KR20090098963A

KR20090098963A - 에어레이션 및 다른 목적용 거품 생성

Info

Publication number: KR20090098963A
Application number: KR1020097011171A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 바우어 제이 짐머만; 바클라브 테사르
Original assignee: 더 유니버시티 오브 셰필드
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2009-09-18
Also published as: ES2373248T3; MX2009004684A; US8287175B2; EP2081666B1; CA2667840A1; WO2008053174A1; WO2008053174A8; CA2667840C; EP2081666A1; GB2443396B; JP4975108B2; GB2443396A; AU2007315935A1; KR101378672B1; US20100002534A1; DK2081666T3; ATE529179T1; JP2010508143A; GB0621561D0

Abstract

액체 내에 작은 기체 거품(90)을 생성하는 방법은, 압력을 받는 기체 소스(16); 액체로 개방되고 1 내지 100 헤르쯔 사이의 주파수에서 도관을 따라 통과하는 기체를 진동시키는 상기 도관(64a)을 포함한다. 상기 진동은 상기 공급을 각 출력(A, B)으로 나누는 전환기를 포함하는 유체 진동기(10)에 의해 수행되며, 각 출력은 제어 포트에 의해 제어되며, 상기 제어 포트들은 폐루프(22)에 의해 서로 연결된다. 적어도 두 개의 상기 도관들(62a, 64a)이 있을 수 있으며, 각 출력 포트는 상기 도관들의 하나 또는 다른 하나에 연결되며, 상기 진동하는 기체의 한 단계는 다른 단계의 진동에서의 거품 형성 이후에 상기 도관(64a)을 통해 액체를 유도하도록 채용된다. 상기 거품은 상기 유도된 액체의 힘에 의해 떨어진다.

Description

에어레이션 및 다른 목적용 거품 생성{BUBBLE GENERATION FOR AERATION AND OTHER PURPOSES}

본 발명은 미세 거품 생성에 관한 것이다.

액체 내에서의 기체 거품들은 종종 많은 다른 애플리케이션들에서 요구되며, 통상적으로(그러나, 배타적이지는 않게) 기체를 액체 내에 용해시키는 목적으로 요구된다. 다른 모든 산업적 프로세스와 같이, 기체를 액체 내에서 용해하는 경우, 상기 액체의 표면에 도달하고 거기서 용해됨이 없이 상기 기체를 방출하는 거품을 포함하지 않는, 가능한 한 가장 효율적인 방식으로 이뤄져야 한다는 것이 일반적으로 바람직하다. 바람직하게는, 거품들은 액체 내의 기체가 모두 용해되기 전에 그 표면에 도달해서는 안된다. 효율을 달성하기 위한 한 방법으로 거품의 크기를 줄이는 것이 널리 알려져 있다. 더 작은 거품의 체적에 대한 표면적 비율은 더 높으며, 용해는 더욱 더 빠르게 발생한다. 게다가, 작은 거품의 표면 장력은, 거품 내부의 기체 압력이 비교적 큰 거품에 비해 높다는 것을 의미하는 것이어서, 기체는 보다 빨리 용해한다. 작은 거품들이 큰 거품들에 비해 보다 천천히 떠오르며, 이는 거품으로부터 주위 액체로의 기체 이송을 위한 더 많은 시간을 제공한다. 더욱이, 그들은 더 빠르지 않게 합체되어, 상기 표면에 더 빨리 떠오르는 더 큰 거품들 이 덜 빠르게 형성된다.

기체 용해를 포함하지 않는 애플리케이션들은, 특정 타입의 정(井)에서 표면으로 오일을 떠오르는 거품들이 이송할 수 있는 유정에 적용된다. 여기서, 또, 작은 거품들은 합체되고, 오일을 추출하는데 비효율적인 기체의 큰 슬러그를 형성하는데 더 오래 걸리기 때문에 바람직하다.

그러나, 미세 거품들과 관련된 결과적 문제는, 그들을 생성하기가 어렵다는 것이다. 액체로 거품이 투입되도록 하는 개구의 크기를 감소시키는 것이 첫 번째 단계이다. 왜냐하면, 큰 개구를 통해 작은 거품들을 형성하는 것이 어렵기 때문이다. 그러나, 그렇게 하더라도, 거품은 심지어 작은 기체 공급 개구에 부착되어 있는 동안에도 성장함에 의해 큰 크기에 달할 수 있다. 거품 분리는 동적인 프로세스이다. 어떤 경우에도, 그러한 미세 개구를 통한 흐름 및 상기 개구로 진행하는 통로를 통한 흐름에 저항하는 마찰은 더 큰 압력 강하가 필요함을 의미하기 때문에, 개구 크기의 그러한 감소는, 비용없이는 없다. 거품의 크기가 반구형 이상으로 되면 거품이 형성되며, 거품의 네킹 오프(necking-off)가 발생할 수 있다. 그러나, 최종적으로 거품을 떼내기 위해 이 단계에서 더 많은 에너지가 인가될 필요가 있으며, 이는 일반적으로 그 크기를 증가시키면서 더 많은 기체를 밀어넣음으로써 간단히 달성된다.

실제로, 일반적으로, 거품들은 투입되는 개구의 직경보다 직경 면에서 더 작을 수 없으며, 거품의 크기를 줄이는 것은 거품을 생산하기 위해 필요한 에너지를 증가시키는 것이어서, 시스템의 효율이 더 이상 개선될 수 없는 정도 이상으로 한 계에 달한다.

거품들이 반구형 이상으로 성장함에 따라, 내부의 압력이 떨어진다는 문제가 더 있다. 결과적으로, 공통의 소스로부터 평행하게 성장한 둘 또는 그 이상의 거품들은 반구형을 넘어 불안정한 경향이 있다. 즉, 반구형 단계를 넘어서는, 한 거품이 인접한 거품보다 더 빨리 성장한다는 것이다(다수의 이유들 중 어떤 이유로도. 예를 들어, 한 거품이 압력 소스 근처에 있어서, 거품 형성을 유도할 더 센 압력 및 더 약한 인력이 있는 경우이다). 일단 크기 차이가 있으면, 더 작은 거품 내에 압력이 더 큰, 압력 차이 또한 있게 된다. 결과적으로, 거품들이 연결되기 때문에, 더 작은 거품이 자신의 성장을 희생하여 더 큰 거품을 팽창시킨다. 그 결과, 공통의 압력 소스에 다수의 도관들이 연결되는 경우, 오직 몇몇개만이 몹시 큰 거품들을 생성하게 된다.

이러한 거품 형성의 불안정함은 상기 개구 크기에 대한 비율 이상으로 커지는 거품들 중의 하나로 초래될 수 있다. 상기 네킹 오프 및 분리는 동적인 현상이며, 불안정한 거품이 빨리 성장하면, 분리되기 전에 큰 크기에 달할 수 있다.

제어되지 않는 거품 형성의 다른 문제점은 자주 합체되는 거품들의 충돌이어서, 작은 거품들을 형성하는 추가 노력은 즉시 소진된다. 바람직하게는, 단일 분산(monodisperse) 거품들에게 합체를 방지하기 위해 그들 사이의 충분한 갭이 제공되어져야 한다. 실제로, 합체를 초래하는 조건들은 특정 위치 및 애플리케이션과 연관된 다수의 요인들에 의존적일 것이며, 거품 생성 시스템의 바람직한 튜닝은 가능하여야만 해서, 가장 효율적인 거품 생성이 준비될 수 있다.

WO 99/31019 및 WO 99/30812 모두는 기체 탈출 개구 바로 앞에서 작은 개구를 통해 유도되는 액체의 스트림으로 기체를 투입함에 의해 비교적 큰 개구들을 이용하여 미세 거품 생성의 문제를 해결한다. 상기 액체 스트림은 기체를 상기 기체를 위한 상기 탈출 개구보다 훨씬 좁은 미세 스트림으로 이끌며, 궁극적으로 미세 거품들이 상기 작은 개구 위로 형성된다. 그러나, 0.1 내지 100 마이크론의 거품들이 생성된다고 하더라도, 물리적 배치는 상당히 복잡하다. 게다가, 상기 기체 탈출 개구가 큼에도 불구하고, 상기 기체가 투입되는 액체는 반드시 상기 작은 개구를 통해 유도하기 위한 압력하에 있어야 하며, 이에 따라 장점의 일부를 완화시키는 것이 분명하게도, 기체 압력 또한 필수적으로 더 높아야 한다.

많은 출판물에서 진동이 거품의 분리를 도울 수 있다는 것이 다뤄졌으며, EP1092541의 경우, 액체 방울의 분리를 다뤘다. 상기 특허는 고리 모양의 배출 구멍의 한 측면을 진동시키는 것을 제안한다. 기체 매트릭스 내에서의 액체 방울의 생성은 때때로 액체 매트릭스 내에서의 기체 거품들의 생성에 유사한 문제로 고려될 수 있다.

