KR101813113B1 - Self-suction aerator capable of controlling the size of bubbles and a method for controlling the size of bubbles using the same - Google Patents

Self-suction aerator capable of controlling the size of bubbles and a method for controlling the size of bubbles using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101813113B1
KR101813113B1 KR1020170065147A KR20170065147A KR101813113B1 KR 101813113 B1 KR101813113 B1 KR 101813113B1 KR 1020170065147 A KR1020170065147 A KR 1020170065147A KR 20170065147 A KR20170065147 A KR 20170065147A KR 101813113 B1 KR101813113 B1 KR 101813113B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
self
bubbles
size
venturi nozzle
controlling
Prior art date
Application number
KR1020170065147A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박수영
임지영
김현식
배민수
Original Assignee
박수영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박수영 filed Critical 박수영
Priority to KR1020170065147A priority Critical patent/KR101813113B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101813113B1 publication Critical patent/KR101813113B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F3/0446
    • B01F15/00162
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3125Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof characteristics of the Venturi parts
    • B01F25/31252Nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3131Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21Measuring
    • B01F35/211Measuring of the operational parameters
    • B01F35/2113Pressure
    • B01F5/0451
    • B01F2005/0438

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

Abstract

Provided by the present invention are a self-sucking aerator capable of controlling the size of bubbles and a size controlling method of self-sucking bubbles using the same. For the above, the self-sucking aerator capable of controlling the size of bubbles includes: a venturi nozzle which has a liquid inflow unit positioned at one end, has a liquid discharge unit positioned at the other end, and has a self-sucking unit connected to a space where a negative pressure is formed; and a collision plate structure which is positioned in the liquid discharge unit of the venturi nozzle and includes a collision plate capable of controlling a distance separated from a position where a neck part of the venturi nozzle ends. The bubble size controlling method using the self-sucking aerator includes: a step of injecting liquid into the self-sucking aerator; a step of inducing gas to the inside of the self-sucking unit in a self-sucking way by a pressure difference; and a step of controlling the size of bubbles by controlling a separation distance of the collision plate in a collision plate structure. According to the present invention, there is no necessity of preparing a means for separate gas compression by sucking gas in a self-sucking way and generating bubbles. Also, the present invention has an advantage of being easily applied to various situations and sites by controlling the size of bubbles generated for various purposes.

Description

기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기 및 이를 이용한 기포의 크기 조절방법{SELF-SUCTION AERATOR CAPABLE OF CONTROLLING THE SIZE OF BUBBLES AND A METHOD FOR CONTROLLING THE SIZE OF BUBBLES USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-priming type aerator capable of controlling the size of a bubble, and a method for controlling the size of a bubble using the self-priming type bubble.

본 발명은 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기 및 이를 이용한 자흡식 기포의 크기 조절방법에 관한 것이다.The present invention relates to a self-priming aerator capable of controlling the size of a bubble and a method for controlling the size of a self-priming bubble using the same.

일반적으로, 모든 물은 깨끗해 지기 위한 조건으로 충분한 용존산소를 필요로 한다. 용존 산소가 충분한 경우, 수중의 다양한 종류의 박테리아가 수중의 오염물질을 분해하기 때문이다. 따라서, 상수, 하수, 산업 폐수, 농업용수, 저수지, 호수, 하천 등은 각각 오염도의 수준에 따라서 용존산소의 요구량이 다양하며, 여기서 용존산소를 공급하는 많은 종류의 기술이 발전하고 있는 실정이다.In general, all water requires sufficient dissolved oxygen as a condition to be cleaned. If dissolved oxygen is sufficient, various types of bacteria in the water will degrade pollutants in the water. Therefore, the demand of dissolved oxygen varies depending on the level of pollution degree in each of water, sewage, industrial wastewater, agricultural water, reservoir, lake, river, etc., and here, many kinds of technologies for supplying dissolved oxygen have been developed.

종래의 수처리용 미세기포 발생 방법은 크게 2가지로 가압 방식과 자흡(선회) 방식으로 나눌 수 있다. 가압 방식 경우 압축된 기체를 액체 내로 도입하는 방법으로, 수중에 발생되는 기포의 크기가 자흡 방식에 비하여 매우 작고, 기포의 밀도 또한 높다는 장점을 가지고 있으나, 압축된 기체를 따로 공급해야 한다는 단점이 있다. 자흡 방식의 경우 수중에 발생 되는 기포 크기는 가압 방식에 비하여 비교적 크다는 단점이 있으나, 벤츄리 노즐 내부에서 발생하는 압력강하를 이용하여 예를 들어 대기 중의 공기를 자동적으로 흡입하여 별도의 압축공기가 필요하지 않은 장점이 있다. Conventionally, there are two methods of generating micro-bubbles for water treatment, which can be divided into a pressurizing method and a self-pumped (turning) method. In the case of the pressurizing method, the compressed gas is introduced into the liquid, which has the advantage that the size of the bubbles generated in the water is very small as compared with the self-assisted breathing method and the density of the bubbles is also high. However, . In the case of the self-assisted breathing method, there is a disadvantage that the bubble size generated in the water is relatively large compared to the pressurizing method. However, by using the pressure drop generated inside the venturi nozzle, for example, the air in the atmosphere is automatically sucked, There is an advantage not.

최근에는 자흡 방식 기포 발생장치에서 발생되는 기포의 크기를 작게 만들기 위하여 노즐의 공기흡입부에 다공성 재질의 얇은 막을 설치하거나, 노즐 내부의 유로를 변경시켜 기포를 미세화하려는 연구와 특허가 많이 공개되고 있다. 발생되는 기포의 크기를 작게 만들게 되면, 접촉 표면적이 증가하게 되어, 수처리 효율이 향상될 수 있고, 또한, 그 크기가 마이크로 또는 나노 사이즈로 작게 되는 경우에는 기포가 물 속의 부력의 영향을 받지 않게 되어 수중에서 오염물질을 효과적으로 분해할 수 있게 된다. In recent years, in order to reduce the size of bubbles generated in the self-assisted bubble generator, a thin film of a porous material is installed in the air suction portion of the nozzle, and a lot of researches and patents have been disclosed for miniaturizing bubbles by changing the flow path inside the nozzle . If the size of the generated bubbles is made small, the contact surface area is increased, and the water treatment efficiency can be improved. In addition, when the size of the bubbles is reduced to micro or nano size, the bubbles are not affected by the buoyancy in the water It is possible to effectively decompose pollutants in water.

다만, 예를 들어, 수처리 시설의 경우, 기포 크기가 너무 작으면 기포가 수중 오염물질의 침전을 방해하게 되어, 오히려 수처리 효율이 떨어질 수도 있다. 따라서, 적용되는 분야에 따라 수중의 기포 크기를 적절한 범위 내로 조절하는 기술이 필요하다.However, for example, in the case of a water treatment facility, if the bubble size is too small, the bubble may interfere with the precipitation of the water pollutant, and the water treatment efficiency may be lowered. Therefore, there is a need for a technique for adjusting the size of bubbles in water to an appropriate range according to the application field.

