KR101680057B1 - 자기장을 이용한 물분자 구조 변경 수처리 모듈 - Google Patents

Abstract

자기장을 이용하는 수처리 모듈이 개시된다. 수처리 모듈은 물이 유입되는 인렛 및 물이 배출되는 아웃렛을 일측과 타측에 구비하는 쉘과; 제1 베어링 유닛 및 제2 베어링 유닛에 의해 상기 쉘 내에 회전가능하게 설치되고 상기 쉘과의 사이에 상기 인렛으로부터 상기 아웃렛까지 물이 흐르는 갭을 한정하는 자기장 발생축과; 상기 인렛을 통해 유입되는 물의 수압에 의해 회전하여 상기 자기장 발생축을 일체로 회전시키도록 상기 자기장 발생축에 결합된 임펠러를 포함하며, 상기 자기장 발생축은 축관과, 상기 축관 내에 축방향으로 길게 어레이(array)된 복수개의 자석들과, 상기 축관 내에서 이웃하는 자석들 사이에 개재된 스페이서를 포함하며, 상기 복수개의 자석들은, 첫 번째 자석부터 n-1번째 자석의 경우, 이웃하는 자석들이 반대 극성끼리 마주하도록 배치되고, 서로 이웃하는 n-1번째 자석과 n번째 자석의 경우, 같은 극성끼리 마주하도록 배치된다. 본 발명에 따른 수처리 모듈을 이용하면, 물속에 용해되어 있는 각종 이온들과 유기물질이 무질서하게 화합된 물덩어리들을 자속의 강력한 에너지를 발산토록 하여 분해시켜서, 다시 물분자들 끼리의 수소결합과 각종 이온들과 서로 전자를 끌어 당겨, 물분자의 고리가 6각 구조로 된 것들의 존재 비율을 높일 수 있다.

Description

자기장을 이용한 물분자 구조 변경 수처리 모듈{WATER TREATMENT MODULE FOR CHANGING WATER MOLECULE USING MAGNETIC FIELD}

본 발명은 자기장을 이용한 수처리 모듈에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 물이 통과하는 경로를 내측에 한정하고, 그 경로에 자기장을 발생시켜, 물 분자와 이온화된 물질이 결합되어 있는 덩어리를 자속의 에너지에 의해 분해하는 방식으로 물을 처리하는 물분자 구조 변경 수처리 모듈에 관한 것이다.

물은 플러스 극성을 띤 수소 원자 2개와 마이너스 극성을 띤 산소 원자 1개가 결합하여 이루어진 화학식 H₂O의 물 분자를 기본으로 하며, 물 분자들이 모인 덩어리(클러스터) 또는 독립적으로 존재하는 물 분자들을 포함하여 이루어질 수 있는 화합체인 액체 상태를 말한다. 특히, 사람이 흔히 마시는 물은 물 분자(H₂O)의 수소결합에 의해 6각형 고리 구조[(H₂O)₆] 또는 5각형 고리 또는 사슬 구조[(H₂O)_n]를 갖는 화합물로 이루어진다.

먹을 수 있는 물은 기본적으로 정해진 수질 기준을 충족시켜야 한다. 더 나아가, 먹었을 때 몸에 좋은 물은 인체 내 생체 세포를 보호하는 물의 집단, 즉, 생체 분자의 주위를 둘러싸고 있는 수화층의 물 분자 구조와 성질이 잘 맞아야 한다. 이 수화층의 물 분자는 6각형 고리 구조로 형성된 것이 60% 이상으로 채워져 있어 이와 성질이 똑같은 물을 먹으면 건강에 이롭다.

일반적으로 수돗물이나 먹는 샘물은 원수 중의 탁도, 유기물, 경도, 철과 망간 등의 성분을 제거하기 위하여 수처리의 전처리 공정을 거쳐 소독한 후 먹는 물로 사용된다. 이런 공정을 거쳐 나온 물속에는 용해되어 있는 이온화된 물질이 남아 있다. 즉, 물분자들과 함께 각종 이온들이 유기물과 함께 무질서하게 결합되어 있는 물분자들을 본 명세서에서 개시하는 모듈의 자속 에너지에 의해 엉켜 있는 물분자들을 분해시켜 물분자의 고리를 새로 결합시키는 것이다. 다시 말해, 수소원자와 산소원자를 결합하는 전자의 궤도가 물분자 사이에서 서로 작용하여 결합성의 궤도를 만들 때 서로 새로운 전자를 받아들여 결합하기도 하고 분리되기도 하는 원리를 이용한 것이다. 액체 상태인 물속에는 물분자가 하나 하나 단독으로 존재하지 않고 대부분 6각이나 혹은 5각으로 된 고리 구조로 구성된 물분자끼리의 수소결합이나 각종 이온들과 서로 전자를 끌어당기면서 가장 안정적인 O-H-O의 연결고리를 직선 상에 나란히 줄을 세우므로 6각수의 존재 비율을 높이는 수처리 모듈이다. 이처럼 물분자들이 순간적인 결합상태에서의 6각수 구조의 평균 존재 비율은 10℃에서 전체 물의 22% 밖에 되지 않는다는 것은 물 연구학자들이 지금까지 연구한 결과이다. 6각수 존재 비율을 높여 마시는 물은 위와 소장으로 들어가 음식물을 소화시키기 위한 위액의 염산과 소장으로 들어온 췌장액과 함께 분비되는 촉매제의 효소에 의해 단백질을 아미노산으로 가수분해하여 자르기도 하고 하나씩 분해하기도 한다.

