KR102373403B1 - 강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관 - Google Patents

강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관 Download PDF

Info

Publication number
KR102373403B1
KR102373403B1 KR1020210153147A KR20210153147A KR102373403B1 KR 102373403 B1 KR102373403 B1 KR 102373403B1 KR 1020210153147 A KR1020210153147 A KR 1020210153147A KR 20210153147 A KR20210153147 A KR 20210153147A KR 102373403 B1 KR102373403 B1 KR 102373403B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
fluid
water
reforming tube
energy
Prior art date
Application number
KR1020210153147A
Other languages
English (en)
Inventor
이여형
최성미
Original Assignee
이여형
최성미
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이여형, 최성미 filed Critical 이여형
Priority to KR1020210153147A priority Critical patent/KR102373403B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102373403B1 publication Critical patent/KR102373403B1/ko
Priority to PCT/KR2022/017326 priority patent/WO2023085705A1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/45Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4523Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through sieves, screens or meshes which obstruct the whole diameter of the tube
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2376Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media characterised by the gas being introduced
    • B01F23/23761Aerating, i.e. introducing oxygen containing gas in liquids
    • B01F23/237613Ozone
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/45Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/45Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4522Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through porous bodies, e.g. flat plates, blocks or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • B01F33/451Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers wherein the mixture is directly exposed to an electromagnetic field without use of a stirrer, e.g. for material comprising ferromagnetic particles or for molten metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/305Treatment of water, waste water or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

개시되는 발명은 유체 개질관에 관한 것으로서, 내부에 수용공간을 구비한 관형의 케이스;와, 상기 케이스의 양단 중 상류측에 구비되는 유입구와, 하류측에 구비되는 배출구;와, 상기 케이스의 내주면에 밀착 고정되고, 상기 케이스 내부로 도입된 유체의 흐름방향을 따라 복수 개의 메시 망이 적층되어 이루어진 에너지 작용부; 및 상기 케이스의 수용공간에 구비되고, 상기 에너지 작용부의 상류 또는 하류 중의 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 자성체;를 포함하고, 여기서 상기 메시 망은, 체눈 사이는 육각형의 살로 경계를 이루고, 또한 상기 케이스 내부로 도입된 유체의 흐름방향을 따르는 상기 체눈의 단면형상은 중간에 살이 있어 중간이 좁아지는 목이 있는 모래시계 형태를 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관{Reforming tube using mesh screen made with ferromagnetic metal substance}
본 발명은 물의 성질, 예를 들어 경도나 살균력 등을 유용하게 변화시키거나 물에 투입되는 기체나 액체의 용존률을 높일 수 있는 유체 개질관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유체 개질관을 통과하는 물의 압력으로 순간적이고 연속적으로 나누면서 수축 및 팽창을 반복하여 응집시킴으로써 살균수와 부드러운 물을 만들거나 기타 투입되는 기체나 액체의 용존률을 높이는 유체 개질관에 관한 것이다.
배관을 통해 공급되는 보통의 물에 유용한 성질을 부가하기 위해 각종 물리적, 화학적 처리가 이루어진다. 예를 들어, 물의 경도를 낮추기 위해 연수기를 설치하거나, 살균력을 부여하기 위해 염소를 투입하거나 오존가스를 물속에 주입하는 방법들이 일반적으로 사용되고 있다
물을 포함하는 각종 유체에 유용한 성질을 부가하기 위해서는 이러한 목적에 적합한 각종 설비가 배관에 추가되어야 한다. 그러나, 이러한 부가설비를 설치하고 유지하려면 많은 비용이 투자되어야 하고, 설사 부가설비를 운용하더라도 투자 대비 그 효과가 미미한 경우도 많다.
예를 들어, 오존수를 만들기 위해 오존 발생기를 설치하더라도, 오존의 용존률이 기대했던 것보다 턱없이 낮기 때문에 오존수에는 법적으로 규정한 최소한의 오존이 함유되지 못한 경우가 태반이다. 오히려 낮은 오존 용존률은 배오존만 늘려서 공기 중에는 법적으로 규정한 한계치를 초과한 오존이 존재하는 부작용만 발생하기도 한다.
