KR101894870B1 - 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 1개로 원수저장 탱크 기능과 가스수 저장탱크의 기능을 수행하는 원수탱크(100); 마이크로 나노 버블 형태로 용해시키고, 용해 작업 중 버블 형태가 아닌 용존가스는 외부 순환과정을 거쳐 제거하고, 재차 용해조 탱크(202)로 유입시키기 위해 대기압에 오픈되어 있는 원수탱크(100)와 외부 압축가스의 압력 하에 밀폐된 나노 버블수 용해를 위한 버블용해장치(200)의 용해조 탱크(202)의 수위 간의 균형점을 유지하면서 연속으로 버블수의 대량 제조하는 가스수를 제조하는 버블용해장치(200); 및 나노 버블수 제조작업시 용해조 탱크(202)와 온라인으로 연결되어 작동하는 가스수 제조 부가기능 장치로서, 외부 대기압과 탱크 내 수압이 합산된 압력을 용해조 탱크(202)에 전달 용해조 탱크(202) 내의 가스압력과 균형을 이루는 기능을 수행하는 장치에 해당하는 균형조절 장치(400); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 수소, 산소 가스와 같이 물속에 용해시키기 어려운 난용해성 가스를 물속에 용해시킬 때, 물분자 사이에 가스를 용존시키도록 하여 용존 가스수가 오랜 기간 동안 유지할 수 있게 하여 고품질의 음용수를 제공하고, 대기압에 노출된 대용량 원수탱크를 외부 대기에 밀폐되고 일정한 가스압력이 유지되어야 하는 마이크로 나노 버블 형성 장치에 연동하여 제조함으로써 단위 제품당 변동 생산비를 30% 이상 절감 가능하고, 이러한 마이크로 나노 버블수 제조장치에 대한 센싱 정보를 콘텐츠로 관리하고 열람할 수 있도록 하기 위한 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템에 관한 것이다.
수소와 산소와 같은 난용해성 가스를 물에 용존시키는 방법에는 2가지 방법이 있는 데, 첫 번째 방법은 높은 압력을 가하여 강제로 물에 녹아들게 하는 방법이다.
이 방법으로 물에 용해된 가스와 물은 상호 이질적인 물질로 인식해 서로 밀쳐내는 작용을 하게 되어 압력이나 온도가 상승하면 이탈되어 가스가 물표면 밖으로 배출된다.
두 번째 방법은 가스를 아주 작은 나노기포를 형성하여 물속에 안착시키는 방법이다. 나노기포를 형성하는 지금까지의 일반적인 방법은 물과 가스가 만나는 표면을 굴곡을 많이 주어 닿는 면적을 넓게 하고 좁은 공간을 통과시키게 하는 방법이 사용되고 있다.(등록특허 제10-1647107호).
물속에서 나노기포화 된 가스는 물 분자와 상호 배척하지 않고 친화적이 되어 증발 시에도 같이 증발할 정도로 상호 붙들고 있는 상태를 오래도록 유지하여 용존성이 매우 좋은 상태로 존재하게 된다.
상기 첫 번째 방법으로 기능성 음료수를 제조하려면 1.0 bar 이상의 높은 가스압력과 낮은 수온을 유지하면서 물과 가스가 닿는 면적을 최대한 넓혀야 가스용해율이 높아진다.
두 번째 방법은 0.5bar 이하의 낮은 가스 압력과 4℃ 내외의 낮은 온도에서 물과 가스를 섞어 접촉면을 최대한 넓게 하여 반복하여 접촉시키면 나노기포가 형성되고 물분자가 육각수 모양의 구조로 바뀌어 부드러운 물맛을 띠게 된다.
또한, 한국등록특허 등록번호 제10-1024323호(2011년03월16일)에는 원수가 유입되는 제 1 배관; 가스를 발생시켜 공급하는 가스 발생장치; 상기 제 1 배관 및 가스 발생장치와 각각 연결되어 제 1 배관을 통해 공급되는 원수와, 가스 발생장치를 통해 공급되는 가스를 혼합시키는 인젝터; 상기 인젝터에서 혼합된 원수와 가스의 재혼합을 위해 구비되는 반응탱크; 상기 반응탱크 내부에 설치되어 반응탱크 내부를 내부 유로와 외부 유로로 구획하는 순환 유도배관; 상기 인젝터에 연결된 상태로 반응탱크 내부에 설치되며, 인젝터에서 공급되는 가스와 원수를 상기 순환 유도배관에 의해 형성되는 내부 유로로 분사함으로써 가스와 원수가 내부 유로와 외부 유로를 연속적으로 순환하며 혼합되도록 하는 혼합노즐; 상기 반응탱크 내부 둘레면에서 순환 유도배관의 상측으로 연장되어 외부 유로를 따라 유동하는 원수와 가스가 내부 유로로 다시 유입되도록 하는 와류 유도판 그리고, 상기 반응탱크에 연결되어 가스와 균일하게 혼합된 원수를 외부로 배출시키는 제2 배관을 포함하여 이루어지는 가스 용해반응장치가 공지되어 있다.
