KR101071469B1

KR101071469B1 - 마이크로 버블 발생장치

Info

Publication number: KR101071469B1
Application number: KR1020090108510A
Authority: KR
Inventors: 최철원
Original assignee: (주)거산하이테크; 현대엔지니어링 주식회사
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2011-10-10
Anticipated expiration: 2029-11-11
Also published as: KR20110051761A

Abstract

본 발명에 따른 마이크로 버블 발생장치는 물과 연료를 포함하여 혼합된 혼합유를 교반하여 에멀전 상태로 변환하는 마이크로 버블 발생장치에 있어서, 혼합된 혼합유가 투입되는 투입구와, 에멀전 상태로 변환된 혼합유가 배출되는 배출구를 포함하는 중공의 하우징; 상기 하우징의 중심을 관통하여 회전하도록 설치되는 회전축; 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 상기 투입구를 통해 투입된 혼합유를 교반하는 교반부재; 상기 하우징 내에 설치되되, 상기 회전축이 통과하는 관통공과 상기 교반부재를 통해 교반된 혼합유를 분사하는 다수의 분사공이 형성된 오리피스판; 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 상기 오리피스판을 통과하여 분사된 혼합유를 상기 배출구로 안내하는 블레이드; 상기 하우징의 내벽과 상기 회전축에 각각 설치되는 자성체;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 하나의 하우징 내에서 교반과 분사와 재교반이 연속적으로 이루어져 적은 에너지를 이용하더라도 안정되게 장시간 지속될 수 있는 에멀전 상태의 혼합유를 생산할 수 있고, 시설의 전력도 절감할 수 있는 마이크로 버블 발생장치가 제공된다.

마이크로 버블, 초미세 기포, 에멀전, 혼합유, 자석, 노즐

Description

마이크로 버블 발생장치{generation appartus of micro bubble}

본 발명은 마이크로 버블 발생장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 물과 연료가 혼합된 혼합유를 회전축에 설치된 교반부재를 회전시켜 교반하고, 교반된 혼합유를 분사시킴으로써, 작은 에너지를 이용하여도 혼합유가 안정되게 에멀전화되어 혼합유에 마이크로 버블이 실질적으로 균일하게 생성되도록 하는 마이크로 버블 발생장치에 관한 것이다.

에멀전(emulsion) 상태라 함은 어떤 액체 속에 이것과 혼화하지 않는 다른 액체가 미립자상태로 균일하게 분산되는 것을 말하지만, 여기에서는 연료(원유를 정제한 액상의 석유제품연료, 경유ㆍ등유ㆍ중유ㆍ휘발유 따위)에 물을 여러 방법으로 혼합하여 유중수(water in oil)형의 에멀전 상태를 말한다.

물과 연료가 혼합된 혼합유가 에멀전 상태가 되면, 혼합유에는 마이크로 버블이 생성된다. 에멀전 상태의 혼합유는 연소효율을 높일 수 있어 에너지절감 면에서 효과적이고, 대기오염물질 발생을 억제할 수 있어 환경 면에서 유용하게 사용되고 있다.

종래에는 혼합유를 에멀전 상태로 교반하여 마이크로 버블을 생성하기 위해 챔버 내에 물과 연료를 일정비율로 공급하고, 임펠라를 이용해 휘젓는 방식으로 교반함으로써, 에멀전 상태의 혼합유로 변환하여 별도의 저장탱크에 보관하도록 하였다.

하지만, 종래 기술에 따라 회전력을 이용하여 마이크로 버블을 생성하는 장치(방법)는 연료와 물을 단순히 임펠러에 의존, 휘저음으로써 에멀전 상태를 만들기 때문에 혼합유가 에멀전 상태로 되기까지 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 상술한 시간 소요로 인해 혼합유를 에멀전 상태로 제조하는 작업을 연속하여 진행할 수가 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래 기술에 따라 에멀전 상태로 변환된 혼합유는 일정 시간이 경과되면 에멀전 상태가 매우 불안정하게 되고 물과 연료의 유수 분리 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제조된 혼합유가 장시간 동안 안정되게 에멀전 상태를 지속할 수 있고, 물과 연료의 유수 분리 현상을 억제할 수 있는 마이크로 버블 발생장치를 제공함에 있다.

