KR102603861B1 - 미세버블 발생 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치는 유체의 유동을 구현하는 펌프; 상기 펌프의 상류 측에 배치되며, 액체를 유입하여 액체를 분무하고, 기체를 유입하여 분무된 액체 상에 버블을 발생시키는 분무 이젝터; 상가 펌프의 하류 측에 배치되며, 버블이 발생된 액체를 회전시키며, 기체를 유입하여 2차로 액체 상에 버블을 발생시키는 회전 이젝터; 상기 회전 이젝터의 하류 측에 배치되며, 버블이 발생된 액체를 회전시켜 버블과 액체를 믹스시키는 믹스부; 및 상기 믹스부의 하류 측에 배치되며, 버블과 믹스된 액체가 유동되는 유로의공간을 점차 작게하여 액체를 유동 속도를 높이는 가속부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 미세버블 발생 장치에 관한 것으로서, 더욱 상게하게는 액체 상에 나노 사이즈의 미세버블을 발생시키는 미세버블 발생 장치에 관한 것이다.
일반적으로 나노 버블은, 눈으로 확인할 수 없는 초 미세 기포로써, 일반 버블의 1/2,000 크기로 피부의 모공 25㎛ 이하의 미세한 공기 입자이며, 소멸할 때 1) 40KHz의 초음파 발생시키고, 2) 140db의 높은 음압을 발생시키며, 3) 4,000도~6,000도의 순간적인 고열 발생된다.
즉 일반기포는 물속에서 상승해 표면에서 파열하지만 나노 버블은 수중에서 압력에 의해 축소되며 다양한 에너지를 발생시키며 소멸한다.
그리고 상기와 같은 나노 버블은 초 극미한 거품으로 물과 공기를 격렬하게 회전시키는 경우 주로 발생한다.
이와 같은 나노 버블은 "기체 용해 효과, 자기 가압 효과, 대전 효과" 등의 물리적, 화학적 특성에 의해 다양한 영역에서 활용되고 있으며, 근자에 이르러 특히 어업, 농업 분야에서는 각종 양식, 수경재배에 이용되고, 의료 분야에서는 정밀진단에 이용되며, 각종 분야에서 물리치료, 고순도 정수 처리, 환경장치 등에 사용되고 있는 실정이다.
즉 그 사용분야가 온천욕부터 암진단까지 광범위하며 피부도 재생해주는데다가 살균효과도 뛰어나다고 알려져 있다.
상기와 같은 나노버블은 선회액체류식, 스테이트믹서식, 아젝터식, 밴추리식, 가압용해식, 초음파식, 전기분해식, 미세기공필터식 등 다양한 방식으로 생성된다.
이와 같은 다양한 방식의 미세버블 발생장치를 통해 미세버블을 발생시키기 위해서는 기체가 혼합된 액체(공급수)를 공급받아 기체를 미세기포로 전환시켜 나노버블을 생성하게 된다.
관련 선행 특허 KR 10-2059038 B1 (2019.12.18)호.
