KR20040002335A - air bubble solution apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 물이나 해수와 함께 산소나 오존 등의 기체가 선회류 발생날개에 의해 발생된 선회류 중의 기포를 기포분쇄돌기로 매우 미세한 미세 기포(micro bubble) 상태로 분쇄시킴으로써 기체의 효율적인 용존율을 확보할 수 있는 기포용해장치에 관한 것이다.According to the present invention, gas and oxygen, such as oxygen and ozone, are pulverized in a very fine micro bubble state by bubbles pulverizing bubbles generated in the swirl flow generated by the swirling blades. The present invention relates to a bubble dissolving device that can be secured.
일반적으로, 호수나 늪, 댐 등 폐쇄 수역, 양식장, 합병정화조 등에는 부영양화 수질이 산소 결핍상태가 될 때 물꽂이 발생되는데, 이러한 물꽂을 제거하기 위한 방법으로서 현재까지는 각종 분수, 폭포, 산소 폭기 등이 이루어지고 있었지만 약간의 효과밖에 기대할 수 없었다. 이는 수중에 투입하여 접촉시키는 기포의 입경이 크고, 바로 부상할 정도의 것이었기 때문에, 수중의 용존 산소를 증대시키는 정도의 효과를 기대할 수 없었기 때문이다.In general, water sinks are generated in closed waters such as lakes, swamps, dams, aquaculture plants, and combined septic tanks when eutrophication water quality becomes oxygen deficient. This was done, but only a slight effect could be expected. The reason for this is that the particle size of the bubbles to be brought into water and brought into contact with them is large enough to rise immediately, and thus the effect of increasing the dissolved oxygen in the water cannot be expected.
이제까지의 선진문헌에서는 산소(O)나 오존(O3) 등의 기체를 액체에 투입 접촉시킬 경우, 0.2, 0.3∼2, 3mm정도의 입경이 큰 기포로 대응하고 있기 때문에 액체와의 접촉 면적이 작을 뿐만 아니라 기체의 부상속도가 빨라 액체와의 접촉 시간도 짧고 이로 인해 액체로의 기체용해율이 매우 저조하다.According to the advanced literatures so far, when a gas such as oxygen (O) or ozone (O 3 ) is injected into and contacted with a liquid, the contact area with the liquid is large because the particle diameter of 0.2, 0.3 to 2, 3 mm corresponds to a large bubble. Not only is it small, but the gas rises quickly, so the contact time with the liquid is short, and the gas dissolution rate into the liquid is very low.
따라서, 액체로의 기체용해율을 높이기 위한 하나의 대안으로 접촉조의 형상을 원기둥 형상으로 하고 접촉조 내의 액체를 회전시킴으로써 조금이라도 접촉 시간을 늘리려는 연구나, 그 액체를 보다 많은 시간을 요하는 배치(batch)식으로 하여 보다 다량의 기체를 투입하여 효과를 높이는 연구가 이루어지고 있지만, 현실의 연못이나 늪 등에서의 산소 폭기로는 물꽃조차 산화 제거할 수 없는 상황이다.Therefore, as an alternative to increase the gas dissolution rate into the liquid, a study in which the contact tank has a cylindrical shape and the liquid in the contact tank is rotated to increase the contact time even slightly, or the arrangement requiring more time for the liquid ( Although studies have been conducted to increase the effect by adding a larger amount of gas by using a batch method, even water flowers cannot be removed by oxygen aeration in a real pond or swamp.
또한, 기존의 배설물 처리시설이나 합병 정화조를 폭기하여도 투입 기체의 입경이 크기 때문에 폭기조 자체를 크게 확보하여 대응하고 있는 상황이며, 또 양식어업시의 산소 폭기에 있어서도 마찬가지로 대응기체의 입경이 크기 때문에 액체로의 용해율이 저조하며, 즉 용존산소율을 고양시킬 수 없기 때문에 고밀도 양식을 구현할 수 없을 뿐만 아니라 질병 발생율이나 산소결핍으로 인한 사망률도 높다는 문제점이 있었다.In addition, even if aeration of existing waste treatment facilities or merged septic tanks has a large particle size of the input gas, the aeration tank itself is largely secured and coped with. The low rate of dissolution into the liquid, that is, because the dissolved oxygen rate cannot be enhanced, it is not possible to implement a high-density aquaculture as well as a high mortality rate due to disease or oxygen deficiency.
