KR100938895B1 - High density type micro bubble instrument - Google Patents

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KR100938895B1
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신영철
이주봉
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오엑스엔지니어링(주)
신영철
이주봉
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Abstract

PURPOSE: A high density type micro-bubble generating device is provided to offer good usability in various cleaning fields by using properties of micro-bubbles after making gases mixed in water into the micro-bubbles. CONSTITUTION: A high density type micro-bubble generating device includes an outer body(10) and an inner body(20). The top and the bottom of the outer body are opened, and an insertion part(13) is formed on an inner side surface of the outer body. The inner body is coupled in the insertion body. The inner body comprises a lower part(22), an upper part(21), a plurality of guiding parts(23), a collision part(24), and a discharge part(25).

Description

고밀도형 마이크로버블 발생장치{HIGH DENSITY TYPE MICRO BUBBLE INSTRUMENT}High Density Microbubble Generator {HIGH DENSITY TYPE MICRO BUBBLE INSTRUMENT}

본 발명은 기체가 혼합된 물의 유속을 제어하면서 기체에 충격을 가하고 다시 콘(Cone)모양으로 확대되는 관로를 통과하면서 물에 혼합되는 기체를 마이크로미터 크기의 미세한 기포로 만들어 일반적인 기포가 갖지 못한 여러 가지의 특성을 이용하여 수처리 및 각종 세정분야에 응용할 수 있는 마이크로버블 발생장치에 관한 것이다.The present invention impacts the gas while controlling the flow rate of the gas mixed with water and passes through a conduit that expands into a cone shape, making the gas mixed with water into a micrometer-sized microbubble that does not have a general bubble. The present invention relates to a microbubble generating device which can be applied to water treatment and various cleaning fields using the characteristics of eggplant.

마이크로버블은 직경이 10~100㎛ 범위의 초미세기포로 기존의 기포에 비하여 여려가지 뛰어난 특징을 갖고 있어 여러 가지 용도로 확용이 검토되고 있다.Microbubbles are ultra-miniature cannons with a diameter ranging from 10 to 100㎛, which have several outstanding features compared to existing bubbles, and are being expanded for various purposes.

마이크로버블은 친수 및 경관용수의 수질 개선 및 소독, 상하수의 탈취 및 소독, 우수저장용수의 소독, 폐쇄성 수역(저수지, 댐, 하천의 정체 수역)의 수질개선 및 악화방지, 양수장의 수질 개선 및 소독, 식품 위생 산업 등의 다양한 분야에서 활용할 수 있다.Microbubbles can be used to improve and disinfect hydrophilic and landscape water, deodorize and disinfect water and sewage, disinfect rainwater storage water, prevent and improve water quality in closed waters (reservoir, dams, and stagnant water bodies), and improve and disinfect water quality in pumping stations. It can be used in various fields such as food and food hygiene industry.

이러한 마이크로버블을 생성하기 위하여 도 4a의 개로수형 처리장치 및 도 4b의 관로수형 처리장치와 같이 물과 기체를 혼합한 후에 가압펌프를 통해 마이크로버블 노즐에 공급하고 마이크로버블 노즐을 통과하면서 기체를 마이크로버블로 변화시켜 필요한 용도로 사용하였다.In order to generate such a microbubble, water and gas are mixed, such as the open water treatment apparatus of FIG. 4A and the conduit treatment apparatus of FIG. 4B, and then supplied to the microbubble nozzle through a pressure pump, and the gas is passed through the microbubble nozzle. It was changed to a bubble and used for the necessary use.

