KR101135079B1 - 기체 용해 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기체 용해 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액체 유동관에 설치된 복수 개의 구획판들에 의해 기체와 액체의 충돌 및 혼합이 이루어지도록 함으로써, 액체에 대한 기체 용해도를 증가시킬 수 있는 기체 용해 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기체 용해 장치는, 액체가 공급되는 액체 유동관; 상기 액체 유동관과 통하도록 연결되어 상기 액체 유동관에 기체를 공급하는 기체 유동관; 양단이 폐쇄되고, 상기 액체 유동관을 둘러싸는 기액 혼합부; 상기 기액 혼합부의 내부에서 상기 액체 유동관의 길이 방향을 따라 상기 액체 유동관과 상기 기액 혼합부를 구획하는 제 1 구획판들; 상기 기액 혼합부의 내부에서 상기 제 1 구획판들 사이에 위치되되, 상기 액체 유동관의 길이 방향을 따라 상기 액체 유동관과 상기 기액 혼합부를 구획하는 제 2 구획판들을 포함하되, 상기 액체 유동관의 외면에 상기 제 1 구획판들 및 상기 제 2 구획판들에 의해 구획된 공간마다 적어도 하나의 관통 개구가 형성되고, 상기 액체 유동관의 외면과 상기 기액 혼합부의 내면 사이에 위치된 상기 제 1 구획판의 영역에 적어도 하나의 관통 개구가 형성되며, 상기 액체 유동관의 내부에 위치된 상기 제 2 구획판의 영역에 적어도 하나의 관통 개구가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

기체 용해 장치{DEVICE FOR DESOLVING GAS INTO WATER}
본 발명은 기체 용해 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액체 유동관에 설치된 복수 개의 구획판들에 의해 기체와 액체의 충돌 및 혼합이 이루어지도록 함으로써, 액체에 대한 기체 용해도를 증가시킬 수 있는 기체 용해 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기체가 용해된 액체(예를 들어, 탄산수)를 제조하기 위해서는 액체 용기의 입구에 기체 주입 노즐을 삽입하고, 밀봉 부재로 액체 용기의 입구를 밀봉시킨 상태에서, 액체 용기 속에 기체를 소정의 압력으로 유입시켜 기체가 액체에 용해되도록 하여 제조하였다.
그러나, 이러한 종래의 기체 용해 방법은 기체 주입 노즐을 사용하여 기체를 액체에 직접 분사시켜 제조하는 것으로서, 기체의 액체에 대한 접촉 면적이 기체 분사 영역에 한정되어, 효율적으로 기체를 액체에 용해시키지 못한다는 문제점이 존재하였다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액체 유동관의 경로를 차단하는 복수 개의 구획판들에 의해 기체와 액체의 충돌 및 혼합이 이루어지도록 함으로써, 액체에 대한 기체의 용해도를 증가시킬 수 있는 기체 용해 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 기체 용해 장치는, 액체가 공급되는 액체 유동관; 상기 액체 유동관과 통하도록 연결되어 상기 액체 유동관에 기체를 공급하는 기체 유동관; 양단이 폐쇄되고, 상기 액체 유동관을 둘러싸는 기액 혼합부; 상기 기액 혼합부의 내부에서 상기 액체 유동관의 길이 방향을 따라 상기 액체 유동관과 상기 기액 혼합부를 구획하는 제 1 구획판들; 상기 기액 혼합부의 내부에서 상기 제 1 구획판들 사이에 위치되되, 상기 액체 유동관의 길이 방향을 따라 상기 액체 유동관과 상기 기액 혼합부를 구획하는 제 2 구획판들을 포함하되, 상기 액체 유동관의 외면에 상기 제 1 구획판들 및 상기 제 2 구획판들에 의해 구획된 공간마다 적어도 하나의 관통 개구가 형성되고, 상기 액체 유동관의 외면과 상기 기액 혼합부의 내면 사이에 위치된 상기 제 1 구획판의 영역에 적어도 하나의 관통 개구가 형성되며, 상기 액체 유동관의 내부에 위치된 상기 제 2 구획판의 영역에 적어도 하나의 관통 개구가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 액체 유동관의 관통 개구는 상기 액체 유동관의 외주면을 따라 복수개가 배열되며, 상기 제 1 구획판의 관통 개구는 상기 액체 유동관의 외주면을 따라 복수개가 배열되고, 상기 제 2 구획판의 관통 개구는 상기 액체 유동관의 내경과 동일한 크기의 관통 개구인 것이 바람직하다.
