KR102348801B1

KR102348801B1 - 토치형 초음파 오존 발생기 및 이를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치

Info

Publication number: KR102348801B1
Application number: KR1020200049384A
Authority: KR
Inventors: 박치만
Original assignee: 주식회사 현대파워
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2022-01-11
Also published as: KR20210131498A

Abstract

게시된 내용은 토치형 초음파 오존 가스 등과 결합되는 초미세 오존 버블을 이용하여 수처리산업, 농축산업, 식품 가공 및 양식업 분야 등에서 유기오염물을 제거하거나 살균, 세정하기 위한, 토치형 초음파 오존 발생기 및 이를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치에 관한 것으로,
본 명세서의 일 실시예에 따른 토치형 초음파 오존 발생기는
토치형 초음파 오존 발생기에 적용되고,
일측에 산소가스 유입포트가 장착되고 저온 고전압 인가부가 일단에 형성되며, 내부에 산소가스 이동통로가 형성되는 바디;
상기 바디 타단에 장착되고, 상기 산소가스 이동통로를 통해 이동되는 산소가스를 저온 고전압에 의해 오존가스로 변환하되, 변환된 오존가스를 배출하기 위한 오존가스 배출공이 형성되는 오존가스 변환부;
상기 바디 외주연에 장착되고, 상기 산소가스 이동통로를 통과하는 산소가스를 저온 고전압에 의해 변환시킨 오존가스의 밀도를 높이기 위한 제1 초음파 발진자;를 구비하는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 제공한다.

Description

토치형 초음파 오존 발생기 및 이를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치{a ultrasonic wave ozone generater and ozone bubble producing device}

본 명세서는 토치형 초음파 오존 발생기 및 이를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 토치형 초음파 오존 가스 등과 결합되는 초미세 오존 버블을 이용하여 수처리산업, 농축산업, 식품 가공 및 양식업 분야 등에서 유기오염물을 제거하거나 살균, 세정하기 위한 토치형 초음파 오존 발생기 및 이를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, 마이크로 버블은 그 발생시에 있어서 10 ㎛∼수십 ㎛의 직경을 갖는 기포이고, 마이크로 나노버블은 수백 ㎚∼10 ㎛의 직경을 갖는 기포이며, 나노버블은 수백 ㎚ 이하의 직경을 갖는 기포를 의미한다.

최근 농업 용수 부족, 축사 악취제거 문제, 양식장 위생 관리 문제, 농약 과다 사용에 의한 수질 환경 오염과, 산업화 및 인구증가에 의한 오수/폐수 처리 문제, 불법 방류로 인한 환경 오염과, 수처리에 있어 기존의 염소나 과산화수소 등의 살균기술, 살균방법 등에 의한 2차 오염을 초래하고 있어 심각한 사회문제 및 이에 관련된 민원이 끊임없이 제기되고 있다.

이와 관련되어 친환경 유기농산물의 생산과 안전한 유통 및 판매에 대한 관심도가 증가되고, 저비용 및 고효율의 수질 환경개선 기술의 개발과 확산에 대한 열망이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 특허등록공보 등록번호 10-1150740호에 나노버블 함유 액체 제조장치 및 나노버블 함류 액체 제조방법이 게시되어 있다.

본 명세서의 실시예는, 기생 방전(의도하지 않는 방전)에 의한 오존 누설을 개선하고, 구조 간단화 및 소형화가 가능하며, 초음파 가동으로 인한 높은 오존 용존율을 갖도록 한, 토치형 초음파 오존 발생기 및 이를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치와 관련된다.

상기 및 기타 본 명세서의 목적을 달성하기 위하여 본 명세서의 일 실시예에 따르면,

토치형 초음파 오존 발생기에 적용되고,

일측에 산소가스 유입포트가 장착되고 저온 고전압 인가부가 일단에 형성되며, 내부에 산소가스 이동통로가 형성되는 바디;

상기 바디 타단에 장착되고, 상기 산소가스 이동통로를 통해 이동되는 산소가스를 저온 고전압에 의해 오존가스로 변환하되, 변환된 오존가스를 배출하기 위한 오존가스 배출공이 형성되는 오존가스 변환부;

상기 바디 외주연에 장착되고, 상기 산소가스 이동통로를 통과하는 산소가스를 저온 고전압에 의해 변환시킨 오존가스의 밀도를 높이기 위한 제1 초음파 발진자;를 구비하는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 제공한다.

