KR101914975B1

KR101914975B1 - 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치

Info

Publication number: KR101914975B1
Application number: KR1020180063162A
Authority: KR
Inventors: 남택석
Original assignee: (주)에스에프코퍼레이션
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2018-11-06
Also published as: CN110809658A; WO2019231041A1

Abstract

본 발명은 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치에 관한 것으로, 그 목적은 상수도관을 통해 유동하는 수돗물의 수질에 영향을 주지 않으면서 강관으로 이루어진 상수도관의 내부 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 상수도관과의 결합을 위한 플랜지부가 양단에 형성되고, 일측 상수도관을 통해 유입되는 수돗물을 타측 상수도관으로 유동시키는 유로가 내부에 형성된 것으로 이루어진 관형 몸체; 상기 관형 몸체의 외부에서 관형 몸체를 나선형으로 감싸도록 배치된 제1코일; 상기 제1코일의 외측에서 제1코일로부터 이격된 채로 제1코일을 나선형으로 감싸도록 배치된 제2코일; 상기 제1코일 및 제2코일로 전류를 공급하여 관형 몸체에 전자기장을 형성시키는 전원부; 및 상기 제2코일의 외측에서 관형 몸체의 길이방향을 따라 연장되게 배치되되, 제2코일의 주위에서 제2코일을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치되어 외부누설자속을 방지하는 다수의 전자강판;으로 이루어지며, 상기 관형 몸체는 제1코일 및 제2코일에 의해 형성되는 전자기장의 세기를 강화하도록 스테인레스강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치를 제공한다.

Description

전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치{Apparatus for preventing corrosion inside steel pipe using electromagnetic field}

본 발명은 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스테인레스강으로 이루어지며 양단부에 배관과의 결합을 위한 플랜지부가 형성된 관형 몸체의 외측에 제1코일과 제2코일이 이중구조로 설치된 것으로 이루어지며, 수돗물이 유동하는 상수도관에 연결되게 설치되어 전자기장을 형성하면서 강관 내부의 부식을 방지할 수 있도록 한 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 상수도관으로 사용되고 있는 강관은 사용기간이 경과됨에 따라 물속에 포함된 각종 부식 유발 물질에 의해 부식이 진행되며, 이러한 상수도관의 부식은 수돗물의 수질을 나쁘게 할 뿐만 아니라 상수도관의 강성을 저하시켜 심한 경우 상수도관이 파열되는 사고를 유발하게 된다.

따라서, 다수의 강관을 연결하여 상수도관을 구성함에 있어서, 강관 외부의 경우에는 외부 전원법에 의한 전기방식을 통해 부식을 방지하고, 강관 내부의 경우에는 부식억제제, 수질인자제어 등을 통해 부식을 방지하도록 하고 있다.

그러나, 상기 부식억제제를 이용하는 방식은 방청제를 배관의 내부로 흘려보내야만 하므로, 상수도관의 부식방지에는 적용할 수 없고, 상기 수질인자제어 방식은 부식조건 중 하나인 pH를 조절하기 위해 소석회 계열을 투입하여 수돗물의 부식성을 개선하는 방식으로 현재 광역상수도 관로에서는 그 효과를 보지 못하고 있는 실정이다.

이처럼 상수도관에 적용할 수 있는 부식방지기법은 외부 부식에 국한되어 있으며, 수질에 영향을 주지 않으면서 내부 부식을 방지할 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있다.

