KR102418106B1 - 알칼리 환원수 필터 및 알칼리 환원수 필터 시스템 - Google Patents
알칼리 환원수 필터 및 알칼리 환원수 필터 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
알칼리 환원수 필터 및 알칼리 환원수 필터 시스템이 개시된다. 상기 알칼리 환원수 필터 시스템은, 내부의 수용 공간에 에너라이트 볼이 채워지며, 상부의 제1 유입포트로 유입된 물이 상기 에너라이트 볼을 통과하여 하부의 제1 배출포트를 통해 외부로 배출되는 제1 알칼리 환원수 필터, 상기 제1 알칼리 환원수 필터로부터 배출된 물이 유입되어 저장되는 저수조, 및 상기 저수조로부터 배출된 물이 상부의 제2 유입포트를 통해 유입되고, 내부의 수용 공간에 채워진 에너라이트 볼을 통과한 물이 하부의 제2 배출포트를 통해 외부로 배출되는 제2 알칼리 환원수 필터를 포함하고, 상기 에너라이트 볼은, 규소(Si) 33.8~39.8중량%, 칼슘(Ca) 29.5~35.5중량%, 칼륨(K) 11.4~17.4중량%, 철(Fe) 5.1~11.1중량%, 알루미늄(Al) 4.4~10.4중량% 및 기타 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 알칼리 환원수 필터 및 알칼리 환원수 필터 시스템에 관한 것으로서, 특히 천연 광물질로부터 가공된 에너라이트 볼 및 순환식 폭포 장치를 이용하여 물의 입자를 세립화하고 중성 및 산성화되어 있는 수질을 알칼리성 수질로 환원시켜 알칼리수를 생성할 수 있는 알칼리 환원수 필터 및 알칼리 환원수 필터 시스템에 관한 것이다.
건강과 환경에 대한 관심이 늘어나면서 친환경 농산물에 대한 소비자들의 욕구가 증대되고 있다. 친환경 농산물에 대한 인증제도가 마련되고, 매년 그 규정이 강화되고 있다. 그러나 토양 산성화로 인해 토양 생산성 및 노동 생산성이 감소하고, 토양 복원과 산성화 방지를 위한 농업 생산비가 증가하면서 친환경 농업 농가의 어려움이 가중되고 있는 실정이다.
초기에는 농업용 전해수기를 사용하였으나 전기분해 과정에서 발생되는 전자파와 산성수로 인해 작물과 환경에 피해가 일어났고, 알칼리수가 시간이 지나면 원상태로 돌아가 지속적인 기능을 유지하지 못하는 문제가 있었다.
물은 토양 관리에 있어 가장 중요한 부분으로서 특히 산성화된 토양의 중화작용 및 산성화된 지표수와 산성비에 대비하기 위하여 알칼리수를 생산하여 농업용수로 사용하는 것이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 천연 광물질로부터 가공된 에너라이트 볼 및 순환식 폭포 장치를 이용하여 물의 입자를 세립화하고 중성 및 산성화되어 있는 수질을 알칼리성 수질로 환원시켜 알칼리수를 생성할 수 있는 알칼리 환원수 필터 및 알칼리 환원수 필터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터는, 내부가 비어 있는 관 형태로 형성되고, 내부의 수용 공간에 에너라이트 볼이 채워지는 필터 바디, 상기 필터 바디의 상부에 형성되며, 물이 유입되는 유입포트, 및 상기 필터 바디의 하부에 형성되며, 상기 필터 바디를 통과한 물이 배출되는 배출포트를 포함하고, 상기 에너라이트 볼은, 규소(Si) 33.8~39.8중량%, 칼슘(Ca) 29.5~35.5중량%, 칼륨(K) 11.4~17.4중량%, 철(Fe) 5.1~11.1중량%, 알루미늄(Al) 4.4~10.4중량% 및 기타 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기타 성분은, 망간(Mn) 0.32중량%, 스트론튬(Sr) 0.19중량%, 루비듐(Rb) 0.17중량%, 아연(Zn) 0.09중량%, 구리(Cu) 0.06중량%, 황(S) 0.05중량%, 지르코늄(Zr) 0.05중량%, 이트륨(Y) 0.01중량%를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 에너라이트 볼은, 게르마늄(Ge) 0.0001중량%를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템은, 내부의 수용 공간에 에너라이트 볼이 채워지며, 상부의 제1 유입포트로 유입된 물이 상기 에너라이트 볼을 통과하여 하부의 제1 배출포트를 통해 외부로 배출되는 제1 알칼리 환원수 필터, 상기 제1 알칼리 환원수 필터로부터 배출된 물이 유입되어 저장되는 저수조, 및 상기 저수조로부터 배출된 물이 상부의 제2 유입포트를 통해 유입되고, 내부의 수용 공간에 채워진 에너라이트 볼을 통과한 물이 하부의 제2 배출포트를 통해 외부로 배출되는 제2 알칼리 환원수 필터를 포함하고, 상기 에너라이트 볼은, 규소(Si) 33.8~39.8중량%, 칼슘(Ca) 29.5~35.5중량%, 칼륨(K) 11.4~17.4중량%, 철(Fe) 5.1~11.1중량%, 알루미늄(Al) 4.4~10.4중량% 및 기타 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 저수조는, 하부에 채워지는 에너라이트 원석을 더 포함하고, 상기 에너라이트 원석의 성분은 상기 에너라이트 볼과 동일할 수 있다.
바람직하게는, 지하수 또는 농업용수를 외부로부터 흡입하여 상기 제1 알칼리 환원수 필터로 배출하는 급수 펌프, 및 상기 급수 펌프와 상기 제1 알칼리 환원수 필터의 제1 유입포트 사이에 설치되고, 물의 흐름을 차단하거나 조절하는 급수 밸브를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 알칼리 환원수 필터로부터 배출된 물을 흡입하여 상기 제1 알칼리 환원수 필터로 배출함으로써 상기 물을 순환시키는 순환 펌프, 및 상기 순환 펌프와 상기 제1 알칼리 환원수 필터의 제1 유입포트 사이에 설치되고, 물의 흐름을 차단하거나 조절하는 순환 밸브를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 순환 펌프로부터 배출된 물을 외부로 배출하거나 차단하는 배출 밸브를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기타 성분은, 망간(Mn) 0.32중량%, 스트론튬(Sr) 0.19중량%, 루비듐(Rb) 0.17중량%, 아연(Zn) 0.09중량%, 구리(Cu) 0.06중량%, 황(S) 0.05중량%, 지르코늄(Zr) 0.05중량%, 이트륨(Y) 0.01중량%를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 에너라이트 볼은, 게르마늄(Ge) 0.0001중량%를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 알칼리 환원수 필터 및 알칼리 환원수 필터 시스템은, 천연 광물질로부터 가공된 에너라이트 볼 및 순환식 폭포 장치를 이용하여 물의 입자를 세립화하고 중성 및 산성화되어 있는 수질을 알칼리성 수질로 환원시켜 알칼리수를 생성할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 알칼리 환원수 필터 및 알칼리 환원수 필터 시스템에 의해 생성된 알칼리 환원수는 시간이 지나도 변화가 없고 토양 중화 작용이 뛰어나며, 각종 미네랄이 함유되어 차별화된 고품질 친환경 농축산물을 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템에 포함되는 저수조를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼의 XRF 성분분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템에 사용된 에너라이트 볼의 미네랄 용출 테스트 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼의 탈취 효과를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼의 항균 효과를 나타내는 사진이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템에 포함되는 저수조를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼의 XRF 성분분석 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템에 사용된 에너라이트 볼의 미네랄 용출 테스트 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼의 탈취 효과를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼의 항균 효과를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예들을 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)은 급수 펌프(100), 제1 알칼리 환원수 필터(200), 저수조(300), 제2 알칼리 환원수 필터(400) 및 순환 펌프(500)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)은 급수, 순환, 배출을 조절하기 위하여 급수 밸브(150), 순환 밸브(550) 및 배출 밸브(650)를 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)에 구비되는 각 구성들 사이에는 유체의 이동을 위해 배관이 연결될 수 있다.
