JP6087031B2 - 多層式アパート型立体水槽 - Google Patents

Description

本発明は、前後左右方向の四面と複数の各層に個別ガラス水槽が設置され、魚種別、環境条件に応じて、集約的に飼育管理が可能な多層式アパート型立体水槽に関するものである。また、多層式アパート型立体水槽を構成する個別のガラス水槽下部には水槽支持台を装着することにより、多層式アパート型立体水槽との固定力を高めることができる。また、養殖生物が使用した飼育水を水耕栽培に必要な栄養素として利用できるようにした水耕栽培システムを備えた多層式アパート型立体水槽に関するものである。

最近、養殖技術の発展により対象生物を海ではなく、陸上の水槽で養殖する技術が確立され、これをさらに発展させ、都心部などの統制された施設内で、層別、水槽別にさまざまな魚介類を養殖する方法も登場している。
一般的に、海水による養殖は、陸上水槽式、海上生簀式に大きく区分され、陸上水槽式は、環境の変化を予測することが困難な海から生息環境を人為的に調節できる陸上水槽に対象生物を移して養殖する方法であり、海上生簀式は海の広い空間に網などを設置して、生物を生簀の中で飼育する方法である。
最近は、海の養殖場などで魚介類を稚魚や稚貝の時から養殖すると自然災害の危険などにさらされる時間が長くなり、その分収率が低下し、これらの問題を改善し、収率を高めようと陸上に備えた養殖水槽において魚介類を高密度に集中養殖し、一定の大きさに成長した後、海の養殖場などで商品価値がある一定の大きさになるまで本養殖する方法が増加している。
このように、陸上に設置された養殖水槽には水産動植物を高密度に養殖し、水産動物の成長に最適な環境を造成するために飼育水の供給と排水施設、浄化施設又は酸素供給設備などの諸般施設を設備することにより、一定の環境で水生生物を保護し、養殖に適した飼育環境を形成して一定の大きさまで生産している。

一方、陸上の限られた空間で高密度に養殖するために使用される水槽は基本的に複層構造に設計する必要があり、この場合、水槽の材質はコンクリートよりは、合成樹脂又はガラスを材料とした水槽を複層で構成するのが限られた飼育空間を活用するのに効果的である。
しかし、ガラスや、アクリルなどの合成樹脂を水槽の材料として使用すると、底部分の材質が薄く、飼育水の水位を調節する内部外部のパイプで形成された排水装置の装着のため、水槽の底を加工するのが困難である。また、現在までの複層構造は、区画された一つの同じ環境を持ち、一層に一つ又は二種類の生物を飼育している。
したがって、本発明では複数の層を効率的に使用するため、複層構造からなる各層に区画された水槽を装備することで、様々な魚種を収容して、それぞれの水槽に収容された魚種に適した環境を調節して制御できる水槽システムを提供する。

一方、多層式アパート型立体水槽で飼育水の供給と排水は、新しい飼育水を供給して排出する方法で行われ、一つの水槽に高密度の魚類が収容されるため、飼育過程で飼育水は、時間が経過するにつれて飼料と周辺環境から栄養塩である硝酸塩やリン酸塩などが流入されて発生する富栄養化の原因で水質が悪化し、これを処理するためには多くの費用を伴うことになる。実際に飼育排水の処理施設を備えず、そのまま河川や地下に排出され、環境汚染を引き起こす場合もある。

従来の飼育水の水質改善方法としては化学的な方法と物理的な方法が知られており、化学的な方法は、光合成抑制剤、除草剤などの化工薬品を投入して、藻類などの増殖を抑制し、凝集剤などを投入して残滓物を沈殿させる方法がある。これらの方法は、定期的に薬品を投入しなければ効果が維持されず投入される化工薬品により養殖場内の魚類などが正常に成長することができず、食用としての安全性も確保することができない。

また、物理的な方法の一つである飼育水を循環させながら、フィルターを利用して、藻類などを濾過する方法は、高価なフィルターを頻繁に交換しなければならない問題点があり、もう一つの方法である凝集、沈殿、濾過施設を設置して、高分子凝集剤を使用して凝集、沈殿した残滓物を濾過施設で脱水して処理する方法や処理装置を設置するために、相当の面積の敷地と初期設備投資が必要で継続的に多くの運転費用がかかるという問題点がある。

本発明は、前記のような問題点を解決するため、多層式立体構造で設置されたガラス水槽の下部を上部が開口された水槽支持台に装着して収容した立体水槽で魚類飼育時に発生する有機物が含まれた飼育水を自然に優しい方法で濾過又は浄化環境にやさしい植物栽培を融合した水耕栽培システムを収容して多層式アパート式立体水槽を提供する。

