KR20220144226A - 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치 - Google Patents

이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물을 활성화시키기 위해서 원수가 유입되는 하우징에 복수 개의 자성체층 및 원석층을 배치함으로써, 온도, 자력 및 원적외선을 이용하여 물의 클러스터를 작게 분해시키는 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치에 관한 것이다.

Description

이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치{APPARATUS FOR GENERATING AGRICULTURE WATER USING ION WATER GENERATOR}
본 발명은 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물을 활성화시키기 위해서 원수가 유입되는 하우징에 복수 개의 자성체층 및 원석층을 배치함으로써, 온도, 자력 및 원적외선을 이용하여 물의 클러스터를 작게 분해시키는 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 급수 장치는 물이 필요로 하는 장소에 물을 공급하고 주는 장치로서 공장, 아파트, 운동장, 농경지 등에서 사용되고 있다.
특히, 농경지에서는 농업용으로 많은 양의 물을 필요로 한다. 농경지에 물을 공급하기 위해 수돗물로만 공급하려고 하면 많은 비용이 들어가게 된다. 그래서 비용절약을 위해 농촌에서는 농수로를 설치하고 활용하여 각각의 농경지에 물을 공급하고 있다. 농수로를 활용하여 농경지에 물을 공급하는 급수 장치의 예로는 물펌프를 이용한 급수 장치와 수문을 활용한 급수 장치 등이 있다.
근래 농촌지역에서는 급격한 도시화에 따른 생활하수 배출의 증가와 화학비료 및 농약의 과다한 사용으로 인해 지하수가 심각하게 오염되면서 양질의 농업용수를 충분히 확보하기가 어려운 실정이다.
염류농도가 높은 지역의 지하수는 배양액 조성이 어렵게 되는 문제점이 있었으며, 철분이나 망간과 같은 중금속이 많은 지역의 농업용수는 스프링클러를 막히게 하고 수막재배시 이용되는 비닐표면에 붉은 얼룩을 형성하여 광 투과율을 떨어뜨리는 등 작물재배 효율을 저하시키게 된다.
이러한 문제점을 해결하고자 다양한 에너지가 주입된 활성수를 농업용수로 사용하는 방법에 대한 연구개발이 진행되어 있으며, 이를 위해 종래에 자성체, 세라믹 등을 이용한 자화수, 이온수, 미네랄수 생성 장치 등이 개발되어 왔다.
상술한 배경하에서 개발된 종래의 물 활성화 장치는 물에 자기력 또는 진동에 의한 파동에너지 등을 주입하는 장치인 것으로 파악된다. 하지만 단순하게 자기력, 파동에너지를 물에 주입하는 것으로는 물 활성화 효과를 기대하기 어렵다.
따라서, 자성체, 다양한 세라믹을 다수 개의 층으로 구성한 하나의 하우징에 원수를 통과시킴으로써 물의 클러스터를 세밀하게 분해시키고 물을 활성화시키는 효과를 향상시킬 수 있는 신규 물 활성화 장치 개발이 필요한 실정이다.
한국등록특허공보 제 10-1010279 호
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 온도, 자력 및 원적외선을 이용하여 물의 클러스터를 작게 분해시킴으로써 물을 활성화 시키는 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 알칼리화되고 원적외선, 음이온 및 미네랄이 풍부하게 주입된 물을 마신 사용자의 생리반응을 활성화 시키고 체력을 증강시키는 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 간단한 구조를 가지고 설치가 용이하여 설치 및 운영이 편리하고, 저렴한 비용으로 반영구적으로 사용 가능한 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치는 원수의 유입구와 배출구가 구비된 하우징; 상기 유입구에 인접하게 배치된 가열층; 상기 하우징 내부에 위치되는 다수 개의 여과층; 상기 다수 개의 여과층 사이에 개재되며, 상기 하우징 내부로 유입된 상기 원수의 클러스터를 분해시키는 다수 개의 자성체층; 및 상기 다수 개의 여과층 사이에 개재되는 다수 개의 광물층;을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 광물층은, 상기 하우징 내부로 유입된 상기 원수에 원적외선, 음이온 및 미네랄을 공급하고 상기 원수를 알칼리화할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광물층은, 상기 원수를 알칼리화시키는 세라믹볼층; 상기 원수에 원적외선 및 음이온을 공급하는 원석층; 및 상기 원수에 미네랄을 공급하는 미네랄 보충층;을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세라믹볼층은 마그네슘 및 칼슘 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있고, 상기 원석층은 토르마린, 맥반석, 귀사문석, 일라이트, 흑운모, 벤토나이트, 귀양석, 모나자이트, 히게리온 및 맥섬석 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있으며, 상기 미네랄 보충층은 제올라이트, 황토볼, 현무암, 홍원석 및 산호사 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세라믹볼층은, 마그네슘 및 조개껍질을 300 내지 500 메쉬로 분쇄하고 구형상으로 성형한 후 섭씨 800도 내지 섭씨 1200도의 온도로 가열하여 제조된 다수 개의 세라믹볼로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 