KR20050007224A

KR20050007224A - 물 속에 고주파전압을 응용하여 전해 환원수 및 활성수소(h)를 발생하는 전자회로

Info

Publication number: KR20050007224A
Application number: KR1020040103127A
Authority: KR
Inventors: 오석주
Original assignee: 오석주
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2005-01-17

Abstract

본 발명은 입력교류전원(110∼220V, 50∼60Hz)에서 유입되는 고주파간섭(RFI)과 전자파간섭(EMI)의 회로 내·외에서 발생하는 잡음들을 제거하는 코먼 모드(Common mode)와 차동누설인덕턴스(Differential Leakage Inductance)의 필터회로를 전원접지(F. GND)에 접속하여 잡음을 여과하는 잡음여과필터부(1), 잡음여과필터후단에 접속되는 반도체 슬라이닥(Slidac) 원리를 응용하여 입력교류전압을 제어하는 교류전압제어부(2), 제어된 교류전압을 전파 정류하여 직류전압(또는 배터리)을 출력하는 직류전압부(3), 직류전압부의 직류전압을 사용하여 인간이 청취 불가능한 수십Khz이상의 고주파전압으로 변환하는 고주파전력제어부(4), 고주파전력제어부에서 발생하는 과전류를 감지하는 과전류감지부(5), 릴레이 구동코일에 전압을 공급(ON) 및 정지(OFF)하는 시간을 제어하여 두 접점을 동시에 N.C.(Normally Closed)상태에서 N.O.(Normally Open)상태로 또는 반대상태로 제어하는 릴레이시간제어부(6), 물탱크 속의 전극 1번과 2번에 공급되는 고주파전력을 정상극성 또는 반대극성으로 교대로 전극을 전환하므로 전극에 붙어있는 불순물을 제거하며 세척하는 릴레이전극전환부(7), 고주파전력회로를 제어하는 펄스신호전압(PWM)을 발생하는 게이트로직부(8), 트랜스포머 및 고주파전력부에 붙어있는 방열 판의 온도가 방열 판에 부착된 서미스터들의 온도(45℃)보다 높으면 서미스터들에 직렬 연결되는 게이트로직부의 전원을 공급 또는 정지하는 온도감지부(9)등으로 구성되는 회로를 동작하여 물탱크 속의 물분자(H₂O)는 수소분자(H₂)와 산소분자(O₂)로 분해하며 또다시 수소분자(H₂)는 풍부한 활성수소를 생성하며 수산화이온(OH)₂은 또다시 산소분자(O₂)로 분해하여 미네랄이 풍부하며 수소이온농도(pH)를 중성상태(5.8∼8.5)로 유지하는 음용수를 생산하는 것이 본 발명의 요약들이다. 상기의 발명을 상세히 설명하면 물탱크 속의 두 전극에 수십Khz이상의 고주파전력을 공급하면 전기 화학적 분해와 양자역학적 에너지의 와류효과(Curl Effect)에 의하여 전극 1번과 2번 사이와 전극근방의 물분자는 수소분자와 산소분자로 분리 생성된다. 고주파전력이 공급되는 두 전극사이의 강한 전계강도에 의하여 생성된 수소분자들과 산소분자들은 물분자 속을 이동하며 가속된다. 이때 분리된 각 분자들이 띄는 전하의 극성에 따라 반대전극으로 이동 또는 가속될 때 각 분자입자들이 가지는 입자에너지는 파동적으로 방사하면서 양자역학적 파동에너지와 입자에너지의 와류효과에 의하여 수소분자(H₂)는 또다시 활성수소(H)로 분해 이온화되며 수산화이온(OH)₂은 또다시 산소분자(O₂)로 분해 이온화되어 물 속에 잔류하거나 증발한다. 이때 생성된 매우 불안정한 활성수소(H)들을 음용수 속에 장시간동안 보존하려면 미네랄이 풍부한 무기질과 함께 담가두면 활성수소(H)들을 흡장하는 음용수로서 산화환원전위(ORP: Oxidation Reduction Potential)값을 (-)수백 mV이하까지 수시간∼수십 시간동안 유지하며 풍부한 미네랄과 활성수소(H)를 포함하는 음용수로서 수소이온농도(pH)를 중성상태(5.8∼8.5)로 유지하는 양질의 음용수를 생산하는 고효율의 고주파전력회로, 전극재료의 종류와 전극구조, 양질의 무기질재료와 재료합금의 구성비를 결정하였다.

또한 풍부한 용존산소를 발생하여 여러 산업분야에서 배출되는 저질의 폐수를 1∼2급수로 정화하여 공업용수로 재 사용하는데 필요한 대용량의 고주파전력회로를 개발하는 것이 본 발명의 주목적이다.

Description

물 속에 고주파전압을 응용하여 전해 환원수 및 활성수소(H)를 발생하는 전자회로{Electronic Circuit for Generation of Electrolysis Reduction Water and Kinetic Hydrogen(H) with Application of Voltage of Radio Frequency in Water.}

본 발명은 물탱크 속의 두 전극에 고주파전압을 인가하여 전해 환원수 및 활성수소(H)를 발생하는 고주파전력회로로서, 입력교류전압(110∼220V, 50∼60Hz)에서 유입되는 RFI/EMI와 회로 내 외에서 발생하는 잡음들을 제거 및 여과하는 코먼 모드와 차동누설인덕턴스의 필터회로를 전원접지(F. GND)에 접속하여 잡음을 여과하고, 입력교류전압을 제어하는 교류제어전압을 전파 정류한 직류전압(또는 배터리)을 사용하여 수십Khz이상의 고주파전압으로 변환하는 고주파전력(교류 컨버터)을 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자에 공급하면 전극사이와 전극근방의 물분자들을 전기 화학적 분해 및 양자역학적 에너지의 와류효과(Curl Effect)에 의하여 수소분자(H₂)와 산소분자(O₂)로 분리 생성된다. 물탱크 속의 전극에 공급되는 고주파전력의 강한 전계강도에 의하여 분해 또는 결합하면서 이온화되는 각 분자들과 이온들이 띄는 전하의 극성에 의하여 반대전극으로 이동하면서 가속될 때 수소분자(H₂)는 또다시 분해 이온화되어 활성수소(H)를 생성한다. 이런 음용수는 풍부한 활성수소(H)와 미네랄을 포함하며, 수소이온농도(pH)를 중성상태(5.8∼8.5)로 유지하며, 산화환원전위(ORP)값을 (-)수백 mV (milli Voltage)이하까지 장시간 유지할 수 있도록 쉽게 조절할 수도 있다. 이때 생성되는 매우 불안정한 활성수소(H)들은 물 속에 잔류 또는 증발하므로 장시간 보존하기 위하여 미네랄이 풍부한 무기질과 함께 담가두면 무기질 속에 활성수소(H)들을 쉽게 흡장시켜 (-)수백 mV의 ORP값을 수시간 수십 시간동안 유지하는 음용수로서 정수용 기능성 필터의 유 무에 관계없이 냉 온수 속에 활성수소(H)와 미네랄을 풍부하게 포함하며 또한 항균작용을 하는 음용수를 생산하는 새로운 기술개발이 본 발명의 주목적이며 전기 화학적 분해 방정식은 아래와 같다.

물탱크 속에 고주파전압을 인가하면 물분자들의 화학적 분해방정식에서;

(1) 활성수소의 발생원리: 물 속에 고주파전압을 인가하면 이온화가 강한

금속(M)과 물분자들은 서로 반응하여 활성수소(2H↑)를 발생한다.

M(고체) + 2H₂O → M(OH)₂+ H₂↑(또는2H↑+ 2e)

상기 원리에 의하여 풍부한 활성수소를 포함하는 음용수의 수소이온농도(pH)를 중성상태(5.8∼8.5)로 유지하므로 음용하면 몸속의 유해활성산소는 아래와 같이 반응한다.

(2) 인체 속의 유해활성산소()의 반응식:

+ (2H ↑+ 2e-) → H₂O₂

H₂O₂+ e- → (HO·) +

(HO·) + H↑ + e- → H₂O↓ (인체 밖으로 배출)

몸속의 유해활성산소()는 활성수소(H)와 반응하여 인체 밖으로 배출한다.

종래 정수기는 물 속에 포함된 불순물과 염소냄새 및 미네랄들을 여과하는 서로 다른 기능성 필터 3∼4개를 사용하여 음용수를 생산하고 있다. 만약 기능필터를 장시간 교체하지 않는다면 정수기능이 약화되어 결국 물 속에 잔류하는 많은 세균들을 배양하여 마시게 되는 음용수로서 매우 부적합한 결점을 가지고 있다.

