KR101363592B1 - 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체가 흐르는 하우징 내에 구비된 반응관(reactor)의 아연(Zn)으로부터 지속적으로 방출되는 강력한 정전기 및 음이온(-)에 의해 배관 내측면에 달라붙은 스케일 등의 불순물을 분해시켜 제거할 수 있도록 한 것으로, 입수관와 출수관이 구비되어 있고, 내부에 회전공간부를 가지며, 내벽 전체 또는 일부에는 정전기발생코팅층이 형성된 하우징; 상기 회전공간부에 유체 흐름 방향과 직교하는 방향으로 설치되는 회전안내수단; 및 상기 회전안내수단에 양단부가 회전 가능하게 조립되어 상기 입수관으로 공급되는 유체와 마찰되어 정,역회전 되면서 정전기 또는 음이온을 발생시키는 회전형반응수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 하우징 내에 장착되는 회전형 반응수단이 유체가 흐르는 하우징 내에 별도의 전원공급이나 구동수단 없이 유체와의 마찰에 의해 정,역방향으로 회전됨으로써 배관 내에 흐르는 유체로 인해 발생되는 부식 또는 스케일을 효율적으로 제거할 수 있게 되어 수처리 능력을 극대화시킬 수 있게 된다.
또한, 회전형반응수단은 관내에 흐르는 유체의 흐름 상태와 유속에 대응하여 정방향 또는 역방향으로 수시로 변화되면서 유체와의 접촉 면적과 시간을 최대한 늘려주게 되므로 배관내의 부식 방지 및 배관내에 달라붙은 불순물을 제거하는 효율을 향상시킴에 따라 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치{Water to stabilize the water treatment device having means for rotating the reaction}

본 발명은 배관 내에 흐르는 유체로 인해 발생되는 부식 또는 스케일을 제거할 수 있도록 한 반응관을 이용한 수처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유체가 흐르는 하우징 내에 구비된 회전형반응수단을 별도의 전원공급이나 구동수단 없이 배관 내에서 흐르는 유체에 의해 정,역방향으로 회전되도록 구성하여 유체의 흐름 상태와 유속에 대응하여 회전형반응수단이 함께 회전되면서 외면 전체에 걸쳐 유체와의 접촉 면적과 시간을 최대한 늘려 수처리 능력을 극대화시킬 수 있도록 한 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수질안정화를 위한 수처리장치(1)는 스케일필터(scale filter) 또는 스케일부스터(scale buster)라고 하는데, 배관 내에 흐르는 유체를 이온화시킴과 동시에 불순물(이물질)을 필터링 하기 위한 구성으로 되어 있다.

즉, 배관(2) 내의 용수(pcw;process cooling water)에는 무기물 및 염류성분이 용해되어 있다. 따라서, 배관 내의 용수에는 무기물 및 염류성분이 녹아져 있는데 이것이 Ca²+, Mg²+, Na²+ 등과 같은 양이온과 HCO₃- , SO₄-, Cl-과 같은 음이온으로 존재한다.

이러한 유체 내에 함유된 각종 성분들은 온도변화에 따라 양이온과 음이온이 결합하여 스케일을 형성하고 주로 CaCO₃, MgSO, SiO₂로 배관 내에 7㎛의 침상구조로 붙게 된다.

이처럼 스케일필터 또는 스케일부스터와 같은 반응관(3)을 갖는 수처리장치 등은 도 1에 도시된 바와 같이 하우징에 내장되는 반응수단 성분이 음이온(-)을 발생시키는 아연(Zn)으로 구성되어 있고, 반응관(3) 내부에 음이온과 반응하는 소정의 전류값(0.06mA)을 발생시키는 전기석(일예로서 철전기석 등을 말함)이 구비되어 있다.

따라서, 반응관의 아연이 전기석에서 발생 된 전류에 의해 지속적으로 음이온을 발생시켜 활성화됨에 따라, 배관(2) 내측면에 달라붙은 불순물을 음이온에 의해 지속적으로 분해시키므로 스케일(4)을 제거할 수 있는 것이다.

예컨대, 부식 방지 및 스케일 제거 과정의 일 예를 화학식으로 표현하면 다음과 같다. 먼저 부식방지를 설명하면, Zn = Zn2+ + 2e- Fe₂O₃(녹) + 1/2e- = Fe₃O₄(마그네타이트) Fe₃O₄ + 5/2 e-(아연전자) = Fe+(안정된 철) 녹은 전자와 결합하여 더 이상 부식되지 않는 마그네타이트(magnetite;자철석;Fe₃O₄)로 변환되어 부식의 발생을 방지하고, 최종적으로 다시 안정된 철(Fe+)로 환원되어 기존의 녹을 제거하게 된다.

또한, 스케일 제거 과정을 설명하면, CaCO₃(스케일) + CO₂+ H₂O = Ca(HCO₃)₂ (중탄산칼슘). 즉 스케일 입자들이 고체상태인 탄산칼슘(CaCO₃)의 형태로 제거되는 것이 아니고, 물에 잘 용해되는 중탄산칼슘(Ca(HCO₃)₂)으로 변함으로써 스케일이 제거될 수 있는 것이다.

이와 같은 수처리 원리가 적용된 선행기술들은 다음과 같다.

제1선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0900302호 "배관설비용 유체처리장치"가 개시되어 있으며, 제2선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0996376호 "배관설비용 유체처리장치"가 개시되어 있다.

그리고, 본 출원인이 특허 등록받은 제3선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1275780호 반응관을 이용한 수처리장치가 개시되어 있으며, 이와 같은 반응관을 이용한 제4선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1165348호 이온결정화 촉매장치를 이용한 수처리 장치가 개시되어 있다.

하지만 상기와 같은 제1 내지 제 4선행기술들과, 기타 종래 대부분의 고정식 반응수단을 이용하는 수처리 장치들은 하우징 내부에 설치되는 반응관이 유체의 통로를 형성하기 위해 하우징 내벽과 이격되게 설치된 단순한 형태로 되어 있으며, 특히 반응관이 고정식 구조로 하우징 내부에 장착되어 있었다.

따라서, 유체의 흐름을 살펴보면 주로 원통형으로 이루어진 반응관에 유체가 흐르는 과정에서 유체는 반응관의 전면에 주로 접촉된다.

하지만 전면을 통과한 유체는 반응관의 후면 부위에서 유속이 급격히 빨라져 측면부위는 그냥 지나치게 되고, 후면 중앙에는 와류 형상도 발생된다. 결국, 유체는 충분한 시간 동안 반응관의 측면과 후면부와 접촉되지 못하고 흘러 배출되는 비효율적인 문제가 내재되어 있었다.

이처럼, 유체와 반응관의 접촉되는 시간은 수처리 반응시간을 의미하는데, 종래의 수처리장치 대부분은 반응관 전면부에만 주로 유체가 접촉되는 구조이므로 일정 시간 동안 수처리하는 능력을 극대화시키는데 한계가 있는 구조적으로 많은 문제가 있었던 것이다.

이를 해결하기 위해 선행기술에는 아연 반응을 반응관 표면에 타공을 하여 유체가 반응관 외면과 접촉되면서 그 일부의 유체가 내부로 통하게 하거나, 또는 제2선행기술과 같이 반응관 표면에 볼록부를 형성하여 유체의 흐름에 난류를 유발하도록 함으로써 유체와 반응관의 접촉 면적과 시간을 향상시키도록 시도하고 있다.

