KR101334162B1 - 공기 주입기 및 이를 갖춘 나노기포 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중도에 단면적을 상대적으로 축소시킨 소경관로가 마련된 물 유입관 및 물 유입관을 따라 흐르는 물속에 공기를 주입하기 위하여 소경관로에 공기를 공급하는 공기 주입유닛으로 구성됨으로써 물속에 한층 증가된 양의 공기를 일정하게 주입할 수 있는 공기 주입기 및 이와 같은 공기 주입기를 갖춘 나노기포 발생장치를 제공한다.

Description

공기 주입기 및 이를 갖춘 나노기포 발생장치{AIR INJECTOR AND NANO-BUBBLE GENERATION APPARTUS WITH THE SAME}

본 발명은 물속에 공기를 주입하기 위한 공기 주입기 및 이러한 공기 주입기를 갖춘 나노기포 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로, 물속에 존재하는 기포는 물의 표면으로 상승된 후, 물의 표면에서 파열되나, 입자 크기가 수 마이크로미터 이하인 나노기포는 물속에서 압력에 의하여 축소되면서 다양한 에너지를 발생, 소멸되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 기포, 특히 나노기포는 양식장, 호소수 등에 용존산소를 공급하거나 수질을 개선하기 위한 용도로 널리 활용되고 있다.

도 1은 대한민국 등록특허공보 제1032102호(출원번호 10-2010-0094162)에 게시된 나노기포 발생장치가 도시된 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 나노기포 발생장치는 서로 연결된 기포 발생-이온화 유닛(200)과 기포 크기-발생량 조절유닛(500)이 제1관로(110)와 제2관로(120) 사이에 개재된 구조를 갖도록 구성된다. 제1관로(110)로는 물(상수도로부터의 물, 수처리 공정을 거친 처리수, 하천수, 호소수 등)이 유입되고, 제1관로(110) 상에는 이 제1관로(110)를 따라 흐르는 물속에 공기를 주입하는 공기 주입유닛(150)이 연결된다. 공기가 주입된 제1관로(110)로부터의 물은 기포 발생-이온화 유닛(200)을 거치면서 이온수가 되고, 이온수는 기포 크기-발생량 조절유닛(500)을 거치면서 나노기포를 갖게 된다. 이 나노기포를 갖는 이온수는 제2관로(120)를 따라 배출된다.

제1관로(110)는 단면적이 일정하여, 이 제1관로(110)를 따라 흐르는 물의 속도(유속)와 압력 또한 비교적 일정하다. 공기 주입유닛(150)은 공기 주입관을 포함하는데, 공기 주입유닛(150)의 공기 주입관은 제1관로(110)에 말단부가 위치하도록 관통된 상태로 용접되어 위치가 고정된다. 이러한 구성은 다음과 같은 문제점이 있었다.

제1관로(110)를 따라 흐르는 물속에의 공기 주입 시, 제1관로(110)의 압력이 비교적 일정하기 때문에, 제1관로(110)의 어느 지점에 공기를 주입하더라도 일정량 이상을 주입할 수 없었고, 이에 따라 물속에 주입하여야만 하는 공기량이 기준치에 미치지 못하는 경우가 발생되고는 하였다.

또한, 공기 주입유닛(150)의 공기 주입관이 제1관로(110)에 용접으로 고정되기 때문에, 공기 주입관의 교체가 불가하거나 매우 어려웠고, 이에 따라 공기 주입관만을 교체하는 것이 아닌, 공기 주입관을 주변 부품과 함께 새것으로 교체하거나 전체를 새것으로 교체하여야 하였다.

