KR20110004010A - 마이크로 버블 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로 버블 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기체의 용해효율이 뛰어나고 미세화된 기포가 고농도로 용해된 기포수를 생성할 수 있는 마이크로 버블 제조장치에 관한 것이다.
본 발명의 마이크로 버블 제조장치는 내부에 물이 저장된 물공급탱크와, 물공급탱크와 제 1연결관으로 연결되어 상기 물공급탱크에 저장된 물을 흡입하여 제 2연결관으로 토출시키는 펌프와, 제 1연결관 또는 상기 제 2연결관에 설치되며 내부에 형성된 교축유로로 물이 통과하는 기액혼합부와, 교축유로와 연통되도록 상기 기액혼합부에 설치되어 기체가 유입되는 기체유입관과, 제 2연결관과 연결되어 기포수로부터 분리된 기체를 외부로 배출시키는 기액분리기와, 기액분리기와 제 3연결관으로 연결되어 상기 기포수를 잘게 분쇄하여 기포수 저장탱크로 분사시키는 분사부를 구비한다.
기포, 마이크로, 버블, 교축, 자외선, 살균, 와류

Description

마이크로 버블 제조장치{Apparatus of generating Microbubble}
본 발명은 마이크로 버블 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기체의 용해효율이 뛰어나고 미세화된 기포가 고농도로 용해된 기포수를 생성할 수 있는 마이크로 버블 제조장치에 관한 것이다.
미세한 공기 방울 입자인 버블은 다양한 용도로 이용되고 있다. 예컨대, 세탁기의 경우, 세탁력을 향상시키기 위해 세탁조에서 버블을 이용하고 있다. 또한, 반도체 또는 액정표시장치의 제조공정에서 세정, 식각 및 스트립 등의 공정에 버블이 이용되고 있다.
특히, 세정 공정에서 버블은 광범위하게 사용되고 있다. 예컨대, 초음파를 이용하여 버블을 발생시키고, 발생된 버블을 통해 반도체 웨이퍼의 표면을 세정하거나, 금속에 대한 코팅 공정 이후에 잔류하는 부유물들을 제거하는데 버블이 사용되고 있다.
버블의 발생 방법은 크게 2가지로 나누어진다.
첫째는, 초음파 등을 이용하여 액체에 기계적 진동을 가하여 버블을 발생시킨다. 이러한 경우, 발생되는 버블의 양을 제어하기는 용이하나, 버블의 크기를 제 어할 수 없는 단점이 있다. 이때, 초음파를 이용하여 버블을 발생시키는 것은 반도체 웨이퍼나 액정표시장치의 세정 공정에서 사용된다.
둘째는, 유체의 흐름을 조절하여 버블을 발생시키는 것이다. 유체가 흐르는 경로에 홈을 구성하는 방법을 사용하는 경우, 홈을 중심으로 버블이 발생된다. 상기 방법은 버블의 양 및 크기를 동시에 제어할 수 있는 장점이 있다.
한편, 하·폐수처리, 정수처리 및 하천, 호소의 수질정화를 위해 오염물질에 기포를 부착시켜 수(水) 표면으로 부상시키는 방법을 많이 사용하고 있다. 이러한 목적을 위해 다양한 기포발생장치가 사용되어지고 있다.
그런데, 종래의 기포발생장치는 발생되는 기포의 직경이 50~100㎛ 정도이므로, 기포의 오염물질 제거능력이 떨어지고 운영비가 많이 들어가는 단점이 있다.특히, 정수처리, 하천 및 호소 수질정화에 있어서는 종래의 방법으로는 효율성, 경제성 측면에서 적용하기에 어려움이 많다고 할 수 있다.
일반적으로 물의 살균 소독을 위해서는 자외선, 염소, 오존 등의 방법을 많이 사용하고 있다. 오존을 이용할 경우 오존발생장치에서 발생된 오존을 수조의 바닥에 설치된 여러 가지 형태의 산기관을 통해 오존을 배출시켜 물과의 혼합을 유도한다. 이때 오존 기포 입자가 매우 크기 때문에 기포의 수중체류시간이 짧고, 기액 접촉면적이 작아 공급된 총 오존의 60~70% 이상은 반응하지 못하고 대기 중으로 방출됨으로써, 오존발생장치가 대형화됨에 따라 시설비 및 운영비가 많이 들어가는 단점이 있다. 그리고, 미생물 반응조 또는 양식장에서 고농도의 미생물 배양, 고밀도의 어류양식을 위해서는 효율적인 산소공급이 필요하다.
