KR20140047047A - 매체, 특히 액체를 물리적으로 처리 및/가열하는 방법, 및 그 방법을 수행하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매체, 특히 액체를 물리적으로 가공 및/또는 가열하는 방법에 관한 것이다. 공지 방법의 높은 에너지 소비를 회피할 수 있으며, 극성 및/또는 이온성 전기화학적 전위 및 전기화학적 신호 RC AC에 노출되는 유체역학적으로 가공된 매체에 의해 환경영향이 감소된다.

Description

매체, 특히 액체를 물리적으로 처리 및/가열하는 방법, 및 그 방법을 수행하는 장치{METHOD FOR PHYSICALLY WORKING AND/OR HEATING MEDIA, IN PARTICULAR LIQUIDS, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD}

본 발명은 청구항 1의 전제부에서 일반적으로 정의된 것 같은 액체를 물리적으로 처리 및/또는 가열하는 방법과, 그 방법을 수행하는 장치, 여기 장치, 및 기술적 처리 노드와의 접속에 관한 것이다.

물과 작용하고 그 외의 화학적 복합물(메탄, 알콜, 에탄올 등), 기본 물질(순수한 수소 가스, 기체 헬륨 등), 균질성 복합물(공기 해수 식염수, 황산동 용액 등의 수용액 등), 콜로이드 복합물(우유, 혈액 등), 이질성 복합물(서스펜션, 에멀션, 포옴, 에어로졸)과 작용하는 액체 및 기체 매체를 기술적으로 처리하는 것이 알려져 있다. 이들 여기 장치들은 매체가 유기, 무기, 극성, 비극성, 중성 또는 합성 형태로 된 생화학, 석유화학기술, 화학기술 등에 사용된다.

액체나 기체 매체(처리대상 재료이거나 또는 기술적 상태를 향상시키는 보조 재료)와 작용하는 이런 기술들은 분자의 에너지 결합 및 분자간의 에너지 결합에 의해 정의된다. 유동성, 전기전도성, 표면장력 등의 결정적인 특성의 크기는 그 에너지 결합에 따라서 달라진다. 이들 매체의 넓은 응용 때문에 그리고 이들이 너무 많기 때문에, 이들 기술은 본 발명의 범위내에서 구체적으로 규정될 수 없다. 이들 매체들은 물, 소다수, 산, 유기 및 무기 액체, 탄화수소 구체적으로는 연료, 원유, 가솔린, 등유, 광유, 액체 비료 등 같은 분자 조성의 전체 범위에서 액체 및 기체를 수반한다.

위에 언급한 매체들과 관련 있는 소성, 연소, 가열, 냉각, 용액 및 콜로이드의 제조, 및 증류, 정제, 증발, 침전 등의 분리 같은 기술들은 에너지, 시간 및 재료가 소비된다.

매체의 온도 변화(가열, 냉각)를 필요로 하는 이들 기술들은 고체, 액체 및 기체 연료, 전기 에너지, 일광, 지면으로부터의 열(지열), 열펌프 등에 의해 실시된다.

이들 방법의 결점은 에너지를 많이 소비하고, 연소시에 연료가 환경에 악영향을 준다는 것이다. 차량 교통, 항공 교통, 및 선박 교통의 경우에 그 영향은 수배 더 커지고 나빠진다.

예를 들어 터빈을 구동하기 위해 가열 매체로서 물을 사용하거나 증기의 생성에 물을 사용하는 경우, 이 매체는 그 영향의 일부 또는 전부를 줄이기 위해 복잡한 처리를 필요로 한다. 특히 크러스트의 생성 때문에 환기도 제공해주어야 한다. 이 처리에서는 기술 시스템의 표면, 연소실의 기능 표면 및 라디에이터, 열교환기, 가열장비 및 히터 등의 기계의 기능 표면에서 손상이 발생한다.

PCT 출원 제 WO2007/045487호에 따른 물에 의한 가열에 있어서는 가열이 느리고 때때로 불필요하다. 여기서 기술된 설비는 특히 처리된 매체의 변화를 대상으로 하는 가열 유형의 예기치 못한 상호작용 때문에 추가의 연구의 주제였다. 발견된 물리적 변화는 전술한 용도에서 언급한 증류수, 탈염수(demineralized water), 지열수, 알콜, 오일, 가스, 원유, 가솔린, 등유, 메탄, 바이오가스 및 그 외의 매체 같은 추가의 실시에 사용되었다.

미국특허 제 4,427,544호에는 물을 제조하기 위한 고압자석발전기-전기화학적 반응기가 설명되어 있는데, 이는 입구 및 출구를 갖는 비자성 파이프라인 상에 위치한다. DC원은 파이프라인의 외부에 장착된다. 내부에는 회전 터빈이 있는데, 이는 파이프라인 속에 지지된 강자성봉상에 배치된다. 회전 터빈은 전류를 발생시키는데, 이는 파이프라인 속의 석회의 형성에 영향을 주어 에너지 설비 및 열교환기에서는 크러스트의 형성을 방지하는 보호층을 형성한다.

