CN111565829B - 纳米微气泡产生装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一方面，提供一种纳米微气泡产生装置，其特征在于，包括：壳体，能够流入和流出流体；多个转子，可旋转地连接到壳体的内部；及多个定子，固定在壳体的内部，并与多个转子交替排列，转子和定子中的至少一个具有流体的多个流动通道以格子状排列的网状结构，转子和定子相邻布置，使得流过流动通道的流体由于上述转子的旋转而发生碰撞、摩擦及空穴，以在上述流体中发生纳米气泡和微气泡中的至少一种。

Description

纳米微气泡产生装置
技术领域
本发明涉及一种纳米微气泡产生装置。
背景技术
近来，已知将气体溶解在水中而提高溶解度的高浓度溶解水(例如，氧气水、臭氧水、氢气水、碳酸水、氮气水等)用于各种利用领域且具有各种作用和效果，对将气体溶解在液体中的技术正在进行各种研究。另外，已知纳米气泡具有作为用于溶解气体的手段和长时间保持溶解状态的手段的功能，从而对此进行积极的研究。
通常，根据气泡的直径，气泡可以分为毫气泡、微气泡、微纳米气泡及纳米气泡。微气泡(Micro Bubble)是指直径为十至几十μm且至少30μm或更小的微小气泡。微纳米气泡(Micro Nano Bubble)是指几百μm至十μm的微细气泡，纳米气泡(Nano Bubble)是指几百μm或更小的超微细气泡。
作为通常的一般气泡的毫气泡在水中迅速上升并在表面破裂，与此不同，纳米气泡由于其体积小而受到的浮力较小，因此上升到水表面的速度非常慢，因此在水中长时间保持气泡状态，尤其，由于具有气体溶解效果、自加压效果及带电效果等特性，因此应用于污水处理相关设备、高度净水处理设施、土壤净化、水产业及农业领域以及废水处理清洁等各种领域的可能性很高。
(现有技术文献)
(专利文献)
韩国授权专利公报第10-1792157号(公告日：2017.11.01.)
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供一种纳米微气泡产生装置，该纳米微气泡产生装置不仅在流体中形成空穴，还提供多级碰撞和摩擦，以加速流体的混合和微细化，产生超细气泡。
用于解决问题的方案
根据本发明的一方面，提供一种纳米微气泡产生装置，其特征在于，包括：壳体，能够流入和流出流体；多个转子，可旋转地连接到壳体的内部；及多个定子，固定在壳体的内部，并与多个转子交替排列，转子和定子中的至少一个具有流体的多个流动通道以格子状排列的网状结构，转子和定子相邻布置，使得流过流动通道的流体由于转子的旋转而发生碰撞、摩擦及空穴，以在流体中发生纳米气泡和微气泡中的至少一种。
根据本发明的另一方面，提供一种纳米微气泡产生装置，其特征在于，包括：壳体，形成有进入口和排出口，以供流体流入和流出；气泡产生单元，设置在壳体内部的流体移动路径中，以根据流体的碰撞或摩擦在流体中产生气泡，并且包括彼此间隔开的多个碰撞构件；及流路，布置在壳体内部和外部中的至少一个位置处，通过在流体的移动中发生的应力诱导流体中的气泡超微细化。
根据本发明的再一方面，提供一种纳米微气泡产生装置，其特征在于，包括：流体输送单元，提供用于流体输送的流动力；气体供应管线，供应与通过流体输送单元的流动力输送的流体中的流体不同的气体；气体溶解单元，布置在流体的输送路径，促进从气体供应管线供应的气体在流体中溶解；及纳米气泡单元，在从气体溶解单元输送的流体中产生纳米气泡。
发明的效果
根据本发明，通过利用气泡产生单元和流路来产生气泡，将该气泡超微细化，从而更有效地产生纳米气泡。
附图说明
图1和图2为示出根据本发明的一实施例的纳米微气泡产生装置的图。
图3为示出根据本发明的另一实施例的纳米微气泡产生装置的图。
图4为示出根据本发明的另一实施例的腔室的结构的图。
图5为示出根据本发明的一实施例的纳米微气泡产生装置的网状结构的图。
图6为示出根据本发明的另一实施例的纳米微气泡产生装置的图。
图7至图9为示出根据本发明的另一实施例的流路结构的图。
图10和图11为示出根据本发明的再一实施例的纳米微气泡产生装置的图。
图12和图13为示出根据本发明的再一实施例的气体溶解单元的图。
附图标记
10:流体
30:流体供应源
100:纳米微气泡产生装置
110:壳体
120:气泡产生单元
122:第一碰撞构件(转子)
124:第二碰撞构件(定子)
125:横杆
126:竖杆
127:开口部