각종 유체의 특성을 사용하기에 유리하도록 개질할 수 있다면, 나아가 저렴한 비용으로 목적을 달성할 수 있다면 이는 실생활에서 매우 유용하게 활용할 수 있다. 특히, 실생활에서 가장 많이 사용되고 생존에 중요한 물의 성질을 저렴한 비용으로 개질할 수 있다는 그 유용성은 아무리 강조해도 모자람이 없을 것이다.
한국공개특허 제10-2014-0035193호 (2014.03.21 공개)
본 발명은 유체 개질관을 통과하는 유체, 예를 들어 물의 압력을 순간적이고 연속적으로 나누면서 수축 및 팽창을 반복하여 응집시킴으로써 물의 성질, 예를 들어 경도나 살균력 등을 유용하게 변화시키거나 물에 투입되는 기체나 액체의 용존률을 높일 수 있는 유체 개질관을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 유체 개질관에 관한 것으로서, 내부에 수용공간을 구비한 관형의 케이스;와, 상기 케이스의 양단 중 상류측에 구비되는 유입구와, 하류측에 구비되는 배출구;와, 상기 케이스의 내주면에 밀착 고정되고, 상기 케이스 내부로 도입된 유체의 흐름방향을 따라 복수 개의 메시 망이 적층되어 이루어진 에너지 작용부; 및 상기 케이스의 수용공간에 구비되고, 상기 에너지 작용부의 상류 또는 하류 중의 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 자성체;를 포함하고, 여기서 상기 메시 망은, 체눈 사이는 육각형의 꼭지점으로 경계를 이루고, 또한 상기 케이스 내부로 도입된 유체의 흐름방향을 따르는 상기 체눈의 단면형상은 중간에 살이 있어 좁아지는 목이 있는 모래시계 형태를 이루는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시형태에서, 상기 메시 망은 강자성 금속재질, 예를 들어 니켈로 만들어지는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 메시 망의 선수는 45 이상 195 미만의 범위에 있다.
그리고, 상기 자성체는 상기 에너지 작용부의 상류 및 하류에 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 케이스 안으로 도입된 유체는 물이고, 상기 에너지 작용부 및 자성체는 상기 물을 순간적이고 연속적으로 나누면서 수축 및 팽창을 반복하여 응집시킴으로써 그 성질을 변화시키게 된다.
여기서, 상기 에너지 작용부 및 자성체에 의해 상기 물은 연수화, 살균, 탈취, 기체나 액체의 용존률 향상과 같은 성질로 변화할 수 있다.
그리고, 상기 유입구의 상류에는 오존 발생기가 구비되고, 상기 케이스 안으로 물이 도입되기 전에 상기 오존 발생기에서 만들어진 오존 가스가 상기 물에 혼합됨으로써 오존수를 생성할 수 있다.
이 경우, 상기 에너지 작용부는 적어도 30개 이상의 메시 망이 적층될 수 있으며, 바람직하게는 상기 케이스 안으로 물을 도입하는 펌프의 마력당 상기 에너지 작용부에 구비되는 메시 망의 개수는 30∼50개 범위에 있다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 유체 개질관은 통과하는 유체, 예를 들어 물의 압력을 순간적이고 연속적으로 나누면서 수축 및 팽창을 반복하여 응집시킴으로써 물의 성질, 예를 들어 경도나 살균력 등을 유용하게 변화시키거나 물에 투입되는 기체나 액체의 용존률을 높일 수 있는 탁월한 효과를 가진다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유체 개질관의 단면 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 유체 개질관에 구비되는 메시 망의 실물 사진.
도 3은 체눈의 단면구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 니켈 용출 검사의 시험성적서.
도 5는 도 2의 메시 망에 금 도금을 한 후 유체 개질관에 장착하여 4일간 사용한 결과를 보여주는 실물 사진.
도 6 내지 도 8은 고체 핵자기공명과 170 선폭에 대한 시험성적서.
도 9는 도 6 내지 도 8의 시험성적서의 결과를 정리한 도면.
도 10은 오존 발생기가 구비된 유체 개질관의 구성을 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 유체 개질관을 적용한 경우에서의 오존 용존률을 정리한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 유체 개질관(10)의 단면 구조를 도시한 도면으로서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 보면, 유체 개질관(10)은 크게 나누어 볼 때, 케이스(100) 및 그 안에 배치되는 에너지 작용부(200)를 포함한다.
케이스(100)는 에너지 작용부(200)가 장착되는 관형의 몸체로서, 내부에는 중공의 수용공간이 마련되어 있다. 케이스(100) 내부로는 물과 그 밖의 각종 유체가 도입되고 배출되는데, 유체의 입출입 통로로서 케이스(100)의 양단 중 상류측에는 유입구(110)가 구비되고 하류측에는 배출구(120)가 구비된다. 유입구(110)와 배출구(120)는 케이스(100)에 대해 나사결합으로 연결될 수 있으며, 유입구(110)와 배출구(120)는 배관 연결에 적합하도록 각각 암형이나 수형 중 어느 하나로 선택될 수 있다. 또는 유입구(110)와 배출구(120)를 플랜지 타입으로 구성하는 것도 가능하다.
에너지 작용부(200)는 케이스(100)의 내주면에 밀착 고정되는데, 에너지 작용부(200)는 케이스(100) 내부로 도입된 유체의 흐름방향을 따라 복수 개의 메시 망(210)이 적층되어 이루어진다. 복수 개의 메시 망(210)은 테프론 패킹 등을 이용하여 케이스(100)의 내주면에 기밀을 유지하도록 밀착 고정되며, 이에 따라 케이스(100) 내부로 도입된 유체는 전량이 에너지 작용부(200)를 통과하게 된다. 그리고, 복수 개의 메시 망(210)은 서로 접합되어 있지는 않지만, 하나의 집단을 이루도록 밀착되어 있으며, 이들 사이의 밀착은 테프론 패킹에 의해 유지된다.
그리고, 자성체(300)도 케이스(100)의 수용공간에 구비되는데, 에너지 작용부(200)의 상류 또는 하류 중의 적어도 어느 한 쪽에 배치된다. 본 발명의 일 실시형태에서 자성체(300)로는 자기밀도가 높은 네오디뮴 자석을 사용하고 있으며, 에너지 작용부(200)에 의한 표면 코팅의 손실을 막기 위해 예컨대 테프론과 같은 화학적으로 안정적인 물질로 표면을 감싸는 것이 바람직하다. 자성체(300)의 표면 코팅은 유체의 조건에 맞춰 적절히 선택될 수 있다.
여기서, 에너지 작용부(200)를 구성하는 메시 망(210)은, 체눈(212)(구멍) 사이는 육각형의 꼭지점으로 경계를 이루고 있고, 또한 케이스(100) 내부로 도입된 유체의 흐름방향을 따르는 체눈(212)의 단면형상은 중간에 살이 있어 좁아지는 목(214)이 있는 모래시계 형태를 이루는 것을 특징으로 한다.
이러한 구조를 가진 메시 망(210)은 상용화되어 있는데, 대표적으로는 네덜란드 복스메이르(Boxmeer) 소재 SPGPrints BV에서 제조 판매하는 PentraScreen 을 들 수 있으며, 본 발명에서도 이 스크린 제품을 사용하고 있다(https://www.spgprints.com/rotary-fabric-printing-screens). PentraScreen 은 본래 섬유에 로터리 스크린 인쇄를 하는데 사용하는 제품인데, 본 발명에서는 체눈(212) 사이가 육각형의 살로 경계를 이루고 있으면서, 체눈(212)의 단면형상이 중간에 목(214)이 있는 모래시계 형태인 점을 이용하여 본 발명의 유체 개질관(10)에 적용하였다.
도 2는 본 발명에 따른 유체 개질관(10)에 구비되는 메시 망(210)의 실물 사진인데, 관형 케이스(100)의 형태와 사이즈에 맞춰 재단된 원형의 메시 망(210) 지름은 약 3㎝이며, 메시 망(210)을 100배로 확대하면 체눈(212) 사이는 육각형의 살이 경계를 이루고 있고 육각형의 중심에 체눈(212)이 위치하고 있음을 확인할 수 있다.