현재 시중의 이온정수기 역시 필터를 사용하므로 상기와 같은 결점들을 가지고 있다. 또한 직류전기분해식은 한쪽에서 생성되는 이온알칼리수의 수소이온농도(pH)는 8.6이상의 알칼리 음용수를 생성하는 동시에 다른 쪽에 생성되는 산성수의 pH는 5.7이하의 산성수로서 센물과 유사하므로 우리 생활에 별로 쓸모가 없을 뿐 아니라 하수도에 버리면 토양을 심하게 산성화시킬 수도 있다. 또한 직류전기분해식의 음용수는 알칼리 수를 생성하는 양만큼 동시에 같은 양의 산성수가 자동 생성되는 산성수의 용도가 분명하지 않는 결점이 있다. 결국 이런 이온정수기는 물의 낭비가 매우 심하며 직류전기분해할 때 소비전력도 무시할 수 없으므로 이온정수기는 물의 과다낭비 및 전기료 때문에 비용부담이 상당히 크다는 결점들을 가지며 이런 직류전기분해 식의 화학반응식은 아래와 같다.

직류전기분해식의 화학적 반응원리;

음극(알칼리수) :+ 4e → 2H₂↑

양극(산성수) :→ O₂↑ + 2(H₂O) + 4e

상기의 원리에 의하여 항상 같은 용량의 알칼리수와 산성수를 격막을 이용하여 분리 배출하므로 불필요한 산성수의 배출로 인하여 물의 낭비가 매우 심하다.

본 발명의 기술적 과제는 입력교류전압(110∼220V, 50∼60Hz)에서 유입되는 RFI/EMI와 회로 내 외에서 발생하는 잡음들을 코먼 모드와 차동누설인덕턴스의 잡음여과필터를 전원접지(F. GND)에 접속하여 잡음을 여과한다. 여과필터를 통과한 입력교류전압을 반도체 슬라이닥(Slidac) 원리를 응용하여 제어되는 교류제어전압을 전파 정류한 직류전압(또는 배터리)을 이용하여 수십Khz이상의 고주파전압으로 변환하는 고효율의 고주파전력회로 출력을 물탱크 속의 전극 1번과 2번에 공급하면 전기 화학적 분해 및 양자역학적 에너지의 와류효과(Curl Effect)에 의하여 물분자들을 수소분자(H₂)와 수산화이온(OH)₂으로 분해한다. 이때 분리되는 각 분자입자들이 물 속에서 파동적으로 방사하면서 각 분자들이 띄는 전하극성에 따라 반대극성으로 이동하면서 가속되므로 각 분자들 이 가지는 입자에너지와 파동에너지의 와류효과에 의하여 각 분자들은 이온화하거나 또는 충돌전리현상에 의하여 수소분자(H₂)는 또다시 활성수소(H)로 분해 이온화되며, 수산화이온(OH)₂은 또다시 산소분자(O₂)로 분해 이온화되어 물 속에 잔류하거나 증발한다. 이때 발생되는 다량의 매우 불안정한 활성수소(H)를 물 속에 장시간 보존하기 위하여 미네랄이 풍부한 무기질을 함께 담가두면 활성수소(H)를 무기질 속으로 다량 흡장시키는 양질의 무기질재료와 재료합금의 구성비를 결정하고, 고효율의 고주파전력회로개발 및 전극재료의 종류와 전극구조개선으로 미네랄과 활성수소(H)들을 풍부하게 포함하는 음용수로서 산화환원전위(ORP)를 (-)수백 mV이하까지 장시간 유지하며, 수소이온농도(pH)를 중성상태(5.8∼8.5)로 유지하는 양질의 음용수를 생산하는 것이 새로운 기술적 과제로서 본 발명의 주목적이다. 본 발명의 다른 목적은 물 속에 강한 전기 및 진동에너지를 공급하여 가스 또는 촉매를 사용하여 산업폐수에 혼합된 불순물을 쉽게 분리, 희석, 침전하므로 고효율의 정수작용으로 보다 깨끗한 물을 생산할 때 불필요한 전력낭비를 감소하며 높은 변환효율의 대용량 고주파전력회로를 개발하는 것이 다른 주된 목적이다

도1은 본 발명의 물탱크 속에 고주파전압을 응용하여 전해 환원수 및 활성수소(H)를 발생하는 전자회로의 블록도 이다.

상기의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 물탱크 속에 고주파전압을 응용하여전해 환원수 및 활성수소(H)를 발생하는 회로의 구성과 작용들에서;

입력교류전압(Vin)에서 유입 또는 회로 내에서 발생하는 RFI/EMI잡음들을 코먼 모드(Common mode)의 제1, 2인덕턴스(L1, L2)와 제1∼4커패시터(C1∼C4)들 및 차동누설인덕턴스(Differential Leakage Induct.)의 제3, 4인덕턴스(L3, L4)와 제5커패시터(C5)로 구성되는 잡음여과필터를 전원접지(F. GND)에 접속하여 잡음을 여과하는 잡음여과필터부(1);

입력교류전압(Vin)의 L 단자를 휴스홀더(F)의 한쪽 단자에 접속하고, 휴스홀더의 다른 쪽 단자는 제1배리스터(TNR1), 제1커패시터(C1) 및 제1인덕터(L1)의 1번 단자들에 공통접속하고, L1의 2번 단자에 제2, 3커패시터(C2, C3)의 한쪽 단자들 및 제3인덕터(L3)의 1번 단자에 접속하고 L3의 2번 단자에 제5커패시터(C5)의 한쪽 단자를 접속한다.

스위치(S/W)를 통하여 입력교류전압(Vin)의 N 단자를 제1배리스터(TNR1), 제1커패시터(C1)의 다른 쪽 단자들은 제2인덕터(L2)의 3번 단자에 공통접속하고, 제2인덕터(L2)의 4번 단자에 제2, 4커패시터(C2, C4)의 다른 쪽 단자들과 제4인덕터(L4)의 3번 단자에 공통접속하고, (L4)의 4번 단자에 제5커패시터(C5)의 다른 쪽 단자를 접속하고, 제3, 4커패시터(C3, C4)가 직렬 접속되는 중간접속점을 교류전원접지(F. GND)에 접속한다.

여과필터부에서 출력되는 입력교류전압을 제어하는 교류전압제어부(2);

제3인덕터(L3)의 2번 단자에 제5, 7, 8, 9커패시터들(C5, C7, C8, C9), 제1저항(R1)의 한쪽 단자들과 제3트랜지스터(Q3)의 M1 단자를 공통 접속한다. 제7, 8커패시터들(C7, C8)의 다른 쪽 단자들 사이에 제1포트(Pot1)를 병렬접속하고, 제7커패시터(C7)의 다른 쪽 단자에 제3저항(R3)의 한쪽 단자를 접속하고, 제8커패시터(C8)의 다른 쪽 단자에 제1포트(Pot1), 제4트랜지스터(Q4), 제1가변저항(VR1)의 한쪽 단자들 및 (VR1)의 다른 쪽 단자에 제4저항(R4)을 순서대로 직렬접속하고, 제1포트(Pot1)와 제1가변저항(VR1)이 직렬 접속되는 중간접속점과 제3트랜지스터(Q3)의 제3게이트(G3) 사이에 제4트랜지스터(Q4)를 직렬 접속한다. 제9커패시터(C9)의 다른 쪽 단자에 제2저항(R2)을 직렬접속하고, 제3트랜지스터(Q3)의 M2 단자와 제2, 3, 4저항들(R2, R3, R4)의 다른 쪽 단자들을 제1브리지(BR1)의 한쪽 교류입력단자에 공통 접속한다. 제1저항(R1)의 다른 쪽 단자는 제6커패시터(C6)의 한쪽 단자에 직렬접속하고, 제4인덕터(L4)의 4번 단자에 제5, 6커패시터들(C5, C6)의 다른 쪽 단자들을 제1브리지(BR1)의 다른 쪽 교류입력단자에 접속한다.

제어되는 교류제어전압을 전파 정류하는 직류전압부(3);

제3트랜지스터(Q3)의 M2 단자와 제4인덕터(L4)의 4번 단자 사이에 제1브리지(BR1)의 입력교류단자들을 각각 접속하고, 제1브리지(BR1)의 직류 출력 단의 1번(+)과 2번(-) 사이에 제10커패시터(C10)와 제5저항(R5)을 병렬로 접속한다.

정류된 직류전압에서 고주파전압으로 변환하는 고주파전력제어부(4);

제1브리지(BR1)의 1번 단자에 제1트랜지스터(Q1)의 제1드레인(D1)과 제11, 13커패시터들(C11, C13) 및 제10저항(R10)의 한쪽 단자들을 공통접속하고, 제1브리지(BR1)의 2번 단자에 제2트랜스포머(T2) 2차코일의 4번 단자와 제2트랜지스터(Q2)의 제2소스(S2)와 제2다이오드(D2)에 병렬 접속되는 제9저항(R9)의 다른 쪽 단자 및 제14커패시터(C14)와 제11저항(R11)의 다른 쪽 단자들을 접속한다.

