KR101231689B1 - 기포공급장치 - Google Patents

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KR101231689B1
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Abstract

본 발명은 액체 중에서 회전 가능하게 지지된 회전체를 갖고, 이 회전체의 표면으로부터 액체에 기체를 주입하는 기체주입부와, 기포의 원료가 되는 기체를 상기 기체주입부에 공급하는 기체공급관과, 상기 기체주입부를 액체 속에서 회전시키는 회전구동장치를 구비하되, 상기 기체주입부를 회전시키는 기체공급관을 모터의 회전자에 내접시키고, 상기 기체공급관과 상기 기체주입부를 상기 모터의 케이스 내에 배치시킨 기포공급장치를 기포공급대상부에 접속시킴으로써, 단순한 구조를 갖고서 회전부재를 액체 중 또는 외부에 노출시키지 않아, 생명체의 부상을 방지함과 동시에 외부의 이물질로부터 회전부재를 보호하여 구동부에서의 고장을 방지시킬 수 있고, 더욱이, 유체에 선회류를 강제적으로 부여하는 일 없이, 종래보다 작은 기포를 용이하게 대량으로 발생시킬 수 있다.

Description

기포공급장치{bubble supplying apparatus}
본 발명은 기포공급장치에 관한 것으로서, 기포가 필요되는 수족관, 욕조, 링겔병, 주사기, 등의 액중에 기포를 공급하는 장치에 관한 것이다.
액중에 기포를 공급하는 장치는 액체 중에 기체를 강제적으로 주입하여 액체 중에 기포를 공급하는 장치이다.
기포는 액체에 존재하는 기체의 주머니를 뜻한다.
기포 직경이 100 ㎛ 정도인 작은 기포는 마이크로 기포라고 불리고, 통상 직경의 기포에 비하여 체적 표면적이 크며 액체 중의 체류 시간이 길기 때문에, 기액 계면에서의 물량 수송이나 화학 반응, 물리적 특성, 화학적 특성을 이용한 여러가지 응용이 기대되고 있다.
일반적으로, 마이크로 기포를 발생시키는 기포발생기에서는, 다공질체를 통해 액체에 기체를 불어넣는 방법이 이용되고 있다.
이러한 기포발생기로서는, 압축기 등의 기체 공급 장치로부터 물이 흐르는 관에 다공질체를 통해 기체를 공급함으로써, 미세한 기포를 발생시키는 것이 있다.
또한, 최근 개발된 기포발생기에서는, 기포 표면에 전단력을 가하여 기포를 잘게 나누는 방법을 이용하는 것이 많다.
이러한 기포발생기로서는, 원추형의 공간을 갖는 용기 본체와, 상기 공간의 내벽 원주면의 일부에 그 접선 방향으로 개구된 가압 액체 도입구와, 상기 원추형 공간의 바닥부에 개구된 기체 도입 구멍과, 상기 원추형 공간의 꼭대기부에 개구된 선회 기액 도출 구멍으로 구성된 선회식 기포발생기가 있다.
하지만, 다공질체를 이용한 기포발생기에서는, 다공질체로부터 기포가 잘 이탈되지 않기 때문에, 발생하는 기포가 다공질체의 구멍 직경보다 커져, 작은 기포를 발생시킬 수 없는 것이 큰 문제가 되어 왔다.
또한, 다공질체를 회전시키는 방법으로서는, 회전의 영향이 작은 회전축 중심 부근으로 부터 큰 기포가 발생하기 때문에, 최적의 조건에서도 발생하는 기포의 직경은 0.4 ㎜ 정도가 한계였다.
