KR102353296B1 - 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치 및 생성방법 - Google Patents

다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치 및 생성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치 및 생성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일단면 일측에 형성되는 기-액 혼합물 배출부와, 상기 일단면 타측에 형성되는 액체공급부와, 타단면 일측에 형성되는 기체공급부를 갖는 하우징; 상기 하우징 내부에 위치되며, 중앙단에 일단에서 타단으로 관통형성된 내부공간을 가지며, 다공질 재료로 구성된 다공질 유닛; 및 상기 다공질 유닛의 중앙단을 기준으로 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 상기 다공질 유닛에 삽입장착되고, 외면에 미세구멍이 형성된 기체공급튜브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치에 관한 것이다.

Description

다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치 및 생성방법{Micro-Nano Bubble Generator using Porous membrane with gas supply fuction}
본 발명은 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치 및 생성방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 다공질 재료에 별도의 액체 및 기체 공급부를 가지는 직수형 초미세버블(micro and nanobubble) 생성장치 또는 기체용해장치에 관한 것이다.
버블은 액체에 존재하는 기체의 주머니, 즉 기포를 뜻한다. 미세버블은 이들 중에서 일반 기포보다 훨씬 작으며, 그 크기를 나노미터로 표기해야 할 정도로 아주 작은 크기의 기포를 의미한다.
미세버블은 다음의 세가지 측면에서 통상의 기포와는 다른 특성을 가지고 있다.
첫째, 액체 속에 있는 크기 또는 직경이 수 밀리미터 이상인 일반적인 기포는 생성과 동시에 위로 떠 올라 액체의 표면에서 터지게 된다. 기포가 위로 떠 오르는 이유는 기포의 부력이 액체의 저항력보다 더 크기 때문이다.
반면, 미세버블은 액체 속에 장시간 머무른다. 그 이유는 미세버블의 부력이 매우 작아서 액체의 저항력을 이기지 못하기 때문이다.
둘째, 미세버블이 장시간 액체에 머무를 경우 미세버블 내부의 기체가 그 표면을 통해 액체 속으로 서서히 용해되면서 점차 그 크기가 더욱 작아진다. 더욱이 미세버블 내부에 있는 기체의 액체에 대한 용해도가 클 경우 버블 자체가 완전히 용해되어 소멸되기도 한다.
셋째, 버블의 크기가 작으면 작을수록 부피에 대한 표면적의 비율이 커지므로 미세버블의 포집효과를 이용할 수 있는 수질정화 분야와 같이 미세버블의 표면 특성을 활용한 응용분야의 효율이 높아진다.
미세버블의 이러한 세 가지 특징은 나노버블의 다양한 활용을 가능하게 한다.
상수처리의 경우 물속에 공기를 효과적으로 주입함으로써 수질을 높이는 처리시간을 단축하는 것이 가능하게 하며, 하수처리의 경우 예를 들어 오존 등 산화성이 강한 기체를 하수에 효과적으로 주입함으로써 하수에 녹아 있는 다양한 악취물질을 효과적으로 분해 내지 제거할 수 있는 길을 열고 있고, 세탁처리의 경우, 세탁액과 헹굼수가 고농도의 용존산소가 함유된 산소활성수로 되게 하여 강력한 세정기능, 살균 기능을 가지고서 세정도의 향상 및 세정시간의 단축을 획기적으로 수행하게 한다. 이 외에도 살균, 세정, 정화 등이 필요한 다양한 분야에서 이용될 수 있다.
종래의 미세버블 생성장치로서, 공개특허 10-2015-0040134호 '미세버블 생성장치', 등록특허 10-1036227호 '미세 기포발생장치' 등이 있다. 이 특허들은 미세버블을 생성하기 위한 구조가 복잡하게 설계되어, 장치의 제조가 어렵고 제조비용이 상승하는 문제가 있다. 또한, 종래 다공성 플레이트, 다공성 관체 등을 통해 버블을 생성하는 기술에 대해 등록특허 제1795907호, 제1505917호 등에 기재되어 있다.