이러한 목적으로 다양한 형태의 산기관, 수차, 에어레이터 등이 사용되어지고 있으나 기포의 입경이 매우 커서 수중산소 용해율이 매우 낮으므로 소모 전력에 비해 만족할 만한 산소공급이 이루어지지 못하고 있다.
본원 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서 기체와 물의 접촉성을 높여 기체의 용해효율이 뛰어나고 미세화된 기포가 고농도로 용해된 기포수를 생성할 수 있는 마이크로 버블 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로 버블 제조장치는 내부에 물이 저장된 물공급탱크와; 상기 물공급탱크와 제 1연결관으로 연결되어 상기 물공급탱크에 저장된 물을 흡입하여 제 2연결관으로 토출시키는 펌프와; 상기 제 1연결관 또는 상기 제 2연결관에 설치되며 내부에 형성된 교축유로로 물이 통과하는 기액혼합부와; 상기 교축유로와 연통되도록 상기 기액혼합부에 설치되어 기체가 유입되는 기체유입관과; 상기 제 2연결관과 연결되어 기포수로부터 분리된 기체를 외부로 배출시키는 기액분리기와; 상기 기액분리기와 제 3연결관으로 연결되어 상기 기포수를 잘게 분쇄하여 기포수 저장탱크로 분사시키는 분사부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 분사부는 내부에 상기 제 3연결관과 연통된 유로가 형성되고 단부는 폐쇄되어 있어 상기 유로로 진입하는 기포수가 단부에 충돌한 후 측면에 형성된 다수의 분사홀을 통해 분사되는 노즐과, 상기 노즐을 내부에 수용하되 상기 노즐의 측면과 이격되도록 형성되어 상기 분사홀로부터 분사되는 기포수가 내측면에 충돌하여 출구로 토출되는 충돌커버를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 와류부는 상기 제 2연결관과 연통되는 유로가 내부에 형성된 관체와, 상기 관체의 내주면 일단에서 타단까지 형성된 나선형의 돌기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 물공급탱크에 저장되어 있는 물 또는 상기 기포수 중의 세균을 살균처리하기 위한 살균수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 살균수단은 상기 제 1연결관과 상기 펌프 사이에 설치되는 광투과성 소재의 반응기와, 상기 반응기의 내부에 충전되며 표면에 광촉매 코팅층이 형성된 광촉매볼과, 상기 반응기의 외측을 둘러싸는 보호커버와, 상기 보호커버 내측에 설치되어 상기 반응기의 내부로 자외선 광을 조사하는 자외선 램프를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 와류부로부터 유출된 기포수를 잘게 분쇄하는 분쇄부를 더 구비하고, 상기 분쇄부는 상기 와류부의 후단에 연결되며 점진적으로 내경이 커지는 원추형의 내부공간이 형성된 제 1하우징과, 상기 제 1하우징의 내주면과 이격되도록 상기 제 1하우징의 내부 공간에 설치되며 상기 와류유도부로부터 유출되는 기포수와 충돌하는 원추형의 충돌체와, 상기 충돌체의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 기포수에 와류를 형성시키는 와류형성날개와, 상기 제 1하우징의 후단부에 연결되어 상기 제 1하우징의 후단부 내경보다 더 큰 내경을 가지는 원통형의 내부공간을 가지는 제 2하우징과, 상기 제 2하우징에 내주면에 일정간격으로 형성되어 상기 충돌체를 통과한 기포수와 충돌하는 돌기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본원 발명에 의하면 기액혼합부에서 발생된 기포수를 분사부에서 잘게 분쇄하여 미세화시킴로써 마이크로 버블이 혼합된 기포수를 효과적으로 생성할 수 있다.