SU1616561은 기체 동작(gas motion)의 영향하에 진동하고 미세 거품들을 생성하는 플랩(flaps)들 사이에 개구들이 개방된 파이프를 통해 공기를 강제함을 포함하는 어류조(fish tank)에의 에어레이션에 관한 것이다.

GB1281630은 유사한 배치를 채용하며, 플랩의 진동 주파수를 증가시켜 거품의 크기를 더 감소시키는 강철 플랩에 연관된 공동의 공명에 의지한다.

US4793714는 기체가 액체로 강제로 공급되도록 하는 구멍난 멤브레인의 먼 쪽에 압력을 가하는 것으로서, 상기 멤브레인은 진동하여 더 작은 거품들이 생성되는 것에 관한 것이다.

US5674433에서는, 공수성 공동(hydrophobic hollow) 섬유 멤브레인을 통한 물의 체적 흐름(volume flow)을 이용하여 상기 멤브레인으로부터 거품들을 스트립함에 의해 다른 택(tack)을 채용한다.

GB2273700은 공기 흐름에 의해 파이프가 음파적으로 진동되는, 다공성의 "오르간 파이프" 배치를 포함하는 하수 에어레이션 장치 내의 공기에 음파 진동이 가해지는 배치를 개시한다. 상기 발명은, 주위의 물에 의한 필수불가결한 감쇠를 통한 에너지 입력의 많은 부분을 잃으며, 상기 오르간 파이프 배치에 의한 상기 에어레이터의 진동에 관한 것이다.

DE4405961에 따른 기술 또한 공기 펌프를 구동하는 모터를 상기 채용된 에어레이션 그리드에 장착함에 의해 하수 처리를 위한 에어레이션 장치 내에서 공기를 진동시켜서, 상기 그리드가 상기 모터의 자연스러운 진동과 함께 진동하게 하고 더 작은 거품들이 야기된다. DE19530625는 상기 그리드가 왕복운동하는 장치(reciprocating arrangement)에 의해 진동하는 것보다, 유사한 장치를 개시한다.

JP2003-265939는 표면에 걸쳐 흐르는 액체로 기체를 통과시키는 다공성 기판의 상기 표면을 초음파적으로 진동시키는 구성을 개시한다.

앞의 기술로부터, 처리되는 물 내에 산소를 용해시키는 것이 바람직한 하수 처리 업계 내의 애플리케이션을 작은 거품 생성이 갖는 것이 분명하다. 이는 하수를 증해시키는 호흡성(respiring) 박테리아를 공급하는 것이다. 더 많은 산소를 갖고 있을 수록, 더 효율적인 증해(digestion) 프로세스가 수행된다. 그러나, 유사한 요구조건이 일반적으로 에어레이션 목적으로 살포되는 생물 반응기(bioreactors) 및 발효기(fermenter)에 존재한다. 구체적으로, 효모(yeast) 제조 업계는 효모 박테리아를 성장시키고 재생시키는 것은 호흡 목적을 위한 일정한 산소 공급을 필요로 한다는 필요 조건을 갖는다. 다른 애플리케이션은 음료 내에 이산화탄소를 용해시키는 것이 바람직한, 음료의 탄화이다. 기체를 용해시키기도록 보지 않으나 그럼에도 불구하고 작은 거품들로부터 이익을 얻는 프로세스는, 오일이 거의 남지 않도록 하거나 오일이 모래 내에 갇히도록 하는 일부 분야에서의 리프트가 어려운(hard-to-lift) 오일 저장소의 추출에 있다. 실제로, 캐나다의 오일 저장소 내의 오일들의 대부분은 오일 샌드(oil sand)의 형태이다. 그러한 오일 함유 저장소를 통한 기체의 거품 발생은 중력하에 거품이 일어나고 오일을 가져옴에 따라 오일 리프트 효과를 갖는다. 상기 거품들은 물 내에 형성되고 상기 정 또는 저장소 내로 펌핑되며, 상기 오일은 상기 저장소를 통해 통과함에 따라 각 거품의 물 및 기체 사이의 경계로 옮겨진다. 상기 거품이 작을 수록, 상기 오일의 이송을 위한 관련 표면적이 더 넓어진다.

상기 종래 기술의 장치들을 개선시키는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 가장 넓은 측면에 따르면, 압력을 받는 기체 소스를 제공하는 단계; 상기 기체에의 압력보다 낮은 압력을 받는 액체로 개방되고, 내부에 기체가 있는 도관을 제공하는 단계; 및 진동하는 기체의 어떤 반응에 의하기 보다는, 상기 도관을 진동시킴이 없이 상기 도관을 따라 통과하는 상기 기체를 1 내지 100 헤르쯔 사이의 주파수에서 진동시키는 단계를 포함하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법이 제공된다.

따라서, 상기 시스템의 전체 에너지는 상기 기체를 진동시키는데 있으며, 기체가 통과하는 도관에 있지 않아서, 상기 시스템의 효율은 최대화될 수 있다. 에너지는 더욱 더 큰 질량을 갖고 결과적으로 진동시키기 위해 더 많은 에너지를 요구하게 될 상기 도관을 진동시키는 데 낭비되지 않는다. 모든 공진에도 불구하고, 마찰이 여전히 채용되는 에너지의 일부를 차지한다. 에어레이션 시스템의 컴프레서 및 모터의 "폐기(waste)" 진동을 이용하는 DE4405961의 경우, 결과적으로, 상기 모터 및 컴프레서가 수중에서 상기 에어레이션 그리드 상에 장착되어야만 한다.

GB2273700 및 JP2003-265939에 각각 제안된 음파 및 초음파 진동은 고주파수이며, 거품을 발생시키는 데 있어서 효율적이지 않을 수 있다. 높은 에너지들이 제공될 수 있음에도, 가장 효율적인 거품 분리는 고주파수보다는, 더 긴 스트로크(더 높은 세기)의 진동에 의한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 압력을 받는 기체의 소스를 제공하는 단계; 상기 기체보다 낮은 압력을 받는 액체로 개방된, 내부에 상기 기체가 있는 도관을 제공하는 단계; 및 상기 도관을 진동시킴이 없이, 상기 도관을 따라 통과하는 상기 기체를 진동시키는 단계를 포함하며, 상기 진동하는 기체의 어떠한 반응에도 의하지 않고, 상기 진동은 유체 진동기(fluidic oscillator)에 의해 수행되는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법이 제공된다.

바람직하게는, 본 발명의 상기 제1 및 제2 측면들이 결합되며, 상기 유체 진동기에 의해 수행되는 상기 진동은 1 내지 100 헤르쯔 사이의 주파수에서, 바람직하게는 5 내지 50 헤르쯔 사이의 주파수에서, 보다 바람직하게는 10 내지 30 헤르쯔 사이의 주파수에서 수행된다.

바람직하게는, 상기 형성되는 거품은 직경이 0.03mm 및 2mm 사이, 보다 바람직하게는 0.05mm 및 0.1mm 사이이다.

바람직하게는, 상기 진동은 떠오르는 거품으로부터 30% 보다 작은 기체의 역류를 갖는 타입이다. 실제로, 상기 진동은, 바람직하게는, 떠오르는 거품으로부터 0% 및 20% 사이의 기체의 역류를 갖는 타입이다. 이는 바람직하게는, 적어도 하나의 경로가 상기 소스를 형성하는, 두 경로 사이로 흐름을 나누는 유체 진동기 배치에 의해 제공된다. 이 경우, 흐름은, 베이스는 본질적으로 흐름이 없는 것인, 구형파 형태로 주기적으로 중단되는 흐름으로, 기본적으로 순방향만으로 흐른다.

여기서 역류는 x m³s^-1의 상기 도관으로부터 순수한 기체 흐름 속도의 역류를 의미하며, (-y)m³s^-1이 음(negative)의 방향인 한편 (x+y)m³s^-1은양의 방향이며, 100(y/(y+x))는 퍼센티지 역류로서 정의된다. 항상 일부 리바운드가 있을 것이기 때문에, 특히 흐름이 경로들 사이에서 나눠지는 경우의 배치와 함께는, 일부 역류는 대개 피할 수 없다. 실제로, 압력의 제거와 함께, 거품 내의 반대 압력(back pressure)은 일부 역류를 야기하려할 것이기 때문에, 그러한 것도 거품 생성과 함께 하는 경향이다. 실제로, 여기서 역류는, 상기 기체의 압축률(compressibility)에 의해 변할 수 있기 때문에 도관 개구에서의 역류를 의미한다.

바람직하게는, 상기 유체 진동기는 일정한 압력하에 공급 포트를 통해 각 출력 포트들로 나누는 기체가 공급되는 전환기, 및 흐름을 하나의 출력포트로부터 다른 포트로 진동하는 수단을 포함한다. 바람직하게는, 상기 수단은 각 제어 포트들에 의해 제어되는 각 출력 포트를 포함한다. 바람직하게는, 상기 제어 포트들은 폐 제어 루프에 의해 서로 연결된다. 다르게는, 각 출력 포트의 분기는 각 제어 포트를 공급할 수 있어서, 출력 포트 내의 흐름의 일부는, 상기 출력 포트로부터 다른 출력 포트로의 흐름의 공급을 변경하면서, 제어 흐름이 된다.

