KR101227586B1

KR101227586B1 - 미세기포 발생장치 및 방법

Info

Publication number: KR101227586B1
Application number: KR1020110060682A
Authority: KR
Inventors: 김숙구
Original assignee: 김숙구
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2013-01-29
Also published as: KR20130000154A

Abstract

미세기포 발생장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 기포를 포함하는 물이 내부공간으로 일정속도로 공급되는 적어도 하나의 유입구를 구비하는 외부 케이싱 ; 상기 외부 케이싱의 내부공간에 회전가능하게 배치되고, 상기 기포를 포함하는 물이 접하는 외부면에 복수개의 관통공을 구비하고, 상기 관통공을 통과하는 물을 상기 외부케이싱의 외부로 배출하는 배출구를 구비하는 회전체 ; 상기 회전체를 일정속도로 회전시키는 구동력을 제공하는 구동원; 을 포함하고, 상기 기포를 포함하는 물의 공급속도와 상기 회전체의 회전속도간의 차이에 의해서 상기 관통공을 통해 회전체의 내부로 빠져나가는 기포를 보다 작은 크기로 기포화하고, 미세화된 기포를 포함하는 물을 상기 배출구를 통해 외부로 배출한다.

Description

미세기포 발생장치 및 방법{Nano Bubble Gererating Device and Method}

본 발명은 미세기포를 발생하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 활용도가 다양한 미세기포를 저비용 및 고효율로 다량 발생시킬 수 있고, 사용하고자 하는 용도에 맞추어 기포크기를 간편하게 조절할 수 있는 미세기포 발생장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 미세기포는 물과 공기만을 이용한 친환경적 에너지원으로 1/100 밀리미터에서 1/1000 밀리미터의 아주 작은 거품으로 장치에서 만들어지게 된다.

이러한 미세기포는 보통 거품과는 달리 직경이 1 내지 50μm(마이크로 미터) 인 매우 미세한 크기를 갖는 기포이다.

색은 우윳빛으로 미세한 거품이 연속으로 터지면서 수중에서 축소해 소멸함과 함께 동시에 매우 느린 속도로 상승하면서 40Khz의 초음파를 포함한 충격파가 시속 400㎞의 속도, 다량의 음이온발생, 순간적인 고열을 발생시키면서 다양한 효과를 유발하는 성질이 있다고 알려져 있어 이를 이용하여 다양한 응용기술을 개발할 수 있다.

미세기포는 인체의 혈액 순환을 도울 수 있다는 실험결과로 인해 미세기포를 이용한 온천은 오존을 포함한 물로 살균 효과와 생물에 대한 활성 효과가 인정되어 의료나 건강, 식품가공, 농업 용수, 어류 양식장 등에서의 활용이 기대되고 있다.

또한, 야채, 과일의 세척기술에서는 표면에 잔류하는 각종 농약성분을 제거할 수 있고, 인체의 피부에 잔재하는 노폐물을 용이하게 배출시킴으로써 피부미용에 탁월한 효과는 물론, 인체의 근육 마사지와 이완시킴으로써 피로회복에 도움을 주는 기능이 알려지고 있다.

이러한 미세기포의 다양한 기능을 이용하기 위한 미세기포 발생장치들이 다양한 형태로 개시되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0748580호에는 수조에 채워진 물을 펌프로 입배기함과 함께 소량의 공기를 주입시키면서 고압으로 압축하여 수조로 배기하면서 다공을 뚫은 노즐을 통과하는 동안 마찰 등에 따른 마이크로 크기의 미세기포를 발생하는 것이 개시되어 있다.

이러한 종래의 미세기포 발생장치는 수조의 물을 펌핑하여 순환하기 위한 펌프와 순환수에 공기를 공급하기 위한 공기공급밸브 그리고 압축통을 구비함과 동시에 배기 측에는 고압축수가 배출되면서 다공을 통과하고 마찰되어 마이크로버블을 대량으로 발생시키기 위하여 특수하게 제작된 마이크로 노즐이 별도로 구성되어야 한다.

그러나, 종래의 미세기포 발생장치는 특수제작된 마이크로 노즐을 통해 고압수를 통과시켜야만 하기 때문에 제한된 시간에 다량의 미세기포를 발생하는 한계가 있고, 전체적인 장치의 구조가 복잡하여 제조원가를 절감하는데 한계가 있었다.