본 발명은 나노 사이즈의 미세버블을 보다 효율적이고 보다 미세하게 발생시킬 수 있는 미세버블 발생 장치를 제공하고자 함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치는 유체의 유동을 구현하는 펌프; 상기 펌프의 상류 측에 배치되며, 액체를 유입하여 액체를 분무하고, 기체를 유입하여 분무된 액체 상에 버블을 발생시키는 분무 이젝터; 상가 펌프의 하류 측에 배치되며, 버블이 발생된 액체를 회전시키며, 기체를 유입하여 2차로 액체 상에 버블을 발생시키는 회전 이젝터; 상기 회전 이젝터의 하류 측에 배치되며, 버블이 발생된 액체를 회전시켜 버블과 액체를 믹스시키는 믹스부; 및 상기 믹스부의 하류 측에 배치되며, 버블과 믹스된 액체가 유동되는 유로의공간을 점차 작게하여 액체를 유동 속도를 높이는 가속부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생 장치에 의하면, 나노 사이즈의 미세버블을 보다 효율적이고 보다 미세하게 발생시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 개략 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 분무 이젝터의 개략 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 분무 이젝터의 부분 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 회전 이젝터의 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 믹스부의 개략 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 믹스부의 믹스 회전부의 개략 사시도 및 부분 측면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 믹스부의 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 가속부의 개략 사시도 및 평면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 가속부의 단면 전개도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 분무 이젝터의 개략 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 분무 이젝터의 부분 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 회전 이젝터의 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 믹스부의 개략 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 믹스부의 믹스 회전부의 개략 사시도 및 부분 측면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 믹스부의 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 가속부의 개략 사시도 및 평면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 가속부의 단면 전개도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치는 유체의 유동을 구현하는 펌프; 상기 펌프의 상류 측에 배치되며, 액체를 유입하여 액체를 분무하고, 기체를 유입하여 분무된 액체 상에 버블을 발생시키는 분무 이젝터; 상가 펌프의 하류 측에 배치되며, 버블이 발생된 액체를 회전시키며, 기체를 유입하여 2차로 액체 상에 버블을 발생시키는 회전 이젝터; 상기 회전 이젝터의 하류 측에 배치되며, 버블이 발생된 액체를 회전시켜 버블과 액체를 믹스시키는 믹스부; 및 상기 믹스부의 하류 측에 배치되며, 버블과 믹스된 액체가 유동되는 유로의공간을 점차 작게하여 액체를 유동 속도를 높이는 가속부;를 포함할 수 있다.
또, 상기 분무 이젝터는 기체를 유입하는 유입홀 및 액체와 기체를 혼합하는 혼합공간을 형성하는 분무 케이스부 및 상기 혼합공간으로 액체를 분무시키는 분무부를 구비하며, 상기 유입홀에 유입된 기체는 상기 혼합공간 상에서 분무된 액체와 혼합될 수 있다.
또, 상기 분무부는 액체가 유동되는 분무 유로를 형성하는 분무 본체부, 상기 분무 본체부로부터 상기 분무 유로로 연장되며 액체의 유동을 가이드하는 분무 가이드부, 상기 분무 가이드부로부터 연장되는 분무 고정부 및 상기 분무 고정부에 연결되어 액체를 분무시키는 제1 분무 발생부를 구비할 수 있다.
또, 상기 분무 유로는 액체가 유입되는 제1 분무 유로, 상기 제1 분무 유로의 하류에 형성되는 제2 분무 유로, 상기 제2 분무 유로의 하류에 형성되며, 상기 제2 분무 유로보다 직경이 작은 제3 분무 유로 및 상기 제3 분무 유로의 하류에 형성되며, 상기 제3 분무 유로부터 직경이 큰 제 4 분무 유로를 구비할 수 있다.
또, 상기 분무 가이드부는 상기 제3 분무 유로 상에 형성될 수 있다.
또, 상기 분무부는 상기 분무 본체부로부터 상기 혼합공간으로 연장되며, 상기 유입홀의 하류 측에 배치되어 상기 유입홀로 유입되는 기체의 유동을 상기 제1 분무 발생부로 가이드하는 제1 분무 연장부를 더 구비할 수 있다.
또, 상기 분무부는 상기 분무 본체부로부터 상기 혼합공간으로 연장되며, 상기 유입홀로부터 상기 제1 분무 발생부로 유동되는 기체에 와류를 발생시키는 제2 분무 연장부를 더 구비할 수 있다.
또, 상기 분무부는 상기 제2 분무 연장부로부터 연장되며, 상기 제1 분무 발생부와 대향하여 액체를 분무시키는 제2 분무 발생부를 더 구비할 수 있다.
각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 개략 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 분무 이젝터의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 분무 이젝터의 부분 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 회전 이젝터의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 믹스부의 개략 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 믹스부의 믹스 회전부의 개략 사시도 및 부분 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 믹스부의 개략 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 가속부의 개략 사시도 및 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치의 가속부의 단면 전개도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 보다 명확하게 표현하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상과 관련성이 떨어지거나 당업자로부터 용이하게 도출될 수 있는 부분은 간략화 하거나 생략하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
이하에서는 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 발생장치(10)에 대해서 자세히 설명하겠다.
일례로, 상기 미세버블 발생장치(10)는 액체 상에 기체를 주입하여 액체에 미세버블을 발생시키는 장치를 의미할 수 있다.
일례로, 액체는 물일 수 있으나 여기에 한정되는 것은 아니다.
