KR101546117B1 - 수환경 전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 욕조물 등의 세균이 번식하기 쉬운 수환경 속에서도 바이오 필름(미생물 피막)의 형성을 효과적으로 방지하여, 장기간에 걸쳐서 살균 등의 여러 기능을 당초와 마찬가지로 지속적으로 계속 발휘할 수 있는 수환경 전지를 제공하는 것이다. 수환경 전지는, 통수 혹은 유수 또는 저수에 대해서, 살균·항균·항곰팡이·방충 등의 여러 기능을 장기간에 걸쳐서 부여한다. 수환경 전지는, 비금속체와 귀금속체를 간격 유지부재를 개재하여 동축 형상으로 중합하여 살균 유닛으로 하고, 살균 유닛을 통수·유수 속에 배치하거나, 저수 속에 침지하여, 비금속체와 귀금속체와의 사이의 균일한 간극 공간에서 물을 매개로 하여 전지 반응을 발생하고, 비금속체로부터 완전한 이온화 상태로 금속 이온을 용출하여 물에 살균 기능을 부여한다.
Description
본 발명은, 이온화 경향을 이용한 전지 작용에 의해 금속 이온 및 활성 산소를 수중에 용출한 기능수(이하, 「전지 작용수」라고 하는 경우가 있음.)를 생성하여, 수도물, 우물물, 정수 장치의 정수, 각종 용기나 저수조나 풀(pool) 등의 저수, 하천 등의 자연 환경의 유수(流水), 굴이나 호수와 늪이나 바다 등의 자연 환경의 저수 등, 각종의 수환경 속의 물에 대해 살균 기능, 항균 기능(항곰팡이 등의 미생물 방제 기능도 포함함), 방충·해충 기피 기능, 신선품 보존 기능, 식물 생육 촉진 기능 등의 각종 유용한 기능을 부여하는 수환경 전지에 관한 것이다.
종래, 비(卑)한 금속으로 이루어지는 음전극과 귀(貴)한 금속으로 이루어지는 양전극(陽電極)을 이용한 살균 장치로서, 하기의 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 하기의 특허문헌 1은 본원이 우선권을 주장하는 기초 출원의 하나로서의 국제 특허 출원(PCT/JP2008/002366)의 국제 조사 보고에서(문헌 1로서) 인용된 것으로, 동 국제 조사 보고에 첨부된 국제 조사 기관의 견해에 따르면, 「문헌 1의 청구항 8,0009 단락을 참작하면, 문헌 1에는, 스페이서를 이용하여, 이종(異種) 금속을 비접촉으로 존재시키는 살균 장치가 기재되어 있다고 인정된다」라고 되어 있다. 또한, 동 견해에 따르면, 「문헌 1에 기재된 발명이, 금속을 비접촉으로 존재시키는 발명인 이상, 문헌 1에 기재된 발명에 있어서, 스페이서를 절연체로 구성하는 것은, 당업자가 적절히 수행할 수 있는 것이다.」라고 되어 있다.
한편, 상기 국제 조사 보고에서는, 하기의 특허문헌 2도(문헌 2로서) 인용되고, 상기 견해에 따르면, 「문헌 2에는, 금속을 동심원 형상으로 배치하는 기술이 기재되어 있다. 그리고, 문헌 1에 기재된 발명에 있어서, 문헌 2에 기재된 상기 기술을 채용하는 것은, 당업자가 용이하게 생각이 미칠 수 있는 것이다.」라고 되어 있다. 또한, 상기 견해에 따르면, 「금속의 재질이나 스페이서의 형상의 선택, 유량의 조정, 살균 장치 전체면을 스페이서로 덮는 것은, 당업자에게 있어서는 기술을 구체화할 때의 설계적 사항에 불과하다.」라고도 되어 있다.
분명히, 특허문헌 1의 청구항 8에는, 「케이싱 내에 오픈 셀 구조의 마그네슘으로 이루어지는 음전극과 구멍이 부착된 구리합금으로 이루어지는 양전극과 활성탄 등의 여과부재를 위쪽에 비접촉으로 겹쳐서 부착한」이라는 기재가 있고, 또한, 단락 009에는, 「케이싱(2) 내에는···통수를 가능하게 한 음극부재(3)인 오픈 셀 구조의 마그네슘이 형성되고, 스페이서(6a)를 개재하여 통수 가능하게 한 양극부재(4)인 구멍뚫린 구조의 구리합금이 대치(對峙)하여 겹쳐지고」라는 기재가 있고, 음전극과 양전극이 스페이서를 개재하여 비접촉으로 겹쳐서 케이싱 내에 장착된다. 그러나, 이 「비접촉」구조는, 이하에 설명하는 바와 같이, 음전극과 양전극을 스페이서의 두께만큼의 간격 내지 간극을 두고 서로 대향시킴으로써 그들의 대향면에 대해서는 「비접촉」으로 하는 구조이며, 음전극과 양전극과는 스페이서 부분에서는 「접촉」함과 동시에, 이 「접촉」부분(스페이서 부분)에서 전기적으로 접속(도통)하는 것이 필수의 구성으로 되고 있다. 즉, 특허문헌 1의 살균 장치는, 음전극을 「이종 금속 접촉 부식에 있어서의 비한 금속」으로 구성함과 동시에, 양전극도 「이종 금속 접촉 부식에 있어서의 귀한 금속」으로 구성하고(청구항 1, 단락 004, 005 등 참조), 「이종 금속 접촉 부식에 있어서의 비한 금속으로 이루어지는 음전극과 이종 금속 접촉 부식에 있어서의 귀한 금속으로 이루어지는 양전극」을 스페이서를 개재하여 대치시켜 배치함으로써, 그들 사이에 「0.7볼트 이상의 전압」을 발생하는 「갈바닉 전지」를 형성하는 것이다(단락 005).
이와 같은 「이종 금속 접촉 부식에 있어서의 비한 금속」과「이종 금속 접촉 부식에 있어서의 귀한 금속」과의 사이에서 「갈바닉 전지」를 구성하는 구조는, 이른바 류전양극법(流電陽極法)에 의한{전원을 사용하지 않는, 이종 금속의 직접 접촉에 의한 부식 전지(매크로 전지)를 이용한} 기전력(起電力) 발생 구조이며, 음전극의 단부와 양전극의 단부와의 사이에 개장(介裝)되는 스페이서는, 음전극과 양전극을 단부 사이에서 직접 전기적으로 접속 내지 도통할 필요가 있기 때문에, 당연히, 금속 등의 도전체(비절연체)에 의해 형성하는 것이 필수로 된다. 이것은, 특허문헌 1에 있어서의 「음전극과 양전극간에 기전류가 발생하기 때문에, 그 작용을 이용하여 살균 장치에 교반 장치를 설치하여 구동」시킬 수 있다고 하는 기재(단락 006) 및 「음전극 및 양전극간에 발생하는 기전압을 이용함으로써 목욕물을 교반하는 기능을 갖도록 한 것으로, 도 7에 나타내는 원리도 및 도 8에 나타내는 회로도와 같이, 각 음전극과 양전극 사이에서 폐회로를 형성하고 그 회로의 중간부에 교반기를 개재시켜 구동 가능하게 하고 있다.」라는 기재(단락 015)로부터도 명백하고, 음전극과 양전극은 스페이서를 개재하여 폐회로를 형성하는, 즉, 스페이서에 의해 전기적으로 직접 접속·도통되는 것이다.
따라서, 상기 견해와 같이 「문헌 1에 기재된 발명에 있어서, 스페이서를 절연체로 구성하는」 것은, 특허문헌 1의 발명의 구성상 있을 수 없는 구성, 즉, 발명의 본질적 특징을 손상시키는 구성이며, 당업자는, 특허문헌 1의 「스페이서」를 반드시 전기적 도체에 의해 구성하고, 전기적 절연체에 의해 구성하는 것은 있을 수 없다.
다음으로, 특허문헌 2에는, 정화 살균체(4)의 구조로서, 경질염화비닐관(16)의 내부에, 순차적으로, 재질이 다른 관으로서, 티탄관(17), 스테인리스관(18), 티탄관(19), 스테인리스관(20), 티탄관(21)을 각각 인접하여 배치함으로써, 「관 사이에 이온이 발생하고, 이 이온 효과에 의해 정화 대상물의 정화 살균」을 수행한다라는 기재가 있는데(단락 0015), 당해 이온 효과에 있어서의 이온이 어떤 식으로 해서 발생하는지에 대해서는 구체적인 설명이 없다. 한편, 특허문헌 2에는, 이와 동일한 「이온 효과」에 의해 정화 살균을 수행하는 구성으로서, (예를 들면 스테인리스 재로 이루어지는) 통체(13)와, 이 외부에 빽빽하게 감겨져 있는(스테인리스재와 다른 구리선 등의 재료로 이루어지는) 코일 형상선(14)과의 사이의 「이온 효과」에 의해 물이나 공기를 정화 살균하는 구성이 기재되어 있다(단락 0014). 이 코일 형상선(14)은, 통체(13)의 외부에 빽빽하게 감겨지고, 즉, 통체(13)의 외주면에 접촉 하고 있기 때문에, 상기 특허문헌 1의 살균 장치와 같이, 이른바 류전양극 작용에 의해, 통체(13)와 코일 형상선(14)과의 사이에서 이온을 발생시키고, 이 이온에 의해 살균 효과를 발휘하는 것이라고 생각된다. 따라서, 상기 정화 살균체(4)에 있어서도, 티탄관(17), 스테인리스관(18), 티탄관(19), 스테인리스관(20) 및 티탄관(21)은, 각각 인접하여 배치되어 있기는 하지만, 그 단부(예를 들면, 도 4의 각 사이의 하단을 접속하는 판 형상의 부재)에 있어서 직접 전기적으로 접속 내지 도통되고, 동일한 류전양극 작용에 의해, 관 사이에서 이온을 발생시키고 있는 것이라고 생각된다.
따라서, 상기 견해와 같이, 당업자가 「문헌 1에 기재된 발명에 있어서, 문헌 2에 기재된 상기 기술을 채용하는」, 즉, 「금속을 동심원 형상으로 배치하는 기술」을 채용한다고 하더라도, 특허문헌 1의 기술이 이른바 류전양극법에 의한 음전극과 양전극과의 전기적 접속 내지 도통(폐회로 형성)을 필수 구성으로 하고, 또한, 특허문헌 2의 기술도 동일한 류전양극법에 의한 이온 발생 구조를 채용하고 있다고 생각되는 이상, 당업자는, 역시, 류전양극법에 의한 구조가 되도록, 「금속을 동심원 형상으로 배치」하는, 즉, 이종 금속의 관을 서로 전기적으로 접속하게 된다.
이와 같이, 종래, 외부 전원을 필요로 하지 않고 이종 금속 사이에서 살균 작용을 발휘하는 전류나 이온 등을 발생하는 구성으로서는, 이른바 류전양극법 내지 이종 금속의 직접 접촉에 의한 매크로 전지에 의한 구성밖에 제안되어 있지 않다.
본 발명자 등은, 류전양극법이나 매크로 전지에 의한 구조에서는, 이종 금속간의 전기적 도통 부위(스페이서 등) 자체가 금속 부식하고, 그 부식 부분에서 전기적 비도통이 발생하면, 류전양극법에 의한 기전력 작용이 불안정하게 되거나 소실되어, 소기의 목적을 달성할 수 없는 등의 문제가 있는 것으로부터, 류전양극법 이외의 기구 내지 메커니즘에 의해, 이종 금속 사이에 안정적으로 금속 이온 등의 발생을 장기간 계속시켜, 소기의 살균 작용 등을 장기간에 걸쳐 안정적으로 발휘할 수 있는 기술에 대해 열심히 연구를 거듭한 결과, 외부 전원을 불필요하게 하는 구조로서, 이른바 류전양극 구조에 의하지 않는 기전력 구조에 생각이 미치게 되었다. 즉, 본 발명자 등은, 연구개발을 거듭한 결과, 이온화 경향이 다른 금속(비한 금속 및 귀한 금속)으로 이루어지는 적어도 2 종류의 반응체를, 전기적 도통 재료에 의해 서로 직접 전기적으로 접속하는 것이 아니라, 반대로, 전기적 절연 재료를 개장함으로써, 당해 반응체간에 미소(微小)한 간극 공간의 유통 공간(물이 그 내외에서 유통 가능한 간극 공간)을 형성하고, 이들의 반응체를 수중에 배치함으로써, 반응체간의 상기 유통 공간에서의 전지 작용에 의해, 당해 유통 공간에 진입한 물에 금속 이온이나 활성 산소를 방출 내지 용출하고, 당해 금속 이온이나 활성 산소에 의해 물에 살균 효과 등의 유용한 여러 기능을 부여하여 기능수로 할 수 있음을 발견했다.
그래서, 본 발명의 제1 과제는, 외부 전원을 불필요하게 하는 구조로서, 이른바 류전양극 구조 내지 이종 금속 직접 접촉에 의한 매크로 전지 구조에 의하지 않는 기전력 구조로서, 이온화 경향이 다른 금속으로 이루어지는 적어도 2 종류의 반응체를, 전기적 도통 재료에 의해 서로 전기적으로 접속하는 것이 아니라, 반대로, 전기적 절연 재료를 개장함으로써, 당해 반응체간에 미소한 간극 공간의 유통 공간을 형성한 유닛을 구성하고, 당해 유닛을, 통수 환경 혹은 유수 환경으로서의 통수로 혹은 유수 공간 내부에, 통수 경로 혹은 유수 경로를 따라 배치하거나, 통수로 혹은 유수 공간 내부의 물과 유통 가능한 인접하는 공간에 배치하거나 함으로써, 또는, 저수 환경으로서의 저수 공간 내부에 배치함으로써, 물만을 통전 매체로 한 반응체간에서의 전지 작용에 의해, 그 통수 혹은 유수 또한 저수에 대해, 수중에 비금속체로부터 금속 이온을 완전한 이온화 상태로 용출 내지 방출함과 동시에 활성 산소도 용출 내지 방출하고, 이와 같이 유닛의 반응체간에 발생하는 전지 작용수에 의한 살균·항균·항곰팡이·방충·해충 기피 기능, 신선품 보존 기능, 식물 생육 촉진 기능 등의 여러 기능을 장기간에 걸쳐서 안정적으로 부여할 수 있는 수환경 전지를 제공하는 것에 있다.
한편, 이러한 본 발명자 등에 의한 각종의 실험 및 연구의 결과, 수중에서 금속 이온의 방출을 수행하는 마그네슘 등의 금속을 수중에 일정 기간 이상 계속 침지하면, 금속 표면이 변색하는(마그네슘의 경우, 흑변하는) 것을 발견했다. 이것은, 수중의 용존 산소에 의해, 금속 표면이 산화하여 금속 표면에 산화막이 형성되기 때문이라고 추정되는데, 이러한 산화막이 상기 반응체의 일방인 비한 금속의 표면에 형성된 경우, 비한 금속과 귀한 금속과의 사이에서의 전지 형성 작용이 저해되고, 금속 이온이나 활성 산소의 발생이 크게 저감하거나 최악의 경우 소실하거나 한다. 또한, 금속 표면의 변색층(산화막부분)이 금속 표면으로부터 박리하여 수중에 방출되면, 특히, 수도물 등의 음용수에 발명을 적용하는 경우에, 수질을 악화시키거나 수질 기준을 충족시키지 않는 물이 되거나 할 우려가 있다.
그리고, 본 발명자 등에 의한 각종의 실험 및 연구의 결과, 마그네슘 등의 금속을 수중에 일정 기간 이상 계속 침지하면, 수중에 일반 세균이 어느 정도 이상 존재하는 물의 경우(특히, 우물물이나 목욕물 내지 욕조물 등의 경우), 금속 표면에 생물막 내지 생물 피막(이하, 「바이오 필름」이라고 함.)이 발생하는 것을 발견했다. 이러한 바이오 필름이 상기 반응체의 표면(특히, 반응체의 일방으로서의 비한 금속의 표면)에 형성된 경우, 역시, 비한 금속과 귀한 금속과의 사이에서의 전지 형성 작용이 저해되고, 금속 이온이나 활성 산소의 발생이 크게 저감하거나 최악의 경우 소실하거나 한다. 또한, 금속 표면의 바이오 필름이 금속 표면으로부터 박리하여 수중에 방출되면, 특히, 수도물 등의 음용수에 발명을 적용하는 경우에, 역시, 수질을 악화시키거나 수질 기준을 충족시키지 않는 물이 되거나 할 우려가 있다.
여기서, 본 발명자들은, 상기 비한 금속으로 이루어지는 반응체와 귀한 금속으로 이루어지는 반응체를 유통 공간을 개재하여 수중에 배치하고, 그들의 사이에서 전지 작용을 발생시킨 경우에 있어서도, 이들 비한 금속으로 이루어지는 반응체와 귀한 금속으로 이루어지는 반응체를 단순히 수중에 배치하는 것만으로는, 역시, 금속 표면(특히 비한 금속의 표면)에 산화막이나 바이오 필름이 형성되는 것을 발견했다. 이것은, 반응체간의 유통 공간을 물이 자유롭게 유통함으로써, 반응체간의 전지 작용에 의한 전지 작용수(전지 작용에 의해 금속 이온이나 활성 산소를 함유하는 물) 중의 금속 이온이나 활성 산소가 순간적으로 반응체간의 유통 공간으로부터 외부의 수환경 속에 유출하고, 유통 공간 내의 수중의 전지 작용수의 농도(이온 농도 및 활성 산소 농도)가 희박하게 되는 것에 기인한다고 생각된다. 즉, 유통 공간 내의 수중의 전지 작용수의 농도(이온 농도 및 활성 산소 농도)가 일정 농도 이상이면, 당해 농도의 금속 이온이나 활성 산소에 의해, 산화 피막이나 바이오 필름의 발생을 억제 및 방지하는(특히, 바이오 필름의 원인이 되는 세균을 공격하여 사멸시키고, 바이오 필름의 형성을 방지하는) 것과 반대로, 유통 공간 내의 수중의 전지 작용수가 순시에 외부 수환경으로 방출되어 그 농도가 부족하면, 금속 표면에 산화막이나 바이오 필름이 형성되기 쉬워지고, 또한, 금속 표면에 산화막이나 바이오 필름이 형성됨에 따라서, 상기와 같이 전지 작용이 저해되고, 나아가 금속 표면에 대한 산화막이나 바이오 필름의 형성이 촉진되기 때문이라고 셍각된다. 특히, 비한 금속으로 이루어지는 반응체의 표면이 귀한 금속의 표면과 대향하지 않고 전지 작용이 전혀 발생하지 않는 상태에서는, 비한 금속의 표면에는, 비교적 단기간이라고 하더라도, 산화막이 발생하여 표면이 변색하거나, 바이오 필름이 형성되거나 한다.
그래서, 본 발명의 제2 과제는, 상기 제1 과제를 해결함과 동시에, 우물물이나 욕조물 등의 세균이 번식하기 쉬운 수환경 속에서도 산화 피막이나 바이오 필름의 형성을 효과적으로 방지하여, 장기간에 걸쳐서 살균 등의 여러 기능을 당초와 마찬가지로 지속적으로 계속해서 발휘할 수 있는 수환경 전지를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 수환경 전지는, 제1 반응체, 제2 반응체 및 간격 유지부재를 구비한다. 제1 반응체는, 소정의 이온화 경향을 갖고, 수중에서 금속 이온화하여 살균 효과를 발휘하는 제1 금속(비한 금속)으로 이루어지는 금속체(이하, 단순히 「비금속체(卑金屬體)」라고 함.)이다. 제2 반응체는, 상기 제1 금속보다 낮은 이온화 경향을 갖는 제2 금속(귀한 금속)으로 이루어지는 금속체(이하, 단순히 「귀금속체(貴金屬體)」라고 함.) 이며, 상기 제1 반응체의 표면에 있어서의 금속 이온의 발생면의 주요부의 전체면에 대향하여 배치되는 대향면을 갖는다.
예를 들면, 제1 반응체로서의 비금속체가 원기둥(圓柱) 형상 등의 기둥 모양이 되는 경우에는, 제2 반응체로서는, 비금속체를 내장(內裝)하여 그 외주면 전체면을 덮듯이 대응하는 원통 형상의 1 개의 귀금속체가 사용된다. 또한, 비금속체가 원통 형상 등의 통 형상으로 되는 경우에는, 제2 반응체로서는, 비금속체를 내장하여 내주면이 비금속체의 외주면 전체면을 덮듯이 대응하는 원통 형상의 1 개의 제1 귀금속체(외측 귀금속체)와, 비금속체에 내장되어 그 외주면이 비금속체의 내주면 전체면에 대향하듯이 대응하는 원통 형상의 1 개의 제2 귀금속체(내측 귀금속체)를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 간격 유지부재는, 상기 제1 반응체 및 제2 반응체를, 전체면에 걸쳐서 서로 비접촉 상태가 되도록, 또한, 적어도 그들의 길이방향 전체에 균일하게 되는 소간격의 간극 공간(유통 공간)을 두고 서로 면적에 대향하도록 배치한 상태로, 서로 고정적으로(예를 들면, 의도하여 이탈하는 외력을 부가하지 않는 한 이동 불가능하게 되도록) 유지하는 전기 절연체(전형적으로는, 합성 수지 재료, 고무 등의 전기 절연 재료)로 이루어진다. 상기 간극 공간은, 전지 작용을 발휘할 수 있는 소간격의 간극이고, 하천 등의 수환경에 적용하는 경우에는 유량 확보를 위해 절대치는 커지지만, 통상적인 수환경에 적용하는 경우, 일반적으로는 제1 반응체의 두께 정도 혹은 그것보다 작은 두께가 되는데, 비금속체와 귀금속체와의 사이에서의 전지 반응을 최대한까지 높이기 위해서는, (그것들이 직접 접촉하지 않는 범위에서) 가능한 한 작게 하는 것이 바람직한데, 한편, 간극 공간의 두께가 작아질수록(간극 공간의 길이 및 직경이 동일하면) 비금속체와 귀금속체와의 사이의 간극 공간의 용적이 작아져 전지 작용수의 용량이 작아지기 때문에, 이 점도 고려하여 설정한다. 따라서, 당해 간극 공간은, 일반적인 용도의 경우, 약 0.1mm 이상(하한치가 약 0.1mm)으로 하는 것이 바람직한데, 예를 들면, 수도 배관 등의 배관 내에 배치되는 수환경 전지의 경우, 0.1~7.0mm의 범위 내, 바람직하게는 약 0.5~5.0mm의 범위 내, 보다 바람직하게는 약 0.5~3.0mm의 범위 내, 더욱 더 바람직하게는 약 0.5~2.0mm의 범위 내, 한층 더 바람직하게는 0.5~1.5mm의 범위 내로 한다.
또한, 이 간극 공간은, 적어도 길이방향으로는 동일한 두께로 되어 있는데, 폭방향이나 둘레방향으로는 두께가 변화하는 경우도 있다. 예를 들면, 귀금속체를 원통 형상으로 하여 원기둥 모양의 비금속체를 내장하는 구성으로 한 경우, 원기둥 모양의 비금속체의 외주면에 축방향으로 연장되는 복수의(반구 단면 형상 등의) 오목홈을, 둘레방향으로 일정 간격을 두고 서로 평행이 되도록 연장 설치하면, 비금속체와 귀금속체와의 사이의 간극 공간은, 비금속체의 외주면의 오목홈 이외의 부분에서는, 단순 원기둥 모양의 비금속체의 외주면의 경우와 마찬가지로, 길이방향(축방향)뿐만 아니라 폭방향이나 둘레방향을 포함하는 모든 방향에 있어서, 균일(동일)한 간격 내지 두께가 되는데, 오목홈 부분에서는, 길이방향으로는 균일(동일)한 간격 내지 두께가 되는 한편, 폭방향으로는 오목홈의 중앙을 향해 두께가 점감(漸減)하여 변화하는 두께가 된다. 단, 이 경우에서도, 상기 간극 공간의 적어도 길이방향에 있어서의 두께를 균일한 것으로 하면, 비금속체로부터의 완전한 금속 이온화를 기대할 수 있음과 동시에, 비금속체의 요철(凹凸) 등의 형상 변화에 의한 캐비테이션 부식 등의 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수환경 전지는, 통수로 속에서 통수하거나, 저수 속에서 물 침지함으로써, 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체와의 사이의 간극 공간에 진입한 물을 매개로 하여, 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체와의 사이에서의 이온화 경향의 차이(이온화 경향의 차이에 의해 비한 금속으로 이루어지는 제1 반응체의 표면에 발생하는 전지 작용)에 의해, 상기와 같이 이온화 경향이 큰 비한 금속으로 이루어지는 제1 반응체로부터 상기와 같이 이온화 경향이 낮은 귀한 금속으로 이루어지는 제2 반응체를 향해 상기 제1 반응체의 비한 금속 이온이 수중에 용출하여, 물에 살균 기능을 부여한다. 한편, 본 발명에서는, 살균이란, 항균, 멸균, 제균, 방균 등의 개념도 포함하며, 또한, 대상 균류로서는, 바이러스, 세균, 진균류 등의 각종 미생물도 포함한다. 따라서, 살균 기능에는, 항곰팡이 기능도 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 수환경 전지에서는, 나아가, 상기 제1 반응체는, 마그네슘을 함유한 아연 합금(ZnMg 합금)으로서, 혹은, 아연을 함유한 마그네슘 합금(MgZn 합금)으로서, 강한 살균력을 발휘할 수 있다. 또한, 상기 제2 반응체는, 스테인리스강이나 티탄(티탄 합금도 포함함) 등을 바람직하게 사용할 수 있는데, 더욱 바람직하게는, SUS304 등의 스테인리스강으로서, 내부식성(耐腐食性) 및 내변색성(耐變色性)을 장기간에 걸쳐 안정적으로 발휘하도록 할 수 있다. 그리고, 상기 제2 반응체는, 적어도(길이방향의 대부분을 차지함) 주요부가 축방향으로 동일 단면 형상이 되는 소정 직경의 소정 단면 형상을 이루며, 또한, 전체가 중공(中空) 통 형상(원통 형상, 다각형통 형상, 이형통 형상 등의 각종 통 형상)으로 형성되어 축방향으로 연장되는 내부 공간을 갖고 있다. 또한, 상기 제1 반응체는, 적어도(길이방향의 대부분을 차지함) 주요부가 상기 제2 반응체의 내경보다 소직경의 외경을 가짐과 동시에 축방향으로 동일 단면 형상이 되는 소정 단면 형상을 이루며, 또한, 전체가 중실(中實)기둥 형상(원기둥 형상, 다각형기둥 형상, 이형기둥 형상 등의 각종 기둥 형상)으로 형성되고, 상기 제2 반응체의 내부 공간 내에 동축(同軸) 상에 배치된다.
한편, 통상적으로는, 제1 반응체는, 전체가 동일 단면 형상이고 축방향으로 연장되는 기둥 모양으로 되어 있는데, 예를 들면, 그 기둥 모양의 선단부{유수(流水) 방향의 상류측 단부}를 반구 형상 등의 선단을 향해 단면을 점감하는 형상으로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 선단부를 제외한 동일 단면 형상의 부분이 상기 주요부가 된다. 또한, 통상적으로는, 제2 반응체는, 전체가 동일 단면 형상으로 축방향으로 연장되는 통 형상으로 되는데, 예를 들면, 상기와 같은 제1 반응체가 점감하는 선단부의 형상에 맞추어 끝으로 갈수록 세세해지는 선단부를 설치해도 좋고, 이 경우, 선단부를 제외한 동일 단면 형상의 부분이 상기 주요부가 된다.
한편, 상기 간격 유지부재는, 바람직하게는, 이하의 구성으로 한다. 즉, 간격 유지부재는, 상기 통 형상의 제2 반응체의 내부 공간 내에 상기 기둥 형상의 제1 반응체를 동축 상에 배치한 상태로 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체와의 사이(적어도 그 일부)에 개장됨과 동시에, 그 외주면측이 전체에 걸쳐서 상기 제2 반응체의 내주면에 점 형상 또는 선 형상으로 맞닿음과 동시에, 그 통 형상 부분의 내주면이 전체에 걸쳐서 상기 제1 반응체의 외주면에 점 형상 또는 선 형상으로 맞닿아서, 상기 제1 반응체 및 제2 반응체를, 전체면에 걸쳐서 서로 비접촉 상태가 되도록, 또한, 적어도 그들의 주요부의 길이방향 전체에 걸쳐서 균일한 소간격의 간극 공간을 두고 서로 면적(面的)으로 대향하도록 배치한 상태로, 서로 고정적으로 유지하는 것이다. 이 경우, 간격 유지부재는, 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이에서의 마찰력에 의해 단순한 협지(挾持) 상태로서, 의도하여 이탈하는 외력을 가하지 않는 한 이동 불가능하게 되도록 해도 된다. 또한, 이 경우, 간격 유지부재의 형상은, 반응체가 원통 형상인 경우, 비금속체와 귀금속체와의 사이의 간극 공간에 배치되는 것은, 당해 간극 공간에 대응하는 원통 형상의 그물 모양(다수의 작은 구멍을 뚫어서 설치한 원통을 포함함)으로 할 수 있고, 귀금속체의 외주면을 덮도록 배치되는 것은, 귀금속체의 외주면에 밀접하여 장착되는 원통 형상의 그물 모양으로 할 수 있다.
