KR20160014467A - 해장죽을 이용한 미세기포발생기와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해장죽을 이용한 자연의 재료를 이용하여 액체 속에서 미세한 기포가 다량으로 발생하는 것으로, 대나무의 섬유층을 필터부재로 사용하여 액체 중에 미세한 기포를 형성하는 미세기포발생기에 있어서,
액체 속에서 미세한 기포가 다량으로 발생하는 다공성 조직을 가진 기포발생부(100)와, 기포발생부를 고정하는 고정부재와, 기포발생부의 내부에 설치되어 기체를 균일한 압력에 의하여 분산여과하는 분산여과재와, 기체를 외부에서 원활하게 공급하는 공급부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세기포발생기와 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

해장죽을 이용한 미세기포발생기와 그 제조방법 {Micro-bubble generator using of bamboo and Manufacturing methods}

본 발명은 해장죽을 이용한 미세기포발생기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해장죽인 자연의 재료를 이용하여 액체 속에서 미세한 기포가 다량으로 발생하는 것이며, 미세한 다공성 조직을 가진 기포발생부와, 상기 기포발생부를 고정하는 고정부재와, 기포발생부의 내부에 설치되어 기체를 균일한 압력으로 분산여과하는 분산여과재와, 기체를 외부에서 원활하게 공급하는 공급부재를 포함하여 형성된 것이다.

종래의 선행기술들을 살펴보면 아래와 같이 수중에 미세한 기포를 생성하여 용해하는 기술들이 다양하게 개발되었다.

그 방법은 가압용해법, 초고속선회법, 물분사법, 멤브레인법 등이 개발되었다.

상기의 초고속선회법(Hydrodynamic method)은 기계적인 혼합방법에 관한 것으로서 약 10,000 내지 20,000 rpm의 고속으로 회전하는 모터 회전익에 물과 산소를 동시에 분사하여, 물 입자의 표면에 강제적으로 산소가 흡착되도록 하는 방법으로, 용기의 내부에 물과 같은 액체를 채워놓고, 그 상태에서 외부에서 유입된 기체를 가하면서, 고속의 회전력을 이용하여 기체와 액체를 서로 혼합하는 것이다. 그러나, 이와 같은 방법은 고속의 회전력을 이용하여 액상체를 회전시키고 있으므로, 액상체의 미세한 물리화학적인 구조가 파쇄되고, 음용수 제조시 물이 고속으로 혼합함에 의하여 스트레스를 받는 점에서 단점으로 지적된다.

물 분사법(Water exposure method)은 물을 유입시켜 그 내부에 무수한 기포(氣泡)를 발생시켜 오염된 물에 투입(投入)시킴으로써 오염물이 기포를 통해 상부로 부유하고 부유물을 걷어내어 제거함으로써 수질을 정화하는 수단인데, 이는 유입수에 많은 기포를 발생시키면 오염수에 약품을 처리하지 않고도 정화할 수 있어 자연친화적인 것이다. 상기와 같이 물이 산소와 접촉하기 위해 산소탱크의 상부 공간에 물을 분사하는 것으로 지정된 산소농도에 도달할 때까지 반복 분사하는 것으로 고 농도의 산소수 제조에 곤란성이 있고, 생산성이 낮은 점이다.

타 방법으로는 탱크에 물을 유입시키고 공기를 투입하여 원심력에 의하여 회전하게 됨으로써 기포를 발생하였으나 탱크는 내용적이 큰데 반해 장치내 체류시간이 짧아 기포 발생이 미흡하고, 장치의 무게나 크기가 커서 제조비가 상승하고 지속 안정적인 용해가 어렵고, 그 적용장소가 제한적이다.

또한, 가압용해법은 고압으로 분사하여 공기를 먼저 물속에 용해시켜 과포화된 공기-용해수를 만들고, 수 처리용 물에 대하여 공기-용해수를 재주입시키는 수단인데, 물속에 용해된 기포가 상승하여 부양하는 성질을 이용하여 물속에 용해된 기포의 크기가 커지는 점에서 문제점으로 지적된다.

한편, 멤브레인법은 세라믹 또는 금속으로 미세 다공성 재질을 사용하여 이를 필터재로 만들어 다공성 막을 통하여 기포를 형성하는 방법인데, 나노 크기의 미세한 다공막 형성이 한계점이다.

또한 대나무를 이용한 미세기포발생기의 필터부재는 대나무 섬유층에 형성된 다수의 기공을 가진 것으로 대기압이상의 압력이 작용하는 기체를 공급하여 액체 속에서 기포를 생성하는 기포발생기에 관한 것인데, 상기 필터부재의 섬유층에 형성된 미세 기공 속에 먼지, 이물질, 오일 등의 노폐물이 침투할 경우 미세기공이 막히는 현상으로 기포가 발생한다 하더라도 기포의 크기가 다양하게 변화되어 균일한 기포성능유지가 곤란하고, 이로 인하여 섬유층의 미세기공이 변형 내지 파손될 우려가 있어 이를 자주 교환하여야 하며, 기포크기 다양화로 소음이 증가하여 어류나 어폐류, 해초 등이 성장하는데 곤란성이 있다.

또한 필터부재를 고정하기 위한 연결봉이 필터부재의 중공관 전체를 점유하고 있어, 그 좁은 틈새로 기체가 유동하기 때문에 압력이 상승하고 밀도가 불균일하고 빠른 유속 전달로 기체의 흐름이 원활하지 못한 상태하에서 필터부재의 섬유층에 형성된 미세기공에 압력을 전달하면, 압력 분산도가 균일하지 않고 유속이 빨라 어떤 미세기공은 고압과 고속이 작용하고, 어떤 미세기공에는 저압과 저속의 기체가 전달되어 미세기공에 작용하는 압력 밀도 하중 변화가 다양화됨에 따라 섬유층인 이건 필터부재의 변형 내지 파손을 일으키고 기포 생성에도 영향을 끼치는 점이 문제점으로 지적되었다.

1. 대한민국 등록특허공보 10-1179885(2012.9.17 B1) 2. 대한민국등록특허공보 10-1123136(2012.3.20 B1)

본 발명은 자연의 항균성과 소취성에 강한 재료를 사용하여 액체 속에 생존하는 곰팡이와 세균을 제거할 수 있고, 작은 미세크기의 입자를 다량으로 생성하여 발산함으로 인하여 용존율을 향상하고, 섬유층 내부에 형성된 다공성(多孔性)에 의하여 압력을 가하면 미세기공이 발생하는데, 상기 기공에 기체 속에 함유된 먼지, 이물질, 오일 등이 침투하여 미세기공인 구멍을 막는 것을 사전에 제거하기 위한 목적이다.

또한 본 발명은 기포발생부의 내부에 연결봉을 삽입하지 않고 분산여과재를 고정설치하여 기체의 유동을 원활하게 하고 섬유층에 형성된 미세기공에 압력을 전달을 균일하게 등분하고 그에 따른 하중변화를 일정하게 유지하여 섬유층의 재질이 변형 내지 파손되는 것을 제거하고, 기포 생성도를 향상하기 위한 목적이다.

또한 본 발명은 기포발생부 섬유층의 불필요한 수분, 당분, 이물질 제거로 다공성을 증가하여 항균과 소취성을 향상하고, 미세한 기포발생에 의하여 소음감소로 해초 및 수산물 성장을 촉진하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해장죽을 이용한 미세기포발생기 및 그 제조방법은,

대나무의 섬유층을 필터부재로 사용하여 액체 중에 미세한 기포를 형성하는 미세기포발생기 제조방법에 있어서,

중공형의 해장죽(海藏竹)를 절단하여 외측 표피를 제거하는 표피제거단계;와

상기 표피가 제거된 해장죽의 원통 내부에 삽입된 튜브막 제거와 마디부를 손질하는 튜브막 제거단계;와

상기 튜브막 제거단계에서 마디부를 절단하고 마무리하는 절단마무리단계;와

상기 절단마무리된 해장죽 내부에 함유된 당분이나 수분을 제거하기 위하여 40~70℃로 가열하여 침적수에 침적한 다음 건조하는 침적 및 건조단계;와

상기 침적 및 건조 단계를 거친 후 해장죽 내부와 외부흠집을 점검한 후 기압시험을 거치는 검측단계;와

상기 검측된 기포발생부 내부에 분산여과재을 삽입하는 분산여과재 설치단계;와

상기 분산여과재 설치단계를 거쳐 기포발생부의 개공부를 고정부재로 밀폐 고정하는 고정부재 설치단계;와

상기 고정부재 설치단계에 기체를 공급하는 공급부재를 설치하는 공급부재설치단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 침적수에 침적하여 건조하는 침적 및 건조단계 중 침적수는 물과 염화나트륨(NaCl)을 10ℓ에 1.5~3㎏을 혼합한 것이며, 건조는 응달에서 10~ 30℃의 온도로 자연건조하는 것을 특징으로 한다.