일례로, 기체는 수소, 오존, 질소, 탄산 가스 및 그 조합일 수 있으나 여기에 한정되는 것은 아니다.
일례로, 도 1(a)에 도시한 바와 같이, 상기 미세버블 발생장치(10)는 액체의 이동 경로 순으로, 분무 이젝터(100) 또는 회전 이젝터(200)가 배치되고, 펌프(M)가 배치되며, 다시 분무 이젝터(100) 또는 회전 이젝터(200)가 배치되고, 믹스부(300)가 배치되며, 가속부(400)가 배치되는 조합된 장치일 수 있다.
즉, 액체는 분무 이젝터(100) 또는 회전 이젝터(200)를 지난 후, 펌프(M)를 지나고, 다시 분무 이젝터(100) 또는 회전 이젝터(200)를 지난 후, 믹스부(300)를 지나고, 가속부(400)를 지날 수 있다.
한편, 일례로, 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 다른 실시예로서 상기 미세버블 발생장치(10A)는 액체의 이동 경로 순으로, 분무 이젝터(100) 또는 회전 이젝터(200)가 배치되고, 믹스부(300)가 배치되며, 가속부(400)가 배치되는 조합된 장치일 수도 있다.
즉, 액체는 분무 이젝터(100) 또는 회전 이젝터(200)를 지난 후, 믹스부(300)를 지나고, 가속부(400)를 지날 수 있다.
이 경우, 액체의 유동을 구현하기 위해, 분무 이젝터(100) 또는 회전 이젝터(200)의 상류 측에 펌프(M)가 연결될 수 있다.
일례로, 상기 펌프(M)는 회전되는 임펠러를 이용하여 유체의 유동을 구현하는 장치일 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 9를 참조하여, 상기 미세버블 발생장치(10, 10A)를 구성하는 각 구성 장치들에 대해 더욱 자세히 설명하겠다.
일례로, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 미세버블 발생장치(10, 10A)는 액체를 유입하여 액체를 분무하고, 기체를 유입하여 분무된 액체 상에 버블을 발생시키는 분무 이젝터(100)를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 분무 이젝터(100)는 벤추리 원리를 이용하되, 액체를 분무시킨 상태에서 분무된 액체 상에 기체를 혼합하여 분무된 액체 상에 버블을 발생시키는 장치일 수 있다.
일례로, 상기 분무 이젝터(100)는 기체를 유입하는 유입홀(H1) 및 액체와 기체를 혼합하는 혼합공간(S1)을 형성하는 분무 케이스부(110) 및 상기 혼합공간(S1)으로 액체를 분무시키는 분무부(120)를 구비할 수 있다.
일례로, 상기 분무 케이스부(110)는 전체적으로 원통 형상일 수 있으며, 내부에 상기 혼합공간(S1)을 형성할 수 있고, 외면의 소정의 위치에 기체가 유입되는 상기 유입홀(H1)을 형성할 수 있고, 일단에 액체가 배출되는 배출홀(H2)을 형성할 수 있다.
일례로, 상기 분무부(120)는 전체적으로 원통 형상일 수 있으며, 상기 혼합공간(S1)으로 액체를 유입시키되, 액체를 미세 입자로 변형(분무)하여 상기 혼합공간(S1)으로 뿜어내는 구성일 수 있다.
그 결과, 상기 유입홀(H1)에 유입된 기체는 상기 혼합공간(S1) 상에서 분무된 액체와 혼합됨에 따라 기체가 액체 상에 보다 고르게 혼합될 수 있다.
여기서, 일례로, 상기 분무부(120)는 액체가 유동되는 분무 유로를 형성하는 분무 본체부(121), 상기 분무 본체부(121)로부터 상기 분무 유로로 연장되며 액체의 유동을 가이드하는 분무 가이드부(123), 상기 분무 가이드부(123)로부터 연장되는 분무 고정부(124) 및 상기 분무 고정부(124)에 연결되어 액체를 분무시키는 제1 분무 발생부(125)를 구비할 수 있다.
일례로, 상기 분무 본체부(121)는 상기 분무 케이스부(110)와 연결될 수 있으며, 액체가 외부로부터 유입되어 상기 혼합공간(S1)으로 배출되는 상기 분무 유로를 형성하는 구성일 수 있다.