하지만 이와 같이 반응관이 하우징 내부에 고정식으로 조립되어 있는 구조에서 반응관 외면에 유체 통과 구멍을 형성하거나, 유체 흐름에 난류를 발생시키 위한 볼록부와 같은 구조는 오히려 배관 내의 유체 흐름에 방해가 되는 요인이 되었다.

결국, 이와 같은 단순한 구조 변경은 배관 내로 흐르는 유체의 상태에 따라 난류가 나타나는 위치가 변화될 뿐 실질적으로 유체와 반응관의 접촉되는 시간과 면적은 크게 개선되지 않는 한계가 여전히 내재되어 있는 것이다.

특히, 일반적인 수도와 같은 배관 내부는 유체의 유속이나 흐름 상태가 수시로 변하더라도 큰 차이는 없겠지만 반도체 제조 장비의 냉각 순환 배관에 적용되는 경우 미세한 유체 흐름이나 온도 및 수질 변화에 따라 반도체 제조 장비의 전체 온도가 급격하게 변화되는 요인이 되므로 선행기술과 같은 고정식 반응관을 적용함에 있어서 장기간 신뢰 테스트가 요구되는 등의 비경제적인 문제가 내재되어 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0900302호 "배관설비용 유체처리장치" 대한민국 등록특허 제10-0996376호 "배관설비용 유체처리장치" 대한민국 등록특허 제10-1275780호 "반응관을 이용한 수처리장치" 대한민국 등록특허 제10-1165348호 "이온결정화 촉매장치를 이용한 수처리 장치"

본 발명의 목적은 유체가 흐르는 하우징 내에 별도의 전원공급이나 구동수단 없이 유체와의 마찰에 의해 정,역방향으로 회전되는 회전형 반응수단(reactor)을 구비함으로써 배관 내에 흐르는 유체로 인해 발생되는 부식 또는 스케일을 효율적으로 제거하면서도 수처리 능력을 극대화시킬 수 있도록 이루어진 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치를 제공하는 것과 관련된다.

본 발명의 다른 목적은 회전형 반응수단의 위치가 관내에 흐르는 유체의 흐름 상태와 유속에 대응하여 정방향 또는 역방향으로 수시로 변화되면서 유체와의 접촉 면적과 시간을 최대한 늘려주도록 이루어진 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치를 제공하는 것과 관련된다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전형 반응수단이 유체와 접촉되면서 회전될 때 전면적으로 (-)음이온 또는 정전기 또는 (-)음이온과 정전기 대량으로 방출하도록 하여 부식 발생을 억제하고 관내의 스케일을 효과적으로 제거할 수 있도록 이루어진 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치를 제공하는 것과 관련된다.

본 발명의 또 다른 목적은 수질 정화 대상인 유체 종류에 대응하여 구형 또는 비구형의 회전형반응수단을 선택적으로 적용할 수 있으면서, 유체의 흐름 상태나 유속에 대응하여 회전형 반응수단의 회전 방향과 회전속도가 자유 자재로 변화될 수 있도록 이루어진 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치를 제공하는 것과 관련된다.

본 발명의 또 다른 목적은 배관 내부의 수질 등을 실시간으로 모니터링 할 수 있어 회전형 반응관을 적시에 교체가능하고, 반응관 및 이를 수용하는 하우징의 조립 구조를 단순화로 인해 이들을 제작 및 조립하는 작업성을 향상시킬 수 있도록 이루어진 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치를 제공하는 것과 관련된다.

본 발명에 따른 수질안정화를 위한 회전형반응수단을 갖는 수처리장치는 입수관와 출수관이 구비되어 있고, 내부에 회전공간부를 가지며, 내벽 전체 또는 일부에는 정전기발생코팅층이 형성된 하우징; 상기 회전공간부에 유체 흐름 방향과 직교하는 방향으로 설치되는 회전안내수단; 및 상기 회전안내수단에 양단부가 회전 가능하게 조립되어 상기 입수관으로 공급되는 유체와 마찰되어 정,역회전 되면서 정전기 또는 음이온을 발생시키는 회전형반응수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단은 (-)음이온을 방출하도록 아연재질로 이루어져서 유체 내의 무기질 염류인 (+)양이온과 결합한 후 남은 용존산소인 (-)음이온이 다른 무기질염류와 결합하지 못하도록 하여 관 내벽에 부식 발생을 방지한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단은 아연 또는 아노다이징 처리된 알루미늄 재질로 이루어지고, 외면 전체 중 일부면에 상기 유체와 접촉되는 상기 정전기발생코팅층을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 정전기발생코팅층은 테프론 코팅 또는 세라믹코팅층으로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단 외면 전체면 또는 일부면에 배열 형성되어 상기 유체와마찰되어 회전되도록 다수의 마찰돌기 또는 마찰홈을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단은 상기 유체에 의해 정,역 회전되면서 정전기를 발생시키도록 외면전체에 다수의 유체통과홀이 배열 형성되어 있고, 내부 공간에 수처리를 위한 촉매반응부가 형성된 회전형반응수단; 및 상기 촉매반응부에 수용되는 촉매부재;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 촉매부재는 구형의 토르말린으로 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 촉매부재는 구형의 아연으로 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 촉매부재는 소결 또는 분말야금 성형되어 다공성 구조로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 촉매부재는 구형의 토르말린과 구형의 아연으로 되고, 상기 아연은 다공성 재질로 이루어져 부유 기능을 갖도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단 및 촉매부재는 구형 또는 비구형으로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단은 구형으로 이루어지고, 촉매부재는 비구형으로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 출수관의 내경은 입수관의 내경보다 작게 형성되어 유체가 회전형 반응수단을 지난 이 후 유속의 흐름이 빨라지도록 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단은 반으로 분리되어 상,하부반응케이스로 이루어지고, 상,하부반응케이스는 서로 나사 조립되며, 상기 회전안내수단은 상기 하우징 내측에 서로 마주보게 설치되어 상기 회전형반응수단의 양단부를 축 지지하는 테프론 재질의 베어링부재를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징 내벽은 상기 회전형반응수단 외형에 대응하여 구형 또는 비구형으로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단은 아연 또는 테프론 재질로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단은 아연 재질로 이루어지고, 상기 촉매부재는 구형 또는 비구형의 토르말린으로 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단은 테프론 재질로 이루어지고, 상기 촉매부재는 구형 또는 비구형으로 이루어지고, 아연 또는 토르말린으로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징 내벽 전체면 또는 일부면에 테프론코팅층을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징 내벽 전체면 또는 일부면에 폴리우레탄코팅층을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징은 알루미늄 또는 황동 재질로 이루어지며, 외면 전체는 아노다이징 처리되어 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징 일측에는 상기 유체 흐름 방향과 직교하는 방향으로 개구부가 형성되고, 상기 개구부와 나사 조립되거나 또는 플랜지이음 조립되는 커버를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 회전안내수단은 상기 하우징 내측에 서로 마주보게 설치되어 상기 회전형반응수단의 양단부를 축 지지하는 합성수지 베어링부재를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 베어링부재는 테프론 재질로 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징 일측에는 상기 회전형반응수단에 의해 수처리된 유체의 PH값를 측정하여 표시하는 PH측정부재를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 입수관과 출수관은 상기 하우징과 기밀 구조를 갖도록 나사 조립 또는 플랜지이음 구조로 착탈 가능하게 조립된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징과 상기 출수관의 경계부에는 부식이 방지되는 금속 재질의 메쉬부재를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징 일측면에는 하우징 내부의 이물질 제거와 잔여 유체를 배출하기 위한 배출구를 더 포함한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 수질안정화를 위한 회전형반응관을 갖는 수처리장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.

