KR200287069Y1 - 배관내 부착된 스케일 박리장치 - Google Patents

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KR200287069Y1 KR2020020016154U KR20020016154U KR200287069Y1 KR 200287069 Y1 KR200287069 Y1 KR 200287069Y1 KR 2020020016154 U KR2020020016154 U KR 2020020016154U KR 20020016154 U KR20020016154 U KR 20020016154U KR 200287069 Y1 KR200287069 Y1 KR 200287069Y1
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Abstract

본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치는 배관(P) 외주부에 자석(10, 20)을 장착하여 배관(P) 내에 누설자계를 발생시키고, 배관(P) 내에 흐르는 수용액이 배관(P) 내에 발생되는 누설자계(B)를 통과할 때 누설자계의 자력선(B)을 수직 방향으로 절단하여 배관 내벽을 따라 흐르는 전류(I)가 발생되고, 발생된 전류(I)에 의해 배관 내벽에 생성된 스케일(S)은 전기분해가 발생되어 배관(P) 내벽에 생성된 스케일을 박리시킨다.
본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치는 보일러 등을 포함하는 각종 열교환기, 냉난방장치, 각종생산기기, 아파트, 생산공장 및 각 공공시설, 공원, 수영장, 체육관, 경기장 등의 모든 배관 내벽에 부착된 스케일을 해당 설비를 가동하면서도 간단하게 박리시킬 수 있고, 정기 점검이나 보수도 간단하여 경비절감을 이룰 수 있고, 부식억제재 등을 사용하지 않아도 되므로 환경오염을 방지할 수도 있다.

