KR101631612B1 - 유체를 액체에 혼입하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연직방향에 수직한 방향으로 뻗어 액중에 배치된 고정체인 디스크판으로서 복수개의 관통구멍이 형성된 상기 디스크판, 및 상기 디스크판에 탄성적으로 가압되어 면접촉하는 상태에서 연직방향 축선을 중심으로 회전하고 상기 디스크판에 마주하는 면에 복수개의 관통구멍이 형성되어 액중에 배치된 회전체인 디스크통, 상기 디스크통에 유체를 공급하는 유체공급원을 포함하되, 상기 디스크통의 회전시에 상기 디스크판의 복수개의 관통구멍과 상기 디스크통의 복수개의 관통구멍이 반복적으로 서로 유통과 불유통을 반복하는, 유체를 액체에 혼입하는 장치에 관한 것이다.

Description

유체를 액체에 혼입하는 장치{apparatus for mixing liquid into fluid}

본 발명은 유체(기체 또는 액체)를 액체에 혼입하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유체를 미세 방울 또는 버블로 만들어서 액체에 혼입시키는 장치에 관한 것이다.

본 발명자는 기체를 수중에 미세버블로서 혼입시키는 장치를 본 발명자에 의해 특허출원되어 특허등록된 제10-1231689호에 개시한 바 있다.

상기 개시된 버블발생기는 둘레면에 복수개의 관통구멍이 형성된 내관에 둘레면에 복수개의 관통구멍이 형성된 외관을 외접시킨 상태에서 내관을 회전시켜 내관의 관통구멍을 통하여 토출되는 버블을 강제적으로 절단함으로써, 일정한 크기의 버블을 대량 발생시킴과 동시에 내관의 회전속도에 따라 발생되는 버블의 크기를 조절할 수 있게 되어 있다.

하지만, 상기 개시된 버블발생기는 수중에 공급되는 기체가 내관의 관통구멍과 외관의 관통구멍을 순차적으로 통과하여 미세 버블을 발생시키지만, 내관과 외관이 수중에 수평 또는 수직으로 배치되어 있으며, 내관의 길이방향 전장에 걸쳐서 형성된 관통구멍들이 상이한 수압을 받게 되어 이들 관통구멍으로부터 토출되는 방울 또는 버블의 크기가 상이하여 전체적으로 상기 버블발생기에 의해 수조에 혼입된 방울 또는 버블의 크기가 균일하지 않다고 하는 문제점을 가진다.

본 발명은, 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은, 연직방향에 수직한 방향으로 뻗어 액중에 배치된 고정체인 디스크판으로서 복수개의 관통구멍이 형성된 상기 디스크판, 및 상기 디스크판에 탄성적으로 가압되어 면접촉하는 상태에서 연직방향 축선을 중심으로 회전하고 상기 디스크판에 마주하는 면에 복수개의 관통구멍이 형성되어 액중에 배치된 회전체인 디스크통, 상기 디스크통에 유체를 공급하는 유체공급원을 포함하되, 상기 디스크통의 회전시에 상기 디스크판의 복수개의 관통구멍과 상기 디스크통의 복수개의 관통구멍이 반복적으로 서로 유통과 불유통을 반복하는, 유체를 액체에 혼입하는 장치를 제공함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명의 과제해결수단에 따르면, 단순한 구조를 갖고서 디스크판에 의해 디스크통의 관통구멍을 통하여 액체 속으로 빠져나가는 유체의 방울 또는 버블을 미세하게 절단하는 것을 가능하게 하여, 발생된 유체 방울 또는 버블의 크기가 일정하게 하면서도, 디스크통의 회전속도에 따라 자유롭게 조절되어, 종래보다 안정적으로 미세 액체 방울을 용이하게 발생시킬 수 있다.

