KR102093837B1 - Nano-bubble generating and gas-liquid mixing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기체를 액체에 용해시켜 나노버블을 생성하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 펌프를 이용하여 나노버블 발생 및 기체혼합이 가능한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for generating nanobubbles by dissolving gas in a liquid, and more particularly, to a device capable of generating nanobubbles and gas mixing using a single pump.
최근 기체를 물 속에 용존시켜 용존율을 높인 고농도 용존수(예: 산소수, 오존수, 수소수, 질소수 등)의 다양한 활용분야와 작용효과가 알려지면서 기체를 액체에 용존시키는 기술의 다양한 연구가 진행되고 있다. 아울러, 기체를 용존시키기 위한 수단으로서의 나노버블의 기능이 알려지면서 이에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다. Recently, various fields of application and effects of high concentration of dissolved water (eg, oxygen water, ozonated water, hydrogen water, nitrogen water, etc.), which increased the dissolution rate by dissolving the gas in water, are known, and various studies on the technology of dissolving the gas in liquid Is going on. In addition, as the function of the nanobubble as a means for dissolving the gas is known, research on this has been actively conducted.
한편, 본 출원인의 등록 특허공보 제1969772호에 따르면, “기체 용존율을 증가시키며 초미세기포를 발생시키기 위한 기체 용존수 생성장치”가 개시되어 있다. 이 특허에 따르면, 기체를 액체에 용해시켜 기체 용존율을 높이는 기체 용존수 생성장치로서, 적어도 하나의 관로 상에 가압펌프와 다단믹서기가 순차적으로 배치되고, 상기 다단믹서기는 모터 축을 중심으로 회전자와 고정자의 치합 구조를 갖는 믹싱부를 포함하고, 상기 믹싱부는 유입측에 일정 크기의 공간부를 구비하고, 상기 공간부는 믹싱부 내 회전자와 고정자의 결합부로부터 소정 거리 이격된 위치의 상기 모터 축 상에 소정 반경의 치형 날개를 적어도 1단 이상 설치하여 형성되되, 상기 공간부에는 상기 치형 날개와 상호 작용을 위해 상기 믹싱부의 내벽 상에 상기 치형 날개에 대응하는 소정 크기의 치형 날개가 적어도 1단 이상 더 설치된 것을 특징으로 하는 기체 용존수 생성장치로서, 초미세기포에 혼합된 기체 물질을 수중에 용존 및 산화 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.On the other hand, according to the applicant's registered patent publication No. 1969772, there is disclosed a "gas dissolved water generating device for increasing the gas dissolution rate and generating ultra-fine foam". According to this patent, a gas-dissolved water generator for dissolving gas in a liquid to increase gas dissolution rate, wherein a pressure pump and a multi-stage mixer are sequentially arranged on at least one pipeline, and the multi-stage mixer is a rotor around a motor shaft. And a mixing part having a meshing structure of the stator, the mixing part having a space part having a predetermined size on the inflow side, and the space part is on the motor shaft at a position spaced a predetermined distance from the coupling part of the rotor and the stator in the mixing part. It is formed by installing at least one or more stages of tooth blades of a predetermined radius. In the space portion, at least one stage of tooth blades of a predetermined size corresponding to the tooth blades is formed on the inner wall of the mixing portion for interaction with the tooth blades. A gas-dissolved water generating device characterized in that it is further installed, in which gaseous substances mixed in ultrafine foam are dissolved and acid in water. It will have to increase efficiency.
그러나, 위와 같은 구성은 가압펌프와 다단믹서기를 갖는 것으로, 특히 다단믹서기의 경우, 모터 축을 중심으로 다수의 회전자와 고정자의 치합 구조를 갖는 믹싱부로 구성되고, 이러한 믹싱부는 유입측에 일정 크기의 공간부를 구비하고, 상기 공간부는 믹싱부 내 회전자와 고정자의 결합부로부터 소정 거리 이격된 위치의 상기 모터 축 상에 소정 반경의 치형 날개를 적어도 1단 이상 설치하여 형성된 구성으로서 장치의 구성이 매우 복잡하고 조립이 번거로운 단점이 있다. However, the above configuration has a pressurized pump and a multi-stage mixer, and in particular, in the case of a multi-stage mixer, is composed of a mixing unit having a meshing structure of a plurality of rotors and stators around a motor shaft, and the mixing unit has a predetermined size on the inflow side. It is provided with a space part, and the space part is a structure formed by installing at least one stage of tooth blades of a predetermined radius on the motor shaft at a position spaced apart from a coupling part of a rotor and a stator in a mixing part, and the configuration of the device is very high. It has the disadvantage of being complicated and complicated to assemble.