이와 같이, 원통 형상의 귀금속체의 내측에 원기둥 모양의 비금속체를 배치함으로써, 비금속체의 외주면이 모두 귀금속체의 내주면과 소간극을 두고 대향하고, 비금속체의 외주면의 전체로부터 금속 이온이 균일하게 용출하며, 또한, 완전히 금속 이온화하기 때문에, 비금속체의 외주면이, 수중의 용존 산소에 의해 산화하여 변색(흑변)하는 경우는 없다. 또한, 내측의 비금속체가 통 형상인 경우에는, 그 내주면과 대향하는 귀금속체를 내장(內裝)하지 않는 한, 사용에 수반하여 비금속체의 내주면이 서서히 변색하게 되는데, 비금속체가 기둥 모양인 경우, 통 형상으로 한 경우와 같은 내주면은 존재하지 않고, 이온 용출면인 외주면은 귀금속의 내주면과 반드시 대향하기 때문에, 비금속체의 외주면의 변색이나 산화막의 형성을 방지할 수 있고, 비금속체가 용출에 의해 소실하지 않는 한, 영속적으로 소기의 이온 용출 효과를 지속할 수 있다.
또한, 상기 간격 유지부재는, 전기 절연성 수지 재료(통상적인 수지 재료, 전기 전도성 수지 재료 이외)로 이루어지고, 상기 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이의 상기 간극 공간의 전체 형상에 대응하는 균일 두께의 그물 모양의 통 형상 부분을 갖는 내측 격리 망통(網筒)이며, 그 통 형상 부분의 내주면측이 전체에 걸쳐서 상기 제1 반응체의 외주면에 점 형상 또는 선 형상에 맞닿음하도록 구성함(예를 들면, 외주면측에 반구 형상이나 핀 형상 등의 돌기 모양의 맞닿음부를 설치하여 점 형상에 맞닿음하도록 하거나, 선 형상의 정수리부를 갖는 리브를 설치하여 선 형상에 맞닿음하도록 함)과 동시에, 그 통 형상 부분의 외주면측이 전체에 걸쳐서 상기 제2 반응체의 내주면에 점 형상 또는 선 형상에 맞닿음하여, 상기 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이에 상기 균일한 간격의 간극 공간을 형성 유지한다.
간격 유지부재가 비금속체와 면접촉한 경우, 면접촉한 부분에서는, 비금속체가 귀금속체로부터 간격 유지부재에 의해 차폐되게 되고, 비금속체와 귀금속체와의 사이에서의 면대향이 방해되는 것으로부터, 전지 작용이 발생하지 않고 초기의 금속 이온화가 수행되지 않을 가능성이 있다. 또한, 간격 유지부재가 비금속체에 면접촉하고 있더라도, 물은 당해 면접촉부분에 침입하기 때문에, 이온 용출을 수행하지 않는 것에 연동하여, 수중의 용존 산소에 의해 그 면접촉부분의 비금속체의 외주면이 변색할 가능성도 있다. 그러나, 점 접촉 또는 선 접촉으로 한 경우에는, 간격 유지부재가 개재하고 있더라도, 비금속체는 귀금속체와 전체면에서 완전하게 대향하고, 소기의 전지 작용이 발생하여 비금속체의 전체면에 있어서 완전한 금속 이온화가 수행되고, 또한, 비금속의 외주면이 변색하는 등의 문제점이 발생하는 경우는 없다.
여기서, 본 발명에 있어서, 간격 유지부재에 의해 결정되는 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이의 간극 공간의 간격(두께)은, 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이에서 전지 작용을 발휘할 수 있는 한 임의의 값으로 할 수 있는데, 살균 유닛이 소형인 경우에는 비교적 작은 간격(협소 간격 내지 미소 간격)이 되며, 살균 유닛이 대형이 되는 경우에는 비교적 큰 간격이 되고, 예를 들면, 하천용 등의 살균 유닛의 경우에는 유량 확보를 위해 절대치는 커지는데, 상대적으로는 원통 형상의 제2 반응체의 두께 정도가 된다. 또한, 폭방향이나 둘레방향에는 오목홈을 설치하여 간격이 점감한 후에 점증(漸增)하거나 변화하는 경우도 있다.
그런데, 본 발명의 수환경 전지에서는, 귀금속체로 이루어지는 제2 반응체는, 적어도(길이방향의 대부분을 차지함) 주요부가 축방향으로 동일 단면 형상이 되는 소정 직경의 소정 단면 형상을 이루며, 또한, 전체가 중공 통 형상(원통 형상, 다각형통 형상, 이형통 형상 등의 각종 통 형상)으로 형성되어 축방향으로 연장되는 내부 공간을 갖고, 비금속체로 이루어지는 제1 반응체는, 적어도(길이방향의 대부분을 차지함) 주요부가 상기 제2 반응체의 내경보다 소경의 외경을 가짐과 동시에 축방향으로 동일 단면 형상이 되는 소정 단면 형상을 이루며, 또한, 전체가 중실기둥 형상(원기둥 형상, 다각형기둥 형상, 이형기둥 형상 등의 각종 기둥 형상)으로 형성되고, 상기 제2 반응체의 내부 공간 내에 동축 상에 배치되는 것이면 좋다.
또한, 이 경우, 간격 유지부재는, 상기의 구성으로 하는 경우라 하더라도, 상기 제2 반응체의 내부 공간 내에 상기 제1 반응체를 동축 상에 배치한 상태로 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체와의 사이(의 적어도 일부)에 개장됨과 동시에, 그 외주면측이 전체에 걸쳐서 상기 제2 반응체의 내주면에 점 형상 또는 선 형상으로 맞닿음과 동시에, 그 통 형상 부분의 내주면이 전체에 걸쳐서 상기 제1 반응체의 외주면에 점 형상 또는 선 형상으로 맞닿아서, 상기 제1 반응체 및 제2 반응체를, 전체면에 걸쳐서 서로 비접촉 상태가 되도록, 또한, 적어도 그들의 주요부의 길이방향 전체에 걸쳐서 균일한 소간격의 간극 공간을 두고 서로 면적으로 대향하도록 배치한 상태로, 서로 고정적으로(이동 불가능하게 되도록) 유지하는 것이면 된다. 이 경우, 간격 유지부재는, 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이에서 협지 상태로서, 의도하여 이탈하지 않는 한 이동 불가능하게 되도록 해도 좋으며, 혹은, 그들의 사이에 고정해도 된다.
또한, 본 발명의 수환경 전지에 있어서, 격리부재로서의 상측 격리 망판, 외측 격리 망통, 하측 격리 망판은, 지지선 또는 지지점을 갖지 않고 상대측부재와 면접촉하는 것이어도 좋은데, 유량 확보 등의 관점에서는, 지지선에 의한 선 접촉, 특히 지지점에 의한 점 접촉에 의해 비금속체 및 귀금속체의 상하 양단면, 그리고, 귀금속체의 외주면에 접촉 지지하고, 또한, 귀금속체나 비금속체의 외측에서 대향하는 부재에 접촉하도록 구성하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 간격 유지부재는, 적어도, 비금속체의 외주면을 지지선에 의한 선 접촉, 특히, 지지점에 의한 점 접촉에 의해 지지하는 구성으로 하는데, 내외 양측 모두 선 접촉, 특히, 점 접촉하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
그리고, 간격 유지부재는, 예를 들면, 기둥 형상(원기둥 형상 등)의 비금속체를 내측에 배치하고, 상기 비금속체의 외측에 상기 간극 공간을 개재하여 대응하는 통 형상(원통 형상 등)의 귀금속체를 동축 형상으로 배치하는 2 층 구조의 경우에는, 기둥 모양의 비금속체의 축방향(길이방향) 상단부 및 하단부에 있어서, 둘레방향에 소정 각도 간격(바람직하게는 동일 각도 간격)을 둔 복수 위치에, 그 외주면으로부터 내부에 방사방향으로 연장되는 오목부를 각각 형성하고, 당해 오목부에 작은 막대 모양의 간격 유지부재의 일단부를 밀감(密嵌) 고정하여 그 이외의 부분을 비금속체의 외주면으로부터 방사방향으로, 상기 간극 공간과 동일 치수만큼 돌출시키고, 이 간격 유지부재의 선단면에 의해 귀금속체의 내주면을 맞닿음 지지하도록 하여, 비금속체의 외측에 귀금속체를 상기 간극 공간을 두고 배치하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 간격 유지부재는, 예를 들면, 기둥 형상(원기둥 형상 등) 또는 통 형상(원통 형상 등)의 귀금속체를 가장 내측에 배치하고, 당해 귀금속체의 외측에 상기 간극 공간을 개재하여 대응하는 통 형상(원통 형상 등)의 비금속체를 동축 형상으로 배치하며, 나아가 당해 비금속체의 외측에 상기 간극 공간을 개재하여 대응하는 통 형상(원통 형상 등)의 귀금속체를 동축 형상으로 배치하는 3 층 구조인 경우에는, 통 형상의 비금속체의 축방향(길이방향) 상단부 및 하단부에 있어서, 둘레방향에 소정 각도 간격(바람직하게는 동일 각도 간격)의 복수 위치에, 그 내주면으로부터 외주면에 관통하여 방사방향으로 연장되는 작은 구멍을 각각 형성하고, 당해 작은 구멍에 작은 막대 모양의 간격 유지부재를 삽입하여 그 길이방향 양단부(작은 구멍 내에 배치되는 중간부분의 양측의 부분)를 비금속체의 내주면 및 외주면으로부터, 각각, 방사방향으로 상기 간극 공간과 동일한 치수만큼 돌출시키고, 이 간격 유지부재의 내측의 선단면에 의해 가장 내측의 귀금속체의 외주면을 접촉 지지함과 동시에, 연결편의 외측의 선단면에 의해 가장 외측의 귀금속체의 내주면을 맞닿음 지지하도록 하여, 비금속체의 내외측에 각각(가장 내측 및 가장 외측의) 귀금속체를 상기 간극 공간을 두고 배치하는 구성으로 할 수 있다.
그 어느 경우도, 그물 모양의 간격부재에 의해 비금속체와 귀금속체를 간극 공간을 두고 배치하는 경우에 비해, 비금속체와 귀금속체와의 사이(간극 공간 내)에는 작은 막대 형상의 간격 유지부재가 존재할 뿐이며, 비금속체와 귀금속체와의 사이(간극 공간 내)에 존재하는 부재의 용적 내지 체적을 대폭적으로 작게 할 수 있고, 비금속체와 귀금속체와의 사이의 간극 공간에 있어서의 전지 작용을 더욱 효과적으로 수행할 수 있으며, 또한, 산화 피막이나 바이오 필름의 형성을 한층 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 수환경 전지는, 이온화 경향이 다른 금속으로 이루어지는 2 종류의 반응체(비금속체 및 귀금속체)를 통수 환경 또는 유수 환경으로서의 통수로(급수 장치의 통수로나 우물물의 통수로 등) 또는 유수 공간(하천 등)의 내부에 통수 경로 또는 유수 경로를 따라서 배치하거나, 통수로 또는 유수 공간 내부의 물과 유통 가능한 인접하는 공간(급수관의 통수로와 연통하여 인접하는 위치에 형성한 하우징의 내부 공간 등)에 배치하거나 함으로써, 혹은, 저수 환경으로서의 저수 공간(저수조 등) 내부에 배치함으로써, 그 통수 혹은 유수 또는 저수에 대해, 살균·항균·항곰팡이·방충·해충 기피 기능, 신선품 보존 기능, 식물 생육 촉진 기능 등의 여러 기능을 장기간에 걸쳐서 부여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수환경 전지는, 간격 유지부재에 의해 비금속체와 귀금속체와의 사이에서 균일한 간극 공간을 확실하게 안정적으로 유지할 수 있다.
여기서, 비금속체는, 통수 환경, 유수 환경, 저수 환경 등의 수환경에 있어서, 물을 매체로 하여 귀금속체와의 사이에서의 전지 반응에 의해 금속을 용출하는 한편(이러한 전지 반응을, 「수환경 전지 반응」이라고 부르는 경우가 있음), 비금속체의 금속 이온은, 귀금속체와의 대향면 이외에도 귀금속체와 인접하는 면으로부터도 용출된다고 생각되는데, 주로는, 귀금속체와의 대향면으로부터 용출된다고 생각된다.
그리고, 본 발명에 따른 수환경 전지는, 간격 유지부재에 의해 귀금속체와 비금속체와의 사이에서 균일한 간극 공간을 유지하고 있기 때문에, 비금속체를 기둥 모양으로 하여 귀금속체를 당해 비금속외의 외주를 덮는 통 형상으로 하거나, 비금속체를 통 형상으로 하여 당해 비금속체의 내주측 및 외주측을 각각 덮는 귀금속체를 설치하거나 한 경우에, 주요한 금속 이온 용출면이 되는 기둥 모양의 비금속체의 외주면(귀금속체의 내주면과의 대향면) 또는 통 형상의 비금속체의 내주면(내측의 귀금속체의 외주면과의 대향면) 및 외주면(외측의 귀금속체의 내주면과의 대향면)은, 그 전체면으로부터 균일한 금속 이온의 용출을 지속할 수 있다.
또한, 금속체인 비금속체는, 금속 이온의 장기 용출에 의해 소실할 때까지 그 표면으로부터 금속 이온을 용출할 수 있다. 즉, 비금속체가 귀금속체와 균일한 간극 공간을 유지하고 있지 않는 경우, 비금속체와 귀금속체와의 사이에서 균일한 수환경 전지 반응이 형성되지 않고, 비금속체의 금속이 완전한 이온화 상태로 용출하지 않고, 가루입자 형상의 금속이 되어 용출해버리고, 살균 효과를 크게 감쇄하거나(금속 이온이 아닌 가루입자 형상의 금속인 경우, 그 살균 효과는 대폭적으로 감소함), 또한, 청수(淸水)를 탁해지게 하거나 금기취(金氣臭)를 발생시키거나 하여 수질을 떨어뜨리고, 음용수로서 부적절하게 되는 등의 문제를 발생시키는데, 본 발명에 따른 수환경 전지는, 간격 유지부재에 의해 비금속체와 귀금속체와의 사이의 전체면에 있어서 균일한 간극 공간이 영속적으로 유지되는 것으로부터, 비금속체로부터 완전한 이온화 상태로 금속 이온이 용출하고, 가루입자 형상 금속이 용출 내지 방출되는 일은 없기 때문에, 그러한 문제를 확실하게 방지할 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 수환경 전지는, 수중의 바이러스나 세균류를 살균 또는 멸균할 수 있고, 아울러, 곰팡이 등의 진균류나 미생물류도 사멸, 감소 또는 번식을 방지할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 수환경 전지는, 수환경에 있어서 사용하면 비금속체의 금속 이온이 수중에 용출하고, 당해 금속 이온을 함유한 기능수를 생성할 수 있기 때문에, 예를 들면, 그 기능수를 식물 등에 산포(散布)함으로써, 식물에 대한 방충 기능이나 해충 기피 기능 등의 여러 기능까지도 발휘할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 수환경 전지는, 수환경 속에서 귀금속체와 대향하는 비금속체가, 부식 전지 작용에 의해 녹을 발생시키거나 금속 부식하거나 하는 전기 화학 반응(특히, 국부 전지)을 반대로 이용한 기술이며, 나아가, 이 경우의 비금속체의 금속 부식(가루입자 형상의 금속 유출)을 수반하지 않고, 반대로, 금속 이온의 용출을 완전한 이온화 상태로 수행하기 때문에, 간격 유지부재에 의해 비금속체를 귀금속체에 대해 균일한 간극 공간을 두고 대향시킨 상태로 유지하고, 이로써, 비금속체로부터 완전한 이온화 상태의 금속 이온만을 수환경 속에 용출시켜 수환경을 기능화하고, 가루입자 형상의 금속 용출 내지 방출을 확실하게 방지하고 있다.
특히, 사용 시에 귀금속체에 외력이 가해져 귀금속체가 안쪽으로 움푹 패이거나 하여 변형되면, 비금속체와의 사이의 약간의 간극 공간이 그 변형 부분에서 폐색되어 통수 환경이나 유수 환경의 경우의 통수·유수 공간이 되는 간극 공간에 있어서의 통수·유수의 방해가 되거나, 귀금속체의 변형 부분이 비금속체에 압접(壓接)하여 내부에 먹혀들거나 해서 전기적으로 도통하고, 다른 간극 공간에 비해 압접부분에 과대한 부식 전류가 발생하여 그 부분의 비금속체가 비이온화 상태(가루입자 형상 금속)로 방출되거나, 통수 환경이나 유수 환경의 경우에 상기 압접부에서 난류(亂流)가 발생하여 캐비티 부식을 발생시키고, 비금속체의 금속이 보다 큰 입자 형상이 되어 방출되거나, 당해 부분의 비금속체가 크게 부식할 가능성이 있다.
또한, 당해 압접부에서는, 적어도 귀금속체와 비금속체와의 사이의 간극 공간이 불균일하며 난잡한 두께가 되기 때문에, 비금속체로부터의 균일한 금속 이온의 용출을 기대할 수 없게 된다. 그러나, 본 발명은, 바람직하게는, 간격 유지부재를 귀금속체와 비금속체와의 사이의 간극 공간 전체에 걸쳐서 개장되어 대응하는 통 형상을 이루고, 전체면에 걸쳐서 다수의 작은 구멍을 조립하여 일체화(망통 형상) 하기 때문에, 통 형상의 귀금속체가 사용 시의 외력 등에 의해 변형하는 것을 확실하게 방지할 수 있고, 상기 문제점을 확실하게 방지할 수 있다.
그리고, 비금속체는, 마그네슘을 함유한 아연 합금(아연 마그네슘 합금 등), 마그네슘 합금(마그네슘 아연 합금 등)으로 형성할 수 있고, 살균력 면에서 마그네슘을 함유한 아연 합금(아연 마그네슘 합금), 또는, 아연을 함유한 마그네슘 합금으로 형성하는 것이 바람직한데, 본 발명자들은, 상술한 바와 같이, 열심히 실험 연구한 결과, 이들의 금속 재료로 이루어지는 비금속체의 경우, 비금속체가 전기 절연체(수지 재료나 유리 재료)와 면적(面的)으로 접촉하면, 비금속체가 그 접촉면에서 변색하는 것을 확인했다.
비금속체가 변색하면, 상기와 같이, 변색 금속의 용출 등에 의해 수질 오탁(汚濁)이 발생하고, 음용수 등의 청수(淸水)로서의 조건을 충족하지 않게 된다. 이것은, 비금속체와 전기 절연체와의 접촉면의 범위에서는, 비금속체와 귀금속체와의 사이에서의 물을 매체로 하여 전지 반응이 거의 완전하게 차단되고, 당해 접촉면의 범위의 비금속체의 표면으로부터 금속 이온이 용출하지 않고, 결과적으로, 당해 접촉면의 범위의 비금속체의 표면이 수중의 용존 산소에 의해 산화하거나 하여 변색하기 때문이라고 생각된다.
또한, 이러한 면 접촉의 경우, 비금속체와 귀금속체와의 사이에서의 물을 매체로 하여 전지 반응이 거의 완전하게 차단되고, 당해 접촉면의 범위의 비금속체의 표면으로부터 금속 이온이 용출하지 않는 것으로부터, 비금속체의 당해 접촉면 부분을 이온 용출면으로서 활용할 수 없고, 이러한 면적이 커지면, 살균 장치 전체의 살균 효과를 그만큼 감쇄하게 된다.
그래서, 본 발명자들은, 당해 지견에 근거하여, 적어도 비금속체에 대해서는, 간격 유지부재가 면적(面的)으로 접촉하지 않도록, 즉, 간격 유지부재의 비금속체에 대한 접촉이 선 접촉 또는 점 접촉이 되도록, 간격 유지부재를 형성하고 있다. 예를 들면, 간격 유지부재를 망통(網筒) 형상으로 하고, 그 그물코를 구성하는 선 형상부의 접촉측을 융기시켜 단면을 돌기 형상으로 함으로써, 간격 유지부재의 비금속체와의 접촉 부위가 걸리는 선 형상부의 선단의 선만으로 구성되도록 하거나, 그 그물코의 교차부의 접촉측에 점 형상의 돌기를 형성함으로써, 간격 유지부재의 비금속체와의 접촉 부위가 걸리는 돌기의 선단의 점만으로 구성되도록 하고 있다.
한편, 귀금속체와 비금속체와의 사이의 간극 공간에 대한 물의 진입 및 충전(充塡)을 촉진하는 점으로부터는, 간격 유지부재의 비금속체와의 접촉부는 점 접촉으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 선 접촉과 점 접촉을 조합한 (선 접촉 부분과 점 접촉 부분을 혼재시킨) 간격 유지부재를 사용하는 것도 가능하다. 이로써, 간격 유지부재는, 적어도 비금속체에 대해서는 선 접촉 또는 점 접촉만에 의해 접촉하여, 면 접촉하는 일이 전혀 없기 때문에, 변색이나 이온 불용출이라고 하는 상기의 문제점을 확실하게 방지할 수 있다.
덧붙여, 간격 유지부재를 귀금속체와의 접촉면에 대해서도, 상기와 동일한 선 접촉 또는 점 접촉에 의해 접촉 지지하도록 하면, 귀금속체와 비금속체와의 대향면(간극 공간 부분)의 전체면이, 간격 유지부재가 존재하지 않는 부분(망통 형상의 간격 유지부재의 그물코 부분 내지 작은 구멍 부분)은 물론이고, 간격 유지부재가 존재하는 부분(망통 형상의 간격 유지부재의 그물 부분 내지 선 형상부)이라고 하더라도, 이러한 부분은 귀금속체 및 비금속체와 선 접촉 또는 점 접촉하여 이러한 부분에 의한 귀금속체 및 비금속체의 표면 피복 면적은 실질적으로 제로가 된다.
따라서, 귀금속체 및 비금속체는, 간격 유지부재의 접촉 부분이 존재하지 않는 경우와 마찬가지로, 그 대향면의 전체면이 서로 대향하게 되어, 비금속체의 대향면의 전체면을 이온 용출면으로서 활용할 수 있고, 살균 장치 전체의 살균 효과 등의 비금속체를 이용한 금속 이온 용출에 의한 여러 가지의 효과를 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 상기와 같이, 간격 유지부재를 귀금속체와 비금속체의 대향면의 전체면에 걸치는 형상으로 한 경우라 하더라도, 간격 유지부재를 선 접촉 또는 점 접촉에 의해 귀금속체 및 비금속체를 지지하도록 하면, 상기의 각 효과에 의한 상승효과를 얻을 수 있다.
한편, 적어도 비금속체의 변색을 방지하는 점으로부터는, 간격 유지부재 이외라고 하더라도, 적어도 비금속체와 다른 부재와의 접촉을 방지하는 전기 절연부재(후술하는 상측 격리 망판, 하측 격리 망판 등)에 대해서는, 비금속체와의 접촉을 동일한 선 접촉 또는 점 접촉으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 귀금속체에 대한 변색이나, 비금속체나 귀금속체가 접촉하는 다른 금속체의 변색이 예상되는 경우(이들의 금속체가 수중에서 변색할 가능성이 있는 재 질의 경우)도, 변색 방지의 관점에서, 비금속체나 귀금속체와 다른 부재와의 접촉을 방지하는 전기 절연부재(후술하는 상측 격리 망판, 하측 격리 망판 등)에 대해서는, 당해 금속체와의 접촉을 동일한 선 접촉 또는 점 접촉으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우, 비금속체나 귀금속체와 다른 부재와의 접촉을 방지하는 전기 절연부재와 비금속체나 귀금속체와의 사이의 유수를 원활화한다고 하는 효과도 얻을 수 있다.
또한, 상기와 같이, 간격 유지부재를 귀금속체와 비금속체와의 사이의 간극 공간의 전체에 걸치는 형상으로 하고, 또한, 선 접촉 또는 점 접촉에 의한 접촉으로 한 경우, 비금속체가 장기간에 걸친 금속 이온 용출에 의해 서서히 두께를 감소하더라도, 그 두께의 감소분이 비금속체의 전체면에 걸쳐서 균일하게 되고, 비금속체의 두께가 항상 전체면에 걸쳐서 균일하게 된다. 따라서, 비금속체가 금속 이온 용출에 의해 두께를 감소하더라도, 귀금속체와의 사이의 간극 공간의 두께는 항상 전체에 걸쳐서 균일하게 되고, 사용 기간에 관계없이(비금속체가 이온 용출에 의해 소실할 때까지), 비금속체의 전체면이 귀금속체의 전체면에 대해 균일한 간격으로 대향하고, 완전한 금속 이온의 용출을 지속적으로 수행할 수 있다. 이 경우, 간격 유지부재와 비금속체 또는 귀금속체와의 사이에 추가적인 간극이 생겨 덜컹거리는 경우도 생각할 수 있는데, 이 경우에서도, 간격 유지부재의 존재에 의해 비금속체가 귀금속체와 직접 접촉하는 일은 없다.
또한, 상기와 같이, 간격 유지부재를 개장한 귀금속체 및 비금속체의 상하 양단을 다른 망판(網板) 형상의 전기 절연체(격리 망판)에 의해 폐색함과 동시에 그 접촉을 지지하면, 간격 유지부재와 비금속체 또는 귀금속체와의 사이에 추가적인 간극이 생기더라도, 비금속체가 위치가 어긋나거나 최악의 경우라 하더라도 이탈하거나 하는 일은 없다. 또한, 이 경우, 비금속체, 간격 유지부재, 귀금속체 및 그 상하의 격리 망판을 일체적으로 유닛화할 수 있고, 살균 장치를 유닛으로 하여 각종의 급수 장치 등의 수환경화에 놓여지는 장치에 간단하게 착탈(着脫)할 수 있다.
한편, 본 발명의 살균 장치는, 통수 환경이나 유수 환경에서 사용하는 경우, 소경 원기둥 형상(단순 원기둥 형상 외에 단면 국형(菊型)의 원기둥 형상 등도 포함함)의 비금속체와, 당해 비금속체의 외측에 간격 유지부재에 의한 간극 공간을 두고 끼워맞춤되는 대경 원통 형상(단순 원기둥 형상 외에 단면 국형의 원통 형상 등도 포함함)의 귀금속체와의 조합을 사용할 수 있는데, 이 경우, 원기둥 형상의 비금속체의 통수 방향의 상류측(유수가 충돌하는 측)은, 단순 원기둥 형상의 경우와 같은 평탄면(유수와 충돌하는 면)으로 하는 것보다, 반구 형상 등의 유수를 외주면에 안내하는 형상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 비금속체를 단순 원기둥 형상으로 하는 경우에는 귀금속체를 단면 국형(菊型)의 원통 형상으로 하고, 반대로, 귀금속체를 단순 원통 형상으로 하는 경우에는 비금속체를 단면 국형의 원기둥 형상으로 하여, 단면 국형에 의한 오목홈에 의해 유수를 축방향을 따라서 안내함(유수 방향을 바꾸지 않고 동일 방향으로 안내함)으로써, 유수 저항을 저감함과 동시에 정류 효과를 발휘하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 살균 장치는, 통수 환경이나 유수 환경에서 사용하는 경우, 소경 원기둥 형상의 귀금속체와, 당해 귀금속체의 외측에 간격 유지부재에 의한 간극 공간을 두고 끼워맞춤되는 중경(中徑) 원통 형상의 비금속체와, 당해 비금속체의 외측에 간격 유지부재에 의한 간극 공간을 두고 끼워맞춤되는 대경 원통 형상의 귀금속체와의 조합을 사용하는 것도 가능한데, 이 경우도, 비금속체나 귀금속체를 단면 국형으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 비금속체는, 아연 마그네슘 합금이나 마그네슘과 같이, 귀금속체와 비교하여 수중에서 부식 및 변색하기 쉬운 재질인데, 이와 같이 비금속체를 원통 형상으로 하더라도, 그 내측에 귀금속체를 수용 배치하면, 비금속체의 내주면측에서도 외주면측과 동일한 기전에 의해 귀금속체와의 사이에서의 전지 작용에 의한 균일하고 확실한 금속 이온 용출이 이루어지고, 비금속체의 내주면이 변색하는 등의 문제는 없다. 즉, 변색한 마그네슘 등에 의한 수질 오탁을 전혀 고려하지 않아도 되는 경우에는 아무튼, 통상적으로는, 비금속체를 통 형상으로 하는 경우, 외측뿐만 아니라 내측에도 귀금속체를 배치하는 것이 필요하다.
