KR101144705B1 - 충돌식 미세 버블 발생 장치 - Google Patents

Abstract

충돌식 미세 버블 발생 장치를 제공한다.
본 발명은 물이 유입되는 물 유입구와, 물 유입구와는 다른 방향에 배치되어 기체가 주입되는 기체 주입구와, 상기 기체가 혼합된 물이 배출되는 물 및 기체 배출구를 가지며, 상기 물과 상기 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 이류체를 충돌시켜 미세 버블을 발생시키는 충돌부재를 갖는 충돌식 노즐부를 포함한다. 이에 의해, 간단하고 단순한 구조를 가지기에 제조비용이 적게 소요됨은 물론 단위 시간당 혹은 인젝터로 물을 펌핑하는 펌프의 단위 용량당 종래기술보다 많은 미세 버블을 만들 수 있다.

Description

충돌식 미세 버블 발생 장치{Micro bubble instrument}

본 발명은 충돌식 미세 버블 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 간단하고 단순한 구조를 가지기에 제조비용이 적게 소요됨은 물론 단위 시간당 혹은 인젝터로 물을 펌핑하는 펌프의 단위 용량당 종래기술보다 많은 미세 버블을 만들 수 있는 충돌식 미세 버블 발생 장치에 관한 것이다.

근자에 이르러, 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.

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.

일반적인 산기 장치에 의한 버블은 직경 50㎛ 이상의 버블 사이즈로 수중에서 생성된다. 하지만, 이정도의 사이즈로는 물은 세정이나 폐수의 정화 등에 활용되기 곤란하다.

따라서 통상의 산기 장치 외에, 별도의 미세 버블(즉 마이크로 버블 또는 나노 버블)을 발생시키기 위한 장치들이 개발되어 사용되고 있다.

그렇지만, 종래 미세한 버블을 만드는 장치들은 복잡하고 제조비용이 많이 소요되며, 그럼에도 불구하고 대용량의 미세한 버블을 만들기가 어렵거나 설사 만든다 하더라도 물을 펌핑하는 펌프의 단위 용량이 커지게 되는 등의 문제점이 야기된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은, 간단하고 단순한 구조를 가지기에 제조비용이 적게 소요됨은 물론 단위 시간당 혹은 인젝터로 물을 펌핑하는 펌프의 단위 용량당 종래기술보다 많은 미세 버블을 만들 수 있는 충돌식 미세 버블 발생 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 물이 유입되는 물 유입구와, 상기 물 유입구와는 다른 방향에 배치되어 기체가 주입되는 기체 주입구와, 상기 기체가 혼합된 물이 배출되는 물 및 기체 배출구를 가지며, 상기 물과 상기 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 이류체를 충돌시켜 미세 버블을 발생시키는 충돌부재를 갖는 충돌식 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌식 미세 버블 발생 장치를 제공한다.

여기서, 상기 충돌식 노즐부는, 상기 이류체가 흐르는 방향에 대해 입구 영역에 형성되되 후단으로 갈수록 직경이 점차적으로 커지는 제1 확산부; 및 상기 제1 확산부의 후단에 연결되며, 내부에 상기 충돌부재가 배치되는 제1 연장부를 포함할 수 있다.

상기 제1 확산부는, 상기 충돌식 이류체 생성부로부터 상기 이류체를 유입 받는 유입단; 및 상기 이류체를 유출시키되 상기 유입단의 직경보다 크게 형성되는 유출단을 포함할 수 있다.

상기 유출단의 직경은 상기 충돌식 이류체 생성부의 직경보다 작을 수 있다.

상기 충돌식 노즐부는, 상기 제1 연장부의 후단에 연결되고 후단으로 갈수록 그 직경이 점차적으로 커지는 제2 확산부; 및 상기 제2 확산부의 후단에 연결되며, 미리 경정된 길이 구간만큼 상기 제2 확산부의 가장 큰 직경 그대로를 유지하는 제2 연장부를 더 포함할 수 있다.

상기 충돌부재는 상기 이류체가 충돌되는 면적이 넓어지도록 상대적으로 넓은 표면적을 갖는 판상체로 마련될 수 있으며, 상기 충돌부재는 삼발이식 다리에 의해 상기 충돌식 노즐부의 내벽면에 고정될 수 있다.

