KR101243012B1 - Apparatus for generating micro-bubble - Google Patents

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    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
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    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/20—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of a vibrating fluid

Abstract

기체를 토출하는 토출구의 크기에 관계없이 미세기포를 용융금속 내로 공급할 수 있는 미세기포 발생장치가 개시된다.Disclosed is a microbubble generating device capable of supplying microbubbles into a molten metal regardless of the size of a discharge port for discharging gas.

상기한 미세기포 발생장치는 초음파 진동자를 구비하는 몸체부와, 초음파 진동이 전달되도록 상기 몸체부로부터 연장 형성되며 공급되는 기체에 초음파 진동을 전달하는 진동전달부, 및 상기 진동전달부에 구비되며 상기 초음파 진동자로부터 발생되는 압력파를 집중시키는 오목부를 구비하는 토출부재를 포함한다.The microbubble generating device includes a body portion having an ultrasonic vibrator, a vibration transmitting portion extending from the body portion so as to transmit ultrasonic vibrations, and transmitting an ultrasonic vibration to a gas to be supplied, and the vibration transmitting portion. And a discharge member having a concave portion for concentrating the pressure wave generated from the ultrasonic vibrator.

이러한 미세기포 발생장치에 의하면, 오목부를 통해 초음파 진동자로부터 발생되는 압력파를 오목부에 집중시킬 수 있으므로, 초음파 진동자로부터 발생되는 초음파 진동과, 압력파가 상호작용하여 토출구의 직경에 관계없이 일정한 기포미세화의 효과를 나타낼 수 있다.According to such a microbubble generating device, since the pressure wave generated from the ultrasonic vibrator can be concentrated through the concave portion, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator and the pressure wave interact with each other so that the bubble is constant regardless of the diameter of the discharge port. It can exhibit the effect of miniaturization.

래들, 정련, 청정화, 초음파, 오목부 Ladle, Refinement, Cleansing, Ultrasonic, Concave

Description

미세기포 발생장치{APPARATUS FOR GENERATING MICRO-BUBBLE}Micro Bubble Generator {APPARATUS FOR GENERATING MICRO-BUBBLE}

본 발명은 미세기포 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용융금속의 정련공정 중 미세기포를 통해 게재물을 제거하여 청정도를 향상시키기 위한 미세기포 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a microbubble generating device, and more particularly to a microbubble generating device for improving the cleanliness by removing the inclusions through the microbubble during the refining process of molten metal.

일반적으로, 제강 래들에서의 용융금속의 처리는 탈산화, 탈질화, 디카브레이션 같은 다양한 분말 야금술 작업의 실행을 통해 이루어지고 있다. 한편, 제강래들에서 강은 버블링 작업에 의해 활성화될 수 있는데, 보통 다공성 플러그에서 래들 바닥 분사기의 도움으로 통상 아르곤과 같은 불활성 기체를 분사함으로써 실행된다.In general, the treatment of molten metal in steelmaking ladles is accomplished through the execution of various powder metallurgy operations such as deoxidation, denitrification, decavation. In steelmaking ladles, on the other hand, the steel can be activated by a bubbling operation, usually by spraying an inert gas such as argon with the aid of a ladle bottom injector in a porous plug.

상기한 버블링 작업은 기포를 미세화하여 전체 기포표면적을 증가시켜 게재물 제거효율을 증대시키기 위한 목적으로 수행된다.The bubbling operation is performed for the purpose of increasing the bubble removal efficiency by increasing the total bubble surface area by miniaturizing the bubbles.

한편, 용융금속 내부로 노즐을 통해 기체를 취입시에는 노즐의 직경과, 기체의 유속, 그리고 유체의 물성치에 의해서 생성되는 기포의 크기가 결정이 되며, 이는 상기한 변수를 포함한 무차원수(웨버수)에 의해 특성 지어질 수 있으며, 이러한 특성은 많은 연구자들에 의해서 활용되어 왔다.On the other hand, when blowing gas into the molten metal through the nozzle, the size of the bubbles generated by the diameter of the nozzle, the flow rate of the gas, and the physical properties of the fluid is determined, which is a dimensionless number including the above parameters (weber number , Which has been used by many researchers.

