KR101195882B1 - 연수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연수화 성능을 향상시키고, 연수 유량을 증대시킬 수 있는 구조를 구비한 연수장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은 자성을 가지는 물질로 형성된 임펠러와, 상기 임펠러를 회전가능하게 수용하며 내부에 영구자석이 배치되는 케이싱과, 상기 임펠러를 구동하는 구동장치를 포함하고, 상기 임펠러와 상기 영구자석의 상호 작용에 의해 유체를 자화시키는 것을 특징으로 하여 연수유량을 증가시킬 수 있는 동시에 연수성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

연수장치{WATER SOFTENER}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연수장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.

도 2는 도 1의 연수장치의 케이싱과 임펠러의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연수장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.

도 4는 도3의 연수 장치의 임펠러와 영구자석의 배치를 나타내는 분해사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 케이싱 11 : 전면판

12 : 유입관 13 : 원통부

14 : 토출관 15 : 조절밸브

18 : 영구자석 20 : 임펠러

22 : 요철부 30 : 구동장치

본 발명은 연수장치에 관한 것으로, 특히 자력을 이용하여 경수를 연수화시키는 연수장치에 관한 것이다.

물, 특히 지하수에는 다량의 칼슘, 마그네슘 등의 미네랄이 함유되어 있는데, 이와 같은 칼슘이나 마그네슘의 합계량을 수치화한 것을 경도라 하고, 그 수치가 높은 것을 경수, 상대적으로 수치가 낮은 것을 연수라 한다.

경수 즉, 경도가 높은 물을 이용하여 차를 끓이면 쓴맛이 나는 미각적 문제 가 있으며, 경수가 흐르는 파이프 내부면에는 스케일이 생성되어 열전달 성능 및 유체의 유동성능을 저하시키며, 주기적으로 스케일을 제거하지 아니하는 경우 파이프가 터지는 문제점이 발생하기도 한다.

또한, 이와 같은 경수를 세탁기에 사용하는 경우 비누와 반응하여 세정력이 저하되는 문제점이 있으며, 스팀발생유닛 또는 히팅유닛에 경수를 사용하는 경우 스케일이 발생하여 에너지 효율이 저하되며 노즐이 막히는 문제점이 있다.

이와 같이 물을 이용하는 가전제품의 경우 물이 흐르는 유로상에 많은 양의 스케일이 축적되기 때문에 제품의 신뢰성을 저하시키는 원인으로 작용하고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 이온 교환 수지를 이용한 연수장치가 제안되었다. 이온교환수지는 물에 포함된 경수성분인 Ca²+와 Mg²+이온이 이온교환수지에 주입된 NaCl의 Na+과 교환되면서 물을 연수화시킨다.

그러나 이와 같은 이온교환수지를 이용한 연수장치는 주기적으로 NaCl을 주입해야 하고, 물에 함유된 불순물로 인하여 이온 교환수지 자체를 교체해주어야 하는 불편함이 있으며 이에 따른 비용이 증가하는 문제점이 있다.

이와 같은 이온 교환수지를 이용하여 경수를 연수화시키는 방식의 문제점을 해결하기 위한 것으로 대한민국 공개특허공보(공개번호 특2000-25842호)에는 자화처리하여 물을 연수화시킬 수 있는 연수기에 대해 개시하고 있다.

상기 공보에 개시된 연수기는 관체속에 관체의 내경보다 작은 외경을 가진 여러개의 링형영구자석이 내장되어 있으며, 링형영구자석들 사이에는 관체의 내주면과 점접촉하고 링형영구자석의 중공과 연통하는 중공을 가진 비자성체로 된 스페이서가 끼워져 있어서 링형영구자석의 안쪽과 바깥쪽에 동심선상의 제1유로와 제2유로가 형성된다.

그러나 상기 공보에 개시된 자석을 이용하는 연수기는 관체를 통과하는 자연수의 유동상태가 안정되어 자기장에 의해 자연수가 충분히 자화되지 못하여 연수성능이 저하되는 문제점이 있으며, 충분한 자화를 위해서는 흐르는 유량을 줄여야 하기 때문에 연수성능의 향상과 연수유량과는 반비례하게 된다.

