KR20150121737A - 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면이 부식방지제로 코팅된 하우징; 상기 하우징의 상하부에 각각 연결되며 외주면에 누수를 방지하는 오링이 결합되는 캡; 및 상기 캡에 각각 연결되는 회전식 플랜지;를 포함하고, 상기 하우징은, 내부에 일정간격 이격되어 구비되는 복수개의 불소수지부재; 및 상기 불소수지부재 사이에 각각 설치되는 복수개의 아연조립체;를 포함하며, 상기 아연조립체는 복수개의 아연판이 결합되어 형성되고, 상기 아연판은, 유체가 유입되는 공간이 형성된 유체유입부; 상기 유체유입부와 일체로 연결되며 상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비되는 유체관통부; 및 상기 유체관통부와 일체로 연결되며 상기 유체가 유출되는 공간이 형성된 유체유출부;를 포함하고, 상기 아연조립체는, 복수개의 아연판에 각각 포함된 유동채널이 서로 어긋나게 배치되어 상기 유동채널 내에 와류를 발생시키고, 서로 다른 아연판의 유체유출부와 유체유입부가 서로 결합하여 상기 와류를 추가로 발생시키면서 유체압력을 보상하여 유체압력을 균질화시키는 적어도 하나 이상의 와류 발생부를 포함하며, 상기 하우징은 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치 및 이의 제조방법{APPARATUS OF ION WATER TREATMENT USING Cu-Sn ALLOY AND METHOD FOR PREPARING THEREOF}
본 발명은 부식억제 이온 수처리장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 구리-주석 합금 재질의 하우징을 사용하여 아연이온의 발생량을 향상시킬 수 있는 부식억제 이온 수처리장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
유체가 유동하는 배관 내의 스케일 또는 녹을 제거하거나 방지하기 위해 최근에는 스케일부스터라는 이온 수처리기가 사용되고 있다. 종래의 이온 수처리기는 도 1에 도시된 바와 같이, 황동 재질의 몸체(하우징) 내부에 희생양극을 형성하는 아연블록 및 유체의 흐름을 이용하여 전위 정전하를 발생시켜 유체에 포함된 유해물질의 침전을 유도하는 불소수지블록이 내부에 설치되어 아연블록의 희생양극법을 이용하여 노후 배관의 수명을 연장하고 수질을 개선하였다.
상기와 같은 이온 수처리기는 하나의 독립된 유니트로써 이웃하는 두 배관의 사이에 설치되며, 배관과의 결합을 위하여 이온 수처리기의 양측 끝단에는 플랜지가 형성되어 있는데, 예를 들어, 대한민국 특허출원번호 제10-2009-0114907호에서는 이온 수처리기의 양측 끝단에 구비되는 플랜지가 회전이 가능하도록 구성하여 플랜지 간의 체결공을 보다 쉽게 정렬할 수 있도록 함으로써, 이온 수처리기의 장착이 용이한 회전식 플랜지를 갖는 이온 수처리기를 소개한 바 있다.
일반적으로 이온 수처리기는 외부 하우징인 황동과 아연판의 전위차에 의해 아연 이온을 물속에 방출함으로써 배관 내의 부식 방지 및 스케일 제거 효과를 나타낸다. 그러나, 아연과 전위차를 발생시킬 수 있는 금속은 많지 않으므로, 아연이온 발생량을 효과적으로 증대시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 구리-주석 합금 재질의 하우징을 사용하여 아연 이온과 전자의 발생량을 증대시킴으로써 보다 많은 유체 내 부식, 스케일, 물때발생이온을 아연결합으로 유도하며, 전자의 유입으로 배관의 부식, 스케일, 물때 발생을 효과적으로 방지할 수 있고, 유체 흐름을 배관 내벽으로 유도함으로써 상기 아연이온과 배관 내벽에 존재하는 부식물, 스케일, 물때와의 반응을 높임으로써 상기 부식물, 스케일 및 물때를 효과적으로 변환, 제거할 수 있는 부식억제 이온 수처리장치 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 표면이 부식방지제로 코팅된 하우징; 상기 하우징의 상하부에 각각 연결되며 외주면에 누수를 방지하는 오링이 결합되는 캡; 및 상기 캡에 각각 연결되는 회전식 플랜지;를 포함하고, 상기 하우징은, 내부에 일정간격 이격되어 구비되는 복수개의 불소수지부재; 및 상기 불소수지부재 사이에 각각 설치되는 복수개의 아연조립체;를 포함하며, 상기 아연조립체는 복수개의 아연판이 결합되어 형성되고, 상기 아연판은, 유체가 유입되는 공간이 형성된 유체유입부; 상기 유체유입부와 일체로 연결되며 상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비되는 유체관통부; 및 상기 유체관통부와 일체로 연결되며 상기 유체가 유출되는 공간이 형성된 유체유출부;를 포함하고, 상기 아연조립체는, 복수개의 아연판에 각각 포함된 유동채널이 서로 어긋나게 배치되어 상기 유동채널 내에 와류를 발생시키고, 서로 다른 아연판의 유체유출부와 유체유입부가 서로 결합하여 상기 와류를 추가로 발생시키면서 유체압력을 보상하여 유체압력을 균질화시키는 적어도 하나 이상의 와류 발생부를 포함하며, 상기 하우징은 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치를 제공한다.
상기 하우징은 주석 1 내지 20중량%; 및 잔부인 구리 및 불가피 불순물;을 포함하는 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 유동채널은 상기 유체의 유입구로부터 유출구까지 경사지게 형성되는 것일 수 있다.
상기 유동채널은 상기 유체의 유입구로부터 유출구까지 테이퍼지게 형성되어 상기 유출구의 직경이 상기 유입구의 직경보다 작게 형성되는 것일 수 있다.
상기 유체유입부는 중공 원통형상으로 이루어져 테두리부에 맞춤홈이 형성되고, 상기 유체유출부는 중공 원통형상으로 이루어져 테두리부에 맞춤턱이 형성되며, 상기 맞춤턱은 상기 맞춤홈과 서로 어긋나게 배치되도록 원주 방향으로 일정 각도 회전한 위치에 형성되고, 서로 다른 아연판의 유체유입부와 유체유출부는 상기 맞춤홈과 맞춤턱 사이의 맞춤결합으로 결합되어 각각의 아연판에 포함된 유동채널을 서로 어긋나게 배치시키는 것일 수 있다.
상기 불소수지부재는, 상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비되고, 테두리에 상기 맞춤홈 또는 맞춤턱이 형성되며, 상기 맞춤홈 또는 맞춤턱을 이용하여 상기 아연조립체와 맞춤결합되어 상기 불소수지부재에 형성된 유동채널과 상기 아연조립체에 형성된 유동채널을 서로 어긋나게 배치시키는 것일 수 있다.
상기 캡은 내주면에 와류를 발생시키는 불규칙면이 구비되는 것일 수 있다.
상기 캡은 내주면에 경사지게 설치되어 와류를 발생시키는 복수개의 경사판이 구비되는 것일 수 있다.
본 발명은 또한, 표면이 부식방지제로 코팅된 하우징; 상기 하우징의 상하부에 각각 연결되고, 내주면에 와류를 발생시키는 불규칙면이나 복수개의 경사판이 구비되며, 외주면에 누수를 방지하는 오링이 결합되는 캡; 및 상기 캡에 각각 연결되는 회전식 플랜지;를 포함하고, 상기 하우징은, 내부에 일정간격 이격되어 구비되는 복수개의 불소수지부재; 및 상기 불소수지부재 사이에 각각 설치되는 복수개의 아연판;을 포함하며, 상기 아연판은 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비되고, 상기 유동채널은 상기 유체의 유입구로부터 상기 유체의 유출구까지 경사지게 형성되어 상기 유동채널 내에 와류를 발생시키며, 상기 하우징은 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 표면이 부식방지제로 코팅된 하우징; 상기 하우징의 상하부에 각각 연결되고, 내주면에 와류를 발생시키는 불규칙면이나 복수개의 경사판이 구비되며, 외주면에 누수를 방지하는 오링이 결합되는 캡; 및 상기 캡에 각각 연결되는 회전식 플랜지;를 포함하고, 상기 하우징은, 내부에 일정간격 이격되어 구비되는 복수개의 불소수지부재; 상기 불소수지부재 사이에 각각 설치되는 복수개의 아연판;을 포함하며, 상기 아연판은 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비되고, 상기 유동채널은 상기 유체의 유출구의 직경이 상기 유체의 유입구의 직경보다 작게 형성되도록 테이퍼지게 형성되어 내부를 흐르는 유체의 유속을 증가시켜 상기 유동채널 내에 와류를 발생시키며, 상기 하우징은 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 표면이 부식방지제로 코팅되며, 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 하우징을 제조하는 제 1단계; 복수개의 아연조립체를 제조하는 제 2단계; 상기 하우징 내부에 복수개의 불소수지부재와, 상기 불소수지부재 사이에 상기 아연조립체를 각각 설치하는 제 3단계; 및 상기 하우징의 상하부 끝단에 캡 및 회전식 플랜지를 설치하는 제 4단계;를 포함하고,
상기 제 1단계는, 구리 및 주석을 도가니에 장입하여 구리　합금　용탕을 제조하는 용해 주조단계; 상기 구리　합금　용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 가스 배출단계; 가스가 배출된 상기 구리 합금　용탕을 주형 속에 분사하여　주조품을 성형하는 주조품 성형단계; 및 상기 주조품의 표면을 부식방지제로 코팅하는 부식방지제 코팅단계를 포함하고, 상기 제 2단계는, 진공챔버 내에서 중공부가 형성된 원뿔대 형상의 지그를 지지 플레이트 상에 안착시키는 지그 안착단계; 상기 진공챔버 내에서 고체아연을 액체아연으로 소성시키는 아연 소성단계; 상기 지그 내부로 상기 액체아연을 주입하는 아연 주입단계; 상기 액체아연을 상기 진공챔버 내에서 상온에서 냉각시키는 아연 냉각단계; 상기 지지 플레이트 상에서 상기 지그를 분리시켜 원뿔대 형상의 아연 잉곳을 획득하는 아연 잉곳 획득단계; 상기 아연 잉곳의 경사면을 수직으로 절삭하여 원기둥 형상의 아연 잉곳을 형성하는 잉곳 제 1가공단계; 상기 아연 잉곳의 상부면과 하부면에 원통형의 홈을 각각 형성하여 유체가 유입되고 테두리부가 구비된 유체유입부와, 상기 유체가 관통될 유체관통부 및 상기 유체가 유출되고 테두리부가 구비된 유체유출부로 상기 아연 잉곳을 구분시키는 잉곳 제 2가공단계; 상기 유체유입부에 형성된 테두리부에 맞춤홈을 형성하고, 상기 유체유출부에 형성된 테두리부에 상기 맞춤홈과 서로 어긋나게 배치되도록 원주 방향으로 일정 각도 회전한 위치에 맞춤턱을 형성하는 잉곳 제 3가공단계; 상기 유체관통부에 상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널을 형성하여 아연판을 형성하는 잉곳 제 4가공단계; 및 서로 다른 아연판의 유체유입부와 유체유출부에 각각 형성된 상기 맞춤홈과 맞춤턱을 맞춤결합하여 각각의 아연판에 포함된 유동채널을 서로 어긋나게 배치시킨 상태에서 복수개의 아연판이 결합된 아연조립체를 제조하는 아연판 결합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 용해 주조단계에서는 주석 1 내지 20중량%; 및 잔부인 구리 및 불가피 불순물;을 포함하는 구리　합금　용탕을 제조할 수 있다.
상기 용해 주조단계는 구리 및 주석을 불활성 가스 분위기에서 1000 내지 1200℃로 용융하여 수행될 수 있다.
상기 잉곳 제 4가공단계는, 상기 유동채널을 상기 유체의 유입구로부터 유출구까지 경사지게 형성하거나, 상기 유체의 유입구로부터 유출구까지 테이퍼지게 형성하여 상기 유출구의 직경이 상기 유입구의 직경보다 작게 형성할 수 있다.
상기 아연판 결합단계는, 서로 다른 아연판에 각각 포함된 유체유입부와 유체유출부를 서로 접촉시키며 상기 맞춤홈과 맞춤턱이 서로 대응되도록 각각의 아연판을 회전시켜 각각의 아연판에 포함된 유동채널을 서로 어긋나게 배치하는 유동채널 배치공정; 및 상기 맞춤홈과 맞춤턱을 맞춤결합하여 와류를 발생시키면서 상기 유동채널을 흐르는 유체압력을 보상하여 유체압력을 균질화시키는 적어도 하나 이상의 와류 발생부를 형성하는 아연판 결합공정;을 포함할 수 있다.
상기 제 3단계는, 상기 불소수지부재에 형성된 유동채널과 상기 아연조립체에 형성된 유동채널을 서로 어긋나게 배치시키며 상기 불소수지부재와 아연조립체를 교대로 결합시킬 수 있다.