구체적으로 대한민국 등록특허 제10-1440535호는 자흡식 미세기포 발생장치에 관한 발명으로 보다 상세하게는 대기 중의 공기를 흡입하여 수중에 미세기포를 발생시키는 것으로, 설치시 수면 아래로 일정깊이 잠기도록 배치되고, 원판 상의 베이스(111) 상면에 상기 베이스(111)와 대응되는 판 상의 저면 중앙으로부터 일정거리 떨어진 위치에서 원주방향에 대하여 일정간격을 가지고 다수의 날개(114)가 하향 돌출 형성되는 본체(113)가 밀착되며, 상기 본체(113)의 상면 중앙에는 연결공(115)이 관통 형성되는 임펠러(110); 상기 임펠러(110)의 연결공(115)을 통해 하측 일부가 삽입되고, 중앙부 외면에 결합편(121)이 돌출 형성되어 상기 결합편(121)이 상기 임펠러(110)의 본체(113) 상의 연결공(115) 둘레 상면에 밀착되어 결합부재(130)를 통해 상기 임펠러(110)의 본체(113)와 결합고정되며, 바닥의 일정면적 중앙에 체결공(123)이 형성되어 상기 체결공(123) 외측으로부터 다수의 리브가 원주방향으로 일정간격을 가지고 측벽(122)으로 연결되고, 상기 체결공(123)과 상기 임펠러(110)의 베이스(111) 중앙에 형성된 통공(111a)으로 체결부재(140)가 체결고정되어 상기 임펠러(110)의 본체(113)와 베이스(111)를 밀착고정시키는 연결구(120); 하단부가 상기 연결구(120)의 상단에 연결되는 일정길이를 가지는 중공의 파이프 타입으로 제공되는 공기공급 파이프(150); 설치시 수면 위로 대기 중에 배치되고, 저면에 회전가능토록 일정길이 돌출되는 축(161)의 회전에 따라 상기 공기공급파이프(150)를 회전시켜 상기 공기공급파이프(150)와 상기 연결구(120)에 의해 연결되는 상기 임펠러(110)를 회전시키며, 하부 외측으로 고정플랜지(163)가 돌출 형성되는 모터(160); 및 상단부가 상기 모터(160)의 축(161)과 연결고정되고, 하단부가 상기 공기공급 파이프(150)의 상단부와 연결고정되어 상기 모터(160)의 축(161)과 상기 공기공급 파이프(150)를 연결하며, 하단부에 둘레를 따라 일정간격을 가지고 대기 중의 공기가 선택적으로 흡입되도록 하는 공기흡입공(171)이 관통형성되는 커플링(170)을 포함하여 이루어진 자흡식 미세기포 발생장치에 있어서, 상기 공기흡입공(171)으로부터 흡입되어 상기 공기공급 파이프(150)의 내부와 상기 연결구(120)의 리브(125) 사이를 통해 유입되는 공기가 상기 임펠러(110)의 회전력에 의해 발생하는 원심력의 작용으로 수중으로 밀려나가는 경우에 상기 임펠러(110)의 날개(114) 사이를 통해 배출되는 공기가 잘게 부서져 미세기포의 형태로 수중에 공급 혼합될 수 있도록, 상기 임펠러(110)의 본체(113) 저면에 하향 돌출 형성되는 상기 날개(114)는 상기 본체(113)의 외측으로부터 내측으로 향할수록 면적이 작아지도록 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 자흡식 미세기포 발생장치를 개시하고 있다. 상기 문헌의 발명에 따르면 공기공급 파이프 하단에 연결구를 통하여 임펠러를 수중에 배치함에 따라, 축회전 원심력을 이용하여 미세기포를 형성할 수 있으나, 요구되는 환경 조건에 따라 생성되는 기포의 크기를 조절할 수는 없는 문제점이 있다.More specifically, Korean Patent Registration No. 10-1440535 discloses a self-sucking micro-bubble generating device, more specifically, a micro-bubble generating device that sucks air in the air to generate micro-bubbles in water. And a plurality of blades 114 protruding downward at a predetermined distance from the center of the bottom surface of the base 111 corresponding to the base 111, An impeller 110 through which a connecting hole 115 is formed at the center of an upper surface of the main body 113; A part of the lower part of the impeller 110 is inserted through the connection hole 115 of the impeller 110 and a coupling part 121 is formed on the outer surface of the central part so that the coupling part 121 is connected to the main body 113 of the impeller 110 And is fastened to the upper surface of the hole 115 and is fixedly coupled to the main body 113 of the impeller 110 through the coupling member 130. A coupling hole 123 is formed at the center of a certain area of the bottom, A plurality of ribs are connected to the side wall 122 at regular intervals in the circumferential direction from the outside and the through holes 111a formed in the center of the coupling holes 123 and the base 111 of the impeller 110 form fastening members 140 (120) for tightly fixing the main body (113) of the impeller (110) to the base (111); An air supply pipe (150) provided in a hollow pipe type having a predetermined length, the lower end of which is connected to the upper end of the connection port (120); The air supply pipe 150 is rotated in accordance with the rotation of the shaft 161 protruding by a predetermined length so as to be rotatable on the bottom surface of the air supply pipe 150 and the connection port 120 A motor 160 rotatably supporting the impeller 110 connected to the lower end of the impeller 110 and having a fixing flange 163 protruding from the lower side; And the upper end of the air supply pipe 150 is connected and fixed to the shaft 161 of the motor 160 and the lower end of the air supply pipe 150 is connected and fixed to the upper end of the air supply pipe 150, And a coupling 170 through which an air suction hole 171 for selectively sucking air in the atmosphere is formed through the lower end of the coupling 170 at regular intervals along the circumference of the air suction hole 171, The air sucked from the air suction hole 171 and introduced between the inside of the air supply pipe 150 and the rib 125 of the connecting hole 120 is absorbed by the centrifugal force generated by the rotational force of the impeller 110 The air discharged through the wings 114 of the impeller 110 may be finely crushed and supplied into the water in the form of fine bubbles when the impeller 110 is pushed into the water by the action of the impeller 110. [ ) I The wing is protruding downward to form 114 discloses a priming micro-bubble generator party featuring formed larger toward the inside from the outside of the main body 113 is inclined such that the area is small. According to the invention of the above document, the impeller is disposed in the water through the connecting port at the lower end of the air supply pipe, the fine bubbles can be formed by using the centrifugal force of the shaft. However, There is no problem.

다음으로 대한민국 등록특허 제10-1647107호에는 기포의 크기 및 개체수 조절장치와 조절방법이 기재되어 있고, 구체적으로는 액체(1)와 기체(2)가 혼합되어 기포 혼합물(3)이 생성되는 기체혼합부(100); 상기 기체혼합부(100)의 하단에 결합되며, 내면에 상기 기체혼합부(100)로부터 유입된 상기 기포 혼합물(3)이 충돌하는 제1 돌기(210)가 복수개 형성되는 기포 미세화부(200); 및 상기 기포 미세화부(200)의 하단에 형성되며, 상기 기포 혼합물(3)을 분산하여 배출 시키는 확관부(300); 를 포함하며, 상기 기체혼합부(100)는 유입되는 상기 액체(1)의 유량 및 유속을 제어하는 액체 유입부(110)와, 유입되는 상기 기체(2)의 유량 및 유속을 조절하는 기체 유입부(120)가 더 구비되고, 상기 기포 미세화부(200)와 연결되는 하측에 가속부(101)가 형성되되, 상기 가속부(101)는 내부 유로가 상측에서 하측으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형상을 가지고, 상기 기체 유입부(120)는 상기 기체혼합부(100)로 유입된 상기 액체(1)에 상기 기체(2)를 공급하되, 기체가 출입 가능한 유효 구멍의 크기와 개수를 제어하는 조리개가 구비된 제1분사노즐(121)을 포함하며, 상기 제1 돌기(210)에 상기 기포 미세화부(200)를 흐르는 상기 기포 혼합물(3)을 향해 초음파를 방출하는 초음파 발생부(230)가 구비되는, 기포의 크기 및 개체수 조절장치를 개시하고 있다. 상기 문헌의 발명에 따르면 생성되는 기포의 크기를 미세하게 또는 조대하게 조절할 수 있으나, 액체와 기체의 유속을 각각 조절하기 위한 별도의 추가 구성이 필요한 문제점이 있다.Korean Patent No. 10-1647107 discloses a device for controlling the size and the number of bubbles and a method of controlling the bubbles. More specifically, a gas A mixing portion 100; A bubble atomizing unit 200 coupled to a lower end of the gas mixing unit 100 and having a plurality of first protrusions 210 colliding with the bubble mixture 3 introduced from the gas mixing unit 100, ; And an expansion part (300) formed at the lower end of the bubble atomization part (200) for dispersing and discharging the bubble mixture (3); Wherein the gas mixing unit 100 includes a liquid inlet 110 for controlling a flow rate and a flow rate of the introduced liquid 1 and a gas inlet 110 for controlling a flow rate and a flow rate of the introduced gas 2. [ And an acceleration part 101 is formed on a lower side connected to the bubble atomization part 200. The acceleration part 101 has a tapered shape in which the inner flow path becomes narrower from the upper side to the lower side The gas inlet 120 supplies the gas 2 to the liquid 1 introduced into the gas mixing unit 100 and a diaphragm for controlling the size and number of the effective holes through which the gas can enter and exit The ultrasonic generator 230 includes a first injection nozzle 121 and emits ultrasonic waves toward the bubble mixture 3 flowing through the bubble atomization part 200 to the first protrusion 210 A bubble size and a number of bubbles. According to the invention of the above document, the size of the generated bubbles can be finely or coarsely controlled, but there is a problem that a separate additional structure is required to control the flow rate of the liquid and the gas, respectively.