제어 루프가 채용되는 때, 상기 제어 포트들은, 상기 기체가 각 출력을 통해 흐르는 때에는 감소된 압력을 각 제어 포트가 갖고, 각 출력을 통한 흐름이 없는 때에는 증가된 압력을 각 제어 포트가 갖도록 배치된다. 결과적으로, 기체가 제어 포트로부터 흘러 나오는 경우, 상기 제어 포트가 형성된 벽으로부터 기체의 주요 공급 흐름을 떨어뜨리며 상기 흐름을 상기 벽과 연관된 출력 포트로부터 다른 출력 포트로 스위칭하며, 상기 다른 제어 포트와 연관된 상기 벽으로 상기 공급 포트로부터 상기 주요 흐름을 붙인다. 그래서, 상기 제어 루프의 길이를 포함하는 수 많은 요인들에 의해 결정된 주파수로 상기 출력 포트들 사이를 진동하는 상기 공급 포트로부터의 상기 주요 흐름과 함께 상황은 전환된다.

바람직하게는, 상기 도관들은 적어도 두 개 있으며, 각 출력 포트는 상기 도관들의 하나 또는 다른 하나에 연결된다.

상기 진동의 주파수는 상기 폐루프의 길이를 변경함에 의해 조정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 진동하는 기체의 체적 흐름은, 복수의 도관들이 동시에 제공받을 수 있기에 충분하다. 바람직하게는, 진동의 각 주기에 대한 상기 체적측정의 흐름(volumetric flow) 속도는 상기 진동이 변경되기 전에 적어도 반구형 크기로 각 도관에서의 거품을 채우기에 충분한 것이어서, 상기 거품들 모두가 압력의 중단에 의해 상기 도관으로부터 분리되기 전에 실질적으로 동일한 크기를 갖는다.

다른 어떤 구체적인 이론에도 구속될 것을 바람이 없이, 반구형을 향한 상기 도관의 입구를 거친 평면으로부터의 거품의 초기 성장은 가속되며 상기 입구로부터 멀어지도록 배치되는 액체로 모멘텀을 주는 것으로 믿어진다. 보통, 더 많은 기체가 공급될 수록, 상기 거품은 단순히 성장하며, 후퇴하는(retreating) 액체의 모멘텀은 감속됨에도 계속되는데, 이는 거품 반경의 성장 속도는 상기 거품 내에서의 기체의 체적의 세제곱근(cubed root)에 비례하기 때문이다. 그러나, 상기 거품으로의 기체의 공급이 갑자기 단절되면, 상기 거품이 상기 도관으로부터 찢어지는(torn-off) 동적인 분리 체제가 관찰된다. 따라서, 상기 거품은 그렇지 않았으면 되었을 크기보다 훨신 더 작은 크기로 형성되며, 정상 상태로 압력을 채운다.

바람직하게는, 상기 도관은 상기 도관이 형성된 재료의 표면에서 상기 액체 내에 개방되며, 상기 표면은 중력에 대해 실질적으로 수직인 평면 내에 있다. 상기 도관을 에워싸는 상기 재료 표면의 배치에 의해 상기 도관에 대해 가로질러 거품이 발생하려는 경향은, 상기 거품이 각 진동의 마지막에 리바운드 됨에 따라, 핀치 오프 효과를 야기하는데 기여하는 것을 알 수 있다. 실제로, 한 실험에서, 도관을 포함하는 표면이 수평이면, 직경이 500 마이크론인 거품들이 생성되며, 다른 모든 사항들을 동일하게 하면서 상기 표면을 90도로 회전함에 의해, 상기 직경의 1/10의 직경을 갖는 거품들이 얻어진다.

바람직하게는, 상기 도관은 보통 닫힌 슬릿을 갖는 멤브레인을 포함하며, 상기 멤브레인 뒤의 기체 압력은 상기 슬릿을 통해 기체 거품이 생성되는 것을 허용하도록 상기 슬릿을 팽창시키기 위해 동작하며, 상기 슬릿은 상기 거품 뒤에 닫히며, 상기 기체 흐름의 진동은 작은 거품 형성을 촉진하기 위해 상기 멤브레인의 탄성적 특성들과 함께 주파수, 진폭, 흐름 속도 및 압력에 있어서 동기된다. 이 점에서, 일정한 기체 압력과 함께, 그러한 멤브레인 산기관의 동작 모드는 진동적이며, 결과적으로, 상기 기체의 진동은 동기화될 수 있는 것이어서, 상기 슬릿 뒤의압력이 떨어짐에 따라, 충분한 기체가 이미 상기 슬릿을 벗어났고, 상기 슬릿이 닫히기 전에 그 자신의 표면 장력에 의해 상기 슬릿을 통해 다시 상기 거품이 압착될 수 없다.

이러한 점에서, 상기 도관이 형성되는 상기 표면의 재료는 바람직하게는 상기 기체에 의해 젖지 않을 수 있는 것이어서, 상기 거품들은 표면에 붙지 않으려는 경향을 갖는다. Teflon®과 같은 다른 재료들이 역시 적합함에도 불구하고, 유리는 이러한 점에서 적합한 재료이다.

본 발명은, 압력을 받는 기체 서플라이 및 상기 서플라이에 의해 공급되고 상기 액체로 개방된 복수의 도관들을 포함하는 하나 또는 그 이상의 거품 생성기를 포함하는 기존 설비에서의 개장(retro-fitting)을 허용한다. 이 경우, 상기 기체 진동기는 상기 서플라이 및 거품 생성기 사이에 놓여진다. 바람직하게는, 상기 거품 생성기는 상기 기체 서플라이에 연결된 챔버, 및 상기 복수의 도관들을 포함하며 상기 액체로부터 상기 챔버를 분리하는 상기 챔버의 다공성 벽을 포함한다. 상기 도관들은 상기 벽 내에 형성된 구멍들일 수 있다. 상기 벽은 금속일 수 있으며, 예를 들어 상기 도관들이 상기 금속 내의 구멍들인 소결성 금속일 수 있다. 다르게는, 상기 벽은 다공성 세라믹일 수 있으며, 상기 도관들은 세라믹 구멍들이다.

본 발명의 제3 측면은, 매우 균등한 크기 분포가 희망되는 매우 작은 거품들이 특히 바람직할 수 있는 대안적 배치를 제공하는데, 상기 진동하는 기체의 한 단계는 진동의 다른 단계 내에서 거품의 형성 이후에 상기 도관에 걸쳐 액체를 유도하기 위해 채용된다. 상기 거품은 상기 유도된 액체의 힘에 의해 떨어진다. 바람직하게는, 이는, 전환기와 관련하여 앞서 기술된 배치에 의해 제공되며, 각 출력의 도관들이 서로에 대해 경사진 각도로, 바람직하게는 직각으로 면하도록 배치되어 있으며, 한 출력은 상기 액체가 채워진 채 유지된다. 따라서, 상기 도관의 입구에서 상기 제1 출력이 거품을 채우는 동안, 제2 단계에서, 상기 제1 도관 상에 형성된 상기 거품을 넉 오프시키면서 액체는 상기 다른 도관으로부터 벗어나도록 유도된다. 기체 도관인 복수의 도관들이 하나의 출력으로부터 평행하게 공급되는 때, 액체 도관들인 유사한 복수의 도관들이 상기 기체도관들의 반대에 배치되며 다른 출력에 의해 평행하게 공급되는때 특히 상기 배치가 적합하다. 상기 기체 도관들 상의 거품들은 모두 크기에 있어서 반구형을 너무 초과하지 않는 한 거의 동일한 크기로 형성될 것이며, 상기 액체 도관에 의해 유도된 상기 액체의 힘이 없는 경우보다 더 빨리 넉 오프 될 수 있다. 그러한 배치는 편리하게 넉 오프 시스템으로 불리며, 거품들은 그들을 형성하는 구멍으로의 접착을 넉 오프시킨다.

적합한 배치는, 상기 전환기의 각 출력에 의해 공급되고 상기 액체와 접하고 있는 플레이트의 표면과 평행한 두 평행 매니폴드(manifold)를 갖는 상기 플레이트, 상기 표면 내에 있고 상기 매니폴드들에 평행하게 그 사이에 배치된 트렌치,및 상기 트렌치의 반대 측면들로부터 상기 매니폴드로 이끄는 도관들을 포함한다. 바람직하게는, 상기 트렌치는 V형이다. 바람직하게는, 상기 V형은 직각이다.

바람직하게는, 상기 액체 도관들을 공급하는 상기 매니폴드를 피드하는 상기 전환기의 출력에는 기체 블리드 밸브가 구비되어, 상기 액체 도관들은 액체로 채운다.

