KR102322009B1 - 다용도 마이크로 버블 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다용도 마이크로 버블 발생장치에 관한 것으로, 물탱크 내측에 설치된 필터와 물공급관 상에 설치된 스트레이너에 의해 이물질이 걸러진 물과 공기공급관으로 공급되는 공기가 펌프의 케이스로 공급되며, 케이스의 캐비티 내로 유입되는 물과 공기를 임펠러날개를 갖는 임펠러가 모터의 구동력에 의해 회전하면서 캐비티의 내측면과의 간극에서 마이크로 버블이 발생되고, 발생된 마이크로 버블을 케이스의 배출공을 통해 버블탱크로 공급하여 필요한 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야에서 사용할 수 있도록 하며, 임펠러의 위치 조정에 따른 간극이 조정되어 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야와 같은 적용분야에서 필요로 하는 크기의 마이크로 버블을 버블발생기를 통해 공급하는 것을 특징으로 하며, 임펠러와 케이스의 내측면 사이의 간극 조정에 의해 마이크로 버블의 크기를 조절하여 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야 등 적용분야에서 필요로 하는 마이크로 버블의 크기를 단계별로 발생시킴으로서 하나의 마이크로 버블장치를 이용하여 다양한 산업분야에서 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

다용도 마이크로 버블 발생장치{Multipurpose Micro Bubble Generator}
본 발명은 다용도 마이크로 버블 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야 등 적용분야에 따라 마이크로 버블의 크기를 조절할 수 있으면서 내구성이 향상된 다용도 마이크로 버블 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로 버블은 5㎛(마이크로미터, 혹은 미크론, 1㎛=0001㎜) 이하의 눈으로 확인할 수 없는 초미세 기포로써, 일반 버블의 1/2,000 크기로 피부의 모공 25㎛ 보다 미세한 공기 입자이며, 소멸할 때 1) 40KHz의 초음파 발생시키고, 2) 140db의 높은 음압을 발생시키며, 3) 4,000도~6,000도의 순간적인 고열이 발생된다.
즉, 일반기포는 물속에서 상승해 표면에서 파열하지만 마이크로 버블은 수중에서 압력에 의해 축소되며 다양한 에너지를 발생시키며 소멸한다.
그리고 상기와 같은 마이크로 버블은 초 극미한 거품으로 물과 공기를 격렬하게 회전시킬 때 주로 발생된다.
이와 같은 마이크로 버블은 "기체 용해 효과, 자기가압효과, 대전효과" 등의 물리적, 화학적 특성에 의해 다양한 영역에서 활용되고 있으며, 근자에 이르러 특히 어업, 농업 분야에서는 각종 양식, 수경재배에 이용되고, 의료 분야에서는 정밀진단에 이용되며, 각종 분야에서 물리치료, 고순도 정수 처리, 환경장치 등에 사용되고 있는 실정이다.
따라서, 마이크로 버블은 대전작용이나 자기 가압효과 등의 특성에 의해 각종 산업분야에서 널리 이용되고 있다.
특히, 풍부한 용존산소를 요구하는 저수식 양식장의 경우에는 고가의 액체산소를 대체하여 경제적인 이익을 도모하고 있으며, 고유특성인 대전효과에 따라 미세기포가 정전기적으로 미세한 이물질까지 흡착하여 부상시킴으로써 피처리수의 탁도를 개선하게 된다.
또한, 고유특성인 자기 가압효과에 의해 미세기포의 내부압력에 의해 에너지가 발생하면서 프리래디칼이 생성되어 피처리수 내에 존재하는 불필요한 미생물을 제거하고 수생생물의 배설물에 의한 암모니아를 제거하게 된다.
상기와 같은 마이크로 버블은 선회액체류식, 스테이트믹서식, 아젝터식, 밴추리식, 가압용해식, 초음파식, 전기분해식, 미세기공필터식 등 다양한 방식으로 생성된다.
이와 같은 다양한 방식의 마이크로 버블 발생장치를 통해 마이크로 버블을 발생시키기 위해서는 기체가 혼합된 액체(공급수)를 공급받아 기체를 미세기포로 전환시켜 마이크로 버블을 생성하게 된다.
상기에서 공급수가 미세기포로 전환되는 과정은 기포가 함유된 공급수가 발생수단의 미세관로를 통과하는 중에 분리 및 압축되는 과정을 통해 이루어진다.
상기와 같은 마이크로 버블 발생장치들 중 하나로 한국공개특허제 10-2011-0003164호의 '나노버블발생장치'가 게시되어 있다.
이와 같은 나노버블발생장치는 공보에 기재된 바와 같이 나노 크기의 격자모양의 필터가 부착되어 마이크로 버블화된 용수를 좀 더 세밀하게 나노버블화 시키는 수단의 오토필터가 구성된 것으로 이루어지며, 상기 오토필터는 조정부와 서보모터가 장착되어 필터가 자동으로 180° 회전되게 구성되어 있다.
