KR100824714B1 - 마이크로버블 발생장치 - Google Patents

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KR100824714B1
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Abstract

마이크로 버블을 제공하는 마이크로버블 발생장치가 개시된다. 개시된 마이크로버블 발생장치는 물과 산소가 내부에서 혼합되며, 산소가 기포형태로 혼합된 물을 배출시키는 펌프를 포함하고, 펌프에서 혼합된 물과 산소가 유입되어 저류되는 챔버 및 챔버와 연결되며 산소가 혼합된 물이 유입되는 오리피스 유입구가 형성되며, 오리피스 유입구를 통해 산소가 혼합된 물이 분출되어 난류 유동되는 내부공간이 형성되며, 내부공간에서 난류유동에 의해 산소의 기포크기가 보다 세밀하게 형성되며, 미세한 산소기포가 혼합된 물을 배출하는 배출구가 형성된 마이크로 노즐부을 포함한다. 따라서, 마이크로버블 발생장치는 마이크로미터 크기의 미세한 산소기포를 물속에 포함시켜 산소기포가 물속에 머무는 시간을 증가시킴으로써 물의 용존산소량을 늘릴 수 있다.
마이크로 버블, 펌프, 챔버, 노즐, 마이크로 노즐부

Description

마이크로버블 발생장치{DEVICE FOR GENERATING MICRO BUBBLE}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로버블 발생장치의 정면도이다.
도 2는 도 1의 마이크로 노즐부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 마이크로 노즐부가 관로에 장착된 부분을 나타낸 정면도이다.
도 4는 도 3의 마이크로 노즐부와 관로의 분해도이다.
도 5는 도 1의 마이크로 노즐부의 작용을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로버블 발생장치의 마이크로 노즐부를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 하방 사시도이다.
도 8은 도 7의 마이크로 노즐부의 다른 형상을 나타낸 하방 사시도이다.
도 9는 도 6의 마이크로 노즐부의 작용을 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로버블 발생장치의 마이크로 노즐부를 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 10의 분해 사시도이다.
도 12는 도 10의 마이크로 노즐부의 평면도이다.
도 13은 도 10의 마이크로 노즐부의 작용을 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100: 대상물 110: 펌프
120: 하우징 122: 유입호스
125: 챔버 126: 산소발생기
130: 마이크로 노즐부 132: 오리피스 유입구
140: 배출호스 142: 개폐밸브
본 발명은 마이크로버블 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세한 기포를 액체에 혼합하여 공급하는 마이크로버블 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 수중에는 다량의 산소가 포함되어 수생식물이나 동물이 서식할 수 있게 되는데, 수중에 산소가 결핍이 되면 물에 부영양화가 발생되어 물이 오염되기도 한다.
즉, 산소가 많이 포함되면 물속에 포함된 영양물이 산소에 의해 분해되어지므로 청정한 물로 정화될 수 있지만, 물에 포함될 수 있는 용존 산소량은 한계가 있으므로 물에 오염물질이 다량으로 유입되는 경우 자체정화가 어려워져 물이 오염되게 된다.
여기서, 용존 산소량이 높은 물은 과산화수소와 같은 살균작용도 하여 물속 에서 세균의 발생을 억제할 수 있으나, 물이 부영양화되어 오염됨에 따라 세균은 급속히 번식되어 물의 탁도를 높이고 용존산소량을 낮추어 수생식물이나 동물이 물속에서 살기 어렵게 만든다.
대표적으로는, 바다나 호수 또는 운하에서 물의 부영양화에 의해 플랑크톤이 급격하게 엄청나 수로 번식하여 물의 색이 붉게 변하는 적조나 호수나 물의 유속이 느린 하천에서 플랑크톤이 급격하게 늘어나서 물의 색이 녹색으로 바뀌는 녹조현상이 있다.
이때, 적조나 녹조에 의해 물의 용존산소량이 부족하게 됨에 따라 물속의 수생식물이나 동물은 물속에서 폐사하게 되고, 물은 폐사된 수생식물과 동물의 부패에 의해 더욱더 오염된다.
따라서, 물의 오염방지는 플랑크톤의 급속한 번식을 초래할 수 있는 유기질이 포함된 영양염류의 유입을 사전에 차단하여 용존산소량을 유지하는 것이 필수적이며, 오염된 물은 근본적으로 물의 용존산소량을 높이는 것이 필수적으로 요구된다.
여기서, 수중에 산소를 포함시키는 기술은 정화시설이나 양식장 및 세탁기에도 응용될 수 있는데, 정화시설에서는 산소 기포를 정화조의 내부에 폭기하여 산소에 의해 오폐수의 분해를 활성화시킬 수 있다.
