KR102196077B1 - 기포 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기포 발생 장치에 대한 것으로서, 특히 다공판으로 와류를 발생시켜 기포를 생성하는 기포 발생 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기포 발생 장치는 다공판에 의해 유체 배출관의 기액 혼합물을 회전시켜 와류가 발생되도록 함으로써 기포를 효율적으로 발생시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기포 발생 장치는 다공판이 회전할 수 있도록 하여 기포 발생 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.

Description

기포 발생 장치{BUBBLE GENERATOR}

본 발명은 기포 발생 장치에 대한 것으로서, 특히 다공판으로 와류를 발생시켜 기포를 생성하는 기포 발생 장치에 관한 것이다.

기포는 액체나 고체 내에 기체가 유입되어 거품처럼 발생되는 것을 의 미한다. 이러한 기포는 물의 용존산소량을 증가시키거나, 폭발 등에 의해 물을 정화하는 용도로 사용된다. 또한, 이를 위해서, 기포를 발생시키는 기포 발생 장치가 적용되고 있으며, 일반적으로 기포 발생 장치는 펌프를 이용하여 물과 공기를 흡입하여 기포를 발생시킨다. 하지만, 기존의 기포 발생 장치는 물과 함께 공기까지 흡입해야 하므로 특수한 펌프가 필요하며, 복잡한 구조의 노즐이 필요한 단점이 있다.

한국등록실용신안 제20-0440223호

본 발명의 목적은 기포를 효율적으로 발생시킬 수 있는 기포 발생 장치를 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 기포 발생 장치는 유체 유입관으로 유입되는 유체를 유체 배출관으로 배출시키는 펌프와, 상기 유체 배출관에 연결된 기체 유입관, 상기 유체 배출관 내에 구비된 다공판, 및 상기 유체 배출관 내에 구비된 충돌 돌기를 포함한다.

상기 다공판은, 상기 유체 배출관의 길이 방향으로 소정간격 이격된 다수개의 다공판을 포함하고, 상기 다수개의 다공판에 형성된 회전홀은 상기 기액혼합물이 상기 유체 배출관의 가장자리 방향으로 토출되도록 측벽이 경사지도록 형성된다.

유체 배출관의 지름은 상기 기액혼합물이 토출되는 방향으로 갈수록 유선형으로 감소한 후 일정지름을 유지한다.

상기 유체 배출관에는 상기 다공판이 장착되는 오목한 다공판 장착홈이 형성되고, 상기 다공판의 가장자리에는 소정간격 이격되도록 다수개의 다공판 자성체가 구비되며, 상기 다공판 장착홈에는 마주보는 상기 다공판 자성체와 극성이 동일한 다수개의 유체 배출관 자성체가 소정간격 이격되어 구비되고, 상기 다공판 장착홈의 지름은 상기 다공판의 지름보다 크고, 상기 유체 배출관의 지름은 상기 다공판의 지름보다 작다.

또한, 유체 배출관 자성체의 길이는 상기 다공판 자성체가 이격되는 소정간격보다 길도록 하여 하나의 다공판 자성체에 하나의 유체 배출관 자성체 전체 또는 2개의 유체 배출관 자성체 일부가 서로 마주보도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 기포 발생 장치는 다공판에 의해 유체 배출관의 기액 혼합물을 회전시켜 와류가 발생되도록 함으로써 기포를 효율적으로 발생시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 기포 발생 장치는 다공판이 회전할 수 있도록 하여 기포 발생 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 기포 발생 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기포 발생 장치에서 다공판과 충돌 돌기가 구 비된 유체 배출관 영역을 도시한 개략 투영 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기포 발생 장치에서 다공판의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 기포 발생 장치에서 충돌 돌기의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 변형예에 따른 유체 배출관에 장착된 다공판의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 변형예에 다른 다공판의 평면도이다.

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.

이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기포 발생 장치를 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 기포 발생 장치의 개념도이다.