이와 관련하여, 선회식 기포발생기에서는, 기포 표면에 전단력을 가하기 때문에, 작은 기포를 발생시킬 수 있다. 그러나, 유체에 선회류를 강제적으로 부여하기 위해, 원추형의 용기 본체에 기체를 가압하여 공급하기 때문에, 압력 손실이 커지며, 다공질체를 이용한 경우와 비교하여, 액체 중의 기포의 비율이 낮아진다고 하는 것이 문제로 남아 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 한국등록특허 제10-1157719호(공고일자 2012년 6월 20일)에 기재된 바와 같이, 수조 외측에 배치된 모터의 축력축에 풀리를 개재하여 구동적으로 회전하는 기체공급관의 토출구를 수조 내에 배치하고 그 토출구에 기체주입구를 유통가능하게 접속시켜 정체되어 있는 수조 내의 물과 회전하고 있는 기포 간의 상대운동에 의해 발생된 전단력에 의해 미세 기포가 발생되도록 하는 방안이 제안되고 있지만, 회전하고 있는 기체공급관과 기체주입구가 수조 내에 3차원적으로 노출되어 있어서, 수조 내의 물고기 등의 생명체에 위협을 제공하고, 수조 밖에 배치된 기체공급관 부위, 풀리, 벨트 등이 외부에 노출되어 있어서, 회전하고 있는 기체공급관 부위, 풀리, 벨트에 사람이 접촉하면 부상을 당할 수 있어서, 사람이 접근할 수 없는 폐쇄적인 공간에 배치될 수 밖에 없고, 비닐, 실, 띠형상부 등이 상기 기체공급관 부위, 풀리, 벨트 등에 감겨지게 되면 기포발생기의 고장을 유발하여, 결국 이용될 수 있는 적용 범위에 한계가 있다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 유체에 선회류를 강제적으로 부여하는 일 없이, 작은 기포를 대량으로 용이하게 발생시킬 수 있도록 하기 위한 기체공급관과 기포주입관을 구조적으로 그리고 구동적으로 단순화시키면서 모터의 케이스로 보호할 수 있는 기포공급장치를 수조의 액체 중에 접속시는 것에 과제를 가진다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 종래보다 작은 기포를 대량으로 용이하게 발생시킬 수 있도록 한 기포공급장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 액체 중에서 회전 가능하게 지지된 회전체를 갖고, 이 회전체의 표면으로부터 액체에 기체를 주입하는 기체주입부와, 기포의 원료가 되는 기체를 상기 기체주입부에 공급하는 기체공급관과, 상기 기체주입부를 액체 속에서 회전시키는 회전구동장치를 구비하되, 상기 기체주입부를 회전시키는 기체공급관을 모터의 회전자에 내접시키고, 상기 기체공급관과 상기 기체주입부를 상기 모터의 케이스 내에 배치시킨 기포공급장치를 기포공급대상부에 접속시킴으로써 상기 목적을 해결할 수 있다.
본 발명은 상기 목적으로 해결할 수 있는 구성에 더하여, 회전하고 있는 기체주입부 앞에 다공의 기포절단판을 비회전가능하게 배치시킴으로써 상기 다른 목적을 해결할 수 있다.
본 발명의 과제해결수단에 따르면, 단순한 구조를 갖고서 회전부재를 액체 중 또는 외부에 노출시키지 않아, 생명체의 부상을 방지함과 동시에 외부의 이물질로부터 회전부재를 보호하여 구동부에서의 고장을 방지시킬 수 있고, 더욱이, 유체에 선회류를 강제적으로 부여하는 일 없이, 종래보다 작은 기포를 용이하게 대량으로 발생시킬 수 있다.
본 발명은, 욕조, 수족관, 양식장, 수영장, 링거병, 주사기 등에 작은 기포로 된 기포를 공급하여, 화학 반응, 물리적 반응 등을 야기시키는 데에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예의 기포공급장치를 도시한 개념도,
도 2는 본 발명의 제2실시예의 기포공급장치를 도시한 개념도,
도 3은 도 2의 기포절단부에 대한 측면도,
도 4는 본 발명의 제3실시예의 기포공급장치를 도시한 개념도,
도 5는 간격조절수단의 다른 일예를 도시한 도면,
도 6은 간격조절수단의 다른 일예를 도시한 도면,
도 7은 도 3의 기체주입부의 지지상태를 도시한 도면,
도 8는 본 발명의 제4실시예의 기포공급장치를 도시한 개념도, 및
도 9는 도 8의 기포절단부에 대한 정면도.
이하, 본 발명에 따른 제1실시예의 기포공급장치가 도 1을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1에 있어서, 부호 100은 예를 들면 물이 담겨진 수조와 같은 기포공급대상부를 나타낸다.
상기 기포공급대상부(100) 내의 액체 중에 기포공급장치가 접속되어 있다.
상기 기포공급장치는 물이 담겨져 있고 연직방향으로 기다란 탱크(1)를 포함하고 있다.
상기 탱크(1)의 하단에는 액체공급원의 액체가 유입되는 유입관(1a)이 구비되어 있고, 상기 탱크(1)의 상단에는 탱크(1) 내의 액체와 기포를 기포공급대상부(100)로 공급시키는 토출관(1b)이 구비되어 있다. 상기 토출관(1b)은 기포공급대상부의 액체 중에 접속되어 있다.
상기 유입관와 토출관(1a, 1b) 각각에는 밸브가 개재되어 있다.
상기 탱크(1)의 액체 중에는, 회전체로 이루어지는 기체주입부(2)가 배치되어 있다. 이 기체주입부(2)에는 관형회전축(3)이 유통가능하게 접속되어 있다.
상기 관형회전축(3)의 기단부는 탱크(1) 밖에 배치된 스위블 조인트(4)에 접속되어 있다. 이 스위블 조인트(4)에는 기체공급관(5)이 접속되어 있고, 기체공급관(5)으로부터 보내져 오는 기체는, 스위블 조인트(4), 관형 회전축(3)을 통해 기체주입부(2)에 공급된다. 이 경우, 기체주입부(2)에는, 복수의 미세한 구멍이 뚫려 있고, 기체는 미세한 구멍으로부터 탱크(1)의 물에 주입된다.