本発明は、一つ以上の層からなる各層の前後左右方向に区画された水槽に設置されたガラス水槽の下部を収容できるように上部に開口部が形成され、多面体からなる水槽を装着することができ、水槽支持台を結合することで立体水槽とガラス水槽の固定力を増加させ、多層式アパート型立体水槽で魚類飼育時に発生する飼育水内の汚染源に存在する有無機物質を植物の成長に必要な栄養成分として再活用することで、植物の栽培段階で魚類の養殖に阻害される富栄養物質を分解し栄養素として吸収できるようにした水耕栽培システムを持つ多層式アパート型立体水槽を提供する。

本発明は下部が開口された多角形のフレームで構成される垂直部材;垂直部材と連結された水平部材;垂直部材を中心に前後左右それぞれの方向に１つ以上の単位水槽が水平部材上に取付けられ、多角形フレームの上部開口部には、システム制御部が設けられる多層式アパート型立体水槽を提供する。
単位水槽は、上部が開口されて一定の面積を有する底部と、多角形の水槽外壁からなる水槽本体、水槽本体の外壁とつながるいずれかの角の側壁には、飼育水を排出するように排水通孔が形成され、排水通孔には外部に排水ラインが形成され、水位調節パイプと水位調節パイプの下部から一定距離の間隔を持って、水位調節パイプと一定の空間を維持し外側を包む排水パイプで構成された二重排水装置が単位水槽内部の角側壁に接続されることを特徴とする。
単位水槽が置かれる水平部材の上側面外側縁には、一定の高さの段差が形成され、単位水槽が水平部材外側に滑らず段差内側に安着出来るように水槽支持台が装着される。別の実施例では、前記水平部材に置かれる単位水槽下部には、上部に開口されて一定の深さを有する多角形形状の水槽支持台を装着することも可能である。

水槽支持台下部の角面には突起形態のフレームが形成され、水槽支持台の片面は水平部材の段差を包み込むように凹部ホームを持って段差と結合固定され、向き合う片面は突出したフレームが形成されて水平部材の背面下側に突出するように固定される。水槽支持台の片面は水平部材段差を包み、段差下側に突出するように突出フレームが形成された引き出し型引き出し取っ手が形成されたことを特徴とする。
水平部材と垂直部材を接続する部分の下部には、凹い排水路を形成して濾過材と濾過綿を敷いて水生植物の種子を植生し、植物の水耕栽培ができるように前記排水路は、垂直部材を囲み接続される板形状の水平フレームと垂直フレームが結合された上部が開口されて、下部が凹い構造の階段模様の上広下狭形の空間が形成される。

また、多角形のフレームで構成された垂直部材上部には単位水槽に飼育水を供給できる注水部が形成され、前記注水部には飼育水の供給を制御するバルブを含む注水ラインが設置される。水耕栽培に必要な飼育水は注水部の注水ラインを通して単位水槽に供給され、供給された飼育水は、単位水槽の排水ラインを通して排水部に移動して水耕栽培される植物に供給され、排水孔を通して濾過槽を経て浄化され、再び注水部により循環供給することを特徴とする。

本発明は、前後左右の四面と上、下方向に単位ユニットのガラス水槽を設置する多段構造でなり、飼育対象生物の集約管理が可能で、空間効率を高める効果を持つ。また、多層式アパート型立体水槽用ガラス水槽下部に水槽支持台を装着することで、ガラスやアクリルなどの合成樹脂で形成されたガラス水槽は設置された床面との摩擦力が弱く、滑り破損する問題を解決し、立体型水槽とガラス水槽の装着と分離が容易な効果を持つ。魚類飼育時に発生する汚染で存在する有、無機物質を植物の成長に必要な栄養成分として再活用することで、植物栽培の段階で魚類の養殖に阻害される富栄養物質を分解することができ、栄養素として吸収し飼育水を自然にやさしい方法で濾過し、浄化して環境に優しい、農産物を生産でき、水槽内部の空間を効率的に活用できる効果がある。

本発明の多層式アパート型立体水槽の斜視図を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68229号の図面１と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の単位構造物ユニットの斜視図を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68229号図面２と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の濾過槽の設置位置に応じて、TypeAとTypeBで示した（韓国特許出願番号第10-2014-68229号図面３と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の水質制御部の排水部断面図を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68229号の図面４と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の排水部の排水口を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68229号の図面５と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の水樋排水構造の変形図を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68229号の図面６と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の排水部の隔離凹を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68229号の図面７と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽のガラス水槽の写真である（韓国特許出願番号第10-2014-68229号の図面８と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽のガラス水槽の斜視図を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68260号の図面４と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽のフィルター濾過装置を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68229号の図面９と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の濾過フィルターとフィルター固定装置を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68229号の図面１０と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の水槽支持台が装着されたガラス水槽の斜視図を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68260号の図面５と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の水槽支持台を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68260号の図面６と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の水槽支持台の変形図TypeAを示す（韓国特許出願番号第10-2014-68260号の図面７と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の水槽支持台の変形図TypeBを示す（韓国特許出願番号第10-2014-68260号の図面８と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽の水槽支持台の変形図TypeCを示す（韓国特許出願番号第10-2014-68260号の図面９と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽のユニット全体の斜視図と断面図を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68229号の図面１３と同一のものである）。 本発明の多層式アパート型立体水槽のユニットが多段構造に結合する原理を示す（韓国特許出願番号第10-2014-68229号の図面１４と同一のものである）。