본 발명의 목적은 물속에 보다 많은 공기량을 일정하게 주입할 수 있는 공기 주입기 및 이러한 공기 주입기를 갖춘 나노기포 발생장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 유지, 보수 면에서 유리한 공기 주입기 및 이러한 공기 주입기를 갖춘 나노기포 발생장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 물(예를 들어, 상수도로부터의 물, 수처리 공정을 거친 처리수, 하천수, 호소수 등)이 유입되는 유입관로를 마련하는 관로 형성부재와; 상기 유입관로를 따라 흐르는 물속에 공기를 주입하기 위한 공기 주입유닛을 포함하고, 상기 유입관로는 소경관로 및 상기 소경관로에 비하여 단면적이 큰 대경관로를 가지되, 상기 대경관로는 상기 소경관로의 출구 쪽에 연결되며, 상기 공기 주입유닛은 상기 소경관로에 공기를 주입하는 공기 주입기가 제공된다.

상기 공기 주입유닛은 상기 소경관로의 중앙 부분을 기준으로 상기 소경관로의 입구와 출구 중 출구 쪽으로 치우친 위치에 공기를 주입할 수 있다.

상기 소경관로와 상기 대경관로는 상기 소경관로에서 대경관로 측으로 갈수록 단면적이 점차 확장되는 연결관로에 의하여 서로 연결될 수 있다.

상기 소경관로의 입구 쪽에는 상기 소경관로에 비하여 단면적이 큰 제1대경관로가 연결되고, 상기 소경관로의 출구 쪽에 연결된 대경관로는 제2대경관로로 하며, 상기 제1대경관로와 상기 소경관로는 상기 제1대경관로에서 소경관로 측으로 갈수록 단면적이 점차 축소되는 제1연결관로에 의하여 서로 연결될 수 있다.

상기 공기 주입유닛은 공기 주입관을 포함하고, 상기 공기 주입관은 상기 관로 형성부재의 소경관로 측 외주에 연결되며, 상기 관로 형성부재는 상기 소경관로에서 상기 공기 주입관 연결지점으로 관통된 공기 주입구멍을 가져, 상기 공기 주입관으로부터의 공기는 상기 공기 주입구멍을 통하여 상기 소경관로에 주입될 수 있다.

여기에서, 상기 공기 주입구멍은 노즐 역할을 하도록 상기 공기 주입관 관로에 비하여 단면적이 작을 수 있다.

또한, 상기 관로 형성부재의 공기 주입관 연결지점에는 상기 공기 주입관이 결합되는 관형 소켓이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 관로 형성부재의 공기 주입관 연결지점에는 소켓 수용홈이 마련되고, 상기 소켓은 상기 소켓 수용홈에 한쪽 끝 부분이 끼워진 상태로 용접될 수 있다. 상기 소켓의 내주에는 암나사가 형성되고, 상기 공기 주입관의 외주에는 상기 소켓과 나사결합 가능하도록 수나사가 형성될 수 있다.

상기 공기 주입유닛은 상기 공기 주입관에 설치되어 상기 공기 주입관 관로를 개폐하는 제1개폐밸브와; 상기 제1개폐밸브를 기준으로 상기 공기 주입관의 상류 측과 하류 측에 양단이 각각 연결된 바이패스 관 및 상기 바이패스 관에 설치되어 상기 바이패스 관 관로를 개폐하는 제2개폐밸브를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 물(예를 들어, 상수도로부터의 물, 수처리 공정을 거친 처리수, 하천수, 호소수 등)이 유입되는 유입관로를 마련하는 관로 형성부재와; 상기 유입관로를 따라 흐르는 물속에 공기를 주입하기 위한 공기 주입유닛을 포함하고, 상기 공기 주입유닛은 공기 주입관을 포함하며, 상기 공기 주입관은 상기 관로 형성부재의 외주에 연결되고, 상기 관로 형성부재는 상기 유입관로에서 상기 공기 주입관 연결지점으로 관통된 공기 주입구멍을 가져, 상기 공기 주입관으로부터의 공기는 상기 공기 주입구멍을 통하여 상기 유입관로에 연결되며, 상기 관로 형성부재의 공기 주입관 연결지점에는 상기 공기 주입관이 결합되는 관형 소켓이 마련된 공기 주입기가 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 물(예를 들어, 상수도로부터의 물, 수처리 공정을 거친 처리수, 하천수, 호소수 등)이 유입되고 소경관로와 상기 소경관로에 비하여 단면적이 큰 대경관로를 가지며 상기 대경관로가 상기 소경관로의 출구 쪽에 연결된 제1관로와; 상기 제1관로를 따라 흐르는 물속에 공기를 주입하기 위한 것으로서 상기 소경관로에 공기를 주입하는 공기 주입유닛과; 상기 제1관로로부터 공기가 주입된 물을 제공받아 기포를 발생시키면서 금속이온이 함유된 이온수를 형성하는 기포 발생-이온화 유닛과; 상기 기포 발생-이온화 유닛으로부터 이온수를 제공받으며 이온수 속의 기포 크기와 발생량을 조절하는 기포 크기-발생량 조절유닛과; 상기 기포 크기-발생량 조절유닛으로부터의 나노기포를 배출하기 위한 제2관로를 포함하는 나노기포 발생장치가 제공된다.