토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치에 적용되고,

수처리용 유체가 저장되는 유체저장탱크;

유입되는 산소가스를 인가되는 저온 고전압에 의해 오존가스를 변환하기 위한 오존가스 변환부를 포함하는 초음파 오존 발생기;

상기 유체저장탱크에 유입관을 통해 연결되고, 펌프 회전시 상기 유체저장탱크로부터 유입되는 유체를 상기 오존가스 변환부에 의해 변환되어 흡입관을 통해 흡입되는 오존가스에 의해 미세크기의 버블을 생성하되, 생성된 미세크기의 버블을 배출구에 교체가능하게 형성되는 미세 버블 헤드를 통해 상기 유체저장탱크에 배출하기 위한 배출관을 포함하는 미세 버블 생성기;

상기 배출관에 입구측이 연통되고 상기 흡입관에 출구측이 연통되는 바이패스관에 설치되고, 상기 오존가스 변환부에 의해 변환되어 상기 흡입관에 흡입되는 오존가스 흡입량을 증대시키기 위한 기액혼합기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치를 제공한다.

전술한 구성을 갖는 본 명세서의 실시예에 따른 토치형 초음파 오존 발생기 및 이를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.

기생 방전에 의한 오존 누설을 위한 기밀구조가 불필요하고, 토치형 오존 초음파 발생기로 인해 구조 간단화 및 소형화로 인해 원가비용을 절감하며, 초기 기동시 온도 변화가 적어 일정하고 안정적인 오존가스 밀도 향상으로 인해 높은 오존 용존율을 갖게 된다.

도 1 내지 도 3은 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 토치형 초음파 오존 발생기의 개략도,
도 4 및 도 5는 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치의 사시도 및 정면도,
도 6은 도 4에 도시된 초미세 오존 버블 발생장치에서, 미세 버블 헤드의 도면,
도 7은 도 4에 도시된 초미세 오존 버블 발생장치에서, 미세 버블 헤드의 도면,
도 8은 도 4에 도시된 초미세 오존 버블 발생장치에서, 미세 버블 헤드의 도면,
도 9는 도 4에 도시된 초미세 오존 버블 발생장치에서, 미세 버블 헤드의 도면,
도 10은 도 4에 도시된 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치의 사용상태도,
도 11은 도 4에 도시된 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치에 의해 유체저장탱크에 저장된 유체를 세정시킨 전후상태를 비교한 도면대용사진이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 토치형 초음파 오존 발생기 및 이를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 토치형 초음파 오존 발생기는

토치형 초음파 오존 발생기(B)에 적용되고,

일측에 산소가스 유입포트(10)가 장착되고 저온 고전압 인가부(12)가 일단에 형성되며, 내부에 산소가스 이동통로(13)가 형성되는 바디(14);

바디(14) 타단에 장착되고, 산소가스 이동통로(13)를 통해 이동되는 산소가스를 저온 고전압에 의해 오존가스로 변환하되, 변환된 오존가스를 배출하기 위한 오존가스 배출공(15)이 형성되는 오존가스 변환부(16);

바디(14) 외주연에 장착되고, 산소가스 이동통로(13)를 통과하는 산소가스를 저온 고전압에 의해 변환시킨 오존가스의 밀도를 높이기 위해 초음파를 발진(조사)할 수 있는 제1 초음파 발진자(17);를 구비하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 실시예에 의하면, 도 2에서와 같이, 전술한 오존가스 변환부(16)의 토출구(18) 외주연에 장착되고, 오존가스 배출공(15)을 통과하는 오존가스의 밀도를 재차 높이기 위해 초음파를 발진(조사)할 수 있는 제2 초음파 발진자(19);를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 3에서와 같이, 전술한 제2 초음파 발진자(19)가 외주연에 장착되는 보스형태의 고정관(20)이 오존가스 변환부(16)의 토출구(18)에 오존반응영역 길이를 가변 조정할 수 있도록 나사결합되어 축방향으로 위치이동가능한 것을 특징으로 한다.

