KR20060097803A - 물의 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염된 해수 및 담수의 물리ㆍ화학적 특성을 변화시키는 수처리시스템에 관한 것으로 특히, 물이 흐르는 수관에 유도코일을 내장한 수처리장치를 구성하고, 그 전자계에너지를 이용하여 물 분자에 존재하는 크러스트를 쪼개며 동시에 부분적으로 이온화 함으로서 생물(어패류 및 농산물 등)이 사는 환경에 적합한 물로 변환시키는 물의 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템에 관한 것이다.

본 발명은 양식장 등을 비롯한 많은 해수나 담수가 사용되는 장소의 수관에 설치되어 그 내부로 흐르는 물의 크러스트를 분쇄하고 그 물분자 및 이온 입자를 작게 만들어 생물이 살기에 좋은 환경으로 만드는 유용한 발명이다.

또한, 본 발명은 기존에 설치된 수관에 간단한 기구적인 결합으로 장착할 수가 있기에 활용가능성이 크다.

Description

물의 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템{The water system to crush water cluster}

본 발명은 오염된 해수 및 담수의 물리ㆍ화학적 특성을 변화시키는 수처리시스템에 관한 것으로 특히, 물이 흐르는 수관에 유도코일을 내장한 수처리장치를 구성하고, 전자계에너지를 이용하여 물 분자에 존재하는 크러스트를 쪼개며 동시에 부분적으로 이온화 함으로서 생물(어패류 및 농산물 등)이 사는 환경에 적합한 물로 변환시키는 물의 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템에 관한 것이다.

일반적으로 물의 구조는 2개의 수소 원자(H)와 1개의 산소원자(O)로 이루어진 분자이다.

즉, 수소 원자와 산소원자를 2대1의 비율로 혼합하는 것 만으로는 아무 일도 일어나지 않으나 외부로부터 많은 열이나 빛, 전기, 자기 에너지를 가하면 폭발적으로 반응하여 물 분자가 생성된다.

이 같은 과정을 거쳐 생성되는 물 분자는 이를 구성하는 산소나 수소의 원자와는 화학적 성질과 구조가 다른 물이라는 물질의 특성을 갖추고 있는 최소의 단위가 된다.

물은 통상 물 분자 (H₂O) 단독으로 존재하지 않으며 실상은 포도 송이처럼 물체 덩어리(=크러스트)진 상태로 존재한다.

더우기 오염된 물은 대략 200~300개 정도가 달라붙은 상태이며, 심하게 부패된 패수인 경우 1000개 이상으로 뭉쳐져 있다.

이러한 물의 경우 마시기 힘들다.

결국, 가장 우리가 음료 하고 생활용수 등으로 사용하기 위한 형태의 물이란 물 분자가 그 분자의 형태로만 존재하는 육각수라 부르는 형태의 물이 가장 이상적이라 하겠다.

따라서 상기 크러스트 상태의 물을 전기ㆍ자기장을 이용해서 작은 물 즉, 크러스트를 작게 하여 물의 맛을 좋게 하는 많은 발명이 개발되고 있다.

또한, 이렇게 크러스트가 작은 물은 용해력이 높아지고 침투 압력도 높아지며 환원력도 높아진다.

따라서 현재 이러한 크러스트를 분쇄시키는 발명은 계속해서 발전되어야 할 것이다.

특히 오염된 해수 및 담수에 존재하는 크러스트를 분쇄하여 물고기를 기르는 양식장에 물을 공급하고, 목욕시설이 갖추어진 목욕탕에 대단위로 물을 공급할 필요가 있는 곳에서는 더욱더 필요한 상태이다.

