KR100751298B1 - 내수면 양식장의 온도 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 냉각기를 이용하여 내수면 양식장 수온을 조절하는 장치로서, 대기 중의 공기를 고압으로 압축하여 상기 공기 냉각기로 전달하는 공기 압축기와, 일단은 상기 공기 냉각기의 냉풍 토출구 또는 열풍 토출구 중에 선택되는 어느 하나와 연결되며 표면에는 다수의 통기 홀이 구비되어 수면 아래에 연장 설치되는 제1파이프와, 일단은 상기 공기 냉각기의 냉풍 토출구 또는 열풍 토출구 중에 선택되는 다른 하나와 연결되어 수면 상부로 연장 설치되는 제2파이프와, 수면 아래에 위치하여 수온의 변화를 감지하는 수온 감지기와, 상기 수온 감지기에서 감지되는 수온의 변화에 따라 상기 공기 압축기의 작동을 제어하는 제어기를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 대기의 온도에 따라 민감하게 변화하는 내수면의 수온을 냉풍 공기 또는 열풍 공기 중에 선택되는 어느 하나를 분사시켜 수온을 일정하게 유지할 수 있도록 해주며, 수온의 변화 정도에 따라 장치를 최적으로 가동할 수 있도록 구성함으로써 수온의 급상승 또는 급강하에 따른 폐해를 효과적으로 예방할 수 있게 해준다.

내수면 양식장, 수온, 공기 냉각기, 열풍, 냉풍, 문자 송출

Description

내수면 양식장의 온도 조절 장치{Temperature controller of fish farm for inland waters}

도 1은 공기 냉각기의 작동 관계도.

도 2는 본 발명에 따른 내수면 양식장의 수온 조절 장치의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 공기 냉각기 11 : 고압 공기 유입구

12 : 와류 발생기 13 : 냉풍 토출구

14 : 와류관 15 : 열풍 토출구

16 : 조절 밸브 100 : 공기 압축기

200 : 제어기 220 : 송출기

320 : 제1파이프 360 : 제2파이프

400 : 수온 감지기 500 : 흡착기

600 : 기압 조절기

본 발명은 온도 조절 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 와류 발생기가 내장된 공기 냉각기에서 공급되는 냉풍 공기 및 열풍 공기를 선택적으로 이용하여 내수면 양식장의 수온을 적절하게 조절할 수 있는 내수면 양식장의 수온 조절 장치에 관한 것이다.

해수를 이용하여 물고기를 기르는 해면 양식과 달리, 내수면 양식은 강, 하천, 호수 등과 같은 담수를 이용하여 물고기를 기르는 방식이다. 내수면 양식은 비교적 내륙 깊숙이 위치하는 내수면을 이용하기 때문에 그 속성상 풍랑 등과 같이 바람에 의한 피해가 없다는 이점이 있다. 그러나, 해수라는 방대한 열 저장 매체를 이용하고 있을 뿐 아니라 해수는 항시 수직 및 수평 조류가 순환하고 있어 연중 일정한 수온 범위 내에서 물고기를 기를 수 있는 해면 양식에 비해, 내수면의 온도는 대기의 온도 변화에 민감하기 때문에 내수면 양식업자들은 일정한 수온 분포를 보이는 봄가을을 제외하고는 물고기를 거의 기르지 못하고 있는 실정이다.

