WO2024096332A1 - Fluid treatment apparatus - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
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-
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- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
Definitions
- the present invention relates to a fluid processing device, and more specifically, to a fluid processing device capable of processing a fluid by generating plasma in a flowing fluid.
- a fluid treatment technology that creates plasma in the air or water and then dissolves active species such as oxygen and nitrogen in water to create plasma activated water (PAW).
- PAW plasma activated water
- Plasma activated water is strongly acidic, so it can act as a disinfectant or pesticide, and because it contains a large amount of nitrogen oxides, it can also be used as a liquid fertilizer. Additionally, plasma activated water can be used in hospitals to sterilize medical tools or treat patients' skin, and can be used as an eco-friendly cleaner to clean vegetables and fruits at home.
- the present invention was developed in consideration of the above points, and the purpose of the present invention is to frictionally charge a flowing fluid without an external power source or electrode to generate plasma in the fluid, thereby ionizing the fluid to treat the fluid.
- the purpose is to provide a processing device.
- a fluid processing device includes: a first flow path having a shape whose diameter decreases at least in part along the flow direction of the fluid; a second flow path having a shape in which at least a portion of the diameter is enlarged to collapse bubbles contained in the fluid flowing in through the first flow path; a screw disposed in the first flow path to generate a vortex of the fluid; and an accelerator disposed on the second flow path to promote collapse of bubbles contained in the fluid.
- the second flow path may include at least one diameter enlarged section.
- the accelerator may have an accelerator hole through which the fluid can pass, and may be disposed in the diameter expansion section.
- the fluid processing device may include a stopper disposed in the diameter expansion section to contact the accelerator to fix the accelerator to the diameter expansion section.
- a pair of accelerators may be disposed in the diameter expansion section so as to contact both ends of the stopper, respectively.
- the accelerator may be made of metal.
- the first flow path includes a focusing flow path into which fluid passing through the screw flows and whose diameter gradually decreases along the flow direction of the fluid; and an inlet passage connected to an end of the focusing passage to allow the fluid to flow from the focusing passage, and having a diameter equal to the diameter of the end of the focusing passage.
- the second flow path includes: a first expansion flow path connected to the inlet flow path to allow the fluid to flow from the inlet flow path, and having a diameter larger than the diameter of the inlet flow path; a first reduced flow path connected to the first expanded flow path to allow the fluid to flow from the first expanded flow path, and having a diameter smaller than the diameter of the first expanded flow path; a second expansion passage connected to the first reduction passage to allow the fluid to flow from the first reduction passage, and having a diameter larger than the diameter of the first reduction passage; And it may include a second reduced flow path into which the fluid passing through the second expansion flow path flows, and having a diameter smaller than the diameter of the second expansion flow path.
- the accelerator may include: a first accelerator disposed between the first expansion flow path and the first reduction flow path and having a first accelerator hole through which the fluid can pass; and a second accelerator disposed between the second expansion flow path and the second reduction flow path and having a second accelerator hole through which the fluid can pass.
- the fluid processing device is connected to the second reduced flow path so that the fluid that has passed through the second reduced flow path flows in, and the diameter of the first expanded flow path and the diameter of the second expanded flow path are It may include a discharge passage with a larger diameter.
- the fluid processing device includes a connection passage connecting the second reduction passage and the discharge passage, and the connection passage may gradually increase in diameter along the flow direction of the fluid. there is.
- connection flow path may have a diameter of a portion connected to the second reduced flow path equal to the diameter of the second reduced flow path, and a diameter of a portion connected to the discharge flow path may be smaller than the diameter of the discharge flow path.
- a fluid processing device includes a hollow external body accommodating the screw; And it may include a guide assembly accommodated in the external body to be positioned downstream of the screw based on the flow direction of the fluid to provide the first flow path and the second flow path.
- the external body may include a ledge protruding from an inner surface of the external body to restrain the movement of the guide assembly so that the guide assembly cannot move in the direction of the fluid flow.
- the inner surface of the outer body may be provided with an enlarged portion whose diameter gradually increases in a direction away from the end of the guide assembly.
- a curved round part may be provided around an edge of an end of the guide assembly adjacent to the enlarged part.
- the guide assembly includes an inclined portion whose outer diameter gradually decreases along the fluid flow direction, and the outer body is configured to restrain the movement of the guide assembly to prevent the guide assembly from moving in the fluid flow direction. It includes a contact part protruding from the inner surface of the external body, and the contact part may be formed in a shape whose inner diameter is gradually reduced along the flow direction of the fluid so as to contact the inclined part.
- a convex curved first inclined portion connecting portion having a first radius of curvature is provided, and at the other end of the inclined portion, a concave curved second inclined portion connecting portion having a second radius of curvature is provided, , a first contact connection part having a concave curved surface having the first radius of curvature is provided at one end of the contact part to contact the first inclined part connection part, and a first contact connection part having the second radius of curvature is provided at the other end of the contact part.
- the second contact connection part may be provided in a convex curved shape.
- a fluid processing device guides the flow of a screw and a fluid passing through the screw, and has a diameter at least in part along the flow direction of the fluid.
- a first body including a first fluid flow path having this decreasing shape; a second body connected to the first body and including a second fluid passage having a relatively larger diameter than one end of the first fluid passage to provide a change in pressure to the fluid passing through the first fluid passage; and is connected to the second body, is formed of a material with higher electrical conductivity than the second body, and has a relatively smaller diameter than the second fluid passage to provide a change in pressure to the fluid passing through the second fluid passage.
- a third body including a third fluid flow path.
- a fluid processing device includes an external body accommodating the first body, the second body, and the third body, wherein the external body passes through the third flow path. It may include an outlet flow path through which fluid flows, and whose diameter is larger than that of the third fluid flow path.
- the first body and the second body are made of a material that frictionally charges the fluid with a positive charge, and the outer body is made of an insulating material.
- a fluid processing device includes a fourth body formed with a fourth fluid passage connecting the third fluid passage and the discharge passage, wherein the fourth fluid passage has at least a portion of the diameter of the discharge passage. It can gradually increase along the direction of fluid flow.
- a fluid processing device guides the flow of a screw and a fluid passing through the screw, and has a screw at least in part along the flow direction of the fluid.
- a first body including a first fluid flow path having a shape of decreasing diameter; a second body connected to the first body and including a second fluid passage having a relatively larger diameter than one end of the first fluid passage to provide a change in pressure to the fluid passing through the first fluid passage; and a third body disposed in the second fluid passage, including a third fluid passage that is made of a material with higher electrical conductivity than the second body and has a relatively smaller diameter than the second fluid passage.
- a fluid processing device includes a stopper disposed in the second fluid passage, and a pair of the third bodies are disposed in the second fluid passage so as to contact both ends of the stopper, respectively. It can be.
- a fluid processing device includes a stopper disposed in the second fluid passage to fix the third body to the second fluid passage, and the stopper is located on the inner surface of the second body. It may be integrated with the second body so as to protrude from it.
- a fluid processing device includes a stopper disposed in the second fluid passage to fix the third body to the second fluid passage, and the stopper is located inside the second body. It may be formed in a ring shape that is inserted into.
- a fluid processing device includes a focusing passage into which fluid flows; an inlet passage connected to the focusing passage to allow the fluid to flow from the focusing passage, and narrower than the focusing passage; a first expansion passage connected to the inlet passage to allow the fluid to flow from the inlet passage, and wider than the inlet passage; a first reduced flow path connected to the first expanded flow path to allow the fluid to flow from the first expanded flow path, and narrower than the first expanded flow path; a second expanded flow path connected to the first reduced flow path to allow the fluid to flow from the first reduced flow path, and wider than the first reduced flow path; a discharge passage into which the fluid passing through the second expansion passage is introduced, and which is wider than the first expansion passage and the second expansion passage; and an accelerator disposed between the focusing flow path and the discharge flow path to promote collapse of bubbles contained in the fluid, and having an accelerator hole through which the liquid can pass.
- the accelerator may be disposed between the second expansion flow path and the discharge flow path.
- a fluid processing device includes a connection passage connecting the accelerator hole and the discharge passage, wherein the diameter of at least a portion of the connection passage gradually increases along the flow direction of the fluid. can do.
- the accelerator may include: a first accelerator disposed between the first expansion flow path and the first reduction flow path and having a first accelerator hole through which the fluid can pass; and a second accelerator disposed between the second expansion flow path and the discharge flow path and having a second accelerator hole through which the fluid can pass.
- the accelerator may be disposed in at least one of the first expansion flow path and the second expansion flow path.
- a fluid processing device may include a screw disposed upstream of the focusing passage based on the flow direction of the fluid so as to rotate the fluid and allow it to flow into the focusing passage. .
- a fluid processing device includes a hollow external body accommodating the accelerator and having the discharge flow path formed thereon; and a guide assembly accommodated in the external body and formed with the focusing passage, the inlet passage, the first expansion passage, the first reduction passage, and the second expansion passage.
- the guide assembly may be made of a material that frictionally charges the fluid with a positive charge.
- the fluid processing device generates a large amount of fine bubbles with a high negative charge density at the interface through cavitation of the flowing fluid and friction charging, and ionizes or decomposes the fluid by collapsing the bubbles in the fluid to generate plasma. can do.
- the fluid processing device can ionize or decompose fluid without an external power source or electrode, and can efficiently process fluid with little energy.
- the fluid processing device according to the present invention can mass-produce functional water or activated water at low input cost.
- FIG. 1 schematically shows a fluid processing system including a fluid processing device according to an embodiment of the present invention.
- Figure 2 is a cross-sectional view showing a fluid processing device according to an embodiment of the present invention.
- Figure 3 shows an enlarged portion of Figure 2.
- Figure 4 is a cross-sectional view showing the external body of a fluid processing device according to an embodiment of the present invention.
- Figure 5 shows a portion of a fluid processing device in isolation according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 schematically shows a fluid processing system including a fluid processing device according to an embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a fluid processing device according to an embodiment of the present invention.
- the fluid processing device 100 receives fluid from the fluid supply device 10 and frictionally charges the flowing fluid without an external power source or electrode to generate plasma in the fluid, thereby It can be treated by ionizing it. Fluid treated by the fluid processing device 100 may be stored in the fluid storage device 20.
- the fluid processing device 100 can process various fluids.
- the fluid processing device 100 can generate plasma activated water rich in hydronium ions (H 3 O + ) by plasma treating water.
- the fluid supply device 10 supplies water needed to create plasma activated water to the fluid processing device 100, and the fluid storage device 20 can store the plasma activated water generated by the fluid processing device 100.
- the water supplied to the fluid processing device 100 may be pretreated water to have foreign substances removed and have low electrical conductivity and high electrical resistance.
- the fluid processing device 100 includes an external body 110, a screw 130 accommodated inside the external body 110, a guide assembly 140, and Includes an accelerator 170.
- the external body 110 is hollow to accommodate the screw 130 and the guide assembly 140.
- a through hole 111 is formed inside the outer body 110, penetrating the outer body 110 in the longitudinal direction.
- the through hole 111 may form a fluid flow path through which fluid can flow.
- a screw 130 and a guide assembly 140 are accommodated in the through hole 111.
- at least a portion of the connecting tube 180 for guiding fluid to the screw 130 may be accommodated in the through hole 111.
- a portion of the through hole 111 forms a discharge passage 113 through which fluid passing through the guide assembly 140 can flow.
- the discharge passage 113 is wider than the passages provided in the guide assembly 140.
- the portion of the through hole 111 between the guide assembly 140 and the connecting tube 180 is an entry passage 115 that connects the guide assembly 140 and the connecting tube 180 so that fluid can flow.
- a screw 130 is disposed in the entry passage 115.
- another portion of the through hole 111 may form an intermediate flow path 116 in which the accelerator 170 is accommodated.
- a ledge 118 is provided on the inside of the external body 110 to limit the movement of the guide assembly 140.
- the ledge 118 protrudes from the inner surface of the outer body 110.
- the ledge 118 may restrict the movement of the guide assembly 140 by contacting the end of the guide assembly 140 to prevent the guide assembly 140 from moving in the fluid flow direction A.
- the ledge 118 may be ring-shaped or in various other shapes that may contact the end of the guide assembly 140.
- the ledge 118 includes an enlarged portion 120 and a contact portion 122.
- the contact portion 122 is disposed upstream of the enlarged portion 120 based on the fluid flow direction A so as to contact the guide assembly 140.
- the enlarged portion 120 has a curved shape whose diameter gradually increases in a direction away from the end of the guide assembly 140.
- a first enlarged part connection part 120a and a second enlarged part connection part 120b are provided at both ends of the enlarged part 120, respectively.
- the first enlarged part connection part 120a is disposed upstream of the second enlarged part connection part 120b based on the fluid flow direction A.
- the first enlarged portion connection portion 120a may be formed in a convex curved shape with a constant radius of curvature.
- the second enlarged portion connection portion 120b may be formed in a concave curved shape with a constant radius of curvature.
- the radius of curvature of the first enlarged portion connecting portion 120a and the radius of curvature of the second enlarged portion connecting portion 120b may be the same or different.
- the second enlarged portion connection portion 120b may be connected to the inner surface of the external body 110 that borders the discharge passage 113 at a gentle slope.
- the enlarged portion 120 may form a flow path that expands at a gentle inclination angle between the guide assembly 140 and the discharge flow path 113. If there is a corner on the inner surface of the external body 110 in contact with the fluid, a problem may occur where electric charges are concentrated at the corner.
- the fluid processing device 100 according to the present invention is provided with an enlarged portion 120 between the guide assembly 140 and the discharge passage 113, so that electric charges are concentrated between the guide assembly 140 and the discharge passage 113. , the problem of the external body 110 or the guide assembly 140 being damaged or broken due to concentration of electric charges can be reduced.
- the contact portion 122 has a shape whose inner diameter is gradually reduced along the flow direction of the fluid so as to stably contact the guide assembly 140.
- a first contact connection portion 122a and a second contact connection portion 122b are provided at both ends of the contact portion 122, respectively.
- the first contact connection portion 122a is disposed upstream of the second contact connection portion 122b based on the fluid flow direction A.
- the first contact connection portion 122a may be formed in a concave curved shape with a constant radius of curvature.
- the second contact connection portion 122b may be formed in a convex curved shape with a constant radius of curvature.
- first contact connection part 122a may be formed in a curved shape with an arbitrary first radius of curvature
- the second contact connection part 122b may be formed in a curved shape with an arbitrary second radius of curvature.
- the first radius of curvature and the second radius of curvature may be the same or different.
- the radius of curvature of the first contact connection portion 122a is not limited to the above dimensions, and may vary depending on the outer diameter of the guide assembly 140 or the inner diameter size of the external body 110.
- the outer body 110 is made of an insulating material.
- the external body 110 may be made of synthetic resin materials such as acrylic and engineering plastic, or various dielectric materials.
- the screw 130 is disposed upstream of the guide assembly 140 based on the fluid flow direction A, and rotates the fluid to flow into the guide assembly 140. You can do it.
- the screw 130 is preferably made of a material that is easily frictionally charged with a negative charge, that is, a material that can frictionally charge a fluid with a positive charge.
- the screw 130 may be made of synthetic resin materials such as acrylic and engineering plastic, or various dielectric materials.
- the screw 130 has blades 131 for generating vortices in the fluid.
- the blade 131 may be shaped to generate a vortex by rotating the fluid. Accordingly, the fluid passing through the blade 131 may flow while swirling.
- a cavitation phenomenon occurs due to a rapid change in fluid pressure, which causes fine bubbles (B, for example, 50 ⁇ m in diameter or less) to be generated in the fluid.
- the fluid may be frictionally charged with a positive charge when it quickly passes through the screw 130.
- the screw 130 may be referred to as a vortex guide.
- the screw 130 enters between the guide assembly 140 and the connecting tube 180 in various ways, such as being press-fitted into the external body 110 or fixed between the guide assembly 140 and the connecting tube 180. It may be fixed to the flow path 115. Accordingly, the screw 130 can rotate the fluid without rotating. When the screw 130 is rotated by the flowing fluid, the friction charging efficiency between the fluid and the screw 130 may decrease. On the other hand, the fluid processing device 100 according to an embodiment of the present invention guides the fluid with the screw 130 fixed, thereby increasing the friction charging efficiency of the fluid.
- the screw 130 is shown as having a diameter corresponding to the diameter of the entry passage 115, but the screw 130 may have a diameter smaller than the diameter of the entry passage 115.
- the guide assembly 140 is located downstream of the screw 130 based on the fluid flow direction (A).
- the guide assembly 140 may provide a first flow path 164 and a second flow path 166 through which fluid passes.
- the first flow path 164 may be referred to as a bubble forming flow path 164
- the second flow path 166 may be referred to as a reaction flow path 166.
- the bubble forming flow path 164 is configured to form bubbles B in the fluid flowing along it.
- the reaction passage 166 is configured to collapse bubbles B contained in the fluid flowing along it.
- the first flow path 164 is disposed upstream of the second flow path 166 based on the fluid flow direction (A).
- the guide assembly 140 includes an inlet guide 141, a first extended flow path guide 145, a reduced flow path guide 148, a second expanded flow path guide 151, and a connection guide 154.
- the inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 are aligned along the fluid flow direction (A). are placed sequentially.
- the inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 are made of a material that is easily frictionally charged with a negative charge, that is, It is preferable that it is made of a material that can triboelectrically charge the fluid with a positive charge.
- the inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 are made of acrylic, engineering plastic, etc. It may be made of synthetic resin material or various dielectrics.
- the inlet guide 141 may be in contact with the screw 130 or disposed adjacent to the screw 130 so that fluid passing through the screw 130 can flow in.
- the inlet guide 141 includes a focusing flow path 142 and an inlet flow path 143.
- the focusing flow path 142 has a shape whose diameter gradually decreases along the fluid flow direction (A).
- the focusing flow path 142 may guide the fluid passing through the screw 130 to the inlet flow path 143. That is, the fluid may flow along the focusing flow path 142 and be concentrated in the inlet flow path 143.
- the inlet flow path 143 is connected to the focusing flow path 142 so that fluid flows in from the focusing flow path 142.
- the inlet flow path 143 is narrower than the focusing flow path 142, so the friction charging effect can be increased by increasing the flow rate of the fluid.
- the diameter of the focusing flow path 142 and the diameter of the inlet flow path 143 are the same.
- the inlet guide 141 may provide a first flow path 164. That is, the focusing passage 142 and the inlet passage 143 of the inlet guide 141 form the first passage 164 together with the entry passage 115 where the screw 130 is disposed.
- the fluid may flow while generating a vortex in the first flow path 164, and may be frictionally charged with a positive charge due to friction with the screw 130 and the inlet guide 141. At this time, the screw 130 and the inlet guide 141 may be frictionally charged with a negative charge.
- fine bubbles B are generated in the fluid due to cavitation.
- negative charges are concentrated at the interface of the bubbles (B) in the fluid.
- the area where the bubbles B are generated in the fluid is not limited to the first flow path 164. That is, even when the fluid passes through the second flow path 166, bubbles B may be generated in the fluid.
- the first extended flow path guide 145 may be in contact with the inlet guide 141 or may be disposed adjacent to the inlet guide 141 so that the fluid that has passed through the inlet guide 141 flows in.
- the first expanded flow path guide 145 has a first expanded flow path 146. Fluid passing through the inlet flow path 143 flows into the first expansion flow path 146.
- the diameter of the first expansion flow path 146 is larger than the diameter of the inlet flow path 143.
- the pressure of the fluid that has passed through the narrow inlet passage 143 flows into the first expansion passage 146, and the bubbles B in the fluid may expand in the first expansion passage 146.
- the reduced flow path guide 148 may be in contact with the first expanded flow path guide 145 or disposed adjacent to the first expanded flow path guide 145 to allow fluid that has passed through the first expanded flow path guide 145 to flow in. .
- the reduced flow path guide 148 has a first reduced flow path 149.
- the diameter of the first reduced flow path 149 is smaller than the diameter of the first expanded flow path 146. Accordingly, the pressure of the fluid that has passed through the first expansion passage 146 flows into the first reduction passage 149, and the bubbles B in the fluid may be reduced in the first reduction passage 149.
- the second expanded flow path guide 151 may be in contact with the reduced flow channel guide 148 or disposed adjacent to the reduced flow channel guide 148 so that the fluid that has passed through the reduced flow channel guide 148 flows in.
- the second expanded flow path guide 151 has a second expanded flow path 152. Fluid passing through the first reduced flow path 149 flows into the second expanded flow path 152.
- the diameter of the second expanded flow path 152 is larger than the diameter of the first reduced flow path 149.
- the pressure of the fluid that has passed through the relatively narrow first reduction passage 149 flows into the second expansion passage 152, and the bubbles B in the fluid may expand in the second expansion passage 152. .
- connection guide 154 is disposed downstream of the second expansion flow path guide 151 so that the fluid that has passed through the second expansion flow path guide 151 flows in.
- the connection guide 154 has a second reduced flow path 155 and a connection flow path 156. Fluid passing through the second expanded flow path 152 may flow into the second reduced flow path 155.
- the diameter of the second reduced flow path 155 is smaller than the diameter of the second expanded flow path 152. Accordingly, the pressure of the fluid that has passed through the second expansion passage 152 flows into the second reduction passage 155, and the bubbles B in the fluid may be reduced in the second reduction passage 155.
- connection flow path 156 connects the second reduction flow path 155 and the discharge flow path 113.
- the connection passage 156 has a diameter whose diameter gradually increases along the fluid flow direction (A).
- the connection flow path 156 has a diameter of the part connected to the second reduced flow path 155 and is the same as the diameter of the second reduced flow path 155, and the diameter of the part connected to the discharge flow path 113 is the second reduced flow path ( 155) is larger than the diameter.
- the diameter of the connection passage 156 connected to the discharge passage 113 is smaller than the diameter of the discharge passage 113.
- the connection passage 156 is gradually expanded from the second reduction passage 155 toward the discharge passage 113, so that the fluid passing through the second reduction passage 155 can be more smoothly discharged into the discharge passage 113. .
- connection guide 154 is provided with an inclined surface 158 that is inclined with respect to the center line of the connection passage 156 to border the circumference of the connection passage 156.
- connection guide 154 is provided with an inclined portion 160 corresponding to the contact portion 122 of the external body 110.
- the inclined portion 160 is provided on the outer surface of the connection guide 154 in a shape whose outer diameter gradually decreases along the fluid flow direction A.
- a first inclined portion connection portion 160a and a second inclined portion connecting portion 160b are provided at both ends of the inclined portion 160, respectively.
- the first inclined portion connection portion 160a may be formed in a convex curved shape with a constant radius of curvature.
- the second inclined portion connection portion 160b may be formed in a concave curved shape with a constant radius of curvature.
- first inclined portion connection portion 160a is formed in a curved shape with a first radius of curvature like the first contact portion connecting portion 122a of the contact portion 122
- second inclined portion connecting portion 160b is a contact portion ( Like the second contact connection portion 122b of 122), it may be formed in a curved shape with a second radius of curvature.
- a curved round part 162 is provided around the edge of the end of the connection guide 154 adjacent to the enlarged part 120 of the external body 110. If there is a sharp edge at the end of the guide assembly 140, a problem may occur where electric charges are concentrated on the edge. Therefore, as the round portion 162 is provided around the end edge of the connection guide 154, charges are concentrated at the end of the connection guide 154, or the connection guide 154 is damaged or broken due to the concentration of charges. can be reduced.
- the first expanded flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 may together provide a second flow path 166. That is, the first expansion passage 146 of the first expansion passage guide 145, the first reduction passage 149 of the reduction passage guide 148, and the second expansion passageway of the second expansion passage guide 151 ( 152) and the second reduced flow path 155 of the connection guide 154 form the second flow path 166 together with the middle flow path 116 in which the accelerator 170 is accommodated.
- the second flow path 166 has a shape whose diameter is enlarged in at least two sections so that a rapid change in pressure of the fluid can occur.
- the first expanded flow path 146 and the second expanded flow path 152 may form an enlarged diameter section in the second flow path 166. Therefore, when the fluid passes through the second flow path 166, a rapid change in pressure of the fluid occurs, and the bubbles B in the fluid may collapse.
- the accelerator 170 is disposed on the second flow path 166 to promote the collapse of bubbles B contained in the fluid.
- the accelerator 170 has an accelerator hole 171 through which fluid can pass.
- the accelerator hole 171 connects the second expansion passage 152 and the second reduction passage 155.
- the accelerator 170 is made of a material with higher electrical conductivity than the guide assembly 140.
- the accelerator 170 may be made of metal.
- the accelerator 170 made of metal may be called a metal insert.
- the accelerator 170 may function as a storage body that stores negative charges.
- the accelerator 170 stores negative charges and applies a repulsive force to the bubbles B where negative charges are concentrated at the interface, thereby promoting the collapse of the bubbles B. Additionally, the accelerator 170 can promote the collapse of the bubbles (B) in which negative charges are concentrated at the interface by forming an electric field in the fluid. Additionally, the accelerator 170 can induce plasma to be stably generated along the center of the reaction passage 166 by concentrating the bubbles B in the center of the reaction passage 166 through repulsion.
