KR101885028B1 - 마이크로 버블 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 마이크로 버블 발생장치는, 외부 전원과 연결되어 양전하가 이동하는 양전극과 음전하가 이동하는 음전극으로 구성된 전극부; 상기 양전극 및 상기 음전극이 상호 이격된 상태로 가장자리 일 측에 각각 장착되어 전류를 표면에 흘림으로써 플라즈마를 발생시켜 수중에서 기포가 발생되도록 하는 기포발생부; 상기 전극부가 장착된 상기 기포발생부의 가장자리 표면을 둘러싸 상기 전극부와 상기 기포발생부의 결합면에 물이 닿는 것을 방지하는 커버링파트와, 상기 기포발생부의 전면과 일정 간격 이격된 상태로 배치되어 상기 커버링파트를 통해 지지되는 그물망 형태의 넷커버파트로 구성되는 커버부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로 버블 발생장치{Micro Bubble Generator}

본 발명은 마이크로 버블 발생장치에 관한 것으로서, 수중에 위치하는 방전수단을 통해 방전을 유도하여 저온 플라즈마를 발생시킴으로써 미세한 기포인 마이크로버블을 생성하여 이 마이크로버블을 통해 물 속에 존재하는 세균, 녹조류, 물때 등을 제거하여 세균 번식을 방지 할 뿐만 아니라, 특히 어항 등에서 열대어 생육 시 발생하는 스키머를 마이크로버블을 사용하여 수면 일 측에 모아 쉽게 배출 및 처리할 수 있도록 한 마이크로 버블 발생장치에 관한 것이다.

다양한 목적과 이유에 따라 수중에서 물을 살균하는 장치의 필요성은 나날이 증가하고 있다. 음용수를 생성하거나 특정한 물건이나 수중환경의 살균처리는 그 활용도가 넓고 우리 생활에 있어 필수적인 작업이기 때문에 이러한 기술의 발전은 상시 이루어져 왔다.

특히 종래에 사용되어온 살균 소독기는 자외선과 초음파를 이용한 것이 주종을 이루었다. 이러한 자외선 및 초음파를 활용한 살균소독기를 살펴보면 다음과 같다. 자외선의 살균효과는 자외선의 파장 및 조사량(방사강도×조사시간)에 관계된다. 이것은 균종에 따라서 거의 동일하며, 파장 250 ~ 260nm 부근이 가장 높다.

살균효과의 파장특성과 거의 일치하는 점에서 자외선의 조사에 의해 자외선은 핵산류에 흡수되어 변화하고, 신진대사에 장해를 초래하여 증식능력를 잃어 감소한다고 생각되어지고 있다. 균의 생존율은 자외선의 조사량(방사강도×조사시간)에 대해서 대부분 지수관계적으로 감소하여 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

상기와 같이 된 종래의 자외선 살균 소독기는 모든 균종에 대해 유효하며, 약물이나 가열 등에 의한 살균방법과 달리 피조사물에는 거의 변화를 주지 않는 효과가 있으며, 또한 사용방법이 간단하고 경제적이고, 공기나 물의 살균에 가장 적당하고, 공기, 물 이외의 대부분의 물질은 조사받은 표면에 한해 살균된다.

그리고 살균효과는 조사 중에 한하며 남아있지 않으며, 자외선은 눈 및 피부에 대해 유해하기 때문에 안전상의 주의를 필요로 한다.

상기와 같이 종래의 자외선 살균기는 자외선 등을 이용하여 살균하는 방법으로 자외선이 조사되는 부위만 살균되므로 살균하고자 하는 대상물을 접시나 칼등 넓은 면적의 주방용품일 경우 대상물을 중간에 뒤집어 주어야 하는 단점이 있다.

또한 자외선 램프를 이용함으로써 자외선이 인체나 동물에 직접 조사되는 경우 문제가 발생하며, 특히 눈에 조사되지 않도록 조심하여야 함으로써 사용 시 상당한 주의를 기울여야 한다는 단점이 있다.

특히 물의 살균이 매우 필요한 어항은 관상어를 수조 내에 구비한 것으로, 수조 내의 관상어가 안전하게 서식할 수 있도록 살균 및 정화가 가능한 장치가 필수적으로 필요하다. 그러나 관상어의 경우 빛에 민감할 뿐만 아니라 물고기의 특성 상 항상 눈이 빛에 노출되어있어 빛을 비추는 방식의 살균방법은 바람직하지 못하다고 하겠다.

그러므로, 이를 대체할 기술로서 방전을 활용한 저압 플라즈마 발생장치가 개발되었다.

일반적으로 플라즈마 상태란, 고온에서 기체가 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 상태를 말하며, 전하 분리도가 매우 높으면서 전체적으로는 음전하와 양전하의 수가 같아서 중성을 띤다. 플라즈마를 이루는 각 개체는 전기를 띠고 있어서 중성 기체와는 성격이 판이하며 전기 전도도가 크고 금속전도체와 같이 전류가 내부에는 흐르지 않고 표면에만 국한하여 흐르므로 플라즈마를 제4의 물질 상태라 한다.