이러한 상황 하에서 보다 저렴하고 확실하게 그리고 안전하게 액체로의 기체투입효과를 기대할 수 있는 새로운 기술개발이 절실히 요망되고 있다.Under these circumstances, there is an urgent need for the development of new technologies that can be expected to be cheaper, more reliably and safely into the liquid.
본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 종래의 산소 폭기나 오존 폭기와 같이 입경이 큰 기체를 투입하는 것이 아니라 입경이 큰 기포를 처리대상액체와 함께 선회류관 내부의 선회류 발생날개에 의해 선회류로 발생시키고 이 선회류 중의 기포를 기포분쇄돌기에 의해 잘게 부수어 1시간에 1m정도밖에 부상하지 않는 매우 미세한 미세기포로 만들 수 있으며, 이에 따라서 처리대상액체와의 접촉시간이 증대되어 비약적으로 고도의 접촉산화효과는 물론 용해효과를 얻을 수 있도록 한 기포용해장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention was invented to solve the above problems, it is not to introduce a gas having a large particle size, such as a conventional oxygen aeration or ozone aeration, a large particle size of bubbles inside the swirl flow tube with the liquid to be treated The swirling flow is generated by the swirling flow, and the bubbles in the swirling flow can be crushed finely by the bubble grinding protrusion to make a very fine microbubble that only floats about 1m per hour, and thus the contact time with the liquid to be treated. This is to provide a bubble dissolving device that has been increased to achieve a highly contact oxidation effect as well as a dissolution effect.
또한 본 발명은 최소 10mm에서 최대 200mm정도의 구경을 갖는 배관에 접속하는 배관 설치형이므로 육지 위에서의 상수도 살균, 소취 및 공공 하수도의 산소 폭기, 알칼리 배수를 탄산가스로 중화하거나, 농도가 진한 약액을 정확하게 순간적으로 희석하는 것에 이용할 수 있도록 한 기포용해장치를 제공하는데 있다.In addition, the present invention is a pipe installation type connecting to a pipe having a diameter of about 10mm to a maximum of 200mm, neutralizing water sterilization on the land, deodorization and oxygen aeration of public sewerage, alkali drainage with carbon dioxide gas, or precisely concentrated chemical solution. It is to provide a bubble dissolving device that can be used for instant dilution.
도 1은 본 발명에 따른 미세 기포용해장치를 개략적으로 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a fine bubble dissolving device according to the present invention.
도 2는 도 1의 A-A선에 대한 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 기포분쇄돌기를 발췌하여 나타낸 상세도.Figure 3a and Figure 3b is a detailed view showing an extract of the bubble crushing projections of the present invention.
도 4는 본 발명의 미세 기포용해장치에 대한 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도.Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a fine bubble dissolving device of the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 미세 기포발생부의 다른 실시예를 나타낸 단면도.5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the microbubble generating unit according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
20: 선회류관21: 선회류 발생날개20: swirl flow tube 21: swirl flow wing
22: 기체주입구30: 기포분쇄관22: gas inlet 30: bubble grinding tube
31: 기포분쇄돌기32: 요홈31: bubble grinding protrusion 32: groove
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기포용해장치는, 선회류관 내부에 동일한 방향으로 선회류를 발생시키도록 나선형의 선회류 발생날개가 형성되고 선회류관의 선단부분에 조정밸브를 구비한 기체주입구가 형성된 선회류발생부; 이 선회류발생부 끝단의 선회류관에 선회류발생부의 동일직경 내지 약간 작은 직경의 기포분쇄관이 연결되고 이 기포분쇄관의 내부에 중심을 향하여 다수의 기포분쇄돌기가 균일하게 배열된 미세 기포발생부로 구성됨을 특징으로 한다.In the bubble dissolving device according to the present invention for achieving the above object, a spiral inlet swirling wing is formed to generate a swirl flow in the same direction inside the swirl flow tube and the gas inlet having a control valve at the tip of the swirl flow tube; Swirl flow generating unit is formed; The bubble flow tube of the same diameter or slightly smaller diameter is connected to the swirl flow tube at the end of the swirl flow generation portion, and microbubbles are generated in which a plurality of bubble grinding protrusions are uniformly arranged toward the center inside the bubble flow tube. It is characterized by consisting of wealth.
또한 상기 선회류발생부와 미세기포발생부는 어느 한 부분이 파손되었을 때 보수가 용이하도록 결합 분리되는 나사 또는 플랜지 타입으로 분리형성됨을 특징으로 한다.In addition, the swirl flow generating unit and the micro-bubble generating unit is characterized in that the separation is formed in a screw or flange type to be separated and separated to facilitate maintenance when any one part is broken.