- the high-pressure fluid When high-pressure fluid is supplied from the fluid supply device 10, the high-pressure fluid first passes through the first flow path 164, that is, the bubble forming flow path 164.
- the fluid first passes through the screw 130. Fluid flowing quickly along the blade 131 of the screw 130 generates a vortex. At this time, a cavitation phenomenon occurs due to a rapid change in fluid pressure, which causes fine bubbles (B) to be generated in the fluid.
- the fluid passing through the screw 130 generates a vortex and sequentially passes through the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141. At this time, the fluid is frictionally charged with positive charges, and negative charges are concentrated at the interface of the bubbles (B) in the fluid.
- the fluid in which bubbles B are generated while passing through the bubble forming flow path 164 flows into the second flow path 166, that is, the reaction flow path 166, causing a rapid change in pressure.
- the fluid that has passed through the bubble forming flow path 164 first flows into the first expansion flow path 146 and its pressure is rapidly lowered.
- the bubbles B in the fluid may expand in the first expansion passage 146.
- the pressure of the fluid that has passed through the first expansion flow path 146 flows into the first reduction flow path 149 and rapidly increases.
- the bubbles B in the fluid may be reduced in the first reduction flow path 149.
- the pressure of the fluid that has passed through the first reduced flow path 149 flows into the second expanded flow path 152 and is rapidly lowered.
- the bubbles B in the fluid may expand in the second expansion passage 152.
- the pressure of the fluid that has passed through the second expansion flow path 152 flows into the accelerator hole 171 of the accelerator 170 and the second reduction flow path 155 of the connection guide 154, causing a rapid increase in pressure.
- the bubbles B in the fluid may be reduced in the second reduction flow path 155.
- the fluid passes through the first expansion flow path 146, the first reduction flow path 149, the second expansion flow path 152, and the second reduction flow path 155 forming the reaction flow path 166 in order, and a sudden pressure is applied. It brings about change. Additionally, while the fluid passes through the reaction passage 166, the bubbles B in the fluid receive a repulsive force from the accelerator 170. Accordingly, while the bubbles B in the fluid pass through the reaction passage 166, they undergo expansion and contraction processes and collapse in large quantities. And, when a large number of bubbles (B) collapse, a discharge phenomenon occurs due to positive and negative charges in the fluid, thereby generating plasma in the fluid. At this time, since plasma is accompanied by light, high heat, and high pressure, the fluid may be ionized or decomposed.
- Fluid treated with plasma in this way may flow into the discharge passage 114 along the connection passage 156 of the connection guide 154, and may flow into the fluid storage device 20 from the discharge passage 114.
- the fluid processing device 100 may treat the water into plasma activated water.
- the water supplied to the fluid processing device 100 is preferably pretreated water or ultrapure water with foreign substances removed to have low electrical conductivity and high electrical resistance.
- Ultrapure water is water that has relatively high electrical resistance because minerals and dissolved gases have been removed. Water with high electrical resistance may be frictionally charged while passing through the fluid processing device 100 and then have a small discharge of charge before plasma is generated. In addition, water with high electrical resistance generates less electric charge discharge before plasma generation, so a more powerful plasma can be induced and thus treated more efficiently.
- the fluid processing device 100 generates a large amount of fine bubbles (B) in which negative charges are concentrated at the interface through cavitation of the flowing fluid and friction charging, and the bubbles
- the fluid can be ionized or decomposed.
- the fluid can be ionized or decomposed in an electrodeless manner by collapsing a large number of fine bubbles (B) with a high negative charge density at the interface into the fluid to generate high-temperature and high-pressure plasma.
- the electrodeless method may refer to a method of ionizing or decomposing the fluid using the energy generated when the bubbles (B) in the fluid collapse without the need for an electrode to apply electrical energy to the bubbles (B) in the fluid. there is.
- the fluid processing device 100 generates a large amount of fine bubbles (B) using the cavitation phenomenon of the flowing fluid, and collapses a large amount of the fine bubbles (B) with negative charges concentrated at the interface to discharge the charge.
- Fluid can be chemically decomposed or ionized by generating plasma.
- the fluid can be ionized or decomposed in an electrodeless manner by collapsing a large number of fine bubbles (B) with a high negative charge density at the interface in a positively charged fluid to generate high temperature and high pressure plasma. Therefore, the fluid can be ionized or decomposed without an external power source or electrode, and the fluid can be efficiently treated with little energy.
- the specific configuration of the guide assembly 140 for providing the bubble forming flow path 164 and the reaction flow path 166 may be changed in various ways.
- the inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide constituting the guide assembly 140 At least two of (154) may be formed in one piece.
- the first expanded flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, and the second expanded flow path guide 151 may be manufactured as one piece.
- connection guide 154 may be manufactured in a separate form, with one guide having the second reduced passage 155 formed thereon and the other guide having the connection passage 156 formed therein.
- the guide assembly 140 may be integrated with the external body 110.
- the outer body 110 may be made of a single insulating material with a through hole having a portion whose diameter is reduced and a portion whose diameter is enlarged.
- the bubble forming flow path 164 may be changed to a shape other than the shape shown, with the diameter decreasing in at least a portion along the flow direction of the fluid so as to form bubbles in the flowing fluid.
- reaction flow passage 166 may be changed to a shape other than that shown, which is configured to collapse bubbles contained in the fluid.
- the specific formation, installation number, and installation location of the accelerator 170 may be changed in various ways.
- the screw 130 may be omitted.
- the fluid processing device 200 shown in FIG. 6 includes an external body 110, a screw 130 accommodated inside the external body 110, a guide assembly 140, and a plurality of accelerators 220 and 230. ) includes.
- the outer body 110 and the screw 130 are the same as described above.
- the guide assembly 140 is disposed in the through hole 111 of the external body 110 to provide a first flow path 164 and a second flow path 210, and includes an inlet guide 141 and a first extended flow path guide. It includes (145), a reduced flow path guide (148), a second expanded flow path guide (151), and a connection guide (154).
- the inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 are the same as described above.
- the first flow path 164 may be referred to as a bubble forming flow path 164 that forms bubbles B in the fluid.
- the first flow path 164 includes the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141, and the entry flow path 115 of the external body 110 where the screw 130 is disposed.
- the second flow path 210 may be referred to as a reaction flow path 210 configured to collapse bubbles B contained in the fluid.
- the second flow path 210 includes the first expanded flow path 146 of the first expanded flow path guide 145, the first reduced flow path 149 of the reduced flow path guide 148, and the second expanded flow path guide 151.
- the middle passages 116a and 116b may represent a portion of the through hole 111 of the external body 110 where the accelerators 220 and 230 are located.
- the first intermediate flow path (116a) is provided between the first extended flow path guide 145 and the reduced flow path guide 148
- the second intermediate flow path (116b) is provided between the second expanded flow path guide 151 and the connection guide. It is formed between (154).
- a pair of accelerators 220 and 230 are disposed on the second flow path 210 to promote the collapse of bubbles B contained in the fluid.
- These accelerators 220 and 230 are made of a material with higher electrical conductivity than the guide assembly 140, such as metal.
- the accelerators 220 and 230 store negative charges and apply a repulsive force to the bubbles B with negative charges concentrated at the interface, thereby promoting the collapse of the bubbles B.
- the first accelerator 220 includes a first accelerator hole 221 through which fluid can pass.
- the first accelerator hole 221 connects the first expansion passage 146 and the first reduction passage 149.
- the second accelerator 230 includes a second accelerator hole 231 through which fluid can pass.
- the second accelerator hole 231 connects the second expansion passage 152 and the second reduction passage 155.
- the fluid processing device 200 includes a first accelerator 220 and a second accelerator 230 disposed on the reaction passage 210 to form bubbles (B) contained in the fluid passing through the reaction passage 210. ) promotes the collapse of Accordingly, the efficiency of plasma generation in the fluid is increased, and thus the processing efficiency of the fluid can be improved.
- the fluid processing device 300 shown in FIG. 7 includes an external body 110, a screw 130 accommodated inside the external body 110, a guide assembly 140, and a plurality of accelerators 320, 330 ( Includes 340)(350).
- the outer body 110 and the screw 130 are the same as described above.
- the guide assembly 140 is disposed in the through hole 111 of the external body 110 to provide a first flow path 164 and a second flow path 310, and includes an inlet guide 141 and a first extended flow path guide. It includes (145), a reduced flow path guide (148), a second expanded flow path guide (151), and a connection guide (154).
- the inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 are the same as described above.
- the first flow path 164 may be named the bubble forming flow path 164, and the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141 and the screw 130 are disposed. It includes an entry passage 115 of the external body 110.
- the second flow path 310 may be called a reaction flow path 310 configured to collapse bubbles B contained in the fluid.
- the second flow path 310 includes the first expanded flow path 146 of the first expanded flow path guide 145, the first reduced flow path 149 of the reduced flow path guide 148, and the second expanded flow path guide 151.
- the second expansion passage 152, the second reduction passage 155 of the connection guide 154, and the middle passage inside the outer body 110 where the accelerators 320, 330, 340, and 350 are disposed Includes 116c)(116d)(116e)(116f).
- the middle passages 116c, 116d, 116e, and 116f may represent portions of the through hole 111 of the external body 110 where the accelerators 320, 330, 340, and 350 are located.
- the first intermediate flow path 116c is disposed between the inlet guide 141 and the first extended flow path guide 145
- the second middle flow path 116d is disposed between the first expanded flow path guide 145 and the reduced flow path guide 145.
- the third intermediate flow path 116e is arranged between the reduced flow path guide 148 and the second expanded flow path guide 151
- the fourth middle flow path 116f is disposed between the second expanded flow path guide ( It is disposed between 151) and the connection guide 154.
- a plurality of accelerators 320, 330, 340, and 350 are disposed on the second flow path 310 to promote the collapse of bubbles B contained in the fluid.
- These accelerators 320, 330, 340, and 350 are made of a material with higher electrical conductivity than the guide assembly 140, such as metal.
- the accelerators 320, 330, 340, and 350 store negative charges and apply a repulsive force to the bubbles B with negative charges concentrated at the interface, thereby promoting the collapse of the bubbles B.
- the first accelerator 320 includes a first accelerator hole 321 through which fluid can pass.
- the first accelerator hole 321 connects the inlet flow path 143 and the first expansion flow path 146.
- the second accelerator 330 includes a second accelerator hole 331 through which fluid can pass.
- the second accelerator hole 331 connects the first expansion passage 146 and the first reduction passage 149.
- the third accelerator 340 includes a third accelerator hole 341 through which fluid can pass.
- the third accelerator hole 341 connects the first reduced flow path 149 and the second expanded flow path 152.
- the fourth accelerator 350 includes a fourth accelerator hole 351 through which fluid can pass.
- the fourth accelerator hole 351 connects the second expansion passage 152 and the second reduction passage 155.
- the fluid processing device 300 has a plurality of accelerators 320, 330, 340, and 350 disposed on the reaction passage 310 to form bubbles contained in the fluid passing through the reaction passage 310. Promotes the collapse of (B). Accordingly, the efficiency of plasma generation in the fluid is increased, and thereby the processing efficiency of the fluid can be improved.
- the fluid processing device 400 shown in FIG. 8 includes an external body 110, a screw 130 accommodated inside the external body 110, a guide assembly 420, and a plurality of accelerators 440, 450 ( 460)Includes (470).
- the outer body 110 and the screw 130 are the same as described above.
- the guide assembly 420 is disposed in the through hole 111 of the external body 110 to provide a first flow path 164 and a second flow path 410, and includes an inlet guide 141 and a first extended flow path guide. It includes (421), a reduced flow path guide (148), a second expanded flow path guide (427), and a connection guide (154).
- An inlet guide 141 having a focusing flow path 142 and an inlet flow path 143, a reduced flow path guide 148 having a first reduced flow path 149, a second reduced flow path 155, and a connecting flow path 156.
- the connection guide 154 having is the same as described above.
- the first extended flow path guide 421 is disposed between the inlet guide 141 and the reduced flow path guide 148, and includes a first expanded flow path 422 connecting the inlet flow path 143 and the first reduced flow path 149.
- the second expansion flow path guide 427 is disposed between the reduction flow path guide 148 and the connection guide 154, and the second expansion flow path 428 connects the first reduction flow path 149 and the second reduction flow path 155. ) has.
- the first flow path 164 may be named the bubble forming flow path 164, and the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141 and the screw 130 are disposed. It includes an entry passage 115 inside the external body 110.
- the second flow path 410 may be called a reaction flow path 410 configured to collapse bubbles B contained in the fluid.
- the second flow path 410 includes the first expansion flow path 422 of the first expansion flow path guide 421, the first reduction flow path 149 of the reduction flow path guide 148, and the second expansion flow path guide 427. It includes a second expanded flow path 428 and a second reduced flow path 155 of the connection guide 154.
- the second flow path 410 has a shape in which at least a portion of the diameter is enlarged to collapse bubbles contained in the fluid flowing through the first flow path 164.
- the first expanded flow path 422 and the second expanded flow path 428 of the second flow path 410 may form an enlarged diameter section.
- a stopper 425 is provided inside the first extended flow path guide 421.
- the stopper 425 may be disposed in the middle of the first expansion passage 422.
- the stopper 425 may be formed in a ring shape that protrudes from the inner surface of the first expansion flow path guide 421 so as not to block the flow of fluid in the first expansion flow path 422. Additionally, the stopper 425 may be formed integrally with the first extended flow path guide 421. The stopper 425 may restrict the movement of the first accelerator 440 and the second accelerator 450 disposed in the first expansion passage 422.
- a stopper 430 is provided inside the second expanded flow path guide 427.
- the stopper 430 may be placed in the middle of the second expansion passage 428.
- the stopper 430 may have a ring shape protruding from the inner surface of the second expansion flow path guide 427 so as not to block the flow of fluid in the second expansion flow path 428. Additionally, the stopper 430 may be formed integrally with the second expanded flow path guide 427. The stopper 430 may restrict the movement of the third accelerator 460 and the fourth accelerator 470 disposed in the second expansion passage 428.
- a plurality of accelerators 440, 450, 460, and 470 are disposed on the second flow path 410 to promote the collapse of bubbles B contained in the fluid.
- These accelerators 440, 450, 460, and 470 are made of a material with higher electrical conductivity than the guide assembly 420, such as metal.
- the accelerators 440, 450, 460, and 470 store negative charges and apply a repulsive force to the bubbles B with negative charges concentrated at the interface, thereby promoting the collapse of the bubbles B.
- the first accelerator 440 and the second accelerator 450 are disposed inside the first extended flow path guide 421, and the third accelerator 460 and the fourth accelerator 470 are located inside the second expanded flow path guide 427. is placed inside.
- the first accelerator 440 includes a first accelerator hole 441 through which fluid can pass.
- the first accelerator 440 is disposed upstream of the second accelerator 450 based on the fluid flow direction (A).
- the first accelerator 440 is disposed in the first expansion passage 422 so that one end is in contact with the stopper 425.
- the first accelerator 440 may be sandwiched between the stopper 425 and the inlet guide 141 and fixed to the first expansion passage 422.
- the second accelerator 450 includes a second accelerator hole 451 through which fluid can pass.
- the second accelerator 450 is disposed in the first expansion passage 422 so that one end is in contact with the stopper 425.
- the second accelerator 450 faces the first accelerator 440 with the stopper 425 in between.
- the second accelerator 450 may be sandwiched between the stopper 425 and the reduced flow path guide 148 and fixed to the first expanded flow path 422.
- the third accelerator 460 includes a third accelerator hole 461 through which fluid can pass.
- the third accelerator 460 is disposed upstream of the fourth accelerator 470 based on the fluid flow direction (A).
- the third accelerator 460 is disposed in the second expansion passage 428 so that one end is in contact with the stopper 430.
- the third accelerator 460 may be sandwiched between the stopper 430 and the reduced flow path guide 148 and fixed to the second expanded flow path 428.
- the fourth accelerator 470 includes a fourth accelerator hole 471 through which fluid can pass.
- the fourth accelerator 470 is disposed in the second expansion passage 428 so that one end is in contact with the stopper 430.
- the fourth accelerator 470 faces the third accelerator 460 with the stopper 430 in between.
- the fourth accelerator 470 may be sandwiched between the stopper 430 and the connection guide 154 and fixed to the second expansion passage 428.
- the fluid processing device 400 has a plurality of accelerators 440, 450, 460, and 470 disposed on the reaction passage 410 to generate bubbles contained in the fluid passing through the reaction passage 410. Promotes the collapse of (B). Accordingly, the efficiency of plasma generation in the fluid is increased, and thereby the processing efficiency of the fluid can be improved.
- one accelerator may be disposed in each of the first extended flow path guide 421 and the second expanded flow path guide 427.
- stopper 425 disposed in the first expansion passage 422 may be changed into various other shapes that can restrict the movement of the first accelerator 440 or the second accelerator 450 in addition to the ring shape.
- stopper 430 disposed in the second expansion passage 428 may be changed into various other shapes that can restrict the movement of the third accelerator 460 or the fourth accelerator 470 in addition to the ring shape.
- the fluid processing device 500 shown in FIGS. 9 and 10 includes an external body 110, a screw 130 accommodated inside the external body 110, a guide assembly 520, and a plurality of accelerators 440 ( Includes 450)(460)(470).
- the outer body 110 and the screw 130 are the same as described above.
- the guide assembly 520 is disposed in the through hole 111 of the external body 110 to provide a first flow path 164 and a second flow path 510, and includes an inlet guide 141 and a first extended flow path guide. It includes (521), a reduced flow path guide (148), a second expanded flow path guide (527), and a connection guide (154).
- An inlet guide 141 having a focusing flow path 142 and an inlet flow path 143, a reduced flow path guide 148 having a first reduced flow path 149, a second reduced flow path 155, and a connecting flow path 156.
- the connection guide 154 having is the same as described above.
- the first extended flow path guide 521 is disposed between the inlet guide 141 and the reduced flow path guide 148, and includes a first expanded flow path 522 connecting the inlet flow path 143 and the first reduced flow path 149.
- the second expansion flow path guide 527 is disposed between the reduction flow path guide 148 and the connection guide 154, and the second expansion flow path 528 connects the first reduction flow path 149 and the second reduction flow path 155. ) has.
- the first flow path 164 may be named the bubble forming flow path 164, and the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141 and the screw 130 are disposed. It includes an entry passage 115 of the external body 110.
- the second flow path 510 may be called a reaction flow path 510 configured to collapse bubbles B contained in the fluid.
- the second flow path 510 includes the first expanded flow path 522 of the first expanded flow path guide 521, the first reduced flow path 149 of the reduced flow path guide 148, and the second expanded flow path guide 527. It includes a second expanded flow path 528 and a second reduced flow path 155 of the connection guide 154.
- the second flow path 510 has a shape in which at least a portion of the diameter is enlarged to collapse bubbles contained in the fluid flowing through the first flow path 164.
- the first expanded flow path 522 and the second expanded flow path 528 of the second flow path 510 may form a diameter enlarged section.
- a stopper 525 is disposed inside the first expanded flow path guide 521.
- the stopper 525 may be inserted into the first expanded flow path guide 521 and placed in the middle of the first expanded flow path 522.
- the stopper 525 may be formed in a ring shape that protrudes from the inner surface of the first expansion flow path guide 521 so as not to block the flow of fluid in the first expansion flow path 522.
- the stopper 525 may restrict the movement of the first accelerator 440 and the second accelerator 450 disposed in the first expansion passage 522.
- a stopper 530 is disposed inside the second expanded flow path guide 527.
- the stopper 530 may be inserted into the second expanded flow path guide 527 and placed in the middle of the second expanded flow path 528.
- the stopper 530 may have a ring shape protruding from the inner surface of the second expansion flow path guide 527 so as not to block the flow of fluid in the second expansion flow path 528.
- the stopper 530 may restrict the movement of the third accelerator 460 and the fourth accelerator 470 disposed in the second expansion passage 528.
- a plurality of accelerators 440, 450, 460, and 470 are disposed on the second flow path 510 to promote the collapse of bubbles B contained in the fluid.
- the specific configuration of these accelerators 440, 450, 460, and 470 is the same as described above.
- the first accelerator 440 and the second accelerator 450 are arranged to be spaced apart from each other in the first expansion passage 522 so as to contact both ends of the stopper 525, respectively.
- the third accelerator 460 and the fourth accelerator 470 are arranged to be spaced apart from each other in the second expansion passage 528 so as to contact both ends of the stopper 530, respectively.
- one accelerator may be disposed in each of the first extended flow path guide 521 and the second expanded flow path guide 527.
- stopper 525 disposed in the first expansion passage 522 may be changed into various other shapes that can restrict the movement of the first accelerator 440 or the second accelerator 450 in addition to the ring shape.
- stopper 530 disposed in the second expansion passage 528 may be changed into various other shapes that can restrict the movement of the third accelerator 460 or the fourth accelerator 470 in addition to the ring shape.
- the fluid processing device 600 shown in FIG. 11 includes an external body 110, a first body 620, a second body 630, and a third body 640 accommodated inside the external body 110. and a fourth body 650.
- the external body 110 is hollow and can accommodate the first body 620, the second body 630, the third body 640, and the fourth body 650.
- the specific configuration of the external body 110 is the same as described above.
- the first body 620 includes a screw 130 and an inlet guide 141.
- the screw 130 and the inlet guide 141 are the same as described above.
- the inlet guide 141 includes a focusing flow path 142 and an inlet flow path 143.
- the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 form a first fluid flow path 622 having a shape whose diameter decreases at least in part along the fluid flow direction A.
- the second body 630 may be in contact with the inlet guide 141 or may be disposed adjacent to the inlet guide 141 so that the fluid that has passed through the inlet guide 141 flows in.
- the second body 630 has a second fluid flow path 631. Fluid passing through the first fluid passage 622 of the first body 620 flows into the second fluid passage 631.
- the diameter of the second fluid flow path 631 is larger than the diameter of the inlet flow path 143.
- the pressure of the fluid that has passed through the narrow inlet passage 143 flows into the second fluid passage 631, and the bubbles B in the fluid may expand in the second fluid passage 631.
- the third body 640 may be in contact with the second body 630 or may be disposed adjacent to the second body 630 so that fluid passing through the second body 630 flows in.
- the third body 640 has a third fluid passage 641.
- the diameter of the third fluid passage 641 is smaller than the diameter of the second fluid passage 631. Accordingly, the pressure of the fluid passing through the second fluid passage 631 increases as it flows into the third fluid passage 641, and the bubbles B in the fluid may shrink in the third fluid passage 641.
- the third body 640 is made of a material with higher electrical conductivity than the first body 620, the second body 630, and the fourth body 650.
- the third body 640 may be made of metal.
- the third body 640 may function as a storage body for storing negative charges.
- the third body 640 may promote the collapse of bubbles B contained in the fluid. That is, the third body 640 stores negative charges and applies a repulsive force to the bubbles B with negative charges concentrated at the interface, thereby promoting the collapse of the bubbles B.
- the third body 640 can promote the collapse of the bubbles B with negative charges concentrated at the interface by forming an electric field in the fluid.
- the third body 640 can induce plasma to be stably generated along the center of the flow path by concentrating the bubbles B in the center of the flow path inside the outer body 110 through repulsion.
- the third body 640 has the same function as the accelerator described above and may be called an accelerator or a metal insert.
- the fourth body 650 may be in contact with the third body 640 or may be disposed adjacent to the third body 640 so that fluid passing through the third body 640 flows in.
- the fourth body 650 has a fourth fluid passage 651 that flows fluid into the discharge passage 113.
- the fourth fluid flow path 651 includes a reduced flow path 652 and a connecting flow path 653.
- the reduced flow path 652 is connected to the third fluid flow path 641 of the third body 640.
- the diameter of the reduced flow path 652 may be the same as that of the third fluid flow path 641.
- the connection passage 653 has a diameter whose diameter gradually increases along the fluid flow direction (A).
- connection passage 653 has a diameter of the portion connected to the reduction passage 652 that is the same as the diameter of the reduction passage 652, and the diameter of the portion connected to the discharge passage 113 is larger than the diameter of the reduction passage 652. .
- the diameter of the portion of the connection passage 653 connected to the discharge passage 113 is smaller than the diameter of the discharge passage 113.
- the connection passage 653 is gradually expanded from the reduced passage 652 toward the discharge passage 113, so that the fluid passing through the reduced passage 652 can be more smoothly discharged into the discharge passage 113.
- the fourth body 650 may include an inclined portion 160 and a round portion 162 like the connection guide 154 described above.
- the high-pressure fluid flowing into the outer body 110 first passes through the screw 130. Fluid flowing quickly along the blade 131 of the screw 130 generates a vortex. At this time, a cavitation phenomenon occurs due to a rapid change in fluid pressure, which causes fine bubbles (B) to be generated in the fluid.
- the fluid passing through the screw 130 generates a vortex and sequentially passes through the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141. At this time, the fluid is frictionally charged with positive charges, and the bubbles (B) in the fluid have negative charges concentrated at the interface.