本発明の多層式アパート型立体水槽と関連した具体的な構成について、添付した図面を参照して詳細説明をする。
図１は、本発明の多層式アパート型立体水槽の斜視図を示す。本発明の多層式アパート型の立体水槽は、上、下部が開口された直方形フレームで形成された垂直部材を中心に、垂直部材上部は制御機能を有するシステム操作部（３０）が設置され、垂直部材は、複数の板状のフレームがそれぞれの層に一つ以上接続されて、前後左右の四面と上、下に単位ユニットのガラス水槽（５０）が設置される多段構造で構成され、最大４段、６４個のガラス水槽が設置できるよう形成される。

本発明は、多層式で形成された集合建物であるアパート型立体水槽で、それぞれの層が一つの構造物ユニットに分かれ、各層には１つ以上のガラス水槽がそれぞれのユニットに区画化されており、各層のユニットは、制御部と自動的に接続される。したがって、各層に設置された水槽ごとに異なる環境制御が可能で、１つの水槽でも水槽の条件を異にして、さまざまな種類の魚類を収容して飼育することができるため、集約された管理を必要とする水族館や、複数条件の環境制御が必要な実験室などで使用可能である。

また、前後左右の四面構造にした各面あたり最大５つ設置することができ、上下に多段構造で設置されて集約的に飼育管理が可能なので空間を効率的に活用することができるだけでなく、水槽の一面全体を一つの水槽構成にできるよう単位水槽のサイズ調節が容易なため、目的別にインテリアデザインに合わせ変形が可能である。
特に、実験室で魚種別飼育実験を行う場合、実験条件別設定と管理の容易性が最優先されるため、一人の研究者が実験条件を制御して、データを分析するために適切な水槽の数は、一つの面あたり５つの４層に設置して最大６４の水槽で構成するのが望ましい。

図２は本発明の多層式アパート型立体水槽の単位構造物ユニットの斜視図を示す。
構造部ユニット（１０）は、上、下が開口されたパイプのように内部が空いている直方形の垂直部材構造の濾過槽（１３）、直方形フレームの中心を取り囲む構造で形成された注水部（１２）、濾過槽下部に多数の板状のフレームが結合接続され、上広下狭の階段構造の排水部（１１）とからなる。
注水部（１２）は、パイプのように内部が空いている直方形フレームで形成され、濾過槽の上部が注水部の中心を貫通する形で取り囲むように形成される。注水部外壁側面には注水部フレーム内部に貯蔵されたきれいな飼育水をガラス水槽に供給できるようにした注水ライン（１４）が設置される。
注水ライン（１４）は、プラスチック又は金属材質のパイプであることが一般的で、注水ラインには注水部フレーム内部に貯蔵された綺麗な飼育水をガラス水槽に供給、制御できるようにしたバルブを設置することができる。
バルブは手動バルブで構成され、機械的制御が可能なように電気的に自動制御部と接続されたソレノイドバルブで構成することができる。また、注水ラインには流量計を付着し電束流量と換水率を測定できるように形成されるので、実験室で本発明の多層式アパート型立体水槽を使用して飼育環境条件に応じた毒性物質のような液状の流速により、濃度がどのように変化するのかを測定することができる。

図３は本発明の多層式アパート型立体水槽の濾過槽の設置位置に応じて、TypeAとTypeBに分けて図示した実施例を示す。
濾過槽（１３）は、使用者の目的に応じて濾過槽の位置だけでなく、数を異にして水槽の中心部と下部に濾過槽をそれぞれ設置可能なTypeAと、水槽の中心部のみ濾過槽が設置可能なTypeBに分けられる。
TypeBは濾過及び浄化を必要とする飼育水が、各ガラス水槽の排水口を通して中心に設置された濾過槽に移動し、浄化される形の高度の浄水能力が必要のない魚類の飼育時に利用されることが適切である。
一方、毒性実験を実施した飼育水のように高度な浄化能力が必要な場合はTypeAを設置することが適切である。TypeAは、TypeBのように排水口を通って飼育水が中心部に設置された濾過槽に移動し、飼育水を浄化する一次浄化過程を経た後、下部に設置された濾過槽を経る二次過程を経て排出され飼育水の浄化能力を高めることができる。

図４は本発明の多層式アパート型立体水槽の水質制御部の排水部断面図を示す。
本発明の排水部（１１）は、板形態のフレームからなる水樋（１６）、連結板（２０）、排水部の棚（１５）が順次接続された上広下狭の構造で、排水部の全体フレームは前面から見た場合、階段構造で中心を囲んだ形であり、上面からは、中央が空いた空間を有する長方形の構造を有する。
水樋（１６）は、板形態の垂直フレームと水平フレームで構成され、水平フレームが濾過槽下部と接続されて、一般的に側断面から見た時は水樋フレームが「Ｌ」の形で濾過槽を中心に左、右に設置される構造を有する。水樋の垂直フレームと濾過槽は、平行に設置され、その間を水樋の水平フレームが接続され上部が開口され、下部が凹んだ空間を形成して、ガラス水槽から排水された飼育水を収集、排水することができる。水樋の水平フレームには収集された飼育水を、外部又は濾過槽に移動させることができる一定の直径を持つ通孔の排水口（１９）を形成することができる。