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 개발된 것으로, 가압펌프와 다단믹서기의 기능을 포괄함과 동시에 간단히 임펠러의 구성 만으로 나노버블 생성 및 기체혼합이 가능한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been developed to solve the above problems, and aims to provide a device capable of generating nanobubbles and gas mixing by simply configuring the impeller while simultaneously covering the functions of a pressure pump and a multi-stage mixer.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, 하나의 펌프로 나노버블 생성 및 기체혼합이 가능한 장치로서, 상기 펌프의 입구측 배관과 토출측 배관을 연결하고 토출 유체의 일부를 회수하여 상기 입구측 배관으로 이송하는 순환관과, 상기 순환관의 일측에 급기관으로 연결되어 외기를 공급하는 기체공급부, 및 상기 입구측 배관을 통해 유입된 물과 상기 급기관을 통해 공급된 기체를 고압으로 압축 및 혼합하고 반복적으로 타격을 가하도록 하나의 축 상에 다수의 임펠러와 이들 각각의 임펠러를 수용하는 다수의 챔버가 내장된 혼합부를 포함하며, 상기 급기관과 순환관의 연결부는 삼방밸브로 연결되고, 상기 삼방밸브는 상기 급기관을 통해 공급된 기체가 스스로 상기 순환관 내부로 자흡됨으로써 상기 순환관 내부의 유체(또는 물)와 혼합되도록 상기 순환관을 따라 입구와 출구가 넓고 내부가 좁은 벤츄리관 구조로 제공되며, 상기 외기는 공기(Air), 산소(O2), 질소(N2), 오존(O3), 이산화탄소(CO2)을 포함하는 기체군 중에서 적어도 1종 이상이 선택되는 것을 특징으로 하는 나노버블 생성 및 기체혼합 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, as a device capable of nanobubble generation and gas mixing with a single pump, by connecting the inlet pipe and the discharge pipe of the pump and recovering a part of the discharge fluid, The circulation pipe to be transferred to the inlet pipe, the gas supply unit connected to the supply pipe to one side of the circulation pipe to supply outside air, and the water introduced through the inlet pipe and the gas supplied through the supply pipe at high pressure Includes a mixing unit in which a plurality of chambers accommodating a plurality of impellers and their respective impellers on one axis to compress and mix and repeatedly strike, and the connecting portion of the supply pipe and the circulation pipe is connected by a three-way valve In the three-way valve, the gas supplied through the supply pipe itself is sucked into the circulation pipe itself, and thus the fluid (or ) And along said circulation pipe so that the mixture is provided as a Venturi tube structure, the entrance and exit of large inside is narrow, the atmosphere is air (Air), oxygen (O 2), nitrogen (N 2), ozone (O 3), There is provided a nanobubble generation and gas mixing device, characterized in that at least one or more selected from the gas group containing carbon dioxide (CO 2 ).
본 발명에 따르면, 임펠러는 각각의 챔버 내에 수용된 상태로 모터 축에 연결되고 상기 모터 축이 끼워지는 축공을 중심으로 주변에 다수의 블레이드들이 형성되며, 각각의 블레이드들은 일정한 방향으로 서로 간격을 두고 곡선 형태로 제공되고, 각 블레이드들의 사이는 상기 축공을 중심으로 외측 방향으로 개방된 구조로 제공되되, 상기 임펠러는 블레이드들의 후방측에만 덮개판(후방 덮개판)이 구비된 단면 덮개형 임펠러와, 전방 및 후방 양측에 덮개판(전방 덮개판 및 후방 덮개판)이 구비된 양면 덮개형 임펠러로 구성되며, 상기 후방 덮개판의 중앙에 형성되는 축공은 내주를 따라 상기 모터 축 표면의 기어와 치합되는 기어홈이 형성되고, 상기 양면 덮개형 임펠러의 전방 덮개판은 전방으로부터 물이 유입될 수 있도록 중앙에 상기 후방 덮개판의 축공보다 넓은 직경의 유입공이 형성되고, 상기 단면 덮개형 임펠러는 전방 덮개판이 제거된 구조로서 물이 유입되는 전방측에 대해 블레이드가 노출된 구조를 갖는 것이 바람직하다. According to the present invention, the impeller is connected to the motor shaft in a state accommodated in each chamber, and a plurality of blades are formed around the shaft hole where the motor shaft is fitted, and each blade is curved at a distance from each other in a constant direction. It is provided in the form, between each blade is provided in a structure open in the outer direction with respect to the shaft hole, the impeller is a cross-section cover impeller provided with a cover plate (rear cover plate) only on the rear side of the blade, the front And a double-sided cover-type impeller having cover plates (front cover plate and rear cover plate) on both rear sides, and the shaft hole formed in the center of the rear cover plate is engaged with gears on the surface of the motor shaft along the inner periphery. A groove is formed, and the front cover plate of the double-sided cover impeller is centered at the rear cover plate so that water can flow from the front. The ball inlet is formed in a large diameter than the axial bore, the end face cover impeller preferably has a structure of the blade is exposed to the front side from which the water flows as a front cover plate structure removed.