또한, 양식장에서는 어폐류의 배설물이나 바닥면으로 가라앉은 사료를 분해하거나 배설물이나 사료에서 발생되는 오염물질을 분해하며, 물에 살균작용을 하여 물고기가 병균에 의해 오염되는 것을 방지한다.
또한, 세탁기에서는 세탁수에 미세화된 산소기포를 공급하여 옷감을 살균하게 되는데, 세탁과정이나 헹굼과정에서 마이크로화된 산소기포가 옷감에 접촉되어 산소기포에 의해 옷감이 살균된다.
이때, 산소가 물속에 포함되어 용존산소량이 늘어나려면 산소가 마이크로미터 크기로 기포화된 후 산소가 수중에 머무는 시간이 늘어나서 용존산소로 수중에 포함됨으로써 수중에서 오염물질을 분해하거나 병원균의 살균을 할 수 있어야 한다.
그러므로, 마이크로미터 크기의 산소기포를 물속에 포함시키는 기술은 물속에 용존산소량을 늘릴 수 있는 것으로서, 물의 정화나 살균에 있어서 필수적이며, 마이크로미터 크기의 산소기포는 다양한 분야에 응용될 수 있다.
그러나, 종래기술에는 수중에 마이크로미터 크기의 산소기포를 응용하는 기술만 기술되어 있고, 구체적으로 산소기포를 형성하여 물속의 용존산소량을 늘릴 수 있는 실효적인 기술은 없었다고 본다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 마이크로미터 크기의 미세한 산소기포를 물속에 포함시켜 산소기포가 물속에 머무는 시간을 증가시켜 물의 용존산소량을 늘릴 수 있는 마이크로버블 발생장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 마이크로버블 발생장치의 구성은 물과 산소가 내부에서 혼합되며, 산소가 기포형태로 혼합된 물을 배출시키는 펌프를 포함하고, 펌프에서 혼합된 물과 산소가 유입되어 저류되는 챔버 및 챔버와 연결되며 산소가 혼합된 물이 유입되는 오리피스 유입구가 형성되며, 오리피스 유입구를 통해 산소가 혼합된 물이 분출되어 난류 유동되는 내부공간이 형성되며, 내부공간에서 난류유동에 의해 산소의 기포크기가 보다 세밀하게 형성되며, 내부공간에서 난류유동되어 산소가 혼합된 물을 배출하는 배출구가 형성된 마이크로 노즐부을 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로버블 발생장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로버블 발생장치의 정면도이고, 도 2는 도 1의 마이크로 노즐부를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1의 마이크로 노즐부가 관로에 장착된 부분을 나타낸 정면도이고, 도 4는 도 3의 마이크로 노즐부와 관로의 분해도이며, 도 5는 도 1의 마이크로 노즐부의 작용을 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 마이크로버블 발생장치는 산소가 포함된 혼합수를 가압하여 살균되거나 정화될 대상물(100)에 공급하는 펌프(110)를 구비하며, 펌프(110)에서 가압된 혼합수를 공급받아 저류시키면서 압력을 일정하게 유지하는 챔버(125)를 구비하고, 챔버(125)에 연결되어 물과 산소기포의 혼합수를 제공받고 혼합수에서 산소의 기포크기를 미세하게 만들어 마이크로화시키는 마이크로 노즐부(130)를 포함한다.
여기서, 펌프(110)는 펌프(110)의 내부로 물을 공급할 수 있도록 유입호스(122)를 통하여 공급되는 물을 저장하기 위해 구비되는 물 저장부(120)로부터 물을 공급받아, 대상물(100) 측에 산소기포와 물을 혼합하여 공급하게 된다.
그리고, 펌프(110)의 내부에는 물과 산소를 혼합시키고 가압하여 대상물(100) 측으로 배출시킬 수 있는 공지의 임펠러가 내부에 배치되며, 물과 산소는 펌프(110)의 내부에서 임펠러에 의한 난류유동에 의해 혼합되어 챔버(125)로 유동된다.
또한, 펌프(110)의 일측에는 산소를 발생시킬 수 있는 산소발생기(126)가 배치되어 있으며, 펌프(110)는 산소발생기(126)에 연결되어 직접적으로 산소를 제공 받게 된다.
그리고, 챔버(125)는 물과 산소의 혼합수가 유입되고, 혼합수가 저류될 수 있는 저류공간이 내부에 형성된 통형으로서, 혼합수는 저류공간에 가득 차게 되어 일정한 압력을 유지하게 된다.
또한, 챔버(125)는 마이크로 노즐부(130)에 연결되어 있고, 챔버(125)에서 저류된 물과 산소의 혼합수는 마이크로 노즐부(130)의 오리피스 유입구(131)로 유입된다.
여기서, 마이크로 노즐부(130)의 오리피스 유입구(131)는 마이크로 노즐부(130)의 일 측면 중앙부에 하나 내지 세 개가 형성될 수 있으며, 배출구(134)는 오리피스 유입구(131)가 형성된 일 측면의 반대 측 외주면 둘레에 마이크로 노즐부(130)의 내부공간(133)과 연결되게 복수개가 형성된다.
상세하게는, 마이크로 노즐부(130)는 물(10)과 혼합된 산소기포(20)가 통과되는 오리피스 유입구(131)가 형성된 유입판(132)을 포함하고, 유입판(132)이 일단부에 연결되고 물과 산소기포의 혼합물이 유동되는 내부공간(133)을 제공하고, 물과 산소기포의 혼합물이 배출되는 배출구(134)가 외주부에 형성된 유동공간 형성체(135) 및 유동공간 형성체(135)의 타단부에 연결되고 유입판(132)에서 유입된 물과 산소기포의 혼합물이 부딪히는 벽판(136)을 포함함으로써 마이크로화된 산소버블을 제공한다.
여기서, 유동공간 형성체(135)의 양측 외주부(137)는 나선으로 가공되므로, 내주면이 나선가공된 관로(112)를 양측에 배치하고, 관로(112)에 사이에 유동공간 형성체(135)를 배치한 후 관로(112)의 내주면에 유동공간 형성체(135)의 외주부(137)를 끼울 수 있다.
이때, 유동공간 형성체(135)의 유입판(132)에 형성된 오리피스 유입구(131)에는 물과 산소기포의 혼합물이 가압된 상태로 유입되며, 물과 산소의 혼합물은 오리피스 유입구(131)를 통과하면서 유속이 더욱 빨라지게 된다.
그리고, 물과 산소기포의 혼합물은 유입판(132)의 오리피스 유입구(131)를 통과하여 유동공간 형성체(135)의 내부공간(133)으로 진입하고, 유동공간 형성체(135)의 일측면을 형성하는 벽판(136)에 부딪히면서 벽판(136)의 중심부에서 외측으로 펼쳐지는 유동을 하게 된다.
즉, 물과 산소기포의 혼합물이 벽판(136)에 강하게 부딪힐 때 산소기포는 더욱 쪼개져 직경이 마이크로미터 크기로 미세화되고, 유동공간 형성체(135)의 내면부를 따라 유동하다가 배출구(134)를 통해 유출된다.
또한, 물과 산소기포의 혼합물은 벽판(136)에 부딪힌 후 유동공간 형성체(135)의 내면부를 따라 벽판(136)에 도달하고, 오리피스 유입구(131)에서 유입되는 물과 산소기포에 의해 형성되는 유선의 외측에서 다시 벽판(136)으로 향하는 유선을 형성한다.
그리고, 배출구(134)에서는 벽판(136)에 부딪힌 물과 산소기포의 혼합물이 외측으로 유출되거나 유동공간 형성체(135)에서 유동되고 있는 물과 산소기포의 혼합물이 외측으로 유출되는 유선이 형성된다.
여기서, 유입판(132)의 오리피스 유입구(131)는 1.5mm 이하로 형성되어 물과 산소기포의 혼합물이 통과할 때 산소기포가 압축되어 빠른 유속으로 통과될 수 있으며, 산소기포는 유동공간 형성체(135)의 내부공간(133)을 유동하여 벽판(136)에 부딪혀 터진 후 더 작은 기포로 세분화된다.
또한, 유입판(132)의 오리피스 유입구(131)는 유입판(132)의 중앙부에 복수개가 형성될 수 있다. 즉, 유동공간 형성체(135)에 연결된 관로(112)에서 유입판(132) 측에 가해지는 물과 산소기포의 혼합물에 가해지는 압력이 충분한 경우, 더 많은 물과 산소기포의 혼합물이 유동공간 형성체(135)로 유입된 후 물에 포함된 산소기포가 마이크로미터 크기로 쪼개져 유동공간 형성체(135)의 배출구(134)를 통해 보다 많이 유출될 수 있다.
한편, 유동공간 형성체(135)의 배출구(134)는 벽판(136)에 인접하는 외주부에 세 개가 형성됨으로써 유동공간 형성체(135)의 내부공간(133)에서 마이크로미터 크기로 쪼개진 산소기포가 물과 원활하게 배출될 수 있다.
여기서, 유동공간 형성체(135)의 세 개의 배출구(134)는 벽판(136)에 인접한 유동공간 형성체(135)의 외주부의 원주방향을 따라 동일한 간격으로 형성됨으로써 물과 산소기포의 혼합물은 유동공간 형성체(135)의 외주부에서 유출된다.
이때, 물과 산소기포의 혼합물은 벽판(136)에 부딪힌 후 일부는 유동공간 형성체(135)의 배출구(134)가 형성되어 있지 않은 부분을 지나면서 유동공간 형성체(135)에서 순환하다가 배출구(134)로 유출되고, 다른 일부는 벽판(136)을 지나 그대로 배출구(134)로 배출될 수 있다.
또한, 유동공간 형성체(135)의 중앙부 둘레에는 렌치에 맞는 육각돌부(139) 가 형성되어 있으며, 육각돌부(139)가 렌치에 의한 토크를 받기가 용이하므로 관로(112)와 관로(112) 사이에서 양측에 형성된 나선이 각 관로(112)의 내주면에 형성된 나선으로 용이하게 조여져 결합될 수 있다.
한편, 마이크로 노즐부(130)의 배출구(134)는 대상물(100)로 물과 산소의 혼합수를 공급하는 배출호스(140)에 연결되는데, 배출호스(140)의 일단부는 마이크로 노즐부(130)의 배출구(134)가 형성된 외주부에 연결되며, 타단부는 마이크로 미터크기로 형성된 산소기포가 혼합된 물을 제공받는 대상물(100)에 연결된다.
여기서, 마이크로 노즐부(130)와 배출호스(140)의 연결부위에는 마이크로 노즐부(130)에서 배출호스(140)로 유동하는 산소가 혼합된 물의 유동량을 조절하는 개폐밸브(142)가 구비됨으로써 펌프(110)의 가동을 멈추지 않고도 대상물(100)에 대한 물과 산소기포의 혼합수의 공급을 차단시킬 수 있고, 산소가 포함된 물의 공급량 또한 조절할 수 있다.
이와 같이, 물과 산소기포는 펌프(110)에서 혼합되어 챔버(125)를 거치고 챔버(125)와 연결된 마이크로 노즐부(130)를 통해 배출호스(140)로 유동되어 대상물(100)로 공급되는데, 마이크로 노즐부(130)를 거치면서 물에 포함된 산소기포가 마이크로 단위로 쪼개지거나 물에 녹아 이온화될 수 있으며, 미세한 산소기포가 혼합된 혼합수가 정화되거나 살균될 대상물(100)에 공급될 수 있다.
실시예 2
이하, 제2 실시예의 기술에서 제1 실시예와 동일한 기능을 가지면서 중복되 는 구성요소는 제1 실시예의 도 1과 기재사항을 참조하여 동일한 도면부호로 설명하며, 마이크로 노즐부의 도면부호는 (130)에서 (230)으로 바꾸어 기술한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로버블 발생장치의 마이크로 노즐부를 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6의 하방 사시도이며, 도 8은 도 7의 마이크로 노즐부의 다른 형상을 나타낸 하방 사시도이고, 도 9는 도 6의 마이크로 노즐부의 작용을 나타낸 단면도이다.
제2 실시예에 따른 마이크로버블 발생장치는 산소가 포함된 혼합수를 가압하여 살균되거나 정화될 대상물(100)에 공급하는 펌프(110)를 구비하며, 펌프(110)에서 가압된 혼합수를 공급받아 저류시키면서 압력을 일정하게 유지하는 챔버(125)를 구비하고, 챔버(125)에 연결되어 물과 산소기포의 혼합수를 제공받고 혼합수에서 산소의 기포크기를 미세하게 만들어 마이크로화시키는 마이크로 노즐부(230)를 포함한다.
여기서, 펌프(110)는 펌프(110)의 내부로 물을 공급할 수 있도록 유입호스(122)를 통하여 공급되는 물을 저장하기 위해 구비되는 물 저장부(120)로부터 물을 공급받아, 대상물(100) 측에 산소기포와 물을 혼합하여 공급하게 된다.
그리고, 펌프(110)의 내부에는 물과 산소기포를 혼합시키고 가압하여 대상물(100) 측으로 배출시킬 수 있는 공지의 임펠러가 내부에 배치되며, 물과 산소는 펌프(110)의 내부에서 임펠러에 의한 난류유동에 의해 혼합되어 챔버(125)로 유동된다.
또한, 펌프(110)의 일측에는 산소를 발생시킬 수 있는 산소발생기(126)가 배 치되어 있으며, 펌프(110)는 산소발생기(126)에 연결되어 직접적으로 산소를 제공받게 된다.
그리고, 챔버(125)는 물과 산소의 혼합수가 유입되고, 혼합수가 저류될 수 있는 저류공간이 내부에 형성된 통형으로서, 혼합수는 저류공간에 가득 차게 되어 일정한 압력을 유지하게 된다.
또한, 챔버(125)는 마이크로 노즐부(230)에 연결되어 있고, 챔버(125)에서 저류된 물과 산소의 혼합수는 마이크로 노즐부(230)의 오리피스 유입구(231)로 유입된다.
여기서, 마이크로 노즐부(230)의 오리피스 유입구(231)는 마이크로 노즐부(230)의 일 측면 중앙부에 하나 내지 다수개가 형성될 수 있으며, 배출구로서 작용하는 배출공(234)은 오리피스 유입구(231)가 형성된 일 측면의 반대 측 벽면에 마이크로 노즐부(230)의 내부공간(233)과 연결되게 복수개가 형성된다.
상세하게는, 마이크로 노즐부(230)는 물과 혼합된 산소기포가 통과되는 오리피스 유입구(231)가 하나 이상 형성된 유입판(232)을 포함하고, 상기 유입판(232)이 일단부에 연결되고 물과 산소기포의 혼합물이 유동되는 내부공간(233)을 제공하는 유동공간 형성체(235) 및 상기 유동공간 형성체(235)의 타단부에 연결되고 상기 유입판(232)에서 유입된 물과 산소기포의 혼합물이 부딪히는 면부를 제공하고, 물과 산소기포의 혼합물이 배출되는 복수개의 배출공(234)이 형성된 벽판(236)을 포함한다.
여기서, 제2 실시예는 유입판(232)과 유동공간 형성체(235)가 제1 실시예와 동일하지만 벽판(236)에 배출공(234)이 형성되어 배출공(234)을 통해 물과 산소기포의 혼합물이 배출되는 구성이 제1 실시예와 다르다.
즉, 물과 산소기포의 혼합물이 유입판(232)을 거쳐 유속이 빨라진 후 오리피스 유입구(231)를 통해 유동공간 형성체(235)로 유입되는 작용은 제1 실시예와 동일하나, 유동공간 형성체(235)로 유입된 물과 산소기포의 혼합물이 벽판(236)에 부딪힌 후 벽판(236)의 배출공(234)을 통해 유동되는 점에서 물과 산소기포의 유동작용이 달라진다.
상세하게는, 유입판(232)의 오리피스 유입구(231)와 벽판(236)의 배출공(234)이 동일선상에 배치되지 않게 유입판(232)의 오리피스 유입구(231)는 유입판(234)의 중앙부에 형성되며, 배출공(234)은 벽판(236)의 중앙부에서 외곽으로 배치된다.
이때, 물과 산소기포의 혼합물은 유동공간 형성체(235)의 내부로 유입된 후, 벽판(236)의 중앙부에 부딪혀 벽판(236)의 중앙부에서 퍼지게 유동되며, 산소기포는 벽판(236)에 부딪히면서 터지게 되어 마이크로미터 크기의 직경으로 세분화된다.
이후, 물과 산소기포의 혼합물은 유동공간 형성체(235)와 벽판(236)의 경계부분을 지나 유동공간 형성체(235)의 내면부를 따라 유입판(232) 측으로 유동되었다 유입판(232)의 오리피스 유입구(231)를 통해 유입되는 물과 산소기포 혼합물의 유선주위로 유선을 형성하면서 유동되어 벽판(236)의 배출공(234)에 도달하고 배출공(234)을 통해 외부로 배출된다.
여기서, 벽판(236)의 배출공(234)은 제1 실시예의 배출구보다는 작은 1mm ~ 2mm 사이로 형성되어 벽판(236)의 중앙부 주위 복수개소에 배치된다.
그리고, 물과 산소기포의 혼합물은 배출공(234)을 지나면서 유속이 다시 커지게 되며, 물에 포함된 산소기포는 배출공(234)을 지날 때는 압축되고, 배출공(234)을 통과하면서 팽창하게 되므로, 산소기포는 배출공(234)과 배출공(234)을 지난 후의 압력 차이에 의해 터지면서 더욱 세분화될 수 있다.
또한, 물과 산소기포의 혼합물은 벽판(236)에 부딪힌 후 벽판(236)의 중앙부에서 퍼지면서 유동될 때, 벽판(236)의 중앙부 주위에 배치된 배출공(234) 측으로 바로 유입되어 배출될 수 있다.
그런데, 벽판(236)의 중앙부에서 퍼지는 물과 산소기포의 혼합물이 배출공(234)을 통해 그대로 배출되려면, 벽판(236)의 중앙부에서 배출공(234)의 내측으로 형성되는 유선이 배출공(234)의 입구에서 급격한 각도로 형성되어야 가능하므로, 벽판(236)의 중앙부에서 퍼지는 물과 산소기포의 혼합물이 유동공간 형성체(235)의 내부에서 순환 없이 그대로 배출되기는 어렵게 되며, 대부분은 유입판(232) 측으로 순환된 후 벽판(232)의 배출공(234)으로 배출되게 된다.
한편, 마이크로 노즐부(230)의 배출공(234)은 대상물(100)로 물과 산소의 혼합수를 공급하는 배출호스(140)에 연결되는데, 배출호스(140)의 일단부는 마이크로 노즐부(230)의 배출공(234)에 연결된다.
또한, 마이크로 노즐부(230)와 배출호스(140)의 연결부위에는 마이크로 노즐부(230)에서 배출호스(140)로 유동하는 산소가 혼합된 물의 유동량을 조절하는 개 폐밸브(142)가 구비됨으로써 펌프(110)의 가동을 멈추지 않고도 대상물(100)에 대한 물과 산소의 혼합수의 공급을 차단시킬 수 있고, 산소가 포함된 물의 공급량 또한 조절할 수 있다.
이와 같이, 물과 산소는 펌프(110)에서 혼합되어 챔버(125)를 거치고 챔버(125)와 연결된 마이크로 노즐부(230)를 통해 배출호스(140)로 유동되어 대상물(100)로 공급되는데, 마이크로 노즐부(230)를 거치면서 물에 포함된 산소 기포는 마이크로 단위로 쪼개지거나 물에 녹아 이온화될 수 있으며, 미세한 산소기포가 혼합된 혼합수가 대상물(100)에 공급될 수 있다.
실시예 3
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로버블 발생장치의 마이크로 노즐부를 나타낸 사시도이고, 도 11은 도 10의 분해 사시도이며, 도 12는 도 10의 마이크로 노즐부의 평면도이고, 도 13은 도 10의 마이크로 노즐부의 작용을 나타낸 단면도이다.
이하, 제3 실시예의 기술에서 제1 실시예와 동일한 기능을 가지면서 중복되는 구성요소는 제1 실시예의 도 1에 기재된 구성요소와 동일한 것이므로, 동일한 도면부호를 사용하여 설명하되 상세한 설명은 생략하며, 마이크로 노즐부(130)는 도면부호을 바꾸어 마이크로 노즐부(330)으로 기재하여 기술한다.
제3 실시예에 따른 마이크로버블 발생장치는 산소가 포함된 혼합수를 가압하여 살균되거나 정화될 대상물(100)에 공급하는 펌프(110)를 구비하며, 펌프(110)에 서 가압된 물(10)과 산소기포(20)의 혼합수를 공급받아 저류시키면서 압력을 일정하게 유지하는 챔버(125)를 구비하고, 챔버(125)에 연결되어 물과 산소기포의 혼합수를 제공받고 혼합수에서 산소의 기포크기를 미세하게 만들어 마이크로화시키는 마이크로 노즐부(330)를 포함한다.
여기서, 펌프(110)는 펌프(110)의 내부로 물을 공급할 수 있도록 유입호스(122)를 통하여 공급되는 물을 저장하기 위해 구비되는 물 저장부(120)로부터 물을 공급받아, 대상물(100) 측에 산소기포와 물을 혼합하여 공급하게 된다.
그리고, 펌프(110)의 내부에는 물과 산소를 혼합시키고 가압하여 대상물(100) 측으로 배출시킬 수 있는 공지의 임펠러가 내부에 배치되며, 물과 산소는 펌프(110)의 내부에서 임펠러에 의한 난류유동에 의해 혼합되어 챔버(125)로 유동된다.
또한, 펌프(110)의 일측에는 산소를 발생시킬 수 있는 산소발생기(126)가 배치되어 있으며, 펌프(110)는 산소발생기(126)에 연결되어 직접적으로 산소를 제공받게 된다.
그리고, 챔버(125)는 물과 산소의 혼합수가 유입되고, 혼합수가 저류될 수 있는 저류공간이 내부에 형성된 통형으로서, 혼합수는 저류공간에 가득 차게 되어 일정한 압력을 유지하게 된다.
또한, 챔버(125)는 마이크로 노즐부(330)에 연결되고, 챔버(125)에서 저류된 물과 산소의 혼합수는 마이크로 노즐부(330)의 오리피스 유입구(361)로 유입된다.
