KR102546011B1 - 대용량 마이크로 버블 생성 장비 - Google Patents

Abstract

대용량 마이크로 버블 생성 장비가 개시된다. 본 발명은 외부로부터 원수를 공급받는 순환 펌프, 순환 펌프로부터 공급되는 원수에 마이크로 버블을 생성시키기 위한 압력을 인가하는 메인 펌프, 및 메인 펌프로부터 공급되는 원수에 마이크로 버블을 생성시키는 제네레이터를 구비한다. 본 발명에 따르면, 마이크로 버블이 형성된 원수를 대용량으로 공급할 수 있게 된다. 아울러, 본 발명에 따르면, 매우 미세하면서도 균질한 마이크로 버블이 형성된 원수를 공급할 수 있게 된다. 아울러, 본 발명에 따르면, 고압으로 원수를 공급하지 않으면서도 마이크로 버블을 효과적으로 발생시킬 수 있게 된다.

Description

대용량 마이크로 버블 생성 장비{Large-capacity Microbubble Generating Equipment}

본 발명은 대용량 마이크로 버블 생성 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 버블이 형성된 원수를 대용량으로 공급할 수 있게 되고, 매우 미세하면서도 균질한 마이크로 버블이 형성된 원수를 공급할 수 있게 될 뿐만 아니라, 고압으로 원수를 공급하지 않으면서도 마이크로 버블을 효과적으로 발생시킬 수 있는 대용량 마이크로 버블 생성 장비에 관한 것이다.

마이크로 버블은 50㎛ 이하의 매우 미세한 기포로서 뛰어난 살균 작용, 각종 세척 효과 및 수질 정화 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

구체적으로, 마이크로 버블이 자기 가압 효과에 의해 소멸할 때 하이드록시 래디칼(OH) 등의 프리 래디칼이 발생하며, 이와 같은 프리 래디칼은 수중에 존재하는 여러 가지 유해 화학 물질이나 세균류를 분해한다.

아울러, 마이크로 버블의 표면은 음극으로 대전되어 있으며, 이와 같은 마이크로 버블은 양극으로 대전되어 있는 오염물질을 흡착하여 부상하고, 마이크로 버블은 부력이 약해 부상하는 속도가 매우 느리기 때문에 오염물질을 놓치지 않고 수면 위까지 떠올리게 함으로써 오염물질의 제거를 용이하게 한다.

또한, 레나드 효과로 인해 폭포의 10배에 달하는 음이온이 발생하며 헨리 법칙에 의하여 압력에 비례하여 기체의 질량이 증가하고 원적외선을 방출하며, 공기 방울이 작아지는 만큼 물과의 표면적이 늘어나 산소의 용존량이 증가하며 자기 가압 효과로 압축과 분열이 발생한다.

이 때 초고온 초고압이 발생함으로써 무수한 진동파가 발생되고 이를 통해 미생물과 세균을 소멸시키는데 탁월할 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

한편, 이와 같은 마이크로 버블을 생성하기 위해 종래의 다양한 구조의 마이크로 버블 생성용 노즐이 개발된 바 있으나, 이와 같은 종래 기술에 따른 마이크로 버블 생성용 노즐은 매우 작은 양의 마이크로 버블수만을 공급할 수 있다는 기술적 한계가 있다.

