KR20110010843A - 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치 및 이를 응용하는 방법 - Google Patents

Abstract

내부로 물의 유입 및 외부로 유출할 수 있는 하우징 및 갈바니 전위차에 의해 기전력을 발생시키는 기전력 발생부를 포함하여 구성되며, 기전력 발생부는 금속이 산화되어 전자를 발생시키는 산화전극 및 산화전극에서 발생된 전자에 의해 수소기체를 발생시키는 환원전극 및 산화전극과 환원전극을 연결하는 리드 선 또는 리드 판을 포함하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치 및 이를 응용하는 방법을 제공한다. 그 수처리 장치 및 이를 응용하는 방법은 녹과 스케일의 발생을 방지할 수 있고, 물을 알칼리화 하여 수질을 개선할 수 있다.

수처리 장치, 갈바니 전위차, 리드 선, 녹, 스케일

Description

금속간 전위차를 이용한 수처리 장치 및 이를 응용하는 방법{Water treating system using intermetallic potential difference and method of applying the same}

본 발명은 수처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속간 전위차를 이용하여 수질을 개선하고, 배관 내의 스케일이나 녹의 발생을 억제하는 수처리장치 및 이를 응용하는 방법에 관한 것이다.

물은 생활용수, 농업용수, 공업용수 등으로 사용되는 중요한 자원으로서, 수질에 따라 사람과 농작물, 각종 물과 관련된 기반시설에 영향을 미친다. 물은 각종 배관을 통하여 사용자에게 공급되므로 수질은 배관의 상태를 좌우하는 주요한 요인이 되고, 반대로 배관의 상태는 이를 통과하는 수질에 영향을 줄 수 있다.

배관의 사용기간이 길어질수록 배관 내부에는 녹(Fe₂O₃)과 스케일(scale)이 형성된다. 녹은 배관 내부에서 철(Fe)과 산소가 반응하여 생성되는 고형의 산화물이고, 스케일은 특정한 양이온의 미네랄이 탄산이온(CO₃ ^2-)과 결합한 침상(針狀)구조의 염을 뜻한다. 녹과 스케일은 수질을 불량하게 하고, 옥내 난방배관이나 급탕 배관의 열효율을 떨어뜨릴 수 있다. 무엇보다도 배관의 수명을 단축시켜 배관의 보수, 교체에 따른 불편과 비용문제를 발생시킬 수 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 방법으로는 자기장을 이용하여 금속이온을 처리하는 자기식 수처리, 외부 전원을 공급하여 전자기를 발생시켜 금속이온을 처리하는 전자장 수처리, 방청제나 청관제를 투여하여 배관을 관리하는 화학적 수처리, 녹과 스케일을 물리적으로 처리한 후 에폭시를 내벽에 피복하는 공법 등이 시도되고 있다. 그러나 상기 방법들은 외부에서 전원을 공급해야 하거나, 계속적인 관리에 어려움이 있거나, 환경문제를 일으킬 수 있는 등의 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이종 금속간의 전위차에 의하여 발생하는 전류를 이용하여 외부 전원공급이나 화학적인 처리 없이 녹이나 스케일 발생을 억제하고, 나아가 수질을 알칼리성으로 개선할 수 있는 수처리 장치를 제공하는 데 있다. 또한 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 수처리 장치를 응용하는 방법에 관한 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치는 내부로 물의 유입 및 외부로 유출할 수 있는 하우징 및 상기 하우징 내에 배치되어 갈바니 전위차에 의해 기전력을 발생시키는 기전력 발생부를 포함하여 구성되며, 상기 기전력 발생부는 상기 하우징과 일정한 간격만큼 이격되고 금속이 산화되어 전자를 발생시키는 산화전극, 상기 하우징과 산화전극에 각각에 일정한 간격만큼 떨어져 배치되며 상기 산화전극에서 발생된 전자에 의해 수소기체를 발생시키는 환원전극 및 상기 산화전극과 환원전극을 연결하는 리드선 또는 리드 판을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 하우징은 외부에서 물이 유입되는 유입구와 상기 유입구와 독립되어 수처리된 처리수가 유출되는 유출구를 포함하거나, 외부에서 물이 유입되는 동시에 수처리된 처리수가 유출되는 복수 개의 관통 홀을 구비할 수 있다. 또한, 상기 하우징은 원통형 또는 다각형의 구조를 가질 수 있으며, 상기 산화전극은 마그네슘으로 이루지고 상기 환원전극은 황동으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 있어서, 상기 산화전극과 환원전극은 원통형, 판형 및 파형 중에 선택된 어느 하나의 형태 또는 서로 다른 형태의 조합으로 이루어질 수 있고, 상기 리드 선 또는 리드 판의 길이는 상기 산화전극과 환원전극 사이의 간격과 적어도 동일한 것으로 할 수 있다. 또한, 상기 리드 선 또는 리드 판은 상기 산화전극과 환원전극 사이에 서로 간격을 두고 복수 개가 배치될 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 수처리 장치는 물이 연속적으로 흐르는 배관의 녹 또는 스케일을 제거하거나, 물이 연속적으로 흐르는 배관의 물을 알칼리수로 변환시키는 데 응용할 수 있다. 또한, 물이 연속적으로 흐르지 않고 저장되어 있는 물을 알칼리수로 변환시키는 데 응용할 수도 있다.