그러나, 상기 특허 기술들은 수소 또는 산소를 물에 용해시키기 위해 높은 압력에 견딜 수 있는 복잡한 장치를 설계해야 하고 가스수를 제조해도 농도를 제품 유통기간(보통 1년) 동안 지속적으로 유지할 수가 없는 문제점이 있으며 대량 생산 시 품질과 효율을 높이는 데 있어서 어려움이 있었다.
또한 이러한 문제점을 보완하고자 (특허문헌 3) 한국등록특허 등록번호 제10-1788228호(2017년10월13일)에서와 같이 미스트 분산기를 도입하여 원수탱크로부터 보내온 물에 1단계 마이크로 버블수 제조과정과 미스트분산을 통한 나노버블수 형성을 직렬로 연결하는 시도가 있으나 제조단계에서 용해조의 압력조절수단으로서 일정압력 초과 시 가스를 배출하는 방법을 사용함으로써, 수소와 같이 위험한 가스수 대랑생산에는 적용하기가 어렵고 용해된 가스수를 이송하는 데 있어서 용해조내의 압력변화를 자동으로 조절하기에 어려움 등 자동 연속 생산에 문제가 있어 파우치 생산 등 소형 설비에만 운용이 가능한 점과 순환 반복 과정없이 짧은 시간에 버블형성을 시키는 데 따른 품질 유지의 위험성 때문에 실제 상용화에는 이르지 못하고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 수소, 산소 가스와 같이 물속에 용해시키기 어려운 난용해성 가스를 물속에 용해시킬 때, 물과 가스의 마찰로 인한 물과 가스의 접촉면적을 확대시켜 용해율을 극대화하도록 물속에 가스를 마이크로 버블로 혼합시켜 마이크로나노 버블 혼합수를 형성하여 물에 가스를 용해시키고 이후 순환밸브를 통하여 압력이 가해지는 용해기 밖으로 대기압에 일정시간 노출시켜 강제 압력으로 인해 형성되는 가스 용해량을 최소화시키고 오직 미세 나노버블 형태로만 용존시킴으로써, 제조일 이후 시간에 따라 용존율이 급격히 감소하는 현상과 제품 개봉 후 음용시 소화기관을 통과하여 체내에서 흡수되는 과정에서 이탈을 방지할 뿐만 아니라 고압 용해작업 중 발생하는 과도한 에너지 소비로 인한 상승한 용해조 탱크의 물을 냉각시키는 과정을 생략 또는 원수탱크로 이전하여 투자를 최소화할 수 있게 하였다.
이에 더하여 각 마이크로 나노 버블수 제조에서의 데이터를 포함한 콘텐츠에 대한 사용자 및 관리자에 의한 접근성을 보장함으로써, 각 관리 과정에서 포인트를 제공할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수소, 산소 가스와 같이 물속에 용해시키기 어려운 난용해성 가스를 물속에 용해시킬 때, 물분자 사이에 가스를 용존시키도록 하여 용존 가스수가 오랜 기간 동안 유지할 수 있게 하여 고품질의 음용수를 제공하고, 대기압에 노출된 대용량 원수탱크를 외부 대기에 밀폐되고 일정한 가스압력이 유지되어야 하는 마이크로 나노 버블 형성 장치에 연동하여 제조함으로써 단위 제품당 변동 생산비를 30%이상 절감 가능하고, 이러한 마이크로 나노 버블수 제조 장치에 대한 센싱 정보를 콘텐츠로 관리하고 열람할 수 있도록 하기 위한 마이크로 나노 버블수 제조 장치 운영 및 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 수소와 산소 등 최근 인체에 긍정적인 효과를 보이는 난용해성 가스를 용해한 기능성 음료수를 제조함에 있어서 다수의 마이크로 나노기포 형성 장치를 병렬로 배치하여 단위 시간당 기포 형성량을 높이는데 따르는 수온 상승을 제어하기 위하여 냉각장치의 부착 없이 대용량 원수저장탱크와 용해기 탱크를 연속적으로 연동 순환시킴으로써, 저비용의 에너지 투입과 생산소요시간 단축 및 장기보존성 품질 확보로 난용해성 가스수 획기적인 제조비용 즉 고정 설비투자 감소와 에너지비용, 인건비,경비 변동 제조원가를 낮추는 마이크로 나노 버블수 제조 장치에 대한 휴대폰 어플리케이션을 사용하는 다수의 회원 중 특정그룹 소속회원을 구분하여 한 콘텐츠 및 광고 등을 노출 또는 제공하여 열람의 보상으로 포인트를 제공할 수 있도록 하기 위한 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기존 대형 용해조를 제작하여 장시간 반복 순환시키는데 따른 용해효율 저하와 재세팅 시간 과다 소요에 따른 대기시간과다 가스낭비 등 기존 장치의 문제점과 이를 해소하고자 시도된 다른 시도 즉, 단 한 번의 버블 용해 단계로 버블작업을 마무리하려는 직렬식 버블 용해 장치의 문제점을 모두 개선한 새로운 버블수 제조장치에 대해서 개별적인 회원에 의한 획득한 포인트와는 별도로 각 개인이 열람한 콘텐츠의 내용과 분량을 기간별로 누적관리하여 빅데이터 기반으로 정보를 제공하도록 하기 위한 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조 장치 운영 및 관리 시스템은, 1개로 원수저장 탱크 기능과 가스수 저장탱크의 기능을 수행하는 원수탱크(100); 마이크로 나노 버블 형태로 용해시키고, 용해 작업 중 버블 형태가 아닌 용존가스는 외부 순환과정을 거쳐 제거하고, 재차 용해조 탱크(202)로 유입시키기 위해 대기압에 오픈되어 있는 원수탱크(100)와 외부 압축가스의 압력 하에 밀폐된 나노 버블수 용해를 위한 버블용해장치(200)의 용해조 탱크(202)의 수위 간의 균형점을 유지하면서 연속으로 버블수의 대량 제조하는 가스수를 제조하는 버블용해장치(200); 및 나노 버블수 제조작업시 용해조 탱크(202)와 온라인으로 연결되어 작동하는 가스수 제조 부가기능 장치로서, 원수탱크(100)의 외부 대기압과 탱크 내 수압이 합산된 압력과, 용해조 탱크(202) 내의 가스공간의 