상기 기체주입부(2)는 중공의 원판이 이용되고 있고, 그 내부에는 공동(11)이 형성되어 있다. 상기 원판의 선단면부에는 일정 직경의 기체주입구멍(12)이 일정 패턴으로 복수개 개구되어 있다.
상기 관형회전축(3)에는 보조탱크(1)의 외측에 구비된 브래킷에 고정된 모터(8)가 결합되어 있으며, 상기 모터(8)는 탱크(1) 밖에 배치되어 있다.
상기 모터(8)는 케이스(81) 내에 내접된 고정자(82), 상기 고정자(82)에 대하여 방사상 안쪽으로 일정 공극을 갖고서 내접된 관형회전자(83)를 포함하고 있다.
상기 관형회전축(3)은 상기 관형 회전자(83)에 고정적으로 내접되어 상기 케이스(81)에 베어링을 개재하여 회전가능하게 장착되어 있다.
또한, 상기 케이스(81)에는 선단이 상기 탱크(1)의 상부벽을 관통하여 상기 관형 회전축(3)을 따라 뻗어서 상기 관형회전축(3)과 상기 기체주입부(2)를 둘레방향으로 에워싸고 있는 외관(85)의 기단이 고정되어 있고, 상기 외관(85)의 선단에는 상기 기체주입부(2)가 베어링을 개재하여 회전가능하게 내접되어 있다.
또한, 상기 보조탱크(1)의 상부에는 내부를 외부와 선택적으로 통기시키는 통기관(1)이 구비되어 있다.
상기와 같이 구성된 기포공급장치는 다음과 같이 작동될 수 있다.
먼저, 유입관(1a)을 통하여 액체가 토출관(1b)의 레벨의 액면(수면)이 될 때까지 탱크(1) 내로 유입되게 된다.
그 다음, 기체공급관(5)으로부터 기체주입부(2)에 기체를 공급하면, 이 기체주입부(2)로부터 분출된 기체와 탱크(1) 내의 액체의 충돌과정에서 풍선현상이 나타나며 이 과정에 기포가 발생한다. 기체주입부(2)가 탱크(1)의 물 속에서 정지하고 있는 상태에서는, 기체의 압력만에 의하여 만들어지는 기포의 입자 직경이 비교적 크다.
따라서 모터(8)를 구동하고, 모터(8)의 회전자(83)를 통하여 관형회전축(3)에 회전구동시키면, 기체주입부(2)를 구성하는 회전체가 소정의 회전수로 회전한다.
이때, 기체주입부(2)가 회전함으로써, 기체주입구멍(12)으로부터 나와 기체주입부(2)의 표면 및 그 근처에 존재하는 기포에는 탱크의 액체와의 상대 운동에 의해 전단력이 가해지고, 그 전단력에 의해 기체와 액체의 충돌 시간차가 생기며, 기체주입부(2)의 회전수가 증가될 수록 기체주입구멍(12)에서 나온 기체와 액체 표면의 시간차가 좁아지며, 시간차가 좁아 질수록 기포의 직경은 미세화되고, 기포의 양은 증가된다.
그 다음, 상기 탱크(1) 내에서 증가된 기포는 유입관(1a)를 경유하여 탱크(1) 바닥에 위치된 액체에 주입되게 됨에 따라, 탱크(1) 내의 수면 위로 상승되어 토출관(1b)를 경유하여 기포공급대상부(100)의 액제 중으로 공급되게 된다.
또한, 상기 제1실시예의 기포공급장치는 모터의 회전자에 내접 고정된 관형 회전축(3)이 출력축을 담당하게 함으로써, 기포공급장치의 구동부가 모듈화되어 구조적으로 단순화되고, 회전부재인 기체주입부(2)와 기체공급관(3)이 물 중에 또는 외부에 3차원적으로 노출시키지 않아 회전부재로 인한 물의 강제적인 선회류을 방지하고, 회전부재로 인한 생명체의 부상을 방지함과 동시에 외부의 이물질로부터 회전부재를 보호하여 구동부에서의 고장을 방지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 탱크(1)에 용이하게 장착되어 구비될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 제2실시예의 기포공급장치가 도 2를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 2에는 본 제2실시예의 기포공급장치가 도시되어 있으며, 제1실시예와 같은 구성요소를 포함하고 있지만, 기포절단부(70)를 더 포함하고 있다.
상기 기포절단부(70)는 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)에 대하여 면접촉한 상태에서 상기 외관(85)의 선단에 고정적으로 내접되어 있다. 상기 기포절단부(70)에는 복수개의 관통구멍(74)이 형성되어 있다.
