KR102147664B1

KR102147664B1 - 미세 기포 발생장치

Info

Publication number: KR102147664B1
Application number: KR1020190133722A
Authority: KR
Inventors: 이승욱
Original assignee: 우림종합건설 주식회사
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-08-25

Abstract

본 발명은 미세 기포 발생장치에 대한 것으로서, 특히 펌프의 전단에 연결된 물 유입로에 물 저장부를 형성한 미세 기포 발생장치에 관한 것이다. 본 발명은 펌프와 연결된 물 유입로에 물 저장부를 구비하여 마중물을 효과적으로 저장할 수 있다. 또한, 본 발명은 감지부를 구비하여 물 저장로 내를 이동하는 유체를 감지함으로써, 물 저장로 내에 물이 항상 저장되어 있도록 할 수 있다.

Description

미세 기포 발생장치{FINE BUBBLE GENERATOR}

본 발명은 미세 기포 발생장치에 대한 것으로서, 특히 펌프의 전단에 연결된 물 유입로에 물 저장부를 형성한 미세 기포 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 가압 펌프를 가동시키기 위해서는 마중물이 필요하다. 다만, 진공흡입장치는 마중물이 필요없지만 고가이므로 사용하는데 어려움이 있다. 따라서, 대부분 가압 펌프를 사용하지만 마중물을 제공할 수 있는 마중물 탱크가 필수적이다.

또한, 마중물 탱크를 사용할 경우 마중물 탱크에 물을 채워넣기 위한 자흡식 펌프도 추가되어야 하며, 이러한 가압 펌프를 미세 기포 발생장치에 적용할 경우 두 대의 펌프가 지속적으로 가동되어야 한다.

따라서, 미세 기포 발생장치를 가동하는데 필요한 에너지가 과다하고 펌프 및 마중물 탱크 제작에 의한 비용 상승 및 장치 설치에 필요한 공간이 커지는 문제가 있다.

한국등록특허공보 제10-0748580호(2007.08.06.)

본 발명의 목적은 마중물 탱크와 자흡식 펌프를 사용하지 않고도 가압펌프를 적용할 수 있는 미세 기포 발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 미세 기포 발생장치는, 물이 유입되는 물 유입로와, 공기가 유입되는 공기 유입로, 물 유입로와 공기 유입로를 통해 물과 공기가 각각 흡입되도록 하는 펌프, 펌프에 의해 유입된 공기와 물을 혼합하는 혼합 탱크, 혼합 탱크에 연결된 압축기, 및 물 유입로의 일부 영역인 물 저장로와, 물 저장로의 양단에 구비된 밸브를 구비하는 물 저장부를 포함한다.

물 저장로는 펌프에서 멀어질수록 상향 경사지거나, 하향 굴곡질 수 있다.

물 저장로와 연결된 물 유입로는 일부 영역이 상향 경사질 수 있다.

본 발명에 따른 미세 기포 발생장치는 펌프와 연결된 물 유입로에 물 저장부를 구비하여 마중물을 효과적으로 저장할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 미세 기포 발생장치는 감지부를 구비하여 물 저장로 내를 이동하는 유체를 감지함으로써, 물 저장로 내에 물이 항상 저장되어 있도록 할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 기포 발생장치의 개념도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 미세 기포 발생장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 기포 발생장치의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 기포 발생장치에서 감지부의 개략 사시도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 기포 발생장치의 개념도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 기포 발생장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 물이 유입되는 물 유입로(100)와, 공기가 유입되는 공기 유입로, 물 유입로(100)와 공기 유입로를 통해 물과 공기가 각각 흡입되도록 하는 펌프(300), 펌프(300)에 의해 유입된 공기와 물을 혼합하는 혼합 탱크(400), 혼합 탱크(400)에 연결된 압축기(500), 및 물 유입로(100)에 구비된 물 저장부(600)를 포함한다.

물 유입로(100)는 기포 생성에 사용할 물을 유입시킨다. 여기서, 물 유입로(100)로 유입되는 물은 자연수계 정화 목적으로 사용할 경우 해당 자연수계의 물을 이용할 수 있다. 물론, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 자연수계의 물 대신 정화된 물을 물 유입로(100)로 공급할 수도 있다.

공기 유입로는 기포 생성에 필요한 공기를 유입시켜 연결로(700)를 통해 혼합 탱크(400)에 공급한다. 여기서, 공기 유입로로 유입되는 기체는 필요에 따라 공기 외에 질소 등의 다른 기체를 포함할 수도 있다.

