KR20130074429A - 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치에 관한 것으로서, 수산기를 발생시켜 물속에 존재하고 있는 세균 및 녹조류 등을 제거하며 물속에서의 세균 번식을 방지하며, 본체의 수산기발생부가 사용되는 동안은 릴레이에 의해 AC입력전원을 차단하고 기충전된 밧데리 전원으로 수산기 발생부를 작동시키고, 수산기 발생부가 작동되지 않을 때 AC입력전원에 의해 밧데리를 충전함으로써 감전사고를 방지하여 안전한 사용이 가능하고, H브리지회로를 통해 극성전환을 하여 물속의 불순물에 의한 전극의 오염을 방지하여 청결한 상태를 유지할 수 있으며, 물의 전해질 함유량에 따른 부하변동에도 PWM제어를 통해 일정하게 수산기 발생량을 유지할 수 있다.

Description

대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치{OH RADICAL GENERATIOR HAVE FACILITY FOR HIGH-CAPACITY POWER CONTROL}
본 발명은 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수산기를 발생시켜 물속에 존재하고 있는 세균 및 녹조류 등을 제거하며 물속에서의 세균 번식을 방지하고, 감전사고를 방지하여 안전한 사용이 가능하도록 할 뿐만 아니라 전극의 오염을 방지하여 청결한 상태를 유지하고 전해질 함유량에 따른 부하변동에도 일정하게 수산기가 발생되도록 제어하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가습기, 공기청정기 등의 물속에 수산기 발생장치를 설치하며, 설치된 수산기 발생장치는 비교적 안정된 저전압 DC전원을 입력받아 음전극과 양전극 사이에서 방전을 유도하여 전기적 에너지를 띤 저온 플라즈마를 발생시킨다.
즉, 수산기는 고체, 액체, 기체에 이온 제4의 물질이라고 일컬어지는 플라즈마 상태에서 만들어지는 일종의 산소 음이온계 물질로써, 현존하는 물질 중에서 살균, 소독, 분해 능력이 오존과 염소보다 2배 이상 강력하고, 인체에는 전혀 해가 없는 천연물질로 알려져 있다.
이처럼 발생 된 저온 플라즈마는 물속에 수산기(OH-)를 생성하여 물속에 존재하고 있는 세균 및 녹조류 등을 제거하며 물속에서의 세균 번식을 방지하고, 살균하여 물의 오염으로 인한 2차 오염을 방지한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2010-0129832호(2010.12.10.) "수산기 발생장치"에 개시되어 있다.
이와 같이 수신기를 발생시키는 장치로써 소용량의 수산기 발생장치는 직류전원장치를 사용하여 비교적 안전한 DC전원을 전극에 공급하고 있으나, 학교, 병원, 호텔, 식당 등에서 많은 양을 소독하기 위해서는 대용량의 수산기 발생장치가 필요함에 따라 대용량의 전력제어가 필요할 뿐만 아니라 이에 따른 감전의 위험이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 물의 전해질량 및 물의 온도에 따라 저온 플라즈마의 발생량이 변동되어 수산기가 일정하게 발생되지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 수산기를 발생시켜 물속에 존재하고 있는 세균 및 녹조류 등을 제거하며 물속에서의 세균 번식을 방지하고, 감전사고를 방지하여 안전한 사용이 가능하도록 하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 물속의 불순물에 의한 전극의 오염을 방지하여 청결한 상태를 유지할 수 있도록 하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 물의 전해질 함유량에 따른 부하변동에도 일정하게 수산기가 발생되도록 제어하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치는 내부에 물을 저장할 수 있도록 저장조가 형성되는 본체; 저장조에 구비되는 수산기 발생부; 수산기 발생부에 전원을 공급하는 밧데리; 밧데리가 충전되도록 전원을 공급하는 충전기; 밧데리와 충전기의 연결을 제어하는 릴레이; 다수개의 스위칭소자를 스위칭시켜 밧데리의 극성을 전환시켜 수산기 발생부로 전원을 공급하기 위한 H브리지회로; H브리지회로의 다수개의 스위칭소자를 스위칭시키는 스위칭부; 및 스위칭부의 동작과 릴레이의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 수산기 발생부는 H브리지회로를 통해 밧데리에 연결되어 전원을 공급받는 양전극부; 양전극부에 인접하게 구비되고 H브리지회로를 통해 밧데리에 연결되어 전원을 공급받는 음전극부; 양전극부와 음전극부 사이에 개재되어 상호 간격을 유지시키는 이격부재; 및 양전극부, 음전극부, 이격부재를 결합하여 일체화시키고 저장조에 고정되게 