마지막으로 대한민국 등록특허 제10-1126320호에는 나노 기공 구조의 다공질 소결체 벤츄리 튜브를 이용한 다용도 나노 버블수 발생장치가 기재되어 있고, 구체적으로는 다공성의 금속 소결체로 벤츄리 튜브를 형성하는 방법으로 나노 버블수를 생성하는 구성을 기재하고 있다. 그러나, 상기 문헌의 발명은 요구되는 환경 조건에 따라 생성되는 기포의 크기를 조절할 수는 없는 문제점이 있다.Finally, Korean Patent No. 10-1126320 discloses a multipurpose nano bubble water generating device using a porous sintered product venturi tube having a nano pore structure. Specifically, a method of forming a venturi tube with a porous metal sintered body, Is generated. However, the invention of the above document has a problem that the size of bubbles generated according to required environmental conditions can not be controlled.

이에 본 발명의 발명자들은 벤츄리 노즐을 이용하는 자흡식 포기기에 있어서, 사용되는 상황의 요구 조건에 적절하도록 기포의 크기를 조절할 수 있는 자흡식 포기기를 연구한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the inventors of the present invention have studied a self-priming aeration device capable of controlling the size of bubbles in a self-priming aeration device using a venturi nozzle so as to meet the requirements of a situation to be used.

본 발명의 목적은 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기 및 이를 이용한 자흡식 기포의 크기 조절방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a self-priming type aerator capable of controlling the size of a bubble and a method of controlling the size of a self-priming bubble using the same.

이를 위하여 본 발명은 일 말단에 액체 유입부가 위치하고, 타 말단에 액체 토출부가 위치하며, 부압이 형성되는 공간과 연통하는 자흡부를 포함하는 벤츄리 노즐; 및 상기 벤츄리 노즐의 액체 토출부 측에 위치하며 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 이격거리 조절이 가능한 충돌판을 포함하는 충돌판 구조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 자흡식 포기기 내로 액체를 주입하는 단계; 압력차에 의하여 자흡식으로 자흡부 내로 기체가 유입되는 단계; 및 충돌판 구조중 충돌판의 이격거리를 조절하여 기포의 크기를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자흡식 포기기를 이용한 기포의 크기 조절방법을 제공한다.The venturi nozzle includes a liquid inlet portion at one end, a liquid discharge portion at the other end, and a self-discharge portion communicating with a space in which a negative pressure is formed. And an impingement plate which is located at a liquid discharge portion side of the venturi nozzle and is capable of adjusting a distance between a position where the neck portion of the venturi nozzle ends and a collision plate structure capable of adjusting a distance between the venturi nozzle and the venturi nozzle. Lt; / RTI > According to another aspect of the present invention, Introducing a gas into the self-priming unit by self-priming by a pressure difference; And adjusting the size of the bubbles by adjusting the distance of the impingement plate of the impingement plate structure. The present invention also provides a method of controlling the size of bubbles using the self-priming aerator.

본 발명에 따르면, 자흡 방식으로 기체를 흡입하여 기포를 생성함에 따라 별도의 기체 압축을 위하여 수단을 구비할 필요가 없으면서도, 사용되는 용도에 따라 생성되는 기포의 크기를 조절할 수 있게 되어, 다양한 사용 상황, 및 현장에 따라 용이하게 적용될 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, since bubbles are generated by sucking the gas in a self-propelled manner, it is not necessary to provide means for separate gas compression, and the size of bubbles generated according to the intended use can be adjusted, There is an advantage that it can be easily applied according to the situation and the field.

도 1은 본 발명에 따른 자흡식 포기기를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 자흡식 포기기 중 벤츄리 노즐을 나타낸 도면이고,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 자흡식 포기기 중 충돌판 구조를 나타낸 도면이고,
도 4는 이격거리에 따른 액체 순환 유량별 흡입 공기량을 보여주는 그래프이고,
도 5는 이격거리에 따른 흡입 공기량별 물질 전달계수를 보여주는 그래프이고, 및
도 6은 이격거리에 따른 충돌판에 의한 물의 반대방향 유동 및 저항에 의한 압력과 벤츄리 노즐 내의 압력강하를 보여주는 그래프이다.
1 is a view showing a self-priming type aeration unit according to the present invention,
FIG. 2 is a view showing a venturi nozzle of the self-priming aerator according to the present invention,
3A to 3D are views showing a structure of a collision plate among the self-priming aerator according to the present invention,
4 is a graph showing the amount of intake air per liquid circulation flow rate according to the separation distance,
5 is a graph showing the mass transfer coefficient according to the intake air amount according to the separation distance, and FIG.
FIG. 6 is a graph showing the pressure due to resistance and the pressure drop in the venturi nozzle in the opposite direction of the water by the impingement plate according to the separation distance.

본 발명은 기포의 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기 및 이를 이용한 자흡식 포기기를 이용한 기포의 크기 조절방법에 관한 것이다. The present invention relates to a self-priming aerator capable of controlling the size of bubbles and a method for controlling the size of bubbles using the self-priming aerator.

본 발명의 대한 설명 중 '벤츄리 노즐의 목부'는 벤츄리 노즐 내에서, 액체가 유동하는 단면적이 액체 유입부 및 액체 토출부의 단면적보다 좁은 부분으로, 부압이 형성되는 부분을 의미한다.The "neck portion of the venturi nozzle" in the description of the present invention means a portion where the cross sectional area of the liquid flowing in the venturi nozzle is narrower than the cross sectional area of the liquid inflow portion and the liquid discharge portion, and the negative pressure is formed.

본 발명에 대한 설명 중 '이격거리'는 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치에서 충돌판까지의 거리를 의미한다.The 'separation distance' in the description of the present invention means the distance from the end of the neck of the venturi nozzle to the collision plate.

이하의 설명 중, 벤츄리 노즐과 관련된 이론적 사항, 산소 공급과 수질 개선과의 상관관계에 대한 이론적 사항 등, 통상의 기술자에게 자명한 사항들에 대해서는 구체적인 설명이 생략될 수 있다.In the following description, a detailed description of the theoretical matters related to the venturi nozzle, the theoretical matters concerning the correlation between the oxygen supply and the water quality improvement, and the like obvious to those skilled in the art may be omitted.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 일 말단에 액체 유입부가 위치하고, 타 말단에 액체 토출부가 위치하며, 부압이 형성되는 공간과 연통하는 자흡부를 포함하는 벤츄리 노즐; 및 상기 벤츄리 노즐의 액체 토출부 측에 위치하며 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 이격거리 조절이 가능한 충돌판을 포함하는 충돌판 구조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기를 제공한다.A venturi nozzle having a liquid inflow section at one end and a liquid discharge section at the other end, the venturi nozzle communicating with a space in which a negative pressure is formed; And an impingement plate which is located at a liquid discharge portion side of the venturi nozzle and is capable of adjusting a distance between a position where the neck portion of the venturi nozzle ends and a collision plate structure capable of adjusting a distance between the venturi nozzle and the venturi nozzle. Lt; / RTI >

이하에서는 본 발명의 도 1 내지 (도 3a 내지 도 3d)를 참고로하여 본 발명에 따른 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기를 각 구성별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the self-priming type aerator capable of controlling the bubble size according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 (A) to 3 (D).

