KR102521926B1 - 마이크로 버블 발생장치 - Google Patents

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Abstract

마이크로 버블 발생장치에 관한 것으로서, 물 공급라인과 공기 공급라인이 연결되어 물과 공기가 믹싱되게 하는 믹싱모듈; 상기 믹싱모듈에 연결되고 물과 공기가 믹싱되어 형성된 유체가 유동하는 믹싱 유체라인; 및 상기 믹싱 유체라인에 연결되며, 상기 믹싱 유체라인에서 유동되는 믹싱 유체를 기반으로 물 속에 마이크로 버블을 형성시켜 배출하되 유지보수를 위해 분해조립이 가능하게 마련되는 분해조립식 마이크로 버블 발생기를 포함한다.

Description

마이크로 버블 발생장치{Micro Bubble Generating Apparatus}
본 발명은, 마이크로 버블 발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로써 마이크로 버블 발생할 수 있으며, 이로 인해 마이크로 버블을 필요로 하는 곳에 널리 활용할 수 있는 마이크로 버블 발생장치에 관한 것이다.
최근 들어 공기, 산소, 및 오존 가스를 미세한 버블(bubble)로서 포함하는 물을 활용하는 분야가 증가 되고 있다. 예를 들면 미세한 오존 가스 버블을 포함한 물은 세정이나 폐수의 정화 등에 활용될 수 있고, 산소 가스 버블을 이용한 물은 역세척이나 호수 등의 정화에 활용될 수 있다.
일반적으로 공기 방울로서의 버블(Bubble)은 미세한 산기 장치 또는 기타 장치에 의해서 수중에서 수압과 공기의 전단력에 의해 생성되는데, 이는 압력, 공기량, 물의 점도 및 수온과 밀접한 관계가 있다.
일반적인 산기 장치에 의한 버블은 직경 50㎛ 이상의 버블 사이즈로 수중에서 생성된다. 하지만, 이 정도의 사이즈로는 물은 세정이나 폐수의 정화 등에 활용되기 곤란하다.
따라서 통상의 산기 장치 외에, 별도의 미세 버블(즉 마이크로 버블 또는 나노 버블)을 발생시키기 위한 장치들이 개발되어 사용되고 있지만 아직은 마이크로 버블 발생 효율이 떨어진다.
대한민국특허청 공개실용신안공보 제20-2009-0010385호(2009.10.13.) 대한민국특허청 등록특허공보 제10-0949769호(2010.03.30.) 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1896355호(2018.10.18.)
본 발명의 목적은, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로써 마이크로 버블 발생할 수 있으며, 이로 인해 마이크로 버블을 필요로 하는 곳에 널리 활용할 수 있는 마이크로 버블 발생장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 물 공급라인과 공기 공급라인이 연결되어 물과 공기가 믹싱되게 하는 믹싱모듈; 상기 믹싱모듈에 연결되고 물과 공기가 믹싱되어 형성된 유체가 유동하는 믹싱 유체라인; 및 상기 믹싱 유체라인에 연결되며, 상기 믹싱 유체라인에서 유동되는 믹싱 유체를 기반으로 물 속에 마이크로 버블을 형성시켜 배출하되 유지보수를 위해 분해조립이 가능하게 마련되는 분해조립식 마이크로 버블 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치에 의해 달성된다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기는, 메인 관체부; 상기 메인 관체부의 일측 단부에서 플랜지 결합하는 관체 헤드부; 및 상기 관체 헤드부의 일측 단부에서 나사 결합하되 상기 믹싱 유체라인의 결합 돌기부가 걸려 결합하는 결합홈부를 구비하며, 상기 믹싱 유체라인과 착탈 가능하게 결합하는 라인 결합 관체부를 포함할 수 있다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기는, 상기 메인 관체부의 타측 단부에서 플랜지 결합하되 마이크로 버블이 형성된 마이크로 버블수(水)가 배출되는 복수 개의 마이크로 버블수 배출공을 구비하는 배출 관체부를 더 포함할 수 있다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기는, 상기 관체 헤드부 내의 입구 영역에 배치되며, 믹싱 유체가 충돌하는 믹싱 유체 충돌부재; 및 상기 믹싱 유체 충돌부재에 경사지게 형성되되 출구가 입구보다 폭이 좁게 형성되며, 상기 믹싱 유체 충돌부재에 충돌되어 형성되는 유체가 후단으로 통과하는 복수 개의 경사 통공부를 더 포함할 수 있다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기는, 상기 관체 헤드부 내에서 상기 믹싱 유체 충돌부재의 후단에 연결되게 마련되며, 상기 믹싱 유체 충돌부재에 충돌된 유체가 유동하는 유체 유동 공간부가 내부에 형성되는 유체 유동블록; 및 상기 메인 관체부와 상기 관체 헤드부의 경계 영역을 형성하며, 상기 유체 유동 공간부의 후단에서 유입되는 유체를 미세하게 통과시키는 미세통공을 구비하는 미세망부재를 더 포함하며, 상기 유체 유동 공간부는 상기 경사 