본 발명의 금속 간 전위차를 이용한 수처리 장치 및 이를 응용하는 방법은 녹과 스케일의 발생을 방지할 수 있고, 이미 생긴 침상구조의 스케일은 관의 표면으로부터 쉽게 분리될 수 있는 형태로 변화시킬 수 있다. 또한, 물을 알칼리화 하여 수질을 개선할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명할 것이다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 형태로 변형이 가능하며, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 완전한 설명을 하기 위하여 제공되는 것이다. 먼저, 본 발명의 실시예에 의한 수처리 장치의 구조와 수처리 원리를 살펴본 후, 그 응용하는 방법에 관하여 알아본다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 금속간 전위차를 이용한 제1 수처리 장치(100)를 종 방향으로 절단한 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선으로 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명의 제1 수처리 장치(100)는 크게 제1 하우징(10), 제1 기전력 발생부(30) 및 고정부(20)를 포함하여 이루어진다.

제1 하우징(10)은 제1 수처리 장치(100)의 외관을 구성할 뿐 아니라 수처리 하는 물의 통로이자 일시적으로 저장하는 장소이다. 제1 하우징(10)의 양단은 유입구(12)와 유출구(14)를 구비하여 양단이 개방되고, 배관의 형태와 부합하도록 원통 형을 이루는 것이 바람직하다. 또한, 재질은 일반적으로 반응성이 매우 낮은 스테인리스 스틸 등으로 할 수 있고, 경우에 따라 내화학성, 내마모성을 갖는 합성수지를 적용할 수도 있다. 설명의 편의를 위하여, 물의 흐름은 본 발명의 제1 수처리 장치(100)로 유입되는 물을 유입수, 제1 수처리 장치(100)를 통과하는 물을 처리수 그리고 제1 수처리 장치(100)에 의해 처리되어 유출되는 물을 유출수로 구분한다.

유입구(12)는 유입수가 제1 수처리 장치(100)로 들어오는 입구로서, 도시하지는 않았으나 한꺼번에 많은 양의 물이 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 작은 홀(hole)을 복수 개 형성하여 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 홀의 크기와 개수는 수처리 장치의 내부영역(40)에서 처리수가 알칼리성으로 처리되는 속도에 따라 달리 정할 수 있다. 또한, 유출구(14)는 제1 수처리 장치의 내부영역(40)에서 처리된 처리수가 유출수로서 외부로 흘러나가는 출구로서, 유입구(12)와 마찬가지로 복수 개의 홀을 형성하여 이루어질 수 있으며, 내부영역(40)에서의 처리수의 처리속도와 내부영역(40)의 함수량에 따라 홀의 크기와 개수를 달리할 수 있다.