미국특허 제 5,384,627호는 재료의 전해처리 방법 및 장치를 보여주는데, 처리될 재료는 전자기장이 작용하는 전해질 속에 저장된다. 처리될 재료의 표면상에서 이 전자기장은 처리될 재료를 화학적 및 물리적으로 변화시킬 수 있는 전자기력 및 동전기력(electrokinetic force)을 유발한다. 여기에는 하나의 예를 들자면 최적의 pH값을 갖는 이온, 산, 염기 등 같은 처리 재료를 갖는 전해질로 보충된 반응기를 수반하며, 또한 테이크업 전극이나 혼합 장치 및 환원제도 갖는다. 반응기는 다수의 가능한 실시형태를 가지며, 테이크업 전극은 음극 금속에 연결된다. 이 방법은 처리대상 재료의 표면을 굳히는데 이용된다.

미국특허 제 4,061,551호는 알칼리성 용액에서 갈륨을 추출하는 방법을 보여준다. 이는 예를 들어 온도계 등의 반도체 요소에 대한 구성요소로서 사용하기 위해 용액으로부터 갈륨을 획득하는 방법을 수반한다. 또한 이는 애노드와 액체 금속 캐소드를 구비한 컨테이너를 포함하는 장치를 수반하며, 전해질은 갈륨 용액을 포함한다. 전자기장은 알칼리 전해질로부터 전극으로의 갈륨의 이동을 가속시킨다.

미국특허 출원 제 2007/002961호는 석회를 제거하기 위해 전자기파에 의해 물을 제조하기 위한 방법 및 장치를 보여준다. 이는 전자기 신호원에 연결된 파이프라인의 일부가 전자기 유도 권선을 구비한다. 전자기장은 파이프라인의 내부에서 발생된다.

독일 특허 공개 제 DE 888537호는 애노드 및 캐소드와 동시에 가열 및 냉각체상에 침착물이 형성되는 것을 피하기 위해 용액으로부터 고체를 분리하는 방법을 보여준다. 이 기술은 자석의 작용을 이용하여 이루어지는데, 그 자기장은 DC이던지 AC이던지간에 영구자석에 의해 발생되거나 형성된다. 다른 실시형태에 있어서, 그 효과는 고주파전자계에 의해 증대된다.

영국 특허 제 GB 2 433 267호는 정전전자기장 및 유도전자장을 갖는 장치를 보여준다. 이는 전자기 발전기가 권선에 연결된 정전 환원 장치를 수반한다. 이 권선은 반응물이 내부에 배치되는 컨테이너의 전체 주위에 걸쳐서 외부에 형성된다. AC 발전기는 용기 내에서 AC 전극에 연결된다. AC 발전기는 컨테이너의 베이스에 연결되고 반응물은 액체와 고체 응집 상태를 모두 갖는다.

몰도바 특허 공개 제 MD 4055호는 천연 광천수를 연화시키는 방법 및 장치를 보여준다. 이 장치에는 물입구를 갖는 중공 캐소드에 의해 물을 작용시키는 별개의 챔버가 있다. 캐소드는 고주파 자기 충격원인 컨버터에 연결된 권선상에 배치된다. 캐소드에 의해 처리된 물은 밸브를 통해 배출될 수 있다. 그러나 물은 또한 캐소드의 외주에 걸쳐 반대 방향으로 흘러서 제 2 연속 출구를 통해 배출될 수 있다. 애노드와 캐소드 사이에는 세라믹막이 있으며, 별개의 애노드 챔버는 자체 입구 및 출구를 가지고 DC 원의 양극에 연결된다. DC원의 음극은 캐소드에 연결된다. 이 특허 공개는 또한 그 장치 내의 광천수의 전기화학적 처리용 파라미터도 설명한다.

전술한 모든 문헌들의 공통적인 목적은 유동 방향으로의 정지 및 이동 구성요소와 함께 수면상에서의 자기장이나 전자기장의 작용에 의해 파이프라인상의 크러스트 형성을 방지하는 것이다. 또 다른 그룹의 문헌들은 전극에 의한 음이온 및 양이온의 획득시의 변화, 또는 이들 원소에 의한 표면의 풍부화에 의해 처리될 재료에 관한 것으로서, 그 목적은 항산화 보호층의 견고화 또는 형성, 또는 용액(전해질)로부터의 원소의 회수다.

본 발명의 목적은 매체의 물리적 및/또는 화학적 특성의 원인인 분자내 그리고 분자와 매체 사이의 힘과 에너지의 변화를 변경하기 위해 액체나 기체 형태의 매체를 처리하는 것이다.

본 발명의 본질은 액체 및 기체 상태의 유체역학적으로 처리된 매체가 극성 및/또는 이온성 전기화학적 전위를 받고 전기화학적 신호 RC AC를 받는 것이다. 물리적, 생물학적, 화학적, 생물화학적 및 그 외의 기술 전에 매체의 적어도 일부가 처리된다면 충분하다.

