KR100577830B1

KR100577830B1 - 선회식 미세기포 발생장치

Info

Publication number: KR100577830B1
Application number: KR1019997007911A
Authority: KR
Inventors: 오오나리히로후미
Original assignee: 오오나리 히로후미
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1999-01-04
Publication date: 2006-05-12
Also published as: KR20000075836A; DE69933508T2; CA2282326A1; DE69933508D1; JP2010155243A; CA2282326C

Abstract

본 발명의 선회식 미세기포 발생장치는 원추형 또는 병모양의 공간을 갖는 용기본체와, 그 공간 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 액체도입구와, 상기 공간 저부에 개설된 기체도입구멍과, 상기 공간의 꼭대기부에 개설된 선회기액 도출구로 구성되고,

그 장치에 의하면 미세기포를 공업적 규모로 용이하게 생성할 수 있고, 비교적 소형으로 간단한 장치구조를 위한 제작이 용이하여 연못, 호수와 늪, 댐, 하천 등의 수질정화, 미생물에 의한 오수처리, 어류, 수생동물 등의 양식 등, 수경재배액중의 산소 및 용존산소량의 향상·수확률향상 등에 유효하게 사용된다.

Description

선회식 미세기포 발생장치{Swirling Fine-Bubble Generator}

본 발명은 공기, 산소가스 등의 기체를 수돗물, 하천수, 그 외의 액체 등에 효율적으로 용해하여, 예를 들면 오염수의 수질을 정화하고, 수질환경을 소생시키기 위해 유효하게 채용할 수 있는 미세기포 발생장치에 관한 것이다.

종래의 통기(通氣,aeration), 예를 들어 수생(水生)생물 육성장치에 설치된 미세기포 발생장치에 의한 통기의 거의 대부분은 육성조(育成槽) 내에 설치된 관 모양이나 판 모양의 미세기포 발생장치의 작은 구멍에서 공기를 육성용 수중(水中)에 가압(加壓)하여 뿜어 내는 것에 의해 기포를 세분화하는 방식이나, 또는 회전날개나 기포분류(噴流) 등에 의해 전단력(剪斷力)이 형성된 육성용 수류(水流) 내에 공기를 넣어서 그것을 세분화 하거나 또는 가압된 물의 급속한 감압(減壓)에 의해 수중에 용해되어 있던 공기를 기화시켜서 기포를 발생시키는 방식이다.

그리고, 그러한 기능을 가지는 미세기포 발생장치에 의한 통기에서는 기본적으로는 공기의 송급량이나 각각의 미세기포 발생장치의 설비개수 등에 의해 필요한 조절이 행해지고 있는데, 공기, 탄소가스 등의 기체를 수중에 고효율로 용해시켜서 물의 순환을 촉진할 필요가 있다.

그러나, 종래의 미세기포 발생장치에 의한 통기방식은, 예를 들면 뿜어내는 것에 의한 기체분산방식에서는 그곳에 아무리 미세한 작은 구멍을 형성해도 기포가 작은 구멍에서 가압상태로 분출되어 체적팽창하고, 또 그 때의 기포의 표면장력에 의해 결과적으로 수mm 정도의 지름을 갖는 큰 기포가 발생되어 버려서 그보다 작은 기포를 발생시키기가 어렵고, 장시간 운전에 따라 발생하는 블라인딩(blinding)과 동력비 증대의 문제가 존재했다.

또, 회전날개나 기포분류 등에 의해 전단력이 형성된 수류 내에 공기를 넣어서 그것을 세분화하는 방식에서는 공동현상(空洞現像,cavitation)을 발생시키는 데에는 고속의 회전수가 요구되어 그 동력비 문제나 공동현상의 발생에 따라 급격하게 진행하는 날개의 부식이나 진동의 문제가 있고, 또한 미세기포의 발생률이 적다는 문제도 있었다.

그리고 또, 그 외의 회전날개나 돌기에 기체와 액체의 두 흐름이 충돌하는 방식에 있어서는 예를 들면, 호수와 늪, 어류수조 내에 있어서는 어류나 수생소생물이 파괴되어, 수생생물의 육성에 필요한 환경형성과 유지에 지장을 가져왔다.

또한, 가압방식에서는 그 장치가 대형이면서 고가(高價)이고, 운전비도 많은 액수를 필요로 했다.

그리고, 상기의 그 어떤 종래기술에 의해서도, 예를 들어 직경 20㎛ 이하의 미세기포를 공업적 규모로 발생시키는 것은 불가능했었다.

발명의 개시

본 발명자는 오랜 연구의 결과, 하기 구성의 발명에 의해 직경 20㎛ 이하의 미세기포를 공업적 규모로 발생시키는 것을 가능하게 했다.

본 발명의 요점은 도 12에 본 발명 장치의 원리설명도를 나타낸 바와 같이, 우선 장치용기 내에 원추형(圓錐形) 공간(100)을 설치하고, 그 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 가압액체 도입구(500)를 개설(開設)하며, 또 상기 원추형 공간 저부(底部,300)의 중앙부에 기체도입구멍(80)을 개설하고, 또한 상기 원추형 공간 꼭대기부 부근에는 선회기액(旋回氣液) 도출구(101)를 만들어서 미세기포 발생장치를 구성한다.

여기서, 상기 장치 전체 또는 적어도 선회기액 도출구(101)를 액체중에 매몰(埋沒)하여 상기 가압액체 도입구(500)에서 원추형 공간(100) 내에 가압액체를 압송(壓送)함으로써 그 내부에 선회흐름(旋回流)이 생성되고, 원추관(管) 축상에 부압(負壓)부분이 형성된다.

이 부압에 의해 상기 기체도입구멍(80)에서 기체가 흡입되어 압력이 가장 낮은 관의 축상을 기체가 통과함으로써, 작은 선회기체 공동부(空洞部,60)가 형성된다.

이 원추형 공간(100)에서는 선회흐름이 입구(가압액체 도입구)(500)에서 출구(선회기액 도출구)(101)를 향하여 형성되어, 공간(100)의 단면축소에 따라 선회기액 도출구(101)로 향할수록, 선회유속과 출구로 향한 유속이 동시에 증가한다.

또, 이 선회에 따라 액체와 기체의 비중차로 인하여 액체에는 원심력이, 기체에는 구심력이 동시에 작용하고, 그로 인해 액체부와 기체부의 분리가 가능해지고 기체가 실모양의 가는 기체선회 공동부(60)가 되어 끝으로 갈수록 가늘어져서 출구(101)까지 이어져 출구에서 분출되는데, 그 분출과 동시에 주위의 정수(靜水) 에 의해 그 선회가 급격히 약해져 그 전후로 급격한 선회속도차가 발생한다. 이 선회속도차의 발생에 의해 실모양의 기체공동부(60)가 연속적으로 안정하게 절단되고, 그 결과로서 대량의 미소기포, 예를 들면 직경 10∼20㎛의 미세기포가 이 출구(101) 부근에서 발생하여 방출되는 것이다.

