KR20100093572A - 액체 활성화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세척용 구성 유닛, 전기식 활성화를 위한 구성 유닛 그리고 무기 성분 및 무기 물질을 첨가하기 위한 구성 유닛을 구비한 액체 활성화 장치와 관련이 있다. 이 액체 활성화 장치는 활성화된 액체의 특성을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 하나 또는 다수의 송신기(5, 6)(transmitter)를 포함한다.

Description

액체 활성화 장치 {DEVICE FOR ACTIVATING LIQUIDS}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 액체 활성화 장치와 관련이 있다.
액체 활성화 장치는 액체를 활성화하기 위해서 그리고 미리 정해진 무기질 함유 조성 및 특성을 갖는 수용액, 고가의 음료수를 제공하기 위해서 사용될 수 있다. 상기 장치는 세탁용의, 소독용의 그리고 살균용의 용액을 형성하기 위해서도 사용될 수 있다. 그밖에 상기 장치는 공명-마이크로 클러스터 구조를 갖는 열역학적으로 활성화된 비 균형 상태에서 액체를 변환하기 위해서도 사용될 수 있다. 이와 같은 비 균형 상태는 물리적-화학적 활성의 증가를 특징으로 한다. 상기 증가된 물리적-화학적 활성은 화학적인, 생물학적인 그리고 물리학적인 과정들을 강화하기 위해서 이용된다. 활성화된 액체는 생물학적인 그리고 화학적인 과정들의 방부제 및 자극제가 이용될 수 있는 곳이면 어디든지 사용된다. 이와 같은 생물학적인 그리고 화학적인 과정들에는 예를 들어 이식 전에 다양한 식물들을 위한 씨 처리 과정 그리고 잡초 제거를 목적으로 하는 바닥 캐스팅 과정이 속한다. 또한, 상기 활성화된 액체는 재배 식물의 성장을 촉진하기 위해서 그리고 이 재배 식물의 수확량을 높이기 위해서도 사용될 수 있다. 상기 장치에 의해서 활성화된 액체는 동물 및 사람의 상처를 치료하기 위해서 그리고 다수의 질병을 치료 및 예방하기 위해서도 사용될 수 있다.
전기 분해(진동판(diaphragm)이 있는 경우도 있고 없는 경우도 있음)를 이용해서 액체를 활성화하기 위한 장치들은 공지되어 있다(Bachir V.M. Elektrochemische Aktivierung, M.: VNⅢMT, 1992, Teil 1, 401 페이지). 상기 장치에서는 음료수(Isumrud-라인 설비), 양극액(anolyte) 및 음극액(catholyte)(Stel-라인 설비)이 발생하였다. 상기 장치들은 사전에 결정된 특성(특히 소정의 산화·환원 전위 = Redox potential, pH, 마이크로 클러스터 구조)을 갖는 액체의 형성을 가능하게 한다. 하지만, 상기 장치들은 또한 중요한 결점들도 갖는다. 활성화된 액체를 준비하는 동안에는 이 액체의 특성 및 조성을 검사하기 위한 시스템이 전혀 존재하지 않는다. 세척되지 않은 급수(supply water)가 이용된다. 활성화된 액체는 최종 효과에서 제어 불가능한 부수적인 유해 물질을 함유한다. 전극은 (음극 침전물에 의해) 덮이게 된다. 이와 같이 전극이 덮이는 현상은 발생된 액체의 품질 손실을 제어 불가능하게 하고, 전기 분해 셀의 동작을 악화시키며, 재생 과정을 반복시킨다.
본 발명과 관련된 최근의 선행 기술은 활성 액체(음료수, 양극액, 음극액, 무접촉 방식으로 활성화되는 액체)를 제조하기 위한 Isumrud-SI(RU 12120 U) 장치이다. 이 장치는 예비 세척 유닛 그리고 무기 성분(mineral elements) 및 무기 물질(substances)을 전기식으로 활성화하고 첨가하기 위한 유닛을 포함한다. 이 장치들의 중요한 결점은 제조된 액체, 음극 침전물의 특성 및 조성을 제어하기 위한 그리고 (원수(raw water)의 조성에 따라) 오염된 활성 매질의 형성을 제어하기 위한 시스템이 존재하지 않는다는 것이다.
본 발명의 과제는 형성된 액체의 품질 그리고 설비의 작동 친화성 및 조작 친화성을 높이는 것이다.