정제시에는 물리적, 생물학적, 화학적, 생물화학적 및 그 외의 기술 전에 매체의 전량이 여기 장치 속에서 처리된다. 최선의 처리방법은 매체가 여기 장치의 본체를 1회 이상 또는 다수 회 의도적으로 통과하는 것이다. 본 발명의 본질은 여기 장치의 본체 내에서 적어도 하나의 제어형 전극이 주파수원에 연결되는 것이다. 이 주파수원은 에너지원에 연결된다. 처리된 매체의 강제 유동 방향으로 또는 강제 유동 없이 온도 변화에 의해 야기되는 유동에 의해 다양한 전기화학적 전위로 형성된 분극 및/또는 이온화 챔버가 이어진다. 기술적으로, 내주 및/또는 축선상의 표준 치수의 본체상에 전기화학적 전위가 형성되는 것이 가장 단순하다. 이 물리적 처리 방법과 여기 장치 및 그 연결의 이점은 물리적 변화 및 그 제어가 보다 크다는 것과, 예를 들어 본 방법이 가열용 상호작용 노드로서 이용되는 경우에 예기치 못한 효과를 야기하는 기술에 대한 여기 장치의 실시의 가열 및 팽창이 가속된다는 것이다. 이 경우에 여기 장치는 종래의 기술과 함께 가열을 가속시키고 가열 장치(보일러)로부터의 출력을 증대시키고 배출을 감소시켜서 환경에 대한 양호한 효과를 갖는다. 이는 다른 기술과 함께 조합하여 특히 유기 및 무기 화학; 석유화학; 천연 가스, 원유 및 연료 처리; 제지, 정수, 에너지 경제 등의 분야에서 촉매로서 작용한다. 전술한 효과들은 분자내 결합 및 분자와 매체 사이의 결합이 변화되며, 액체의 경우에는 기체에서 발생하는 것과 마찬가지로 유동성 및 표면장력이 변화한다는 점에서 얻어진다. 그 결과 더 묽어지며 더 약한 결합을 갖게 되고, 따라서 증발, 가열, 냉각, 건조, 혼합 등 같은 물리적 및 화학적 특성(열함량/엔탈피)이 변화되고 화학적, 물리적, 생물학적 및 생물에너지학적 반응이 변화된다.

이하 본 발명을 첨부 도면과 함께 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 액체 및 기체용 여기 장치를 개략적으로 보여준다.
도 2는 배관 시스템의 세정 모듈에 내장된 여기 장치를 보여준다.
도 3은 열교환기 및 종래의 가열 모듈을 구비한 여기 장치를 보여준다.
도 4는 대직경 파이프라인에 대한 여기 장치의 변형 접속을 보여준다.
도 5는 재분배기의 믹서를 갖는 챔버에 대한 여기 장치의 변형 접속을 보여준다.
도 6은 생물학적, 화학적 및 그 외의 기술적 장치를 갖는 챔버에 대한 여기 장치의 변형 접속을 보여준다.
도 7은 음전극이 매체와 접촉하고 있는 본체의 기본 형태를 보여준다.
도 8은 음전극이 본체의 일부에만 배치된 변형예를 보여준다.
도 9는 다양한 전위를 갖는 2차 음전극을 구비한 변형예를 보여준다.
도 10은 음전극과 2차 음전극 사이에 절연층을 갖는 변형예를 보여준다.
도 11은 다른 음전극을 구비한 변형예를 보여준다.
도 12는 양전극 및 매체로부터 분리된 제어형 전극을 구비한 음전극과 관련된 변형예를 보여준다.
도 13 및 도 13A는 두 개의 변형예에서 제어형 전극 및 양전극을 구비한 대용량 가열 장치를 보여준다.
도 14는 다수의 여기 장치의 라인업을 보여준다.
도 15는 매체용 컨베이어 장치를 구비한 차량내의 여기 장치의 블록도다.
도 16은 15의 여기 장치의 변형예를 보여준다.
도 17은 전극이 수직하게 배향된 변형예를 보여준다.

이하 본 발명을 도 1에 도시한 여기 장치의 모범적 실시형태에 관하여 보다 상세하게 설명한다.

본체(1)에서 액체 및 기체용 여기 장치(10)는 에너지원(63)에 연결된 주파수원(62)에 연결된 적어도 하나의 제어형 전극(6)을 갖는다.

처리된 매체(9)의 강제 유동의 방향으로 또는 강제 유동 없이 온도 변화에 의해 야기된 유동에 의해, 다양한 전기화학적 전위로 형성된 분극실 및/또는 이온화 챔버가 이어진다. 기술적으로 표준 치수의 본체(1)에서 이런 전기화학적 전위가 내주에 그리고 축선상에 형성되는 것이 가장 단순하다. 본체 내의 매체의 유체역학적 유동에서, 본 발명에 따른 액체 및 기체용 여기 장치(10)는 매체(9)의 변화 유형을 결정하는 극성 및/또는 비극성 이온 방식의 본체내의 전기화학적 신호 RC AC 및 여러 가지 다른 전기화학적 신호 같은 물리적 수단에 의해 매체(9)의 일부만을 또는 전체 체적을 보유한다. 본체(1) 내에 위치하는 전기화학적 전위가 예를 들어 표면에 규산염, 테프론, PP 필름 및 PPR 필름 형태의 절연층(3.1, 2.1)을 갖거나, 또는 진공하에서 적용된 층을 갖는다면, 예를 들어 동반되는 효과는 분극 효과다. 이 절연층이 전극의 전기화학적 전위의 일부일 뿐이며 그 표면의 일부가 처리된 매체(9)와 접촉하고 있다면, 동반되는 효과는 이온화 효과다. 도시한 액체 및 기체용 활성 여기 장치(10)는 현존하는 구형 배관 시스템에 사용된다. 유동에 변화가 있다면, 바람직하게는 굴곡부(1.0)에는 축선에서 벗어나거나 그 부근에 플랜지가 고정되며, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 유리, 규산염 세라믹, 또는 전기화학적 전위가 없는 절연재(백금)로 된 본체(1)가 굴곡부(1.0)에 탈착 가능하게 고정된다. 본체(1) 내의 통공, 바람직하게는 원형의 통공은 절연재로 된 차폐판(1.3)에 의해 폐쇄된다. 매체(9)의 유동 위치에서 본체(1)는 측방향에 유입공(4)를 가지며, 그 축선상에 유출공(5)을 갖는다. 본 특정의 모범적 실시형태에서 내측면상에는 본체(1)가 피막 등의 형태의 음극(3)을 갖는다.