제1 기전력 발생부(30)는 본 발명의 기술적인 효과를 구현하는 것으로, 이종금속의 전위차인 갈바니 전위차(galvani potential difference)에 의해 기전력을 발생시킨다. 제1 기전력 발생부(30)는 산화되면서 전자(electron)를 생성하는 산화전극과 수소기체를 생성시키는 환원전극을 포함하며, 두 전극을 전기적으로 연결시켜 상기 갈바니 전위차에 의한 기전력을 발생시킨다. 상기 전극들은 알루미늄, 아연, 구리, 은, 마그네슘 등을 선택하여 사용할 수 있으며, 이들을 소정의 비율로 혼합한 합금으로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기 전극들 중에서 산화전극으로 마그네슘을 제1 기전력 발생부(30)에 적용한 구조를 바람직한 사례로서 제시한다. 환원전극은 마그네슘에 대응하여 갈바니 전위차를 발생시키는 물질이면 모두 가능하나, 여기서는 구리와 아연의 합금인 황동을 사용하였다. 물론 본 발명의 범주 내에서 황동 이외에도 다른 물질을 이용할 수도 있다. 마그네슘을 산화전극으로 사용한 이유는 추후에 상세하게 설명할 것이다.

제1 기전력 발생부(30)는 제1 마그네슘 판(32), 제1 황동 판(34) 및 리드 선(36)을 포함하여 이루어진다. 제1 마그네슘 판(Mg; 32)은 소정의 두께를 갖는 원통형으로, 제1 하우징(10) 내벽과 일정한 간격만큼 이격되어 배치된다. 또한, 제1 황동 판(34)은 제1 마그네슘 판(32)과 마찬가지로 소정의 두께를 갖는 원통형이고, 제1 하우징(10) 내벽과 제1 마그네슘 판(32) 사이에 각각 일정한 간격만큼 이격되어 배치된다. 따라서 제1 황동 판(34)은 제1 마그네슘 판(32)보다 지름이 더 크고, 제1 하우징(10)의 내주보다는 지름이 작은 원통형이 된다. 이때, 고정부(20)는 제1 마그네슘 판(32)과 제1 황동 판(34) 사이에 일정한 거리를 유지시키고, 제1 하우징(10) 내벽에 고정시키는 역할을 한다. 또한, 도시하지는 않았으나 경우에 따라 제1 마그네슘 판(32)과 제1 황동 판(34)의 위치를 바꾸어 배치할 수도 있다.

또한, 리드 선(36)은 제1 마그네슘 판(32)과 제1 황동 판(34)의 사이를 연결하는 것으로서, 도 2에서 도시한 바와 같이 원통의 둘레를 따라 배치된다. 또한, 도 1에서 도시한 바와 같이 원통의 높이에 따라 필요한 개수만큼 배치될 수 있다. 리드 선(36)은 일정한 간격만큼 떨어진 제1 마그네슘 판(32)과 제1 황동 판(34)은 전기적으로 연결시킨다. 이에 따라, 리드 선(36)의 길이는 제1 마그네슘 판(32)과 제1 황동 판(34)의 간격과 동일하거나 약간 클 수 있다.

종래의 기전력 발생부는 산화전극과 환원전극을 직접 접촉하여 구현하였다. 그러나 사용 중에 산화전극과 환원전극이 접촉하는 접촉면에 이물질이 끼어 전자가 흐를 수 없는 상태로 만들어, 전자의 흐름이 방해되었다. 전자의 흐름이 방해되면, 결국 갈바니 전위차를 발생시킬 수 없다. 하지만, 본 발명의 실시예와 같이 리드 선(36)을 이용하여 간접적으로 산화전극과 환원전극을 연결하고, 전극 간에는 일정한 간격을 두어 떨어뜨려 놓으면, 종래와 같이 이물질이 끼어서 전자의 흐름을 방해하는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 리드 선(36)의 재질은 마그네슘이나 황동보다 안정하여 그 자체가 화학반응을 일으키지 않으며 전기 전도성이 좋은 것으로 한다. 따라서 이와 같은 특성과 경제성 등을 종합적으로 고려하여 순동(Cu) 선으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도시하지는 않았으나 리드 선(36)은 두 금속간의 전자의 통로로서 경우에 따라 판(plate)의 형태로 하여도 무방하다. 리드 선(36)은 제1 마그네슘 판(32)과 제1 황동 판(34) 사이에 도시된 바와 같이 일정한 간격으로 떨어져서 복수개가 배치될 수도 있다.

