KR20100007529U

KR20100007529U - 자화장치

Info

Publication number: KR20100007529U
Application number: KR2020100006793U
Authority: KR
Inventors: 서희동
Original assignee: 서희동
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2010-07-23

Abstract

본 고안은 자화장치(磁化裝置)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 헬름홀츠 코일(Helmholtz coil) 형태의 자장 내에 자화된 자철광(磁鐵鑛)을 충전(充塡)한 자화장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 고안은, 두 개의 평행한 원형(Ring type)의 코일포머(Coil former: 5)에 두 개의 동축코일(Coaxial coil)을 그 반경만큼 서로 떨어뜨려 코일(Coil: 6)을 감은 전자유도장치(電磁誘導裝置: 7)의 내부에 자속밀도(磁束密度)가 100∼600가우스(Gauss) 범위로 착자(着磁)된 자철광괴(磁鐵鑛塊) 또는 자성 세라믹스(Ceramics) 중에서 한 종류의 자성체(磁性體: 4)를 충전장치(3)에 충전(充塡)한 것을 특징으로 하는 자화장치이다.
본 고안의 자화장치는 자화장치 공급펌프(2)에 의해 집수조(1)의 유입수를 자화장치에 공급하여 집수조(1)로 유입유량의 1∼5배를 반송하면서, 정류기(8)로부터 코일(6)에 직류전기를 인가하여 핵자기공명(核磁氣共鳴: Nuclear magnetic resonance, NMR) ¹⁷O-NMR 반치폭(半値幅)의 값을 40∼90㎐ 범위로 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화(小集團化)된 자화수(磁化水)는 자화수 저장조(9)로 보내는 공정에 의해서 물을 자화처리 한다.

Description

자화장치{Magnetization device}

본 고안은 자화장치(磁化裝置)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 헬름홀츠 코일(Helmholtz coil) 형태의 자장 내에 자속밀도(磁束密度)가 100∼600가우스(Gauss) 범위로 착자(着磁)된 자철광괴(磁鐵鑛塊) 또는 자성 세라믹스 중에서 한 종류의 자성체(磁性體)를 충전장치에 충전한 자화장치에 관한 것이다.

일반적으로 먹는 물은 수돗물이나 우물(Well)을 이용하고 있는 실정에 있으며, 수돗물의 경우는 핵자기공명(NMR) ¹⁷O-NMR 반치폭의 값은 130∼150㎐ 범위이며, 일반적으로 암반을 굴착하여 취수한 광천수의 경우 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭의 값은 100㎐ 이상으로 물 분자의 집단이 큰 결합수(Bound water)로 물맛이 떨어지는 문제점이 있다.

종래의 특허문헌 1의 도전 관에 코일에 직류전류를 인가하는 자화장치나, 특허문헌 2의 배관에 영구자석을 설치한 자화장치의 경우는 물 분자의 소집단화처리 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

[특허문헌 1] 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0339733호(2004년 01월 13일) [특허문헌 0002] 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0310861호(2003년 04월 04일)

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 물 분자 집단의 소집단화처리 효율이 높은 자화장치를 제공하는데 본 고안의 목적이 있는 것이다.

본 고안은, 두 개의 평행한 원형(Ring type)의 코일포머(Coil former)에 두 개의 동축코일(Coaxial coil)을 그 반경만큼 서로 떨어뜨려 코일(Coil을 감은 전자유도장치(電磁誘導裝置의 내부에 자속밀도(磁束密度)가 100∼600가우스(Gauss) 범위로 착자(着磁)된 자철광괴(磁鐵鑛塊) 또는 자성 세라믹스(Ceramics) 중에서 한 종류의 자성체를 충전장치에 충전한 것에 특징이 있다.

본 고안은, 물을 자화 처리하여 물 분자의 집단을 소집단화처리의 효율이 높기 때문에, 물을 자화처리에 의해서 물 분자 집단의 소집단화 처리하는 분야에 널리 이용되는 효과가 있을 것으로 기대된다.

