KR20150034314A - 마이크로버블의 발생장치 및 그 발생방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 공기와 물이 혼합된 상태의 유체를 이송하는 과정에서 그 이송압력을 증대하여 물속에 함유된 공기를 미소단위로 분해하여 마이크로버블을 발생시키도록 함으로써, 그 구조가 간단하여 저렴하고 경제적으로 제공할 수 있음은 물론, 특히 점유 공간을 효율적으로 확보할 수 수 있어 편리성을 증대시키도록,
물과 공기가 혼합된 혼합수가 이송되는 이송관로와, 상기 이송관로상에 마련되어 상기 혼합수가 이송하도록 이송력을 인가하는 구동수단(2)지는 마이크로버블의 발생장치에 있어서; 상기한 이송관로는, 상기 구동수단(2)에서 발생하는 이송력이 작용하는 이송공간으로 혼합수를 유입시키도록 하는 유입관로(3)와, 상기 이송공간을 경유하여 상기 이송공간에서 배출되는 배출관로(4)로 이루어지되; 상기 배출관로(4)는, 상기 유입관로(3)에 비하여 그 공간이 협소하게 이루어져 이송되는 혼합수에 가해지는 유압이 상기 유입관로(3)의 공간보다 상기 배출관로(4의 공간에서 더 증대되도록 된 마이크로버블의 발생장치 및 그 발생방법을 제공한다.

Description

마이크로버블의 발생장치 및 그 발생방법{THE MICRO-BUBBLE CREATING DEVICE AND THE PROCESS}

본 발명은, 직경이 마이크로 단위를 가지는 미소 기포인 마이크로버블을 발생시키는 마이크로버블의 발생장치 및 발생방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기와 물이 혼합된 상태의 유체를 이송하는 과정에서 그 이송압력을 증대하여 물속에 함유된 공기를 미소단위로 분해하여 마이크로버블을 발생시키도록 함으로써, 그 구조가 간단하여 저렴하고 경제적으로 제공할 수 있음은 물론, 특히 점유 공간을 효율적으로 확보할 수 수 있어 편리성을 증대시키도록 된 마이크로버블의 발생장치 및 그 발생방법에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로 버블은 5㎛(마이크로미터,혹은 미크론, 1㎛=0.001㎜) 이하의 눈으로 확인할 수 없는 초미세 기포로써, 일반 버블의 1/2,000 크기로 피부의 모공 25㎛ 보다 미세한 공기 입자이며, 소멸할 때 1) 40KHz의 초음파 발생시키고, 2) 140db의 높은 음압발생시키며, 3) 4,000도~6,000도의 순간적인 고열 발생된다.

즉 일반기포는 물속에서 상승해 표면에서 파열하지만 마이크로 버블은 수중에서 압력에 의해 축소되며 다양한 에너지를 발생시키며 소멸한다.

그리고 상기와 같은 마이크로 버블은 초극미한 거품으로 물과 공기를 격렬하게 회전시키는 경우 주로 발생된다.

이와 같은 마이크로 버블은 "기체 용해 효과, 자기가압효과, 대전효과" 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 마이크로버블은 선회액체류식, 스테이트믹서식, 아젝터식, 밴추리식, 가압용해식, 초음파식, 전기분해식, 미세기공필터식 등 다양한 방식으로 생성된다.

이와 같은 다양한 방식의 마이크로버블발생장치를 통해 마이크로버블을 발생시키기 위해서는 기체가 혼합된 액체(공급수)가 공급받아 기체를 미세기포로 전환시켜 마이크로버블을 생성하게 된다.

상기에서 공급수가 미세기포로 전환되는 과정은 기포가 함유된 공급수가 미세관로가 구비된 발생수단의 미세관로를 통과하는 중에 분리 및 압축되는 과정을 통해 이루어진다.

상기한 바와 같이 마이크로버블을 발생하는 마이크로버블발생장치들 중 하나로, 한국특허등록번호 제10-1146040호(명칭: 마이크로버블 발생장치)가 있으며, 상기 마이크로 버블 발생장치는, 공보에 기재된 바와 같이, 물이 유입되는 물유입구 및 공기가 유입되는 공기유입구와 토출되는 토출구가 구비된 버블생성실과, 상기 버블생성실의 물유입구 및 공기유입구와 토출구의 사이에 마련되며 모터의 축에 끼워져 회전되고 물유입구와 공기유입구를 통해 유입된 물이 유도되는 다수의 유도공이 구비된 회전디스크와, 상기 회전디스크의 물과 공기의 이동방향에 밀착되도록 마련되며 유도공을 통해 유도된 물과 공기를 외측방향으로 분기시킴과 동시에 상기 회전디스크의 회전에 따라 물과 공기를 교반하도록 회전디스크방향으로 돌출형성된 다수의 교반편들이 구비된 고정디스크로 이루어져 있다.

이에 따라, 물과 공기가 상기 교반편들과 마찰되면서 교반됨은 물론 교반편들의 사이를 지그잭으로 통과하면서 마찰되기 때문에, 으깨어지듯이 물과 공기를 강하게 교반함과 동시에 압착하도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 마이크로버블의 발생장치 및 방법은 기구 적인 요소인 타격 및 충돌에 의해 마이크로버블을 형성하게 때문에 그 발생률이 작고, 특히 구조적으로 복잡하여 비경제적인 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 공기와 물이 혼합된 상태의 유체를 이송하는 과정에서 그 이송압력을 증대하여 물속에 함유된 공기를 미소단위로 분해하여 마이크로버블을 발생시키도록 함으로써, 그 구조가 간단하여 저렴하고 경제적으로 제공할 수 있음은 물론, 특히 점유 공간을 효율적으로 확보할 수 수 있어 편리성을 증대시키도록 된 마이크로버블의 발생장치 및 그 발생방법을 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로버블의 발생장치는, 물과 공기가 혼합된 혼합수가 이송되는 이송관로와, 상기 이송관로상에 마련되어 상기 혼합수가 이송하도록 이송력을 인가하는 구동수단을 가지는 마이크로버블의 발생장치에 있어서; 상기한 이송관로는 상기 구동수단에서 발생하는 이송력이 작용하는 이송공간으로 혼합수를 유입시키도록 하는 유입관로와, 상기 이송공간을 경유하여 상기 이송공간에서 배출되는 배출관로로 이루어지되; 상기 배출관로는 상기 유입관로에 비하여 그 공간이 협소하게 이루어져 이송되는 혼합수에 가해지는 유압이 상기 유입관로의 공간보다 상기 배출관로의 공간에서 더 증대되도록 된 것을 특징으로 한다.

상기한 유입관로에는 공기가 상기 유입관로상으로 주입되는 인젝터가 접관되는 것을 특징으로 한다.

상기한 배출관로의 내부에는 혼합수에 함유된 공기가 충돌할 수 있도록 내측으로 돌출된 충돌요소가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기한 충돌요소는 상기 배출관로의 내측면에 형성된 돌기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 돌기는 상기 배출관로의 내측면에 와선형으로 형성되는 돌기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 충돌요소는 상기 배출관로의 내측면에 배치되는 코일스프링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 유입관로와 배출관로는 관 형상의 관체로 이루어지고, 상기 유입관로를 구성하는 관체의 직경보다 상기 배출관로를 구성하는 관체의 직경이 더 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로버블의 발생방법은, 물과 공기가 혼합된 혼합수가 이송되는 이송관로의 이송경로상에서 상기 이송관로의 직경을 조절하여 유압을 조절함으로써 혼합수에 함유된 공기가 상기 유압에 의해 분쇄되어 미소화함으로써 마이크로버블이 발생하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기한 이송관로는 상기 이송관로상에 마련되어 혼합수를 이송하도록 이송력을 인가하는 구동수단에 혼합수를 인가하는 유입관로와 상기 구동수단에서 혼합수가 배출되는 배출관로로 이루어지며, 상기 배출관로는 상기 유입관로에 비하여 그 공간이 협소하게 이루어져 이송되는 혼합수에 가해지는 유압이 상기 유입관로의 공간보다 상기 배출관로의 공간에서 더 증대되어 상기 배출관로를 경유하여 토출되는 중에 혼합수에 합유된 공기가 유압에 의해 분활되어 미소화되어 마이크로버블을 발생시키도록 된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 마이크로버블의 발생장치 및 방법은, 마이크로버블을 발생시키는 방법 및 장치의 구성이 기구적인 요소에 의해 마이크로버블을 발생시키지 않고, 압력에 의해 물리적인 요소에 의해 발생시키도록 되어 있어, 구조적으로 간편하여 경제적이면서 그 점유공간을 효율적으로 마련할 수 있음은 물론, 발생되는 마이크로버블의 품질이 증대하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치를 보인 개략 예시도.
도 2는 본 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치를 구성하는 유입관로를 보인 단면 예시도.
도 3은 본 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치를 구성하는 배출관로를 보인 단면 예시도.
도 4는 본 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치를 구성하는 배출관로의 일 예를 보인 단면 예시도.
도 5는 본 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치를 구성하는 배출관로의 일 예를 보인 단면 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 마이크로버블의 발생방법를 보인 개념 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치 및 그 발생방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치를 보인 도면으로, 본 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치(1)는, 물과 공기가 혼합된 혼합수가 이송되는 이송관로와, 상기 이송관로상에 마련되어 상기 혼합수가 이송하도록 이송력을 인가하는 구동수단(2)을 가진다.

즉, 상기 혼합수를 상기 이송관로상에서 상기 구동수단(2)을 경유하여 이송시킴에 따라, 이송관로 상에는 혼합수에 대하여 유압이 발생하게 된다.

상기에서, 상기 구동수단(2)은 유체(혼합수)를 펌핑할 수 있도록 된 모터펌프로 이루어진 것이 가장 바람직하다.

이와 같은, 본 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치(1)에서, 상기한 이송관로는, 상기 구동수단(2)에서 발생하는 이송력이 작용하는 이송공간으로 혼합수를 유입시키도록 하는 유입관로(3)와, 상기 이송공간을 경유하여 상기 이송공간에서 배출되는 배출관로(4)로 이루어진다.

즉, 상기 구동수단(2)의 이송공간에서 발생하는 이송력에 의해 혼합수가 상기 유입관로(3)에서 상기 배출관로(4)로 펌핑(pumping)되어 이송된다.

상기와 같이 이루어진 본 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치(1)에서, 상기 배출관로(4)는 상기 유입관로(3)에 비하여 그 공간이 협소하게 이루어져 이송되는 혼합수에 가해지는 유압이 상기 유입관로(3)의 공간보다 상기 배출관로(4)의 공간에서 더 증대되도록 된다.

즉, 상기 혼합수가 상기 배출관로(4)를 경유하는 중에 인가되는 유압에 의해 혼합수에 함유된 공가가 유압에 분해되어 미소화됨에 따라 마이크로버블이 발생된다.

이와 같이, 본 발명은, 도 6에서 도시된 바와 같이, 물과 공기가 혼합된 혼합수가 이송되는 이송관로의 이송경로상에서 상기 이송관로의 직경을 조절하여 유압을 조절함으로써 혼합수에 함유된 공기가 상기 유압에 의해 분쇄되어 미소화함으로써 마이크로버블이 발생하는 방법에 의해 마이크로버블을 발생하게 된다.

따라서, 상술한 바와 같이 상기 이송관로를 구성하는 상기 배출관로(4)가 상기 유입관로(3)에 비하여 그 공간이 협소하게 이루어져 이송되는 혼합수에 가해지는 유압이 상기 유입관로(3)의 공간보다 상기 배출관로(4)의 공간에서 더 증대되어 상기 배출관로(4)를 경유하여 토출되는 중에 혼합수에 합유된 공기가 유압에 의해 분활되어 미소화되어 마이크로버블을 발생시킨다.

즉, 상기에서, 상기 유입관로(3)와 배출관로(4)는 관 형상의 관체로 이루어지고, 상기 유입관로(3)를 구성하는 관체의 직경(H)보다 상기 배출관로(4)를 구성하는 관체의 직경(h)이 더 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 배출관로의 직경(h)은, 상기 유입관로(H)의 직경보다 작게 형성된다.

상기에서, 상기 유입관로(3)에는 공기가 상기 유입관로(3)상으로 주입되는 인젝터(5)가 접관되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 유입관로(3)상에서 이송되는 물에 상기 인젝터(5)를 통해 공기를 주입하여 혼합수를 형성하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 본 실시예에 의한 마이크로버블의 발생장치(1)에서, 상기한 배출관로(4)의 내부에는 혼합수에 함유된 공기가 충돌할 수 있도록 내측으로 돌출된 충돌요소가 구비된다.

따라서, 상기 배출관로(4)를 경유하여 이송되는 혼합수는 상기 배출관로(4) 자체에 형성된 유압에 의해 공가가 분해되어 미소화됨과 아울러, 상기 충돌요소에 의해 공기가 충돌함에 따라, 더욱 미소화되는 것이 촉진됨에 따라 마이크로버블의 발생이 더욱 효율적으로 이루어진다.

상기에서 상기한 충돌요소는, 상기 배출관로(4)의 내측면에 형성된 돌기(6)로 이루어지며, 상기한 돌기(6)는, 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 배출관로(4)의 내측면에 와선형으로 형성되는 돌기로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 충돌요소는, 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 배출관로(4)의 내측면에 배치되는 코일스프링(7)으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기한 배출관로(4)의 길이를 조절하여 상기 혼합수의 미소화 시간을 조절할 수 있으며, 상기 유입관로(3) 및 배출관로(4)를 와선형으로 권선하여 배치할 경우, 그 점유공간을 효율적으로 배치할 수 있어, 설비제작이 편리하고 경제적으로 이루어질 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 마이크로버블의 발생장치 2 : 구동수단
3 : 유입관로 4 : 배출관로
5 : 인젝터 6 : 돌기
7 : 코일스프링

Claims (9)

1. 물과 공기가 혼합된 혼합수가 이송되는 이송관로와, 상기 이송관로상에 마련되어 상기 혼합수가 이송하도록 이송력을 인가하는 구동수단을 가지는 마이크로버블의 발생장치에 있어서;
   상기한 이송관로는,
   상기 구동수단에서 발생하는 이송력이 작용하는 이송공간으로 혼합수를 유입시키도록 하는 유입관로와, 상기 이송공간을 경유하여 상기 이송공간에서 배출되는 배출관로로 이루어지되;
   상기 배출관로는,
   상기 유입관로에 비하여 그 공간이 협소하게 이루어져 이송되는 혼합수에 가해지는 유압이 상기 유입관로의 공간보다 상기 배출관로의 공간에서 더 증대되도록 된 것을 특징으로 하는 마이크로버블의 발생장치.
   
2. 제 1항에 있어서;
   상기한 유입관로에는,
   공기가 상기 유입관로상으로 주입되는 인젝터가 접관되는 것을 특징으로 하는 마이크로버블의 발생장치.
   
3. 제 1항에 있어서;
   상기한 배출관로의 내부에는,
   혼합수에 함유된 공기가 충돌할 수 있도록 내측으로 돌출된 충돌요소가 구비된 것을 특징으로 하는 마이크로버블의 발생장치.
   
4. 제 3항에 있어서;
   상기한 충돌요소는,
   상기 배출관로의 내측면에 형성된 돌기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로버블의 발생장치.
   
5. 제 4항에 있어서;
   상기한 돌기는,
   상기 배출관로의 내측면에 와선형으로 형성되는 돌기로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로버블의 발생장치.
   
6. 제 3항에 있어서;
   상기한 충돌요소는 상기 배출관로의 내측면에 배치되는 코일스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로버블의 발생장치.
   
7. 제 1항에 있어서;
   상기한 유입관로와 배출관로는 관 형상의 관체로 이루어지고, 상기 유입관로를 구성하는 관체의 직경(H)보다 상기 배출관로를 구성하는 관체의 직경(h)이 더 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로버블의 발생장치.
   
8. 물과 공기가 혼합된 혼합수가 이송되는 이송관로의 이송경로상에서 상기 이송관로의 직경을 조절하여 유압을 조절함으로써 혼합수에 함유된 공기가 상기 유압에 의해 분쇄되어 미소화함으로써 마이크로버블이 발생하도록 된 것을 특징으로 하는 마이크로버블의 발생방법.
   
9. 제 8항에 있어서;
   상기한 이송관로는 상기 이송관로상에 마련되어 혼합수를 이송하도록 이송력을 인가하는 구동수단에 혼합수를 인가하는 유입관로와 상기 구동수단에서 혼합수가 배출되는 배출관로로 이루어지며, 상기 배출관로는 상기 유입관로에 비하여 그 공간이 협소하게 이루어져 이송되는 혼합수에 가해지는 유압이 상기 유입관로의 공간보다 상기 배출관로의 공간에서 더 증대되어 상기 배출관로를 경유하여 토출되는 중에 혼합수에 합유된 공기가 유압에 의해 분활되어 미소화되어 마이크로버블을 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는 마이크로버블의 발생방법.
   

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