- the fluid passing through the second fluid passage 631, the third fluid passage 641, and the fourth fluid passage 651 causes a sudden change in pressure, and the bubbles B in the fluid undergo expansion and contraction processes. It collapses in large quantities as it goes through.
- the third body 640 applies a repulsive force to the bubbles B in the fluid, thereby promoting the collapse of the bubbles B.
- plasma is generated in the fluid, and the fluid may be ionized or decomposed by plasma generation.
- the fluid processing device 700 shown in FIG. 12 includes an external body 110, a first body 620, a second body 710, and a third body 730 accommodated inside the external body 110. It includes 740 and a fourth body 650.
- the external body 110, the first body 620, and the fourth body 650 are as shown in FIG. 11.
- the second body 710 may be in contact with the inlet guide 141 or disposed adjacent to the inlet guide 141 so that fluid that has passed through the inlet guide 141 of the first body 620 flows in.
- the second body 710 has a second fluid flow path 711.
- the diameter of the second fluid flow path 711 is larger than the diameter of the inlet flow path 143.
- a stopper 720 is provided inside the second body 710.
- the stopper 720 may be placed in the middle of the second fluid passage 711.
- the stopper 720 may have a ring shape protruding from the inner surface of the second body 710 so as not to block the flow of fluid in the second fluid passage 711. Additionally, the stopper 720 may be formed integrally with the second body 710. The stopper 720 may restrict the movement of the pair of third bodies 730 and 740 disposed in the second fluid passage 711.
- a pair of third bodies 730 and 740 are disposed inside the second body 710.
- the third bodies 730 and 740 may have the same function as the accelerator described above. That is, the third bodies 730 and 740 are made of a material with relatively high electrical conductivity, such as metal, to act as a storage body for storing negative charges and promote the collapse of bubbles B contained in the fluid.
- Each of the third bodies 730 and 740 is provided with a third fluid passage 731 and 741 through which fluid can pass.
- a pair of third bodies 730 and 740 are disposed in the second fluid passage 711 to face each other with the stopper 720 in between.
- the third body 730 disposed relatively upstream based on the fluid flow direction (A) is sandwiched between the stopper 720 and the inlet guide 141. 2 Can be fixed to the fluid flow path 711.
- the other third body 740 may be sandwiched between the stopper 720 and the fourth body 650 and fixed to the second fluid passage 711.
- only one third body may be disposed inside the second body 710.
- stopper 720 disposed on the second body 710 may be changed into various other shapes that can constrain the movement of the third body in the second fluid passage 711 in addition to the ring shape.
- the fluid processing device 800 shown in FIG. 13 includes an external body 110, a first body 620, a second body 810, and a third body 730 accommodated inside the external body 110. It includes 740 and a fourth body 650.
- the external body 110, the first body 620, the third body 730, 740, and the fourth body 650 are as shown in FIG. 12.
- the second body 810 may be in contact with the inlet guide 141 or disposed adjacent to the inlet guide 141 so that fluid that has passed through the inlet guide 141 of the first body 620 flows in.
- the second body 810 has a second fluid flow path 811.
- the diameter of the second fluid flow path 811 is larger than the diameter of the inlet flow path 143.
- a stopper 820 is disposed inside the second body 810.
- the stopper 820 may be inserted into the second body 810 and placed in the middle of the second fluid passage 811.
- the stopper 820 may have a ring shape protruding from the inner surface of the second body 810 so as not to block the flow of fluid in the second fluid passage 811.
- the stopper 820 may restrict the movement of the pair of third bodies 730 and 740 disposed in the second fluid passage 811.
- only one third body may be disposed inside the second body 810.
- stopper 820 disposed on the second body 810 may be changed into various other shapes that can constrain the movement of the third body in the second fluid passage 811 in addition to the ring shape.
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Abstract
The present invention relates to a fluid treatment apparatus, which generates plasma in flowing fluid so as to treat the fluid. The fluid treatment apparatus according to one embodiment of the present invention comprises: a first flow path having a shape in which the diameter of at least a portion thereof is reduced in a fluid flow direction; a second flow path having a shape in which the diameter of at least a portion thereof is enlarged, so that bubbles included in a fluid, that flows therein by passing through the first flow path, collapse; a screw disposed in the first flow path in order to generate a vortex in the fluid; and an accelerator disposed on the second flow path so as to accelerate the collapse of the bubbles included in the fluid.
Description
본 발명은 유체 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유동하는 유체 중에 플라즈마를 발생시켜 유체를 처리할 수 있는 유체 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid processing device, and more specifically, to a fluid processing device capable of processing a fluid by generating plasma in a flowing fluid.
물 등의 유체를 전기 분해, 자기 처리, 초음파 처리, 플라즈마 처리 등을 통해 특정의 기능을 갖는 유체로 변환시키는 다양한 기술이 개발되고 있다.Various technologies are being developed to convert fluids such as water into fluids with specific functions through electrolysis, magnetic treatment, ultrasonic treatment, plasma treatment, etc.
예를 들어, 공기 중이나 수중에서 플라즈마를 생성한 뒤, 산소 및 질소 등의 활성종을 물에 녹아들게 하여 플라즈마 활성수(PAW: Plasma Activated Water)를 만드는 유체 처리 기술이 알려져 있다.For example, a fluid treatment technology is known that creates plasma in the air or water and then dissolves active species such as oxygen and nitrogen in water to create plasma activated water (PAW).
플라즈마 활성수는 강한 산성을 띠어 소독제나 살충제 등의 역할을 할 수 있고, 질소 산화물들이 다량 포함되어 있기 때문에 액체 비료로도 활용이 가능하다. 또한, 플라즈마 활성수는 병원에서 의료 도구의 소독이나 환자의 피부 치료에 활용될 수 있고, 가정에서 야채나 과일을 세정하는 친환경 세정제로 이용될 수 있다.Plasma activated water is strongly acidic, so it can act as a disinfectant or pesticide, and because it contains a large amount of nitrogen oxides, it can also be used as a liquid fertilizer. Additionally, plasma activated water can be used in hospitals to sterilize medical tools or treat patients' skin, and can be used as an eco-friendly cleaner to clean vegetables and fruits at home.
플라즈마 활성수를 생산하기 위해서는 기본적으로 물을 이온화시키기 위해 플라즈마를 발생시키는 기술이 필요하다.In order to produce plasma activated water, a technology that basically generates plasma to ionize water is required.
종래에는 수중에 배치된 전극을 방전시켜 순간적으로 플라즈마를 발생시키고, 이를 통해 물을 이온화하여 플라즈마 활성수를 생산하는 방법이 주로 이용되었다.Conventionally, a method of instantly generating plasma by discharging electrodes placed in water and ionizing water to produce plasma activated water was mainly used.
그러나, 이와 같은 방법은 고전압을 필요로 하고, 플라즈마를 발생하는데 필요한 기체를 수중에서 안정적으로 유지하는 것이 매우 어려워 생산 효율이 낮다. 또한, 생산 설비를 갖추기 위해서는 고가의 비용이 발생되는 문제점이 있다.However, this method requires high voltage, and it is very difficult to stably maintain the gas required to generate plasma in water, resulting in low production efficiency. Additionally, there is a problem in that expensive costs are incurred to equip production facilities.
또한, 플라즈마를 수중이 아니라 물의 표면에서 발생시켜, 물과 플라즈마가 서로 반응되도록 하여 플라즈마 활성수를 제조하는 방법도 알려져 있다.In addition, there is also a known method of producing plasma activated water by generating plasma on the surface of water rather than in water, so that water and plasma react with each other.
그러나, 이와 같은 방법은 플라즈마 발생시 전류가 물의 표면을 따라 흐르기 때문에 플라즈마를 발생시키는 시간 대비 생산되는 이온화 활성수의 양이 매우 적다. 또한, 많은 양의 이온화 활성수를 생산하기 위해서는 장시간 플라즈마를 발생시켜야 함에 따라 고가의 유지 비용이 발생되는 문제점이 있다.However, in this method, since the current flows along the surface of the water when generating plasma, the amount of ionized activated water produced compared to the time for generating plasma is very small. In addition, in order to produce a large amount of ionized activated water, plasma must be generated for a long time, resulting in high maintenance costs.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 외부의 전원이나 전극 없이 유동하는 유체를 마찰 대전시켜 유체 내에 플라즈마를 발생시키고, 이를 통해 유체를 이온화시켜 처리할 수 있는 유체 처리 장치를 제공하는 것이다.The present invention was developed in consideration of the above points, and the purpose of the present invention is to frictionally charge a flowing fluid without an external power source or electrode to generate plasma in the fluid, thereby ionizing the fluid to treat the fluid. The purpose is to provide a processing device.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유로; 상기 제1 유로를 통과하여 유입된 상기 유체에 포함된 기포들을 붕괴시키도록 적어도 일부분의 직경이 확대되는 형상을 가지는 제2 유로; 상기 유체의 와류를 발생시키기 위해 상기 제1 유로 중에 배치되는 스크류; 및 상기 제2 유로 상에 배치되어 상기 유체에 포함된 기포의 붕괴를 촉진하는 액셀러레이터를 포함한다.In order to solve the problems described above, a fluid processing device according to an embodiment of the present invention includes: a first flow path having a shape whose diameter decreases at least in part along the flow direction of the fluid; a second flow path having a shape in which at least a portion of the diameter is enlarged to collapse bubbles contained in the fluid flowing in through the first flow path; a screw disposed in the first flow path to generate a vortex of the fluid; and an accelerator disposed on the second flow path to promote collapse of bubbles contained in the fluid.
상기 제2 유로는 적어도 하나의 직경 확대 구간을 포함할 수 있다.The second flow path may include at least one diameter enlarged section.
상기 액셀러레이터는, 상기 유체가 통과할 수 있는 액셀러레이터 홀을 구비하고, 상기 직경 확대 구간에 배치될 수 있다.The accelerator may have an accelerator hole through which the fluid can pass, and may be disposed in the diameter expansion section.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 액셀러레이터를 상기 직경 확대 구간에 고정하기 위해 상기 액셀러레이터와 접하도록 상기 직경 확대 구간에 배치되는 스토퍼를 포함할 수 있다.The fluid processing device according to an embodiment of the present invention may include a stopper disposed in the diameter expansion section to contact the accelerator to fix the accelerator to the diameter expansion section.
상기 액셀러레이터는 상기 스토퍼의 양쪽 단부에 각각 접하도록 한 쌍이 상기 직경 확대 구간에 배치될 수 있다.A pair of accelerators may be disposed in the diameter expansion section so as to contact both ends of the stopper, respectively.
상기 액셀러레이터는 금속으로 이루어질 수 있다.The accelerator may be made of metal.
상기 제1 유로는, 상기 스크류를 통과한 유체가 유입되고, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 직경이 점진적으로 감소하는 포커싱 유로; 및 상기 포커싱 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 포커싱 유로의 끝단과 연결되고, 상기 포커싱 유로의 끝단의 직경과 같은 직경을 갖는 인렛 유로를 포함할 수 있다.The first flow path includes a focusing flow path into which fluid passing through the screw flows and whose diameter gradually decreases along the flow direction of the fluid; and an inlet passage connected to an end of the focusing passage to allow the fluid to flow from the focusing passage, and having a diameter equal to the diameter of the end of the focusing passage.
상기 제2 유로는, 상기 인렛 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 인렛 유로와 연결되고, 상기 인렛 유로의 직경보다 큰 직경을 갖는 제1 확장 유로; 상기 제1 확장 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 확장 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로의 직경보다 작은 직경을 갖는 제1 축소 유로; 상기 제1 축소 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 축소 유로의 직경보다 큰 직경을 갖는 제2 확장 유로; 및 상기 제2 확장 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제2 확장 유로의 직경보다 작은 직경을 갖는 제2 축소 유로를 포함할 수 있다.The second flow path includes: a first expansion flow path connected to the inlet flow path to allow the fluid to flow from the inlet flow path, and having a diameter larger than the diameter of the inlet flow path; a first reduced flow path connected to the first expanded flow path to allow the fluid to flow from the first expanded flow path, and having a diameter smaller than the diameter of the first expanded flow path; a second expansion passage connected to the first reduction passage to allow the fluid to flow from the first reduction passage, and having a diameter larger than the diameter of the first reduction passage; And it may include a second reduced flow path into which the fluid passing through the second expansion flow path flows, and having a diameter smaller than the diameter of the second expansion flow path.
상기 액셀러레이터는, 상기 제1 확장 유로와 상기 제1 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀을 갖는 제1 액셀러레이터; 및 상기 제2 확장 유로와 상기 제2 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀을 갖는 제2 액셀러레이터를 포함할 수 있다.The accelerator may include: a first accelerator disposed between the first expansion flow path and the first reduction flow path and having a first accelerator hole through which the fluid can pass; and a second accelerator disposed between the second expansion flow path and the second reduction flow path and having a second accelerator hole through which the fluid can pass.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제2 축소 유로를 통과한 상기 유체가 유입되도록 상기 제2 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로의 직경 및 상기 제2 확장 유로의 직경보다 직경이 큰 배출 유로를 포함할 수 있다.The fluid processing device according to an embodiment of the present invention is connected to the second reduced flow path so that the fluid that has passed through the second reduced flow path flows in, and the diameter of the first expanded flow path and the diameter of the second expanded flow path are It may include a discharge passage with a larger diameter.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제2 축소 유로와 상기 배출 유로를 연결하는 연결 유로를 포함하고, 상기 연결 유로는, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 직경이 점진적으로 증가할 수 있다.The fluid processing device according to an embodiment of the present invention includes a connection passage connecting the second reduction passage and the discharge passage, and the connection passage may gradually increase in diameter along the flow direction of the fluid. there is.
상기 연결 유로는, 상기 제2 축소 유로와 연결되는 부분의 직경이 상기 제2 축소 유로의 직경과 같고, 상기 배출 유로와 연결되는 부분의 직경이 상기 배출 유로의 직경보다 작을 수 있다.The connection flow path may have a diameter of a portion connected to the second reduced flow path equal to the diameter of the second reduced flow path, and a diameter of a portion connected to the discharge flow path may be smaller than the diameter of the discharge flow path.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 스크류를 수용하는 중공형의 외부 바디; 및 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 제공하기 위해 상기 유체의 흐름 방향을 기준으로 상기 스크류보다 하류 측에 위치하도록 상기 외부 바디에 수용되는 가이드 어셈블리를 포함할 수 있다.A fluid processing device according to an embodiment of the present invention includes a hollow external body accommodating the screw; And it may include a guide assembly accommodated in the external body to be positioned downstream of the screw based on the flow direction of the fluid to provide the first flow path and the second flow path.
상기 외부 바디는, 상기 가이드 어셈블리를 상기 유체의 흐름 방향으로 움직이지 못하도록 상기 가이드 어셈블리의 움직임을 구속하기 위해 상기 외부 바디의 내면으로부터 돌출되는 렛지를 포함할 수 있다.The external body may include a ledge protruding from an inner surface of the external body to restrain the movement of the guide assembly so that the guide assembly cannot move in the direction of the fluid flow.
상기 외부 바디의 내면에는 상기 가이드 어셈블리의 끝단으로부터 멀어지는 방향으로 직경이 점진적으로 확대되는 확대부가 구비될 수 있다.The inner surface of the outer body may be provided with an enlarged portion whose diameter gradually increases in a direction away from the end of the guide assembly.
상기 확대부에 인접하는 상기 가이드 어셈블리의 끝단의 가장자리 둘레에는 곡면형의 라운드부가 구비될 수 있다.A curved round part may be provided around an edge of an end of the guide assembly adjacent to the enlarged part.
상기 가이드 어셈블리는 상기 유체의 흐름 방향을 따라 외경이 점진적으로 감소되는 경사부를 포함하고, 상기 외부 바디는, 상기 가이드 어셈블리를 상기 유체의 흐름 방향으로 움직이지 못하도록 상기 가이드 어셈블리의 움직임을 구속하기 위해 상기 외부 바디의 내면으로부터 돌출되는 접촉부를 포함하며, 상기 접촉부는 상기 경사부와 접촉하도록 상기 유체의 흐름 방향을 따라 내경이 점진적으로 감소되는 형상으로 이루어질 수 있다.The guide assembly includes an inclined portion whose outer diameter gradually decreases along the fluid flow direction, and the outer body is configured to restrain the movement of the guide assembly to prevent the guide assembly from moving in the fluid flow direction. It includes a contact part protruding from the inner surface of the external body, and the contact part may be formed in a shape whose inner diameter is gradually reduced along the flow direction of the fluid so as to contact the inclined part.
상기 경사부의 한쪽 단부에는 제1 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형의 제1 경사부 연결부가 구비되고, 상기 경사부의 다른 쪽 단부에는 제2 곡률 반경을 갖는 오목한 곡면형의 제2 경사부 연결부가 구비되며, 상기 접촉부의 한쪽 단부에는 상기 제1 경사부 연결부와 접촉하도록 상기 제1 곡률 반경을 갖는 오록한 곡면형의 제1 접촉부 연결부가 구비되고, 상기 접촉부의 다른 쪽 단부에는 상기 제2 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형의 제2 접촉부 연결부가 구비될 수 있다.At one end of the inclined portion, a convex curved first inclined portion connecting portion having a first radius of curvature is provided, and at the other end of the inclined portion, a concave curved second inclined portion connecting portion having a second radius of curvature is provided, , a first contact connection part having a concave curved surface having the first radius of curvature is provided at one end of the contact part to contact the first inclined part connection part, and a first contact connection part having the second radius of curvature is provided at the other end of the contact part. The second contact connection part may be provided in a convex curved shape.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 스크류와, 상기 스크류를 통과한 유체의 흐름을 안내하며, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유체 유로를 포함하는 제1 바디; 상기 제1 바디와 연결되고, 상기 제1 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제1 유체 유로의 일단보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 제2 유체 유로를 포함하는 제2 바디; 및 상기 제2 바디와 연결되고, 상기 제2 바디보다 전기 전도도가 높은 재질로 형성되며, 상기 제2 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제2 유체 유로보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 제3 유체 유로를 포함하는 제3 바디를 포함한다.Meanwhile, in order to solve the problems described above, a fluid processing device according to another embodiment of the present invention guides the flow of a screw and a fluid passing through the screw, and has a diameter at least in part along the flow direction of the fluid. A first body including a first fluid flow path having this decreasing shape; a second body connected to the first body and including a second fluid passage having a relatively larger diameter than one end of the first fluid passage to provide a change in pressure to the fluid passing through the first fluid passage; and is connected to the second body, is formed of a material with higher electrical conductivity than the second body, and has a relatively smaller diameter than the second fluid passage to provide a change in pressure to the fluid passing through the second fluid passage. and a third body including a third fluid flow path.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제1 바디와, 상기 제2 바디와, 상기 제3 바디를 수용하는 외부 바디를 포함하고, 상기 외부 바디는 상기 제3 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제3 유체 유로의 직경보다 직경이 큰 배출 유로를 포함할 수 있다.A fluid processing device according to another embodiment of the present invention includes an external body accommodating the first body, the second body, and the third body, wherein the external body passes through the third flow path. It may include an outlet flow path through which fluid flows, and whose diameter is larger than that of the third fluid flow path.
상기 제1 바디와, 상기 제2 바디는 상기 유체를 양전하로 마찰 대전시키는 소재로 이루어지고, 상기 외부 바디는 절연성 소재로 이루어질 ㅅ n있다.The first body and the second body are made of a material that frictionally charges the fluid with a positive charge, and the outer body is made of an insulating material.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제3 유체 유로와 상기 배출 유로를 연결하는 제4 유체 유로가 형성된 제4 바디를 포함하고, 상기 제4 유체 유로는 적어도 일부분의 직경이 상기 유체의 흐름 방향을 따라 점진적으로 증가할 수 있다.A fluid processing device according to another embodiment of the present invention includes a fourth body formed with a fourth fluid passage connecting the third fluid passage and the discharge passage, wherein the fourth fluid passage has at least a portion of the diameter of the discharge passage. It can gradually increase along the direction of fluid flow.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 스크류와, 상기 스크류를 통과한 유체의 흐름을 안내하며, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유체 유로를 포함하는 제1 바디; 상기 제1 바디와 연결되고, 상기 제1 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제1 유체 유로의 일단보다 상대적으로 큰 직경을 가지는 제2 유체 유로를 포함하는 제2 바디; 및 상기 제2 유체 유로에 배치되고, 상기 제2 바디보다 전기 전도도가 높은 재질로 형성되며, 상기 제2 유체 유로보다 상대적으로 작은 직경을 가지는 제3 유체 유로를 포함하는 제3 바디를 포함한다.Meanwhile, in order to solve the above-described problem, a fluid processing device according to another embodiment of the present invention guides the flow of a screw and a fluid passing through the screw, and has a screw at least in part along the flow direction of the fluid. A first body including a first fluid flow path having a shape of decreasing diameter; a second body connected to the first body and including a second fluid passage having a relatively larger diameter than one end of the first fluid passage to provide a change in pressure to the fluid passing through the first fluid passage; and a third body disposed in the second fluid passage, including a third fluid passage that is made of a material with higher electrical conductivity than the second body and has a relatively smaller diameter than the second fluid passage.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고, 상기 제3 바디는 상기 스토퍼의 양쪽 단부에 각각 접하도록 한 쌍이 상기 제2 유체 유로에 배치될 수 있다.A fluid processing device according to another embodiment of the present invention includes a stopper disposed in the second fluid passage, and a pair of the third bodies are disposed in the second fluid passage so as to contact both ends of the stopper, respectively. It can be.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제3 바디를 상기 제2 유체 유로에 고정하기 위해 상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 제2 바디의 내면으로부터 돌출되도록 상기 제2 바디와 일체로 이루어질 수 있다.A fluid processing device according to another embodiment of the present invention includes a stopper disposed in the second fluid passage to fix the third body to the second fluid passage, and the stopper is located on the inner surface of the second body. It may be integrated with the second body so as to protrude from it.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 제3 바디를 상기 제2 유체 유로에 고정하기 위해 상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 제2 바디의 내부에 삽입되는 링 형상으로 이루어질 수 있다.A fluid processing device according to another embodiment of the present invention includes a stopper disposed in the second fluid passage to fix the third body to the second fluid passage, and the stopper is located inside the second body. It may be formed in a ring shape that is inserted into.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 유체가 유입되는 포커싱 유로; 상기 포커싱 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 포커싱 유로와 연결되고, 상기 포커싱 유로보다 좁은 인렛 유로; 상기 인렛 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 인렛 유로와 연결되고, 상기 인렛 유로보다 넓은 제1 확장 유로; 상기 제1 확장 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 확장 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로보다 좁은 제1 축소 유로; 상기 제1 축소 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 축소 유로보다 넓은 제2 확장 유로; 상기 제2 확장 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제1 확장 유로 및 상기 제2 확장 유로보다 넓은 배출 유로; 및 상기 유체에 포함된 기포의 붕괴를 촉진하기 위해 상기 포커싱 유로와 상기 배출 유로 사이에 배치되고, 상기 액체가 통과할 수 있는 액셀러레이터 홀을 갖는 액셀러레이터를 포함한다.Meanwhile, in order to solve the problems described above, a fluid processing device according to another embodiment of the present invention includes a focusing passage into which fluid flows; an inlet passage connected to the focusing passage to allow the fluid to flow from the focusing passage, and narrower than the focusing passage; a first expansion passage connected to the inlet passage to allow the fluid to flow from the inlet passage, and wider than the inlet passage; a first reduced flow path connected to the first expanded flow path to allow the fluid to flow from the first expanded flow path, and narrower than the first expanded flow path; a second expanded flow path connected to the first reduced flow path to allow the fluid to flow from the first reduced flow path, and wider than the first reduced flow path; a discharge passage into which the fluid passing through the second expansion passage is introduced, and which is wider than the first expansion passage and the second expansion passage; and an accelerator disposed between the focusing flow path and the discharge flow path to promote collapse of bubbles contained in the fluid, and having an accelerator hole through which the liquid can pass.
상기 액셀러레이터는 상기 제2 확장 유로와 상기 배출 유로 사이에 배치될 수 있다.The accelerator may be disposed between the second expansion flow path and the discharge flow path.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 액셀러레이터 홀과 상기 배출 유로를 연결하는 연결 유로를 포함하고, 상기 연결 유로는, 적어도 일부분의 직경이 상기 유체의 흐름 방향을 따라 점진적으로 증가할 수 있다.A fluid processing device according to another embodiment of the present invention includes a connection passage connecting the accelerator hole and the discharge passage, wherein the diameter of at least a portion of the connection passage gradually increases along the flow direction of the fluid. can do.
상기 액셀러레이터는, 상기 제1 확장 유로와 상기 제1 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀을 갖는 제1 액셀러레이터; 및 상기 제2 확장 유로와 상기 배출 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀을 갖는 제2 액셀러레이터를 포함할 수 있다.The accelerator may include: a first accelerator disposed between the first expansion flow path and the first reduction flow path and having a first accelerator hole through which the fluid can pass; and a second accelerator disposed between the second expansion flow path and the discharge flow path and having a second accelerator hole through which the fluid can pass.
