KR102006477B1 - 공기정화용 기포발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기정화용 기포발생장치에 관한 것으로 구체적으로는 임펠러를 이용하여 수중의 오염물질을 포집하는 기포를 생성하고, 생성된 기포를 하우징 내의 수중에서 오랜시간 머물도록하며, 기포의 크기를 조절하여 오염된 공기를 정화할 수 있는 공기정화용 기포발생장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 물이 저장되는 내부공간(110)을 갖고, 상부가 개방된 하우징(100); 상기 내부공간(110)의 상부에 배치되며, 측면에 공기배출구(221)가 구비된 덮개(200); 상단이 상기 덮개(200)를 관통하면서 상기 덮개(200)에 체결되고, 상기 상단으로부터 상기 내부공간(110)의 길이방향을 따라 형성되는 공기공급관(300); 상기 공기공급관(300)의 하부에 위치하며, 상기 공기공급관(300) 내부에 부압을 발생시키는 임펠러(430)를 포함하는 임펠러부(400); 및 상기 하우징(100) 하부에 위치하여 상기 임펠러(430)를 회전시키는 모터(510)를 구비한 모터부(500);를 포함한다.

Description

공기정화용 기포발생장치{BUBBLE GENERATOR FOR AIR PURIFICATION}
본 발명은 공기정화용 기포발생장치에 관한 것으로 구체적으로는 임펠러를 이용하여 수중의 오염물질을 포집하는 기포를 생성하고, 생성된 기포를 하우징 내의 수중에서 오랜 시간 머물도록 하며, 기포의 크기를 조절하여 오염된 공기를 정화할 수 있는 공기정화용 기포발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기포(bubble) 발생장치는 기포를 인공적으로 발생시키고 물속에 기포를 공급하여 용존산소량을 높이고자 하는 것이다. 이러한 기포 발생장치는 최근 들어 하수처리장, 농작물재배 시스템, 욕조 시스템, 의료기 등과 같은 다양한 방면에서 실제 적용되고 있거나 앞으로 적용하려고 준비중인 실정이며, 기포가 마사지 효과, 세정 효과, 피부 치료, 및 미용 효과 등 다양한 기능을 수행할 수 있다고 하여 기포 발생장치의 수요는 현재 가정용으로도 점차 늘어나고 있는 추세이다.
도 1은 종래기술에 따른 기포를 생성시키기 위한 기포 발생장치를 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 펌프(10')는 수면 아래에 잠기도록 설치되어 흡입구(40')를 통하여 물을 흡입하여 가압한 후 토출구(50')로 강제 급송하는 장치로서, 기포를 발생시키기 위해 종래의 경우 펌프 토출구(50')에 배출관(60')을 연결한 후 배출관(60')에 대략 직각 방향으로 외부 공기 도입관(70')을 접속하고, 외부 공기 접속관(70')의 개방단을 수면밖으로 돌출시킨 상태에서 펌프(10')를 가동하면 임펠러(20')가 회전하면서 펌프 흡입구(40')를 통해 수조 내의 물(30')을 흡입하여 배출관(60')을 통해 물을 뿜어내게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 기포 발생장치는 배출관(60')을 통해 짧은 시간 동안 물을 배출하여, 수중에 먼지를 충분한 시간동안 포집하여 배출할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 기포의 크기를 조절하여 보다 미세한 먼지를 흡착할 수 없는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-72569호(2011.10.05.)