상기 과제는 청구항 1의 특징들에 의해서 해결된다.
액체 활성화 장치는 세척, 전기식 활성화 그리고 무기 성분 및 무기 물질을 첨가하기 위한 부품 그룹을 포함한다. 이 액체 활성화 장치는 또한 활성화된 액체의 특성을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 하나 또는 다수의 송신기(transmitter)를 추가로 구비한다. 그밖에 상기 장치의 입구에는 액체의 특성을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 하나 또는 다수의 송신기가 추가로 설치될 수 있다. 상기 장치는 또한 액체의 온도 조성을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 하나 또는 다수의 송신기를 구비할 수도 있다. 그밖에 상기 장치는 액체 가열기 또는 냉각기, 저장기 및 초음파 활성체, 살균 부품 그룹 그리고 하나 또는 다수의 가스 분리기를 추가로 구비할 수 있다.
살균 부품 그룹은 세척 유닛 앞에 배치되어 있다. 상기 장치의 세척 유닛은 하나 또는 다수의 정밀 필터(fine filter)를 추가로 구비할 수 있다.
원 액체는 세척 후에 상이한 부수 물질 및 가스를 포함한다. 이와 같은 물질 및 가스는 전극이 음극 침전물로 덮이는 상황 및 활성화된 액체의 오염 그리고 부수적인 유해 물질(탄산, 탄소)의 형성을 야기한다. 액체의 특성 및 조성을 디스플레이하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 (하나 또는 다수의) 송신기가 장치에 완전히 장착된 경우에는 발생된 액체를 위한 장치의 작동이 제어될 수 있다. 그밖에 전극들의 장애 및 전극들이 덮이는 상황이 적시에 검출되어 전극들이 재생될 수 있으며, 필터 소자들이 교체될 수 있다. 무기 성분 및 무기 물질을 함유한 카트리지, 멤브레인도 교체될 수 있고, 조절 및 자동 조작을 위한 피드백-시스템이 구현될 수 있다.
정밀 세척 및 가스 제거를 위한 추가 구성 유닛의 설치는 음극 침전물의 형성을 확연히 줄여준다. 또한, 장치의 작동 시간도 재생 과정 없이 연장되고, 그로 인해 발생된 활성 액체의 안정성 및 품질이 개선된다. (가열 또는 냉각도 되는) 저장기의 사용은 장치의 출력을 높이지 않으면서 이 장치의 기능적인 가능성들 및 적용 효과를 상당히 확장시킨다. 소정의 온도 범위 안에서 활성화 과정들을 강화시키는 동작은 활성 액체의 형성 도중에 액체를 가열하거나 냉각함으로써 이루어진다. 이와 같은 동작은 온도 조절 부품을 장치 안에 장착함으로써 이루어진다.
본 발명은 도면들에 개략적으로 도시된 실시 예들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은 액체의 특성 및 조성을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 송신기를 구비한 액체 활성화 장치의 개략도이고,
도 2는 액체를 위한 저장기, 가열기 및 냉각기 그리고 정밀 세척용 필터와 더불어 살균, 가스 제거 및 초음파 활성화를 위한 추가의 구성 유닛을 구비한 장치의 개략도이며,
도 3은 액체 활성화 장치 Isumrud-SI(Mod. 01os)의 개략도이다.
도 1이 보여주는 바와 같이, 액체 활성화 장치는 세척을 위한 구성 유닛(1 및 2), 전기식 활성화를 위한 구성 유닛(3)(전기 활성체) 그리고 무기 성분 및 무기 물질을 첨가하기 위한 구성 유닛(4)을 포함한다. 상기 장치는 액체의 특성(활성화 단계, pH-값, 산화·환원 전위, 온도(T), 유전 계수(ε), 전도성(ρ) 등)을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 송신기(5, 6 및 9) 그리고 액체의 조성(무기 성문 및 무기 물질)을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 송신기(7)도 포함한다. 송신기(5, 7 및 9)는 장치의 출구에 설치되어 있다. 송신기(6 및 8)는 장치의 입구에서 세척 유닛 앞에 배치되어 있다. 이 장치는 다음과 같은 구성 유닛들을 추가로 구비할 수 있다: 도 2가 보여주는 바와 같이 액체를 살균하기 위한 구성 유닛(10 및 11). 더 나아가서는 정밀 세척을 위한 필터(12), 가스 분리기(13), 활성화된 액체를 보존하기 위한 저장기(14), 액체를 위한 가열기(15) 및 냉각기(16) 그리고 하나 또는 다수의 활성체(17)도 존재한다. 활성화 이전에 그리고 활성화 이후에 액체의 특성 및 조성을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 송신기(5, 6, 7, 8 및 9)로서는 디스플레이 시스템(무기화(mineralisation), 이온- 조성, 물질, 활성화 파라미터, 산화·환원 전위, pH, T, ε, ρ)을 갖춘 표준화된 송신기가 사용될 수 있다. 정밀 세척용 필터(12) 및 가스 분리기(13)로서는 멤브레인 기술을 토대로 하는 표준화된 장치들이 사용될 수 있다. 본 경우에는 삼투성 멤브레인, 트랙 멤브레인, 선택 멤브레인 및 다중 섬유 멤브레인 그리고 진공 가스 분리기 및 초음파 가스 분리기 그리고 이들의 조합이 사용된다.
