KR200365080Y1 - Apparatus for removing and preventing scale - Google Patents
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Abstract
본 고안은 유체가 흐르는 배관 등에 설치하여 가변 전자계력에 의한 스케일의 제거와 유체의 클러스터(cluster)를 분해하여 클러스터간의 결합력을 약화시켜 효과적으로 스케일을 제거할 수 있는 스케일 제거 및 방지 장치로서,The present invention is a scale removal and prevention device that can be installed in a pipe, such as a fluid flow to remove the scale by the variable electromagnetic force and decompose the cluster (cluster) of the fluid to weaken the coupling force between the clusters to effectively remove the scale,
본 고안에 따른 스케일 제거 장치는 소정 파형의 펄스를 발생시키는 펄스 발생기와, 상기 펄스 발생기를 제어하며 상기 펄스 발생기로부터 생성되는 펄스가 온(on) 시간과 오프(off) 시간이 비대칭이 되도록 제어하는 역할을 수행하는 제어 수단을 포함하는 전자파 발생 장치;와, 상기 전자파 발생 장치의 일단과 연결되어 상기 펄스 발생기로부터 발생되는 펄스를 공급받는 솔레노이드 코일을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The descaling device according to the present invention is a pulse generator for generating a pulse of a predetermined waveform, and the pulse generator to control the pulse generated from the pulse generator so that the on (on) and off (off) time is asymmetric And a solenoid coil connected to one end of the electromagnetic wave generator and receiving a pulse generated from the pulse generator.
Description
본 고안은 스케일 제거 및 방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각 시스템 등의 유체가 흐르는 배관에 설치하여 가변 전자계력에 의해 기존 고착되어 있는 스케일을 제거하고, 유체의 클러스터(cluster)의 결합력을 약화시켜 배관의 내부에 스케일이 발생되지 않도록 하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a descaling and preventing device, and more particularly, it is installed in a pipe through which a fluid, such as a cooling system, flows to remove a scale that is fixed by a variable electromagnetic field, and improves the coupling force of a cluster of fluids. It relates to a device that weakens so that scale does not occur inside the pipe.
냉각 시스템 또는 보일러 배관 등과 같이 유체가 상존하는 배관 내부에는 장시간 사용에 따른 이물질 등이 존재한다. 이와 같은 이물질을 통상 스케일(scale)이라 칭하는데, 상기 스케일은 해당 설비의 효율을 저하시키는 요인이 된다.Inside the pipe where fluid is present, such as a cooling system or a boiler pipe, foreign substances such as long time use exist. Such foreign matter is commonly referred to as a scale, which is a factor that lowers the efficiency of the facility.
상기 스케일은 칼슘, 마그네슘과 같은 미량의 불순물이 유체에 존재할 때 형성되는데 구체적으로, 상기 유체 내의 칼슘, 마그네슘 등이 탄산기(CO3 -), 황산기(SO4 -) 등과 반응하여 결정화 과정을 통해 황화칼슘(CaSO4), 규산칼슘(CaSiO3), 규산 마그네슘(MgSiO3) 등의 결정체를 형성한다. 이러한 결정화 과정은 외부로부터 가해지는 열 등의 에너지를 통해 가속화된다.The scale is formed when trace impurities such as calcium and magnesium are present in the fluid. Specifically, calcium and magnesium in the fluid react with a carbonate group (CO 3 − ) and sulfuric acid group (SO 4 − ) to form a crystallization process. Crystals such as calcium sulfide (CaSO 4 ), calcium silicate (CaSiO 3 ) and magnesium silicate (MgSiO 3 ) are formed. This crystallization process is accelerated by energy such as heat applied from the outside.
전술한 바와 같이 배관 내의 스케일은 해당 설비의 효율을 저하시키기 때문에 이와 같은 스케일은 제거되어야 한다. 종래의 스케일 제거 방법으로는 방청제의 사용, 이온교환수지의 사용, 석회소다에 의한 경수 연수화 설비의 이용, 물리적 세척 방법 등이 있다.As mentioned above, the scale in the pipe deteriorates the efficiency of the installation, so this scale must be removed. Conventional descaling methods include the use of rust inhibitors, the use of ion exchange resins, the use of soft water softening equipment with lime soda, and physical cleaning methods.
