KR101123136B1

KR101123136B1 - 액체 중에서 미세기포를 발생시키는 방법 및 그 방법에 적합한 미세기포의 발생기

Info

Publication number: KR101123136B1
Application number: KR20100097260A
Authority: KR
Inventors: 유상열
Original assignee: 주식회사 지케이옥시
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2012-03-20
Anticipated expiration: 2030-10-06
Also published as: WO2012046900A1; US20120086137A1; CN102892476A; US8794604B2; CN102892476B

Abstract

본 발명은 액체 속에 미세한 기포를 발생시켜 용해시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 에나멜층의 일부 또는 전부를 제거시키고 그 내부의 죽섬유질층을 필터의 구성부재로서 이용한 대나무 필터를 제조하고, 상기의 대나무 필터를 물속에 침적시킨 상태에서, 상기 대나무 필터의 안쪽 내부에 기체를 대기압 이상의 압력으로 채워넣고, 상기의 기체를 상기 죽섬유질층의 안쪽에서 그 바깥쪽으로 투과시켜서 미세한 기포를 형성시킴과 동시에, 액체 속으로 용해시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 물에 대하여 기계적인 외력을 가할 필요가 없고, 자연산 재료의 필터부재에 의하여 나노미터 수준의 크기를 가진 미세기포를 생성하여 액체 속에 용해시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

액체 중에서 미세기포를 발생시키는 방법 및 그 방법에 적합한 미세기포의 발생기{Method and Apparatus of Generating Nono-bubble of Gases in Liquids}

본 발명은 액체 중에서 미세한 기포를 발생시키는 방법 및 그 방법에 적합한 미세기포의 발생기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액체에 대하여 기계적인 외력을 가하지 않는 상태에서, 자연산 재료에 의한 기포발생 부재를 이용하여, 나노 크기의 미세 기포를 생성하는 방법과, 그 방법을 실현하는데 있어서 적합한 미세기포의 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 액체 중에서 새롭게 생성되었거나 외부에서 투입된 기체는 미세한 기포를 형성하게 되고, 그 액체 속으로 용해되어 흡수되거나 그 액체 중에 기포로서 잔류하게 된다. 상기 액체 중에 잔류하는 기포는 그 액체와 비교하여 그의 비중이 낮은 경향을 띠게 되므로, 상기의 기포는 상승하여 위쪽으로 부상하게 된다. 그러나, 상기의 기포가 일정한 크기 이하로 존재하게 될 경우에는, 액체의 표면 위로 부상하지 않고, 오히려 상기의 액체 중에 그대로 잔류하거나, 상기의 액체 중에서 외부압력에 의해 줄어들다가 최종적으로 파열되면서, 상기의 액체 속으로 용해되어지는 것으로 알려져 있다.

이와 같이, 특정한 액체 속에 특정한 미세기포를 생성하게 될 경우, 상기의 특정한 액체는 한편으로는 특정한 기체를 용해시키는 반면에 다른 한편으로는 그 기체의 미세기포를 포함하여 존재하게 됨을 의미한다. 이때, 상기의 특정한 기체를 생물체에 유익한 기체로 선택하고 상기의 특정한 액체를 역시 생물체에 유익하거나 무해한 액체로 선택할 경우, 이러한 상태의 액상물질은 생물체에 대하여 매우 유익한 효과를 가져다 줄 수 있다. 또한, 상기의 특정한 기체를 산업체에 유용한 기체로 선택할 경우에는, 이러한 액상물질은 산업체에 역시 유익한 물질로서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 있어서, 상기의 액체로서는 인체에 무해한 물이 가장 바람직하고, 상기의 물에 소량의 다른 물질을 가하여 제조된 수용액을 의미할 수 있으며, 기타 다른 액체를 의미할 수도 있다.

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 음용수로 이용할 수 있는 장점이 있다.

미세기포를 물속에서 생성시켜 기체(산소)의 용해도를 증가시켜 음용수를 제조하는 기존의 기술 및 응용가능한 기술은 다음과 같이 알려져 있다.

가압용해 방법(Dissolved gas Method)은 밀폐된 용기의 내부에 물 또는 음료수를 채워놓은 상태에서 고압으로 기체를 충진시켜서, 상기의 물 또는 음료수의 내부에 기체를 용해시키는 방법이다. 이 방법에 의할 경우, 상기의 물 또는 음료수에 용해되어 있던 기체는 밀폐된 용기를 개방함과 동시에, 외부로 튀겨져 나오듯이 방출되어지게 된다. 이러한 기체의 성질을 이용하여, 청량음료에 탄산가스를 고압으로 충진시켜 사용하는 방법에 활용되고 있다. 그러나, 이 방식에 의할 경우, 물 또는 음료수의 내부에 용해된 기체는 밀폐된 용기를 개방하는 순간 그 내부로부터 이탈하여 외부로 방출되어지게 되므로, 물 또는 음료수에 상기의 기체를 장기간 용해된 상태로 유지시킬 수 없는 단점이 있다.

초고속선회 방법(Hydrodynamic method)은 기계적인 혼합방법으로서 약 10,000 내지 20,000 rpm의 고속으로 회전하는 모터 프로펠러에 물과 산소를 동시에 분사하여, 물입자의 표면에 강제적으로 산소기체가 흡착되도록 하는 방법이다. 통상적으로는, 용기의 내부에 물과 같은 액체를 채워놓고, 그 상태에서 외부에서 기체를 가하면서, 고속의 회전력을 이용하여 기체와 액체를 서로 혼합하기도 한다. 그러나, 이러한 방법은 고속의 회전력을 이용하여 액상물질을 회전시키고 있으므로, 액상물질의 미세한 물리화학적인 구조가 깨지게 되는 단점이 있으며, 특히 음용수의 경우 제조공정 중에 물이 스트레스를 받을 수 있다. 또한, 이러한 방법은 고속의 회전력을 얻기 위하여, 많은 에너지를 공급해야 하는 단점이 있으며, 고속회전에 의한 기체의 분산력의 한계를 안고 있는 단점도 있다. 따라서, 이 방법에 의할 경우, 액상물질에 용해되는 기체의 크기를 작게 형성시키는데 일정한 한계를 가지고 있는 것이다. 이 방법에 의할 경우, 액상물질의 회전을 정지시킬 경우, 액상물질에 용해된 기체의 크기를 미세하게 형성시킬 수 없으므로, 물속에 용해된 기체가 시간이 지남에 따라 쉽게 부상하여 빠져나가게 되는 단점이 있는 것이다.

물의 분사방법(Water exposure method)은 물이 산소와 접촉될 수 있도록 하기 위해 산소탱크의 상부 공간에 물을 분사시키는 방법이며, 원하는 산소농도에 도달할 때까지 반복해서 분사하게 된다. 그러나, 이 방법은 상업적 활용측면에서 높은 농도의 산소수를 제조하기 어렵고, 생산성도 낮아 활용도가 매우 적은 단점이 있다.

