교반기(220)를 통해 상기 액상화된 혼합물을 투입되면, 상기 M개의 전도성 전극과 상기 액상화된 혼합물을 기 설정된 두께로 액상 밀착시킨 상태에서 상온 건조하여 고형화된 강유전체 혼합물을 생성할 수 있다.

또한, 상기 하부 케이스부(225)는 상기 고형화된 강유전체 혼합물이 수용된 이후, 상판부를 하우징할 수 있다.

도면3은 본 발명의 실시 방법에 따른 병렬식 고조파 전류 흡수 장치에 대한 예시도이다.

보다 상세하게 본 도면3은 상기 도면1에 도시된 병렬식 고조파 전류 흡수 장치(100)에 대한 간단한 예시도를 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면3을 참조 및/또는 변형하여 상기 병렬식 고조파 전류 흡수 장치(100)의 구성에 대한 다양한 실시 방법을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면3에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다

도면3을 참조하면, 도시된 고정부(130)는 나사(130-2) 및 홀더(130-1) 등으로 구성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 당업자 수준에서 다양한 형태의 고정부(130)가 구현될 수 있음을 밝힌다.

도면4는 본 발명의 실시 방법에 따라 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 제조하는 과정을 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면4는 상기 도면2에 도시된 제조장치(200)를 통해 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 제조하는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면4를 참조 및/또는 변형하여 상기 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 제조하는 과정에 대한 다양한 실시 방법을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면4에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

도면4를 참조하면, 도시된 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 제조하는 과정은, 제조장치(200)에 구비되는 99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N개의 물질을 10μm 이내의 크기로 분쇄하면서 교반하여 혼합 분말을 생성하는 분쇄기(205)에서, 기 설정된 혼합 비율에 따라 투입되는 상기 99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N개의 물질을 확인하는 과정으로부터 개시될 수 있다(400).

상기 제조장치(200)의 분쇄기(205)는 상기 투입이 확인된 상기 N개의 물질을 10μm 이내의 크기로 분쇄하면서 교반하여 혼합 분말을 생성한다(405).

상기 제조장치(200)의 저온 건조로(210)는 상기 분쇄기(205)를 통해 혼합 분말이 생성되면, 80℃의 건공기를 통해 상기 혼합 분말을 45시간 이상 산화시켜 산화 혼합물을 생성한다(410).

그리고, 상기 저온 건조로(210)는 상기 산화된 산화 혼합물을 질소 기체를 통해 냉각시킨다(415).

상기 제조장치(200)의 전기로(215)는 상기 저온 건조로(210)를 통해 상기 산화 혼합물이 생성되면, 890℃ 내지 970℃의 온도로 상기 산화 혼합물을 10시간 이상 소성하여 소성 혼합물을 생성한 후(420), 상기 생성된 소성 혼합물을 상온으로 냉각시킨다(425).

상기 제조장치(200)의 교반기(220)는 상기 전기로(215)를 통해 소성 혼합물이 생성되고 상온으로 냉각되면, 상기 냉각된 소성 혼합물과 지정된 바인더를 기 설정된 배합 비율에 따라 배합한다(430).

그리고, 상기 교반기(220)는 상기 기 설정된 배합 비율에 따라 배합된 소성 혼합물과 바인더를 교반하여 액상화된 혼합물을 생성한다(435).

상기 제조장치(200)의 하부 케이스부(225)는 상기 교반기(220)를 통해 상기 액상화된 혼합물을 투입되면, 상기 M개의 전도성 전극과 상기 액상화된 혼합물을 기 설정된 두께로 액상 밀착시킨다(440).

여기서, 상기 하부 케이스부(225)를 통해 상기 M개의 전도성 전극을 상호 절연됨과 동시에 하부 케이스부(225)와도 절연되는 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하며 상기 M개의 전도성 전극과 전기적으로 연결된 M개의 전선을 하부 케이스부의 외부로 노출시키면서 상기 액상화된 혼합물을 수용 가능한 기 설정된 부피를 지니게 설계 제작되는 것이 바람직하다.

이후, 상기 하부 케이스부(225)는 상기 기 설정된 두께로 액상 밀착시킨 상태에서 상온 건조하여 고형화된 강유전체 혼합물을 생성하고(445), 상기 고형화된 강유전체 혼합물이 수용된 이후, 상판부를 하우징 하여 본 발명에 따른 병렬식 고조파 전류 흡수 장치(100)를 제조하는 과정을 종료한다.

도면5 내지 도면8은 본 발명에 따른 병렬식 고조파 전류 흡수 장치를 설치하기 전과 후의 고조파의 변화율을 나타내는 표이다.

본 도면5 내지 도면8은 강유전체 혼합물로 구성된 고조파 전류 흡수 장치(100)를 공장 및 백화점 등의 대형 부하장치에 설치하기 전과 후의 고조파의 변화율을 나타내는 표이다.