특히, 내륙 깊숙한 곳에 위치한 호수 등에서 물고기를 기르는 경우에는 겨울철에는 수온이 너무 낮아 양식 자체가 불가능하며, 물의 양이 그리 많지 않아 수심이 상대적으로 얕은 하천이나 마을 저수지에서 양식을 하는 경우에는 수온이 대기의 온도 변화에 더욱 민감해서 겨울에는 수온이 급하강하여 물고기가 동사하고 대기의 기온이 최고조에 달하는 여름에는 수온의 급상승으로 인해 물고기가 집단 폐사하는 등 양식 자체를 포기해야 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 대기의 온도 변화에 민감한 내수면 양식장의 수온을 계절별로 적절하게 조절하여 양식되는 물고기를 효과적으로 보호할 수 있는 수온 조절 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 내수면 양식장의 수온이 변화하는 경우에 이를 시기 적절하게 감지하여 어민들에게 그 사실을 즉각 통지하고, 장치의 가동 여부를 결정할 수 있도록 구성함으로써 수온의 변화에 의한 폐해를 효과적으로 예방할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 내장된 와류 발생기로서 유입되는 고압의 공기를 냉풍 공기 및 열풍 공기로 분리하여 토출하는 공기 냉각기를 이용하여 내수면 양식장 수온을 조절하는 장치로서, 대기 중의 공기를 고압으로 압축하여 상기 공기 냉각기로 전달하는 공기 압축기와, 일단은 상기 공기 냉각기의 냉풍 토출구 또는 열풍 토출구 중에 선택되는 어느 하나와 연결되며 표면에는 다수의 통기 홀이 구비되어 수면 아래에 연장 설치되는 제1파이프와, 일단은 상기 공기 냉각기의 냉풍 토출구 또는 열풍 토출구 중에 선택되는 다른 하나와 연결되어 수면 상부로 연장 설치되는 제2파이프와, 수면 아래에 위치하여 수온의 변화를 감지하는 수온 감지기와, 상기 수온 감지기에서 감지되는 수온의 변화에 따라 상기 공기 압축기의 작동을 제어하는 제어기를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

상기 제어기에는 상기 수온 감지기에서 감지되는 수온에 관한 정보와, 상기 수온 조절 장치의 작동 상태를 상기 제어기의 제어 신호에 따라 송출할 수 있는 송출기가 더욱 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 공기 압축기 및 공기 냉각기 사이에는, 상기 제어기에 의해 제어되며 상기 공기 압축기에서 압축되는 공기의 압력을 조절할 수 있는 기압 조절기가 더욱 매개되는 것을 특징으로 한다.

상기 공기 냉각기의 냉풍 토출구 및 열풍 토출구 각각에는 냉풍 공기 및 열풍 공기의 온도를 감지하는 온도 감지기가 더욱 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 공기 압축기에는 상기 제어기에 의해 작동이 제어되며 공기 중에 함유되어 있는 수분 또는 기름을 제거하는 흡착기가 더욱 부가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 사상과 직접적인 관련이 없거나, 본 발명의 기술적 사상과 직접적인 관련이 있더라도 당업자에 자명한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 기본적으로, 공기 압축기와, 수온 감지기와, 공기 냉각기와, 제1파이프 및 제2파이프, 그리고 제어기를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 공기 압축기는 대기 중의 공기를 흡입한 다음 이를 고압으로 압축하는 부분으로서, 통상적인 공기 압축기가 이에 해당된다. 공기 압축기에 의해 압축된 공기는 파이프 등과 같은 전달수단을 통해 후술할 공기 냉각기의 고압 공기 유입구로 유입된다.

한편, 대기 중의 공기에는 일정량의 수분이 함유되어 있는데, 공기 중의 수분 함량은 계절에 따라 변화되고 특히 여름철에는 급격하게 증대되는 특징이 있다. 공기 중에 수분이 과도하게 포함되어 있으면 공기 냉각기의 작동에 악영향을 미칠 우려가 있다는 점을 감안하면, 공기 압축기로 유입되는 공기 중의 수분을 미리 제거하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 본 발명은 대기 중의 공기가 공기 압축기로 유입되기 전에 수분을 제거할 수 있는 흡착기가 부가되는 경우를 배제하지 않으며, 대기 중에는 수분 이외에도 각 장치에 손상을 줄 수 있는 기름 성분도 함유되어 있는 경우도 많기 때문에 상기 흡착기는 수분 및 기름 성분을 동시에 제거할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다 할 것이다.