즉, 본 발명은

(1) 원추형 공간을 갖는 용기본체와, 그 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구와, 상기 원추형 공간 저부에 개설된 기체도입구멍과, 상기 원추형 공간의 꼭대기부에 개설된 선회기액 도출구로 구성되는 것을 특징으로 하는 선회식(旋回式) 미세기포 발생장치,

(2) 원추대(台) 모양의 공간을 갖는 용기본체와, 그 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구와, 상기 원추대 모양의 공간 저부에 개설된 기체도입구멍과, 상기 원추대 모양의 공간 상부에 개설된 선회기액 도출구로 구성되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(3) 입구가 잘록한 병모양 또는 와인병 형상의 공간을 갖는 용기본체와, 그 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구와, 상기 병모양의 공간 저부에 개설된 기체도입구멍과, 상기 병모양의 공간 꼭대기부에 개설된 선회기액 도출구로 구성되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(4) 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구가 동일한 곡률의 내벽 원주상에 간격을 두고 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(5) 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서, 공간 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구가 다른 곡률의 내벽 원주상에 간격을 두고 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(6)제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서, 가압액체 도입구가 상기 공간의 저부 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(7)제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 가압액체 도입구가 상기 공간의 중복부(中腹部) 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치, 및

(8) 제1항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서, 선회기액 도출구의 바로 앞에 조절판(baffle)을 설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치이다.

또, 다른 형태에서 본 발명은

(9) 하부(下部) 유통대(流通台)의 원형수용실의 수액류 선회도입구조와, 그 상부에 부착된 위쪽으로 점차 확대되는 형상의 뚜껑달린 원통체 내부의 주변부분에 형성되는 선회상승 수액류형성구조와, 그 주변부분보다 내측부분에 형성되는 선회하강 수액류 형성구조와, 그 선회상승 수액류와 선회하강 수액류의 원,구심력 분리작용에 의해 그 뚜껑달린 원통체의 중심부분에 형성되는 부압의 선회공동부와, 그 부압의 선회공동부에 위뚜껑을 중심으로 설치된 기체 자체흡수관에서 자체흡수된 기체와 선회수류중에서 용출(溶出)된 기체부분이 집적되어 선회하강하는 기체 소용돌이관이 형성되어 점점 신장(伸張)됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지는 기체 소 용돌이관 형성구조와, 신장화, 고깔화되어 하강하는 기체 소용돌이관이 원형수용실의 저부 중앙 환류구에 선회돌입했을 때 방출통로의 저항을 받아 그 선회속도가 저하하여 선회속도차를 발생시켜서 같은 부분의 기체 소용돌이관이 강제적으로 절단되어 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생구조와, 그 발생한 미세기포를 선회하강 수액류에 포함시켜서 선회분류로서 측면 방출구로부터 밖으로 방출시키도록 한 선회분류 방출구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(10) 제9항에 있어서, 하부 유통대의 상부에 원형수용실을 오목하게 만들고, 그 원형수용실에는 수액류 도입구를 옆쪽에서 그 내주면에 대하여 접선방향으로 개구함과 동시에, 그 도입관에 펌프를 접속하여 수액류를 힘있게(energization) 선회도입시키도록 하는 원형수용실의 수액류 선회도입구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(11) 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 원형수용실의 상부에는 위쪽으로 점차 확대되는 형상의 뚜껑달린 원통체를 똑바로 세워서 부착하여 하부 원형수용실의 선회도입류를 송입시키고, 그 뚜껑달린 원통체 내부의 주변부분을 선회상승시켜서 선회상승 수액류를 형성시키며, 그 상한계에 도달한 선회상승 수액류를 그 주변부분에서 내측부분으로 환류시키고 선회하강시켜서 선회하강 수액류를 형성하도록 하는, 위쪽으로 점차 확대되는 형상의 뚜껑달린 원통체 내부의 선회상승 수액류 및 선회하강 수액류의 이중선회수액류 형성구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(12) 제11항에 있어서, 상기 점차 확대되는 형상의 뚜껑달린 원통체 내부의 선회상승 수액류 및 선회하강 수액류의 이중 선회흐름의 원,구심력 분리작용에 의해 그 중심부분에 부압의 선회공동부가 형성되고, 그 부압의 선회공동부에 자체흡수된 기체와 그 선회흐름에서 용출된 기체성분이 집적되어 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지면서 선회하강하는 기체가 형성되도록 하는 기체 소용돌이관 형성구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(13) 제9항 내지 제12항의 어느 한 항에 있어서, 상기 원형수용실의 저부 중심에 중앙환류구를 파서 형성함과 동시에 그 환류구에서 그 유통대의 측면 방출구를 향해 방출통로를 뚫어서 되고, 그 뚜껑달린 원통체 내부의 중심부분을 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지도록 하면서 선회하강하는 기체 소용돌이관이 중앙환류구에 돌입 및 유출했을때 방출통로의 저항을 받아 그 선회속도가 저하하여 그 소용돌이관의 상하간에서 선회속도차가 발생되고, 그 속도차에 의해 소용돌이관이 강제적으로 절단되어 미세기포를 발생하게 되는 미세기포 발생구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(14) 제9항 내지 제13항의 어느 한 항에 있어서, 상기 중앙환류구에 복수곳의 측면방출구를 방사상(放射狀)으로 뚫어 형성하여 상기 뚜껑달린 원통체의 중심부분을 선회하강하는 기체 소용돌이관을 그 선회방향 순으로 중앙환류구에서 그 복수곳의 측면방출구를 향해 송입하고, 그 선회간에 측면방출구로의 송입에 의한 통로저항의 발생과 인접하는 환류구의 측벽으로의 충돌에 의한 통로저항의 발생을 복수회 서로 반복시켜서 그때마다 소용돌이관의 상하에 선회속도차를 발생시켜, 소용돌이관이 절단되어 미세기포가 발생하게 되는 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치,

(15) 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 유통대의 측면방출구에 연이어 접속된 방출용 접속관을 상기 뚜껑달린 원통체 내의 선회흐름 형성방향에 따라 그 방출방향을 구부려서 돌출설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치, 및

(16) 원추형 공간을 갖는 용기본체와, 그 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구와, 상기 원추형 공간의 저부에 개설된 기체도입구멍과, 상기 원추형 공간의 꼭대기부에 개설된 선회기액 도출구로 미세기포 발생장치를 구성하고, 상기 원추형 공간 내에서 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지게 하면서 선회도출하는 기체 소용돌이관의 형성을 제1과정으로 하고, 그 기체 소용돌이관의 전후간에 선회속도차를 발생시켜서 강제적으로 기체 소용돌이관을 절단시키는 것에 의한 미세기포의 발생을 제2과정으로 하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생방법이다.