본 발명에 따른 고조파 전류 흡수 장치(100)의 기본적인 기능이 전기 절전과 전압 안정도 유지효과 인데, 상기 고조파 전류 흡수 장치(100)의 설치 전/후의 고조파 변화율과 도면6 내지 도면8의 계측 데이터를 살펴보면 3차, 5차, 7차 고조파가 감소하였 음을 확인할 수 있고, 전압변동율도 0.046%, 0.012%, 0.143%로 변동이 없음을 알 수 있다.

도면6에서 3고조파는 -3.175%, 5조조파는 -10.46%, 제 7고조파는 -7.9%가 감소하였고, 적산 적력량은 설치전보다 -6.2% 줄었음을 알 수 있다. 본 발명에 따른 고조파 전류 흡수 장치(100)를 설치하면 6.2% 수준의 절전이 이루어졌음을 알 수 있다.

강유전체 혼합물(115)은 저온 건조로(210)를 통한 산화처리와 890℃~970℃에서 소성 과정을 거치면서 광물질은 산화된 화합물로 안정성을 유지하고 자계성을 갖는 강유전체로 변모하게 된다.

본 발명에 따른 강유전체 구성물질은 아래와 같다.

NO	Element	Wt(%)	NO	Element	Wt(%)
1	산화지르코늄(ZrO2)	3.20	8	산화타이타늄(TiO₂)	1.00
2	초산화나트륨(NaO2)	2.20	9	산화철(Fe2O3)	8.20
3	산화마그네슘(MgO)	9.50	10	탄화규소(SiC)	10.00
4	산화알루미늄(AlO2)	26.0	11	붕소화지르코늄(ZrB₂)	4.00
5	이산화규소(SiO₂)	26.8	12	타이타늄화합물(TiB₂)	1.20
6	초산화칼륨(K₂O)	4.60	13	타이타늄산바륨(BaTiO₃)	3.10
7	산화칼슘(CaO)	2.20

먼저, 본 발명에 따른 고조파 전류 흡수 장치(100)은 전압이 1,000볼트 이하이면 주파수 대역에 상관없이 사용할 수 있다. 강유전체 혼합물(115)의 고형체가 갖는 부피에 따른 체적에 따라서 에너지 밀도가 차이가 나지만 이것 또한 큰 문제가 되지 않는다.

대개 용량별로 5kw, 10Kw, 30Kw 2가지 모델이 있는데. 각각의 모델의 크기와 에너지 밀도는 아래와 같다.

용 량	크기(mm)	에너지 밀도(Wh/L)	무 게(Kg)
5Kw	230(D) × 155(W) × 100(H)	5,330	1.7
10 Kw	270(D) × 203(W) × 110(H)	12,606	3.35
30 Kw	285(D) × 205(W) × 122(H)	21,325	4.16

100 : 병렬식 고조파 전류 흡수 장치 105 : 전극부
110 : 전선부 115 : 강유전체 혼합물
120 : 하부 케이스부 125 : 상판부
130 : 고정부
200 : 제조장치 205 : 분쇄기
210 : 저온 건조로 215 : 전기로
220 : 교반기 225 : 하부 케이스부

Claims (29)

1. 고전도성 금속물질로 이루어지고 전기적으로 상호 절연되게 기 설정된 배치 관계로 일정 간격 이상 이격 배치된 M(M≥2)개의 전도성 전극을 포함하는 전극부;
   M개의 각 전도성 전극과 전기적으로 연결되고 외부로 노출되는 M개의 전선을 포함하는 전선부;
   99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N(N≥2)개의 지정된 물질을 기 설정된 혼합 비율로 혼합하고 10μm 이내 크기의 입자로 분쇄하면서 교반한 혼합 분말을 80℃의 저온 건조로에서 산화시켜 안정화된 산화 혼합물을 생성한 후 전기로에서 기 설정된 온도로 분말 상태 소성 후 냉각시켜 생성된 소성 혼합물을 액상 상태의 바인더와 기 설정된 배합 비율에 따라 배합하여 액상 혼합물을 생성하고 상기 액상 혼합물을 상기 전극부에 공극 없이 액상 밀착시킨 상태에서 대기 중에서 상온 건조하여 고형화된 강유전체 혼합물;
   상기 강유전체 혼합물을 내부에 수용하고 상기 전선부를 외부로 노출하면서 상기 강유전체 혼합물의 내부에 구비된 전극부와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 하부 케이스부; 및
   상기 하부 케이스부의 상부에 덮여지고 상기 강유전체 혼합물의 내부에 구비된 전극부와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 상판부;를 구비하며,
   상기 바인더는, 상온 건조되면서 혼합물에 포함된 입자들을 상호 결합시키면서 상기 전극부에 밀착된 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 M개의 전도성 전극을 전기적으로 상호 절연됨과 동시에 편극 현상을 최소화시키는 기 설정된 배치 관계로 일정 간격 이상 이격시킴과 동시에 상기 하부 케이스부와도 전기적으로 절연되도록 배치 고정하는 고정부를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 고정부는,
   상기 하부 케이스부에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극을 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
   