한편, 귀금속체로서 스테인리스강 등의 통상적인 수환경화로 장기간에 걸쳐서 부식 및 변색을 방지할 수 있는 재질을 선택한 경우, 비금속체의 내측에 배치하는 귀금속체는 통 형상으로 하더라도 변색하는 경우는 없기 때문에, 특별히 문제는 없다(기둥 모양으로 하는 것도 물론 가능함). 또한, 비금속체의 외측에 배치되는 통 형상의 귀금속체의 외주면에 대해서도, 귀금속체로서 스테인리스강 등의 통상적인 수환경화로 장기간에 걸쳐 부식 및 변색을 방지할 수 있는 재질을 선택한 경우, 변색 등의 문제에 대해서는 기본적으로 무시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 수환경 전지의 내부 유닛을 나타내고, (a)는 그 전체를 나타내는 사시도, (b)는 그 내부 구조를 나타내기 위해 1/4 정도를 절제하여 사시적으로 나타내는 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치의 부품 구성을 나타내기 위한 분해 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 장착 대상의 일례로서의 토수(吐水) 파이프에 내장하여 장착한 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 장착 대상의 일례로서의 토수 파이프에 장착하기 전의 상태를 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 나타내는 정면도이다.
도 8은 도 7의 A-A선 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 토수 파이프에 내장하여 장착한 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 4에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 샤워 헤드에 내장하여 장착한 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 5에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 배관에 병설하는 병렬 회로로서 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 6에 따른 수환경 전지로서의 물기 제거 부착 어댑터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 수환경 전지를 물기 제거 부착 어댑터의 하우징 내에 각 부품을 삽입하여 수용하는 상태를 나타내는 조립도이다.
도 14는 본 발명의 실시예 6에 따른 수환경 전지로서의 물기 제거 부착 어댑터를 배관에 장착한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 6에 따른 수환경 전지로서의 물기 제거 부착 어댑터를 배관의 일례로서의 싱글 레버 수전(水栓)의 토수 파이프에 장착한 상태를 나타내는 일부 단면도이며, 물기 제거 부착 어댑터 부분을 확대하여 나타낸다.
도 16은 본 발명의 실시예 7에 따른 수환경 전지로서의 물기 제거무 어댑터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 8에 따른 수환경 전지로서의 4 층 구조 어댑터의 부품 구성을 나타내기 위한 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 실시예 8에 따른 수환경 전지로서의 4 층 구조 어댑터의 조립 과정을 나타내는 사시도이다.
도 19는 본 발명의 실시예 8에 따른 수환경 전지로서의 4 층 구조 어댑터를 나타내는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 실시예 9에 따른 수환경 전지로서의 토수구 어댑터를 나타내는 정면도이다.
도 21은 본 발명의 실시예 9에 따른 수환경 전지로서의 토수구 어댑터를 나타내는 단면도이다.
도 22는 본 발명의 실시예 9에 따른 수환경 전지로서의 토수구 어댑터를 나타내고, (a)는 내부 구성 부품을 나타내는 사시도, (b)는 내부 구성 부품의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 23은 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 각종의 다른 예로서의 수환경 전지 유닛을 나타내고, (a)는 국주형(菊柱型) 비금속체를 갖는 2 층 구조의 수환경 전지 유닛, (b)는 국통형(菊筒型) 귀금속체를 갖는 2 층 구조의 수환경 전지 유닛, (c)는 각형(角型)의 수환경 전지 유닛을 각각 나타낸다.
도 24는 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 각종 비금속체를 나타내고, (a)는 통상적인 2 층 구조 혹은 4 층 구조 이상의 짝수층 구조의 수환경 전지에서 사용되는 원기둥형 비금속체, (b)는 국주포탄형 비금속체, (c)는 3 층 구조 이상의 홀수층 구조의 수환경 전지에서 사용되는 원통 형상 비금속체, (d)는 각주형 비금속체를 각각 나타낸다.
도 25는 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 각종 귀금속체를 나타내고, (a)는 통상적인 2 층 구조의 수환경 전지에서 사용되는 원통형 귀금속체, (b)는 3 층 구조 이상의 수환경 전지에서 사용되는 슬릿 부착 귀금속체, (c)는 작은 구멍 부착 원통형 귀금속체, (d)는 나선 원통형 귀금속체, (e)는 그물 원통형 귀금속체, (f)는 리브 부착 원통형 귀금속체, (g)는 국통형 귀금속체, (h)는 각 통형 귀금속체를 각각 나타낸다.
도 26은 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 내부 유닛(비금속체, 귀금속체 및 간격 유지부재)을 나타내고, (a)는 내부 유닛의 조립 상태를 나타내는 정면도, (b)는 내부 유닛의 조립 상태를 나타내는 평면도, (c)는 (a)의 B-B선 단면도, (d)는 (b)의 C-C선 단면도, (e)는 내부 유닛의 조립 과정을 나타내는 분해 사시도이다.
도 27은 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 제1 별례로서의 3 층 구조의 내부 유닛(내측 귀금속체, 비금속체, 외측 귀금속체 및 간격 유지부재)을 나타내고, (a)는 내부 유닛의 평면도, (b)는 내부 유닛의 사시도이다.
도 28은 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 제1 별례의 내부 유닛의 일부를 절결하여 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 29는 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 제2 별례로서의 2 층 구조의 내부 유닛(비금속체, 귀금속체 및 간격 유지부재)을 나타내고, (a)는 내부 유닛의 평면도, (b)는 내부 유닛의 사시도이다.
도 30은 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 제2 별례의 내부 유닛의 일부를 절졀하여 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 31은 본 발명의 실시예 10에 따른 수환경 전지로서의 다판식 어댑터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 32는 본 발명의 실시예 10에 따른 수환경 전지로서의 다판식 어댑터의 일부를 절결하여 내부 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 33은 본 발명의 실시예 10에 따른 수환경 전지로서의 다판식 어댑터의 단면도이다.
도 34는 본 발명의 실시예 11에 따른 수환경 전지로서의 다판식 어댑터를 나타내고, (a)는 다판식 어댑터의 분해 사시도, (b)는 다판식 어댑터의 일부를 절결하여 내부 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 35는 본 발명의 실시예 11에 따른 수환경 전지로서의 다판식 어댑터의 단면도이다.
도 36은 본 발명의 실시예 12에 따른 수환경 전지로서의 환류식 어댑터를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 37은 본 발명의 실시예 13에 따른 수환경 전지로서의 다단식 어댑터(전지식 수환경 전지 유닛과 간이 환류식 수환경 유닛을 직렬 접속한 어댑터)를 장착 대상의 일례로서의 토수 파이프에 장착한 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 38은 본 발명의 실시예 14에 따른 수환경 전지로서의 저수 정화용수 처리 장치인 플로트식 수환경 전지를 나타내는 사시도이다.
도 39는 본 발명의 실시예 14에 따른 수환경 전지로서의 플로트식 수환경 전지의 별례를 나타내고, (a)는 제1 별례의 플로트식 수환경 전지를 나타내는 정면도, (b)는 제2 별례의 플로트식 수환경 전지를 나타내는 정면도이며, (a) 및 (b)의 사이에(실시예 15 그리고 그 제1 및 제2 별례로 사용되는) 수환경 전지 유닛의 내부 구조를 나타내는 단면도를 도시하고 있다.
도 40은 본 발명의 실시예 15에 따른 수환경 전지로서의 저수 정화용수 처리 장치인 캡슐형 수환경 전지를 나타내는 정면도이다.
도 41은 본 발명의 실시예 15에 따른 수환경 전지로서의 캡슐형 수환경 전지의 내부 구조를 각각 나타내고, (a)는 도 40의 D-D선 단면도, (b)는 도 39의 D-D선 단면도에 대응하여 캡슐형 수환경 전지를 슬릿 부분에서 절단하여 나타내는 단면도, (c)는 도 40의 E-E선 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치의 부품 구성을 나타내기 위한 분해 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 장착 대상의 일례로서의 토수(吐水) 파이프에 내장하여 장착한 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 장착 대상의 일례로서의 토수 파이프에 장착하기 전의 상태를 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 나타내는 정면도이다.
도 8은 도 7의 A-A선 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 토수 파이프에 내장하여 장착한 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 4에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 샤워 헤드에 내장하여 장착한 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 5에 따른 수환경 전지로서의 유수 정화용수 처리 장치를 배관에 병설하는 병렬 회로로서 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 6에 따른 수환경 전지로서의 물기 제거 부착 어댑터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 수환경 전지를 물기 제거 부착 어댑터의 하우징 내에 각 부품을 삽입하여 수용하는 상태를 나타내는 조립도이다.
도 14는 본 발명의 실시예 6에 따른 수환경 전지로서의 물기 제거 부착 어댑터를 배관에 장착한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 6에 따른 수환경 전지로서의 물기 제거 부착 어댑터를 배관의 일례로서의 싱글 레버 수전(水栓)의 토수 파이프에 장착한 상태를 나타내는 일부 단면도이며, 물기 제거 부착 어댑터 부분을 확대하여 나타낸다.
도 16은 본 발명의 실시예 7에 따른 수환경 전지로서의 물기 제거무 어댑터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 8에 따른 수환경 전지로서의 4 층 구조 어댑터의 부품 구성을 나타내기 위한 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 실시예 8에 따른 수환경 전지로서의 4 층 구조 어댑터의 조립 과정을 나타내는 사시도이다.
도 19는 본 발명의 실시예 8에 따른 수환경 전지로서의 4 층 구조 어댑터를 나타내는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 실시예 9에 따른 수환경 전지로서의 토수구 어댑터를 나타내는 정면도이다.
도 21은 본 발명의 실시예 9에 따른 수환경 전지로서의 토수구 어댑터를 나타내는 단면도이다.
도 22는 본 발명의 실시예 9에 따른 수환경 전지로서의 토수구 어댑터를 나타내고, (a)는 내부 구성 부품을 나타내는 사시도, (b)는 내부 구성 부품의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 23은 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 각종의 다른 예로서의 수환경 전지 유닛을 나타내고, (a)는 국주형(菊柱型) 비금속체를 갖는 2 층 구조의 수환경 전지 유닛, (b)는 국통형(菊筒型) 귀금속체를 갖는 2 층 구조의 수환경 전지 유닛, (c)는 각형(角型)의 수환경 전지 유닛을 각각 나타낸다.
도 24는 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 각종 비금속체를 나타내고, (a)는 통상적인 2 층 구조 혹은 4 층 구조 이상의 짝수층 구조의 수환경 전지에서 사용되는 원기둥형 비금속체, (b)는 국주포탄형 비금속체, (c)는 3 층 구조 이상의 홀수층 구조의 수환경 전지에서 사용되는 원통 형상 비금속체, (d)는 각주형 비금속체를 각각 나타낸다.
도 25는 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 각종 귀금속체를 나타내고, (a)는 통상적인 2 층 구조의 수환경 전지에서 사용되는 원통형 귀금속체, (b)는 3 층 구조 이상의 수환경 전지에서 사용되는 슬릿 부착 귀금속체, (c)는 작은 구멍 부착 원통형 귀금속체, (d)는 나선 원통형 귀금속체, (e)는 그물 원통형 귀금속체, (f)는 리브 부착 원통형 귀금속체, (g)는 국통형 귀금속체, (h)는 각 통형 귀금속체를 각각 나타낸다.
도 26은 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 내부 유닛(비금속체, 귀금속체 및 간격 유지부재)을 나타내고, (a)는 내부 유닛의 조립 상태를 나타내는 정면도, (b)는 내부 유닛의 조립 상태를 나타내는 평면도, (c)는 (a)의 B-B선 단면도, (d)는 (b)의 C-C선 단면도, (e)는 내부 유닛의 조립 과정을 나타내는 분해 사시도이다.
도 27은 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 제1 별례로서의 3 층 구조의 내부 유닛(내측 귀금속체, 비금속체, 외측 귀금속체 및 간격 유지부재)을 나타내고, (a)는 내부 유닛의 평면도, (b)는 내부 유닛의 사시도이다.
도 28은 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 제1 별례의 내부 유닛의 일부를 절결하여 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 29는 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 제2 별례로서의 2 층 구조의 내부 유닛(비금속체, 귀금속체 및 간격 유지부재)을 나타내고, (a)는 내부 유닛의 평면도, (b)는 내부 유닛의 사시도이다.
도 30은 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 제2 별례의 내부 유닛의 일부를 절졀하여 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 31은 본 발명의 실시예 10에 따른 수환경 전지로서의 다판식 어댑터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 32는 본 발명의 실시예 10에 따른 수환경 전지로서의 다판식 어댑터의 일부를 절결하여 내부 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 33은 본 발명의 실시예 10에 따른 수환경 전지로서의 다판식 어댑터의 단면도이다.
도 34는 본 발명의 실시예 11에 따른 수환경 전지로서의 다판식 어댑터를 나타내고, (a)는 다판식 어댑터의 분해 사시도, (b)는 다판식 어댑터의 일부를 절결하여 내부 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 35는 본 발명의 실시예 11에 따른 수환경 전지로서의 다판식 어댑터의 단면도이다.
도 36은 본 발명의 실시예 12에 따른 수환경 전지로서의 환류식 어댑터를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 37은 본 발명의 실시예 13에 따른 수환경 전지로서의 다단식 어댑터(전지식 수환경 전지 유닛과 간이 환류식 수환경 유닛을 직렬 접속한 어댑터)를 장착 대상의 일례로서의 토수 파이프에 장착한 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 38은 본 발명의 실시예 14에 따른 수환경 전지로서의 저수 정화용수 처리 장치인 플로트식 수환경 전지를 나타내는 사시도이다.
도 39는 본 발명의 실시예 14에 따른 수환경 전지로서의 플로트식 수환경 전지의 별례를 나타내고, (a)는 제1 별례의 플로트식 수환경 전지를 나타내는 정면도, (b)는 제2 별례의 플로트식 수환경 전지를 나타내는 정면도이며, (a) 및 (b)의 사이에(실시예 15 그리고 그 제1 및 제2 별례로 사용되는) 수환경 전지 유닛의 내부 구조를 나타내는 단면도를 도시하고 있다.
도 40은 본 발명의 실시예 15에 따른 수환경 전지로서의 저수 정화용수 처리 장치인 캡슐형 수환경 전지를 나타내는 정면도이다.
도 41은 본 발명의 실시예 15에 따른 수환경 전지로서의 캡슐형 수환경 전지의 내부 구조를 각각 나타내고, (a)는 도 40의 D-D선 단면도, (b)는 도 39의 D-D선 단면도에 대응하여 캡슐형 수환경 전지를 슬릿 부분에서 절단하여 나타내는 단면도, (c)는 도 40의 E-E선 단면도이다.
상기와 같이, 본 발명의 수환경 전지는, 극히 저렴한 가격으로 제공할 수 있고, 간편하며, 인간·생물·환경에 안심, 안전한 소재로 구성되며, 논 메인터넌스(non maintenance)로, 효과를 반영구적으로 안정되게 계속할 수 있는 것이고, 수환경 속에서 사용됨으로써, 물을 개재하여 환경에 공헌할 수 있는 취지로부터 「수환경 전지」라고 칭하고 있다. 또한, 수환경 전지의 구조는, 중심에 「비한」금속체의 애노드극{부극(-)}으로서, (미네랄재로도 됨) Zn-Mg 합금재를, (3 층 구조의 경우) 그 내외측에, 혹은, (2 층 구조의 경우) 외측에, 원통형의 「귀한」금속체의 캐소드극{정극(+)」}으로서, 스테인리스강(바람직하게는 SUS304재)을, 그들의 중간에 플라스틱제의 간격 유지부재를 배열하고, 애노드극과 캐소드극을(간격 유지부재에 의한) 균일한 간극 공간을 개재하여 동축 상에 중첩하고, 이것을 외부 보호 커버에 의해 포위 내지 수용하여 유닛화한 구성으로 되어 있다.
그리고, 본 발명은, 수중에서 전위차(또는 이온화 경향)가 다른 2 종류 이상의 금속을 조합하면(직접 전기적으로 접속하면) 부식 전지(매크로 전지)가 형성된다고 하는 전기 화학의 원리를, 나아가, 본 발명자 등에 의한 실험·연구에 근거하는 지견으로부터 응용 발전하고, 이온화 경향의 이종(異種) 금속을 수중에(전기적으로 직접 접속하는 일 없이) 대면 배치함으로써, 귀금속체가 대면하는 비금속체의 반응면에서 물을 매체로 하여 전지 작용(부식을 수반하지 않는 미크로 전지 작용이라고도 칭해야 하는 전지 작용)이 발생한다고 하는 독자적인 지견에 근거하여 창작된 것이다. 특히, 본 발명자 등은, 수중에서는, 비금속체를 이온화 경향이 근접하고 있는 금속을 합금화하여 형성한 경우(예를 들면, 상기와 같이, 아연과 마그네슘을 조합하여 합금화한 경우), 비금속체의 금속 표면의 원자 배열이 흐트러짐으로써, 그 애노드극이 되는 금속 표면에서 전지 작용이 균일하게 발생하고, 금속이 이온화하는 일 없이 가루입자 형상이 되어 수중에 유출되는 경우는 없고, 금속 이온이 완전한 이온화 상태로 수중에 용출함과 동시에, 전류는 당해 금속 표면으로부터 수중으로 균일하게 흐르기 시작하고, 이로써 생기는 전지 반응도 균일하게 된다고 하는 지견도 발견하였으며, 이 지견에 근거하는 독자적인 기술인 비금속체(제1 반응체)의 창작도 수행하고 있다. 그리고, 이러한 비금속체를 사용하면, 물의 탁함을 전혀 볼 수 없는 깨끗하고 맑은 물이고, 마셔보면 맛있는 물이, 미네랄 이온수로 되어 용출하는 현상을 발견했으며, 이 추가적인 지견을 본 발명의 수환경 전지에 응용하고 있다. 또한, 본 발명자 등은, 이 수환경 전지에 있어서, 전위차가 다른 2 종류 이상의 금속을 조합함으로써, 물을 매체로 하여 형성되는 전지 반응(상기와 같이 부식을 수반하지 않는 미크로 전지 유사의 전지 반응)으로 얻어지는 직류에 의해, 비금속체로부터 금속 이온과 전자가 생성되고, 전자는 수중의 산소에 취입되고, 그 산소가 활성화하여 「활성 산소」로 되어, 다양한 병원체를 효과적으로 산화 분해하여, 소멸시키는 작용이 있는 점도 발견하였고, 이 점을, 인간, 동물, 식물 등 모든 생물의 항원 작용을 배제, 억제하기 위해서도 이용하도록, 본 발명을 발전적으로 계속 개량하여 현재의 발명에 이르고 있다.
그래서, 본 발명의 수환경 전지는, 비금속체로서, 아연(Zn)을 베이스로 이온화 경향이 근접하고 있는 마그네슘(Mg)을 통상보다 많이 함유시킨 독자적인 아연 마그네슘 합금(ZnMg 합금)을 작성하고, 혹은, 마그네슘(Mg) 베이스에 이온화 경향이 근접하고 있는 아연(Zn)을 통상보다 많이 함유시킨 독자적인 마그네슘 아연 합금(MgZn 합금)을 작성하며, 당해 ZnMg 합금 또는 MgZn 합금 표면의 원자 배열을 흐트러지게 하여 액중에 이온(Zn2 +및 Mg2 +)을 용출하기 쉽게 함과 동시에, 이러한 ZnMg 합금 또는 MgZn 합금제의 비금속체로부터 방출되는 금속 이온(Zn2 +및 Mg2 +)에 의해, 본 발명을 음료수의 살균 정화 장치 등에 적용한 경우, 그 음료수 속의 필수 미네랄 성분(Zn 및 Mg)의 비율을 높이는 것이 가능하다고 하는 효능을 갖는 전지로 되어 있다.
그리고, 본 발명의 수환경 전지를 살균 유닛으로 하여 통수, 유수, 저수 등의 수중에 침지 배치하면, 상기와 같이, 수중에 침지된 비금속체와 귀금속체와의 사이의 균일한 간극 공간에서, 물을 매체로 하여 전지 반응이 발생하고, 비금속체로부터 완전한 이온 상태로 금속 이온이 용출한다. 그 결과, 물을 매체로 하여 형성되는 전지 반응으로 얻어지는 직류의 전류에 의해, 비금속체에서 금속 이온과 전자가 생성되고, 그 중의 전자는 수중의 산소에 취입되고, 그 산소가 활성화하여 활성 산소로 되어, 다양한 병원체를 효과적으로 산화 분해하여 소멸시키고, 살균 작용을 발휘한다.
이러한 수환경 전지의 효과를 확인하기 위해, 수환경 전지를 구리 합금제의 케이스에 수용하고, 급수전(給水栓)의 토수구 파이프에 장착하여, 일반 세균수 700개/ml 잔존의 우물물을 15L/분의 양으로 통수한 결과, 일반 세균은 검출되지 않았다(일본국 기후현 공중 위생 검사 센터에 의한 효과 확인 시험 결과에 의함). 또한, 통수된 물은, 음용수질 기준치를 모든 항목에서 클리어하고 있고, 수환경 전지를 사용하기 전의 물로 약간 느껴졌던 철냄새도 수환경 전지 사용 후의 물로부터는 사라졌고, 마셔도 맛있는 물이 되는 것이 확인되었다. 그리고, 싱크대 내의 배수 파이프의 미끈거림(세균막)도 소실되었다. 또한, 사용 개시(開始)부터 상당 기간이 경과해도(약 1년 4개월 경과 후임에도 불구하고), 살균 효과는 변함없이, 논 메인터넌스로 장기간 사용할 수 있는 것도 확인되고 있다. 이 수질검사의 결과를 포함하는 일련의 시험 결과로부터는, 15L/분의 양의 통수 속에서도 확실하게 살균할 수 있음이 판명되었다.
다음으로, 본 발명의 수환경 전지의 전지 반응의 메커니즘(기전)에 대해 개략적으로 설명하면, 물속에서 스테인리스제의 귀금속체와, ZnMg 합금제 또는 MgZn 합금제의 비금속체를 조합하면, 물을 매체로 하여 그들 사이에 전지가 형성되고, 형성된 전지에서 생기(生起)하는 전지 반응은, 스테인리스제의 귀금속체를 정극(+), ZnMg 합금제 또는 MgZn 합금제의 비금속체를 부극(-)으로 한 전지 반응이다. 여기서, 전류는, 스테인리스로부터 수중을 거쳐 ZnMg 합금 또는 MgZn 합금으로 흐르고, 나아가, ZnMg 합금 또는 MgZn 합금으로부터 수중을 거쳐 스테인리스로 흐른다. 한편, 전자는, 전류와 반대 방향, 즉, ZnMg 합금으로부터 수중을 거쳐 스테인리스로 흐른다. 이 때, ZnMg 합금 또는 MgZn 합금으로 이루어지는 전극(부극)에서는, Zn 및 Mg가 각각 플러스 이온(Zn2 +및 Mg2 +)이 되고, 이에 따라 그만큼 전자(-)가 생성된다. 그러나, ZnMg 합금 또는 MgZn 합금으로부터 스테인리스를 향하는 전자는, 그대로는 수중에 들어갈 수 없다. 즉, 물에 전류를 흘리기 위해서는, 이 전자가 반응하여 이온이 되는 것이 필요하기 때문에, 전자는 수중의 산소에 취입되어 활성 산소로서의 수산화물 이온(OH-)이 된다. 이로써, 부극(-)으로서의 비금속체에서는 Zn2 +및 Mg2 +가, 정극(+)으로서의 귀금속체에서는 OH-가 생성됨으로써, 수중에 전류가 흐른다. 이와 같이, 전지 작용에 의한 직류 전류가, 금속제의 반응체로부터 수중에 유출함에 따라, Zn 이온 및 Mg 이온이 형성되어 활성 산소가 생성된다. 한편, 생성되는 활성 산소의 종류는, 수산화물 이온 이외에도, (활성 산소 자체로서는) 공지된 각종의 것이 있다고 상정된다.
다음으로, 수환경 전지의 양(兩) 극{전지의 부극(이온화 경향이 큰 전극) 및 전지의 정극(이온화 경향이 작은 전극)}에 사용하는 금속의 선정에 대해 설명하면, 수환경 전지에 사용되는 정극의 금속(귀금속체)은, 부극(비금속체)보다 이온화 경향이 작은 금속이고, 부극의 금속(비금속체)은, 정극에 사용되는 금속보다 이온화 경향이 큰 비(卑)한 금속이어야 한다. 그 중에서, 본 발명의 수환경 전지에서는, 여러 가지의 전극이 될 수 있는 금속에 대해 확인 시험을 반복하여 수행한 결과, 부극이 되는 비한 금속으로서는, 아연 금속 단체(單體)에 마그네슘 금속 단체를 소량 첨가한 ZnMg 합금이 바람직하고, 또한, 아연에 대한 마그네슘의 함유율을, 바람직하게는 Zn:Mg=90:10~97:3의 범위, 보다 바람직하게는 Zn:Mg=95:5~97:3의 범위로 하는 것이 바람직하다고 판명되었다. 또한, 부극이 되는 비한 금속으로서는, 마그네슘 금속 단체에 아연 금속 단체를 소량 첨가한 MgZn 합금도 바람직하다고 생각되고, 이 경우, 마그네슘에 대한 아연의 함유율은, Mg:Zn=90:10~97:3의 범위로 하는 것이 바람직하고, Mg:Zn=95:5~97:3의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다고 생각된다. 이러한 MgZn 합금의 경우에서도, 상기의 전지 작용을 양호하게 발휘한다고 생각된다. 한편, ZnMg 합금의 반응체에 있어서의 Zn/Mg의 비율은, 전지 작용에 의해 얻고자 하는 용도에 의해, 배합을 자유자재로 바꿀 수 있다. 마찬가지로, MgZn 합금의 반응체에 있어서의 Mg/Zn의 비율도, 전지 작용에 의해 얻고자 하는 용도에 의해, 배합을 자유자재로 바꿀 수 있다. 또한, 정극이 되는 금속에 대해서도, 여러 가지의 확인 시험을 반복하여 수행한 결과, 스테인리스강을 파이프 형상으로 한 스테인리스 파이프, 또는, 티탄강을 파이프 형상으로 한 티탄 파이프를 사용하는 것이 바람직하다고 판명되었는데, 이들 이외에, 부극의 ZnMg 합금 등보다 이온화 경향이 작은 금속이면, Fe, Ni, Cu, Ag, Pt, An도, 그 용도에 따라서 사용할 수 있다.
이러한 비금속체의 재료로서 바람직한 ZnMg 합금에 대해, 최적 소재의 선정과 실험 해석 결과를 이하에 나타낸다. 먼저, 도가니를 사용한 실험 결과로부터, 애노드 전극에 사용하는 비한 금속은, 마그네슘 함유율 3~5%의 ZnMg 합금이 가장 적합한 것임을 파악했다. 또한, 일본 수도 협회의 기준치 내에 들어가며, 또한, 살균 효과가 얻어지는 범위를 전제로 선정하더라도, 마그네슘 함유 비율 3~5%가 최적인 범위인 것이 확인 시험에 의해 판명되고 있다. 마그네슘 함유율이 6% 이상이 되면 취약성의 문제가 발생하고, 도가니 등에서의 확인 시험에 있어서 원하는 형상으로 성형할 수 없을 가능성이 크다고 생각되기 때문에, 마그네슘 함유율의 상한치는 5%로 하는 것이 바람직하다. 한편, 마그네슘 함유율이 3% 이하가 되면 살균 효과가 저하하고, 제품으로서의 효능이 떨어질 가능성이 높다.
상기의 수환경 전지에 의해 얻어지는 특유의 이점 내지 효과(및 이러한 효과에 근거하는 수환경 전지의 적용 분야)로서는, 예를 들면, 이하의 것이 있다.
(1) 환경 오염, 수질 오탁에 따른 화학 물질을 전혀 사용하는 일 없이, 일반 가정·직장·공장 등에서, 수도물이나 생활용수 등 모든 물을 살균할 수 있다.
(2) 일반 가정이나 직장 등으로부터 배출되는 엄청난 종류의 화학 세정제에 의한 환경 오염이나 수질 오탁 물질의 발생원인 싱크대, 목욕탕, 화장실, 세면장 등에서, 수환경 전지를 이용하여 바이오 필름(미끈거림)의 발생을 억제함으로써, (시산에 의하면)화학 세정제의 사용량을 (현재의)1/3로 감소시킬 수 있다.
(3) 「수환경 전지」의 애노드 전극에 ZnMg 합금을 사용함으로써, 전지 반응에 의해 수중에 Zn 이온 및 Mg 이온을 완전한 이온 상태로 용출할 수 있고, 음료수에 적용한 경우, 수중에 용출한 Zn 이온 및 Mg 이온을 「필수 미네랄」로서 음용자에게 섭취시킬 수 있다. 또한, 이 전지 작용에 의해 통상적인 물을 「환원수」로 변성할 수 있음과 동시에, 물을 전기 분해함으로써 「수소를 생성」할 수 있다.