여기에서, 상기 기포 발생-이온화 유닛은 유입되는 물과 공기가 상이한 방향으로 분기되어 유동하는 분기부가 내부에 마련된 플라스틱 블록과; 물이 흐르는 방향을 따라 상기 플라스틱 블록과 연결되고 내부에 다수의 통공이 형성된 금속 블록을 포함하여, 물과 공기는 상기 플라스틱 블록 및 상기 금속 블록을 지나면서 기포가 함유된 이온수가 될 수 있다. 상기 기포 크기-발생량 조절유닛은 이온수가 유동하되 일단부가 상기 기포 발생-이온화 유닛에 연결된 상부챔버와; 나노기포가 유동하되 일단부가 상기 제2관로에 연결된 하부챔버와; 상기 상부챔버와 하부챔버 사이의 연통구 영역에 배치되어 상기 연통구를 개폐하는 개폐부재를 포함하고, 상기 연통구의 개방도 조절을 위하여 상기 개폐부재를 동작시키는 스템을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 물의 유량 대비 주입되는 공기량의 대폭적인 향상을 보장할 수 있고, 공기 주입을 위한 공기 주입관에 대한 한층 개선된 조립성, 유지ㆍ보수성을 기대할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 나노기포 발생장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기 주입기가 적용된 나노기포 발생장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2의 A부를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 B-B선 단면도이다.
도 5는 도 3의 C-C선 단면도이다.
도 6은 도 2의 D부를 나타내는 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 기포 발생-이온화 유닛을 나타내는 구성도 및 사시도이다.
도 9는 도 6에 도시된 기포 크기-발생량 조절유닛을 나타내는 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 공기 주입기가 적용된 나노기포 발생장치를 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 2의 A부를 나타내는 단면도이며, 도 4는 도 3의 B-B선 단면도이고, 도 5는 도 3의 C-C선 단면도이며, 도 6은 도 2의 D부를 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 나노기포 발생장치는 물이 유입되는 제1관로(11)에 공기를 주입하기 공기 주입유닛(15), 제1관로(11)로부터의 물(공기 주입유닛에 의하여 공기가 주입된 물)을 제공받아 기포를 발생시키면서 금속이온이 함유된 이온수를 형성하는 기포 발생-이온화 유닛(20), 기포 발생-이온화 유닛(20)으로부터의 이온수 속 기포의 크기와 발생량을 조절하는 기포 크기-발생량 조절유닛(50)을 포함하고, 기포 크기-발생량 조절유닛(50)을 통과하는 과정에서 형성되는 나노기포는 제2관로(12)를 따라 배출된다. 도면부호 10은 제1관로(11)를 마련하는 제1관로 형성부재인 물 유입관인데, 이 물 유입관(10)은 공기 주입유닛(15)과 함께 공기 주입기를 구성한다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1관로(11)는 제1대경관로(11a)와 제2대경관로(11b) 및 제1과 제2대경관로(11a,11b) 사이에 배치된 소경관로(11c)를 가진다. 제1과 제2대경관로(11a,11b)는 단면적이 소경관로(11c)에 비하여 크도록 형성되어,(참고로, 제2대경관로의 단면적은 A1, 소경관로의 단면적은 A2) 제1관로(11)는 중도에 단면적이 상대적으로 축소된 부분이 마련된다. 제1대경관로(11a)는 제1연결관로(11d)에 의하여 소경관로(11c)의 양단 중 물이 들어오는 입구 쪽에 연결되고, 제2대경관로(11b)는 제2연결관로(11e)에 의하여 소경관로(11c)의 양단 중 물이 나가는 출구 쪽에 각각 연결된다. 제1연결관로(11d)는 그 단면적이 제1대경관로(11a)에서 소경관로(11c) 측으로 갈수록 점차 축소되는 형상으로 형성되고, 제2연결관로(11e)는 그 단면적이 소경관로(11c)에서 제2대경관로(11b) 측으로 갈수록 점차 확장되는 형상으로 형성되어, 제1대경관로(11a)로부터의 물은 소경관로(11c)로 자연스럽게 유입된 후, 제2대경관로(11b)로 자연스럽게 유출된다.