그리고, 물리적으로 작은 기포를 생성시키기 위해서는 노즐의 직경과 유속이 작아야 하며, 이에 따라 유입되는 기체유입량이 감소된다. 이러한 물리적인 제약조건을 극복하기 위해, 일정한 유속(즉, 일정한 기체유입량)과 주어진 노즐크기에서 많은 수의 기포를 생성시키기 위한 방법들이 개발되었다.In addition, in order to generate physically small bubbles, the diameter and flow velocity of the nozzle must be small, thereby reducing the amount of gas flowing therein. To overcome these physical constraints, methods have been developed for generating a large number of bubbles at a given flow rate (ie, a constant gas flow rate) and a given nozzle size.

즉, 내부유동장을 이용하는 방법과 전자기력과 같은 외부의 힘을 추가장치를 통해 이용하는 2가지 방법들이 개발되었다. 그런데, 내부유동장을 이용하는 방법은 내부 형상의 변경에 있어서 많은 제약조건이 발생되는 문제가 있고, 외부의 추가장치를 이용하는 방법은 적용 가능한 운전범위가 제한적인 문제가 있다.In other words, two methods have been developed that use an internal flow field and additional devices that use external forces such as electromagnetic forces. By the way, the method using the internal flow field has a problem that a lot of constraints occur in the change of the internal shape, the method using an external additional device has a problem that the applicable operating range is limited.

즉, 이들 방법들은 원하는 유동장을 형성하기 위해 래들의 내부 형상을 크게 변경해야 하며, 유동장의 영향으로 래들이 단시간에 파손되는 문제가 있었다. 또한, 강교반을 형성하기 위한 추가의 장치가 필요하며, 탕면 불안정시 외부공기 유입 등의 위험이 수반되었다.That is, these methods have to greatly change the internal shape of the ladle to form the desired flow field, there was a problem that the ladle breaks in a short time due to the influence of the flow field. In addition, additional equipment for forming steel stirs is needed, and the risk of external air inflow, etc. is involved when the water surface is unstable.

더하여, 전체시스템의 설계의 수정이 필요없는 외부적인 힘을 이용하는 방법에 있어서도 노즐직경에 따라 기포미세화 효과가 크게 달라지며, 특히 초음파의 압력파를 직접 인가하는 방법은 기포미세화 효과를 가지는 기포의 크기 범위가 제한적인 문제가 있었다.In addition, even in the method of using an external force that does not require modification of the design of the entire system, the bubble micronization effect varies greatly according to the nozzle diameter, and in particular, the method of directly applying an ultrasonic pressure wave is a bubble size having a bubble micronization effect. There was a problem with limited scope.

본 발명은 기체를 토출하는 토출구의 크기에 관계없이 미세기포를 용융금속 내로 공급할 수 있는 미세기포 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a micro-bubble generating device capable of supplying micro-bubbles into the molten metal regardless of the size of the discharge port for discharging the gas.

본 발명에 따른 미세기포 발생장치는 초음파 진동자를 구비하는 몸체부와, 초음파 진동이 전달되도록 상기 몸체부로부터 연장 형성되며 공급되는 기체에 초음파 진동을 전달하는 진동전달부, 및 상기 진동전달부에 구비되며 상기 초음파 진동자로부터 발생되는 압력파를 집중시키는 오목부를 구비하는 토출부재를 포함한다.The microbubble generating device according to the present invention includes a body portion having an ultrasonic vibrator, a vibration transmitting portion extending from the body portion so as to transmit ultrasonic vibrations, and transmitting an ultrasonic vibration to the supplied gas, and the vibration transmitting portion. And a discharge member having a concave portion for concentrating a pressure wave generated from the ultrasonic vibrator.

상기 오목부는 반구형상의 오목홈으로 이루어지며, 상기 오목부의 중앙에 미세기포가 토출되는 토출구가 구비될 수 있다.The concave portion may be formed of a hemispherical concave groove, and a discharge hole through which fine bubbles are discharged may be provided at the center of the concave portion.

