KR20210114243A - Apparatus for generating nano bubble - Google Patents

Apparatus for generating nano bubble Download PDF

Info

Publication number
KR20210114243A
KR20210114243A KR1020200029692A KR20200029692A KR20210114243A KR 20210114243 A KR20210114243 A KR 20210114243A KR 1020200029692 A KR1020200029692 A KR 1020200029692A KR 20200029692 A KR20200029692 A KR 20200029692A KR 20210114243 A KR20210114243 A KR 20210114243A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bottleneck
housing
flow
sectional area
present
Prior art date
Application number
KR1020200029692A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102492887B1 (en
Inventor
김종민
이정일
허한솔
Original Assignee
중앙대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 중앙대학교 산학협력단 filed Critical 중앙대학교 산학협력단
Priority to KR1020200029692A priority Critical patent/KR102492887B1/en
Publication of KR20210114243A publication Critical patent/KR20210114243A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102492887B1 publication Critical patent/KR102492887B1/en

Links

Images

Classifications

    • B01F3/04099—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2373—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media for obtaining fine bubbles, i.e. bubbles with a size below 100 µm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2376—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media characterised by the gas being introduced
    • B01F23/23761—Aerating, i.e. introducing oxygen containing gas in liquids
    • B01F23/237612—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
    • B01F25/3123—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof with two or more Venturi elements
    • B01F5/0418—
    • B01F2003/04858—
    • B01F2003/04879—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/48—Mixing water in water-taps with other ingredients, e.g. air, detergents or disinfectants
    • B01F2215/008—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)

Abstract

The present invention relates to a device for generating a microbubble. The present invention may comprise: a housing wherein a fluid comprising a gas flows therein; and a bottleneck housing disposed so as to be connected between the housing, wherein a bottleneck having a relatively small flow cross-sectional area is formed at the front and rear ends connected to the housing. Therefore, the present invention is capable of allowing a versatility of the device for generating the microbubble to be increased.

Description

미세버블 생성 장치{APPARATUS FOR GENERATING NANO BUBBLE}Micro-bubble generator {APPARATUS FOR GENERATING NANO BUBBLE}

본 발명은 미세버블 생성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체 내에서 미세버블을 생성하기 위한 미세버블 생성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for generating microbubbles, and more particularly, to an apparatus for generating microbubbles in a fluid.

최근, 일반적인 물보다 용존기체량이 높은 물이 제조되고 있는데, 일 예로 축사 등에서 나오는 오폐수를 정화하는 공정에서 사용하기도 하며 양식장에서 어류에게 산소(기체, 버블)를 공급하기 위한 용도로 용존산소량이 높은 산소(기체, 버블)수가 주로 사용되어 왔다.Recently, water with a higher dissolved gas content than general water is being manufactured. For example, it is used in the process of purifying wastewater from livestock, etc., and is used for supplying oxygen (gas, bubble) to fish in aquaculture. Oxygen with a high dissolved oxygen content (gas, bubble) water has been mainly used.

상기 산소수는 동물이나 사람이 음용할 경우 체내에 흡수가 빠르고 신진대사가 활발해지며 각종 병충해에 대해 면역력이 강해지는 등의 많은 효과가 있어 축산농가뿐만 아니라 일반 가정이나 회사에서 쓰는 정수기에도 이러한 산소수를 적용하는 경우가 많아졌다.When consumed by animals or humans, the oxygen water has many effects such as fast absorption into the body, active metabolism, and strengthening immunity against various diseases and pests. has been applied more often.

또한, 식물의 경우에는 토양의 환경을 개선하고 잎이나 뿌리 등에 직접적으로 산소를 공급하여 보다 튼튼하게 생장하면서 병충해에 강해져 생산량이 증가하는 효과를 가져오고 있다. 상기와 같은 이유로 산소(기체, 버블)수를 제조하기 위해 다양한 방법 및 장치들이 제공되었다.In addition, in the case of plants, the soil environment is improved, and oxygen is directly supplied to the leaves or roots, so that they grow stronger and become stronger against diseases and diseases, thereby increasing production. For the above reasons, various methods and apparatuses have been provided for producing oxygen (gas, bubble) water.

그러나, 종래의 버블 생성 장치의 경우 낮은 압력 및 유량 조건에서는 원하는 만큼의 미세버블을 생성하기 어려울 뿐만 아니라 짧은 시간에 원하는 용존기체량을 얻기 어려운 문제가 있었다. However, in the case of the conventional bubble generating apparatus, it is difficult to generate a desired amount of fine bubbles under low pressure and flow rate conditions, and there is a problem in that it is difficult to obtain a desired amount of dissolved gas in a short time.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0040134호(2015.04.14)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0040134 (2015.04.14)

본 발명은 낮은 압력 및 유량 조건에서도 미세버블의 생성이 충분하여 일반 가정에서도 적용 가능한 미세버블 생성 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an apparatus for generating microbubbles that is applicable even in general households because the generation of microbubbles is sufficient even under low pressure and flow conditions.

또한, 본 발명은 장시간 생성되는 순환형의 오랜 생성시간을 단축하여 직수 타입의 장치에서 미세버블의 생성 시간을 줄일 수 있는 미세버블 생성 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an apparatus for generating microbubbles capable of reducing the generation time of microbubbles in a direct-water type apparatus by shortening the long generation time of a circulation type that is generated for a long time.

또한, 본 발명은 이중 병목부를 가진 구조를 통하여 강한 전단력에 의해 초미세버블을 효과적으로 생성시킬 수 있는 미세버블 생성 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a microbubble generating apparatus capable of effectively generating ultrafine bubbles by strong shearing force through a structure having a double bottleneck.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 의한 미세버블 생성 장치는 내부에 기체를 포함하는 유체가 흐르는 하우징; 및 상기 하우징의 사이를 연결하도록 배치되고, 상기 하우징과 연결되는 전단 및 후단에 상대적으로 유동 단면적이 작은 병목부가 형성되는 병목 하우징을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the apparatus for generating microbubbles according to the present invention includes: a housing through which a fluid containing a gas flows therein; and a bottleneck housing which is disposed to connect between the housings, and in which a bottleneck having a relatively small flow cross-sectional area is formed at front and rear ends connected to the housing.

상기 병목 하우징은 전체 유동 단면적에 비하여 상대적으로 유동 단면적이 작게 형성되는 입구 병목부 및 출구 병목부를 포함할 수 있다.The bottleneck housing may include an inlet bottleneck and an outlet bottleneck in which a flow cross-sectional area is relatively small compared to a total flow cross-sectional area.

상기 병목 하우징은, 상기 입구 병목부부터 중간까지 유동 단면적이 증가하는 제1 유동부; 및 상기 제1 유동부부터 상기 출구 병목부로 갈수록 유동 단면적이 감소하는 제2 유동부를 포함할 수 있다.The bottleneck housing may include: a first flow portion in which a flow cross-sectional area increases from the inlet bottleneck to the middle; and a second flow part whose flow cross-sectional area decreases from the first flow part toward the outlet bottleneck.

상기 제1 유동부 및 제2 유동부는 중간지점에 대하여 서로 대칭되게 배치될 수 있다. The first flow part and the second flow part may be disposed symmetrically with respect to the midpoint.

상기 제1 유동부 및 제2 유동부의 외면은 직선형으로 형성될 수 있다.External surfaces of the first flow part and the second flow part may be formed in a straight shape.

상기 제1 유동부 및 제2 유동부의 외면은 곡선형으로 형성될 수 있다.External surfaces of the first and second flow parts may be formed in a curved shape.

상기 제1 유동부 및 제2 유동부의 외면은 전단에서 후단으로 갈수록 볼록 또는 오목하게 형성되는 곡선형일 수 있다.The outer surfaces of the first flow part and the second flow part may have a curved shape that is convex or concave from the front end to the rear end.

상기 병목 하우징은 유체의 유동방향을 따라 복수개가 직렬로 배치될 수 있다.A plurality of bottleneck housings may be disposed in series along the flow direction of the fluid.

상기 병목 하우징은 유체의 유동방향을 따라 복수개가 직렬로 배치되되, 그 사이에는 상기 하우징이 배치될 수 있다.A plurality of bottleneck housings are disposed in series along the flow direction of the fluid, and the housing may be disposed therebetween.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 의한 미세버블 생성 장치는 내부에 기체를 포함하는 유체가 흐르는 하우징을 포함하되, 상기 하우징에는 상대적으로 유동 단면적이 작은 2개의 이중 병목부가 각각 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the apparatus for generating microbubbles according to the present invention includes a housing through which a fluid containing gas flows therein, and two double bottlenecks having a relatively small flow cross-sectional area may be formed in the housing, respectively. have.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 낮은 압력 및 유량 조건에서도 미세버블의 생성이 충분하여 일반 가정에서도 적용이 가능하기 때문에 미세버블 생성 장치의 범용성이 높아질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, since the generation of microbubbles is sufficient even at low pressure and flow rate conditions, it can be applied even in general households, so that the versatility of the microbubble generating apparatus can be increased.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 장시간 생성되는 순환형의 오랜 생성시간을 단축하여 직수 타입의 장치에서 미세버블의 생성 시간을 줄일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the generation time of microbubbles in the direct water type device by shortening the long generation time of the circulation type that is generated for a long time.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이중 병목부를 가진 구조를 통하여 강한 전단력에 의해 초미세버블을 효과적으로 생성시킬 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to effectively generate ultra-fine bubbles by a strong shear force through the structure having a double bottleneck.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성 장치를 보인 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세버블 생성 장치를 보인 도면.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 미세버블 생성 장치를 보인 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 미세버블 생성 장치를 직렬 방향으로 배치한 일 예를 보인 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 미세버블 생성 장치를 직렬 방향으로 배치한 다른 예를 보인 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성 장치를 종래의 벤츄리관 형태와 비교한 도면.
도 7은 도 6에 도시된 미세버블 생성 장치의 유체 흐름 속도를 분석한 것을 보인 도면. 1 is a view showing an apparatus for generating microbubbles according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an apparatus for generating microbubbles according to another embodiment of the present invention.
3 is a view showing an apparatus for generating microbubbles according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing an example in which a plurality of microbubble generating apparatuses are arranged in a serial direction according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing another example in which a plurality of microbubble generating apparatuses are arranged in a serial direction according to an embodiment of the present invention.
6 is a view comparing the microbubble generating apparatus according to an embodiment of the present invention with a conventional venturi tube type.
7 is a view showing an analysis of the fluid flow rate of the microbubble generating device shown in FIG. 6 .

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 본 발명에 의한 미세버블 생성 장치의 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of an apparatus for generating microbubbles according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and A duplicate description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성 장치를 보인 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세버블 생성 장치를 보인 도면이며, 도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 미세버블 생성 장치를 보인 도면이다.1 is a view showing an apparatus for generating microbubbles according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing an apparatus for generating microbubbles according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention It is a diagram showing an apparatus for generating microbubbles according to an example.

이에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 의한 미세버블 생성 장치는 내부에 기체를 포함하는 유체가 흐르는 하우징(10); 및 상기 하우징(10)의 사이를 연결하도록 배치되고, 상기 하우징(10)과 연결되는 전단 및 후단에 상대적으로 유동 단면적이 작은 병목부(26,28)가 형성되는 병목 하우징(20)을 포함할 수 있다. As shown, the apparatus for generating microbubbles according to the present invention includes: a housing 10 through which a fluid containing a gas flows therein; and a bottleneck housing 20 disposed to connect between the housing 10 and having bottleneck portions 26 and 28 having relatively small flow cross-sections formed at front and rear ends connected to the housing 10. can

하우징(10)은 미세버블 생성 장치의 전체적인 외관을 형성하는 것으로서, 유체의 유동방향을 따라 관 형상, 직육면체 형상 등 다양한 형상으로 만들어질 수 있다. 하우징(10)은 미세버블을 생성할 수 있는 용기로서, 직수형 정수기, 워터탱크 등 용도에 따라 다양한 형태로 제공될 수 있다. 또한, 하우징(10)의 내부로 유입되는 유체는 물을 비롯한 다양한 것들이 사용될 수 있다. The housing 10 forms the overall appearance of the microbubble generating device, and may be formed in various shapes such as a tubular shape, a rectangular parallelepiped shape, and the like along the flow direction of the fluid. The housing 10 is a container capable of generating microbubbles, and may be provided in various forms depending on the purpose, such as a direct water purifier, a water tank, and the like. In addition, various fluids including water may be used as the fluid flowing into the housing 10 .

한편, 하우징(10)의 이전에는 기체 및 액체 혼합물을 공급하는 장치가 배치될 수 있다. 기체 및 액체 혼합물 공급장치는 전기분해 장치(또는 이젝터, 다공성 멤브레인) 등의 미세버블을 공급할 수 있는 장치들을 포함하며, 유체(water)가 본 장치들을 통과하며 비교적 일정한 크기 분포의 미세버블을 포함한 기체 및 액체 혼합물이 생성될 수 있다. 상기 장치에서의 기체 공급은 산소, 수소, 질소, 오존 등의 선택적 기체 공급이 가능하다. 따라서, 공급하는 기체(산소, 수소, 질소, 오존 등)에 따라 다양한 미세버블의 생성 및 용해가 가능하다. Meanwhile, a device for supplying a gas and liquid mixture may be disposed before the housing 10 . The gas and liquid mixture supply device includes devices capable of supplying microbubbles such as an electrolysis device (or an ejector, a porous membrane), and a gas containing microbubbles of a relatively uniform size distribution through which a fluid (water) passes through the devices. and liquid mixtures. The gas supply in the device may be a selective gas supply of oxygen, hydrogen, nitrogen, ozone, and the like. Therefore, it is possible to generate and dissolve various microbubbles according to the supplied gas (oxygen, hydrogen, nitrogen, ozone, etc.).

이상에서 설명한 하우징(10)의 사이에는 이중 목(Dual Throat) 구조를 가진 병목 하우징(20)이 형성될 수 있다. 여기에서 병목 하우징(20)은 하우징(10)의 일부를 도 1에서와 같이 가공하여 형성할 수도 있고 관 형상의 하우징(10)의 사이에 별도로 제작된 병목 하우징(20)을 결합하여 형성할 수도 있다. 물론, 미세버블 생성 장치의 유동흐름을 원활하게 하고 장치의 완성도를 높이기 위해서는 하우징(10)과 병목 하우징(20)은 일체로 형성하는 것이 바람직할 것이다. A bottleneck housing 20 having a dual throat structure may be formed between the housings 10 described above. Here, the bottleneck housing 20 may be formed by processing a part of the housing 10 as in FIG. 1 , or may be formed by combining a separately manufactured bottleneck housing 20 between the tubular housings 10 . have. Of course, it would be preferable to form the housing 10 and the bottleneck housing 20 integrally in order to smooth the flow of the microbubble generating device and increase the completeness of the device.

병목 하우징(20)은 전체 유동 단면적에 비하여 상대적으로 유동 단면적이 작게 형성되는 입구 병목부(26) 및 출구 병목부(28)를 포함할 수 있다. 본 도면에서는 입구 병목부(26)의 유동 단면적과 출구 병목부(28)의 유동 단면적이 서로 동일한 것으로 도시하였으나 이에 제한되는 것은 아니고 유체의 유동 흐름 및 미세버블의 생성량 등에 따라 입구 병목부(26)와 출구 병목부(28)의 유동 단면적은 서로 다르게 형성될 수도 있다. 또한, 병목 하우징(20)의 전체적인 길이 및 경사각도 등도 다양하게 변경될 수 있음은 당연하다. The bottleneck housing 20 may include an inlet bottleneck 26 and an outlet bottleneck 28 in which a flow cross-sectional area is relatively small compared to an overall flow cross-sectional area. In this drawing, the flow cross-sectional area of the inlet bottleneck 26 and the flow cross-sectional area of the outlet bottleneck 28 are shown to be the same, but the present invention is not limited thereto. and the flow cross-sectional area of the outlet bottleneck 28 may be formed to be different from each other. In addition, it is natural that the overall length and inclination angle of the bottleneck housing 20 may be variously changed.

본 실시예에서는 병목 하우징(20)의 형태가 2개의 벤츄리 노즐을 직렬로 대칭 배치하여 이중 병목부(26,28)가 전단 및 후단에 형성하도록 하였다. 기본적으로 유체는 유동 단면적이 큰 곳에서 작은 곳을 지날 때 급격한 속도증가 및 압력강하로 인하여 캐비테이션(cavitation, 공동현상)에 의한 미세버블을 발생시킨다. In this embodiment, the bottleneck housing 20 has two venturi nozzles arranged symmetrically in series so that double bottlenecks 26 and 28 are formed at the front and rear ends. Basically, when a fluid passes from a place with a large flow cross-sectional area to a place with a small flow area, microbubbles are generated due to cavitation due to rapid velocity increase and pressure drop.

따라서, 유체가 입구 병목부(26)를 통과하게 되면 유동 단면적이 작아지기 때문에 1차적으로 캐비테이션에 의해 미세버블이 발생하게 된다. 이와 같이 미세버블을 포함한 유체는 병목 하우징(20)의 중간부로 갈수록 유동 단면적이 증가하는 구조를 가지기 때문에 유로의 중심부와 외곽부의 속도 구배가 극단적으로 형성되므로 강한 전단력이 발생하게 된다. 여기에서 발생한 전단력에 의해 미세버블이 포함된 유체가 잘개 쪼개지면서 초미세버블(nano bubble)이 효과적으로 생성될 수 있다. Therefore, when the fluid passes through the inlet bottleneck 26, the flow cross-sectional area becomes small, so that microbubbles are primarily generated by cavitation. As described above, since the fluid including the microbubbles has a structure in which the flow cross-sectional area increases toward the middle of the bottleneck housing 20, a velocity gradient at the center and the outer portion of the flow path is extremely formed, thereby generating a strong shear force. As the fluid containing microbubbles is split by the shear force generated here, ultrafine bubbles (nano bubbles) can be effectively created.

보다 구체적으로, 병목 하우징(20)은 입구 병목부(26)부터 중간까지 유동 단면적이 증가하는 제1 유동부(22); 및 제1 유동부(22)부터 출구 병목부(28)로 갈수록 유동 단면적이 감소하는 제2 유동부(24)를 포함할 수 있다. More specifically, the bottleneck housing 20 includes: a first flow portion 22 whose flow cross-sectional area increases from the inlet bottleneck portion 26 to the middle; and a second flow portion 24 whose flow cross-sectional area decreases from the first flow portion 22 toward the outlet bottleneck 28 .

제1 유동부(22)는 유동 단면적이 급격히 감소한 입구 병목부(26)부터 중간까지 유동 단면적이 증가하는 부분으로서, 전단에서 후단으로 갈수록 유동 단면적이 확대되는 형상을 가진다. 반대로 제2 유동부(24)는 유동 단면적이 증가한 중간부터 출구 병목부(28)까지 후단으로 갈수록 유동 단면적이 감소하는 형상을 가진다. 도 1에서와 같이 제1 유동부(22) 및 제2 유동부(24)는 실질적으로는 동일한 형상을 가지되 중간을 중심으로 서로 대칭되게 연결되는 형태일 수 있다. 물론, 이상에서는 제1 유동부(22) 및 제2 유동부(24)를 2개의 구성인 것으로 설명하였으나, 실질적으로는 2개의 벤츄리 노즐이 대칭으로 형성된 하나의 하우징 형태로 볼 수 있다. The first flow portion 22 has a shape in which the flow cross-sectional area increases from the inlet bottleneck 26 where the flow cross-sectional area is rapidly reduced to the middle, and the flow cross-sectional area increases from the front end to the rear end. Conversely, the second flow portion 24 has a shape in which the flow cross-sectional area decreases from the middle of the flow cross-sectional area to the rear end of the outlet bottleneck 28 . As shown in FIG. 1 , the first flow part 22 and the second flow part 24 may have substantially the same shape but be symmetrically connected to each other about the middle. Of course, in the above, the first flow part 22 and the second flow part 24 have been described as having two components, but in reality, the two venturi nozzles can be viewed as a single housing in which symmetrical shapes are formed.

한편, 제1 유동부(22) 및 제2 유동부(24)의 외면은 도 1에서와 같이 직선형으로 형성될 수 있다. 실질적으로는 제1 유동부(22) 및 제2 유동부(24)는 원뿔 형태로 만들어지게 된다. 추가적으로 제1 유동부(22) 및 제2 유동부(24)는 도 1에 도시된 형태에 제한되지 않고 다양한 형태로 만들어질 수 있다. Meanwhile, the outer surfaces of the first flow part 22 and the second flow part 24 may be formed in a straight line as shown in FIG. 1 . Substantially, the first flow portion 22 and the second flow portion 24 are made in a cone shape. Additionally, the first flow part 22 and the second flow part 24 are not limited to the shape shown in FIG. 1 and may be made in various shapes.

제1 유동부(22) 및 제2 유동부(24)의 외면은 도 2에서와 같이 곡선형으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 제1 유동부(22) 및 제2 유동부(24)의 외면은 전단에서 후단으로 갈수록 볼록 또는 오목하게 형성되는 곡선형일 수 있다. The outer surfaces of the first flow part 22 and the second flow part 24 may be formed in a curved shape as shown in FIG. 2 . More specifically, the outer surfaces of the first flow part 22 and the second flow part 24 may have a curved shape that is convex or concave from the front end to the rear end.

다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 미세버블 생성 장치의 배치 형태에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 미세버블 생성 장치를 직렬 방향으로 배치한 일 예를 보인 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 미세버블 생성 장치를 직렬 방향으로 배치한 다른 예를 보인 도면이다.Next, an arrangement form of the microbubble generating apparatus will be described with reference to FIGS. 4 and 5 . 4 is a view showing an example in which a plurality of microbubble generating apparatuses according to an embodiment of the present invention are arranged in a serial direction, and FIG. 5 is a plurality of microbubble generating apparatuses arranged in a serial direction according to an embodiment of the present invention. It is a drawing showing another example of arrangement.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성 장치는 복수개의 병목 하우징(20)이 유체의 유동방향을 따라 직렬로 배치될 수 있다. 본 도면에서는 2개의 병목 하우징(20)의 유체의 유동방향을 따라 직렬로 배치되는 것으로 도시하였다. Referring to FIG. 4 , in the apparatus for generating microbubbles according to an embodiment of the present invention, a plurality of bottleneck housings 20 may be arranged in series along the flow direction of the fluid. In this figure, it is shown that the two bottleneck housings 20 are arranged in series along the flow direction of the fluid.

이와 같이 병목 하우징(20)을 배치하게 되면 1차 병목 하우징(20)의 통과하면서 충분히 생성되지 못한 미세버블이 2차 병목 하우징(20)을 통과하면서 급격한 압력강하에 의한 음압형성으로 미세버블의 불안정한 비대칭 성장을 일으키게 되고, 해당 미세버블은 제2 유동부(24) 구조를 통과할 때 속도구배 및 강력한 난류유동에 의해 전단력을 전달 받게되어 잘게 부수어져 초미세버블을 생성하게 된다. When the bottleneck housing 20 is disposed in this way, the microbubbles that are not sufficiently generated while passing through the first bottleneck housing 20 pass through the second bottleneck housing 20 and are unstable due to negative pressure formation due to a sudden pressure drop. Asymmetric growth occurs, and when the microbubbles pass through the structure of the second flow part 24, they receive a shear force by the velocity gradient and strong turbulent flow, and are crushed to create ultrafine bubbles.

이와 같이 병목 하우징(20)의 직렬로 복수개가 배치되는 경우에는 유체의 유속을 더 빠르게 하여 2차 병목 하우징(20)에서도 충분히 초미세버블이 생성될 수 있도록 하는 것이 필요하다.As described above, when a plurality of bottleneck housings 20 are arranged in series, it is necessary to make the flow rate of the fluid faster so that ultrafine bubbles can be sufficiently generated even in the secondary bottleneck housing 20 .

한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성 장치는 복수개의 병목 하우징(20)이 유체의 유동방향을 따라 간헐적으로 배치될 수 있다. 본 도면에서는 2개의 병목 하우징(20)의 사이에 하우징(10)이 배치되어 하우징(10), 병목 하우징(20), 하우징(10), 병목 하우징(20), 하우징(10) 순으로 유체가 흐를 수 있도록 하였다. Meanwhile, referring to FIG. 5 , in the apparatus for generating microbubbles according to an embodiment of the present invention, a plurality of bottleneck housings 20 may be intermittently disposed along the flow direction of the fluid. In this figure, the housing 10 is disposed between the two bottleneck housings 20 so that the fluid flows in the order of the housing 10, the bottleneck housing 20, the housing 10, the bottleneck housing 20, and the housing 10. allowed to flow.

본 실시예의 경우에는 1차 병목 하우징(20)을 통과한 유체가 하우징(10)을 통과하면서 유속이 느려졌다가 다시 2차 병목 하우징(20)의 입구 병목부(26)를 통과하면 급격한 속도증가 및 압력강하로 인하여 캐비테이션(cavitation, 공동현상)에 의해 미세버블을 증가된다. 그리고, 2차 병목 하우징(20)의 제2 유동부(24)를 지나면서 강한 전단력에 의해 미세버블이 포함된 유체가 잘개 쪼개지면서 초미세버블(nano bubble)이 효과적으로 생성될 수 있다.In the case of this embodiment, when the fluid passing through the primary bottleneck housing 20 passes through the housing 10, the flow rate is slowed, and then, when the fluid passes through the inlet bottleneck 26 of the secondary bottleneck housing 20, the speed increases and Due to the pressure drop, the microbubbles are increased by cavitation. And, while passing through the second flow part 24 of the secondary bottleneck housing 20, the fluid containing the microbubbles is split into pieces by a strong shear force, so that ultrafine bubbles (nano bubbles) can be effectively generated.

다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성 장치와 종래의 벤츄리관을 비교 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세버블 생성 장치를 종래의 벤츄리관 형태와 비교한 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 미세버블 생성 장치의 유체 흐름 속도를 분석한 것을 보인 도면이다.Next, with reference to FIGS. 6 and 7, the microbubble generating apparatus according to an embodiment of the present invention and a conventional venturi tube will be described in comparison. 6 is a view comparing the microbubble generating device according to an embodiment of the present invention with a conventional venturi tube type, and FIG. 7 is a view showing an analysis of the fluid flow rate of the microbubble generating device shown in FIG. .

도 6을 참조하면, 종래의 벤츄리관(a)은 병목 하우징(20)이 벤츄리 노즐 형태로 형성되고, 본 발명에 의한 미세버블 생성 장치(b)는 이중 병목부(26,28)를 가진 형태로 형성된다. 6, in the conventional venturi tube (a), the bottleneck housing 20 is formed in the form of a venturi nozzle, and the microbubble generating device (b) according to the present invention has double bottlenecks 26 and 28 is formed with

이때, 도 7을 참조하면, 본 발명에 의한 미세버블 생성 장치(b)에서는 유로 중심부와 외곽부의 유속 분포가 보다 고르게 형성되는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 유로 중심부와 외곽부의 유속 분포가 고르게 형성되면 수직방향으로의 전단력이 고르게 전달되어 미세버블의 초미세화가 효과적으로 이루어 질 수 있는 장점을 가진다. 결국, 종래의 벤츄리관(a)에 비하여 본 발명에 의한 미세버블 생성 장치(b)에서 미세버블의 초미세화가 가능해지고 생성량도 많아질 수 있는 효과를 발휘한다. At this time, referring to FIG. 7 , it can be seen that in the apparatus (b) for generating microbubbles according to the present invention, the flow velocity distribution at the center and the outer portion of the passage is more evenly formed. As such, when the flow velocity distribution at the center and the outer portion of the flow path is evenly formed, the shear force in the vertical direction is evenly transmitted, so that the microbubbles can be effectively made ultra-fine. As a result, compared to the conventional venturi tube (a), the microbubble generation device (b) according to the present invention exhibits the effect that the microbubbles can be made ultra-fine and the amount of production can be increased.

다시 말해 본 발명에 의한 미세버블 생성 장치(b)는 이중 병목부(26,28) 구조에서 미세버블의 비대칭 성장이 이루어지기 때문에 제2 유동부(24) 구조에서 발생하는 유속차이에 의한 전단력에 의해 효과적으로 미세버블의 분쇄가 이루어질 수 있다. 그리고, 이러한 과정 중에서 안정화되지 못한 초미세버블은 물속으로 쉽게 확산되어 녹아 들어가기 때문에 해당 기체 용해량이 높아지게 된다. In other words, in the microbubble generating device (b) according to the present invention, since the asymmetric growth of microbubbles is made in the structure of the double bottlenecks 26 and 28, the shear force caused by the flow velocity difference generated in the structure of the second flow section 24 is Thus, the pulverization of microbubbles can be effectively achieved. And, since the ultrafine bubbles that are not stabilized during this process easily diffuse into the water and melt, the amount of dissolved gas increases.

상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to specific embodiments of the present invention, those of ordinary skill in the art may vary the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be understood that modifications and changes may be made to

10 : 하우징 20 : 병목 하우징
22 : 제1 유동부 24 : 제2 유동부
26 : 입구 병목부 28 : 출구 병목부10: housing 20: bottleneck housing
22: first flow part 24: second flow part
26: inlet bottleneck 28: outlet bottleneck

Claims (10)

내부에 기체를 포함하는 유체가 흐르는 하우징; 및
상기 하우징의 사이를 연결하도록 배치되고, 상기 하우징과 연결되는 전단 및 후단에 상대적으로 유동 단면적이 작은 병목부가 형성되는 병목 하우징을 포함하는 미세버블 생성 장치. a housing through which a fluid containing a gas flows therein; and
and a bottleneck housing disposed to connect between the housings, wherein a bottleneck having a relatively small flow cross-sectional area is formed at front and rear ends connected to the housing. 제 1 항에 있어서,
상기 병목 하우징은 전체 유동 단면적에 비하여 상대적으로 유동 단면적이 작게 형성되는 입구 병목부 및 출구 병목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성 장치. The method of claim 1,
The bottleneck housing is a microbubble generating device, characterized in that it includes an inlet bottleneck and an outlet bottleneck in which the flow cross-sectional area is relatively small compared to the total flow cross-sectional area. 제 2 항에 있어서,
상기 병목 하우징은,
상기 입구 병목부부터 중간까지 유동 단면적이 증가하는 제1 유동부; 및
상기 제1 유동부부터 상기 출구 병목부로 갈수록 유동 단면적이 감소하는 제2 유동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성 장치.3. The method of claim 2,
The bottleneck housing,
a first flow portion in which the flow cross-sectional area increases from the inlet bottleneck to the middle; and
and a second flow part whose flow cross-sectional area decreases from the first flow part toward the outlet bottleneck. 제 3 항에 있어서,
상기 제1 유동부 및 제2 유동부는 중간지점에 대하여 서로 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 미세버블 생성 장치.4. The method of claim 3,
The apparatus for generating microbubbles, characterized in that the first flow part and the second flow part are symmetrically disposed with respect to a midpoint. 제 3 항에 있어서,
상기 제1 유동부 및 제2 유동부의 외면은 직선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성 장치.4. The method of claim 3,
External surfaces of the first flow part and the second flow part are formed in a straight line. 제 3 항에 있어서,
상기 제1 유동부 및 제2 유동부의 외면은 곡선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성 장치.4. The method of claim 3,
External surfaces of the first flow part and the second flow part are formed in a curved shape. 제 6 항에 있어서,
상기 제1 유동부 및 제2 유동부의 외면은 전단에서 후단으로 갈수록 볼록 또는 오목하게 형성되는 곡선형인 것을 특징으로 하는 미세버블 생성 장치.7. The method of claim 6,
The apparatus for generating microbubbles, characterized in that the outer surfaces of the first flow part and the second flow part have a curved shape that is convex or concave from the front end to the rear end. 제 1 항에 있어서,
상기 병목 하우징은 유체의 유동방향을 따라 복수개가 직렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성 장치. The method of claim 1,
The bottleneck housing is a microbubble generating device, characterized in that a plurality of them are arranged in series along the flow direction of the fluid. 제 1 항에 있어서,
상기 병목 하우징은 유체의 유동방향을 따라 복수개가 직렬로 배치되되, 그 사이에는 상기 하우징이 배치되는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성 장치. The method of claim 1,
A plurality of bottleneck housings are arranged in series along the flow direction of the fluid, and the housing is disposed between them. 내부에 기체를 포함하는 유체가 흐르는 하우징을 포함하되,
상기 하우징에는 상대적으로 유동 단면적이 작은 2개의 이중 병목부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 미세버블 생성 장치.
Including a housing through which a fluid containing a gas flows therein,
The microbubble generating device, characterized in that the housing is formed with two double bottlenecks having a relatively small flow cross-sectional area, respectively.
KR1020200029692A 2020-03-10 2020-03-10 Apparatus for generating nano bubble KR102492887B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200029692A KR102492887B1 (en) 2020-03-10 2020-03-10 Apparatus for generating nano bubble

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200029692A KR102492887B1 (en) 2020-03-10 2020-03-10 Apparatus for generating nano bubble

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210114243A true KR20210114243A (en) 2021-09-23
KR102492887B1 KR102492887B1 (en) 2023-01-31

Family

ID=77926432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200029692A KR102492887B1 (en) 2020-03-10 2020-03-10 Apparatus for generating nano bubble

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102492887B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008036468A (en) * 2006-08-01 2008-02-21 Sharp Corp Mixing and dispersing device and mixing and dispersing system
JP4678387B2 (en) * 2007-06-18 2011-04-27 パナソニック電工株式会社 Microbubble generator
JP2011115745A (en) * 2009-12-06 2011-06-16 Toyohiko Nakanishi Air bubble generating tube
KR20150040134A (en) 2013-10-04 2015-04-14 (주)범용테크놀러지 Nano bubble generator
US20190275481A1 (en) * 2016-07-26 2019-09-12 Kagoshima University Air bubble generation device, tubular member, air bubble generation method, and method for manufacturing air bubble generation device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008036468A (en) * 2006-08-01 2008-02-21 Sharp Corp Mixing and dispersing device and mixing and dispersing system
JP4678387B2 (en) * 2007-06-18 2011-04-27 パナソニック電工株式会社 Microbubble generator
JP2011115745A (en) * 2009-12-06 2011-06-16 Toyohiko Nakanishi Air bubble generating tube
KR20150040134A (en) 2013-10-04 2015-04-14 (주)범용테크놀러지 Nano bubble generator
US20190275481A1 (en) * 2016-07-26 2019-09-12 Kagoshima University Air bubble generation device, tubular member, air bubble generation method, and method for manufacturing air bubble generation device

Also Published As

Publication number Publication date
KR102492887B1 (en) 2023-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7338551B2 (en) Device and method for generating micro bubbles in a liquid using hydrodynamic cavitation
EP0639160B1 (en) Apparatus for dissolving a gas into and mixing the same with a liquid
KR0173996B1 (en) Apparatus for dissolving a gas into and mixing the same with a liquid
CN107530650A (en) Micro air bubble generating means
JP5038600B2 (en) Microbubble generator
JP2008086868A (en) Microbubble generator
KR20190004835A (en) Micro and nano bubble generating method, generating nozzle, and generating device
JPS5922580B2 (en) Injector and its use in gas treatment of liquids
JP2015077566A (en) Air-containing liquid generation device and ejection mechanism for air-containing liquid
JP2012176335A (en) Microbubble generator
JP2007117799A (en) Microbubble generator and microbubble generating apparatus using the same
KR102329412B1 (en) Apparatus for generating nano bubble
JP5825852B2 (en) Fine bubble generating nozzle and fine bubble generating device
CZ103895A3 (en) Apparatus for dissolving gases in liquids
JP2018183716A (en) Jet injector
WO2015072461A1 (en) Microbicidal liquid-generating device
KR20210114243A (en) Apparatus for generating nano bubble
JP2010194440A (en) Gas-liquid mixing apparatus
TW201908005A (en) Microbubble generator and microbubble water generator having the microbubble generator to generate a large number of microbubbles with a small diameter and simple structure
JPH08281281A (en) Ozonized water producing device and production of ozonized water
JP6210463B2 (en) Nanobubble generating nozzle, nanobubble generating system, and nanobubble generating method
JP2012250176A (en) Nozzle for generating micro air bubbles
JP2002142582A (en) System for feeding oxygen to hydroponic
JP6968405B2 (en) Gas-liquid mixing nozzle
US20010045673A1 (en) Compact apparatus for oxygen dissolution & distribution

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant