KR100394995B1 - 수조의 산소공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순환용수를 순환시켜주는 순환펌프수단과, 순환펌프에서의 순환용수토출압과 유속에 의하여 산소공급수단의 산소를 강제흡인하여 용해하는 벤츄리관으로 되는 산소혼합수단과, 산소혼합수단에서 흡인된 산소를 용해하기 위한 원통상의 산소용해조수단과, 산소용해조수단의 내부에 설치되는 복수의 분사관을 방사상으로 다층 구조로 형성한 산소분무수단과, 산소분무수단 하부에 형성되는 회류분사관을 구비한 배출관과, 배출관 하방에 미세 배출공을 전면에 형성된 감압배출판을 복수로 구비하여 양어장 또는 활어운반용 수조, 또는 진열보존용 활어수족관 등과 같은 각종 수조에 산소를 공급하여 수조내의 산소용존효율을 향상시켜 수중에 산소의 체류시간을 길게 하여 주므로서 적은량의 산소를 공급하여 보다 고효율 상태로 수중에 산소를 용존시켜 줄 수 있게 하여 수조의 산소용존효과를 증대시킴과 아울러 산소의 소모를 줄여 주어 적은 비용으로 수조를 경제적으로 유지하여 줄 수 있게 한 수조의 산소공급장치에 관한 것이다.

Description

수조의 산소공급장치{A oxygen supplies equipment for water pool}

본 발명은 양어장 또는 활어운반용 수조, 또는 진열보존용 활어수족관 등과 같은 각종 수조(이하 간략하여 '수조'라 통칭 함)에 산소를 공급하여 수조내의 산소용존효율을 향상시켜 수중에 산소의 체류시간을 길게 하여 주므로서 적은량의 산소를 공급하여 보다 고효율 상태로 수중에 산소를 용존시켜 줄 수 있게 하여 수조의 산소용존효과를 증대시킴과 아울러 산소의 소모를 줄여 주어 적은 비용으로 수조를 경제적으로 유지하여 줄 수 있게 한 수조의 산소공급장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 순환용수를 순환시켜주는 순환펌프수단과, 순환펌프에서의 순환용수토출압과 유속에 의하여 산소공급수단의 산소를 강제흡인하여 용해하는 벤츄리관으로 되는 산소혼합수단과, 산소혼합수단에서 흡인된 산소를 용해하기 위한 원통상의 산소용해조수단과, 산소용해조수단의 내부에 설치되는 복수의 분사관을 방사상으로 다층 구조로 형성한 산소분무수단과, 산소분무수단 하부에 형성되는 회류분사관을 구비한 배출관과, 배출관 하방에 미세 배출공을 전면에 형성된 감압배출판을 복수로 구비하여 수조 내부에 적어도 투입산소량에 대하여 적어도 50~60%의 산소 용존율을 유지시켜 줄 수 있게 한 것이다.

일반적으로 담수 또는 해수등의 양어장은 물론 양식된 활어를 운반하는 차량의 수조, 또는 활어를 보관, 전시하기 위한 수조 등에 있어서는 투입된 활어 상태의 어류를 장기간 생존시키기 위하여 수조내에 산소를 공급하기 위한 장치를 사용하고 있으며, 종래 사용되고 있는 양어장 또는 운반용수조, 어항, 수족관 등에 산소를 공급하기 위한 장치에 있어서는, 대개가 산소통 또는 전기적, 또는 기계적인산소발생기로부터 공급되는 산소를 산소통 내부의 압력 또는 산소발생기 자체의 압력으로만 산소를 공급하게 하고, 이 공급되는 산소를 다공성의 산기관을 통하여 수조 또는 양어장 등에 공급하게 하는 방법의 장치를 사용하고 있었다.

