KR101573802B1 - 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 소정의 공간이 형성되는 본체와; 상기 본체의 바닥면에 설치되며, 호 형상의 대나무가 안착되는 안착판; 및 상기 안착판의 상부에 승하강 가능하도록 설치되며, 상기 안착판에 안착된 호 형상의 대나무를 가압하여 평판으로 전개시키는 가압판;을 포함하여 이루어지며, 상기 가압판이 하강하여 상기 안착판에 안착된 호 형상의 대나무를 가압하여 평판형으로 전개시키되, 상기 본체 내부에 스팀을 공급하여 상기 대나무의 조직을 더욱 유연하게 함으로써 평판으로 전개가 원활하도록 하는 것을 특징으로 하는 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치에 관한 것이다.

Description

나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치{APPARATUS FOR MAKING A FLAT BOARD OF A BAMBOO FILTER}

본 발명은 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 소정의 공간이 형성되는 본체와; 상기 본체의 바닥면에 설치되며, 호 형상의 대나무가 안착되는 안착판; 및 상기 안착판의 상부에 승하강 가능하도록 설치되며, 상기 안착판에 안착된 호 형상의 대나무를 가압하여 평판으로 전개시키는 가압판;을 포함하여 이루어지며, 상기 가압판이 하강하여 상기 안착판에 안착된 호 형상의 대나무를 가압하여 평판형으로 전개시키되, 상기 본체 내부에 스팀을 공급하여 상기 대나무의 조직을 더욱 유연하게 함으로써 평판으로 전개가 원활하도록 하는 것을 특징으로 하는 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치에 관한 것이다.

대나무는 기계적 강도가 우수하고, 우아한 색상을 지니고 있으며, 우수한 열존도도, 음 이온 방사성 등의 특성을 지니고 있어 오래전부터 일상생활에 매우 유용한 도구를 제조하기 위한 재료로써 널리 활용되어 왔으며, 특히 공예품 및 실내 장식용 소재로서 널리 사용되었고, 이처럼 대나무가 지니고 있는 생체 친화적이고 환경 친화적인 특성 때문에 그 이용의 확대를 꾀하기 위하여 대나무 자체를 가공하기 위한 기술이 꾸준히 개발되고 있다.

그러나, 원통형의 형상을 갖는 대나무의 특성상 다양한 활용도를 갖지 못하는 단점이 있어서 다양한 활용도를 갖도록 대한민국 공고특허 제1993-00021501호, 대한민국 공개특허 제10-0560043호 및 대한민국 공개특허 제10-0560046호와 같이 대나무를 주로 평판의 형상으로 만드는 방법이 개시되었다.

상기와 같이 대나무의 죽편을 이용하여 평판상으로 만들기 위해서 대나무를 길이방향으로 쪼개어 여러 개의 죽편으로 분할한 다음 이들의 표면을 절삭가공한 뒤 이들을 다시 접착제로 적층하여 평판형상을 만드는 방법이 사용되어 왔으나, 견고하고 미려한 대나무의 표피부를 제거해야 하는 번거로움이 있고, 그로 인해 가공공정이 복잡해지며, 또한 재료의 손실이 많아지는 폐단이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-0623093호 및 대한민국 등록특허 제10-0560043호에 대나무를 평판의 형상으로 제조하는 장치 및 방법이 개시되었다.

