KR100343233B1 - 도관내유체처리장치및처리방법 - Google Patents

Abstract

물때 형성이나 부식을 억제할 목적으로 도관 내의 물 등의 유체를 처리하기 위한 방법 및 장치로서, 연속한 무선 주파수 신호들을 이용하여 도관과 동축 관계에 있는 대체로 원형의 자속선을 갖는 전자기장을 생성하며, 이 전자기장은 도관의 축을 따라 전파한다.

Description

도관내 유체 처리 장치 및 처리방법 {Method and Apparauts for Treating Fluid with Radio Frequency Signals}

물 내에 칼슘 및 마그네숨 이온 등의 불순물은 시간이 경과하면서 송수관의 내벽에 고착되는 물때를 형성한다. 물이 가열되면 물때의 형성은 가속화되고, 따라서 물 끊이는 기구 및 스팀 보일러는 특히 물때가 쌓이기 쉬워 열 전달을 감소시키고, 연료 사용이 더 높아지며 심지어 지엽적으로 과열이 된다. 가정용 배관 시스템에서, 칼슘 및 마그네슘 이온은 비누와 반응하여 비누거품의 형성을 방해하므로, 효과적인 세척을 하지 못하게 된다.

이에, 많은 물 처리 물때 제거 시스템(water treatment descaling system)은 이러한 물때 형성 및 축적을 제지하도록 물의 상태를 조절하는 것이 제안되었다. 예를 들면, 화학 용액을 일정하게 공급하여야 하며 또한 물에 섞는다 또 다른 방식은 물 내에 부식될 수 있는 전극을 배치시키는 것이다, 그러나, 전극들이 부식함에 따라, 이들의 유효성을 잃어버려 종국에 가서는 또한 교체할 필요가 있다.

또 다른 방식으로서는 물과 직접적으로 접촉하는 자석을 배치하는 것이다. 그러나, 이러한 자석들은 자기 파편(magnetic debris)만을 수집할 수 있으며, 결국 파편이 쌓여 송수관이 폐색될 수 있다.

또 다른 방식으로서는 자장 또는 전자기장을 송수관 시스템의 외부 및 내부 모두에 사용하는 것이다. 그러나, 이러한 장(fields)들은 국소적으로 작용하며, 어쨋든 물의 흐름에 의존하여 물때 제거 효과가 송수관의 하류측 영역으로 이송하게 된다.

본 발명의 목적은 유체를 처리하는 종래 기술, 예를 들면 물의 상태 조절 물때 제거 시스템을 개선하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 송수관 내의 물때 형성을 저지하는 개선된 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 화학약품, 전극, 자석 또는 송수관의 내부에 장착되는 유사한 물때 제거 시스템의 사용을 제거하는 것이다.

본 발명의 부가적인 목적은 전자기장을 사용한 상태 조절 시스템의 물때 제거 유용성을 증가시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 물이 흐르고 있지 않아도, 송수관 시스템 전체를 통해 효과적인 물때 제거 작용을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 물을 운반하는 철 성분 금속 송수관의 부식을 저지하는 처리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 반드시 물만이 아니라 다양한 유체를 처리하는 것으로, 잇점있는 효과를 달성하는 것이다.

본 발명은 일반적으로 유체를 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 물 운반 도관 내의 물때(scale)의 침전물이 쌓이는 것을 저지하도록 물을 처리, 상태 조절(condition)하는 것에 관한 것이다 또한, 본 발명은 상기 목적 및 이하 언급될 다른 목적을 위해서 유체를 처리하기 위해 대체로 원형의 자속선(circular flux lines)을 갖는 전자기장의 발생에 관한 것이다

제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 장치에 대한 전자 회로도이다.

제2도는 도관 상에 장착핀 제1도의 장치에 대한 전면 입면도이다.

제3도는 제2도의 저면 단부도이다.

제4A도는 도관을 포위하는, 제1도의 장치에 따라 발생된 자속선에 대한 사시도이다.

제4B도는 접촉 지역들로부터 떨어진 제4A도의 단면도이다.

제5도는 본 발명에 따른 수정된 실시예의 절단한 입면도

제6도는 제5도의 6-6 라인을 따라 취한 단면도이다.

제7도는 제5도의 수정된 위에서 본 평면도이다.

제8도는 본 발명에 따른 또 다른 수정된 실시예의 위에서 본 평면도이다.

제9도는 제8도의 수정의 단부를 도시한 도면이다.

제10도는 제8도의 수정의 측입면도이다.

제11도는 본 발명에 따른 또 다른 수정된 실시예의 단면도이다

제12도는 제11도의 수정의 위에서 본 평면도이다.

제13도는 본 발명에 따른 또 다른 수정된 실시예의 측입면도이다.

제14도는 제13도의 수정의 단부를 도시한 도면이다.

제15도는 본 발명에 따라 사용하기 위한 소자의 측입면도이다.

제16도는 제15도의 소자에 대해 위에서 본 평면도이다.

제17도는 제15도의 소자의 저평면도이다.

