KR200422477Y1 - 관로용 자화 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 관로를 통해 공급되는 유수의 불순물을 자화현상을 이용하여 정화하기 위한 자화 정화장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 자기력선속밀도가 우수한 자석봉과 와류를 보다 증대시키기 위한 와류체를 구비함으로써 이를 통과하는 유수의 자화를 보다 증대시켜 스케일, 녹 등의 유수에 포함된 불순물을 효과적으로 제거할 수 있는 관로용 자화 정화장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 고안은 유수를 공급하는 관로에 연통 설치되는 하우징과; 상기 하우징 내에 내삽되어 하우징 내로 유동하는 유수의 불순물을 제거하기 위해 자기장을 형성시키는 자석봉과; 상기 자석봉의 양측에 장착되어 자석봉을 하우징 내에 고정시키며 유동하는 유수의 와류를 유도하는 와류체;를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 자석봉의 자기력선속밀도는 10,000G 내지 12,000G인 것이 바람직하며, 상기 와류체는 자석봉의 일단이 내입되도록 중공이 형성되며 일측 또는 양측이 개구된 원통형상을 가지며 외주면에는 유동하는 유수의 와류를 증대시키기 위해 길이방향과 일정각도를 형성하는 와류날개가 연장형성된다.

자화, 스케일, 와류, 자기장, 정화장치

Description

관로용 자화 정화장치{ Magnetization Cleanup Apparatus for Pipeline }

도 1은 본 고안에 따른 자화 정화장치의 결합되는 모습을 나타내는 조립사시도.

도 2는 본 고안에 따른 자화 정화장치의 단면도.

도 3은 와류날개의 확대도.

도 4는 본 고안에 따른 자화 정화장치가 설치된 모습을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하우징 11 : 하우징몸체

12 : 하우징캡 13 : 연결부

20 : 자석봉 30 : 와류체

31 : 와류날개 40 : 관로

50 : 실링부재 51 : 서브실링부재

본 고안은 관로를 통해 공급되는 유수의 불순물을 자화현상을 이용하여 정화하기 위한 자화 정화장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 자기력선속밀도가 우수 한 자석봉과 와류를 보다 증대시키기 위한 와류체를 구비함으로써 이를 통과하는 유수의 자화를 보다 증대시켜 스케일, 녹 등의 유수에 포함된 불순물을 효과적으로 제거할 수 있는 관로용 자화 정화장치에 관한 것이다.

현대에는 일반 가정이나 공장, 농장 등지에서 쓰레기를 비롯한 각종 폐기물들이 많이 방출되는 상태이므로 시간이 경과함에 따라 자체적으로 깨끗해지려는 성질인 자정(自淨) 능력이 있는 물도 심하게 오염되어 직접 식수로 이용할 수 없음은 물론, 강이나 바다 등의 생태계를 많이 파손하는 실정임은 이미 주지된 사실이다.

그리고 일단 오염된 물은 깨끗하게 하기 위한 정수의 공정으로 여러 가지 장치와 방법을 많이 이용하고 있으며, 지금도 더 효율적인 정수를 위한 연구가 꾸준하게 수행되고 있다.

지금까지 알려진 정수의 몇 가지 방법을 살펴보면, 활성오니나 미생물을 이용하는 생물학적 방식, 화학반응을 이용하는 화학적 방식 그리고 전자나 초음파를 이용하는 물리적인 방식을 사용하거나 이에 대한 연구를 수행하고 있는 실정이다,

그러나 상기와 같은 종래의 오폐수의 정수방식에 의하여서는 안정되고 완전한 정수가 이루어지지 않을 뿐 아니라 정수에 소요되는 가동비가 많아 정수효율을 높일 수 없었다.

즉, 종래의 활성오니나 미생물을 이용한 생물학적 방식은 미생물이 오염물질을 분해하도록 하는 방식으로 국제적으로 많은 나라에서 이용하고 있으나, 이는 미생물의 소화성 물질에 유효농도라는 한계성이 있으므로 오물이 고농도로 함유된 상태에서는 그 처리가 미흡하고, 알카리나 산성을 띠고 있는 오폐수의 경우는 전처리 가 필요하며, 시간과 온도 등의 환경의 영향을 많이 받게 됨은 물론 설치면적이 넓어야 하므로 건설비가 많이 소요되는 등의 단점이 있었다.