본 발명은 임펠러를 통해 생성된 기포가 하우징 내의 수중에서 오랜 시간 머물도록하는 공기정화용 기포발생장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 임펠러에서 생성된 기포가 내부공간 하부에서 상부로 상승할수록 크기가 작아지는 공기정화용 기포발생장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 공기정화용 기포발생장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 물이 저장되는 내부공간(110)을 갖고, 상부가 개방된 하우징(100); 상기 내부공간(110)의 상부에 배치되며, 측면에 공기배출구(221)가 구비된 덮개(200); 상단이 상기 덮개(200)를 관통하면서 상기 덮개(200)에 체결되고, 상기 상단으로부터 상기 내부공간(110)의 길이방향을 따라 형성되며, 상기 내부공간(110)에 저장된 물이 유입되는 물 유입공(310)을 구비하는 공기공급관(300); 상기 공기공급관(300)의 하부에 위치하며, 상기 공기공급관(300) 내부에 부압을 발생시키는 임펠러 날개(433)를 포함하는 임펠러부(400); 및 상기 하우징(100) 하부에 위치하여 상기 임펠러 날개(433)를 회전시키는 모터(510)를 구비한 모터부(500);를 포함하되, 상기 공기공급관(300)의 내부 반경(r3)과 상기 임펠러 날개(433)의 내측 반경(r1)의 비율은 1:0.01 내지 1:0.8인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 공기공급관(300)의 외주면으로부터 돌출형성되는 지연부재(600);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 하우징(100)은 하부가 폐쇄된 원통형태인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 덮개(200)는, 내부에 원판관통공(211)이 형성된 원판(210); 및 상기 원판(210)의 외주면으로부터 하방으로 테이퍼진 측판(220);을 포함하고, 상기 공기배출구(221)가 상기 측판(220)에 복수 개 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 임펠러부(400)는, 상기 공기공급관(300)의 하단에 위치하고, 상기 공기공급관(300)에 대응되는 위치에 상판관통공(411)이 형성된 상판(410); 상기 상판(410)과 소정간격 이격되어 평행하게 배치되며, 내부에 축관통공(421)이 형성된 하판(420); 및 상기 상판(410) 및 상기 하판(420) 사이에 구비되어, 회전에 의해 상기 공기공급관(300) 내부에 부압을 발생시키는 임펠러(430);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 임펠러(430)는, 상기 축관통공(421)에 삽입되는 회전축(431); 상기 회전축(431)을 중심으로 회전하는 원판형태의 제1자석판(432); 상기 제1 자석판(432)과 수직하도록, 상기 제1자석판(432)의 측면으로부터 방사상으로 복수 개가 형성되는 임펠러 날개(433); 및 상기 임펠러 날개(433)의 내측 방향으로 만곡된 공간부(434);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 임펠러 날개(433)의 높이는, 상기 상판(410) 및 상기 하판(420) 사이의 높이(L1)보다 낮고, 상기 제1자석판(432)의 높이(L2)보다 높은 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 모터부(500)는, 상기 임펠러(430)를 회전시키는 모터(510); 상기 모터(510)의 회전축에 고정 설치되는 제2자석판(520); 및상기 모터(510) 및 상기 제2자석판(520)이 내부에 구비되는 모터부하우징(530);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1자석판(432)는, 상기 제1자석판(432) 하부에 부착되어 N극 또는 S극을 갖는 복수 개의 제1자석(432a);를 포함하고, 상기 제2자석판(520)은, 상기 제2자석판(520) 상부에 부착되어 상기 제1자석(432a)과 반대 극성을 갖는 복수 개의 제2자석(521);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 모터(510)의 회전에 의해 제2자석판(520)이 회전하고, 상기 제2자석판(520)의 회전에 의해 상기 제1자석판(432)이 상기 제2자석판(520)과 동일한 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 지연부재(600)는 상기 공기공급관(300)의 외주면으로부터 상방으로 테이퍼지게 형성되며, 상기 지연부재(600)를 수직방향으로 관통하는 복수 개의 홀(610)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 지연부재(600)는 복수 개 형성되며, 상기 복수 개의 지연부재(600) 중 상부에 위치한 지연부재(600)의 홀(610)의 직경이, 하부에 위치한 지연부재(600)의 홀(610)의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 지연부재(600)는 상기 하우징(100)의 내측면과 소정길이 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 하우징(100)은, 상기 하우징(100)의 내부에 장착되어, 상기 내부공간(110)에 저장된 물에 포함된 세균을 살균하는 살균부(120);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 공기정화용 기포발생장치는, 하우징 내부에 저장된 물 속에 공기 기포를 발생시켜, 상기 기포 내부에 포함된 이물질을 상기 물에 흡수시킴으로써, 공기를 정화하는 물필터 장치인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 임펠러를 통해 생성된 기포가 하우징 내의 수중에서 오랜 시간 머물도록 하여, 기포 내부에 포함된 먼지가 하우징 내의 물에 보다 많이 흡수될 수 있다.