상세하게는, 마이크로 노즐부(330)는 개구(336)가 일측에 형성되고, 내부에 공간(333)이 형성되며, 개구(336) 측에는 걸림턱(337)이 형성된 끼움부(338)가 형성되며, 끼움부(338)의 반대 측에는 배출구(339)가 형성된 하우징(335)을 포함하고, 하우징(335)의 끼움부(338)의 걸림턱(337)에 걸리게 안치되고, 복수개의 미세홀(342)이 상면부에 형성되고 하부는 미세홀(342)을 걸림턱(337)에서 이격시켜 지지하는 미세홀 유입판(340)을 구비한다.
또한, 미세홀 유입판(340)의 상부에는 하우징(335)의 끼움부(338)에 안치되고, 미세홀(342)을 막는 물체를 차단하는 거름망(350) 및 거름망(350)의 상면부에 배치되고, 물과 산소기포의 혼합물이 가압된 상태로 유입되는 오리피스 유입구(361)가 형성된 오리피스 판(362)이 포함된다.
그리고, 상기 하우징(335)의 개구(336)가 형성된 끼움부(338)의 외주부(343)에는 관로(112)나 배출호스(340)에 결합을 가능하게 만드는 나선이 형성되고, 상기 개구(336)가 형성된 반대 측의 내측면(344)은 평면으로 형성되고, 상기 하우징(335)의 배출구(339)는 외주부에 서로 마주보게 두 개가 형성된다.
여기서, 하우징(335)의 개구(336)가 형성된 끼움부(338)의 외주부는 관로(112)에 결합되고, 관로(112)에서는 가압된 물과 산소기포의 혼합물이 공급되는데, 물과 산소기포의 혼합물은 오리피스 유입판(362)의 오리피스 유입구(361)를 통해 유입되어 거름망(350)을 거치면서 불순물이 걸러지고, 미세홀 유입판(340)의 미세홀(342)을 통해 하우징(335)의 공간(333)으로 유입된다.
이때, 물과 산소기포의 혼합물에 포함된 산소기포는 오리피스 유입판(362)을 통과하면서 압력 차이에 의해 더 작게 세분화될 수 있으며, 거름망(350)을 거치면 서 더 작게 분화되고, 미세홀 유입판(340)의 미세홀(342)을 거치면서도 분화된다.
그리고, 물과 산소기포의 혼합물은 하우징(335)의 내부로 유입되어 하우징(335)의 내측벽(344)에 부딪히게 되며, 산소기포는 내측벽(344)에서 터지면서 더 작은 기포로 세분화되고, 내측벽(344)의 외곽으로 퍼지면서 유동되며, 하우징(335)의 내면부를 따라 유동하여 미세홀 유입판(340) 측으로 유동되고, 미세홀 유입판(340)을 통해 유입되고 있는 물과 산소기포의 혼합물에 의해 형성되는 유선의 외곽부에서 하우징(335)의 내측벽로 유동되면서 하우징(335)의 배출구(339)를 통해 유출된다.
또한, 하우징(335)의 공간(333)은 물과 산소기포의 혼합물이 가득 차게 되는 상태가 되어 압력이 형성되고, 하우징(335)의 공간(333)에서 하우징(335)의 내측벽(344)에 부딪힌 산소기포는 하우징(335)의 내부공간(333)에서 난류유동을 거치다가 배출구(339)로 유출된다.
그리고, 상기 오리피스 판(362)의 오리피스 유입구(361)는 다수개로 형성되어 보다 많은 물과 산소기포의 유동을 허용할 수 있으며, 직경이 1.5mm 이하로 형성되어 물에 포함된 산소기포가 통과하면서 오리피스 유입구(361)의 직경보다 더 작게 압축시킬 수 있다.
즉, 물에 포함된 산소기포는 오리피스 유입구(361)를 통과하면서 압축됨으로써 하우징(335)의 내부로 들어가서 하우징(335)의 내측벽(344)에 부딪혀 용이하게 터지고 마이크로미터 크기로 세분화된다.
또한, 상기 오리피스 판(362)의 상부에는 상기 하우징(335)의 끼움부(338)가 관로(112)에 결합되고, 관로(112)의 지지턱(113)에 의해 가압되어 상기 오리피스 유입판(362)을 상기 하우징(335)의 끼움부(338) 측으로 밀착시킬 수 있는 고무 환형링(365)이 구비된다.
여기서, 관로(112)에는 하우징(335)의 나선이 결합되는 나선이 내주면에 형성되어 있고, 고무 환형링(365)이 지지될 수 있는 지지턱(113)이 내주부에 형성되어 있다고 봐야 하며, 하우징(335)의 끼움부(338)가 관로에 결합되면서 고무 환형링(365)은 오리피스 유입판(362)의 상면부에 밀착된다.
