KR20060097958A - 수처리 모듈 및 이를 이용한 보일러 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리 모듈 및 이를 이용한 보일러 시스템에 관한 것으로, 특히 하부에 수처리용 처리수가 유입되는 유입구를 갖고, 상부에 상기 유입된 처리수를 처리하여 유출하는 유출구를 가지며, 상기 유입구와 유출구 사이의 공간을 둘 이상의 층으로 구분하는 다공형 격벽으로 이루어진 원통형 하우징, 상기 각 층의 공간에 50 내지 80 부피%로 채워지는 세라믹 볼 및 상기 각 층중 어느 하나에 하나 또는 둘 이상 설치되어지는 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 모듈과 이를 이용한 보일러 시스템에 관한 것으로 이를 통하여 처리수와 세라믹 볼 및 영구자석간의 접촉을 확대하고, 세라믹 볼에 불순물의 결합을 방지하여 수처리 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 장기간동안 사용할 수 있으므로 유지보수 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

수처리 모듈, 세라믹 볼, 보일러

Description

수처리 모듈 및 이를 이용한 보일러 시스템 {WATER TREATMENT MODULE AND BOILER SYSTEM USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 수처리 모듈에 대한 일 실시예의 부분 단면을 도시한 부분 단면도이다.

도 2는 본 발명의 수처리 모듈을 이용한 보일러 시스템의 일 실시예에 대한 시스템 개략도이다.

도 3은 본 발명의 수처리 모듈을 이용한 보일러 시스템의 다른 실시예에 대한 시스템 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 유입구 4 : 유출구

6 : 다공형 격벽 8 : 층

10 : 하우징 20 : 세라믹 볼

30 : 영구자석 100 : 수처리 모듈

200 : 수처리 모듈용 펌프 300 : 가열장치(보일러)

400 : 급수탱크 410 : 수처리 모듈용 유출구

420 : 수처리 모듈용 유입구

본 발명은 기존의 세라믹 볼을 이용한 활수기 또는 수질 정화기, 정수기보다 처리수와 세라믹 볼 및 영구자석간의 접촉을 확대하고, 세라믹 볼에 불순물의 결합을 방지하여 수처리 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 장기간동안 사용할 수 있으므로 유지보수 비용을 절감할 수 있는 수처리 모듈 및 이를 이용하여 녹방지 및 제거와 스테일 제거가 운전중에 자동적으로 이루어져 세관작업이 필요 없는 보일러 시스템에 관한 것이다.

종래에 공업용수, 농업용수, 식수 등에 대한 정화장치와 물분자 집합체를 활성물질, 원적외선, 자기장, 음이온 또는 이들의 복합적 작용을 통하여 작은 분자집합체로 쪼개는 활수장치에 대한 많은 제안이 이루어져 왔다.

또한 이와 같이 제안된 정수장치 및 활수장치 중에는 많은 경우가 상기 정수장치 또는 활수장치에 세라믹 볼을 적용하는 방식에 관한 것이었고, 이와 같은 장치에 사용되어지는 상기 세라믹 볼의 경우는 여과기능, 원적외선 방출기능 또는 음이온 방출기능 등을 가지는 것으로 기존에 다수의 특허 또는 실용신안등록출원이 이루어져 왔으며, 이에 대한 예로는 아래의 내용들이 있다.

즉, 상기와 같은 목적으로 사용되어지는 세라믹 볼에는 원적외선 방출 세라믹 볼(대한민국 특허출원 제1988-8273호), 세탁용 세라믹볼(대한민국 특허출원 제1993-25821호) 기능성 세라믹볼 필터를 포함하는 정수시스템(대한민국 실용신안등록출원 제2003-32393호), 유지 처리용 세라믹 구상체의 제조방법(대한민국 특허등 록 제366193호), 전자파를 이용하는 활수기(대한민국 특허출원 제1996-33296호) 등을 포함하여 다양한 형태와 조성 및 제조방법을 가지는 세라믹 볼이 기존에 다수 출원 및 등록되어왔다.

