KR20150019299A

KR20150019299A - 미세 기포 발생 모듈

Info

Publication number: KR20150019299A
Application number: KR20130095988A
Authority: KR
Inventors: 김홍노; 신희종; 최순용; 김용환
Original assignee: 김홍노; 최순용; 신희종
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2015-02-25

Abstract

본 발명은 미세 기포 발생 장치에 사용되는 미세 기포 발생 모듈에 관한 것으로서, 외부로부터 유입되는 기체를 액체 내에 공급하기 위한 기체 공급유로가 형성되고, 상기 기체 공급유로의 끝단에는 기체의 유동방향을 따라 단면적이 점차 축소되는 형상으로 이루어져 기체를 감압된 상태로 분사하는 노즐(113)이 구비된 기체 공급부(110); 상기 기체 공급부(110)의 기체 공급유로 둘레에 동심구조로 배치되어, 상기 기체 공급유로와 나란한 방향의 액체 공급유로가 형성되고, 상기 액체 공급유로에는 액체의 유동에 나선방향의 와류를 형성하기 위한 제1블레이드(122)가 구비된 제1와류형성부(120); 상기 기체 공급부(110)의 기체 공급유로와 상기 제1와류형성부(120)의 액체 공급유로가 연결되는 혼합 공간(133)이 내부에 마련되되, 상기 혼합 공간(133)의 중앙에는 상기 노즐(133)이 위치하고, 상기 노즐(133)의 둘레로 액체의 유동방향을 따라 단면적이 점차 축소되는 형상의 테이퍼부(132)가 형성되어 상기 노즐(133)과 테이퍼부(132) 사이의 공간을 통해 유동하는 액체가 감압된 상태로 상기 노즐(113)로부터 분사되는 기체와 혼합이 이루어지는 기액 혼합부(130); 및 상기 기액 혼합부(130)를 통과하며 혼합된 유체의 유동 통로에 구비되어 상기 혼합된 유체에 재차 와류를 형성하기 위한 블레이드(143,144)가 구비된 제2와류형성부(140)를 포함하여 구성된다.

Description

미세 기포 발생 모듈{MODULE FOR GENERATING MICRO BUBBLES}

본 발명은 미세 기포 발생 모듈에 관한 것으로서, 미세 기포를 발생시켜 액체 내에 포함된 불순물을 제거함으로써 수질을 개선하기 위한 액체 내에 미세기포를 발생시키는 미세 기포 발생 모듈에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 오염된 물을 정화하거나 수질환경을 개선하기 위해 물 속에 산소나 공기 또는 기타 필요한 기체를 함유시키기 위한 미세 기포 발생 장치가 제안되어 왔다. 종래 미세 기포 발생 장치에는, 용해 기체를 함유하는 액체를 철망 등의 미세 출구공을 구비한 필터를 통과시킴에 의해 미세 기포를 발생시키는 구조, 회전 날개의 회전력을 이용하여 기포를 세분화하는 구조 등이 있다.

상기 미세 기포 발생 장치 중, 미세 출구공을 구비한 필터를 이용하는 구조는, 유체에 고압력을 제공할 수 있는 대형의 고압 펌프를 구비해야 하므로 장치가 대형화되고 제조 비용이 상승하는 문제가 있다.

또한, 회전날개를 이용하는 구조는 고압력을 필요로 할 뿐만 아니라 고속의 회전수가 요구되므로 동력비용이 많이 드는 문제가 있다.

종래기술의 일례로서, 도 1은 등록특허 제10-1257137호에 개시된 미세 기포 발생 장치의 (a) 단면도와, (b) 평면도이다. 종래 미세 기포 발생 장치(B)는, 바닥이 있는 원통형 공간을 갖는 용기 본체(1)와, 상기 용기 본체(1)의 저벽(6)을 통해 용기 본체(1) 외부로부터 내부로 도입된 액체 도입로(2) 및 기체 도입로(3)와, 상기 용기 본체(1)의 끝부분에 설치된 선회 기액 혼합체 도출구(4)를 구비하고, 상기 기체 도입로(3)는 용기 본체(1)의 축심(J)상 또는 그 근방에 배치되며, 액체 도입로(2)의 내단 구역은 용기 본체(1)의 내주면을 따라서 축심(J) 둘레에 나선 형상으로 배치되어 있다. 그리고, 용기 본체(1)는 구획벽(10)에 의해 액체 도입로(2) 및 기체 도입로(3)가 배치되는 수용실(1a)과, 기체와 액체가 선회하는 선회실(1b)로 구획되어 있으며, 액체 도입로(2)의 내단 구역을 구획벽(10)의 사공(斜孔)(10a)에 삽입하고, 액체 도입로(2)의 내단 개방부를 선회실(1b)을 향하도록 구성되어 있다. 미설명부호 C는 공기량 조정수단을 나타낸 것이다.

이와 같이 구성된 미세 기포 발생 장치(B)를 사용할 때에는, 용기 본체(1)의 선회 기액 혼합체 도출구(4)를 액체중에 담그고, 액체 도입로(2)에 가압 액체를 압송하게 된다. 액체 도입로(2)의 내단 구역은 용기 본체(1)의 축심(J) 둘레에 나선 형상으로 배치되어 있으므로, 선회실(1b) 내에는 가압액의 선회류가 형성되고, 이에 따라 축심(J) 부근에는 부압 부분이 형성되며, 이 부압에 의해 기체 도입로(3)로부터 기체가 흡입되고, 압력이 가장 낮은 축심(J) 부근을 기체가 통과함으로써 선회실(1b)에는 가는 끈형상의 선회 기체 공동부(V)가 형성되며, 상기 선회실(1b)내를 선회하면서 이동한 액체 및 기체가 선회실(1b)의 개방부인 선회 기액 혼합체 도출구(4)를 통과할 때 액체중에 미세 기포를 발생시키게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 미세 기포 발생 장치(B)는, 선회실(1b) 내에서 기체와 액체가 혼합되어 선회되는 과정을 통하여 미세 기포를 발생시키는 구조로 되어 있어, 미세 기포를 그 직경이 수 마이크로 미터 단위까지 미세화되도록 발생시키는 동시에 액체 내에 미세 기포가 균일하게 내재되도록 하는데 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 액체 내에 용해된 기체의 기포화를 촉진하는 동시에 액체와 공급된 기체가 혼합된 유체의 유동경로를 와류 및 난류 발생을 극대화할 수 있는 구조로 구성함으로써 기포의 미세화를 촉진시킴과 아울러 미세화된 기포 간의 충돌에 의한 뭉침 현상을 방지하여 액체 내에 미세 기포가 균일하게 분포될 수 있도록 하는 미세 기포 발생 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 미세 기포 발생 모듈은, 외부로부터 유입되는 기체를 액체 내에 공급하기 위한 기체 공급유로가 형성되고, 상기 기체 공급유로의 끝단에는 노즐(113)이 구비된 기체 공급부(110); 상기 기체 공급부(110)의 기체 공급유로 둘레에 상기 기체 공급유로와 나란한 방향의 액체 공급유로가 형성되고, 상기 액체 공급유로에는 액체의 유동에 나선방향의 와류를 형성하기 위한 제1블레이드(122)가 구비된 제1와류형성부(120); 상기 기체 공급부(110)의 기체 공급유로와 상기 제1와류형성부(120)의 액체 공급유로가 연결되는 혼합 공간(133)이 내부에 마련되되, 상기 혼합 공간(133)의 중앙에는 상기 노즐(133)이 위치하고, 상기 노즐(133)의 둘레로 액체의 유동방향을 따라 단면적이 점차 축소되는 형상의 테이퍼부(132)가 형성되어 상기 노즐(133)과 테이퍼부(132) 사이의 공간을 통해 유동하는 액체가 감압된 상태로 상기 노즐(113)로부터 분사되는 기체와 혼합이 이루어지는 기액 혼합부(130); 및 상기 기액 혼합부(130)를 통과하며 혼합된 유체의 유동 통로에 구비되어 상기 혼합된 유체에 재차 와류를 형성하기 위한 블레이드(143,144)가 구비된 제2와류형성부(140);를 포함하여 구성된다.

