KR101795907B1 - 타공플레이트를 이용한 미세버블 생성장치 - Google Patents

Abstract

미세버블 생성장치가 개시된다. 상기 미세버블 생성장치는 내부공간을 갖고, 상기 내부공간으로 액체 또는 액기혼합물이 주입되기 위한 주입용 개구 및 상기 주입용 개구를 통해 주입된 액체 또는 액기혼합물이 배출되기 위한 출구용 개구를 포함하는 챔버; 상기 챔버의 내부공간에 2개 이상 설치되고, 다수의 타공을 형성하고 있는 타공플레이트; 및 상기 주입용 개구에 유체 소통 가능하도록 연결되어 상기 챔버 내부로 액체 또는 액기혼합물을 주입하는 주입부를 포함하고, 각각의 타공플레이트는 서로 마주하도록 배치되되 각각의 타공플레이트가 갖는 타공이 서로 엇갈리도록 배치된다.

Description

타공플레이트를 이용한 미세버블 생성장치{NANO BUBBLE GENERATOR USING A PERFORATED PLATE}

본 발명의 미세버블 생성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체 및 기체가 이동하는 이동경로 상에 배치된 2개 이상의 타공플레이트를 이용하여 미세버블을 생성하는 미세버블 생성장치에 관한 것이다.

버블은 액체에 존재하는 기체의 주머니, 즉 기포를 뜻한다. 미세버블은 이들 중에서 일반 기포보다 훨씬 작으며, 그 크기를 나노미터로 표기해야 할 정도로 아주 작은 크기의 기포를 의미한다. 미세버블은 다음의 세 가지 측면에서 통상의 기포와는 다른 특성을 가지고 있다.

첫째, 액체 속에 있는 크기 또는 직경이 수 밀리미터 이상인 일반적인 기포는 생성과 동시에 위로 떠 올라 액체의 표면에서 터지게 된다. 기포가 위로 떠 오르는 이유는 기포의 부력이 액체의 저항력보다 더 크기 때문이다. 반면, 미세버블은 액체 속에 장시간 머무른다. 그 이유는 미세버블의 부력이 매우 작아서 액체의 저항력을 이기지 못하기 때문이다.

둘째, 미세버블이 장시간 액체에 머무를 경우 미세버블 내부의 기체가 그 표면을 통해 액체 속으로 서서히 용해되면서 점차 그 크기가 더욱 작아진다. 더욱이 미세버블 내부에 있는 기체의 액체에 대한 용해도가 클 경우 버블 자체가 완전히 용해되어 소멸되기도 한다.

셋째, 버블의 크기가 작으면 작을수록 부피에 대한 표면적의 비율이 커지므로 미세버블의 포집효과를 이용할 수 있는 수질정화 분야와 같이 미세버블의 표면 특성을 활용한 응용분야의 효율이 높아진다.

미세버블의 이러한 세 가지 특징은 나노버블의 다양한 활용을 가능하게 한다.

상수처리의 경우 물속에 공기를 효과적으로 주입함으로써 수질을 높이는 처리시간을 단축하는 것이 가능하게 하며, 하수처리의 경우 예를 들어 오존 등 산화성이 강한 기체를 하수에 효과적으로 주입함으로써 하수에 녹아 있는 다양한 악취물질을 효과적으로 분해 내지 제거할 수 있는 길을 열고 있고, 세탁처리의 경우, 세탁액과 헹굼수가 고농도의 용존산소가 함유된 산소활성수로 되게 하여 강력한 세정기능, 살균 기능을 가지고서 세정도의 향상 및 세정시간의 단축을 획기적으로 수행하게 한다. 이 외에도 살균, 세정, 정화 등이 필요한 다양한 분야에서 이용될 수 있다.

종래의 미세버블 생성장치로서, 공개특허 10-2015-0040134호 '미세버블 생성장치', 등록특허 10-1036227호 '미세 기포발생장치' 등이 있다. 이 특허들은 미세버블을 생성하기 위한 구조가 복잡하게 설계되어, 장치의 제조가 어렵고 제조비용이 상승하는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제작이 용이하며, 제작이 용이해짐에 따라 제조 원가가 절감될 수 있도록 한 미세버블 생성장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성장치는 내부공간을 갖고, 상기 내부공간으로 액체 또는 액기혼합물이 주입되기 위한 주입용 개구 및 상기 주입용 개구를 통해 주입된 액체 또는 액기혼합물이 배출되기 위한 출구용 개구를 포함하는 챔버; 상기 챔버의 내부공간에 2개 이상 설치되고, 다수의 타공을 형성하고 있는 타공플레이트; 및 상기 주입용 개구에 유체 소통 가능하도록 연결되어 상기 챔버 내부로 액체 또는 액기혼합물을 주입하는 주입부를 포함하고, 각각의 타공플레이트는 서로 마주하도록 배치되되 각각의 타공플레이트가 갖는 타공이 서로 엇갈리도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 2개 이상의 타공플레이트 중 적어도 하나가 회전하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 2개 이상의 타공플레이트 중 적어도 하나에 연결된 회전축 및 회전축과 연결된 타공플레이트를 회전시키는 회전장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 상기 회전축은 상기 2개 이상의 타공플레이트 중 적어도 하나에 편심되게 연결될 수 있다. 이러한 경우, 상기 챔버는 상기 편심된 회전축과 연결된 타공플레이트가 상기 챔버 내에서 편심되어 회전하도록 직경이 증가된 돌출부를 포함하고, 상기 편심된 회전축과 연결된 타공플레이트는 상기 돌출부가 형성된 영역에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 미세버블 생성장치는 제작이 용이하며, 제작이 용이해짐에 따라 제조 원가가 절감될 수 있는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성장치를 설명하기 위한 단면도들이며, 주입부의 실시예들을 도시한다.
도 2는 도 1의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치를 설명하기 위한 단면도 및 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치를 설명하기 위한 단면도 및 사시도이다.
도 7은 도 5의 측면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 미세버블 생성장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성장치를 설명하기 위한 단면도들이며, 주입부의 실시예들을 도시한다. 도 2는 도 1a의 사시도이다.

도 1a 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성장치(1000)는 챔버(100), 타공플레이트(200) 및 주입부(300)를 포함한다.

챔버(100)는 액체 또는 액기혼합물이 지나는 통로를 제공한다. 챔버(100)는 액체 또는 액기혼합물이 주입되기 위한 주입용 개구(110) 및 주입용 개구(110)를 통해 주입된 액체 또는 액기혼합물이 배출되기 위한 출구용 개구(120)를 포함한다. 일 예로, 챔버(100)는 원통 형상일 수 있고, 금속 또는 합성수지 재질로 이루어질 수 있다.

타공플레이트(200)는 챔버(100) 내로 주입되는 액체 또는 액기혼합물이 미세버블로 생성되도록 한다. 이를 위해, 타공플레이트(200)는 챔버(100)의 내부공간에 2개 이상 설치되고, 다수의 타공(210)을 형성한다. 이때, 각각의 타공플레이트(200)는 서로 마주하도록 배치되되 각각의 타공플레이트(200)가 갖는 타공(210)이 서로 엇갈리도록 배치된다. 이러한 타공플레이트(200)는 챔버(100)의 단면 형상에 대응하는 형상을 갖는다. 예를 들면, 원판 형상일 수 있다. 또한 타공플레이트(200)는 액체 또는 액기혼합물의 오염을 방지하기 위해 친환경 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 타공플레이트(200)는 스테인레스 재질이거나, 강판의 표면에 크롬(Cr)을 코팅한 형태일 수도 있다.

여기서, 액기혼합물은 액체 및 기체가 혼합된 유체를 의미하며, 액체 및 기체가 동시에 또는 액체 및 기체를 일정 시간차를 두고 각각 주입하여 상기 챔버(100)의 내부로 주입되는 액기혼합물을 형성할 수 있다. 이때, 물에 녹지 않은 기체는 버블(bubble)의 형태로 존재한다.

주입부(300)는 챔버(100)의 내부공간으로 액체 또는 액기혼합물을 공급한다.

일 예로, 도 1a와 같이, 주입부(300)는 챔버(100)의 주입용 개구(110)에 연결되어 액체를 주입하는 액체주입관(310) 및 상기 액체주입관(310)에서 분기되어 형성되고 상기 액체주입관(310)의 내부의 경로 상에 기체를 주입하는 기체주입관(320)을 포함할 수 있다. 또한 액체주입관(310)은 액체를 저장하고 있는 저장소에 연결될 수 있고, 저장소 내의 액체는 펌프에 의해 펌핑되어 액체주입관(310)을 통해 챔버(100)의 내부공간으로 공급될 수 있다. 이러한 구조의 주입부(300)는 액기혼합물을 챔버(100) 내로 주입한다.

다른 예로, 도 1b와 같이, 주입부(300)는 챔버(100)의 주입용 개구(110)에 연결되어 액체를 주입하는 액체주입관(310)을 포함하며, 도 1a에 도시된 기체주입관(320)은 생략될 수 있다. 이러한 구조의 주입부(300)는 액체를 챔버(100) 내로 주입된다. 액체만 주입되는 경우 주입된 액체가 타공플레이트(200)에 형성된 타공(210)을 통과하면서 캐비테이션(cavitation) 현상에 의해 미세버블이 생성될 수 있으므로 주입부(100)를 통해 액체만 주입되어도 무방하다.

이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성장치(1000)가 미세버블을 생성하는 과정을 설명한다.

먼저, 주입부(300)를 통해 챔버(100)의 내부공간으로 액체 또는 액기혼합물이 주입된다. 이때, 챔버(100)의 내부로 공급된 액기혼합물의 경우 액체 및 기체는 서로 섞여 기체가 액체에 녹는다. 앞서 설명한 바와 같이, 액체 내에 녹지 않은 기체는 버블의 형태로 존재한다.

챔버(100)의 내부로 공급된 액체 또는 액기혼합물은 앞서 예시한 펌프의 펌핑 압력에 의해 챔버(100)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다.

챔버(100)의 내부로 공급된 액체 또는 액기혼합물은 챔버(100) 내에 배치되어 있는 2개 이상의 타공플레이트(200)를 향해 이동하며, 이 과정에서 액체 또는 액기혼합물은 각각의 타공플레이트(200)에 형성된 타공(210)을 통과하면서 미세버블을 형성하거나 액기혼합물의 경우 액기혼합물의 주입시 발생된 버블이 타공(210)에 부딪힌 후 타공(210)을 통과하는 미세버블을 형성할 수 있다.

즉, 주입부(300)를 통해 주입된 액체 또는 액기혼합물은 챔버(100) 내에 첫번째로 위치한 타공플레이트(200)에 형성된 타공(210)을 통과하면서 버블을 형성할 수 있고, 액기혼합물의 최초 주입시 존재하고 있던 버블이 타공(210)을 통과하면서 타공(210)의 가장자리 및 타공(210)의 내면에 부딪혀 최초 버블의 크기보다 더 작은 크기의 버블로 부숴질 수 있다.

첫번째 타공플레이트(200)의 타공(210)을 통과한 액체 또는 액기혼합물은 이어서 두번째 위치한 타공플레이트(200)의 타공(210)을 통과하도록 이동하여 액체 또는 액기혼합물 및 이에 포함된 버블은 두번째 위치한 타공플레이트(200)의 타공(210)을 통과하면서 타공(210)의 가장자리 및 타공(210)의 내면에 부딪혀 더 작은 크기의 버블로 부숴질 수 있다. 이와 같이 첫번째 타공플레이트(200)의 타공(210)을 통과한 액체 또는 액기혼합물 및 이에 포함된 버블은 첫번째 타공플레이트(200)의 타공(210) 및 두번째 타공플레이트(200)의 타공(210)은 서로 엇갈려 있으므로 첫번째 타공플레이트(200)의 타공(210)을 통과하면서 그대로 직진하여 이동하지 않고 두번째 타공플레이트(200)의 표면에 접촉하여 방향 전환이 이루어지면서 두번째 타공플레이트(200)의 타공(210)을 향해 이동할 수 있다.

이러한 과정은 챔버(100) 내에서 마지막에 위치한 타공플레이트(200)의 타공(210)을 통과할 때까지 반복되며, 챔버(100) 내에 위치한 타공플레이트(200) 전체의 각 타공(210)들을 수회 통과하면서 많은 양의 마이크로 크기의 미세버블을 생성할 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성장치(1000)는 관 형태의 챔버(100)의 내부에는 미세버블을 형성시키기 위한 타공(210)을 가지고 있는 타공플레이트(200)가 다수 배치되는 단순한 구조로 이루어지므로 액체 또는 액기혼합물이 통과하는 챔버(100) 내에 액체 또는 액기혼합물이 충돌하여 미세버블을 형성하기 위한 수단, 예를 들면, 챔버(100)의 내부에 다수의 요철부를 형성하기 위한 가공이 불필요하다.

따라서, 본 발명에 따른 미세버블 생성장치는 제작이 용이하며, 제작이 용이해짐에 따라 제조 원가가 절감될 수 있는 이점이 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치를 설명하기 위한 단면도 및 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치(2000)는 챔버(100) 내에 배치된 2개 이상의 타공플레이트(200) 중 적어도 하나가 회전하도록 구성된다. 이를 위해, 회전축(400) 및 회전장치(500)를 더 포함하며, 회전축(400) 및 회전장치(500)를 더 포함하는 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성장치(1000)와 동일하므로 이하에서는 회전축(400) 및 회전장치(500)를 중심으로 설명하기로 한다.

회전축(400)은 2개 이상의 타공플레이트(200) 중 하나 이상의 타공플레이트(200)에 연결된다. 예를 들면, 회전축(400)은 2개 이상의 타공플레이트(200)를 챔버(100)의 주입용 개구(110)로부터 순차적으로 배치된 2개 이상의 타공플레이트(200) 중 짝수번째의 하나 이상의 타공플레이트(200)에 연결될 수 있다. 이때, 회전축(400)은 타공플레이트(200)의 중심부에 연결될 수 있다. 이러한 회전축(400)이 연결되는 경우, 챔버(100)는 일면은 막혀 있고 다른 일면은 개방되어 있는 원통 형상일 수 있다. 이러한 경우 회전축(400)은 챔버(100)의 막혀있는 면을 관통하여 챔버(100) 내의 타공플레이트(200)와 연결될 수 있고, 주입부(300)의 후술하는 액체주입관(310)은 회전축(400)이 관통된 면에 연결될 수 있다. 이러한 회전축(400)은 액체 또는 액기혼합물의 오염을 방지하기 위해 친환경 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 회전축(400)은 스테인레스 재질이거나, 강봉의 표면에 크롬을 코팅한 형태일 수도 있다.

회전장치(500)는 회전축(400)을 회전시킨다. 일 예로, 회전장치(500)는 구동모터(510) 및 벨트(540)에 의해 회전되는 형태일 수 있다. 이러한 경우, 회전축(400)에는 제1 벨트풀리(520)가 결합될 수 있고, 구동모터(510)의 구동축(511)에는 제2 벨트풀리(530)가 결합될 수 있고, 제1 벨트풀리(520) 및 제2 벨트풀리(530)에는 벨트(540)가 결합될 수 있다. 이러한 구조에 따라 구동모터(510)가 구동되어 구동축(511)이 회전하면 제2 벨트풀리(530)가 함께 회전하고, 벨트(540)로 연결된 제1 벨트풀리(520)가 회전하여 회전축(400)이 회전할 수 있다.

이하에서는 이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치(2000)가 미세버블을 생성하는 과정을 설명한다.

먼저, 회전장치(500)를 구동시켜서 회전축(400)을 회전시킨다. 이에 의해 챔버(100) 내의 2개 이상의 타공플레이트(200) 중 회전축(400)과 연결된 타공플레이트(200)가 챔버(100) 내에서 회전한다.

주입부(300)를 통해 챔버(100)의 내부공간으로 액체 또는 액기혼합물이 주입된다. 이때, 챔버(100)의 내부로 공급된 액기혼합물의 경우 액체 및 기체는 서로 섞여 기체가 액체에 녹는다. 앞서 설명한 바와 같이, 액체 내에 녹지 않은 기체는 버블의 형태로 존재한다.

챔버(100)의 내부로 공급된 액체 또는 액기혼합물은 앞서 예시한 펌프의 펌핑 압력에 의해 챔버(100)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다.

챔버(100)의 내부로 공급된 액체 또는 액기혼합물은 챔버(100) 내에 배치되어 있는 2개 이상의 타공플레이트(200)를 향해 이동하며, 이 과정에서 액체 또는 액기혼합물은 각각의 타공플레이트(200)에 형성된 타공(210)을 통과하면서 미세버블을 형성하거나 액기혼합물의 주입시 발생된 버블이 타공(210)에 부딪힌 후 타공(210)을 통과하는 미세버블을 형성할 수 있다.

이러한 과정은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성장치(1000)에서 미세버블이 생성되는 과정과 동일하며, 추가적으로 회전축(400) 및 회전장치(500)를 이용하여 일부의 타공플레이트(200)를 회전시키는 과정을 통해 더욱 효과적인 미세버블의 생성이 가능해진다.

즉, 액체 또는 액기혼합물이 챔버(100) 내에서 회전하지 않는 타공플레이트(200)의 타공(210)을 통과하면서 미세버블을 생성하고 미세버블을 포함한 액체 또는 액기혼합물이 회전축(400)에 의해 회전하는 타공플레이트(200)를 향해 이동하면 액체 또는 액기혼합물은 회전하는 타공플레이트(200)에 충돌하며 이때 타공플레이트(200)는 회전하고 있으므로 액체 또는 액기혼합물의 정상적인 흐름에 방해를 받게 되며, 이에 의해 회전하지 않는 타공플레이트(200) 및 회전하는 타공플레이트(200)의 사이에서 액체 또는 액기혼합물은 와류가 형성된다.

와류를 형성한 액체 또는 액기혼합물은 와류에 의해 회전하면서 회전하는 타공플레이트(200)의 타공(210)을 통과하게 되며, 이때 액체 또는 액기혼합물의 유속은 와류에 의해 증가하며 회전하는 타공플레이트(200)의 타공(210)을 통과할 때 증가된 유속으로 타공(210)의 가장자리 및 타공(210)의 내면에 부딪혀서 액체 또는 액기혼합물 내의 미세버블은 더욱 작은 크기로 쪼개질 수 있다. 따라서 미세버블이 생성되는 양이 증가된다.

이러한 과정은 액체 또는 액기혼합물이 회전하지 않는 타공플레이트(200)를 지나 회전하는 타공플레이트(200)의 앞에 도달하는 경우마다 진행된다.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치(2000)는 챔버(100) 내에 배치된 2개 이상의 타공플레이트(200) 중 일부를 회전시키도록 구성됨에 따라 액체 또는 액기혼합물의 와류 형성 및 이동 속도를 증가시켜 미세버블이 타공(210)에 충돌하게 하므로 더욱 많은 양의 미세버블을 생성할 수 있다. 따라서 더욱 효과적으로 미세버블을 생성할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치를 설명하기 위한 단면도 및 사시도이고, 도 7은 도 5의 측면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치(3000)는 챔버(100) 내에 배치된 2개 이상의 타공플레이트(201, 202) 중 적어도 하나, 예를 들면, 제1 타공플레이트(201) 및 제2 타공플레이트(202) 중 제2 타공플레이트(202)를 회전시키기 위해 회전축(400) 및 회전장치(500)를 포함하고, 회전축(400)은 연결되는 제2 타공플레이트(202)에 편심되게 연결된다. 또한 챔버(100)는 편심된 회전축(400)과 연결된 제2 타공플레이트(202)가 챔버(100) 내에서 편심되어 회전하도록 직경이 증가된 돌출부(130)를 포함한다. 이러한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치는 회전축(400)이 제2 타공플레이트(202)에 편심되게 연결되고, 챔버(100)가 돌출부(130)를 포함하는 것을 제외하고는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치(2000)와 동일하므로 이하에서는 편심된 회전축(400) 및 돌출부(130)를 중심으로 설명한다.

회전축(400)은 회전시키고자 하는 챔버(100) 내의 제2 타공플레이트(202)에 연결되며, 회전축(400)이 제2 타공플레이트(202)에 편심되게 연결됨에 따라 제2 타공플레이트(202)는 제2 타공플레이트(202)의 중심의 일측으로 편심되어 연결된 회전축(400)을 중심으로 도 7에 나타낸 바와 같이 편심회전한다.

돌출부(130)는 챔버(100)의 일부분에 형성되되, 제2 타공플레이트(202)에 편심 연결된 회전축(400)과 함께 회전하여 편심회전하는 제2 타공플레이트(202)의 회전반경에 대응하도록 챔버(100)의 직경이 증가하여 돌출 형성된다. 이러한 돌출부(130) 내에 편심된 회전축(400)과 연결되는 제2 타공플레이트(202)가 배치된다.

이하에서는 이러한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치(3000)가 미세버블을 생성하는 과정을 설명한다.

먼저, 회전장치(500)를 구동시켜서 회전축(400)을 회전시킨다. 이에 의해 챔버(100) 내에서 회전축(400)과 연결된 제2 타공플레이트(202)가 챔버(100) 내에서 회전한다.

주입부(300)를 통해 챔버(100)의 내부공간으로 액체 또는 액기혼합물이 주입된다. 이때, 챔버(100)의 내부로 공급된 액기혼합물의 경우 액체 및 기체는 서로 섞여 기체가 액체에 녹는다. 앞서 설명한 바와 같이, 액체 내에 녹지 않은 기체는 버블의 형태로 존재한다.

챔버(100)의 내부로 공급된 액체 또는 액기혼합물은 앞서 예시한 펌프의 펌핑 압력에 의해 챔버(100)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다.

챔버(100)의 내부로 공급된 액체 또는 액기혼합물은 챔버(100) 내에 배치되어 있는 2개의 타공플레이트(201, 202)를 향해 이동하며, 이 과정에서 액체 또는 액기혼합물은 각각의 타공플레이트(201, 202)에 형성된 타공(201a, 202a)을 통과하면서 미세버블을 형성하거나 액기혼합물의 주입시 발생된 버블이 타공(201a, 202a)에 부딪힌 후 타공(201a, 202a)을 통과하는 미세버블을 형성할 수 있다.

이 과정에서, 추가적으로, 액체 또는 액기혼합물이 챔버(100) 내에서 회전하지 않는 제1 타공플레이트(201)의 타공(201a)을 통과하면서 미세버블을 생성하고 미세버블을 포함한 액체 또는 액기혼합물이 회전축(400)에 의해 회전하는 제2 타공플레이트(202)를 향해 이동하면 액기혼합물은 회전하는 제2 타공플레이트(202)에 충돌하며 이때 제2 타공플레이트(202)는 회전하고 있으므로 액체 또는 액기혼합물의 정상적인 흐름에 방해를 받게 되며, 이에 의해 회전하지 않는 제1 타공플레이트(201) 및 회전하는 제2 타공플레이트(202)의 사이에서 액체 또는 액기혼합물은 와류가 형성된다.