130:流路
140:旋转轴
150:旋转叶片
160:驱动单元
170:腔室
180:气体供应管线
190:流体输送单元
200:气体溶解单元
210:配管
220:混合构件
具体实施方式
本发明可以实施多方面的变形，也可以通过多种实施例得到实施，以下将参考附图举例说明特定实施例，并对于具体实施方式进行详细说明，但应当理解，本发明并不受特定实施方式的限制，并且包含于本发明的思想和技术范围的所有变形、等同物乃至替代物均包括在其中。说明本发明的过程中，认为相关公知技术的详细说明会混淆本发明的目的时，可以省略其详细说明。
第一、第二等术语用于说明多种构成要素，但所述构成要素不应该受到所述术语的限制。所述术语只用于将一构成要素从另一构成要素区别开。
本发明使用的术语只用于说明特定实施例，本发明并不受其限制。在单数的表达方法上，只要是文章脉络里没有表示明确不同，就包括复数的表达。应当理解，本发明中“包括”或“具备”等术语只不过在指出说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合正在存在，但不事先排除一种或其以上其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或添加可能性。
以下，参考附图详细说明根据本发明的纳米微气泡产生装置100的实施例，在参考附图进行说明的过程中，相同或对应构成要素将使用相同的附图符号，对其将省略重复说明。
图1示出本发明的纳米微气泡产生装置100的构成，纳米微气泡产生装置100可以提供纳米微气泡，上述纳米微气泡通过在例如水(或液体)中供应、混合及溶解选自空气(Air)、氧气(O2)、氮气(N2)、臭氧(O3)、二氧化碳(CO2)等的气体组中的至少一种气体而成。根据图1，本发明的纳米微气泡产生装置100可以包括利用转子122和定子124的相对旋转的原理的纳米微气泡产生装置100。纳米微气泡产生装置100对于混合有气体的流体10，利用由于转子122和定子124的相对旋转而产生的碰撞和摩擦效果来使气体更顺利溶解在流体10中，与此同时，可以将气体更加微细化。
在本发明中，提供给纳米微气泡产生装置100的水(或液体)由泵供应，并且连接泵和纳米微气泡产生装置100的管线的至少一部分可以具有进入口和进出口较宽且内部相对窄的文丘里管结构(以下称为“文丘里管部132”)。另外，一个或更多个气体/液体供应部可以连接到从管线偏离的文丘里管部132的一侧，以便可以在管线内部的水(或液体)中混合预定的气体(或液体，例如催化剂等)。
在该构造中，由泵供应的水(或液体)在经过文丘里管部132的过程中流速急剧增加，并且从气体供应管线180供应的气体(或液体)通过由于流速上升引起的强大的吸引力被自吸到文丘里管部132内部，以与管线内部的水(或液体)混合。如上所述，水(或液体)和气体(或液体)的混合流体10(以下称为“流体10”)流入纳米微气泡产生装置100的内部，并被更精细地混合，之后，沿着排放管线195流动。
如上所述，本发明可以将气泡产生和气体混合系统模块化来处理低容量至大容量的流体10，并且还可以提高选自空气、氧气、氢气、臭氧等的气体组中的气体的水中溶解率，从而能够减少气体注入量，由此可以使如氧气发生器、氢气发生器或臭氧发生器等的气体产生装置小型化。
图2示出具有面接触方式的一轴网状转子122的图1的纳米微气泡产生装置100的第一实施方式，纳米微气泡产生装置100的壳体110内部设置有多个转子122和多个定子124，上述多个转子122沿着电动机的轴旋转，上述多个定子124在固定于壳体110的内壁的状态下与各个转子122隔着预定间隔面对。此时，转子122和定子124优选设置成具有用于供流体10通过的多个开口部127的网状结构。作为各个开口部127的大小，只要使流体10能够通过即可。并且，作为转子122和定子124的层间距离，只要是可以在各个转子122和定子124的面保持实际上接触或似乎接触的状态下流体10能够流出的程度，就足够。
在这种构成中，当电动机被驱动时，通过设置在壳体110的一侧的流体进入口112引入的流体10通过转子122和定子124的相对旋转来在转子122与定子124之间发生空穴，且引起多级重复碰撞和摩擦。而且，这种碰撞和摩擦作用使气体能够更顺利地溶解在流体10中，同时使水(或液体)分子更微粒化，从而将纳米微气泡的产生调节和增加至最少几纳米(nm)到几十微米(μm)。
