KR100319528B1 - Laser device for pollutant purification - Google Patents
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Abstract
폐쇄된 장소내 또는 급수관상 고정된 위치에서, 0.8㎛로부터 11㎛까지의 한계 사이에서, 펄스 또는 연속된 파장의 YAG-도프된 네오디뮴(네오디뮴 펌프 다이오드) 및 CO2레이저와 같은 적외선 방사 스펙트럼 내에서 레이저의 사용을 포함하는 오염수 정화용 레이저 장치가 물에 조사된다. 첨부된 것은 액체에 포함된 세균성 미생물을 박멸하기 위하여 액체 내부에 침투하여 표면을 조사하는 것에 의하여, 금속 불순물을 수집하고 다른 형태의 오염을 정화하기 위하여, 다른 형태를 가지며 자화된 시트를 사용한다.In a closed location or in a fixed position on the water supply line, between limits of 0.8 μm to 11 μm , in infrared radiation spectra such as pulsed or continuous wavelengths of YAG-doped neodymium (neodymium pump diode) and CO 2 lasers The laser device for contaminant purification, including the use of a laser, is irradiated with water. The attached uses differently shaped and magnetized sheets to collect metal impurities and clean up other forms of contamination by penetrating the interior of the liquid and irradiating the surface to eradicate the bacterial microorganisms contained in the liquid.
Description
한편, 구조된 범위의 레이저에 대하여 큰 기대가 형성되었지만, 이것은 해당되는 실험적 응용이 완성되지 못하고 있다. 세라믹은 수백도의 온도로 가열될 것을 요하므로, 과도한 전기 에너지의 소비를 필요로 한다. 또한, 세라믹의 가열이 일정하게 되어야 한다는 사실은 물에 녹아 있는 산소의 양이 감소된다는 것을 포함하는데, 이로 인해 수질의 저하가 야기되기도 한다. 오존의 사용에 대해서는, 강력한 시약이기는 하지만 산화제로서의 작용 때문에 음용수에 사용하기에는 덜 적합하다. 염소화에 대해서는, 수질을 저하시키는 화학 시약을 물에 도입하여야 하는데, 적외선 방사의 사용으로도 세균 및 다른 미생물은 이러한 효과의 발생 없이 제거될 수 있다. 상기 개시된 이유를 고려하여, 본 발명은 선행 기술과 관련된 개선을 보여준다.On the other hand, great expectations have been made for the structured range of lasers, but this does not complete the corresponding experimental application. Since ceramics need to be heated to a temperature of several hundred degrees, they require excessive consumption of electrical energy. In addition, the fact that the heating of the ceramic must be constant involves the reduction of the amount of oxygen dissolved in the water, which may cause a decrease in water quality. For the use of ozone, although it is a strong reagent, it is less suitable for use in drinking water because of its function as an oxidant. For chlorination, chemical reagents that degrade the water must be introduced into the water, even with the use of infrared radiation, bacteria and other microorganisms can be removed without causing this effect. In view of the reasons disclosed above, the present invention shows an improvement related to the prior art.
물의 오염도가 일정 한계를 초과할 때 자외선 방사의 사용은 불충분한 반면, 적외선 방사는 보다 큰 파괴력이 있고 종래 사용된 바는 없지만, 본 발명에서 기술하는 바와 같이 물에서 보다 큰 폭으로 전파된다. 어떤 경우에는 적외선을 방사하는 세라믹이 자기 효과와 조합되어 사용되지만, 본 발명에서 개시된 한계 이내의 레이저가 사용된 적은 없다.While the use of ultraviolet radiation is insufficient when the degree of contamination of the water exceeds a certain limit, infrared radiation has a greater destructive power and has not been used conventionally, but propagates wider in water as described in the present invention. In some cases, ceramics emitting infrared radiation are used in combination with magnetic effects, but no laser has been used within the limits disclosed in the present invention.
[실시예]EXAMPLE
도 1a는, 물이 통과하여 흐름에 따라 물 파이프에 가까이 위치하여 이들의 표면으로 퍼져서 금속 입자를 끌어 당겨 자화된 판에 의해 유지되도록 만드는 두 개의 자화된 판의 위치를 보여준다. 이들 판은 이동할 수 있어서 , 판 I 위에 침적된 금속 오염원 입자에 보다 강한 자기 인력을 발휘하는 것에 의해 판 I2는 판 I에의해 포획된 금속을 제거할 수 있다. 상기 자화된 판은 자동적으로 이동하는 트랙을 갖는 슬라이드 장치에 맞추어진다. 이어서 물은, 파장 ( λ)= 1.06㎛의 네오디뮴 레이저에 의해 조사되는데, 이것은 지지대 S 상에 장착되며 물을 정화하기 위해 물 표면에 충분히 가깝게 위치될 수 있고, 이 목적을 위해 CO2레이저 및/또는 네오디뮴 레이저를 채용하는 것이 가능하다(도 1a).FIG. 1A shows the location of two magnetized plates as they pass and flow close to the water pipes and spread to their surface to attract and hold metal particles to be held by the magnetized plates. These plates can move so that by exerting a stronger magnetic attraction to the metal contaminant particles deposited on the plate I, the plate I 2 can remove the metal trapped by the plate I. The magnetized plate is fitted to a slide device having a track that moves automatically. The water is then irradiated with a neodymium laser of wavelength (λ) = 1.06 μm , which is mounted on the support S and can be positioned close enough to the water surface to purify the water, for this purpose a CO 2 laser and / or Alternatively, it is possible to employ a neodymium laser (Fig. 1A).
도 2에서, 물은 파장 ( λ)= 1.06㎛의 적외선 방사를 받는 침적물로 흐르는데, 0.8㎛와 11㎛한계 사이의 적외선 스펙트럼내 파장이 사용될 수 있다.In FIG. 2, water flows into deposits receiving infrared radiation of wavelength [lambda] = 1.06 [ mu ] m , where wavelengths in the infrared spectrum between the limits of 0.8 [ mu] m and 11 [mu ] m can be used.
침적물의 바닥은 이들 적외선 파장에서 반사하는 백색 알루미늄(Al), 동(Cu) 및 다른 물질로 만들어진 판으로 구조된다. 이들 물질은 반사에 유리하여 네오디뮴 레이저 방사의 정화 작용을 증폭시키는 효과를 갖는다. 이 레이저는 고정된 채로 남아 있고 여러 가지 폭으로 개방되어, 공기중에서 불안정성을 생성하고 상승한 공기(ac)를 가온하고 물의 표면을 산소화시키는 공기(af)를 냉각시키도록 한다.The bottom of the deposit is constructed of plates made of white aluminum (Al), copper (Cu) and other materials that reflect at these infrared wavelengths. These materials are advantageous for reflection and have the effect of amplifying the purifying action of neodymium laser radiation. The laser remains fixed and opens to various widths, allowing it to cool the air a f , which creates instability in the air, warms up the elevated air a c and oxygenates the surface of the water.
도 3에서, 확산 렌즈는 CaF2, SeZn, 게르마늄 등과 같이 적외선 방사를 투과하는 다른 물질로 형성될 수 있다. 트랙을 갖는 슬라이딩 장치 내에서 이동할 수 있는 자화된 판 L이 여기에 위치한다. 이들 자화된 판은 금속 불순물을 모으는데, 이들의 접근은 파장 ( λ)= 1.06㎛의 적외선 방사 레이저에 의해 생산된 확산 불안정성에 의해 유리하게 된다.In FIG. 3, the diffusion lens may be formed of another material that transmits infrared radiation such as CaF 2 , SeZn, germanium, and the like. Located here is a magnetized plate L that can move in a sliding device with a track. These magnetized plates collect metal impurities, their approach being favored by the diffusion instability produced by the infrared radiation laser of wavelength λ = 1.06 μm .
도 4에서, 물 파이프는 넓어진 구역으로 연장된다. 이것은 납 입자를 반발하는 자화된 판을 하류 구역에 갖고, 또한 물이 통과하는 미세 구멍의 망상 조직으로구조되는 필터 FIA를 갖는데, 납은 반발되는 동시에 반자성 물질로 되므로 넓어지는 최하류 부분에 납 입자가 침적되는 방식으로 반발된다. 주기적으로 넓어지는 부분이 있는 채널을 개방하여 수집된 납을 도 4에서 프리즘 형으로 표시된 하류 구역에 위치한 침적층으로 내보낸다. 침적층은 납 입자를 반발하는 작은 자화된 출구 필터F'IA를 갖는다. 이 필터는 바닥으로부터 소정의 높이에 위치하고 이로부터 유출되는 물의 용적은 작다. 고농도의 납을 갖는 물은 분리 및 저장될 수 있다.In FIG. 4, the water pipe extends into the widened zone. It has a magnetized plate in the downstream section that repels lead particles, and also has a filter F IA which is structured as a network of micropores through which water passes. Repelled in such a way that the particles are deposited. Open the channel with the periodically widening part and send the collected lead to the sedimentary layer located in the downstream area marked with prismatic shape in FIG. Deposition layer has a smaller magnetization of the outlet filter F 'IA for resisting the lead particles. This filter is located at a predetermined height from the bottom and has a small volume of water flowing out of it. Water with a high concentration of lead can be separated and stored.
