KR20140133999A - 이온화 수처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 열교환기나 보일러 또는 급수배관 등의 배관을 통해 유체가 순환되는 과정에서 산화작용이나 유체 내에 함유된 고형물의 응집에 의해 녹이나 스케일이 형성되는 것을 방지하는 이온화 수처리 장치에 관한 것으로서, 상기 장치 내에 전류발생장치가 내설되어 지속적으로 희생양극봉체 및 동봉체에 전류를 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

이온화 수처리 장치{WATER TREATMENT DEVICE USING IONIZED METHAL IONS}
본 발명은 열교환기 배관, 보일러 배관, 급배수 배관 등을 통해 유체가 흐르는 과정에서 산화작용이나 유체 내에 함유된 고형물의 응집에 의해 녹이나 스케일이 형성되는 것을 방지하는 이온화 수처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 시설물이나 공장, 일반가정의 실내를 난방하기 위한 난방장치는 석유, 가스, 고형탄 등의 화석연료를 사용하는 연소식과, 공급되는 전원으로서 발열되는 발열체를 열원으로 한 전기가열식으로 구분된다.
상기 난방장치에서 특히, 온수를 이용하여 난방하는 온수난방에는 100℃ 이하의 온수를 사용하는 저압식과 100℃ 이상 200℃ 정도까지의 온수를 사용하는 고압식이 사용되고 있다.
이러한, 난방장치는 순환수를 설정온도까지 가열한 후 상호 연결된 배관을 통해 순환시켜 실내를 난방하게 된다. 이때 순환되는 온수는 반드시 금속 배관을 통하여 순환되므로 오랜 시간이 경과되면 산화 작용에 의해 배관의 내부가 서서히 부식되고, 이중 취약한 부분이 파공되어 온수가 배관 외부로 누수되는 경우가 빈번하게 발생한다.
또한 보충수에 함유되는 미세한 불순물 등이 오랜 시간 순환되면서 배관의 내측에 응집 내지 침착되어 형성되는 스케일은 배관의 열효율을 저하시키는 문제를 야기한다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 등록실용신안 제20-0254591호는 도 1에 도시된 바와 같은 난방용 배관의 부식 방지 장치를 제안하고 있다.
즉, 상기 부식 방지 장치는 보일러(미도시)와 배관(미도시) 사이의 적정한 위치를 선정하여 설치하는 것으로 배관 사이에 결합되는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 상단을 밀폐하기 위한 상측커버프랜지(130) 및 본체(110) 내부에 내설되는 다수개의 마그네슘봉체(150) 및 동봉체(160)으로 구성된다.
상기 본체(110)는 원통체형상으로 이루어지고, 내부는 중공(中空)으로 형성하되 상방이 개방되고 하방은 밀폐되는 형상으로 이루어지며, 본체(110)의 상단 양측면으로 각각 순환수가 공급되기 위한 유입구(111)와 본체(110) 내부를 유동한 후 외부로 유출되기 위한 유출구(112)가 각각 본체(110) 내부와 연통되며 일체로 형성되는 구조를 갖는다.
상기 부식 방지 장치는 희생양극봉으로서 마그네슘봉체(150)를 양극(+)으로 하고 동봉체(160)를 음극(-)으로 하여 전원을 인가함으로써 이온화 경향이 큰 마그네슘봉을 이온화시키고, 이온화된 마그네슘 이온이 배관을 통하여 순환되게 하여 배관 내부의 부식을 방지하고 스케일을 방지한다.
그러나, 상기 부식 방지 장치는 본체(110)가 온수가 흘러가는 배관 방향과 90도를 이루며 아래 방향으로 형성되고, 그에 따라 마그네슘봉체(150)와 동봉체(160)도 배관의 방향과 90도를 이루는 아래 방향으로 설치되므로, 온수가 상기 마그네슘봉체(150)와 동봉체(160) 사이로 원활하게 순환하기 어려운 구조를 갖는다. 따라서 마그네슘 이온이 온수의 흐름을 따라 원활하게 배관으로 유입되기 어려운 구조를 갖는 점이 단점으로 지적된다.
또한, 마그네슘봉체(150)와 동봉체(160)에 지속적으로 전원을 인가해야 하므로 전기소비량이 늘어난다는 단점을 갖는다.
대한민국 등록실용신안 제20-0254591호
본 발명은 종래기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배관 내 유체의 흐름 방향으로 설치되어 희생양극법에 의해 발생된 양이온을 원활하게 배관 내부로 유입시키며, 외부로부터의 전원공급 없이 자가 발전에 의해 희생양극봉체 및 동봉체에 전류를 지속적으로 인가하므로 경제적으로 희생양극봉체의 이온화를 촉진시키는 이온화 수처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
배관의 직경보다 1.2 ~ 2배의 직경을 갖는 중공의 원통형 본체;
상기 원통형 본체 양말단에 결합되어 원통형 본체를 배관과 연결시키는 상부 연결부재 및 하부 연결부재;
상기 원통형 본체의 내부 상단부에 내설되는 스크류 회전축 상단부 홀더;
회전축, 상기 회전축에 90도의 각도로 결합된 회전플레이트 및 상기 회전플레이트의 외주에 결합된 회전날개가 구비된 스크류;
상기 스크류의 회전플레이트 하단면의 회전축 주변에 고정되는 2개 이상의 자석;
상기 스크류의 회전축 하단부 홀더가 플레이트 상단면 중심부에 마련되고, 상기 회전축 하단부 홀더 주변의 플레이트 상단면에 2개 이상의 코일권취단자가 구비되며, 플레이트 하단면에는 하나 이상의 동봉체 및 하나 이상의 희생양극금속봉체가 서로 이격된 상태로 고정되는 스크류 회전축 하단부 홀더 플레이트를 포함하며,
상기 스크류 회전축 상단부 홀더 및 하단부 홀더 플레이트는 원통형 본체 내벽과 이격공간을 가지도록 하나 이상의 지지대에 의해 원통형 본체에 고정되며,
상기 코일권취단자에 권취된 코일 중 (+)전기가 유도되는 일단부는 상기 희생양극금속봉체에 연결되고, (-)전기가 유도되는 타단부는 구리봉체에 연결되는 것을 특징으로 하는 이온화 수처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시 형태에 있어서, 상기 이온화 수처리 장치는 열교환기 배관, 보일러 배관, 급배수 배관에 사용되는 것일 수 있으며, 상기 희생양극금속봉체는 아연봉체일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 형태에 있어서,
상기 원통형 본체는 상부본체와 하부본체로 구성되며,
상기 스크류 회전축 상단부 홀더는 하나 이상의 지지대에 의해 플랜지의 내면에 고정되어, 상기 상부 연결부재의 하단 플랜지와 원통형 본체의 상부본체 상단 플랜지 사이에 플랜지 결합에 의해 고정되며,
상기 스크류 회전축 하단부 홀더 플레이트는 하나 이상의 지지대에 의해 플랜지의 내면에 고정되어, 원통형 본체의 상부본체의 하단 플랜지 및 하부본체의 상단 플랜지 사이에 플랜지 결합에 의해 고정될 수 있다.
본 발명의 이온화 수처리 장치는 배관 내 유체의 흐름 방향으로 설치되어 희생양극법에 의한 양이온을 원활하게 배관 내부로 유입시키며, 외부로부터의 전원공급 없이 자가 발전에 의해 희생양극봉체 및 동봉체에 전류를 지속적으로 인가하므로 경제적으로 희생양극봉체의 이온화를 촉진시키는 효과를 제공한다.
도 1은 종래기술의 배관의 부식 방지 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 이온화 수처리 장치의 전체 형태를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 이온화 수처리 장치 중 원통형 본체에 내설되는 장치의 형태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 이온화 수처리 장치 중 원통형 본체에 내설되는 장치의 형태를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태로 예시된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 2 내지 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이온화 수처리 장치(100)는 배관(미도시)의 직경보다 1.2 ~ 2배의 직경을 갖는 중공의 원통형 본체(110);
상기 원통형 본체 양말단에 결합되어 원통형 본체를 배관과 연결시키는 상부 연결부재(121) 및 하부 연결부재(122);
상기 원통형 본체의 내부 상단부에 내설되는 스크류 회전축 상단부 홀더(130);
회전축(141), 상기 회전축에 90도의 각도로 결합된 회전플레이트(142) 및 상기 회전플레이트의 외주에 결합된 회전날개(143)가 구비된 스크류;
상기 스크류의 회전플레이트(142) 하단면의 회전축(141) 주변에 고정되는 2개 이상의 자석(150);
상기 스크류의 회전축 하단부 홀더(도5, 161)가 플레이트 상단면 중심부에 마련되고, 상기 회전축 하단부 홀더(도5, 161) 주변의 플레이트 상단면에 2개 이상의 코일권취단자(162)가 구비되며, 플레이트 하단면에는 하나 이상의 동봉체(164) 및 하나 이상의 희생양극금속봉체(163)가 서로 이격된 상태로 고정되는 스크류 회전축 하단부 홀더 플레이트(160)를 포함하며,
상기 스크류 회전축 상단부 홀더(130) 및 하단부 홀더 플레이트(160)는 원통형 본체(110) 내벽과 이격공간을 가지도록 하나 이상의 지지대(도3, 170)에 의해 원통형 본체에 고정되며, 상기 코일권취단자(162)에 권취된 코일(190) 중 (+)전기가 유도되는 일단부는 상기 희생양극금속봉체(163)에 연결되고, (-)전기가 유도되는 타단부는 구리봉체(164)에 연결(도5)되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이온화 수처리 장치(100)는 배관의 유체의 흐름과 동일한 방향으로 설치되므로, 희생양극금속으로부터 이온화된 금속 양이온이 유체의 흐름을 따라 순환하면서, 배관의 부식 및 스케일 생성을 억제하는 기능이 원활하게 수행되는 특징을 갖는다.