4. 제 2항에 있어서, 상기 고정부는,
   상기 하부 케이스부에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극이 액상화된 혼합물과 밀착하기 전부터 상기 M개의 전도성 전극을 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
   
5. 제 2항에 있어서, 상기 고정부는,
   상기 하부 케이스부에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극을 상기 하부 케이스부의 밑 면과 0.5cm 이상 이격시키는 배치 관계로 배치 고정하는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
   
6. 제 2항에 있어서, 상기 고정부는,
   상기 하부 케이스부에 구비되어 상기 M개의 전도성 전극을 상기 상판부와 0.5cm 이상 이격시키는 배치 관계로 배치 고정하는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
   
7. 제 1항에 있어서, 상기 전극부는,
   적어도 2개의 전도성 전극의 대향하는 면이 최소화되는 배치 관계로 배치되는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
   
8. 제 1항에 있어서, 상기 전도성 전극은,
   상기 하부 케이스부의 밑 면의 면적을 2로 나눈 면적보다 작은 면적을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
   
9. 제 1항에 있어서, 상기 전도성 전극은,
   상기 액상화된 혼합물와 고전도성 금속물질을 공극 없이 밀착시키기 위한 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
   
10. 제 1항에 있어서, 상기 전극부는,
    부하용량이 152Kw 미만인 경우 각 전도성 전극 사이의 간격을 3.1cm 이상의 간격으로 이격시켜 배치하는 배치 관계로 배치 고정하는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
11. 제 1항에 있어서, 상기 전극부는,
    부하용량이 152Kw 이상인 경우 각 전도성 전극 사이의 간격을 4.2cm 이상의 간격으로 이격시켜 배치하는 배치 관계로 배치 고정하는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 전극부는, 2개의 전도성 전극을 포함하고,
    상기 전선부는, 상기 2개의 전도성 전극과 전기적으로 연결되는 2개의 전선을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
13. 제 1항에 있어서,
    상기 전극부는, 3개의 전도성 전극을 포함하고,
    상기 전선부는, 상기 3개의 전도성 전극과 전기적으로 연결되는 3개의 전선을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
14. 제 1항에 있어서, 상기 하부 케이스부는,
    상기 M개의 전선을 외부로 노출하는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
15. 제 1항에 있어서, 상기 전선부는,
    M개의 각 전도성 전극과 전기적으로 연결되는 M개의 내부 전선과,
    상기 M개의 내부 전선을 외부로 노출되는 M개의 전선과 연결하는 전선 연결부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
16. 제 15항에 있어서,
    상기 하부 케이스부는, 상기 전선 연결부를 외부로 노출하고,
    상기 전선 연결부는, 상기 외부로 노출되는 M개의 전선과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
17. 제 1항 또는 제 14항에 있어서, 상기 M개의 전선은,
    1.15m 이내 길이의 전선인 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
18. 제 1항에 있어서, 상기 혼합 분말은,
    99% 품위의 규소(metal Si), 지르코늄(Zr), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 철(Fe), 탄화규소(SiC), 붕소화지르코늄(ZrB₂), 타이타늄화합물(TiB₂), 타이타늄바륨(BaTi)를 기 설정된 혼합 비율로 혼합하고 10μm 이내의 크기로 분쇄하고 교반하여 생성되는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
19. 제 1항 또는 제 18항에 있어서, 상기 혼합 비율은,
    26.8(Wt(%))의 규소(metal Si),
    3.20(Wt(%))의 지르코늄(Zr),
    2.20(Wt(%))의 나트륨(Na),
    9.50(Wt(%))의 마그네슘(Mg),
    26.0(Wt(%))의 알루미늄(Al),
    4.60(Wt(%))의 칼륨(K),
    2.20(Wt(%))의 칼슘(Ca),
    1.00(Wt(%))의 타이타늄(Ti),
    8.20(Wt(%))의 철(Fe),
    10.00(Wt(%))의 탄화규소(SiC),
    4.00(Wt(%))의 붕소화지르코늄(ZrB₂),
    1.20(Wt(%))의 타이타늄화합물(TiB2),
    3.10(Wt(%))의 타이타늄바륨(BaTi)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
20. 제 1항에 있어서, 상기 산화 혼합물은,
    저온 건조로에서 80℃의 건공기를 통해 상기 혼합 분말을 45시간 이상 산화시켜 생성되는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
21. 제 1항 또는 제 20항에 있어서, 상기 산화 혼합물은,
    이산화규소(Si02), 산화지르코늄(ZrO2), 초산화나트륨(NaO2), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(AlO2), 초산화칼륨(K2O), 산화칼슘(CaO), 산화타이타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 탄화규소(SiC), 붕소화지르코늄(ZrB₂), 타이타늄화합물(TiB2), 타이타늄산바륨(BaTiO3)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
22. 제 1항 또는 제 18항에 있어서, 상기 혼합 비율은,
    26.8(Wt(%))의 이산화규소(Si02),
    3.20(Wt(%))의 산화지르코늄(ZrO2),
    2.20(Wt(%))의 초산화나트륨(NaO2),
    9.50(Wt(%))의 산화마그네슘(MgO),
    26.0(Wt(%))의 산화알루미늄(AlO2),
    4.60(Wt(%))의 초산화칼륨(K2O),
    2.20(Wt(%))의 산화칼슘(CaO),
    1.00(Wt(%))의 산화타이타늄(TiO2),
    8.20(Wt(%))의 산화철(Fe2O3),
    10.00(Wt(%))의 탄화규소(SiC),
    4.00(Wt(%))의 붕소화지르코늄(ZrB₂),
    1.20(Wt(%))의 타이타늄화합물(TiB2),
    3.10(Wt(%))의 타이타늄산바륨(BaTiO3)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
23. 제 1항에 있어서, 상기 소성 혼합물은,
    전기로에서 890℃ 내지 970℃의 온도로 상기 산화 혼합물을 10시간 이상 소성하여 생성되는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
24. 제 1항에 있어서, 상기 바인더는,
    무기 화합물로서 규산나트륨(Sodium Silicates) 물질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
25. 제 1항에 있어서, 상기 배합 비율은,
    상기 소성 혼합물 대비 바인더의 비율이 10% 이내인 것을 특징으로 하는 병렬식 고조파 전류 흡수 장치.
    