제18도는 본 발명에 따른 다른 실시예를 통한 개략적인 단면이다.

이들 목적 및 이하 명백하게 될 다른 목적에 따라, 본 발명의 한 특징은 간략히 말하여 측을 따라 확장하는 도관 내에 포함된 유체를 처리하는 장치 및 방법에 있는 것이다. 본 장치는 도관의 외부에 장착된 1차 코일; 무선 주파수 신호를 연속적으로 발생하기 위해서 상기 1차 코일을 활성화시키기 위한 수단, 및 상기 무선 주파수 신호의 발생에 응답하여, 도관의 축에 대체로 동축 관계에 있는 대체로 원형의 자속선을 갖는 전자기장을 처리될 유체 내에 발생시키며, 1차 코일의 상류 및 하류의 유체를 처리하기 위해서 상기 축을 따라 상기 전자기장을 전파시키는 수단을 포함한다.

유체가 물이며, 물때 침전을 저지하기 위해 물을 처리하도록 요구된 본 발명의 한 실시예에 따라, 대체로 윈형의 자속선을 가진 전자기장의 전파로 매우 완벽하게 물때 제거 동작이 제공된다. 화학약품, 전극, 자석 또는 기타 물때 제거 장치를 도관 내에 장학할 필요가 전혀 없다 물때 제거 작용은 사실상 지엽적이 아니며, 그 대신 유체가 흐르고 있지 않을 때에도 도관 전체를 통해 전파된다.

본 발명의 한 실시예에서 1차 코일은 활성화 수단(energizing means)이 접속되는 전기 와이어의 1차 권선이다. 발생 수단은 전기 와이어의 2차 권선을 포함한다. 페라이트 코어는 권선들 사이에 설치된다. 2차 권선은 축상으로 이격된 한 쌍의 단자를 갖는다. 본 장치는 권선들이 안에 장착되는 하우징을 더 포함한다. 단자들은 이 하우징 상에 외부에 장착된다. 홀더는 도관 상의 축상으로 이격되어 있는 접촉 지역에서 전기적으로 접촉된 단자들을 사용하여 도관 상에 하우징을 유지한다. 도전 경로는 접촉 지역들간 도관을 따라 확장한다. 도전 경로는 무선 주파수 신호에 대해 저임피던스를 갖는다. 도관이 금속으로 만들어지면, 도전 경로는 자동적으로 설정된다. 도관이 합성 플라스틱 물질로 구성되면, 상기 저임피던스 경로를 제공하기 위해서 접촉 지역들간에 도관 주위를 금속 호일로 감싼다.

그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 1차 코일은 전기 와이어의 1차 권선이며, 페라이트 코어 또는 기타 고투자율 자기 특성의 물질은 1차 권선을 관통하여 확장하도록 하는 방식으로 도관 둘레의 동축 또는 나선상, 원주상으로 처리, 즉 감싼다. 예를 들면, 1차 권선은 케이블의 대향하는 양단부에 핀 접속기 및 소켓 접속기를 갖는 다중 와이어 리본 케이블일 수 있다. 핀 접속기는 일렬의 핀을 가지며, 소켓은 일렬의 소켓을 갖는다. 접속기들은 상호 접속되어 한 핀에 의해 오프셋된 열들을 갖는 루프를 형성한다.

또 다른 실시예에서, 1차 코일은 일렬의 핀을 갖는 듀얼-인-라인 패키지, 및 일렬의 소켓을 갖는 인쇄 회로 보드를 포함한다 패키지는 한 핀에 의해 오프셋된 열들을 가진 보드 상에 장착된다. 페라이트 코어는 1차 코일을 관통하여 확장하여, 도관 둘레에 확장, 즉 동축상으로 감긴다.

활성화 수단은 도관을 따라 흐르는 유체의 소리를 검출하고, 검출된 소리에 비례하는 주파수를 갖는 아날로그 오디오 신호를 발생하기 위한 수단 , 예를 들면마이크를 포함하는 것이 바람직하다. 사실 마이크는 소리가 발생되게 하는 물 내의 교류(turbulence)를 검출한다.

활성화 수단은 오디오 신호로부터 잡음을 제거하기 위한 필터, 오디오 신호의 주파수에 비례하는 주파수를 갖는 일련의 디지탈 펄스로 오디오 신호를 변환하기 위한 트랜스듀서, 오디오 신호의 주파수에 비례하는 진폭을 갖는 DC 전압으로 디지탈 펄스를 변환하기 위한 변환기, 및 DC 전압을 1차 코일에 인가되는 구동 펄스 열로 변경하기 위한 또 다른 트랜스듀서를 포함한다 다음에는 1차 코일에 의해서 무선 주파수 신호가 연속적으로 발생된다.

각각의 무선 주파수 신호는 50 내지 500kHz 범위의 주파수를 갖는다. 각각의 무선 주파수 신호는 최대값에서 제로로 감쇄하는 정현파적으로 가변하는 진폭을 갖는다. 신호들은 신호들간 랜덤한 대기 간격들을 갖는 것이 바람직하다.