여기서, 상기 분무 유로는 액체가 외부로부터 유입되는 제1 분무 유로(A1), 상기 제1 분무 유로(A1)의 하류에 형성되는 제2 분무 유로(A2), 상기 제2 분무 유로(A2)의 하류에 형성되며, 상기 제2 분무 유로(A2)보다 직경이 작은 제3 분무 유로(A3) 및 상기 제3 분무 유로(A3)의 하류에 형성되며, 상기 제3 분무 유로(A3)부터 직경이 큰 제4 분무 유로(A4)를 구비할 수 있다.
즉, 상기 분무 본체부(121)는 상기 제1 분무 유로(A1), 상기 제2 분무 유로(A2), 상기 제3 분무 유로(A3) 및 상기 제4 분무 유로(A4)를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제1 분무 유로(A1)에 유입된 액체는 상기 제2 분무 유로(A2)를 지나고, 상기 제3 분무 유로(A3) 상에서 이동 속도가 높아지며 상기 제4 분무 유로(A4)로 도달하며, 상기 제4 분무 유로(A4)에서 순간적으로 팽창(분산)되어 상기 제4 분무 유로(A4)에서 상기 혼합공간(S1)으로 배출될 때 상기 제1 분무 발생부(125) 및 아래에서 설명될 제2 분무 발생부(127)에 의해 미세 입자로 분무될 수 있다.
한편, 상기 분무 가이드부(123)는 상기 분무 본체부(121)의 일부 면으로부터 상기 분무 유로 방향으로 연장되는 리브 형상(판 형상)일 수 있다.
일례로, 상기 분무 가이드부(123)는 상기 분무 유로 상에 유동되는 액체의 난류 발생을 저감하여 상기 펌프(M)의 과부하를 줄일 수 있다.
여기서, 일례로, 상기 분무 가이드부(123)는 상기 제3 분무 유로(A3) 상에 형성될 수 있다.
따라서, 상기 제3 분무 유로(A3) 상에서 가속되는 액체의 난류 발생을 보다 저감할 수 있다.
여기서, 일례로, 상기 분무 고정부(124)는 상기 분무 가이드부(123)에 의해 지지될 수 있으며, 상기 분무 유로의 중심에 배치될 수 있다.
일례로, 상기 분무 고정부(124)는 전체적으로 원기둥 형상일 수 있으며, 상기 제1 분무 발생부(125)를 체결하는 체결부재(T)가 연결될 수 있도록 소정의 나사산을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 체결부재(T)는 나사일 수 있다.
상기 분무 고정부(124) 역시 상기 분무 유로 상에 배치됨에 따라 상기 분무 유로에서 유동되는 액체의 난류 발생을 저감할 수 있다.
한편, 상기 제1 분무 발생부(125)는 상기 제4 분무 유로(A4)로부터 상기 혼합공간(S1)으로 배출되는 액체를 작은 입자로 분무시키는 구성으로서, 상기 체결부재(T)에 의해 상기 분무 고정부(124)에 고정될 수 있다.
일례로, 상기 제1 분무 발생부(125)는 전체적으로 원판 형상일 수 있으며, 액체를 분무시키기 위해 단부에 복수의 산과 골을 형성할 수 있다.
한편, 상기 분무부(120)는 상기 분무 본체부(121)로부터 상기 혼합공간(S1)으로 연장되며, 상기 유입홀(H1)의 하류 측에 배치되어 상기 유입홀(H1)로 유입되는 기체의 유동을 상기 제1 분무 발생부(125)로 가이드하는 제1 분무 연장부(122)를 더 구비할 수 있다.
이를 보다 자세히 설명하자면, 상기 제1 분무 연장부(122)는 상기 분무 본체부(121)의 외면으로부터 방사 방향으로 연장되는 원판 형상으로 형성될 수 있으며, 기체가 유동되는 상기 유입홀(H1)의 하류 측에 배치되되, 상기 제1 분무 발생부(125)를 기준으로 상기 혼합공간(S1) 상에 상기 유입홀(H1)보다 더 이격(d)되어 배치될 수 있다.