26. 고조파 전류 흡수 장치의 제조 방법에 있어서,
    99% 품위의 규소(metal Si)를 포함하는 N(N≥2)개의 물질을 기 설정된 혼합 비율에 따라 혼합하면서 분쇄기에 투입하여 상기 분쇄기에서 상기 N개의 물질을 10μm 이내의 크기로 분쇄하면서 교반하여 혼합 분말을 생성하는 제1 단계;
    저온 건조로에서 80℃의 건공기를 통해 상기 혼합 분말을 45시간 이상 산화시켜 산화 혼합물을 생성하는 제2 단계;
    전기로에서 890℃ 내지 970℃의 온도로 상기 산화 혼합물을 10시간 이상 소성하여 소성 혼합물을 생성하고 상온으로 냉각시키는 제3 단계;
    상기 소성 후 상온으로 냉각된 소성 혼합물과 지정된 바인더를 기 설정된 배합 비율에 따라 배합하고 교반기를 통해 교반하여 액상화된 혼합물을 생성하는 제4 단계;
    M(M≥2)개의 전도성 전극을 상호 절연됨과 동시에 하부 케이스부와도 절연되는 기 설정된 배치 관계로 배치 고정하며 상기 M개의 전도성 전극과 전기적으로 연결된 M개의 전선을 하부 케이스부의 외부로 노출시키면서 상기 액상화된 혼합물을 수용 가능한 기 설정된 부피를 지니게 설계 제작된 하부 케이스부에 상기 액상화된 혼합물을 투입하여 상기 하부 케이스부에서 상기 M개의 전도성 전극과 상기 액상화된 혼합물을 기 설정된 두께로 액상 밀착시킨 상태에서 상온 건조하여 고형화된 강유전체 혼합물을 생성하는 제5 단계;
    상기 고형화된 강유전체 혼합물을 수용한 하부 케이스부에 상판부를 하우징하는 제6 단계;를 포함하는 고조파 전류 흡수 장치의 제조 방법.
    
27. 제 26항에 있어서, 상기 제2 단계는,
    상기 저온 건조로를 통해 산화된 산화 혼합물을 질소 기체를 통해 냉각시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고조파 전류 흡수 장치의 제조 방법.
    
28. 제 26항에 있어서, 상기 제2 단계는,
    상기 혼합 분말에 포함된 N개의 물질 중 지정된 하나 이상의 물질을 공기 중의 산소와 결합시켜 안정화된 상태의 산화 혼합물을 생성하는 것을 특징으로 하는 고조파 전류 흡수 장치의 제조 방법.
    
29. 제 26항에 있어서, 상기 제3 단계는,
    산화 혼합물의 안정화 상태를 유지하면서 자력을 갖는 강유전체의 특성을 부여하는 것을 특징으로 하는 고조파 전류 흡수 장치의 제조 방법.
    

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