KR101036752B1 - 기포수 발생장치 - Google Patents

Abstract

액체와 공기를 혼합하여 미세 기포수를 발생시킬 수 있는 기포수 발생장치가 개시된다. 개시된 발명은 액체유입구와 공기유입구에 연통되어 액체와 공기를 흡입하고 토출하는 펌프와, 이 펌프와 연통되어 펌프에서 토출되는 액체와 공기가 분사되는 분사노즐과, 분사노즐과 펌프 사이에 연통되어 펌프에서 토출된 액체와 공기가 배출되는 와류발생관과, 와류발생관과 펌프 사이에 연통되어 펌프에서 토출된 액체와 공기가 배출되는 분기관 및 분기관에 연결되어 배출되는 액체와 공기를 제어하는 체크밸브를 포함한다. 이와 같이 개시된 본 발명은 작은 사이즈의 기포수를 발생장치를 제공할 수 있으며, 이를 이용하여 생성된 기포수를 사용하여 탁월한 세정효과를 제공할 수 있는 효과를 제공한다.

펌프, 분사노즐, 와류발생관, 분기관, 체크밸브

Description

기포수 발생장치{AIR BUBBLE GENERATING APPARATUS}

본 발명은 기포수 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기와 액체를 교반시켜 미세 기포수를 생산할 수 있는 기포수 발생장치에 관한 것이다.

최근에는 세정을 위한 기포수 발생장치를 쉽게 찾아 볼 수 있다. 기포수 발생장치는 세탁기, 비데(bidet), 야채세척기 및 기포욕탕 등의 세정력을 높이기 위해 설치된다.

이러한 기포수 발생장치는 미세한 기포를 포함한 액체를 이용하여 피세척물의 표면의 오염부위를 세정하는 것으로서 액체의 용해력, 분산력, 운동에너지 및 캐비테이션 효과(cavitation effect)를 이용한다.

이중 본 발명과 밀접한 관련이 있는 캐비테이션 효과는 기포가 터질때 발생되는 충격파를 이용하여 이러한 충격파를 이용하여 물리적으로 오염을 제거한다. 이러한 방법으로 세정을 하는 경우 직접적으로 세정하기 어려운 부위의 세정에 효과적이며 기포가 완충작용을 하기 때문에 피세척물의 표면을 보호하는 기능을 한 다.

종래의 기포수 발생장치는 공기를 유입시키는 컴프레서(compressor), 유입된 공기와 액체를 고압으로 배출하는 펌프(20)pump)와 공기와 액체를 교반시켜 와류를 발생시키는 베인(vane)으로 구성이 된다.

이러한 구성 중 컴프레서는 공기를 강제적으로 펌프 내로 유입시키므로써 액체 내의 기포의 발생을 촉진시키는 기능을 하는 것으로 그 자체의 부피 및 별도의 전원공급이 필요하므로 종래의 기포수 발생장치는 소형화 및 휴대가 어렵다는 문제가 있었다. 따라서 세탁기, 비데, 야채세척기 및 기포욕탕 등에 이러한 기포수 발생장치가 내설되게 되었으며, 별도의 전원을 필요로 하므로 많은 전력을 소모하는 문제점이 발생하게 되었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소형화 및 휴대성을 높이기 위하여 컴프레서를 사용하지 않고도 펌프에 공기를 공급하며 이를 통하여 사용되는 전력을 줄일 수 있는 기포수 발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 기포수 발생장치의 구성은 액체유입구와 공기유입구에 연통되어 액체와 공기를 흡입하고 토출하는 펌프와, 이 펌프와 연통되어 펌프에서 토출되는 액체와 공기가 분사되는 분사노즐과, 분사노즐과 펌프 사이에 연통되어 펌프에서 토출된 액체와 공기가 배출되는 와류발생관과, 와류발생관과 펌프 사이에 연통되어 상기 펌프에서 토출된 액체와 공기가 배출되는 분기관과, 분기관에 연결되어 배출되는 액체와 공기를 제어하는 체크밸브를 포함한다.

또한, 체크밸브는 타이머와 연결되어 개폐간격이 제어되는 전자밸브인 것을 특징으로 한다.

또한, 와류발생관의 내주면에는 액체와 공기를 교반시켜 와류를 발생시키는 회전유도부가 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 분사노즐은 유입구측의 단면적 보다 유출구측의 단면적이 넓게 형성되며, 상기 유출구의 말단에는 다수의 배출공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 기포수 발생장치는 체크밸브를 통하여 액체와 공기를 별도로 배출함으로써 기포수 발생장치 내의 압력을 순간적으로 낮춰 공기를 유입을 유도함으로써 컴프레서 없이 공기의 유입을 가능하게 하여 소형의 휴대성이 충족되는 기포수 발생장치를 제공할 수 있다.