하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 고정부와 저장조는 상호 대응되는 접속부가 구비되고, 접속부의 결합에 의해 밧데리의 전원이 양전극부와 음전극부에 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 밧데리는 리듐이온, 리듐폴리머, 리켈카드뮴, 리켈수소 연축전지 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 릴레이는 수산기 발생부의 작동시 충전기와 밧데리의 전기적 연결을 차단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 H브리지회로의 다수개의 스위칭소자는 FET 소자인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 스위칭부는 포토커플러인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수산기를 발생시켜 물속에 존재하고 있는 세균 및 녹조류 등을 제거하며 물속에서의 세균 번식을 방지하며, 본체의 수산기발생부가 사용되는 동안은 릴레이에 의해 AC입력전원을 차단하고 기충전된 밧데리 전원으로 수산기 발생부를 작동시키고, 수산기 발생부가 작동되지 않을 때 AC입력전원에 의해 밧데리를 충전함으로써 감전사고를 방지하여 안전한 사용이 가능하다.
또한, 본 발명은 H브리지회로를 통해 극성전환을 하여 물속의 불순물에 의한 전극의 오염을 방지하여 청결한 상태를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 물의 전해질 함유량에 따른 부하변동에도 PWM제어를 통해 일정하게 수산기 발생량을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 단면도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 수산기 발생부를 보인 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 수산기 발생부를 보인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 H브리지회로를 나타낸 회로구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 수산기 발생부를 보인 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 수산기 발생부를 보인 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 H브리지회로를 나타낸 회로구성도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치(100)는 본체(110), 수산기 발생부(120), 밧데리(140), 충전기(150), 릴레이(160), H브리지회로(180), 스위칭부(185) 및 제어부(165)를 포함한다.
본체(110)는 내부에 물을 저장할 수 있도록 저장조(112)가 형성된다. 저장조(112)의 바닥면에는 저장조(112)에 수용된 물이 외부로 배출되도록 배출구(114)가 형성된다.
수산기 발생부(120)는 저장조(112) 내부에 구비된다. 그리고, 밧데리(140)는 본체(110)에 구비되고, 수산기 발생부(120)와 전기적으로 연결되어 수산기 발생부(120)에 전원을 공급한다.
수산기 발생부(120)는 H브리지회로(180)를 통해 밧데리(140)에 연결되어 전원을 공급받는 양전극부(122)와, 양전극부(122)에 인접하게 구비되고, H브리지회로(180)을 통해 밧데리(140)에 연결되어 전원을 공급받는 음전극부(124)와, 양전극부(122)와 음전극부(124) 사이에 개재되어 상호 간격을 유지시키는 이격부재(126) 및 양전극부(122), 음전극부(124), 이격부재(126)를 결합하여 일체화시키고, 저장조(112)에 고정되게 하는 고정부(128)를 포함한다.
양전극부(122)와 음전극부(124)는 전도체의 금속재질로 이루어지는데, 티타늄 판재로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 이격부재(126)는 PC, ABS, PP 등의 절연물로 이루어지며, 타공 형성된다.
또한, 양전극부(122)와 음전극부(124) 및 이격부재(126)는 용량에 따라 복수개로 이루어질 수 있다.
고정부(128)는 다단으로 적층되는 양전극부(122), 음전극부(124) 및 이격부재(126)의 둘레면을 감싸도록 상하부가 개구되고, 'ㄷ'자 단면형상으로 이루어진다. 그리고, 양단은 하부로 절곡되어 저장조(112)의 내면에 지지된다.
고정부(128)와 저장조(112)는 상호 대응되는 접속부(130)가 구비되고, 접속부(130)의 결합에 의해 밧데리(140)의 전원이 양전극부(122)와 음전극부(124)에 공급된다. 접속부(130)는 RCA단자를 사용할 수 있다.