한편, 용존공기 부양방법은 높은 압력으로 공기를 먼저 물속에 용해시켜서 과포화된 공기-용해수를 제조하고, 하수와 같은 수처리용 물에 대하여 상기의 공기-용해수를 재주입시키는 방법이다. 이 방법은 상기의 공기-용해수로부터 미세한 공기의 기포를 발생시킨 다음, 상기의 공기 기포가 상방으로 이동하면서, 수처리용 물속에 용해되어 있는 플럭과 결합되어지도록 함으로써, 수처리용 물을 정화시키는데 주로 사용되고 있다. 그러나, 상기의 용존공기 부양법은 물속에 용해된 기포가 위쪽으로 부양하는 성질을 이용하는 것이므로, 상기의 기포는 크게 형성되어야 하고, 50 마이크로 이하로 형성시킬 수 없는 단점이 있다.

한편, 멤브레인 방식이 소개되고 있는데, 이 방법은 세라믹 또는 금속으로 미세한 다공성 재질을 형성하되, 그 다공성 재질의 필터를 만들고, 그 필터의 다공성 막을 통하여 산소기포를 형성하는 방식이다. 그러나, 이 방식은 오늘날까지도 세라믹 또는 금속 재질로서 나노 크기의 미세한 다공질 막을 형성할 수 없는 기술적인 한계를 가지고 있다.

본 발명자가 현재까지 조사한 선행기술문헌들을 살펴보면 아래와 같다.

대한민국 등록특허 제155482호 "하천, 호수, 늪 등의 정화장치"; 일본 출원공개특허 평8-225-94 "마이크로 버블의 발생장치"; 대한민국 등록특허 제845785호 "미세기포 발생장치 및 미세기포 발생방법"; 대한민국 등록특허 제844141호 "미세기포 발생용 실리카 또는 알루미나 산기관, 그의 제조방법 및 그를 이용하는 오염물질 부상방법";

Masayoshi Takahashi et al., "Free-Radical Generation from Collapsing Microbubbles in the Absence of a Dynamic Stimulus", J. Phys. Chem. B2007, Vol. 111, pp. 1343-1347, 2007; Masayoshi Takahashi, Taro Kawamura, Yoshitaka Yamamoto, Hirofumi Ohnari, Shouzou Himuro, and Hideaki Shakutsui, "Effect of Shrinking Microbubble on Gas Hydrate Formation", The J. of Physical Chemistry, VOL. 107, No. 10, pp. 2171-73, 2003; Shu Liua, Qunhui Wang, Hongzhi Ma, Peikun Huanga, Jun Li, Takashige Kikuchi, "Effect of micro-bubbles on coagulation flotation process of dyeing wastewater", Separation and Purification Technology, Vol. 71, pp. 337-346, 2010; Fernanda Yumi Ushikuboa, Takuro Furukawa, Ryou Nakagawa, Masatoshi Enaria, Yoshio Makino, Yoshinori Kawagoe, Takeo Shiina, Seiichi Oshitaa, "Evidence of the Existence and the Stability of Nano-bubbles in Water", Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, Accepted date: April 3 2010; Amit Katiyar, Kausik Sarkar, "Stability analysis of an encapsulated microbubble against gas diffusion", Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 343, pp. 42-47, 2010.

이와 같이, 종래에 통상적으로 사용하고 있었던 기체의 생성 및 그 용해방법은 많은 에너지를 사용해야 하고, 외부에서 가한 회전력에 의해 물의 미세한 구조를 깨뜨리게 되며, 또한 물속에 용해된 기체가 쉽게 외부로 빠져나가게 되는 단점이 있었던 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 많은 에너지를 사용할 필요가 없고, 외부의 기계적인 힘을 전혀 이용하지 않으며, 미세한 나노크기의 직경을 가진 기포를 생성하여 액체 속에 장기간 잔류 및 용해시키는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 많은 에너지를 사용할 필요가 없고, 미세한 직경을 가진 나노크기의 기포를 생성하여 액체 속에 장기간 잔류 및 용해시키는 방법에 적합한 미세기포의 발생기를 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 액체 중의 미세기포의 발생방법은 대나무 필터부재를 필수적 구성요소로 사용하고 있는 미세기포 발생기를 활용하는 것이 바람직하다. 상기의 미세기포 발생기는 상기의 대나무 필터부재를 일정한 형상으로 지지하고 고정시키는 고정부재와, 상기의 고정부재를 통하여 외부의 기체를 상기 대나무 필터부재의 내부로 투입하는 기체 공급부재를 포함하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 액체 중의 미세기포의 발생방법은 에나멜층의 일부 또는 전부를 제거시킨 대나무 필터부재를 액체 속에 침적시킨 상태에서, 상기 대나무 필터부재의 안쪽 내부에 기체를 대기압 이상으로 압력을 가하고, 상기의 기체를 상기 대나무 필터부재의 안쪽 벽면에서 상기 대나무 필터부재의 바깥쪽 벽면 방향으로 투과시켜서 미세한 기포를 형성시키는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기의 미세한 기포는 상기의 액체 속에 일부가 파열되면서 용해되어지거나, 상기의 액체 속에서 미세한 기포 상태로 잔류하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기의 대나무 필터부재는 1년 내지 4년 정도 자라난 대나무를 선택하여, 그 외피의 에나멜층을 제거하고, 그 내부의 죽섬유질층을 필터부재의 필수적인 구성요소로서 사용한다.

본 발명에 있어서, 상기의 대나무 필터부재는 대나무의 마디와 마디 사이를 절단하여 사용하거나, 기체가 통과할 수 있도록 마디 내부에 구멍을 뚫어 사용할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 대나무 필터부재는 원통형으로 사용될 수 있고, 상기의 원통형을 쪼개어서 반원통형으로 사용될 수 있으며, 상기의 원통형을 더욱 쪼개거나 열변형시켜서 판상형으로 사용될 수도 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 미세기포 발생기는 대나무 재질로 구성된 대나무 필터부재와, 상기의 대나무 필터부재를 일정한 형상으로 유지하고 그 형상을 지지하여 고정시키는 고정부재와, 상기 대나무 필터부재의 내부로 기체를 주입하거나 공급하는 기체 공급부재를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 대나무 필터를 원통형으로 사용할 경우엔, 원통형의 전방과 원통형의 후방을 밀폐시키고 상기 전방에 기체의 공급구멍을 설치하는 것이 바람직하고(도 2 및 도 3 참조), 상기의 대나무 필터를 반원통형 또는 판상형으로 사용할 경우엔 상기 반원통형 또는 판상형의 반대쪽과 이들의 전방과 이들의 후방을 밀폐시키고 상기 전방 또는 후방에 기체의 공급구멍을 설치하는 것이 바람직하다(도 4 및 도 5 참조).