제1트랜지스터(Q1)의 제1소스(S1)와 제2트랜지스터(Q2)의 제2드레인(D2) 및 제3트랜스포머(T3)의 한쪽 단자 및 제11커패시터(C11)의 다른 쪽 단자에 병렬 접속되는 제1다이오드(D1)와 제8저항(R8)의 다른 쪽 단자들 및 제12커패시터(C12)의 한쪽 단자를 공통 접속한다. 제12커패시터(C12)의 다른 쪽 단자에 병렬로 접속되는 제2다이오드(D2)와 제9저항(R9)의 한쪽 단자들을 공통 접속한다.

제3트랜스포머(T3)의 다른 쪽 단자에 제1트랜스포머(T1)의 1번 단자에 제3다이오드(D3)의 한쪽 단자를 병렬접속하고, 제1트랜스포머(T1)의 2번 단자에 제3다이오드(D3), 제13커패시터(C13) 및 제10저항(R10)의 다른 쪽 단자들과 제14커패시터(C14)와 제11저항(R11)의 한쪽 단자들을 공통 접속한다.

제1, 2트랜지스터(Q1, Q2)와 제1트랜스포머(T1) 사이에 접속되는 제3트랜스포머(T3) 1차코일은 과전류를 감지하는 과전류감지부(5);

제1트랜지스터(Q1)의 제1소스(S1)와 제2트랜지스터(Q2)의 제2드레인(D2)을 제3트랜스포머(T3) 1차코일의 한쪽 단자에 접속하고, (T3)의 다른 쪽 단자는 제1트랜스포머(T1)의 1번 단자와 제3다이오드(D3)의 한쪽 단자를 병렬 접속한다. 게이트로직부(8)의 제3트랜스포머(T3) 2차코일의 1번과 2번의 각 단자들을 제3브리지(BR3)의 입력교류단자들에 각각 접속하고, (BR3)의 (+)출력단자에 접속되는 제18저항(R18)과 제23커패시터(C23) 사이에 제19저항(R19)을 병렬접속하고 (R19)의 다른 쪽 단자는 제11트랜지스터(Q11)의 7번 단자에 접속하고, (BR3)의 (-)출력단자는 제18저항(R18)과 제23커패시터(C23)의 다른 쪽 단자들과 직류접지에 공통 접속한다.

제1릴레이(RY1)의 구동코일에 전압을 공급(ON) 및 정지(OFF)하는 시간 을 제어하는 릴레이시간제어부(6);

직류 (+)12V단자에 제5트랜지스터(Q5)의 1번 단자와 제16커패시터(C16)의 (+)쪽 단자에 접속하고, (Q5)의 2번 직류접지단자에 제16, 17커패시터(C16, C17)들의 (-)단자와 제12저항(R12)의 다른 쪽 단자, 제9트랜지스터(Q9)의 8번 단자 및 제8트랜지스터(Q8)의 제8이미터(E8) 단자를 직류접지에 공통 접속한다. 제9트랜지스터(Q9)의 16번 단자에 (Q5)의 3번 단자, 제17, 18커패시터들(C17, C18)의 (+)쪽 단자들을 공통 접속한다.

제9트랜지스터(Q9)의 12번 단자에 제18커패시터(C18)의 다른 쪽 단자와 제12저항(R12)의 한쪽 단자를 접속한다. 제9트랜지스터(Q9)의 10번과 11번 단자들 사이에 제13저항(R13)과 제2가변저항(VR2)을 직렬로 접속한다. (Q9)의 9번과 11번 단자 사이에 제19커패시터(C19)를 접속한다.

제9트랜지스터(Q9)의 1, 2, 3번 단자중의 한 단자를 선택하여 제20커패시터(C20)의 (-)쪽 단자에 접속하고, (C20)의 (+)쪽 단자는 제6트랜지스터(Q6)의 제6베이스(B6)와 제15저항(R15)의 한쪽 단자에 공통접속하고, 직류 (+)12V단자에 제1릴레이(RY1) 구동코일의 (+)단자와 제5다이오드(D5)의 P형 단자를 접속하고, (D5)의 N형 단자에 제15, 16저항(R15, R16)의 단자들을 공통 접속한다. 제16저항(R16)의 한쪽 단자는 제6트랜지스터(Q6)의 제6컬렉터(C6) 단자에 접속하고, (Q6)의 제6이미터(E6) 단자는 제7트랜지스터(Q7)의 제7베이스(B7) 단자에 접속하고, (Q7)의 제7이미터(E7) 단자는 제8트랜지스터(Q8)의 제8베이스(B8) 단자에 접속하고, (Q7, Q8)의 제7, 8컬렉터(C7, C8) 단자들은 제1릴레이(RY1) 구동코일의 (-)단자에 공통접속하고, (RY1)의 구동코일 (+, -)양 단자 사이에 제10다이오드(D10)를 접속하고, 제8트랜지스터(Q8)의 제8이미터(E8) 단자는 직류접지에 접속한다. (Q9)의 4번과 직류접지 8번 단자들 사이에 LED 및 제14저항(R14)을 직렬로 접속한다.

제1릴레이(RY1)의 구동코일에 전압을 정지(OFF) 또는 공급(ON)하므로 (RY1)의 두 접점을 동시에 N.C.상태에서 N.O.상태로 또는 반대상태로 접속하여 물탱크 속의 전극 1번과 2번에 공급되는 고주파전력을 정상(N.C.) 또는 반대(N.O.)극성으로 전극을 전환하므로 전극에 붙어있는 불순물을 제거하며 세척하는 릴레이전극전환부(7);

제1트랜스포머(T1) 2차코일의 1번 단자에 병렬로 접속되는 제4다이오드(D4)와 제15커패시터(C15) 및 초커(Choke)의 한쪽 단자들과 공통접속하고, 병렬로 접속되는 제4다이오드(D4)와 제15커패시터(C15)의 다른 쪽 단자들에 접속되는 제1릴레이(RY1)의 한쪽 N.C.접점상태를 통하여 물탱크 속의 전극 1번 단자에 접속하고, 제1트랜스포머(T1) 2차코일의 2번 단자는 제1릴레이의 다른 쪽 N.C.접점상태를 통하여 물탱크 속의 전극 2번 단자에 접속한다. 만약 제1릴레이 구동코일에 전압을 공급(ON)하면 두 접점은 동시에 N.C.상태에서 N.O.상태로 접속되어 출력고주파전력을 정상극성으로 물탱크 속의 전극 1번과 2번에 공급하고, (RY1)의 구동코일에 전압을 정지(OFF)하면 두 접점들은 즉시 N.O.상태에서 N.C.상태로 복귀되어 출력고주파전력을 반대극성으로 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자들에 공급하므로 전극에 붙어있는 불순물을 제거하며 전극의 세척작용을 한다. 초커(Choke)의 다른 쪽 단자와 제1트랜스포머(T1) 2차코일의 2번 단자 사이에 진동자(Vib)를 접속한다.

펄스신호전압을 발생하여 고주파전력회로를 제어하는 게이트로직부(8);

게이트로직부에서 제1트랜스포머(T1) 2차코일의 1번과 2번 각 단자를 제2브리지(BR2)의 교류입력단자(1, 3번)들에 각각 접속하고, (BR2)의 직류출력단자들(4, 2번)사이에 제28저항(R28)과 제3가변저항(VR3) 및 제29저항(R29)들을 직렬로 접속한다. 제3가변저항(VR3)의 중간단자를 제25, 26저항들(R25, R26)의 다른 쪽 단자들과 공통접속하고, 제26저항(R26)의 한쪽 단자에 제28커패시터(C28)의 (-)쪽 단자와 제27커패시터(C27)의 (+)단자를 제11트랜지스터(Q11)의 2번 단자에 접속한다. (Q11)의 2번과 3번 단자들 사이에 제27커패시터(C27)와 제27저항(R27)을 직렬로 접속한다. 제28커패시터(C28)의 (+)단자는 제26저항(R26)의 한쪽 단자에 접속한다. (Q11)의 2번과 직류접지사이에 제24저항(R24)을 접속한다.

제11트랜지스터(Q11)의 1번 단자와 직류접지사이에 제23저항(R23)과 제26커패시터(C26)를 병렬로 접속하고, (Q11)의 1번과 18번 단자들 사이에 제22저항(R22)을 접속하고, (Q11)의 18번 단자에 제25커패시터(C25)와 제21저항(R21)의 한쪽 단자를 접속한다. (Q11)의 6번 단자에 제21저항(R21)의 다른 쪽 단자를 접속하고, (Q11)의 6번 단자와 직류접지사이에 제24커패시터(C24)의 (+)쪽 단자와 제8다이오드(D8)의 P형 쪽 단자와 제33커패시터(C33)의 (+)쪽 단자 및 제20저항(R20)의 한쪽 단자를 접속하고, (C33)와 (20)의 다른 쪽 단자들은 접지에 접속한다. 제8다이오드(D8)의 N형 쪽 단자는 (Q11)의 5번과 8번 단자들에 공통 접속한다.