또한, 살균수단에 의해 기포수 중에 포함된 유해한 세균이나 바이러스를 살균할 수 있어 안전성을 요하는 식품, 의료분야에 유용하게 이용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 버블 제조장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 버블 제조장치에 대한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 마이크로 버블 제조장치에 적용된 기액혼합부를 나타내는 절개 사시도이고, 도 3은 도 1의 마이크로 버블 제조장치에 적용된 와류부를 나타내는 절개 사시도이고, 도 4는 도 1의 마이크로 버블 제조장치에 적용된 분사부를 나타내는 분리사시도이고, 도 5는 도 4의 단면도이고, 도 6은 본 발명이 다른 실시 예에 따른 마이크로 버블 제조장치에 적용된 분쇄부를 나타내는 절개 사시도이고, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예들에 따른 마이크로 버블 제조장치에 적용된 살균수단을 나타내는 단면도들이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 버블 제조장치는 크게 물공급탱크(10)와, 기액혼합부(30)와, 펌프(18)와, 와류부(40)와, 기액분리기(90)와, 분사부(80)를 구비한다.
물공급탱크(10)는 내부에 일정량의 물이 저장될 수 있도록 저장공간이 마련 된 통형의 형상으로, 일측에 물이 유입되는 유입관(12)이 설치되고, 타측에 물이 배출되는 제 1연결관(15)이 설치된다. 유입관(12)과 제 1연결관(15)에는 통로를 개폐하는 밸브(11)(13)가 각각 설치된다.
그리고 물공급탱크(10)로부터 연장된 제 1연결관(15)은 물을 가압하여 이송시키는 펌프(18)의 흡입구와 연결된다. 통상적인 고압펌프를 이용하는 데, 고압펌프(18)의 이송압력은 8 내지 10bar정도이다. 도시되지 않았지만 고압펌프(18)의 출구 측에 연결된 제 2연결관(25)에는 압력계가 설치될 수 있다.
제 1연결관(15)의 중간에는 기액혼합부(30)가 설치된다. 기액혼합부(30)의 후단에는 제 1연결관(15)과 연결되는 플랜지(39)가 형성된다. 이외에도 전단에도 플랜지가 형성될 수 있다. 기액혼합부(30)는 원통형으로 형성되며, 내부에는 물이 흐르는 유로가 형성된다. 바람직하게 유로는 물이 흐르는 방향을 따라 순차적으로 형성된 제 1유로(31), 교축유로(33), 난류실(35), 제 2유로(37)로 이루어진다. 제 1유로(31)는 혼합부(30)의 전단부에서 형성되어 일정 길이 연장된다. 제 1유로(31)는 제 1연결관(15)과 연결되어 물이 일정한 속도로 유입된다. 제 1유로(31)는 제 1연결관(15)의 내경과 동일한 직경을 가진다. 교축유로(33)는 제 1유로(31)에서부터 연장되어 형성되며 제 1유로(31)보다 단면적이 좁도록 형성된다. 그리고 난류실(35)은 교축유로(33)에서 연장되어 형성되며 교축유로(33)보다 더 큰 직경을 가진다.
그리고 교축유로(33)와 연통되도록 기액혼합부(30)에는 기체유입관(20)이 설치된다. 기체유입관(20)은 혼합부(30)의 벽체를 관통하여 설치된 소켓(27)에 의해 지지된다. 기체유입관(20)의 일단은 대기중으로 노출되어 대기가 유입된다. 기체유입관(20)에는 기체유입관(20)의 통로를 개폐하는 밸브(25)가 설치된다. 도시된 바와 달리 기체유입관은 기체저장용 봄베와 연결될 수 있다. 봄베의 내부에는 산소, 오존 또는 공기가 저장될 수 있다. 봄베 대신에 산소발생기 또는 오존발생기가 연결될 수 있음은 물론이다.
펌프(18)가 작동하여 제 1연결관(15)을 통해 물을 흡입하게 되면 기액혼합부(30)에 물이 유입되고, 이때 제 1유로(31)를 따라 일정 속도로 흐르는 물은 교축유로(33)를 통과할 때 유속이 빨라지고 압력은 낮아진다. 따라서 기체유입관(20)을 통해 기체가 교축유로(33)로 강하게 흡입되어 물과 혼합된다. 물과 기체의 혼합과정에서 기포가 일부 생성된다. 이후 난류실(35)을 통과하면서 유속은 느려지고 압력은 높아져 더 많은 기체가 물에 가압용해된다. 이와 함께 난류실(35)로 유입된 물은 난류가 형성되면서 물과 기체가 지속적으로 접촉되어 기체의 용해효율을 향상시킨다. 그리고 제 2유로(37)를 통과하면서 압력이 낮아져 용해된 기체가 물 속에서 다량의 미세한 기포들로 존재하게 된다.