대나무의 섬유층을 필터부재로 사용하여 액체 중에 미세한 기포를 형성하는 미세기포발생기에 있어서,

액체 속에서 미세한 기포가 다량으로 발생하는 다공성 조직을 가진 기포발생부(100)와, 기포발생부를 고정하는 고정부재와, 기포발생부의 내부에 설치되어 기체를 균일한 압력에 의하여 분산여과하는 분산여과재와, 외부에서 기체를 원활하게 공급하는 공급부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

대나무의 섬유층을 필터부재로 사용하여 액체 중에 미세한 기포를 형성하는 미세기포발생기에 있어서,

액체 속에서 미세한 기포가 다량으로 발생하는 다공성 조직을 가진 기포발생부와, 기포발생부를 고정하는 고정부재와, 기포발생부의 내부에 설치되어 기체를 균일한 압력에 의하여 분산여과하는 분산여과재와, 복수의 기포발생기를 안착 지지하기 위한 지지대와, 기체를 수용하는 챔버(Chamber)가 있고 외부에서 인입하여 하나의 공급부에 기체를 원활하게 공급 분배하는 공급부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기포발생부의 개공부를 밀폐 고정하는 고정부재는 전방부재과 후방부재를 사용하여 고정연결하고, 전방부재는 연결재에 기포발생부의 개공부에 기체를 공급하는 체결재를 사용하여 고정하는 것이고, 상기 후방부재는 개공된 기포발생부의 단부에 연결재와 마개부를 연속결착하여 공급된 기체를 밀폐하도록 고정하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정부재의 전방부재과 후방부재를 사용하여 기포발생부의 양단을 연결하는 경우 기포발생부의 양단 외측면과 연결재의 내면에 접착재를 살포하여 서로 압착하여 고정하는 것을 특징으로 한다.

상기 체결부는 전방에 금속멈춤재와 조임너트를 연결하고 후방으로는 공급부재를 연결하는 소켓관과, 조임너트의 내부에 안착되어 연결재를 견고하게 연결하는 금속멈춤재와, 소켓관을 연결하는 조임너트를 연속하여 결합하는 것이며, 마개부는 일측은 머리부가 있고 타측은 수나사와 단부를 형성하여 연장한 연장부를 가진 보울트와, 조임너트의 내부에 안착되어 연결재를 견고하게 연결하는 금속멈춤재와, 보울트와 연결하는 조임너트를 연속 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 체결부 구성인 소켓관의 머리부 내부에 오목부를 형성하고 그 내부에 나노필터를 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기 체결부 구성인 소켓관의 수나사부 내부에 오목부를 형성하고 그 내부에 노즐을 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기 기포발생부와 전방 및 후방의 연결재를 천공한 구멍에 나사를 이용하여 견고하게 연결됨으로써 기포발생부의 이탈 변형과 기체 누설에 의한 안전사고를 사전에 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 자연재료인 해장죽의 항균성과 소취성에 뛰어난 재료를 액체에 삽입하여 액체 속에서 생존하는 곰팡이와 세균을 제거할 수 있고, 작은 미세크기의 입자를 다량으로 생성하여 발산함에 따라 용존율을 향상하고, 섬유층 내부에 다공성(多孔性)에 의하여 압력을 가하면 미세기공이 발생하는데 상기 기공에 기체 침투시 기체 속에 함유된 먼지, 이물질, 오일 등이 침입하게 되면 미세기공을 막아 이를 사전제거하는 장점이 있다.

또한 본 발명은 기포발생부의 내부에 연결봉을 삽입하지 않고 중공의 분산여과재를 고정설치하여 기체의 유동을 원활하게 하고 섬유층에 형성된 미세기공에 압력 전달을 균일하게 등분시켜 하중변화를 일정하게 유지하여 섬유층의 재질 변형 내지 파손되는 것을 제거하여 그 교환주기를 연장하고, 기포 생성도를 향상하는데 그 장점이 있다.

또한 본 발명은 기포발생부의 재질인 섬유층에 불필요한 수분, 당분, 이물질 제거로 다공성 증가로 항균과 소취성을 향상하고, 미세한 기포발생에 의하여 액상의 소음을 저감하는데 그 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 기포발생기의 사시도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 기포발생기의 분해도를 도시 상세도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 기포발생기의 단면도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 기포발생기의 측면도를 도시한 도면이다.
도 5은 본 발명의 타 실시예에 의한 기포발생기 사시도를 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 타 실시예에 의한 기포발생기 단면도를 도시한 도면이다.
도 7은 종래발명의 필터부재를 이용한 기포발생기를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 그 예로서 제공되는 것이며, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 또한 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자와 운용자 의도 및 관례 등에 따라 달라질 수 있으며, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해장죽을 이용한 미세기포발생기(1)를 전반적으로 설명하기 위한 개략적인 평면도에 관한 것이다.