관로의 단면적이 크면 유속이 상대적으로 작고 관로의 단면적이 작으면 유속이 상대적으로 크다. 이에, 제2대경관로(11b)를 따라 흐르는 물의 속도는 소경관로(11c)에서의 속도에 비하여 느리고, 소경관로(11c)에서는 이렇게 제2대경관로(11b)에서 유속이 감소됨에 따라 압력이 상승하는 현상이 발생되므로, 소경관로(11c) 내의 물은 제2대경관로(11b) 측으로 빠르게 흐른다.

공기 주입유닛(15)은 소경관로(11c)에 공기를 주입한다. 소경관로(11c)에 공기를 주입하면, 주입되는 공기는 제2대경관로(11b)와 소경관로(11c)의 압력차이 등의 영향으로 흡입된다. 이 때, 흡입력을 크게 하기 위하여, 제2대경관로(11b)는 소경관로(11c)와의 단면적 차이가 가능한 한 크도록 형성하는 것이 바람직하다.

물 유입관(10)은 소경관로(11c)에서 물 유입관(10)의 외주 측을 향하여 반경방향으로 관통된 공기 주입구멍(10h)을 가져, 공기는 공기 주입구멍(10h)을 통하여 소경관로(11c)에 주입된다.

도 2를 참조하면, 공기 주입유닛(15)은 공기 주입구멍(10h)에 연결된 공기 주입관(15a), 공기 주입관(15a)에 설치된 제1개폐밸브(15b), 제1개폐밸브(15b)를 기준으로 공기 주입관(15a)의 상류와 하류 측에 양단이 각각 연결된 바이패스 관(15c), 바이패스 관(15c)에 설치된 제2개폐밸브(15d)를 포함한다. 공기 주입관(15a)의 관로를 개폐하는 제1개폐밸브(15b)는 두 개가 구비되는바, 하나는 수동식 밸브이고, 다른 하나는 전자적으로 제어되는 자동식 밸브이다. 바이패스 관(15c)의 관로를 개폐하는 제2개폐밸브(15d)로는 수동식 밸브를 적용하는 것이 바람직하다.

도 3, 도 5를 참조하면, 공기 주입관(15a)은 관형 소켓(10s)에 의하여 물 유입관(10)의 공기 주입구멍(10h)에 분리 가능하게 결합된다. 물 유입관(10)의 외주 중 공기 주입구멍(10h)이 형성된 부분에는 소켓(10s)이 수용되는 소켓 수용홈(10g)이 마련되고, 소켓(10s)은 소켓 수용홈(10g)에 한쪽 끝 부분이 끼워진 상태로 용접되어 위치가 고정되며, 소켓(10s)의 다른 쪽 끝 부분에는 공기 주입관(15a)의 말단부(공기가 유출되는 출구 쪽 부분)가 결합된다. 소켓(10s)의 내주에는 암나사(N)가 형성되고, 공기 주입관(15a) 말단부의 외주에는 소켓(10s)의 암나사와 나사결합이 가능하도록 수나사(도시되지 않음)가 형성되어, 공기 주입관(15a)은 용이하게 결합 및 분리할 수 있다.