따라서, 흐름 속도 및 진동 주파수가 현장에서 쉽게 조정될 수 있는 주어진 유체 진동기와 함께, 거품 생성의 가장 바람직한 배치(즉, 크기 및 분포)는 구체적인 환경을 위해 조절될 수 있어서, 거품들의 가장 적합한 크기 및 공간적 분포가 조정될 수 있다.

이론상으로는, 액체의 점도는 거품 형성 프로세스에 영향을 미치지 않아야 하는 것이나, 상기 넉 오프 시스템이 보다 점성이 높은 액체에 인가되는 때, 낮은 점도의 액체의 보다 높은 동작 주파수와 함께 그렇게 쉽게 관찰될 수 있지 않음에도 다른 매커니즘이 관찰될 수 있으며, 가능하게는 보다 낮은 점성의 액체 내에 인가될 수 있을 것이다. 실제로, 본 발명의 제4 측면은 이러한 대안적 배치를 겨냥한 것이며, 이는 본 발명의 제1 측면의 기능들 또한 설명할 수 있다.

본 발명의 제4 측면에 따르면, 액체 내에서 작은 기체 거품을 생성하는 방법으로서, 압력을 받는 기체 소스를 제공하는 단계; 상기 기체에의 압력보다 작은 압력을 받는 액체에 복수의 개구들을 통해 개방되어 있으며, 내부에 상기 기체가 있는 도관을 제공하는 단계; 및 상기 도관을 따라 통과하는 상기 기체를 진동시켜, 상기 개구들의 적어도 하나를 통해 상기 도관으로 액체가 흡인되며, 상기 기체에 의해 상기 도관을 따라 밀리는 상기 도관 내의 액체 플러그를 형성하며, 상기 플러그가 상기 개구들의 다른 쪽에 도달하는 때, 상기 기체가 상기 액체 플러그에 의해 상기 개구들로부터 밀려나와서, 상기 플러그가 상기 개구들의 개방 단부에 달하는 때 거품을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 개구들은 상기 개방 단부 및 상기 도관에 접촉하고 있는 단부를 갖는 액체 내에서 작은 기체 거품을 생성하는 방법이 제공된다.

따라서, 이러한 경우, 거품들은 상기 개구들을 가로지르는 액체의 흐름에 의해 넉 오프되지도 상기 거품 형성 전에 액체의 관성에 의해 핀치 오프되지도 않는다. 대신, 후방으로부터 상기 거품을 떼내는 액체 플러그에 의해 푸시 오프된다. 반면, 상기 푸시 오프(push-off) 매커니즘은 물론이고, 앞서 기술된 넉 오프 및/또는 핀치 오프 매커니즘들 또한 상기 거품의 분리에 기여하는 것이 아닐 수 있다는 것을 암시하는 것은 없다.

이하의 첨부된 도면들을 참고로 하여, 예시적으로, 본 발명의 실시예들을 더 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 방법에 따라 기체를 진동시킬 적합한 전환기의 평면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 전환기의 한 배치에 대한 피드백 루프 길이에 대해 그려진 진동 주파수의 그래프이다.

도 3은 두 다른 직경을 갖는 도관 개구들에 대한 거품 체적에의 거품 압력의 그래프이다.

도 4는 본 발명의 대안적 배치의 거품 생성기 플레이트를 나타낸 것이다.

도 5는 도 4에 도시된 상기 거품 플레이트의 기체 도관들 및 상기 액체의 상대적 크기를 나타내는 단면도를 나타낸 것이다.

도 6은 도 4 및 도 5의 상기 거품 플레이트를 채용한 전체 배치를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체 배치를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 8은 도 7의 시스템의 거품 발생기를 통한 단면도를 나타낸 것이다.

도 9는 본 발명의 제4 측면에 따른 거품 발생기를 통한 일부를 나타낸 것이다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 방법에 채용된 산기관의 개략적 사시도 및 거품 핀치 오프를 나타내는 측면을 각각 나타낸다.

도 11a 및 도 11b는 각각 거품의 전개를 나타내는 탄성적 멤브레인을 통한 측면들 (a) ~ (e) 및 도 11a에 도시된 거품 형성의 단계들의 각각에서 상기 멤브레인에 걸친 미분 기체/액체 압력 ΔP의 그래프를 나타낸 것이다.

도 1에서는, 일반적으로 14로 지시된 통로들이 형성된 블록(12)을 포함하는, 유체 전환기(fluidic diverter)(10)가 분해되어 도시된다. 흡입 통로(inlet passage)(14a)는 흡입 포트(18)에 의해 연결된 압력을 받는 유체의 공급(16)을 가진다. 두 방출 통로(14b, 14c)는 상기 흡입 통로(14a)로부터 분기된다. 두 제어 통로(14d, 14e)는 상기 두 방출 통로(14b, 14c) 사이의 상기 분기(14f) 바로 앞의 상기 흡입 통로 양 측에서 서로 마주한다. 상기 제어 통로들은 폐루프 도관(22)에 의해 서로 연결된 제어 포트들(20d, 20f)에 의해 공급된다. 유체가 상기 흡입 통로(14a)를 따라 통과하고, 상기 갈라지는 분기(14f)로 들어가는 때, 코안다 효과(Coanda effect)의 영향 하에 한 쪽 또는 다른 쪽에 달라붙는 경향이 있으며, 선택적으로는 상기 방출 통로(14b, 14c)의 하나 또는 다른 쪽으로 들어간다. 실제로, 상기 효과가 너무 강해서, 상기 방출 통로(14b, 14c)의 상류의 압력 영역이 바람직한 경우, 상기 흡입 통로(14a)의 90% 이상의 흐름이 상기 방출 통로(14b, 14c)의 하나 또는 다른 쪽으로 들어갈 것이다. 상기 방출 통로(14b, 14c)는 각 방출 포트(A, B)로 연결된다.

예를 들어, 상기 흐름이 현저하게 방출 통로(14b)로 흐르는 경우, 상기 유체의 흐름은 상기 흡입 통로(14a)의 벽(14g)에 가깝게 및 상기 제어 통로(14d)의 입구를 가로질러 따라와서, 결과적으로 벤츄리(venturi) 효과에 의해 상기 통로 내의 압력을 감소시킨다. 역으로, 제어 통로(14e)의 근처에는 그다지 많은 흐름이 존재하지 않는다. 따라서, 압력차가 상기 제어 루프(22) 내에서 생성되며, 유체는 제어 포트(20f)로부터 제어 루프(22) 주위로 흘러 제어 포트(20d)로 들어간다. 결국, 상기 제어 통로(14d)로부터 나온 흐름은 매우 강해져서 흡입 통로(14a)로부터 방출 통로(14b)로의 상기 흐름은 제어 통로(14d)의 입구를 포함하는 상기 벽(14g)으로부터 떨어지며, 대신 반대측 벽(14h)에 붙으며, 그 결과 그러한 흐름은 통로(14c)로 변경된다. 그러면, 반대 조건과 관련하여 제어 포트(14e) 내의 압력이 감소되고, 제어 포트(14d) 내의 압력이 증가되어, 그 결과 제어 루프(22) 내의 흐름은 뒤집어진다. 따라서, 상기 배치는 알려진 바 대로, 제어 흐름의 관성 및 스위칭하는 속도에 영향을 미치는, 루프(22)의 길이를 포함하는 몇몇 요인들에 의존적으로 변동한다. 상기 시스템의 형상, 방출 통로들로부터의 반대 압력 및 상기 전환기(10)를 통한 흐름을 포함한 다른 요인들 또한 주파수에 영향을 미친다.

도 1에 도시된 배치는 편리하게는, 통로(14)의 윤곽 형태로 레이저 절단한 약 1.2mm 두께의 몇몇 Perspex^TM 플레이트(plate)의 층으로 구성된다. 상부 및 하부 커버 플레이트들이 닫혀 통로(14)를 만들며, 상기 층을 함께 유지한다. 상기 하부(또는 상부) 플레이트에는 포트들(18, 20d, 20f, A, B)가 구비된다. 그러나, 상기 배치가 효율적으로 확대되고 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 주위 내에 있다는 것이 실험적으로 보여졌다.

도 2는 공기를 도 1의 전환기의 유체로서 채용한 한 시스템의 진동 주파수의 변화를 나타낸 것이며, 내부 직경 10mm의 플라스틱 재료로 된 제어 루프와 분당 10 리터의 공기 흐름을 조건으로 했다. 5 헤르쯔(Hz) 및 25 헤르쯔 사이의 주파수들은 쉽게 얻어진다. 또, 상기 배치는 이러한 진동 주파수 범위 내에 상당한 공기 흐름을 제공하기 위해 확대되는 것이 가능하다.