상기 기포절단부(70)의 복수개의 관통구멍(74)이 도 3에 도시된 바와 같이, 슬롯형 구멍으로 되어 있으면, 회전하고 있는 상기 선단면부(22)의 기체주입구멍(12)을 통하여 분출되는 기체를 많은 절단 횟수를 가지고서 절단하여 많은 양의 기체를 액체와 충돌하게 하여 보다 미세한 기포를 다량으로 발생시킬 수 있다는 점에서 바람직하다.
상기 기포절단부(70)와 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)가 면접촉하여 상기 선단면부(22)가 회전운동하면서 상기 기포절단부(70)에 대하여 미끄럼운동하기 때문에, 상기 기포절단부(70)와 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)에 열이 발생되어 상기 기포절단부(70)와 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)가 변형될 수 있으므로, 상기 기포절단부(70)와 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)가 서로 면접촉하는 면은 매끄러운 면을 갖거나 테프론재질로 코팅되는 것이 바람직하다.
상기 제2실시예의 액체 중의 기포공급장치에 의하면, 기체주입부(2)의 기체주입구멍(12)으로부터 기체가 나와 바로 기포절단부(70)의 복수개의 관통구멍(74)을 관통하면서 상기 관통구멍(74)에 의해 절단되어 상기 제1실시예보다 작은 직경의 기포로 초미세화된다.
이하, 본 발명에 따른 제3실시예의 기포공급장치가 도 4를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 4에는 본 제3실시예의 기포공급장치가 도시되어 있으며, 제2실시예와 같은 구성요소를 포함하고 있지만, 기포절단부(70)가 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)에 대하여 이격되어 있는 점만이 제2실시예와 상이하다.
즉, 상기 기포절단부(70)는 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)에 대하여 일정 간격 이격된 상태에서 상기 외관(85)에 내접되어 있고, ㄷ자형 단면을 갖고 있다. 그리고 상기 기포절단부(70)에는 복수개의 관통구멍(74)이 형성된 상기 기포절단판(73)을 선단측에 구비하고 있다.
그리고 상기 제3실시예의 기포공급장치는 상기 기포절단판(73)과 상기 선단면부(22)와의 간격을 조절하는 간격조절수단을 포함하고 있다.
상기 간격조절수단은 일예로서 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
즉, 상기 간격조절수단은 상기 외관(85)의 선단에서 방사상 안쪽으로 축경된 브래킷(91), 동일한 위상차를 가지고서 상기 브래킷(91)에 형성된 관통구멍에 배치되어 상기 관통구멍에서 회전가능하게 그리고 관형 회전축(3)의 회전중심축선방향으로 이동불가능하게 장착된 복수개의 볼트(92), 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)에 대하여 일정 간격 이격되어 상기 외관(85)에 내접된 상기 기포절단부(70)의 기포절단판(73)의 테두리에 복수개 형성되어 나사가공된 관통구멍으로서 상기 복수개의 볼트(92)가 관통하면서 체결되어 상기 기포절단부(70)가 상기 복수개의 볼트(92)에 의해 상기 관형 회전축(3)의 회전중심축선방향으로 이동가능하게 하는 상기 관통구멍(93)을 포함하고 있다.
상기 일예의 간격조절수단에 의하면, 복수개의 볼트(92)를 정역방향으로 돌림에 따라 상기 간격이 조절될 수 있다.
상기 제3실시예의 기포공급장치의 보조탱크(1)에서 기체주입부(2)와 외관(85) 사이에 베어링이 개재된 것으로 도시되어 있지만, 상기 제3실시예의 기포공급장치는 이에 한정되지 않고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 베어링 대신에 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)의 중앙부와 상기 기포절단부(70)의 기포절단판(73)의 중앙부 사이에 볼(108)이 삽입개재되어 상기 기체주입부(2)가 상기 관형 회전축(3)의 회전중심축선을 중심으로 회전되게 할 수도 있다.
상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)의 중앙부와 상기 기포절단부(70)의 기포절단판(73)의 중앙부 사이에 볼(108)이 삽입개재되어 상기 기체주입부(2)가 상기 관형 회전축(3)의 회전중심축선을 중심을 회전되게 되면, 상기 간격이 안정적으로 일정하게 유지될 수 있다는 점에서 바람직하다.
상기 간격조절수단은 다른 일예로서 도 5에 도시된 바와 같이 구성될 수도 있다.
즉, 상기 간격조절수단은, 상기 외관(85)의 선단 내주면에 형성된 암형나사가공부에 결합되는 숫나사가공부가 외주면에 형성된 상기 기포절단부(70)의 상기 기포절단판(73)의 중앙에 형성되어 6각형의 내주면을 가진 관통구멍(O)을 포함하고 있다.