가스압력이 균형을 이루도록 하는 기능을 수행하는 장치에 해당하는 균형 조절 장치(400); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 균형 조절 장치(400)는, 용해조 탱크(202)의 하단에 설치되어 가스압력 및 수압을 센싱하여 제어부(440)로 제공하는 제 1 센서 모듈(410); 원수탱크(100)의 하단에 설치되어 외부 대기압과 수압을 센싱하여 제어부(440)로 제공하는 제 2 센서 모듈(430); 및 상기 용해조 탱크(202) 가스압력 및 수압과 상기 원수탱크(100) 외부 대기압 및 수압이 평형을 이루도록 압축 가스의 출력제어하도록 I/O 인터페이스(420)를 제어하여, 상기 용해조 탱크(202) 가스압력 및 수압과 상기 원수탱크(100) 외부 대기압 및 수압이 평형을 이루도록 하는 기능을 수행하는 제어부(440); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 균형 조절 장치(400)는, 송수신부(450)를 제어하여, 네트워크(2)를 통해 관리서버(3)로 각 용해조 탱크(202)의 압력 상태를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 관리서버(3)는, 각 마이크로 나노 버블수 제조 장치(1)에 대한 식별 ID와 함께, 압력 상태를 콘텐츠로 하여 각 개인용 스마트 디바이스(4)에 해당하는 개인 및 개인용 스마트 디바이스 그룹(4g)에 대한 포인트 제공 서비스를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조 장치 운영 및 관리 시스템은, 수소, 산소 가스와 같이 물속에 용해시키기 어려운 난용해성 가스를 물속에 용해시킬 때, 물분자 사이에 가스를 용존시키도록 하여 용존 가스수가 오랜 기간 동안 유지할 수 있게 하여 고품질의 음용수를 제공하고, 대기압에 노출된 대용량 원수탱크를 외부 대기에 밀폐되고 일정한 가스압력이 유지되어야 하는 마이크로 나노 버블 형성 장치에 연동하여 제조함으로써 단위 제품당 변동 생산비를 30%이상 절감 가능하고, 이러한 마이크로 나노 버블수 제조장치에 대한 센싱 정보를 콘텐츠로 관리하고 열람할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조 장치 운영 및 관리 시스템은, 수소와 산소 등 최근 인체에 긍정적인 효과를 보이는 난용해성 가스를 용해한 기능성 음료수를 제조함에 있어서 다수의 마이크로 나노기포 형성 장치를 병렬로 배치하여 단위 시간당 기포 형성량을 높이는데 따르는 수온 상승을 제어하기 위하여 냉각장치의 부착 없이 대용량 원수저장탱크와 용해기 탱크를 연속적으로 연동 순환시킴으로서 저비용의 에너지 투입과 생산소요시간 단축 및 장기보존성 품질 확보로 난용해성 가스수 획기적인 제조비용 즉 고정 설비투자 감소와 에너지비용, 인건비,경비 변동 제조원가를 낮추는 마이크로 나노 버블수 제조장치에 대한 휴대폰 어플리케이션을 사용하는 다수의 회원 중 특정그룹 소속회원을 구분하여 한 콘텐츠 및 광고 등을 노출 또는 제공하여 열람의 보상으로 포인트를 제공할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조 장치 운영 및 관리 시스템은, 기존 대형 용해조를 제작하여 장시간 반복 순환시키는데 따른 용해효율 저하와 재세팅 시간 과다 소요에 따른 대기시간과다 가스낭비 등 기존 장치의 문제점과 이를 해소하고자 시도된 다른 시도 즉, 단 한 번의 버블 용해 단계로 버블작업을 마무리하려는 직렬식 버블 용해 장치의 문제점을 모두 개선한 새로운 버블수 제조장치에 대해서 개별적인 회원에 의한 획득한 포인트와는 별도로 각 개인이 열람한 콘텐츠의 내용과 분량을 기간별로 누적관리하여 빅데이터 기반으로 정보를 제공할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템에 사용되는 마이크로 나노 버블수 제조장치(1)를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 마이크로 나노 버블수 제조장치(1)에 형성된 균형 조절 장치(400)의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템에서의 관리서버(3)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 마이크로 나노 버블수 제조장치(1)에 형성된 균형 조절 장치(400)의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템에서의 관리서버(3)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조 장치 운영 및 관리 시스템에 사용되는 마이크로 나노 버블수 제조장치(1)를 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 마이크로 나노 버블수 제조장치(1)에 형성된 균형 조절 장치(400)의 구성요소를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템을 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템에서의 관리서버(3)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 마이크로 나노 버블수 제조 장치(1)는 원수탱크(100), 버블용해장치(200), 순환 제어장치(300), 균형 조절 장치(400)를 포함할 수 있다.