도 7 내에서 개략적으로 도시된 바와 같은 배치(100) 내에서 전환기(10)의 출력(A, B)이 거품 산기관(bubble diffuser)(30)에 연결되는 때, 유사한 크기의 일정한 흐름 속도가 채용되는 때보다 더 미세한 거품들이 생성된다. 몇몇 산기관(30)들은 적합한 튜빙(tubing)(17)에 의해 각 방출 포트 A, B에 평행하게 연결된다. 게다가, 거품들이 더 미세하기 때문에, 더 작은 수의 큰 거품들이 생성된다: 그들은 진동하는 공기 공급에 의해 곧 떨어진다.

얇은 빈 실린더형이면서 상기 튜빙(17)으로의 연결을 위한 중앙 흡입 개구(34)를 구비한 하우징(32)을 포함하는, 적합한 산기관(30)이 도 8에 도시된다. 상기 하우징(32)에 의해 형성된 챔버(36)는 세라믹 또는 소결 합금(sintered metal)일 수 있는 다공성 디스크(38)에 의해 닫힌다. 그러한 거품 산기관들은 수처리 업계에서 알려져 있고 이용되며, 예를 들어, 미국 미주리주(MO) 콜롬비아의 Environmental Dynamics Inc의 한 부서인, Diffuser Express가 제공한 그러한 제품들이 이용가능하다.

실제, 도 7에 관하여는, 현재의 하수처리업계에서 이미 채용된 것이 아닌 부분이 상기 전환기(10)이며, 본 발명의 배치는, 적절한 크기 및 구성의 전환기(10)를 기존의 산기관(30)들의 네트워크로의 공급으로 단순히 개입시킴으로써, 본 발명 에 따른 방법으로 기존의 설비를 개장(retro-fitting)하는 기회를 제공한다. 물론, 다른 형태의 산기관이 존재하며, 본 발명에 적용가능하다.

앞서 언급된 바와 같이, 하수 처리와 관련하여 앞서 기술된 반면, 본 발명은 기체가 액체로 확산될 필요가 있는 수많은 다른 분야들에서의 애플리케이션을 가질 수 있다. 하수 처리 체제에서는, 효율을 찾기 보다는, 거품 크기의 균일성 또는 크기에서의 그들의 절대적 최소화가 피할 수 없는 것이 아닐 수 있다. 오히려, 상기 배치를 개선하는 용량이 더 중요할 수 있다. 그러나, 새 장비에 있어서, 또는 구체적 이유 때문에, 매우 작은 거품 크기 및 매우 균등한 거품 크기 분포가 바람직한 경우의 다른 애플리케이션들에서, 도 4 및 도 5에서 도시된 배치가 채용될 수 있다.

도 3을 먼저 언급하면, 다른 크기(0.6mm, 1.0mm)의 두 구멍들로부터 형성된 거품 크기에 대한 내부 압력을 두 곡선이 나타낸다. 거품이 반구형이 될 때까지 상기 압력은 체적이 늘어남에 따라 실질적으로 선형적으로 증가한다. 그러나, 이후에, 거품이 더 커짐에 따라 압력은 감소한다. 따라서, 어떤 주어진 압력에서도, 거품은 두 개의 크기를 가질 수 있다. 그러나, 보다 중요하게는, 서로에게 평행하게 공통의 소스에 의해 공급된 두 포트로부터 두 거품들이 자란다면, 증가하는 거품 사이즈에 따라 압력이 증가하므로, 평행한 상기 두 거품들의 성장은 안정적이다. 그러나, 일단 거품이 반구형이 되면, 상기 안정적인 성장은 종료되고, 하나의 거품이 성장을 지속함에 따라 그 압력은 감소한다. 결과적으로, 상기 두 거품들의 성장 사이에 어떠한 불균형이라도 있어야 하는 것이라면, 하나가 먼저 반구에 도달 하고 넘게 되면, 성장이 더 늦은 거품 내의 압력은, 성장이 더 빠른 거품 보다, 더 낮기 보다는, 높을 것이다. 결과적으로, 빠르게 성장하는 거품들은 더 크게 성장하고, 느리게 성장하는 거품들은 더 작게 성장하고 떨어지지 않을 수 있다.

도 4 및 도 5에서, 산기관(50)은 직각 홈(right-angled)(56)이 형성된 상부 표면(54)을 구비한 플레이트(52)를 포함하며, 그 측면(58, 60)의 각각은 상기 상부 표면(54)에 대해 45°의 각을 갖는다. 상기 표면의 아래에 상기 표면에 평행하게 두 공급 통로들(62, 64)이 있으며, 상기 홈(56)의 양 측면에 하나씩 배치되고 평행하게 배열된다. 각 통로로부터 상승하면, 복수의 포트(62a, 64a)들이 있다. 포트(64a)들은 비교적 좁으며, 상기 홈(56)의 면(60)의 가운데에서 개방되어 있다. 포트(62a)들은 비교적 넓으며, 상기 홈(56)의 베이스에서 개방되어 있다. 포트(64a)들 만큼 많은 포트(62a)들이 있으며, 각 포트(62a)는 대응 포트(64a)에 마주하여 배치된다. 게다가, 상기 통로(62) 및 상기 포트(62a)들은, 포트(62a)로부터의 유체의 방출 방향이 상기 홈(56)의 상기 면(60)에 평행하도록 배치된다.

통로(62)는 통로(64)보다 더 클 수 있으나, 상기 포트(62a)는 확실히 상기 포트(62b)보다 더 크다. 이에 대한 이유는, 상기 통로(62)가 상기 산기관(50)이 위치를 차지하고 있는 액체를 운반하도록 배치되어 있기 때문이다. 다르게는, 상기 통로(64)는 기체를 운반한다.

형성될 거품의 바람직한 크기에 따라, 상기 기체 포트(62b)의 직경이 작도록, 가능하게는 0.5mm 만큼 작거나 상기 포트(64a)를 형성하기 위해 채용된 기술에 따라 더 작도록 배치된다. Perspex^TM 타입 재료에서는, 약 0.5mm로 구멍들이 기계적으로 뚫릴 수 있으나, 원하는 경우 더 작은 구멍들을 만들 기존의 다른 방법도 존재한다.

도 6을 다시 참고하면, 액체(82)가 담긴 탱크(80)는 바닥에 산기관(50)을 구비하고 있다. 기체 공급기(16)는 도 1에 도시된 종류의 전환기(10)로 압력하에 기체를 공급하며, 두 출력 A, B는 라인(86, 88)에 의해 각각 통로(64, 62)에 연결되어 있다. 그러나, 방출 커넥션 A 및 라인(86)이 닫힌데 반해, 커넥션 B는 탱크(80) 위의 환경으로의 블리드(bleed)(84)를 구비하여, 그 압력은 실질적으로 주위와 같다. 결과적으로, 라인(88)은 상기 탱크(80) 내의 상기 액체의 높이까지 액체로 가득찬다. 실제로, 상기 기체 공급기(16)가 꺼지는 때, 상기 방출 커넥션 A 또한 꺼지며, 결과적으로 상기 전환기(10)는 상기 탱크 내의 액체의 레벨 위에 위치한다.

그러나, 상기 기체 공급기(16)가 켜지는 때, 비록 진동적이긴 하나 분기 A 내의 압력이 상기 공급 압력의 절반까지 증가하며, 이는 상기 탱크(80)의 바닥에서의 정역학적인 압력보다 더 커지도록 배치되어, 공기가 궁극적으로 상기 통로(64)를 통해 통과하며, 상기 액체(82) 내의 거품(90)을 형성하며 포트(64a)들을 빠져나간다. 압력 펄스가 방출 커넥션 B에 도달하는 때, 상기 통로(62)로 들어가서 각 포트(62a)들을 통해 나가는 액체 흐름으로 상기 압력 펄스를 전달하는 밸브(94)에 의해 상기 블리드(84)가 제어되기 때문에, 상기 라인(88) 내의 액체의 레벨은 떨어 진다. 그러나, 상기 전환기가 흐름을 방출 커넥션 A로 변경하는 때, 상기 탱크(82) 내의 정역학적 압력은 상기 액체가 포트(62a)를 통해 상기 라인(88)을 다시 채우도록 되돌린다. 흐름이 방출 커넥션 B로 다시 변경되는 때까지 상기 방출(88)의 압력이 주위와 같아서, 상기 라인(88)이 완전히 다시 채워지는지는 순전히 설계 문제이다. 상기 라인(88) 내의 압력이 실질적으로 상기 탱크(80)의 바닥 근처의 정역학적 압력인 때에만 상기 밸브(94)를 통해 충분한 기체를 분출할 충분한 압력이 상기 라인(88)내에 있도록 배치될 수 있다. 어떤 경우에도, 상기 라인(88) 내의 액체 레벨은 상기 탱크의 바닥 및 상부 사이의 어떤 지점에 배치되어야만 하며, 상기 출력 B로 및 상기 출력 B로부터 기체 공급이 변경됨에 따라 상기 레벨 위로 및 아래로 진동하도록 배치되어야만 한다.