상기 수온 감지기는 내수면 양식장의 수온을 감지하기 위한 수단으로서, 수면 아래 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 수온 감지기는 간단하게는 현재 측정되는 수온의 정확한 값만을 감지할 수 있도록 구성할 수도 있으나, 이와 달리 계절별(특히 여름 및 겨울)로 수온 변화에 따른 상한치 및 하한치를 지정하여 그에 따라 감지 신호를 발생시킬 수 있도록 구성할 수 있음은 자명하다.

상기 공기 냉각기는 상기 공기 압축기로부터 전달되는 고압의 공기를 열풍 공기 및 냉풍 공기로 분리시킬 수 있도록 고안된 장치로서, 그 개략적인 구조는 도 1에 개시되어 있는 것과 같이, 고압 공기 유입구(11)와, 냉풍 토출구(13) 및 열풍 토출구(15)와, 와류 발생기(12)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 유입되는 고압의 공기는 와류 발생기(12)에서 초고속으로 회전하는 1차 와류로 변환되어 와류관(14)의 내측면을 따라 열풍 토출구(15) 쪽으로 진행하게 되는데, 초고속의 회전에 따른 원심력이 공기에 작용함으로써 배출되는 공기는 고압 공기 유입구(11)로 유입되는 공기에 비해 상당히 높은 온도로 가열되게 되는 것 이다. 한편, 열풍 토출구(15) 내측 인근의 조절 밸브(16)에서 2차 와류가 발생하여 1차 와류와 반대 방향으로 진행하게 되는데, 발생한 2차 와류의 회전 방향은 1차 와류의 회전 방향과 동일하다.

1차 와류 및 2차 와류의 단위 회전당 소요되는 시간은 동일한데, 이는 냉풍 토출구(13)로 배출되는 2차 와류의 운동에너지가 열풍 토출구(15)로 배출되는 1차 와류의 운동에너지보다 작다는 것을 의미하며, 이러한 운동에너지의 차이는 2차 와류가 1차 와류로 에너지를 전달하였음을 가리킨다. 즉, 2차 와류는 와류관(14)을 진행하면서 1차 와류로 에너지를 전달하면서 자신은 더욱 냉각되어 냉풍 토출구(13)로 배출된다는 것을 의미한다. 시판되어 상용화되고 있는 공기 냉각기는, 3 - 10㎏/㎠의 고압 공기를 유입시켜 냉풍 및 열풍 상호간에 20 - 70℃ 정도의 온도 차이를 생성할 수 있도록 구성되어 있다.

조절 밸브(16)는 공기 냉각기에서 배출되는 열풍 및 냉풍의 온도를 적절하게 조절하기 위한 수단이다.

상기 공기 냉각기의 가압 공기 유입구, 냉풍 및 열풍 토출구 각 일측에는 온도 감지기가 더욱 장착될 수 있다. 가압 공기 유입구 일측에 장착되는 온도 감지기는 공기 냉각기로 유입되는 가압 공기의 온도를 감지하며, 냉풍 및 열풍 토출구 각 일측에 장착되는 온도 감지기는 상기 냉풍 및 열풍 토출구를 통해 배출되는 냉풍 공기 및 열풍 공기 각각의 온도를 감지하게 된다. 상기 각 온도 감지기에서 감지된 공기의 온도 상태를 후술할 제어기로 전달되어 유입되는 압축 공기와, 토출되는 냉풍 공기 및 열풍 공기 각각의 온도 상태 정보로서 활용된다.

한편, 본 발명은 공기 압축기에서 생성되어 공기 냉각기의 가압 공기 유입구로 유입되는 공기의 압력을 적절하게 조절하기 위한 수단으로서, 상기 공기 압축기 및 공기 냉각기 사이에 설치되며 후술할 제어기에 의해 작동이 제어되는 기압 조절기가 매개되는 구성을 배제하지 않는다. 공기 냉각기에서 토출되는 열풍 공기 및 냉풍 공기의 상대적인 온도 차이는 공기의 압축 정도와 밀접한 관련이 있기 때문에, 공기 냉각기로 유입되는 가압 공기의 압력을 적절하게 조절하기 위한 것이다.

