KR101176463B1 - Apparatus for generating micro bubble - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충돌식 미세 버블 발생 장치에 관한 것으로서, 물과 기체를 혼합시키는 인젝터; 인젝터와 연결되며, 인젝터로부터의 물과 기체를 유입 받아 물과 기체가 서로 충돌하면서 섞이도록 하여 이류체를 생성하는 충돌식 이류체 생성부; 및 이류체가 흐르는 방향에 대해 충돌식 이류체 생성부의 후단에 연결되며, 이류체와의 충돌에 의해 미세 버블을 발생시키는 다수의 볼(ball)을 구비하는 충돌식 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 노즐부의 막힘 현상을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 단위 시간당 보다 많은 양의 미세 버블을 발생시킬 수 있다.The present invention relates to a collision type microbubble generating device comprising: an injector for mixing water and gas; A collision type air generation unit connected to the injector and configured to receive water and gas from the injector so that the water and gas collide with each other to generate air bodies; And a collision nozzle part connected to a rear end of the collision type air generation part with respect to a direction in which the air flows, and having a plurality of balls generating fine bubbles by collision with the air flow. Thereby, not only the clogging phenomenon of the nozzle part can be improved, but also a larger amount of fine bubbles can be generated per unit time.
Description
본 발명은, 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 노즐부의 막힘 현상을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 단위 시간당 보다 많은 양의 미세 버블을 발생시킬 수 있는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a microbubble generating device using a flowable ball, and more particularly, a finer using a flowable ball that can not only improve a clogging phenomenon of the nozzle portion but also generate a larger amount of fine bubbles per unit time. It relates to a bubble generating device.
최근 들어 공기, 산소, 및 오존 가스를 미세한 버블(bubble)로서 포함하는 물을 활용하는 분야가 증가 되고 있다. 예를 들면 미세한 오존 가스 버블을 포함한 물은 세정이나 폐수의 정화 등에 활용될 수 있고, 산소 가스 버블을 이용한 물은 역세척이나 호수 등의 정화에 활용될 수 있다.Recently, the field of utilizing water containing air, oxygen, and ozone gas as fine bubbles has been increasing. For example, water containing fine ozone gas bubbles may be used for cleaning or purification of wastewater, and water using oxygen gas bubbles may be used for backwashing or lake purification.
일반적으로 공기 방울로서의 버블은 미세한 산기 장치 또는 기타 장치에 의해서 수중에서 수압과 공기의 전단력에 의해 생성되는데, 이는 압력, 공기량, 물의 점도 및 수온과 밀접한 관계가 있다.In general, bubbles as air bubbles are generated by water pressure and shear force of air in the water by a fine air diffuser or other device, which is closely related to the pressure, the amount of air, the viscosity of the water and the water temperature.
일반적인 산기 장치에 의한 버블은 직경 50㎛ 이상의 버블 사이즈로 수중에서 생성된다. 하지만, 이정도의 사이즈로는 물은 세정이나 폐수의 정화 등에 활용되기 곤란하다.Bubbles by a general diffuser are generated in water with a bubble size of 50 µm or more in diameter. However, at such a size, water is difficult to be utilized for washing or purification of waste water.
따라서 통상의 산기 장치 외에, 별도의 미세 버블(즉 마이크로 버블 또는 나노 버블)을 발생시키기 위한 장치들이 개발되어 사용되고 있다.Therefore, in addition to the conventional diffuser device, devices for generating separate fine bubbles (ie, micro bubbles or nano bubbles) have been developed and used.
하지만, 현재까지 알려진 미세 버블 발생 장치의 경우에는 미세 버블이 발생되는 노즐부가 막힐 우려가 높으며, 구조상 미세 버블의 발생량이 그리 높지 않기 때문에 이에 대한 연구 개발이 요구된다.However, in the case of the microbubble generating device known to date, there is a high possibility that the nozzle part in which the microbubble is generated is clogged, and since the generation amount of the microbubble is not so high, a research and development thereof is required.
본 발명의 목적은, 노즐부의 막힘 현상을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 단위 시간당 보다 많은 양의 미세 버블을 발생시킬 수 있는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a microbubble generating device using a fluid ball that can not only improve the clogging phenomenon of the nozzle portion, but also can generate a larger amount of fine bubbles per unit time.
상기 목적은, 물과 기체를 혼합시키는 인젝터; 상기 인젝터와 연결되며, 상기 인젝터로부터의 상기 물과 상기 기체를 유입 받아 상기 물과 상기 기체가 서로 충돌하면서 섞이도록 하여 이류체를 생성하는 충돌식 이류체 생성부; 및 상기 이류체가 흐르는 방향에 대해 상기 충돌식 이류체 생성부의 후단에 연결되며, 상기 이류체와의 충돌에 의해 미세 버블을 발생시키는 다수의 볼(ball)을 구비하는 충돌식 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치에 의해 달성된다.The object is an injector for mixing water and gas; A collision type air generating unit connected to the injector and configured to receive the water and the gas from the injector and mix the water and the gas while colliding with each other to generate an air body; And a collision nozzle part connected to a rear end of the collision type air generation part with respect to a direction in which the air flows, and having a plurality of balls generating fine bubbles by collision with the air body. It is achieved by a fine bubble generator using a fluid ball to be.