另一方面，作为多个转子122以预定间隔设置的电动机轴的数量，只要壳体110的内部空间允许，就可以在壳体110中设置两个或三个或更多轴。
作为具有表面接触型两轴网状转子122的纳米微气泡产生装置100的一个例子，电动机轴在纳米微气泡产生装置100的壳体110的内部配置为两列，且可以在各个电动机轴上以一定间隔沿轴线设置有随电动机的驱动而同时旋转的多个转子122。此时，电动机轴的轴间距离优选为使得布置在每个轴上的转子122交错的距离，并且布置在每个轴上的转子122的至少一部分分别插入到布置在相反轴上的转子122之间并保持上下面对，在此状态下，相互面对的转子122的层间距离可以为使得在上下转子122的面保持实质上接触或似乎接触的状态下流体10足以流出的程度。作为另一示例，转子122可以在彼此间隔开的状态下并排布置，并且壳体110的外部形状也可以是如圆形或正方形等的各种形状。
在这种构成中，当电动机被驱动时，通过设置在壳体110的一侧的流体进入口112引入的流体10通过转子122和定子124的相对旋转来在转子122与定子124之间发生空穴，且引起多级重复碰撞和摩擦。而且，这种碰撞和摩擦作用使气体能够更顺利地溶解在流体10中，同时使水分子更微粒化，从而产生微米或纳米级超微气泡。
图5示出可以设置在纳米微气泡产生装置100中的转子122和定子124的网状结构，并且转子122和定子124的网状结构呈平坦的平面结构的格子形状。另外，可以看出，转子122和定子124的网状结构为横杆125和竖杆126以预定的高度差形成不规则台阶的格子结构。流体10在穿过格子形式的网状开口部127的过程中与横杆125和竖杆126碰撞，并且在此过程中，由于转子122和定子124的相对旋转，引起碰撞和摩擦，使得气体可以更顺利地溶解在流体10中，同时使流体10中的水分子更微粒化，从而产生微米或纳米级超微气泡。另一方面，尽管图中示出了格子形式的网状结构，但是本发明不限于此，而可以提供如蜂窝形状、三角形和五边形等各种类型的网状结构。
作为转子122的变形例，转子122具有在电动机轴的周面上在各方向上延伸的单层结构的旋转叶片，这些旋转叶片的宽度从电动机轴的上端部到下端部为止，且可以具有相对于旋转方向具有恒定曲率的形状。在此情况下，定子124可布置在转子122的上下方向上以规则间隔隔开的位置处，并且每个旋转叶片和定子124的表面可以具有平坦或阶梯状的格子结构或各种其他形状的网状结构。
另外，转子122可以被设置为具有至少两个或更多个旋转叶片沿着电动机轴的圆周表面在上下方向以规则的间隔在电动机轴的每个方向上延伸的多层结构的转子122。在这种情况下，转子122的上下旋转叶片之间的间隔距离优选地以能够使转子122之间嵌合接合或使转子122与定子124之间嵌合接合的间隔形成。另外，除了上述形式之外，还可以提供具有一般涡轮式旋转叶片或螺旋桨(screw propeller)式旋转叶片的转子122结构或具有多个针状构件的电刷式转子122结构。
根据本发明的另一实施例，如图3所示，作为产生将选自空气、氧气、氮气、臭氧和二氧化碳等气体组中的至少一种气体供给、混合并溶解在如水等的流体10中而成的纳米气泡的装置，提出了包括壳体110、气泡产生单元120、碰撞构件121、流路130、旋转轴140、旋转叶片150、驱动单元160、腔室170、气体供应管线180、泵及排放管线195的纳米微气泡产生装置100。
根据如上所述的本实施例，可以通过设置在壳体110内部的气泡产生单元120在流体10中一次产生微细气泡，接着使流体10二次穿过流路130，使气泡被超微细化，以有效地在流体10中产生纳米气泡。
如图3所示，壳体110具有如下构造：进入口112和进出口114形成为使得流体10能够流入和流出。流体10可以通过泵的驱动力引入到壳体110的进入口112，且在泵与壳体110的进入口112之间可以设置有气体供应管线180，该气体供应管线180用于向供给到壳体110的流体10供应不同于流体10且为气态或液态的异种流体20。
例如，如图3所示，气体供应管线180可以具有进入口和进出口较宽且内部相对窄的文丘里管结构(以下称为“文丘里管部132”)。而且，在文丘里管部132的一侧可以连接有异种流体20箱，以便能够供应到壳体110的流体10中混合异种流体20(如空气、氧气、氮气、臭氧、二氧化碳等气体或如催化剂等液体)。