제2트랜스포머(T2) 1차코일의 5번 단자에 제11트랜지스터(Q11)의 16번 단자와 제12, 13트랜지스터(Q12, Q13)들의 제12, 13베이스(B12, B13) 및 제6다이오드(D6)의 N형쪽 단자와 공통접속하고, 상기 (T2)의 1차코일의 7번 단자에 (Q11)의 13번 단자와 제14, 15트랜지스터(Q14, Q15)들의 제14, 15베이스(Q14, Q15) 및 제7다이오드(D7)의 N형 단자와 공통접속하고, 제6, 7다이오드들(D6, D7)의 P형 쪽 단자들은 직류접지에 공통 접속한다. 직류 (+)12V 단자에 접속되는 (Q11)의 14, 17번 단자들과 제9다이오드(D9)의 P형 쪽 단자와 제29커패시터(C29)의 (+)쪽 단자를 공통접속하고 (C29)의 (-)단자를 직류접지에 접속한다. (D9)의 N형 쪽 단자에 제12, 14트랜지스터(Q12, Q14)들의 제12, 14컬렉터(C12, C14)들을 공통 접속한다. 제12, 13트랜지스터(Q12, Q13)들의 제12, 13이미터(E12, E13)들의 공통 접속 점을 JMP선으로 (T2)의 5번 단자 쪽으로 이동 접속할 때 제14, 15트랜지스터(Q14, Q15)들의 제14, 15이미터(E14, E15)들의 공통 접속 점을 JMP선으로 (T2)의 7번 단자 쪽으로 함께 이동 접속한다.

제11트랜지스터(Q11)의 4번 단자에 제21커패시터(C21)를, 10번 단자에 제22커패시터(C22)를, 9번 단자에 제17저항(R17)의 한쪽 단자들을 각 접속하고, (C21, C22)들과 (R17)의 다른 쪽 단자들과 (Q11)의 11번과 15번 단자들을 직류접지에 공통 접속한다.

제3트랜스포머(T3) 2차코일의 1번과 2번 단자를 제3브리지(BR3)의 입력교류단자들에 각각 접속하고, (BR3)의 (+)출력단자에 접속되는 제18저항(R18)과 제23커패시터(C23) 사이에 제19저항(R19)을 병렬 접속되는 다른 쪽 단자를 제11트랜지스터(Q11)의 7번 단자에 접속하고, (BR3)의 (-)출력단자와 제18저항(R18)및 제23커패시터(C23)의 다른 쪽 단자들을 직류접지에 접속한다.

제4트랜스포머(T4) 1차코일의 1번과 4번 단자는 입력전원전압(Vin)의 L과 N 단자에 직접 접속하고, (T4)의 2차코일 5번과 8번 단자들은 제4브리지(BR4)의 3번과 1번 입력단자에 각각 접속하고, 제4브리지(BR4)의 출력(4)단자와 직류(2)접지단자들 사이에 제10트랜지스터(Q10)의 1번 단자와 제30, 32커패시터들(C30, C32)의 (+)단자들을 접속하고 (Q10)의 3번 단자에 (Q11)의 14번과 17번 단자들이 접속되는 공통점과 직류접지(2)사이에 제31커패시터(C31)를 접속한다.

게이트로직부(8)에서 제11트랜지스터(Q11)의 최저전압과 과열온도의 이상현상과 오동작을 감지하여 제2스위칭부(4)의 동작을 정지하는 이상감지부(8);

게이트로직부(8)의 제11트랜지스터(Q11)를 동작하는데 필요한 최저전압과 과열온도 및 제1 3트랜지스터(Q1 Q3)들과 제1, 3트랜스포머들(T1, T3)에서 발생되는 과전압과 과전류 및 부품파손에 의한 이상현상과 오동작들을 감지하여 게이트로직부(8)의 동작을 정지하여 제2스위칭부의 고주파전력회로를 정지한다.

제1트랜스포머(T1) 및 제1 3트랜지스터들(Q1 Q3)에 부착된 서미스터들이 과열되어 게이트로직부(8)를 정지 또는 재 동작하는 온도감지부(9);

제1트랜스포머(T1) 및 제1∼3트랜지스터들(Q1∼Q3)에 붙어있는 각 방열 판의 온도가 방열 판에 부착된 제1∼3서미스터들(TH1∼TH3)의 온도(45℃)보다 높으면 각 서미스터들에 직렬로 접속되는 게이트로직부(8)의 전원을 정지하고, 각 서미스터들의 온도가 45℃로 재 복귀되면 게이트로직부의 전원을 공급하여 제2스위칭부의 고주파전력회로를 재 동작한다.

이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 물탱크 속에 고주파전압을 인가하여 전해 환원수 및 활성수소(H)들을 생성하는 고주파전력회로의 원리를 설명한다

도1은 본 발명의 물탱크 속에 고주파전압을 인가하여 전해 환원수 및 활성수소(H)를 발생하는 전자회로의 블록도 이다.

도1은 본 발명의 고주파전력회로에서, 입력교류전압(Vin)의 한쪽 단자(L)와 다른 쪽 단자(N) 사이에 접속되는 코먼 모드 및 차동누설인덕턴스의 필터회로는 입력교류전압(Vin)에서 유입하는 RFI/EMI와 회로 내 외에서 발생하는 잡음들과 고조파를제거하여 전원접지(F. GND)로 여과하는 잡음여과필터부(1);

입력교류전압(Vin)의 L 및 N 단자 사이에 접속되는 잡음여과필터부(1)의 후단에 접속되는 제7, 8, 9커패시터들(C7, C8, C9), 제1포터(Pot1), 제1가변저항(VR1) 및 제2, 3, 4저항들(R2, R3, R4)로 구성되는 회로의 충 방전하는 전압을 제4트랜지스터(Q4)를 통하여 제3트랜지스터(Q3)의 제3게이트(G3)에 입력하여 입력교류전압의 위상각을 점호 및 제어하는 교류전압제어부(2);

교류전압제어부(2)의 출력전압을 제1브리지(BR1)에서 전파 정류한 직류전압(또는 배터리)을 제10커패시터(C10)와 제5저항(R5)이 충 방전작용의 연속적 반복 작용으로 직류전압에 새로운 진동주파수 전압을 포함하는 직류전압부(3);

직류전압부(3)의 출력전압(1)을 제1트랜지스터(Q1)의 제1드레인(D1)과 제13커패시터(C13) 한쪽 단자들에 동시에 공급한다. 게이트로직부(8)에 접속된 제2트랜스포머(T2) 2차코일(1 및 2번)의 출력펄스신호전압(Pa)을 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1) 사이에 입력하여 제1트랜지스터(Q1)가 온(ON)되면 제1트랜지스터(Q1)의 제1소스(S1), 제3, 1트랜스포머들(T3, T1) 및 제14커패시터(C14)의 순서로 구성되는 회로에서 (+)반주기의 파형을 발생하고, 반대로 상기의 2차코일(3 및 4번)의 출력펄스신호전압(Pb)을 제2트랜지스터(Q2)의 제2게이트(G2)와 제2소스(S2) 사이에 입력하여 제2트랜지스터(Q2)가 온(ON)되면 제13커패시터(C13), 제1, 3트랜스포머들(T1, T3) 및 제2트랜지스터(Q2)의 제2드레인(D2)과 제2소스(S2)의 순서로 구성되는 회로에서 (-)반주기의 파형을 발생하여 완성되는 1사이클의 1주기를 연속적인 반복 작용에 의하여 수십Khz이상의 고주파전력을 제1트랜스포머(T1)에서 출력하는 고주파전력제어부(4);

상기의 고주파전력제어부(4)가 동작하면 제3트랜스포머(T3)의 1차코일에 유기 되는 전압에 의하여 (T3)의 2차코일 1번과 2번에 유도되는 변동전압을 전파 정류한 직류전압을 게이트로직부(8)의 제11트랜지스터(Q11)의 6번과 7번 단자 사이에 입력하여 제1 ,2트랜지스터(Q1, Q2)들과 제1트랜스포머(T1)에 흐르는 전류를 감지하여 게이트로직부(8)의 동작을 정지 및 재 동작하는 과전류감지부(5);

제1릴레이(RY1)의 구동코일에 전압(+, -)을 공급(ON) 또는 정지(OFF)하는 시간을 제어하기 위하여, 제9트랜지스터(Q9)의 10번과 11번 단자 사이에 제2가변저항(VR2)에 직렬 접속되는 제13저항(R13)과 9번과 11번 단자 사이에 접속되는 제19커패시터(C19)로 구성되는 회로의 충 방전작용에 의하여 제20커패시터(C20)를 충전한다. 상기의 (C20)에 충전된 전압으로 제6트랜지스터(Q6)가 온(ON)되면 제7, 8트랜지스터(Q7, Q8)들이 동작하여 제20커패시터(C20)가 방전하는(ON) 시간동안 제1릴레이(RY1) 구동코일에 전압을 공급하여 두 접점들은 동시에 N.C.상태에서 N.O.상태로 전환하고, 반대로 방전된 (C20)을 재충전(OFF)하는 시간동안 제6 8트랜지스터(Q6 Q8)들이 오프(OFF)되어 (RY1)의 구동코일에 전압공급을 정지하면 두 접점들은 즉시N.O.상태에서 N.C.상태로 복귀하는 작용을 한다. (C20)의 충 방전하는 시간에 의하여 릴레이 구동코일에 전압을 공급(ON) 또는 정지(OFF)를 연속적으로 반복하는 릴레이시간제어부(6);