도 1은 본 발명 실시예의 선회식 미세기포 발생장치의 정면도,

도 2는 본 발명 실시예의 선회식 미세기포 발생장치의 평면도,

도 3은 본 발명 실시예의 선회식 미세기포 발생장치의 중앙 종단면도(도 2의 B∼B선 단면도),

도 4는 본 발명 실시예의 선회식 미세기포 발생장치의 하부 유통대의 횡단면도(도 1의 A∼A선 단면도),

도 5는 본 발명 실시예의 선회식 미세기포 발생장치의 뚜껑달린 원통체 내부의 X∼X선 단면에 있어서의 삼중 선회흐름의 설명도,

도 6은 본 발명 실시예의 선회식 미세기포 발생장치의 뚜껑달린 원통체 내부의 Y∼Y선 단면에 있어서의 선회승강류와 기체 소용돌이관의 설명도,

도 7은 기체 소용돌이관에 있어서의 미세기포 발생의 설명도,

도 8은 중앙환류구에 4곳의 측면방출구를 가질 경우의 미세기포 발생구조의 설명도,

도 9는 도 8의 제1측면방출구에 있어서의 발생구조 설명도,

도 10은 도 8의 제1측면방출구에 인접하는 측벽에 있어서의 발생구조 설명도,

도 11은 도 8의 제2측면방출구에 있어서의 발생구조 설명도,

도 12는 본 발명의 원리적 설명도 겸 다른 실시예 장치의 설명도,

도 13은 본 발명의 다른 개선된 실시예 장치의 설명도,

도 14는 본 발명의 또다른 실시예 장치의 설명도,

도 15는 본 발명의 중형장치를 수중에 매몰하여 기체로서 공기를 채용하여 미세기포를 발생시킨 결과의 기포의 직경크기와 그들의 발생빈도의 분포를 나타낸 그래프,

도 16은 본 발명 실시예 장치의 수조 내의 설치상태의 설명도.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

본 발명의 요점은 도 12에 본 발명 장치의 원리설명도를 나타낸 바와 같이, 우선 장치용기 내에 원추형 공간(100)을 설치하고, 그 공간 내벽의 원주면 일부에 그 접선방향으로 가압액체 도입구(500)를 개설하고, 또한 상기 원추형 공간 저부(300)의 중앙부에 기체도입구멍(80)을 개설하며, 상기 원추형 공간의 꼭대기부 부근에는 선회기액 도출구(101)를 만들어서 미세기포 발생장치를 구성한다.

여기서, 상기 가압액체 도입구(500)에서 원추형 공간(100) 내에 가압액체를 압송함으로써 그 내부에 선회흐름이 생성되고 원추관 축상에 부압부분이 형성된다. 이 부압에 의해 상기 기체도입구멍(80)에서 기체가 흡입되어 압력이 가장 낮은 관의 축상을 기체가 통과함으로써 미세한 선회기체 공동부(60)가 형성된다.

이 원추형 공간(100)에서는 선회흐름이 입구(가압액체 도입구)(500)에서 출구(선회기액 도출구)(101)를 향하여 형성되고, 공간(100)의 단면축소에 따라 선회기액 도출부(101)를 향할수록 선회유속과 출구를 향한 속도가 동시에 증가한다.

또, 이 선회에 따라 액체와 기체의 비중차에서 볼 때, 액체에는 원심력, 기체에는 구심력이 동시에 작용하고, 그로 인해 액체부와 기체부의 분리가 가능해며,고 기체가 실모양의 가는 기체선회 공동부(60)가 되어 끝으로 갈수록 가늘어져서 출구(101)까지 이어져서 출구에서 분출되는데, 그 분출과 동시에 주위의 정수(靜水)에 의해 그 선회가 급격히 약해져서 그 전후로 급격한 선회속도차가 발생한다. 이 선회속도차의 발생에 의해 실모양의 기체공동부(60)가 연속적으로 안정하여 절단되고, 그 결과로서 대량의 미소기포, 예를 들면 직경 10∼20㎛의 미세기포가 같은 출구(101) 가까이에서 발생하여 방출되는 것이다.

또, 다른 형태에 의하면, 예를 들어 도 6에 나타낸 바와 같이 점차 확대되는 역원추체(원추대) 형상의 뚜껑달린 원통체(4)의 내부에는 그 주변부분(4a)의 선회상승 수액류(20)와, 그 내측부분의 선회하강 수액류(22)와, 그 중심부분의 부압의 선회공동부(23)의 삼중의 선회흐름을 형성하고, 그 부압의 선회공동부(23)에는 자체흡수기체(26)와 용출기체성분(27)을 집적시켜서 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지면서 선회하강하는 기체 소용돌이관(24)을 형성하며, 아래쪽의 중앙환류구(6)를 통해 방출할 경우, 방출통로의 저항을 받아 선회속도차가 발생하여 기체 소용돌이관 자체가 강제적으로 절단되어 미세기포를 발생시킨다.

도 12는 본 발명 장치의 원리적 설명도이며, (a)는 측면도, (b)는 (a)의 A-A선 단면도이다.

본 발명 장치의 구성은 장치인 본체용기 내에 원추형 공간(100)을 설치하고, 그 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 가압액체 도입구(500)를 개설하며, 상기 원추형 공간의 저부(300) 중앙부에 기체도입구멍(80)을 개설하고, 또한 상기 원추형 공간의 꼭대기부 부근에는 선회기액 도출구(101)를 만들어 놓는다.

또한, 통상, 본 발명 장치의 본체는 수중에 매몰하여 설치된다.

본 발명의 장치본체는 수중에 매몰하여 설치되는 경우와 수조에 외접(外接)하여 설치되는 경우가 있다.

본 발명에 있어서는 통상 액체로서는 물이, 기체로서는 공기가 채용되나, 액체로서는 그 외에 톨루엔, 아세톤, 알콜 등의 용제, 석유, 가솔린 등의 연료, 식용유지, 버터, 아이스크림, 맥주 등의 식품, 드링크제 등의 약품, 목욕물 등의 건강용품, 호수와 늪의 물, 정화조 오염수 등의 환경수 등이 채용될 수 있으며, 기체로 서는 그 외 수소, 아르곤, 라돈 등의 불활성기체, 산소, 오존 등의 산화제, 탄산가스, 염화수소, 아황산가스, 산화질소, 황화수소가스 등의 산성가스, 암모니아 등 알칼리성 가스 등을 채용할 수 있다.

도면에 있어서, Pa는 원추공간 내의 선회액체부 내의 압력, Pb는 선회기체부 내의 압력, Pc는 기체도입부 부근의 선회기체부 내의 압력, Pd는 출구 부근의 선회기체부 내의 압력, Pe는 출구부 선회액체부 내의 압력이다.