급수 펌프(100)는 지하수 또는 농업용수 등을 외부로부터 흡입하여 제1 알칼리 환원수 필터(200)로 배출할 수 있다. 급수 밸브(150)는 급수 펌프(100)와 제1 알칼리 환원수 필터(200)의 제1 유입포트(210) 사이에 설치될 수 있으며, 물의 흐름을 차단하거나 조절할 수 있다. 급수 펌프(100)를 통해 흡입된 지하수 등은 급수 밸브(150)가 열린 경우 제1 알칼리 환원수 필터(200)의 제1 유입포트(210)로 유입될 수 있다.
제1 알칼리 환원수 필터(200)는, 내부의 수용 공간에 에너라이트 볼이 채워지며, 상부의 제1 유입포트(210)로 유입된 물이 에너라이트 볼을 통과하여 하부의 제1 배출포트(260)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기 에너라이트 볼은 규소(Si) 33.8~39.8중량%, 칼슘(Ca) 29.5~35.5중량%, 칼륨(K) 11.4~17.4중량%, 철(Fe) 5.1~11.1중량%, 알루미늄(Al) 4.4~10.4중량% 및 기타 성분을 포함할 수 있다. 상기 기타 성분은, 망간(Mn) 0.32중량%, 스트론튬(Sr) 0.19중량%, 루비듐(Rb) 0.17중량%, 아연(Zn) 0.09중량%, 구리(Cu) 0.06중량%, 황(S) 0.05중량%, 지르코늄(Zr) 0.05중량%, 이트륨(Y) 0.01중량%를 포함할 수 있다.
에너라이트 볼의 성분분석에는 XRF(X-Ray Fluorescence Spectrometer) 분석법을 이용하였고, 분석기기는 Shimadzu사의 ED-720을 이용하였으며 시료형상은 고상, 측정범위는 나트륨(NA)~우라늄(U)까지의 원소들이다. 에너라이트 볼의 XRF 성분분석 결과는 도 4 및 도 5에 보다 상세히 도시되어 있다. 상기 XRF 성분분석은 미량원소는 표기되지 않을 수 있다.
실시예에 따라, 상기 에너라이트 볼은, 게르마늄(Ge) 0.0001중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 에너라이트 볼의 게르마늄 함량은 온도 24±3℃, 습도 45±10%의 조건에서 Perkin-Elmer DRC II 질량분석기를 사용하여 유도 결합 플라즈마 질량분광법(ICP-MS, Inductively coupled plasma mass spectrometry)으로 분석한 것이다.
상기 에너라이트 볼의 산도(pH)는 11.8~12의 알칼리성일 수 있으며, 상술한 바와 같은 질량비를 갖고 순도가 높은 광물질을 채광하여 불순물을 제거한 후 정선하고 볼 형태로 가공한 것이다. 일례로서, 상기 에너라이트 볼은 지름이 13~15mm일 수 있고, 1개의 무게는 10g일 수 있다. 제1 알칼리 환원수 필터(200)의 구체적인 구조 등에 대해서는 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상술하기로 한다.
저수조(300)는, 제1 알칼리 환원수 필터(200)로부터 배출된 물이 유입되어 저장될 수 있다. 저수조(300)의 하부에는 하부에 에너라이트 원석이 더 채워질 수 있다. 일례로서, 상기 에너라이트 원석의 성분은 상기 에너라이트 볼과 동일할 수 있다. 저수조(300)의 구체적인 구조 등에 대해서는 도 3을 참조하여 상술하기로 한다.
제2 알칼리 환원수 필터(400)는, 저수조(300)로부터 배출된 물이 상부의 제2 유입포트(410)를 통해 유입되고, 내부의 수용 공간에 채워진 에너라이트 볼을 통과한 물이 하부의 제2 배출포트(460)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 제2 알칼리 환원수 필터(400)의 구조는 제1 알칼리 환원수 필터(200)와 유사할 수 있다.