상기 오목부는 직경이 5 내지 25 mm 를 가지는 반구형상의 오목홈일 수 있다.The concave portion may be a hemispherical concave groove having a diameter of 5 to 25 mm.

상기 진동전달부에는 공급되는 기체가 흐르는 기체유동로를 구비되며, 상기 토출구는 상기 기체유동로에 연통되며 상기 기체유동로보다 작은 직경을 가지도록 형성될 수 있다.The vibration transmission unit includes a gas flow path through which the gas to be supplied flows, and the discharge port may be formed to communicate with the gas flow path and have a diameter smaller than that of the gas flow path.

본 발명에 따르면, 오목부를 통해 초음파 진동자로부터 발생되는 압력파를 오목부에 집중시킬 수 있으므로, 초음파 진동자로부터 발생되는 초음파 진동과, 압력파가 상호작용하여 토출구의 직경에 관계없이 일정한 기포미세화의 효과를 나타 낼 수 있다.According to the present invention, since the pressure wave generated from the ultrasonic vibrator can be concentrated through the concave portion, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator and the pressure wave interact with each other so that the effect of constant bubble miniaturization is independent of the diameter of the discharge port. Can be indicated.

즉, 반구형상의 오목홈을 통해 토출구의 직경에 관계없이 기포미세화의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In other words, through the hemispherical concave groove, there is an effect that can improve the efficiency of bubble miniaturization irrespective of the diameter of the discharge port.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a micro bubble generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치가 래들에 설치된 상태를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치를 나타내는 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a state in which a micro bubble generator according to an embodiment of the present invention is installed in the ladle, Figure 2 is a configuration diagram showing a micro bubble generator according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하며, 미세기포 발생장치(100)는 용융금속이 내부에 수용된 래들(10)의 하부에 장착되어 기체공급관(20)을 통해 공급되는 기체(예를 들어 아르곤 기체와 같은 불활성 기체)를 용융금속으로 공급하는 역할을 수행한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the microbubble generating device 100 is mounted on a lower portion of the ladle 10 in which molten metal is accommodated and supplied through a gas supply pipe 20 (for example, argon gas). Inert gas) to the molten metal.

한편, 미세기포 발생장치(100)는 일예로서, 몸체부(120), 진동전달부(140), 및 토출부재(160)를 포함한다.On the other hand, the micro-bubble generating device 100 includes, for example, a body portion 120, a vibration transmission unit 140, and a discharge member 160.

몸체부(120)는 초음파 진동자(122)를 구비한다. 한편, 몸체부(120)는 일예로서 원통형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 내부에 복수개의 초음파 진동자(122)가 설치될 수 있도록 내부공간을 구비할 수 있다.The body part 120 includes an ultrasonic vibrator 122. On the other hand, the body portion 120 may be formed to have a cylindrical shape as an example, it may have an internal space so that a plurality of ultrasonic vibrator 122 can be installed therein.

초음파 진동자(122)는 래들(10)에 수용되는 용융금속으로 기체를 공급하는 경우 작동되는데, 이를 위해 초음파 진동자(122)는 제어부(미도시)에 연결될 수 있다.The ultrasonic vibrator 122 is operated when gas is supplied to the molten metal accommodated in the ladle 10. For this purpose, the ultrasonic vibrator 122 may be connected to a controller (not shown).

즉, 기체공급관(20)을 통해 기체가 공급되는 경우 제어부는 초음파 진동자(122)에 전기에너지를 공급하여 초음파 진동이 발생되도록 초음파 진동자(122)를 제어할 수 있다.That is, when gas is supplied through the gas supply pipe 20, the controller may control the ultrasonic vibrator 122 to supply electrical energy to the ultrasonic vibrator 122 to generate ultrasonic vibration.

또한, 초음파 진동자(122)는 압전소자(피에조 전기소자라고도 함)일 수 있으며, 압전소자 중 티탄산바륨 등으로 이루어진 압전세라믹스 또는 공진자일 수 있다.In addition, the ultrasonic vibrator 122 may be a piezoelectric element (also referred to as a piezoelectric element), and may be a piezoelectric ceramic or resonator made of barium titanate or the like among the piezoelectric elements.

