KR100885390B1 - 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치 - Google Patents

이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치에 관한 것으로서, 특히 금속 재질로 이루어지는 원통형의 케이스와; 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 양단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 복수의 제 1통수공이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링이 형성되는 정전기 발생용 유전체와; 금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되어 회전되도록 외주연에 날개가 나선형으로 구비된 원형 막대 형상으로 형성되고, 양단에 상기 정전기 발생용 유전체에 삽입되는 회전축이 형성되어 유체 흐름에 따라 회전되는 희생 양극용 스크류; 및 이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 상기 케이스의 양단에 결합되는 연결 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 유체를 케이스 내에서 스크류를 이용하여 회전시켜 압력을 증대시킴으로써 이온의 이동 거리를 증대시켜 스케일의 제거 영역을 상대적 증가시킬 수 있다.
관로, 스케일, 이온, 수처리, 정전기, 갈바닉

Description

이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치{DEVICE FOR REMOVING SCALE IN PIPE LINE}
본 발명은 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치에 관한 것으로서, 상세하게는 유체를 케이스 내에서 스크류를 이용하여 회전시켜 압력을 증대시킴으로써 이온의 이동 거리를 증대시켜 스케일의 제거 영역이 상대적 증가되도록 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 수도관이나 물탱크의 급, 배수관 등과 같이 물이 지나는 관체는 오랜 시간 사용하다보면 물 속의 활성산소가 관체의 철분과 반응하여 내부가 부식되어 녹이 발생되거나, 이러한 녹 및 이물질 등이 퇴적되어 관체 내부에 스케일(scale), 슬라임(slime), 슬러리(slurry) 등이 발생되어 관체의 수명을 단축시키고 물의 흐름을 방해하였다. 그리고, 이러한 관체를 지나는 물 역시 그 속에 인체에 유해한 산화철이나 불순물 및 세균 등의 각종 유해 물질이 포함되어 비위생적이었다.
위와 같은 관체의 비위생적 요인을 제거하기 위하여 관체의 내부에 세척도구인 브러시 등을 진입시켜 녹이나 스케일 등을 제거하거나 또는 내부가 부식된 관체 를 새로운 관체로 교체함으로서 상기와 같은 관체 내부의 비위생적인 요인을 해소하였다. 그러나, 이와 같은 방법은 그 작업에 있어 비위생적 요인을 해소할 수는 있으나 관체를 세척하거나 교체하는 과정에서 비교적 많은 시간과 인력 및 장비가 요구됨은 물론 적지 않은 기간 내에 다시 관체를 세척하거나 새로운 관체로 교체하는 작업을 반복해야함으로 많은 비용이 소모되어 효율적이지 못한 문제점이 있다.
또한, 관체의 수명을 연장시키고 비위생적 요인을 제거하기 위하여 세관제를 사용하거나, 고주파 발생기를 이용한 수처리 방법이 사용되고 있다. 그러나, 세관제를 사용한 방법은 화약 약품의 사용에 따른 또 다른 문제점이 발생되며, 고주파 발생기 등과 같이 동력을 필요로 하는 장치는 에너지가 소비되고 그 설비 또한 복잡하였다.
이에 따라, 최근 산업현장에서는 정전기 발생요소를 구비하여 정전기를 발생시켜 물을 정전기장으로 이온화시키고, 이러한 이온을 이용하여 물을 정화시킴은 물론 관체의 내부를 세척할 수 있는 무동력적이고 환경 친화적이며 설비/설치가 간단한 이온 수처리장치가 사용되고 있다.
이러한 이온 수처리장치는 몇 가지 금속원소(구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni), 주석(Sn))를 혼합하거나 또는 단독으로 이루어진 주조품으로 코아를 만들어 처리수와 접촉토록 함으로서 처리수 중에 포함한 양이온 물질들에게 전자를 공급함과 동시에 음이온 물질로부터 전자를 제거할 수 있어 전기 화학적 방법으로 이온 및 분자교환을 유도하는 방식이다.