본 발명은 또한, 표면이 부식방지제로 코팅되었으며, 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 하우징을 제조하는 제 1단계; 복수개의 아연조립체를 제조하는 제 2단계; 표면이 부식방지제로 코팅된 하우징 내부에 복수개의 불소수지부재와, 상기 불소수지부재 사이에 상기 아연조립체를 각각 설치하는 제 3단계; 및 상기 하우징의 상하부 끝단에 캡 및 회전식 플랜지를 설치하는 제 4단계;를 포함하고, 상기 제 1단계는, 구리 및 주석을 도가니에 장입하여 구리　합금　용탕을 제조하는 용해 주조단계; 상기 구리　합금　용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 가스 배출단계; 가스가 배출된 상기 구리 합금　용탕을 주형 속에 분사하여　주조품을 성형하는 주조품 성형단계; 및 상기 주조품의 표면을 부식방지제로 코팅하는 부식방지제 코팅단계를 포함하고, 상기 제 2단계는, 진공챔버 내에서 고체아연을 액체아연으로 소성시키는 아연 소성단계; 상기 진공챔버 내에서 커버부재와 힌지로 연결된 성형부재의 성형틀 내부로 상기 액체아연을 주입하는 아연 주입단계; 상기 커버부재를 상기 성형부재 상에 위치시켜 상기 성형틀을 커버하는 아연 커버단계; 상기 액체아연을 상기 진공챔버 내에서 상온에서 냉각시키는 아연 냉각단계; 상기 성형틀에서 냉각아연을 분리시켜 아연 잉곳을 획득하는 아연 잉곳 획득단계; 상기 아연 잉곳을 절삭하여 원기둥 형상의 아연 잉곳을 형성하는 잉곳 제 1가공단계; 상기 아연 잉곳의 상부면과 하부면에 원통형의 홈을 각각 형성하여 유체가 유입되고 테두리부가 구비된 유체유입부와, 상기 유체가 관통될 유체관통부 및 상기 유체가 유출되고 테두리부가 구비된 유체유출부로 상기 아연 잉곳을 구분시키는 잉곳 제 2가공단계; 상기 유체유입부에 형성된 테두리부에 맞춤홈을 형성하고, 상기 유체유출부에 형성된 테두리부에 상기 맞춤홈과 서로 어긋나게 배치되도록 원주 방향으로 일정 각도 회전한 위치에 맞춤턱을 형성하는 잉곳 제 3가공단계; 상기 유체관통부에 상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널을 형성하여 아연판을 형성하는 잉곳 제 4가공단계; 및 서로 다른 아연판의 유체유입부와 유체유출부에 각각 형성된 상기 맞춤홈과 맞춤턱을 맞춤결합하여 각각의 아연판에 포함된 유동채널을 서로 어긋나게 배치시킨 상태에서 복수개의 아연판이 결합된 아연조립체를 제조하는 아연판 결합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법을 제공한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치 및 이의 제조 방법에 따르면, 구리-주석 합금 재질의 하우징을 사용하여 아연 이온과 전자의 발생량을 증대시킴으로써 배관의 부식, 스케일, 물때 발생을 효과적으로 방지할 수 있고, 아연판을 진공상태에서 소성 후 상온냉각시켜 제조함과 동시에 상기 아연판 내부에 와류를 발생시키는 구조를 형성하여 아연이온 및 전자의 발생량을 향상시킴으로써 배관의 부식, 스케일, 물때 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 유체 흐름을 배관 내벽으로 유도함으로써 상기 아연이온과 배관 내벽에 존재하는 부식물, 스케일, 물때와의 물리화학적 반응을 높임으로써 상기 부식물, 스케일 및 물때를 효과적으로 제거할 수 있으며, 발생된 전자의 이동으로 녹을 마그네타이트로 변환시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 이온 수처리기의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 내부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 하우징에 설치되는 부식억제 이온 수처리장치용 아연판인 아연조립체에 포함된 개별 아연판의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치용 아연판의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치용 아연판의 평면도이다.
도 7은 도 3a 및 도 3b의 A-A'선 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치용 아연판인 아연조립체에 포함된 개별 아연판의 다양한 구성도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치용 아연판의 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법의 블록도이다.
도 12는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 제 1단계의 블록도이다.
도 13은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 제 2단계의 제 1블록도이다.
도 14는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 제 2단계의 제 2블록도이다.
도 15는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 아연판 결합단계의 블록도이다.
도 16은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 제 2단계의 제 1실시예에 따라 아연조립체를 제조하는 모습을 보여주는 도이다.
도 17은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 제 2단계의 제 2실시예에 따라 아연조립체를 제조하는 모습을 보여주는 도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
일반적으로 이온 수처리기는 외부 하우징인 황동과 아연판의 전위차에 의해 아연 이온을 물속에 방출함으로써 배관 내의 부식 방지 및 스케일 제거 효과를 나타낸다. 아연과 전위차를 발생시킬 수 있는 금속은 많지 않으므로, 하기의 이온화 경향으로부터 아연보다 이온화 경향이 작은 금속 중에서 구리와 합금이 가능한 금속만을 적용할 수 있다.
K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
따라서, 본 발명자는 상기 이온화 경향으로부터, 아연보다 이온화 경향이 작은 주석과 구리의 합금을 이용하여 아연이온의 발생량을 효과적을 증대시킬 수 있는 방법에 대해 연구하던 중 본 발명을 완성하였다.
도 2는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 내부 구성도이다.
본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(40), 상기 하우징의 상하부에 각각 연결되는 캡(50) 및 상기 캡(50)에 각각 연결되는 회전식 플랜지(60)를 포함한다.
상기 하우징(40)은 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어질 수 있으며, 특별히 한정하지 않으나 주석 1 내지 20 중량%; 및 잔부인 구리 및 불가피 불순물;을 포함하는 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어질 수 있으며, 보다 바람직하게는 주석 1 내지 10중량%; 및 잔부인 구리 및 불가피 불순물;을 포함하는 구리와 주석의 2원계 합금일 수 있다. 주석의 함량이 1중량% 미만인 경우 아연이온과 전자의 발생량의 향상 효과가 미미하며, 주석의 함량이 20중량%를 초과하는 경우 하우징의 강도가 저감될 수 있다.
또한, 부식을 방지하기 위해 표면에 부식방지제가 코팅될 수 있는데, 여기서 상기 부식방지제는 불소(F) 소재 또는 아연(Zn)과 알루미늄(Al)의 결합 소재로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 하우징(40)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 복수개의 불소수지부재(30) 및 상기 불소수지부재(30) 사이에 각각 설치되는 복수개의 아연조립체(10)를 포함한다.
상기 불소수지부재(30)는 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비되고 상기 하우징(40)의 내부에 일정간격 이격되어 설치될 수 있는데, 상기 불소수지부재(30)는 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌)로 이루어짐으로써 유체와의 마찰시 정전기를 발생시킬 수 있고, 이러한 정전기는 유체 내 이온물질에 하전되어 후술할 아연조립체(10)에 의해 발생되는 아연이온(Zn2+)과 유체 이온물질인 부식발생인자, 스케일 및 물때 발생인자를 빠르고 강하게 결합하도록 하여 유체 내에 탄산이온을 상대적으로 증가시킴으로써 배관 내 부착된 스케일을 효과적으로 제거할 수 있게 한다.
상기 아연조립체(10)는 복수개의 후술할 아연판(100)이 결합되어 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 하우징에 설치되는 부식억제 이온 수처리장치용 아연판인 아연조립체에 포함된 개별 아연판의 사시도이다.
구체적으로, 상기 아연조립체(10)에 결합된 개개의 아연판(100)은 도 4에 도시된 바와 같이, 유체유입부(110), 유체관통부(130) 및 유체유출부(150)를 포함한다.
상기 유체유입부(110)는 테두리부(120)가 구비된 중공 원통형상으로 이루어짐으로써 내부에 유체가 유입되는 공간이 형성될 수 있는데, 상기 유체 유입부(110)의 테두리부(120)에는 원주방향으로 일정크기의 맞춤홈(121)이 형성될 수 있다.
상기 유체관통부(130)는 상기 유체유입부(110)와 일체로 연결되는 원기둥 형상으로 이루어지며 상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널(140)이 구비될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치용 아연판인 아연조립체에 포함된 개별 아연판의 다양한 구성도이다.