이러한 플라즈마 상태를 발생시키면 일종의 산소 음이온계 물질인 수산기(-OH) 기포가 발생하는데, 이 수산기는 현존하는 물질 중에서 살균, 소독, 분해 능력이 오존과 염소보다 2배 이상 강력하고, 인체 및 동물에 전혀 해가 없는 천연물질로 알려져 있다.

다만, 이렇게 저압 플라즈마를 발생시키는 방법의 경우, 물 속에서 직접 전류를 흘려 반응하는 특성 상 물에 계속해서 노출되어있기 때문에 녹이나 부식과 같은 영향을 받아 수명이 길지 않다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다음의 기술이 공개되어 있다.

먼저 국내 등록특허 제 10-1100936호“수산기 발생장치”는 전원연결부와, 전원연결부에 연결되어 전원을 공급받는 양전극부와, 양전극부를 중심으로 양측에 구비되고, 전원연결부에 연결되어 전원을 공급받는 음전극부와, 양전극부와 음전극부 사이에 구비되어 양전극부와 음전극부가 이격되도록 하는 이격부재 및 양전극부, 음전극부 및 이격부재가 상호 연결되어, 고정되도록 하는 연결부재를 포함하는 수산기 발생장치에 관한 것이다. 이러한 발생장치는 전극의 교체가 어려울뿐더러 내부 부식이 발생하는 경우 결국에는 전체 구성을 모두 교체해야 한다는 단점이 있다.

다음으로 국내 등록특허 제 10-1571441호 “물의 전기분해를 위한 전원 제어장치 및 그 제어방법”은 배터리에서 인가된 직류전원으로 수소 및 산소를 발생시키는 수소/산소 발생기; 원격에서 상기 수소/산소 발생기의 제반 작동을 제어하는 신호를 발생하는 리모트 컨트롤러; 상기 리모트 컨트롤러에서 수신된 신호를 연산 및 판단하여 설정된 제어신호를 출력하는 제어부; 상기 직류전원을 공급하는 배터리의 출력전압과 배터리에 충전전원을 공급하는 발전기의 출력전압의 차이를 비교하여 배터리 전압만 입력되면 레벨신호를 출력하는 전압비교기; 상기 제어부에서 입력된 제어신호와 전압비교기에서 입력된 레벨신호를 논리 연산하여 레벨신호를 출력하는 AND회로, 및 상기 AND회로의 레벨신호로 스위칭되어 펄스폭변조(PWM)에 의한 전류제어로 수소/산소 발생기에 배터리의 직류전원을 공급하는 전원제어기를 포함하여 이루어진 것이다. 본 발명은 물을 전기분해하는 장치에 공급되는 전원을 프로그램에 의한 제어와 더불어 물리적인 제어를 이중으로 적용할 수 있어 프로그램 제어에 의한 오작동을 방지하고, 물리적인 제어에 의한 전기분해장치의 재가동에 따른 불편을 해소하며, 물을 전기분해하는 장치를 원격에서 제어할 수 있는 편의를 제공하는 장치 및 제어방법에 관한 것이다. 그러나 이와 같은 장치 또한 수중에서의 오랜 사용 시 발생하는 녹이나 부식등에 대한 대책은 마련되지 않았다는 단점이 있다.

따라서 수중에 위치하는 방전수단을 통해 방전을 유도하여 저온 플라즈마를 발생시킴으로써 미세한 기포인 마이크로버블을 생성하여 이 마이크로버블을 통해 물 속에 존재하는 세균, 녹조류, 물때 등을 제거하여 세균 번식을 방지 할 뿐만 아니라, 특히 어항 등에서 열대어 생육 시 발생하는 스키머를 마이크로버블을 사용하여 수면 일 측에 모아 쉽게 배출 및 처리할 수 있도록 한 마이크로 버블 발생장치를 개발할 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 수중에서 플라즈마를 생성하고 이에 따라 발생되는 수산기 기체를 통해 수중 환경을 살균하는 버블 발생장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 버블 발생장치에서 발생되는 기포의 크기를 일정 수준 이하로 유지할 수 있는 구성을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 외부 전원으로부터 전원이 유입되는 부위를 밀폐시켜 불필요한 안전사고의 발생 및 부식으로 인한 피해를 억제할 수 있는 구성을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이러한 밀폐구성을 갖추었음에도 내부 구성요소들이 부식된 경우에 이를 용이하게 교체할 수 있도록 하는 기능을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 마이크로 버블 발생장치는, 외부 전원과 연결되어 양전하가 이동하는 양전극과 음전하가 이동하는 음전극으로 구성된 전극부; 상기 양전극 및 상기 음전극이 상호 이격된 상태로 가장자리 일 측에 각각 장착되어 전류를 표면에 흘림으로써 플라즈마를 발생시켜 수중에서 기포가 발생되도록 하는 기포발생부; 상기 전극부가 장착된 상기 기포발생부의 가장자리 표면을 둘러싸 상기 전극부와 상기 기포발생부의 결합면에 물이 닿는 것을 방지하는 커버링파트와, 상기 기포발생부의 전면과 일정 간격 이격된 상태로 배치되어 상기 커버링파트를 통해 지지되는 그물망 형태의 넷커버파트로 구성되는 커버부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 넷커버파트는, 중앙부위로부터 둘레부위로 갈수록 상기 기포발생부의 전면과 간격이 멀어지는 오목한 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 넷커버파트의 후면에는, 방사형으로 일정한 간격마다 돌출 형성된 것으로서, 상기 기포발생부의 전면을 향해 테이퍼지게 돌출된 복수개의 기포분할돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

추가로, 상기 기포발생부는, 전류가 표면에 흘러 플라즈마가 발생되는 그물망 형태의 플라즈마파트와, 상기 플라즈마파트를 둘러싸 형태를 고정시키는 둘레파트와, 상기 둘레파트의 일 측에서 상기 양전극 및 상기 음전극 중 하나와 결합되는 것으로서, 전류를 상기 플라즈마파트로 흘려보내는 커넥터파트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 마이크로 버블 발생장치에 의하면,

1) 수중에서 플라즈마를 생성하고 이에 따라 발생되는 수산기 기체를 통해 수중 환경을 살균할 수 있고,

2) 버블 발생장치에서 발생되는 기포의 크기를 일정 수준 이하로 유지할 수 있을 뿐만 아니라,

3) 외부 전원으로부터 전원이 유입되는 부위를 밀폐시켜 불필요한 안전사고의 발생 및 부식으로 인한 피해의 억제가 가능하며,

4) 나아가 이러한 밀폐구성을 갖추었음에도 내부 구성요소들이 부식된 경우에 이를 용이하게 교체할 수 있다는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 마이크로 버블 발생장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 마이크로 버블 발생장치를 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 마이크로 버블 발생장치에서 커버부의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 마이크로 버블 발생장치에서 기포발생부의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 기포발생부와 커버부 사이를 활용한 변형 실시예를 도시한 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 마이크로 버블 발생장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 마이크로 버블 발생장치를 도시한 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 마이크로 버블 발생장치는 외부 전원(10)과 연결되어 전원을 공급하는 전극부(100)와, 이 전극부(100)를 가장자리에 장착하고, 전극부(100)를 통해 공급된 전류를 중앙부위 표면에 흘려주어 플라즈마를 발생시킴으로써 물 속에서 플라즈마가 반응하여 기포가 발생되도록 하는 기포발생부(200) 및 기포발생부(200)에서 전극부(100)가 장착된 가장자리 표면을 둘러싸 전극부(100)에 물이 닿는 것을 방지하는 커버부(300)로 구성된다.

가장 먼저 전극부(100)의 경우, 외부 전원(10)(DC 공급장치)과 전기적으로 연결되는 잭 또는 플러그(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 나아가 전류가 흐를 수 있도록 전도체의 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 외부 전원(10)의 경우, 결국에는 외부 전원(10)을 공급하는 것이 바로 이 마이크로 버블 발생장치를 구동 제어하는 것이므로, 외부 전원(10)과 함께 바람직하게는 이 버블 발생장치의 구동을 제어할 수 있는 컨트롤러(20)의 구성도 더 포함될 수 있음은 물론이다. 다만, 이 전극부(100) 역시도 수중에서 활용될 수 있도록 녹이나 부식이 잘 발생되지 않으면서도 전류가 흐를 수 있는 스테인리스 재질을 활용하거나 혹은 스테인리스 재질에 별도의 도금을 추가하여 구성하는 것이 가장 바람직하다고 하겠다.

나아가, 전극부(100)는 다시 전자를 잃은 양전하가 이동하는 양전극(110)과 전자를 얻은 음전하가 이동하는 음전극(120)으로 구성되는데, 이 두 개의 전극은 항상 대응되어 동작하기 때문에 양전극(110) 및 음전극(120)이 가깝게 위치하게 된다면 전류가 흐르는 범위가 매우 적어져(바로 음전극(120)으로부터 양전극(110)을 향해 이동) 기포발생부(200)의 표면에서 플라즈마를 발생시킬 수 없다. 따라서, 전류가 흐르는 범위를 가장 최대로 구성하기 위해서는 음전극(120)과 양전극(110)이 최대거리로 이격되어 위치하는 것이 좋으며, 따라서 기포발생부(200)의 가장자리 일 측에 음전극(120)을 배치하였다면, 그 반대측 가장자리에 양전극(110)을 배치하는 것이 가장 바람직한 배치라고 할 수 있다.

이 외에도 기포발생부(200) 내부구성에 별도의 전류흐름을 제어할 수 있는 회로(미도시)를 더 구비하게 된다면 이 회로를 따라 전류흐름이 최대로 이루어질 수 있도록 하는 것이 가능하므로 이 경우에는 음전극(120)과 양전극(110)이 충분히 좁은 간격만을 갖도록 위치시키는 구성도 가능하다고 하겠다.