여기서, 상기 충돌식 노즐부는, 상기 충돌식 이류체 생성부에 결합되며, 상기 다수의 볼이 유동 가능하게 수용되는 공간이 내부에 형성되는 노즐 바디; 및 상기 노즐 바디 내에 마련되어 상기 이류체를 통과시키되 상기 볼들의 자리 이탈을 저지시키는 볼 가이드를 포함할 수 있다.Here, the impact nozzle unit is coupled to the impact air generating unit, the nozzle body is formed therein a space in which the plurality of balls are fluidly received; And a ball guide provided in the nozzle body to allow the air to pass through the ball body to prevent the ball from leaving the seat.
상기 볼 가이드는 상기 이류체가 흐르는 방향을 따라 상기 볼들의 후단에서 상기 노즐 바디에 연결되는 후단 볼 가이드를 포함할 수 있으며, 상기 후단 볼 가이드의 판면에 관통 형성되는 후단 홀(hole)의 직경은 상기 볼의 직경보다 작게 형성될 수 있다.The ball guide may include a rear ball guide connected to the nozzle body at rear ends of the balls in a direction in which the air flows, and a diameter of a rear end hole penetrating through a plate surface of the rear ball guide is It may be formed smaller than the diameter of the ball.
상기 후단 홀의 직경은 상기 볼의 직경 대비 50% 내지 70%의 크기를 가질 수 있다.The diameter of the rear hole may have a size of 50% to 70% of the diameter of the ball.
상기 볼들을 사이에 두고 상기 후단 볼 가이드에 대향 배치되며, 판면에 상기 이류체가 통과되는 전단 홀(hole)이 형성되는 전단 볼 가이드를 더 포함할 수 있다.It may further include a front end ball guide disposed opposite the rear end ball guide with the balls interposed therebetween, the front end hole (hole) through which the air flows through the plate surface is formed.
상기 볼들은 상기 전단 및 후단 볼 가이드 사이의 볼 수용 공간에서 유동 가능하도록 상기 볼 수용 공간의 70% 내지 90% 범위 내에서 충전될 수 있으며, 상기 볼들은 오염 방지를 위해 표면 처리될 수 있다.The balls may be filled within a range of 70% to 90% of the ball receiving space to be able to flow in the ball receiving space between the front and rear ball guides, and the balls may be surface treated to prevent contamination.
상기 전단 볼 가이드와 상기 노즐 바디를 연결하여 상기 이류체를 상기 전단 볼 가이드의 전단 홀 쪽으로 안내하는 안내판을 더 포함할 수 있다.The guide plate may further include a guide plate connecting the shear ball guide and the nozzle body to guide the airflow toward the shear hole of the shear ball guide.
상기 전단 볼 가이드는 상기 노즐 바디의 일측 벽면일 수 있다.The shear ball guide may be one wall surface of the nozzle body.
상기 전단 볼 가이드에 형성되는 전단 홀은, 상기 충돌식 이류체 생성부의 외관 직경보다 좁게 경사지는 축경 구간; 및 상기 축경 구간에서 상기 다수의 볼 쪽으로 연장되는 연장 구간을 포함할 수 있다.The shear hole formed in the shear ball guide, the shaft diameter section inclined narrower than the outer diameter of the collision type air generating unit; And an extension section extending toward the plurality of balls in the shaft diameter section.
상기 전단 볼 가이드에 형성되는 전단 홀은, 상기 연장 구간에서 상기 다수의 볼 쪽으로 점차 확장되는 확장 구간을 더 포함할 수 있다.The shear hole formed in the shear ball guide may further include an expansion section gradually extending toward the plurality of balls in the extension section.
상기 충돌식 노즐부는, 상기 노즐 바디의 일측에 마련되어 상기 충돌식 이류체 생성부의 외관에 착탈 가능하게 결합되는 결합 보스를 더 포함할 수 있다.The impact nozzle unit may further include a coupling boss provided at one side of the nozzle body to be detachably coupled to an exterior of the collision type air generating unit.
상기 충돌식 이류체 생성부와 상기 충돌식 노즐부 사이에서 상기 충돌식 이류체 생성부와 상기 충돌식 노즐부를 연결하는 연결 라인을 더 포함할 수 있다.The method may further include a connection line connecting the collision type air generation unit and the collision type nozzle unit between the collision type air generation unit and the collision nozzle unit.
