KR100873696B1

KR100873696B1 - 적조제거장치

Info

Publication number: KR100873696B1
Application number: KR1020060045373A
Authority: KR
Inventors: 김칠영
Original assignee: 한국돌기 주식회사
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2008-12-12
Also published as: KR20070111925A

Abstract

본 발명은 적조제거장치 및 이를 이용한 적조제거방법에 관한 것으로, 물이 통과할 수 있도록 형성된 망과; 음전극부와, 상기 음전극부와 마주보도록 형성된 양전극부로 형성되고, 상기 망에 고정된 전극부와; 상기 전극부에 전원을 공급하는 전원 공급부를; 포함하여 구성되어, 망에 골고루 분포되어 고정된 상기 다수의 전극부에서의 전기 분해로 산화체를 생성하여, 적조 발생 영역과 보다 넓은 면적이 접촉하도록 함으로써, 세균, 박테리아, 미생물, 적조의 원인이 되는 조류 등을 단시간 내에 사멸시키는 것에 의하여, 조류, 곰팡이, 미생물 등으로부터 양식장 등을 보호할 수 있도록 하는 적조제거장치 및 이를 이용한 적조제거방법을 제공한다.

수중 방전, 음극 돌기, 양극 돌기, 그물

Description

적조제거장치 {UNDERWATER STERILIZER}

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적조제거장치가 배에 고정된 구성을 도시한 사시도

도2는 도1의 적조제거장치의 구성을 도시한 사시도

도3은 도2의 전극부의 구성을 도시한 사시도

도4는 도3의 분리 사시도

도5는 도3의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도

도6은 도2의 적조제거장치의 배선도

도7은 본 발명에 따른 또 다른 형태의 전극부의 구성을 도시한 단면도

도8은 염수의 전기 분해에 따른 염소 이온의 증가량을 측정하여 도시한 실험 데이터 그래프

도9은 도1의 적조제거장치를 이용하여 적조를 제거하는 것을 도시한 개략도

도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적조제거장치의 구성을 사시도

도11은 도10의 전극부의 구성을 도시한 사시도

도12는 도11의 분리 사시도

도13은 도11의 절단선 XⅢ-XⅢ에 따른 단면도

도14는 도11의 적조제거장치의 배선도

도15는 도10의 적조제거장치를 이용하여 적조를 제거하는 것을 도시한 개략도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

88: 배 98: 적조 발생 영역

99: 양식장 100, 200: 적조제거장치 110: 케이스 111: 프레임

112: 바닥판 113: 망

120: 전원공급부 121: 음극전원선

122: 양극전원선 130,240: 전극부

131,241: 음전극판 131a,241a: 음극 돌기

132,242: 양전극판 132a,242a: 양극 돌기

133,243: 지지대 1331,2431: 음전극판 접속 슬롯

1332,2432: 양전극판 접속 슬롯 134,234: 고정 나사

210: 망 211: 고정끈

212: 그물부 231: 음전극판

2311: 양전극 분기판 2311a: 양극 돌기

232: 양전극판 2321: 음전극 분기판

2321a: 양극 돌기

본 발명은 적조제거장치 및 이를 이용한 적조제거방법에 관한 것으로, 상세하게는 양식장 주변이나 어항 내부의 바닷물이나 민물을 격렬하게 전기 분해시킴으로써 짧은 시간에 다량으로 산화체(oxidants)를 생성함에 따라 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등을 단시간 내에 제거하여 이들로부터 양식장을 보호하며, 어항 내부를 청결히 할 수 있도록 하는 적조제거장치 및 이를 이용한 적조제거방법에 관한 것이다.

바다 및 민물의 적조 현상은 해양에 서식하는 식물성 플랑크톤, 원색 동물 및 박테리아와 같은 미생물이 증식하기에 적당한 환경 조건이 될 때 일시적으로 다량으로 증식되거나 또는 생물 물리적 현상으로 집적되어 바닷물의 색깔이 변색되는 현상을 말한다.

영양 염류가 높은 해양에서는 하절기에 수온이 상승하면 적조 미생물이 과다하게 증식되어 가두리 양식장과 어장을 파괴하고 있으며, 해양 생태계를 교란하므로 이에 대한 대책이 시급이 마련되어야 할 필요성이 높아지고 있다.

