KR960001391B1 - 유체의 이온 변화를 일으키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유체의 이온 변화를 일으키기 위한 방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따른 유체의 이온 변화를 일으키기 위한 장치의 제1실시예를 절단하여 도시한 사시도.

제2도는 제1도에 도시된 실시예와는 다른 제2실시예의 단면 사시도.

제3도는 본 발명에 따른 제3실시예의 필수 부분을 도시한 사시도.

제4도 내지 제6도는 본 발명에 따른 유체의 이온 변화를 일으키기 위한 장치의 여러 형태의 제4실시예를 부분 절단하여 도시한 사시도.

제7도는 본 발명에 따른 유체의 이론 변화를 일으키기 위한 장치의 제5실시예를 부분 절단하여 도시한 사시도.

제8도는 본 발명에 따른 유체의 이론 변화를 일으키기 위한 장치의 제6실시예를 절단하여 도시한 사시도.

제9도는 본 발명에 따른 유체의 이론 변화를 일으키기 위한 장치의 제7실시예를 부분 절단하여 도시한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 카본 전극 2 : 철 전극

1A : 카본 전극 2A : 철 전극

3 : 튜브 y : 저항

본 발명은 유체를 탈색하거나 REDOX반응이 일어나도록 유체의 이온 변화를 일으키는 방법 및 장치에 관한 것이다.

유체 격납 용기 시스템의 주요 문제점 중의 하나는 격납 용기 시스템의 내표면상에 금속 산화물과 기타 금속 혼합물이 침전된다는 것이다. 여러 금속 산화물 특히, 철 산화물과 기타 금속 혼합물의 이러한 침전물은 5년 내지 10년이라는 기간에 걸쳐 점차 쌓아진 것이다. 대략 5년쯤 지난 후에, 어느 정도의 비가동 시간이 지난 후 예를 들어, 시스템이 밤동안 차단되고 난 후 아침에 수도꼭지를 처음으로 개방하면 시스템으로부터 흘러나오는 최초의 물은 적색/갈색을 띤 철 산화물을 나타낸다. 아마 10년쯤 지난 후에, 이러한 최초의 물은 아주 강한 색상을 띠게되고 시스템으로부터 많은 양의 물을 빼내어 적당히 맑은 물을 얻어내기까지는 상당한 시간을 필요로 하게 된다.

미합중국 특허 제4,902,391호는 유체 파이프의 내포면상에 철입자와 같은 물질의 침전에 의해 야기되는 문제점들을 제거할 목적으로, 용해된 고체 내용물이 함유된 유체를 높은 효율성을 갖고 이온화시키기 위한 본 발명의 발명자에 의해 개발된 방법 및 장치에 대해 기술하고 있다. 상기 미합중국 특허 제4,902,391호에 기술된 방법 및 장치에 따라서, 상기한 전기 화학 전위를 갖는 전기 도전 물질인 두 개의 전극 예컨대, 알루미늄 전극과 카본 전극은 전지의 전해질로서 취급될 유체를 사용하는 볼타 전기 구조를 제공하는데 사용되는데, 이로써 유체는 전극들의 전지 전위에 의해 이온화된다. 미합중국 특허 제3,342,712호 및 영국 제1,288,552호 또한 유체의 처리를 위한 두 개의 전극을 사용하는 유사한 장치에 대해 기술하고 있다.

그러한 장치는 철 화합물 스케일(scale)을 제거하는데 효과적이다. 그러나, 그러한 스케일의 제거 작용은 비교적 서서히 진행된다.

이러한 단점을 극복하기 위해서, 본 발명의 발명자는 3개의 전극을 사용하는 이중 시스템을 개발하였다는데, 이는 미합중국 특허 출원 제07/657,813호의 주제와 관련이 있다. 이러한 시스템에서, 제3금속 전극 예를 들어 철 전극은 유체의 금속이온을 농축시키는데 사용되는데, 이로써 다른 철화합물의 많은 양의 동일 이온이 유체로 방출되지 못하게 한다. 이러한 3개의 전극 장치는 여전히 두 개의 전극을 사용하여 침전된 금속 화합물을 서서히 제거함으로써 시스템을 깨끗한 상태로 유지시키지만, 유체가 정상적으로 사용될 수 있도록 유체의 채색은 제3전극에 의해 크게 감소된다.