상기 설명한 장치에서, 전자기장은 자동적으로 생성되며, 송수관 시스템의 상태, 특히 그 안의 물때의 양에 직접 비례한다. 바람직하게 본 장치는 결코 턴 오프되지 않아, 최소한의 처리 레벨을 보증한다. 처리는 물이 흐르거나 또는 흐르지 않는지 여부로 유지되며, 이것은 물 흐름이 간헐적인 가정용 설비에서 특히 잇점이 있다.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명은 물 운반 도관 내에 물때 침전물이 쌓이는 것을 저지하는 것 이외의 목적 또는 이를 포함하는 목적을 위해서 유체를 처리하는대에도 유용하다. 본 발명은 유체 내에 생물학적 상태에 대해 실제로잠재적 유용성이 있는 것으로, 즉 물 내에 조류나 박테리아의 성장에 영향을 미칠 수 있다.

더욱이, 본 발명은 플록 처리(flocculation)에 영향을 미치는 것으로, 본 발명에 따라 처리된 시스템에서 플록은 비처리시보다 신속하게 플록이 정착되었다.

본 발명은 물때의 침전 이외의 분야에서 일반적으로 결정 성장에 영향을 미쳤다. 결정들이 본 발명에 따라 처리된 용액으로부터 성장할 때, 결정 크기 및 결정의 누화 작용의 범위에 영향을 미쳤다. 더욱이, 중간 생성물로서 이온 및/또는 자유기를 포함하는 일부 화학 반응은 본 발명에 따른 처리에 의해서 영향을 받는다.

본 발명은 물을 포함하는 철 성분 금속 송수관의 부식을 금지하는 데 특히 유리하였다.

본 발명의 특징으로 간주된 신규한 특징은 첨부된 청구 범위에서 특히 설정되며, 그러나 본 발명 그 자체, 그 구존 및 동작 방법에 관하여 , 본 발명의 부가적인 목적 및 잇점도, 첨부한 도면에 따라 특정의 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다.

제1도에서 참조 부호 10은 송수관(12)의 내벽 상에 물때가 침전되는 것을 저지 또는 금지할 뿐만 아니라 물때가 이미 쌓인 송수관 내의 물때 침전물을 역류시킬 목적으로 도관 또는 송수관(12)(절결하여 도시됨) 내에 포함된 유체, 즉 물을 처리하기 위한 장치 및 방법을 나타낸다.

바람직한 한 실시예에 따라, 교류(turbulence) 검출기 또는 마이크(14)는 송수관과 물리적으로 접촉하여 배치되어, 송수관 내부의 교류의 결과로서 발생된 소리를 검출하도록 동작한다. 이러한 교류는 물이 송수관을 통해 흐를 때 발생되는데, 특히 물이 석회(lime) 물때 침전물 위로 통과할 때 발생한다 아날로그 오디오 신호(16)가 발생되며, 검출된 교류의 양에 직접적으로 비례하는 주파수를 갖는다. 주파수는 20 내지 20,000Hz 범위 내에 있다.

필터(18)는 오디오 신호(16)로부터 잡음을 제거하도록 동작함으로써, 송수관을 통해 흐르는 물의 교류에 관련없는 소리들이 필터링되어 제거된다 필터된 신호(20)를 제1도에 도시하였다.

차동 증폭기(22)는 펄스 정형을 위한 준비로서 상기 필터된 신호(20)를 처리 증폭한다. 바람직하기로는 조정 가능한 증폭 이득을 충분히 높게 설정하여 필터된 신호(20)를 포화시켜 이를 포화된 사각 신호(24)로 변환하도록 한다.

펄스 정형 및 미분망(differentaiting network)(26)은 사각 신호(24)를 제한된 펄스폭을 갖는 일련의 펄스(28)로 되게 처리한다. 이와 같이 하여 오디오 신호(16)의 주파수는 대응하는 많은 펄스로 변환된다.

단안정 멀티바이브레이터(30)는 제한된 폭의 펄스(28)를 일련의 넓은 디지탈 펄스(32)로 확장시킨다. 평균기(averager)라고도 하는 주파수-전압 변환기는 바람직하게는 캐패시터(34)로 실현되는 것으로서 넓어진 펄스(32)를 DC 전압으로 변환하는데, 이 DC 전압의 진폭은 넓어진 펄스(32)의 주파수의 함수가 되며, 따라서 오디오 신호의 주파수의 함수가 된다. 전압-펄스열(train) 변환기 또는 가변 주파수 비안정 멀티바이브레이터(38)는 오디오 신호의 주파수에 또한 직접적으로 비례하는주파수를 갖는 가변 주파수 펄스열(40)로 DC 전압(35)을 변환한다. 파워 출력 트랜지스터(42)는 펄스열(40)을 고주파 출력 트랜스포머(46)의 1차 권선(4)에 통전되는 일련의 구동 펄스로 변환한다. 고주파 출력 트랜스포머(46)는 2차 권선 및 상기 권선들간에 조정 가능한 페라이트 코어(50)를 구비하고 있다. 1차 권선(44)은 동조된 권선으로서 캐패시터(52) 및 DC 공급 전압(54)에 직렬로 접속된다 2차 권선(48)은 한 쌍의 이격된 단자(56, 58)를 갖고 있으며, 이들은 이하 기술되는 바와같이, 송수관의 축을 따라 세로로 이격된 한 쌍의 접촉 지역에서 도관(12)과 물리적인 접촉이 되게 배치된다.