협소한 흐름 분출 보다는 큰 흐름 펄스가 거품들을 넉 오프(knocking off)시키는데 더 낫기 때문일 뿐만 아니라 상기 액체의 흐름에 대한 증가된 저항 때문에 상기 포트(62a)는 더 크다.

출력 A, B 내의 반대 압력 체제는, 전환기(10)의 진동을 역으로 방해하지 않도록 배치되며, 출력 A로의 각 펄스는 각 포트(64a)의 입구에서 반구형 거품이 형성되도록 배치된다. 상기 펄스가 출력 B로 변경되는때, 각 포트(62a)의 입구로부터 물 분사가 있고, 상기 포트(64a) 상의 거품의 측면에 맞서 배향되어 넉 오프시킨다. 그렇게 형성된 거품들(90)은 매우 작거나, 적어도 다른 식으로 되었을 크기보다 매우 작으며, 매우 균등한 크기 분포를 갖는다.

앞서 언급된 상기 배치는 물과 같은 비교적 낮은 점도를 갖는 액체와 함께 채용되는 때, 매우 잘 동작한다. 그러나, 오일과 같이 보다 점성이 있는 액체와 함께 채용되는 때에는, (도 9에 도시되고 이하에서 설명되는) 본 발명의 대안적 배치를 발생시키는 다른 매커니즘이 관찰된다. 상기 다른 매커니즘은 가능하게는 도 7 및 도 8을 참고로 하여 기술된 갱신된 장치 상황에서의 기체의 진동이 왜 작용할 수 있는지 또는 도 4 내지 도 6을 참고로 하여 기술된 상기 배치가 실제로 어떻게 동작될 수 있는지에 관한 대안적 설명을 발생시킨다.

도 9는 도관(64)과 거품이 발생될 액체(82)를 연결하는 복수의 포트(64a')들을 갖는 도관(64')을 플레이트(12')가 갖는 거품 발생기(1000)를 나타낸 것이다. 상기 도관(64')은 튜브(86')를 통해 상기 포트(64a') 내의 액체의 압력보다 큰 압력하에 기체 소스로 연결되어서, 상기 도관(64')을 따라 기체의 순수한 흐름이 존재한다. 그러나, 동시에, 상기 기체 또한 도 1의 전환기(10)과 같은 유체 매커니즘(도 9에 도시되지 않음)에 의해 진동하게 된다.

모터 오일과 같은 높은 점성의 액체에서는, 상기 포트(95)의 일부를 통해 상기 액체의 일부의 상기 도관(64')으로의 인입을 허용하기 위해 진동이 관찰될 수 있다. 상기 포트들(예를 들어, 포트(95a)들)을 통해 액체를 끄는 상기 도관(64')을 통한 주기적인 높은 기체 흐름의 벤추리 효과를 통한 것일 수 있거나 또는 상기 진동의 낮은 압력 단계 및 기체 압력 사이클 내의 이 지점에서 상기 액체 내의 비교적 높은 압력으로 인한 것일 수 있음에도, 정확한 매커니즘은 아직 설명되지 않았다. 어떤 경우에도, 상기 도관(64')을 통한 및 상기 포트(64a')로부터의 순수한 기체의 흐름이 있음에도, 액체의 플러그(97)가 상기 도관 내에 나타나며, 상기 순 수한 기체의 흐름에 의해 유도되어 도관을 따라 진행한다. 상기 도관을 따라 이동함에 따라, 점진적으로 상기 포트들(예를 들어, 포트(95b))의 입구(98)를 막게 되고, 액체는 이미 포트 내에 있는 상기 기체를 따라 상기 포트로 진입한다. 상기 액체 플러그가 상기 포트의 개방 단부(99)에서 액체(82)의 본체와 접촉하는 때, 상기 포트 내의 기체/액체 경계는 기체에 의해 현재 형성된 거품(101)의 기체/액체 경계를 완성한다. 결과적으로, 상기 포트(95b)로부터 쉽게 떨어지며, 상기 액체(82)로 쉽게 릴리즈된다.

이러한 매커니즘으로, 경사진(inclined) 일련의 거품들이 상기 포트(64a')들로부터 발생하며; (예를 들어, 상기 플러그가 거의 소진된 103에서 도시된 바와 같이, 일련의 거품들(105)을 푸시 오프하고 그 체적의 일부를 액체(82)의 본체에 잃는) 몇몇 플러그(97)들이 생성되면, 가능하게는 몇몇의 그러한 스트림들이 발생한다. 또한, 상기 도관(64')으로 끌리는 새로운 플러그(107)가 도시된다.

그러한 매커니즘이 더 낮은 점도의 시스템과 동작하면(그 중에서도 특히 그러한 시스템들의 동작의 더 큰 주파수에 의해 상기 매커니즘이 관찰되기 더 어려운 경우), 도 4 내지 도 6에 도시된 넉 오프(knock off) 시스템의 동작의 상기 기술된 모드는 완전하지 않을 수 있거나, 심지어 전체적으로 옳지 않을 수 있다. 그러나, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 주어진 애플리케이션의 특정 요구조건에 맞는 배치를 발견할 수 있다. 실제로, 도 9를 참고로 하여 앞서 기술된 이론이 옳다면, 상기 이론은 왜 상기 진동하는 기체가 미세 거품들을 생성하는지를 설명할 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이 상기 출구 포트들의 개방 단부로부터 거품들을 밀어내는 상기 액체의 관성 움직임을 야기하고 상기 거품들을 핀치 오프(pinch off)하는 상기 진동 자체 때문이 아니라, 상기 시스템으로 흡수되어 없어지고 뒤쪽으로부터 거품들을 푸시 오프하는 액체의 플러그들 때문에 거품들이 생성될 수 있다.

도 10에서, 유리 산기관(glass diffuser)(150)은 한 유리 기판(154) 상에 채널들(156, 158)이 에칭되고 서로 면대면으로 접착된 두 유리 기판(152, 154)으로 구성되어 있어서, 도시된 바와 같이 연결되는 때, 상기 산기관(150)의 표면(160)에서 몇몇의 더 작은 도관(158)들이 분기되고(depend) 나오는(emerge) 큰 도관(156)이 형성된다. 이용에 있어서, (도 1을 참고로 하여 앞서 기술되고 도시된 바와 같이) 전환기의 한 분기에 연결되는 때, 각 도관(158)의 개구(162)들에서 거품들이 형성된다. 상기 채널(158)들이 대략 깊이 및 폭에 있어서 60 마이크론 정도이면, 대응되는 직경의 거품들이 상기 도관(158)들로부터 눌린다. 앞서 기술된 바와 같이, 상기 기체 흐름이 진동되면, 해당 크기의 거품들이 깨진다. 그러나, 상기 면(160)이 수평으로 된 경우, 실제로는 상기 개구에 상기 거품이 부착되도록 하는 표면 장력을 갖는, 서크(circ) 500 마이크론 직경의 형성될 거품들보다 훨씬 더 큰 거품들이 가능하며, 배치된 액체의 중량이 마침내 상기 거품을 분리하기 까지, 진동하는 식임에도 불구하고 단순히 성장한다. 그러나, 도 10a, 10b에 도시된 바와 같이, 상기 면(160)이 수직으로 배향되는 때, 첫 번째 및 두 번째 진동에서 리바운드되는 거품은 상기 개구에 대해 딱 잘라서 맞지는 않으나 중력에 의해 위쪽으로 왜곡되며, 이는 더 일찍 거품이 핀치 오프되게 한다. 이는 상기 기체가 고려되는 한 상기 산기관(150)의 재료가 점착성이 아닌(non-sticky) 경우이며, 이는 상기 기체가 공기인 경우의 유리에 대한 경우이다. Teflon®과 같이 비점착성 재료에 대해서도 마찬가지이다. 따라서, 아무것도 없이, 50 내지 100 마이크론 급의 거품들이 생성될 수 있다.

도 11을 참고하면, 도 7 및 도 8에 개시된 것들과 같은, 하수 청정에 채용된 일부 기존 산기관들은 잘라내어진 다수의 슬릿들을 갖는 멤브레인(도 8 및 도 11a에서 38)을 구비한다. 압력이 상기 멤브레인을 팽창시키고 상기 슬릿들을 개방시키며, 거품이 핀치 오프(pinch off)되면서, 새 거품이 시작하기 전에 상기 슬릿의 주둥이(lips)의 특정 리바운드가 있음에 따라, 일정한 기체 흐름에도 동작 모드는 이미 어느 정도 진동적이다. 그러나, 도 11a 및 진동하는 기체 압력을 참고하면, 슬릿(170)에 걸친 압력 차 ΔP는 (a)에서 도시된 바와 같이 0(zero)으로부터 증가한다. (b)에서는, 기체는 상기 멤브레인(38)을 변형시키기 시작하며, 거품(90) 형성 시작이 상기 슬릿을 통해 강제된다. 압력이 계속해서 증가함에 따라, 거품의 성장을 가속하면서 (c)에 도시된 바와 같이 멤브레인은 더 변형된다. 그러나, 여기서 압력 차는 감소하기 시작하여, 상기 탄성적 멤브레인의 자연적 리바운드가 촉진되며, (d)에서 도시된 바와 같이 거품(90)을 마감한다. 마침내, 압력이 없이, 상기 멤브레인은 (a)에서 도시된 위치로 돌아가며, (e)에서는 거품(90)이 릴리즈된다.