또한, 임펠러가 수용되는 각각의 챔버들은 상기 모터 축 상에 장착된 상태로 전후 방향으로 상호 밀착되어 결합되되, 상기 모터 축이 통과하는 각 챔버들의 축공이 상기 모터 축 둘레의 베어링부 표면에 지지된 상태로 유지되고, 상기 혼합부는 단면 덮개형 임펠러와 양면 덮개형 임펠러가 교대로 배열되도록 상기 양면 덮개형 임펠러를 수용한 챔버와 상기 단면 덮개형 임펠러를 수용한 챔버가 전후 방향으로 번갈아 배열되는 것이 바람직하고, 본 발명은 상기 단면 덮개형 임펠러와 상기 양면 덮개형 임펠러의 각 블레이드들은 곡선의 길이단을 따라 다수의 절단된 통로들을 갖는 것, 전후 방향으로 밀착 결합되는 각 챔버들 내부에 번갈아 수용되는 상기 양면 덮개형 임펠러와 상기 단면 덮개형 임펠러는 서로 간에 블레이드의 곡선 방향이 반대 방향으로 향하는 것, 및 상기 단면 덮개형 임펠러와 상기 양면 덮개형 임펠러는 적어도 후방 덮개판의 외주연을 따라 다수의 돌기들이 형성되는 것 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다. In addition, each of the chambers in which the impeller is accommodated is coupled to each other in the front-rear direction while being mounted on the motor shaft, and the shaft holes of the chambers through which the motor shaft passes are supported on the bearing surface around the motor shaft. Maintaining the state, it is preferable that the mixing part is arranged in an alternating direction in the front-rear direction and the chamber accommodating the double-sided cover-type impeller so that the double-sided cover-type impeller and the double-sided cover-type impeller are alternately arranged. In the present invention, each blade of the single-sided cover-type impeller and the double-sided cover-type impeller has a plurality of cut passages along a lengthwise end of the curve, and is alternately accommodated in each of the chambers tightly coupled in the front-rear direction. The double-sided cover-type impeller and the single-sided cover-type impeller have a curved direction of the blades opposite each other. It, and the end face cover type impeller and the double-side cover type impeller head may further include at least one of which being at least a large number of projections are formed along the outer circumferential edge of the rear cover plate.
본 발명에 따르면, 상기 후방 덮개판의 앞뒤 양면 상에 상기 축공을 중심으로 다수의 블레이드들이 형성된 구조를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 후방 덮개판의 앞면에 형성된 블레이드들과 상기 후방 덮개판의 후면에 형성된 블레이드들은 블레이드의 곡선 방향이 서로 반대방향으로 향하도록 구성되는 것이 바람직하다. According to the present invention, it may further include a structure in which a plurality of blades are formed around the shaft hole on both front and rear sides of the rear cover plate, in which case the blades formed on the front surface of the rear cover plate and the rear cover plate It is preferable that the blades formed on the rear side are configured such that the curved directions of the blades are directed in opposite directions to each other.
상술된 특징들로부터 본 발명에 따르면, 종래 기술에서의 가압펌프와 다단믹서기의 결합 구성에 비해 구조가 보다 간단하면서도 임펠러와 이를 수용한 챔버의 구성만으로도 보다 미세한 나노버블 생성과 기액 혼합이 가능하게 된다. According to the present invention from the above-described features, the structure is simpler than the combined configuration of the pressure pump and the multi-stage mixer in the prior art, but it is possible to generate finer nanobubbles and gas-liquid mixing only by the configuration of the impeller and the chamber containing the same. .
도 1은 본 발명에 따른 나노버블의 생성 및 기체혼합 장치의 구성도,
도 2는 도 1의 장치를 구성하는 다양한 형태의 임펠러들을 나타낸 사시도,
도 3은 도 2에 따른 다수의 임펠러와 이러한 임펠러들이 수용되는 챔버의 배열을 나타낸 분해사시도,
도 4는 도 3의 배열 관계를 갖는 임펠러 및 챔버의 조립 단면도,
도 5는 도 2에 따른 임펠러들의 변형례 1을 나타낸 사시도,
도 6은 도 2에 따른 임펠러들의 변형례 2를 나타낸 사시도,
도 7은 도 2에 따른 임펠러들의 변형례 3을 나타낸 사시도.1 is a block diagram of the nano-bubble generation and gas mixing device according to the present invention,
2 is a perspective view showing various types of impellers constituting the device of FIG. 1;
3 is an exploded perspective view showing the arrangement of a plurality of impellers according to FIG. 2 and a chamber in which these impellers are accommodated;
Figure 4 is an assembled cross-sectional view of the impeller and the chamber having the arrangement of Figure 3,
Figure 5 is a perspective view showing a modification 1 of the impeller according to Figure 2,
Figure 6 is a perspective view showing a modification 2 of the impeller according to Figure 2,
7 is a perspective view showing a modification 3 of the impeller according to FIG. 2;
이하 첨부된 도면과 실시예들을 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and examples.