상기 액셀러레이터는 상기 제1 확장 유로와 상기 제2 확장 유로 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.The accelerator may be disposed in at least one of the first expansion flow path and the second expansion flow path.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 유체를 선회시켜 상기 포커싱 유로로 유동시킬 수 있도록 상기 유체의 흐름 방향을 기준으로 상기 포커싱 유로보다 상류 측에 배치되는 스크류를 포함할 수 있다.A fluid processing device according to another embodiment of the present invention may include a screw disposed upstream of the focusing passage based on the flow direction of the fluid so as to rotate the fluid and allow it to flow into the focusing passage. .
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유체 처리 장치는, 상기 액셀러레이터를 수용하고, 상기 배출 유로가 형성된 중공형의 외부 바디; 및 상기 외부 바디에 수용되고, 상기 포커싱 유로와, 상기 인렛 유로와, 상기 제1 확장 유로와, 상기 제1 축소 유로와, 상기 제2 확장 유로가 형성된 가이드 어셈블리를 포함할 수 있다.A fluid processing device according to another embodiment of the present invention includes a hollow external body accommodating the accelerator and having the discharge flow path formed thereon; and a guide assembly accommodated in the external body and formed with the focusing passage, the inlet passage, the first expansion passage, the first reduction passage, and the second expansion passage.
상기 가이드 어셈블리는 상기 유체를 양전하로 마찰 대전시키는 소재로 이루어질 수 있다.The guide assembly may be made of a material that frictionally charges the fluid with a positive charge.
본 발명에 따른 유체 처리 장치는 유동하는 유체의 공동 현상과, 마찰 대전을 통해 계면에 음전하 밀도가 높은 미세한 기포를 대량으로 발생시키고, 기포를 유체 속에서 붕괴시켜 플라즈마를 발생시킴으로써 유체를 이온화 또는 분해할 수 있다.The fluid processing device according to the present invention generates a large amount of fine bubbles with a high negative charge density at the interface through cavitation of the flowing fluid and friction charging, and ionizes or decomposes the fluid by collapsing the bubbles in the fluid to generate plasma. can do.
또한, 본 발명에 따른 유체 처리 장치는 외부의 전원이나 전극 없이 유체를 이온화 또는 분해할 수 있고, 적은 에너지로 유체를 효율적으로 처리할 수 있다.Additionally, the fluid processing device according to the present invention can ionize or decompose fluid without an external power source or electrode, and can efficiently process fluid with little energy.
또한, 본 발명에 따른 유체 처리 장치는 적은 투입 비용으로 기능수 또는 활성수를 대량 생산할 수 있다.Additionally, the fluid processing device according to the present invention can mass-produce functional water or activated water at low input cost.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않고, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The various and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above-described contents, and further various effects are included in the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 포함하는 유체 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows a fluid processing system including a fluid processing device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 나타낸 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a fluid processing device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 일부분을 확대하여 나타낸 것이다.Figure 3 shows an enlarged portion of Figure 2.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치의 외부 바디를 나타낸 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing the external body of a fluid processing device according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치의 일부분을 분리하여 나타낸 것이다.Figure 5 shows a portion of a fluid processing device in isolation according to an embodiment of the present invention.
도 6 내지 도 13은 본 발명에 따른 유체 처리 장치의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.6 to 13 show various modifications of the fluid processing device according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 유체 처리 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the fluid processing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 포함하는 유체 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치를 나타낸 단면도이다.FIG. 1 schematically shows a fluid processing system including a fluid processing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a fluid processing device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 유체 공급 장치(10)로부터 유체를 공급받고 외부의 전원이나 전극 없이 유동하는 유체를 마찰 대전시켜 유체 내에 플라즈마를 발생시키고, 이를 통해 유체를 이온화시켜 처리할 수 있다. 유체 처리 장치(100)에 의해 처리된 유체는 유체 저장 장치(20)에 저장될 수 있다.The fluid processing device 100 according to an embodiment of the present invention receives fluid from the fluid supply device 10 and frictionally charges the flowing fluid without an external power source or electrode to generate plasma in the fluid, thereby It can be treated by ionizing it. Fluid treated by the fluid processing device 100 may be stored in the fluid storage device 20.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 다양한 유체를 처리할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 물을 플라즈마 처리하여 하이드로늄 이온(H3O+)이 풍부한 플라즈마 활성수를 생성할 수 있다. 유체 공급 장치(10)는 플라즈마 활성수를 만드는데 필요한 물을 유체 처리 장치(100)에 공급하고, 유체 저장 장치(20)는 유체 처리 장치(100)에 의해 생성된 플라즈마 활성수를 저장할 수 있다. 유체 처리 장치(100)에 공급되는 물은 이물질이 제거되어 전기 전도도가 낮고 전기 저항이 크게 전처리된 물일 수 있다.The fluid processing device 100 according to an embodiment of the present invention can process various fluids. For example, the fluid processing device 100 according to an embodiment of the present invention can generate plasma activated water rich in hydronium ions (H 3 O + ) by plasma treating water. The fluid supply device 10 supplies water needed to create plasma activated water to the fluid processing device 100, and the fluid storage device 20 can store the plasma activated water generated by the fluid processing device 100. The water supplied to the fluid processing device 100 may be pretreated water to have foreign substances removed and have low electrical conductivity and high electrical resistance.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(140) 및 액셀러레이터(170)를 포함한다.As shown in the drawing, the fluid processing device 100 according to an embodiment of the present invention includes an external body 110, a screw 130 accommodated inside the external body 110, a guide assembly 140, and Includes an accelerator 170.
외부 바디(110)는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(140)를 수용할 수 있는 중공형으로 이루어진다. 도 2 내지 도 4에 나타낸 것과 같이, 외부 바디(110)의 내부에는 외부 바디(110)를 길이 방향으로 관통하는 관통 홀(111)이 형성된다. 관통 홀(111)은 유체가 흐를 수 있는 유체의 흐름 경로를 형성할 수 있다. 관통 홀(111) 속에 스크류(130) 및 가이드 어셈블리(140)가 수용된다. 또한, 관통 홀(111)에는 유체를 스크류(130)로 가이드하기 위한 연결 튜브(180)의 적어도 일부가 수용될 수 있다.The external body 110 is hollow to accommodate the screw 130 and the guide assembly 140. As shown in Figures 2 to 4, a through hole 111 is formed inside the outer body 110, penetrating the outer body 110 in the longitudinal direction. The through hole 111 may form a fluid flow path through which fluid can flow. A screw 130 and a guide assembly 140 are accommodated in the through hole 111. Additionally, at least a portion of the connecting tube 180 for guiding fluid to the screw 130 may be accommodated in the through hole 111.
관통 홀(111) 중 일부분은 가이드 어셈블리(140)를 통과한 유체가 흐를 수 있는 배출 유로(113)를 이룬다. 배출 유로(113)는 가이드 어셈블리(140)에 구비되는 유로들보다 넓다. 또한, 관통 홀(111) 중 가이드 어셈블리(140)와 연결 튜브(180)의 사이에 있는 부분은 유체가 유동할 수 있도록 가이드 어셈블리(140)와 연결 튜브(180)를 연결하는 진입 유로(115)를 이루고, 진입 유로(115)에 스크류(130)가 배치된다. 또한, 관통 홀(111) 중 다른 부분은 액셀러레이터(170)가 수용되는 중간 유로(116)을 이룰 수 있다.A portion of the through hole 111 forms a discharge passage 113 through which fluid passing through the guide assembly 140 can flow. The discharge passage 113 is wider than the passages provided in the guide assembly 140. In addition, the portion of the through hole 111 between the guide assembly 140 and the connecting tube 180 is an entry passage 115 that connects the guide assembly 140 and the connecting tube 180 so that fluid can flow. , and a screw 130 is disposed in the entry passage 115. Additionally, another portion of the through hole 111 may form an intermediate flow path 116 in which the accelerator 170 is accommodated.
외부 바디(110)의 내측에는 가이드 어셈블리(140)의 움직임을 제한하기 위한 렛지(118)가 구비된다. 렛지(118)는 외부 바디(110)의 내면으로부터 돌출된다. 렛지(118)는 가이드 어셈블리(140)의 단부와 접함으로써 가이드 어셈블리(140)를 유체의 흐름 방향(A)으로 움직이지 못하도록 가이드 어셈블리(140)의 움직임을 구속할 수 있다. 렛지(118)는 링 모양 또는 가이드 어셈블리(140)의 단부와 접할 수 있는 다양한 다른 모양으로 이루어질 수 있다.A ledge 118 is provided on the inside of the external body 110 to limit the movement of the guide assembly 140. The ledge 118 protrudes from the inner surface of the outer body 110. The ledge 118 may restrict the movement of the guide assembly 140 by contacting the end of the guide assembly 140 to prevent the guide assembly 140 from moving in the fluid flow direction A. The ledge 118 may be ring-shaped or in various other shapes that may contact the end of the guide assembly 140.
렛지(118)는 확대부(120)와 접촉부(122)를 포함한다. 접촉부(122)는 가이드 어셈블리(140)와 접촉할 수 있도록 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 확대부(120)보다 상류 측에 배치된다.The ledge 118 includes an enlarged portion 120 and a contact portion 122. The contact portion 122 is disposed upstream of the enlarged portion 120 based on the fluid flow direction A so as to contact the guide assembly 140.
확대부(120)는 가이드 어셈블리(140)의 끝단으로부터 멀어지는 방향으로 직경이 점진적으로 확대되는 곡면형으로 이루어진다. 확대부(120)의 양쪽 단부에는 제1 확대부 연결부(120a) 및 제2 확대부 연결부(120b)가 각각 구비된다. 제1 확대부 연결부(120a)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 제2 확대부 연결부(120b)보다 상류 측에 배치된다. 제1 확대부 연결부(120a)는 일정한 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 제2 확대부 연결부(120b)는 일정한 곡률 반경을 갖는 오록한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 제1 확대부 연결부(120a)의 곡률 반경과 제2 확대부 연결부(120b)의 곡률 반경은 같거나, 또는 다를 수 있다. 제2 확대부 연결부(120b)는 배출 유로(113)의 둘레를 경계짓는 외부 바디(110)의 내면과 완만한 경사를 이루며 연결될 수 있다.The enlarged portion 120 has a curved shape whose diameter gradually increases in a direction away from the end of the guide assembly 140. A first enlarged part connection part 120a and a second enlarged part connection part 120b are provided at both ends of the enlarged part 120, respectively. The first enlarged part connection part 120a is disposed upstream of the second enlarged part connection part 120b based on the fluid flow direction A. The first enlarged portion connection portion 120a may be formed in a convex curved shape with a constant radius of curvature. The second enlarged portion connection portion 120b may be formed in a concave curved shape with a constant radius of curvature. The radius of curvature of the first enlarged portion connecting portion 120a and the radius of curvature of the second enlarged portion connecting portion 120b may be the same or different. The second enlarged portion connection portion 120b may be connected to the inner surface of the external body 110 that borders the discharge passage 113 at a gentle slope.
확대부(120)는 가이드 어셈블리(140)와 배출 유로(113) 사이에 완만한 경사각으로 확대되는 유로를 형성할 수 있다. 유체가 접촉하는 외부 바디(110)의 내면에 모서리가 있으면 그 모서리에 전하가 집중되는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 유체 처리 장치(100)는 가이드 어셈블리(140)와 배출 유로(113) 사이에 확대부(120)가 구비됨으로써, 가이드 어셈블리(140)와 배출 유로(113) 사이에 전하가 집중되거나, 전하의 집중으로 인해 외부 바디(110)나 가이드 어셈블리(140)가 손상되거나 파손되는 문제를 줄일 수 있다.The enlarged portion 120 may form a flow path that expands at a gentle inclination angle between the guide assembly 140 and the discharge flow path 113. If there is a corner on the inner surface of the external body 110 in contact with the fluid, a problem may occur where electric charges are concentrated at the corner. The fluid processing device 100 according to the present invention is provided with an enlarged portion 120 between the guide assembly 140 and the discharge passage 113, so that electric charges are concentrated between the guide assembly 140 and the discharge passage 113. , the problem of the external body 110 or the guide assembly 140 being damaged or broken due to concentration of electric charges can be reduced.
접촉부(122)는 가이드 어셈블리(140)와 안정적으로 접촉할 수 있도록 유체의 흐름 방향을 따라 내경이 점진적으로 감소되는 형상으로 이루어진다. 접촉부(122)의 양쪽 단부에는 제1 접촉부 연결부(122a) 및 제2 접촉부 연결부(122b)가 각각 구비된다. 제1 접촉부 연결부(122a)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 제2 접촉부 연결부(122b)보다 상류 측에 배치된다. 제1 접촉부 연결부(122a)는 일정한 곡률 반경을 갖는 오목한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 제2 접촉부 연결부(122b)는 일정한 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 접촉부 연결부(122a)는 임의의 제1 곡률 반경을 갖는 곡면형으로 이루어지고, 제2 접촉부 연결부(122b)는 임의의 제2 곡률 반경을 갖는 곡면형으로 이루어질 수 있다. 제1 곡률 반경과 제2 곡률 반경은 같거나, 또는 다를 수 있다.The contact portion 122 has a shape whose inner diameter is gradually reduced along the flow direction of the fluid so as to stably contact the guide assembly 140. A first contact connection portion 122a and a second contact connection portion 122b are provided at both ends of the contact portion 122, respectively. The first contact connection portion 122a is disposed upstream of the second contact connection portion 122b based on the fluid flow direction A. The first contact connection portion 122a may be formed in a concave curved shape with a constant radius of curvature. The second contact connection portion 122b may be formed in a convex curved shape with a constant radius of curvature. For example, the first contact connection part 122a may be formed in a curved shape with an arbitrary first radius of curvature, and the second contact connection part 122b may be formed in a curved shape with an arbitrary second radius of curvature. The first radius of curvature and the second radius of curvature may be the same or different.
제1 접촉부 연결부(122a)의 곡률 반경은 위의 치수로 한정되는 것은 아니며, 가이드 어셈블리(140)의 외경이나 외부 바디(110)의 내경 크기 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The radius of curvature of the first contact connection portion 122a is not limited to the above dimensions, and may vary depending on the outer diameter of the guide assembly 140 or the inner diameter size of the external body 110.
외부 바디(110)는 절연성 소재로 이루어진다. 예를 들어, 외부 바디(110)는 아크릴, 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지 소재, 또는 다양한 유전체로 이루어질 수 있다.The outer body 110 is made of an insulating material. For example, the external body 110 may be made of synthetic resin materials such as acrylic and engineering plastic, or various dielectric materials.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 스크류(130)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 가이드 어셈블리(140)보다 상류 측에 배치되며, 유체를 선회시켜 가이드 어셈블리(140)로 유동시킬 수 있다. 스크류(130)는 음전하로 마찰 대전되기 쉬운 물질, 즉 유체를 양전하로 마찰 대전시킬 수 있는 소재로 이루어지는 것이 좋다. 예를 들어, 스크류(130)는 아크릴, 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지 소재, 또는 다양한 유전체로 이루어질 수 있다.Referring to FIGS. 2, 3, and 5, the screw 130 is disposed upstream of the guide assembly 140 based on the fluid flow direction A, and rotates the fluid to flow into the guide assembly 140. You can do it. The screw 130 is preferably made of a material that is easily frictionally charged with a negative charge, that is, a material that can frictionally charge a fluid with a positive charge. For example, the screw 130 may be made of synthetic resin materials such as acrylic and engineering plastic, or various dielectric materials.
스크류(130)는 유체의 와류를 발생시키기 위한 블레이드(131)를 갖는다. 블레이드(131)는 유체를 선회시켜 와류를 발생시킬 수 있는 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 블레이드(131)를 통과하는 유체는 소용돌이치며 유동할 수 있다. 유체가 스크류(130)를 빠르게 통과할 때 유체 압력의 급격한 변화로 인해 공동 현상이 발생하고, 이에 의해 유체 속에 미세한 기포(B, 예를 들어, 직경 50㎛ 이하)가 발생하게 된다. 또한, 유체는 스크류(130)를 빠르게 통과할 때 양전하로 마찰 대전될 수 있다. 스크류(130)는 와류 가이드로 명명될 수 있다.The screw 130 has blades 131 for generating vortices in the fluid. The blade 131 may be shaped to generate a vortex by rotating the fluid. Accordingly, the fluid passing through the blade 131 may flow while swirling. When the fluid quickly passes through the screw 130, a cavitation phenomenon occurs due to a rapid change in fluid pressure, which causes fine bubbles (B, for example, 50 μm in diameter or less) to be generated in the fluid. Additionally, the fluid may be frictionally charged with a positive charge when it quickly passes through the screw 130. The screw 130 may be referred to as a vortex guide.
스크류(130)는 외부 바디(110)에 압입되는 방식, 가이드 어셈블리(140)와 연결 튜브(180) 사이에 끼어 고정되는 방식 등 다양한 방식으로 가이드 어셈블리(140)와 연결 튜브(180) 사이의 진입 유로(115)에 고정될 수 있다. 따라서, 스크류(130)는 회전하지 않고 유체를 선회시킬 수 있다. 스크류(130)가 유동하는 유체에 의해 회전하게 되면 유체와 스크류(130) 간의 마찰 대전 효율이 떨어질 수 있다. 이에 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 스크류(130)가 고정된 상태로 유체를 가이드함으로써 유체의 마찰 대전 효율을 높일 수 있다.The screw 130 enters between the guide assembly 140 and the connecting tube 180 in various ways, such as being press-fitted into the external body 110 or fixed between the guide assembly 140 and the connecting tube 180. It may be fixed to the flow path 115. Accordingly, the screw 130 can rotate the fluid without rotating. When the screw 130 is rotated by the flowing fluid, the friction charging efficiency between the fluid and the screw 130 may decrease. On the other hand, the fluid processing device 100 according to an embodiment of the present invention guides the fluid with the screw 130 fixed, thereby increasing the friction charging efficiency of the fluid.
도면에는 스크류(130)가 진입 유로(115)의 직경에 대응하는 직경을 갖는 것으로 나타냈으나, 스크류(130)는 진입 유로(115)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다.In the drawing, the screw 130 is shown as having a diameter corresponding to the diameter of the entry passage 115, but the screw 130 may have a diameter smaller than the diameter of the entry passage 115.
가이드 어셈블리(140)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 스크류(130)보다 하류 측에 위치한다. 가이드 어셈블리(140)는 유체가 통과하는 제1 유로(164) 및 제2 유로(166)를 제공할 수 있다. 본 명세서에서 제1 유로(164)는 기포 형성 유로(164)로 명명되고, 제2 유로(166)는 반응 유로(166)로 명명될 수 있다. 기포 형성 유로(164)는 이를 따라 유동하는 유체 중에 기포(B)를 형성시키도록 구성된다. 반응 유로(166)는 이를 따라 유동하는 유체에 포함된 기포(B)를 붕괴시키도록 구성된다. 제1 유로(164)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 제2 유로(166)보다 상류 측에 배치된다.The guide assembly 140 is located downstream of the screw 130 based on the fluid flow direction (A). The guide assembly 140 may provide a first flow path 164 and a second flow path 166 through which fluid passes. In this specification, the first flow path 164 may be referred to as a bubble forming flow path 164, and the second flow path 166 may be referred to as a reaction flow path 166. The bubble forming flow path 164 is configured to form bubbles B in the fluid flowing along it. The reaction passage 166 is configured to collapse bubbles B contained in the fluid flowing along it. The first flow path 164 is disposed upstream of the second flow path 166 based on the fluid flow direction (A).
가이드 어셈블리(140)는 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)를 포함한다. 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 차례로 배치된다. 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 음전하로 마찰 대전되기 쉬운 물질, 즉 유체를 양전하로 마찰 대전시킬 수 있는 소재로 이루어지는 것이 좋다. 예를 들어, 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 아크릴, 엔지니어링 플라스틱 등의 합성수지 소재, 또는 다양한 유전체로 이루어질 수 있다.The guide assembly 140 includes an inlet guide 141, a first extended flow path guide 145, a reduced flow path guide 148, a second expanded flow path guide 151, and a connection guide 154. The inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 are aligned along the fluid flow direction (A). are placed sequentially. The inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 are made of a material that is easily frictionally charged with a negative charge, that is, It is preferable that it is made of a material that can triboelectrically charge the fluid with a positive charge. For example, the inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 are made of acrylic, engineering plastic, etc. It may be made of synthetic resin material or various dielectrics.
인렛 가이드(141)는 스크류(130)를 통과한 유체가 유입될 수 있도록 스크류(130)와 접하거나, 또는 스크류(130)와 인접하게 배치될 수 있다. 인렛 가이드(141)는 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)를 포함한다. 포커싱 유로(142)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 직경이 점진적으로 감소하는 형태로 이루어진다. 포커싱 유로(142)는 스크류(130)를 통과하는 유체를 인렛 유로(143)로 가이드할 수 있다. 즉, 유체는 포커싱 유로(142)를 따라 유동하여 인렛 유로(143)에 집중될 수 있다. 인렛 유로(143)는 포커싱 유로(142)로부터 유체가 유입되도록 포커싱 유로(142)와 연결된다. 인렛 유로(143)는 포커싱 유로(142)보다 좁아 유체의 유속을 높임으로써 마찰 대전 효과를 증대시킬 수 있다. 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)가 연결되는 부분에서 포커싱 유로(142)의 직경과 인렛 유로(143)의 직경은 같다.The inlet guide 141 may be in contact with the screw 130 or disposed adjacent to the screw 130 so that fluid passing through the screw 130 can flow in. The inlet guide 141 includes a focusing flow path 142 and an inlet flow path 143. The focusing flow path 142 has a shape whose diameter gradually decreases along the fluid flow direction (A). The focusing flow path 142 may guide the fluid passing through the screw 130 to the inlet flow path 143. That is, the fluid may flow along the focusing flow path 142 and be concentrated in the inlet flow path 143. The inlet flow path 143 is connected to the focusing flow path 142 so that fluid flows in from the focusing flow path 142. The inlet flow path 143 is narrower than the focusing flow path 142, so the friction charging effect can be increased by increasing the flow rate of the fluid. At the portion where the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 are connected, the diameter of the focusing flow path 142 and the diameter of the inlet flow path 143 are the same.
인렛 가이드(141)는 제1 유로(164)를 제공할 수 있다. 즉, 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)는 스크류(130)가 배치되는 진입 유로(115)와 함께 제1 유로(164)를 형성한다. 유체는 제1 유로(164)에서 와류를 발생하면서 유동할 수 있고, 스크류(130) 및 인렛 가이드(141)와의 마찰로 인해 양전하로 마찰 대전될 수 있다. 이때, 스크류(130)와 인렛 가이드(141)는 음전하로 마찰 대전될 수 있다. 또한, 유체가 제1 유로(164)를 통과할 때 공동 현상으로 인해 유체에 미세한 기포(B)가 발생하게 된다. 유체가 양전하로 대전될 때, 유체 속 기포(B)의 계면에는 음전하가 집중된다.The inlet guide 141 may provide a first flow path 164. That is, the focusing passage 142 and the inlet passage 143 of the inlet guide 141 form the first passage 164 together with the entry passage 115 where the screw 130 is disposed. The fluid may flow while generating a vortex in the first flow path 164, and may be frictionally charged with a positive charge due to friction with the screw 130 and the inlet guide 141. At this time, the screw 130 and the inlet guide 141 may be frictionally charged with a negative charge. Additionally, when the fluid passes through the first flow path 164, fine bubbles B are generated in the fluid due to cavitation. When the fluid is positively charged, negative charges are concentrated at the interface of the bubbles (B) in the fluid.
유체가 제1 유로(164)를 통과할 때 유체 중에 기포(B)가 대량으로 발생하지만, 유체 중에 기포(B)가 발생하는 영역이 제1 유로(164)로 한정되는 것은 아니다. 즉, 유체가 제2 유로(166)를 통과할 때에도 유체 중에 기포(B)가 발생할 수 있다.When the fluid passes through the first flow path 164, a large amount of bubbles B are generated in the fluid. However, the area where the bubbles B are generated in the fluid is not limited to the first flow path 164. That is, even when the fluid passes through the second flow path 166, bubbles B may be generated in the fluid.
제1 확장 유로 가이드(145)는 인렛 가이드(141)를 통과한 유체가 유입되도록 인렛 가이드(141)와 접하거나, 또는 인렛 가이드(141)와 인접하게 배치될 수 있다. 제1 확장 유로 가이드(145)는 제1 확장 유로(146)를 갖는다. 인렛 유로(143)를 통과하는 유체가 제1 확장 유로(146)로 유입된다. 제1 확장 유로(146)의 직경은 인렛 유로(143)의 직경보다 크다. 좁은 인렛 유로(143)를 통과한 유체는 제1 확장 유로(146)로 유입되면서 압력이 낮아지게 되고, 제1 확장 유로(146)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다.The first extended flow path guide 145 may be in contact with the inlet guide 141 or may be disposed adjacent to the inlet guide 141 so that the fluid that has passed through the inlet guide 141 flows in. The first expanded flow path guide 145 has a first expanded flow path 146. Fluid passing through the inlet flow path 143 flows into the first expansion flow path 146. The diameter of the first expansion flow path 146 is larger than the diameter of the inlet flow path 143. The pressure of the fluid that has passed through the narrow inlet passage 143 flows into the first expansion passage 146, and the bubbles B in the fluid may expand in the first expansion passage 146.
