KR101874698B1 - 나노버블 발생장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 이송통로를 공간적으로 분할 구획하며 혼합수에 충돌하중을 인가하도록 된 충돌판의 표면에 융착된 코팅막에 의해 혼합수와의 충돌하중 및 전단압력의 인가면적이 현저히 증가하도록 되어 있어, 나노버블의 발생효율을 향상시킴은 물론, 특히, 충돌판의 제조공정에 대한 단순화 및 규격화가 이루어짐에 따라, 생산성 증대를 통해 경제적인 이익이 구현되도록;
혼합수가 이송되는 이송통로에 구비되어 상기 이송통로를 공간적으로 분할하여 구획하며 상기 혼합수에 충돌하중을 인가하여 나노버블을 발생하도록 된 충돌판을 가지는 나노버블 발생장치에 있어서; 상기한 충돌판은, 상기 이송통로 상에서 상기 혼합수가 이송하는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 사이 간격을 가지면서 배치되어 상기 이송통로를 공간적으로 분할하여 구획하며 일 부위에 상기 혼합수가 관통하면서 이동하도록 된 관통공이 형성된 '판(板:board)' 형상의 본체와; 상기 본체의 표면에 '망(mesh)' 형상으로 융착되면서 도포되는 합성수지재질로 이루어진 코팅막을 포함하여 이루어지는 나노버블 발생장치의 제조방법를 제공한다.

Description

나노버블 발생장치의 제조방법{A methode of nano-bubble generator}

본 발명은, 직경이 나노 단위를 가지는 미세 기포인 나노버블을 발생시키는 나노버블 발생장치의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이송통로를 공간적으로 분할 구획하며 혼합수에 충돌하중을 인가하도록 된 충돌판의 표면에 융착된 코팅막에 의해 혼합수와의 충돌하중 및 전단압력의 인가면적이 현저히 증가하도록 되어 있어, 나노버블의 발생효율을 향상시킴은 물론, 특히, 충돌판의 제조공정에 대한 단순화 및 규격화가 이루어짐에 따라, 생산성 증대를 통해 경제적인 이익이 구현되도록 된 나노버블 발생장치의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 나노 버블은, 눈으로 확인할 수 없는 초 미세 기포로써, 일반 버블의 1/2,000 크기로 피부의 모공 25㎛ 이하의 미세한 공기 입자이며, 소멸할 때 1) 40KHz의 초음파 발생시키고, 2) 140db의 높은 음압을 발생시키며, 3) 4,000도~6,000도의 순간적인 고열 발생된다.

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

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

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

이와 같은 다양한 방식의 나노 버블 발생장치를 통해 나노 버블을 발생시키기 위해서는 기체가 혼합된 액체(공급수)를 공급받아 기체를 미세기포로 전환시켜 나노 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 나노 버블을 발생하는 나노버블 발생장치들 중 하나로, 한국특허등록번호 제10-1146040호(명칭: 나노 버블 발생장치)가 있으며, 상기 나노 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.

이러한 충격 방식의 미세기포 발생장치는 5 내지 20 bar의 높은 압력이 필요할 뿐만 아니라, 유량손실이 크고, 다수의 노즐 및 부피가 큰 혼합탱크가 요구됨으로써, 장치의 구조와 설비가 복잡해지는 단점이 있었다.

한편, 선회액체류방식의 미세기포 발생장치는, 상기 충격식 노즐 방식과 같이, 물과 공기가 혼합된 혼합수를 와선형으로 공간을 통해 이송하는 과정에서 유입되는 이송압력을 통해 나노버블을 발생시키도록 된 것으로, 와선형 관로를 형성하여 혼합수가 와류를 형성하면서 이송되는 중에 발생된 와류압에 의해 나노버블이 발생하도록 되어 있다.

그러나, 이러한 선회액체류방식의 미세기포 발생장치는, 단일노즐을 통해서는, 미세기포를 발생시키지 못하며, 높은 압력이 필요할 뿐만 아니라, 부피가 큰 혼합탱크가 요구되는 문제점이 있었다.