펌프(300)는 물 유입로(100)와 공기 유입로로 물과 공기가 각각 유입될 수 있도록 한다. 이를 위해서, 펌프(300)는 물 유입로(100)와 공기 유입로에 직접 연결되며, 펌프(300)를 통해 유입된 물과 공기는 펌프(300)와 혼합 탱크(400) 사이에 연결된 연결로(700)를 통해 혼합 탱크(400)로 이송된다.

혼합 탱크(400)는 펌프(300)를 통해 물 유입로(100)와 공기 유입로로 유입된 물과 공기를 혼합한다. 또한, 혼합 탱크(400)는 내부에, 일부 영역이 개방되며 서로 이격된 다수개의 플레이트가 형성될 수 있다. 여기서, 다수개의 플레이트는 개방된 일부 영역이 서로 마주보지 않도록 어긋나게 형성되는 것이 바람직하며, 다수개의 플레이트 간 이격 간격은 동일한 것을 예시한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다수개의 플레이트 간 이격 간격은 서로 상이할 수도 있다.

한편, 펌프(300)와 혼합 탱크(400) 사이에는 연결로(700)가 구비되어 펌프(300)를 통해 흡입된 물과 공기가 혼합 탱크(400)로 이송되도록 한다.

압축기(500)는 혼합 탱크(400)의 내부 압력을 증가시킨다. 이를 위해서, 압축기(500)는 혼합 탱크(400)에 직접 연결되며, 혼합 탱크(400) 내부의 압력을 압력 측정 센서를 통해 측정한 후 이를 통해 혼합 탱크(400) 내부 압력을 제어할 수 있다.

물 저장부(600)는 물 유입로(100)에 구비되어 펌프(300)의 작동이 중단되기 전 물을 저장한다. 이를 위해서, 물 저장부(600)는 도 1에 도시된 바와 같이, 물 유입로(100)의 중단에 정의된 물 저장로(610)와, 물 저장로(610)의 양단에 설치된 밸브(620)를 포함한다.

물 저장로(610)는 펌프(300)의 전단, 즉, 펌프(300)로 물이 유입되는 방향에서, 펌프(300)에 근접한 물 유입로(100)의 일부 영역을 사용한다. 이에 따라, 물 저장로(610)는 도 1에 도시된 바와 같이, 직선 형태가 되며, 직선 형태의 물 저장로(610) 양단에 물의 이동을 단속하는 밸브(620)가 각각 구비된다. 또한, 밸브(620)는 펌프(300) 작동 중단 시 물 저장로(610)에 물이 존재하는 상태에서 물 저장로(610)의 양단을 폐쇄하여 물 저장로(610)에 물이 저장되도록 하며, 펌프(300) 작동 시에는 물 저장로(610) 양단을 개방하여 물 저장로(610)에 저장된 물이 마중물 역할을 하도록 한다. 이러한 구조에 의해서, 물 저장부(600)는 펌프(300)의 작동 여부에 관계없이 내부에 항상 물이 저장되도록 한다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 미세 기포 발생장치의 개념도이다.

한편, 도 1은 물 저장로(610)가 직선 형태인 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 물 저장로(610)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하향 절곡된 'U'형태일 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 물 저장로(610)는 수평하게 유지하고 물 저장로(610)의 외부에 위치된 물 유입로(100)를 경사지도록 할 수도 있다. 물론, 물 저장로(610)만 일 방향으로 경사지도록 구비될 수도 있으며, 도 3의 상태에서 물 저장로(610)도 일 방향으로 경사지도록 할 수도 있다. 이 경우, 펌프(300)가 위치한 방향으로 경사지도록 하여 물 저장로(610) 내부의 물이 빠져나가지 않도록 하는 것이 바람직하다. 더욱이, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 도 2와 도 3이 결합된, 즉, 물 저장로(610)는 하향 절곡되고 물 저장로(610)의 외부에 위치된 물 유입로(100)를 경사지도록 할 수도 있다.

밸브(620)는 물 저장로(610)의 양단을 개폐하여 펌프(300) 작동 중단 시 물 저장로(610) 내부에 물이 저장되도록 한다. 이러한 밸브(620)는 물 저장로(610) 양단에 구비된 제1 밸브(621)와 제2 밸브(622)를 포함한다. 여기서, 제1 밸브(621)와 제2 밸브(622)는 개폐 시 서로 동일한 시점에 개폐되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 예를 들어, 제1 밸브(621)와 제2 밸브(622)로 솔레노이드 밸브(620)를 사용하고, 제1 밸브(621)나 제2 밸브(622) 중 어느 하나의 밸브(620)가 개폐될 때 나머지 밸브(620)도 개폐되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 펌프와 연결된 물 유입로에 물 저장부를 구비하여 마중물을 효과적으로 저장할 수 있다.