그러나, 상기와 같은 종래의 스케일 제거 방법은 설치비가 고가이며 약품비 및 유지관리비가 과다하게 소요되는 단점이 있다. 또한, 화학물질의 사용으로 인해2차 오염물이 배출되어 수질오염의 원인이 되며 약품의 혼합, 주입, 침전분리, 수지의 재생 등의 유지 관리가 복잡한 문제점이 있다.However, the conventional scale removal method as described above has a disadvantage in that the installation cost is expensive and the chemical and maintenance costs are excessively required. In addition, secondary pollutants are discharged due to the use of chemicals to cause water pollution, and there is a complicated problem of maintaining and mixing the chemicals, injecting, sedimentation, and regeneration of the resin.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 냉각 시스템 등의 배관에 고착된 스케일을 제거하고 유체의 클러스터의 결합력을 약화시켜 스케일을 효과적으로 방지할 수 있는 스케일 제거 및 방지 장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, to provide a scale removal and prevention device that can effectively prevent the scale by removing the scale stuck to the piping such as cooling system and weakening the coupling force of the cluster of the fluid. There is a purpose.
도 1은 본 고안에 따른 스케일 제거 및 방지 장치의 장치 구성도.1 is a device configuration of the descaling and preventing device according to the present invention.
도 2는 본 고안에 따른 스케일 제거 및 방지 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 참고도.Figure 2 is a reference diagram for explaining the operation principle of the descaling and preventing device according to the present invention.
도 3a 및 도 3b는 본 고안에 따른 펄스 발생부로부터 발생되는 펄스의 파형을 나타낸 참고도.3A and 3B are reference diagrams showing waveforms of pulses generated from a pulse generator according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
110 : 전자파 발생 장치 111 : 제어 수단110: electromagnetic wave generating device 111: control means
112 : 신호 입력부 113 : 펄스 발생기112: signal input section 113: pulse generator
114 : 증폭기 115 : 신호 출력 단자114: amplifier 115: signal output terminal
120 : 배관 130 : 솔레노이드 코일120: piping 130: solenoid coil
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 스케일 제거 및 방지 장치는 소정 파형의 펄스를 발생시키는 펄스 발생기와, 상기 펄스 발생기를 제어하며 상기 펄스 발생기로부터 생성되는 펄스가 듀티비(D) 및 강도가 비대칭이 되도록 제어하는 역할을 수행하는 제어 수단을 포함하는 전자파 발생 장치;와, 상기 전자파 발생 장치의 일단과 연결되어 상기 펄스 발생기로부터 발생되는 펄스를 공급받는 솔레노이드 코일을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The apparatus for descaling and preventing scale of the present invention for achieving the above object is a pulse generator for generating a pulse of a predetermined waveform, the pulse generated from the pulse generator to control the pulse generator is asymmetric duty ratio (D) and intensity Electromagnetic wave generating device including a control means for controlling to do so; and a solenoid coil is connected to one end of the electromagnetic wave generating device receives a pulse generated from the pulse generator.
바람직하게는, 상기 제어 수단의 제어 하에 의해 상기 펄스 발생기로부터 생성되는 펄스의 듀티비(D, duty ratio)가 0 < D < 50 의 범위를 만족한다.Preferably, the duty ratio (D) of the pulses generated from the pulse generator under the control of the control means satisfies the range of 0 < D <
바람직하게는, 상기 제어 수단의 제어 하에 의해 상기 펄스 발생기로부터 생성되는 펄스의 강도가 온(on)의 강도(ION)와 오프(off)의 강도(IOFF)가 서로 대칭되지 않도록 설정된다.Preferably, under the control of the control means, the intensity of the pulse generated from the pulse generator is set so that the intensity I ON of on and the intensity I OFF of off are not symmetric with each other.
바람직하게는, 사용자에 의해 임의의 전압 및 파형을 입력하는 신호 입력부와, 상기 펄스 발생기로부터 생성된 펄스를 증폭하는 증폭기를 더 포함한다.Preferably, the apparatus further includes a signal input unit for inputting an arbitrary voltage and waveform by a user, and an amplifier for amplifying a pulse generated from the pulse generator.
본 고안의 특징에 따르면, 내부에 스케일이 부착되어 있는 배관 주위에 솔레노이드 코일을 감싸도록 하고, 상기 솔레노이드 코일에 온(on) 시간과 오프(off) 시간이 비대칭인 전류 펄스를 일정 시간을 두고 다양한 형태로 가변시켜 공급시킴으로써, 상기 배관 내부에 자기장 및 전기장을 발생시켜 궁극적으로 전자계력 즉, 로렌츠의 힘을 발생시키도록 함으로써 상기 로렌츠의 힘에 의해 상기 스케일의 결합을 깰 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 스케일의 결정상을 미립화시킬 수 있으며 최종적으로 미립화된 스케일을 완벽하게 제거할 수 있게 된다.According to a feature of the present invention, the solenoid coil is wrapped around a pipe having a scale attached therein, and the solenoid coil has various asymmetric current pulses whose on time and off time are asymmetric over time. By varying the shape and supply, it is possible to generate a magnetic field and an electric field inside the pipe and ultimately generate an electromagnetic force, that is, the Lorentz force, thereby breaking the bond of the scale by the Lorentz force. Accordingly, it is possible to atomize the crystalline phase of the scale and to completely remove the finally atomized scale.