또한, 임펠러에서 생성된 기포가 내부공간 하부에서 상부로 상승할수록 크기가 작아지도록 하여, 기포와 물의 접촉면적을 극대화함으로써, 공기 정화 효율을 극대화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 기포를 발생시키기 위한 기포 발생장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기정화용 기포발생장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기정화용 기포발생장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기공급관, 임펠러부 및 모터부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 공기공급관이 임펠러부에 안착되는 것을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1자석판 및 제2자석판을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 공기정화용 기포발생장치의 유입된 공기와 물의 이동 경로는 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기정화용 기포발생장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 공기정화용 기포발생장치의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 공기공급관, 임펠러부 및 모터부를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 공기공급관이 임펠러부에 안착되는 것을 보여주는 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 제1자석판 및 제2자석판을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참고하면, 공기정화용 기포발생장치(10)는 하우징(100), 덮개(200), 공기공급관(300), 임펠러부(400), 모터부(500) 및 지연부재(600)를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 물이 저장되는 내부공간(110)이 형성될 수 있다. 하우징(100)은 하부가 폐쇄된 원통형태로 형성될 수 있다. 하우징(100)은 상부가 개방될 수 있다.
하우징(100)은 살균부재(120)가 구비될 수 있다. 살균부재(120)는 내부공간(110)에 장착될 수 있다. 살균부재(120)는 UV살균 램프가 사용될 수 있다. 살균부재(120)는 기포에 흡착되는 먼지를 살균할 수 있다.
덮개(200)는 원판(210) 및 측판(220)을 포함할 수 있다. 덮개(200)는 내부공간(110)의 상부에 배치될 수 있다.
원판(210)은 내부 중앙에 원판관통공(211)이 형성될 수 있다.
측판(220)은 원판(210)의 외주면으로부터 하방으로 테이퍼지게 형성될 수 있다. 측판(220)에는 공기가 배출되는 공기배출구(221)가 복수 개 형성될 수 있다.
공기공급관(300)의 상단은 원통관통공(211)을 관통하여 덮개(200)에 체결될 수 있다. 공기공급관(300)의 하단은 공기공급관(300)의 상단으로부터 내부공간(110)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다. 공기공급관(300)은 복수 개의 물 유입공(310)이 형성될 수 있다.
물 유입공(310)은 내부공간(110)에 저장된 물이 공기공급관(300) 내부로 유입되도록 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 위와 같이 형성되는 공기 정화에 최적화된 기포를 생성하기 위한 공기정화용 기포발생장치(10)의 구성에 대해서 아래에서 상세히 설명하도록 한다.
설명하기에 앞서, 도 5에서 도시된 부호의 의미 및 수학식을 설명토록 한다. 단, 중복되는 내용은 생략한다.
Figure 112017033826600-pat00001
Figure 112017033826600-pat00002
Figure 112017033826600-pat00003
Figure 112017033826600-pat00004
(여기서, Q(m3/s)는 자흡공기량이고,
Figure 112017033826600-pat00005
는 터빈효율계수이고, a는 제1 터빈계수이고, b는 제2 터빈계수이고,
Figure 112017033826600-pat00006
는 반응조 수심계수이고,
Figure 112017033826600-pat00007
는 물의 밀도이고, r3은 공기공급관(300) 반경이고, t는 임펠러 날개(433) 두께(m)이고, h는 임펠러 날개(433) 높이(m)이고, n는 임펠러 날개(433)의 수이다.)
종래 기술에 의한 터빈 유효 계수는 0.1 미만에 불과하다. 하지만, 본 발명이 적용된 기포 발생장치를 이용한 실험에서 얻어진 데이터로부터, 상기 수학식을 통해 도출된 터빈 유효 계수의 최대값은 0.35에 달한다. 즉, 상기와 같은 결과로부터 본 발명이 적용된 공기정화용 기포발생장치에서 개선된 터빈 유효 계수는 물과의 저항을 최소화하고, 풍압을 증가시킬 수 있다.
이와 같은 실험에 대한 상세한 내용은 아래와 같다.
표 1은 최적의 기포 크기를 도출하기 위한 실험 조건이다.