또한, 물고기를 키우는 어항 내부에서 물고기들의 배설물에 의하여 물이 오염되는 것에 대하여 물을 자주 갈아주지 않으면서 배설물의 세균에 의해 물고기들이 감염되는 것을 방지할 필요성도 아울러 높아지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 양식장 주변이나 어항 내부의 바닷물이나 민물을 격렬하게 전기 분해시킴으로써 짧은 시간에 다량으로 산화체(oxidants)를 생성함에 따라 양식장 주변이나 어항 내부의 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등을 단시간 내에 제거하여 이들로부터 양식장을 보호하며, 어항 내부를 청결히 할 수 있도록 하는 적조제거장치 및 이를 이용한 적조제거방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 양식장 주변이나 어항 내부에 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등이 발생되는 것을 미연에 방지하는 적조제거장치의 이를 이용한 적조제거방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 해양의 적조 원인이 되는 미생물, 조류를 제거함에 있어서 해양의 생태계를 파괴시키지 않도록 하는 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 바닷물이나 민물의 유출입 통로가 형성되고 수중에 잠겨지게 설치된 케이스와; 주변의 물의 유출입되도록 형성된 케이스와; 음전극부와, 상기 음전극부와 마주보도록 형성된 양전극부로 형성되고, 상기 케이스에 고정된 전극부와; 상기 케이스로부터 연장된 고정끈과; 상기 전극부에 전원을 공급하도록 배에 형성된 전원 공급부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 적조제거장치를 제공한다.

이는, 양식장 주변이나 어항 내부의 수중에 상기 적조제거장치를 고정끈으로 배에 고정하고, 전극부에 전원을 인가한 상태에서, 적조가 발생한 영역이나 이미 적조에 의해 오염된 영역을 배로 이동함으로써, 전극부에서 발생된 산화체에 의하여 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등을 단시간에 제거하여, 적조 등으로부터 양식장을 보호할 수 있도록 하기 위함이다.

이 때, 상기 전극부는 서로 약간의 간격을 두고 나란히 배열된 판 형상으로 형성됨으로써, 보다 산화체의 생성을 촉진시킬 수 있다. 특히, 상기 전극판에는 각각 음극 돌기와, 음극 돌기와 마주보도록 양전극판에 형성된 양극 돌기가 형성됨으로써, 돌기의 끝에 공급되는 전하가 많이 집중되도록 함으로써, 서로 마주보는 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기 사이에서 보다 격렬한 수중 방전을 유도하여 짧은 시간 내에 산화체(oxidants)를 다량으로 생성할 수 있게 된다.

더욱이, 바닷물에서 상기 적조제거장치를 이용하여 적조를 제거하는 경우에는, 바닷물에 함유된 염분에 의하여 양극 돌기와 음극 돌기 사이에서 보다 격렬한 전기 분해를 유도할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 적조제거장치는 이미 발생된 적조를 제거하는 데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 전극부에 시간 간격을 두고 전원을 공급하여 간헐적으로 산화체를 생성시키는 것에 의하여 양식장 주변이나 어항 내부에 세균이나 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이가 발생하는 것을 미연에 예방할 수도 있다. 또한, 양식장이나 어항에 이미 발생된 세균, 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이에 의하여 양식장이나 어항 내부의 생물체가 감염이 된 것도, 상기 적조제거장치에 의하여 다량의 산화체를 공급하는 것에 의하여 주변의 양식장이나 어항 내의 생물이 이들로부터 감염된 것을 치료할 수도 있다.

여기서, 소정의 거리만큼 이격되게 설치된 상기 음극 돌기와 양극 돌기에 전원을 인가하면, 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기 사이의 물을 전기 분해하게 된 다. 이 때, 오존(O₃), 과산화수소(H₂O₂), OH라디칼, HOCl, NaOCl(차아염소산나트륨)과 같은 산화체가 생성되며, 산화체에 의하여, 바다 및 민물의 적조 현상의 원인이 되는 식물성 플랑크톤, 원색 동물 및 박테리아와 같은 미생물을 살균 또는 제거함으로써 적조 현상을 예방하거나 제거할 수 있으며, 세균이나 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이들이 수중에 발생되는 것을 사전에 예방하거나 발생된 이들을 제거할 수 있게 된다. 전기 분해에 의한 산화체의 생성과 바닷물 또는 민물 속의 미생물, 조류 등을 사멸시키는 과정은 다음의 (1) 내지 (5)의 공정에 의하여 이루어진다.