도 4, 도 5, 도 10을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치는

수처리용 유체(일 예로서, 물과 같은 원액을 말함)가 저장(저류)되는 유체저장탱크(21);

산소가스 유입포트(10)로부터 유입되는 산소가스(O2 gas)를 저온 고전압 인가부(12)로부터 인가되는 저온 고전압에 의해 오존가스(O3 gas)를 변환하기 위한 오존가스 변환부(16)를 포함하는 초음파 오존 발생기(B);

유체저장탱크(21)에 유입관(22)을 통해 연결되고, 펌프(23)(일 예로서, 통상적인 용적식 펌프 또는 비용적식 펌프가 사용될 수 있고, 이들로 제한하는 것은 결코 아니다) 회전시 유체저장탱크(21)로부터 유입되는 유체를 초음파 오존 발생기(B)의 오존가스 변환부(16)에 의해 변환되어 흡입관(24)을 통해 흡입되는 오존가스에 의해 미세크기(약 1∼10㎛)의 버블을 생성하되, 생성된 미세크기의 버블을 유체저장탱크(21) 내부의 배출구(도면부호 미 표기)에 교체가능하게 모듈형태로 형성되는 미세 버블 헤드(A)(도 6내지 도 9 참조)를 통해 유체저장탱크(21)에 배출하기 위한 배출관(27)을 포함하는 미세 버블 생성기(26)(즉 기액혼합기(29)에 의해 오존가스가 혼합된 기포 함유액을 미세크기의 버블 함유액으로 변환시키게 됨);

배출관(27)에 입구측이 연통되고 흡입관(24)에 출구측이 연통되는 바이패스관(28)에 설치되고, 오존가스 변환부(16)에 의해 변환되어 흡입관(24)에 흡입되는 오존가스 흡입량을 증대시키기 위해 기체(오존발생기(B)에 의해 생성된 오존가스를 말함)와 액체(미세버블발생기(26)에 의해 생성된 미세버블을 말함)를 혼합하는 기액혼합기(29);를 구비하는 것을 특징으로 한다(이때, 유체가 벤츄리관(venturi pipe)을 통과할 경우 베르누이 정리에 따라 단면적이 작은 목에서 유체의 유속은 최대로 빨라지고, 이와 반면에 유체의 압력은 최소로 강하되는 현상이 발생된다).

더욱 바람직한 실시예에 의하면, 도 6에서와 같이, 전술한 미세 버블 헤드(A)는

배출관(27)에 연결되고, 미세크기의 버블이 유입되는 관통공(30)이 형성되는 제1 보조몸체(31);

제1 보조몸체(31)가 일단에 연결되고, 관통공(30)을 통과하는 미세크기의 버블을 와류(vortex;소용돌이)에 의해 초미세화시키기 위해 내주연 일측에 형성되는 나선형태의 와류 생성부(32)와, 와류 생성부(32)를 통과하는 미세한 버블을 초미세화시키기 위해 내주연 타측에 형성되는 격자형태의 난류(turbulence) 생성부(33)로 이루어지는 원통형태의 몸체(34);

몸체(34) 타단에 연결되고, 초미세크기의 버블이 배출되는 관통공(35)이 형성되는 제2 보조몸체(36);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 6에서와 같이, 전술한 미세 버블 헤드(A)는

제1 보조몸체(31)의 출구측에 형성되고, 제1 보조몸체(31)의 관통공(30)에 연통되도록 천공홀이 복수개 형성되는 제1 다공판(37);

제2 보조몸체(36)의 출구측에 형성되고, 제2 보조몸체(36)의 관통공(35)에 연통되도록 천공홀이 복수개 형성되는 제2 다공판(38);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 7에서와 같이, 전술한 미세 버블 헤드(A)는