제3전극 디자인을 갖는 이중 시스템의 연구에서, 제3전극이 철로 구성되고 두 개의 전극만을 갖는 원래 장치내에 포함될 때 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다. 그러나, 원래 장치내에 포함되어 있지 않지만 테스트가 카본 전극과 직접 접촉하는 전극으로 행해질 경우, 그 결과는 만족스럽지 못하고 심지어는 유체의 더 악화된 채색을 초래한다. 이것으로 유체 흐름과 유체가 전극과 접촉하는 순서가 치명적인 요인이 될 수 있다는 사실을 추론할 수 있다. 원형 장치는 튜브를 통한 유체 흐름이 순서대로 전극과 접촉할 수 있게끔 두 개의 전극 즉, 카본 및 철 전극이 플라스틱 튜브내에 배치되게 만들어져 있다. 이러한 모델에서의 아주 명백하고 강한 효과는 유체속에 침수되어 있는 한 조각의 부식된 철로 인해 유체가 채색되어지는 현상을 억제한다는 사실이 관찰되었다.

비교 테스트를 위해서, 유사한 정도로 부식된 유사한 크기를 가진 두조각의 철이 제공되었는데, 그 한조각은 상술한 두 개의 전극을 갖는 장치와 함께 유체에 침수되고 다른 한조각은 유사한 양의 유체에 침수되어 있다. 대략 5시간쯤 후에, 부식된 한조각의 철만을 갖는 유체는 보다 강하게 채색되었다. 그러나 두 개의 전극을 갖는 장치와 함께 부식된 철조각이 침수되어 있는 유체는 3일이 지난 후에서야 약간 채색된 것으로 나타났다.

전극들의 위치가 영향을 미치는 효과를 확인하기 위해서 테스트 장치는 다음과 같이 구성되었다.

(1) 유체가 관형부의 내벽에만 접촉할 수 있도록 관형 철부는 두 개의 관형 카본부사이에 동축으로 위치되고, 플라스틱 절연 튜브의 길이 방향으로 삽입된다. 모든 관형부는 유사한 내부치수 및 외부치수를 가지며 철부는 카본부와 직접 접촉한다.

(2) 관형 카본부는 두 개의 관형 철수사이에 동축으로 위치되고 (1)에서처럼 플라스틱 튜브의 길이방향으로 삽입된다.

(3) 카본봉과 함께 철봉은 철봉의 각 단부에 부착된다.

3개의 소형 테스트 용기는 동일한 체적의 유체(물)를 담고 있다. 테스트 장치(1), (2) 및 (3)은 각 테스트의 용기에 각각 담가진다. 테스트 장치(1) 및 (2)의 플라스틱 튜브의 축방향 크기는 각 용기내의 유체 표면 아래에 위치되어 있는 플라스틱 튜브의 상단부와 수직이 되도록 방위되어 있다. 이는 아래에 설명된 유체의 채색 변화에 의해 관찰될 수 있는 것처럼 유체로 하여금 튜브를 통해 하향으로 흐르게 한다. 이외에도, 유사한 크기와 유사한 부식 상태를 갖는 부식된 철조각들은 테스트 장치와 함께 각 테스트 용기내에 담가진다.

그런식을 설치된 테스트 유닛들은 세워져 있는 상태로 있으며 유체의 색상 병화를 관찰하도록 이따금 조사되어진다.

상술한 3개의 테스트 유닛을 관찰해 본 결과, 장치 (3) 즉, 노출된 카본봉 및 철봉 구조를 갖는 테스트 유닛은 유체가 채색되는 것을 억제하지 못하였음을 보여주었다.

테스트 장치(1)은 철 산화물에 의해 초래되는 채색을 억제하는데 있어 강한 조절능력을 보여준 반면에 테스트 장치(2)는 채색 정도나 채색율에서의 분명한 증가를 보여주었다.