한편, 초음파 진동자(122)를 구비하는 몸체부(120)는 당업계에서 널리 알려진 구성에 해당하는 것으로 도 1,2에 몸체부(120)를 간략하게 도시하였으며, 자세한 설명도 생략하기로 한다.On the other hand, the body portion 120 having the ultrasonic vibrator 122 corresponds to a configuration well known in the art and briefly illustrated the body portion 120 in FIGS. 1 and 2, and a detailed description thereof will be omitted.

진동전달부(140)는 초음파 진동이 전달되도록 몸체부(120)로부터 연장 형성되며 공급되는 기체에 초음파 진동을 전달한다.The vibration transmitting unit 140 extends from the body 120 to transmit ultrasonic vibrations, and transmits ultrasonic vibrations to the supplied gas.

즉, 진동전달부(140)는 몸체부(120)의 상부측으로 연장되도록 구비되며, 초음파 진동자(122)로부터 발생되는 초음파 진동에 의해 진동된다. 또한, 진동전달부(140)는 기체공급관(20)으로부터 공급되는 기체가 유동하는 기체유동로(142)를 구비하며, 기체공급관(20)에 연결되는 연결구(144)를 구비할 수 있다.That is, the vibration transmission unit 140 is provided to extend to the upper side of the body portion 120, is vibrated by the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator 122. In addition, the vibration transmission unit 140 may include a gas flow path 142 through which the gas supplied from the gas supply pipe 20 flows, and may include a connector 144 connected to the gas supply pipe 20.

한편, 기체유동로(142)에 전달되는 초음파 진동에 의해 토출부재(160)에서의 가스와 액체 사이의 젖음성(Wattability)이 변화하여 미세한 기포가 발생하여 용융금속으로 유입될 수 있다.On the other hand, due to the ultrasonic vibration transmitted to the gas flow path 142, the wettability (Wattability) between the gas and the liquid in the discharge member 160 is changed to generate fine bubbles may be introduced into the molten metal.

토출부재(160)는 진동전달부(140)에 구비되며, 초음파 진동자(122)로부터 발생되는 압력파를 집중시키는 오목부(162)를 구비한다. 즉, 토출부재(160)는 초음파 진동자(122)로부터 발생되는 초음파 진동에 의한 최대 변위가 발생되는 진동전달부(140)의 상부에 구비된다.The discharge member 160 is provided in the vibration transmitting unit 140 and includes a concave portion 162 for concentrating pressure waves generated from the ultrasonic vibrator 122. That is, the discharge member 160 is provided on the upper part of the vibration transmitting unit 140 in which the maximum displacement due to the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator 122 is generated.

그리고, 토출부재(160)의 상면에 구비되는 오목부(162)는 초음파 진동자(122)로부터 발생되는 압력파의 집중을 위해 반구형상의 오목홈으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 초음파 진동자(122)로부터 발생되는 초음파 진동과 압력파가 상호작용하여 직경이 보다 작은 미세기포를 발생시킬 수 있다.The concave portion 162 provided on the upper surface of the discharge member 160 may be formed as a hemispherical concave groove for concentrating pressure waves generated from the ultrasonic vibrator 122. Accordingly, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator 122 and the pressure wave may interact to generate microbubbles having a smaller diameter.

또한, 오목부(162)의 중앙에는 미세기포가 토출되는 토출구(164)를 구비할 수 있으며, 결국 초음파 진동자(122)로부터 발생되는 초음파 진동과 압력파가 상호작용하여 토출구(164)로부터 토출되는 기체의 미세기포화 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the center of the concave portion 162 may be provided with a discharge port 164 is discharged from the micro-bubble, and the ultrasonic wave generated from the ultrasonic vibrator 122 and the pressure wave is mutually discharged from the discharge port 164 It is possible to improve the microbubbling efficiency of the gas.