다른 실시형태에 있어서, 적어도 일부는 주변의 절연층(3.0)으로 덮힌다. 본체(1)의 축선 부근에 또는 바로 축선에서, 차폐판(1.3)에는 제어형 전극(6)을 갖는 홀더(61)가 수밀(매체 밀봉) 방식으로 고정되며, 봉의 형태 또는 나선형의 전달 장치(64)가 전극 속에 배치되어 이렇게 규산염, 규소 및/또는 석영유리 관 속에 삽입된다. 전달장치(64)는 에너지원(6.3)에 연결된 주파수원(6.2)에 일단부가 탈착 가능하게 또는 슬라이드 가능하게 연결된다. 에너지원(6.3)은 예를 들어 230 V/50 Hz 분배망(distributor network), 또는 태양전지 모듈(photovoltaic module), 배터리나 그 등가물로서 설계될 수 있다. 통합된 제어형 전극(6)(도 12)은 일단부에 예를 들어 양으로 분극된 전극(2)을 갖는데, 이 전극은 공통 규산염 관 속에 배치되며 공극이나 최소의 열팽창을 갖는 절연재료 및/또는 비극성 탄성 재료에 의해 제어형 전극(6)으로부터 분리된다. 양으로 분극된 전극(2)은 예를 들어 C, Ag, Au 등으로 형성되거나, 또는 그 혼합물이나 다른 원소와의 복합물을 포함한다. 다른 형태에서는 제어형 전극(6) 및 양전극(2)의 규산염 관에 양 및/또는 음의 전기화학적 전위를 갖는 피복, 즉 층(21)이 있다. 이렇게 매체(9)는 피복, 즉 층(21)과 직접 접촉하여 이온화된다.

제어형 전극(6), 양전극(2) 및 음전극(3)의 또 다른 형태가 도 7 내지 도 12에 도시되어 있다.

PCT 출원 제 WO2007/045487호에 기술된 일반적 대책의 또 다른 형태(도 2)에서는 매체(9)의 적어도 일부가 예를 들어 배관 시스템의 구성요소인 오물 필터(1.0)에 소급적으로 삽입되는 본체(1) 내의 분극 및/또는 비분극 효과의 매체의 유체역학적 유동의 다양한 전기화학적 전위 및 전기화학적 신호 RC AC에 의해 본체(1) 내에서 물리적으로 처리된다. 이는 매체(9)의 선형 유동으로 기술이 실시되는 형태다. 액체 및 기체용 여기 장치(10)는 본체(1)의 제어형 전극(6)의 한 챔버와 본체(1)의 양으로 분극된 전극(2)의 한 챔버를 포함한다. 유입공(4)은 제어형 전극(6)의 챔버의 통합된 본체(1)의 축선에 위치한다. 양으로 분극된 전극의 챔버는 측방향 유출공(5) 외에도 보조 유입공(4.1)을 갖는다. 제어형 전극(6)의 챔버와 양으로 분극된 전극(2)의 챔버는 연통공(45)을 통하여 본체(1) 내에서 서로 연결된다. 양으로 분극된 전극(2)은 제어형 전극(6)의 챔버의 통합된 본체(1)의 축선에 바로 배치되거나 또는 바람직하게는 기술적 유리로 구성된 규산염 관 속에 배치된다. 본체(1)는 제어형 전극(6)의 별개의 챔버를 구성하는 제 1 본체(1.1), 및 양으로 분극된 전극(2)의 별개의 챔버를 구성하는 제 2 본체(1.2)를 포함한다. 이들 챔버는 차폐판(1.3)을 통하여 서로 연통된다. 규산염 관 속에 배치된 전달 장치(64)는 에너지원(6.3)에 연결된 주파수원(6.2)에 견고하게 및/또는 탈착 가능하게 연결된다. 제어형 전극(6)과 마찬가지로, 양으로 분극된 전극(2)도 플랜지에 탈착 가능하게 고정된 차폐판(1.3) 내의 본체(1)상에 홀더(2.1)를 통하여 배치된다. 본체(1)에는 슬러지공(1.4)과 외측의 폐쇄형 배수공(1.5)이 마련되어 있다. 이렇게 구현된 본체(1)의 외주에는 원통형 필터(1.02)가 있다.