이들 테스트 장치에 의해 제공된 결과를 완전히 확인하기 위해서, 유체를 각 용기로부터 빼낸다음 철산화물의 잔여 얼룩이 제거되도록 용기를 세밀히 세척하여 청결한 상태가 되게 한다. 다음에 부식된 테스트 철 조각을 세척한 다음 동일한 부식된 철 조각과 함께 동일한 테스트 장치를 이전에 위치되어 있었던 용기내에 다시 위치시켜 놓는다. 다음에 새로운 유체(물)를 용기에 동일한 부피만큼 부어넣는다.

테스트 장치의 이러한 세척, 부식된 철, 용기 및 신선한 유체를 담고있는 용기의 보충은 테스트 결과의 신뢰성을 확인하기 위하여 몇 번 반복된다.

상술한 테스트 결과는 유체가 순서대로 카본/철/카본 물질과 접촉하도록 되어있는, 튜브내의 카본/철/카본 전극의 결합물이 유체의 채색을 억제한다는 사실을 입증하였다. 튜브내에 철/카본/철 전극으로 구성된 다른 결합물은 유체의 채색을 억제하지는 못했지만 다른 응용에 유용하게 사용될 수 있었다.

마지막으로, 유체의 카본/철 물질과의 순차적 접속을 확실히 하기 위해 단지 유체에 침수되어 있는 카본/철 전극의 결합물은 무시될 수 있다.

유체가 튜브를 통해 어느 쪽으로든 흐를 수 있는 장치를 조사하기 위해 카본/철/카본 전극을 갖는 테스트 장치가 선택되었다. 그러나, 플라스틱 튜브내에 제공된 철 및 카본 전극만으로 행해지는 테스트는 유체가 하나의 특정방향으로만 흐를 수 있는 시스템에 유용하였다. 철/카본 전극의 결합물로 행해지는 테스트는 유체가 가장 먼저 철전극과 접촉한 다음 카본 전극과 접촉하고 그 다음에 튜브를 통해 빠져나갈 때 유체의 채색을 감소시키는 만족스러운 결과를 제공하였다.

채색을 위한 필요 조건은 유체가 오로지 카본 전극하고만 접촉한 후에 튜브를 빠져나간다는 것을 확인한 다음, 본 발명의 발명자에 의해 조사된 다음 사항은 카본 전극과 철 전극과의 전도관계였다. 이를 위하여, 추가의 테스트는 절연튜브내에 제공된 카본 전극과 철 전극만을 사용하는 장치로서 실행되었는데, 상기 테스트에서의 유체는 철 전극과 가장 먼저 접촉하고 카본 전극과 접촉한 다음 튜브로부터 빠져나갈 수 있도록 튜브를 통해 특정 방향으로 흐른다.

상술한 테스트 장치에서의 전도 관계는 다음과 같이 설정되었다.

(a) 전기 전도 물질 (철 및 카본)인 전극들은 직접 물리적 접촉이 이루어질 수 있도록 설치되었다.

(b) 저항은 전기 전도 물질 (철 및 카본)인 전극들 사이에 연결되었다. (c) 전기 전도 물질 (철 및 카본)인 전극들은 유체가 전극들 사이에서 전기 전도 연결만을 제공하도록 물리적 전기적으로 절연되었다.

일련의 테스트는 특정 응용에서 만족스러운 결과를 보여준 상술한 모든 장치로서 동작한다. 예컨대, 장치(a)는 철 산화물 채색이 심할 경우에 적합하고, 장치(c)는 채색 초기단계에서 적합하였다.

본 발명의 발명자에 의해 실행된 상술한 테스트로부터, 본 발명의 발명자는 전기 전도 연결이 이온변화율을 제어할 수는 있으나 전극이 전기 전도적으로 연결되는 방식에는 상관없이 유체의 이온 변화는 유체가 전기 전도 물질인 전극으로 흐르는 순서에 직접적으로 영향을 받는다고 단정하였다. 특수하게는, 출구 전극 물질은 유체의 공지된 성질(합성물)에 따라 유체에서의 원하는 이온변화에 영향을 끼치도록 선택될 수 있다.

본 발명의 목적은 유체로 하여금 상이한 전기화학 전위를 갖는 전극으로 특정한 수선대로 흐르게끔하여 유체의 이온 변화를 일으키는 방법 및 장치를 제공하는 것인데, 여기에서 유체가 마지막으로 접촉하는 전극 물질은 유체의 원하는 이온 변화를 제공하도록 선택된 것이다.