그러나 종래에는 이러한 대량의 물을 공급하는 장소에 물을 공급함에 있어, 별도의 주의를 기울이지 않고, 거름망을 통해 정화시키는 일반적인 정화시설에 그 개발을 계속하고 있기에 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결한 본 발명은, 물이 흐르는 수관에 유도코일을 내장한 수처리장치를 구성하고 전자계에너지를 이용하여 물 분자에 존재하는 크러스트를 쪼개며 동시에 부분적으로 이온화 함으로서 생물(어패류 및 농산물 등)이 사는 환경에 적합한 물로 변환시키는 물의 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 수관과, 상기 수관의 외부를 둘러싼 유도코일을 가진 수처리장치와, 상기 수처리장치의 유도코일과 접선 연결되어 에너지를 전달하는 인버터 부분과 이 인버터를 제어 통제하는 중앙제어장치와 이 모든 부분의 시스템을 안정화 시키는 전원장치( SMPS; switch management power supply )와 디스플레이부가 일체로 구성되어, 수관에 흐르는 유속에 따라 중앙제어장치가 작동하여 상기 유도코일에 교류로 전류를 공급하고, 상기 유도코일에 교류를 직류로 변환시켜 초당 30,000번의 극성을 전환시켜 에너지를 공급하고, 상기 유도코일에서 발생한 전기장과 자기장에 의해 수관의 내부로 흐르는 물의 크러스트를 분쇄시키는 물의 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템을 제공하고자 한다.

또한, 상기 본 발명의 요부인 수처리장치에는, 유도코일이 2개 내지 4개가 직렬 또는 병렬로 연결되어 수관에 감겨 물을 정화하는 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템을 제공하고자 한다.

더불어 본 발명의 중앙제어장치는, 그 내부에 구성된 제어기와, 단말기가 연결된 인터페이스가, 센서의 유속감지를 제어기로 인식하고, 유도코일로 흐르는 직류 전류의 강약을 제어하며, 그 인터페이스를 통해 단말기의 모니터와 통신하는 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 양식장 등에 제공하는 대량의 물을 정화처리하는 수처리 시스템이란 점에서는 종래의 그것과 유사하다.

그러나 그 정화방식이 공급되는 물 자체의 물리ㆍ화학적 성질을 변화시키는 수처리 시스템이라는 점과, 그를 위해 공급되는 수관에 간단히 설치된다는 점 및 그를 통해 발생된 효과 즉, 생물이 살아가는데 유익하다는 효과면에서 현저함을 갖추고 있기에 도시된 도면과 함께 상세히 설명한다.

본 발명은 도 1 내지 3에 있어서, 배출구(11)를 가진 밸브(12)와 엘보우(13)로 연결된 수관(10)이 있고, 상기 수관(10)의 외부를 둘러싼 유도코일(21)을 가진 수처리장치(20)가 있다.

또한, 상기 수처리장치(20)의 유도코일(21)과 접선 연결되어 동작을 제어하는 중앙제어장치(30)가 있고, 상기 중앙처리장치(30)의 인터페이스(31)를 통해 연결된 외부 단말기(40)가 있다.

따라서 수관(10)에 흐르는 유속에 따라 중앙제어장치(30)가 작동하여 상기 유도코일(21)에 직류 전류를 초당 30,000번 극성 전환하여 공급하고, 상기 유도코일(21)에서 발생한 전기장과 자기장에 의해 수관(10)의 내부로 흐르는 물의 크러스트(1)를 분쇄시키는 것이다.

또한, 상기 본 발명의 수관(10)에는, 유속을 감지하는 센서(50)가 부착되어 상기 중앙제어장치(30)와 접선 되어 그 유속을 감지하고, 상기 중앙제어장치를 통해 공급되는 전력량을 변화시켜 물의 크러스트를 적당하게 분쇄시키는 것이다.

그리고 상기 수처리장치(20)에는, 도 2에 도시된 것처럼, 유도코일(21)이 2개 내지 4개가 직렬 또는 병렬로 연결되어 수관(10)에 감겨, 크러스트 분쇄의 효과을 극대화시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 중앙제어장치(30)는, 그 내부에 구성된 제어기(70)가 있고, 단말기(40)가 연결된 인터페이스(31)가 있다.

따라서 센서(50)의 유속감지를 제어기(70)로 인식하고, 유도코일(21)로 흐르는 직류 전류의 강약을 제어하며, 그 인터페이스(31)를 통해 단말기(40)의 모니터와 통신하며 관리자가 본 발명의 수처리시스템을 관리할 수 있게 한다.

그럼 여기서 본 발명의 작용을 상세히 설명한다.