또한, 응용기술의 사용용도에 따라 미세기포의 크기를 조절해야만 하는 경우, 이를 간편하고 세밀하게 조절하기 곤란한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 미세기포를 저비용 및 고효율로 다량 발생시킬 수 있고 사용하고자 하는 용도에 맞추어 기포크기를 간편하게 조절할 수 있는 미세기포 발생장치 및 방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 기포를 포함하는 물이 내부공간으로 일정속도로 공급되는 적어도 하나의 유입구를 구비하는 외부 케이싱 ; 상기 외부 케이싱의 내부공간에 회전가능하게 배치되고, 상기 기포를 포함하는 물이 접하는 외부면에 복수개의 관통공을 구비하고, 상기 관통공을 통과하는 물을 상기 외부케이싱의 외부로 배출하는 배출구를 구비하는 회전체 ; 상기 회전체를 일정속도로 회전시키는 구동력을 제공하는 구동원; 을 포함하고, 상기 기포를 포함하는 물의 공급속도와 상기 회전체의 회전속도간의 차이에 의해서 상기 관통공을 통해 회전체의 내부로 빠져나가는 기포를 보다 작은 크기로 기포화하고, 미세화된 기포를 포함하는 물을 상기 배출구를 통해 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 유입구는 상기 외부케이싱의 외주면과 접하는 접선방향으로 기포를 포함하는 물을 공급할 수 있도록 구비된다.

바람직하게, 상기 회전체는 상기 관통공을 관통형성한 외부면이 일정곡률을 갖는 원주면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 파형 단면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 산형 단면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 호형단면과 경사단면이 반복적으로 구비되는 몸체로 이루어진다.

바람직하게, 상기 외부케이싱과 회전체사이의 공간은 상기 회전체의 내부공간의 체적과 동일하거나 작은 크기를 갖도록 구비된다.

바람직하게, 상기 회전체는 상기 외부케이싱의 내부면과 회전체의 외부면 사이로 공급되는 기포를 포함하는 물의 공급방향과 동일한 방향으로 회전되거나 서로 반대방향으로 회전된다.

더욱 바람직하게, 상기 회전체는 상기 외부케이싱의 내부면과 회전체의 외부면 사이로 공급되는 기포를 포함하는 물의 유체흐름 공급속도보다 상대적으로 빠른 속도로 회전되거나 상대적으로 느린 속도로 회전된다.

바람직하게, 상기 회전체의 회전속도를 가변제어하거나 상기 유입구와 연결되는 유체공급라인을 통해 기포를 포함하는 물을 공급하는 공급속도를 가변제어하는 제어부를 추가 포함한다.

또한, 본 발명은 일정크기의 내부공간을 갖는 외부케이싱의 유입구를 통하여 기포를 포함하는 물을 공급하는 단계 ; 상기 기포를 포함하는 물이 접하는 외부면에 복수개의 관통공을 관통형성한 회전체를 구동원의 구동력에 의해 상기 외부 케이싱의 내부공간에서 일방향으로 회전시키는 단계 ; 및 상기 기포를 포함하는 물의 공급속도와 상기 회전체의 회전속도간의 차이에 의해서 상기 관통공을 통해 회전체의 내부로 빠져나가는 기포를 분할하여 기포크기를 미세화하고, 미세화된 기포를 포함하는 물을 상기 회전체에 형성된 배출구를 통하여 외부로 배출하는 단계를 포함하는 미세기포 발생방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 기포를 포함하는 물을 공급하는 단계는 상기 외부케이싱의 외주면과 접하는 접선방향으로 구비되는 유입구를 통하여 기포를 포함하는 물을 공급한다.

바람직하게, 상기 회전체는 상기 관통공을 관통형성한 외부면이 일정곡률을 갖는 원주면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 파형 단면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 산형 단면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 호형 단면과 경사단면이 반복적으로 구비되는 몸체로 이루어진다.

바람직하게, 상기 회전체는 상기 구동원과 전기적으로 연결되는 제어부의 제어신호에 의해서 회전속도를 가변제어하거나 상기 유입구와 연결된 유체공급라인을 통해 공급되는 기포를 포함하는 물은 상기 유체공급라인과 연결되는 펌핑부재와 전기적으로 연결되는 제어부의 제어신호에 의해서 기포를 포함하는 물의 공급속도를 가변제어한다.