(1) 오존이 생성되는 경로는 물(H₂O)을 전기 분해함으로써 시작되어 최종적으로 O와 O₂가 결합되는 다음의 공정을 거쳐 오존이 형성된다.

H₂O --> H⁺+ (OH)_ads + e^-

(OH)_ads --> (O)_ads + H⁺ + e^-

2(OH)_ads --> O₂ + 2H⁺+ 2e^-

2(O)_ads --> O₂

(O)_ads + O₂ --> O₃

(2) 과산화수소는 산소의 전기 분해에 의한 직접적인 경로와, 오존 분해에 의하여 생성된 중간 산물인 OH라디칼의 결합으로 생성되는 간접적인 경로에 의하여 생성된다. 즉,

O₂ + e^---> O₂ ^·-

O₂ + 2H⁺+ 2e^- --> H₂O₂

와 같은 직접적인 경로와,

OH·+ OH· --> H₂O₂

와 같은 간접적인 경로에 의하여 생성된다.

(3) HOCl은 수중에 존재하는 Cl^- 이온이 Cl₂로 결합한 후에 H₂O와 반응하여 HOCl을 생성하게 된다. 즉,

2Cl^- --> Cl₂ + 2e^-

2H₂O + 2e^- --> H₂ + 2OH^-

Cl₂ + H₂O --> HOCl + H⁺ + Cl^-

(4) OH라디칼은 순간적으로 생성되었다가 사라지기 때문에 직접적으로 측정은 불가능하지만, 수중에 존재하는 경우에 OH^- 또는 과산화수소의 짝염기인 HO2-와 반응하여 라디칼 체인 사이클을 형성하며 최종적으로는 OH라디칼을 생성한다.

O₃ + OH --> 라디칼 체인 반응(Radical Chain Reaction) --> OH·

O₃ + HO² ^- (H₂O₂의 짝염기) --> 라디칼 체인 반응 --> OH·

(5) 수중에 존재하는 미생물(microorganism, microorganics)은 생성된 산화체(oxidants)에 의하여 불활성화되거나 제거되며, 다음의 microorganism은 전기적 흡착(electrosorption)에 의하여 제거되며, 다음의 microorganics는 e-과의 반응으로 직접적인 전기 분해 반응에 의하여 제거된다.

즉, Microorgainsm에 대해서는,

M(Microorganism) --> Electrosorption --> Inactivation

또한,

M(Microorganism) + O₃ --> Inactivation

M + OH· --> Inactivation

M + HOCl --> Inactivation.

그리고, Microorganics에 대해서는,

M(Microorganics) + e- --> M-

또한,

M(Microorganics) + O₃ --> Product

M + OH· --> Product

M + HOCl --> Product

즉, 전기 분해가 이루어지는 동안에 상기 (1) 내지 (5)의 공정에서 생성된 혼합된 산화체(O3, H2O2, HOCl, OH라디칼)에 의하여 산화 및 사멸에 의하여 높은 살균력이 일정 시간동안 유지된다. 따라서, 상기 양전극부와 상기 음전극부에 전원을 지속적으로 인가하지 않더라도 적조 현상의 원인이 되는 미생물이나 세균이나 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이를 효과적으로 제거할 수 있다.

이 때, 상기 음전극부와 상기 양전극부는 판(板)형상으로 형성되고, 서로 마주보는 면에는 서로 마주보도록 원추형과 같이 끝단이 뾰죡한 돌기나 기둥 형상의 돌기가 형성되어, 상기 돌기에 보다 많은 전하가 응집되어 전기 분해 반응이 더욱 촉진된다. 그리고, 단위 설치 공간에 보다 많은 전기 분해를 유도할 수 있도록, 상기 음전극부와 상기 양전극부는 복수개의 쌍을 이루는 판들이나 막대들로 형성된 것이 바람직하다.