이중, 대한민국 등록특허 제10-0560043호를 살펴보면, 평활면을 가진 상부 고정부; 상기 상부 고정부와 함께 원통형 또는 호형의 대나무를 고정시키기 위한 평활면을 가진 하부 고정부; 상기 상부 고정부를 상기 하부 고정부와 마주보는 방향의 반대 방향으로 이동하는 것을 저지시키기 위한 고정 부재; 상기 하부 고정부를 가열시킴으로써 상기 상부 고정부 및 하부 고정부 사이에 고정되는 원통형 또는 호형의 대나무를 가열시키기 위한 가열부; 상기 하부 고정부에 연결되어 하부 고정부를 상승시킴으로써 상기 상부 고정부 및 하부 고정부 사이에 고정되는 원통형 또는 호형의 대나무를 가압시키기 위한 가압부; 및 사용자가 상기 가열부에서 발생시키기를 원하는 온도를 입력할 수 있는 온도 입력부를 구비하고, 상기 가열부가 발생시키는 열을 제어시킬 수 있도록 상기 가열부와 연결됨으로써 상기 가열부에서 발생하는 열을 사용자가 설정한 온도로 발생시키기 위한 온도 제어 장치를 포함함으로써 상부 고정부와 하부 고정부 사이에 원통형 또는 호형의 대나무를 위치시켜 가열과 가압시킴에 의해 그 원통형 또는 호형의 대나무를 평판으로 전개시킬 수 있으며, 상기 가열부는 하부 고정부에 약 100℃ 내지 400℃ 사이의 온도 범위 내에서 해당하는 열을 발생시키도록 한다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-1123136호를 살펴보면, 상기 대나무의 에나멜층의 일부 또는 전부를 제거시키고 대나무 내부의 죽섬유질층을 필터의 구성요소로 사용하여 액체 중에서 미세기포를 발생시키는 역할을 수행하기도 한다.

일반적으로 물속에 용해된 기포의 성질을 살펴보면, 그 크기가 50 마이크로미터보다 큰 경우, 그 기포들은 수초 이내에 수면 위로 부상하여 대기중으로 확산되는 반면에, 그 크기가 50 마이크로미터에서 수백 나노미터의 경우에는, 그 미세 기포들은 6개월까지도 수중에 잔류할 수 있으며, 잔류 중에 점차 수축 및 파열하여 해당 기체를 포화농도 이상으로 용해시키는 현상이 일어나는 것으로 알려져 있다.

미세한 크기로 일시에 많은 양의 기포를 생성시킬 경우, 물속에 용존 기체의 농도를 증가시킬 수 있고, 오랜 시간 동안 물속에 잔류시킬 경우, 산소 또는 수소와 같은 기체를 고농도로 용해시킨 다양한 음용수로 이용할 수 있는 장점이 있다.

상기와 같이 호 형상의 대나무를 평판형의 형상으로 제조하여 나노 기포를 발생시키기 위한 대나무 필터로 사용하기 위해서는 대나무 내부의 죽섬유질층이 필수적인 요소인데, 대한민국 등록특허 제10-0560043호의 경우 하부 고정부가 약 100℃ 내지 400℃의 온도로 가열되고, 대한민국 등록특허 제10-0623093호의 경우 대나무의 내피부를 탄화시킬 수 있도록 300℃이상의 온도로 가열하게 되는데, 이와 같이 고온의 온도가 대나무의 외피 및 내피에 전달되면 대나무의 죽섬유질층이 파괴되기 때문에 대나무 필터로 사용할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 나노 기포를 위한 평판형의 대나무 필터를 제조함에 있어서, 호 형상의 대나무를 가압판을 통해 가압하여 평판형의 형상으로 제조할 때 대나무 내부 조직을 연하게 하여 평판형으로 원활하게 전개되도록 함과 동시에 대나무 내부의 죽섬유질층이 파괴되지 않도록 하여 나노기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터를 제조할 수 있는 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치에 있어서, 내부에 소정의 공간이 형성되는 본체와; 상기 본체의 바닥면에 설치되며, 외피의 에나멜층이 제거된 호 형상의 대나무가 안착되어 상기 대나무를 가열하여 조직을 유연하게 할 수 있도록 70~100℃의 온도 내에서 발열되는 안착판; 및 상기 안착판의 상부에 승하강 가능하도록 설치되며, 상기 안착판에 안착된 호 형상의 대나무를 가압하여 평판으로 전개시키는 가압판;을 포함하여 이루어지며, 상기 가압판이 하강하여 상기 안착판에 안착된 호 형상의 대나무를 가압하여 평판형으로 전개시키되, 상기 대나무 내부의 죽섬유질층이 훼손되지 않도록 하면서도 대나무의 조직을 유연하게 하여 평판으로 원활하게 전개되도록 상기 본체 내부에 70~100℃스팀을 공급하는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 안착판은 상기 본체의 바닥면에 복수개로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 안착판의 저면 각 모서리에는 상기 안착판을 지지하고 가압판으로부터 가해지는 충격을 흡수하는 탄성스프링이 설치되며, 상기 각 안착판에 두께가 서로 다른 대나무가 안착된 상태에서 상기 가압판이 하강하게 되면 상기 탄성스프링이 각 안착판을 지지하여 가압판 측으로 밀착시킴으로써 서로 다른 두께를 갖는 복수의 대나무가 균일하게 평판형으로 전개되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 안착판이 설정된 온도 내에서만 발열할 수 있도록 온도센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따르면, 호 형상의 대나무를 평판형의 형상으로 제조하되 대나무 필터의 핵심인 죽섬유질층이 파괴되지 않도록 하여 나노 기포를 위한 대나무 필터로 사용할 수 있다.

