KR101118220B1 - 마이크로 버블 장치용 노즐 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로 버블 발생장치에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 마이크로 버블 발생장치에 적용되면서 물에 포함된 기체를 미세한 크기의 버블로 형성하는 마이크로 버블 장치용 노즐 어셈블리에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 내부가 빈 파이프 형상으로 형성되면서 일단은 기체가 함유된 혼합수가 유입되도록 개구됨과 더불어 타단은 상기 혼합수가 부딪히면서 미세 기포가 생성되도록 폐쇄된 폐쇄단을 가지며, 상기 폐쇄단에는 복수의 배출공이 형성됨과 더불어 상기한 각 배출공은 그 혼합수 유입측으로부터 혼합수 유출측으로 갈수록 상기 폐쇄단의 원주 방향을 향해 경사지게 형성되어 이루어진 노즐 몸체를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리가 제공된다.

Description

마이크로 버블 장치용 노즐 어셈블리{nozzle assembly of micro-bubble generating device}

본 발명은 마이크로 버블 발생장치에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 마이크로 버블 발생장치에 적용되면서 물에 포함된 기체를 미세한 크기의 버블로 형성하는 마이크로 버블 장치용 노즐 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로 버블 발생장치라 함은 수 마이크로미터 이하의 크기를 가지는 버블을 발생시켜 제공하는 장치이다.

상기한 마이크로 버블 발생장치는 사용자의 필요에 따라 다양한 용도로 사용되며, 예컨대, 세탁력의 향상을 위해 세탁조 내에 버블을 제공하는데 사용되거나, 목욕의 효과를 향상시키기 위해 욕조 내에 버블을 제공하는데 사용되는 등의 세정 작업용으로 사용되기도 하고, 수질을 정화하기 위한 용도로 사용되기도 한다.

상기와 같은 마이크로 버블 발생장치를 이루는 노즐 어셈블리는 산소와 물이 혼합된 혼합수를 제공받아 상기 산소를 미세 기포로 분쇄시키는 일련의 구성으로써, 통상적으로 일측 끝단에는 혼합수가 유입되는 유입구가 형성되고 타측 끝단에는 상기 혼합수가 배출되는 배출구가 형성된 노즐 몸체를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 배출구는 상기 노즐 몸체의 타측 끝단 둘레면에 형성됨으로써 상기 유입구를 통해 노즐 몸체 내로 유입된 혼합수가 상기 노즐 몸체 내의 타측 끝단 벽면에 부딪혀 미세하게 분쇄된 후 배출될 수 있도록 구성된다.

하지만, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리는 산소를 미세 기포화시키는 것에 한계가 있다는 문제점을 가진다.

즉, 종래의 노즐 어셈블리는 혼합수가 노즐 몸체의 타측 끝단 벽면에의 부딪힘에 따른 타격력에 의해 미세 기포로 분쇄되도록 구성됨에 따라 더욱 미세한 기포의 생성은 극히 어려울 수밖에 없었다.