본 발명에 따른 자흡식 포기기는 벤츄리 노즐(10)을 포함한다. 벤츄리 노즐은 그 구조상 액체가 흐르는 단면적이 좁아지는 곳에서 유속이 증가함에 따라 부압이 발생하며, 본 발명은 이와 같이 부압이 형성되는 공간과 연통하는 자흡부(101)를 포함함으로써, 기체가 자흡방식으로 벤츄리 노즐 내를 흐르는 액체 내로 도입되게 된다. 상기와 같은 본 발명의 벤츄리 노즐은 일 말단에 액체가 유입되는 액체 유입부(103) 및 타 말단에 액체가 기포와 함께 토출되는 액체 토출부(104)를 포함한다. 액체가 본 발명에 따른 벤츄리 노즐의 유입부로 유입된 후 액체 토출부로 토출되는 과정에서 벤츄리 노즐 내의 특정 공간에서 부압이 형성되며, 이와 연통하는 자흡부를 통하여 기체가 액체 내로 도입되어 기포를 형성하게 된다.The self-priming aerator according to the present invention includes a venturi nozzle (10). The venturi nozzle generates negative pressure as the flow rate increases in a region where the cross-sectional area through which the liquid flows becomes narrow. The present invention includes the sucking portion 101 communicating with the space in which the negative pressure is formed, To the liquid flowing in the venturi nozzle. The venturi nozzle of the present invention as described above includes a liquid inflow portion 103 into which liquid is introduced at one end and a liquid ejection portion 104 through which liquid is ejected together with air bubbles at the other end. A negative pressure is formed in a specific space in the venturi nozzle in the course of the liquid being introduced into the inflow part of the venturi nozzle according to the present invention and then discharged to the liquid discharge part and the gas is introduced into the liquid through the self-

본 발명에 따른 자흡식 포기기는 충돌판 구조(20)를 포함한다. 충돌판 구조(20)는 벤츄리 노즐(10)의 액체 토출부(104) 측에 위치하고, 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 이격거리 조절이 가능한 충돌판(202)을 포함한다. 본 발명에 따른 자흡식 포기기의 충돌판 구조는 이와 같이 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와 충돌판과의 이격거리를 조절함으로써, 충돌판과 충돌한 이후의 기포 크기를 조절할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 이격거리가 멀어질 경우, 자흡부를 통하여 도입되는 기체에 의하여 형성되는 기포가 충돌판과 충돌할 확률이 떨어짐에 따라 대부분의 기포들이 기형성된 기포의 크기를 유지하게 되고, 상기 이격거리가 가까워질 경우, 자흡부를 통하여 도입되는 기체에 의하여 형성되는 기포가 충돌판과 충돌할 확률이 높아짐에 따라 많은 기포들이 기형성된 기포의 크기보다 작아지게 된다.The self-priming aerator according to the invention comprises an impingement plate structure (20). The impingement plate structure 20 includes an impingement plate 202 which is located on the liquid discharge portion 104 side of the venturi nozzle 10 and is capable of adjusting the separation distance from the position where the neck portion of the venturi nozzle ends. The collision plate structure of the self-priming aerator according to the present invention can control the size of the bubble after collision with the collision plate by adjusting the distance between the end of the neck portion of the venturi nozzle and the collision plate. More specifically, when the separation distance is long, the probability that the bubbles formed by the gas introduced through the self-evacuation unit collides with the impact plate is reduced, so that most of the bubbles maintain the size of the preformed bubbles, When the distance is shortened, the probability that the bubbles formed by the gas introduced through the self-exhauster part collides with the impact plate increases, so that the number of bubbles becomes smaller than that of the preformed bubbles.

본 발명에 따른 자흡식 포기기는 상기한 바와 같이 기포 크기를 조절할 수 있으며, 그 크기 조절을 단순히 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와 충돌판과의 이격거리를 조절하는 방법을 통하여 용이하게 달성할 수 있어, 다양한 분야에 용이하게 적용할 수 있는 장점이 있다. 구체적으로 수질 개선을 위하여 수중에 포기를 목적으로 하거나, 물질 반응을 유도할 필요가 있는 적용 분야에서는 상기 이격거리를 짧게하여 기포의 크기를 작게 만들어 물질전달률을 높여 상기 목적을 달성할 수 있게 하고, 반면, 난류 형성을 통하여 혼합을 유도하거나, 멤브레인 세척 등의 목적으로 사용하는 경우에는 상기 이격거리를 길게 하여 기포의 크기를 크게 만들어 기포가 가지는 전단력을 크게 함으로써 상기 목적을 달성할 수 있게 한다. 또한, 수질 개선을 위하여 수중에 포기를 하는 경우에도, 그 후 단계에서 수중 오염물질의 침전이 필요한 경우에는 기포의 크기를 지나치게 작지 않도록 조절함으로써, 오염물질의 침전이 방해되는 것을 억제할 수 있다. 본 발명의 자흡식 포기기는 상기와 같이 서로 전혀 상이한 물리적 특성을 필요로하는 적용분야에 매우 용이한 방법으로 적용될 수 있다는 장점이 있다.The self-priming aerator according to the present invention can adjust the size of the bubbles as described above, and the size thereof can be easily achieved simply by adjusting the distance between the end of the neck of the venturi nozzle and the distance between the impact plate , And can be easily applied to various fields. Specifically, in an application field in which water is desired to be released in water or in which it is necessary to induce a material reaction, the distance is shortened to make the size of the bubble small, thereby increasing the mass transfer rate, On the other hand, when mixing is induced through the formation of turbulence, or when it is used for membrane washing, etc., the above-mentioned object can be achieved by increasing the separation distance to increase the size of the bubbles and increasing the shear force of the bubbles. In addition, even when the water is abandoned to improve the water quality, when the flocculation of the pollutants in the water is required at the subsequent stage, the size of the air bubbles is controlled so as not to be too small to prevent the contamination from being precipitated. The self-priming aerator of the present invention has an advantage that it can be applied in a very easy manner to an application field requiring different physical characteristics as described above.

본 발명에 따른 자흡식 포기기 중 충돌판 구조는 기포가 충돌하는 충돌판; 상기 충돌판에 고정되며, 충돌판의 이격거리를 조절하는 가변축; 상기 가변축이 이동 가능하게 연결되는 고정축; 상기 고정축이 결합되어, 충돌판 구조를 벤츄리 노즐에 결합하는 결합부; 및 상기 가변축을 상기 고정축에 고정시키기 위한 고정핀;을 포함하는 것이 바람직하다.The impact plate structure of the self-priming type aerator according to the present invention comprises: an impact plate in which air bubbles collide; A variable shaft which is fixed to the impingement plate and adjusts the distance of the impingement plate; A fixed shaft to which the variable shaft is movably connected; An engaging portion to which the fixed shaft is engaged and engage the impact plate structure with the venturi nozzle; And a fixing pin for fixing the variable shaft to the fixed shaft.

이하, 본 발명의 충돌판 구조의 각 구성들을 본 발명의 도 3a 내지 도 3d를 참고하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each configuration of the impingement plate structure of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3D of the present invention.

본 발명에 따른 충돌판 구조는 자흡부를 통하여 도입된 기체에 의하여 형성된 기포가 액체와 함께 이동하다가 충돌하게 되는 충돌판(202)을 포함한다. 충돌판은 기포와 충돌하여, 기포의 크기를 보다 작게 만드는 역할을 한다. 이때 본 발명에 따른 충돌판의 형태는 구형, 원판형, 프로펠러형, 및 메쉬(그물망)형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 형태일 수 있으나, 상기 목적을 달성할 수 있는 한 반드시 이와 같은 형태에 한정되어야 하는 것은 아니다. 한편, 충돌판의 형태는 자흡식 포기기가 사용되는 적용분야, 유량, 요구되는 기포의 크기 등 다양한 요구조건에 따라 선택될 수 있다.The impingement plate structure according to the present invention includes an impingement plate 202 in which bubbles formed by the gas introduced through the respiration portion move with the liquid and then collide with each other. The impingement plate collides with the air bubbles, thereby reducing the size of the air bubbles. At this time, the shape of the impingement plate according to the present invention may be one type selected from the group consisting of spherical shape, disk shape, propeller shape, and mesh (net) shape, but as long as the above objects can be achieved, But it should not be limited to. On the other hand, the shape of the impingement plate can be selected according to various requirements such as the application field in which the self-priming aerators are used, the flow rate, the required bubble size, and the like.

본 발명에 따른 충돌판 구조는 상기 충돌판에 고정되며, 충돌판의 이격거리를 조절하는 가변축(203)을 포함한다. 가변축(203)은 예를 들어 액체가 흐르는 방향과 평행한 방향으로 충돌판(202)을 변위시켜, 충돌판과 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 이격거리를 조절하는 역할을 한다. 이때 충돌판의 변위 방향은 액체가 흐르는 방향과 반드시 평행해야 하는 것은 아니다.The collision plate structure according to the present invention includes a variable shaft 203 fixed to the collision plate and adjusting the separation distance of the collision plate. The variable shaft 203 serves to adjust the separation distance between the impingement plate and the end of the neck of the venturi nozzle by displacing the impingement plate 202 in a direction parallel to the direction in which the liquid flows, for example. At this time, the direction of displacement of the impingement plate is not necessarily parallel to the direction in which the liquid flows.