그러나 상기와 같은 종래의 산소 공급장치에 있어서는 수조 또는 양어장에공급하는 산소가 직접 산기관을 통하여 분출되는 상태로 수중에 투입되어 공급하게 되므로서 산기관으로부터 분출되는 산소의 기포입자가 상당히 큰 상태로 분출되게 되고, 분출 직후에는 큰 기포상의 산소가 확산되면서 기포들이 결합하여 더욱 커다란 기포로 형성되게 되므로서 산기관을 통한 산소의 기포 표면적이 상당히 커 수중에서의 부상 속도가 매우 빨라 미처 수중에서 용해되지 못하고 수표면으로 상승하여 증발되게 되어 효과적으로 산소를 용존시켜 주지 못하는 결함을 나타내고 있어 산소의 용존율이 공급된 산소량 대비 20~30%로 저조하여 산소의 낭비가 심하고, 이에 따라 효율적인 양어장등의 수조 운영에 많은 산소 투입비용이 요구되는 비경제적인 부담과 단점을 나타내고 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 결함을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명은 양어장등의 수조내의 용수를 순환시키는 순환수내에 산소를 흡인, 용해하고 산소가 용해된 순환수를 미세한 분사공으로 분무하여 용수에 포함된 산소를 분해하여 무화상태의 미립자상으로 형성하여 다중 분사하여 준 다음, 이 분사된 무화상태의 산소를 다단의 미세 배출공을 형성한 감압배출판으로 분할, 결합작동을 반복하면서 압력을 저하시켜 용수에 용해된 산소를 극소미립자 상태로 분해하여 용존시켜 수조내부로 배출되는 산소의 기포가 거의 생성되지 않는 상태로 배출시켜 수중에서의 상승속도를 억제하여 용해된 산소의 수중 체류시간을 현저히 연장시켜 주므로서, 산소의 용해 효과를 증대하고 수중의 산소용존율을 배가 하여 산소의 소모량을 최소로 줄여, 경제적인 저비용 부담으로 수조 또는 양어장 내에 산소를 공급하여 운영할 수 있게 함에 그 목적이 있으며, 또한, 본 발명은 수조내에 투입된 용수를 순환시키면서 순환용수에 산소를 강제 흡인, 혼합되게 하여 용수에 미리 산소를 용해시킨 상태에서 산소를 용수와 같이 수조내에 투입함과 동시에 흡입, 순환하는 순환용수에 기 존재하여 잔류하고 있는 잔존 산소도 십분 재활용하여 재차 수조에 투입되게 하므로서 산소의 용존효율의 향상은 물론 투입량을 크게 줄여 줄 수 있게 하므로서 적은 비용으로 소정의 산소투입효과를 얻을 수 있는 산소공급장치를 제공할 수 있게 함에 다른 목적이 있는 것이다.

또한 본 발명은 산소를 용해, 공급하기 위한 장치를 원통상의 산소용해조에 의하여 이루어지는 간단한 설비와 구조로 형성하여 담수, 해수 등의 대규모 수조는 물론 활어를 운반하기 위한 수조, 진열 보관용 어항등 그 형태와 규모에 관계없이 수조내, 외부에 간단히 설치하여 사용할 수 있게 하므로서, 기존의 설비에 간편히 염가로 설치하여 사용할 수 있는 산소공급장치를 제공할 수 있게 함에 또 다른 목적이 있는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 순환용수를 순환시켜주는 순환펌프수단과, 순환펌프에서의 순환용수토출압과 유속에 의하여 산소공급수단의 산소를 강제흡인하여 용해하는 벤츄리관으로 되는 산소혼합수단과, 산소혼합수단에서 흡인된 산소를 용해하기 위한 원통상의 산소용해조수단과, 산소용해조수단의 내부에 설치되는 복수의 분사관을 방사상으로 다층 구조로 형성한 산소분무수단과, 산소분무수단 하부에 형성되는 회류분사관을 구비한 배출관과, 배출관 하방에 미세 배출공을 전면에 형성된 감압배출판을 복수로 구비하여서 되는 것으로, 이를 첨부한 도면에 따라 구체적으로 설명하며 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체 구성예시도이고,

도 2는 본 발명에 적용된 산소용해조수단의 일부 절개사시도이고,

도 3은 도 2의 A-A선 확대단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100:수조 1:흡입관 2:순환펌프 3:배출관 4:산소혼합수단

5:산소공급수단 6:압력조절기 7:산소량조절기 8:역류방지밸브

9:배출관 10:분사공 11:분사관 12:산소분무수단 13:산소용해조수단

14:무화실 15:격판 16:배출관 17:회류분사관 18:혼합실

19a,19b,19c:미세 배출공 20a,20b,20c:감압배출관 21a,21b,21c:감압실

22:배출관

즉 도 1은 본 발명의 전체 구성예시도이고, 도 2는 본 발명에 적용된 산소분해수단의 일부 절개사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 확대단면도이다.