저장기(14)에는 일정한 압력 및 일정한 온도를 유지하는 시스템이 설치될 수 있다.
상기 제안된 기술적 해결책을 구현하기 위한 예로서는 도 3에 도시된 바와 같은 액체 활성화 장치 Isumrud-SI(Mod. 01os)가 적용된다. 이 장치 내에는 이중 광 디스플레이를 토대로 하는 별도의 통일된 부품 그룹(18)이 송신기들을 위한 디스플레이 유닛으로서 구성되어 있다. 상기 장치는 작동 자동화를 위한 추가의 구성 유닛 및 부품 그룹을 포함한다. 이와 같은 추가의 구성 유닛 및 부품 그룹에는 고압 릴레이(19), 자동 스톱 밸브(20), 부스터 펌프(21), 저압 릴레이(22)가 속한다. 저장기(14)에는 일정한 압력을 유지하기 위한 시스템이 설치되어 있다.
액체 활성화 장치는 다음과 같은 방식으로 기능을 한다:
원 액체가 세척을 위한 구성 유닛(1 및 2) 안으로 주입된다(도 1). 이때 원 액체는 액체의 특성을 검출하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 송신기(6) 및 액체의 조성을 검출하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 송신기(8)를 통해 흐른다. 세척 후에 액체는 전기 활성체(3)로 이송된다. 이곳에서 액체의 전기식 활성화가 이루어진다. 이 경우에는 상기 전기식 활성화 이전에 또는 이후에 구성 유닛(4)으로부터 특정 물질들이 첨가된다. 전기장(전기식 활성화)에 의한 부하로 인해 내부 물 구조의 변형이 이루어진다(정상적인 조건 하에서 그리고 외부 작용이 없는 경우에 물은 공간 클러스터, 극성 물 분자 및 이 극성 물 분자의 2극성 라디칼의 균일한 등방성 혼합물이다). 이때 변형된 구조를 갖는 활성화된 물은 전기 활성체의 음극 영역에 뿐만 아니라 양극 영역에도 다이내믹하게 저장된다. 이와 같은 변형된 구조는 1시간 정도 지속하고, 나중에 활성화 과정이 종료된 후에 비활성화된 원수로 다시 풀어진다. 전기 활성체(3)의 출구에 있는 액체는 액체의 특성 및 조성을 검출하기 위한, 각각 해당 디스플레이 시스템을 구비한 송신기(5, 7 및 9)에 의해서 모니터링 된다.
액체는 세척 전에 구성 유닛(10 및 11)에 의해 살균될 수 있다(도 2). 액체는 세척-구성 유닛의 출구에서 필터(12)에 의해 추가로 다시 세척되고, 가스 분리기(13)에 의해 처리될 수 있다. 활성화 그리고 특성 제어 후에는 액체가 구성 유닛(15 및 16)에 의해서 가열되거나 냉각되어 저장기(14) 안으로 이송될 수 있다.