상기 다른 일예의 간격조절수단에 의하면, 도시되지 않는 육각형 도구 팁을 상기 관통구멍(O)에 삽입하고 상기 육각형 도구 팁을 정역방향으로 돌림에 따라 상기 간격이 조절될 수 있다.
상기 간격조절수단은 또 다른 일예로서 도 6에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
즉, 상기 간격조절수단은, 상기 외관(85)의 선단 내주면에 방사상 안쪽으로 축경되어 형성된 스톱퍼(98), 상기 스톱퍼(98)의 내주면에 내접고정된 패킹링(99), 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22) 중앙에 구비된 요부(101), 상기 기포절단부(70)의 기단 외주면에 방사상 바깥쪽으로 확경된 확경부(102), 상기 확경부(102)의 외주면에 외접 고정된 패킹링(103), 상기 기포절단부(70)의 기포절단판(73)의 중앙에 형성되어 내주면에 나사가공된 관통구멍(104), 상기 관통구멍(104)을 관통하여 체결되되 선단부가 상기 요부(101)에 회전가능하게 그리고 상기 관형 회전축(3)의 회전중심축선방향으로 이동불가능하게 장착된 볼트(105)를 포함하고 있다.
상기 또 다른 일예의 간격조절수단에 의하면, 복수개의 볼트(105)를 정역방향으로 돌림에 따라 상기 간격이 조절될 수 있다.
상기와 같이 구성된 기포공급장치에 의하면, 기체가 미세 구멍으로부터 나와 기체주입부(2)의 표면 및 그 근처에 존재하는 기포에는 탱크의 액체와의 상대 운동에 의해 풍선현상이 만들어지고, 전단력에 의해 기포가 절단되며, 작은 직경의 기포로 미세화되고, 회전운동하고 있는 상기 작은 직경의 기포는 고정된 기포절단판(73)의 복수개의 관통구멍(74)을 관통하면서 상기 관통구멍(74)에 의해 절단되어 더 더욱 작은 직경의 기포로 초미세화된다.
또한, 본 실시예들의 기포공급장치는 간격조절수단에 의하여 상기 기포절단판(73)과 상기 선단면부(22)와의 간격이 선택적으로 조절될 수 있어서, 상기 기포절단판(73)과 상기 선단면부(22)와의 간격이 작으면 작을 수록 상기 기포절단판(73)과 상기 선단면부(22) 사이의 공간이 작아지게 되어, 상기 기포절단판(73)과 상기 선단면부(22) 사이의 공간에 존재하는 기포의 직경이 작아지게 되고, 그 작아진 기포가 상기 기포절단판(73)에 의해 절단되어서 기포의 직경이 더 더욱 작아지게 된다.
이하, 본 발명에 따른 제4실시예의 기포공급장치가 도 8을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 기포공급장치는 기포공급대상부(100) 내의 액체 중에 접속되어 있다.
상기 기포공급장치는 물이 담겨져 있고 연직방향으로 기다란 탱크(1)를 포함하고 있다.
상기 탱크(1)의 하단에는 액체공급원의 액체가 유입되는 유입관(1a)이 구비되어 있고, 상기 탱크(1)의 상단에는 탱크(1) 내의 액체와 기포를 기포공급대상부(100)로 공급시키는 토출관(1b)이 구비되어 있다. 상기 토출관(1b)은 기포공급대상부의 액체 중에 접속되어 있다.
상기 입구와 출구(1a, 1b) 각각에는 밸브가 개재되어 있다.
상기 탱크(1)의 액체 중에는, 회전체로 이루어지는 기다란 관형의 기체주입부(2)가 배치되어 있다. 이 기체주입부(2)에는 관형회전축(3)이 유통가능하게 접속되어 있다.
상기 관형회전축(3)의 기단부는 탱크(1) 밖에 배치된 스위블 조인트(4)에 접속되어 있다. 이 스위블 조인트(4)에는 기체공급관(5)이 접속되어 있고, 기체공급관(5)으로부터 보내져 오는 기체는, 스위블 조인트(4), 관형 회전축(3)을 통해 기체주입부(2)에 공급된다. 기체주입부(2)에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 둘레면부과 선단면부(22)에 복수의 미세한 구멍(12)이 뚫려 있고, 기체는 미세한 구멍으로부터 탱크(1)의 액체 중에 주입된다.
상기 기체주입부(2)는 기단이 상기 관형 회전축(3)과 유통가능하게 접속되기 위해 개방되어 있고 선단이 막힌 중공의 관형부가 이용되고 있고, 그 내부에는 공동이 형성되어 있다. 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)와 둘레면부에는 일정 직경의 기체주입구멍(12)이 일정 패턴으로 복수개 개구되어 있다.
상기 관형회전축(3)에는 탱크 외측에 구비된 브래킷에 고정된 모터(8)가 결합되어 있으며, 상기 모터(8)는 탱크(1) 밖에 배치되어 있다.