상기 제1파이프는 공기 냉각기로부터 공급되는 냉풍 또는 열풍 중의 어느 하나를 공급받아 표면에 다수 형성되는 통기 홀을 통하여 냉각 공기 또는 고온 공기 중의 어느 하나를 기포 형상으로 수중에 분사시키는 수단으로서, 일단은 상기 공기 냉각기의 냉풍 토출구 또는 열풍 토출구에 연결된 상태에서 내수면 양식장의 수면 아래로 연장설치되는 것이 바람직하다. 상기 제1파이프의 구조 및 형상은 제한이 없으며, 제1파이프의 타단은 개방된 상태보다는 밀봉된 상태로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제2파이프는 공기 냉각기로부터 공급되는 냉풍 또는 열풍 중 다른 하나를 공급받아 내수면 양식장 외부(더욱 구체적으로는 대기)로 분사시키는 수단으로서, 일단은 상기 공기 냉각기의 냉풍 토출구 또는 열풍 토출구 중에 선택되는 다른 하나와 연결된다. 즉, 파이프의 연결은 제1파이프가 냉풍 토출구와 연결되고 제2파이프가 열풍 토출구와 연결되는 경우, 그리고 제1파이프가 열풍 토출구와 연결되고 제2파이프가 냉풍 토출구와 연결되는 경우로 대별될 수 있는데, 전자의 경우는 대기의 기온이 높은 여름철에 바람직한 연결 구성이고, 후자는 대기의 기온이 급감하 는 겨울철에 바람직한 연결 구성이다.

상기 제어기는 수온 감지기로부터 전달되는 수온에 관한 정보를 분석하여 공기 압축기의 작동을 제어하는 부분으로서, 수온 감지기로부터 적정 수온 범위로부터 벗어나는 수온에 관한 정보가 입력되면 공기 압축기를 작동시키고, 적정 수온 범위내에 해당되는 신호가 입력되면 공기 압축기의 작동을 중단시키는 것과 같이 통상적인 제어 기능을 수행할 수 있는 장치이면 무방하다. 또한, 상기 제어기는 공기 냉각기에 부가될 수 있는 온도 감지기로부터의 가압 공기, 냉풍 및 열풍 공기 각각의 온도 상태를 전달받아 기압 조절기를 적절하게 조절함으로써 공기 냉각기로 유입되는 압축 공기의 상태를 조절하며, 흡착기가 부가되는 경우에는 수분 및 기름 성분이 제거된 공기가 공기 압축기로 전달될 수 있도록 흡착기의 작동을 적절하게 조절하게 된다. 제어기의 전반적인 제어 수행 절차는 후술할 작동 구성에서 상세하게 살펴보기로 한다.

또한, 상기 제어기에는 수온의 변화에 대한 각 정보와, 구성하는 각 장치의 작동 상태에 대한 정보를 외부로 송출할 수 있는 송출기가 더욱 구비될 수 있다. 상기 송출기는 제어기의 제어 신호에 따라 작동되는 것이 바람직하며, 송출기로부터 전송되는 정보는 이동통신단말기로의 문자 전송 방식이 바람직하나 이에 한정되지 않고 외부 스피커를 통한 경보음 발생 등과 같이 여러 다양한 방식 중에서 임의로 선택할 수 있음은 물론이다.