Description

배관내 부착된 스케일 박리장치{scale exfoliation apparatus attached at pipe inner wall}
본 발명은 배관내 부착된 스케일 박리장치에 관한 것으로, 특히 보일러 배관, 열교환기 배관 또는 냉각용 배관 내의 수용액 중에 생성되어 배관 내벽에 부착된 스케일(Scale)을 제거하여 열효율의 저하를 방지할 수 있는 배관내 부착된 스케일 박리장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 열교환기의 개략도로, 도 1에 도시된 바와 같이 연소실(1)에서 수증기가 발생하고 발생된 수증기는 제1배관(P1)에 의해 순환되고, 열교환기(2)에서 수증기는 증기와 물로 분리되며, 증기는 제2배관(P2)을 통해 소정의 장소로 보내져 열을 소비하고, 물과 일부 수증기는 제3배관(P3)을 통해 연소실(1)로 되돌아 온다. 상기의 순환 과정에서 소실된 물은 보급관(P4)을 통해연소실(1)로 보충된다. 보급관(P4)를 통해 공급되는 물은 보통의 경우 수돗물로 탄산칼슘(CaCo2), 탄산마그네슘(MgCo3) 및 이산화규소(SiO2) 등의 화합물이 포함된 수용액으로, 이러한 물은 보일러의 계속적인 가동에 의해 수증기의 소실과 물의 보급이 반복되면서 칼슘이온(Ca2+)과 마그네슘이온(Mg2+)의 농도는 점차 증가되어 배관 내의 수용액은 PH9 내지 PH11의 염기성을 띄게 되며, 연소실(1), 배관들(P1,P2,P3)은 철제금속으로 이루어져 있으므로 상기 순환과정에서 철제금속은 수용액 중에 요해되어 부식되어 수산화제1철(Fe(OH)2) 또는 수산화제2철(Fe(OH)3)이 생성된다. 수산화제1철(Fe(OH)2) 또는 수산화제2철(Fe(OH)3)은 염기성을 띈 수용액에 침전되어 스케일이 되어 배관 내벽에 부착되며, 배관 내벽에 부착된 수산화제1철(Fe(OH)2) 또는 수산화제2철(Fe(OH)3)은 재차 산화되어 강자성 미세입자인 마그네타이트(Magnetite)(Fe3O4)가 생성된다.
보일러의 계속적인 가동에 의해 강자성 미세입자인 스케일이 배관 내벽에 축적되면 배관 내의 유체의 유수는 원활하지 못하고, 보일러 자체의 열효율을 저하시키게 되므로 보일러를 정상적으로 가동시키기 위해 정기적으로 배관 내벽에 부착된 스케일을 제거하여야 한다.
종래의 경우 배관 내벽에 부착된 스케일을 제거하기 위하여 정기적으로 보일러의 운전을 중지하고 부식억제재를 투입하여 배관 등의 내부를 세정한 후 배관 내벽으로 부터 박리된 스케일을 제거하였다.
따라서 상기 종래의 경우 보일러 등의 보수를 위해 많은 시간과 비용이 소요되며 반드시 보일러의 가동을 정지시켜야만 하는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 배관 외벽에 위치한 자석에서 발생되는 자기장에 의해 배관 내의 수용액이 흘러가는 방향과 동일한 방향으로 배관 내벽을 따라 전류를 발생시키고, 발생된 전류에 의해 배관 내벽에 부착된 스케일을 전기분해시켜 스케일을 제거하므로서 보일러의 가동을 중지시킬 필요가 없어 스케일의 제거가 간소화되고 스케일 제거시 비용을 절감시킬 수 있는 배관내 부착된 스케일 박리장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 배전기로부터 출력되는 전압을 배관 외벽에 인가하여 배관 내의 수용액이 흘러가는 방향과 동일한 방향으로 배관 외벽에 전류를 발생시켜 주어 배관 내벽에 부착된 스케일의 전기분해량을 증대시킬 수 있는 배관내 부착된 스케일 박리장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 일반적인 열교환기의 개략도,
도 2a 및 도 2b는 본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치의 개략도,
도 3은 본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치의 단면도이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치는 보일러 등의 배관 내벽에 생성되는 스케일을 제거하기 위한 배관내 부착된 스케일 박리장치에 있어서, 배관 외주부에 자석을 장착하여 배관내에 누설자계를 발생시키고, 배관 내에 흐르는 수용액이 배관 내에 발생되는 누설자계를 통과할 때 누설자계의 자력선을 수직 방향으로 절단하여 배관 내벽을 따라 흐르는 전류가 발생되고, 발생된 전류에 의해 배관 내벽에 생성된 스케일은 전기분해가 발생되어 배관 내벽에 생성된 스케일을 박리시키는 것을 특징으로 한다.
상기 배관 내에 흐르는 수용액은 PH가 9 내지 11의 알카리성 전해수로, 수용액의 물을 수소이온과 수산화이온으로 이온화되고, 배관 내벽에 생성된 스케일의 전기분해에 의해 발생되는 철이온과 수소이온의 이온화경향차에 의해서 발생되는 전류에 의해 배관 내벽에 생성된 스케일의 전기분해를 야기시키는 것을 특징으로 한다.
