KR19980033040U - 유체(Fluid) 활성화 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 물 및 유류(연료유) 등의 유체를 활성화시키는 장치임과 동시에 물과 기름, 물과 공기, 기름과 공기등과 같이 그 물리적 성질이 서로 달라 보통의 조건하에서는 쉽게 혼합되지 않는 이종유체를 서로 혼합시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

본 고안은 유체가 흐르는 파이프 라인 중간에 설치되어지게 되며, 좌우에 유입공과 배출공을 가지며, 그 중간에는 중공관을 가지며, 중공관 내측에는 유체를 가속시키는 가속봉을 삽치토록 한 것이다. 상기 가속봉은 유체가 흐르는 방향에 대하여 원뿔형상면을 가지므로 인하여 중공관을 흐르는 유체를 점진적으로 가압하며, 가압된 유체를 미세한 틈으로 분산되게 할 때 유체는 팽창과 동시에 분산되어 주변의 공기를 흡착하게 되며, 중공관 내측의 영구자석에 의해 유체가 자화가 이루어짐과 동시에 활성화 되도록 하는 것이다.

Description

유체(fluid) 활성화 장치

본 고안은 물, 유류 등의 유체를 전처리하여 그 물리적 성질을 개선토록 하는 수처리장치 또는 유체 전처리 장치에 해당하게 된다.

통상 물을 노즐을 통해 고속으로 분사시키게 되면 노즐을 통해 빠져나감과 동시에 압력이 해제되어 순간 팽창하게 되면서 잘게 부서지게 된다. 이 때 주변의 공기를 흡입 혼합하여 물 속의 산소 용존량을 증가시키게 된다.

본 고안은 이와 같이 유체에 압력을 가해 압축시키고 그 압력을 해제할 때 유체가 분산, 세절되면서 주변의 공기를 흡착하여 활성화되도록 하며, 또한, 물과 기름과 같이 그 물성이 서로 달라 쉽게 혼합되지 않는 이종유체를 용이하게 혼합될 수 있게 그 물리적 성질이 변화되도록 하는 것이다.

물속에 다량의 공기를 용해시켜 용존산소량을 증가시킨 활성화된 물은 사람 뿐만 아니라 동,식물의 신진대사 및 발육촉진에 좋은 효과를 미친다는 것은 이미 알려진 사실이며, 또한, 연료로 사용되는 유류에 진동 또는 충격을 가하거나 고속으로 분사시키게 되면 그 입자와 입자 사이가 멀어지거나 그 결합관계가 불안정한 상태로 되어지며, 입자와 입자 사이에는 다량의 산소를 흡착하여 활성화가 이루워진다. 이와 같이 활성화된 유류는 이를 연소시킬 때 매연이나 그을음 등을 현저하게 감소시킬 수 있는 것을 볼 수 있다.

이와 같은 예는 고속분사장치를 갖는 버너에서 쉽게 찾아 볼 수 있으며, 또한, 자동차 분야에 있어 연소효율을 증가시키며, 매연발생을 억제하며, 연료소비를 절감시킬 수 있는 목적으로 수많은 연료 활성화 장치가 개발되고 있는 것을 볼 수 있는데 이는 한국 특허공고 제96-11675호 자성체를 이용한 연료 활성화 장치 및 미국특허 제4,299,700호, 제4,050,426호, 제4,357,237호등 수많은 관련 특허 문헌을 볼 수 있다.

이와 같은 자성체를 이용한 연료 활성화 장치는 연료파이프 라인에 영구자석을 갖는 연료 활성화 장치를 부착토록 하는 것으로, 유류가 연구자석에 의해 중성이였던 양전하(+)와 음전하(-)의 균형상태를 파괴하여 연료가 이온화되게 하므로써 연소효율을 높일 수 있도록 한 것임을 볼 수 있다.

본 고안은 물, 유류 등과 같은 유체를 활성화하는 방법으로 유체에 압력을 가하고 가해진 압력이 해제될 때 팽창 및 미세하게 세절됨으로 인하여 유체가 활성화 되며, 동시에 그 물리적 성질이 변화되도록 하는 유체 활성화 장치에 관한 것이다.

특히, 본 고안은 본 출원인이 1996년6월14일자로 실용신안출원한 제96-15857호인 연료 활성화 장치를 개량 발전시킨 것으로, 상기 본 출원인의 선출원에 있어서는 내연기관이나 외연기관등 엔진에 공급되는 연료유를 활성화시켜 엔진의 연소효율을 증대하며, 완전연소를 가능하게 한 장치이었으나, 본 고안은 선출원에서와 같이 엔진의 연소효율 증대 이외에 기타 수처리 장치 또는 그 물성이 서로 달라 쉽게 혼합되기 어려운 이종유체를 용이하게 혼합시킬 수 있는 이종유체 혼합장치로 사용 가능하도록 개발 발전시킨 것이다.

본 고안은 유관을 흐르는 유체에 압력을 가해 순간 고속으로 분산시킴으로 유체를 활성화 시키는 것으로, 본 고안이 유체처리 장치의 최종 목적으로 사용될 수도 있지만, 본 고안은 단지 유체를 활성화시키기 위한 전처리 장치로 사용될 수 있게 된다.

본 고안이 유체처리 기계에 장착될 경우 유관을 통과하는 유체를 순간 압력을 가해 고속으로 분산시키는 과정을 거치더라도 본래의 유체처리기계로 공급되는 그 유량은 감소되지 않도록 유량이 일정하게 유지되어야 하며, 유체에 압력을 가해 고속으로 이송 및 분산시킬 때 발생되는 마찰저항을 최소로 되게 하는 것이 중요한 관건에 해당된다.

제1도는 본 고안의 제1실시예의 단면도.

제2도는 본 고안의 제2실시예의 단면도.

제3도는 본 고안의 제1실시예에 사용되는 가속봉의 사시도.

제4도는 본 고안의 제2실시예에 사용되는 가속봉의 사시도.

제5도는 본 고안의 제3실시예의 단면도.

제6도는 본 고안에 사용된 영구자석의 사시도.

제7도는 본 고안의 제4실시예의 단면도.

본 고안은 유체(Fluid)를 활성화시키는 장치에 관한 것이다.

상기에서 유체란 물 및 유류(가솔린, 중유, 경유, 등유와 같은 연료유를 지칭)를 의미한다. 본 고안은 유관(pipe)속을 흐르는 유체에 압력을 가해 가속시키고 압력을 해제시켜 분산되도록 할 때 유체의 입자가 순간 미세하게 세절되도록 함으로서 유체가 활성화되도록 하는 장치임과 동시에 물과 기름, 물과 공기, 기름과 공기등과 같이 그 물성이 서로 달라 보통의 조건하에서는 서로 쉽게 혼합되지 않는 이종유체를 서로 혼합시킬 수 있는 이종유체 혼합장치로도 사용될 수 있는 유체 활성화 장치에 관한 것이다.

본 고안은 소정의 길이를 갖는 중공관(1)의 좌우 양단부에 유입공(2)과 배출공(3)이 구비된 좌,우덮개(4)(5)가 체결되며, 상기 중공관(1) 내측에는 가속봉(10)이 삽치 되어지며, 상기 유입공(2) 내측에는 별도의 이종유체공급관(7)이 설치 되어지며, 상기 중공관(1) 내측 양단부에는 다수개의 영구자석(8)을 삽치토록 한 것이다.

상기에 있어 가속봉(10)의 형태로는 일측에 반구형상의 둥근면(11)을 가지며, 타측에는 원뿔형상면(12)을 가지며, 상기 원뿔형상면(12)의 끝부분과 다수개의 구멍(13)을 갖는 고정구(14)를 연결간(15)으로 서로 일체로 연결토록 한 것이다. 또한, 가속봉(10')의 또다른 형태로는 일측에 반구형 형상의 둥근면(11')을 가지며, 타측에는 원뿔형상면(12')을 가지며, 상기 반구형상의 둥근면(11') 중앙과 다수개의 구멍(13')을 갖는 고정구(14')의 중앙을 연결구(15')로 서로 연결된 또다른 형태의 가속봉(10')을 사용할 수 있게 된다. 상기에 있어 중공관(1)의 양단부 내측에 다수개의 영구자석(8)을 삽치함에 있어 원형테두리(18) 내측에 다수개의 영구자석(8)을 일체로 삽치한 것을 사용하게 된다.