여과층은, 부직포 및 종이필터 중 하나 이상의 재질이 포함된 제1여과층; 및 숯 및 카본 중 어느 하나 이상의 재질이 포함된 제2여과층;으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1여과층은 상기 유입구와 인접하고 상기 제2여과층은 상기 배출구와 인접하게 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 자성체층은, 12000 내지 15000 가우스의 자력을 가지는 자석, 전기석, 티타늄 및 텅스텐이 포함된 제1자성체층; 및 15000 내지 18000 가우스의 자력을 가지는 자석으로 구성된 제2자성체층;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 온도, 자력 및 원적외선을 이용하여 물의 클러스터를 작게 분해시킴으로써, 물을 활성화 시키는 효과가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 물을 알칼리화시키고 물에 원적외선, 음이온 및 미네랄이 풍부하게 주입함으로써, 사용자의 생리반응을 활성화 시키고 체력을 증강시키는 효과가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치는 간단한 구조를 가지고 설치가 용이하여 설치 및 운영이 편리하고, 저렴한 비용으로 반영구적으로 사용 가능한 이점이 발생할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치의 구성을 도시한 구성도이다.
본 발명에 대한 상세한 설명은 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위한 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 하거나, 어떤 구조와 형상을 “특징”으로 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하거나 다른 구조와 형상을 배제한다는 것이 아니라, 다른 구성요소, 구조 및 형상을 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 제시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 실시예의 의한 발명의 내용을 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치(100)의 구성을 도시한 구성도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치(100)는 하우징(10), 가열층(20), 여과층(30), 자성체층(40), 광물층(50)으로 구성될 수 있다. 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.
하우징(10)은 일정 공간이 형성되어 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치(100)의 다른 구성요소를 수용할 수 있도록, 내부에 일정 공간이 형성된 다면체로 형성될 수 있다. 여기에서, 하우징(10)은 원수가 유입되는 유입구(11) 및 배출구(12)를 포함할 수 있다. 유입구(11) 및 배출구(12)는 다면체의 서로 마주보는 면에 각각 일정한 크기의 개구 형태로 형성될 수 있다.
가열층(20)은 하우징(10) 내 유입되는 원수 온도를 일정 온도로 유지시키기 위해, 외부로부터 인가되는 전원을 통해 발열되는 전기열선으로 구성될 수 있다. 여기에서, 가열층(20)은 하우징(10)의 바닥면에 위치될 수 있고, 하우징(10)의 내부에 가열층(20)을 고정하는 별도의 고정 부재가 추가로 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 가열층(20)은 하우징(10)의 바닥면에 넓게 매설될 수 있도록 'ㄹ'자와 유사한 형상을 나타내도록 구비됨으로써, 가열층(20)이 하우징(10)의 내부 전체에 고르게 열원을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 가열층(20)의 전기열선은 섭씨 60도 내지 섭씨 70도의 온도로 발열될 수 있다. 전기열선은 후술되는 자성체층(40), 광물층(50)의 효율을 높이기 위해 섭씨 60도 이상의 온도로 가열하며, 지속적인 가열로 인한 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치(100)의 손상을 방지하기 위해 최대 70 ℃ 미만의 온도범위에서 발열되도록 제어되는 것이 바람직하다. 여기에서, 섭씨 60도 미만의 온도일 경우 원수 활성화를 위한 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치(100)의 효율 향상의 효과를 기대하기 어렵다.
여과층(30)은 하우징(10)으로 유입된 원수에 포함된 이물질이나 오염물질 등 등을 걸러주는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 여과층(30)은 하우징(10) 내부에 다수개로 배치될 수 있고 부직포, 종이필터, 숯, 카본 중 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 여과층(30)은 부직포 및 종이필터 중 하나 이상의 재질이 포함된 제1여과층(31) 및 숯 및 카본 중 어느 하나 이상의 재질이 포함된 제2여과층(32)으로 구성될 수 있다.
여기에서, 제1여과층(31)은 하우징(10)으로 유입되는 원수 내 이물질을 제거하는 전처리 단계 구성으로써, 유입구(11)와 인접하게 배치될 수 있다. 그리고 제2여과층(32)은 후술되는 자성체층(40) 및 광물층(50)에 의해 클러스터가 작게 분해된 물을 제1여과층(31)에서 걸러진 이물질보다 미세한 이물질 또는 오염물질을 제거하는 구성으로써, 배출구(12)와 인접하게 배치될 수 있다.