즉, 종래기술에서는 연수성능을 향상시키면서 연수유량을 증대시키기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 연수화 성능을 향상시키고, 연수 유량을 증대시킬 수 있는 구조를 구비한 연수장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자성을 가지는 물질로 형성된 임펠 러와, 상기 임펠러를 회전가능하게 수용하며 내부에 영구자석이 배치되는 케이싱과, 상기 임펠러를 구동하는 구동장치를 포함하고, 상기 임펠러와 상기 영구자석의 상호 작용에 의해 유체를 자화시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임펠러는 상기 케이싱과 상기 임펠러사이에서 유체의 케비테이션을 유발하도록 요철부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 토출되는 유량을 조절하기 위한 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 영구자석은 복수개로 마련되며 각각은 소정간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 영구자석은 상기 케이싱의 내면에서 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동장치는 구동모터와 상기 구동모터의 구동력을 상기 임펠러에 전달하는 동력전달벨트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연수장치를 나타내는 개략적인 측단면도이며, 도 2는 도 1의 연수장치의 케이싱과 임펠러의 구성을 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 연수장치는 도 1,2에 도시된 바와 같이, 내부에 유체가 유동할 수 있는 중공부(10a)가 형성되는 케이싱(10)과, 케이싱(10) 내부에 회전 가능하게 마련되어 유체를 강제 유동시키기 위한 임펠러(20)와, 임펠러(20)를 구동하기 위한 구동장치(30)를 포함하여 이루어진다.

케이싱(10)은 전면판(11)과 후면판(16) 및 원통부(13)가 볼트 결합하여 내부에 중공부(10a)가 형성된 대략 원통형 형상으로 마련된다.

전면판(11)의 중앙측에는 유체가 중공부(10a) 내로 유입될 수 있도록 유입구(11a)가 형성되고, 유입구(11a)에는 유입관(12)이 결합된다.

후면판(16)에는 임펠러(20)의 회전축(21)이 구동장치(30)의 회전축(31)과 결합할 수 있도록 결합구(16a)가 형성되며 결합구(16a)에는 결합구(16a)를 통해 유체가 유출되는 것을 방지하기 위해 실링부재(17)가 마련된다.

원통부(13)에는 중공부(10a)에서 임펠러(20)의 회전에 의해 강제 유동하는 유체를 토출하기 위하여 반경방향으로 토출구(13a)가 형성되고, 토출구(13a)에는 토출관(14)이 결합된다.

또한 토출관(14)의 중도에는 토출되는 유체의 유량을 조절하기 위한 조절밸브(15)가 마련된다.

원통부(13)에는 임펠러(20)와 상호 작용을 통해 유체를 자화시키기 위해 영구자석(18)이 배치된다.

영구자석(18)은 복수개로 마련되며, 각각의 영구자석(18)은 소정간격 이격된 형태로 배치되는데, 바람직하게는 일정간격으로 이격되어 원통부(13)의 내면(13b)에 삽입 고정된다.

또한, 영구자석(18)의 일측은 원통부(13)의 내면(13b)에서 돌출되어 마련됨으로써 후술할 임펠러(20)의 요철부(22)와 상호 작용하여 임펠러(20)의 회전에 의해 유체에 캐비테이션을 야기할 수 있도록 한다.

캐비테이션은 케이싱(10)내부로 유입되는 유체의 유속이 급변하거나, 와류의 발생 등으로 인하여 압력이 국부적으로 포화증기압 이하로 내려가 기포가 생성되는 현상을 일컫는 것으로, 요철부(22)가 형성된 임펠러(20)가 회전하게 되면 케이싱(10)내부로 유입된 유체는 임펠러(20)의 회전에 의해 요철부(22)가 영구자석(18)의 전방을 통과하면서 유속이 급변하게 되고, 이는 급격한 압력차를 유발하여 케비테이션이 발생시킨다.