한편, 수중에 위치하는 공기 냉각기와 제1파이프(또는 제2파이프)를 제외한 나머지 장치들은 부표를 설치한 다음 그 상부에 위치시키는 것이 바람직한데, 천막 등과 같은 시설물을 이용하여 외부 환경으로부터 각 장치들이 보호될 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

이하에서는 내수면 양식장의 수온 조절 장치의 구체적인 일례 및 그의 작동 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 수온 조절 장치를 기온이 급하강하는 겨울철 내수면 양식장에 적용시킨 일례를 보여주고 있는데, 구체적으로는 공기 중에 함유되어 있는 수분 및 기름 성분을 제거하기 위한 흡착기(500)와, 공기를 고압으로 압축시키는 공기 압축기(100)와, 상기 공기 압축기(100)에서 압축되어 전송되는 공기의 압력을 적절하게 조절할 수 있는 기압 조절기(600)와, 가압 공기와 냉풍 및 열풍 공기 각각의 온도를 감지할 수 있는 온도 감지기가 내장되어 있으며 압축된 공기를 이용하여 냉풍 공기 및 열풍 공기로 분리시키는 공기 냉각기(10)와, 내수면 양식장의 수면 아래 연장 설치되며 상기 공기 냉각기(10)에서 토출되는 열풍 공기를 수중으로 분사시키는 제1파이프(320)와, 상기 공기 냉각기(10)에서 토출되는 냉풍 공기를 대기로 배출시키는 제2파이프(360)와, 제어기(200) 및 수온 감지기(400)로 이루어지는 구성이 개시되어 있다.

미 설명 도면부호 322는 제1파이프(320)에 형성되는 통기 홀이다.

이러한 구성에서, 내수면의 수온이 시간이 경과 함에 따라 하강하게 되면 수온 감지기(400)가 이를 감지하여 수온에 관한 정보를 순차적으로 제어기(200)로 전달하게 되고, 제어기(200)는 수온 감지기(400)로부터 수온에 관한 신호가 접수되는 대로 송출기(220)를 통해 어민에게 수온 변화 경보 문자(또는 미 도시된 외부 스피 커를 통해 적조 발생 경보음 생성)를 송출함과 동시에 수온 감지기(400)로부터 순차적으로 전달되는 수온의 변화를 분석한다.

감지되는 수온이 하강하면서 기 설정된 하한치에 접근하게 되면, 제어기(200)는 흡착기(500) 및 공기 압축기(100)를 작동시켜 수분 및 기름 성분이 제거된 공기를 압축시키게 되고, 압축된 공기는 공기 냉각기(10)를 통해 냉풍 공기 및 열풍 공기로 변환된 다음 열풍 공기는 제1파이프(320)에 형성되는 통기 홀(322) 통해 기포로서 수중으로 분사되어 내수면의 수온을 상승시켜 내수면이 일정한 수온을 유지할 수 있도록 해주며, 냉풍 공기는 제2파이프(360)를 통해 대기로 배출된다.

또한, 미 도시된 공기 냉각기(10)의 가압 공기 유입구(11) 일측과, 냉풍 토출구(13) 및 열풍 토출구(15) 각 일측에 내장된 온도 감지기는 유입되는 가압 공기의 온도 상태 및 토출되는 냉풍 공기 및 열풍 공기 각각의 온도 상태를 감지하여 이를 제어기(200)로 전달한다. 제어기(200)는 전달되는 각 공기의 온도 상태를 점검하여 공기 냉각기(10)로 유입되는 가압 공기는 기압 조절기(600)를 통해, 그리고 토출되는 냉풍 공기 및 열풍 공기는 조절 밸브(미도시)를 통해 적절하게 조절하게 된다. 다만, 조절 밸브의 조절 정도는 적조가 유입되는 정도에 따라 제어기에 의해 수행되는 것보다는 토출되는 냉풍 및 열풍 공기의 적절한 온도 차이를 미리 가늠하여 조절된 상태에서 수중에 설치되는 것이 바람직하다.