다음은 감지 센서가 구비된 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 기포 발생장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 후술할 내용 중 전술된 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 기포 발생장치의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 기포 발생장치의 개념도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 기포 발생장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 물이 유입되는 물 유입로(100)와, 공기가 유입되는 공기 유입로, 물 유입로(100)와 공기 유입로를 통해 물과 공기가 각각 흡입되도록 하는 펌프(300), 펌프(300)에 의해 유입된 공기와 물을 혼합하는 혼합 탱크(400), 혼합 탱크(400)에 연결된 압축기(500), 물 유입로(100)에 구비된 물 저장부(600), 및 물 저장부(600) 내의 물 흐름을 감지하는 감지부를 포함한다. 여기서, 물 유입로(100)와 공기 유입로, 펌프(300), 혼합 탱크(400), 압축기(500), 및 물 저장부(600)에 대한 설명은 전술된 본 발명의 제1 실시예에 따른 미세 기포 발생장치의 설명과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 기포 발생장치에서 감지부의 개략 사시도이다.

감지부는 물 저장부(600) 내의 물 흐름을 감지하여 펌프(300)의 작동 여부를 제어하기 위한 것으로서, 감지 센서(900)와, 감지 센서(900)에서 감지된 신호에 따라 물 또는 공기의 흐름 여부를 판단하여 펌프(300)의 작동 여부를 제어하는 제어기를 포함한다.

감지 센서(900)는 물 유입로(100) 내를 이동하는 유체의 종류 및 유체의 이동 여부에 따라 상이한 신호를 생성한다. 이를 위해서, 감지 센서(900)는 저장로 감지 센서(910)와, 저장로 감지 센서(910)와 이격된 유입로 감지 센서(920)를 포함한다.

저장로 감지 센서(910)는 물 저장로(610) 내를 이동하는 유체의 종류 및 유체의 이동 여부에 따라 상이한 신호를 생성한다. 이를 위해서, 저장로 감지 센서(910)는 제1 저장로 감지 센서(911)와, 제1 저장로 감지 센서(911)와 전기적으로 절연된 제2 저장로 감지 센서(912)를 포함한다.

제1 저장로 감지 센서(911)는 물 저장로(610)의 일부 영역을 감싸도록 구비된다. 여기서, 제1 저장로 감지 센서(911)는 도시된 바와 같이, 중공의 반원 기둥 형상이되 가장자리로 제1 저장로 전극(911a)이 돌출된 형상인 것이 바람직하다. 또한, 제1 저장로 감지 센서(911)는 도전체로 형성되며 제1 저장로 전극(911a)을 통해 제어기와 전기적으로 연결된다. 여기서, 제1 저장로 전극(911a)은 두 개의 서로 이격된 전극이다.

제2 저장로 감지 센서(912)는 제1 저장로 감지 센서(911)와 동일하게 물 저장로(610)의 타부 영역을 감싸도록 구비된다. 또한, 제2 저장로 감지 센서(912)의 형상은 제1 저장로 감지 센서(911)와 동일하며 제2 저장로 전극(912a)을 통해 제어기와 전기적으로 연결된다. 물론, 제2 저장로 감지 센서(912)도 두 개의 전극을 구비하여 제어기와 연결된다. 즉, 본 실시예는 감지 센서(900)가 동일한 형태인 두 개의 감지 센서를 포함한다.

유입로 감지 센서(920)는 저장로 감지 센서(910)와 형태가 동일하되 물 유입로(100)에 구비된다.

한편, 본 실시예와 같이 감지 센서(900)가 구비될 경우, 물 저장로(610) 또는 물 유입로(100)는 비도전체, 예를 들어, 수지 등으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예는 저장로 감지 센서(910) 및 유입로 감지 센서(920) 각각이 서로 이격된 중공의 반기둥 형상인 감지 센서를 포함하는 것을 예시하였으나, 본 발명에 따른 감지 센서(900)는 하나의 중공인 원기둥 형상일 수도 있다. 또한 감지 센서(900) 역시 외부에 비도전체 하우징을 감싸 수분 유입을 방지하고, 하우징에 후크나 나사 결합 구조 등을 형성하여 물 저장로(610)나 물 유입로(100)의 외부에 장착이 용이하도록 할 수 있다. 예를 들어, 감지 센서(900)가 두 개의 반원 기둥 형태일 경우 각각을 'Ω'형태로 형성한 후 서로 마주보는 가장자리 면을 후크나 나사 결합 구조로 체결할 수 있다. 또한, 감지 센서(900)가 하나의 원 기둥 형태일 경우 'c'형태로 만들고 개구된 측면 슬릿 영역을 가장자리 외부로 각각 절곡되도록 하여 마주보는 면을 후크나 나사 결합 구조 등으로 체결할 수 있다. 물론, 감지 센서(900)가 물 저장로(610)나 물 유입로(100)에 내장되도록 할 수도 있으며, 이 경우 예를 들어, 수지로 만들어서 사출에 의해서 제작되는 물 저장로(610)나 물 유입로(100)의 수지 재질에 둘러싸이도록 할 수도 있다. 이 경우, 전극 역시 수지 재질에 둘러싸이도록 하고 제어기(1000)와 연결되는 부위에 노출되도록 할 수 있다. 더욱이 감지 센서(900)가 수지 재질에 둘러싸이도록 할 경우 감지 센서(900) 면의 일부를 천공하여 개구하되, 천공된 부위를 제거하지 않고 일부 영역이 연결되어 있도록 한 후, 이를 절곡시켜 수지 재질에서 감지 센서(900)가 이탈되거나 유동하지 않도록 할 수도 있다.