여기서, 상기 유동채널(140)은 도 4에 도시된 바와 같이 직선형으로 형성될 수 있고, 또한, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 유체의 유입구(141)로부터 유출구(142)까지 경사지게 형성됨으로서 유체가 상기 유동채널을 통과할 때 와류를 발생할 수 있으며, 더불어, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 유출구(142)의 직경이 상기 유입구(141)의 직경보다 작게 형성되도록 상기 유입구(141)로부터 유출구(142)까지 테이퍼지게 형성됨으로써 유체가 상기 유동채널을 통과할 때 유속을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 와류를 발생할 수 있다.
상기 유체유출부(150)는 상기 유체관통부(130)와 일체로 연결되며 상기 유체유입부(110)와 동일하게 테두리부(160)가 구비된 중공 원통형상으로 이루어짐으로써 내부에 유체가 유출되는 공간이 형성될 수 있는데, 상기 유체유출부(150)의 테두리부(160)에는 원주방향으로 일정크기의 맞춤턱(161)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 맞춤턱(161)은 상기 맞춤홈(121)과 서로 어긋나게 배치되도록 원주 방향으로 일정 각도 회전한 위치에 형성될 수 있는데, 예를 들면, 상기 맞춤턱(161)은 상기 맞춤홈(121)과 원주 방향으로 5°회전한 위치에 형성될 수 있다.
따라서, 상기 아연조립체(10)는 서로 다른 아연판의 유체유입부(110)와 유체유출부(150)에 각각 형성된 상기 맞춤홈(121)과 맞춤턱(161)이 맞춤결합되어 각각의 아연판에 포함된 유동채널(140)을 서로 어긋나게 배치시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치용 아연판의 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치용 아연판의 평면도이며, 도 7은 도 3a 및 도 3b의 A-A'선 단면도이다.
구체적으로, 상기 아연조립체(10)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 복수개의 아연판(100,200,300)에 각각 포함된 유동채널(140,240,340)을 서로 어긋나게 배치하여 결합시킴으로써 형성되는 것이 바람직한데, 이처럼 상기 아연조립체(10)에 포함된 각각의 유동채널(140,240,340)이 서로 어긋나게 배치됨으로써 상기 유체가 상기 유동채널(140,240,340)을 통과할 때 와류를 발생시키도록 하여 아연이온과 전자의 발생량을 높일 수 있고, 특히, 유체가 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치(1)를 통과한 경우에, 유체 흐름을 배관 내벽으로 유도함으로써 상기 아연이온과 배관 내벽에 존재하는 부식물, 스케일 및 물때와의 물리화학적 반응을 높일 수 있다.
여기서, 상기 아연이온은 유체 중에 존재하여 유체가 흐르는 배관 내의 부식, 스케일, 물때를 발생시키는 인자와 결합하여 그 생성을 방지할 수 있고, 아연이 이온화될 때 발생되는 전자 또한 유체 내 하이록사이드(OH-) 양을 상대적으로 증가시켜 살균 효과와 더불어, 배관 내에서 철이온이 녹층으로 발생되는 것을 방지하고 기존에 생성된 불안정한 산화층인 Fe2O3층을 안정한 산화층인 마그네타이트(Fe3O4) 구조로 변환시킴으로써 부식의 진행을 저지할 수 있다.
또한, 상기 아연조립체(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 다른 아연판(100,200,300)의 유체유출부와 유체유입부가 서로 결합되어 형성된 적어도 하나 이상의 와류 발생부(400,500)를 포함할 수 있는데, 여기서, 상기 와류 발생부(400,500)는 상기 유동채널(140,240)을 통과한 유체에 와류를 추가로 발생시키면서 유동채널(140,240)을 통과하며 상승된 유체압력을 보상하여 유체압력을 균질화시킬 수 있다.
한편, 상기 불소수지부재(30)는 테두리에 상기 맞춤홈 또는 맞춤턱이 형성될 수 있으며, 상기 맞춤홈 또는 맞춤턱을 이용하여 상기 아연조립체(10)와 맞춤결합됨으로써 상기 불소수지부재(30)에 형성된 유동채널과 상기 아연조립체(10)에 형성된 유동채널(140)을 서로 어긋나게 배치시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 불소수지부재(30)는 상기 하우징(10)의 일 단에서 상기 아연조립체(10)와 결합하는 경우, 상기 아연조립체(10)에 형성된 맞춤홈과 대응하는 맞춤턱이 형성될 수 있고, 상기 하우징(10)의 타 단에서 상기 아연조립체(10)와 결합하는 경우, 상기 아연조립체(10)에 형성된 맞춤턱과 대응하는 맞춤홈이 형성될 수 있으며, 상기 아연조립체(10) 사이에서 결합하는 경우, 상기 아연판(100)과 동일하게 서로 어긋나게 배치된 맞춤홈과 맞춤턱이 형성되어 각각의 아연조립체(10)와 맞춤결합될 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치용 아연판의 사시도이다.
한편, 상기 하우징(40)은 내부에 일정간격 이격되어 구비되는 복수개의 불소수지부재(30) 사이에 각각 설치되는 복수개의 아연판을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 아연판은 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 복수개의 아연판이 결합되지 않고 하나의 아연판(100)으로 구성되며 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비될 수 있는데, 상기 유동채널은 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 유체의 유입구(141)로부터 상기 유체의 유출구(142)까지 경사지게 형성되어 상기 유동채널 내에 와류를 발생시키거나, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 유체의 유출구(142)의 직경이 상기 유체의 유입구(141)의 직경보다 작게 형성되도록 테이퍼지게 형성되어 내부를 흐르는 유체의 유속을 증가시킴으로써 상기 유동채널 내에 와류를 발생시킬 수 있다.
상기 캡(50)은 상기 하우징(40)의 상하부에 각각 연결되어 상기 하우징(40)과 회전식 플랜지(60)를 연결할 수 있는데, 상기 캡(50)은 상기 하우징(40)과 동일하게 구리-주석 합금으로 이루어지거나 철(Fe)로 이루어질 수 있으며, 부식을 방지하기 위해 표면에 불소(F) 소재 또는 아연(Zn)과 알루미늄(Al)의 결합 소재로 이루어진 부식방지제가 코팅될 수 있다.
또한, 상기 캡(50)은 상기 하우징(40) 및 회전식 플랜지(60)와 결합되는 외주면에 누수를 방지하는 오링(20)이 결합될 수 있고, 도 3a에 도시된 바와 같이, 내주면에 나선 형상으로 볼록하게 형성되어 와류를 발생시키는 불규칙면(51)이 구비되거나, 도 3b에 도시된 바와 같이, 내주면에 경사지게 설치되어 와류를 발생시키는 복수개의 경사판(52)이 구비될 수 있다. 여기서, 상기 경사판(52)은 용접에 의해 상기 캡(50)의 내주면에 부착될 수 있다.
상기 회전식 플랜지(60)는 베어링 및 플랜지로 구성되어 유체가 유동하는 배관에 연결될 수 있는데, 상기 회전식 플랜지(60)는 상기 하우징(40)과 동일하게 구리-주석 합금으로 이루어지거나 철(Fe)로 이루어질 수 있으며, 부식을 방지하기 위해 표면에 불소(F) 소재 또는 아연(Zn)과 알루미늄(Al)의 결합 소재로 이루어진 부식방지제가 코팅될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법의 블록도이다.