如图3所示，气泡产生单元120可以设置在壳体110内部的流体10的移动路径中，以根据流体10的碰撞或摩擦在流体10中产生气泡，且可以包括彼此间隔开的多个碰撞构件121，即，多个第一碰撞构件122和第二碰撞构件124。
在这种情况下，多个碰撞构件121中的至少一部分可以是板状构件。就是说，如图3所示，第一碰撞构件122和第二碰撞构件124可以呈板状，并且可以交替地布置。
另外，多个碰撞构件121中的至少一部分可具有形成有多个开口部127的网状结构，使得流体10能够通过。在本实施例的情况下，作为一个例子提出第一碰撞构件122和第二碰撞构件124均具有形成有开口部127的网状型的情况。
如上所述，通过将包括第一碰撞构件122和第二碰撞构件124的多个碰撞构件121布置在壳体110内部，流入到壳体110的流体10导致第一碰撞构件122和第二碰撞构件124之间的碰撞和摩擦，从而可以在流体10中产生微细气泡。
另一方面，如图3所示，旋转轴140沿纵向布置在壳体110的内部，两端可旋转地安装在壳体110中，多个碰撞构件121中的至少一部分，具体地，第一碰撞构件122结合到如上所述的旋转轴140，从而可以与旋转轴140一起进行旋转运动，并且第二碰撞构件124以固定类型可以固定设置在壳体110。
如上所述，结合到旋转轴140的第一碰撞构件122可通过旋转叶片150或驱动单元160的驱动力而进行旋转运动。首先，如图3所示，可以通过将如马达等的驱动单元160与旋转轴140结合而通过动力使第一碰撞构件122旋转。在这种情况下，可以通过由齿轮箱或逆变器等构成的速度调节装置调节第一碰撞构件122的旋转速度来调节气泡的大小和/或产生量。
而且，可以通过不使用如上所述的驱动单元160的无动力的方式使第一碰撞构件122旋转。如图3所示，旋转叶片150可以设置在旋转轴140的端部。旋转叶片150可以通过流入到壳体110的流体10的流动力使多个碰撞构件121中的至少一部分，也就是说，第一碰撞构件122旋转。在此情况下，流体10可以以轴流、横流或斜流向第一碰撞构件122传达流动力。
如上所述，在本实施例的情况下，可以以包括利用旋转叶片150的无动力方式、使用驱动单元160的动力方式的两种模式进行运作，其中，在使用无动力方式的情况下，具有减少运作能量的优点，并且在使用动力方式的情况下，可以主动地控制气泡尺寸、产生量等，从而具有产生更好质量的纳米气泡。
另一方面，如上所述，旋转叶片150一次用于第一碰撞构件122的旋转驱动，但是此外，旋转叶片150还起到根据流体10的碰撞或摩擦而在流体10产生气泡的二次作用，因此可以更丰富地产生纳米气泡。
在本实施例的情况下，如上所述，将转子122用作第一碰撞构件122，将定子124用作第二碰撞构件124，从而可以更有效地产生纳米气泡。更具体而言，第一碰撞构件122和第二碰撞构件124可以分别具有开口部127的网状结构，这些以相对小的间隔布置，使得彼此面对的表面保持实质上接触或几乎接触的状态，因此穿过第一碰撞构件122和第二碰撞构件124的流体10导致第一碰撞构件122和第二碰撞构件124之间的碰撞和摩擦，与此同时，随着第一碰撞构件122的旋转，流体10中可能发生空穴。
如图3所示，流路130可以布置在壳体110的内部和外部中的至少一个位置处，以诱导流体10中的气泡在流体10的移动过程中发生的应力进行超微细化。
在流体10通过流路130的过程中，与流路130的表面发生摩擦，例如，在流体10中产生剪切应力，由此可能发生边界层流动剥离现象，从而流体10中的气泡可以更超微细化和纳米气泡化。
如图3所示，上述流路130可以具有锯齿形结构(垂直方向上的锯齿形路径，同一平面上的锯齿形路径或将它们组合应用的路径都可以)，且可以具有足够长的长度，以在流体10中产生足够的应力，流体10的截面积可能足够狭窄，以顺利地诱导流体10应力产生。
流路130形成在壳体110的内部，并且可以基于流体10的移动路径布置在气泡产生单元120的后方。因此，由气泡产生单元120在流体10中一次产生的气泡通过流路130进行二次超微细化，结果，可以丰富地产生好质量的纳米气泡。
另外，流路130可以单独地设置在壳体110的外部。如图3所示，腔室170可以连接到壳体110的排出口114，并且流路130可以形成在上述的腔室170内部。在这种情况下，如上所述，随着经过一次处理和二次处理的流体10借助腔室170中的流路130经过三次处理，使已经形成的超微细气泡稳定，从而可以更有效地产生纳米气泡。