아울러, 종래에는 마이크로 버블을 생성하기 위해 고압으로 원수를 공급해야 한다는 기술적 한계가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 마이크로 버블이 형성된 원수를 대용량으로 공급할 수 있게 되고, 매우 미세하면서도 균질한 마이크로 버블이 형성된 원수를 공급할 수 있게 될 뿐만 아니라, 고압으로 원수를 공급하지 않으면서도 마이크로 버블을 효과적으로 발생시킬 수 있는 대용량 마이크로 버블 생성 장비를 제공함에 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않으며, 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있는 다른 기술적 과제들을 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대용량 마이크로 버블 생성 장비는, 외부로부터 원수를 공급받는 순환 펌프; 상기 순환 펌프로부터 공급되는 원수에 마이크로 버블을 생성시키기 위한 압력을 인가하는 메인 펌프; 및 상기 메인 펌프로부터 공급되는 원수에 마이크로 버블을 생성시키는 제네레이터를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제네레이터는, 상기 원수가 외주면을 따라 이동하는 원통형 제1 발생부; 및 상기 제1 발생부의 내부에 설치되며, 상기 제1 발생부의 내부로 공급되는 상기 원수가 외주면을 따라 이동하는 원통형 제2 발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 발생부와 상기 제2 발생부의 외측면에는 상기 원수가 충돌하는 적어도 하나의 환형 충돌대가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 인접한 한 쌍의 상기 환형 충돌대의 사이에는 상기 환형 출동대와의 충돌한 원수의 유속을 증가시키는 가속구가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제네레이터로부터 배출되는 상기 원수가 이송되는 출수관에 설치되어 상기 원수에 자력을 인가하는 자력부을 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 마이크로 버블이 형성된 원수를 대용량으로 공급할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 매우 미세하면서도 균질한 마이크로 버블이 형성된 원수를 공급할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 고압으로 원수를 공급하지 않으면서도 마이크로 버블을 효과적으로 발생시킬 수 있게 된다.

본 발명의 효과는 언급한 효과로 제한되지 않으며, 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있는 다른 효과들을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 마이크로 버블 생성 장비를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에서의 제네레이터의 내부에 설치되는 마이크로 버블 발생부의 설치 구조를 나타내는 도면,
도 3은 도 1에서의 제네레이터의 수직 방향의 단면도,
도 4는 도 1에서의 제네레이터의 수평 방향의 단면도,
도 5는 도 3 및 도 4에서의 충돌구의 구조를 나타낸 도면, 및
도 6는 도 1에서의 제네레이터 내부에서의 원수 흐름을 설명하는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 마이크로 버블 생성 장비를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 마이크로 버블 생성 장비는 순환 펌프(100), 메인 펌프(200), 제네레이터(300) 및 자력부(400)를 포함한다.

순환 펌프(100)는 입수관(150)을 통해 외부로부터 원수를 공급받으며, 공급된 원수를 메인 펌프(200)로 공급한다.

메인 펌프(200)는 순환 펌프(100)로부터 공급되는 원수에 사용자가 제어부(210)를 통해 설정한 압력을 인가하여 공급관(230)을 통해 제네레이터(300)로 공급한다.

제네레이터(300)는 메인 펌프(200)로부터 공급되는 원수에 마이크로 버블을 생성시키며, 마이크로 버블이 생성된 원수를 출수관(450)을 통해 외부로 배출한다.

한편, 출수관(450)의 내측면 또는 외측면에 원통형으로 설치된 마그네틱 패널인 자력부(400)는 출수관(450)을 통해 이동하는 원수에 자력을 인가함으로써 원수에 포함된 마이크로 버블을 더욱 미세하게 분쇄한다.

도 2는 도 1에서의 제네레이터(300)의 내부에 설치되는 마이크로 버블 발생부의 설치 구조를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 도 1에서의 제네레이터(300)의 내부에 설치되는 마이크로 버블 발생부는 상하부가 개방된 원통형 구조의 제1 발생부(310)와, 제1 발생부(310)의 내부에 설치되되, 상단부가 제1 발생부(310)의 상부에 구비된 결합홀(315)을 관통하여 제네레이터(300)의 상부로 돌출 설치되는 상하부가 개방된 원통형 구조의 제2 발생부(320)를 포함한다.

도 2에서와 같이 제1 발생부(310)와 제2 발생부(320)의 외측면에는 돌출 높이가 서로 다른 나사 구조체 등의 충돌 돌기가 연속하여 구비된 환형 띠 구조의 충돌대(330)가 세로 방향으로 소정 간격에 따라 복수개가 각각 설치되어 있다.

또한, 제1 발생부(310)와 제2 발생부(320)의 외측면에서의 세로 방향으로 인접 설치된 충돌대(330)의 사이의 영역에는 외측면을 따라 톱니가 연속적으로 형성되어 있는 금속재 중공형 원판 구조의 가속구(350)가 각각 설치되어 있다.