그 결과, 상기 유입홀(H1)로부터 상기 혼합공간(S1)으로 유입되는 기체는 상기 제1 분무 연장부(122)에 의해 상기 제1 분무 발생부(125) 방향으로 가이드될 수 있다.
한편, 상기 분무부(120)는 상기 분무 본체부(121)로부터 상기 혼합공간(S1)으로 연장되며, 상기 유입홀(H1)로부터 상기 제1 분무 발생부(125)로 유동되는 기체에 와류를 발생시키는 제2 분무 연장부(126)를 더 구비할 수 있다.
이를 보다 자세히 설명하자면, 상기 제2 분무 연장부(126)는 상기 분무 본체부(121)의 외면으로부터 방사 방향으로 연장되는 원판 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 분무 본체부(121)와 상기 분무 케이스부(110) 사이의 공간을 작게 하여 상기 유입홀(H1)로부터 상기 제1 분무 발생부(125)로 유동되는 기체의 이동 속도를 높이는 동시에 와류(분산)를 발생시켜 상기 혼합공간(S1) 상에서 기체가 분무된 액체와 보다 고르게 혼합되도록 할 수 있다.
한편, 상기 분무부(120)는 상기 제2 분무 연장부(126)로부터 연장되며, 상기 제1 분무 발생부(125)와 대향하여 액체를 분무시키는 제2 분무 발생부(127)를 더 구비할 수 있다.
이를 보다 자세히 설명하자면, 상기 제2 분무 발생부(127)는 상기 제2 분무 연장부(126)로부터 복수 개 이격되어 형성되는 동시에, 상기 제1 분무 발생부(125)와 대향하는 위치에 형성됨에 따라, 상기 제4 분무 유로(A4)에서 상기 혼합공간(S1)으로 배출되는 액체는 상기 제1 분무 발생부(125)와 상기 제2 분무 발생부(127)에 의해 작은 입자로 분무될 수 있다.
따라서, 상기 분무부(120)로부터 분부되어 상기 혼합공간(S1)으로 배출되는 액체는 기체와 고르게 혼합될 수 있으며, 상기 분무 케이스부(110)가 형성하는 상기 배출홀(H2)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기 분무 이젝터(100)로부터 배출된 액체는 상기 펌프(M)에 도달할 수 있으며, 이 후 상기 회전 이젝터(200)에 도달할 수 있다.
이하에서는, 도 4를 참조하여 상기 회전 이젝터(200)를 보다 자세히 설명하겠다.
일례로, 상기 회전 이젝터(200)는 액체를 유입하여 액체를 회전시키며, 기체를 유입하여 액체 상에 버블을 발생시키는 장치일 수 있다.
일례로, 상기 회전 이젝터(200)는 상기 펌프(M)의 하류 측에 배치될 수 있다.
일례로, 상기 회전 이젝터(200)는 기체를 유입하는 유입홀(H1) 및 액체와 기체를 혼합하여 버블을 발생시키는 내부공간(S2)을 형성하는 회전 케이스부(210), 상기 회전 케이스부(210)의 입구 측에 배치되며 액체가 유입되는 유입 유로를 형성하는 회전 입구부(220) 및 상기 회전 케이스부(210)의 출구 측에 배치되며 액체가 배출되는 배출 유로를 형성하는 회전 배출부(230)를 구비할 수 있다.
일례로, 상기 회전 케이스부(210)는 전체적으로 원통형상일 수 있으며, 외면의 소정의 위치에 기체가 유입되는 상기 유입홀(H3)을 형성할 수 있고, 액체와 기체가 혼합되어 액체 상에 버블을 발생시키는 내부공간(S2)을 형성할 수 있다.
일례로, 상기 회전 케이스부(210)는 일단에 상기 회전 입구부(220)가 착탈되도록 나사산(B1)을 형성할 수 있으며, 타단에 상기 회전 배출부(230)가 착탈되도록 나사산(B2)을 형성할 수 있다.
마찬가지로, 상기 회전 입구부(220) 및 상기 회전 배출부(230) 각각은 상기 회전 케이스부(210)의 나사산과 나사 결합되는 나사산을 형성할 수 있다.
한편, 상기 회전 입구부(220)는 유입 유로를 형성하는 입구 본체부(222) 및 상기 입구 본체부(222)로부터 연장되며 상기 회전 케이스부(210)에 착탈되는 입구 연장부(221)를 구비할 수 있다.
일례로, 상기 입구 본체부(222)는 외부로부터 상기 내부공간(S2)으로 액체가 이동되는 상기 유입 유로를 형성할 수 있으며, 상류 측에서 하류 측으로 갈수록 상기 유입 유로의 공간이 점차 작아지도록 경사진 형상을 가지는 원통 형상일 수 있다.
또한, 상기 입구 본체부(222)의 내면에는 유동되는 액체의 회전을 구현하도록 나사산과 같은 나선형의 돌출부(미도시)가 돌출 형성될 수 있다.
그 결과, 상기 입구 본체부(222)의 상기 유입 유로에서 유동되는 액체는 회전되면서 상기 내부공간(S2)으로 배출될 수 있다.
또한, 상기 입구 본체부(222)는 상기 유입홀(H3)에 유입되는 기체를 가이드하도록 방사 방향으로 상기 유입홀(H3)과 오버랩되어 배치될 수 있다.
따라서, 상기 유입홀(H3)을 통해 상기 내부공간(S2)으로 유입되는 기체는 상기 입구 본체부(222)에 부딪히며 가이드되어 상기 유입 유로로부터 상기 내부공간(S2)으로 배출되는 액체와 혼합될 수 있다.
여기서, 일례로, 상기 입구 본체부(222)의 단부는 상기 회전 배출부(230)를 기준으로 상기 유입홀(H3)보다 더 가까이 형성(d)되어 상기 유입홀(H3)로 유입되는 기체를 상기 내부공간(S2)으로 효율적으로 가이드할 수 있다.
한편, 상기 입구 연장부(221)는 상기 회전 케이스부(210)와 나사 결합되는 나사산을 형성할 수 있다.
여기서, 일례로, 상기 회전 배출부(230)는 상기 내부공간(S2)으로부터 외부로 액체를 배출시키는 배출 유로를 형성하는 배출 본체부(233) 및 상기 배출 본체부(233)로부터 연장되며 상기 회전 케이스부(210)에 나사 결합되는 나사산을 형성하는 배출 연장부(231)를 구비할 수 있다.
상기 회전 이젝터(200)로부터 배출된 액체는 상기 믹스부(300)에 도달할 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여 상기 믹스부(300)를 보다 자세히 설명하겠다.
일례로, 상기 믹스부(300)는 버블이 발생된 액체를 회전시켜 버블과 액체를 믹스시키는 장치일 수 있다.
일례로, 상기 믹스부(300)는 액체가 유입되는 입구홀 및 액체가 배출되는 배출홀을 형성하며, 소정의 회전공간(S3)을 형성하는 믹스 케이스부(310) 및 상기 회전공간(S3) 상에 배치되며 상기 회전공간(S3) 상의 액체를 회전시키는 믹스 회전부(320)를 구비할 수 있다.
일례로, 상기 믹스 케이스부(310)는 전체적으로 원통형상일 수 있으며, 상류에서 하류 측으로 갈수록 상기 회전공간(S3)이 작아지는 형상일 수 있다.
일례로, 상기 믹스 회전부(320)는 상기 회전공간(S3) 상에 배치되어 상기 입구홀로부터 상기 배출홀로 유동되는 액체를 회전시키는 구성일 수 있다.
여기서, 일례로, 상기 믹스 회전부(320)는 상기 믹스 케이스부(310)에 연결되는 믹스 본체부(321) 및 상기 믹스 본체부(321)로부터 외측으로 나선형으로 연장되어 회전 유로를 형성하는 믹스 날개부(322)를 구비할 수 있다.
일례로, 상기 믹스 본체부(321)는 전체적으로 중공을 형성하는 원통형상일 수 있으며, 상기 믹스 케이스부(310) 상에 고정될 수 있다.
상기 믹스 본체부(321)는 선택적으로 기체를 주입할 수 있도록 기체가 유입되는 유입홀과 배출홀을 형성할 수 있다.
일례로, 상기 믹스 날개부(322)는 상기 회전공간(S3)에서 유동되는 액체를 회전시키는 구성으로서, 상기 믹스 본체부(321)의 외면으로부터 나선형으로 연장되어 형성될 수 있다.
일례로, 상기 믹스 날개부(322)는 상기 믹스 본체부(321)의 외면 상에 적어도 420도 이상으로 나선형으로 형성될 수 있으며, 단부가 상기 믹스 케이스부(310)의 내면과 접촉되어 나선형의 상기 회전 유로를 형성할 수 있다.
여기서, 일례로, 상기 믹스 회전부(320)는 상기 믹스 날개부(322)로부터 소정 각도로 연장되어 상기 회전 유로 상에 돌출되는 믹스 돌출부(323)를 더 구비할 수 있다.
이를 보다 자세히 설명하자면, 도 6(a), (b)에 도시한 바와 같이, 상기 믹스 돌출부(323)는 상기 상기 믹스 날개부(322)의 외면으로부터 상기 회전 유로 상으로 연장되는 판 형상일 수 있으며, 상기 회전 유로의 공간을 작아지게 할 수 있다.
그 결과, 상기 회전 유로 상에서 유동되는 액체는 상기 믹스 돌출부(323)를 지나가며 이동 속도가 증가되며, 상기 믹스 돌출부(323)를 지나는 순간 상기 회전 유로의 공간이 다시 커져 액체 상의 버블을 더욱 미세하게 파쇄할 수 있다.
또한, 상기 믹스 돌출부(323)가 상기 믹스 날개부(322)로부터 소정 각도를 가지며 연장됨에 따라 상기 믹스 돌출부(323)와 상기 믹스 날개부(322) 사이에는 와류 공간(S4)이 형성될 수 있으며, 상기 와류 공간(S4)에서의 와류 발생으로 인해 액체 상의 버블은 더욱 미세하게 파쇄될 수 있다.
상기 믹스부(300)로부터 배출된 액체는 상기 가속부(400)에 도달할 수 있다.
이하에서는, 도 8 및 도 9를 참조하여 상기 가속부(400)를 보다 자세히 설명하겠다.
일례로, 상기 가속부(400)는 버블과 믹스된 액체가 유동되는 유로 공간을 점차 작게하여 액체를 유동 속도를 높이는 장치일 수 있다.
일례로, 상기 가속부(400)는 전체적으로 원통형상일 수 있으나 다각기둥 형상일 수도 있다.
일례로, 상기 가속부(400)는 내부에 가속공간을 형성하는 가속 케이스부(400a) 및 상기 가속공간의 크기를 규정하는 복수 개의 격벽(400b)을 구비할 수 있다.
일례로, 상기 가속공간은 액체가 유입되는 제1 가속공간(410), 상기 제1 가속공간(410)보다 작은 공간인 제2 가속공간(420), 상기 제2 가속공간(420)보다 작은 공간인 제3 가속공간(430) 및 상기 제3 가속공간(430)보다 작은 공간인 제4 가속공간(440)을 구비할 수 있다.
즉, 상기 가속부(400)는 상기 격벽(400b)을 통해 상기 제1 가속공간(410), 상기 제2 가속공간(420), 상기 제3 가속공간(430) 및 상기 제4 가속공간(440)을 형성할 수 있다.
액체는 상기 제1 가속공간(410)으로 유입되어, 순차적으로 상기 제2 가속공간(420), 상기 제3 가속공간(430) 및 상기 제4 가속공간(440)을 지난 후 외부로 배출될 수 있다.
일례로, 상기 도 8에서 점선은 상기 제1 가속공간(410), 상기 제2 가속공간(420), 상기 제3 가속공간(430) 및 상기 제4 가속공간(440)을 개념적으로 표현한 것으로서, 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 평면상의 소정의 중심점을 기준으로 상기 제1 가속공간(410)의 각도가 가장 큼에 따라 공간의 크기가 가장 크고, 상기 제2 가속공간(420)의 크기가 다음으로 크며, 상기 제4 가속공간(440)의 크기가 가장 작게 형성될 수 있다.
도 9는 상기 가속부(400)의 유로를 설명하기 위해 개념적으로 전개한 단면도로서, 도 9에 도시한 바와 같이, 순차적으로 공간의 크기 순서는 상기 제1 가속공간(410), 상기 제2 가속공간(420), 상기 제3 가속공간(430), 상기 제4 가속공간(440) 순이다.