트랜스포머(48)는 구동 펄스를 50 내지 500KHz 범위의 주파수를 각각 가지며 최대값에서 제로로 일반적으로 정현 가변하면서 감소하는 진폭을 갖는 일련의 무선 주파수 링잉(ringing) 신호(60)로 변환한다. 링잉 신호들간의 간격들은 구간이 똑같지 않아, 신호들간 랜덤한 대기 상태를 제공한다.

송수관이 구리와 같은 전도성 물질로 구성될 때, 트랜스포머(46)는 단자(55, 58)간에 저전압, 고전류 신호를 발생하도록 동작하는 저임피던스 소스를 구성한다. 고전류는 송수관의 축을 따라 흘러, 송수관의 축과 대체로 동축 관계로 대체로 원형의 자속선(62)을 갖는 전자기장(제4A도, 제4B도 참조)을 발생한다 단자 (56)과 (58) 사이에서 자속선들은 송수관의 직경을 무시할 수 있기 때문에, 송수관(12)의 외면 상의 접촉 지역을 관통하여 확장하는 가상선과 동축이 된다. 제4A, 4B도에 도시한 전자기장은 시간의 순간을 나타낸 것으로, 링잉 신호 각각의 진폭이 변할때 이 전자기장은 팽창 축소하는 것으로 이해된다. 정재파 전계(standing waveelectric field)가 송수관의 길이에 걸쳐 설정되므로서, 무선 주파수 전자기장은 접촉 지역의 상류 및 하류 양방향으로 송수관을 따라 전파하여 관계 설비를 통해 물에 물때 벗김 작용을 발생한다.

탄산 칼슘 물때의 경우에, 링잉 신호간 대기 상태가 짧아지면 송수관의 폐색시간이 감소하고, 반면 대기 상태가 길어지면 폐색 시간은 증가한다 또한, 다른 온도 및 다른 대기 상태는 폐색률에 영향을 미친다. 기타 염들이 물 내에 존재할때, 상이한 길이의 대기 상태가 염의 결정화에 영향을 미치는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로 램덤하게 발생된 대기 상태(어떤 한계치 내에서)에 의해 광범위하게 상이한 염들이 처리 될 수 있다.

송수관이 플라스틱과 같은 비도전성 물질로 구성될 때, 접촉 지역 사이의 송수관 부분을 구리 호일(foil)로 감싸, .동일한 물때 제거 작용을 달성할 수 있다.

파워 레벨 표시기(64)는 시각 디스플레이 수단으로서 사용되며, 평균기 캐패시터(34)에 접속된다. 표시기(64)는 일렬로 배열된 일련의 발광 다이오드를 포함 하는 것이 좋으며, 어떤 시간에 켜진 다이오드 수는 출력 파워 레벨을 표시한다.

제2도에 도시한 바와 같이, 장치(10)는 플라스틱 타이(tie) 또는 홀더(68)에 의해서 송수관에 접속된 하우징(65) 내에 수용되며, 단자(56, 58)는 하우징 외부에 배치되며, 하우징을 송수관 상에 유지할 때 이 송수관과 전기 기계 접촉되게 압찰된다. 마이크는 제1도에 도시한 모든 다른 부품들과 함께 하우징 내에 배치된다. 또한 디스플레이(54)는 보기 쉽게 하기 위해서 하우징의 외부에 배치된다. 상기 언급한 단자(56, 58) 각각은 한 쌍의 단자부(제3도의 58a, 58b를 참조)를 포함하는것이 좋은데, 이 양단자부 상에 송수관(12)이 기대어 송수관으로부터 우발적인 미끄러짐을 제지하도록 한다. 내부 부품들을 수동으로 조정하기 위해서 하우징 상에 외부 제어를 채용할 수 있다.

