KR101922102B1 - 나노 기포 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노 기포 발생 장치에 관한 것으로, 특히 코일 형상의 배관을 통해 원하는 크기의 나노 기포를 발생시키는 나노 기포 발생 장치에 관한 것이다.
본 발명은 세정 대상에 따라 최적 크기의 나노 기포를 발생시킴으로써, 세정 대상물의 특성에 맞는 맞춤형 세정이 가능하도록 하는 나노 기포 발생 장치를 제공할 수 있다.

Description

나노 기포 발생 장치{NANO BUBBLE GENERATOR}

본 발명은 나노 기포 발생 장치에 관한 것으로, 특히 코일 형상의 이중 배관을 통해 원하는 크기의 나노 기포를 효율적으로 발생시키는 나노 기포 발생 장치에 관한 것이다.

일반적으로 기포는 액체나 고체 속에 기체가 들어가 거품처럼 동그랗게 부풀어 있는 것을 의미한다. 이러한 기포는 수처리 등에 이용될 때 미세 기포화되어 사용되며, 포화기가 포함된 미세 기포 발생 장치를 사용하여 기체와 액체가 혼합된 기액 혼합물을 미세 기포화한다.

하지만, 이러한 기존의 미세 기포 발생 장치는 주로 마이크로 크기의 기포를 생성하며 나노 크기의 기포를 생성하기에는 구조적으로 한계가 있다. 또한, 기존의 미세 기포 발생 장치는 부피가 크고 기포의 발생 효율 역시 높지 않은 문제점이 있다.

대한민국공개특허공보 제2010-0136694호(2010.12.29. 공개) 대한민국등록특허공보 제10-1051367호(2011.07.18. 등록)

본 발명의 목적은 작은 부피에도 나노 기포를 효율적으로 발생시키는 나노 기포 발생 장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 액체가 유입되는 액체 유입관, 기체가 유입되는 기체 유입관, 액체와 기체가 혼합된 기액 혼합물을 이송하는 펌프, 펌프를 통해 이송된 기액 혼합물의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브, 유량이 조절된 기액 혼합물의 압력을 측정하는 압력계, 기액 혼합물이 이동하는 관의 두께를 조절하는 리듀서, 및 기액 혼합물의 나노 기포를 생성하는 다단 튜브탱크를 포함한다.

여기서, 기체 유입관은 사선식 3-Way 유입관을 포함한다. 또한, 다단 튜브탱크는 제 1 튜브탱크, 제 2 튜브탱크를 포함하며, 제 1 튜브탱크는 튜브탱크 유입구를 포함한다.

다단 튜브탱크는 나선 세라믹 이젝터를 포함하며, 다단 튜브탱크의 후단에는 전기분해장치를 포함한다. 또한, 다단 튜브탱크는 노즐을 포함하며, 측면형 오리피스와 충돌판을 포함한다.

본 발명은 다단 튜브탱크를 이용하여 부피를 감소시킬 수 있으며 나노 기포 발생 효율을 증가시킬 수 있는 나노 기포 발생 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 나노 기포 발생 장치의 개념도
도 2는 본 발명에 따른 기체 유입관의 평면도
도 3은 본 발명에 따른 기체 유입관의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 기체 유입관의 측면도
도 5는 본 발명에 따른 다단 튜브탱크의 측면도
도 6은 본 발명에 따른 다단 튜브탱크의 사시도
도 7은 본 발명에 따른 노즐의 평면도

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 나노 기포 발생 장치의 개념도이다.

본 발명에 따른 나노 기포 발생 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 액체가 유입되는 액체 유입관(도면부호 미기재), 기체가 유입되는 기체 유입관(100), 액체와 기체가 혼합된 기액 혼합물을 이송하는 펌프(200), 펌프(200)를 통해 이송된 기액 혼합물의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브(300), 유량이 조절된 기액 혼합물의 압력을 측정하는 압력계(400), 기액 혼합물이 이동하는 관의 두께를 조절하는 리듀서(500), 및 기액 혼합물의 나노 기포를 생성하는 다단 튜브탱크(600)를 포함한다.

도 2는 본 발명에 따른 기체 유입관의 평면도, 도 3은 본 발명에 따른 기체 유입관의 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 기체 유입관의 측면도이다.

기체 유입관(100)은 사선식 3-Way 유입관(120)으로 밸브(110)를 통해 기체를 유입시키는 것을 특징으로 한다. 3-Way 유입관(120)은 액체 유입관을 통해 흘러가고 있는 액체의 방향과 동일한 방향으로 기체가 유입되도록 사선식으로 형성된 3개의 유입관 즉, 제 1 유입관(121), 제 2 유입관(122) 및 제 3 유입관(123)을 포함한다. 또한, 도시되지는 않았으나 본 발명은 3-Way 유입관(120)이 접하는 액체 유입관 영역의 지름이 좁아지도록 하여 벤츄리(Venturi Effect) 효과를 증대시킬 수도 있다. 또한, 1-Way 유입관은 도면에는 도시하지 않았지만, 필요에 따라 외부에 구비된 컴프레셔를 통해 압력이 가해진 기체를 유입시킬 수도 있다. 물론, 각각의 유입관은 필요에 따라 개폐될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 다단 튜브탱크의 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 다단 튜브탱크의 사시도이다.