먼저, 원수탱크(100)는 원수공급구(101), 원수탱크 상부 가스 배출구(102), 순환/송출 겸용모터(103), 원수탱크 연결 배관(104), 자체 순환 배관(105)을 포함할 수 있다.
원수공급구(101)는 원수탱크(100)의 탱크 상단에 위치하여 외부로부터 원수를 공급받아서 원수탱크(100)로 공급한다.
원수탱크 상부 가스 배출구(102)는 원수탱크(100)의 탱크 상단에 위치하여 외부대기압을 받아들일 수 있게 항상 노출되어 마이크로 나노 버블수 제조장치(1) 상에서 마이크로 나노 버블수 제조 작업시 버블 형태가 아닌 형태의 혼합수에 용해된 가스를 배출시키는 기능을 담당한다.
순환/송출 겸용모터(103)는 원수탱크 연결 배관(104)과 원수탱크 연결 배관(104) 상의 제어 밸브 및 개폐 밸브에 대한 제어상태에 따라, 원수탱크 연결 배관(104)을 이용한 원수탱크(300) 자체 순환과, 원수탱크(100)에서 원수탱크 연결 배관(104)을 통해 용해조 탱크(202)로 원수를 송출 기능을 수행하며, 가스 용해 작업이 종료되는 경우, 가스수 저장탱크로서 병입시설로 가스수를 송부할 때 가동될 수 있도록 양방향 모터로 형성될 수 있다.
원수탱크 연결 배관(104)은 순환/송출 겸용모터(103)와 원수/가스수 순환 흡입 배관(301) 사이에 형성된 배관을 의미하며, 자체순환 배관(105)은 원수탱크(100) 상단부로부터 순환/송출 겸용모터(103)와 병입시설로 분기하는 배관로를 갖도록 형성될 수 있다.
이와 같은 구조를 통해 외부로부터 원수공급구(101)를 통하여 급수되어 원수탱크(100)에 가득 채워진 원수가 순환/송출 겸용모터(103)와 통해 용해조 탱크 연결배관(104)을 통해 버블용해장치(200)의 용해조 탱크(202)가 가득 넘치도록 보내진다.
다음으로, 버블용해장치(200)는 버블생성장치(201), 용해조 탱크(202), 용해조 순환모터(203), 용해조 내 가스공간(204)을 구비할 수 있다.
버블생성장치(201)는 용해조 순환모터(203)로부터 용해조 탱크(202)에 있는 용해수가 유입시 마이크로 나노 버블을 생성하여, 외부에서 공급되는 난용해성 압축가스의 용해를 돕는다.
용해조 순환모터(203)는 용해조 탱크(202) 하단에 일단이 연결되며, 다른 한단은 버블생성장치(201)와 연결된 구조를 통해 용해조 탱크(202) 하단의 용해수를 상부의 버블생성장치(201)로 끌어올려 용해조 탱크(202) 내에서 용해수의 반복 순환을 수행한다.
용해조 내 가스공간(204)은 용해조 탱크(202) 내에서 외부가스가 미리 채워진 빈공간에 해당하여, 하부에는 용해수가 채워진 공간이 위치하며, 용해수가 채워진 공간과 함께, 용해조 탱크(202) 내부를 구성한다.
한편, 버블생성장치(201)는 대형 용해조 설비에는 병렬로 4~6개를 장착할 수 있으며, 각 버블생성장치(201)는 버블 용해 마찰기를 구비하며, 기존 여러 가지 형태가 있는데 이중 선택하여 장착될 수 있다.
다음으로, 순환 제어장치(300)는 원수/가스수 순환 흡입 배관(301), 원수/가스수 혼합 송출 모터(302), 혼합수 분배 송출 배관(303), 차단밸브(304)를 구비할 수 있다.
원수/가스수 순환 흡입 배관(301)은 원수탱크(100) 하단 및 용해조 탱크(202) 하단과 연결되어 있으며, 제조 작업시 원수와 가스수를 50:50으로 흡입될 수 있도록 형성된다. 보다 구체적으로, 원수/가스수 순환 흡입 배관(301)은 원수탱크(100) 하단에 형성된 원수탱크 연결 배관(104)과 한 단이 연결되고, 다른 한 단이 용해조 탱크(202)의 하단과 연결된 구조를 갖는다.
