KR101530609B1 - 나노 버블 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력 변화, 충돌, 유로의 변경 등을 통해 충분한 버블을 생성시킴과 동시에 생성된 버블의 안정화를 시킬 수 있도록 한 나노 버블 장치에 관한 것으로, 유체 이송 펌프, 기체투입장치 및 버블촉진안정부를 포함하여 구성되며, 상기 버블촉진안정부는, 중공 원통형으로 이루어지는 외부 케이스, 상기 외부 케이스의 일측면 중심부를 관통하여 상기 외부 케이스의 중심축과 나란히 설치되되며, 끝단은 개방되는 인입 파이프, 상기 인입 파이프를 감싸서 형성되고, 상기 외부 케이스의 일측면에 인접한 부분에는 복수 개의 관통홀이 형성되는 중공 원통형의 인너 파이프, 상기 인너 파이프의 외주면에 나선 형태로 감아 형성되는 가이드 블레이드 및 상기 외부 케이스의 타측면에 인접한 부분의 외주면에 형성되는 배출구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

나노 버블 장치{Nano bubble device}

본 발명은 나노 버블 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 나노 버블을 발생시킴과 아울러 안정화를 통해 수중의 나노 버블의 양을 증대시킬 수 있도록 한 나노 버블 장치에 관한 것이다.

근래에 수질 오염의 개선, 미용 등의 목적으로 에어 버블(Air bubble)을 이용하는 장치가 늘고 있다.

특히, 최근의 에어 버블을 이용하는 장치들은 나노 크기의 버블을 제공함으로써 에어 버블에 의한 효과를 증대시키고자 나노 버블 생성장치를 구비하고 있는 실정이다.

이러한 나노 버블장치의 일례로서, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1085840호(2011.11.24.공고)는 디퓨저에 의해 오존 등이 혼합된 극미세 기포를 수처리 탱크로 유입시켜 나노 버블수를 제작하는 나노 버블수 발생장치에 관한 것이다.

그러나 이러한 종래기술은 충분한 나노 버블을 생성할 수 없을 뿐만 아니라 버블의 크기가 일정하지 못하고 안정되어 있지 않기 때문에 사용 목적에 충분히 부합되지 않는 문제점이 지적되고 있다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1085840호(2011.11.24.공고)

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명은 압력 변화, 충돌, 유로의 변경 등을 통해 충분한 버블을 생성시킴과 동시에 생성된 버블의 안정화시킬 수 있도록 한 나노 버블 장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 소형이며, 간단한 구조를 취하면서도 고장발생이 적은 나노 버블 장치를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 수중에 용해되지 않고 외부로 배출되는 기체량을 줄일 수 있도록 한 나노 버블 장치를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명인 나노 버블 장치는,

유체를 이송시키는 유체 이송 펌프,

유체에 기체를 투입하는 기체투입장치 및

버블촉진안정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 버블촉진안정부는,

중공 원통형으로 이루어지는 외부 케이스,

상기 외부 케이스의 일측면 중심부를 관통하여 상기 외부 케이스의 중심축과 나란히 설치되며, 끝단은 개방되는 인입 파이프,

상기 인입 파이프를 감싸서 형성되는 중공 원통형의 인너 파이프,

상기 인너 파이프의 외주면에 나선 형태로 감아 형성되는 가이드 블레이드 및

상기 외부 케이스의 타측면에 인접한 부분의 외주면에 형성되는 배출구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 버블촉진안정부는,

상기 인입 파이프의 외주면에 형성되는 복수 개의 나선 가이드,

상기 인너 파이프의 끝단에 결합되고 상기 외부 케이스의 타측면을 관통하여 설치되는 인너 파이프 샤프트에 결합되어 상기 인너 파이프를 회전시키는 구동수단,

상기 인너 파이프 샤프트 측의 상기 인너 파이프의 내측면에 설치되되 상기 인입 파이프를 향해 원추형으로 설치되는 복수의 돌기부 및

상기 외부 케이스의 내주면에 형성되는 다수의 요철부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 나노 버블 장치는 압력 변화, 충돌, 유로의 변경 등을 통해 충분한 버블을 생성시킴과 동시에 생성된 버블의 안정화를 시킬 수 있고,