여기서, 상기 제1 가속공간(410)과 상기 제2 가속공간(420) 사이에 제1 연통공간(E1)이 형성되며, 상기 제2 가속공간(420)과 상기 제3 가속공간(430) 사이에 제2 연통공간(E2)이 형성되고, 상기 제3 가속공간(430)과 상기 제4 가속공간(440) 사이에 제3 연통공간(E3)이 형성될 수 있다.
여기서, 순차적으로 공간의 크기 순서는 상기 제1 연통공간(E1), 상기 제3 연통공간(E3), 상기 제3 연통공간(E3) 순이다.
따라서, 상기 제1 가속공간(410)에 유입된 액체는 상기 제2 가속공간(420), 상기 제3 가속공간(430) 및 상기 제4 가속공간(440) 상에서 순차적으로 유동되면서 이동 속도가 점차 빨라질 수 있으며, 그 결과, 액체 상에 미세버블은 보다 작게 파쇄될 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100: 분무 이젝터
200: 회전 이젝터
300: 믹스부
400: 가속부
200: 회전 이젝터
300: 믹스부
400: 가속부
Claims (8)
- 미세버블 발생장치에 있어서,
유체의 유동을 구현하는 펌프;
상기 펌프의 상류 측에 배치되며, 액체를 유입하여 액체를 분무하고, 기체를 유입하여 분무된 액체 상에 버블을 발생시키는 분무 이젝터;
상가 펌프의 하류 측에 배치되며, 버블이 발생된 액체를 회전시키며, 기체를 유입하여 2차로 액체 상에 버블을 발생시키는 회전 이젝터;
상기 회전 이젝터의 하류 측에 배치되며, 버블이 발생된 액체를 회전시켜 버블과 액체를 믹스시키는 믹스부; 및
상기 믹스부의 하류 측에 배치되며, 버블과 믹스된 액체가 유동되는 유로의공간을 점차 작게하여 액체를 가압하는 가속부;를 포함하며,
상기 분무 이젝터는,
기체를 유입하는 유입홀 및 액체와 기체를 혼합하는 혼합공간을 형성하는 분무 케이스부 및
상기 혼합공간으로 액체를 분무시키는 분무부를 구비하며,
상기 유입홀에 유입된 기체는,
상기 혼합공간 상에서 분무된 액체와 혼합되며,
상기 분무부는,
액체가 유동되는 분무 유로를 형성하는 분무 본체부,
상기 분무 본체부로부터 상기 분무 유로로 연장되며 액체의 유동을 가이드하는 분무 가이드부,
상기 분무 가이드부로부터 연장되는 분무 고정부 및
상기 분무 고정부에 연결되어 액체를 분무시키는 제1 분무 발생부를 구비하며,
상기 분무 유로는,
액체가 유입되는 제1 분무 유로,
상기 제1 분무 유로의 하류에 형성되는 제2 분무 유로,
상기 제2 분무 유로의 하류에 형성되며, 상기 제2 분무 유로보다 직경이 작은 제3 분무 유로 및
상기 제3 분무 유로의 하류에 형성되며, 상기 제3 분무 유로부터 직경이 큰 제 4 분무 유로를 구비하며,
상기 분무 가이드부는,
상기 제3 분무 유로 상에 형성되는,
미세버블 발생 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 분무부는,
상기 분무 본체부로부터 상기 혼합공간으로 연장되며, 상기 유입홀의 하류 측에 배치되어 상기 유입홀로 유입되는 기체의 유동을 상기 제1 분무 발생부로 가이드하는 제1 분무 연장부를 더 구비하는,
미세버블 발생 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 분무부는,
상기 분무 본체부로부터 상기 혼합공간으로 연장되며, 상기 유입홀로부터 상기 제1 분무 발생부로 유동되는 기체에 와류를 발생시키는 제2 분무 연장부를 더 구비하는,
미세버블 발생 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 분무부는,
상기 제2 분무 연장부로부터 연장되며, 상기 제1 분무 발생부와 대향하여 액체를 분무시키는 제2 분무 발생부를 더 구비하는,
미세버블 발생 장치.
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| GRNT | Written decision to grant |