축소 유로 가이드(148)는 제1 확장 유로 가이드(145)를 통과한 유체가 유입되도록 제1 확장 유로 가이드(145)와 접하거나, 또는 제1 확장 유로 가이드(145)와 인접하게 배치될 수 있다. 축소 유로 가이드(148)는 제1 축소 유로(149)를 갖는다. 제1 축소 유로(149)의 직경은 제1 확장 유로(146)의 직경보다 작다. 따라서, 제1 확장 유로(146)를 통과한 유체는 제1 축소 유로(149)로 유입되면서 압력이 상승하게 되고, 제1 축소 유로(149)에서 유체 속의 기포(B)는 축소될 수 있다.The reduced flow path guide 148 may be in contact with the first expanded flow path guide 145 or disposed adjacent to the first expanded flow path guide 145 to allow fluid that has passed through the first expanded flow path guide 145 to flow in. . The reduced flow path guide 148 has a first reduced flow path 149. The diameter of the first reduced flow path 149 is smaller than the diameter of the first expanded flow path 146. Accordingly, the pressure of the fluid that has passed through the first expansion passage 146 flows into the first reduction passage 149, and the bubbles B in the fluid may be reduced in the first reduction passage 149.
제2 확장 유로 가이드(151)는 축소 유로 가이드(148)를 통과한 유체가 유입되도록 축소 유로 가이드(148)와 접하거나, 또는 축소 유로 가이드(148)와 인접하게 배치될 수 있다. 제2 확장 유로 가이드(151)는 제2 확장 유로(152)를 갖는다. 제1 축소 유로(149)를 통과하는 유체가 제2 확장 유로(152)로 유입된다. 제2 확장 유로(152)의 직경은 제1 축소 유로(149)의 직경보다 크다. 상대적으로 좁은 제1 축소 유로(149)를 통과한 유체는 제2 확장 유로(152)로 유입되면서 압력이 낮아지게 되고, 제2 확장 유로(152)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다.The second expanded flow path guide 151 may be in contact with the reduced flow channel guide 148 or disposed adjacent to the reduced flow channel guide 148 so that the fluid that has passed through the reduced flow channel guide 148 flows in. The second expanded flow path guide 151 has a second expanded flow path 152. Fluid passing through the first reduced flow path 149 flows into the second expanded flow path 152. The diameter of the second expanded flow path 152 is larger than the diameter of the first reduced flow path 149. The pressure of the fluid that has passed through the relatively narrow first reduction passage 149 flows into the second expansion passage 152, and the bubbles B in the fluid may expand in the second expansion passage 152. .
연결 가이드(154)는 제2 확장 유로 가이드(151)를 통과한 유체가 유입되도록 제2 확장 유로 가이드(151)보다 하류 측에 배치된다. 연결 가이드(154)는 제2 축소 유로(155) 및 연결 유로(156)를 갖는다. 제2 확장 유로(152)를 통과하는 유체가 제2 축소 유로(155)로 유입될 수 있다. 제2 축소 유로(155)의 직경은 제2 확장 유로(152)의 직경보다 작다. 따라서, 제2 확장 유로(152)를 통과한 유체는 제2 축소 유로(155)로 유입되면서 압력이 상승하게 되고, 제2 축소 유로(155)에서 유체 속의 기포(B)는 축소될 수 있다.The connection guide 154 is disposed downstream of the second expansion flow path guide 151 so that the fluid that has passed through the second expansion flow path guide 151 flows in. The connection guide 154 has a second reduced flow path 155 and a connection flow path 156. Fluid passing through the second expanded flow path 152 may flow into the second reduced flow path 155. The diameter of the second reduced flow path 155 is smaller than the diameter of the second expanded flow path 152. Accordingly, the pressure of the fluid that has passed through the second expansion passage 152 flows into the second reduction passage 155, and the bubbles B in the fluid may be reduced in the second reduction passage 155.
연결 유로(156)는 제2 축소 유로(155)와 배출 유로(113)를 연결한다. 연결 유로(156)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 직경이 점진적으로 증가하는 형태로 이루어진다. 연결 유로(156)는, 제2 축소 유로(155)와 연결되는 부분의 직경이 제2 축소 유로(155)의 직경과 같고, 배출 유로(113)와 연결되는 부분의 직경이 제2 축소 유로(155)의 직경보다는 크다. 또한, 연결 유로(156)는 배출 유로(113)와 연결되는 부분의 직경이 배출 유로(113)의 직경보다 작다. 연결 유로(156)는 제2 축소 유로(155)에서 배출 유로(113) 방향으로 점진적으로 확대됨으로써 제2 축소 유로(155)를 통과하는 유체를 더욱 원활하게 배출 유로(113)로 배출시킬 수 있다.The connection flow path 156 connects the second reduction flow path 155 and the discharge flow path 113. The connection passage 156 has a diameter whose diameter gradually increases along the fluid flow direction (A). The connection flow path 156 has a diameter of the part connected to the second reduced flow path 155 and is the same as the diameter of the second reduced flow path 155, and the diameter of the part connected to the discharge flow path 113 is the second reduced flow path ( 155) is larger than the diameter. In addition, the diameter of the connection passage 156 connected to the discharge passage 113 is smaller than the diameter of the discharge passage 113. The connection passage 156 is gradually expanded from the second reduction passage 155 toward the discharge passage 113, so that the fluid passing through the second reduction passage 155 can be more smoothly discharged into the discharge passage 113. .
연결 가이드(154)의 내면에는 연결 유로(156)의 둘레를 경계짓도록 연결 유로(156)의 중심선에 대해 경사진 형태의 경사면(158)이 구비된다.The inner surface of the connection guide 154 is provided with an inclined surface 158 that is inclined with respect to the center line of the connection passage 156 to border the circumference of the connection passage 156.
연결 가이드(154)에는 외부 바디(110)의 접촉부(122)에 대응하는 경사부(160)가 구비된다. 경사부(160)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 외경이 점진적으로 감소되는 형상으로 연결 가이드(154)의 외면에 마련된다. 경사부(160)의 양쪽 단부에는 제1 경사부 연결부(160a) 및 제2 경사부 연결부(160b)가 각각 구비된다. 제1 경사부 연결부(160a)는 일정한 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 제2 경사부 연결부(160b)는 일정한 곡률 반경을 갖는 오록한 곡면형으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 경사부 연결부(160a)는 접촉부(122)의 제1 접촉부 연결부(122a)과 같이 제1 곡률 반경을 갖는 곡면형으로 이루어지고, 제2 경사부 연결부(160b)는 접촉부(122)의 제2 접촉부 연결부(122b)와 같이 제2 곡률 반경을 갖는 곡면형으로 이루어질 수 있다.The connection guide 154 is provided with an inclined portion 160 corresponding to the contact portion 122 of the external body 110. The inclined portion 160 is provided on the outer surface of the connection guide 154 in a shape whose outer diameter gradually decreases along the fluid flow direction A. A first inclined portion connection portion 160a and a second inclined portion connecting portion 160b are provided at both ends of the inclined portion 160, respectively. The first inclined portion connection portion 160a may be formed in a convex curved shape with a constant radius of curvature. The second inclined portion connection portion 160b may be formed in a concave curved shape with a constant radius of curvature. For example, the first inclined portion connection portion 160a is formed in a curved shape with a first radius of curvature like the first contact portion connecting portion 122a of the contact portion 122, and the second inclined portion connecting portion 160b is a contact portion ( Like the second contact connection portion 122b of 122), it may be formed in a curved shape with a second radius of curvature.
외부 바디(110)의 확대부(120)에 인접하는 연결 가이드(154)의 끝단의 가장자리 둘레에는 곡면형의 라운드부(162)가 구비된다. 가이드 어셈블리(140)의 끝단에 뾰족한 모서리가 있으면 그 모서리에 전하가 집중되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 연결 가이드(154)의 끝단 가장자리 둘레에 라운드부(162)가 마련됨으로써, 연결 가이드(154)의 끝단에 전하가 집중되거나, 전하의 집중으로 인해 연결 가이드(154)가 손상되거나 파손되는 문제를 줄일 수 있다.A curved round part 162 is provided around the edge of the end of the connection guide 154 adjacent to the enlarged part 120 of the external body 110. If there is a sharp edge at the end of the guide assembly 140, a problem may occur where electric charges are concentrated on the edge. Therefore, as the round portion 162 is provided around the end edge of the connection guide 154, charges are concentrated at the end of the connection guide 154, or the connection guide 154 is damaged or broken due to the concentration of charges. can be reduced.
제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 함께 제2 유로(166)를 제공할 수 있다. 즉, 제1 확장 유로 가이드(145)의 제1 확장 유로(146)와, 축소 유로 가이드(148)의 제1 축소 유로(149)와, 제2 확장 유로 가이드(151)의 제2 확장 유로(152)와, 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)가 액셀러레이터(170)가 수용되는 중간 유로(116)와 함께 제2 유로(166)를 형성한다. 제2 유로(166)는 유체의 급속한 압력 변화가 발생할 수 있도록 적어도 둘 이상의 구간에서 직경이 확대되는 형상을 갖는다. 제1 확장 유로(146)와 제2 확장 유로(152)가 제2 유로(166) 중에 직경 확대 구간을 형성할 수 있다. 따라서, 유체가 제2 유로(166)를 통과할 때 유체의 급속한 압력 변화가 발생하고, 유체 속의 기포(B)가 붕괴될 수 있다.The first expanded flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 may together provide a second flow path 166. That is, the first expansion passage 146 of the first expansion passage guide 145, the first reduction passage 149 of the reduction passage guide 148, and the second expansion passageway of the second expansion passage guide 151 ( 152) and the second reduced flow path 155 of the connection guide 154 form the second flow path 166 together with the middle flow path 116 in which the accelerator 170 is accommodated. The second flow path 166 has a shape whose diameter is enlarged in at least two sections so that a rapid change in pressure of the fluid can occur. The first expanded flow path 146 and the second expanded flow path 152 may form an enlarged diameter section in the second flow path 166. Therefore, when the fluid passes through the second flow path 166, a rapid change in pressure of the fluid occurs, and the bubbles B in the fluid may collapse.
계면에 음전하 밀도가 높은 미세한 기포(B)가 양전하로 대전된 유체 속에서 대량으로 붕괴할 때 고온(예를 들어, 12,000 ~ 14,000 K), 고압(예를 들어, 3,200,000 bar)의 플라즈마가 발생하게 된다. 그리고 유체 속에서 발생하는 플라즈마로 인해 유체가 이온화 또는 분해될 수 있다. 즉, 유체 속에서 발생하는 플라즈마에 의해 유체를 구성하는 물질이 화학분해될 수 있다.When fine bubbles (B) with a high density of negative charges at the interface collapse in large quantities in a positively charged fluid, plasma at high temperature (e.g., 12,000 to 14,000 K) and high pressure (e.g., 3,200,000 bar) is generated. do. Additionally, the fluid may be ionized or decomposed due to the plasma generated within the fluid. In other words, substances constituting the fluid may be chemically decomposed by plasma generated in the fluid.
유체가 제2 유로(166)를 통과할 때 유체 속 기포(B)가 대량으로 붕괴되지만, 기포(B)가 붕괴되는 영역이 제2 유로(166)로 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 유로(164)의 적어도 일부 영역에서 기포(B)의 붕괴가 발생할 수 있다.When the fluid passes through the second flow path 166, a large amount of bubbles B in the fluid collapse, but the area where the bubbles B collapse is not limited to the second flow path 166. That is, collapse of the bubbles B may occur in at least a portion of the first flow path 164.
액셀러레이터(170)는 제2 유로(166) 상에 배치되어 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 액셀러레이터(170)는 유체가 통과할 수 있는 액셀러레이터 홀(171)을 갖는다. 액셀러레이터 홀(171)은 제2 확장 유로(152)와 제2 축소 유로(155)를 연결한다. 액셀러레이터(170)는 가이드 어셈블리(140)보다 전기 전도도가 높은 재질로 이루어진다. 예를 들어, 액셀러레이터(170)는 금속으로 이루어질 수 있다. 금속으로 이루어지는 액셀러레이터(170)는 금속 인서트로 명명될 수 있다.The accelerator 170 is disposed on the second flow path 166 to promote the collapse of bubbles B contained in the fluid. The accelerator 170 has an accelerator hole 171 through which fluid can pass. The accelerator hole 171 connects the second expansion passage 152 and the second reduction passage 155. The accelerator 170 is made of a material with higher electrical conductivity than the guide assembly 140. For example, the accelerator 170 may be made of metal. The accelerator 170 made of metal may be called a metal insert.
액셀러레이터(170)는 음전하를 저장하는 저장체로서 작용할 수 있다. 액셀러레이터(170)는 음전하를 저장하여 계면에 음전하가 집중된 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다. 또한, 액셀러레이터(170)는 유체 중에 전기장을 형성함으로써 계면에 음전하가 집중된 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다. 또한, 액셀러레이터(170)는 척력에 의해 기포들(B)을 반응 유로(166)의 중심부에 집중되도록 함으로써 플라즈마가 반응 유로(166)의 중심부를 따라 안정적으로 발생하도록 유도할 수 있다.The accelerator 170 may function as a storage body that stores negative charges. The accelerator 170 stores negative charges and applies a repulsive force to the bubbles B where negative charges are concentrated at the interface, thereby promoting the collapse of the bubbles B. Additionally, the accelerator 170 can promote the collapse of the bubbles (B) in which negative charges are concentrated at the interface by forming an electric field in the fluid. Additionally, the accelerator 170 can induce plasma to be stably generated along the center of the reaction passage 166 by concentrating the bubbles B in the center of the reaction passage 166 through repulsion.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)에 의한 유체 처리 과정에 대해 보다 상세히 설명한다.Below, the fluid processing process by the fluid processing device 100 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
유체 공급 장치(10)로부터 고압의 유체가 공급될 때, 고압의 유체는 먼저 제1 유로(164) 즉 기포 형성 유로(164)를 통과하게 된다.When high-pressure fluid is supplied from the fluid supply device 10, the high-pressure fluid first passes through the first flow path 164, that is, the bubble forming flow path 164.
구체적으로, 유체는 먼저 스크류(130)를 통과하게 된다. 스크류(130)의 블레이드(131)를 따라 빠르게 유동하는 유체는 와류를 발생하게 된다. 이때, 유체 압력의 급격한 변화로 인해 공동 현상이 발생하고, 이에 의해 유체 속에 미세한 기포(B)가 발생하게 된다. 스크류(130)를 통과한 유체는 와류를 일으키면서 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)를 차례로 통과하게 된다. 이때, 유체는 양전하로 마찰 대전되고, 유체 속 기포(B)의 계면에는 음전하가 집중된다.Specifically, the fluid first passes through the screw 130. Fluid flowing quickly along the blade 131 of the screw 130 generates a vortex. At this time, a cavitation phenomenon occurs due to a rapid change in fluid pressure, which causes fine bubbles (B) to be generated in the fluid. The fluid passing through the screw 130 generates a vortex and sequentially passes through the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141. At this time, the fluid is frictionally charged with positive charges, and negative charges are concentrated at the interface of the bubbles (B) in the fluid.
이와 같이, 기포 형성 유로(164)를 통과하면서 기포(B)가 발생한 유체는 제2 유로(166) 즉 반응 유로(166)로 유입되어 급격한 압력 변화를 일으키면서 유동하게 된다.In this way, the fluid in which bubbles B are generated while passing through the bubble forming flow path 164 flows into the second flow path 166, that is, the reaction flow path 166, causing a rapid change in pressure.
구체적으로, 기포 형성 유로(164)를 통과한 유체는 먼저 제1 확장 유로(146)로 유입되면서 압력이 급격하게 낮아지게 된다. 제1 확장 유로(146)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다. 계속해서, 제1 확장 유로(146)를 통과한 유체는 제1 축소 유로(149)로 유입되면서 압력이 급격하게 상승하게 된다. 제1 축소 유로(149)에서 유체 속의 기포(B)는 축소될 수 있다. 계속해서, 제1 축소 유로(149)를 통과한 유체는 제2 확장 유로(152)로 유입되면서 압력이 급격하게 낮아지게 된다. 제2 확장 유로(152)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다. 계속해서, 제2 확장 유로(152)를 통과한 유체는 액셀러레이터(170)의 액셀러레이터 홀(171) 및 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)로 유입되면서 압력이 급격하게 상승하게 된다. 제2 축소 유로(155)에서 유체 속의 기포(B)는 축소될 수 있다.Specifically, the fluid that has passed through the bubble forming flow path 164 first flows into the first expansion flow path 146 and its pressure is rapidly lowered. The bubbles B in the fluid may expand in the first expansion passage 146. Subsequently, the pressure of the fluid that has passed through the first expansion flow path 146 flows into the first reduction flow path 149 and rapidly increases. The bubbles B in the fluid may be reduced in the first reduction flow path 149. Subsequently, the pressure of the fluid that has passed through the first reduced flow path 149 flows into the second expanded flow path 152 and is rapidly lowered. The bubbles B in the fluid may expand in the second expansion passage 152. Subsequently, the pressure of the fluid that has passed through the second expansion flow path 152 flows into the accelerator hole 171 of the accelerator 170 and the second reduction flow path 155 of the connection guide 154, causing a rapid increase in pressure. The bubbles B in the fluid may be reduced in the second reduction flow path 155.
이와 같이, 유체는 반응 유로(166)를 형성하는 제1 확장 유로(146), 제1 축소 유로(149), 제2 확장 유로(152) 및 제2 축소 유로(155)를 차례로 통과하면서 급격한 압력 변화를 일으키게 된다. 또한, 유체가 반응 유로(166)를 통과하는 중에 유체 속 기포(B)는 액셀러레이터(170)로부터 척력을 받게 된다. 따라서, 유체 속 기포(B)가 반응 유로(166)를 통과하는 중에 팽창, 수축 과정을 거치면서 대량으로 붕괴된다. 그리고, 기포(B)가 대량으로 붕괴될 때 유체 속에서 양전하와 음전하에 의한 방전 현상이 일어나고, 이에 따라 유체 속에 플라즈마가 발생하게 된다. 이때, 플라즈마는 빛과, 고열 및 고압을 동반하므로, 유체가 이온화 또는 분해될 수 있다.In this way, the fluid passes through the first expansion flow path 146, the first reduction flow path 149, the second expansion flow path 152, and the second reduction flow path 155 forming the reaction flow path 166 in order, and a sudden pressure is applied. It brings about change. Additionally, while the fluid passes through the reaction passage 166, the bubbles B in the fluid receive a repulsive force from the accelerator 170. Accordingly, while the bubbles B in the fluid pass through the reaction passage 166, they undergo expansion and contraction processes and collapse in large quantities. And, when a large number of bubbles (B) collapse, a discharge phenomenon occurs due to positive and negative charges in the fluid, thereby generating plasma in the fluid. At this time, since plasma is accompanied by light, high heat, and high pressure, the fluid may be ionized or decomposed.
이와 같은 방식으로 플라즈마 처리된 유체는 연결 가이드(154)의 연결 유로(156)를 따라 배출 유로(114)로 유입되고, 배출 유로(114)에서 유체 저장 장치(20)로 유입될 수 있다.Fluid treated with plasma in this way may flow into the discharge passage 114 along the connection passage 156 of the connection guide 154, and may flow into the fluid storage device 20 from the discharge passage 114.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)가 유체 공급 장치(10)에서 물을 공급받는 경우, 유체 처리 장치(100)는 물을 플라즈마 활성수로 처리할 수 있다.When the fluid processing device 100 according to an embodiment of the present invention receives water from the fluid supply device 10, the fluid processing device 100 may treat the water into plasma activated water.
구체적으로, 고압의 물이 유체 처리 장치(100)로 공급될 때 앞서 설명한 것과 같은 원리에 의해 물 속에 미세한 기포가 대량으로 발생하게 되고, 이들 기포들이 붕괴되면서 플라즈마가 발생하게 된다. 이때, 물 속에서 물분자의 이온화 또는 분해 반응과, 이온들의 결합 반응이 진행되면서 다량의 하이드로늄 이온(H3O+)과, 다량의 수소 및 산소의 나노 기포(예를 들어, 직경 65㎚ 이하)가 생성된다. 이러한 다량의 하이드로늄 이온(H3O+), 다량의 수소 및 산소의 나노 기포를 포함하는 플라즈마 활성수는 치료제, 소독제, 세정제 등으로 활용될 수 있다.Specifically, when high-pressure water is supplied to the fluid processing device 100, a large amount of fine bubbles are generated in the water according to the same principle as described above, and these bubbles collapse to generate plasma. At this time, as the ionization or decomposition reaction of water molecules and the bonding reaction of ions proceed in water, a large amount of hydronium ions (H 3 O + ) and a large amount of hydrogen and oxygen nano-bubbles (for example, 65 nm in diameter) are formed. below) is created. Plasma activated water containing a large amount of hydronium ions (H 3 O + ) and a large amount of nano-bubbles of hydrogen and oxygen can be used as a treatment, disinfectant, cleaning agent, etc.
유체 처리 장치(100)로 공급되는 물은 이물질이 제거되어 전기 전도도가 낮고 전기 저항이 크게 전처리된 물, 또는 초순수인 것이 좋다. 초순수는 무기질이나 용존 가스 등이 제거되어 전기 저항이 상대적으로 큰 물이다. 전기 저항이 큰 물은 유체 처리 장치(100)를 통과하면서 마찰 대전된 후 플라즈마가 발생하기 전에 전하의 방전이 적게 발생할 수 있다. 그리고 전기 저항이 큰 물은 플라즈마 발생 전에 전하의 방전이 적게 발생하므로, 더욱 강력한 플라즈마가 유도될 수 있고, 이에 의해 더욱 효율적으로 처리될 수 있다.The water supplied to the fluid processing device 100 is preferably pretreated water or ultrapure water with foreign substances removed to have low electrical conductivity and high electrical resistance. Ultrapure water is water that has relatively high electrical resistance because minerals and dissolved gases have been removed. Water with high electrical resistance may be frictionally charged while passing through the fluid processing device 100 and then have a small discharge of charge before plasma is generated. In addition, water with high electrical resistance generates less electric charge discharge before plasma generation, so a more powerful plasma can be induced and thus treated more efficiently.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 장치(100)는 유동하는 유체의 공동 현상과, 마찰 대전을 통해 계면에 음전하가 집중되는 미세한 기포(B)를 대량으로 발생시키고, 기포(B)를 유체 속에서 붕괴시킴으로써 유체를 이온화 또는 분해할 수 있다. 즉, 계면에 음전하 밀도가 높은 미세한 기포(B)를 대량으로 유체 속에서 붕괴시켜 고온, 고압의 플라즈마를 발생시킴으로써 유체를 무전극 방식으로 이온화 또는 분해시킬 수 있다. 여기에서, 무전극 방식은 유체 속 기포(B)에 전기 에너지를 가하기 위한 전극이 필요 없이 유체 속 기포(B)가 붕괴될 때 발생하는 에너지를 이용하여 유체를 이온화 또는 분해시키는 방식을 의미할 수 있다.As described above, the fluid processing device 100 according to an embodiment of the present invention generates a large amount of fine bubbles (B) in which negative charges are concentrated at the interface through cavitation of the flowing fluid and friction charging, and the bubbles By disintegrating (B) in the fluid, the fluid can be ionized or decomposed. In other words, the fluid can be ionized or decomposed in an electrodeless manner by collapsing a large number of fine bubbles (B) with a high negative charge density at the interface into the fluid to generate high-temperature and high-pressure plasma. Here, the electrodeless method may refer to a method of ionizing or decomposing the fluid using the energy generated when the bubbles (B) in the fluid collapse without the need for an electrode to apply electrical energy to the bubbles (B) in the fluid. there is.
따라서, 본 발명에 따른 유체 처리 장치(100)는 유동하는 유체의 공동 현상을 이용하여 미세 기포(B)를 대량 발생시키고, 계면에 음전하가 집중된 미세 기포(B)를 대량 붕괴시켜 전하의 방전에 의한 플라즈마를 발생시킴으로써 유체를 화학분해시키거나 이온화 할 수 있다. 즉, 계면에 음전하 밀도가 높은 미세한 기포(B)를 양전하로 대전된 유체 속에서 대량으로 붕괴시켜 고온, 고압의 플라즈마를 발생시킴으로써 유체를 무전극 방식으로 이온화 또는 분해시킬 수 있다. 따라서, 외부의 전원이나 전극 없이 유체를 이온화 또는 분해할 수 있고, 적은 에너지로 유체를 효율적으로 처리할 수 있다.Therefore, the fluid processing device 100 according to the present invention generates a large amount of fine bubbles (B) using the cavitation phenomenon of the flowing fluid, and collapses a large amount of the fine bubbles (B) with negative charges concentrated at the interface to discharge the charge. Fluid can be chemically decomposed or ionized by generating plasma. In other words, the fluid can be ionized or decomposed in an electrodeless manner by collapsing a large number of fine bubbles (B) with a high negative charge density at the interface in a positively charged fluid to generate high temperature and high pressure plasma. Therefore, the fluid can be ionized or decomposed without an external power source or electrode, and the fluid can be efficiently treated with little energy.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.Although the present invention has been described above with preferred examples, the scope of the present invention is not limited to the form described and shown above.