본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법은 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1단계(S100), 제 2단계(S200), 제 3단계(S300) 및 제 4단계(S400)를 포함한다.
상기 제 1단계(S100)는 도 3a 및 3b에 도시된 하우징(40)을 제조하는 단계이다.
도 12는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 제 1단계의 블록도이다.
구체적으로, 상기 제 1단계(S100)는 도 12에 도시된 바와 같이, 용해 주조단계(S111), 가스 배출단계(S112), 주조품 성형단계(S113) 및 부식방지제 코팅단계(S114)를 포함한다.
상기 용해 주조단계(S111)는 구리 및 주석을 도가니에 장입하여 구리　합금　용탕을 제조할 수 있다.
특별히 한정하지 않으나, 상기 용해 주조단계(S111)는 중유연소의 도가니로, 가경식 중유용해로, 간접전호로, 저주파유도로 등에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 용해 주조단계(S111) 중에서 구리 합금 용탕에 황이 흡수되면 가공성이 저하되고, 용탕 내에서 산화주석이 생성되어 주입 중에 산화막이 형성되어 결정립 내외에서 취약하게 될 수 있다. 또한 용탕이 수소가 흡수되는 경우 주물에 기포가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기 용해 주조단계(S111)는 불활성 가스 분위기에서 수행될 수 있다. 불활성 가스는 특별히 한정하지 않으며, 질소가스를 사용할 수 있다.
특별히 한정하지 않으나, 상기 용해 주조단계는 주석 1 내지 20중량%; 및 잔부인 구리 및 불가피 불순물;을 포함하는 구리　합금　용탕, 보다 바람직하게는 주석 1 내지 10중량%; 및 잔부인 구리 및 불가피 불순물;을 포함하는 구리 합금 용탕을 제조할 수 있다.
상기 용해 주조단계(S111)는 구리 및 주석을 1000 내지 1200℃로 용융할 수 있다. 1000℃ 미만인 경우 구리-주석 합금의 순도가 저감되어 아연이온 ? 전자 발생효과가 낮아질 수 있고, 1200℃를 초과하는 경우 용탕에 수소가 흡수될 수 있다.
또한, 특별히 한정하지 않으나 구리-주석 합금의 물성을 보완하기 위해 상기 구리 합금 용탕에 첨가제를 투입할 수 있다.
상기 가스 배출단계(S112)는 상기 구리　합금　용탕을 주형에 분사하기 직전에 가스를 추출하여 배출하는 단계로서, 특별히 한정하지 않으나 상기 구리 합금 용탕을 배기부가 구비된 일정 구간 흐르도록 안내하여, 배기가 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 나아가, 상기 가스 배출단계(S112)에서 상기 배기부의 외측을 둘러싸는 진공펌프를 설치하여 진공압에 의해 상기 구리　합금　용탕으로부터 가스를 강제 추출한다면 가스를 더욱 신속하게 추출하고 배출할 수 있다.
상기 주조품 성형단계(S113)는 가스가 배출된 상기 구리 합금　용탕을 주형 속에 분사하여　주조품을 성형하는 단계로서, 구리-주석 합금 재질의 하우징을 성형할 수 있다. 주형 속에 구리 합금 용탕을 분사할 때 레이들의 내화물에 습기가 있으면 용탕에 급속하게 수소가 흡수될 수 있으므로, 레이들을 잘 건조하는 것이 중요하다.
상기 주형은 생사형, 건조사형, 금형 등이 사용될 수 있으며, 특별히 한정하지 않으나 주조품 성형단계(S113) 후에 급랭시킴으로써 납의 편석을 방지할 수 있다.
상기 부식방지제 코팅단계(S114)는 상기 주조품의 표면을 부식방지제로 코팅하는 단계로서, 부식을 방지하기 위해 주조품 표면에 불소(F) 소재 또는 아연(Zn)과 알루미늄(Al)의 결합 소재로 이루어진 부식방지제를 코팅할 수 있다.
상기 제 2단계(S200)는 도 5에 도시된 아연조립체(10)를 제조하는 단계이다.
도 13은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 제 1단계의 제 1블록도이다.
구체적으로, 상기 제 2단계(S200)는 제 1실시예로, 도 13에 도시된 바와 같이, 지그 안착단계(S10), 아연 소성단계(S15), 아연 주입단계(S20), 아연 냉각단계(S30), 아연 잉곳 획득단계(S40), 잉곳 제 1가공단계(S50), 잉곳 제 2가공단계(S60), 잉곳 제 3가공단계(S70), 잉곳 제 4가공단계(S80) 및 아연판 결합단계(S90)를 포함한다.
도 16은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 제 1단계의 제 1실시예에 따라 아연조립체를 제조하는 모습을 보여주는 도이다.
상기 지그 안착단계(S10)는 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이, 진공챔버(620) 내에서 중공부가 형성된 원뿔대 형상의 지그(600)를 지지 플레이트(610) 상에 안착시키는 단계이다.
상기 아연 소성단계(S15)는 상기 진공챔버(620) 내에서 고체아연을 액체아연으로 소성시키는 단계로, 상기 고체아연은 상기 진공챔버(620) 내에 구비된 소성로(미도시)를 통해 상기 액체아연으로 소성될 수 있다.
일반적으로, 아연은 고온 용해방식, 고온 용해 후 냉각방식, 냉각온도 등의 공정인자에 의해 아연 표면, 아연의 결정구조, 결함 등에 따라 유체 내에서의 아연의 이온화 속도와 전자 방출량에 영향을 주게 되는데, 본 발명에 따른 상기 액체아연은 고체아연을 상기 진공챔버 내에서 405℃ 내지 787℃에서 소성시켜 생성할 수 있다.
상기 아연 주입단계(S20)는 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 지그(600) 내부로 액체아연을 주입하는 단계이다.
상기 아연 냉각단계(S30)는 도 16의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 액체아연을 진공챔버(620) 내에서 상온에서 냉각시키는 단계이다.
상기 아연 냉각단계(S30)에서 상기 진공챔버(620)를 이용하는 이유는 산소는 액체금속 내에서 쉽게 용해되어 아연과 결합하므로 아연 내 산소용해도를 낮추고, 표면에 존재할 수 있는 산화층을 미연에 방지하기 위함이다.
또한, 액체금속인 아연은 공기 중에 존재하는 산소가 결합하여 산화아연(ZnO)이 생성되고, 액체 내에서도 이러한 산화물인 산화아연은 물에 녹지 않는 성질을 가지고 있으므로 동일한 부피의 아연금속에서 발생할 수 있는 아연이온과 전자 발생량의 감소를 방지하기 위함이다.
상기 아연 잉곳 획득단계(S40)는 도 16의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 지지 플레이트(610) 상에서 상기 지그(600)를 분리시켜 원뿔대 형상의 아연 잉곳(630)을 획득하는 단계이다.