본 발명의 보다 특수한 목적은 상술한 바와 같이 유체의 이온 변화가 유체의 탈색을 초래하게끔하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적은 본 발명에 따라서 전기 절연 물질인 튜브내에 전기 저도 물질인 양전극 및 음전극을 설치함으로써 성취되는데, 전기 전도 물질인 양전극은 유체내에 용해 상태로된 혼합물과 친화도를 갖는 소자이며, 전기 전도 물질인 적어도 몇 개의 전극들중 하나는 튜브를 통해 축방향으로 흐르는 유체가 전극과 순차적으로 접촉할 수 있도록 전기 전도 물질인 모든 전극들중 다른 전극의 아래쪽으로 배치된다.

도면에서, 참조 번호 1은 양전극을, 참조 번호 2는 음전극을 그리고 참조 번호 3은 전기 절연 물질(플로스틱)로된 튜브를 표시하는데 사용되는데, 전극 (1, 2)은 튜브(3)를 통한 유체 흐름으로 전극의 순차적 접촉이 이루어지게끔 배치되어 있다.

제1도의 실시예에 있어서, 전극(1, 2)은 관형이며 전기 절연 물질인 튜브(30주위의 내표면을 따라 연장되어 있는 외표면을 가지고 있어 튜브(3)안에 들어맞게 되어있다. 또한, 양전극(1)과 동일한 전기 전도 물질인 또 하나의 전극(1A)도 튜브(3)안에 배치되어 있다. 전극(1, 2, 1A)은 참조 문자 X, X1에 의해 표시된 것처럼 그 단과 단이 서로 접해있어 직접적으로 물리적 접촉을 이루고 있다. 이러한 실시예는 유체가 화살표(4, 4A)로 표시된 방향들 중 어느 한 방향으로 흐를 수 있지만 튜브(3)를 빠져나가기 전에 전기 전도 물질인 전극(1) 또는 전극(1A)에만 확실하게 접촉하게 된다는 점에서 장점을 가지고 있다. 이 경우에, 예를 들어 전극(1)은 양의 카본 전극이고 전극(2)은 음의 철 전극 그리고 전극(1A) 또한 양의 카본 전극이다.

제2도는 본 발명과 유사한 모양을 도시하고 있지만, 여기에서 양 전극과 음전극은 역으로 되어 있고 참조 문자 2A는 다른 음의 철 전극을 표시하고 있다.

비록 제1도 및 제2도에 도시된 관모양의 전극이 본 발명에 의해 요구되는 순차적 접촉을 용이하게 하기 위해서 유체가 그곳을 통해 흐를 수 있도록 되어 있다고는 하지만, 이들 전극이 튜브안에 제공될 때 유체가 흐를 수 있는 약간 기다란 축부를 가지고 있고 그 모양이 튜브내의 축방향 전극 배치를 용이하게 하는 것이라면 다른 모양의 전극도 사용될 수 있다.

따라서 제3도에 있어서, 양전극(1, 1A) 및 음전극(2)은 봉모양이 될 수 있다. 이들 봉 모양으로된 전극의 장점은 그 전체 크기가 제1도 및 제2도의 관모양 전극보다 작게 제조될 수 있기 때문에 특정응용에 필요할 경우 그 장치는 전체적인 소형화에 기여할 수 있다는 점이다.

제4도 내지 제6도는 양전극과 음전극간에 제공될 수 있는 여러 가지 전기 전도 연결부를 도시하고 있다.

제4도에서, 전기 전도 물질인 음전극(2)과 양전극(1)은 서로 전기 절연될 수 있도록 "Z"에서 이격되어 있다. 유체가 화살표(4)의 방향으로 흐를 경우, 그 유체는 전극들간에 전기 전도 연결부만을 형성하게 된다.

제5도에서, 전극들은 직접적인 물리적 접촉이 이루어질 수 있도록 "X"에서 그 단과 단이 접해있는 것으로 도시되어 있다.