유압적 및 전기적으로 연결된 여기 장치(10)의 다수의 통로를 통해 가열이 이루어서 매체(9)를 처리하는 형태가 도 3에 상세하게 도시되어 있다. 본체(1)는 적어도 하나의 제어형 전극(6) 및 적어도 하나의 양으로 분극된 전극(2)을 갖는다. 이 형태에서 본체(1)가 절연재로 만들어진다면, 음전극(3)은 그 내면에 위치한다. 다른 분극형 형태에 있어서, 본체(1)는 내주상에 또는 그 일부상에만 주변 절연층(3.0)을 갖는다(본체 1의 우측부 및 좌측부 참조). 본체(1)의 내부에는 수밀 방식으로 배치된 적어도 하나의 종래의 가열 모듈, 또는 적어도 하나의 열교환기(17)가 있다. 제어형 전극(6)은 에너지원(63)에 연결된 주파수원(62)에 연결된다. 에너지원(63)은 매체(9)의 컨베이어 공급 장치(15) 및 종래의 가열 모듈(14) 및 그 등가물(레이저, 유도가열 등)에 전기적으로 연결된다. 컨베이어 공급 장치(15)는 그 출구에 의해 본체(1)의 내부와 연통되며, 그 지점에는 홀더(21) 내에 배치된 적어도 하나의 제어형 전극(6)이 위치한다. 홀더(21) 내에 배치된 적어도 하나의 양으로 분극된 전극(2)이 위치하는 지점에서 본체(1)의 챔버로부터 컨베이어 공급 장치(15)로의 입력이 이루어진다. 본체(21)의 내부는 유입공(17.1) 및 유출공(17.2)을 갖는 열교환기(17)를 갖는다. 이들 구멍들은 또한 운동학적으로 역전될 수 있다. 이들은 유입공-유출공이다. 다른 형태에서, 컨베이어 공급 장치(15)의 상류 및/또는 하류에는 2차 여기 장치(16)가 연결될 수 있다. 본체(1)는 폐쇄 가능한 공기/기체 배기구(7) 및 폐쇄 가능한 슬러지 배수구(8)를 갖는다. 본체(1)가 수평 상태로 배치된 경우, 이들 구멍들은 본체(1)의 상측벽 및 하측벽에 위치한다. 유압방식의 연결이 없고 열교환기(17) 및 가열 모듈(14)이 없는 도 3에 도시한 전술한 여기 장치(10)는 물리적, 화학적, 생화학적, 생물학적 및 그 외의 기술 전에 매체(9)의 단일 통로로 매체를 처리하는데 사용될 수 있다.

여기 장치(10)의 또 다른 형태가 도 4에 도시되어 있다. 이 도면은 여기 시간을 최소화하면서도 다량의 매체(9)를 운반하는 대직경 파이프라인상의 배치구조를 보여준다. 유체역학적 챔버(55)는 파이프라인(100)의 일부를 구성하는데, 이 일부에는 유입공(102) 및 유출공(101)이 수밀 방식으로 끼워진다. 이들 구멍에는 개폐 장치(103, 104)를 설치하는 것이 유리하다. 매체(9)용 개폐 장치(103)는 유출공(101)에 배치된다. 컨베이어 공급 장치(15)는 여기 장치(10)의 입구에 연결되는데, 그 출구 파이프라인은 계폐 장치(104)를 통해 유입공(102)과 연통된다. 전자 주파수원(62)은 한편으로는 제어형 전극(106) 및 에너지원(63)과 연결되고 한편으로는 제어 모듈(64)과 연결된다. 제어 모듈(64)은 컨베이어 공급 장치(15)에 연결될 뿐만 아니라 연속적으로 또는 증분식으로 동작하는 제 1 전자 개폐기(65) 및 제 2 개폐기(66)에도 연결된다. 주파수원(62)은 AC 또는 DC 에너지원(63)에 연결된다. 제어 모듈(64)은 예를 들어 제 1 측정기(T)(예를 들어 온도 측정용), 제 2 측정기(t)(예를 들어 압력 측정용), 및 최종 측정기(z)(예를 들어 pH 등 측정용)에 연결된다. 컨베이어 공급 장치(15)는 바람직하게는 임의의 종류의 펌프 및 그 등가물이지만, 경우에 따라서는 흡입 펌프, 통풍기, 압축기 및 그 등가물도 된다. 전술한 연결부의 변형예는 낮은 기술 수준에서는 연속적으로 또는 증분식으로 동작하는 제 1 및 제 2 개폐기(65, 66)의 어느 것도 갖지 않는다.