또한, 스크류를 설치하여 유속에 따라 스크류가 회전하고, 스크류의 회전플레이트(142)의 하단에 고정된 2개 이상의 자석(150)이 스크류 회전축 하단부 홀더 플레이트(160)의 상단면에 고정된 코일권취단자(162)의 위쪽에서 회전함에 따라 상기 코일권취단자(162)에 권취된 코일에 유도전류가 발생하므로, 이 전류를 활용하여 희생양극금속봉체 및 동봉체 간의 전기분해가 더 활발하게 이루어지게 함으로써 희생양극법에 의한 배관의 부식 및 스케일 생성을 억제 기능을 향상시키는 특징을 갖는다.
특히, 이와 같은 방식은 별도의 전기를 인가할 필요가 없으므로 경제적인 이점도 제공한다.
본 발명에서 유도전류의 발생에 관한 구체적인 방법으로는 이 분야에서 공지된 기술들이 제한 없이 채용될 수 있다.
예컨대, 자석의 종류, 설치방식, 코일권취단자의 설치방식, 코일의 종류, 코일의 권취방법 등은 이 분야의 공지기술에 따라 취사선택할 수 있다. 필요한 경우, 상기 자석 및/또는 코일권취단자는 물과 접촉하지 않도록 금속 커버에 의해 씌워진 상태로 장착될 수 있다.
상기 희생양극금속(163)으로는 이온화경향이 큰 금속, 예컨대, 마그네슘, 아연 등이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 아연이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 이온화 수처리 장치(100)는 유체가 지속적으로 순환하는 모든 종류의 배관의 부식방지 및 스케일 방지에 사용될 수 있다. 특히, 뜨거운 유체가 순환하게 되는 열교환기, 보일러 등의 배관에 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 이온화 수처리 장치(100)는 도2에 예시된 바와 같이, 원통형 본체(110)가 상부본체(111)와 하부본체(112)로 구성되며, 상기 스크류 회전축 상단부 홀더(130)는 하나 이상의 지지대(도3, 170)에 의해 플랜지(180)의 내면에 고정되어, 상기 상부 연결부재(121)의 하단 플랜지와 원통형 본체의 상부본체(111) 상단 플랜지 사이에 플랜지 결합에 의해 고정되며,
상기 스크류 회전축 하단부 홀더 플레이트(160)는 하나 이상의 지지대(도3, 170)에 의해 플랜지의 내면에 고정되어, 원통형 본체의 상부본체(111)의 하단 플랜지 및 하부본체(112)의 상단 플랜지 사이에 플랜지 결합에 의해 고정될 수 있다.
상기에서 플랜지 결합은 통상의 수단 예컨대, 볼트 및 너트, 또는 용접 등에 의해 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 스크류는 도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(141)의 상단부 및 하단부가 각각 스크류 회전축 상단부 홀더(130) 및 스크류 회전축 하단부 홀더(161)에 고정되고, 상기 회전플레이트(142)는 회전축(141)에 베어링을 매개하여 결합됨으로써, 고정된 회전축(141) 상에서 회전날개(143)가 고정된 회전플레이트(142)가 회전하는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 회전축(141)의 상단부 및 하단부가 각각 스크류 회전축 상단부 홀더(130) 및 스크류 회전축 하단부 홀더(161)에 베어링을 매개하여 고정되고, 회전플레이트(142)는 회전축(141)에 고정되어 회전축(141)과 회전날개(143)가 고정된 회전플레이트(142)가 일체로 회전하는 형태로 구성될 수도 있다.
이하에서, 본 발명의 이온화 수처리 장치(100)의 작동에 대하여 설명한다.
본 발명의 이온화 수처리 장치(100)는 도2에 도시된 바와 같이, 양말단에 플랜지가 형성되어 그대로 열교환기, 보일러 등의 배관에 플랜지 결합에 의해 장착될 수 있다. 본 발명의 이온화 수처리 장치(100)가 배관에 장착되는 경우, 배관을 통하여 유입되는 유체에 의해 스크류가 회전하면서 스크류의 회전플레이트(142)의 하단면에 고정된 자석(150)도 함께 회전하게 된다. 이때, 상기 자석에 대향하여 스크류 회전축 하단부 홀더 플레이트(160)의 상단면에 고정된 코일권취단자(162)에 권취된 코일(도5, 190)에 유도전류가 발생하게 된다. 상기에서 발생한 유도전류 중 (+)전기는 배선을 통하여 희생양극금속봉체(163)에 전달되고, (-)전기는 배선을 통하여 구리봉체에 전달된다. 따라서, 이러한 방식으로 지속적으로 전기가 인가되므로, 이온화도의 차이에 의해 이온화되고 있는 희생양극금속봉체(163)의 이온화가 더욱 촉진되어 금속 양이온의 발생량이 많아지게 되고, 이러한 효과에 의해 이온화 수처리 효과가 향상된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련되어 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100: 이온화 수처리 장치 110: 원통형 본체
111: 상부본체 112: 하부본체
121: 상부 연결부재 122: 하부 연결부재
130: 스크류 회전축 상단부 홀더 141: 회전축
142: 회전플레이트 143: 회전날개
150: 자석 160: 스크류 회전축 하단부 홀더 플레이트
161: 스크류 회전축 하단부 홀더 162: 코일권취단자
163: 희생양극봉체 164: 동봉체
170: 지지대 180: 플랜지
181: 나사체결공 190: 전기배선
191: 베어링 192: 전극봉체 고정너트
193: 절연플레이트

Claims (6)

  1. 배관의 직경보다 1.2 ~ 2배의 직경을 갖는 중공의 원통형 본체;
    상기 원통형 본체 양말단에 결합되어 원통형 본체를 배관과 연결시키는 상부 연결부재 및 하부 연결부재;
    상기 원통형 본체의 내부 상단부에 내설되는 스크류 회전축 상단부 홀더;
    회전축, 상기 회전축에 90도의 각도로 결합된 회전플레이트 및 상기 회전플레이트의 외주에 결합된 회전날개가 구비된 스크류;
    상기 스크류의 회전플레이트 하단면의 회전축 주변에 고정되는 2개 이상의 자석;
    상기 스크류의 회전축 하단부 홀더가 플레이트 상단면 중심부에 마련되고, 상기 회전축 하단부 홀더 주변의 플레이트 상단면에 2개 이상의 코일권취단자가 구비되며, 플레이트 하단면에는 하나 이상의 동봉체 및 하나 이상의 희생양극금속봉체가 서로 이격된 상태로 고정되는 스크류 회전축 하단부 홀더 플레이트를 포함하며,
    상기 스크류 회전축 상단부 홀더 및 하단부 홀더 플레이트는 원통형 본체 내벽과 이격공간을 가지도록 하나 이상의 지지대에 의해 원통형 본체에 고정되며,
    상기 코일권취단자에 권취된 코일 중 (+)전기가 유도되는 일단부는 상기 희생양극금속봉체에 연결되고, (-)전기가 유도되는 타단부는 구리봉체에 연결되는 것을 특징으로 하는 이온화 수처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이온화 수처리 장치는 열교환기 배관, 보일러 배관 또는 급배수 배관에 사용되는 것을 특징으로 하는 이온화 수처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 희생양극금속봉체는 아연봉체인 것을 특징으로 하는 이온화 수처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 원통형 본체는 상부본체와 하부본체로 구성되며,
    상기 스크류 회전축 상단부 홀더는 하나 이상의 지지대에 의해 플랜지의 내면에 고정되어, 상기 상부 연결부재의 하단 플랜지와 원통형 본체의 상부본체 상단 플랜지 사이에 플랜지 결합에 의해 고정되며,
    상기 스크류 회전축 하단부 홀더 플레이트는 하나 이상의 지지대에 의해 플랜지의 내면에 고정되어, 원통형 본체의 상부본체의 하단 플랜지 및 하부본체의 상단 플랜지 사이에 플랜지 결합에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 이온화 수처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크류는 회전축의 상단부 및 하단부가 각각 스크류 회전축 상단부 홀더 및 스크류 회전축 하단부 홀더에 고정되고, 회전플레이트는 회전축에 베어링을 매개하여 결합됨으로써, 고정된 회전축 상에서 회전날개가 고정된 회전플레이트가 회전하는 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온화 수처리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크류는 회전축의 상단부 및 하단부가 각각 스크류 회전축 상단부 홀더 및 스크류 회전축 하단부 홀더에 베어링을 매개하여 고정되고, 상기 회전플레이트는 회전축에 고정되어 회전축과 회전날개가 고정된 회전플레이트가 일체로 회전하는 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 이온화 수처리 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102216346B1 (ko) * 2020-07-10 2021-02-16 양윤태 수처리용 이오나이저

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