도 1내지 도 3에 도시된 바와같이, 본 고안은 운반용 차량에 설치되는 수조 또는 진열, 보관용 수조 및 양어장과 같은 수조(100)[이하에서 모두 '수조'로 동칭함]에 산소를 공급하여 용존시킴에 있어서, 수조(100)내의 용수(W)를 흡입관(1)으로 흡입하는 순환펌프(2)를 구비하고, 순환펌프(2)의 배출관(3)상에는 벤츄리관으로 되는 산소혼합수단(4)을 연설하여 산소공급수단(5)의 산소를 흡인, 홉합하게하되, 산소공급수단(5)에서 공급되는 산소의 압력을 조절하는 압력조절기(6)와 산소량조절기(7)및 역류방지밸브(8)을 연설하여 공급되는 산소의 압력과 배출량을 조절하여 흡인,홉합되게 하고, 산소혼합수단(4)의 배출관(9)측에는 미세한 슬릿상의 분사공(10)을 형성한 분사관(11)을 방사상으로 다중형성한 산소분무수단(12)을 착설하여 산소용해조수단(13)의 상부에 진입시켜 연설한다.

산소용해조수단(13)은 대체로 원통상의 통체로 형성되며, 산소용해조수단 (13)의 상부에는 상기한 산소분무수단(12)이 장설되는 무화실(14)을 구비하고, 무화실(14)의 저부에 형성된 차폐격판(15)의 일측에는 배출관(16)을 편향시켜 하향형성한 다음, 배출관(16)의 하단부에는 원통상의 통체로된 산소용해조수단(13)의 중심에 대하여 원주 방향으로 분사하는 분사관(17)를 수평방향으로 형성시킨 혼합실(18)이 형성되고, 혼합실(18)의 하방에는 미세한 배출공(19a),(19b),(19c)을 전체면에 각각 형성한 복수의 감압배출판(20a),(20b),(20c)을 소정의 간격으로 배치한 감압실(21a),(21b),(21c)을 순차적으로 형성하고, 최하부에 위치하는 감압실(21c)하부에는 수조(100)저부에 배치되는 배출관(22)을 형성하여서 되는 것이다. 여기서 미설명부호23은 순환펌프구동용 모터이다.

이와같이 구성되는 본 발명은 도 1에 도시된 바와같이, 산소통또는 산소발생기와 같은 산소공급수단(5)에서 발생된 산소를 수중에 혼합하여 용존시키기 위한 용수(W)를 수조(100)내부의 용수(W)를 순환펌프(2)로 순환시켜 용수(W)내에 산소를 강제로 흡인, 용해하여 용수(W)와 같이 수조(100)내에 순환, 투입되게 하는 것이다.

즉, 본 발명은 순환펌프(2)의 배출관(3)으로 배출되는 용수(W)는 벤츄리관으로 구성되는 산소혼합수단(4)으로 빠른 유속과압력으로 배출관(9)측으로 유출되고, 이 유출되는 용수(W)에 의하여 산소혼합수단(4)의 흡인측에 연설된 산소공급수단 (5)의 산소가 용수(W)에 흡인되면서 용해되게 되는데, 이때 흡인되어 용해되는 산소의 공급량과 공급압력을 압력조절기(6)와 산소량조절기(7)에 의하여 순환펌프(2)의 토출압등에 따라 조정하여 용수(W)의 유속이나 압력에 의하여 벤츄리관으로 되는 산소혼합수단(4)으로 흡인,공급되는 산소량을 조절하여 적당한 산소량을 용수 (W)내에 혼합시키게 되는데, 이때 산소혼합수단(4)의 용수(W)흡입측의 압력이 산소공급수단95)의 역류방지밸브(8)측의 압력보다 상당히 크기 때문에 산소의 흡인이 월활하게 이루어 지며 흡인시 가스상의 산소는 미세 입자상으로 분해되면서 혼합되어 액체인 용수(W)와 기체인 산소의 혼합이 원활하게 이루어 지는 것이다.

