KR101546593B1 - 마이크로 버블 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 공기와 물이 혼합된 상태의 유체를 이송하는 과정에서 물리적인 충돌을 발생시키어 물속에 함유된 공기를 미소단위로 분해하여 마이크로 버블을 발생하는 것으로, 점유 공간을 효율적으로 확보할 수 있어 사용상의 편리성을 증대시키도록, 공기가 함유된 혼합 수가 유입되는 유입 부(2)와, 상기 유입 부(2)를 통해 유입된 혼합 수가 배출되는 배출 부(3)와, 상기 유입 부(2)와 상기 배출 부(3)의 사이에서 혼합 수에 함유된 공기와 물의 상호작용에 의해 마이크로 버블이 생성된 물을 발생하는 발생 부(4)를 가지는 몸체(5)를 포함하여 이루어진 마이크로 버블 발생장치에 있어서; 상기한 몸체(5)는, 양단에 상기 유입 부(2)와 상기 배출 부(3)를 구성하는 관 공이 형성되며 내부에 상기 발생 부(4)를 구성하는 공간 부가 구비된 통 형상으로 이루어지며; 상기한 발생 부(4)에는, 상기 몸체(5)의 내면과 사이 간격을 가지면서 배치되는 통 형상의 충돌드럼(6)이 구비되되; 상기한 충돌드럼(6)에서 상기 유입 부(2)와 마주보는 면에 위치된 일 측면은, 중앙부위가 상기 유입 부(2) 측 방향으로 볼록하게 돌출된 원호 형상의 볼록 면(7)으로 이루어지며; 상기한 충돌드럼(6)에서 상기 유입 부와 마주보는 면에 위치된 타 측면은, 중앙부위가 상기 배출 부(3) 측 방향으로 오목하게 파여 진 원호 형상의 오목 면(8)으로 이루어진 마이크로 버블 발생장치를 제공한다.

Description

마이크로 버블 발생장치{A device for generating micro bubble}

본 발명은, 직경이 마이크로 단위를 가지는 미소 기포인 마이크로 버블을 발생시키는 마이크로 버블 발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기와 물이 혼합된 상태의 유체를 이송하는 과정에서 물리적인 충돌을 발생시키어 물속에 함유된 공기를 미소단위로 분해하여 마이크로 버블을 발생하는 것으로, 특히 그 구조가 간단하여 저렴하고 경제적으로 제공할 수 있음은 물론, 특히 점유 공간을 효율적으로 확보할 수 있어 사용상의 편리성을 증대시키도록 된 마이크로 버블 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로 버블은 5㎛(마이크로미터,혹은 미크론, 1㎛=0.001㎜) 이하의 눈으로 확인할 수 없는 초미세 기포로써, 일반 버블의 1/2,000 크기로 피부의 모공 25㎛ 이하의 미세한 공기 입자이며, 소멸할 때 1) 40KHz의 초음파 발생시키고, 2) 140db의 높은 음압발생시키며, 3) 4,000도~6,000도의 순간적인 고열 발생된다.

즉 일반기포는 물속에서 상승해 표면에서 파열하지만 마이크로 버블은 수중에서 압력에 의해 축소되며 다양한 에너지를 발생시키며 소멸한다.

그리고 상기와 같은 마이크로 버블은 초 극미한 거품으로 물과 공기를 격렬하게 회전시키는 경우 주로 발생한다.

이와 같은 마이크로 버블은 "기체 용해 효과, 자기가압효과, 대전효과" 등의 물리적, 화학적 특성에 의해 다양한 영역에서 활용되고 있으며, 근자에 이르러 특히 어업, 농업 분야에서는 각종 양식, 수경재배에 이용되고, 의료 분야에서는 정밀진단에 이용되며, 각종 분야에서 물리치료, 고순도 정수 처리, 환경장치 등에 사용되고 있는 실정이다.

즉 그 사용분야가 온천욕부터 암진단까지 광범위하며 피부도 재생해주는데다가 살균효과도 뛰어나다고 알려져 있다.

상기와 같은 마이크로 버블은 선회액체류식, 스테이트믹서식, 아젝터식, 밴추리식, 가압용해식, 초음파식, 전기분해식, 미세기공필터식 등 다양한 방식으로 생성된다.