도시하지는 않았으나 기전력 발생부를 이중으로 두어 수처리의 효율을 높일 수도 있다. 또한, 기본적인 원통형 구조가 아닌 평평한 판상의 금속판으로 이루어진 기전력 발생부를 하나 또는 복수개로 하여 물의 흐름과 나란하게 배치하여도 무방하다. 나아가, 상기 하우징은 원통형이 아닌 다각형의 구조를 가질 수도 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 금속간 전위차를 이용한 제2 수처리 장치(200)의 단면도이다. 여기서, 제2 수처리 장치(200)는 앞에서의 제1 수처리 장치의 구조와 동일하나, 제2 기전력 발생부(50)를 이루는 제2 마그네슘 판(52)과 제2 황동 판(54)의 형태가 제1 기전력 발생부(30)와 다른 점이다.

도 3에 의하면, 제2 수처리 장치(200)는 기본적으로 원통형을 이루고 있으나 판의 면이 매끈한 곡면을 이루고 있지 않고 파형으로 되어 있어 한정된 공간 안에서 전해질인 처리수와 접촉할 수 있는 표면적을 넓힌 것이다. 수처리 효율을 높일 필요가 있는 경우, 말하자면 처리수의 흐름을 지속적으로 하는 급수배관이나 급탕배관 또는 미네랄을 다량 함유하고 있는 수질의 물을 처리하는 경우 적용할 수 있다.

도시하지는 않았으나 기전력 발생부를 이중으로 두어 효율을 높일 수도 있을 것이다. 또한, 기본적인 원통형 구조가 아닌 평평한 판상의 기전력 발생부를 하나 또는 복수개로 물의 흐름과 나란하게 배치하여도 무방하다. 경우에 따라, 제2 마그네슘 판(52)은 파형이고 제2 황동 판(54)은 원형으로 할 수도 있다.

상기와 같은 구조로 이루어진 기전력 발생부(30, 50)에서의 기전력 발생 원리는 갈바니 전위차 즉, 이종 금속간의 전위차에 의한 것이다. 특히, 서로 접하는 두 개 이상의 금속이 하나의 전해질에 있을 때 가지는 내부 전위차를 전극전위라고 한다. 이는 외부에서의 전원의 공급 없이 생기는 전위차이므로 이를 이용한 수처리 장치는 별도의 전원공급이 필요 없어 경제적으로 유리하다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 금속간 전위차를 이용한 제3 수처 리 장치(300)의 단면도이다.

도 4에 의하면, 제3 수처리 장치(300)는 앞서 살펴본 제1 수처리 장치와 기본적인 구조는 동일하지만, 제1 하우징(도1 내지 도 3의 10)과는 다른 제2 하우징(18)을 가지는 점이 다르다. 제2 하우징(18)은 물의 유입구와 유출구를 별도로 구비하지 않고, 유입수와 유출수가 유입과 유출을 동시에 할 수 있는 관통 홀(16)을 제2 하우징(18)에 복수 개 배치할 수 있다. 여기서, 관통 홀(16)은 종단면을 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성된 것을 도시하였으나, 경우에 따라 종단면을 따라 일정한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 또한, 관통 홀(16)은 그들 간의 간격과 크기 등을 필요에 따라 다르게 조절할 수 있다.

또한, 기전력 발생부는 제1 기전력 발생부(30)로 도시하였으나, 경우에 따라 제2 기전력 발생부(도 3의 50)를 적용할 수 있다. 나아가, 도시하지는 않았으나 평평한 판상의 금속으로 이루어진 기전력 발생부나 복수 개의 기전력 발생부를 배치할 수도 있다.

제3 수처리 장치(300)는 유입수와 유출수의 방향이 한 방향으로 흘러가는 것이 아니라 여러 방향으로 이동하면서 수처리를 할 수 있다. 따라서 흘러가는 물이 아닌 저장되어 있는 물에 적용하기에 적당하다. 따라서 배관에 연결하거나 삽입하는 것 외에 저장되어 있는 물을 처리하는 모든 분야에 적용할 수 있을 것이다. 예를 들면 저수조의 내부에 제3 수처리 장치(300)를 넣어두면 물의 자연스러운 움직임에 따라 유입 또는 유출되면 수처리가 될 수 있다. 이외에도 수영장의 풀(pool)이나 양식장의 가두어진 물에도 적용이 가능할 것이다.