펌프와 연결된 제 2연결관의 중간에는 와류부가 설치된다. 와류부는 펌프의 출구측에서 토출되는 기포수에 와류를 발생시킨다.
와류부(40)는 제 2연결관(25)과 연통되는 유로(41)가 내부에 형성된 관체(45)와, 상기 관체(45)의 내주면 일단에서 타단까지 형성된 나선형의 돌기(43)를 구비한다. 관체(45)의 전단 및 후단에는 플랜지(48)(49)가 형성된다. 이와 같은 돌기(43)에 의해 와류부(40)의 내부에는 나선형의 유로(41)가 형성된다. 나선형의 유 로(41)는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이 와류부(40)의 내주면에 형성된 돌기(43)가 와류부(40)의 전단부에서 시작하여 와류부(40)의 후단부까지 나선형으로 형성된다. 이외에도 내주면에 일정 깊이로 인입된 유도홈이 형성되고, 유도홈이 와류부의 전단부에서부터 후단부까지 내주면을 따라 나선형으로 형성될 수 있다.
기포수는 와류부(40)를 통과하면서 나선방향을 따라 와류를 형성하면서 이동한다. 이러한 와류 흐름에 의해 기체와 물과의 접촉면적을 넓히고 체류시간을 연장시킴으로써 미용해된 일부 기체를 물에 용해시켜 전체적으로 용해효율을 증대시킬 수 있다.
제2연결관(25)을 통해 와류부(40)로부터 유출되는 기포수는 통상적인 기액분리기(90)에 유입된다. 기액분리기(90)의 상단에는 기체배출밸브(95)가 설치된다. 기체배출밸브(95)의 조작에 의해 기액분리기(90)에 유입된 기포수 중 큰 기포들은 물로부터 분리되어 대기중으로 방출된다.
기액분리기(90)의 하부와 형성된 토출구에 연결된 제 3연결관(97)은 분사부(80)와 연결된다. 분사부(80)는 노즐(81)과 충돌커버(87)로 이루어진다. 노즐(81)은 내부에 제 3연결관(97)과 연통된 유로가 형성되고 하단부는 폐쇄되어 있다. 노즐 상부에 제 3연결관(97)에 삽입되는 삽입부(83)가 형성된다. 도시되지 않았지만 삽입부(83)가 제 3연결관(97)에 삽입된 상태에서 제 3연결관(97)의 외측에서 클램프를 장착하여 결합시킨다. 노즐(81)의 외주면에는 나사산이 형성된다. 그리고 노즐(81)의 하부에는 다수의 분사홀(85)이 형성된다. 분사홀(85)은 노즐(81) 의 중심에 대하여 방사상으로 형성된다. 분사홀(85)의 크기와 수는 노즐(81)로 유입되는 기포수의 양에 따라 적절히 조절될 수 있다. 다만 분사홀(85)이 너무 큰 경우 기포수의 분사효과가 낮아지기 때문에 분사홀(85)의 직경은 약 1.5 내지 0.5 mm정도를 유지하는 것이 바람직하다.
충돌커버(87)는 노즐(81)을 내부에 수용하되 상기 노즐(81)의 측면과 이격되도록 형성된다. 충돌커버(87)의 상부 측 내주면에는 상기 노즐(81)에 형성된 나사산과 결합하는 나사산이 형성된다. 충돌커버(87)는 원통형으로 형성되고, 하부가 개방되어 있다.
노즐(81)의 내부로 진입한 기포수는 노즐(81)의 폐쇄된 단부에 충돌한 후 측면에 형성된 다수의 분사홀(85)을 통해 측면방향으로 분사된다. 분사홀(85)을 통해 측면방향으로 분사되는 기포수는 다시 충돌커버(87)의 내측면과 부딪히면서 기포가 미세하게 분쇄된다. 이와 같이 발생된 미세한 기포수는 기포수 저장탱크(100)에 저장된다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로 버블 제조장치는 와류부로부터 유출된 기포수를 더욱 잘게 분쇄하는 분쇄부를 더 구비할 수 있다.