이하, 도면을 참조하여 본 고안에 따른 스케일 제거 및 방지 장치를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 고안에 따른 스케일 제거 및 방지 장치의 장치 구성도이고, 도 2는 본 고안에 따른 스케일 제거 및 방지 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 참고도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 고안에 따른 펄스 발생부로부터 발생되는 펄스의 파형을 나타낸 참고도이다.Hereinafter, a scale removing and preventing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a device configuration of the scale removal and prevention device according to the present invention, Figure 2 is a reference diagram for explaining the operation principle of the scale removal and prevention device according to the present invention, Figures 3a and 3b is Reference is a diagram showing the waveform of the pulse generated from the pulse generator according to.
도 1에 도시한 바와 같이 본 고안에 따른 스케일 제거 및 방지 장치는 크게 전자파 발생 장치(110)와 배관(120)을 감싸는 솔레노이드(solenoid)형 코일(130)로구성된다.As shown in FIG. 1, the apparatus for removing and preventing scale according to the present invention is largely composed of a solenoid coil 130 surrounding an electromagnetic wave generating device 110 and a pipe 120.
상기 전자파 발생 장치(110)는 신호 입력부(112), 제어 수단(111), 펄스 발생기(113), 증폭기(114), 신호 출력 단자(115) 등의 조합으로 이루어진다. 도면에 도시하지 않았지만 상기 전자파 발생 장치(110)의 일측에는 전원 공급부가 구비된다.The electromagnetic wave generator 110 includes a combination of a signal input unit 112, a control unit 111, a pulse generator 113, an amplifier 114, a signal output terminal 115, and the like. Although not shown in the drawings, a power supply unit is provided at one side of the electromagnetic wave generator 110.
상기 신호 입력부(112)는 사용자에 의해 임의의 전압 및 파형을 입력하는 수단으로서 상기 임의의 전압 및 파형 수치에 대한 입력 프로그램은 공지의 프로그램을 이용할 수 있다. 상기 제어 수단(111)은 전자파 발생 장치(110)의 전반적인 동작 수행을 제어하는 역할을 수행하며 상기 신호 입력부(112)로부터 입력되는 신호의 처리 및 후술하는 펄스 발생기(113) 등을 제어한다. 상기 펄스 발생기(113)는 상기 제어 수단(111)의 제어 하에 상기 신호 입력부(112)를 통해 입력된 신호에 상응하는 소정의 파형을 발생시키는 역할을 수행하는데 구체적으로 발진기(Oscillator) 등으로 구현될 수 있다. 상기 증폭기(114)는 상기 펄스 발생기(113)로부터 발생된 파형을 증폭시키는 역할을 수행하며, 상기 신호 출력 단자(115)는 상기 솔레노이드 코일(130)과 연결되어 상기 솔레노이드 코일(130)에 상기 펄스 발생기(113)로부터 발생된 전압 파형을 공급하는 역할을 수행한다.The signal input unit 112 is a means for inputting an arbitrary voltage and waveform by a user, and an input program for the arbitrary voltage and waveform values may use a known program. The control means 111 controls the overall operation of the electromagnetic wave generating apparatus 110 and controls the processing of the signal input from the signal input unit 112 and the pulse generator 113 to be described later. The pulse generator 113 generates a predetermined waveform corresponding to a signal input through the signal input unit 112 under the control of the control means 111. Specifically, the pulse generator 113 may be implemented as an oscillator. Can be. The amplifier 114 serves to amplify the waveform generated from the pulse generator 113, the signal output terminal 115 is connected to the solenoid coil 130, the pulse to the solenoid coil 130 It serves to supply the voltage waveform generated from the generator 113.