이와 같이, 물과 산소는 펌프(110)에서 혼합되어 챔버(125)를 거치고 챔버(125)와 연결된 마이크로 노즐부(330)를 통해 배출호스(140)로 유동되어 대상물(100)로 공급되는데, 마이크로 노즐부(330)를 거치면서 물에 포함된 산소기포는 마이크로 단위로 쪼개지거나 물에 녹아 이온화될 수 있으며, 미세한 산소기포가 혼합된 혼합수가 대상물(100)에 공급될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 마이크로버블 발생장치는 마이크로미터 크기의 미세한 산소기포를 물속에 포함시켜 산소기포가 물속에 머무는 시간을 증가시킴으로써 물의 용존산소량을 늘릴 수 있으므로 오염된 물에서 유기염류의 분해, 정화조나 정화시설의 폭기조, 세탁기 또는 각종 의료기구나 옷감의 살균수 또는 인체의 세척수를 제공하는데 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

  1. 물과 산소가 내부에서 혼합되며, 산소가 기포형태로 혼합된 물을 배출시키는 펌프;
    상기 펌프에서 혼합된 물과 산소가 유입되어 저류되는 챔버; 및
    상기 챔버와 연결되며 산소가 혼합된 물이 유입되는 오리피스 유입구가 형성되며, 상기 오리피스 유입구를 통해 산소가 혼합된 물이 분출되어 난류 유동되는 내부공간이 형성되며, 상기 내부공간에서 난류유동에 의해 산소의 기포크기가 보다 세밀하게 형성되며, 상기 내부공간에서 난류유동되어 산소가 혼합된 물을 배출하는 배출구가 형성된 마이크로 노즐부를 포함하는 마이크로버블 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 노즐부는, 물과 혼합된 산소기포가 통과되는 상기 오리피스 유입구가 형성된 유입판;
    상기 유입판이 일단부에 연결되고 물과 산소기포의 혼합물이 유동되는 상기 내부공간을 제공하고, 물과 산소기포의 혼합물이 배출되는 배출구가 외주부에 형성된 유동공간 형성체; 및
    상기 유동공간 형성체의 타단부에 연결되고 상기 유입판에서 유입된 물과 산소기포의 혼합물이 부딪히는 벽판을 포함하는 마이크로버블 발생장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유입판의 오리피스 유입구는 1mm이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로버블 발생장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 유입판의 오리피스 유입구는 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로버블 발생장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 유동공간 형성체에 형성된 배출구는, 상기 벽판에 인접하는 외주부에 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로버블 발생장치.
  6. 제 1 항에 있어서
    상기 마이크로 노즐부는, 물과 혼합된 산소기포가 통과되는 상기 오리피스 유입구가 복수개 형성된 유입판;
    상기 유입판이 일단부에 연결되고 물과 산소기포의 혼합물이 유동되는 상기 내부공간을 제공하는 유동공간 형성체; 및
    상기 유동공간 형성체의 타단부에 연결되고 상기 유입판에서 유입된 물과 산소기포의 혼합물이 부딪히는 면부를 제공하고, 물과 산소기포의 혼합물이 배출되는 배출구로서 복수개의 배출공이 형성된 벽판을 포함하는 마이크로버블 발생장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 노즐부는 개구가 일측에 형성되고, 상기 내부공간이 내부에 형성되며, 상기 개구 측에는 걸림턱이 형성되어 끼움부가 형성되며, 상기 끼움부의 반대 측에는 상기 배출구가 형성된 하우징;
    상기 하우징의 끼움부의 걸림턱에 걸리게 안치되고, 복수개의 미세홀이 상면부에 형성되고 하부는 상기 미세홀을 상기 걸림턱에서 이격시켜 지지하는 미세홀 유입판;
    상기 미세홀 유입판의 상부에서 상기 하우징의 끼움부에 안치되고, 상기 미세홀을 막는 물체를 차단하는 거름망; 및
    상기 거름망의 상면부에 배치되고, 물과 산소기포의 혼합물이 가압된 상태로 유입되는 상기 오리피스 유입구가 형성된 오리피스 판을 포함하는 마이크로버블 발생장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하우징의 개구가 형성된 부분의 외주부에는 관로의 결합을 가능하게 만드는 나선이 형성되고, 상기 개구가 형성된 반대 측의 내측면은 평면으로 형성되고, 상기 하우징의 배출구는 외주부에 서로 마주보게 두 개가 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로버블 발생장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 오리피스 판의 오리피스 유입구는 세 개로 형성되고, 직경이 1.5mm 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로버블 발생장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 오리피스 판의 상부에는 상기 하우징의 끼움부가 관로결합됨으로써 관로의 내측벽에 의해 가압되어 상기 오리피스 유입판을 상기 하우징의 끼움부 측으로 밀착시키는 고무 환형링이 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로버블 발생장치.
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