이와 같은 마이크로버블은 기포의 직경이 매우 작아 같은 체적의 일반 기포에 비하여 표면적이 월등히 넓어 기체 용해 능력이 탁월하고, 수중에서의 상승속도가 매우 느려 수중에서의 체류시간이 월등히 길며, 자기 가압 후 소멸에 의한 크러싱 효과에 의해 산화력을 갖는 다양한 장점이 있다. 그러나, 기존의 산기방식이나 가압방식으로는 마이크로버블을 형성하기 어렵고 마이크로버블이 형성되어도 버블의 밀도가 낮아 마이크로버블이 가지는 물리화학적 특성을 기대하기 어려워 마이크로버블을 응용한 다양한 기술의 개발이 어려워 에너지 효율이 높으면서도 마이크로버블이 고밀도 및 대량으로 발생하면서도 구조가 간단하여 응용을 쉽게 할 수 있는 장치가 필요하였다.This microbubble has a very small bubble diameter, so it has a much larger surface area than ordinary bubbles of the same volume, so it has excellent gas dissolving ability, a very high rate of rise in water, and a long residence time in water. There are various advantages of having an oxidizing power by the crushing effect by. However, it is difficult to form microbubbles by the conventional acid method or pressurization method, and it is difficult to expect physicochemical characteristics of microbubbles due to the low density of bubbles even when microbubbles are formed. Therefore, it is difficult to develop various technologies using microbubbles. There was a need for a device that can be easily applied due to its high efficiency and high density and high density of microbubbles while having a simple structure.

따라서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 기체가 혼합된 물의 유속을 제어하면서 기체에 충격을 가하고 다시 콘(Cone)모양으로 확대되는 관로를 통과하면서 물에 혼합되는 기체를 마이크로미터 크기의 미세한 기포로 만들어 일반적인 기포가 갖지 못한 여러 가지의 특성을 이용하여 수처리 및 각종 세정분야에 응용할 수 있는 고밀도형 마이크로버블 발생장치를 제공하는 것이다. Therefore, the problem to be solved of the present invention is to control the flow rate of the gas mixed water while impacting the gas and passing through the conduit that is expanded to the cone (Cone) shape of the gas mixed in the water into micrometer-sized fine bubbles It is to provide a high-density type microbubble generating device that can be applied to water treatment and various cleaning fields by using various characteristics that general bubbles do not have.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 흐르는 물의 유속을 제어하여 간단하게 물에 포함된 기체를 마이크로버블로 변화시킬 수 있는 고밀도형 마이크로버블 발생장치를 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a high-density type microbubble generating device that can simply change the gas contained in the water by controlling the flow rate of the flowing water.

본 발명에 따른 마이크로버블 발생장치는 전방과 후방이 개구되고, 내측면에 내부몸체가 체결되는 끼움부(13)가 형성되며, 전방을 통해 공기, 산소, 이산화탄소, 질소, 수소, 오존 중에서 선택한 어느 하나의 기체가 혼합된 물이 유입되는 외부몸체(10)와; 상기 외부몸체의 끼움부(13)에 밀착되어 체결되는 하단부(22)와, 전방에서 하단부의 전단까지 외측면의 지름이 증가되는 상단부(21)와, 상기 하단부의 상부에서 내측 상부방향으로 연장된 다수의 유도부(23)와, 상기 상단부의 내부 중앙에 위치하며 상기 유도부(23)의 끝단이 연결된 충돌부(24)와, 상기 충돌부(24)의 하부에서 지름이 증가하면서 외부로 연장된 배출부(25)로 이루어진 내부몸체(20)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the microbubble generating device according to the present invention, the front and rear openings are formed, and the fitting portion 13 is formed to fasten the inner body to the inner side, and any one selected from the air, oxygen, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, and ozone through the front is provided. An outer body 10 into which water into which one gas is mixed is introduced; The lower end 22 which is in close contact with the fitting portion 13 of the outer body, and the upper end 21 to increase the diameter of the outer surface from the front to the front end of the lower end, and extending in the upper direction from the upper end of the lower end A plurality of induction part 23, the impact portion 24 which is located in the inner center of the upper end and the end of the induction portion 23 is connected, the discharge extending outward while increasing the diameter in the lower portion of the impact portion 24 It characterized in that it comprises an inner body (20) consisting of a portion (25).

바람직하게, 상기 외부몸체(10)의 내부에 상기 내부몸체가 삽입되어 체결되 는 끼움부(13)가 형성된 것을 특징으로 한다.Preferably, it is characterized in that the fitting portion 13 to which the inner body is inserted and fastened to the inside of the outer body 10 is formed.