또한, 대용량으로 짧은 시간내에 기포를 발생시키기 위해서는 수십개의 원통형, 반원통형, 또는 판자형의 단위 미세기포 발생기를 패케이지(package) 형태로 유니트화하여 이용할 수도 있다. 이로써, 기포발생 면적을 높이고, 교환이나 유지보수 시간을 단축할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 기체는 본 발명에 의해 수득된 미세기포 액체의 사용 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 특정한 기체로 한정되지 않는다. 보다 바람직하게는, 상기의 기체는 공기, 산소, 질소, 수소, 탄산가스 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 액체 중의 미세기포의 발생방법은 자연적으로 성장한 대나무를 필터부재로서 사용하고 있으므로, 세라믹 원료 또는 다른 인공 원자재를 필터부재로 이용하는 방법에 비하여, 훨씬 저렴한 비용으로 액체 속에 기체를 쉽게 생성시켜 용해시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 액체 중의 미세기포의 발생방법은 용해된 물에 인위적인 회전력에 의한 외력을 전혀 가하지 않으므로, 물의 기본적인 미세구조를 파괴하지 않게 되고, 자연상태에 가장 근접한 물의 미세한 구조를 그대로 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 액체 중의 미세기포의 발생방법은 미세한 기체성분들을 물속에 포화농도 이상으로 용해시킬 수 있으므로, 그 기체성분들이 물속에서 장기간 잔류 및 용존할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 수중 미세기포의 용해방법을 실행하는 개념도이고,
도 2는 본 발명에서 사용될 수 있는 원통형 대나무 필터부재(100)의 개략적인 분해상태 사시도이고,
도 3은 도 1에 의한 원통형 대나무 필터부재(100)의 개략적인 단면도이며,
도 4는 본 발명에서 사용될 수 있는 반원통형 대나무 필터부재(200)의 개략적인 분해상태 사시도이고,
도 5는 본 발명에서 사용될 수 있는 판상형 대나무 필터부재(200)의 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여, 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 기술사상이 이에 한정되는 것이 아님은 당연하다.

도 1은 본 발명에 의한 액체 중의 미세기포의 발생방법을 실행하는 개념도이다.

본 발명에 의한 액체 중의 미세기포의 발생방법은 에나멜층이 일부 제거된 죽섬유질층의 대나무 필터부재(110)를 물속에 침적시킨 상태에서 진행된다.

본 발명에서 사용되는 필터용 대나무는 자연상태에서 1년 이상 자라난 대나무 중에서 선택하여 사용한다. 자연상태에서 1년이 경과되지 아니한 대나무는 죽섬유질층(112)이 충분하게 성숙되지 않아서 기체를 투과시키는 성질이 약하므로 바람직스럽지 못하다. 일반적으로 대나무는 성장하는 햇수에 따라 죽섬유질층(112)의 조직의 치밀도가 다르다. 또한, 대나무는 그 길이방향에 대하여 직각으로 절단하였을 경우, 상기 죽섬유질층(112)의 조직은 원통의 중심부에서 바깥쪽으로 갈수록 더욱 치밀해지는 경향을 갖게 되며, 최외각의 바깥층은 얇고 단단한 에나멜층(114)으로 되어 있다. 대나무는 비록 적은 양이지만, 수분을 함유하고 있으므로, 이를 건조시켜 사용하는 것이 바람직하다. 대나무를 건조시킬 경우, 상기의 죽섬유질층(112)에서 수분이 이탈되어져서 수축하게 되고, 그 조직이 더욱 치밀하게 되는 성질을 갖게 된다. 과도하게 건조시킬 경우, 상기의 죽섬유질층이 절개되어지고, 대나무 자체가 쪼개지는 현상이 발생되므로 주의하여야 한다.

본 발명에 있어서, 상기의 대나무는 그의 외피를 이루고 있는 에나멜층(114)을 전부 또는 일부 제거하는 것이 바람직하다. 상기의 에나멜층(114)이 기포의 투과를 방해하는 성질이 크기 때문이다. 상기 에나멜층(114)의 제거는 칼날 또는 그라인더 등의 기구를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 에나멜층(114)을 제거하는 방식은 특별히 제한되지 않는다.

본 발명은 상기 대나무의 내부에 존재하는 죽섬유질층(112)을 기체가 투과하여 진행하는 필터용 소재로서 사용하는 점에 기술적인 특징이 있다. 상기의 죽섬유질층(112)은 그 내부에 다수의 물관부를 형성하고 있다. 대나무는 그의 뿌리로부터 물을 빨아들이고, 상기의 죽섬유질층(112)에 형성된 다수의 물관부를 통하여 물을 위쪽으로 이동시키는 통로로서 사용하며, 최종적으로 잎사귀 부분에까지 공급하는 것으로 여겨진다. 이때, 상기의 물관부는 대나무의 길이방향으로 병렬로 다수 형성되어 있고, 상기 죽섬유질층(112)에 존재하고 있다. 그러나, 본 발명은 상기의 물관부를 통하여 기체가 투과되지 않으며, 오히려 상기의 기체는 상기 죽섬유질층(112)의 미세한 틈새들을 통하여 투과되어진다. 도 1에서 화살표는 상기의 기체가 상기 죽섬유질층(112)의 미세한 틈새를 투과하여 지나가는 모습을 나타낸 것이다.

본 발명에 의한 액체 중의 미세기포의 발생방법은 상기 죽섬유질층(112)의 안쪽 내부에 용해시키고자 하는 소정의 기체를 대기압 이상으로 압력을 가하고, 상기의 기체를 상기 죽섬유질층(112)의 안쪽 방향에서 바깥쪽 방향으로 투과시켜서 미세한 기포를 형성시킨다. 상기의 액체는 액상 물질을 의미하며, 바람직하게는 물, 수용액, 에멀젼, 음료수, 알코올, 소주, 오일을 포함하며, 가장 바람직하게는 물을 예시할 수 있다. 본 발명은 설명의 편의상 상기의 물을 액체의 대표적인 경우로서 서술하기로 한다.

본 발명에 있어서, 상기의 죽섬유질층(112)은 대나무 필터의 중심부쪽으로 갈수록 덜 치밀한 반면에 그의 바깥쪽으로 갈수록 더욱 치밀한 구조를 형성하고 있으므로, 상기의 기체를 상기 죽섬유질층(112)의 중심부 안쪽 방향에서 바깥쪽 방향으로 투과시키는 것이 더욱 바람직하다. 기포의 크기는 최종적으로 투과된 재질의 크기에 직접 관련된 것이기 때문이다. 따라서, 동일한 대나무 필터를 이용하되, 기포의 크기를 좀더 크게 형성하여 이용하고자 할 경우에는, 상기 죽섬유질층(112)의 바깥쪽에서 안쪽 방향으로 기체를 투과시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기의 기체는 물속에 용해시키고자 하는 기체로서 공기, 산소, 질소, 수소, 탄산가스 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기의 기체는 최종적인 목적물에 따라 달라질 수 있다. 통상적으로 산소 또는 수소를 사용할 수 있고, 물속에 산소의 용존량을 필요로 할 경우에는 산소기체를 사용하는 것이 바람직하다. 물속에 녹아있는 용존산소는 식물과 동물 등의 모든 생물에 반드시 필요한 요소이다. 순수한 산소 기체 대신에 대기 중의 공기를 사용할 수 있다.

물속에 용존산소가 부족할 경우, 물고기가 질식하거나 폐사하게 되고, 농작물의 뿌리 등이 부패하게 된다. 용존산소의 감소요인으로는 수중 미생물에 의한 유기물의 산화작용과 무기화합물의 산화작용, 수중 동식물의 호흡작용 등에 의한 것으로 알려져 있다. 물속에 산소가 부족하면 물고기가 죽는 것은 물론, 여러 가지 수질 오염문제가 발생한다. 즉, 하천이나 호수의 바닥은 까맣게 되고 부패가스가 발생되면서 악취가 나기 시작한다. 일반 수생생물의 경우 용존 산소가 6 ppm 이상이어야 하며, 하천에서의 용존산소는 7.5 ppm 이상이 바람직한 것으로 알려져 있다. 또한 농업용수의 경우에도 5 ppm 이하의 조건에서는 작물의 뿌리가 부패되는 일이 발생되며, 어류의 성장에 적합한 용존산소의 농도는 어종에 따라 다르나 대략 5 ppm 이상이어야 하고, 어류밀도가 높은 가두리 양식장의 경우 용존산소의 농도가 높을수록 성장속도가 빠르고 자연산에 버금가는 육질을 갖는 것으로 알려져 있다.

물속에서 용존산소의 농도를 높이려면, 산소 기포의 표면적을 증가시켜서 기/액 접촉 기회를 증가시켜야 한다. 이를 위하여, 짧은 시간 동안에 산소 단위부피당 많은 갯수의 기포를 생성시키는 것이 중요하고, 가능한 한 크기가 작은 기포를 만들어줌으로써, 용해도를 증가시키게 된다. 이 경우, 기포의 크기가 작을수록 부상속도 또한 느려져서 체류시간이 증대되므로, 용해도가 증가하게 되는 것이다. 따라서, 기포의 크기를 작게 할수록 용존산소의 농도를 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기의 대나무 필터는 대나무의 마디와 마디 사이를 절단하여 사용하는 것이 바람직하다. 대나무는 통상적으로 수개 내지 수십개의 마디를 통하여 성장하게 되고, 마디의 내부에 격벽으로 막혀 있는데, 각 마디를 포함시키지 않고 절단하여 사용하는 것이 좋다. 그러나, 필요한 경우 각 마디의 내부에 형성된 격벽을 뚫어서 사용할 수도 있다.

본 발명은 액체 중에서 미세한 기포를 발생시키는데 적합한 형상의 미세기포 발생기(100)를 제공한다.

도 2는 본 발명에 의한 미세기포 발생기(100)의 바람직한 실시예로서 원통형의 대나무 필터부재를 사용한 경우의 개략적인 분해상태 사시도이고,

도 3은 도 2에 의한 미세기포 발생기의 개략적인 단면도이며,

도 4는 본 발명에 의한 미세기포 발생기(100)의 다른 바람직한 실시예로서 반원통형의 대나무 필터부재를 사용한 경우의 개략적인 분해상태 사시도이고,

도 5는 상기 미세기포 발생기(100)의 또다른 바람직한 실시예로서 판상형의 대나무 필터부재를 사용한 경우의 개략적인 단면도이다.

본 발명에 의한 미세기포의 발생기(100)는 대나무 재질로 구성된 대나무 필터부재(110)와, 상기의 대나무 필터부재를 일정한 형상으로 유지하고 그 형상을 보존하도록 지지하는 고정부재(120)와, 상기의 필터부재(110)의 내부로 기체를 주입하거나 공급하는 기체 공급부재(130)를 포함하고 있다.

본 발명에 의한 미세기포의 발생기(100)는 대나무 재질로 구성된 대나무 필터부재(110)를 포함하고 있다. 상기의 대나무 필터부재(110)는 1년 내지 4년 정도 자라난 대나무를 선택하여 건조시키고, 그 외피의 에나멜층(114)을 제거하고, 그 내부의 죽섬유질층(112)을 필수적인 구성요소로서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기의 대나무 필터부재(110)는 대나무를 길이 방향에 대하여 일정한 길이로 절단하여 사용한 원통형의 제품과, 상기 원통형의 대나무를 2등분 내지 4등분한 형태의 반원통형의 제품과, 상기 원통형 대나무를 몇 개로 등분한 후 평평하게 펼친 상태의 판상형 제품으로 구분될 수 있다. 상기 대나무 필터부재(110)에 관한 구체적인 설명은 위에서 이미 행한 바 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 의한 미세기포의 발생기(100)는 상기의 대나무 필터부재(110)를 일정한 형상으로 유지하고 그 형상을 보존하여 지지고정하는 고정부재(120)(140)를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 고정부재(120)(140)는 상기 대나무 필터부재(110)의 외부에 밴드와 같은 조임수단으로 구성되거나, 또는 상기 대나무 필터부재(110)의 내외부에 클립과 같은 고정수단으로 구성될 수 있다. 이는 상기의 대나무 필터부재(110)가 액체 속에서 상압 또는 고압에서 사용될 경우에도 파열되거나 파손되는 것을 방지하기 위함이다.

본 발명에 있어서, 상기의 고정부재(120)는, 상기 대나무 필터부재(110)가 원통형의 형상을 이루고 있을 경우, 상기 대나무 필터부재(110)의 전방 측면에 결합되어 밀봉시키는 전방캡(122)과 후방 측면에 결합되는 후방캡(123)을 포함하고 있다(도 2 및 도 3 참조). 상기의 전방캡(122)과 후방캡(123)은 패킹(125)을 삽입하여 상기 대나무 필터부재(110)를 견고하게 밀봉시킬 수 있다. 상기의 전방캡(122)은 기체 공급부재(130)로부터 공급된 기체가 상기 대나무 필터부재(110)로 흘러나갈 수 있는 기체통기구(124)를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 상기의 전방캡(122)과 후방캡(123)은 그들 사이의 연결봉(126)을 통하여 서로 결합되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 연결봉(126)의 타단에 형성된 수나사와 상기 후방캡(123)에 형성된 암나사(127)가 서로 체결되어지도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 외부적으로 다른 체결수단을 강구할 필요가 없으므로, 제품의 외관을 미려하게 형성하게 되는 장점이 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 고정부재(140)는, 상기의 대나무 필터부재(110)가 반원형 또는 판상형으로 이루어져 있을 경우, 상기 대나무 필터부재(110)의 형상을 유지하고 지지고정하기 위하여 일체형으로 제조되는 것이 바람직하다(도 4 및 도 5 참조). 상기의 일체형 고정부재(140)는 상기 대나무 필터부재(110)의 일측면에 결합되어지는 전방밀봉부(142)와, 상기 대나무 필터부재(110)의 타측면에 결합되어지는 후방밀봉부(144)와, 상기의 전방밀봉부(142) 및 상기 후방밀봉부(144)를 서로 연결시키고 상기 대나무 필터부재(110)의 반대편에 존재하게 되는 바닥밀봉면(146)을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 상기의 전방밀봉부(142)와 후방밀봉부(144) 및 바닥밀봉면(146)은 패킹(145)을 삽입하여 상기 반원통형의 대나무 필터부재(110)를 견고하게 밀봉시킬 수 있다. 상기의 전방밀봉부(142)와 상기의 후방밀봉부(144)는 상기의 바닥밀봉면(146)에 의하여 일체적으로 형성되어 있으나, 반드시 이러한 형상으로 한정되는 것은 아니고, 이들이 서로 분리된 상태에서 양 밀봉캡을 결합시킬 수도 있다. 상기의 전방밀봉부(142)와 후방밀봉부(144)에 상기의 대나무 필터부재(110)를 견고하게 고정시키기 위하여 결합편(147)과 결합 나사(148)를 이용할 수 있다.

본 발명에 의한 미세기포의 발생기(100)는 상기의 대나무 필터부재(110)의 내부로 기체를 주입하거나 공급하는 기체 공급부재(130)를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 기체 공급부재(130)는 외부에서 공급되는 기체를 상기 대나무 필터부재(110)의 내부로 투입하도록 하는 것으로서, 상기의 고정부재(120)를 통하여 상기 대나무 필터부재(110)에 연결되어진다. 상기의 기체 공급부재(130)는 상기 전방캡(122) 또는 상기 후방캡(123)에 결합되거나, 상기 전방밀봉부(142) 또는 후방밀봉부(144)에 결합될 수 있다. 상기의 기체 공급부재(130)는 외부의 기체가 흘러가게 하는 내부 기체통로(131)와, 상기의 내부 기체통로(131)를 보호하고 외형을 이루고 있는 몸체부(132)와, 외부의 공기공급 호스와 결합될 수 있는 결합부(134)를 포함하고 있다. 상기의 몸체부(132)는 상기의 고정부재(120) 또는 상기의 일체형 고정부재(140)에 보다 용이하게 결합시킬 수 있도록 하기 위해 육각 너트 형상으로 제조될 수 있다.

《 실시예 1 - 원통형 》

2년생 대나무를 채취하여 서늘한 그늘에서 건조시킨 다음, 마디와 마디 사이를 절단하고, 그 외피를 그라인더로 일부 제거한 후, 직경 약 6 센티미터, 길이 약 21 센티미터의 원통형 죽섬유질층(112)으로 구성된 원통형 대나무 필터부재(110)를 만들었다. 상기의 원통형 대나무 필터부재(110)를 중앙에 위치시키고, 그 한쪽에 전방캡(122)을 결합시키고, 그 반대쪽에 후방캡(123)을 결합시켰다. 상기의 전방캡(122)과 상기의 후방캡(123)의 안쪽에는 패킹(125)을 삽입하여 결합시킴으로써, 상기 대나무 필터부재(110)와 상기의 전후방캡 사이에 견고한 밀봉이 이루어지도록 하였다. 또한, 연결봉(126)으로 상기의 전방캡(122)과 상기의 후방캡(123)을 서로 결합시키고, 상기의 전방캡(122)은 상기 연결봉(126)의 반대편에 기체 공급부재(130)를 결합시켰다. 이를 통하여, 본 발명에 의한 원통형의 미세기포 발생기(100)를 완성하였다.

《 실시예 2 - 반원통형 》

2년생 대나무를 채취하여 서늘한 그늘에서 건조시킨 다음, 마디와 마디 사이를 절단하고, 그 외피를 그라인더로 일부 제거한 후, 직경 약 6 센티미터, 길이 약 21 센티미터의 원통형 죽섬유질층(112)으로 구성된 필터용 대나무를 제조하였다. 상기 필터용 대나무를 취하고, 그것을 그 중앙에서 절반으로 쪼개어, 2개의 반원통형의 대나무 필터부재(110)를 제조하였다.

별도로 제조된 일체형 고정부재(140)를 바닥에 올려놓고, 그 위에 상기 반원통형의 대나무 필터부재(110)를 취하여, 상기 일체형 고정부재(140)의 전방밀봉부(142)와 후방밀봉부(144)의 사이에 끼워넣었다. 이때, 상기의 일체형 고정부재(140)와 상기의 반원통형의 대나무 필터부재(110)의 사이에 패킹(145)를 삽입시켜서 완전하게 밀봉될 수 있도록 하였다. 상기 반원통형의 대나무 필터부재(110)의 양단부에 각각 결합편(147)과 결합 나사(148)를 이용하여, 상기의 반원통형의 대나무 필터부재(110)를 상기의 일체형 고정부재(140)에 견고하게 결합시켰다. 한편, 상기의 전방밀봉부(142)에는 기체 공급부재(130)를 결합시켰다. 이를 통하여, 본 발명에 의한 반원통형의 미세기포 발생기(100)를 완성하였다.

《 실시예 3 - 원통형 / 산소 》

높이 1.1 미터, 직경 55 센티미터의 투명 팔각형 물통에 약 200 리터의 물을 채워넣었다. 한편, 상기 실시예 1에 의한 원통형의 미세기포 발생기(100)를 2개 준비하여, 각각 기체 공급부재(130)의 결합부(134)에 공기주입용 호스를 결합시키고, 상기의 공기주입용 호스는 외부의 고압 산소탱크에 연결하였다.

상기 2개의 원통형 미세기포 발생기(100)를 상기의 팔각형 물통에 집어넣고, 외부의 고압 산소탱크를 열어 산소기체를 약 2시간 동안 공급하였다. 상기의 고압 산소탱크에서 공급된 산소기체는 상기의 공기주입용 호스와 상기 기체 공급부재(130)의 내부 기체통로(131)를 통하여 상기 원통형 미세기포 발생기(100)의 내부로 투입되어졌다. 상기 외부의 고압 산소탱크를 조절하여 상기 원통형 미세기포 발생기(100)의 내부에 4.0 bar의 압력으로 산소기체를 공급하였고, 이때 물의 온도는 18℃이었다.