도 1 은 자화장치도
도 2는 본 고안의 자화처리수의 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭의 측정도
도 3은 비교 예의 자화처리수의 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭의 측정도
도 4는 물 분자 집단체(集團體)의 모형도

물 분자는 수소결합(水素結合)에 의해서 집단(Cluster)을 형성하고 있으며, 이와 같은 물 분자의 집단수(集團數)의 측정은 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭(半値幅)의 값(㎐)으로 간접적으로 측정하는 데, 물 분자 집단의 수는 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭 값(㎐)의 약 1/10의 해당하는 것으로 밝혀져 있다.

수돗물의 경우 핵자기공명(核磁氣共鳴: Nuclear magnetic resonance, NMR) ¹⁷O-NMR 반치폭(半値幅)의 값은 130∼150㎐ 범위이며, 일반적으로 암반을 굴착하여 취수한 광천수의 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭의 값은 100㎐ 이상이 된다.

그런데 국내 포천시 관인면 고남산 자철광 광산의 암반에서 용출되는 암반수의 경우는 먹는 물 기준에 적합하면서 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭의 값이 70∼90㎐ 범위의 물로, 물맛이 수돗물이나 일반 광천수에 비해서 월등히 물맛이 좋은 특징이 있다.

그래서 본원의 고안에서는 일반 광천수를 전술한 포천시 관인면 고남산 자철광 광산의 암반에서 용출되는 암반수와 같이 물 분자의 집단이 소집단화된 소집단수로 처리할 수 있는 자화장치를 제공하는 데 목적이 있다.

자화처리에 의해서 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화된 소집단수(Microclustered water)는 수돗물이나 일반 광천수와 같이 분자 집단이 큰 결합수(結合水: Bound water)에 비해서 다음과 같은 특징이 있다.

① 침투성(浸透性)이 우수하여 세포 내 흡수가 용이하며, 장(腸)에서 영양성분의 흡수를 용이하게 한다.

② 표면장력(表面張力)이 적으면서 침투성이 향상되어 물의 청량감이 있어 물맛이 좋다.

③ 점도(粘度)가 적으면서 유동성이 우수하여 각종 영양성분을 신체조직의 구석구석까지 용이하게 도달하게 하여 세포를 활성화함으로 신진대사(新陳代謝)를 활발하게 한다.

④ 용해성이 우수하여 노폐물(老廢物)을 쉽게 용해하여 체외로 배설을 촉진한다.

⑤ 또한, 용해성이 우수하여 산소나 각종 미네랄(Mineral)성분의 용해성을 향상시킨다.

⑥ 산화환원전위(Oxidation reduction potential) 값이 +200㎷ 이하의 환원성의 물로 장기간 보관하여도 부패 및 변질이 되지 않으면서 체내의 활성산소를 중화처리를 함으로 세포의 노화예방으로 피부 및 모발을 젊게 한다.

⑦ 물 분자의 집단이 적은 물을 음용 하면 혈액 중의 물 분자의 집단도 적게 되면서 혈액의 흐름을 원활하게 하여 건강한 신체를 유지할 수 있는 효과가 있으면서 고혈압, 당뇨병, 습진, 천식, 동맥경화, 변비… 등의 예방효과가 있는 것으로 알려져 있다.

⑧ 증발속도가 느려지기 때문에 화장수로 사용하였을 때 피부의 건조를 방지하는 효과가 있다.

⑨ 피로물질인 L-젖산(L-Lactic acid)의 생성이 억제되므로 피로회복이 빠르다.

⑩ 장내 정균효과(靜菌效果)가 있다.

⑪ 발효식품공정에 사용하였을 때는 발효숙성을 촉진하면서 맛을 향상시킨다.

⑫ 또한, 청량음료제조공정에 사용하였을 때도 맛을 향상시킨다.

