KR100530716B1 - 무동력 부유식 이물질수거및 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무동력 부유식 이물질수거및 여과하는 장치에 관한 것이다.

각종 수생식물을 양식하는 수조내에는 어패류의 성장과 함께 각종 이물질이 부유하게 된다. 이물질은 대개 어패류의 몸에서 분리된 생체의 일부이거나 분뇨, 먹이등이 주를 이루어 이들은 적절한 수온에의하여 부패원인이되고, 병원균번식의 근본원인이 된다. 따라서 살아있는 생물체에 대한 산소공급이 필수적이고, 먹이공급, 먹이를 먹은 수중생물에 의한 배설물, 기타 여러가지 자연부패오염물들이 퇴적되어져갈 수 밖에 없다. 이러한 오염물을 대형수족관의 경우를 예외로 하고 공기공급기의 에어스톤(일종의 폭기조=기포발생기)을 부직포로 구성된 여과필터의 밑에 설치하여 주거나 아니면 여과판을 이용하여 설치하여, 공기의 상승에 따른 물흐름을 이용하여 필터층을 물이 통과하여 주도록 하므로서 여러가지 오물이 걸러지도록한다.

이러한 여과장치는 우선 걸러진 오염물이 항상 수조내에 잔류하여 다시 2차적 오염원이 된다. 또한 일정시간이 경과한 다음에 수조측면이나 저면등에 자연적으로 발생하는 여러가지 조류,미생물에 의한 오염은 전체수조를 세척하고 물을 갈아주는 방식만이 전부이다.

본 발명은 별도의 전원과 같은 동력공급이 없이도 수조의 수면상부에 자연부유하면서 수조에 공급되는 기포발생장치의 공기를 이용하여 물을 여과하는 부유식 무동력 수조여과장치를 개발하였다. 본 발명은 저부에 기포수집부를 형성하고, 그 상부로 기포유도관을 그리고 수면상부에 노출된 필터층을 형성하여 주어, 기포에 의하여 상승하는 물을 유도관으로 집중하고, 이 집중된 물을 필터에 의하여 여과처리하여 수중부유하는 여러가지 부유물을 수집제거하도록 하였다.

Description

무동력 부유식 이물질수거및 여과장치{Wastes material holding instrument floating onto the surface of water using air stream}

본 발명은 무동력 부유식 이물질수거및 여과장치에 관한 것이다.

여러가지 애완동물의 사육이 유행하면서 열대어나 양서류등의 수생생물들을 수조에서 키우고 관상하고 있다. 이러한 수조에서 가장 문제로 되는 것은 내부에 여러가지 조류나 미생물에 의한 오염문제이다. 이들 오염의 가장 큰 원인은 물고기와 같은 생물이 배설하는 여러가지 배설물이 영양원이 되어 각종 미생물이 번식하기 때문이다. 따라서 이런 다양한 미생물의 먹이공급원을 가능한한 신속하게 제거하는 방법으로 자체내에 필터층을 설치하고 상시 여과하는 방식이다.

가장 일반적인 방식이 공기공급을 위한 폭기조( 이하 기포발생기라 한다)를 일정한 여과판을 바닥에 설치하고 여기에 부직포로 구성된 다공필터를 깔아서 기포발생기로 부터 발생한 공기가 부력에 의하여 상승하면서 수조내의 물도 따라서 이동하므로 인접한 부직포로 된 필터층을 물이 통과하면서 고형의 오염물질이 걸러지도록 구성하고 있다.

이외에도 대형수족관에서는 외부에 고효율의 필터와 펌프를 설치하여 물을 순환시켜 걸러주고 있으나 이러한 장치는 일반가정이나 회집과 같은 중소형의 수조에 적용하기 에는 너무나 고가이다. 특히 별도의 동력을 연결하여 작동하여야 하며, 유지관리에 상당한 비용과 노력이 들게 된다.

특히 문제로 되는 것은 이들 필터가 항시 물에 잔류하고 있고, 이곳에 오염물질들이 축적되어져 물내부에 상존하고 있는 것이다. 즉, 이들 오염물질이 물에 잔류한채 머무르면서 2차적이 오염의 근원이 되는 것이다. 이런 문제점을 없애는 방식이 일정주기별로 물을 갈아주거나 아니면 화학약품에 의한 소독처리방식이 있으나 물을 갈아주는 것 자체가 상당한 노력이 필요하며, 화학약품은 또다른 수생식물에 대한 악영향을 주게된다.