도 6을 참조하면, 분쇄부(50)의 전단부에 형성된 플랜지(59)가 도 3에 도시된 와류부(40)의 후단부에 형성된 플랜지(49)와 연결된다. 분쇄부(50)는 원추형의 제 1하우징(51)과, 원통형의 제 2하우징(61)을 포함한다. 제 1하우징(51)은 기포수가 흐르는 방향을 따라 점진적으로 내경이 커지는 원추형의 내부공간이 형성된다. 그리고 제 2하우징(61)은 제 1하우징(51)의 후단부에 형성된다. 제 2하우징(61)은 제 1하우징(51)의 후단부 내경보다 더 큰 내경을 가지는 원통형의 내부공간을 가진다. 제 1하우징(51)의 내부에는 충돌체(52)가 설치된다. 충돌체(52)는 제 2하우징(61)에 일단이 고정된 지지봉(57)에 의해 제 1하우징(51)의 내부 공간상에 배치된다. 충돌체(52)는 제 1하우징(51)의 내부공간과 동일한 원추형의 형상을 갖되, 제 1하우징(51)의 내경보다 더 작은 외경을 갖는다. 충돌체(52)의 외주면은 제 1하우징(51)의 내주면과 일정 거리 이격되도록 설치된다. 그리고 충돌체(52)의 전단부는 와류유도부(40)의 길이방향과 수직으로 형성된 충돌면(53)이 형성된다. 충돌체(52)의 외주면에는 나선형으로 형성된 와류형성날개(55)가 마련된다. 와류형성날개(55)는 2개 이상으로 형성된다.
와류유도부(40)로부터 유출되는 기포수는 충돌체(52)의 충돌면(53)과 충돌하여 잘게 분쇄된다. 그리고 충돌된 기포수는 충돌체(52)의 주변으로 비산되어 제 2하우징(51)의 내주면과 충돌체(52)의 외주면 사이의 공간을 따라 제 2하우징(61) 방향으로 진행한다. 이때 기포수는 와류유도날개(55)에 의해 충돌체(52)를 선회하는 와류흐름을 형성하게 된다. 기포수는 원추형의 충돌체(52) 형상에 의해 제 2하우징 (61)방향으로 진행할수록 점진적으로 선회반경이 더 커지면서 가속되고, 이 상태에서 충돌체(52)를 통과한 기포수는 제 2하우징(61)의 내부로 유입된다.
제 2하우징(61)의 내주면에는 도시된 바와 같이 일정간격으로 다수의 돌기(65)가 형성된다. 제 2하우징(61)으로 유입된 기포수는 가속된 상태에서 제 2하우징(61)의 내주면을 따라 관성에 의해 회전하게 되고, 이 과정에서 기포수는 다수의 돌기(65)들과 계속적으로 충돌하면서 분쇄되어 더욱 미세한 마이크로 버블이 발 생된다. 기포수는 제 2하우징(61)의 후단부에 형성된 유출구와 연결된 제 2연결관(69)을 통해 유출되어 기액분리기를 거쳐 분사부를 통해 분사된다.
본 발명의 다른 실시 예로서 물공급탱크에 저장되어 있는 물 또는 기포수 중의 세균을 살균처리하기 위한 살균수단을 더 구비할 수 있다.
도 7에서는 와류부(40)를 통과하는 기포수 중의 세균을 살균처리하기 위한 살균수단(70)이 도시되어 있다. 도시된 살균수단(70)으로 와류부(40)의 외측을 둘러싸는 보호커버(71)와, 보호커버(40) 내측에 설치되어 와류부(40)의 내부로 자외선 광을 조사시키는 자외선 램프(75)를 구비한다. 자외선 램프(75)로 자외선광을 조사하는 발광다이오드를 이용할 수 있다. 발광다이오드는 전력소모가 낮고 부피가 작아 설계가 자유롭다는 장점이 있다. 그리고 와류부(40)의 내부로 자외선광이 조사될 수 있기 위해 와류부(40)는 투광성의 재질을 이용할 수 있다. 가령, 석영이나 강화유리, 투명 아크릴 소재를 이용할 수 있다.