본 발명에 따른 충돌판 구조는 상기 가변축이 이동 가능하게 연결되는 고정축(204)을 포함한다. 고정축(204)이 충돌판(202) 및 충돌판에 고정된 가변축(203)이 변위 가능하도록 하나, 충돌판(202)과 충돌판에 고정된 가변축(203)이 충돌판 구조(20)로부터 탈리되는 것을 방지하기 위하여, 상기 가변축(203)은 이동 가능하게 고정축(204)에 연결된다. 이때 상기 가변축이 고정축에 연결되는 방법은 가변축이 이동 가능하면서, 동시에 가변축 및 이에 고정된 충돌판이 충돌판 구조로부터 탈리되는 것을 방지할 수 있다면, 어떠한 방법으로 한정될 필요는 없다.The impact plate structure according to the present invention includes a fixed shaft 204 to which the variable shaft is movably connected. The impingement plate 202 and the variable shaft 203 fixed to the impingement plate 202 are displaceable while the impingement plate 202 and the variable shaft 203 fixed to the impingement plate are displaceable, , The variable shaft 203 is movably connected to the fixed shaft 204. In order to prevent the variable shaft 203 from being detached from the fixed shaft 204, The method in which the variable shaft is connected to the fixed shaft is not limited in any way as long as the variable shaft is movable and the variable shaft and the impact plate fixed thereto can be prevented from being detached from the impact plate structure.

본 발명에 따른 충돌판 구조(20)는 상기 고정축(204)이 결합되어, 충돌판 구조(20)를 벤츄리 노즐(10)에 결합하는 결합부(201)를 포함한다. 결합부(201)는 한편으로는 충돌판(202), 충돌판이 고정된 가변축(203), 가변축이 연결된 고정축(204)과 결합하여 충돌판(202), 가변축(203), 고정축(204)이 충돌판 구조(20)로부터 탈리되는 것을 방지하고, 다른 한편으로는 상기 모두 구성을 포함하는 충돌판 구조(20)를 벤츄리 노즐의 액체 토출부(104) 측에 결합하는 기능을 수행한다. 이때, 충돌판 구조(20)를 벤츄리 노즐의 액체 토출부(104) 측에 결합하는 방법은 충돌판 구조(2)를 벤츄리 노즐의 액체 토출부(104) 측에 탈리되지 않도록 고정할 수 있으면 특정 방법으로 한정될 필요는 없으며, 예를 들어 나사 방식으로 고정될 수 있다.The impingement plate structure 20 according to the present invention includes a coupling portion 201 to which the fixed shaft 204 is coupled and which couples the impingement plate structure 20 to the venturi nozzle 10. [ The engaging portion 201 is engaged with the impingement plate 202, the variable shaft 203, the fixed shaft 203, and the fixed shaft 204 to which the impingement plate 202 is fixed, The function of preventing the shaft 204 from being detached from the impingement plate structure 20 and on the other hand the impingement plate structure 20 including the above all constitution is combined with the liquid discharge portion 104 side of the venturi nozzle . The method of attaching the impact plate structure 20 to the liquid discharge portion 104 side of the venturi nozzle may be such that the impact plate structure 2 can be fixed to the liquid discharge portion 104 side of the venturi nozzle, But need not be limited to the method, and may be screwed, for example.

본 발명에 따른 충돌판 구조(20)는 상기 가변축(203)을 상기 고정축(204)에 고정시키기 위한 고정핀(205)을 포함한다. 본 발명에 따른 고정핀은 본 발명의 자흡식 포기기가 사용되는 분야에 따라 상기 이격거리가 정해지면, 그 이격거리를 유지하기 위하여 가변축이 더 이상 변위하지 않도록 고정시킨다. 벤츄리 노즐을 통하여 액체가 흐르는 과정에서 충돌판에 압력이 가해지게 되고, 이에 따라 가변축이 이동하여 이격거리가 기 설정된 값과 상이해질 수 있는데, 본 발명에 따른 고정핀(205)은 가변축을 고정시킴으로써, 액체가 흐르는 상황에서도 상기 이격거리가 달라지는 것을 방지하여, 지속적으로 원하는 크기의 기포가 형성될 수 있도록 한다.The impact plate structure 20 according to the present invention includes a fixing pin 205 for fixing the variable shaft 203 to the fixed shaft 204. [ The fixing pin according to the present invention fixes the variable shaft so that the variable shaft is not displaced in order to maintain the separation distance when the separation distance is determined according to the field in which the self-priming aerator of the present invention is used. In the course of the liquid flowing through the venturi nozzle, pressure is applied to the impingement plate, so that the variable shaft is moved and the spacing distance may be different from a predetermined value. In the fixing pin 205 according to the present invention, So that the separation distance is prevented from varying even under the flow of liquid, so that bubbles of a desired size can be continuously formed.

본 발명에 따른 자흡식 포기기는 벤츄리 노즐의 액체 유입부(103) 측에 액체의 유입을 강제하기 위한 펌프(미도시)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 펌프에 의하여 벤츄리 노즐 내로 유입되는 액체의 유량이 조절되면, 이에 따라 부압의 형성되는 공간의 압력이 조절되고, 이에 따라 기포의 양이 조절될 수 있고, 또한, 기포에 가하여지는 운동 에너지가 조절되어, 충돌판과 충돌된 후의 기포의 크기 또한 조절될 수 있다.Preferably, the submerged aerator according to the present invention further comprises a pump (not shown) for forcing the inflow of the liquid to the liquid inflow portion 103 side of the venturi nozzle. When the flow rate of the liquid flowing into the venturi nozzle by the pump is adjusted, the pressure of the space in which the negative pressure is formed is regulated, whereby the amount of bubbles can be controlled and the kinetic energy applied to the bubbles is regulated , The size of the bubble after collision with the impact plate can also be adjusted.

본 발명에 따른 충돌판과 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 이격거리는 충돌판의 끝단과 벤츄리 노즐의 내부면 사이의 간격이 0.5 mm 내지 15 mm의 범위가 되도록 조절 조절되는 것이 바람직하다. 상기 간격이 0.5 mm 미만인 경우에는 흡입되는 기체의 양이 적어져서 형성되는 기포의 양이 저하되는 문제점이 있고, 15 mm를 초과하는 경우에는 기포의 크기가 기 형성된 기포 크기와 다르지 않아, 기포 크기를 조절할 수가 없게 되어, 충돌판 구조를 별도로 구비할 필요가 없게 된다.It is preferable that the distance between the collision plate and the end position of the neck of the venturi nozzle according to the present invention is adjusted and controlled such that the distance between the end of the collision plate and the inner surface of the venturi nozzle ranges from 0.5 mm to 15 mm. When the distance is less than 0.5 mm, the amount of gas to be sucked is reduced and the amount of bubbles formed is decreased. When the distance is more than 15 mm, the size of the bubbles is not different from the size of the bubbles formed. So that it is not necessary to separately provide an impingement plate structure.

본 발명에 따른 자흡식 포기기에서 노즐의 목부 직경과 자흡부의 직경 비율이 5 : 1 이하인 것이 바람직하다. 노즐의 목부 직경이 이보다 커지는 경우에는 공기의 흡입량이 현저히 떨어져, 기포 생성량이 현저히 줄어드는 문제점이 있다.In the self-priming aerators according to the present invention, it is preferable that the ratio of the diameter of the neck of the nozzle to the diameter of the self-excitation part is 5: 1 or less. When the diameter of the neck of the nozzle is larger than this, there is a problem that the amount of air sucked in is considerably reduced and the amount of air bubbles is remarkably reduced.

본 발명에 따른 자흡식 포기기는 액체 유량 게이지 및 압력 게이지를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같이 액체 유량 게이지 및 압력 게이지를 포함함으로써, 이로부터 얻어지는 수치값들을 통해 자동운전을 수행하는 것이 가능하게 된다.The self-priming adsorber according to the present invention preferably includes a liquid flow rate gauge and a pressure gauge. By including the liquid flow rate gauge and the pressure gauge in this manner, it becomes possible to carry out the automatic operation through the numerical values obtained therefrom.

또한, 본 발명은 상기 자흡식 포기기 내로 액체를 주입하는 단계; 압력차에 의하여 자흡식으로 자흡부 내로 기체가 유입되는 단계; 및 충돌판 구조중 충돌판의 이격거리를 조절하여 기포의 크기를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자흡식 포기기를 이용한 기포의 크기 조절방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, Introducing a gas into the self-priming unit by self-priming by a pressure difference; And adjusting the size of the bubbles by adjusting the distance of the impingement plate of the impingement plate structure. The present invention also provides a method of controlling the size of bubbles using the self-priming aerator.