1. 한국특허등록번호 제10-1146040호

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 이송통로를 공간적으로 분할 구획하며 혼합수에 충돌하중을 인가하도록 된 충돌판의 표면에 융착된 코팅막에 의해 혼합수와의 충돌하중 및 전단압력의 인가면적이 현저히 증가하도록 되어 있어, 나노버블의 발생효율을 향상시킴은 물론, 특히, 충돌판의 제조공정에 대한 단순화 및 규격화가 이루어짐에 따라, 생산성 증대를 통해 경제적인 이익이 구현되도록 된 나노버블 발생장치의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 나노버블 발생장치의 제조방법은, 혼합수가 이송되는 이송통로에 구비되어 상기 이송통로를 공간적으로 분할하여 구획하며 상기 혼합수에 충돌하중을 인가하여 나노버블을 발생하도록 된 충돌판을 가지는 나노버블 발생장치의 제조방법에 있어서; 상기한 충돌판을 제조하는 공정은, 금속재질로 이루어진 '판(板:board)' 형상의 판재를 프레스가공하여 '원판' 형상의 본체를 성형하는 본체성형단계(S100)와; 상기 본체성형단계(S100)을 통해 형성된 상기 본체의 표면에 합성수지재질로 이루어진 '망(mesh)' 형상의 코팅막을 융착하면서 도포하는 코팅막 도포단계(200)와; 상기 코팅막 도포단계(S200)를 통해 상기 본체의 표면에 상기 코팅막이 도포되면, 펀칭가공을 통해 상기 본체를 관통하는 관통공을 형성하는 관통공 타공단계(S300);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법은, 이송통로를 공간적으로 분할 구획하며 혼합수에 충돌하중을 인가하도록 된 충돌판의 표면에 융착된 코팅막에 의해 혼합수와의 충돌하중 및 전단압력의 인가면적이 현저히 증가하도록 되어 있어, 나노버블의 발생효율을 향상되는 효과를 가진다.

이와 더불어, 충돌판의 제조공정에 대한 단순화 및 규격화가 이루어짐에 따라, 생산성 증대를 통해 경제적인 이익이 구현되는 효과를 가진다.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 통해 제조되는 나노버블 발생장치의 일 예를 보인 개략 단면 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 통해 제조되는 나노버블 발생장치에 적용되는 충돌판을 보인 개략 사시 예시도.
도 3 및 도 4는, 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 통해 제조되는 나노버블 발생장치에 적용되는 충돌판의 일 부위를 확대하여 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 5는, 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 통해 제조되는 나노버블 발생장치에 적용되는 충돌판의 다른 예를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 6은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 보인 개략 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 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 내지 도 4는, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 통해 제조되는 나노버블 발생장치를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 통해 제조되는 나노버블 발생장치(1)는, 외부에서 물과 공기의 혼합수를 유입받아 이송하는 중에 충돌과 압력을 인가하여 혼합된 공기를 미세화시켜 나노버블을 발생시켜 배출하도록 된 것이다.

이러한 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 통해 제조되는 나노버블 발생장치(1)는, 혼합수가 이송되는 이송통로에 구비되어 상기 이송통로를 공간적으로 분할하여 구획하며 상기 혼합수에 충돌하중을 인가하여 나노버블을 발생하도록 된 충돌판(2)을 가진다.

즉, 상기 이송통로를 공간적으로 분할 구획하는 상기 충돌판(2)에 의해 상기 이송통로를 통해 이송되는 혼합수에 충돌하중 및 전단압력의 인가하게 되어 나노버블이 발생된다.

상기에서 충돌판(2)은, 상기 이송통로 상에서 상기 혼합수가 이송하는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 사이 간격을 가지면서 배치되어 상기 이송통로를 공간적으로 분할하여 구획하며 일 부위에 상기 혼합수가 관통하면서 이동하도록 된 관통공(H)이 형성된 '판(板:board)' 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 통해 제조되는 나노버블 발생장치(1)는, 외부에서 물과 공기의 혼합수를 유입받도록 된 입구(31)와 배출되는 출구(32)를 가지어 혼합수가 이송되는 이송통로를 형성하는 '관(管:pipe)' 형상의 이송관(3)을 가진다.

즉, 상기 이송관(3)의 내부에 형성되는 이송통로에 상기 충돌판(2)이 배치 고정되어 상기 이송통로를 공간적으로 분할 구획하면서 상기 입구(31)를 통해 유입되는 혼합수를 인가받아 상기 출구(32)로 배출하는 중에 혼합수에 충돌하중과 전단압력을 인가하여 나노버블을 발생하게 된다.

상기에서 이송관(3)는, 양단이 중공된 '관'으로 이루어지며, 단면이 '원' 형상으로 이루어진 '원통관'으로 형성되는 것이 바람직하며, 양단에 타 연결관과 나사 결합하는 나사부가 각각 형성되어, 타 구성품과의 연결 결합을 용이하게 하도록 되는 것이 가장 바람직하다.