상기의 한국공개특허제 10-2011-0003164호의 마이크로 버블 발생장치는 필터에 이물질이 적체되어 마이크로발생이 적어지고 이로인하여 압력이 발생될 경우 이를 감지하여 필터를 180도 회전시킴으로써, 이물질이 용수의 배출측에 위치되어 자동으로 이물질을 제거할 수는 있었으나, 필터가 과도한 회전으로 인하여 미세관로를 폐쇄함에 따라 마이크로 버블의 발생이 어려운 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 선행문헌으로 대한민국 등록특허공보 제10-1285914호의 "마이크로 버블 발생장치"는 기포가 포함된 공급수를 공급받는 유입구와 배출되는 배출구가 구비된 발생실을 갖는 몸체와, 외주면이 몸체 발생실의 내주면과 밀착된 상태로 수용되며 공급수의 진행방향으로 다수의 미세관로가 형성된 발생부재와, 몸체를 관통하여 구비되며 일단은 발생부재에 고정되고 타단은 몸체의 외부로 노출된 회전축과, 전원을 공급받아 구동하는 모터의 회전력을 전달받아 회전축을 정역회전하도록 된 구동수단을 포함하며, 상기 회전축과 동조하여 회전하는 작동링크와 작동링크와 접촉되면 이를 감지하는 한 쌍의 감지센서와, 상기 감지센서의 감지에 따라 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 제어수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 선행문헌은 마이크로 버블의 크기를 조절할 수 없기 때문에 다양한 크기의 마이크로 버블을 발생시킬 수 없어 이를 필요로 하는 모든 산업분야에 제공할 수 없으므로 범용성이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1285914호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 마이크로 버블의 크기를 조절할 수 있도록 하여 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야 등 적용분야에서 필요한 마이크로 버블의 크기를 단계별로 발생시킬 수 있도록 한 다용도 마이크로 버블 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 물에 포함된 이물질이 걸러진 상태로 유입되도록 하여 이물질에 의해 버블발생기의 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하면서 내구성이 향상된 다용도 마이크로 버블 발생장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로,
물탱크 내측에 설치된 필터와 물공급관 상에 설치된 스트레이너에 의해 이물질이 걸러진 물과 공기공급관으로 공급되는 공기가 펌프의 케이스로 공급되며,
케이스의 캐비티 내로 유입되는 물과 공기를 임펠러날개를 갖는 임펠러가 모터의 구동력에 의해 회전하면서 캐비티의 내측면과의 간극에서 마이크로 버블이 발생되고, 발생된 마이크로 버블을 케이스의 배출공을 통해 버블탱크로 공급하는 버블발생기를 포함하며, 임펠러의 위치 조정에 따른 간극을 조정하여 마이크로 버블의 크기를 조정하는 버블발생기에 의해 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야와 같은 적용분야에서 필요로 하는 크기로 마이크로 버블을 공급하는 것을 특징으로 하는 다용도 마이크로 버블 발생장치를 제공한다.
본 발명의 버블발생기는, 모터와 펌프의 안정적인 설치 및 진동이 지면 또는 건물의 바닥으로 전달되는 것을 막을 수 있도록 지면 또는 건물의 바닥에 설치되는 받침대와; 다수의 버튼이 설치된 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 받침대의 상부에 설치되는 모터와; 모터와 펌프를 용이하게 분리할 수 있도록 모터와 펌프의 사이에 설치되는 커넥터와; 물과 공기를 혼합하면서 케이스의 캐비티의 내측면과 임펠러날개 사이의 간극에서 마이크로 버블을 발생시킬 수 있도록 모터의 구동축과 커플링으로 연결되는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 펌프는, 통공이 형성되는 전면케이스와 관통공이 형성되는 후면케이스의 결합에 의해 캐비티, 물유입공, 공기유입공 및 배출공이 형성되는 케이스와; 베어링과 결합하여 전면케이스의 통공과 후면케이스의 관통공에 설치되어 모터의 구동축과 커플링에 의해 결합하는 샤프트와; 캐비티의 내측면과 임펠러날개 사이의 간극을 조정할 수 있도록 샤프트에 결합되는 간극조절링과; 모터의 구동력에 의해 회전하면서 마이크로 버블을 발생시킬 수 있도록 결원아아치로 형성된 임펠러날개를 가지며 샤프트와 결합되어 케이스의 캐비티에 위치되는 임펠러와; 샤프트에 수직된 2개의 섭동면으로 구성되어 한면이 샤프트와 함께 회전하며 스프링의 장력 혹은 임펠러의 회전에 따른 물의 압력으로 샤프트의 밀봉이 지속적으로 유지되게 샤프트에서 다단으로 형성된 부분에 스프링이 밀착되게 설치되는 메카니칼씰과; 샤프트가 끼워지는 끼움공과 메카니칼씰을 지지하는 고정자가 결합되는 고정홈을 가지며 후면케이스에 결합되는 더스트커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 임펠러는, 샤프트에 결합되는 간극조절링의 가로 폭에 따라 캐비티의 내측에서 위치가 이동되어 간극이 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 간극은, 임펠러 위치의 조정에 따른 임펠러날개와 케이스의 내측면 사이에서 형성되는 공간이 조정되어 적용분야에서 필요로 하는 크기의 마이크로 버블을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 임펠러와 케이스의 내측면 사이의 간극 조정에 의해 마이크로 버블의 크기를 조절하여 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야 등 적용분야에서 필요로 하는 마이크로 버블의 크기를 단계별로 발생시킴으로서 하나의 마이크로 버블장치를 이용하여 다양한 산업분야에서 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 물에 포함된 이물질이 걸러진 상태로 유입되도록 하여 이물질에 의해 다용도 마이크로 버블 발생장치의 임펠러와 캐비티 내측면에 손상이 발생되는 것이 방지됨은 물론 손상을 미연에 방지함으로서 내구성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 모터와 펌프가 커플링으로 연결되어 분리가 용이하므로 손쉽게 수리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 다용도 마이크로 버블 발생장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 버블발생기를 나타낸 사시도.