바람직하게, 상기 외부몸체(10)의 외주면에는 관로가 결합되는 나선(11,12)이 형성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the outer circumferential surface of the outer body 10 is characterized in that the spirals (11, 12) to which the pipe is coupled.

본 발명에 의한 마이크로버블 발생장치는 기체가 혼합된 물의 유속을 높이면서 충격을 가하여 기체를 물에 고르게 혼합시키고 압력을 급격히 감소시켜 케비테이션 현상을 유도하여 물에 혼합되는 기체를 마이크로미터 크기의 미세한 기포로 분해시킬 수 있는 효과가 있다.Microbubble generating device according to the present invention by applying a shock while increasing the flow rate of the gas mixed water evenly mixed the gas in the water and drastically reduces the pressure to induce the cavitation phenomenon micro-sized bubbles of gas mixed in the water It can be decomposed into.

또한, 본 발명은 흐르는 물의 유속과 압력을 제어하여 간단하게 물에 혼합된 기체를 마이크로버블로 변화시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that it is possible to simply change the gas mixed in the water to microbubbles by controlling the flow rate and pressure of the flowing water.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 고밀도형 마이크로버블 발생장치의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 내부몸체의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 고밀도형 마이크로버블 발생장치의 작동상태도이다.1 is an exploded perspective view of a high density microbubble generating device according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an inner body according to the present invention, and FIG. 3 is an operation state diagram of the high density type microbubble generating device according to the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고밀도형 마이크로버블 발생장치는 상부와 하부에 관로가 연결되는 외부몸체(10)와 외부몸체(10)의 내부에 위치하여 마이크로버블을 생성하는 내부몸체(20)로 이루어진다. As shown in Figure 1 and 2, the high-density type microbubble generating device according to the present invention is located inside the outer body 10 and the outer body 10 is connected to the upper and lower pipes to generate the microbubble It consists of the inner body 20.

외부몸체(10)는 전방과 후방이 개구되어 있으며 상단과 하단의 외주면에 상부관로와 하부관로가 연결되는 제1, 제2나선(11,12)이 각각 형성된다. 또한, 외부몸체(10)의 내부에 내부몸체가 삽입되어 체결되는 끼움부(13)가 형성된다. 이러한 외부몸체의 전방으로 기체가 혼합된 물이 유입된다. 이때, 기체는 용도에 따라 공기, 산소, 이산화탄소, 질소, 수소 또는 오존 등이 사용된다. The outer body 10 has a front opening and a rear opening, and the first and second spirals 11 and 12 are formed on the outer circumferential surfaces of the upper and lower ends to connect the upper and lower pipes, respectively. In addition, the fitting portion 13 to which the inner body is inserted and fastened is formed inside the outer body 10. Water mixed with gas is introduced into the front of the outer body. In this case, air, oxygen, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen or ozone is used as the gas.

내부몸체(20)는 외부몸체의 내측면에 밀착되는 하단부(22)와 전방에서 하단부의 전단까지 외측면의 지름이 증가되는 상단부(21)로 이루어진다. 이때, 내부몸체의 하단부(22)는 외부몸체의 끼움부(13)에 밀차되어 고정될 수 있다. 이와 같이 외부몸체의 내부에 내부몸체가 삽입되어 고정되면 내부몸체의 상단부 외측면과 외부몸체(10)의 내측면 사이는 거리가 서서히 감소되는 유속증가공간(30)이 형성된다. 유속증가공간(30)을 흐르는 물은 서서히 감소되는 유속증가공간을 진행하면서 유속이 점차적으로 증가된다. The inner body 20 is composed of a lower end portion 22 which is in close contact with the inner surface of the outer body and an upper end portion 21 whose diameter is increased from the front to the front end of the lower end. At this time, the lower end portion 22 of the inner body can be fixed to be pushed to the fitting portion 13 of the outer body. As such, when the inner body is inserted into and fixed to the inside of the outer body, a flow rate increasing space 30 in which the distance is gradually reduced is formed between the outer side of the upper end of the inner body and the inner side of the outer body 10. The water flowing through the flow rate increasing space 30 is gradually increased while the flow rate gradually increases the flow rate increasing space.