한편, 상기한 이송통로의 내부에서 상기 충돌판(2)들은, 상기 이송통로 상에서 상기 혼합수가 이송하는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 사이 간격을 가지면서 배치되어 상기 이송통로를 다수의 소공간으로 분할하면서 구획하게 된다.

이때, 상기 이송통로에는 상기 충돌판(2)들의 사이에 게재하여 배치되며 상기 충돌판(2)들을 사이간격을 일정하게 유지하여 상기 혼합수의 이송공간을 형성하도록 된 '링(rimg)' 형상의 격자링(4)들이 구비된다.

즉, 상기 충돌판(2)들이 상기 격자링(4)들을 통해 사이 간격을 가지면서 이송통로에서 병렬로 배열되어, 외부에서 공급되는 혼합수가 상기 충돌판(2)들의 표면에 충돌함과 동시에, 상기 관통공(H)을 통해 타 소공간으로 이동되어 상기 충돌판(2)들의 사이간격을 경유하면서 전단압력을 인가받게 된다.

상기에서 충돌판(2)은, 상기 이송통로 상에서 상기 혼합수가 이송하는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 사이 간격을 가지면서 배치되어 상기 이송통로를 공간적으로 분할하여 구획하며 일 부위에 상기 혼합수가 관통하면서 이동하도록 된 상기 관통공(H)이 형성된 '판(板:board)' 형상의 본체(21)와; 상기 본체(21)의 표면에 '망(mesh)' 형상으로 융착되면서 도포되는 합성수지재질로 이루어진 코팅막(22)을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 이송통로를 공간적으로 분할 구획하며 혼합수에 충돌하중을 인가하도록 된 상기 본체(21)의 표면에 융착된 코팅막(22)에 의해 혼합수와의 충돌하중 및 전단압력의 인가면적이 현저히 증가하도록 되어 있어, 나노버블의 발생효율을 향상된다.

이때, 혼합수가 상기 본체(21)와 충돌하여 충돌압력을 인가받는 중에, 상기 코팅막(22)의 요철에 의해 더욱 미세화된다.

이에 따라, 나노버블 발생효율이 향상된다.

상기에서 코팅막(22)은, 우레탄재질로 형성된 '그물망' 형태의 망체로 이루어진 상태에서 상기 본체(21)에 융착되면서 접착고정될 수 있으며; 상기 본체(21)의 표면에 우레탄용액이 '그물망' 형태로 도포되면서 융착되어 고정될 수도 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적용하는 것이 가장 바람직하다.

한편, 상기한 코팅막(22)은, 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 본체(21)의 양측면에 각각 도포되어, 상기 본체(21)의 양측면에서 혼합수가 이송되는 중에 전단압력을 인가하도록 될 수도 것으로, 사용자의 선택에 따라 적용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법을 통해 제조되는 나노버블 발생장치(1)는, 상기 격자링(4)의 두께에 따라, 상기 충돌판(2)들의 사이 간격이 조절되도록 되어 있어, 상기 격자링(4)의 두께를 임의로 선택하여 상기 충돌판(2)들의 사이 간격을 선택적으로 형성할 수 있게 된다.

상기에서 격자링(4)은, 탄성재질로 이루어져, 상기 충돌판(2)들의 사이 간격에 대하여 밀폐를 하도록 되는 것이 바람직하며, 고무재질로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 상기한 관통공(H)은, 상기 충돌판(2)의 중심에서 일 측방향으로 편위된 위치에 형성되는 것이 바람직하며, 다수의 상기 충돌판(2)들이 서로 연결되면서 배치될 때, 인접된 타 충돌판(2)들에 형성된 관통공(H)의 위치에 대하여 편위된 위치에 배치되도록 되는 것이 가장 바람직하다.

이때, 상기 관통공(H)들은, 인접된 위치의 관통공(H)들의 위치에 대하여 상기 충돌판(2)의 중앙을 중심으로 서로 대치되는 위치에 각각 대칭되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 혼합수가 이동하는 중에 상기 관통공(H)들과 상기 충돌판(2)들의 사이 간격을 경유할 때, 지그재그 방향으로 이동하게 되는 것이 가장 바람직하다.