아래의 실시예에서는 발명을 설명함에 있어서 필연적인 부분들을 제외하고는 그 도시와 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 걸쳐 동일 유사한 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 반복하지 않고 생략하기로 한다.In the following embodiments, the illustration and description are omitted except for inevitable parts in describing the invention, and the same reference numerals are assigned to the same similar elements throughout the specification, and detailed description thereof will be omitted without being repeated. do.
도 1은 본 발명에 따른 나노버블의 생성 및 기체혼합 장치의 구성을 나타낸 것으로, 본 발명의 나노버블의 생성 및 기체혼합 장치는 유체 속에 공기(Air), 산소(O2), 질소(N2), 오존(O3), 이산화탄소(CO2) 등의 기체를 선택적으로 미세화 및 혼합시킨 나노버블을 생성하여 기체 용존율을 높여줌으로써 저수지, 수족관, 또는 양식장 등의 수질을 개선하거나 식수, 세척수 또는 살균수 등의 제공을 위한 목적으로 사용될 수 있다. Figure 1 shows the configuration of the nanobubble generation and gas mixing device according to the present invention, the nanobubble generation and gas mixing device of the present invention is air (Air), oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ) in the fluid ), Ozone (O 3 ), carbon dioxide (CO 2 ), etc., by selectively minimizing and mixing nanobubbles to increase the gas dissolution rate by increasing the gas dissolution rate, thereby improving the water quality of reservoirs, aquariums, farms, or drinking water, washing water, or It can be used for the purpose of providing sterilized water.
본 발명의 나노버블의 생성 및 기체혼합 장치는 종래의 기체 용존수 생성장치에서 하나의 관로 상에 가압펌프와 다단믹서기가 순차적으로 배치되었던 구성을 하나의 펌프가 나노버블 생성 및 기체혼합 기능을 함께 갖도록 구성(100; 이하 '펌프'라 함)한 것으로, 상기 관로 상에 상기 펌프(100)의 입구측 배관(101)과 토출측 배관(102)을 연결하는 순환관(103)이 설치되고, 상기 펌프(100)의 입구측 배관(101)과 연결되는 상기 순환관(103)의 일측에 외기를 공급하는 소정의 기체공급부(200)가 연결된 구성을 제공한다. The nanobubble generation and gas mixing device of the present invention has a configuration in which a pressure pump and a multi-stage mixer are sequentially arranged on one pipeline in a conventional gas dissolved water generation device, and one pump combines nanobubble generation and gas mixing functions. It is configured to have (100; hereinafter referred to as 'pump'), a
순환관(103)은 펌프(100)에 의해 압축 및 1차 나노버블 생성된 유체(또는 물)의 일부를 회수하여 저압부인 펌프 입구측 배관(101)으로 이송하는 것으로, 상술한 바와 같이 순환관(103)의 일측에는 외기를 공급하는 기체공급부(200)가 연결될 수 있다. 여기서, 외기는 공기(Air), 산소(O2), 질소(N2), 오존(O3), 이산화탄소(CO2) 등을 포함하는 다양한 기체군 중에서 적어도 1종 이상이 선택될 수 있다. The
기체공급부(200)는 급기관(201)을 통해 순환관(103)과 연결되고, 상기 급기관(201)에는 기체공급부(200)로부터 제공되는 기체 공급량을 조절하기 위한 유량밸브(202)와, 기체 또는 고압수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(203)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 급기관(201)과 순환관(103)의 연결부는 삼방밸브(104)로 연결되고, 상기 삼방밸브(104)는 순환관(103)을 따라 입구와 출구가 넓고 내부가 좁은 벤츄리관 구조로 제공됨이 바람직하다. 이와 같은 구성에서 순환관(103)을 따라 저압부인 펌프 입구측 배관(101)으로 이송되는 유체(또는 물)은 벤츄리관의 병목지점을 통과하는 동안 압력이 급강하하며 유속이 크게 증대되고, 따라서 기체공급부(200)로부터 급기관(201)을 통해 공급된 기체가 별도의 동력으로 강제로 밀어넣지 않고도 스스로 순환관(103) 내부로 자흡됨으로써 순환관(103) 내부의 유체(또는 물)와 혼합된다. 여기서, 공급된 기체는 상술한 바와 같이 공기(Air), 산소(O2), 질소(N2), 오존(O3), 이산화탄소(CO2) 등을 포함하는 다양한 기체군 중에서 적어도 1종 이상이 선택될 수 있으며, 용도에 따라 산소가 용존된 산소수, 질소가 용존된 질소수, 오존이 용존된 오존수, 이산화탄소가 용존된 탄소수 등을 생성할 수 있게 된다. The
