KR101431584B1 - 다용도 초미세기포 발생기 - Google Patents

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Abstract

다용도 초미세기포 발생기가 개시된다. 제1 확장부(111), 협소부(112), 제2 확장부(113)가 연속적으로 형성된 관통홀(11)을 포함하는 파이프(10)와;상기 제1 확장부(111)에 삽입되며, 몸체부(21)와, 상기 몸체부(21)의 측면에 연속적으로 형성되며 유체의 흐름방향으로 폭이 좁아지면서 나선 형태로 이루어진 복수의 제1 날개부(22)를 포함하는 유체가속부재(20)와;상기 제2 확장부(113)에 삽입되며, 상기 협소부(112)와 상기 제2 확장부(113)의 연결부분(115)의 통로를 좁히도록 원추형태의 머리부(31)를 포함하는 버블분배부재(30)를 포함하는 다용도 초미세기포 발생기가 제공된다.

Description

다용도 초미세기포 발생기{generating module of micro bubble}
본 발명은 마이크로 버블 발생장치의 핵심부품인 다용도 초미세기포 발생기에 관한 것이다.
기포 사이즈가 50㎛ 이하인 기포를 마이크로 버블(미세기포,micro bubble)이라 한다. 마이크로 버블은 다양한 효과를 가지는 것으로 알려져 있다. 첫째, 직경 50㎛ 이하의 마이크로 버블은 짧은 시간에서의 압축, 파괴의 연쇄반응을 반복한다. 이는 초 미세기포가 가지는 자기가압효과에 의한 것으로, 자기가압효과는 구형의 계면을 가지는 기포 내부에서 표면장력이 기체를 압축하는 힘으로 인해 발생한다. 이때, 기포 내부의 온도는 태양 표면 온도에 필적하는 5,500 ℃ 까지 순간적으로 상승한다. 둘째, 마이크로 버블이 파열할 때 시속 400㎞ 속도의 초음파가 발생하며, 이로 인해 피부마사지, 각질제거의 효과가 있다. 셋째, 마이크로 버블은 일반 폭포보다 10배 이상 많은 음이온을 발생하며, 음이온은 삼림과 폭포 주변, 초원, 공원의 분수근처, 해변 등에 많이 존재하는 것으로 세포의 노화를 방지하거나 항산화 기능을 통해 사람에게 유익한 것으로 알려져 있다.
위와 같이, 마이크로 버블은 많은 장점을 가지고 있으며, 마이크로 버블은 액체와 기체를 혼합하여 생성되는 버블의 분쇄 과정을 통해 형성된다. 따라서, 분쇄과정은 마이크로 버블의 양을 결정하는 중요한 변수가 되며, 동일한 부피의 액체라고 하더라도 분쇄 과정에 따라 생성되는 마이크로 버블의 양은 달라진다.
본 발명은 최적의 분쇄가 가능한 다용도 초미세기포 발생기에 관한 것이다.
본 발명과 관련된 기술은 한국등록특허 제10-0807189호(마이크로 버블 노즐)가 있다.
본 발명은 밀도 높은 마이크로 버블을 안정적으로 생성할 수 있는 마이크로 버블 발생장치의 핵심부품인 다용도 초미세기포 발생기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면,
제1 확장부(111), 협소부(112), 제2 확장부(113)가 연속적으로 형성된 관통홀(11)을 포함하는 파이프(10)와;
상기 제1 확장부(111)에 삽입되며, 몸체부(21)와, 상기 몸체부(21)의 측면에 연속적으로 형성되며 유체의 흐름방향으로 폭이 좁아지면서 나선 형태로 이루어진 복수의 제1 날개부(22)를 포함하는 유체가속부재(20)와;
상기 제2 확장부(113)에 삽입되며, 상기 협소부(112)와 상기 제2 확장부(113)의 연결부분(115)의 통로를 좁히도록 원추형태의 머리부(31)를 포함하는 버블분배부재(30)를 포함하는 다용도 초미세기포 발생기를 제공하고자 한다.
또한,
상기 버블분배부재(30)의 측면에는 상기 유체의 흐름방향으로 형성된 복수의 제2 날개부(32)를 포함하는 다용도 초미세기포 발생기를 제공하고자 한다.
또한,
상기 버블분배부재(30)의 후방에는 버블발생돌기(41)가 형성된 버블발생부재(40)가 더 결합된 것을 특징으로 하는 다용도 초미세기포 발생기를 제공하고자 한다.
또한,
상기 파이프(10)의 외부에는 자석(60)이 더 결합되는 것을 특징으로 하는 다용도 초미세기포 발생기를 제공하고자 한다.
본 발명은 20~50㎛ 일정한 크기의 기포 사이즈와 리터당 15% 이상의 고밀도 기포발생 시킴으로서 미세기포가 기본적으로 가지고 있는 살균효과, 세정효과, 온열효과, 보습효과 등의 기능을 할 수 있는 고품질의 다용도 초미세기포 발생기를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 사시도.
도 2는 도 1의 A-A'의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 유체가속부재의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 버블분배부재의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 버블발생부재의 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 파이프의 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 자석의 사시도.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하되, 이는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로써 본 발명의 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 사시도이며,도 2는 도 1의 A-A'의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 유체가속부재의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 버블분배부재의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 버블발생부재의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 파이프의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 초미세기포 발생기의 자석의 사시도이다.