육각형 살 구조는 구조적으로 강인한 허니컴 구조를 이뤄 메시 망(210)의 내구성을 확보하고 있으며, 메시 망(210)의 두께는 약 0.1∼0.13㎜로서 매우 얇다. 여기서, 도 3은 체눈(212)의 단면구조를 개략적으로 도시한 도면인데, 중간에 목(214)이 있는 모래시계 형태 구조를 이루고 있다.
이러한 메시 망(210)이 복수 개가 적층되어 이루어진 에너지 작용부(200)에 대해, 자성체(300) 및 유체의 운동이 만드는 상호작용에 의해 유체 개질관(10)을 통과하는 유체의 성질에는 유용한 변화가 일어난다.
그리고, 에너지 작용부(200)의 메시 망(210)은, 자성체(300)와의 상호작용을 위하여, 강자성 금속재질, 예를 들어 니켈로 만들어지는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용된 PentraScreen 의 재질은 니켈로 이루어져 있다. 참고로, 니켈로 된 메시 망(210)을 수돗물에 통과시킨 후 니켈 용출 검사를 수행한 결과, 니켈 용출은 전혀 발견되지 않았다. 도 4는 니켈 용출 검사의 결과를 보여주는 시험성적서다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 유체 개질관(10)에 수돗물을 통과시키면, 물이 부드러워지는 연수 효과, 피부에 뿌리면 촉촉한 느낌이 오래 가는 보습 효과, 사용한 마스크에 뿌리면 냄새와 세균이 제거되는 탈취와 살균 효과 등이 확인되었다.
그리고, 도 5는 메시 망(210)에 금 도금을 한 후 유체 개질관(10)에 장착하여 4일간 사용한 결과를 보여주는 실물 사진인데, 초기의 금 도금이 상당수의 메시 망(210)에서 사라진 것이 확인되었다. 실물을 확대하여 육안으로 살펴본 결과, 유체 개질관(10)이 입구와 출구 쪽에서는 금 나노화 현상이 일어나고 중간 부분에서는 금이 완전히 사라진 전해 현상이 일어난 것으로 보인다.
이러한 일련의 결과, 즉 수돗물의 성질에 나타난 변화의 원인을 찾아보기 위해 서울대학교 기초과학공동기기원에는 고체 핵자기공명(Soild NMR)을 이용하여 수돗물과 본 발명의 유체 개질관(10)을 통과한 수돗물(편의상, '자화수'라 지칭하기로 함)의 확산계수(D)를 비교 측정을 의뢰하고, 한국기초과학지원연구원에는 170 선폭에서의 자성체(300)의 유무에 따른 자화수의 비교 측정을 의뢰하였다.
도 6 내지 도 8은 수돗물의 성질에 나타난 변화의 원인을 찾아보기 위한 고체 핵자기공명(Soild NMR)과 170 선폭의 성적서이고, 도 9는 그 시험 결과를 정리한 도면이다.
도 9의 시험 결과에 따르면, 수돗물과 자화수 사이의 확산계수 차이는 자화수가 0.06e-9(㎡/s) 만큼 증가하였으며(2.31e-9 vs. 2.37e-9), 170 선폭에 있어서는 자성체(300)의 유무에 따른 자화수 사이에서 자성체(300)가 작용한 자화수에서 1.688㎐ 만큼 더 크게 나타났다(119.578 vs. 121.266).
이러한 결과를 보면, 자성체(300)를 구비한 본 발명의 유체 개질관(10)을 거친 수돗물의 크기는 작아지면서 오히려 무게는 큰 변화가 없음이 확인되었다. 특히, 분자 수준에서 확산계수 0.06e-9(㎡/s) 만큼의 차이는 상당히 큰 차이라고 평가된다.
그리고, Soild NMR에서는 수돗물과 자화수의 차이가 0.06e-9(㎡/s)로 자화수의 물의 크기가 작아졌다고 볼 수 있는 반면, 170 선폭에서의 자화수는 121.266㎐이고, 통상적으로 수돗물의 170 선폭은 120∼140㎐ 라고 한다. 그러므로 무게에서는 큰 차이가 없다고 볼 수 있다.