기포발생부(200)는 앞선 전극부(100)에 의해 제공된 전류를 표면에 흘려 플라즈마를 발생시킴으로써 수중에서 기포가 발생되도록 하는 것이다. 플라즈마의 발생을 위해서는 전류의 흐름이 필요하다. 즉, 플라즈마는 물질의 제4 상태로 알려져 있으며, 플라즈마를 발생시키기 위해서는 일반적으로 액체나 가스에 전류를 흘려줌으로써 양이온과 결합되어있던 전자를 튕겨냄으로써 발생하게 되는 것이다. 이 때, 플라즈마에서 발생한 전자는 균이나 기타 이물질의 표면에 붙게 되나, 복수의 전자가 붙게 되는 순간 서로 척력이 발생하여 서로를 밀어내게 되면서 세포막을 찢어버리게 되며, 이러한 과정을 통해 효과적인 살균작용을 수행할 수 있다.

추가적으로, 플라즈마가 발생되면서 생성되는 이온(O, OH, O3) 및 라디컬이 세포막을 이루던 수소(H)와 반응하면서 추가적으로 세포막을 분해시키는 효과 또한 가지게 된다. 기포발생부(200)의 표면에서 플라즈마가 고르게 발생토록 하는 것이 가장 최대의 효율로 플라즈마를 발생시켜 살균하는 방법이라고 할 수 있으며, 더 나아가 전류가 흐르는 길을 복수개의 개별 선로가 교차하거나 혹은 구불구불한 형태로 형성하게 되면, 좁은 공간에서도 엄청난 양의 플라즈마 발생을 꾀할 수 있다.

따라서, 이 기포발생부(200)의 표면은 복수개의 수평방향과 수직방향의 선로가 교차하도록 구성하여 면적을 두 배로 활용하거나 혹은 라면의 면발과 같이 구불구불한 형태로 형성하게 된다면 좁은 공간에도 상당한 길이의 선로를 넣을 수 있어 높은 효율의 플라즈마 발생을 꾀할 수 있다.

나아가 커버부(300)는 기포발생부(200)의 가장자리 표면을 둘러싸는 커버링파트(310)를 포함하는 것이되, 이 가장자리에는 전극부(100)가 장착되어 있으므로, 결론적으로 커버링파트(310)는 전극부(100)를 포함한 가장자리를 둘러싸는 방수역할을 하는 것을 특징으로 한다. 이 가장자리는 물 속에서 외부의 충격을 직접 받거나 혹은 마이크로 버블 발생장치가 거치되면서 주변 기물 등과 닿을 수 있어 전기가 흐르더라도 제대로 플라즈마 반응이 일어나지 않는 부분일뿐더러, 상기한 사항들에 의해 쉽게 부식되거나 파손될 수 있는 부위이기도 하다. 따라서, 커버링파트(310)의 구성을 통해 가장자리 표면을 보호할 뿐만 아니라, 더욱이 전극부(100)와 기포발생부(200)의 결합면에 직접 물이 닿는 것을 방지하게 되어 수분으로 인한 부식을 최대한 방지할 수 있고, 급작스런 쇼트의 발생과 같은 상황 또한 미연에 방지할 수 있는 보호구성이라 하겠다.

이러한 커버링파트(310)의 구성 이외에도 마이크로 버블 발생장치의 살균효과를 강화시킬 수 있는 구성인 넷커버파트(320)가 더 포함될 수 있다. 즉, 살균효과를 증가시키기 위해서는 기포가 작용할 수 있는 면적을 넓히는 것이 가장 용이한 방법이라 할 수 있는데, 이것은 기포를 최대한 작게 형성하여 같은 기포량이 발생하더라도 더 많은 면적에 작용할 수 있도록 하는 것이다.

따라서, 기포가 발생하더라도 이를 좀 더 잘게 쪼갤 수 있는 구성이 더 필요한데, 이것은 커버부(300)에서 넷커버파트(320)의 구성 추가를 통해 해결 가능하다.

도 3은 본 발명의 마이크로 버블 발생장치에서 커버부의 일 실시예를 도시한 단면도이다.

즉, 커버부(300)에는 기포발생부(200)의 전면과 일정 간격 이격된 상태로 배치되어 커버링파트(310)를 통해 지지되는 그물망 형태의 넷커버파트(320)가 더 포함될 수 있다. 이 넷커버파트(320)는 이름에서 나타나듯이 그물망 형태를 갖는 것으로서, 복수의 기공이 형성되어 기포발생부(200)에서 발생된 기포가 이 넷커버파트(320)를 한 번 더 통과해야지만 외부로 배출될 수 있도록 구성한 것이다. 그러므로, 넷커버파트(320)에 형성된 기공의 형태나 수량에 따라 실질적으로 살균에 필요한 수준으로 기포의 크기를 제어할 수 있음은 물론이다.