상기 모터(8)는 케이스(81) 내에 내접된 고정자(82), 상기 고정자(82)에 대하여 방사상 안쪽으로 일정 공극을 갖고서 내접된 관형회전자(83)를 포함하고 있다.
상기 관형 회전축(3)은 상기 관형 회전자(83)에 고정적으로 내접되어 상기 케이스(81)에 베어링을 개재하여 회전가능하게 장착되어 있다.
또한, 상기 케이스(81)에는 선단이 상기 탱크(1)의 상부벽을 관통하여 상기 기체주입부(2)를 따라 뻗어서 상기 기체주입부(2)의 둘레면부과 선단면부(22)와 면접촉하고 있는 관형의 기포절단부(70)의 기단이 고정되어 있다.
상기 기포절단부(70)는 상기 기체주입부(2)의 둘레면부와 선단면부(22)에 대하여 면접촉한 상태에서 그 둘레면부와 선단면부에 복수개의 관통구멍(74)이 형성되어 있다.
상기 기포절단부(70)의 복수개의 관통구멍(74)이 상기 기포절단부(70)의 선단면부에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 동일한 위상차를 두고서 방사방향으로 뻗은 복수개의 슬롯형 구멍으로 되어 있고, 상기 기포절단부(70)의 둘레면부에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 기포절단부(70)의 길이방향과 둘레방향으로 일정 간격을 두고서 길이방향으로 뻗은 복수개의 슬롯형 구멍으로 되어 있으면, 회전하고 있는 상기 기체주입부(2)의 둘레면부와 선단면부(22)의 기체주입구멍(12)을 통하여 분출되는 기체를 많은 절단 횟수를 가지고서 절단하여 많은 양의 기체를 액체와 충돌하게 하여 보다 미세한 기포를 다량으로 발생시킬 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 기포절단부(70)의 둘레면부와 선단면부에 형성된 복수개의 관통구멍(74)은 도 9에 도시된 바와 같이, 방사상 안쪽방향으로 갈 수록 좁아지는 테이퍼단면을 갖게 되면, 상기 기체주입부(2)의 기포주입구멍(12)에서 나오는 기포를 용이하게 잘게 절단하여 보다 많은 미세 기포를 만을 수 있다는 점에서 바람직하다.
상기 기포절단부(70)와 상기 기체주입부(2)의 둘레면부와 선단면부(22)가 면접촉하여 상기 둘레면부와 선단면부(22)가 회전운동하면서 상기 기포절단부(70)에 대하여 미끄럼운동하기 때문에, 상기 기포절단부(70)와 상기 기체주입부(2)의 둘레면부와 선단면부(22)에 열이 발생되어 상기 기포절단부(70)와 상기 기체주입부(2)의 둘레면부와 선단면부(22)가 변형될 수 있으므로, 상기 기포절단부(70)와 상기 기체주입부(2)의 둘레면부와 선단면부(22)가 서로 면접촉하는 면은 매끄러운 면을 갖거나 테프론재질로 코팅되는 것이 바람직하다.
상기 제4실시예의 기포공급장치에 의하면, 기체주입부(2)의 기체주입구멍(12)으로부터 사방으로 그리고 수면 높이에 걸쳐서 기체가 나와 바로 기포절단부(70)의 복수개의 관통구멍(74)을 관통하면서 상기 관통구멍(74)에 의해 절단되어 상기 제2실시예보다 다량의 초미세화된 기포가 발생될 수 있다.