한편, 판형상으로 형성된 상기 음전극부와 상기 양전극부의 판면으로부터 분기된 분기판이 돌출 형성되고, 상기 음전극부로부터 분기된 분기판과 상기 양전극부로부터 분기된 분기판은 하나씩 차례로 서로 마주보도록 배열되고, 마주보는 상기 분기판들에는 각각 음극 돌기와 양극 돌기들이 형성된다. 이를 통해, 최소한의 공간에 전기 분해가 일어나는 영역을 최대로 확보할 수 있게 된다. 나아가, 상기 분기판으로부터 또 다른 분기판이 형성되고, 양전극부와 음전극부로부터 연장된 또 다른 분기판들의 마주보는 면에 각각 음극 돌기와 양극 돌기가 형성되도록 구성될 수도 있다.

이 때, 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기 사이에서 일어나는 전기 분해 반응이 보다 격렬히 일어나도록 하기 위하여, 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기는 백금 으로 형성되거나 백금 도금된 것이 바람직하다. 여기서, 백금 도금층은 전극부 전체에 걸쳐 형성될 수도 있으나, 음극 돌기와 양극 돌기에는 보다 두껍게 도금되는 것이 보다 효과적이다. 그리고, 제조 원가 대비 우수한 전기 분해 성능을 얻기 위하여 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기는 탄소 재질로 형성될 수도 있다. 특히, 양식장 주변에 적조를 예방하거나 제거하기 위한 용도로 사용되는 경우에는, 보다 많은 양의 산화체가 바닷물 등의 내부에 생성되어야 하므로, 보다 넓은 표면적을 갖는 전극부가 형성되어야 한다. 따라서, 백금이나 티타늄으로 상기 돌기를 형성하는 것도 바람직하지만, 커다란 전극부의 제조 비용을 절감하기 위하여 탄소 재질인 흑연으로 형성되는 것이 효과적이다.

한편, 상기 양극 돌기와 상기 음극 돌기가 형성되는 대신에, 그 주변에 홈을 형성하여 일정 부분에 전하가 집중되도록 함으로써 동일한 효과를 얻을 수도 있다.

그리고, 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기가 백금으로 형성되고, 어느 정도 이상의 크기로 형성된다면, 나사 결합 등과 같은 방법에 의하여 돌기만을 교체할 수 있게 형성될 수도 있다.

또한, 상기 전극부에 전원을 공급하기 위한 전원공급선은 바닷물에 노출되므로, 탄소 막대 또는 티타늄에 백금도금된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 전원의 공급은 배에 장착된 전동기를 이용하여 발전된 전기를 직류로 변환하여 전극부에 공급된다.

상기 케이스의 유출입 통로는 물의 원활한 유출입을 위하여 망으로 형성된다. 이를 통해, 염분을 함유한 바닷물이 자유롭게 케이스 내부로 유입되어 양극 돌 기와 음극 돌기 사이에서 격렬하게 전기 분해되고, 격렬한 전기 분해를 통해 발생되는 산화체(O3, H2O2, HOCl, OH라디칼)는 저절로 바닷물의 수면을 향해 올라가면서, 접촉하는 미생물, 조류 등을 제거함으로써 적조 현상을 제거할 수 있으며, 수중의 세균이나 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이도 함께 제거할 수 있게 된다. 또한, 상기 망의 격자 크기는 바닷물 속의 이물질이 케이스 내로 침투되는 것을 억제하면서도, 산화체와 물이 케이스의 내외로 원활하게 이동할 수 있는 크기(예컨대, 피치가 1mm 내지 30mm)로 형성된 것이 바람직하다.