배출관(27)에 연결되고, 미세크기의 버블이 유입 및 배출되는 관통공(39)이 형성되는 몸체(40);

몸체(34)의 관통공(39)에 연결되고, 관통공(39)에 연통되는 천공홀이 복수개 형성되며, 출구측에 하나 이상으로 형성되어 초미세 버블을 배출하는 제3 다공판(41)으로 이루어지는 보조 몸체(42);

보조 몸체(42)로부터 제3 다공판(41)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 스토퍼(43);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 8에서와 같이, 전술한 미세 버블 헤드(A)는

배출관(27)에 연결되고, 미세크기의 버블이 유입되며 입구측에서 출구측으로 좁아지도록 제1 테이퍼공(44)이 형성되는 제1 보조몸체(45);

제1 테이퍼공(44)에 연통되고 유속 및 압력을 증대시키는 임의직경의 제1 유속 및 압력 변화부(46)와, 제1 유속 및 압력 변화부(46)에 연통되는 제2 유속 및 압력 변화부(47)의 직경이 입구측에서 출구측으로 확장되도록 제2 테이퍼공(48)이 형성되는 원통형태의 몸체(49);

몸체(49) 타단에 연결되고, 제2 유속 및 압력 변화부(47)와 동일 곡면으로 연장형성되는 제3 유속 및 압력 변화부(50)가 형성되며 초미세크기의 버블이 배출되는 하나 이상의 제4 다공판(51)이 출구측에 형성되는 제2 보조몸체(52);

제2 보조몸체(51)로부터 제4 다공판(51)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 스토퍼(53);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 9에서와 같이, 전술한 미세 버블 헤드(A)는

배출관(27)에 연결되고, 미세크기의 버블이 유입되는 제1 관통공(54)이 형성되는 제1 보조몸체(55);

제1 보조몸체(55)가 일단에 연결되고, 제1 관통공(54)을 통과하는 미세크기의 버블을 미세화시키기 위해 제1 관통공(54)보다 작은 직경의 제2 관통공(56)이 형성되는 원통형태의 몸체(57);

몸체(57) 타단에 연결되고, 초미세크기의 버블이 배출되는 제3 관통공(58)이 형성되는 제2 보조몸체(59);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 9에서와 같이, 전술한 제3 관통공(58)은

제2 관통공(56)을 통과하는 미세크기의 버블을 미세화시키기 위해 임의직경의 관통공이 동일원주상에 반복형성되는 제1 초미세 버블 배출공(61);

제1 초미세 버블 배출공(61)의 관통공 직경보다 큰 직경의 관통공이 동일원주상에 반복형성되는 제2 초미세 버블 배출공(62);으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 9에서와 같이, 전술한 제2 보조몸체(59)는

몸체(57)의 제2 관통공(56)과 대향되게 형성되고, 제2 관통공(56)을 통과하는 미세크기의 버블의 이동방향을 변환시키기 위한 유체 경계면 마찰 변화부(60);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도면중 미 설명부호 63은 배출관(27)에 설치된 압력계이고, 64는 유량계이다.

이하에서, 본 명세서의 일 실시예에 따른 토치형 초음파 오존 발생기 및 이를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치의 사용예를 첨부도면에 따라 설명한다.

도 1 내지 도 11에서와 같이, 전술한 케이스(11)에 내설된 구동모터(도면부호 미 표기)의 구동으로 인해 펌프(23)를 회전시킬 경우, 유체저장탱크(21) 내의 유체는 유체저장탱크(21)와 펌프(23)를 연결시킨 유입관(22) 및 흡입관(24)을 통과하여 펌프(23)에 흡입된다.

펌프(23)를 회전시킴에 따라, 펌프(23)의 흡인력에 의해 유체저장탱크(21)의 유체를 유입관(22) 및 흡입관(24)을 통해 흡입하게 되고, 이와 동시에 오존발생기(B)에 의해 생성된 오존가스를 흡입하게 된다. 이로 인해 펌프(23) 내에서 오존가스가 혼합된 기액 혼합체인 기포 함유액을 발생시키게 된다.