제5도 내지 제7도에서, 2차 권선을 갖는 트랜스포머를 사용하기 보다는, 송수관 그 자체 및/또는 그 안의 물이 2차 권선으로 되게 동작하는 신규한 장치를 사용하여 또다 유용한 방식으로 전자기장이 달성될 수 있다. 전기 와이어로 된 1차 권선(72)을 제1 축(74)(제7도 참조) 주위에 한 루프 내에 감는다 1차 권선(72)의 각각의 코일은 송수관(12)이 축을 따라 세로로 확장하는 평면에 놓인다. 1차 권선은 송수관의 외부에 장착된 스풀(spool;76) 상에 장착된다. 고투자율 자석 특성의 페라이트 또는 기타 적합한 물질로된 자기 코어(78)를 송수관 축 주위의 송수관 둘레를 나선상으로 감는다. 페라이트 콘어(78)는 1차 권선(72)의 각각의 코일을 관통하여 확장한다. 페라이트 코어는 많은 단단한 링크, 또는 도시한 바와 같이 냉장고문의 스트립 자석에서 사용되는 형태와 유사한 가요성 스트립으로서 구성될 수 있다. 이 구성은 송수관 스스로가 트랜스포머의 2차 권선이 되는 환형 트랜스포머를 형성한다. 환형 트랜스포머는 제1도에 관련하여 기술한 효용이 낮은 트랜스포머(46)보다 더욱 효용이 있으며, 직경이 큰 송수관에 있어서는 특히 잇점이 있다. 환형 트랜스포머는 소스 임피던스를 송수관에 직접 정합시키는 1차 대 2차 비가 큰 트랜스포머 이다.

송수관 및 물에서 발생된 AC 전류의 방향 및 전류 집중을 제6도에 도시하였다. 점을 가진 원 및 + 기호 각각은 관찰자를 향해 흐르는 AC 전류의 방향과 관찰자로부터 멀어지는 방향을 나타낸다. AC 전류는 잘 알려진 "스킨 효과(skin effect)"에 기인하여 송수관의 주변 둘레에 균일하게 분포 및 집중된다. 송수관이 금속 물질로 구성되거나, 상기 기술한 바와 같이 금속 호일이 감싸진 플라스틱 송수관일 필요도 없음에 유의해야 할 것이다. 왜냐하면, 제5도 내지 제7도에서, 액체 그 자체가 도전체 및 환형 트랜스포머의 2차 코일로 작용하기 때문이다 정재파 전계는 송수관 내의 액체 전체를 통해 설정된다. 장시간에 걸쳐 보다 신뢰성 있는 동작을 보증하기 위해서 송수관을 따라 접촉점들이 필요하게 되면 유지 관리 할 필요가 있다.

1차 권선을 만드는 또 다른 방법은 제8도 내지 제10도에 도시된 다중 와이어 리본(ribbon) 케이블(80)을 사용하는 것이다. 케이블(80)은 이 케이블의 대향하는 양단부에 핀 접속기(82) 및 소켓 접속기(84)를 갖는다. 핀 접속기(82)는 이로부터 돌출하는 일렬로 된 핀들을 가지며, 소켓 접속기(84)는 이 안에 형성된 일렬로 된 소켓들을 갖는다. 핀 및 소켓 수는 케이블 내의 개별 도전체 수에 대응한다.

케이블(80) 내의 개별 도전체로부터 연속한 코일을 형성하기 위해서 , 하나의 핀(86)(제8도)으로 오프셋된 상태에서, 핀 및 소켓들이 상호 접속된다. 환언하여, 열 네의 제2 핀은 제1 소켓에 접속되며, 열 내의 제3 핀은 제2 소켓에 접속되며, 등등으로 하여 접속된다. 제1 핀(86) 및 마지막 소켓은 비접속 상태로 두어, 접속기들이 이와 같이 상호 접속될 때 연속한 루프를 형성하도록 한다.

다른 것이 없으면, 페라이트 코어(88)는 상기 기술한 바와 같이, 송수관(12) 주위로 감겨, 케이블(80)을 관통하도록 이어진다. 다시, 송수관 그 자체 /또는 그안의 물은 환형 트렌스포머용 2차 권선으로서 작용한다.

1차 권선을 만드는 또 다른 방법은 제11도 및 제12도에 도시한 바와 같이, 듀얼-인-라인 패키지(dual-in-line package;96)를 사용하는 것으로서, 이 패키지는 이 패키지의 대향하는 양측으로부터 확장하는 2열의 핀(97), 및 핀들을 수용하기 위해 대응하는 열의 소켓을 안에 갖는 인쇄 회로 보드(92)를 구비한다. 대체로 U자 형상의 페라이트 코어(94)는 송수관(12)의 하부측 둘레로 확장하여, 보드를 관통하여 패키지(96)와 보드(92) 사이의 코어 부분(95)을 따라 연속해 있다. 이전과 같이, 패키지는 패키지의 각 열의 한 핀씩 대응하는 소켓의 열로부터 오프셋됨으로써 연속한 루프를 형성하도록 열들이 오프셋된 상태에서 보드 상에 장착된다. 송수관 그 자체 및/또는 그 안의 물은 상기한 바와 같이 하여 형성된 환형 트랜스포머용 2차 권선으로서 작용한다.

제13도 및 제14도에 도시한 바와 같이, 페라이트 코어(100)는 송수관(12)을 포위한다. 복수의 케이블(101)이 송수관과 코어(100)간에 이어진다. 케이블의 대향하는 양단부(105, 106)는 제2도에 도시한 바와 유사한 방식으로 송수관에 장치된 하우징(102)에 접속된다. 패키지(96) 및 보드(92)와 같은 듀얼-인-라인 패키지(104) 및 인쇄 회로 보드(103)가 도시되어 있다.