(4) 활성 산소 중에서도 수소가 「히드록실 라디칼」을 선택적으로 소거함과 동시에, 다 소거할 수 없었던 나쁜 활성 산소를 「SOD{수퍼옥시드 디스무타아제(활성 산소를 억제하는 효소의 하나로, 아연, 마그네슘, 셀레늄, 망간, 구리, 철 등의 미네랄이 관여)}」가 대량으로 발생하고, 그 효소의 작용(상기 중 Zn 및 Mg의 미네랄이 관여)에 의해 나쁜 활성 산소를 분해 및 소거하여, 인간, 동물, 식물 등 모든 생물의 항원 작용을 배제 및 억제할 수 있다.
(5) 본 발명의 수환경 전지의 전지 작용에 따라 발생하는 수소는, 최소 분자이며, 유성(油性)과 수성(水性)을 겸비하고 있기 때문에, 유성의 세포막이나 수성의 세포 내에도, 신속하게, 구석구석까지 침투하기 때문에, 욕조물 등의 사람의 피부에 접촉하는 물에 적용된 경우, 피부에 촉촉함 등의 유용한 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 수환경 전지를 적용한 경우, 세안수전이나 샤워 물은 수소수(水素水)가 되며, 또한, 순환 목욕탕에 수환경 전지를 사용함으로써, 욕조물이 미네랄수로 환원수가 되기 때문에, 사용자의 전신이 촉촉함이 있는 매끄러운 피부가 되는 것도 기대할 수 있다.
(6) 본 발명의 수환경 전지에 의한 처리수(전지 작용수로서의 환원수)를, 수경 재배용수로서 사용하거나, 양어장용수의 살균에 사용하거나, 미네랄 보충 등에 이용하거나 함으로써, {폐기수(廢棄水)의 재이용, 즉} 물의 순환이 가능하게 되고, 물처리에 관한 대폭적인 비용 삭감을 수행할 수 있으며, 또한, 농작물이나 어류의 항원 작용을 배제 및 억제하거나, 본 발명의 처리수를 직접 농작물에 분무(噴霧)함으로써, 방충 및 해충 방어를 수행할 수 있다.
(7) 본 발명의 수환경 전지에 의한 처리수를 가축의 「미네랄 보충수」로서 사용함으로써, 가축의 항원 작용을 배제 및 억제할 수 있고, 또한, 가축사(家畜舍)의 소취 및 소독을 수행하는 소취·소독수로도 사용할 수 있다.
(8) 신선식품의 신선도 유지 프로세스에 본 발명에 의한 전지 작용수로서의 환원수를 사용함으로써, 신선식품의 신선도를 유지할 수 있고, 또한, 환원수를 동결시켜(얼음으로 하여) 얼음의 결정(結晶)을 형성함으로써, 그 환원 효과를 배증 할 수 있다.
<본 발명의 수환경 전지의 동작 원리>
다음으로, 본 발명의 수환경 전지의 구조 및 동작 원리에 대해 도 41에 따라 설명한다. 도 41에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 수환경 전지는, 주요한 특징으로서, 상기와 같이(또한, 구체적인 실시예로서 상세하게 후술하는 바와 같이), 비금속체의 주요부의 전체면에 대해, 전기적 절연 재료로 이루어지는 간격 유지부재에 의해 귀금속체를 균일한 미소(微小) 간격의 간극 공간을 개재하여 대면 배치함과 동시에, 그들을 용기 내에 수용하여 유닛화(이 유닛을, 본원에서, 대표적인 기능면으로부터의 칭호인 「살균 유닛」이라고 칭하는 경우가 있고, 또한, 단순히 「내부 유닛」이라고 칭하는 경우도 있음.)함으로써, 그 내부 유닛을 수중에 배치함으로써, 비금속체와 귀금속체와의 사이의 간극 공간 내의 물을 전지 작용수(비금속체의 금속 이온 및 활성 산소를 함유하는 기능수)로서, 그 전지 작용수에 의해 살균 등의 여러 기능을 발휘하도록 한 구성(제1 특징)을 구비하고 있는데, 이에 덧붙여, 수중에서의 사용에 따르는 비금속체 표면의 변색(예를 들면, 마그네슘에 대한 흑변 등)을 확실하게 방지하기 위한 구성(제2 특징), 그리고, 수중에서의 사용에 따르는 비금속체 표면에 대한 바이오 필름의 형성을 확실하게 방지하기 위한 구성(제3 특징)도 구비하고 있다.
<수환경 전지 용기의 구조와 바이오 필름>
수환경 전지의 내부 유닛을 수용하는 용기(하우징, 케이스, 하우징 등 내부 유닛을 수납 가능한 모든 것을 포함함)의 구조는, 내부 유닛의 비금속체의 표면(양극)과 귀금속체의 대향면(음극)과의 사이에서 전지 반응이 항상 정상적이며, 또한, 안정되게 지속적으로 기능하도록, 외부의 수환경과의 사이에서의 물의 자유 유통을 제한하여(즉, 자유롭게 외부의 물이 용기 내부에 유입하여 자유롭게 유출하지 않도록), 용기에 있어서의 물의 유통구 내지 유통공의 치수(및 필요한 경우에는 형상)를, 적용 용도에 있어서의 수환경의 각 조건에 맞추어 적절하게 설정한 구조로 할 필요가 있다.
즉, 상술한 바와 같이, 본 발명자 등에 의한 실험 연구의 결과, 바이오 필름(미생물막)의 형성을 일으키는 원인이 되는 여러 요소 중 하나의 요소로서, 대상이 되는 세균이나 진균류 등의 미생물을 포함하는 물이, 수환경 전지의 용기 내에 유입하더라도, Zn 이온이나 Mg 이온 등 및 전지 작용에 의해 발생하는 활성 산소(OH- 등)를 함유하는 전지 작용수가, 항상 용기 내에서 미생물을 살균할 수 있을 만큼의 일정 농도를 확보 및 유지하고 있지 않으면, 일차전지 부족(수환경 전지 내의 작용 물질인 금속 이온이나 활성 산소가 다 소비되어, 그들의 재생이 늦어버리는 상태)이 반복해서 이루어지게 되고, 금속 표면에 바이오 필름이 발생하는 것이 판명되었다.
여기서, 수환경 전지의 영속적인 전지 작용의 발휘에 크게 관여하는 바이오 필름의 형성에 관련되는 요인으로서, 이하의 것이 있음이 판명되었다.
1) 수환경 중의 수질, 균량(菌量), 수온
2) 수환경 전지의 형태와 구조 및 전지 반응조(용기)의 크기
3) 전극에 사용하는 금속 재료의 선정과 사용량
이상, 본 발명에서는, 논 메인터넌스이며 전극이 되는 금속 표면에 대한 바이오 필름을 억제하고, 영속적인 전지 작용을 가능하게 한 후에, 중요한 상기 조건 1~3을 종합적으로 검토하여, 수환경 전지의 구조를 이하와 같이 개선하고 있다.
1) (후술하는 실시예에서 설명하는) 건전지 형태의 수환경 전지(건전지형 수환경 전지)의 구조(특히 용기 구조)로서, 본 발명의 적용 대상이 되는 음용 우물물, 순환식의 목욕물, 그 외에, 살균·항균 목적으로 사용하는 물이 수환경 전지의 용기 내에 전량(全量) 유입하는 개방형 용기 구조로 하는 것이 아닌, 그 일부만이 용기 내에 유입 및 용기 외부로 유출하는(즉, 제한된 유량의 물이, 용기에 설치된 유량 제한용의 유통공이나 유량 조정판 등의 유량 조정 수단을 개재하여 간접 적으로 용기 내에 유입 및 용기 외부로 유출하고, 용기 내부의 비금속체 및 귀금속체간의 전지 반응 공간 내지 전지 작용 공간으로서의 간극 공간 내부를 제한된 유량의 물만이 유통하는) 간접 유입출형 용기 구조로 했다.
2) 이러한 간접 유입출형 용기 구조로서, 수환경 전지를 수중에 배치하는 배치 대상으로서의 유수관 등의 관재(管材)의 내경에 대해, 수환경 전지의 용기의 유입구{유입출구 혹은 유출입구로서 기능하는 모든 것으로서, 환공(丸孔) 형상, 세공(細孔) 형상, 작은 구멍(小孔) 형상, 긴 구멍(長孔) 형상, 개구 형상, 슬릿 형상, 슬롯 형상 등 모든 타입의 유입·유출을 가능하게 하는 구성의 것을 포함함}를, 음용 우물물 등의 비교적 수중 미생물 농도가 낮은{단위 수량(水量)당의 미생물수가 적은} 수환경의 경우에는, 그 구멍 직경을, 용기의 내경의 약 1/20~3/10의 범위, 바람직하게는, 약 1/15~1/10의 범위로 제한하고, 수도물 등 염소(鹽素) 소독에 의해 미생물이 대부분 존재하지 않는 수환경의 경우에는, 그 구멍 직경을, 용기의 내경의 약 1/10~3/10의 구멍 직경의 범위로 제한하고, 한편, 욕조물 등의 비교적 미생물 농도가 높은 수환경의 경우에는, 그 구멍 직경을, 용기의 내경의 약 1/20~1/15의 구멍 직경의 범위로 제한하고 있다. 이와 같이 하여, 본 발명에서는, 수환경 전지의 용기 내의 내부 유닛(비금속체, 귀금속체 및 간격 유지부재)에 의해 생성되는 일차전지 용수(비금속체와 귀금속체와의 사이의 일차적인 전지 작용에 의해 금속 이온 및 활성 산소를 함유하는 기능수)가, 용기 외부로부터 용기 내부의 내부 유닛(특히, 비금속체와 귀금속체와의 사이의 전지 작용 구간으로서의 간극 공간)에 유입하는 양의 물에 의해 완전하게 다 소비되지 않은 용기 구조, 즉, 당해 전지 작용수 속의(살균 기능 등의 기능 발휘에 관여하는) 금속 이온이나 활성 산소가 당해 유입수에 의해 완전하게 소비하고 소실되어 다음에 유입한 물에 포함되는 미생물의 살균을 수행할 수 없게 되는 사태가 발생하지 않는 용기 구조로 하고 있다.
3) 상기 용기 자체의 구조와 동시에, 적용 대상이 되는 유수관 등의 관재나 유수로의 종류에 따라서 관재 내의 수압이 다른 것에 주목하고, 당해 관재 내의 수압을 고려하여, 구멍 직경이 다른 유량 조정공을 갖는 복수 종류의 유량 조정판을 별개로 준비하여 사용하고, 관재의 수압에 따라서 유량 조정공의 구멍 직경이 다른 것을 사용했다. 즉, 용기의 유통구의 구멍 직경보다 소경이 되는 유량 조정공을 갖는 유량 조정판을 복수 종류 준비하여, 관재의 수압에 따라서 최적의 유량 조정공의 유량 조정판을 사용하도록 했다. 구체적으로는, 용기의 유통구의 구멍 직경에 의해 용기에 유입출하는 수량을 상기 제한된 수량으로 할 수 있는 경우에는, 유량 조정판을 용기의 유통구에 장착할 필요가 없기 때문에 장착하지 않는다. 한편, 용기의 유통구의 구멍 직경에 의해 용기에 유입출하는 수량을 상기 제한된 수량으로 할 수 없는 경우(당해 수량에서는 전지 작용수가 다 소비되어버리는 경우)는, 유량 조정판을 용기의 유통구에 장착한다. 이 때, 상대적으로 수압이 낮은 관재에서는, 상대적으로 대경이 되는 유량 조정공의 유량 조정판을 용기의 유통구에 장착하여, 용기에 대한 물의 유입출을 허용하는 구멍을, 유통구의 직경보다 작은 직경의 당해 유량 조정공으로 축소하고, 용기에 유입출하는 수량을(유통구의 경우보다) 저감하고, 또한, 상대적으로 수압이 높은 관재에서는, 상대적으로 소경이 되는 유량 조정공의 유량 조정판을 용기의 유통구에 장착하고, 용기에 대한 물의 유입출을 허용하는 구멍을, 유통구의 직경보다 작은 직경으로, 또한, 수압이 낮은 관재의 경우보다 더욱 작은 직경의 당해 유량 조정공으로 축소하여, 용기에 유입출하는 수량을(유통구의 경우 및 상기 상대적 저수압의 관재의 경우보다) 더욱 상대적으로 저감하도록 하여, 그 유출입량의 조정을 꾀하고 있다. 또한, 이 유량 조정판은, Zn 이온, Mg 이온 등의 미네랄의 수중 함유량 내지 수중 함유율(용기로부터 관재로 되돌아오는 수중의 미네랄 함유율)을 조정하는 조정판으로서도 응용할 수 있다.
4) 애노드(부극)가 되는 비금속체와, 캐소드(정극)가 되는 귀금속체와의 사이의 간격을 극한까지(최소치로 약 0.1m 정도, 통상적으로는, 약 0.5mm 정도 이상)까지 작게 함으로써, 전지 반응을 최대한까지 강하게 하여, 농도가 높은 전지 작용수 내지 전해수를 얻도록 하고 있다.
본 발명자 등은, 상기 각 관점에 근거하는 각 구성의 개량에 의해, 여러 가지, 시작품(試作品)을 작성하고, 실시 시험 및 효과 확인 시험 등을 반복하여 수행한 결과, 바이오 필름의 형성을 효과적으로 억제할 수 있고, 모든 용도에 적용하더라도 영속적으로 전지 작용을 발휘하는 것이 가능하게 되는 수환경 전지를 창작하기에 이르렀다.
즉, 제1 발명의 수환경 전지는, 용기와 상기 용기 내부에 수용 배치되는 내부 유닛을 구비하고 있다. 또한, 내부 유닛은, 소정의 이온화 경향을 가지며, 수중에서 금속 이온화하여 살균 효과를 발휘하는 제1 금속으로 이루어지는 제1 반응체와, 상기 제1 금속보다 낮은 이온화 경향을 갖는 제2 금속으로 이루어지고, 상기 제1 반응체의 표면에 있어서의 금속 이온의 발생면의 주요부의 전체면에 대향하여 배치되는 대향면을 갖는 제2 반응체와, 상기 제1 반응체 및 제2 반응체를, 전체면에 걸쳐서 서로 비접촉 상태가 되도록, 또한, 적어도 그들의 길이방향 전체에 균일하게 되는 소간격의 간극 공간을 두고 서로 면적(面的)으로 대향하도록 배치한 상태로, 서로 고정적으로 유지하는 전기 절연체로 이루어지는 간격 유지부재를 포함하고 있다. 그리고, 상기 용기는, 당해 용기의 외부와 당해 용기의 내부에 배치한 상기 내부 유닛과의 사이에서의 물의 유통을 허용하는 유통구{구멍모양의 것, 즉, 유통공도 포함하여, 점공(点孔) 형상, 긴 구멍 모양, 슬릿 형상, 슬롯 형상 등 유통 가능한 모든 형상의 것을 포함함}를 갖고 있다. 그리고, 상기 내부 유닛을 수용한 상기 용기 내부에 상기 유통구를 개재하여 통수함으로써, 또는, 당해 용기를 물 침지함으로써, 당해 용기 내부의 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체와의 사이의 간극 공간에 진입한 물을 매개로 하여, 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체와의 사이에서의 이온화 경향의 차이에 의한 전지 반응에 의해, 상기 제1 반응체로부터 상기 제2 반응체를 향해 상기 제1 반응체의 금속 이온을 수중에 용출함과 동시에, 당해 금속 이온의 발생에 수반되어 발생하는 전자를 수중의 산소가 취입함으로써 활성 산소를 생성하여, 당해 금속 이온 및 활성 산소로 이루어지는 전지 작용수에 의해 물에 기능을 부여하여 기능수로 하고 있다.
그리고, 상기 제1 반응체가, 상기 금속 이온의 발생면으로서, 면적(面的)으로 다른 복수의 발생면을 갖는 경우, 당해 제1 반응체의 복수의 발생면의 각각에 대해, 상기 제2 반응체의 대향면이, 상기 간격 유지부재에 의한 상기 간극 공간을 두고 면 적으로 대향 배치되도록 하고 있다. 예를 들면, 제1 반응체가 원통인 경우에는, 그 내주면과 외주면, 원반(圓盤)인 경우에는 그 양측면, 입방체나 직방체의 경우에는 그 6면(다면체의 각 면) 등 , (원통체의 단면이나 원기둥의 단면 등, 면적적으로 작게 무시할 수 있는 면 이외의 면으로서, 제1 반응체의 대부분의 면적(面積)을 구성하게 되는 면(즉, 주요부의 면 내지 주요면)에 대해, 제2 반응체의 대향면이, 상기 간격 유지부재에 의한 상기 간극 공간을 두고 면적으로 대향 배치되도록 하고 있다.
이로써, 본 발명의 수환경 전지는, 간격 유지부재가 전기 절연부재이기 때문에, 제1 반응체(비금속체)와 제2 반응체(귀금속체)가 직접적으로 전기적으로 접속·도통되는 경우는 없고, 물만을 매개로 한 전지 작용에 의해, 비금속체로부터 금속 이온이 완전한 이온화 상태로 발생하며, 또한, 이 금속 이온의 발생에 수반되는 전자의 발생에 의해, 당해 전자가 수중의 산소에 취입되어 활성 산소를 생성하고, 이들 금속 이온 및 활성 산소에 의해, 살균 등의 여러 기능을 효과적으로 발휘한다.
또한, 제1 반응체(비금속체)가 원통체인 경우에는, 그 내측 및 외측에, 별개의 대응하는 원통 형상의 제2 반응체(귀금속체)를 배치하고(내측의 귀금속체는 원기둥 형상이어도 가능), 비금속체가 원반인 경우에는, 그 양측면에 각각 별개의 원반 형상의 귀금속체를 배치하며, 비금속체가 다면체인 경우에는, 그 각 면에 대해 별개의 또는 연속하여 대응하는 면을 형성한 형상의 귀금속체를 1 개 이상 배치한다. 이로써, 비금속체의 모든 반응면이 귀금속체의 대향면과 대향하여 귀금속체와의 사이에서 전지 반응을 형성하기 때문에, 비금속체의 반응면 중 비금속체의 대향면과 대향하지 않는 면이 존재하지 않게 되고, 대향하지 않는 어느 정도 큰 면적의 반응면이 비금속체에 존재한 경우에 발생하는 산화에 의한 금속 표면의 변색 등의 문제를 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 제2 발명의 수환경 전지는, 상기 구성에 더 부가하여, 상기 용기의 유통구를 개재하여, 당해 용기의 외부의 물이 제한된 단위 시간당 유량(자유 유통하는 경우의 유량보다 작은 유량으로서, 예를 들면, 적어도 1/2 이하의 양)으로 당해 용기의 내부에 유입하며, 또한, 제한된 단위 시간당 유량으로 당해 용기의 외부에 유출하도록, 상기 용기의 유통공의 개구 면적을 당해 용기에 수용한 상기 제1 반응체와 제2 반응체와의 대향 총면적 및/또는 당해 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이의 상기 간극 공간의 총용적에 대해 (상대적으로)설정하고 있다. 또한, 상기 용기의 유통구의 개구 면적은, 상기 제한된 단위 시간당 유량의 물이 당해 유통공을 개재하여 상기 용기 내부에 유입하여 용기 내부를 유통한 후에 당해 유통구를 개재하여 상기 용기의 외부로 유출했을 때에, 상기 용기에 수용한 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이의 간극 공간에 존재하는 상기 전지 작용수에 함유되는 상기 금속 이온 및 활성 산소의 농도가, 당해 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이의 간극 공간에 존재하는 수중의 미생물에 의한 상기 제1 반응체 및/또는 제2 반응체{특히, 제2 반응체를 스테인리스강 등의 내부식(耐腐食) 재료로 한 경우에는, 제1 반응체만}에 대한 바이오 필름의 형성을 저지할 수 있는 농도를 계속적으로 유지하는 값(미생물을 계속적으로 장기간에 걸쳐서 안정되게 실질적으로 완전하게 사멸시키기 위해서 필요한 농도, 즉, 금속 이온이나 활성 산소가 완전하게 소비되는 일 없이, 기능 발휘 후에도 그들의 일부가 잔존하는 농도 이상이 되는 값)으로 설정되어 있다.
예를 들면, 이 경우, 상기 용기 외부의 물이 상기 용기 내부를 자유롭게 유통하지 않도록, 당해 용기의 직경의 1/3 이하의 크기의 직경으로 하거나, 혹은, 용기의 외부의 수중의 전지 작용수 농도보다 큰(적어도 2 배 이상의) 일정 농도(바이오 필름 형성을 저지할 수 있는 농도) 이상으로 유지하도록 한다. 이와 같이, 용기 내외의 물의 유통량을 제한하는 유통구를 설치함으로써, 당해 유통구를 개재하여, 물을 상기 용기의 내외에서 제한 상태로 유통시켜, 상기 용기 내부의 내부 유닛의 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이의 간극 공간에 존재하는(비금속체와 귀금속체와의 사이에 발생한) 전지 작용수를 용기 외부로 제방(除放)할 수 있고, 당해 간극 공간에 존재하는 전지 작용수에 함유되는 상기 금속 이온 및 활성 산소의 농도를 상기 외부 공간의 농도보다 큰(예를 들면, 적어도 2 배 이상의) 일정 농도(즉, 바이오 필름 형성을 저지할 수 있는 농도) 이상으로 유지할 수 있다. 여기서, 「제한된 단위 시간당 유량」이란, 본 발명의 수환경 전지가 사용되는 수환경 속의 수질(수중 미생물 농도나 탁도 등)이나 수량 등의 여러 조건에 따라서, 바이오 필름의 형성 조건도 변경되기 때문에, 각종 용도에 대한 절대적인 범위를 특정 내지 일반화할 수 없으므로, 용기의 유통구의 직경이나 그 상대적인 범위도, 각종 용도에 대해 일반화한 것을 특정하는 것은 어려운데, 예를 들면, 수도물의 경우에는, 상기와 같이, 용기의 내경의 약 1/10~3/10의 구멍 직경의 범위로 설정하는 등, 각 용도{특히 적용 대상의 수중 미생물 농도(단위 수량당 미생물수 또는 단위 시간당 미생물수)}에 따라서 설정된다.
또한, 본 발명의 수환경 전지에서는, 예를 들면, 상기 제1 반응체는 통 형상을 이루고, 상기 금속 이온의 발생면으로서 내주면 및 외주면을 갖고 있다. 또한, 상기 제2 반응체는, 상기 제1 반응체의 내주면에 대응하는 통 형상 또는 기둥 모양을 이루는 내측의 제2 반응체와, 상기 제1 반응체의 외주면에 대응하는 통 형상을 이루는 외측의 제2 반응체로 이루어진다. 그리고, 상기 내측의 제2 반응체를 상기 통 형상의 제1 반응체의 내부에 동축 형상으로 수용 배치하여, 당해 내측의 제2 반응체의 대향면으로서의 외주면이, 상기 간격 유지부재에 의한 상기 간극 공간을 두고 당해 제1 반응체의 내주면과 면적(面的)으로 대향 배치되도록 하며, 또한, 상기 외측의 제2 반응체를 상기 통 형상의 제1 반응체의 외측에 동축 형상으로 끼워맞춤 배치하여, 당해 외측의 제2 반응체의 대향면으로서의 내주면이, 상기 간격 유지부재에 의한 상기 간극 공간을 두고 당해 제1 반응체의 외주면과 면적(面的)으로 대향 배치되도록 하고 있다.
여기서, 상기 제1 반응체는, 전형적으로는, 기둥 형상, 통 형상, 판 형상으로 할 수 있다. 상기와 같이, 상기 제1 반응체를 기둥 형상으로 한 경우에는, 그 외측에 당해 기둥 형상에 대응하는 통 형상의 상기 제2 반응체를 대향 배치하고, 제1 반응체를 통 형상으로 한 경우에는, 그 내측 및 외측의 쌍방에 각각 상기 제2 반응체를 대향 배치하며, 제1 반응체를 판 형상으로 한 경우에는, 그 양측면에 제2 반응체를 대향 배치한다. 이와 같이 하여, 상기 제1 반응체의 주요부의 전체면이 반드시 상기 제2 금속의 대향면과 대향하도록 하고 있다.
본 발명의 수환경 전지에서는, (바이오 필름 형성 방지를 위한 구성으로서의) 상기 용기의 유통구의 개구 면적은, 나아가, 상기 제한된 단위 시간당 유량의 물이 당해 유통구를 개재하여 상기 용기 내부에 유입하여 용기 내부를 유통한 후에 당해 유통구를 개재하여 상기 용기의 외부로 유출했을 때에, 상기 용기에 수용한 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이의 간극 공간에 진입하는 수중의 산소 농도가, 상기 금속 이온 및 활성 산소의 농도를 계속적으로 유지하면서, 상기 제1 반응체와 제2 반응체와의 사이의 간극 공간에 있어서 상기 금속 이온 및/또는 활성 산소의 생성에 필요하게 되는 농도 이상이 되는 값으로 설정된다. 즉, 상기 용기 내부의 비금속체와 귀금속체와의 사이의 간극 공간(전지 작용 공간)의 수중에, 항상, 활성 산소의 생성을 위해서 필요한 양의 산소(분자 중에 존재하여 활성 산소가 되는 산소도 포함함)가 함유된 상태가 계속되도록 하고, 이로써, 비금속체로부터 발생하는 전자가 취입되는 산소가 고갈하지 않도록 하기 위해, 상기 유통구의 직경을 조정하고 있다. 따라서, 활성 산소의 생성을 안정적으로 확보하여, 바이오 필름의 형성을 효과적으로 저지할 수 있다.
또한, 본 발명의 수환경 전지에서는, 상기 용기는, 물이 내부의 유수로를 따라서 흐르는 관재의 당해 유수로 중에 배치되는 것이다. 또한, 상기 용기는, 상기 관재의 축방향을 따라서 배치되는 통 형상을 이룸과 동시에, 그 양단을 폐색단으로 한 것으로서, 당해 폐색단의 한쪽에만, 상기 유통구를 당해 폐색단을 관통하여 당해 용기의 내부 공간과 연통하는 작은 구멍 모양이 되도록 형성하고 있다. 그리고, 상기 용기는, 상기 관재의 유수로 중의 유수의 유향(流向)과 축방향이 평행하도록, 또한, 상기 한쪽의 폐색단이 상기 용기의 하류측에 배치되어 상기 유통구가 상기 관재의 유수로의 하류측에만 배치되도록, 상기 관재의 유수로 중에 고정적으로 배치 형성되어 있다.
혹은, 본 발명의 수환경 전지에서는, 상기 용기는, 물이 내부의 유수로를 따라서 흐르는 관재의 당해 유수로 중에 배치되는 것이다. 또한, 상기 용기는, 상기 관재의 축방향을 따라서 배치되는 통 형상을 이룸과 동시에, 그 양단을 폐색단으로 한 것으로서, 상기 관재의 유수로에 배치되었을 때에 그 외주면의 상측이 되는 상측부에만, 상기 유통구를 당해 상측부를 관통하여 당해 용기의 내부 공간과 연통하는 작은 구멍 모양이 되도록 형성하고 있다. 그리고, 상기 용기는, 상기 관재의 유수로 중의 유수의 유향과 축방향이 평행하도록, 상기 유통구가 상기 관재의 유수로의 상측에만 배치되도록, 상기 관재의 유수로 중에 고정적으로 배치 형성되어 있다.
혹은, 본 발명의 수환경 전지에서는, 상기 용기는, 물이 내부의 유수로를 따라서 흐르는 관재의 당해 유수로 중에 배치되는 것이다. 또한, 상기 용기는, 상기 관재의 축방향을 따라서 배치되는 통 형상을 이룸과 동시에, 그 양단을 폐색단으로 한 것으로서, 당해 양쪽의 폐색단에, 각각, 상기 유통구를 당해 폐색단을 관통하여 당해 용기의 내부 공간과 연통하는 작은 구멍 모양이 되도록 형성하고 있다. 그리고, 상기 용기는, 상기 관재의 유수로 중의 유수의 유향과 축방향이 평행하도록, 상기 관재의 유수로 중에 고정적으로 배치 형성되어 있다.
혹은, 본 발명의 수환경 전지는, 유수의 유향과 축방향이 평행하도록 원통 형상의 용기를 배치하고, 용기의 상측 부분에만 제한구멍을 형성하거나, 또는, 유수의 유향과 축방향이 직교하도록 원통 형상의 용기를 배치하고, 용기의 상측 부분에만 제한구멍을 형성하며, 유량에 따라서, 용기의 제한구멍의 직경을 더욱 협소하게 하는 유량 조정판을 복수 종류 준비하고, 유량에 따른 직경의 유량 조정판을 배치하고 있다.
혹은, 본 발명의 수환경 전지에서는, 상기 용기는, 물이 내부의 유수로를 따라서 흐르는 관재의 당해 유수로에 병설하여 배치되는 것이다. 또한, 상기 용기는, 상기 관재의 축방향과 실질적으로 직교하여 배치되는 통 형상을 이룸과 동시에, 그 양단을 폐색단으로 한 것으로서, 당해 폐색단의 한쪽에만, 상기 유통구를 당해 폐색단을 관통하여 당해 용기의 내부 공간과 연통하는 구멍 모양이 되도록 형성하고 있다. 그리고, 상기 용기는, 상기 관재의 유수로 중의 유수의 유향과 축방향이 실질적으로 직교하도록, 또한, 상기 한쪽의 폐색단이 상기 관재의 유수로에 접속되어, 상기 유통구가 상기 관재의 유수로와 실질적으로 직교 상태로 연통하도록, 상기 관재에 고정적으로 배치 형성되어 있다. 나아가, 또한, 상기 용기의 유통구에 동축 형상이 되도록 착탈(着脫)이 자유자재로 가능하도록 장착되는 판 형상을 이룸과 동시에, 상기 용기의 유통구보다 작은 직경의 유량 조정공을 갖는 유량 조정판을 구비하고 있다. 그리고, 다른 직경의 유량 조정공을 갖는 복수의 유량 조정판을 준비하여, 상기 관재의 유수로를 흐르는 물의 종류(수질, 수중 미생물 농도 등)에 따라서 상기 복수의 유량 조정판을 선택적으로 장착함으로써, 상기 용기의 유통구의 개구 면적을 당해 선택적으로 장착된 유량 조정판의 유량 조정공의 개구 면적에 의해 제한이 자유자재로 가능하도록 하고 있다.
본 발명의 수환경 전지에서는, 바람직하게는, 상기 제1 반응체로서 아연 마그네슘 합금을 사용하고, 상기 아연 마그네슘 합금기둥의 마그네슘의 함유율을3~5%의 범위 내로 설정하고 있다.
<실시예 1~15>
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태(이하, 「실시예」라고 함.)를 설명한다. 한편, 각 실시예를 통해, 동일한 부재, 요소 또는 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 그 중복되는 설명은 생략한다. 이하에 설명하는 실시예 1~15의 수환경 전지는, 상기한 본 발명의 구성을 구체화하는 것으로서, 상술한 구성의 일부 또는 전부(필수 구성에 대해 전부)를 구비하는 것이며, 대응하는 특유의 작용 효과를 발휘한다.
<실시예 1>
본 발명의 실시예 1에 따른 수환경 전지는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 소정 직경으로 소정 길이의 단순 원통 형상을 이루는 비금속체(1)의 내측에, 간극 공간의 분량만큼 소경의 단순 원통 형상을 이루는 내측의 귀금속체(2)를 동축 형상으로 배치하고, 또한, 비금속체(1)의 외측에, 간극 공간의 분량만큼 대경의 슬롯이 부착된 원통 형상을 이루는 외측의 귀금속체(3)를 동축 형상으로 배치하고 있다. 또한, 비금속체(1)의 내주면과 귀금속체(2)의 외주면과의 사이에, 상기 간극 공간에 대응하는 원통 형상의 네트(net) 형상을 이루는 소경의 간격 유지부재(4)를 그들과 동축 형상으로 개장 배치하여, 비금속체(1)의 내주면과 내측의 귀금속체(2)의 외주면과의 사이에 균일한 두께의 미소한 간극이 되는 간극 공간을 형성함과 동시에, 비금속체(1)의 외주면과 귀금속체(3)의 내주면과의 사이에, 상기 간극 공간에 대응하는 원통 형상의 네트 형상을 이루는 대경의 간격 유지부재(5)를 그들과 동축 형상으로 개장 배치하여, 비금속체(1)의 외주면과 귀금속체(3)의 내주면과의 사이에 균일한 미소한 간극이 되는 외측의 간극 공간을 형성하고 있다. 귀금속체(3)에는, 원주방향으로 소정 각도 간격을 둔 위치에, 각각, 축방향으로 연장되는 긴 구멍 모양의 슬롯(3a)이 관통 형성되어 있다. 한편, 도시는 하지 않지만, 이들 비금속체(1), 귀금속체(2, 3) 및 간격 유지부재(4, 5)로 이루어지는 내부 유닛은, {귀금속체(3)에 대응하는 바닥이 있는 덮개 부착 원통 모양 등의 형상을 이룸} 수지제의 보호 커버 내에 직접 수용 배치되고, 혹은, 귀금속체(3)와의 사이를 격리하는 전기 절연 재료로 이루어지는 원통 형상의 네트 모양을 이루는 격리부재를 개재하여, 금속제의 보호 커버 내에 수용 배치된다. 이와 같이 구성한 수환경 전지는, 본 발명의 기본형의 건전지형 수환경 전지를 구성하는 것이며, 각종의 용도에 응용하여, 상기와 같은 특유의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
<실시예 2>
본 발명의 실시예 2에 따른 수환경 전지는, 도 2~도 4에 나타내는 바와 같이, 유수 정화용수 처리 장치(10)(유수 중 수용 타입의 수환경 전지)로 구체화된다. 이 유수 정화용수 처리 장치(10)는, 유수 속에 수용하여 사용하는 타입의 물처리 장치이며, 도 2에 나타내는 바와 같이, 양단을 개구한 원통 형상을 이루는 하우징(11)(후술하는 원통 형상의 귀금속체에 의해 구성)의 우단 및 좌단에, 플랜지가 부착된 짧은 원통 형상을 이루는 입구부(12) 및 플랜지가 부착된 짧은 원통 형상을 이루는 출구부(13)를, 각각, 밀감(密嵌)이나 나착(螺着)에 의해 착탈이 자유자재로 가능하도록 동축 형상이 되도록 고착한 구조이다. 입구부(12) 및 출구부(13)의 플랜지 부분은, 유수 정화용수 처리 장치(10)의 적용 대상부재의 수환경 내부(전형적으로는 수도 배관 등의 관재의 내부 공간의 유수로)에 유수 정화용수 처리 장치(10)를 내장 내지 수용하여 배치했을 때에, 각각, 당해 내부 공간의 내주면(예를 들면, 관재의 유로 내주면)에 맞닿음 걸림되어, 유수 정화용수 처리 장치(10)를 적용 대상부재의 내부 공간에 고정적으로 배치 형성하기 위한 것이다. 또한, 입구부(12) 및 출구부(13)의 외단(플랜지측의 단)은, 각각, 원형 개구가 형성되어 개방단으로 됨과 동시에, 내단{하우징(11)측의 단}은 폐색단으로 되고, 입구부(12) 및 출구부(13)에 의해 하우징(11)의 양단의 개구를 수밀(水密)하게 폐색하도록 되어 있다. 또한, 입구부(12) 및 출구부(13)의 원통 부분에는, 원주방향으로 소정 각도(도면에서는 180도)의 각도 간격을 둔 위치에, 원형의 연통공(12a) 및 연통공(13a)이 천설(穿設)되고, 입구부(12) 및 출구부(13)의 원통 부분의 내부 공간을 개재하여 그들의 개방단과 각각 연통하고 있다. 그리고, 입구부(12)를 적용 대상부재의 내부 공간 내지 유수로의 상류측에 배치함과 동시에, 출구부(13)를 하류측에 배치했을 때에, 입구부(12)의 개방단으로부터 내부로 유입하는 물이, 그 연통공(12a)을 개재하여, 하우징(11)의 외주면으로 유출하고, 하우징(11)의 외주면을 따라서 흐른 물이, 출구부(13)의 연통공(13a)으로부터 그 내부에 유입하여 그 개방단으로부터 하류측에 유출하도록 되어 있다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 출구부(13)의 폐색단의 중심에는, 관통공인 가는 구멍 모양의 유통공(13b)이 유통구로서 형성되고, 유통공(13b)을 개재하여, 하우징(11)의 내부 공간이{출구부(13)측의} 외부 공간과 연통하도록 되어 있다. 한편, 본 실시예에서는, 유통공(13b)의 지름(직경)은, 하우징(11)의 지름(직경)의 약 1/15 정도로 설정되어 있다.
한편, 유수 정화용수 처리 장치(10)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 용기로서의 하우징(11)에 의해 원통 형상의 귀금속체(제2 반응체)를 구성하고, 귀금속체로서의 하우징(11) 내에, 간격 유지부재로서의 원통 네트 형상의 격리망(14)을 개재하여, 하우징(11)의 원통 형상에 대응하는 치수의 원기둥 형상을 이루는 비금속체(15)를 수용 배치하고 있다. 또한, 비금속체(15)의 양단(兩端)에는, 대응하는 입구부(12)의 폐색단의 내면 및 출구부(13)의 폐색단의 내면과의 사이에, 각각, 대응하는 원형 네트 형상의 격리망(16, 17)이 개장 배치되어 있다. 격리망(14)은, 하우징(11)의 내주면에 실질적으로 밀접하는 외경의 원통 네트 형상을 이루고, 격리망(16, 17)의 합계의 두께분량만큼 하우징(11)의 축길이보다 작은 축길이{비금속체(15)와 동일한 축길이}를 갖는다. 또한, 비금속체(15)는, 격리망(14)의 두께분량만큼 하우징(11)의 내경보다 작은 외경을 갖고, 격리망(16, 17)의 합계의 두께분량만큼 하우징(11)의 축길이보다 작은 축길이를 갖는다. 그리고, 격리망(14) 및 격리망(16, 17)은, 각각, 적어도 내면측이, 비금속체(15)의 외주면 그리고 일단면 및 타단면과 점 형상 또는 선 형상으로 접촉하여 비금속체(15)를 지지하도록{즉, 선단을 첨예화한 점 형상의 작은 돌기 또는 선단을 첨예화한 선 형상의 리브가 내면에 복수 또는 다수 형성되어, 비금속체(15) 점 접촉 또는 선 접촉으로 지지하도록} 되어 있다.
그리고, 유수 정화용수 처리 장치(10)는, 도 4~도 5에 나타내는 바와 같이, 하우징(11) 내에 격리망(14)을 삽입하여 배치함과 동시에, 격리망(14) 내에 비금속체(15)를 삽입하여 배치하고, 그 양단에 격리망(16, 17)을 겹쳐서 배치한 후, 입구부(12) 및 출구부(13)를 하우징에 장착함으로써, 전체가 일체화되고 유닛화된다.
여기서, 비금속체(15)는, 소정 함유량의 마그네슘(3~10%의 범위, 바람직하게는, 3~5%의 범위)을 함유한 아연 마그네슘 합금으로 이루어지는 소정 직경의 단순 원기둥 형상을 이룬다. 귀금속체로서의 하우징(11)은, 스테인리스강(바람직하게는 SUS304)으로 이루어지는 소정 직경{내경이 비금속체(15)보다 격리망(14)의 두께분량만큼 대경}이 단순 원통 형상을 이루고, 길이방향(축방향) 전체에 걸쳐서 동일한 단면 형상으로 소정 길이{비금속체(15)와 동일한 길이}로 연장되어 있다. 격리망(14)은 간격 유지부재를 구성한다. 즉, 격리망(14)은, 비금속체(15)가 귀금속체로서의 하우징(11) 내부에 수용된 상태에 있어서, 비금속체(15)의 외주면과 귀금속체{하우징(11))의 내주면이 전체면에 걸쳐서 서로 비접촉 상태가 되도록, 또한, 적어도 그들의 길이방향 전체에 균일한 소간격의 간극 공간을 두고 비금속체(15)와 귀금속체가 서로 면적(面的)으로 대향하도록 배치하여, 서로 고정적으로(서로 의도하지 않은 외력을 가하지 않는 한은 이동 불가능하게 되도록) 유지하는 전기 절연체(합성 수지, 고무 등)로 이루어진다.
유수 정화용수 처리 장치(10)는, 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 수전(水栓)의 원수 정화용수 처리 장치로서 적용할 수 있고, 이 경우, 급수전(1)의 급수관(2)의 내부에 수용하여 배치되고, 하우징(11)의 양단의 입구부(12)의 플랜지 부분 및 출구부(13)의 플랜지 부분을, 각각, 급수관(2)의 내주면의 기단측 및 선단측에 맞닿음하여 걸림함으로써 고정된다. 이 고정 상태에서, 하우징(11)의 외주면은 급수관(2)의 내주면과 소정의 간극 공간을 두고 대향하며, 하우징(11)의 외주면과 급수관(2)의 내주면과의 사이의 원통 형상의 통수 공간(유수로)이 형성된다. 이 상태에서, 급수전의 급수구로부터 내부에 원수(우물물, 수도물 등)를 통수하면, 그 원수가, 상기 입구부로부터 상기 하우징의 외주면과 급수관의 내주면과의 사이의 통수 공간 내를 통수하여, 상기 출구부에 유입한다. 이 때, 유수 정화용수 처리 장치(10)의 상류측으로부터 흘러온 물은, 입구부(12)에 의해 일단 차단되고, 기본적으로는 입구부(12)의 연통공(12a)만을 개재하여, 하우징(11)의 외주의 유수로에 유입한다. 또한, 하우징(11)의 외주의 유수로를 흐르는 물도, 출구부(13)에 의해 일단 차단되고, 기본적으로는 출구부(13)의 연통공(13a)만을 개재하여, 급수관(2)의 하류측에 유출한다. 또한, 하우징(11)의 외주의 유수로로부터의 물이, 출구부(13)의 연통공(13a)으로부터 출구부(13)의 원통부 내부에 유입하여 플랜지 부분의 개구단으로부터 급수관(2)의 하류측에 유출할 때, 출구부(13)의 원통부 내부에 유입한 통수의 일부가, 출구부(13) 내의 유통공(13b)을 개재하여 하우징(11) 내에 유입하고, 하우징(11)으로서의 원통 형상의 귀금속체의 내주면과 귀금속체 내에 수용된 원기둥 형상의 비금속체(15)의 외주면과의 사이의 원통 형상의 간극 공간 내{격리망(14)에 의해 형성되는 공간 내}에 유입하고, 당해 간극 공간 내에 일정시간 체류한다.
이 때, 비금속체(15)의 외주면의 전체면과 귀금속체{하우징(11)}의 내주면이 균일한 미소(微小) 치수의 간극 공간을 두고 대면하기 때문에, 그들 사이에서의 이온화 경향의 차이에 의한 전지 작용(부식을 수반하지 않는 미크로 전지 유사의 전지 작용이라고 상정됨)에 의해, 비금속체(15)(아연 마그네슘 합금)의 외주면으로부터 금속 이온(아연 이온 및 마그네슘 이온)이 용출되고, 또한, 이에 수반되어 발생한 전자가 산소에 취입되어 활성 산소가 발생하고, 그들이 수중에 용출한다. 이로써, 원수가 처리수(금속 이온 및 활성 산소가 용존하는 기능수)가 되고, 일정 시간 경과 후, 그 처리수가, 상기 출구부(13)의 원통부 내로부터 연통공(13a)을 거쳐 외부에 유출하는 원수에 유인되어, 출구부(13)의 원통부 내에 위치하는 유통공(13b)으로부터 하우징(11)의 외부로 유출한다. 당해 유통공(13b)으로부터 유출한 처리수는, 하우징(11)의 외주면과 급수관의 내주면과의 사이의 통수 공간 내의 통수에 혼합되고(희석되고), 일체로 되어 출구부(13)의 연통공(13a)으로부터 급수전의 급수관(2) 내의 하류측에 유출하고, 최종적으로, 급수관(2)의 토수구로부터 토출된다.
상기 처리수는, 강력한 살균 기능·활성화 기능을 갖는 기능수이다. 즉, 아연(Zn) 이온이나 마그네슘(Mg) 이온은, 수중에서의 살균 작용이 있는 특정의 금속 이온이며, 특히, Mg 이온은 강한 살균 작용이 있기 때문에, 통수 중에 용출한 Zn 이온이나 Mg 이온에 의해, 통수 중의 일반 세균, 대장균 등의 각종 세균을 살균할 수 있다. 또한, 활성 산소도 마찬가지로 살균 기능을 발휘한다. 따라서, 이들의 금속 이온 및 활성 산소에 의해, 통수(원수) 속의 살균이나 멸균을 수행할 수 있고, 토수(처리수)를 살균 완료된 물로서 이용하는 데 제공할 수 있으며, 음용에 제공한 경우의 안전성을 높일 수 있다. 또한, 처리수는, 미네랄분으로서의 Zn 이온이나 Mg 이온이 용존하고 있기 때문에, 음용한 경우에 음용자에게 그들의 미네랄분을 보충시키는 것도 가능하게 된다.
<실시예 3>
도 6~7에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 따른 수환경 전지는, 실시예 2와 동일한 유수 정화용수 처리 장치(20)로 구체화되고, 동일한 용도에 적용 가능하다. 실시예 3의 유수 정화용수 처리 장치(20)는, 나아가, 출구부(13)가, 그 원통부의 외주로부터 바깥쪽(방사방향)으로 돌출하는 돌기부(13c)를 구비하고 있다. 돌기부(13c)는, 출구부(13)의 원주방향으로 소정 각도 위치(도면에서는 180도)를 둔 개소에 각각 형성되어 있다. 또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 유수 정화용수 처리 장치(20)에서는, 하우징(11)의{배관(2)에 대한 장착 상태에 있어서의} 상부 내지 정수리부에, 유통구로서의 유통공(11a)이 관통 형성되고, 하우징(11)의 내부와 외부를 연통하고 있다. 유통공(11a)은 하우징(11)의 축방향(길이방향)으로 소정 간격을 둔 2 개의 위치에 형성되어 있다. 한편, 그 이외의 개소{출구부(13) 등}에는 연통구는 형성되어 있지 않다. 그리고, 장착 대상인 배관(2)에 유수 정화용수 처리 장치(20)를 장착했을 때에, 돌기부(13c)가 배관(2)의 내주면이 대응하는 위치에 형성된 오목부 내지 홈부에 걸어맞춤 내지 걸어고정하여, 상기 유통공(11a)이 최상부에 오도록, 하우징(11)의 원주방향의 위치결정을 수행하도록 되어 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 유수 정화용수 처리 장치(20)는, 급수전(1)의 급수관(2)의 내부에 수용하여 배치되고, 하우징(11)의 출구부(13)의 돌기부(13c)를 급수관(2)이 대응하는 오목부 내지 홈부에 걸어맞춤 내지 걸어고정하여 위치결정함으로써 고정된다. 이 고정 상태에서, 실시예 2와 마찬가지로, 하우징(11)의 외주면과 급수관(2)의 내주면과의 사이의 원통 형상의 통수 공간이 형성된다. 이 상태로, 급수전(1)의 급수구로부터 내부에 원수를 통수하면, 그 원수가, 입구부(12)로부터 하우징(11)의 외주면의 통수 공간 내를 통수하고, 출구부(13)에 유입한다. 그리고, 유수 정화용수 처리 장치(10)의 상류측으로부터 입구부(12) 연통공(12a)을 개재하여 하우징(11)의 외주의 유수로에 유입한 물이, 하우징(11)의 외주의 유수로를 흘러, 출구부(13)의 연통공(13a)으로부터 급수관(2)의 하류측에 유출한다. 이 때, 하우징(11)의 외주의 유수로를 유동하는 원수가, 하우징(11)의 유통공(11a)으로부터 하우징(11) 내에 유입하고, 하우징(11)으로서의 원통 형상의 귀금속체의 내주면과 귀금속체 내에 수용된 원기둥 형상의 비금속체(15)의 외주면과의 사이의 원통 형상의 간극 공간 내{격리망(14)에 의해 형성되는 공간 내}에 유입하고, 당해 간극 공간 내에 일정 시간 체류하여 처리수(전지 작용수)가 되고, 일정 시간 경과 후, 그 처리수가, 하우징(11)의 외주를 흐르는 원수에 유인되어, 유통공(11a)으로부터 하우징(11)의 외부로 유출한다. 당해 유통공(11a)으로부터 유출한 처리수는, 하우징(11)의 외주면의 통수 공간 내의 통수에 혼합되고, 일체화되어 출구부(13)의 연통공(13a)으로부터 급수전의 급수관(2) 내의 하류측에 유출하고, 최종적으로, 급수관(2)의 토수구로부터 토출된다.
<실시예 4>
도 10에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 4에 따른 수환경 전지는, 실시예 2와 동일한 유수 정화용수 처리 장치(30)로 구체화되고, 동일한 용도에 적용 가능하다. 실시예 4의 유수 정화용수 처리 장치(30)는, 샤워 헤드의 핸들부(손으로 파지하는 부분)의 내부 공간(유수로)에 장착되는 구성으로 되어 있는데, 입구부(12)에도{유통공(13b)과 동일한 가는 구멍 모양을 이루는} 유통공(12b)을 관통 형성한 점을 제외하고, 기본적으로는, 실시예 2의 유수 정화용수 처리 장치(10)와 실질적으로 동일한 구성이다. 따라서, 유수 정화용수 처리 장치(30)에서는, 샤워 헤드의 원수 도입부로부터의 원수(상류측의 원수)는, 입구부(12)의 유통공(12b)으로부터 하우징(11) 내에 유입하고, 비금속체(15)로부터의 금속 이온 및 활성 산소에 의해 전지 작용수로 되어, 출구부(13)의 유통공(13b)으로부터 유출하고, 하우징(11)의 외주면으로부터의 원수와 혼합되어, 샤워 헤드의 헤드부의 토수구로부터 토출된다.
<실시예 5>
도 11에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 5에 따른 수환경 전지는, 실시예 2와 동일한 유수 정화용수 처리 장치(10)를, 주관(主管)으로서의 배관 MP의 도중(途中)에 있어서 배관 MP에 병렬 접속한 부관(副管) SP의 내부에 배치되고, 전지 작용수를 공급한다. 이 경우, 배관 MP 내에 송출하는 전지 작용수의 필요량에 따라서, 부관 SP의 직경을 증감(增減) 변경함과 동시에, 이에 대응하여 유수 정화용수 처리 장치(10){즉, 하우징(11) 및 비금속체(15) 등의 직경을} 증감 변경함으로써(필요량이 많으면 이들을 대경으로 하고, 적으면 소경으로 하여), 필요에 따른 양의 전지 작용수를 공급할 수 있다.
실시예 2~5에 따른 유수 정화용수 처리 장치는, 상기 이외의 다른 용도(원수 정화용수 처리 장치 이외의 용도)에 적용할 수 있다. 예를 들면, 유수 정화용수 처리 장치는, 원수 정화용수 처리 장치 이외에도, 농업용수 처리 장치, 제빙기용수 처리 장치, 세탁기용수 처리 장치, 어류 신선 유지용수 처리 장치 등에 적용할 수 있다. 이들은, 각각, 그 용도가 상기 수전(水栓)의 원수 정화용수 처리 장치와 다르지만, 구조 및 기능은 동일하기 때문에, 구조 및 기능의 상세한 설명은 생략한다(상기를 참조). 즉, 먼저, 농업용수 처리 장치는, 예를 들면, 상기 수전의 원수 정화용수 처리 장치를(화단 등에 설치되는) 살수전의 통수로에 수용함으로써, 살수전으로부터 토수한 처리수를, 화단이나 채소밭의 식물에 살수하여, 그 처리수가 구비하는 상기 살균 기능에 의해, 식물에 도래하는 해충의 구제(驅除)·방제(防除), 식물에 부착하는 미생물의 구제·방제 등을 수행하고, 또한, 식물에게 있어서도 필수의 영양분인 Mg 이온에 의해 식물의 성장을 촉진한다. 또한, 제빙기용수 처리 장치는, 예를 들면, 상기 수전의 원수 정화용수 처리 장치를(제빙기용에 설치되는) 급수전의 통수로에 수용함으로써, 급수전(給水栓)으로부터 토수한 처리수를 제빙기로 동결시켜 얼음을 제조함으로써, 처리수가 구비하는 상기 살균 기능에 의해, 그 얼음을 음식용으로 제공한 경우의 안전성을 높이고, 또한, 얼음에 포함되는 미네랄분에 의한 미네랄 보급 기능을 발휘한다. 또한, 세탁기용수 처리 장치는, 예를 들면, 상기 수전의 원수 정화용수 처리 장치를(세탁기에 대한 급수용으로 설치되는) 급수전의 통수로에 수용함으로써, 급수전으로부터 토수한 처리수를 세탁기의 세탁조 내에 급수하여 세탁함으로써, 처리수가 구비하는 상기 살균 기능에 의해, 세탁물의 살균을 수행하고, 또한, 세탁조에 대한 미생물(곰팡이 등의 진균류)의 부착을 방지한다. 또한, 어류 신선 유지용수 처리 장치는, 예를 들면, 상기 수전의 원수 정화용수 처리 장치를(채취한 물고기의 세정용·저장용으로 사용되는) 급수전의 통수로에 수용함으로써, 급수전으로부터 토수한 처리수를, 물고기에 살수하거나 물고기를 저장하는 함체 내에 저류하여, 그 처리수가 구비하는 상기 살균 기능에 의해, 물고기에 부착하는 미생물의 구제·방제 등을 수행하고, 또한, 부패나 이취(異臭)의 발생을 방지한다.
<실시예 6>
도 12~15에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 6에 따른 수환경 전지는, 물기 제거 하우징(120)에 살균 유닛(110)을 수용한 물기 제거 어댑터로 구체화된다. 상세하게는, 실시예 6에 따른 물기 제거 어댑터는, 급수전(1)의 배관으로서의 토수 파이프(2)의 기단부의 하면측에 형성된 짧은 원통 형상의 장착부(암나사)에 착탈이 자유자재로 가능하도록 장착되고, 장착부의 하단의 원형 개구를 개재하여, 토수 파이프(2) 내의 통수로와 수밀(水密)하게 연통한다. 실시예 6의 물기 제거 어댑터는, 살균 유닛(110)과, 살균 유닛(110)을 내부에 수용하는 실질적으로 원통 형상의 용기로서의 금속제의 물기 제거 하우징(120)과, 물기 제거 하우징(120)의 하단 개구에 수밀하게 끼워맞춤하는 금속제의 물기 제거 캡(130)으로 구성된다.
물기 제거 하우징(120)은, 대경의 원통 형상을 이루는 기부(基部, 121)의 상단에, 소경의 원통 형상을 이루는 수나사부(122)를 일체적으로 형성하고 있다. 수나사부(122)의 상단은, 소경의 원형을 이루는 상단 개구(122a)로 되어 있다. 수나사부(122)의 내부의 소경의 원형 단면의 공간은, 기부(121)의 내부의 대경의 원형 단면의 공간과 연통하고 있다. 수나사부(122)의 외주면의 수나사를 수전(1)의 토수 파이프(2)의 상기 장착부의 내주면의 암나사에 나사 결합하여 장착함으로써, 물기 제거 하우징(120)을 장착부에 장착하여, 토수 파이프(2) 내의 통수로와 물기 제거 하우징(120)의 내부 공간을 수밀하게 연통한다. 한편, 물기 제거 하우징(120)의 기부(121)의 하단부 외주면에는 수나사부(123)가 형성되어 있다. 수나사부(123)의 하단은, 대경의 원형을 이루는 하단 개구(123a)로 되어 있다. 물기 제거 하우징(120)의 하단 개구(123a)로부터, 유량 조정판(124) 및 살균 유닛(110)을 차례대로 내부에 수용할 수 있도록 되어 있다.
유량 조정판(124)은, 놋쇠 등의 구리 합금 등의 금속제로, 물기 제거 하우징(120)의 기부(121)의 상단 내주부에 대응하는 직경(실질적으로 동일한 직경 또는 약간 작은 직경)의 구멍뚫린 원반체(圓盤體)이다. 유량 조정판(124)은, 중앙에 소정 직경의 원형의 유량 조정공(124a)을 관통 형성함과 동시에, 기부(121)의 상단 내주부에 수용되고, 유량 조정공(124a)이 수나사부(122)의 원형 개구에 대응하도록 배치된다. 이로써, 유량 조정판(124)의 유량 조정공(124a)을 개재하여, 기부(121)의 내부 공간과 수나사부(122)의 내부 공간 및 토수 파이프(2)의 내부 통수로가 수밀하게 연통된다. 따라서, 토수 파이프(2) 내로부터 물기 제거 하우징(120) 내에 유입하는 물은, 수나사부(122)의 내부 공간에 진입한 후, 유량 조정판(124)의 유량 조정공(124a)을 통과하여 기부(121)의 내부 공간에 진입하고, 기부(121)의 내부 공간을 환류한 후, 다시, 유량 조정판(124)의 유량 조정공(124a)을 통과하여 수나사부(122)의 내부 공간으로부터 토수 파이프(2)의 내부 통수로에 환류한다. 따라서, 유량 조정판(124)의 유량 조정공(124a)의 구멍 직경의 증감 및/또는 구멍 형상의 변경에 의해, 그 단면적을 증감 조정하여 통수 허용량을 증감 조정함으로써, 토수 파이프(2)로부터 물기 제거 하우징(120) 내로 유입하는 수량 및 물기 제거 하우징(120) 내로부터 토수 파이프(2)에 유출하는 수량을 조정할 수 있다. 예를 들면, 유량 조정공(124a)의 구멍 모양이 다른 복수 종류의 유량 조정판(124)을 미리 준비해 두고, 원하는 구멍 모양을 갖는 유량 조정판(124)으로 교환한다. 예를 들면, 유량 조정공(124a)을 직경이 큰 것으로 교환하면 유량 조정공(124a)의 통수량이 증가하고, 유량 조정공(124a)을 직경이 작은 것으로 교환하면 유량 조정공(124a)의 통수량이 감소한다. 이와 같이 함으로써, 유량 조정판(124)에 의해 물기 제거 하우징(120) 내에 통수량을 조정할 수 있다. 한편, 유량 조정판(124)의 유량 조정공(124a)은, 원형 이외에도, 다각형 모양 등의 다른 형상으로 하고, 그 형상이나 치수를 변경함으로써, 마찬가지로 하여 단면적을 증감 변경하여, 유량 조정을 수행하는 것도 가능하다.
물기 제거 캡(130)은, 캡 형상의 암나사부(132)와, 암나사부(132)의 하단면 중앙부에 일체적으로 형성된 바닥이 있는 원통 형상의 물기 제거부(131)로 이루어진다. 암나사부(132)는, 내주면의 암나사를 물기 제거 하우징(120)의 기부(121)의 수나사부(23)의 외주면의 수나사에 나사 결합함으로써, 물기 제거 하우징(120)의 하단에 장착하도록 되어 있다. 이로써, 암나사부(132)의 내부 공간을 개재하여, 물기 제거부(131)의 내부 공간이 물기 제거 하우징(120)의 기부(121)의 내부 공간과 연통한다. 이 때, 물기 제거 하우징(120) 내에 살균 유닛(110)을 장착하고, 씰재로서의 링 형상의 패킹(125)을 살균 유닛(110)의 하단과 물기 제거 캡(130)과의 사이에 개장하여, 물기 제거 하우징(120)과 물기 제거 캡(130)과의 사이의 수밀(水密)을 유지한다. 한편, 물기 제거 캡(130)은, 통상적인 물기 제거 기능도 구비할 수 있고, 상기 링 형상의 패킹(125)에 의해 물기 제거 하우징(120)과 물기 제거 캡(130)과의 사이의 수밀을 유지하며, 또한, 물기 제거부(131)에 의해 기부(121)의 내부의 물을 외부에 조정하여 물기 제거 가능하게 하고 있다.
살균 유닛(110)은, 상측 격리 망판(111), 비금속체(112), 내측 격리 망통(113), 귀금속체(114), 외측 격리 망통(115) 및 하측 격리 망판(116)을 구비한다. 상측 격리 망판(111)은, 유량 조정판(124)과 실질적으로 동일한 직경의 그물 모양의 원반 형상을 이루고, 전체면에 걸쳐서 두께방향으로 관통하는 다수의 작은 구멍(111a)을 갖고 있다. 또한, 상측 격리 망판(111)은, 폴리프로필렌 등의 합성 수지 등으로 이루어지는 소정의 전기 절연 재료 또는 비도전성 재료에 의해 다수의 선 형상부를 교차 배치하여 이루어지는 통상적인 그물 형상 내지 네트 형상의 원반 모양으로 형성되는데, 상하 양면측에서는, 전부 또는 일부의 선 형상부의 정수리부가 선 형상(일차원 형상)의 지지선(11b)이 되도록 형성되어 있다. 이로써, 상측 격리 망판(111)의 상하 양면은, 선 형상으로 한 선 형상부의 지지선(111b)만을 개재하여, 대향하는 부재인 상측의 유량 조정판(124)의 하면 그리고 하측의 비금속체(112)의 상단면 및 귀금속체(114)의 상단면에 대해, 일부에라도 면적(面的)으로 접촉 하는 일 없이 전체가 선만으로 접촉(선 접촉)하도록 되어 있다. 따라서, 상측 격리 망판(111)의 상하 양면과, 상측의 유량 조정판(124)의 하면 그리고 하측의 비금속체(112)의 상단면 및 귀금속체(114)의 상단면과의 각각의 접촉 면적의 크기를 실질적으로 제로로 할 수 있다.
내측 격리 망통(113)은, 본 실시예의 간격 유지부재를 구성하고, 비금속체(112) 및 귀금속체(114)간에 상기 간극 공간을 형성한다. 내측 격리 망통(113)은, 전체면에 걸쳐서 두께방향으로 관통하는 다수의 작은 구멍(113a)을 갖고 있다. 또한, 내측 격리 망통(113)은, 상측 격리 망판(111)과 동일한 전기 절연 재료에 의해 다수의 선 형상부를 교차 배치하여 이루어지는 통상적인 그물 형상 내지 네트 형상의 원통 모양으로 형성되는데, 그 내주면측 및 외주면측에서는, 전부 또는 일부의 선 형상부의 정수리부가 선 형상(일차원 형상)의 지지선(113b)이 되도록 형성되어 있다. 이로써, 내측 격리 망통(113)의 내주면 및 외주면은, 선 형상으로 한 선 형상부의 지지선(113b)만을 개재하여, 대향하는 부재인 비금속체(112)의 외주면 및 귀금속체(114)의 내주면에 대해, 각각, 일부에라도 면적(面的)으로 접촉하는 일 없이 전체가 선만으로 접촉(선 접촉)하도록 되어 있다. 따라서, 내측 격리 망통(113)의 내주면 및 외주면과, 비금속체(112)의 외주면 및 귀금속체(114)의 외주면과의 각각의 접촉 면적의 크기를 실질적으로 제로로 할 수 있다.
외측 격리 망통(115)은, 귀금속체(114)의 외주면 전체가 물기 제거 하우징(120)의 기부(121)의 내주면에 대해 비접촉 상태가 되도록, 귀금속체(114)의 외주면의 전체면을 덮는 그물 형상의 원통 형상을 이룬다. 외측 격리 망통(115)은, 전체면에 걸쳐서 두께방향으로 관통하는 다수의 작은 구멍(115a)을 갖고 있다. 또한, 외측 격리 망통(115)은, 상측 격리 망판(111)과 동일한 전기 절연 재료에 의해 다수의 선 형상부를 교차 배치하여 이루어지는 통상적인 그물 형상 내지 네트 형상의 원통 모양으로 형성되는데, 그 내주면측 및 외주면측에서는, 내측 격리 망통(113)과 마찬가지로, 전부 또는 일부의 선 형상부의 정수리부가 선 형상(일차원 형상)의 지지선(115b)이 되도록 형성되어 있다. 이로써, 외측 격리 망통(115)의 내주면 및 외주면은, 선 형상으로 한 선 형상부의 지지선(115b)만을 개재하여, 대향하는 부재인 귀금속체(114)의 외주면 및 기부(121)의 내주면에 대해, 각각, 일부에라도 면적(面的)으로 접촉하는 일 없이 전체가 선만으로 접촉(선 접촉)하도록 되어 있다. 따라서, 외측 격리 망통(115)의 내주면 및 외주면과, 귀금속체(114)의 외주면 및 기부(121)의 외주면과의 각각의 접촉 면적(面積)의 크기를 실질적으로 제로로 할 수 있다.
하측 격리 망판(116)은, 상측 격리 망판(111)과 동일한 구성으로, 전체면에 걸쳐서 두께방향으로 관통하는 다수의 작은 구멍(116a)을 가지며, 또한, 그 상하 양면측에서는, 상기 지지선(111b)과 동일한 지지선(116b)이 형성되어 있다. 이로써, 하측 격리 망판(116)의 상하 양면은, 지지선(116b)만을 개재하여 상측의 비금속체(112)의 하단면 및 귀금속체(114)의 하단면 그리고 하측의 패킹(1251)에 대해, 일부에라도 면적(面的)으로 접촉하는 일 없이 전체가 선만으로 접촉(선 접촉)하도록 되어 있다. 따라서, 하측 격리 망판(116)의 상면과, 상측의 비금속체(112)의 하단면 및 귀금속체(114)의 하단면과의 각각의 접촉 면적의 크기를 실질적으로 제로로 할 수 있다.
<실시예 7>
도 16에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 7에 따른 수환경 전지는, 실시예 6의 물기 제거 부착 어댑터의 물기 제거 캡(130)을 물기 제거 기능을 구비하지 않은 통상적인 캡(130A)으로 변경한 점을 제외하고, 기본적으로, 실시예 7의 물기 제거 어댑터와 동일한 구성이며, 동일한 작용 효과를 발휘한다.
여기서, 실시예 6 및 7에서는, 살균 유닛(110)을 내장하는 물기 제거 하우징(120)이, 살균 등의 작용 대상이 되는 수환경인 토수 파이프(2) 내의 원수의 통수로(유수방향)에 대해 실질적으로 직교하여 장착되고, 토수 파이프(2) 내의 원수, 물기 제거 하우징(120)의 상단 개구(122a)로부터 내부로, 그 유수방향과 실질적으로 직교하여 진입하고, 그 후, 하우징(120) 내부를 환류하여 살균 유닛(110)에 의해 금속 이온 전지 작용수로 된다. 즉, 상기 유량 조정판(124)의 유량 조정공(124a)은, 물기 제거 하우징(120)의 내부 공간에 있어서 살균 유닛(110)의 비금속체(112)와 귀금속체(114)와의 사이에서의 전지 작용에 의해 비금속체(22)로부터 용출된 금속 이온(Mg 이온, Zn 이온)이나, 동일하게 전지 작용에 의해 수중에 발생 한다고 생각되는 활성 산소{히드록실 라디칼(·OH) 등}를 함유하는 물(이하, 「전지 작용수」라고 하는 경우가 있음.)가, 물기 제거 하우징(20)의 내부 공간(내부 수환경)으로부터 외부 수환경{물기 제거 하우징(120)의 접속처 내지 통수처인 토수 파이프(2)의 내부 공간 등}에 유출하는 양을 조정하는 유출량 조정수단을 구성한다. 그리고, 유량 조정공(124a)은, 대상이 되는 수환경의 단위 시간당 유량, 단위량당 세균 수(數), 하우징의 용적(容積), 살균 유닛의 전극 용적 등에 의존하는데, 일반적으로, 구멍 직경은 하우징(120)의 직경의 1/10~3/10으로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 예를 들면, 토수 파이프(2)로부터의 원수의 전량(全量) 또는 대부분의 양이 물기 제거 하우징(120)의 내부에{유량 조정판(24) 등의 장애물을 관여하지 않고} 직접적으로 유입하면, 내부에 진입한 원수는, 살균 유닛(110)의 층 형상의 공간 구조에 의해 유수 저항을 받기는 하지만, 물기 제거 하우징(120) 내를 단번에(단시간에) 환류한다. 특히, 진입한 원수는, 전지 작용수를 발생하는 비금속체(112)와 귀금속체(114)와의 사이의 간극 공간을 단시간에 흘러, 물기 제거 하우징(120)으로부터 토수 파이프(2) 내에 유입량과 가까운 양이 유출한다. 이 때, 전지 작용수는, (전지 작용수의 발생 공간인) 비금속체(112)와 귀금속체(114)와의 사이의 간극 공간 내에 어느 정도의 시간 체류하는 일 없이, 단시간에 동 간극 공간으로부터 외부로 유출하게 된다. 따라서, 상기와 같이 살균 효과나 항곰팡이 효과 등의 항미생물 효과를 발휘하는 전지 작용수가, 물기 제거 하우징(120) 내에 단시간 밖에 체류하지 않게 된다.
이 경우, 특히 순환 목욕탕(24시간 목욕탕)의 물(욕조물) 등의 세균이 번식하기 쉬운 수환경 속에 상기 살균 유닛(110)과 동일한 살균 유닛으로 이루어지는 수환경 전지를 배치 형성하면, 어느 정도의 기간의 사용에 의해 비금속체(112)의 표면에 미생물 피막(바이오 필름)이 형성되는 것을 본 발명자들은 실험에 의해 확인하고 있다. 한편, 상기 실시예와 같이, 원통 형상의 비금속체(112)와 귀금속체(114)를 미소한 일정의 간극 공간을 유지하여 동축 형상으로 배치 고정한 복층 구조의 살균 유닛(110)을, 대응하는 원통 형상의 하우징(120)에 내장한 수환경 전지는, 그 축방향이 살균 등의 대상이 되는 수환경의 통수로의 유수방향(토수 파이프나 배관 등의 통수로의 축방향)과 실질적으로 직교하도록 장착함과 동시에, 유량 조정판에 의해 유입출하는 수량을 조정함으로써, 미생물 피막의 생성을 효과적으로 방지할 수 있다.
<실시예 8>
도 17~도 19에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 8에 따른 수환경 전지는, 4 층 구조 어댑터로 구체화하고, 상단을 개구한 원통 형상의 용기로서의 하우징(290) 내에, 비금속체(212, 216) 및 귀금속체(214, 218)를 4 층 구조로 하여 동축 형상으로 배치한 살균 유닛(210)을 수용한 것이다. 내측 비금속체(212), 내측 귀금속체(214), 외측 비금속체(216) 및 외측 귀금속체(218)의 각 금속체가 서로 직접 접촉하지 않도록, 그들의 사이에는, 각각, 격리 망통{제1 내측 격리 망통(213), 제2 내측 격리 망통(215), 제1 외측 격리 망통(217)}이 개장됨과 동시에, 외측 귀금속체(218)가 다른 부재와 직접 접촉하지 않도록 외측 귀금속체(218)의 외주면에는 제2 외측 격리 망통(219)이 장착되고, 또한, 동축 다단 원통 형상이 되도록 중첩한 내측 비금속체(212), 내측 귀금속체(214), 외측 비금속체(216) 및 외측 귀금속체(218)의 상단 및 하단면에는, 각각, 격리 망판{상측 격리 망판(211), 하측 격리 망판(220)}이 장착되어 있다. 한편, 귀금속체(214, 218)의 구성은, 실시예의 외측의 귀금속체(3)와 동일하다.
<실시예 9>
도 20~도 22에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 9에 따른 수환경 전지는, 수전의 토수구에 착탈이 자유자재로 가능하도록 장착되는 토수구 어댑터로서의 토수 캡으로 구체화된다. 토수 캡은, 실질적으로 원통 형상의 기부(301)와, 기부(301)의 일단(상류단)에 일체적으로 형성되어 수전의 토수구에 착탈이 자유자재로 가능한 유입구(302)와, 기부의 타단(하류단)에 일체적으로 형성된 토수구(303)로 이루어지는 하우징(300)을 갖는다. 토수구(303) 내에는 포말내심(泡沫內芯, 304)이 내장되어 있다. 또한, 하우징(300)의 내부 공간에는 살균 유닛(310)이 내장되어 있다.
도 21 및 도 22의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 제1 예의 살균 유닛(310)은, 내측 비금속체(312), 제1 내측 격리 망통(313), 내측 귀금속체(314), 제2 내측 격리 망통(315), 외측 비금속체(316), 제1 외측 격리 망통(317), 외측 귀금속체(318), 제2 외측 격리 망통(319) 및 하측 격리 망판(320)으로 이루어지고, 전체로서, 하우징(300) 내의 공간에 대응한 형상을 이룬다. 즉, 살균 유닛(310)은, 내측 비금속체(312), 내측 귀금속체(314), 외측 비금속체(316) 및 외측 귀금속체(318)를 각각 동축 상에 배치하여 구성되고, 전체로서, 원통 형상을 이룬다. 이 때, 내측 비금속체(312), 내측 귀금속체(314), 외측 비금속체(316) 및 외측 귀금속체(318)의 각 금속체가 서로 직접 접촉하지 않도록, 그들 사이에는 각각 격리 망통{제1 내측 격리 망통(313), 제2 내측 격리 망통(315), 제1 외측 격리 망통(317)}이 개장됨과 동시에, 외측 귀금속체(318)가 다른 부재와 직접 접촉하지 않도록 외측 귀금속체(318)의 외주면에는 제2 외측 격리 망통(319)이 장착되고, 또한, 동축 다단 원통 형상이 되도록 중첩한 내측 비금속체(312), 내측 귀금속체(314), 외측 비금속체(316) 및 외측 귀금속체(318)의 하단면에는, 격리 망판{하측 격리 망판(320)}이 장착되어 있다.
내측 비금속체(312) 등의 기본 구성은 상기와 동일하다. 한편, 외측 귀금속체(318)는, 그 전체면에, 원형의 작은 구멍 모양을 이루는 통수공(318a)이, 다수, 두께방향으로 관통 형성되어 있다. 상기 원통 형상의 내측 귀금속체(314)는, 그 두께방향으로 관통하도록 복수의 소경의 통수공(314a)을 형성하고, 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이의 원통 형상의 내측 간극 공간 내의 전지 작용수, 그들의 통수공(314a)을 개재하여, 내측 귀금속체(314)의 외주면측의 전지 작용수용의 저류 공간(WS) 내로 유출하고, 또한, 저류 공간(WS) 내의 전지 작용수{외측 비금속체(316) 및 외측 귀금속체(318)로부터의 전지 작용수도 함유}가 저류 공간(WS)으로부터 통수공(314a)을 개재하여 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이의 원통 형상의 내측 간극 공간 내에 환류하도록 하고 있다. 이로써, 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이의 내측 간극 공간의 일단(상류단)으로부터 내부로 진입한 원수가, 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이의 내측 간극 공간의 타단(하류단)으로부터 직접적으로 유출하여, 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이의 내측 간극 공간 내에서 발생한 상기 전지 작용수가, 유수와 함께 순간적으로 유출하지 않도록 차단하고, 당해 전지 작용수가, 상기 내측 귀금속체(314)의 통수공(314a)의 일단(내주단)으로 실질적으로 90도 유수방향이 변경되어 저류 공간(WS) 내로 유입하고, 저류 공간(WS)에서 외측 비금속체(316)와 외측 귀금속체(318)와의 사이에서 발생한 전지 작용수를 더 추가함유한 후, 다시, 통수공(314a)으로부터 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)의 상단측의 공간 내에 환류하고, 그 후, 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이의 내측 간극 공간 내에 진입하여, 토수구(303)로부터 포말내심(304)을 개재하여 토출된다.
즉, 본 실시예에서는, 내측 귀금속체(314)의 통수공(314a)과 저류 공간(WS)과의 사이에서의 전지 작용수의 왕복 유동에 의해, 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이에서 발생하는 금속 이온이나 활성 산소를 함유하는 전지 작용수를, 일정 시간만큼은 확실하게 내부{특히 저류 공간(WS) 내}에 체류하여 그 전지 작용수의 농도를 일정 농도 이상으로 유지한다. 바꾸어 말하면, 저류 공간(WS) 등이 전지 작용수 제방 공간 또는 전지 작용수 농도 유지 공간으로서 기능한다. 즉, 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이의 내측 간극 공간의 전지 작용수 속의 금속 이온이나 활성 산소는, 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(614)와의 사이의 내측 간극 공간을 유동하는 분량만큼 감소하여 전지 작용수가 희석되지만, 통수공(314a)을 개재하여 그 일부가 저류 공간(WS) 내에 체류하고, 또한, 동 저류 공간(WS)에서 외측 비금속체(316)와 외측 귀금속체(318)와의 사이에서의 전지 작용수 속의 금속 이온이나 활성 산소가 추가 함유되어, 당해(합계분의) 전지 작용수가 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이의 내측 간극 공간을 지나 토수구(303)로부터 토출된다. 따라서, 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이의 내측 간극 공간을 유수가 직접 통과하는 경우와 같이 단시간에 전지 작용수의 전체가 유출하는 경우는 없고, 항상 금속 이온이나 활성 산소를 일정 농도 이상 함유하는 상태의 전지 작용수가 저류 공간(WS)이나 기부(310) 내부의 상단측의 공간 내에 잔류한다. 한편, 전지 작용수 속의 금속 이온이나 활성 산소의 필요 최저한 농도는, 유수와 함께 내측 비금속체(312)와 내측 귀금속체(314)와의 사이의 내측 간극 공간 내 및 외측 비금속체(616)와 외측 귀금속체(318)와의 사이의 외측 간극 공간 내에 침입하는 세균이나 진균류 등의 미생물을 확실하게 살균·멸균하여, 내측 비금속체(312)나 내측 귀금속체(314)의 표면 및 외측 비금속체(316)나 외측 귀금속체(318)의 표면에 미생물 피막이 형성되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 농도로 한다. 한편, 내측 귀금속체(314) 및 외측 귀금속체(318)를 스테인리스강 등의 미생물 피막의 형성이 어려운 재료에 의해 형성한 경우에는, 전지 작용수 속의 금속 이온이나 활성 산소의 필요 최저한 농도는, 내측 비금속체(312) 및 외측 비금속체(316)만을 고려 대상으로 하고, 내측 비금속체(312) 및 외측 비금속체(316)의 표면에 미생물 피막이 형성되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 농도로 하면 된다. 따라서, 내측 귀금속체(314)의 통수공(314a)의 수 및 구멍 직경, 그리고, 저류 공간(WS)의 용적은, 사용 대상의 토수 캡의 단위시간당 유수량이나 단위량당 미생물 함유량 등을 고려하여, 상기 조건을 유지할 수 있는 값으로 설정한다.
도 22의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 제2 예의 살균 유닛(310A)은, 제1 예의 살균 유닛(310)과 동일한 기본적 구성인데, 내측 비금속체(312), 제1 내측 격리 망통(313), 내측 귀금속체(314), 제2 내측 격리 망통, 외측 귀금속체(318A의 구성이 차이가 난다. 즉, 외측 귀금속체(318A)는, 외측 귀금속체(318)보다 적은 수의 통수공(318a)을 형성한 것, 혹은, 통수공(318a)을 전혀 형성하지 않은 단순 원통 형상으로 해도 된다. 이 제2 예의 경우도, 제1 예와 동일한 작용 효과를 발휘한다.
<실시예 1~9의 별례의 수환경 전지>
이상, 실시예 1~실시예 9의 수환경 전지는, 모두, 건전지식 수환경 전지이다. 도 23에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지는, 각종의 구성으로서 실시할 수 있다.
<별례 1~3 : 이종 금속체의 조합 양태(싱글 타입)>
본 발명의 수용 살균 장치는, 상기 실시예와 같이 살균 유닛(10) 등을 급수 장치 등에 내장하는 양태 외에, 살균 유닛 단체(單體)로 살균 장치로서 사용하는 것도 물론 가능하다. 예를 들면, 도 23의 (a)에 나타내는 바와 같이, 살균 유닛(410)은, 국형기둥 모양의 비금속체(412)(제1 반응체)의 외측에 원통 그물 모양의 격리 통망(413)(간격 유지부재)을 개재하여 원통 형상의 귀금속체(414)(제2 반응체)를 동축 형상에 외장한 환형 구성으로 하고, 단체로 살균 장치로 할 수 있다(실시예 1). 또한, 도 23의 (b)에 나타내는 바와 같이, 살균 유닛(510)은, 원기둥 형상의 비금속체(512)(제1 반응체)의 외측에 원통 그물 형상의 격리통망(513)(간격 유지부재)을 개재하여 국형통 형상의 귀금속체(514)(제2 반응체)를 동축 형상으로 외장한 환형 구성으로 하고, 단체로 살균 장치로 할 수 있다(실시예 2). 그리고, 도 23의 (c)에 나타내는 바와 같이, 살균 유닛(610)은, 직사각형 기둥 모양의 비금속체(612)(제1 반응체)의 외측에 직사각형 통그물 형상의 격리통망(613)(간격 유지부재)을 개재하여 직사각형 통 형상의 귀금속체(614)(제2 반응체)를 동축 형상으로 외장한 각형(角型) 구성으로 하고, 단체로 살균 장치로 할 수 있다(실시예 3).
<실시예 1~9의 별례의 비금속체>
도 24에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지는, 각종의 비금속체로 하여 수행할 수 있다. 즉, 본 발명의 수용 살균 장치에서 사용하는 비금속체는, 상기 실시예 이외에 각종 구성으로 할 수 있는데, 일반적인 통수 환경·유수 환경이나 저수 환경에서는, 도 24의 (a)에 나타내는 원기둥 형상 타입의 비금속체(712)를 사용하는 것이 바람직하고, 그 외주면(712a)으로부터 금속 이온을 용출한다(실시예 5). 또한, 수전의 토수구 등의 유량 확보와 정류 효과가 요구되는 통수 환경에서는, 도 24의 (b)에 나타내는 국형기둥 모양 타입의 비금속체(722)를 사용하는 것이 바람직하고, 그 외주면(722a)으로부터 금속 이온을 용출한다(실시예 6). 한편, 이 경우, 비금속체(722)는, 국형기둥 모양의 기부(722x)의 상단측(토수구 내의 상단 등, 상류측의 단부)에, 상측을 향해 축경(縮徑)하는 테이퍼 형상의 헤드부(722y)를 일체적으로 형성하고, 헤드부(722y)의 외주면(722b)에 의해 향해 오는 수류의 정류를 한층 원활하게 수행하도록 해도 된다. 이상의 기둥 모양을 이루는 비금속체(712, 722)는, 도 23 등에 나타내는 싱글 타입(2 층 구조)의 살균 유닛에 사용된다. 또한, 더블 타입(3 층 구조 이상)의 살균 유닛에서는, 도 24의 (c)에 나타내는 원통 형상의 비금속체(732)를 사용하는 것이 바람직하고, 그 내주면 및 외주면의 양쪽으로부터 금속 이온을 용출한다(실시예 7). 한편, 도 24의 (d)에 나타내는 바와 같이, 각형(육각 단면 등)의 비금속체(742)를 사용하고, 그 외면(742a)으로부터 금속 이온을 용출하도록 해도 된다(실시예 8).
<실시예 1~9의 별례의 귀금속체>
도 25에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지는, 각종의 귀금속체로서 실시할 수 있다. 즉, 본 발명의 수용 살균 장치에서 사용하는 귀금속체는, 상기 실시예 이외에 각종 구성으로 할 수 있는데, 일반적인 통수 환경·유수 환경이나 저수 환경에서는, 도 25의 (a)에 나타내는 원통 형상 타입의 귀금속체(714)를 사용하는 것이 바람직하다(실시예 9). 또한, 상기 더블 타입 등의 2 층 이상의 간극 공간을 형성하는 살균 유닛의 경우, 도 25의 (b)에 나타내는 슬릿 부착의 원통 형상을 이루는 귀금속체(724)를 사용하고, 슬릿(724a)을 개재하여 내측의 비금속체에 대한 통수를 촉진하는 것도 가능하다(실시예 10). 또한, 상기 더블 타입 등의 2 층 이상의 간극 공간을 형성하는 살균 유닛의 경우, 도 25의 (c)에 나타내는 원형 작은 구멍 부착의 원통 형상을 이루는 귀금속체(734)를 사용하고, 다수의 작은 구멍(734a)을 개재하여 내측의 비금속체에 대한 통수를 촉진하거나(실시예 11), 도 25의 (d)에 나타내는 나선 모양 내지 코일 스프링 모양의 원통 형상을 이루는 귀금속체(744)를 사용하고, 나선간의 간극(744a)을 개재하여 내측의 비금속체 에 대한 통수를 촉진하거나(실시예 12), 도 25의 (e)에 나타내는 그물 모양의 원통 형상을 이루는 귀금속체(754)를 사용하고, 다수의 그물코(754a)를 개재하여 내측의 비금속체에 대한 통수를 촉진하거나 할 수 있다(실시예 13). 그리고, 수전의 토수구 등의 유량 확보와 정류 효과가 요구되는 통수 환경에서는, 도 25의 (f)에 나타내는 리브가 부착된 원통 형상을 이루는 귀금속체(764)를 사용하고, 둘레방향에 일정 간격으로 형성한 만곡 리브(764a)간에 형성되는 오목홈(764b)이나, 만곡 리브(764a)의 내면측에 형성되는 동일한 곡률의 소오목홈(764c)을 개재하여 유량 확보나 정류 효과를 발휘하는 것도 가능한데(실시예 14), 바람직하게는, 도 25의 (g)에 나타내는 국형통 형상을 이루는 귀금속체(774)를 사용하고, 그 내외의 둘레방향에 일정 간격으로 형성되는 오목홈을 개재하여 유량 확보나 정류 효과를 발휘하도록 한다(실시예 15). 한편, 도 25의 (h)에 나타내는 바와 같이, 각형(육각 단면 등)의 귀금속체(784)를 사용해도 된다(실시예 16).
<실시예 1~9의 내부 유닛>
본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지의 내부 유닛(비금속체, 귀금속체 및 간격 유지부재)은, 도 26에 나타내는 내부 유닛의 구성(특히, 격리망의 구성)으로 할 수 있다. 즉, 본 발명의 수용 살균 장치는, 상기와 같이, 살균 유닛 단체로 살균 장치로서 사용할 수 있다. 도 26에 나타내는 바와 같이, 살균 유닛(810)은, 상기 실시예의 경우와 마찬가지로, 작은 구멍(811a)을 갖는 원반 그물 형상의 상측 격리 망판(811)(격리부재), 원기둥 형상의 비금속체(812)(제1 반응체), 작은 구멍(813a)을 갖는 원통 그물 형상의 내측 격리 망통(813)(간격 유지부재), 원통 형상의 귀금속체(814)(제2 반응체), 작은 구멍(815a)을 갖는 원통 그물 형상의 외측 격리 망통(815)(격리부재) 및 작은 구멍(816a)을 갖는 원반 그물 형상의 하측 격리 망판(816)(격리부재)으로 구성할 수 있다. 한편, 내측 격리 망통(813)은, 상기 지지선 등 대신에, 그물을 구성하는 선 형상부의 교차부의 내면 및 외면에, 각각, 반구 형상의 돌기로 이루어지는 지지점(813b)을 일체적으로 형성하고, 내측의 비금속체(812)의 외주면 및 외측의 귀금속체(814)의 내주면을 각각 점 접촉에 의해 지지하도록 되어 있다. 특히, 도 26의 (c) 및 (d)에 나타내는 바와 같이, 지지점(813b)간에는 충분한 유수용의 간극이 형성되고, 살균 유닛(810)의 비금속체(812)와 귀금속체(814)와의 사이의 간극 공간에 진입하는 물이, 매우 원활하게 유동하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 살균 유닛(810)에서는, 외측 격리 망통(815)의 내주면에도, 그물을 구성하는 선 형상부의 교차부에 반구 형상의 돌기로 이루어지는 지지점(815b)을 일체적으로 형성하고, 내측의 귀금속체(814)의 외주면을 점 접촉에 의해 지지하도록 하고 있다.
<실시예 1~9의 제1 별례의 내부 유닛>
도 27~도 28에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지는, 상기와 다른 내부 유닛(910)의 구성, 특히, 그 간격 유지부재를 다른 구성(제1 별례)으로 할 수 있다. 상세하게는, 수환경 전지는, 원통 형상의 비금속체(911)의 내외에, 대응하는 원통 형상을 이루는 2 개의 귀금속체(912, 913)를 배치하는 3 층 구조로 한 내부 유닛(910)으로 구체화하는 경우에 있어서, 그들을 상기 소정 간극 공간을 두고 이간(離間) 배치하기 위한 간격 유지부재(914)를, 작은 막대 모양으로 하여 구성하고 있다. 간격 유지부재(914)는, 비금속체(911)의 축방향(길이방향)의 양단부에 있어서, 원주방향으로 소정 각도 간격(도면에서는 120도의 일정 각도 간격)을 둔 위치에, 각각, 비금속체(911)의 두께방향으로 관통하도록 형성되어 있다. 즉, 내부 유닛(910)의 일단부 및 타단부에 있어서, 각각, 3 개씩의 간격 유지부재(914)가 배치 형성되어 있다. 각 간격 유지부재(914)는, 그 양단부가 비금속체(911)의 내주면 및 외주면으로부터 각각 소정 치수(상기 간극 공간의 두께와 동일 치수)만큼 돌출하도록 비금속체(911)에 장착되어 있다. 그리고, 이러한 간격 유지부재(914)를 배치한 비금속체(911)의 내측 및 외측에, 각각, 귀금속체 (912, 913)를 삽입 또는 끼워맞춤함으로써, 귀금속체(912)의 외주면 및 귀금속체(913)의 내주면이, 각각, 간격 유지부재(914)의 내단 및 외단에 맞닿음하여 지지되고, 비금속체(911)의 내주면과 내측의 귀금속체(912)의 외주면과의 사이 및 비금속체(911)의 외주면과 외측의 귀금속체(913)의 내주면과의 사이에, 각각, 상기 간극 공간이 형성된다. 이 간극 공간은, 작은 막대 모양의 간격 유지부재(914)가 존재하는 부위 이외의 모든 비금속체(911) 및 귀금속체(912, 913)의 내주면 및 외주면을, 상기 비금속체(911)의 반응면 및 귀금속체(912, 913)의 대향면으로서 사용할 수 있고, 보다 한층 큰 전지 작용을 발휘할 수 있다.
<실시예 1~9의 제2 별례의 내부 유닛>
도 29~도 30에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1~9에 따른 수환경 전지는, 상기와 다른 내부 유닛(1010)의 구성, 특히, 그 간격 유지부재를 다른 구성(제2 별례)으로 할 수 있다. 상세하게는, 수환경 전지는, 원기둥 형상의 비금속체(1011)의 외측에, 대응하는 원통 형상을 이루는 1 개의 귀금속체(1012)를 배치하는 2 층 구조로 한 내부 유닛(1010)으로 구체화하는 경우에 있어서, 그들을 상기 소정 간극 공간을 두고 이간 배치하기 위한 간격 유지부재(1014)를, 작은 막대 형상으로 하여 구성하고 있다. 간격 유지부재(1014)는, 비금속체(1011)의 축방향(길이방향)의 양단부에 있어서, 원주방향으로 소정 각도 간격(도면에서는 120도의 일정 각도 간격)을 둔 위치에, 각각, 비금속체(1011)의 두께 방향으로 관통하도록 형성되어 있다. 즉, 내부 유닛(1010)의 일단부 및 타단부에 있어서, 각각, 3 개씩의 간격 유지부재(1014)가 배치 형성되어 있다. 각 간격 유지부재(1014)는, 그 선단부(내단부)가 비금속체(1011)의 외주면으로부터 소정 치수(상기 간극 공간의 두께와 동일 치수)만큼 돌출하도록 비금속체(1011)에 장착되어 있다. 그리고, 이러한 간격 유지부재(1014)를 배치한 비금속체(1011)의 외측에, 귀금속체(1012)를 끼워맞춤함으로써, 귀금속체(1012)의 내주면이 간격 유지부재(1011)의 선단에 맞닿음하여 지지되고, 비금속체(1011)의 외주면과 귀금속체(1012)의 내주면과의 사이에 상기 간극 공간이 형성된다. 이 간극 공간은, 작은 막대 형상의 간격 유지부재(1014)가 존재하는 부위 이외의 모든 비금속체(1011) 및 귀금속체(1012)의 외주면 및 내주면을, 상기 비금속체(1011)의 반응면 및 귀금속체(1012)의 대향면으로서 사용할 수 있고, 보다 한층 큰 전지 작용을 발휘할 수 있다.
<건전지형 수환경 전지의 정리>
이상, 실시예 1~9에 따른 수환경 전지는, 건전지와 마찬가지로 양극 및 음극을 동심 형상으로 적층 배치하는 타입(이러한 타입의 수환경 전지를, 「건전지형 수환경 전지」라고 함.)이다.
이러한 건전지형 수환경 전지에 대해, 살균 효과 확인 시험 및 변색 확인 시험을 수행한 결과, ZnMg 합금기둥과 스테인리스 파이프 또는 티탄 파이프의 조합 으로 구성되는 살균 유닛의 경우, 통 형상의 ZnMg 합금은, 스테인리스 파이프 또는 티탄 파이프의 표면으로부터 멀리 떨어진 면, 즉, 전지 반응이 약해지는 스테인리스 파이프 또는 티탄 파이프와의 대향면과 반대측의 면(스테인리스 파이프 등을 외주면측에 배치한 경우의 ZnMg 합금통의 내주면 및 스테인리스 파이프 등을 내주면측에 배치한 경우의 ZnMg 합금통의 외주면)에서는, 정극인 스테인리스 파이프 등과의 사이에서의 수환경 전지 작용이 완전히 방해되고, 아연·마그네슘 합금을 형성하고 있는 마그네슘을 이온화하지 못하고 단순히 산화 부식되어 산화 마그네슘으로 되고, 그 산화 마그네슘에 의해 ZnMg 합금통의 표면 전체가 검게 변색되는 것이라고 생각된다. 즉, 이 산화 마그네슘은, 마그네슘과 아연에서는 마그네슘 쪽이 이온화 경향이 크고 아연에 대해 마그네슘이 부극이 되기 때문에, 마그네슘과 아연과의 사이에서 국부 전지가 형성되어 부식 전류가 발생하고, 부극이 되는 마그네슘이 부식되어 생긴 반응 생성물의 산화 마그네슘이라고 생각된다. 요컨대, 상기 변색 확인 시험 1~2의 시험 결과로부터, ZnMg 합금통 표면의 흑변의 원인은, 전지 반응이 약한 개소의 Mg가 이온으로서 용출하지 못하고, 산화 마그네슘 상태로 표면을 덮고 있기 때문이라고 판단할 수 있다.
또한, 시험 결과로부터, 아연만으로 이루어지는 비금속체(아연기둥)에서는 살균 효과가 약하고, 아연에 마그네슘을 소량 부가함으로써 비금속체의 살균 효과가 현격히 향상되는 것이 확인되었는데, 아연 마그네슘 합금제의 비금속체에 귀금속체와 대향하는 면과 반대측의 면에서는, 그 표면이 검게 변색하기 때문에, 이대로는 물이 검게 탁해져, 수질 면에서 이러한 흑변을 확실하게 억제할 필요가 있는 것이 판명되었다. 또한, 제1 시험체의 ZnMg 합금 파이프의 상단면, 제2 시험체의 ZnMg 합금 파이프의 상단면, 제3 시험체의 ZnMg 합금기둥의 상단면 및 제4 시험체의 ZnMg 합금기둥의 상단면은, 모두, 검게 변색하고 있지 않는 것으로부터, 정극측의 스테인리스 파이프 등의 표면과 대향하고 있지 않는 면에서도, 스테인리스 파이프 등의 표면과 인접하는 면이면, 스테인리스 파이프 등과의 대향면과 정반대가 되는 면이 아닌 한, 그들의 하단면과 귀금속체인 스테인리스 파이프 등의 표면과의 사이에서의 전지 작용이 완전하게는 방해되지 않고, 모두, ZnMg 합금의 표면으로부터 마그네슘이 이온화하여 용출하고, 표면의 흑변을 억제하는 것이라고 생각된다. 그리고, 제3 및 제4 시험체와 같이, 스테인리스 파이프 등과의 표면과 대향하는 면에서는, ZnMg 합금의 표면으로부터 마그네슘이 효율적으로 이온화하여 용출하고, 표면의 흑변을 확실하게 억제하는 것이라고 생각된다.
상기에 주목하여, 본 발명자들은, 상기 실시예와 같이, 비금속체로서 ZnMg 합금을 가장 내측에 배치하는 경우에는 ZnMg 합금기둥으로서, 귀금속체의 표면으로부터 멀리 이간하는 부분이 없도록 하고, 또한, ZnMg 합금을 통 형상으로 하는 경우에는, 그 내외에 귀금속체를 배치하여, 마찬가지로 귀금속체의 표면으로부터 멀리 이간하는 부분이 없도록 하고 있다.
정(正)·부(負) 양극간 전지 반응은, 반드시 일정한 힘이 작용하는 것이 아니고, 예를 들면, 정·부 양극의 전극이 극단적으로 가까운 개소가 있으면, 그곳에 강한 국부 전지가 발생하여 격렬하게 반응하고, 부극측에서는 국부 부식이 발생한다. 또한, 그곳에 수류가 가해지면 캐비테이션 부식이 발생하고, 소재가 소용돌이 모양으로 침식된다. 다른 한편, 정극측의 멀리 떨어진 전지 반응이 약한 개소에서도, 사용하는 금속, 수질 등의 조건에 따라 부식이 시작된다. 금속이 부식되면 금속은 대부분의 경우, 이온으로서 용해하지 않고, 입자 형상·가루 형상으로 되어 물속에 분산하고, 물이 탁해지며, 맛·냄새·색도가 나빠진다. 따라서, 정·부 양극간에 사용하는 금속의 선정은 중요한데, 그 이상으로 정·부 양극간에서 국부 전지를 발생시키지 않는 적당한 간격을 균일하게 유지하고, 유효하게 전지 반응을 응용하는 것이 최대의 조건이 된다. 이 때문에, 본 발명에서는, 상기와 같이, 간격 유지부재에 의해 비금속체와 귀금속체와의 사이의 간극 공간을 전체에 걸쳐서 균일한 두께로 하고 있다. 또한, 특히 비금속체로서의 ZnMg 합금이 다른 금속체로부터 확실하게 격리되어 전기절연되며, 다른 부재(금속은 물론, 수지나 유리 등의 전기 절연체도 포함함)와 면접촉하지 않도록, 비금속체나 귀금속체의 외측의 전체를 격리부재에 완전하게 덮음과 동시에, 적어도 비금속체와의 접촉은 선 접촉 또는 점 접촉되도록 하고 있다.
<실시예 10>
도 31~도 33에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 10에 따른 수환경 전지는, 수전의 토수구 등에 착탈이 자유자재로 가능하도록 장착되는 병렬식 건전지 형태의 수환경 전지(다판식 전지형 수환경 전지)(1100)로 구체화된다. 실시예 10의 수환경 전지(1100)는, 실질적으로 원통 형상의 하우징(1101)과, 하우징(1101)의 축방향 일단(유입단)의 원형 개구를 착탈이 자유자재로 가능하도록 수밀하게 폐색하는 원반 형상의 덮개부(102)를 구비한다. 덮개부(1102)의 중앙에는 원형의 장착공(1102a)이 관통 형성되어 있다. 또한, 하우징(1101)의 축방향 타단은 원반 형상의 저부(1103)에 의해 폐색되어 있다. 하우징(1101)의 내부 공간에는 살균 유닛(1110)이 내장되어 있다.
살균 유닛 1110은, 하우징(1101)의 축심을 따라서 연장되도록 하우징(1101)의 덮개부(1102)와 저부(1103)와의 사이에 개장하여 고정 유지되는 원통 형상의 지지축(1111)을 갖고 있다. 지지축(1111)은 스테인리스 합금 등으로 이루어지고, 그 선단이 덮개부(1102)의 장착공(1102a)에 수밀하게 밀감하여 착탈이 자유자재로 가능하도록 유지된다. 지지축(1111)에는, 축방향으로 소정 간격을 두고, 복수의 소경의 원형공(孔)인 통수공(1111a)이 두께방향으로 관통 형성되어 있다. 또한, 살균 유닛(1110)은, 지지축(1111) 상에, 다수 매의{지지축(1111)의 외경에 대응하는 내경의 원형공을 갖는} 링판 형상의 비금속체(1112)와 다수 매의{지지축(1111)의 외경에 대응하는 내경의 원형공을 갖는} 원반 형상의 귀금속체(1114)를 외장하며, 그들을 서로(1 매씩 서로 엇갈리게) 중첩하여 배치함과 동시에, 각 쌍의 비금속체(1112)와 귀금속체(1114)의 사이에 간격 유지부재로서의 미소한 두께의 원반 그물판 형상의 격리 망판(1113)을 개장하여 그들을 전기적으로 절연함과 동시에, 그들을 면 전체로 서로 평행하게 대향시키고, 그들 사이에 미소한 간극 공간의 원반 형상의 공간을 형성하여, 각 쌍의 비금속체(1112)와 귀금속체(1114)와의 사이에서 상기와 같은 기전에 의해 전지 작용수가 발생하도록 하고 있다. 또한, 비금속체(1112)와 귀금속체(1114)의 내주면에는 그물통 형상의 내측 격리 망통(1115)이 외장되고, 비금속체(1112) 및 귀금속체(1114)의 내주면과 지지축(1111)의 외주면을 전기적으로 절연하고 있다. 그리고, 비금속체(1112)와 귀금속체(1114)의 외주면에는 그물통 형상의 외측 격리 망통(1116)이 외장되고, 비금속체(1112) 및 귀금속체(1114)의 외주면과 하우징(1101)의 내주면을 전기적으로 절연하고 있다. 한편, 설명의 편의상, 도 31 및 도 32에는 내측 격리 망통(1115)은 도시하지 않으며, 또한, 비금속체(1112), 격리 망판(1113) 및 귀금속체(1114)도 일부의 개수밖에 도시하고 있지 않다.
여기서, 귀금속체(1114)의 외경은 외측 격리 망통(1116)의 내경보다 약간 소경으로 되고 외측 격리 망통(1116)의 내주면과의 사이에 약간의 간극 공간(1118a)을 형성함과 동시에, 비금속체(1112)의 외경은 귀금속체(1114)의 외경보다 더욱 소정 치수만큼 소경으로 되어 외측 격리 망통(1116)의 내주면과의 사이에 더욱 큰 치수의 간극 공간(1118b)을 형성하고 있다. 비금속체(1114)의 외주의 간극 공간(1118a)과 귀금속체(1114)의 외주의 간극 공간(1118b)에 의해, 축방향으로 다단 단차 형상이 되는 실질적으로 원통 형상의 저류 공간(1118)이, 하우징(1101)의 내주면측에 형성된다. 한편, 외측 격리 망통(1116) 부분도, 그 다수의 그물코 부분의 공간에 의해, 저류 공간(1118)의 일부가 된다.
본 실시예의 수환경 전지에서는, 지지축(1111)의 일단을 배관 등의 수원(水源)에 접속하여 그 일단 개구에 의해 형성되는 원형 모양의 유입출구(1111b)로부터 내부로 수원의 물을 유입시키면, 그 물은, 지지축(1111) 내의 통수로(1111c)를 흘러 통수공(1111a)으로부터 비금속체(1112)와 귀금속체(1114)와의 사이의 원반 형상의 간극 공간 내에 유출하고, 동 간극 공간에서 전지 작용수로 된 후, 비금속체(1112) 및 귀금속체(1114)의 외주의 저류 공간(1119)에 일정 시간 체류되고, 전지 작용수 속의 금속 이온이나 활성 산소의 농도를 필요치 이상으로 항상 유지함과 동시에, 그 전지 작용수의 일부를, 비금속체(1112)와 귀금속체(1114)와의 사이의 원반 형상의 간극 공간으로부터 통수공(1111a)을 개재하여 지지축(1111)의 내부에 환류하고, 지지축(1111)의 통수로(1111c)를 다시 지나, 지지축(1111)의 유입출구(1111b)로부터 수원으로 환류한다. 따라서, 본 실시예의 수환경 전지도, 상기 실시예의 단순 건전지형의 수환경 전지와 동일한 작용 효과를 발휘한다.
<실시예 11>
도 34 및 도 35에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 11에 따른 수환경 전지는, 실시예 10의 별례가 되는 것으로, 수전의 토수구 등에 착탈이 자유자재로 가능하도록 장착되는 병렬식 건전지 형태의 수환경 전지(다판식 전지형 수환경 전지)(1200)로 구체화된다. 상세하게는, 수환경 전지(1200)는, 원통 형상의 하우징(1201)의 일단의 원형 개구에 대해 원형덮개(1202)를 착탈이 자유자재로 가능하도록 장착함으로써 수밀하게 폐색하고, 원형덮개(1202)의 중심으로 원통 형상의 도입부(1203)를 형성함과 동시에, 하우징(1201)의 타단의 폐색단의 중심에 원통 형상의 도출부(1204)를 형성하고 있다. 그리고, 하우징(1201) 내에, 단순 원반 형상의 귀금속체(1212) 및 비금속체(1214)를, 각각, 복수 매씩 겹쳐서 수용함과 동시에, 그들 사이에 단순 네트원반 형상의 간격 유지부재(1213)를 각각 개장하여, 상기 간극 공간을 형성하고 있다. 실시예 11의 구성은, 전체의 구성을 단순화할 수 있다. 한편, 실시예 10 및 11의 다판식 전지형 수환경 전지(1100, 1200)는, (인용 우물물 등의) 급수전의 토수 파이프의 토수구 등에 장착하여 사용하는 것도 가능하며, 이 경우, 큰 면적의 비금속체(1112, 1212) 및 귀금속체(1114, 1214) 사이에서의 대규모 전지 반응에 의해, 보다 효과적으로 살균 등의 여러 기능을 발휘할 수 있다.
<실시예 12>
도 36에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 12에 따른 수환경 전지는, 배관 도중에 착탈이 자유자재로 가능하도록 장착되는(금속계 항균제와 광 촉매와의) 하이브리드(hybrid)식의 수환경 전지로 구체화된다. 실시예 12의 수환경 전지는, 배관 도중에 착탈이 자유자재로 가능하도록 장착되는 접속관(1300)과, 접속관(1300)에 고착되어 접속관(1300) 내의 물을 일단(一端) 유입하여 전지 작용수로 한 후에 접속관(1300) 내에 재차 환류하는 살균 유닛(1310)을 구비하고 있다.
접속관(1300)은, 원통 형상의 기부(1301)와, 기부(1301)의 일단(상류단)에 일체적으로 형성되는 수류입용의 유입구(1302a)를 갖는 유입부(1302)와, 기부(1301)의 타단(하류단)에 일체적으로 형성되는 수류출용의 유출구(1303a)를 갖는 유출부(1303)를 구비하고 있다. 또한, 접속관(1300)은, 기부(1301)의 상면측의 중앙에 짧은 원통 형상의 접속부(1304)를 상방에 돌출하여 일체적으로 형성하고 있다. 그리고, 기부(1301)는, 그 내부에, 경사벽 모양의 도입부(1305)를 일체적으로 형성하고, 유입부(1302)로부터의 유입수를 상방의 접속부(1304)에 도입하도록 되어 있다. 또한, 기부(1301)는, 그 내부에, 경사벽 모양의 도출부(1306)를 일체적으로 형성하고, 그 도출공(1306a)을 개재하여, 살균 유닛(1310)으로부터의 유출수(전지 작용수를 포함하는 물)를 유출부(1303)에 도출하도록 되어 있다. 한편, 접속관(1300)은, 유입부(1302) 및 유출부(1303)를 개재하여 배관 도중에 착탈이 자유자재로 가능하도록 접속된다.
살균 유닛(1310)은, 원통 형상의 기부(1311)를 구비하고, 기부(1311)의 하면으로부터 동축 형상으로 하방에 돌출하도록 짧은 원통 형상의 장착부(1312)를 기부(1311)에 일체적으로 형성하고 있다. 장착부(1312)는 내주면에 암나사를 형성하고, 그 암나사를 상기 배관부(1300)의 접속부(1304)의 외주면의 수나사에 나사 결합하여, 접속부(1304)에 장착부(1312)를 수밀하게 연결하도록 되어 있다. 또한, 살균 유닛(1310)은, 기부(1312)의 상단에 아크릴 수지 등의 투명 수지나 유리 등의 투명 재료로 이루어지는 실질적으로 원통 형상의 하우징(1313)을 고착하고 있다. 하우징(1313)은 하단 전체를 원형 개구로 하여 개방함과 동시에, 상단부를 반구 형상으로 한 원통 형상을 이루고, 상단부의 내주면을 반구 형상의 만곡면(1313a)으로 하고 있다. 기부(1311)의 내주면에는 도수부(導水部, 1314)가 수밀하게 삽착(揷着)하여 고정 유지되고 있다. 도수부(1314)의 상단면은 하우징(1313) 내에 노출하고 있다. 또한, 도수부(1314)는, 하단면에 도입구(1314a)를 형성하고, 배관부(1300)의 접속부(1304)로부터의 물을 도입구(1314a)로부터 내부로 도입하도록 되어 있다. 또한, 도수부(1314)는, 도입구(1314a)에 연속하여 소정의 각도로 상방으로 경사하면서 나선 모양으로 연장되는 나선 통로 모양의 도수로(1314b)를 내부에 형성함과 동시에, 도수로(1314b)의 선단을 도수부(1314)의 상면의(오목 렌즈 형상의) 만곡면(1314c)에서 개구하고 있다. 이로써, 배관부(1300)로부터의 물이 접속부(1304)로부터 도수부(1314)의 도수로(1314b)를 거쳐 하우징(1313) 내에 방출되는데, 이 때, 하우징(1313) 내에 대한 유입수는, 도수로(1313b)의 경사 각도 내지 나선 각도에 대응하는 경사 각도의 나선류가 되어 하우징(1313) 내를 상방을 향해 흐른다. 한편, 도수부(1314)의 중앙에는 단면 원형의 삽통공이 축방향으로 관통 형성되고, 도수부(1314)의 삽통공에는, 스테인리스 합금으로 이루어지는 원통 형상의 도수부(1315)의 하단부가 수밀하게 삽착되어 있다. 도수통(導水筒, 1315)의 상단은 하우징(1313)의 상부의 만곡면(1313a)의 중앙에 수밀하게 맞닿음하고, 하단부는 도수부(1314)의 하면으로부터 기부(1311)의 하단을 거쳐 배관부(1300)의 상기 도출부(1306)까지 연장되고, 하단이 도출공(1306a)에 수밀하게 끼워맞춤되어 있다. 그리고, 하우징(1313) 내의 나선 수류가 도수통(1315) 상단의 유입공(1315a)으로부터 도수통(1315) 내부를 흘러, 하단의 원형 개구 형상의 도출공(1315b)으로부터 도수부(1306)의 도출공(1306a)을 거쳐, 배관부(1300)의 유출부(1303)에 유출하도록 되어 있다.
하우징(1313)의 내부 공간{그 내주면과 도출통(1315)과의 사이의 공간}에는, 작은 구(球) 형상의 이산화 티탄제의 광 촉매체(1321), 작은 구 형상의 스테인리스제의 귀금속체(1322), 작은 구 형상의 마그네슘제의 비금속체(1323), 작은 구 형상의 아연제의 비금속체(1324), 작은 구 형상의 은(銀)제의 귀금속체(1325)가, 각각 소정 개수씩(다수 개) 수용되어 있다. 이들 광 촉매체(1321) 및 귀금속체(1322, 1325) 및 비금속체(1323, 1323)는, 하우징(1313) 내의 나선 수류에 의해 나선 모양으로 실질적으로 균일한 간격으로 분산되면서 서로 충돌 및 분리를 반복하고, 귀금속체(1322, 1325) 및 비금속체(1323, 1323)가, 충돌 직전의 미소한 간격에서의 대향 시(또는 충돌 시)에, 이온화 경향의 차이에 의해, 상기 실시예의 경우와 동일한 전지 반응을 형성하고, 그들 사이에서 전지 작용수를 생성함과 동시에, 광 촉매체(1321)가 광 촉매 효과를 발휘한다. 또한, 비금속체(1323, 1323)는, 스테인리스로 이루어지는 도출통(1315)의 외면과의 사이에서도 전지 반응을 형성하고, 그들 사이에서 전지 작용수를 생성한다. 그리고, 생성된 전지 작용수가, 도출통(1315)으로부터 접속관(1300)에 환류되고, 상기 실시예와 동일한 작용 효과를 발휘한다.
<실시예 13>
도 37에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 13에 따른 수환경 전지는, 다단식 어댑터로서, 수전의 토수 파이프(2)의 도중에 개장하여 장착되는(건전지형 수환경 전지와 광 촉매 장치와의) 하이브리드(hybrid)식의 수환경 전지로 구체화된다. 실시예 13의 수환경 전지(1510)는, 단면이 원통 형상의 통 형상을 이루는 아크릴 수지 등의 투명 수지나 유리 등의 투명 재료로 이루어지는 하우징(1511)을 구비하고, 하우징(1511)의 기단의 도입부(1512)를 토수 파이프(2)에 대해 수밀하게 고착하고 있다. 또한, 하우징(1511)은 기단의 도입부(1512)를 개구로서 개방함과 동시에, 선단의 유출부(1513)의 중앙에 원형의 삽통공을 형성한 통 형상을 이루고 있다. 하우징(1511)의 기단측의 반절 정도의 내부 공간에는, 원기둥 모양의 비금속체(1521), 대응하는 원통 그물 형상의 간격 유지부재(1522) 및 대응하는 원통 형상의 귀금속체(1523)로 이루어지는 내부 유닛(살균 유닛)이 동축 형상으로 수용되고 있다. 또한, 하우징(1511)의 중앙부의 내주면에는 도수부(1414)가 수밀하게 삽착하여 고정 유지되고 있다. 도수부(1414)는, 기단면에 도입구(1414a)를 형성하고, 토수 파이프(2)로부터 상기 내부 유닛을 거쳐 온 물을 내부에 도입하도록 되어 있다. 또한, 도수부(1414)는, 도입구(1414a)에 연속하여 소정의 각도로 앞쪽으로 경사하면서 나선 모양으로 연장되는 나선 통로 형상의 도수로(1414c)를 내부에 형성함과 동시에, 도수로(1414c)의 선단을 도수부(1414)의 선단면에서 개구(1414b)로서 개방하고 있음으로써, 하우징(1611) 내에 대한 유입수는, 도수부(1414)에 있어서, 도수로(1414c)의 경사 각도 내지 나선 각도에 대응하는 경사 각도의 나선류가 되고, 다음단(하류측)의 광 촉매 장치를 향해 흘러, 광 촉매 장치 내에서도 나선류를 유지한 상태로, 하우징(1511)의 선단의 유출부(1513)로부터 토수 파이프(2)의 토수구측으로 유출한다. 구체적으로는, 상기 광 촉매 장치는, 하우징(1511)의 선단측의 반절 정도의 원통 형상의 부분으로서 형성되고, 그 중심에는 축방향으로 연장되는 안내통(1415)을 일체적으로 설치하고, 그 내주면(1416)과의 사이에 나선류 촉진용의 원통 형상의 공간을 형성하고 있다. 또한, 광 촉매 장치의 내부 공간에는, 상기 광 촉매체(1321), 귀금속체(1322), 비금속체(1323), 비금속체(1324), 귀금속체(1325)와 동일한 반응체(반구 형상)가, 각각 소정 개수씩(다수 개) 수용되고 있다. 수전의 핸들을 조작하여 통수하면, 이들 반응체는, 광 촉매 장치 내의 나선 수류에 의해 나선 모양으로 실질적으로 균일한 간격으로 분산되면서 서로 충돌 및 분리를 반복하고, 비금속체 및 귀금속체가, 충돌 직전의 미소한 간격에서의 대향 시(또는 충돌 시)에, 이온화 경향의 차이에 의해, 상기 실시예의 경우와 동일한 전지 반응을 형성하고, 그들 사이에서 전지 작용수를 생성함과 동시에, 광 촉매체가 광 촉매 반응을 발생한다. 그리고, 생성된 전지 작용수와 광 촉매 반응수와의 혼합수가, 토수 파이프(1654)로부터 외부로 도출되어 토출되고, 상기 실시예와 동일한 작용 효과를 발휘한다.