另一方面，如图3所示，流路130可以以基于流体10的移动路径布置在气泡产生单元120的前方。如上所述，通过将流路130布置在气泡产生单元120的前方，通过利用产生的剪切应力对流入到壳体110的流体10进行预处理，直到该流体穿过流路130的表面上的边界层，从而可以顺利地实现气泡产生和超微细化。
如图2所示，外筒形成为比内筒更大的尺寸(直径)，以容纳内筒。并且，流路130可以形成在内筒与外筒之间的空间中。例如，流路130可以形成为沿着内筒的外壁具有螺旋结构。
由于进入口112形成在内筒中，而排出口114形成在外筒中，因此流入到内筒的进入口112的流体10填充内筒，并通过内筒的上部溢出内筒，穿过流路130，通过外筒的排出口114排出到壳体110的外部。
另外，内部形成有流路130的腔室170可以分别布置在壳体110的前端和后端，以分别连接到进入口112和排出口114。因此，根据本实施例，通过泵供应并通过气体供应管线180的流体10首次在腔室170中被预处理，然后引入到壳体110的内部，接着经过形成在壳体110的下部的流路130，形成在其上部的气泡产生单元120，排放到壳体110的外部，最终再次通过腔室170，气泡产生并超微细化，结果，可以产生纳米气泡。
作为另一示例，可以通过省略驱动单元160来简化设备，并且可以为了使第一碰撞构件122旋转而不使用动力，从而显着降低装置的运作成本，因此在维护/修理方面也更加有利。
作为另一示例，多个壳体110可以设置成并联连接。即，通过泵和气体供应管线180的流体10可以被分支到多个壳体110中并且分别被供应。由于气泡产生单元120和流路130形成在壳体110内部，因此如上所述，根据碰撞、摩擦和空穴的复合作用可以产生微细气泡。随后，分别通过壳体110的排出口114排出的流体10再次被整合为一体，并且被供应到设有流路130的腔室170，最终可以实现气泡的超微细化。
因此，通过再次设置壳体110(气泡产生单元120和流路130)并使其并排布置，从而可以进一步提高产生纳米气泡的效率。另外，当然可以对本实施例进行变形来将壳体110和腔室170并排布置，并且可以将多个壳体110(包括气泡产生单元120)串联连接或将多个腔室170(包括流路130)串联或并联连接。
壳体110的内壁可以具有形成有多个突起的凹凸结构，或者可以具有沿着壁面形成有多个凹部的网状结构。另外，壳体110的内壁可具有沿着内壁的壁面形成有多个螺旋槽的螺旋状结构。
在这种情况下，通过设置在壳体110的一侧的进入口112引入的流体10不仅通过气泡产生单元120和流路130之间的碰撞和摩擦，还通过突起、凹陷部或螺旋槽之间的碰撞和摩擦，气体的溶解率变得更高，并且更微细化，从而可以更有效地产生纳米级的超微细气泡。
引入到壳体110内部的流体10由于气泡产生单元120和流路130引起的碰撞和摩擦作用和内径减小引起的压力增加，在流体10中的气体溶解率变得更高，由此流体10可以更微细化，以促进纳米气泡的产生。
流体10在穿过具有格子形状的网状开口部127的过程中与横杆125和竖杆126碰撞，此时，通过第一碰撞构件122和第二碰撞构件124的相对旋转可以促进流体10的碰撞和摩擦，流体10的颗粒可以更微粒化，能够有效地产生纳米气泡，由此气体溶解率也显着增加。
纳米微气泡产生装置100的排放管线195的至少一部分可以内装有预定形状的碰撞单元，以使流体10颗粒的尺寸进一步微细化。这些碰撞单元可以设置成具有直径沿流体10的流动方向逐渐增大的形状，或者可以设置成排列有多个面板层的结构。在排放管线195的内部，碰撞单元的两端部与排放管线195的内壁间隔至少预定距离，使得流体10能够沿着排放管线195流动。
碰撞单元由具有在流动方向上逐渐扩展的结构的主体部和在该主体部的表面上以预定间隔径向延伸并连接至排放管线195的内面的多个隔壁构成，在每个隔壁之间，可以形成一定尺寸的通孔以使流体10通过。另外，碰撞单元可以由在流动方向上逐渐扩径的结构的主体部和在该主体部的表面沿着长度方向形成的螺旋状槽或螺旋状突起构成。并且，碰撞单元具有多个面板层排列在排放管线195内部的形状，并且可以在每个面板层的上下面上形成各种形状的多个突起。
根据再一实施例，如图10所示，作为产生将选自空气、氧气、氮气、臭氧和二氧化碳等气体组中的至少一种气体供给、混合并溶解在如水等的流体10中而成的纳米气泡的装置，提出了包括壳体110、气泡产生单元120、流路130、旋转轴140、旋转叶片150、驱动单元160、腔室170、气体供应管线180、流体10输送单元190、排放管线195及气体溶解单元200的纳米微气泡产生装置100。
