KR20010048533A - 고주파를 이용한 수처리방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러 및 쿨링시스템 등의 배관 내벽이나 용수배관내에 생기는 스케일이나 이물질을 제거 및 방지할 수 있는 수처리 방법 및 그 장치에 관한 것으로,

회전전자장 에너지를 발생시키는 고주파발생기와 전극을 구비한 수처리장치를 배관상에 설치하고, 고주파 발생기에 의해 고주파 회전전자장을 발생되게 하여, 이를 통과하는 물에 고주파 회전전자장을 형성시켜 물의 결합분자를 분열시켜 다른 개체의 물분자를 만들어 관내벽의 스케일, 이끼, 스라임, 미생물(박테리아-Bacteria),균류와 조류(해조류) 등을 살균 및 멸조, 제거하는 것이다.

이때 사용되는 수처리 장치는 유입구와 배출구를 구비한 동체의 일측 외주면에 고주파 발생기를 설치하고, 동체의 내부에는 고주파 발생기와 연결된 다수의 전극을 설치하여 구성하므로서, 고주파발생기로 부터 발생되는 회전전자장에너지를 이용하여 이를 통과하는 물의 물리적성능과 구조에 변화를 주어 관벽이나 드럼, 기타 전열면 등에 발생되어 지는 스케일을 제거 및 방지하므로서 동력의 불필요한 낭비를 최소화 하고, 열효율을 극대화 할 수 있는 것이다.

Description

고주파를 이용한 수처리방법 및 그 장치{Method for water disposal using high freguency and a device thereof}

본 발명은 보일러 등의 배관 내벽이나 기계내에 생기는 스케일이나 이물질을 제거 및 방지할 수 있는 수처리 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 고주파 발생기를 구비한 수처리기를 배관상의 적당한 위치에 설치하므로서, 고주파 발생기에서 발생하는 회전전자장에너지를 이용하여 진동회로의 전극과 동체사이를 통과시켜 동등한 효과의 전기용량을 띤 물에 고주파회전자장을 형성시키므로서 이 전자장의 작용으로 인해 물의 물리적 성능과 구조에 변화를 주어 스케일의 제거 및 방지는 물론 살균과 멸조의 효과를 동시에 거둘 수 있는 고주파를 이용한 수처리 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

원수(原水)는 여러가지 불순물을 함유하고 있으며 그 원수의 성상(性狀), 보일러 외처리의 유무와 그 처리방법 등에 의해서 급수중의 불순물의 종류와 양은 다르다.

또한, 이들 불순물은 보일러 내부 처리를 하기 위하여 첨가하는 제처리재와 더불어 보일러수 중에 농축 축척되고, 또 일부는 여러가지 화학적,물리적 작용을 받아서 보일러 내면에 결정을 석출하여 존재하기도 한다.

일박적으로 보일러수나 냉각수 중의 용해 고형물로 부터 생성되어 관벽, 드럼, 기타 전열면(傳熱面)에 부착해서 굳어지는 것을 스케일(관석-管石), 부착되지 않고 드럼, 저수조 바닥에 침전되어 있는 연질의 침전물을 슬러지, 보일러수나 냉각수 중에 떠 있는 불용물을 부유물(현탁물)이라 한다.

그 중 스케일은 급수중에 용존되어 있는 Ca, Mg, Fe, Na 등의 양이온과 HCO, So, Cl 등의 음이온이 냉각이나 가열로 인한 온도 변화에 분자가 이온결합하여 생성된 것이지만 대부분 칼슘염류가 주성분이다.

이 들을 크게 나누면 황상칼슘을 주성분으로 하는 황산염계 스케일과, 규산칼슘을 주성분으로 하는 규산염계 스케일, 탄산칼슘을 주성분으로 하는 탄산염계 스케일로 나눌수 있다.

이와 같은 성분의 스케일이 보일러수나 냉각수 중의 용해 고형물로 부터 생성되어 관벽,드럼,기타 전열면 등에 발생하게 되면 열효율이 떨어지고 동력을 많이 소모하게 되어 열에너지와 동력 에너지의 낭비가 심해지는 문제점이 생기게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고주파발생기가 설치된 수처리기를 보일러 등의 배관상에 설치하여 고주파발생기로 부터 발생되는 회전전자장에너지를 이용하여 이를 통과하는 물의 물리적성능과 구조에 변화를 주어 관벽이나 드럼, 기타 전열면 등에 발생되어 지는 스케일을 제거 및 방지하므로서 동력의 불필요한 낭비를 최소화 하고, 열효율을 극대화 할 수 있는 고주파를 이용한 수처리 방법 및 그 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

도 1 은 본 발명 수처리장치의 단면설명도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 동체 2 : 고주파 발생기

3 : 전극 4 : 유입구

5 : 배출구

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명 수처리장치의 단면도이다.

회전전자장 에너지를 발생시키는 고주파발생기와 전극을 구비한 수처리장치를 배관상에 설치하고, 고주파 발생기에 의해 고주파 회전전자장을 발생되게 하여, 이를 통과하는 물에 고주파 회전전자장을 형성시켜 물의 결합분자를 분열시켜 다른 개체의 물분자를 만들어 관내벽의 스케일, 이끼, 스라임 등을 제거하는 것이다.

이때 사용되는 수처리 장치는 도 1의 도시와 같이 유입구(4)와 배출구(5)를 구비한 동체(1)의 일측 외주면에 고주파 발생기(2)를 설치하고, 동체(1)의 내부에는 고주파 발생기(2)와 연결된 다수의 전극(3)을 설치하여 구성한 것이다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 작용을 설명한다.

물속에 용존되어 있는 광물질은 분자로 구성되어 있으며, 각 분자는 원자와 외곽전자로 구성되어지며 여기서 전자는 두 가지 운동을 하게된다.

즉, 궤도운동(Orbital Motion)과 전자자체의 자전운동(Spin motion)을 하고, 스케일이 형성되는 원인은 이 자전운동의 방향과 전자가 보유하고 있는 전자전위(Electron Potential)에 따라 결정된다.

본 발명은 전자의 진동원리를 이용하여 기계속에 고주파 회전전자장을 형성하여 이로부터 생성되는 회전전자장에너지를 이용하여 진동기의 전극과 동체 사이를 통과하여 동등한 효과의 전기량을 보유한 물에 고주파 회전전자장을 형성시켜 물의 기본적 물리구조를 변화시키는 것이다.

즉, 물의 결합분자를 분열시켜 다른 개체의 물분자를 만들게 된다.

이와 같이 변화된 물분자는 물속에 용존하는 염의 양이온과 음이온을 둘러싸게 되며 이러한 현상으로 이온들의 운동속도가 저하되고 유효충돌회수가 감소되어 스케일이 형성될 수 없다.

이와 동시에 물의 표면장력이 저하되어 물분자가 가지고 있는 쌍극자(Dipole)현상과 염의 양이온과 음이온으로 하여금 흡인능력을 증대시켜 그 결과 이미 형성된 스케일은 결합상태가 변화되어 미세한 입자상태로 자연히 제거되는 것이다.

이와 같은 작용의 원리를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

물속의 Ca²⁺,Mg²⁺,CO₃ ^2-과 CaCO₃간 존재하는 상태평형 하에서 볼때

Ca²⁺+ CO₃= CaCO₃

같은 온도에서 [Ca²⁺][CO₃ ^2-] = KCaCO₃는 정해진 값으로 적출값이라 한다.

온도가 상승하면 분자운동이 활성화 되어 적출값이 감소하며, 탄산칼슘의 용해도가 상대적으로 낮아지면서 물 속에 Ca²⁺,CO₃ ^2-로 결합된 CaCO₃분자가 많아 진다.

많은 CaCO₃분자는 분자간의 인력으로 결합되어 설비 내벽이나 관벽에 쌓여 스케일을 형성한다.

한개의 물분자로 말한다면, 두개의 수소와 산소가 결합하여 사각형 분포를 형성하므로서 일정한 극성을 띠게 한다.

실질적으로 물분자는 정상상태에서 단독으로 존재하지 않으며, 한개가 가진 일정한 극성의 물분자가 정전인력(靜電引力)작용하에 수소 결합물과 연접하여 많은 분자로 이루어진 분자단과 분자 사슬로 결합되는데 이것을 polymorphic aggregate(다당물-일명"콜로이드")라 한다.

물분자간에는 약한 수소결합이 이루어진 것으로서 고주파 진동회로에서 생기는 회전전자장의 작용으로 인해 수소결합은 파괴되고, 분자사슬은 개개의 물분자로 끊어지며 개개의 물분자는 전자장의 작용하에 쌍극모멘트가 늘어나 극성이 증강되어, 쌍극물분자 및 쌍극자가 형성된다.

쌍극자의 음극과 물속의 Ca²⁺,Mg²⁺등 양이온이 친화하고, 쌍극자의 양극과 물속의 CO₃ ^2-등 음이온이 친화하여 이렇듯 크게 두 부류로 나뉘어 Ca²⁺,Mg²⁺와 CO₃ ^2-로 하여금 서로 떨어지게 하여, 운동속도가 현저히 낮아지고 충돌결합하는 율이 굉장히 낮아져 CaCO₃가 형성되는 것을 막아 스케일을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 고주파 회전전자장의 작용하에 물분자는 활성화 되고 이렇게 활성화된 물분자는 끊임 없이 스케일층에 부딪치며 CaCO₃분자간 작용력을 파괴하여 용수설비내부 및 관벽의 스케일 층을 점차 부드럽게 하여 떨어뜨리므로서 CaCO₃를 미세한 입자로 물에 떠다니게 하여 시스템을 따라 배출 제거시킨다.