본 발명에 의하여 제조된 산소수의 성능을 확인하기 위하여, 상기 실시예 3에 의해 제조된 물에 있어서, 새롭게 생성된 산소기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정방식은 아래와 같은 방법으로 진행하였다.

상기 실시예 3에서 얻은 물을 약 48시간 동안 유지시킨 후, 물속에 존재하는 미세한 산소기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정장비는 영국의 NanoSight Ltd에서 제작한 LM10-HS 모델을 이용하였다. 측정 결과, 미세기포의 평균 직경은 128㎚ 이었고, SD는 82 ㎚, D₁₀은 34 ㎚, D₅₀은 116 ㎚, D₉₀은 246 ㎚ 이었으며, 미세기

포의 개수는 2.35 X 10³개로 확인되었다. 이러한 실험 결과는 본 발명자가 알고 있는 범위 내에서 전혀 예측할 수 없었던 것으로 받아들여졌다.

《 실시예 4 - 반원통형 / 산소》

상기의 실시예 3에서 사용된 물통과 동일한 물통에 동일한 양의 물을 채워넣었다. 한편, 상기 실시예 2에 의한 반원통형의 미세기포 발생기(100)를 4개 준비하고, 상기 기체 공급부재(130)의 결합부(134)에 4개의 공기주입용 호스를 각각 결합시키고, 상기 4개의 공기주입용 호스는 외부의 고압 산소탱크에 연결하였다.

상기 4개의 반원통형 미세기포 발생기(100)를 상기의 팔각형 물통에 집어넣고, 외부의 고압 산소탱크를 열어 약 2간 동안 산소기체를 공급하였다. 상기의 고압 산소탱크에서 공급된 산소기체는 4개의 공기주입용 호스와 상기 기체 공급부재(130)의 내부 기체통로(131)를 통하여 각각 상기 4개의 반원통형 미세기포 발생기(100)의 내부로 투입되어졌다. 상기 외부의 고압 산소탱크를 조절하여 상기 반원통형 미세기포 발생기(100)의 내부에 4.0 bar의 압력으로 산소기체를 공급하였고, 이때 물의 온도는 18℃이었다.

본 발명에 의하여 제조된 산소수의 성능을 확인하기 위하여, 상기 실시예 4에 의해 제조된 물에 있어서, 새롭게 생성된 산소기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정방식은 아래와 같은 방법으로 진행하였다.

상기 실시예 4에서 얻은 물을 약 48시간 동안 유지시킨 후, 물속에 존재하는 미세한 산소기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정장비는 역시 영국의 NanoSight Ltd에서 제작한 LM10-HS 모델을 이용하였다. 측정 결과, 미세기포의 평균 직경은 106 ㎚ 이었고, SD는 46 ㎚, D₁₀은 49 ㎚, D₅₀은 102 ㎚, D₉₀은 165 ㎚ 이었으며, 미세기포의 개수는 1.41 X 10³개로 확인되었다. 이러한 실험결과는 본 발명자가 알고 있는 범위 내에서 역시 전혀 예측할 수 없었던 것으로 받아들여졌다.

상기의 실시예 3과 상기의 실시예 4의 측정결과를 서로 대비해 볼 때, 원통형 미세기포 발생기와 반원통형 미세기포 발생기는 모두 산소기체를 물속에서 나노미터 크기의 미세기포로 발생시킴을 확인할 수 있었으며, 그 성능면에서 서로 대등한 것임을 알 수 있었다. 다만, 상기의 실시예 3에서는 2개의 원통형 미세기포 발생기를 사용한 반면에, 상기의 실시예 4에서는 4개의 반원통형 미세기포 발생기를 사용하였으므로, 제작면에서는 원통형 미세기포 발생기를 사용하는 것이 더 바람직하다고 할 수 있을 것이다.

《 실시예 5 - 원통형 / 수소 》

상기의 실시예 3에 있어서, 고압의 산소탱크를 고압의 수소탱크로 대체한 것을 제외하고, 그 이외에는 상기의 실시예 3과 동일한 조건으로 실시하였다.

본 발명에 의하여 제조된 수소수의 성능을 확인하기 위하여, 물속에 잔존하는 미세한 수소기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정 방식은 상기 실시예 3과 동일한 조건하에서, 영국의 NanoSight Ltd에서 제작한 LM10-HS 모델을 이용하였다. 측정 결과, 수소의 미세기포의 평균 직경은 250 ㎚ 이었고, SD는 148 ㎚, D₁₀은 79

nm, D₅₀은 215 nm, D₉₀은 478 nm 이었으며, 미세기포의 개수는 2.05 X 10³개로 확인되었다.

상기의 실시예 5에 의한 결과를 상기의 실시예 3에 의한 결과와 서로 대비해 볼 때, 상기 실시예 5에 의해 제조된 수소수의 미세기포의 크기는 상기 실시예 3에 의해 제조된 산소수의 미세기포의 크기에 비하여 약간 큰 것으로 확인되었다. 그러나, 상기 실시예 5에 의한 수소수의 수소기포의 크기는 역시 나노미터 크기로 제조된 것임을 확인할 수 있었다.

《 실시예 6 - 원통형 / 공기 》

상기의 실시예 3에 있어서, 고압 산소탱크를 고압의 에어탱크로 대체한 것을 제외하고, 그 이외에는 상기의 실시예 3과 동일한 조건으로 실시하였다.

본 발명에 의하여 제조된 에어기체의 용해수의 성능을 확인하기 위하여, 물속에 잔존하는 미세한 에어기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정 방식은 상기 실시예 3과 동일한 조건하에서, 영국의 NanoSight Ltd에서 제작한 LM10-HS 모델을 이용하였다. 측정 결과, 에어기체의 미세기포의 평균 직경은 250㎚ 이었고, SD는 148 ㎚, D₁₀은 79 ㎚, D₅₀은 215 ㎚, D₉₀은 478 ㎚ 이었으며, 미세기포의 개수는 2.05 X 10⁸ 개로 확인되었다.

상기의 실시예 6에 의한 결과를 상기의 실시예 3에 의한 결과와 서로 대비해 볼 때, 상기 실시예 6에 의해 제조된 공기 미세기포의 크기는 상기 실시예 3에 의해 제조된 산소수의 미세기포의 크기에 비하여 약간 큰 것으로 확인되었다. 그러나, 기포의 크기는 사용한 대나무 자체 또는 대나무의 에나멜층 제거 정도에 따라 달라질 수 있으므로 예측될 수 있는 결과라고 할 것이다. 한편, 상기 실시예 6에 의한 공기 기포의 크기는 역시 나노미터 크기로 제조된 것임을 확인할 수 있었다.

상기 실시예 3 내지 상기 실시예 6의 측정결과를 고려해 볼 때, 본 발명에 의한 액체의 미세기포 발생방법은 산소기체와 수소기체 및 공기에 대하여 모두 동일하게 적용됨을 확인할 수 있었다.

《 실시예 7 - 원통형 / 피크노제놀 / 산소 》

상기의 실시예 3에 있어서, 상기 투명 팔각형 물통에 순수한 물 대신에 1% 피크노제놀을 함유한 약 200 리터의 물을 채워넣은 것을 제외하고, 그 이외에는 상기의 실시예 3과 동일한 조건으로 실시하였다.

본 발명에 의하여 제조된 피크노제놀 함유-산소수의 산소기포 용해 특성을 확인하기 위하여, 상기 실시예 7에 의해 제조된 물에 있어서, 새롭게 생성된 산소기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정방식 및 측정장비는 상기 실시예 3과 동일한 조건에서 시행되었다. 측정 결과, 미세기포의 평균 직경은 76㎚ 이었고, SD는 49 ㎚, D₁₀은 30 ㎚, D₅₀은 62 ㎚, D₉₀은 141 ㎚ 이었으며, 미세기포의 개수는 17.13 X 10⁸ 개로 확인되었다.

상기의 실시예 7과 상기 실시예 3을 서로 대비해 본 결과, 순수한 물을 이용한 경우에 비하여, 물에 소량의 첨가제를 가미한 경우에, 산소 미세기포의 크기는 더욱 작아지게 되고, 미세기포의 개수는 더욱 증가함을 알 수 있었다.

《 실시예 8 - 원통형 / 피크노제놀 / 수소 》

상기의 실시예 5에 있어서, 상기 투명 팔각형 물통에 순수한 물 대신에 1% 피크노제놀을 함유한 약 200 리터의 물을 채워넣은 것을 제외하고, 그 이외에는 상기의 실시예 5와 동일한 조건으로 실시하였다.

본 발명에 의하여 제조된 피크노제놀 함유-수소수의 성능을 확인하기 위하여, 상기 실시예 8에 의해 제조된 물에 있어서, 새롭게 생성된 수소기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정방식 및 측정장비는 상기 실시예 7과 동일한 조건에서 시행되었다. 측정 결과, 미세기포의 평균 직경은 145㎚ 이었고, D₁₀은 36 ㎚, D₅₀은 90 ㎚, D₉₀은 180 ㎚ 이었으며, 미세기포의 개수는 7.17 X 10⁸ 개로 확인되었다.

상기의 실시예 8과 상기 실시예 5를 서로 대비해 본 결과, 순수한 물을 이용한 경우에 비하여, 물에 소량의 첨가제를 가미한 경우에, 수소 미세기포의 크기는 더욱 작아지게 되고, 미세기포의 개수는 더욱 증가함을 알 수 있었다.

《 실시예 9 - 소주 / 산소 》

상기의 실시예 3에 있어서, 투명 팔각형 물통에 순수한 물을 채워넣는 대신에, 500 밀리리터의 비이커 속에 (주) 진로에서 판매하는 소주(상품명: 참이슬) 360 밀리를 채워넣고, 상기의 비이커 속에 직경 3 ㎝, 길이 약 6.5 ㎝ 크기의 원통형 필터부재를 사용한 것을 제외하고, 그 나머지는 상기의 실시예 3과 동일한 조건으로 실시하였다.

본 발명에 의하여 제조된 산소 소주의 성능을 확인하기 위하여, 상기 실시예 9에 의해 제조된 소주에 있어서, 새롭게 생성된 산소기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정방식 및 측정장비는 상기 실시예 3과 동일한 조건에서 시행되었다. 측정 결과, 산소 미세기포의 평균 직경은 99 ㎚ 이었고, SD는 55 ㎚, D₁₀은 36 ㎚, D₅₀은 87 ㎚, D₉₀은 171 ㎚ 이었으며, 미세기포의 개수는 2.02 X 10⁸ 개로 확인되었다.

《 실시예 10 - 소주 / 수소 》

상기의 실시예 9에 있어서, 상기의 산소 대신에 수소를 이용한 것을 제외하고, 그 나머지는 상기의 실시예 9와 동일한 조건으로 실시하였다.

본 발명에 의하여 제조된 수소 소주의 성능을 확인하기 위하여, 상기 실시예 10에 의해 제조된 소주에 있어서, 새롭게 생성된 수소기포의 크기 및 개수를 측정하였다. 측정방식 및 측정장비는 상기 실시예 9와 동일한 조건에서 시행되었다. 측정 결과, 수소 미세기포의 평균 직경은 68 ㎚ 이었고, SD는 25 ㎚, D₁₀은 38 ㎚, D₅₀은 66 ㎚, D₉₀은 101 ㎚ 이었으며, 미세기포의 개수는 2.16 X 10⁸ 개로 확인되었다.

상기 실시예 9 및 상기 실시예 10의 측정결과를 고려해 볼 때, 본 발명에 의한 액체의 미세기포 발생방법은 소주에 대해서도 미세한 기포를 형성시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 일반인들이 마시는 음료수의 경우에도 본 발명에 의한 액체의 미세기포 발생방법이 동일하게 적용될 수 있음을 의미하는 것으로 받아들여졌다.

《 실시예 11 - 야외 / 녹조실험 / 산소 》

본 발명에 의한 액체의 미세기포 발생방법을 야외의 실제 수생작물 등에 적용될 수 있는지의 여부를 확인하기 위하여, 녹조 제거 성능을 실험하였다.

실험장소는 전남 영광군 불갑면 녹산리 소재 불갑저수지에서 실시하였다. 상기 불갑저수지는 대략 4 미터 정도의 수심을 이루고 있었고, 외부 온도는 약 30 정도를 이루고 있었다. 저수지의 녹조는 물 표면에서 약 5 mm 정도의 두께로 층을 이루고 있을 정도로 높은 농도로 관찰되었다. 상기 실시예 1에 의한 원통형 미세기포 발생기(100) 1개를 상기 저수지의 바닥에 늘어뜨려 설치하고, 외부에서 산소탱크를 연결하였다. 상기 산소탱크의 압력을 약 5 bar로 한 상태에서 산소기체를 공급하였다.

눈으로 관찰한 결과, 실험이 시작된 이후, 상기 원통형 미세기포 발생기를 중심으로 하여, 점차적으로 그 주위로 짙은 색상의 녹색이 엷어져 가는 것으로 관찰되었고, 색상이 엷어지는 면적은 시간이 지날수록 확대되어 갔다. 약 2시간 후에는 기포발생 부위를 중심으로 하여 더 이상 육안에 의해 녹조를 관찰할 수 없게 되었다.

《 실시예 12 - 야외 / 녹조실험 / 공기 》

야외의 저수지에서 녹조류를 제거하기 위한 보다 효과적이고 경제적인 방법을 찾아내기 위하여, 공기를 이용한 경우에 관하여 실험을 진행하였다.

상기의 실시예 11에 있어서, 고압의 산소탱크를 사용하는 대신에, 고압의 공기탱크를 사용한 것을 제외하고, 그 나머지는 동일한 조건으로 실험을 진행하였다.

눈으로 관찰한 결과, 역시 실험이 시작된 이후, 상기 원통형 미세기포 발생기(100)를 중심으로 하여, 점차적으로 그 주위로 짙은 색상의 녹색이 엷어져 가는 것으로 관찰되었고, 색상이 엷어지는 면적은 시간이 지날수록 확대되어 갔다. 약 2시간 후에는 기포발생 부위를 중심으로 하여 더 이상 육안에 의해 녹조를 관찰할 수 없게 되었다.

상기의 실시예 11과 상기의 실시예 12를 서로 대비하여 살펴본 결과, 그들 사이에 큰 차이를 발견할 수 없었다. 이는 녹조류의 제거에 있어서는, 사용되는 기체의 종류에 상관없이, 아마도 그 기체의 나노기포가 파열될 때 방출되는 순간적인 에너지에 의한 효과일 것으로 추정되었다.

첨부된 도 6은 상기 불갑저수지의 최초의 원수(좌측) 및 2시간 동안 고압의 공기로 처리한 후의 처리수(우측)의 사진자료이다.

상기의 실시예 11 및 실시예 12에 의할 경우, 본 발명에 의한 액체의 미세기포 발생방법은 야외의 녹조발생시 즉각적으로 대처할 수 있는 효과적인 방법 중의 하나임을 의미한다. 이와 같은 현상은 오늘날 문제가 되고 있는 적조발생시에 적용될 수 있음은 물론이고, 수원지의 물관리 방식 및 어류 농가의 어장 관리에도 매우 유용할 것으로 여겨졌다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 액체의 미세기포 발생방법은 물을 비롯한 액체 물질에 대하여 미세기포를 발생시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 상기의 미세기포는 산소뿐만 아니라, 수소와 질소 및 공기를 사용할 수도 있는 바, 이는 거의 모든 기체를 활용할 수 있음을 의미한다.

이상에서 본 발명에 의한 액체의 미세기포 발생방법 및 그 방법에 적합한 미세기포 발생기를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다.

또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

100 : 미세기포 발생기, 110 : 대나무 필터부재,
112 : 죽섬유질층, 120 : 고정부재,
122 : 전방캡, 124 : 후방캡,
125 : 패킹, 126 : 연결봉,
130 : 기체 공급부재, 131 : 내부 기체통로,
132 : 몸체부, 134 : 결합부,
140 : 일체형 고정부재, 142 : 전방밀봉부,
144 : 후방밀봉부, 146 : 바닥밀봉면

Claims

대나무의 에나멜층의 일부 또는 전부를 제거시키고 대나무 내부의 죽섬유질층을 필터의 구성요소로서 이용한 것을 특징으로 한, 액체의 미세기포 발생용 대나무 필터부재.
에나멜층의 일부 또는 전부를 제거시키고 그 내부의 죽섬유질층을 필터의 구성요소로서 이용한 대나무 필터를 제조하고,
상기의 대나무 필터를 액체 속에 침적시킨 상태에서, 상기 대나무 필터의 안쪽 내부에 기체를 대기압 이상의 압력으로 가하고,
상기의 기체를 상기 죽섬유질층의 안쪽에서 그 바깥쪽으로 투과시켜서 상기의 액체 중에 미세한 기포를 형성시키는 것을 특징으로 한, 액체 중에서 미세기포를 발생시키는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기의 액체는 물, 수용액, 에멀젼, 음료수, 알코올, 소주, 그리고 오일로 구성된 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한, 액체 중에서 미세기포를 발생시키는 방법.
제 2 항에 있어서,
상기의 기체는 산소, 수소, 공기, 질소로 구성된 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한, 액체 중에서 미세기포를 발생시키는 방법.
에나멜층의 일부 또는 전부를 제거시키고 그 내부의 죽섬유질층을 필터의 구성요소로서 이용한 대나무 필터부재와;
상기의 대나무 필터부재를 일정한 형상으로 지지하고 고정시키는 고정부재와;
상기의 고정부재를 통하여 외부의 기체를 상기 대나무 필터부재의 내부로 투입하는 기체 공급부재; 를 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 액체 중에서의 미세기포 발생기
제 5 항에 있어서,
상기의 대나무 필터부재는 대나무를 길이 방향에 대하여 일정한 길이로 절단하여 원통형으로 사용되거나, 상기 원통형의 대나무를 2등분 내지 4등분하여 반원통형 또는 판상형으로 사용되는 것을 특징으로 한, 액체 중에서의 미세기포 발생기.
제 5 항에 있어서,
상기의 고정부재는 상기 대나무 필터부재의 외부에 밴드와 같은 조임수단으로 구성되거나, 또는 상기 대나무 필터부재의 내외부에 클립과 같은 고정수단으로 구성되는 것을 특징으로 한, 액체 중에서의 미세기포 발생기.
제 7 항에 있어서,
상기의 고정부재는 상기 대나무 필터부재의 전방 측면에 결합되어 밀봉시키는 전방캡과 후방 측면에 결합되는 후방캡을 포함하고 있고, 상기의 전방캡은 기체 공급부재로부터 공급된 기체가 상기 대나무 필터부재로 흘러나갈 수 있는 기체통기구를 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 액체 중에서의 미세기포 발생기.
제 8 항에 있어서,
상기의 전방캡과 후방캡은 그들 사이에 연결봉을 삽입하고 이를 통하여 서로 결합되어 있는 것을 특징으로 한, 액체 중에서의 미세기포 발생기.
제 5 항에 있어서,
상기의 고정부재는 상기 대나무 필터부재의 일측면에 결합되어지는 전방밀봉부와; 상기 대나무 필터부재의 타측면에 결합되어지는 후방밀봉부와; 상기의 전방밀봉부 및 상기 후방밀봉부를 서로 연결시키고, 상기 대나무 필터부재의 반대편에 존재하게 되는 바닥밀봉면; 을 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 액체 중에서의 미세기포 발생기.
제 10 항에 있어서,
상기의 전방밀봉부와 상기의 후방밀봉부는 결합편과 결합 나사에 의해 상기의 대나무 필터부재에 견고하게 고정되는 것을 특징으로 한, 액체 중에서의 미세기포 발생기.
제 5 항에 있어서,
상기의 기체 공급부재는 외부의 기체가 흘러가게 하는 내부 기체통로와; 상기의 내부 기체통로를 보호하고 외형을 이루고 있는 몸체부와; 외부의 공기공급 호스와 결합될 수 있는 결합부; 를 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 액체 중에서의 미세기포 발생기.