원수/가스수 혼합 송출 모터(302)는 한 단이 원수/가스수 순환 흡입 배관(301)의 출구에 형성되며, 다른 한 단이 혼합수 분배 송출 배관(303) 및 용해조 순환 배관(303a)의 분기단과 연결된 구조로 형성됨으로써, 원수/가스수 순환 흡입 배관(301)으로부터 전달된 혼합수를 혼합수 분배 송출 배관(303) 및/또는 용해조 순환 배관(303a)에 형성된 개폐 밸브의 상태에 따라 선택적으로 공급할 수 있다.
이러한 구성을 통해 순환 제어장치(300)는 흡입된 원수와 가스수를 혼합하여 원수/가스수 혼합 송출 모터(302)에서 보내지는 혼합수를 50:50으로 분배하여 용해조 순환 배관(303a)을 통해 용해조 탱크(202)와, 혼합수 분배 송출 배관(303)을 통해 원수탱크(100)로 보낼 수 있다.
즉, 본 발명은 외부에서 공급되는 난용해성 가스로 고품질의 가스수를 제조함에 있어서 마이크로 나노 버블 형태로 용해시키고, 용해 작업 중 버블 형태가 아닌 용존가스는 외부 순환과정을 거쳐 제거하고, 재차 용해조 탱크(202)로 유입시키기 위해 대기압에 오픈되어 있는 원수탱크(100)와 외부 압축가스의 압력 하에 밀폐된 나노 버블수 용해를 위한 버블용해장치(200)의 용해조 탱크(202)의 수위 간의 균형점을 유지하면서 연속으로 버블수의 대량 제조하는 가스수를 제조할 수 있다.
이때, 1차 원수탱크(100)는 1개로 원수저장 탱크 기능과 가스수 저장탱크의 기능을 수행한다.
그리고, 나노 버블수 제조작업시 용해조 탱크(202)와 온라인으로 연결되어 작동하는 가스수 제조 부가기능 장치로서, 상기 용해조 탱크(202) 가스압력 및 수압과 상기 원수탱크(100) 외부 대기압 및 수압이 평형을 이루는 기능을 수행하는 장치에 해당하는 균형 조절 장치(400)가 도 2와 같이, 제 1 센서 모듈(410), I/O 인터페이스(420), 제 2 센서 모듈(430), 제어부(440) 및 송수신부(450)를 포함하여 추가로 구비될 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템은 복수의 마이크로 나노 버블수 제조장치(1), 네트워크(2), 관리서버(3), 개인용 스마트 디바이스(4), 관리자 스마트 디바이스(5)를 포함할 수 있다.
이러한 구성을 중심으로, 도 2의 균형조절 장치(400)에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다.
먼저, 제 1 센서 모듈(410)은 용해조 탱크(202)의 가스압력 및 용해조 탱크의 수압을 센싱하여 제어부(440)로 제공한다.
제 2 센서 모듈(430)은 외부 대기압을 센싱하여 제어부(440)로 제공한다.
이에 따라, 제어부(440)는 상기 용해조 탱크(202) 가스압력 및 수압과 상기 원수탱크(100) 외부 대기압 및 수압이 평형을 이루도록 압축 가스의 출력제어하도록 I/O 인터페이스(420)를 제어함으로써, 용해조 탱크(202) 내의 가스압력과 균형을 이루는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 마이크로 나노 버블수 제조장치(1)의 균형 조절장치(400)는 송수신부(450)를 제어하여, 네트워크(2)를 통해 관리서버(3)로 각 용해조 탱크(202)의 압력 상태를 제공할 수 있다.
이에 따라, 관리서버(3)는 각 마이크로 나노 버블수 제조장치(1)에 대한 식별 ID와 함께, 압력 상태를 콘텐츠로 하여 각 개인용 스마트 디바이스(4)에 해당하는 개인 및 개인용 스마트 디바이스 그룹(4g)에 대한 포인트 제공 서비스를 제공할 수 있다.
이를 위해 각 개인용 스마트 디바이스(4)는 개인 휴대폰 어플리케이션을 이용한 네트워크(2)를 통한 관리서버(3)로의 회원가입 절차를 사전에 수행하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 관리서버(3)의 회원관리 모듈(3a)은 데이터베이스(3e)에 사전에 신청된 가입될 회원들의 그룹명과 등록시키며 그룹의 대표 관리자 전화번호를 등록할 수 있다.
앱 제공 모듈(3b)은 회원관리 모듈(3a)에 의해 회원 가입이 완료된 개인용 스마트 디바이스(4) 또는 개인용 스마트 디바이스 그룹(4g)으로 콘텐츠 및 포인트 제공 앱을 네트워크(2)를 통해 제공함으로써, 개인용 스마트 디바이스(4) 또는 개인용 스마트 디바이스 그룹(4g) 상에서 회원관리 모듈(3a)에 의해 회원 가입이 완료된 상태에서 처음 텐츠 및 포인트 제공 앱이 실행된 뒤, 최초 로그인 시에 별도의 회원 식별자(ID)를 정하지 않고 개인용 스마트 디바이스(4)에 내장되어 있는 사용자 휴대폰 전화번호를 자동 고객식별자번호(ID)로 인식 지정할 수 있다.
