KR20110093440A - 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기에 관한 것이다. 이는 길이방향으로 연장된 원통형 내부공간을 가지며 외부로부터 유입된 물을 그 내부로 통과시키는 하우징과; 상기 하우징 내에 설치된 상태로 하우징을 통과하는 물에 자기력을 가하여 물을 자화 처리하는 자화부와; 상기 하우징의 내부에 설치되며 하우징내로 유입하여 상기 자화부로 이동하는 물의 유동압력을 전달받아 전기를 발생함과 아울러 자화부로 이동하는 물을 난류의 흐름으로 전환하는 발전부와; 상기 발전부와 전기적으로 연결되며 하우징 외부로 연장되고 발전부에서 발생된 전기를 하우징 외부의 전력수요처로 공급하는 전력공급부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기는, 자석으로 이동하는 물분자 클러스터를 미리 쪼개어 놓음으로써 짧은 시간에 충분한 자화가 가능하여 물 자화성능이 좋고, 또한 물의 유동압력을 이용해 전기를 발생하고 발생된 전기를 수도계량기의 동파방지용도나 기타 용도로 사용할 수 있어, 물의 자화 뿐 아니라 수도시설의 유지에도 응용할 수 있다.

Description

수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기{Hexagonal water product device having electric generator operating by water pressure}

본 발명은 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기에 관한 것이다.

이를테면 가정이나 병원 또는 학교 등지에서 이미 많이 사용되고 있는 물 자화처리기는, 물에 강력한 자기력을 가하여 물분자가 육각고리구조를 갖는 이른바 육각수로 변화되도록 하는 장치이다. 상기 육각수는 약알칼리성으로서 인체를 구성하고 있는 세포 내부의 물 구조와 같아 체내 흡수율이 높으며 육각수가 아닌 물보다 건강에 이롭다고 알려져 있다. 또한 파이프를 내부 유동하는 물에 자기력을 가하여 육각수로 변화시키면 파이프 내벽면에 녹이나 스케일이 발생하는 것을 억제하여 부식을 방지하고 파이프의 수명을 연장할 수 있다.

상기한 물 자화처리기의 설치 위치는 여러 가지 경우에 따라 달라질 수 있으나 가정에서는 대략 도 1에 도시한 바와같이 수도계량기함(11)에 설치하는 경우가 대부분이다.

도 1은 종래의 물 자화처리기가 구비된 수도계량기함의 내부 모습을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상수도시설로부터 가정으로 분기되어 들어온 도입파이프(15)에 계량기(13)가 연결되어 있고, 상기 계량기(13)는 주름관(29)을 통해 물 자화처리기(21)에 연결됨을 알 수 있다. 또한 상기 물 자화처리기(21)의 출구와 옥내파이프(17)도 주름관(31)으로 연결되어 있다. 상기 옥내파이프(17)는 수돗물을 해당 가구내로 공급하는 파이프로서, 예컨대 보일러나 화장실 또는 부엌 등으로 분기된다.

상기 도입파이프(15)를 통해 화살표 a방향으로 들어온 물은, 계량기(13)와 주름관(29)을 거친 후 물 자화처리기(21)에서 자화되고, 주름관(31)과, 옥내파이프(17)를 통해 화살표 z방향을 따라 유동한다. 물이 자화된 상태로 공급되는 것이다.

도 2는 상기 도 1에 도시한 물 자화처리기(21)의 내부 구조를 도시한 단면도이다.

도시한 바와같이, 상기 물 자화처리기(21)는, 원통의 내부공간(23a)을 제공하고 일단부에 유입구(23b)를 갖는 하우징(23)과, 상기 하우징(23)에 결합하여 내부공간(23a)을 밀폐하고 중앙부에 유출구(25a)를 구비한 밀폐캡(25)과, 상기 하우징(23)과 밀폐캡(25)을 밀착 고정시키는 클램프(도 1의 27)와, 상기 내부공간(23a)에 고정되는 자석(33)으로 구성된다.