도 1은 유체를 액체에 혼입하는 장치의 실시예를 도시한 개념도,
도 2는 도 1의 유체를 액체에 혼입하는 장치에 대한 단면도,
도 3은 도 2의 디스크통과 디스크판에 형성된 관통구멍의 유통상태와 불유통상태를 도시한 평면도,
도 4는 도 1의 유체를 액체에 혼입하는 장치의 모터가 액체저장조 위에 배치된 상태를 도시한 도면, 및
도 5는 도 1의 유체를 액체에 혼입하는 장치의 다른 실시예를 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 제1실시예의 유체를 액체에 혼입하는 장치가 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 액체 또는 기체인 유체를 액체에 혼입하는 장치가 도시되어 있다.

상기 유체를 액체에 혼입하는 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 연직방향에 수직한 방향으로 뻗어 액체저장조(1)의 액중에 배치된 고정체로서 복수개의 관통구멍(13)이 형성된 디스크판(3), 상기 디스크판(3)에 탄성적으로 가압되어 면접촉하는 상태에서 연직방향 축선을 중심으로 회전하고 상기 디스크판(3)에 마주하는 면에 복수개의 관통구멍(12)이 형성되어 액중에 배치된 회전체인 디스크통(2), 상기 디스크통(2)에 유체를 공급하는 유체공급원(5)을 포함하고 있다.

상기 디스크통(2)의 회전시에 상기 디스크판(3)의 복수개의 관통구멍(13)과 상기 디스크통(2)의 복수개의 관통구멍(12)이 반복적으로 서로 유통과 불유통을 반복하도록 도 3에 도시된 바와 같이, 배열되어 있다.

상기 디스크통(2)은 모터(M)의 축(S)에 고정되어 있고, 상기 디스크판(3)과 마주하는 내면의 중앙에는 모터(M)의 축(S) 쪽으로 들어간 분산유동보어(2c)가 형성되어 있다.

또한, 상기 디스크통(2)의 외면(2a)의 중앙에는 상기 디스크통(2)의 내부와 유통하는 브래킷관형부(21)가 상기 디스크판(3) 쪽으로 돌출되어 있다.

상기 브래킷관형부(21)에는, 상기 디스크통(2)이 회전할 수 있도록, 상기 디스크판(3)의 중앙에 형성된 관통구멍(31)의 벽부(3a)가 베어링을 개재하여 외접되어 있다.

또한, 상기 브래킷관형부(21)에는 상기 브래킷관형부(21)가 회전가능하도록 유체공급관(51)이 베어링(52)과 시일(53)을 개재하여 내접되어 있고, 그리고 상기 디스크판(3)의 중앙에 형성된 관통구멍(31)을 관통하여 뻗어서 돌출된 상기 브래킷관형부(21)에 내접된 상기 유체공급관(51)에는 상기 디스크판(3)에 고정된 커버부(32)가 고정되어 있고, 그리고 상기 유체공급관(51)에는 상기 유체공급원(5)에 일단이 접속된 호스(6)의 타단이 접속되어 있다.

상기 호스(6)에는 개폐밸브(V)가 개재되어 있다.

또한, 상기 제1실시예의 유체를 액체에 혼입하는 장치는 일단이 상기 디스크판(3)의 윗면에 스프링(81)을 개재하여 상기 디스크판(3)을 상기 디스크통(2) 쪽으로 탄성적으로 가압하는 상태에서 상기 디스크판(3)이 회전하지 못하도록 장착되어 있고 타단이 모터의 케이스에 고정된 하우징(80)을 구비하고 있다.

상기 디스크판(3)이 회전하지 못하면서 연직방향에서 탄성적으로의 이동을 허용하기 위해, 상기 디스크판(3)의 외면에는 반경방향으로 들어가고 연직방향과 반경바깥방향으로 개방된 요부(82)가 형성되어 있고, 상기 하우징(80)의 내주면에는 상기 요부(82)에 삽입되어 상기 요부(82)에서 연직방향으로 미끄럼 이동가능한 형상과 크기를 가진 철부(83)가 형성되어 있다.

상기 제1실시예의 유체를 액체에 혼입하는 장치가 수족관에 적용될 경우에 상기 하우징(80)이 회전체를 에워싸고 있어서, 수족관에 서식하는 어류를 보호할 수 있다는 관점에 바람직하다.

상기와 같이 구성된 유체를 액체에 혼입하는 장치는 다음과 같이 작동될 수 있다.

모터(M)를 가동하여 디스크통(2)을 회전시키면서, 유체공급원(5)으로부터 유체가 디스크통(2)에 공급되면, 상기 디스크판(3)이 상기 디스크통(2)의 외면(2a)과 미끄럼접촉하게 되면서, 상기 디스크통(2)에 형성된 상기 복수개의 관통구멍(12)과 상기 디스크판(3)에 형성된 복수개의 관통구멍(13)들 간의 유통 및 불유통를 반복하게 되어, 디스크통(2)의 복수개의 관통구멍(12)으로부터 액체저장조(1) 내의 액중으로 분출되는 유체인 방울 또는 버블이 상기 디스크판(3)에 의해 절단되게 되면서, 상기 디스크판(3)의 복수개의 관통구멍(13)을 통하여 액중으로 공급되어, 작은 직경의 방울 또는 버블의 입자를 갖게 된다.

상기와 같이 구성된 유체를 액체에 혼입하는 장치에서, 상기 분산유동보어(2c)는 상기 유체공급관(51)으로부터 공급된 유체가 부딪쳐서 방사 바깥방향으로 유동하도록 하는 작용을 하며, 상기 스프링(81)은 상기 디스크통(2)이 회전할 시에 항상 상기 디스크판(3)이 상기 디스크통(2)의 외면(2a)에 탄성적으로 미끄럼접촉되게 하여, 발생된 유체 방울 또는 버블의 크기가 일정하게 하면서도, 디스크통(2)의 회전속도 또는 유체공급원(5)의 공급압력에 따라 자유롭게 조절되어, 종래보다 안정적으로 미세 액체 방울 또는 버블을 용이하게 대량으로 제공하는 작용을 한다.

또한, 상기 실시예의 유체를 액체에 혼입하는 장치를 설명하기 위해 도 1에 모터(M)의 축이 액체저장조(1)의 바닥을 관통한 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 모터(M)가 수중모터가 되어서, 상기 액체저장조(1) 바닥 수중에 배치될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 액체저장조(1)의 상부에 배치된 브래킷(b)에 상기 모터(M)가 고정되어 상기 축(S)의 선단이 연직하향으로 뻗어서, 액중에 배치될 수도 있다.

또한, 상기 제1실시예에서, 유체가 지방 용액이거나 또는 각종 약제가 첨가된 지방 용액이고, 액체저장조에 저장된 유체가 저온의 포도당 용액인 경우에는 미세한 크기를 가진 다량의 지방 입자를 액체저장조 저장된 포도당 용액에 혼입시켜서, 암환자 등의 체내에 포도당 주사를 통하여 영양분 또는 약제를 공급하여 환자의 영양실조를 방지하거나 치료할 수 있다.

상기 제1실시예에서 유체를 액체에 혼입하는 장치의 디스크판(3)이 고정체이고 디스크통가 회전체로서 액체저장조(1)의 액중에 배치된 된 것으로 설명되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제2실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 디스크판(3)이 회전체이고 디스크통가 고정체로서 액체저장조(1)의 액중에 배치될 수도 있다.

이를 위해, 상기 디스크판(3)이 모터(M)의 축(S)에 고정되어 있고, 상기 디스크통(2)에 상기 유체공급관(51)이 유통가능하게 접속되어 있고, 하우징(80)의 일단이 상기 디스크통(2)의 윗면에 스프링(81)을 개재하여 상기 디스크통(2)을 상기 디스크판(3) 쪽으로 탄성적으로 가압하는 상태에서 상기 디스크통(2)이 회전하지 못하도록 장착되어 있고 방울 또는 버블이 수조(1)의 액중에 방출하기 위해 하우징(80)에 도시되지 않은 다수의 관통구멍이 형성되어 있는 점만을 제외하고는 다른 구성요소는 제1실시예의 구성과 동일하다.

또한, 상기 디스크통(2)이 회전하지 못하면서 연직방향에서 탄성적으로의 이동을 허용하기 위해, 상기 디스크통(3)의 외면에는 반경방향으로 들어가고 연직방향과 반경바깥방향으로 개방된 도시되지 않은 요부(82)가 형성되어 있고, 상기 하우징(80)의 내주면에는 상기 요부(82)에 삽입되어 상기 요부(82)에서 연직방향으로 미끄럼 이동가능한 형상과 크기를 가진 철부(83)가 형성되어 있다.

상기 제2실시예의 유체를 액체에 혼입하는 장치는 제1실시예의 유체를 액체에 혼입하는 장치와 동일하게 작동될 수 있다.

상기 실시예들의 유체를 액체에 혼입하는 장치는 평형수처리장치, 하수종말처리장치 등의 수처리장치에 적용될 수 있다.

상기 실시예들의 유체를 액체에 혼입하는 장치에서 디스크통(2) 또는 디스크판(3)의 회전수가가 빠르면 빠를수록 버블 또는 방울의 크기가 작아지게 되고 늦으면 늦을 수록 버블 또는 방울의 크기가 커지게 된다.

따라서, 상기 실시예들의 유체를 액체에 혼입하는 장치에서 디스크통(2)에 형성된 관통구멍(12)이 많으면 많을수록 발생된 버블 또는 방울의 양은 증대되게 된다.

1; 액체저장조, 2; 디스크통, 3; 디스크판

Claims (5)

1. 연직방향에 수직한 방향으로 뻗어 액체저장조(1)의 액중에 배치된 복수개의 관통구멍(13)이 형성된 디스크판(3),
   상기 디스크판(3)에 탄성적으로 가압되어 면접촉하는 상태에서 상기 디스크판(3)에 마주하는 면에 복수개의 관통구멍(12)이 형성되어 액중에 배치된 디스크통(2), 및
   상기 디스크통(2)에 유체를 공급하는 유체공급원(5)을 포함하고 있고,
   상기 디스크판(3) 및 상기 디스크통(2) 중 어느 하나는 고정체이고, 다른 하나는 연직방향 축선을 중심으로 회전하는 회전체이며,
   상기 회전체의 회전시에 상기 디스크판(3)의 복수개의 관통구멍(13)과 상기 디스크통(2)의 복수개의 관통구멍(12)이 반복적으로 서로 유통과 불유통을 반복하게 배열되어 있고,
   일단이 상기 고정체에 스프링(81)을 개재하여 상기 고정체를 상기 회전체 쪽으로 탄성적으로 가압하는 상태에서 상기 고정체가 회전하지 못하도록 장착되어 있고 고정부에 고정된 하우징(80)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체를 액체에 혼입하는 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 디스크통(2)에는 상기 디스크통(2)이 회전가능하게 또는 회전불가능하게 유체공급관(51)이 접속되어 있고,
   상기 유체공급관(51)과 마주하는 디스크통(2)의 내면에는 분산유동보어(2c)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체를 액체에 혼입하는 장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 고정체의 외면에는 반경방향으로 들어가고 연직방향과 반경바깥방향으로 개방된 요부(82)가 형성되어 있고,
   상기 하우징(80)의 내주면에는 상기 요부(82)에 삽입되어 상기 요부(82)에서 연직방향으로 미끄럼 이동가능한 형상과 크기를 가진 철부(83)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체를 액체에 혼입하는 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징(80)에는 방울 또는 버블을 액중에 방출하기 위해 복수개의 관통구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체를 액체에 혼입하는 장치.

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