그러나 이러한 정수용 또는 활수용 세라믹 볼을 적용함에 있어서, 세라믹 볼의 표면이 처리수와 지속적으로 접촉하는 것이 필수적이나 정화 또는 활수의 대상이 되는 처리수와 세라믹 볼 간에 충분히 반응이 일어나지 못하거나, 장시간의 사용에 따라 세라믹 볼의 표면에 불순물이 결합하여 반응면적이 줄어들거나, 세라믹 볼들이 불순물에 의하여 뭉쳐지거나 결합하여 더 이상의 정화 또는 활성작용을 할 수 없는 문제점이 발생하여 정수 또는 활수 장치의 수명 및 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 수처리 공정중에 세라믹 볼이 각각 개별적으로 분리되어 처리수와 접촉하여, 접촉면적을 증대하고, 세라믹 볼의 활동성을 증대하여 세라믹 볼간의 충돌에 의하여 불순물의 표면결합을 최소화하는 수처리 모듈 및 이를 이용한 보일러 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

하부에 수처리용 처리수가 유입되는 유입구를 갖고, 상부에 상기 유입된 처리수를 처리하여 유출하는 유출구를 가지며, 상기 유입구와 유출구 사이의 공간을 둘 이상의 층으로 구분하는 다공형 격벽으로 이루어진 원통형 하우징;

상기 각 층의 공간에 50 내지 80 부피%로 채워지는 세라믹 볼; 및

상기 각 층중 어느 하나에 하나 또는 둘 이상 설치되어지는 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 모듈을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 기술한 수처리 모듈을 이용하는 보일러 시스템으로서, 가열장치와 급수 탱크를 포함하는 보일러 시스템에 있어서, 상기 수처리 모듈과 상기 수처리 모듈의 유입구에 연결되어 처리수를 공급하는 수처리 모듈용 펌프를 더 포함하고, 상기 급수 탱크는 보일러 시스템과 연결되는 배관과 별도로 수처리 모듈용 유출구 및 유입구를 더 구비하고, 상기 수처리 모듈용 유출구는 상기 펌프에 연결되고, 상기 수처리 모듈용 유입구는 상기 수처리 모듈의 유출구에 연결되는 것을 특징으로 하는 수처리 모듈을 이용한 보일러 시스템을 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 자세하게 설명한다.

본 발명은 수처리 모듈에 관한 것으로 하부에 수처리용 처리수가 유입되는 유입구(2)를 갖고, 상부에 상기 유입된 처리수를 처리하여 유출하는 유출구(4)를 가지며, 상기 유입구와 유출구 사이의 공간을 둘 이상의 층(8)으로 구분하는 다공형 격벽(6)으로 이루어진 원통형 하우징(10), 상기 각 층(8)의 공간에 50 내지 80 부피%로 채워지는 세라믹 볼(20), 및 상기 각 층(8)중 어느 하나에 하나 또는 둘 이상 설치되어지는 영구자석(30)을 포함하는 구성을 가진다.

이에 대한 바람직한 실시예는 도 1에 도시하여 나타낸 바와 같으며, 본 발명의 수처리 모듈(100)은 상기 기술한 바와 같이 수직형 모듈이다. 이를 통하여 모듈 의 하부로부터 처리수가 유입되어 상부로 유출되므로 처리수의 유입에 따른 충돌에 의하여 세라믹 볼이 위쪽으로 비산되어 흩어지고, 비산되어 흩어지면서 세라믹 볼간의 충돌이 발생하며, 다시 중력에 의하여 아래로 떨어지면서 아래에 존재하는 세라믹 볼과 또다시 충돌이 발생하여 세라믹 볼의 활성 및 활동량을 높이고, 세라믹 볼의 이동거리가 증대함에 따라 세라믹 볼과 처리수와의 접촉량이 증대되고, 세라믹 볼의 충돌에 따라 세라믹 볼의 표면에 결합하는 불순물의 탈락이 이루어지는 사이클이 수처리 중에 계속적으로 발생하게 된다. 또한 이러한 사이클이 1개의 챔버에서 이루어지는 경우에는 상기 사이클에 따른 반응면적 증가 및 반응 활성의 효과가 상대적으로 적으므로 이를 도 1에 도시한 바와 같이 수처리 모듈을 수직적으로 각 층으로 분할하여 각 층별로 이와 같은 사이클이 연속적으로 일어나도록 한다.

이를 위하여 각 층은 세라믹 볼은 빠져 나갈 수 없고, 처리수는 통과할 수 있는 구멍이 다수 형성되어진 다공형 격벽(6)을 통하여 각 층으로 구분된다.