통공부와 연통하는 부분에서 후단으로 갈수록 경사지게 폭이 좁아지다가 후단에서 수평한 관 형상을 이룰 수 있다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기는, 상기 메인 관체부 내에 배치되되 유체가 흐르는 방향에 따라 상기 미세망부재의 후단에 배치되며, 상기 미세망부재를 지난 유체의 버블을 충돌에 의해 더 미세하게 쪼개 마이크로 버블화시키는 버블 형성용 충돌유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 버블 형성용 충돌유닛은, 유닛 샤프트; 및 상기 유닛 샤프트의 둘레벽에 형성되고 상기 미세망부재를 지난 유체와의 접촉 면적을 증가시키는 복수 개의 접촉 면적 증가돌기부를 포함할 수 있다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기는, 상기 메인 관체부 내에서 상기 버블 형성용 충돌유닛의 후단에 배치되며, 상기 버블 형성용 충돌유닛을 지난 유체를 좁은 통로로 이송하는 제1 협소 통로 벽체부; 및 상기 제1 협소 통로 벽체부와 인격 배치되되 상기 제1 협소 통로 벽체부를 지난 유체를 더 좁은 통로로 이송하는 복수 개의 제2 협소 통로 벽체부를 더 포함할 수 있다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기는, 상기 제1 협소 통로 벽체부와 상기 제2 협소 통로 벽체부 사이의 공간에 배치되고 마이크로 버블의 발생량을 증가시키는 복수 개의 볼부재를 더 포함할 수 있다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기는, 상기 제2 협소 통로 벽체부에 의해 형성되는 홀(hole)에 결합하되 복수 개의 미세홀을 구비하는 미세홀 망체를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로써 마이크로 버블 발생할 수 있으며, 이로 인해 마이크로 버블을 필요로 하는 곳에 널리 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 마이크로 버블 발생장치의 구조도이다.
도 2는 도 1의 부분 단면도이다.
도 3은 도 2에서 믹싱 유체라인을 제거한 상태의 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 부분 상세도들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
한편, 하기 본 발명에 관한 설명은 구조적이나 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하다. 따라서 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
예컨대, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것이라 이해되어야 할 것이다. 구성요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 같다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 같은 참조부호는 같은 부재를 나타낸다.
도 1은 마이크로 버블 발생장치의 구조도, 도 2는 도 1의 부분 단면도, 도 3은 도 2에서 믹싱 유체라인을 제거한 상태의 도면, 도 4 및 도 5는 도 2의 부분 상세도들이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치는 물 공급라인(10)과 공기 공급라인(20)이 연결되어 물과 공기가 믹싱되게 하는 믹싱모듈(30)과, 상기 믹싱모듈(30)에 연결되고 물과 공기가 믹싱되어 형성된 유체가 유동하는 믹싱 유체라인(40)과, 마이크로 버블 발생기(100)를 포함한다.
상기 마이크로 버블 발생기(100)는 상기 믹싱 유체라인(40)에 연결되며, 상기 믹싱 유체라인(40)에서 유동되는 믹싱 유체를 기반으로 물 속에 마이크로 버블을 형성시켜 배출하되 유지보수를 위해 분해조립이 가능하게 마련된다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)가 분해조립한 구조라서 청소나 유지보수 등이 쉽다. 또한, 상기 믹싱모듈(30)과 연계해서 작용하기 때문에 마이크로 버블 발생량이 높다.
다시 말해, 본 실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치는 콤팩트하면서도 효율적인 구조로써 마이크로 버블 발생할 수 있으며, 이로 인해 마이크로 버블을 필요로 하는 곳에 널리 활용할 수 있게 된다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)는, 메인 관체부(111)와, 상기 메인 관체부(111)의 일측 단부에서 플랜지(P) 결합하는 관체 헤드부(112)와, 상기 관체 헤드부(112)의 일측 단부에서 나사(S) 결합하되 상기 믹싱 유체라인(40)의 결합 돌기부가 걸려 결합하는 결합홈부(113a)를 구비하며, 상기 믹싱 유체라인(40)과 착탈 가능하게 결합하는 라인 결합 관체부(113)를 포함한다.