이 경우 상기 기체 공급부(110)는, 기체 유입구(111a)가 일측에 형성되며 횡방향으로 배치되는 제1공급배관(111)과, 상기 제1공급배관(111)의 끝단에서 유체 공급유로와 나란한 방향으로 연결되는 제2공급배관(112)과, 상기 제2공급배관(112)의 하단부(112c) 내측에 기밀부재(113b)를 매개로 삽입되며 내부에는 기체 공급유로 방향을 따라 단면적이 축소되는 제1통로(113c)와 제2통로(113d)가 마련되며, 상기 제2통로(113d)의 끝단에는 기체의 분사구(113e)가 형성된 노즐(113)로 구성되고, 상기 제1와류형성부(120)는, 상기 제1공급배관(111)이 일측을 관통하며 상기 제2공급배관(112)의 둘레에 이격되어 배치된 제1배관(121)과, 상기 제1배관(121)의 내주면과 상기 제2공급배관(112)의 외주면 사이에 설치되는 상기 제1블레이드(122)로 구성될 수 있다.

또한 상기 기액 혼합부(130)에는, 상기 제1와류형성부(120)와 제2와류형성부(140)가 연통되도록 상기 테이퍼부(132)의 둘레에 방사상으로 다수개의 관통홀(134)이 형성되어, 상기 제1와류형성부(120)를 통과한 액체의 일부는 상기 테이퍼부(132) 내부의 혼합 공간(133)으로 공급되고, 상기 제1와류형성부(120)를 통과한 액체의 나머지는 상기 관통홀(134)을 통과하여 상기 제2와류형성부(140)로 공급되는 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 제2와류형성부(140)는, 상기 기액 혼합부(130)를 통과하는 유체의 공급유로가 내부에 마련된 제2배관(141)과, 상기 제2배관(141)에 내설되고 상기 혼합 공간(133)과 내부공간이 연통되고 상기 관통홀(134)과 외부공간이 연통되는 원통관(142)과, 상기 원통관(142)의 외주면과 상기 제2배관(141)의 내주면 사이에 결합되어 와류를 형성하는 제2블레이드(143)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한 상기 제2와류형성부(140)는, 상기 원통관(142)의 내부공간과 상기 제2블레이드(143)를 통과한 유체에 와류를 재차 형성하기 위한 제3블레이드(144)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한 상기 제2와류형성부(140)의 후미에는, 상기 제2배관(141)에 연결되며 길이방향으로 소정 길이를 가지며 내부가 비어 있는 제3배관(151)으로 이루어져 상기 제2와류형성부(140)를 통과한 유체의 와류를 정류하기 위한 정류부(150)가 구비되고, 상기 정류부(150)의 후미에는, 상기 제3배관(151)에 연결되는 제4배관(161)과, 상기 제4배관(161)에 내설되며 상기 제3블레이드(144)의 나선방향과 반대의 나선방향을 갖도록 형성된 제4블레이드(162)를 포함하는 제3와류형성부(160)가 구비될 수 있다.

또한 상기 제2와류형성부(140)의 후미에는, 상기 제2배관(141)에 연결되며 길이방향으로 소정 길이를 가지며 내부가 비어 있는 제3배관(151)으로 이루어져 상기 제2와류형성부(140)를 통과한 유체의 와류를 정류하기 위한 정류부(150)가 구비되고, 상기 정류부(150)의 후미에는, 상기 제3배관(151)에 연결되는 제4배관(161)과, 상기 제4배관(161)에 내설되며 상기 제3블레이드(144)의 나선방향과 반대의 나선방향을 갖도록 형성된 제5블레이드(163;163-1,163-2)와, 상기 제5블레이드(163)의 나선방향과 반대의 나선방향을 갖도록 형성된 제6블레이드(165;165-1,165-2)와, 상기 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165) 사이에 배치되는 정류부(164)를 포함하되, 상기 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165)는 상기 정류부(164)를 사이에 두고 교대로 배치되는 제3와류형성부(160-1,160-2)가 구비될 수 있다.

또한 상기 제3와류형성부(160-1)는, 상기 제5블레이드(163)와 정류부(164) 및 제6블레이드(165)가 유체 유동방향을 따라 등간격으로 배치된 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 제3와류형성부(160-2)는, 상기 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165)의 유체 유동방향을 따르는 길이가, 상기 정류부(164)의 유체 유동방향을 따르는 길이보다 길게 형성된 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 제5블레이드(163-1)와 제6블레이드(165-1)는, 상기 제4배관(161)의 중심 축선으로부터 반경방향으로 돌출되는 날개의 길이가 일정하도록 형성되어, 상기 제5블레이드(163-1)와 제6블레이드(165-1)의 외측단이 상기 제4배관(161)의 내주면에 접하도록 설치될 수 있다.

또한 상기 제5블레이드(163-2)와 제6블레이드(165-2)는, 상기 제4배관(161)의 중심 축선으로부터 반경방향으로 돌출되는 날개의 길이가 유체의 유동방향을 따라 점차 길어지거나 짧아지도록 형성되어, 상기 제5블레이드(163-2)와 제6블레이드(165-2)를 통과하는 유체의 유동에는 상기 제4배관(161)의 중심 축선으로부터 반경방향으로 편차를 갖는 나선방향의 와류가 형성되도록 구성될 수 있다.