자외선 조사에 의한 살균효과는 곰팡이류를 제외한 모든 균종에 대해 유효하다. 자외선의 살균효과는 자외선의 파장에 따라 달라지는 데 250 내지 260nm의 파장이 가장 효과적이므로 250 내지 260nm의 파장의 자외선램프를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우 자외선 램프(75)에서 조사되는 자외선에 의해 광활성화되는 광촉매 코팅층을 와류부(40)의 내주면에 형성시킬 수 있다. 광촉매로 사용할 수 있는 것으로는 ZnO, CdS, WO3, TiO2 등이 있다. 이 중 ZnO와 CdS는 빛을 흡수함으로써 촉매 자신이 빛에 분해되는 단점을 갖고 WO3은 특정물질에 대해서만 광촉매로서 효율이 좋고 그 외에는 효율이 이산화티타늄만큼 좋지 않다. 반면에 이산화티타늄은 빛을 받아도 자신은 변화시키지 않아 반영구적으로 사용할 수 있다. 또한 이산화티타늄은 여기전자가 갖는 환원력보다도 정공이 갖는 산화력이 대단히 세다. 정공의 에너지 위치는 전위로 나타내면 수소기준 전위로 약 +3 V로서 염소(Cl2)의 1.36 V와 오존(O3)의 2.07 V에 비하여 훨씬 높은 산화력을 가져 강력한 살균력과 유기물 분해능력을 갖는다. 따라서 광촉매로서 이산화티타늄( TiO2 )을 이용하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 살균수단이 마련된 경우 기포수 중에 포함된 인체에 유해한 세균이나 바이러스를 효과적으로 살균할 수 있다.
광촉매 코팅층은 이산화티타늄을 이용하는 경우 아나타제형 이산화티탄(TiO2, Degussa의 P-25) 분말을 물 또는 아세트산과 같은 용매에 분산시켜 생성된 코팅액을 투명기판에 코팅한 후, 투명기판을 와류부의 내주면에 부착하여 형성시킨다. 이때 용매에 첨가되는 바인더로서는 SiO2, Al2O3와 같은 무기계 바인더, 아세트산, 지방산과 같은 유기계 바인더, 또는 유기-무기 하이브리드 바인더가 사용될 수 있다. 이와는 다르게 졸 상태로 코팅하는 방법으로서, 티타늄페트라이소프로옥사이드(TTIP)를 물과 질산을 혼합한 용매에 넣고 80℃ 정도에서 5시간 정도 가열하여 가수분해된 졸 상태의 코팅액을 투명기판에 도포하고 500℃ 정도에서 5시간 정도 소성시킨 것을 적용할 수 있다. 또한, 투명기판에 CVD법을 이용하여 코팅층을 형성할 수 있다. 이외에도 광촉매 코팅층은 광촉매물질을 와류부의 내주면에 직접 도포하여 형성할 수도 있다. 광촉매 코팅층을 형성하는 방법은 상기 설명된 방법 외에도 공지의 기술이 다양하게 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
살균수단의 다른 예를 도 8에 도시하고 있다. 도 8에서, 살균수단은 물공급탱크에서 제 1연결관을 통해 유출되는 물을 살균처리한다. 살균수단은 제 1연결관과 펌프 사이에 설치되는 광투과성 소재의 반응기(113)와, 반응기(113)의 내부에 충전되며 표면에 광촉매 코팅층이 형성된 광촉매볼(117)과, 반응기(113)의 외측을 둘러싸는 보호커버(111)와, 보호커버(111) 내측에 설치되어 반응기의 내부로 자외선 광을 조사하는 자외선 램프(118)를 구비한다. 반응기(113)는 내부에 일정한 크기의 공간을 가지는 원통형의 형상으로 광이 투과될 수 있는 석영 재질로 형성된다. 반응기(113)의 일측에 형성된 유입관(114)은 제 1연결관과 연결되고, 반응기 타측에 형성된 유출관(115)은 펌프의 흡입측과 연결된다. 제 1연결관을 통해 반응기(113)의 내부로 유입되는 물은 반응기(113) 내에서 일정 체류시간 동안 체류한 후 배출된다. 광촉매볼(117)은 표면에 광촉매 물질이 코팅된 구조로서 자외선 광에 활성화되어 수중의 오염물질을 산화분해처리한다.상기의 광촉매볼(117) 대신에 광촉매 분말을 원수 중에 현탁시켜 사용할 수 있으나 반응 후 회수가 어렵다는 문제점이 있으므로 광촉매볼(117)을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 도 9에 도시된 살균수단으로 반응기(121)의 내부에 자외선램프(129)가 설치되고, 반응기(121)의 내주면에 광촉매 코팅층이 형성된다. 이 경우 자외선 램프(129)는 반응기(121)에 설치된 결합용 소켓(131)(133)에 양단이 결합된 석영관(127)에 내장된다. 반응기(121)의 일측에 형성된 유입관(123)은 제 1연결관과 연결되고, 반응기 타측에 형성된 유출관(125)은 펌프의 흡입측과 연결된다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로 버블 제조장치에 대한 개략적인 구성도이고,
도 2는 도 1의 마이크로 버블 제조장치에 적용된 기액혼합부를 나타내는 절개 사시도이고,