기체 흐름의 진동을 상기 멤브레인의 탄성적 공진에 매칭시킴에 의해, 매우 작은 에너지 소비를 통해 작은 거품들의 형성이 가능하다. 도 11b는, 상기 유체 장치 및 슬릿을 갖는 멤브레인 모두의 잠재적인 결과인, 바람직한 형태의 구형파(squarewave) 압력 전개를 나타내며, 도 11a에 나타낸 거품 발달의 각 단계에서의 잠재적 압력 위치를 나타낸다.

본 명세서의 특허청구범위 및 설명을 통해, 단어 "포함하다(comprise)" 및 "포함하다(contain)" 및 예를 들어 "포함하는(comprising)" 및 "포함하다(comprises)"와 같은 단어의 변경들은, "포함하나 제한되지 않는(including but not limited to)"을 의미하는 것이며, 다른 절반, 부가물, 구성요소들, 정수 또는 단계들을 배제하지 않으며 배제할 것을 의도하지 않는다.

본 명세서의 특허청구범위 및 설명을 통해, 문맥이 다르게 요구하지 않는 한, 단수는 복수를 포함한다. 특히, 부정관사가 이용된 경우, 본 명세서는, 문맥상 다르게 요구하지 않는 한, 단수 뿐만 아니라 복수를 고려한 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 실시예 또는 예시, 특정측면과 관련하여 설명된 화학적 반족들(moieties) 또는 그룹들, 합성물들, 특성들, 정수들, 특징들은 모순되지 않는 한 본 명세서에서 기술된 예, 실시예 또는 다른 모든 측면들에 적용가능한 것으로 이해되어야 한다.

본 출원과 관련된 본 명세서 이전에 또는 본 명세서와 함께 제출되고, 본 명세서와 함께 대중의 감시에 개방된 모든 논문들 및 문서들에 독자들의 주의가 향하 며, 그러한 논문들 및 문서들의 내용들은 참고로서 본 명세서에 통합된다.

(모든 첨부된 특허청구범위들, 요약서 및 도면들을 포함하는) 본 명세서에 개시된 모든 특징들 및/또는 그렇게 개시된 모든 방법 또는 프로세스의 모든 단계들은, 그러한 특징들 및/또는 단계들의 적어도 일부가 상호 배타적인 경우의 조합을 제외하고는, 모든 조합 내에서 조합될 수 있다.

(모든 첨부된 특허청구범위들, 요약서 및 도면들을 포함하는) 본 명세서에 개시된 각 특징은, 명시적으로 다르게 선언되지 않는 한, 동일하거나, 동등하거나 유사한 목적을 수행하는 대안적 특징으로 대체될 수 있다. 따라서, 명시적으로 다르게 선언되지 않는 한, 개시된 각 특징은 동등한 또는 유사한 특징들의 일반적인 시리즈의 한 예일 뿐이다.

본 발명은 앞서 설명된 실시예들의 상세 사항들에 제한되지 않는다. 본 발명은 (모든 첨부된 특허청구범위들, 요약서 및 도면들을 포함하는) 본 명세서 내에 개시된 특징들의 모든 새로운 조합 또는 모든 새로운 특징, 또는 그렇게 개시된 모든 프로세스 또는 모든 방법의 단계들의 모든 새로운 조합 또는 모든 새로운 단계에 확장된다.

Claims

액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법으로서,

압력을 받는 상기 기체의 소스를 제공하는 단계;

상기 기체보다 낮은 압력을 받는 액체로 개방되고, 상기 기체가 내부에 있는 도관을 제공하는 단계; 및

상기 도관을 진동시킴이 없이, 상기 도관을 따라 통과하는 상기 기체를 진동시키는 단계를 포함하며, 상기 진동하는 기체의 어떠한 반응에도 의하지 않고, 상기 진동은 유체 진동기(fluidic oscillator)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 유체 진동기에 의해 수행되는 상기 진동은, 1 내지 100 헤르쯔(Hz) 사이의 주파수에서, 바람직하게는 5 내지 50 헤르쯔 사이의 주파수에서, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 헤르쯔 사이의 주파수에서 이뤄지는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법으로서,

압력을 받는 상기 기체의 소스를 제공하는 단계;

상기 기체보다 낮은 압력을 받는 액체로 개방되고, 상기 기체가 내부에 있는 도관을 제공하는 단계; 및

상기 도관을 진동시킴이 없이, 상기 도관을 따라 통과하는 상기 기체를 진동시키는 단계를 포함하며, 상기 진동하는 기체의 어떠한 반응에도 의하지 않고, 상기 진동은 1 내지 100 헤르쯔(Hz) 사이의 주파수에서, 바람직하게는 5 내지 50 헤르쯔 사이의 주파수에서, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 헤르쯔 사이의 주파수에서 이뤄지는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 진동은 떠오르는 거품으로부터 30%보다 작은 기체의 역류(backflow)를 갖는 타입인 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 진동은 떠오르는 거품으로부터 10 내지 30% 사이의 기체의 역류를 갖는 타입인 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

형성된 상기 거품들은 직경이 0.1mm 내지 2mm 사이, 보다 바람직하게는 0.5mm 내지 1.0mm 사이인 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유체 진동기는, 적어도 한 경로가 상기 소스를 형성하는, 두 경로 사이에서 기체 흐름이 진동하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 진동기는, 각 출력 포트들로 나뉘는 공급 포트를 통해 일정한 압력 하에 기체가 공급되는 전환기, 및 하나의 출력 포트로부터 다른 출력 포트로 흐름을 진동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제8항에 있어서,

상기 수단은 각 제어포트들에 의해 제어되는 각 출력 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 제어 포트들은, 폐루프에 의해 서로 연결되며, 상기 제어 포트들은,

각 출력을 통해 상기 기체가 흐르는 때 각각이 감소된 압력을, 각 출력을 통한 흐름이 없을 때 각각이 증가된 압력을, 갖도록 배치되며, 기체가 제어 포트로부터 각 출력 포트로 흐르는 때, 상기 기체의 흐름이 상기 출력 포트로부터 다른 포 트로 변경되어, 상기 공급 포트로의 흐름이 상기 출력 포트들 사이에서 진동하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 진동의 주파수는 상기 폐루프의 길이를 변경시킴에 의해 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제11항에 있어서,

각 출력 포트의 분기는 상기 각 제어 포트를 공급하여, 출력 포트 내의 흐름의 일부가 제어 흐름이 되고, 상기 출력 포트로부터의 공급 흐름을 다른 출력 포트로 변경하는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도관이 적어도 두 개 있으며, 각 출력 포트는 상기 도관들의 하나 또는 다른 하나에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도관이 형성된 재료의 표면에서 상기 도관은 상기 액체 내에서 개방되며, 상기 표면은 중력에 대해 실질적으로 수직인 평면인 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도관이 형성되는 상기 표면의 재료는 바람직하게는 상기 기체에 의해 젖지 않을 수 있는(non-wettable) 것이어서, 상기 거품은 상기 표면에 부착되지 않는 경향인 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 재료는 유리 또는 Teflon®인 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 진동하는 기체의 체적 흐름은 복수의 상기 도관들에 동시에 공급되기에 충분하며, 진동의 각 주기에 대한 체적 흐름 속도는 상기 진동이 변경되기까지 적어도 반구형 크기까지 각 도관에서 거품을 채우기 충분하여서, 압력의 중단에 의해 상기 도관으로부터 분리되기 전까지 상기 모든 거품들은 실질적으로 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도관은 보통 닫힌 슬릿을 갖는 멤브레인을 포함하며,

상기 멤브레인 뒤의 기체 압력은 상기 슬릿을 통해 기체 거품이 생성되는 것을 허용하도록 상기 멤브레인이 상기 슬릿을 개방하도록 팽창시키기 위해 동작하며, 상기 슬릿은 상기 거품 뒤에 닫히며, 상기 기체 흐름의 진동은 작은 거품 형성을 촉진하기 위해 상기 멤브레인의 탄성적 특성들과 함께 주파수, 진폭, 흐름 속도 및 압력에 있어서 동기되는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 진동하는 기체의 한 단계가, 진동의 다른 단계에서의 거품의 형성 이후에 상기 도관에 걸쳐 액체를 유도하기 위해 채용되며, 상기 거품은 상기 유도된 액체의 힘에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제19항에 있어서,