상기 연결 라인은 상기 충돌식 이류체 생성부에서 상기 충돌식 노즐부 쪽으로 갈수록 점진적으로 그 직경이 확장되게 마련될 수 있다.The connection line may be provided to gradually expand its diameter toward the collision nozzle unit from the collision air generating unit.
본 발명에 따르면, 노즐부의 막힘 현상을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 단위 시간당 보다 많은 양의 미세 버블을 발생시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, not only the clogging phenomenon of the nozzle portion can be improved, but also an effect of generating a larger amount of fine bubbles per unit time can be obtained.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치의 기능 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 미세 버블 발생 장치의 개략적인 구조도,
도 3 및 도 4는 각각 도 1에 적용된 충돌식 이류체 생성부의 변형 실시예들,
도 5 내지 도 9는 각각 본 발명의 제2 내지 제6 실시예에 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치의 개략적인 구조도,
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치의 기능 블록도이다.1 is a functional block diagram of a microbubble generating device using a flowable ball according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic structural diagram of a fine bubble generating device shown in FIG. 1;
3 and 4 are modified embodiments of the collision type air generating unit respectively applied to FIG.
5 to 9 are schematic structural diagrams of a microbubble generating device using flowable balls in the second to sixth embodiments of the present invention, respectively;
10 is a functional block diagram of a microbubble generating device using a flowable ball according to a seventh embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Also in the figures, the thickness of the components is exaggerated for an effective description of the technical content.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or plan views that are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Therefore, the shape of the exemplary diagram may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in the shapes that are produced according to the manufacturing process. For example, the etched area shown at right angles may be rounded or may have a shape with a certain curvature. Thus, the regions illustrated in the figures have attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific forms of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention. Although the terms first, second, etc. have been used in various embodiments of the present disclosure to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. The embodiments described and exemplified herein also include their complementary embodiments.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the specific embodiments below, various specific details have been set forth in order to explain the invention in greater detail and to assist in understanding it. However, those skilled in the art can understand that the present invention can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts of the invention which are commonly known in the description of the invention and which are not highly related to the invention are not described in order to prevent confusion in explaining the invention without cause.
본원 명세서에서 "미세 버블"이라고 함은 "마이크로 버블" 또는 "나노 버블" 또는 "마이크로 버블과 나노 버블"을 포함하는 개념으로 사용한다. 한편, 미세 버블의 예로는 공기 미세 버블, 산소 미세 버블, 및/또는 오존 가스 미세 버블을 포함한다.In the present specification, the term "micro bubbles" is used in the concept including "micro bubbles" or "nano bubbles" or "micro bubbles and nano bubbles". On the other hand, examples of the fine bubbles include air fine bubbles, oxygen fine bubbles, and / or ozone gas fine bubbles.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치의 기능 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치의 개략적인 구조도이며, 도 3 및 도 4는 각각 도 1에 적용된 충돌식 이류체 생성부의 변형 실시예들이다.1 is a functional block diagram of a microbubble generating device using a fluid ball according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic structural diagram of a microbubble generating device using a fluid ball shown in Figure 1, Figure 3 And FIG. 4 is a modified embodiment of the collision type air generating unit respectively applied to FIG.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치는 인젝터(100), 충돌식 이류체 생성부(200) 및 충돌식 노즐부(300)를 포함한다.Referring to these drawings, the microbubble generating device using the flowable ball according to the present embodiment includes an
인젝터(100)는 물에 공기, 산소 및/또는 오존가스 등의 가스(이하, 이들을 통틀어 '기체'라 함)를 주입하여 물에 녹이는 역할을 한다. 즉 인젝터(100)는 물과 기체를 혼합시키는 부분이다. 이때, 물에 녹지 않은 기체는 버블(bubble)의 형태로 존재하게 된다.The
도 2에는 인젝터(100)가 편의상 개략적으로 도시되어 있다. 인젝터(100)는 물이 유입되는 물 유입구(100a)와, 기체가 주입되는 기체 주입구(100b)와, 기체가 혼합된 물이 배출되는 물/기체 배출구(100c)를 구비한다.