하우징 내에 장착되는 회전형 반응수단이 유체가 흐르는 하우징 내에 별도의 전원공급이나 구동수단 없이 유체와의 마찰에 의해 정,역방향으로 회전됨으로써 배관 내에 흐르는 유체로 인해 발생되는 부식 또는 스케일을 효율적으로 제거할 수 있게 되어 수처리 능력을 극대화시킬 수 있게 된다.

또한, 회전형반응수단은 관내에 흐르는 유체의 흐름 상태와 유속에 대응하여 정방향 또는 역방향으로 수시로 변화되면서 유체와의 접촉 면적과 시간을 최대한 늘려주게 되므로 배관내의 부식 방지 및 배관내에 달라붙은 불순물을 제거하는 효율을 향상시킴에 따라 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한, 회전형반응수단이 유체와 접촉되면서 회전될 때 전면적으로 아연이온이 방출되고 하우징 내벽에서는 정전기가 대량으로 방출되면서 촉매반응부에 충진되는 아연볼과 토르말린볼에 추가적으로 (-)전자와 아연이온 및 정전기가 대량으로 방출됨으로써 배관 내의 부식 발생을 억제하고 관내의 스케일을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 수질 정화 대상인 유체 종류에 대응하여 구형 또는 비구형의 회전형반응수단을 고객사가 원하는 사양으로 선택하여 적용할 수 있고, 유체의 흐름 상태나 유속에 대응하여 회전형 반응수단의 회전 방향과 회전속도가 자유 자재로 변화됨으로써 스케일로 인한 부식방지 및 제거에 따른 양이온과 음이온의 결합을 활성화함에 따라, 반응관으로부터 강력한 음이온이 지속적이고 안정적으로 방출하므로 배관 내에 스케일 생성 방지 및 제거하는 효율을 효과적으로 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 배관 내부의 수질 등을 실시간으로 PH측정부재 등으로 모니터링 할 수 있어 회전형 반응관을 적시에 교체가능하고, 반응관 및 이를 수용하는 하우징의 조립 구조를 단순화로 인해 이들을 제작 및 조립하는 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 반응관을 이용한 수처리 과정을 나타낸 장치의 개략도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전형반응수단을 갖는 수처리장치를 나타난 종단면도들,
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 구형의 회전형반응수단을 갖는 수처리장치의 사시도 및 분해사시도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 구형의 회전형반응수단을 갖는 수처리장치의 단면도와 사용상태도,
도 7 내지 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 비구형의 회전형반응수단을 갖는 수처리장치의 사시도 및 분해사시도와 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 1은 일반적인 반응관을 이용한 수처리 과정을 나타낸 장치의 개략도이고,도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전형반응수단을 갖는 수처리장치를 나타난 종단면도들이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 구형의 회전형반응수단을 갖는 수처리장치의 사시도 및 분해사시도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 구형의 회전형반응수단을 갖는 수처리장치의 단면도와 사용상태도이며, 도 7 내지 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 비구형의 회전형반응수단을 갖는 수처리장치의 사시도 및 분해사시도와 단면도이다.

본 발명은 다양한 형태로 실시될 수 있는데, 구체적인 실시예들을 설명하기에 앞서 이해를 돕기 위하여 본 발명에 적용되는 수처리 기술에 대해 간략하게 설명하기로 하면 다음과 같다.

일반적으로 수처리 장치에서 아연이온을 사용하는 이유는 다음과 같다. 금속 중에 물속의 용존산소와 결합을 제일 바르고 쉽게 하는 소재가 바로 아연이다. 이 아연이온이 흐르는 물속에 혼합되었을 때 아연이온은 (+)극성을 띠는 무기질 염류와 결합하여 입자를 형성함에 따라 혼자 남은 (-)극성을 띠는 용존 산소는 다른 무기질 염류와의 결합을 할 수 없게 되기 때문에 더 이상 스케일 즉, 부식을 발생시킬수 가 없게 된다. (예를 들어 해양 선박 바닥의 부식 방지를 위하여 아연판을 부착 및 설치하는 이유도 위와 같은 맥락이다)

그리고, 수처리 장치에 테프론을 사용하는 이유는 다음과 같다.

일반적으로 물속에는 Ca, Mg과 같이 (+)극을 띠는 무기질 염류와 (-)극성를 띠는 용존산소가 존재하고 있는데, 이때 (-)극을 띠는 용존산소와 (+)극성을 띠는 무기질 염류가 상호 결합하게 됨으로써 배관 내의 스케일, 즉 부식의 기초 원인을 생성하고 있는 것이다.

그러나, Ca, Mg 보다 더 용존 산소와 결합을 아주 빠르게 진행되는 이온은 상기한 바와 같은 아연이온이다. 이러한 아연이온에 추가로 정전기를 띠게 해 주면 용존산소와의 결합을 더욱 더 빠르게 진행을 시킬 수 있게 된다.

따라서, 아연이온이 흐르는 표면을 테프론으로 코팅을 하여 표면 조도를 높여줌으로써 흐르는 유체와의 마찰에 의해 정전기가 발생하게 되고, 아연이온이 정전기를 더 띠게 됨으로써 정전기 띤 아연이온에 의해 무기질 염류가 용존산소와의 결합되는 것을 차단하여 부식 발생을 방지할 수 있는 것이다.

다음으로 수처리 장치에서 토르마린을 사용하는 이유는 다음과 같다.

자연에서 형성된 돌중에 제일 (-)전자를 많이 발생시키는 것이 토르마린이라는 원석이다. (-)전자는 일반적으로 물속의 (+)양이온과 (-)음이온의 결합을 방해 또는 연결된 분자 결합 고리를 끊는 작용, 즉 하이드록실 또는 계면 작용에 매우 탁월하다. 예를 들면 세수 비누를 사용하면 손에 묻은 기름때가 잘 지워지는 원리가 바로 -전자의 활동, 즉 하이드록실 작용 또는 계면활성 때문이다.

이러한 (-)전자를 물속에 섞는다면, 스케일 및 부식을 방지할 수 있게 되며, 배관 내벽에 이미 형성된 스케일 및 부식을 분해 및 제거하는데 매우 효과적이며, 부식 발생도 방지하는 기능도 함께 발휘하게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 무기질 염류와 용존산소의 결합을 억제하기 위한 아연이온을 다량으로 생성하도록 하면서, 아연이온에 정전기를 띠게 하여 무기질 염류와의 결합을 가속시킴으로써 무기질염류와 용존산소와의 결합을 차단하여 부식 발생을 방지하도록 하고, (-)전자를 발생하여 물속의 양이온과 음이온의 결합을 방해하도록 하여 이미 생성된 스케일을 분해 및 제거함은 물론 스케일의 추가 생성을 방지하기 위한 다양한 형태의 실시예들이 개시된다.

후술된 실시예들의 설명에 있어서, 동일 명칭과 동일 부호에 대해서는 그대로 사용하기로 한다.

먼저, 본 발명 제1실시예에 따른 수질안정화를 위한 회전형 반응관을 갖는 수처리 장치는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 기본 구성으로서 하우징(10)과, 회전안내수단(30)과, 회전형반응수단(40)으로 구성된다.