펌프(100)의 입구측 배관(101)과 토출측 배관(102)에는 급수 또는 토출 유체의 유량을 제어하고 유로를 개폐할 수 있도록 각각 개폐밸브(101a)(102a)가 구비될 수 있다. 또한, 순환관(103)의 단부, 즉 펌프(100)의 토출측 배관(102)과 순환관(103)의 연결 부분에는 도시되지는 않았지만 유체의 압력을 측정 및 감지하는 압력게이지(수압센서)와 물없음 신호를 인가하기 위한 안전센서가 구비될 수 있다. The
본 발명에서 펌프(100)는 급수관(입구측 배관;101)을 통해 유입된 물과 급기관(201)을 통해 공급된 기체를 다수의 임펠러 및 챔버 구조를 통해 고압으로 압축 및 혼합하고 반복적으로 타격을 가하는 것으로, 이러한 펌프(100)의 작동은 이때 유체 속에서 발생하는 캐비테이션(cavitation)을 이용하여 버블(bubble)을 생성하게 된다. 이 작동을 위해 상기 펌프(100)는 하나의 축 상에 다수의 임펠러(110)와 이들 각각의 임펠러를 수용하는 다수의 챔버(120)가 내장된 혼합부(105)를 포함하는 구성으로서, 각각의 임펠러(110)는 각각의 챔버(120) 내에 수용된 형태로 모터(130)의 축(모터 축;131)에 연결되고 각각의 챔버(120)는 상기 축(131) 둘레의 베어링부(다수의 베어링 또는 부싱들; 132)에 지지된 상태로 유지된다. In the present invention, the
도 2는 도 1의 장치를 구성하는 다양한 형태의 임펠러들을 도시한 것으로, 이러한 임펠러(110)들은 모터 축(131)이 끼워지는 축공(111)을 중심으로 그 주변에 다수의 블레이드(112)들이 형성된 것으로, 각각의 블레이드(112)들은 일정한 방향으로 서로 간격을 두고 곡선 형태로 제공되며, 각 블레이드(112)들의 사이는 축공(111)을 중심으로 외측 방향으로 개방된 구조로 제공된다. 또한, 임펠러(110)들은 블레이드(112)들의 후방측에만 덮개판(즉, '후방 덮개판'; 113)이 구비된 단면 덮개형 임펠러(100'; 도 2b 참조)와, 전방 및 후방 양측에 덮개판, 즉 전방 덮개판(114)과 후방 덮개판(113)이 구비된 양면 덮개형 임펠러(110"; 도 2a 참조)로 제공될 수 있다. 후방 덮개판(113)의 중앙에 형성되는 축공(111)은 내주를 따라 모터 축(131) 표면의 기어(131a, 도 3 참조)와 치합되는 기어홈(111a)이 형성되어 있으며, 양면 덮개형 임펠러(110")의 경우 전방 덮개판(114)은 전방으로부터 물이 유입될 수 있도록 중앙에 상기 후방 덮개판(113)의 축공(111)보다 넓은 직경의 유입공(114a)이 형성되어 있으며, 단면 덮개형 임펠러(110')는 전방 덮개판이 제거된 구조이므로 유입공이 필요없고 물이 유입되는 전방측에 대해 블레이드(112)가 노출된 구조를 갖는다. 이와 같은 임펠러들은 아래에 설명하는 바와 같이 상기 펌프(100) 내에서 교대로 배열되는 것이 바람직한데, 펌프 내부로 유입된 유체(또는 물)는 블레이드에 의해 고속으로 회전하면서 혼합, 압축 및 미세화된다. FIG. 2 shows various types of impellers constituting the apparatus of FIG. 1, and these
도 3은 도 2에 따른 다수의 임펠러와 이러한 임펠러들이 수용되는 챔버의 배열을 나타낸 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 배열 관계를 갖는 임펠러 및 챔버의 조립 단면도로서, 상술한 바와 같이 각각의 임펠러(110)들이 수용되는 챔버(120)들은 모터 축(131) 상에 장착된 상태로 전후 방향으로 상호 밀착되어 결합되는 것으로, 모터 축(131)이 통과하는 각 챔버(120)들의 축공(121)이 모터 축(131) 둘레의 베어링부(132) 표면에 지지된 상태로 유지되고, 각 임펠러(110)들은 중앙의 축공(111)에 형성된 기어홈(111a)이 모터 축(131) 표면의 기어(131a)에 치합되어 모터 구동시 함께 회전하게 된다. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the arrangement of a plurality of impellers according to FIG. 2 and a chamber in which these impellers are accommodated, and FIG. 4 is an assembled cross-sectional view of the impeller and chambers having the arrangement relationship of FIG. 3, and each impeller as described above The
챔버(120)들은 물이 유입되는 전방측이 개방된 구조를 이루며, 중앙의 축공(121)을 중심으로 내주 선단을 따라 물이 유출되는 유출공(122)이 형성되어 있음이 바람직하다. 또한, 각각의 챔버(120)에 수용되는 임펠러(110)의 전방측은 물이 유입되는 펌프 하단 방향으로 향하도록 배열되는 것이 바람직하다. The
이와 같은 다수의 임펠러와 챔버들의 배열은 전후 방향으로 밀착·결합되는 각각의 챔버(120)들에 대하여 단면 덮개형 임펠러(110')와 양면 덮개형 임펠러(110")가 교대로 내장되는 배열, 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이 양면 덮개형 임펠러(100")를 수용한 챔버(120)와 단면 덮개형 임펠러(110')를 수용한 챔버(120)가 전후 방향으로 번갈아 배열되는 것이 바람직하다. The arrangement of a plurality of such impellers and chambers is an arrangement in which the single-sided cover-type impeller 110 'and the double-sided cover-