따라서, 커버부(300)의 경우 바람직하게는 절연플라스틱과 같이 전기가 통하지 않으면서도 충분한 내구성을 갖춘 재질로 형성되는 것이 가장 좋되, 경우에 따라 절연고무나 절연화합물, 절연합금 등이 활용될 수 있음은 물론이다.

여기에 추가적으로, 넷커버파트(320)를 중앙부위로부터 둘레부위로 갈수록 기포발생부(200)의 전면과 간격이 멀어지는 오목한 형상으로 구성할 수도 있는데, 이러한 형태는 수중에서 기포가 발생하게 되면 수면으로 기포가 떠오르는 현상을 활용한 것이다. 즉, 기포발생부(200)에서 발생된 기포가 넷커버파트(320)를 통과할 때, 100% 동일한 양이 동시에 배출될 수는 없으므로, 일부는 넷커버파트(320)의 후면에 남게 되는데, 이 때 복수의 기포가 뭉쳐버려 배출이 용이하지 못하게 되는 경우가 발생하기도 한다. 특히 넷커버파트(320)의 중앙부위가 기포발생부(200)와 가장 멀게 위치하는 중앙부가 볼록하게 돌출된 경우라면, 기포가 이 볼록하게 돌출된 중앙부에 너무나 쉽게 모여 오히려 기포의 크기가 줄지 않고 커져버리는 역효과가 발생하게 될 것이다. 따라서, 중앙부를 오목하게 형성하면, 넷커버파트(320)의 후면에 남은 기포가 중앙부위에 모이지 않고 가장자리를 향해 고르게 퍼질 수 있으며, 기포가 잘 남지 않아 뭉쳐버리는 현상을 최소화시킬 수 있다.

더 나아가 넷커버파트(320)의 후면에는 방사형으로 일정 간격마다 돌출 형성된 것으로서, 기포발생부(200)의 전면을 향해 테이퍼지게(첨예하게) 돌출된 복수개의 기포분할돌기(321)가 더 포함될 수 있다.

이 기포분할돌기(321)는 쉽게 말하면 넷커버파트(320)의 후면을 따라 돌출된 돌기이며, 그 종단면은 마치 못의 단부와 같이 첨예한 형태를 갖는 것을 특징으로 한다. 기포분할돌기(321)는 일반적으로 넷커버파트(320)의 후면 중앙부위로부터 테두리까지 일정한 간격마다 배치된 방사 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 분할돌기를 통해 기포가 뭉쳐지더라도 이 분할돌기에 닿게 되면 첨예한 부위를 통해 기포를 다시 잘게 쪼갤 수 있도록 함으로써, 기포가 넷커버파트(320)의 후면에서 뭉쳐지지 않도록 함과 동시에 큰 사이즈의 기포가 발생하더라도 이 분할돌기가 기포를 잘개 쪼개줌으로써 보다 세밀한 크기의 기포가 발생할 수 있도록 하는 것을 보조하는 역할을 한다.

다만, 이러한 커버부(300)의 구성을 갖추더라도 실제로 기포발생부(200)에서 발생되는 기포의 질이 좋아야만 최종적으로 수중에 배출되는 기포의 상태가 고르게 유지될 수 있음은 물론이다. 그러므로 가장 중요한 부위라고 할 수 있는 기포발생부(200)의 보다 상세한 구성 및 추가구성에 대하여 살펴보도록 한다.

도 4는 본 발명의 마이크로 버블 발생장치에서 기포발생부의 일 실시예를 도시한 사시도이다.

먼저, 기포발생부(200)는 도체로 형성되어 전류가 표면에 흘러 플라즈마가 발생되는 그물망 형태의 플라즈마파트(210)와, 플라즈마파트(210)를 둘러싸는 둘레파트(220)와, 둘레파트(220)의 일 측에서 양전극(110) 및 음전극(120) 중 하나와 결합됨으로써 전류를 플라즈마파트(210)로 흘려보내는 커넥터파트(230)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 가장자리에 위치한 둘레파트(220)의 설명으로 시작하자면, 앞선 설명에서도 한 번 언급하였듯이 이 가장자리는 물 속에서 외부의 충격을 직접 받거나 혹은 마이크로 버블 발생장치가 거치되면서 주변 기물 등과 닿을 수 있어 전기가 흐르더라도 제대로 플라즈마 반응이 일어나지 않는 부분일뿐더러, 상기한 사항들에 의해 쉽게 부식되거나 파손될 수 있는 부위라고 하였다. 따라서, 가장자리부위의 경우 도체나 부도체 등 어떠한 구성으로 구성되더라도 상관은 없으며, 다만 플라즈마파트(210)의 형태를 고정시킬 수 있도록 충분한 두께와 형상을 갖는 것이 중요하다고 하겠다.