1; 보조탱크, 2; 기체주입부, 3; 관형 회전축, 5; 기체공급관, 8; 모터

Claims (14)

  1. 기포공급대상부에 접속되어 연직방향으로 기다란 탱크로서, 하단에 액체공급원의 액체가 유입되는 유입관(1a)이 구비되어 있고, 상단에 기포공급대상부로 액체과 기포를 공급하는 토출관(1b)이 구비되어 있는 탱크(1);
    탱크(1)의 액체 중에 배치되고 복수의 구멍이 형성된 기체주입부(2);
    상기 기체주입부(2)에 유통가능하게 접속된 관형 회전축(3);
    상기 관형 회전축(3)의 단부에 접속된 기체공급관(5); 및
    상기 관형 회전축(3)을 구동하는 모터(8)를 포함하고 있는 기포공급장치로서,
    상기 모터(8)는 케이스(81) 내에 내접된 고정자(82), 상기 고정자(82)에 대하여 방사상 안쪽으로 일정 공극을 갖고서 내접된 관형 회전자(83)를 포함하고,
    상기 관형 회전축(3)은 상기 관형 회전자(83)에 고정적으로 내접되어 상기 케이스(81)에 베어링을 개재하여 회전가능하게 장착되어 있고,
    상기 케이스(81)에는 선단이 상기 관형 회전축(3)을 따라 뻗어서 상기 관형 회전축(3)과 상기 기체주입부(2)를 둘레방향으로 에워싸고 있는 외관(85)의 기단이 고정되어 있고,
    상기 외관(85)의 선단에는 상기 기체주입부(2)가 회전가능하게 내접되어 있는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  2. 기포공급대상부에 접속되어 연직방향으로 기다란 탱크로서, 하단에 액체공급원의 액체가 유입되는 유입관(1a)이 구비되어 있고, 상단에 기포공급대상부로 액체과 기포를 공급하는 토출관(1b)이 구비되어 있는 탱크(1);
    탱크(1)의 액체 중에 배치되고 복수의 구멍이 형성된 기체주입부(2);
    상기 기체주입부(2)에 유통가능하게 접속된 관형 회전축(3);
    상기 관형 회전축(3)의 단부에 접속된 기체공급관(5);
    상기 관형 회전축(3)을 구동하는 모터(8); 및
    기포절단부(70)를 포함하고 있는 기포공급장치로서,
    상기 모터(8)는 케이스(81) 내에 내접된 고정자(82), 상기 고정자(82)에 대하여 방사상 안쪽으로 일정 공극을 갖고서 내접된 관형 회전자(83)를 포함하고,
    상기 관형 회전축(3)은 상기 관형 회전자(83)에 고정적으로 내접되어 상기 케이스(81)에 베어링을 개재하여 회전가능하게 장착되어 있고,
    상기 케이스(81)에는 선단이 상기 관형 회전축(3)을 따라 뻗어서 상기 관형 회전축(3)과 상기 기체주입부(2)를 둘레방향으로 에워싸고 있는 외관(85)의 기단이 고정되어 있고,
    상기 외관(85)의 선단에는 상기 기체주입부(2)가 회전가능하게 내접되어 있고,
    상기 기포절단부(70)는 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)에 대하여 면접촉한 상태에서 상기 외관(85)의 선단에 고정적으로 내접되어 있고,
    상기 기포절단부(70)에는 복수개의 관통구멍(74)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  3. 기포공급대상부에 접속되어 연직방향으로 기다란 탱크로서, 하단에 액체공급원의 액체가 유입되는 유입관(1a)이 구비되어 있고, 상단에 기포공급대상부로 액체과 기포를 공급하는 토출관(1b)이 구비되어 있는 탱크(1);
    탱크(1)의 액체 중에 배치되고 복수의 구멍이 형성된 기체주입부(2);
    상기 기체주입부(2)에 유통가능하게 접속된 관형 회전축(3);
    상기 관형 회전축(3)의 단부에 접속된 기체공급관(5);
    상기 관형 회전축(3)을 구동하는 모터(8); 및
    기포절단부(70)를 포함하고 있는 기포공급장치로서,
    상기 모터(8)는 케이스(81) 내에 내접된 고정자(82), 상기 고정자(82)에 대하여 방사상 안쪽으로 일정 공극을 갖고서 내접된 관형 회전자(83)를 포함하고,
    상기 관형 회전축(3)은 상기 관형 회전자(83)에 고정적으로 내접되어 상기 케이스(81)에 베어링을 개재하여 회전가능하게 장착되어 있고,
    상기 케이스(81)에는 선단이 상기 관형 회전축(3)을 따라 뻗어서 상기 관형 회전축(3)과 상기 기체주입부(2)를 둘레방향으로 에워싸고 있는 외관(85)의 기단이 고정되어 있고,
    상기 외관(85)의 선단에는 상기 기체주입부(2)가 회전가능하게 내접되어 있고,
    상기 기포절단부(70)는 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)에 대하여 일정 간격 이격된 상태에서 상기 외관(85)의 선단에 고정적으로 내접되어 있고,
    상기 기포절단부(70)에는 복수개의 관통구멍(74)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체주입부(2)는 중공의 원판으로 되어 있고,
    그 내부에는 공동(11)이 형성되어 있고,
    상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)에는 복수개의 기체주입구멍(12)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 기포절단부(70)에 형성된 복수개의 관통구멍(74)은 슬롯형 구멍인 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  6. 제 2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 기포절단부(70)는 ㄷ자형 단면을 갖고 있고,