Figure 112017033826600-pat00008
위와 같은 실험 조건을 바탕으로 실험한 실험표는 아래와 같다(표 2 참조). 실험결과 기체, 액체 접촉면적이 최대값(78,994,286m2)을 갖는 경우, 상기 공기공급관(300)의 내부 반경(r3)과 상기 임펠러 날개(433)의 내측반경(r1)의 비율은 1:0.75임을 확인할 수 있다. 이에 따라, 수중의 오염된 공기를 정화시키기 위해 물과 공기의 접촉면적을 가장 넓게 하는, 최적의 상기 공기공급관(300)의 내부 반경(r3)과 상기 임펠러 날개(433)의 내측반경(r1)의 비율은 1:0.75임을 확인하였다.
즉, 상기 실험 결과를 보다 상세히 설명하면, 상기 공기공급관(300)의 내부 반경(r3)과 상기 임펠러 날개(433)의 내측반경(r1)의 비율은 1:0.75일때, 임펠러부(400)에서 발생된 기포는 35um의 크기를 가지며, 수심 1m에서 78,994,286m2의 면적으로 오염된 공기와 접촉하며, 오염된 공기를 정화하는 것이다.
구분 수심(m) 흡입공기량
(L/sec)		 흡입공기량
(㎥/hr)		 반경비율
r3/r1(%)		 공기유입공
총단면적		 기포평균크기(㎛) 기체-액체
접촉면적A(㎡)
1) 1 10.1 36.36 0% 0 200 1,678,154
2) 1 8.1 29.16 25% 1.10779E-06 120 7,290,000
3) 1 5.5 19.8 50% 2.21558E-06 60 27,887,324
4) 1 3.2 11.52 75% 3.32338E-06 35 78,994,286
5) 1 2.1 7.56 100% 4.43117E-06 30 75,600,000

삭제
또한, 기포의 크기에 따라 수중에서 체류할 수 있는 시간 및 물과 공기의 접촉면적의 비율을 실험한 실험표는 아래와 같다(표 3 참조). 하기 실험결과, 기포가 수중에 가장 오래 체류하면서 오염된 공기를 정화하는데 최적화된 크기는 35um으로 보여진다. 즉, 35um의 크기의 기포가 형성되야 하므로, 상기 공기공급관(300)의 내부 반경(r3)과 상기 임펠러 날개(433)의 내측반경(r1)의 비율은 1:0.75가 최적화된 것으로 보여진다.
따라서, 임펠러부(400)에서 발생된 기포는 35um의 크기를 가지며, 수심 1m에서 40.0hr동안 체류하며, 78,994,286m2의 면적으로 오염된 공기와 접촉하며, 오염된 공기를 정화하는 것이다.
Figure 112017033826600-pat00010
실험 결과, 상기와 같이 터빈 유효 개수 0.35를 도출하기 위해, 상기 공기공급관(300)의 내부 반경(r3)과 상기 임펠러 날개(433)의 내측반경(r1)의 비율은 1:0.75로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 위와 같은 결과를 도출하기 위해, 다수의 실험으로부터 도출된 하기의 수학식이 적용되는 것이 바람직할 것이다. (수학식 2 내지 4 참조)
Figure 112017033826600-pat00011
또한, 외측반경(r2)은 내측반경(r1)의 3배 내지 4배로 형성되는 것이 바람직하다. 하지만, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
Figure 112017033826600-pat00012
또한, 내측반경(r1)은 연결관(300)의 내부 직경(d1)의 10배로 형성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 내측반경(r1)을 연결관(300)의 내부 직경(d1)의 2배 ~ 20배로 형성될 수도 있다.
Figure 112017033826600-pat00013
도 4를 참조하면, 임펠러부(400)는 상판(410), 하판(420) 및 임펠러(430)를 포함할 수 있다.
상판(410)은 공기공급관(300)의 하단에 위치할 수 있다. 상판(410)은 공기공급관(300)의 하단과 볼트 결합 및 접착 결합될 수 있다. 상판(410)은 공기공급관(300)에 대응되는 위치에 상판관통공(411)이 형성될 수 있다(도 5참조). 이에 따라, 공기공급관(300)의 하단과 연결된 상판관통공(411)을 통해 외부의 공기가 유입될 수 있다.