제6도에서, 저항 "Y"는 전기 전도 물질인 전극들 사이에 제공되어 그 전극들과 전기 전도 관계를 형성하고 있다. 적당한 저항값을 갖는 저항을 선택해주면, 유체에서 이온 변화가 일어날 수 있는 비율을 제어할 수 있다.

제7도는 봉모양 전극이 튜브(3)안에 제공되는 방식을 도시하고 있다. 제7도의 실시예에서, 전극(1, 2)은 전기 절연 물질인 튜브(3) 내부에 방사상으로 배치되며 그 단과 단은 직접적인 물리적 접촉을 이루고 있다.

제8도에 도시된 것처럼 유사한 실시예에서는, 전극(1, 2)은 다시 관모양으로 되어 있지만 전기 절연물질인 튜브 내부에 방사상으로 배치된다. 이러한 실시예의 장점은 전극(1, 2)이 유체(전극의 주위 내표면 및 외표면에서)에 비교적 큰 표면적을 제공해주어 그와 대응하는 보다 높은 효과를 제공한다는 점이다.

제9도는 관 모양과 봉모양의 조합으로 된 전극이 사용된 것을 도시하고 있다. 이 경우에, 봉모양 전극(1)은 관모양 전극(2)의 내향으로 방사상 위치로부터 튜브(3)의 축방향으로 이격된 위치까지 연장되어 있어 요구되는 유체의 순차적 접촉을 제공한다. 또한, 이러한 실시예가 화살표(4)방향으로의 유체흐름에 효과적이기는 하지만, 전극(1)이 전극(2)으로부터 반대방향으로 연장될 경우에 유체는 제1도 및 제2도의 실시예에서 처럼, 튜브를 통해 어느 한 방향으로 흐를 수 있게 된다. 상술한 각각의 실시예에 있어서, 그 구조는 유체가 소정의 순서대로 전극과 접촉되는 구조이어야 한다. 탈색을 제공하기 위해서는, 유체는 음(철)의 전극과 접촉한 후에 양(카본)의 전극으로부터 빠져나가야 한다.

다시 제4도 내지 제6도를 참조하면, 전극들은 전기 전도적으로 다음의 3개 상태중 어느 하나로 연결될 수 있다.

(1) 전극들이 직접적인 물리적 접촉을 이루고 있는 상태

(2) 양전극과 음전극 사이에 저항이 연결되어 있는 상태

(3) 전극들간에 유체가 전기 전도 연결만을 형성할 수 있도록 전극들이 전기 절연되어 있는 상태

상술한 연결 상태(1)(제5도)에서는, 전극 위로 흐르는 유체내 전극들 사이에서 전류가 발생된다. 유체로의 고레벨 이온(Fe)의 방출은 서서히 소모되어 가는음(철)의 전극과 함께 전류의 흐름을 수반한다. 연결상태(2)에서는, 저항은 전류량을 감소시켜 유체로의 이온 방출량을 감소시키는데 이로 인해, 결과적으로 음(철)의 전극의 소모율이 감소된다. 연결상태(3)에서는, 유체가 단지 전극들간에 전기 전도 연결만을 제공하기 때문에, 음(철)의 전극이 아주 서서히 소모될 수 있도록 고전압 전위는 대응하는 최소 전류와 함께 존재한다.

따라서, 이들 연결 상태들은 필요에 따라서 여러 가지 실행 레벨에 맞추어 사용될 수 있다.

그러나, 철 전극이 카본 전극과 직접 접촉할 때 재빨리 소모되고 카본 전극과 절연되어 있는 개방 회로 상태에 있을 때 조차도 철 전극에서 부식이 관찰되었다는 사실에 비추어서, 철 전극 대신 스테인레스 스틸 전극을 사용하기로 경정되었다. 이러한 스테인레스 스틸 전극을 사용하여 테스트 해본 결과 철의 소모가 현저히 줄어들었고 부식은 완전히 제거되었다는 믿을 수 있는 결과가 나타났다.

유체(물) 및 용해된 내용물의 복잡한 성질과 유체를 통한 전기 에너지 또는 전위의 인가로 인해 생성되는 전기 화학 효과의 복잡한 성질에 비추어 볼 때, 그러한 상황하에서 일어나는 전기 화학적 변화의 참되고 완전한 효과를 알기란 지극히 어려운 일이다. 그러나, 상술한 것처럼 유체 흐름이 특정한 순서대로 전극과 접촉한 다음 양(카본)의 전극으로부터 빠져나가는 그러한 구조로 인해 Fe++의 이온 변화가 일어난다.