또한, 소형이며, 간단한 구조를 취하면서도 고장발생이 적으며,

또한, 수중에 용해되지 않고 외부로 배출되는 기체량을 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 나노 버블 장치를 개념적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 나노 버블 장치의 주요 구성요소인 버블촉진안정부를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 나노 버블 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 나노 버블 장치를 개념적으로 도시한 블럭도이며, 도 2는 본 발명에 따른 나노 버블 장치의 주요 구성요소인 버블촉진안정부를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 나노 버블 발생 장치는 유체 공급 배관을 흐르는 유체에 형성되는 부압(負壓)을 통해 공기나 오존 등의 기체(가스)를 주입하고 고속 회전, 유로 전환, 유체 충돌, 코앙다 효과 등을 통해 유체에 난류, 충격파의 발생을 유도하여 안정성 있는 나노 버블을 발생시키고 용존률을 높일 수 있도록 한 장치로서, 크게 유체 이송 펌프(1), 기체투입장치(2) 및 버블촉진안정부(10)를 포함하여 구성된다.

여기서, 유체 이송 펌프(1)는 물 등의 유체(액체)를 고압, 고속으로 이송시키기 위한 장치이고, 기체투입장치(2)는 노즐, 벤튜리관 등으로 이루어져 고속으로 이송되는 유체(액체)에 부압을 통해 기체를 투입하는 장치이다.

그리고 상기 버블촉진안정부(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 외부 케이스(11), 인입 파이프(12), 인너 파이프(13), 가이드 블레이드(14) 및 배출구(15)를 포함하여 구성되어 나노 버블 발생 효과를 높일 수 있도록 한 장치이다.

여기서, 상기 외부 케이스(11)는 상기 버블촉진안정부(10)의 가장 외부에 설치되어 상기 인입 파이프(12), 인너 파이프(13), 가이드 블레이드(14)를 내부에 수용하는 중공 원통형의 부재이다.

상기 인입 파이프(12)는 상기 외부 케이스(11)의 일측면 중심부를 관통하여 상기 외부 케이스(11)의 중심축과 나란히 설치되어 버블수가 주입되는 관이다. 상기 인입 파이프(12)의 끝단은 상기 인너 파이프(13) 내에서 개방된다.

상기 인너 파이프(13)는 상기 인입 파이프(12)를 감싸서 형성되는 중공 원통형의 관으로서, 상기 외부 케이스(11)의 일측면과 인접한 부분에는 복수 개의 관통홀(16)이 형성될 수 있다. 상기 복수 개의 관통홀(16)을 통해 상기 인너 파이프(13)는 상기 외부 케이스(11)와 연통된다.

상기 가이드 블레이드(14)는 상기 인너 파이프(13)의 외주면에 나선 형태로 감아 형성되는 부재로서, 상기 가이드 블레이드(14)로 인해 상기 버블촉진안정부(10)로 유입된 버블수는 회전하면서 이동하게 된다.

상기 배출구(15)는 상기 외부 케이스(11)의 타측면에 인접한 부분의 외주면에 형성되어 상기 버블촉진안정부(10) 내부의 버블수를 외부로 배출하기 위한 출구이다.

상기한 바와 같은 버블촉진안정부(10)의 구성을 통해, 상기 인입 파이프(12)로 유입된 버블수는 인입 파이프(12) -> 인너 파이프(13) -> 관통홀(16) -> 가이드 블레이드(14) 사이 공간 -> 배출구(15)를 거쳐서 배출되게 되는데, 유입된 버블수는 유로 변경 및 와류 발생을 통해 나노 버블 발생량을 증대 및 안정화시키게 된다.

더욱이 본 발명에서는 상기 가이드 블레이드(14) 사이의 인너 파이프(13)에 슬릿부(17)가 형성되되, 상기 슬릿부(17)는 상기 인입 파이프(12)와 상기 외부 케이스(11)의 일측면을 향해 경사지게 형성되는데, 이는 버블수에 존재하는 일부 대형 버블을 다시 상류측으로 회수하여 버블수의 미세 기포량을 높이기 위함이다.