앱 제공 모듈(3b)은 최초 로그인한 개인용 스마트 디바이스(4)에 대해서 데이터베이스(3e)에 등록된 그룹 1개만을 검색한 후, 그룹명에 따라 로그인을 할 수 있도록 하거나, 그룹명이 부여된 회원이 이후 로그인 시에는 자동으로 해당그룹회원으로 인식할 수 있다.
한편, 앱 제공 모듈(3b)은 개인용 스마트 디바이스(4)에 의한 그룹별 콘텐츠 등록을 위해 그룹의 관리자로 부여한 번호로 로그인할 경우에는 그룹 검색 과정을 생략하고 바로 로그인 과정을 제공할 수 있다.
콘텐츠 관리 모듈(3c)은 회원관리 모듈(3a)에 의한 회원 가입된 개인용 스마트 디바이스(4) 각각에 대해 부여된 콘텐츠에 해당하는 모든 회원이 공통으로 열람할 수 있는 콘텐츠와 개인용 스마트 디바이스 집합(4g) 내의 회원만 열람할 수 있는 콘텐츠로 구분하여 관리하며, 콘텐츠는 각 용해조 탱크(202)의 압력 상태, 원수 공급량, 압축가스 공급량, 병입시설 공급량 등과 같은 마이크로 나노 버블수 제조 장치 관련 콘텐츠 외에 각 콘텐츠와 연결되어 제공되는 광고 콘텐츠, 그리고, 각 콘텐츠 별 열람 가격 테이블과 부여 가능한 포인트 정보를 관리할 수 있다.
한편, 콘텐츠 관리 모듈(3c)은 관리자에 해당하는 관리자 스마트 디바이스(5)에 의한 네트워크(2)를 통한 액세스를 통한 로그인을 허여하여 외부에서 제작한 콘텐츠(텍스트, 음성, 사진, 동영상)를 업로드 시키고 이미 업로드된 콘텐츠를 삭제할 수 있는 콘텐츠 등록 및 삭제 관리시스템을 제공할 수 있다.
포인트 부여 모듈(3d)은 광고 및 마이크로 나노 버블수 제조장치 관련 콘텐츠 열람 또는 제휴회사의 물품 및 서비스 이용 시 부여되는 데 회원 개인의 포인트와, 그룹의 포인트로 나누어 관리하며, 개인에 해당하는 개인용 스마트 디바이스(4)의 광고 및 콘텐츠 열람 행위의 대가로 받은 포인트는 개인 본인의 포인트 계정과 소속 그룹의 포인트 계정에 일정비율로 나누어 귀속되도록 관리한다.
포인트 부여 모듈(3d)은 획득한 포인트와는 별도로 각 개인이 열람한 콘텐츠의 내용과 분량을 기간별로 데이터베이스(3e) 상에 누적관리할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 기존 대형 용해조를 제작하여 다수의 용해장치를 병렬로 부착하여 장시간 반복 순환시키는데 따른 용해효율 저하와 각 단계마다 재세팅 횟수 및 단위 세팅시간 과다소요에 따른 대기시간과 재세팅시마다 버려지는 가스낭비 등 기존 장치의 문제점과 이를 해결하고자 새롭게 고안된 또 다른 방식인 단 한번의 버블용해 단계로 버블작업을 마무리하려는 직렬식 버블 용해장치의 문제점을 모두 개선한 새로운 병렬식 마이크로 나노 버블수제조 장치(1)를 제공할 수 있다.
이에 따라, 버블용해장치(200)의 용해조 탱크(202)에 대용량 원수탱크(100)로부터 공급된 물을 넘치도록 가득 채우고 물속에 용해시키고자 하는 가스가 고압으로 압축 저장된 가스통의 압력을 통하여 용해조 탱크에 부착된 송출 모터와 송출 물량 조절 밸브의 개폐를 통하여 용해조 내에 만들어지는 공간에 가스를 채워 나간다.
이때 용해조 탱크(202)와 원수탱크(100) 사이의 배관 연결은 용해조 탱크(202) 하단으로부터 원수탱크(100) 상단으로 모터에 의해 물이 강제 이송되며 원수탱크(100)와 용해조 탱크(202) 간의 하부배관 연결은 밸브 잠금에 의해 차단된 상태이다. 용해조 탱크(202) 전체 공간의 20% 내외의 공간이 만들어지고 밀폐된 공간에 가스가 채워지면 원수탱크(100)와 용해조 탱크(202)의 하단 연결배관을 오픈하여 원수탱크(100)에 가해지는 대기압과 원수탱크(100)의 수위가 더 해지 힘에 의하여 용해조 탱크(202)로 물이 이동하며 기존에 채워진 가스의 압력이 점증하게 되는데 대기압과 수압의 원리에 의하여 용해조 내의 가스 압력은 다음과 같이 조절할 수 있다.