이와 같이 강제 흡인에 의하여 용수(W)에 혼합된 산소는 배출관(9)하방에 연설된 산소분무수단(12)를 통하여 원통형상으로 형성된 산소용해조수단(13)의 무화실(14)로 분사되어 무화되는데, 이때 산소분무수단(12)은 방사상으로 다중설치된 분사관(11)선단의 미세한 슬릿상의 분사공(10)을 통하여 높은 압력으로 분사되어 무화실(14)의 주위의 벽체와 충돌하여 재분해되면서 극히 미세한 입자로 되는 무화 상태로 분사되게 되어 용수(W)에 재차 용해되게 되고, 이와같이 무화되어 용해된 산소 미립자를 포함하는 용수(W)는 무화실(14)의 하부 차폐격판(15)에 하향 형성된 배출관(16)의 회류분사관(17)을 통하여 분사되어 혼합실(18)로 유입되는데, 회류분사관(17)은 혼합실(18)의 원주방향을 향하여 편향되어 형성되어 있으므로서 혼합실 (18)내부로 분사되는 미립자 산소기포를 함유하고 있는 용수(W)가 원주방향으로 회류되어 용수(W)내에 용해된 산소용해를 재차 촉진시켜 용해도를 향상시키게 되며, 이와같이 회류되는 용수(W)는 후속하여 계속 유입되는 용수(W)에 의하여 강제로 하부에 순차적으로 형성된 감압배설판(20a)(20b)(20c)의 미세배출공(19a),(19b) (19c)을 통하여 순차적으로 감압실(21a)(21b)(21c)내에서 확산, 압축작동을 반복하여 불안정하게 용해된 산소를 완전히 용해시켜 수조(W)로 배출되게 되는데, 이때 벤츄리관으로 구성된 산소혼합수단(4)에 의하여 산소가 혼합된 용수(W)는 산소분무수단(12)에 의하여 확산되어 무화실(14)내측벽과 충돌하는 상태로 무화되고, 이 무화된 용수(W)는 다시 배출관(16)에 의하여 응축되고, 다시 분사관(17)에 의하여 확산, 회류되는 상태로 분출되어 혼합실(18)내측의 벽면과 충돌하면서 회류되어용수(W)내의 산소가 재 용해되면서 혼합되게 되어 배출관(22)을 통하여 수조(100)내로 배출되는 용수(W)는 산소 기포가 거의 발생되지 않은 상태로 배출되게 되므로서 수조(100)에 유입되는 용수(W)는 산소용존율을 매우 높은 상태를 유지한 상태로 배출되어 수조(100)내의 수중에 투입혼합되게 되는데, 이때 투입 혼합되는 용수(W)에 용존되어 있는 산소의 기포는 거의 관측할 수 없는 상태의 미세한 기포상태를 유지하여 용해되어 있는 산소의 기포 표면적이 거의 무시할 정도의 크기를 유지하게 되어 각 산소 기포의 결합에 의한 큰기포 형성등의 현상이 전혀 발생하지 않아, 용존된 산소기포의 수중에서의 상승속도를 둔화시켜 산소 상승에 따른 수표면의 증발을 억제하면서 용수와의 접촉, 체류시간을 연장시켜 주게 되므로서 수조(100)내의 용수(W)내에 산소의 용존상태와 용존율을 상승시켜 장시간 유지시켜 줄 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 작동하는 본 발명은 산소를 혼합, 용해하기 위한 용수(W)를 수조(100)내에 존재하는 용수(W)를 그대로 사용하여 순환시켜 주게되므로서 순환펌프(2)로 용수(W)를 흡인하여 순환할 때, 수조(100)내에 잔류하고 있는 미세한 산소도 같이 흡입, 순환하게 하여 용수 상부에 증발하는 산소를 재활용하여 줄 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명은 양어장 또는 활어운반용 수조, 또는 진열보존용 활어수족관 등과 같은 각종 수조에 산소를 공급하여 수조내의 산소용존효율을 향상시켜 수중에 산소의 체류시간을 길게 하여 주므로서 적은량의 산소를 공급하여 보다 고효율 상태로 수중에 산소를 용존시켜 줄 수 있게 하여 수조의 산소용존효과를 증대시킴과 아울러 산소의 소모를 줄여 주어 적은 비용으로 수조를 경제적으로 유지하여 줄 수 있게 한 수조의 산소공급장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 순환용수를 순환시켜주는 순환펌프수단과, 순환펌프에서의 순환용수토출압과 유속에 의하여 산소공급수단의 산소를 강제흡인하여 용해하는 벤츄리관으로 되는 산소혼합수단과, 산소혼합수단에서 흡인된 산소를 용해하기 위한 원통상의 산소용해조수단과, 산소용해조수단의 내부에 설치되는 복수의 분사관을 방사상으로 다층 구조로 형성한 산소분무수단과, 산소분무수단 하부에 형성되는 회류분사관을 구비한 배출관과, 배출관 하방에 미세 배출공을 전면에 형성된 감압배출판을 복수로 구비하여 수조 내부에 적어도 투입산소량에 대하여 적어도 50~60%의 산소 용존율을 유지시켜 줄 수 있게 한 것이다.