상기 하우징(10)은 내부에 상기 회전형반응수단(40)이 장착되어 회전될 수 있는 회전공간부(13)를 갖도록 이루어지며, 양측에는 상기 회전공간부(13)와 연결되는 입수관(11)와 출수관(12)이 구비되어 있는 구성이다.

상기 입수관(11) 및 출수관(12)은, 유체가 흐르는 배관(미도시됨)이 각각 연결될 수 있도록 형성되며, 단부에 플랜지부가 형성되어 배관과 체결볼트로 조립되는 플랜지이음형, 또는 하우징(10)에 일체형으로 연장 형성되며 단부의 내측면 또는 외측면에 나사부가 형성되는 포트형(port)으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 하우징(10)은 본 발명의 일 실시예에 의하면 내벽 전체 또는 일부에는 정전기발생코팅층(20)이 형성되어 하우징(10) 내벽의 표면 조도를 높게 유지함으로써 유체가 흐르면서 하우징(10) 내벽과 마찰되면서 정전기발생코팅층(20)에 의해 정전기를 지속적으로 발생시키도록 구성되는 것이며, 상기 정전기발생코팅층(20)에 대한 다양한 실시예는 후술되어 진다.

또한, 상기 회전안내수단(30)은 상기 회전공간부(13)에 유체 흐름 방향과 직교하는 방향으로 설치되는 상기 회전형반응수단(40)이 상기 회전공간부(13) 내에서 회전 가능하도록 구성된다.

상기 회전안내수단(30)은 상기 하우징(10) 내측에 서로 마주보게 설치되어 상기 회전형반응수단(40)의 양단부를 축 지지하는 합성수지 베어링부재(31)로 구성된다.

상기 베어링부재(31)는 본 발명의 다른 실시예에 의하면 한 쌍으로 구성되어 하우징(10)의 내벽에 서로 마주보도록 형성된 한 쌍의 베어링장착홈(14)에 각각 설치되어 구성된다.

바람직하기로 회전형반응수단(40)의 축과 기밀구조를 유지하여 조립된다면 금속재질의 베어링으로 이루어질 수 있지만, 상기 베어링부재(31)가 테프론 재질로 구성된다.

이처럼 베어링부재(31)를 테프론 재질로 구성하면 회전형반응수단(40)을 회전 가능하게 지지하면서도 베어링부재(31)에 접촉되는 유체와 마찰에 의한 정전기를 추가로 발생시킬 수 있는 효과도 함께 얻을 수 있는 장점을 제공하는 것이다.

이와 같이 상기 회전형반응수단(40)은 테프론 재질로 이루어지는 상기 베어링부재(31)에 의해 양단부에 형성된 축이 회전 가능하게 조립된다.

따라서, 상기 입수관(11)으로 공급되는 유체와의 마찰에 의해 별도의 전원공급이나 구동수단 없이도 정방향 또는 역방향으로 정속 또는 간헐적으로 자유 자재로 회전되도록 구성된 것이다.

아울러, 회전되는 회전형반응수단(40) 표면에 형성되는 재질이 후술된 바와 같이 아연 또는 테프론 재질 또는 이들의 조합된 형태로 구성된 경우 각 재질의 특성에 따라 정전기 또는 음이온을 각각 방출하거나 동시에 방출될 수 있도록 구성할 수 있는 것이다.

이처럼 본 발명 수질안정화를 위한 회전형반응수단(40)을 갖는 수처리장치(100)는 종래와 같이 반응관이 하우징(10) 내부에서 고정식으로 장착되어 있는 단순한 구성이 아니라 하우징(10)의 회전공간부(13) 내에서 유체의 흐름 방향과 직교하는 방향으로 설치된 회전안내수단(30)에 의해 상기 회전형반응수단(40)이 별도의 구동수단 없이 회전되도록 이루어진 것이 본 발명의 특징 중 가장 큰 특징이다.

따라서, 본 발명의 회전형반응수단(40)은 배관 내에서 수시로 변화되는 유체의 흐름에 대응하여 정,역방향으로 정속 회전되거나 간헐적으로 회전되면서 회전형반응수단(40) 외면 전체가 유체와 고르게 접촉됨으로써 정전기 또는 음이온을 지속적으로 다량으로 생성될 수 있도록 구성된 것이다.

또한, 종래와 같이 하우징(10) 내부에 고정식으로 반응관이 설치된 기존의 수처리장치(100) 들에서 자주 발생되던 유체와 반응관이 부분적으로 편중되게 접촉되어 수처리 능력을 향상시킬 수 없었던 문제점들이 본 발명의 수처리장치(100)의 회전형반응수단(40)에 의하여 모두 해결될 수 있음을 알 수 있는 것이다.

이와 같은 기본 구성을 갖는 본 발명 구성에 있어서 핵심적 구성인 상기 회전형반응수단(40)은 다양한 형태로 구성된다.

먼저, 본 발명의 다른 실시예에에 의하면 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 회전형반응수단(40)은 후술된 바와 같이 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)으로 이루어질 수 있으며, (-)음이온을 방출하도록 아연재질로 이루어진다.

구형은 원형의 단면을 갖는 구성이며, 비구형은 타원형, 장공형 등과 같이 구형 외에 유체의 흐름에 대해 저항을 덜 받을 수 있는 외형 즉, 유선형 또는 자유 곡면등의 형상을 갖는 모두 포함한다.

또한, 상기 회전형반응수단(40)이 아연 재질로 이루어지게 되면 상기한 바와 같이 유체가 접촉되면서 아연이온이 생성되어 방출되기 때문에 유체에 함유된 (+)극성을 띠는 무기질 염류와 결합한 후 남게되는 (-)극성을 띠는 용존 산소는 다른 무기질염류와 결합하지 못하게 된다.

따라서, 배관 내벽에 부식 발생의 원인이 되는 (-)극성을 띠는 용존 산소와 (+)극성을 띠는 무기질염류인 Ca, Mg의 결합을 방지하게 됨으로써 부식 발생이 억제되는 효과를 발휘하게 되는 것이다.

더욱이 본 발명의 회전형반응수단(40)은 회전공간부(13) 내에서 유체의 흐름에 의해 정,역방향으로 정속 또는 간헐적으로 회전하면서, 유체의 속도의 증감 정도에 따라 유량도 함께 증감되는데, 이때 회전형반응수단(40)의 회전 속도도 함께 증감되면서 유체와 고르게 전면적인 마찰 작용이 이루어지면서 아연이온을 생성시킬 수 있는 것이다.

결국, 본 실시예의 회전형반응수단(40)에 의하면 유체와 외면 전체가 고르게 접촉되면서 유속에 대응하여 아연이온이 생성되어 유체 속으로 지속적으로 다량으로 방출시켜 주기 때문에 (-)극성을 띠는 용존산소는 (+)극성을 띠는 다른 무기질염류와 전혀 결합되지 못하게 되어 관 내벽에 부식이 전혀 발생하지 않는 수처리 장치를 제공할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단(40)은 아연 또는 아노다이징 처리된 알루미늄 재질로 이루어지고, 외면 일부면에는 상기 유체와 접촉되는 정전기발생코팅층(20)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 정전기발생코팅층(20)은 후술된 바와 같이 아연 재질로 이루어지는 회전형 반응관으로부터 생성되는 아연이온에 정전기를 더욱 띠게 하여 무기질 염류와의 결합을 가속화 시키도록 함으로써 용존산소가 무기질 염류와 결합되는 것을 차단하는 역할을 하게 된다.