또한, 본체 내부에 70~100℃의 스팀을 공급하여 대나무의 내부 조직을 연하게 함으로써 대나무가 평판형으로 원활하게 전개되도록 할 수 있다.

또한, 상기 안착판이 설정된 온도 내에서만 발열되도록 하여 대나무의 외피가 탄화되거나 내부 조직이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대나무 필터를 통한 수중 미세기포의 용해방법을 실행하는 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치의 예시도.
도 3 내지 5는 본 발명의 일실시예에 따라 평판형의 대나무 필터가 제조되는 과정을 나타내는 예시도.
도 6 내지 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 평판형의 대나무 필터가 제조되는 과정을 나타내는 예시도.

이하, 설명되는 실시 예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시 예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시 예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시 예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시 예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시 예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고 이하 설명되는 실시 예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시 예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 따라 제조되는 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터는 원통형의 대나무를 2등분 내지 4등분하여 호 형상인 것을 사용하되 외피의 에나멜층(114)을 제거하고, 그 내부의 죽섬유질층(112)을 필수적인 구성요소로서 사용하는 것으로, 상기의 대나무 필터는 본 출원인으로부터 발명된 대한민국 등록특허 제10-1123136호의 "액체 중에서 미세기포를 발생시키는 방법 및 그 방법에 적합한 미세기포 발생기"에 기재된 대나무의 에나멜층의 일부 또는 전부를 제거시키고 대나무 내부의 죽섬유질층을 필터의 구성요소로 사용하는 것이다.

본 발명에 사용되는 대나무는 원통형의 대나무를 2등분 내지 4등분하여 호 형상인 것을 사용하되 외피의 에나멜층이 제거된 것을 사용하며, 상기 호 형상의 대나무에 열을 가해 평판형의 형상으로 전개할 때에는 상기 대나무 내부의 죽섬유질층이 파괴되지 않도록 하여 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터로 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치는 크게 본체와, 안착판 및 가압판으로 이루어진다.

상기 본체는 내부에 소정의 공간이 형성되는 사각 또는 직사각의 형상으로 이루어진다.

상기 본체의 바닥면에는 상기 호 형상의 대나무를 안착시키기 위한 안착판이 설치된다. 상기 호 형상의 대나무는 내피가 상측을 향하도록 안착된다.

상기 안착판은 복수의 대나무가 일정 간격을 두고 안착 될 수 있도록 사각 또는 직사각의 형상으로 형성된다.

상기 안착판은 70~100℃로 발열하여 상기 대나무의 외피를 가열함으로써 대나무 조직을 유연하게 하며, 상기 안착판이 일정 온도로 가열되어 발열할 수 있도록 다양한 형태나 구조로 이루어질 수 있고, 일 예로써 내부에 히터를 설치할 수 있다.