제1트랜스포머(T1) 2차코일의 1번과 2번 단자 사이에 초크(Choke)에 직렬로 진동자(Vib)를 접속하고, (T1)의 2차코일 1번 단자와 제1릴레이(RY1)의 한쪽 입력 N.C.접점 사이에 제4다이오드(D4)와 병렬로 접속되는 제15커패시터(C15)를 접속한다. 만약 (RY1) 구동코일에 전압을 정지(OFF)하면 두 접점들은 접속된 N.C.상태에서 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자에 정상극성의 고주파전력을 공급하고, (RY1)의 구동코일에 전압을 공급(ON)하면 두 접점은 동시에 N.C.상태에서 N.O.상태로 접속되어 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자에 반대극성의 고주파전력을 공급한다. 제1릴레이(RY1) 구동코일에 전압을 공급(ON) 또는 정지(OFF)함에 의하여 고주파전력이 공급되는 전극을 교대로 전환하므로 전극에 붙어있는 불순물을 제거하며 세척하는 릴레이전극전환부(7);

게이트로직부(8)의 펄스신호전압(PWM)을 전기적으로 절연되는 제2트랜스포머(T2) 1차코일(5번과 7번)의 단자 사이에 공급되면, (T2)의 2차코일(1번과 2번) 단자들 및 (3번과 4번) 단자들 사이에는 동일주기에서 서로 상반되는 양·부(±) 펄스신호전압(Pa, Pb)을 출력한다. 게이트로직부(8)의 제2트랜스포머(T2) 2차코일(1번과 2번)의 단자들에 유도되는 양(+)펄스신호전압(Pa)을 제6저항(R6)을 통하여 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 공급하여 제1트랜지스터(Q1)를 온(ON) 및 오프(OFF)하며, (T2)의 2차코일(3번과 4번)의 단자들에 유도되는 부(-)펄스신호전압(Pb)을 제7저항(R7)을 통하여 제2트랜지스터(Q2)의 제2게이트(G2)와 제2소스(S2)사이에 공급하여 제2트랜지스터(Q2)를 오프(OFF) 및 온(ON)한다. 게이트로직부(8)의 펄스신호전압(PWM)을 제2트랜스포머(T2)를 통하여 출력펄스신호전압(Pa 및 Pb)을 각각 제1, 2게이트(G1, G2)들에 공급하여 제1, 2트랜지스터(Q1, Q2)들을 교대로 온(ON) 또는 오프(OFF)하는 펄스신호전압을 발생하는 게이트로직부(8);

제1트랜스포머(T1) 및 제1∼3트랜지스터들(Q1∼Q3)에 붙어있는 각 방열 판의 온도가 방열 판에 부착된 제1∼3서미스터(TH1∼TH3)들의 온도(45℃)보다 높으면 각 서미스터들에 직렬 접속되는 게이트로직부(8)의 전원을 정지하여 펄스신호전압(PWM)을 정지하고, 각 서미스터들의 온도가 45℃로 재 복귀되면 게이트로직부의 전원을 공급하여 펄스신호전압을 출력하여 고주파전력회로를 재 동작하는 온도감지부(9);

물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자 사이에 고주파전력을 공급하면 물분자들은 수소분자(H₂)와 수산화이온(OH)₂으로 분해한다. 이때 분리되는 수소분자(H₂)는 또다시 활성수소(H)로 분리 이온화하여 수소이온농도(pH)를 중성상태(5.8∼8.5)로 유지하는 양질의 전극재료와 전극구조개선, 다량 생성되는 매우 불안정한 활성수소(H)들을 미네랄이 풍부한 무기질 속에 효율적으로 흡장시키는 미네랄 원소들로서 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 칼륨(K), 아연(Zn), 망간(Mn)에 흡장시키므로 산화환원전위(ORP)값을 (-)수백 mV이하까지 수시간 수십 시간동안 유지하는 양질의 무기질재료와 재료합금의 구성비를 결정하는 조건들(10);

상기의 구성에 의한 본 발명의 물탱크 속에 고주파전압을 응용하여 전해 환원수 및 활성수소(H)를 발생하는 전자회로의 동작 기능들은 다음과 같다.

잡음여과필터부(1)의 기능은 입력교류전압(110∼220V, 50∼60Hz)의 L과 N단자에 접속되는 제1커패시터(C1), 제1, 2인덕터들(L1, L2) 및 제2, 3, 4커패시터(C2, C3, C4)들로 구성되는 코먼 모드 필터와 제3, 4인덕터들(L3, L4), 제5커패시터(C5) 및 제1저항(R1)에 직렬 접속되는 제6커패시터(C6)로 구성되는 차동누설인덕턴스필터에 유입되는 RFI/EMI와 회로 내 외에서 발생하는 잡음들은 제3, 4커패시터들(C3, C4)이 직렬 접속되는 중간접점을 입력전원접지(F. GND)에 접속하여 잡음 및 고조파를 제거하여 여과하는 작용을 한다.

교류전압제어부(2)의 기능은 잡음여과필터부(1)의 후단에 접속되는 제7, 8커패시터들(C7, C8), 제1포트(Pot1)와 제3저항(R3) 및 제1가변저항(VR1)에 직렬 접속되는 제4저항(R4)으로 구성되는 회로에서 충 방전하는 전압을 제4트랜지스터(Q4)를 통하여 제3트랜지스터(Q3)의 제3게이트(G3)에 입력하여 입력교류전압의 위상각을 점호하여 입력교류전압을 제어하는 작용을 한다.

직류전압부(3)의 기능은 교류제어전압을 제1브리지(BR1)에서 전파 정류하여 출력되는 직류전압 1번과 2번 사이에 접속되는 제10커패시터(C10)와 제5저항(R5)의 충 방전으로 새로운 진동주파수 전압을 포함하는 직류전압을 출력하는 작용을 한다.

고주파전력제어부(4)의 기능은 직류전압부(3)의 (+)출력전압을 제1트랜지스터(Q1)의 제1드레인(D1)과 제13커패시터(C13)의 한쪽 단자들에 동시에 공급한다. 게이트로직부(8)에서 출력되는 펄스신호전압(PWM)을 제2트랜스포머(T2) 2차코일(1번과 2번)에 접속되는 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 펄스신호전압(Pa)을 입력하여 제1트랜지스터(Q1)를 온(ON)하면 제1트랜지스터(Q1)의 제1소스(S1), 제3, 1트랜스포머들(T3, T1) 및 제14커패시터(C14)로 구성되는 회로에서 (+)반주기의 파형을 발생하며, 반대로 상기 (T2)의 2차코일( 3번과 4번)에 접속되는 제2트랜지스터(Q2)의 제2게이트(G2)와 제2소스(S2)사이에 펄스신호전압(Pb)을 입력하여 제2트랜지스터(Q2)를 온(ON)하면 제13커패시터(C13), 제1, 3트랜스포머들(T1, T3) 및 제2트랜지스터(Q2)로 구성되는 회로에서 (-)반주기의 파형을 발생하여 완성되는 1사이클의 1주기를 연속적인 반복 작용에 의하여 수십Khz이상의 고주파전압을 제1트랜스포머(T1) 2차코일(1번과 2번)에서 출력되는 고주파전력을 제1릴레이(RY1)를 통하여 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자에 고주파전력을 공급하는 작용을 한다.

과전류감지부(5)의 기능은 직렬로 접속되는 제1, 2트랜지스터(Q1, Q2)들과 제13, 14커패시터들(C13, C14) 사이에 접속된 제1트랜스포머(T1)에 직렬 접속되는 제3트랜스포머(T3)의 1차코일에서 유기 되는 전압에 의하여 (T3)의 2차코일(1번과 2번) 단자들에 유도되는 전압을 게이트로직부(8)의 7번 단자와 접지사이에 입력되면 게이트로직부(8)에서 출력되는 13번과 16번의 펄스신호전압(PWM)으로 정지 또는 재동작하여 제2스위칭부의 동작을 정지 또는 재 동작을 한다.