상기 배관내 부착된 스케일 박리장치는 양의 전압과 음의 전압을 출력하는 배전기를 구비하여 배전기로부터 출력되는 양의 전압과 음의 전압을 배관 외벽에 인가하여 배관 내의 수용액이 흘러가는 방향과 동일한 방향으로 배관 외벽에 전류를 발생시켜 주어 발생된 전류에 의해 배관 내벽에 생성된 스케일의 전기분해를 야기시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치를 상세히 설명하고자 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치의 개략도이고, 도 3은 본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치의 단면도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치는 배관(P) 외주부에 자석(10, 20)을 장착하여 배관(P) 내에 누설자계를 발생시키고, 배관(P) 내에 흐르는 수용액이 배관(P) 내에 발생되는 누설자계(B)를 통과할 때 누설자계의 자력선(B)을 수직 방향으로 절단하여 배관 내벽을 따라 흐르는 전류(I)가 발생되고, 발생된 전류(I)에 의해 배관 내벽에 생성된 스케일(S)은 전기분해가 발생되어 배관(P) 내벽에 생성된 스케일을 박리시킨다.
상기 배관(P) 내에 흐르는 수용액은 PH가 9 내지 11의 알카리성 전해수로, 수용액의 물을 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)이온으로 이온화되고, 배관(P) 내벽에 생성된 스케일(S)의 전기분해에 의해 발생되는 철이온(Fe2+)과 수소이온(H+)의 이온화경향차에 의해서 발생되는 전류(I)에 의해 배관 내벽에 생성된 스케일의 전기분해를 야기시킨다.
상기 배관내 부착된 스케일 박리장치는 양의 전압(V+)과 음의 전압(V-)을 출력하는 배전기(30)를 구비하여 배전기(30)로부터 출력되는 양의 전압(V+)과 음의 전압(V-)을 배관(P) 외벽에 인가하여 배관(P) 내의 수용액이 흘러가는 방향과 동일한 방향으로 배관(P) 외벽에 전류(I)를 발생시켜 주어 발생된 전류(I)에 의해 배관 내벽에 생성된 스케일의 전기분해를 야기시킨다.
상기의 구성에 따른 본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치의 동작은 다음과 같다.
도 2a 및 도 3에 도시된 바와 같이 배관(P)의 배관(P) 외주부에는 N극의 자석(10)과 S극의 자석(20)을 장착하며, N극의 자석(10)과 S극의 자석(20)의 선단면은 배관(P)의 외주면의 형상과 대응되는 원호상의 형상을 갖게하여 N극의 자석(10)과 S극의 자석(20)은 배관(P)에 바로 접하여 접촉된다. 이와 같이 배관(P)의 외측에 장착되는 N극의 자석(10)과 S극의 자석(20)에 의하여 배관(P) 내에 흐르는 수용액 중에 N극의 자석(10)에서 S극의 자석(20) 방향으로 누설자계의 자력선(B)이 발생된다. 배관(P) 내에 흐르는 수용액이 배관(P) 내에 발생되는 누설자계(B)를 통과할 때 누설자계의 자력선(B)을 수직 방향으로 절단하여 패러디의 전자유도법칙에 의해 배관 내벽을 따라 흐르는 전류(I)가 발생된다. 발생된 전류(I)에 의해 배관 내벽과 배관 내벽에 생성된 스케일(S) 간에 전기분해가 이루어지며, 이때 로렌쯔 힘(F)인 F=qBV가 작용하여 배관 내벽에 생성된 스케일(S)은 조금씩 박리된다.
배관(P) 내에 흐르는 수용액은 PH가 9 내지 11의 알카리성 전해수로, 수용액의 물은 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)이온으로 이온화되고, 배관(P) 내벽에 생성된 스케일(S)의 전기분해에 의해 발생되는 철이온(Fe2+)은 수소이온(H+)보다 이온화경향이 크므로 배관 내벽에 생성되는 철원자는 산화되어 철이온(Fe2+)이 되고, 수소이온(H+)은 전자를 받아들여, 즉 환원되어 수소(H2)가 되므로 철 등의 재질로 이루어진 배관(P)은 음극이되며 수용액은 양극이 되므로 수용액에서 배관을 향하여 전류가 발생되며, 이 발생된 전류는 배관내에 흐르는 수용액의 방향과 동일한 방향으로 흐르게 되어 상기 패러디의 전자유도법칙에 의해 발생된 배관 내벽을 따라 흐르는 전류(I)의 양을 더욱 증가시키게 되어 배관 내벽에 생성된 스케일의 전기분해를 더욱 증가시키고, 이로 인해 배관 내벽에 생성된 스케일(S)의 박리 양도 증가된다.
도 2b에 도시된 바와 같이 배관(P)의 외주면의 소정 부위에 배전기(30)로부터 출력되는 양의 전압(V+)과 음의 전압(V-)을 인가하여 배관(P) 내의 수용액이 흘러가는 방향과 동일한 방향으로 배관(P) 외벽에 전류(I)를 발생시켜 주면 배관(P) 내벽면에도 수용액이 흐르는 방향으로 전류(I)가 발생되어 상기와 동일한 방법에 의해 어 발생된 전류(I)에 의해 패러디의 전자유도법칙에 의해 발생된 배관 내벽을 따라 흐르는 전류(I)의 양을 더욱 증가시키게 되어 배관 내벽에 생성된 스케일의 전기분해를 더욱 증가시키고, 이로 인해 배관 내벽에 생성된 스케일(S)의 박리 양도 증가된다. 배전기(30)에서 출력되는 양의 전압(V+)은 5볼트 내지 10볼트의 직류전압이고, 음의 전압(V-)은 0볼트인 접지전압이며, 배관 외벽의 양의 전압(V+)에서 배관 외벽의 음의 전압(V-) 간에는 약 8㎃ 에서 80㎃의 전류가 흐르도록 한다.
상기와 같이 배관 외벽에 배전기에 의해 미세전류의 직류전압을 인가하므로서 사용자는 감전이 일어나지 않게 할 수 있다.
본 고안의 배관내 부착된 스케일 박리장치는 보일러 등을 포함하는 각종 열교환기, 냉난방장치, 각종생산기기, 아파트, 생산공장 및 각 공공시설, 공원, 수영장, 체육관, 경기장 등의 모든 배관 내벽에 부착된 스케일을 해당 설비를 가동하면서도 간단하게 박리시킬 수 있고, 정기 점검이나 보수도 간단하여 경비절감을 이룰 수 있고, 부식억제재 등을 사용하지 않아도 되므로 환경오염을 방지할 수도 있다.

