WO2019216587A1 - 저주파 방전에 의한 신선도 유지 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저주파 전기장을 생성하기 위해 저주파 방전을 하는 신선도 유지 장치에 있어서, 고주파와 저주파의 합성파 생성부, 상기 합성파가 증폭되는 고주파 트랜스 및 상기 합성파에서 고주파를 제거하는 저주파 필터를 포함하는 고압 저주파 회로(500)를 포함하는 신선도 유지 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 공간에 저주파 정전기를 방전해서 전기장을 형성하는 신선 유지 장치 및 이의 방법에 관한 것이다.
종래부터 세균 번식이나 산화에 의한 식품 등의 품질 열화를 방지하기 위해 식품을 전기장 내에 보존하는 것이 제안 되어 왔다.
전기장을 냉장고 또는 냉동 창고 내에 만들어 냉장고 또는 냉동 창고 내에서 육류, 어류의 해동을 마이너스 온도에서 실시하는 것이 이루어지고 있으며, 고기, 어류와 함께 과일류의 신선도를 유지 하는 것이 행해지고 있다.
이러한 해동 방법 및 장치에 사용되는 회로에서는 전기장을 형성하기 위해 저주파를 사용하고, 전압/전류를 증폭하기 위한 트랜스를 사용하게 된다.
저주파의 전압을 증폭하기 위한 저주파 트랜스는 부피가 커서 설치하는데 문제점이 있었다.
신선도 유지 장치와 관련하여 공개된 발명으로 국제 특허 W02006/054348호, 일본특허공보 제4445594호, 일본특개공보 제2012-207900호 및 한국 공개 특허 2015-0107710호가 있으나, 이들 어디에도 고주파 트랜스를 사용하고자 하는 기술에 대해서는 언급이 없다.
또한, 등록 특허 공보 제10-1053261에 2개의 고주파 변압기(220) 및 저주파 필터 소자(420)가 공개되어 있다고 하여도, 상기 2개의 고주파 변압기는 병렬로 연결되어 출력 증강용으로 사용되고 능동 소자(FET)에 의하여 주파수 및 출력을 제어하므로 고전압 출력(수백볼트)이 불가능한 구조이다.
이에 비하여, 본 발명의 합성파는 하나는 푸시(PUSH) 상태에서 플러스용 PWM 신호가 생성되고 나머지 하나는 풀(PULL) 상태에서 마이너스용 PWM 신호가 생성된다. 또한, 본 발명에서는 각각의 PWM 신호는 2개의 트랜스에서 각각 증폭된 후 RC회로에서 저주파만이 필터링 되고 방전관에서 합성되어 고전압 출력(수천볼트)이 가능한 구조이다.
본 발명은 신선도 유지 장치를 사용하는 회로에 있어서, 고주파 트랜스를 사용하도록 하여, 신선도 유지 장치의 부피를 감소시키고자 하는 것이다.
또한, 다 채널에서 저주파 파장이 방전하도록 하여 대형 냉장고 및 냉동고에서 사용할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명은 저주파 전기장을 생성하기 위해 저주파 방전을 하는 신선도 유지 장치에 있어서, 고주파와 저주파의 합성파 생성부, 상기 합성파가 증폭되는 고주파 트랜스 및 상기 합성파에서 고주파를 제거하는 저주파 필터를 포함하는 고압 저주파 회로(500)를 포함하는 신선도 유지 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명에서 상기 고주파와 저주파의 합성파 생성부는 제1 스위치(G1)를 푸시(PUSH) 상태로 하여 플러스용 PWM 신호를 생성하고 제2 스위치(G2)를 풀(PULL) 상태로 하여 마이너스용 PWM 신호를 생성하며, 상기 PWM 신호는 고주파와 저주파의 합성파일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 플러스용 PWM 신호는 제1 트랜스에서 증폭되고, 상기 마이너스용 PWM 신호는 제2 트랜스에서 증폭될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 증폭된 플러스용 PWM 신호와 마이너스용 PWM 신호는 RC 회로에 의하여 고주파 성분이 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 고주파 성분이 제거된 증폭된 플러스용 신호와 마이너스용 신호는 방전관에서 합성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 고압 저주파 회로 및 방전판은 복수개를 구비하고, 방전판에서 출력할 주파수 및 전압을 조절하는 컨트롤 패널을 추가로 포함하며, 상기 컨트롤 패널에는 복수의 방전판에서 나오는 파장들의 위상을 조정할 수 있다.
또한, 본 발명에서 전원 장치가 상기 컨트롤 패널 및 상기 고압 저주파 회로에 전원을 공급하며, 전압 검사기는 상기 전원 장치 및 상기 고주파와 저주파의 합성파 생성부 사이에 위치하여 전압 변동을 감지하고 고주파와 저주파의 합성파 생성부는 상기 전압 변동에 대응한 제어에 의해 출력 전압을 안정화 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 복수개의 신선도 유지 장치는 동기화 및 통신에 의하여 동기화되며 과전류 센서에 의한 작동 상태를 원격지에서 감시 및 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 고주파와 저주파의 합성파를 생성하는 단계; 상기 합성파를 고주파 트랜스에서 증폭하는 단계; 저주파 필터에서 상기 증폭된 합성파 중 저주파만으로 필터링 하는 단계; 및 상기 저주파만을 방전판으로 보내어 저주파를 방전하는 단계를 포함하고, 상기 고주파와 저주파의 합성파를 생성하는 단계는 제1 스위치(G1)를 푸시 상태로 하여 플러스용 PWM 신호를 생성하고 제2 스위치(G2)를 풀 상태로 하여 마이너스용 PWM 신호를 생성하는 저주파 방전에 의한 신선도 유지 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명에서 상기 합성파를 고주파 트랜스에서 증폭하는 단계는 상기 플러스용 PWM 신호는 제1 트랜스에서 증폭되고, 상기 마이너스용 PWM 신호는 제2 트랜스에서 증폭될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 저주파만으로 필터링 하는 단계는 증폭된 플러스용 PWM 신호와 마이너스용 PWM 신호가 RC 회로에 의하여 고주파 성분이 제거될 수 있다.
본 발명은 고주파와 저주파의 합성파 생성부에서 고주파 파형에 저주파를 실은 합성파를 형성하고 이와 같은 합성파에 의하여 고주파 트랜스를 사용할 수 있으므로 부피를 적게 차지하도록 하였다.
또한, 본 발명에서 컨트롤 패널은 다 채널로 형성되는 방전판을 동기화 시키도록 하는 기능을 보유하고 있어서, 다 채널에서 방출되는 전기장이 서로 간의 간섭에 의하여 상쇄 또는 왜곡되는 것을 방지 할 수 있도록 하였다.
도 1은 본 발명의 신선도 유지 장치에 사용되는 전기장 발생 장치이다.
도 2는 도 1의 드라이버 및 PWM 콘트롤러 구성도이다.
도 3 및 은 도 2의 브릿지 컨버터 및 PWM 콘트롤러에서 생성되는 파형에 관한 도식도이다.
도 5는 다 채널에서의 파장의 주파수를 조정하는 예시도이다.
도 6는 다수의 신선도 유지 장치를 포함하는 시스템 도면이다.
도 1은 본 발명의 저주파 방전에 의한 신선도 유지 장치에 관한 것으로, 방전판(400)에서 발생하는 전기장에 의하여 식품의 신선도를 유지할 수 있다.
본 발명의 전기장 생성 장치는 도 1에 도시된 것과 같이 컨트롤 패널(100), 전원 장치(200), 고압 저주파 회로(500) 및 방전판(400)으로 구성된다.
전원 장치는 컨트롤 패널과 고압 저주파 회로(500)에 전원을 공급한다.
상기 고압 저주파 회로는 인버터 회로일 수 있다.
컨트롤 패널(100)과 전원 장치(200)는 다수의 고압 저주파 회로(500) 및 방전판(400)과 병렬로 연결되어 다수의 방전판을 통하여 다 채널의 저주파 전기장을 생성할 수 있다.
컨트롤 패널(100)은 방전판에서 출력할 주파수 및 전압을 조절하는 기능을 한다.
전원 장치(200)는 전원을 공급하는 장치로서 바람직하게는 SMPS 전원장치를 사용하며, 차량용 24~48V 전원이나 가정용 110-220V 전원을 고압 저주파 인버터가 사용할 전압 및 컨트롤 패널이 사용할 전압으로 바꾼다.
또한, 전원 장치(200)는 교류 및 직류 기능을 구비하여 상용 전원이나 밧데리로도 작동시킬 수 있도록 하였다.
고압 저주파 회로(500)는 전압 검사기(510), 고주파와 저주파의 합성파 생성부(520), 고주파 트랜스(530), 저주파 필터(540), 방전관(550) 및 피드백 회로(560)로 구성된다.
전압 검사기(510)은 전원장치(200)와 고주파와 저주파의 합성파 생성부(520) 사이에 위치하여, 고주파와 저주파의 합성파 생성부(520)로 입력되는 전압을 감지하여 합성파 생성부(520)에서 일정한 전압을 유지하도록 제어하게 하기 위함이다.
고주파와 저주파의 합성파 생성부(520)는 드라이버 및 PWM 제어기일 수 있다.
도 2은 고압 저주파 회로(500)의 회로도이고, 도 3은 도 2의 회로에서 형성되는 파형을 도시한다.
도 2 회로에서 제1 스위치(G1)가 푸시(PUSH) 상태일 때 도 3의 플러스용 PWM 신호를 생성하고 제2 스위치(G2)가 풀(PULL) 상태일 때 도 3의 마이너스용 PWM 신호가 생성된다.
플러스용 PWM 신호와 마이너스용 PWM 신호의 펄스 자체는 고주파 신호이며 이들의 폭은 저주파 형태가 될 수 있다.
상기 고주파 및 저주파의 합성파인 플러스용 PWM 신호와 마이너스용 PWM 신호는 각각 제1 및 제2 트랜스(T1, T2)에서 증폭되며 이와 같이 증폭된 신호는 도 3의 승압 & 합성에 도시된 것과 같다.
상기 고주파 및 저주파 파형은 RC회로를 지나면서 고주파 성분이 제거되고 이는 도 4에 도시되어 있다.
상기 고주파 성분이 제거된 2개의 파형은 방전관(550)에서 합성되어 저주파형을 형성하고 이는 방전판(400)을 통해 방전되고 이로 인하여 저주파 전기장이 형성된다.
저주파 전기장을 형성하기 위하여 단순히 저주파 트랜스를 사용하는 경우 부피가 커서 관리 및 보관이 어려운 문제점이 있었으나, 본 발명은 고주파와 저주파의 합성파 생성부에 의하여 고주파 파형에 저주파를 실은 합성파를 형성하고 이와 같은 합성파에 의하여 고주파 트랜스를 사용할 수 있으므로 부피를 적게 차지하도록 하였다.
본 발명은 다수의 고압 저주파 회로 및 방전판을 설치하여 다 채널을 통해 저주파를 방전하고자 하고자 한다.
이와 같이, 다 채널을 통해 방전판을 여러개 설치하여 다 채널에서 저주파 파장들이 발생하는 경우 파장들의 위상이 서로 동기화되지 않으면 서로간의 간섭으로 인하여 상쇄되거나 왜곡되는등 기능이 상실되는 상황이 발생한다.
따라서, 본 발명에서는 컨트롤 패널이 유무선 통신 동기화 기능(110)을 구비하도록 하여, 다채널에서 발생하는 저주파 위상을 조정하고자 한다.
도 5에 도시된 것과 같이 다수의 고압 저주파 회로의 하나를 마스터로 설정하고 나머지 고압 저주파 회로는 상기 마스터로 설정된 회로에 맞추어 파장의 위상을 조정하여 서로 간의 간섭이 발생하지 않도록 하고자 한다.
예를 들어, 다수의 방전판이 하나의 냉동고의 여러 위치에 설정되는 경우, 위치에 따라 각각의 방전판에서 나오는 파장의 위상이 서로 다르게 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 상기 다수의 고압 저주파 회로중 하나를 마스터로 설정한 후 나머지 고압 저주파 회로는 방전판의 위치에 따라 위상을 다르게 하여야 하며 이는 도 4에 도시된 것처럼, 일부는 π/2, 다른 일부는 π만큼 위상 변화하는 것이 바람직하다.
마스터 회로에서 발생하는 파장에 비하여 π 만큼 위상을 바꾸는 고압 저주파 회로의 방전판은 마스터 회로의 방전판과 반대 위치에 있는 것일 수 있다.
이와 같이, 컨트롤 패널에는 다수의 방전판에서 발생하는 저주파 파장의 위상을 조절할 수 있는 기능을 구비하고 있어, 다수의 방전판에서 발생하는 파장들이 서로 왜곡되거나 상쇄되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 도 1의 신선도 유지 장치를 복수개 포함하는 신선도 유지 시스템을 보여준다.
이와 같이 신선도 유지 장치를 복수개 설치하는 경우에는 동기화 및 통신에 의하여 복수개의 장치를 동기화 하는 것이 바람직하고 과전류 센서는 작동 상태를 원격지에서 감시 및 제어하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변경이 가능하다는 것이 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
[부호의 설명]
100: 컨트롤 패널 200: 전원 장치
400: 방전판 500: 고압 저주파 회로
520: 합성파 생성부 530: 고주파 트랜스
540: 저주파 필터 560: 피드백 회로
Claims (6)
- 저주파 전기장을 생성하기 위해 방전판을 통해 저주파 방전을 하는 신선도 유지 장치에 있어서,고주파와 저주파의 합성파 생성부, 상기 합성파가 증폭되는 고주파 트랜스 및 상기 합성파에서 고주파를 제거하는 저주파 필터를 포함하는 고압 저주파 회로(500)를 포함하고,상기 고주파와 저주파의 합성파 생성부는 제1 스위치(G1)를 푸시 상태로 하여 플러스용 PWM 신호를 생성하고 제2 스위치(G2)를 풀 상태로 하여 마이너스용 PWM 신호를 생성하며,상기 플러스용 PWM 신호와 마이너스용 PWM 신호의 펄스 자체는 고주파 신호이며 폭은 저주파 형태이고,상기 고주파 트랜스는 상기 플러스용 PWM 신호가 증폭되는 제1 트랜스 및 상기 마이너스용 PWM 신호가 증폭되는 제2 트랜스를 포함하고,상기 저주파 필터는 RC회로이고, 상기 증폭된 플러스용 PWM 신호와 마이너스용 PWM 신호는 RC 회로에 의하여 고주파 성분이 제거되는 것을 특징으로 하는 저주파 방전에 의한 신선도 유지 장치.
- 제1항에 있어서,상기 고주파 성분이 제거된 증폭된 플러스용 신호와 마이너스용 신호는 방전관에서 합성되는 것을 특징으로 저주파 방전에 의한 신선도 유지 장치.
- 제1항에 있어서,상기 고압 저주파 회로 및 방전판은 복수개를 구비하고,방전판에서 출력할 주파수 및 전압을 조절하는 컨트롤 패널을 추가로 포함하며,상기 컨트롤 패널에는 복수의 방전판에서 나오는 파장들의 위상을 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 저주파 방전에 의한 신선도 유지 장치.
- 제3항에 있어서,전원 장치가 상기 컨트롤 패널 및 상기 고압 저주파 회로에 전원을 공급하며,전압 검사기는 상기 전원 장치 및 상기 고주파와 저주파의 합성파 생성부 사이에 위치하여 전압 변동을 감지하고 고주파와 저주파의 합성파 생성부는 상기 전압 변동에 대응한 제어에 의해 출력 전압을 안정화 하고,과전류 센서는 상기 저주파 필터 및 방전판 사이에 위치하여 정상 동작 유무를 판별하며 컨트롤 패널에서는 알람을 발생하고 과전류시 출력을 차단하여 안전을 확보하는 것을 특징으로 하는 저주파 방전에 의한 신선도 유지 장치.
- 제1항 내지 제4중 어느 한 항의 신선도 유지 장치를 복수개 포함하고,상기 복수개의 신선도 유지 장치는 통신에 의하여 동기화되며 과전류 센서에 의한 작동 상태를 원격지에서 감시 및 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 저주파 방전 신선도 유지 시스템.
- 고주파와 저주파의 합성파를 생성하는 단계;상기 합성파를 고주파 트랜스에서 증폭하는 단계;저주파 필터에서 상기 증폭된 합성파 중 저주파만으로 필터링 하는 단계; 및상기 저주파만을 방전판으로 보내어 저주파를 방전하는 단계를 포함하고,상기 고주파와 저주파의 합성파를 생성하는 단계는 제1 스위치(G1)를 푸시 상태로 하여 플러스용 PWM 신호를 생성하고 제2 스위치(G2)를 풀 상태로 하여 마이너스용 PWM 신호를 생성하고,상기 합성파를 고주파 트랜스에서 증폭하는 단계는 상기 플러스용 PWM 신호는 제1 트랜스에서 증폭되고, 상기 마이너스용 PWM 신호는 제2 트랜스에서 증폭되고,상기 저주파만으로 필터링 하는 단계는 증폭된 플러스용 PWM 신호와 마이너스용 PWM 신호가 RC 회로에 의하여 고주파 성분이 제거되고,상기 고주파 성분이 제거된 증폭된 플러스용 신호와 마이너스용 신호는 방전관에서 합성되는 것을 특징으로 하는 저주파 방전에 의한 신선도 유지 방법.
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- 2018-05-09 KR KR1020180052853A patent/KR101930080B1/ko active IP Right Grant
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2019
- 2019-04-29 WO PCT/KR2019/005150 patent/WO2019216587A1/ko active Application Filing
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