図５は本発明の多層式アパート型立体水槽の排水部の排水口を示す。
水樋の上、下フレームが対応する角の部分に収集された飼育水が排出されずに長時間経つと、飼育水に含まれている栄養塩によって悪臭が発生する問題が生じるため、排水口の位置や数を水槽の大きさに応じて自由に調節して水樋フレームまた、飼育水が排水口にスムーズに排出することができる構造に変形して設置することができる。本発明の基本的な実施例として、排水口に近づくにつれ、１〜５度の傾斜を持つ勾配が形成された構造で設計して、水抜けを容易にした。

図６は本発明の多層式アパート型立体水槽の水樋排水構造の変形図を示す。
TypeAは、１つの排水口を持って水樋床フレームは、濾過槽を中心に飼育水が一周を移動しながら排水されるよう、排水口に近づくにつれ上下左右方向に傾斜を有する勾配が形成された構造からなる。
TypeBは、２つの排水口を持つ構造として濾過槽を中心に排水口一側面に仕切りが形成されて水樋内部は上下又は左右に区画が分かれている。各区画には、仕切りが形成された方向と同じ方向に傾斜を有する構造で構成され、傾斜が始まる水樋の底には排水口が形成されて飼育水は、重力により排水が円滑になる。
TypeBの傾斜はTypeAに比べ傾斜角度が大きいため、収集された飼育水量が多かったり排水が短時間に行われる水槽に設置することが適切である。
TypeCは、水樋の床の傾斜フレームはTypeAと同一の構造で水の樋床の上下左右それぞれの方向に排水口が形成されて、合計４つの排水口を持っている構造で、TypeAとTypeBの水樋に収集された飼育水量より排水口を介通して排水される飼育水の量が少ない場合に、水樋外部に飼育水が溢れる問題点を解決することができる。

連結板（２０）は、板形態の垂直フレームと水平フレームで構成され、接続板の水平フレームは水樋と、垂直フレームは排水棚に接続されて、二つの構成要素を接続する媒介体の役割をする。
排水部の棚（１５）は、接続板の垂直フレームと水平方向に接続され、排水部の棚の上側面には、多数のガラス水槽が設置される空間が設けられ、下側面にはそれぞれの水槽に光源を供給することのできるＬＥＤ照明を設置することができる。排水部の棚の上側面四面の角縁には、上側面よりも高い高さに段差を形成して段差を境界にガラス水槽が排水部の棚の外に出ていかないように防止することができる。

図７にも図示されたように、ガラス水槽が設置された間の空間に隔離凹（１８）を設置することができる。隔離凹（１８）は、ガラス水槽と排水部の棚（１５）との間の固定力を増加させたり、ガラス水槽が設置される空間の区画を形成し、隔離凹の上部面に凹んだホーム形態で形成された差し込み場には、隔離側壁（１７）を固定し、それぞれの向かい合うガラス水槽の壁面の間を遮断することができる。

本発明の水槽は、透明なアクリル又はガラス材質で形成されており、隣に設置された水槽に収容された魚類が、お互いを認識することができる。したがって、飼育された魚種間で学習効果を持つことができ、魚種によっては、雌雄魚類の交配時に向き合う水槽に収容された魚類が交配を目的とし、単一の水槽に一緒に収容された雌雄より優性である場合には、交配を妨害させる場合がある。
しかし、隔離側壁を設置することで向き合う水槽を認識できないように遮断することができるため、個々の水槽として必要とされる効果を高めることができる。

排水部の棚の下側面に設置されるＬＥＤ照明は、システム操作部のＬＥＤタイマーに接続され、様々な光源をそれぞれの水槽に供給したり、制御することができる。
通常、水槽に供給される光源は半導体系列である通常ＬＥＤで通用する発光ダイオードを設置することが適切であるが、発光ダイオードは、最近青色が開発され、既存の白、オレンジ、青紫色、緑、赤などと一緒に可視光線の電波長を自由に表現することができる。
ＬＥＤ光源を点灯することにより、魚類は、特定のＬＥＤ光源に応じて、ストレスを減少させることができる内分泌作用効果に克服することができ、水槽飼育時の初期死亡率を低下させる効果があり、緑と青のＬＥＤ光源を点灯して飼育すると、短期間に魚類を成長させる効果を得ることができるだけでなく、インテリアデザインとして審美的な効果を与えることができる。