하판(420)은 상판(410)과 소정간격 이격되어 평행하게 배치될 수 있다. 하판(420)은 하우징(100) 하측면에 볼트 결합 및 접착 결합될 수 있다. 하판(420)은 내부 중앙에 축관통공(421)이 형성될 수 있다.
임펠러(430)는 상판(410) 및 하판(420) 사이에 구비될 수 있다. 임펠러(430)는 회전에 의해 공기공급관(300) 내부에 부압을 발생시킬 수 있다. 임펠러(430)는 공기공급관(300) 상단에서 외부의 공기를 내부공간(110)으로 유입시킬 수 있다.
임펠러(430)는 회전축(431), 제1자석판(432), 임펠러 날개(433) 및 공간부(434)를 포함할 수 있다.
회전축(431)은 축관통공(421)에 삽입될 수 있다.
제1자석판(432)은 회전축(431)을 중심으로 회전할 수 있다. 제1자석판(432)은 원판형태로 형성될 수 있다. 제1자석판(432)의 하부에는 N극 또는 S극을 갖는 복수 개의 제1자석(432a)이 장착될 수 있다.
임펠러 날개(433)는 제1자석판(432)의 측면으로부터 방사상으로 복수 개 형성될 수 있다. 임펠러 날개(433)는 제1자석판(432)과 수직하도록 형성될 수 있다. 일 예로, 임펠러 날개(433)의 높이는 상판(410) 및 하판(420) 사이의 높이(L1)보다 낮고, 제1자석판(432)의 높이(L2)보다 높은 것이 바람직하다.
공간부(434)는 임펠러 날개(433)의 내측 방향으로 만곡된 형상으로 이뤄질 수 있다.
모터부(500)는 모터(510), 제2자석판(520) 및 모터부하우징(530)을 포함할 수 있다.
모터(510)는 모터부하우징(530)에 설치되어 회전축을 통해 임펠러(430)를 회전시킬 수 있다.
제2자석판(520)은 모터(510)의 상부에 고정 설치될 수 있다. 제2자석판(520)의 상부에는 제1자석(432a)과 반대 극성을 갖는 복수 개의 제2자석(521)이 부착될 수 있다. 도 6을 참조하면, 제1자석(432a) 및 제2자석(521)은 동일 선상에 위치할 수 있다. 제2자석판(520)은 모터(510)가 회전함에 따라 동시에 회전될 수 있다. 이에 따라, 극성이 다른 제1자석(432a) 및 제2자석(521)의 자력에 의해 제1자석(432a)이 부착된 제1자석판(432) 또한 제2자석판(520)과 동일한 방향으로 회전될 수 있다. 따라서, 제1자석판(432)과 연결된 임펠러 날개(433)가 회전하여 공기공급관(300)을 통해 외부의 공기를 유입시키게 된다.
모터부하우징(530)은 하우징(100)과 대응되는 원통형태로 형성될 수 있다. 모터부하우징(530)은 상부에 끼움홈(531)이 형성될 수 있다. 끼움홈(531)에는 하우징(100) 하단부가 안착될 수 있다. 끼움홈(531)은 모터부하우징(530)의 외주면으로부터 상측 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.
지연부재(600)는 공기공급관(300)의 외주면으로부터 상방으로 테이퍼지게 형성될 수 있다. 지연부재(600)는 복수 개의 홀(610)이 형성될 수 있다. 홀(610)은 지연부재(600)를 수직방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 지연부재(600)는 홀(610)이 다수개 형성될 수 있다. 지연부재(600)는 공기공급관(300)의 수직방향을 따라 복수 개 형성될 수 있다. 지연부재(600)의 하우징(100) 내측면을 향한 끝단은 하우징(100)의 내측면과 소정길이 이격되도록 형성될 수 있다.
일 예로, 복수 개의 지연부재(600) 중 상부에 위치한 지연부재(600)의 홀(610)의 직경은, 하부에 위치한 지연부재(600)의 홀(610)의 직경보다 더 작게 형성될 수 있다. 또는, 덮개(200)와 근접하게 상부에 설치된 지연부재(600)는 복수 개의 홀(610)이 구비되지 않을 수도 있다.