철이 수성 이온으로 전환될 경우, 2가 이온 Fe++이 지배적이지만, 2가 이온Fe++에서 전기 화학적 효과와 카본이 전자를 받아들인다는 사실로 인해 전자는 제거될 수 있다. 2가 이온 Fe++은 전자 도우너가 되고 카본은 전자 억셉터가 된다.

본 발명에 따라서, 유체가 절연 물질인 튜브를 통해 흐르고 특정한 순서대로 전극과 접촉하기 때문에, 이온 Fe++은 카본 접촉하는 유체와 함께 용해 상태로 되고, 철 전극과 카본 전극간에 설정된 전기 에너지 또는 전기 전위에 영향을 받는다. Fe++은 카본에 전자를 주는 도우너가 되며 이온적으로 변화된다.

변화된 이온을 실어 나르는 유체가 장치로부터 위에 침전되어 있는 Fe2O3스케일을 갖는 격납 용기 시스템으로 흐르기 때문에, 변화된 이온은 용해 상태로 된 Fe2O3와 약간의 친화도를 갖게 되고(Fe.6H2O)+++의 복합 수화물은 무색으로 생성될 수 있다. 이러한 방식으로, 유체(물)와 용해 상태로 있는 적색/갈색 Fe2O3은 무색으로 된 수화물로 전환된다.

본 발명의 상술한 동작 원리는 이론적인 것이다. 그러나, 철/카본 합성물로 된 전극을 가지고 실시되는 테스트는 이러한 이론을 입증하는 것으로 나타나는 결과를 제공한다.

즉 상술한 바대로, 절연 튜브로 둘러싸여 있지 않은 철/카본 합성물 전극은 어떠한 장점도 제공하지 않았다는 사실을 알 수 있고 사실상, Fe2O3에 의해 야기되는 채색은 증가되었다. 철 전극으로부터 빠져나가는 유체와 함께 절연 물질(플라스틱) 튜브 안에 둘러싸인 철/카본 합성물 전극은 분명한 채색의 증가를 제공하였다. 그러한, 유체 흐름이 카본 전극으로부터 빠져나가는 물로 바뀌어질 경우 채색이 감소되었다는 매우 긍정적인 효과를 얻을 수 있었다.

장치의 여러 형태가 테스트되었을 때 유체의 채색은 크게 지체되었고, 카본 전극으로부터 빠져나가는 유체 흐름으로 채색이 일어났을 때 그 채색이 다른 경우에서 보다 훨씬 밝은 갈색을 띠었다는 사실이 추가로 관찰되었다. 또한 테스트 유닛이 상당한 시간을 감수하도록 되어 있고 침전물이 침전하도록 되어 있는 경우, Fe2O3가 보통 매우 어두운 색상을 갖는 것으로 관찰될 때 침전물은 적색/갈색으로서 설명될 수 있는 것으로 미루어 보아, 침전물의 색상은 매우 밝은 갈색이었다.

비록 상술한 장치의 동작 원리가 물(유체)의 간단한 상태면에서 설명된 것이지만, 물의 복잡한 성질도 또한 고려되어야 한다. 물을 통한 전기 에너지의 흐름으로 인해, 약간의 이온 변화는 또한 물의 용질로 일어난다. 물에 보통 함유되어 있는 칼슘과 마그네슘은 이온화되는데, 여기에는 매우 복잡한 화합물인 Fe이온, Ca이온, Mg이온 및 경미하나마 몇 가지 다른 이온이 있다. 이들 모든 활성 이온의 영향으로 인해 시스템에서 약간의 전기화학 변화가 일어난다. 따라서, 다른 필요조건에 부합하여 다른 혼합물 전극이 사용될 수 있다. 전극이 유체 전해질 속에 담가질 때 전기 전위차가 생성되기만 한다면, 양의 카본 전극 및 음의 구리 전극 또는 카본 및 크롬 전극 또는 카본 및 아연 전극이 사용될 수 있다. 그러나 본 발명의 중요한 특징은 유체가 전극과 순차적으로 접촉하고, 빠져나가는 유체는 반드시 전극들 중 하나의 전극에 의해서만 주로 영향을 받을 때 장치를 떠나게끔 되어 있다는 것이다. 출구 전극의 특성은 특정 응용에 요구되는 효과의 종류에 따라서 선택된다.