대한민국 공개특허 10-2007-0094338 대한민국 등록특허 10-1795907 대한민국 등록특허 10-1085840 대한민국 등록특허 10-1188635
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 액체공급장치 이외에 필터 내부 다공질 재료에 별도의 기체공급이 가능하며, 별도의 기체공급장치는 다공질 재료에 튜브가 삽입된 형태로, 삽입된 튜브는 다수의 미세한 구멍을 가공한 구조를 채용하여, 다공질 재료의 공극에 잔존한 기체가 액체 공급시에 트랩되어 나오면서 기-액 혼합물을 발생시킬 수 있는, 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치 및 생성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 생성된 기-액 혼합물은 다공질 재료의 공극크기에 비례하기 때문에 버블 사이즈를 조절할 수 있으며, 트랩된 기체가 모두 소진되었을 때 별도의 기체공급부를 통하여 기체를 충진할 수 있으며, micro and nano 사이즈의 미세버블은 비표면적이 크기 때문에 단시간에 기체를 용해시킬 수 있으며, 기체공급부의 선택적 기체공급을 통해 해당 기체의 용해도가 높은 액체를 생성할 수 있는 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치 및 생성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1목적은, 미세버블 생성장치에 있어서, 일단면 일측에 형성되는 기-액 혼합물 배출부와, 상기 일단면 타측에 형성되는 액체공급부와, 타단면 일측에 형성되는 기체공급부를 갖는 하우징; 상기 하우징 내부에 위치되며, 중앙단에 일단에서 타단으로 관통형성된 내부공간을 가지며, 다공질 재료로 구성된 다공질 유닛; 및 상기 다공질 유닛의 중앙단을 기준으로 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 상기 다공질 유닛에 삽입장착되고, 외면에 미세구멍이 형성된 기체공급튜브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치로서 달성될 수 있다.
그리고 미세버블 발생모드시, 상기 액체공급부를 통해 공급된 액체는 상기 하우징과 상기 다공질 유닛 사이공간을 거쳐 상기 다공질 유닛의 외측에서 내부공간 측으로 다공질 재료를 거치면서 다공질 재료 공극의 잔존기체를 트랩하여 기-액 혼합물을 생성하여, 상기 기-액 혼합물 배출부를 통해 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 기체 충전모드시, 상기 기체공급부를 통해 공급된 기체는 상기 기체공급튜브 내부로 유입되고, 상기 기체공급튜브의 미세구멍을 통해 다공질 재료로 공급되어, 다공질 재료 공극에 기체를 충전하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 다공질 유닛에는 상기 기체공급튜브가 삽입되는 삽입홀이 형성되며, 상기 다공질 재료는 활성탄, 비석, 규조토, 및 세라믹 중 적어도 어느 하나도 구성되며 1um 미만의 미세 공극을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 하우징의 기-액 혼합물 배출부와 상기 다공질 유닛의 내부공간 사이에 연통되는 제1개구부를 가지며, 상기 다공질 유닛의 일단에 장착되는 제1케이스; 및 상기 기체공급튜브의 타측 끝단이 삽입되는 삽입공이 형성되며 상기 다공질 유닛의 타단에 장착되는 제2케이스;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 제2케이스에 장착되며, 상기 하우징의 기체공급부와 연통되는 제2개구부를 갖는 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은 앞서 언급한 제1목적에 따른 미세버블 생성장치를 이용한 미세버블 생성방법에 있어서, 하우징 액체공급부를 통해 액체를 공급하는 단계; 액체가 하우징과 다공질 유닛 사이공간으로 유입되는 단계; 상기 액체가 상기 다공질 유닛의 외측에서 내부공간 측으로 다공질 재료를 거치면서 다공질 재료 공극의 잔존기체를 트랩하여 기-액 혼합물이 생성되는 단계; 및 상기 기-액 혼합물이 상기 하우징의 기-액 혼합물 배출부를 통해 배출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성방법으로서 달성될 수 있다.
그리고 다공질 재료 공극에 잔존기체를 충전할 필요가 있는 경우, 기체충전모드가 진행되며, 상기 기체충전모드는, 상기 하우징의 기체공급부를 통해 기체가 공급되는 단계; 상기 기체가 상기 다공질 유닛에 삽입 장착됨 기체공급튜브 내부로 유입되는 단계; 및 상기 기체가 상기 기체공급튜브의 미세구멍을 통해 다공질 재료로 공급되어, 다공질 재료 공극에 기체를 충전되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 기체충전모드는 설정된 특정 주기마다 진행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 기체충전모드는 액체공급을 중단한 상태 또는 액체공급이 진행되는 상태에서 진행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 하우징의 기-액 혼합물 배출부와 상기 다공질 유닛의 내부공간 사이에 연통되는 제1개구부를 가지며, 상기 다공질 유닛의 일단에 장착되는 제1케이스를 포함하고, 상기 기-액 혼합물이 상기 하우징의 기-액 혼합물 배출부를 통해 배출되는 단계는, 기-액 혼합물이 상기 내부공간에서 상기 제1케이스의 제1개구부를 거쳐 상기 하우징의 기-액 혼합물 배출부를 통해 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 기체공급튜브의 타측 끝단이 삽입되는 삽입공이 형성되며 상기 다공질 유닛의 타단에 장착되는 제2케이스; 및 상기 제2케이스에 장착되며, 상기 하우징의 기체공급부와 연통되는 제2개구부를 갖는 덮개를 포함하고, 상기 기체충전모드의 상기 하우징의 기체공급부를 통해 기체가 공급되는 단계는, 상기 하우징의 기체공급부를 통해 공급되는 상기 기체가 상기 제2개구부를 통해, 상기 덮개와 상기 제2케이스 사이공간을 거쳐 상기 기체공급튜브 내부로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치 및 생성방법에 따르면, 액체공급장치 이외에 필터 내부 다공질 재료에 별도의 기체공급이 가능하며, 별도의 기체공급장치는 다공질 재료에 튜브가 삽입된 형태로, 삽입된 튜브는 다수의 미세한 구멍을 가공한 구조를 채용하여, 다공질 재료의 공극에 잔존한 기체가 액체 공급시에 트랩되어 나오면서 기-액 혼합물을 발생시킬 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치 및 생성방법에 따르면, 생성된 기-액 혼합물은 다공질 재료의 공극크기에 비례하기 때문에 버블 사이즈를 조절할 수 있으며, 트랩된 기체가 모두 소진되었을 때 별도의 기체공급부를 통하여 기체를 충진할 수 있으며, micro and nano 사이즈의 미세버블은 비표면적이 크기 때문에 단시간에 기체를 용해시킬 수 있으며, 기체공급부의 선택적 기체공급을 통해 해당 기체의 용해도가 높은 액체를 생성할 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 다공질 유닛의 사시도,
도 1b는 도 1a의 A 부분 확대도,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 기체공급튜브의 사시도,
도 2b는 도 2a의 B 부분 확대도,
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 기체공급튜브가 삽입된 다공질 유닛의 사시도,
도 3b는 도 3a의 C 부분 확대도,
도 4a는 도 3a에서 케이스가 장착된 상태의 사시도,
도 4b는 도 4a의 D 부분 확대도,
도 5a는 도 4a에서 덮개가 장착된 상태의 사시도,
도 5b는 도 5a의 E 부분 확대도,
도 6a는 도 5a에서 하우징이 장착된 상태의 사시도,
도 6b는 도 6a의 F 부분 확대도,
도 7a는 도 6a에서 하우징 하단에 기체공급부가 구비된 상태의 사시도,
도 7b는 도 7a에서 G 부분 확대도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치의 단면도,
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 미세버블 발생모드의 흐름도,
도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 미세버블 발생모드에서의 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치의 단면도,
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 기체충전모드의 흐름도,
도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 기체충전모드에서의 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치의 단면도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 다공질 재료(21)에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치(100)의 구성, 기능에 대해 설명하도록 한다.
먼저 도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 다공질 유닛(20)의 사시도를 도시한 것이고, 도 1b는 도 1a의 A 부분 확대도를 도시한 것이다. 또한 도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 기체공급튜브(30)의 사시도를 도시한 것이고, 도 2b는 도 2a의 B 부분 확대도를 도시한 것이다.
그리고 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 기체공급튜브(30)가 삽입된 다공질 유닛(20)의 사시도를 도시한 것이고, 도 3b는 도 3a의 C 부분 확대도를 도시한 것이다. 또한 도 4a는 도 3a에서 케이스가 장착된 상태의 사시도를 도시한 것이고, 도 4b는 도 4a의 D 부분 확대도를 도시한 것이다. 그리고 도 5a는 도 4a에서 덮개(60)가 장착된 상태의 사시도를 도시한 것이고, 도 5b는 도 5a의 E 부분 확대도를 도시한 것이다.
