KR20220151395A - 복수 개의 임펠러 및 디퓨저를 포함하는 마이크로 버블 생성장치 - Google Patents

복수 개의 임펠러 및 디퓨저를 포함하는 마이크로 버블 생성장치 Download PDF

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Abstract

복수 개의 임펠러 및 디퓨저를 포함하는 마이크로 버블 생성장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 서로 상이한 형태를 가지는 임펠러 및 디퓨저를 포함함으로써 마이크로 버블수를 보다 효율적으로 생성하는 것에 특징이 있다.

Description

복수 개의 임펠러 및 디퓨저를 포함하는 마이크로 버블 생성장치{MICRO BUBBLE GENERATOR INCLUDING A PLURALITY OF IMPELLERS AND DIFFUSERS}
본 발명은 복수 개의 임펠러 및 디퓨저를 포함하는 마이크로 버블 생성장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 서로 상이한 형태를 가지는 임펠러 및 디퓨저를 포함함으로써 마이크로 버블수를 보다 효율적으로 생성하는 것에 특징이 있다.
일반적으로 작게는 어항에서부터 크게는 수족관 수조에 이르기까지 물을 가두어 활용하는 수조에는 수조 내 어류, 조류, 패류에 산소를 공급하기 위해 산소를 공급하기 위한 수단과, 수조 벽면에 이끼가 발생하는 것을 방지하는 등의 목적으로 수조 내 물을 순환시키는 순환 수단이 구비되는 것이 일반적이다.
일반적으로 어패류가 배설한 배설물은 수중에서 곰팡이 및 박테리아에 의해 부패하게 되며, 부패 시 헤테로트로픽 박테리아(=암모니아 박테리아)에 의해 암모니아(NH3/NH4)가 발생하게 되며, 상기 암모니아 박테리아 분비물에 의해 나이트로소모나스 박테리아(=아질산 박테리아)가 형성되어 자체 내에서 분해되어 아질산(NO2)을 발생시키게 된다. 그리고 상기 아질산 박테리아의 분비물에 의해 나이트로백터 박테리아(=질산염 박테리아)가 형성되며 이 역시 박테리아 자체 내에서 분해되어 질산염(NO3)을 발생시킨다. 상기 암모니아는 암모늄(NH4)과 암모니아(NH3)로 구분할 수 있으며, 암모늄이 암모니아 보다 많을 경우에는 pH가 중성이나 산성이 되어 어패류에 미치는 영향이 적지만, 암모니아가 암모늄 보다 많을 경우에는 pH가 알카리성으로 변하면서 심각한 독성에 의해 어패류에 미치는 영향은 심각해진다.
알려진 바에 의하면 해수의 평균 pH는 7.8이며, 이러한 조건 하에서 헤테로트로픽 박테리아는 약 15분마다 기하급수적으로 증가하는 것으로 알려져 있다. 그리고 나이트로소모나스 박테리아의 증식률은 약 24-36시간 마다 배로 늘어나며, 수조에 필요한 질산염 박테리아가 형성되려면 평균 7-15일 정도 시간이 필요하고, 암모니아아질산 질산염을 분해시킨다.
암모니아가 없어지고 아질산이 최고 수치까지 오른 후 눈에 띄게 수치가 낮아지면서 수조에서는 전혀 암모니아아 질산 검출이 되지 않을 때 질산염의 형성이 이루어지고, 독성분인 암모니아나 아질산이 완전히 제거된 후 그때서야 비로소 수질이 안정되었다고 할 수 있는 것이다. 즉, 수족관의 수질을 양호한 상태로 최대한 연장하기 위해서는 상술한 바와 같은 어패류의 배설물 등에 의한 박테리아의 발생의 문제점을 해결해야 한다.
상기의 유기물 오염물질의 거품 및 각종 이물질을 정수, 여과하기 위해 종래의 수족관용 정수시스템은 크게 상부여과방식, 저부여과방식, 측면여과방식, 상단여과방식, 버블스키머방식 등이 사용되어 왔다.
그러나 상기 여과 방식 중 통상의 버블스키머는 발생되는 기포의 크기가 수 밀리미터 이상의 크기이므로, 부피당 표면적 비율이 높지 않아 유기물의 포집 능력이나 용존산소(DO, Dissolved oxygen)의 공급능력에 제한이 있었다. 이는 더욱 빠른 유기물 포집능력과 용존산소 공급능력이 필요한 사육 밀도가 높은 대형 수족관이나 양식장 수조의 경우 적합지 못하다.
따라서, 종래의 버블스키머가 가지고 있는 문제점들을 보완하여 유기물의 포집 능력이나 용존산소의 공급 능력 등이 우수한 버블 공급 기술에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1031030호는 마이크로 버블 발생장치에 대해 개시하고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 복수 개의 임펠러 및 디퓨저를 포함하는 마이크로 버블 생성장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면은,
유입부(40) 및 배출부(80)가 형성된 하우징(5); 상기 하우징(5) 내에 배치되어 회전력을 전달하는 펌프축(10); 상기 펌프축(10)을 중심으로 유입부(40)로부터 배출부(80) 방향으로 일정 길이만큼 순차적으로 교차 형성된 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30); 및 상기 복수 개의 제1 디퓨저(30) 중, 배출부 방향으로 최하단에 위치한 제1 디퓨저(30) 및 배출부(80) 사이에 형성된 제2 임펠러(50) 및 제2 디퓨저(70);를 포함하고, 상기 제1 임펠러(20) 및 제2 임펠러(50)와 제1 디퓨저(30) 및 제2 디퓨저(70)는 각각 서로 상이한 형태를 가지는 것인 마이크로 버블 생성장치(1)를 제공한다.
상기 유입부(40)를 통해 외부의 물과 기체의 혼합액이 마이크로 버블 생성장치(1) 내로 유입되는 것이고, 상기 배출부(80)를 통해 마이크로 버블 생성장치(1)에서 생성된 마이크로 버블수가 마이크로 버블 생성장치(1)의 외부로 배출되는 것일 수 있다.
상기 교차 형성된 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)는 각각 서로 이격되어 있는 것일 수 있다.
상기 펌프축(10) 및 제1 임펠러(20) 사이에는 공간(45)이 형성되어 있는 것일 수 있다.
상기 제1 디퓨저(30) 및 상기 공간(45) 사이에는 서로 연통되도록 홀(35)이 형성되어 있는 것일 수 있다.
상기 회전력은 상기 제1 임펠러(20) 및 제2 임펠러(50)로 전달되는 것일 수 있다.
상기 제2 임펠러(50)는 상기 펌프축(10)과 밀착 배치되어 있는 것일 수 있다.
상기 제2 임펠러(50)의 최외곽에는 블레이드(60)가 설치되어 있는 것일 수 있다.
상기 블레이드(60)는 상기 제2 임펠러(50)의 최외곽 측면을 기준으로 “ㄷ”자 형태로 설치되어 있는 것일 수 있다.
상기 “ㄷ”자 형태의 블레이드(60)는 상기 제2 임펠러(50)의 중심방향으로 상부면 및 하부면 각각에 경사를 가지고 연장 형성된 것일 수 있다.
상기 제2 디퓨저(70)는 상기 블레이드(60)와 서로 소정 간격을 두고 이격되어 배치된 것일 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 마이크로 버블 생성장치는 서로 상이한 형태를 가지는 복수 개의 임펠러 및 디퓨저를 포함함으로써 보다 효율적으로 마이크로 버블수를 생성하는 것일 수 있다.
따라서, 효율적인 버블 생성을 통한 우수한 세정 능력 및 산소 공급이 가능한 것일 수 있다.
더불어, 펌프축의 회전속도를 조절함으로써 공급되는 물과 기체의 유량 또는 생성하고자 하는 마이크로 버블의 함량에 맞게끔 마이크로 버블수를 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 마이크로 버블 생성장치의 상부 외면을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 마이크로 버블 생성장치의 하부 외면을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 마이크로 버블 생성장치의 내면 일부를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 마이크로 버블 생성장치의 상부 내면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 마이크로 버블 생성장치의 하부 내면을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 마이크로 버블 생성장치의 내면 일부를 나타낸 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 버블수를 나타낸 사진이다.
도 8a 내지 8c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 버블수가 시간에 따라 맑아짐을 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 의해 정의될 뿐이다.
덧붙여, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본원의 제 1 측면은,
유입부(40) 및 배출부(80)가 형성된 하우징(5); 상기 하우징(5) 내에 배치되어 회전력을 전달하는 펌프축(10); 상기 펌프축(10)을 중심으로 유입부(40)로부터 배출부(80) 방향으로 일정 길이만큼 순차적으로 교차 형성된 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30); 및 상기 복수 개의 제1 디퓨저(30) 중, 배출부 방향으로 최하단에 위치한 제1 디퓨저(30) 및 배출부(80) 사이에 형성된 제2 임펠러(50) 및 제2 디퓨저(70);를 포함하고,
상기 제1 임펠러(20) 및 제2 임펠러(50)와 제1 디퓨저(30) 및 제2 디퓨저(70)는 각각 서로 상이한 형태를 가지는 것인 마이크로 버블 생성장치(1)를 제공한다.
이하, 본원의 제 1 측면에 따른 마이크로 버블 생성장치(1)를 도 1 내지 6을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 이때, 상기 도 1 및 2는 각각 본 발명의 일 구현예에 따른 마이크로 버블 생성장치(1)의 상부 및 하부를 나타낸 외면 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 마이크로 버블 생성장치(1)의 내면 일부를 나타낸 개략도이며, 도 4 및 5는 각각 마이크로 버블 생성장치(1)의 상부 및 하부를 나타낸 내면 단면도이고, 도 6은 마이크로 버블 생성장치(1)의 내면 일부를 나타낸 확대도이다.
한편, 이하 부분에서는 도 1 내지 6을 참조하여 마이크로 버블 생성장치(1)의 구성을 상세히 설명하나, 상기 마이크로 버블 생성장치(1)는 통상의 기술자가 이해하기 자명한 범위 내에서 일부 구성이 생략, 추가 또는 변형될 수 있음은 당연하다.
본원의 일 구현예에 있어서, 도 1 및 2를 참조하면, 상기 마이크로 버블 생성장치(1)는 유입부(40) 및 배출부(80)가 형성된 하우징(5)을 포함하는 것일 수 있다. 상기 유입부(40)는 외부의 물과 기체의 혼합액이 마이크로 버블 생성장치(1) 내로 유입되는 구성으로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 마이크로 버블 생성장치(1)의 최상단에 위치하는 것일 수 있으며, 하우징(5) 및 펌프축(10) 사이에 위치하는 것일 수 있다. 이때, 상기 유입부(40)를 통해 유입된 혼합액은 하기 후술할 바와 같이 최상단에 위치한 제1 임펠러(20) 내로 유입되는 것일 수 있다. 한편, 상기 배출부(80)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 마이크로 버블 생성장치(1)의 하단에 위치하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로 하우징(5)의 최하단 및 펌프축(10) 사이에 위치하는 것일 수 있다. 즉, 상기 마이크로 버블 생성장치(1)를 통해 생성된 마이크로 버블수가 상기 배출부(80)를 통해 마이크로 버블 생성장치(1)의 외부로 배출되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 하우징(5)은 상기 마이크로 버블 생성장치(1)의 외면을 감싸는 지지체로서, 내부에 흐르는 혼합액 또는 마이크로 버블수가 외부로 유출되지 않도록 기밀성을 가지도록 형성되는 것일 수 있다. 한편, 상기 하우징(5)의 형상은 크게 제한이 없으나, 예를 들어, 도 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 원통 형상을 가지는 것일 수 있으며, 상기와 같이 원통 형상을 가지는 경우 내부에서 회전하는 제1 임펠러(20) 및 제2 임펠러(50)의 회전 반경을 고려하였을 때, 가장 공간 활용적인 형태를 가지게 되는 것일 수 있다. 또한, 상기 하우징은 상부에 외부 고정수단(7)이 설치되어 있는 것일 수 있으며, 상기 외부 고정수단(7)을 이용하여 상기 마이크로 버블 생성장치(1)를 일정 공간에 안착/고정시켜 주는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 마이크로 버블 생성장치(1)는 상기 하우징(5) 내에 배치되어 회전력을 전달하는 펌프축(10)을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 펌프축(10)은 제1 임펠러(20) 및 제2 임펠러(50)에 회전력을 전달하기 위해 구비되는 것일 수 있으며, 모터가 장착된 전동기(미도시)로부터 전력을 공급받아 회전되는 것일 수 있다. 한편, 상기 펌프축(10)은 2,000 rpm 내지 5,000 rpm의 속도로 회전하는 것일 수 있으며, 가장 바람직하게는 약 3,600 rpm의 속도로 회전하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 펌프축(10)은 상기 마이크로 버블 생성장치(1)의 중심부를 관통하도록 설치되는 것일 수 있다. 따라서, 상기 펌프축(10)을 중심으로 형성된 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제2 임펠러(50)에 각각 효율적으로 회전력을 전달하는 것일 수 있다. 한편, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 펌프축(10)은 마이크로 버블 생성장치(1)의 최상단에 펌프축 고정수단(11)을 통해 서로 연결되어 있는 것일 수 있으며, 상기와 같은 구성을 통해 펌프축(10)이 마이크로 버블 생성장치(1)의 외부로 이탈되는 것이 방지되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 마이크로 버블 생성장치(1)는 상기 펌프축(10)을 중심으로 유입부(40)로부터 배출부(80) 방향으로 일정 길이만큼 순차적으로 교차 형성된 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)를 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 순차적으로 교차 형성되었다는 것은 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)가 1쌍으로 형성되어 적층형태로 순차적으로 형성되어 있음을 의미하는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하자면, 상기 복수 개 각각의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)는 서로 이격되어 있는 것일 수 있다. 이는 이격된 공간으로 물과 기체의 혼합액이 흐를 수 있는 유로를 형성하기 위함으로써 상기 이격 거리는 수 μm 단위로 미세한 것일 수 있다. 따라서, 상기와 같이 미세한 공간을 통해 혼합액이 흐르며, 상기 제1 임펠러(20)를 회전시킴으로써 상기 혼합액 내에 마이크로 버블이 생성되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 바람직하게 상기 교차 형성된 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)의 개수는 제1 디퓨저(30)의 개수가 1 개 더 많은 것일 수 있다. 즉, 도 3 및 4에 나타낸 바와 같이, 마이크로 버블 생성장치(1)의 상단에서 하단 방향으로 설명하자면, 최상단에는 제1 디퓨저(30)가 위치하는 것일 수 있으며, 하부 방향으로 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)가 순차적으로 교차하여 위치하고, 최하단에는 다시 제1 디퓨저(30)가 위치하는 것일 수 있다. 이에, 최하단에 위치한 제1 디퓨저(30)로부터 배출되는 혼합액이 제2 임펠러(50) 및 제2 디퓨저(70)로 공급되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 도 4 내지 6에 나타낸 바와 같이, 상기 펌프축(10) 및 제1 임펠러(20) 사이에는 공간(45)이 형성되어 있는 것일 수 있다. 이때, 상기 공간(45)은 제1 임펠러(20)의 최하단으로부터 최상단의 높이 이상으로 형성되는 것일 수 있다. 또한, 상기 공간(45)의 최상단은 제1 임펠러(20)와 연통되도록 형성되어 있는 것일 수 있다. 따라서, 상기 공간(45)에 우선적으로 유입된 혼합액이 상기 공간(45)의 최상단까지 차오르면 자동적으로 제1 임펠러(20) 방향으로 공급되는 것일 수 있다. 즉, 상기 공간(45)을 통해 혼합액이 마이크로 버블 생성장치(1)에 머무르는 체류시간을 증가시켜 혼합액 내에 마이크로 버블을 더욱 효율적으로 생성하게끔 하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 도 4 내지 6에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 디퓨저(30) 및 상기 공간(45) 사이에는 서로 연통되도록 홀(35)이 형성되어 있는 것일 수 있다. 즉, 상기 홀(35)을 통해 물과 기체의 혼합액이 상기 공간(45)으로 유입되어 아랫단으로 이동가능한 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 설명한 바와 같이, 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)는 1쌍으로 형성되어 적층형태로 순차적으로 형성되어 있는 것일 수 있으며, 1쌍의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)를 지난 혼합액은 아랫단에 적층된 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)로 공급되어야 하는 것일 수 있다. 즉, 상기와 같이 아랫단에 적층된 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)로 혼합액을 공급하기 위하여 상기 공간(45)과 연통되도록 홀(35)이 형성되어 있는 것일 수 있으며, 상기 홀(35)을 통해 공급된 혼합액은 아랫단에 위치한 공간(45)으로 유입되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 도 4 및 5에 나타낸 바와 같이, 상기 마이크로 버블 생성장치(1)는 상기 복수 개의 제1 디퓨저(30) 중, 배출부 방향으로 최하단에 위치한 제1 디퓨저(30) 및 배출부(80) 사이에 형성된 제2 임펠러(50) 및 제2 디퓨저(70)를 포함하는 것일 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 순차적으로 교차 형성된 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)는 최하단에 제1 디퓨저(30)가 위치하는 것일 수 있으며, 최하단에 위치한 상기 제1 디퓨저(30) 및 배출부(80) 사이에 제2 임펠러(50) 및 제2 디퓨저(70)가 위치하는 것일 수 있다. 한편, 상기 제1 임펠러(20) 및 제2 임펠러(50)와 제1 디퓨저(30) 및 제2 디퓨저(70)는 각각 서로 상이한 형태를 가지는 것일 수 있으며, 이에 대하여는 하기에서 더욱 상세히 설명하도록 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제2 임펠러(50)는 상기 펌프축(10)과 밀착 배치되어 있는 것일 수 있다. 이는, 상술한 바와 같이 제1 임펠러(20) 및 펌프축(10) 사이에는 공간(45)이 형성되어 있는 것이나, 제2 임펠러(50) 및 펌프축(10) 사이에는 상기와 같은 공간이 형성되어 있지 않음을 의미하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제2 임펠러(50)의 최외곽에는 블레이드(60)가 설치되어 있는 것일 수 있다. 이때, 상기 제2 임펠러(50)는 도 4 및 5에 나타낸 바와 같이, 원반형의 형상을 가지는 것일 수 있으며, 상기 최외곽이란 원반형의 최외곽 측면을 의미하는 것일 수 있다. 한편, 상기 블레이드(60)는 상기 제2 임펠러(50)의 최외곽에 접합되어 설치되는 것으로서 제2 임펠러(50)의 최외곽 측면을 기준으로 "ㄷ"자 형태로 설치되어 있는 것일 수 있다. 즉, 상기 "ㄷ"자 형태의 개방된 부분이 제2 임펠러(50)의 최외곽 측면에 삽입됨으로써 설치되는 것일 수 있으며, 상기 개방된 부분은 제2 임펠러(50) 최외곽 측면의 높이와 동일하게끔 설계되는 것일 수 있다. 한편, 상기 블레이드(60)는 복수 개일 수 있으며, 각각의 블레이드(60)가 소정간격을 두고 이격되어 제2 임펠러(50)의 최외곽 측면에 따라 설치되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 "ㄷ"자 형태의 블레이드(60)는 상기 제2 임펠러(50)의 중심방향으로 상부면 및 하부면 각각에 경사를 가지고 연장 형성된 것일 수 있다. 즉, 상기 "ㄷ"자 형태의 블레이드(60)가 제2 임펠러(50)의 최외곽 측면에 설치된 상태로 가정하면, 개방된 부분의 상/하 끝단, 즉 블레이드(60)의 최상단 및 최하단이 제2 임펠러(50)의 중심방향으로 상부면 및 하부면 각각에 접합되게끔 경사를 가지고 연장 형성되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제2 디퓨저(70)는 상기 블레이드(60)와 서로 소정 간격을 두고 이격되어 배치된 것일 수 있다. 이때, 상기 이격거리는 수 μm 단위로 미세한 것일 수 있으며, 바람직하게는 약 2 μm인 것일 수 있다. 상기 블레이드(60) 및 제2 디퓨저(70)의 구체적인 배치형태에 대해 도 4 및 5를 참조하여 설명하자면, 상기 제2 디퓨저(70)는 상기 “ㄷ”자 형태의 블레이드(60)의 외곽 중심부로부터 하단면에 대응되도록 “ㄴ”자 형태로 배치되는 것일 수 있다. 따라서, 상기 제2 디퓨저(70)가 고정되어 있는 상태에서 제2 임펠러(50)와 함께 블레이드(60)가 회전하게 되면 제2 디퓨저(70) 및 블레이드(60) 사이에 형성된 공간으로 물과 기체의 혼합액 및/또는 일부 생성된 마이크로 버블수가 유입되어 마이크로 버블을 더욱 많이 생성되는 것일 수 있다. 한편, 상기 제2 디퓨저(70)는 상기 블레이드(60)와 마찬가지로 복수 개인 것일 수 있으며, 상기 블레이드(60)의 위치에 각각 대응되도록 설치되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상술한 바와 같이, 상기 펌프축(10)은 2,000 rpm 내지 5,000 rpm의 속도로 회전하는 것일 수 있으며, 가장 바람직하게는 약 3,600 rpm의 속도로 회전하는 것일 수 있다. 따라서, 상기 펌프축(10)으로부터 회전력을 전달받는 제2 임펠러(50) 및 이에 설치된 블레이드(60) 또한 동일한 속도로 회전되는 것일 수 있다.
본원의 제 2 측면은,
상기 본원의 제 1 측면에 따른 마이크로 버블 생성장치(1)를 이용한 마이크로 버블수 생성방법을 제공한다.
본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
이하, 본원의 제 2 측면에 따른 상기 마이크로 버블수 생성방법을 도 4 내지 6을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 마이크로 버블 생성장치(1)에 배치된 펌프축(10)을 회전시킨 상태에서 외부에서 유입되는 물과 기체의 혼합액이 상기 마이크로 버블 생성장치(1)의 상부에 형성된 유입부(40)를 통해 유입되는 것일 수 있다. 상기와 같이 유입된 혼합액은 이후 펌프축(10) 및 최상단에 위치한 제1 임펠러(20) 사이에 형성된 공간(45)으로 유입되는 것일 수 있다. 상기 공간(45)에 유입된 혼합액이 가득차게 되면 상기 공간(45)의 최상단과 연통되도록 형성된 제1 임펠러(20) 방향으로 혼합액이 공급되는 것일 수 있다.
다음으로, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 최상단에 위치한 제1 임펠러(20)에 공급된 혼합액은 상기 제1 임펠러(20)의 하단에 인접하여 배치된 제1 디퓨저(30)를 지나 상기 제1 디퓨저(30)에 연통형성된 홀(35)을 통해 바로 밑단에 위치한 제1 임펠러(20) 및 펌프축(10) 사이에 형성된 공간(45)으로 유입되는 것일 수 있다. 이후, 상기 혼합액은 상기한 바와 동일한 원리를 통해 순차적으로 교차 형성된 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)에 상단에서 하단방향으로 이동되는 것일 수 있다.
한편, 상기와 같이 공급되는 혼합액은 복수 개 각각의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30) 사이에 형성된 공간에 흐르게 되며, 상기 제1 임펠러(20)를 회전시킴으로써 상기 혼합액 내에 마이크로 버블이 생성되는 것일 수 있다.
다음으로, 본원의 일 구현예에 있어서, 최하단에 위치한 제1 디퓨저(30)로 이동된 혼합액(일부 마이크로 버블수)은 이후 상기 제1 디퓨저(30) 및 배출부(80) 사이에 형성된 제2 임펠러(50) 및 제2 디퓨저(70)로 공급되는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기와 같이 공급된 혼합액 및/또는 일부 생성된 마이크로 버블수는 제2 임펠러(50)의 최외곽에 설치된 블레이드(60) 및 제2 디퓨저(70) 사이 공간으로 공급되며, 상기 제2 임펠러(50)와 함께 블레이드(60)가 회전하고 있기 때문에 상기 공간에서 마이크로 버블이 더욱 많이 생성되는 것일 수 있다.
다음으로, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기와 같이 생성된 마이크로 버블수는 이후 마이크로 버블 생성장치(1)의 하단에 위치한 배출부(80)를 통해 외부로 배출되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기와 같이 본 발명에 따른 마이크로 버블 생성장치(1)를 이용하여 마이크로 버블수를 생성시킬 경우, 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)를 통해 1차적으로 마이크로 버블수를 생성하며, 이후 제2 임펠러(50) 및 제2 디퓨저(70)를 통해 2차적으로 마이크로 버블수를 추가로 생성하기 때문에 마이크로 버블수 내에 보다 많은 양의 마이크로 버블을 효율적으로 생성하는 것일 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 마이크로 버블수를 나타낸 사진으로서 사람의 손이 보이지 않을 정도로 마이크로 버블이 많이 생성되어 있음을 확인할 수 있었다.
더불어, 도 8a 내지 8c는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 마이크로 버블수를 상온/상압의 조건 하에서 방치하였을 때, 시간에 따라 마이크로 버블이 제거(휘발)되며 점차적으로 맑아짐을 나타낸 사진이다.
즉, 상기 도 7 및 8a 내지 8c를 참조하여 보았을 때, 본 발명에 따른 마이크로 버블 생성장치(1)를 이용하여 마이크로 버블수를 생성할 경우 상기 마이크로 버블수 내에 마이크로 버블이 보다 많이 생성됨을 확인할 수 있었다.
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.
1: 마이크로 버블 생성장치
5: 하우징
7: 외부 고정수단
10: 펌프축
11: 펌프축 고정수단
20: 제1 임펠러
30: 제1 디퓨저
35: 홀
40: 유입부
45: 공간
50: 제2 임펠러
60: 블레이드
70: 제2 디퓨저
80: 배출부

Claims (11)

  1. 유입부(40) 및 배출부(80)가 형성된 하우징(5);
    상기 하우징(5) 내에 배치되어 회전력을 전달하는 펌프축(10);
    상기 펌프축(10)을 중심으로 유입부(40)로부터 배출부(80) 방향으로 일정 길이만큼 순차적으로 교차 형성된 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30); 및
    상기 복수 개의 제1 디퓨저(30) 중, 배출부 방향으로 최하단에 위치한 제1 디퓨저(30) 및 배출부(80) 사이에 형성된 제2 임펠러(50) 및 제2 디퓨저(70);
    를 포함하고,
    상기 제1 임펠러(20) 및 제2 임펠러(50)와 제1 디퓨저(30) 및 제2 디퓨저(70)는 각각 서로 상이한 형태를 가지는 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유입부(40)를 통해 외부의 물과 기체의 혼합액이 마이크로 버블 생성장치(1) 내로 유입되는 것이고,
    상기 배출부(80)를 통해 마이크로 버블 생성장치(1)에서 생성된 마이크로 버블수가 마이크로 버블 생성장치(1)의 외부로 배출되는 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교차 형성된 복수 개의 제1 임펠러(20) 및 제1 디퓨저(30)는 각각 서로 이격되어 있는 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펌프축(10) 및 제1 임펠러(20) 사이에는 공간(45)이 형성되어 있는 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 디퓨저(30) 및 상기 공간(45) 사이에는 서로 연통되도록 홀(35)이 형성되어 있는 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회전력은 상기 제1 임펠러(20) 및 제2 임펠러(50)로 전달되는 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 임펠러(50)는 상기 펌프축(10)과 밀착 배치되어 있는 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 임펠러(50)의 최외곽에는 블레이드(60)가 설치되어 있는 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 블레이드(60)는 상기 제2 임펠러(50)의 최외곽 측면을 기준으로 "ㄷ"자 형태로 설치되어 있는 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 "ㄷ"자 형태의 블레이드(60)는 상기 제2 임펠러(50)의 중심방향으로 상부면 및 하부면 각각에 경사를 가지고 연장 형성된 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 디퓨저(70)는 상기 블레이드(60)와 서로 소정 간격을 두고 이격되어 배치된 것인 마이크로 버블 생성장치(1).
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