KR100418305B1 - 전자계로 유체를 처리하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 내에 물때 침전물이 생기는 것을 방지하도록 파이프 내의 유체, 특히 물을 처리하는 장치에 관한 것으로, 파이프의 외부에 장착된 전자계 발생용 코일(10)과, 유체 내에 교번 전자계를 형성하도록 상기 전자계 발생용 코일을 여기시키는 전자 회로(14)와, 장치의 기능에 관련된 파라미터를 감지하여 이 파라미터에 따른 신호를 발생시키는 센서(18)와, 상기 파라미터에 따른 신호를 상기 전자 회로로 피드백하여 전자 회로를 제어하는 피드백 회로를 구비하고, 상기 센서는 전자계 발생용 코일에 인접한 파이프의 외부에 장착되는 전자계 측정용 코일(16)을 구비하고, 상기 피드백 회로는 상기 전자계 측정용 코일과 함께 전자계 강도계로서 작용하는 전자 부품을 구비한다.

Description

전자계로 유체를 처리하는 장치{SYSTEM FOR TREATING FLUIDS IN AN ELECTRIC FIELD}

이러한 타입의 장치 또는 종래 기술로부터 공지된 장치의 예는 유럽특허 제0493559호, 독일특허 제19502990호, 독일특허 제19505642호에 개시되어 있다.

유럽특허 제0493559호에는 센서가 마이크로폰으로 구성된 유체 처리 장치가 개시되어 있는데, 이 마이크로폰은 파이프와 물리적으로 접촉하게 연결되어 있다. 상기 마이크로폰은 파이프 내측의 난류의 결과로서 발생되는 소정의 음향을 픽업한다. 이러한 난류는 파이프를 통과할 뿐만 아니라 끈끈한 물때 침전물과 같은 방해물 위를 지나가는 물의 표면 효과와 관련된 것이다. 마이크로폰의 출력 신호는 전자계 발생용 코일로 공급된 에너지의 특성을 피드백 회로를 통해 제어한다. 공급되는 에너지는 파이프를 통과하는 물의 유동과 유체 처리 장치 내에 미리 형성된 끈끈한 물때의 양과 관련이 있다.

유체와 접촉하게 관의 벽에 배치되는 전극으로서 구현된 센서가 독일특허 제19502990호에 개시되어 있다. 전극과 이 전극에 접속된 측정 회로가 물의 속도를 측정한다. 측정된 속도에 따라서 전자계 발생용 코일에 공급되는 에너지가 변화된다. 이러한 유체 처리 장치의 단점은 전극이 파이프 내측에 장착되어야 한다는 점, 즉 작동이 파이프상에서 수행되어야 한다는 점에 있다.

이와 유사한 구성이 독일특허 제19505642호에 개시되어 있다. 이 특허에서는 센서가 다수의 스트레인 게이지를 갖춘 탄성 전극을 포함한다. 파이프 내의 유체 속도에 따라서 스트레인 게이지의 신호가 변화하고, 이것에 의해 전자계 발생용 코일에 공급되는 동력량이 변화한다.

이러한 종래 기술의 모든 유체 처리 장치에서는 유체 처리 장치를 일단 장착한 후에 그의 교정이 일반적인 문제점으로 되고 있다. 전자계 발생용 코일에 의해 발생된 전자계의 영향은 유체에서의 유도에 의해 좌우된다. 이러한 유도는 다음과 같은 상이한 다수의 인자들에 의해 좌우된다.

-전도성이 높을수록 유도가 낮아지는 유체의 전기 특성, 예컨대 전기 전도성,

-파이프의 크기 및 재료,

-예컨대, 세탁기, 건조기, 다리미, 펌프 등과 같은 인접한 전기 장치들에 의해 발생되는 외부 전자계의 영향.

이들 인자들의 대부분은 예측할 수 없으며, 즉 적어도 흡족할 만큼 정확한 것은 아니다.