본 발명은 양식장, 호수, 비닐하우스의 특용식물 재배에 사용되는 물 및 목욕탕 등 대단위로 해수나 담수를 관리하고 사용하는 장소에서 사용될 수 있는 수처리 시스템에 관한 것이지만, 그 설명을 용이하게 하기 위해 도시된 도 1에서 보이듯 양식장에서 사용되는 실시예를 들어 상세히 설명한다.

즉, 도 1에서처럼 양식장에 해수를 공급함에 있어, 정화된 물을 공급함이 바람직하지만 그 시설비가 많이 들고, 정화된 물이라 할지라도 그 해수에 존재하는 수많은 크러스트(1)들은 분쇄시키지 못하고 공급하고 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 상기 수관(10)의 외부에 유도코일(21)이 감긴 형태의 수처리장치(20)를 결합시켜 사용한다.

이 수처리장치(20)는 도시된 중앙제어장치(30)를 통해 제어되는데, 그 내부에 교류전류를 통과시켜 유도코일(21) 주변에 전기장과 자기장을 형성시키는 방식이 사용된다.

결국 상기 전기장과 자기장에서 발생되는 에너지가 상기 수관(10) 내부로 흐르는 유체의 크러스트를 쪼개는 것이다.

이는 방형파(square wave) 전류를 이용한 강한 전자 계력과 주파수 변조를 통한 공진 효과 등 두 가지 기술을 이용하여 물 분자 Cluster의 분자 결합을 부분적으로 파괴하고 크러스트(1)를 해리하여 자유로운 단량 물 분자를 만들어 생물이 서식하는데 유익한 환경을 만드는 것이다.

현재 개발되어 판매되고 있는 수처리장치로서는 전기 분해법을 이용한 이온 전해수로서 수많은 종류의 정수기와 전기 자기를 이용한 크러스트(1) 제거 장치 및 살균 소독 장치는 있지만 본 발명과 같은 유도코일(21)에 의한 수처리장치는 아직 개발 판매되지 않았다.

즉, 본 발명은 상기 수관(10) 외벽에 유도코일(21;Solenoid Coil)을 감고 전류를 통과시키면 Ampere의 법칙에 의하여 자기장(Magnetic Field)이 형성된다.

특히 본 발명과 같은 직류 전류에 의한 자기장은 시간의 흐름에 따라 방향이 변하게 된다.

변하는 자기장은 Faraday의 전자기 유도법칙에 의하여 전기장(Electric Field)이 형성된다.

이 두 가지 전기장, 자기장의 힘이 전자 계력이며 이 힘은 물의 이온들을 움직이게 하는 힘(Lorentz Force) 이다.

이 힘은 전계/ 자계에서 하전 입자를 움직이는 힘을 가리킨다.

여기서 본 발명을 용이하게 설명하기 위해 방형파 전류와 자계/전계의 관계를 간단히 하면 다음과 같다.

수관(10)에 유도코일(21)을 감고 전류를 흘린다.

이때 흐르는 전류의 주변으로는 전기장과 자기장(Magnet Field)이 형성되는데, 동시에 전류의 방향을 초당 최대 30,000번(30,000/sec) 변화시키면 전기장(Electric Field)이 형성된다.

또는 본 발명에서 사용되는 전류는 주파수 변조 기술을 통해 50Hz~15,000Hz까지 주파수를 광범위하게 변조하기 때문에 주파수 대역이 넓다.

한편 물속의 이온 입자들은 각각의 고유 진동수를 가지고 있으며 이 주파수 대역에서 공진 효과에 의한 파동 공명을 일으키는 최적의 주파수가 주어지면, 공진 현상을 일으켜 전자의 방출량이 많아진다.

이 방출된 전자가 물 분자간의 결합을 깨는 역할을 한다.

본 발명에서는 폭 넓은 주파수 대역으로 주파수를 변조하기 때문에 높은 확률로 공진의 효과를 일으키게 된다.

이와 같은 전자 계력 및 공진이라는 분자 교반( Molecure Agitation)을 가져오는 두 가지의 물리적인 힘에 의하여 물 분자 Cluster의 분자 결합을 부분적으로 파괴하고 꺼내어진 이온 입자를 작게 만듬으로서 생물이 살기에 좋은 화학적 환경으로 만든다.