등록특허공보 제10-1034264호(2011.05.16.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 상수도관을 통해 유동하는 수돗물의 수질에 영향을 주지 않으면서 강관으로 이루어진 상수도관의 내부 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 상수도관과의 결합을 위한 플랜지부가 양단에 형성되고, 일측 상수도관을 통해 유입되는 수돗물을 타측 상수도관으로 유동시키는 유로가 내부에 형성된 것으로 이루어진 관형 몸체; 상기 관형 몸체의 외부에서 관형 몸체를 나선형으로 감싸도록 배치된 제1코일; 상기 제1코일의 외측에서 제1코일로부터 이격된 채로 제1코일을 나선형으로 감싸도록 배치된 제2코일; 상기 제1코일 및 제2코일로 전류를 공급하여 관형 몸체에 전자기장을 형성시키는 전원부; 및 상기 제2코일의 외측에서 관형 몸체의 길이방향을 따라 연장되게 배치되되, 제2코일의 주위에서 제2코일을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치되어 외부누설자속을 방지하는 다수의 전자강판;으로 이루어지며, 상기 관형 몸체는 제1코일 및 제2코일에 의해 형성되는 전자기장의 세기를 강화하도록 스테인레스강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치를 제공한다.

한편 상기 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치에 있어서, 상기 제1코일과 제2코일은 하나의 코일선재를 관형 몸체의 외측에 이중 구조로 감아 형성된 것으로 이루어질 수 있다.

삭제

한편 상기 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치에 있어서, 상기 전자강판은 적층규소강판 또는 페라이트 코어로 구성될 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 강관으로 이루어진 상수도관을 통해 유동하는 수돗물의 수질에 영향을 주지 않으면서 상수도관의 내부 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 스테인레스강의 표피효과의 침투깊이는 철의 30배 정도로 높고, 표피효과의 침투깊이에 비례하여 부식방지 효과가 증가하게 되므로, 스테인레스강으로 이루어진 관형 몸체와 제1,2코일의 유기적인 조합을 통해 상수도관의 내부 부식 방지효과를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 높은 부식방지효과로 인하여 부식방지효과가 미치는 범위가 넓어지게 되므로, 적절한 부식방지효과의 구현을 위해 상수관로에 설치되는 내부 부식 방지장치 간의 사이거리를 늘릴 수 있으며, 이에 따라 상수관로에 설치되는 내부 부식 방지장치의 수를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 제2코일의 외측에 배치되는 전자강판은 외부누설자속을 방지하여 내부 부식 방지장치의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 내부 부식 방지장치의 사시도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 내부 부식 방지장치의 정면도,
도 3 은 A-A` 단면도,
도 4 는 본 발명에 따른 관형 몸체의 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 관로 내부 부식 방지장치가 상수관로에 연결된 상태를 보인 정면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 내부 부식 방지장치의 사시도를, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 내부 부식 방지장치의 정면도를, 도 3은 A-A` 단면도를, 도 4는 본 발명에 따른 관형 몸체의 사시도를, 도 5는 본 발명에 따른 관로 내부 부식 방지장치가 상수관로에 연결된 상태를 보인 정면도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치는 강관으로 이루어진 상수도관(P)에 연결되게 설치되어 수돗물이 유동하는 경로 상에 전자기장을 형성하면서 상수도관(P)의 부식을 방지하는 것으로, 관형 몸체(110), 제1코일(120), 제2코일(130), 전원부(140)로 구성된다.

상기 관형 몸체(110)는 양단이 개방된 원통형의 구조로 이루어지되, 상수도관(P)과의 결합을 위한 플랜지부(111)가 양단에 형성되어 두 상수도관(P)의 사이에서 두 상수도관(P)을 연결할 수 있도록 이루어지며, 내부에는 한 쪽 상수도관(P)을 통해 유입되는 수돗물이 반대쪽 상수도관(P)으로 흘러 유동할 수 있도록 하는 유로가 형성된 것으로 구성된다.

이러한 본 발명에 따른 관형 몸체(110)는 스테인레스강으로 이루어진다.

한편, 스테인레스강은 강관의 주 성분인 철(Fe)에 비해 약 30배 정도 표피효과의 침투깊이가 깊은 것으로 알려져 있으며, 표피효과의 침투깊이에 비례하여 더 강한 전자기장을 형성할 수 있으므로, 상기 관형 몸체(110)를 스테인레스강으로 구성하게 되면, 더욱 효과적으로 상수도관(P)의 부식을 방지할 수 있게 된다.