여러 종류의 단백질이 형성될 때에는, 카르복실기와 아미노기의 아미노산 펩타이드 결합이 이루어진다. 서로 다른 아미노산의 -COOH(카르복실기)는 OH^-를 내놓고 -NH₂(아미노기)는 H⁺를 내놓아서 (+) 전하와 (-) 전하를 함께 갖는 이온으로 존재하는 쌍극성 이온이 생성된다. 이렇게 여러 종류의 아미노산 사이에서 축합반응으로 펩티드 결합(peptide bond)이 이루어져 단백질이 형성될 때 수소 결합에 의한 물분자는 단백질을 둘러싸고 있는 물분자와 화합체를 이룬다. 이때 일부의 물분자는 단백질의 탄소(C)와 질소(N)는 물분자의 산소(O)와 수소(H)와 결합(C = O, N-H)이 되어 단백질 주위에 수화층이 속박을 받아서 매우 부자연스러운 상태를 유지한다. 하나의 단백질 주위에는 대략 수만 개의 물 분자로 이루어진 층이 둘러싸여 형성된다. 이 물 분자로 이루어진 층은, 물의 회전 운동이 10^-6 초에 이르러 열 운동이 강력하게 속박당하는 수화 1층으로서, 액체이면서도 고체와 같은 분자 레벨로서 서로간의 활동이 어렵다. 이 수화 1층으로부터 멀어지면, 회전의 완화시간이 10^-9초로 활동이 적고 어느 정도 질서를 유지하는 수화 2층이 있다. 그 다음의 수화 3층은 회전의 완화 시간이 10^-12초로서, 이 수화 3층의 물은 보통의 벌크 물이기 때문에, 그대로는 생체 분자와 관계를 맺기가 어렵다. 생체 주위의 가장 가까운 수화층에는 (H₂O)₆가 62%, (H₂O)₅가 24%, (H₂O)₄가 14% 있는 것으로 밝혀졌다.

따라서, 6각수 구조의 물이 수화 1층의 물과 동일할 때 상호 교환이 쉽게 일어난다.

인체는 여러 가지 장기들이 모여 계통을 이루고, 장기는 여러 조직과 세포로 구성되어 있으며, 세포는 크게 핵과 세포질로 구분된다. 핵은 세포의 활성을 조절해주는 중추 역할을 하며 또한 세포의 분열과 유전에 관여하고 있다. 핵을 구성하는 구성 성분으로서는 핵막, 염색질, 핵소체 등이 있으며, 핵 내에는 DNA 또는 RNA와 같은 핵산이 존재하고 있다. 세포질은 세포가 살아가는데 중요한 역할을 하고 있으며, 세포의 모양을 결정해주는 역할도 하고 있다. 세포질의 구성 성분으로는 원형질막과 세포질 내 소기관들로 구성된다. 이와 같이, 핵은 세포의 작용을 조절하고 세포질은 세포의 대사 과정을 조절하여 조직과의 사이에 물 분자의 교환을 조절한다. 즉, 세포막 같은 반투막이 사이에 있고 양쪽에 있는 물질의 농도가 다르면 그 막을 통하여 물 분자가 이동하여 양쪽의 농도를 같이 하려는 경향이 있다. 이때에는 혈청 내의 단백질 함량은 낮고 세포 내의 단백질 함량은 높으므로 그 농도를 같게 하기 위하여 세포막을 통하여 물이 이동하는데 이때의 물 분자 구조가 6각수 일 때 가장 안정적으로 생체 세포의 둘레를 싸고 있는 물 분자와 성질이 잘 맞아 서로 빠르게 이동한다.

따라서 당해 기술분야에는 물을 생체 조직에 맞는 구조, 특히, 6각 고리 구조로 바꿔주도록 처리하는 기술에 대한 필요성이 존재한다. 이러한 기술의 한 예로 자화 처리 기술이 있다.