상기 다공성 격벽(6)을 통하여 구분되어진 각 층(8)에는 세라믹 볼(20)이 채워지는데 상기 기술한 사이클이 원활하게 일어나도록 하기 위해서는 상기 각 층의 공간에 세라믹 볼(20)이 완전히 채워져서는 안되며, 채워지는 세라믹 볼(20)이 너무 적으면 충분한 반응을 위하여 더 많은 수처리 모듈이 필요하므로 이와 같은 조건을 만족하는 범위는 각층의 공간에 대하여 50 내지 80 부피%에 해당하는 세라믹 볼(20)을 채우는 것이 바람직하다. 여기서 세라믹 볼의 부피는 세라믹 볼을 채움으로써 형성되는 공극을 포함하는 부피를 말하는 것으로 각 층의 공간의 1/2 내지 4/5를 세라믹 볼을 부어 채운다는 의미이다.

또한 더욱 바람직하게는 상기 세라믹 볼(20)의 양은 각 층의 공간의 2/3를 세라믹 볼을 부어 채우는 것이 상기 기술한 이유에 따른 최적의 비율로서 좋다.

또한 상기 세라믹 볼(20)은 그 수처리 목적에 따라 다양한 공지의 세라믹 볼을 사용할 수 있다. 이에는 정화용 세라믹 볼, 활수용 세라믹 볼 또는 이들의 세라믹 볼을 혼합하여 사용할 수 있다. 정화용 세라믹 볼에는 다공성 세라믹 볼이 이에 해당할 수 있고, 활수용 세라믹 볼에는 공지의 다양한 원적외선 및 음이온 방출 세라믹 볼들이 이에 해당할 수 있다. 또한 상기 세라믹 볼은 그 내부에 영구자석을 포함하는 형태를 취할 수도 있으며, 세라믹 볼의 표면에 기타 기능성 물질을 코팅한 형태의 구성을 가질 수도 있음은 물론이다.

이외에 처리수의 활성을 위하여 상기 수처리 모듈(100)은 그 내부에 영구자석(30)을 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 영구자석(30)은 상기 각 층중에 어느 하나에 하나 또는 둘 이상 설치될 수 있으며, 필요에 따라서는 모든 층에 영구자석을 구비하도록 할 수도 있다. 더욱 바람직하게는 상기 영구자석(30)은 처리수의 흐름에 방해가 되지 않으면서 처리수와의 접촉을 증대하기 위하여 도 1에 도시한 바와 같이 상기 층 공간에 위치하면서, 처리수가 흐르는 유수방향으로 세워져서 설치되는 것이 좋다.

이와 같은 구성의 수처리 모듈(100)은 공지의 다양한 수처리 장치에 적용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 예로는 급수장치, 급탕장치, 냉각수 또는 냉온수 계통, 수영장 등에 설치되는 여과장치, 각종 보일러 시스템 등을 들 수 있으며, 이 경우에 사용하는 세라믹 볼의 종류에 따라 상기 장치의 여과설비로서 역할을 수행 할 수도 있고, 활수설비로서의 역할을 수행할 수도 있다.

특히, 본 발명의 수처리 모듈(100)에 상기 기술한 바와 같은 활수용 세라믹 볼을 장착한 경우에는 세라믹 볼로부터 방출되는 원적외선 및 음이온과 영구자석에 의하여 형성되는 자기장이 서로 결합하여 처리수의 물분자 집합체를 작게 해주어 배관의 녹을 방지하고, 이를 제거하며, 배관내에 스케일의 결정생성을 방지함과 동시에 결정의 성장을 방지하고, 결정핵을 분산시키고, 떨어져 나온 스케일 또는 녹 덩어리를 물과 함께 흘려보내 세관기능을 수행하는 등의 효과가 있다.

또한 상기 열거한 바와 같은 시스템에서 본 발명의 수처리 모듈(100)을 적용하는 방법에는 2가지 방법이 있는데, 이에는 기존의 순환 배관상에 수처리 모듈을 삽입하여 설치하는 방법과 기존의 시스템 내에 존재하는 저수조, 급수탱크 등의 물탱크에 기존의 시스템과 무관하게 병렬로 별도의 수처리 모듈을 부가하여 물탱크내의 물을 계속적으로 처리하는 방법이다.

즉, 상기 기술한 시스템 중에서 특히, 보일러 시스템에 이와 같은 방법들을 적용한 구체적인 예를 통하여 이를 설명하면, 첫 번째의 경우는 도 2에 도시한 바와 같으며, 기존의 보일러 시스템에서 순환 배관상에 수처리 모듈(100)을 삽입하여 설치한 경우이다. 두 번째의 경우는 도 3에 도시한 바와 같은 경우로 상기 기술한 수처리 모듈(100)과 상기 수처리 모듈(100)의 유입구(2)에 연결되어 처리수를 공급하는 수처리 모듈용 펌프(200)를 더 포함하고, 상기 급수 탱크(400)는 보일러 시스템과 연결되는 배관과 별도로 수처리 모듈용 유출구(410) 및 유입구(420)를 더 구비하고, 상기 수처리 모듈용 유출구(410)는 상기 펌프(200)에 연결되고, 상기 수처 리 모듈용 유입구(420)는 상기 수처리 모듈의 유출구(4)에 연결되는 구성을 통하여 수처리 모듈을 도입할 수 있다.

첫 번째 방식의 경우는 정수 또는 활수가 직접적으로 이루어지며, 배관내의 모든 물이 수처리 모듈을 반드시 통과하게 되는 장점이 있다. 반면에 두 번째 방식의 경우는 설비의 운전과 무관하게 설치, 유지보수가 가능하며, 신규 설비가 아닌 기존 설비에 설치하는 경우에도 비용이 저렴한 장점이 있으며, 상기 수처리 모듈용 펌프의 순환 유량을 보일러 시스템용 펌프의 순환 유량의 2 내지 5배로 유지하는 경우에는 시스템 내의 모든 물이 수처리 모듈을 통과하는 것과 유사한 효과를 가지므로 활수 또는 정수가 효율적으로 이루어지도록 하는 측면에서 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 수처리 모듈 및 이를 이용한 보일러 시스템에 따르면 모듈의 하부로부터 처리수가 유입되어 상부로 유출되어 처리수의 유입에 따른 충돌, 세라믹 볼의 상부로의 비산, 비산되어진 세라믹 볼간의 충돌, 다시 중력에 의하여 아래로 떨어지면서 기존 세라믹 볼과의 재충돌을 통하여 세라믹 볼의 활성 및 활동량이 높고, 세라믹 볼의 이동거리가 증대되어 세라믹 볼과 처리수와의 접촉량이 증대되며, 세라믹 볼의 충돌에 따라 세라믹 볼의 표면에 결합하는 불순물의 탈락이 이루어져 불순물의 표면결합을 최소화한다. 이를 통하여 처리수와 세라믹 볼 및 영구자석간의 접촉을 확대하고, 세라믹 볼에 불순물의 결합을 방지하여 수처리 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 장기간동안 사용할 수 있으므로 유지보수 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

Claims (5)

1. 하부에 수처리용 처리수가 유입되는 유입구를 갖고, 상부에 상기 유입된 처리수를 처리하여 유출하는 유출구를 가지며, 상기 유입구와 유출구 사이의 공간을 둘 이상의 층으로 구분하는 다공형 격벽으로 이루어진 원통형 하우징;

   상기 각 층의 공간에 50 내지 80 부피%로 채워지는 세라믹 볼; 및

   상기 각 층중 어느 하나에 하나 또는 둘 이상 설치되어지는 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 각 층에 채워지는 세라믹 볼의 양은 각 층 공간의 2/3이고, 상기 영구자석은 상기 층 공간에 유수방향으로 하나 또는 둘 이상 세워져 설치되는 것을 특징으로 하는 수처리 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 세라믹 볼은 정화용 세라믹 볼, 활수용 세라믹 볼 또는 이들의 혼합체인 것을 특징으로 하는 수처리 모듈.
4. 가열장치와 급수 탱크를 포함하는 보일러 시스템에 있어서,

   제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 수처리 모듈과 상기 수처리 모듈의 유입 구에 연결되어 처리수를 공급하는 수처리 모듈용 펌프를 더 포함하고, 상기 급수 탱크는 보일러 시스템과 연결되는 배관과 별도로 수처리 모듈용 유출구 및 유입구를 더 구비하고, 상기 수처리 모듈용 유출구는 상기 펌프에 연결되고, 상기 수처리 모듈용 유입구는 상기 수처리 모듈의 유출구에 연결되는 것을 특징으로 하는 수처리 모듈을 이용한 보일러 시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 수처리 모듈용 펌프의 순환 유량은 보일러 시스템용 펌프의 순환 유량의 2 내지 5배인 것을 특징으로 하는 수처리 모듈을 이용한 보일러 시스템.

Images