여기서, 상기 액체도입구(500)에서 원추형 공간(100) 내로는 공간(100) 전체내에서 가압액체를 접선방향으로 압송함으로써 선회흐름이 입구(500)에서 선회기액 도출구(101)를 향해 형성되며, 단면적축소에 따라 출구(101)로 향할수록 선회유속과 출구로 향한 유속이 동시에 증가한다.

또, 이 선회에 따라 액체와 기체의 비중차에서 볼 때, 액체에는 원심력이, 기체에는 구심력이 동시에 작용하고, 그로 인해 액체부와 기체부의 분리가 가능해져서 부압기체가 실모양으로 출구(101)까지 연속하여 나오게 된다.

그렇게 되면, 상기 기체도입구멍(80)에서 기체가 자동적으로 흡입되고(자체흡수), 기체는 선회액흐름(Pc)중으로 작게 잘려서, 즉 기포가 되어 빨려 들어간다.

이렇게 하여 중심부의 실모양의 가는 기체선회 공동부(60)와 그 주변의 액체선회유체가 출구(101)에서 분출되는데, 그 분출과 동시에 주위의 정수에 의해 그 선회가 급격히 약해지고, 그 전후로 급격한 선회속도차가 발생된다. 이 선회속도차의 발생에 의해 선회흐름 중심부의 실모양의 기체공동부(60)가 연속적으로 안정하게 절단되고, 그 결과로서 대량의 미소기포, 예를 들면 직경 10∼20㎛의 미세기포 가 같은 출구(101) 부근에서 발생한다.

도면에 있어서, 선회기액 도출구(101)의 구경(口徑,d₁), 원추형 공간의 저부(300)의 구경(d₂), 기체도입구멍(80)의 구멍지름(d₃), 선회기액 도출구(101)∼원추형 공간의 저부(300) 사이의 거리(L)의 바람직한 상관관계식은,

d₂ / d₁ ≒ 10∼15, L ≒ 1.5∼2.0 × d₂이며,

기종의 차에 의한 수치범위는 이하와 같다.

	d₁	d₂	d₃	L
대형장치	1.3∼2.5cm	22∼35cm	2.6∼3.5mm	38∼70cm
중형장치	5.5∼12.0mm	10∼21cm	1.3∼2.5mm	15∼36cm
소형장치	2.0∼4.5mm	1.0∼5.0cm	0.7∼1.2mm	3.5∼10.0cm
초소형장치	1.5mm이하	0.7∼21.5mm	0.3∼1.0mm	1.2∼3.0cm

또한, 중형의 경우를 예를 들면 2kw펌프, 200ℓ/분, 양정(揚程,head of fluid) 40m의 것이며, 이것을 사용하여 대량으로 미세기포를 발생시킬 수 있어, 5㎥ 용적의 수조의 수면전체에 약 1cm 두께의 미세기포가 운전중에 퇴적했다. 이 장치는 용적 2000㎥ 이상의 연못의 수질정화에 적용할 수 있었다.

또, 소형의 경우를 예를 들면 30w정도, 20ℓ/분의 것으로, 이것을 사용하여 용적 1∼30㎥ 정도의 수조 내에서 사용할 수 있었다.

또한, 해수에 적용한 경우는 미세기포(마이크로 버블)가 매우 발생하기 쉬우므로 사용조건을 확대할 수 있다.

도 15는 도 12의 본 발명의 중형장치를 수중에 매몰하여 기체로서 공기를 채용하여 미세기포를 발생시킨 결과의 기포의 직경크기와 그들의 발생빈도 분포를 나 타낸 그래프이다. 또한, 기체도입관(80)에서의 공기흡입량을 조절하여 행한 경우의 결과를 나타냈다. 도면 중에서 흡입량을 0㎤/s로 했을 경우에도 직경 10∼20㎛의 기포가 발생하고 있는 것은 수중에 녹아 있던 공기가 분리되어 발생한 것으로 추측된다. 따라서, 본 발명 장치는 녹아 있는 기체의 탈기(脫氣)장치로서도 사용할 수 있는 것이다.

이렇게 하여 본 발명 장치를 액체중에 설치하고, 예를 들면 양수펌프를 통하여 가압액체 도입관(50)을 통하여 가압액체 도입구(500)에서 원추형 공간(100) 내에 가압액체(예를 들면 압력수)를 공급하고, 또한 외부에서 기체도입관(예를 들면 공기관)을 기체도입구(80)에 접속해 놓는 것 만으로도, 액체(예를 들면 물)중에 있어서 직경 10∼25㎛ 정도의 미세기포를 용이하게 발생·공급할 수 있다.

또한, 상기 공간은 반드시 원추형상의 것이 아니어도 좋고, 직경이 점점 커지는(또는 작아지는) 원통형상의 것, 예를 들면 도 14에 나타낸 바와 같은 병모양이나 와인병 모양의 것이어도 좋다.

또, 기포의 발생상황은 기체도입관(80)의 선단에 접속한 기체유량 조절용 밸브(도시하지 않음)의 조절로 제어할 수 있으며, 원하는 최적의 미세기포의 발생을 간단하게 제어할 수 있다. 또한 직경 10∼20㎛ 보다 큰 기포도 이 조절에 의해 간단하게 생성시킬 수 있다.

발생기포의 지름의 제어는, 수백㎛ 정도의 크기의 미세기포를 10∼20㎛의 마이크로 버블을 극단적으로 줄이지 않은 상태로 발생시킬 수 있다.

또, 도 13은 가압액체 도입관(50)(50')을 공간의 저부(300)측 부근과 선회기 액 도출구(101) 바로 앞에 설치(즉, 내벽 원주면의 다른 곡률의 내벽 원주상에 간격을 두어서 접선방향으로 복수개 설치)한 것으로, 좌측의 가압액체 도입구(500')로부터 액체도입압력을 우측의 가압액체 도입구(500)로부터의 도입압력보다도 큰 폭으로 크게 하여 액체를 공급함으로써 좌측의 액체 선회수를 많이 높여서, 그 결과보다 한층 미세한 기포생성을 촉진하고자 한 것이다.

이렇게 하여 양 가압액체 도입구(500)(500')로부터의 압력수의 압력을 조정함으로써 임의의 입자지름을 가진 기포를 생성할 수가 있다. 또한, 200은 조절판(저지판)이며, 미세기포의 생성 및 확산을 촉진하는 데 도움이 된다.

다음으로 본 발명의 다른 형태에 있어서의 미세기포 발생장치를 설명한다.