물의 자화 처리 기술로는 미국 등에서 냉각수 배관 내 스케일이 부착되는 것을 방지할 목적으로 산업용에 이용한 것이 있다. 보다 구체적으로, 이 기술은, 배관 외부로 전자기장을 발생하는 장치를 두어, 배관 내 냉각수의 칼슘과 마그네슘으로 인해 생성된 화합물이 스케일이 되어 배관에 부착되는 것을 방지한다. 또한 최근에는 수도 계량기 양쪽에 척력이 생기도록 자석을 설치하여, 관내를 흐르는 물이 자기장을 생성하는 자석들과 직접 접하도록 하여 그 관내를 흐르는 물의 구조를 변화시키는 기술이 제안된 바 있다. 하지만, 이 기술은 자철광(Fe₂O₃)으로 만들어진 자석이 물과 장시간 직접 접촉하므로 사용시 녹이 슬고 그 녹이 물에 흡수되는 문제점을 갖는다. 따라서, 이 기술로 처리된 물은 녹으로 인하여 음용수로서 사용이 어려워진다.

대한민국특허등록 제10-1183765호

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 물이 흐르는 배관 중간에 콤팩트한 모듈 형태로 설치되면서도, 물이 통과하는 영역에 강력한 자기장을 발생시킴과 동시에 그 영역에서 충분한 시간 동안 물이 자기장에 노출되도록 하여, 물의 구조를 생체 조직에 적합한 구조로 변화시킬 수 있는 효과적인 수처리 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 일측면에 따른 자기장을 이용한 수처리 모듈은, 물이 유입되는 인렛 및 물이 배출되는 아웃렛을 일측과 타측에 구비하는 쉘과; 제1 베어링 유닛 및 제2 베어링 유닛에 의해 상기 쉘 내에서 회전이 가능하게 설치되고 상기 쉘과의 사이에 상기 인렛으로부터 상기 아웃렛까지 물이 흐르는 갭을 한정하는 자기장 발생축과; 상기 인렛을 통해 유입되는 물의 수압에 의해 회전하여 상기 자기장 발생축을 일체로 회전시키도록 상기 자기장 발생축에 결합된 임펠러를 포함하며, 상기 자기장 발생축은 축관과, 상기 축관 내에 축방향으로 길게 어레이(array)된 복수개의 자석들과, 상기 축관 내에서 이웃하는 자석들 사이에 개재된 스페이서를 포함하며, 상기 복수개의 자석들은, 첫 번째 자석부터 n-1번째 자석의 경우, 이웃하는 자석들이 반대 극성끼리 마주하도록 배치되고, 서로 이웃하는 n-1번째 자석과 n번째 자석의 경우, 같은 극성끼리 마주하도록 배치된다.

일 실시예에 따라, 상기 쉘은 중공을 갖는 외부관과, 상기 외부관의 일단에 결합되어 상기 외부관의 일단을 마감하는 제1 캡과, 상기 외부관의 타단에 결합되어 상기 외부관의 타단을 마감하는 제2 캡을 포함하며, 상기 제1 캡, 상기 제2 캡 및 상기 외부관은 플라스틱 재료, 비철 금속 재료 또는 스테인리스 스틸 재료로 형성되며, 상기 인렛은 상기 제1 캡 또는 상기 외부관에 형성된 채 외부로 돌출되고 상기 아웃렛은 상기 제2 캡 또는 상기 외부관에 형성된 채 외부로 돌출된다.

일 실시예에 따라, 상기 축관의 양단은 제1 플러그와 제2 플러그 각각에 의해 밀봉 상태로 마감되고, 상기 제1 베어링 유닛은 상기 외부관의 내주면에 고정 설치된 제1 환형 지지부재와, 상기 제1 환형 지지부재의 내주면에 결합된 채 상기 제1 플러그를 회전가능하게 지지하는 제1 베어링을 포함하고, 상기 제2 베어링은 상기 외부관의 내주면에 고정 설치된 제2 환형 지지부재와, 상기 제2 환형 지지부재의 내주면에 결합된 채 상기 제2 플러그를 회전가능하게 지지하는 제2 베어링을 포함하며, 상기 제1 환형 지지부재, 상기 제2 환형 지지부재, 상기 제1 베어링 및 상기 제2 베어링은 플라스틱 재료, 비철 금속 재료 또는 스테인리스 스틸 재료로 형성되고, 상기 제1 플러그 또는 상기 제2 플러그는 플라스틱 재료, 비철 금속 재료 또는 스테인리스 스틸 재료로 형성되며, 상기 제1 환형 지지부재와 상기 제2 환형 지지부재 중 적어도 하나는 물이 통과하는 통로를 구비한다.