그뿐만 아니라 상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)는 상기 메인 관체부(111)의 타측 단부에서 플랜지(P) 결합하되 마이크로 버블이 형성된 마이크로 버블수(水)가 배출되는 복수 개의 마이크로 버블수 배출공(114a)을 구비하는 배출 관체부(114)를 더 포함한다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)가 상기 메인 관체부(111), 상기 관체 헤드부(112), 상기 라인 결합 관체부(113) 및 상기 배출 관체부(114)로 되고, 이들이 해당 위치에서 분해조립한 구조라서 부품의 조립, 유지보수 등에 뛰어난 효과를제공할 수 있다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)는, 상기 관체 헤드부(112) 내의 입구 영역에 배치되며, 믹싱 유체가 충돌하는 믹싱 유체 충돌부재(121)와, 상기 믹싱 유체 충돌부재(121)에 경사지게 형성되되 출구가 입구보다 폭이 좁게 형성되며, 상기 믹싱 유체 충돌부재(121)에 충돌되어 형성되는 유체가 후단으로 통과하는 복수 개의 경사 통공부(122)를 더 포함한다.
믹싱 유체가 믹싱 유체 충돌부재(121)에 충돌된 이후, 경사 통공부(122)를 통해 후단으로 배출되는 구조라서 버블 생성에 유리하다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)는, 상기 관체 헤드부(112) 내에서 상기 믹싱 유체 충돌부재(121)의 후단에 연결되게 마련되며, 상기 믹싱 유체 충돌부재(121)에 충돌된 유체가 유동하는 유체 유동 공간부(125)가 내부에 형성되는 유체 유동블록(124)을 더 포함한다.
이때, 상기 유체 유동 공간부(125)는 상기 경사 통공부(122)와 연통하는 부분에서 후단으로 갈수록 경사지게 폭이 좁아지다가 후단에서 수평한 관 형상을 이룬다. 즉 상기 믹싱 유체 충돌부재(121)에 충돌되어 쪼개진 버블이 상기 유체 유동 공간부(125)의 넓은 공간에서 좁은 공간으로 이동되는 형태로 후단으로 이송되기 때문에 이 과정에서도 버블화에 기여할 수 있다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)는, 상기 메인 관체부(111)와 상기 관체 헤드부(112)의 경계 영역을 형성하며, 상기 유체 유동 공간부(125)의 후단에서 유입되는 유체를 미세하게 통과시키는 미세통공(132)을 구비하는 미세망부재(131)를 더 포함할 수 있다.
상기 믹싱 유체 충돌부재(121)에 충돌되어 쪼개진 버블이 상기 유체 유동 공간부(125)의 넓은 공간에서 좁은 공간으로 이동된 이후에 상기 미세망부재(131)의 상기 미세통공(132)을 지나는 형태라서 마이크로 버블의 형성에 유리하다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)는, 상기 메인 관체부(111) 내에 배치되되 유체가 흐르는 방향에 따라 상기 미세망부재(131)의 후단에 배치되며, 상기 미세망부재(131)를 지난 유체의 버블을 충돌에 의해 더 미세하게 쪼개 마이크로 버블화시키는 버블 형성용 충돌유닛(140)을 더 포함할 수 있다.
이러한 상기 버블 형성용 충돌유닛(140)은, 유닛 샤프트(141)와, 상기 유닛 샤프트(141)의 둘레벽에 형성되고 상기 미세망부재(131)를 지난 유체와의 접촉 면적을 증가시키는 복수 개의 접촉 면적 증가돌기부(142)를 포함할 수 있다.
이 단계까지 오면 물속에 마이크로 버블이 상당수 들어 있으나 이러한 물이 상기 버블 형성용 충돌유닛(140)에 다시 충돌된 상태에서 후단으로 이동하게 되면, 버블을 좀 더 잘개 쪼갤 수 있는 장점이 있다. 따라서, 상기 접촉 면적 증가돌기부(142)는 많으면 많을수록 유리하다.
상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)는, 상기 메인 관체부(111) 내에서 상기 버블 형성용 충돌유닛(140)의 후단에 배치되며, 상기 버블 형성용 충돌유닛(140)을 지난 유체를 좁은 통로로 이송하는 제1 협소 통로 벽체부(151)와, 상기 제1 협소 통로 벽체부(151)와 인격 배치되되 상기 제1 협소 통로 벽체부(151)를 지난 유체를 더 좁은 통로로 이송하는 복수 개의 제2 협소 통로 벽체부(152)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)는, 상기 제1 협소 통로 벽체부(151)와 상기 제2 협소 통로 벽체부(152) 사이의 공간에 배치되고 마이크로 버블의 발생량을 증가시키는 복수 개의 볼부재(160)를 더 포함할 수 있다.