상기 잉곳 제 1가공단계(S50)는 도 16의 (e)에 도시된 바와 같이, 상기 아연 잉곳(630)의 경사면을 수직으로 절삭하여 원기둥 형상의 아연 잉곳(630)을 형성하는 단계이다.
상기 잉곳 제 2가공단계(S60)는 도 16의 (f)에 도시된 바와 같이, 상기 아연 잉곳(630)의 상부면과 하부면에 원통형의 홈을 각각 형성하여 도 4에 도시된 바와 같이 유체가 유입되고 테두리부(120)가 구비된 유체유입부(110)와, 상기 유체가 관통될 유체관통부(130) 및 상기 유체가 유출되고 테두리부(160)가 구비된 유체유출부(150)로 상기 아연 잉곳을 구분시키는 단계이다.
상기 잉곳 제 3가공단계(S70)는 상기 유체유입부(110)에 형성된 테두리부(120)에 맞춤홈(121)을 형성하고, 상기 유체유출부(150)에 형성된 테두리부(650)에 상기 맞춤홈(121)과 서로 어긋나게 배치되도록 원주 방향으로 일정 각도 회전한 위치에 맞춤턱(161)을 형성하는 단계이다.
상기 잉곳 제 4가공단계(S80)는 상기 유체관통부(130)에 상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널(140)을 형성하여 아연판을 형성하는 단계이다.
구체적으로, 상기 잉곳 제 4가공단계(S80)에서는 상기 유동채널을 도 4에 도시된 바와 같이, 직선형으로 형성하거나, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 유체의 유입구(141)로부터 유출구(142)까지 경사지게 형성하거나, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 유체의 유입구(141)로부터 유출구(142)까지 테이퍼지게 형성하여 상기 유출구(142)의 직경이 상기 유입구(141)의 직경보다 작게 형성할 수 있다.
상기 아연판 결합단계(S90)는 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 다른 아연판의 유체유입부와 유체유출부에 각각 형성된 상기 맞춤홈과 맞춤턱을 맞춤결합하여 각각의 아연판에 포함된 유동채널(140,240,340)을 서로 어긋나게 배치시킨 상태에서 복수개의 아연판이 결합된 아연조립체(10)를 제조하는 단계이다.
도 15는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 아연판 결합단계의 블록도이다.
구체적으로, 상기 아연판 결합단계(S90)는 도 15에 도시된 바와 같이, 유동채널 배치공정(S91) 및 아연판 결합공정(S92)을 포함한다.
상기 유동채널 배치공정(S91)은 서로 다른 아연판에 각각 포함된 유체유입부와 유체유출부를 서로 접촉시키며 상기 맞춤홈과 맞춤턱이 서로 대응되도록 각각의 아연판을 회전시켜 각각의 아연판에 포함된 유동채널(140,240,340)을 서로 어긋나게 배치하는 공정이다.
상기 아연판 결합공정(S92)은 상기 맞춤홈과 맞춤턱을 맞춤결합하여 와류를 발생시키면서 상기 유동채널을 흐르는 유체압력을 보상하여 유체압력을 균질화시키는 적어도 하나 이상의 와류 발생부(400,500)를 형성하는 공정이다.
도 14는 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 제 1단계의 제 2블록도이다.
한편, 상기 제 2단계(S200)는 제 2실시예로, 도 14에 도시된 바와 같이, 아연 소성단계(S15), 아연 주입단계(S20), 아연 커버단계(S25), 아연 냉각단계(S30), 아연 잉곳 획득단계(S40), 잉곳 제 1가공단계(S50), 잉곳 제 2가공단계(S60), 잉곳 제 3가공단계(S70), 잉곳 제 4가공단계(S80) 및 아연판 결합단계(S90)를 포함할 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법 중 제 1단계의 제 2실시예에 따라 아연조립체를 제조하는 모습을 보여주는 도이다.
상기 아연 소성단계(S15)는 진공챔버 내에서 고체아연을 액체아연으로 소성시키는 단계로, 상기 고체아연은 상기 진공챔버 내에 구비된 소성로를 통해 405℃ 내지 787℃에서 상기 액체아연으로 소성될 수 있다.
상기 아연 주입단계(S20)는 도 17의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 진공챔버 (620)내에서 커버부재(700)와 힌지(710)로 연결된 성형부재(720)의 성형틀(730) 내부로 액체아연을 주입하는 단계로, 여기서, 상기 성형틀(730)은 사각 기둥 형상의 홈으로 이루어질 수 있다.
상기 아연 커버단계(S25)는 도 17의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 커버부재(700)를 상기 성형부재(720) 상에 위치시켜 상기 성형틀(730)을 커버하는 단계이다.
상기 아연 냉각단계(S30)는 상기 액체아연을 진공챔버(620) 내에서 상온에서 냉각시키는 단계이다.
상기 아연 잉곳 획득단계(S40)는 도 17의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 성형틀(730)에서 냉각아연을 분리시켜 아연 잉곳(630)을 획득하는 단계이다.
상기 잉곳 제 1가공단계(S50)는 도 17의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 아연 잉곳(630)을 절삭하여 원기둥 형상의 아연 잉곳을 형성하는 단계이다.
상기 잉곳 제 2가공단계(S60)는 도 17의 (e)에 도시된 바와 같이, 상기 아연 잉곳(630)의 상부면과 하부면에 원통형의 홈을 각각 형성하여 도 4에 도시된 바와 같이 유체가 유입되고 테두리부(120)가 구비된 유체유입부(110)와, 상기 유체가 관통될 유체관통부(130) 및 상기 유체가 유출되고 테두리부(160)가 구비된 유체유출부(150)로 상기 아연 잉곳을 구분시키는 단계이다.
한편, 상기 잉곳 제 3가공단계(S70), 잉곳 제 4가공단계(S80) 및 아연판 결합단계(S90)는 상기 제 2단계(S200)의 제 1실시예에 포함된 잉곳 제 3가공단계, 잉곳 제 4가공단계 및 아연판 결합단계와 그 구성 및 내용이 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 제 3단계(S300)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 표면이 부식방지제로 코팅된 하우징(40) 내부에 복수개의 불소수지부재(30)와, 상기 불소수지부재(30) 사이에 상기 아연조립체(10)를 각각 설치하는 단계이다.
구체적으로, 상기 제 3단계(S300)에서는 상기 불소수지부재(30)에 형성된 유동채널과 상기 아연조립체(10)에 형성된 유동채널(140)을 서로 어긋나게 배치시키며 상기 불소수지부재(30)와 아연조립체(10)를 교대로 결합시킬 수 있다.
상기 제 4단계(S400)는 상기 하우징(40)의 상하부 끝단에 캡(50) 및 회전식 플랜지(60)를 각각 설치하는 단계이다.
한편, 상기 캡(50) 및 회전식 플랜지(60)를 각각 설치하기 위해, 예를 들어, 상기 제 2단계(S200) 이후, 상기 하우징(40)의 일 단에 캡(50)과 회전식 플랜지(60)를 결합하고, 상기 제 3단계(S300) 이후, 상기 하우징(40)의 타 단에 캡(50)과 회전식 플랜지(60)를 결합할 수 있음은 물론이다.