| 원수탱크 수위 | 용해조탱크 수위 | 수위차이 | 용해조탱크 가스압력 |
| 10m | 5m | 5m | 0.5 bar |
| 7m | 3m | 4m | 0.4 bar |
| 7m | 4m | 3m | 0.3 bar |
원하는 용해조 가스압력이 균형점에 도달하면 용해조 탱크(202) 하단과 와 원수탱크(100) 상단에 연결된 모터를 가동하여 용해조 탱크(202)와 원수탱크(100) 간의 물을 순환시킨다. 이때 용해조 탱크(202) 안에는 음압이 발생하므로 위 테이블에서 맞았던 균형이 깨지면서 용해조 탱크(202) 수위가 낮아지고 원수탱크(100)의 수위가 올라가기 시작하는데 어느 정도 시간이 경과하면 원수탱크(100)의 수위가 올라감에 따라 두 개의 탱크 하단에 연결된 배관을 통해 압력이 전달되어 다시 균형을 이루는 새로운 균형점이 형성된다. 이렇게 형성된 균형점은 아래와 같다.
용해조탱크 하단에 가해지는 압력 = (용해조내의 가스압력 + 용해조탱크 수위에 따른 압력 - 용해조로부터 제어모터 모터가동에 의해 용해조에 가해지는 음압) = (1bar (대기압) + 원수탱크 수위에 따른 압력)
이때 유념할 것은 탱크 상부 밀폐되지 않고 대기중에 오픈되어 있는 원수탱크(100) 하단에 가해지는 압력의 크기는 탱크에 담겨있는 물의 양이 아니라 오직 물의 높이에만 좌우된다는 사실이다. 따라서 원수탱크(100)의 용량을 조절하려면 원수탱크(100)의 지름을 늘리기만 하면 된다. 일반적으로 본 제조장치를 설계할 경우 원수탱크(100)와 용해조 탱크(202)의 원기둥 부분 높이는 5m 정도로 차이 나게 설계하여 0.5 bar 내외의 압력을 맞추는 것이 바람직하다.
이와 같이 용해조 탱크(202)와 원수 탱크(100) 간의 순환모터의 가동에 따른 새로운 균형점에 도달하면 용해조 탱크(100)에 병렬로 설치된 마이크로 나노버블 형성 장치 추진 모터를 가동하여 마이크로 나노버블 용해작업을 진행한다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1 : 마이크로 나노 버블수 제조 장치
2 : 네트워크
3 : 관리서버
3a : 회원 관리모듈
3b : 앱 제공 모듈
3c : 콘텐츠 관리 모듈
3d : 포인트 부여 모듈
3e : 데이터베이스
4: 개인용 스마트 디바이스
4g : 개인 및 개인용 스마트 디바이스 그룹
5 : 관리자 스마트 디바이스
100 : 원수탱크
200 : 버블용해장치
300 : 순환 제어장치
400 : 균형 조절장치
410 : 제 1 센서 모듈
420 : I/O 인터페이스
430 : 제 2 센서 모듈
440 : 제어부
450 : 송수신부
2 : 네트워크
3 : 관리서버
3a : 회원 관리모듈
3b : 앱 제공 모듈
3c : 콘텐츠 관리 모듈
3d : 포인트 부여 모듈
3e : 데이터베이스
4: 개인용 스마트 디바이스
4g : 개인 및 개인용 스마트 디바이스 그룹
5 : 관리자 스마트 디바이스
100 : 원수탱크
200 : 버블용해장치
300 : 순환 제어장치
400 : 균형 조절장치
410 : 제 1 센서 모듈
420 : I/O 인터페이스
430 : 제 2 센서 모듈
440 : 제어부
450 : 송수신부
Claims (4)
1개로 원수저장 탱크 기능과 가스수 저장탱크의 기능을 수행하는 원수탱크(100);
마이크로 나노 버블 형태로 용해시키고, 용해 작업 중 버블 형태가 아닌 용존가스는 외부 순환과정을 거쳐 제거하고, 재차 용해조 탱크(202)로 유입시키기 위해 대기압에 오픈되어 있는 원수탱크(100)와 외부 압축가스의 압력 하에 밀폐된 나노 버블수 용해를 위한 버블용해장치(200)의 용해조 탱크(202)의 수위 간의 균형점을 유지하면서 연속으로 버블수를 대량 제조하여 가스수를 제조하는 버블용해장치(200); 및
나노 버블수 제조작업시 용해조 탱크(202)와 온라인으로 연결되어 작동하는 가스수 제조 부가기능 장치로서, 원수탱크(100)의 외부 대기압과 탱크 내 수압이 합산된 압력과, 용해조 탱크(202) 내의 가스공간의 가스압력이 균형을 이루도록 하는 기능을 수행하는 장치에 해당하는 균형 조절 장치(400); 를 포함하되,
상기 균형조절 장치(400)는, 용해조 탱크(202)의 하단에 설치되어 가스압력 및 수압을 센싱하여 제어부(440)로 제공하는 제 1 센서 모듈(410); 원수탱크(100)의 하단에 설치되어 외부 대기압과 수압을 센싱하여 제어부(440)로 제공하는 제 2 센서 모듈(430); 및 상기 용해조 탱크(202) 가스압력 및 수압과 상기 원수탱크(100) 외부 대기압 및 수압이 평형을 이루도록 압축 가스의 출력제어하도록 I/O 인터페이스(420)를 제어하여, 상기 용해조 탱크(202) 가스압력 및 수압과 상기 원수탱크(100) 외부 대기압 및 수압이 평형을 이루도록 하는 기능을 수행하는 제어부(440); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템.