도 7은 본 발명에 따른 공기정화용 기포발생장치의 유입된 공기와 물의 이동 경로는 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하여 공기정화용 기포발생장치(10)의 작동 과정을 설명하도록 한다.
모터(510)가 회전하면, 모터(510)의 회전축에 고정된 제2자석판(520)이 회전될 수 있다. 제2자석판(520)이 회전할 경우, 제2자석판(520)에 부착된 제2자석(521)과 서로 다른 극성을 갖는 제1자석(432a) 또한 제2자석(521)과 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 이에 따라 제1자석(432a)이 고정 부착된 제1자석판(432) 또한 회전하게 되고, 제1자석판(432) 측면에 연결된 복수 개의 임펠러 날개(433)가 회전될 수 있다. 임펠러 날개(433)가 회전함에 따라 임펠러부(400) 중앙에는 부압이 발생될 수 있다. 발생한 부압으로 인해 공기공급관(300) 상단을 통해 외부의 오염된 공기가 공기공급관(300) 하단으로 유입된다. 이 때, 공기공급관(300)에 구비된 물 유입공(310)을 통해 공기와 물이 만나 기포가 생성될 수 있다. 생성된 기포는 임펠러부(400) 양측으로 이동될 수 있다. 이동된 기포는 상부로 상승하는데 있어, 지연부재(600)의 홀(610)을 거쳐서 홀(610)의 직경보다 작은 크기의 기포로 분해될 수 있다. 또는, 지연부재(600)의 하부 경사를 따라 지연부재(600)와 하우징(100)의 내측면 사이의 소정길이 이격된 공간을 통과하여 상승할 수 있다. 이와 같이 상승한 기포는 복수 개의 지연부재(600)를 통과함에 있어 점점 작은 크기로 분해되고, 마지막으로 덮개(200)에 구비된 공기배출구(221)를 통해 정화된 공기가 외부로 배출될 수 있다.
위와 같은, 기포 생성과 이동 과정에 의해 1차로 기포가 형성되는 과정에서 수막에 미세한 먼지가 흡착되고, 2차로 기포가 수면 위로 부상하면서 기포 외부의 수압으로 기포 내의 잔류 미세 먼지가 흡수되며, 3차로 수면으로 부상한 미세방울이 외부 공기압으로 인하여 터지면서 잔류 미세 먼지가 물에 흡착될 수 있다. 따라서, 외부의 공기를 자흡하여 먼지를 물에 흡착시킨 후 정화된 공기를 다시 외부로 배출할 수 있다.
또한, 먼지의 흡착률을 높이기 위해서 지연부재(600)를 이용하여 기포를 수중에 비교적 오래 머물도록 하면서도 기포의 크기를 점점 작게 분해하여 미세한 먼지의 흡착률을 향상시키게 된다.
(위의 공기정화용 기포발생장치의 작동 과정에 있어서 빠진 과정 또는 틀린 부분이 있다면 체크 부탁드립니다)
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 공기정화용 기포발생장치
100 : 하우징
110 : 내부공간
120 : 살균부재
200 : 덮개
210 : 원판
211 : 원판관통공
220 : 측판
221 : 공기배출구
300 : 공기공급관
310 : 물 유입공
400 : 임펠러부
410 : 상판
411 : 상판관통공
420 : 하판
421 : 축관통공
430 : 임펠러
431 : 회전축
432 : 제1자석판
432a : 제1자석
433 : 임펠러 날개
434 : 공간부
500 : 모터부
510 : 모터
520 : 제2자석판
521 : 제2자석
530 : 모터부하우징
531 : 끼움홈
600 : 지연부재
610 : 홀

Claims (15)

  1. 물이 저장되는 내부공간(110)을 갖고, 상부가 개방된 하우징(100);
    상기 내부공간(110)의 상부에 배치되며, 측면에 공기배출구(221)가 구비된 덮개(200);
    상단이 상기 덮개(200)를 관통하면서 상기 덮개(200)에 체결되고, 상기 상단으로부터 상기 내부공간(110)의 길이방향을 따라 형성되며, 상기 내부공간(110)에 저장된 물이 유입되는 물 유입공(310)을 구비하는 공기공급관(300);
    상기 공기공급관(300)의 하부에 위치하며, 상판(410), 상기 상판(410)과 이격 배치되며 축관통공(421)이 형성된 하판(420) 및 회전에 의해 상기 공기공급관(300) 내부에 부압을 발생시키는 임펠러(430)를 포함하는 임펠러부(400); 및
    상기 하우징(100) 하부에 위치하여 상기 임펠러(430)를 회전시키는 모터(510)를 구비한 모터부(500);를 포함하되,
    상기 임펠러(430)는,
    상기 축관통공(421)에 삽입되는 회전축(431);
    상기 회전축(431)을 중심으로 회전하는 원판형태의 제1자석판(432);