도 3은 도 1의 마이크로 버블 제조장치에 적용된 와류부를 나타내는 절개 사시도이고,
도 4는 도 1의 마이크로 버블 제조장치에 적용된 분사부를 나타내는 분리사시도이고,
도 5는 도 4의 단면도이고,
도 6은 본 발명이 다른 실시 예에 따른 마이크로 버블 제조장치에 적용된 분쇄부를 나타내는 절개 사시도이고,
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예들에 따른 마이크로 버블 제조장치에 적용된 살균수단을 나타내는 단면도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 물공급탱크 15: 제 1연결관
20: 기체유입관 25: 제 2연결관
30: 기액혼합부 40: 와류부
80: 분사부 90: 기액분리기
100: 기포수 저장탱크

Claims (7)

  1. 내부에 물이 저장된 물공급탱크와;
    상기 물공급탱크와 제 1연결관으로 연결되어 상기 물공급탱크에 저장된 물을 흡입하여 제 2연결관으로 토출시키는 펌프와;
    상기 제 1연결관 또는 상기 제 2연결관에 설치되며 내부에 형성된 교축유로로 물이 통과하는 기액혼합부와;
    상기 교축유로와 연통되도록 상기 기액혼합부에 설치되어 기체가 유입되는 기체유입관과;
    상기 제 2연결관과 연결되어 기포수로부터 분리된 기체를 외부로 배출시키는 기액분리기와;
    상기 기액분리기와 제 3연결관으로 연결되어 상기 기포수를 잘게 분쇄하여 기포수 저장탱크로 분사시키는 분사부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 분사부는 내부에 상기 제 3연결관과 연통된 유로가 형성되고 단부는 폐쇄되어 있어 상기 유로로 진입하는 기포수가 단부에 충돌한 후 측면에 형성된 다수의 분사홀을 통해 분사되는 노즐과, 상기 노즐을 내부에 수용하되 상기 노즐의 측면과 이격되도록 형성되어 상기 분사홀로부터 분사되는 기포수가 내측면에 충돌하여 출구로 토출되는 충돌커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이 크로 버블 제조장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2연결관 상에 설치되어 상기 기액혼합부에서 생성된 기포수에 와류를 발생시키는 와류부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 제조장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 와류부는 상기 제 2연결관과 연통되는 유로가 내부에 형성된 관체와, 상기 관체의 내주면 일단에서 타단까지 형성된 나선형의 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 제조장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 물공급탱크에 저장되어 있는 물 또는 상기 기포수 중의 세균을 살균처리하기 위한 살균수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 제조장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 살균수단은 상기 제 1연결관과 상기 펌프 사이에 설치되는 광투과성 소재의 반응기와, 상기 반응기의 내부에 충전되며 표면에 광촉매 코팅층이 형성된 광촉매볼과, 상기 반응기의 외측을 둘러싸는 보호커버와, 상기 보호커버 내측에 설치되어 상기 반응기의 내부로 자외선 광을 조사하는 자외선 램프를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 제조장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 와류부로부터 유출된 기포수를 잘게 분쇄하는 분쇄부를 더 구비하고,
    상기 분쇄부는 상기 와류부의 후단에 연결되며 점진적으로 내경이 커지는 원추형의 내부공간이 형성된 제 1하우징과, 상기 제 1하우징의 내주면과 이격되도록 상기 제 1하우징의 내부 공간에 설치되며 상기 와류유도부로부터 유출되는 기포수와 충돌하는 원추형의 충돌체와, 상기 충돌체의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 기포수에 와류를 형성시키는 와류형성날개와, 상기 제 1하우징의 후단부에 연결되어 상기 제 1하우징의 후단부 내경보다 더 큰 내경을 가지는 원통형의 내부공간을 가지는 제 2하우징과, 상기 제 2하우징에 내주면에 일정간격으로 형성되어 상기 충돌체를 통과한 기포수와 충돌하는 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 제조장치.
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