도 1 내지 도 3에서와 같이, 전술한 초음파 오존발생기(B)를 이루는 바디(14) 일측에 형성된 산소가스 유입포트(10)를 통해 산소가스(O2)가 유입될 경우, 저온 고전압 인가부(12)를 통해 저온 고전압이 인가됨에 따라 오존가스 변환부(16)에 의해 오존가스를 변환하여 오존가스 배출공(15)을 통해 변환된 오존가스(O3)를 배출하게 된다.

이때, 바디(14) 외측면에 장착된 제1 초음파 발진자(17)로부터 발진(조사)되는 초음파에 의해 산소가스 이동통로(13)를 통과하는 산소가스를 고전압에 의해 변환시킨 오존가스의 밀도를 높일 수 있게 된다.

도 2에서와 같이, 바디(14)에 유입된 산소가스를 오존가스 변환부(16)에 의해 변환시킨 오존가스를 오존가스 배출공(15)을 통하여 배출시킬 경우, 오존가스 변환부(16)의 토출구(18) 외주연에 장착된 제2 초음파 발진자(19)로부터 발진되는 초음파에 의해 오존가스의 밀도를 재차 높일 수 있게 된다.

도 3에서와 같이, 오존가스 변환부(16)의 토출구(18)에 제2 초음파 발진자(19)가 외주연에 장착된 보스형태의 고정관(20)을 축방향으로 위치이동가능하게 나사결합시킴에 따라 오존반응영역 길이를 가변 조정할 수 있게 된다.

이때, 전술한 산소가스 유입포트(10)를 통해 유입되는 산소가스(O2)를 저온 고전압 인가부(12)를 통해 인가되는 저온 고전압에 의해 오존가스로 변환하는 기술내용과, 바디(14) 외주연에 장착되거나 오존가스 변환부(16)의 토출구(18) 외주연에 장착되어 임의의 주파수를 유지하는 초음파를 발진시킴에 따라 오존가스 변환부(16)에 의해 변환되는 오존 농도를 높이도록 사용되는 제1 초음파 발진자(17)와 제2 초음파 발진자(19)의 기술내용은 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이므로 이들의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 6 내지 도 8에서와 같이, 전술한 미세버블생성기(26)에 의해 생성된 미세버블을 유체저장탱크(21)의 유체에 배출시키는 배출관(27)의 토출구에 교체가능하게 모듈형태로 장착된 미세 버블 헤드(A)를 통과시켜 초미세버블을 배출할 수 있다.

도 6에서와 같이, 전술한 유체저장탱크(21)의 유체에 침지되는 배출관(27)의 토출구에 미세버블헤드(A)를 연결시킴에 따라, 미세버블 생성기(26)에 의해 생성되어 배출관(27)을 따라 배출되는 미세버블이 미세버블헤드(A)의 제1 보조몸체(31)의 관통공(30)에 유입된다. 관통공(30)에 유입된 미세버블은 관통공(30)에 연통되도록 복수의 천공홀이 형성된 제1 다공판(37)을 통과하게 된다.

제1 다공판(37)의 천공홀을 통과한 미세버블은 나선형태의 와류 생성부(32)를 통과한 후 격자구조의 난류 생성부(33)를 통과하게 된다. 즉 와류 생성부(32) 및 난류 생성부(33)를 통과하여 오존 농도가 향상된 초미세버블은 제2 보조몸체(36)에 장착되고 천공홀이 복수개 형성된 제2 다공판(38)을 통과하게 되므로 유체저장탱크(21)에 배출된다.

도 7에서와 같이, 전술한 유체저장탱크(21)의 유체에 침지되는 배출관(27)의 토출구에 미세버블헤드(A)를 연결시킴에 따라, 미세버블 생성기(26)에 의해 생성되어 배출관(27)을 따라 배출되는 미세버블이 미세버블헤드(A)의 몸체(40)의 관통공(39)에 유입된다. 관통공(39)에 유입된 미세버블은 관통공(30)에 연결된 보조몸체(42)에 복수의 천공홀이 형성된 하나 이상의 제3 다공판(41)을 통과하게 된다.