뿐만 아니라, 전술한 종래의 노즐 어셈블리는 기포의 크기에 따른 조절이 어려워 다양한 분야로의 공용적인 사용이 불가능하다는 단점 역시 가진다.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 버블 발생장치에 사용되는 노즐 어셈블리의 구조적 개선을 통해 미세 기포의 생성이 용이하게 이루어질 수 있도록 함과 더불어 사용자의 필요에 따른 기포의 크기 조절이 가능하며, 초 미세의 기포 생성이 가능한 새로운 형태의 버블 발생장치용 노즐 어셈블리를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버블 발생장치용 노즐 어셈블리에 따르면 내부가 빈 파이프 형상으로 형성되면서 일단은 기체가 함유된 혼합수가 유입되도록 개구됨과 더불어 타단은 상기 혼합수가 부딪히면서 미세 기포가 생성되도록 폐쇄된 폐쇄단을 가지며, 상기 폐쇄단에는 복수의 배출공이 형성됨과 더불어 상기한 각 배출공은 그 혼합수 유입측으로부터 혼합수 유출측으로 갈수록 상기 폐쇄단의 원주 방향을 향해 경사지게 형성되어 이루어진 노즐 몸체를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 노즐 몸체의 폐쇄단은 그 중앙측 부위가 혼합수의 유동 방향을 향해 점차 돌출되는 형태를 이루도록 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 노즐 몸체는 복수로 제공됨과 더불어 서로 간은 혼합수의 유동 방향을 따라 직렬로 배치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 직렬로 배치되는 각 노즐 몸체의 배출공은 혼합수의 유동 방향을 기준으로볼 때 혼합수의 유출측에 상대적으로 인접하게 위치되는 노즐 몸체의 배출공이 여타의 노즐 몸체에 형성된 배출공에 비해 더욱 작은 직경을 갖도록 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 직렬로 배치되는 각 노즐 몸체의 외주면을 감싸는 파이프 형태의 외관 케이스가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 직렬로 배치되는 각 노즐 몸체 간의 사이에는 상기 각 노즐 몸체 서로 간을 이격시킴과 더불어 서로 간의 간격을 확보하는 간격 확보용 링이 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 직렬로 배치되는 각 노즐 몸체 중 혼합수가 가장 먼저 유입되는 측에 위치되는 어느 한 노즐 몸체의 혼합수 유입측에는 혼합수에 포함된 이물질을 제거하는 걸름망이 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 직렬로 배치되는 각 노즐 몸체 내에는 그 내부를 통과하는 혼합수 내의 기체를 더욱 잘게 분쇄하기 위한 다수의 볼(ball)이 충전됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명된 바와 같은 본 발명의 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리는 노즐 몸체에 형성되는 복수의 배출공이 원주 방향을 향해 관통되도록 형성함으로써 상기 각 배출공을 통과하는 혼합수가 선회력을 갖도록 하여 기포의 미세화를 더욱 향상시킬 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 본 발명의 노즐 어셈블리는 복수의 노즐 몸체를 순차적으로 배치하여 구성함과 더불어 이 각각의 노즐 몸체 내에는 다수의 세라믹 볼이 충전되도록 함으로써 기포를 더욱 미세화할 수 있게 된 효과를 가진다.

뿐만 아니라, 상기 각 노즐 몸체에 형성되는 각각의 배출공은 혼합수의 유동 방향을 따라 점차적으로 직경이 작은 순서대로 배치되도록 구성함으로써 기포를 더욱 미세화할 수 있게 된 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리 중 노즐 몸체의 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 전방측 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리 중 노즐 몸체의 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 후방측 사시도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리 중 노즐 몸체의 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 측면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리 중 노즐 몸체의 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 정면도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리 중 노즐 몸체의 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 배면도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리의 적용 구조를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 단면도

이하, 본 발명의 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 1 내지 도 6과 같이 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리(이하, “노즐 어셈블리”라 함)는 크게 노즐 몸체(110,120,130)와, 외관 케이스(200)를 포함하여 구성된다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 노즐 몸체(110,120,130)는 기체(예컨대, 공기 등)가 포함된 물(이하, “혼합수”라 함)를 제공받아 상기 공기가 미세한 기포를 이루도록 분쇄시키는 일련의 구성으로써, 첨부된 도 1 내지 도 5와 같이 내부가 빈 파이프 형상으로 형성된다.

이때, 상기한 노즐 몸체(110,120,130)는 일단이 상기 혼합수가 유입되도록 개구됨과 더불어 타단은 상기 혼합수가 부딪히면서 미세 기포가 생성되도록 폐쇄된 폐쇄단(111,121,131)을 가진다.

특히, 상기한 폐쇄단(111,121,131)에는 복수의 배출공(112,122,132)이 형성됨과 더불어 상기한 각 배출공(112,122,132)은 그 혼합수 유입측으로부터 혼합수 유출측으로 갈수록 상기 폐쇄단(111,121,131)의 원주 방향을 향해 경사지게 형성되어 이루어진다.

상기한 바와 같은 배출공(112,122,132)의 형상적인 특징은 상기 노즐 몸체(110,120,130)를 따라 유동되면서 배출되는 혼합수가 상기 배출공(112,122,132)을 통과하는 도중 선회력을 갖도록 함으로써 미세 기포의 생성이 더욱 원활히 이루어질 수 있도록 하는 작용을 하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기한 폐쇄단(111,121,131)이 그 중앙측 부위가 혼합수의 유동 방향을 향해 점차 돌출되는 원추형의 형태를 이루도록 형성됨을 특징으로 제시한다.