국내특허등록 10-0313778호는 유체처리장치에 관한 것으로 상기의 이온 수처 리장치이다.
이러한 유체처리장치는 도 1에 도시된 바와 같이 ABS 등의 플라스틱 재료로 이루어진 대략 원통형의 몸체, 즉 하우징(12)을 구비한다.
원통형 하우징(12)의 양단에는 평탄면이 형성된 보스(boss)(22)를 구비한 단부덮개(14)가 설치되고, 상기한 보스(22)에는, 인접한 배관 상에 커플링을 이와 같은 연결하기 위해 내부 나사산(20)이 형성된다.
단부덮개(14)가 몸체(12) 상에 제거 가능하게 나사 결합될 수 있도록 하기 위해, 단부덮개(14)에는, 몸체(12)의 외부에 설치된 나사산(17)과 맞물리는 내부 나사산(16)이 추가로 설치되며, 단부덮개(14)와 몸체(12) 사이에 양호한 밀폐 결합을 제공하기 위해 O-링 밀봉재(18)가 설치된다.
그리고, 2개의 채널 분리기(24)가 하우징(12) 내부에 배치된다. 각각의 채널 분리기(24)는 유전체 물질, 바람직하게는 플라스틱 재료, 더욱 바람직하게는 폴리테트라플루오르에틸렌으로 이루어진 고체 블록으로 제조되고, 분리된 복수의 채널을 한정하는 복수의 구멍(26)이 형성된다. 사용 중에, 배관을 따라 흐르는 물(또는 전술한 것과 같이, 적절한 경우에는 다른 유체)은 분리되어, 상향 스트림으로부터 채널 분리기(24)의 하향 스트림 단면(28)으로 일정한 흐름방향 F로 분리된 복수의 채널을 따라 흐른다. 수처리장치의 본 실시예의 구성에 있어서 유전체 물질을 사용한 점을 고려하면, 상기 장치가 접지할 필요가 있는 금속제(예를들면, 구리제) 배관에 접속되는 경우에, 연속적인 접지를 위해 장치의 외부에 배관의 인접한 단면 사이에 금속제 접지 브리지를 설치하는 것이 바람직하다.
상기한 채널 분리기(24)의 외부 단면 형태는, 몸체(12)의 내벽에 의해 형성된 통로, 또는 공동(13) 내부에 장착할 수 있도록 형성된다. 2개의 채널 분리기(24)가 서로의 뒤에 배치된 경우에, 이들 부재 사이에 챔버(30)가 한정되고, 이 챔버(30)가 장치를 통과한 물의 난류 운동을 촉진하고 각각의 채널(26)에서 나온 물의 혼합을 촉진하도록, 상기 채널분리기(24)의 단면은 오목하게(예를 들면, 원추형 또는 접시 모양으로 움푹 파인 형태로) 형성된다.
그러나, 이러한 종래의 유체처리장치는 다수의 채널을 통해 유체를 통과시키기 때문에 유체의 압력이 저하되고, 유체의 압력 저하로 인해 이온의 이동 거리가 짧아 스케일의 제거 영역이 상대적 짧아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유체를 케이스 내에서 스크류를 이용하여 회전시켜 압력을 증대시킴으로써 이온의 이동 거리를 증대시켜 스케일의 제거 영역이 상대적 증가되도록 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
금속 재질로 이루어지는 원통형의 케이스와; 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 양단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 복수의 제 1통수공이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링이 형성되는 정전기 발생용 유전체와; 금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되어 회전되도록 외주연에 날개가 나선형으로 구비된 원형 막대 형상으로 형성되고, 양단에 상기 정전기 발생용 유전체에 삽입되는 회전축이 형성되어 유체 흐름에 따라 회전되는 희생 양극용 스크류; 및 이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 상기 케이스의 양단에 결합되는 연결 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 희생 양극용 스크류는 길이 방향으로 상기 날개와 대응되는 위치에서 상기 날개의 나선형과 동일한 각도를 가지며 복수의 제 2통수공이 형성된다.