예를 들어, 기포 형성 유로(164) 및 반응 유로(166)를 제공하기 위한 가이드 어셈블리(140)의 구체적인 구성은 다양하게 변경될 수 있다.For example, the specific configuration of the guide assembly 140 for providing the bubble forming flow path 164 and the reaction flow path 166 may be changed in various ways.
다른 실시예로서, 가이드 어셈블리(140)를 구성하는 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154) 중 적어도 2개는 일체형으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148) 및 제2 확장 유로 가이드(151)가 일체형으로 제작될 수 있다.As another embodiment, the inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide constituting the guide assembly 140. At least two of (154) may be formed in one piece. For example, the first expanded flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, and the second expanded flow path guide 151 may be manufactured as one piece.
또 다른 실시예로서, 연결 가이드(154)는 제2 축소 유로(155)가 형성된 하나의 가이드와, 연결 유로(156)가 형성된 다른 하나의 가이드가 분리된 형태로 제작될 수 있다.As another embodiment, the connection guide 154 may be manufactured in a separate form, with one guide having the second reduced passage 155 formed thereon and the other guide having the connection passage 156 formed therein.
또 다른 실시예로서, 가이드 어셈블리(140)가 외부 바디(110)와 일체형으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 외부 바디(110)는 하나의 절연성 소재의 내부에 직경이 축소되는 부분과 직경이 확대되는 부분을 갖는 관통 홀이 형성된 형태로 이루어질 수 있다.As another embodiment, the guide assembly 140 may be integrated with the external body 110. In this case, the outer body 110 may be made of a single insulating material with a through hole having a portion whose diameter is reduced and a portion whose diameter is enlarged.
또한, 기포 형성 유로(164)는 도시된 형상 이외에 유입되는 유체에 기포를 형성시킬 수 있도록 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 다른 형상으로 변경될 수 있다.Additionally, the bubble forming flow path 164 may be changed to a shape other than the shape shown, with the diameter decreasing in at least a portion along the flow direction of the fluid so as to form bubbles in the flowing fluid.
또한, 반응 유로(166)는 도시된 형상 이외에 유체에 포함된 기포를 붕괴시키도록 구성되는 다른 형상으로 변경될 수 있다.Additionally, the reaction flow passage 166 may be changed to a shape other than that shown, which is configured to collapse bubbles contained in the fluid.
또한, 액셀러레이터(170)의 구체적인 형성이나, 설치 개수, 설치 위치는 다양하게 변경될 수 있다.Additionally, the specific formation, installation number, and installation location of the accelerator 170 may be changed in various ways.
또한, 스크류(130)는 생략될 수 있다.Additionally, the screw 130 may be omitted.
도 6 내지 도 13은 본 발명에 따른 유체 처리 장치의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.6 to 13 show various modifications of the fluid processing device according to the present invention.
먼저, 도 6에 나타낸 유체 처리 장치(200)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(140) 및 복수의 액셀러레이터(220)(230)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 스크류(130)는 앞서 설명한 것과 같다.First, the fluid processing device 200 shown in FIG. 6 includes an external body 110, a screw 130 accommodated inside the external body 110, a guide assembly 140, and a plurality of accelerators 220 and 230. ) includes. The outer body 110 and the screw 130 are the same as described above.
가이드 어셈블리(140)는 제1 유로(164) 및 제2 유로(210)를 제공하기 위해 외부 바디(110)의 관통 홀(111)에 배치되며, 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)를 포함한다. 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 앞서 설명한 것과 같다.The guide assembly 140 is disposed in the through hole 111 of the external body 110 to provide a first flow path 164 and a second flow path 210, and includes an inlet guide 141 and a first extended flow path guide. It includes (145), a reduced flow path guide (148), a second expanded flow path guide (151), and a connection guide (154). The inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 are the same as described above.
앞서 설명한 것과 같이, 제1 유로(164)는 유체에 기포(B)를 형성시키는 기포 형성 유로(164)로 명명될 수 있다. 제1 유로(164)는 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)와, 스크류(130)가 배치되는 외부 바디(110)의 진입 유로(115)를 포함한다.As described above, the first flow path 164 may be referred to as a bubble forming flow path 164 that forms bubbles B in the fluid. The first flow path 164 includes the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141, and the entry flow path 115 of the external body 110 where the screw 130 is disposed.
제2 유로(210)는 유체에 포함된 기포(B)를 붕괴시키도록 구성되는 반응 유로(210)로 명명될 수 있다. 제2 유로(210)는 제1 확장 유로 가이드(145)의 제1 확장 유로(146)와, 축소 유로 가이드(148)의 제1 축소 유로(149)와, 제2 확장 유로 가이드(151)의 제2 확장 유로(152)와, 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)와, 액셀러레이터(220)(230)가 배치되는 외부 바디(110) 내부의 중간 유로(116a)(116b)를 포함할 수 있다.The second flow path 210 may be referred to as a reaction flow path 210 configured to collapse bubbles B contained in the fluid. The second flow path 210 includes the first expanded flow path 146 of the first expanded flow path guide 145, the first reduced flow path 149 of the reduced flow path guide 148, and the second expanded flow path guide 151. The second expansion passage 152, the second reduction passage 155 of the connection guide 154, and the intermediate passages 116a and 116b inside the outer body 110 where the accelerators 220 and 230 are disposed. It can be included.
중간 유로(116a)(116b)는 외부 바디(110)의 관통 홀(111) 중 액셀러레이터(220)(230)가 위치하는 부분을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 제1 중간 유로(116a)는 제1 확장 유로 가이드(145)와 축소 유로 가이드(148) 사이에 마련되고, 제2 중간 유로(116b)는 제2 확장 유로 가이드(151)와 연결 가이드(154) 사이에 형성된다.The middle passages 116a and 116b may represent a portion of the through hole 111 of the external body 110 where the accelerators 220 and 230 are located. Specifically, the first intermediate flow path (116a) is provided between the first extended flow path guide 145 and the reduced flow path guide 148, and the second intermediate flow path (116b) is provided between the second expanded flow path guide 151 and the connection guide. It is formed between (154).
한 쌍의 액셀러레이터(220)(230)는 제2 유로(210) 상에 배치되어 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 이들 액셀러레이터(220)(230)는 금속 등 가이드 어셈블리(140)보다 전기 전도도가 높은 재질로 이루어진다. 액셀러레이터(220)(230)는 음전하를 저장하여 계면에 음전하가 집중된 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다.A pair of accelerators 220 and 230 are disposed on the second flow path 210 to promote the collapse of bubbles B contained in the fluid. These accelerators 220 and 230 are made of a material with higher electrical conductivity than the guide assembly 140, such as metal. The accelerators 220 and 230 store negative charges and apply a repulsive force to the bubbles B with negative charges concentrated at the interface, thereby promoting the collapse of the bubbles B.
제1 액셀러레이터(220)는 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀(221)을 포함한다. 제1 액셀러레이터 홀(221)은 제1 확장 유로(146)와 제1 축소 유로(149)를 연결한다.The first accelerator 220 includes a first accelerator hole 221 through which fluid can pass. The first accelerator hole 221 connects the first expansion passage 146 and the first reduction passage 149.
제2 액셀러레이터(230)는 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀(231)을 포함한다. 제2 액셀러레이터 홀(231)은 제2 확장 유로(152)와 제2 축소 유로(155)를 연결한다.The second accelerator 230 includes a second accelerator hole 231 through which fluid can pass. The second accelerator hole 231 connects the second expansion passage 152 and the second reduction passage 155.
본 실시예에 따른 유체 처리 장치(200)는 반응 유로(210) 상에 배치되는 제1 액셀러레이터(220) 및 제2 액셀러레이터(230)가 반응 유로(210)를 통과하는 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 따라서, 유체 속에서 플라즈마 발생 효율이 증대되고, 이에 따라 유체의 처리 효율이 향상될 수 있다.The fluid processing device 200 according to this embodiment includes a first accelerator 220 and a second accelerator 230 disposed on the reaction passage 210 to form bubbles (B) contained in the fluid passing through the reaction passage 210. ) promotes the collapse of Accordingly, the efficiency of plasma generation in the fluid is increased, and thus the processing efficiency of the fluid can be improved.
도 7에 나타낸 유체 처리 장치(300)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(140) 및 복수의 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 스크류(130)는 앞서 설명한 것과 같다.The fluid processing device 300 shown in FIG. 7 includes an external body 110, a screw 130 accommodated inside the external body 110, a guide assembly 140, and a plurality of accelerators 320, 330 ( Includes 340)(350). The outer body 110 and the screw 130 are the same as described above.
가이드 어셈블리(140)는 제1 유로(164) 및 제2 유로(310)를 제공하기 위해 외부 바디(110)의 관통 홀(111)에 배치되며, 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)를 포함한다. 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(145)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(151)와, 연결 가이드(154)는 앞서 설명한 것과 같다.The guide assembly 140 is disposed in the through hole 111 of the external body 110 to provide a first flow path 164 and a second flow path 310, and includes an inlet guide 141 and a first extended flow path guide. It includes (145), a reduced flow path guide (148), a second expanded flow path guide (151), and a connection guide (154). The inlet guide 141, the first extended flow path guide 145, the reduced flow path guide 148, the second expanded flow path guide 151, and the connection guide 154 are the same as described above.
앞서 설명한 것과 같이, 제1 유로(164)는 기포 형성 유로(164)로 명명될 수 있으며, 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)와, 스크류(130)가 배치되는 외부 바디(110)의 진입 유로(115)를 포함한다.As described above, the first flow path 164 may be named the bubble forming flow path 164, and the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141 and the screw 130 are disposed. It includes an entry passage 115 of the external body 110.
제2 유로(310)는 유체에 포함된 기포(B)를 붕괴시키도록 구성되는 반응 유로(310)로 명명될 수 있다. 제2 유로(310)는 제1 확장 유로 가이드(145)의 제1 확장 유로(146)와, 축소 유로 가이드(148)의 제1 축소 유로(149)와, 제2 확장 유로 가이드(151)의 제2 확장 유로(152)와, 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)와, 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)가 배치되는 외부 바디(110) 내부의 중간 유로(116c)(116d)(116e)(116f)를 포함한다.The second flow path 310 may be called a reaction flow path 310 configured to collapse bubbles B contained in the fluid. The second flow path 310 includes the first expanded flow path 146 of the first expanded flow path guide 145, the first reduced flow path 149 of the reduced flow path guide 148, and the second expanded flow path guide 151. The second expansion passage 152, the second reduction passage 155 of the connection guide 154, and the middle passage inside the outer body 110 where the accelerators 320, 330, 340, and 350 are disposed ( Includes 116c)(116d)(116e)(116f).
중간 유로(116c)(116d)(116e)(116f)는 외부 바디(110)의 관통 홀(111) 중 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)가 위치하는 부분을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 제1 중간 유로(116c)는 인렛 가이드(141)와 제1 확장 유로 가이드(145) 사이에 배치되고, 제2 중간 유로(116d)는 제1 확장 유로 가이드(145)와 축소 유로 가이드(148) 사이에 배치되고, 제3 중간 유로(116e)는 축소 유로 가이드(148)와 제2 확장 유로 가이드(151) 사이에 배치되고, 제4 중간 유로(116f)는 제2 확장 유로 가이드(151)와 연결 가이드(154) 사이에 배치된다.The middle passages 116c, 116d, 116e, and 116f may represent portions of the through hole 111 of the external body 110 where the accelerators 320, 330, 340, and 350 are located. Specifically, the first intermediate flow path 116c is disposed between the inlet guide 141 and the first extended flow path guide 145, and the second middle flow path 116d is disposed between the first expanded flow path guide 145 and the reduced flow path guide 145. (148), the third intermediate flow path 116e is arranged between the reduced flow path guide 148 and the second expanded flow path guide 151, and the fourth middle flow path 116f is disposed between the second expanded flow path guide ( It is disposed between 151) and the connection guide 154.
복수의 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)는 제2 유로(310) 상에 배치되어 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 이들 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)는 금속 등 가이드 어셈블리(140)보다 전기 전도도가 높은 재질로 이루어진다. 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)는 음전하를 저장하여 계면에 음전하가 집중된 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다.A plurality of accelerators 320, 330, 340, and 350 are disposed on the second flow path 310 to promote the collapse of bubbles B contained in the fluid. These accelerators 320, 330, 340, and 350 are made of a material with higher electrical conductivity than the guide assembly 140, such as metal. The accelerators 320, 330, 340, and 350 store negative charges and apply a repulsive force to the bubbles B with negative charges concentrated at the interface, thereby promoting the collapse of the bubbles B.
제1 액셀러레이터(320)는 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀(321)을 포함한다. 제1 액셀러레이터 홀(321)은 인렛 유로(143)와 제1 확장 유로(146)를 연결한다.The first accelerator 320 includes a first accelerator hole 321 through which fluid can pass. The first accelerator hole 321 connects the inlet flow path 143 and the first expansion flow path 146.
제2 액셀러레이터(330)는 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀(331)을 포함한다. 제2 액셀러레이터 홀(331)은 제1 확장 유로(146)와 제1 축소 유로(149)를 연결한다.The second accelerator 330 includes a second accelerator hole 331 through which fluid can pass. The second accelerator hole 331 connects the first expansion passage 146 and the first reduction passage 149.
제3 액셀러레이터(340)는 유체가 통과할 수 있는 제3 액셀러레이터 홀(341)을 포함한다. 제3 액셀러레이터 홀(341)은 제1 축소 유로(149)와 제2 확장 유로(152)를 연결한다.The third accelerator 340 includes a third accelerator hole 341 through which fluid can pass. The third accelerator hole 341 connects the first reduced flow path 149 and the second expanded flow path 152.
제4 액셀러레이터(350)는 유체가 통과할 수 있는 제4 액셀러레이터 홀(351)을 포함한다. 제4 액셀러레이터 홀(351)은 제2 확장 유로(152)와 제2 축소 유로(155)를 연결한다.The fourth accelerator 350 includes a fourth accelerator hole 351 through which fluid can pass. The fourth accelerator hole 351 connects the second expansion passage 152 and the second reduction passage 155.
본 실시예에 따른 유체 처리 장치(300)는 반응 유로(310) 상에 배치되는 복수의 액셀러레이터(320)(330)(340)(350)가 반응 유로(310)를 통과하는 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 따라서, 유체 속에서 플라즈마 발생 효율이 증대되고, 이에 의해 유체의 처리 효율이 향상될 수 있다.The fluid processing device 300 according to this embodiment has a plurality of accelerators 320, 330, 340, and 350 disposed on the reaction passage 310 to form bubbles contained in the fluid passing through the reaction passage 310. Promotes the collapse of (B). Accordingly, the efficiency of plasma generation in the fluid is increased, and thereby the processing efficiency of the fluid can be improved.
도 8에 나타낸 유체 처리 장치(400)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(420) 및 복수의 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 스크류(130)는 앞서 설명한 것과 같다.The fluid processing device 400 shown in FIG. 8 includes an external body 110, a screw 130 accommodated inside the external body 110, a guide assembly 420, and a plurality of accelerators 440, 450 ( 460)Includes (470). The outer body 110 and the screw 130 are the same as described above.
가이드 어셈블리(420)는 제1 유로(164) 및 제2 유로(410)를 제공하기 위해 외부 바디(110)의 관통 홀(111)에 배치되며, 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(421)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(427)와, 연결 가이드(154)를 포함한다. 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)를 갖는 인렛 가이드(141)와, 제1 축소 유로(149)를 갖는 축소 유로 가이드(148)와, 제2 축소 유로(155) 및 연결 유로(156)를 갖는 연결 가이드(154)는 앞서 설명한 것과 같다. 제1 확장 유로 가이드(421)는 인렛 가이드(141)와 축소 유로 가이드(148) 사이에 배치되며, 인렛 유로(143)와 제1 축소 유로(149)를 연결하는 제1 확장 유로(422)를 갖는다. 제2 확장 유로 가이드(427)는 축소 유로 가이드(148)와 연결 가이드(154) 사이에 배치되며, 제1 축소 유로(149)와 제2 축소 유로(155)를 연결하는 제2 확장 유로(428)를 갖는다.The guide assembly 420 is disposed in the through hole 111 of the external body 110 to provide a first flow path 164 and a second flow path 410, and includes an inlet guide 141 and a first extended flow path guide. It includes (421), a reduced flow path guide (148), a second expanded flow path guide (427), and a connection guide (154). An inlet guide 141 having a focusing flow path 142 and an inlet flow path 143, a reduced flow path guide 148 having a first reduced flow path 149, a second reduced flow path 155, and a connecting flow path 156. The connection guide 154 having is the same as described above. The first extended flow path guide 421 is disposed between the inlet guide 141 and the reduced flow path guide 148, and includes a first expanded flow path 422 connecting the inlet flow path 143 and the first reduced flow path 149. have The second expansion flow path guide 427 is disposed between the reduction flow path guide 148 and the connection guide 154, and the second expansion flow path 428 connects the first reduction flow path 149 and the second reduction flow path 155. ) has.
앞서 설명한 것과 같이, 제1 유로(164)는 기포 형성 유로(164)로 명명될 수 있으며, 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)와, 스크류(130)가 배치되는 외부 바디(110) 내부의 진입 유로(115)를 포함한다.As described above, the first flow path 164 may be named the bubble forming flow path 164, and the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141 and the screw 130 are disposed. It includes an entry passage 115 inside the external body 110.
제2 유로(410)는 유체에 포함된 기포(B)를 붕괴시키도록 구성되는 반응 유로(410)로 명명될 수 있다. 제2 유로(410)는 제1 확장 유로 가이드(421)의 제1 확장 유로(422)와, 축소 유로 가이드(148)의 제1 축소 유로(149)와, 제2 확장 유로 가이드(427)의 제2 확장 유로(428)와, 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)를 포함한다. 제2 유로(410)는 제1 유로(164)를 통과하여 유입되는 유체에 포함된 기포들을 붕괴시키도록 적어도 일부분의 직경이 확대되는 형상을 갖는다. 제2 유로(410)의 제1 확장 유로(422) 및 제2 확장 유로(428)가 직경 확대 구간을 형성할 수 있다.The second flow path 410 may be called a reaction flow path 410 configured to collapse bubbles B contained in the fluid. The second flow path 410 includes the first expansion flow path 422 of the first expansion flow path guide 421, the first reduction flow path 149 of the reduction flow path guide 148, and the second expansion flow path guide 427. It includes a second expanded flow path 428 and a second reduced flow path 155 of the connection guide 154. The second flow path 410 has a shape in which at least a portion of the diameter is enlarged to collapse bubbles contained in the fluid flowing through the first flow path 164. The first expanded flow path 422 and the second expanded flow path 428 of the second flow path 410 may form an enlarged diameter section.
제1 확장 유로 가이드(421)의 내부에는 스토퍼(425)가 구비된다. 스토퍼(425)는 제1 확장 유로(422)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(425)는 제1 확장 유로(422)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제1 확장 유로 가이드(421)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 스토퍼(425)는 제1 확장 유로 가이드(421)와 일체로 이루어질 수 있다. 스토퍼(425)는 제1 확장 유로(422)에 배치되는 제1 액셀러레이터(440) 및 제2 액셀러레이터(450)의 움직임을 구속할 수 있다.A stopper 425 is provided inside the first extended flow path guide 421. The stopper 425 may be disposed in the middle of the first expansion passage 422. The stopper 425 may be formed in a ring shape that protrudes from the inner surface of the first expansion flow path guide 421 so as not to block the flow of fluid in the first expansion flow path 422. Additionally, the stopper 425 may be formed integrally with the first extended flow path guide 421. The stopper 425 may restrict the movement of the first accelerator 440 and the second accelerator 450 disposed in the first expansion passage 422.
제2 확장 유로 가이드(427)의 내부에는 스토퍼(430)가 구비된다. 스토퍼(430)는 제2 확장 유로(428)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(430)는 제2 확장 유로(428)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제2 확장 유로 가이드(427)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 스토퍼(430)는 제2 확장 유로 가이드(427)와 일체로 이루어질 수 있다. 스토퍼(430)는 제2 확장 유로(428)에 배치되는 제3 액셀러레이터(460) 및 제4 액셀러레이터(470)의 움직임을 구속할 수 있다.A stopper 430 is provided inside the second expanded flow path guide 427. The stopper 430 may be placed in the middle of the second expansion passage 428. The stopper 430 may have a ring shape protruding from the inner surface of the second expansion flow path guide 427 so as not to block the flow of fluid in the second expansion flow path 428. Additionally, the stopper 430 may be formed integrally with the second expanded flow path guide 427. The stopper 430 may restrict the movement of the third accelerator 460 and the fourth accelerator 470 disposed in the second expansion passage 428.
복수의 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)는 제2 유로(410) 상에 배치되어 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 이들 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)는 금속 등 가이드 어셈블리(420)보다 전기 전도도가 높은 재질로 이루어진다. 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)는 음전하를 저장하여 계면에 음전하가 집중된 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다.A plurality of accelerators 440, 450, 460, and 470 are disposed on the second flow path 410 to promote the collapse of bubbles B contained in the fluid. These accelerators 440, 450, 460, and 470 are made of a material with higher electrical conductivity than the guide assembly 420, such as metal. The accelerators 440, 450, 460, and 470 store negative charges and apply a repulsive force to the bubbles B with negative charges concentrated at the interface, thereby promoting the collapse of the bubbles B.
제1 액셀러레이터(440)와 제2 액셀러레이터(450)는 제1 확장 유로 가이드(421)의 내부에 배치되고, 제3 액셀러레이터(460)와 제4 액셀러레이터(470)는 제2 확장 유로 가이드(427)의 내부에 배치된다.The first accelerator 440 and the second accelerator 450 are disposed inside the first extended flow path guide 421, and the third accelerator 460 and the fourth accelerator 470 are located inside the second expanded flow path guide 427. is placed inside.
제1 액셀러레이터(440)는 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀(441)을 포함한다. 제1 액셀러레이터(440)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 제2 액셀러레이터(450)보다 상류 측에 배치된다. 제1 액셀러레이터(440)는 한쪽 단부가 스토퍼(425)에 접하도록 제1 확장 유로(422)에 배치된다. 제1 액셀러레이터(440)는 스토퍼(425)와 인렛 가이드(141)의 사이에 끼어 제1 확장 유로(422)에 고정될 수 있다.The first accelerator 440 includes a first accelerator hole 441 through which fluid can pass. The first accelerator 440 is disposed upstream of the second accelerator 450 based on the fluid flow direction (A). The first accelerator 440 is disposed in the first expansion passage 422 so that one end is in contact with the stopper 425. The first accelerator 440 may be sandwiched between the stopper 425 and the inlet guide 141 and fixed to the first expansion passage 422.
제2 액셀러레이터(450)는 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀(451)을 포함한다. 제2 액셀러레이터(450)는 한쪽 단부가 스토퍼(425)에 접하도록 제1 확장 유로(422)에 배치된다. 제2 액셀러레이터(450)는 스토퍼(425)를 사이에 두고 제1 액셀러레이터(440)와 마주한다. 제2 액셀러레이터(450)는 스토퍼(425)와 축소 유로 가이드(148)의 사이에 끼어 제1 확장 유로(422)에 고정될 수 있다.The second accelerator 450 includes a second accelerator hole 451 through which fluid can pass. The second accelerator 450 is disposed in the first expansion passage 422 so that one end is in contact with the stopper 425. The second accelerator 450 faces the first accelerator 440 with the stopper 425 in between. The second accelerator 450 may be sandwiched between the stopper 425 and the reduced flow path guide 148 and fixed to the first expanded flow path 422.
제3 액셀러레이터(460)는 유체가 통과할 수 있는 제3 액셀러레이터 홀(461)을 포함한다. 제3 액셀러레이터(460)는 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 제4 액셀러레이터(470)보다 상류 측에 배치된다. 제3 액셀러레이터(460)는 한쪽 단부가 스토퍼(430)에 접하도록 제2 확장 유로(428)에 배치된다. 제3 액셀러레이터(460)는 스토퍼(430)와 축소 유로 가이드(148)의 사이에 끼어 제2 확장 유로(428)에 고정될 수 있다.The third accelerator 460 includes a third accelerator hole 461 through which fluid can pass. The third accelerator 460 is disposed upstream of the fourth accelerator 470 based on the fluid flow direction (A). The third accelerator 460 is disposed in the second expansion passage 428 so that one end is in contact with the stopper 430. The third accelerator 460 may be sandwiched between the stopper 430 and the reduced flow path guide 148 and fixed to the second expanded flow path 428.