제어기(200)는 이러한 일련의 장치 작동에 관한 상황을 송출기(220)를 통해 어민에게 전달하게 된다. 한편, 일정한 시간이 경과 하면서 수온 감지기(400)로부터 전달되는 수온이 상승하게 기 설정된 범위 이내에서 일정하게 유지되면, 제어 기(200)는 공기 압축기(100)를 포함하는 장치의 작동을 중단시키게 되고, 이에 따른 정보를 송출기(220)를 통해 어민에게 전송하면서 수온 하강에 따른 장치의 작동 구성은 종료하게 된다. 전술한 작동 구성은 겨울철 대기 기온이 급하강함에 따라 수온이 동반 하강하는 경우이나, 제1파이프 및 제2파이프 각각의 연결을 달리하는 경우에는 대기 기온이 급상승하는 여름철에도 유사하게 적용시킬 수 있음은 자명하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 상술하였으나 본 발명의 진정한 권리범위는 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의하여 결정되어야 할 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같이, 대기의 온도에 따라 민감하게 변화하는 내수면의 수온을 냉풍 공기 또는 열풍 공기 중에 선택되는 어느 하나를 분사시켜 어류에 피해가 가지 않는 범위 내에서 수온을 일정하게 유지할 수 있다는 이점이 있다.

또한 본 발명은, 내수면 양식장의 수온 변화에 관한 정보를 시기적절하게 감지하여 어민들에게 그 사실을 즉각 통지하고, 수온의 변화 정도에 따라 장치를 최적으로 가동할 수 있도록 구성함으로써 수온의 급상승 또는 급강하에 따른 폐해를 효과적으로 예방할 수 있게 해준다.

Claims (5)

1. 내장된 와류 발생기로서 유입되는 고압의 공기를 냉풍 공기 및 열풍 공기로 분리하여 토출하는 공기 냉각기를 이용하여 내수면 양식장 수온을 조절하는 장치로서,

   대기 중의 공기를 고압으로 압축하여 상기 공기 냉각기로 전달하는 공기 압축기와;

   일단은 상기 공기 냉각기의 냉풍 토출구 또는 열풍 토출구 중에 선택되는 어느 하나와 연결되며, 표면에는 다수의 통기 홀이 구비되어 수면 아래에 연장 설치되는 제1파이프와;

   일단은 상기 공기 냉각기의 냉풍 토출구 또는 열풍 토출구 중에 선택되는 다른 하나와 연결되어 수면 상부로 연장 설치되는 제2파이프와;

   수면 아래에 위치하여 수온의 변화를 감지하는 수온 감지기와;

   상기 수온 감지기에서 감지되는 수온의 변화에 따라 상기 공기 압축기의 작동을 제어하는 제어기를:

   포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내수면 양식장의 수온 조절 장치.
2. 제1항에 있어서 상기 제어기에는,

   상기 수온 감지기에서 감지되는 수온에 관한 정보와, 상기 수온 조절 장치의 작동 상태를 상기 제어기의 제어 신호에 따라 송출할 수 있는 송출기가 더욱 구비 되는 것을 특징으로 하는 내수면 양식장의 수온 조절 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 공기 압축기 및 공기 냉각기 사이에는, 상기 제어기에 의해 제어되며 상기 공기 압축기에서 압축되는 공기의 압력을 조절할 수 있는 기압 조절기가 더욱 매개되는 것을 특징으로 하는 내수면 양식장의 수온 조절 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 공기 냉각기의 냉풍 토출구 및 열풍 토출구 각각에는 냉풍 공기 및 열풍 공기의 온도를 감지하는 온도 감지기가 더욱 구비되는 것을 특징으로 하는 내수면 양식장의 수온 조절 장치.
5. 제1항에 있어서 상기 공기 압축기에는,

   상기 제어기에 의해 작동이 제어되며 공기 중에 함유되어 있는 수분 또는 기름을 제거하는 흡착기가 더욱 부가되는 것을 특징으로 하는 내수면 양식장의 수온 조절 장치.

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