순환 펌프(500)는, 제2 알칼리 환원수 필터(400)로부터 배출된 물을 흡입하여 제1 알칼리 환원수 필터(210)로 다시 배출함으로써 상기 물을 순환시킬 수 있다. 순환 밸브(550)는 순환 펌프(500)와 제1 알칼리 환원수 필터(200)의 제1 유입포트(210) 사이에 설치되고, 물의 흐름을 차단하거나 조절할 수 있다. 순환 펌프(500)로부터 배출된 물은 순환 밸브(550)가 열린 경우 제1 알칼리 환원수 필터(200)의 제1 유입포트(210)로 다시 유입될 수 있다.
배출 밸브(650)는 순환 펌프(500)로부터 배출된 물을 외부(700)로 배출하거나 차단할 수 있다. 실시예에 따라, 배출 밸브(650)를 통해 배출된 알칼리 환원수는 두상관수 시스템이나 지상관수 시스템에 제공되어 농작물에 사용될 수 있으며, 산성비가 내릴 때는 순간 관수를 통해 중화작용을 실시할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)의 동작을 구체적으로 설명한다.
입수 단계에서는 급수 밸브(150)는 열고 순환 밸브(550) 및 배출 밸브(650)는 잠긴 상태에서 급수 펌프(100)를 가동시켜 물이 제1 알칼리 환원수 필터(200) 및 저수조(300) 등으로 유입되도록 할 수 있다.
저수조(300)에 물이 충분히 수용되면 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)은 순환 단계로 동작할 수 있다. 순환 단계에서는 급수 펌프(100)의 가동을 중단시키고 급수 밸브(150) 및 배출 밸브(650)는 잠긴 생태에서 순환 밸브(550)를 열고 순환 펌프(500)를 가동시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 알칼리 환원수 필터(200)를 통과하여 저수조(300)에 저장된 후 제2 알칼리 환원수 필터(400)를 통과한 물이 다시 제1 알칼리 환원수 필터(200)로 유입되면서 반복적으로 순환될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)은 사용자에 의해 설정된 시간 동안 순환 단계가 수행될 수 있다. 일례로서, 저수조(300)의 용량이 3000L(리터)인 경우에는 상기 순환 시간은 1시간 ~ 1시간 30분 정도일 수 있고, 저수조(300)의 용량이 5,000L인 경우에는 순환 시간은 2 ~ 3시간일 수 있으며, 저수조(300)의 용량이 10,000L인 경우에는 순환 시간은 4 ~ 6시간일 수 있다.
배출 단계에서는 급수 밸브(150) 및 순환 밸브(550)는 잠긴 상태에서 배출 밸브(650)를 열 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)은 별도의 제어 장치를 통해 수동 또는 자동으로 입수, 순환, 배출 동작이 제어될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)은 천연 광물질로부터 가공된 에너라이트 볼 및 순환식 폭포 장치를 통해 물의 입자를 세립화하고 중성 및 산성화되어 있는 수질을 알칼리성 수질로 환원시켜 알칼리수를 생성할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)은 순환 시스템에 의한 반복적인 세립화 작업으로 각종 미네랄 용출 및 세립화를 극대화할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)에 의해 만들어진 물은 세립화된 알칼리수로 시간이 지나도 변화가 없고, 토양 중화 작용 및 복원능력이 탁월하며, 토양 속 미생물의 생존 및 활동력이 증진되며, 작물이 필요로 하는 각종 미량원소(게르마늄)가 풍부하여 작물의 생육에 탁월한 효과가 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)은 순환식 폭포장치를 적용하여 세립화된 물 입자가 산성화된 토양을 복원하고, 작물의 잎과 줄기, 뿌리에서 흡수 및 배출이 용이해져 생리 작용이 증대되는 효과가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)은 pH 7.0 내외의 물이 입수된 후 알칼리 환원수 필터(200, 400)를 반복적으로 통과하게 되고 pH 8.0±0.2 정도의 알칼리수로 환원된 알칼리 환원수를 배출할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 제1 알칼리 환원수 필터(200)와 저수조(300) 사이 및 저수조(300)와 제2 알칼리 환원수 필터(400) 사이에도 순환 펌프(500) 및 순환 밸브(550)가 구비될 수 있으며, 이에 따라, 제1 알칼리 환원수 필터(200)와 저수조(300) 사이 및 저수조(300)와 제2 알칼리 환원수 필터(400) 사이에서 물의 순환이 원활해질 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터를 나타내는 도면이다. 도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터를 나타내는 분해 사시도이다. 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터(200)는 유입 포트(210), 유입 플랜지(220), 연결 플랜지(230), 필터 바디(240), 고정 플랜지(250) 및 배출 포트(260)를 포함할 수 있다.
필터 바디(240)의 상부에는 연결 플랜지(230)가 결합될 수 있고 하부에는 고정 플랜지(250)가 결합될 수 있다. 연결 플랜지(230)의 상부에는 유입 플랜지(220)가 볼트 및 너트 등을 통해 결합될 수 있으며, 유입 플랜지(220)의 일측에는 유입 포트(210)가 형성될 수 있다.
필터 바디(240)의 하부에 결합된 고정 플랜지(250)는 볼트 및 너트 등을 통해 별도의 필터 받침대(270)에 결합되어 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터(200)를 고정시킬 수 있다.
필터 바디(240)는 내부가 비어 있는 관 형태로 형성될 수 있고, 내부의 수용 공간에 에너라이트 볼(EB)이 채워질 수 있다.
유입 포트(210)를 통해 유입된 물은 필터 바디(240)를 가득 채운 에너라이트 볼 사이를 통과하면서 세립화되고 미네랄 용출수로 변화한다. 에너라이트 볼을 통과한 물은 배출 포트(260)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
일례로서, 상기 필터 바디(240)의 용량은 약 18L일 수 있으며, 필터 바디(240)의 내부에는 에너라이트 볼 3000~3500개가 수용될 수 있다. 유입 플랜지(220), 연결 플랜지(230), 필터 바디(240), 고정 플랜지(250) 등의 재질은 스테인리스 스틸일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템에 포함되는 저수조를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 저수조(300)는 유입부(310), 저수조 바디(320) 및 배출부(330)를 포함할 수 있다.
저수조 바디(320)의 내부에는 에너라이트 원석(EO)이 채워질 수 있다. 에너라이트 원석(EO)은 에너라이트 볼(EB) 형태로 가공되기 이전의 원석일 수 있다. 일례로서, 상기 저수조 바디(320)의 용량은 5000L일 수 있고, 에너라이트 원석(EO) 400~450kg이 저수조 바디(320)의 하부에 채워질 수 있다.
제1 알칼리 환원수 필터(200)를 통과한 물이 유입부(310)를 통해 저수조 바디(320)로 유입될 수 있다. 저수조 바디(320)에 저장된 물은 배출부(330)를 통해 제2 알칼리 환원수 필터(400)로 배출될 수 있다. 순환 단계가 마무리된 이후에는 상기 저수조 바디(320) 내부에 물이 저장될 수 있으며, 순환을 멈추고 저수조 바디(320) 내부에 물이 고여 있는 상태에서도 에너라이트 원석(EO)에 의해 미네랄 용출이 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템에 사용된 에너라이트 볼의 미네랄 용출 테스트 결과를 나타내는 도면이다.
상기 미네랄 용출 테스트는, 생수병을 순수(純水)로 세정한 후 건조하여 준비하고, 60℃로 예열한 순수 100ml를 생수병에 채운 후 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템에 사용된 에너라이트 볼 5개를 생수병에 넣었다. 생수병을 밀봉하지 않은 상태로 측정하는 경우 공기 중의 이산화탄소 등의 영향에 의해 측정 오차가 발생할 수 있으므로, 뚜껑으로 생수병을 밀봉한 후 60℃로 예열된 오븐에 넣어 순수의 온도를 유지시켰다.
