KR20230000489U - 미세 기포 발생기 - Google Patents

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Abstract

본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 원통 형상으로 형성되고 상부와 하부가 개방되며 수직방향으로 배치되고 물속에 설치되는 배럴(1); 상기 배럴(1)에 연결되고, 상기 배럴(1)의 내부로 압축 공기(120)를 불어 넣도록 하는 인렛 파이프(2); 및 상기 인렛 파이프(2)보다 높은 위치에서 상기 배럴(1)의 내부에서 서로 거리를 갖고 상하 방향으로 배치되며, 상기 압축 공기(120)가 상승할 때 부딪혀 미세 기포를 생성시키도록 하는 다수의 범퍼 플레이트(10)를 포함하여 구성할 수 있다.

Description

미세 기포 발생기{Micro-bubble generator}
본 고안은 물속에 설치되어 물에 용존 산소를 높일 수 있도록 하는 미세 기포 발생기에 관한 것이다.
일반적으로 수처리 시설은 처리조에 미생물이 있고, 미생물은 유기물 슬러지를 분해하여 오염물질을 정화할 수 있다. 미생물의 생물학적 반응을 더욱 강력하게 활성화하기 위하여 산소가 필요하다.
또한, 처리조의 바닥에는 유기물 슬러지가 쌓일 수 있고, 미생물과 유기물 슬러지의 접촉을 늘리기 위하여 유기물 슬러지를 계속 이동시킬 필요가 있다.
종래에는 노즐을 물속에 배치하고, 배관을 연결하며, 배관을 통하여 압축된 공기 또는 순산소를 물속에 공급하였지만, 이러한 구성은 노즐의 주변에 한정하여 매우 좁은 범위에 영향을 끼치는 것으로 효율이 낮은 문제점이 있고, 산소 가스 발생장치가 필요하다.
또한, 종래에 블레이드를 모터 등의 동력장치를 이용하여 회전시켜 대기 중의 산소를 물에 용해하도록 하는 기술이 있지만, 동력장치에 전원을 공급하기 위하여 배선하여야 하는데 누전의 위험이 큰 문제점이 있다.
또한, 종래에 지름이 0.2~1.0mm 정도의 무척 작은 구멍 또는 슬릿에 공기를 통과시켜 기포를 발생시키는 기술이 알려져 있고, 이 기술은 많은 동력이 필요하고 유지 관리비가 비싼 문제점이 있다.
KR 10-1248103 B1 KR 10-1920919 B1 KR 10-1990747 B1
따라서 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 제작이 쉽고 유지 비용이 저렴하며, 물에 용존 산소를 효율적으로 높이고, 유기물 슬러지가 물속에서 계속 떠올라 움직일 수 있도록 하는 미세 기포 발생기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 원통 형상으로 형성되고 상부와 하부가 개방되며 수직 방향으로 배치되고 물속에 설치되는 배럴(1); 상기 배럴(1)에 연결되고, 상기 배럴(1)의 내부로 압축 공기(120)를 불어 넣도록 하는 인렛 파이프(2); 및 상기 인렛 파이프(2)보다 높은 위치에서 상기 배럴(1)의 내부에서 서로 거리를 갖고 상하 방향으로 배치되며, 상기 압축 공기(120)가 상승할 때 부딪혀 미세 기포를 생성시키도록 하는 다수의 범퍼 플레이트(10)를 포함하여 구성한다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 상기 배럴(1)을 위에서 내려다볼 때, 상기 인렛 파이프(2)는 상기 배럴(1)의 중심에서 벗어난 위치에 배치되어 구성할 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 상기 배럴(1)의 하단이 바닥(110)과 떨어지도록 상기 배럴(1) 하부에 형성된 서포터(3)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 상기 배럴(1)과 상기 바닥(110) 간의 거리는 3cm에서 10cm일 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기의 상기 범퍼 플레이트(10)는, 중앙에 센터 홀(11)이 관통되어 형성되고, 상기 센터 홀(11)을 중심으로 폭(W)이 좁고 기다란 형상의 스루 갭(12)이 원형 배열로 관통되어 형성될 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 상기 배럴(1)을 위에서 내려다볼 때, 아래쪽에 배치된 범퍼 플레이트(10)는 바로 위쪽에 배치된 다른 범퍼 플레이트(10)와 각 스루 갭(12)이 서로 불일치하도록 배치될 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기의 상기 범퍼 플레이트(10)는 가장 아래쪽부터 위쪽으로 갈수록 상기 스루 갭(12)의 개수가 더 많이 형성되어 구성할 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기의 상기 범퍼 플레이트(10)는, 가장 아래쪽부터 위쪽으로 차례대로, 상기 스루 갭(12)이 5개, 8개, 13개, 21개, 34개 형성되어 구성할 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 상기 배럴(1)을 위에서 내려다볼 때, 상기 인렛 파이프(2)는 여러 개가 원형 배열되어 구성할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 구성이 간단하여 제작이 쉽고, 고장 또는 훼손 우려가 거의 없으며, 청소 비용 외에 별다른 비용이 소모되지 않아 유지 비용이 저렴한 효과가 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 기포가 상승하면서 범퍼 플레이트에 부딪히고 쪼개져 더욱 작은 크기로 형성되고, 이러한 과정에서 산소가 물에 녹아들어 용존 산소를 더욱 효율적으로 높이는 효과가 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 기포가 상승하면서 주변의 물을 함께 상승시키고 이로써 주변의 유기물 슬러지를 띄울 수 있으며, 아울러 유기물 슬러지는 물과 함께 상승하면서 물속에서 계속 떠올라 움직일 수 있고, 미생물은 유기물 슬러지와 더욱 활발하게 접촉할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기를 설명하기 위한 종 방향 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기에서 범퍼 플레이트를 설명하기 위한 평면도로써, (a)와 (b)는 스루 갭이 서로 어긋나는 방향으로 배치된 것을 보인 것이다.
도 5는 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기에서 범퍼 플레이트의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기에서 인렛 파이프의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 고안의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 고안은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 고안을 설명하면서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 자세한 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 고안의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시한 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시할 수 있다.
한편, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 설정된 용어로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기에 관해서 설명한다. 도 1은 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기를 설명하기 위한 종 방향 단면도이다. 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다. 도 4는 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기에서 범퍼 플레이트를 설명하기 위한 평면도로써, (a)와 (b)는 스루 갭이 서로 어긋나는 방향으로 배치된 것이다.
본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 배럴(1), 인렛 파이프(2) 및 범퍼 플레이트(10)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 배럴(1)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 원통 형상으로 형성되고 상부와 하부가 개방된 구성이다. 상기 배럴(1)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 수직 방향으로 배치되고 물속에 잠기도록 설치된다.
이로써 물(100)은 상기 배럴(1)의 하부로부터 유입되어 상부로 배출되도록 이동할 수 있다.
상기 인렛 파이프(2)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 배럴(1)에 연결된다. 상기 인렛 파이프(2)는 상기 배럴(1)의 내부로 압축 공기(120)를 불어 넣는다.
상기 인렛 파이프(2)는 공기 압축기와 연결될 수 있고, 공기 압축기로부터 생성된 압축 공기(120)가 배관 또는 튜브를 통하여 상기 배럴(1)에 제공될 수 있다.
상기 범퍼 플레이트(10)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 인렛 파이프(2)보다 높은 위치에서 다수로 제공될 수 있다. 다수의 범퍼 플레이트(10)는 상기 배럴(1)의 내부에서 서로 거리를 갖고 상하 방향으로 배치될 수 있다.
상기 다수의 범퍼 플레이트(10)는 압축 공기(120)가 배럴(1)의 내부에서 상승하면서 부딪힌다. 압축 공기(120)는 범퍼 플레이트(10)에 부딪힐 때마다 작은 공기 방울로 쪼개지고, 상승하여 다른 범퍼 플레이트(10)에 반복하여 부딪힘으로써 미세 기포가 생성된다.
본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 구성을 극단적으로 간소화함으로써 간단하여 제작이 쉽고, 고장 또는 훼손 우려가 거의 없으며, 청소 비용 외에 별다른 비용이 소모되지 않아 유지 비용이 저렴한 효과가 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 기포가 상승하면서 범퍼 플레이트(10)에 부딪히고 쪼개져 더욱 작은 크기로 형성되고, 이러한 과정에서 산소가 물에 녹아들 수 있다. 특히 기포의 크기가 작을수록 물에 더 잘 녹아들 수 있어 용존 산소 농도를 더욱 효율적으로 높이는 효과가 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 기포가 상승하면서 배럴(1) 내부에 있는 물을 함께 상승시키고, 이로써 배럴(1) 주변의 유기물 슬러지를 띄울 수 있다.
아울러 유기물 슬러지는 물과 함께 상승하면서 물속에서 계속 떠올라 움직일 수 있고, 미생물은 유기물 슬러지와 더욱 활발하게 접촉할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 배럴(1)의 하단이 바닥(110)과 떨어지도록 상기 배럴(1) 하부에 서포터(3)를 더 형성할 수 있다.
이로써 물(100)은 유기물 슬러지와 함께 배럴(1)의 하부로 좀 더 쉽게 들어갈 수 있다.
또한, 상기 배럴(1)과 상기 바닥(110) 간의 거리는 3cm에서 10cm로 구성할 수 있다.
유체는 공간이 넓을수록 더 활발하게 이동할 수 있고, 상기 배럴(1)과 상기 바닥(110) 간의 거리는 최소한 3cm 이상으로 확보하면 물과 유기물 슬러지가 저항 없이 순조롭게 배럴(1)의 하부로 들어갈 수 있다.
또한, 유기물 슬러지는 물보다는 비중이 크므로 바닥(110)에 가라앉으려는 특성이 있지만, 상기 배럴(1)과 상기 바닥(110) 간의 거리는 10cm 이하로 구성하면 바닥(110)에 가라앉은 유기물 슬러지를 충분하게 움직이게 할 수 있다.
상기 범퍼 플레이트(10)는, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 중앙에 센터 홀(11)이 관통되어 형성되고, 상기 센터 홀(11)을 중심으로 폭(W)이 좁고 기다란 형상의 스루 갭(12)이 원형 배열로 관통되어 형성될 수 있다.
상기 압축 공기(120)는 상승하면서 범퍼 플레이트(10)에 부딪힌 후에 센터 홀(11)과 스루 갭(12)을 통과할 수 있다. 특히, 압축 공기(120)는 범퍼 플레이트(10)에 부딪힐 때 기포가 작아질 수 있고, 다수의 범퍼 플레이트(10)에 부딪힘으로써 기포는 크기가 매우 작은 미세 기포로 생성될 수 있다.
한편으로, 상기 범퍼 플레이트(10)는 금속 패널을 절단하여 가공하여 제작할 수 있고, 예를 들면 센터 홀(11)과 스루 캡(12)은 마치 기어 모양으로 닫힌 도형 형상으로 형성함으로써, 레이저 커팅 머신으로 한 번에 잘라낼 수 있어 제작이 간편한 이점이 있다.
또한, 하나의 범퍼 플레이트(10)는 1개 객체이지만 압축 공기(120)와 범퍼 플레이트(10)가 접촉하는 모서리의 길이를 최대로 늘릴 수 있어 더욱 효과적으로 기포를 잘게 형성할 수 있는 이점이 있다.
즉, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는 제작할 때 구성품의 개수를 최소로 줄일 수 있으면서 압축 공기(120)와 접촉하는 모서리 길이를 최대한 늘릴 수 있는 독특하고 현저한 작용 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 상기 배럴(1)을 위에서 내려다볼 때, 도 1과 도 4에 나타낸 바와 같이, 아래쪽에 배치된 범퍼 플레이트(10)는 바로 위쪽에 배치된 다른 범퍼 플레이트(10)와 각 스루 갭(12)이 서로 불일치하도록 배치될 수 있다.
좀 더 상세하게 설명하면 도 4의 (a)는 시계 방향을 예를 들면 12시 방향에 스루 갭(12)이 배치되지만, 도 4의 (b)는 스루 갭(12)이 12시 방향에 벗어난 위치에 있는 것을 알 수 있다.
이로써 압축 공기(120)가 상승하여 아래쪽의 범퍼 플레이트(10)에 부딪힌 후 스루 갭(12)을 통과하여 상승하면 바로 위쪽의 범퍼 플레이트(10)에 항상 부딪힐 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 범퍼 플레이트의 다른 예를 설명한다. 도 5는 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기에서 범퍼 플레이트의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
상기 범퍼 플레이트(10)는 도 5에 나타낸 바와 같이 가장 아래쪽부터 위쪽으로 갈수록 상기 스루 갭(12)의 개수가 더 많이 형성될 수 있다.
이로써 압축 공기(120)가 기포로 형성되고, 상승할수록 기포 크기가 작아지는데, 위쪽에 배치된 범퍼 플레이트(10)는 스루 갭(12)의 개수를 더 많이 형성함으로써 기포가 상승하면서 범퍼 플레이트(10)에 부딪힐 가능성을 더 높일 수 있고, 이로써 기포를 미세하게 형성하는 데에 이바지할 수 있다.
또한, 상기 범퍼 플레이트(10)는 가장 아래쪽부터 위쪽으로 차례대로, 상기 스루 갭(12)이 5개, 8개, 13개, 21개, 34개 형성될 수 있고, 이것은 범퍼 플레이트(10)가 5개 배열된 예이다.
본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는 상기 범퍼 플레이트(10)의 개수를 더 많은 개수로 늘려서 배치할 수 있고, 이러하면 스루 갭(12)의 개수는 5개부터 시작하여 피보나치 수열에 따라 5개, 8개, 13개, 21개, 34개, 55개, 89개, 144개를 적용할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 스루 갭(12)의 개수를 피보나치 수열에 따라 형성함으로써 기포가 상승할 때, 정체되지 않고 자연스럽게 상승하고, 다음 순서의 범퍼 플레이트(10)에 반드시 부딪힌 후에 통과할 수 있어 기포를 더욱 작게 형성시키는 데 이바지할 수 있다.
한편으로, 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 배럴(1)을 위에서 내려다볼 때, 상기 인렛 파이프(2)는 상기 배럴(1)의 중심에서 벗어난 위치에 배치될 수 있고, 이로써 압축 공기(120)가 배럴(1)의 내부에서 상승할 때 와류 물살을 일으키면서 상승할 수 있다.
특히, 압축 공기(120)는 와류 물살을 일으킴으로써 물과 유기물 슬러지를 더욱 활발하게 섞을 수 있고, 나아가 미생물과 유기물 슬러지가 접촉할 기회를 더욱 활발하게 할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 인렛 파이프의 다른 예를 설명한다. 도 6은 본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기에서 인렛 파이프의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는, 상기 배럴(1)을 위에서 내려다볼 때, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 인렛 파이프(2)는 여러 개가 원형 배열된 것일 수 있다. 이로써 각 인렛 파이프(2)에 작용하는 압축 공기(120)의 압력이 같다고 할 때, 인렛 파이프(2)의 개수만큼 압축 공기(120)의 유량을 늘릴 수 있고, 와류 물살을 더욱 거세게 형성시킬 수 있으며, 유기물 슬러지를 바닥(110)으로부터 띄울 수 있도록 교반 작용을 할 수 있고, 유기물 슬러지는 산소와 미생물과 더욱 활발하게 접촉할 수 있어 정화 효과를 현저하게 향상시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야의 해당 업계 종사자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 고안의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 고안의 실시예에 따른 미세 기포 발생기는 물속에 용존 산소를 늘리도록 하는 데에 이용할 수 있다.
1: 배럴 2: 인렛 파이프
3: 서포터
10: 범퍼 플레이트 11: 센터 홀
12: 스루 갭
100: 물 110: 바닥
120: 압축 공기

Claims (9)

  1. 원통 형상으로 형성되고 상부와 하부가 개방되며 수직방향으로 배치되고 물속에 설치되는 배럴(1);
    상기 배럴(1)에 연결되고, 상기 배럴(1)의 내부로 압축 공기(120)를 불어넣도록 하는 인렛 파이프(2); 및
    상기 인렛 파이프(2) 보다 높은 위치에서 상기 배럴(1)의 내부에서 서로 거리를 갖고 상하 방향으로 배치되며, 상기 압축 공기(120)가 상승할 때 부딪혀 미세 기포를 생성시키도록 하는 다수의 범퍼 플레이트(10);
    를 포함하는 미세 기포 발생기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배럴(1)의 하단이 바닥(110)과 떨어지도록 상기 배럴(1) 하부에 형성된 서포터(3);
    을 더 포함하는 미세 기포 발생기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배럴(1)과 상기 바닥(110) 간의 거리는 3cm에서 10cm인 것
    을 특징으로 하는 미세 기포 발생기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 범퍼 플레이트(10)는,
    중앙에 센터 홀(11)이 관통되어 형성되고,
    상기 센터 홀(11)을 중심으로 폭(W)이 좁고 기다란 형상의 스루 갭(12)이 원형 배열로 관통되어 형성된 것
    을 포함하는 미세 기포 발생기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배럴(1)을 위에서 내려다볼 때,
    아래쪽에 배치된 범퍼 플레이트(10)는 바로 위쪽에 배치된 다른 범퍼 플레이트(10)와 각 스루 갭(12)이 서로 불일치하도록 배치되는 것
    을 포함하는 미세 기포 발생기.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 범퍼 플레이트(10)는 가장 아래쪽부터 위쪽으로 갈수록 상기 스루 갭(12)의 개수가 더 많이 형성된 것
    을 포함하는 미세 기포 발생기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 범퍼 플레이트(10)는 가장 아래쪽부터 위쪽으로 차례대로, 상기 스루 갭(12)이 5개, 8개, 13개, 21개, 34개 형성된 것
    을 포함하는 미세 기포 발생기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배럴(1)을 위에서 내려다볼 때, 상기 인렛 파이프(2)는 상기 배럴(1)의 중심에서 벗어난 위치에 배치된 것
    을 포함하는 미세 기포 발생기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배럴(1)을 위에서 내려다볼 때,
    상기 인렛 파이프(2)는 여러 개가 원형 배열된 것
    을 포함하는 미세 기포 발생기.
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