KR101188556B1 - 마이크로 버블 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 원인에 의해 제안된 진공강자흡입펌프(한국특허출원제10-2009-114339호)를 구비하여 공기와 물을 동시에 진공흡수하고 흡수된 공기와 물을 강제적으로 교반하여 마이크로 버블을 발생시킴과 동시에 강제로 압축함으로서 마이크로 버블의 생성효율을 향상시키도록 외부에서 공기와 물이 유입되는 흡입구(1)와 토출되는 토출구(2)가 구비된 펌프실(3)을 가지며 상기 펌프실(3)에는 모터(4)의 축에 끼워져 회전되게 결합되고 외측이 넓고 내측이 좁은 이등변 삼각형 형태의 구획칸이 다수개 형성된 임펠러(5)가 마련되어 임펠러(5)의 회전에 따라 발생된 진공흡입력에 의해 공기와 물이 혼합되면서 펌핑되도록 된 진공강자흡식펌프와; 상기 진공강자흡식펌프의 토출구(2)와 연결된 유입관(6)이 연통되게 결합되어 공기와 물이 혼합된 혼합수를 유입받는 유입구(7)와 상기 혼합수를 배출하도록 된 배출구(8)가 구비된 교반실(9)을 가지며 상기 교반실(9)에는 교반모터(10)의 축에 축설되어 회전되면서 교반실(9)로 유입된 혼합수를 타격하면서 교반하도록 된 다수의 교반날개(11)들이 마련된 교반통(12)으로 이루어지되; 상기 배출구(8)는 교반실(9)의 바닥면에 위치됨과 동시에 상기 교반통(12)은 하부로 갈수록 그 폭이 좁아지는 콘형상으로 이루어지며; 상기 교반통(12)의 하부 외주면에 상기 배출구(8)와 연결되고 점차적으로 그 폭이 작아져 배출구(8)를 통해 배출되는 혼합수의 압력과 유속이 점차적으로 증대되도록 된 압력관(13)이 구비되고; 상기 교반날개(11)의 표면에는 불규칙한 다수의 스크래치(14)가 형성됨과 아울러 교반모터(10)의 축을 중심으로 측방으로 경사지도록 구비된 마이크로 버블 발생장치를 제공한다.

Description

마이크로 버블 발생장치{A MICRO-BUBBLE CREATING DEVICE}

본 발명은 직경이 50μm이하의 미소 기포인 마이크로 버블을 발생시키는 마이크로 버블 발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 원인에 의해 제안된 진공강자흡입펌프(한국특허출원제10-2009-114339호)를 구비하여 공기와 물을 동시에 진공흡수하고 흡수된 공기와 물을 강제적으로 교반하여 마이크로 버블을 발생시킴과 동시에 강제로 압축함으로서 마이크로 버블의 생성효율을 향상시키도록 된 마이크로 버블 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로 버블은 5㎛(마이크로미터,혹은 미크론, 1㎛=0.001㎜) 이하의 눈으로 확인할 수 없는 초미세 기포로써, 일반 버블의 1/2,000 크기로 피부의 모공 25㎛ 보다 미세한 공기 입자이며, 소멸할 때 1) 40KHz의 초음파 발생시키고, 2) 140db의 높은 음압발생시키며, 3) 4,000도~6,000도의 순간적인 고열 발생된다.

즉 일반기포는 물속에서 상승해 표면에서 파열하지만 마이크로 버블은 수중에서 압력에 의해 축소되며 다양한 에너지를 발생시키며 소멸한다.

그리고 상기와 같은 마이크로 버블은 초극미한 거품으로 물과 공기를 격렬하게 회전시키는 경우 주로 발생된다.

이러한 미세기포 발생장치의 일반적인 원리는 1차적으로 액체와 기체를 펌프로 혼합하고, 2차적으로 혼합 유체를 혼합탱크에서 가압한 뒤, 3차적으로 배출노즐을 통해 분사하여 미세기포를 발생시키는 방식이다.