바람직하게, 상기 기포를 포함하는 물의 공급속도가 일정하고, 상기 회전체의 회전속도가 기포를 포함하는 물의 공급속도보다 상대적으로 빠른 초기조건에서 상기 회전체의 회전속도를 더욱 빠르게 하거나 느리게 조절함으로써 상기 관통공을 통해 빠져나가는 기포의 선단이 분할되는 시기를 더욱 빠르게 하거나 더욱 느리게 하여 미세기포의 크기를 초기조건보다 보다 작게 하거나 보다 크게 조절할 수 있다.

바람직하게, 상기 회전체의 회전속도가 일정하고, 상기 기포를 포함하는 물의 공급속도가 상기 회전체의 회전속도가 보다 상대적으로 빠른 초기조건에서 상기 물의 공급속도를 더욱 빠르게 하거나 느리게 조절함으로써 상기 관통공을 통해 빠져나가는 기포의 선단이 분할되는 시기를 더욱 빠르게 하거나 더욱 느리게 하여 미세기포의 크기를 초기조건보다 더욱 작게 하거나 보다 크게 조절할 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 또한, 외부케이싱의 유입구를 통하여 기포를 포함하는 물을 공급하고, 외부면에 관통공을 관통형성한 회전체를 구동원의 구동력에 의해서 외부 케이싱의 내부공간에서 회전시킴으로써, 기포를 포함하는 물의 공급속도와 회전체의 회전속도간의 차이에 의해서 관통공을 통하여 회전체의 내부로 기포가 완전히 빠져나가기 전에 기포를 분할하여 기포를 작은 크기로 미세화한 다음 배출구를 통하여 외부로 배출할 수 있기 때문에, 미세기포를 저비용 및 고효율로 다량으로 발생시킬 수 있는 것이다.

또한, 회전체의 회전속도를 가변조절하고 기포를 포함하는 물의 공급속도를 가변조절하여 기포의 크기를 간편하고 정확하게 조절할 수 있기 때문에 사용용도에 맞추어 미세기포의 크기를 가변시켜 응용기술을 다양하게 활용할 수 있는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세기포 발생장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세기포 발생장치를 도시한 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세기포 발생장치를 도시한 것으로서, a)는 정면도이고, b)는 측면도이다.
도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세기포 발생장치를 도시한 것으로서, a)는 저면도이고, b)는 평면도이다.
도 5(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세기포 발생장치에 채용되는 회전체의 다양한 형태의 단면상태도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세기포 발생장치에서 미세기포를 발생하는 상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 더욱 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 미세기포 발생장치(100)는 외부케이싱(110), 회전체(120) 및 구동원(130)을 포함한다.

상기 외부 케이싱(110)은 공기와 같은 기체와 물과 같은 액체가 내부로 일정속도로 공급되도록 일정크기의 내부공간을 갖는 대략 원통구조물로 이루어질 수 있다.

이러한 외부 케이싱(110)의 몸체 외부면에는 공기와 더불어 물을 외부로부터 일정세기의 공급압력으로 공급받아 내부공간으로 공급할 수 있도록 적어도 하나의 유입구(112)를 구비한다.

상기 유입구(112)는 일방향으로 회전하는 회전체(120)를 내부공간에 구비하는 외부케이싱(110)의 외주면과 접하는 접선방향으로 기포를 포함하는 물을 공급할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 유입구(112)는 공기와 물이 혼합된 유체를 공급하는 유체공급라인(115)과 연결되는 하나의 유입구로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 외부케이싱(110)의 외부면에 복수개의 유체공급라인(115)과 각각 연결되도록 복수개로 구비될 수 있다.

상기 유체공급라인(115)에는 상기 외부 케이싱(110)의 내부공간으로 공기와 물을 일정세기의 공급압력 및 공급속도로 공급하는 펌핑부재(150)와 연결된다.

상기 외부케이싱(110)은 상기 회전체(120)가 내부배치되는 일정크기의 내부공간을 형성할 수 있도록 상부플랜지(111a)를 갖는 상부케이싱(111)과, 하부플랜지(113a)를 갖는 하부케이싱(113)간의 상하합형에 의해서 구성될 수 있다.

여기서, 상기 유입구(112)는 상기 상부케이싱(111)의 외부면에 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 하부케이싱(113)의 외부면에 구비될 수 있다.