상기 자석(33)은 영구자석으로서, 유입구(23b)로 들어와 유출구(25a)로 빠져나가는 물에 강력한 자기력을 가하여 물을 자화시킨다. 외부로부터 공급되는 물이 하우징(23)을 통과하면서 자화수로 변화되어 옥내로 공급되는 것이다.

그런데 상기한 종래의 물 자화처리기는, 물의 자화(磁化)가 자석(33)의 자기력에만 의존하므로 자화성능을 어느 이상 끌어올릴 수 없다는 한계를 갖는다. 공지의 사실과 같이, 물 자화처리기에 있어서의 자석(33)은, 물분자 클러스터를 잘게 쪼개고 다른 형태로 재결합시키는 과정을 유도하는 것인데, 대부분의 경우 물이 유입구(23b)로 들어와 유출구(25a)로 빠지는 시간이 짧기 때문에, 물분자 클러스터를 충분히 쪼개고 재결합시킬 수 있는 여유가 없어 자화율이 높지 않는 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 자석으로 이동하는 물분자 클러스터를 미리 쪼개어 놓음으로써 짧은 시간에 충분한 자화가 가능하여 물 자화성능이 좋고, 또한 물의 유동압력을 이용해 전기를 발생하고 발생된 전기를 수도계량기의 동파방지용도나 기타 필요 용도로 사용할 수 있어, 물의 자화 뿐 아니라 가령 수도시설의 유지에도 응용할 수 있는 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기는, 길이방향으로 연장된 원통형 내부공간을 가지며 외부로부터 유입된 물을 그 내부로 통과시키는 하우징과; 상기 하우징 내에 설치된 상태로 하우징을 통과하는 물에 자기력을 가하여 물을 자화 처리하는 자화부와; 상기 하우징의 내부에 설치되며 하우징내로 유입하여 상기 자화부로 이동하는 물의 유동압력을 전달받아 전기를 발생함과 아울러 자화부로 이동하는 물을 난류의 흐름으로 전환하는 발전부와; 상기 발전부와 전기적으로 연결되며 하우징 외부로 연장되고 발전부에서 발생된 전기를 하우징 외부의 전력수요처로 공급하는 전력공급부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발전부는; 상호 대향 배치되는 다수의 자석 및 계자코일을 포함하고 하우징내에 고정되는 고정자와, 상기 고정자의 자석 사이에 회전 가능하도록 위치하며 외력에 의해 축회전하여 상기 고정자와의 상호 작용에 의해 전기를 발생하는 회전자를 갖는 회전전기자형 발전기로서, 상기 회전자의 회전 샤프트는, 하우징의 길이방향에 직교하는 방향으로 연장되어 그 양단부가 하우징의 내벽면에 회전 가능하도록 지지되고, 상기 회전자의 양측부에는, 하우징을 통과하는 물의 유동압력을 전달받아 회전자를 회전시키는 다수의 버켓이 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 하우징의 내부에는 상기 발전부를 그 내부에 수용하는 유선형 케이싱이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자화부는; 환봉의 형태를 취하고 상기 하우징의 중심축부에 배치되며 그 표면이 폴리에틸렌으로 코팅된 자석과; 상기 자석을 하우징의 중심축부에 지지하는 자석 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발전부와 자화부는 연결관으로 연통된 별도의 하우징에 독립적으로 장착된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기는, 자석으로 이동하는 물분자 클러스터를 미리 쪼개어 놓음으로써 짧은 시간에 충분한 자화가 가능하여 물 자화성능이 좋고, 또한 물의 유동압력을 이용해 전기를 발생하고 발생된 전기를 수도계량기의 동파방지용도나 기타 용도로 사용할 수 있어, 물의 자화 뿐 아니라 수도시설의 유지에도 응용할 수 있다.

도 1은 종래의 물 자화처리기가 구비된 수도계량기함의 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 상기 도 1에 도시한 물 자화처리기의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기의 구성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 상기 도 3에 도시한 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기의 발전부를 별도로 도시한 도면이다.
도 6은 상기 도 3에 도시한 자화부를 분해하여 도시한 일부 절제 사시도이다.
도 7은 상기 도 3에 도시한 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기가 적용된 수도계량기함의 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기의 다른 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로 본 실시예에 따른 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기(41)는, 물이 통과하는 하우징(43) 내에 발전부(49)를 설치하되, 발전부(49)로 하여금 자석으로 향하는 물분자 클러스터를 잘게 쪼개고, 또한 물의 유동압력을 활용해 전기를 생산하게 함으로써, 물 자화성능을 높이고 전기에너지를 더불어 얻을 수 있는 일거양득의 특징을 갖는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기의 전체적인 구성을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 4 및 도 5는 상기 도 3에 도시한 자화환원 육각수기의 발전부를 별도로 도시한 도면이다. 또한, 도 6은 상기 도 3에 도시한 자화부를 분해하여 도시한 일부 절제 사시도이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기(41)는, 길이방향으로 연장되며 일단부가 개방된 원통형 내부공간(43b)을 갖는 하우징(43)과, 상기 하우징(43)의 일단부에 맞추어져 하우징의 내부공간을 밀폐하는 밀폐캡(45)과, 상기 하우징(43)과 밀폐캡(45)을 고정시키는 클램프(47)와, 상기 하우징(43)의 내부에 각각 배치되는 발전부(49)와 자화부(51)와 이온환원부(51b)를 포함한다.

도면부호 43a는 하우징(43)의 내부로 물을 받아들이는 유입구이다. 또한 상기 밀폐캡(45)의 중앙부에는 물이 빠져나가는 유출구(45a)가 형성되어 있다.

상기 발전부(49)는 하우징(43)을 통과하는 물의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 것으로서, 회전전기자형 발전기와, 상기 회전전기자형 발전기를 감싸 수용하는 유선형 케이싱(49a)으로 이루어진다. 상기 케이싱(49a)은 도 4에 도시한 바와같이, 물의 흐름에 최소의 저항을 받도록 유선형으로 제작된다. 상기 케이싱(49a)은 스포일러(spoiler)를 연상케한다.

상기 케이싱(49a)의 양측부 중앙에는 일정직경의 개방구(49p)가 마련되어 있다. 상기 개방구(49p)는 후술할 버켓(49k)과 샤프트(49g)가 케이싱(49a) 외부로 연장되도록 형성한 구멍이다.

상기 회전전기자형 발전기 자체는 일반적인 공지의 것으로서, (회전계자형 발전기와 달리) 고정된 고정자(49b)와, 상기 고정자(49b)의 내부에서 회전하는 회전자(49c)를 갖는다.

즉, 상기 회전전기자형 발전기는, 그 상하단부가 하우징(43)의 내벽면에 고정되며 내측부에 상호 대향하는 자석(49d)과 계자권선(49e) 등을 갖는 고정자(49b)와, 상기 자석(49d)의 사이에 회전 가능하게 구비되며 물의 유동압력에 의해 회전하고 코일(49f)이 감겨있는 디스크형 회전자(49c)를 기본 구성으로 갖는다.

상기 계자권선(49e)은 하우징(43)의 외부로 연장되어 전력선(49m)과 전기적으로 접속된다. 상기 전력선(49m)은 발전부(49)에서 발생한 전력을 외부의 전력 수요처로 공급하는 전기선이다. 상기 전력선(49m)을 통해 공급되는 전기를 다양한 용도로 사용할 수 있다. 가령 도 7에 도시한 바와같이 계량기(13)의 동파 방지용으로 사용될 수 도 있고, 또는 물을 살균하기 위한 살균용 UV램프를 구동하기 위해 사용될 수 도 있는 것이다. 상기 전기의 응용범위는 경우에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.

상기 회전자(49c)의 회전 중심에 구비되는 샤프트(49g)는 하우징(43)의 길이방향에 직교하는 방향으로 연장되어 그 양단부가 하우징(43)의 내벽면에 베어링(49n)으로 지지된다. 또한 상기 회전자(49c)의 양측부에는 다수의 버켓(49k)이 고정되어 있다. 상기 버켓(49k)은 샤프트(49g)를 중심으로 대칭을 이루며 물의 유동압력을 회전자로 전달한다.

특히 상기 버켓(49k)은 유입구(43a)로 들어와 자화부(51)로 이동하는 물의 유동장 내부에서 회전하며 물분자 클러스터를 파괴하여 잘게 쪼개는 역할을 겸한다. 따라서 물은 상기 발전부(49)를 통과하며 버켓(49k)에 부딪혀 잘게 쪼개어져 활성화된 상태로 자화부(51)측으로 이동한다.

한편, 상기 자화부(51)는 발전부(49)에 의해 활성화된 물을 자화시키는 것으로서, 환봉의 형태를 취하는 자석(51c)과, 상기 자석(51c)을 하우징(43)의 중심축부에 위치시키는 지지디스크(51a)로 구성된다. 상기 자석(51c)의 주연부에는 이온환원부(51b)가 구비된다.

상기 자석(51c)은, 자기력을 갖는 자석본체(51n)와, 상기 자석본체(51n)를 감싸 보호하는 코팅막(51p)으로 이루어진다. 상기 코팅막(51p)은 폴리에틸린으로 형성된 보호막이다.

아울러 상기 자석(51c)의 상하단부에는 암나사구(51m)가 마련되어 있다. 상기 암나사구(51m)는 지지디스크(51a) 중앙의 볼트구멍(51g)을 통과한 고정볼트(51e)가 결합하는 부분이다. 상기 고정볼트(51e)를 이용해 자석(51c)의 상하단부에 지지디스크(51a)를 고정시킴으로써, 자석(51c)을 하우징(43)의 내부 중앙에 위치시킬 수 있게 된다.

상기 지지디스크(51a)는, 일정 직경을 갖는 원판형 부재로서 상기한 중앙의 볼트구멍(51g)과 다수의 관통구(51f)를 갖는다. 상기 관통구(51f)는 물을 지지디스크(51a)의 두께방향으로 통과시키는 구멍이다. 상기 관통구(51f)의 형상이나 개수는 경우에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.

상기 이온환원부(51b)는 자석(51c)의 주변을 통과하는 물에 원적외선을 인가하는 역할을 하는 것으로서, 그물망케이스(51r)와 상기 그물망케이스(51r)의 내부에 채워지는 이온환원물질(51q)로 구성된다.

상기 그물망케이스(51r)는 소정 메시를 갖는 그물망체로 제작되며 그 내부로 물을 통과시켜 물이 이온환원물질(51q)의 사이를 통과하도록 한다. 또한 상기 이온환원물질(51q)에는 세라믹이나 토르말린 또는 맥반석이나 황토볼 등이 포함된다. 상기 이온환원물질은 물분자 클러스터를 세분화하며 분자운동을 활성화하고 물을 이온화시키는 물질이다.

결국 상기 발전부(49)를 통과한 물은 자화부(51)와 이온환원부(51b)를 거치면서 자화됨과 아울러 원적외선에 의해 활발한 파동을 부여받아 이온 및 환원된 상태로 유출구(45a)를 통해 수요처로 공급된다.

도 7은 상기 도 3에 도시한 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기가 적용된 수도계량기함의 내부 모습을 도시한 도면이다.

상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도면을 참조하면, 상기한 계량기(13)가 발열체(53)에 감싸여 있고, 전력선(49m)이 발열체(53)에 접속되어 있음을 알 수 있다. 상기 발열체(53)는 동절기에 계량기(13)의 동파를 방지하기 위한 것으로서 기존의 면상발열체를 적용할 수 있다. 알려진 바와같이 면상발열체는 외부로부터 공급받은 전력에 의해 열을 발생하는 성질을 가지므로, 수도계량기함(11) 내부의 계량기(13)를 감싼 상태로 상기 발전부(49)로부터 발생된 전기를 발열체(53)에 인가하여 계량기(13)의 동파를 막을 수 있는 것이다.