유도 결합 플라즈마 질량분광법(ICP-MS)에 의해 미네랄 대표 성분의 함량 및 pH의 변화를 확인한 결과 표 1 및 도 6과 같은 결과를 얻을 수 있었고, 본 발명의 일실시예에 따른 알칼리 환원수 필터 시스템(1000)에 사용된 에너라이트 볼은 미네랄 용출에 뛰어난 효과가 있음을 알 수 있다. 표 1에 표시된 미네랄 성분 함량의 단위는 mg/L이다.
| 성분 | 5분 경과 | 30분 경과 | 60분 경과 |
| 칼슘(Ca) | 1.878 | 2.918 | 3.996 |
| 철분(Fe) | 0.286 | 0.365 | 0.569 |
| 마그네슘(Mg) | 0.624 | 1.1 | 2.186 |
| 나트륨(Na) | 0.43 | 0.903 | 1.938 |
| 칼륨(K) | 1.035 | 1.775 | 2.917 |
| 납(Pb) | 0 | 0 | 0 |
| pH | 9.27 | 9.21 | 9.25 |
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼은 원적외선 방사에 뛰어난 효과가 있다. 한국원적외선응용평가연구원의 KFIA-FI-1005 시험방법에 따라 온도 37℃에서 푸리에 변환 적외선 분광기(Fourier-transform infrared spectrometer)를 이용하여 원적외선 방사를 측정한 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼은 흑체(Black body)와 대비하여 방사율(5~20㎛)은 0.922, 방사에너지(W/m2·㎛)는 3.55×102으로 나타났다.
본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼은 음이온 방출에도 뛰어난 효과가 있다. 한국원적외선응용평가연구원의 KFIA-FI-1042 시험방법에 따라 전하입자 측정 장치를 이용하여 실내온도 24℃, 습도 45%, 대기중 음이온수 108/cc 조건에서 시험한 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼에서 방출되는 단위체적당 이온수는 126ion/cc로 나타났다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼은 냄새 탈취에도 뛰어난 효과가 있다. 한국원적외선응용평가연구원의 KFIA-FI-1004 시험방법에 따라 암모니아 가스의 농도를 가스검지관을 통해 측정한 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼은 아래 표 2 및 도 7과 같은 탈취 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 대조군은 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼을 넣지 않은 상태에서 측정한 것이고, 실험군은 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼을 넣은 상태에서 측정한 것이다.
| 경과시간(분) | 대조군의 가스농도(ppm) | 실험군의 가스농도(ppm) | 탈취율(%) |
| 초기 | 500 | 500 | - |
| 30 | 470 | 30 | 94 |
| 60 | 450 | 15 | 97 |
| 90 | 440 | 5 | 99 |
| 120 | 430 | 5 | 99 |
시험 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼은 30분이 경과 시 94%의 탈취율을 보이고, 120분 경과 시 99%의 탈취율을 보이는 것으로 나타났다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼은 항균에도 뛰어난 효과가 있다. 한국원적외선응용평가연구원의 KFIA-FI-1002 시험방법에 따라 대장균 및 포도상구균을 이용하여 시험한 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼은 아래 표 3 및 도 8, 도 9와 같은 항균 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 대조군은 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼을 넣지 않은 상태에서 측정한 것이고, 실험군은 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼을 넣은 상태에서 측정한 것이다. 시험에 사용한 균주는 Escherichia coli ATCC 25922 및 Staphylococcus aureus ATCC 6538이다.