소켓(10s)에 말단부가 결합된 공기 주입관(15a)은 공기가 유입되는 입구가 대기 중에 노출되어, 공기 주입관(15a)의 입구 주변의 공기는 제1개폐밸브(15b)가 개방된 때 제2대경관로(11b)와 소경관로(11c)의 압력차이 등에 의한 흡입력으로 인하여 흡입, 공기 주입구멍(10h)을 통하여 소경관로(11c)에 주입된다. 이 때, 공기 주입구멍(10h)은 공기 주입관(15a) 관로와 소켓(10s) 내주에 비하여 단면적이 작도록 형성되어, 공기 주입구멍(10h)으로부터의 공기는 소경관로(11c)를 향하여 분사된다. 즉, 공기 주입구멍(10h)이 노즐의 역할을 하게 한 것이다. 도시된 바는 없으나, 공기 주입관(15a)에는 공기를 강제적으로 주입하기 위한 송풍기 등이 연결될 수 있다.

도 3에는 공기 주입구멍(10h)의 출구가 소경관로(11c)의 중앙 부분에 위치한 것으로 도시되어 있으나, 공기 주입위치는 주입된 공기에 대한 흡입력이 상대적으로 큰 지점, 즉 소경관로(11c)의 중앙 부분을 기준으로 소경관로(11c)의 입구와 출구 중 출구 쪽으로 치우쳐 있게 하는 것이 바람직하다.

도 2에서 설명되지 않은 도면부호 80은 펌프인데, 펌프(80)는 제1관로(11)로 물을 고속으로 유입시키는 역할을 한다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 나노기포 발생장치의 기포 발생-이온화 유닛(20)을 나타내는 구성도, 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 나노기포 발생장치의 기포 크기-발생량 조절유닛(50)을 나타내는 단면도이다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 기포 발생-이온화 유닛(20)은 제1관로(11)에 연결된다. 기포 발생-이온화 유닛(20)은 물 흐름방향을 따라 플라스틱 블록(30)과 금속 블록(40)이 서로 연결된 구조를 가진다. 여기에서는 플라스틱 블록(30)은 두 개 구비하고 금속 블록(40)은 한 개 구비하여 금속 블록(40)을 사이에 두고 두 플라스틱 블록(30)이 대칭되게 배치하였으나, 플라스틱 블록(30)과 금속 블록(40)은 복수 개씩 구비되고 서로 교호하도록 배치될 수 있다.

플라스틱 블록(30) 내부에는 제1관로(11)로부터의 공기와 물이 서로 다른 방향으로 분기되어 유동하는 분기부(31)(이하에서는 다수의 제1통공이라 한다.)가 마련된다. 플라스틱 블록(30)은 불소수지의 재질로 이루어질 수 있다. 플라스틱 블록(30)의 양단 중 금속 블록(40)과 접하는 한쪽에는 플라스틱 블록(30)의 길이방향으로 패인 일정한 깊이의 함몰부(32)가 형성되는데, 이 함몰부(32)는 서로 접하는 플라스틱 블록(30)과 금속 블록(40) 사이에 공동을 형성한다. 이하, 함몰부(32)는 공동이라 칭하기로 한다.

불소수지 재질의 플라스틱 블록(30)은 물과 충돌하면서 정전기를 발생시킴으로써 금속 블록(40)의 반응을 보조한다. 즉, 여기에서는 금속 블록(40)의 블록몸체(42)를 이루는 재질인 아연이 외삽 파이프(43)를 이루는 재질인 황동이나 알루미늄과 양호하게 반응하도록 하는 조건을 조성하는 역할을 한다.

금속 블록(40)은 물 흐름방향을 따라 플라스틱 블록(30)과 연결되어 이 플라스틱 블록(30)과의 사이에 공동(32)을 형성한다. 금속 블록(40) 내부에는 통공(41)이 형성되는데, 이 금속 블록(40)의 통공(41)은 제2통공이라 칭하기로 한다. 이 같은 금속 블록(40)은 다수의 제2통공(41)이 내부에 형성된 블록몸체(42), 이 블록몸체(42)가 내부에 끼워지고 블록몸체(42)와 다른 종류의 금속으로 이루어진 외삽 파이프(43), 블록몸체(42)와 외삽 파이프(43) 사이의 기밀 유지를 위한 기밀유지부재(44)를 포함한다. 블록몸체(42)의 재질은 아연일 수 있고, 외삽 파이프(43)의 재질은 황동일 수 있다. 외삽 파이프(43)의 재질은 알루미늄으로 대체 가능하다.

도 9를 참조하면, 기포 크기-발생량 조절유닛(50)은 기포 발생-이온화 유닛(20) 측에 이온수를 제공받을 수 있도록 연결된다. 기포 크기-발생량 조절유닛(50)은 기포 발생-이온화 유닛(20) 측에 연결된 상부챔버(51), 제2관로(12)와 연결된 하부 챔버(52), 상부챔버(51)와 하부챔버(52) 사이의 연통구(53)를 개폐하는 개폐부재(54), 연통구(53)의 개방도가 조절되도록 개폐부재(54)를 작동시키는 스템(55)을 포함한다.

스템(55)은 상부와 하부챔버(51,52)를 상하방향으로 가로지르도록 배치된 슬라이더(55a), 슬라이더(55a)에 연결되고 슬라이더(55a)의 길이방향을 따라 상부챔버(51)의 외부로 노출된 회전형 조작부(55b)를 포함하는바, 조작부(55b)를 정역으로 회전시키면 조작부(55b)와 연동된 슬라이더(55a)가 상하방향으로 이동하면서 연통구(53)가 슬라이더(55a)에 장착된 개폐부재(54)에 의하여 개폐된다. 바람직하게는, 연통구(53)는 상부챔버(51)를 향하는 이온수가 직선형으로 유동되지 않고 유동방향이 변경되면서 하부챔버(52)를 향하는 형태를 가진다. 연통구(53)를 이렇게 구성하면, 이온수가 연통구(53)를 통과하기 전에 상부챔버(51)의 내벽에 충돌되어 기포의 크기를 보다 미세화할 수 있다.

기포 발생-이온화 유닛(20), 기포 크기-발생량 조절유닛(50), 제2관로(12)의 일부분은 케이싱(60)에 의하여 보호될 수 있다.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 나노기포 발생장치는 다음과 같이 작동한다.

바이패스 관(15c)의 관로는 제2개폐밸브(15d)를 조작하여 폐쇄하고, 공기 주입관(15a)의 관로는 제1개폐밸브(15b)를 조작하여 개방한 상태에서, 펌프(80)를 작동시킨다. 그러면, 제1관로(11)로는 물이 유입되기 시작한다. 이렇게 유입되어 제1관로(11)를 따라 흐르는 물은 소경관로(11c)의 단면적(도 3의 도면부호 A2 참조)이 제2대경관로(11b)의 단면적(도 3의 도면부호 A1 참조)에 비하여 작으므로(A1 > A2) 소경관로(11c)에서는 빨리 흐르고 제2대경관로(11b)에서는 감속된다. 이에 따르면, 제2대경관로(11b)의 압력이 소경관로(11c)에 비하여 작아, 소경관로(11c)에는 소경관로(11c)에서 제2대경관로(11b) 측으로의 흡입력이 발생되고, 공기 주입관(15a)에 채워지는 대기 중의 공기는 이러한 흡입력에 의하여 소경관로(11c)로 주입된다. 따라서, 본 발명은 소경관로(11c)를 따라 흐르는 물속에 보다 많은 양의 공기를 주입할 수 있고 주입량을 비교적 일정하게 유지할 수 있다. 실험결과에 따르면, 주입되는 공기량은 도 1과 같이 주입하였을 때와 비교하여 약 30% 증가된다.

제1관로(11)로부터의 공기와 물은 플라스틱 블록(30)을 경유하면서 다수의 제1통공(31)에 의하여 다수 갈래로 분기된 후, 플라스틱 블록(30)과 금속 블록(40) 사이의 공동(32)에서 합쳐진다. 이 과정에서는 난류나 와류가 형성되면서 기포 발생이 이루어진다.

공동(32)을 거쳐 기포를 갖게 된 기포수는 금속 블록(40)의 블록몸체(42)에 형성된 제2통공(41)을 지나면서 아연 이온이 함유된 이온수가 된다. 부연하면, 이온화 경향에 따라, 블록몸체(42)의 재질인 아연은 쉽게 이온화하려고 하고, 외삽 파이프(43)의 재질로서 황동인 구리는 전자를 받아 환원되려고 하므로, 이 두 금속을 접촉시켜 놓으면 소위 갈바닉 효과에 따른 기전력의 발생을 유도하여 아연의 이온화를 촉진시킨다. 결과적으로는 기포수가 제2통공(41)을 지나면서 아연에 의하여 아연 이온이 녹아 있는 이온수로 바뀌게 된다.

이후, 이온수는 공동(32)과 플라스틱 블록(30)을 한 번 더 지나면서 난류나 와류에 의한 기포 발생이 극대화된 후, 기포 크기-발생량 조절유닛(50) 쪽으로 이동된다.

기포 크기-발생량 조절유닛(50)으로 이동된 이온수는 상부챔버(51)의 내벽에 충돌된 후 개방도가 조절된 연통구(53)를 통하여 하부챔버(52)로 유동되는 과정에서 나노기포를 갖게 된다. 즉, 이온수에 포함된 기포가 연통구(53)를 통하여 더 잘게 쪼개지면서 나노기포로 되는 것이다. 이처럼 기포 크기-발생량 조절유닛(50)을 지나 크기와 발생량이 조절된 나노기포는 제2관로(12)를 통해 배출된다.

10 : 물 유입관(제1관로 형성부재) 10h : 공기 주입구멍
10g : 소켓 수용홈 10s : 소켓
11 : 제1관로 11a : 제1대경관로
11b : 제2대경관로 11c : 소경관로
11d : 제1연결관로 11e : 제2연결관로
12 : 제2관로 15 : 공기 주입유닛
15a : 공기 주입관 15b : 제1개폐밸브
15c : 바이패스 관 15d : 제2개폐밸브
20 : 기포 발생-이온화 유닛 50 : 기포 크기-발생량 조절유닛

Claims (12)

1. 물이 유입되는 유입관로를 마련하는 관로 형성부재와; 상기 유입관로를 따라 흐르는 물속에 공기를 주입하기 위한 공기 주입유닛을 포함하고,
   상기 유입관로는 소경관로 및 상기 소경관로에 비하여 단면적이 큰 대경관로를 가지되, 상기 대경관로는 상기 소경관로의 출구 쪽에 연결되며,
   상기 공기 주입유닛은, 상기 소경관로에 공기를 주입할 수 있도록 상기 관로 형성부재의 소경관로 측 외주에 연결된 공기 주입관 및 상기 공기 주입관에 설치되어 상기 공기 주입관 관로를 개폐하는 제1개폐밸브와; 상기 제1개폐밸브를 기준으로 상기 공기 주입관의 상류 측과 하류 측에 양단이 각각 연결된 바이패스 관 및 상기 바이패스 관에 설치되어 상기 바이패스 관 관로를 개폐하는 제2개폐밸브를 포함하는 공기 주입기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공기 주입유닛의 공기 주입관은 상기 소경관로의 중앙 부분을 기준으로 상기 소경관로의 입구와 출구 중 출구 쪽으로 치우친 위치에 공기를 주입하도록 연결된 공기 주입기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 소경관로와 상기 대경관로는 상기 소경관로에서 대경관로 측으로 갈수록 단면적이 점차 확장되는 연결관로에 의하여 서로 연결된 공기 주입기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 소경관로의 입구 쪽에는 상기 소경관로에 비하여 단면적이 큰 제1대경관로가 연결되고,
   상기 소경관로의 출구 쪽에 연결된 대경관로는 제2대경관로로 하며,
   상기 제1대경관로와 상기 소경관로는 상기 제1대경관로에서 소경관로 측으로 갈수록 단면적이 점차 축소되는 제1연결관로에 의하여 서로 연결된 공기 주입기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 관로 형성부재는 상기 소경관로에서 상기 공기 주입관 연결지점으로 관통된 공기 주입구멍을 가져, 상기 공기 주입관으로부터의 공기는 상기 공기 주입구멍을 통하여 상기 소경관로에 주입되고,
   상기 공기 주입구멍은 노즐 역할을 하도록 상기 공기 주입관 관로에 비하여 단면적이 작은 공기 주입기.
6. 삭제
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 관로 형성부재의 공기 주입관 연결지점에는 상기 공기 주입관이 분리할 수 있게 결합되는 관형 소켓이 마련된 공기 주입기.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 관로 형성부재의 공기 주입관 연결지점에는 소켓 수용홈이 마련되고,
   상기 소켓은 상기 소켓 수용홈에 한쪽 끝 부분이 끼워진 상태로 용접된 공기 주입기.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 소켓의 내주에는 암나사가 형성되고,
   상기 공기 주입관의 외주에는 상기 소켓과 나사결합 가능하도록 수나사가 형성된 공기 주입기.
10. 삭제
11. 물이 유입되는 유입관로를 마련하는 관로 형성부재와; 상기 유입관로를 따라 흐르는 물속에 공기를 주입하기 위한 공기 주입유닛을 포함하고,
    상기 공기 주입유닛은, 공기 주입관 및 상기 공기 주입관에 설치되어 상기 공기 주입관 관로를 개폐하는 제1개폐밸브와; 상기 제1개폐밸브를 기준으로 상기 공기 주입관의 상류 측과 하류 측에 양단이 각각 연결된 바이패스 관 및 상기 바이패스 관에 설치되어 상기 바이패스 관 관로를 개폐하는 제2개폐밸브를 포함하며,
    상기 공기 주입관은 상기 관로 형성부재의 외주에 연결되고,
    상기 관로 형성부재는 상기 유입관로에서 상기 공기 주입관 연결지점으로 관통된 공기 주입구멍을 가져, 상기 공기 주입관으로부터의 공기는 상기 공기 주입구멍을 통하여 상기 유입관로에 연결되며,
    상기 관로 형성부재의 공기 주입관 연결지점에는 상기 공기 주입관이 분리할 수 있게 결합되는 관형 소켓이 마련된 공기 주입기.
12. 물이 유입되고 소경관로 및 상기 소경관로에 비하여 단면적이 큰 대경관로를 가지며 상기 대경관로가 상기 소경관로의 출구 쪽에 연결된 제1관로와;
    상기 제1관로를 따라 흐르는 물속에 공기를 주입하기 위한 것으로서 상기 소경관로 측 외주에서 상기 소경관로에 공기를 주입하는 공기 주입관, 상기 공기 주입관에 설치되어 상기 공기 주입관 관로를 개폐하는 제1개폐밸브, 상기 제1개폐밸브를 기준으로 상기 공기 주입관의 상류 측과 하류 측에 양단이 각각 연결된 바이패스 관 및 상기 바이패스 관에 설치되어 상기 바이패스 관 관로를 개폐하는 제2개폐밸브로 구성된 공기 주입유닛과;
    상기 제1관로로부터 공기가 주입된 물을 제공받아 기포를 발생시키면서 금속이온이 함유된 이온수를 형성하는 기포 발생-이온화 유닛과;
    상기 기포 발생-이온화 유닛으로부터 이온수를 제공받으며 이온수 속의 기포 크기와 발생량을 조절하는 기포 크기-발생량 조절유닛과;
    상기 기포 크기-발생량 조절유닛으로부터의 나노기포를 배출하기 위한 제2관로를 포함하는 나노기포 발생장치.

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