일 실시예에 따라, 상기 축관은 상기 인렛 부근에서 상기 아웃렛 부근까지 연속적으로 이어진 나선 돌기와 상기 나선 돌기에 의해 한정된 나선 홈이 형성된다.

일 실시예에 따라, 상기 인렛은 인렛 유입관부와, 상기 인렛 유입관부보다 작은 유로 단면적을 가져 증가된 수압으로 물을 내보내는 노즐부를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 수처리 모듈은, 물이 유입되는 인렛 및 물이 배출되는 아웃렛을 일측과 타측에 구비하는 쉘; 및 상기 쉘과의 사이에 상기 인렛으로부터 상기 아웃렛까지 물이 흐르는 갭을 한정하는 자기장 발생축을 포함하며, 상기 자기장 발생축은 축관 내에 축방향으로 길게 어레이(array)된 복수개의 자석들을 포함하고, 상기 복수개의 자석들은, 첫 번째 자석부터 n-1번째 자석의 경우, 이웃하는 자석들이 반대 극성끼리 마주하도록 배치되고, 서로 이웃하는 n-1번째 자석과 n번째 자석의 경우, 같은 극성끼리 마주하도록 배치되되, 상기 n번째 자석은 상기 복수개의 자석들 중 마지막 번째로 위치한다.

본 발명에 따르면, 물이 흐르는 배관 중간에 콤팩트한 모듈 형태로 설치되면서도, 물이 통과하는 영역에 강력한 자기장을 발생시킴과 동시에 그 영역에서 충분한 시간 동안 물이 자기장에 노출되도록 하여, 물의 구조를 생체 조직에 적합한 구조의 물, 특히, 육각수로 변화시킬 수 있는 수처리 모듈이 구현된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기장을 이용한 수처리 모듈을 도시한 종단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A를 따라 취해진 수처리 모듈의 횡단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B를 따라 취해진 수처리 모듈의 횡단면도이다.
도 4는 도 1의 C-C를 따라 취해진 수처리 모듈의 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기장을 이용한 수처리 모듈을 도시한 종단면도이다.
도 6은 도 5의 D-D를 따라 취해진 수처리 모듈의 횡단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 수처리 모듈의 자기장 발생축 내부와 자기 발생축 외부를 함께 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 수처리 모듈의 임펠러와 인렛을 함께 설명하기 위한 사시도이다.

이하 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면들 및 이에 관한 설명은 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 제시된 것이다. 따라서, 도면들 및 설명이 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니 될 것이다. 본 명세서에서, 방위를 나타내는 용어는 첨부한 도면을 기초로 하여 본 발명을 잘 설명하기 위해 쓰인 것으로서 본 발명을 한정하는 것이 아니라는 것에 유의한다.

[제1 실시예]

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기장을 이용한 수처리 모듈을 도시한 종단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A를 따라 취해진 수처리 모듈의 횡단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B를 따라 취해진 수처리 모듈의 횡단면도이고, 도 4는 도 1의 C-C를 따라 취해진 수처리 모듈의 횡단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수처리 모듈(1)은, 일측과 타측에 물의 인렛(I) 및 물의 아웃렛(O)을 구비하는 기다란 쉘(10)과, 제1 베어링 유닛(20) 및 제2 베어링 유닛(30)에 의해 상기 쉘(10) 내에 회전가능하게 설치되는 자기장 발생축(40)을 포함한다.

상기 자기장 발생축(40)은 상기 쉘(10)의 중앙에 축방향으로 배치되며, 상기 자기장 발생축(40)의 외주면과 이를 둘러싸는 상기 쉘(10)의 외주면 사이에는 물이 흐르는 대략 환형 단면의 갭이 형성된다. 인렛(I)을 통해 들어와 아웃렛(0)을 향해 흐르는 물은 상기 자기장 발생축(40)으로부터 발생된 강력한 자기장(또는, 자기력)에 의해 자화되어 그 구조가 생체 조직에 가장 적합한 구조로 변화된다. 강력한 자기장에 의해 자화된 물은 자화 육각수일 수 있다.

또한, 상기 수처리 모듈(1)은 상기 인렛(I)을 통해 유입되는 물의 수압에 의해 회전하여 상기 자기장 발생축(40)을 일체로 회전시키도록 상기 자기장 발생축(40)에 결합, 고정된 임펠러(50)를 더 포함한다. 이를 위해, 상기 임펠러(50)는 상기 쉘(10) 내에서 상기 인렛(I)과 인접해 위치한다.