본 발명에 따른 기포 발생 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 유입 관(100)으로 유입되는 유체를 유체 배출관(200)으로 배출시키는 펌프(P)와, 유 체 배출관(200)에 연결된 기체 유입관(300), 유체 배출관(200) 내에 구비된 다 공판(400), 및 유체 배출관(200) 내에 구비된 충돌 돌기(500)를 포함한다.

유체 유입관(100)은 외부에서 유체를 유입시키기 위한 것으로서, 지름 이 일정한 관 형태이다. 이러한 유체 유입관(100)은 펌프(P)와 연결되며, 펌프 (P)에 의해 외부의 유체가 유체 유입관(100)으로 유입된다.

도 2는 본 발명에 따른 기포 발생 장치에서 다공판과 충돌 돌기가 구 비된 유체 배출관 영역을 도시한 개략 투영 사시도이다.

기체 유입관(300)은 후술될 유체 배출관(200)에 기체, 예를 들어 공기 가 유입되도록 한다. 본 발명은 유체 배출관(200) 내에서 유체와 기체가 혼합 된 기액 혼합물을 회전시켜 와류가 발생되도록 한다. 또한, 이에 따라, 기체 유입관(300) 외부의 공기가 유체 배출관(200) 내로 자연적으로 흡입되도록 한다.

유체 배출관(200)은 펌프(P)에 의해 유체 유입관(100)으로 유입된 유체를 배출시킨다. 여기서, 유체 배출관(200) 역시 관의 형태이나, 도 2에 도시된 바와 같이, 후술될 다공판(400)과 충돌 돌기(500)가 구비되는 영역의 지름이 그 전단보다 작은 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 유체 배출관(200)의 전체적인 지름은 변하지 않을 수도 있다. 또한, 도면에서는 다공판(400)과 충돌 돌기(500)가 구비되는 영역으로 갈수록 유체 배출 관(200)의 지름이 유선형으로 감소하는 것으로 도시되었으나, 다공판(400)과 충돌 돌기(500)가 구비되는 영역의 유체 배출관(200)의 지름은 일정하게 감소 될 수 있다. 이 경우, 해당 영역의 유체 배출관(200)은 유선형이 아닌 중공의 원뿔기둥 형상이 된다.

도 3은 본 발명에 따른 기포 발생 장치에서 다공판의 개략 단면도이다.

다공판(400)은 유체 배출관(200)의 지름이 감소되는 영역 내에 구비되어 유체 배출관(200)으로 유입되는 기액 혼합물을 회전시켜 와류가 발생되도록 한다. 이를 위해서, 다공판(400)에는 기액 혼합물을 회전시키기 위한 회전홀이 형성된다. 회전홀은 다공판(400)의 가장자리를 따라 소정간격 이격되어 다수개 가 원형 띠 형태로 배치되어 형성된다. 하지만, 회전홀은 도 2에 도시된 바와 같이, 다공판(400)의 전체 면에 형성될 수도 있으며, 이 경우, 회전홀은 도 3 에 도시된 바와 같이, 측벽이 경사지도록 형성되어 해당 측벽의 경사를 타고 기액 혼합물이 유체 배출관(200)의 가장자리 방향으로 토출되도록 함으로써 와류가 발생되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 회전홀은 그 형성 위치에 의해 와류가 발생되도록 하거나, 측벽이 경사진 형상에 의해 와류가 발생되도록 할 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 회전홀은 상부에서 하부로 갈수록 내부 폭이 감소한다. 도 5를 참조하면, 다공판(400)의 중심에 형성된 회전홀은 내부 폭이 동일하고, 중심 이외에 형성된 회전홀은 유체 배출관(200)의 가장자리를 바라보는 측벽이 하향 경사지도록 형성되며, 이에 대향하는 측벽은 수직하도록 형성된다. 이에 따라 회전홀을 통과하는 기액 혼합물의 수압을 강하게 할 수 있다. 이러한 다공판(400)은 적어도 하나 이상이 구비될 수 있으며, 본 실시예는 서로 이격된 2개의 다공판(400), 즉, 제1 다공판(410)과 제2 다공판(420)을 예시한다. 또한, 이에 따라, 제1 다공판(410)은 제1 다공판 본체(411)에 다수개의 제1 회전홀(412)이 형성되며, 제2 다공판(420)은 제2 다공판 본체(421)에 다수개의 제2 회전홀(422)이 형성된다. 다수개의 다공판(400)은 유체 배출관 (200)의 지름이 감소하기 때문에 그 지름이 서로 상이하다.