이와 같이 케비테이션이 발생한 물은 안정된 유동흐름을 보이는 유체에 비해 자화되는 특성이 더욱 향상된다.

임펠러(20)는 스틸재질로 마련되어 영구자석(18)과의 상호작용에 의해 유입되는 유체를 자화시키며, 임펠러(20)의 외주부에 요철부(22)가 마련되어 임펠러(20)의 회전에 의해 유체를 강제 유동시키는 동시에 요철부(22)와 영구자석(18)과의 사이에서 유체가 케비테이션이 유발되도록 한다.

구동장치(30)는 모터로 마련되며, 구동장치(30)의 회전축(31)은 임펠러(20)의 회전축(21)과 결합하여 구동장치(30)의 구동력을 임펠러(20)에 전달한다.

임펠러(20)와 영구자석(18)의 상호작용에 의한 자기장이 물에 가해지면 로렌츠의 힘이 발생하게 되고, 이러한 힘은 이온이 이동하는 방향과 수직으로 작용하면서 수산화물의 침전을 방지하고 이온을 분리해 내는 역할을 한다. 따라서 경수성분인 마그네슘이온이나, 칼슘이온이 분리되면서 경수가 연수화되게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 연수장치는 유입관을 통해 유입되는 물이 임펠러(20)의 회전력을 이용하여 강제 유동됨으로써 처리유량을 증가시킬 수 있으며, 처리유량을 증가함에도 불구하여 임펠러(20)의 회전에 의해 물에서 불규칙한 유동이 형성되고, 케비테이션이 발생하기 때문에 종래기술에 비해 자화성능을 향상할 수 있다.

즉, 케비테이션에 의해 물의 자화성능을 향상시킬 수 있으며, 또한 임펠러(20)에 의해 강제유동이 발생하기 때문에 처리 유량면에서 종래의 연수장치보다 월등한 성능을 발휘할 수 있게 된다.

이와 같은 연수장치는 물에서 불순물을 제거하는 정수기의 입수구나 출수구에 설치될 수 있으며, 주방이나 욕실의 수도꼭지에 직결하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 연수장치는 세탁기, 식기세척기 등 물을 사용하는 가전제품에 내장되는 형태로 사용될 수 있으며, 이와 같이 설치된 연수장치는 물을 연수화시켜 세탁성능, 세척성능, 스팀발생성능 등을 향상시킬 수 있으며 관로의 스케일을 제거할 수 있는 효과가 있다.

다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연수장치에 대해 설명토록 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연수장치를 나타내는 개략적인 측단면도이며, 도 4는 도3의 연수 장치의 케이싱과 임펠러의 구성을 나타내는 부분사시도이다.

본 발명의 일실시예와 동일한 구성은 동일한 도면부호를 부여하고 그 설명을 생략토록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 다른 연수장치는 도 3. 4에 도시된 바와 같이, 내부에 유체가 유동할 수 있는 유로가 형성되는 케이싱(40)과, 케이싱(40) 내부에 회 전 가능하게 마련되어 유체를 강제 유동시키기 위한 임펠러(50)와, 임펠러(50)를 구동하기 위한 구동장치(60)를 포함하여 이루어진다.

케이싱(40)은 전면판(41)과 후면판(42)이 볼트 결합하여 내부에 중공부(43)가 형성된 대략 원통형 형상으로 마련된다.

전면판(41)의 중앙측에는 유체가 중공부(43) 내로 유입될 수 있도록 유입구(41a)가 형성되고, 유입구(41a)에는 유입관(44)이 결합된다.

또한 유입구(41a)를 둘러싸는 형태로 전면판(41)의 내면에는 임펠러(50)와 상호작용을 통해 유체를 자화시키기 위한 복수의 영구자석(45)이 방사형으로 설치되며, 각 영구자석(45)간에는 일정간격 이격된 형태를 유지한다.