즉, 크기가 작아지면 무게 또한 가벼워지는 것이 일반적인데 시험 결과는 크기 변화에 따른 무게 변화는 거의 변하지 않았다는 것이며, 이런 경우는 매우 통상적이지 않은 경우이다. 이러한 통상적인 결과는 확산계수가 작으면 물의 크기가 작아졌다고 하면, 무게 또한 줄어들었기에 물의 클러스터가 쪼개졌다고 말할 수 있는 것이다. 즉, 한 덩어리의 클러스터가 쪼개지거나 나눠지므로 가벼워졌다고 표현할 수 있는 것이다.
결과적으로, 물 분자는 본 발명의 유체 개질관(10)을 거치면서 작게 응집되었다고 해석되므로, 이러한 물 분자의 변화를 일으키는 원동력을 포괄적인 의미에서의 에너지라 부를 수 있다는 점에서 메시 망(210)의 적층체를 '에너지' 작용부(200)라 명명하였다.
이러한 물(유체)의 성질 변화는 에너지 작용부(200)와 자성체(300), 그리고 유체의 운동에너지가 상호작용을 발생하고, 이에 따라 에너지 작용부(200)를 통과하면서 유체의 성질에 변화를 일으켰다고 추정된다. 특히, 강자성체 금속재질의 메시 망(210)을 이루는 육각구조의 꼭지점과 모래시계 형태를 가진 체눈(212)의 목(214) 부분은 자력을 집중시키는 역할을 하고, 모래시계 형태의 체눈(212)을 흐르는 유체는 순간적이고, 연속적으로 나눠지고 수축 및 팽창되는 과정을 수없이 반복하게 되므로, 이런 복합적인 상호작용 중에 유체 분자의 성질이 변화되었다고 추정하고 있다.
마찬가지의 원리로서, 유체 중에 화석 연료류는 클러스터로 이루어져 있으므로, 본 발명의 유체 개질관(10)을 이용하여 연료의 클러스터를 작게 변화시키면 연료의 연소율은 높아지고 매연 등의 배출물질은 줄어들 것으로 기대된다.
그리고, 본 발명의 실시형태에서, 메시 망(210)의 선수는 45 이상 195 미만의 범위에 있다. 선수는 단위 면적(inch×inch)에 들어가는 가로 세로의 선의 수를 말한다. 예를 들어, 135 선수라면 가로와 세로에 각각 체눈(212)을 지나는 선의 수가 135개라는 것으로서, 결국 단위 면적당 체눈(212)의 개수는 135×135개가 되는 것이다. 선수가 많으면 그만큼 체눈(212)의 개수가 많기 때문에 부하가 걸리고 동일 압력에서 메시 망(210)을 통과하는 유속이 낮아진다.
따라서, 메시 망(210)의 적절한 선수는 유체의 조건에 맞춰 설정할 필요가 있다. 즉, 유체가 깨끗하면 개질 효과를 높이는 195선과 같은 높은 선수의 메시 망(210)을 사용하고, 이물질이 포함되어 있으면 45선과 같은 낮은 선수의 메시 망(210)을 적용하여 비록 개질 효과는 좀 떨어져도 이물질로 인한 구멍 막힘을 줄이는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 실험적으로 메시 망(210)의 선수가 45 이상 195 미만의 범위에 있어야 하는 것으로 확인되었다.
그리고, 자성체(300)는 에너지 작용부(200)의 상류 또는 하류에 배치될 수 있지만, 자화수의 생산에는 충분한 자기력이 작용하는 것이 유리하므로, 에너지 작용부(200)의 상류 및 하류에 각각 자성체(300)가 구비되는 것이 바람직하다 할 수 있다.
한편, 본 발명의 유체 개질관(10)은 그 지체로서 유체의 성질에 변화를 일으키는데, 그 중의 중요한 특성으로는 기체나 액체의 용존률을 향상시킨다는 것이다.
예를 들어, 물에 오존이 함유된 오존수를 생산하는데 본 발명의 유체 개질관(10)이 유용하게 사용될 수 있다. 도 10은 오존 발생기(400)가 구비된 유체 개질관(10)의 구성을 도시하고 있다.
유체 개질관(10)의 유입구(110) 상류에 오존 발생기(400)가 구비되며, 케이스(100) 안으로 물이 도입되기 전에 오존 발생기(400)에서 만들어진 오존 가스가 물에 혼합됨으로써 오존수를 생산하게 된다. 오존 가스를 물에 혼합하기 위해 벤투리 관이 사용될 수 있으며, 벤투리 관을 통과하는 물의 유속이 빨라지면서 일어나는 압력 강하를 이용하면 오존 가스를 물에 도입할 수 있다.