한편, 상기 제어 수단(111)은 마이콤(Microprocessor computer) 등으로 구현될 수 있는데, 상기 제어 수단(111)에는 본 고안의 핵심 특징부인 펄스 조절 프로그램이 저장되어 있다. 상기 펄스 조절 프로그램은 펄스의 두 가지 특징을 조절하는 프로그램으로서 첫째는 펄스의 듀티비(D, duty ratio)를 조절하는 것이고 둘째는 펄스의 강도(Intensity)를 조절하는 것이다.On the other hand, the control means 111 may be implemented with a microprocessor computer or the like, in which the control means 111 is stored a pulse adjusting program which is a key feature of the present invention. The pulse adjusting program is a program for adjusting two characteristics of a pulse, firstly adjusting the duty ratio (D) of the pulse and secondly adjusting the intensity of the pulse.
도 3a에 도시한 바와 같이, 펄스의 듀티비(D)는 0 < D < 50 의 범위를 만족하도록 설정한다. 상기 듀티비(D)가 상기 0 < D < 50의 범위 내에 존재한다는 것은 온(on) 시간(ⓐ)과 오프(off) 시간(ⓑ)의 비대칭을 의미한다. 다음으로, 도 3b에 도시한 바와 같이, 펄스의 강도는 온(on)의 강도(ION)와 오프(off)의 강도(IOFF)가 서로 대칭되지 않도록 설정한다(ION≠ IOFF).As shown in Fig. 3A, the duty ratio D of the pulse is set to satisfy the range of 0 < D < The duty ratio D being within the range of 0 <D <50 means an asymmetry of an on time ⓐ and an off time ⓑ. Next, as shown in FIG. 3B, the intensity of the pulse is set so that the intensity I ON of on and the intensity I OFF of off are not symmetric with each other (I ON ≠ I OFF ). .
또한, 상기 펄스 조절 프로그램은 상기 비대칭의 펄스를 일정 시간을 주기로 펄스의 파형을 변화시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 펄스 조절 프로그램에 의해 생성되는 펄스는 기본적으로 듀티비(D) 및 강도가 비대칭의 펄스이며 생성된 펄스는 일정 시간을 주기로 다양한 형태로 변화 가능하도록 되어 있다. 이와 같이, 비대칭의 펄스를 일정 시간을 주기로 다양한 형태로 변화시키는 이유는 전류에 의해 발생되는 자기장의 방향을 임의의 방향으로 가변시키기 위함으로 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.In addition, the pulse control program is characterized in that for changing the waveform of the pulse at a predetermined time for the asymmetric pulse. That is, the pulse generated by the pulse adjusting program is basically a pulse having an asymmetric duty ratio (D) and intensity, and the generated pulse can be changed in various forms at regular intervals. As such, the reason for changing the asymmetrical pulse in various forms at regular intervals is to change the direction of the magnetic field generated by the current in an arbitrary direction, which will be described in detail later.
이와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 스케일 제거 및 방지 장치의 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation principle of the descaling and preventing device according to the present invention having such a configuration as follows.
사용자가 상기 신호 입력부(112)를 통해 소정의 전압과 파형 수치를 입력하면 상기 전자파 발생장치의 제어 수단(111)은 상기 신호 입력부(112)를 통해 입력된 신호를 감지하고, 상기 제어 수단(111) 내에 저장되어 있는 펄스 조절 프로그램을 연동시켜 상기 신호 입력부(112)를 통해 입력된 신호에 상응하는 펄스를 발생시키도록 해당 명령을 상기 펄스 발생부에 전달한다. 이에 따라, 상기 펄스 발생부는 사용자가 원하는 임의의 펄스를 발생시킨다.When a user inputs a predetermined voltage and waveform value through the signal input unit 112, the control means 111 of the electromagnetic wave generator detects a signal input through the signal input unit 112, and the control means 111. In order to generate a pulse corresponding to the signal input through the signal input unit 112 by interlocking the pulse control program stored in the) and transmits the command to the pulse generator. Accordingly, the pulse generator generates any pulse desired by the user.
상기 펄스 발생부로부터 발생된 펄스는 상기 증폭기(114)를 통해 증폭되어 상기 신호 출력 단자(115)를 통해 상기 솔레노이드 코일(130)에 전달된다. 여기서, 상기 솔레노이드 코일(130)은 내부에 스케일이 형성되어 있는 배관(120)의 외주를 미리 감고 있는 상태이다.The pulse generated from the pulse generator is amplified by the amplifier 114 and transferred to the solenoid coil 130 through the signal output terminal 115. Here, the solenoid coil 130 is a state in which the outer periphery of the pipe 120 having a scale formed therein is wound in advance.