제4 액셀러레이터(470)는 유체가 통과할 수 있는 제4 액셀러레이터 홀(471)을 포함한다. 제4 액셀러레이터(470)는 한쪽 단부가 스토퍼(430)에 접하도록 제2 확장 유로(428)에 배치된다. 제4 액셀러레이터(470)는 스토퍼(430)를 사이에 두고 제3 액셀러레이터(460)와 마주한다. 제4 액셀러레이터(470)는 스토퍼(430)와 연결 가이드(154)의 사이에 끼어 제2 확장 유로(428)에 고정될 수 있다.The fourth accelerator 470 includes a fourth accelerator hole 471 through which fluid can pass. The fourth accelerator 470 is disposed in the second expansion passage 428 so that one end is in contact with the stopper 430. The fourth accelerator 470 faces the third accelerator 460 with the stopper 430 in between. The fourth accelerator 470 may be sandwiched between the stopper 430 and the connection guide 154 and fixed to the second expansion passage 428.
본 실시예에 따른 유체 처리 장치(400)는 반응 유로(410) 상에 배치되는 복수의 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)가 반응 유로(410)를 통과하는 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 따라서, 유체 속에서 플라즈마 발생 효율이 증대되고, 이에 의해 유체의 처리 효율이 향상될 수 있다.The fluid processing device 400 according to this embodiment has a plurality of accelerators 440, 450, 460, and 470 disposed on the reaction passage 410 to generate bubbles contained in the fluid passing through the reaction passage 410. Promotes the collapse of (B). Accordingly, the efficiency of plasma generation in the fluid is increased, and thereby the processing efficiency of the fluid can be improved.
본 실시예의 변형예로서, 제1 확장 유로 가이드(421)와 제2 확장 유로 가이드(427)에 각각 액셀러레이터가 하나씩 배치될 수 있다.As a modified example of this embodiment, one accelerator may be disposed in each of the first extended flow path guide 421 and the second expanded flow path guide 427.
또한, 제1 확장 유로(422)에 배치되는 스토퍼(425)는 링 형상 이외에 제1 액셀러레이터(440) 또는 제2 액셀러레이터(450)의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.Additionally, the stopper 425 disposed in the first expansion passage 422 may be changed into various other shapes that can restrict the movement of the first accelerator 440 or the second accelerator 450 in addition to the ring shape.
또한, 제2 확장 유로(428)에 배치되는 스토퍼(430)는 링 형상 이외에 제3 액셀러레이터(460) 또는 제4 액셀러레이터(470)의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.Additionally, the stopper 430 disposed in the second expansion passage 428 may be changed into various other shapes that can restrict the movement of the third accelerator 460 or the fourth accelerator 470 in addition to the ring shape.
도 9 및 도 10에 나타낸 유체 처리 장치(500)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 스크류(130)와, 가이드 어셈블리(520) 및 복수의 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 스크류(130)는 앞서 설명한 것과 같다.The fluid processing device 500 shown in FIGS. 9 and 10 includes an external body 110, a screw 130 accommodated inside the external body 110, a guide assembly 520, and a plurality of accelerators 440 ( Includes 450)(460)(470). The outer body 110 and the screw 130 are the same as described above.
가이드 어셈블리(520)는 제1 유로(164) 및 제2 유로(510)를 제공하기 위해 외부 바디(110)의 관통 홀(111)에 배치되며, 인렛 가이드(141)와, 제1 확장 유로 가이드(521)와, 축소 유로 가이드(148)와, 제2 확장 유로 가이드(527)와, 연결 가이드(154)를 포함한다. 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)를 갖는 인렛 가이드(141)와, 제1 축소 유로(149)를 갖는 축소 유로 가이드(148)와, 제2 축소 유로(155) 및 연결 유로(156)를 갖는 연결 가이드(154)는 앞서 설명한 것과 같다. 제1 확장 유로 가이드(521)는 인렛 가이드(141)와 축소 유로 가이드(148) 사이에 배치되며, 인렛 유로(143)와 제1 축소 유로(149)를 연결하는 제1 확장 유로(522)를 갖는다. 제2 확장 유로 가이드(527)는 축소 유로 가이드(148)와 연결 가이드(154) 사이에 배치되며, 제1 축소 유로(149)와 제2 축소 유로(155)를 연결하는 제2 확장 유로(528)를 갖는다.The guide assembly 520 is disposed in the through hole 111 of the external body 110 to provide a first flow path 164 and a second flow path 510, and includes an inlet guide 141 and a first extended flow path guide. It includes (521), a reduced flow path guide (148), a second expanded flow path guide (527), and a connection guide (154). An inlet guide 141 having a focusing flow path 142 and an inlet flow path 143, a reduced flow path guide 148 having a first reduced flow path 149, a second reduced flow path 155, and a connecting flow path 156. The connection guide 154 having is the same as described above. The first extended flow path guide 521 is disposed between the inlet guide 141 and the reduced flow path guide 148, and includes a first expanded flow path 522 connecting the inlet flow path 143 and the first reduced flow path 149. have The second expansion flow path guide 527 is disposed between the reduction flow path guide 148 and the connection guide 154, and the second expansion flow path 528 connects the first reduction flow path 149 and the second reduction flow path 155. ) has.
앞서 설명한 것과 같이, 제1 유로(164)는 기포 형성 유로(164)로 명명될 수 있으며, 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142) 및 인렛 유로(143)와, 스크류(130)가 배치되는 외부 바디(110)의 진입 유로(115)를 포함한다.As described above, the first flow path 164 may be named the bubble forming flow path 164, and the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141 and the screw 130 are disposed. It includes an entry passage 115 of the external body 110.
제2 유로(510)는 유체에 포함된 기포(B)를 붕괴시키도록 구성되는 반응 유로(510)로 명명될 수 있다. 제2 유로(510)는 제1 확장 유로 가이드(521)의 제1 확장 유로(522)와, 축소 유로 가이드(148)의 제1 축소 유로(149)와, 제2 확장 유로 가이드(527)의 제2 확장 유로(528)와, 연결 가이드(154)의 제2 축소 유로(155)를 포함한다. 제2 유로(510)는 제1 유로(164)를 통과하여 유입되는 유체에 포함된 기포들을 붕괴시키도록 적어도 일부분의 직경이 확대되는 형상을 갖는다. 제2 유로(510)의 제1 확장 유로(522) 및 제2 확장 유로(528)가 직경 확대 구간을 형성할 수 있다.The second flow path 510 may be called a reaction flow path 510 configured to collapse bubbles B contained in the fluid. The second flow path 510 includes the first expanded flow path 522 of the first expanded flow path guide 521, the first reduced flow path 149 of the reduced flow path guide 148, and the second expanded flow path guide 527. It includes a second expanded flow path 528 and a second reduced flow path 155 of the connection guide 154. The second flow path 510 has a shape in which at least a portion of the diameter is enlarged to collapse bubbles contained in the fluid flowing through the first flow path 164. The first expanded flow path 522 and the second expanded flow path 528 of the second flow path 510 may form a diameter enlarged section.
제1 확장 유로 가이드(521)의 내부에는 스토퍼(525)가 배치된다. 스토퍼(525)는 제1 확장 유로 가이드(521)의 내부에 삽입되어 제1 확장 유로(522)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(525)는 제1 확장 유로(522)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제1 확장 유로 가이드(521)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 스토퍼(525)는 제1 확장 유로(522)에 배치되는 제1 액셀러레이터(440) 및 제2 액셀러레이터(450)의 움직임을 구속할 수 있다.A stopper 525 is disposed inside the first expanded flow path guide 521. The stopper 525 may be inserted into the first expanded flow path guide 521 and placed in the middle of the first expanded flow path 522. The stopper 525 may be formed in a ring shape that protrudes from the inner surface of the first expansion flow path guide 521 so as not to block the flow of fluid in the first expansion flow path 522. The stopper 525 may restrict the movement of the first accelerator 440 and the second accelerator 450 disposed in the first expansion passage 522.
제2 확장 유로 가이드(527)의 내부에는 스토퍼(530)가 배치된다. 스토퍼(530)는 제2 확장 유로 가이드(527)의 내부에 삽입되어 제2 확장 유로(528)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(530)는 제2 확장 유로(528)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제2 확장 유로 가이드(527)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 스토퍼(530)는 제2 확장 유로(528)에 배치되는 제3 액셀러레이터(460) 및 제4 액셀러레이터(470)의 움직임을 구속할 수 있다.A stopper 530 is disposed inside the second expanded flow path guide 527. The stopper 530 may be inserted into the second expanded flow path guide 527 and placed in the middle of the second expanded flow path 528. The stopper 530 may have a ring shape protruding from the inner surface of the second expansion flow path guide 527 so as not to block the flow of fluid in the second expansion flow path 528. The stopper 530 may restrict the movement of the third accelerator 460 and the fourth accelerator 470 disposed in the second expansion passage 528.
복수의 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)는 제2 유로(510) 상에 배치되어 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진한다. 이들 액셀러레이터(440)(450)(460)(470)의 구체적인 구성은 앞서 설명한 것과 같다.A plurality of accelerators 440, 450, 460, and 470 are disposed on the second flow path 510 to promote the collapse of bubbles B contained in the fluid. The specific configuration of these accelerators 440, 450, 460, and 470 is the same as described above.
제1 액셀러레이터(440)와 제2 액셀러레이터(450)는 스토퍼(525)의 양쪽 단부에 각각 접하도록 제1 확장 유로(522)에 서로 이격되어 배치된다.The first accelerator 440 and the second accelerator 450 are arranged to be spaced apart from each other in the first expansion passage 522 so as to contact both ends of the stopper 525, respectively.
제3 액셀러레이터(460)와 제4 액셀러레이터(470)는 스토퍼(530)의 양쪽 단부에 각각 접하도록 제2 확장 유로(528)에 서로 이격되어 배치된다.The third accelerator 460 and the fourth accelerator 470 are arranged to be spaced apart from each other in the second expansion passage 528 so as to contact both ends of the stopper 530, respectively.
본 실시예의 변형예로서, 제1 확장 유로 가이드(521)와 제2 확장 유로 가이드(527) 각각에 액셀러레이터가 하나씩 배치될 수 있다.As a modification of this embodiment, one accelerator may be disposed in each of the first extended flow path guide 521 and the second expanded flow path guide 527.
또한, 제1 확장 유로(522)에 배치되는 스토퍼(525)는 링 형상 이외에 제1 액셀러레이터(440) 또는 제2 액셀러레이터(450)의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.Additionally, the stopper 525 disposed in the first expansion passage 522 may be changed into various other shapes that can restrict the movement of the first accelerator 440 or the second accelerator 450 in addition to the ring shape.
또한, 제2 확장 유로(528)에 배치되는 스토퍼(530)는 링 형상 이외에 제3 액셀러레이터(460) 또는 제4 액셀러레이터(470)의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.Additionally, the stopper 530 disposed in the second expansion passage 528 may be changed into various other shapes that can restrict the movement of the third accelerator 460 or the fourth accelerator 470 in addition to the ring shape.
도 11에 나타낸 유체 처리 장치(600)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 제1 바디(620)와, 제2 바디(630)와, 제3 바디(640)와, 제4 바디(650)를 포함한다.The fluid processing device 600 shown in FIG. 11 includes an external body 110, a first body 620, a second body 630, and a third body 640 accommodated inside the external body 110. and a fourth body 650.
외부 바디(110)는 제1 바디(620)와, 제2 바디(630)와, 제3 바디(640)와, 제4 바디(650)를 수용할 수 있는 중공형으로 이루어진다. 외부 바디(110)의 구체적인 구성은 앞서 설명한 것과 같다.The external body 110 is hollow and can accommodate the first body 620, the second body 630, the third body 640, and the fourth body 650. The specific configuration of the external body 110 is the same as described above.
제1 바디(620)는 스크류(130)와, 인렛 가이드(141)를 포함한다. 스크류(130)와, 인렛 가이드(141)는 앞서 설명한 것과 같다. 인렛 가이드(141)는 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)를 포함한다. 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유체 유로(622)를 형성한다.The first body 620 includes a screw 130 and an inlet guide 141. The screw 130 and the inlet guide 141 are the same as described above. The inlet guide 141 includes a focusing flow path 142 and an inlet flow path 143. The focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 form a first fluid flow path 622 having a shape whose diameter decreases at least in part along the fluid flow direction A.
제2 바디(630)는 인렛 가이드(141)를 통과한 유체가 유입되도록 인렛 가이드(141)와 접하거나, 또는 인렛 가이드(141)와 인접하게 배치될 수 있다. 제2 바디(630)는 제2 유체 유로(631)를 갖는다. 제1 바디(620)의 제1 유체 유로(622)를 통과하는 유체가 제2 유체 유로(631)로 유입된다. 제2 유체 유로(631)의 직경은 인렛 유로(143)의 직경보다 크다. 좁은 인렛 유로(143)를 통과한 유체는 제2 유체 유로(631)로 유입되면서 압력이 낮아지게 되고, 제2 유체 유로(631)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다.The second body 630 may be in contact with the inlet guide 141 or may be disposed adjacent to the inlet guide 141 so that the fluid that has passed through the inlet guide 141 flows in. The second body 630 has a second fluid flow path 631. Fluid passing through the first fluid passage 622 of the first body 620 flows into the second fluid passage 631. The diameter of the second fluid flow path 631 is larger than the diameter of the inlet flow path 143. The pressure of the fluid that has passed through the narrow inlet passage 143 flows into the second fluid passage 631, and the bubbles B in the fluid may expand in the second fluid passage 631.
제3 바디(640)는 제2 바디(630)를 통과한 유체가 유입되도록 제2 바디(630)와 접하거나, 또는 제2 바디(630)와 인접하게 배치될 수 있다. 제3 바디(640)는 제3 유체 유로(641)를 갖는다. 제3 유체 유로(641)의 직경은 제2 유체 유로(631)의 직경보다 작다. 따라서, 제2 유체 유로(631)를 통과한 유체는 제3 유체 유로(641)로 유입되면서 압력이 상승하게 되고, 제3 유체 유로(641)에서 유체 속의 기포(B)는 축소될 수 있다.The third body 640 may be in contact with the second body 630 or may be disposed adjacent to the second body 630 so that fluid passing through the second body 630 flows in. The third body 640 has a third fluid passage 641. The diameter of the third fluid passage 641 is smaller than the diameter of the second fluid passage 631. Accordingly, the pressure of the fluid passing through the second fluid passage 631 increases as it flows into the third fluid passage 641, and the bubbles B in the fluid may shrink in the third fluid passage 641.
제3 바디(640)는 제1 바디(620)나 제2 바디(630), 제4 바디(650)보다 전기 전도도가 높은 재질로 이루어진다. 예를 들어, 제3 바디(640)는 금속으로 이루어질 수 있다. 제3 바디(640)는 음전하를 저장하는 저장체로서 작용할 수 있다. 또한, 제3 바디(640)는 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다. 즉, 제3 바디(640)는 음전하를 저장하여 계면에 음전하가 집중된 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다. 또한, 제3 바디(640)는 유체 중에 전기장을 형성함으로써 계면에 음전하가 집중된 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있다. 또한, 제3 바디(640)는 척력에 의해 기포들(B)을 외부 바디(110) 내부의 유로 중심부에 집중되도록 함으로써 플라즈마가 유로의 중심부를 따라 안정적으로 발생하도록 유도할 수 있다.The third body 640 is made of a material with higher electrical conductivity than the first body 620, the second body 630, and the fourth body 650. For example, the third body 640 may be made of metal. The third body 640 may function as a storage body for storing negative charges. Additionally, the third body 640 may promote the collapse of bubbles B contained in the fluid. That is, the third body 640 stores negative charges and applies a repulsive force to the bubbles B with negative charges concentrated at the interface, thereby promoting the collapse of the bubbles B. Additionally, the third body 640 can promote the collapse of the bubbles B with negative charges concentrated at the interface by forming an electric field in the fluid. In addition, the third body 640 can induce plasma to be stably generated along the center of the flow path by concentrating the bubbles B in the center of the flow path inside the outer body 110 through repulsion.
이와 같이, 제3 바디(640)는 앞서 설명한 액셀러레이터와 같은 기능을 갖는 것으로, 액셀러레이터 또는 금속 인서트로 명명될 수 있다.As such, the third body 640 has the same function as the accelerator described above and may be called an accelerator or a metal insert.
제4 바디(650)는 제3 바디(640)를 통과한 유체가 유입되도록 제3 바디(640)와 접하거나, 또는 제3 바디(640)와 인접하게 배치될 수 있다. 제4 바디(650)는 유체를 배출 유로(113)로 유동시키는 제4 유체 유로(651)를 갖는다. 제4 유체 유로(651)는 축소 유로(652) 및 연결 유로(653)를 포함한다. 축소 유로(652)는 제3 바디(640)의 제3 유체 유로(641)와 연결된다. 축소 유로(652)의 직경은 제3 유체 유로(641)와 같을 수 있다. 연결 유로(653)는 유체의 흐름 방향(A)을 따라 직경이 점진적으로 증가하는 형태로 이루어진다. 연결 유로(653)는, 축소 유로(652)와 연결되는 부분의 직경이 축소 유로(652)의 직경과 같고, 배출 유로(113)와 연결되는 부분의 직경이 축소 유로(652)의 직경보다 크다. 또한, 연결 유로(653)는 배출 유로(113)와 연결되는 부분의 직경이 배출 유로(113)의 직경보다 작다. 연결 유로(653)는 축소 유로(652)에서 배출 유로(113) 방향으로 점진적으로 확대됨으로써 축소 유로(652)를 통과하는 유체를 더욱 원활하게 배출 유로(113)로 배출시킬 수 있다.The fourth body 650 may be in contact with the third body 640 or may be disposed adjacent to the third body 640 so that fluid passing through the third body 640 flows in. The fourth body 650 has a fourth fluid passage 651 that flows fluid into the discharge passage 113. The fourth fluid flow path 651 includes a reduced flow path 652 and a connecting flow path 653. The reduced flow path 652 is connected to the third fluid flow path 641 of the third body 640. The diameter of the reduced flow path 652 may be the same as that of the third fluid flow path 641. The connection passage 653 has a diameter whose diameter gradually increases along the fluid flow direction (A). The connection passage 653 has a diameter of the portion connected to the reduction passage 652 that is the same as the diameter of the reduction passage 652, and the diameter of the portion connected to the discharge passage 113 is larger than the diameter of the reduction passage 652. . In addition, the diameter of the portion of the connection passage 653 connected to the discharge passage 113 is smaller than the diameter of the discharge passage 113. The connection passage 653 is gradually expanded from the reduced passage 652 toward the discharge passage 113, so that the fluid passing through the reduced passage 652 can be more smoothly discharged into the discharge passage 113.
제4 바디(650)는 앞서 설명한 연결 가이드(154)와 같이 경사부(160) 및 라운드부(162)를 포함할 수 있다.The fourth body 650 may include an inclined portion 160 and a round portion 162 like the connection guide 154 described above.
이하에서는, 본 실시예에 따른 유체 처리 장치(600)에 의한 유체 처리 과정에 대해 보다 상세히 설명한다.Below, the fluid processing process by the fluid processing device 600 according to this embodiment will be described in more detail.
유체 공급 장치(10; 도 1 참조)로부터 고압의 유체가 공급될 때, 외부 바디(110)의 내부로 유입되는 고압의 유체는 먼저 스크류(130)를 통과하게 된다. 스크류(130)의 블레이드(131)를 따라 빠르게 유동하는 유체는 와류를 발생하게 된다. 이때, 유체 압력의 급격한 변화로 인해 공동 현상이 발생하고, 이에 의해 유체 속에 미세한 기포(B)가 발생하게 된다. 스크류(130)를 통과한 유체는 와류를 일으키면서 인렛 가이드(141)의 포커싱 유로(142)와 인렛 유로(143)를 차례로 통과하게 된다. 이때, 유체는 양전하로 마찰 대전되고, 유체 속의 기포(B)는 계면에 음전하가 집중된다.When high-pressure fluid is supplied from the fluid supply device 10 (see FIG. 1), the high-pressure fluid flowing into the outer body 110 first passes through the screw 130. Fluid flowing quickly along the blade 131 of the screw 130 generates a vortex. At this time, a cavitation phenomenon occurs due to a rapid change in fluid pressure, which causes fine bubbles (B) to be generated in the fluid. The fluid passing through the screw 130 generates a vortex and sequentially passes through the focusing flow path 142 and the inlet flow path 143 of the inlet guide 141. At this time, the fluid is frictionally charged with positive charges, and the bubbles (B) in the fluid have negative charges concentrated at the interface.
제1 유체 유로(622)를 통과한 유체는 제2 바디(630)의 제2 유체 유로(631)로 유입되면서 압력이 급격하게 낮아지게 된다. 제2 유체 유로(631)에서 유체 속의 기포(B)는 팽창할 수 있다. 계속해서, 제2 유체 유로(631)를 통과한 유체는 제3 바디(640)의 제3 유체 유로(641) 및 제4 바디(650)의 축소 유로(652)로 유입되면서 압력이 급격하게 상승하게 된다.As the fluid that has passed through the first fluid passage 622 flows into the second fluid passage 631 of the second body 630, its pressure suddenly decreases. Bubbles B in the fluid may expand in the second fluid passage 631. Continuing, the pressure of the fluid that has passed through the second fluid flow path 631 flows into the third fluid flow path 641 of the third body 640 and the reduced flow path 652 of the fourth body 650, thereby rapidly increasing the pressure. I do it.
이와 같이, 제2 유체 유로(631)와 제3 유체 유로(641) 및 제4 유체 유로(651)를 통과하는 유체는 급격한 압력 변화를 일으키게 되고, 유체 속 기포(B)가 팽창, 수축 과정을 거치면서 대량으로 붕괴된다. 이때, 제3 바디(640)가 유체 속 기포(B)에 척력을 가함으로써 기포(B)의 붕괴가 촉진될 수 있다. 유체 속 기포(B)가 대량으로 붕괴됨에 따라 유체 속에 플라즈마가 발생하게 되고, 플라즈마 발생에 의해 유체가 이온화 또는 분해될 수 있다.In this way, the fluid passing through the second fluid passage 631, the third fluid passage 641, and the fourth fluid passage 651 causes a sudden change in pressure, and the bubbles B in the fluid undergo expansion and contraction processes. It collapses in large quantities as it goes through. At this time, the third body 640 applies a repulsive force to the bubbles B in the fluid, thereby promoting the collapse of the bubbles B. As bubbles (B) in the fluid collapse in large quantities, plasma is generated in the fluid, and the fluid may be ionized or decomposed by plasma generation.
도 12에 나타낸 유체 처리 장치(700)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 제1 바디(620)와, 제2 바디(710)와, 제3 바디(730)(740)와, 제4 바디(650)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 제1 바디(620)와, 제4 바디(650)는 도 11에 나타낸 것과 같다.The fluid processing device 700 shown in FIG. 12 includes an external body 110, a first body 620, a second body 710, and a third body 730 accommodated inside the external body 110. It includes 740 and a fourth body 650. The external body 110, the first body 620, and the fourth body 650 are as shown in FIG. 11.
제2 바디(710)는 제1 바디(620)의 인렛 가이드(141)를 통과한 유체가 유입되도록 인렛 가이드(141)와 접하거나, 또는 인렛 가이드(141)와 인접하게 배치될 수 있다. 제2 바디(710)는 제2 유체 유로(711)를 갖는다. 제2 유체 유로(711)의 직경은 인렛 유로(143)의 직경보다 크다.The second body 710 may be in contact with the inlet guide 141 or disposed adjacent to the inlet guide 141 so that fluid that has passed through the inlet guide 141 of the first body 620 flows in. The second body 710 has a second fluid flow path 711. The diameter of the second fluid flow path 711 is larger than the diameter of the inlet flow path 143.
제2 바디(710)의 내부에는 스토퍼(720)가 구비된다. 스토퍼(720)는 제2 유체 유로(711)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(720)는 제2 유체 유로(711)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제2 바디(710)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 스토퍼(720)는 제2 바디(710)와 일체로 이루어질 수 있다. 스토퍼(720)는 제2 유체 유로(711)에 배치되는 한 쌍의 제3 바디(730)(740)의 움직임을 구속할 수 있다.A stopper 720 is provided inside the second body 710. The stopper 720 may be placed in the middle of the second fluid passage 711. The stopper 720 may have a ring shape protruding from the inner surface of the second body 710 so as not to block the flow of fluid in the second fluid passage 711. Additionally, the stopper 720 may be formed integrally with the second body 710. The stopper 720 may restrict the movement of the pair of third bodies 730 and 740 disposed in the second fluid passage 711.