도 1은 본 발명 실시예의 선회식 미세기포 발생장치의 정면도, 도 2는 그 평면도, 도 3은 그 중앙 종단면도(도 2의 B∼B선 단면도), 도 4는 그 하부 유통대의 횡단면도(도 1의 A∼A선 단면도), 도 5는 원통체 내부의 X∼X선 단면에 있어서의 삼중 선회흐름의 설명도, 도 6은 Y∼Y선 단면에 있어서의 선회승강 흐름과 기체 소용돌이관의 설명도, 도 7은 기체 소용돌이관에 있어서의 미세기포 발생의 설명도, 도 8은 4곳의 측면방출구를 가질 경우의 미세기포 발생구조의 설명도, 도 9는 도 8의 제1측면방출구에 있어서의 발생구조의 설명도, 도 10은 도 8의 제1측면방출구에 인접하는 측벽에 있어서의 발생구조 설명도, 도 11은 제2측면방출구에 있어서의 발생구조의 설명도, 도 15는 도 12의 본 발명의 중형장치를 수중에 매몰하여 기체로서 공기를 채용하여 미세기포를 발생시킨 결과의 기포의 직경크기와 그들의 발생빈도의 분포를 나타낸 그래프, 도 16은 본 발명 실시예 장치의 수조 내의 설치상태를 설명한 도이다.

도면 중에서, 1은 선회식 미세기포 발생장치, 2는 하부 유통대, 3은 원형수용실, 4는 뚜껑달린 원통체, 5는 수액류 도입구, 6은 중앙환류구, 7은 측면방출구, 8은 기체 자체흡수관, 20은 선회상승 수액류, 22는 선회하강 수액류, 23은 부압의 선회공동부, 24는 기체 소용돌이관, 25는 절단부이다.

본 발명의 선회식 미세기포 발생장치(1)의 구조는 크게 나누면 도시한 바와 같이 하부 유통대(2)의 원형수용실(3)에 수액류를 힘있게 선회도입시키는 수액류 선회도입구조와, 그 원형수용실(3)의 상부에 부착된, 위쪽으로 점차 확대되는 형상(역원추체형상)의 뚜껑달린 원통체(4) 내부의 주변부분(4a)에 형성되는 선회상승 수액류 형성구조와, 그 주변부분(4a)의 내측부분(4b)에 형성되는 선회하강 수액류 형성구조와, 그 선회상승 수액류(20) 및 선회하강 수액류(22)의 이중 선회흐름의 원,구심력 분리작용에 의해 그 중심부분(4c)에 형성되는 부압의 선회공동부(23)와, 그 부압의 선회공동부(23)에 자체흡수된 기체(26)와 용출기체(27)를 집적하여 형성되어 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지면서 선회하강하는 기체 소용돌이관(24)이 중앙환류구(6)에 선회돌입했을 때 방출통로의 저항을 받아 그 소용돌이관의 상하(24a)(24b)간에서 선회속도차를 발생시키고 그 소용돌이관(24)이 강제적으로 절단되어 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생구조와, 그 발생한 미세기포를 선회하강 수액류에 포함시켜서 선회분류로서 측면 방출구(7)에서 용기밖으로 방출시키도록 한 선회분류 방출구조로 구성되어 있다.

또, 입방체 모양의 하부 유통대(2)의 상부중앙에는 원형수용실(3)이 오목하 게 설치되고, 그 원형수용실(3)의 내주면(3a)에는 옆쪽에서 수액류 도입구(5)가 그 내주면(3a)에 대하여 접선방향으로 개구되어 있다. 또, 그 도입구(5)의 외측 취입구(取入口)에 돌설된 도수관(導水管) 접속구(5a)에는 수액공급용 펌프(11)(도 12) 및 유량조절밸브(12)(수중에서가 아닌 용기밖에 배치하여도 좋다)를 중간에 설치한 도수관(10)이 접속되고, 그 원형수용실(30의 내주면(3a)에 시계반대방향의 접속방향으로 수액류가 힘있게 도입되어 도시한 D방향(시계반대방향)으로 선회도입류를 형성하도록 되어 있다.

또, 상기 원형수용실(3)의 해방된 위쪽 단부에는 그 통체 하단부의 직각 통형상부분(42)을 끼워서 넣고, 그 통체를 위를 향하여 위쪽으로 점차 확대되는 역원추형상으로 형성한 뚜껑달린 원통체(4)가 똑바로 세워져 부착되어 있다. 41은 그 평탄한 위뚜껑이며, 그 위뚜껑(41)의 중심축(C∼C)상에는 아래쪽을 향하여 기체흡입관(8)이 끼워져 있어, 후술하는 중심부분(4c)에 형성되는 부압의 선회공동부(23)에 기체를 자체흡수시키고 있다.

또, 상술한 바와 같이, 원형수용실(3)에 D화살표 방향으로 선회도입된 기액혼합류는 그 뚜껑달린 원통체(4)의 내부에 그 선회력을 유지하면서 송입되고 내부의 주변부분(4b)을 선회상승하여 선회상승 수액류(20)를 형성한다. 또, 그 선회상승 수액류는 점차 확대되는 형상의 통체 내주면을 따라서 점차로 선회속도를 증대하면서 원통체(4)의 상한계에 도달하고, 그 주변부분(4a)보다 내측부분(4b)으로 환류(21)하고 나서 선회하강을 시작하여 선회하강 수액류(22)를 형성한다. 다음으로 그 선회상승 수액류(20) 및 선회하강 수액류(22)의 이중 선회흐름의 원,구심력 분 리작용에 의해 원통체(4)의 중심부분(4c)에 부압의 선회공동부(23)를 형성한다.

이 선회하강하는 부압의 선회공동부(23)와 그 주위를 선회하강하는 선회하강 수액류(22)는 중심축(C∼C)상의 선회하강영역이 원통체(4)의 역원추체 형상이기 때문에, 좁아지는 것에 의해 각각의 선회속도를 증속함과 동시에 각각의 내부압력을 반대로 저하시키게 된다. 따라서, 중심부분(4c)의 선회공동부(23)의 형상은 신장되고 고깔화되나, 그 신장과 더불어 내부압력은 더욱더 저하되어 주위를 선회하는 선회하강 수액류(22)에서 그 수액중에 함유된 공기가 용출되게 된다.

또 한편, 상기의 선회하강하는 부압의 선회공동부(23)에는 기체 자체흡수관(8)을 통하여 공기가 자체흡수된다. 이 자체흡수된 기체(26)와 상기 선회흐름에서의 용출기체(27)가 부압의 선회공동부(23)로 집적하여 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지면서 선회하강하는 기체 소용돌이관(24)이 형성된다.

중심축(C∼C)상을 선회하강하는 기체 소용돌이관(24)의 형성만으로는 미세기포는 발생되지 않는다. 본 발명의 미세기포 발생장치(1)는 도 7에 나타낸 바와 같이 그 기체 소용돌이관(24)에 대하여 중앙환류구(6)를 통해 용기밖으로 방출되는 과정으로, 그 방출통로의 저항을 이용하여 그 기체 소용돌이관(24)의 상하(24a)(24b)간에서 선회속도차를 발생시켜, 그 기체 소용돌이관(24)을 강제적으로 절단시켜서 미세기포를 발생하도록 구성하고 있다.