즉, 고정부(128)에는 양전극부(122), 음전극부(124)와 전기적으로 연결되는 숫접속단자(132)가 구비되고, 저장조(112)의 내면에는 밧데리(140)와 전기적으로 연결되는 암접속단자(134)가 구비되어, 상호 접속에 의해 전기적으로 연결되는 것이다. 그리고, 접속부(130)의 내부는 씰링부재에 의해 방수처리된다.
밧데리(140)는 리듐이온, 리듐폴리머, 리켈카드뮴, 리켈수소, 연축전지 중 어느 하나로 이루어진다.
충전기(150)는 밧데리(140)와 연결되어 밧데리(140)에 전원을 충전시킨다. 충전기(150)는 외부전원인 교류를 직류로 변환시켜 밧데리(140)를 충전시킨다. 그리고, 충전기(150)와 밧데리(140) 사이에는 밧데리(140)와 충전기(150)의 연결을 제어하는 릴레이(160)가 구비된다.
릴레이(160)는 수산기 발생부(120)의 작동 시 충전기(150)와 밧데리(140)의 전기적 연결을 차단하는 것으로서, 제어부(165)에 의해 작동된다.
H브리지회로(180)는 제 1내지 제 4FET 소자로 이루어진 다수개의 스위칭소자를 스위칭함으로써 밧데리(140)의 극성을 전환시켜 수산기 발생부(120)로 전원을 공급한다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 제 1과 제 4FET 소자(Q1,Q4)를 턴온시키면 'A'방향으로 전류가 흐르고, 제 2와 제 3FET 소자(Q2,Q3)를 턴온시키면 'B'방향으로 전류가 흐르게 됨으로써 수산기 발생부(120)의 극성이 전환된다.
스위칭부(185)는 포토커플러로써 H브리지회로(180)와 절연된 상태에서 제 1내지 제4FET(Q1~Q4) 소자를 스위칭한다.
제어부(165)는 본체(110)에 마련되는 방수스위치(170)의 조작에 따라 릴레이(160)의 동작을 제어하여 수산기 발생부(120)가 작동될 경우에는 릴레이(160)를 차단하여 AC입력전원과 밧데리(140)를 차단하여 기충전된 밧데리(140) 전원으로 수산기 발생부(120)를 작동시키고, 수산기 발생부(120)가 작동되지 않을 때 AC입력전원에 의해 밧데리(140)를 충전되도록 한다.
또한, 제어부(165)는 스위칭부(185)를 제어하여 일정시간 간격으로 H브리지회로(180)의 다수개의 스위칭소자(Q1~Q4)를 온오프시키고 극성전환이 일어나도록 할 뿐만 아니라 PWM 제어방식으로 스위칭부(185)를 제어하여 돌입전류를 최소화한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치의 작동을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 수산기 발생부(120)는 양전극부(122)와 음전극부(124), 그 사이에 개재되는 이격부재(126)가 적층된 구조로 이루어지고, 고정부(128)에 의해 결합되어 일체화된다.
고정부(128)에는 양전극부(122), 음전극부(124)와 전기적으로 연결되는 숫접속단자(132)가 형성되고, 저장조(112)의 내면에는 밧데리(140)와 전기적으로 연결되는 암접속단자(134)가 형성된다.
숫접속단자(132)와 암접속단자(134)가 상호 결합되므로, 수산기 발생부(120)는 저장조(112) 내면에 고정되고, 밧데리(140)의 전원을 공급받을 수 있다.
이때, 수산기 발생부(120)의 수산기 발생량에 따라 양전극부(122)와 음전극부(124)의 적층형태를 조절할 수 있다.
이후, 저장조(112)에는 물이 수용되고, 수산기 발생부(120)를 가동하면, 밧데리(140)의 전원이 접속부(130)를 통해 양전극부(122)와 음전극부(124)에 전달되므로, 양전극부(122)와 음전극부(124) 사이에서 방전을 유도하여 전기적 에너지를 띤 저온 플라즈마를 발생시킨다.
따라서, 저온 플라즈마는 물속에 수산기(OH-)를 생성하여 물속에 존재하고 있는 세균 및 녹조류 등을 제거한다.
그리고, 수산기 발생부(120)는 고정부(128)에 의해 일체화되므로 장시간 사용으로 인한 양전극부(122)와 음전극부(124)의 부식이 발생하였을 때 교체가 용이한 효과를 지닌다.