제13항을 인용하는 때를 제외하고, 각 출력의 상기 도관들은 서로에 대해 경사진 각도로 바람직하게는 직각으로 서로 면하도록 배치되며, 한 출력은 액체로 가득찬 채 유지되는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제20항에 있어서,

진동의 제1 단계 동안, 상기 도관의 입구에서 상기 제1 출력은 거품을 채우 며, 제2 단계에서, 상기 제1 도관 상에 형성된 거품을 넉 오프시키면서, 액체는 다른 도관밖으로 유도되는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제21항에 있어서,

기체 도관들이면서 하나의 출력으로부터 평행하게 공급되는 복수의 도관들이 있으며, 액체 도관들이면서 상기 기체 도관들의 반대에 위치하며 상기 다른 출력에 의해 평행하게 공급되는 유사한 복수의 도관들이 있는 것을 특징으로 하는 액체 내에 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
제20항, 제21항 또는 제22항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 장치로서,

상기 전환기의 각 출력에 의해 공급되고 상기 액체와 접하고 있는 플레이트의 표면과 평행한 두 평행 매니폴드(manifold)를 갖는 상기 플레이트,

상기 표면 내에 있고 상기 매니폴드들에 평행하게 그 사이에 배치된 트렌치,및

상기 트렌치의 반대 측면들로부터 상기 매니폴드로 이끄는 도관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제23항에 있어서,

상기 트렌치는 V형인 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 V형 트렌치는 직각인 것을 특징으로 하는 장치.
제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 액체 도관들을 공급하는 상기 매니폴드에 피드(feed)하는 상기 전환기의 출력에는 기체 블리드 밸브가 제공되어서, 상기 액체 도관들은 액체로 채워지는 것을 특징으로 하는 장치.
제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 액체 도관들은 상기 기체 도관들보다 더 큰 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기체 도관들은 상기 트렌치의 바닥부 및 상부 표면 사이의 중간 위치에서 나오며, 상기 액체 도관들은 상기 트렌치의 바닥부에서의 위치로부터 나오는 것을 특징으로 하는 장치.
제28항에 있어서,

상기 액체 도관은 상기 기체 도관들을 포함하는 상기 트렌치의 측면에 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
압력 하의 기체 서플라이(supply), 및 상기 서플라이에 의해 공급되며 액체로 개방되는 복수의 도관들을 포함하는 하나 또는 그 이상의 거품 생성기들을 포함하는 기존 장비의 개장(retro-fitting)으로서,

상기 기체 흐름을 진동시키기 위해 상기 거품 생성기 및 상기 서플라이 사이에 기체 진동기를 배치함에 의해 상기 개장이 유효한 것을 특징으로 하는 개장.
제30항에 있어서,

제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법이 채용될 수 있는 것을 특징으로 하는 개장.
제30항 또는 제31항에 있어서,

상기 거품 생성기는 상기 기체 서플라이에 연결된 챔버 및 액체로부터 상기 챔버를 분리하고 상기 복수의 도관들을 포함하는 상기 챔버의 다공성 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 개장.
제32항에 있어서,

상기 도관들은 상기 벽 내에 형성된 구멍들 일 수 있는 것을 특징으로 하는 개장.
제33항에 있어서,

상기 벽은 금속인 것을 특징으로 하는 개장.
제34항에 있어서,

상기 금속은 소결된 금속이며, 상기 도관들은 상기 금속 내의 구멍들인 것을 특징으로 하는 개장.
제35항에 있어서,

상기 벽은 다공성 세라믹이며, 상기 도관들은 상기 세라믹 구멍들인 것을 특징으로 하는 개장.
거품 생성기로서,

압력을 받는 기체 소스;

상기 소스에 연결되어 있으며, 상기 기체에의 압력보다 작은 압력의 액체에 개방되는 도관; 및

진동하는 기체의 반응에 의하기 보다는, 상기 도관을 진동시킴이 없이 상기 도관을 따라 통과하는 기체를 진동시키는 상기 도관 내의 유체 진동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제37항에 있어서,

상기 유체 진동기는 1 내지 100 헤르쯔 사이의 주파수에서, 바람직하게는 5 내지 50 헤르쯔 사이에서, 보다 바람직하게는 10 내지 30 헤르쯔 사이에서 상기 기체를 진동시키는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제37항 또는 제38항에 있어서,

상기 유체 진동기는 두 기체 흐름 경로 사이에서 기체 흐름을 나누는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제39항에 있어서,

상기 유체 진동기는, 상기 소스에 연결된 공급 포트 및 상기 공급 포트로부터 분리된 적어도 두 출력 포트들을 구비하는 전환기, 및

하나의 출력 포트로부터 다른 포트로 상기 공급 포트 내에서 흐르는 기체를 진동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제40항에 있어서,

상기 수단은 각 출력 포트와 연관된 각 제어 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제41항에 있어서,

상기 제어 포트들은, 폐루프에 의해 서로 연결되며,

상기 제어 포트들은,

상기 공급 포트 내에 기체가 흐르는 때에 있어서, 상기 기체가 각 출력을 통해 흐르는 때에는 감소된 기체 압력을, 각 출력을 통한 흐름이 없는 때에는 증가된 기체 압력을, 각 제어 포트가 갖도록 배치되며, 상기 제어 포트들은, 기체가 제어 포트로부터 나와서 각 출력 포트로 흐르는 때, 상기 기체의 흐름은 상기 출력 포트로부터 다른 포트로 변경되며, 상기 공급 포트로의 흐름은 상기 출력 포트들 사이에서 진동하는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제41항에 있어서,

각 출력 포트의 분기는 상기 각 제어 포트에 연결되어서, 하나의 출력 포트 내의 어떠한 흐름의 일부도, 상기 출력 포트로부터 상기 다른 출력 포트로의 상기 공급 흐름을 변경하기 위해, 상기 출력에 대한 제어 포트로 들어가는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제39항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도관들이 적어도 두 개 있으며,

상기 기체 흐름 경로들의 하나 또는 다른 하나에 각 출력 포트가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제39항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도관이 형성된 재료의 표면에서 상기 도관은 상기 액체 내에서 개방되며, 상기 표면은 중력에 대해 실질적으로 수직인 평면 내에 있는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제39항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도관이 형성되는 상기 표면의 재료는 기체에 의해 젖지 않을 수 있는 것이어서, 상기 거품들은 표면에 붙지 않는 경향인 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제46항에 있어서,

상기 재료는 유리 또는 Teflon®인 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
제39항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도관은 보통 닫힌 슬릿을 갖는 멤브레인을 포함하며,

상기 멤브레인 뒤의 기체 압력은 상기 슬릿을 통해 기체 거품이 생성되는 것을 허용하도록 상기 멤브레인이 상기 슬릿을 개방하도록 팽창시키기 위해 동작하며, 상기 슬릿은 상기 거품 뒤에 닫히며, 상기 기체 흐름의 진동은 작은 거품 형성을 촉진하기 위해 상기 멤브레인의 탄성적 특성들과 함께 주파수, 진폭, 흐름 속도 및 압력에 있어서 동기되는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
거품 생성기로서,

압력을 받는 기체 소스;

상기 소스에 연결되어 있으며, 상기 기체에의 압력보다 작은 압력을 받는 액체에 개방되는 도관; 및

진동하는 기체의 반응에 의하기 보다는, 상기 도관을 진동시킴이 없이 상기 도관을 따라 통과하는 기체를 진동시키는 진동기를 포함하며,

상기 진동은 1 내지 100 헤르쯔 사이의 주파수에서, 바람직하게는 5 내지 50 헤르쯔 사이의 주파수에서, 보다 바람직하게는 10 내지 30 헤르쯔 사이의 주파수에서 이뤄지는 것을 특징으로 하는 거품 생성기.
액체 내에서 작은 기체 거품을 생성하는 방법으로서,

압력을 받는 기체 소스를 제공하는 단계;

상기 기체에의 압력보다 작은 압력을 받는 액체에 복수의 개구들을 통해 개방되어 있으며, 내부에 상기 기체가 있는 도관을 제공하는 단계; 및

상기 도관을 따라 통과하는 상기 기체를 진동시켜, 상기 개구들의 적어도 하나를 통해 상기 도관으로 액체가 흡인되며, 상기 기체에 의해 상기 도관을 따라 밀리는 상기 도관 내의 액체 플러그를 형성하며, 상기 플러그가 상기 개구들의 다른 쪽에 도달하는 때, 상기 기체가 상기 액체 플러그에 의해 상기 개구들로부터 밀려 나와서, 상기 플러그가 상기 개구들의 개방 단부에 달하는 때 거품을 형성하는 단계를 포함하되,

상기 개구들은 상기 개방 단부 및 상기 도관에 접촉하고 있는 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 액체 내에서 작은 기체 거품을 생성하는 방법.
상기 첨부된 모든 청구항들과 관련하여 실질적으로 앞서 기술된 바와 같은, 액체 내에서 거품을 생성하는 방법 및 시스템과 거품 생성기.