그리고 도 6a는 도 5a에서 하우징(10)이 장착된 상태의 사시도를 도시한 것이고, 도 6b는 도 6a의 F 부분 확대도를 도시한 것이다. 또한 도 7a는 도 6a에서 하우징(10) 하단에 기체공급부(13)가 구비된 상태의 사시도를 도시한 것이고, 도 7b는 도 7a에서 G 부분 확대도를 도시한 것이다. 그리고 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다공질 재료(21)에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치(100)의 단면도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 다공질 재료(21)에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치(100)는 전체적으로 하우징(10)과, 다공질 유닛(20)과 그리고 다수의 기체공급튜브(30)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 하우징(10)은 도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b 및 도 8에 도시된 바와 같이, 전체적으로 원통형태를 가지며, 상단면 중앙에 형성되는 기-액 혼합물 배출부(12)와, 상단면 외측에 형성되는 액체공급부(11)와, 하단면 일측에 형성되는 기체공급부(13)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
그리고 다공질 유닛(20)은 이러한 하우징(10)의 내부공간(23)에 위치되도록 구성된다. 다공질 유닛(20)의 외면과 하우징(10)의 내면 사이에 특정 사이공간을 가지도록 다공질 유닛(20)은 하우징(10) 내부에 위치되게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 다공질 유닛(20)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 상단 중앙에서 하단 중앙으로 관통형성된 내부공간(23)을 가지며, 다공질 재료(21)로 구성됨을 알 수 있다.
또한, 이러한 다공질 유닛(20)에는 후에 설명되는 바와 같이, 복수의 기체공급튜브(30) 각각이 삽입되는 삽입홀(22)이 형성된다. 그리고 다공질 유닛(20)을 구성하는 다공질 재료(21)는 활성탄, 비석, 규조토, 및 세라믹 중 적어도 어느 하나도 구성되며 1um 미만의 미세 공극을 갖도록 구성된다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 기체공급튜브(30)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 다공질 유닛(20)의 중앙단을 기준으로 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 다공질 유닛(20)의 삽입홀(22)에 삽입장착됨을 알 수 있다.
또한, 기체공급튜브(30)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 외면에 미세구멍(31)이 형성되어지며, 상단은 폐쇄면(33)으로 구성되고, 하단은 기체가 공급되기 위한 개방면(32)으로 구성됨을 알 수 있다.
따라서, 미세버블 발생모드시, 하우징(10)의 액체공급부(11)를 통해 공급된 액체는 하우징(10)과 다공질 유닛(20) 사이 공간을 거쳐 다공질 유닛(20)의 외측에서 내부공간(23) 측으로 다공질 재료(21)를 거치면서 다공질 재료(21) 공극의 잔존기체를 트랩하여 기-액 혼합물을 생성하여, 상기 기-액 혼합물 배출부(12)를 통해 배출되게 된다.
또한, 기체 충전모드시, 하우징(10)의 기체공급부(13)를 통해 공급된 기체는 기체공급튜브(30) 내부로 유입되고, 기체공급튜브(30)의 미세구멍(31)을 통해 다공질 재료(21)로 공급되어, 다공질 재료(21) 공극에 기체를 충전하게 된다.
이러한 상기 기체충전모드는 설정된 특정 주기마다 진행될 수도 있다. 그리고 기체충전모드는 액체공급을 중단한 상태에서 진행될 수도 있고, 또는 액체공급이 진행되는 상태에서 진행될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 다공질 유닛(20)의 상단에 장착되는 제1케이스(40)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 제1케이스(40)에는 제1개구부(41)가 형성된다. 이러한 제1개부부는 하우징(10)의 기-액 혼합물 배출부(12)와 다공질 유닛(20)의 내부공간(23) 사이에 연통되도록 구성된다.
따라서 생성된 기-액 혼합물은 다공질 유닛(20)의 내부공간(23)에서 제1케이스(40)의 제1개구부(41)를 거쳐 하우징(10)의 기-액 혼합물 배출부(12)를 통해 배출되게 된다.
