KR20220102291A - 나노 마이크로버블 발생장치 - Google Patents

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류신호
김광호
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Abstract

본 발명은 나노 마이크로버블 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터(10)와, 상기 모터(10)의 회전축에 연결된 동력전달수단(15)을 통해 회전력을 전달받아 고속으로 회전하면서 내측으로 물을 강제 유입하는 워터펌프(20)와, 상기 워터펌프(20)에서 배출되는 물을 믹싱펌프(40)로 공급하도록 워터펌프(20)의 출구와 믹싱펌프(40)의 유입구 사이에 연결 설치되는 물 공급관(25)과, 상기 모터(10)의 회전축에 연결된 동력전달수단(15)을 통해 회전력을 전달받아 고속으로 회전하면서 물속에 포함된 에어에 충격을 가하여 미세버블을 발생시킨 후에 후단으로 배출시키는 믹싱펌프(40)를 포함하여 이루어지되, 상기 물 공급관(25)의 중간부에는 통과하는 물이 병목현상이 발생되면서 고압 및 고속으로 통과되도록 단면폭이 줄어들었다가 다시 확대되는 벤튜리관(30)이 설치되고, 상기 벤튜리관(30)의 외주연 일측에는 벤튜리관(30)을 통과하는 고압의 물속에 에어를 공급할 수 있는 에어유입구(35)가 관통 형성되고, 상기 믹싱펌프(40)의 내측 중심부에 관통 설치된 회전축에는 내부로 유입된 물속에 포함된 에어에 순차적으로 충격을 가하여 미세하게 분쇄시키기 위한 제1믹싱팬(46)과, 상기 제1믹싱팬(46)으로부터 일정거리 이격 설치된 제2믹싱팬(48)이 구비된 구성으로 이루어진다.

Description

나노 마이크로버블 발생장치{Nano-micro bubble generator}
본 발명은 나노 마이크로버블 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장치의 구성이 간단하고 동력소모가 적은 가압 선회방식을 이용하여 대량으로 고밀도 나노 마이크로버블을 발생할 수 있도록 구성된 나노 마이크로버블 발생장치에 관한 것이다.
마이크로버블(Micro bubble)은 통상적으로 기포 직경이 50㎛ 이하의 기포를 의미하는 것으로, 인간의 머리카락 굵기의 반 정도의 직경이다.
일반 버블(기포)은 그 직경이 50㎛ 이상으로 크기 때문에 수중에서 부력이 크게 작용하여 빠르게 상승한 후에 수면에서 터지지만, 기포 직경이 50㎛ 이하인 마이크로 버블이나 50㎛~10㎛ 사이의 마이크로 나노버블, 기포 직경이 수백 ㎚ 이하의 나노버블은 그 크기가 작아 수중에서 약 3㎜/min 정도로 상승하기 때문에 수중에 장시간 체류하게 되고, 수축작용에 의해 그 크기가 축소되면서 압괴되어 완전 용해가 된다.
물속에 기체의 용존율을 높임으로써 다양하고 유익한 효과가 있는 것으로 알려지면서 기체의 용존율을 높이기 위한 수단으로 다양한 연구가 진행되고 있다.
수중에서 기체가 용해되면서 발생되는 에너지인 pre-radical(OH 라디칼)은 물속에 포함된 각종 유해물질을 분리하거나 정전기적 인력에 의해 오염물질이나 금속이온의 세정효과가 높아 의료분야, 화학공업분야, 식품 및 농업분야, 축산업분야, 수처리분야 등 매우 다양한 산업분야에서 폭 넓게 사용되고 있다.
이와 같이 물속에서 완전 용해되면서 수질개선이 이루어지도록 하기 위해서는 마이크로 버블 이하의 버블을 발생시켜 물속에 침투시키는 것이 바람직한데, 이러한 마이크로버블의 유용성이 알려지면서 마이크로버블의 생성 및 용존을 위한 다양한 장치가 개발되고 있다.
일반적으로 알려진 마이크로버블을 생성하기 위한 방식은 가압용해방식과, 2상류 선회방식이 있다.
가압용해방식은 고압으로 충분한 양의 기체를 수중에 용해시킨 후 감압하여 미세기포를 발생시키고, 용해된 기체의 과포화 조건을 만들어 불안정한 상태가 되면 기체분자는 물로부터 탈기할려는 경향이 있게 된다.
이러한 가압용해방식은 물을 유입하는 펌프와, 오존 또는 산소공급장치에서 공급된 오존이나 산소를 상기 펌프에서 공급된 물에 혼합시켜 물 속에 미세 기포가 형성되도록 하는 믹서가 구비된 구성으로 이루어진다.
또한, 상기 2상류 선회방식은 액체에 와류를 발생시켜 기압 차이로 기체를 흡입하여 와류가 붕괴될 때 방출된 기포를 미세화시키는 방식이다.
즉, 배관의 출구에 날개를 장착하여 선회류를 발생시키는 방식으로, 액체는 기포를 포함한 상태이기 때문에 와류가 붕괴될 때 마이크로 버블이 발생되도록 하는 방식이다.
한편, 종래에 안출된 마이크로버블 발생장치의 일부 실시예를 살펴보면, 특허등록 제10-1192809호의 “극미세 버블수 발생장치”가 있다.
상기 “극미세 버블수 발생장치”는 액체공급부와, 액체공급부를 통해 유입된 액체에 기체를 주입하는 오존발생유닛, 흡입펌프 등이 구비된 기체주입부와, 기체주입부에서 생성된 기체 함유 액체를 가압 분출시키는 벤투리인젝터와, 벤투리인젝터에서 분출된 기체 함유 액체를 회전충돌, 나선운동시키도록 나선형 스크류 형태의 돌출부가 형성된 역 원추형 압축회전부와, 압축회전부에서 분출된 기체 함유 액체를 압축회전부의 내경보다 넓은 내경을 갖는 관통부가 형성되어 있고, 상단에는 직경이 0.1mm ~ 0.5mm인 홀이 형성된 제1 타공판이 구비된 제1 분사유닛과, 상기 제1 분사유닛에서 분출된 기체 함유 액체의 유입부로부터 관의 내부로 점자 넓어지는 관통부가 형성되어 있고, 상단에는 직경이 1mm ~ 1.5mm인 홀이 형성된 제2 타공판이 구비된 제2 분사유닛을 통하여 분사시켜 극미세 버블수를 생성하며, 상기 제1 분사유닛의 타공판과 이격되어 제2 분사유닛의 타공판 중심에 역 원추형태로 구비되어 있는 스페이스부를 구비하고 있는 분사유닛; 및 제어부를 포함하는 구성으로 이루어져 있었다.
이러한 종래의 “극미세 버블수 발생장치”는 오존발생유닛과, 오존발생유닛에서 공급된 오존을 액체에 용해시키는 구성으로 이루어져 오존발생장치가 구비됨으로 인해 장치의 구성이 어렵고 및 액체에 용존된 오존이 공기중으로 방출될 경우 여러가지 유해성을 발생시킬 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 액체에 투입되는 오존의 경우 용존효율이 낮아 배오존장치를 추가로 설치할 필요성이 제기되어 버블수 생성장치가 조잡해지는 문제점이 있었다.
- 한국 특허등록 제10-1192809호(등록일: 2012.10.12) - 한국 특허등록 제10-1697526호(등록일: 2017.01.12) - 한국 특허등록 제10-1594086호(등록일: 2016.03.18)
본 발명은 저전력, 간단한 구성으로 이루어져 고가의 설비 구축없이 고밀도의 나노 마이크로버블을 발생시킬 수 있어 다양한 산업분야에 활용할 수 있도록 하는 나노 마이크로버블 발생장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치는 모터와, 상기 모터의 출력축에 연결된 동력전달수단을 통해 회전력을 전달받아 고속으로 회전하면서 내측으로 물을 강제 유입하는 워터펌프와, 상기 워터펌프에서 배출되는 물을 믹싱펌프로 공급하도록 워터펌프의 출구와 믹싱펌프의 입구 사이에 연결 설치되는 물 공급관과, 상기 모터의 출력축에 연결된 동력전달수단을 통해 회전력을 전달받아 고속으로 회전하면서 물속에 포함된 에어에 충격을 가하여 미세버블을 발생시킨 후에 미세버블이 포함된 물을 배출시키는 믹싱펌프를 포함하여 이루어지되, 상기 물 공급관의 중간부에는 통과하는 물이 병목현상이 발생되면서 고압 및 고속으로 통과되도록 단면폭이 줄어들었다가 다시 확대되는 벤튜리관이 설치되고, 상기 벤튜리관의 외주연 일측에는 벤튜리관을 통과하는 고압의 물속에 에어를 공급할 수 있는 에어공급구가 형성되고, 상기 믹싱펌프의 내측 중심부에 관통 설치된 회전축에는 믹싱펌프로 유입된 물속에 포함된 에어에 순차적으로 충격을 가하여 미세하게 분쇄시키기 위한 제1믹싱팬과, 상기 제1믹싱팬으로부터 일정거리 이격 설치된 제2믹싱팬이 구비된 구성으로 이루어진다.
특히, 상기 믹싱펌프는 그 내부 일측에 물유입구보다 내경이 점차적으로 확대되어 중심부에서 최대 내경을 이루고, 중심부 이하로 갈수록 점차적으로 내경이 점차적으로 축소되면서 그 내측에 상기 제1믹싱팬이 설치되는 보울디퓨저(bowl diffuser)가 구비되고, 상기 보울디퓨져를 통과한 물을 제2믹싱팬의 회전으로 충격력을 가하여 물속에 포함된 에어를 다시한번 분쇄한 후 제2믹싱팬의 외주연측으로 압송시킨 후에 외부로 자연스럽게 배출시킬 수 있도록 제2믹싱팬의 원주방향 외측으로 믹싱펌프의 하우징 보다 외측으로 일정 높이 더 돌출되는 원형고리관(circular canal)이 형성된 구조로 이루어진다.
또한, 상기 보울디퓨저(bowl diffuser)의 내주면에는 상기 제1믹싱팬의 회전력에 의해 원주방향으로 분산된 물이 부딪혀 충격력이 발생되도록 원주방향으로 일정간격으로 이격된 복수개의 충돌돌기가 형성되되, 상기 복수개의 충돌돌기는 띠형으로 이루어져 보울디퓨저(bowl diffuser)의 말단부까지 나선형으로 형성되고, 복수개의 충돌돌기에 부딪힌 물이 충돌돌기 사이로 빠져나가 제2믹싱팬으로 공급되도록 복수개의 충돌돌기 사이에 나선형 통로가 형성된 구조로 이루어진다.
또한, 상기 제1, 제2믹싱팬은 동일한 형상과 크기를 갖는 원추형 모양으로 이루어지되, 중심부에 회전축이 관통 결합되는 회전축 결합공이 형성되고, 기준판의 일측면에는 유입된 물에 일정한 회전력 전달을 위해 일정 높이와 기울기 및 유선형으로 이루어진 날개부가 원주방향으로 복수개 형성되며, 상기 복수개의 날개부는 외측 테두리부가 일정각도로 절곡되어 있거나 한 개 이상의 뽀족한 모서리부가 돌출 형성된 다면체 구조로 이루어져 물 속에 포함된 에어의 분쇄에 유리하도록 구성된다.
상술한 번 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치는 그 구성이 간단하여 저전력으로 이용이 가능할뿐만 아니라 저렴한 비용으로 설치가 가능하여 이용자들의 경제적 비용부담을 경감시킬 수 있도록 하여 다양한 산업분야에 이용할 수 있는 장점을 제공한다.
또한, 본 발명은 에어가 포함된 물을 복수의 믹싱팬으로 회전 및 충돌시켜 나노 및 마이크로 크기의 미세버블을 형성시킴으로써 대량의 미세버블이 포함된 물을 제공할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치의 외관 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치의 일 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치의 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치에 적용된 벤튜리관의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치에서 믹싱펌프측의 수직절단단면도,
도 6은 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치에서 믹싱펌프측의 주요 구성의 분리상태도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치에서 보울디퓨저의 사시도 및 일측 종단면도,
도 9는 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치에서 제1믹싱팬의 외관사시도이다.
본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치는 구성이 간단하여 어디에나 그 설치가 용이하고 설치비용이 저렴하면서 대량의 나노 마이크로버블을 발생시킬 수 있도록 구성된 특징을 갖는다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 나노 마이크로버블 발생장치는 모터와, 상기 모터의 출력축에 연결된 동력전달수단을 통해 회전력을 전달받아 고속으로 회전하면서 내측으로 물을 강제 유입하는 워터펌프와, 상기 워터펌프에서 배출되는 물을 믹싱펌프로 공급하도록 워터펌프의 출구와 믹싱펌프의 입구 사이에 연결 설치되는 물 공급관과, 상기 모터의 출력축에 연결된 동력전달수단을 통해 회전력을 전달받아 고속으로 회전하면서 물속에 포함된 에어에 충격을 가하여 미세버블을 발생시킨 후에 미세버블이 포함된 물을 배출시키는 믹싱펌프를 포함하여 이루어지되, 상기 물 공급관의 중간부에는 통과하는 물이 병목현상이 발생되면서 고압 및 고속으로 통과되도록 단면폭이 줄어들었다가 다시 확대되는 벤튜리관이 설치되고, 상기 벤튜리관의 외주연 일측에는 벤튜리관을 통과하는 고압의 물속에 에어를 공급할 수 있는 에어공급구가 형성되며, 상기 믹싱펌프의 내측 중심부에 관통 설치된 회전축에는 믹싱펌프로 유입된 물속에 포함된 에어에 순차적으로 충격을 가하여 미세하게 분쇄시키기 위한 제1믹싱팬과, 상기 제1믹싱팬으로부터 일정거리 이격 설치된 제2믹싱팬이 구비된 구성으로 이루어진다.
특히, 상기 믹싱펌프는 그 내부 일측에 물유입구보다 내경이 점차적으로 확대되어 중심부에서 최대 내경을 이루고, 중심부 이하로 갈수록 점차적으로 내경이 점차적으로 축소되면서 그 내측에 상기 제1믹싱팬이 설치되는 보울디퓨저(bowl diffuser)가 구비되고, 상기 보울디퓨져를 통과한 물을 제2믹싱팬의 회전으로 충격력을 가하여 물속에 포함된 에어를 다시한번 분쇄한 후 제2믹싱팬의 외주연측으로 압송시킨 후에 외부로 자연스럽게 배출시킬 수 있도록 제2믹싱팬의 원주방향 외측으로 믹싱펌프의 하우징 보다 외측으로 일정 높이 더 돌출되는 원형고리관(circular canal)이 형성된 구조로 이루어진다.
또한, 상기 보울디퓨저(bowl diffuser)의 내주면에는 상기 제1믹싱팬의 회전력에 의해 원주방향으로 분산된 물이 부딪혀 충격력이 발생되도록 원주방향으로 일정간격으로 이격된 복수개의 충격돌기가 형성되는 것이 바람직하고, 상기 복수개의 충격돌기는 띠형으로 이루어져 보울디퓨저(bowl diffuser)의 말단부까지 나선형으로 형성되고, 복수개의 충격돌기에 부딪힌 물이 충격돌기 사이로 빠져나가 제2믹싱팬으로 공급되도록 복수개의 충격돌기 사이에 나선형 통로가 형성된 구조로 이루어진다.
이와 더불어, 물속에 포함된 에어를 회전 충격으로 미세하게 분쇄하는 상기 제1, 제2믹싱팬은 동일한 형상과 크기를 갖되 일측 기준판을 기준으로 타측방향으로 원추형 모양으로 이루어지면서 중심부에 회전축이 관통 결합되는 회전축 결합공이 형성되고, 유입된 물에 일정한 회전력 전달하기 기준판의 일측면에 일정 높이와 기울기 및 유선형으로 이루어진 다각형 구조의 날개부가 원주방향으로 복수개 형성된 구성으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 복수개의 날개부는 외측 테두리부가 일정각도로 절곡되어 있거나 한 개이상의 뽀족한 모서리부가 돌출 형성된 다면체 구조로 이루어져 회전력뿐만 아니라 물속에 포함된 에어의 충돌 분쇄력을 향상시킬 수 있도록 구성된 특징을 갖는다.
이하, 상세한 설명에 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 마이크로버블 발샐장치의 구성에 대해서 설명한다.
본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 특징적 구성 위주로 상세한 설명을 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려지거나 통용되는 통상의 기술구성이나 당연히 구비되어야 하는 자명한 기술구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 방향성 용어인 ‘전단, 후단’은 물이 유입되는 방향을 기준으로 각 구성의 설치방향을 표시하기 위한 것으로, 물이 유입되는 쪽을 ‘전단’이라 표시하고 물이 빠져나가는 쪽을 ‘후단’으로 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치(100)의 외관 상태도와 일 측면도, 그리고 평면도를 각각 도시하고 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치(100)는 별도의 조작부(도시생략)에 의해 동작이 이루어지면서 회전력을 발생시키는 모터(10)와, 상기 모터(10)의 회전력을 동력전달수단(15)을 통해 전달받아 회전되면서 외부로부터 물을 강제 흡입하는 워터펌프(20)와, 상기 워터펌프(20)로 강제 흡입된 후 물 공급관(25)을 통해 압송되는 물을 공급받아 상기 모터(10)의 회전력을 동력전달수단(15)을 통해 전달받아 회전되면서 물 속에 포함된 에어를 미세하게 분쇄시켜 물속에 미세버블을 생성시키는 믹싱펌프(40)가 하나로 모듈화되어 간단한 구성으로 이루어진다.
즉, 모터(10)의 회전력이 워터펌프(20)와 믹싱펌프(40)를 동시에 구동하도록 동력전달수단(15)이 설치되는 것으로, 모터(10)의 회전축(11)에 두 개의 타이밍기어(150,151)가 설치되고, 워터펌프(10)와 믹싱펌프(40)의 각각의 회전축(11,41)에 종동기어(152,153)가 각각 설치되어 두 개의 타이밍기어(150,151)와 두 개의 종동기어(152,153) 사이에 타이밍벨트(154,155)가 각각 연결되어 모터(10)의 회전력이 워터펌프(10)와 믹싱펌프(40)로 전달될 수 있도록 구성된다.
상기 워터펌프(10)와 믹싱펌프(40)는 모터(10)의 일측에서 모터(10)와 평행하게 소정의 수직고정프레임(17)상에 고정 설치되어 모터(10)의 회전력을 동력전달수단(15)을 통해 안정되게 전달받을 수 있도록 구성된다.
한편, 모터(10)의 회전력을 전달받은 워터펌프(20)는 일측에 마련된 물 유입구(22)를 통해 외부로부터 물을 강제 흡입하여 물 공급관(25)을 통해 압송하게 되는데, 상기 물 공급관(25)는 믹싱펌프(40)의 유입구(42)와 연결되어 믹싱펌프(40)측으로 물을 공급하게 된다.
상기 물 공급관(25)의 중간부에는 물 공급관을 통과하는 물 속에 에어를 공급하기 위한 에어공급구(35)가 마련되어 있으며, 상기 에어공급구(35)로 대기중의 공기 뿐만 아니라 필요에 따라 별도의 공급장치를 통해 산소나 오존을 공급할 수 있다.
상기 물 공급관(25)의 중간부에는 벤튜리관(30)이 설치되어 물 공급관의 내경이 점차 좁아졌다가 다시 확대되는 병목현상을 통해 통과하는 물의 압력과 속도가 빨라지도록 하고, 병목현상이 발생되는 위치에 상기 에어공급구(35)가 관통되도록 구성되어, 외부의 공기가 물 공급관의 내부에서 이동하는 물의 높은 압력과 속도로 자연스럽게 유입되어 물 속에 공급되도록 구성된다.
도 4에는 상기 벤튜리관(30)의 단면도가 도시되어 있으며, 상기 벤튜리관(30)의 기능은 널리 공지되어 있기 때문에 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이와 같이, 워터펌프(20)에서 공급되는 물 속에 에어가 포함된 상태에서 믹싱펌프(40)로 공급되고, 믹싱펌프(40)로 공급된 물과 에어는 믹싱펌프(40)의 내부에 구비된 제1, 제2믹싱팬의 회전과 보울디퓨져를 통과하면서 고속 회전과 충돌로 물 속에 포함된 에어가 미세하게 분쇄된 후에 물 배출구(49)를 통해 외부로 배출되게 된다.
도 5 내지 도 9는 상기 믹싱펌프(40)의 구성 및 믹싱펌프(40)의 주요 구성을 발췌 도시하고 있다.
즉, 도 5는 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치(100)에서 믹싱펌프측의 수직 절단단면을 도시하고 있고, 도 6은 상기 믹싱펌프의 주요 구성을 분리상태로 도시하고 있다.
또한, 도 7과 도 8은 상기 믹싱펌프를 구성하는 보울디퓨저(bowl diffuser)의 발췌 사시도 및 보울디퓨저(bowl diffuser)의 일측 종단면을 각각 도시하고 있으며, 도 9는 믹싱펌프의 회전축상에 구비되는 제1믹싱팬(52)의 구성을 발췌 도시하고 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 물 공급관(25)을 통해 믹싱펌프(40)로 유입된 에어가 포함된 물은 믹싱펌프(40)의 내측 회전축(41)상에 결합된 제1믹싱팬(46)의 회전력 및 제1믹싱팬(46)에 구비된 날개부(463)의 충격을 받고 원주방향으로 흩어지면서 보울디퓨저(44)의 내주면에 일정간격으로 형성된 충돌돌기(442)에 충돌된 후 복수개의 충돌돌기(442) 사이에 형성된 나선형통로(444)를 통해 디퓨저(44)의 후단으로 이송된 후에 상기 제1믹싱팬(46)과 일정거리 이격되어 회전축(41)상에 결합된 제2믹싱팬(48)으로 공급되도록 구성된다.
제2믹싱팬(48)으로 유입된 물은 다시 제2믹싱팬(48)의 날개부에 부딪히면서 강한 충격력과 회전력에 의해 원주방향으로 비산되면서 제2믹싱팬(48)의 말단 외주연측에 구비된 원형고리관(49)으로 보내져 원형고리관(49)의 일측으로 돌출된 물 배출구(50)를 통해 외부로 배출되도록 구성된다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 보울디퓨저(bowl diffuser,44)는 그 내부 일측에 구비된 유입구(42)보다 내경이 점차적으로 확대되어 중심부에서 최대 내경을 이루고, 중심부 후단으로 갈수록 점차적으로 내경이 축소되는 구조로 이루어지고, 그 전단에 상기 제1믹싱팬(46)이 설치되어 내부로 유입되는 물을 고속으로 회전시켜 소용돌이를 형성시켜 그 내주면에 충돌이 발생되도록 유도하게 된다.
그리고, 상기 보울디퓨저(44)의 말단에 구비된 원형고리관(circular canal,49)은 보울디퓨저(44)의 내경보다 넓은 직경으로 형성되어 제2믹싱팬(48)의 회전력 및 날개부의 충격으로 유입된 물을 원주방향으로 비산시켜 원형고리관(49)의 내측으로 자연스럽게 유입, 회전되도록 하여 물 배출구(50)를 통해 외부로 자연스럽게 배출되도록 구성된다.
즉, 상기 믹싱펌프(40)는 물 공급관(25)의 중간부에 구비된 에어유입구(35)를 통해 유입된 에어를 포함한 물이 유입된 후에 제1믹싱팬(46)과 보울디퓨저(44)를 통과하면서 강한 회전력과 충격력에 의해 물속에 포함된 에어를 분쇄하게 되고, 제1믹싱팬(46)을 통과한 물이 다시 제2믹싱팬(48)을 통과하면서 강한 회전력과 충격력으로 인해 물속에 포함된 에어가 다시 한번 미세하게 분쇄된 후에 최종 배출되도록 구성됨으로써 물 속에 포함된 에어의 입자가 나노에서 마이크로 단위까지 미세하게 분쇄되어 배출되도록 함으로써 물속의 에어 용존량을 크게 향상시킬 수 있도록 한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 적용된 보울디퓨저(bowl diffuser,44)는 제1믹싱팬(46)의 회전력으로 원주방향으로 흩어지는 에어가 포함된 물이 내주면에 부딪힐 때 최대한 큰 충격력이 발생되도록 그 내주면에 일정간격으로 복수개의 띠형 충돌돌기(442)가 형성되고, 복수개의 띠형 충돌돌기 (442) 사이로 충동돌기에 부딪힌 물이 빠져나갈 수 있도록 나선형 통로(444)가 형성된 구조로 이루어진다.
도 8의 단면도에 도시된 바와 같이, 보울디퓨저(44)의 내주면에 형성된 복수개의 충돌돌기(442)는 보울디퓨저(44)의 후단으로 길게 형성되면서 나선형으로 일정 기울기를 갖도록 형성되어 충돌돌기(442) 사이에 나선형통로(444)가 자연스럽게 형성되면서 충돌돌기(442)에 부딪힌 에어가 포함된 물이 나선형통로(444)를 통해 자연스럽게 빠져나간 후 제1믹싱팬(46)의 후단에 설치된 제2믹싱팬(48)으로 공급되도록 한다.
그리고, 도 9에는 믹싱펌프(40)의 내측에 구성되는 제1믹싱팬(46)을 발췌 도시하고 있는 것으로, 도면에 도시된 일 실시예의 경우 제1믹싱팬(46)과 제2믹싱팬(48)은 동일한 크기와 형상으로 이루어져 있으나, 보울디퓨저(44) 또는 믹싱펌프(44)의 하우징 형상이나 구조에 따라 제1믹싱팬(46)과 제2믹싱팬(48)의 크기를 서로 다르게 구성할 수도 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1믹싱팬(46)은 중심부에 회전축(41)이 관통 결합되는 회전축 결합공(461)이 형성되어 있고, 일단에 형성된 원판형 기준판(462)의 일측면(물이 유입되는 방향)에는 유입된 물에 일정한 회전력 전달을 위해 일정 높이와 기울기 및 유선형으로 이루어진 다닥형 구조의 날개부(463)가 원주방향으로 일정간격 유지되면서 복수개가 형성된 구조로 이루어진다.
도시된 바와 같이, 상기 날개부(463)는 그 높이가 서로 다르고, 외측 테두리부가 일정각도로 절곡되어 있거나 한 개이상의 뽀족한 모서리부(464)가 돌출 형성된 다면체 구조로 이루어져 회전시 물속에 포함된 에어와 불규칙적인 충돌을 야기시켜 에어를 미세하게 분쇄시키는데 유리하도록 구성되며, 상기 제1믹싱팬(46)과 제2믹싱팬(48)은 전체적인 형상이 원추형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이상, 첨부된 도면에 도시된 일 실시예 위주로 본 발명에 따른 나노 마이크로버블 발생장치의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 당업자가 본 발명의 기술적사상의 범위 이내에서 일부 구성의 설계변경을 통해 다양한 형태로 변형 실시가 가능할 것이다.
10 : 모터 11 : 회전축
15 : 동력전달수단
150,151 : 타이밍기어 152,153 : 종동기어
154,155 : 타이밍벨트
17 : 수직고정프레임
20 : 워터펌프 21 : 회전축
22 : 물 유입구 25 : 물공급관
30 : 벤튜리관 35 : 에어유입구
40 : 믹싱펌프 41 : 회전축
42 : 유입구 43 : 디퓨저커버
44 : 보울디퓨저(bowl diffuser)
440 : 혼합공간부 442 : 충돌돌기
444 : 나선형 통로 445 : 회전축 결합공
46 : 제1믹싱팬 48 : 제2믹싱팬
461 : 회전축 결합공 462 : 기준판
462 : 날개부 464 : 모서리부
49 : 원형고리관(circular canal)
50 : 물 배출구
100 : 나노버블 생성장치

Claims (4)

  1. 모터(10)와,
    상기 모터(10)의 회전축에 연결된 동력전달수단(15)을 통해 회전력을 전달받아 고속으로 회전하면서 내측으로 물을 강제 유입하는 워터펌프(20)와,
    상기 워터펌프(20)에서 배출되는 물을 믹싱펌프(40)로 공급하도록 워터펌프(20)의 출구와 믹싱펌프(40)의 유입구 사이에 연결 설치되는 물 공급관(25)과,
    상기 모터(10)의 회전축에 연결된 동력전달수단(15)을 통해 회전력을 전달받아 고속으로 회전하면서 물속에 포함된 에어에 충격을 가하여 미세버블을 발생시킨 후에 후단으로 배출시키는 믹싱펌프(40)를 포함하여 이루어지되,
    상기 물 공급관(25)의 중간부에는 통과하는 물이 병목현상이 발생되면서 고압 및 고속으로 통과되도록 단면폭이 줄어들었다가 다시 확대되는 벤튜리관(30)이 설치되고,
    상기 벤튜리관(30)의 외주연 일측에는 벤튜리관(30)을 통과하는 고압의 물속에 에어를 공급할 수 있는 에어유입구(35)가 관통 형성되고,
    상기 믹싱펌프(40)의 내측 중심부에 관통 설치된 회전축에는 내부로 유입된 물속에 포함된 에어에 순차적으로 충격을 가하여 미세하게 분쇄시키기 위한 제1믹싱팬(46)과, 상기 제1믹싱팬(46)으로부터 일정거리 이격 설치된 제2믹싱팬(48)이 구비된 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 마이크로버블 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 믹싱펌프(40)는 그 내부 일측에 유입구(42)보다 내경이 점차적으로 확대되어 중심부에서 최대 내경을 이루고, 중심부 이하로 갈수록 점차적으로 내경이 점차적으로 축소되면서 그 내측에 상기 제1믹싱팬(46)이 설치되는 보울디퓨저(bowl diffuser,44)가 구비되고,
    상기 보울디퓨져(44)를 통과한 물을 제2믹싱팬(48)의 회전으로 충격력을 가하여 물속에 포함된 에어를 다시 한번 분쇄한 후 제2믹싱팬(48)의 외주연측으로 비산시킨 후에 외주연 일측에 구비되는 물 배출구(50)를 통해 외부로 자연스럽게 배출시킬 수 있도록 제2믹싱팬(48)의 외측 원주방향으로 보울디퓨저(44)보다 더 큰 내경을 갖는 원형고리관(circular canal,49)이 형성된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 마이크로버블 발생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보울디퓨저(bowl diffuser,44)의 내주면에는 상기 제1믹싱팬(46)의 회전력에 의해 원주방향으로 분산된 물이 부딪혀 충격력이 발생되도록 원주방향으로 일정간격으로 이격된 복수개의 충돌돌기(442)가 형성되되,
    상기 복수개의 충돌돌기(442)는 길이가 긴 띠형으로 이루어져 보울디퓨저(bowl diffuser,44)의 말단부까지 나선형으로 형성되고,
    복수개의 충돌돌기(442)에 부딪힌 물이 충격돌기(442) 사이로 빠져나가 제2믹싱팬(48)으로 공급되도록 복수개의 충격돌기(442) 사이에 나선형 통로(444)가 형성된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 마이크로버블 발생장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2믹싱팬(46,48)은 동일한 형상과 크기를 갖는 원추형 모양으로 이루어지되,
    중심부에 회전축(41)이 관통 결합되는 회전축 결합공(461)이 형성되고,
    일단에 형성된 원판형 기준판(462)의 일측면에는 유입된 물에 일정한 회전력 을 발생시키면서 충격을 가하기 위해 일정 높이와 기울기, 유선형으로 이루어진 날개부(463)가 원주방향으로 복수개 형성되고,
    상기 복수개의 날개부(463)는 외측 테두리부가 일정각도로 절곡되어 있거나 한 개이상의 뽀족한 모서리부(464)가 돌출 형성된 다면체 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 마이크로 버블 발생장치.
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