KR20210075510A - 고전압용 전력절감장치 및 이를 구비하는 전력공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고전압용 절전장치 및 이를 구비하는 전원공급장치를 공개한다. 본 발명의 절전장치는 2중으로 형성되는 케이스, 상기 케이스의 내부에 상하로 평행하게 설치되어 상기 케이스의 내부 공간을 3부분으로 나누는 제1 및 제2 전리판, 상기 케이스 내부의 상기 제1 전리판의 상부 및 상기 제2 전리판의 하부에 배치되는 분말층, 상기 제1 전리판과 상기 제2 전리판 사이에 배치되는 혼합물층, 상기 혼합물층의 내부에 배치되는 전도판, 및 상기 전도판과 연결되고 상기 케이스의 외부까지 연장되는 전선을 구비한다.

Description

고전압용 전력절감장치 및 이를 구비하는 전력공급장치{POWER SAVING DEVICES FOR HIGH VOLTAGE AND POWER SUPPLY APPARATUS WITH THE SAME}

본 발명은 고전압용 전력절감장치 및 이를 구비하는 전력공급장치에 관한 것으로서, 특히 고전압에서 사용 가능하고, 전압 강하 없이 공급되는 전류의 양을 감소시킴으로써 절전효과를 가지는 장치에 관한 것이다.

대부분의 에너지는 사람의 사용 편의를 위해 전기 에너지 형태로 변환되어 사용되고 있다. 그런데, 매년 전기 에너지의 사용량은 증가하고 있으며, 전기 에너지의 공급 가격도 상승추세에 있다. 따라서, 사회 각 분야에서 전기 에너지의 사용량을 감소시키기 위한 여러 가지로 노력하고 있다.

종래의 경우, 원적외선 방사체에서 방사되는 원적외선을 전기선로에 공급하고 공명흡수작용의 극대화를 통해 절전효과를 가질 수 있는 장치들이 제안되었다.

그러나, 이러한 종래의 기술들은 일정 파장대(8 ~ 11 ㎛)의 원적외선이 일정 수준 이상 발생되어야 절전효과를 기대할 수 있는데, 실제 이를 사용한 장치들의 경우 원적외선의 발생량이 만족스럽지 못하고, 따라서 절전효과도 만족스럽지 않았다.

또한, 상기 원적외선 방사체영구적인 전기성을 가지는 토르마린 광물과 영구적인 자기성을 가지는 영구자석가루 혼합물을 이용하여 전류의 흐름을 개선함으로써 절전효과를 가질 수 있는 장치들도 제안되었다. 그러나, 이러한 장치들도 고전압(약 3.3 내지 6.6 ㎸)에는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 고전압에서 사용 가능하고, 전압 강하 없이 공급되는 전류의 양을 감소시킴으로써 절전효과를 가지는 절전장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 전력공급장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절전장치의 제1 형태는 2중으로 형성되는 케이스, 상기 케이스의 내부에 상하로 평행하게 설치되어 상기 케이스의 내부 공간을 3부분으로 나누는 제1 및 제2 전리판, 상기 케이스 내부의 상기 제1 전리판의 상부 및 상기 제2 전리판의 하부에 배치되는 분말층, 상기 제1 전리판과 상기 제2 전리판 사이에 배치되는 혼합물층, 상기 혼합물층의 내부에 배치되는 전도판, 및 상기 전도판과 연결되고 상기 케이스의 외부까지 연장되는 전선을 구비한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절전장치의 제2 형태는 10 내지 20 ㎜의 두께를 가지는 케이스, 상기 케이스의 내부에 상하로 평행하게 설치되어 상기 케이스의 내부 공간을 3부분으로 나누는 제1 및 제2 전리판, 상기 케이스 내부의 상기 제1 전리판의 상부 및 상기 제2 전리판의 하부에 배치되는 분말층, 상기 제1 전리판과 상기 제2 전리판 사이에 배치되는 혼합물층, 상기 혼합물층의 내부에 배치되는 전도판, 및 상기 전도판과 연결되고 상기 케이스의 외부까지 연장되는 전선을 구비한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절전장치의 제3 형태는 실리콘 재질로 형성되는 케이스, 상기 케이스의 내부에 상하로 평행하게 설치되어 상기 케이스의 내부 공간을 3부분으로 나누는 제1 및 제2 전리판, 상기 케이스 내부의 상기 제1 전리판의 상부 및 상기 제2 전리판의 하부에 배치되는 분말층, 상기 제1 전리판과 상기 제2 전리판 사이에 배치되는 혼합물층, 상기 혼합물층의 내부에 배치되는 전도판, 및 상기 전도판과 연결되고 상기 케이스의 외부까지 연장되는 전선을 구비한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전원공급장치는 상기 절전 장치의 제1 내지 제3 형태 중 어느 하나의 절전장치 및 상기 전선과 연결되고 전력이 전달되는 전력선을 구비한다.

본 발명의 절전장치는 전압 강하 없이 공급되는 전류의 양을 감소시킴으로써 절전효과를 가질 수 있음과 동시에, 고전압(약 3.3 내지 6.6 ㎸)이 인가되는 환경에서도 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 절전장치의 일실시예의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 절전장치를 단상 2선식 전력계통에 적용하는 경우를 나타내는 것이다.
도 3은 본 발명의 절전장치를 3상 4선식 전력계통에 적용하는 경우를 나타내는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 절전장치(100)의 일실시예의 단면을 나타내는 도면이다.

본 발명의 절전장치(100)는 케이스(10), 상기 케이스(10)의 내부에 상하로 평행하게 설치되어 상기 케이스(10)의 내부 공간을 3부분으로 나누는 제1 및 제2 전리판(21, 22), 상기 케이스(10) 내부의 상기 제1 전리판(21)의 상부 및 상기 제2 전리판(22)의 하부에 배치되는 분말층(30), 상기 제1 전리판(21)과 상기 제2 전리판(22) 사이에 배치되는 혼합물층(40), 상기 혼합물층(40)의 내부에 배치되는 전도판(50), 및 상기 전도판(50)과 연결되어 상기 케이스(10)의 외부까지 연장되는 전선(60)을 구비할 수 있다.

케이스(10)는 철, 알루미늄, 또는 플라스틱 등 방수 및 방진이 되는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 케이스(10)는 고전압(약 3.3 내지 6.6 ㎸) 환경에서 사용하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 2중 케이스 형태로 구현되거나, 또는, 그 두께가 10~20㎜일 수 있다. 또는, 케이스(10)는 고전압(약 3.3 내지 6.6 ㎸) 환경에서 사용하기 위해 절연성이 우수한 실리콘 재질로 형성될 수 있다.

도시하지 않았으나, 케이스(10)는 분리/결합이 가능한 상부 케이스 및 하부 케이스로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스는 나사못, 납땜, 용접, 또는 접착제 등을 이용하여 결합될 수 있다. 이 경우, 상부 케이스와 하부 케이스의 이음새는 실리콘 처리를 할 수 있다.

제1 및 제2 전리판(21, 22)은 구리 또는 알루미늄과 같은 전도성 금속으로 형성될 수 있으며, 콘덴서의 양쪽 금속판과 유사한 기능을 수행한다.

상술한 바와 같이, 케이스(10)가 분리/결합이 가능한 상부 케이스 및 하부 케이스로 구성될 경우, 제1 전리판(21)은 상부 케이스와 결합된 형태로 구현되고, 제2 전리판(22)은 하부 케이스와 결합된 형태로 구현될 수 있다.

분말층(30)은 모자나이트 광물의 분말로 형성될 수 있다. 모자나이트는 강의 모래와 연수정 등에 많이 함유된 광물질(Be3Al2Si6O18)로서, 통상의 광물에 비해 10배 내지 100배의 음이온을 방출하는 성질을 가지고 있다. 본 발명의 절전장치에서, 모자나이트 광물의 분말로 형성된 분말층(30)은 음이온의 방출에 의해 간접적으로 전자의 이동 및 흐름의 개선에 기여할 수 있다.

혼합물층(40)은 토르마린 분말, 영구자석 가루 및 수분의 혼합물로 형성될 수 있다.

토르마린은 마찰에 의해 전기가 생기는 광물로서, 아무리 작게 분쇄하여도 각각 그 결정의 양단에 양극과 음극이 존재하고 있으며, 상기 전극은 1000℃ 가까이 가열하지 않는 한 영구히 감쇠하지 않는 것으로 밝혀졌다. 또한, 토르마린 결정의 음극과 양극을 연결하면 미약전류(약 0.06 ㎃)가 흐르는 것으로 알려져있다. 즉, 본 발명의 절전장치(100)의 혼합물층(40)의 토르마린 분말은 외부로부터 전기장을 가하지 않더라도 처음부터 전기분극을 가지고 있으며, 토르마린 분말 결정의 음극과 양극은 항상 불안정한 상태가 되어 음극으로부터 양극으로 끊임없이 전자가 이동한다.

따라서, 본 발명의 절전장치(100)의 토르마린 분말은 미약전류를 계속 발생시키게 되고, 혼합물층(40)에 함유된 수분이 전류에 닿게 되면 수분은 순간적으로 전기분해되어 전자가 발생된다. 생성된 전자는 제1 및 제2 전리판(21, 22)의 콘덴서 역할에 의해 대전된 후 방전된다.

영구자석 가루는 자철광 분말일 수 있으며, 상기 토르마린 분말이 수분을 전기분해하여 전자를 생성하는데 도움을 주는 역할을 수행한다.

전도판(50)은 구리로 형성될 수 있으며, 상기 혼합물층(40)에 매립될 수 있다. 상기 혼합물층(40)에 의해 생성되고, 제1 및 제2 전리판(21, 22)에 의해 대전된 전자는 전도판(50)을 통해 장치 내부의 충전물과 외부 입력단자 사이를 도체화시키킨다.

전선(60)은 시중에 나와있는 어떤 전선이라도 무관하다. 상기 전선(60)은 상기 전도판(50)과 전력모선을 연결한다.

도시하지는 않았지만, 전선(60)과 케이스(10)가 닿는 부분에는 전선 홀더가 추가로 배치될 수 있으며, 상기 전선 홀더는 내부의 습기가 외부로 빠져나가지 않도록 실리콘 등을 이용하여 밀봉될 수 있다.

도 2는 본 발명의 절전장치(100-1, 100-2)를 단상 2선식 전력계통에 적용하는 경우를 나타내는 것이고, 도 3은 본 발명의 절전장치(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)를 3상 4선식 전력계통에 적용하는 경우를 나타내는 것이다. 도 2 및 도 3의 절전장치들(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)은 도 1에 나타낸 것과 동일한 구성을 가질 수 있다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 절전장치(100)의 케이스(10)의 외부까지 연장된 전선(60)은 전원이 공급되는 전원모선이 제공된 전원단, 배전반, 또는 차단기 등과 연결된다. 구체적으로, 전력계통이 단상 2선식인 경우에는 2개의 본 발명의 절전장치(100-1, 100-2)가 2개의 전력선(L, N) 각각에 전기적으로 연결되고, 전력계통이 3상 4선식인 경우에는 4개의 본 발명의 절전장치(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)가 4개의 전력선(R, S, T, N) 각각에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 전원모선을 통하여는 일반적으로 정현파 파형을 가지는 전원이 공급되는데, 이러한 전원은 여러가지 요인으로 인해 상기 정현파 파형에 왜곡이 발생한다. 본 발명의 절전장치(100)는 왜곡된 정현파 파형을 개선함으로써, 전력소모를 감소시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (8)

1. 2중으로 형성되는 케이스;
   상기 케이스의 내부에 상하로 평행하게 설치되어 상기 케이스의 내부 공간을 3부분으로 나누는 제1 및 제2 전리판;
   상기 케이스 내부의 상기 제1 전리판의 상부 및 상기 제2 전리판의 하부에 배치되는 분말층;
   상기 제1 전리판과 상기 제2 전리판 사이에 배치되는 혼합물층;
   상기 혼합물층의 내부에 배치되는 전도판; 및
   상기 전도판과 연결되고 상기 케이스의 외부까지 연장되는 전선을 구비하는 절전 장치.
2. 10 내지 20 ㎜의 두께를 가지는 케이스;
   상기 케이스의 내부에 상하로 평행하게 설치되어 상기 케이스의 내부 공간을 3부분으로 나누는 제1 및 제2 전리판;
   상기 케이스 내부의 상기 제1 전리판의 상부 및 상기 제2 전리판의 하부에 배치되는 분말층;
   상기 제1 전리판과 상기 제2 전리판 사이에 배치되는 혼합물층;
   상기 혼합물층의 내부에 배치되는 전도판; 및
   상기 전도판과 연결되고 상기 케이스의 외부까지 연장되는 전선을 구비하는 절전 장치.
3. 실리콘 재질로 형성되는 케이스;
   상기 케이스의 내부에 상하로 평행하게 설치되어 상기 케이스의 내부 공간을 3부분으로 나누는 제1 및 제2 전리판;
   상기 케이스 내부의 상기 제1 전리판의 상부 및 상기 제2 전리판의 하부에 배치되는 분말층;
   상기 제1 전리판과 상기 제2 전리판 사이에 배치되는 혼합물층;
   상기 혼합물층의 내부에 배치되는 전도판; 및
   상기 전도판과 연결되고 상기 케이스의 외부까지 연장되는 전선을 구비하는 절전 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 케이스는,
   철, 알루미늄 또는 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 절전 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전리판 및 상기 전도판은,
   전도성 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 절전 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분말층은,
   모자나이트 광물의 분말로 형성되는 것을 특징으로 하는 절전 장치.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 혼합물층은,
   토르마린 분말, 영구자석 가루 및 수분의 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 절전 장치.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서의 절전 장치; 및
   상기 전선과 연결되고, 전력이 전달되는 전력선을 구비하는 전력공급장치.

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