위와 같이 구성된 미세기포 발생장치는, 환경분야의 폐수처리 공정에 적용하여 이물질의 교반폭기, 부상분리, 용존산소율 증대 등으로 극소의 에너지로 약품처리공정을 대폭 축소시키는 효과가 있고, 농업분야의 (수경재배, 지중관수 및 살수농법 등에 사용되는) 농업용수 공급방법으로 활용하여 농작물의 생장촉진, 과실수의 당도증대, 농약을 사용치 않는 친환경농업을 가능케 하고 또한 출고를 위한 세척공정에 적용하여 잔류농약의 분리제거, 살균, 이물질의 부상분리 제거 등으로 농산물 품질향상에 기여한다.

또한, 미세기포 발생장치는 수산양식업의 산소발생수단으로 활용하여 고밀도양식을 위한 용존산소율의 증가과 살균효과 증대로 인한 항생제 사용의 감소를 가능케 하며, 생활용수의 공급라인에 설치하여 무세제 목욕효과나 살균효과 등을 통해 인체의 피부건강의 향상에 기여한다.

그러나 상기와 같은 마이크로 버블을 발생시키는 종래의 장치들은 마이크로 버블의 발생효율이 떨어져 마이크로 버블이 가지는 기능을 온전히 수행하지 못하는 문제점이 있었다.

즉 공기와 물의 혼합과 교반에 의해 마이크로 버블을 발생시킬 때 장치의 거대화 및 복잡화에 따른 비용의 상승은 물론 공기와 물의 혼합 및 교반효율이 낮아 비효율적인 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 본 원인에 의해 제안된 진공강자흡입펌프(한국특허출원제10-2009-114339호)를 구비하여 공기와 물을 동시에 진공흡수하고 흡수된 공기와 물을 강제적으로 교반하여 마이크로 버블을 발생시킴과 동시에 강제로 압축함으로서 마이크로 버블의 생성효율을 향상시키도록 된 마이크로 버블 발생장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 버블 발생장치는 외부에서 공기와 물이 유입되는 흡입구와 토출되는 토출구가 구비된 펌프실을 가지며 상기 펌프실에는 모터의 축에 끼워져 회전되게 결합되고 외측이 넓고 내측이 좁은 이등변 삼각형 형태의 구획칸이 다수개 형성된 임펠러가 마련되어 임펠러의 회전에 따라 발생된 진공흡입력에 의해 공기와 물이 혼합되면서 펌핑되도록 된 진공강자흡식펌프와; 상기 진공강자흡식펌프의 토출구와 연결된 유입관이 연통되게 결합되어 공기와 물이 혼합된 혼합수를 유입받는 유입구와 상기 혼합수를 배출하도록 된 배출구가 구비된 교반실을 가지며 상기 교반실에는 교반모터의 축에 축설되어 회전되면서 교반실로 유입된 혼합수를 타격하면서 교반하도록 된 다수의 교반날개들이 마련된 교반통으로 이루어지되; 상기 배출구는 교반실의 바닥면에 위치됨과 동시에 상기 교반통은 하부로 갈수록 그 폭이 좁아지는 콘형상으로 이루어지며; 상기 교반통의 하부 외주면에 상기 배출구와 연결되고 점차적으로 그 폭이 작아져 배출구를 통해 배출되는 혼합수의 압력과 유속이 점차적으로 증대되도록 된 압력관이 구비되고; 상기 교반날개의 표면에는 불규칙한 다수의 스크래치(scrtch)가 형성됨과 아울러 교반모터의 축을 중심으로 측방으로 경사지도록 구비된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 마이크로 버블 발생장치는 상기 진공강자흡식펌프를 통해 공기와 물이 진공흡수됨과 동시에 진공흡입압력에 의해 강제적으로 혼합되어 1차로 마이크로 버블이 발생됨은 물론 상기 교반통에서 교반날개에 의해 강제적으로 교반됨과 동시에 표면에 형성된 스크래치에 의해 강제로 타격되어 2차로 마이크로 버블의 발생이 활성화된 후 상기 압력관에 의해 그 압력과 유속이 점차적으로 증대되면서 배출되도록 되어 있어, 마이크로 버블의 생성효율을이 향상되는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 마이크로 버블 발생장치를 보인 개략 단면 예시도,
도 2는 도 1에서 도시된 본 실시예에 의한 마이크로 버블 발생장치의 사용상태를 보인 개략 단면 예시도,
도 3 및 도 4는 도 1에서 도시된 본 실시예에 의한 마이크로 버블 발생장치의 일부가 발췌 도시된 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의한 마이크로 버블 발생장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 마이크로 버블 발생장치를 보인 도면으로서, 본 실시예에 의한 마이크로 버블 발생장치는 외부에서 공기와 물이 유입되는 흡입구(1)와 토출되는 토출구(2)가 구비된 펌프실(3)을 가지며 상기 펌프실(3)에는 모터(4)의 축에 끼워져 회전되게 결합되고 외측이 넓고 내측이 좁은 이등변 삼각형 형태의 구획칸이 다수개 형성된 임펠러(5)가 마련되어 임펠러(5)의 회전에 따라 발생된 진공흡입력에 의해 공기와 물이 혼합되면서 펌핑되도록 된 진공강자흡식펌프를 가진다.
상기에서 흡입구(1)를 통해 흡입되는 공기와 물을 통시에 흡입하도록 된 것으로, 임펠러(5)의 회전에 따라 펌프실(3)에 진공흡입력이 발생하면 물을 흡입할 때 주변의 공기가 동시에 흡입된다.
따라서, 별도의 공기유입 수단이 펌프실(3)에 구비되지 않는다.