본 실시예의 다용도 초미세기포 발생기(100)은 공기와 물의 혼합물이 유체가속부재(20)를 통과하면서 압축되어, 관통홀(11)의 협소부(112)에 이르게 되고, 이후 협소부(112)에서 고압으로 압축된 상태에서, 제2 확장부(113)에서 폭발함으로써, 공기가 깨어져 물속으로 흩어져서 마이크로 버블을 형성한다. 이후, 마이크로 버블은 버블분배부재(30)를 지나면서 안정적 상태를 유지하면서 분배된다. 마이크로 버블은 또한, 버블분산부재(40)의 버블분산돌기(41)와 부딪쳐 물속에서 골고루 분산이 이루어진다.
파이프(10)는 본 실시예의 다용도 초미세기포 발생기(100)의 형태를 이루는 것으로서, 내부에는 관통홀(11)이 형성되어 있다. 파이프(10)는 금속 또는 플라스틱 재질로 만들어질 수 있다.
관통홀(11)은 제1 확장부(111), 협소부(112), 제2 확장부(113)가 연속적으로 이루어져 있다. 제1 확장부(111)와 협소부(112) 사이에는 경사면으로 이루어진 연결부분(114) 영역이 있다. 또한, 협소부(112)와 제2 확장부(113) 사이도 경사면으로 이루어진 연결부분(115) 영역이 있다. 이러한 연결부분(114,115)은 유체의 흐름이 원활하게 이루어지도록 곡면처리가 될 수도 있다.
유체가속부재(20)는 제1 확장부(111)에 삽입된다. 유체가속부재(42)는, 몸체부와(21)와; 몸체부(21)의 측면에 연속적으로 형성되며, 유체의 흐름방향으로 폭이 좁아지면서 나선 형태를 이루는 복수의 제1 날개부(22)를 포함한다. 제1 확장부(111)로 진입한 물과 공기는 제1 날개부(22)들 사이의 골에 진입하여 이동하면서 제1 확장부(111)의 중심으로 수렴된다.
도 3과 같이, 유체가속부재(20)는 하부(도면에서는 우측)로 내려갈수록 폭이 좁아지는 골의 형태를 이루도록, 제1 날개부(22)들이 배치되어 있을 뿐만 아니라, 하부로 갈수록 나선형태를 이루어져 있다. 따라서, 이러한 제1 날개부(22)들이 형성하는 골을 따라 물과 공기가 이동할 경우 압축된다. 즉, 유체가속부재(22)를 통과하면서 유체는 매우 빠르게 흘러 속도 에너지를 가진다. 유체가속부재(22)를 통과하면, 유체는 강한 선회류를 발생한다.
유체가속부재(22)를 통과한 유체(물과 공기의 혼합물)는 협소부(112)를 통과한다. 높은 압력과 에너지를 가진 유체가 미소 단면적인 협소부(112)를 통과하면 순간적으로 음속에 가까운 속도를 가지게 되며, 이때 유체 속의 공기는 더욱 압축된다.
이후, 유체가 제2 확장부(113)를 통과하면, 압축된 공기가 폭발을 하게 되면서, 50~100㎛ 전후의 미세기포를 형성하게 되고, 이러한 미세기포는 물속에 분산된다.
한편, 급속한 팽창으로 요동치는 미세기포가 물속에서 안정적으로 자리를 잡기 위해서는, 안정화 구간이 필요하다. 협소부(112)와 제2 확장부(113)의 연결부분(115)에 머리부(31)가 원추형태의 버블분배부재(30)를 삽입하여 채워줌으로써 통로의 간격일 좁힐 수 있도록 하고, 미세기포가 요동칠 공간을 줄여준다. 그 결과, 미세기포가 물속에 녹아 일정구간 흐르게 하여 진정시킬 수 있게 된다.
버블분배부재(30)의 측면에는 제2 날개부(32)가 더 형성될 수 있다. 제2 날개부(32)도 유체의 흐름을 안정화 시키는 역할을 한다.
상기 버블분배부재(30)의 후방에는 버블분산돌기(41)가 형성된 버블분산부재(42)가 더 결합될 수 있다. 제2 확장부(113)와 연속적으로 결합하여 위치하는 버블분산돌기(41)는 협소부(112)를 통과하면서 1차 발생한 불안정한 미세기포(Micro Bubble)를 2차 분산 발생시킨다. 이때 일어나는 현상이 소용돌이(Vortex현상)이며 , 여기서 2차 버블이 발생한다. 발생한 2차 초 미세기포(Micro Nano Bubble)는 30~50㎛ 전후의 크기가 되며, 밀도도 높고 안정된 초 미세기포(Micro Nano Bubble)가 된다. 안정되고 밀도 높은 기포는 유체 배출구를 통해 배출된다. 미세기포는 발생과정에서 음(-)이온을 띄게 되는데 이를 레너드효과(Lenard effect) 또는 폭포수 효과(waterfall effect)라 부른다.
한편, 파이프(10)에는 링 형태의 자석(60)이 더 결합될 수 있다. 자석(60)은 자기장을 형성한다. 미세기포는 음(-)이온을 띄게 되는데, 자석(60)의 자력은 이러한 음(-)이온을 안정화 시킨다. 이로써, 더 많은 미세기포가 형성된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이로써 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 실시예를 바탕으로 균등한 범위까지 당업자가 변형 및 추가하는 범위도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
제1 확장부(111) 협소부(112)
제2 확장부(113) 관통홀(11)
파이프(10) 몸체부(21)
몸체부(21) 유체가속부재(20)
머리부(31) 버블분배부재(30)
다용도 초미세기포 발생기(100)

Claims (4)

  1. 제1 확장부(111), 협소부(112), 제2 확장부(113)가 연속적으로 형성된 관통홀(11)을 포함하는 파이프(10)와;
    상기 제1 확장부(111)에 삽입되며, 몸체부(21)와, 상기 몸체부(21)의 측면에 연속적으로 형성되며 유체의 흐름방향으로 폭이 좁아지면서 나선 형태로 이루어진 복수의 제1 날개부(22)를 포함하는 유체가속부재(20)와;
    상기 제2 확장부(113)에 삽입되며, 상기 협소부(112)와 상기 제2 확장부(113)의 연결부분(115)의 통로를 좁히도록 원추형태의 머리부(31)를 포함하는 버블분배부재(30)를 포함하는 다용도 초미세기포 발생기에 있어서,
    상기 버블분배부재(30)의 측면에는 상기 유체의 흐름방향으로 형성된 복수의 제2 날개부(32)를 포함하는 다용도 초미세기포 발생기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버블분배부재(30)의 후방에는 버블발생돌기(41)가 형성된 버블발생부재(40)가 더 결합된 것을 특징으로 하는 다용도 초미세기포 발생기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파이프(10)의 외부에는 자석(60)이 더 결합되는 것을 특징으로 하는 다용도 초미세기포 발생기.

  4. 삭제
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