| 시험항목 | 시료구분 | 초기 농도(CFU/ml) | 24시간 후 농도(CFU/ml) | 정균감소율(%) |
| 대장균에 의한 항균시험 | 대조군 | 2.6×105 | 7.9×106 | - |
| 실험군 | < 1.3×106 | 83.5 | ||
| 포도상구균에 의한 항균시험 | 대조군 | 3.2×105 | 1.3×107 | - |
| 실험군 | < 1.7×106 | 86.9 |
실험 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 에너라이트 볼은 대장균 및 포도상구균의 24시간 후 농도가 83.5% 및 86.9% 감소한 것을 확인할 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: 급수 펌프 150: 급수 밸브
200: 제1 알칼리 환원수 필터 210, 410: 유입 포트
220: 유입 플랜지 230: 연결 플랜지
240: 필터 바디 250: 고정 플랜지
260, 460: 배출 포트 270: 필터 받침대
300: 저수조 400: 제2 알칼리 환원수 필터
500: 순환 펌프 550: 순환 밸브
650: 배출 밸브
200: 제1 알칼리 환원수 필터 210, 410: 유입 포트
220: 유입 플랜지 230: 연결 플랜지
240: 필터 바디 250: 고정 플랜지
260, 460: 배출 포트 270: 필터 받침대
300: 저수조 400: 제2 알칼리 환원수 필터
500: 순환 펌프 550: 순환 밸브
650: 배출 밸브
Claims (10)
- 내부가 비어 있는 관 형태로 형성되고, 일체로 형성된 내부의 수용 공간에 복수의 에너라이트 볼이 채워지는 필터 바디;
상기 필터 바디의 상부에 형성되며, 물이 유입되는 유입포트; 및
상기 필터 바디의 하부에 형성되며, 상기 필터 바디를 통과한 물이 배출되는 배출포트를 포함하고,
상기 에너라이트 볼은,
규소(Si) 33.8~39.8중량%, 칼슘(Ca) 29.5~35.5중량%, 칼륨(K) 11.4~17.4중량%, 철(Fe) 5.1~11.1중량%, 알루미늄(Al) 4.4~10.4중량% 및 기타 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 필터. - 제1항에 있어서, 상기 기타 성분은,
망간(Mn) 0.32중량%, 스트론튬(Sr) 0.19중량%, 루비듐(Rb) 0.17중량%, 아연(Zn) 0.09중량%, 구리(Cu) 0.06중량%, 황(S) 0.05중량%, 지르코늄(Zr) 0.05중량%, 이트륨(Y) 0.01중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 필터. - 제2항에 있어서, 상기 에너라이트 볼은,
게르마늄(Ge) 0.0001중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 필터. - 내부의 수용 공간에 에너라이트 볼이 채워지며, 상부의 제1 유입포트로 유입된 물이 상기 에너라이트 볼을 통과하여 하부의 제1 배출포트를 통해 외부로 배출되는 제1 알칼리 환원수 필터;
상기 제1 알칼리 환원수 필터로부터 배출된 물이 유입되어 저장되는 저수조; 및
상기 저수조로부터 배출된 물이 상부의 제2 유입포트를 통해 유입되고, 내부의 수용 공간에 채워진 에너라이트 볼을 통과한 물이 하부의 제2 배출포트를 통해 외부로 배출되는 제2 알칼리 환원수 필터를 포함하고,
상기 에너라이트 볼은,
규소(Si) 33.8~39.8중량%, 칼슘(Ca) 29.5~35.5중량%, 칼륨(K) 11.4~17.4중량%, 철(Fe) 5.1~11.1중량%, 알루미늄(Al) 4.4~10.4중량% 및 기타 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 필터 시스템. - 제4항에 있어서, 상기 저수조는,
하부에 채워지는 에너라이트 원석을 더 포함하고,
상기 에너라이트 원석의 성분은 상기 에너라이트 볼과 동일한 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 필터 시스템. - 제4항에 있어서,
지하수 또는 농업용수를 외부로부터 흡입하여 상기 제1 알칼리 환원수 필터로 배출하는 급수 펌프; 및
상기 급수 펌프와 상기 제1 알칼리 환원수 필터의 제1 유입포트 사이에 설치되고, 물의 흐름을 차단하거나 조절하는 급수 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 필터 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 제2 알칼리 환원수 필터로부터 배출된 물을 흡입하여 상기 제1 알칼리 환원수 필터로 배출함으로써 상기 물을 순환시키는 순환 펌프; 및
상기 순환 펌프와 상기 제1 알칼리 환원수 필터의 제1 유입포트 사이에 설치되고, 물의 흐름을 차단하거나 조절하는 순환 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 필터 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 순환 펌프로부터 배출된 물을 외부로 배출하거나 차단하는 배출 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 필터 시스템. - 제4항에 있어서, 상기 기타 성분은,
망간(Mn) 0.32중량%, 스트론튬(Sr) 0.19중량%, 루비듐(Rb) 0.17중량%, 아연(Zn) 0.09중량%, 구리(Cu) 0.06중량%, 황(S) 0.05중량%, 지르코늄(Zr) 0.05중량%, 이트륨(Y) 0.01중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 필터 시스템. - 제9항에 있어서, 상기 에너라이트 볼은,
게르마늄(Ge) 0.0001중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 필터 시스템.
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