또한, 노즐의 말단의 단면적을 넓게 형성하고 다수의 배출공을 형성하여 액체의 운동에너지를 높여 세정력이 향상되는 기포수 발생장치를 제공하라 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 기포수 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 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구 성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

실시예

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기포수 발생장치를 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 도 1의 와류발생관의 사시도이며, 도 3은 도 2의 와류발생관의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기포수 발생장치(1)는 액체유입구(22)와 공기유입구(10)에 연통되어 액체(W)와 공기를 흡입하고 토출하는 펌프(20)와, 이 펌프(20)와 연통되어 펌프(20)에서 토출되는 액체(W)와 공기가 분사되는 분사노즐(30)과, 분사노즐과 펌프 사이에 연통되어 펌프에서 토출된 액체(W)와 공기가 배출되는 와류발생관(40)과, 와류발생관(40)과 펌프(20) 사이에 연통되어 펌프(20)에서 토출된 액체(W)와 공기가 배출되는 분기관(50) 및 분기관에 연결되어 배출되는 액체(W)와 공기를 제어하는 체크밸브(52)를 포함한다.

펌프(20)는 액체(W)와 공기를 흡입하여 토출시키는 것으로서 압력작용에 의하여 저압의 유입구에 있는 액체(W) 및 공기를 배출시킨다.

펌프(20)로는 다양한 펌프가 사용될 수 있으나 본 실시예에서는 수조(100)에 담긴 액체(W)의 내부에서 액체(W)를 유입하여 배출할 수 있도록 수중펌프가 사용된다.

펌프(20)에 형성된 유입구는 공기 및 액체(W)를 흡입할 수 있도록 액체유입 구(22)와 공기유입구(10)가 형성된다.

또한, 공기유입구(10)에는 유입되는 공기의 유입량을 조절할 수 있는 조절밸브(12)가 결합된다.

펌프(20)에서 토출된 액체(W)와 공기는 분사노즐(30)을 통하여 분사되며, 분사노즐(30)과 펌프(20)사이에는 분사노즐(30)을 기준으로 와류발생관(40) 및 분기관(50)이 설치되어 있다.

와류발생관(40)은 펌프로부터 이송되는 액체(W)와 공기의 유동을 와류의 형태로 형성하여 액체(W)와 공기를 교반시켜 기포수를 생성시키는 기능을 한다.

분기관(50)은 와류발생관(40)과 펌프(20)사이에 연통되며, 체크밸브(52)가 설치되어 체크밸브(52)의 동작에 따라 펌프(20)로부터 이송되는 액체(W)와 공기를 분기관으로 우회시켜 노즐을 통하지 않고 기포수 발생장치(1)의 외부로 배출시킨다.

여기서 체크밸브(52)는 액체(W)의 흐름을 한 방향으로만 수송할 때 사용하는 것으로 액체(W)의 역류시 자동적으로 폐쇄되며, 전자식 타이머(54)와 연결되어 전자식 타이머(54)에 설정된 시간간격에 따라 개폐간격이 제어되도록 전자식 체크밸브(52)가 사용된다.

따라서 전자식 타이머(54)에 설정된 개폐간격에 따라 체크밸브(52)가 열리는 경우 펌프(20)를 통하여 배출되어 이송되는 액체(W) 및 공기는 분기관을 통해 기포 수 발생장치(1)의 외부로 배출된다. 이때, 분기관(50)을 통해 배출되면 분기관(50) 주위의 압력은 급격히 낮아지게 되고 따라서 펌프(20)의 공기유입구(10)를 통해 공기의 유입은 원활하게 된다.

체크밸브(52)의 동작을 통한 분기관(50) 주위의 압력의 변화는 컴프레서를 사용하지 않고도 공기를 펌프로 유입가능하게 하며 공기를 효과적으로 공급할 수 있게 된다.

또한, 분기관(50)과 분사노즐(30) 사이에 설치되는 와류발생관(40)은 펌프(20)로부터 이송된 액체(W)와 공기를 교반시키고 회전시켜 와류를 발생시켜 기포수를 발생하는 것으로서 그 내부에는 와류를 생성시킬 수 있는 회전유도부(42)가 와류발생관(40)의 내주면을 따라 형성된다.

회전유도부(42)는 베인(vane)의 형상으로 형성되어 내주면을 따라 스크류 형상으로 연속 또는 불연속적으로 다수개가 형성될 수도 있으나, 제작공정의 복잡함으로 인하여 비용이 발생되는 것을 고려하면 내주면을 따라 스크류 형상으로 연속적인 홈이 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시예의 회전유도부(42)는 와류발생관(40)의 내주면에 와류발생관(40)의 길이방향을 따라 회전 스크류형상의 홈으로 형성된다.

