KR101000779B1 - 산소수 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산소수 발생장치에 관한 것으로서, 종래 산소수 발생장치는 용존산소량을 높이기 위하여 소모되는 시간이 길고 고압에 의하여 용존산소량을 유지하도록 하였던 문제점을 해결하고 용존산소량을 최대한 높이면서도 저압에서의 유지가 가능하고 대량생산이 용이하도록 하기 위하여 개발된 것으로;
산소나노버블을 물속에 주입하여 용존산소량을 높이도록 하여 산소수를 제조하는 산소수 발생장치에 있어서;
상단에 뚜껑체를 구비하고 내부에 물이 충진되는 탱크와;
상기 탱크의 하단에 인접하여 외곽을 따라 다수 개 장착되어 상기 탱크의 내부로 산소나노버블을 발생시키는 산소나노버블 발생기와;
외부에서 공급되는 산소를 다수 개의 관로로 분기하여 상기 다수 개의 산소나노버블 발생기로 산소를 공급하는 산소공급관로와;
외부에서 공급되는 물과 상기 탱크의 저면과 내부의 물을 펌프에 의하여 상기 탱크의 상부에서 내부로 물을 분사하는 분사노즐을 포함하는 공급 및 순환관로와;
상기 탱크의 하부와 연결되어 산소수를 배출하는 산소수 배출관로로 구성됨을 특징으로 하는 산소수 발생장치에 관한 것이다.

Description

산소수 발생장치{The apparatus for development of an oxygen water}

본 발명은 산소수 발생장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 종래 산소수 발생장치는 용존산소량을 높이기 위하여 소모되는 시간이 길고 고압에 의하여 용존산소량을 유지하도록 하였던 문제점을 해결하고 용존산소량을 최대한 높이면서도 저압에서의 유지가 가능하고 대량생산이 용이하도록 하기 위하여 개발된 산소수 발생장치에 관한 것이다.

산소수는 일반적인 물보다 용존산소량이 높은 물을 말하는 것으로 축사 등에서 나오는 오폐수를 정화하는 공정에서 사용하기도 하며 양식장에서 어류에게 산소를 공급하기 위한 용도로 주로 사용되어 왔다.

최근에는 동물이나 사람이 음용할 경우 체내에 흡수가 빠르고 신진대사가 활발해지며 각종 병충해에 대해서 강해지는 등의 많은 효과를 가져오고 있어 축산농가뿐만 아니라 일반 가정이나 회사에서 쓰는 정수기에도 이러한 산소수를 적용하는 경우가 많아졌다.

또 식물의 경우에는 토양의 환경을 개선하고 잎이나 뿌리 등에 직접적으로 산소를 공급하여 보다 튼튼하게 생장하면서 병충해에 강해져 생산량이 증가하는 효과를 가져오고 있다.

이러한 산소수를 제조하는 방법으로는 모터를 이용하여 물을 고속으로 혼합하면서 용존산소량을 높이는 방법이 사용되었으나 상기 방법으로는 짧은 시간에 원하는 용존산소량을 얻기가 힘들었던 문제점이 있었다.

또한 전기분해나 냉동에 의하여 산소수를 제조하는 방법이 있었으나 이 경우 설비가 매우 고가이고 혼합된 산소가 기포상태로 물속에 존재하여 시간이 흐름에 따라 급속하게 용존산소량이 떨어지는 단점이 있었다.

또, 미세한 공기방울 즉 산소나노버블을 공급하여 산소수를 제조하는 방법의 경우 고농도의 산소수를 제조할 수 있는 장점이 있으나 산소나노버블을 공급하기 위하여 고압의 조건에서 지속적으로 산소나노버블을 생성 공급시켜줘야 하며 이 역시 상당량의산소가 물속에 기포상태로 존재하여 시간이 경과하면 용존산소량이 빨리 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서 그 목적은 고압의 조건을 필요로 하지 않고 비교적 간단한 구조를 가지면서 대량생산이 가능한 산소수 발생장치를 개발하고자 한다.

또한, 산소수가 시간이 지나도 충분한 용존산소량을 유지할 수 있도록 하는 산소수 발생장치를 개발하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 산소나노버블을 물속에 주입하여 용존산소량을 높이도록 하여 산소수를 제조하는 산소수 발생장치에 있어서;

상단에 뚜껑체를 구비하고 내부에 물이 충진되는 탱크와;

상기 탱크의 하단에 인접하여 외곽을 따라 다수 개 장착되어 상기 탱크의 내부로 산소나노버블을 발생시키는 산소나노버블 발생기와;

외부에서 공급되는 산소를 다수 개의 관로로 분기하여 상기 다수 개의 산소나노버블 발생기로 산소를 공급하는 산소공급관로와;

외부에서 공급되는 물과 상기 탱크의 저면과 내부의 물을 펌프에 의하여 상기 탱크의 상부에서 내부로 물을 분사하는 분사노즐을 포함하는 공급 및 순환관로와;

상기 탱크의 하부와 연결되어 산소수를 배출하는 산소수 배출관로로 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 산소수 발생장치에는 탱크의 내부 상단에 물과 혼합되지 않은 산소를 상기 산소수 배출관로와 연결 공급하는 잔여산소 공급관로와;

상기 산소수 배출관로에 잔여산소 공급관로의 산소가 혼합된 직후 분기되어 상기 펌프과 연결되는 산소수 순환관로가 추가로 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 공급 및 순환관로에서 상기 펌프를 통하여 상기 탱크의 상부 방향으로 수직 상승하는 부분에는 내부가 비어있으며 그 내단면이 상기 공급 및 순환관로보다 큰 몸체를 구비하고, 하부에서 연결되는 관로는 저면을 관통하여 내부 상단에 인접한 곳까지 연결되며, 상부에서 연결되는 관로는 상면을 관통하여 내부 하단에 인접한 곳까지 연결되도록 하는 압력변환기가 적어도 하나 이상 장착됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 산소나노버블을 생성하는데 고압을 필요로 하지 않고 비교적 간단한 설비로 대량생산이 가능하도록 하여 생산비용을 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 산소수를 지속적으로 순환하도록 하면서 물과 혼합되지 않은 잔여산소를 재공급하여 용해함으로써 산소수의 용존산소량을 최대화할 수 잇으며, 또 산소수의 압력을 압력변환기에 의하여 수 회 팽창과 수축을 하도록 하여 기포상태의 산소가 용해되도록 하여 시간이 지나도 충분한 용존산소량을 유지할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분 절개 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도
도 5는 본 발명에 있어서 산소나노버블 발생기의 분리사시도.
도 6은 도 5의 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 횡단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 참고단면도.

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분 절개 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도로서, 산소나노버블을 물속에 주입하여 용존산소량을 높이도록 하여 산소수(1)를 제조하는 산소수 발생장치에 있어서;

상단에 뚜껑체(21)를 구비하고 내부에 물이 충진되는 탱크(2)와;

상기 탱크(2)의 하단에 인접하여 외곽을 따라 다수 개 장착되어 상기 탱크(2)의 내부로 산소나노버블을 발생시키는 산소나노버블 발생기(120)와;

외부에서 공급되는 산소를 다수 개의 관로로 분기하여 상기 다수 개의 산소나노버블 발생기(120)로 산소를 공급하는 산소공급관로(4)와;

외부에서 공급되는 물과 상기 탱크(2)의 저면과 내부의 물을 펌프(51)에 의하여 상기 탱크(2)의 상부에서 내부로 물을 분사하는 분사노즐(52)을 포함하는 공급 및 순환관로(5)와;

상기 탱크(2)의 하부와 연결되어 산소수(1)를 배출하는 산소수 배출관로(6)로 구성된다.

본발명에 있어서 기존의 산소수 발생장치와 구분되는 가장 큰 특징은 산소나노버블 발생기(120)와 산소의 재활용, 산소수의 공급 및 순환관로(5)에 있다고 할 수 있다.

상기 공급 및 순환관로(5)는 탱크(2) 내부의 산소수(1)를 지속적으로 순환하도록 함으로서 보다 많은 산소가 물속에 용해되도록 하는 역할을 함과 동시에 상기 산소나노버블 발생기(120)에서 산소를 용이하게 미세 공기방울의 형태로 공급하기 위하여 내부에 물의 흐름을 주어 적은 압력으로도 미세 공기방울이 용이하게 생성될 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 있어서 상기 산소나노버블 발생기(120)는 공지의 다양한 원통형의 산소나노버블 발생막(121)과, 상기 산소나노버블 발생막(121)의 양단부를 막기 위한 실링부재(122a)를 구비하는 한쌍의 마개부(122)로 이루어지며, 상기 마개부(122)에는 산소나노버블 발생막(121)을 관통한 상태로 나사결합하기 위한 너트부(123)와 볼트부(124)가 형성되어 진다.

상기 일측의 마개부(122)에는 산소유입구(125)와 산소배출공(126)이 형성되어지는데, 상기 산소유입구(125)에는 나사산이 형성되어 용기결합부(130)의 용기관통볼트(131)이 나사결합된다.

용기결합부(130)는 일측에 산소공급관 연결구(131a)를 구비하는 용기관통볼트(131)와 한쌍의 너트(132), 한쌍의 오링(133)으로 이루어지며, 물통(110)의 일측을 관통한 용기관통볼트(131)를 용기의 안쪽과 바깥쪽에서 각각 결합되는 너트(132)와 오링(133)에 의해 고정되어 진다.

상기 산소나노버블 발생막(121)은 실리카 분말, 알루미나 분말, 황토, 숯, 토르말린이나 규조토, 펄라이트 등의 천연광물의 나노크기 분말(이하, '재료'라 함)을 하나 또는 그 이상 혼합한 성형체를 소성한 것을 사용할 수도 있으나, 이들은 원통형으로 성형하고 또 소성하여야 하는 등 제조가 곤란하고 비용이 많이 소요되므로 원통형으로 절단되고 표피(表皮)는 제거된 대나무통을 사용함이 바람직하다. 표피가 제거된 대나무통은 대나무통 내부에 약간의 압력만 가해져도 섬유질 사이의 미세한 기공을 통해 쉽게 부상(浮上)할 수 없을 정도로 미세한 기포가 발생하게 된다. 따라서 표피가 제거된 대나무통은 현존하는 산소나노버블 발생막(121) 중 가장 저렴하면서도 가장 우수한 효과를 갖는 것이다.

여기서 표피라 함은 대나무의 가장 바깥쪽의 약 1mm두께 내외의 매우 매끄럽고 치밀한 섬유구조를 일컫는다. 만일 이 표피가 제거되지 않았다면 대나무통 내부의 산소가 외부로 배출되지 못하기 때문에 산소나노버블 발생막(121)으로서의 기능을 할 수가 없는 것이다.

이처럼 대나무를 재질로 하는 산소나노버블 발생막(121)에서 배출되는 산소는 물속에서 부상(浮上)하기 곤란할 정도의 미세한 기포여서 곧바로 물에 용해되거나 물 속에 오랫동안 부유하게 된다. 따라서 본 발명은 공급되는 산소의 양에 비해 용존산소의 농도가 매우 높은 산소수를 제공할 수 있는 것이다.

이때 이러한 압력의 감쇄 효과는 추가적으로 설명하는 실시 예에 의하여 더욱 그 효과가 상승하게 된다.

본 발명에서는 추가적인 실시 예로 상기 산소수 발생장치에는 탱크(2)의 내부 상단에 물과 혼합되지 않은 산소를 상기 산소수 배출관로(6)와 연결 공급하는 잔여산소 공급관로(7)와;

상기 산소수 배출관로(6)에 잔여산소 공급관로(7)의 산소가 혼합된 직후 분기되어 상기 펌프(51)과 연결되는 산소수 순환관로(8)가 추가로 형성되는 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 산소나노버블 방생기(3)에서 미세 공기방울을 분사한다 하더라도 물에 혼합되지 않고 수면으로 떠올라 기체의 상태를 유지하게 되는 산소를 효다 효과적으로 이용하기 위한 것으로 이는 압력이 상기 산소공급관로(4) 보다 낮기에 이를 산소공급관로(4)로 보내지 않고 산소수 배출관로(6)와 연결에 배출되는 산소수(1)에 다시 산소를 공급하도록 한 것이다.

또한 그 일부는 다시 산소수 순환관로(8)를 통하여 순환하도록 하였다.

또한 본 발명에서는 상기 공급 및 순환관로(5)에서 상기 펌프(51)를 통하여 상기 탱크(2)의 상부 방향으로 수직 상승하는 부분에는 내부가 비어있으며 그 내단면이 상기 공급 및 순환관로(5)보다 큰 몸체(91)를 구비하고, 하부에서 연결되는 관로는 저면을 관통하여 내부 상단에 인접한 곳까지 연결되며, 상부에서 연결되는 관로는 상면을 관통하여 내부 하단에 인접한 곳까지 연결되도록 하는 압력변환기(9)가 적어도 하나 이상 장착되는 실시 예를 제시하였다.

일반적으로 압력이 수직으로 변동을 할 경우에는 물속에서의 산소는 더욱 물에 용해가 잘 이루어지는 성질을 가지고 있다.

따라서 상기 압력변환기(9)의 몸체(91)는 상기 공급 및 순환관로(5) 보다 내단면에 확장되어 압력과 유속이 급격히 떨어지게 되고 다시 좁은 관로를 통하면서 압력과 유속이 상승하도록 하면 산소수에 보다 많은 산소가 용해되며, 이 경우 기포의 상태로 물과 혼합되어 있는 산소의 양이 줄어들어 시간이 경과하여도 용존산소량은 낮아지지 않고 최대한의 용존산소량을 유지하게 된다.

또한 본 발명은 상기 공급 및 순환관로(5)는 탱크(2)의 내부에 나선형으로 배치되어 지되, 상기 관로는 하부에서 부터 상부까지 순차적 직경이 줄어들게 구성되는 압력변환기(9a)를 더 구비하도록 구성할 수도 있다.

이는 비교적 먼 거리를 이송하여도 용존산소량이 상당량이 보존되어 산소수의 효능이 급격히 떨어지지 않게 되어 보다 우수한 품질의 산소수를 생산할 수 있는 효과를 가지게 되는 것이다.

이처럼 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

1 : 산소수
2 : 탱크
21 : 뚜껑체
4 : 산소공급관로
5 : 공급 및 순환관로
51 : 펌프 52 : 분사노즐
6 : 산소수 배출관로
7 : 잔여산소 공급관로
8 : 산소수 순환관로
9 ,9a: 압력변환기
91 : 몸체
120 : 산소나노버블 발생기
121: 산소나노버블 발생막
122: 마개부 122a: 실링부재
123: 너트부 124: 볼트부
125: 산소유입구 126: 산소배출공
130: 용기결합부 131: 용기관통볼트
132: 고정너트 133: 오링

Claims (4)

1. 산소나노버블을 물속에 주입하여 용존산소량을 높이도록 하여 산소수(1)를 제조하는 산소수 발생장치에 있어서;
   상단에 뚜껑체(21)를 구비하고 내부에 물이 충진되는 탱크(2)와;
   상기 탱크(2)의 하단에 인접하여 외곽을 따라 다수 개 장착되어 상기 탱크(2)의 내부로 산소나노버블을 발생시키는 산소나노버블 발생기(120)와;
   외부에서 공급되는 산소를 다수 개의 관로로 분기하여 상기 다수 개의 산소나노버블 발생기(120)로 산소를 공급하는 산소공급관로(4)와;
   외부에서 공급되는 물과 상기 탱크(2)의 저면과 내부의 물을 펌프(51)에 의하여 상기 탱크(2)의 상부에서 내부로 물을 분사하는 분사노즐(52)을 포함하는 공급 및 순환관로(5)와;
   상기 탱크(2)의 하부와 연결되어 산소수(1)를 배출하는 산소수 배출관로(6)로 구성됨을 특징으로 하는 산소수 발생장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 산소수 발생장치에는 탱크(2)의 내부 상단에 물과 혼합되지 않은 산소를 상기 산소수 배출관로(6)와 연결 공급하는 잔여산소 공급관로(7)가 추가로 형성됨을 특징으로 하는 산소수 발생장치.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 공급 및 순환관로(5)는 내부가 비어있으며 그 내단면이 상기 공급 및 순환관로(5)보다 큰 몸체(91)를 구비하고, 하부에서 연결되는 관로는 저면을 관통하여 내부 상단에 인접한 곳까지 연결되며, 상부에서 연결되는 관로는 상면을 관통하여 내부 하단에 인접한 곳까지 연결되도록 구성되는 압력변환기(9)가 적어도 하나 이상 구비함을 특징으로 하는 산소수 발생장치.
   
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 공급 및 순환관로(5)는 탱크(2)의 내부에 나선형으로 배치되어 지되, 상기 관로는 하부에서 부터 상부까지 순차적 직경이 줄어들게 구성되는 압력변환기(9a)를 더 구비함을 특징으로 하는 산소수 발생장치.

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