또한, 내부몸체(20)는 하단부의 상부에서 내측 상부방향으로 연장된 다수의 유도부(23)가 형성되고, 내부몸체의 내측 중앙에 유도부(23)의 끝단이 연결된 충돌부(24)가 형성된다. 그리고, 충돌부(24)의 하부에는 지름이 증가하는 콘형태로서 외부로 연장된 배출부(25)가 형성된다. In addition, the inner body 20 is formed with a plurality of guides 23 extending in the upper direction from the top of the lower end portion, the impact portion 24 is connected to the end of the guide portion 23 is formed in the inner center of the inner body . In addition, a lower portion of the impact portion 24 is formed with a discharge portion 25 extending outward as a cone shape of increasing diameter.

이에 따라 유속증가공간의 끝단으로 유입된 고속의 물은 진행방향과 반대방향에 형성된 유도부(23)를 따라 내부몸체의 내측으로 유입되고 유도부(23)의 끝단에 형성된 충돌부(24)에 강하게 충돌하면서 물에 혼합된 기체가 미세하게 분해되면서 물에 고르게 혼합된다. 그 후, 충돌부(24)에서 충돌된 물은 지름의 증가되는 배 출부(25)를 통과하면서 압력이 급속하게 감소되어 물에 포함된 기체가 마이크로 단위의 미세 기체로 분해되면서 방출된다.Accordingly, the high-speed water flowing into the end of the flow rate increasing space flows into the inner body along the induction part 23 formed in the opposite direction to the traveling direction and strongly collides with the collision part 24 formed at the end of the induction part 23. While the gas mixed in the water is finely divided into the water evenly mixed. Thereafter, the water collided in the collision part 24 passes through the increased discharge part 25 of diameter, and the pressure is rapidly reduced, so that the gas contained in the water is released as it is decomposed into micro gas of micro units.

이와 같이 본 발명에 따른 고밀도형 마이크로버블 발생장치의 작동 상태를 살펴본다.In this way looks at the operating state of the high-density type microbubble generating device according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 외부몸체의 전방 외주면에 형성된 제1나선(11)에 상부관로를 연결하고, 물과 기체가 혼합된 혼합수를 공급받는다. 외부몸체로 공급된 혼합수는 외부몸체(10)의 내측면과 내부몸체(20)의 외측면 사이에 형성된 유속증가공간(30)을 통과하면서 유속이 급격히 증가되어 물에 혼합된 기체가 고르게 혼합되고, 유속증가공간(30)의 끝단인 내부몸체(20)와 외부몸체(10)가 밀착된 부분에 부딪히면서 충격에 의하여 기체가 부분적으로 1차 분해되면서 급속하여 혼합된다.As shown in FIG. 3, the upper pipe is connected to the first spiral 11 formed on the front outer circumferential surface of the outer body, and the mixed water mixed with water and gas is supplied. As the mixed water supplied to the outer body passes through the velocity increasing space 30 formed between the inner side of the outer body 10 and the outer side of the inner body 20, the flow rate rapidly increases, and the gas mixed in the water is mixed evenly. When the inner body 20 and the outer body 10, which are ends of the flow rate increasing space 30, come into close contact with each other, the gas is partially disintegrated by impact and rapidly mixed.