릴레이시간제어부(6)의 기능은 제1릴레이(RY1) 구동코일에 전압(+, -)을 공급(ON) 및 정지(OFF)하는 시간을 제어하기 위하여, 제9트랜지스터(Q9)의 10번과 11번 단자 사이에 제2가변저항(VR2)과 직렬 접속되는 제13저항(R13) 및 9번과 11번 단자 사이에 접속되는 제19커패시터(C19)의 충·방전작용에 의하여 제20커패시터(C20)에 충전된 전압으로 제6트랜지스터(Q6)를 온(ON)하면 제7, 8트랜지스터들(Q7, Q8)이 동작하여 (C20)가 방전(ON)하는 시간동안 제1릴레이(RY1) 구동코일에 전압을 공급하면 두 접점들은 동시에 N.C.상태에서 N.O.상태로 전환하고, 방전된 제20커패시터(C20)가 재충전(OFF)하는 시간동안 제6트랜지스터(Q6)가 오프(OFF)되어 제7, 8트랜지스터(Q7, Q8)들이 오프(OFF)되므로 (RY1)의 구동코일에 공급전압을 정지하면 두 접점들은 즉시 N.O.상태에서 N.C.상태로 재 복귀하는 반복 작용에 의하여 제1릴레이(RY1) 구동코일에 전압을 공급(ON) 및 정지(OFF)하는 시간을 제어하는 작용을 한다.

릴레이전극전환부(7)의 기능은 제1트랜스포머(T1) 2차코일의 출력단자(1번과 2번) 사이에 초크(Choke)에 직렬로 진동자(Vib)를 접속하고, (T1)의 2차코일 단자 1번과 제1릴레이(RY1)의 한쪽 N.C.접점 사이에 제4다이오드(D4)와 병렬로 접속되는 제15커패시터(C15)를 접속한다. (RY1)의 구동코일에 전압을 정지(OFF)하면 두 접점들이 접속된 N.C.상태에서 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자에 정상극성의 고주파전력을 공급하고, 반대로 (RY1)의 구동코일에 전압을 공급(ON)하면 두 접점은 동시에 N.C.상태에서 N.O.상태로 접속되어 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자에 반대극성의 고주파전력을 공급한다. (RY1)의 구동코일 전압을 공급(ON) 또는 정지(OFF)하면 전극전압을 정상 또는 반대극성으로 교대로 전환하므로 전극에 붙어있는 불순물을 제거하며 세척하는 작용을 한다.

게이트로직부(8)의 기능은 게이트로직부(8)의 펄스신호전압(PWM)을 전기적으로 절연되는 제2트랜스포머(T2) 1차코일의 (5번과 7번)단자에 입력되면 (T2)의 2차코일 (1번과 2번) 단자들 및 (3번과 4번) 단자들에 동일주기에서 서로 상반되는 양·부(±)펄스신호전압(Pa 및 Pb)을 출력한다. 제2트랜스포머(T2) 2차코일의 (1번과 2번) 단자들에 유도되는 양(+)펄스신호전압(Pa)은 제6저항(R6)을 통하여 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 공급하면 제1트랜지스터(Q1)가 온(ON) 및 오프(OFF)하고, (T2)의 2차코일 (3번과 4번) 단자들에 유도되는 부(-)펄스신호전압(Pb)은 제7저항(R7)을 통하여 제2트랜지스터(Q2)의 제2게이트(G2)와 제2소스(S2)사이에 공급하면 제2트랜지스터(Q2)는 오프(OFF) 및 온(ON)한다. 게이트로직부(8)에 접속되는 제2트랜스포머(T2)를 통하여 출력되는 펄스신호전압(PWM)에 의하여 제1트랜지스터(Q1)는 온(ON) 및 오프(OFF)하고 반대로 제2트랜지스터(Q2)는 오프(OFF) 및 온(ON)한다. 상기의 출력되는 양·부(±)의 펄스신호전압에 의하여 제2스위칭부의 고주파전력회로를 온(ON) 및 오프(OFF)하는 작용을 하며 또한 고주파전력회로에서 발생되는 과전압 및 과전류를 감지하여 고주파전력회로를 정지 또는 재 동작하는 작용을 겸하고 있다.

온도감지부(9)의 기능은 제1트랜스포머(T1) 및 제1∼3트랜지스터들(Q1∼Q3)에 붙어있는 각 방열 판의 온도가 방열 판에 부착된 제1∼3서미스터(TH1∼TH3)들의 온도(45℃)보다 높으면 서미스터들과 직렬 연결되는 게이트로직부(8)의 전압을 정지하여 펄스신호전압을 정지하고, 각 서미스터들의 온도가 45℃로 복귀되면 서미스터들과 직렬 연결되는 게이트로직부(8)의 전압을 공급하여 펄스신호전압을 출력하여 제2스위칭부의 고주파전력회로를 재 동작하는 작용을 한다.

본 발명은 입력교류전원(110∼220V, 50∼60Hz)에서 유입되는 RFI/EMI와 회로 내·외에서 발생되는 잡음들과 고조파를 코먼 모드 및 차동누설인덕턴스의 잡음여과필터를 통하여 전원접지(F. GND)로 여과(1)하는 기능, 잡음여과필터를 통하여 입력되는 교류전압을 제어하는 교류제어전압(2)의 기능, 교류제어전압을 전파 정류하는 직류전압(또는 배터리)(3)의 기능, 직류전압(또는 배터리)에서 수십Khz이상의 고주파전압으로 변환하는 고효율 및 파형 왜곡을 최소화하는 고주파전력(4)을 출력하는 기능, 트랜스포머와 각 반도체소자들의 과전압과 과전류(5)를 감지할 때, 부품이 파손되었을 때, 회로접지가 불량일 때의 이상현상과 오동작상태를 감지하면 게이트로직부(8)의 펄스신호전압을 정지하여 고주파전력회로의 동작을 정지하고 이상현상 및 오동작들이 없으면 고주파전력회로를 재 동작하는 기능, 릴레이 구동코일에 전압을 공급(ON) 또는 정지(OFF)하는 시간을 제어하는 릴레이시간제어(6)의 기능, 릴레이시간제어에 의하여 물 속의 전극 1번과 2번 단자들에 정상극성 또는 반대극성으로 고주파전력을 교대로 전극에 공급하므로 전극에 붙어있는 불순물을 제거하며 세척하는 릴레이전극전환(7)의 기능, 회로 내의 과열부품들에 붙어있는 각 방열 판의 온도가 방열 판에 부착된 서미스터들의 온도(45℃)보다 높으면 회로 동작을 정지하고, 각 서미스터들의 온도가 45℃로 재 복귀되면 회로를 재 동작하는 온도감지기능(9)들을 가진다.

제1스위칭부(2)의 제3트랜지스터(Q3), 제2스위칭부(4)의 제1, 2트랜지스터들(Q1, Q2) 및 제1트랜스포머(T1)등의 이상현상 및 오동작을 최소화하며 고효율의 고주파전력을 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자에 공급하여 풍부한 활성수소(H)를 생성하는 고주파전력회로, 물 속에 생성된 풍부한 활성수소(H)들을 미네랄이 풍부한 무기질 속으로 쉽게 흡장시키는 무기질재료와 재료합금의 구성비, 양질의 전극재료의 종류와 전극구조개선 및 전극에 도금하는 백금두께를 결정(10)하는 기능들을 응용하여 산화환원전위(ORP)를 (-)수백 mV이하까지 수시간∼수십 시간동안 유지하고, 수소이온농도(pH)를 중성상태(5.8∼8.5)로 유지하며 항균작용을 가지는 양질의 음용수를 생산 공급하는 것이 본 발명의 새로운 효과들이다.

Claims

물탱크 속에 고주파전압을 응용하여 전해 환원수 및 활성수소(H)를 발생하는 전자회로에 있어서,

입력교류전압(110∼220V, 50∼60Hz)에서 유입되는 RFI/EMI와 회로 내 외에서 발생하는 잡음들을 제거하기 위하여 코먼 모드(C1∼C4, L1, L2)와 차동누설인덕턴스(L3, L4, C5)의 잡음여과필터회로를 가지며, 벼락방지용 배리스터소자(TNR1)를 사용하여 외부회로에서 유입되는 순시과도전압을 억제하고, 고조파 및 잡음들을 여과하는 잡음여과필터를 전원접지(F. GND)에 접속하여 여과하는 것을 특징으로 하는 잡음 및 고조파 여과필터의 수단(1).

잡음여과필터에서 잡음을 제거 및 여과한 입력교류전압(110∼220V, 50∼60Hz)에 접속되는 제3, 4트랜지스터들(Q3, Q4), 제6, 7, 8커패시터들(C6, C7, C8), 제1포트(Pot1), 제1가변저항(VR1), 제3, 4저항들(R3, R4) 및 스너버(Snubber) 회로의 제1, 2저항(R1, R2)과 제9커패시터(C9)로 구성되는 회로에서 2중의 시정수로 조정되는 전압을 제4트랜지스터(Q4)를 통하여 제3트랜지스터(Q3)의 제3게이트(G3)에 입력하여 입력교류전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 제1스위칭부의 입력교류전압제어의 수단(2).

제어되는 입력교류전압을 제1브리지(BR1)에서 전파 정류하여 출력되는 직류전압(또는 배터리)의 1번과 2번 단자 사이에 병렬 접속되는 제10커패시터(C10)와 제5저항(R5)의 충·방전작용에 의하여 출력되는 직류전압에 새로운 진동주파수 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 직류전압의 수단(3).