상기 상부케이싱(111)의 상부면 중앙에는 상기 구동원(130)의 회전축(132)이 배치되는 상부조립공(116)을 관통형성하고, 상기 하부케이싱(113)의 바닥면 중앙에는 상기 회전체(120)의 배출구(124)로 부터 연장되는 배출관(126))이 배치되는 하부조립공(117)을 관통형성한다.

상기 회전체(120)는 상기 외부 케이싱(110)의 내부공간에 회전가능하게 배치되고, 일정크기의 내부공간을 갖는 원통형 회전구조물이며, 상기 기포를 포함하는 물이 접하는 회전체(120)의 몸체 외부면에는 상기 외부케이싱의 내부면과 상기 회전체의 외부면사이로 공급된 기포를 포함하는 물이 상기 회전체(120)의 내부공간으로 통과할 수 있도록 복수개의 관통공(122)을 관통형성한다.

상기 관통공(122)은 상기 외부 케이싱(110)의 수직한 외부면과 대응하는 회전체(120)의 외부면에 형성되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 외부면 전체에 형성될 수도 있다.

상기 회전체(120)는 상부면에 상기 구동원의 구동축과 연결되는 축연결구(121)를 구비하고, 하부면에는 상기 관통공을 통하여 회전체의 내부공간으로 유입되면서 미세화된 버블과 더불어 물을 외부 케이싱(120)의 외부로 배출할 수 있도록 하는 배출구(125)로부터 일정길이 연장되는 배출관(126)을 구비한다.

상기 회전체(120)는 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 상기 관통공(122)이 관통형성되는 외부면이 일정곡률을 갖는 원주면으로 구비되는 몸체(120a)로 이루어질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 물을 포함하는 물과 회전체의 외부면간의 접촉면적을 확대하여 관통공을 통과하면서 발생하는 미세기포의 발생량을 증대시킬 수 있도록 도 5(b)에 도시한 바와 같이 상기 관통공(122)이 관통형성되는 외부면이 파형 단면으로 구비되는 몸체(120b)로 이루어지거나 도 5(c)에 도시한 바와 같이, 상기 관통공(122)이 관통형성되는 외부면이 산형 단면으로 구비되는 몸체(120c)로 이루어지거나 도 5(d)에 도시한 바와 같이, 상기 관통공(122)이 관통형성되는 외부면이 호형단면과 경사단면이 반복적으로 구비되는 몸체(120d)로 이루어질 수 있다.

상기 구동원(130)은 전원인가시 상기 외부케이싱(110)의 내부공간에 배치된 회전체(120)를 일방향으로 일정속도로 회전시키는 구동력을 제공하는 모터부재로 구비될 수 있다.

이러한 구동원(130)은 상기 외부케이싱(110)의 상부면에 지지부재(134)를 매개로 하여 수직하게 설치되고, 상기 지지부재(134)는 회전구동시 발생하는 진동을 흡수하여 소음발생을 최소화할 수 있도록 고무와 같은 진동흡수부재(135)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구동원(130)의 구동축(132)은 외부케이싱(110)의 상부면에 형성된 상부조립공(116)을 통하여 회전체(120)의 축연결구(121)와 연결되는바, 상기 상부조립공(116)에는 상기 외부케이싱(110)의 내부로 공급되는 기포를 포함하는 물이 외부로 유출되는 것을 방지하면서 상기 구동축(132)의 회전을 지지하는 상부베어링부재(136)를 구비한다.

그리고, 상기 회전체(120)의 배출관(126)이 배치되는 하부조립공(117)에도 상기 외부케이싱(110)의 내부로 공급되는 기포를 포함하는 물이 외부로 유출되는 것을 방지하면서 상기 배출관(126)의 회전을 지지하는 하부베어링부재(137)를 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 배출관(126)은 로타리밸브(128)를 매개로 하여 미세기포 배출라인(129)과 연결된다.

한편, 상기 구동원(130)에 의해서 일방향 회전되는 회전체(120)는 상기 외부케이싱(110)의 내부면과 회전체(120)의 외부면 사이로 공급되는 기포를 포함하는 물의 공급방향과 동일한 방향으로 회전되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 서로 반대방향으로 회전될 수 있다.

이때, 상기 회전체(120)의 회전속도는 상기 구동원과 전기적으로 연결되는 제어부(140)에서 전송되는 제어신호에 의해서 상기 외부케이싱(110)의 내부면과 회전체(120)의 외부면 사이로 공급되는 기포를 포함하는 물의 유체흐름 공급속도보다 상대적으로 빠르게 하거나 상대적으로 느리게 할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 미세기포 발생장치(100)를 이용하여 나노 또는 마이크로 단위의 미세한 크기를 갖는 기포를 발생시키고자 하는 경우, 먼저 상기 외부케이싱(110)과 연결된 유체공급라인(115)을 통하여 기포를 포함하는 물을 일정세기의 압력으로 가압하여 공급하게 되면, 상기 유체공급라인(115)과 연결된 유입구(112)를 통하여 외부케이싱(110)의 내부로 기포를 포함하는 물이 일정세기의 공급압력과 공급속도로 공급하게 된다.

그리고, 상기 외부케이싱(110)의 내부공간에 배치된 회전체(120)는 전원인가시 구동축을 회전구동시키는 구동원(130)의 구동력에 의해서 기포를 포함하는 물의 공급방향과 동일한 일방향으로 회전하게 된다.

이때, 상기 회전체(120)의 회전속도(V1)는 상기 기포를 포함하는 물의 유체흐름 공급속도(V2)보다 상대적으로 빠른 속도로 회전시킨다.

이러한 경우, 상기 외부케이싱(110)의 내부면과 상기 회전체(120)의 외부면사이로 상기 유입구(112)를 통하여 공급되는 물에 포함된 공기방울인 기포는 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 외부케이싱(110)과 회전체(120)사이의 공간에서의 압력과 상기 회전체의 내부압력간의 압력차이와 물의 공급압력에 의해서 상기 회전체(120)의 외부면에 밀착된다.

이어서, 상기 회전체(120)의 외부면에 밀착된 기포는 상기 회전체(120)의 외부면에 형성된 유일통로인 관통공(122)을 통하여 회전체의 내부로 진입하게 되어 빠져 나오게 된다.

이때, 상기 회전체(120)가 일방향으로 회전되는 회전속도(V1)가 상기 기포를 포함하는 물이 상기 외부케이싱과 회전체사이의 공간으로 공급되어 흐르는 공급 속도(V2)보다 상대적으로 빠르기 때문에, 상기 기포는 상기 관통공(122)을 통해 완전히 빠져나오기 전에 기포의 선단이 작은 크기로 분할되어 상기 관통공(122)을 통해 진입되기 전의 기포보다 크기가 작은 미세기포로 전환되는 것이다.

그리고, 상기 회전체(120)의 외부면에 형성된 복수개의 관통공(122)을 통과하는 기포를 상기 회전체(120)의 회전속도와 상기 기포를 포함하는 물의 공급속도간의 차이에 의해서 외부케이싱(110)의 내부로 진입된 초기의 기포의 크기보다 작은 크기를 갖도록 미세하게 기포화하여 상기 회전체(120)의 내부공간에 채우게 된다.

연속하여, 상기 회전체(120)의 내부공간에 채워지는 미세기포를 포함하는 물은 상기 회전체(120)의 바닥면에 관통형성된 유일통로인 배출구로부터 연장되는 배출관(126)을 통하여 상기 외부케이싱(110)의 외부로 배출되는 것이다.

또한, 상기 회전체(120)의 관통공(122)을 통해 빠져나가는 기포의 선단을 분할하여 미세기포를 생성하는 과정에서 미세화되는 기포의 크기를 조절하고자 하는 경우, 상기 기포를 포함하는 물의 공급속도(V2)가 일정하고, 상기 회전체(120)의 회전속도(V1)가 기포를 포함하는 물의 공급속도(V2)보다 상대적으로 빠른 초기조건에서 상기 회전체(120)의 회전속도를 더욱 빠르게 하면 상기 관통공(122)을 통해 빠져나가는 기포의 선단이 분할되는 시기를 더욱 빠르게 하여 미세기포의 크기를 초기조건보다 보다 작게 할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 회전체(120)의 회전속도를 느리게 하면 상기 관통공(122)을 통해 빠져나가는 기포의 선단이 분할되는 시기를 더욱 느리게 하여 미세기포의 크기를 더욱 크게 할 수 있는 것이다.