마이크로 나노 버블 형태로 용해시키고, 용해 작업 중 버블 형태가 아닌 용존가스는 외부 순환과정을 거쳐 제거하고, 재차 용해조 탱크(202)로 유입시키기 위해 대기압에 오픈되어 있는 원수탱크(100)와 외부 압축가스의 압력 하에 밀폐된 나노 버블수 용해를 위한 버블용해장치(200)의 용해조 탱크(202)의 수위 간의 균형점을 유지하면서 연속으로 버블수를 대량 제조하여 가스수를 제조하는 버블용해장치(200); 및
나노 버블수 제조작업시 용해조 탱크(202)와 온라인으로 연결되어 작동하는 가스수 제조 부가기능 장치로서, 원수탱크(100)의 외부 대기압과 탱크 내 수압이 합산된 압력과, 용해조 탱크(202) 내의 가스공간의 가스압력이 균형을 이루도록 하는 기능을 수행하는 장치에 해당하는 균형 조절 장치(400); 를 포함하되,
상기 균형조절 장치(400)는, 용해조 탱크(202)의 하단에 설치되어 가스압력 및 수압을 센싱하여 제어부(440)로 제공하는 제 1 센서 모듈(410); 원수탱크(100)의 하단에 설치되어 외부 대기압과 수압을 센싱하여 제어부(440)로 제공하는 제 2 센서 모듈(430); 및 상기 용해조 탱크(202) 가스압력 및 수압과 상기 원수탱크(100) 외부 대기압 및 수압이 평형을 이루도록 압축 가스의 출력제어하도록 I/O 인터페이스(420)를 제어하여, 상기 용해조 탱크(202) 가스압력 및 수압과 상기 원수탱크(100) 외부 대기압 및 수압이 평형을 이루도록 하는 기능을 수행하는 제어부(440); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서, 균형조절 장치(400)는,
송수신부(450)를 제어하여, 네트워크(2)를 통해 관리서버(3)로 각 용해조 탱크(202)의 압력 상태를 제공하는 것을 특징으로 하는 마이크로 나노 버블수 제조 장치 운영 및 관리 시스템.
송수신부(450)를 제어하여, 네트워크(2)를 통해 관리서버(3)로 각 용해조 탱크(202)의 압력 상태를 제공하는 것을 특징으로 하는 마이크로 나노 버블수 제조 장치 운영 및 관리 시스템.
청구항 3에 있어서, 관리서버(3)는,
각 마이크로 나노 버블수 제조 장치(1)에 대한 식별 ID와 함께, 압력 상태를 콘텐츠로 하여 각 개인용 스마트 디바이스(4)에 해당하는 개인 및 개인용 스마트 디바이스 그룹(4g)에 대한 포인트 제공 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템.
각 마이크로 나노 버블수 제조 장치(1)에 대한 식별 ID와 함께, 압력 상태를 콘텐츠로 하여 각 개인용 스마트 디바이스(4)에 해당하는 개인 및 개인용 스마트 디바이스 그룹(4g)에 대한 포인트 제공 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020180038905A KR101894870B1 (ko) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템 |
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|---|---|---|---|
| KR1020180038905A KR101894870B1 (ko) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템 |
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|---|---|
| KR101894870B1 true KR101894870B1 (ko) | 2018-09-04 |
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|---|---|---|---|
| KR1020180038905A KR101894870B1 (ko) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | 마이크로 나노 버블수 제조장치 운영 및 관리 시스템 |
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|---|---|
| KR (1) | KR101894870B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022253378A1 (de) | 2021-06-05 | 2022-12-08 | Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Körperschaft Des Öffentlichen Rechts | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer eine hohe konzentration an kleinsten blasen enthaltenden flüssigkeit |
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| JP2005006668A (ja) * | 2003-04-01 | 2005-01-13 | Tatsuo Okazaki | 炭酸泉生成方法及び装置 |
| KR101024323B1 (ko) | 2010-12-01 | 2011-03-23 | 엔엔티시스템즈(주) | 가스 용해반응장치 |
| JP2013123700A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-24 | Panasonic Corp | 過飽和気体溶存液製造装置 |
| KR101647107B1 (ko) | 2015-01-08 | 2016-08-11 | 한국원자력연구원 | 기포의 크기 및 개체수 조절장치와 조절방법 |
| KR101788228B1 (ko) | 2017-02-22 | 2017-10-19 | 김춘희 | 난용해성 가스 용존 가스수 제조장치 및 이를 이용한 용존 가스수 제조방법 |
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2018
- 2018-04-03 KR KR1020180038905A patent/KR101894870B1/ko active IP Right Grant
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