KR20150116036A - 미세 기포 발생용 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세 기포 발생용 펌프에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 구조가 간단하면서도 임펠러 회전에 의한 물 토출시 미세 기포를 대량 생성하는 동시에 기포가 수중에 빠른 속도로 방사되도록 하는 미세 기포 발생용 펌프를 제공할 목적으로, 일측에 물이 유입되는 입수구(11)가 구비되고 다른 일측에 유입된 물을 토출하는 토출구(12)가 형성된 본체(10)와, 깔때기 형태로서 중심부에 모터(13) 축과 연결되는 회전축(21)이 구비되어 본체 내에서 회전 가능하게 마련되고 상기 입수구와 마주하는 면에는 물을 순환시키기 위한 복수 개의 날개(22)가 돌출된 임펠러(20)와, 상기 임펠러의 테두리 부분에 위치하여 상기 날개에 의해 외주 측으로 토출되는 물에 기포를 생성하는 기포생성부재(30) 및 상기 기포생성부재를 상기 임펠러에 고정하기 위한 클램프의 결합으로 이루어지고, 상기 임펠러 회전시 상기 입수구를 통해 유입된 물이 상기 각 날개 사이의 공간을 통해 임펠러의 외주 방향으로 방사되고, 방사된 물이 임펠러와 함께 회전하는 기포생성부재를 통과하면서 기포가 생성된 상태에서 상기 토출구로 토출되게 한 미세 기포 발생용 펌프가 제공된다.

Description

미세 기포 발생용 펌프{MINUTENESS-BUBBLE GENERATION PUMP}

본 발명은 마이크로 및 나노 크기의 미세 기포 발생용 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적조나 녹조 등의 오염된 수질을 개선시키기 위해 수중에 설치되어 물 토출과 동시에 미세 기포를 원심력으로 방사할 수 있도록 미세 기포 발생용 펌프에 관한 것이다.

일반적으로 바다나 강에 적조나 녹조가 발생하거나 기타 오염원에 의해 수질이 오염된 경우 용존 산소량이 급격하게 감소하여 어류가 폐사하고 수생식물이 자라지 않게 된다.

더욱이 가두리 양식장의 경우 적조나 녹조에 의해 물고기나 해초류 또는 패각류의 어획량이 급격히 감소하거나 폐사하여 금전적으로 막대한 손해를 입게 되며, 폐사된 어류 및 패각류 등이 방치될 경우 2차적 환경 오염원이 되고 있는 실정이다.

이에 현재 국내에서는 적조 발생 해역에 황토를 살포하여 적조 현상을 감소시키고 있으나, 일각에서는 황토가 해양 생태계를 해칠 수 있다는 보고가 있어 논쟁의 대상이 될 뿐 아니라 이러한 이유로 일본이나 호주, 미국 등에서는 황토 살포를 금지하거나 제한하고 있는 실정이다.

따라서 황토를 살포하는 대신 인위적으로 수중에서 마이크로 단위의 기포를 생성시켜서 적조 등의 오염물질을 제거하는 방안이 모색되고 있는데, 그 원리는 수중에서 +극인 기포를 생성하여 기포를 수면으로 상승시키면 -극인 적조 생물이 기포와 결합하여 수면으로 부양하게 되고, 이후 이를 걷어내거나 햇빛에 노출시켜서 사멸시키는 방식이다.

수중에서 기포를 발생시키는 것과 관련된 종래 기술로서, 대한민국 등록실용신안 제 0203110호(특허문헌 1)에서는 케이스의 내측에 전자변이 설치되고, 전자변의 흡입구와 토출구에 다이아후렘이 설치되어 전자변의 동작에 따라 외부공기를 흡입한 뒤에 수중에 기포를 발생시키도록 하는 기포발생기에 있어서, 하부케이스의 내측 바닥에는 저면에 흡음고무판이 부착된 베이스플레이트가 설치되고, 상기 베이스플레이트의 상측에는 다수개의 완충지지구에 의해 내측에 전자변본체가 장착되는 함체형으로 몰딩형성된 전자변하우징이 설치되며, 상기 전자변하우징의 상부에는 합성수지재로서 사출형성된 전자변캡이 설치되어 전자변본체에서 발생되는 소음을 차폐시킬 수 있도록 된 기포발생용 에어펌프가 제안되었다.