또한 상기 제3와류형성부의 후미에는, 다수개의 세라믹볼(181)이 수납되는 망 구조의 세라믹통(180)이 연결 설치되고, 상기 세라믹통(180)은 상하 일정 간격의 갭(192)을 형성하며 적층되는 단위 파이프(191)의 결합으로 구성되는 하우징(190)의 내부에 장착되어, 상기 제3와류형성부를 통과한 유체는 상기 세라믹통(180)의 내부로 유입되어 상기 세라믹볼(181) 사이를 통과한 후에 상기 단위 파이프(191) 사이의 갭(192)을 통하여 배출되는 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 제3와류형성부와 상기 세라믹통(180) 사이에는 유체의 유동통로를 제공하는 연결배관이 설치되고, 상기 연결배관에는 상기 세라믹통(180)을 향하여 유동하는 유체의 일부를 상기 연결배관의 외부로 분출하기 위한 다수개의 분출공(156)이 형성된 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 제2와류형성부(140)의 후미에는, 다수개의 세라믹볼(181)이 수납되는 망 구조의 세라믹통(180)이 연결 설치되고, 상기 세라믹통(180)은 상하 일정 간격의 갭(192)을 형성하며 적층되는 단위 파이프(191)의 결합으로 구성되는 하우징(190)의 내부에 장착되어, 상기 제2와류형성부(140)를 통과한 유체는 상기 세라믹통(180)의 내부로 유입되어 상기 세라믹볼(181) 사이를 통과한 후에 상기 단위 파이프(191) 사이의 갭(192)을 통하여 배출되는 것으로 구성할 수 있다.

또한 상기 제2와류형성부(140)와 상기 세라믹통(180) 사이에는 유체의 유동통로를 제공하는 연결배관이 설치되고, 상기 연결배관에는 상기 세라믹통(180)을 향하여 유동하는 유체의 일부를 상기 연결배관의 외부로 분출하기 위한 다수개의 분출공(156)이 형성되도록 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 미세 기포 발생 모듈에 의하면, 기체와 액체가 기액 혼합부의 혼합 공간에서 감압된 상태로 혼합되도록 구성함으로써, 높은 압력을 가하지 않더라도 기체가 액체 내에 원활하게 공급될 수 있으며, 기체와 액체의 흐름이 나란한 방향을 따르게 되므로 기체와 액체가 유동방향을 따라 원활하게 혼합될 수 있다.

또한 유체의 유동경로를 따라 서로 반대 방향의 나선구조를 갖는 다수의 블레이드를 교대로 설치하여 기포의 미세화를 촉진하는 동시에 인접하는 블레이드 사이의 구간에 정류부를 구비하여 와류의 급격한 방향전환을 방지함으로써 미세화된 기포 간의 충돌에 의한 합체를 방지하고 미세화된 기포의 크기를 단계적으로 더욱 미세화할 수 있다.

또한 블레이드를 이용하여 유체의 유동에 와류 및 난류를 발생시켜 기포를 미세화하는 동시에 와류형성부의 후미에는 다수개의 세라믹볼이 수납된 세라믹통을 연결설치하고, 상기 세라믹통의 둘레에는 상하 일정 간격의 갭을 형성하며 적층되는 하우징을 설치함으로써, 다단의 와류형성부를 통과한 유체가 세라믹볼들 사이의 틈새 및 하우징의 갭을 통과하여 배출되는 과정에서 유체 내에 포함된 기포가 한층 더 미세화될 수 있어, 적은 양의 기체로 다량의 미세 기포를 발생시킬 수 있으며, 기포의 크기를 수 마이크로 미터 단위까지 매우 미세하게 발생시킬 수 있어 오염물질과의 부착 효율을 높여 액체의 정화 처리 능력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 미세 기포 발생 모듈의 일례를 보여주는 (a) 단면도, (b) 평면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈의 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 기체 공급부의 (a) 단면도, (b) 분해 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 기액 혼합부의 (a) 평면도, (b) 단면도,
도 5는 도 2에 도시된 미세 기포 발생 모듈의 동작 상태도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈의 단면도,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈의 단면도,
도 8은 도 7에 도시된 제5블레이드와 제6블레이드의 배치 구조에 대한 실시예들을 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈의 단면도,
도 10은 도 9에 도시된 제1모듈의 (a) 단면도, (b) 저면도,
도 11은 도 9에 도시된 제2모듈의 (a) 평면도, (b) 단면도,
도 12는 도 9에 도시된 미세 기포 발생 모듈의 동작 상태도,
도 13은 본 발명에 따른 미세 기포 발생 모듈을 포함하는 미세 기포 발생 모듈 장착 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈의 단면도, 도 3은 도 2에 도시된 기체 공급부의 (a) 단면도, (b) 분해 단면도, 도 4는 도 2에 도시된 기액 혼합부의 (a) 평면도, (b) 단면도, 도 5는 도 2에 도시된 미세 기포 발생 모듈의 동작 상태도이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈(100-1;100)은, 외부로부터 유입되는 기체를 액체 내에 공급하는 기체 공급부(110), 상기 기체 공급부(110)의 둘레에 동심구조로 배치되며 유입되는 액체에 1차로 와류를 형성하는 제1와류형성부(120), 상기 기체 공급부(110)를 통해 공급되는 기체와 상기 제1와류형성부(120)를 통과한 액체가 혼합되는 기액 혼합부(130), 상기 기액 혼합부(130)에서 혼합된 기체와 액체의 혼합 유체에 2차로 와류를 형성하는 제2와류형성부(140), 상기 제2와류형성부(140)를 통과한 유체의 와류가 정류되는 정류부(150), 및 상기 정류부(150)를 통과한 유체에 상기 제2와류형성부(140)의 와류 방향과 반대 방향의 와류를 형성하는 제3와류형성부(160)를 포함하여 구성된다.