버블이 형성된 물이 상기 제1 협소 통로 벽체부(151)의 홀(hole)과 상기 제2 협소 통로 벽체부(152)의 홀(hole)을 지나는 과정에서 볼부재(160)들에 접촉 가압하기 때문에 마이크로 버블의 발생량이 높아질 수 있다. 또한, 이 부분의 볼부재(160)이 막히는 것을 방지할 수 있다.
그뿐만 아니라 본 실시예의 상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기(100)는 상기 제2 협소 통로 벽체부(151)에 의해 형성되는 홀(hole)에 결합하되 복수 개의 미세홀(171)을 구비하는 미세홀 망체(170)를 더 포함함으로써 마이크로 버블의 발생량을 극대화시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조를 기반으로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 콤팩트하면서도 효율적인 구조로써 마이크로 버블 발생할 수 있으며, 이로 인해 마이크로 버블을 필요로 하는 곳에 널리 활용할 수 있게 된다.
이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.
10 : 물 공급라인 20 : 공기 공급라인
30 : 믹싱모듈 40 : 믹싱 유체라인
100 : 분해조립식 마이크로 버블 발생기 111 : 메인 관체부
112 : 관체 헤드부 113 : 라인 결합 관체부
113a : 결합홈부 114 : 배출 관체부
114a : 버블수 배출공 121 : 믹싱 유체 충돌부재
122 : 경사 통공부 124 : 유체 유동블록
125 : 유체 유동 공간부 131 : 미세망부재
132 : 미세통공 140 : 버블 형성용 충돌유닛
141 : 유닛 샤프트 142 : 접촉 면적 증가돌기부
151 : 제1 협소 통로 벽체부 152 : 제2 협소 통로 벽체부
160 : 볼부재 170 : 미세홀 망체
171 : 미세홀

Claims (4)

  1. 물 공급라인과 공기 공급라인이 연결되어 물과 공기가 믹싱되게 하는 믹싱모듈;
    상기 믹싱모듈에 연결되고 물과 공기가 믹싱되어 형성된 유체가 유동하는 믹싱 유체라인; 및
    상기 믹싱 유체라인에 연결되며, 상기 믹싱 유체라인에서 유동되는 믹싱 유체를 기반으로 물 속에 마이크로 버블을 형성시켜 배출하되 유지보수를 위해 분해조립이 가능하게 마련되는 분해조립식 마이크로 버블 발생기를 포함하며,
    상기 분해조립식 마이크로 버블 발생기는,
    메인 관체부;
    상기 메인 관체부의 일측 단부에서 플랜지 결합하는 관체 헤드부;
    상기 관체 헤드부의 일측 단부에서 나사 결합하되 상기 믹싱 유체라인의 결합 돌기부가 걸려 결합하는 결합홈부를 구비하며, 상기 믹싱 유체라인과 착탈 가능하게 결합하는 라인 결합 관체부;
    상기 메인 관체부의 타측 단부에서 플랜지 결합하되 마이크로 버블이 형성된 마이크로 버블수(水)가 배출되는 복수 개의 마이크로 버블수 배출공을 구비하는 배출 관체부;
    상기 관체 헤드부 내의 입구 영역에 배치되며, 믹싱 유체가 충돌하는 믹싱 유체 충돌부재;
    상기 믹싱 유체 충돌부재에 경사지게 형성되되 출구가 입구보다 폭이 좁게 형성되며, 상기 믹싱 유체 충돌부재에 충돌되어 형성되는 유체가 후단으로 통과하는 복수 개의 경사 통공부;
    상기 메인 관체부와 상기 관체 헤드부의 경계 영역을 형성하며, 유체 유동 공간부의 후단에서 유입되는 유체를 미세하게 통과시키는 미세통공을 구비하는 미세망부재; 및
    상기 메인 관체부 내에 배치되되 유체가 흐르는 방향에 따라 상기 미세망부재의 후단에 배치되며, 상기 미세망부재를 지난 유체의 버블을 충돌에 의해 더 미세하게 쪼개 마이크로 버블화시키는 버블 형성용 충돌유닛을 포함하며,
    상기 버블 형성용 충돌유닛은,
    유닛 샤프트; 및
    상기 유닛 샤프트의 둘레벽에 형성되고 상기 미세망부재를 지난 유체와의 접촉 면적을 증가시키는 복수 개의 접촉 면적 증가돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치.
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  3. 삭제
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