제어기(1000)는 감지 센서(900)에서 감지된 신호를 미리 저장된 기준 신호와 비교하여, 물 저장부(600) 내의 유체 이동 여부 및 물 저장부(600) 내를 이동하는 유체의 종류를 판단한다. 또한, 제어기(1000)는 물 저장부(600) 또는 물 유입로(100) 내로 물이 이동하는지 판단하여 물 저장부(600)에 항상 물이 저장되도록 한다. 이를 위해서, 제어기(1000)는 펌프(300) 작동 중단 시, 제1 감지 센서(910)에서 공기가 감지되고 제2 감지 센서(920)에서 물 또는 공기가 감지 될 경우 제1 감지 센서(910)에 물이 감지될 때까지 펌프(300)를 작동시키고, 제1 감지 센서(910)에 물이 감지되면 펌프(300)의 작동을 중단하고 밸브(620)를 폐쇄하여 물 저장로(610) 내에 물이 저장되도록 한다. 물론, 제2 감지 센서(920)에서 공기가 지속적으로 감지될 경우 펌프(300)의 작동을 중단시킨 후 오류 메시지를 표시한다. 또한, 펌프(300) 작동 중에도 제1 감지 센서(910)와 제2 감지 센서(920) 중 적어도 어느 하나에서 공기가 지속적으로 감지되면 펌프(300)의 작동을 중단시킨 후 오류 메시지를 표시한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 감지부를 구비하여 물 저장로 내를 이동하는 유체를 감지함으로써, 물 저장로 내에 물이 항상 저장되어 있도록 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

100: 물 유입로 300: 펌프
400: 혼합 탱크 500: 압축기
600: 물 저장부 610: 물 저장로
620: 밸브 621: 제1 밸브
622: 제2 밸브 700: 연결로
800: 배출로 900: 감지 센서
910: 제1 감지 센서 911: 제1 저장로 감지 센서
911a: 제1 저장로 전극 912: 제2 저장로 감지 센서
912a: 제2 저장로 전극 920: 제2 감지 센서
1000: 제어기

Claims

물이 유입되는 물 유입로와,
공기가 유입되는 공기 유입로,
상기 물 유입로와 상기 공기 유입로를 통해 물과 공기가 각각 흡입되도록 하는 펌프,
상기 펌프에 의해 유입된 공기와 물을 혼합하는 혼합 탱크,
상기 혼합 탱크에 연결된 압축기,
상기 물 유입로의 일부 영역인 물 저장로와, 상기 물 저장로의 양단에 구비된 밸브를 구비하는 물 저장부, 및
상기 물 저장부 내의 물 흐름을 감지하여 상기 펌프의 작동 여부를 제어하는 감지부를 포함하고,
상기 감지부는,
상기 물 저장로 일부 영역을 감싸는 제1 감지 센서와, 상기 물 유입로 일부 영역을 감싸는 제2 감지 센서, 및
상기 펌프의 작동을 중단시키고자 할 때,
상기 제1 감지 센서에서 공기가 감지되고 상기 제2 감지 센서에서 물 또는 공기가 감지 될 경우 상기 제1 감지 센서에 물이 감지될 때까지 상기 펌프를 작동시키고, 상기 제1 감지 센서에 물이 감지되면 상기 펌프의 작동을 중단하고 상기 밸브를 폐쇄하여 상기 물 저장로 내에 물이 저장되도록하는 제어기를 포함하는 미세 기포 발생장치.
제1항에 있어서,
상기 물 저장로는 상기 펌프에서 멀어질수록 상향 경사진 미세 기포 발생장치.
제1항에 있어서,
상기 물 저장로는 하향 굴곡진 미세 기포 발생장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 물 저장로와 연결된 물 유입로는 일부 영역이 상향 경사진 미세 기포 발생장치.