아울러, 제1 발생부(310)와 제2 발생부(320)의 하단에는 제1 발생부(310)와 제2 발생부(320)의 외부 영역에 있는 원수를 제1 발생부(310)와 제2 발생부(320)의 내부 공간으로 이동시키기 위한 홀인 통수구(365)가 원주 방향으로 일정 간격에 따라 형성되어 있는 환형 금속 띠 구조체인 통수대(360)가 각각 설치되어 있다.

이와 같은 내부 설치 구조를 갖는 제네레이터(300)의 내부로 유입된 원수는 메인 펌프(200)로부터 가해지는 압력에 의해 제1 발생부(310)의 외측면을 따라 나선형으로 회전하며 제1 발생부(310)의 외측면의 상부로부터 하부로 이동하게 된다.

구체적으로, 이와 같은 제1 발생부(310)의 외측면을 따른 원수의 나선형 이동 과정에서 원수는 최상단에 구비된 충돌대(330)에 구비된 복수의 충돌 돌기에 연속적으로 충돌하면서 마이크로 버블을 생성하게 된다.

한편, 충돌대(330)와의 충돌을 통해 마이크로 버블이 생성되는 과정에서 원수의 유속은 저하되며, 이와 같은 원수는 충돌대(330)의 하부에 인접 설치된 가속구(350)에 구비된 하방 대각선 방향으로 연속적으로 비틀림 형성된 톱니 구조를 통과하며 유속이 증가된다.

이와 같이 가속구(350)에 의해 증가된 유속을 갖게 된 원수는 다시 가속구(350)의 하부에 인접 설치된 충돌대(330)에 충돌하며 마이크로 버블을 추가 생성하게 된다.

이와 같은 충돌대(330)와의 충돌에 의한 마이크로 버블의 생성 및 가속구(350)를 통과함에 따른 유속의 증가 과정을 반복하며, 원수는 제1 발생부(310)의 하방으로 나선형 이동을 하게 되며, 제1 발생부(310)의 하방으로 이동된 원수는 제1 발생부(310)의 하단에 구비된 통수구(365)를 통해 제1 발생부(310)의 내부 공간으로 유입되게 된다.

제1 발생부(310)의 내부 공간으로 유입된 원수는 다시 제2 발생부(320)의 외측면을 따라 나선형으로 회전하며 제2 발생부(320)의 외측면의 상부로부터 하부로 이동하게 된다.

이와 같은 제2 발생부(320)의 외측면을 따른 나선형 이동 과정에서 원수는 제2 발생부(320)의 충돌대(330)에 구비된 복수의 충돌 돌기에 연속적으로 충돌하면서 마이크로 버블을 추가로 생성한다.

한편, 여기서도 충돌대(330)와의 충돌을 통해 마이크로 버블이 생성되는 과정에서 원수의 유속은 저하되며, 이와 같은 원수는 제2 발생부(320)의 충돌대(330)의 하부에 인접 설치된 가속구(350)에 구비된 하방 대각선 방향으로 연속적으로 비틀림 형성된 톱니 구조를 통과하며 유속이 증가된다.

이와 같이 제2 발생부(320)의 가속구(350)에 의해 증가된 유속을 갖게 된 원수는 다시 가속구(350)의 하부에 인접 설치된 충돌대(330)에 충돌하며 마이크로 버블을 추가적으로 생성하게 된다.

이와 같은 제2 발생부(320)의 충돌대(330)와의 충돌에 의한 마이크로 버블의 생성 및 제2 발생부(320)의 가속구(350)를 통과함에 따른 유속의 증가 과정을 반복하며, 원수는 제2 발생부(320)의 하방으로의 나선형 이동을 하게 되며, 제2 발생부(320)의 하방으로 이동된 원수는 제2 발생부(320)의 하단에 구비된 통수구(365)를 통해 제2 발생부(320)의 내부 공간으로 유입되게 된다.

제2 발생부(320)의 내부 공간으로 유입된 원수는 메임 펌프가 가하는 압력에 의해 제2 발생부(320)의 원통형 내부 공간을 따라 상향 이동하며, 제2 발생부(320)의 상단에 구비된 출수홀(325)을 통해 출수관(450)으로 이동하게 된다.

한편, 도 3 및 도 4에서와 같이 본 발명에서는 원수의 흐름을 3회에 걸쳐서 순방향으로 돌리면서 싸이크론 현상을 만들의 원수의 속도를 가속시키게 되며, 회전 작용에 의하여 충돌구를 지나갈 때 버블 생성을 극대화시키며 이러한 과정이 여러 차례 반복되면서 점점 더 미세하게 쪼개지는 현상이 구현된다.

또한, 도 3에서와 같이 충돌구에 구비된 버블 핀(335)을 45도 또는 그 이상의 각도로 설치함이 바람직하며, 이를 통해 원수의 흐름에의 저항이 최소화되도록 할 수 있으며, 본 발명을 실시함에 있어서는 원수의 용량이 증가하는 경우에는 도 5의 (a)에서와 같이 더블 헤드 구조의 충돌구 또는 삼중 헤드 구조의 충돌구를 적용할 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 충돌구는 도 5에서와 같은 구조 뿐만 아니라, 원통형 돌기 구조도 가능할 것이다.

한편, 도 6에서와 같이 제1 발생부(310)에는 원수가 역 방향(내측 방향)으로만 흐르도록 하는 통수홀이 다수 형성되어 있는 가이드부(370)가 구비될 수도 있으며, 이러한 가이드부(370)를 통과하는 과정에서 원수에서 추가의 마이크로 버블이 생성 가능하게 된다.

아울러, 도 6에서와 같이 제1 발생부(310)와 제2 발생부(320) 사이의 공간에는 원수의 싸이클론 현상을 유도하고 유체의 순방향 흐름을 회전력으로 유도하여 저항 손실을 최소화하며 속도를 증대시키는 싸이클론 구조의 유도구(380)가 추가로 설치될 수도 있을 것이다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100: 순환 펌프, 150: 입수관,
200: 메인 펌프, 210: 제어부,
230: 공급관, 300: 제네레이터,
310: 제1 발생부, 315: 결합홀,
320: 제2 발생부, 325: 출수홀,
330: 충돌대, 335: 버블 핀,
350: 가속구, 360: 통수대,
365: 통수구, 370: 가이드부,
380: 유도구, 400: 자력부,
450: 출수관.

Claims (4)

1. 외부로부터 원수를 공급받는 순환 펌프(100);
   상기 순환 펌프(100)로부터 공급되는 원수에 마이크로 버블을 생성시키기 위한 압력을 인가하는 메인 펌프(200); 및
   상기 메인 펌프(200)로부터 공급되는 원수에 마이크로 버블을 생성시키는 제네레이터(300)
   를 포함하며,
   상기 제네레이터(300)는,
   상기 원수가 외주면을 따라 이동하는 원통형 제1 발생부(310); 및
   상기 제1 발생부(310)의 내부에 설치되며, 상기 제1 발생부(310)의 내부로 공급되는 상기 원수가 외주면을 따라 이동하는 원통형 제2 발생부(320)
   를 포함하고,
   상기 제1 발생부(310)와 상기 제2 발생부(320)의 외측면에는 상기 원수가 충돌하는 적어도 하나의 환형 충돌대(330)가 구비되며,
   상기 제1 발생부(310)와 상기 제2 발생부(320)의 외측면에 세로 방향으로 인접 설치된 상기 환형 충돌대(330)의 사이의 영역에는 하방 대각선 방향으로 연속적으로 비틀림 형성된 톱니 구조를 갖는 가속구(350)가 설치되고,
   상기 가속구(350)에 의해 증가된 유속을 갖게 된 상기 원수는 상기 가속구(350)의 하부에 인접 설치된 상기 환형 충돌대(330)에 충돌하며 마이크로 버블을 생성하는 것인 대용량 마이크로 버블 생성 장비.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제네레이터(300)로부터 배출되는 상기 원수가 이송되는 출수관(450)에 설치되어 상기 원수에 자력을 인가하는 자력부(400)을 더 포함하는 대용량 마이크로 버블 생성 장비.
   
   

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