내부몸체와 외부몸체가 밀착된 유속증가공간(30)의 끝단에 이른 혼합수의 일부는 진행방향의 반대방향으로 형성된 유도부(23)를 따라 내부몸체(20)의 내측으로 이동되고 유도부의 끝단에 형성된 충돌부(24)에 강하게 충돌한다. 이때, 유속증가공간(30)의 끝단의 물은 일부만이 유도부(23)를 따라 이동하기 때문에 유도부를 따라 흐르는 물은 유속증가공간의 물보다 유속이 더욱 증가하게 된다. 그리고, 증가된 높은 유속을 갖는 물은 충돌부(24)에 강하게 부딪혀 기체가 더욱 미세하게 2차 분해되면서 물에 더욱 고르게 혼합된다.A part of the mixed water reaching the end of the flow rate increasing space 30 in which the inner body and the outer body are in close contact is moved to the inside of the inner body 20 along the induction part 23 formed in the opposite direction of the traveling direction, and to the end of the induction part. It collides strongly with the formed collision part 24. At this time, since only a portion of the water at the end of the flow rate increasing space 30 moves along the induction part 23, the water flowing along the induction part increases the flow rate more than that of the flow rate increasing space. In addition, the water having an increased high flow rate is strongly impinged on the collision part 24 and is more evenly mixed with water as the gas is secondarily decomposed more finely.

한편, 충돌부(24)에서 충돌된 물은 지름의 증가되면서 외부로 연장된 배출부(25)를 통과하면서 압력이 급속하게 감소되면서 캐비케이션 현상이 발생되어 물 에 혼합된 기체가 마이크로 크기의 미세한 기포로 분해되면서 충돌부의 하단에 위치하는 외부관로의 외주면에 형성된 제2나선(12)에 연결된 하부관로를 따라 방출된다.Meanwhile, the water collided in the collision part 24 passes through the discharge part 25 extending outward while the diameter thereof increases, and the pressure rapidly decreases, so that the cavitation phenomenon occurs, and the gas mixed in the water is micro-sized. Decomposed into bubbles are discharged along the lower pipe connected to the second spiral 12 formed on the outer circumferential surface of the outer pipe located at the lower end of the impact portion.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

도 1은 본 발명에 따른 고밀도형 마이크로버블 발생장치의 분해사시도.1 is an exploded perspective view of a high density microbubble generating device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 내부몸체의 사시도.Figure 2 is a perspective view of the inner body according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 고밀도형 마이크로버블 발생장치의 작동상태도.Figure 3 is an operating state of the high density microbubble generating device according to the present invention.

도 4a 및 도 4b는 일반적인 마이크로버블이 사용되는 과정의 개략도.4A and 4B are schematic views of a process in which a general microbubble is used.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 외부몸체 21 : 상단부 10: outer body 21: upper portion

22 : 하단부 23 : 유도부 22: lower part 23: induction part

24 : 충돌부 25 : 배출부 24: impact portion 25: discharge portion

20 : 내부몸체 30 : 유속증가공간20: internal body 30: velocity increase space

Claims (3)

전방과 후방이 개구되고, 내측면에 내부몸체가 체결되는 끼움부(13)가 형성되며, 전방을 통해 공기, 산소, 이산화탄소, 질소, 수소, 오존 중에서 선택한 어느 하나의 기체가 혼합된 물이 유입되는 외부몸체(10)와;The front and rear openings, and the fitting portion 13 is formed to the inner body is fastened to the inner side, the water is mixed with any gas selected from air, oxygen, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, ozone through the front An outer body 10; 상기 외부몸체의 끼움부(13)에 밀착되어 체결되는 하단부(22)와, 전방에서 하단부의 전단까지 외측면의 지름이 증가되는 상단부(21)와, 상기 하단부의 상부에서 내측 상부방향으로 연장된 다수의 유도부(23)와, 상기 상단부의 내부 중앙에 위치하며 상기 유도부(23)의 끝단이 연결된 충돌부(24)와, 상기 충돌부(24)의 하부에서 지름이 증가하면서 외부로 연장된 배출부(25)로 이루어진 내부몸체(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도형 마이크로버블 발생장치.The lower end 22 which is in close contact with the fitting portion 13 of the outer body, and the upper end 21 to increase the diameter of the outer surface from the front to the front end of the lower end, and extending in the upper direction from the upper end of the lower end A plurality of induction part 23, the impact portion 24 which is located in the inner center of the upper end and the end of the induction portion 23 is connected, the discharge extending outward while increasing the diameter in the lower portion of the impact portion 24 High-density type microbubble generating device comprising an inner body (20) consisting of a portion (25). 삭제delete 삭제delete
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