보일러(100)를 구비한 열발생 시스템에서의 두 개의 여기 장치(10)와의 또 다른 연결 설계가 도 5에 도시되어 있다. 제 1 여기 장치(10)는 파이프라인을 통해 챔버(55)와 연통되는데, 이 챔버는 구체적인 실시형태에서 혼합 장치 또는 압력조정기 또는 그 등가물을 구성한다. 이런 방법으로 매체(9)의 컨베이어 공급 장치(15)가 연결 파이프라인에 연결된다. 여기 장치(10)는 반드시 보일러(100)의 상류측에 설치될 필요는 없고, 유체역학적 챔버(55)가 보일러(100)로부터 일정 거리에 배치되는 경우에만 설치된다. 보일러(100)는 유입 매체(9)용 입구(P), 가열 매체(OM)용 출구 및 통상적인 경우에 기체 출구 외에도 슬러지 출구(k) 및 불순물용 출구를 갖는다. 보일러(100)의 출구는 분배실(56)과 연통되는데, 분배실의 출구는 가열 블록 같은 제 1 기술적 블록(57)과 연통된다. 제 2 출구는 에코워싱(eco-washing) 및 드라이 클리닝 시스템용 용매화합물 블록 같은 제 2 기술적 블록(58)과 연통된다. 분배실(56)의 제 3 출구는 예를 들어 수영풀장 물을 가열하기 위한 제 3 기술적 블록(59)에 연결된다. 기술적 블록(57, 58, 59, 60) 등은 호텔, 사무용 빌딩, 공장 등 같은 전체 시설의 필요성을 만족시키도록 마련된다. 유체역학적 챔버(55) 및 분배실(56)도 출구(p, k)를 갖는다. 최종 기술적 블록(60)은 분배실(56)과 연통되는 마지막 출구이며, 그 출구는 혼합 장치나 등가물을 통해 유체역학적 챔버(55)와 연통된다.

도 6은 하나의 출구가 보일러(100)와 연통되는 유체역학적 챔버(55)에 대한 여기 장치(10)의 일반적인 연결을 보여준다. 유체역학적 챔버(55)는 예를 들어 제 1 출구가 물리적 블록(71)과 연통되고, 제 2 출구가 화학적 블록(72)과 연통되며, 최종 출구가 생물학적 블록(73)과 연통된다. 이들 기술적 블록(71, 72, 73)은 더 많이 있을 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 매체(9)가 원유일 경우, 블록(71)은 물리적 블록이고, 블록(72)은 정제 블록이고, 블록(73)은 증발 또는 증류 블록 등일 수 있다. 음전극(3)의 실시형태는 액체나 기체가 될 수 있는 처리 대상 매체의 유형(음이온 또는 양이온)에 따라서 어떤 유형도 될 수 있다.

일반적인 실시형태는 본체(1)의 챔버를 따라서 전체주위에 걸쳐서 층, 즉 피복을 형성한다 (도 7).

도 8은 본체(1)의 적어도 일부가 전극(3)으로 덮이거나 전위가 0인 양 및/또는 음의 전기화학적 전위로 둘러싸이는 실시형태를 보여준다.

서로 다른 전기화학적 전위를 갖는 두 개의 층이 서로 표면 접촉되어 있는 전극(3)이 형태가 도 9에 도시되어 있다.

도 10에는, 전기화학적 전위 사이에 주변 절연층(3.0)이 있는 것을 제외하고는 도 9와 동일한 형태가 도시되어 있다.

도 11은 전기화학적 전위가 0인 본체(1)를 보여준다. 본체(1)는 전기화학적 전위가 0이거나 절연재로 구성되는 제 1 부분과, 음이나 양의 화학적 전위를 가지며 동시에 전극(3)을 대체하는 제 2 부분을 포함한다.

도 12는 통합된 제어형 전극(6) 및 분극 전극(2)을 보여주는데, 이들 전극은 공통 규산염 관 내에 서로 별개로 배치되며, 그 외측면에는 적어도 하나의 외측 피복, 즉 양 및/또는 음의 전기화학적 전위를 갖는 층(21)을 갖는다. 도 12는 전극(3)의 다른 가능한 모범적 실시형태를 보여주는데, 그 층들은 서로 접촉하거나, 서로 분리되어 있거나, 서로 덮고 있다.

대용량 가열 장치 형태의 액체 및 기체용 여기 장치(10)의 일측 유입공(4)의 근처에는 하나 이성의 제어형 전극(6)이 제공되고 유출공(5)의 근처에는 하나 이상의 분극 전극(2)이 제공된다. 본체(1)의 내부는 바람직하게는 본체(1)가 내하중성 도전성 재료(10.1)로 형성되는 경우라면 절연층(10.2)을 갖는 것이 유리하다. 이 경우 본체(1)는 외측에 단열 형태의 적어도 하나의 기술적 층 및/또는 예를 들어 알루미늄박 등의 형태의 전자기파 방사용 후면 반사기를 갖는 것이 유리하다(도 13, 도13A).

여기 장치(10)를 통해 매체를 다수 회 통과시키는 것은 컨베이어 공급 장치(15)의 도움으로 이루어질 수 있다. 또 다른 구체적인 실시형태는 여기 장치(10)를 연속적으로 정렬함으로써 얻을 수 있다(도 14). 매체(9)를 두 개의 여기 장치(10)를 1회 통과시키면 기술적 효과가 향상된다.

전극(3)은 이온화하는 재료의 유형에 따라서 음이온성이거나 양이온성이다. 매체(9)로서의 물리적 액체나 기체는 이에 따라서 영향을 받는다. 다른 형태에 있어서, 전극이 매체(9)를 분극시킨다면, 전극(3)은 음이온성 또는 양이온성 재료상에 절연층(3.0)을 갖는다. 이 전극(3)이 또 다른 연구의 주제다. 분극된 전극(2)은 규산염 관의 내부에 음이온성 또는 양이온성 재료로 된 시험관을 가질 수 있으며, 마찬가지로 매체(9)의 화학적 조성, 물리적 특성 등과의 상호작용에 관한 추가의 연구의 주제다.