그리고 화학적 처리방식은 반응속도가 빠르고 공정이 간단하다는 장점이 있는 반면에, 생물학적 처리로 어려운 유기물을 분해시키는 경우라 하더라도 단독으로 폐수를 처리하기에는 설치비와 유지비가 너무 고가여서 전술한 생물학적 정수방식의 전처리나 후처리로만 사용되는 단점이 있었다.

또한 전자나 초음파를 이용하는 물리적인 방식은 생물학적 방식이나 화학적 방식으로 처리가 곤란한 벤젠 화합물이나 할로겐 화합물 등 난분해성 물질을 분해하는 공정에 응용되지만 막대한 시설비와 유지비에 비해 그 효과가 미비한 수준이므로 널리 이용되지 못하는 단점이 있었다.

특히 요즈음 가정용 수도관이나 농업용 양수관, 공업용 메인관에서와 같이 물의 사용이 많고 물공급관이 노후되어 급수 중에 외부의 영향에 의해 오염되는 상태이므로 깨끗하게 정수하여 보낸 물을 직접 마시거나 식용, 농업용수 또는 공업용수에 이용할 수 없는 문제점이 있음은 물론, 이동하는 거리가 멀면 멀수록 상대적으로 더욱 오염된 상태의 물을 마셔야 하는 등의 단점이 있었다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 자기력선속밀도가 우수한 자석봉과 와류를 보다 증대시키기 위한 와류체를 구비함으로써 이를 통과하는 유수의 자화를 보다 증대시켜 스케일, 녹 등의 유수에 포함된 불순물을 효과적으로 제거할 수 있는 관로용 자화 정화장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 고안은 유수를 공급하는 관로에 연통 설치되는 하우징과; 상기 하우징 내에 내삽되어 하우징 내로 유동하는 유수의 불순물을 제거하기 위해 자기장을 형성시키는 자석봉과; 상기 자석봉의 양측에 장착되어 자석봉을 하우징 내에 고정시키며 유동하는 유수의 와류를 유도하는 와류체;를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 자석봉의 자기력선속밀도는 10,000G 내지 12,000G인 것이 바람직하며, 상기 와류체는 자석봉의 일단이 내입되도록 중공이 형성되며 일측 또는 양측이 개구된 원통형상을 가지며 외주면에는 유동하는 유수의 와류를 증대시키기 위해 길이방향과 일정각도를 형성하는 와류날개가 연장형성된다.

또한 상기 와류날개는 2 내지 4개 형성된 것이 바람직하며, 상기 하우징은 자석봉과 와류체 및 유수를 수용하도록 일정 수용공간을 가지는 하우징몸체와, 상기 하우징몸체의 양측에 착탈가능하게 장착되며 관로와 연통되도록 연결부를 가지는 한 쌍의 하우징캡을 포함하여 이루어진다.

아울러 상기 하우징캡의 내주면에는 하우징몸체의 양측 외주연에 일정간격 형성된 나사산에 형상적으로 대응되어 나사결합하며 하우징몸체 외연과 하우징캡의 내연에는 유동하는 유수의 기밀을 유지하기 위해 실링부재가 더 부착된다.

이하에서는 본 고안에 따른 자화 정화장치에 대하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 자화 정화장치의 결합되는 모습을 나타내는 조립사시 도이며, 도 2는 본 고안에 따른 자화 정화장치의 단면도이고, 도 3은 와류날개의 확대도이며, 도 4는 본 고안에 따른 자화 정화장치가 설치된 모습을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면 본 고안에 따른 자화 정화장치는 크게 유수를 공급하는 관로에 연통 설치되는 하우징(10)과, 상기 하우징(10) 내에 내삽되어 하우징 내로 유동하는 유수의 불순물을 제거하기 위해 자기장을 형성시키는 자석봉(20)과, 상기 자석봉(20)의 양측에 장착되어 자석봉(20)을 하우징(10) 내에 고정시키며 유동하는 유수의 와류를 유도하는 와류체(30)로 구성된다.