Claims (3)

  1. 보일러 등의 배관 내벽에 생성되는 스케일을 제거하기 위한 배관내 부착된 스케일 박리장치에 있어서,
    상기 배관 외주부에 자석을 장착하여 상기 배관내에 누설자계를 발생시키고, 상기 배관 내에 흐르는 수용액이 상기 배관 내에 발생되는 누설자계를 통과할 때 누설자계의 자력선을 수직 방향으로 절단하여 상기 배관 내벽을 따라 흐르는 전류가 발생되고, 발생된 전류에 의해 상기 배관 내벽에 생성된 스케일은 전기분해가 발생되어 상기 배관 내벽에 생성된 스케일을 박리시키는 것을 특징으로 하는 배관내 부착된 스케일 박리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배관 내에 흐르는 수용액은 PH가 9 내지 11의 알카리성 전해수로, 상기 수용액의 물을 수소이온과 수산화이온으로 이온화되고, 상기 배관 내벽에 생성된 스케일의 전기분해에 의해 발생되는 철이온과 상기 수소이온의 이온화경향차에 의해서 발생되는 전류에 의해 상기 배관 내벽에 생성된 스케일의 전기분해를 야기시키는 것을 특징으로 하는 배관내 부착된 스케일 박리장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 배관내 부착된 스케일 박리장치는 양의 전압과 음의 전압을 출력하는 배전기를 구비하여 상기 배전기로부터 출력되는 양의 전압과 음의 전압을 상기 배관 외벽에 인가하여 배관 내의 수용액이 흘러가는 방향과 동일한 방향으로 배관 외벽에 전류를 발생시켜 주어 발생된 전류에 의해 상기 배관 내벽에 생성된 스케일의 전기분해를 야기시키는 것을 특징으로 하는 배관내 부착된 스케일 박리장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040021991A (ko) * 2002-09-06 2004-03-11 주식회사 포스코 오염 방지 기능을 갖는 열 교환기
KR100434592B1 (ko) * 2002-06-03 2004-06-11 이성호 변압기 단락전류를 이용한 보일러

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