본 발명에 따른 방법은 추가 연구의 주제다. 여기서 전극(3)이 Fe, Al 내지 리튬(-3.04 V) 및 그 복합물 및 혼합물 같은 음의 전극전위(음의 전기화학적 전위-캐소드)를 갖는 재료로 구성되는 경우에 매체(9)에서는 환원 과정이 일어난다는 결론을 도출할 수 있다. 이들 형태들을 에너지 경제성에 관하여 실험하였다. 전극(3)이 Cu, Ag 내지 금(1.55V) 및 그 복합물 및 혼합물 같은 양의 전극전위(양의 전기화학적 전위-애노드)를 갖는 재료로 구성되는 경우 매체(9)에서는 산화 과정이 일어난다. 이들 형태들을 폐수정화, 바이오가스 처리 등의 기술에서 실험하였다. 분극된 전극(2)과 특히 그들의 매체(9)에서의 변화시의 상호작용도 마찬가지로 또 다른 연구의 주제다. 규산염 관의 내부의 분극 전극(2)은 음이온성 또는 양이온성 재료로 된 시험관을 가질 수 있으며, 이 역시 마찬가지로 매체(9)의 화학적 조성과 매체(9)에서의 물리적 변화와의 상호작용에 대한 연구의 주제다.

본 발명에 따른 실시형태의 신규한 물리적 및 화학적 특성들을 슬로바키아 특허 제 SK 279429호의 주제인 PO법을 이용하여 조사하였다. 조사의 결과는 다음과 같다:

- 매체 내의 분자들은 본 발명에 따른 처리 후에 그 분자 구조 및 분자간 구조가 보다 약하게 결합되어 있으며, 매체는 유동성이 증가하고 표면장력이 변하며, 매체내의 전기적 이중 층의 생성이 영향을 받으며, 전기적 전위와 화학적 전위 그리고 전기적 평형을 위한 조건의 변화는 pH값에 영향을 주고 또한 화학적 조성에도 영향을 주며, 처리된 매체의 특성들은 변경된 특성들을 매체에서 생기는 규소로 측정하였다고 가정할 때 처리 시간, 열함량/엔탈피, 흡착에 따라서 다르다.

실험적 측정에 의해, 증발 속도 및 가열 속도 외에도 동일 매체를 가열하고 냉각하기 위한 에너지 소비 감소에서 차이가 발견되었다.

처리되지 않은 물과 비교하여 본 발명에 따라서 처리된 물의 높은 측정 흡착도를 고려하여 본 발명자는 레이저(시중에서 구입할 수 있는 레이저 포인터 및 레이저 배터리)를 이용하여 30초간의 처리 후에 다음을 확인하였다:

110시간 후에 본 발명자는 다음을 비교하였다.

● 처리되지 않은 증류수

● 본 발명에 따라서 처리된 증류수

● 본 발명에 따라서 처리되고 레이저로 처리된 증류수

이는 표준량을 50℃에서 60℃까지 가열하는 것을 수반하였는데, 그 결과는 다음과 같다: 처리되지 않은 증류수는 4.5 MJ/kg, 본 발명에 따라서 처리된 증류수는 4.1 MJ/kg, 본 발명에 따라서 처리되고 레이저로 처리된 증류수는 3.7 MJ/kg.

상기 사항은 본 발명에 따라서 처리된 물의 핵 생성 개시까지 상당히 짧은 시간동안 실시한 냉각중의 실험에 의해 확인하였다(스위스, 다보스의 WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF에서 실시). 분자 간의 결합 및 분자내 결합의 변화로부터 매체 내에서의 최적의 열전달 및 열전도도의 변화를 확인할 수 있다. 동결에 필요한 에너지는 보다 빠르게, 또는 보다 적은 온도 기울기로 전달될 수 있다.

- 본 발명에 따라서 처리된 증류수를 물의 전기분해에 사용하는 것에 대하여 측정을 실시하였으며, 보다 빠른 반응과 전력공급비용의 28% 절감이 측정되었다.

- 바이오가스 제조에 대한 시험을 실시하였는데, 본 발명에 따라서 제조한 후에 바이오가스의 발열량이 17% 증가하였다.

전자기 교류 신호 및 안정한 정현파 전자기 신호, 연속 신호 및 100 내지 500 MHz의 간헐 신호를 이용하여 시험하였는데, 0.1 내지 100W의 제어형 전극, Cu, Al, C, Mg의 충전재로 채워진 기술적 유리 및 산화물 세라믹의 분극 전극, 및 스텐레스스틸, Zn, Sn, Fe, Cu, C 및 W, Cr, Mo 및 그 탄화물, 질화물, 규화물, 및 다층 구조 및 연결 구조로 된 이온화 전극을 이용하여 시험을 실시하였다.

본 발명의 방법에 의해 우물물에 결합된 메탄 가스가 제거되었는데, 이는 결합의 약화를 확인해주는 것이다.