자성체층(40)은 하우징(10)의 내부에서 다수 개로 마련되며, 원수에 강한 자기장을 부여하여 원수의 클러스터를 분해시킴으로써, 원수를 자화수로 변환시키는 역할을 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 자성체층(40)은 다수 개의 여과층(30) 사이에 개재될 수 있고 전기석, 티타늄, 텅스텐 및 특정 가우스의 자력을 가지는 자석으로 구성될 수 있다. 여기에서, 자석은 페라이트(ferite), 네오디움(Neodium) 등을 포함하는 영구자석일 수 있다.
일 실시예에서, 자성체층(40)은 12000 내지 15000 가우스의 자력을 가지는 자석, 전기석, 티타늄 및 텅스텐이 포함된 제1자성체층(41) 및 15000 내지 18000 가우스의 자력을 가지는 자석으로 구성된 제2자성체층(42)으로 구성될 수 있다.
여기에서, 제1자성체층(41)은 하우징(10)에 유입된 원수를 1차적으로 분해시키며, 통상적으로 클러스터가 120Hz정도인 원수를 65Hz의 크기로 분해시킬 수 있다. 이를 위해, 제1자성체층(41)은 제2자성체층(42)에 비해 비교적 유입구(11)와 인접하게 배치될 수 있다.
그리고, 제2자성체층(42)는 클러스터가 이미 일정 수준으로 분해된 물을 재차 분해시키는 역할을 수행하며, 이를 위해 제1층자성체층(41)보다 강한 자력을 가지는 자성체로 구성될 수 있고, 제1자성체층(41)에 비해 비교적 배출구(12)와 인접하게 배치될 수 있다.
광물층(50)은 하우징(10)의 내부에서 다수 개로 마련되며, 하우징 (10) 내부로 유입된 원수에 원적외선, 음이온 및 미네랄을 공급하고 원수를 알칼리화시키는 역할을 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 광물층(50)은 다수 개의 여과층(30) 사이에 개재될 수 있고, 세라믹볼층(51), 원수에 원적외선 및 음이온을 공급하는 원석층(52) 및 원수에 미네랄을 공급하는 미네랄 보충층(53)으로 구분되어 다수 개의 층으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 세라믹볼층(51)은 원수를 알칼리화시키는 역할을 수행하며, 이를 위해 마그네슘 및 칼슘 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있다. 여기에서, 마그네슘 및 칼슘은 물 입자와 반응하여 물속에 수산화마그네슘 및 수산화칼슘이 형성되고, 동시에 물 속에 H2를 다수 발생시킴으로써, 원수를 알칼리화하여 알칼리 이온수로 변화시킬 수 있다. 이때, 마그네슘 및 칼슘이 물 입자와 반응하는 반응식은 다음과 같다.
Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂
Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂
일 실시예에서, 세라믹볼층(51)은 마그네슘 및 조개껍질을 300 내지 500 메쉬로 분쇄하고 구형상으로 성형한 후 섭씨 800도 내지 섭씨 1200도의 온도로 4시간 내지 6시간동안 가열하여 제조된 다수 개의 세라믹볼로 구성될 수 있다. 세라믹볼을 구형상으로 성형하는 것은 물과의 접촉면적을 크게 하기 위함이다.
여기에서, 세라믹볼은 마그네슘 및 조개껍질을 300 메쉬 미만으로 분쇄할 경우 분말의 분쇄에 소요되는 비용에 비하여 분쇄물에서 더 이상의 응집 효과가 증대하지 않고, 500 메쉬 이상으로 분쇄할 경우 입자의 표면적이 넓어 응집 효과가 일어나지 않아서 일정한 구형상으로 성형하기 어렵다.
또한, 세라믹볼을 제조하기 위한 가열 온도가 섭씨 1200도 보다 높으면 재료가 타버리는 현상이 발생할 수 있으며, 섭씨 800도 보다 낮으면 재료의 효용가치가 낮기 때문에, 섭씨 800도 내지 섭씨 1200도의 온도 범위 내에서 가열시키는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 원석층(52)은 원수에 원적외선 및 음이온을 공급하는 역할을 수행하며, 이를 위해 토르마린, 맥반석, 귀사문석, 일라이트, 흑운모, 벤토나이트, 귀양석, 모나자이트, 히게리온 및 맥섬석 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있다. 여기에서, 원석층(52)은 물과 반응면적을 높이기 위해 직경 5 내지 10 ㎜의 크기로 형성될 수 있으며, 세라믹으로 가공하지 않고 원석을 사용하는 것은 원수와의 접촉 및 마찰로 인해 원석층(52)이 분쇄 또는 마모 되는 것을 방지하기 위함이다.