또한, 본 발명이 물의 격납 용기 시스템에 적용할 수 있을 때 유체의 철 산화물 채색을 제어하기 위해 이온 변화를 일으키는 것으로서 설명되었지만, 본 발명은 다른 응용에도 유용하다는 사실은 명백하다. 본 발명은 전자가 수성 이온으로부터 제거될 수 있거나 또는 전자가 이온에 부가될 수 있는 REDOX반응을 일으키도록 채택될 수 있다. 상술한 바와 같이, 유체(물)가 철 전극(도우너 전극)으로부터 카본 전극(억셉터 전극)까지 통과할 경우 수성 Fe++이온은 변화되고, 반대의 경우 즉, 카본 전극에서 철 전극으로 흐르는 경우에는 물에서 Fe2O3의 생성율이 증가 하였다.

또한, 상술한 설명은 전해질로서 일반적인 물(수돗물)을 사용하는 것과 관계가 있었다. 그러나, 선택된 양전극 및 음전극과 함께 선택된 전해질은 연구소의 연구를 위해 또는 기타 산업상의 목적을 위해 보다 제어된 REDOX반응을 일으키는데 사용된다는 것은 명백한 사실이다.

마지막으로, 당업자라면 본 발명에 대한 여러 가지 장점, 변경 및 수정을 본 발명의 설명과 관련하여 행할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 변경과 수정은 첨부된 청구 범위에 한정된 것처럼 본 발명의 정신과 범위를 벗어남이 행해질 수 있다.

Claims (21)