또, 기체 소용돌이관(24)은 그 단면의 직경이 가늘수록 미세기포형성에 좋은 조건이 될 수 있다. 또, 이 단면직경의 제어는 기체 자체흡수관(8)에서의 공기의 자체흡수량을 유량조정밸브(12)로 조작함으로써(도 15) 간단히 제어할 수 있다. 공 기의 자체흡수량이 많을 수록 기체 소용돌이관의 단면직경은 커지고, 자체흡수량이 0일때 최소가 된다. 또한, 자체흡수기체가 0일 때는 기체 소용돌이관(24)은 상기의 선회하강 수액류(22)로부터의 용출기체(27) 만으로 형성되나, 녹아 있는 산소가 적은 오수의 수질정화의 경우는 정화능력에 대한 주의가 필요하다.

이상에 의해 본 발명 장치(1)에 있어서의 미세기포의 발생구조는 뚜껑달린 원통체(4) 내에서 선회하강하는 기체 소용돌이관(24)의 형성을 그 제1과정으로 하고, 그 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지면서 선회하강하는 기체 소용돌이관(24)을 그 방출통로의 저항에 의해 소용돌이관의 상하(24a)(24b)간에서 선회속도차를 발생시켜서 강제적으로 절단시킴으로써 미세기포의 발생을 그 제2과정으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 본 장치(1)에서는 원통체(4) 내를 선회하강하는 선회하강 수액류(22)를 용기밖으로 방출하기 위한 방출통로로서, 아래쪽의 원형수용실(3) 저부(3b)의 중심축(C∼C)상에 중앙환류구(6)가 연직(鉛直)으로 파여서 형성되고, 또한 그 중앙환류구(6)에서 하부 유통대(2)의 4측면을 향하여 방사상으로 4곳의 측면방출구(7)가 설치되어 있다.

상기의 선회하강하는 기체 소용돌이관(24)의 절단에 의해 생성되는 미세기포는 선회하강 수액류(22)와 함께 중앙환류구(6)에서 4곳의 측면방출구(7)를 통하여 용기밖으로 방출되도록 되어 있다. 또, 이 때 방출되는 수류는 선회력을 힘있게 한 채로 선회하는 방출분류(28)로 되어 방출된다.

이들 측면방출구(7)는 복수개가 아닌 1개이어도 좋고, 또 측면방출구(7)를 만들지 않고 중앙환류구(6)를 끝으로 갈수록 가늘게 하여 그곳에서 똑바로 아래쪽 방향으로 선회하강하는 기체 소용돌이관(24)의 절단에 의해 생성되는 미세기포와 선회하강 수액류(22)를 방출하는 방식으로 하여도 미세기포는 생성된다.

도 8∼도 11에 나타낸 설명도에 기초하여 중앙환류구(6)에 4곳의 측면방출구(71)(72)(73)(74)를 가질 때의 미세기포의 발생구조를 이하에 설명한다.

상기 뚜껑달린 원통체(4)의 중심부분(4c)을 선회하강하는 기체 소용돌이관(24)은 선회하강 수액류(22)와 함께 그 선회방향(D화살표)의 순서대로 중앙환류구(6)에서 4곳의 측면방출구(71)(72)(73)(74)를 향하여 송입된다. 도 9는 그 제1측면방출구(71)에 방출되어 있는 상태를 나타낸다. 기체 소용돌이관의 하부(24b)는 그 송입에 의한 통로저항을 받아 그 선회속도를 저하시키고, 기체 소용돌이관의 상부(24a)와의 사이에서 선회속도차를 발생시켜서 소용돌이관은 절단되어 미세기포를 발생시킨다. 25는 절단부를 나타낸다.

도 10은 기체 소용돌이관(24)이 다음 제2측면방출구(72)를 향하는 중간에 인접하는 환류구측벽(6a)에 충돌하는 통로저항을 받은 상태를 나타낸다. 기체 소용돌이관의 하부(24b)는 측벽(6a)에 충돌함으로써 선회속도를 변화시켜, 절단부(25)에서 마찬가지로 미세기포를 발생시킨다.

도 11은 기체 소용돌이관(24)이 제2방출구(72)에 방출되어 있는 상태를 나타내며, 도 10의 경우와는 다른 선회속도가 되어 절단부(25)를 발생시키고 미세기포를 발생시킨다.

이상과 같이, 1선회간에 4곳의 측면방출구(71)(72)(73)(74)로의 방출과 각각 의 인접하는 측벽(6a)으로의 충돌을 4회 번갈아가며 반복하여 그 때마다 소용돌이관의 상하(24a)(24b)간에 선회속도차를 발생시키고, 소용돌이관을 절단시켜 대량의 미세기포를 발생시킨다.

또, 측면방출구(7)의 개수는 선회흐름(22)과 기체 소용돌이관(24)의 선회수와 절단부(25)의 수에 관계한다. 높은 선회수를 가능하게 하기 위해서는 고압력인 펌프로 초기에 수액을 선회도입시킬 필요가 있다. 선회수를 증가시키면 시킬수록 절단부(면)(25)는 작아지고 부압에 의한 기체의 용출이 현저해져서, 보다 작고 보다 대량의 미세기포를 발생시킬 수가 있게 된다. 또, 측면방출구(7)의 개수를 늘리는 것에 의해서도 미세기포의 수는 증가한다. 실험결과로 보면, 일정한 회전수의 근원에는 최적의 방출구수가 수액도입량과도 관계하고 있음을 알 수 있었으나, 40ℓ/분, 양정 15m정도에서는 방출구수는 4개가 최적이다.

또, 상기 하부 유통대(2)의 측면방출구(7)의 출구(7a)에는 방출용 접속관(9)이 연결되어 있는데, 상기 뚜껑달린 원통체(4) 내의 선회흐름 형성방향(D화살표 방향)에 따라서 그 방출방향을 D화살표시 방향으로 45°구부려서 돌출설치하고 있기 때문에, 본 발명의 선회식 미세기포 발생장치(1)를 수조(13) 내에 설치한 경우(도 16), 방출용 접속관(9)에서 수조(13) 중에 선회분류로서 방출되는 그 선회식 발생장치(1) 주위에 D화살표시 방향의 순환류가 생성되어, 산소를 포함한 미세기포가 수조(13) 내에 균등하게 배분되게 된다.

상기 본 발명 구성예의 장치(1)에서는 방출구에서 기포지름 10∼20㎛가 90% 이상을 차지하는 미세기포를 포함하는 수류가 방출되었다.

또한, 수조(13) 내에 설치할 경우, 하부 유통대(2)는 중량있는 재료가 바람직하나, 플라스틱제의 경우에는 그 저부에 중량있는 스테인레스강판을 붙여도 좋다. 또, 뚜껑달린 원통체(4)를 투명재료로 구성하면 내부의 선회상승 수액류 등의 형성 및 그들 하강환류의 형성이 관찰되는 이점을 갖는다.

또, 본 발명 장치의 구성재료는 플라스틱, 금속, 유리 등이어도 좋으며, 각 구성부품을 접착이나 나사접착 등에 의해 일체화화는 것이 바람직하다.

본 발명의 선회식 미세기포 발생장치에 의하면 미세기포를 공업적 규모로 용이하게 생성할 수 있으며, 비교적 소형으로 간단한 장치로 구성하기 위한 제작이 쉬워지게 되고, 연못, 호수와 늪, 댐, 하천 등의 수질정화, 미생물에 의한 오수처리, 어류, 수생동물 등의 양식 등에 유효하게 공헌할 수 있게 된다.

본 발명 장치에 의해 발생되는 미세기포의 용도분야로서는 이하의 것들을 들 수 있다.

① 댐호수, 호수와 늪, 연못, 하천, 바다 등 수역의 수질정화, 생식생물육성에 의한 자연환경정화유지

② 소생활권(biotope) 등의 인공자연수역에서의 정화, 반디나 수초 등의 생물육성

③ 공업적용도

제철의 제강에서의 고온확산화,

스테인레스판 및 스테인레스선의 산(酸)세정 촉진,

초순수제조공장에서의 유기물제거,

오존의 미세기포화에 의한 오염수 중의 유기물제거, 용제산소량 증가, 살균, 합성수지발포체, 예를 들면 우레탄발포체 제조,

각종 폐액처리,

에틸렌옥사이드에 의한 살균·멸균장치에서의 에틸렌옥사이드의 물로의 혼합촉진,

소포제(消泡劑)의 에멀젼화,

활성오니처리법에서의 오염수로의 통기

④ 농업분야

수경재배에 사용하는 산소 및 용존산소량의 향상·수확률 향상

⑤ 어업분야

장어양식,

오징어의 수조 내에서의 생명유지,

방어양식,

조장(藻場)의 인공생성,

어패류의 육성,

적조발생방지

⑥ 의료분야

욕조수에 적용하여 미세기포욕탕을 구성, 혈류촉진, 욕조수의 보온

Claims

원추형 공간을 갖는 용기본체와, 그 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구와, 상기 원추형 공간 저부에 개설된 기체도입구멍과, 상기 원추형 공간의 꼭대기부에 개설된 선회기액 도출구로 구성되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
원추대(台) 모양의 공간을 갖는 용기본체와, 그 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구와, 상기 원추대 모양의 공간 저부에 개설된 기체도입구멍과, 상기 원추대 모양의 공간 상부에 개설된 선회기액 도출구로 구성되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
입구가 잘록한 병모양 또는 와인병 형상의 공간을 갖는 용기본체와, 그 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구와, 상기 병모양의 공간 저부에 개설된 기체도입구멍과, 상기 병모양의 공간 꼭대기부에 개설된 선회기액 도출구로 구성되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,

공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구가 동일한 곡률의 내벽 원주상에 간격을 두고 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,

공간 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구가 다른 곡률의 내벽 원주상에 간격을 두고 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,

가압액체 도입구가 상기 공간의 저부 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,

가압액체 도입구가 상기 공간의 중복부(中腹部) 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,

선회기액 도출구의 바로 앞에 조절판(baffle)을 설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
하부(下部) 유통대(流通台)의 원형수용실의 수액류 선회도입구조와, 그 상부에 부착된 위쪽으로 점차 확대되는 형상의 뚜껑달린 원통체 내부의 주변부분에 형성되는 선회상승 수액류형성구조와, 그 주변부분보다 내측부분에 형성되는 선회하강 수액류 형성구조와, 그 선회상승 수액류와 선회하강 수액류의 원,구심력 분리작 용에 의해 그 뚜껑달린 원통체의 중심부분에 형성되는 부압의 선회공동부와, 그 부압의 선회공동부에 위뚜껑을 중심으로 설치된 기체 자체흡수관에서 자체흡수된 기체와 선회수류중에서 용출(溶出)된 기체부분이 집적되어 선회하강하는 기체 소용돌이관이 형성되어 점점 신장(伸張)됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지는 기체 소용돌이관 형성구조와, 신장화, 고깔화되어 하강하는 기체 소용돌이관이 원형수용실의 저부 중앙 환류구에 선회돌입했을 때 방출통로의 저항을 받아 그 선회속도가 저하하여 선회속도차를 발생시켜서 같은 부분의 기체 소용돌이관이 강제적으로 절단되어 미세기포를 발생시키는 미세기포 발생구조와, 그 발생한 미세기포를 선회하강 수액류에 포함시켜서 선회분류로서 측면 방출구로부터 밖으로 방출시키도록 한 선회분류 방출구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 9에 있어서,

하부 유통대의 상부에 원형수용실을 오목하게 만들고, 그 원형수용실에는 수액류 도입구를 옆쪽에서 그 내주면에 대하여 접선방향으로 개구함과 동시에, 그 도입관에 펌프를 접속하여 수액류를 힘있게(energization) 선회도입시키도록 하는 원형수용실의 수액류 선회도입구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,

상기 원형수용실의 상부에는 위쪽으로 점차 확대되는 형상의 뚜껑달린 원통체를 똑바로 세워서 부착하여 하부 원형수용실의 선회도입류를 송입시키고, 그 뚜껑달린 원통체 내부의 주변부분을 선회상승시켜서 선회상승 수액류를 형성시키며, 그 상한계에 도달한 선회상승 수액류를 그 주변부분에서 내측부분으로 환류시키고 선회하강시켜서 선회하강 수액류를 형성하도록 하는, 위쪽으로 점차 확대되는 형상의 뚜껑달린 원통체 내부의 선회상승 수액류 및 선회하강 수액류의 이중선회수액류 형성구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 11에 있어서,

상기 점차 확대되는 형상의 뚜껑달린 원통체 내부의 선회상승 수액류 및 선회하강 수액류의 이중 선회흐름의 원,구심력 분리작용에 의해 그 중심부분에 부압의 선회공동부가 형성되고, 그 부압의 선회공동부에 자체흡수된 기체와 그 선회흐름에서 용출된 기체성분이 집적되어 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지면서 선회하강하는 기체가 형성되도록 하는 기체 소용돌이관 형성구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 9 또는 청구항 10 또는 청구항 12에 있어서,

상기 원형수용실의 저부 중심에 중앙환류구를 파서 형성함과 동시에 그 환류구에서 그 유통대의 측면 방출구를 향해 방출통로를 뚫어서 되고, 그 뚜껑달린 원통체 내부의 중심부분을 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지도록 하면서 선회하강하는 기체 소용돌이관이 중앙환류구에 돌입 및 유출했을때 방출통로의 저항을 받아 그 선회속도가 저하하여 그 소용돌이관의 상하간에서 선회속도차가 발생되고, 그 속도차에 의해 소용돌이관이 강제적으로 절단되어 미세기포를 발생하게 되는 미세기포 발생구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 9 또는 청구항 10 또는 청구항 12에 있어서,

