KR20210081120A - Apparatus for generating Nano-bubble water - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나노 버블수 생성 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 마이크로 사이즈의 버블이 형성된 버블수가 혼합 탱크부 내에 일정수위만큼 공급되면 이를 혼합 탱크부와 혼한 펌프부로 순환시키면서 추가적으로 혼합함으로써 마이크로 버블을 더욱 잘게 부수고, 가압하여 나노 사이즈의 버블을 형성하고, 이로써 산소 소비량을 감소시키면서 용존산소량이 증가된 나노 버블수를 공급할 수 있도록 하는 나노 버블수 생성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for generating nano-bubbled water, and more specifically, when bubble water with micro-sized bubbles is supplied to a predetermined level in the mixing tank unit, it is further mixed while circulating through the mixing tank unit and the mixed pump unit to further mix microbubbles. It relates to a nano-bubble water generating device capable of forming nano-sized bubbles by crushing and pressing, thereby reducing oxygen consumption and supplying nano-bubble water with an increased dissolved oxygen amount.
미세 버블은 물과 같은 액체 내에서 마이크로 내지 나노 사이즈의 크기로 존재하는 초미세 기포를 말한다. 이러한 미세 기포는 사이즈가 작아질수록 넓은 계면적을 갖고, 기체의 용해도가 증가하며, 버블 밀도가 향상되고, 프리 라디칼이 발생하여 살균성이 향상되는 등 여러 효과에서 유리한 측면이 있다.Microbubbles refer to ultrafine bubbles that exist in a micro-to-nano size in a liquid such as water. These microbubbles have a wide interfacial area as the size decreases, gas solubility is increased, bubble density is improved, free radicals are generated, and sterilization is improved.
마이크로(10-6m) 버블은 통상적으로 직경이 100μm 이상인 기포를 일컫는데, 직경이 작아 일반 기포와는 달리 부력의 영향이 적어 상승속도가 느리므로 수중에 장시간 체류 가능한 장점이 있다. 마이크로 버블에 비해 직경이 더욱 감소되어 1㎛(1000㎚)보다 작은 직경을 갖게 되는 경우 나노 버블이 되는데, 나노 버블은 인간의 육안으로 확인할 수 없는 초 미세 기포이며, 마이크로 버블이 지닌 장점에 더하여 수중에서 소멸하면서 프리 라디칼을 발생시켜 상당한 산화력을 가져 살균력이 뛰어나고, 난분해성 화학물질에 대한 분해 능력이 월등한 특징이 있다.Micro (10 -6 m) bubbles generally refer to bubbles with a diameter of 100 μm or more, and unlike general bubbles because of their small diameter, the effect of buoyancy is low and the rate of rise is slow, so it has the advantage of being able to stay in water for a long time. When the diameter is further reduced compared to the microbubble and has a diameter smaller than 1㎛ (1000nm), it becomes a nanobubble. A nanobubble is an ultrafine bubble that cannot be seen with the human eye. In addition to the advantages of microbubbles, It has a significant oxidizing power by generating free radicals while dissipating in it, so it has excellent sterilization power and has superior decomposition ability for difficult-to-decompose chemicals.
따라서, 전술한 특징에 의해 나노 버블을 보다 효과적으로 발생시키기 위한 장치 및 공정에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 그 활용분야 또한 점차 확대되고 있는 실정이다.Therefore, development of an apparatus and process for more effectively generating nanobubbles by the above-described characteristics is being actively conducted, and the field of application thereof is also gradually expanding.
특히 농업, 어업 등에 나노 버블이 함유된 소위 나노 버블수를 활용하려는 시도가 많이 행해지고 있다. In particular, many attempts have been made to utilize so-called nanobubble water containing nanobubbles in agriculture and fishery.
실제로 농업분야에 나노버블을 활용하는 경우, 식물뿌리에 나노버블의 침투가 원활하게 이루어질 수 있어 뿌리에 활착이 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 이를 통해 산소와 탄소를 적절하게 혼합하여 식물의 바람직한 생장에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 아울러, 어업분야에서는 별도의 산소공급기가 구비되지 아니하여도 양식이 되는 어류에 산소를 원활하게 공급할 수 있으며, 아가미속의 이물질이나 박테리아, 세균을 박멸할 수 있다.In fact, when nanobubbles are used in the agricultural field, penetration of nanobubbles into plant roots can be made smoothly, so that they can be easily established in the roots. In addition, this can have a positive effect on the desirable growth of plants by properly mixing oxygen and carbon. In addition, in the fishery field, even if a separate oxygen supply device is not provided, oxygen can be smoothly supplied to the fish being cultured, and foreign substances, bacteria, and bacteria in the gills can be eradicated.
특히, 물고기 양식(Aquaculture)과 식물의 수경재배(Hydroponics)를 결합하여 물고기와 작물을 함께 길러 수확할 수 있도록 하는 아쿠아포닉스(Aquaponics) 분야에서 나노 버블수를 활용하고 있는데, 아쿠아포닉스는 물고기에 의해 발생되는 유기물을 식물의 영양분으로 활용하고, 식물이 질소를 흡수하고 남은 깨끗한 물은 수조로 다시 되돌려 물고기의 양식에 활용하므로, 높은 나노 버블 밀도와 순도, 용존산소량이 요구되는 바, 이를 충족할 수 있는 나노 버블수를 효율적으로 생성할 수 있는 장치의 개발이 요구되는 실정이다.In particular, nanobubble water is utilized in the field of aquaponics, which combines fish aquaculture and hydroponic cultivation of plants to grow fish and crops together and harvest them. The organic matter generated by the plant is used as nutrients for plants, and the clean water remaining after the plant absorbs nitrogen is returned back to the tank to be used for fish farming, so high nanobubble density, purity, and dissolved oxygen are required. There is a need for the development of a device capable of efficiently generating nano-bubble water that can do this.
본 발명은 상술한 당해 분야의 요구를 충족시키기 위해 안출된 것으로서,The present invention has been devised to meet the needs of the art described above,
혼합 탱크부(2)에 저류된 물의 수위에 따라 물의 순환 여부를 조절함으로써 효과적이고 효율적으로 높은 순도의 나노 버블을 포함하는 나노 버블수의 생성 장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus for effectively and efficiently generating nanobubble water containing nanobubbles of high purity by controlling whether or not water is circulated according to the level of water stored in the
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치는 외부로부터 흡입관(41);을 통해 공급된 물에 산소를 혼합하여 마이크로 버블수를 생성하고, 마이크로 버블수에 압력을 가해 공급하는 혼합 펌프부(1); 상기 혼합 펌프부(1)로부터 공급된 마이크로 버블수에 산소를 혼합하여 나노 버블수를 생성하기 위한 내측 공간(21);이 형성되고, 상기 생성된 나노 버블수를 외부로 토출시키기 위한 나노 버블수 토출관(22);이 구비된 혼합 탱크부(2); 및 상기 혼합 펌프부(1) 및 혼합 탱크부(2)에 산소를 공급하기 위한 산소 탱크부(3);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the nano-bubbled water generating device according to the present invention is a micro-bubbled water by mixing oxygen with water supplied through a
또한, 상기 혼합 펌프부(1)는 5 또는 6단의 혼합 펌프로 이루어지는 다단 펌프인 것을 특징으로 한다.In addition, the mixing pump unit 1 is characterized in that it is a multi-stage pump consisting of a 5 or 6 stage mixing pump.
아울러, 상기 혼합 펌프부(1)는 믹서 임펠라를 포함한 펌프가 마지막단에 배열되는 것을 특징으로 한다.In addition, the mixing pump unit 1 is characterized in that the pump including the mixer impeller is arranged at the last stage.
이에 더하여, 상기 혼합 탱크부(2)는 상기 흡입관(41)과 연통되어 생성된 나노 버블수의 일부를 혼합 펌프부(1)로 이동시키는 순환관(43);과 상기 혼합 펌프부(1)와 연통되어 혼합 펌프부(1)로부터 생성된 마이크로 버블수를 혼합 탱크부(2)로 이동시키는 마이크로 버블수 이동관(42);을 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the mixing tank part (2) communicates with the suction pipe (41) and a circulation pipe (43) for moving a part of the generated nanobubble water to the mixing pump part (1); and the mixing pump part (1) and a microbubble
한편, 상기 순환관(43)과 마이크로 버블수 이동관(42)은 상기 혼합 탱크부(2)의 양측면에 이격되어 배열된 것을 특징으로 한다.On the other hand, the
또한, 상기 마이크로 버블수 이동관(42)은 혼합 펌프부(1)로부터 상향 연장된 상향관(421); 상기 상향관(421)의 최상단에서 두 방향으로 분기되는 분기점(424); 상기 분기점(424)으로부터 혼합 탱크부(2)로 연장되는 마이크로 버블수 공급관(422); 및 상기 분기점(424)으로부터 외측으로 연장되어 마이크로 버블수의 일부를 토출시키는 마이크로 버블수 토출관(423);을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the microbubble
아울러, 상기 각 관중 적어도 하나 이상은 밸브(5)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, at least one of the respective tubes is characterized in that it comprises a valve (5).
이에 더하여, 상기 밸브(5)는 솔레노이드 밸브 또는 체크 밸브인 것을 특징으로 한다.In addition, the
한편, 상기 나노 버블수 토출관(22)은 혼합 펌프부(1) 내측 저면으로부터 상향 연장되어 외부와 연통되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the nano-bubble
또한, 상기 혼합 탱크부(2)는 내측 공간(21)의 수위를 측정하는 수위센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the mixing tank part (2) is characterized in that it further includes a water level sensor for measuring the water level in the inner space (21).
아울러, 상기 산소 탱크부(3)는 상기 혼합 펌프부(1)에 산소를 공급하기 위한 제1 고압호스(31);를 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, the
이에 더하여, 상기 산소 탱크부(3)는 상기 혼합 탱크부(2)에 산소를 공급하기 위한 제2 고압호스(32);를 더 포함하고, 상기 제2 고압호스(32)는 상기 혼합 탱크부(2)의 상면에 형성된 산소 투입공(23);과 연통되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
상기와 같은 구성을 채용함으로써 본원 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치는, 버블이 쉽게 수면위로 떠오르지 않으며, 물속의 용존산소량을 극대화 시킬 수 있는 나노 버블수를 생성할 수 있다.By adopting the above configuration, the nano-bubble water generating device according to the present invention can generate nano-bubbled water capable of maximizing the amount of dissolved oxygen in the water without bubbles easily floating on the surface of the water.
또한, 필요에 따라 물을 순환시키면서 나노 버블수를 생성함으로써 산소 소비량과 물의 소비량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of reducing oxygen consumption and water consumption by generating nanobubble water while circulating water as needed.
도 1은 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치를 개략적으로 표현한 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치의 혼합 탱크부(2)에서 나노 버블수가 생성되는 과정을 개략적으로 표현한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치 내의 유체 흐름 방향을 개략적으로 표현한 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치를 통해 나노 버블수를 생성하는 과정을 개략적으로 표현한 도면이다.1 is a schematic diagram schematically illustrating an apparatus for generating nano-bubbles according to the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating a process in which nano-bubbles are generated in the
3 is a circuit diagram schematically illustrating a fluid flow direction in a nanobubble water generating device according to the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a process of generating nanobubble water through the nanobubble water generating apparatus according to the present invention.
발명자는 발명을 설명함에 있어 적절한 용어나 단어를 선택하거나 정의하여 설명할 수 있고, 이 경우에 있어 사용된 용어나 단어는 통상적으로 사용되는 의미에 한정하여 해석할 것이 아니라, 발명자의 의도를 참작하여 발명에서 구현된 기술적 사상에 부합하도록 해석되어야 한다.The inventor can select or define appropriate terms or words in describing the invention, and in this case, the terms or words used are not limited to the meanings commonly used, but rather the intention of the inventor is taken into account. It should be interpreted to conform to the technical idea embodied in the invention.
따라서, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어나 단어는 통상적으로 사용되는 의미에 한정되는 것이라고 볼 수는 없다. 이하 상술되는 내용은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 기술적 사상을 모두 대변하거나 한정하는 것은 아니라 할 것이므로 통상의 기술자의 입장에서 용이하게 대체 가능한 요소 및 균등범위에 해당하는 예가 존재할 수 있다.Accordingly, the terms or words used in the present specification and claims cannot be regarded as being limited to their commonly used meanings. The above-described content is merely a preferred embodiment of the present invention, and will not represent or limit all of the present technical idea, so there may be examples corresponding to easily replaceable elements and equivalent ranges from the standpoint of those skilled in the art.
이하, 상술한 원칙에 입각하여 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 또한, 이하 본 명세서 상에서 위 방향 또는 상향은 지면으로부터 공중으로 멀어지는 방향을 의미하고, 아래 방향 또는 하향은 공중으로부터 지면을 향해 가까워지는 방향을 의미한다.Hereinafter, an apparatus for generating nanobubble water according to the present invention will be described with reference to the drawings based on the above-mentioned principle. In addition, in the present specification, an upward direction or an upward direction refers to a direction away from the ground to the air, and a downward direction or a downward direction refers to a direction from the air toward the ground.
도 1은 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치를 개략적으로 표현한 모식도이다.1 is a schematic diagram schematically illustrating an apparatus for generating nano-bubbles according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치는 혼합 펌프부(1), 혼합 탱크부(2), 산소 탱크부(3)를 포함하여 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 1 , the apparatus for generating nanobubble water according to the present invention may include a mixing pump unit 1 , a
혼합 펌프부(1)는 1차적으로 외부로부터 흡입된 물에 산소를 혼합하여 마이크로 버블수를 생성하는 구성이다. 이때, 마이크로 버블이 함유될 물은 혼합 펌프부(1)와 연결된 흡입관(41)을 통해 외부로부터 흡입될 수 있는데, 흡입관(41)은 필요에 따라 외부로부터 물을 흡입하기 위해 별도로 구비된 흡입 펌프와 연결될 수 있다.The mixing pump unit 1 is configured to produce microbubble water by primarily mixing oxygen with water sucked from the outside. At this time, the water to be contained in the microbubbles may be sucked from the outside through the
혼합 펌프부(1)로 이동된 물은 혼합 펌프에 의해 산소가 함유됨으로써 마이크로 버블이 생성되게 된다. 이 때, 산소는 산소 탱크부(3)로부터 공급될 수 있다.The water moved to the mixing pump unit 1 contains oxygen by the mixing pump, thereby generating microbubbles. At this time, oxygen may be supplied from the
혼합 펌프부(1)는 복수의 혼합 펌프로 이루어지는 다단 펌프로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 5단 또는 6단의 혼합 펌프로 이루어질 수 있다. 또한, 마지막 단의 혼합 펌프는 믹서 임펠라를 포함한 혼합 펌프일 수 있다. 즉, 4 내지 5단의 흡입 임펠라를 포함한 혼합 펌프와 믹서 임펠라를 포함한 혼합 펌프를 배열하여 5 내지 6단의 혼합 펌프 어셈블리(혼합 펌프부(1))를 구성할 수 있게 된다. 이와 같이 구성되지 않는 경우, 마이크로 버블의 생성 효율이 감소하게 되고, 후술하는 바와 같이, 순환되는 나노 버블수를 적절하게 혼합하기 어려울 수 있다.The mixing pump unit 1 may be configured as a multi-stage pump including a plurality of mixing pumps, preferably a 5-stage or 6-stage mixing pump. Also, the mixing pump of the last stage may be a mixing pump including a mixer impeller. That is, by arranging the mixing pump including the 4 to 5 stage suction impeller and the mixing pump including the mixer impeller, it is possible to configure the 5 to 6 stage mixing pump assembly (the mixing pump unit 1 ). If it is not configured in this way, the efficiency of generating microbubbles is reduced, and as will be described later, it may be difficult to properly mix the circulating nanobubble water.
더욱 자세하게는, 후술하는 바와 같이 혼합 펌프부(1)는 제1 고압호스(31)를 통해 산소 탱크부(3)와 연결되는데, 산소가 상기 다단 펌프의 마지막 단에 직접 주입됨으로써 공동현상(케비테이션, cavitation)이 발생될 수 있다. 이를 통해 물 내에 기포가 효율적으로 발생하고, 궁극적으로 마이크로 버블수 나아가 나노 버블수의 효율적인 생성이 가능하게 된다.In more detail, as will be described later, the mixing pump unit 1 is connected to the
혼합 펌프부(1)는 전술한 바와 같이, 물에 산소를 투입하여 마이크로 버블을 생성하여 마이크로 버블수를 생성할 수 있다. 이때, 혼합 펌프부(1)는 동시에 물을 가압하게 되는데 물에 가하는 압력과 혼합 펌프부(1)에 흡인되는 산소의 양을 조절함으로써 마이크로 버블수의 생성을 조절함과 동시에 혼합 탱크부(2)로 생성된 마이크로 버블수를 송수할 수 있게 된다. As described above, the mixing pump unit 1 may generate microbubbles by injecting oxygen into water to generate microbubble water. At this time, the mixing pump unit 1 pressurizes water at the same time. By controlling the pressure applied to the water and the amount of oxygen sucked into the mixing pump unit 1, the
혼합 탱크부(2)는 상기 혼합 펌프부(1)로부터 공급된 마이크로 버블수에 산소를 추가하면서 가압 및 혼합함으로써 나노 버블수를 생성하는 구성이다. 혼합 탱크부(2)는 내측에 마이크로 버블수와 산소가 혼합되면서 나노 버블수가 생성되기 위한 내측 공간(21)이 형성되고, 생성된 나노 버블수를 외부로 토출시키기 위한 나노 버블수 토출관(22)이 구비될 수 있다.The
혼합 탱크부(2)는 흡입관(41)과 연통되어 생성된 나노 버블수의 일부를 혼합 펌프부(1)로 이동시키는 순환관(43)과 혼합 펌프부(1)와 연통되어 혼합 펌프부(1)로부터 생성된 마이크로 버블수를 혼합 탱크부(2)로 이동시키는 마이크로 버블수 이동관(42)을 구비할 수 있다.The
이때, 나노 버블수가 효과적으로 생성되기 위해 혼합 펌프부(1)로부터 이동된 마이크로 버블수는 도 2에 도시된 바와 같이, 혼합 탱크부(2)의 상부로 투입되어 회전하면서 하부로 이동되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the microbubble water moved from the mixing pump unit 1 to effectively generate the nanobubble water is introduced into the upper part of the
이를 위해, 순환관(43)과 마이크로 버블수 이동관(42)은 도 1에 도시된 바와 같이, 혼합 탱크부(2)의 양측면에 이격되어 배열되고, 마이크로 버블수 이동관(42)은 순환관(43)에 비해 상측에서 혼합 탱크부(2)와 연결되는 것이 바람직하다. 즉, 순환관(43)과 마이크로 버블수 이동관(42)은 서로 맞은편에서 마주보되, 서로 높낮이는 다르며, 마이크로 버블수 이동관(42)은 순환관(43)에 비해 상측에 위치할 수 있다. 이때, 혼합 탱크부(2)와 연결되는 마이크로 버블수 이동관(42)은 마이크로 버블수 이동관(42)의 구성 중 후술하는 바와 같이, 마이크로 버블수 공급관(422)일 수 있다. 이처럼 마이크로 버블수 이동관(42)의 구성중 마이크로 버블수 공급관(422)과 순환관(43)이 도 2에 도시된 바와 같이 양측면에 이격되어 설치됨으로써 마이크로 버블수를 도 1처럼 일방향으로 선회하도록 힘을 가할 수 있다. 마이크로 버블수가 이처럼 선회하면서 마이크로 버블이 더 분쇄되어 나노 버블이 생성될 수 있게 된다.To this end, the
마이크로 버블수 이동관(42)은 도 1에 도시된 바와 같이, 혼합 펌프부(1)로부터 상향 연장되는 상향관(421), 상향관(421)의 최상단에서 두 방향으로 분기되는 분기점(424), 분기점(424)으로부터 혼합 탱크부(2)로 연장되는 마이크로 버블수 공급관(422) 및 분기점(424)으로부터 외측으로 연장되어 마이크로 버블수의 일부를 토출시키는 마이크로 버블수 토출관(423)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이처럼, 상향관(421)을 구비함으로써, 마이크로 버블수 공급관(422)이 혼합 탱크부(2)와 결합되는 위치는 순환관(43)에 비해 상대적으로 상측에 위치할 수 있게 된다.As shown in FIG. 1, the microbubble
마이크로 버블수 토출관(423)은 상기 분기점(424)으로부터 외측으로 연장되므로, 마이크로 버블수를 이용하고자 할 때 토출하여 이용할 수 있다.Since the microbubble
상기 각 관은 필요에 따라 밸브(5)를 포함할 수 있다. 바람직하게는 순환관(43)과 마이크로 버블 공급관, 마이크로 버블 토출관은 솔레노이드 밸브를 포함하고, 상향관(421)은 체크 밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.Each tube may include a
순환관(43)과 마이크로 버블 공급관, 마이크로 버블 토출관은 필요에 따라 관로를 개폐하여 유량을 조절하여야 할 필요가 있기 때문에 솔레노이드 밸브를 이용하여 조절하는 것이 바람직하고, 상향관(421)은 관내에서 물이 역류하는 것을 방지하기 위해 체크 밸브인 것이 바람직하다. 다만, 밸브(5)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 다른 종류의 밸브(5)가 채용될 수 있다.Since the
전술한 바와 같이, 마이크로 버블수는 혼합 탱크부(2)의 내측 공간(21)에서 회전하면서 상부로부터 하부로 하강하면서 나노 버블수로 변하는데, 아래에서 생성된 나노 버블수를 외부로 토출시키기 위해 나노 버블수 토출관(22)은 도 1에 도시된 바와 같이, 혼합 펌프부(1) 내측 저면으로부터 상향 연장되어 외부와 연통되도록 구성될 수 있다.As described above, the microbubble water is changed into nanobubble water while descending from the top to the bottom while rotating in the
나노 버블수 토출관(22)에는 필요에 따라 감압 밸브(미도시)가 더 설치될 수 있다. 감압 밸브는 나노 버블수 토출관(22)을 통해 배출되는 나노 버블수의 압력을 바람직하게는 5 내지 10 bar로 조절할 수 있다. 이와 같이 감압 밸브를 조절함으로써 마이크로 버블수와 나노 버블수의 토출량 또는 토출비를 제어하거나 나노 버블의 사이즈를 조절할 수 있다. 여기서 1bar는 1.019716kgf/cm2에 대응되는 압력의 단위이다.A pressure reducing valve (not shown) may be further installed in the nanobubble
이때, 생성된 나노 버블수는 일부는 나노 버블수 토출관(22)을 통해 외부로 토출되나, 일부는 순환관(43)을 통해 혼합 펌프부(1)로 되돌아갈 수 있다.At this time, a part of the generated nano-bubble water is discharged to the outside through the nano-bubble
이때 순환관(43)을 통해 혼합 펌프부(1)로 되돌아간 나노 버블수는 혼합 펌프부(1)에서 다시금 혼합되어 마이크로 버블수 공급관(422)을 통해 다시 혼합 탱크부(2)로 공급되고, 전체적으로 순환될 수 있다. 필요에 따라 나노 버블수가 순환되지 아니하도록 하기 위해서는 전술한 바와 같이 구비된 밸브(5)를 이용할 수 있음은 자명하다.At this time, the nanobubble water returned to the mixing pump unit 1 through the
혼합 탱크부(2) 내에서 마이크로 버블수가 회전, 혼합될 때 후술하는 바와 같이 수위에 따라 순환여부 및 압력을 조절할 수 있는데, 이를 위해 혼합 탱크부(2)는 수위센서를 더 포함하여 이루어질 수 있다.When the microbubble water is rotated and mixed in the
산소 탱크부(3)는 혼합 펌프부(1)와 혼합 탱크부(2)에 공급하기 위한 산소가 저장되는 구성이다. 제1 고압호스(31)는 혼합 펌프부(1)에 산소를 공급하기 위한 구성이고, 제2 고압호스(32)는 혼합 탱크부(2)에 산소를 공급하기 위한 구성이다. 이때, 제2 고압호스(32)는 혼합 탱크부(2)의 상면에 별도로 형성된 산소 투입공(23)에 연통되서 산소를 공급할 수 있다. 이때, 제1 고압호스(31)에는 혼합 펌프부(1)로 공급되는 산소의 양을 조절하여 나노 버블과 마이크로 버블의 양을 조절할 수 있는 밸브가 더 구비될 수 있다.The
각 고압호스는 필요에 따라 압력게이지와 조정기가 부착되어 적당량의 산소와 압력을 공급할 수 있다. 또한, 각 고압호스에는 밸브(5), 바람직하게는 솔레노이드 밸브가 구비되어 산소의 공급을 조절할 수 있다. 이때, 산소 탱크부(3)에서 공급되는 산소는 순수한 산소뿐만 아니라, 산소가 주로 포함된 공기일 수도 있을 것이다. 또한, 필요에 따라 산소가 포함되지 않은 질소나 탄소일 수도 있으므로 산소의 포함이 필수적인 것은 아니다. 따라서, 본 명세서에서 산소로 지칭되는 것은 반드시 산소 내지 산소가 포함된 기체만으로 한정되지는 않으며, 산소가 포함되지 아니한 기체일 수도 있고 이는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 변경 가능할 것이므로 상세한 설명은 생략한다.Each high-pressure hose is equipped with a pressure gauge and a regulator as necessary to supply an appropriate amount of oxygen and pressure. In addition, each high-pressure hose is provided with a
본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치는 혼합 펌프부(1), 혼합 탱크부(2), 산소 탱크부(3) 및 기타 구성 요소의 상대적 위치나 배열, 크기 등이 조절되어 밀접한 관계를 가져야 하므로 이하, 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치의 바람직한 일 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.In the nanobubble water generating apparatus according to the present invention, the relative position, arrangement, size, etc. of the mixing pump unit 1, the
본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치는 혼합 펌프부(1), 혼합 탱크부(2), 산소 탱크부(3)로 이루어진다.The nanobubble water generating apparatus according to the present invention includes a mixing pump unit 1 , a
혼합 탱크부(2)의 저면으로부터 전체 높이의 3/4, 1/2과 1/4에 해당하는 위치에 수위센서가 각각 구비된다. 나노 버블수 토출관(22)은 혼합 탱크부(2)의 저면으로부터 이격되어 위치하고 상향 연장되어 혼합 탱크부(2)의 최상단면을 통과하여 외부와 연통된다. 나노 버블수 토출관(22)의 최하단의 흡입구(221)가 형성되고, 흡입구(221)보다 상대적으로 상측의 혼합 탱크부(2) 일 측면에 순환관(43)이 연결된다.Water level sensors are provided at positions corresponding to 3/4, 1/2 and 1/4 of the total height from the bottom of the
순환관(43)은 혼합 탱크부(2)로부터 연장되어 흡입관(41)과 연결되고, 흡입관(41)은 외부로부터 혼합 펌프부(1)로 연결된다. 이때, 순환관(43)은 솔레노이드 밸브를 구비한다. 순환관(43)이 연결된 흡입관(41)은 혼합 펌프부(1)로 연결되어 흡입관(41)을 통해 유입된 물과, 순환관(43)을 통해 유입된 나노 버블수를 혼합 펌프부(1)로 공급한다.The
혼합 펌프부(1)는 5 내지 6개의 혼합 펌프가 다단으로 배열된 구조이며, 마지막 단의 혼합 펌프는 믹서 임펠라를 포함한 혼합 펌프이며, 나머지 단은 흡입 임펠러를 포함한 혼합 펌프이다.The mixing pump unit 1 has a structure in which 5 to 6 mixing pumps are arranged in multiple stages, the mixing pump of the last stage is a mixing pump including a mixer impeller, and the other stage is a mixing pump including a suction impeller.
혼합 펌프의 상면에는 상향관(421)이 연결되어 상향 연장된다. 이때 상향관(421)에는 체크 밸브가 구비되어 마이크로 버블수의 역류를 방지한다. 상향관(421)은 혼합 탱크부(2)의 40 내지 60%의 높이에 해당되는 높이까지 상향 연장되고 최상단에서 두 방향으로 분기되는 분기점(424)이 형성된다. 분기점(424)을 기준으로 일측은 혼합 탱크부(2)로 연장되는 마이크로 버블수 공급관(422)이 형성되고, 타측으로는 외부를 향해 마이크로 버블수 토출관(423)이 형성된다. 이때, 마이크로 버블수 공급관(422)은 혼합 탱크부(2)로 연장되어 연결되되, 순환관(43)보다 상대적으로 상측에 위치하고, 순환관(43)의 반대쪽 측면에 위치하여 서로 마주보는 방향으로 배열된다. 이때, 마이크로 버블수 공급관(422)과 마이크로 버블수 토출관(423)은 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어진다. 솔레노이드 밸브를 이용하여 마이크로 버블수를 외부로 토출하는 것과 혼합 탱크부(2)에 마이크로 버블수를 공급하는 양과 속도를 조절할 수 있다.An
산소 탱크부(3)는 혼합 탱크부(2) 및 혼합 펌프부(1)와 이격되도록 위치하되, 제1 고압호스(31)를 통해 혼합 펌프부(1)와 연결되고, 제2 고압호스(32)를 통해 혼합 탱크부(2)와 연결된다. 이때, 제1, 2 고압호스는 압력게이지와 조정기 및 솔레노이드 밸브가 부착된다.The
제2 고압호스(32)는 혼합 탱크부(2)의 상면에 연결되는데, 혼합 탱크부(2)의 상면에는 제2 고압호스(32)를 통해 공급되는 산소가 투입되는 산소 투입공(23)이 형성되고, 필요에 따라 복수개 형성될 수 있다.The second high-
상기 바람직한 일 실시예에 따른 나노버블 생성장치의 작동에 대해 살펴보면, 물이 혼합 탱크부(2)의 3/4 정도 저류되면 수위 센서가 이를 감지하고, 자동으로 또는 신호를 사용자에게 송출하여 각 관의 솔레노이드 밸브를 적절히 개방하여 물을 순환시키면서 혼합 펌프부(1)를 통해 물에 가하는 압력을 증압시킨다. 이를 통해, 마이크로 버블수를 더 믹싱할 수 있다.Looking at the operation of the nanobubble generating device according to the preferred embodiment, when water is stored about 3/4 of the
이와는 반대로, 혼합 탱크부(2)의 1/4 정도에 이르도록 배수된 경우 솔레노이드 밸브를 적절이 조절하여, 더욱 자세하게는 순환관(43)에 구비된 솔레노이드 밸브를 잠가 물의 순환을 억제하고, 외부의 물을 흡입하여 공급하게 된다.On the contrary, when the water is drained to about 1/4 of the
물이 혼합 탱크부(2)의 1/2 정도에 이르게 되면 구비된 수위 센서에 이를 감지하여 혼합 탱크부(2)의 산소공급이 개방되고 즉, 제1, 2 고압호스에 연결된 솔레노이드 밸브가 개방되어 산소가 공급되고, 물이 3/4 정도 차면 닫히게 된다. 이때, 혼합 탱크부(2)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 에어쿠션의 방식으로 8 내지 12kgf/cm2 의 압력만큼 가압되고, 혼합 펌프부(1)에는 3 내지 5 kgf/cm2의 압력으로 산소가 공급될 수 있다. 요컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 산소가 혼합 탱크부(2)에 공급되면 수면의 상면에서 화살표 방향으로 가압되어 에어쿠션이 형성되는데, 이 때, 산소 탱크부(3)의 압력을 그대로 사용하게 된다. 바람직한 일 실시예에 의할 경우, 산소 탱크부(3)의 압력은 100 내지 140kg/cm2로 조절될 수 있다.When the water reaches about 1/2 of the
이를 통해, 물이 저류될수록 공기층의 압력이 증가하고 포화상태가 되어 더 이상 물속의 공기방울은 수면으로 올라가지 않고 회전에 의해 쪼개지고, 압력을 받아 압축되어 버블이 점점 작아져 결국 나노 버블로 변모하게 된다. 이렇게 점차 작아지는 나노 버블은 최하단으로 밀려 내려가 나노 버블수 토출관(22)의 흡입구(221)를 통해 흡입되고, 감압되며 순도 높은 나노 버블수가 토출될 수 있다.Through this, as the water is stored, the pressure of the air layer increases and becomes saturated. The air bubbles in the water no longer rise to the surface, but are split by rotation, compressed under pressure, and eventually transformed into nano bubbles. do. The nano-bubbles that gradually decrease in this way are pushed down to the bottom and sucked through the suction port 221 of the nano-bubble
이하, 나노 버블수가 생성되는 과정을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치 내의 유체 흐름 방향을 개략적으로 표현한 회로도이고, 도 4는 본 발명에 따른 나노 버블수 생성 장치를 통해 나노 버블수를 생성하는 과정을 개략적으로 표현한 도면이다.Hereinafter, a process of generating nanobubble water will be described with reference to FIGS. 3 and 4 . 3 is a circuit diagram schematically illustrating the flow direction of a fluid in the nanobubble water generating device according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic representation of the process of generating nanobubble water through the nanobubble water generating device according to the present invention. .
(a) 먼저, 흡입관(41)을 통해 물을 흡입한다.(a) First, water is sucked through the
(b-1) 혼합 펌프부(1)에서 기체를 공급받아 가압하여 마이크로 버블수를 생성하고 공급한다.(b-1) Gas is supplied from the mixing pump unit 1 and pressurized to generate and supply microbubble water.
(b-2) 필요에 따라 마이크로 버블수의 일부를 위부로 토출한다.(b-2) If necessary, a part of the microbubble water is discharged to the stomach.
(c) b-1 단계로부터 공급된 마이크로 버블수를 혼합 탱크부(2)로 이송한다.(c) The microbubble water supplied from step b-1 is transferred to the
(d) 혼합 탱크부(2)로 공급된 마이크로 버블수에 산소와 압력을 공급한다.(d) Oxygen and pressure are supplied to the microbubble water supplied to the
(e) 나노 버블수를 생성한다.(e) Nanobubble water is generated.
(f-1) 순환관(43)을 통해 수위에 따라 일부의 나노 버블수를 혼합 펌프부(1)(a와 b-1 사이 단계)로 이송시킨다.(f-1) Some of the nanobubble water is transferred to the mixing pump unit 1 (step between a and b-1) according to the water level through the
(f-2) 나노 버블수 토출관(22)을 통해 나노 버블수를 외부로 토출한다.(f-2) The nano-bubbled water is discharged to the outside through the nano-bubbled
이상, 도면을 참조하여 바람직한 실시예와 함께 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 이러한 도면과 실시예로 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형예 또는 균등한 범위의 실시예가 존재할 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 기술적 사상의 권리범위는 청구범위에 의해 해석되어야 하고, 이와 동등하거나 균등한 범위 내의 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.Above, the present invention has been described in detail with preferred embodiments with reference to the drawings, but the scope of the technical idea of the present invention is not limited to these drawings and examples. Accordingly, various modifications or equivalent ranges of embodiments may exist within the scope of the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the technical idea according to the present invention should be interpreted by the claims, and the technical idea within the equivalent or equivalent scope should be interpreted as belonging to the scope of the present invention.
1: 혼합 펌프부
41: 흡입관
2: 혼합 탱크부
42: 마이크로 버블수 이동관
21: 내측 공간
421: 상향관
22: 나노 버블수 토출관
422: 마이크로 버블수 공급관
221: 흡입구
423: 마이크로 버블수 토출관
23: 산소 투입공
424: 분기점
3: 산소 탱크부
43: 순환관
31: 제1 고압호스
5: 밸브
32: 제2 고압호스1: mixing pump unit 41: suction pipe
2: mixing tank part 42: microbubble water transfer pipe
21: inner space 421: upward pipe
22: nano bubble water discharge pipe 422: micro bubble water supply pipe
221: suction port 423: micro bubble water discharge pipe
23: oxygen inlet 424: branch point
3: oxygen tank part 43: circulation pipe
31: first high-pressure hose 5: valve
32: second high-pressure hose
Claims (12)
상기 혼합 펌프부(1)로부터 공급된 마이크로 버블수에 산소를 혼합하여 나노 버블수를 생성하기 위한 내측 공간(21);이 형성되고, 상기 생성된 나노 버블수를 외부로 토출시키기 위한 나노 버블수 토출관(22);이 구비된 혼합 탱크부(2); 및
상기 혼합 펌프부(1) 및 혼합 탱크부(2)에 산소를 공급하기 위한 산소 탱크부(3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
a mixing pump unit (1) for mixing oxygen with water supplied through the suction pipe (41) from the outside to generate microbubble water, and supplying the microbubble water by applying pressure;
An inner space 21 for generating nanobubble water by mixing oxygen with the microbubble water supplied from the mixing pump unit 1; is formed, and nanobubble water for discharging the generated nanobubble water to the outside Discharge pipe (22); having a mixing tank unit (2); and
and an oxygen tank unit (3) for supplying oxygen to the mixing pump unit (1) and the mixing tank unit (2).
상기 혼합 펌프부(1)는,
5 또는 6단의 혼합 펌프로 이루어지는 다단 펌프인 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
According to claim 1,
The mixing pump unit 1 is
Nanobubble water generating device, characterized in that it is a multistage pump consisting of a 5 or 6 stage mixing pump.
상기 혼합 펌프부(1)는,
믹서 임펠라를 포함한 펌프가 마지막단에 배열되는 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
3. The method of claim 2,
The mixing pump unit 1 is
A nanobubble water generating device, characterized in that a pump including a mixer impeller is arranged at the last stage.
상기 혼합 탱크부(2)는,
상기 흡입관(41)과 연통되어 생성된 나노 버블수의 일부를 혼합 펌프부(1)로 이동시키는 순환관(43);과
상기 혼합 펌프부(1)와 연통되어 혼합 펌프부(1)로부터 생성된 마이크로 버블수를 혼합 탱크부(2)로 이동시키는 마이크로 버블수 이동관(42);을 구비하는 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
According to claim 1,
The mixing tank part (2),
A circulation pipe 43 for moving a part of the nanobubble water generated in communication with the suction pipe 41 to the mixing pump unit 1; and
Nanobubble water comprising a; microbubble water transfer pipe 42 communicating with the mixing pump unit 1 to move the microbubble water generated from the mixing pump unit 1 to the mixing tank unit 2 generating device.
상기 순환관(43)과 마이크로 버블수 이동관(42)은,
상기 혼합 탱크부(2)의 양측면에 이격되어 배열된 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성장치.
5. The method of claim 4,
The circulation pipe 43 and the microbubble water moving pipe 42 are,
Nanobubble water generating device, characterized in that spaced apart from both sides of the mixing tank (2).
상기 마이크로 버블수 이동관(42)은,
혼합 펌프부(1)로부터 상향 연장된 상향관(421);
상기 상향관(421)의 최상단에서 두 방향으로 분기되는 분기점(424);
상기 분기점(424)으로부터 혼합 탱크부(2)로 연장되는 마이크로 버블수 공급관(422); 및
상기 분기점(424)으로부터 외측으로 연장되어 마이크로 버블수의 일부를 토출시키는 마이크로 버블수 토출관(423);을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
5. The method of claim 4,
The microbubble water transfer tube 42,
an upward pipe 421 extending upward from the mixing pump unit 1;
a bifurcation point 424 branching in two directions from the uppermost end of the upward pipe 421;
a microbubble water supply pipe 422 extending from the branch point 424 to the mixing tank part 2; and
and a microbubble water discharge pipe (423) extending outwardly from the branch point (424) to discharge a part of the microbubble water.
상기 각 관중 적어도 하나 이상은 밸브(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
7. The method according to any one of claims 4 to 6,
At least one or more of the respective tubes comprises a valve (5).
상기 밸브(5)는 솔레노이드 밸브 또는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
8. The method of claim 7,
The valve (5) is a nano-bubble water generating device, characterized in that a solenoid valve or a check valve.
상기 나노 버블수 토출관(22)은,
혼합 펌프부(1) 내측 저면으로부터 상향 연장되어 외부와 연통되는 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
According to claim 1,
The nano-bubble water discharge pipe 22,
Nanobubble water generating device, characterized in that it extends upward from the inner bottom surface of the mixing pump unit 1 and communicates with the outside.
상기 혼합 탱크부(2)는,
내측 공간(21)의 수위를 측정하는 수위센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
According to claim 1,
The mixing tank part (2),
Nanobubble water generating device, characterized in that it further comprises a water level sensor for measuring the water level in the inner space (21).
상기 산소 탱크부(3)는,
상기 혼합 펌프부(1)에 산소를 공급하기 위한 제1 고압호스(31);를 구비한 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
According to claim 1,
The oxygen tank part 3,
and a first high-pressure hose (31) for supplying oxygen to the mixing pump unit (1).
상기 산소 탱크부(3)는,
상기 혼합 탱크부(2)에 산소를 공급하기 위한 제2 고압호스(32);를 더 포함하고,
상기 제2 고압호스(32)는 상기 혼합 탱크부(2)의 상면에 형성된 산소 투입공(23);과 연통되는 것을 특징으로 하는 나노 버블수 생성 장치.
According to claim 1,
The oxygen tank part 3,
A second high-pressure hose (32) for supplying oxygen to the mixing tank (2); further comprising,
The second high-pressure hose (32) is an oxygen input hole (23) formed on the upper surface of the mixing tank (2); Nanobubble water generating device, characterized in that in communication with.
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---|---|---|---|---|
KR20230067943A (en) * | 2021-11-10 | 2023-05-17 | 주식회사 영원코퍼레이션 | Soda water maker and method for producing soda water |
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JP2006263641A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Toyobo Engineering Kk | Gas dissolution method and its apparatus |
JP2015186781A (en) * | 2014-03-26 | 2015-10-29 | トスレック株式会社 | Nano-bubble manufacturing apparatus |
KR20190031012A (en) | 2017-09-15 | 2019-03-25 | 주식회사 이앤에이치 | Device for producing nano-bubble water |
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- 2019-12-23 KR KR1020190173344A patent/KR102315756B1/en active IP Right Grant
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E701 | Decision to grant or registration of patent right |