    상기 제1 자석판(432)과 수직하도록, 상기 제1자석판(432)의 측면으로부터 방사상으로 복수 개가 형성되는 임펠러 날개(433); 및
    상기 임펠러 날개(433)의 내측 방향으로 만곡된 공간부(434);를 포함하고,
    상기 공기공급관(300)의 내부 반경(r3)과 상기 임펠러 날개(433)의 내측 반경(r1)의 비율은 1:0.01 내지 1:0.8인 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공기공급관(300)의 외주면으로부터 돌출형성되는 지연부재(600);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징(100)은 하부가 폐쇄된 원통형태인 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 덮개(200)는,
    내부에 원판관통공(211)이 형성된 원판(210); 및
    상기 원판(210)의 외주면으로부터 하방으로 테이퍼진 측판(220);
    을 포함하고,
    상기 공기배출구(221)가 상기 측판(220)에 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 임펠러부(400)의,
    상기 상판(410)은 상기 공기공급관(300)의 하단에 위치하고, 상기 공기공급관(300)에 대응되는 위치에 상판관통공(411)이 형성되고,
    상기 하판(420)은 상기 상판(410)과 소정간격 이격되어 평행하게 배치되며, 내부에 상기 축관통공(421)이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 임펠러 날개(433)의 높이는,
    상기 상판(410) 및 상기 하판(420) 사이의 높이(L1)보다 낮고, 상기 제1자석판(432)의 높이(L2)보다 높은 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 모터부(500)는,
    상기 임펠러(430)를 회전시키는 모터(510);
    상기 모터(510)의 회전축에 고정 설치되는 제2자석판(520); 및
    상기 모터(510) 및 상기 제2자석판(520)이 내부에 구비되는 모터부하우징(530);을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1자석판(432)는,
    상기 제1자석판(432) 하부에 부착되어 N극 또는 S극을 갖는 복수 개의 제1자석(432a);를 포함하고,
    상기 제2자석판(520)은,
    상기 제2자석판(520) 상부에 부착되어 상기 제1자석(432a)과 반대 극성을 갖는 복수 개의 제2자석(521);을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 모터(510)의 회전에 의해 제2자석판(520)이 회전하고, 상기 제2자석판(520)의 회전에 의해 상기 제1자석판(432)이 상기 제2자석판(520)과 동일한 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 지연부재(600)는 상기 공기공급관(300)의 외주면으로부터 상방으로 테이퍼지게 형성되며,
    상기 지연부재(600)를 수직방향으로 관통하는 복수 개의 홀(610)이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 지연부재(600)는 복수 개 형성되며,
    상기 복수 개의 지연부재(600) 중 상부에 위치한 지연부재(600)의 홀(610)의 직경이, 하부에 위치한 지연부재(600)의 홀(610)의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 지연부재(600)는 상기 하우징(100)의 내측면과 소정길이 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징(100)은,
    상기 하우징(100)의 내부에 장착되어, 상기 내부공간(110)에 저장된 물에 포함된 세균을 살균하는 살균부(120);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 공기정화용 기포발생장치는,
    하우징 내부에 저장된 물 속에 공기 기포를 발생시켜, 상기 기포 내부에 포함된 이물질을 상기 물에 흡수시킴으로써, 공기를 정화하는 물필터 장치인 것을 특징으로 하는 공기정화용 기포발생장치.
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