< 실시례 >

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 해장죽를 이용한 미세기포발생기(1)는 자연의 재료를 이용하여 액체 속에서 미세한 기포가 다량으로 발생하여 발산되는 것으로, 미세한 다공성 조직을 가진 기포발생부(100)와, 기포발생부(100)를 고정하는 고정부재(200)와, 기포발생부(100)의 내부에 설치되어 기체를 균일한 압력에 의하여 분산여과하는 분산여과재(400)와, 외부에서 기체를 원활하게 공급하는 공급부재(300)를 포함하여 형성된 것이다.

도2를 참조하면, 본 발명의 실시례에 따른 해장죽을 이용한 미세기포발생기(1)의 분해도에 관한 것이다.

이에 따라 상기 미세한 다공성 조직을 가진 섬유층으로 이루어진 기포발생부(100)는 대나무종류인 해장죽을 이용하여 제조되는 것이다. 전세계에 400여 종류의 대나무 중 해장죽(海藏竹)을 일명 고려조릿대[이대], 신이대, 신위대, 신우대(시누대), 오구대로 불리고, 볏과의 상록성 식물이며. 줄기의 높이는 6~7미터이며, 마디 사이가 길고, 잎은 좁은 피침 모양이며, 5월에 보라색의 잔꽃이 잎겨드랑이에 원추(圓錐) 화서로 피고, 열매는 긴 타원형의 영과(穎果)로 가을에 익는 것이고, 그 용도는 낚싯대나, 붓, 화살, 담뱃대 등으로 많이 사용하고 있다. 상기 해장죽은 성장 햇수에 따라 섬유층의 조직이 치밀하고 강건성을 고려한 것으로 2~3년의 성장과정을 거쳐야 왕성한 섬유층을 형성하여 성장한다. 이와 같이 성장한 해장죽은 여러 종류의 대나무에 비하여 일정두께와 원형도 유지, 조직의 치밀 다공(多孔)성, 균질성, 항균과 소취성 등이 우수하고, 외형상으로도 원형의 흠집이 없는 규격화된 재료 선택이 용이함에 있다.

본원 발명에서 사용되는 해장죽은 상피층에 기공이 없는 얇고 단단한 막으로 덮여 있어 이를 제거하여야 섬유층에 형성된 다공부의 구멍을 통하여 기체가 자유롭게 투과하는데 지장이 없는 것이다. 또한 섬유층에 기체를 투과하는데 미치는 요인을 살펴보면, 다공성으로 구멍의 크기와 균일한 깊이, 치밀성, 섬유층 내부에 함축된 당분이나 수분 등과 같은 불필요한 조직을 제거되어야 한다. 섬유층 내부에 함축된 당분이나 수분 등과 같은 불필요한 조직을 사전에 제거하기 위하여 40~70℃로 가열한 침적수에 침적시킨 다음, 음지(陰地)에서 자연건조과정을 거치게 함으로써 다공(多孔)성이 훨씬 더 우수하게 생성하고 그 공간 또한 훨씬 넓히고 균일한 깊이를 유지할 수 있어, 강고한 조직을 얻을 수 있다. 또한 상기 섬유층 내부에서 당분이나 수분 등과 같은 불필요한 조직을 사전에 제거함으로써 해장죽 내부의 중공부와 섬유층 안에서 기생하는 벌레나 곰팡이류, 세균 등의 먹이사슬을 원천 봉쇄할 수 있고, 고정부재(200)를 통하여 압력이 전달되면 섬유층의 상피질에 형성된 흠집과 기타 하자요인에 의하여 섬유층의 조직이 벌어지거나 미세한 균열 발생으로 기체의 누설 내지 손상되는 것을 제거함과 동시에, 이로 인하여 발생하는 기포의 크기가 균일하지 않아 미세한 기포발산 기능을 발휘하는데에도 지장이 초래되는 것을 제거할 수 있다. 본 발명에 따른 액체 속에서 발생하는 미세기포의 발생수단은 소정의 기체를 대기압 이상인 2~3㎏/㎠의 압력을 상기 기포발생부(100)의 내부에 가하면, 기체를 분산하고 여과하는 분산여과재(400)의 미세구(410)를 거쳐 기체의 압력이 감압됨과 동시에 균일 압력으로 분산되며, 연이어 상기 분산된 기체를 기포발생부(100)의 섬유질에 형성된 기공틈새를 거쳐 기포발생부(100)의 외측으로 투과시켜 미세한 기포를 액체 중에 발산하는 것이다. 상기의 액체는 물, 수용액, 에멀죤, 음료, 오일 등의 다양한 것을 포함할 수 있고, 바람직하게는 물을 사용하는 것이 타당하다.