상기 기포분쇄돌기는 기포분쇄관의 내면에서 중심을 향하여 연장되는 끝단에 구형헤드가 형성되고 이 구형헤드의 끝단에는 기포의 미세화를 꾀하기 위하여 요홈을 형성할 수 있으며, 기포분쇄관의 직경이 작은 경우에는 상기 구형헤드가 서로 교차하여 맞닿지 않는 범위 내에서 기포분쇄관의 길이방향으로 이동시킨 위치에 마련할 수도 있다.The bubble grinding protrusion may have a spherical head formed at an end extending toward the center from the inner surface of the bubble grinding tube, and the groove may be formed at the end of the spherical head in order to make bubbles fine, and the diameter of the bubble grinding tube is small. The spherical head may be provided at a position moved in the longitudinal direction of the bubble pulverizing tube within a range where the spherical heads do not intersect with each other.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태인 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, it demonstrates in detail with reference to attached drawing which is a preferable embodiment of this invention.
도 1은 본 발명에 따른 기포용해장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 대한 단면도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 기포분쇄돌기를발췌하여 나타낸 상세 도면이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a bubble dissolving device according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 1, Figures 3a and 3b is a detailed view showing an extract of the bubble grinding projections of the present invention.
본 발명은 도면에 나타낸 바와 같이, 배관라인에 설치하여 사용하는 배관설치형의 미세기포 발생장치이며, 이는 0.5∼3μ의 매우 미세한 미세기포를 발생시키기 위한 것이며, 이러한 미세 기포를 발생시키기 위해서는 적절한 수압을 확보하고 적절한 기체(공기)의 주입량을 확보해야 하는 것은 두말할 필요도 없다.The present invention, as shown in the drawings, is a piping installation type microbubble generating device used to be installed in the pipe line, which is to generate very fine microbubbles of 0.5 ~ 3μ, in order to generate such a microbubble Needless to say, it must be secured and a proper amount of gas (air) injected.
선회류발생부는 선회류관(20) 내부에 동일한 방향으로 선회류를 발생시킬 수 있도록 나선형의 선회류 발생날개(21)가 형성되어 있고 상기 선회류관(20)의 선단부분에 조정밸브(도시되지 않음)를 구비한 기체주입구(22)가 형성되어 있다.The spiral flow generating unit has a spiral swirl flow generating blade 21 formed therein so as to generate swirl flow in the same direction in the swirl flow tube 20, and an adjustment valve (not shown) at the tip of the swirl flow tube 20 is provided. The gas inlet 22 provided with) is formed.
상기 선회류발생부의 선회류관(20) 한쪽끝단에는 선회류발생부의 선회류관(20)보다 약간 작은 직경의 기포분쇄관(30)이 일체로 연장되어 있고 이 기포분쇄관(30)의 내면에 그 중심을 향하여 다수의 기포분쇄돌기(31)가 균일하게 배열되어 있다.One end of the swirl flow tube 20 of the swirl flow generating unit is integrally extended to the bubble grinding tube 30 having a diameter slightly smaller than that of the swirl flow tube 20 of the swirl flow generating unit. A plurality of bubble grinding protrusions 31 are uniformly arranged toward the center.
다시 말해서, 상기 기포분쇄돌기(31)는 3개가 하나의 쌍을 이루어 측면상 120°의 간격으로 배열되어 있고 기포분쇄관(30)의 단위길이당, 예를 들어 10㎝당 3∼4단의 쌍으로 설치함이 바람직하다. 그 이유는 3단 미만인 경우엔 선회류 발생날개(21)에 의해 선회류로 된 액체중의 기포가 미세하게 분쇄됨이 미약하고 4단 초과한 경우엔 저항이 커져 적절한 액체의 흐름을 얻을 수 없고 이로 인하여 기포가 제대로 분쇄되지 않는다.In other words, the bubble pulverization projections 31 are arranged in a pair of three at intervals of 120 ° on the side, and 3 to 4 steps per unit length of the bubble pulverization tube 30, for example, 10 cm. It is preferable to install in pairs. The reason for this is that in the case of less than three stages, the bubbles in the swirling liquid are finely pulverized by the swirling flow generating blade 21, and in the case of more than four stages, the resistance increases, so that an appropriate liquid flow cannot be obtained. This prevents bubbles from being crushed properly.