이와 같이 회전형반응수단(40)은 금속 재질 또는 비금속 재질로 이루어질 수 있는데, 아연 재질로 이루어지는 경우 정전기발생코팅층(20)은 일부면에 아연 재질이 노출되도록 일정한 패턴 형태로 교차되게 형성되도록 구성된다.

따라서, 전술한 바와 같이 아연재질로 이루어진 회전형반응수단(40)이 유체와 마찰되면서 아연이온이 생성되고, 이때 (-)극성을 띠는 아연이온이 (+)극성을 띠는 무기질 염류와 결합하여 입자를 생성하게 된다.

이 때문에 혼자 남게되는 (-)극성을 띠는 용존산소는 (+)극성을 띠는 다른 무기질 염류와 결합될 수 없는 조건이 되기 때문에 더 이상 스케일 즉, 부식 발생이 방지되는 것이다.

이와 같이 회전형반응수단(40)은 아연 재질로 이루어질 수 있지만, 본 발명에서으 다른 구성으로서 회전형반응수단(40)이 알루미늄 재질로 구성될 수 있다.

이 경우 먼저 외면 전체를 아노다이징(anodizimg) 처리하여 산화피막을 형성함으로써 알루미늄 자체에서 발생되는 (+)극성이 되는 것을 차단하는 것이 바람직하다.

그리고, 아노다이징 표면 일부면에는 상기한 바와 같이 정전기발생코팅층(20)을 국부적으로 형성시켜 유체와의 마찰을 통해 정전기를 발생시킴으로써 아연이온에 (-)극성을 더 많이 갖게 할 수 있는 것이다.

이와 같이 회전형반응수단(40)이 아연 재질로 이루어지거나 아노다이징 처리된 알루미늄 재질로 이루어지는 경우 외면 전체 중에서 일부면에 상기 유체와 접촉되어 정전기를 발생시키는 정전기발생코팅층(20)을 추가로 형성함으로써 회전형반응수단(40)으로부터 아연이온과 정전기를 동시에 발생되도록 구성할 수 있는 것이다.

이러한 조합된 구성에 의하면 아연으로부터 아연이온을 방출함과 동시에 정전기발생코팅층(20)에 의하여 발생되는 아연이온에 정전기에 의한 (-)극성을 더 갖게 하여 (+)극성을 띠는 무기질 염류와의 결합을 가속화 한다.

따라서, Ca,Mg 보다 우선적으로 아연이온이 (+)극성을 띠는 무기질염류와 더욱더 빠르게 결합하게 되므로 혼자 남게 되는 (-)극성을 띠는 용존산소는 다른 무기질 염류와 결합할 수 없게 되므로 부식 생성을 방지함은 물론 관 내벽에 이미 생성된 스케일을 분해 및 제거하는 효과도 함께 언을 수 있는 것이다.

부언하면, 회전형반응수단(40) 표면 전체가 아연으로 이루어진 경우와 아노다이징 처리된 알루미늄 재질로 이루어진 경우 일부면에 정전기발생코팅층(20)을 형성하면 테프론 코팅된 표면은 조도가 매우 양호하게 되므로 유체와 마찰되면서 정전기가 다량으로 발생하게 되는 것이며, 아연 표면에서는 아연이온이 함께 방출되어 정전기를 가진 아연이온이 유체 속으로 다량 방출되는 것이다.

이처럼 테프론 코팅층은 유체와의 마찰으로 인해 유체 속의 (-)극성을 띠는 에 정전기를 지속적으로 발생시킴에 따라, 아연이온과의 결합을 구상 조직으로 활성화하여 부식을 방지하게 되는 것이다.

본 발명에서 적용되는 테프론코팅층(18)은 약 0.8∼1.0㎜두께로서 400℃에서 4시간 동안 열처리하여 형성시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 테프론코팅층에서 유체와의 마찰에 의해 발생된 정전기는 전자 흐름을 발생시켜 부식의 원인이 되는 물속의 철 이온 등이 더 이상 산소이온과 반응하지 못하도록 하여 부식을 방지 및 억제하게 되는 것이다.

또한, 회전형반응수단(40)표면에 형성되는 상기 정전기발생코팅층(20)은 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 테프론 코팅외에도 세라믹코팅층으로 이루어질 수 있다.

세라믹코팅층은 회전형반응수단(40)이 아연이나 알루미늄 등의 금속재질로 이루어지는 경우 적용하는 것이 바람직하며, 세라믹코팅층은 일부면에 적용하여 코팅함으로써 테프론코팅과 같이 아연이온과 함께 정전기를 발생을 가속화시키도록 구성된다.

또한 세라믹코팅은 알루미나 또는 산화규소를 주재료로 하며, 도포 전에 기재 표면을 샌딩 처리하여 미세요철을 형성함으로써 도료의 접착력을 높힌 후 코팅하는 것이 바람직하다.

그리고, 세라믹코팅은 세라믹 도료만 1차 코팅하는 1코팅과, 1차 코팅 이후 투명 도료를 도포하는 2코팅 사양으로 대별된다.

본 발명의 실시예에서는 표면 조도가 1코팅 사양보다 뛰어난 2코팅층으로 구성되는 것이 유체와의 마찰에 의한 다량의 정전기를 발생시키는데 유리하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단(40) 외면 전체면 또는 일부면에는 다수의 마찰돌기(45)와 마찰홈(46)이 배열 형성되어 구성된다.

상기 마찰돌기(45)와 마찰홈(46)은 유체의 흐름방향과 동일 방향으로 배열되거나 후술된 바와 같이 회전형반응수단(40)이 구형 또는 비구형으로 이루어진 경우 방사형으로 배열 형성될 수 있으며, 유체의 점도와 유체 내에 함유된 성분들의 특성에 따라 마찰돌기(45) 및 마찰홈(46)의 크기와 돌출된 정도 또는 인입 깊이 등은 다양한 형태와 패턴으로 이루어질 수 있음은 물론이다.

그리고, 회전형반응수단(40)은 통상적으로 유체와의 마찰을 최소화하기 위하여 그 외면이 곡면을 이루는 형태이다,

따라서, 후술된 바와 같이 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141) 유체와 마찰될 때 마찰력을 향상시켜 유속의 흐름에 대해 마찰돌기(45)에 유체가 부딪히게 함으로써 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)이 유속의 흐름과 같은 속도로 회전되도록 하여 특히 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141) 주변으로 유체가 신속하게 빠져나가 후면부에 생기는 와류 발생을 완화시키도록 구성된 것이다.

그리고, 마찰돌기(45)의 표면에 유체가 지속적으로 접촉하게 됨으로써 마찰돌기(45)가 없는 회전형반응수단(40)에 비해 유체와의 접촉 면적이 확대되어 아연이온 또는 정전기발생향이 더욱 증가되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 상기 마찰홈(46)은 골프공의 딤플과 같은 원리로서 회전형반응수단(40)이 후술된 바와 같이 구형 또는 비구형으로 이루어진 경우 유체와 마찰될 때 전면부와 후면부와의 압력차를 줄여 줌으로써 유체의 흐름에 대응하여 회전형반응수단(40)의 후면부의 압력저하 현상을 완화시켜 유체의 유속에 대응하여 회전형반응수단(40)의 회전속도가 저하되는 것을 방지함으로써 유체와 회전형반응수단(40)이 전면적으로 고르게 접촉되도록 구성된 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 도 3 내지 도 9와 같이 상기 회전형반응수단(40)은 상기 유체에 의해 정,역 회전되면서 정전기를 발생시키도록 외면전체에 다수의 유체통과홀(42)이 배열 형성되어 있고, 내부 공간에 수처리를 위한 촉매반응부(41)가 형성되도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 촉매반응부(41)에는 유체통과홀(42)을 통해 유입되는 유체 특성에 따라 음이온을 방출하여 스케일 분해 및 제거 기능하고, 아연이온을 추가로 생성시켜 부식 발생을 방지하기 위한 다양한 형태의 촉매부재(50);를 포함하여 구성된다.

상기 촉매부재(50)는 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 구형의 토르말린(51) (이하 "토르말린볼" 이라함)또는 구형의 아연(52)(이하 "아연볼"이라함)으로 구성될 수 있다.

토르말린과 아연 재질의 특성을 이용한 의한 수처리 원리에 대해서는 전술한 바와 같으므로 본 실시예에서 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서 토르말린과 아연을 구 형상으로 구성한 것은 유체의 흐름에 저항을 덜 받게 하여 유체의 흐름을 원활하게 유지하면서 유체 속에서 구형의 토르말린과 아연이 자유롭게 회전하면서 유체와 전면적인 접촉을 통해 음이온과 아연이온을 다량으로 방출하도록 구성된 것이다.

이러한 상기 토르말린볼(51)과 아연볼(52)은 촉매반응부(41) 전체에 충진시킬 수 있겠지만 본 실시예에서는 촉매반응부(41)의 공간을 100%로 볼때 대략 70% 충진되도록 하여 토르말린볼(51)과 아연볼(52)이 촉매반응부(41) 공간 내에서 자유롭게 유동하면서 유체통과홀(42)을 통해 유입되는 유체와 최대한 많이 접촉될 수 있도록 구성된다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 촉매부재(50)는 소결 또는 분말야금 성형되어 다공성 구조로 이루어지도록 구성된다.

예컨대 상기 토르말린볼(51)과 아연볼(52)이 다공성 구조를 갖게 되면 기공 속까지 유체가 침투될 수 있기 때문에 결국 유체와의 표면 접촉 면적이 표면이 매끄러운 구형에 비해 상당히 증가하게 되므로 많은 량의 음이온과 아연이온이 유체 속으로 방출될 수 있는 것이다.

따라서, 유체에 무기질 염류의 농도가 많은 유체의 경우 다공성 구조를 갖는 토르말린볼(51)과 아연볼(52)이 촉매반응부(41)에 충진된 회전형반응수단(40)을 적용하는 경우 다량의 (-)전자가 방출되어 유체 속으로 확산되기 때문에 하이드록실 작용 또는 계면활성 작용에 의한 스케일 및 부식을 분해 제거하는 능력이 향상될 뿐만 아니라 아연이온에 의해 관 내벽에 부식 발생이 진행되지 않게 되는 등 전반적인 수처리 능력이 극대화되는 효과를 발휘하게 되는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 촉매부재(50)는 구형의 토르말린(51)과 구형의 아연(52)으로 되면서 특히, 상기 아연은 다공성 재질로 이루어져 부유 기능을 갖도록 구성된다.

상기한 토르말린볼(51)은 세라믹 계열의 광물 소재이므로 소결 소성을 통하여 다공성 재질이 되면 중량의 유체 내에서 뜰 수 있는 부유 특성을 갖게 된다.

하지만 상기한 아연볼(52)은 금속 분말로 이루어진 것이므로 분말야금에 의한 제조 과정에서 압축 성형시 밀도가 너무 높지 않도록 성형하여 경량의 기공이 많은 다공성구조를 갖도록 성형함으로써 토르말린과 함께 유체 내에서 부유 기능을 갖도록 하여 촉매반응부(41) 내부에서 자유자재로 유동될 수 있도록 구성된 것이다.

이처럼 토르말린볼(51)과 아연볼(52) 제조시 그 압축 성형 정도와 소성 온도에 따라 부유능력을 동일하게 또는 서로 다르게 제조할 수 있다.

이러한 경우 토르말린볼(51)과 아연볼(52)이 촉매반응부(41) 내에서 70% 충진된 상태에서 상측으로 치우친 상태로 떠 있는 상태가 된다.

따라서, 회전형반응수단(40)이 유체의 흐름에 의해 회전되는 작용에 의해 토르말린볼(51)과 아연볼(52)은 함께 유동되고 회전되면서 촉매반응부(41) 내에서 서로 혼합되는 상태가 되어 유체통과홀(42)을 통해 유입되는 유체와 충분한 시간 동안 접촉되는 상태가 된다.

그리고, 촉매반응부(41) 내에서 유체와 접촉되고 남은 음이온과 아연이온은 유체통과홀(42)을 통해 회전공간부(13) 쪽으로 방출됨으로써 하우징(10) 내벽에 형성된 정전기발생코팅층(20)(테프론코팅층)과 유체와의 마찰 작용에 의해 생성된 정전기가 아연이온과 결합된다.

따라서, 정전기를 띤 아연이온에 의해 무기질 염류과 결합되는 것을 가속화 시켜줌으로써 혼자 남게 되는 (-)극성을 띠는 용존산소는 (+)극성을 띠는 무기질 염류와의 결합되는 것이 차단되어 부식 발생이 억제되고 이미 생성된 스케일을 제거할 수 있는 것이다.

그리고, 토르말린볼(51)에서 생성된 (-)전자에 의해 하이드록실 작용 또는 계면활성작용에 의해 스케일 및 부식 제거 기능이 향상되는 효과를 발휘하게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 수처리 장치는 회전형반응수단(40) 및 촉매부재(50)는 다양한 형상 및 조합의 형태로 구성될 수 있다.

먼저, 상기 회전형반응수단(140) 및 촉매부재(50)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 배관 내에서 수시로 변화하는 유체의 흐름에 적절히 대응하도록 구형으로 이루어질 수 있다.

그리고, 또 다른 실시예에 의하면 상기 회전형반응수단(140) 및 촉매부재(50)는 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이 타원형 또는 장공형 또는 원통형과 같은 비구형으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 회전형반응수단(140) 구형으로 이루어지고, 촉매부재(50)는 비구형으로 이루어질 수 있음은 물론이다.

이러한 구성은 유체가 하우징(10) 내부의 회전공간부(13)를 통과할 때 유체와의 마찰은 최대로 높이면서 유속의 흐름에 지장을 주지 않도록 하여 배관 내부 압력 변화를 최소화하기 위한 구성이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)을 가지면서 상기 출수관(12)의 내경은 입수관(11)의 내경보다 크게 형성된다.

이러한 구성에 의하면 유체가 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)과 접촉되면서 통과 한 직후 출수관(12) 쪽의 관 내경이 입수관(11) 보다 크게 형성되므로 출수관(12)의 유속의 흐름이 빨라지도록 하여 신속한 배출이 이루어지도록 하여 배관 내부 압력 변화를 최소화 할 수 있다.

이때, 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)은 출수관 (12)쪽으로 가속화되어 빠르게 회전되면서 유체와 접촉되기 때문에 아연이온과 (-)전자 및 정전기가 발생량이 함께 증가하여 유체의 흐름 속도에 비례하여 수처리 작용이 원활하게 이루어질 수 있는 것이다.

그리고, 회전공간부(13) 내의 유체는 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)과 충분한 시간으로 접촉되게 함으로써 음이온과 정전기를 띤 아연이온이 유체의 무기질염류와 용존산소와 적절히 결합됨으로써 수질의 안정화를 도모하게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141) 내부에 촉매부재(50)를 충진 또는 교체할 수 있으면서 내면에 부착된 이물질을 제거하고 세정할 수 있도록 반으로 분리되어 상부반응케이스(43)와 하부반응케이스(44)로 이루어지고, 상,하부반응케이스(43,44)는 서로 나사 조립되어 구성된다.

그리고, 상기 회전안내수단(30)은 상기 하우징(10) 내측에 서로 마주보게 설치되어 상기 회전형반응수단(40)의 양단부를 축 지지하는 테프론 재질의 베어링부재(31)를 포함하여 구성된다.

테프론 재질의 상기 베어링부재(31)에 대한 설명은 상술한 바와 같이 동일하므로 본 실시예에서는 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)을 가지는 수처리 장치에 있어서 상기 하우징(10) 내벽은 상기 회전형반응수단(40) 외형에 대응하여 구형 또는 비구형으로 이루어진다.

이러한 구성에 의하면 유체가 회전공간부(13)를 통과할 때 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)과 접촉될 때 상기한 바와 같이 (-)전자와 아연이온 및 정전기 등이 생성되어 유체와 반응한다.

이와 동시에 유체는 구형 하우징(110) 또는 비구형 하우징(111)의 내벽과 접촉됨으로써 내벽에 코팅된 테프론 코팅층에 의하여 다량의 정전기를 발생하여 특히 아연이온에 정전기를 띠게 함으로써 무기질 염류와 우선적으로 결합시키는 작용을 촉진시켜 (-)극성을 띠는 용존산소와 (+)극성을 띠는 무기질염류의 결합에 의한 스케일 및 부식 발생을 차단하게 되는 것이다.

이와 같이 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)은 본 실시예에 의하면 상술한 바와 같이 아연이온과 정전기를 띠게 하기 위하여 아연 또는 테프론 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 다른 조합의 구성으로 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)은 아연 재질로 이루어지고, 상기 촉매부재(50)는 (-)전자를 다량으로 방출하여 스케일 생성 방지와 분해 및 제거를 위하여 구형 또는 비구형의 토르말린으로 이루어질 수 있다.

또한, 또 다른 조합의 구성으로서 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141)은 정전기를 다량으로 방출하기 이해 테프론 재질로 이루어지고, 상기 촉매부재(50)는 구형 또는 비구형으로 이루어지고, 아연 또는 토르말린으로 이루어짐으로써 (-)전자와 아연이온을 다량으로 방출하도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기한 실시예들에 있어서, 상기 하우징(10) 내벽에는 전체면 또는 일부면에 테프론코팅층을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 하우징(10) 내벽 전체면 또는 일부면에 폴리우레탄코팅층을 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면 상술한 바와 같이 하우징(10) 내벽 전체 또는 일부면에 정전기를 발생하기 위한 테프론 코팅층과 폴리우레탄코팅층을 형성함으로써 하우징(10)의 회전공간부(13)를 통과하는 유체와 마찰력이 최대가 되도록 하여 정전기가 다량으로 발생되도록 구성된 것이다.

참고적으로 테프론 코팅 및 폴리우레탄코팅층은 모두 코팅면이 표면 조도가 매우 양호하여 마찰계수가 높으며, 내화학성, 내마모성, 내열성 등의 특성을 갖고 있는 코팅 사양이다.

따라서, 유체의 종류와 그 특성에 따라 테프론 코팅 또는 폴리우레탄코팅층을 선택적 또는 조합된 형태로 적용함으로써 다양한 유체의 특성을 고려하여 고객사가 요구하는 사양의 수처리장치(100)를 자유 자재로 구현할 수 있는 장점을 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징(10)은 알루미늄 또는 황동 재질로 이루어지며, 외면 전체는 아노다이징 처리되어 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면 수처리 장치에 있어서 가공성이 양호한 금속 재질로 구성하면서 가공 후에는 외면 전체의 강도를 보강하기 위해 아노다이징 가공처리를 하여 생성된 산화피막에 의해 외관을 미려하게 하면서 강도를 유지하도록 구성된 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징(10) 일측에는 상기 유체 흐름 방향과 직교하는 방향으로 개구부가 형성되고, 상기 개구부와 나사 조립되거나 또는 플랜지 이음되는 커버(16)를 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 하우징(10)과 회전형반응수단(40)은 다양한 형태로 구성됨에 따라 회전형반응수단(40)을 하우징(10) 내부에 조립 또는 분해하여 회전형반응수단(40)의 내,외면에 부착된 이물질 등을 주기적으로 세척하도록 하고, 필요에 따라 유체 특성에 맞는 다양한 형태의 회전형반응수단(40)을 교체 장착할 수 있도록 구성된 것이다.

이와 같은 커버(16)와 하우징(10)은 복수의 볼트에 의해 체결되는 플랜지이음 또는 하우징(10)과 커버(16)가 직결식으로 나사 방식으로 체결되며, 조립 경계면에는 실링부재(15)가 개재되어 기밀을 유지하도록 조립된다.

나사조립 방식은 중,저압의 배관 라인에 적용하는 것이 바람직하며, 플랜지이음 조립 방식은 고압의 배관라인에 적용하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 하우징(10)과 커버는 조립되었을 때 구형 또는 비구형으로 구성될 수 있고, 커버와 하우징(10)의 조립 경계면을 기준으로 1/2 또는 1/4 비율로 구성될 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 본 발명에서 하우징(10) 내벽에 형성되는 정전기발생코팅층(20)은 하우징(10)과 커버(16)가 조립되는 경우 커버(16)의 내측면에도 정전기발생코팅층(20)이 형성될 수 있음은 자명한 사실이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징(10) 일측에는 상기 회전형반응수단(40)에 의해 수처리된 유체의 PH값를 측정하여 표시하는 PH측정부재(60)를 더 포함하여 구성된다.

PH측정부재(60)의 설치 위치는 하우징(10) 상부 또는 출수관(12) 부위에 연결부재를 설치하여 PH측정부재(60)의 프로브로드(61)가 유체와 충분한 접촉이 이루어지도록 회전공간부(13) 내부로 인입되게 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 PH측정부재(60)는 도 2내지 도 8에 도시된 바와 같이 상기 회전안내수단(30)의 일측 베어링부재(31) 외측의 하우징(10)에 설치되고 프로브로드(61)는 회전형반응수단(40),(140),(141)의 축과 베어링부재(31) 정중앙을 관통하여 촉매반응부(41) 공간 내에 위치되도록 설치될 수 있다.

그리고 도면에는 도시하지 않았으나, PH측정부재(60)는 출수관(12) 외면에 연결니플을 설치하여 프로브로드(61)가 출수관(12) 중앙에 위치되도록 설치하여 수처리가 이루어진 유체 속의 PH 값을 측정하도록 구성할 수 있다.

이와 같이 수처리 된 유체의 PH값을 측정한 데이터는 육안으로 직접 확인할 수 있겠으나, 유,무선 통신회로를 구축하여 원격지에서 모니터링 하도록 구성할 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 하우징(10)과 상기 출수관(12)의 경계부에는 부식이 방지되는 금속 재질의 메쉬부재(70)를 더 포함한다.

메쉬부재(70)는 유체 속에 함유된 이물질들을 제거하고, 아울러 토르말린볼이 구형 회전형반응수단(140) 또는 비구형 회전형반응수단(141) 내의 촉매반응부(41)에서 유동되면서 발생될 수 있는 토르말린 미세입자를 출수관(12) 쪽으로 배출되지 않도록 필터하여 제거하기 위한 것으로서, 부식이 방지되는 스테인레스 재질이나 비금속 재질로 이루어지며 미세망 구조로 이루어진다.

그리고, 필요에 따라 메쉬부재(70)의 표면에 전술한 바와 같은 테프론코팅층 또는 세라믹코팅층을 형성하여 부식을 방지하면서도 유체와 마찰에 의한 정전기를 발생하도록 구성할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 하우징(10) 일측면에는 하우징(10) 내부의 이물질 제거와 잔여 유체를 배출하기 위한 배출구(80)를 더 포함한다.

상기 배출구(80)의 위치는 회전형반응수단(40) 외부에 유체통과홀(42)이 형성된 경우 도면에 도시된 바와 같이 베어링부재(31)의 일측 즉 PH측정기가 설치된 타측에 설치되어 하우징(10) 내부의 이물질을 배수구(17)를 통해 외부로 배출 제거하는 용도로 사용된다.

또한, 배출구(80)는 하우징(10)의 일측에 형성될 수 있는데, 수처리장치(100)가 배관 라인에 수평 또는 수직으로 설치되는 형태에 따라 배수가능한 하측 방향으로 치우쳐서 형성된다.

또한, 배출구(80)는 한 쌍으로 설치되어 한쪽은 유체를 배수하기 위한 용도도 사용되고 나머지 한쪽은 에어 벤트홀의 기능으로 사용할 수 있도록 구성할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 하우징 11 : 입수관
12 : 출수관 13 : 회전공간부
14 : 베어링장착홈 15 : 실링부재
16 : 커버 17 : 배수구
20 : 정전기발생코팅층
30 : 회전안내수단 31 : 베어링부재
40 : 회전형반응수단 41 : 촉매반응부
42 : 유체통과홀 43 : 상부반응케이스
44 : 하부반응케이스 45 : 마찰돌기
46 : 마찰홈
50 : 촉매부재 51 : 구형 토르말린(토르말린볼)
52 : 구형 아연(아연볼)
60 : PH측정부재 61 : 프로브로드
70 : 메쉬부재 80 : 배출구
100 : 수처리장치 110 : 구형 하우징
111 : 비구형 하우징 140 : 구형 회전형반응수단
141 : 비구형 회전형반응수단

Claims (28)

1. 입수관와 출수관이 구비되어 있고, 내부에 회전공간부를 가지며, 내벽 전체 또는 일부에는 유체와의 접촉에 의해 정전기를 발생시키기 위한 정전기발생코팅층이 형성된 하우징;
   상기 하우징의 상기 회전공간부 내부에서 유체 흐름 방향과 직교하는 방향으로 동일 축선상에서 서로 마주보게 설치되며, 부식방지와 유체와 마찰에 의해 정전기를 발생시키도록 한 쌍의 합성수지 베어링부재로 이루어진 회전안내수단; 및
   상기 회전안내수단에 의해 양단부가 회전가능하게 지지되어 상기 회전공간부 내에서 회전하면서 상기 입수관으로 공급되는 유체에 의해 정,역회전되면서 마찰에 의한 정전기 또는 음이온을 발생시키는 회전형반응수단;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전형반응수단은 (-)음이온을 방출하도록 아연재질로 이루어져서 유체 내의 (+)극성을 띠는 무기질 염류와 결합한 후 남은 (-)극성을 띠는 용존산소가 다른 무기질염류와 결합하지 못하도록 하여 관 내벽에 부식 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전형반응수단은 아연 또는 아노다이징 처리된 알루미늄 재질로 이루어지고, 외면 전체 중 일부면에 상기 유체와 접촉되는 상기 정전기발생코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 정전기발생코팅층은 테프론 코팅 또는 세라믹코팅층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전형반응수단 외면 전체면 또는 일부면에 배열 형성되어 상기 유체와마찰되어 회전되도록 다수의 마찰돌기 또는 마찰홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전형반응수단은 상기 유체에 의해 정,역 회전되면서 정전기를 발생시키도록 외면전체에 다수의 유체통과홀이 배열 형성되어 있고, 내부 공간에 수처리를 위한 촉매반응부가 형성된 회전형반응수단; 및
   상기 촉매반응부에 수용되는 촉매부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 촉매부재는 구형의 토르말린인 것을 특징으로 하는
   수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 촉매부재는 구형의 아연인 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 촉매부재는 소결 또는 분말야금 성형되어 다공성 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 촉매부재는 구형의 토르말린과 구형의 아연으로 되고, 상기 아연은 다공성 재질로 이루어져 부유 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
11. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전형반응수단 및 촉매부재는 구형 또는 비구형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
12. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전형반응수단은 구형으로 이루어지고, 촉매부재는 비구형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
13. 제 6 항에 있어서, 상기 출수관의 내경은 입수관의 내경보다 작게 형성되어 유체가 회전형 반응수단을 지난 이 후 유속의 흐름이 빨라지도록 이루어진 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
14. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전형반응수단은 반으로 분리되어 상,하부반응케이스로 이루어지고, 상,하부반응케이스는 서로 나사 조립되며, 상기 회전안내수단은 상기 하우징 내측에 서로 마주보게 설치되어 상기 회전형반응수단의 양단부를 축 지지하는 테프론 재질의 베어링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
15. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징 내벽은 상기 회전형반응수단 외형에 대응하여 구형 또는 비구형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
16. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전형반응수단은 아연 또는 테프론 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
17. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전형반응수단은 아연 재질로 이루어지고, 상기 촉매부재는 구형 또는 비구형의 토르말린으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
18. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전형반응수단은 테프론 재질로 이루어지고, 상기 촉매부재는 구형 또는 비구형으로 이루어지고, 아연 또는 토르말린으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
19. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 내벽 전체면 또는 일부면에 테프론코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
20. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 내벽 전체면 또는 일부면에 폴리우레탄코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
21. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 알루미늄 또는 황동 재질로 이루어지며, 외면 전체는 아노다이징 처리되는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
22. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 일측에는 상기 유체 흐름 방향과 직교하는 방향으로 개구부가 형성되고, 상기 개구부와 나사 조립되거나 또는 플랜지이음 조립되는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
23. 삭제
24. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링부재는 테프론 재질인 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
25. 제 1 항 내지 제 22 항 및 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 일측에는 상기 회전형반응수단에 의해 수처리된 유체의 PH값를 측정하여 표시하는 PH측정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
26. 제 1 항 내지 제 22 항 및 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입수관과 출수관은 상기 하우징과 기밀 구조를 갖도록 나사 조립 또는 플랜지이음 구조로 착탈 가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
27. 제 1 항 내지 제 22 항 및 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 출수관의 경계부에는 부식이 방지되는 금속 재질의 메쉬부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.
28. 제 1 항 내지 제 22 항 및 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 일측면에는 하우징 내부의 이물질 제거와 잔여 유체를 배출하기 위한 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질안정화를 위한 회전형 반응수단을 갖는 수처리장치.

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