이 경우, 펌프(50)로부터 물이 유입되는 유입구(100a)까지는 그 폭이 점차적으로 좁아지게 마련되는데, 폭이 가장 좁아진 곳에 기체 주입구(100b)가 형성된다. 그리고 물/기체 배출구(100c)는 충돌식 이류체 생성부(200)쪽으로 갈수록 그 폭이 점차적으로 넓어지게 마련된다.In this case, the width is gradually narrowed from the
이처럼 물과 기체가 흐르는 방향에 대해 그 폭이 좁아지다가 넓어지게 형성되고, 그 사이에서 물과 기체가 합쳐지기 때문에 주입된 기체의 일부는 버블의 형태로 물에 녹아 충돌식 이류체 생성부(200)쪽으로 흐르게 된다. 물론, 인젝터(100)를 사용하더라도 모든 기체가 버블의 형태로 존재하지는 않는다.Thus, the width of the water and the gas flow direction becomes narrower and wider, and because water and gas are combined therebetween, a part of the injected gas is dissolved in water in the form of a bubble and impingement-type air generating unit 200 ) To the side. Of course, even if the
충돌식 이류체 생성부(200)는 인젝터(100)의 물/기체 배출구(100c)에서 배출되는 물(일부는 기체가 혼합된 물임)과 기체를 충돌시켜, 다시 말해 혼합된 물과 기체가 서로 충돌하도록 하여 물과 기체를 섞는 역할을 한다.The collision type
이러한 충돌식 이류체 생성부(200)는 베인 지지대(202)와 베인(204)을 포함한다. 베인 지지대(202)는 단부가 막힌 대략 막대 형상을 가지며, 베인(204)은 베인 지지대(202)의 외면에 나선형으로 고정된다.The collision type
이때, 베인(204)의 형상과 폭, 그리고 크기 등은 물과 기체가 서로 격렬하게 충돌될 수 있고 더하여 이류체에 압을 가하는 역할을 하는 구조면 그것으로 충분하기 때문에 특정한 형상으로 국한될 필요는 없다.At this time, the shape, width, and size of the
다만, 본 실시예와 같이, 베인(204)이 나선형으로 마련되면 이 영역을 지나는 물과 기체가 베인(204)에 충돌되는 면적이 넓어지기 때문에 물과 기체가 섞이는데 보다 탁월한 효과를 제공할 수 있다.However, as in the present embodiment, when the
이처럼 베인 지지대(202)는 단부가 막힌 막대 형상을 가지기 때문에, 인젝터(100)의 물/기체 배출구(100c)에서 배출되는 기체가 혼합된 물은 베인 지지대(202)의 외면과 충돌식 이류체 생성부(200)의 내면 사이의 공간(S), 다시 말해 베인(204)이 위치된 공간으로만 통과된다. 그러면서 베인(204)에 계속 부딪히게 됨으로써 물과 기체가 서로 격렬하게 충돌되어 섞이면서 이류체를 만들게 된다.Since the
충돌식 이류체 생성부(200a,200b)의 변형 실시예에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴본다.A modified embodiment of the collision type
도 3을 참조하면 충돌식 이류체 생성부(200a)는 베인(203)과, 베인(203)을 둘러싸는 커버(205)를 포함한다. 베인(203)은 전술한 베인(204, 도 2 참조)과 마찬가지로 물과 기체가 서로 격렬하게 충돌되어 서로 섞이도록 하며, 동시에 이류체에 압을 가하는 역할을 한다. 이러한 베인(203)은 부분 부분을 꺾어 꽈배기 형상으로 길게 늘어놓은 모양을 가지고 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 베인(203)의 형상과 폭, 그리고 크기 등은 물과 기체가 서로 격렬하게 충돌될 수 있는 구조면 그것으로 충분하기 때문에 본 실시예와 같은 형상을 갖더라도 무방하다. 이러한 베인(203)은 충돌식 이류체 생성부(200a) 내에서 어느 정도 공간을 차지하고 있기 때문에 유속이 빨라지면서 물과 기체 등은 서로 충돌 및 분리되고 다시 합쳐지기를 반복한다.Referring to FIG. 3, the collision type
도 4를 참조하면 충돌식 이류체 생성부(200b)는 마치 바람개비를 일렬로 배치한 것과 같은 베인(203a)을 구비하고 있는데, 이와 같은 구조로 변경 적용되더라도 본 발명의 효과를 제공하는 데에는 아무런 무리가 없다.Referring to FIG. 4, the collision type
따라서 기본적으로 이류체가 서로 충돌 및 분리되고 합쳐지는 과정이 원활하게 발생되고 이류체가 받는 압이 증가되어 유속이 증가되도록 하는 베인(미도시)의 구조라면 도 2, 도 3 및 도 4의 형상 및 구조를 떠나 얼마든지 다양하게 변경 적용될 수 있는 것이다.Therefore, if the structure of the vanes (not shown) to smoothly occur the process of collision and separation and coalescing of the two airflow and increase the pressure received by the airflow to increase the flow rate, the shape and structure of Figures 2, 3 and 4 Apart from that, it can be applied in various ways.