도 5는 도 2에 따른 임펠러들의 한 변형례를 도시한 것으로, 단면 덮개형 임펠러(110')와 양면 덮개형 임펠러(110")의 각 블레이드(112)들은 곡선의 길이단을 따라 다수의 부분이 절단된 형태로 제공될 수 있다. 이와 같은 절단된 통로(112a)들은 유체(또는 물)가 블레이드(112)를 따라 회전하는 과정에서 보다 많은 충돌과 유속의 변화를 제공할 수 있으며, 그에 따라 블레이드 상의 절단된 통로(112a)들을 통해 물분자가 충돌을 일으켜 물분자들을 더욱 미세화할 수 있게 된다. FIG. 5 shows one modification of the impellers according to FIG. 2, wherein each
도 6은 도 2에 따른 임펠러들의 다른 변형례를 도시한 것으로, 여기서는 전후 방향으로 밀착 결합되는 각 챔버들 내부에 번갈아 수용되는 양면 덮개형 임펠러(110")와 단면 덮개형 임펠러(110')가 서로 간에 블레이드(112)의 곡선 방향이 반대 방향으로 향하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 양면 덮개형 임펠러에서 블레이드들의 곡선 방향이 모터 축의 회전방향과 동일한 방향으로 형성된 경우, 상기 양면 덮개형 임펠러의 다음에 설치되는 단면 덮개형 임펠러의 블레이드들은 모터 축의 회전방향과 반대 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 그 반대의 경우로서 단면 덮개형 임펠러의 블레이드들의 곡선 방향이 모터 축의 회전방향과 동일한 방향으로 형성된 경우, 상기 단면 덮개형 임펠러의 다음에 설치되는 양면 덮개형 임펠러의 블레이드들은 모터 축의 회전방향과 반대 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 전후 방향의 블레이들의 곡선 방향이 반대로 형성될 경우, 전방의 임펠러에 의해 운반된 유수 흐름이 후방의 임펠러에 의해 충돌 또는 방향이 바뀌게 되어 물분자들간에 와류가 발생하며, 결국 공급된 기체와 액체(물)의 혼합이 더욱 원활해지고 기포의 생성이 더욱 미세화될 수 있다. FIG. 6 shows another modified example of the impellers according to FIG. 2, wherein the double-sided cover-
한편, 본 변형례는 도면에 도시하지는 않았지만, 후방 덮개판(113)의 앞뒤 양면 상에 상기 축공(111)을 중심으로 다수의 블레이드(112)들이 형성된 구조를 갖출 수도 있다. 이 경우, 후방 덮개판의 앞면에 형성된 블레이드들과 후방 덮개판의 후면에 형성된 블레이드들은 이들 블레이드들의 곡선 방향이 서로 반대방향으로 향하도록 구성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 유수의 흐름과 와류 생성을 더욱 가속화할 수 있다. Meanwhile, although this modification is not illustrated in the drawings, a plurality of
도 7은 도 2에 따른 임펠러들의 또 다른 변형례를 도시한 것으로, 각각의 임펠러들, 즉 단면 덮개형 임펠러(110')와 양면 덮개형 임펠러(110")는 적어도 후방 덮개판(113)의 외주연을 따라 다수의 돌기(115)들을 구비할 수 있다. 이러한 돌기(115)들은 각 블레이드(112)들의 끝단으로부터 이격되어 있으며, 상기 각 블레이드를 따라 회전하며 임펠러 외부로 배출되는 물분자들이 배출 과정에서 충돌하도록 하여 물분자들을 더욱 미세화할 수 있게 된다. FIG. 7 shows another modification of the impellers according to FIG. 2, wherein each of the impellers, that is, the single-
상술한 실시예 및 변형례들을 통해 도시하지는 않았지만, 도 5 내지 도 7의 변형례들은 이들 상호간에 적어도 하나 이상 결합된 형태로 제공될 수 있으며, 또한 도 5 내지 도 7의 변형례들 또는 이들 변형례의 결합된 형태의 경우, 도 2의 실시예에 적어도 하나 이상 결합된 형태로도 구성이 가능하다. 이를 통해 본 발명은 물분자가 충돌 및 와류 발생을 더욱 가속화하여 기체와 액체(물)의 혼합 및 물분자들의 미세화를 통한 초미세기포, 즉 나노버블 생성이 가능하게 된다. Although not illustrated through the above-described embodiments and modifications, the modifications of FIGS. 5 to 7 may be provided in a form in which at least one is coupled to each other, and also the modifications of FIGS. 5 to 7 or these modifications In the case of the combined form of the example, it is possible to configure the combined form of at least one or more in the embodiment of FIG. 2. Through this, the present invention further accelerates the collision and vortex generation of water molecules, thereby enabling generation of ultra-fine-strength bubbles, that is, nanobubbles, through mixing of gas and liquid (water) and refinement of water molecules.