이러한, 회전유도부(42)가 형성된 와류발생관(40)을 통과한 액체(W) 및 공기는 미세한 기포수를 형성하게 된다.

또한, 와류발생관(40)으로부터 발생된 기포수는 분사노즐을 통해 기포수 발생장치의 외부로 배출되며, 이때 분사노즐(30)의 형상은 유입구의 단면보다 유출구 의 단면이 넓게 형성되며 전체적으로 보아 깔때기의 형상으로 형성되고, 유출구의 말단은 유출구 방향으로 타원형으로 형성되며 다수개의 분사공이 형성된다.

따라서, 분사노즐(30)의 유입구에서 발생되는 압력은 유출구에서 급격히 작아지며, 이러한 압력의 변화는 유출구에서 기포수의 유속으로 보상된다. 구체적으로 압력의 떨어지는 만큼의 운동에너지가 증가되어 기포수의 유속은 증가되게 된다.

유속이 증가된 기포수는 유출구의 말단에 형성된 다수개의 배출공을 통해 배출된다. 이때, 유출구의 말단은 타원형으로 형성되므로 유출구 방향의 단면의 확장된 곡선을 따라 배출공을 통해 유출구의 말단에 수직하게 배출된다.

따라서 유출되는 기포수의 배출방향의 변화가 발생되지 않으므로 유속의 손실을 줄이게 되며, 유출구의 말단에 이격하여 형성된 배출공은 배출공을 통하여 배출되는 기포수 사이의 충돌을 감소시키므로 유속의 손실을 최소화하여 분사노즐(30)을 통해 배출되게 되어 운동에너지에 의한 세정력을 증가시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 기포수 발생장치(1)는 타이머(54)에 연결된 체크밸브(52)를 통하여 분기관(50) 주위의 압력을 순간적으로 강하시키고, 이를 통하여 펌프(20)로 유입되는 공기를 제어하게 되어 컴프레서 없이 펌프(20)로 공기를 공급시키며, 와류발생관(40)을 통과한 액체(W) 및 공기는 기포수를 형성하고, 깔때기 형상의 분사노즐(30)을 통과한 기포수는 유속이 증가된 상태로 기포수 발생 장치(1)의 외부로 배출된다.

따라서, 기포수 발생장치(1)의 외부로 배출된 기포수는 운동에너지와 피세척물의 표면에 닿아 기포가 터질때 발생되는 충격파를 이용하여 세정효과를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기포수 발생장치를 개략적으로 도시한 개념도.

도 2는 도 1의 와류발생관의 사시도.

도 3은 도 2의 와류발생관의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1; 기포수 발생장치

10; 공기유입구

20; 펌프

22; 액체유입구

30; 분사노즐

40; 와류발생관

42; 회전유도부

50; 분기관

52; 체크밸브

54; 타이머

100; 수조

Claims (4)

1. 액체유입구와 공기유입구에 연통되어 액체와 공기를 흡입하고 토출하는 펌프;

   상기 펌프와 연통되어 상기 펌프에서 토출되는 액체와 공기가 분사되는 분사노즐;

   상기 분사노즐과 펌프 사이에 연통되어 상기 펌프에서 토출된 액체와 공기가 배출되는 와류발생관;

   상기 와류발생관과 펌프 사이에 연통되어 상기 펌프에서 토출된 액체와 공기가 배출되는 분기관; 및

   상기 분기관에 연결되어 배출되는 액체와 공기를 제어하는 체크밸브를 포함하여 이루어지되,

   상기 와류발생관의 내주면에는 상기 펌프에서 이송된 액체와 공기를 교반시켜 와류를 발생시키는 스크류 형상의 홈으로 형성된 회전유도부가 상기 와류발생관의 길이방향을 따라 하나 이상 형성되고,

   상기 체크밸브의 제어에 의해 상기 분기관을 통해 액체와 공기가 배출될 때 상기 분기관 주위에 발생되는 압력변화에 의해 상기 공기유입구를 통해 상기 펌프에 공기가 유입되는 것을 특징으로 하는 기포수 발생장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 체크밸브는 타이머와 연결되어 개폐간격이 제어되는 전자밸브인 것을 특징으로 하는 기포수 발생장치.
3. 삭제
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 분사노즐은 유입구측의 단면적 보다 유출구측의 단면적이 넓게 형성되며, 상기 유출구의 말단에는 다수의 배출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 기포수 발생장치.

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