구체적으로 설명하면, 상기 가이드 블레이드(14)를 통과하면서 버블수가 회전하는 경우에 상대적으로 비중이 작은 대형 버블은 중심부로 이동하게 되고 이때 일부 대형 버블은 상기 인너 파이프(13)에 형성된 슬릿부(17)를 통해 다시 인너 파이프(13)의 내부로 이동한 후 인너 파이프(13) -> 관통홀(16) -> 가이드 블레이드(14)를 거치는 동안 다시 소형화되어 배출됨으로써 나노 버블화를 촉진하게 된다.

또한, 본 발명에서는 상기 인입 파이프(12)의 외주면에 형성되는 복수 개의 나선 가이드(18), 상기 인너 파이프(13)의 끝단에 결합되고 상기 외부 케이스(11)의 타측면을 관통하여 설치되는 인너 파이프 샤프트(19)에 결합되어 상기 인너 파이프(13)를 회전시키는 구동수단(20), 상기 인너 파이프 샤프트(19) 측의 상기 인너 파이프(13)의 내측면에 설치되되 상기 인입 파이프(12)를 향해 원추형으로 설치되는 복수의 돌기부(21) 및 상기 외부 케이스(11)의 내주면에 형성되는 다수의 요철부(22)를 더 포함하여 구성된다.

상기 구동수단(20)은 전기 모터 등으로 이루어지고 제어부에 의해 구동 및 회전속도가 제어됨으로써, 제어부에 의해 상기 구동수단(20)이 구동되면 상기 인너 파이프(13)가 회전되어 버블수를 인입, 강제 회전 및 이송시키게 되며, 이송되는 버블수는 나선 가이드(18), 돌기부(21), 요철부(22) 등에 충돌하면서 강한 와류가 형성되고 유로가 변경되는 등의 작용에 의해 버블의 미세화 및 안정화가 이루어지게 된다.

또한, 상기 제어부를 통해 일정 주기로 상기 인너 파이프(13)를 역회전시킴으로써 유속의 급격한 변화를 주어 버블의 크기를 더욱 미세화 및 안전화시킬 수 있다.

이를 통해, 본 발명은 유입된 유체의 방향전환 및 적극적인 와류 형성을 통해 오존 용존량을 증대시킬 수 있게 된다.

1: 유체 이송 펌프
2: 기체투입장치
10: 버블촉진안정부 11: 외부 케이스
12: 인입 파이프 13: 인너 파이프
14: 가이드 블레이드 15: 배출구
16: 관통홀 17: 슬릿부
18: 나선 가이드 19: 인너 파이프 샤프트
20: 구동수단 21: 돌기부
22: 요철부

Claims (3)

1. 유체를 이송시키는 유체 이송 펌프,
   유체에 기체를 투입하는 기체투입장치 및
   버블촉진안정부를 포함하여 구성되며;
   상기 버블촉진안정부는,
   중공 원통형으로 이루어지는 외부 케이스,
   상기 외부 케이스의 일측면 중심부를 관통하여 상기 외부 케이스의 중심축과 나란히 설치되며, 끝단은 개방되는 인입 파이프,
   상기 인입 파이프를 감싸서 형성되는 중공 원통형의 인너 파이프,
   상기 인너 파이프의 외주면에 나선 형태로 감아 형성되는 가이드 블레이드,
   상기 외부 케이스의 타측면에 인접한 부분의 외주면에 형성되는 배출구,
   상기 인입 파이프의 외주면에 형성되는 복수 개의 나선 가이드,
   상기 인너 파이프의 끝단에 결합되고 상기 외부 케이스의 타측면을 관통하여 설치되는 인너 파이프 샤프트에 결합되어 상기 인너 파이프를 회전시키는 구동수단,
   상기 인너 파이프 샤프트 측의 상기 인너 파이프의 내측면에 설치되되 상기 인입 파이프를 향해 원추형으로 설치되는 복수의 돌기부,
   상기 외부 케이스의 내주면에 형성되는 다수의 요철부 및
   상기 가이드 블레이드 사이의 인너 파이프에 형성되는 슬릿부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
   나노 버블 장치
   
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