여기서 상기 하우징(10)은 유수를 공급하는 관로 간에 개재되어 연통되며, 내측으로 유동하는 유수에 포함된 스케일, 녹 및 기타 불순물을 제거하도록 자석봉(20)과 와류체(30)를 수용한다.

이러한 상기 하우징(10)은 자석봉(20)과 와류체(30) 및 유수를 수용하도록 일정 수용공간을 가지는 하우징몸체(11)와, 상기 하우징몸체(11)의 양측에 착탈가능하게 장착되며 관로(40)와 연통되도록 연결부를 가지는 한 쌍의 하우징캡(12)으로 구성된다.

여기서 상기 하우징캡(12)은 하우징몸체(11)와 나사결합하여 체결되며 유수의 기밀을 유지하기 위해 실링부재(50)가 하우징몸체(11) 외연과 하우징캡(12) 내연에 각각 마련된다.

상기 실링부재(50)는 고무재질인 것이 바람직하며, 내측에는 PP재질의 서브실링부재(51)가 더 개재됨이 바람직하다.

아울러 상기 하우징캡(12)의 외주면에는 분리 및 체결의 용이함을 위해 단면이 다각형상을 가지도록 형성함이 바람직하며 일측 단부에는 관로(40)와 연결될 수 있도록 연결부(13)가 형성된다.

한편 상기 자석봉(20)은 하우징(10)을 통과하는 유수의 자화를 유도하여 스케일 또는 녹 등의 불순물의 분자구조를 변화시킴으로써 유해성을 제거하도록 마련되는데, 이러한 자석봉(20)의 자력 세기를 나타내는 자기력선속밀도(G)는 효과적인 불순물 제거효율을 보장하기 위해 10,000G 내지 12,000G인 것이 바람직하다.

자석봉(20)을 지나는 유수에는 로렌츠의 힘이 작용하여 나선방향으로 유수가 진행하게 되는데 이러한 유수의 와류에 의해 보다 더 전자교류가 활성화된다.

상기 10,000G 내지 12,000G를 가지는 자석봉을 채택하는 것은 자기력선속밀도(G)가 높을수록 유수의 자화가 더욱 증대되고 와류가 증진되어 불순물의 전자교류가 더욱 활성화되기 때문인데 다른 방식으로 유수의 자화 및 전자교류를 증대하기 위한 것으로 유수의 와류를 보다 더 유도하는 것이다.

이는 본 고안에 따른 와류체(30)의 기능으로써 2 내지 4개 형성된 와류날개(31)에 의해 통과하는 유수의 와류를 효과적으로 유도한다.

상기 와류날개(31)는 와류체(30)의 길이방향과 일정각도 기울어져 형성되는데, 상기 각도(α)가 너무 작으면 와류를 효과적으로 유도하기 힘들게 되고 너무 클 경우에도 유수의 흐름을 지나치게 방해하여 원활한 유수의 흐름이 이루어질 수 없게 된다.

이에 따라 바람직한 각도(α)로는 와류체(30)의 길이방향과 10°내지 30°인 것이 바람직하다.

또한 상기 와류체(30)는 물의 흐름에 따라 일정각도 회동할 수 있도록 구성함이 바람직한데 이는 보다 와류를 증진 시킬 수 있기 때문이며 이를 위해서는 자석봉(20)에 영향을 받지 않는 비자성체의 재질로 이루어져야 할 것이다.

바람직한 재질로는 가볍고 인체에 해가 없으며 기계적인 강도가 우수한 알루미늄재질로서 표면처리를 하게 되면 반 영구적으로 사용할 수 있다.

이하에서는 본 고안에 따른 자화 정화장치에 의해 스케일과 녹 등의 불순물이 제거되는 과정을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

일반적으로 스케일은 유체 속에 함유된 칼슘, 마그네슘, 석회질 등의 각종 화합물로 구성되어 있고 이러한 성분들은 유체 속에 함유되어 있는 반자성체에 의하여 생성되어 진다.

통상 냉, 온수의 급수 등에 존재하는 광물질 및 염기류(용해 고형물 또는 경토 성분) 등이 냉각이나 가열로 인한 온도 변화에 따라 용해도의 차이로 적출되어 관, 파이프 내벽에 부착 형성되는 것을 말한다.