특히, 도 7에는 상기 발전부(49)로부터 발생한 전기를 동파방지용으로 사용하였지만, 필요에 따라 다른 용도로 얼마든지 활용할 수 있다. 가령 UV살균램프를 설치하고 상기 살균램프를 구동하는 에너지로 사용할 수 도 있는 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기의 다른 예를 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 상기 발전부(49) 및 자화부(51)가 별도의 하우징(43)에 각각 설치된 상태로 주름관(55)으로 연결되어 있다. 이와같이 발전부(49)와 자화부(51)를 별도의 하우징에 수납하고 주름관(55)으로 연결한 것은, 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기(41)를 설치할 장소의 내부 공간이 협소할 경우를 대비한 것이다. 주름관(55)은 플렉시블한 성질을 가지므로, 도 8과 같이 발전부(49)와 자화부(51)를 작은 하우징(43)에 장착하고 주름관(55)으로 연결하여 여건에 따라 주름관(55)을 구부려 발전부(49)와 자화부(51)의 위치를 조절할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:수도계량기함 13:계량기 15:도입파이프
17:옥내파이프 21:물 자화처리기 23:하우징
23a:내부공간 23b:유입구 25:밀폐캡
25a:유출구 27:클램프 29,31:주름관
41:수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기
33:자석 43:하우징 43a:유입구
43b:내부공간 45:밀폐캡 45a:유출구
47:클램프 49:발전부 49a:케이싱
49b:고정자 49c:회전자 49d:자석
49e:계자권선 49f:코일 49g:샤프트
49k:버켓 49m:전력선 49n:베어링
49p:개방구 51:자화부 51a:지지디스크
51b:이온환원부 51c:자석 51e:고정볼트
51f:관통구 51g:볼트구멍 51m:암나사구
51n:자석본체 51p:코팅막 51q:이온환원물질
51r:그물망케이스 53:발열체 55:주름관

Claims (5)

1. 길이방향으로 연장된 원통형 내부공간을 가지며 외부로부터 유입된 물을 그 내부로 통과시키는 하우징과;
   상기 하우징 내에 설치된 상태로 하우징을 통과하는 물에 자기력을 가하여 물을 자화 처리하는 자화부와;
   상기 하우징의 내부에 설치되며 하우징내로 유입하여 상기 자화부로 이동하는 물의 유동압력을 전달받아 전기를 발생함과 아울러 자화부로 이동하는 물을 난류의 흐름으로 전환하는 발전부와;
   상기 발전부와 전기적으로 연결되며 하우징 외부로 연장되고 발전부에서 발생된 전기를 하우징 외부의 전력수요처로 공급하는 전력공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 발전부는;
   상호 대향 배치되는 다수의 자석 및 계자코일을 포함하고 하우징내에 고정되는 고정자와, 상기 고정자의 자석 사이에 회전 가능하도록 위치하며 외력에 의해 축회전하여 상기 고정자와의 상호 작용에 의해 전기를 발생하는 회전자를 갖는 회전전기자형 발전기로서,
   상기 회전자의 회전 샤프트는, 하우징의 길이방향에 직교하는 방향으로 연장되어 그 양단부가 하우징의 내벽면에 회전 가능하도록 지지되고,
   상기 회전자의 양측부에는, 하우징을 통과하는 물의 유동압력을 전달받아 회전자를 회전시키는 다수의 버켓이 구비된 것을 특징으로 하는 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 하우징의 내부에는 상기 발전부를 그 내부에 수용하는 유선형 케이싱이 더 구비된 것을 특징으로 하는 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 자화부는;
   환봉의 형태를 취하고 상기 하우징의 중심축부에 배치되며 그 표면이 폴리에틸렌으로 코팅된 자석과;
   상기 자석을 하우징의 중심축부에 지지하는 자석 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 발전부와 자화부는 연결관으로 연통된 별도의 하우징에 독립적으로 장착된 것을 특징으로 하는 수압을 이용한 무전원 전기 발생장치를 채용한 자화환원 육각수기.

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