또한, 혼합유를 에멀전 상태로 제조하는 작업을 연속하여 진행할 수 있는 마이크로 버블 발생장치를 제공함에 있다.

또한, 혼합유가 에멀전 상태로 되기까지 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 마이크로 버블 발생장치를 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 물과 연료를 포함하여 혼합된 혼합유를 교반하여 에멀전 상태로 변환하는 마이크로 버블 발생장치에 있어서, 혼합된 혼합유가 투입되는 투입구와, 에멀전 상태로 변환된 혼합유가 배출되는 배출구를 포함하는 중공의 하우징; 상기 하우징의 중심을 관통하여 회전하도록 설치되는 회전축; 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 상기 투입구를 통해 투입된 혼합유를 교반하는 교반부재; 상기 하우징 내에 설치되되, 상기 회전축이 통과하는 관통공과 상기 교반부재를 통해 교반된 혼합유를 분사하는 다수의 분사공이 형성된 오리피스판; 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 상기 오리피스판을 통과하여 분사된 혼합유를 상기 배출구로 안내하는 블레이드; 상기 하우징 의 내벽과 상기 회전축에 각각 설치되는 자성체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치에 의해 달성된다.

여기서 상기 자성체는 상기 하우징의 내벽에 설치되는 제1자성체와 상기 회전축에 설치되는 제2자성체로 구성되고, 상기 하우징 내벽을 감싸고 내벽에 상기 제1자성체가 설치되는 제1지지판; 상기 제1자성체를 감싸는 제1보호부재; 상기 회전축을 감싸고 외주면에 상기 제2자성체가 설치되는 제2지지판; 상기 제2자성체를 감싸는 제2보호부재;를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 제1지지판의 양 단부에 각각 결합되어 설치된 상기 제1지지판과 상기 제1자성체와 상기 제1보호부재를 일체로 고정시키는 고정캡을 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 하우징의 내벽과 상기 회전축에 각각 설치되는 자성체는 동일한 극성을 나타내도록 하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 자성체는 페라이트 재질의 금속에 우레탄을 코팅하여 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 자성체는 각각 전자석과 전기석과 영구자석 중 어느 하나로 구성되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 하나의 하우징 내에서 교반과 분사와 재교반이 연속적으로 이루어지고, 이에 따라 적은 에너지를 이용하더라도 안전된 에멀전 상태의 혼합유를 얻을 수 있고, 시설의 전력도 절감할 수 있는 마이크로 버블 발생장치가 제공 된다.

또한, 혼합유를 에멀전 상태로 제조하는 작업을 연속하여 진행할 수 있는 마이크로 버블 발생장치가 제공된다.

또한, 제조된 혼합유의 장시간동안 안정되게 에멀전 상태를 지속할 수 있고, 물과 연료의 유수 분리 현상을 억제할 수 있는 마이크로 버블 발생장치가 제공된다.

또한, 혼합유가 에멀전 상태로 되기까지 소요되는 시간을 최소화하여 짧은 시간에 더욱 많은 혼합유를 생산할 수 있는 마이크로 버블 발생장치가 제공된다.

또한, 제조된 혼합유의 완전 연소가 가능하게 하여 에너지 절감 효과 및 대기 오염 물질 저감 등의 환경 오염 문제를 줄일 수 있는 마이크로 버블 발생장치가 제공된다.

여기서 에멀전 상태의 혼합유에 연소에 필요한 산소를 충분히 포함시킴으로써 연소시에 발생하는 오염물질의 발생을 최소한으로 억제할 수 있는 마이크로 버블 발생장치가 제공된다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치에 대하여 상세하게 설명한다.

첨부 도면 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 분해단면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치는 물과 연료를 포함하여 혼합된 혼합유를 교반하여 에멀전 상태로 변환하는 장치로서, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치는 인가된 전원에 의해 구동되는 모터(M)에 연결된다. 모터(M)는 인가된 전원에 의해 구동축(D)이 회전하도록 구동된다. 구동축(D)은 연결소켓(S)에 의해 회전축(4)과 연결됨으로써, 모터(M)의 구동축(D) 회전력이 회전축(4)에 전달됨으로써, 마이크로 버블 발생장치의 회전축(4)을 회전시키고, 투입된 혼합유를 교반하여 에멀전 상태로 변환할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치는 하우징(1)과 회전축(4)과 교반부재(5)와 오리피스판(6)과 블레이드(7)로 구분할 수 있다.

하우징(1)은 원통형으로 중공을 형성하고, 일측에는 혼합된 혼합유가 투입되는 투입구(211)가 형성되고, 타측에는 에멀전 상태로 변환된 혼합유가 배출되는 배출구(221)가 형성되어 있다.

좀더 자세하게 하우징(1)은 몸체부(2)와 지지부(3)로 구분하여 분리할 수 있다.

몸체부(2)는 양단이 개구되어 원통형의 중공부(23a)가 형성되고 중공부(23a)는 투입구(211)와 배출구(221)가 각각 연통되도록 형성되어 있다.

여기서 몸체부(2)는 다시 케이스(23)와 제1마감부재(21)와 제2마감부재(22)로 구분하여 분리할 수 있다. 케이스(23)는 중공부(23a)가 형성된 중공의 원통 형상으로 형성된다. 제1마감부재(21)는 케이스(23)의 일측에서 개구된 단부에 결합되는 부재로 상술한 투입구(211)가 형성되고, 후술하는 회전축(4)가 통과하도록 제1개구부(214)가 형성되어 있다. 제1개구부(214)의 가장자리에는 후술하는 오링(9)이 안착되도록 턱이 형성될 수 있다. 제2마감부재(22)는 케이스(23)의 타측에서 개구된 단부에 결합되는 부재로, 상술한 배출구(221)가 형성되고, 제2마감부재(22)는 후술하는 회전축(4)가 통과하도록 제2개구부(224)가 형성되어 있다. 제2개구부(224)의 가장자리에는 후술하는 오링(9)이 안착되도록 턱이 형성될 수 있다.

여기서 제1마감부재(21)에는 안내부(212)가 형성될 수 있다. 첨부 도면 도 4는 도 1의 "B" 부분 확대도로써, 도 4를 참조하면, 안내부(212)는 투입구(211)를 통해 투입된 혼합유가 회전축(4)을 따라 흘러가도록 경사지게 형성되어 있다. 그러면, 투입구(211)를 통해 투입된 혼합유는 안내부(212)에 부딪히거나 안내부(212)를 따라 흘러 후술하는 교반부재(5)를 향하게 된다. 안내부(212)는 도시되지 않았지만, 회전축(4)에 설치되어 회전축(4)과 함께 회전하도록 하여도 된다.

또한, 투입구(211)를 몸체부(2)의 제1마감부재(21) 일측에서 편심되게 설치할 수 있다. 첨부 도면 도 5는 도 1의 C-C' 선을 따라 절단된 면을 도시한 도면으로서, 도 5를 참조하면, 투입구(211)는 제1마감부재(21)의 일측에서 편심되게 설치되어 있다. 그러면, 투입구(211)를 통해 투입되는 혼합유는 제1마감부재(21)의 내벽을 따라 회전하면서 후술하는 교반부재(5)를 향하게 된다. 이때, 제1마감부 재(21)의 내벽에는 유로(213)를 형성할 수 있다. 유로(213)는 투입구(211)를 통해 투입된 혼합유가 후술하는 교반부재(5)를 향하도록 제1마감부재(21) 내벽을 따라 경사지게 형성되어 있다. 유로(213)의 경사도를 이용하여 투입구(211)를 통해 투입된 혼합유는 제1마감부재(21) 내벽을 따라 회전하면서 용이하게 교반부재(5)를 향할 수 있다.

지지부(3)는 개구된 몸체부(2)의 양단에 결합되어 후술하는 회전축(4)을 지지한다. 좀더 자세하게, 지지부(3)는 제1개구부(214)와 제2개구부(224)를 폐쇄하도록 제1마감부재(21)와 제2마감부재(22)에 각각 결합된다. 지지부(3)는 제1마감부재(21) 또는 제2마감부재(22)와 결합되는 중공의 마감캡(31)과, 마감캡(31)의 내부에 설치되어 통과되는 회전축(4)을 회전되게 지지하는 베어링(32)으로 이루어진다. 마감캡(31)은 제3개구부(33)가 개구되어 회전축(4)이 통과할 수 있도록 하고 있다. 이때, 제2마감부재(22)에 결합된 마감캡(31)에는 제3개구부(33)를 폐쇄하기 위해 덮개(34)가 결합되어 있다.

이때, 결합된 몸체부(2)와 지지부(3) 사이에는 회전축(4)의 회전에 간섭하지 않고, 개구된 몸체부(2)의 단부를 밀폐하는 누수방지부재(8)를 설치할 수 있다.

누수방지부재(8)는 제1마감부재(21)의 제1개구부(214)와 제2마감부재(22)의 제2개구부(224)를 밀폐하도록 형성되어 있다. 여기서 제1마감부재(21)와 누수방지부재(8) 사이 그리고 제2마감부재(22)와 누수방지부재(8) 사이에는 오링을 더 설치하여 밀폐력을 향상시킬 수 있다. 오링(9)은 제1개구부(214)와 제2개구부(224)에 형성되는 턱에 안착되도록 하여 오링(9)의 유동 및 이탈을 방지할 수 있다.

회전축(4)은 상술한 모터(M)의 구동축(D)에 연결되어 모터(M)의 회전력이 전달되는 축으로써, 하우징(1)의 중심을 관통하여 회전하도록 설치된다. 다시 말해 회전축(4)은 하우징(1)의 중심을 통과하여 설치되고, 지지부(3)의 베어링(32)에 의해 양측이 지지되어 하우징(1) 내에서 원활하게 회전할 수 있도록 하고 있다. 여기서 회전축(4)은 상술한 제1개구부(214)와 제2개구부(224)를 통과하게 된다.

교반부재(5)는 회전축(4)에 설치되어 회전축(4)과 함께 회전하면서 투입구(211)를 통해 투입된 혼합유를 교반한다. 교반부재(5)는 투입구(211)를 통해 투입된 혼합유를 회전시키면서 분쇄하는 역할을 하여 혼합유에서 마이크로 버블이 생성되는 것을 촉진시킬 수 있다. 교반부재(5)의 단부는 하우징의 내벽에서 이격되도록 하여 이격거리(d)에 따라 교반되는 혼합유에서 마이크로 버블의 생성을 촉진시킬 수 있다.

도시되지 않았지만, 교반부재(5)에는 회전축(4) 방향으로 입출공이 관통 형성될 수 있다. 입출공 또한 교반되는 혼합유에서 마이크로 버블이 생성되는 것을 촉진시킬 수 있다.

교반부재(5)는 일예로 삼각형 형상 또는 사다리꼴 형상의 단면을 갖는 판재가 회전축(4)을 따라 나선형으로 설치될 수 있다. 이때, 교반부재(5)는 투입구(211)를 통해 투입된 혼합유의 이동 방향을 따라 회전축(4)에서 시계방향으로 90 도보다 작은 제1경사각(a1)을 형성한 제1경사면(51)이 형성되고, 제1경사면(51)과 연결되어 회전축(4)에서 반시계방향으로 90도보다 작은 제2경사각(a2)을 형성한 제2경사면(52)을 형성하여 삼각형 형상 또는 사다리꼴 형상의 단면을 형성하도록 하고 있다. 이때, 제1경사면(51)과 제2경사면(52)이 만나는 교반부재(5)의 단부와 하우징(1)의 내벽 사이 거리는 약 1~2mm로 형성할 수 있다. 또한, 제1경사각(a1)은 제2경사각(a2)보다 크게 형성할 수 있으며, 이에 따라 투입구(211)를 통해 투입된 혼합유를 배출구(221)로 밀어주는 역할을 하여 혼합유의 흐름을 원활하게 하고, 투입구(211)를 통해 투입된 혼합유가 교반되는 것을 활성화할 수 있다. 일예로 제1경사각(a1)은 60도 내지 62도로 하여 교반부재(5)가 혼합유를 투입구(211)에서 배출구(221)로 밀어 주는 추력을 최대로 발생시킬 수 있고, 제2경사각(a2)은 48도 내지 50도로 하여 상술한 추력의 저항을 최소화할 수 있다.

교반부재(5)는 다른 예로 회전축(4)의 회전 방향을 따라 형성되는 다수의 날개로 형성될 수 있다. 이러한 교반부재(5)는 회전축(4)을 따라 다단으로 설치될 수 있다. 여기서 날개의 비틀림 각을 조절하면, 상술한 바와 같이 혼합유의 흐름을 원활하게 하고, 혼합유가 교반되는 것을 활성화할 수 있다.

오리피스판(6)은 하우징(1) 내에 설치되어 교반부재(5)를 통해 교반된 혼합유를 분사시킨다. 오리피스판(6)은 하우징(1) 내에서 케이스(23)에 고정되도록 설치되거나 회전축(4)에 고정되도록 설치될 수 있다.

첨부 도면 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치의 오 리피스판을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 도 1의 "E" 부분 확대도이다. 도 7과 도 8을 참조하면, 오리피스판(6)은 중심에서 회전축(4)이 통과하는 관통공(61)이 형성되고, 관통공(61)의 주위에서 교반부재(5)를 통해 교반된 혼합유를 분사하는 분사공(62)이 다수 형성된다.

여기서 분사공(62)은 교반부재(5)를 통해 교반된 혼합유가 투입되는 입구부(621)와, 입구부(621)로 투입된 혼합유가 배출되는 출구부(622)와, 입구부(621)와 출구부(622) 사이에서 입구부(621)로 투입된 혼합유가 통과하는 오리피스부(623)로 구분할 수 있다. 또한, 분사공(62)은 입구부(621)와 오리피스부(623) 사이에서 내벽의 경사도를 변경하는 축소부(624)가 더 형성될 수 있다.

이때, 입구부(621)와 오리피스부(623) 사이의 거리(d1)는 오리피스부(623)와 출구부(622) 사이의 거리(d2)보다 작게 형성되도록 한다.

입구부(621)는 제1면적(A1)의 크기로 형성되고, 출구부(622)는 제1면적(A1)과 같거나 큰 제2면적(A2)의 크기로 형성되며, 오리피스부(623)는 제1면적(A1)보다 작은 제3면적(A3)의 크기로 형성되고, 축소부(624)는 제1면적(A1)보다 작고 제3면적(A3)보다 큰 제4면적(A4)의 크기로 형성되도록 한다.

오리피스판(6)에서 상술한 분사공(62)의 구조는 마이크로 버블을 만드는 데 최대 걸림돌이 되는 물과 연료의 박리 현상을 최소화하기 위한 구조로써, 역압력에 의하여 에멀전이 형성되지 않는 현상을 최소화하고, 교반부재(5)를 통과하여 교반된 혼합유가 오리피스판(6)을 통과하면서 혼합유의 에멀전 상태를 안전되게 할 수 있다.

또한, 축소부(624)를 더 형성함으로써, 분사공(62)의 입구부(621)측이 이중턱 구조를 갖게 되어 분사공(62)을 통한 혼합유의 분사를 원활하게 하고, 혼합유의 에멀전 상태를 안전되게 할 수 있다.

블레이드(7)는 회전축(4)에 설치되어 회전축(4)과 함께 회전하면서 오리피스판(6)을 통과하여 분사된 혼합유를 배출구(221)로 안내한다.

상술한 마이크로 버블 발생장치에는 자성체를 더 설치할 수 있다. 첨부 도면 도 3은 도 1의 "A" 부분 확대도이고, 도 6은 도 1의 D-D' 선을 따라 절단된 면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3과 도 6을 참조하면, 자성체는 하우징(1)의 내벽(케이스(23)의 내벽)과 회전축(4)에 각각 설치될 수 있다. 여기서 하우징(1)의 내벽(케이스(23)의 내벽)에 설치되는 자성체는 제1자성체(26)라 하고, 회전축(4)에 설치되는 자성체는 제2자성체(56)라 한다.

제1자성체(26)는 제1지지판(25)에 고정 설치하고, 제1보호부재(27)로 제1자성체(26)의 표면을 감싸 제1자성체(26)의 마모를 방지할 수 있다. 여기서 제1지지판(25)은 하우징(1)의 내벽(케이스(23)의 내벽)에 고정되도록 원통형으로 형성되도록 한다. 결합된 제1지지판(25)과 제1자성체(26)와 제1보호부재(27)를 안정되게 고정하기 위해 양단부에 고정캡(28)을 설치할 수 있다.

제2자성체(56)는 제2지지판(55)에 고정 설치하고, 제2보호부재(57)로 제2자성체(56)의 표면을 감싸 제2자성체(56)의 마모를 방지할 수 있다. 여기서 제2지지 판(55)은 회전축(4)의 외주면을 감싸 고정되도록 원통형으로 형성되도록 한다. 결합된 제2지지판(55)과 제2자성체(56)와 제2보호부재(57)는 회전축(4)과 교반부재(5) 사이에 설치 고정되도록 하였다. 도시되지 않았지만, 제2자성체(56)가 교반부재(5)의 단부에 형성될 수 있다.

상술한 제1지지판(25)과 제2지지판(55)은 설치된 자성체의 자기력을 차폐하도록 할 수 있다.

여기서 상술한 제1자성체(26)와 제2자성체(56)는 동일한 극성을 나타내도록 할 수 있다. 그리고, 제1자성체(26)와 제2자성체(56)는 각각 페라이트 재질의 금속에 우레탄을 코팅하여 형성되도록 하여 자성체의 내구성을 증가시킬 수 있다. 또한, 제1자성체(26)와 제2자성체(56) 중 적어도 어느 하나는 전자석과 전기석과 영구자석 중 어느 하나로 구성되도록 하여 자기력의 세기를 조절할 수 있도록 한다.

자성체가 더 설치되는 경우, 제1자성체(26)가 설치된 하우징(1)의 내벽에서 제1보호부재(27) 내벽과 교반부재(5) 단부 사이의 거리(d)는 4~7mm의 틈새를 형성하고, 마이크로 버블에 이온화를 띄우기 위하여 제1자성체(26)와 제2자성체(56)는 동일한 극성에서 약 2000~4000가우스의 자력을 인가할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치에서 자성체가 더 설치되는 경우, 제1자성체(26)와 제2자성체(56)의 극성이 동일하므로 자기력에 의한 회전축(4)이 회전에 간섭되지 않게 되고, 회전축(4)의 회전에 의해 제1자성체(26)와 제2자성체(56) 간에는 유도전류가 발생되어 교반되는 혼합유에서 히드록실 이온이 발생됨으로써 계면 활성의 효과를 가져오게 되므로, 혼합유가 더욱 안정된 에멀전 상 태로 전환될 수 있다.

지금부터는 상술한 마이크로 버블 발생장치의 제1실시예에 따라 마이크로 버블이 생성되는 과정에 대하여 설명한다.

물과 연료가 혼합된 혼합유가 투입구(211)를 통해 투입되면, 투입된 혼합유는 하우징(1)의 중공부(23a)를 통과하여 배출구(221)로 배출된다. 먼저 혼합유가 투입구(211)로 투입되면 중공부(23a)에서 회전하는 교반부재(5)를 통과하게 된다. 이때, 혼합유는 회전하는 교반부재(5)에 의해 회전하면서 물과 연료를 분쇄하는 형태로 교반한다. 또한, 하우징(1)과 교반부재(5) 사이의 틈을 통해 이동하면서, 물과 연료의 분쇄 교반이 반복되도록 한다. 이러한 과정을 거치면서 혼합유는 1차 에멀전 상태로 변환되고, 이에 따라 1차 마이크로 버블이 생성된다. 교반부재(5)를 통과한 혼합유는 연속하여 분사공(62)이 형성된 오리피스판(6)을 통과한다. 이때, 오리피스판(6)을 중심으로 투입구(211)측은 고압이 형성되고, 배출구(221)측은 상대적으로 저압이 형성되어 혼압유가 오리피스판(6)의 분사공(62)을 통과하면서 작은 방울 형태로 분사된다. 이때, 혼합유는 2차 에멀전 상태로 변환되고, 이에 따라 2차 마이크로 버블을 생성할 수 있다. 여기서 형성된 2차 마이크로 버블은 1차 마이크로 버블에 비해 미세하고 안정되게 생성된다.

이렇게 분사된 혼합유는 다시 회전축(4)과 함께 회전하는 블레이드(7)에 의해 교반되고, 블레이드(7)의 회전에 의해 교반된 혼합유가 배출구(221)로 이동된다. 블레이드(7)를 통과하면서 분사된 혼합유가 다시 교반되어 안정화된 3차 에멀 전 상태로 변환되고, 이에 따라 3차 마이크로 버블이 생성된다. 회전하는 블레이드(7)는 오리피스판(6)을 중심으로 투입구(211)측에 비해 배출구(221)측에서 상대적인 저압을 형성할 수 있게 되어 오리피스판(6)의 분사공(62)을 통한 혼합유의 분사가 원활하도록 할 수 있다.

최종적으로 배출구(221)로 배출되는 혼합유는 3차에 걸쳐 에멀전 상태로 변환되고, 이에 따라 3차에 걸친 마이크로 버블이 생성됨으로써, 안정된 에멀전 상태를 이루게 된다.

본 발명의 일실시예와 같은 마이크로 버블 발생장치는 하나의 모터(M)를 이용하여 마이크로 버블 발생장치의 회전축(4)을 회전시키고, 하나의 회전축(4)이 회전하면서 투입되는 혼합유를 연속적으로 교반, 분사, 재교반의 과정을 거치게 되어 혼합유의 에멀전 상태를 안정되게 할 수 있는 것이다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치를 개략적으로 도시한 단면도,

도 2는 도 1의 분해단면도,

도 3은 도 1의 "A" 부분 확대도,

도 4는 도 1의 "B" 부분 확대도,

도 5는 도 1의 C-C' 선을 따라 절단된 면을 도시한 도면,

도 6은 도 1의 D-D' 선을 따라 절단된 면을 개략적으로 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 버블 발생장치의 오리피스판을 개략적으로 도시한 도면,

도 8은 도 1의 "E" 부분 확대도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 하우징 2: 몸체부 21: 제1마감부재

211: 투입구 212: 안내부 213: 유로

214: 제1개구부 22: 제2마감부재 221: 배출구

224: 제2개구부 23: 케이스 23a: 중공부

25: 제1저지판 26: 제1자성체 27: 제1보호부재

28: 고정캡 3: 지지부 31: 마감캡

32: 베어링 33: 제3개구부 34: 덮개

4: 회전축 5: 교반부재 51: 제1경사면

52: 제2경사면 55: 제2지지판 56: 제2자성체

57: 제2보호부재 6: 오리피스판 61: 관통공

62: 분사공 621: 입구부 622: 출구부

623: 오리피스부 624: 축소부 7: 블레이드

8: 누수방지부재 9: 오링

M: 모터 D: 구동축 S: 연결소켓

Claims

물과 연료를 포함하여 혼합된 혼합유를 교반하여 에멀전 상태로 변환하는 마이크로 버블 발생장치에 있어서,

혼합된 혼합유가 투입되는 투입구와, 에멀전 상태로 변환된 혼합유가 배출되는 배출구를 포함하는 중공의 하우징;

상기 하우징의 중심을 관통하여 회전하도록 설치되는 회전축;

상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 상기 투입구를 통해 투입된 혼합유를 교반하는 교반부재;

상기 하우징 내에 설치되되, 상기 회전축이 통과하는 관통공과 상기 교반부재를 통해 교반된 혼합유를 분사하는 다수의 분사공이 형성된 오리피스판;

상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 함께 회전하면서 상기 오리피스판을 통과하여 분사된 혼합유를 상기 배출구로 안내하는 블레이드;

상기 하우징의 내벽과 상기 회전축에 각각 설치되는 자성체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치.
제1항에 있어서,

상기 자성체는 상기 하우징의 내벽에 설치되는 제1자성체와 상기 회전축에 설치되는 제2자성체로 구성되고,

상기 하우징 내벽을 감싸고 내벽에 상기 제1자성체가 설치되는 제1지지판;

상기 제1자성체를 감싸는 제1보호부재;

상기 회전축을 감싸고 외주면에 상기 제2자성체가 설치되는 제2지지판;

상기 제2자성체를 감싸는 제2보호부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치.
제2항에 있어서,

상기 제1지지판의 양 단부에 각각 결합되어 설치된 상기 제1지지판과 상기 제1자성체와 상기 제1보호부재를 일체로 고정시키는 고정캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징의 내벽과 상기 회전축에 각각 설치되는 자성체는 동일한 극성을 나타내는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자성체는 페라이트 재질의 금속에 우레탄을 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자성체는 각각 전자석과 전기석과 영구자석 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블 발생장치.