이와 같은 다양한 방식의 마이크로 버블 발생장치를 통해 마이크로 버블을 발생시키기 위해서는 기체가 혼합된 액체(공급수)가 공급받아 기체를 미세기포로 전환시켜 마이크로 버블을 생성하게 된다.

상기에서 공급수가 미세기포로 전환되는 과정은 기포가 함유된 공급수가 미세관로가 구비된 발생수단의 미세 관로를 통과하는 중에 분리 및 압축되는 과정을 통해 이루어진다.

상기한 바와 같이 마이크로 버블을 발생하는 마이크 로버블 발생장치들 중 하나로, 한국특허등록번호 제10-1146040호(명칭: 마이크로 버블 발생장치)가 있으며, 상기 마이크로 버블 발생장치는, 공보에 기재된 바와 같이, 물이 유입되는 물유입구 및 공기가 유입되는 공기유입구와 토출되는 토출구가 구비된 버블생성실과, 상기 버블생성실의 물유입구 및 공기유입구와 토출구의 사이에 마련되며 모터의 축에 끼워져 회전되고 물유입구와 공기유입구를 통해 유입된 물이 유도되는 다수의 유도공이 구비된 회전디스크와, 상기 회전디스크의 물과 공기의 이동방향에 밀착되도록 마련되며 유도공을 통해 유도된 물과 공기를 외 측 방향으로 분기시킴과 동시에 상기 회전디스크의 회전에 따라 물과 공기를 교반하도록 회전디스크방향으로 돌출형성된 다수의 교반편들이 구비된 고정디스크로 이루어져 있다.

이에 따라, 물과 공기가 상기 교반편들과 마찰되면서 교반됨은 물론 교반편들의 사이를 지그 잭으로 통과하면서 마찰되기 때문에, 으깨어지듯이 물과 공기를 강하게 교반함과 동시에 압착하도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 기존의 마이크로 버블 발생장치는 그 구조가 복잡하고, 점유 공간이 커서 비 경제적임은 물론, 설치 및 사용시 불편한 문제점이 있었다.

이에 따라, 한국특허등록 제10-1178782호(명칭: 마이크로 버블 발생장치)에서 기재된 바와 같이 점유 면적이 비교적 작은 마이크로 버블 발생장치가 제안되었다.

상기 마이크로 버블 발생장치는, 공보에 기재된 바와 같이, 공기가 유입되는 공기 유입부와, 상기 공기 유입부와는 다른 위치에서 물이 유입되는 물 유입부와, 유입된 상기 공기와 상기 물의 상호작용에 의해 마이크로 버블이 생성된 물이 배출되는 물 배출부를 구비하는 장치본체; 및 상기 장치본체 내에 마련되며, 상기 물 유입부를 통해 상기 장치본체 내로 유입되는 상기 물의 회전을 유도하여 상기 공기 유입부를 통해 유입되는 상기 공기 쪽으로 안내하는 회전 유도 안내부;를 포함하며, 상기 공기 유입부와 상기 물 배출부는 상기 장치본체의 양단부에서 상호 대향되게 배치되고, 상기 회전 유도안내부는, 상기 물 유입부로부터 상기 물 배출부로의 물 흐름은 허용하면서 상기 공기 유입부와 상기 물 배출부를 잇는 가상의 라인을 따라 배치되는 적어도 하나의 안내벽체를 포함하며, 상기 적어도 하나의 안내벽체는, 그 일단부는 상기 물 배출부 영역을 둘러싸면서 상기 물 배출부가 형성된 상기 장치본체의 일측 내벽면에 고정되고, 타단부는 상기 공기 유입부가 형성된 상기 장치본체의 타측 내벽면으로부터 이격배치되는 제1 안내벽체를 포함하여 이루어진다.

이에 따라, 점유 면적이 비교적 작으면서 마이크로 버블을 발생시킬 수 있도록 되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 마이크로 버블 발생장치들은, 그 내부 구조가 복잡하여 생산성이 떨어져 비경제적인 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 공기와 물이 혼합된 상태의 유체를 이송하는 과정에서 물리적인 충돌을 발생시키어 물속에 함유된 공기를 미소단위로 분해하여 마이크로 버블을 발생하는 것으로, 특히 그 구조가 간단하여 저렴하고 경제적으로 제공할 수 있음은 물론, 특히 점유 공간을 효율적으로 확보할 수 있어 사용상의 편리성을 증대시키도록 된 마이크로 버블 발생장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 버블 발생장치는, 공기가 함유된 혼합 수가 유입되는 유입 부와, 상기 유입 부를 통해 유입된 혼합 수가 배출되는 배출 부와, 상기 유입 부와 상기 배출 부의 사이에서 혼합 수에 함유된 공기와 물의 상호작용에 의해 마이크로 버블이 생성된 물을 발생하는 발생 부를 가지는 몸체를 포함하여 이루어진 마이크로 버블 발생장치에 있어서; 상기한 몸체는, 양단에 상기 유입 부와 상기 배출 부를 구성하는 관 공이 형성되며 내부에 상기 발생 부를 구성하는 공간 부가 구비된 통 형상으로 이루어지며;

상기한 발생 부에는, 상기 몸체의 내면과 사이 간격을 가지면서 배치되는 통 형상의 충돌드럼이 구비되되; 상기한 충돌드럼에서 상기 유입 부와 마주보는 면에 위치된 일 측면은, 중앙부위가 상기 유입 부 측 방향으로 볼록하게 돌출된 원호 형상의 볼록 면으로 이루어지며; 상기한 충돌드럼에서 상기 유입 부와 마주보는 면에 위치된 타 측면은, 중앙부위가 상기 배출 부 측 방향으로 오목하게 파여 진 원호 형상의 오목 면으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 몸체는, 일단에 상기 유입 부가 형성되며 타 단은 개방된 제1 하우징과, 일단에 상기 배출 부가 형성되며 타 단은 개방된 상태에서 상기 제 1 하우징의 결합하여 내부에 상기 발생 부를 구성하는 제 2 하우징으로 이루어지며; 상기 제 1 하우징에는 상기 충돌드럼의 테두리에서 연장 형성된 고정편이 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기한 유입 부와 상기 배출 부는, 상기 제 1 하우징과 제 2 하우징의 단부에 형성된 관 공으로 이루어지되, 상기 관 공은 상기 제 1 하우징 및 제 2 하우징의 측벽의 중앙에 위치되도록 된 것을 특징으로 한다.

상기한 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징의 내측 모서리면은 상기 충돌드럼에서 반사된 혼합 수가 상기 충돌드럼 측 방향으로 다시 반사 되도록 경사면으로 이루어지며, 상기 배출 부를 구성하는 관동의 주변부위는 상기 충돌드럼 측 방향으로 쐐기형태의 경사면을 이루며 돌출되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 마이크로 버블 발생장치는, 공기가 함유된 물로 이루어진 혼합 수를 충돌시켜 마이크로 버블을 발생할 때, 협소한 공간에서 다중 충돌을 일으켜 마이크로 버블 발생효율을 증대함은 물론, 그 구조가 단순하여 생산성이 높아 경제적으로 제공할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 마이크로 버블 발생장치를 보인 개략 단면 예시도.
도 2는, 본 실시예에 의한 마이크로 버블 발생장치의 사용상태를 보인 개략 단면 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 마이크로 버블 발생장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 및 도 2는, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 마이크로 버블 발생장치를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 마이크로 버블 발생장치(1)는, 공기가 함유된 혼합 수가 유입되는 유입 부(2)와, 상기 유입 부(2)를 통해 유입된 혼합 수가 배출되는 배출 부(3)와, 상기 유입 부(2)와 상기 배출 부(3)의 사이에서 혼합 수에 함유된 공기와 물의 상호작용에 의해 마이크로 버블이 생성된 물을 발생하는 발생 부(4)를 가지는 몸체(5)를 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 유입 부(2)를 통해 유입된 혼합 수가 상기 배출 부(3)로 배출되는 과정에서 상기 발생 부(4)를 경유하는 중에 혼합 수에 함유된 공기가 물과 상호작용하여 마이크로 버블이 발생하도록 되어 있다.

상기에서, 상기 유입 부(2)를 통해 공급되는 혼합 수는, 고압의 상태로 공급되는 것이 바람직하며, 압력이 높을수록 압력에 따른 공기와 물의 상호작용이 촉진되어 마이크로 버블의 발생효율이 증대된다.

이와 같은, 본 실시 예에 의한 마이크로 버블 발생장치(1)에서, 상기한 몸체(5)는, 양단에 상기 유입 부(2)와 상기 배출 부(3)를 구성하는 관 공이 형성되며 내부에 상기 발생 부(4)를 구성하는 공간 부가 구비된 통 형상으로 이루어진다.

즉, 내부에 공간 부를 가지는 통 형상이며 양단에 상기 유입 부(2)와 배출 부(3)를 구성하는 관 공이 각각 형성된다.

그리고, 본 실시 예에 의한 마이크로 버블 발생장치(1)는, 상기 발생 부(4)에서, 상기 몸체(5)의 내면과 사이 간격을 가지면서 배치되는 통 형상의 충돌드럼(6)이 구비된다.

이에 따라, 상기 유입 부(2)를 통해 상기 몸체(5)의 내부로 유입된 혼합 수는 상기 충돌드럼(6)의 외 측면과 상기 몸체의 내면의 사이 간격을 통해 상기 배출 부(3)로 배출되는 도중에 벽면들과의 충돌과 반사를 반복함으로써, 혼합 수를 구성하는 물과 공기의 상호작용을 촉진하여 마이크로 버블을 발생하게 된다.

그리고, 본 실시 예에 의한 마이크로 버블 발생장치에서, 상기 충돌드럼에서 상기 유입 부와 마주보는 면에 위치된 일 측면은, 중앙부위가 상기 유입 부 측 방향으로 볼록하게 돌출된 원호 형상의 볼록 면(7)으로 이루어진다.

즉, 상기 충돌드럼(6)의 볼록 면(7)에서, 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 유입 부(2)에서 고압으로 공급되는 혼합 수와 충돌한 후, 상기 몸체(5)의 내측 면으로 반사하여 다중으로 충돌할 때, 상기 몸체(5)의 전 면적에 걸쳐 고르게 퍼지는 형태로 반사함으로써, 충돌과 반사의 효율을 증대하도록 되어 있어, 마이크로 버블의 발생효율을 더욱 증대하게 된다.

또한, 상기한 충돌드럼(6)에서 상기 유입 부(2)와 마주보는 면에 위치된 타 측면은, 중앙부위가 상기 배출 부 측 방향으로 오목하게 파여 진 원호 형상의 오목 면(8)으로 이루어진다.

이에 따라, 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 오목 면(8)에서 상기 배출 부(3) 측 방향으로 혼합 수를 집중되게 반사함으로써, 혼합 수가 배출 부(3)로 용이하게 빠져나가 배출할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 본 실시 예에 의한 마이크로 버블 발생장치에서, 상기한 몸체(5)는, 일단에 상기 유입 부(2)가 형성되며 타 단은 개방된 제1 하우징(9)과, 일단에 상기 배출 부(3)가 형성되며 타 단은 개방된 상태에서 상기 제 1 하우징(9)의 결합하여 내부에 상기 발생 부(4)를 구성하는 제 2 하우징(10)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 제 1 하우징(9)에는 상기 충돌드럼(6)의 테두리에서 연장 형성된 고정편(11)이 고정되는 것이 가장 바람직하다.

상기에서, 상기 고정편(11)은 상기 제 1 하우징(9)의 내벽에 용접되어 고정되는 것이 바람직하며, 이에 따라, 상기 몸체(5)를 제조하는 작업이 간편하게 이루어져 생산성의 증대에 따른 경제성을 확보하게 된다.

또한, 상기 유입 부(2)와 상기 배출 부(3)는, 상기 제 1 하우징(9)과 제 2 하우징(10)의 단 부에 형성된 관 공으로 이루어지되, 상기 관 공은 상기 제 1 하우징(9) 및 제 2 하우징(10)의 측벽의 중앙에 위치되는 것이 바람직하며, 이에 따라, 상기 충돌드럼(6)에 의해 반사된 혼합 수가 상기 측벽을 구성하는 관 공의 주변 면과 충돌한 후, 타 방향으로 반사하도록 되어 있다.

상기에서, 상기 제 1 하우징(9)과 상기 제 2 하우징(10)의 내측 모서리면은 상기 충돌드럼(6)에서 반사된 혼합 수가 상기 충돌드럼(6) 측 방향으로 다시 반사 되도록 경사면으로 이루어지며, 상기 배출 부(3)를 구성하는 관동의 주변부위는 상기 충돌드럼(6) 측 방향으로 쐐기형태의 경사면을 이루며 돌출되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 몸체(5)의 내면과 상기 충돌드럼(6)의 외면의 사이 간격을 경유하면서 이동하는 혼합 수가 충돌과 반사를 용이하게 반복할 수 있게 된다.

상기와 같이 이루어진 본 실시 예에 의한 마이크로 버블 발생장치(1)는, 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 유입 부(2)로 공기와 물이 함유된 혼합 수가 고압으로 공급되면, 상기 충돌드럼(6)의 볼록 면(7)과 충돌한 후, 상기 유입 부(2)를 구성하는 관 공의 주변 면(측벽)으로 반사되어 충돌하여 물과 공기의 상호작용을 촉진한다.

그리고, 상기 혼합 수는 상기 측벽과 충돌한 후, 반사되어 상기 제 1 하우징(9) 및 제 2 하우징(10)의 내측 방향으로 반사되어 충돌한 후, 상기 충돌드럼(6)과 다시 충돌한 후 반사되는 것을 반복하면서 상기 배출 부(3)를 구성하는 관 공의 주변 면(측벽)에서 상기 충돌드럼(6)의 오목 면(8) 측으로 반사되어 충돌한 후, 상기 배출 부(8) 측으로 집중되게 다시 반사되어 배출된다.

이와 같이, 상기 유입 부(2)를 통해 유입된 혼합 수는 상기 충돌드럼(6)의 외면 및 몸체(5)의 내측 면에서 충돌과 반사를 반복하여 공기와 물의 상호작용을 촉진하여 마이크로 버블을 발생한 후, 상기 배출 부(3)를 통해 배출된다.

이에 따라, 협소한 공간에서도 마이크로 버블의 발생효율을 증대함은 물론, 그 구조가 간단하여 경제적으로 제공할 수 있다.

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 마이크로 버블 발생장치 2 : 유입 부
3 : 배출 부 4 : 발생 부
5 : 몸체 6 : 충돌드럼
7 : 볼록 면 8 : 오목 면
9 : 제 1 하우징 10 : 제 2 하우징
11 : 고정편

Claims (4)

1. 공기가 함유된 혼합 수가 유입되는 유입 부와, 상기 유입 부를 통해 유입된 혼합 수가 배출되는 배출 부와, 상기 유입 부와 상기 배출 부의 사이에서 혼합 수에 함유된 공기와 물의 상호작용에 의해 마이크로 버블이 생성된 물을 발생하는 발생 부를 가지는 몸체를 포함하여 이루어진 마이크로 버블 발생장치에 있어서; 상기한 몸체는, 양단에 상기 유입 부와 상기 배출 부를 구성하는 관 공이 형성되며 내부에 상기 발생 부를 구성하는 공간 부가 구비된 통 형상으로 이루어지며;
   상기한 발생 부에는,
   상기 몸체의 내면과 사이 간격을 가지면서 배치되는 통 형상의 충돌드럼이 구비되되;
   상기한 충돌드럼에서 상기 유입 부와 마주보는 면에 위치된 일 측면은,
   중앙부위가 상기 유입 부 측 방향으로 볼록하게 돌출된 원호 형상의 볼록 면으로 이루어지며;
   상기한 충돌드럼에서 상기 유입 부와 마주보는 면에 위치된 타 측면은,
   중앙부위가 상기 배출 부 측 방향으로 오목하게 파여 진 원호 형상의 오목 면으로 이루어지고;
   상기한 몸체는,
   일단에 상기 유입 부가 형성되며 타 단은 개방된 제1 하우징과, 일단에 상기 배출 부가 형성되며 타 단은 개방된 상태에서 상기 제 1 하우징의 결합하여 내부에 상기 발생 부를 구성하는 제 2 하우징으로 이루어지며;
   상기 제 1 하우징에는,
   상기 충돌드럼의 테두리에서 연장 형성된 고정편이 고정되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서;
   상기한 유입 부와 상기 배출 부는,
   상기 제 1 하우징과 제 2 하우징의 단부에 형성된 관 공으로 이루어지되, 상기 관 공은 상기 제 1 하우징 및 제 2 하우징의 측벽의 중앙에 위치되도록 된 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치.
   
4. 제 3항에 있어서;
   상기한 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징의 내측 모서리면은,
   상기 충돌드럼에서 반사된 혼합 수가 상기 충돌드럼 측 방향으로 다시 반사 되도록 경사면으로 이루어지며;
   상기 배출 부를 구성하는 관동의 주변부위는,
   상기 충돌드럼 측 방향으로 쐐기형태의 경사면을 이루며 돌출되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치.
   

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