그러나 특허문헌 1과 같은 에어펌프의 경우 폭기조 등에서 기포를 생성하여 오, 폐수를 정화처리할 수 있기는 하나, 기포 크기가 커서 용존 산소량을 증가시키는데 한계가 있을 뿐 아니라 마이크로 단위의 미세 기포가 아니어서 적조 생물과 같이 미세한 해조류를 효과적으로 제거하지 못한다는 문제점이 있다.

또한, 종래 마이크로 단위의 미세 기포를 생성할 수 있는 펌프가 제안된 바 있으나, 이들 장비는 매우 고가여서 가격 경쟁력이 없으며, 또한 영세 양식장에서는 구매하기 쉽지 않다는 문제점이 있다.

1. 대한민국 등록실용신안 제 0203110호 등록공보(2001.1.15. 공고)

상기의 종래 기술이 가지는 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 구조가 간단하면서도 임펠러 회전에 의한 물 토출시 미세 기포를 대량 생성하는 동시에 기포가 수중에 빠른 속도로 방사되도록 하는 미세 기포 발생용 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측에 물이 유입되는 입수구가 구비되고 다른 일측에 유입된 물을 토출하는 토출구가 형성된 본체와, 깔때기 형태로서 중심부에 모터 축과 연결되는 회전축이 구비되어 본체 내에서 회전 가능하게 마련되고 상기 입수구와 마주하는 면에는 물을 순환시키기 위한 복수 개의 날개가 돌출된 임펠러와, 상기 임펠러의 테두리 부분에 위치하여 상기 날개에 의해 외주 측으로 토출되는 물에 기포를 생성하는 기포생성부재 및 상기 기포생성부재를 상기 임펠러에 고정하기 위한 클램프의 결합으로 이루어지고, 상기 임펠러 회전시 상기 입수구를 통해 유입된 물이 상기 각 날개 사이의 공간을 통해 임펠러의 외주 방향으로 방사되고, 방사된 물이 임펠러와 함께 회전하는 기포생성부재를 통과하면서 기포가 생성된 상태에서 상기 토출구로 토출되게 한 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서 상기 기포생성부재는, 일정 폭을 가진 원형 띠 상으로 되고 다수 개의 구멍이 형성된 내측 링과, 상기 내측 링의 외주 측에 설치되도록 내측 링보다 직경이 크고 일정 폭을 가진 원형 띠 상으로 되며 다수 개의 구멍이 형성된 외측 링과, 상기 내측 링과 외측 링 사이에 배치되고 그물 형태로 이루어져 물 통과시 미세 기포를 형성하는 망체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 임펠러 외측에 망체를 설치한 구조를 통해 임펠러 날개에 의해 토출되는 물이 상기 망체를 통과하면서 미세 기포를 대량 생성하므로 간단한 구조로 다량의 미세 기포를 지속적으로 생성할 수 있다.

또한, 상기 망체는 표면적을 넓게 하기 위해 지그재그 형태로 이루어지고, 교체 가능한 구조로 결합되며, 부식이 되지 않는 스테인리스(stainless) 재질로 이루어져 있으므로 내구성이 우수하면서도 설치 및 교환이 용이하여 취급이 우수하다.

더욱이, 상기 망체를 포함하는 기포생성부재가 임펠러 테두리에 고정되어 있어서 임펠러와 함께 고속 회전하므로 망체에서 생성된 기포는 원심력에 의해 더욱 빠르게 수중으로 방사되므로 그만큼 기포의 활성력과 확산성을 향상시킬 수 있는 등의 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세 기포 발생용 펌프의 분리 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세 기포 발생용 펌프의 조립 단면도.
도 3은 도 2의 'A'부를 확대한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세 기포 발생용 펌프에서 기포생성부재의 결합 구조를 보인 분리 사시도.
도 5는 도 4의 분리 상태에서 일부를 조립한 상태의 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보인 첨부의 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 첨부된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예이므로 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않으며, 또한 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 기술이거나 용이하게 도출되는 정도의 기술에 대해서는 그에 관한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세 기포 발생용 펌프의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세 기포 발생용 펌프의 조립 단면도이며, 도 3은 도 2의 'A'부를 확대한 도면이다. 또한 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세 기포 발생용 펌프에서 기포생성부재의 결합 구조를 보인 분리 사시도이고, 도 5는 도 4의 분리 상태에서 일부를 조립한 상태의 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하는 바와 같이 본 발명에 따른 미세 기포 발생용 펌프는, 본체(10), 임펠러(20), 기포생성부재(30) 및 한 쌍의 클램프(40)(50)를 포함하여 구성되고, 또한 상기 임펠러(20)를 회전시키기 위해 전기적으로 구동하는 모터(13)를 더 포함한다.

상기 본체(10)는 도 1 및 도 2와 같이 내부에 공간이 형성된 케이스로서 수중에 설치되는 것이고 일측에는 물이 유입되는 입수구(11)가 구비되고 다른 일측에는 상기 입수구(11)로 유입된 물을 수중으로 토출하는 토출구(12)가 형성된다. 이때 상기 입수구(11)에는 유입되는 물에서 이물질을 걸러내기 위해 필터부재(14)가 구비될 수 있다.

상기 임펠러(20)는, 깔때기 형태로서 중심부에 상기 모터(13) 축과 연결, 고정되는 회전축(21)이 구비되어 임펠러(20)를 고정한 상태에서 모터(13) 구동에 의해 고속 회전시킬 수 있고, 임펠러(20)의 내측 면, 즉 본체(10)의 입수구(11)와 마주하는 면에는 입구수(11)를 통해 물을 흡입하여 임펠러(20)의 외주 방향으로 토출하기 위해 나선형으로 배치된 복수 개의 날개(22)가 돌출 형성된다.

이때 상기 임펠러(20)는 상기 모터(13) 축에 연결, 고정되고 상기 본체(10)와는 직접 연결되지 않으며 도 1 및 도 2와 같이 모터(13)가 볼트 등에 의해 본체(10)에 고정될 때 상기 임펠러(20)의 날개(22)는 상기 본체(10) 내부의 입구(11) 측 내벽면에 접하게 된다.

그 결과, 상기 입수구(11) 측 내벽면과 임펠러(20)의 내측 면(입수구와 마주하는 면) 사이는 날개(22)의 돌출 높이만큼 이격되고, 각 날개(22) 사이에 공간이 형성되며, 상기 날개(22) 사이의 공간은 상기 입수구(11)와 제1틈(S1)(도 3 참조)을 제외하고는 거의 밀폐된 상태이다.

상기 기포생성부재(30)는, 상기 임펠러(20)의 테두리 부분에 접하도록 고정되어 상기 임펠러(50)와 함께 회전하면서 임펠러(20)에 의해 외주 측으로 토출, 방사되는 물이 통과할 때 미세 기포를 형성하기 위한 것으로, 크게 내측 링(31), 외측 링(33) 및 망체(35)로 이루어질 수 있다.

상기 내측 링(31)은 일정 폭을 가진 원형 띠 상으로 되고 띠 부분에는 전체적으로 다수 개의 구멍(32)이 형성되며 내주 면은 상기 임펠러(20)의 외주 면과 접하도록 배치된다.

상기 외측 링(33) 역시 일정 폭[바람직하게는 상기 내측 링(31)의 폭과 동일한 폭]을 가진 원형 띠 상으로 되고 띠 부분에는 전체적으로 다수 개의 구멍(34)이 형성되며, 상기 내측 링(31)의 외주 측과 일정 거리 이격되도록 하기 위해 상기 내측 링(31)의 지름보다 더 큰 지름을 가진다.

상기 내측 링(31)과 외측 링(33) 사이에는 그물 형태로 이루어져서 물 통과시 기포를 형성할 수 있는 망체(35)가 배치되는데, 상기 망체(35)는 예컨대 금속사를 격자 형태로 형성한 것일 수 있다.

상기 망체(35)는 도 4와 같이 일정 폭과 길이를 가진 띠 형태로 절단한 다음, 지그재그 형태로 접어서 상기 내측 링(31)과 외측 링(33) 사이에 굴절시킨 상태로 설치될 수 있으며, 이때 안쪽 굴절부분이 상기 내측 링(31)의 외주 면에 접하게 하고, 바깥쪽 굴절부분이 상기 외측 링(33)의 내주 면에 접하게 할 수 있다. 이 경우 망체(35)의 표면적이 증가하여 더 많은 양의 물과 접하여 더 많은 양의 기포를 생성할 수 있다.

상기 망체(35)는 부식방지를 위해 스테인리스 재질로 이루어지고 망 크기는 20 ~ 150메쉬(mesh)로 하여 마이크로 단위의 미세 기포를 생성하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 클램프는 상기 기포생성부재(30)를 상기 임펠러(20)의 테두리 부분에 고정하기 위해 마련된 것으로, 제1클램프(40) 및 제2클램프(50) 한 쌍을 포함한다.

상기 제1클램프(40)는 상기 임펠러(20) 중 상기 날개(22)가 형성된 면의 테두리에 고정되는 것으로, 전체적으로 도넛 형태의 판재 형상이고, 외연에는 임펠러(20) 배면 측[상기 모터(13)가 연결되는 방향]으로 플랜지(41)가 돌출 형성된다.

상기 제2클램프(50)는 상기 임펠러(20)의 배면 측 테두리에 고정되는 것으로, 전체적으로 도넛 형태의 판재 형상이고, 외연에는 임펠러(20) 중 상기 날개(22)가 형성된 면 측으로 플랜지(51)가 돌출 형성된다.

따라서 상기 기포생성부재(30)는 도 3과 같이 상기 제1클램프(40) 및 제2클램프(50) 사이에 배치된 상태에서 내측 링(31)이 임펠러(20)의 외주 면과 접하게 되고 외측 링(33)이 각 플랜지(41)(51)와 접하여 고정될 수 있으며, 이때 상기 제1클램프(40) 및 제2클램프(50) 사이에는 제1틈(S1)이 형성되고 상기 각 클램프(40)(50)의 플랜지(41)(51) 사이에는 물과 기포가 통과할 수 있는 제2틈(S2)이 형성된다.

더욱 바람직하게는, 도 3 내지 도 5와 같이 상기 임펠러(20)의 각 날개(22)의 바깥쪽에는 상기 제1클램프(40)의 두께만큼 절삭된 날개 턱(23)을 형성하여 상기 제1클램프(40)가 상기 날개 턱(23)에 안착되게 하는 한편, 상기 임펠러(20) 배면 측 테두리 부분에도 상기 제2클램프(50)의 두께만큼 절삭된 배면 턱(24)을 형성하여 상기 제2클램프가 상기 배면 턱(24)에 안착되게 하면, 임펠러(20)와 각 클램프(40)(50)가 안정적으로 고정되는 동시에 이음부 표면이 매끄럽게 연결된다.

더욱이, 상기 각 클램프(40)(50)에는 다수 개의 구멍(도 4 참조)이 형성되어 있고, 이 구멍으로 볼트나 나사 등이 관통하여 각 클램프(40)(50)를 임펠러(20)의 날개 턱(23)이나 배면 턱(24)에 고정하거나, 또는 볼트나 나사가 상기 망체(35)가 배치된 부분을 관통하여 각 클램프(40)(50)를 상호 체결, 고정시킬 수 있다.

이러한 구조에 의해, 상기 임펠러(20)가 모터(13) 구동에 의해 고속으로 회전하면, 나선형으로 배치된 날개(22)가 회전하면서 상기 입수구(11)를 통해 물이 유입되고, 유입된 물은 회전하는 각 날개(22) 사이의 공간을 통해 임펠러(20)의 외주 방향으로 고속 방사되며, 고속 방사된 물은 제1틈(S1)과 내측 링(31)의 구멍(32)을 경유하여 상기 기포생성부재(30)의 망체(35)에 부딪히거나 통과하면서 마이크로 단위의 미세 기포가 생성된다.

이렇게 생성된 기포는 외측 링(33)의 구멍(34)과 제2틈(S2)을 경유하여 본체(10) 내에 형성된 유로(미도시)를 통해 이동하여 토출구(12)로 토출된다.

이상의 설명은 비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 그러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위에 속함은 자명하다.

10: 본체 11: 입수구 12: 토출구
13: 모터 14: 필터
20: 임펠러 21: 회전축 22: 날개
23: 날개 턱 24: 배면 턱
30: 기포생성부재 31: 내측 링 32: 구멍
33: 외측 링 34: 구멍 35: 망체
40: 제1클램프 41: 플랜지 42: 고정홀
50: 제2클램프 51: 플랜지 52: 고정홀

Claims (6)

1. 일측에 물이 유입되는 입수구(11)가 구비되고 다른 일측에 유입된 물을 토출하는 토출구(12)가 형성된 본체(10)와,
   깔때기 형태로서 중심부에 모터(13) 축과 연결되는 회전축(21)이 구비되어 상기 본체 내에서 회전 가능하게 마련되고 상기 입수구와 마주하는 면에는 물을 흡입 및 토출하기 위한 복수 개의 날개(22)가 돌출된 임펠러(20)와,
   상기 임펠러의 테두리 부분에 위치하여 상기 날개에 의해 외주 측으로 토출되는 물에 기포를 생성하기 위한 망체를 포함하는 기포생성부재(30) 및
   상기 기포생성부재를 상기 임펠러에 고정하기 위한 클램프의 결합으로 이루어지고,
   상기 임펠러 회전시 상기 입수구를 통해 유입된 물이 상기 각 날개 사이의 공간을 통해 임펠러의 외주 방향으로 방사되고, 방사된 물이 임펠러와 함께 회전하는 기포생성부재의 망체를 통과하면서 기포가 생성된 상태에서 상기 토출구로 토출되게 한 것을 특징으로 하는 기포 발생용 펌프.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 기포생성부재(30)는, 일정 폭을 가진 원형 띠 상으로 되고 다수 개의 구멍(32)이 형성되며 내주면이 상기 임펠러의 외주 면과 접하는 내측 링(31)과, 일정 폭을 가진 원형 띠 상으로 되고 다수 개의 구멍(34)이 형성되며 상기 내측 링의 외주 측으로 일정 거리 이격 설치되는 외측 링(33)과, 상기 내측 링과 외측 링 사이에 배치되고 그물 형태로 이루어져 물 통과시 기포를 형성하는 망체(35)로 이루어진 것을 특징으로 하는 기포 발생용 펌프.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 망체는 지그재그 형태로 되어 안쪽 굴절부분이 상기 내측 링의 외주 면에 접하고, 바깥쪽 굴절부분이 상기 외측 링의 내주 면에 접하게 된 것을 특징으로 하는 기포 발생용 펌프.
   
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
   상기 망체는 스테인리스 재질로 이루어지고 망 크기는 60 ~ 150메쉬(mesh)인 것을 특징으로 하는 기포 발생용 펌프.
   
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 클램프는, 상기 임펠러의 날개 형성 면 테두리에 고정되는 도넛 형태의 판재로서 외연에는 임펠러 배면 측으로 돌출된 플랜지(41)가 형성된 제1클램프(40)와, 상기 임펠러의 배면 테두리에 고정되는 도넛 형태의 판재로서 외연에는 날개 형성 면 측으로 돌출된 플랜지(51)가 형성된 제2클램프를 포함하되, 상기 각 플랜지(41)(51) 사이에 물과 기포를 방사하도록 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 기포 발생용 펌프.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 날개의 바깥쪽에 상기 제1클램프의 두께만큼 절삭된 날개 턱이 형성되어 상기 제1클램프가 안착되고, 상기 임펠러 배면의 테두리 부분에 상기 제2클램프의 두께만큼 절삭된 배면 턱이 형성되어 상기 제2클램프가 안착된 것을 특징으로 하는 기포 발생용 펌프.
   

Images