상기 기체 유동관은 상기 기액 혼합부의 외부에서 상기 액체 유동관과 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기체 용해 장치는, 액체와 기체의 유동 경로를 증가시켜 기체가 액체와 접촉할 수 있는 시간을 증가시킴으로써, 액체에 대한 기체의 용해도를 증가시키게 된다.
또한, 본 발명에 따른 기체 용해 장치는, 액체와 기체가 이들의 유동 경로를 차단하는 구획판에 충돌하며 유동경로가 변경되고, 이러한 충돌에 의해 액체와 기체의 접촉면적이 순간적으로 증가하게 되므로 액체에 대한 기체의 용해도를 증가시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 기체 용해 장치의 구조를 도시하는 개략적인 도면이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 기체 용해 장치를 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 기체 용해 장치의 구조를 도시하는 개략적인 도면이다.
본 발명에 따른 기체 용해 장치는 액체 유동관(10), 기체 유동관(20), 기액 혼합부(30), 제 1 구획판(40) 및 제 2 구획판(50)으로 이루어진다.
액체가 공급되는 액체 유동관(10)과 기체가 공급되는 기체 유동관(20)은 상호 연결된다. 액체 유동관(10)을 따라 출구(12)를 향해 유동하는 액체에는 기체가 분사되며, 기체가 포함된 액체는 본 발명에 따른 기체 용해 장치를 통과하면서 상호 간의 접촉 시간과 접촉 면적을 증가시키며, 이에 따라 액체에 대한 기체 용해도가 증가하게 된다.
액체 유동관(10)은 파이프 형태의 부재인 것이 바람직하며, 그 외주면에는 관통 개구들(11)이 외주면을 따라 일 세트(12)가 배열되고, 액체 유동관(10)의 길이 방향을 따라 복수개의 관통 개구 세트들(12)이 상호 이격되어 배열된다.
액체 유동관(10)은 양단이 폐쇄된 기액 혼합부(30)에 의해 둘러싸인다. 기체 유동관(20)은 기액 혼합부(30) 외부에서 액체 유동관(10)과 연결되므로, 기액 혼합부(30)에는 기체가 포함된 액체가 유입되게 된다.
기액 혼합부(30)는 원기둥형 탱크인 것이 바람직하며, 그 내부에는 제 1 구획판(40)과 제 2 구획판(50)이 번갈아 위치되며, 액체 유동관(10)과 기액 혼합부(30)를 복수개의 공간으로 구획한다.
제 1 구획판(40)과 제 2 구획판(50)에 의해 구획된 공간마다 관통 개구 세트(12)가 위치되고, 기액 혼합부(30)의 양단 측에는 제 1 구획판(40)이 위치되는 것이 바람직하다.
제 1 구획판(40)은 액체 유동관(10)의 외부에 위치된 영역에 관통 개구들(41)을 가진다. 관통 개구들(41)은 액체 유동관(10)의 외주면을 따라 원형으로 복수개가 배열되는 것이 바람직하다.
제 2 구획판(50)은 액체 유동관(10)의 내부에 위치된 영역에 관통 개구(51)를 가진다. 관통 개구(51)는 액체 유동관(10)의 내경과 동일한 내경을 가지는 원형 개구인 것이 바람직하지만, 복수개의 관통 개구들이 액체 유동관(10)의 내부에 위치된 영역에 배열될 수도 있다.
기체를 포함한 액체(이하, "기액 유체"라 칭함)의 유동을 살펴보면, 액체 유동관(10)을 통해 기액 혼합부(30)로 유입된 기액 유체는 제 1 구획판(40)에 충돌하게 된다. 충돌하며 기체와 액체의 혼합이 이루어지며, 기액 유체는 관통 개구(11)를 통해 액체 유동관(10)의 밖으로 배출된다.
기액 유체는 기액 혼합부(30)의 내면에 충돌하며 다시 한번 기체와 액체가 혼합되며, 이후 기액 유체는 제 1 구획판(40)의 관통 개구(41)를 통해 제 2 구획판 쪽으로 유동하게 된다. 기액 유체는 제 2 구획판(50)에 충돌하며 기체와 액체의 혼합이 이루어지고, 기액 유체는 액체 유동관(10)의 관통 개구(11)를 통해 액체 유동관(10)의 내부로 유동하게 된다.
액체 유동관(10)의 내부로 유입된 기액 유체는 상호 충돌이 이루어지며, 제 2 구획판(50)의 관통 개구(51)를 통해 그 다음에 위치한(즉, 출구(12)측에 위치한) 제 1 구획판(40) 방향으로 유동하게 된다. 이후의 기액 유체의 유동 형태는 앞에서 설명한 형태대로 반복되며 최종적으로 액체 유동관(10)의 출구(12)를 통해 배출된다.
이러한 과정을 거치면서, 기체와 액체는 수많은 충돌을 겪게 되고, 이와 함께 액체 유동관(10)에 대해 관통 개구(11)를 통해 유입과 유출을 반복하면서 그 이동 경로가 증가하게 되므로, 액체와 기체의 접촉 시간 및 접촉 면적이 증가하게 되며, 이에 따라 액체에 대한 기체의 용해도가 크게 향상된다.
위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명으로부터 얻어질 수 있는 많은 변형과 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형과 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.
10: 액체 유동관
11: 관통 개구
12: 출구
20: 기체 유동관
30: 기액 혼합부
40: 제 1 구획판
41: 관통 개구
50: 제 2 구획판
51: 관통 개구

Claims (3)

  1. 액체 내에 기체를 용해시키는 기체 용해 장치에 있어서,
    액체가 공급되는 액체 유동관;
    상기 액체 유동관과 통하도록 연결되어 상기 액체 유동관에 기체를 공급하는 기체 유동관;
    양단이 폐쇄되고, 상기 액체 유동관을 둘러싸는 기액 혼합부;
    상기 기액 혼합부의 내부에서 상기 액체 유동관의 길이 방향을 따라 상기 액체 유동관과 상기 기액 혼합부를 구획하는 제 1 구획판들;
    상기 기액 혼합부의 내부에서 상기 제 1 구획판들 사이에 위치되되, 상기 액체 유동관의 길이 방향을 따라 상기 액체 유동관과 상기 기액 혼합부를 구획하는 제 2 구획판들을 포함하되,
    상기 액체 유동관의 외면에 상기 제 1 구획판들 및 상기 제 2 구획판들에 의해 구획된 공간마다 적어도 하나의 관통 개구가 형성되고,
    상기 액체 유동관의 외면과 상기 기액 혼합부의 내면 사이에 위치된 상기 제 1 구획판의 영역에 적어도 하나의 관통 개구가 형성되며,
    상기 액체 유동관의 내부에 위치된 상기 제 2 구획판의 영역에 적어도 하나의 관통 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 기체 용해 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 유동관의 관통 개구는 상기 액체 유동관의 외주면을 따라 복수개가 배열되며,
    상기 제 1 구획판의 관통 개구는 상기 액체 유동관의 외주면을 따라 복수개가 배열되고,
    상기 제 2 구획판의 관통 개구는 상기 액체 유동관의 내경과 동일한 크기의 관통 개구인 것을 특징으로 하는 기체 용해 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기체 유동관은 상기 기액 혼합부의 외부에서 상기 액체 유동관과 연결되는 것을 특징으로 하는 기체 용해 장치.
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