본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 자화장치는, 두 개의 평행한 원형(Ring type)의 코일포머(Coil former: 비자성체로 된 코일지지 틀, 5)에 두 개의 동축코일(Coaxial coil)을 그 반경만큼 서로 떨어뜨려 코일을 감아 위치시킴으로써 전류가 인가(印加)될 때 그 공간에서 균일한 자기장(磁氣場)을 일정하게 유도하는 코일(Coil: 6)을 감은 전자유도장치(電磁誘導裝置: 7)의 내부에 자속밀도(磁束密度)가 100∼600가우스(Gauss) 범위로 착자(着磁)된 자철광괴(磁鐵鑛塊) 자성체(磁性體: 4)를 충전장치(3)에 충전(充塡)한 자화장치이다.

본 고안의 자화장치로 물을 자화처리를 하여 물 분자의 집단(Cluster)을 소집단화하여 소집단수(Microclustered water)로 처리는, 집수조(1)에 유입수가 유입되면 자화장치 공급펌프(2)로 자화장치로 공급하여 집수조(1)로 유입유량의 1∼5배의 유량을 반송하면서 정류기(8)로부터 코일(6)에 직류전기를 인가하여 핵자기공명(核磁氣共鳴: Nuclear magnetic resonance, NMR) ¹⁷O-NMR 반치폭(半値幅)의 값을 40∼90㎐ 범위로 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화된 자화처리수는 자화수 저장조(9)로 보내었다가, 자화수 이송펌프(10)로 필요한 곳에 이송하여 사용한다.

전자유도장치(7)의 설계 및 제작사양은 다음과 같다.

① 코일포머(Coil former: 5)의 재질: 비자성체인 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), ABS수지(Acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 플루오르수지(Fluororesin), 아크릴수지(Acrylic resin), 베이클라이트(Bakelite), 에보나이트(Ebonite), 유리섬유강화플라스틱(Fiber glass reinforced plastic), 티타늄(Titanium), 비자성강(非磁性鋼), 세라믹스(Ceramics)의 무기질재료 중에서 한 종류를 선택하여 사용한다.

② 정류기(8)로부터 코일(6)에 인가하는 전압과 전류는 처리용량에 따라서 차이가 있지만, 물 분자의 충전장치(3) 내에서 보자력(保磁力)이 5,000∼20,000 가우스(Gauss) 범위가 되게 인가하며, 전류의 주파수는 30∼350㎐의 범위로 한다.

전류가 5암페어(Ampere) 이상 인가되는 경우는 열이 발생하기 때문에 공랭식(空冷式)이나 수랭식(水冷式)의 냉각설비를 하여야 한다.

그리고 물 분자의 충전장치(3)의 설계 및 제작 사양은 다음과 같다.

① 재질: 비자성체인 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에틸렌(Polyethylene), ABS수지(Acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 플루오르수지(Fluororesin), 아크릴수지(Acrylic resin), 베이클라이트(Bakelite), 에보나이트(Ebonite), 유리섬유강화플라스틱(Fiber glass reinforced plastic), 티타늄(Titanium), 비자성강(非磁性鋼), 세라믹스(Ceramics)의 무기질재료 중에서 한 종류를 선택하여 사용한다.

② 전자유도장치(7) 내부의 자장을 통과하는 물의 분자 집단은 피코초(Picosecond)에 순간적으로 소집단화되기 때문에 체류시간은 별 의미가 없다.

본 고안에서는 전자유도장치(7)의 높이(길이)는 50∼120㎝로 한다.

③ 유체의 통과 속도(유속): 자장의 통과 속도는 빠를수록 처리효율이 향상되지만, 1.5∼4m/sec 범위로 유로의 단면적(斷面的)을 결정한다.

물 분자의 충전장치(3)에 충전하는 자철광은 2∼10㎜φ 크기로 파쇄한 것을 충전한다.