여기에서 또한, 상기 제 2통수공은 적어도 1열 이상 형성된다.
여기에서 또, 상기 정전기 발생용 유전체와 상기 희생 양극용 스크류는 유체의 전달이 용이하도록 갭을 갖는다.
여기에서 또, 상기 희생 양극용 스크류의 날개는 그 단면 형상이 사각형, 삼각형, 반구형중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성된다.
여기에서 또, 상기 연결 수단은 상기 케이스의 외주연에서 결합되는 조인트 또는 플랜지이다.
본 발명의 다른 특징은,
금속 재질로 이루어지는 원통형의 케이스와; 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 양단 및 중앙부에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 복수의 제 1통수공이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링이 형성되는 복수의 정전기 발생용 유전체와; 금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되어 회전되도록 외주연에 날개가 나선형으로 구비된 원형 막대 형상으로 형성되고, 양단에 상기 정전기 발생용 유전체에 삽입되는 회전축이 형성되어 상기 정전기 발생용 유전체의 사이에 설치되어 유체 흐름에 따라 회전되는 복수의 희생 양극용 스크류; 및 이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 상기 케이스의 양단에 결합되는 연결 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 희생 양극용 스크류는 길이 방향으로 상기 날개와 대응되는 위치에서 상기 날개의 나선형과 동일한 각도를 가지며 복수의 제 2통수공이 형성된다.
여기에서 또한, 상기 제 2통수공은 적어도 1열 이상 형성된다.
여기에서 또, 상기 정전기 발생용 유전체와 상기 희생 양극용 스크류는 유체의 전달이 용이하도록 갭을 갖는다.
여기에서 또, 상기 희생 양극용 스크류의 날개는 그 단면 형상이 사각형, 삼각형, 반구형중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성된다.
여기에서 또, 상기 연결 수단은 상기 케이스의 외주연에서 결합되는 조인트 또는 플랜지이다.
본 발명의 또 다른 특징은,
금속 재질로 이루어지는 원통형의 케이스와; 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 일단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 복수의 제 1통수공이 형성되는 제 1정전기 발생용 유전체와; 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 중앙 및 타단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되며, 길이 방향으로 복수의 제 2통수공이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링이 형성되는 제 2, 3정전기 발생용 유전체와; 금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되도록 원형 막대 형상으로 형성되며, 길이 방향으로 복수의 제 3통수공이 형성되고, 상기 제 1정전기 발생용 유전체와 상기 제 2정전기 발생용 유전체 사이에 설치되는 희생 양극용 고정체와; 금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되어 회전되도록 외주연에 날개가 나선형으로 구비된 원형 막대 형상으로 형성되며, 양단에 상기 정전기 발생용 유전체에 삽입되는 회전축이 형성되고, 상기 제 2정전기 발생용 유전체와 상기 제 3정전기 발생용 유전체 사이에 설치되어 유체 흐름에 따라 회전되는 희생 양극용 스크류; 및 이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 상기 케이스의 양단에 결합되는 연결 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 희생 양극용 고정체는 유체의 전달이 용이하도록 상기 제 1정전기 발생용 유전체와 갭을 갖는다.
여기에서 또한, 상기 희생 양극용 스크류는 길이 방향으로 상기 날개와 대응되는 위치에서 상기 날개의 나선형과 동일한 각도를 가지며 복수의 제 4통수공이 형성된다.
여기에서 또, 상기 제 4통수공은 적어도 1열 이상 형성된다.
여기에서 또, 상기 희생 양극용 스크류는 유체의 전달이 용이하도록 상기 제 2, 3정전기 발생용 유전체와 갭을 갖는다.