따라서, 몸체(40)의 관통공(39)을 통과한 미세버블은 관통공(39)에 연통된 보조몸체(42)의 천공홀이 복수개 형성된 제3 다공판(41)을 통과하게 되므로 오존 농도가 향상된 초미세버블로 변환되어 유체저장탱크(21)에 배출된다.

도 8에서와 같이, 전술한 유체저장탱크(21)의 유체에 침지되는 배출관(27)의 토출구에 미세버블헤드(A)를 연결시킴에 따라, 미세버블 생성기(26)에 의해 생성되어 배출관(27)을 따라 배출되는 미세버블이 미세버블헤드(A)를 이루는 제1 보조몸체(45)의 제1 테이퍼공(44)에 유입된다.

제1 테이퍼공(44)에 유입된 미세버블이 제1 테이퍼공(44)에 연통된 제1 유속 및 압력변화부(46)에 이동되므로 미세버블의 압력은 낮아지고 유속은 빨라진다.

제1 유속 및 압력변화부(46)에 이동된 미세버블이 제1 유속 및 압력변화부(46)에 연통된 제2 유속 및 압력변화부(47)에 이동되므로 미세버블의 압력은 높아지고 유속은 늦어진다.

제2 유속 및 압력변화부(47)에 이동된 미세버블은 제2 유속 및 압력변화부(47)에 연통된 제3 유속 및 압력변화부(50)에 이동된 후, 제3 유속 및 압력변화부(50) 출구에 장착된 하나 이상의 제4 다공판(51)을 통과하게 됨에 따라 오존 농도가 향상된 초미세버블로 변환되어 유체저장탱크(21)에 배출된다.

도 9에서와 같이, 전술한 유체저장탱크(21)의 유체에 침지되는 배출관(27)의 토출구에 미세버블헤드(A)를 연결시킴에 따라, 미세버블 생성기(26)에 의해 생성되어 배출관(27)을 따라 이동되는 미세버블이 미세버블헤드(A)의 제1 보조몸체(55)의 제1 관통공(54)에 유입된다.

제1 관통공(54)에 유입된 미세버블은 제1 관통공(54)에 연통된 제2 관통공(56)이 형성된 몸체(57)를 통과한 후, 몸체(57)에 장착된 제2 보조몸체(59)에 형성된 제3 관통공(58)을 통과하게 된다.

즉, 몸체(57)의 제2 관통공(56)을 통과한 미세버블은 제2 관통공(56)에 연통되고 천공홀이 형성된 제2 보조몸체(59)의 제1 초미세버블배출공(61)과, 제1 초미세버블배출공(61)과 연통되고 제1 초미세버블배출공(61)의 직경보다 큰 직경의 제2 초미세버블배출공(62)을 차례대로 통과하게 되므로 오존 농도가 향상된 초미세버블로 변환되어 유체저장탱크(21)에 배출된다(도 11에서와 같이, 오존버블발생장치를 이용하여 유체처리 전후 유체저장탱크(21)의 유체 농도가 확연하게 상이함을 구별할 수 있다).

본 명세서의 실시예에 의한 토치형 초음파 오존 발생기 및 이를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치는

수처리 산업에서는 유기오염물을 제거하거나 수질 살균 처리를 위해 토치형 초음파 오존 가스 등과 결합된 미세 오존 버블 형태로 활용되거나 고체 표면에 생물 부착을 방지하고 세정에 응용할 수 있다.

수산업에서는 주로 양식장의 양식수의 용존 산소 농도를 증가시키도록 산소 용해설비나 초미세 오존 버블을 이용한 살균 배양수를 공급할 수 있다.

축산에서는 초미세 오존 버블을 활용하여 오존수에 의한 직접 산화와 OH라디컬에 의한 간접 산화로 탈취 및 살균 소독에 응용할 수 있다.