따라서 상기 진공강자흡식펌프를 통해 공기와 물이 흡입구(1)를 통해 강제적으로 진공흡수됨과 동시에 펌프실(3)에 형성된 진공흡입압력에 의해 강제적으로 혼합되어 마이크로 버블이 1차로 발생된다.

그리고 본 실시예의 마이크로 버블 발생장치에서는 상기 진공강자흡식펌프의 토출구(2)와 연결된 유입관(6)이 연통되게 결합되어 공기와 물이 혼합된 혼합수를 유입받는 유입구(7)와 상기 혼합수를 배출하도록 된 배출구(8)가 구비된 교반실(9)을 가지며 상기 교반실(9)에는 교반모터(10)의 축에 축설되어 회전되면서 교반실(9)로 유입된 혼합수를 타격하면서 교반하도록 된 다수의 교반날개(11)들이 마련된 교반통(12)이 구비된다.

즉 상기 진공강자흡식펌프의 진공흡입압력에 의해 강제적으로 혼합되어 1차로 마이크로 버블이 발생된 혼합수를 상기 교반날개(11)에 의해 강제로 타격되도록 함으로서 교반실(9)에서 마이크로 버블의 발생을 활성시킴에 따라 2차 마이크로 버블의 발생이 일어난다.

또한 본 실시예의 마이크로 버블 발생장치에서 상기 배출구(8)는 교반실(9)의 바닥면에 위치됨과 동시에 상기 교반통(12)은 하부로 갈수록 그 폭이 좁아지는 콘형상으로 이루어진다.

이에 따라 교반실(9)의 내부에서 교반되는 혼합수는 와류형태로 회전하면서 교반됨과 동시에 배출구(8)로 배출된다.

그리고 상기 교반통(12)의 하부 외주면에 상기 배출구(8)와 연결되고 점차적으로 그 폭이 작아져 배출구(8)를 통해 배출되는 혼합수의 압력과 유속이 점차적으로 증대되도록 된 압력관(13)이 구비된다.

따라서 그 압력과 유속이 점차적으로 증대되면서 배출되도록 되어 있어, 마이크로 버블이 전반적으로 균일하게 분포됨은 물론 장시간 유지된다.

또한 상기 교반날개(11)의 표면에는 불규칙한 다수의 스크래치(scrtch)(14)가 형성됨과 아울러 교반모터(10)의 축을 중심으로 측방으로 경사지도록 구비되어 있어, 상기 스크래치(14)와 축이 경사진 교반날개(11)에 의해 교반날개(11) 및 교반날개(11)의 표면에서 캐비테이션이 발생되어 마이크로 버블이 더욱 효과적으로 발생된다.

상기에서 교반통(12)에는 미 도시된 산소발생기에 의해 발생된 산소기체를 공급하는 인젝터(15)가 마련되는 것이 바람직하다.