이에 따라, 상기 회전체(120)를 회전구동시키는 구동원의 구동을 제어하는 제어부에서 전송되는 제어신호에 의해서 상기 외부케이싱(110)과 회전체(120)사이의 공간으로 공급되는 유체의 공급속도를 근거로 하여 상기 회전체(120)의 회전속도를 빠르게 하거나 느리게 가변시킴으로써 상기 관통공(122)을 통과하면서 분할되는 기포의 크기를 간편하고 정확하게 조절할 수 있는 것이다.

반대로, 상기 회전체(120)가 일방향으로 회전되는 회전속도(V1)를 일정하게 유지하고, 이러한 회전속도(V1)보다 상기 외부케이싱(110)과 회전체(120)사이의 공간으로 공급되는 기포를 포함하는 물의 공급 속도(V2)가 상대적으로 빠르게 되면, 상기와 마찬가지로 상기 관통공을 통과하는 기포를 회전속도와 공급속도간의 차이에 의해서 미세하게 기포화할 수 있다.

또한, 이러한 조건에서 상기 회전체(120)의 관통공(122)을 통해 빠져나가는 기포의 크기를 조절하고자 하는 경우, 상기 기포를 포함하는 물의 공급속도가 상기 회전체(120)의 회전속도가 보다 상대적으로 빠른 초기조건에서 상기 물의 공급속도를 더욱 빠르게 하면 상기 관통공(122)을 통해 빠져나가는 기포의 선단이 분할되는 시기를 더욱 빠르게 하여 미세기포의 크기를 초기조건보다 더욱 작게 할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 기포를 포함하는 물의 공급속도를 느리게 하면 상기 관통공(122)을 통해 빠져나가는 기포의 선단이 분할되는 시기를 더욱 느리게 하여 미세기포의 크기를 초기조건보다 더욱 크게 할 수 있는 것이다.

이에 따라, 상기 유체공급라인(115)을 통해 기포를 포함하는 물을 공급하는 펌핑부재(150)의 구동을 제어하는 제어부(140)에서 전송되는 제어신호에 의해서 상기 회전체(120)의 회전속도(V1)를 근거로 하여 상기 외부케이싱(110)과 회전체(120)사이의 공간으로 공급되는 유체의 공급속도(V2)를 빠르게 하거나 느리게 가변시킴으로써 상기 관통공(122)을 통과하면서 분할되는 기포의 크기를 간편하고 정확하게 조절할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 외부케이싱(110)의 내부면과 회전체(120)의 내부면사이에 형성되는 외측공간은 상기 관통공(122)을 통하여 기포가 회전체의 내부로 자연스럽게 빠져나올 수 있는 서로 압력조건을 부여할 수 있도록 상기 회전체(120)의 내부공간의 체적과 동일하거나 작은 크기를 갖도록 설정하는 것이 바람직하다.

상기 외측공간과 상기 회전체(120)의 내부공간에는 압력을 측정하여 상기 제어부로 전송하여 상기 회전체(120)를 회전구동시키는 제어신호와 상기 펌핑부재(150)에 의해서 물을 펌핑하는 제어신호를 설정하는 판단기준으로 활용할 수도 있다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110 : 외부케이싱 112 : 유입구
115 : 유체공급라인 120 : 회전체
122 : 관통공 125 : 배출구
126 : 배출관 130 : 구동원
132 : 구동축 140 : 제어부
150 : 펌핑부재