根据如上所述的本实施例，作为在使用纳米气泡单元的纳米气泡产生之前的预处理，使用气体溶解单元200促进流体10中气体的溶解，从而更有效地产生纳米气泡。
另外，通过使用潜水供应泵192(underwater feeding pump)作为流体10输送单元190，与使用进水泵(intake pump)的情况相比，可以以更少的能量有效地产生大量的纳米气泡。
流体10输送单元190可以提供用于流体10的输送的流动力。如图10所示，流体10输送单元190可以由潜水供应泵192和潜水循环泵194构成。
如图10所示，潜水供应泵192可被设置成浸沉在用于供应流体10的流体供应源30中，例如，盛有如水等流体的水箱、河流、湖泊等中。如上所述，位于流体供应源30中的水中设备可以设置在浮标或驳船等，在位于流体供应源30中的情况下，下面的其他构成也可以使用浮标或驳船来稳定地设置。
如上所述，使用潜水供应泵192来向流体10提供流动力，比使用进水泵的情况相比，可以以低电力运作设备，从而在产生纳米气泡方面使经济性最大化。
如图10所示，潜水循环泵194被设置为浸没在流体供应源30的内部，从而可以将从纳米气泡单元排出的流体10在流体供应源30内循环。也就是说，潜水循环泵194可以以与潜水供应泵192相对的方式布置在整个设备的两端，由此，可以将从纳米气泡单元排出的流体10扩散到远距离，从而可以诱导流体10的更有效的循环。
如上所述，通过使用潜水循环泵194诱导流体10的扩散和循环，从而流体10的纳米气泡中所包含的如氧气、臭氧等的气体更均匀地扩散并分散在流体供应源30中。
在本实施例中，除了潜水供应泵192和潜水循环泵194之外的所有其余组件可以在陆地上设置来运作。
如图10所示，气体供应管线180可以在通过流体10输送单元190的流动力输送的流体10中供应与相关流体10不同的气体(空气、氧气、氮气、臭氧、二氧化碳等的气体)。
例如，如图10所示，气石连接到气体供应管线180的一端以更均匀地排出气体，并且气体供应管线180的另一端可以连接有储有相关气体的气罐。
更具体而言，如图10所示，气体供应管线180可以连接到气体溶解单元200的配管210的入口，以向配管210的出口供应气体。
如上所述，通过将气体供应管线180连接到配管210的入口并且将端部布置成朝向配管210的出口，由气体供应管线180供应的气体随着流体10的流动快速地混入流体10中，从而可以更有效地溶解在流体10中。
如图10所示，气体溶解单元200可以布置在流体10的输送路径，以促进从气体供应管线180供应的气体溶解在流体10中。更具体而言，气体溶解单元200可以连接到潜水供应泵192，在上述气体溶解单元200的入口侧可以连接有上述的气体供应管线180。
此外，气体溶解单元200可以沿着流体10的输送路径布置成多个。具体而言，如图10所示，不同气体溶解单元200介于壳体110的排出口114与流路130之间，从而更均匀地分散通过气泡产生单元120一次产生的气泡，从而可以进一步提高纳米气泡产生效率。
如图10所示，气体溶解单元200可以包括配管210和混合构件220，上述配管210布置在流体10的输送路径，上述混合构件220具有布置在上述配管210内部以混合流体10中的气体的特定结构和机理。
纳米气泡单元可以在从气体溶解单元200输送的流体10中产生纳米气泡。如图10所示，纳米气泡单元可以包括壳体110、气泡产生单元120、旋转轴140、旋转叶片150、驱动单元160、腔室170及流路130。
如图10所示，壳体110被配置成形成有进入口112和排出口114，使得流体10能够流入流出。流体10可以通过流体10输送单元190的驱动力经过气体溶解单元200流入到壳体110的进入口112。
如图10所示，气泡产生单元120设置在壳体110内部的流体10移动路径，根据流体10的碰撞或摩擦，可以在流体10中产生气泡，并且可以包括彼此分开布置的多个碰撞构件121，即，多个第一碰撞构件122和第二碰撞构件124。
另一方面，气泡产生单元120可以包括壳体110和该壳体的内部容纳的图2的多个碰撞构件121。在此，如图2所示，碰撞构件121可以具有如下结构：通过弯曲多个板状构件来形成多个皱纹，使表面积最大化，例如，可以由如PVC等的通过烧成具有硬性的材料制成。另外，上述碰撞构件121可以在表面上形成有多个纳米级的空隙(或孔)。