또한, 중공관(1') 좌우양측에 2개의 가속봉(10)(10')을 삽치한 후, 그 양측에 상기 다수개의 영구자석(8)을 삽치한 원형테두리(18)를 끼운 형태의 구조 또한 가질 수 있게 된다.

이와 같이 중공관(1)에 가속봉(10)(10')을 1개 또는 2개 삽치한 후, 중공관(1)의 좌우양단부에 좌,우덮개(4)(5)를 일체로 체결함에 있어 중공관(1)의 단부 및 좌,우덮개(4)(5)의 내측에 나사산을 형성하고 나사식으로 체결할 수도 있으며, 또한, 중공관(1) 전체를 좌,우덮개(4)(5)의 내측으로 삽치시킨 후, 좌,우덮개의 맞닿는 중앙을 용접(20)하여 일체로 되게 할 수도 있다. 또한, 상기 가속봉(10)(10')의 원뿔형상면(12)(12')의 경사각 α는 20°-70°범위가 되도록 한 것이다.

도면중 미설명부호 P는 펌프이며, 17은 체크밸브이다.

이와 같은 구조를 갖는 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

즉, 일측 덮개(4)에 형성된 유입공(2)으로 부터 유입되는 유체는 원형테두리(18)에 삽치된 다수개의 영구자석(8)에 의해 자화처리 되어진 후, 가속봉(10)의 원뿔형상면(12)으로 진행하게 된다. 이 때 유입공(2)의 단면적보다 중공관(1) 내경의 단면적은 더 넓기 때문에 중공관(1) 내측으로 유입된 유체는 단면적에 비례하여 그 유속은 급격히 저속으로 그 속도가 떨어지게 되나, 가속봉(10)의 원뿔형상면(12)을 타고 진행할수록 중공관(1) 내경의 단면적은 점차 작아짐으로 인하여 유속은 증가 되어지며, 중공관(1)과 가속봉(10)의 사이를 통과할 시점에 있어서는 유속은 최대로 증가하게 되어 유체는 고속으로 분사되어지게 되는 것이다.

이와 같이 고속으로 중공관(1)과 가속봉(10) 사이를 통과하기 직전까지 유체는 점진적인 압력을 받아 압축상태로 되나, 중공관(1)과 가속봉(10) 사이를 통과하는 즉시 그 압력이 해제되면서 팽창되어 분산되게 되는 것이다.

이와 같이 유체는 압력해제와 동시에 분산되어 미세하게 세절되어지면서 입자와 입자 사이에는 간격이 형성되어지며, 그 넓어진 간격 사이로 산소가 흡착되어 유체는 활성화되게 되는 것이다. 중공관(1) 내측 좌우에 삽치한 다수개의 영구자석(8)에 의해 중성이였던 입자는 +,- 전하로 분리되어 각각 전하를 띠게 된다. 따라서, 분산된 유체입자는 활성화가 됨과 동시에 쉽게 중성으로 재결합되지 않게 된다.

이와 같이 가속봉(10) 및 중공관(1)의 좌우양측에 삽치한 다수개의 영구자석(8)에 의해 유체를 자화시키며, 이종유체공급관(7)을 통해 성질이 다른 이종유체를 중공관(1)으로 동시에 유입시키게 되면, 가속봉(10)을 거쳐 중공관(1)을 빠져나갈 시점에서는 2가지 이종유체는 서로 충분한 혼합이 이루어지게 된다.

또한, 제5도에서 보는 바와 같이 중공관(1') 내측에 2개의 가속봉(10)(10')을 직렬로 설치하였을 경우 2번에 걸쳐 유체를 가속 분산시켜 주므로 분산의 효과를 한층 더 기대할 수 있게 된다.