또한, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 다공질 유닛(20)의 하단에 장착되는 제2케이스(50)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 제2케이스(50)는 기체공급튜브(30)의 하측 끝단이 삽입되는 삽입공(51)이 형성되어 진다.
그리고 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2케이스(50)에는 덮개(60)가 설치됨을 알 수 있다. 이러한 덮개(60)에는 하우징(10)의 기체공급부(13)와 연통되는 제2개구부(61)가 형성되어 진다.
따라서 기체충전모드시, 하우징(10)의 기체공급부(13)를 통해 공급되는 기체가 제2개구부(61)를 통해, 덮개(60)와 제2케이스(50) 사이공간을 거쳐 기체공급튜브(30) 내부로 유입되도록 구성된다.
이하에서는 앞서 언급한 다공질 재료(21)에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치(100)를 이용한 미세버블 생성방법에 대해 설명하도록 한다. 도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 미세버블 발생모드의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 미세버블 발생모드에서의 다공질 재료(21)에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치(100)의 단면도를 도시한 것이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 미세버블 발생모드에서, 먼저 하우징(10)의 액체공급부(11)를 통해 액체가 공급되게 된다(S1). 즉 액체는 하우징(10)의 액체공급부(11)를 통해 공급된다.
그리고 공급된 액체는 하우징(10)과 다공질 유닛(20)의 사이공간으로 유입되게 된다(S2).
그리고 액체는 다공질 유닛(20)의 외측에서 내부공간(23) 측으로 다공질 재료(21)를 거치면서 다공질 재료(21) 공극의 잔존기체를 트랩하여 기-액 혼합물을 생성하게 된다(S3).
그리고 이러한 기-액 혼합물은 다공질 유닛(20)의 내부공간(23)으로 유입된 후(S4), 제1케이스(40)의 제1개구부(41)를 거쳐, 하우징(10)의 기-액 혼합물 배출부(12)를 통해 미세버블로서 배출되게 된다(S5).
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 기체충전모드의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 기체충전모드에서의 다공질 재료(21)에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치(100)의 단면도를 도시한 것이다.
다공질 재료(21) 공극에 잔존기체를 충전할 필요가 있는 경우, 기체충전모드가 진행되며, 본 발명의 실시예에 따른 기체충전모드는 설정된 특정 주기마다 진행될 수 있다. 그리고 기체충전모드는 액체공급을 중단한 상태 또는 액체공급이 진행되는 상태에서 진행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기체충전모드는 먼저, 기체공급수단이 가동되게 된다(S10). 기체공급수단에 의해 하우징(10)의 기체공급부(13)를 통해 기체가 공급되게 된다(S20).
공급된 기체는 덮개(60)의 제2개구부(61)를 통해, 덮개(60)와 제2케이스(50) 사이공간으로 유입되게 된다(S30).
그리고 기체는 제2케이스(50)의 삽입공(51)에 위치된 기체공급튜브(30)의 개방면(32)을 통해 기체공급튜브(30)의 내부로 유입되게 된다(S40).
그리고 기체는 기체공급튜브(30)의 미세구멍(31)을 통해 다공질 재료(21)로 공급되어(S50), 다공질 재료(21) 공극에 기체를 충전되게 된다(S60).
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10:하우징
11:액체공급부
12:기-액 혼합물 배출부
13:기체공급부
20:다공질 유닛
21:다공질 재료
22:삽입홀
23:내부공간
30:기체공급튜브
31:미세구멍
32:개방면
33:폐쇄면
40:제1케이스
41:제1개구부
50:제2케이스
51:삽입공
60:덮개
61:제2개구부
100:다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치

Claims (13)

  1. 미세버블 생성장치에 있어서,
    일단면 일측에 형성되는 기-액 혼합물 배출부와, 상기 일단면 타측에 형성되는 액체공급부와, 타단면 일측에 형성되는 기체공급부를 갖는 하우징;
    상기 하우징 내부에 위치되며, 중앙단에 일단에서 타단으로 관통형성된 내부공간을 가지며, 다공질 재료로 구성된 다공질 유닛; 및
    상기 다공질 유닛의 중앙단을 기준으로 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 상기 다공질 유닛에 삽입장착되고, 외면에 미세구멍이 형성된 기체공급튜브;를 포함하고,
    미세버블 발생모드시, 상기 액체공급부를 통해 공급된 액체는 상기 하우징과 상기 다공질 유닛 사이공간을 거쳐 상기 다공질 유닛의 외측에서 내부공간 측으로 다공질 재료를 거치면서 다공질 재료 공극의 잔존기체를 트랩하여 기-액 혼합물을 생성하여, 상기 기-액 혼합물 배출부를 통해 배출되며,
    기체 충전모드시, 상기 기체공급부를 통해 공급된 기체는 상기 기체공급튜브 내부로 유입되고, 상기 기체공급튜브의 미세구멍을 통해 다공질 재료로 공급되어, 다공질 재료 공극에 기체를 충전하는 것을 특징으로 하는 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다공질 유닛에는 상기 기체공급튜브가 삽입되는 삽입홀이 형성되며, 상기 다공질 재료는 활성탄, 비석, 규조토, 및 세라믹 중 적어도 어느 하나도 구성되며 1um 미만의 미세 공극을 갖는 것을 특징으로 하는 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 기-액 혼합물 배출부와 상기 다공질 유닛의 내부공간 사이에 연통되는 제1개구부를 가지며, 상기 다공질 유닛의 일단에 장착되는 제1케이스; 및
    상기 기체공급튜브의 타측 끝단이 삽입되는 삽입공이 형성되며 상기 다공질 유닛의 타단에 장착되는 제2케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2케이스에 장착되며, 상기 하우징의 기체공급부와 연통되는 제2개구부를 갖는 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 재료에 기체주입부를 갖는 미세버블 생성장치.
  7. 제 1항에 따른 미세버블 생성장치를 이용한 미세버블 생성방법에 있어서,
    미세버블 발생모드시,
    하우징 액체공급부를 통해 액체를 공급하는 단계;
    액체가 하우징과 다공질 유닛 사이공간으로 유입되는 단계;
    상기 액체가 상기 다공질 유닛의 외측에서 내부공간 측으로 다공질 재료를 거치면서 다공질 재료 공극의 잔존기체를 트랩하여 기-액 혼합물이 생성되는 단계; 및
    상기 기-액 혼합물이 상기 하우징의 기-액 혼합물 배출부를 통해 배출되는 단계;를 포함하고,
    상기 다공질 재료 공극에 잔존기체를 충전할 필요가 있는 경우, 기체충전모드가 진행되며, 상기 기체충전모드는,
    상기 하우징의 기체공급부를 통해 기체가 공급되는 단계;
    상기 기체가 상기 다공질 유닛에 삽입 장착됨 기체공급튜브 내부로 유입되는 단계; 및
    상기 기체가 상기 기체공급튜브의 미세구멍을 통해 다공질 재료로 공급되어, 다공질 재료 공극에 기체를 충전되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성방법.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 기체충전모드는 설정된 특정 주기마다 진행되는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 기체충전모드는 액체공급을 중단한 상태 또는 액체공급이 진행되는 상태에서 진행되는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 하우징의 기-액 혼합물 배출부와 상기 다공질 유닛의 내부공간 사이에 연통되는 제1개구부를 가지며, 상기 다공질 유닛의 일단에 장착되는 제1케이스를 포함하고,
    상기 기-액 혼합물이 상기 하우징의 기-액 혼합물 배출부를 통해 배출되는 단계는,
    상기 기-액 혼합물이 상기 내부공간에서 상기 제1케이스의 제1개구부를 거쳐 상기 하우징의 기-액 혼합물 배출부를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 기체공급튜브의 타측 끝단이 삽입되는 삽입공이 형성되며 상기 다공질 유닛의 타단에 장착되는 제2케이스; 및 상기 제2케이스에 장착되며, 상기 하우징의 기체공급부와 연통되는 제2개구부를 갖는 덮개를 포함하고,
    상기 기체충전모드의 상기 하우징의 기체공급부를 통해 기체가 공급되는 단계는,
    상기 하우징의 기체공급부를 통해 공급되는 상기 기체가 상기 제2개구부를 통해, 상기 덮개와 상기 제2케이스 사이공간을 거쳐 상기 기체공급튜브 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성방법.
  13. 제 1항 및 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 미세버블 생성장치의 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 기체용해장치.
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