如上所述，使碰撞构件121的表面积最大化，在其表面上形成纳米空隙或纳米孔，从而引起与引入到壳体110的流体10的碰撞构件121之间的碰撞或摩擦，从而可以在流体10中丰富地产生纳米气泡。
在此情况下，气泡产生单元120可以布置成多个，其中的一个如图2所示可以包括第一碰撞构件122和第二碰撞构件124，另一个如图1所示可以包括填充有多个碰撞构件121的壳体110。填充有多个碰撞构件121的气泡产生单元120可以选择性地设置在具有第一碰撞构件122和第二碰撞构件124的气泡产生单元120的前端、后端或前后端。
流路130布置在壳体110的内部和外部中的至少一个位置处，从而可以通过在流体10的移动过程中产生的应力使流体10中的气泡超微细化。
并且，作为流体10输送单元190，可以使用各种供应泵，而不是水中泵。流体10输送单元190可以设置在流体供应源30外部的地面上，也不包括单独的潜水循环泵194。
而且，气体溶解单元200可以分别连接到流体10输送单元190的前后端。气体供应管线180可以连接到结合于流体10输送单元190的前端的气体溶解单元200的入口侧，以便供应气体，且在连接到流体10输送单元190的后端的气体溶解单元200可以不注入单独的气体。
并且，在本实施例的情况下，可以不形成单独的流路130。也就是说，不仅在壳体110内部，而且在壳体110外部不形成单独的流路130。如上所述，即使不存在流路130，也可以通过设置在流体10输送单元190的前后端的气体溶解单元200与气泡产生单元120之间的相互作用，可以产生充分的纳米气泡。
作为另一例子，包括流体10输送单元190的整个设备可以水中设置，以便浸沉在流体供应源30。如上所述，这些水中设备可以设置在浮标或驳船上。
在此情况下，布置在潜水供应泵192的前端的气体溶解单元200的中心轴221连接到潜水供应泵192的电动机的轴，与潜水供应泵192的运作同时旋转，从而可以通过冲击将流体10的分子簇分解并微细化。
另外，用于过滤待抽吸的流体10中的异物的过滤器可以设置在布置在潜水供应泵192的前端的气体溶解单元200的入口侧，且在气体溶解单元200的出口侧可以安装扩散器和阀来调节流体10的排出流量和压力。
作为另一例子，包括流体10输送单元190的整个设备可以水中设置，以便浸沉在流体供应源30中。
另外，气体溶解单元200可以仅布置在潜水供应泵192的前端。气体溶解单元200的中心轴221与潜水供应泵192的电动机的轴连接，并随着潜水供应泵192的运作同时旋转，从而可以通过冲击将流体10分子簇分解并微细化。
另外，流路130可以设置在壳体110内部，更具体地，可以基于流体10的移动路径设置在气泡产生单元120的后方。因此，在壳体110内可以都发生一次气泡产生和二次气泡超微细化。
作为另一例子，包括流体10输送单元190的整个设备可以水中设置，以便浸沉在流体供应源30。并且，气体溶解单元200可以分别布置在潜水供应泵192的前端和后端。而且，在上述各个气体溶解单元200分别连接有气体供应管线180，从而向流体10注入相同或不同的气体。
在此情况下，布置在潜水供应泵192的前端的气体溶解单元200的中心轴221连接到潜水供应泵192的电动机的轴，与潜水供应泵192的运作同时旋转，从而可以通过冲击将流体10的分子簇分解并微细化。
另外，流路130可以设置在壳体110内部，更具体地，可以基于流体10的移动路径设置在气泡产生单元120的后方。因此，在壳体110内可以都发生一次气泡产生和二次气泡超微细化。
如上所述，气体溶解单元200可以包括配管210和混合构件220，上述配管210设置在流体10的输送路径，上述混合构件220布置在配管210内部。
如图12所示，上述混合构件220可以包括中心轴221、旋转构件222、固定构件223及旋转叶片224。混合构件220设置在配管210中的流体10的移动路径中，从而可以根据流体10的碰撞或摩擦提高流体10中的气体溶解度。
如图12所示，在配管210的内部，中心轴221在纵向上布置成使得其两端可旋转地设置在配管210中，且旋转构件222结合到上述中心轴221，以与中心轴221一起旋转运动，固定构件223作为固定类型可以固定设置成与配管210中的旋转构件222隔开。此外，与图12不同地，中心轴221可以沿配管210的径向布置，固定件223可以在配管210中省去。