여기에서 또, 상기 희생 양극용 스크류의 날개는 그 단면 형상이 사각형, 삼각형, 반구형중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성된다.
여기에서 또, 상기 연결 수단은 상기 케이스의 외주연에서 결합되는 조인트 또는 플랜지이다.
본 발명의 또 다른 특징은,
금속 재질로 이루어지는 원통형의 케이스와; 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 양단 및 중앙부에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 복수의 제 1통수공이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링이 형성되는 복수의 정전기 발생용 유전체와; 금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되도록 원형 막대 형상으로 형성되며, 양단에 상기 정전기 발생용 유전체에 삽입되는 회전축이 형성되고, 길이 방향으로 나선형을 이루는 복수의 제 2통수공이 형성되어 유체 흐름에 따라 회전되는 희생 양극용 스크류; 및 이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 상기 케이스의 양단에 결합되는 연결 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 제 2통수공은 적어도 1열 이상 형성된다.
여기에서 또한, 상기 정전기 발생용 유전체와 상기 희생 양극용 스크류는 유체의 전달이 용이하도록 갭을 갖는다.
여기에서 또, 상기 연결 수단은 상기 케이스의 외주연에서 결합되는 조인트 또는 플랜지이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치에 따르면, 체를 케이스 내에서 스크류를 이용하여 회전시켜 압력을 증대시킴으로써 이온의 이동 거리를 증대시켜 스케일의 제거 영역이 상대적 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
《제 1실시예》
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치 의 구성을 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치에 플랜지를 결합한 상태를 사시도이며, 도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치에 플랜지를 결합한 상태를 단면도이고, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치중 희생 양극용 스크류의 날개를 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 7c를 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치(100)는 케이스(110)와, 정전기 발생용 유전체(120)와, 희생 양극용 스크류(130)와, 연결 수단(140)으로 구성된다.
먼저, 케이스(110)는 도전성을 가지는 황동 재질의 원통형으로 형성된다. 여기에서, 케이스(110)의 단면적은 설치하고자 하는 파이프의 크기에 따라 적정하게 가변할 수 있다.
그리고, 정전기 발생용 유전체(120)는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 일명 테프론) 재질로 케이스(110)의 양단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 유체가 마찰되어 정전기를 발생하도록 길이 방향으로 복수의 제 1통수공(121)이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링(123)이 형성된다.
또한, 희생 양극용 스크류(130)는 아연 재질로 이루어지고, 케이스(110) 내에서 회전되도록 외주연에 날개(131)가 나선형으로 구비된 원형 막대 형상으로 형성되고, 양단에 정전기 발생용 유전체(120)에 삽입되는 회전축(133)이 형성되어 유체 흐름에 따라 회전된다. 여기에서, 희생 양극용 스크류(130)는 길이 방향으로 날 개(131)와 대응되는 위치에서 날개(131)의 나선형과 동일한 각도를 가지며 복수의 제 2통수공(135)이 형성되는 데, 제 2통수공(135)은 적어도 1열 이상 형성되는 것이 바람직하다. 여기에서 또한, 희생 양극용 스크류(130)는 유체의 전달이 용이하도록 정전기 발생용 유전체(120)와 갭(g)을 가지며 설치되고, 희생 양극용 스크류(130)의 날개(131)는 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이 그 단면 형상이 사각형, 삼각형, 반구형중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성된다.
또, 연결 수단(140)은 이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 케이스(110)의 양단에 결합된다. 여기에서, 연결 수단(140)은 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(110)의 외주연에서 결합되는 조인트를 사용하거나 또는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 플랜지를 사용할 수 있다. 한편, 연결 수단(140)이 플랜지를 사용하는 경우 케이스(110)가 2개로 분리되어 상호 결합되도록 구성하는 것이 바람직하다.