본 발명은 양어장등의 수조내의 용수를 순환시키는 순환수내에 산소를 흡인, 용해하고 산소가 용해된 순환수를 미세한 분사공으로 분무하여 용수에 포함된 산소를 분해하여 무화상태의 미립자상으로 형성하여 다중 분사하여 준 다음, 이 분사된 무화상태의 산소를 다단의 미세 배출공을 형성한 감압배출판으로 분할, 결합작동을 반복하면서 압력을 저하시켜 용수에 용해된 산소를 극소미립자 상태로 분해하여 용존시켜 수조내부로 배출되는 산소의 기포가 거의 생성되지 않는 상태로 배출시켜 수중에서의 상승속도를 억제하여 용해된 산소의 수중 체류시간을 현저히 연장시켜주므로서, 산소의 용해 효과를 증대하고 적어도 수중의 산소용존율을 동일 투여 산소량에 대하여 50~60% 정로 유지시켜 줄 수 있게 되어 산소의 소모량을 최소로 줄여 주고, 수조내에 투입된 용수를 순환시키면서 순환용수에 산소를 강제 흡인, 혼합되게 하여 용수에 미리 산소를 용해시킨 상태에서 산소를 용수와 같이 수조내에 투입함과 동시에 흡입, 순환하는 순환용수에 기 존재하여 잔류하고 있는 잔존 산소도 십분 재활용하여 재차 수조에 투입되게 하므로서 산소의 용존효율의 향상은 물론 투입량을 크게 줄여 줄 수 있게 되어, 경제적인 저비용 부담으로 수조 또는 양어장 내에 산소를 공급하여 소정의 산소투입효과를 얻을 수 있으며, 산소를 용해, 공급하기 위한 장치를 원통상의 산소용해조에 의하여 이루어지는 간단한 설비와 구조로 형성하여 담수, 해수 등의 대규모 수조는 물론 활어를 운반하기 위한 수조, 진열 보관용 어항등 그 형태와 규모에 관계없이 수조내, 외부 등 기존의 설비에 간편히 염가로 설치하여 널리 적용하여 사용할 수 있는 특징을 지니고 있는 것이다.

Claims (3)

1. 순환용수를 순환시켜주는 순환펌프수단과, 순환펌프수단에서의 순환용수 토출압과 유속에 의하여 산소공급수단의 산소를 강제흡인하여 용해하는 벤츄리관으로 되는 산소혼합수단과, 산소혼합수단에서 흡인된 산소를 용해하기 위한 원통상의 산소용해조수단과, 산소용해조수단의 내부에 설치되는 복수의 분사관을 방사상으로 다층 구조로 형성한 산소분무수단과, 산소분무수단 하부에 형성되는 회류분사관을구비한 배출관과, 배출관 하방에 미세 배출공을 전면에 형성된 감압배출판을 복수로 구비하여서 되는 수조의 산소공급장치
2. 제 1 항에 있어서,

   산소용해조수단(13)은 대체로 원통상의 통체로 형성되며, 산소용해조수단 (13)의 상부에는 상기한 산소분무수단(12)이 장설되는 무화실(14)을 구비하고, 무화실(14)의 저부에 형성된 차폐격판(15)의 일측에는 배출관(16)을 편향시켜 하향형성한 다음, 배출관(16)의 하단부에는 원통상의 통체로된 산소용해조수단(13)의 중심에 대하여 원주 방향으로 분사하는 분사관(17)를 수평방향으로 형성시킨 혼합실 (18)이 형성되고, 혼합실(18)의 하방에는 미세한 배출공(19a),(19b),(19c)을 전체면에 각각 형성한 복수의 감압배출판(20a),(20b),(20c)을 소정의 간격으로 배치한 감압실(21a),(21b),(21c)을 순차적으로 형성하고, 최하부에 위치하는 감압실(21c)하부에는 수조(100)저부에 배치되는 배출관(22)을 형성하여서 됨을 특징으로 하는 수조의 산소공급장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   산소혼합수단(4)은 벤츄리관으로 형성함을 특징으로 하는 수조의 산소공급장치.