在此情况下，旋转构件222和固定构件223可以是板状构件，并且可以如图12所示交替地布置。此外，旋转构件222和固定构件223可具有形成有多个开口部的网状结构，以使流体10通过。
如上所述，通过将旋转构件222和固定构件223交替地布置在配管210内部，导致引入到配管210的流体10与这些旋转构件222和固定构件223之间发生碰撞和摩擦，从而可以更促进气体溶解在流体10中。
如上所述结合到中心轴221的旋转构件222可以通过旋转叶片224以无动力方式旋转。如图12所示，旋转叶片224可以设置在中心轴221的端部。旋转叶片224可以通过引入到配管210的流体10的流动力使旋转构件222旋转。
图13是混合构件220的结构的变型，混合构件220可以被配置成可旋转地设置在配管210中且通过流体10的流动力而旋转运动的旋转板。即，多个旋转板具有矩形形状，并且可以沿着配管210的长度方向以规则的间隔布置，并且这些旋转板分别设置在与配管210的直径交叉的中心轴221上，从而随着流体10的流动能够旋转运动。
如上所述，通过在流体10的移动路径中设置多个旋转板，流体10导致旋转板之间发生碰撞和摩擦，从而可以促进气体在流体10中的混合。
另外，混合构件220通过多次弯曲而形成，并且可以形成为沿着配管210的长度方向布置的弯曲板。
更具体而言，如图9所示，混合构件220可以在上下方向上交替弯曲成之字形的弯曲板，上述弯曲板可以通过调节其宽度来在配管210中设置为多个。
在混合构件220的情况下，在流体10中用作一定程度的障碍物，流体10在这中弯曲板上发生碰撞和摩擦的同时流动，因此注入到流体10中的气体可以更有效地分散并混合在流体10中。
在上面的内容中，虽然对本发明的优选实施例进行了说明，但可以理解，在不脱离由附加权利要求所记载的本发明的思想和区域的范围内，本技术领域的普通技术人员可对本发明进行多种修整和改变。

Claims (5)

1.一种纳米微气泡产生装置，其特征在于，
包括：
壳体，形成有进入口和排出口，以供流体流入和流出；
气泡产生单元，设置在上述壳体内部的上述流体移动路径中，以根据上述流体的碰撞或摩擦在上述流体中产生气泡，并且包括彼此间隔开的多个碰撞构件；及
旋转轴，可旋转地设置在上述壳体的内部，
上述多个碰撞构件包括：
第一碰撞构件，结合到上述旋转轴，与上述旋转轴一起进行旋转运动；及
第二碰撞构件，与上述第一碰撞构件交替地布置，固定设置在上述壳体，
上述第一碰撞构件和上述第二碰撞构件为板状构件，
上述第一碰撞构件和上述第二碰撞构件具有网状结构，上述网状结构形成有多个开口部，以供流体通过，
上述网状结构包括由横杆和竖杆形成的格子形状，
上述第一碰撞构件和上述第二碰撞构件相邻布置，使得流过上述开口部的上述流体由于上述第一碰撞构件的旋转运动而发生碰撞、摩擦及空穴，
随着上述第一碰撞构件进行旋转运动，对通过相邻布置的上述第一碰撞构件和上述第二碰撞构件的上述开口部流动的上述流体产生由摩擦所引起的剪切应力，从而将上述流体中产生的气泡微细化，
第一碰撞构件随着与上述旋转轴一起进行旋转运动，来反复开闭上述开口部，以使在上述第一碰撞构件的上述开口部和上述第二碰撞构件的上述开口部之间流动的上述流体发生空穴，
上述第二碰撞构件以仅通过上述开口部使流体通过的方式固定设置在上述壳体，
上述纳米微气泡产生装置还包括流路，上述流路布置在上述壳体内部和外部中的至少一个位置处，通过在上述流体的移动中发生的应力诱导上述流体中的上述气泡超微细化，
上述流路的截面积小于上述壳体、且长度大于上述壳体，以在上述流路的内侧表面和上述流体之间产生摩擦力来增加上述流体中产生的应力。
2.根据权利要求1所述的纳米微气泡产生装置，其特征在于，还包括旋转叶片，该旋转叶片设置在上述旋转轴上且用于通过上述流体的流动力使上述多个碰撞构件中的至少一部分旋转。
3.根据权利要求1所述的纳米微气泡产生装置，其特征在于，
上述流路形成在上述壳体的内部，并且基于上述流体移动路径而布置在上述气泡产生单元的前方和后方中至少一个位置处。
4.根据权利要求1所述的纳米微气泡产生装置，其特征在于，还包括连接至上述壳体的上述进入口和上述排出口中的至少一个的腔室，
上述流路形成在上述腔室的内部。
5.根据权利要求1所述的纳米微气泡产生装置，其特征在于，还包括异种流体供应单元，该异种流体供应单元向供应到上述壳体的上述流体中供应异种流体，上述异种流体与上述流体不同且为气态或液态。
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