図８は本発明の多層式アパート型立体水槽のガラス水槽の写真を示す。
本発明のガラス水槽（５０）は、上部が開口されて一定の面積を持つ底部と、多角形の水槽外壁からなる水槽本体（５１）、水槽外壁内側面に設置されたフィルタ固定装置（５２）、水槽外壁のいずれか一つの側面の下段に形成された通孔と接続されるパイプのフレームに水槽内部で収容された飼育水を外部に排出させる排水ライン（５３）で構成される。

図９は本発明の多層式アパート型立体水槽のガラス水槽の斜視図を示す。
水槽本体（５１）は、一定の面積を有する底部と、多角形の水槽外壁で構成され、飼育される生物が収容されるもので、開口された上部を通して飼育生物を水槽本体に入れたり、採捕することができ、必要な飼料及び酸素を飼育水内に供給することができる。
また、ガラス又はポリエチレン、ポリプロピレンなどの高分子化合物の材料を使用して製造するため、飼育過程を外部から観察することが容易で、審美的な効果を与えることができる。

水槽本体の外壁が連結されるいずれかの角を選択して、角の周りの水槽の底又は外壁のいずれかの側面には、通孔が形成され、前記通孔は、パイプのようなフレームの排水ライン（５３）が形成されて、水槽内部で浄化が必要な飼育水をガラス水槽の外部に排出することができる。

本発明のガラス水槽ユニットは、ガラスや高分子化合物の材質を使用するため、水槽の底又は外壁に形成された排水孔を加工して、通孔の周辺を一定の厚さでホーム加工することができないため、排水ラインの通孔にガラス又は合成樹脂材質の水槽用二重排水装置を設置することができる。
二重排水装置は、一定の長さを有する水位調節管と水位調節管の下部から一定の間隔を持ち、水位調節管と一定の空間を維持して外側を包む排水パイプからなる。
二重排水装置の水位調節管に接続される外側の排水パイプ内部の床は密閉され、排水管胴体の一部には飼育水調節用孔が形成されて、水槽内の飼育水を一定水位に維持することができる。
つまり、飼育水の注入口から一定流量の飼育水を継続的に水槽に供給して、前記の水位調節管を通して飼育水を排水させることで飼育水を一定時間周期的に交換することができる。

図１０は本発明の多層式アパート型立体水槽のフィルター濾過装置を示す。
フィルター濾過装置（５２）は、前記の排水ラインが設置された水槽本体面を中心に角を構成する二つの外壁内側面にそれぞれ設置される。濾過フィルターを装着させる役割をするフィルター固定装置（５４）と、フィルター固定装置に固定されて飼育水に混じっている異物を取り除き飼育生物が排水ラインを通して流れ込むことを防ぐ濾過フィルター（５５）で構成される。

図１１は本発明の多層式アパート型立体水槽のフィルター固定装置と濾過フィルターを示す。
フィルター固定装置（５４）は、水槽の端から一定の距離、離れた水槽外壁の内側それぞれに設置されるため、稚魚又は仔魚の飼育空間を最大にできる利点がある。また、フィルター固定装置に濾過フィルターを装着できるように、適切な模様と形状に変更することができる。
本発明の実施例では、濾過フィルターの厚さで構成された「コ」の形の差し込みホームをフィルター固定装置に設置して上から下へスライド形態で濾過フィルターをフィルター固定装置に挟んで固定できるようにした。

濾過フィルター（５５）がフィルター固定装置に装着されると、排水ラインを水槽外壁と濾過フィルターが取り囲む形になり、飼育水が、排水される前に濾過フィルターを経て浄化することができる。また、水位調節管が設置された場合、異物質が水位調節管に流れ込み、飼育されている生物が排水ラインに入り、排水孔が詰まることを防止できる。

本発明の濾過フィルターは、飼育目的又は浄化効果に応じて濾過材を変えて装着できるだけでなく、濾過フィルターの寿命が終わる時、フィルターの交換が容易である。
濾過フィルターを構成する濾過材は、砂や砂利、活性炭のような多孔質の固体粒子で構成された濾過手段と、不織布やスポンジで構成される繊維フィルターなどの湿式濾過手段を使用することが一般的で、本発明の実施例では、濾過網目形と濾過綿型を示した。濾過網目は適切な直径に容易に変更が可能で、濾過綿は材質の強度を複数の段階に変形させることができる。

図１２は本発明の多層式アパート式立体水槽の支持台が装着されたガラス水槽の斜視図を示す。
本発明の支持台が装着される多層式アパート型立体水槽用単位水槽は、上、下部が開口された多角形のフレームで構成された垂直部材；垂直部材と接続された水平部材；垂直部材を中心に前後左右それぞれの方向に1つ以上の単位水槽が水平部材上に置かれ、；多角形フレームの上部開口部には、システム制御部が設置される多層式アパート型立体水槽の水平部材に置かれる単位水槽下部に装着されるもので、上部が開口され一定の深さを有する多角形形状からなる。