토르마린은 다량의 원적외선, 음이온을 방출하고 살균효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 토르마린이 물과 접촉시 음이온 방출과 동시에 0.006mA의 미약한 전류가 영구적으로 방출되고 이러한 전기적인 작용으로 물의 클러스터가 작게 분해될 수 있다.
맥반석은 1㎤당 3~15만 개의 구멍으로 이루어져 있어 흡착성이 강하고, 약 2만 5000종의 무기염류를 함유하고 있다. 중금속과 이온을 교환하는 작용을 하기 때문에 유해금속 제거제로도 사용하며, 이 암석에 열을 가하면 원적외선을 방출하는 것으로 알려져 있다.
일 실시예에서, 미네랄 보충층(53)은 원수에 미네랄을 공급하는 역할을 수행하며, 이를 위해 제올라이트, 황토볼, 현무암, 홍원석 및 산호사 중 어느 하나 이상의 재질로 구성될 수 있다. 여기에서, 미네랄 보충층(53)은 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치(100)를 통과한 원수의 사용 목적에 따라 사용자가 미네랄 공급 정도를 조절하기 위해 세라믹볼층(51) 및 원석층(52)에 비해 배출구(12)와 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치 10: 하우징 11: 유입구 12: 배출구 20: 가열층 30: 여과층 31: 제1여과층 32: 제2여과층 40: 자성체층 41: 제1자성체층 42: 제2자성체층 50: 광물층 51: 세라믹볼층 52: 원석층 53: 미네랄 보충층

Claims (7)

  1. 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치에 있어서,상기 이온수 생성기는,원수의 유입구와 배출구가 구비된 하우징;상기 유입구에 인접하게 배치된 가열층;상기 하우징 내부에 위치되는 다수 개의 여과층;상기 다수 개의 여과층 사이에 개재되며, 상기 하우징 내부로 유입된 상기 원수의 클러스터를 분해시키는 다수 개의 자성체층; 및상기 다수 개의 여과층 사이에 개재되는 다수 개의 광물층;을 포함하고,상기 광물층은, 상기 하우징 내부로 유입된 상기 원수에 원적외선, 음이온 및 미네랄을 공급하고 상기 원수를 알칼리화시키는 것을 특징으로 하는,이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광물층은, 상기 원수를 알칼리화시키는 세라믹볼층;상기 원수에 원적외선 및 음이온을 공급하는 원석층; 및상기 원수에 미네랄을 공급하는 미네랄 보충층;을 포함하는 것을 특징으로하는,이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 세라믹볼층은 마그네슘 및 칼슘 중 어느 하나 이상의 재질로 구성되고,상기 원석층은 토르마린, 맥반석, 귀사문석, 일라이트, 흑운모, 벤토나이트, 귀양석, 모나자이트, 히게리온 및 맥섬석 중 어느 하나 이상의 재질로 구성되며,상기 미네랄 보충층은 제올라이트, 황토볼, 현무암, 홍원석 및 산호사 중 어느 하나 이상의 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는, 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 세라믹볼층은,마그네슘 및 조개껍질을 300 내지 500 메쉬로 분쇄하고 구형상으로 성형한 후 섭씨 800도 내지 섭씨 1200도의 온도로 가열하여 제조된 다수 개의 세라믹볼로 구성되는 것을 특징으로 하는,이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 여과층은,부직포 및 종이필터 중 하나 이상의 재질이 포함된 제1여과층; 및숯 및 카본 중 어느 하나 이상의 재질이 포함된 제2여과층;을 포함하는 것을 특징으로 하는,이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제1여과층은 상기 유입구와 인접하게 배치되고, 상기 제2여과층은 상기 배출구와 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는,이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 자성체층은,12000 내지 15000 가우스의 자력을 가지는 자석, 전기석, 티타늄 및 텅스텐이 포함된 제1자성체층; 및15000 내지 18000 가우스의 자력을 가지는 자석으로 구성된 제2자성체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는,이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치.
KR1020210050639A 2021-04-19 2021-04-19 이온수 생성기를 이용한 농업용수 생성 장치 KR20220144226A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102635719B1 (ko) * 2022-11-17 2024-02-13 주식회사 대천브루어리 머드볼을 활용하여 제조된 미네랄 워터 및 그의 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101010279B1 (ko) 2009-01-30 2011-01-25 (주)에스비아이 환경 농업용수 정화장치

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