상기 쉘(10)은 대략 원형의 중공을 갖는 중공형 외부관(11)과, 상기 외부관(11)의 일단에 나사 결합되어 상기 외부관(11)의 일단을 마감하는 제1 캡(12)과, 상기 외부관(11)의 타단에 나사 결합되어 상기 외부관(11)의 타단을 마감하는 제2 캡(13)을 포함한다. 상기 외부관(11), 상기 제1 캡(12) 및/또는 상기 제2 캡(13)은 플라스틱 소재 또는 비철 금속 소재 또는 스테인리스 스틸 소재로 형성될 수 있다. 전술한 인렛(I)은 상기 제1 캡(12)과 인접하는 위치에서 상기 외부관(11)에 수직 방향으로 나사 결합된 채 외측으로 돌출되어 있고, 전술한 아웃렛(O)은 상기 제2 캡(13)에 나사 결합된 채 축방향으로 돌출되어 있다.

상기 제1 베어링 유닛(20)은, 상기 자기장 발생축(40)의 제1 플러그(41)를 회전가능하게 지지하는 부분으로서, 상기 제1 캡(12)과 상기 인렛(I) 사이에 위치되며, 상기 외부관(11)의 내주면에 끼워져 고정 설치된 제1 환형 지지부재(21)와, 상기 제1 환형 지지부재(21)의 내주면에 결합된 제1 베어링(22)으로 이루어진다. 제1 환형 지지부재(21)는 대략 환형 판 형태로 이루어지며 상기 제1 베어링(22)이 설치되는 중앙의 원형 구멍을 제외하면 전체적으로 막혀 있다. 상기 제1 베어링 유닛(20)을 구성하는 요소들은 스테인리스 스틸 또는 특수 플라스틱 소재로 형성된다.

상기 제2 베어링 유닛(30)은, 상기 자기장 발생축(40)의 제2 플러그(42)를 회전가능하게 지지하는 부분으로서, 상기 제2 캡(13)과 인접해 위치하며, 상기 외부관(11)의 내주면에 끼워져 고정 설치된 제2 환형 지지부재(31)와, 상기 제2 환형 지지부재(31)의 내주면에 결합된 제2 베어링(32)으로 이루어진다. 상기 제2 환형 지지부재(31)는 대략 환형 판 형태로 이루어지며, 상기 제2 베어링(32)이 설치되는 중앙의 원형 구멍 외에, 상기 아웃렛(O) 측으로 물의 흐름, 즉, 자화수의 흐름을 허용하는 복수개의 홀(312)이 형성된다. 상기 제2 베어링 유닛(30)을 구성하는 요소들은 스테인리스 스틸 또는 특수 플라스틱 소재로 형성된다.

상기 자기장 발생축(40)은 원형의 기다란 축공을 갖는 축관(43)과, 갭(gap)들 각각을 사이에 두면서 상기 축관(43) 내에 축방향으로 길게 어레이(array)된 복수개의 자석(44)들과, 이웃하는 자석(44)들 사이에 개재되도록 갭 각각에 위치하는 알루미늄판 또는 동판 재질의 스페이서(45)와, 상기 축관(43)의 양단 각각에 나사 결합되어 상기 축관(43)의 양단을 밀봉 상태로 마감하는 제1 플러그(41) 및 제2 플러그(42)를 포함한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 제1 플러그(41)와 상기 제2 플러그(42)는 상기 제1 베어링(22)과 상기 제2 베어링(32)에 결합된다. 따라서, 상기 자기장 발생축(40)은 자신의 제1 플러그(41) 및 제2 플러그(42)에 결합된 제1 베어링(22)과 제2 베어링(32)에 의해 상기 쉘(10) 내에서의 회전이 허용된다. 상기 제1 플러그(41)와 상기 제2 플러그(42)는 비철 금속, 플라스틱 또는 스테인리스 스틸로 제작된다.

상기 복수개의 자석(44)들은, 첫 번째 자석부터 n-1번째 자석까지의 경우, 이웃하는 자석들이 반대 극성끼리 마주하도록 배치되고, 마지막에서 서로 이웃하는 n-1번째 자석과 n번째 자석의 경우 같은 극성끼리 마주하도록 배치되어 그 사이에서 발생하는 강력한 척력에 의해 자속 에너지를 발산하도록 한다. 같은 조건 하에서, 이와 같은 배치는 n-1번째 자석과 n번째 자석과의 관계에서 가장 큰 척력이 발생시킨다.

상기 복수개의 자석(44)들 및 그 자석(44)들이 끼워지는 축관(43) 내 축공의 단면은 원형인 것이 바람직하다. 자석(44)들의 직경과 상기 스페이서(45)들의 단면 형상 및 단면 크기(특히, 직경)은 모두 같아 상기 축공 내로 자석(44)들과 상기 스페이서(45)들의 삽입이 용이하다.