상기 제1코일(120)은 도체로 이루어지며, 관형 몸체(110)의 외측에서 관형 몸체(110)의 길이방향(D)을 따라 연장되면서 관형 몸체(110)를 나선형으로 감싸는 구조를 갖도록 설치된다.

상기 제2코일(130)은 도체로 이루어지며, 제1코일(120)의 외측에서 관형 몸체(110)의 길이방향(D)을 따라 연장되면서 제1코일(120)을 나선형으로 감싸는 구조를 갖도록 설치된다.

이처럼 관형 몸체(110)의 외측에는 제1코일(120)과 제2코일(130)이 이중구조로 설치된다.

한편, 상기 제1코일(120)과 제2코일(130)의 선경(선재의 지름), 감김 수, 피치 등의 규격은 관형 몸체(110)의 크기에 따라 자유롭게 설정될 수 있으며, 제1코일(120)과 제2코일(130)이 서로 같은 규격으로 구성되거나, 서로 다른 규격으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1코일(120)과 제2코일(130)은 서로 분리된 독립적인 구조로 구성될 수 있으나, 제조 및 설치의 편의성을 고려하여 하나의 코일선재를 관형 몸체(110)의 외측에 이중 구조로 감아 제1코일(120)과 제2코일(130)이 서로 연결된 일체형의 구조로 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 제1코일(120)과 제2코일(130)을 구성할 정도로 긴 코일선재를 관형 몸체(110)의 외측에 나선형으로 감아 제1코일(120)을 먼저 구성한 후, 나머지 부분이 제1코일(120)의 외측을 나선형으로 감싸는 구조를 갖도록 코일선재를 코일링함으로써 일체화된 구조를 갖는 제1,2코일(120,130)이 구성될 수 있다.

상기 전원부(140)는 제1코일(120) 및 제2코일(130)과 연결되어 제1코일(120) 및 제2코일(130)로 전류를 공급하도록 구성된다.

상기와 같은 관형 몸체(110), 제1코일(120), 제2코일(130), 전원부(140)로 구성된 관로 내부 부식 방지장치에 있어서, 외부누설자속을 방지하여 부식 방지 효과를 향상시키기 위한 전자강판(150)이 제2코일(130)의 외측에 더 설치될 수 있다.

상기 전자강판(150)은 관형 몸체(110)의 길이방향(D)을 따라 연장되는 바 형태로 이루어지며, 다수개가 제2코일(120)의 외측에서 관형 몸체(110)의 원주방향으로 상호 일정간격 이격되면서 균등하게 분산된 구조를 갖도록 설치되며, 바람직하게는 2개씩 서로 짝을 이루면서 제2코일(120)을 사이에 두고 마주하는 구조를 갖도록 설치된다.

이러한 전자강판(150)은 적층규소강판 또는 페라이트 코어로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 전자강판(150)은 4개로 이루어지며, 관형 몸체(110)의 원주방향으로 서로 일정간격 이격되어 2개씩 짝을 이루어 서로 마주보도록 설치된다.

이와 같이 제2코일(120)의 외측에 균등하게 분산된 구조로 배치된 다수의 전자강판(150)에 의하면, 제1,2코일(120,130)에 의해 생성된 자속이 관형 몸체(110)의 외부를 지나갈 때 전자강판(150)을 통과하게 함으로써 외부누설자속을 줄이고 동시에 통과저항을 줄이게 되므로 관형 몸체(110) 내부의 전자기장 발생을 극대화 시킬 수 있으며, 특히 2개씩 짝을 이루면서 대칭되게 다수의 전자강판(150)을 배치함으로써 그 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

이처럼 외부누설자속을 방지하도록 제2코일(130)의 외측에 배치되는 전자강판(150)은 미도시된 별도의 브라켓에 고정되거나, 양 끝단이 관형 몸체(110)의 플랜지부(111)에 고정될 수 있다.