《제 2실시예》
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치(100)는 제 1실시예와는 다르게 2개의 희생 양극용 스크류(130)를 사용하여 대용 량에 적합하도록 설계되었고, 나머지 구성을 동일하기 때문에 그 중복 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 제 2실시예에서는 2개의 희생 양극용 스크류(130)를 적용하였으나 선택에 따라 3개 이상 적용도 가능하다.
《제 3실시예》
도 11은 본 발명의 제 3실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제 3실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 13은 본 발명의 제 3실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 제 3실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치(200)는 케이스(210)와, 제 1정전기 발생용 유전체(220)와, 제 2, 3정전기 발생용 유전체(230)와, 희생 양극용 고정체(240)와, 희생 양극용 스크류(250)와, 연결 수단(260)으로 구성된다.
먼저, 케이스(210)는 도전성을 가지는 황동 재질의 원통형으로 형성된다. 여기에서, 케이스(210)의 단면적은 설치하고자 하는 파이프의 크기에 따라 적정하게 가변할 수 있다.
그리고, 제 1정전기 발생용 유전체(220)는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 일명 테프론) 재질로 케이스(210)의 일단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으 로 형성되고, 유체가 마찰되어 정전기를 발생하도록 길이 방향으로 복수의 제 1통수공(221)이 형성된다.
그리고, 제 2, 3정전기 발생용 유전체(230)는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 일명 테프론) 재질로 케이스(210)의 중앙 및 타단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되며, 길이 방향으로 복수의 제 2통수공(231)이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링(233)이 형성된다.
또한, 희생 양극용 고정체(240)는 아연 재질로 이루어지고, 케이스(210) 내에 삽입되도록 원형 막대 형상으로 형성되며, 길이 방향으로 복수의 제 3통수공(241)이 형성되고, 제 1정전기 발생용 유전체(220)와 제 2정전기 발생용 유전체(230) 사이에 설치된다. 여기에서, 희생 양극용 고정체(240)의 제 3통수공(241)은 유체의 전달이 용이하도록 제 1정전기 발생용 유전체(220)의 제 1통수공(221)과 제 2정전기 발생용 유전체(230)의 제 2통수공(231)과 대응되도록 형성하는 것이 바람직하다.
또, 희생 양극용 스크류(250)는 아연 재질로 이루어지고, 케이스(210) 내에서 회전되도록 외주연에 날개(251)가 나선형으로 구비된 원형 막대 형상으로 형성되고, 양단에 제 2, 3정전기 발생용 유전체(230)에 삽입되는 회전축(253)이 형성되어 유체 흐름에 따라 회전된다. 여기에서, 희생 양극용 스크류(250)는 길이 방향으로 날개(251)와 대응되는 위치에서 날개(251)의 나선형과 동일한 각도를 가지며 복수의 제 4통수공(255)이 형성되는 데, 제 4통수공(255)은 적어도 1열 이상 형성되는 것이 바람직하다. 여기에서 또한, 희생 양극용 스크류(250)는 유체의 전달이 용 이하도록 제 2, 3정전기 발생용 유전체(230)와 갭(g)을 가지며 설치되고, 희생 양극용 스크류(250)의 날개(251)는 그 단면 형상이 사각형, 삼각형, 반구형(도 7a 내지 도 7c 참조)중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성된다.
또, 연결 수단(260)은 이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 케이스(210)의 양단에 결합된다. 여기에서, 연결 수단(260)은 도 11에 도시된 바와 같이 케이스(210)의 외주연에서 결합되는 조인트를 사용하거나 또는 플랜지(도 5 및 도 6 참조)를 사용할 수 있다. 한편, 연결 수단(260)이 플랜지를 사용하는 경우 케이스(110)가 2개로 분리되어 상호 결합되도록 구성하는 것이 바람직하다.
《제 4실시예》
도 14는 본 발명의 제 4실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 15는 본 발명의 제 4실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 16은 본 발명의 제 4실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 제 4실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치(300)는 케이스(310)와, 정전기 발생용 유전체(320)와, 희생 양극용 스크류(330)와, 연결 수단(340)으로 구성된다.