    상기 기포절단부(70)에는 복수개의 관통구멍(74)이 형성된 기포절단판(73)이 선단측에 구비되어 있고,
    상기 기포절단판(73)과 상기 선단면부(22)와의 간격을 조절하는 간격조절수단을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 간격조절수단은
    상기 외관(85)의 선단에서 방사상 안쪽으로 축경된 브래킷(91), 동일한 위상차를 가지고서 상기 브래킷(91)에 형성된 관통구멍에 배치되어 상기 관통구멍에서 회전가능하게 그리고 관형 회전축(3)의 회전중심축선방향으로 이동불가능하게 장착된 복수개의 볼트(92), 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)에 대하여 일정 간격 이격되어 상기 외관(85)에 내접된 상기 기포절단부(70)의 기포절단판(73)의 테두리에 복수개 형성되어 나사가공된 관통구멍(93)으로서 상기 복수개의 볼트(92)가 관통하면서 체결되어 상기 기포절단부(70)가 상기 복수개의 볼트(92)에 의해 상기 관형 회전축(3)의 회전중심축선방향으로 이동가능하게 하는 상기 관통구멍(93)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)의 중앙부와 상기 기포절단부(70)의 기포절단판(73)의 중앙부 사이에 볼(108)이 삽입개재되어 상기 기체주입부(2)가 상기 관형 회전축(3)의 회전중심축선을 중심으로 회전되는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 간격조절수단은 상기 외관(85)의 선단 내주면에 형성된 암형나사가공부에 결합되는 숫나사가공부가 외주면에 형성된 상기 기포절단부(70)의 상기 기포절단판(73)의 중앙에 형성되어 6각형의 내주면을 가진 관통구멍(O)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 간격조절수단은, 상기 외관(85)의 선단 내주면에 방사상 안쪽으로 축경되어 형성된 스톱퍼(98), 상기 스톱퍼(98)의 내주면에 내접고정된 패킹링(99), 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22) 중앙에 구비된 요부(101), 상기 기포절단부(70)의 기단 외주면에 방사상 바깥쪽으로 확경된 확경부(102), 상기 확경부(102)의 외주면에 외접 고정된 패킹링(103), 상기 기포절단부(70)의 기포절단판(73)의 중앙에 형성되어 내주면에 나사가공된 관통구멍(104), 상기 관통구멍(104)을 관통하여 체결되되 선단부가 상기 요부(101)에 회전가능하게 그리고 상기 관형 회전축(3)의 회전중심축선방향으로 이동불가능하게 장착된 볼트(105)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  11. 기포공급대상부에 접속되어 연직방향으로 기다란 탱크로서, 하단에 액체공급원의 액체가 유입되는 유입관(1a)이 구비되어 있고, 상단에 기포공급대상부로 액체과 기포를 공급하는 토출관(1b)이 구비되어 있는 탱크(1);
    탱크(1)의 액체 중에 배치되고 둘레면부와 선단면부에 복수의 구멍이 형성된 기다란 관형 기체주입부(2);
    상기 기체주입부(2)에 유통가능하게 접속된 관형 회전축(3);
    상기 관형 회전축(3)의 단부에 접속된 기체공급관(5);
    상기 관형 회전축(3)을 구동하는 모터(8); 및
    기포절단부(70)를 포함하고 있는 기포공급장치로서,
    상기 기포절단부(70)는 상기 기체주입부(2)의 선단면부(22)와 둘레면부에 대하여 면접촉한 상태에서 기체주입부(2)가 회전가능하게 기체주입부(2)에 외접되어 있고,
    상기 기포절단부(70)의 선단면부와 둘레면부에는 복수개의 관통구멍(74)이 형성되어 있고,
    상기 모터(8)는 케이스(81) 내에 내접된 고정자(82), 상기 고정자(82)에 대하여 방사상 안쪽으로 일정 공극을 갖고서 내접된 관형 회전자(83)를 포함하고,
    상기 관형 회전축(3)은 상기 관형 회전자(83)에 고정적으로 내접되어 상기 케이스(81)에 베어링을 개재하여 회전가능하게 장착되어 있고,
    상기 케이스(81)에는 선단이 상기 기체주입부(2)을 따라 뻗어서 상기 기체주입부(2)를 둘레방향으로 에워싸고 있는 상기 기포절단부(70)의 기단이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    복수개의 관통구멍(74)은
    상기 기포절단부(70)의 선단면부에서 동일한 위상차를 두고서 방사방향으로 뻗은 복수개의 슬롯형 구멍으로 되어 있고,
    상기 기포절단부(70)의 둘레면부에서 상기 기포절단부(70)의 길이방향과 둘레방향으로 일정 간격을 두고서 길이방향으로 뻗은 복수개의 슬롯형 구멍으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  13. 제 2항, 제 3항, 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    기포절단부(70)의 둘레면부와 선단면부에 형성된 복수개의 관통구멍(74)은 방사상 안쪽방향으로 갈 수록 좁아지는 테이퍼단면을 갖는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.
  14. 제 5항에 있어서,
    기포절단부(70)의 둘레면부와 선단면부에 형성된 복수개의 관통구멍(74)은 방사상 안쪽방향으로 갈 수록 좁아지는 테이퍼단면을 갖는 것을 특징으로 하는 기포공급장치.

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