동시에 고주파회전전자장 작용하에 개개의 물분자의 쌍극자 모멘트가 증대되고 극성이 강화되어 물속 염의 양,음이온과 친화력이 증가되어 상태평형은 용해된 스케일 쪽으로 이동하여 그 결과 갈수록 많은 스케일이 용해되어 최종적으로 스케일이 제거, 방지되는 작용을 하게 된다.

한편, 모든 생물에게는 특정한 생존환경이 있는데, 특히 지구상의 미생물들은 일반적으로 단지 지구표면의 전기장 강도에만 적응이 가능한 것이다.

따라서, 본 발명 수처리장치는 물에 고주파회전전자장을 발생시키고 전자장 강도에 변화를 주어 세균과 조류가 생존할 수 있는 생태환경을 파괴한다.

전자장의 작용하에 운동하는 물분자는 자력선의 횡단방향을 지날 때 미세한 전류를 띠게 되므로, 본 발명 수처리장치는 호기성의 일반용수를 zeta-전위와 PH 상승 등의 효과를 가져오게 되어 용수를 혐기성으로 변화시키게 된다.

이로써 미생물의 생태학적 활동과 생장환경이 혐기성으로 전환되어 미생물들은 원시 상태에서 다음 단계의 진행이 차단되며 따라서 생장이나 번식을 억제하게 되는 것이다.

일반적으로 공업용수의 표면장력은 73dynes/cm이며 해수의 표면장력은 약 76dynes/cm이다.

그러나 전해질 물질의 함량에 따라 표면장력의 차이는 약간 있을 수 있다.

1기압 100℃에서 끓고 있는 물의 표면장력은 52.5dynes/cm이다.

이것은 열에너지나 어떤 힘에 의하여 물의 표면장력을 어느 정도 좌우할 수 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명 고주파를 이용한 수처리 방법 및 그 장치를 통과한 물은 고주파회전전자장에 의해 분자의 운동에너지가 증가하게 되어 물분자-물분자간에 수소교결합의 결합력을 약화시키거나 파괴시키는 것이며, 또한 zeta-전위의 상승으로 콜로이드 영역이 파괴되어 물분자의 운동이 증가하게 된다.

이러한 현상은 본 발명을 통과한 물의 점도가 낮아지므로서 표면장력이 약 60dynes/cm로 감소된다는 것이다.

따라서 호기성의 물에서 생장하던 박테리아나 이끼(조류)는 삼투압의 차이로 인해 세포가 파괴되므로 화공약품을 사용치 않아도 완전히 제거가 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 고주파발생기가 설치된 수처리기를 보일러 등의 배관상에 설치하여 고주파발생기로 부터 발생되는 회전전자장에너지를 이용하여 이를 통과하는 물의 물리적성능과 구조에 변화를 주어 관벽이나 드럼, 기타 전열면 등에 발생되어 지는 스케일을 제거 및 방지하므로서 동력의 불필요한 낭비를 최소화 하고, 열효율을 극대화 할 수 있는 것이다.

또한, 배관 등 용수사용설비의 수명이 연장보호되므로 직,간접비의 절감비용은 추정키 어려운 정도의 막대한 것이다.

Claims (2)

1. 회전전자장 에너지를 발생시키는 고주파발생기와 전극을 구비한 수처리장치를 배관상에 설치하고, 고주파 발생기에 의해 고주파 회전전자장을 발생되게 하여, 이를 통과하는 물에 고주파 회전전자장을 형성시켜 이에 의해 물의 결합분자를 분열시켜, 분열된 물분자와, 스케일에 함유된 분자가 결합되어 다른 개체의 물분자가 형성되게 하므로서 관내벽의 스케일, 이끼, 스라임, 미생물(박테리아-Bacteria), 균류와 조류(해조류) 등을 살균 및 멸조, 제거, 방지되게 함을 특징으로 하는 고주파를 이용한 수처리 방법.
2. 유입구(4)와 배출구(5)를 구비한 동체(1)의 일측 외주면에 고주파 발생기(2)를 설치하고, 동체(1)의 내부에는 고주파 발생기(2)와 연결된 다수의 전극(3)을 설치하여 전극(3)에서 고주파 회전전자장이 발생되게 구성함을 특징으로 하는 고주파를 이용한 수처리장치.