상기와 같이 구성된 전자기장을 이용한 관로 내부 부식 방지장치는 이웃하게 배치되는 두 상수도관(P)의 사이에서 두 상수도관(P)을 연결하도록 설치되거나, 상황에 따라서는 상수도관(P)의 일부를 절단하고 그 절단 구간에서 상수도관(P)과 연결되게 설치될 수 있다.

이와 같이 설치된 관로 내부 부식 방지장치는 전원부(140)에 의해 제1코일(120) 및 제2코일(130)로 전류가 공급됨으로써 작동하며, 제1코일(120) 및 제2코일(130)에 공급되는 전류에 의해 관형 몸체(110)에는 전자기장이 형성된다.

한편, 상기 관형 몸체(110)에 전자기장이 형성됨에 따라 관형 몸체(110)의 내부에는 로렌츠포스에 의해 전자가 생성되며, 생성된 전자는 수돗물과 함께 유동하면서 전자를 잃고 산화된 철 이온에 결합되어 자철광(Magnetite)으로 변형 (

)되므로, 강관으로 이루어진 상수도관(P)의 부식을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 관형 몸체(110)는 스테인레스강으로 이루어지며, 스테인레스강의 높은 침투효과로 인하여 보다 강력한 전자기장의 발생을 유도하여 전자의 발생을 증가시켜 부식 방지 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 관형 몸체(110)의 외부에는 제1코일(120)과 제2코일(130)이 이중구조로 설치되어 있으며, 이러한 구조에 의하면, 근접효과에 의한 전계강도 전달효과가 매우 커지므로 이온입자(철 이온 등)에 영향을 주어 부식율을 더욱 저하시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 제2코일(130)의 외측에서 서로 짝을 이루면서 마주하도록 배치된 다수의 전자강판(150)은 외부누설자속을 방지하여 부식방지효율을 높이게 된다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 관로 내부 부식 방지장치는 강관으로 이루어진 상수도관(P)에 연결되게 설치되며, 스테인레스강으로 이루어진 관형 몸체(110)와, 제1,2코일(120,130)의 이중구조 및 전자강판(150)의 외부누설자속 방지구조에 기인하여 강력한 전자기장을 수돗물의 유동경로 상에 형성함으로써, 상수도관(P)의 부식을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 관형 몸체 111: 플랜지부
112: 홈 120: 제1코일
130: 제2코일 140: 전원부
150: 전자강판

Claims

상수도관(P)과의 결합을 위한 플랜지부(111)가 양단에 형성되고, 일측 상수도관(P)을 통해 유입되는 수돗물을 타측 상수도관(P)으로 유동시키는 유로가 내부에 형성된 것으로 이루어진 관형 몸체(110);
상기 관형 몸체(110)의 외부에서 관형 몸체(110)를 나선형으로 감싸도록 배치된 제1코일(120);
상기 제1코일(120)의 외측에서 제1코일(120)로부터 이격된 채로 제1코일(120)을 나선형으로 감싸도록 배치된 제2코일(130);
상기 제1코일(120) 및 제2코일(130)로 전류를 공급하여 관형 몸체(110)에 전자기장을 형성시키는 전원부(140); 및
상기 제2코일(130)의 외측에서 관형 몸체(110)의 길이방향을 따라 연장되게 배치되되, 제2코일(130)의 주위에서 제2코일(130)을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치되어 외부누설자속을 방지하는 다수의 전자강판(150);으로 이루어지며,
상기 관형 몸체(110)는 제1코일(120) 및 제2코일(130)에 의해 형성되는 전자기장의 세기를 강화하도록 스테인레스강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1코일(120)과 제2코일(130)은 하나의 코일선재를 관형 몸체(110)의 외측에 이중 구조로 감아 형성된 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 전자강판(150)은 적층규소강판 또는 페라이트 코어로 구성된 것을 특징으로 하는 전자기장을 이용한 강관 내부 부식 방지장치.