본 발명의 제1 내지 제3 수처리 장치 내부에서 일어나는 수처리 과정을 살펴본다. 마그네슘과 황동의 전해질에서의 반응성을 비교하면 마그네슘이 이온화 경향 즉, 환원력이 높다. 따라서 마그네슘 판(32, 52)은 산화되면서 전자를 발생하여 산화전극이 되고, 여기서 발생하는 전자는 리드 선(36)을 따라 황동 판(34, 54)으로 이동한다. 이때, 황동 선(34, 54) 주위에서는 전자가 물속에 포함되어 있는 수소이온(H⁺)과 결합하여 수소기체(H₂)로 환원시켜 환원전극이 된다. 이때, 수처리 장치 내로 들어오는 유입수는 각종 미네랄을 함유하고 있는 약한 전해질이다.

이하에서는 본 발명의 수처리 장치 내에서 수처리 과정은 녹과 스케일을 제거하는 과정과 알칼리성 환원수로 변화시키는 과정으로 나누어 설명하기로 한다. 먼저 녹(Fe₂O₃)의 발생을 억제하는 원리를 살펴보면, 마그네슘 판(32, 52)이 산화되어 만들어진 마그네슘 이온(Mg²⁺)은 물속의 산소와 결합하여 산화마그네슘(MgO)을 형성한다. 반응식은 아래와 같다.

2Mg²⁺ + O₂ → 2MgO

마그네슘은 철에 비해 산화되기 쉬운 물질로서 배관을 구성하는 철 성분이 이온화되어 나오는 것을 애초에 막을 수 있다. 산화마그네슘은 수용성의 물질로서 현재 음용수에 대한 농도 기준은 없으며, 마그네슘이온의 농도 기준은 칼슘이온과의 총량인 전경도가 300ppm이하로 규정되어 있다. 마그네슘이온이 상대적으로 많이 포함된 경수를 이용하는 지역에서는 주민의 심장병 관련 사망률이 낮다는 보고가 있다. 또한, 수처리 장치로 처리되어 나오는 유출수는 수소이온의 환원에 의하여 상대적으로 수산화이온의 농도가 높아져 pH값이 증가한다.

이와 같은 알칼리성 환원수는 침상(針狀)구조로 형성된 녹을 제거가 용이한 구상(球狀)구조로 변화시킬 수 있다. 침상구조의 녹은 서로의 물리적인 결합력이 구상구조의 녹에 비하여 강하다. 따라서 본 발명의 실시예에 의한 수처리 장치로써 배관 내벽에 붙어있는 녹을 구상구조로 변화시키면, 이를 제거하는 작업을 용이하게 할 수 있다.

다음에, 스케일 발생 억제의 원리를 살펴보면, 탄산칼슘(CaCO₃) 등의 배관 내 스케일의 발생 원인이 되는 물속의 칼슘이온, 마그네슘이온이 탄산이온과 반응하여 탄산염(MCO₃)의 스케일을 형성하기 전에 이들 금속이온을 환원시켜 금속(M)으로 석출하는 것이다. 이 반응의 화학식은 아래와 같다.

M²⁺ + 2e^- → M

나아가, 기전력 발생부(30, 50)의 황동 판(34, 54) 즉, 환원전극으로 이동해 오는 전자들은 물속에 있는 수소이온을 수소기체로 환원시키고, 이에 따라 수중의 수소이온(H⁺)의 농도가 낮아져 상대적으로 수산화이온(OH^-)의 농도가 상승함으로써 pH가 높아지게 된다. 즉, 수처리 장치를 거친 유출수는 알칼리화 되어 항균효과 등 의 성질을 나타낼 수 있다. 이 화학 반응식은 아래와 같다.

2H⁺ + 2e^- → H₂↑

이와 같이, 본 발명의 수처리 장치는 녹과 스케일의 발생을 저지하여 배관자체의 내구성 및 열효율을 증대시킬 뿐 아니라 수질 자체도 개선할 수 있는 기능을 가진다.

금속간 전위차를 이용한 수처리 장치는 여러 가지 용도로 이용될 수 있으며, 상기 효과와 관련하여 크게 두 가지의 용도로 나누어 볼 수 있다. 첫째, 녹과 스케일의 제거 효과에 초점을 맞춘 배관유지장치로 이용할 수 있고, 둘째, 물의 알칼리화에 중점을 둔 수질개선장치로 이용할 수 있다.

