KR101153290B1

KR101153290B1 - 액체 속 나노버블 용존량 증가장치

Info

Publication number: KR101153290B1
Application number: KR1020120000473A
Authority: KR
Inventors: 심성경
Original assignee: 심성경
Priority date: 2012-01-03
Filing date: 2012-01-03
Publication date: 2012-06-07

Abstract

본 발명은 본 발명은 저기압 탱크와 고기압 탱크를 구비하고 상기 저기압 탱크와 고기압 탱크의 하단을 고기압발생관과 저기압발생관으로 연결하되 상기 고기압발생관에는 모터와 버블발생장치를 형성하고, 저기압발생관에는 저기압발생수단을 형성함으로써 저기압 탱크의 액체를 고기압탱크로 보낼 때는 모터에 의해 버블발생장치로 부터 발생한 버블과 함께 보내도록 하고, 고기압탱크의 액체는 저기압발생수단에 의해 고기압탱크로 유입된 액체의 양보다 적게 배출되도록 하여 고기압탱크에는 고기압이, 저기압탱크에는 저기압이 발생할 수 있도록 구성된 액체 속 나노버블 용존량 증가장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 모터와 버블발생장치에 의해 고기압탱크에 마이크로버블과 나노버블이 함께 용존하도록 하되, 상기 마이크로버블과 나노버블이 함께 용존된 고기압탱크의 액체를 저기압발생관을 통해 저기압탱크로 보내게 되면 마이크로버블은 부상되어 와해되고 나노버블만 용존상태를 유지하도록 한 다음 다시 나노버블만 용존된 액체를 고기압발생관을 통해 고기압탱크로 역시 모터와 버블발생장치를 거쳐 보내는 루틴(routine)을 반복해서 실행함으로써 결국 액체 속 마이크로버블을 제거한 만큼 나노버블의 존재공간을 넓히고, 또 나노버블의 비율도 늘려 액체 속 나노버블의 용존량을 획기적으로 증대시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

액체 속 나노버블 용존량 증가장치{A nano size bubble producing device in the water}

본 발명은 액체 속 나노버블 용존량 증가장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체 속에 최대한 많은 나노버블을 용존시킴으로써 나노버블의 특성을 최대로 살릴 수 있는 액체 속 나노버블 용존량 증가장치에 관한 것이다.

최근 버블(기포)에 대한 여러 가지 작용 효과가 알려지면서 상기한 버블을 이용한 다양한 연구가 진행되고 있다.

상기 버블은 그 직경에 따라서 밀리 버블, 마이크로 버블, 마이크로 나노버블 및 나노버블로 분류할 수 있는데, 마이크로버블(Micro Bubble)은 기포의 직경이 10~수십㎛, 적어도 30㎛ 이하의 미소기포를 말하며, 마이크로나노버블(Micro Nano Bubble)은 수백㎚~10㎛의 미세기포를 말하며, 나노버블(Nano Bubble)은 수백㎚ 이하의 초미세기포를 말한다.

통상의 일반기포인 밀리 버블은 물속에서 빠른 속도로 상승해 표면에서 파열하는 것과 달리, 나노버블은 부피가 작은 만큼 부력을 적게 받아 수면으로의 상승속도가 매우 느려 수중에 오랜 시간 동안 기포상태를 유지하게 되고, 특히 기체용해효과와 자기가압효과, 대전효과 등의 특성을 가지고 있어 하수처리관련시설 고도정수처리시설, 토양정화, 수산업 농업분야, 배수처리 세정 등의 다양한 분야로의 응용 가능성이 높다.
종래 액체 속에 나노버블 용존시키기 위한 장치로는 물을 펌핑하며, 펌핑시 중심부가 진공상태를 이루는 펌프 ; 상기 펌프를 구동하기 위한 구동원 ; 그리고 상기 진공상태의 중심부와 대기 사이의 기압차를 이용하여 상기 물에 공기를 공급하기 위한 에어 공급 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 에어 버블 발생 장치가 특허출원 제1997-011590호로 출원되어 있다.

그러나 상기한 상기 서술한 바와 같이, 액체 속에 나노버블 용존시키기 위한 장치는 단순히 액체 속에 나노버블을 불어 넣어 나노버블을 액체 속에 용존시키기 위한 구성만을 가질 뿐, 지속적으로 액체 속에 나노버블의 용존량을 증가시키는 구성은 구비하고 있지 않다.
따라서 나노버블은 여러 분야에서 그 유용성이 기대되고 있으며, 액체 속에 나노버블이 많이 용존된 상태일 수록 나노버블의 특성을 최대한 활용할 수 있는 것이어서 액체 속에 충분한 나노버블을 용존시킬 수 있는 장치의 개발이 매우 절실한 실정이다.

상기와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명은 저기압 탱크와 고기압 탱크를 구비하고 상기 저기압 탱크와 고기압 탱크의 하단을 고기압발생관과 저기압발생관으로 연결하되 상기 고기압발생관에는 모터와 버블발생장치를 형성하고, 저기압발생관에는 저기압발생수단을 형성함으로써 저기압 탱크의 액체를 고기압탱크로 보낼 때는 모터에 의해 버블발생장치로 부터 발생한 버블과 함께 보내도록 하고, 고기압탱크의 액체는 저기압발생수단에 의해 고기압탱크로 유입된 액체의 양보다 적게 배출되도록 하여 고기압탱크에는 고기압이, 저기압탱크에는 저기압이 발생할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 모터와 버블발생장치에 의해 고기압탱크에 마이크로버블과 나노버블이 함께 용존하도록 하되, 상기 마이크로버블과 나노버블이 함께 용존된 고기압탱크의 액체를 저기압발생관을 통해 저기압탱크로 보내게 되면 마이크로버블은 부상되어 와해되고 나노버블만 용존상태를 유지하도록 한 다음 다시 나노버블만 용존된 액체를 고기압발생관을 통해 고기압탱크로 역시 모터와 버블발생장치를 거쳐 보내는 루틴(routine)을 반복해서 실행함으로써 결국 액체 속 마이크로버블을 제거한 만큼 나노버블의 존재공간을 넓히고, 또 나노버블의 비율도 늘려 액체 속 나노버블의 용존량을 획기적으로 증대시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 있어서 나노버블의 용존량을 늘이는 작용을 보이기 위한 참고도.

이하, 본 발명에 따른 액체 속 나노버블 용존량 증가장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 저기압 탱크(110)와 고기압 탱크(120)를 구비하고 상기 저기압 탱크(110)와 고기압 탱크(120)의 하단을 고기압발생관(130)과 저기압발생관(140)으로 연결하되 상기 고기압발생관(130)에는 모터(131)와 버블발생장치(132)를 형성하고, 저기압발생관(140)에는 저기압발생수단을 형성함으로써 저기압 탱크(110)의 액체를 고기압탱크(120)로 보낼 때는 모터(131)에 의해 버블발생장치(132)로 부터 발생한 버블과 함께 보내도록 하고, 고기압탱크(120)의 액체는 저기압발생수단에 의해 고기압탱크(120)로 유입된 액체의 양보다 적게 배출되도록 하여 고기압탱크(120)에는 고기압이, 저기압탱크(110)에는 저기압이 발생할 수 있도록 구성된다.

본 발명에 있어서 모터(131)의 가동 전에는 저기압 탱크(110)와 고기압 탱크(120)의 내부 압력은 모두 대기압 상태여서 처음부터 저기압 탱크(110) 내부 압력이 저기압 상태가 아니고, 고기압 탱크(120)의 내부 압력이 고기압 상태가 아니다.

그러나 모터(131)를 가동하면서 저기압 탱크(110)의 액체를 고기압발생관(130)을 통해 고기압 탱크(120) 쪽으로 보내되, 고기압 탱크(120)의 액체의 배출량을 저기압 탱크(110)로 부터 유입되는 액체의 양보다 줄이게 되면 고기압 탱크(120)는 고기압 상태가 된다. 이때 고기압 탱크(120)의 배출되는 액체의 양을 줄이기 위해 고기압 탱크(120)에 연결된 저기압발생관(140)에는 저기압발생수단을 형성하여야 한다.

상기 저기압발생수단은 다양한 방법이 구사될 수 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이 직경이 큰 고기압발생관(130)과 상기 고기압발생관(130)의 직경 보다 작은 직경의 저기압발생관(140)으로 구성할 수도 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 고기압 탱크(120)로 부터 저기압 탱크(110)로 액체가 배출되는 관, 즉 저기압발생관(140)의 중간부에 형성한 저기압발생부(141)로 구성될 수도 있다. 상기 저기압발생부(141)의 내부에는 통공(142)이 형성되는데, 상기 저기압발생부(141)의 고기압 탱크(120)에 연결된 부분의 통공은 직경이 크고, 저기압 탱크(110)에 연결된 부분의 통공은 고기압 탱크(120)에 연결된 통공의 직경보다 작게 형성되어야 하다.

결국 구조는 다를 수 있어도 본 발명에 있어서 저기압발생수단은 고기압 탱크(120)에서 저기압 탱크(110)로 배출되는 액체의 양을 줄이는 기능을 한다면 모두 무방하다.

이때 모터(131)는 고기압발생관(130) 중간에 설치되어 저기압 탱크(110)의 액체를 고기압 탱크(120) 쪽으로 보내게 되는데, 상기 모터(131)와 고기압 탱크(120) 사이에는 버블발생장치(132)가 설치되어 버블발생장치(132)로 부터 발생한 버블을 저기압 탱크(110)로 부터 고기압 탱크(120)로 향하는 액체와 함께 보내게 된다.

결국 이처럼 고기압 탱크(120)의 액체와 기체의 유입량은 점차 늘어나는데 비해 배출되는 액체와 기체의 높아지는데 저기압발생수단에 의해 고기압 탱크(120)로 부터 배출되는 액체와 기체의 양은 즐어들게 되면서 결국 고기압 탱크(120)의 내부는 고기압상태로 변하게 된다.

이처럼 고기압상태의 고기압 탱크(120)로 버블발생장치(132)로 부터 발생한 버블이 유입되면서 나노버블과 마이크로 버블 및 그 보다 큰 버블들이 함께 존재하게 되는데 상기 버블들이 다시 저기압 탱크(110)로 순환하면서 저기압 탱크(110)의 저기압상태에 의해 액체(물)) 속에 용존되어 있던 마이크로 버블 및 그 보다 큰 버블들은 부상되어 탱크 상부에 존재하는 기체에 포함되면서 액체 속에는 나노상태의 버블만 남게 된다. 상기 나노버블을 함유하는 저기압 탱크(110)의 액체는 다시 모터(131)에 의해 버블발생장치(132)로 부터 발생하여 유입된 버블들과 함께 고기압 탱크(120)로 이동하게 된다.

상기와 같이 버블이 저기압 탱크(110)와 고기압 탱크(120)를 반복적으로 순환하면서 루틴(routine)을 반복한 횟수에 비례하여 액체 속에는 마이크로버블이 제거된 만큼의 공간이 확보되어 나노버블의 존재공간이 넓어지게 되고, 결국 나노버블의 비율도 늘어나게 되어 액체 속 나노버블의 용존량을 획기적으로 증대시킬 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명이 비록 한정된 실시예에 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 가능하다 할 것이다.

110: 저기압 탱크 120: 고기압 탱크
130: 고기압발생관 131: 모터
132: 버블발생장치 140: 저기압발생관
141: 저기압발생부 142: 통공

Claims

저기압 탱크(110)와 고기압 탱크(120)를 구비하고 상기 저기압 탱크(110)와 고기압 탱크(120)의 하단을 고기압발생관(130)과 저기압발생관(140)으로 연결하되 상기 고기압발생관(130)에는 모터(131)와 버블발생장치(132)를 형성하고, 저기압발생관(140)에는 저기압발생수단을 형성함으로써 저기압 탱크(110)의 액체를 고기압탱크(120)로 보낼 때는 모터(131)에 의해 버블발생장치(132)로 부터 발생한 버블과 함께 보내도록 하고, 고기압탱크(120)의 액체는 저기압발생수단에 의해 고기압탱크(120)로 유입된 액체의 양보다 적게 배출되도록 하여 고기압탱크(120)에는 고기압이, 저기압탱크(110)에는 저기압이 발생할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 액체 속 나노버블 용존량 증가장치.
청구항 1에 있어서, 상기 저기압발생수단은 직경이 큰 고기압발생관(130)과 직경이 고기압발생관(130) 보다 작게 형성한 저기압발생관(140)으로 구성됨을 특징으로 하는 액체 속 나노버블 용존량 증가장치.
청구항 1에 있어서, 상기 저기압발생수단은 통공(142)을 구비하는 저기압발생부(141)로 이루어지되, 상기 통공(142)은 고기압 탱크(120)에 연결된 부분의 직경이 크고, 저기압 탱크(110)에 연결된 부분의 직경은 고기압 탱크(120)에 연결된 통공의 직경보다 작게 형성되도록 구성됨을 특징으로 하는 액체 속 나노버블 용존량 증가장치.