<실험예>
본 발명의 구리-주석 합금(구리 90중량%, 주석 10중량%) 재질의 하우징을 사용한 부식억제 이온 수처리장치(실시예)과 황동 재질의 하우징을 사용한 부식억제 이온 수처리장치(비교예)의 아연이온 용출량을 비교하여 하기 표 1에 기재하였다.
시간 30분 1시간 2시간 3시간 평균
실시예(Zn(ppm)) 0.07 0.09 0.12 0.13 0.11
비교예(Zn(ppm)) 0.03 0.05 0.08 0.08 0.06
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 구리-주석 합금을 이용한 본 발명의 부식억제 이온 수처리장치의 경우 평균 아연이온 용출량이 비교예에 비해 약 1.5배 정도 많음을 확인하여 부식억제 효과가 우수함을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
1: 부식억제 이온 수처리장치
10: 부식억제 이온 수처리장치용 아연판, 아연조립체
20: 오링 30: 불소수지부재
40: 하우징 50: 캡
51: 불규칙면 52: 경사판
60: 회전식 플랜지
100,200,300: 아연판 110: 유체유입부
120,160: 테두리부 121,221: 맞춤홈
130: 유체관통부 140,240,340: 유동채널
141: 유입구 142: 유출구
150: 유체유출부 161: 맞춤턱
400,500: 와류 발생부 600: 지그
610: 지지 플레이트 620: 진공챔버
630: 아연 잉곳 700: 커버부재
710: 힌지 720: 성형부재
730: 성형틀
S10: 지그 안착단계 S15: 아연 소성단계
S20: 아연 주입단계 S25: 아연 커버단계
S30: 아연 냉각단계 S40: 아연 잉곳 획득단계
S50: 잉곳 제 1가공단계 S60: 잉곳 제 2가공단계
S70: 잉곳 제 3가공단계 S80: 잉곳 제 4가공단계
S90: 아연판 결합단계 S91: 유동채널 배치공정
S92: 아연판 결합공정 S100: 제 1단계
S111: 용해 주조단계 S112: 가스 배출단계
S113: 주조품 성형단계 S114: 부식방지제 코팅단계
S200: 제 2단계 S300: 제 3단계
S400: 제 4단계

Claims (17)

  1. 표면이 부식방지제로 코팅된 하우징;
    상기 하우징의 상하부에 각각 연결되며 외주면에 누수를 방지하는 오링이 결합되는 캡; 및
    상기 캡에 각각 연결되는 회전식 플랜지;를 포함하고,
    상기 하우징은,
    내부에 일정간격 이격되어 구비되는 복수개의 불소수지부재; 및
    상기 불소수지부재 사이에 각각 설치되는 복수개의 아연조립체;를 포함하며,
    상기 아연조립체는 복수개의 아연판이 결합되어 형성되고,
    상기 아연판은,
    유체가 유입되는 공간이 형성된 유체유입부;
    상기 유체유입부와 일체로 연결되며 상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비되는 유체관통부; 및
    상기 유체관통부와 일체로 연결되며 상기 유체가 유출되는 공간이 형성된 유체유출부;를 포함하고,
    상기 아연조립체는,
    복수개의 아연판에 각각 포함된 유동채널이 서로 어긋나게 배치되어 상기 유동채널 내에 와류를 발생시키고,
    서로 다른 아연판의 유체유출부와 유체유입부가 서로 결합하여 상기 와류를 추가로 발생시키면서 유체압력을 보상하여 유체압력을 균질화시키는 적어도 하나 이상의 와류 발생부를 포함하며,
    상기 하우징은 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은 주석 1 내지 20중량%; 및 잔부인 구리 및 불가피 불순물;을 포함하는 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유동채널은 상기 유체의 유입구로부터 유출구까지 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유동채널은 상기 유체의 유입구로부터 유출구까지 테이퍼지게 형성되어 상기 유출구의 직경이 상기 유입구의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유체유입부는 중공 원통형상으로 이루어져 테두리부에 맞춤홈이 형성되고,
    상기 유체유출부는 중공 원통형상으로 이루어져 테두리부에 맞춤턱이 형성되며,
    상기 맞춤턱은 상기 맞춤홈과 서로 어긋나게 배치되도록 원주 방향으로 일정 각도 회전한 위치에 형성되고,
    서로 다른 아연판의 유체유입부와 유체유출부는 상기 맞춤홈과 맞춤턱 사이의 맞춤결합으로 결합되어 각각의 아연판에 포함된 유동채널을 서로 어긋나게 배치시키는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 불소수지부재는,
    상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비되고, 테두리에 상기 맞춤홈 또는 맞춤턱이 형성되며, 상기 맞춤홈 또는 맞춤턱을 이용하여 상기 아연조립체와 맞춤결합되어 상기 불소수지부재에 형성된 유동채널과 상기 아연조립체에 형성된 유동채널을 서로 어긋나게 배치시키는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 캡은 내주면에 와류를 발생시키는 불규칙면이 구비되는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 캡은 내주면에 경사지게 설치되어 와류를 발생시키는 복수개의 경사판이 구비되는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치.
  9. 표면이 부식방지제로 코팅된 하우징;
    상기 하우징의 상하부에 각각 연결되고, 내주면에 와류를 발생시키는 불규칙면이나 복수개의 경사판이 구비되며, 외주면에 누수를 방지하는 오링이 결합되는 캡; 및
    상기 캡에 각각 연결되는 회전식 플랜지;를 포함하고,
    상기 하우징은,
    내부에 일정간격 이격되어 구비되는 복수개의 불소수지부재; 및
    상기 불소수지부재 사이에 각각 설치되는 복수개의 아연판;을 포함하며,
    상기 아연판은 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비되고,
    상기 유동채널은 상기 유체의 유입구로부터 상기 유체의 유출구까지 경사지게 형성되어 상기 유동채널 내에 와류를 발생시키며,
    상기 하우징은 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치.
  10. 표면이 부식방지제로 코팅된 하우징;
    상기 하우징의 상하부에 각각 연결되고, 내주면에 와류를 발생시키는 불규칙면이나 복수개의 경사판이 구비되며, 외주면에 누수를 방지하는 오링이 결합되는 캡; 및
    상기 캡에 각각 연결되는 회전식 플랜지;를 포함하고,
    상기 하우징은,
    내부에 일정간격 이격되어 구비되는 복수개의 불소수지부재;
    상기 불소수지부재 사이에 각각 설치되는 복수개의 아연판;을 포함하며,
    상기 아연판은 유체가 흐르는 복수개의 유동채널이 구비되고,
    상기 유동채널은 상기 유체의 유출구의 직경이 상기 유체의 유입구의 직경보다 작게 형성되도록 테이퍼지게 형성되어 내부를 흐르는 유체의 유속을 증가시켜 상기 유동채널 내에 와류를 발생시키며,
    상기 하우징은 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치.