먼저, 상기 배관유지장치는 배관 내의 녹이나 스케일의 발생으로 배관의 수명이 단축되거나 열효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 녹은 철을 포함하는 재질의 배관에서 발생하는 것으로, 현재 음용수용 배관에 녹스는 재질을 사용할 수 없다. 그러나 기존의 배관을 부분적으로 교체하는 경우 같은 재질로 교체하는 것이 일반적이므로 현재에도 여전히 문제가 될 수 있다.

또한, 스케일은 어떤 재질의 배관에도 발생하며, 배관 내벽에 단단히 침착되어 배관의 통로를 좁게 할 뿐 아니라 균일하지 못한 표면의 틈에 이물질이 끼고, 이로 인해 세균이 번식하는 등 배관 내부의 위생을 불량하게 할 수 있다. 또한, 난방배관이나 급탕배관의 열효율을 떨어뜨려 에너지 낭비를 초래하는 것이 문제이다. 특히, 급탕배관은 통상적으로 탄소강관(carbon steel pipe)의 흑관에 아연도금을 한 아연 도강관으로 되어 있고, 온수의 흐름이 지속적으로 일어나 철과 아연의 전위 역전현상이 발생할 수 있다. 이에 따라, 이러한 현상이 나타나는 구간에서 철의 집중적인 부식이 일어나 관의 수명을 단축시킬 수 있다. 따라서 각종 배관 내에 상기 수처리 장치를 하나 내지 복수 개 배치하거나, 배관의 시작되는 부분에 하나 또는 복수 개를 연속으로 배치하여 배관의 내구성을 유지하고 수명을 연장시킬 수 있다.

다음으로, 수질개선장치는 알칼리성 환원수가 유용하게 작용할 수 있는 모든 분야에 적용될 수 있다. 크게, 인체에 적용되는 경우와 농축산업에 적용하는 경우로 나누어볼 수 있다.

인체에 적용하는 것은 본 발명의 수처리 장치로 처리한 알칼리성 환원수를 아토피나 각종 피부염증, 건조증 등을 완화하는 데 이용하는 것이다. 최근 아토피 피부염은 사회문제가 될 정도로 심각한 문제이며 이를 해결하기 위한 방법 중 하나로 수질을 개선하는 방법이 있을 수 있다. 상기 수처리 장치를 거친 알칼리성 환원수는 환경에서 유발되는 가려움증을 일으키는 각종 먼지와 세균 등을 계면활성제의 도움 없이도 용이하게 분리할 수 있고, 아토피 환자가 일반적으로 고온의 물에 거부반응을 나타내는 것에 비하여 고온이지만 알칼리성 환원수는 거부반응이 낮은 것으로 나타났다.

따라서 옥내의 샤워나 세면시설의 배관 내 또는 수돗물의 출구인 수도꼭지의 근접한 위치에 수처리 장치를 배치함으로써 상기의 피부개선효과를 거둘 수 있다. 또한, 장치가 이미 구비되어 있지 않은 가정 등에서도 상기 수처리 장치를 쉽게 설치할 수 있도록 샤워기에 수처리 장치가 부설된 제품을 고려할 수도 있다. 필요에 따라, 상기 수처리 장치가 부설된 샤워기를 배치하여 사용하고, 수처리 장치의 수명에 따라 다른 제품으로 쉽게 교환하여 사용할 수 있다.

상기 수처리 장치를 농업용수의 배관에 적용하는 경우, 그 알칼리성 환원수는 산성화된 토지를 석회물질을 이용하거나 객토를 함이 없이 토질을 증진시킬 수 있고, 자라는 식물에 적용할 때 수분의 흡수력을 높여 생장을 촉진할 수 있다. 또한, 출하하기 직전의 농작물의 표면을 알칼리성 환원수로 처리하면 세정력이 뛰어나 기생충이나 그 알 등을 제거하는 데 효과적이다. 또한, 알칼리성 환원수의 항균성으로 인해 농약을 사용하지 않거나 적게 사용하고도 기본적인 병충해를 예방할 수 있고, 수경재배에서는 물의 부패를 억제할 수 있다. 나아가, 식물의 출하 후에도 신선도를 장기간 유지하여 보존성을 높일 수도 있다.