이와 같은 본 고안에 있어 중공관(1)의 유입공(2)을 통해 공급되는 유체를 물로 하며, 이종유체공급관(7)으로 부터는 공기 등을 공급토록 할 때 중공관(1)의 가속봉(10)에 의해 물에는 다량의 공기를 함유한 활성화된 물을 얻을 수 있게 되며, 중공관(1)으로 공급되는 유체를 유류로 하며, 이종유체공급관(7)으로 부터는 공기 등을 공급할 때 유류는 중공관(1)의 가속봉(10)에 의해 가속분산되어 미세하게 세절되어짐과 동시에 입자와 입자사이에 다량의 공기를 흡착하게 되어 연소시 유류는 완전연소를 기대할 수 있게 된다.

이와 같이 작용되는 본 고안은 산업계에 다방면으로 사용되어질 수 있다. 즉, 물에 다량의 산소를 용해시켜 산소용존량을 증가시킬 필요가 있을 경우, 유입공(2)을 통해 물을 중공관(1) 내부로 유입시킴과 동시에 이종액체 공급관(7)을 통해 공기를 공급하여 줄 때 배출공(3)으로 배출되는 물에는 다량의 산소를 함유한 물을 얻을 수 있게 된다.

또한, 유입공(2)을 통해 가솔린, 디젤유, 등유 등의 연료유를 공급하고, 이를 가속봉(10)으로 가속 분산시키게 되면, 연류유는 가속봉(10)과 중공관(1) 사이의 미세한 틈을 빠져나감과 동시에 미세하게 세절되어 분산되므로 내연기관이나 외연기관 혹은 버너등으로 유입될 때 완전연소로 인한 매연발생을 현저하게 억제시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

이외에도 본 고안은 농약 분사기, 염색기 등의 파이프 라인에 설치될 때 최종유체 처리기의 성능을 한층 높여 줄 수 있는 아주 유용한 고안인 것이다.

본 고안은 물 또는 유류 등의 유체를 순간 미세하게 세절하여 안정화되어 있던 결합상태를 불안정한 상태로 되게 하며, 동시에 주변의 공기를 흡착토록 하여 유체가 활성화되도록 하여 유체가 최종목적에 사용될 때 유체가 갖는 본래의 성질을 충분히 발휘할 수 있도록 함을 그 목적으로 하며, 또한, 본 고안은 보통의 조건하에서는 서로 혼합되기 어려운 성질이 다른 이종유체 즉, 물과 공기, 물과 기름 등과 같은 그 물리적 성질이 다른 이종액체를 서로 원활히 혼합시킬 수 있는 목적으로도 사용될 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 소정의 길이를 갖는 중공관(1)의 좌우 양단부에 유입공(2)과 배출공(3)이 구비된 좌,우덮개(4)(5)가 체결되며, 상기 중공관(1) 내측에는 가속봉(10)이 삽치되어지며, 상기 유입공(2) 내측에는 별도의 이종유체공급관(7)이 설치 되어지며, 상기 중공관(1) 내측 양단부에는 다수개의 영구자석(8)을 삽치토록 한 것을 특징으로 하는 유체(Fluid) 활성화 장치.
2. 제1항에 있어서, 가속봉(10)은 일측에 반구형상의 둥근면(11)을 가지며, 타측에는 원뿔형상면(12)을 가지며, 상기 원뿔형상면(12)의 끝부분과 다수개의 구멍(13)을 갖는 고정구(14)를 연결간으로 연결토록 하며, 원뿔형상면의 각도 α는 20-70°범위를 갖는 것을 특징으로 하는 유체(Fluid) 활성화 장치.
3. 제1항에 있어서, 가속봉(10')은 일측에 반구형상의 둥근면(11')을 가지며, 타측에는 원뿔형상면(12')을 가지며, 상기 반구형상의 둥근면(11)의 중앙과 다수개의 구멍(13')을 갖는 고정구(14')의 중앙을 연결구(15')로 서로 연결토록 하며, 원뿔형상면의 각도 α는 20-70°범위를 갖는 것을 특징으로 하는 유체(Fluid) 활성화 장치.
4. 제1항에 있어서, 중공관(1') 내측에 2개의 가속봉(10)(10')을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 유체(Fluid) 활성화 장치.
5. 제1항 내지 제4항에 있어서, 중공관(1)(1') 전체를 좌우덮개(4')(5') 내측에 삽치시킨 후, 좌우덮개(4')(5')를 서로 용접하여 일체로 되게 한 것을 특징으로 하는 유체(Fluid) 활성화 장치.