본 장치는 펄스 또는 연속적인 파장의 네오디뮴 레이저(네오디뮴 펌프 다이오드;neodymium pumped diode) 및 CO2레이저를 포함하는 적외선 방사 스펙트럼 레이저를 사용하는데, 공기 중에서는 양자가 유사하고 수성의 매질 중에서는 네오디뮴 레이저의 흡수 계수가 CO2레이저 보다는 작은, 항상 0.8㎛- 11㎛한계 이내의 적외선 방사 스펙트럼 레이저의 사용을 특징으로 한다. 이들 레이저는 물의 표면 위에 위치하여 네오디뮴 방사 작용에 의해 대류적 열 불안정성이 생성되어 밀도의 저하에 따라 표면에서 일어나는 흐름을 발생시키고, 여기에서 CO2레이저에 의해 초정화되도록 한다. 이에 앞서, 물의 용적 내 오염 요소는 이미 부분적으로 네오디뮴 레이저에 의해 제거된다. 네오디뮴 레이저를 독자적으로 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 네오디뮴 레이저의 방사를 위하여 CaF2렌즈 또는 다른 투명한 재료를 사용하는 것이 가능하다.The device uses an infrared radiation spectral laser that includes a pulsed or continuous wavelength neodymium laser (neodymium pumped diode) and a CO 2 laser. It is characterized by the use of infrared radiation spectral lasers, always within the 0.8 μm -11 μm limit, with absorption coefficients smaller than CO 2 lasers. These lasers are located on the surface of the water and convective thermal instability is produced by neodymium radiation to generate a flow that occurs at the surface as the density decreases, where it is superpurified by a CO 2 laser. Prior to this, contaminants in the volume of water are already partially removed by the neodymium laser. It is also possible to use neodymium lasers independently. In this case, it is possible to use CaF 2 lenses or other transparent materials for the radiation of neodymium lasers.
자외선 레이저가 네오디뮴 레이저와 함께 구비되면, 네오디뮴 레이저는 표면으로 올라가는 확산 불안정성을 생성하고, 자외선 레이저는 공기 중에서 산소에 의해 생산되는 오존을 표면에서 연속적으로 올라가는 물의 몸체와 혼합시켜, 물의 용적 내에서 오존 및 네오디뮴 레이저의 작용에 의해 중개되는 복합 정화 효과를 발생한다. 그 결과, 세균, 진균 및 바이러스가 박멸되고, 물은 탈염소화되어 이어서 탄산 음료수의 제조 및 다른 용도로 채용될 수 있다.When an ultraviolet laser is equipped with a neodymium laser, the neodymium laser produces a diffusion instability that rises to the surface, and the ultraviolet laser mixes ozone produced by oxygen in the air with the body of water that rises continuously from the surface, thus producing ozone in the volume of water. And a complex purification effect mediated by the action of neodymium laser. As a result, bacteria, fungi and viruses are eradicated, water can be dechlorinated and subsequently employed for the production of carbonated beverages and for other uses.
본 분야의 숙련자가 본 발명의 범위 및 본 발명으로부터 얻어지는 장점을 이해하도록 더 이상의 상세한 설명을 하는 것은 불필요한 것으로 여겨진다. 각 요소들의 재료, 형상, 크기 및 배열은, 본 발명의 정수를 변화시키지 않는 한 변경될 수 있다.It is deemed unnecessary to make further explanations to those skilled in the art to understand the scope of the present invention and the advantages obtained from the present invention. The material, shape, size, and arrangement of the elements may be changed without changing the integer of the present invention.
본 명세서에 기술된 용어는 항상 넓은 의미로 받아들여질 것이며 제한되어서는 안 된다.The terminology described herein is always to be taken in a broad sense and should not be limited.
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