활용 가능성은 장치를 통해 흐르는 액체 및 기체의 물리적 특성의 변화의 크기에 의해 결정된다. 이 변화들은 화학적 전위를 통과하는 회수와 제어형 전극을 사용하는데 비례한다. 이는 음료수 및 공업용수 처리 산업, 그리고 건설, 온천 및 약효 있는 온천 분야, 드라이 크리닝 및 세탁 서비스, 식품 산업, 알콜 생산, 양조, 건강 분야, 피부 과학, 세라믹 생산, 및 열 발생, 열 경제, 정수장, 에너지경제, 수자원, 수영풀 등에서의 기술용수 및 폐수에 관련된다. 이 액체 처리 방법은 원유 산업 및 자동차 산업에서 처리하는데도 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 또한 의도적이거나 불순물의 형태로 액체나 기체 매체 속에 존재하는 고체 물질과 상호 작용하거나 그 고체 물질에 작용한다. 이 처리에 의한 효과는 액체 또는 기체 상태에서 이용할 수 있다. 무엇보다도 수증기 내지 액체가 기체 속에 존재할 수 있으며, 결국 자유 또는 결합 기체가 액체 속에 존재할 수 있다. 따라서, 고체, 액체 또는 기체 매체의 복합물상에서의 작용이 수반되는데, 여기서 어떤 때는 액체 상태가 지배적이며 그 외에는 기체 상태가 지배적이다. 이 방법은 환경 분야, 특히 고체 연료의 연소에 이용될 수 있다.

Claims (12)

1. 매체, 특히 액체를 물리적으로 처리 및/또는 가열하는 방법으로서,
   상기 매체(9)는 그 전부 또는 일부만이 이온화 및/또는 분극화를 받음과 동시에 전자기 상호작용을 받거나, 또는 매체(9)의 분자내 또는 분자들 사이에서 힘 결합이 약화 또는 변화되거나 초분자(supermolecular) 구조에서 약하게 결합되어 매체(9)의 유형에 따라서 유동성, 표면장력, 흡착성, 열소비 및 열전달 속도, 열함량/엔탈피 등으로 표현되는 매체(9)의 물리적 및/또는 화학적 특성이 변화되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 매체(9)는 물리적, 화학적, 석유화학적, 생물공학적 및 유사 기술에서 처리하기 위한 기술적 예비처리로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 분극 전극(2)은 Cu, C 등 같은 양의 전기화학적 전위를 갖는 재료, 또는 스텐레스스틸, Fe, Al 등 같은 음의 전기화학적 전위를 갖는 재료로 형성되는 것 외에도 규산염이나 석영 케이싱, 관 또는 시험관의 내부에 별도로 저장되는 고체, 액체 또는 기체 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 이온화 전극(3)은 매체(9)와 직접 접촉하며, Cu, C 등 같은 양의 전기화학적 전위를 갖는 재료, 또는 스텐레스스틸, Fe, Al 등 같은 음의 전기화학적 전위를 갖는 재료로 형성되는 것 외에도 고체 재료 및 그 등가물로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 항에 따라서 처리된 매체(9)는 본체(1) 내에 직접 위치하거나 본체(1)의 외부에 위치하는 열에너지, 광에너지 등 같은 다른 유형의 에너지의 작용에 의해 풍부화(enriched)되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체역학적으로 처리된 매체(9)에 전자기적으로 제어된 전극(6)에 의해 본체(1)의 외부로부터 작용이 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 장치로서,
   절연재로 이루어진 본체(1)를 포함하며, 본체의 축선상이나 근처에는 양의 전기화학적 전위를 갖는 재료로 형성되어 층(22)에 의해 유체역학적으로 처리된 매체(9)로부터 분리된 양전극(2)이 위치하고,
   본체(1)의 주위에는 음의 전기화학적 전위를 갖는 재료로 형성된 음전극(3)이 위치하며,
   상기 본체(1)는 제 1 유입 및 유출공(4) 및 제 2 유입 및 유출공(5)을 가지며, (상류 또는 하류의) 개구에는 제 1 입력 및 출력 음전극(31) 및 제 2 입력 및 출력 음전극(32)이 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 전기화학적으로 제어된 전극(6)이 전자기 신호 RC AC에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 양전극(2)은 Cu, C 등 같은 양의 전기화학적 전위를 갖는 재료로 형성되며, 음전극(3, 31, 32)은 특수강, Fe, Al 등 같은 음의 전기화학적 전위를 갖는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 양전극(2)은 양전극(2)의 전기화학적 재료 속에 끼워지는 픽업 전극(22) 형태의 이온원 및/또는 콜로이드원을 포함하며, 그 재료는 유체역학적으로 처리된 매체(9)로부터 절연층(23)에 의해 분리되며, 양전극(2)은 절연층(21)을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 전기화학적 전위를 형성하는 전극은 천연 재료 및/또는 합성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체역학적으로 처리된 액체는 적어도 유동방향에서 유동 분산 또는 변화가 있는 형태이며, 바람직하게는 유입 및 유출공(4, 5)은 본체(1)의 유동방향에 접선방향으로 배치되며, 양전극(2) 및/또는 음전극(3, 31, 32)은 예를 들어 천공(perforation), 블로잉(blowing) 또는 주름성형(pleating)에 의해 기계적으로 변경된 표면 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.

Images