한 쌍의 제3 바디(730)(740)는 제2 바디(710)의 내부에 배치된다. 제3 바디(730)(740)는 앞서 설명한 액셀러레이터와 같은 기능을 가질 수 있다. 즉, 제3 바디(730)(740)는 음전하를 저장하는 저장체로서 작용하여 유체에 포함된 기포(B)의 붕괴를 촉진할 수 있도록 금속 등 전기 전도도가 상대적으로 높은 소재로 이루어진다. 각각의 제3 바디(730)(740)에는 유체가 통과할 수 있는 제3 유체 유로(731)(741)가 마련된다.A pair of third bodies 730 and 740 are disposed inside the second body 710. The third bodies 730 and 740 may have the same function as the accelerator described above. That is, the third bodies 730 and 740 are made of a material with relatively high electrical conductivity, such as metal, to act as a storage body for storing negative charges and promote the collapse of bubbles B contained in the fluid. Each of the third bodies 730 and 740 is provided with a third fluid passage 731 and 741 through which fluid can pass.
한 쌍의 제3 바디(730)(740)는 스토퍼(720)을 사이에 두고 서로 마주하도록 제2 유체 유로(711)에 배치된다. 이들 제3 바디(730)(740) 중 유체의 흐름 방향(A)을 기준으로 상대적으로 상류 측에 배치되는 제3 바디(730)는 스토퍼(720)와 인렛 가이드(141)의 사이에 끼어 제2 유체 유로(711)에 고정될 수 있다. 그리고 다른 하나의 제3 바디(740)는 스토퍼(720)와 제4 바디(650)의 사이에 끼어 제2 유체 유로(711)에 고정될 수 있다.A pair of third bodies 730 and 740 are disposed in the second fluid passage 711 to face each other with the stopper 720 in between. Among these third bodies 730 and 740, the third body 730 disposed relatively upstream based on the fluid flow direction (A) is sandwiched between the stopper 720 and the inlet guide 141. 2 Can be fixed to the fluid flow path 711. And the other third body 740 may be sandwiched between the stopper 720 and the fourth body 650 and fixed to the second fluid passage 711.
본 실시예와 유사한 변형예로서, 제2 바디(710)의 내부에 하나의 제3 바디만 배치될 수 있다.As a modification similar to the present embodiment, only one third body may be disposed inside the second body 710.
또한, 제2 바디(710)에 배치되는 스토퍼(720)는 링 형상 이외에 제2 유체 유로(711)에서 제3 바디의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.Additionally, the stopper 720 disposed on the second body 710 may be changed into various other shapes that can constrain the movement of the third body in the second fluid passage 711 in addition to the ring shape.
도 13에 나타낸 유체 처리 장치(800)는 외부 바디(110)와, 외부 바디(110)의 내부에 수용되는 제1 바디(620)와, 제2 바디(810)와, 제3 바디(730)(740)와, 제4 바디(650)를 포함한다. 외부 바디(110)와, 제1 바디(620)와, 제3 바디(730)(740)와, 제4 바디(650)는 도 12에 나타낸 것과 같다.The fluid processing device 800 shown in FIG. 13 includes an external body 110, a first body 620, a second body 810, and a third body 730 accommodated inside the external body 110. It includes 740 and a fourth body 650. The external body 110, the first body 620, the third body 730, 740, and the fourth body 650 are as shown in FIG. 12.
제2 바디(810)는 제1 바디(620)의 인렛 가이드(141)를 통과한 유체가 유입되도록 인렛 가이드(141)와 접하거나, 또는 인렛 가이드(141)와 인접하게 배치될 수 있다. 제2 바디(810)는 제2 유체 유로(811)를 갖는다. 제2 유체 유로(811)의 직경은 인렛 유로(143)의 직경보다 크다.The second body 810 may be in contact with the inlet guide 141 or disposed adjacent to the inlet guide 141 so that fluid that has passed through the inlet guide 141 of the first body 620 flows in. The second body 810 has a second fluid flow path 811. The diameter of the second fluid flow path 811 is larger than the diameter of the inlet flow path 143.
제2 바디(810)의 내부에는 스토퍼(820)가 배치된다. 스토퍼(820)는 제2 바디(810)의 내부에 삽입되어 제2 유체 유로(811)의 중간에 배치될 수 있다. 스토퍼(820)는 제2 유체 유로(811)에서 유체의 유동을 막지 않도록 제2 바디(810)의 내면으로부터 돌출되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 스토퍼(820)는 제2 유체 유로(811)에 배치되는 한 쌍의 제3 바디(730)(740)의 움직임을 구속할 수 있다.A stopper 820 is disposed inside the second body 810. The stopper 820 may be inserted into the second body 810 and placed in the middle of the second fluid passage 811. The stopper 820 may have a ring shape protruding from the inner surface of the second body 810 so as not to block the flow of fluid in the second fluid passage 811. The stopper 820 may restrict the movement of the pair of third bodies 730 and 740 disposed in the second fluid passage 811.
본 실시예와 유사한 변형예로서, 제2 바디(810)의 내부에 하나의 제3 바디 만 배치될 수 있다.As a modification similar to the present embodiment, only one third body may be disposed inside the second body 810.
또한, 제2 바디(810)에 배치되는 스토퍼(820)는 링 형상 이외에 제2 유체 유로(811)에서 제3 바디의 움직임을 구속할 수 있는 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다.Additionally, the stopper 820 disposed on the second body 810 may be changed into various other shapes that can constrain the movement of the third body in the second fluid passage 811 in addition to the ring shape.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and may be modified and implemented in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
Claims (34)
- 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유로;a first flow path having a shape whose diameter decreases at least in part along the flow direction of the fluid;상기 제1 유로를 통과하여 유입된 상기 유체에 포함된 기포들을 붕괴시키도록 적어도 일부분의 직경이 확대되는 형상을 가지는 제2 유로;a second flow path having a shape in which at least a portion of the diameter is enlarged to collapse bubbles contained in the fluid flowing in through the first flow path;상기 유체의 와류를 발생시키기 위해 상기 제1 유로 중에 배치되는 스크류; 및a screw disposed in the first flow path to generate a vortex of the fluid; and상기 제2 유로 상에 배치되어 상기 유체에 포함된 기포의 붕괴를 촉진하는 액셀러레이터를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device comprising an accelerator disposed on the second flow path to promote collapse of bubbles contained in the fluid.
- 제 1 항에 있어서,According to claim 1,상기 제2 유로는 적어도 하나의 직경 확대 구간을 포함하는 유체 처리 장치.The fluid processing device wherein the second flow path includes at least one diameter enlarged section.
- 제 2 항에 있어서,According to claim 2,상기 액셀러레이터는,The accelerator is,상기 유체가 통과할 수 있는 액셀러레이터 홀을 구비하고, 상기 직경 확대 구간에 배치되는 유체 처리 장치.A fluid processing device having an accelerator hole through which the fluid can pass, and disposed in the diameter expansion section.
- 제 3 항에 있어서,According to claim 3,상기 액셀러레이터를 상기 직경 확대 구간에 고정하기 위해 상기 액셀러레이터와 접하도록 상기 직경 확대 구간에 배치되는 스토퍼를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device comprising a stopper disposed in the diameter expansion section to contact the accelerator to fix the accelerator to the diameter expansion section.
- 제 4 항에 있어서,According to claim 4,상기 액셀러레이터는 상기 스토퍼의 양쪽 단부에 각각 접하도록 한 쌍이 상기 직경 확대 구간에 배치되는 유체 처리 장치.A fluid processing device in which a pair of the accelerators is disposed in the diameter expansion section so as to contact both ends of the stopper, respectively.
- 제 1 항에 있어서,According to claim 1,상기 액셀러레이터는 금속으로 이루어지는 유체 처리 장치.The accelerator is a fluid processing device made of metal.
- 제 1 항에 있어서,According to claim 1,상기 제1 유로는,The first flow path is,상기 스크류를 통과한 유체가 유입되고, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 직경이 점진적으로 감소하는 포커싱 유로; 및a focusing flow path into which fluid passing through the screw flows and whose diameter gradually decreases along the flow direction of the fluid; and상기 포커싱 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 포커싱 유로의 끝단과 연결되고, 상기 포커싱 유로의 끝단의 직경과 같은 직경을 갖는 인렛 유로를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device comprising an inlet flow path connected to an end of the focusing flow path to allow the fluid to flow from the focusing flow path, and having a diameter equal to the diameter of the end of the focusing flow path.
- 제 7 항에 있어서,According to claim 7,상기 제2 유로는,The second flow path is,상기 인렛 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 인렛 유로와 연결되고, 상기 인렛 유로의 직경보다 큰 직경을 갖는 제1 확장 유로;a first expansion flow path connected to the inlet flow path to allow the fluid to flow from the inlet flow path, and having a diameter larger than the diameter of the inlet flow path;상기 제1 확장 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 확장 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로의 직경보다 작은 직경을 갖는 제1 축소 유로;a first reduced flow path connected to the first expanded flow path to allow the fluid to flow from the first expanded flow path, and having a diameter smaller than the diameter of the first expanded flow path;상기 제1 축소 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 축소 유로의 직경보다 큰 직경을 갖는 제2 확장 유로; 및a second expansion passage connected to the first reduction passage to allow the fluid to flow from the first reduction passage, and having a diameter larger than the diameter of the first reduction passage; and상기 제2 확장 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제2 확장 유로의 직경보다 작은 직경을 갖는 제2 축소 유로를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device comprising a second reduced flow path into which the fluid passing through the second expansion flow path flows, and having a diameter smaller than the diameter of the second expansion flow path.
- 제 8 항에 있어서,According to claim 8,상기 액셀러레이터는,The accelerator is,상기 제1 확장 유로와 상기 제1 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀을 갖는 제1 액셀러레이터; 및a first accelerator disposed between the first expansion flow path and the first reduction flow path and having a first accelerator hole through which the fluid can pass; and상기 제2 확장 유로와 상기 제2 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀을 갖는 제2 액셀러레이터를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device comprising a second accelerator disposed between the second expansion flow path and the second reduction flow path, and having a second accelerator hole through which the fluid can pass.
- 제 8 항에 있어서,According to claim 8,상기 제2 축소 유로를 통과한 상기 유체가 유입되도록 상기 제2 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로의 직경 및 상기 제2 확장 유로의 직경보다 직경이 큰 배출 유로를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device connected to the second reduced flow passage to allow the fluid passing through the second reduced flow passage to flow in, and comprising an discharge flow passage having a diameter larger than the diameter of the first expanded flow passage and the diameter of the second expanded flow passage.
- 제 10 항에 있어서,According to claim 10,상기 제2 축소 유로와 상기 배출 유로를 연결하는 연결 유로를 포함하고,It includes a connection flow path connecting the second reduction flow path and the discharge flow path,상기 연결 유로는, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 직경이 점진적으로 증가하는 유체 처리 장치.The connection flow path is a fluid processing device whose diameter gradually increases along the flow direction of the fluid.
- 제 11 항에 있어서,According to claim 11,상기 연결 유로는, 상기 제2 축소 유로와 연결되는 부분의 직경이 상기 제2 축소 유로의 직경과 같고, 상기 배출 유로와 연결되는 부분의 직경이 상기 배출 유로의 직경보다 작은 유체 처리 장치.The fluid processing device wherein the connection flow path has a diameter of a portion connected to the second reduced flow path equal to the diameter of the second reduced flow path, and a diameter of a portion connected to the discharge flow path is smaller than the diameter of the discharge flow path.
- 제 1 항에 있어서,According to claim 1,상기 스크류를 수용하는 중공형의 외부 바디; 및a hollow outer body accommodating the screw; and상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 제공하기 위해 상기 유체의 흐름 방향을 기준으로 상기 스크류보다 하류 측에 위치하도록 상기 외부 바디에 수용되는 가이드 어셈블리를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device comprising a guide assembly accommodated in the external body and positioned downstream of the screw based on a flow direction of the fluid to provide the first flow path and the second flow path.
- 제 13 항에 있어서,According to claim 13,상기 외부 바디는, 상기 가이드 어셈블리를 상기 유체의 흐름 방향으로 움직이지 못하도록 상기 가이드 어셈블리의 움직임을 구속하기 위해 상기 외부 바디의 내면으로부터 돌출되는 렛지를 포함하는 유체 처리 장치.The external body includes a ledge protruding from an inner surface of the external body to restrain the movement of the guide assembly to prevent the guide assembly from moving in the flow direction of the fluid.
- 제 13 항에 있어서,According to claim 13,상기 외부 바디의 내면에는 상기 가이드 어셈블리의 끝단으로부터 멀어지는 방향으로 직경이 점진적으로 확대되는 확대부가 구비되는 유체 처리 장치.A fluid processing device including an enlarged portion whose diameter gradually increases in a direction away from the end of the guide assembly, on an inner surface of the external body.
- 제 15 항에 있어서,According to claim 15,상기 확대부에 인접하는 상기 가이드 어셈블리의 끝단의 가장자리 둘레에는 곡면형의 라운드부가 구비되는 유체 처리 장치.A fluid processing device wherein a curved round part is provided around an edge of an end of the guide assembly adjacent to the enlarged part.
- 제 13 항에 있어서,According to claim 13,상기 가이드 어셈블리는 상기 유체의 흐름 방향을 따라 외경이 점진적으로 감소되는 경사부를 포함하고,The guide assembly includes an inclined portion whose outer diameter gradually decreases along the flow direction of the fluid,상기 외부 바디는, 상기 가이드 어셈블리를 상기 유체의 흐름 방향으로 움직이지 못하도록 상기 가이드 어셈블리의 움직임을 구속하기 위해 상기 외부 바디의 내면으로부터 돌출되는 접촉부를 포함하며,The outer body includes a contact portion protruding from the inner surface of the outer body to constrain the movement of the guide assembly so that the guide assembly cannot move in the direction of the fluid flow,상기 접촉부는 상기 경사부와 접촉하도록 상기 유체의 흐름 방향을 따라 내경이 점진적으로 감소되는 형상으로 이루어지는 유체 처리 장치.A fluid processing device in which the contact portion has a shape whose inner diameter is gradually reduced along the flow direction of the fluid so as to contact the inclined portion.
- 제 17 항에 있어서,According to claim 17,상기 경사부의 한쪽 단부에는 제1 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형의 제1 경사부 연결부가 구비되고, 상기 경사부의 다른 쪽 단부에는 제2 곡률 반경을 갖는 오목한 곡면형의 제2 경사부 연결부가 구비되며,At one end of the inclined portion, a convex curved first inclined portion connecting portion having a first radius of curvature is provided, and at the other end of the inclined portion, a concave curved second inclined portion connecting portion having a second radius of curvature is provided, ,상기 접촉부의 한쪽 단부에는 상기 제1 경사부 연결부와 접촉하도록 상기 제1 곡률 반경을 갖는 오록한 곡면형의 제1 접촉부 연결부가 구비되고, 상기 접촉부의 다른 쪽 단부에는 상기 제2 곡률 반경을 갖는 볼록한 곡면형의 제2 접촉부 연결부가 구비되는 유체 처리 장치.At one end of the contact portion, a first contact connection portion having a convex curved surface having the first radius of curvature is provided to contact the first inclined portion connection portion, and at the other end of the contact portion is a convex curved portion having the second radius of curvature. A fluid processing device comprising a curved second contact connection.
- 스크류와, 상기 스크류를 통과한 유체의 흐름을 안내하며, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유체 유로를 포함하는 제1 바디;A first body including a screw and a first fluid flow path that guides the flow of fluid passing through the screw and has a shape whose diameter decreases at least in part along the flow direction of the fluid;상기 제1 바디와 연결되고, 상기 제1 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제1 유체 유로의 일단보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 제2 유체 유로를 포함하는 제2 바디; 및a second body connected to the first body and including a second fluid passage having a relatively larger diameter than one end of the first fluid passage to provide a change in pressure to the fluid passing through the first fluid passage; and상기 제2 바디와 연결되고, 상기 제2 바디보다 전기 전도도가 높은 재질로 형성되며, 상기 제2 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제2 유체 유로보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 제3 유체 유로를 포함하는 제3 바디를 포함하는 유체 처리 장치.It is connected to the second body, is made of a material with higher electrical conductivity than the second body, and has a relatively smaller diameter than the second fluid passage to provide a change in pressure to the fluid passing through the second fluid passage. A fluid processing device comprising a third body including a third fluid flow path.
- 제 19 항에 있어서,According to claim 19,상기 제1 바디와, 상기 제2 바디와, 상기 제3 바디를 수용하는 외부 바디를 포함하고,Comprising an external body accommodating the first body, the second body, and the third body,상기 외부 바디는 상기 제3 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제3 유체 유로의 직경보다 직경이 큰 배출 유로를 포함하는 유체 처리 장치.The external body is a fluid processing device including an discharge passage into which the fluid passing through the third passage is introduced and a diameter larger than the diameter of the third fluid passage.
- 제 20 항에 있어서,According to claim 20,상기 제1 바디와, 상기 제2 바디는 상기 유체를 양전하로 마찰 대전시키는 소재로 이루어지고,The first body and the second body are made of a material that frictionally charges the fluid with a positive charge,상기 외부 바디는 절연성 소재로 이루어지는 유체 처리 장치.A fluid processing device wherein the external body is made of an insulating material.
- 제 20 항에 있어서,According to claim 20,상기 제3 유체 유로와 상기 배출 유로를 연결하는 제4 유체 유로가 형성된 제4 바디를 포함하고,It includes a fourth body formed with a fourth fluid flow path connecting the third fluid flow path and the discharge flow path,상기 제4 유체 유로는 적어도 일부분의 직경이 상기 유체의 흐름 방향을 따라 점진적으로 증가하는 유체 처리 장치.A fluid processing device in which the diameter of at least a portion of the fourth fluid flow path gradually increases along the flow direction of the fluid.
- 스크류와, 상기 스크류를 통과한 유체의 흐름을 안내하며, 상기 유체의 흐름 방향을 따라 적어도 일부분에서 직경이 감소하는 형상을 가지는 제1 유체 유로를 포함하는 제1 바디;A first body including a screw and a first fluid flow path that guides the flow of fluid passing through the screw and has a shape whose diameter decreases at least in part along the flow direction of the fluid;상기 제1 바디와 연결되고, 상기 제1 유체 유로를 통과한 유체에 압력의 변화를 제공하도록 상기 제1 유체 유로의 일단보다 상대적으로 큰 직경을 가지는 제2 유체 유로를 포함하는 제2 바디; 및a second body connected to the first body and including a second fluid passage having a relatively larger diameter than one end of the first fluid passage to provide a change in pressure to the fluid passing through the first fluid passage; and상기 제2 유체 유로에 배치되고, 상기 제2 바디보다 전기 전도도가 높은 재질로 형성되며, 상기 제2 유체 유로보다 상대적으로 작은 직경을 가지는 제3 유체 유로를 포함하는 제3 바디를 포함하는 유체 처리 장치.Fluid processing comprising a third body disposed in the second fluid passage, formed of a material with higher electrical conductivity than the second body, and including a third fluid passage having a relatively smaller diameter than the second fluid passage. Device.
- 제 23 항에 있어서,According to claim 23,상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고,Includes a stopper disposed in the second fluid flow path,상기 제3 바디는 상기 스토퍼의 양쪽 단부에 각각 접하도록 한 쌍이 상기 제2 유체 유로에 배치되는 유체 처리 장치.A fluid processing device in which a pair of the third bodies are disposed in the second fluid passage so as to contact both ends of the stopper, respectively.
- 제 23 항에 있어서,According to claim 23,상기 제3 바디를 상기 제2 유체 유로에 고정하기 위해 상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고,Comprising a stopper disposed in the second fluid passage to fix the third body to the second fluid passage,상기 스토퍼는 상기 제2 바디의 내면으로부터 돌출되도록 상기 제2 바디와 일체로 이루어지는 유체 처리 장치.The stopper is a fluid processing device formed integrally with the second body so as to protrude from an inner surface of the second body.
- 제 23 항에 있어서,According to claim 23,상기 제3 바디를 상기 제2 유체 유로에 고정하기 위해 상기 제2 유체 유로에 배치되는 스토퍼를 포함하고,Comprising a stopper disposed in the second fluid passage to fix the third body to the second fluid passage,상기 스토퍼는 상기 제2 바디의 내부에 삽입되는 링 형상으로 이루어지는 유체 처리 장치.The stopper is a fluid processing device having a ring shape inserted into the second body.
- 유체가 유입되는 포커싱 유로;A focusing flow path through which fluid flows;상기 포커싱 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 포커싱 유로와 연결되고, 상기 포커싱 유로보다 좁은 인렛 유로;an inlet passage connected to the focusing passage to allow the fluid to flow from the focusing passage, and narrower than the focusing passage;상기 인렛 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 인렛 유로와 연결되고, 상기 인렛 유로보다 넓은 제1 확장 유로;a first expansion passage connected to the inlet passage to allow the fluid to flow from the inlet passage, and wider than the inlet passage;상기 제1 확장 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 확장 유로와 연결되고, 상기 제1 확장 유로보다 좁은 제1 축소 유로;a first reduced flow path connected to the first expanded flow path to allow the fluid to flow from the first expanded flow path, and narrower than the first expanded flow path;상기 제1 축소 유로로부터 상기 유체가 유입되도록 상기 제1 축소 유로와 연결되고, 상기 제1 축소 유로보다 넓은 제2 확장 유로;a second expanded flow path connected to the first reduced flow path to allow the fluid to flow from the first reduced flow path, and wider than the first reduced flow path;상기 제2 확장 유로를 통과한 상기 유체가 유입되고, 상기 제1 확장 유로 및 상기 제2 확장 유로보다 넓은 배출 유로; 및a discharge passage into which the fluid passing through the second expansion passage is introduced, and which is wider than the first expansion passage and the second expansion passage; and상기 유체에 포함된 기포의 붕괴를 촉진하기 위해 상기 포커싱 유로와 상기 배출 유로 사이에 배치되고, 상기 액체가 통과할 수 있는 액셀러레이터 홀을 갖는 액셀러레이터를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device comprising an accelerator disposed between the focusing flow path and the discharge flow path to promote collapse of bubbles contained in the fluid, and having an accelerator hole through which the liquid can pass.
- 제 27 항에 있어서,According to clause 27,상기 액셀러레이터는 상기 제2 확장 유로와 상기 배출 유로 사이에 배치되는 유체 처리 장치.The accelerator is a fluid processing device disposed between the second expansion flow path and the discharge flow path.
- 제 28 항에 있어서,According to clause 28,상기 액셀러레이터 홀과 상기 배출 유로를 연결하는 연결 유로를 포함하고,It includes a connection passage connecting the accelerator hole and the discharge passage,상기 연결 유로는, 적어도 일부분의 직경이 상기 유체의 흐름 방향을 따라 점진적으로 증가하는 유체 처리 장치.A fluid processing device in which the diameter of at least a portion of the connection passage gradually increases along the flow direction of the fluid.
- 제 27 항에 있어서,According to clause 27,상기 액셀러레이터는,The accelerator is,상기 제1 확장 유로와 상기 제1 축소 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제1 액셀러레이터 홀을 갖는 제1 액셀러레이터; 및a first accelerator disposed between the first expansion flow path and the first reduction flow path and having a first accelerator hole through which the fluid can pass; and상기 제2 확장 유로와 상기 배출 유로의 사이에 배치되고, 상기 유체가 통과할 수 있는 제2 액셀러레이터 홀을 갖는 제2 액셀러레이터를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device comprising a second accelerator disposed between the second expansion flow path and the discharge flow path and having a second accelerator hole through which the fluid can pass.
- 제 27 항에 있어서,According to clause 27,상기 액셀러레이터는 상기 제1 확장 유로와 상기 제2 확장 유로 중 적어도 어느 하나에 배치되는 유체 처리 장치.The accelerator is disposed in at least one of the first expansion flow path and the second expansion flow path.
- 제 27 항에 있어서,According to clause 27,상기 유체를 선회시켜 상기 포커싱 유로로 유동시킬 수 있도록 상기 유체의 흐름 방향을 기준으로 상기 포커싱 유로보다 상류 측에 배치되는 스크류를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device comprising a screw disposed upstream of the focusing flow path based on the flow direction of the fluid to rotate the fluid and allow it to flow into the focusing flow path.
- 제 27 항에 있어서,According to clause 27,상기 액셀러레이터를 수용하고, 상기 배출 유로가 형성된 중공형의 외부 바디; 및a hollow external body that accommodates the accelerator and has the discharge passage; and상기 외부 바디에 수용되고, 상기 포커싱 유로와, 상기 인렛 유로와, 상기 제1 확장 유로와, 상기 제1 축소 유로와, 상기 제2 확장 유로가 형성된 가이드 어셈블리를 포함하는 유체 처리 장치.A fluid processing device including a guide assembly accommodated in the external body and formed with the focusing passage, the inlet passage, the first expansion passage, the first reduction passage, and the second expansion passage.
- 제 33 항에 있어서,According to claim 33,상기 가이드 어셈블리는 상기 유체를 양전하로 마찰 대전시키는 소재로 이루어지는 유체 처리 장치.The guide assembly is a fluid processing device made of a material that frictionally charges the fluid with a positive charge.
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