이 경우, 오존의 충분한 용존률을 위해 적어도 30개 이상의 메시 망(210)을 적층하여 에너지 작용부(200)를 구성할 수 있는데, 메시 망(210)의 개수가 너무 많으면 부하가 많이 걸려 역류할 수 있어 역류방지를 위한 추가 구성이 필요해지고, 메시 망(210)의 개수가 너무 적으면 오존의 용존률이 떨어지므로 적절한 개수의 메시 망(210)이 요구된다. 하나의 기준으로는, 케이스(100) 안으로 물을 도입하는 펌프의 마력당 에너지 작용부(200)에 구비되는 메시 망(210)의 개수를 30∼50개 범위 안에서 조정하는 것을 제안할 수 있다.
도 11은 본 발명의 유체 개질관(10)을 적용한 경우에서의 오존 용존률을 정리한 도면이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 유체 개질관(10)을 적용할 경우 최소 70% 이상의 용존률을 보장하며, 최대로 90%를 상회하는 높은 용존률을 보여준다. 이와 같이, 높은 오존 용존률은 오존수를 상용할 수 있는 기반을 제공하고, 특히 배오존이 현저히 감소함으로써 기체 상태에서 독성을 가지는 오존 가스의 관리에도 매우 유리해진다. 또한, 배오존은 그냥 공기 중으로 버려지는 생산비에 해당하므로, 배오존을 낮추는 것은 생산비를 줄일 수 있는 효과적인 방안이기도 하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 유체 개질관
100: 케이스
110: 유입구
120: 배출구
200: 에너지 작용부
210: 메시 망
212: 체눈
214: 목
300: 자성체
400: 오존 발생기

Claims (10)

  1. 내부에 수용공간을 구비한 관형의 케이스;
    상기 케이스의 양단 중 상류측에 구비되는 유입구와, 하류측에 구비되는 배출구;
    상기 케이스의 내주면에 밀착 고정되고, 상기 케이스 내부로 도입된 유체의 흐름방향을 따라 복수 개의 메시 망이 적층되어 이루어진 에너지 작용부; 및
    상기 케이스의 수용공간에 구비되고, 상기 에너지 작용부의 상류 또는 하류 중의 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 자성체;를 포함하고,
    상기 메시 망은,
    체눈 사이는 육각형의 살로 경계를 이루고, 또한 상기 케이스 내부로 도입된 유체의 흐름방향을 따르는 상기 체눈의 단면형상은 중간이 좁아지는 목이 있는 모래시계 형태를 이루며, 강자성 금속재질로 만들어진 것을 특징으로 하는 유체 개질관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자성체의 표면은, 상기 에너지 작용부에 의한 표면 손실을 방지하도록 보호 코팅이 구비되는 것을 특징으로 하는 유체 개질관.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메시 망은, 니켈로 만들어진 것을 특징으로 하는 유체 개질관.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메시 망의 선수는 45 이상 195 미만인 것을 특징으로 하는 유체 개질관.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자성체는 상기 에너지 작용부의 상류 및 하류에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 개질관.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 안으로 도입된 유체는 물이고,
    상기 에너지 작용부 및 자성체는 상기 물을 순간적이고 연속적으로 나누면서 수축 및 팽창을 반복하여 응집시킴으로써 그 성질을 변화시키는 것을 특징으로 하는 유체 개질관.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 에너지 작용부 및 자성체에 의해, 상기 케이스 안으로 도입된 물에는 연수화, 살균, 탈취, 기체나 액체의 용존률 향상을 포함하는 성질 변화가 일어나는 것을 특징으로 하는 유체 개질관.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유입구의 상류에는 오존 발생기가 구비되고,
    상기 케이스 안으로 물이 도입되기 전에 상기 오존 발생기에서 만들어진 오존 가스가 상기 물에 혼합되는 것을 특징으로 하는 유체 개질관.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에너지 작용부는, 적어도 30개 이상의 메시 망이 적층되는 것을 특징으로 하는 유체 개질관.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 케이스 안으로 물을 도입하는 펌프의 마력당, 상기 에너지 작용부에 구비되는 메시 망의 개수는 30∼50개 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유체 개질관.