이때, 회전축(400)과 연결된 제2 타공플레이트(202)는 회전축(400)이 편심되게 연결되어 있으므로 회전축(400)과 연결된 제2 타공플레이트(202)는 챔버(100)의 돌출부(130)가 형성된 영역 내에서 편심회전하며, 제2 타공플레이트(202)가 편심회전함에 따라 제2 타공플레이트(202)의 단부는 액기혼합물을 타격하게 되며, 이에 의해 액체 또는 액기혼합물은 더 큰 회전력의 와류를 형성하며, 액체 또는 액기혼합물의 유속도 증가할 수 있다.

와류를 형성한 액체 또는 액기혼합물은 와류에 의해 회전하면서 증가된 유속으로 회전하는 제2 타공플레이트(202)의 타공(202a)을 통과하게 된다. 이때, 회전하는 제2 타공플레이트(202)에 형성된 타공(210)은 제2 타공플레이트(202)가 편심회전함에 따라 타공(202a)의 위치는 지속적으로 달라지며, 타공(202a)의 위치가 이동되면서 타공(202a)을 통과하는 액체 또는 액기혼합물 내의 미세버블을 타격하는 형태로 미세버블은 타공(202a)에 충돌하며, 이에 따라 미세버블은 더욱 작은 크기로 쪼개질 수 있다. 따라서 미세버블이 생성되는 양은 더욱 증가한다.

이러한 과정은 액체 또는 액기혼합물이 회전하지 않는 제1 타공플레이트(201)를 지나 편심회전하는 제2 타공플레이트(202)의 앞에 도달하는 경우마다 진행된다.

이러한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세버블 생성장치(3000)는 챔버(100) 내에 배치된 2개의 타공플레이트(201, 202) 중 제2 타공플레이트(202)를 편심회전시키도록 구성됨에 따라 액체 또는 액기혼합물의 와류 형성 및 이동 속도를 더욱 증가시켜 미세버블이 타공(201a, 202a)에 충돌하게 하므로 형성되는 미세버블의 양이 증가하여 생성될 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 내부공간이 원통 형상이고, 상기 내부공간으로 액체 또는 액기혼합물이 주입되기 위한 주입용 개구, 상기 주입용 개구를 통해 주입된 액체 또는 액기혼합물이 배출되기 위한 출구용 개구, 상기 원통 형상의 직경이 증가된 돌출부를 포함하는 챔버;
   상기 챔버의 내부공간에서 상기 돌출부가 형성된 영역으로부터 일정 거리 이격되게 배치되고, 다수의 타공을 형성하고 있고, 상기 챔버 내부공간에 고정된 제1 타공플레이트;
   상기 챔버의 내부공간에서 상기 돌출부가 형성된 영역에 배치되고, 다수의 타공을 형성하고 있는 제2 타공플레이트;
   상기 제2 타공플레이트에 편심되게 연결되는 회전축;
   상기 회전축에 연결되어 상기 회전축 및 제2 타공플레이트를 회전시키는 회전장치; 및
   상기 주입용 개구에 유체 소통 가능하도록 연결되어 상기 챔버 내부로 액체 또는 액기혼합물을 주입하는 주입부를 포함하고,
   각각의 타공플레이트는 서로 마주하도록 배치되되 각각의 타공플레이트가 갖는 타공이 서로 엇갈리도록 배치되어 있고,
   상기 제2 타공플레이트는 상기 돌출부가 형성된 영역 내에서 편심회전하는 것을 특징으로 하는,
   타공플레이트를 이용한 미세버블 생성장치.
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