그리고 상기 자철광괴 대신에 시중에서 판매하는 자속밀도가 100∼600 가우스(Gauss)로 착자(着磁)된 자성 세라믹스(Ceramics) 자성체(4)를 충전장치(3)에 충전하여 사용하여도 된다.

[실시 예1]

내경(內徑)이 114㎜Φ, 높이가 900㎜인 티타늄 관의 상·하단에 폭을 300㎜ 폭으로 코일(6)을 감은 전자유도장치(7)를 내경이 100㎜Φ, 높이가 900㎜인 폴리염화비닐(PVC) 관 내부에 자속밀도가 450가우스(Gauss)로 착자된 자철광을 5∼10㎜Φ로 파쇄한 것을 충전장치(3)에 충전한 자화장치를 제작하였다.

지하 250m 암반에서 탁도가 1.5NTU(Nephelometric Turbidity Units), COD_Mn이 0.6㎎/ℓ, 핵자기공명 ¹⁷O-NMR의 반치폭의 값이 125㎐인 광천수 25㎥/시간을 취수하여 모래여과 → 정밀여과 → 자외선살균처리를 하여 음료수를 생산하는 공정에서, 전자유도장치(7)의 코일(6)에 정류기(8)로부터 전압 10볼트(Volt), 전류 4.2 암페어(Ampere)로 인가하면서, 취수된 광천수를 물 분자의 충전장치(3) 하부로 100㎥/시간으로 공급(탑 내에서 유속 3.54m/sec) 하여 75㎥/시간의 유량을 집수조(1)로 반송하고, 25㎥/시간의 유량은 자화수 저장조(9)로 보내어, 광천수의 물 분자 집단을 소집단화처리를 한 결과 자화수의 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭의 값이 도 2에서와 같이 58㎐로 처리되었다.

[비교 예1]

내경(內徑)이 100㎜Φ, 높이가 900㎜인 티타늄 관에 코일을 감은 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0339733호에서와 같은 비교 예의 자화장치를 제작하였다.

지하 250m 암반에서 탁도가 1.5NTU(Nephelometric Turbidity Units), COD_Mn이 0.6㎎/ℓ, 핵자기공명 ¹⁷O-NMR의 반치폭의 값이 125㎐인 광천수 25㎥/시간을 취수하여 모래여과 → 정밀여과 → 자외선살균처리를 하여 음료수를 생산하는 공정에서, 비교 예의 자화장치를 이용하여 정류기로부터 전압 10볼트(Volt), 전류 4.8 암페어(Ampere)로 인가하면서, 광천수를 자화장치로 100㎥/시간으로 공급하여 75㎥/시간의 유량을 집수조로 반송하고, 25㎥/시간의 유량은 자화수 저장조로 보내면서 광천수의 물 분자 집단을 소집단화처리를 한 결과 처리수의 핵자기공명 ¹⁷O-NMR 반치폭의 값은 도 3에서와 같이 78㎐로 처리되었다.

1: 집수조 2: 자화장치 공급펌프
3: 충전장치 4: 자성체(磁性體)
5: 코일 포머(Coil former) 6: 코일(Coil)
7: 전자유도장치(電磁誘導裝置) 8: 정류기
9: 자화수 저장조 10: 자화수 이송펌프
FI: 유량 지시계(Flow indicator)

Claims

두 개의 평행한 원형(Ring type)의 코일포머(Coil former: 5)에 두 개의 동축코일(Coaxial coil)을 그 반경만큼 서로 떨어뜨려 코일(Coil: 6)을 감은 전자유도장치(電磁誘導裝置: 7)의 내부에 자속밀도(磁束密度)가 100∼600가우스(Gauss) 범위로 착자(着磁)된 자철광괴(磁鐵鑛塊) 또는 자성 세라믹스(Ceramics) 중에서 한 종류의 자성체(4)를 충전장치(3)에 충전(充塡)한 자화장치.