Claims

기포를 포함하는 물이 내부공간으로 일정속도로 공급되는 적어도 하나의 유입구를 구비하는 외부 케이싱 ;
상기 외부 케이싱의 내부공간에 회전가능하게 배치되고, 상기 기포를 포함하는 물이 접하는 외부면에 복수개의 관통공을 구비하고, 상기 관통공을 통과하는 물을 상기 외부케이싱의 외부로 배출하는 배출구를 구비하는 회전체 ;
상기 회전체를 일정속도로 회전시키는 구동력을 제공하는 구동원; 을 포함하고,
상기 기포를 포함하는 물의 공급속도와 상기 회전체의 회전속도간의 차이에 의해서 상기 관통공을 통해 회전체의 내부로 빠져나가는 기포를 보다 작은 크기로 기포화하고, 미세화된 기포를 포함하는 물을 상기 배출구를 통해 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치.
제1항에 있어서,
상기 유입구는 상기 외부케이싱의 외주면과 접하는 접선방향으로 기포를 포함하는 물을 공급할 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치.
제1항에 있어서,
상기 회전체는 상기 관통공을 관통형성한 외부면이 일정곡률을 갖는 원주면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 파형 단면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 산형 단면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 호형단면과 경사단면이 반복적으로 구비되는 몸체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치.
제1항에 있어서,
상기 외부케이싱과 회전체사이의 공간은 상기 회전체의 내부공간의 체적과 동일하거나 작은 크기를 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체는 상기 외부케이싱의 내부면과 회전체의 외부면 사이로 공급되는 기포를 포함하는 물의 공급방향과 동일한 방향으로 회전되거나 서로 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치.
제5항에 있어서,
상기 회전체는 상기 외부케이싱의 내부면과 회전체의 외부면 사이로 공급되는 기포를 포함하는 물의 유체흐름 공급속도보다 상대적으로 빠른 속도로 회전되거나 상대적으로 느린 속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체의 회전속도를 가변제어하거나 상기 유입구와 연결된 유체공급라인을 통해 기포를 포함하는 물을 공급하는 공급속도를 가변제어하는 제어부를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치.
일정크기의 내부공간을 갖는 외부케이싱의 유입구를 통하여 기포를 포함하는 물을 공급하는 단계 ;
상기 기포를 포함하는 물이 접하는 외부면에 복수개의 관통공을 관통형성한 회전체를 구동원의 구동력에 의해 상기 외부 케이싱의 내부공간에서 일방향으로 회전시키는 단계 ; 및
상기 기포를 포함하는 물의 공급속도와 상기 회전체의 회전속도간의 차이에 의해서 상기 관통공을 통해 회전체의 내부로 빠져나가는 기포를 분할하여 기포크기를 미세화하고, 미세화된 기포를 포함하는 물을 상기 회전체에 형성된 배출구를 통하여 외부로 배출하는 단계를 포함하는 미세기포 발생방법.
제8항에 있어서,
상기 기포를 포함하는 물을 공급하는 단계는 상기 외부케이싱의 외주면과 접하는 접선방향으로 구비되는 유입구를 통하여 기포를 포함하는 물을 공급하는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생방법.
제8항에 있어서,
상기 회전체는 상기 관통공을 관통형성한 외부면이 일정곡률을 갖는 원주면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 파형 단면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 산형 단면으로 구비되는 몸체로 이루어지거나 호형 단면과 경사단면이 반복적으로 구비되는 몸체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생방법.
제8항에 있어서,
상기 외부케이싱과 회전체사이의 공간은 상기 회전체의 내부공간의 체적과 동일하거나 작은 크기를 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체는 상기 외부케이싱의 내부면과 회전체의 외부면 사이로 공급되는 기포를 포함하는 물의 공급방향과 동일한 방향으로 회전되거나 서로 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생방법.
제12항에 있어서,
상기 회전체는 상기 외부케이싱의 내부면과 회전체의 외부면 사이로 공급되는 기포를 포함하는 물의 유체흐름 공급속도보다 상대적으로 빠른 속도로 회전되거나 상대적으로 느린 속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체는 상기 구동원과 전기적으로 연결되는 제어부의 제어신호에 의해서 회전속도를 가변제어하거나 상기 유입구와 연결된 유체공급라인을 통해 공급되는 기포를 포함하는 물은 상기 유체공급라인과 연결되는 펌핑부재와 전기적으로 연결되는 제어부의 제어신호에 의해서 기포를 포함하는 물의 공급속도를 가변제어하는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기포를 포함하는 물의 공급속도가 일정하고, 상기 회전체의 회전속도가 기포를 포함하는 물의 공급속도보다 상대적으로 빠른 초기조건에서 상기 회전체의 회전속도를 더욱 빠르게 하거나 느리게 조절함으로써 상기 관통공을 통해 빠져나가는 기포의 선단이 분할되는 시기를 더욱 빠르게 하거나 더욱 느리게 하여 미세기포의 크기를 초기조건보다 보다 작게 하거나 보다 크게 조절하는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체의 회전속도가 일정하고, 상기 기포를 포함하는 물의 공급속도가 상기 회전체의 회전속도가 보다 상대적으로 빠른 초기조건에서 상기 물의 공급속도를 더욱 빠르게 하거나 느리게 조절함으로써 상기 관통공을 통해 빠져나가는 기포의 선단이 분할되는 시기를 더욱 빠르게 하거나 더욱 느리게 하여 미세기포의 크기를 초기조건보다 더욱 작게 하거나 보다 크게 조절하는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생방법.