한편, 충돌식 노즐부(300)는 충돌식 이류체 생성부(200)에 의해 물과 기체가 섞인, 다시 말해 기체가 혼합된 물인 이류체를 다시 충돌시켜서 미세 버블을 발생시키는 부분이다.On the other hand, the collision
이류체가 흐르는 방향에 대해 충돌식 이류체 생성부(200)의 후단에 연결되는 충돌식 노즐부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 이류체와의 충돌에 의해 미세 버블을 발생시키는 다수의 볼(ball, 301)과, 충돌식 이류체 생성부(200)에 결합되며 다수의 볼(301)이 유동 가능하게 수용되는 볼 수용 공간(302)이 내부에 형성되는 노즐 바디(310)와, 노즐 바디(310) 내에 마련되어 이류체를 통과시키되 볼(301)들의 자리 이탈을 저지시키는 볼 가이드(320,330)를 구비한다.The
본 실시예의 경우, 충돌식 노즐부(300)에 종래와 달리 다수의 볼(301)을 적용함으로써 이류체와의 충돌 횟수를 증가시켜 미세 버블의 발생량을 높이고 있다. 특히, 다수의 볼(301)이 고정된 형태가 아니고 볼 수용 공간(302)에서 유동되면서 이류체와 충돌되기 때문에 이류체와의 충돌 횟수가 더더욱 높아져 미세 버블의 발생량이 높아질 수 있다.In the present exemplary embodiment, unlike the related art, a plurality of
뿐만 아니라 다수의 볼(301)이 볼 수용 공간(302)에서 유동되면서 이류체와 충돌되기 때문에 노즐 바디(310)의 내부가 막히는 현상을 최대한 줄일 수 있다.In addition, since a plurality of
실험을 통해 알아보면, 볼(301)들은 전단 및 후단 볼 가이드(330,320) 사이의 볼 수용 공간(302)에서 유동 가능하도록 볼 수용 공간(302)의 70% 내지 90% 범위, 보다 구체적으로는 대략 80%의 범위 내에서 충전된다. 따라서 볼(301)들이 보다 자유롭게 유동될 수 있도록 하면서 이류체와의 충돌 횟수, 또는 충돌 범위를 높일 수 있다. 물론, 이의 수치에 본 발명의 권리범위가 제한될 필요는 없다.Experimentally, the
이러한 볼(301)들을 볼 수용 공간(302) 내에 마련하여 충돌에 의해 미세 버블을 발생시키는 과정에서 이류체 속의 이물질에 의해 볼(301)들이 부식되어서는 아니 된다. 이를 저지시키기 위해, 즉 볼(301)들의 표면에 이물질이나 오염물이 증착되지 않도록 본 실시예의 볼(301)들은 표면 처리된다. 예컨대, 이산화티타늄이나 항균제를 코팅 처리함으로써 볼(301)들의 부식을 예방할 수 있는데, 이들 성분들은 오히려 이류체에 항균 기능을 부여한다. 따라서 본 실시예에서 적용하고 있는 볼(301)은 기능성 볼이라 할 수 있다.In the process of providing the
노즐 바디(310)는 충돌식 노즐부(300)의 외관을 형성한다. 관상체로 이루어질 수 있지만 반드시 그러한 것은 아니다. 즉 충돌식 노즐부(300)는 그 형상에 제약 없이 제작되어 충돌식 이류체 생성부(200)의 후단에 연결될 수 있다.The
볼 가이드(320,330)는 이류체가 흐르는 방향을 따라 볼(301)들의 후단에서 노즐 바디(310)에 연결되는 후단 볼 가이드(320)와, 볼(301)들을 사이에 두고 후단 볼 가이드(320)에 대향 배치되는 전단 볼 가이드(330)를 구비한다.The ball guides 320 and 330 are connected to the
우선, 후단 볼 가이드(320)에 대해 살펴보면, 도 2에 확대 도시된 바와 같이, 후단 볼 가이드(320)는 대략 원반 형상을 가지며, 판면에는 다수의 후단 홀(hole, 321)이 관통 형성된다.First, referring to the rear
후단 홀(321)은 미세 버블과 이류체가 통과되는 부분인데, 이때 후단 홀(321)은 직경(D1)은 볼(301)의 직경(D2)보다 작게 형성된다. 그래야만 볼(301)들이 볼 수용 공간(302)으로부터 자리 이탈되지 않는다. 참고로, 후단 홀(321)은 직경(D1)은 볼(301)의 직경(D2) 대비 50% 내지 70%의 크기, 보다 구체적으로는 대략 60% 정도의 크기를 가질 수 있지만 이의 수치에 본 발명의 권리범위가 제한될 필요는 없다.The
다음으로, 전단 볼 가이드(330)는 볼(301)들을 사이에 두고 후단 볼 가이드(320)에 대향 배치되어 볼(301)들의 자리 이탈을 저지시키는 부분으로서 전단 볼 가이드(330)의 판면에도 이류체가 통과되는 전단 홀(hole, 331)이 형성된다. 실시예로 전단 홀(331)은 1개, 그리고 후단 홀(321)은 6개 도시하였지만 이는 하나의 예에 불과할 뿐이다. 전단 볼 가이드(330)는 별도로 제작된 후에 노즐 바디(310)에 결합될 수도 있고 아니면 노즐 바디(310)와 일체형일 수도 있다.Next, the front
이러한 구성을 갖는 충돌식 미세 버블 발생 장치에 의해 미세 버블이 포함된 물이 만들어지는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the process of making the water containing the fine bubbles by the collision-type micro bubble generating device having such a configuration as follows.
우선, 펌프(50)에 의해 물이, 그리고 다른 경로를 통해 기체가 인젝터(100)로 유입되면, 물과 기체는 인젝터(100)를 지나는 과정에서 서로 섞여 기체가 물에 녹는다. 전술한 바와 같이, 물에 녹지 않은 기체는 버블의 형태로 존재되어 충돌식 이류체 생성부(200)로 향한다.First, when water enters the
인젝터(100)를 지난 물과 기체는 충돌식 이류체 생성부(200)로 향하게 되며, 충돌식 이류체 생성부(200)에서는 인젝터(100)의 물/기체 배출구(100c)에서 배출되는 물(일부는 기체가 혼합된 물임)과 기체를 충돌시켜, 다시 말해 혼합된 물과 기체가 서로 충돌하도록 하여 물과 기체를 1차로 섞는다.The water and the gas passing through the
다음, 인젝터(100)의 물/기체 배출구(100c)에서 배출되는 물과 기체는 베인 지지대(202)의 외면과 충돌식 이류체 생성부(200)의 내면 사이의 공간(S), 다시 말해 베인(204)이 위치된 공간으로만 통과된다. 통과되면서 베인(204)에 계속 부딪히게 됨으로써 물과 기체가 서로 격렬하게 충돌되어 섞이면서 이류체가 생성된다.Next, the water and gas discharged from the water / gas outlet (100c) of the
한편, 충돌식 이류체 생성부(200)에 의해 생성된 이류체는 충돌식 노즐부(300)를 통과하게 되는데, 먼저 전단 볼 가이드(330)의 전단 홀(331)을 통과한 이류체는 볼 수용 공간(302) 내에서 유동되는 다수의 볼(301)에 충돌되는데, 볼(301)들이 유동되고 있기 때문에 그 충돌 횟수, 또한 충돌 방향 및 면적이 모두 증가되어 다량의 미세 버블이 발생된다. 발생된 미세 버블은 나머지 이류체와 함께 후단 볼 가이드(320)의 후단 홀(321)을 통해 배출된다.Meanwhile, the air generated by the collision type
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 실시예의 충돌식 미세 버블 발생 장치에 따르면, 충돌식 노즐부(300)의 막힘 현상을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 단위 시간당 보다 많은 양의 미세 버블을 발생시킬 수 있게 된다.According to the collision-type microbubble generating device of the present embodiment having such a structure and operation, not only the clogging phenomenon of the collision-
이하, 충돌식 노즐부(300a~300e)의 변형된 실시예에 대해 도 5 내지 도 9를 참조하여 살펴보도록 하겠으며, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하면서 중복 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, a modified embodiment of the collision
도 5 내지 도 9는 각각 본 발명의 제2 내지 제6 실시예에 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치의 개략적인 구조도이다.5 to 9 are schematic structural diagrams of a microbubble generating device using flowable balls in the second to sixth embodiments of the present invention, respectively.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 미세 버블 발생 장치의 충돌식 노즐부(300a)에서 충돌식 이류체 생성부(200)와 맞닿는 노즐 바디(310)의 측벽과 전단 볼 가이드(330)에는 이류체를 전단 볼 가이드(330) 쪽으로 안내하는 안내판(340)이 더 마련된다. 이때, 안내판(340)은 이류체를 전단 볼 가이드(330) 쪽으로 와류 없이 용이하게 안내할 수 있도록 곡면으로 마련될 수 있다.Referring to FIG. 5, the side wall and the shear ball guide of the
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 미세 버블 발생 장치의 충돌식 노즐부(300b)의 경우, 전단 볼 가이드(311)는 전술한 실시예들처럼 별개로 마련되는 것이 아니라 노즐 바디(310b)의 일측 벽면(311)에 의해 형성되고 있다.Referring to FIG. 6, in the case of the collision
이 경우, 노즐 바디(310b)의 일측 벽면(311)인 전단 볼 가이드(311)에도 전단 홀(312)이 형성되는데, 전단 홀(312)은 충돌식 이류체 생성부(200)의 외관 직경보다 좁게 경사지는 축경 구간(313)과, 축경 구간(313)에서 다수의 볼(301) 쪽으로 연장되는 연장 구간(314)을 구비할 수 있으며, 이러한 구조도 충분히 적용이 가능하다.In this case, the
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 미세 버블 발생 장치의 충돌식 노즐부(300c)의 경우에도 전단 볼 가이드(311c)는 전술한 실시예들처럼 별개로 마련되는 것이 아니라 노즐 바디(310c)의 일측 벽면(311c)에 의해 형성되고 있다.Referring to FIG. 7, even in the case of the collision
이때의 전단 볼 가이드(311c)에 형성되는 전단 홀(312c)은 앞선 실시예의 축경 구간(313) 및 연장 구간(314) 외에, 연장 구간(314)에서 다수의 볼(301) 쪽으로 점차 확장되는 확장 구간(315)을 더 포함하고 있다. 이럴 경우, 이류체의 유속 증가로 인해 미세 버블 발생량을 높이는데 기여할 수 있다.At this time, the
도 8을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 미세 버블 발생 장치의 충돌식 노즐부(300d)의 경우, 노즐 바디(310)의 일측에 마련되어 충돌식 이류체 생성부(200)의 외관에 착탈 가능하게 결합되는 결합 보스(360)를 더 구비하고 있다는 점을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 결합 보스(360)는 나사식이나 압입식이 될 수 있으며, 이처럼 결합 보스(360)를 마련할 경우, 충돌식 노즐부(300d)의 교체 또는 유지보수 작업이 용이해지는 이점이 있을 것이다.Referring to FIG. 8, in the case of the collision
도 9를 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 미세 버블 발생 장치의 충돌식 노즐부(300e)의 경우, 충돌식 이류체 생성부(200)와 충돌식 노즐부(300e) 사이에서 충돌식 이류체 생성부(200)와 충돌식 노즐부(300e)를 연결하는 연결 라인(370)을 더 구비하고 있다는 점을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다.Referring to FIG. 9, in the case of the
이때의 연결 라인(370)은 충돌식 이류체 생성부(200)에서 충돌식 노즐부(300e) 쪽으로 갈수록 점진적으로 그 직경이 확장되게 마련될 수 있는데, 이럴 경우, 이류체의 유속 증가로 인해 미세 버블 발생량을 높이는데 기여할 수 있다.In this case, the
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 미세 버블 발생 장치의 기능 블록도이다.10 is a functional block diagram of a microbubble generating device according to a seventh embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예의 미세 버블 발생 장치는, 인젝터(100), 충돌식 이류체 생성부(200) 및 다수의 충돌식 노즐부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 10, the microbubble generating device of the seventh embodiment of the present invention includes an
도 10에 도시된 펌프(50), 인젝터(100), 충돌식 이류체 생성부(200) 및 충돌식 노즐부(300)의 각각의 기능은 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 것과 동일하므로 다시 기술하지는 않기로 한다.Since the functions of the
다만, 도 10에 도시된 충돌식 이류체 생성부(200)는 다수의 충돌식 노즐부(300)와 동시 및/또는 순차적으로 연결되어 있기 때문에 전술한 실시예들보다는 보다 많은 양의 미세 버블을 함유한 물을 생성할 수 있게 된다.However, since the collision type
이상 설명한 실시예들이 적용되더라도 충돌식 노즐부(300a~300e)의 막힘 현상을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 단위 시간당 보다 많은 양의 미세 버블을 발생시킬 수 있게 된다는 본 발명의 효과를 제공하기에 충분하다.Even if the embodiments described above are applied, it is sufficient to provide the effect of the present invention that not only can the clogging phenomenon of the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
100 : 인젝터 200 : 충돌식 이류체 생성부
300 : 충돌식 노즐부 301 : 볼
302 : 볼 수용 공간 310 : 노즐 바디
320 : 후단 볼 가이드 321 : 후단 홀
330 : 전단 볼 가이드 331 : 전단 홀100: injector 200: collision type air generating unit
300: impingement nozzle part 301: ball
302: ball receiving space 310: nozzle body
320: trailing ball guide 321: trailing hole
330: shear ball guide 331: shear hole
Claims (13)
상기 인젝터와 연결되며, 상기 인젝터로부터의 상기 물과 상기 기체를 유입 받아 상기 물과 상기 기체가 서로 충돌하면서 섞이도록 하여 이류체를 생성하는 충돌식 이류체 생성부; 및
상기 이류체가 흐르는 방향에 대해 상기 충돌식 이류체 생성부의 후단에 연결되며, 상기 이류체와의 충돌에 의해 미세 버블을 발생시키는 다수의 볼(ball)을 구비하는 충돌식 노즐부;를 포함하며,
상기 충돌식 노즐부는,
상기 충돌식 이류체 생성부에 결합되며, 상기 다수의 볼이 유동 가능하게 수용되는 공간이 내부에 형성되는 노즐 바디, 및
상기 노즐 바디 내에 마련되어 상기 이류체를 통과시키되 상기 볼들의 자리 이탈을 저지시키는 볼 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.An injector for mixing water and gas;
A collision type air generating unit connected to the injector and configured to receive the water and the gas from the injector and mix the water and the gas while colliding with each other to generate an air body; And
And a collapsible nozzle unit connected to a rear end of the colliding air generating unit with respect to a direction in which the colliding body flows, and having a plurality of balls generating fine bubbles by colliding with the colliding air.
The collision nozzle unit,
A nozzle body coupled to the collision type air generating unit and having a space in which the plurality of balls are fluidly received;
And a ball guide provided in the nozzle body to allow the air to pass therethrough, thereby preventing the ball from slipping out of the seat.
상기 볼 가이드는 상기 이류체가 흐르는 방향을 따라 상기 볼들의 후단에서 상기 노즐 바디에 연결되는 후단 볼 가이드를 포함하며,
상기 후단 볼 가이드의 판면에 관통 형성되는 후단 홀(hole)의 직경은 상기 볼의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.The method of claim 1,
The ball guide includes a rear ball guide connected to the nozzle body at the rear end of the balls in a direction in which the air flows,
The diameter of the rear end hole (hole) which is formed through the plate surface of the rear end ball guide is smaller than the diameter of the ball microbubble generating device using a fluid ball, characterized in that formed.
상기 후단 홀의 직경은 상기 볼의 직경 대비 50% 내지 70%의 크기를 갖는 것을
특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.The method of claim 3,
The diameter of the rear hole has a size of 50% to 70% of the diameter of the ball
Microbubble generating device using a flowable ball characterized in that.
상기 볼들을 사이에 두고 상기 후단 볼 가이드에 대향 배치되며, 판면에 상기 이류체가 통과되는 전단 홀(hole)이 형성되는 전단 볼 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.The method of claim 3,
And a shear ball guide disposed opposite to the rear ball guide with the balls interposed therebetween, the shear ball guide having a shear hole through which the air flows.
상기 볼들은 상기 전단 및 후단 볼 가이드 사이의 볼 수용 공간에서 유동 가능하도록 상기 볼 수용 공간의 70% 내지 90% 범위 내에서 충전되며,
상기 볼들은 오염 방지를 위해 표면 처리되는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.The method of claim 5,
The balls are filled in the range of 70% to 90% of the ball receiving space to be able to flow in the ball receiving space between the front and rear ball guides,
The ball is a fine bubble generating device using a fluid ball, characterized in that the surface is treated to prevent contamination.
상기 전단 볼 가이드와 상기 노즐 바디를 연결하여 상기 이류체를 상기 전단 볼 가이드의 전단 홀 쪽으로 안내하는 안내판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.The method of claim 5,
And a guide plate which connects the shear ball guide and the nozzle body to guide the airflow toward the shear hole of the shear ball guide.
상기 전단 볼 가이드는 상기 노즐 바디의 일측 벽면인 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.The method of claim 5,
The shear ball guide is a fine bubble generating device using a fluid ball, characterized in that the one side wall surface of the nozzle body.
상기 전단 볼 가이드에 형성되는 전단 홀은,
상기 충돌식 이류체 생성부의 외관 직경보다 좁게 경사지는 축경 구간; 및
상기 축경 구간에서 상기 다수의 볼 쪽으로 연장되는 연장 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.9. The method of claim 8,
The shear hole formed in the shear ball guide,
An axis diameter section inclined narrower than an outer diameter of the collision type air generating unit; And
Microbubble generating apparatus using a fluid ball, characterized in that it comprises an extension section extending toward the plurality of balls in the shaft diameter section.
상기 전단 볼 가이드에 형성되는 전단 홀은, 상기 연장 구간에서 상기 다수의 볼 쪽으로 점차 확장되는 확장 구간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.10. The method of claim 9,
The shear hole formed in the shear ball guide, the fine bubble generating device using a fluid ball, characterized in that it further comprises an expansion section gradually extending toward the plurality of balls in the extension section.
상기 충돌식 노즐부는, 상기 노즐 바디의 일측에 마련되어 상기 충돌식 이류체 생성부의 외관에 착탈 가능하게 결합되는 결합 보스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.The method of claim 1,
The impact nozzle unit, the fine bubble generating device using a fluid ball, characterized in that it further comprises a coupling boss provided on one side of the nozzle body detachably coupled to the appearance of the impact type air generating unit.
상기 충돌식 이류체 생성부와 상기 충돌식 노즐부 사이에서 상기 충돌식 이류체 생성부와 상기 충돌식 노즐부를 연결하는 연결 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.The method of claim 1,
And a connection line connecting the colliding air generating unit and the colliding nozzle unit between the colliding air generating unit and the colliding nozzle unit.
상기 연결 라인은 상기 충돌식 이류체 생성부에서 상기 충돌식 노즐부 쪽으로 갈수록 점진적으로 그 직경이 확장되게 마련되는 것을 특징으로 하는 유동성 볼을 이용한 미세 버블 발생 장치.The method of claim 12,
The connecting line is a microbubble generating device using a fluid ball, characterized in that the diameter is gradually expanded toward the impact nozzle unit from the impact-type air generating unit.
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