본 발명은 파이프 내에 물때 침전물이 생기는 것을 방지하도록 파이프 내의 유체, 특히 물을 처리하는 장치에 관한 것으로,

-파이프의 외부에 장착된 전자계 발생용 코일과,

-유체 내에 교번 전자계를 형성하도록 상기 전자계 발생용 코일을 여기시키는 전자 회로와,

-장치의 기능에 관련된 파라미터를 감지하여 파라미터에 따른 신호를 발생하는 센서와,

-상기 파라미터에 따른 신호를 상기 전자 회로로 피드백하여 전자 회로를 제어하는 피드백 회로

를 구비하는 유체 처리 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 일반적인 구조를 개략적으로 도시하는 도면.

도 2는 결합되는 코일의 다른 실시예를 도시하는 도면.

도 3은 전자계 발생용 코일의 다른 형태를 도시하는 도면.

본 발명의 목적은 이러한 모든 인자들의 영향을 고려하도록 구현된 전술한 타입의 유체 처리 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적에 따라서, 본 발명은 본원 명세서의 기술 분야에서 규정된 유체 처리 장치를 제공하며, 이 장치는 센서가 전자계 발생용 코일에 인접한 파이프의 외부에 장착되는 전자계 측정용 코일을 구비하고, 피드백 회로가 상기 전자계 측정용 코일과 함께 전자계 강도계로서 작용하는 전자 부품을 구비하는 것을 특징으로 한다.

실제 환경 하에서 형성된 실제 전자계를 측정함으로써 정보를 얻고, 이 정보를 기초로 하여 유체에 전자계를 형성하도록 전자계 발생용 코일을 여기시키는 전자 회로가 환경이 변화하더라도 적절한 전자계 강도를 발생하도록 조절될 수 있다.

전자계 측정용 코일은 전자계 발생용 코일 둘레와 같이 여러 위치에 배치될 수 있다. 그러나, 이러한 위치는 전자계 발생용 코일 내의 구성이 전자계 측정용 코일 내의 구성과 동일하지 않다는 단점을 갖는다. 따라서, 전자계 측정용 코일은 중간에 간격을 두지 않고 또는 간격을 조금 두고 전자계 발생용 코일에 나란히 배치되는 것이 바람직하다.

전술한 종래 기술에서와 동일한 방식으로 피드백 회로를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 전자계 발생용 코일을 여기시키는 전자 회로는 증폭기와 신호 발생기를 구비하는 것이 바람직하며, 이것에 의하여 전자계 강도계로부터의 신호에 따라 증폭값이 조절된다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 유체 처리 장치는 파이프(12)의 외부에 장착되는 전자계 발생용 코일(10)을 구비한다. 상기 파이프(12)는 파이프(12)의 내벽에 끈끈한 물때를 침전시키는 경향이 있는 물뿐만 아니라 임의의 기타 유체일 수 있는 유체를 위한 유동로를 형성한다. 상기 전자계 발생용 코일(10)은 예정된 전자계가 파이프(12) 내측의 유체 내에 형성되도록 전자계 발생용 전자 부품(14)에 의해 여기된다. 그 효과는 끈끈한 물때의 침전이 방지되거나 방해된다는 것이다. 전체 공정에 대한 상세한 내용은 당업자가 쉽게 입수할 수 있는 종래 기술의 여러 공보들과 기타 공보들로부터 얻을 수 있다.

본 발명에 따르면, 유체 처리 장치는 전자계 발생용 코일(10)과 간격을 두지 않거나 작은 간격을 두고 전자계 발생용 코일(10)에 나란히 동일한 파이프(12) 둘레에 장착되는 것이 바람직한 전자계 측정용 코일(16)을 더 구비한다. 상기 전자계 측정용 코일(16)은 전자계 강도 측정용 전자 부품(18)에 접속됨으로써, 사실상 상기 전자계 강도 측정용 전자 부품(18)과 전자계 측정용 코일(16)이 조합하여 전자계 강도계를 구성한다. 이러한 전자계 강도계는 여러 목적을 위해 널리 공지된 것이므로, 그에 대한 상세한 정보는 불필요하다고 생각한다.