도 3a은 도 2에 도시된 펌프의 구성을 나타낸 단면도.
도 3b는 도 3a에 도시된 "A"부분을 확대한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 펌프의 구성을 나타낸 분리사시도.
도 5는 도 4에 도시된 펌프의 케이스 구성을 나타낸 분리사시도.
도 6은 도 4에 도시된 케이스에 결합되는 샤프트
도 7a은 도 4에 도시된 임펠러를 나타낸 사시도.
도 7b은 도 7a에 도시된 임펠러의 B-B선의 단면 구성을 나타낸 도면.
도 8은 도 4에 도시된 커버를 나타낸 사시도.
도 9는 도 4에 도시된 커넥터를 나타낸 사시도.
도 10a는 본 발명에 의한 다용도 마이크로 버블 발생장치에서 마이크로 버블의 크기를 조정하기 위해 임펠러의 위치가 조절된 상태를 나타낸 도면.
도 10b는 도 10a의 "C" 부분을 확대한 도면.
도 11은 본 발명에 의한 다용도 마이크로 버블 발생장치의 케이스 내부에서 임펠러에 의해 마이크로버블의 생성되는 과정을 간략하게 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 다용도 마이크로 버블 발생장치의 구성을 설명한다.
본 발명의 다용도 마이크로 버블 발생장치는 물탱크(200) 내측에 설치된 필터(220)와 물공급관(210) 상에 설치된 스트레이너(230)에 의해 이물질이 걸러진 물과 공기공급관(300)으로 공급되는 공기가 펌프(140)의 케이스(141)로 공급되며, 물과 공기가 케이스(141)의 캐비티(141-5) 내로 유입되어 결원아아치로 형성된 임펠러날개(144-5)를 갖는 임펠러(144)가 모터(120)의 구동력에 의해 회전하면서 캐비티(141-5)의 내측면과의 간극에서 마이크로 버블이 발생되고, 발생된 마이크로 버블을 케이스(141)의 배출공(141-8)을 통해 버블탱크(400)로 공급하는 버블발생기(100)를 포함하며, 임펠러(144)의 위치 조정에 따른 간극을 조정하여 마이크로 버블의 크기를 조정하는 버블발생기(100)에 의해 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야와 같은 적용분야에서 필요로 하는 크기로 마이크로 버블을 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 다용도 마이크로 버블 발생장치를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명한다.
도 1 내지 11을 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명에 의한 다용도 마이크로 버블 발생장치는 버블발생기(100), 물탱크(200), 물공급관(210), 스트레이너(230), 공기공급관(300) 및 버블탱크(400)를 포함하여 구성된다.
상기 버블발생기(100)는 물과 공기를 이용하여 마이크로 버블을 발생시킬 수 있도록 받침대(110), 모터(120), 커넥터(130) 및 펌프(140)로 구성된다.
상기 받침대(110)는 모터(120)와 펌프(140)가 안정적으로 설치된 후 이동성을 가질 수 있도록 하부에 캐스터(112)가 설치되는 메인받침대(111)와, 버블발생기(100)로부터 전달되는 진동을 흡수할 수 있도록 방진블럭(114)을 가지며 메인받침대(111)의 상부에 설치되는 서브받침대(113)로 구성된다.
상기 방진블럭(114)은 모터(120)로부터 발생되는 진동이 메인받침대(111)를 통해 지면 또는 건물의 바닥으로 전달되는 것을 막는다.