이하 본 발명의 기포의 크기 조절방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the method of controlling the size of bubbles according to the present invention will be described in detail.

본 발명의 조절방법 중 첫번째 단계는 본 발명에 따른 자흡식 포기기 내로 액체를 주입하는 단계로, 벤츄리 노즐을 포함하는 본 발명에 따른 자흡식 포기기의 액체 유입부로 액체를 주입함으로써, 벤츄리 노즐 내부에서 부압을 형성시켜, 자흡부를 통하여 기체가 도입되도록 하고, 주입되는 액체 내로 기체가 도입됨으로써 기포가 형성될 수 있도록 한다. 이때 자흡식 포기기 내로 주입되는 액체의 유량을 조절하여 형성되는 기포의 양 등을 조절할 수 있으며, 주입되는 액체의 유량은 예를 들어 벤츄리 노즐의 액체 유입부 측에 연결되는 펌프 등을 이용하여 조절될 수 있다.The first step of the control method of the present invention is a step of injecting a liquid into the submerged aeration apparatus according to the present invention and injecting a liquid into the liquid inflow section of the submerged aeration apparatus according to the present invention including the venturi nozzle, Thereby allowing gas to be introduced through the self-extinguishing unit, and bubbles can be formed by introducing gas into the liquid to be injected. In this case, the amount of bubbles formed by controlling the flow rate of the liquid to be injected into the self-priming aeration unit can be controlled, and the flow rate of the liquid to be injected can be controlled using, for example, a pump connected to the liquid inflow portion side of the venturi nozzle .

다음으로, 본 발명의 조절방법 중 두번째 단계는 충돌판 구조 중 충돌판의 이격거리를 조절하여 기포의 크기를 조절하는 단계로, 구체적으로는 본 발명에 따른 자흡식 포기기에 포함된 충돌판 구조에서 충돌판에 고정된 가변축을 조절하여 충돌판과 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 이격거리를 조절하여 기 형성된 기포가 충돌판과 충돌하는 정도를 조절함에 따라 기포의 크기를 조절하는 단계이다. Next, the second step of the adjusting method of the present invention is to adjust the size of the bubbles by adjusting the separation distance of the impingement plate among the impingement plate structures. Specifically, in the impingement plate structure included in the self- Adjusting the distance between the collision plate and the end of the neck of the venturi nozzle by adjusting the variable axis fixed to the collision plate, and controlling the degree of collision of the formed bubble with the collision plate, the size of the bubble is adjusted.

이때, 상기 이격거리를 짧게 조절하여 기 형성된 기포가 충돌판과 많이 충돌하게 함으로써 기포의 크기를 작게 조절할 수 있고, 반대로, 상기 이격거리를 길게 조절하여 기 형성된 기포가 충돌판과 적게 충돌하게 함으로써 기포의 크기를 기 형성된 기포의 크기와 동일 또는 유사하게 조절할 수 있다.At this time, the bubble size can be adjusted to be small by making the spacing distance shorter and the preformed bubbles collide with the impingement plate a lot, and on the contrary, since the preformed bubbles collide less with the impingement plate, Can be adjusted to be equal to or similar to the size of the preformed bubbles.

본 발명에 따른 자흡식 포기기를 이용한 기포의 크기 조절방법은 적용분야의 요구사항에 따라 용이한 방법으로 기포의 크기를 조절하는 것이 가능하여, 액체 내 포기, 물질 반응의 유도, 액체 내 난류 형성, 혼합액체의 교반, 및 멤브레인의 세척 등 다양한 적용분야에서 제한 없이 사용될 수 있는 장점이 있다.The method of controlling the size of the bubbles using the self-priming aerator according to the present invention can control the size of the bubbles by an easy method according to the requirements of the application field, The stirring of the mixed liquid, and the washing of the membrane.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예 및 비교예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하는 것일 뿐, 이에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정됨을 의도하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the following examples and comparative examples are intended to illustrate the present invention more specifically, and are not intended to limit the scope of the present invention.

이하의 실시예 및 비교예에서 사용된 벤츄리 노즐과 충돌판의 사양은 다음과 같다.The specifications of the venturi nozzle and the impingement plate used in the following examples and comparative examples are as follows.

벤츄리 사양Venturi Specifications 액체 유입부 직경: 19 mm
노즐 목부 직경: 3 mm
Liquid inlet diameter: 19 mm
Nozzle neck diameter: 3 mm
충돌판 형태Collision plate form 원형circle 충돌판 직경Collision plate diameter 12.5 mm12.5 mm

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

물의 순환 유량에 따른 흡입 공기량의 측정 1Measurement of intake air amount according to circulation flow of water 1

물의 순환 유량을 약 6 L/min으로부터 약 13 L/min의 범위에서 조절하면서 본 발명에 따른 자흡식 포기기로 물을 도입하여, 각각의 경우 흡입 공기량을 측정하였다. 충돌판과 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 거리는 3.0 cm였고, 이때 충돌판의 끝단과 벤츄리 노즐의 내부면 사이 간격은 0.58 mm였다.Water was introduced into the submerged aeration unit according to the present invention while controlling the circulation flow rate of water from about 6 L / min to about 13 L / min, and the amount of intake air in each case was measured. The distance between the collision plate and the end of the neck of the venturi nozzle was 3.0 cm, and the distance between the end of the collision plate and the inner surface of the venturi nozzle was 0.58 mm.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

물의 순환 유량에 따른 흡입 공기량의 측정 2Measurement of intake air amount according to circulation flow of water 2

물의 순환 유량을 약 6 L/min으로부터 약 13 L/min의 범위에서 조절하면서 본 발명에 따른 자흡식 포기기로 물을 도입하여, 각각의 경우 흡입 공기량을 측정하였다. 충돌판과 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 거리는 3.5 cm였고, 이때 충돌판의 끝단과 벤츄리 노즐의 내부면 사이 간격은 1.47 mm였다.Water was introduced into the submerged aeration unit according to the present invention while controlling the circulation flow rate of water from about 6 L / min to about 13 L / min, and the amount of intake air in each case was measured. The distance between the collision plate and the end of the neck of the venturi nozzle was 3.5 cm, and the distance between the end of the collision plate and the inner surface of the venturi nozzle was 1.47 mm.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

물의 순환 유량에 따른 흡입 공기량의 측정 3Measurement of intake air amount according to circulation flow of water 3

물의 순환 유량을 약 6 L/min으로부터 약 13 L/min의 범위에서 조절하면서 본 발명에 따른 자흡식 포기기로 물을 도입하여, 각각의 경우 흡입 공기량을 측정하였다. 충돌판과 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 거리는 4.0 cm였고, 이때 충돌판의 끝단과 벤츄리 노즐의 내부면 사이 간격은 2.36 mm였다.Water was introduced into the submerged aeration unit according to the present invention while controlling the circulation flow rate of water from about 6 L / min to about 13 L / min, and the amount of intake air in each case was measured. The distance between the collision plate and the end of the neck of the venturi nozzle was 4.0 cm, and the distance between the end of the collision plate and the inner surface of the venturi nozzle was 2.36 mm.

<실시예 4><Example 4>

물의 순환 유량에 따른 흡입 공기량의 측정 4Measurement of the amount of intake air according to circulation flow of water 4

물의 순환 유량을 약 6 L/min으로부터 약 13 L/min의 범위에서 조절하면서 본 발명에 따른 자흡식 포기기로 물을 도입하여, 각각의 경우 흡입 공기량을 측정하였다. 충돌판과 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 거리는 4.5 cm였고, 이때 충돌판의 끝단과 벤츄리 노즐의 내부면 사이 간격은 3.25 mm였다.Water was introduced into the submerged aeration unit according to the present invention while controlling the circulation flow rate of water from about 6 L / min to about 13 L / min, and the amount of intake air in each case was measured. The distance between the collision plate and the end of the neck of the venturi nozzle was 4.5 cm, and the distance between the end of the collision plate and the inner surface of the venturi nozzle was 3.25 mm.