밧데리(140)에 전원을 공급하는 충전기(150)는 외부전원을 DC전원으로 변환하여 밧데리(140)에 공급한다. 즉, 외부로부터 입력된 AC 전원(AC 90V~AC 265V)은 충전기(150)에 의해 밧데리(140)에 충전이 가능한 DC 전원으로 변환되어 밧데리(140)에 전원을 충전하게 된다.
이때, 밧데리(140)와 충전기(150) 사이에는 릴레이(160)가 구비되어 밧데리(140)와 충전기(150)의 연결을 제어한다.
릴레이(160)는 제어부(165)에 의해 제어되는데, 제어부(165)에서 발생한 신호는 릴레이(160)를 동작시키며, 릴레이(160)의 동작에 의하여, 충전기(150)의 전원이 밧데리(140)로 연결 또는 단선된다.
수산기 발생부(120)는 방수스위치(170)의 작동에 따라 제어부(165)에서 스위칭부(185)를 제어함으로써 수산기 발생부(120)로 전원이 공급되어 작동된다.
또한, 물속에 포함되어 있는 불순물이 한쪽 전극에 붙어 플라즈마 발생량이 감소되고 전극이 오염되는 것을 방지하기 위해 일정간격으로 스위칭부(185)를 제어하여 H브리지회로(180)의 제 1내지 제 4FET 소자(Q1~Q4)를 스위칭하여 극성을 전환시켜 전극을 청결한 상태로 유지시킨다.
또한, 물의 전해질 함유량에 따라 스위칭부(185)를 PWM 제어함으로써 플라즈마 발생량을 일정하게 제어할 수 있으며, 돌입전류를 최소화하여 부품의 신뢰성을 향상시키고 오동작을 예방한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 수산기 발생장치 110 : 본체
112 : 저장조 114 : 배출구
120 : 수산기 발생부 122 : 양전극부
124 : 음전극부 126 : 이격부재
128 : 고정부 130 : 접속부
132 : 숫접속단자 134 : 암접속단자
140 : 밧데리 150 : 충전기
160 : 릴레이 165 : 제어부
170 : 방수스위치 180 : H브리지회로
185 : 스위칭부

Claims (7)

  1. 내부에 물을 저장할 수 있도록 저장조가 형성되는 본체;
    상기 저장조에 구비되는 수산기 발생부;
    상기 수산기 발생부에 전원을 공급하는 밧데리;
    상기 밧데리가 충전되도록 전원을 공급하는 충전기;
    상기 밧데리와 상기 충전기의 연결을 제어하는 릴레이;
    다수개의 스위칭소자를 스위칭시켜 상기 밧데리의 극성을 전환시켜 상기 수산기 발생부로 전원을 공급하기 위한 H브리지회로;
    상기 H브리지회로의 상기 다수개의 스위칭소자를 스위칭시키는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부의 동작과 상기 릴레이의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수산기 발생부는
    상기 H브리지회로를 통해 상기 밧데리에 연결되어 전원을 공급받는 양전극부;
    상기 양전극부에 인접하게 구비되고 상기 H브리지회로를 통해 밧데리에 연결되어 전원을 공급받는 음전극부;
    상기 양전극부와 상기 음전극부 사이에 개재되어 상호 간격을 유지시키는 이격부재; 및
    상기 양전극부, 상기 음전극부, 상기 이격부재를 결합하여 일체화시키고 상기 저장조에 고정되게 하는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 고정부와 상기 저장조는 상호 대응되는 접속부가 구비되고, 상기 접속부의 결합에 의해 상기 밧데리의 전원이 상기 양전극부와 상기 음전극부에 공급되는 것을 특징으로 하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 밧데리는 리듐이온, 리듐폴리머, 리켈카드뮴, 리켈수소 연축전지 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 릴레이는 상기 수산기 발생부의 작동시 상기 충전기와 상기 밧데리의 전기적 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 H브리지회로의 상기 다수개의 스위칭소자는 FET 소자인 것을 특징으로 하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 스위칭부는 포토커플러인 것을 특징으로 하는 대용량 전력제어 기능을 갖는 수산기 발생장치.
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