위의 작용 결과 수화 해리에서 빠져나온 자유로운 단량 물 분자와 작게 잘린 크러스트는 물의 용해도를 높이며 약 알칼리성으로 되돌려지게 되는 현상을 가져온다.

따라서 본 발명은 물을 좋게 만드는 역할뿐만 아니라 물때를 제거한다거나 암모니아 냄새를 제거하거나 관속의 스케일, 녹조류, 따게비 및 녹을 제거하는데도 아주 획기적으로 기여를 하는 장치이다.

또한, 본 발명은 자기장을 생성하기 위한 장치를 유체가 통과하여 흐르는 파이프 중간에 삽입시키거나 또는 영구 자석을 파이프 표면에 부착 시켜 하거나 하는 종래의 유사 장치와는 달리 처리될 물이 흐르는 수관(10) 외벽에 전기, 자기장을 생성하기 위하여 한 그룹의 유도코일(21) 또는 두, 세 개의 유도코일(21) 그룹으로 간단히 감고 설치된 전, 자기장 발전 장치에 접속함으로 설치가 아주 간단하며 생물이 사는 조건을 획기적으로 개선하는 물 처리 장치를 제공하는 것이다.

그러나 실질적으로 물 처리 장치의 적용 환경에 있어서 그 장치의 운용 효율은 처리될 물의 유속에 크게 좌우된다.

즉, 수관(10)의 내부로 흐르는 물의 유속이 빠르면, 크러스트(1)가 빨리 많이 공급될 것이고, 유속이 느리다면 크러스트(1)는 같은 시간에 적은 양이 공급될 것이다.

따라서 수관(10)의 내부로 흐르는 유속이 변동함에 따라 동일한 세기의 전류가 흐른다면 분쇄되는 크러스트(1)의 량도 차이가 있을 것이다.

좀 더 자세히 살펴보면 변하는 유속의 값에 따라 적당한 크기의 전ㆍ자기장의 세기가 생성되도록 하기 위하여 유속이 감소할 때에는 그 통과되는 크러스트(1)의 양도 적기에 전기장과 자기장의 세기는 작아야 한다.

물론 유속이 증가하여 수관(10)의 내부로 통과되는 크러스트의 량이 많을 경우에는 전기장과 자기장의 세기는 증가 되어야 어느 정도 동일한 크러스트(1) 분쇄의 효과를 가져 올 것이다.

따라서 본 발명은 이러한 유속을 감지하는 센서(50)가 수관(10)에 장착되어 있다.

즉, 도 1 내지 3에 도시된 것처럼, 수관(10)에 센서(50)가 장착되고 그 센서(50)의 감지 신호를 본 발명의 중앙제어장치(30)에 전달하여 그 제어기(70)를 통해 상기 유도코일(21) 내에 흐르는 전류의 세기를 조절하는 것이다.

결국, 본 발명은 다양한 크기의 제어기(70)와 중앙처리장치(30;소비 전력 3 Watt에서 180 Watt)를 제공하여 폭 넓은 운영 환경에서 최적의 운영 효과를 갖도록 하였으며 외부 교류 전원의 과부하 및 유도코일(21)의 단선 및 과부하를 감시할 수 있는 수단도 제공한다.

또한, 본 발명은 상기한 변환상태를 표시하기 위한 수단과 최적의 변환 상태가 아닐 경우 작동하는 경보수단을 포함하고 있으며 이를 외부의 통신망과 연결해서 데이터 통신을 할 수 있도록 단말기(40)와 중앙제어장치(30)의 제어기(70)는 연결되어 있다.

따라서 상기 유속의 변화를 단말기(40)의 모니터를 통해 관리자는 인식하고, 자동으로 제어를 할 수도 있지만 수동으로도 제어를 할 수 있는 것이다.

더 나아가 본 발명은 상기 센서(50)와 단말기(40) 및 중앙제어장치(30)를 통해 중앙제어장치(30)의 동작 유무, 연결된 유도코일(21)에 흐르는 방형파 전류의 세기, 유속의 변화, 온도의 변화. PH 등 주변의 물리, 화학적 변화량을 모니터링 할 수 있다.