농업에서는 초미세 버블이 가진 용존 산소 증가, 물질 전달 증가 및 살균기능을 이용하여 생산성을 높이기 위한 재배수로 활용하고, 약한 농도의 초미세 오존 버블을 이용하여 병충해 퇴치에도 응용할 수 있다.

식음료 가공 산업에서는 주로 초미세 오존 버블을 활용하여 OH라디컬 생성에 의한 식음료의 가공 공정에서 원료의 살균, 소독 목적으로 응용할 수 있다.

나노 소재 산업에서는 반도체 기판의 세정 및 분리용, 화학공정의 효율성을 증가시키도록 촉매 공정용, 화장품의 질감과 기능성을 증진하기 위한 제조공정에 응용할 수 있다.

여기에서, 전술한 본 명세서에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 명세서의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 명세서를 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 산소가스 유입포트
12; 저온 고전압 인가부
14; 바디
16; 오존가스 변환부
18; 토출구
20; 고정관
22; 유입관
24; 흡입관
26; 미세버블생성기
28; 바이패스 관
30; 관통공
32; 와류생성부
34; 몸체
36; 제2 보조몸체
38; 제2 다공판
40; 몸체
42; 보조몸체
44; 제1 테이퍼공
46; 제1 유속 및 압력변화부
48; 제2 테이퍼공
50; 제3 유속 및 압력변화부
52; 제2 보조몸체
54; 제1 관통공
56; 제2 관통공
58; 제3 관통공
60; 유체경계면 마찰변화부
62; 제2 초미세버블배출공