먼저, 케이스(310)는 도전성을 가지는 황동 재질의 원통형으로 형성된다. 여기에서, 케이스(310)의 단면적은 설치하고자 하는 파이프의 크기에 따라 적정하게 가변할 수 있다.
그리고, 정전기 발생용 유전체(320)는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 일명 테프론) 재질로 케이스(310)의 양단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 유체가 마찰되어 정전기를 발생하도록 길이 방향으로 복수의 제 1통수공(321)이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링(323)이 형성된다.
또한, 희생 양극용 스크류(330)는 아연 재질로 이루어지고, 케이스(310) 내에 삽입되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 양단에 정전기 발생용 유전체(320)에 삽입되는 회전축(331)이 형성되고, 유체 흐름에 따라 회전되도록 길이 방향으로 나선형을 이루는 복수의 제 2통수공(333)이 구비된다. 이때, 제 2통수공(333)은 적어도 1열 이상 형성되는 것이 바람직하다. 여기에서, 희생 양극용 스크류(330)는 유체의 전달이 용이하도록 정전기 발생용 유전체(320)와 갭(g)을 가지며 설치되는 것이 바람직하다.
또, 연결 수단(340)은 이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 케이스(310)의 양단에 결합된다. 여기에서, 연결 수단(340)은 도 14에 도시된 바와 같이 케이스(310)의 외주연에서 결합되는 조인트를 사용하거나 또는 플랜지(도 5 및 도 6 참조)를 사용할 수 있다. 한편, 연결 수단(340)이 플랜지를 사용하는 경우 케이스(310)가 2개로 분리되어 상호 결합되도록 구성하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 발명에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 원리를 설명하면, 물이 유전체를 관통하면 유전체 표면에서 정전기가 발생되고, 케이스와 희생 양극의 전기적 접합으로 전위차가 발생하는 갈바닉효과로 인해 희생 양극의 이온화가 발생되어 상수관에 지속적으로 아연 이온이 공급되어 녹과 스케일의 발생을 막고 제거시키는 원리이다.
이하, 제 1실시예를 통해 상세하게 설명하면 본 발명에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치(110)가 수도관에 연결 수단(140)을 통해 설치되고, 수도관을 통해 수돗물이 케이스(110) 내로 유입된다.
그러면, 수돗물이 정전기 발생용 유전체(120)의 복수의 제 1통수공(121)을 통과하면서 정전기가 발생되어 수돗물 속에 존재하는 전하를 가진 이온이나 입자들을 서로 응집시킨다.
그리고, 케이스(110)와 희생 양극용 스크류(130)가 전기적으로 결합된 상태이기 때문에 갈바닉 효과에 의해 전기 에너지가 발생하고, 발생된 전기 에너지가 아연 재질의 희생 양극용 스크류(130)의 이온화를 촉진시켜 아연 양이온이 수돗물 내로 공급된다.
한편, 일단의 정전기 발생용 유전체(120)를 통과한 수돗물은 희생 양극용 스크류(130)의 날개(131)와 복수의 제 2통수공(135)을 통과하면서 와류를 발생하는 데, 이 와류에 의해 희생 양극용 스크류(130)가 회전되어 수돗물의 압력을 증대시킨다.
그리고, 다시 희생 양극용 스크류(130)를 통과한 물은 타단의 정전기 발생용 유전체(120)를 통과하여 수도관으로 배출된다.
그러면, 수도관을 통해 배출되는 수돗물에는 아연 이온이 풍부하게 공급되어 있기 때문에 수도관 내의 철과 접촉하게 되면, 철보다 이온화 경향이 큰 아연은 양극으로 작용하여 이온상태로 되고 이때 발생하는 전자는 철 표면에서 일어나는 음극반응에서 소모되어, 양극의 아연은 부식이 촉진되고, 반면에 철은 음극 보호를 받아 부식이 매우 느리게 일어나거나 거의 일어나지 않게 된다.