액체 활성화 장치 Isumrud-SI(도 3) 내에서 액체(원래의 급수)는 우선 예비 세척-구성 유닛(1)의 필터들을 통해 흐른다. 제 1 필터(침강 카트리지 필터)는 기계적인 혼합물들의 통과를 저지한다. (활성탄을 구비한) 제 2 필터는 악취를 없애주고, 물로부터 잔류 염소를 제거한다. (연탄(briquette)으로 이루어진) 제 3 필터는 유기 염소 화합물, 불쾌한 뒷맛 및 악취를 제거한다. 세 개의 예비 세척용 필터를 통과한 후에는 여과액이 정밀 세척용 필터(12)(역 삼투성 멤브레인) 내부에 도달하게 된다. 이 멤브레인 내부에 있는 기공의 직경은 최대 0.0001 ㎛이다. 그렇기 때문에 상기 멤브레인은 실제로 물 분자 및 용해된 산소만을 통과시킨다. 정밀 세척용 필터 다음에서는 물이 가스 분리기(13)(야자 열매 섬유 줄로 이루어진 재(再) 세척용 탄소 필터)에 도달한다. 세척된 물은 그 다음에 특성을 제어하기 위한 송신기(6)(활성화 단계) 및 조성을 제어하기 위한 송신기(8)(무기화-전도성 측정기)로 흘러간다. 세척된 물은 그 다음에 전기 활성체(3) 안에 도달한다. Isumrud-Si(Mod. 01os) 장치의 전기 활성체는 특별한 구성 방식을 가지며, 현대식 제작 재료들로 구성되었다. 상기 전기 활성체는 공진 전류 공급 장치를 갖는다. 이 전기 활성체는 음료수를 활성화할 수 있고, 효과적으로 살균할 수 있으며, 이 활성체의 구조 및 산화·환원 전위를 대략 ~ -(100...250) mV의 범위 안에서 개선할 수 있다. 최종 효과에서 물은 산화 방지-특성을 갖는다. 물이 계속해서 무기화 구성 유닛, 즉 무기화제(4)를 통해 흐르면, 이 물은 사람의 유기물을 수용할 수 있는 미량 원소들 Ca++, Mg++, I-, Se로 포화된다. 상기 활성화되고 무기화된 물은 그 다음에 특성을 검출하기 위한 송신기(5)(활성화 단계) 및 조성을 검출하기 위한 송신기(7)(무기화-전도성 측정기)로 이송된다. 그 다음에 물은 저장 용기(14) 안에 수집되어 고압 밸브(19) 및 콕(cock)을 통해 배출된다. 산화 방지 물은 2.5 bar까지의 압력 하에서 저장 용기(14) 안에 수집된다. 이때 물이 전혀 배출되지 않으면, 물의 산화·환원 전위는 적어도 3일 동안 유지된다.
특성을 제어하기 위한 입력 송신기(5 및 6)로부터의 신호 그리고 조성을 제어하기 위한 출력 송신기(7 및 8)로부터의 신호는 전기 활성체(3)의 제어 유닛(컨트롤러)에 의해서 처리된다. 이 신호들은 세 개의 이중-LED의 형태로 된 디스플레이(18)를 이용해서 장치의 정상적인 기능에 대한 정보들을 사용자에게 제공한다. 이때 녹색은 정상을 의미하고, 적색은 표준으로부터 벗어났음을 의미한다. 상기 세 개의 LED는 활성화된 물의 세척 품질, 활성화 품질 그리고 무기화 품질을 표시한다.
경고-LED-유닛은 전기 활성체의 작동 장애 그리고 교체해야 할 카트리지 및 무기질 추가 성분의 재충전을 적시에 보여준다.
고압 릴레이(19), 자동 스톱 밸브(20), 부스터 펌프(21) 및 저압 릴레이(22)는 장치의 중단되지 않은 자동 동작을 보증해준다. 이에 대한 전제 조건은, 공급망 내에서 필요한 압력 및 전류가 존재하는 것이다. 공급망으로부터 물공급이 이루어지지 않으면, 스톱 밸브(20)가 장치로부터의 물 배출을 차단하여, 물이 저장 용기 안에 갇히게 된다.
무기화 송신기로서는 활성화 송신기, 즉 2007년 7월 16일에 출원된 러시아 출원 번호 2007127132호에 따른 활성화 단계의 송신기의 타입 전도성 측정기가 사용되었다. 전기적 활성화의 특성 값들(에너지 소비, 출력)이 비교 가능한 경우에 상기 공지된 장치는 중단되지 않은 작동의 24시간 후에 이미 물 활성화(즉, 산화·환원 전위)를 종료했다. 음극들은 음극 침전물로 덮여 있었다. 그와 달리 상기 출원된 장치는 3개월 후에도 여전히 장애 없이 기능을 했다. 한 가지 진술할 내용은, 디스플레이 시스템(18)의 적색 LED가 상기와 같은 3개월 후에는 무기질 첨가 성분의 재충전이 필요함을 알려주었다는 것이다.