KR1020210153147A 2021-11-09 2021-11-09 강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관 KR102373403B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210153147A KR102373403B1 (ko) 2021-11-09 2021-11-09 강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관
PCT/KR2022/017326 WO2023085705A1 (ko) 2021-11-09 2022-11-07 강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210153147A KR102373403B1 (ko) 2021-11-09 2021-11-09 강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102373403B1 true KR102373403B1 (ko) 2022-03-14

Family

ID=80823954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210153147A KR102373403B1 (ko) 2021-11-09 2021-11-09 강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102373403B1 (ko)
WO (1) WO2023085705A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023085705A1 (ko) * 2021-11-09 2023-05-19 이여형 강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140035193A (ko) 2012-09-13 2014-03-21 전윤진 용존 산소 공급 및 수질 정화를 위한 가스 용해 장치
KR20150118891A (ko) * 2014-04-15 2015-10-23 이여형 벤츄리 구조의 단면을 가지는 메쉬 타공망을 이용한 용존관
KR20210111159A (ko) * 2020-03-02 2021-09-10 주식회사 라올바이오 친환경 수질 관리 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112275025A (zh) * 2014-11-05 2021-01-29 泉源水处理技术有限责任公司 用于改进水的化学和物理性质的装置和使用该装置的方法
KR101805588B1 (ko) * 2015-08-03 2018-01-10 신희종 자화수 발생기
KR101898886B1 (ko) * 2017-10-30 2018-10-31 백승학 자화수 제조장치
KR102373403B1 (ko) * 2021-11-09 2022-03-14 이여형 강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140035193A (ko) 2012-09-13 2014-03-21 전윤진 용존 산소 공급 및 수질 정화를 위한 가스 용해 장치
KR20150118891A (ko) * 2014-04-15 2015-10-23 이여형 벤츄리 구조의 단면을 가지는 메쉬 타공망을 이용한 용존관
KR20210111159A (ko) * 2020-03-02 2021-09-10 주식회사 라올바이오 친환경 수질 관리 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023085705A1 (ko) * 2021-11-09 2023-05-19 이여형 강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023085705A1 (ko) 2023-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5551585B2 (ja) バラスト水処理装置と該装置を使用したバラスト水無害化処理システム及びその方法
KR102373403B1 (ko) 강자성 금속재질의 메시 망을 이용한 유체 개질관
US7815810B2 (en) Apparatus for disinfection of sea water/ship's ballast water and a method thereof
CN207591642U (zh) 一种微纳米气泡发生器及应用该发生器的喷淋装置
KR101688295B1 (ko) 정지형 유체 혼합 장치 및 이것을 사용하는 밸러스트수 처리 장치
KR102379024B1 (ko) 나노버블수 생성장치
KR100340679B1 (ko) 초고자기유체처리장치
JP2006314972A (ja) 気泡発生装置
JP3966421B2 (ja) 超高磁界流体処理システム
NZ590533A (en) Improvements to water treatment systems
KR100919472B1 (ko) 밸러스트 수 처리장치
KR101961120B1 (ko) 이온식 수처리장치
WO2018081803A1 (en) Device for treating water
JP2000000563A (ja) 液質改質装置及び液質改質方法
CN110078196B (zh) 水力空化和臭氧联合处理含硫污水的系统
JP2003112024A (ja) オゾン水生成装置
US20210094847A1 (en) Apparatus, system and method for magnetic fluid treatment
CN106554098B (zh) 便携式海水淡化器
JP2009502493A (ja) 水処理装置
CN214693683U (zh) 一种污水处理消毒装置
JPH02303595A (ja) 給水浄化装置
CN208678842U (zh) 一种高浓度臭氧水磁场制备装置
SA111320563B1 (ar) جهاز تهوية، وجهاز لإزالة الكبريت يشتمل على جهاز التهوية
CN210419508U (zh) 一种膜浓缩成套设备
KR20090089715A (ko) 초미세기포 발생기능을 가지는 정수기

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant