KR20240062938A - 유체 처리 장치 - Google Patents

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KR20240062938A
KR20240062938A KR1020230126185A KR20230126185A KR20240062938A KR 20240062938 A KR20240062938 A KR 20240062938A KR 1020230126185 A KR1020230126185 A KR 1020230126185A KR 20230126185 A KR20230126185 A KR 20230126185A KR 20240062938 A KR20240062938 A KR 20240062938A
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곽헌길
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케이퓨전테크놀로지 주식회사
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Abstract

본 발명은 유동하는 유체 중에 플라즈마를 발생시켜 유체를 처리할 수 있는 유체 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유로; 제1 유로를 통과하여 유입된 유체에 포함된 기포들을 붕괴시키도록 적어도 일부분의 직경이 확대되는 형상을 가지는 제2 유로; 유체의 와류를 발생시키기 위해 제1 유로 중에 배치되는 스크류; 및 제2 유로 상에 배치되어 유체에 포함된 기포의 붕괴를 촉진하는 액셀러레이터를 포함한다.

Description

유체 처리 장치{FLUID TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 유체 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유동하는 유체 중에 플라즈마를 발생시켜 유체를 처리할 수 있는 유체 처리 장치에 관한 것이다.
물 등의 유체를 전기 분해, 자기 처리, 초음파 처리, 플라즈마 처리 등을 통해 특정의 기능을 갖는 유체로 변환시키는 다양한 기술이 개발되고 있다.
예를 들어, 공기 중이나 수중에서 플라즈마를 생성한 뒤, 산소 및 질소 등의 활성종을 물에 녹아들게 하여 플라즈마 활성수(PAW: Plasma Activated Water)를 만드는 유체 처리 기술이 알려져 있다.
플라즈마 활성수는 강한 산성을 띠어 소독제나 살충제 등의 역할을 할 수 있고, 질소 산화물들이 다량 포함되어 있기 때문에 액체 비료로도 활용이 가능하다. 또한, 플라즈마 활성수는 병원에서 의료 도구의 소독이나 환자의 피부 치료에 활용될 수 있고, 가정에서 야채나 과일을 세정하는 친환경 세정제로 이용될 수 있다.
플라즈마 활성수를 생산하기 위해서는 기본적으로 물을 이온화시키기 위해 플라즈마를 발생시키는 기술이 필요하다.
종래에는 수중에 배치된 전극을 방전시켜 순간적으로 플라즈마를 발생시키고, 이를 통해 물을 이온화하여 플라즈마 활성수를 생산하는 방법이 주로 이용되었다.
그러나, 이와 같은 방법은 고전압을 필요로 하고, 플라즈마를 발생하는데 필요한 기체를 수중에서 안정적으로 유지하는 것이 매우 어려워 생산 효율이 낮다. 또한, 생산 설비를 갖추기 위해서는 고가의 비용이 발생되는 문제점이 있다.
또한, 플라즈마를 수중이 아니라 물의 표면에서 발생시켜, 물과 플라즈마가 서로 반응되도록 하여 플라즈마 활성수를 제조하는 방법도 알려져 있다.
그러나, 이와 같은 방법은 플라즈마 발생시 전류가 물의 표면을 따라 흐르기 때문에 플라즈마를 발생시키는 시간 대비 생산되는 이온화 활성수의 양이 매우 적다. 또한, 많은 양의 이온화 활성수를 생산하기 위해서는 장시간 플라즈마를 발생시켜야 함에 따라 고가의 유지 비용이 발생되는 문제점이 있다.
KR 2340047 B1 (2021.12.13)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 외부의 전원이나 전극 없이 유동하는 유체를 마찰 대전시켜 유체 내에 플라즈마를 발생시키고, 이를 통해 유체를 이온화시켜 처리할 수 있는 유체 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유로; 상기 제1 유로를 통과하여 유입된 상기 유체에 포함된 기포들을 붕괴시키도록 적어도 일부분의 직경이 확대되는 형상을 가지는 제2 유로; 상기 유체의 와류를 발생시키기 위해 상기 제1 유로 중에 배치되는 스크류; 및 상기 제2 유로 상에 배치되어 상기 유체에 포함된 기포의 붕괴를 촉진하는 액셀러레이터를 포함한다.
상기 제2 유로는 적어도 하나의 직경 확대 구간을 포함할 수 있다.
상기 액셀러레이터는, 상기 유체가 통과할 수 있는 액셀러레이터 홀을 구비하고, 상기 직경 확대 구간에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 액셀러레이터를 상기 직경 확대 구간에 고정하기 위해 상기 액셀러레이터와 접하도록 상기 직경 확대 구간에 배치되는 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 액셀러레이터는 상기 스토퍼의 양쪽 단부에 각각 접하도록 한 쌍이 상기 직경 확대 구간에 배치될 수 있다.
상기 액셀러레이터는 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 유로는, 상기 스크류를 통과한 유체가 유입되고, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 직경이 점진적으로 감소하는 포커싱 유로; 및 상기 포커싱 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 포커싱 유로의 끝단과 연결되고, 상기 포커싱 유로의 끝단의 직경과 같은 직경을 갖는 인렛 유로를 포함할 수 있다.
상기 제2 유로는, 상기 인렛 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 인렛 유로와 연결되고, 상기 인렛 유로의 직경보다 큰 직경을 갖는 제1 확장 유로; 상기 제1 확장 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 확장 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로의 직경보다 작은 직경을 갖는 제1 축소 유로; 상기 제1 축소 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 축소 유로의 직경보다 큰 직경을 갖는 제2 확장 유로; 및 상기 제2 확장 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제2 확장 유로의 직경보다 작은 직경을 갖는 제2 축소 유로를 포함할 수 있다.
상기 액셀러레이터는, 상기 제1 확장 유로와 상기 제1 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀을 갖는 제1 액셀러레이터; 및 상기 제2 확장 유로와 상기 제2 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀을 갖는 제2 액셀러레이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제2 축소 유로를 통과한 상기 유체가 유입되도록 상기 제2 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로의 직경 및 상기 제2 확장 유로의 직경보다 직경이 큰 배출 유로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제2 축소 유로와 상기 배출 유로를 연결하는 연결 유로를 포함하고, 상기 연결 유로는, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 직경이 점진적으로 증가할 수 있다.
상기 연결 유로는, 상기 제2 축소 유로와 연결되는 부분의 직경이 상기 제2 축소 유로의 직경과 같고, 상기 배출 유로와 연결되는 부분의 직경이 상기 배출 유로의 직경보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 스크류를 수용하는 중공형의 외부 바디; 및 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 제공하기 위해 상기 유체의 흐름 방향을 기준으로 상기 스크류보다 하류 측에 위치하도록 상기 외부 바디에 수용되는 가이드 어셈블리를 포함할 수 있다.
상기 외부 바디는, 상기 가이드 어셈블리를 상기 유체의 흐름 방향으로 움직이지 못하도록 상기 가이드 어셈블리의 움직임을 구속하기 위해 상기 외부 바디의 내면으로부터 돌출되는 렛지를 포함할 수 있다.
상기 외부 바디의 내면에는 상기 가이드 어셈블리의 끝단으로부터 멀어지는 방향으로 직경이 점진적으로 확대되는 확대부가 구비될 수 있다.
상기 확대부에 인접하는 상기 가이드 어셈블리의 끝단의 가장자리 둘레에는 곡면형의 라운드부가 구비될 수 있다.
상기 가이드 어셈블리는 상기 유체의 흐름 방향을 따라 외경이 점진적으로 감소되는 경사부를 포함하고, 상기 외부 바디는, 상기 가이드 어셈블리를 상기 유체의 흐름 방향으로 움직이지 못하도록 상기 가이드 어셈블리의 움직임을 구속하기 위해 상기 외부 바디의 내면으로부터 돌출되는 접촉부를 포함하며, 상기 접촉부는 상기 경사부와 접촉하도록 상기 유체의 흐름 방향을 따라 내경이 점진적으로 감소되는 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 경사부의 한쪽 단부에는 제1 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형의 제1 경사부 연결부가 구비되고, 상기 경사부의 다른 쪽 단부에는 제2 곡률 반경을 갖는 오목한 곡면형의 제2 경사부 연결부가 구비되며, 상기 접촉부의 한쪽 단부에는 상기 제1 경사부 연결부와 접촉하도록 상기 제1 곡률 반경을 갖는 오록한 곡면형의 제1 접촉부 연결부가 구비되고, 상기 접촉부의 다른 쪽 단부에는 상기 제2 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형의 제2 접촉부 연결부가 구비될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 스크류와, 상기 스크류를 통과한 유체의 흐름을 안내하며, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유체 유로를 포함하는 제1 바디; 상기 제1 바디와 연결되고, 상기 제1 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제1 유체 유로의 일단보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 제2 유체 유로를 포함하는 제2 바디; 및 상기 제2 바디와 연결되고, 상기 제2 바디보다 전기 전도도가 높은 재질로 형성되며, 상기 제2 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제2 유체 유로보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 제3 유체 유로를 포함하는 제3 바디를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제1 바디와, 상기 제2 바디와, 상기 제3 바디를 수용하는 외부 바디를 포함하고, 상기 외부 바디는 상기 제3 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제3 유체 유로의 직경보다 직경이 큰 배출 유로를 포함할 수 있다.
상기 제1 바디와, 상기 제2 바디는 상기 유체를 양전하로 마찰 대전시키는 소재로 이루어지고, 상기 외부 바디는 절연성 소재로 이루어질 ㅅ n있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제3 유체 유로와 상기 배출 유로를 연결하는 제4 유체 유로가 형성된 제4 바디를 포함하고, 상기 제4 유체 유로는 적어도 일부분의 직경이 상기 유체의 흐름 방향을 따라 점진적으로 증가할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 스크류와, 상기 스크류를 통과한 유체의 흐름을 안내하며, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유체 유로를 포함하는 제1 바디; 상기 제1 바디와 연결되고, 상기 제1 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제1 유체 유로의 일단보다 상대적으로 큰 직경을 가지는 제2 유체 유로를 포함하는 제2 바디; 및 상기 제2 유체 유로에 배치되고, 상기 제2 바디보다 전기 전도도가 높은 재질로 형성되며, 상기 제2 유체 유로보다 상대적으로 작은 직경을 가지는 제3 유체 유로를 포함하는 제3 바디를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고, 상기 제3 바디는 상기 스토퍼의 양쪽 단부에 각각 접하도록 한 쌍이 상기 제2 유체 유로에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제3 바디를 상기 제2 유체 유로에 고정하기 위해 상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 제2 바디의 내면으로부터 돌출되도록 상기 제2 바디와 일체로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제3 바디를 상기 제2 유체 유로에 고정하기 위해 상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 제2 바디의 내부에 삽입되는 링 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 유체가 유입되는 포커싱 유로; 상기 포커싱 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 포커싱 유로와 연결되고, 상기 포커싱 유로보다 좁은 인렛 유로; 상기 인렛 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 인렛 유로와 연결되고, 상기 인렛 유로보다 넓은 제1 확장 유로; 상기 제1 확장 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 확장 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로보다 좁은 제1 축소 유로; 상기 제1 축소 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 축소 유로보다 넓은 제2 확장 유로; 상기 제2 확장 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제1 확장 유로 및 상기 제2 확장 유로보다 넓은 배출 유로; 및 상기 유체에 포함된 기포의 붕괴를 촉진하기 위해 상기 포커싱 유로와 상기 배출 유로 사이에 배치되고, 상기 액체가 통과할 수 있는 액셀러레이터 홀을 갖는 액셀러레이터를 포함한다.
상기 액셀러레이터는 상기 제2 확장 유로와 상기 배출 유로 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 액셀러레이터 홀과 상기 배출 유로를 연결하는 연결 유로를 포함하고, 상기 연결 유로는, 적어도 일부분의 직경이 상기 유체의 흐름 방향을 따라 점진적으로 증가할 수 있다.
상기 액셀러레이터는, 상기 제1 확장 유로와 상기 제1 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀을 갖는 제1 액셀러레이터; 및 상기 제2 확장 유로와 상기 배출 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀을 갖는 제2 액셀러레이터를 포함할 수 있다.
상기 액셀러레이터는 상기 제1 확장 유로와 상기 제2 확장 유로 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 유체를 선회시켜 상기 포커싱 유로로 유동시킬 수 있도록 상기 유체의 흐름 방향을 기준으로 상기 포커싱 유로보다 상류 측에 배치되는 스크류를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 액셀러레이터를 수용하고, 상기 배출 유로가 형성된 중공형의 외부 바디; 및 상기 외부 바디에 수용되고, 상기 포커싱 유로와, 상기 인렛 유로와, 상기 제1 확장 유로와, 상기 제1 축소 유로와, 상기 제2 확장 유로가 형성된 가이드 어셈블리를 포함할 수 있다.
상기 가이드 어셈블리는 상기 유체를 양전하로 마찰 대전시키는 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 유체 처리 장치는 유동하는 유체의 공동 현상과, 마찰 대전을 통해 계면에 음전하 밀도가 높은 미세한 기포를 대량으로 발생시키고, 기포를 유체 속에서 붕괴시켜 플라즈마를 발생시킴으로써 유체를 이온화 또는 분해할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유체 처리 장치는 외부의 전원이나 전극 없이 유체를 이온화 또는 분해할 수 있고, 적은 에너지로 유체를 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유체 처리 장치는 적은 투입 비용으로 기능수 또는 활성수를 대량 생산할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않고, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 포함하는 유체 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 일부분을 확대하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치의 외부 바디를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치의 일부분을 분리하여 나타낸 것이다.
도 6 내지 도 13은 본 발명에 따른 유체 처리 장치의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 유체 처리 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 포함하는 유체 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 유체 공급 장치(10)로부터 유체를 공급받고 외부의 전원이나 전극 없이 유동하는 유체를 마찰 대전시켜 유체 내에 플라즈마를 발생시키고, 이를 통해 유체를 이온화시켜 처리할 수 있다. 유체 처리 장치(100)에 의해 처리된 유체는 유체 저장 장치(20)에 저장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 다양한 유체를 처리할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 물을 플라즈마 처리하여 하이드로늄 이온(H3O+)이 풍부한 플라즈마 활성수를 생성할 수 있다. 유체 공급 장치(10)는 플라즈마 활성수를 만드는데 필요한 물을 유체 처리 장치(100)에 공급하고, 유체 저장 장치(20)는 유체 처리 장치(100)에 의해 생성된 플라즈마 활성수를 저장할 수 있다. 유체 처리 장치(100)에 공급되는 물은 이물질이 제거되어 전기 전도도가 낮고 전기 저항이 크게 전처리된 물일 수 있다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(140) 및 액셀러레이터(170)를 포함한다.
외부 바디(110)는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(140)를 수용할 수 있는 중공형으로 이루어진다. 도 2 내지 도 4에 나타낸 것과 같이, 외부 바디(110)의 내부에는 외부 바디(110)를 길이 방향으로 관통하는 관통 홀(111)이 형성된다. 관통 홀(111)은 유체가 흐를 수 있는 유체의 흐름 경로를 형성할 수 있다. 관통 홀(111) 속에 스크류(130) 및 가이드 어셈블리(140)가 수용된다. 또한, 관통 홀(111)에는 유체를 스크류(130)로 가이드하기 위한 연결 튜브(180)의 적어도 일부가 수용될 수 있다.
관통 홀(111) 중 일부분은 가이드 어셈블리(140)를 통과한 유체가 흐를 수 있는 배출 유로(113)를 이룬다. 배출 유로(113)는 가이드 어셈블리(140)에 구비되는 유로들보다 넓다. 또한, 관통 홀(111) 중 가이드 어셈블리(140)와 연결 튜브(180)의 사이에 있는 부분은 유체가 유동할 수 있도록 가이드 어셈블리(140)와 연결 튜브(180)를 연결하는 진입 유로(115)를 이루고, 진입 유로(115)에 스크류(130)가 배치된다. 또한, 관통 홀(111) 중 다른 부분은 액셀러레이터(170)가 수용되는 중간 유로(116)을 이룰 수 있다.
외부 바디(110)의 내측에는 가이드 어셈블리(140)의 움직임을 제한하기 위한 렛지(118)가 구비된다. 렛지(118)는 외부 바디(110)의 내면으로부터 돌출된다. 렛지(118)는 가이드 어셈블리(140)의 단부와 접함으로써 가이드 어셈블리(140)를 유체의 흐름 방향(A)으로 움직이지 못하도록 가이드 어셈블리(140)의 움직임을 구속할 수 있다. 렛지(118)는 링 모양 또는 가이드 어셈블리(140)의 단부와 접할 수 있는 다양한 다른 모양으로 이루어질 수 있다.
렛지(118)는 확대부(120)와 접촉부(122)를 포함한다. 접촉부(122)는 가이드 어셈블리(140)와 접촉할 수 있도록 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 확대부(120)보다 상류 측에 배치된다.
확대부(120)는 가이드 어셈블리(140)의 끝단으로부터 멀어지는 방향으로 직경이 점진적으로 확대되는 곡면형으로 이루어진다. 확대부(120)의 양쪽 단부에는 제1 확대부 연결부(120a) 및 제2 확대부 연결부(120b)가 각각 구비된다. 제1 확대부 연결부(120a)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 제2 확대부 연결부(120b)보다 상류 측에 배치된다. 제1 확대부 연결부(120a)는 일정한 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 제2 확대부 연결부(120b)는 일정한 곡률 반경을 갖는 오록한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 제1 확대부 연결부(120a)의 곡률 반경과 제2 확대부 연결부(120b)의 곡률 반경은 같거나, 또는 다를 수 있다. 제2 확대부 연결부(120b)는 배출 유로(113)의 둘레를 경계짓는 외부 바디(110)의 내면과 완만한 경사를 이루며 연결될 수 있다.
확대부(120)는 가이드 어셈블리(140)와 배출 유로(113) 사이에 완만한 경사각으로 확대되는 유로를 형성할 수 있다. 유체가 접촉하는 외부 바디(110)의 내면에 모서리가 있으면 그 모서리에 전하가 집중되는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 유체 처리 장치(100)는 가이드 어셈블리(140)와 배출 유로(113) 사이에 확대부(120)가 구비됨으로써, 가이드 어셈블리(140)와 배출 유로(113) 사이에 전하가 집중되거나, 전하의 집중으로 인해 외부 바디(110)나 가이드 어셈블리(140)가 손상되거나 파손되는 문제를 줄일 수 있다.
접촉부(122)는 가이드 어셈블리(140)와 안정적으로 접촉할 수 있도록 유체의 흐름 방향을 따라 내경이 점진적으로 감소되는 형상으로 이루어진다. 접촉부(122)의 양쪽 단부에는 제1 접촉부 연결부(122a) 및 제2 접촉부 연결부(122b)가 각각 구비된다. 제1 접촉부 연결부(122a)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 제2 접촉부 연결부(122b)보다 상류 측에 배치된다. 제1 접촉부 연결부(122a)는 일정한 곡률 반경을 갖는 오목한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 제2 접촉부 연결부(122b)는 일정한 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 접촉부 연결부(122a)는 임의의 제1 곡률 반경을 갖는 곡면형으로 이루어지고, 제2 접촉부 연결부(122b)는 임의의 제2 곡률 반경을 갖는 곡면형으로 이루어질 수 있다. 제1 곡률 반경과 제2 곡률 반경은 같거나, 또는 다를 수 있다.
제1 접촉부 연결부(122a)의 곡률 반경은 위의 치수로 한정되는 것은 아니며, 가이드 어셈블리(140)의 외경이나 외부 바디(110)의 내경 크기 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
외부 바디(110)는 절연성 소재로 이루어진다. 예를 들어, 외부 바디(110)는 아크릴, 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지 소재, 또는 다양한 유전체로 이루어질 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 스크류(130)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 가이드 어셈블리(140)보다 상류 측에 배치되며, 유체를 선회시켜 가이드 어셈블리(140)로 유동시킬 수 있다. 스크류(130)는 음전하로 마찰 대전되기 쉬운 물질, 즉 유체를 양전하로 마찰 대전시킬 수 있는 소재로 이루어지는 것이 좋다. 예를 들어, 스크류(130)는 아크릴, 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지 소재, 또는 다양한 유전체로 이루어질 수 있다.
스크류(130)는 유체의 와류를 발생시키기 위한 블레이드(131)를 갖는다. 블레이드(131)는 유체를 선회시켜 와류를 발생시킬 수 있는 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 블레이드(131)를 통과하는 유체는 소용돌이치며 유동할 수 있다. 유체가 스크류(130)를 빠르게 통과할 때 유체 압력의 급격한 변화로 인해 공동 현상이 발생하고, 이에 의해 유체 속에 미세한 기포(B, 예를 들어, 직경 50㎛ 이하)가 발생하게 된다. 또한, 유체는 스크류(130)를 빠르게 통과할 때 양전하로 마찰 대전될 수 있다. 스크류(130)는 와류 가이드로 명명될 수 있다.
스크류(130)는 외부 바디(110)에 압입되는 방식, 가이드 어셈블리(140)와 연결 튜브(180) 사이에 끼어 고정되는 방식 등 다양한 방식으로 가이드 어셈블리(140)와 연결 튜브(180) 사이의 진입 유로(115)에 고정될 수 있다. 따라서, 스크류(130)는 회전하지 않고 유체를 선회시킬 수 있다. 스크류(130)가 유동하는 유체에 의해 회전하게 되면 유체와 스크류(130) 간의 마찰 대전 효율이 떨어질 수 있다. 이에 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 스크류(130)가 고정된 상태로 유체를 가이드함으로써 유체의 마찰 대전 효율을 높일 수 있다.
도면에는 스크류(130)가 진입 유로(115)의 직경에 대응하는 직경을 갖는 것으로 나타냈으나, 스크류(130)는 진입 유로(115)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다.
가이드 어셈블리(140)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 스크류(130)보다 하류 측에 위치한다. 가이드 어셈블리(140)는 유체가 통과하는 제1 유로(164) 및 제2 유로(166)를 제공할 수 있다. 본 명세서에서 제1 유로(164)는 기포 형성 유로(164)로 명명되고, 제2 유로(166)는 반응 유로(166)로 명명될 수 있다. 기포 형성 유로(164)는 이를 따라 유동하는 유체 중에 기포(B)를 형성시키도록 구성된다. 반응 유로(166)는 이를 따라 유동하는 유체에 포함된 기포(B)를 붕괴시키도록 구성된다. 제1 유로(164)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 제2 유로(166)보다 상류 측에 배치된다.
가이드 어셈블리(140)는 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)를 포함한다. 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 차례로 배치된다. 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 음전하로 마찰 대전되기 쉬운 물질, 즉 유체를 양전하로 마찰 대전시킬 수 있는 소재로 이루어지는 것이 좋다. 예를 들어, 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 아크릴, 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지 소재, 또는 다양한 유전체로 이루어질 수 있다.
인렛 가이드(141)는 스크류(130)를 통과한 유체가 유입될 수 있도록 스크류(130)와 접하거나, 또는 스크류(130)와 인접하게 배치될 수 있다. 인렛 가이드(141)는 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)를 포함한다. 포커싱 유로(142)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 직경이 점진적으로 감소하는 형태로 이루어진다. 포커싱 유로(142)는 스크류(130)를 통과하는 유체를 인렛 유로(143)로 가이드할 수 있다. 즉, 유체는 포커싱 유로(142)를 따라 유동하여 인렛 유로(143)에 집중될 수 있다. 인렛 유로(143)는 포커싱 유로(142)로부터 유체가 유입되도록 포커싱 유로(142)와 연결된다. 인렛 유로(143)는 포커싱 유로(142)보다 좁아 유체의 유속을 높임으로써 마찰 대전 효과를 증대시킬 수 있다. 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)가 연결되는 부분에서 포커싱 유로(142)의 직경과 인렛 유로(143)의 직경은 같다.
인렛 가이드(141)는 제1 유로(164)를 제공할 수 있다. 즉, 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)는 스크류(130)가 배치되는 진입 유로(115)와 함께 제1 유로(164)를 형성한다. 유체는 제1 유로(164)에서 와류를 발생하면서 유동할 수 있고, 스크류(130) 및 인렛 가이드(141)와의 마찰로 인해 양전하로 마찰 대전될 수 있다. 이때, 스크류(130)와 인렛 가이드(141)는 음전하로 마찰 대전될 수 있다. 또한, 유체가 제1 유로(164)를 통과할 때 공동 현상으로 인해 유체에 미세한 기포(B)가 발생하게 된다. 유체가 양전하로 대전될 때, 유체 속 기포(B)의 계면에는 음전하가 집중된다.
유체가 제1 유로(164)를 통과할 때 유체 중에 기포(B)가 대량으로 발생하지만, 유체 중에 기포(B)가 발생하는 영역이 제1 유로(164)로 한정되는 것은 아니다. 즉, 유체가 제2 유로(166)를 통과할 때에도 유체 중에 기포(B)가 발생할 수 있다.
제1 확장 유로 가이드(145)는 인렛 가이드(141)를 통과한 유체가 유입되도록 인렛 가이드(141)와 접하거나, 또는 인렛 가이드(141)와 인접하게 배치될 수 있다. 제1 확장 유로 가이드(145)는 제1 확장 유로(146)를 갖는다. 인렛 유로(143)를 통과하는 유체가 제1 확장 유로(146)로 유입된다. 제1 확장 유로(146)의 직경은 인렛 유로(143)의 직경보다 크다. 좁은 인렛 유로(143)를 통과한 유체는 제1 확장 유로(146)로 유입되면서 압력이 낮아지게 되고, 제1 확장 유로(146)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다.
축소 유로 가이드(148)는 제1 확장 유로 가이드(145)를 통과한 유체가 유입되도록 제1 확장 유로 가이드(145)와 접하거나, 또는 제1 확장 유로 가이드(145)와 인접하게 배치될 수 있다. 축소 유로 가이드(148)는 제1 축소 유로(149)를 갖는다. 제1 축소 유로(149)의 직경은 제1 확장 유로(146)의 직경보다 작다. 따라서, 제1 확장 유로(146)를 통과한 유체는 제1 축소 유로(149)로 유입되면서 압력이 상승하게 되고, 제1 축소 유로(149)에서 유체 속의 기포(B)는 축소될 수 있다.
제2 확장 유로 가이드(151)는 축소 유로 가이드(148)를 통과한 유체가 유입되도록 축소 유로 가이드(148)와 접하거나, 또는 축소 유로 가이드(148)와 인접하게 배치될 수 있다. 제2 확장 유로 가이드(151)는 제2 확장 유로(152)를 갖는다. 제1 축소 유로(149)를 통과하는 유체가 제2 확장 유로(152)로 유입된다. 제2 확장 유로(152)의 직경은 제1 축소 유로(149)의 직경보다 크다. 상대적으로 좁은 제1 축소 유로(149)를 통과한 유체는 제2 확장 유로(152)로 유입되면서 압력이 낮아지게 되고, 제2 확장 유로(152)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다.
연결 가이드(154)는 제2 확장 유로 가이드(151)를 통과한 유체가 유입되도록 제2 확장 유로 가이드(151)보다 하류 측에 배치된다. 연결 가이드(154)는 제2 축소 유로(155) 및 연결 유로(156)를 갖는다. 제2 확장 유로(152)를 통과하는 유체가 제2 축소 유로(155)로 유입될 수 있다. 제2 축소 유로(155)의 직경은 제2 확장 유로(152)의 직경보다 작다. 따라서, 제2 확장 유로(152)를 통과한 유체는 제2 축소 유로(155)로 유입되면서 압력이 상승하게 되고, 제2 축소 유로(155)에서 유체 속의 기포(B)는 축소될 수 있다.
연결 유로(156)는 제2 축소 유로(155)와 배출 유로(113)를 연결한다. 연결 유로(156)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 직경이 점진적으로 증가하는 형태로 이루어진다. 연결 유로(156)는, 제2 축소 유로(155)와 연결되는 부분의 직경이 제2 축소 유로(155)의 직경과 같고, 배출 유로(113)와 연결되는 부분의 직경이 제2 축소 유로(155)의 직경보다는 크다. 또한, 연결 유로(156)는 배출 유로(113)와 연결되는 부분의 직경이 배출 유로(113)의 직경보다 작다. 연결 유로(156)는 제2 축소 유로(155)에서 배출 유로(113) 방향으로 점진적으로 확대됨으로써 제2 축소 유로(155)를 통과하는 유체를 더욱 원활하게 배출 유로(113)로 배출시킬 수 있다.
연결 가이드(154)의 내면에는 연결 유로(156)의 둘레를 경계짓도록 연결 유로(156)의 중심선에 대해 경사진 형태의 경사면(158)이 구비된다.
연결 가이드(154)에는 외부 바디(110)의 접촉부(122)에 대응하는 경사부(160)가 구비된다. 경사부(160)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 외경이 점진적으로 감소되는 형상으로 연결 가이드(154)의 외면에 마련된다. 경사부(160)의 양쪽 단부에는 제1 경사부 연결부(160a) 및 제2 경사부 연결부(160b)가 각각 구비된다. 제1 경사부 연결부(160a)는 일정한 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 제2 경사부 연결부(160b)는 일정한 곡률 반경을 갖는 오록한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 경사부 연결부(160a)는 접촉부(122)의 제1 접촉부 연결부(122a)과 같이 제1 곡률 반경을 갖는 곡면형으로 이루어지고, 제2 경사부 연결부(160b)는 접촉부(122)의 제2 접촉부 연결부(122b)와 같이 제2 곡률 반경을 갖는 곡면형으로 이루어질 수 있다.
외부 바디(110)의 확대부(120)에 인접하는 연결 가이드(154)의 끝단의 가장자리 둘레에는 곡면형의 라운드부(162)가 구비된다. 가이드 어셈블리(140)의 끝단에 뾰족한 모서리가 있으면 그 모서리에 전하가 집중되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 연결 가이드(154)의 끝단 가장자리 둘레에 라운드부(162)가 마련됨으로써, 연결 가이드(154)의 끝단에 전하가 집중되거나, 전하의 집중으로 인해 연결 가이드(154)가 손상되거나 파손되는 문제를 줄일 수 있다.
제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 함께 제2 유로(166)를 제공할 수 있다. 즉, 제1 확장 유로 가이드(145)의 제1 확장 유로(146)와, 축소 유로 가이드(148)의 제1 축소 유로(149)와, 제2 확장 유로 가이드(151)의 제2 확장 유로(152)와, 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)가 액셀러레이터(170)가 수용되는 중간 유로(116)와 함께 제2 유로(166)를 형성한다. 제2 유로(166)는 유체의 급속한 압력 변화가 발생할 수 있도록 적어도 둘 이상의 구간에서 직경이 확대되는 형상을 갖는다. 제1 확장 유로(146)와 제2 확장 유로(152)가 제2 유로(166) 중에 직경 확대 구간을 형성할 수 있다. 따라서, 유체가 제2 유로(166)를 통과할 때 유체의 급속한 압력 변화가 발생하고, 유체 속의 기포(B)가 붕괴될 수 있다.
계면에 음전하 밀도가 높은 미세한 기포(B)가 양전하로 대전된 유체 속에서 대량으로 붕괴할 때 고온(예를 들어, 12,000 ~ 14,000 K), 고압(예를 들어, 3,200,000 bar)의 플라즈마가 발생하게 된다. 그리고 유체 속에서 발생하는 플라즈마로 인해 유체가 이온화 또는 분해될 수 있다. 즉, 유체 속에서 발생하는 플라즈마에 의해 유체를 구성하는 물질이 화학분해될 수 있다.
유체가 제2 유로(166)를 통과할 때 유체 속 기포(B)가 대량으로 붕괴되지만, 기포(B)가 붕괴되는 영역이 제2 유로(166)로 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 유로(164)의 적어도 일부 영역에서 기포(B)의 붕괴가 발생할 수 있다.
액셀러레이터(170)는 제2 유로(166) 상에 배치되어 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 액셀러레이터(170)는 유체가 통과할 수 있는 액셀러레이터 홀(171)을 갖는다. 액셀러레이터 홀(171)은 제2 확장 유로(152)와 제2 축소 유로(155)를 연결한다. 액셀러레이터(170)는 가이드 어셈블리(140)보다 전기 전도도가 높은 재질로 이루어진다. 예를 들어, 액셀러레이터(170)는 금속으로 이루어질 수 있다. 금속으로 이루어지는 액셀러레이터(170)는 금속 인서트로 명명될 수 있다.
액셀러레이터(170)는 음전하를 저장하는 저장체로서 작용할 수 있다. 액셀러레이터(170)는 음전하를 저장하여 계면에 음전하가 집중된 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다. 또한, 액셀러레이터(170)는 유체 중에 전기장을 형성함으로써 계면에 음전하가 집중된 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다. 또한, 액셀러레이터(170)는 척력에 의해 기포들(B)을 반응 유로(166)의 중심부에 집중되도록 함으로써 플라즈마가 반응 유로(166)의 중심부를 따라 안정적으로 발생하도록 유도할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)에 의한 유체 처리 과정에 대해 보다 상세히 설명한다.
유체 공급 장치(10)로부터 고압의 유체가 공급될 때, 고압의 유체는 먼저 제1 유로(164) 즉 기포 형성 유로(164)를 통과하게 된다.
구체적으로, 유체는 먼저 스크류(130)를 통과하게 된다. 스크류(130)의 블레이드(131)를 따라 빠르게 유동하는 유체는 와류를 발생하게 된다. 이때, 유체 압력의 급격한 변화로 인해 공동 현상이 발생하고, 이에 의해 유체 속에 미세한 기포(B)가 발생하게 된다. 스크류(130)를 통과한 유체는 와류를 일으키면서 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)를 차례로 통과하게 된다. 이때, 유체는 양전하로 마찰 대전되고, 유체 속 기포(B)의 계면에는 음전하가 집중된다.
이와 같이, 기포 형성 유로(164)를 통과하면서 기포(B)가 발생한 유체는 제2 유로(166) 즉 반응 유로(166)로 유입되어 급격한 압력 변화를 일으키면서 유동하게 된다.
구체적으로, 기포 형성 유로(164)를 통과한 유체는 먼저 제1 확장 유로(146)로 유입되면서 압력이 급격하게 낮아지게 된다. 제1 확장 유로(146)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다. 계속해서, 제1 확장 유로(146)를 통과한 유체는 제1 축소 유로(149)로 유입되면서 압력이 급격하게 상승하게 된다. 제1 축소 유로(149)에서 유체 속의 기포(B)는 축소될 수 있다. 계속해서, 제1 축소 유로(149)를 통과한 유체는 제2 확장 유로(152)로 유입되면서 압력이 급격하게 낮아지게 된다. 제2 확장 유로(152)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다. 계속해서, 제2 확장 유로(152)를 통과한 유체는 액셀러레이터(170)의 액셀러레이터 홀(171) 및 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)로 유입되면서 압력이 급격하게 상승하게 된다. 제2 축소 유로(155)에서 유체 속의 기포(B)는 축소될 수 있다.
이와 같이, 유체는 반응 유로(166)를 형성하는 제1 확장 유로(146), 제1 축소 유로(149), 제2 확장 유로(152) 및 제2 축소 유로(155)를 차례로 통과하면서 급격한 압력 변화를 일으키게 된다. 또한, 유체가 반응 유로(166)를 통과하는 중에 유체 속 기포(B)는 액셀러레이터(170)로부터 척력을 받게 된다. 따라서, 유체 속 기포(B)가 반응 유로(166)를 통과하는 중에 팽창, 수축 과정을 거치면서 대량으로 붕괴된다. 그리고, 기포(B)가 대량으로 붕괴될 때 유체 속에서 양전하와 음전하에 의한 방전 현상이 일어나고, 이에 따라 유체 속에 플라즈마가 발생하게 된다. 이때, 플라즈마는 빛과, 고열 및 고압을 동반하므로, 유체가 이온화 또는 분해될 수 있다.
이와 같은 방식으로 플라즈마 처리된 유체는 연결 가이드(154)의 연결 유로(156)를 따라 배출 유로(114)로 유입되고, 배출 유로(114)에서 유체 저장 장치(20)로 유입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)가 유체 공급 장치(10)에서 물을 공급받는 경우, 유체 처리 장치(100)는 물을 플라즈마 활성수로 처리할 수 있다.
구체적으로, 고압의 물이 유체 처리 장치(100)로 공급될 때 앞서 설명한 것과 같은 원리에 의해 물 속에 미세한 기포가 대량으로 발생하게 되고, 이들 기포들이 붕괴되면서 플라즈마가 발생하게 된다. 이때, 물 속에서 물분자의 이온화 또는 분해 반응과, 이온들의 결합 반응이 진행되면서 다량의 하이드로늄 이온(H3O+)과, 다량의 수소 및 산소의 나노 기포(예를 들어, 직경 65㎚ 이하)가 생성된다. 이러한 다량의 하이드로늄 이온(H3O+), 다량의 수소 및 산소의 나노 기포를 포함하는 플라즈마 활성수는 치료제, 소독제, 세정제 등으로 활용될 수 있다.
유체 처리 장치(100)로 공급되는 물은 이물질이 제거되어 전기 전도도가 낮고 전기 저항이 크게 전처리된 물, 또는 초순수인 것이 좋다. 초순수는 무기질이나 용존 가스 등이 제거되어 전기 저항이 상대적으로 큰 물이다. 전기 저항이 큰 물은 유체 처리 장치(100)를 통과하면서 마찰 대전된 후 플라즈마가 발생하기 전에 전하의 방전이 적게 발생할 수 있다. 그리고 전기 저항이 큰 물은 플라즈마 발생 전에 전하의 방전이 적게 발생하므로, 더욱 강력한 플라즈마가 유도될 수 있고, 이에 의해 더욱 효율적으로 처리될 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 유동하는 유체의 공동 현상과, 마찰 대전을 통해 계면에 음전하가 집중되는 미세한 기포(B)를 대량으로 발생시키고, 기포(B)를 유체 속에서 붕괴시킴으로써 유체를 이온화 또는 분해할 수 있다. 즉, 계면에 음전하 밀도가 높은 미세한 기포(B)를 대량으로 유체 속에서 붕괴시켜 고온, 고압의 플라즈마를 발생시킴으로써 유체를 무전극 방식으로 이온화 또는 분해시킬 수 있다. 여기에서, 무전극 방식은 유체 속 기포(B)에 전기 에너지를 가하기 위한 전극이 필요 없이 유체 속 기포(B)가 붕괴될 때 발생하는 에너지를 이용하여 유체를 이온화 또는 분해시키는 방식을 의미할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유체 처리 장치(100)는 유동하는 유체의 공동 현상을 이용하여 미세 기포(B)를 대량 발생시키고, 계면에 음전하가 집중된 미세 기포(B)를 대량 붕괴시켜 전하의 방전에 의한 플라즈마를 발생시킴으로써 유체를 화학분해시키거나 이온화 할 수 있다. 즉, 계면에 음전하 밀도가 높은 미세한 기포(B)를 양전하로 대전된 유체 속에서 대량으로 붕괴시켜 고온, 고압의 플라즈마를 발생시킴으로써 유체를 무전극 방식으로 이온화 또는 분해시킬 수 있다. 따라서, 외부의 전원이나 전극 없이 유체를 이온화 또는 분해할 수 있고, 적은 에너지로 유체를 효율적으로 처리할 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 기포 형성 유로(164) 및 반응 유로(166)를 제공하기 위한 가이드 어셈블리(140)의 구체적인 구성은 다양하게 변경될 수 있다.
다른 실시예로서, 가이드 어셈블리(140)를 구성하는 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154) 중 적어도 2개는 일체형으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148) 및 제2 확장 유로 가이드(151)가 일체형으로 제작될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 연결 가이드(154)는 제2 축소 유로(155)가 형성된 하나의 가이드와, 연결 유로(156)가 형성된 다른 하나의 가이드가 분리된 형태로 제작될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 가이드 어셈블리(140)가 외부 바디(110)와 일체형으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 외부 바디(110)는 하나의 절연성 소재의 내부에 직경이 축소되는 부분과 직경이 확대되는 부분을 갖는 관통 홀이 형성된 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 기포 형성 유로(164)는 도시된 형상 이외에 유입되는 유체에 기포를 형성시킬 수 있도록 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 다른 형상으로 변경될 수 있다.
또한, 반응 유로(166)는 도시된 형상 이외에 유체에 포함된 기포를 붕괴시키도록 구성되는 다른 형상으로 변경될 수 있다.
또한, 액셀러레이터(170)의 구체적인 형성이나, 설치 개수, 설치 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 스크류(130)는 생략될 수 있다.
도 6 내지 도 13은 본 발명에 따른 유체 처리 장치의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.
먼저, 도 6에 나타낸 유체 처리 장치(200)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(140) 및 복수의 액셀러레이터(220)(230)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 스크류(130)는 앞서 설명한 것과 같다.
가이드 어셈블리(140)는 제1 유로(164) 및 제2 유로(210)를 제공하기 위해 외부 바디(110)의 관통 홀(111)에 배치되며, 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)를 포함한다. 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 앞서 설명한 것과 같다.
앞서 설명한 것과 같이, 제1 유로(164)는 유체에 기포(B)를 형성시키는 기포 형성 유로(164)로 명명될 수 있다. 제1 유로(164)는 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)와, 스크류(130)가 배치되는 외부 바디(110)의 진입 유로(115)를 포함한다.
제2 유로(210)는 유체에 포함된 기포(B)를 붕괴시키도록 구성되는 반응 유로(210)로 명명될 수 있다. 제2 유로(210)는 제1 확장 유로 가이드(145)의 제1 확장 유로(146)와, 축소 유로 가이드(148)의 제1 축소 유로(149)와, 제2 확장 유로 가이드(151)의 제2 확장 유로(152)와, 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)와, 액셀러레이터(220)(230)가 배치되는 외부 바디(110) 내부의 중간 유로(116a)(116b)를 포함할 수 있다.
중간 유로(116a)(116b)는 외부 바디(110)의 관통 홀(111) 중 액셀러레이터(220)(230)가 위치하는 부분을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 제1 중간 유로(116a)는 제1 확장 유로 가이드(145)와 축소 유로 가이드(148) 사이에 마련되고, 제2 중간 유로(116b)는 제2 확장 유로 가이드(151)와 연결 가이드(154) 사이에 형성된다.
한 쌍의 액셀러레이터(220)(230)는 제2 유로(210) 상에 배치되어 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 이들 액셀러레이터(220)(230)는 금속 등 가이드 어셈블리(140)보다 전기 전도도가 높은 재질로 이루어진다. 액셀러레이터(220)(230)는 음전하를 저장하여 계면에 음전하가 집중된 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다.
제1 액셀러레이터(220)는 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀(221)을 포함한다. 제1 액셀러레이터 홀(221)은 제1 확장 유로(146)와 제1 축소 유로(149)를 연결한다.
제2 액셀러레이터(230)는 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀(231)을 포함한다. 제2 액셀러레이터 홀(231)은 제2 확장 유로(152)와 제2 축소 유로(155)를 연결한다.
본 실시예에 따른 유체 처리 장치(200)는 반응 유로(210) 상에 배치되는 제1 액셀러레이터(220) 및 제2 액셀러레이터(230)가 반응 유로(210)를 통과하는 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 따라서, 유체 속에서 플라즈마 발생 효율이 증대되고, 이에 따라 유체의 처리 효율이 향상될 수 있다.
도 7에 나타낸 유체 처리 장치(300)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(140) 및 복수의 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 스크류(130)는 앞서 설명한 것과 같다.
가이드 어셈블리(140)는 제1 유로(164) 및 제2 유로(310)를 제공하기 위해 외부 바디(110)의 관통 홀(111)에 배치되며, 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)를 포함한다. 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 앞서 설명한 것과 같다.
앞서 설명한 것과 같이, 제1 유로(164)는 기포 형성 유로(164)로 명명될 수 있으며, 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)와, 스크류(130)가 배치되는 외부 바디(110)의 진입 유로(115)를 포함한다.
제2 유로(310)는 유체에 포함된 기포(B)를 붕괴시키도록 구성되는 반응 유로(310)로 명명될 수 있다. 제2 유로(310)는 제1 확장 유로 가이드(145)의 제1 확장 유로(146)와, 축소 유로 가이드(148)의 제1 축소 유로(149)와, 제2 확장 유로 가이드(151)의 제2 확장 유로(152)와, 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)와, 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)가 배치되는 외부 바디(110) 내부의 중간 유로(116c)(116d)(116e)(116f)를 포함한다.
중간 유로(116c)(116d)(116e)(116f)는 외부 바디(110)의 관통 홀(111) 중 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)가 위치하는 부분을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 제1 중간 유로(116c)는 인렛 가이드(141)와 제1 확장 유로 가이드(145) 사이에 배치되고, 제2 중간 유로(116d)는 제1 확장 유로 가이드(145)와 축소 유로 가이드(148) 사이에 배치되고, 제3 중간 유로(116e)는 축소 유로 가이드(148)와 제2 확장 유로 가이드(151) 사이에 배치되고, 제4 중간 유로(116f)는 제2 확장 유로 가이드(151)와 연결 가이드(154) 사이에 배치된다.
복수의 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)는 제2 유로(310) 상에 배치되어 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 이들 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)는 금속 등 가이드 어셈블리(140)보다 전기 전도도가 높은 재질로 이루어진다. 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)는 음전하를 저장하여 계면에 음전하가 집중된 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다.
제1 액셀러레이터(320)는 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀(321)을 포함한다. 제1 액셀러레이터 홀(321)은 인렛 유로(143)와 제1 확장 유로(146)를 연결한다.
제2 액셀러레이터(330)는 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀(331)을 포함한다. 제2 액셀러레이터 홀(331)은 제1 확장 유로(146)와 제1 축소 유로(149)를 연결한다.
제3 액셀러레이터(340)는 유체가 통과할 수 있는 제3 액셀러레이터 홀(341)을 포함한다. 제3 액셀러레이터 홀(341)은 제1 축소 유로(149)와 제2 확장 유로(152)를 연결한다.
제4 액셀러레이터(350)는 유체가 통과할 수 있는 제4 액셀러레이터 홀(351)을 포함한다. 제4 액셀러레이터 홀(351)은 제2 확장 유로(152)와 제2 축소 유로(155)를 연결한다.
본 실시예에 따른 유체 처리 장치(300)는 반응 유로(310) 상에 배치되는 복수의 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)가 반응 유로(310)를 통과하는 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 따라서, 유체 속에서 플라즈마 발생 효율이 증대되고, 이에 의해 유체의 처리 효율이 향상될 수 있다.
도 8에 나타낸 유체 처리 장치(400)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(420) 및 복수의 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 스크류(130)는 앞서 설명한 것과 같다.
가이드 어셈블리(420)는 제1 유로(164) 및 제2 유로(410)를 제공하기 위해 외부 바디(110)의 관통 홀(111)에 배치되며, 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(421)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(427)와, 연결 가이드(154)를 포함한다. 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)를 갖는 인렛 가이드(141)와, 제1 축소 유로(149)를 갖는 축소 유로 가이드(148)와, 제2 축소 유로(155) 및 연결 유로(156)를 갖는 연결 가이드(154)는 앞서 설명한 것과 같다. 제1 확장 유로 가이드(421)는 인렛 가이드(141)와 축소 유로 가이드(148) 사이에 배치되며, 인렛 유로(143)와 제1 축소 유로(149)를 연결하는 제1 확장 유로(422)를 갖는다. 제2 확장 유로 가이드(427)는 축소 유로 가이드(148)와 연결 가이드(154) 사이에 배치되며, 제1 축소 유로(149)와 제2 축소 유로(155)를 연결하는 제2 확장 유로(428)를 갖는다.
앞서 설명한 것과 같이, 제1 유로(164)는 기포 형성 유로(164)로 명명될 수 있으며, 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)와, 스크류(130)가 배치되는 외부 바디(110) 내부의 진입 유로(115)를 포함한다.
제2 유로(410)는 유체에 포함된 기포(B)를 붕괴시키도록 구성되는 반응 유로(410)로 명명될 수 있다. 제2 유로(410)는 제1 확장 유로 가이드(421)의 제1 확장 유로(422)와, 축소 유로 가이드(148)의 제1 축소 유로(149)와, 제2 확장 유로 가이드(427)의 제2 확장 유로(428)와, 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)를 포함한다. 제2 유로(410)는 제1 유로(164)를 통과하여 유입되는 유체에 포함된 기포들을 붕괴시키도록 적어도 일부분의 직경이 확대되는 형상을 갖는다. 제2 유로(410)의 제1 확장 유로(422) 및 제2 확장 유로(428)가 직경 확대 구간을 형성할 수 있다.
제1 확장 유로 가이드(421)의 내부에는 스토퍼(425)가 구비된다. 스토퍼(425)는 제1 확장 유로(422)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(425)는 제1 확장 유로(422)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제1 확장 유로 가이드(421)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 스토퍼(425)는 제1 확장 유로 가이드(421)와 일체로 이루어질 수 있다. 스토퍼(425)는 제1 확장 유로(422)에 배치되는 제1 액셀러레이터(440) 및 제2 액셀러레이터(450)의 움직임을 구속할 수 있다.
제2 확장 유로 가이드(427)의 내부에는 스토퍼(430)가 구비된다. 스토퍼(430)는 제2 확장 유로(428)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(430)는 제2 확장 유로(428)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제2 확장 유로 가이드(427)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 스토퍼(430)는 제2 확장 유로 가이드(427)와 일체로 이루어질 수 있다. 스토퍼(430)는 제2 확장 유로(428)에 배치되는 제3 액셀러레이터(460) 및 제4 액셀러레이터(470)의 움직임을 구속할 수 있다.
복수의 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)는 제2 유로(410) 상에 배치되어 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 이들 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)는 금속 등 가이드 어셈블리(420)보다 전기 전도도가 높은 재질로 이루어진다. 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)는 음전하를 저장하여 계면에 음전하가 집중된 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다.
제1 액셀러레이터(440)와 제2 액셀러레이터(450)는 제1 확장 유로 가이드(421)의 내부에 배치되고, 제3 액셀러레이터(460)와 제4 액셀러레이터(470)는 제2 확장 유로 가이드(427)의 내부에 배치된다.
제1 액셀러레이터(440)는 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀(441)을 포함한다. 제1 액셀러레이터(440)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 제2 액셀러레이터(450)보다 상류 측에 배치된다. 제1 액셀러레이터(440)는 한쪽 단부가 스토퍼(425)에 접하도록 제1 확장 유로(422)에 배치된다. 제1 액셀러레이터(440)는 스토퍼(425)와 인렛 가이드(141)의 사이에 끼어 제1 확장 유로(422)에 고정될 수 있다.
제2 액셀러레이터(450)는 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀(451)을 포함한다. 제2 액셀러레이터(450)는 한쪽 단부가 스토퍼(425)에 접하도록 제1 확장 유로(422)에 배치된다. 제2 액셀러레이터(450)는 스토퍼(425)를 사이에 두고 제1 액셀러레이터(440)와 마주한다. 제2 액셀러레이터(450)는 스토퍼(425)와 축소 유로 가이드(148)의 사이에 끼어 제1 확장 유로(422)에 고정될 수 있다.
제3 액셀러레이터(460)는 유체가 통과할 수 있는 제3 액셀러레이터 홀(461)을 포함한다. 제3 액셀러레이터(460)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 제4 액셀러레이터(470)보다 상류 측에 배치된다. 제3 액셀러레이터(460)는 한쪽 단부가 스토퍼(430)에 접하도록 제2 확장 유로(428)에 배치된다. 제3 액셀러레이터(460)는 스토퍼(430)와 축소 유로 가이드(148)의 사이에 끼어 제2 확장 유로(428)에 고정될 수 있다.
제4 액셀러레이터(470)는 유체가 통과할 수 있는 제4 액셀러레이터 홀(471)을 포함한다. 제4 액셀러레이터(470)는 한쪽 단부가 스토퍼(430)에 접하도록 제2 확장 유로(428)에 배치된다. 제4 액셀러레이터(470)는 스토퍼(430)를 사이에 두고 제3 액셀러레이터(460)와 마주한다. 제4 액셀러레이터(470)는 스토퍼(430)와 연결 가이드(154)의 사이에 끼어 제2 확장 유로(428)에 고정될 수 있다.
본 실시예에 따른 유체 처리 장치(400)는 반응 유로(410) 상에 배치되는 복수의 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)가 반응 유로(410)를 통과하는 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 따라서, 유체 속에서 플라즈마 발생 효율이 증대되고, 이에 의해 유체의 처리 효율이 향상될 수 있다.
본 실시예의 변형예로서, 제1 확장 유로 가이드(421)와 제2 확장 유로 가이드(427)에 각각 액셀러레이터가 하나씩 배치될 수 있다.
또한, 제1 확장 유로(422)에 배치되는 스토퍼(425)는 링 형상 이외에 제1 액셀러레이터(440) 또는 제2 액셀러레이터(450)의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.
또한, 제2 확장 유로(428)에 배치되는 스토퍼(430)는 링 형상 이외에 제3 액셀러레이터(460) 또는 제4 액셀러레이터(470)의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.
도 9 및 도 10에 나타낸 유체 처리 장치(500)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(520) 및 복수의 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 스크류(130)는 앞서 설명한 것과 같다.
가이드 어셈블리(520)는 제1 유로(164) 및 제2 유로(510)를 제공하기 위해 외부 바디(110)의 관통 홀(111)에 배치되며, 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(521)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(527)와, 연결 가이드(154)를 포함한다. 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)를 갖는 인렛 가이드(141)와, 제1 축소 유로(149)를 갖는 축소 유로 가이드(148)와, 제2 축소 유로(155) 및 연결 유로(156)를 갖는 연결 가이드(154)는 앞서 설명한 것과 같다. 제1 확장 유로 가이드(521)는 인렛 가이드(141)와 축소 유로 가이드(148) 사이에 배치되며, 인렛 유로(143)와 제1 축소 유로(149)를 연결하는 제1 확장 유로(522)를 갖는다. 제2 확장 유로 가이드(527)는 축소 유로 가이드(148)와 연결 가이드(154) 사이에 배치되며, 제1 축소 유로(149)와 제2 축소 유로(155)를 연결하는 제2 확장 유로(528)를 갖는다.
앞서 설명한 것과 같이, 제1 유로(164)는 기포 형성 유로(164)로 명명될 수 있으며, 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)와, 스크류(130)가 배치되는 외부 바디(110)의 진입 유로(115)를 포함한다.
제2 유로(510)는 유체에 포함된 기포(B)를 붕괴시키도록 구성되는 반응 유로(510)로 명명될 수 있다. 제2 유로(510)는 제1 확장 유로 가이드(521)의 제1 확장 유로(522)와, 축소 유로 가이드(148)의 제1 축소 유로(149)와, 제2 확장 유로 가이드(527)의 제2 확장 유로(528)와, 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)를 포함한다. 제2 유로(510)는 제1 유로(164)를 통과하여 유입되는 유체에 포함된 기포들을 붕괴시키도록 적어도 일부분의 직경이 확대되는 형상을 갖는다. 제2 유로(510)의 제1 확장 유로(522) 및 제2 확장 유로(528)가 직경 확대 구간을 형성할 수 있다.
제1 확장 유로 가이드(521)의 내부에는 스토퍼(525)가 배치된다. 스토퍼(525)는 제1 확장 유로 가이드(521)의 내부에 삽입되어 제1 확장 유로(522)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(525)는 제1 확장 유로(522)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제1 확장 유로 가이드(521)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 스토퍼(525)는 제1 확장 유로(522)에 배치되는 제1 액셀러레이터(440) 및 제2 액셀러레이터(450)의 움직임을 구속할 수 있다.
제2 확장 유로 가이드(527)의 내부에는 스토퍼(530)가 배치된다. 스토퍼(530)는 제2 확장 유로 가이드(527)의 내부에 삽입되어 제2 확장 유로(528)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(530)는 제2 확장 유로(528)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제2 확장 유로 가이드(527)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 스토퍼(530)는 제2 확장 유로(528)에 배치되는 제3 액셀러레이터(460) 및 제4 액셀러레이터(470)의 움직임을 구속할 수 있다.
복수의 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)는 제2 유로(510) 상에 배치되어 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 이들 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)의 구체적인 구성은 앞서 설명한 것과 같다.
제1 액셀러레이터(440)와 제2 액셀러레이터(450)는 스토퍼(525)의 양쪽 단부에 각각 접하도록 제1 확장 유로(522)에 서로 이격되어 배치된다.
제3 액셀러레이터(460)와 제4 액셀러레이터(470)는 스토퍼(530)의 양쪽 단부에 각각 접하도록 제2 확장 유로(528)에 서로 이격되어 배치된다.
본 실시예의 변형예로서, 제1 확장 유로 가이드(521)와 제2 확장 유로 가이드(527) 각각에 액셀러레이터가 하나씩 배치될 수 있다.
또한, 제1 확장 유로(522)에 배치되는 스토퍼(525)는 링 형상 이외에 제1 액셀러레이터(440) 또는 제2 액셀러레이터(450)의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.
또한, 제2 확장 유로(528)에 배치되는 스토퍼(530)는 링 형상 이외에 제3 액셀러레이터(460) 또는 제4 액셀러레이터(470)의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.
도 11에 나타낸 유체 처리 장치(600)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 제1 바디(620)와, 제2 바디(630)와, 제3 바디(640)와, 제4 바디(650)를 포함한다.
외부 바디(110)는 제1 바디(620)와, 제2 바디(630)와, 제3 바디(640)와, 제4 바디(650)를 수용할 수 있는 중공형으로 이루어진다. 외부 바디(110)의 구체적인 구성은 앞서 설명한 것과 같다.
제1 바디(620)는 스크류(130)와, 인렛 가이드(141)를 포함한다. 스크류(130)와, 인렛 가이드(141)는 앞서 설명한 것과 같다. 인렛 가이드(141)는 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)를 포함한다. 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유체 유로(622)를 형성한다.
제2 바디(630)는 인렛 가이드(141)를 통과한 유체가 유입되도록 인렛 가이드(141)와 접하거나, 또는 인렛 가이드(141)와 인접하게 배치될 수 있다. 제2 바디(630)는 제2 유체 유로(631)를 갖는다. 제1 바디(620)의 제1 유체 유로(622)를 통과하는 유체가 제2 유체 유로(631)로 유입된다. 제2 유체 유로(631)의 직경은 인렛 유로(143)의 직경보다 크다. 좁은 인렛 유로(143)를 통과한 유체는 제2 유체 유로(631)로 유입되면서 압력이 낮아지게 되고, 제2 유체 유로(631)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다.
제3 바디(640)는 제2 바디(630)를 통과한 유체가 유입되도록 제2 바디(630)와 접하거나, 또는 제2 바디(630)와 인접하게 배치될 수 있다. 제3 바디(640)는 제3 유체 유로(641)를 갖는다. 제3 유체 유로(641)의 직경은 제2 유체 유로(631)의 직경보다 작다. 따라서, 제2 유체 유로(631)를 통과한 유체는 제3 유체 유로(641)로 유입되면서 압력이 상승하게 되고, 제3 유체 유로(641)에서 유체 속의 기포(B)는 축소될 수 있다.
제3 바디(640)는 제1 바디(620)나 제2 바디(630), 제4 바디(650)보다 전기 전도도가 높은 재질로 이루어진다. 예를 들어, 제3 바디(640)는 금속으로 이루어질 수 있다. 제3 바디(640)는 음전하를 저장하는 저장체로서 작용할 수 있다. 또한, 제3 바디(640)는 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다. 즉, 제3 바디(640)는 음전하를 저장하여 계면에 음전하가 집중된 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다. 또한, 제3 바디(640)는 유체 중에 전기장을 형성함으로써 계면에 음전하가 집중된 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다. 또한, 제3 바디(640)는 척력에 의해 기포들(B)을 외부 바디(110) 내부의 유로 중심부에 집중되도록 함으로써 플라즈마가 유로의 중심부를 따라 안정적으로 발생하도록 유도할 수 있다.
이와 같이, 제3 바디(640)는 앞서 설명한 액셀러레이터와 같은 기능을 갖는 것으로, 액셀러레이터 또는 금속 인서트로 명명될 수 있다.
제4 바디(650)는 제3 바디(640)를 통과한 유체가 유입되도록 제3 바디(640)와 접하거나, 또는 제3 바디(640)와 인접하게 배치될 수 있다. 제4 바디(650)는 유체를 배출 유로(113)로 유동시키는 제4 유체 유로(651)를 갖는다. 제4 유체 유로(651)는 축소 유로(652) 및 연결 유로(653)를 포함한다. 축소 유로(652)는 제3 바디(640)의 제3 유체 유로(641)와 연결된다. 축소 유로(652)의 직경은 제3 유체 유로(641)와 같을 수 있다. 연결 유로(653)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 직경이 점진적으로 증가하는 형태로 이루어진다. 연결 유로(653)는, 축소 유로(652)와 연결되는 부분의 직경이 축소 유로(652)의 직경과 같고, 배출 유로(113)와 연결되는 부분의 직경이 축소 유로(652)의 직경보다 크다. 또한, 연결 유로(653)는 배출 유로(113)와 연결되는 부분의 직경이 배출 유로(113)의 직경보다 작다. 연결 유로(653)는 축소 유로(652)에서 배출 유로(113) 방향으로 점진적으로 확대됨으로써 축소 유로(652)를 통과하는 유체를 더욱 원활하게 배출 유로(113)로 배출시킬 수 있다.
제4 바디(650)는 앞서 설명한 연결 가이드(154)와 같이 경사부(160) 및 라운드부(162)를 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 유체 처리 장치(600)에 의한 유체 처리 과정에 대해 보다 상세히 설명한다.
유체 공급 장치(10; 도 1 참조)로부터 고압의 유체가 공급될 때, 외부 바디(110)의 내부로 유입되는 고압의 유체는 먼저 스크류(130)를 통과하게 된다. 스크류(130)의 블레이드(131)를 따라 빠르게 유동하는 유체는 와류를 발생하게 된다. 이때, 유체 압력의 급격한 변화로 인해 공동 현상이 발생하고, 이에 의해 유체 속에 미세한 기포(B)가 발생하게 된다. 스크류(130)를 통과한 유체는 와류를 일으키면서 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)를 차례로 통과하게 된다. 이때, 유체는 양전하로 마찰 대전되고, 유체 속의 기포(B)는 계면에 음전하가 집중된다.
제1 유체 유로(622)를 통과한 유체는 제2 바디(630)의 제2 유체 유로(631)로 유입되면서 압력이 급격하게 낮아지게 된다. 제2 유체 유로(631)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다. 계속해서, 제2 유체 유로(631)를 통과한 유체는 제3 바디(640)의 제3 유체 유로(641) 및 제4 바디(650)의 축소 유로(652)로 유입되면서 압력이 급격하게 상승하게 된다.
이와 같이, 제2 유체 유로(631)와 제3 유체 유로(641) 및 제4 유체 유로(651)를 통과하는 유체는 급격한 압력 변화를 일으키게 되고, 유체 속 기포(B)가 팽창, 수축 과정을 거치면서 대량으로 붕괴된다. 이때, 제3 바디(640)가 유체 속 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴가 촉진될 수 있다. 유체 속 기포(B)가 대량으로 붕괴됨에 따라 유체 속에 플라즈마가 발생하게 되고, 플라즈마 발생에 의해 유체가 이온화 또는 분해될 수 있다.
도 12에 나타낸 유체 처리 장치(700)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 제1 바디(620)와, 제2 바디(710)와, 제3 바디(730)(740)와, 제4 바디(650)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 제1 바디(620)와, 제4 바디(650)는 도 11에 나타낸 것과 같다.
제2 바디(710)는 제1 바디(620)의 인렛 가이드(141)를 통과한 유체가 유입되도록 인렛 가이드(141)와 접하거나, 또는 인렛 가이드(141)와 인접하게 배치될 수 있다. 제2 바디(710)는 제2 유체 유로(711)를 갖는다. 제2 유체 유로(711)의 직경은 인렛 유로(143)의 직경보다 크다.
제2 바디(710)의 내부에는 스토퍼(720)가 구비된다. 스토퍼(720)는 제2 유체 유로(711)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(720)는 제2 유체 유로(711)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제2 바디(710)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 스토퍼(720)는 제2 바디(710)와 일체로 이루어질 수 있다. 스토퍼(720)는 제2 유체 유로(711)에 배치되는 한 쌍의 제3 바디(730)(740)의 움직임을 구속할 수 있다.
한 쌍의 제3 바디(730)(740)는 제2 바디(710)의 내부에 배치된다. 제3 바디(730)(740)는 앞서 설명한 액셀러레이터와 같은 기능을 가질 수 있다. 즉, 제3 바디(730)(740)는 음전하를 저장하는 저장체로서 작용하여 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있도록 금속 등 전기 전도도가 상대적으로 높은 소재로 이루어진다. 각각의 제3 바디(730)(740)에는 유체가 통과할 수 있는 제3 유체 유로(731)(741)가 마련된다.
한 쌍의 제3 바디(730)(740)는 스토퍼(720)을 사이에 두고 서로 마주하도록 제2 유체 유로(711)에 배치된다. 이들 제3 바디(730)(740) 중 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 상대적으로 상류 측에 배치되는 제3 바디(730)는 스토퍼(720)와 인렛 가이드(141)의 사이에 끼어 제2 유체 유로(711)에 고정될 수 있다. 그리고 다른 하나의 제3 바디(740)는 스토퍼(720)와 제4 바디(650)의 사이에 끼어 제2 유체 유로(711)에 고정될 수 있다.
본 실시예와 유사한 변형예로서, 제2 바디(710)의 내부에 하나의 제3 바디만 배치될 수 있다.
또한, 제2 바디(710)에 배치되는 스토퍼(720)는 링 형상 이외에 제2 유체 유로(711)에서 제3 바디의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.
도 13에 나타낸 유체 처리 장치(800)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 제1 바디(620)와, 제2 바디(810)와, 제3 바디(730)(740)와, 제4 바디(650)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 제1 바디(620)와, 제3 바디(730)(740)와, 제4 바디(650)는 도 12에 나타낸 것과 같다.
제2 바디(810)는 제1 바디(620)의 인렛 가이드(141)를 통과한 유체가 유입되도록 인렛 가이드(141)와 접하거나, 또는 인렛 가이드(141)와 인접하게 배치될 수 있다. 제2 바디(810)는 제2 유체 유로(811)를 갖는다. 제2 유체 유로(811)의 직경은 인렛 유로(143)의 직경보다 크다.
제2 바디(810)의 내부에는 스토퍼(820)가 배치된다. 스토퍼(820)는 제2 바디(810)의 내부에 삽입되어 제2 유체 유로(811)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(820)는 제2 유체 유로(811)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제2 바디(810)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 스토퍼(820)는 제2 유체 유로(811)에 배치되는 한 쌍의 제3 바디(730)(740)의 움직임을 구속할 수 있다.
본 실시예와 유사한 변형예로서, 제2 바디(810)의 내부에 하나의 제3 바디 만 배치될 수 있다.
또한, 제2 바디(810)에 배치되는 스토퍼(820)는 링 형상 이외에 제2 유체 유로(811)에서 제3 바디의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 유체 공급 장치 20 : 유체 저장 장치
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 : 유체 처리 장치
110 : 외부 바디 111 : 관통 홀
113 : 배출 유로 118 : 렛지
120 : 확대부 122 : 접촉부
130 : 스크류 131 : 블레이드
140, 420, 520 : 가이드 어셈블리 141 : 인렛 가이드
142 : 포커싱 유로 143 : 인렛 유로
145, 421, 521 : 제1 확장 유로 가이드
146, 422, 522 : 제1 확장 유로 148 : 축소 유로 가이드
149 : 제1 축소 유로
151, 427, 527 : 제2 확장 유로 가이드
142, 428, 528 : 제2 확장 유로 154 : 연결 가이드
155 : 제2 축소 유로 156, 653 : 연결 유로
164 : 제1 유로 166, 210, 310, 410, 510 : 제2 유로
160, 220, 230, 320, 330, 340, 350, 440, 450, 460, 470 : 액셀러레이터
170 : 연결 튜브
425, 430, 525, 530, 720, 820 : 스토퍼
620 : 제1 바디 625 : 제1 유체 유로
630, 710, 810 : 제2 바디 631, 711, 811 : 제2 유체 유로
640, 730, 740 : 제3 바디 641, 731, 741 : 제3 유체 유로
650 : 제4 바디 651 : 제4 유체 유로
652 : 축소 유로

Claims (34)

  1. 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유로;
    상기 제1 유로를 통과하여 유입된 상기 유체에 포함된 기포들을 붕괴시키도록 적어도 일부분의 직경이 확대되는 형상을 가지는 제2 유로;
    상기 유체의 와류를 발생시키기 위해 상기 제1 유로 중에 배치되는 스크류; 및
    상기 제2 유로 상에 배치되어 상기 유체에 포함된 기포의 붕괴를 촉진하는 액셀러레이터를 포함하는 유체 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 유로는 적어도 하나의 직경 확대 구간을 포함하는 유체 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액셀러레이터는,
    상기 유체가 통과할 수 있는 액셀러레이터 홀을 구비하고, 상기 직경 확대 구간에 배치되는 유체 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액셀러레이터를 상기 직경 확대 구간에 고정하기 위해 상기 액셀러레이터와 접하도록 상기 직경 확대 구간에 배치되는 스토퍼를 포함하는 유체 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 액셀러레이터는 상기 스토퍼의 양쪽 단부에 각각 접하도록 한 쌍이 상기 직경 확대 구간에 배치되는 유체 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액셀러레이터는 금속으로 이루어지는 유체 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 유로는,
    상기 스크류를 통과한 유체가 유입되고, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 직경이 점진적으로 감소하는 포커싱 유로; 및
    상기 포커싱 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 포커싱 유로의 끝단과 연결되고, 상기 포커싱 유로의 끝단의 직경과 같은 직경을 갖는 인렛 유로를 포함하는 유체 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 유로는,
    상기 인렛 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 인렛 유로와 연결되고, 상기 인렛 유로의 직경보다 큰 직경을 갖는 제1 확장 유로;
    상기 제1 확장 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 확장 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로의 직경보다 작은 직경을 갖는 제1 축소 유로;
    상기 제1 축소 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 축소 유로의 직경보다 큰 직경을 갖는 제2 확장 유로; 및
    상기 제2 확장 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제2 확장 유로의 직경보다 작은 직경을 갖는 제2 축소 유로를 포함하는 유체 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 액셀러레이터는,
    상기 제1 확장 유로와 상기 제1 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀을 갖는 제1 액셀러레이터; 및
    상기 제2 확장 유로와 상기 제2 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀을 갖는 제2 액셀러레이터를 포함하는 유체 처리 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 축소 유로를 통과한 상기 유체가 유입되도록 상기 제2 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로의 직경 및 상기 제2 확장 유로의 직경보다 직경이 큰 배출 유로를 포함하는 유체 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 축소 유로와 상기 배출 유로를 연결하는 연결 유로를 포함하고,
    상기 연결 유로는, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 직경이 점진적으로 증가하는 유체 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결 유로는, 상기 제2 축소 유로와 연결되는 부분의 직경이 상기 제2 축소 유로의 직경과 같고, 상기 배출 유로와 연결되는 부분의 직경이 상기 배출 유로의 직경보다 작은 유체 처리 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크류를 수용하는 중공형의 외부 바디; 및
    상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 제공하기 위해 상기 유체의 흐름 방향을 기준으로 상기 스크류보다 하류 측에 위치하도록 상기 외부 바디에 수용되는 가이드 어셈블리를 포함하는 유체 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 외부 바디는, 상기 가이드 어셈블리를 상기 유체의 흐름 방향으로 움직이지 못하도록 상기 가이드 어셈블리의 움직임을 구속하기 위해 상기 외부 바디의 내면으로부터 돌출되는 렛지를 포함하는 유체 처리 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 외부 바디의 내면에는 상기 가이드 어셈블리의 끝단으로부터 멀어지는 방향으로 직경이 점진적으로 확대되는 확대부가 구비되는 유체 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 확대부에 인접하는 상기 가이드 어셈블리의 끝단의 가장자리 둘레에는 곡면형의 라운드부가 구비되는 유체 처리 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 가이드 어셈블리는 상기 유체의 흐름 방향을 따라 외경이 점진적으로 감소되는 경사부를 포함하고,
    상기 외부 바디는, 상기 가이드 어셈블리를 상기 유체의 흐름 방향으로 움직이지 못하도록 상기 가이드 어셈블리의 움직임을 구속하기 위해 상기 외부 바디의 내면으로부터 돌출되는 접촉부를 포함하며,
    상기 접촉부는 상기 경사부와 접촉하도록 상기 유체의 흐름 방향을 따라 내경이 점진적으로 감소되는 형상으로 이루어지는 유체 처리 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 경사부의 한쪽 단부에는 제1 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형의 제1 경사부 연결부가 구비되고, 상기 경사부의 다른 쪽 단부에는 제2 곡률 반경을 갖는 오목한 곡면형의 제2 경사부 연결부가 구비되며,
    상기 접촉부의 한쪽 단부에는 상기 제1 경사부 연결부와 접촉하도록 상기 제1 곡률 반경을 갖는 오록한 곡면형의 제1 접촉부 연결부가 구비되고, 상기 접촉부의 다른 쪽 단부에는 상기 제2 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형의 제2 접촉부 연결부가 구비되는 유체 처리 장치.
  19. 스크류와, 상기 스크류를 통과한 유체의 흐름을 안내하며, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유체 유로를 포함하는 제1 바디;
    상기 제1 바디와 연결되고, 상기 제1 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제1 유체 유로의 일단보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 제2 유체 유로를 포함하는 제2 바디; 및
    상기 제2 바디와 연결되고, 상기 제2 바디보다 전기 전도도가 높은 재질로 형성되며, 상기 제2 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제2 유체 유로보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 제3 유체 유로를 포함하는 제3 바디를 포함하는 유체 처리 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 바디와, 상기 제2 바디와, 상기 제3 바디를 수용하는 외부 바디를 포함하고,
    상기 외부 바디는 상기 제3 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제3 유체 유로의 직경보다 직경이 큰 배출 유로를 포함하는 유체 처리 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제1 바디와, 상기 제2 바디는 상기 유체를 양전하로 마찰 대전시키는 소재로 이루어지고,
    상기 외부 바디는 절연성 소재로 이루어지는 유체 처리 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 제3 유체 유로와 상기 배출 유로를 연결하는 제4 유체 유로가 형성된 제4 바디를 포함하고,
    상기 제4 유체 유로는 적어도 일부분의 직경이 상기 유체의 흐름 방향을 따라 점진적으로 증가하는 유체 처리 장치.
  23. 스크류와, 상기 스크류를 통과한 유체의 흐름을 안내하며, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유체 유로를 포함하는 제1 바디;
    상기 제1 바디와 연결되고, 상기 제1 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제1 유체 유로의 일단보다 상대적으로 큰 직경을 가지는 제2 유체 유로를 포함하는 제2 바디; 및
    상기 제2 유체 유로에 배치되고, 상기 제2 바디보다 전기 전도도가 높은 재질로 형성되며, 상기 제2 유체 유로보다 상대적으로 작은 직경을 가지는 제3 유체 유로를 포함하는 제3 바디를 포함하는 유체 처리 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고,
    상기 제3 바디는 상기 스토퍼의 양쪽 단부에 각각 접하도록 한 쌍이 상기 제2 유체 유로에 배치되는 유체 처리 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제3 바디를 상기 제2 유체 유로에 고정하기 위해 상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고,
    상기 스토퍼는 상기 제2 바디의 내면으로부터 돌출되도록 상기 제2 바디와 일체로 이루어지는 유체 처리 장치.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 제3 바디를 상기 제2 유체 유로에 고정하기 위해 상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고,
    상기 스토퍼는 상기 제2 바디의 내부에 삽입되는 링 형상으로 이루어지는 유체 처리 장치.
  27. 유체가 유입되는 포커싱 유로;
    상기 포커싱 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 포커싱 유로와 연결되고, 상기 포커싱 유로보다 좁은 인렛 유로;
    상기 인렛 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 인렛 유로와 연결되고, 상기 인렛 유로보다 넓은 제1 확장 유로;
    상기 제1 확장 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 확장 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로보다 좁은 제1 축소 유로;
    상기 제1 축소 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 축소 유로보다 넓은 제2 확장 유로;
    상기 제2 확장 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제1 확장 유로 및 상기 제2 확장 유로보다 넓은 배출 유로; 및
    상기 유체에 포함된 기포의 붕괴를 촉진하기 위해 상기 포커싱 유로와 상기 배출 유로 사이에 배치되고, 상기 액체가 통과할 수 있는 액셀러레이터 홀을 갖는 액셀러레이터를 포함하는 유체 처리 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 액셀러레이터는 상기 제2 확장 유로와 상기 배출 유로 사이에 배치되는 유체 처리 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 액셀러레이터 홀과 상기 배출 유로를 연결하는 연결 유로를 포함하고,
    상기 연결 유로는, 적어도 일부분의 직경이 상기 유체의 흐름 방향을 따라 점진적으로 증가하는 유체 처리 장치.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 액셀러레이터는,
    상기 제1 확장 유로와 상기 제1 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀을 갖는 제1 액셀러레이터; 및
    상기 제2 확장 유로와 상기 배출 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀을 갖는 제2 액셀러레이터를 포함하는 유체 처리 장치.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 액셀러레이터는 상기 제1 확장 유로와 상기 제2 확장 유로 중 적어도 어느 하나에 배치되는 유체 처리 장치.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 유체를 선회시켜 상기 포커싱 유로로 유동시킬 수 있도록 상기 유체의 흐름 방향을 기준으로 상기 포커싱 유로보다 상류 측에 배치되는 스크류를 포함하는 유체 처리 장치.
  33. 제 27 항에 있어서,
    상기 액셀러레이터를 수용하고, 상기 배출 유로가 형성된 중공형의 외부 바디; 및
    상기 외부 바디에 수용되고, 상기 포커싱 유로와, 상기 인렛 유로와, 상기 제1 확장 유로와, 상기 제1 축소 유로와, 상기 제2 확장 유로가 형성된 가이드 어셈블리를 포함하는 유체 처리 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 가이드 어셈블리는 상기 유체를 양전하로 마찰 대전시키는 소재로 이루어지는 유체 처리 장치.
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