상기 기체 공급부(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 기체 유입구(111a)가 일측에 형성되며 횡방향으로 배치되는 제1공급배관(111)과, 상기 제1공급배관(111)의 끝단에서 종방향으로 연결되는 제2공급배관(112)과, 상기 제2공급배관(112)의 하단부(112c) 내측에 삽입되는 노즐(113)로 구성된다. 상기 기체 유입구(111a)의 반대측에 위치하는 제1공급배관(111)의 단부(111b)와 제2공급배관(112)의 상단부(112b)는 용접 결합될 수 있다. 상기 노즐(113)은 원추형 몸체(113a)와, 그 상단에서 상측으로 돌출된 기밀부재(113b)로 구성되어, 상기 제2공급배관(112)의 하단부(112c) 내측으로 상기 기밀부재(113b)가 삽입되어 제2공급배관(112)과 노즐(113)이 결합된다. 상기 몸체(113a)의 내부에는 상부에서 하부를 향하는 기체 공급유로를 따라 단면적이 단계적으로 축소되는 제1통로(113c)와 제2통로(113d)가 마련되고, 상기 제2통로(113d)의 하단에는 기체가 분사되는 분사구(113e)가 형성되어 있다. 따라서, 기체 유입구(111a)를 통하여 제1공급배관(111)으로 유입된 기체는 제2공급배관(112)의 내부공간(112a)과 노즐(113)의 제1통로(113c) 및 제2통로(113d)를 거쳐 분사구(113e)를 통해 하측으로 분사되며, 상기 내부공간(112a)과 제1통로(113c) 및 제2통로(113d)의 유로가 점차 축소되므로 기체가 감압된 상태에서 기액 혼합부(130)의 내부로 원활하게 분사될 수 있다.

상기 제1와류형성부(120)는, 제1공급배관(111)이 일측을 관통하며 제2공급배관(112)의 둘레에 이격되어 배치된 제1배관(121)과, 상기 제1배관(121)의 내주면과 제2공급배관(112)의 외주면 사이에 설치되는 제1블레이드(122)로 구성된다. 따라서, 상기 제1배관(121)의 상부에 형성된 액체 유입구(121a)를 통해 유입되는 액체는 상기 제1블레이드(122)를 통과하는 과정에서 그 유동에 와류 및 난류가 형성되는 동시에 제2공급배관(112)의 외주면과 제1배관(121)의 내주면 사이에 반경방향으로 속도 구배가 발생되어 유체에 전단력이 작용하게 되므로 액체 내에 용해되어 있던 기체의 기포화가 촉진된다.

상기 기액 혼합부(130)는, 기체 공급부(110)의 제2공급배관(112)을 통과하는 기체의 공급유로와, 제1와류형성부(120)를 통과하는 액체의 공급유로가 연결되어 기체와 액체가 혼합되는 혼합 공간(133)이 내부에 마련된다. 도 4를 참조하면, 상기 기액 혼합부(130)는, 상기 제1배관(121)과 동일한 직경을 가지며 제1배관(121)의 하단에 연결되는 몸체(131)의 중앙부에 원추 사다리꼴 형상으로 상하 관통되어 액체의 유동방향을 따라 단면적이 점차 축소되는 테이퍼부(132)가 형성되어 있다. 상기 테이퍼부(132)의 내부에 형성되는 혼합 공간(133)의 상부 공간(133a)과 중앙부에 걸쳐서 노즐(133)이 위치하고, 혼합 공간(133)의 하부 공간(133b)에는 노즐(133)의 분사구(133e)가 위치하게 된다.

상기 테이퍼부(132)의 내주면과 노즐(133)의 몸체(133a) 외주면 사이에는 일정 간격 이격된 공간(135)이 형성되어, 제1와류형성부(120)를 통과한 액체의 유동통로를 제공하게 되며, 상기 공간(135)은 유체의 유동방향을 따라 그 단면적이 점차 축소되므로 상기 공간(135)을 통과하는 유체는 감압된 상태로 혼합 공간(133)의 하부 공간(133b)으로 유동하게 된다. 따라서, 상기 혼합 공간(133)의 하부 공간(133b)은 단면적이 좁아 액체의 통과시 저압 상태가 되어 노즐(133)을 통해 분사되는 기체가 대기압 정도의 압력으로 공급되는 경우에도 상기 하부 공간(133b)으로 원활하게 유입될 수 있으며, 노즐(133)을 통해 분사된 기체는 제1와류형성부(120)를 통과하며 와류가 형성된 유체와 충돌 및 혼합되면서 미세한 크기로 부서지게 된다. 그리고, 상기 몸체(131)에는 테이퍼부(132)의 둘레에 방사상으로 다수개의 관통홀(134)이 형성되어 제1와류형성부(120)와 제2와류형성부(140)가 연통되는 유체의 유동 통로를 제공한다. 따라서, 제1와류형성부(120)를 통과한 액체의 일부는 테이퍼부(132) 내부의 혼합 공간(133)으로 공급되고, 제1와류형성부(120)를 통과한 액체 중 나머지는 상기 관통홀(134)을 통과하여 제2와류형성부(140)로 공급된다. 상기 관통홀(134)을 형성함에 따라, 액체가 제1와류형성부(120)에서 제2와류형성부(140) 측으로 막힘없이 원활하게 유동할 수 있게 된다.

이와 같이, 기액 혼합부(130)에서는 노즐(133)을 통해 분사되는 기체의 공급유로와 제1와류형성부(120)를 통과하여 기액 혼합부(130)로 유입되는 액체의 공급유로가 서로 나란한 방향이 되도록 하고, 기체와 액체가 감압된 상태에서 혼합되도록 구성함으로써, 기체에 높은 압력을 가하지 않더라도 기체가 액체 내에 원활하게 공급되어 혼합될 수 있으며, 기체와 액체의 흐름이 나란한 방향을 따르게 되므로 기체와 액체의 혼합 유체가 원활하게 유동할 수 있다.

상기 제2와류형성부(140)는, 기액 혼합부(130)를 통과하며 혼합된 유체의 유동 통로에 구비되어 혼합된 유체에 재차 와류를 형성하는 역할을 하는 것으로, 기액 혼합부(130)를 통과하는 유체의 공급유로가 내부에 마련된 제2배관(141)과, 상기 제2배관(141)에 내설되고 상기 혼합 공간(133)과 내부공간이 연통되고 상기 관통홀(134)과 외부공간이 연통되도록 설치되는 원통관(142)과, 상기 원통관(142)의 외주면과 제2배관(141)의 내주면 사이에 결합되어 와류를 형성하는 제2블레이드(143)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 제2와류형성부(140)의 하부에는 상기 원통관(142)의 내부공간과 상기 제2블레이드(143)를 통과한 유체에 와류를 재차 형성하기 위한 제3블레이드(144)가 구비된다. 상기 제3블레이드(144)는 날개의 중앙부에 유체가 유동할 수 있는 공간이 형성되고, 날개의 외측단은 제2배관(141)의 내벽에 용접되어 고정될 수 있다.