상기 임펠러(50)는, 상기 제1 베어링 유닛(20)과 인접하여 상기 제1 플러그(41)에 고정 설치된다. 상기 임펠러(50)의 회전 날개들은 물이 일정 수압 이상으로 유입되는 인렛(I)을 향해 배향되며, 따라서, 인렛(I)을 통해 유입된 물이 상기 임펠러(50)를 회전시키면, 이에 의해, 상기 자기장 발생축(40)은 상기 임펠러(50)와 일체로 함께 회전한다. 상기 인렛(I)을 통해 유입된 물은 상기 자기장 발생축(40)의 외주면과 상기 쉘(10)의 내주면 사이를 흐르면서 상기 자기장 발생축(40)에서 발생하는 강한 척력과 인력의 자기장에 의해 그 구조가 6각수 구조로 변화된다. 또한, 자기장 발생축(40)이 자기장 발생과 더불어 회전하므로, 자기장 발생축(40)에서 발생한 자기장은 보다 더 효과적으로 자기장 발생축(40) 주변을 흐르는 물을 자화시킬 수 있다.

[제2 실시예]

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기장을 이용한 수처리 모듈을 도시한 종단면도이고, 도 6은 도 5의 D-D를 따라 취해진 수처리 모듈의 횡단면도이고, 도 7은 도 5에 도시된 수처리 모듈의 자기장 발생축 내부와 자기 발생축 외부를 함께 설명하기 위한 부분 단면도이며, 도 8은 도 5에 도시된 수처리 모듈의 임펠러와 인렛을 함께 설명하기 위한 사시도이다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수처리 모듈(1000)은, 예컨대 정수기의 물 이동 경로 상에서 필터와 함께 설치되기에 적합한 것이며, 앞선 실시예와 마찬가지로, 일측과 타측에 물의 인렛(i) 및 물의 아웃렛(미도시함)을 구비하는 기다란 쉘(1010)과, 제1 베어링 유닛(1020) 및 제2 베어링 유닛(미도시됨)에 의해 상기 쉘(1010) 내에 회전가능하게 설치되는 자기장 발생축(1040)을 포함한다.

상기 자기장 발생측(1040)은 상기 쉘(1010)의 중앙에 축방향으로 배치되며, 상기 자기장 발생축(1040)의 외주면과 이를 둘러싸는 상기 쉘(1010)의 외주면 사이에는 물이 흐르는 대략 환형 단면의 갭이 형성된다. 인렛(i)을 통해 들어와 아웃렛을 향해 흐르는 물은 상기 자기장 발생축(1040)으로부터 발생된 강력한 자기장(또는, 자기력)에 의해 자화되어 그 구조가 생체 조직에 가장 적합한 구조로 변화된다. 강력한 자기장에 의해 자화된 물은 자화 육각수일 수 있다.

또한, 상기 수처리 모듈(1000)는 상기 인렛(i)을 통해 유입되는 물의 수압에 의해 회전하여 상기 자기장 발생축(1040)을 일체로 회전시키도록 상기 자기장 발생축(1040)에 결합, 고정된 임펠러(1050)를 더 포함한다. 이를 위해, 상기 임펠러(1050)는 상기 쉘(1010) 내에서 상기 인렛(i)과 인접해 위치한다.

상기 쉘(1010)은 대략 원형의 중공을 갖는 중공형 외부관(1011)과, 상기 외부관(1011)의 일단에 나사 결합되어 상기 외부관(1011)의 일단을 마감하는 제1 캡(1012)과, 상기 외부관(1011)의 타단에 나사 결합되어 상기 외부관(1011)의 타단을 마감하는 제2 캡(미도시됨)을 포함한다. 상기 외부관(1011), 상기 제1 캡(1012) 및/또는 상기 제2 캡은 플라스틱 소재 또는 비철 금속 소재 또는 스테인리스 스틸 소재로 형성될 수 있다. 앞선 실예에서, 인렛이 제1 캡과 인접하는 위치에서 외부관에 수직 방향으로 돌출되어 있던 것과 달리, 본 실시예에서는, 인렛(i)이 제1 캡(1010)을 축방향으로 관통하여 형성된 인렛 유입관부(1002)와, 상기 인렛 유입관부(1002)의 선단에서 소정의 각도로 굽어져 이하 설명되는 임펠러(1050)를 향해 있는 인렛 노즐부(1003)로 이루어진다. 상기 인렛 노즐부(1003)는, 정해진 조건에서 임펠러(1050)를 돌리는 수압을 증가시키기 위해, 인렛 유입관부(1002)보다 작은 유로 단면적을 가지며, 선단을 향해 점진적으로 유로 단면적이 감소되는 형태를 갖는다. 도시하지는 않았지만, 아웃렛은, 앞선 실시예와 마찬가지로, 제2 캡에 나사 결합된 채 축방향으로 돌출되어 이루어진다.