그리고 상기 기포분쇄돌기(31)는 도 3a와 같이 기포분쇄관(30)의 내면에서 중심을 향하여 연장되는 끝단에 구형헤드가 형성되어 있는 것이고 이 구형헤드는도 3b와 같이 구형헤드의 끝단에 기포의 미세화를 꾀하기 위하여 요홈(32)을 형성할 수도 있다.And the bubble grinding projections 31 is a spherical head is formed at the end extending toward the center from the inner surface of the bubble grinding tube 30 as shown in Figure 3a, the spherical head is bubbled at the end of the spherical head as shown in Figure 3b In order to reduce the size of the groove 32 may be formed.
도 4는 본 발명의 미세 기포용해장치에 대한 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 선회류발생부와 미세기포발생부가 어느 한 부분이 파손되었을 때 보수가 용이하도록 분리하여 나사식으로 체결한 것이다. 여기에서 선회류발생부와 미세기포발생부를 나사식으로 도시하였으나 플랜지 타입으로 마련하여도 무방하다.Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the microbubble dissolving apparatus of the present invention, the swirl flow generating unit and the microbubble generating unit is separated and screwed and fastened for easy maintenance when any one part is broken. . Here, the swirl flow generating part and the microbubble generating part are shown as screw type, but may be provided as a flange type.
도 5는 본 발명에 따른 미세 기포발생부의 다른 실시예를 나타낸 단면도로서, 미세 기포발생부의 기포분쇄관(30) 직경이 작은 경우, 특히 10㎜일 때 기포분쇄돌기(31)의 구형헤드가 서로 교차하여 맞닿지 않는 범위 내에서 기포분쇄관(30)의 길이방향으로 이동시킨 위치에 기포분쇄돌기(31)를 마련한 것이다.5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the microbubble generating unit according to the present invention, when the diameter of the microbubble generating part of the bubble grinding tube 30 is small, in particular, the spherical head of the bubble grinding projections 31 when the diameter is 10mm The bubble grinding projections 31 are provided at positions moved in the longitudinal direction of the bubble grinding tube 30 within a range where they do not touch each other.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 기포용해장치는, 처리하고자 하는 수중에 이르기까지 연장된 배관라인, 즉 최소 10mm에서 최대 200mm정도의 구경을 갖는 배관에 접속하는 배관 설치형이다. 따라서, 육지 위에서의 상수도 살균, 소취 및 공공 하수도의 산소 폭기, 알칼리 배수를 탄산가스로 중화하거나, 농도가 진한 약액을 정확하게 순간적으로 희석하는 것에 적합하다.The bubble dissolving device according to the present invention configured as described above is a pipe installation type for connecting to a pipe line extending up to the water to be treated, that is, a pipe having a diameter of about 10 mm to about 200 mm. Therefore, it is suitable for neutralizing tap water sterilization, deodorization and oxygen aeration of public sewers, alkaline drainage with carbon dioxide gas, or precise instant dilution of concentrated chemical liquids on land.
이러한 배관라인의 선단에는 펌프가 설치되고 선회류발생부의 선회류관(20)의 기체주입구(22)에는 압축기로부터 기체(공기)를 공급받을 수 있는 호스를 연결한다. 이와 같이 연결 설치를 완료한 후 펌프 및 압축기를 가동시켜 소정의 압력으로 액체를 공급함과 동시에 기체를 공급한다.A pump is installed at the front end of the pipe line, and a gas inlet 22 of the swirl flow tube 20 of the swirl flow generation unit connects a hose that can receive gas (air) from the compressor. After the connection installation is completed as described above, the pump and the compressor are operated to supply liquid at a predetermined pressure and to supply gas.
이와 같이 액체와 함께 기체가 선회류발생부의 선회류 발생날개(21)에 다다르면 선회류 발생날개(21)에 의해 맹렬한 선회류가 발생하므로 비중이 큰 액체는 원심력에 의해 바깥쪽으로 운반되고, 비중이 작은 기체는 구심력에 의해 안쪽으로 향하려고 한다.As such, when the gas reaches the swirl flow generating blade 21 with the liquid, the swirl flow is generated by the swirl flow generating blade 21, so the liquid having a large specific gravity is transported outward by centrifugal force, The small gas tries to go inwards by centripetal force.