이상 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명하였으나, 지금까지 설명한 내용들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 그 일부를 예시한 정도에 불과하며, 아래에 첨부된 청구범위에 나타날 수 있는 것을 제외하고는 상술한 내용에 의해 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명은 이와 동일한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 범위 내에서 발명의 기술적 사상과 요지를 벗어나지 않으면서 균등물의 많은 변화, 수정 및 대체가 이루어질 수 있음을 이해하여야 할 것이다. Although various embodiments of the present invention have been described above, the contents described so far are merely illustrative of some of the preferred embodiments of the present invention, except that they may appear in the appended claims. It is not limited by the above. Therefore, the present invention understands that those skilled in the same technical field can make many changes, modifications, and replacements of equivalents without departing from the technical spirit and gist of the invention within the scope of the following claims. Will have to.
100 : 펌프
101 : 입구측 배관
102 : 토출측 배관
101a,102a : 개폐밸브
103 : 순환관
104 : 삼방밸브
105 : 혼합부
110,110',110" : 임펠러
111,121 : 축공
111a : 기어홈
112 : 블레이드
112a : 통로
113 : 후방 덮개판
114 : 전방 덮개판
114a : 유입공
115 : 돌기
120 : 챔버
130 : 모터
131 : 모터 축
131a : 기어
132 : 베어링부
200 : 기체공급부
201 : 급기관
202 : 유량밸브
203 : 체크밸브100: pump
101: inlet piping
102: discharge side piping
101a, 102a: open / close valve
103: circulation tube
104: three-way valve
105: mixing unit
110,110 ', 110 ": Impeller
111,121: Shaft hole
111a: Gear groove
112: blade
112a: passage
113: rear cover plate
114: front cover plate
114a: Inlet hole
115: projection
120: chamber
130: motor
131: motor shaft
131a: Gear
132: bearing
200: gas supply unit
201: Air supply pipe
202: flow valve
203: check valve
Claims (5)
상기 후방 덮개판의 중앙에 형성되는 축공은 내주를 따라 상기 모터 축 표면의 기어와 치합되는 기어홈이 형성되고, 상기 양면 덮개형 임펠러의 전방 덮개판은 전방으로부터 물이 유입될 수 있도록 중앙에 상기 후방 덮개판의 축공보다 넓은 직경의 유입공이 형성되고, 상기 단면 덮개형 임펠러는 전방 덮개판이 제거된 구조로서 물이 유입되는 전방측에 대해 블레이드가 노출된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 나노버블 생성 및 기체혼합 장치.According to claim 1,
The shaft hole formed in the center of the rear cover plate is formed with a gear groove meshing with the gear on the surface of the motor shaft along the inner circumference, and the front cover plate of the double-sided cover impeller is centered so that water can flow from the front. Nanobubble generation and characterized in that the inlet hole of a diameter larger than the axial hole of the rear cover plate is formed, and the cross-section cover-type impeller has a structure in which the front cover plate is removed and the blade is exposed to the front side where water flows in. Gas mixing device.
상기 혼합부는 단면 덮개형 임펠러와 양면 덮개형 임펠러가 전후 교대로 배열된 구성을 갖도록 상기 양면 덮개형 임펠러를 수용한 챔버와 상기 단면 덮개형 임펠러를 수용한 챔버가 전후 방향으로 번갈아 배치되는 것을 특징으로 하는 나노버블 생성 및 기체혼합 장치.According to claim 2,
The mixing part is characterized in that the chamber containing the double-sided cover-type impeller and the chamber containing the single-sided cover-type impeller are alternately arranged in the front-rear direction so that the single-sided cover-type impeller and the double-sided cover-type impeller have alternating configurations. Nano bubble generation and gas mixing device.
상기 단면 덮개형 임펠러와 상기 양면 덮개형 임펠러의 각 블레이드들은 곡선의 길이단을 따라 다수의 절단된 통로들을 갖는 형태, 상기 양면 덮개형 임펠러와 상기 단면 덮개형 임펠러는 서로 간에 블레이드의 곡선 방향이 반대 방향으로 구성된 형태, 상기 단면 덮개형 임펠러와 상기 양면 덮개형 임펠러는 적어도 후방 덮개판의 외주연을 따라 다수의 돌기들이 형성된 형태, 및 상기 후방 덮개판의 앞뒤 양면 상에 축공을 중심으로 다수의 블레이드들이 형성되되 상기 후방 덮개판의 앞면에 형성된 블레이드들과 상기 후방 덮개판의 후면에 형성된 블레이드들은 블레이드의 곡선 방향이 서로 반대방향으로 구성된 형태 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 나노버블 생성 및 기체혼합 장치.According to claim 2,
Each of the blades of the single-sided cover-type impeller and the double-sided cover-type impeller has a shape having a plurality of cut passages along the length of the curved end, and the double-sided cover-type impeller and the single-sided cover-type impeller have opposite blades in a curved direction. Formed in the direction, the single-sided cover-type impeller and the double-sided cover-type impeller are formed with a plurality of protrusions along at least the outer periphery of the rear cover plate, and a plurality of blades around the shaft hole on both front and rear sides of the rear cover plate Nanobubble generation and gas mixing device, wherein the blades formed on the front surface of the rear cover plate and the blades formed on the rear side of the rear cover plate further include at least one of a shape in which the curved directions of the blades are opposite to each other. .