한편, 상기한 관통공(H)들은, 인접된 위치의 관통공(H)들의 위치에 대하여 상기 충돌판(2)의 중앙을 중심으로 서로 편위된 위치를 가지되, 상기 충돌판(2)의 중앙을 중심으로 원호 형상의 방향성을 가지도록 배치되어, 혼합수가 상기 관통공(H)들과 상기 충돌판(2)들의 사이 간격을 경유할 때, 나선 방향으로 이동하게 되는 것이 가장 바람직하다.

따라서, 혼합수에 인가되는 전단압력을 증대시키도록 하여 나노버블의 발생효율을 향상시키도록 되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치를 제조하는 본 발명에 의한 일 실시 예에 따른 나노버블 발생장치의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 6은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 나노버블 발생장치를 구성하는 충돌판의 제조공정을 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법은, 혼합수가 이송되는 이송통로에 구비되어 상기 이송통로를 공간적으로 분할하여 구획하며 상기 혼합수에 충돌하중을 인가하여 나노버블을 발생하도록 된 상기 충돌판(2)을 가지는 나노버블 발생장치의 제조하는 것에 적용되는 것으로, 상기 충돌판(2)을 형성하는 공정에 기술적 구성의 특징을 가진다.

이러한 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치의 제조방법에서, 상기한 충돌판(2)을 제조하는 공정은, 금속재질로 이루어진 '판(板:board)' 형상의 판재를 프레스 가공하여 '원판' 형상의 본체(21)를 성형하는 본체성형단계(S100)를 가진다.

즉, 금속판재를 프레스가공을 통해 상기 본체(21)를 형성하게 된다.

그리고, 상기 본체성형단계(S100)을 통해 형성된 상기 본체(21)의 표면에 합성수지재질로 이루어진 '망(mesh)' 형상의 코팅막(22)을 융착하면서 도포하는 코팅막 도포단계(200)를 가진다.

즉, 상기 본체(21)의 표면에 상기 코팅막(22)을 형성하여 혼합수와의 충돌하중 및 전단압력의 인가면적이 현저히 증가하게 된다.

또한, 상기 코팅막 도포단계(S200)를 통해 상기 본체(2)의 표면에 상기 코팅막(22)이 도포되면, 펀칭가공을 통해 상기 본체를 관통하는 관통공(H)을 형성하는 관통공 타공단계(S300)를 가진다.

이때, 상기 관통공(H)은, 상기 충돌판(2)의 중심에서 일 측방향으로 편위된 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 나노버블 발생장치(1)의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 물과 공기가 혼합된 혼합수가 미 도시된 유입관 및 펌프를 통해 소정의 압력을 가지면서 상기 이송관(3)의 입구(31)로 유입되면, 상기 출구(32)로 배출되는 중에 상기 충돌판(2)들의 표면에 충돌하면서 상기 관통공(H)들을 관통하면서 다수의 상기 충돌판(2)들의 사이를 순차적으로 경유하면서 이송된다.

이때, 혼합수에 함유된 공기가 상기 충돌판(2)의 본체(21)에 충돌하면서 충돌하중을 인가받음과 동시에 상기 코팅막(22)의 표면을 따라 이동되면서 전단압력을 인가받아 더욱 미세화가 촉진되면서 나노버블을 발생하게 된다.

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 : 발생장치 2 : 충돌판
21 : 본체 22 : 코팅막
3 : 이송관 31 : 입구
32 : 출구 4 : 격자링
H : 관통공

Claims (2)

1. 삭제
2. 혼합수가 이송되는 이송통로에 구비되어 상기 이송통로를 공간적으로 분할하여 구획하며 상기 혼합수에 충돌하중을 인가하여 나노버블을 발생하도록 된 충돌판을 가지는 나노버블 발생장치의 제조방법에 있어서;
   상기한 충돌판을 제조하는 공정은, 금속재질로 이루어진 '판(板:board)' 형상의 판재를 프레스가공하여 '원판' 형상의 본체를 성형하는 본체성형단계(S100)와;
   상기 본체성형단계(S100)을 통해 형성된 상기 본체의 표면에 합성수지재질로 이루어진 '망(mesh)' 형상의 코팅막을 융착하면서 도포하는 코팅막 도포단계(200)와;
   상기 코팅막 도포단계(S200)를 통해 상기 본체의 표면에 상기 코팅막이 도포되면, 펀칭가공을 통해 상기 본체를 관통하는 관통공을 형성하는 관통공 타공단계(S300);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노버블 발생장치의 제조방법.

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