상기 충돌식 노즐부는, 상기 제1 확산부와 상기 제1 연장부 사이에서 상기 제1 확산부와 상기 제1 연장부를 상호간 경사지게 연결하는 경사부를 더 포함할 수 있다.

상기 충돌식 이류체 생성부는, 내부에 길이 방향을 따라 배치되는 베인 지지대; 및 상기 베인 지지대의 외면에 고정되어 상기 인젝터로부터의 상기 물과 상기 기체가 서로 충돌하면서 섞이도록 하여 상기 이류체를 생성하도록 하는 베인을 포함할 수 있다.

상기 베인 지지대는 단부가 막힌 막대 형상을 가질 수 있으며, 상기 베인은 상기 베인 지지대의 외면에 나선형으로 배치될 수 있다.

상기 충돌식 노즐부는 상기 충돌식 이류체 생성부의 후단에서 다수 개 연결될 수 있다.

본 발명에 따르면, 간단하고 단순한 구조를 가지기에 제조비용이 적게 소요됨은 물론 단위 시간당 혹은 인젝터로 물을 펌핑하는 펌프의 단위 용량당 종래기술보다 많은 미세 버블을 만들 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치의 기능 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 충돌식 미세 버블 발생 장치의 구조도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치에서 충돌식 이류체 생성부의 외부를 일부 제거하고 내부를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치에서 베인의 사시도,
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치의 구조도,
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치의 구조도,
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치의 기능 블록도, 그리고
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치에 의해 발생된 실험결과를 나타내는 표이다.

본 발명의 여러 실시예들 중 몇 가지 특정 실시예들을 도면에 도시하여 설명하기로 하며, 도면에 명시된 도면 번호들은 발명의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서 같은 번호들로 인용하도록 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 당업자라면 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.

본원 명세서에서 "미세 버블"이라고 함은 "마이크로 버블" 또는 "나노 버블" 또는 "마이크로 버블과 나노 버블"을 포함하는 개념으로 사용한다. 미세 버블의 예로는 공기 미세 버블, 산소 미세 버블, 및/또는 오존 가스 미세 버블을 포함한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치의 기능 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 충돌식 미세 버블 발생 장치의 구조도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치는 인젝터(100), 충돌식 이류체 생성부(200) 및 충돌식 노즐부(300)를 포함한다.

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.

도 2에는 인젝터(100)가 편의상 개략적으로 도시되어 있지만, 인젝터(100)는 물이 유입되는 물 유입구(100a)와, 기체가 주입되는 기체 주입구(100b)와, 기체가 혼합된 물이 배출되는 물 및 기체 배출구(100c)를 갖는다.

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 및 기체 배출구(100c)는 충돌식 이류체 생성부(200)쪽으로 갈수록 그 폭이 점차적으로 넓어지게 마련된다.

이처럼 물과 기체가 흐르는 방향에 대해 그 폭이 좁아지다가 넓어지게 형성되고, 그 사이에서 물과 기체가 합쳐지기 때문에 주입된 기체의 일부는 버블의 형태로 물에 포함되어 충돌식 이류체 생성부(200)쪽으로 흐르게 된다.

충돌식 이류체 생성부(200)는 인젝터(100)의 물 및 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.

이러한 충돌식 이류체 생성부(200)는 베인(204)과 베인 지지대(202)를 포함한다.

베인 지지대(202)는 단부가 막힌 대략 막대 형상을 가지며, 베인(204)은 베인 지지대(202)의 외면에 나선형으로 고정된다. 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.

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.

이처럼 베인 지지대(202)는 단부가 막힌 막대 형상을 가지기 때문에, 인젝터(100)의 물 및 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. 통과되면서 베인(204)에 계속 부딪히게 됨으로써 물과 기체가 서로 격렬하게 충돌되어 섞이면서 이류체를 만들게 된다.

충돌식 노즐부(300)는 충돌식 이류체 생성부(200)에 의해 물과 기체가 섞인, 다시 말해 기체가 혼합된 물인 이류체를 충돌시켜서 미세 버블을 발생시키는 부분이다.

이러한 충돌식 노즐부(300)는 이류체가 흐르는 방향에 대해 순차적으로 제1 확산부(307), 제1 연장부(309), 충돌부재(311), 제2 확산부(313) 및 제2 연장부(315)를 포함한다.