또한, 수돗물에는 칼슘(Ca)이나 마그네슘(Mg)등의 양이온들이 탄산(HCO3-)과 함께 존재하고 있다가 온도 변화에 따라 서로 반응하여 탄산칼슘(CaCO3)이나 탄산마그네슘(MgCO3)을 형성하고, 탄산칼슘(CaCO3)이나 탄산마그네슘(MgCO3)이 수도관 내부에 부착되어 스케일을 형성하게 되는 데, 상기 생성된 아연 양이온(Zn2+)이 수돗물 속에 공급되면 아연 양이온(Zn2+) 주위로 음 전하의 이온들(Cl-, NO3-, SO42-, PO43- 등)이 정전기적 인력에 의해 군집하게 되어 이온담채(Ionophore)를 형성하기 때문에 수돗물 속에 스케일을 형성하는 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg) 이온을 일시적으로 감소시켜 스케일 생성을 억제한다.
한편, 본 발명의 제 2실시예는 제 1실시예와 동일하게 동작되는 데, 수도관의 직경이 큰 경우 적용된다.
또한, 본 발명의 제 3실시예는 수돗물이 제 1정전기 발생용 유전체(220)와 희생 양극용 고정체(240) 및 제 2정전기 발생용 유전체(230)를 순차적으로 통과한 후 희생 양극용 스크류(250)에 의해 와류를 형성하여 압력을 증대시킨 다음 제 3정전기 발생용 유전체(230)를 통해 배출된다.
또, 본 발명의 제 4실시예는 수돗물이 일단의 정전기 발생용 유전체(320)를 통과한 후 희생 양극용 스크류(330)의 제 2통수공(333)을 통해 배출되면서 희생 양극용 스크류(330)를 회전시키고, 희생 양극용 스크류(330)의 회전에 따라 와류가 발생되어 수돗물의 압력이 증대되어 타단의 정전기 발생용 유전체(320)을 통해 수도관으로 배출된다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 유체처리장치를 도시한 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치에 플랜지를 결합한 상태를 사시도,
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치에 플랜지를 결합한 상태를 단면도,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 1실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치중 희생 양극용 스크류의 날개를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 단면도,
도 11은 본 발명의 제 3실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 사시도,
도 12는 본 발명의 제 3실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 13은 본 발명의 제 3실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 단면도,
도 14는 본 발명의 제 4실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 사시도,
도 15는 본 발명의 제 4실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 16은 본 발명의 제 4실시예에 따른 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치의 구성을 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110 : 케이스 120 : 정전기 발생용 유전체
130 : 희생 양극용 스크류 140 : 연결 수단

Claims (18)

  1. 금속 재질로 이루어지는 원통형의 케이스와;
    폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 양단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 복수의 제 1통수공이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링이 형성되는 정전기 발생용 유전체와;
    금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되어 회전되도록 외주연에 날개가 나선형으로 구비된 원형 막대 형상으로 형성되고, 양단에 상기 정전기 발생용 유전체에 삽입되는 회전축이 형성되어 유체 흐름에 따라 회전되는 희생 양극용 스크류; 및
    이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 상기 케이스의 양단에 결합되는 연결 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  2. 금속 재질로 이루어지는 원통형의 케이스와;
    폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 양단 및 중앙부에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 복수의 제 1통수공이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링이 형성되는 복수의 정전기 발생용 유전체와;
    금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되어 회전되도록 외주연에 날개가 나선형으로 구비된 원형 막대 형상으로 형성되고, 양단에 상기 정전기 발생 용 유전체에 삽입되는 회전축이 형성되어 상기 정전기 발생용 유전체의 사이에 설치되어 유체 흐름에 따라 회전되는 복수의 희생 양극용 스크류; 및
    이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 상기 케이스의 양단에 결합되는 연결 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 희생 양극용 스크류는,