  11. 표면이 부식방지제로 코팅되었으며, 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 하우징을 제조하는 제 1단계;
    복수개의 아연조립체를 제조하는 제 2단계;
    상기 하우징 내부에 복수개의 불소수지부재와, 상기 불소수지부재 사이에 상기 아연조립체를 각각 설치하는 제 3단계; 및
    상기 하우징의 상하부 끝단에 캡 및 회전식 플랜지를 설치하는 제 4단계;를 포함하고,
    상기 제 1단계는,
    구리 및 주석을 도가니에 장입하여 구리　합금　용탕을 제조하는 용해 주조단계;
    상기 구리　합금　용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 가스 배출단계;
    가스가 배출된 상기 구리 합금　용탕을 주형 속에 분사하여　주조품을 성형하는 주조품 성형단계; 및
    상기 주조품의 표면을 부식방지제로 코팅하는 부식방지제 코팅단계를 포함하고,
    상기 제 2단계는,
    진공챔버 내에서 중공부가 형성된 원뿔대 형상의 지그를 지지 플레이트 상에 안착시키는 지그 안착단계;
    상기 진공챔버 내에서 고체아연을 액체아연으로 소성시키는 아연 소성단계;
    상기 지그 내부로 상기 액체아연을 주입하는 아연 주입단계;
    상기 액체아연을 상기 진공챔버 내에서 상온에서 냉각시키는 아연 냉각단계;
    상기 지지 플레이트 상에서 상기 지그를 분리시켜 원뿔대 형상의 아연 잉곳을 획득하는 아연 잉곳 획득단계;
    상기 아연 잉곳의 경사면을 수직으로 절삭하여 원기둥 형상의 아연 잉곳을 형성하는 잉곳 제 1가공단계;
    상기 아연 잉곳의 상부면과 하부면에 원통형의 홈을 각각 형성하여 유체가 유입되고 테두리부가 구비된 유체유입부와, 상기 유체가 관통될 유체관통부 및 상기 유체가 유출되고 테두리부가 구비된 유체유출부로 상기 아연 잉곳을 구분시키는 잉곳 제 2가공단계;
    상기 유체유입부에 형성된 테두리부에 맞춤홈을 형성하고, 상기 유체유출부에 형성된 테두리부에 상기 맞춤홈과 서로 어긋나게 배치되도록 원주 방향으로 일정 각도 회전한 위치에 맞춤턱을 형성하는 잉곳 제 3가공단계;
    상기 유체관통부에 상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널을 형성하여 아연판을 형성하는 잉곳 제 4가공단계; 및
    서로 다른 아연판의 유체유입부와 유체유출부에 각각 형성된 상기 맞춤홈과 맞춤턱을 맞춤결합하여 각각의 아연판에 포함된 유동채널을 서로 어긋나게 배치시킨 상태에서 복수개의 아연판이 결합된 아연조립체를 제조하는 아연판 결합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 용해 주조단계는 주석 1 내지 20중량%; 및 잔부인 구리 및 불가피 불순물;을 포함하는 구리　합금　용탕을 제조하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 용해 주조단계는 구리 및 주석을 불활성 가스 분위기에서 1000 내지 1200℃로 용융하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 잉곳 제 4가공단계는,
    상기 유동채널을 상기 유체의 유입구로부터 유출구까지 경사지게 형성하거나, 상기 유체의 유입구로부터 유출구까지 테이퍼지게 형성하여 상기 유출구의 직경이 상기 유입구의 직경보다 작게 형성하는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 아연판 결합단계는,
    서로 다른 아연판에 각각 포함된 유체유입부와 유체유출부를 서로 접촉시키며 상기 맞춤홈과 맞춤턱이 서로 대응되도록 각각의 아연판을 회전시켜 각각의 아연판에 포함된 유동채널을 서로 어긋나게 배치하는 유동채널 배치공정; 및
    상기 맞춤홈과 맞춤턱을 맞춤결합하여 와류를 발생시키면서 상기 유동채널을 흐르는 유체압력을 보상하여 유체압력을 균질화시키는 적어도 하나 이상의 와류 발생부를 형성하는 아연판 결합공정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법.
  16. 제 11항에 있어서, 상기 제 3단계는,
    상기 불소수지부재에 형성된 유동채널과 상기 아연조립체에 형성된 유동채널을 서로 어긋나게 배치시키며 상기 불소수지부재와 아연조립체를 교대로 결합시키는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법.
  17. 표면이 부식방지제로 코팅되었으며, 구리와 주석의 2원계 합금으로 이루어진 하우징을 제조하는 제 1단계;
    복수개의 아연조립체를 제조하는 제 2단계;
    표면이 부식방지제로 코팅된 하우징 내부에 복수개의 불소수지부재와, 상기 불소수지부재 사이에 상기 아연조립체를 각각 설치하는 제 3단계; 및
    상기 하우징의 상하부 끝단에 캡 및 회전식 플랜지를 설치하는 제 4단계;를 포함하고,
    상기 제 1단계는,
    구리 및 주석을 도가니에 장입하여 구리　합금　용탕을 제조하는 용해 주조단계;
    상기 구리　합금　용탕으로부터 가스를 추출하여 배출하는 가스 배출단계;
    가스가 배출된 상기 구리 합금　용탕을 주형 속에 분사하여　주조품을 성형하는 주조품 성형단계; 및
    상기 주조품의 표면을 부식방지제로 코팅하는 부식방지제 코팅단계를 포함하고,
    상기 제 2단계는,
    진공챔버 내에서 고체아연을 액체아연으로 소성시키는 아연 소성단계;
    상기 진공챔버 내에서 커버부재와 힌지로 연결된 성형부재의 성형틀 내부로 상기 액체아연을 주입하는 아연 주입단계;
    상기 커버부재를 상기 성형부재 상에 위치시켜 상기 성형틀을 커버하는 아연 커버단계;
    상기 액체아연을 상기 진공챔버 내에서 상온에서 냉각시키는 아연 냉각단계;
    상기 성형틀에서 냉각아연을 분리시켜 아연 잉곳을 획득하는 아연 잉곳 획득단계;
    상기 아연 잉곳을 절삭하여 원기둥 형상의 아연 잉곳을 형성하는 잉곳 제 1가공단계;
    상기 아연 잉곳의 상부면과 하부면에 원통형의 홈을 각각 형성하여 유체가 유입되고 테두리부가 구비된 유체유입부와, 상기 유체가 관통될 유체관통부 및 상기 유체가 유출되고 테두리부가 구비된 유체유출부로 상기 아연 잉곳을 구분시키는 잉곳 제 2가공단계;
    상기 유체유입부에 형성된 테두리부에 맞춤홈을 형성하고, 상기 유체유출부에 형성된 테두리부에 상기 맞춤홈과 서로 어긋나게 배치되도록 원주 방향으로 일정 각도 회전한 위치에 맞춤턱을 형성하는 잉곳 제 3가공단계;
    상기 유체관통부에 상기 유체가 흐르는 복수개의 유동채널을 형성하여 아연판을 형성하는 잉곳 제 4가공단계; 및
    서로 다른 아연판의 유체유입부와 유체유출부에 각각 형성된 상기 맞춤홈과 맞춤턱을 맞춤결합하여 각각의 아연판에 포함된 유동채널을 서로 어긋나게 배치시킨 상태에서 복수개의 아연판이 결합된 아연조립체를 제조하는 아연판 결합단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리-주석 합금을 이용한 부식억제 이온 수처리장치의 제조 방법.
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