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102347019B1 (en) | 2021-05-28 | 2022-01-03 | 조희룡 | The fluid supply pipe with twin venturi effect and aquaculture system equipped with an oxygen supply device for aquaculture organisms applying the same |
KR20220005885A (en) * | 2020-07-07 | 2022-01-14 | 지수민 | Nano-bubble generator device |
WO2022143015A1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-07-07 | 中海油天津化工研究设计院有限公司 | Micro-bubble pressurized circulating ozone catalytic oxidation reactor and method for treating waste water |
KR20220112065A (en) * | 2021-02-03 | 2022-08-10 | 주식회사 연 | Micro bubble generator with multi impeller structure |
KR20230051961A (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-19 | 지효근 | A Connection socket for nano bubble generator |
KR20230144674A (en) * | 2022-04-07 | 2023-10-17 | 최무성 | Nano bubble generator |
CN117443192A (en) * | 2023-12-25 | 2024-01-26 | 安徽华中半导体材料有限公司 | Argon recovery and purification device and process |
KR20240028247A (en) | 2022-08-24 | 2024-03-05 | 주식회사 한화그린 | Nanobubble production chamber structure for nanobubble generator |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200340209Y1 (en) * | 2003-11-14 | 2004-01-31 | 이종환 | Structure of rotation pump for minute air bubble occurrence |
KR101594086B1 (en) * | 2015-04-06 | 2016-04-01 | 주식회사 이엠비 | Nanosized bubble and hydroxyl radical generator, and system for processing contaminated water without chemicals using the same |
KR101708597B1 (en) * | 2016-10-05 | 2017-02-22 | 김대준 | Apparatus for generating nanobuble |
-
2019
- 2019-10-29 KR KR1020190135323A patent/KR102093837B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200340209Y1 (en) * | 2003-11-14 | 2004-01-31 | 이종환 | Structure of rotation pump for minute air bubble occurrence |
KR101594086B1 (en) * | 2015-04-06 | 2016-04-01 | 주식회사 이엠비 | Nanosized bubble and hydroxyl radical generator, and system for processing contaminated water without chemicals using the same |
KR101708597B1 (en) * | 2016-10-05 | 2017-02-22 | 김대준 | Apparatus for generating nanobuble |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102455181B1 (en) * | 2020-07-07 | 2022-10-14 | 지효근 | Nano-bubble generator device |
KR20220005885A (en) * | 2020-07-07 | 2022-01-14 | 지수민 | Nano-bubble generator device |
WO2022143015A1 (en) * | 2020-12-29 | 2022-07-07 | 中海油天津化工研究设计院有限公司 | Micro-bubble pressurized circulating ozone catalytic oxidation reactor and method for treating waste water |
KR102548701B1 (en) * | 2021-02-03 | 2023-06-28 | 주식회사 피에이치케이 | Micro bubble generator with multi impeller structure |
KR20220112065A (en) * | 2021-02-03 | 2022-08-10 | 주식회사 연 | Micro bubble generator with multi impeller structure |
KR102347019B1 (en) | 2021-05-28 | 2022-01-03 | 조희룡 | The fluid supply pipe with twin venturi effect and aquaculture system equipped with an oxygen supply device for aquaculture organisms applying the same |
KR20230051961A (en) * | 2021-10-12 | 2023-04-19 | 지효근 | A Connection socket for nano bubble generator |
KR102565368B1 (en) * | 2021-10-12 | 2023-08-08 | 지효근 | A Connection device for nano bubble generator |
KR20230144674A (en) * | 2022-04-07 | 2023-10-17 | 최무성 | Nano bubble generator |
KR102618660B1 (en) * | 2022-04-07 | 2023-12-27 | 최무성 | Nano bubble generator |
KR20240028247A (en) | 2022-08-24 | 2024-03-05 | 주식회사 한화그린 | Nanobubble production chamber structure for nanobubble generator |
CN117443192A (en) * | 2023-12-25 | 2024-01-26 | 安徽华中半导体材料有限公司 | Argon recovery and purification device and process |
CN117443192B (en) * | 2023-12-25 | 2024-03-15 | 安徽华中半导体材料有限公司 | Argon recovery and purification device and process |
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