<실시예 5>&Lt; Example 5 >

물의 순환 유량에 따른 흡입 공기량의 측정 5Measurement of intake air amount according to circulation flow of water 5

물의 순환 유량을 약 6 L/min으로부터 약 13 L/min의 범위에서 조절하면서 본 발명에 따른 자흡식 포기기로 물을 도입하여, 각각의 경우 흡입 공기량을 측정하였다. 충돌판과 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 거리는 5.0 cm였고, 이때 충돌판의 끝단과 벤츄리 노즐의 내부면 사이 간격은 9.75 mm였다.Water was introduced into the submerged aeration unit according to the present invention while controlling the circulation flow rate of water from about 6 L / min to about 13 L / min, and the amount of intake air in each case was measured. The distance between the collision plate and the end of the neck of the venturi nozzle was 5.0 cm, and the distance between the end of the collision plate and the inner surface of the venturi nozzle was 9.75 mm.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

물의 순환 유량에 따른 흡입 공기량의 측정 6Measurement of intake air quantity according to circulation flow of water 6

물의 순환 유량을 약 6 L/min으로부터 약 13 L/min의 범위에서 조절하면서 본 발명의 벤츄리 노즐(즉, 충돌판 구조를 포함하지 않는 장치)로 물을 도입하여, 각각의 경우 흡입 공기량을 측정하였다.Water is introduced into the venturi nozzle of the present invention (i.e., the apparatus not including the impingement plate structure) while adjusting the circulating flow rate of water in the range of about 6 L / min to about 13 L / min. In each case, Respectively.

<실험예 1><Experimental Example 1>

충돌판의Collision plate 이격거리Separation distance 및 순환 유량에 따른 흡입 공기량의 측정 And the amount of intake air according to the circulating flow rate

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1의 결과를 도 4에 도시하였다. 도 4에 따르면, 동일한 충돌판 이격거리 내에서는 순환 유량이 증가할수록 흡입 공기량도 선형적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.The results of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 are shown in Fig. 4, it can be seen that the intake air amount increases linearly as the circulation flow rate increases within the same impact plate separation distance.

한편, 비교예 1과 실시예 3 내지 5의 결과를 보면, 본 발명의 실시예들은 충돌판이 존재함에도 불구하고, 순환 유량에 따른 흡입 공기량은 충돌판이 없는 비교예 1과 거의 유사하다는 것을 알 수 있다. 또한, 이격거리가 지나치게 짧을 경우 흡입 공기량이 너무 낮아져 기포 발생을 저해할 우려가 있다는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, according to the results of Comparative Example 1 and Examples 3 to 5, it can be seen that the embodiments of the present invention are substantially similar to Comparative Example 1 in which the amount of intake air according to the circulating flow rate does not include the impingement plate, . In addition, if the separation distance is too short, it can be confirmed that the amount of intake air becomes too low to prevent the occurrence of bubbles.

<실시예 6>&Lt; Example 6 >

흡입 공기량에 따른 물질전달계수 측정 1Measurement of mass transfer coefficient according to intake air amount 1

상기 실시예 1에서 얻어진 흡입 공기량에 따른 물질전달계수를 측정하였으며 방법은 다음과 같다. 물질전달계수 측정전, 수중 용존산소 저감을 위하여 질소가스를 수중에 공급하여 용존산소를 2 mg/L 까지 감소시켰다. 이후 수중에 자흡식 포기기에서 발생되는 기포에 의한 용존산소 변화를 용존산소 측정기기를 사용하여 용존산소가 포화도에 이를 때까지 30초 간격으로 측정하였다. 물질전달계수는 측정된 수중 용존산소 데이터를 기반으로 이하의 수학식 1(Akita et al., 1973)에 의하여 산정되었다. 여기서 KLa는 물질전달계수를 의미하며, Cs 및 C는 각각 포화 용존산소, 특정시간에서 용존산소를 의미한다.The mass transfer coefficient according to the amount of intake air obtained in Example 1 was measured and the method was as follows. Prior to the measurement of mass transfer coefficient, dissolved oxygen was reduced to 2 mg / L by supplying nitrogen gas to water to reduce dissolved oxygen in the water. Subsequently, changes in dissolved oxygen by bubbles generated in the submerged aeration tank were measured at intervals of 30 seconds until dissolved oxygen reached saturation using a dissolved oxygen measuring device. The mass transfer coefficients were estimated by the following equation (1) (Akita et al., 1973) based on measured dissolved oxygen data in water. Where K L a means mass transfer coefficient, C s and C mean saturated dissolved oxygen, respectively, and dissolved oxygen at specific time.

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

Figure 112017050330711-pat00001
Figure 112017050330711-pat00001

<실시예 7>&Lt; Example 7 >

흡입 공기량에 따른 물질전달계수 측정 2Measurement of mass transfer coefficient according to intake air amount 2

상기 실시예 2에서 얻어진 흡입 공기량에 따른 물질전달계수를 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 측정하였다.The mass transfer coefficient according to the amount of intake air obtained in Example 2 was measured in the same manner as in Example 6. [

<실시예 8>&Lt; Example 8 >

흡입 공기량에 따른 물질전달계수 측정 3Measurement of mass transfer coefficient according to intake air amount 3

상기 실시예 3에서 얻어진 흡입 공기량에 따른 물질전달계수를 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 측정하였다.The mass transfer coefficient according to the amount of intake air obtained in Example 3 was measured in the same manner as in Example 6. [

<실시예 9>&Lt; Example 9 >

흡입 공기량에 따른 물질전달계수 측정 4Measurement of mass transfer coefficient according to intake air amount 4

상기 실시예 4에서 얻어진 흡입 공기량에 따른 물질전달계수를 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 측정하였다.The mass transfer coefficient according to the amount of intake air obtained in Example 4 was measured in the same manner as in Example 6. [

<실시예 10>&Lt; Example 10 >

흡입 공기량에 따른 물질전달계수 측정 5Measurement of mass transfer coefficient according to intake air amount 5

상기 실시예 5에서 얻어진 흡입 공기량에 따른 물질전달계수를 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 측정하였다.The mass transfer coefficient according to the amount of intake air obtained in Example 5 was measured in the same manner as in Example 6 above.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

흡입 공기량에 따른 물질전달계수 측정 6Measurement of mass transfer coefficient according to intake air quantity 6

상기 비교예 1에서 얻어진 흡입 공기량에 따른 물질전달계수를 측정하였다.The mass transfer coefficient according to the amount of intake air obtained in Comparative Example 1 was measured.

<실험예 2><Experimental Example 2>

충돌판Collision plate 이격거리Separation distance 및 흡입 공기량에 따른 물질전달계수 측정 And mass transfer coefficient according to intake air amount

상기 실시예 6 내지 10 및 비교예2의 결과를 도 5에 도시하였다. 도 5에 따르면, 동일한 이격거리 내에서 흡입 공기량이 증가할수록 물질전달계수가 증가하는 것을 알 수 있다.The results of Examples 6 to 10 and Comparative Example 2 are shown in Fig. According to FIG. 5, it can be seen that the mass transfer coefficient increases as the intake air amount increases within the same separation distance.

한편, 충돌판과의 이격거리가 가까울수록 동일 흡입 공기량에서 물질 전달계수가 증가하는 것을 확인할 수 있고, 이는 이격거리가 가까워짐에 따라 기포의 크기가 작아지기 때문인 것으로 해석된다. 결국 이를 통하여 본원발명의 자흡식 포기기는 충돌판의 위치를 조절함으로써 기포의 크기를 조절할 수 있다는 것을 알 수 있다.On the other hand, it can be seen that the mass transfer coefficient increases in the same intake air amount as the separation distance from the impingement plate becomes closer, which is interpreted as the size of the bubble decreases as the separation distance approaches. As a result, it can be seen that the self-priming type aerator of the present invention can control the size of the bubbles by adjusting the position of the impingement plate.

<실험예 3><Experimental Example 3>

물의 순환 유량을 10 L/min으로 조절하고 본원발명에 따른 자흡식 포기기를 이용하여, 충돌판의 이격거리를 조절하며, 충돌판에 의한 물의 반대방향 유동 및 저항에 의한 압력과 벤츄리 노즐 내의 압력강하를 측정하였고 이를 도 6에 나타내었다.The circulation flow rate of the water is adjusted to 10 L / min, the separation distance of the impingement plate is adjusted by using the self-priming aerator according to the present invention, the pressure due to the reverse flow and resistance of the water by the impingement plate and the pressure drop in the venturi nozzle And the results are shown in FIG.