상기 중앙환류구에 복수곳의 측면방출구를 방사상(放射狀)으로 뚫어 형성하여 상기 뚜껑달린 원통체의 중심부분을 선회하강하는 기체 소용돌이관을 그 선회방향 순으로 중앙환류구에서 그 복수곳의 측면방출구를 향해 송입하고, 그 선회간에 측면방출구로의 송입에 의한 통로저항의 발생과 인접하는 환류구의 측벽으로의 충돌에 의한 통로저항의 발생을 복수회 서로 반복시켜서 그때마다 소용돌이관의 상하에 선회속도차를 발생시켜, 소용돌이관이 절단되어 미세기포가 발생하게 되는 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 11에 있어서,

상기 유통대의 측면방출구에 연이어 접속된 방출용 접속관을 상기 뚜껑달린 원통체 내의 선회흐름 형성방향에 따라 그 방출방향을 구부려서 돌출설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
원추형 공간을 갖는 용기본체와, 그 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구와, 상기 원추형 공간의 저부에 개설된 기체도입구멍과, 상기 원추형 공간의 꼭대기부에 개설된 선회기액 도출구로 미세기포 발생장치를 구성하고, 상기 원추형 공간 내에서 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지게 하면서 선회도출하는 기체 소용돌이관의 형성을 제1과정으로 하고, 그 기체 소 용돌이관의 전후간에 선회속도차를 발생시켜서 강제적으로 기체 소용돌이관을 절단시키는 것에 의한 미세기포의 발생을 제2과정으로 하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생방법.
청구항 4에 있어서,

공간 내벽 원주면의 일부에 그 접선방향으로 개설된 가압액체 도입구가 다른 곡률의 내벽 원주상에 간격을 두고 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 4에 있어서,

가압액체 도입구가 상기 공간의 저부 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 5에 있어서,

가압액체 도입구가 상기 공간의 저부 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 17에 있어서,

가압액체 도입구가 상기 공간의 저부 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 4에 있어서,

가압액체 도입구가 상기 공간의 중복부(中腹部) 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 5에 있어서,

가압액체 도입구가 상기 공간의 중복부(中腹部) 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 6에 있어서,

가압액체 도입구가 상기 공간의 중복부(中腹部) 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 17 내지 청구항 20 중의 어느 한 항에 있어서,

가압액체 도입구가 상기 공간의 중복부(中腹部) 부근 내벽 원주면의 일부에 개설되는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 4에 있어서,

선회기액 도출구의 바로 앞에 조절판(baffle)을 설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 5에 있어서,

선회기액 도출구의 바로 앞에 조절판(baffle)을 설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 6에 있어서,

선회기액 도출구의 바로 앞에 조절판(baffle)을 설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 7에 있어서,

선회기액 도출구의 바로 앞에 조절판(baffle)을 설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 17 내지 청구항 23 중의 어느 한 항에 있어서,

선회기액 도출구의 바로 앞에 조절판(baffle)을 설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 24에 있어서,

선회기액 도출구의 바로 앞에 조절판(baffle)을 설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 11에 있어서,

상기 원형수용실의 저부 중심에 중앙환류구를 파서 형성함과 동시에 그 환류구에서 그 유통대의 측면 방출구를 향해 방출통로를 뚫어서 되고, 그 뚜껑달린 원통체 내부의 중심부분을 신장됨과 동시에 끝으로 갈수록 가늘어지도록 하면서 선회하강하는 기체 소용돌이관이 중앙환류구에 돌입 및 유출했을때 방출통로의 저항을 받아 그 선회속도가 저하하여 그 소용돌이관의 상하간에서 선회속도차가 발생되고, 그 속도차에 의해 소용돌이관이 강제적으로 절단되어 미세기포를 발생하게 되는 미세기포 발생구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 11에 있어서,

상기 중앙환류구에 복수곳의 측면방출구를 방사상(放射狀)으로 뚫어 형성하여 상기 뚜껑달린 원통체의 중심부분을 선회하강하는 기체 소용돌이관을 그 선회방향 순으로 중앙환류구에서 그 복수곳의 측면방출구를 향해 송입하고, 그 선회간에 측면방출구로의 송입에 의한 통로저항의 발생과 인접하는 환류구의 측벽으로의 충돌에 의한 통로저항의 발생을 복수회 서로 반복시켜서 그때마다 소용돌이관의 상하에 선회속도차를 발생시켜, 소용돌이관이 절단되어 미세기포가 발생하게 되는 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 13에 있어서,

상기 중앙환류구에 복수곳의 측면방출구를 방사상(放射狀)으로 뚫어 형성하여 상기 뚜껑달린 원통체의 중심부분을 선회하강하는 기체 소용돌이관을 그 선회방향 순으로 중앙환류구에서 그 복수곳의 측면방출구를 향해 송입하고, 그 선회간에 측면방출구로의 송입에 의한 통로저항의 발생과 인접하는 환류구의 측벽으로의 충돌에 의한 통로저항의 발생을 복수회 서로 반복시켜서 그때마다 소용돌이관의 상하에 선회속도차를 발생시켜, 소용돌이관이 절단되어 미세기포가 발생하게 되는 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 31에 있어서,

상기 중앙환류구에 복수곳의 측면방출구를 방사상(放射狀)으로 뚫어 형성하여 상기 뚜껑달린 원통체의 중심부분을 선회하강하는 기체 소용돌이관을 그 선회방향 순으로 중앙환류구에서 그 복수곳의 측면방출구를 향해 송입하고, 그 선회간에 측면방출구로의 송입에 의한 통로저항의 발생과 인접하는 환류구의 측벽으로의 충돌에 의한 통로저항의 발생을 복수회 서로 반복시켜서 그때마다 소용돌이관의 상하에 선회속도차를 발생시켜, 소용돌이관이 절단되어 미세기포가 발생하게 되는 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 12, 또는 청구항 31 내지 청구항 34 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 유통대의 측면방출구에 연이어 접속된 방출용 접속관을 상기 뚜껑달린 원통체 내의 선회흐름 형성방향에 따라 그 방출방향을 구부려서 돌출설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 13에 있어서,

상기 유통대의 측면방출구에 연이어 접속된 방출용 접속관을 상기 뚜껑달린 원통체 내의 선회흐름 형성방향에 따라 그 방출방향을 구부려서 돌출설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.
청구항 14에 있어서,

상기 유통대의 측면방출구에 연이어 접속된 방출용 접속관을 상기 뚜껑달린 원통체 내의 선회흐름 형성방향에 따라 그 방출방향을 구부려서 돌출설치하는 것을 특징으로 하는 선회식 미세기포 발생장치.