도 4는 본 발명의 변형예에 따른 기포 발생 장치에서 충돌 돌기의 측면도이다.

충돌 돌기(500)는 다공판(400)을 통과하여 와류가 발생된 기액 혼합물이 충돌되도록 하여 기포를 발생시킨다. 이러한 충돌 돌기(500)는 다공판(400)의 후단, 유체 배출관(200)의 내부에 측단면이 직사각형인 돌기 형상으로 다수개가 돌출 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명에 따른 충돌 돌기(500)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상부로 소정각도(θ) 절곡되어 형성될 수 있다. 이 경우, 기액혼합물은 충돌 돌기(500)에 더욱 강하게 충돌된다. 전술된 형상에 의해, 충돌 돌기(500)는 수평선의 상부 측단면이 삼각형상이 되며, 비스듬히 내측 상부를 보는 제1 면과 비스듬히 외측 상부를 보는 제2 면이 구비된다. 또한, 다공판(400)의 회전홀은 측벽이 경사지도록 형성되므로, 회전홀을 통과한 기액 혼합물의 일부는 전술된 충돌 돌기(500)의 제1 면과 정면충돌하고, 회전홀을 통과한 기액 혼합물의 다른 일부는 충돌 돌기(500)의 제2 면과 유체 배출관(200)에 의해 형성된 'V'자 형상으로 인해 와류화된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 충돌 돌기(500)는 동일한 길이로 다수개가 이격되어 형성되되, 유체 배출관(200)의 지름이 감소하는 부위에 위치되므로 다수개의 충돌 돌기(500)는 기액 혼합물이 이동하는 방향으로 갈수록 간격이 좁아진다.

한편, 본 발명은 다공판(400)에 의한 와류 발생을 더욱 강화시키기 위해서, 다공판(400)이 회전되도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 변형예에 따른 유체 배출관에 장착된 다공판의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 변형예에 다른 다공판의 평면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 다공판(500)은 유체 배출관(200)에 고정장착되지 않고 유격이 있도록 장착될 수 있다. 이 경우, 다공판(500)의 가장자리에는 다공판 자성체(413), 예를 들어, 자석이 구비될 수 있다. 또한, 유체 배출관(200)에는 다공판(500)이 장착되는 오목한 형태의 다공판 장착홈이 유체 배출관(200)의 내주연을 따라 형성되고, 다공판 장착홈에는 유체 배출관 자성체(210)가 구비된다. 여기서, 다공판 자성체(413)는 도 6에 도시된 바와 같이, 다수개가 다공판(500)의 가장자리를 따라 소정간격 이격되어 구비되고, 다공판 장착홈에도 다수개의 유체 배출관 자성체(210)가 소정간격 이격되어 구비된다. 이때, 다공판 자성체(413)와 유체 배출관 자성체(210)는 서로 마주보는 방향의 자성이 서로 동일하도록 구비되며, 다공판 장착홈의 지름은 다공판(500)보다 크고, 유체 배출관(200)의 지름은 다공판(500)보다 작도록 함으로써 다공판(500)이 다공판 장착홈에서 이탈되지 않도록 한다. 또한, 다공판 자성체(413)가 구비된 간격은 유체 배출관 자성체(210)의 길이보다 작도록 함으로써, 다수개의 다공판 자성체(413) 모두는 유체 배출관 자성체(210)의 영향을 받도록 한다. 또한, 유체 배출관 자성체(210)는 유체 배출관(200)의 측면 방향과 동일한 면 방향을 가지도록 구비되어, 다공판(500)의 상면은 유체 배출관 자성체(210)의 내면과 둔각을 이루고, 다공판(500)의 하면은 유체 배출관 자성체(210)의 내면과 예각을 이룬다. 여기서, 다공판 자성체(413)는 가장자리가 라운드 형태이고, 다공판 장착홈은 라운드 형태인 다공판 자성체(413) 가장자리와 대응되도록 내면이 오목한 형태이다. 이러한 구조에 의해서 다공판(500)은 다공판 장착홈과 소정간격 이격되어 기액혼합물이 다공판(500)을 통과할 때 다공판(500)이 회전하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 다공판(400)에 의해 유체 배출관(200)의 기액 혼합물을 회전시켜 와류가 발생되도록 함으로써 기포를 효율적으로 발생 시킬 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: 유체 유입관 200: 유체 배출관
210: 유체 배출관 자성체 300: 기체 유입관
400: 다공판 410: 제1 다공판
411: 제1 다공판 본체 412: 제1 회전홀
413: 다공판 자성체 420: 제2 다공판
421: 제2 다공판 본체 422: 제2 회전홀
500: 충돌 돌기 P: 펌프