    길이 방향으로 상기 날개와 대응되는 위치에서 상기 날개의 나선형과 동일한 각도를 가지며 복수의 제 2통수공이 형성되는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2통수공은,
    적어도 1열 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 정전기 발생용 유전체와 상기 희생 양극용 스크류는,
    유체의 전달이 용이하도록 갭을 갖는 것을 특징으로 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 희생 양극용 스크류의 날개는,
    그 단면 형상이 사각형, 삼각형, 반구형중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연결 수단은,
    상기 케이스의 외주연에서 결합되는 조인트 또는 플랜지인 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  8. 금속 재질로 이루어지는 원통형의 케이스와;
    폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 일단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 복수의 제 1통수공이 형성되는 제 1정전기 발생용 유전체와;
    폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 중앙 및 타단에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되며, 길이 방향으로 복수의 제 2통수공이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링이 형성되는 제 2, 3정전기 발생용 유전체와;
    금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되도록 원형 막대 형상으로 형성되며, 길이 방향으로 복수의 제 3통수공이 형성되고, 상기 제 1정전기 발생용 유전체와 상기 제 2정전기 발생용 유전체 사이에 설치되는 희생 양극용 고정체와;
    금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되어 회전되도록 외주연에 날개가 나선형으로 구비된 원형 막대 형상으로 형성되며, 양단에 상기 정전기 발생용 유전체에 삽입되는 회전축이 형성되고, 상기 제 2정전기 발생용 유전체와 상기 제 3정전기 발생용 유전체 사이에 설치되어 유체 흐름에 따라 회전되는 희생 양극용 스크류; 및
    이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 상기 케이스의 양단에 결합되는 연결 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 희생 양극용 고정체는,
    유체의 전달이 용이하도록 상기 제 1정전기 발생용 유전체와 갭을 갖는 것을 특징으로 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 희생 양극용 스크류는,
    길이 방향으로 상기 날개와 대응되는 위치에서 상기 날개의 나선형과 동일한 각도를 가지며 복수의 제 4통수공이 형성되는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 4통수공은,
    적어도 1열 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 희생 양극용 스크류는,
    유체의 전달이 용이하도록 상기 제 2, 3정전기 발생용 유전체와 갭을 갖는 것을 특징으로 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 희생 양극용 스크류의 날개는,
    그 단면 형상이 사각형, 삼각형, 반구형중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 연결 수단은,
    상기 케이스의 외주연에서 결합되는 조인트 또는 플랜지인 것을 특징으로 하 는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  15. 금속 재질로 이루어지는 원통형의 케이스와;
    폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질로 상기 케이스의 양단 및 중앙부에 압입되어 고정되도록 원형 막대 형상으로 형성되고, 길이 방향으로 복수의 제 1통수공이 형성되고, 중앙부에 밀봉 베어링이 형성되는 복수의 정전기 발생용 유전체와;
    금속 재질로 이루어지고, 상기 케이스 내에 삽입되도록 원형 막대 형상으로 형성되며, 양단에 상기 정전기 발생용 유전체에 삽입되는 회전축이 형성되고, 길이 방향으로 나선형을 이루는 복수의 제 2통수공이 형성되어 유체 흐름에 따라 회전되는 희생 양극용 스크류; 및
    이웃하는 파이프와 연결이 가능하도록 상기 케이스의 양단에 결합되는 연결 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2통수공은,
    적어도 1열 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 정전기 발생용 유전체와 상기 희생 양극용 스크류는,
    유체의 전달이 용이하도록 갭을 갖는 것을 특징으로 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 연결 수단은,
    상기 케이스의 외주연에서 결합되는 조인트 또는 플랜지인 것을 특징으로 하는 이온 수처리를 이용한 관로 스케일 제거장치.
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