상기 모터(120)는 펌프(140)에 구동력을 전달할 수 있도록 서브받침대(113)의 상부에 설치된다. 또한, 모터(120)는 다수의 버튼이 설치된 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 제어를 받는다.
상기 모터(120)의 구동력을 샤프트(142)에 전달할 수 있도록 모터(120)의 구동축과 샤프트 사이에 커플링(121)이 설치된다.
상기 커넥터(130)는 모터(120)와 펌프(140)를 용이하게 분리할 수 있도록 모터(120)와 펌프(140)의 사이에 설치된다. 상기 커넥터(130)는 모터(120)의 구동축과 샤프트(142) 사이에 설치된 커플링(121)을 분리하여 모터(120)와 펌프(140)를 분리할 수 있도록 분리공(131)이 형성된다.
또한, 커넥터(130)는 덮개(미부호)에 의해 보호되며, 상기 덮개는 외부에서 분리공(131)을 통해 이물질이 유입되는 것을 방지한다.
상기 펌프(140)는 물유입관으로 공급되는 물과 공기공급관으로 공급되는 공기를 혼합하면서 마이크로 버블을 발생시킬 수 있도록 케이스(141), 샤프트(142), 간극조절링(143), 메카니칼씰(145), 임펠러(144), 더스트커버(146), 커플링(121) 및 전면커버(141-9)를 포함하여 구성된다.
상기 케이스(141)는 일측에서 타측으로 관통되게 통공(141-2)이 형성된 전면케이스(141-1)와, 샤프트(142)가 결합될 수 있도록 관통공(141-4)이 형성된 후면케이스(141-3)로 구성되어 커넥터(130)의 일측에 설치된다.
상기 전면케이스(141-1)와 후면케이스(141-3)가 결합된 내측에 임펠러(144)가 위치되어 회전할 수 있도록 캐비티(141-5)가 형성되며, 캐비티(141-5)로 물과 공기가 유입되는 물유입공(141-6)과 공기유입공(141-7)이 각각 형성되고, 임펠러(144)의 회전에 의해 발생되는 마이크로 버블이 배출되는 배출공(141-8)이 형성된다.
또한, 상기 전면케이스(141-1)에 형성된 통공(141-2)이 수밀 될 수 있도록 전면케이스(141-1)의 통공(141-2)으로 일부분이 인입되게 커버(141-9)가 고정된다. 상기 커버(141-9)는 케이스(141)에 형성된 캐비티(141-5)에서 마이크로 버블이 발생될 때 공기공급관(300)을 제외한 다른 부분에서 외부의 공기가 유입되는 것을 방지한다.
상기 샤프트(142)는 커플링(121)을 통해 모터(120)의 구동축에 연결될 수 있도록 전면케이스(141-1)의 통공(141-2)과 후면케이스(141-3)의 관통공(141-4)에 결합된다. 그리고 상기 샤프트(142)의 전방쪽과 후방쪽에는 각각 전방키홈(142-2)과 후방키홈(142-3)이 형성된다. 상기 전방키홈(142-2)은 임펠러(144)와 모터(120)의 구동축이 연동 회전되도록 키가 결합되고, 후방키홈(142-3)은 커플링(121)과 결합하여 모터(120)의 구동축과 연동 회전이 이루어지도록 키가 결합된다.
또한, 상기 샤프트(142)는 후면케이스(141-3)의 관통공(141-4)에 설치된 복수의 베어링(142-5)에 결합되어 회전될 수 있도록 다단의 샤프트바디(142-1)가 구성되고, 상기 샤프트바디(142-1)는 간극조절링(143)이 지지될 수 있도록 지지돌기(142-4)가 형성된다.
상기 샤프트(142)와 결합된 베어링(142-5)의 위치를 고정할 수 있도록 함과 동시에 함께 회전이 이루어지도록 락너트(142-6)가 설치되고, 상기 락너트(142-6)의 일측에는 외주연이 소정 각도로 경사지게 형성된 와셔(142-7)가 베어링(142-5)에 지지되어 샤프트(142)의 회전시 락너트(142-6)와 함께 회전된다.
상기 샤프트바디(142-1)에 형성된 지지돌기(142-4)의 일측에는 간극조절링(143)이 설치된다. 상기 간극조절링(143)은 케이스(141) 내측면에 위치되는 샤프트(142)의 위치를 조절하여 마이크로 버블이 발생되는 케이스(141)의 내측면과 임펠러(144)의 간극이 조절된다.
상기 임펠러(144)는 물과 함께 공급되는 공기를 회전력에 의해 마이크로 버블을 발생시킬 수 있도록 샤프트(142)에 결합되어 케이스(141)의 캐비티(141-5)에 위치된다. 상기 임펠러(144)는 캐비티(141-5)의 내측면과 공간 즉, 미세 간극을 조절하여 마이크로 버블의 크기를 조절한다. 상기 임펠러(144)와 캐비티(141-5)의 내측면의 간극을 조절하여 마이크로 버블의 크기를 10 ~ 50㎛의 크기 중 어느 하나의 크기로 발생된다.