플라즈마파트(210)의 경우 전류를 표면에 흘려 플라즈마를 발생시키도록 그물망 형태를 갖는 것으로서, 이 또한 앞서 한 번 언급하였듯이 복수개의 수평방향과 수직방향의 선로가 교차하도록 구성하여 면적을 두 배로 활용하거나 혹은 라면의 면발과 같이 구불구불한 형태로 형성하게 된다면 좁은 공간에도 상당한 길이의 선로를 넣을 수 있어 높은 효율의 플라즈마 발생을 꾀할 수 있음은 물론이다.

또한, 둘레파트(220)의 일 측에서 양전극(110) 및 음전극(120) 중 하나와 결합되어 전류를 플라즈마파트(210)로 흘려보내는 커넥터파트(230)의 구성이 더 포함될 수 있다. 이 커넥터파트(230)는 양전극(110) 및 음전극(120) 중 적어도 하나가 삽입되어 고정될 수 있도록 일종의 소켓 역할을 하는 전극삽입부(231)가 더 포함될 수 있으며, 전극삽입부(231)로부터 플라즈마파트(210)를 향해 전류를 제공할 수 있는 전류이동로(미도시)를 추가로 제공할 수 있는 구성이라 하겠다.

여기에서 커버부(300)에는 전극삽입부(231)와 마주보는 위치를 추가로 관통시킨 것으로서, 전극삽입부(231)보다 큰 직경으로 관통되어 전극부(100)와의 사이에 단차공간을 형성하는 전극관통홈(221)이 더 포함될 수 있다. 따라서, 전극부(100)를 이 전극관통홈(221)과 전극삽입부(231)를 각각 차례로 관통하면서 전극삽입부(231)의 측면과 밀착된 상태로 고정시키게 된다면, 자연스럽게 전극관통홈(221)과 전극부(100)의 측면 사이에는 단차공간이 남게 된다. 이 경우 단차공간에 몰딩(222)을 채워 수밀구조를 형성하게 되면, 실제로 전하가 흐르는 전극부(100)와 전극삽입부(231)의 결합 구성에 물이 침투할 수 있는 공간을 없애게 되는 결과를 갖기 때문에 이 부위가 녹슬거나 부식되지 않는다면 보다 마이크로 버블 발생장치의 수명을 연장시킬 수 있으며 동시에 수분으로 인한 쇼트현상이 발생하지 않아 안전사고를 방지할 수 있는 구성을 갖추게 된다.

이 때, 둘레파트(220)와 커버부(300) 사이를 활용하는 구성이 더욱 적용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 기포발생부와 커버부 사이를 활용한 변형 실시예를 도시한 단면도이다.

즉, 앞선 설명에서 커버부(300)는 기포발생부(200)의 가장자리이자 둘레파트(220)의 표면을 덮어 수밀구조를 형성한다고 하였다. 이 둘레파트(220)의 표면에 커버부(300)를 밀착시키지 않고, 그 사이를 활용하게 되면 보다 다양한 구성이 적용 가능하다.

즉, 둘레파트(220)와 커버부(300) 사이에 형성된 커버 이격공간(240)을 활용하는 것으로서, 둘레파트(220)의 표면 높이방향을 따라 반부식성 재질로 형성된 몰드를 채워 굳힌 차단몰드층(250)을 더 포함하는 구성이 고려될 수 있다. 즉, 커버부(300)가 형성되더라도 이 커버부(300)는 결국 둘레파트(220)를 덮는 구성으로서, 커버부(300)와 둘레파트(220) 사이에 이격된 틈이 전혀 생길 우려가 없다고 할 수는 없다. 여기서 반부식성 재질이라 함은 둘레파트(220)보다 부식성이 낮은 재질이며, 따라서, 둘레파트(220)보다 먼저 물이나 습기 등의 수분과 반응하여 부식되도록 둘레파트(220)의 주변에 차단몰드층(250)을 위치시키는 것이다. 이는 다시 말해, 둘레파트(220)의 표면을 반부식성 재질(니켈혼합물이나 황동혼합물 등)의 몰드를 덮은 후 이를 굳혀 차단몰드층(250)을 형성하도록 한 것을 의미한다.

이 차단몰드층(250)은 둘레파트(220)의 표면에서 높이방향을 따라 연장 형성되어 둘레파트(220)를 감싸기 때문에 일종의 반부식성 재질로 코팅을 하는 효과를 기대할 수 있게 되는 것이다.

여기에서 차단몰드층(250)의 직경은 커버 이격공간(240)의 내주면이 이루는 직경보다 작아 차단몰드층(250)과 커버부(300) 사이에 다시 공간이 남게 되는데, 이를 보조 이격공간(270)이라 명명할 수 있다. 이 보조 이격공간(270)에는 전극부(100)보다 부식성이 높은 재질로 이루어진 것으로서, 내주면은 차단몰드층(250)의 외주면에 밀착되고, 외주면은 커버부(300)의 내주면과 밀착된 상태에서 차단몰드층(250)의 높이방향을 따라 연장된 부식층(260)을 더 포함할 수 있다.

즉, 부식이 발생할 때에 두 종류의 물질이 함께 존재하는 경우, 두 물질의 부식성이 차이가 있을 때, 부식성이 큰 물질부터 부식이 이루어지고, 이 물질의 부식이 충분히 진행된 이후에 부식성이 낮은 물질의 부식이 이루어지는 성질을 활용하는 것이다. 이에 따라 부식성이 큰 물질인 부식층(260)을 상대적으로 부식이 일어나지 말아야 하는 둘레파트(220)의 주변에 위치시킴으로써 수분이 커버부(300)와 둘레파트(220) 사이에 발생된 틈 등으로 유입되는 경우 수분이 둘레파트(220)와 먼저 반응하지 않고 부식층(260)과 먼저 반응하여 부식층(260)을 부식시킴으로써 둘레파트(220)를 오랜 기간 보존할 수 있다.

또한, 이 경우에는 부식된 부식층(260)을 외부에서 확인하기 용이하도록 커버부(300)의 재질을 광투과성 재질로 구성하는 것도 고려될 수 있을 것이다. 더 나아가 부식된 정도를 색상으로 확인할 수 있도록 별도의 시험지나 시험약품 등이 더 첨가될 수도 있다. 이렇게 외부에서 부식층(260)의 부식이 육안으로 확인 가능하다면, 부식층(260)이 어느 정도 부식이 이루어져 색상이 변하게 되는 경우, 관리자가 이를 확인하여 마이크로 버블 발생장치를 수조로부터 건져 올리고 커버부(300)를 분해하여 부식층(260)을 교체해주기만 한다면 마이크로 버블 발생장치를 오랫동안 활용할 수 있게 되는 것이다.

이 때, 부식층(260)의 경우에도 수분과 더 빠르게 반응하기 위해서는 최대한 수분이 유입되는 위치에 위치할 수 있는 것이 좋으며, 그 존재의 이유가 둘레파트(220)가 부식되는 것을 방지하는 것이기 때문에 둘레파트(220)의 일 측에 밀착되어 구성된다면 둘레파트(220)의 표면에 위치한 수분도 쉽게 부식층(260)이 흡수할 수 있게 됨은 물론이다.

따라서, 부식층(260)의 상부가 이 둘레파트(220)의 일 측에 닿도록 구성할 수 있는데, 부식층(260)의 상부를 차단몰드층(250)의 상면을 따라 둘레파트(220)의 표면 일 측에 밀착되는 위치까지 절곡 연장한 안착돌기(261)를 더 형성하여 구성하는 것이다. 이 안착돌기(261)가 형성된 부식층(260)은 종단면으로 본다면 ‘ㄱ’형태와 유사한 형태를 갖게 되는데, 기존의 ‘ㅣ’자 형태는 차단몰드층(250)을 사이에 두고 둘레파트(220)로 향하는 수분을 흡수하였다면, 새롭게 추가된 수직 절곡된 부분을 통해 둘레파트(220)의 측면 일 측과 닿아 보다 수분흡수가 용이하도록 구성하는 것을 특징으로 한다. 더욱 이러한 구성은 부식층(260)이 차단몰드층(250)과 함께 특정 위치에 고정될 수 있어 외부로부터 강한 충격을 받더라도 커버부(300) 내부에서 위치를 이탈하지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

나아가 이러한 고정구성을 커버부(300)까지 연장할 수 있는데, 즉 안착돌기(261)의 상면에 내측으로 함입된 걸림턱(262)이 더 형성되고, 커버부(300)에서는 이 걸림턱(262)을 향해 절곡 연장되어 삽입 고정되는 걸림돌기(301)가 더 포함될 수 있다. 이러한 걸림돌기(301)는 차단몰드층(250), 부식층(260), 커버부(300)를 동시에 엮어 마치 퍼즐과 같은 결합을 통해 강력한 결합구조를 갖추는 것이다. 또한, 이 경우에는 커버부(300)에 형성된 걸림턱(262)이 안착돌기(261)에 위치한 걸림턱(262)에 삽입되어 고정되는데, 이러한 결합구조를 활용하는 다음의 구성도 고려할 수 있다.

먼저, 앞선 설명에 의하면 부식층(260)은 부식되면서 색상의 변화가 발생하는데, 이것을 관리자가 육안으로 확인하여 교체가 가능하다고 하였다. 이 때, 기존의 구성은 부식층(260)을 분리하기 위해 최악의 경우 커버부(300)를 완전히 제거한 이후에야 부식층(260)을 꺼낼 수 있었지만, 상기한 구성에 의하면, 커버부(300)에서 걸림돌기(301)가 형성된 부위를 들어내기만 하면 걸림돌기(301)가 걸림턱(262)에서 빠지는 것으로 결합 해제가 가능하며, 이와 동시에 부식층(260) 또한 슬라이딩방식으로 용이하게 꺼낼 수 있다. 또한 여기에는 선택적으로 고무 패킹(미도시)과 같은 수밀성을 높일 수 있는 추가구성이 더 포함될 수도 있음은 물론이다. 새로운 부식층(260) 역시도 슬라이드방식으로 쉽게 보조 이격공간(270)에 삽입 가능하며, 커버부(300)를 다시 둘레파트(220)를 향해 누르는 것으로 걸림턱(262)에 걸림돌기(301)가 삽입 및 고정되어 다시 원래의 형태로 돌아올 수 있다. 따라서, 이러한 구조를 통해 기본적으로 주요 부위를 수분으로부터 보호할 수 있는 구성을 갖출 수 있게 되는 것이다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 버블 발생장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 외부 전원 20: 컨트롤러
100: 전극부 110: 양전극
120: 음전극 200: 기포발생부
210: 플라즈마파트 220: 둘레파트
221: 전극관통홈 222: 몰딩
230: 커넥터파트 231: 전극삽입부
240: 커버 이격공간 250: 차단몰드층
260: 부식층 261: 안착돌기
262: 걸림턱 270: 보조 이격공간
300: 커버부 301: 걸림돌기
310: 커버링파트 320: 넷커버파트
321: 기포분할돌기

Claims (9)

1. 마이크로 버블 발생장치로서,
   외부 전원과 연결되어 양전하가 이동하는 양전극과 음전하가 이동하는 음전극으로 구성된 전극부;
   상기 양전극 및 상기 음전극이 상호 이격된 상태로 가장자리 일 측에 각각 장착되어 전류를 표면에 흘림으로써 플라즈마를 발생시켜 수중에서 기포가 발생되도록 하는 기포발생부;
   상기 전극부가 장착된 상기 기포발생부의 가장자리 표면을 둘러싸 상기 전극부와 상기 기포발생부의 결합면에 물이 닿는 것을 방지하는 커버링파트와, 상기 기포발생부의 전면과 일정 간격 이격된 상태로 배치되어 상기 커버링파트를 통해 지지되는 그물망 형태의 넷커버파트로 구성되는 커버부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 버블 발생장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 넷커버파트는,
   중앙부위로부터 둘레부위로 갈수록 상기 기포발생부의 전면과 간격이 멀어지도록 오목한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 마이크로 버블 발생장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 넷커버파트의 후면에는,
   방사형으로 일정한 간격마다 돌출 형성된 것으로서, 상기 기포발생부의 전면을 향해 테이퍼지게 돌출된 복수개의 기포분할돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
4. 제 1항에 있어서,
   상기 기포발생부는,
   전류가 표면에 흘러 플라즈마가 발생되는 그물망 형태의 플라즈마파트와,
   상기 플라즈마파트를 둘러싸 형태를 고정시키는 둘레파트와,
   상기 둘레파트의 일 측에서 상기 양전극 및 상기 음전극 중 하나와 결합되는 것으로서, 전류를 상기 플라즈마파트로 흘려보내는 커넥터파트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 버블 발생장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 커넥터파트는,
   상기 양전극 및 상기 음전극이 삽입 고정될 수 있도록 함입된 전극삽입부를 더 포함하고,
   상기 커버부는,
   상기 전극삽입부와 마주보는 위치를 관통시킨 것으로서, 상기 전극삽입부보다 큰 직경으로 관통되어 상기 전극부의 측면 사이에 단차공간을 형성하는 전극관통홈을 더 포함하되,
   상기 전극부가 상기 전극관통홈과 상기 전극삽입부를 각각 차례로 관통하여 상기 전극삽입부의 내측면에 밀착된 상태로 고정된 상태에서 상기 단차공간에 몰딩을 채워 수밀구조를 형성하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 버블 발생장치.
6. 제 4항에 있어서,
   상기 둘레파트와 상기 커버부 사이에는,
   커버 이격공간이 더 형성되며,
   상기 커버 이격공간에는,
   상기 둘레파트의 표면 높이방향을 따라 반부식성 재질로 형성된 몰딩을 채워 굳힌 차단몰드층이 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 마이크로 버블 발생장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 차단몰드층의 직경은,
   상기 커버 이격공간의 내주면이 이루는 직경보다 작아 상기 차단몰드층과 상기 커버부 사이에 보조 이격공간이 더 형성되고,
   상기 보조 이격공간에는,
   상기 전극부보다 부식성이 높은 재질로 이루어진 것으로서, 내주면이 상기 차단몰드층의 외주면에 밀착되고, 외주면은 상기 커버부의 내주면과 밀착된 상태에서 상기 차단몰드층의 높이방향을 따라 연장된 부식층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 버블 발생장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 부식층은,
   상기 부식층의 상부가 상기 차단몰드층의 상면을 따라 상기 둘레파트의 표면 일 측에 밀착되는 위치까지 절곡 연장된 안착돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 버블 발생장치.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 안착돌기의 상면에는,
   내측으로 함입된 걸림턱이 더 형성되고,
   상기 커버부는,
   상기 걸림턱을 향해 절곡 연장되어 상기 걸림턱에 삽입 및 고정되는 걸림돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 버블 발생장치.

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