한편, 토출구(162)는 기체유동로(142)와 연통되도록 구비되며, 기체유동로(142)보다 작은 직경을 가지도록 형성되어 노즐 역할을 수행한다.On the other hand, the discharge port 162 is provided to communicate with the gas flow path 142, is formed to have a diameter smaller than the gas flow path 142 serves as a nozzle.

또한, 오목부(162)는 직경(D1)이 5 mm 내지 25 mm 를 가지도록 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는 오목홈(262)은 10 mm 의 직경(D1)을 가지도록 형성될 수 있다.In addition, the recess 162 may be formed such that the diameter D1 has a diameter of 5 mm to 25 mm. More preferably, the recess 262 may be formed to have a diameter D1 of 10 mm.

상기한 바와 같이, 오목부(162)를 통해 초음파 진동자(122)로부터 발생되는 압력파를 오목부(162)에 집중시킬 수 있으므로, 초음파 진동자(122)로부터 발생되는 초음파 진동과, 압력파가 상호작용하여 토출구(164)의 직경에 관계없이 일정한 기포미세화의 효과를 나타낼 수 있다.As described above, since the pressure wave generated from the ultrasonic vibrator 122 can be concentrated in the recessed portion 162 through the recessed portion 162, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator 122 and the pressure wave mutually interact with each other. It can act to exhibit the effect of a constant bubble microscopic regardless of the diameter of the discharge port (164).

즉, 반구형상의 오목홈을 통해 토출구(164)의 직경에 관계없이 기포미세화의 효율을 향상시킬 수 있다.That is, the efficiency of bubble miniaturization can be improved regardless of the diameter of the discharge port 164 through the hemispherical concave groove.

한편, 도 4와 도 5는 종래기술에 따른 미세기포 발생장치의 실험데이터를 나타내는 그래프이고, 도 6과 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치의 실험데이터를 나타내는 그래프이다.Meanwhile, FIGS. 4 and 5 are graphs showing experimental data of the microbubble generator according to the prior art, and FIGS. 6 and 7 are graphs showing experimental data of the microbubble generator according to the embodiment of the present invention.

이 실험을 후행함에 있어서, 기체의 유동량을 분당 0.5 리터에서 1리터까지 변화시키고, 토출구의 직경은 1 mm 와 2mm 로 형성하여 본 실험을 수행하였다. 또한, 0 ~ 25 kHz 의 주파수를 가진 초음파를 발생시키고, 500 내지 1000 와트의 출력으로 초음파 진동자를 구동시켰다.In following this experiment, the flow rate of the gas was changed from 0.5 liters to 1 liter per minute, and the diameters of the discharge ports were formed to be 1 mm and 2 mm. In addition, an ultrasonic wave having a frequency of 0 to 25 kHz was generated and an ultrasonic vibrator was driven with an output of 500 to 1000 watts.

한편, 종래기술에 따른 미세기포 발생장치의 토출부재의 상면은 오목부를 구비하지 않는 편평한 형상으로 형성되며, 편평한 형상의 토출부재의 상면에 토출구가 구비되는 경우이다.On the other hand, the upper surface of the discharge member of the microbubble generating device according to the prior art is formed in a flat shape having no concave portion, the discharge port is provided on the upper surface of the flat member discharge member.

또한, 도 4와 도 6은 토출구의 직경이 1 mm 인 경우이고, 도 5와 도 7은 토출구의 직경이 2 mm 인 경우의 실험데이터를 나타낸다.4 and 6 show the experimental data when the diameter of the discharge port is 1 mm, and FIGS. 5 and 7 show the experimental data when the diameter of the discharge port is 2 mm.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 미세기포 발생장치는 기체유동량이 작은 경우에는 미세기포화의 효과가 크나, 토출구(162)의 직경이 큰 경우 미세기포화의 효과가 줄어들고, 특히 기체유동량에 따라 미세기포화에 영향을 많이 받음을 알 수 있다.As shown in Figures 4 and 5, the microbubble generating device according to the prior art has a large effect of microbubble when the gas flow amount is small, but when the diameter of the discharge port 162 is large, the effect of the microbubble is reduced, in particular It can be seen that the microbubble is greatly affected by the gas flow amount.