이러한 상태로 액체와 기체는 미세 기포발생부를 향하여 이동되게 되고 미세 기포발생부의 기포분쇄관(30)을 통과하는 동안 내면에 그 중앙으로 돌출된 기포분쇄돌기(31)들과 부딪치면서 기체를 매우 미세한 미세기포로 분쇄하는 것이다.In this state, the liquid and the gas are moved toward the microbubble generating unit and collide with the bubble grinding protrusions 31 protruding toward the center of the inside of the microbubble generating unit while passing through the bubble grinding tube 30. It is pulverized into fine bubbles.
이때, 미세 기포발생부를 통과한 후의 기포는 0.5∼3μ의 매우 미세하게 된다. 이러한 미세 기포를 발생시키기 위해서는 선회류발생부로 공급되는 액체의 적절한 수압을 확보하면서 적절한 기체(공기)의 주입량을 확보해야 한다.At this time, the bubble after passing through the microbubble generating part becomes very fine of 0.5-3 micrometers. In order to generate such fine bubbles, it is necessary to secure an appropriate gas (air) injection amount while securing an appropriate water pressure of the liquid supplied to the swirl flow generating unit.
이와 같이 배관라인의 끝단에서 배출되는 액체는 극히 미세한 미세 기포이기 때문에 동량의 기체를 액체속에 투입할 경우, 매우 효율적으로 접촉 용해시키고 산화 촉진시키는 것이 가능하고 부상속도가 느리며, 수중의 물살에 따라 표류하고 수중에 산소를 효율적으로 용해시키는 것이 가능하므로 일정시간 수중에 산소를 투입함으로써 용존 산소율을 최대로 높일 수 있게 된다.As the liquid discharged from the end of the pipeline is extremely fine and fine bubbles, when the same amount of gas is introduced into the liquid, it is possible to contact and dissolve and promote oxidation very efficiently, and the flotation speed is slow and drifting according to the water in the water. And since it is possible to dissolve the oxygen efficiently in water, it is possible to maximize the dissolved oxygen rate by adding oxygen to the water for a certain time.
또한, 수중 유기물의 산화나 질소를 공중에 비산시키는 효과도 기대할 수 있으며, 매우 미세한 물꽃에 미세 기포를 부착시켜 수면에 부상시킬 수도 있다.In addition, the effect of oxidizing the organic matter in the water or scattering nitrogen in the air can also be expected, and may be attached to the surface of the water by attaching fine bubbles to the very fine water flower.
그리고, 양식장에 극히 미세한 미세 기포를 투입하는 경우에도 현저하게 용존 산소량을 증대시킬 수 있으므로 일정면적에서의 양식량을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 비육촉진이라든가 나아가 질병발생을 억제하는 효과 등을 얻을 수 있게 된다.In addition, even when extremely fine bubbles are introduced into the farm, the amount of dissolved oxygen can be remarkably increased, so that the amount of cultured in a certain area can be increased, as well as the promotion of fattening and the prevention of disease. do.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기포용해장치는, 입경이 큰 기포를 처리대상액체와 함께 선회류관 내부의 선회류 발생날개에 의해 선회류로 발생시키고 이 선회류 중의 기포를 기포분쇄돌기에 의해 잘게 부수어 1시간에 1m정도밖에 부상하지 않는 매우 미세한 미세기포로 만들 수 있으며, 이에 따라서 처리대상액체와의 접촉시간이 증대되어 비약적으로 고도의 접촉산화효과는 물론 용해효과를 얻을 수 있는 특유의 효과가 있다.As described in detail above, the bubble dissolving device according to the present invention generates bubbles having a large particle diameter in a swirl flow by the swirl flow generating wing inside the swirl flow tube together with the liquid to be treated, and bubbles in the swirl flow are bubble breaking protrusions. It can be made into a very fine microbubble that breaks down finely and only floats about 1m per hour. Accordingly, the contact time with the liquid to be treated increases, resulting in a highly contact oxidation and dissolution effect. It works.
또한, 최소 10mm에서 최대 200mm정도의 구경을 갖는 배관에 접속하는 배관 설치형이므로 육지 위에서의 상수도 살균, 소취 및 공공 하수도의 산소 폭기, 알칼리 배수를 탄산가스로 중화하거나, 농도가 진한 약액을 정확하게 순간적으로 희석하는 것에 이용할 수 있는 특유의 효과가 있다.In addition, since it is a pipe installation type that connects to pipes having a diameter of 10 mm to 200 mm, water sterilization on the land, deodorization, oxygen aeration of public sewerage, and alkaline drainage are neutralized with carbon dioxide, There is a unique effect that can be used to dilute.
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