다단 튜브탱크(600)는 케이스(650)의 내부에서 케이스(650)의 내주연을 따라 감싸는 형태인 제 1 튜브탱크(610)와, 제 1 튜브탱크(610)와 교차되는 방향으로 제 1 튜브탱크(610)의 내면에 위치된 제 2 튜브탱크(620)를 포함한다.

제 1 튜브탱크(610)는 리듀서(500)를 통해 관의 두께가 조절된 유입관과 연결되는 튜브탱크 유입구(615)를 포함한다. 여기서, 제 1 튜브탱크(610)는 코일 형태로서, 케이스(650)의 상부에 위치된 튜브탱크 유입구(615)로부터 유입된 기액 혼합물을 케이스(650)의 하부에 위치된 세라믹 이젝터(630)로 이동시킨다. 이때, 제 1 튜브탱크(610) 내에서 기액 혼합물은 더욱 혼합된다.

제 2 튜브탱크(620)는 제 1 튜브탱크(610)의 내면에 위치되며 제 1 튜브탱크(610)의 지름과 상이한 것이 바람직하다. 여기서, 본 발명은 제 2 튜브 탱크(620)의 지름을 제 1 튜브탱크(610)의 지름보다 작도록 하여 제 2 튜브탱크(620)를 지나는 기액 혼합물의 압력과 유속을 극대화시켜 기액 혼합물이 과포화 상태가 되도록 한다.

한편, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 본 발명은 제 1 튜브탱크(610)과 제 2 튜브탱크(620)를 포함하는 다단 튜브탱크(600)의 후단에 전기 분해를 수행하는 전해조를 포함할 수 있다. 이 경우, 전해조에서 전기 분해된 기체 및 액체를 재혼합한 기액 혼합물을 생성하여 처리수의 물리적 처리 효과와 화학적 처리 효과를 향상 시킬 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 노즐의 평면도이다.

기포가 수중으로 유출되는 노즐(640)은 측면형 오리피스(O)를 통해 기액 혼합물의 압력을 변화시키고, 압력이 변화한 기액 혼합물은 충돌판(645)에 의해 기액 혼합물의 기포가 쪼개어진다.

또한, 오리피스의 크기와 개수 및 개구비를 통해 유출되는 기포의 크기를 균일하게 하고, 충돌판과 노즐의 직경을 조절하여 유속을 일정하게 맞출 수 있다.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변형시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 기체 유입관 110 밸브
120 3-Way 유입관 121 제 1 유입관
122 제 2 유입관 123 제 3 유입관
200 펌프 300 유량 조절 밸브
400 압력계 500 리듀서
600 다단 튜브탱크 610 제 1 튜브탱크
615 튜브탱크 유입구 620 제 2 튜브탱크
630 나선 세라믹 이젝터 640 노즐
645 충돌판 650 케이스

Claims (4)

1. 액체의 흐름 방향과 동일한 방향으로 기체가 유입되도록, 액체의 흐름 방향과 동일한 방향으로 비스듬하게 적어도 하나 이상 형성된 기체 유입관;
   상기 기체 유입관을 통해 공기가 유입되어, 액체와 혼합된 기액 혼합물을 이송하는 펌프;
   상기 펌프를 통해 이송된 기액 혼합물의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브;
   상기 유량 조절 밸브를 통해 유량이 조절된 기액 혼합물의 압력을 측정하는 압력계;
   상기 압력계를 통해 압력이 측정된 기액 혼합물의 압력을 상승시키는 리듀서;
   상기 리듀서를 통해 압력이 상승된 기액 혼합물에서 나노 기포를 생성하는 다단 튜브 탱크; 를 포함하고,
   상기 다단 튜브탱크는
   상기 리듀서와 연결되어 기액 혼합물이 상단에서 유입되고, 하단에서 유출되는 코일 형상의 제 1 튜브탱크;
   상기 제 1 튜브탱크의 하단을 통해 유출된 기액 혼합물의 압력을 재상승시키는 세라믹 이젝터;
   상기 세라믹 이젝터를 통해 압력이 상승된 기액 혼합물이 하단에서 유입되어, 상단으로 유출되고, 상기 제 1 튜브탱크의 내주면을 따라 수직 방향으로 형성된 코일 형상의 제 2 튜브탱크;
   상기 제 2 튜브탱크의 후단에 형성되어, 기액 혼합물의 압력 증가 및 함유된 기체의 입자를 분리시켜 분사하는 노즐;
   을 포함하는 나노 기포 발생 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 노즐은 후단을 향할수록 직경이 좁아지는 유로인 오리피스;
   상기 오리피스를 통해 압력이 상승된 기액 혼합물이 충돌하여, 함유된 기체 입자가 더욱 작은 입자로 분리되는 충돌판;
   을 포함하는 나노 기포 발생 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 다단 튜브탱크의 후단에는 전기분해를 수행하는 전해조;
   를 더 포함하는 나노 기포 발생 장치.
   

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