상기 제1 베어링 유닛(1020)은, 상기 자기장 발생축(1040)의 제1 플러그(1041)를 회전가능하게 지지하는 부분으로서, 상기 인렛(i)의 하류 측에 위치하며, 상기 외부관(1011)의 내주면에 끼워져 고정 설치된 제1 환형 지지부재(1021)과, 상기 제1 환형 지지부재(1021)의 내주면에 결합된 제1 베어링(1022)로 이루어진다. 제1 환형 지지부재(1021)는 대략 환형 판 형태로 이루어진다. 상기 제1 환형 지지부재(1021)는, 상기 제1 베어링(1022)이 설치되는 중앙의 원형 구멍 외에, 제1 베어링 유닛(1020)을 넘어 위치한 물의 자화 영역 측으로 물의 흐름 허용하는 복수개의 홀(1021a)이 형성된다.

제2 베어링 유닛(미도시됨)은 앞선 실시예와 실질적으로 유사하게 자기장 발생축(1040)의 타단을 회전가능하게 지지한다. 상기 자기장 발생축(1040)의 상기 제1 플러그(1041) 반대편에는 제2 플러그가 설치되는데, 상기 제2 베어링 유닛은 상기 제2 플러그를 회전가능하게 지지한다.

상기 자기장 발생축(1040)은 원형의 기다란 축공을 갖는 축관(43)과, 갭들 각각을 사이 사이에 두면서 상기 축관(1043) 내에 축방향으로 길게 어레이된 복수개의 자석(1044)들과, 이웃하는 자석(1044)들 사이에 개재되도록 갭 각각에 위치하는 알루미늄판 또는 동판 재질의 스페이서(1045)와, 상기 축관(1043)의 양단 각각에 나사 결합되어 상기 축관(1043)을 마감하는 제1 플러그(1041) 및 제2 플러그(미도시됨)를 포함한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 제1 플러그(1041)와 상기 제2 플러그(미도시됨)는 상기 제1 베어링 유닛(1020)의 제1 베어링(1022)과 상기 제2 베어링 유닛의 제2 베어링(미도시됨)에 결합된다. 따라서, 상기 자기장 발생축(1040)은 자신의 제1 플러그(1041) 및 제2 플러그에 결합된 제1 베어링(1022)과 제2 베어링에 의해 상기 쉘(1010) 내에서의 회전이 허용된다.

앞선 실시예와 마찬가지로, 상기 복수개의 자석(1044)들은, 첫 번째 자석부터 n-1번째 자석까지의 경우, 이웃하는 자석들이 반대 극성끼리 마주하도록 배치되고, 마지막에서 서로 이웃하는 n-1번째 자석과 n번째 자석의 경우 같은 극성끼리 마주하도록 배치되어 그 사이에서 발생하는 강력한 척력에 의해 자속 에너지를 발산하도록 한다. 상기 복수개의 자석(1044)들 및 그 자석(1044)들이 끼워지는 축관(43) 내 축공의 단면은 원형인 것이 바람직하다. 자석(1044)들의 직경과 상기 스페이서(1045)들의 직경은 모두 같아 상기 축공 내로 자석(1044)들과 상기 스페이서(1045)들의 삽입이 용이하다.

상기 임펠러(1050)는, 상기 제1 베어링 유닛(1020)과 인접하여 상기 제1 플러그(1041)에 고정 설치된다. 상기 임펠러(1050)의 회전 날개들은 물이 일정 수압 이상으로 유입되는 인렛(i)을 향해 배향되며, 따라서, 인렛(i)을 통해 유입된 물이 상기 임펠러(1050)를 회전시키면, 이에 의해, 상기 자기장 발생축(1040)은 상기 임펠러(1050)와 일체로 함께 회전한다. 상기 인렛(i)을 통해 유입된 물은 상기 자기장 발생축(1040)의 외주면과 상기 쉘(1010)의 내주면 사이를 흐르면서 상기 자기장 발생축(1040)에서 발생하는 강한 척력과 인력의 자기장에 의해 그 구조가 6각수 구조로 변화된다. 또한, 자기장 발생축(1040)이 자기장 발생과 더불어 회전하므로, 자기장 발생축(1040)에서 발생한 자기장은 보다 더 효과적으로 자기장 발생축(1040) 주변을 흐르는 물을 자화시킬 수 있다.

특히, 상기 축관(1043)의 외주면에는 상기 인렛(i)과 가까운 일단 부근에서 상기 아웃렛과 가까운 타단까지 연속적으로 이어진 나선 돌기(1043a)와 그 나선 돌기(1043a)에 의해 한정된 나선 홈(1043b)이 형성된다. 자기장 발생축(1040)이 회전하는 동안, 물은 회전 중인 자기장 발생축(1040)의 주변에서 상기 나선 홈(1043b)을 따라 회전하며 앞으로 천천히 진행한다. 이는 자기장 발생축(1040)에서 발생한 자기장으로 하여금 보다 더 효과적으로 물을 자화시킬 수 있도록 돕는다.

I, i: 인렛 O: 아웃렛
10: 쉘 20: 제1 베어링 유닛
30: 제2 베어링 유닛 40: 자기장 발생축
43: 축관 44: 자석
45: 스페이서 50: 임펠러

Claims (6)

1. 물이 유입되는 인렛 및 물이 배출되는 아웃렛을 일측과 타측에 구비하는 쉘;
   제1 베어링 유닛 및 제2 베어링 유닛에 의해 상기 쉘 내에 회전가능하게 설치되는 자기장 발생축 - 상기 자기장 발생축과 상기 쉘 사이에 상기 인렛으로부터 상기 아웃렛까지 물이 흐르는 갭이 형성됨 - ; 및
   상기 인렛을 통해 유입되는 물의 수압에 의해 회전하여 상기 자기장 발생축을 일체로 회전시키도록 상기 자기장 발생축에 결합된 임펠러를 포함하며,
   상기 자기장 발생축은 축관과, 상기 축관 내에 축방향으로 길게 어레이(array)된 n개의 자석들과, 상기 n개의 자석들 중 상기 축관 내에서 이웃하는 자석들 사이에 개재된 스페이서를 포함하며,
   상기 n개의 자석들은, 첫 번째 자석부터 n-1번째 자석의 경우, 이웃하는 자석들이 반대 극성끼리 마주하도록 배치되고, 서로 이웃하는 n-1번째 자석과 n번째 자석의 경우, 같은 극성끼리 마주하도록 배치되되, 상기 n번째 자석은 상기 복수개의 자석들 중 마지막 번째로 위치하며,
   상기 쉘은 중공을 갖는 외부관과, 상기 외부관의 일단에 결합되어 상기 외부관의 일단을 마감하는 제1 캡과, 상기 외부관의 타단에 결합되어 상기 외부관의 타단을 마감하는 제2 캡을 포함하며, 상기 제1 캡, 상기 제2 캡 및 상기 외부관은 플라스틱 재료, 비철 금속 재료 또는 스테인리스 스틸 재료로 형성되며, 상기 인렛은 상기 제1 캡 또는 상기 외부관에 형성된 채 외부로 돌출되고 상기 아웃렛은 상기 제2 캡 또는 상기 외부관에 형성된 채 외부로 돌출되며,
   상기 축관의 양단은 제1 플러그와 제2 플러그 각각에 의해 밀봉 상태로 마감되고, 상기 제1 베어링 유닛은 상기 외부관의 내주면에 고정 설치된 제1 환형 지지부재와, 상기 제1 환형 지지부재의 내주면에 결합된 채 상기 제1 플러그를 회전가능하게 지지하는 제1 베어링을 포함하고, 상기 제2 베어링은 상기 외부관의 내주면에 고정 설치된 제2 환형 지지부재와, 상기 제2 환형 지지부재의 내주면에 결합된 채 상기 제2 플러그를 회전가능하게 지지하는 제2 베어링을 포함하며, 상기 제1 환형 지지부재, 상기 제2 환형 지지부재, 상기 제1 베어링 및 상기 제2 베어링은 플라스틱 재료, 비철 금속 재료 또는 스테인리스 스틸 재료로 형성되고, 상기 제1 플러그 또는 상기 제2 플러그는 플라스틱 재료, 비철 금속 재료 또는 스테인리스 스틸 재료로 형성되며, 상기 제1 환형 지지부재와 상기 제2 환형 지지부재 중 적어도 하나는 물이 통과하는 통로를 구비하며,
   상기 임펠러는 상기 제1 베어링 유닛과 인접하여 상기 제1 플러그에 고정되며, 상기 임펠러의 회전 날개들은 상기 인렛을 향해 있으며,
   상기 인렛은 인렛 유입관부와, 상기 인렛 유입관부보다 작은 유로 단면적을 가져 상기 인렛 유입관부 내 수압보다 증가된 수압으로 상기 임펠러 측으로 물을 내보내는 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 수처리 모듈.
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4. 청구항 1에 있어서, 상기 축관은 상기 인렛 부근에서 상기 아웃렛 부근까지 연속적으로 이어진 나선 돌기와 상기 나선 돌기에 의해 한정된 나선 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 수처리 모듈.
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