새로운 진동주파수 전압을 포함하는 직류전압에 접속되는 제1트랜지스터(Q1)의 제1드레인(D1)과 제13커패시터(C13)에서, 게이트로직부(8)에 접속되는 제2트랜스포머(T2) 2차코일의 단자(1번과 2번)들의 출력펄스신호전압(Pa)을 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)에 입력하면 제1트랜지스터(Q1), 제3, 1트랜스포머들(T3, T1) 및 제14커패시터(C14)의 순서로 구성되는 회로에서 (+)반주기의 파형을 발생하고, 상기 (T2)의 2차코일의 단자(3번과 4번)들의 출력펄스신호전압(Pb)을 제2트랜지스터(Q2)의 제2게이트(G2)와 제2소스(S2)에 입력하면 제13커패시터(C13), 제1, 3트랜스포머들(T1, T3) 및 제2트랜지스터(Q2)의 순서로 구성되는 회로에서 (-)반주기의 파형을 발생하여 완전한 1사이클의 1주기를 연속적인 반복 작용에 의하여 수십Khz이상의 고주파전압을 제1트랜스포머(T1)에서 고주파전력으로 변환하는 것을 특징으로 하는 제2스위칭부의 고주파전력제어의 수단(4).

직류전압부의 출력 1번과 2번 단자 사이에 각각 직렬 접속되는 제1, 2트랜지스터들(Q1, Q2) 및 제13, 14커패시터들(C13, C14)의 중간단자들 사이에 직렬로 제1, 3트랜스포머들(T1, T3)을 접속하는 고주파전력회로의 제3트랜스포머(T3) 1차 코일에서 전류를 감지하는 것을 특징으로 하는 과전류감지의 수단(5).

제9트랜지스터(Q9)에 접속되는 제20커패시터(C20)에 충전되는 전압을 제6, 8트랜지스터들(Q6, Q8)을 통하여 방전하는 시간동안 제1릴레이(RY1) 구동코일에 전압을 공급(ON)하면 릴레이의 두 접점들은 동시에 N.C.상태에서 N.O.상태로 전환하여 물탱크속의 전극 1번과 2번 단자에 반대극성의 고주파전력을 공급한다. 상기의 (Q9)회로에서 방전된 제20커패시터(C20)를 재충전하는 시간동안에는 제6∼8트랜지스터(Q6∼Q8)들이 동작을 정지하여 (RY1)의 구동코일에 전압을 정지(OFF)하므로 릴레이의 두 접점들은 동시에 N.O.상태에서 N.C.상태로 재 복귀되어 물탱크속의 전극 1번과 2번 단자에 정상극성의 고주파전력을 공급한다. (RY1)의 구동코일에 전압을 공급(ON) 또는 정지(OFF)하는 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴레이시간제어의 수단(6).

제1릴레이(RY1) 구동코일에 전압을 정지(OFF)하면 두 접점들은 접속된 N.C.상태에서 고주파전력회로(4)의 출력단자(1번과 2번)에 접속되는 제4다이오드(D4)와 병렬 접속되는 제15커패시터(C15)를 통하여 물탱크속의 전극 1번과 2번에 정상극성의 고주파전력을 공급하고, 릴레이(RY1) 구동코일에 전압을 공급(ON)하면 두 접점들은 동시에 N.C.상태에서 N.O.상태로 전환하여 물탱크속의 전극 1번과 2번에 반대극성의 고주파전력을 공급한다. (RY1)의 구동코일에 전압을 공급 또는 정지함에 의하여 물탱크속의 전극 1번과 2번에 공급되는 고주파전력을 정상 또는 반대극성으로교대로 전극을 전환하므로 전극에 붙어있는 불순물을 제거하며 세척하는 것을 특징으로 하는 릴레이전극전환의 수단(7).

고주파전력회로(4)의 제1, 2트랜지스터들(Q1, Q2)을 교대로 온(ON) 및 오프(OFF)하는 펄스신호전압을 발생하는 게이트로직부(8)에서 제2트랜스포머(T2) 1차코일의 5번과 7번 단자에 펄스신호전압(PWM)이 입력되면, (T2)의 2차코일 (1번과 2번) 및 (3번과 4번)에서 출력되는 양·부(±)의 펄스신호전압(Pa 및 Pb)은 동일주기에서 서로 상반되는 펄스신호전압(Pa)에 의하여 제1트랜지스터(Q1)를 온(ON) 및 오프(OFF)하면 반대로 상기의 펄스신호전압(Pb)에 의하여 제2트랜지스터(Q2)를 오프(OFF) 및 온(ON)하여 완전한 1사이클의 1주기를 연속적인 반복 작용에 의하여 수십Khz이상의 고주파전력회로를 제어하는 펄스신호전압(PWM)을 발생하는 것을 특징으로 하는 게이트로직부의 수단(8).

제1트랜스포머(T1) 및 제1∼3트랜지스터들(Q1∼Q3)에 붙어있는 각 방열 판의 온도가 방열 판에 부착된 제1∼3서미스터들(TH1∼TH3)의 온도(45℃)보다 높으면 각 서미스터들에 직렬 접속되는 게이트로직부(8)의 동작전압을 정지하여 고주파전력회로를 정지하고, 각 서미스터들의 온도가 45℃로 재 복귀되면 서미스터들에 직렬 접속되는 게이트로직부의 동작전압을 공급하여 고주파전력회로를 재동작하는 것을 특징으로 하는 온도감지의 수단(9).

우수한 전도성과 인체에 전혀 무해한 전극재료두께(1∼2mm)로서 티타늄 판재 및 티타늄 망(또는 스테인리스 판재와 파이프)의 전극구조에 도금하는 백금두께(0.5∼3㎛)의 선택, 물탱크 속에 생성된 풍부한 활성수소(H)들을 미네랄이 풍부한 무기질속에 효율적으로 흡장시키는 미네랄 원소들로서 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 나트륨(Na), 칼륨(K), 인(I), 망간(Mn)의 무기질재료들과 적당한 재료합금의 구성비를 선택하는 것을 특징으로 하는 전극재료의 종류와 전극구조, 백금두께 및 무기질재료와 재료합금의 구성비 선택의 수단들(10).
제1항에 있어서, 상기의 제1스위칭부(1)의 교류전압제어회로에서, 제7, 8커패시터(C7, C8)에 직렬 접속되는 제1가변저항(VR1)과 제3, 4저항(R3, R4)들 및 스너버(Snubber) 회로는 제2저항(R2)과 제9커패시터(C9)로 구성되며, 회로 내에서 충 방전작용에 의하여 2중 시정수로 조절되는 전압을 제4트랜지스터(Q4)를 통하여 제3트랜지스터(Q3)의 제3게이트(G3)에 입력하여 교류전압의 위상각을 점호하여 입력교류전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 교류전압제어의 수단(2);
제1항에 있어서, 상기의 게이트로직부(8)에 접속되는 제2트랜스포머(T2)는 서로 전기적으로 절연되는 1차코일의 5번과 7번 단자 사이에 유기되는 펄스신호전압(PWM)에 의하여 상기의 2차코일의 (1번과 2번) 및 (3번과 4번) 단자들 사이에 유도되는 펄스신호전압은 동일주기에서 서로 상반되는 양·부(±)의 펄스신호전압(Pa(+) 및 Pb(-))을 각각 출력하며, (T2)의 1차코일 5번과 7번 단자의 펄스신호전압(PWM)과 동위상의 펄스신호전압(Pa)을 제6저항(R6)을 통하여 제1트랜지스터(Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1) 사이에 공급하고, (T2)의 1차코일 5번과 7번 단자의 펄스신호전압과 역위상의 펄스신호전압(Pb)을 제7저항(R7)을 통하여 제2트랜지스터(Q2)의 제2게이트(G2)와 제2소스(S2) 사이에 공급하는 것을 특징으로 하는 제2트랜스포머(T2)의 수단;

제1항에 있어서, 상기의 제1, 2트랜지스터들(Q1, Q2)은 각각 드레인(D), 게이트(G) 및 소스(S)를 가지며, 상기의 제1트랜지스터(Q1)의 제1드레인(D1)과 제13커패시터(C13) 및 제10저항(R10)의 한쪽 단자들을 직류전압부(3)의 1번 단자에 접속하고, 상기의 (Q1)의 제1소스(S1)에 직렬 접속되는 제2트랜지스터(Q2)의 제2드레인(D2)을 제3트랜스포머(T3) 1차코일의 한쪽 단자에 공통접속하고, 제3트랜스포머(T3) 1차코일의 다른 쪽 단자에 제1트랜스포머(T1)의 1번 단자와 제3다이오드(D3)의 N형 쪽 단자를 병렬로 공통 접속한다. 제1트랜스포머(T1)의 2번 단자에는 (D3)의 P형 쪽 단자와 제13커패시터(C13)에 병렬로 접속되는 제10저항(R10)의 다른 쪽 단자들과 제14커패시터(C14)에 병렬로 접속되는 제11저항(R11)의 한쪽 단자들을 공통 접속한다.

제2트랜지스터(Q2)의 제2소스(S2)와 제14커패시터(C14)에 병렬 접속되는 제11저항(R11)의 다른 쪽 단자들을 직류접지 2번 단자에 접속하는 고주파전력회로에서, 제2트랜스포머(T2)의 1차코일 (5번과 7번) 사이에 유기되는 펄스신호전압(PWM)에 의하여 (T2)의 2차코일의 (1번과 2번) 및 (3번과 4번) 단자들 사이에는 동일주기에서 서로 상반되는 양·부(±)의 펄스신호전압(Pa, Pb)이 유도된다. (T2)의 2차코일의 (1번과 2번) 사이에 펄스신호전압(PWM)과 동위상으로 유도되는 펄스신호전압(Pa)을 (Q1)의 제1게이트(G1)와 제1소스(S1)사이에 공급하면 제1트랜지스터(Q1)는 온(ON) 또는 오프(OFF)하고, 상기 (T2)의 2차코일의 (3번과 4번) 사이에 펄스신호전압(PWM)과 역위상으로 유도되는 펄스신호전압(Pb)을 제2트랜지스터(Q2)의 제2게이트(G2)와 제2소스(S2)사이에 공급하면 (Q2)은 오프(OFF) 또는 온(ON)하는 작용에 의하여 제1트랜스포머(T1) 1차코일의 (1번과 2번) 사이에 유기되는 고주파전압에 의하여 상기 (T1)의 2차코일 (1번과 2번) 사이에서 유도되는 고주파전력을 출력하는 것을 특징으로 하는 고주파전력회로의 수단(4);
제1항에 있어서, 상기의 제2스위칭부(4)의 제1, 2트랜지스터(Q1, Q2)들과 제13, 14커패시터(C13, C14)들이 각각 직렬 접속되는 중간단자들 사이에 제1트랜스포머(T1)와 직렬로 접속되는 제3트랜스포머(T3)의 1차 코일에서 유기 되는 전압을 감지하여 (T3)의 2차 코일에 유도되는 전압을 제3브리지(BR3)에서 전파 정류하여 출력되는 직류전압을 제11트랜지스터(Q11)회로내의 차동증폭기에서 비교하여 과전류를 감지하는 것을 특징으로 하는 과전류감지의 수단(5);
제1항에 있어서, 상기의 제9트랜지스터(Q9)회로에(6) 접속되는 제20커패시터(C20)를 재충전하는 시간동안 제1릴레이(RY1) 구동코일에 전압을 정지(OFF)하면 진동자(Vib)는 계속 진동하지만 상기의 (RY1)의 두 접점들은 접속된 N.C.상태에서 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자에 정상극성의 고주파전압을 공급하고, 상기의 제9트랜지스터(Q9)회로에(6) 접속되는 제20커패시터(C20)를 방전하는 시간동안 (RY1)의 구동코일에 전압을 공급(ON)하면 진동자(Vib)는 계속 진동하지만 상기의 두 접점들은 동시에 N.C.상태에서 N.O.상태로 전환하여 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자에 반대극성의 고주파전압을 공급한다. 제9트랜지스터(Q9)의 동작에 의하여 제20커패시터(C20)가 충 방전하는 시간동안에 (RY1)의 구동코일에 전압을 공급(ON) 또는 정지(OFF)하는 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 릴레이시간제어의 수단(6);
제1항에 있어서, 상기의 릴레이시간제어(6) 수단에 의하여 제1릴레이(RY1) 구동코일에 전압을 공급(ON) 또는 정지(OFF)함에 의하여 제1트랜스포머(T1) 2차코일의 1번과 2번 사이에 접속되는 초크(Choke)와 직렬 접속되는 진동자(Vib)는 계속 진동하고, (RY1)의 구동코일에 전압을 정지(OFF)하면 제1트랜스포머(T1)의 2차코일 1번에 접속되는 제4다이오드(D4)와 병렬 접속되는 제15커패시터(C15)를 통하여 (RY1)의 두 접점들은 접속된 N.C.상태에서 물탱크 속의 전극 1번과 2번 사이에 정상극성의 고주파전력을 공급하고, (T1)의 2차코일 1번과 2번 사이에 접속되는 초크(Choke)와 직렬 접속되는 진동자(Vib)는 계속 진동하고, (RY1)의 구동코일에 전압을 공급(ON)하면 두 접점들은 동시에 N.C.상태에서 N.O.상태로 전환하여 물탱크 속의 전극 1번과 2번 단자들에 반대극성의 고주파전력을 공급한다. (RY1)의 구동코일에 전압을 공급(ON) 또는 정지(OFF)함에 의하여 물탱크 속의 전극 1번과 2번에 공급되는 고주파전력을 정상극성 또는 반대극성으로 교대로 전극극성을 전환하므로 전극에 붙어있는 불순물을 제거하며 세척하는 것을 특징으로 하는 릴레이전극전환의 수단(7);
제1항에 있어서, 상기의 게이트로직부(8)의 출력에 접속되는 제2트랜스포머(T2)는 서로 전기적으로 절연되어 1차코일의 5번과 7번 사이에 유기 되는 펄스신호전압(PWM)에 의하여 상기 (T2)의 2차코일 (1번과 2번) 단자들 및 (3번과 4번) 단자들 사이에 유도되는 펄스신호전압은 동일주기에서 서로 상반되는 양·부(±)의 펄스신호전압(Pa(+) 및 Pb(-))을 출력하며, (T2)의 1차코일의 펄스신호전압(PWM)과 동위상의 2차코일 (1번과 2번) 단자 사이의 펄스신호전압(Pa)과 (T2)의 1차코일의 펄스신호전압과 역위상의 2차코일 (3번과 4번) 단자 사이의 펄스신호전압(Pb)을 발생하여 고주파전력회로의 제1, 2트랜지스터(Q1, Q2)들의 제1, 2게이트(G1, G2)들에 펄스신호전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 게이트로직부의 수단(8);

제1항에 있어서, 상기의 제1트랜스포머(T1) 2차코일의 1번과 2번 사이의 출력 고주파전압에서 감지되는 변동전압을 정류한 직류전압의 변동분과 제11트랜지스터(Q11)회로내의 차동신호전압과 일치하여 동기주파수의 듀티(D)비가 일치하면 펄스신호전압(PWM)을 출력하고, 상기의 동기주파수의 듀티(D)비가 불일치하면 펄스신호전압을 출력하지 않는 것을 특징으로 하는 과전압, 이상현상 및 오동작 등을 감지하는 것을 특징으로 하는 과전압, 이상감지부의 수단(8);
제1항에 있어서, 상기의 제1스위칭부(2)의 제3트랜지스터(Q3) 및 제2스위칭부(4)의 제1트랜스포머(T1) 및 제1, 2트랜지스터들(Q1, Q2)에 붙어있는 각 방열 판의 온도가 방열 판에 부착된 제1∼3서미스터들(TH1∼TH3)의 온도(45℃)보다 높으면 서미스터들에 직렬 연결되는 게이트로직부(8)의 전원을 정지(OFF)하여 고주파전력회로의 동작을 정지하고, 상기의 각 방열 판의 온도가 방열 판에 부착된 각 서미스터들의 온도(45℃)로 재 복귀되면 서미스터들에 직렬 연결되는 게이트로직부(8)의 전원을 공급(ON)하여 고주파전력회로를 재 동작하는 것을 특징으로 하는 온도감지의 수단(9);
제1항에 있어서, 상기의 전극재료와 두께(1∼2mm) 및 전극구조의 티타늄 평판 및 티타늄 망(또는 스테인리스 평판과 파이프)에 도금하는 백금두께(0.5∼3㎛)를 특징으로 하는 전극재료, 두께와 전극구조 및 백금두께 선택의 수단(10);

제1항에 있어서, 상기의 물탱크 속에 생성되는 활성수소(H)를 흡장시키는 미네랄이 풍부한 무기질로서 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 나트륨(Na), 칼륨(K), 인(I), 망간(Mn)의 무기질재료들과 재료합금의 구성비를 선택하여 물탱크 속에 풍부한 활성수소(H)와 미네랄을 포함하는 음용수로서 수소이온농도(pH)를 중성상태(5.8∼8.5)로 유지하며 산화환원전위(ORP)값을 (-)수백 mV이하까지 수시간∼ 수십 시간동안 유지하는 것을 특징으로 하는 무기질재료와 재료합금의 구성비 선택의 수단(10);
제1항에 있어서, 상기의 코먼 모드와 차동누설인덕턴스로 구성되는 잡음여과필터(1)는 입력교류전압의 RFI/EMI와 교류전압제어부(2) 및 고주파전력제어부(4)에서 발생하는 잡음들 및 고조파를 입력전원접지(F·GND)에 접속하여 여과하는 것을 특징으로 하는 잡음여과필터의 수단(1);