상기 임펠러(144)는 샤프트(142)에 결합될 수 있도록 키홈과 결합공(144-3)을 갖는 결합돌기(144-2)가 형성된 임펠러바디(144-1)가 구성되고, 상기 결합돌기(144-2)에는 임펠러(144)가 샤프트(142)에 결합된 상태에서 볼트에 의해 고정되도록 세방향으로 고정공(144-4)이 형성된다.
또한, 상기 임펠러바디(144-1)의 외주면에는 마이크로 버블을 발생시킬 수 있도록 반원보다 작은 원형으로 된 결원아아치(segmental arch) 형상으로 임펠러날개(144-5)가 형성된다.
상기 임펠러날개(144-5)의 양끝단은 동일선상에 위치되게 이루어져 결원아아치 형상의 내측에 물과 함께 공기가 위치되고, 아이치 형상의 내측에 위치된 물과 공기는 회전하는 임펠러날개(144-5)와 캐비티(141-5)의 내측면 사이에 형성된 간극에서 미세버블이 형성된다.
또한, 아이치 형상으로 형성된 임펠러날개(144-5)는 케이스(141)의 캐비티(141-5) 내측에서 회전하면서 발생된 마이크로 버블을 포함하는 물의 일부가 가두어 지는 것은 물론 마이크로 버블이 물과 함께 소정 압력으로 배출되도록 한다.
또한, 임펠러날개(144-5)가 아이치 형상으로 형성되므로 캐비티(141-5)의 내측면과 함께 형성되는 미세 간극의 면적이 최대한으로 이루어져 마이크로 버블이 용이하게 발생된다.
그리고 상기 임펄러날개(144-5)의 사이에는 돌출부(144-6)가 형성되고, 상기 돌출부(144-6)는 임펠러(144)가 회전할 때 임펄러날개(144-5)와 임펄러날개(144-5) 사이로 유입되는 공기와 물이 임펄레날개(144-5)와 캐비티(141-5) 내측면 사이에 형성된 간극으로 유입되면서 동시에 임펄레날개(144-5)의 결원아아치 내측을 거쳐 간극으로 유입되도록 소정 각도를 가지며 라운드 형태로 임펠러몸체(144-1)에서 돌출되게 일체로 형성된다.
상기 돌출부(144-6)에 의해 간극으로 유입되는 공기와 물은 어느 한 방향에서만 유입되는 것이 아니라 여러방향에서 공기와 물이 유입되도록 하여 마이크로버블의 발생이 용이하다.
상기 임펠러(144)가 설치된 샤프트(142)의 타측 방향에는 메카니칼씰(145)이 설치되어 지속적인 밀봉이 이루어지도록 한다.
상기 메카니칼씰(145)은 스프링(145-1)을 포함하여 샤프트(142)에 설치된다. 더욱 상세하게는 상기 메카니칼씰(145)은 샤프트(142)에 수직된 2개의 섭동면으로 구성되어 한면이 샤프트(142)와 함께 회전하며 스프링(145-1)의 장력 혹은 임펠러(144)의 회전에 따른 물의 압력으로 샤프트(142)의 밀봉이 지속적으로 유지되게 샤프트바디(142-1)에서 다단으로 형성된 부분에 스프링(145-1)이 밀착되게 설치된다. 또한, 상기 메카니칼씰(145)은 샤프트(142)에 결합된 상태에서 더스트커버(146)에 의해 설치된 위치가 고정된다.
상기 메카니칼씰(145)이 샤프트(142)에서 지속적인 밀봉이 이루어지도록 후면케이스(141-3)에 더스트커버(146)가 설치된다.
상기 더스트커버(146)는 샤프트(142)가 끼워지도록 일측에서 타측 방향으로 관통되게 끼움공(146-1)이 형성되고, 끼움공(146-1)에는 메카니칼씰(145)을 지지하는 고정자(146-5)가 결합될 수 있도록 고정홈(146-2)이 형성된다. 상기 고정홈(146-2)에는 메카니칼씰(145)을 지지하는 고정자(146-5)가 결합된다.
또한, 상기 더스트커버(146)의 외주연에는 후면케이스(141-3)의 내측면과의 밀폐가 이루어지도록 오링(146-4)이 결합되는 오링설치홈(146-3)이 형성된다. 상기 오링설치홈(146-3)에는 후면케이스(141-3)의 내측면과 밀폐가 이루어지도록 오링(146-4)이 결합된다.
상기 물탱크(200)는 물에 포함되어 있는 이물질을 걸러내는 복수의 격막을 가지며 소정량의 물을 저장할 수 있도록 구성된다.
상기 물탱크(200)는 물공급관(210)이 설치되며, 상기 물공급관(210)은 물탱크(200)의 물을 공급할 수 있도록 펌프(140)의 물유입공(141-6)과 연결되게 설치된다.
상기 물공급관(210)은 물탱크(200) 내측에 위치되도록 필터(220)가 결합된다. 상기 필터(220)는 물에 포함된 이물질에 의해 케이스(141)의 내측면 또는 임펠러(144)가 손상되는 것을 방지한다.
상기 물공급관(210)에는 물에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있도록 스트레이너(230)가 설치된다. 상기 스트레이너(230)는 물에 포함된 이물질에 의해 임펠러(144) 또는 케이스(141) 내측면에 손상을 주어 펌프(140)의 효율이 떨어지는 것을 방지하는 것은 물론 모터(120)가 소손되는 것을 방지한다.
상기 물공급관(210)에는 펌프(140)로 유입되는 물의 공급량이 조절되면서 유입됨과 동시에 물탱크(200) 쪽으로 공기가 역류되는 것을 방지할 수 있도록 체크밸브(240)가 설치된다.
또한, 상기 물공급관(210)에는 펌프(140)의 케이스(141)로 유입되는 물의 양을 확인할 수 있도록 체크밸브(240)와 케이스(141)의 사이에 위치되게 물유량계(250)가 설치된다.
상기 공기공급관(300)은 공기를 케이스(141) 내측으로 유입시켜 마이크로 버블이 발생될 수 있도록 공기공급장치(미도시)와 케이스(141) 사이에 설치된다.
상기 공기공급관(300)에는 공기조절밸브(310)와 공기유량계(320)가 설치되고, 상기 공기조절밸브(310)는 케이스(141)로 공기를 공급하거나 차단할 수 있도록 함은 물론 일정한 양의 공기가 공급되도록 조절하며, 상기 공기유량계(320)는 공기조절밸브(310)를 통해 공기공급관(300)으로 유입되는 공기의 양을 확인할 수 있도록 수치로 표시한다.
상기 버블탱크(400)는 임펠러(144)에 의해 발생되는 마이크로 버블을 저장할 수 있도록 배출공과 연결되게 구성된다.
상기 버블탱크(400)는 마이크로 버블을 저장 및 공급할 수 있도록 케이스(141)와 연결되게 구성된다. 상기 버블탱크(400)는 버블공급관(410), 압력게이지(411), 공급밸브(412) 및 압력조절밸브(413)를 포함하여 구성된다.
상기 버블공급관(410)은 마이크로 버블을 공급할 수 있도록 버블탱크(400)에 설치되고, 상기 압력게이지(411)는 버블공급관(410)을 통해 공급되는 마이크로 버블이 포함된 물의 양을 수치로 표시하여 공급밸브(412)로 공급량을 조절할 수 있도록 한다. 또한, 상기 압력조절밸브(413)는 버블탱크(400)로 과잉 투입된 마이크로 버블과 물을 배출시켜 안정화가 이루어지도록 한다.
본 발명의 다용도 마이크로 버블 발생장치를 이용하여 마이크로 버블을 발생시키기 위해서는 먼저, 물탱크(200)로 물을 공급하여 격막에 의해 물에 포함된 이물질이 걸러지고, 이물질이 걸러진 물이 물공급관(210)에 설치된 필터(220)와 스트레이너(230)를 통해 한번 더 이물질이 걸러지도록 한다.
상기와 같이 이물질이 걸러진 물은 체크밸브(240)를 거쳐 물의 공급량이 조정되면서 물유입공(141-6)을 통해 케이스(141)의 캐비티(141-5)로 공급된다.
그리고 공기공급장치에서 공급되는 공기는 공기조절밸브(310)를 거쳐 소정량의 공기가 공기공급관(300)을 거쳐 공기유입공(141-7)을 통해 케이스(141)의 캐비티(141-5)로 공급된다.
상기 물공급관(210)과 공기공급관(300)을 통해 각각 캐비티(141-5)로 유입되는 물과 공기는 모터(120)의 구동력에 의해 회전하는 임펠러(144)에 의해 마이크로 버블이 발생된다.
상기 마이크로 버블은 케이스(141)의 내측에 형성된 캐비티(141-5)의 내측면과 임펠러(144)에 형성된 임펠러날개(144-5) 사이의 간극에서 마이크로 버블이 발생한다. 상기 간극은 임펠러(144)의 위치를 조절하여 마이크로 버블의 크기를 10 ~ 50㎛의 크기 중 어느 하나의 크기로 발생되도록 한다.
상기 임펠러(144)의 위치는 버블발생기(100)를 제조할 때 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야 등의 적용분야에서 사용할 마이크로 버블의 크기에 맞게 캐비티에서 임펠러(144)의 위치를 조절한 상태로 조립이 이루어진다.