상기 기포발생부(100)의 내부 중공부에 설치되어 기체를 분산 여과하는 분산여과재(400)의 미세구(410)를 통하여 기체의 압력을 감압시킴과 동시에 균일 압력으로 등분시켜 기체를 섬유층의 미세기공에 공급하여 그 틈새에서 기포를 액체 속에 발산한다. 종래의 기술은 제7도에 도시된 바와 같이 필터부재(110)를 고정하기 위한 연결봉(126)은 필터부재의 중공관 전체를 점유하고 있어 그 좁은 틈새구멍 사이로 기체가 유동하기 때문에 압력이 상승하고 밀도가 불균일하고 유속이 빠르게 전달되어 유체의 흐름이 원활하지 못한 상태하에서 필터부재의 섬유층에 형성된 미세기공에 압력을 전달하면 압력 분산도가 균일하지 않고 유속이 빨라 어떤 미세기공은 고압과 고속이 작용하고, 어떤 미세기공에는 저압과 저속의 기체가 전달되어 미세기공에 작용하는 하중 변화의 다양화로 섬유층 재질에 변형을 가하여 기포 생성에도 영향을 끼치는 점을 개선하여 기포발생부에 유동되는 기체의 유동성 구조를 변경한 것이다. 본 발명의 기포발생부(100)의 내부에 미세구(410)가 형성된 분산여과재(400)를 삽입하고 고정부재(200)를 연결 고정함으로써, 기포발생부(100)의 내부에 유동하는 기체압력 변화에 의하여 유동성을 원활하게 유지 분산하도록 하여 기포를 생성하도록 한 점에서 종래기술과 상이한 것이다. 본원발명의 고정부재(200)는 기포발생부(100)의 양단부인 전(前)개공부(110)와 후(後)개공부(120)를 밀폐 고정하는 것으로 전방부재(210)과 후방부재(220)를 사용하여 양 측단을 서로 연결하고, 전방부재(210)는 연결재(211)에 체결재(230)를 사용하여 기포발생부(100)의 전(剪)개공부(110)를 개방하여 기체를 균일한 압력과 속도를 분배함에 의하여 원활하게 공급하도록 고정한 다음, 외부에서 기체를 원활하게 공급하는 공급부재(300)를 연결하도록 한다.

상기 후방부재(220)는 기포발생부(100)의 단부인 후(後) 개공부(120)에 연결재(212)의 일측과 마개부(240)를 연속 결착하여 기포발생부(100)를 밀폐 고정하도록 한 것이다.

상기 후방부재(220)의 마개부(240)는 일측은 머리부(241-1)를 갖고 있으며 타측은 수나사(241-2)와 단부를 형성하여 연장한 연장부(241-3)를 가진 T형상의 보울트(241)와 금속멈춤재(242)와 조임너트(243)를 연속적으로 결합한 것이다. 후방의 연결재(212)에 조임너트(243)를 끼우고, 상기 연결재(212)의 단부에 금속멈춤재(242)를 끼워 결착하고, 그 내부에 오목단부(243-1)가 형성된 조임너트(243)를 보울트(241)의 타측에 형성된 수나사(241-2)에 연결하면, 금속멈춤재(242)는 조임너트(243)의 내부인 오목단부(243-1)에 정지 고정된다. 또한 상기 보울트(241)의 타측에 형성된 수나사의 측면과 연결재(212)의 측면은 서로 접속하여 고정된다. 상기 고정부재의 전방부재(210)과 후방부재(220)를 사용하여 기포발생부(100)의 양단을 연결하는 경우, 기포발생부(100)의 양단 외측면둘레와 연결재(211,212)의 내면둘레 양측에 접착재를 살포하여 서로 압착하여 고정함으로써 견고하게 지탱하도록 한 것이다.

상기 전방부재(210)의 체결재(230)는 소켓관(231)과 금속멈춤재(232)와 조임너트(233)를 연속적으로 결합하는 것이며, 전방 연결재(211)의 타측과 금속멈춤재(232)를 서로 결합하도록 한다.

상기 전방부재(210)의 소켓관(231)은 일측은 머리부(231-1)가 형성되고 타측은 수나사(231-2)가 형성된 것이며, 조임너트(233)를 전방 연결재(211)에 끼우고, 상기 연결재(211)의 단부에 금속멈춤재(232)를 끼워 결착하고, 내부에 오목단부(233-1)가 형성된 조임너트(233)를 소켓관(231)의 타측에 형성된 수나사(231-2)에 연결하면 금속멈춤재(232)는 조임너트(233) 내부에 오목단부(233-1)에 정지 고정되며, 소켓관(231)의 일측 머리부(231-1) 내부에 형성된 암나사(231-3)에 기체를 공급하는 공급부재(300)를 서로 연결하도록 한다.

상기 공급부재(300)는 일측은 수나사부(310-2)와 타측은 머리부(310-1)를 형성한 소켓관(310)과, 소켓관(310)의 일측인 수나사부(310-2)의 내부에 천공된 중공부를 통하여 T형상의 돌기부(320)와 상기의 소켓관(231)의 머리부(310-1)에 돌출된 단부에 T형상의 요철부(330)가 서로와 연결되는 것이다.

상기 체결부(230) 구성인 소켓관(231) 머리부(231-1)의 내부에 오목부(231-4)를 형성하고 그 내부에 나노필터(240)를 설치한 다음 공급부재(300)를 연결하도록 한다. 상기 나노필터(240)는 외측에서 공급되는 기체 속에 일부 미세한 오물(이물질,먼지, 오일 등)이 있을 경우 1차 여과과정을 거치고, 기포발생부(100)의 내부에 삽입된 분산여과재(400)의 미세구(410)에서 2차 분산여과되는 것에 의하여 기포발생부(100)의 섬유층에 형성된 다수의 미세기공에 침투되어 있는 오물을 사전 차단하여 기포성능을 향상함과 동시에 내구성을 향상하도록 한 것이다.

또한 상기 고정부재(200)의 체결부(230) 구성인 소켓관(231)의 수나사부(231-2) 내부에 오목부(231-5)를 형성하고 그 오목부(231-5)에 노즐(250)을 설치하여 미립상의 입자를 분사하도록 한 것이다.

이에 따라 상기의 공급부재(300)에서 공급되는 기체를 노즐(250)을 통하여 분사된 입자의 기체를 기포발생부(100)의 내부 중공관에 인입 설치된 분산여과재(400)를 통하여 미립상의 기체를 분사하여 입자의 크기가 아주 작고 밀도와 압력이 균일한 입자를 기포발생부(100)의 섬유층에 형성된 다수의 미세공을 거치게 됨으로써 더 작은 크기의 미립 기포가 다량으로 생성되어 액체 속에서 용존율을 상승할 수 있다. 실험에 의하면 산소 기체의 경우 40μm 이상의 기포는 수용액 내에 용존하지 못하고 액상 위로 부상하며, 액체 속에 산소 기포를 발생시켜 용존산소의 농도가 높은 상태로 지속하기 위해서는, 기체 단위부피당 액체와의 접촉면적을 크게 하여야 액체 속에서의 체류시간이 길어진다. 즉, 작은 크기의 기포가 다량으로 생성되는 원리이다.

또한 전방의 연결재(211)와 후방의 연결재(212)의 일측에 구멍(211-1, 212-1)을 형성하고, 이와 동시에 기포발생부(100)의 전/후방 연결 구멍(101,102)을 형성한 다음, 상기 양측에 일치하는 구멍(211-1, 212-1, 101, 102)에 나사(213)를 체결하여 기포발생부(100)와 전/후방 연결재(211,212)가 견고하게 연결됨으로써 기포발생부(100) 몸체의 이탈 변형과 기체 누설에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.

<타 실시례>

상기 실시례의 기포발생기(1)는 하나의 물품에 관한 것으로 소량의 수조(水槽)용인데 반해, 타 실시례를 살펴보면, 미세 기포발생부(100)를 다수개 조합하여 중형 내지 대용량의 기포발생량이 필요한 대형 수조(水槽)에 설치되는 복합기포발생기(2)에 관한 것이다. 이에 따른 구성을 살펴보면, 미세한 다공성 조직을 가진 기포발생부(100), 기포발생부(100)를 고정하는 고정부재(200), 기포발생부(100)의 내부에 설치되어 기체를 분산여과하는 분산여과재(400)를 포함한 미세 기포발생기(1)에, 복수의 기포발생기(2)를 안착하기 위한 좌측과 우측을 지지하는 지지대(500, 500')와, 기체를 수용하는 챔버(620 Chamber)가 있고 외부에서 인입하여 하나의 공급부(630)에 기체를 공급 분배하는 공급부재(600)를 포함한 구성이다. 상기 복합기포발생기(2)의 구성은 기포발생부(100)와 고정부재(200)와 분산여과재(400)는 이건 실시례 이전의 실시례와 동일한 구성이고, 그 상이점은 상기와 같이 복수의 기포발생기(2) 안착 지지용 지지대(500,500')와, 상기 지지대의 단부에 나사 또는 용접 등에 의하여 공급부재(600)를 서로 연결하도록 한다. 공급부재(600)는 기체를 수용하는 챔버(620 Chamber)가 있고, 외부에서 인입하여 기체를 하나의 부재에서 공급 분배하는 공급부(630) 포함한 구성 있다. 상기 공급부재(600)를 활용함으로써 복수기포발생기(2)에 공급되는 균일 압력공급이 가능하고, 부품수 감축으로 자원을 재활용할 수 있음과 동시에 기포 성능을 상향할 수 있는 점이 상이합니다. 상기 지지대(500)는 복수의 구멍이 천공되어 단품인 기포발생기(1)를 단순한 구조의 틀 속에 일시에 집약배치할 수 있어, 밀집한 작업공간에 콤펙트한 제품개발로 상품성을 향상할 수 있고, 안전성과 유지관리에서 우수하고, 미관이 수려하다. 상기 지지대(500,500')에 천공된 구멍의 내부에 패킹(610)을 설치하여 기포발생기가 충격을 흡수하고 외력에 의하여 변형되거나 파손되는 것을 사전방지하기 위한 것이다.

< 미세기포발생기의 제조방법 >

미세기포발생기 제조방법을 살펴보면 아래와 같습니다.

이에 따른 제조방법을 구체적으로 살펴보면, 대나무의 섬유질층을 필터부재로 사용하여 액체 중에 미세한 기포를 형성하는 미세기포 발생기(1) 제조방법에 있어서,

중공형의 해장죽(海藏竹)를 절단하여 외측 상피를 제거하는 상피제거단계;와

상기 상피가 제거된 해장죽의 원통 내부에 삽입된 튜브막 제거와 마디부를 손질하는 튜브막 제거단계;와, 상기 튜브막 제거단계에서 마디부를 절단하고 마무리하는 절단마무리단계;와, 상기 절단마무리된 해장죽 내부에 함유된 당분이나 수분을 제거하기 위하여 40~70℃로 가열하여 침적수에 침적한 다음 음지(陰地)에서 자연 건조하는 침적 및 건조단계;와, 상기 침적 및 건조 단계를 거친 후 해장죽의 내부와 외부 흠집을 점검한 후 기압시험을 거치는 검측단계;와, 상기 검측된 기포발생부(100) 내부에 분산여과재(400)을 삽입하는 분산여과재 설치단계;와, 상기 분산여과재 설치단계를 거쳐 기포발생부(100)의 개공부를 고정부재(200)로 밀폐 고정하는 고정부재(200) 설치단계;와, 상기 고정부재(200) 설치단계에 기체를 공급하는 공급부재(300,600)를 설치하는 공급부재설치단계를 포함하여 제조되는 것이다.

복수의 기포발생기를 안착 지지하기 위한 지지대(500,500')를 설치하는 지지대설치단계;와, 기체를 수용하는 챔버(Chamber)가 있고 외부에서 인입하여 기체를 하나의 부재에서 공급 분배하는 공급부(630)를 포함하는 공급부재(600)를 설치하는 공급부재설치단계; 를 가지고 제조되는 것이다.

상기 침적수에 침적하는 침적 및 건조단계 중 침적수는 물과 염화나트륨(NaCl)을 10ℓ에 1.5~3㎏을 혼합한 것이며, 건조는 응달에서 10~ 30℃의 온도로 자연건조하여 해장죽의 섬유층이 변형이 없도록 한 것이다.

이상에서 본 발명의 해장죽을 이용한 미세기포발생기 및 제조방법에 대하여 구체적인 실시례를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 기재된 실시례 및 도면에 의하여 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형 및 모방할 수 있다.

1: 미세기포발생기 2: 미세기포발생기(복합)
100: 기포발생부 200: 고정부재
300: 공급부재 400: 분산여과재
500: 지지대(좌) 500': 지지대(우)
600: 공급부재(복합)

Claims (10)

1. 대나무의 섬유층을 필터부재로 사용하여 액체 중에 미세한 기포를 형성하는 미세기포발생기 제조방법에 있어서,
   중공형의 해장죽(海藏竹)를 절단하여 외측 표피를 제거하는 표피제거단계;와
   상기 표피가 제거된 해장죽의 원통 내부에 삽입된 튜브막 제거와 마디부를 손질하는 튜브막 제거단계;와
   상기 튜브막 제거단계에서 마디부를 절단하고 마무리하는 절단마무리단계;와
   상기 절단마무리된 해장죽 내부에 함유된 당분이나 수분을 제거하기 위하여 40~70℃로 가열하여 침적수에 침적한 다음 건조하는 침적 및 건조단계;와
   상기 침적 및 건조 단계를 거친 후 해장죽의 내부와 외부흠집을 점검한 후 기압시험을 거치는 검측단계;와
   상기 검측된 기포발생부 내부에 분산여과재을 삽입하는 분산여과재 설치단계;와
   상기 분산여과재 설치단계를 거쳐 기포발생부의 개공부를 고정부재로 밀폐 고정하는 고정부재 설치단계;와
   상기 고정부재 설치단계에 기체를 공급하는 공급부재를 설치하는 공급부재 설치단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세기포발생기 제조방법
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 침적수에 침적하고 건조하는 침적 및 건조단계 중 침적수는 물과 염화나트륨(NaCl)을 10ℓ에 1.5~3㎏을 혼합한 것이며, 건조는 응달에서 10 ~ 30℃의 온도로 자연건조하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세기포발생기 제조방법.
   
3. 대나무의 섬유층을 필터부재로 사용하여 액체 중에 미세한 기포를 형성하는 미세기포발생기에 있어서,
   액체 속에서 미세한 기포가 다량으로 발생하는 다공성 조직을 가진 기포발생부와, 기포발생부를 고정하는 고정부재와, 기포발생부의 내부에 설치되어 기체를 균일한 압력에 의하여 분산여과하는 분산여과재와, 외부에서 기체를 원활하게 공급하는 공급부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세기포발생기
   
4. 대나무의 섬유층을 필터부재로 사용하여 액체 중에 미세한 기포를 형성하는 미세기포 발생기에 있어서,
   액체 속에서 미세한 기포가 다량으로 발생하는 다공성 조직을 가진 기포발생부(100)와, 기포발생부를 고정하는 고정부재와, 기포발생부의 내부에 설치되어 기체를 균일한 압력에 의하여 분산여과하는 분산여과재와, 복수의 기포발생기를 안착 지지하기 위한 지지대(500)와, 기체를 수용하는 챔버(Chamber)가 있고 외부에서 인입하여 하나의 공급부에서 기체를 원활하게 공급 분배하는 공급부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세기포발생기
   
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 기포발생부의 개공부를 밀폐 고정하는 고정부재는 전방부재와 후방부재를 사용하여 고정연결하고, 전방부재는 연결재에 기포발생부의 개공부에 기체를 공급하는 체결재를 사용하여 고정하는 것이고, 상기 후방부재는 개공된 기포발생부의 단부에 연결재와 마개부를 연속결착하여 공급된 기체를 밀폐하도록 고정하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세기포발생기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 고정부재의 전방부재과 후방부재를 사용하여 기포발생부의 양단을 연결하는 경우 기포발생부의 양단 외측면과 연결재의 내면에 접착재를 살포하여 서로 압착하여 고정하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세 기포발생기.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 체결부는 전방에 금속멈춤재와 조임너트를 연결하고 후방으로는 공급부재를 연결하는 소켓관과, 조임너트의 내부에 안착되어 연결재를 견고하게 연결하는 금속멈춤재와, 소켓관을 연결하는 조임너트를 연속하여 결합하는 것이며, 마개부는 일측은 머리부가 있고 타측은 수나사와 단부를 형성하여 연장한 연장부를 가진 보울트)와, 조임너트의 내부에 안착되어 연결재를 견고하게 연결하는 금속멈춤재와, 보울트와 연결하는 조임너트를 연속 결합하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세 기포발생기.
   
8. 제5항에 있어서,
   상기 체결부 구성인 소켓관의 머리부 내부에 오목부를 형성하고 그 내부에 나노필터를 설치하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세 기포발생기.
   
9. 제5항 또는 제8항에 있어서,
   상기 체결부 구성인 소켓관의 수나사부 내부에 오목부를 형성하고 그 내부에 노즐을 설치하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세 기포발생기
   
10. 제5항 내지 제9항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기포발생부와 전방 및 후방의 연결재를 천공한 구멍에 나사를 이용하여 견고하게 연결됨으로써 기포발생부의 이탈 변형과 기체 누설에 의한 안전사고를 사전에 방지하는 것을 특징으로 하는 해장죽을 이용한 미세 기포발생기.
    

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