Claims (18)

  1. 세척용 구성 유닛, 전기식 활성화를 위한 구성 유닛 그리고 무기 성분 및 무기 물질을 첨가하기 위한 구성 유닛을 구비한 액체 활성화 장치에 있어서,
    활성화된 액체의 특성을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 하나 또는 다수의 송신기(5, 6)(transmitter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    장치의 입구에서 액체의 특성을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 적어도 하나의 송신기(6, 8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척 유닛(1, 2)은 하나 또는 다수의 정밀 세척용 필터(12)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척 유닛(1, 2)은 하나 또는 다수의 가스 분리기(13)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    액체의 조성을 제어하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 적어도 하나의 송신기(7, 8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    온도를 모니터링 하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 적어도 하나의 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 액체 가열기(15) 또는 적어도 하나의 액체 냉각기(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 저장기(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 초음파-활성체(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항에 있어서,
    원 액체는 세척용 구성 유닛(1, 2)에 공급될 수 있으며,
    원 액체는 액체의 특성을 검출하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 송신기(6) 그리고 액체의 조성을 검출하기 위한 디스플레이 시스템을 갖춘 송신기(8)를 통해 공급될 수 있으며,
    세척 후에는 액체가 활성화를 위해 전기 활성체(3)에 공급될 수 있으며,
    액체를 활성화하기 이전에 또는 액체를 활성화한 이후에 구성 유닛(4)으로부터 특정한 무기화 원소들 및 무기화 물질들이 공급될 수 있으며, 그리고
    활성화된 액체는 활성체(3)의 출구에서 액체의 특성 및 조성을 검출하기 위한, 소수의 디스플레이 시스템을 갖춘 송신기(5, 7, 9)를 이용하여 모니터링 될 수 있는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    세척 전에 액체는 구성 유닛(10, 11)을 통해 살균될 수 있으며,
    세척 유닛(1, 2)의 출구에서는 액체가 필터(12)에 의해 정밀하게 세척되고, 가스 분리기(13)를 통해 재처리될 수 있으며,
    활성화 및 특성 제어 후에는 액체가 가열기(15) 또는 냉각기(16)를 통해 가열되거나 또는 냉각될 수 있고, 저장기(14) 안에 수집될 수 있는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  12. 제 10 항 및 제 11 항에 있어서,
    액체는 초음파-활성체(17)에 의해서 활성화될 수 있는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항에 있어서,
    멤브레인 기술을 토대로 하여 표준화된 장치들이 정밀 세척용 필터(12)로서 그리고 가스 분리기(13)로서 사용되며,
    삼투성 멤브레인, 트랙- 및 다중 섬유 멤브레인, 진공 가스 분리기 및 초음파 가스 분리기 그리고 이들의 조합이 사용되는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항에 있어서,
    상기 저장기(14)는 일정한 압력 및 일정한 온도를 유지해주는 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항에 있어서,
    상기 장치-구성 유닛(1)은 기계적인 혼합물을 저지하기 위한 제 1 필터(침강 카트리지 필터)를 포함하며,
    (활성탄을 구비한) 제 2 필터는 악취를 없애주고, 물로부터 잔류 염소를 제거하며,
    (연탄(briquette)으로 이루어진) 제 3 필터는 유기 염소 화합물, 불쾌한 뒷맛 및 악취를 제거하는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항에 있어서,
    상기 정밀 세척용 필터(12)는 역삼투성 멤브레인으로서 형성되었고, 최대 0.0001 ㎛의 기공 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항에 있어서,
    물은 활성화 후에는 산화 방지-특성을 갖게 되고, 무기화 후에는 미량 원소들 Ca++, Mg++, I-, Se로 포화되는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
  18. 제 10 항 내지 제 17 항에 있어서,
    고압 릴레이(19), 자동 스톱 밸브(20), 부스터 펌프(21) 및 저압 릴레이(22)는 장치의 중단되지 않은 자동 동작을 보증해주고, 이에 대한 전제 조건은 공급망 내에서 필요한 압력 및 전류가 존재하는 것이며, 그리고
    공급망으로부터 물공급이 이루어지지 않으면, 스톱 밸브(20)가 장치로부터의 물 배출을 차단하여, 물이 저장 용기 안에 갇히게 되는 것을 특징으로 하는 액체 활성화 장치.
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