제15도는 패키지(96)와 유사한 또 다른 듀얼-인-라인 패키지(110)를 도시한 것이다, 패키지(110)는 2열의 핀(111), 얼구 페라이트 코어(107), 및 취사 선택적인 C 형상 코어(108)를 갖는다. 제11도 및 제12도에 관련하여 이전에 기술한 바와 같이 열들이 소켓들로부터 오프셋된 상태에서 핀(111)은 보드 상에 대응하는 소켓내에 장착된다.

핀(111)은 제17도에서 보드(109)의 하부측 상에 도시된 도전형 트랙(112)에 의해서 완전하게 되는 U자 형 권선의 일부가 된다. 핀(111) 및 트랙(112)이 일부를 형성하는 1차 코일과 다른 트랙(114)이 일부를 이루고 있는 2차 코일간의 비는 조정될 수 있다. 탭 걸들을 필요한 곳에 부가할 수 있다.

도면 중 제18도는 본 발명에 따른 장치의 동작하는 부품들의 일부 및 하우징에 대해 특히 손쉬운 배열을 도시한 것으로서 , 이것은 송수관 또는 송수관 내의 액체를 처리하기 위해 송수관 또는 송수관에 적용하는 것을 특히 간단하게 한다.

제18도에 도시한 장치는 2개의 하우징 부(sub)조립체(121, 122)를 갖는 하우징 조립체(120)를 포함한다. 부-조립체(121, 122)는 속이 비어 있는 구조로서, 각각은 바람직하기로는 플라스틱 물질의 몰딩인 2개의 부품을 포함하며, 이들은 도면의 단면이 평탄한 결합 라인에서 만나 서로 조립되어 각각의 내부에 공동(123,124)을 정한다. 부-조립체(121)의 내부 공동(123) 내에는 페라이트 또는 자기적인 특성 등의 기타 물질로된 대체로 U자 형상의 코어 부품(125)이 배치되며, 부-조립채(122)의 내부 공동(124) 내에는 대체로 U자 형상의 다른 코어 부품(126)이 배치된다. 코어 부품(l25, 126)의 분기부는 127 및 128에서 서로 맞닿는 평탄한 표면에서 마감하며, 코어는 폐루프 또는 고리 형태로 자기 회로를 형성한다.

코어 부품(125)의 분기부는 하우징 부 조립체(121)의 129로 표시된 중공마개부(hollolw spigot portion) 내로 확장한다. 중공마개부(129)는 비드(bead) 형성부(130)로 마감하고 있다. 코어 부품(126)의 분기부는 케이싱 부 조립체(122)의 131로 표시된 중공마개부(hollolw spjgot portions) 내로 확장하며, 마개부(131)는 마개부(129)의 양단부에서 비드 형성부(130)와 면하여 맞물릴 수 있는 클핍 형성부(132)로 마감하고 있다. 이와같이 하여 2개의 케이싱 부-조립체는 함께 스냅 끼워낮춤(snap-fitted)될 수 있다. 코어부품(126)과 하우징 부-조립체(122)의 벽부 사이에 배치된 리프 스프링 (132)은 실제적인 공기 갭이 코어 부품들간을 개방하게 됨에따라 코어에 의해 제공된 자기 회로가 차단되는 것이 전혀 없도록 하는 충분한 힘으로 코어 부품(126)에 바이어스를 가하여 코어 부품(125)과 맞닿게 한다.

이와 같이하여 함께 끼워 맞추어 질 때, 2개의 하우징 부-조립체는 송수관 또는 송수관 둘레에 원주상으로 코어가 배치된 상태에서 송수관 또는 송수관이 확장할 수 있는 개구부를 정하게 된다. 송수관 또는 도관에 대해 요구된 위치에 케이싱이 있을 수 있게하기 위해서 고정 수단이 제공될 수 있다.

하우징 부-조립체(121)의 내부 공동(123)은 상기 개구부(133)를 통해 흐르는 송수관 또는 도관 내에 포함된 유체 내에 상기 기술한 전자기장을 설정하기 위해서 코어부품(126)이 관통하여 확장하는 1차 코일을 포함하며, 상기 기술된 전기 및 전자부품을 수용하기에 충분한 크기이다.

가정용 도는 상업용 급스 시스켐 또는 난방 장치에서 물을 처리하는 데에 있어 콘디셔너가 특히 유용하며, 하수 처리장(water treatment stations) 또는 수영장에서 효과적으로 사용될 수 있다. 콘디셔너를 물을 처리하는 것에 제한할 필요는 없으며, 통속의 맥주, 침전 탱크 내의 오물, 발효 용기 내의 와인, 연료 탱크내의연료 및 요컨내 이온이나 미세 현탁 물질늘 갖는 임의의 유체도 처리할 수 있다.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명은 수계(water system) 내에 물 때 침전물이 쌓이는 것을 저지하기 위해서 물을 처리하는 것 이외에, 아니면 이를 포함하여 여러 분야에서도 유용하다. 본 발명은 유체 내에 생물학적 상태에 영향을 미쳐, 예를 들면 민물이나 바다물 내의 조류(algae)나 박테리아의 성장은 본 발명에 따라 물이 처리될 때 영향을 받을 수 있다. 더욱이 , 본 발명은 플록 처리(flocculation process)에 영향을 미쳤으며 , 본 발명에 따라 처리된 시스템에서 플록은 비처리 때 보다 신속하게 정착되었다.

본 발명은 또한 물때의 침전 이외의 분야에서 일반적으로 결정 성장에 영향을 미쳤다. 본 발명에 따라 처리된 용액으로부터 결정이 성장할 때, 결정 크기 및 이들 결정의 수화 작용의 범위에 영향을 미쳤다. 더욱이, 중간 생성물로서 이온 및/또는 자유기를 포함하는 일부 화학 반응은 본 발명에 따른 처리에 의해서 영향을 받는다.

본 발명은 예를 들면 수영장의 물의 염소 처리에 영향을 미쳤다. 본 발명에 따라서 처리될 때, 물 내의 염소의 응고에 영향을 미쳐, 필요한 농도를 유지하기 이러한 규칙적인 염소 첨가 필요성이 감소되었다.

더욱이, 본 발명은 수계에서의 부식에도 영향을 미쳤다. 물을 운반하는 금속 송수관의 부식, 특히 철을 함유하는 금속은 본 발명에 따라 처리된 시스템에서 감소되었다.

이러한 금속 송수관의 부식에 대한 잇점이 있는 효과는 부식이 일어날 때 발생하는 반응시 물 내의 자유 전자가 있어야 하기 때문인 것으로 생각된다. 본 발명에 따라 생성된 전자기장에 응답하여, 자유 전자들은 유사 전하가 송수관에 의해서 운반되는 송수관의 중심으로부터 액체를 포위하는 금속 송수관을 향하여 내몰린다. 전자들은 송수관 원주 둘레의 협대역, 그러나 금속으로부터 멀리 내몰려, 부식이 발생하는 지역으로부터 이들을 제거함으로써 부식을 방지 또는 적어도 저지한다.

본 발명에 대한 잠재적인 사용은 비침투 도전성 계기 또는 유속계로서,매립된 플라스틱 송수관의 검출, 분배망 내의 누실의 검출, 및 가스와 물 운반 금속 송수관들간을 구별하는 것이다.

상기 기술된 것들 각각, 또는 2개 이상을 함께한 것에 의해서 상기 기술한 형태와는 다른 형태의 구조에 유용한 응용을 찾을 수 있음을 이해해야 할 것이다.

본 발명에 대해서 물을 처리하는 장치 및 방법을 실현한 것을 예시 및 설명 하였으나, 본 발명으로부터 벗어남이 없이 여러 수정 및 구조적 변경을 행할 수 있으므로, 본 발명은 단순한 사항에 국한되는 것은 아니다.

추가적인 분석 없이, 전술한 바는 본 발명의 요지를 충분히 나타내었으므로, 종래 기술의 관점으로부터 본 발명의 포괄적인 또는 특정의 면의 필연적인 특징을 구성하는 특성을 빠뜨리지 않고 여러 응용에 쉽게 맞도록 제3자가 현재의 지식을 적용하여 행할 수 있고, 따라서 이러한 적용은 다음의 청구 범위의 균등물의 의미 및 범위 내에 내에서 이해되어야 하며 그렇게 되어야 한다.

Claims (19)

1. 축을 따라 확장하는 도관 내에 포함된 유체를 처리히는 장치에 있어서,

   a) 상기 도관의 외부에 장착된 1차 코일;

   b) 무선 주파수 신호를 연속적으로 발생하기 위해서 상기 1차 코일을 활성화(energizing)시키는 수단; 및

   c) 상기 무선 주파수 신호의 발생에 응답하여, 상기 도관의 축에 대체로 동축 관계로 원형의 자속전(generally circular flux lines)을 갖는 전자기장을 처리될 상기 유체 내에 발생시키며, 상기 축을 따라 상기 전자기장을 상기 1차 코일의 상류 및 하류 방향으로 전파시켜 상기 유체를 처리하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 각각의 무선 주파수 신호는 50 내지 500KHz 범위 내의 주파수를 가지며, 상기 각각의 무전 주파수 신호는 최대값에서 제로로 감소하는 정현적으로 가변하는 진폭을 갖는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무선 주파수 신호들간에는 랜덤한 길이의 대기 상태가 있는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리장치
4. 제1항에 있어서, 상기 1차 코일은 전기 와이어의 1차 권선이며, 상기 활성화수단은 상기 1차 권선에 접속되고, 상기 발생 수단은 상기 도관 둘레에서 확장하며 상기 1차 권선을 관통하는 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관내 유체 처리장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 코어는 페라이트 물질(material)로 만들어지는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 1차 권선은 케이블의 대향하는 양단부에 핀 접속기 및 소켓 접속기를 갖는 다중 와이어 리본(ribbon) 케이블이며, 상기 핀 접속기는 일렬의 핀을 가지며, 상기 소켓 접속기는 일렬의 소켓을 가지며, 상기 접속기들은 상호 접속되어 상기 열들이 한 핀씩 오프셋되어 루프를 형성하는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서 , 상기 1차 코일은 일렬의 핀을 갖는 듀얼-인-라인 패키지, 및 일렬의 소켓을 갖는 인쇄 회로 보드를 포함하며, 상기 패키지는 상기 열들이 한 핀씩 오프셋되어 상기 보드 상에 장착되며 , 상기 활성화 수단은 상기 1차 코일에 접속되는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1차 코일은 전기 와이어의 1차 권선이며, 상기 활성화 수단은 상기 1차 권선에 접속되고, 상기 발생 수단은 전기 와이어의 2차 권선 및 상기 권선들간의 코어를 포함하며, 상기 2차 권선은 상기 도관에 전기적으로 접촉하는 축상으로 이격된 한 쌍의 단자를 갖는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 활성화 수단은 상기 도관을 따라 흐르는 유체의 소리를 검출하고, 상기 검출된 소리에 비례하는 주파수를 갖는 아날로그 오디오 신호를 발생시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 활성화 수단은 상기 오디오 신호로부터 잡음을 제거하는 수단, 상기 오디오 신호의 주파수에 비례하는 주파수를 갖는 일련의 디지탈 펄스로 상기 오디오 신호를 변환하는 수단, 상기 오디오 신호의 주파수에 비례하는 진폭을 갖는 DC 전압으로 상기 디지탈 펄스를 변환하는 수단, 및 상기 DC 전압을 상기 1차 코일에 인가된 구동 펄스 열로 변경하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 장치.
11. 제4항에 있어서, 각각 코어 부품을 포함하는 각각의 부품들을 갖는 하우징을 포함하며 , 상기 하우징 부품들은 상기 도관을 감싸도록 함께 접속되고, 상기 하우징 부품들은 상기 코어 부품들이 상기 도관 둘레로 확장하는 상기 코어를 한정하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 장치
12. 제11항에 있어서, 상기 하우징 부품들은 상기 도관을 감싸도록 상기 하우징 부품들을 함께 유지하기 위해 상호 맞물릴 수 있는 각각의 고정 형성부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 고정 형성부들은 서로 스냅 맞물림(snap-engagable)될 수 있는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 장치
14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 코어 부품들을 서로 맞물리게 하기 위한, 상기 하우징에 연결된 스프링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관내 유체 처리 장치.
15. 축을 따라 확장하는 도관 내에 포함된 유체를 처리하는 방법에 있어서,

    a) 상기 도관의 외부에 1차 코일을 장착하는 단계;

    b) 무선 주파수 신호들을 연속적으로 발생시키기 위해 상기 1차 코일을 활성화시키는 단계 ;

    c) 상기 무선 주파수 신호의 발생에 응답하여, 상기 도관의 축에 대체로 등축 관계로 원형의 자속선(generally circular flux lines)을 갖는 전자기장을 처리될 상기 유체 내에 발생시키며, 상기 축을 따라 상기 전자기장을 상기 1차 코일의 상류 및 하류 방향으로 전파시켜 상기 유체를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 방법
16. 제15항에 있어서, 상기 활성화 단계는 50 내지 5OOKHz 범위 내의 주파수를 가지며, 최대값에서 제로로 감소하는 정현적으로 가변하는 진폭을 가지며, 상기 무선 주파수 신호들 사이에서 랜덤한 길이의 대기 상태를 갖는 각각의 무선 주파수 신호를 발생시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 도관 내 유체 처리 방법.
17. 전자기장을 발생하는 장치에 있어서,

    제1 축에 관하여 루프 형태로 되어 있는 전기 와이어 코일의 1차 권선;

    상기 1차 권선의 외부에서 상기 제1 축에 수직한 제2 축을 따라 확장하는 연장된 도전정 부재; 및

    상기 제2 축에 관하여 상기 도전성 부재 둘레의 원주상으로 확장하며 상기 루프를 관통하여 확장하는 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기장 발생 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 1차 권선은 케이블의 대향하는 양단부에 핀 접속기 및 소켓 접속기를 갖는 다중 와이어 리본 케이블이며, 상기 핀 접속기는 일렬의 핀을 가지며, 상기 소켓 접속기는 일렬의 소켓을 가지며, 상기 접속기들은 상호 접속되어 상기 열들이 한 핀씩 오프셋되어 루프를 형성한 것을 특징으로 하는 전자기장 발생 장치
19. 수계(water system) 내의 부식을 방지하는 방법에 있어서,

    상기 수계에서 도관 내의 상기 물을 제 15항 또는 제 16항에 따른 방법으로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수계내의 부식 방지방법.