상기 버블발생기(100)를 사용하는 중에 마이크로 버블의 크기를 조절하기 위해서는 커넥터(130)의 분리공(131)를 통해 커플링(121)을 분리하여 모터(120)의 구동축과 샤프트(142)가 분리한 후 커넥터(130)와 케이스(141)를 분리한다.
상기 케이스(141)를 분리한 상태에서 후면케이스(141-3)에 결합된 더스트커버(146)를 분리하여 메카니칼씰(145)에 의해 지지된 샤프트(142)가 이동될 수 있도록 한 후 전면케이스(141-1)에 설치된 전면커버(141-9)를 분리한다.
상기 전면커버(141-9)를 분리한 상태에서 전면케이스(141-1)의 통공(141-2)을 통해 샤프트(142)와 함께 임펠러(144)를 인출시켜 케이스(141)와 분리한다.
상기와 같이 분리한 상태에서 샤프트(142)에서 임펠러(144)를 다시 분리한 후 샤프트(142)에 설치된 간극조절링(143)을 교체하여 캐비티(141-5)의 내측면과 임펠러날개(144-5)의 외측면이 마주하여 발생되는 간극이 조절되므로 적용분야에서 필요한 크기의 마이크로 버블을 발생시킬 수 있다.
상기 샤프트(142)에 설치된 간극조절링(143)을 교체한 후 상기에서 분리하는 과정의 역순으로 조립한다.
상기 샤프트(142)와 임펠러(144)를 조립한 상태에서 물과 공기를 케이스(141) 내측으로 공급하여 캐비티(141-5)로 유입시키면, 모터(120)에 의해 회전하는 임펠러날개(144-5)와 캐비티(141-5)의 내측면 사이에 형성된 간극에서 마이크로 형태로 버블이 발생한다.
상기 임펠러(144)에 의해 발생된 마이크로 버블이 포함된 물은 임펠러(144)의 회전력에 따른 압력에 의해 케이스(141)의 배출공(141-8)을 통해 버블탱크(400)로 공급되어 저장된다.
상기 버블탱크(400)에 저장되는 마이크로 버블이 포함된 물은 버블공급관(410)을 통해 배출되는데, 이때 압력게이지(411)를 통해 압력이 체크되면서 공급밸브(412)에 의해 공급량이 조절된다.
그리고 상기 버블탱크(400)로 유입되는 마이크로 버블이 포함된 물의 압력이 과상승하는 경우, 압력조절밸브(413)에 의해 압력을 해제할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다용도 마이크로 버블 발생장치를 이용하여 마이크로 버블의 크기의 조절은 상기의 간극조절링(143)에 의해 크기가 조절되는 것을 포함하여 케이스 내측으로 유입되는 물의 양, 공기조절밸브를 통해 유입되는 공기의 양 및 모터의 구동력에 따른 임펠러의 회전속도 등에 의해서도 조절이 가능하다.
도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 다용도 마이크로 버블 발생장치의 케이스 내측으로 유입되는 물과 공기의 유량에 따른 압력계수(Pressure coefficient), 유량계수(Flow coefficient) 및 효율(efficiency)에 의한 전수두(Total head)의 총화를 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 다용도 마이크로 버블 발생장치는 임펠러(144)와 케이스(141)의 내측면 사이의 간극 조정에 의해 마이크로 버블의 크기를 조절하여 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야 등 적용분야에서 필요로 하는 마이크로 버블의 크기를 단계별로 발생시킴으로서 다양한 분야에 적용이 가능한 이점이 있다.