물내부에 상존하지 않는 대형수족관의 경우에는 대형순환펌프에 의하여 외부로 물을 순차로 추출하여 필터처리한 다음에 다시 공급하는 방식이 있으나, 이러한 외부 필터와 순환펌프의 설치가 있다하여도 결국에는 수조내외벽면이나 저면에 대한 세척은 불가피하다. 이러한 벽체세척시 벽체에 부착되어있던 오물이 물에 확산되어버리게 될수 밖에 없어 전체적인 물갈이가 되어야 하며, 이러한 물갈이 작업이 상당한 노력과 비용이 소요되는 단점이 있는 것이다.

이러한 모든 장치들은 모두 어떠한 형태이든 전원에 의한 동력공급이 필수적이며, 설치와 관리에 많은 노력과 비용이 든다. 그러나 소규모 가정용어항이나 수족관의 경우 이같은 고가의 장비를 운용할 수 없으며, 설치한다하여도 발생되는 소음때문에 실내에 적용하기 어렵다.

본 발명은 기존의 어항에서 일반적으로사용하는 공기공급장치인 기포발생기에 의하여 다량의 공기가 수조의 저면에서 부터 수면밖으로 상승한다는 원리를 이용하여 별도의 전원공급없이 부유물질을 수거할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 더나아가서 공기공급을 위한 기포발생기로 부터 기포공급이 진행되는 한 부유상태에서 다른 곳으로 이동함이 없이 물에 떠있는 상태를 유지한 채 수조내의 각종 이물질을 제거하도록 한 수거장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 각종 어패류를 키우는 수조에 있어서,

어패류의 성장과 생식에 따라 발생하는 여러가지 이물질을 자동으로 수거할 수 있는 이물질 수거장치에관한 것이다. 특히 본 발명은 별도의 고정기구나 동력공급이 없이도 기포발생기에 의하여 공기공급이 진행되면, 그 공기공급기에 의하여 상승하는 기포배출위치의 수면바로 위에 자체적으로 고정되어져 이물질수거기능을 발휘하는 수거장치에 관한 것이다.

본 발명은 수조의 하부에서 수면으로 솟아오르는 기포를 수집하는 기포수집부, 상기한 기포수집부의 중앙상부에서 수직구조로 형성된 중공구조의 유도관, 그리고 상기한 유도관이 중앙에서 관통하여 상승한 물로부터이물질을 수거하도록 하는 다공성필터층이 있는 필터부로 구성된 무동력 부유식 이물질수거장치이다.

본 발명의 이물질수거장치는 필터부가 항시 수면위로 노출되도록 별도의 부력체가 측면등에 설치되어져 물에 항시 부유상태를 유지토록 한다.

이하 본 발명을 첨부한 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 대표적인 구성은 도 1에서 작동상태를 어항에 설치한 사용상태도로 도시하며, 도 2 는 단면구성도이고, 도 3 은 사시도이며, 도 4 는 또다른 구성의 실시예를 도시한 사시도이고, 도 5 는 도4의 구성에 대한 단면구성도이고, 도 6 은 또다른 구성을 보여주는 사시도이다.

본 발명의 대표적인 구성은 도2에 도시하듯이 수조의 하부를 향하여 넓은 개방부(1)를 구성하고 상부로 갈수록 첨예하게 구성하여 기포발생기(m)로부터 발생하여 수면으로 상승하는 기포를 수집하는 기포수집부,

상기한 기포수집부의 중앙상부(2)와 연통되어져 하개방부(5)와 상개방부(6)를 갖춘 중공구조의 유도관,

상기한 유도관의 상개방부(6)의 일부가 중앙부를 관통한 다공구조의 필터지지부(11)에 다공성필터층(12)를 적층하고, 외측으로는 물의 이탈을 방지하기 위한 수직벽(13)을 형성하여 수면(V)위로 노출되어진 필터부로 구성된 무동력 부유식 이물질수거장치에 관한 것이다.

본 발명의 이물질수거장치가 수조내에 설치되면 수면위에 부유가능하도록, 기포수집부의 외측으로 봉상의 연결체(5a)를 설치하고 연결체의 끝에 부력체(5b)들을 설치하여준다. 본 발명에서 기포수집부의 개방부(1)는 도 1에 도시하듯이 하측으로 갈 수록 넓은 구조이며, 반대로 필터지지부(11)는 반대의 구조를 갖는다. 본 발명에서 기포수집부의 개방부가 하측이 넓은 구조를 갖춘 이유는 상승하면서 넓게 퍼져나가는 기포의 수집을 보다 용이하게 하는 동시에 전체적인 구조적 안정성을 주도록 한다. 특히 기포수집부의 외측 경사면에는 부력체가 설치되도록 하여 보다 안정된 구조를 확보하게 된다.

본 발명에서 부력체를 연결체에 의하여 설치하는 경우 전체구조의 안정성을 확보하기 위하여 적어도 3개이상의 지점으로 부터 연결체를 설치하여 적어도 3개의 방향에서 부력을 주도록 한다. 이러한 부력체의 구성은 설치되는 이물질수거장치의 크기, 기포발생의 강도등에 따라서 얼마든지 변형가능하다. 어항에 설치된 기포발생기가 대형이면서 이물질수거장치가 대형인 경우에는 도 7에 도시하듯이 별도의 부력체를 기포수집부의 중간과 하측에 동시 설치도 가능하며, 필요에 따라서는 기포수집부의 외면전체를 이중으로구성하여 이곳에 공기를 충진하여 보다 강한 부력을 발생할 수 있다.

본 발명의 또다른 예로서 도 6에 도시한 것은 필터부의 수직벽(13)의 전면에 걸쳐 방향유도판체(17)들이 설치되는 것이다. 방향유도판체(17)란 유도관을 따라 상승한 물이 무작위로 흘러내리는 것을 방지하고 일정한 방향으로 유도토록 한다. 따라서 상승한 물이 하부로 흘러내리면서 본발명의 구조물전체에 대한 흔들림이나 이동을 방지하고 항시 물이 상승하는 곳에서 그대로 머물면서 적절한 필터작용을 도와주도록 한다.

본 발명의 또다른예로 도8에 도시한 것은 구조물에 대한 부력을 부여하는 부력체(23)와 필터층(12)을 연속하여 상하로 배치토록하고, 기포수집조의 하단부에 중심과 적절한 안정구조를 확보하기 위한 밸런스부(19)를 설치하고, 다공구조의 필터지지층(11)을 설치하지 않고 안착돌기부(20)에 의하여 지지토록 하는 구성이다. 안착돌기부는 유도관의 크기와 무게등 설치현장의 상황에 따라 적절히 설치위치를 조절한다. 특히 필터층이 수면위로 노출토록 구성하고, 유도관의 상단 개구부가 노출되어 상승한 물이 낙하가능한 것이라면 그 위치나 형태는 얼마든지 변형가능하며 이들에 의하여 특별히 본 발명의 범위가 제한받는 것은 아니다. 이러한 구성은 필터와 부력체를 유도관 상부에서 간단하게 뽑아내고 다시 끼워주는 동작만으로 조립해체가 가능하여 사용성이 개선된다.

이상 본발명의 구성에 따른 작동관계를 설명한다.

어항내부에 기포발생기(m)으로 부터 다량의 기포가 수조의 저부로 공급되어지면 도1에 도시하듯이 이들 기포는 수면위로 부상하게 된다. 이 기포부상과 함께 주변의 물도 함께 연행되어 위로 상승하며, 이러한 물의 흐름이 수조내부에 계속적으로 발생한다.

본 발명의 기포수집조를 기포발생기의 상측수면에 배치하면 도2의 화살표A 그리고 B에 도시하듯이 상승하던 기포는 이곳 수집조의 벽체에 부딪혀 중앙의 유도관으로 집중되어진다.

이 집중되는 기포는 더이상 배출될 곳이 없으므로 유도관을 따라 상승하며, 이 상승력은 주변의 물도 함께 상승시켜 유도관상부로 배출하게 된다. 이때에 물의 흐름을 따라 수조내에 떠돌던 여러가지 이물질(예, 물고기의 배설뭉, 비늘등)도 함께 상승하여 유도관의 상개방부(6)으로 배출되어져 나오게 되며, 이것은 수면밖에 노출되어져 있는 필터층(12)에 낙하되어, 물은 다공성필터층을 관통하고 고형의 이물질은 이곳에 잔류한다. 이러한 동작이 반복되면서 수조내의 여러가지 이물질이 제거되어진다.

본 발명의 이물질수거장치는 도2에 도시하듯이 기포상승에 따라 화살표A,B의 여러가지 방향으로 물과 기포가 상승하여오지만 궁극에는 중앙의 유도관으로 집중된다. 따라서 기포수집조가 유도관을 중심으로 균등한 넓이를 갖고 있어 수집장치가 어느 한쪽으로 치우침이 없이 항시 기포발생기의 상부에 그대로 정지하게된다. 즉, 별도의 고정장치가 없이도 항시 기포발생기의 상부에서 이동하지 않고 머물면서 이물질 수거작용을 하게된다.

본 발명의 이물질제거장치를 어항에 설치하여 시험한 결과이다.

용존산소량비교

	1회	2회	3회	4회	5회	평균	비고
기존 저면여과기	8.02	8.03	8.12	7.95	8.00	8.02	용존산소량이 약간높다
본발명의 장치	8.12	8.09	8.22	8.15	8.09	8.13

*비고 :비교대상은 기존의 어항에 사용하는 기포발생기하부에 설치하는 저면여과식을 대조군으로 사용하였다.

15일간 2개의 어항에 별도로 설치하고 시험한 것임.

기존의 여과기에 비하여 용존산소량이 수조내에 높아짐을 알수 있다.

암모니아제거비교

	1회	2회	3회	4회	5회	평균	비고
기존저면여과기	0.45	0.34	0.21	0.41	0.48	0.38	수조내 암모니아양이 현저하게 감소함
본발명의 장치	0.15	0.17	0.12	0.18	0.20	0.16

*.수조내 12마리 물고기를 넣고 15일간 관찰함.

위 시험결과에 나오듯이 기존의 가장 범용으로 사용되는 저면여과기와 비교하여 산소량의 증대 그리고 암모니아양의 배이상의 제거효과를 보인다. 이는 각종 이물질이 필터층에 의하여 물밖으로 배출되어지면서 더이상의 오염을 방지하기 때문이다.

따라서 여러가지 어항, 수족관에 설치시 좋은 오염제거효과를 보일 것이다.

도 1은 본 발명의 설치후 작동상태를 도시한 사용상태도,

도 2 는 본 발명의 단면구성도,

도 3 은 본 발명의 사시도,

도 4 는 본 발명의 하단에 부력체가 설치된 구성을 도시한 사시도,

도 5 는 도4의 구성에 대한 단면구성도,

도 6 은 본 발명의 방향유도판체가 설치된 구성을 보여주는 사시도

도 7 은 본 발명의 부력체가 다중으로 설치된 구성을 보여주는 사시도,도 8 은 본 발명의 부력체와 필터층이 연속적층된 구성을 보여주는 단면구성도임.<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

삭제

1:개방부 2:중앙상부 5:하개방부 6:상개방부 11:필터지지부 12: 공성필터층 13:수직벽 V:수면

Claims (5)

1. 수조의 하부를 향하여 넓은 개방부(1)를 구성하고 상부로 갈수록 첨예하게 구성한 기포수집부, 상기한 기포수집부의 중앙상부(2)에 연통되어져 길게 이어진 하개방부(5)와 상개방부(6)이 형성된 중공구조의 유도관, 상기한 유도관의 상개방부(6)의 일부가 중앙부를 관통한 다공구조의 필터지지부(11)에 다공성필터층(12)를 적층하고, 외측으로는 물의 이탈을 방지하기 위한 수직벽(13)을 형성하여 수면(V)위로 노출되어진 필터부로 구성된 무동력 부유식 이물질수거및 여과장치에 있어서,

   상기한 기포수집부의 외측면에 봉상의 연결체(5a)를 매개로 부력체(5)들을 3방향으로 설치하여 주며,

   필터부의 수직벽(13)의 전면에 걸쳐 방향유도판체(17)들이 설치되는 것을 특징으로 하는 무동력 부유식 이물질 수거 및 여과 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   기포수집부의 외측으로 부력체가 다중으로 설치되는 것을 특징으로 하는 무동력 부유식 이물질수거및 여과장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   유도관이 중앙부를 관통하도록 부력체(23)와 필터층(12)을 연속하여 상하로 배치토록하고 안착돌기부(20)에의하여 지지토록하며, 기포수집조의 하단부에 밸런스부(19)를 설치하는 것을 특징으로 하는 무동력 부유식 이물질 수거및 여과장치.
4. 삭제
5. 삭제