Claims (4)

1. 유체 유입관으로 유입되는 유체를 유체 배출관으로 배출시키는 펌프와,
   상기 유체 배출관에 연결된 기체 유입관,
   상기 유체 배출관 내에 구비된 다공판, 및
   상기 유체 배출관 내에 구비된 충돌 돌기를 포함하며,
   상기 다공판은, 상기 유체 배출관의 길이 방향으로 소정간격 이격된 다수개의 다공판을 포함하고, 상기 다수개의 다공판에 형성된 회전홀은 기액혼합물이 상기 유체 배출관의 가장자리 방향으로 토출되도록 측벽이 경사지도록 형성되고,
   유체 배출관의 지름은 상기 기액혼합물이 토출되는 방향으로 갈수록 유선형으로 감소한 후 일정지름을 유지하며,
   상기 유체 배출관에는 상기 다공판이 장착되는 오목한 다공판 장착홈이 형성되고, 상기 다공판의 가장자리에는 소정간격 이격되도록 다수개의 다공판 자성체가 구비되며, 상기 다공판 장착홈에는 마주보는 상기 다공판 자성체와 극성이 동일한 다수개의 유체 배출관 자성체가 소정간격 이격되어 구비되고, 상기 다공판 장착홈의 지름은 상기 다공판의 지름보다 크고, 상기 유체 배출관의 지름은 상기 다공판의 지름보다 작으며,
   상기 유체 배출관 자성체는 상기 유체 배출관의 측면 방향과 동일한 면 방향을 가지도록 구비되어, 상기 다공판의 상면은 상기 유체 배출관 자성체의 내면과 둔각을 이루고, 상기 다공판의 하면은 상기 유체 배출관 자성체의 내면과 예각을 이루며,
   상기 다공판 자성체는 가장자리가 라운드 형태이고, 상기 다공판 장착홈은 상기 라운드 형태인 다공판 자성체 가장자리와 대응되도록 내면이 오목한 형태이며,
   상기 충돌 돌기는 동일한 길이로 다수개가 이격되어 형성되되, 상기 유체 배출관의 지름이 유선형으로 감소하는 영역에 구비되어 서로 마주보는 다수개의 충돌 돌기는 기액 혼합물이 이동하는 방향으로 갈수록 마주보는 간격이 좁아지고,
   상기 충돌 돌기는 측단면이 직사각형이며 상부로 절곡되어 수평선을 기준으로 상부 측단면이 삼각형상이고, 비스듬히 내측 상부를 보는 제1 면과 비스듬히 외측 상부를 보는 제2 면이 구비되며, 상기 제2 면과 상기 유체 배출관의 내면은 'V' 형태가 되고,
   상기 회전홀은 상부에서 하부로 갈수록 내부 폭이 감소하되, 상기 다공판의 중심에 형성된 회전홀은 내부 폭이 동일하고, 중심 이외에 형성된 회전홀은 상기 유체 배출관의 가장자리를 바라보는 측벽이 하향 경사지도록 형성되며 이에 대향하는 측벽은 수직하도록 형성된 기포 발생 장치.
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