前記ガラス水槽のガラスやアクリルなどの合成樹脂で形成されたガラス水槽は、設置される床面との摩擦力が弱く、ガラス水槽は水槽の端を囲む形で多数設置されるので、滑り落ちることによる破損する恐れの問題点がある。
したがって、各層に設置されたガラス水槽の下部を、上部が開口された水槽支持台に装着して収容することにより、立体水槽に設置されるガラス水槽の固定力を増加させられるようガラス水槽（５０）の下部に水槽支持台を付加することにより、排水部の棚水平部材の上側面に設置されるガラス水槽が一定の位置に安定的に固定することができる。
水槽支持台（５６）は、一般的に上部が開口されて、一定枠の多面体構造で、上部開口部は、ガラス水槽の下部を収容できる大きさで形成され、プラスチックのように軽くて水分にも変形しない固体材料で構成するのが適切である。

水槽支持台は、図５にも図示したように、ガラス水槽と分離できる構造やガラス水槽と一体形に形成された構造両方可能である。また、支持台上部面と下部面には、シリコン、ゴムなどの材質でコーティングすることで、支持台と水平水槽が密着することで生まれる滑りを防止することができる。

図１３は、本発明の多層式アパート型立体水槽の水槽支持台変形図の実施例をTypeA、TypeB、TypeCと図示した。水槽支持台のフレームは、下部面を水平部材の段差と結合するための目的に応じて様々な方法で変形が可能である。

図１４は、本発明の多層式アパート型立体水槽の水槽支持台変形図TypeAを示す。
実施例TypeAは、水槽支持台下部の角面に突起形状のフレームが形成される形態としてガラス水槽に支持台が装着される場合、重さが四つの突起に集中されるので、排水部の棚とガラス水槽との固定力を増加させることができる。角に形成される突起によって水平部材と水槽支持台下部面は突起の高さだけ空間が形成されることで、排水管理や簡単な清掃などが可能である。

図１５は、本発明の多層式アパート型立体水槽の水槽支持台変形図TypeBを示す。
実施例TypeBは、水槽支持台のいずれ片面は水平部材の段差を包み、段差の下側に突出するように突出フレームが形成された構成である。このような構成で水槽支持台は、突出したフレームを除いた下部面が排水部棚に置かれる形で固定され、水槽支持台をハンドルのように使用して引き出しを開閉する原理のように排水部の棚外部に引き出して容易に水槽を分離又は装着することができる。

図１６は、本発明の多層式アパート型立体水槽の水槽支持台変形図TypeCを示す。
実施例TypeCは、水槽支持台のいずれかの片面が、水平部材の段差を包み込むように凹部ホームを持って段差と結合固定されて向き合い、ある片面は突出されたフレームが形成され、水平部材の背面下側に突出するように固定、接続される形態である。
また、いずれかの側面に水槽支持台の下部側面よりも高い突出フレームが形成され、排水部の棚の接触する下部側面の一部は、排水部の棚に形成された段差と対応できる大きさのホームが出ており、ガラス水槽と排水部の棚を固定させるホームに段差が対応され排水部の棚とガラス水槽の間の固定力を増加することができる。

図１７は、本発明の多層式アパート型立体水槽の構造物ユニットの全体的な斜視、断面図を示す。
排水部の棚上側面には、ガラス水槽が固定されて、ガラス水槽の濾過フィルターは濾過槽が設置された方向に設置されることが適切である。これにより、ガラス水槽の排水ラインより飼育水が排出、水樋に収集され、水樋に形成された排水口に移動するのが容易である。

排水部は、多段構造で形成されるため、水樋は上部が開口される凹面空間の構造が形成される。ガラス水槽の排水ラインを通して排水された飼育水は、重力によって接続板に落差を発生させながら水樋に移動し、水樋に一定量の飼育水を収集することができる。

魚類飼育のための単位ユニットのガラス水槽（５０）から排出される飼育水は、排水部の水耕栽培槽に供給され、供給される飼育水の量は注水ラインに設置される注水バルブを通して調節され、植物栽培槽内には、植物を栽培できるように固形培地濾過材が設置される。
また、水位調節のための二重排水装置が設置されて、水耕栽培槽から排出される浄化された飼育水を、排水口を通して自動的に濾過槽に供給することで、循環環境濾過が可能になる。
このような方法によると飼育魚類から発生する有機物は、生物的又は物理的な濾過を経ずに富栄養化された飼育水を濾過することができる。

一般的に養殖される魚類は、供給された配合飼料中の成分を６０〜７０％程消化して排泄物を排出するため、魚類の生育に使用して排出された飼育水には、様々な有機物質が含まれているだけでなく、ガラス水槽の外部に排水される時に接続板と落差を発生しながら、酸素と接触するため、飼育水は比較的高い溶存酸素量を含んでおり、植物に供給する最適の条件を作ることができる。
野菜の水耕栽培に必要な栄養素としては、Ca、Mg、K、N、P、S、Cl、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Moなどの栄養素が必要であり、前記の栄養素は、ほとんどが飼育魚類の飼育排水中に含まれている。そのため、飼育する魚類に応じた飼育水成分を考慮して、対象の生物の組み合わせを選択可能である。

また、栽培される植物に応じて、水耕栽培槽から排出された飼育槽の飼育水は、膜ろ過及び沈殿槽を経た後、循環ポンプを通して注水部に供給され、魚類飼育のための単位ユニットのガラス水槽（５０）に供給される。
二重排水装置は、一定の長さを持つ水位調節管と水位調節管の下部から一定距離の間隔を持って、水位調節管と一定空間を維持して外側を包む排水パイプで構成される。
二重排水装置の水位調節管に接続される外側の排水パイプの内部底は密閉されて、排水管胴の一部には飼育水調節用通孔が形成されて、水槽内の飼育水が一定水位を維持することができる。つまり、飼育水注入口から一定流量の飼育水を継続的に水槽に供給して、前記の水位調節管を通して飼育水を排水させることで、飼育水が一定時間を周期に交換することができる。

本発明の水耕栽培システムは、水樋に移動する飼育水を効率的に利用するため水樋の凹んだ空間に固形培地濾過材と濾過綿を敷いて水生植物を生育させる構造となる。また、ピートモス、パーライト、バーミキュライト、岩綿、軽石、粉炭（燻炭）、おがくず、砂利、砂などで作った固形培地（固形培地）を利用して、作物が生育する環境を人為的に造成して栽培が可能である。
このことから、本発明の水耕栽培システムは、魚類養殖時、ガラス水槽で発生する飼育水に含まれている様々な有機物質を植物に供給して、飼育水に含有された有機物を環境にやさしい形で再処理することにより、付加的に環境にやさしい農産物生産を可能にし、このような過程を経て浄化された飼育水は、再び魚類の飼育水として供給活用することにより、魚類養殖の飼育水浄化費用削減と環境にやさしい農産物の大量生産が可能になる。

図１８は、本発明の多層式アパート型立体水槽の構造物ユニットが多段構造で結合する原理を示す。
本発明は、上、下方向に複数の構造物ユニットを多段に装着させることができ、水槽の全体的な高さの調節が可能で各層に設置されるガラス水槽の数を必要に応じて調節して設置することができるだけでなく、制御部を通して各層の制御が可能である。
一段に設置される多層式アパート型立体水槽の構造物ユニットの注水部上側面には、一段上部に装着される二段の濾過槽直径内部に収容することができる直径の突起部が形成されて多層式アパート型立体水槽で構成する。
多層式アパート型立体水槽の構造物ユニットの最上層には、中央処理装置、メモリーなどを搭載したシステム操作部を設置して、すべての層又は各層の一部ガラス水槽の内部環境条件の制御とＬＥＤ照明を制御することができる。

本発明の多層式アパート型立体水槽の水耕栽培システムの配管は、それぞれのガラス水槽に供給される飼育水が、濾過槽と濾過槽に接続設置されたモーターポンプによって注水ラインに供給される。
システム操作部の制御スイッチを使用者が調整すると、水槽に供給される飼育水の量と流速量が入力された条件で、注水部の注水ラインを通してシステム操作部（３０）に移動する。
システム操作部の制御スイッチを通して目的とする飼育水量と流速量を入力すると、飼育水は、入力された条件に応じて注水部に移動し、注水部に設置された注水ライン（１４）を通してガラス水槽で飼育水を供給させることができ、各層ごとにＣＰＵ制御装置を設置して各層の制御が可能である。

一般的に、ガラス水槽で飼育水を排出させることができる方法としては、飼育水が適正水位に到達すると排水されるガラス水槽内部に水位調節パイプを設置する方法を選択して、水樋に栽培される水生生物が生育するのに適切な量の飼育水を継続的に供給することができる。
ガラス水槽で浄化が必要な飼育水は、排水ラインによってガラス水槽外部に排出され、重力によって飼育水は、接続板に移動して落差を起こし移動することができる。水樋で収集された飼育水は水樋の底に形成された排水ラインを通して濾過槽に移動し外部に排出されるか、再浄化されガラス水槽に供給することができる。

前後左右の四面に複数のガラス水槽を複層に設置して集約的に飼育可能な多層式アパート型立体水槽において、水槽支持台をガラス水槽の下部に装着させることにより、ガラス水槽が設置される側面とガラス水槽との固定力を増加させ、弱い衝撃にもガラス水槽が容易に破損する問題を回避することができ、限られた空間で大量のガラス水槽を安全に設置することができるため、必要な魚種を適切な環境で飼育できるように運用して生産経費削減と生産効率を極大化させることができる。
そして、魚類飼育時に発生する汚染で存在する有、無機物質を、植物の成長に必要な栄養成分として再活用することで、植物栽培段階で魚類の養殖で阻害される富栄養物質を分解して栄養素として吸収することができるため、飼育水を自然に優しい方法で濾過し浄化できるだけでなく、環境に優しい養殖技術を提供することで、自然環境や地理的な立地条件に制限されない年中安定した有機、農水産物の生産と供給システムの構築が可能で、産業上での利用可能性がある。

１０：構造物ユニット
１１：排水部
１２：注水部
１３：濾過槽
１４：注水ライン
１５：排水部棚
１６：水樋
１７：隔離側壁
１８：隔離凹
１９：排水口
２０：連結板
３０：システム操作部
５０：ガラス水槽
５１：水槽本体
５２：フィルター濾過装置
５３：排水ライン
５４：フィルター固定装置
５５：濾過フィルター
５６：水槽支持台

前後左右の四面に複数のガラス水槽を複層に設置して集約的に飼育可能で、空間効率性を高め、魚種に応じて分類し収容することが容易なだけでなく、各水槽の環境条件や飼育水を供給する条件を自動的に制御できる環境制御システムを通して必要な魚種を適切な環境で飼育できるように運用して生産費用削減と生産効率を極大化させることができる産業上の可能性がある。

Claims (16)

1. 上、下部が開口され内部が空いた多角形のフレームで構成される垂直部材が中央に形成され；垂直部材を中心に四面を取り囲むように接続された水平部材で構成された構造物が一つ以上積層され；前記水平部材の上に垂直部材を中心に、前後左右四面それぞれの方向に一つ以上の単位水槽が置かれ、多角形フレームの上部開口部には、システム制御部が設置されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
2. 上、下部が開口された多角形のフレームで構成される垂直部材が中央に形成され；
   垂直部材を中心に垂直部材を囲む排水部を持つ構造物が一つ以上の層に接続して組み立てられ；前記排水部は垂直部材を囲み接続されている板状の水平フレームと垂直フレームが結合され上部が開口されて下部が凹んだ構造の階段模様の上広下狭の形態とでなり；
   それぞれの層には、垂直部材を中心に前後左右各方向に一つ以上の単位水槽が排水部位に置かれ；多角形フレームの上部開口部には、システム制御部が設置されることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
3. 請求項１又は請求項２に記載の多角形フレームで構成される垂直部材上部には、単位水槽に飼育水を供給できる注水部が形成されて、前記注水部には飼育水の全速流量との還水率を測定する流量計とバルブを含む注水ラインが設置されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
4. 請求項２に記載の排水部の棚の上側面には、隔離凹が設置されて隔離凹の上側面には差し込みホームが形成され隔離側壁を固定させるようにして、下側面にはＬＥＤ照明が設置されることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
5. 請求項３に記載の単位水槽に供給される飼育水は、排水ラインを通して排水部に移動して濾過槽を経て注水部を通じ、再び飼育水に供給されることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
6. 請求項２記載の階段状の上広下狭形態の排水部に形成される下部が凹んだ構造の空間には、植物の水耕栽培が行われることを特徴とする多層式アパート型立体水槽
7. 請求項１又は請求項２記載の単位水槽は、上部が開口されて一定面積を有する底部と、多角形の水槽外壁からなる水槽本体、水槽外壁内側面のいずれか一方の角には、フィルター固定装置が設置されて、水槽外壁のいずれか一面に水槽用、排水装置が接続される排水通孔が形成され排水通孔外部に排水ラインが形成されることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
8. 請求項７に記載のフィルター固定装置には、濾過フィルターが着脱可能に形成され単位水槽の各面は、透明な材質からなることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
9. 請求項８に記載の単位水槽の下部には、上部に開口されて一定の深さを持ち、単位水槽を収容できるように形成された水槽支持台が付加的に結合されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
10. 請求項１記載の単位水槽が置かれる水平部材の上側面外側縁には、一定の高さの段差を持つ水槽支持台が形成され、単位水槽が水平部材の外側に滑らず段差内側に安着されるようにしたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽
11. 請求項１０に記載の水槽支持台下部の角面には突起形態のフレームが形成されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
12. 請求項１０に記載の水槽支持台のいずれか片面は水平部材段差を包み込むように凹部ホームを持って段差と結合固定されて向き合い、いずれかの一面は突出したフレームが形成されて水平部材の背面下側に突出するようにして固定されるよう接続されていることを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
13. 請求項１１に記載の水槽支持台のいずれか一面は水平部材を包み、段差下側に突出するよう突出フレームが形成された引き出し型引き出しハンドルが形成されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
14. 請求項８に記載の水槽用排水装置は、水槽内部の排水孔に水位調節管が接続されており、水位調節管と一定の空間を維持して外側を包む排水パイプが形成され、排水管内部の床は、密閉されて排水パイプ胴の一部には、飼育水調節用通孔が形成されたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
15. 請求項２に記載の排水路の凹んだ空間には、固形培地濾過材が形成されて、植物の種子を植生して栽培するようにしたことを特徴とする多層式アパート型立体水槽。
16. 請求項１５に記載の排水路の底は、排水口に近づくにつれ、１〜５度の傾斜を持つ勾配が形成された構造を特徴とする多層式アパート型立体水槽。