상기 배관(120)을 감싸고 있는 상기 솔레노이드 코일(130)에 전류 펄스가 전달되면 암페어(Ampere)의 법칙에 의해 상기 배관(120) 내부에 자기장(Magnetic field)이 형성된다(도 2 참조). 한편, 전술한 바와 같이 상기 펄스 발생부로부터 발생되는 펄스는 상기 펄스 조절 프로그램에 의해 듀티비(D) 및 강도가 비대칭인 펄스를 갖고 일정 시간을 주기로 다양한 형태의 펄스로 변형됨에 따라, 상기 솔레노이드 코일(130)에 인가된 전류 펄스에 의해 발생되는 자기장은 그 방향이 다양하게 변하게 된다. 또한, 상기 배관(120) 내부에 작용하는 자기장의 방향이 다양하게 변함에 따라, 상기 배관(120) 내부에는 패러데이(faraday)의 전자기 유도 법칙에 의해 전기장이 형성된다(도 2 참조).When a current pulse is transmitted to the solenoid coil 130 surrounding the pipe 120, a magnetic field is formed inside the pipe 120 according to Ampere's law (see FIG. 2). Meanwhile, as described above, the pulse generated from the pulse generator has a pulse having an asymmetry in duty ratio (D) and intensity by the pulse adjusting program and is deformed into pulses of various types at regular intervals. The magnetic field generated by the current pulse applied to the 130 is changed in various directions. In addition, as the direction of the magnetic field acting inside the pipe 120 varies in various ways, an electric field is formed in the pipe 120 by the law of electromagnetic induction of Faraday (see FIG. 2).
이와 같은 과정을 통해 생성된 자기장 및 전기장에 의해 전자계력 즉, 로렌츠의 힘(Lorentz`s force)이 발생하게 된다. 상기 로렌츠의 힘은 배관(120) 내부에 작용하며 궁극적으로 상기 배관(120) 내부에 부착되어 있는 스케일에 작용하게 된다.The magnetic field, that is, Lorentz's force, is generated by the magnetic and electric fields generated through this process. The Lorentz force acts on the inside of the pipe 120 and ultimately on the scale attached to the inside of the pipe 120.
종래 기술의 설명에서 기술한 바와 같이, 상기 스케일은 소정의 이온들이 결합한 형태를 갖고 있는데, 상기 배관(120) 내부에 작용하는 전자계력으로 인해 상기 이온들의 결합은 깨지게 되어 스케일의 결정 크기가 미립화된다. 상기 미립화된 스케일들은 유체의 흐름에 의해 자연스럽게 제거된다.As described in the description of the prior art, the scale has a form in which predetermined ions are bonded, and due to the electromagnetic force acting inside the pipe 120, the binding of the ions is broken and the crystal size of the scale is atomized. . The atomized scales are naturally removed by the flow of the fluid.
본 고안에 따른 스케일 제거 및 방지 장치는 다음과 같은 효과가 있다.Descaling and preventing device according to the present invention has the following effects.
내부에 스케일이 부착되어 있는 배관 주위에 솔레노이드 코일을 감싸도록 하고, 상기 솔레노이드 코일에 듀티비(D) 및 강도가 비대칭인 펄스를 일정 시간을 두고 다양한 형태로 가변시켜 공급시킴으로써, 상기 배관 내부에 자기장 및 전기장을 발생시켜 궁극적으로 전자계력 즉, 로렌츠의 힘을 발생시키도록 함으로써 상기 로렌츠의 힘에 의해 상기 스케일의 결합을 깰 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 스케일의 결정상을 미립화시킬 수 있으며 최종적으로 미립화된 스케일을 완벽하게 제거할 수 있게 된다.A solenoid coil is wrapped around a pipe having a scale attached therein, and a duty ratio (D) and an asymmetric pulse of varying intensity are supplied to the solenoid coil in various forms over time, thereby providing a magnetic field inside the pipe. And generating an electric field to ultimately generate an electromagnetic force, that is, the Lorentz force, thereby breaking the bond of the scale by the Lorentz force. Accordingly, it is possible to atomize the crystalline phase of the scale and to completely remove the finally atomized scale.
또한, 유체의 클러스터를 쪼개어 클러스터간의 결합력을 약화시켜 더 이상 스케일이 발생되지 않도록 하여 배관 교체 및 청소에 따른 손실을 방지할 수 있게 된다.In addition, by splitting the cluster of fluids to weaken the coupling force between the clusters so that no further scale is generated to prevent the loss due to pipe replacement and cleaning.
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Payment date: 20051004 Year of fee payment: 3 |
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