따라서, 상기 기액 혼합부(130)의 관통홀(134)을 통과한 액체는 제2블레이드(143)와 제3블레이드(144)를 순차로 통과하게 되고, 상기 기액 혼합부(130)의 혼합 공간(133)에서 혼합되어 원통관(142)의 내부공간을 통해 유동하는 혼합 유체는 제3블레이드(144)를 통과하며 제2블레이드(143)를 거친 액체와 혼합되면서 와류가 형성되어 혼합 유체에 포함된 기포는 더욱 미세화된다.

상기 제2와류형성부(140)의 후미에는, 제2배관(141)에 연결되며 길이방향으로 소정 길이의 가지며 내부가 비어 있는 제3배관(151)으로 이루어져 상기 제2와류형성부(140)를 통과한 유체의 와류를 정류하기 위한 정류부(150)가 구비된다.

상기 정류부(150)의 후미에는, 제3배관(151)에 연결되는 제4배관(161)과, 상기 제4배관(161)에 내설되며 제3블레이드(144)의 나선방향과 반대의 나선방향을 갖도록 형성된 제4블레이드(162)를 포함하는 제3와류형성부(160)가 구비된다.

기체와 액체의 혼합 유체가 다단으로 배치된 블레이드들을 통과하는 과정에서 유체에 작용하는 전단력에 의해 미세 기포가 발생하게 된다. 이 경우, 기포의 미세화를 더욱 촉진하기 위해서는 블레이드들을 상반된 방향, 즉, 시계방향을 따르는 나선방향과, 반시계방향을 따르는 나선방향을 갖도록 교대로 배치하여 유체의 와류 방향을 변경할 필요가 있다. 그러나, 유체의 와류방향이 반대방향으로 급격히 변경될 경우에는 인접하는 미세 기포끼리 충돌에 의해 합체되어 큰 기포로 뭉쳐지게 되므로, 서로 반대의 나선방향을 따르는 제3블레이드(144)와 제4블레이드(162) 사이의 구간에 소정 길이의 정류부(150)를 구비함으로써, 유체의 급격한 방향 전환을 방지함으로써 인접하는 미세 기포끼리 합체되지 않고 단계적으로 더욱 미세한 크기의 기포를 발생할 수 있게 된다.

도 5를 참조하면, 화살표시는 유체의 유동 방향을 나타낸 것으로, 기체 유입구(111a)로 유입되어 기체 공급부(110)를 통해 공급되는 기체는 제1공급배관(111)과 제2공급배관(112) 및 노즐(113)을 통과하여 기액 혼합부(130)의 혼합 공간(133)으로 공급되고, 액체 유입구(121a)로 유입되어 제1와류형성부(120)의 제1블레이드(122)를 통과한 액체 중 일부는 테이퍼부(132)의 내부의 혼합 공간(133)으로 유입되어 노즐(113)을 통해 분사되는 기체와 혼합되고, 나머지 일부는 관통홀(134)을 통과하여 제2와류형성부(140)로 공급된다. 혼합 공간(133)에서 혼합된 유체는 원통관(142)의 내부공간으로 유입된 후에 일정한 유속을 유지하며 제3블레이드(144) 측으로 유동하여 관통홀(134)을 통과하여 제2블레이드(143)를 거친 액체와 혼합된다.

그리고, 제2와류형성부(140)를 통과한 유체는 정류부(150)를 통과하며 그 흐름이 정류된 후에 제3와류형성부(160)의 제4블레이드(162)를 통과하며 기포가 더욱 미세화된다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈의 단면도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈(100-2;100)은, 전술한 제1실시예의 제3와류형성부(160)의 구조를 변형한 점에서 차이가 있으며, 기타의 구성은 제1실시예와 동일하게 구성될 수 있다.

제2실시예에서, 제3와류형성부(160-1)는, 제4배관(161)의 내부에 유체의 유동방향을 따라 서로 반대의 나선방향을 갖도록 형성된 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165)가 정류부(164)를 사이에 두고 교대로 배치되고, 상기 제5블레이드(163)와 정류부(164) 및 제6블레이드(165)는 유체의 유동방향을 따라 등간격으로 배치된다. 이와 같은 구성에 의해, 유체가 제3와류형성부(160-1)를 통과하는 과정에서 와류의 방향이 상반되도록 교대로 변경되므로 기포의 미세화를 더욱 촉진할 수 있으며, 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165) 사이사이에 정류부(164)가 배치되어 미세 기포의 합체를 방지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈의 단면도이다.

본 발명의 제3실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈(100-3;100)은, 전술한 제2실시예의 제3와류형성부(160-1)의 구조를 변형한 점에서 차이가 있으며, 기타의 구성은 제2실시예와 동일하게 구성될 수 있다.

제3실시예에서, 제3와류형성부(160-2)는, 제4배관(161)의 내부에 유체의 유동방향을 따라 서로 반대의 나선방향을 갖도록 형성된 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165)가 정류부(164)를 사이에 두고 교대로 배치되되, 유체의 유동방향을 따르는 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165)의 길이가 정류부(164)의 길이보다 길게 형성되어 있다. 따라서, 제3실시예에 의하면, 인접하는 미세 기포 간의 합체를 방지함에 필요한 최소 길이로 정류부(164)를 구성하고, 일정 부피의 공간에서 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165)의 점유 공간을 크게 구성할 수 있어 미세 기포의 발생 효율을 높일 수 있다.

도 8은 도 7에 도시된 제5블레이드와 제6블레이드의 배치 구조에 대한 실시예들을 나타낸 사시도이다.

도 8(a)를 참조하면, 상기 제3와류형성부(160-2)에 구비되는 제5블레이드(163-1;163)와 제6블레이드(165-1;165)는, 제4배관(161)의 중심 축선(C)으로부터 반경방향으로 돌출되는 날개의 길이가 일정하도록 형성되어, 제5블레이드(163-1;163)와 제6블레이드(165-1;165)의 외측단이 제4배관(161)의 내주면에 접하도록 설치될 수 있다. 이 경우, 일방향의 나선구조를 갖는 제5블레이드(163-1;163)를 통과하는 유체는 제5블레이드(163-1;163)의 날개면과 제4배관(161)의 내주면에 전체적으로 접촉되면서 유동하게 되므로 유체에 큰 전단력이 작용하게 되어 미세 기포를 발생시키게 되고, 제5블레이드(163-1;163)를 통과한 유체의 와류는 정류부(164)를 통과하면서 정류된 후에, 제5블레이드(163-1;163)와 반대방향의 나선구조를 갖는 제6블레이드(165-1;165)를 통과하면서 반대 방향의 와류가 형성되면서 재차 큰 전단력이 작용하게 되어 미세 기포를 효과적으로 발생시킬 수 있다.

도 8(b)를 참조하면, 상기 제3와류형성부(160-2)에 구비되는 제5블레이드(163-2;163)와 제6블레이드(165-2;165)는, 제4배관(161)의 중심 축선(C)으로부터 반경방향으로 돌출되는 날개의 길이가 유체의 유동방향을 따라 점차 길어지거나 짧아지도록 형성될 수 있다. 이 경우, 제5블레이드(163-2;163)와 제6블레이드(165-2;165)를 통과하는 유체의 유동에는 제4배관(161)의 중심 축선(C)으로부터 반경방향의 편차를 가지는 나선방향의 와류가 형성된다. 예컨대, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 제5블레이드(163-2;163)의 유체가 유입되는 선단은 중심 축선(C)으로부터 반경방향으로 돌출되는 날개의 길이를 짧게 형성하고, 유체의 유동방향을 따라서 반경방향으로 돌출되는 길이를 점차 길게 형성하여, 후단에 위치하는 날개의 외측단은 제4배관(161)의 내측면에 접하는 것을 구성될 수 있다. 그리고, 제6블레이드(165-2;165)의 유체가 유입되는 선단은 중심 축선(C)으로부터 반경방향으로 돌출되는 날개의 길이를 길게 형성하여 그 외측단이 제4배관(161)의 내측면에 접하도록 하고, 유체의 유동방향을 따라서 반경방향으로 돌출되는 길이를 점차 짧게 형성할 수 있다. 이와 같이, 제5블레이드(163-2;163)와 제6블레이드(165-2;165)의 날개를 중심 축선(C)으로부터 반경방향으로 돌출되는 길이가 점차 길어지거나 짧아지도록 구성할 경우, 유체에 형성되는 와류가 반경방향으로 편차를 두고 변화되어 소용돌이 구조를 갖게 되므로 미세한 기포를 효과적으로 발생시킬 수 있다.

도 8에서는 제5블레이드(163;163-1,163-2)와 제6블레이드(165;165-1,165-2)를 예로들어 블레이드의 형상에 대한 실시예를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 유체의 유동통로에 배치되는 기타의 블레이드들도 이와 같은 형상으로 구성될 수 있음은 물론이다.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈의 단면도, 도 10은 도 9에 도시된 제1모듈의 (a) 단면도, (b) 저면도, 도 11은 도 9에 도시된 제2모듈의 (a) 평면도, (b) 단면도, 도 12는 도 9에 도시된 미세 기포 발생 모듈의 동작 상태도이다.

본 발명의 제4실시예에 따른 미세 기포 발생 모듈(100-4;100)은, 전술한 실시예들의 일체형 구조를 분리/조립이 가능한 구조로 변형하고, 제3와류형성부(160)의 후미에는 다수개의 세라믹볼(181)이 수납되는 망 구조의 세라믹통(180)이 연결 설치된 구성을 추가로 포함한다. 제4실시예의 미세 기포 발생 모듈(100-4;100)은, 제1모듈(100a)와 제2모듈(100b) 및 제3모듈(100c)로 구성된다.

상기 제1모듈(110a)은, 기체 공급부(110), 제1와류형성부(120), 기액 혼합부(130), 제2와류형성부(140) 및 정류부(150)를 포함하고, 정류부(150)의 제3배관(151)의 하단에는 제1연결배관(151-1)이 하측으로 연장되도록 결합되며, 제1연결배관(151-1)의 내부에는 제5블레이드(163)가 설치되고, 제1연결배관(151-1)의 하부에는 제1플랜지부(152)가 형성된다.

상기 제2모듈(100b)에는, 상기 제1연결배관(151-1)의 하단에 상단이 결합되는 제2연결배관(151-2)이 하측으로 연장되도록 결합되고, 제2연결배관(151-2)의 내부에는 제6블레이드(165)가 설치되며, 제2연결배관(151-2)의 상부에는 제2플랜지부(153)가 형성되고, 제2연결배관(151-2)의 외벽에는 방사상으로 다수개의 분출공(156)이 천공되어 제2연결배관(151-2)의 내부를 따라 유동하는 유체의 일부를 외부로 분출시킴으로써, 유체가 막힘없이 원활하게 유동 및 배출될 수 있도록 구성되어 있다.

상기 제1플랜지부(152)와 제2플랜지부(153)는 상하로 맞대어져 제1플랜지부(152)에 일정 간격으로 형성된 체결공(152a)과, 이와 대응되는 위치의 제2플랜지부(153)에 형성된 체결홈(153a)에 체결수단(154)을 체결하여 조립/분해할 수 있다. 또한, 제2플랜지부(153)의 상면에는 오링삽입홈(153b)이 원주방향으로 형성되고, 그 내측에 오링(155)을 삽입시켜 누수를 방지할 수 있다. 제1연결배관(151-1)과 제2연결배관(151-2)이 연결되면, 그 연결부의 내부에는 정류부(164)가 마련된다.

상기 제3모듈(100c)은, 상기 제2연결배관(151-2)의 외측면에 상하로 이격되어 상판(171)과 하판(172)이 결합되고, 상판(171)과 하판(172) 사이에는 환봉(173)이 일정 각도 간격으로 결합되어 상판(171)과 하판(172) 사이의 간격이 일정하게 유지되며, 상기 제2연결배관(151-2)에 천공된 분출공(156)은 상판(171)과 하판(172) 사이에 위치되어 분출공(156)을 통해 분출되는 유체는 상판(171)과 하판(172) 사이에서 환봉(173)이 위치하지 않은 공간을 통하여 배출될 수 있다.

상기 제2연결배관(152-2)의 하단은 망 구조의 세라믹통(180)의 상단에 연통되도록 결합되고, 세라믹통(180)의 내부에는 다수개의 세라믹볼(181)이 수납된다.

본 실시예에서, 상기 제2연결배관(151-2)을 통과하여 하류로 유동하는 유량 중 대략 70%는 상기 분출공(156)을 통해 배출되고, 나머지 대략 30%의 유량은 상기 세라믹통(180)으로 유입되도록 구성되어 있다.

상기 세락믹볼(181)이 수납된 세라믹통(180)을 고정 지지하기 위한 구성으로, 상기 세라믹통(180)은 하우징(190)의 내부에 장착된다.

상기 하우징(190)은, 상하 일정 간격의 갭(gap)(192)을 형성하며 적층되는 단위 파이프(191)와, 최하단에 위치하는 단위 파이프(191)에 결합되며 세라믹통(180)이 안착되는 바닥판(193)으로 구성된다. 상기 바닥판(193)에는 유체가 하방향으로 배출될 수 있도록 타공을 추가로 형성할 수도 있다.

상하로 적층되는 단위 파이프(191) 사이에는 원주방향을 따라 일정 간격, 예컨대 90°간격으로 용접 결합될 수 있으며, 용접부(W) 사이의 공간에 상기 갭(192)이 형성될 수 있다. 또한, 최상단에 위치하는 단위 파이프(191)의 상단은 하판(172)의 가장자리부에 용접 결합될 수 있다.

상기 하우징(190)의 내부와 외부 공간은 상기 갭(192)을 통하여 연통되는 구조가 되며, 세라믹(180)의 내부에서 외부로 배출되는 유체는 상기 갭(192)을 통과하여 하우징(190)의 외부로 배출될 수 있다.

따라서, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2모듈(100b)을 통과하여 배출되는 유체는, 제3모듈(100c)에 구비되는 다수개의 세라믹볼(181)에 부딪히고, 세라믹볼(181) 사이의 틈새 및 세라믹통(180)의 망 구조물을 통과하여 하우징(190)의 갭(192)을 통해 배출되는 과정에서 다방향의 충돌 및 난류 발생에 의해 기포가 더욱 미세화될 수 있다.

도면에 도시되어 있지 않지만, 상기 제2모듈(100b) 및 제3모듈(100c)은 상기 제2와류생성부(140)에 직접 연결될 수도 있다. 즉, 제2배관(141)에 직접 제2모듈 및 제3모듈을 장착할 수 있으며, 이러한 사항은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 도출할 수 있는 사항에 불과하다.

도 13은 본 발명에 따른 미세 기포 발생 모듈을 포함하는 미세 기포 발생 모듈을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

본 발명이 적용되는 미세 기포 발생 모듈(200)은, 액조(210)에 채워진 액체 내에 본 발명의 미세 기포 발생 모듈(100)이 설치되고, 미세 기포 발생 모듈(100)의 기체 유입구(111a)에는 기체공급관(232)을 통해 기체공급장치(231)와 연결되며, 기체공급관(232)에는 기체의 역류 방지를 위한 체크밸브(233)가 구비될 수 있다. 또한, 액조(210)의 내부에는 액체를 흡입하기 위한 흡입구(221)가 설치되고, 상기 흡입구(221)에는 흡입된 액체가 이동하는 액체 유입관(222)이 펌프(223)의 입구측으로 연결되고, 펌프(223)의 출구측에는 미세 기포 발생 모듈(100)의 액체 유입구(121a)로 액체를 공급하는 액체 공급관(225)이 연결되며, 상기 액체 공급관(225)에는 유량조절밸브(224)가 구비될 수 있다.

이와 같이 구성된 미세 기포 발생 모듈(200)의 동작은, 기체공급장치(231)와 펌프(223)의 가동에 의해 미세 기포 발생 모듈(100)에 기체와 액체가 공급되면, 전술한 바와 같은 미세 기포 발생 모듈(100)의 작용에 의해 발생된 미세 기포(B)가 액조(100) 내의 액체로 퍼져나가며, 미세 기포(B)는 액조(210) 내의 이물질의 표면에 부착되어 이물질을 액조(210)의 상부로 부양시키게 된다. 이와 같이 부양된 이물질을 제거함으로써 액조(210) 내의 액체를 정화 처리하게 된다.

100 : 미세 기포 발생 모듈 110 : 기체 공급부
111 : 제1공급배관 111a : 기체 유입구
112 : 제2공급배관 113 : 노즐
120 : 제1와류형성부 121 : 제1배관
122 : 제1블레이드 130 : 기액 혼합부
131 : 몸체 132 : 테이퍼부
133 : 혼합 공간 134 : 관통홀
140 : 제2와류형성부 141 : 제2배관
142 : 원통관 143 : 제2블레이드
144 : 제3블레이드 150 : 정류부
151 : 제3배관 156 : 분출공
160 : 제3와류형성부 161 : 제4배관
162 : 제4블레이드 163 : 제5블레이드
164 : 정류부 165 : 제6블레이드
171 : 상판 172 : 하판
173 : 환봉 180 : 세라믹통
181 : 세라믹볼 190 : 하우징
191 : 단위 파이프 192 : 갭(gap)
200 : 미세 기포 발생 모듈 시스템도 210 : 액조
221 : 흡입구 222 : 액체 유입관
223 : 펌프 224 : 유량조절밸브
225 : 액체 공급관 231 : 기체공급장치
232 : 기체 공급관 233 : 체크밸브

Claims

액체 내에 미세기포를 발생시키는 미세 기포 발생 장치에 있어서,
외부로부터 유입되는 기체를 액체 내에 공급하기 위한 기체 공급유로가 형성되고, 상기 기체 공급유로의 끝단에는 노즐(113)이 구비된 기체 공급부(110);
상기 기체 공급부(110)의 기체 공급유로 둘레에 상기 기체 공급유로와 나란한 방향의 액체 공급유로가 형성되고, 상기 액체 공급유로에는 액체의 유동에 나선방향의 와류를 형성하기 위한 제1블레이드(122)가 구비된 제1와류형성부(120);
상기 기체 공급부(110)의 기체 공급유로와 상기 제1와류형성부(120)의 액체 공급유로가 연결되는 혼합 공간(133)이 내부에 마련되되, 상기 혼합 공간(133)의 중앙에는 상기 노즐(133)이 위치하고, 상기 노즐(133)의 둘레로 액체의 유동방향을 따라 단면적이 점차 축소되는 형상의 테이퍼부(132)가 형성되어 상기 노즐(133)과 테이퍼부(132) 사이의 공간을 통해 유동하는 액체가 감압된 상태로 상기 노즐(113)로부터 분사되는 기체와 혼합이 이루어지는 기액 혼합부(130); 및
상기 기액 혼합부(130)를 통과하며 혼합된 유체의 유동 통로에 구비되어 상기 혼합된 유체에 재차 와류를 형성하기 위한 블레이드(143,144)가 구비된 제2와류형성부(140);를 포함하는 미세 기포 발생 모듈.
제1항에 있어서,
상기 기체 공급부(110)는, 기체 유입구(111a)가 일측에 형성되며 횡방향으로 배치되는 제1공급배관(111)과, 상기 제1공급배관(111)의 끝단에서 유체 공급유로와 나란한 방향으로 연결되는 제2공급배관(112)과, 상기 제2공급배관(112)의 하단부(112c) 내측에 기밀부재(113b)를 매개로 삽입되며 내부에는 기체 공급유로 방향을 따라 단면적이 축소되는 제1통로(113c)와 제2통로(113d)가 마련되며, 상기 제2통로(113d)의 끝단에는 기체의 분사구(113e)가 형성된 노즐(113)로 구성되고,
상기 제1와류형성부(120)는, 상기 제1공급배관(111)이 일측을 관통하며 상기 제2공급배관(112)의 둘레에 이격되어 배치된 제1배관(121)과, 상기 제1배관(121)의 내주면과 상기 제2공급배관(112)의 외주면 사이에 설치되는 상기 제1블레이드(122)로 구성된 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제1항에 있어서,
상기 기액 혼합부(130)에는, 상기 제1와류형성부(120)와 제2와류형성부(140)가 연통되도록 상기 테이퍼부(132)의 둘레에 방사상으로 다수개의 관통홀(134)이 형성되어, 상기 제1와류형성부(120)를 통과한 액체의 일부는 상기 테이퍼부(132) 내부의 혼합 공간(133)으로 공급되고, 상기 제1와류형성부(120)를 통과한 액체의 나머지는 상기 관통홀(134)을 통과하여 상기 제2와류형성부(140)로 공급되는 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제3항에 있어서,
상기 제2와류형성부(140)는,
상기 기액 혼합부(130)를 통과하는 유체의 공급유로가 내부에 마련된 제2배관(141)과, 상기 제2배관(141)에 내설되고 상기 혼합 공간(133)과 내부공간이 연통되고 상기 관통홀(134)과 외부공간이 연통되는 원통관(142)과, 상기 원통관(142)의 외주면과 상기 제2배관(141)의 내주면 사이에 결합되어 와류를 형성하는 제2블레이드(143)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제4항에 있어서,
상기 제2와류형성부(140)는,
상기 원통관(142)의 내부공간과 상기 제2블레이드(143)를 통과한 유체에 와류를 재차 형성하기 위한 제3블레이드(144)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제2와류형성부(140)의 후미에는, 상기 제2배관(141)에 연결되며 길이방향으로 소정 길이를 가지며 내부가 비어 있는 제3배관(151)으로 이루어져 상기 제2와류형성부(140)를 통과한 유체의 와류를 정류하기 위한 정류부(150)가 구비되고,
상기 정류부(150)의 후미에는, 상기 제3배관(151)에 연결되는 제4배관(161)과, 상기 제4배관(161)에 내설되며 상기 제3블레이드(144)의 나선방향과 반대의 나선방향을 갖도록 형성된 제4블레이드(162)를 포함하는 제3와류형성부(160)가 구비된 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제2와류형성부(140)의 후미에는, 상기 제2배관(141)에 연결되며 길이방향으로 소정 길이를 가지며 내부가 비어 있는 제3배관(151)으로 이루어져 상기 제2와류형성부(140)를 통과한 유체의 와류를 정류하기 위한 정류부(150)가 구비되고,
상기 정류부(150)의 후미에는, 상기 제3배관(151)에 연결되는 제4배관(161)과, 상기 제4배관(161)에 내설되며 상기 제3블레이드(144)의 나선방향과 반대의 나선방향을 갖도록 형성된 제5블레이드(163;163-1,163-2)와, 상기 제5블레이드(163)의 나선방향과 반대의 나선방향을 갖도록 형성된 제6블레이드(165;165-1,165-2)와, 상기 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165) 사이에 배치되는 정류부(164)를 포함하되, 상기 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165)는 상기 정류부(164)를 사이에 두고 교대로 배치되는 제3와류형성부(160-1,160-2)가 구비된 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제3와류형성부(160-1)는, 상기 제5블레이드(163)와 정류부(164) 및 제6블레이드(165)가 유체 유동방향을 따라 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제3와류형성부(160-2)는, 상기 제5블레이드(163)와 제6블레이드(165)의 유체 유동방향을 따르는 길이가, 상기 정류부(164)의 유체 유동방향을 따르는 길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제5블레이드(163-1)와 제6블레이드(165-1)는, 상기 제4배관(161)의 중심 축선으로부터 반경방향으로 돌출되는 날개의 길이가 일정하도록 형성되어, 상기 제5블레이드(163-1)와 제6블레이드(165-1)의 외측단이 상기 제4배관(161)의 내주면에 접하도록 설치된 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제5블레이드(163-2)와 제6블레이드(165-2)는, 상기 제4배관(161)의 중심 축선으로부터 반경방향으로 돌출되는 날개의 길이가 유체의 유동방향을 따라 점차 길어지거나 짧아지도록 형성되어, 상기 제5블레이드(163-2)와 제6블레이드(165-2)를 통과하는 유체의 유동에는 상기 제4배관(161)의 중심 축선으로부터 반경방향으로 편차를 갖는 나선방향의 와류가 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제3와류형성부의 후미에는, 다수개의 세라믹볼(181)이 수납되는 망 구조의 세라믹통(180)이 연결 설치되고,
상기 세라믹통(180)은 상하 일정 간격의 갭(192)을 형성하며 적층되는 단위 파이프(191)의 결합으로 구성되는 하우징(190)의 내부에 장착되어,
상기 제3와류형성부를 통과한 유체는 상기 세라믹통(180)의 내부로 유입되어 상기 세라믹볼(181) 사이를 통과한 후에 상기 단위 파이프(191) 사이의 갭(192)을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제12항에 있어서,
상기 제3와류형성부와 상기 세라믹통(180) 사이에는 유체의 유동통로를 제공하는 연결배관이 설치되고, 상기 연결배관에는 상기 세라믹통(180)을 향하여 유동하는 유체의 일부를 상기 연결배관의 외부로 분출하기 위한 다수개의 분출공(156)이 형성된 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2와류형성부(140)의 후미에는, 다수개의 세라믹볼(181)이 수납되는 망 구조의 세라믹통(180)이 연결 설치되고,
상기 세라믹통(180)은 상하 일정 간격의 갭(192)을 형성하며 적층되는 단위 파이프(191)의 결합으로 구성되는 하우징(190)의 내부에 장착되어,
상기 제2와류형성부(140)를 통과한 유체는 상기 세라믹통(180)의 내부로 유입되어 상기 세라믹볼(181) 사이를 통과한 후에 상기 단위 파이프(191) 사이의 갭(192)을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.
제14항에 있어서,
상기 제2와류형성부(140)와 상기 세라믹통(180) 사이에는 유체의 유동통로를 제공하는 연결배관이 설치되고, 상기 연결배관에는 상기 세라믹통(180)을 향하여 유동하는 유체의 일부를 상기 연결배관의 외부로 분출하기 위한 다수개의 분출공(156)이 형성된 것을 특징으로 하는 미세 기포 발생 모듈.