<실시예 14>
도 38 및 도 39에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 14에 따른 수환경 전지는, 저수 정화용수 처리 장치(저수 중 침지 타입의 수환경 전지)로서의 플로트식 물처리 장치(1600)로 구체화된다. 상세하게는, 저수 정화용수 처리 장치란, 저수 속에 침지하여 사용하는 타입의 것이며, 플로트식 물처리 장치(1600)는, 도 38에 나타내는 바와 같이, 중공(中空) 반구 형상의 상측 케이스(1601)와{상측 케이스(1601)와 동일한} 중공 반구 형상을 이루는 하측 케이스(1602)를 분할이 자유자재로 가능하도록 끼워맞춤하고 조립하여 구 형상의 용기를 구성하고, 당해 용기(1601, 1602)가 회전이 자유자재로 되도록, 상측 케이스(1601)와 하측 케이스(1602)의 연결 부분(그들의 경계부의 띠 모양 부분)에 있어서 원주방향으로 180도 간격을 둔 위치{용기(1601, 1602)의 회전축 상의 위치}의 2 점에, 반원호 막대 모양의 연결부(1603)의 양단을 추착(樞着)하고 있다. 또한, 연결부(1603)의 중앙부는, 구 형상의 플로트(1610)의 작은 반원호 막대 모양의 연결부(1611)에 대해 끈 모양의 연결체(1620)에 의해 연결되고 있다. 그리고, 용기를 구성하는 상측 케이스(1601)와 하측 케이스(1602)에는, 각각, 슬릿(1601a 및 1602a)이 다수 형성되고, 그 내부와 외부와의 사이에서는 통수가 자유자재로 가능하도록 되어 있다. 한편, 이러한 용기(1601, 1602)의 중공의 내부 공간은, (중심부분 이외의 부분을 구획하는)격벽(1605)에 의해 복수실로 구획되고, 그 구획된 내부 공간에는, 작은 구 형상의 비금속체(1631), 작은 구 형상의 귀금속체(1632), 작은 구 형상의 광 촉매체(1633)가, 각각, 복수 개 내지 다수 개 수납되고, 연결부(1603)를 개재한 용기(1601, 1602)의 회전에 의해, 내부에서 전동(轉動)하여 서로 접촉·충돌하도록 되어 있다. 또한, 비금속체(1631)는 상기 ZnMg 합금 등으로 이루어지고, 귀금속체(1632)는 상기 스테인리스강 등으로 이루어지고, 광 촉매체(1633)는 광 촉매 활성 물질로서의 산화 티탄(TiO2) 등으로 이루어진다.
그리고, 플로트식 물처리 장치(1600)는, 예를 들면, 목욕탕용 플로트식 물처리 장치로서 적용한 경우, 욕조 내에 저류된 저수 내에 투입 침지하면, 그 저수가, 상측 케이스(1601) 및 하측 케이스(1602)의 슬릿(1601a, 1602a)으로부터 내부 공간에 침입한다. 그리고, 침입한 저수의 일부가 당해 내부 공간에 일정 시간 체류한다. 이 때, 비금속체(1631)와 귀금속체(1632)와의 사이에서의 이온화 경향의 차이 에 의한 전지 작용에 의해, 비금속체(1631)의 외주면으로부터 금속 이온(아연 이온 및 마그네슘 이온)이 용출되고, 또한, 활성 산소가 발생하며, 그들이 수중에 용출 한다. 또한, 광 촉매체(1633)가 광을 흡수함으로써 강력한 산화 작용을 발휘한다. 이로써, 저수가 처리수(금속 이온 및 활성 산소가 용존함과 동시에 광 촉매에 의한 산화 처리가 이루어진 기능수)가 되고, 일정 시간 경과 후, 그 처리수가, 상측 케이스(1601) 및 하측 케이스(1602)의 슬릿(1601a, 1602a)으로부터 저수 속에 방출되고, 상기와 같은 살균 등의 여러 기능을 발휘함과 동시에, 나아가, 광 촉매체(1633)에 의한 유기물 분해 기능에 근거하는 소취 제거 기능 등의 추가 기능을 발휘할 수 있다.
한편, 저수 정화용수 처리장치는, 상기 욕조물 저수 정화용수 처리 장치 이외에, 어류 신선 유지용수 처리 장치, 적조용수 처리 장치, 화장실 탱크용수 처리 장치는, 각각, 그 용도가 상기 목욕탕용 플로트식 물처리 장치와 다르지만, 구조 및 기능은 동일하기 때문에, 구조 및 기능의 상세한 설명은 생략한다. 즉, 먼저, 적조용수 처리 장치는, 예를 들면, 상기 목욕탕용 플로트식 물처리 장치를 정화 대상이 되는 지역의 하천 등(하천, 바다, 운하, 호수와 늪 등)에 직접 또는 하천 등의 바닥에 형성한 수용의 홈 내에 재치(載置)함으로써, 본 적조용수 처리 장치 내를 통과하여 생성된 처리수를, 수중에 방출하여, 그 처리수가 구비하는 상기 살균 기능에 의해, 플랑크톤의 이상(異常) 증식에 의한 적조를 억제한다. 또한, 화장실 탱크용수 처리 장치는, 예를 들면, 상기 목욕탕용 플로트식 물처리 장치를 화장실 탱크 내에 저류된 저수 속에 침지함으로써, 본 화장실 탱크용수 처리 장치 내를 통과하여 생성된 처리수를, 당해 저수 속에 방출하여, 그 처리수가 구비하는 상기 살균 기능에 의해, 화장실 탱크의 내벽에 발생하는 곰팡이의 제거·억제 등을 수행하고, 또한, 당해 저수를 화장실 변기에 흘려, 그 처리수가 구비하는 상기 살균 기능에 의해, 화장실 변기의 내벽에 발생하는 곰팡이의 제거·억제 등을 수행한다. 또한, 어류 신선 유지용수 처리 장치는, 예를 들면, 상기 목욕탕용 플로트식 물처리 장치를 어류용 수조 내에 저류된 저수 속에 침지함으로써, 본 어류 신선 유지용수 처리 장치 내를 통과하여 생성된 처리수를 당해 저수 속에 방출하여, 그 처리수가 구비하는 상기 살균 기능에 의해, 유수 정화용수 처리 장치의 기능과 마찬가지로, 물고기에 부착하는 미생물의 구제·방제(防除) 등을 수행하고, 또한, 부패나 이취(異臭)의 발생을 방지한다.
한편, 실시예 14의 별례로서, 도 39의 (b)에 나타내는 바와 같이, 상측 케이스(1601) 및 하측 케이스(1602)를 끼워맞춤한 용기를 포위하는 그물 모양의 외측 케이스(1651)를 추가하여, 그 상단의 연결부(1652)를 연결체(1620)에 연결해도 된다.
<실시예 15>
도 40 및 도 41에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 15에 따른 수환경 전지로서의 수환경 전지 유닛(1720)은, 소정 높이를 갖는 수환경 전지(1725, 1726)와 당해 수환경 전지(1725, 1726)를 수용하는 전기 절연성 재료로 이루어지는 수용체(1721, 1722)를 포함한다. 상세하게는, 수환경 전지 유닛(1720)의 수용체(1721, 1722)는, 제1 수용체 반절부(1721)와 제2 수용체 반절부(1722)로 이루어진다. 제1 수용체 반절부(1721)는, 일단측의 정면을 만곡 형상(실질적으로 반구 형상)으로 함과 동시에 타단을 원형의 개구로 한 중공의 실질적으로 원통 형상을 이루고 있다. 제1 수용체 반절부(1721)의 주위면에는, 일정 각도 간격으로 복수의 직선 모양의 통수 슬릿(1721a)이, 제1 수용체 반절부(1721)의 둘레벽의 두께방향으로 관통 형성되고, 그 내외의 공간을 연통하고 있다. 마찬가지로, 제2 수용체 반절부(1722)는, 일단측의 정수리면을 만곡 형상(대략 반구 형상)으로 함과 동시에 타단을 원형의 개구로 한 중공의 실질적으로 원통 형상을 이루고 있다. 제2 수용체 반절부(1722)는 제1 수용체 반절부(1721)보다 긴 치수(2~3 배 정도의 길이)로 되어 있다. 제2 수용체 반절부(1722)의 주위면에는, 일정 각도 간격으로 복수의 직선 모양의 통수 슬릿(1722a)이, 제2 수용체 반절부(1722)의 둘레벽의 두께방향으로 관통 형성되고, 그 내외의 공간을 연통하고 있다. 그리고, 제1 수용체 반절부(1721)의 타단부의 내주측에 형성한 암나사(1721b)에 제2 수용체 반절부(1722)의 타단부의 외주측에 형성한 수나사(1722b)를 나입(螺入) 또한 나퇴(螺退)함으로써, 제1 수용체 반절부(1721)와 제2 수용체 반절부(1722)를 서로 연결하여 조립하고, 또한, 분해할 수 있도록 되어 있다. 제1 수용체 반절부(1721)와 제2 수용체 반절부(1722)를 서로 연결하여 조립한 상태로, 수용체(1721, 1722)의 내부에는, 수환경 전지(1725, 1726)를 고정적으로 수용 유지하기 위한 원통 형상의 수용 공간이 형성되고, 동 수용 공간이, 슬릿(1721a, 1722a)을 개재하여 외부 공간이 연통한다.
한편, 수환경 전지(1725, 1726)는, 비금속체(1725)와 귀금속체(1726)로 이루어진다. 비금속체(1725)는, 소정 직경의 단순 원기둥 형상을 이루고 있다. 귀금속체(1726)는, 소정 직경의 슬릿 부착 원통 형상을 이루고, 비금속체(1725)와 동일한 길이로 연장되어 있다. 귀금속체(1725)는, 복수의 슬릿(긴 구멍)(1725a)을 두께방향으로 관통 형성한 슬릿 부착 원통 형상이다. 예를 들면, 제1 수용체 반절부(1721) 및 제2 수용체 반절부(1722)의 각 8 개의 슬릿(1721a, 1722a)에 대응하여, 합계 8 개의 긴 구멍 모양의 슬릿(1725a)이 귀금속체(1725)의 원주방향으로 등각도 간격으로 배치되고, 각각, 축방향에 직선적으로 연장되어 있다. 그리고, 수환경 전지는, 비금속체(1725)의 외측에 귀금속체(1726)를 일정(균일)의 미소한 간극 공간을 둔 상태로 배치한 상태에서 수중에 침지함으로써, 비금속체(1725)와 귀금속체(1726)와의 사이의 이온화 경향의 차이에 의해, 비금속체(25)의 외주면과 귀금속체(26)의 대향면{슬릿(1725a) 이외의 부분}과의 사이의 미소한 간극 공간에 존재하는 물을 매체로 하여 비금속체(1725)와 귀금속체(1726)와의 사이에서 전지 반응이 발생한다.
제1 수용체 반절부(1721)의 내부 저면(만곡 형상의 정수리면부의 내저면)에는, 짧은 링 형상의 걸림돌기(1721c)가 일체적으로 형성되어 있다. 걸림돌기(1721c)는, 동일 두께로 원주방향으로 연장되는 원형의 짧은 링 형상을 이루고 있다. 걸림돌기(1721c)의 두께는, 수용체(1721, 1722)에 수용했을 때의 비금속체(1725)와 귀금속체(1726)와의 사이에 형성해야 할 상기 일정(균일)의 미소한 간극 공간과 동일 치수로 설정되어 있다. 마찬가지로, 제2 수용체 반절부(1722)의 내부 저면(만곡 상의 정수리면부의 내저면)에는, 짧은 링 형상의 걸림돌기(1722c)가 일체적으로 형성되어 있다. 걸림돌기(1722c)는, 동일한 두께로 원주방향으로 연장되는 원형의 짧은 링 형상을 이루고 있다. 걸림돌기(1722c)의 두께는, 수용체(1721, 1722)에 수용했을 때의 비금속체(1725)와 귀금속체(1726)와의 사이에 형성해야 할 상기 일정(균일)의 미소한 간극 공간과 동일 치수로 설정되어 있다.
제1 수용체 반절부(1721)의 내부 주위면(수용 공간 부분의 내주면)에 있어서의 슬릿(1721a) 이외의 부분{슬릿(1721a)간의 부분}에는, 각각, 내주측을 정점으로 한 단면이 실질적으로 삼각형 모양의 맞닿음 유지부(1721d)가 수용 공간의 중심을 향해 돌출하도록 일체적으로 형성되어 있다. 마찬가지로, 제2 수용체 반절부(1722)의 내부 주위면(수용 공간 부분의 내주면)에 있어서의 슬릿(1722a) 이외의 부분{슬릿(1722a)간의 부분}에는, 각각, 내주측을 정점으로 한 단면이 실질적으로 삼각형 모양의 맞닿음 유지부(1722d)가 수용 공간의 중심을 향해 돌출하도록 일체적으로 형성되어 있다. 이로써, 수용체(1721, 1722)내에 수환경 전지를 수용했을 때에, 귀금속체(1726)의 외주면에 맞닿음 유지부(1721d, 1722d)의 정점이 맞닿음하여, 그 능선을 따라 귀금속체(1726)를 선적(線的)으로 지지함과 동시에, 수환경 전지와 슬릿(1721a, 1722a)과의 사이에서의 충분한 물의 유통 공간을 확보하고 있다. 또한, 수환경 전지측에서도, 귀금속체(1726)의 슬릿(1726a)에 의해, 비금속체(1725)와 귀금속체(1726)의 사이의 간극 공간과 외부의 수환경과의 사이에서의 충분히 물의 유통 공간을 확보하고 있다.
이와 같이, 상기 걸림돌기(21c 및 22c)는, 협력하여 같이 작용하고, 비금속체(25) 및 귀금속체(26)간의 간극 공간을 고정적으로 일정하게 유지하는 간격 유지 수단을 구성한다. 본 실시예에서는, 수환경 전지(1725, 1726)를 수용체(1721, 1722)에 수용하는 것만으로, 비금속체(1725)와 귀금속체(1726)와의 사이의 간극 공간을 일정하게 유지하여 고정시킬 수 있다. 이 경우, 비금속체(1725)의 접촉 개소로서는, 그 외주면 단부에서 걸림돌기(1721a, 1722a)가 원주방향에 선 형상으로 접촉할 뿐이기(접촉면으로서 무시할 수 있기) 때문에, 비금속체(1725)의 귀금속체(1726)와의 대향면의 주요 부분의 전체면{슬릿(1725a)과 대향하는 부분의 전체면}을 전지 작용에 제공할 수 있다. 또한, 귀금속체(1726)의 접촉 개소로서도, 그 외주면에서 맞닿음 유지부(1721d, 1722d)가 선 형상으로 접촉할 뿐이다(접촉면으로서 무시할 수 있다). 따라서, 본 실시예의 수환경 전지는, 비금속체(1725) 및 귀금속체(1726)의 대향면간의 치수(간극 공간)가 전체면에 걸쳐서 균일(동일)하게 되고, 대향면의 각 개소가 균일한 전지 작용부가 되어, 대향면의 전체면에서 균일한 전지 작용을 발생한다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명의 수환경 전지는, 상기와 같이, 수도 배관이나 수전이나 배관 부품 등의 통수 중에 통수 가능하도록 배치하는 장치, 정수기나 활수기나 정활수기 등의 통수 중에 통수 가능하도록 배치하는 장치, 살수기나 스프링쿨러 등의 통수 중에 통수 가능하게 배치하는 각종의 수환경 전지로서 구체화 및 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 수환경 전지는, 상기와 같이, A) 유수 정화용수 처리 장치와 B) 저수 정화용수 처리 장치로 나눌 수 있다. 그리고, 유수 정화용수 처리 장치는, 수전의 원수 정화용수 처리 장치, 농업용수 처리 장치, 제빙기용수 처리 장치, 세탁기용수 처리 장치, 어류 신선 유지용수 처리 장치 등에 적용할 수 있다. 또한, 저수 정화용수 처리 장치는, 적조용수 처리 장치, 화장실 탱크용수 처리 장치, 목욕탕용 플로트식 물처리 장치에 적용할 수 있다.
비금속체(제1 반응체) : 1, 15, 112, 212, 216, 312, 316, 412, 512, 612, 712, 722, 732, 742, 812, 911, 1011, 1114, 1214, 1323, 1324, 1631
내측 격리 망통(간격 유지부재) : 4, 5, 14, 113, 213, 215, 313, 315, 813, 914, 1013, 1113, 1213,
귀금속체(제2 반응체) : 2, 3, 11, 114, 214, 218, 314, 318, 414, 514, 614, 413, 513, 613, 714, 724, 734, 744, 754, 764, 774, 784, 814, 912, 913, 1012, 1112, 1212, 1322, 1325, 1632
내측 격리 망통(간격 유지부재) : 4, 5, 14, 113, 213, 215, 313, 315, 813, 914, 1013, 1113, 1213,
귀금속체(제2 반응체) : 2, 3, 11, 114, 214, 218, 314, 318, 414, 514, 614, 413, 513, 613, 714, 724, 734, 744, 754, 764, 774, 784, 814, 912, 913, 1012, 1112, 1212, 1322, 1325, 1632
Claims (25)
- 용기와, 상기 용기의 내부에 수용 배치되는 내부 유닛을 포함하고,
상기 내부 유닛은,
소정의 이온화 경향을 갖고, 수중에서 금속 이온화하여 살균 효과를 발휘하는 비(卑)한 금속으로 이루어지는 제1 반응체;
상기 비한 금속보다 낮은 이온화 경향을 갖는 귀(貴)한 금속으로 이루어지고, 상기 제1 반응체의 금속 이온 발생 표면에 대향하여 배치되는 제 2 반응체; 및
상기 제1 반응체 및 제2 반응체를 그들의 길이방향 전체에 균일하게 되는 극간 공간을 두고 서로 대향하도록 비접촉 상태로 고정함으로써, 상기 제1 반응체와 제2 반응체를 전기적으로 절연하는 전기 절연체로 이루어지는 간격 유지부재를 포함하고,
상기 내부 유닛은, 유통구를 통과하여 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 극간 공간에 진입한 물만을 매개로 하는 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 전지 반응에 의해, 제 1 반응체의 금속 이온 및 전자를 취입한 산소를 함유하는 전지 작용수를 지속적으로 생성하고,
상기 용기는,
상기 용기의 외부와 상기 내부 유닛 사이에서의 물의 유통을 허용하는 유통구; 및
관재(管材) 내부의 유수로 속에 배치되는 하우징을 포함하고,
상기 용기는, 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 수중에서 전류를 발생시키고, 상기 전지 작용수를 지속으로 발생하기 위해 필요한 수중의 산소 농도를 유지하는 용기 구조를 갖고,
상기 하우징은 상기 관재의 축 방향을 따라서 관재의 유수로 중에 고정 배치되는, 양단(兩端)이 폐색단인 통 형상이고,
상기 하우징은,
상기 제1 반응체 및 상기 제2 반응체 사이에 구성되는 극간공간; 및
양 폐색단 중 하류측의 폐색단에는 하류측의 폐색단을 관통하여 상기 하우징의 내부 공간과 연통하도록 구성되는 유통공을 포함하는 것을 특징으로 하는 수환경 전지.
- 제1항에 있어서,
상기 하우징은 하류측 단부(端部)에 플랜지 부착 출구부를 더 포함하고,
상기 플랜지 부착 출구부는
측면에 연통공이 구성되는 원통부;
상기 원통부의 일단에 구성되는 플랜지를 포함하고,
상기 플랜지는 바깥단이 개방단이고, 안쪽단은 상기 하우징의 하류측의 폐색단으로서 유통공이 형성되는 폐색단이며,
상기 출구부의 플랜지는 상기 관재의 내주면에 맞닿도록 끼워맞춤으로써 상기 관재의 내부에 상기 하우징을 고정하고,
상기 관재의 상류측으로부터 내부에 유입되어 상기 하우징의 상류측의 폐색단으로부터 상기 하우징의 외주면을 따라서 흐르는 원수는, 상기 출구부의 플랜지에 의해 일단(一端) 차단되고, 상기 연통공을 통하여 상기 원통부의 내부로 유입하여 상기 출구부의 폐색단의 상기 유통공을 향하고, 상기 하우징 내의 상기 극간 공간에서 발생한 전지 작용수는, 상기 연통공으로부터 유통공으로 향하는 원수에 의해 유인되어 희석됨과 동시에 상기 유통공으로부터 상기 하우징의 외부를 거쳐 상기 관재의 하류측으로 유출되는 것을 특징으로 하는 수환경 전지.
- 용기와, 상기 용기의 내부에 수용 배치되는 내부 유닛을 포함하고,
상기 내부 유닛은,
소정의 이온화 경향을 갖고, 수중에서 금속 이온화하여 살균 효과를 발휘하는 비(卑)한 금속으로 이루어지는 제1 반응체;
상기 비한 금속보다 낮은 이온화 경향을 갖는 귀(貴)한 금속으로 이루어지고, 상기 제1 반응체의 금속 이온 발생 표면에 대향하여 배치되는 제 2 반응체; 및
상기 제1 반응체 및 제2 반응체를 그들의 길이방향 전체에 균일하게 되는 극간 공간을 두고 서로 대향하도록 비접촉 상태로 고정함으로써, 상기 제1 반응체와 제2 반응체를 전기적으로 절연하는 전기 절연체로 이루어지는 간격 유지부재를 포함하고,
상기 내부 유닛은, 유통구를 통과하여 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 극간 공간에 진입한 물만을 매개로 하는 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 전지 반응에 의해, 제 1 반응체의 금속 이온 및 전자를 취입한 산소를 함유하는 전지 작용수를 지속적으로 생성하고,
상기 용기는,
상기 용기의 외부와 상기 내부 유닛 사이에서의 물의 유통을 허용하는 유통구; 및
관재(管材) 축방향과 직교하도록 상기 관재에 부착되고, 내부에 상기 내부 유닛을 수용하는 하우징을 포함하고,
상기 용기는, 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 수중에서 전류를 발생시키고, 상기 전지 작용수를 지속으로 발생하기 위해 필요한 수중의 산소 농도를 유지하는 용기 구조를 갖고,
상기 하우징은 상단 개구를 갖는 통 형상으로, 하우징의 내부 공간이 상기 관재 내부의 통수로와 연통함으로써,
상기 관재의 통수로에 유입된 원수는 상기 하우징의 상단 개구를 지나 내부로 진입하여 상기 내부 유닛에 의해 전지 작용수로 변환된 후 상기 관재의 통수로를 통해 유출되는 것을 특징으로 하는 수환경 전지.
- 용기와, 상기 용기의 내부에 수용 배치되는 내부 유닛을 구비하고,
상기 내부 유닛은,
소정의 이온화 경향을 갖고, 수중에서 금속 이온화하여 살균 효과를 발휘하는 비(卑)한 금속으로 이루어지는 제1 반응체;
상기 비한 금속보다 낮은 이온화 경향을 갖는 귀(貴)한 금속으로 이루어지고, 상기 제1 반응체의 금속 이온 발생 표면에 대향하여 배치되는 제 2 반응체; 및
상기 제1 반응체 및 제2 반응체를 그들의 길이방향 전체에 균일하게 되는 극간 공간을 두고 서로 대향하도록 비접촉 상태로 고정함으로써, 상기 제1 반응체와 제2 반응체를 전기적으로 절연하는 전기 절연체로 이루어지는 간격 유지부재를 포함하고,
상기 내부 유닛은, 유통구를 통과하여 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 극간 공간에 진입한 물만을 매개로 하는 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 전지 반응에 의해, 제 1 반응체의 금속 이온 및 전자를 취입한 산소를 함유하는 전지 작용수를 지속적으로 생성하고,
상기 용기는,
상기 용기의 외부와 상기 내부 유닛 사이에서의 물의 유통을 허용하는 유통구; 및
관재의 토수구에 상단이 장착되고, 하단에 토수구를 형성한 하우징을 포함하고,
상기 용기는, 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 수중에서 전류를 발생시키고, 상기 전지 작용수를 지속으로 발생하기 위해 필요한 수중의 산소 농도를 유지하는 용기 구조를 갖고 있으며,
상기 내부 유닛은,
제1 반응체인 통형상의 내측 비금속체(卑金屬體)와,
제2 반응체인 통형상의 내측 귀금속체와,
제1 반응체인 통형상의 외측 비금속체(卑金屬體)와,
제2 반응체인 통형상의 외측 귀금속체를 포함하고, 상기 내측 비금속체, 상기 내측 귀금속체, 상기 외측 비금속체 및 상기 외측 귀금속체는 간격 유지부재에 의해 서로 이격되어 내측 비금속체, 내측 귀금속체, 외측 비금속체, 외측 귀금속체의 순서로 동축 형상으로 배치되고,
상기 내측 귀금속체는, 그 상류단측에, 상기 유통구로서, 두께 방향으로 관통하는 통수공을 형성함과 동시에, 그 외주면측에 상기 전지 작용수용의 저류 공간을 형성하고,
상기 관재의 토수구로부터 상기 내측 귀금속체의 상류단의 내부에 진입한 원수는 상기 내부 귀금속체의 통수공을 통해 상기 저류 공간내로 유입되고, 상기 저류 공간 내에서 상기 내측 귀금속체의 외주면과 상기 외측 비금속체의 내부면과의 사이에서 발생한 전지 작용수는 상기 통수공을 통하여 상기 내측 귀금속체의 상류단의 내부로 환류한 다음 상기 하우징의 토수구를 통해 토출되는 것을 특징으로 하는 수환경 전지.
- 용기와, 상기 용기의 내부에 수용 배치되는 내부 유닛을 구비하고,
상기 내부 유닛은,
소정의 이온화 경향을 갖고, 수중에서 금속 이온화하여 살균 효과를 발휘하는 비(卑)한 금속으로 이루어지는 제1 반응체;
상기 비한 금속보다 낮은 이온화 경향을 갖는 귀(貴)한 금속으로 이루어지고, 상기 제1 반응체의 금속 이온 발생 표면에 대향하여 배치되는 제 2 반응체; 및
상기 제1 반응체 및 제2 반응체를 그들의 길이방향 전체에 균일하게 되는 극간 공간을 두고 서로 대향하도록 비접촉 상태로 고정함으로써, 상기 제1 반응체와 제2 반응체를 전기적으로 절연하는 전기 절연체로 이루어지는 간격 유지부재를 포함하고,
상기 내부 유닛은, 유통구를 통과하여 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 극간 공간에 진입한 물만을 매개로 하는 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체 사이의 전지 반응에 의해, 제 1 반응체의 금속 이온 및 전자를 취입한 산소를 함유하는 전지 작용수를 지속적으로 생성하고,
상기 용기는 상기 용기의 외부와 상기 내부 유닛 사이에서의 물의 유통을 허용하는 유통구를 갖고, 상기 용기는, 상기 제1 반응체와 상기 제2 반응체와의 사이의 수중에서 전류를 발생하고, 또한, 상기 전지 작용수를 계속적으로 발생하기 위해 필요한 수중의 산소 농도를 유지하는 간접 유입출형 용기 구조를 갖고 있으며,
상기 간접 유입출형 용기 구조는,
그 축방향이 유수방향을 따라서 배치되는 통형상의 제1 용기 구조,
그 축방향이 유수 방향과 직교하도록 배치되는 통형상의 제2 용기 구조,
또는, 통형상의 용기 구조로써 그 축방향 일단이 유수 방향과 동축 형상이 되도록 장착되는 제3 용기 구조 중 그 어느 하나이고,
상기 용기가 제1 용기 구조인 경우, 상기 용기의 유통구는 상기 용기의 축방향 하류측의 폐색단에 구성되고,
상기 용기가 제2 용기 구조인 경우, 상기 용기의 유통구는 상기 용기의 축방향 일단측의 폐색단에 구성되고,
상기 용기가 제3 용기 구조인 경우, 상기 용기의 유통구는 상기 용기의 축방향 일단측에, 상기 용기의 축방향과 직교하는 방향으로 관통하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수환경 전지.
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