이와 같은 영구자석(45)은 전면판(41)의 내면에서 돌출되어 마련됨으로써 후술할 임펠러(50)의 요철부(51)와 상호 작용하여 임펠러(50)의 회전에 의해 유체에 캐비테이션을 야기하며, 유체를 자화시킬 수 있게 된다.

또한 전면판(41)에는 임펠러(50)의 회전에 의해 강제유동 유체를 토출하기 위하여 토출구(46)가 형성되고, 토출구(46)에는 토출관(47)이 결합되며, 토출관(47)의 중도에는 토출되는 유체의 유량을 조절하기 위한 조절밸브(48)가 마련된다.

후면판(42)에는 임펠러(50)의 회전축(52)을 감싸도록 후방으로 절곡되여 형성되며, 후면판(42)과 임펠러(50)사이에는 임펠러(50)의 원활한 회전운동을 위해 베어링(49)이 마련된다.

구동장치(60)는 본 발명의 일실시예와 동일한 구성으로 마련될 수도 있으나, 본 실시예에서는 구동모터(61)와, 임펠러(50)의 회전축(61a)과 결합하는 도드레(62)와, 구동모터(61)의 구동력을 임펠러(50)에 전달하기 위해 구동모터(61)의 회전축(61a)과 도드레(62)를 연결하는 동력전달벨트(63)를 포함하여 이루어진다.

임펠러(50)는 영구자석(45)과의 상호작용에 의해 유입되는 유체를 자화시키며, 유체를 강제 유동시키며 케비테이션을 발생시키기 위해 마련되는데, 구동장치(60)로부터 구동력을 전달받아 회전되는 회전축(52)과, 회전축(52)과 결합하는 회전판(53)과, 회전판(53)에 방사향으로 돌출되어 마련된 복수의 요철부(51)를 포함하여 이루어진다.

이때 임펠러(50)는 바람직하게는 전체적으로 자성을 가지는 스틸재질로 마련될 수 있으며, 회전판(53)과 요철부(51)만을 스틸재질로 마련하거나, 요철부(51)만을 스틸재질로 마련할 수 있다.

요철부(51)는 임펠러(50)의 회전에 의해 유체를 강제 유동시키는 동시에 영구자석(45)과의 사이에서 유체가 케비테이션이 유발되도록 한다. 이와 같이 케비테이션이 발생된 물은 일반적으로 안정된 유동흐름을 보이는 유체에 비해 자화되는 특성이 더욱 향상되기 때문에 임펠러(50)의 회전에 의해 케비테이션이 발생된 물에 임펠러(50)와 영구자석(45)간의 상호작용에 의해 자기장에 가해지면 자화성능을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명의 연수장치는 상기의 실시예들 뿐만 아니라 유체를 강제유동시켜 연수유량을 증가시키고, 유체에 케비테이션을 발생시키면서 자화시킬 수 있는 다양한 구조를 포함하고 있음은 물론이다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 연수장치는 임펠러를 이용하여 유체를 강제 유동시킴으로써 연수유량을 증가시킬 수 있는 동시에 중공부에서 케비테이션이 발생하고 이와 같이 케비테이션이 발생된 유체를 임펠러와 영구자석간의 상호작용에 의해 자화시킴으로써 연수성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 임펠러와,

   상기 임펠러를 회전가능하게 수용하며 내부에 영구자석이 돌출되도록 배치되는 케이싱과,

   상기 임펠러를 구동하는 구동장치를 포함하고,

   상기 임펠러는 상기 영구자석과의 상호 작용에 의해 상기 케이싱 내부의 유체를 자화시킬 수 있도록 자성을 가지는 물질로 형성되며, 상기 임펠러는 상기 케이싱과 상기 임펠러 사이에서 유체의 케비테이션을 유발하도록 요철부를 구비하여 상기 영구자석과 상기 요철부가 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연수장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 토출되는 유량을 조절하기 위한 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연수장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 영구자석은 복수개로 마련되며 각각은 소정간격 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 연수장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 상기 구동장치는 구동모터와 상기 구동모터의 구동력을 상기 임펠러에 전달하는 동력전달벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 연수장치.

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