결국, 토출부재의 상면이 편평한 형상을 가지도록 형성되는 경우, 기체유동량이 작고 토출구의 직경이 작은 경우 미세기포화의 효과가 증대되나, 토출구의 직경이 변화되는 경우 미세기포화의 효과가 감소됨을 알 수 있다.As a result, when the upper surface of the discharge member is formed to have a flat shape, the effect of microbubbling is increased when the gas flow amount is small and the diameter of the discharge port is small, but the effect of the microbubbling is reduced when the diameter of the discharge port is changed. have.

그러나, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치(100)는 초음파 진동자(122)로부터 발생되는 압력파가 오목부(262)에 집중되므로, 초음파 진동과 압력파가 상호작용하여 토출구(264)의 직경과 기체유동량에 관계없이 토출구(164)로부터 토출되는 기체의 미세기포화를 이룰 수 있으며, 이에 따라 종래기술에 따른 미세기포 발생장치와 비교하여 보다 넓은 범위의 기체유동량과 보다 큰 직경을 가진 토출구(264)에서도 미세기포화를 이룰 수 있다.However, as shown in FIGS. 6 and 7, in the microbubble generator 100 according to the embodiment of the present invention, since the pressure wave generated from the ultrasonic vibrator 122 is concentrated in the recess 262, the ultrasonic wave is ultrasonic. Vibration and pressure waves interact to achieve microbubbling of the gas discharged from the discharge port 164 irrespective of the diameter of the discharge port 264 and the amount of gas flow, and thus compared with the microbubble generator according to the prior art. Microbubbling can also be achieved in the discharge port 264 having a wide range of gas flow rate and a larger diameter.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세기포 발생장치에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기한 실시예에서 설명된 구성과 동일한 구성에 대해서는 도면에의 도시 및 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, a microbubble generating device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, for the same configuration as that described in the above embodiment, illustration and description in the drawings will be omitted.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세기포 발생장치에 구비되는 토출부재를 나타내는 설명도이다.3 is an explanatory view showing a discharge member provided in the microbubble generating device according to another embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세기포 발생장치에 구비되는 몸체부, 진동전달부는 상기한 실시예에서 설명된 몸체부(120), 진동전달부(140)와 동일한 구성에 해당하는 것으로 도면에의 도시 및 상세한 설명을 생략하기로 한다.On the other hand, the body portion provided in the micro-bubble generating device according to another embodiment of the present invention, the vibration transmission portion corresponding to the same configuration as the body portion 120, vibration transmission portion 140 described in the above embodiment The illustration and detailed description thereof will be omitted.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세기포 발생장치에 구비되는 토출부재(260)는 초음파 진동자로부터 발생되는 압력파를 집중시키기 위해 상면에 반구 형상의 오목부(262)를 구비하며, 토출구(264)는 오목부(262)에 구비될 수 있다.Referring to Figure 3, the discharge member 260 provided in the microbubble generating device according to another embodiment of the present invention is provided with a hemispherical concave portion 262 on the upper surface to focus the pressure wave generated from the ultrasonic vibrator The discharge hole 264 may be provided in the recess 262.

한편, 오목부(262)는 직경(D2)이 5 mm 내지 25 mm 를 가지도록 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 오목부(262)는 18 mm 의 직경(D2)을 가지도록 형성될 수 있다.Meanwhile, the recess 262 may be formed to have a diameter D2 of 5 mm to 25 mm, and more preferably, the recess 262 may be formed to have a diameter D2 of 18 mm. .

이에 따라, 초음파 진동으로부터 발생되는 압력파를 토출구(264) 측으로 집중시킬 수 있다. 즉, 토출부재(260)의 상면에 오목부(262)가 형성되어 초음파 진동으로부터 발생되는 압력파를 오목부(262)에 집중시킬 수 있다.Accordingly, the pressure wave generated from the ultrasonic vibration can be concentrated on the discharge port 264 side. That is, the recess 262 is formed on the upper surface of the discharge member 260 to concentrate the pressure wave generated from the ultrasonic vibration in the recess 262.