이러한 구조는 상기한 경사 구조의 배출공(112,122,132)을 형성하는 작업이 평면일 경우에 비해 원추형으로 형성될 경우가 더욱 쉽게 이루어질 수 있게 되어 작업성이 향상될 수 있기 때문이다. 뿐만 아니라 상기한 바와 같이 폐쇄단(111,121,131)을 원추형으로 형성하게 되면 상기 폐쇄단(111,121,131)이 이루는 경사에 의해 상기 혼합수에 대한 선회력이 더욱 향상될 수 있게 되고, 이로 인해 각 배출공(112,122,132)을 통과하는 과정이 더욱 원활히 이루어짐과 더불어 더욱 미세한 기포 발생이 가능하게 된다.

다음으로, 상기 외관 케이스(200)는 첨부된 도 6과 같이 상기 노즐 몸체(110,120,130)를 외부 환경으로부터 보호함과 더불어 마이크로 버블 발생장치의 배관(10)과 연결되는 커넥터(20)가 결합되는 부위를 이룬다.

상기한 외관 케이스(200)는 통상의 금속 파이프로 구성됨이 가장 바람직하지만, 고무 튜브 등의 호스로 구성될 수도 있다.

이때, 상기 배관(10)에는 펌프(11)가 연결됨으로써 물을 펌핑함과 더불어 외기와 연통된 관로(12)와도 연결되도록 구성됨으로써 상기 펌핑된 물에 외부 공기가 포함되도록 구성된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 전술된 노즐 몸체(110,120,130)가 복수로 제공되며, 그 각각은 상기 외관 케이스(200) 내에 직렬로 배치되도록 설치됨을 제시한다.

특히, 상기한 각각의 노즐 몸체(110,120,130)에 형성되는 각 배출공(112,122,132)들은 혼합수의 유동 방향을 기준으로 볼 때 혼합수의 유출측에 상대적으로 인접하게 위치되는 노즐 몸체로 갈수록 해당 노즐 몸체의 배출공이 여타의 노즐 몸체에 형성된 배출공에 비해 더욱 작은 직경을 갖도록 형성됨을 제시한다.

상기한 바와 같은 구성은 혼합수의 유동 방향을 따라 점진적으로 배출공(112,122,132)의 직경이 작은 순서대로 노즐 몸체(110,120,130)가 배치되도록 함으로써 미세 기포의 생성이 더욱 원활히 이루어질 수 있도록 한 것이다.

이때, 상기한 각 노즐 몸체(110,120,130) 중 혼합수의 최초 유입이 이루어지는 측에 위치되는 어느 한 노즐 몸체(이하, “제1노즐 몸체”라 함)(110)의 혼합수 유입측에는 걸름망(310)이 더 포함되어 구성됨이 바람직하다. 상기한 걸름망(310)은 혼합수에 포함된 이물질을 제거하기 위한 일련의 구성으로써 상기한 이물질로 인한 배출공(112,122,132)의 막힘 현상이 미연에 방지될 수 있도록 한 것이다. 물론, 상기한 걸름망(310)은 제1노즐 몸체(110)의 혼합수 유입측 뿐만 아니라 각 노즐 몸체(110,120,130)들 사이의 위치에도 각각 구비되도록 함이 더욱 바람직하다.

이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 상기한 각 노즐 몸체(110,120,130) 간의 내부에는 다수의 볼(ball)(320)이 충전됨을 추가로 제시한다.

상기한 각 볼(320)은 노즐 몸체(110,120,130) 내부를 통과하는 혼합수와 부딪히면서 상기 혼합수에 함유된 기체가 더욱 잘게 깨질 수 있도록 하는 일련의 구성이며, 특히 상기한 볼(320)은 세라믹 볼로 구성함으로써 수압에 의해 원활한 움직임이 가능토록 하여 혼합수의 유동에 따른 저항력이 최소화될 수 있도록 함이 바람직하다.

물론, 상기한 세라믹 볼(320)들의 직경은 상기 배출공(112,122,132)의 직경에 비해 큰 직경을 갖도록 함으로써 상기 배출공(112,122,132)을 통한 배출이 이루어지지 않도록 함이 바람직하며, 상기 각 세라믹 볼(320)의 충전량은 해당 노즐 몸체(110,120,130) 내에서 혼합수의 유동에 의해 원활히 움직일 수 있을 정도의 양으로 결정됨이 가장 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 구성된 각 노즐 몸체(110,120,130) 사이에 상기 각 노즐 몸체(110,120,130) 서로 간을 이격시킴과 더불어 서로 간의 간격을 확보하는 간격 확보용 링(330)이 더 포함되어 구성됨을 제시한다.

이때, 상기한 간격 확보용 링(330)에 의한 각 노즐 몸체(110,120,130) 간의 이격 거리에 대한 확보를 통해 혼합수의 유동이 원활히 이루어질 수 있게 될 뿐 아니라 상기 각 세라믹 볼(320)들의 충전 공간에 대한 확보가 이루어질 수 있게 된다.

하기에서는, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리의 작용에 대하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 노즐 발생장치를 이루는 펌프(11)의 동작이 이루어지면 이 펌프(11)의 펌핑력에 의해 노즐 발생장치를 이루는 배관(10)을 따라 물이 유동되고, 이의 과정에서 외기와 연통된 관로(12)를 통해 상기 배관(10) 내로는 공기가 유입된다.

그리고, 상기와 같이 공기가 함유된 물(혼합수)은 상기 배관(10)을 따라 유동되면서 노즐 어셈블리를 통과하게 된다.

계속해서, 상기 혼합수는 상기 배관(10)에 연결되어 있던 커넥터(20)를 통과하여 노즐 어셈블리를 구성하는 외관 케이스(200) 내로 유동되면서 상기 외관 케이스(200) 내에 직렬로 배치된 각 노즐 몸체(110,120,130) 내부를 순차적으로 통과하게 된다.

이때, 상기 혼합수는 상기 각 노즐 몸체(110,120,130) 중 제1노즐 몸체(110)의 혼합수 유입측에 위치된 걸름망(310)을 통과하는 과정에서 각종 이물질의 제거가 이루어진다.

그리고, 상기와 같이 이물질이 제거된 혼합수는 상기 제1노즐 몸체(110)를 통과하는 도중 해당 제1노즐 몸체(110)의 폐쇄단(111)에 부딪히면서 상기 혼합수에 함유된 기포의 일차적인 분쇄가 이루어지게 되고, 이와 함께 상기 혼합수는 각 배출공(112)을 통과하는 도중 상기 각 배출공(112)이 이루는 경사의 안내를 받으면서 선회하면서 배출되는 과정을 통해 더욱 많은 기포의 생성 즉, 기포의 더욱 미세한 분쇄가 이루어진다. 특히 상기 폐쇄단(111)은 혼합수의 유동 방향으로 갈수록 중앙측 부위가 점차 전방으로 돌출되는 원추형을 이루도록 형성됨을 고려할 때 상기 혼합수의 선회력은 더욱 커지게 되며, 이로 인해 상기 혼합수에 함유된 기포는 잘게 깨지면서 더욱 미세하게 분쇄될 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 선회되면서 다음의 노즐 몸체(이하, “제2노즐 몸체”라 함)(120) 내로 유입되는 혼합수는 해당 노즐 몸체(120) 및 간격 조절링(330) 사이에 충전되어 있는 다수의 세라믹 볼(320)에 부딪히면서 더욱 미세한 기포로 분쇄된다.

이때, 상기 혼합수가 상기 제1노즐 몸체(110)의 각 배출공(112)을 통과하면서 발생된 선회력은 상기한 제2노즐 몸체(120) 내의 각 세라믹 볼(320)을 유동시키게 되고, 이로 인해 상기한 혼합수는 상기 각 세라믹 볼(320)과의 부딪힘 및 이의 과정에서 상기 각 세라믹 볼(320) 간의 부딪힘에 따른 분쇄력에 의해 기포가 더욱 잘게 분쇄되어 미세 기포의 생성이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

특히, 전술한 바와 같이 제2노즐 몸체(120) 내를 통과하면서 재차적으로 분쇄된 혼합수는 상기 제2노즐 몸체(120)의 폐쇄단(121)에 형성된 각 배출공(122)을 통해 다음의 노즐 몸체(이하, “제3노즐 몸체”라 함)(130)로 제공된다. 이때, 상기 제2노즐 몸체(120)의 폐쇄단(121)에 형성된 각 배출공(122)은 제1노즐 몸체(110)의 폐쇄단(111)에 형성된 각 배출공(112)에 비해 그 직경이 더욱 작게 형성됨을 고려할 때 상기 제2노즐 몸체(120)의 배출공(122)을 통해 제3노즐 몸체(130) 내로 제공되는 혼합수는 그에 포함된 기포가 더욱 미세하게 분쇄된다.

뿐만 아니라, 상기 제3노즐 몸체(130) 내로 상기 혼합수가 유입된 이후에도 상기 제3노즐 몸체(130) 내의 각 세라믹 볼(320)과의 부딪힘에 의해 상기 혼합수의 기포는 더욱 미세한 분쇄가 이루어지게 되며, 계속해서 상기 제3노즐 몸체(130)의 각 배출공(132)을 통해 배출되는 과정에서도 추가적인 분쇄가 이루어질 수 있게 된다.

결국, 전술한 일련의 과정에 의해 각 노즐 몸체(110,120,130)를 순차적으로 통과한 혼합수는 기존에 비해 더욱 미세한 크기의 기포를 원하는 장소에 제공하게 된다.

10. 배관 11. 펌프
12. 관로 20. 커넥터
110,120,130. 노즐 몸체 111,121,131. 폐쇄단
112,122,132. 배출공 200. 외관 케이스
310. 걸름망 320. 볼
330. 간격 확보용 링

Claims (8)

1. 내부가 빈 파이프 형상으로 형성되면서 일단은 기체가 함유된 혼합수가 유입되도록 개구됨과 더불어 타단은 상기 혼합수가 부딪히면서 미세 기포가 생성되도록 폐쇄된 폐쇄단을 가지며, 상기 폐쇄단에는 복수의 배출공이 형성됨과 더불어 상기한 각 배출공은 그 혼합수 유입측으로부터 혼합수 유출측으로 갈수록 상기 폐쇄단의 원주 방향을 향해 경사지게 형성되어 이루어진 노즐 몸체를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 노즐 몸체의 폐쇄단은 그 중앙측 부위가 혼합수의 유동 방향을 향해 점차 돌출되는 원추형의 형태를 이루도록 형성됨을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리.
   
3. 제 1 항 또는, 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 노즐 몸체는 복수로 제공됨과 더불어 서로 간은 혼합수의 유동 방향을 따라 직렬로 배치됨을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 직렬로 배치되는 각 노즐 몸체의 배출공은 혼합수의 유동 방향을 기준으로볼 때 혼합수의 유출측에 상대적으로 인접하게 위치되는 노즐 몸체의 배출공이 여타의 노즐 몸체에 형성된 배출공에 비해 더욱 작은 직경을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 직렬로 배치되는 각 노즐 몸체의 외주면을 감싸는 파이프 형태의 외관 케이스가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리.
   
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 직렬로 배치되는 각 노즐 몸체 간의 사이에는 상기 각 노즐 몸체 서로 간을 이격시킴과 더불어 서로 간의 간격을 확보하는 간격 확보용 링이 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리.
   
   
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 직렬로 배치되는 각 노즐 몸체 중 혼합수가 가장 먼저 유입되는 측에 위치되는 어느 한 노즐 몸체의 혼합수 유입측에는 혼합수에 포함된 이물질을 제거하는 걸름망이 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리.
   
   
8. 제 3 항에 있어서,
   상기 직렬로 배치되는 각 노즐 몸체 내에는 그 내부를 통과하는 혼합수 내의 기체와 부딪혀 상기 기체를 더욱 잘게 분쇄하기 위한 다수의 볼(ball)이 충전됨을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치용 노즐 어셈블리.

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