도 6에 따르면, 충돌판의 이격거리가 가까워질수로 물의 반대방향 유동 및 저항에 의한 압력이 커지고, 이에 따라 노즐 내 압력 강하는 감소하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 충돌판의 이격거리가 가까워지는 경우, 보다 많은 압력 강하와 물의 순환 유량이 필요하다는 것을 알 수 있다.According to FIG. 6, it can be seen that the separation distance of the impingement plate becomes close to that the pressure due to the flow in the opposite direction of the water and the resistance increases, thereby reducing the pressure drop in the nozzle. Thus, it can be seen that when the separation distance of the impingement plate approaches, more pressure drop and a circulating flow of water are required.

1: 자흡식 포기기
10: 벤츄리 노즐
20: 충돌판 구조
101: 자흡부
102: 부압이 형성되는 공간
103: 액체 유입부
104: 액체 토출부
201: 결합부
202: 충돌판
203: 가변축
204: 고정축
205: 고정핀
1: Self-priming aerator
10: Venturi nozzle
20: Collision plate structure
101:
102: Space where negative pressure is formed
103: liquid inlet
104: liquid discharge portion
201:
202: collision plate
203: variable axis
204: fixed shaft
205: Fixing pin

Claims (11)

일 말단에 액체 유입부가 위치하고, 타 말단에 액체 토출부가 위치하며, 부압이 형성되는 공간과 연통하는 자흡부를 포함하는 벤츄리 노즐; 및
상기 벤츄리 노즐의 액체 토출부 측에 위치하며 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 이격거리 조절이 가능한하여, 생성되는 기포의 크기를 조절할 수 있는 충돌판을 포함하는 충돌판 구조;를 포함하고, 수처리에 사용되되,
상기 충돌판 구조는
기포가 충돌하는 원판형 또는 프러펠러형인 충돌판;
상기 충돌판에 고정되며, 충돌판의 이격거리를 조절하는 가변축;
상기 가변축이 이동 가능하게 연결되는 고정축;
상기 고정축이 결합되어, 충돌판 구조를 벤츄리 노즐에 결합하는 결합부; 및
상기 가변축을 상기 고정축에 고정시키기 위한 고정핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기.
A venturi nozzle having a liquid inlet portion at one end and a liquid discharge portion at the other end, and a self-venting portion communicating with a space in which a negative pressure is formed; And
And a collision plate structure disposed on the liquid discharge portion side of the venturi nozzle and capable of adjusting a distance between the venturi nozzle and a position where the neck portion of the venturi nozzle ends, thereby controlling the size of the generated bubbles, Lt; / RTI &gt;
The impingement plate structure
A collision plate in the form of a disk or a propeller type in which air bubbles collide;
A variable shaft which is fixed to the impingement plate and adjusts the distance of the impingement plate;
A fixed shaft to which the variable shaft is movably connected;
An engaging portion to which the fixed shaft is engaged and engage the impact plate structure with the venturi nozzle; And
And a fixing pin for fixing the variable shaft to the fixed shaft. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 벤츄리 노즐은 액체 유입부 측에 액체 유입을 강제하기 위한 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기.
The self-priming aerator according to claim 1, wherein the venturi nozzle further comprises a pump for forcing liquid to flow into the liquid inflow portion.
제1항에 있어서, 상기 충돌판과 벤츄리 노즐의 목부가 끝나는 위치와의 이격거리는 충돌판의 끝단과 벤츄리 노즐의 내부면 사이의 간격이 0.5 mm 내지 15 mm의 범위가 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기.
The venturi nozzle according to claim 1, wherein the distance between the impact plate and the end of the neck of the venturi nozzle is adjusted so that the distance between the end of the impact plate and the inner surface of the venturi nozzle ranges from 0.5 mm to 15 mm Self-priming aerator with adjustable bubble size.
제1항에 있어서, 상기 노즐의 목부 직경과 자흡부의 직경 비율이 5:1 이하인 것을 특징으로 하는 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기.
The self-priming aerator according to claim 1, wherein the neck diameter of the nozzle and the diameter ratio of the self-priming part are 5: 1 or less.
제1항에 있어서, 상기 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기는 액체 유량 게이지 및 압력 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기포 크기 조절이 가능한 자흡식 포기기.
The self-priming aerator according to claim 1, wherein the self-priming aerator capable of controlling the bubble size includes a liquid flow rate gauge and a pressure gauge.
제1항에 따른 자흡식 포기기 내로 액체를 주입하는 단계;
압력차에 의하여 자흡식으로 자흡부 내로 기체가 유입되는 단계; 및
충돌판 구조중 충돌판의 이격거리를 조절하여 기포의 크기를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자흡식 포기기를 이용한 기포의 크기 조절방법.
Injecting a liquid into the self-priming aerator according to claim 1;
Introducing a gas into the self-priming unit by self-priming by a pressure difference; And
And controlling the size of the bubbles by adjusting the distance of the impingement plate of the impingement plate structure.
제8항에 있어서, 상기 조절방법은 충돌판의 이격거리를 짧게 조절하여 기포의 크기를 작게하는 것을 특징으로 하는 자흡식 포기기를 이용한 기포의 크기 조절방법.
[9] The method of claim 8, wherein the adjusting method shortens the separation distance of the impingement plate to reduce the size of the bubbles.
제8항에 있어서, 상기 조절방법은 충돌판의 이격거리를 길게 조절하여 기포의 크기를 크게하는 것을 특징으로 하는 자흡식 포기기를 이용한 기포의 크기 조절방법.
[9] The method of claim 8, wherein the adjusting method increases the size of the bubbles by adjusting the separation distance of the impingement plate.
삭제delete
KR1020170065147A 2017-05-26 2017-05-26 Self-suction aerator capable of controlling the size of bubbles and a method for controlling the size of bubbles using the same KR101813113B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170065147A KR101813113B1 (en) 2017-05-26 2017-05-26 Self-suction aerator capable of controlling the size of bubbles and a method for controlling the size of bubbles using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170065147A KR101813113B1 (en) 2017-05-26 2017-05-26 Self-suction aerator capable of controlling the size of bubbles and a method for controlling the size of bubbles using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101813113B1 true KR101813113B1 (en) 2017-12-28

Family

ID=60939633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170065147A KR101813113B1 (en) 2017-05-26 2017-05-26 Self-suction aerator capable of controlling the size of bubbles and a method for controlling the size of bubbles using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101813113B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200063398A (en) * 2018-11-27 2020-06-05 삼성중공업 주식회사 air lubrication device for ships

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100798994B1 (en) * 2006-12-28 2008-01-28 동양매직 주식회사 A dish washer mounting microbubble making module

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100798994B1 (en) * 2006-12-28 2008-01-28 동양매직 주식회사 A dish washer mounting microbubble making module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200063398A (en) * 2018-11-27 2020-06-05 삼성중공업 주식회사 air lubrication device for ships
KR102548331B1 (en) * 2018-11-27 2023-06-27 삼성중공업 주식회사 air lubrication device for ships

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6169749B1 (en) Microbubble generator
US4210534A (en) Multiple stage jet nozzle and aeration system
KR0173996B1 (en) Apparatus for dissolving a gas into and mixing the same with a liquid
JP2003145190A (en) Aerator
CN103946164B (en) Gas injection method and equipment
KR101813113B1 (en) Self-suction aerator capable of controlling the size of bubbles and a method for controlling the size of bubbles using the same
US5167878A (en) Submersible aeration device
JPH1094722A (en) Fine bubble feeder
JP2722373B2 (en) Method and apparatus for producing fine foam
EP1670574B1 (en) Method and apparatus for mixing of two fluids
US20150008191A1 (en) Low-turbulent aerator and aeration method
KR101920919B1 (en) Micro bubble generating device for farm
CN203530035U (en) Jet aerator
EP0002369B1 (en) Aerator and method of aerating liquid
JP3747261B2 (en) Dispersion method of gas-liquid mixed fluid and dispersion device used in the method
JPH1066962A (en) Sewage treating device
EP2391445B1 (en) Downflow mixers with gas injection devices and/or baffles
JP2001259395A (en) Aerator
CN106731935B (en) Self-aeration microbubble generator
JPH08290192A (en) Aeration device
JP2003230824A (en) Apparatus and method for fine bubble generation
CN210065284U (en) Ball blade type transportation nanometer aerator
KR101962903B1 (en) micro bubble generator
JP2001115999A (en) Bubble injection nozzle
WO2021176260A1 (en) An apparatus for generation of an air bubble and a method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant