KR20200111054A - 나노버블용해장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 구조적으로 단순하여 소형화에 적합하고 특히, 혼합수가 저장되는 중에 충돌압력을 인가하여 나노버블발생을 증대함으로서 나노버블의 용해를 촉진시키도록;
내부에 외부에 대하여 밀폐됨과 아울러 기체와 액체가 혼합된 혼합수가 수용되는 수용공간이 형성된 용해조와; 상기 용해조의 외부에서 공급되는 혼합수를 상기 수용공간으로 분출하여 공급하도록 상기 용해조의 외벽을 관통하면서 접속되고 '관(管;pipe)' 형상의 '관체'로 이루어지는 공급관과; 상기 용해조의 수용공간에 수용된 혼합수를 외부로 배출하도록 상기 용해조의 외벽을 관통하면서 접속되는 '관(管;pipe)' 형상의 '관체'로 이루어지는 배출관;을 포함하여 이루어지는 나노버블용해장치에 있어서; 상기 공급관의 공급단부와 사이간격을 가지면서 이격된 위치에 배치되며 상기 공급관의 공급단부에서 분출되는 혼합수가 충돌하면서 방사상형태로 확산방출되도록 하는 확산면이 구비된 확산판과; 상기 확산판을 상기 공급관에 고정하도록 상기 공급관의 외주면에 결속되는 고정링과, 상기 확산판과 상기 고정링을 연결하는 연결봉을 가지는 고정체;를 포함하여 이루어지는 확산수단을 더 포함하여 이루어지는 나노버블용해장치를 제공한다.

Description

나노버블용해장치{APPRATUS FOR DISSOLVING GAS}

본 발명은, 나노버블이 용해된 혼합수를 저장함과 아울러, 나노버블의 용량을 증가시키어 사용품질을 향상시키도록 된 나노버블용해장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 구조적으로 단순하여 소형화에 적합하고 특히, 혼합수가 저장되는 중에 충돌압력을 인가하여 나노버블발생을 증대함으로서 나노버블의 용해를 촉진시키도록 된 나노버블용해장치에 관한 것이다.

일반적으로, 나노버블은, 눈으로 확인할 수 없는 초 미세 기포로써, 일반 버블의 1/2,000 크기로 피부의 모공 25㎛ 이하의 미세한 공기 입자이며, 소멸할 때 1) 40KHz의 초음파 발생시키고, 2) 140db의 높은 음압을 발생시키며, 3) 4,000도~6,000도의 순간적인 고열 발생된다.

즉, 일반기포는 물속에서 상승해 표면에서 파열하지만 나노버블은 수중에서 압력에 의해 축소되며 다양한 에너지를 발생시키며 소멸한다.

이러한 나노버블은 초 극미한 거품으로 물과 공기를 격렬하게 회전시키는 경우 주로 발생한다.

이와 같은 나노버블은 "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 나노 버블은 선회액체류식, 스테이트믹서식, 아젝터식, 밴추리식, 가압용해식, 초음파식, 전기분해식, 미세기공필터식 등 다양한 방식으로 생성된다.

이와 같은 다양한 방식의 나노버블발생설비 또는 장치를 통해 나노버블을 발생시키기 위해서는 기체가 혼합된 액체(공급수)를 공급받아 기체를 미세기포로 전환시켜 나노 버블을 생성하게 된다.

이러한 나노버블이 함유된 혼합수는, 별도의 기체용해장치를 경우하여 나노버블의 탈기를 억제하면서 액체의 내부에 기체 용존율을 높이게 된다.

상기와 같은 나노버블용해장치는, 한국특허출원번호 제10-2007-0106679호(명칭: 기체용해장치/2007.10.23.)에서 공지된 바와 같이, 액체공급부와 기체공급부를 포함하여 구성되는 공급부와; 상기 공급부에 결합되는 용해조; 및 상기 용해조의 다른 일 측에 결합되는 배출부를 포함하여 구성되며; 상기 공급부의 단부는, 공보에 첨부된 도 3a에 도시된 것과 같이, 용해조의 내측벽을 향하도록 구성되어; 상기 공급부의 단부에서 토출되는 혼합수가 상기 용해조의 내측벽에 충돌하여 충돌압력을 인가받아 나노버블발생을 증가시키도록 되어 있다.

한국특허출원번호 제10-2007-0106679호

그러나, 이와 같은 종래의 나노버블용해장치는, 용해조로 공급되는 혼합수에 단순히 충돌압력인 인가할 수 있을 뿐, 전단압력을 향상시킬 수 없어 나노버블발생효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 구조적으로 단순하여 소형화에 적합하고 특히, 혼합수가 저장되는 중에 충돌압력을 인가하여 나노버블발생을 증대함으로서 나노버블의 용해를 촉진시키도록 된 나노버블용해장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 나노버블용해장치는, 내부에 외부에 대하여 밀폐됨과 아울러 기체와 액체가 혼합된 혼합수가 수용되는 수용공간이 형성된 용해조와; 상기 용해조의 외부에서 공급되는 혼합수를 상기 수용공간으로 분출하여 공급하도록 상기 용해조의 외벽을 관통하면서 접속되고 '관(管;pipe)' 형상의 '관체'로 이루어지는 공급관과; 상기 용해조의 수용공간에 수용된 혼합수를 외부로 배출하도록 상기 용해조의 외벽을 관통하면서 접속되는 '관(管;pipe)' 형상의 '관체'로 이루어지는 배출관;을 포함하여 이루어지는 나노버블용해장치에 있어서; 상기 공급관의 공급단부와 사이간격을 가지면서 이격된 위치에 배치되며 상기 공급관의 공급단부에서 분출되는 혼합수가 충돌하면서 방사상형태로 확산방출되도록 하는 확산면이 구비된 확산판과; 상기 확산판을 상기 공급관에 고정하도록 상기 공급관의 외주면에 결속되는 고정링과, 상기 확산판과 상기 고정링을 연결하는 연결봉을 가지는 고정체;를 포함하여 이루어지는 확산수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 나노버블용해장치는, 구조적으로 단순하여 생산효율이 높아 경제적이며 특히, 소형화에 적합하여, 소형의 가정용 나노버블수공급장치에 적합하게 적용할 수 있는 효과를 가진다.

아울러, 공급관을 통해 용해조로 혼합수가 저장되는 중에 확산면과의 충돌압력을 통해 나노버블발생효율이 증대하여 기체의 용량이 극대화되는 효과를 가진다.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 나노버블용해장치를 보인 개략 단면 예시도.
도 2는, 본 일 실시 예에 의한 나노버블용해장치를 구성하는 확산수단을 보인 개략 사시 예시도.
도 3 및 도 4는, 본 실시 예에 의한 나노버블용해장치의 사용상태를 보인 개략 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 나노버블용해장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 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 4는, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 나노버블용해장치(1)를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 나노버블용해장치(1)는, 내부에 외부에 대하여 밀폐됨과 아울러 기체와 액체가 혼합된 혼합수가 수용되는 수용공간(21)이 형성된 용해조(2)와; 상기 용해조(2)의 외부에서 공급되는 혼합수를 상기 수용공간(21)으로 분출하여 공급하도록 상기 용해조(21)의 외벽을 관통하면서 접속되고 '관(管;pipe)' 형상의 '관체'로 이루어지는 공급관(3)과; 상기 용해조(2)의 수용공간(21)에 수용된 혼합수를 외부로 배출하도록 상기 용해조(2)의 외벽을 관통하면서 접속되는 '관(管;pipe)' 형상의 '관체'로 이루어지는 배출관(4);을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 공급관(3)을 통해 혼합수가 외부에 대하여 밀폐된 상기 용해조(2)의 수용공간(21)으로 공급되어 저장되면서 기압을 안정적으로 유지하게 되며, 필요시 선택적으로 상기 배출관(4)을 통해 상기 용해조(2)의 외부로 배출하여 사용된다.

이에 따라, 구조적으로 단순하여 생산효율이 높아 경제적이며 특히, 소형화에 적합하여, 소형의 가정용 나노버블수공급장치에 적합하게 적용된다.

상기에서 배출관(4)은, 상기 용해조(2)의 바닥면을 형성하는 바닥외벽을 관통하면서 접속하여 결속되는 것이 바람직하며; 상기 배출관(4)의 외주면에 탄성재질의 '밀폐링'이 권취되어 상기 용해조(2)와 상기 배출관(4)의 사이공간을 밀폐하도록 되는 것이 가장 바람직하다,

상기에서 공급관(3)은, 상기 용해조(2)의 바닥면을 형성하는 바닥외벽을 관통하면서 상단의 공급단부가 상기 용해조(2)의 상부천정면과 근접되는 위치에 배치되도록 접속하여 결속되는 것이 바람직하며; 상기 공급관(3)의 외주면에 탄성재질의 '밀폐링'이 권취되어 상기 용해조(2)와 상기 공급관(3)의 사이공간을 밀폐하도록 되는 것이 가장 바람직하다,

한편, 상기 용해조(2)의 바닥외벽에는, 상기 공급관(3)과 상기 배출관(4)이 관통하면서 결속되는 고정캡(5)이 나사결합하면서 결합되는 '너트공(22)'이 형성되어, 상기 용해조(2)의 외부에서 상기 고정캡(5)에 상기 공급관(3)과 상기 배출관(4)을 조립한 후, 상기 고정캡(5)과 상기 용해조(2)를 결합하여 상기 용해조(2)의 수용공간(21)에 상기 배출관(4) 및 상기 공급관(3)의 단부가 위치되도록 결속할 수도 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적용하는 것이 바람직하다.

이러한 본 실시 예에 의한 나노버블용해장치(1)에서, 상기 용해조(2)는, 상하가 밀폐되며 상하방향으로 길이를 가지는 '원통(圓筒;cylinder)'형상의 '통체'로 이루어지며, 내측상부에는 상단으로 갈수록 내경이 점차 좁아지는 '깔대기' 형상의 와류경사면(23)이 구비된다.

즉, 상기 공급관(3)을 통해 상기 용해조(2)의 수용공간(21)에서 상기 용해조(2)의 상부천정면과 근접되는 위치에 분출되는 혼합수가 상기 와류경사면(23)을 안내하면서 이동되는 중에 와류를 형성하여, 혼합수에 충돌압력과 증대된 전단압력을 인가함으로써, 나노버블발생효율이 증대된다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 나노버블용해장치(1)에서, 상기 와류경사면(23)의 상측에는, 상기 와류경사면(23)과 공간적으로 연결되며 상기 와류경사면(23)보다 작은 내경을 가지면서 상부로 연장되게 파여진 기압조절홈(24)이 구비된다.

즉, 상기 용해조(2)의 수용공간(21)에서 탈기되는 기체가 상기 용해조(2)의 내부에서 상승하여 상기 기압조절홈(24)에 충진됨에 따라, 기압의 조절이 안정적으로 이루어진다.

아울러, 본 실시 예에 의한 나노버블용해장치(1)은, 상기 기압조절홈(24)과 상기 공급관(3)에 구비된 인잭터(6)와 공간적으로 연결되어 상기 기압조절홈(24)에 충진되는 기체를 상기 공급관(3)으로 재공급하여 혼합수에 탈기된 기체를 공급하도록 된 회수관(7)이 구비되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 나노버블용해장치(1)는, 상기 공급관(3)의 공급단부와 사이간격을 가지면서 이격된 위치에 배치되며 상기 공급관(3)의 공급단부에서 분출되는 혼합수가 충돌하면서 방사상형태로 확산방출되도록 하는 확산면(81)이 구비된 확산판(82)과; 상기 확산판(82)을 상기 공급관(3)에 고정하도록 상기 공급관(3)의 외주면에 결속되는 고정링(83)과, 상기 확산판(82)과 상기 고정링(83)을 연결하는 연결봉(84)을 가지는 고정체(85);를 포함하여 이루어지는 확산수단(8)을 더 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 공급관(3)을 통해 상기 용해조(2)로 혼합수가 저장되는 중에 상기 확산판(82)의 확산면(81)과의 충돌압력을 통해 나노버블발생효율이 증대하여 용존기체의 용량이 극대화된다.

한편, 상기 공급관(3)에 대한 상기 고정링(84)의 고정위치를 선택적으로 조절하면, 상기 공급관(3)의 공급단부와 상기 확산판(82)의 확산면(91)과의 사이간격을 더욱 정밀하게 조절할 수 있어, 사용품질이 더욱 향상된다.

아울러, 상기 확산면(81)은, 상기 공급관(3)의 공급단부에서 분출되는 혼합수가 충돌하면서 방사상 형태로 확산방출되도록 된 형상을 가지는 '요홈'을 구비하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 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 : 나노버블용해장치 2 : 용해조
21 : 수용공간 22 : 너트공
23 : 와류경사면 24 : 기압조절홈
3 : 공급관 4 : 배출관
5 : 고정캡 6 : 인잭터
7 : 회수관 8 : 확산수단
81 : 확산면 82 : 확산판
83 : 고정링 84 : 연결봉

Claims (1)

1. 내부에 외부에 대하여 밀폐됨과 아울러 기체와 액체가 혼합된 혼합수가 수용되는 수용공간이 형성된 용해조와; 상기 용해조의 외부에서 공급되는 혼합수를 상기 수용공간으로 분출하여 공급하도록 상기 용해조의 외벽을 관통하면서 접속되고 '관(管;pipe)' 형상의 '관체'로 이루어지는 공급관과; 상기 용해조의 수용공간에 수용된 혼합수를 외부로 배출하도록 상기 용해조의 외벽을 관통하면서 접속되는 '관(管;pipe)' 형상의 '관체'로 이루어지는 배출관;을 포함하여 이루어지는 나노버블용해장치에 있어서;
   상기 공급관의 공급단부와 사이간격을 가지면서 이격된 위치에 배치되며 상기 공급관의 공급단부에서 분출되는 혼합수가 충돌하면서 방사상형태로 확산방출되도록 하는 확산면이 구비된 확산판과; 상기 확산판을 상기 공급관에 고정하도록 상기 공급관의 외주면에 결속되는 고정링과, 상기 확산판과 상기 고정링을 연결하는 연결봉을 가지는 고정체;를 포함하여 이루어지는 확산수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노버블용해장치.

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