더불어 본 발명은 다양한 수관(10)의 구조 및 작업환경에 따라 도시된 도 2에서처럼, 상기 수처리장치(20)에 유도코일(21)이 2개 내지 4개가 직렬 또는 병렬로 연결시켜 사용할 수도 있다.

이는 다양한 수관(10)의 배관 조건에 따라, 그 유속 및 작업환경에 따라 선택적으로 적용되는 것이다.

그리고 도 2에 도시된 화살표는 자기력선의 방향을 표시한 것인데, 흐르는 전류의 방향에 따라 그 방향이 바뀔 수 있다.

따라서 본 발명과 같은 직류 전류로 작동되는 수처리장치에서는 그 전류의 방향에 따라 상기 자기력선의 방향이 변동되며 크러스트를 쪼갠다.

이상의 설명에서처럼, 본 발명은 양식장을 비롯한 많은 해수나 담수가 사용되는 장소의 수관에 설치되어 그 내부로 흐르는 물의 크러스트를 분쇄하고 그 물분자 및 이온 입자를 작게 만듬으로서 생물이 살기에 좋은 화학적 환경으로 만드는 유용한 발명이다.

또한, 본 발명은 기존에 설치되고 배관된 수관에 간단한 기구적인 결합으로 장착할 수가 있기에 활용가능성이 크다.

더불어 본 발명은 양식장의 어류, 패류 및 비닐하우스의 특용작물 재배의 성장 촉진, 양식된 어패류의 육질의 개선, 세균의 억제, 물때, 어패류의 배설물에 의한 암모니아 냄새의 제거도 할 수 있는 정화시스템 즉 유용한 수처리시스템이다.

도 1은 본 발명의 수처리시스템이 양식장 수공급관에 장착된 상태를 도시한 전체 시스템도,

도 2는 본 발명의 2개의 유도코일을 갖는 수처리장치가 장착된 수관의 모습을 도시한 사용상태도,

도 3은 본 발명의 중앙제어장치의 모습을 도시한 개념도이다.

<도시된 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명>

10; 수관 11; 배출구

12; 밸브 13; 엘보우

20; 수처리장치 21; 유도코일

30; 중앙처리장치 31; 인터페이스

40; 단말기 50; 센서

70; 제어기

Claims (4)

1. 양식장 등의 수처리 시스템에 있어서, 수처리 시스템이 배출구(11)를 가진 밸브(12)와 엘보우(13)로 연결된 수관(10)과; 상기 수관(10)의 외부를 둘러싼 유도코일(21)을 가진 수처리장치(20)와; 상기 수처리장치(20)의 유도코일(21)과 접선 연결되어 동작을 제어하는 중앙제어장치(30)와; 상기 중앙처리장치(30)의 인터페이스(31)를 통해 연결된 외부 단말기(40)를 포함하는 것으로 구성이 되며,

   상기 중앙제어장치는 수관(10)에 흐르는 유속에 따라 중앙제어장치(30)가 작동하여 상기 유도코일(21)에 직류로 전류를 공급하도록 구성되며, 상기 유도코일(21)에서 발생한 전기장과 자기장에 의해 수관(10)의 내부로 흐르는 물의 크러스트(1)가 분쇄되는 것을 특징으로 하는 물의 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수관(10)에는 유속을 감지하는 센서(50)가 부착되어 상기 중앙제어장치(30)와 접선된 것을 특징으로 하는 물의 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수처리장치(20)에는 유도코일(21)이 2개 내지 4개가 직렬 또는 병렬로 연결되어 수관(10)에 감긴 것을 특징으로 하는 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템.
4. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 중앙제어장치(30)는 그 내부에 구성된 제어기(70)와 단말기(40)가 연결된 인터페이스(31)를 통하여 센서(50)의 유속감지를 제어기(70)로 인식하고, 유도코일(21)로 흐르는 교류 전류의 강약을 제어하며, 그 인터페이스(31)를 통해 단말기(40)의 모니터와 통신하는 것을 특징으로 하는 크러스트를 분쇄시키기 위한 수처리시스템.