스케일의 구성 성분은 수질이나 장치의 형식, 사용 조건에 따라 다른데 대표적으로 황산칼슘을 주성분으로 하는 황산염계(CaSO₄ , BaSO₄) 스케일과 규산칼슘을 주성분으로 하는 규산염계(CaSiO₃ , SiO_{2 ..}) 스케일과 탄산칼슘을 주성분으로 하는 탄산염계(CaCO₃..) 스케일을 들 수 있다.

녹은 관로(40)의 배관이 부식함에 따라 발생하게 되는데, 이러한 배관 부식은 금속의 내적 환경인자에 의하거나 PH 영향, 수온의 영향, 물의 유속, 용존산소 과다, 염소 이온의 평형상태의 원인 등으로 발생 된다.

상기 스케일의 경우 반자성체의 성질을 가지고 있는데 이러한 반자성체의 경우 자장을 통과할 때 유도극성을 띠게 된다.

관로(40)를 통과하는 유수 또한 반자성체의 성질을 가짐으로써 자석봉(20)을 통과할 때 유도극성을 띠게 되어 다른 반자성체 분자들에 이온화 극성을 유도하고 극화된 분자들은 또 다른 분자의 극화를 유도한다.

이에 따라 관로(40) 내에 포함된 스케일은 사슬처럼 연결된 분자들의 유도극성 활동결과로 제거된다.

한편 상기 녹의 경우에는 전도성 유체가 자장을 통과하면 에너지가 발생한다는 MHD 이론을 근거로 하여 전도성 액체가 빠른 속도로 강력한 자장 속을 자장과 직각이 되게 통과시키면 제타(Zeta) 전위에 변화를 주는 로렌츠의 힘(Lorentz Force)이 발생되는데 이것이 수산화제2철이라 불리는 갈철광(Fe₂O₃ . nH₂O)에 작용하여 환원반응을 일으켜 자철광(3Fe₃O₄)으로 변화된다.

이러한 상기 자철광은 배관을 통하여 배출되며 이에 따라 녹은 제거되게 된다.

본 고안은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상기에서 기술된 바와 같이 본 고안은 자기력선속밀도가 우수한 자석봉과 와류를 보다 증대시키기 위한 와류체를 구비함으로써 이를 통과하는 유수의 자화를 보다 증대시켜 스케일, 녹 등의 유수에 포함된 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.

또한 하우징에 와류체와 결합된 자석봉을 내삽한 비교적 간단한 구성으로 불순물을 제거할 수 있으므로 제작 단가 및 설치, 교체 작업이 용이하여 사용하기 편리하다.

Claims (6)

1. 유수를 공급하는 관로에 연통 설치되는 하우징과;

   상기 하우징 내에 내삽되어 하우징 내로 유동하는 유수의 불순물을 제거하기 위해 자기장을 형성시키는 자석봉과;

   상기 자석봉의 양측에 장착되어 자석봉을 하우징 내에 고정시키며 유동하는 유수의 와류를 유도하는 와류체;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 관로용 자화 정화장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 자석봉의 자기력선속밀도는 10,000G 내지 12,000G인 것을 특징으로 하는 관로용 자화 정화장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 와류체는 자석봉의 일단이 내입되도록 중공이 형성되며 일측 또는 양측이 개구된 원통형상을 가지며 외주면에는 유동하는 유수의 와류를 증대시키기 위해 길이방향과 일정각도를 형성하는 와류날개가 연장형성된 것을 특징으로 하는 관로용 자화 정화장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 와류날개는 2 내지 4개 형성된 것을 특징으로 하는 관로용 자화 정화장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 하우징은 자석봉과 와류체 및 유수를 수용하도록 일정 수용공간을 가지는 하우징몸체와, 상기 하우징몸체의 양측에 착탈가능하게 장착되며 관로와 연통되도록 연결부를 가지는 한 쌍의 하우징캡을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 관로용 자화 정화장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 하우징캡의 내주면에는 하우징몸체의 양측 외주연에 일정간격 형성된 나사산에 형상적으로 대응되어 나사결합하며 하우징몸체 외연과 하우징캡의 내연에는 유동하는 유수의 기밀을 유지하기 위해 실링부재가 더 부착되는 것을 특징으로 하는 관로용 자화 정화장치.

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