그리고 상기한 진공강자흡식펌프 및 교반통(12)은 저면에 이송바퀴(16)가 구비된 판상의 기체(17)에 고정설치되는 것이 바람직하다.

이하, 본 실시예에 의한 마이크로 버블 발생장치의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 실시예의 마이크로 버블 발생장치의 사용상대를 보인 도면으로, 본 실시예의 마이크로 버블 발생장치는 상기 진공강자흡식펌프의 흡입구(1)를 통해 외부에서 공기 및 물을 공급받는다.

이와 같이 흡입구(1)를 통해 펌프실(3)로 공급된 공기와 물은 임펠러(5)에 의해 강제적으로 진공압축 및 교반, 타격됨과 동시에 되어 토출구(2)로 토출되면서 1차적으로 혼합되어 마이크로 버블을 함유한 혼합수로 형성된다.

이와 같이 마이크로 버블이 형성된 혼합수는 진공강자흡식펌프의 진공펌핑에 의해 교반통(12)으로 공급된다.

이때 상기 인젝터(15)에 의해 산소가 동시에 유입된다.

상기와 같이 교반실(9)로 공급된 혼합수 및 산소 기체는 상기 교반날개(11)의 의해 교반되면서 타격되어 혼합됨과 아울러 2차적으로 마이크로 버블이 발생된다.

이때 상기 교반날개(11)의 표면에 형성된 스크래치(14)와 축이 경사진 교반날개(11)에 의해 교반날개(11) 및 교반날개(11)의 표면에서 캐비테이션이 발생되어 마이크로 버블이 더욱 효과적으로 발생된다.

이와 같이 교반실(9)에서 2차저으로 마이크로 버블이 형성된 혼합수는 배출구(8)로 배출되어 압력관(13)으로 유도되어 점차적으로 압력과 유속이 증대되면서 외부로 배출된다.

따라서 압력과 유속이 점차적으로 증대되면서 혼합수가 배출되도록 되어 있어, 마이크로 버블이 전반적으로 균일하게 분포됨은 물론 장시간 유지된다.

1 : 흡입구, 2 : 토출구,
3 : 펌프실, 4 : 모터,
5 : 임펠러, 6 : 유입관,
7 : 유입구, 8 : 배출구,
9 : 교반실, 10 : 교반모터,
11 : 교반날개, 12 : 교반통,
13 : 압력관, 14 : 스크래치,
15 : 인젝터, 16 : 이송바퀴,
17 : 기체.

Claims (1)

1. 외부에서 공기와 물이 유입되는 흡입구와 토출되는 토출구가 구비된 펌프실을 가지며 상기 펌프실에는 모터의 축에 끼워져 회전되게 결합되고 외측이 넓고 내측이 좁은 이등변 삼각형 형태의 구획칸이 다수개 형성된 임펠러가 마련되어 임펠러의 회전에 따라 발생된 진공흡입력에 의해 공기와 물이 혼합되면서 펌핑되도록 된 진공강자흡식펌프와;
   상기 진공강자흡식펌프의 토출구와 연결된 유입관이 연통되게 결합되어 공기와 물이 혼합된 혼합수를 유입받는 유입구와 상기 혼합수를 배출하도록 된 배출구가 구비된 교반실을 가지며 상기 교반실에는 교반모터의 축에 축설되어 회전되면서 교반실로 유입된 혼합수를 타격하면서 교반하도록 된 다수의 교반날개들이 마련된 교반통으로 이루어지되;
   상기 배출구는 교반실의 바닥면에 위치됨과 동시에 상기 교반통은 하부로 갈수록 그 폭이 좁아지는 콘형상으로 이루어지며;
   상기 교반통의 하부 외주면에 상기 배출구와 연결되고 점차적으로 그 폭이 작아져 배출구를 통해 배출되는 혼합수의 압력과 유속이 점차적으로 증대되도록 된 압력관이 구비되고;
   상기 교반날개의 표면에는 불규칙한 다수의 스크래치(scrtch)가 형성됨과 아울러 교반모터의 축을 중심으로 측방으로 경사지도록 구비된 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치

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