1. 전기 절연 물질로 된 튜브를 제공하는 단계와; 상기 튜브안에 전기 전도 물질로 된 양전극을 제공하는 단계와; 유체내에 용해 상태로 된 혼합물과 친화도를 갖는 소자를 포함하고 전기 전도 물질인 상기 양전극과는 상이한 전기 화학 전위를 갖는 전기 전도 물질로 된 음전극을 제공하는 단계를 포함하는데, 상기 튜브내에서 전기 전도 물질인 적어도 몇 개의 전극들 중 하나는 상기 튜브의 축방향에서 전기 전도 물질인 모든 전극들 중 다른 전극의 아래쪽으로 배치되며; 처음에 전기 전도 물질인 다른 전극과 접촉한 다음 전기 전도 물질인 적어도 몇 개의 전극들 중 하나와 접촉하도록 유체로 하여금 상기 튜브를 통해 축방향으로 흐르게 하여, 그로써 상기 소자의 이온이 유체와 함께 용해 상태가 되게 하고 유체의 이온 변화에 영향을 미치도록 유체내에 용해 상태로 되어 있는 상기 혼합물과 작용하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체의 이온 변화를 일으키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 전기 절연 물질인 상기 튜브안에 시스템에서의 침전물인 Fe2O3스케일을 위쪽으로 하여 상기 전극들을 파이프 시스템에 일렬로 배치시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 음전극을 제공하는 단계는 철 전극을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 양전극을 제공하는 단계는 하류 전극으로서의 카본 전극을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 유체를 흐르게 하는 단계는 유체가 처음에 전기 전도 물질인 상기 철 전극 위로 통과한 다음 적어도 몇 개의 전기 전도 물질 중 상기 카본 전극위로 통과하도록 유체로 하여금 상기 튜브를 통해 축방향으로 흐르게 하여, 그로 인해 발생된 유체의 이온 변화가 Fe2O3스케일이 침전되어 있는 유체를 탈색하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 전극들을 제공하는 단계는 전기 전도 물질인 음전극의 단과 양전극의 단을 직접 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 전극들을 제공하는 단계는 유체가 전극들간에 전기 전도 연결만을 제공하도록 서로 전기 절연되어 있는 전기 전도 물질인 음전극 및 양전극을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 전극들과 전기 전도 관계를 갖게 하여 상기 소자의 전자가 유체에 용해상태로 되는 비율을 제어하도록 전가 전도 물질인 상기 전극들 사이에 저항을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 방법.
6. 전기 절연 물질인 튜브와; 상기 튜브안에 배치된 전기 전도 물질인 양전극과; 상기 튜브안에 배치된 전기 전도 물질인 음전극을 구비하고, 상기 전극들은 상이한 전기 화학 전위를 가지며 상기 튜브내에서 상기 전극들 중 다른 전극 전체로부터 축방향으로 배치되어 있는 상기 전극들 중 하나의 전극전체와 그 단과 단이 물리적 접촉으로 접해있어서, 유체가 상기 튜브를 통해 축방향으로 흐를 때 그 유체는 상기 전극들 위로 순차적으로 통과하는 것을 특징으로 하는 유체의 이온 변화를 일으키는 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 전극들은 관모양인 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 전극들은 전기 절연 물질인 상기 튜브 주위의 내표면을 따라 연장되어 있는 외표면을 가지고 있어 상기 튜브안에 들어 맞게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 전극들은 봉 모양으로 되어 있으며 전기 절연 물질인 상기 튜브 내부에 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
10. 제6항에 있어서, 상기 튜브내에서 상기 전극들 중 상기 하나의 전극과 동일하고, 상기 전극들 중 상기 하나의 전극 맞은편에 있는 상기 전극들 중 상기 다른 전극과 그 단과 단이 접촉하고 있는 상태로 배치되어 있는 전기 전도 물질인 또 다른 전극을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
11. 제10항에 있어서, 장기 전극들은 관모양인 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 전극들은 전기 절연 물질인 상기 튜브 주위의 내표면을 따라 연장되어 있는 외표면을 가지고 있어 상기 튜브안에 들어 맞게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
13. 상기 전극들은 봉모양으로 되어 있으며 전기 절연 물질인 상기 튜브 내부에 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
14. 전기 절연 물질인 튜브와; 상기 튜브안에 배치되어 있으며 상기 튜브와는 내부에서 방사상으로 이격되어 있는 전기 전도 물질인 봉모양의 양전극과; 상기 튜브안에 배치되어 있으며 상기 튜브와는 내부에서 방사상으로 이격되어 있는 전기 전도 물질인 봉양의 음전극을 구비하고, 상기 전극들은 상이한 전기 화학 전위를 가지며 상기 튜브내에 서로 축방향으로 배치되어 있어서, 유체가 상기 튜브를 통해 축방향으로 흐를 때 그 유체는 상기 전극들 위로 순차적으로 통과하는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
15. 전기 절연 물질인 튜브와; 상기 튜브안에 배치된 전기 전도 물질인 양전극과; 상기 튜브안에 배치된 전기 전도 물질인 음전극을 구비하고, 상기 전극들은 상이한 전기 화학 전위를 가지며, 상기 전극들은 적어도 하나의 관모양 전극을 포함하고, 상기 전극들 중 하나의 전극의 적어도 일부는 상기 전극들 중 다른 전극의 전체로부터 상기 튜브의 축방향으로 이격되어 있어서, 유체가 상기 튜브를 통해 흐를 때 그 유체는 처음에 상기 전극들 중 상기 다른 전극 전체를 통과한 다음 상기 하나의 적어도 일부를 통과하는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 전극들은 관모양인 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 전극들은 전기 절연 물질인 튜브 주위의 내표면을 따라 연장되어 있는 외표면을 가지고 있어 상기 튜브안에 들어맞게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
18. 제16항에 있어서, 상기 전극들은 상기 튜브 내부에서 방사상으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
19. 제16항에 있어서, 상기 전극들은 관모양 전극과 봉모양 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 관모양 전극은 전기 절연 물질인 상기 튜브 주위의 내표면을 따라 연장되어 있는 외표면을 가지고 있어 상기 튜브안에 들어맞게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.
21. 제 20항에 있어서, 상기 봉모양 전극은 상기 관모양 전극의 내측 방사상 위치로부터 전기 절연 물질인 상기 튜브의 축방향으로 이격된 위치까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 이온 변화 장치.