상기 안착판에는 설정된 온도, 즉 70~100℃의 범위 내에서만 발열되도록 온도센서가 설치되며, 위의 예시와 같이 상기 안착판 내부에 히터가 설치되는 경우 상기 온도센서는 히터와 연동되도록 하여 사용자가 설정한 온도에 해당하는 열이 히터에서 발생하도록 구성할 수 있다.

상기 안착판은 이후 설명할 가압판이 하강하여 대나무를 가압할 때 가해지는 힘을 견딜 수 있고, 대나무의 외피에 원활하게 열을 전달하며, 히터와 같은 발열수단으로부터 공급되는 열을 원활하게 대나무에 전달할 수 있도록 열 전도율이 우수한 금속 재질(예를 들어, 알루미늄)로 이루어지는 것이 좋다.

상기 가압판은 상기 안착판의 상부에 승하강 가능하도록 설치되며, 상기 가압판의 상단에는 상승 및 하강을 위한 승하강부재(예를 들면, 유압실린더)가 설치되고, 상기 승하강부재를 통해 상기 안착판 측으로 하강하면서 상기 안착판에 안착된 호 형상의 대나무를 가압하여 평판형으로 전개시키는 역할을 한다.

또한, 본 발명은 상기 안착판에 안착된 대나무가 원활하게 평판형으로 전개될 수 있도록 본체 내부에 스팀을 공급한다.

종래에는 발열하는 안착판에 대나무를 안착시켜 대나무의 외피를 가열하여 열이 전도되는 방법으로 대나무의 조직을 연하게 하였는데, 본 발명은 상기 안착판에 안착된 대나무의 외피가 열 전도 방법으로 가열함과 동시에 본체 내부에 스팀을 공급하여 대류 현상에 의해 본체의 상부로 상승하면서 대나무의 외피와 내피 전체에 골고루 열이 전달되도록 하여 대나무의 조직을 더욱 연하게 하는 동시에 적정 온도(70~100℃)의 스팀을 공급함으로써 대나무 내부의 죽섬유질층이 훼손되지 않도록 하여 나노 기포 발생을 위한 대나무 필터로 사용 가능하도록 하기 위한 것이다.

상기 본체 내부에 스팀을 공급할 때에는 스팀이 안착판에 안착된 대나무와 균일하게 접촉된 다음 상부로 점차 이동할 수 있도록 본체의 하부 측에 공급하는 것이 좋다.

또한, 상기 안착판에 호 형상의 대나무를 안착시킨 상태에서 일정시간 지속적으로 스팀을 공급하여 대나무의 외피와 내피가 스팀과 지속적으로 접촉되어 대나무의 조직이 연해진 상태에서 상기 가압판을 하강시켜 대나무가 평판형으로 더욱 원활하게 전개되도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 6 내지 8을 참조하면, 본 발명에 따른 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치는 상기 본체 내부에 복수의 안착판이 설치되며, 상기 안착판의 저면에는 각 모서리에는 상기 안착판을 지지하고 가압판으로부터 가해지는 충격을 흡수하는 탄성스프링이 설치된다.

상기 가압판(30)은 상술한 바와 같이 유압실린더(31)에 의해 하강하게 되는데, 상기 안착판(20)에 안착된 대나무(40)가 평판형으로 전개될 수 있도록 대응되는 높이까지 하강하게 된다.

그런데, 도 6과 같이 안착판(20) 위에 서로 다른 두께를 갖는 대나무가 안착된 상태에서 상기 가압판(30)이 하강하게 되면 도 7과 같이 대나무의 두께 차로 인하여 어느 하나의 대나무는 평판형의 형상으로 전개될 수 없으며, 유압실린더(31) 또는 가압판(30)이 손상되는 문제점이 발생할 수 있다.

이에, 본 발명은 서로 다른 두께를 갖는 호 형상의 대나무를 동시에 평판형의 형상으로 전개할 수 있도록 상기 본체의 바닥면에 복수의 안착판(20)을 설치하고, 각 안착판(20)의 저면 각 모서리에는 상기 안착판(20)을 지지하는 탄성스프링(S)이 설치된다.

여기에서, 상기 탄성스프링(S)은 단순히 상기 안착판(20)을 지지하는 역할을 하는 것이 아니라, 상기 가압판(30)이 하강하여 안착판을 누르게 되면 본체의 바닥면측으로 압축되면서 충격을 흡수하여 대나무가 파손되는 것을 방지함과 동시에 상기 가압판(30)의 하강동작이 멈추게 되면 상기 안착판(20)을 상측으로 지지하여 안착판(20)과 가압판(30) 사이에 위치하는 대나무(40)가 평판형으로 전개되도록 하는 역할을 한다.

즉, 도 8 내지 9와 같이, 상기 본체의 바닥면에 복수의 안착판(20)을 설치하고, 서로 다른 두께를 갖는 호 형상의 대나무를 각 안착판에 안착시킨 상태에서 상기 가압판(30)이 하강하게 되면, 상기 대나무(40)가 가압판(30)과 접촉될 때에는 상기 탄성스프링(S)이 압축되면서 안착판(20)을 하강시켜 각 대나무가 파손(깨지는 것)되는 것을 방지하고, 상기 가압판(30)이 멈추게 되면 탄발력에 의해 상기 안착판(20)을 상승시켜 강하게 지지하면서 대나무(40)가 평판형으로 전개되도록 하는 것이다.

도 8 내지 9에서는 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 본체의 바닥면에 두 개의 안착판(20)이 설치된 상태를 도시하였으나, 이는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 예시일 뿐이며, 상기 안착판(20)은 필요에 따라 얼마든지 복수개로 설치될 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 상기 본체 내부에 70~100℃의 스팀을 공급하여 대나무의 내부 조직을 연하게 하고, 상기 안착판이 70~100℃의 온도에서 발열되도록 하여 대나무의 외피가 탄화되거나 내부 조직이 파괴되지 않으면서 평판형으로 원활하게 전개되면서 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터를 제조할 수 있는 장점이 있다.

10 : 본체 20 : 안착판
21 : 히터 30 : 가압판
31 : 유압실린더 32 : 실린더 로드
40 : 대나무 S : 탄성스프링

Claims (6)

1. 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치에 있어서,
   내부에 소정의 공간이 형성되는 본체(10)와;
   상기 본체의 바닥면에 설치되며, 외피의 에나멜층이 제거된 호 형상의 대나무(40)가 안착되어 상기 대나무를 가열하여 조직을 유연하게 할 수 있도록 70~100℃의 온도 내에서 발열되는 안착판(20); 및
   상기 안착판의 상부에 승하강 가능하도록 설치되며, 상기 안착판에 안착된 호 형상의 대나무를 가압하여 평판으로 전개시키는 가압판(30);을 포함하여 이루어지며,
   상기 가압판(30)이 하강하여 상기 안착판(20)에 안착된 호 형상의 대나무(40)를 가압하여 평판형으로 전개시키되,
   상기 대나무 내부의 죽섬유질층이 훼손되지 않도록 하면서도 대나무의 조직을 유연하게 하여 평판으로 원활하게 전개되도록 상기 본체 내부에 70~100℃스팀을 공급하는 것을 특징으로 하는 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치.
   
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4. 제1항에 있어서, 상기 안착판은 상기 본체의 바닥면에 복수개로 설치되는 것을 특징으로 하는 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 각 안착판의 저면 각 모서리에는 상기 안착판을 지지하고 가압판으로부터 가해지는 충격을 흡수하는 탄성스프링이 설치되며,
   상기 각 안착판에 두께가 서로 다른 대나무가 안착된 상태에서 상기 가압판이 하강하게 되면 상기 탄성스프링이 각 안착판을 지지하여 가압판 측으로 밀착시킴으로써 서로 다른 두께를 갖는 복수의 대나무가 균일하게 평판형으로 전개되는 것을 특징으로 하는 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치.
6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 안착판이 설정된 온도 내에서만 발열할 수 있도록 온도센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 나노 기포 발생을 위한 평판형의 대나무 필터 제조장치.
   

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