또한, 상기 수처리 장치를 축산용수의 배관에 적용하는 경우, 그 알칼리성 환원수는 가금류의 지방과 콜레스테롤을 감소시켜 육질을 개선할 수 있고, 젖소의 경우 원유의 단백질을 증가시킬 수 있다. 그 밖에 각종 가축들의 성장을 촉진시킬 수 있다. 또한, 알칼리성 환원수의 항균성으로 인해 항생제를 사용하지 않거나 적게 사용하면서도 가축들의 내성을 향상시키거나 축사의 악취를 경감할 수 있다. 농축산용수를 상기 수처리 장치로 처리할 필요가 있는 경우, 농축산용수는 일반적으로 지하수를 이용하므로 지하수 펌프와 저수조의 사이에 이를 설치하여 사용할 수 있고, 경우에 따라 용수를 직접 사용하는 호스에 부설하여 사용할 수도 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 수처리 장치의 길이와 폭은 배관의 상태에 따라 달리 할 수 있고, 용도에 따라 기전력 공급부의 면적 등도 조절할 수 있다. 또한, 상기 기전력 발생부를 이루는 마그네슘 판과 황동 판은 산화전극과 환원전극으로서, 본 발명의 범주 내에서 동일한 기능을 발휘할 수 있는 한 다른 재질을 적용하는 것도 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 금속간 전위차를 이용한 제1 수처리 장치의 단면도이다.

도 2는 도 1의 A-A선으로 절단한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 금속간 전위차를 이용한 제2 수처리 장치의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 금속간 전위차를 이용한 제3 수처리 장치의 단면도이다.

*도면 주요부분에 대한 부호에 대한 설명*

10: 제1 하우징 12: 유입구

14: 유출구 16: 관통 홀

18: 제2 하우징 20: 고정부

30: 제1 기전력 발생부 32: 제1 마그네슘 판

34: 제1 황동 판 36: 리드 선

40: 내부영역 50: 제2 기전력 발생부

52: 제2 마그네슘 판 54: 제2 황동 판

Claims (11)

1. 내부로 물의 유입 및 외부로 유출할 수 있는 하우징; 및

   상기 하우징 내에 배치되어 갈바니 전위차에 의해 기전력을 발생시키는 기전력 발생부를 포함하여 구성되며,

   상기 기전력 발생부는,

   상기 하우징과 일정한 간격만큼 이격되고 금속이 산화되어 전자를 발생시키는 산화전극;

   상기 하우징과 산화전극에 각각에 일정한 간격만큼 떨어져 배치되며 상기 산화전극에서 발생된 전자에 의해 수소기체를 발생시키는 환원전극; 및

   상기 산화전극과 환원전극을 연결하는 리드선 또는 리드 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 외부에서 물이 유입되는 유입구와 상기 유입구와 독립되어 수처리된 처리수가 유출되는 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 외부에서 물이 유입되는 동시에 수처리된 처리수가 유출되는 복수 개의 관통 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 원통형 또는 다각형의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 산화전극은 마그네슘으로 이루지고 상기 환원전극은 황동으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 산화전극과 환원전극은 원통형, 판형 및 파형 중에 선택된 어느 하나의 형태 또는 서로 다른 형태의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 리드 선 또는 리드 판의 길이는 상기 산화전극과 환원전극 사이의 간격과 적어도 동일한 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 리드 선 또는 리드 판은 상기 산화전극과 환원전극 사이에 서로 간격을 두고 복수 개가 배치된 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중에 선택된 어느 한 항의 수처리 장치는 물이 연속적으로 흐르는 배관의 녹 또는 스케일을 제거하는 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치를 응용하는 방법.
10. 제1항 내지 제8항 중에 선택된 어느 한 항의 수처리 장치는 물이 연속적으로 흐르는 배관의 물을 알칼리수로 변환시키는 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치를 응용하는 방법.
11. 제1항 내지 제8항 중에 선택된 어느 한 항의 수처리 장치는 물이 연속적으로 흐르지 않고 저장되어 있는 물을 알칼리수로 변환시키는 것을 특징으로 하는 금속간 전위차를 이용한 수처리 장치를 응용하는 방법.

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