Claims

토치형 초음파 오존 발생기에 적용되고,
일측에 산소가스 유입포트가 장착되고 저온 고전압 인가부가 일단에 형성되며, 내부에 산소가스 이동통로가 형성되는 바디;
상기 바디 타단에 장착되고, 상기 산소가스 이동통로를 통해 이동되는 산소가스를 저온 고전압에 의해 오존가스로 변환하되, 변환된 오존가스를 배출하기 위한 오존가스 배출공이 형성되는 오존가스 변환부;
상기 바디 외주연에 장착되고, 상기 산소가스 이동통로를 통과하는 산소가스를 저온 고전압에 의해 변환시킨 오존가스의 밀도를 높이기 위한 제1 초음파 발진자;를 구비하는 토치형 초음파 오존 발생기에 있어서:
상기 오존가스 변환부의 토출구 외주연에 장착되고, 상기 오존가스 배출공을 통과하는 오존가스의 밀도를 재차 높이기 위한 제2 초음파 발진자;를 구비하되,
상기 제2 초음파 발진자가 외주연에 장착되는 보스형태의 고정관이 상기 오존가스 변환부의 토출구에 오존반응영역 길이를 가변 조정할 수 있도록 나사결합되는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기.
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토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치에 적용되고,
수처리용 유체가 저장되는 유체저장탱크;
유입되는 산소가스를 인가되는 저온 고전압에 의해 오존가스를 변환하기 위한 오존가스 변환부를 포함하는 초음파 오존 발생기;
상기 유체저장탱크에 유입관을 통해 연결되고, 펌프 회전시 상기 유체저장탱크로부터 유입되는 유체를 상기 오존가스 변환부에 의해 변환되어 흡입관을 통해 흡입되는 오존가스에 의해 미세크기의 버블을 생성하되, 생성된 미세크기의 버블을 배출구에 교체가능하게 형성되는 미세 버블 헤드를 통해 상기 유체저장탱크에 배출하기 위한 배출관을 포함하는 미세 버블 생성기;
상기 배출관에 입구측이 연통되고 상기 흡입관에 출구측이 연통되는 바이패스관에 설치되고, 상기 오존가스 변환부에 의해 변환되어 상기 흡입관에 흡입되는 오존가스 흡입량을 증대시키기 위한 기액혼합기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치.
제4항에 있어서,
상기 미세 버블 헤드는
상기 배출관에 연결되고, 상기 미세크기의 버블이 유입되는 관통공이 형성되는 제1 보조몸체;
상기 제1 보조몸체가 일단에 연결되고, 상기 관통공을 통과하는 미세크기의 버블을 와류에 의해 초미세화시키기 위해 내주연 일측에 형성되는 나선형태의 와류 생성부와, 상기 와류 생성부를 통과하는 미세한 버블을 초미세화시키기 위해 내주연 타측에 형성되는 격자형태의 난류 생성부로 이루어지는 원통형태의 몸체;
상기 몸체 타단에 연결되고, 상기 초미세크기의 버블이 배출되는 관통공이 형성되는 제2 보조몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치.
제5항에 있어서,
상기 미세 버블 헤드는
상기 제1 보조몸체의 출구측에 형성되고, 상기 제1 보조몸체의 관통공에 연통되도록 천공홀이 복수개 형성되는 제1 다공판;
상기 제2 보조몸체의 출구측에 형성되고, 상기 제2 보조몸체의 관통공에 연통되도록 천공홀이 복수개 형성되는 제2 다공판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치.
제4항에 있어서,
상기 미세 버블 헤드는
상기 배출관에 연결되고, 상기 미세크기의 버블이 유입 및 배출되는 관통공이 형성되는 몸체;
상기 몸체의 관통공에 연결되고, 상기 관통공에 연통되는 천공홀이 복수개 형성되며, 출구측에 하나 이상으로 형성되어 초미세 버블을 배출하는 제3 다공판으로 이루어지는 보조 몸체;
상기 보조 몸체로부터 상기 제3 다공판이 이탈되는 것을 방지하기 위한 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치.
제4항에 있어서,
상기 미세 버블 헤드는
상기 배출관에 연결되고, 상기 미세크기의 버블이 유입되며 입구측에서 출구측으로 좁아지도록 제1 테이퍼공이 형성되는 제1 보조몸체;
상기 제1 테이퍼공에 연통되고 유속 및 압력을 증대시키는 임의직경의 제1 유속 및 압력 변화부와, 상기 제1 유속 및 압력 변화부에 연통되는 제2 유속 및 압력 변화부의 직경이 입구측에서 출구측으로 확장되도록 제2 테이퍼공이 형성되는 원통형태의 몸체;
상기 몸체 타단에 연결되고, 제2 유속 및 압력 변화부와 동일 곡면으로 연장형성되는 제3 유속 및 압력 변화부가 형성되며 초미세크기의 버블이 배출되는 하나 이상의 제4 다공판이 출구측에 형성되는 제2 보조몸체;
상기 제2 보조몸체로부터 상기 제4 다공판이 이탈되는 것을 방지하기 위한 스토퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치.
제4항에 있어서,
상기 미세 버블 헤드는
상기 배출관에 연결되고, 상기 미세크기의 버블이 유입되는 제1 관통공이 형성되는 제1 보조몸체;
상기 제1 보조몸체가 일단에 연결되고, 상기 제1 관통공을 통과하는 미세크기의 버블을 미세화시키기 위해 상기 제1 관통공보다 작은 직경의 제2 관통공이 형성되는 원통형태의 몸체;
상기 몸체 타단에 연결되고, 초미세크기의 버블이 배출되는 제3 관통공이 형성되는 제2 보조몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치.
제9항에 있어서,
상기 제3 관통공은
상기 제2 관통공을 통과하는 미세크기의 버블을 미세화시키기 위해 임의직경의 관통공이 동일원주상에 반복형성되는 제1 초미세 버블 배출공;
상기 제1 초미세 버블 배출공보다 큰 직경의 관통공이 동일원주상에 반복형성되는 제2 초미세 버블 배출공;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치.
제9항에 있어서,
상기 제2 보조몸체는
상기 몸체의 제2 관통공과 대향되게 형성되고, 상기 제2 관통공을 통과하는 미세크기의 버블의 이동방향을 변환시키기 위한 유체 경계면 마찰 변화부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토치형 초음파 오존 발생기를 이용한 초미세 오존 버블 발생장치.