상기한 바와 같이, 오목부(262)을 통해 압력파를 오목부(262)에 집중시킬 수 있으므로, 초음파 진동자로부터 발생되는 초음파 진동과, 압력파가 상호작용하여 기체유동량과 토출구(264)의 직경에 관계없이 일정한 기포미세화의 효과를 나타낼 수 있다.As described above, since the pressure wave can be concentrated on the recess 262 through the recess 262, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator and the pressure wave interact with each other so that the gas flow amount and the diameter of the discharge port 264 are reduced. Irrespective of the bubble effect, it is possible to exhibit a certain effect of bubble micronization.

도 8과 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세기포 발생장치의 실험데이터를 나타내는 그래프이다.8 and 9 are graphs showing experimental data of the microbubble generating device according to another embodiment of the present invention.

이 실험을 수행함에 있어서, 기체의 유동량을 분당 0.5 리터에서 1리터까지 변화시키고, 토출구의 직경은 1 mm 와 2mm 로 형성하여 본 실험을 수행하였다. 또한, 0 ~ 25 kHz 의 주파수를 가진 초음파를 발생시키고, 500 내지 1000 와트의 출력으로 초음파 진동자를 구동시켰다.In carrying out this experiment, the flow rate of the gas was varied from 0.5 liters to 1 liter per minute, and the diameters of the discharge holes were formed to be 1 mm and 2 mm. In addition, an ultrasonic wave having a frequency of 0 to 25 kHz was generated and an ultrasonic vibrator was driven with an output of 500 to 1000 watts.

한편, 도 8은 토출구의 직경이 1 mm 인 경우이고, 도 9는 토출구의 직경이 2 mm 인 경우의 실험데이터를 나타낸다.On the other hand, FIG. 8 shows the case where the diameter of the discharge port is 1 mm, and FIG. 9 shows the experimental data when the diameter of the discharge port is 2 mm.

도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 초음파 진동자로부터 발생되는 압력파가 오목부(262)에 집중되므로, 토출구(264)의 직경과 기체유동량에 관계없이 미세기포화를 이룰 수 있으며, 이에 따라 상기한 본 발명의 일실시예에 따른 토출부재(160)와 비교하여 오목부(262)에 집중되는 초음파의 압력파 발생면적이 크므로 기포미세 화의 효과가 큰 것을 알 수 있다.8 and 9, since the pressure wave generated from the ultrasonic vibrator is concentrated in the concave portion 262, it is possible to achieve a micro-bubble regardless of the diameter and the gas flow amount of the discharge port 264, accordingly Compared to the discharge member 160 according to an embodiment of the present invention, since the pressure wave generation area of the ultrasonic waves concentrated in the concave portion 262 is large, it can be seen that the effect of the bubble miniaturization is large.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 토출부재(260)는 보다 넓은 범위의 기체유동량에서 토출구(264)의 직경이 큰 경우에도 기포미세화를 이룰 수 있다.That is, the discharge member 260 according to another embodiment of the present invention can achieve the bubble even when the diameter of the discharge port 264 is large in a wide range of gas flow amount.

상기한 바와 같이, 오목홈(262,362)을 통해 초음파 진동자로부터 발생되는 압력파를 오목홈(262,362)에 집중시킬 수 있으므로, 초음파 진동자로부터 발생되는 초음파 진동과, 압력파가 상호작용하여 토출구(164,264)에 관계없이 일정한 기포미세화의 효과를 나타낼 수 있다.As described above, since the pressure waves generated from the ultrasonic vibrator through the concave grooves 262 and 362 can be concentrated in the concave grooves 262 and 362, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator and the pressure wave interact with the discharge holes 164 and 264. Irrespective of the bubble effect, it is possible to exhibit a certain effect of bubble micronization.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다.In the above description of the configuration and features of the present invention based on the embodiment according to the present invention, the present invention is not limited thereto, and various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. As will be apparent to those skilled in the art, such changes or modifications fall within the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치가 래들에 설치된 상태를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a state in which the micro-bubble generating device according to an embodiment of the present invention is installed in the ladle.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치를 나타내는 구성도이다.2 is a block diagram showing a micro-bubble generating device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 토출부재를 나타내는 설명도이다.3 is an explanatory view showing a discharge member according to another embodiment of the present invention.

도 4와 도 5는 종래기술에 따른 미세기포 발생장치의 실험데이터를 나타내는 그래프이다.4 and 5 are graphs showing experimental data of the microbubble generating device according to the prior art.

도 6과 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 미세기포 발생장치의 실험데이터를 나타내는 그래프이다.6 and 7 are graphs showing experimental data of the microbubble generating device according to an embodiment of the present invention.

도 8과 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세기포 발생장치의 실험데이터를 나타내는 그래프이다.8 and 9 are graphs showing experimental data of the microbubble generating device according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 미세기포 발생장치100: micro bubble generator

120 : 몸체부120: body

140 : 진동전달부140: vibration transmission unit

160 : 토출부재160: discharge member

162, 262 : 오목부162, 262: recess

164, 264 : 토출구164, 264: discharge port

Claims (4)

삭제delete 초음파 진동자를 구비하는 몸체부;A body part having an ultrasonic vibrator; 초음파 진동이 전달되도록 상기 몸체부로부터 연장 형성되며 공급되는 기체에 초음파 진동을 전달하는 진동전달부; 및A vibration transmitting unit extending from the body portion so as to transmit ultrasonic vibrations and transmitting ultrasonic vibrations to the supplied gas; And 상기 진동전달부에 구비되며, 상기 초음파 진동자로부터 발생되는 압력파를 집중시키는 오목부를 구비하는 토출부재;A discharge member provided in the vibration transmission unit and having a concave portion concentrating pressure waves generated from the ultrasonic vibrator; 를 포함하며,/ RTI &gt; 상기 오목부는The recess is 반구형상의 오목홈으로 이루어지며, 상기 오목부의 중앙에 미세기포가 토출되는 토출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치.It is made of a hemispherical concave groove, the micro-bubble generating device characterized in that the discharge port for discharging the fine bubbles in the center of the concave portion. 제2항에 있어서, 상기 오목부는The method of claim 2, wherein the concave portion 직경이 5 내지 25 mm 를 가지는 반구형상의 오목홈인 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치.Microbubble generating device, characterized in that the hemispherical concave groove having a diameter of 5 to 25 mm. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 진동전달부에는 공급되는 기체가 흐르는 기체유동로를 구비되며, 상기 토출구는 상기 기체유동로에 연통되며 상기 기체유동로보다 작은 직경을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생장치.The vibration transmitting unit includes a gas flow path through which the gas to be supplied flows, and the discharge port communicates with the gas flow path and is formed to have a diameter smaller than that of the gas flow path.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02232314A (en) * 1989-03-03 1990-09-14 Nippon Steel Corp Apparatus for refining molten steel under reduced pressure
JPH06220551A (en) * 1993-01-29 1994-08-09 Kawasaki Steel Corp Method for removing nonmetallic inclusion in molten metal by ultrasonic wave
JP2005261599A (en) 2004-03-17 2005-09-29 Japan Science & Technology Agency Shockwave generator and lithotomyl apparatus using this
JP2005534579A (en) * 2002-07-31 2005-11-17 ディアジオ アイルランド Device for generating foam in beverages

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02232314A (en) * 1989-03-03 1990-09-14 Nippon Steel Corp Apparatus for refining molten steel under reduced pressure
JPH06220551A (en) * 1993-01-29 1994-08-09 Kawasaki Steel Corp Method for removing nonmetallic inclusion in molten metal by ultrasonic wave
JP2005534579A (en) * 2002-07-31 2005-11-17 ディアジオ アイルランド Device for generating foam in beverages
JP2005261599A (en) 2004-03-17 2005-09-29 Japan Science & Technology Agency Shockwave generator and lithotomyl apparatus using this

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