제1 확산부(307)는 충돌식 이류체 생성부(200)로부터 물과 기체가 섞인 이류체를 유입 받아 제1 연장부(309)로 유출시킨다. 이러한 제1 확산부(307)는 이류체를 유입 받는 유입단(303)과 이류체를 유출시키는 유출단(305)을 포함한다.

유입단(303)은 유출단(305)보다 좁게 형성된다. 유출단(305)의 직경 역시 충돌식 이류체 생성부(200)의 직경보다 좁게 형성된다. 그리고 충돌식 노즐부(300)에서 제1 확산부(307) 영역의 구조는 유입단(303)부터 유출단(305)으로 갈수록 직경이 점차적으로 커지는 구조를 갖는다.

제1 연장부(309)는 유출단(305)의 직경보다 크게(불연속적으로 크게) 형성되되 미리 결정된 구간만큼은 동일한 직경을 유지하면서 이류체를 유동시킨다. 이러한 제1 연장부(309) 영역에 충돌부재(311)가 마련되기 때문에 이류체는 제1 확산부(307)를 지나 제1 연장부(309)로 향하는 가운데 충돌부재(311)에 충돌된다.

부연하면, 제1 확산부(307)를 통과하는 이류체는 제1 확산부(307)의 유로가 좁기 때문에 많은 압력을 받게 되는데, 이러한 상태에서 직경이 큰, 다시 말해 폭이 넓어진 제1 연장부(309)에 도달되면 갑자기 압이 약해지면서 충돌부재(311)에 충돌되기 때문에 미세 버블이 생성될 수 있게 된다.

충돌부재(311)는 전술한 바와 같이, 제1 연장부(309) 영역에 배치되어 이류체가 충돌됨에 따라 미세 버블을 생성시키는 역할을 한다. 본 실시예에서 충돌부재(311)는 넓은 표면적을 갖는 판상체로 마련되며, 삼발이식 다리(311a)에 의해 충돌식 노즐부(300)의 내벽면에 고정된다. 이러한 충돌부재(311)는 이류체가 충돌될 수 있는 구조면 그것으로 충분하기 때문에 그 형상에 제한을 받을 필요는 없다.

본 발명에서, 제1 확산부(307)를 통과하던 이류체는 압을 많이 받던 상태에서, 제1 연장부(309)에 도달되면서 받던 압이 갑자기 약해지면서 동시에 충돌부재(311)에 충돌되도록 하는 것이 바람직하다.

충돌부재(311)에 부딪혀 생성된 미세 버블이 포함된 물은 제2 확산부(313) 및 제2 연장부(315)를 거쳐 배출된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 확산부(313) 및 제2 연장부(315)가 마련되면 보다 많은 미세 버블을 만들 수 있다는 점에서 유리하다.

제2 확산부(313)는 제1 확산부(307)의 구조와 동일하게 마련된다. 즉 미세 버블이 포함된 물이 흐르는 방향에 대해 제1 연장부(309)의 직경에서부터 출발하여 후방으로 갈수록 점차적으로 그 직경이 커지는 형상을 갖는다.

제2 연장부(315)는 제2 확산부(313)와 연결되어 미리 결정된 길이 구간은 제2 확산부(313)의 가장 큰 직경 그대로를 유지하도록 한다.

이러한 구성을 갖는 충돌식 미세 버블 발생 장치에 의해 미세 버블이 포함된 물이 만들어지는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.

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.

인젝터(100)를 지난 물과 기체는 충돌식 이류체 생성부(200)로 향하게 되며, 충돌식 이류체 생성부(200)에서는 인젝터(100)의 물 및 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.

다음, 인젝터(100)의 물 및 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.

충돌식 이류체 생성부(200)에 의해 생성된 이류체는 충돌식 노즐부(300)를 통과하게 되는데, 먼저 제1 확산부(307)를 통과하는 이류체는 제1 확산부(307)의 유로가 좁기 때문에 많은 압력을 받게 되며, 이 상태에서 직경이 큰, 다시 말해 폭이 넓어진 제1 연장부(309)에 도달되어 충돌부재(311)에 충돌됨에 따라 미세 버블이 생성된다. 이러한 방식으로 미세 버블이 형성된 물은 제2 확산부(313) 및 제2 연장부(315)를 지나면서 많은 미세 버블로 형성된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 간단하고 단순한 구조를 가지기에 제조비용이 적게 소요됨은 물론 단위 시간당 혹은 인젝터(100)로 물을 펌핑하는 펌프(50)의 단위 용량당 종래기술보다 많은 미세 버블을 만들 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치에서 충돌식 이류체 생성부의 외부를 일부 제거하고 내부를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치에서 베인의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 제2 실시예에서 충돌식 이류체 생성부(200a)는 베인(203)과, 베인(203)을 둘러싸는 커버(205)를 포함한다.

베인(203)은 전술한 제1 실시예의 베인(204, 도 2 참조)과 마찬가지로 물과 기체가 서로 격렬하게 충돌되어 서로 섞이도록 하며, 동시에 이류체에 압을 가하는 역할을 한다.

제2 실시예의 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.

한편, 반복 설명하는 바와 같이, 충돌식 이류체 생성부(200a)의 구성은 도 3의 도면에 한정될 필요는 없다. 즉 도 4에 도시된 것처럼 마치 바람개비를 일렬로 배치한 것과 같은 베인(203a)을 갖는 충돌식 이류체 생성부(200b)의 구조로 변경 적용하더라도 본 발명의 효과를 제공하는 데에는 아무런 무리가 없다.

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 적용될 수 있는 것이다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치의 구조도이다.

이 도면을 참조하면, 제4 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치의 대부분의 구성은 제1 실시예의 도 2와 동일하다. 다만, 충돌식 노즐부(300a), 특히 충돌식 노즐부(300a)의 충돌부재(411)의 구조가 제1 실시예의 도 2와는 상이하다.

도 5에서의 충돌부재(411)는 개략적으로 도시되어 있으나, 이의 형태는 이류체가 보다 많은 부분, 면적을 가지고 또한 반복적으로 충돌될 수 있는 도면을 도시한 것이다. 예컨대, 바람개비 형상을 여러 개 배치한 것으로 볼 수도 있는데, 이와 같이 구성하게 되면, 이류체의 충돌이 더욱 심화될 수 있기 때문에 미세 버블을 만드는데 보다 유리할 수 있다.

물론, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 이류체가 충돌되는 충돌부재(311,411)의 형상이 도 2 및 도 5에 국한될 필요는 없으므로 다른 구조로도 얼마든지 변경 적용될 수 있다.

도 2에서는 충돌부재(311)가 삼발이식 다리(311a)에 의해 지지되는 것으로 도시 및 설명하였으나 도 5에서는 설명의 편의를 위해 충돌부재(411)의 지지 구성을 생략하였다.

하지만, 도 5의 경우에도 적절한 강성과 내산화성을 가진 재질의 재료로 충돌부재(411)를 지지하는 구성, 즉, 충돌부재(411)를 제1 연장부(309)의 측면이나, 제2 확산부(313)의 측면에 고정시키는 구성을 구현하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에 속하는 자라면 과도한 시행착오 없이 가능하다. 따라서 충돌부재(411)를 지지하는 지지 구성에 대해서는 상세히 설명하지 않기로 한다.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치의 구조도이다.

이 도면을 참조하면, 제5 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치의 대부분의 구성 역시 제1 실시예의 도 2와 동일하다. 다만, 충돌식 노즐부(300b), 특히 충돌식 노즐부(300b)의 내부 구조가 제1 실시예의 도 2와는 약간 상이하다.

이에 대해 부연하면, 제5 실시예의 충돌식 노즐부(300b)에는 제1 확산부(307)와 제1 연장부(309) 사이에 이들을 연결하는 경사부(308)가 더 형성된다.

경사부(308)는 제1 확산부(307)의 유출단(305)에서 점차적으로 그 직경이 크게 형성되면서 제1 연장부(309)와 연결된다. 이러한 구조가 적용되더라도 이류체의 충돌에 의해 미세 버블을 생성하는 데에는 아무런 무리가 없다.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치의 기능 블록도이다.

도 7을 참조하면, 제6 실시예의 충돌식 미세 버블 발생 장치는, 인젝터(100), 충돌식 이류체 생성부(200) 및 다수의 충돌식 노즐부(300)를 포함한다.

도 7에 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.

다만, 도 7에 도시된 충돌식 이류체 생성부(200)는 복수의 충돌식 노즐부(300)와 동시 및/또는 순차적으로 연결되어 있기 때문에 전술한 실시예들보다는 보다 많은 양의 미세 버블을 함유한 물을 생성할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치에 의해 발생된 실험결과를 나타내는 표이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌식 미세 버블 발생 장치는 마이크로에서 나노 단위에 이르기까지 다양한 크기의 미세 버블을 생성할 수 있음을 알 수 있다.

상술한 실시예들은 모두 이류체들이 압을 적게 받으면서도 마이크로에서 나노 단위에 이르기까지 다양한 크기의 미세 버블을 충분히 생성할 수 있는 구조를 가지고 있다. 즉, 인젝터(100), 충돌식 이류체 생성부(200) 및 충돌식 노즐부(300) 등의 구성요소들, 특히 충돌식 노즐부(300)의 제1 확산부(307), 제1 연장부(309), 충돌부재(311), 제2 확산부(313) 및 제2 연장부(315)가 순차적으로 이루진 구성은, 이류체들이 압을 비교적 적게 받게 하면서도 미세 버블을 충분히 생성할 수 있도록 유기적으로 결합되어 있다.

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 안 될 것이다.

100 : 인젝터 200 : 충돌식 이류체 생성부
202 : 베인 지지대 300 : 충돌식 노즐부
307 : 제1 확산부 309 : 제1 연장부
311 : 충돌부재 313 : 제2 확산부
315 : 제2 연장부

Claims (10)

1. 물이 유입되는 물 유입구와, 상기 물 유입구와는 다른 방향에 배치되어 기체가 주입되는 기체 주입구와, 상기 기체가 혼합된 물이 배출되는 물 및 기체 배출구를 가지며, 상기 물과 상기 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 이류체를 충돌시켜 미세 버블을 발생시키는 충돌부재를 갖는 충돌식 노즐부;를 포함하고,
   상기 충돌식 노즐부는,
   상기 이류체가 흐르는 방향에 대해 입구 영역에 형성되되 후단으로 갈수록 직경이 점차적으로 커지는 제1 확산부, 상기 제1 확산부의 후단에 연결되며, 내부에 상기 충돌부재가 배치되는 제1 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌식 미세 버블 발생 장치.
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3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 확산부는,
   상기 충돌식 이류체 생성부로부터 상기 이류체를 유입 받는 유입단; 및
   상기 이류체를 유출시키되 상기 유입단의 직경보다 크게 형성되는 유출단을 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌식 미세 버블 발생 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 유출단의 직경은 상기 충돌식 이류체 생성부의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 충돌식 미세 버블 발생 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 충돌식 노즐부는,
   상기 제1 연장부의 후단에 연결되고 후단으로 갈수록 그 직경이 점차적으로 커지는 제2 확산부; 및
   상기 제2 확산부의 후단에 연결되며, 미리 결정된 길이 구간만큼 상기 제2 확산부의 가장 큰 직경 그대로를 유지하는 제2 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌식 미세 버블 발생 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 충돌부재는 판상체로 구성되어 삼발이식 다리에 의해 상기 충돌식 노즐부의 내벽면에 고정되는 것을 특징으로 하는 충돌식 미세 버블 발생 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 충돌식 노즐부는, 상기 제1 확산부와 상기 제1 연장부 사이에서 상기 제1 확산부와 상기 제1 연장부를 상호간 경사지게 연결하는 경사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌식 미세 버블 발생 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 충돌식 이류체 생성부는,
   내부에 길이 방향을 따라 배치되는 베인 지지대; 및
   상기 베인 지지대의 외면에 고정되어 상기 인젝터로부터의 상기 물과 상기 기체가 서로 충돌하면서 섞이도록 하여 상기 이류체를 생성하도록 하는 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌식 미세 버블 발생 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 베인 지지대는 단부가 막힌 막대 형상을 가지며, 상기 베인은 상기 베인 지지대의 외면에 나선형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 충돌식 미세 버블 발생 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 충돌식 노즐부는 상기 충돌식 이류체 생성부의 후단에서 다수 개 연결되는 것을 특징으로 하는 충돌식 미세 버블 발생 장치.

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