또한, 물에 포함된 이물질이 걸러진 상태로 유입되도록 하여 이물질에 의해 다용도 마이크로 버블 발생장치에서 발생되는 고장을 예방함은 물론 이로인해 내구성이 향상되어 유지보수가 용이하고, 모터(120)와 펌프(140)가 커플링(121)으로 연결되어 있어 수리시 분리가 용이한 장점이 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 버블발생기 110: 받침대
111: 메인받침대 112: 캐스터
113: 서브받침대 114: 방진블럭
120: 모터 121: 커플링
130: 커넥터 131: 분리공
140: 펌프 141: 케이스
141-1: 전면케이스 141-2: 통공
141-3: 후면케이스 141-4: 관통공
141-5: 캐비티 141-6: 물유입공
141-7: 공기유입공 141-8: 배출공
141-9: 전면커버 142: 샤프트
142-1: 샤프트바디 142-2: 전방키홈
142-3: 후방키홈 142-4: 지지돌기
142-5: 베어링 142-6: 락너트
142-7: 와셔 143: 간극조절링
144: 임펠러 144-1: 임펠러바디
144-2: 결합돌기 144-3: 결합공
144-4: 고정공 144-5: 임펠러날개
144-6: 돌출부 145: 메카니칼씰
145-1: 스프링 146: 더스트커버
146-1: 끼움공 146-2: 고정홈
146-3: 오링설치홈 146-4: 오링
146-5: 고정자 200: 물탱크
210: 물공급관 220: 필터
230: 스트레이너 240: 체크밸브
250: 물유량계 300: 공기공급관
310: 공기조절밸브 320: 공기유량계
400: 버블탱크 410: 버블공급관
411: 압력게이지 412: 공급밸브
413: 압력조절밸브

Claims (5)

  1. 물탱크(200) 내측에 설치된 필터(220)와 물공급관(210)에 설치된 스트레이너(230)에 의해 이물질이 걸러진 물과 공기공급관(300)으로 공급되는 공기가 펌프(140)의 케이스(141)로 공급되며,
    케이스(141)의 캐비티(141-5) 내로 유입되는 물과 공기를 임펠러날개(144-5)가 형성된 임펠러(144)가 모터(120)의 구동력에 의해 회전하면서 캐비티(141-5)의 내측면과의 간극에서 마이크로 버블이 발생되고,
    발생된 마이크로 버블을 케이스(141)의 배출공(141-8)을 통해 버블탱크(400)로 공급하는 버블발생기(100)를 포함하며,
    상기 버블발생기(100)는,
    모터(120)와 펌프(140)의 안정적인 설치 및 진동이 지면 또는 건물의 바닥으로 전달되는 것을 막을 수 있도록 지면 또는 건물의 바닥에 설치되는 받침대(110)와;
    다수의 버튼이 설치된 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 받침대(110)의 상부에 설치되는 모터(120)와;
    모터(120)와 펌프(140)를 용이하게 분리할 수 있도록 모터(120)와 펌프(140)의 사이에 설치되는 커넥터(130)와;
    물과 공기를 혼합하면서 케이스(141)의 캐비티(141-5)의 내측면과 임펠러날개(144-5) 사이의 간극에서 마이크로 버블을 발생시킬 수 있도록 모터(120)의 구동축과 커플링(121)으로 연결되는 펌프(140);를 포함하고,
    임펠러(144)의 위치 조정에 따른 간극을 조정하여 마이크로 버블의 크기를 조정하는 버블발생기(100)에 의해 환경분야, 산업분야, 수산분야, 건강분야와 같은 적용분야에서 필요로 하는 크기로 마이크로 버블을 공급하는 것을 특징으로 하는 다용도 마이크로 버블 발생장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 펌프(140)는,
    통공(141-2)이 형성되는 전면케이스(141-1)와 관통공(141-4)이 형성되는 후면케이스(141-3)의 결합에 의해 캐비티(141-5), 물유입공(141-6), 공기유입공(141-7) 및 배출공(141-8)이 형성되는 케이스(141)와;
    베어링(142-5)과 결합하여 전면케이스(141-1)의 통공(141-2)과 후면케이스(141-3)의 관통공(141-4)에 설치되어 모터(120)의 구동축과 커플링(121)에 의해 결합하는 샤프트(142)와;
    캐비티(141-5)의 내측면과 임펠러날개(144-5) 사이의 간극을 조정할 수 있도록 샤프트(142)에 결합되는 간극조절링(143)과;
    모터(120)의 구동력에 의해 회전하면서 마이크로 버블을 발생시킬 수 있도록 결원아아치로 형성된 임펠러날개(144-5)를 가지며 샤프트(142)와 결합되어 케이스(141)의 캐비티(141-5)에 위치되는 임펠러(144)와;
    샤프트(142)에 수직된 2개의 섭동면으로 구성되어 한면이 샤프트(142)와 함께 회전하며 스프링(145-1)의 장력 혹은 임펠러(144)의 회전에 따른 물의 압력으로 샤프트(142)의 밀봉이 지속적으로 유지되게 샤프트(142)에서 다단으로 형성된 부분에 스프링(145-1)이 밀착되게 설치되는 메카니칼씰(145)과;
    샤프트(142)가 끼워지는 끼움공(146-1)과 메카니칼씰(145)을 지지하는 고정자(146-5)가 결합되는 고정홈(146-2)을 가지며 후면케이스에 결합되는 더스트커버(146);
    를 포함하는 것을 특징을 하는 다용도 마이크로 버블 발생장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임펠러(144)는,
    샤프트(142)에 결합되는 간극조절링(143)의 폭에 따라 캐비티(141-5)의 내측에서 위치가 이동되어 간극이 조절되는 것을 특징으로 하는 다용도 마이크로 버블 발생장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 간극 조정은,
    임펠러(144) 위치의 조정에 따른 임펠러날개(144-5)와 케이스(141)의 내측면 사이에서 형성되는 공간이 조정되어 적용분야에서 필요로 하는 크기의 마이크로 버블이 발생되는 것을 특징으로 하는 다용도 마이크로 버블 발생장치.
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