전자계 강도 측정용 전자 부품(18)과 전자계 발생용 전자 부품(14) 사이에 적합한 피드백 회로를 얻기 위해서는 전자계 발생용 전자 부품(14)이 신호 발생기(20)와 가변 증폭기(22)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 신호 발생기(20)가 필요한 형태와 주파수의 신호를 발생시키고 증폭기(22)가 이 신호의 진폭이 전자계 발생용 코일(10)을 여기시키는 정확한 값으로 되도록 유지하는 방식으로 필요한 강도의 전자계가 파이프(12) 내측에 형성된다.

기타 전자계 또는 기타 외부적인 영향이 존재하지 않는다면, 전자계 발생용 코일(10)과 전자계 발생용 전자 부품(14)을 구비하는 유체 처리 장치는 한번 교정된 후에 적절하게 기능할 수 있다. 그러나, 실제 환경에서는 상이한 여러 외부 영향을 고려해야 한다. 첫째로, 파이프(12)의 치수가 항상 동일하지 않다. 파이프의 직경이 변화할 수도 있고(네덜란드에서는 가정의 수관용으로 9, 12, 15, 18 및 22 mm의 표준 직경이 사용됨) 또한 파이프의 벽 두께가 항상 동일하지 않아 파이프(12)의 제조자와 품질에 따라 변화할 수도 있다. 공업용 파이프의 크기는 주로 22 mm 내지 1000 mm에서 변화한다.

추가의 외부 영향으로는, 예컨대 세탁기, 건조기, 다리미 등의 가정용 기기에 의해 발생된 전자계가 있다. 공업 환경에서는 펌프, 전기 모터, 변압기, 고전압 케이블 등에 의해 발생된 전자계를 고려해야 한다.

이들 외부 영향에 대처하기 위해서, 그 때마다 발생된 실제 전자계가 전자계 측정용 코일(16)과 전자계 강도 측정용 전자 부품(18)에 의해 측정된다. 그 때, 전자계 강도 측정용 전자 부품(18)은 증폭기(22)로 신호를 즉시 전송하고, 이에 의해 외부 전자계가 변화하더라도 필요한 특성의 전자계가 항상 파이프(12)의 내측에 형성되도록 증폭기(22)의 증폭값이 채택된다.

전자계 측정용 코일은 전자계 발생용 코일(10)에 나란히 배치되는 것이 바람직하다. 전자계 측정용 코일(16)이 전자계 발생용 코일(10) 둘레에 장착되는 상태를 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우에 전자계 발생용 코일(10) 내의 내부 공간은 파이프(12)와 그것을 통해서 유동하는 유체에 의해 충전되지만, 전자계 측정용 코일(16) 내의 내부 공간은 파이프(12)와 그것을 통해서 유동하는 유체뿐만 아니라 전자계 발생용 코일(10)의 권취부에 의해 충전된다. 즉, 측정 환경이 발생 환경과 일치하지 않게 된다. 따라서, 전자계 측정용 코일(16)의 위치는 전자계 발생용 코일(10)에 나란한 것이 바람직하다.

대안으로는 권취부가 소정의 중간 간격을 갖는 전자계 발생용 코일(10)을 구현하고, 이에 의해 전자계 측정용 코일(16)의 권취부가 상기 중간 간격 내측에 배치될 수 있다. 이 경우에는 정확하게 발생된 전자계가 측정된다. 그러나, 코일의 구조가 보다 복잡하게 된다는 단점이 있다. 이러한 실시예의 실제예가 도 2에 도시되어 있다. 전자계 발생용 코일은 참조 번호 10'으로 지시되고 전자계 측정용 코일은 참조 번허 16'으로 지시되어 있다. 이 코일들은 파이프(12') 둘레에 배치되어 있다.

도 1과 도 2의 실시예에서, 전자계 발생용 코일은 파이프 내의 유체 유동 방향과 평행하게 전자계를 생성한다. 전자계의 방향이 유동 방향과 수직이 되도록 코일들을 구현하는 것도 가능하다. 도 3은 전자계 발생용 코일이 2개의 섹션으로 분할된 실시예를 도시하는데, 그 중 한 섹션(26)은 파이프(30)의 임의의 측부에 배치되고, 도면에는 보이지 않는 다른 섹션(26')은 파이프(30)의 대향벽상에 배치된다. 코일 섹션(26)은 단자(26a와 26b)를 구비한다. 상기 코일 섹션(26) 내측에 전자계 측정용 코일(28)이 배치된다. 상기 전자계 측정용 코일(28)은 단자(28a와 28b)를 구비한다. 또한 전자계 측정용 코일(28)은 2개의 섹션, 즉 파이프(30)의 가시 표면상에 있는 섹션과 보이지 않는 파이프(30)의 대향 측부상에 있는 다른 섹션을 구비한다.

일반적으로, 전자계 발생용 코일에 의해 발생된 전자계는 주파수가 1㎑ 내지 100㎑인 교번 전자계이다. 이 범위 밖의 어떠한 전자계의 영향을 제거하기 위해서, 전자 회로(18)는 너무 낮거나 높은 주파수를 필터링하는 대역 필터(24)를 구비하는 것이 바람직하다. 대역 필터(24)의 상한값 및 하한값은 궁극적으로 조절될 수 있다.

Claims (7)

1. 파이프 내에 물때 침전물이 생기는 것을 방지하도록 파이프 내의 유체를 처리하는 장치에 있어서,

   -파이프의 외부에 장착된 전자계 발생용 코일과,

   -유체 내에 교번 전자계를 형성하도록 상기 전자계 발생용 코일을 여기시키는 전자 회로와,

   -장치의 기능에 관련된 파라미터를 감지하여 이 파라미터에 따른 신호를 발생시키는 센서와,

   -상기 파라미터에 따른 신호를 상기 전자 회로로 피드백하여 전자 회로를 제어하는 피드백 회로

   를 구비하는 유체 처리 장치로서,

   상기 센서는 전자계 발생용 코일에 인접한 파이프의 외부에 장착되는 전자계 측정용 코일을 구비하고, 상기 피드백 회로는 상기 전자계 측정용 코일과 함께 전자계 강도계로서 작용하는 전자 부품을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자계 발생용 코일을 여기시키는 전자 회로는 증폭기와 신호 발생기를 구비하고, 이에 의해 증폭값이 전자계 강도계로부터의 신호에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 유체 처리 장치.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 피드백 회로는 대역 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 처리 장치.
4. 파이프 내에 물때 침전물이 생기는 것을 방지하도록 파이프 내의 유체를 처리하는 장치에 있어서,

   -파이프의 외부에 장착된 전자계 발생용 코일과,

   -유체 내에 교번 전자계를 형성하도록 상기 전자계 발생용 코일을 여기시키는 전자 회로와,

   -장치의 기능에 관련된 파라미터를 감지하여 이 파라미터에 따른 신호를 발생시키는 센서와,

   -상기 파라미터에 따른 신호를 상기 전자 회로로 피드백하여 전자 회로를 제어하는 피드백 회로

   를 구비하는 유체 처리 장치로서,

   상기 센서는 전자계 발생용 코일에 인접한 파이프의 외부에 장착되는 전자계 측정용 코일을 구비하고, 상기 전자계 측정용 코일은 중간 간격을 두지 않고 또는 작은 중간 간격을 두고 전자계 발생용 코일에 나란히 배치되며,

   상기 피드백 회로는 상기 전자계 측정용 코일과 함께 전자계 강도계로서 작용하는 전자 부품을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 처리 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 전자계 발생용 코일을 여기시키는 전자 회로는 증폭기와 신호 발생기를 구비하고, 이에 의해 증폭값이 전자계 강도계로부터의 신호에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 유체 처리 장치.
6. 제4항 또는 5항에 있어서, 상기 피드백 회로는 대역 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 처리 장치.
7. 제1항 또는 4항에 있어서, 처리 대상 유체는 주로 물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 처리 장치.