이와 같은 적조제거장치는 배에 고정되어, 적조나 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등이 접근해오는 해역으로 이동하여, 그 근처에 배를 세우거나 이동시켜가면서, 배에 설치된 전원 공급부로부터 전원을 인가하여 양극 돌기와 음극 돌기 사이에서 짧은 시간 내에 다량의 산화체를 발생시킴으로써, 적조가 소정의 영역 내로 들어오는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 음전극부를 끼워 고정하는 음극 지지턱과, 상기 양전극부를 끼워 고정하는 양극 지지턱을 구비하고, 상기 전원공급부로부터 공급받은 전원의 음극을 상기 음극 지지턱과 연결하고, 상기 전원공급부로부터 공급받은 전원의 양극을 상기 양극 지지턱과 연결하도록 구성된 지지대를 더 포함하여 구성된다. 이를 통해, 전극부를 상기 케이스 내에 용이하게 설치할 수 있으며, 상기 지지대의 지지턱에 전극부를 단순히 착탈시킴으로써 용이하게 교체하는 것이 가능해진다. 이 때, 지지대는 상기 케이스 내에 고정 설치된다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은 전술한 적조제거장치를 이용한 적조제거방법으로서, 상기 고정끈으로 상기 적조제거장치를 고정하는 단계와; 상기 전극부에 전원이 인가된 상태로, 적조 발생 영역 내에서 상기 배를 이동시키는 단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 적조제거방법을 제공한다.

또 한편, 본 발명은 상기 적조제거장치를 이용한 적조제거방법으로서, 상기 전극부에 간헐적으로 전원을 공급하는 단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 적조제거방법을 제공한다. 이는, 적조제거장치의 전극부에 일정한 주기로 또는 불규칙한 주기로 간헐적으로 전원을 공급하여 산화체를 수중에 생성함으로써, 양식장 주변이나 어항 내부에 세균, 박테리아, 조류, 곰팡이, 바이러스 등이 발생하거나 번식하는 것을 사전에 예방할 수 있게 된다.

이 때, 상기 전극부에 전원이 공급되는 시간은 상기 센서에 의해 측정된 수중의 세균, 박테리아, 조류, 곰팡이, 미생물, 바이러스 중 어느 하나 이상의 양에 따라 증감하여 조절된다. 이를 통해, 미생물, 곰팡이 등의 양이 많은 경우에는 전극부에 전원을 오랫동안 인가함으로써, 효과적으로 양식장 주변이나 어항 내부의 미생물, 곰팡이 등을 제거하거나 예방할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은, 물이 통과할 수 있도록 형성된 망과; 음전극부와, 상기 음전극부와 마주보도록 형성된 양전극부로 형성되고, 상기 망에 분포되어 고정된 다수의 전극부와; 상기 전극부에 전원을 공급하는 전원 공급부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 적조제거장치를 제공한다.

이는, 그물과 같은 망을 적조가 발생되었거나 발생될 우려가 있는 물 속에 에 전극부를 고정하여 전원을 인가함으로써, 보다 넓은 표면적이 물과 접촉함으로써, 단 시간에 많은 미생물, 조류 등을 제거할 수 있도록 하기 위함이다. 이와 같은 망을 이용하여 적조를 제거하려면, 상기 망의 양끝단을 2척의 배에 고정시키고, 전극부에 전원을 인가한 상태로 2척의 배가 적조 발생 영역을 통과하도록 이동하는 것에 의하여 이루어질 수 있다. 이를 통해, 전극부에서 발생된 산화체와 적조를 유발하는 조류와의 접촉 면적이 극대화하여, 짧은 시간에 적조를 사멸시킬 수 있는 장점을 얻을 수 있다.

여기서, 전극부에 공급하는 전원공급부의 전원공급용 케이블 자체로 망을 형성할 수도 있고, 노끈 등으로 망을 형성한 후에 전극부를 망에 고정시키고, 각각의 전극부에 별도의 전원공급용 케이블을 연결하여 전극부에 전원을 공급할 수도 있다. 이 때, 전원은 배의 발전기로부터 전기를 발생시켜, 직류 전원으로 변환한 후, 전원공급용 케이블을 통해 전극부에 직류 전원을 공급하게 된다.

여기서, 전극부는, 전술한 바와 마찬기지로, 짧은 간극을 두고 나란히 배열될 수도 있으며, 전하를 집중시켜 보다 많은 산화체를 생성시키기 위하여 상기 음전극판과 상기 양전극판에는 서로 마주보도록 다수의 음극 돌기와 다수의 양극 돌기가 각각 형성될 수 있다.

상기 망의 양단을 2척의 배에 고정한 상태로 이동하면서 적조를 제거하는 경우에, 보다 넓은 표면적을 확보하기 위하여, 전극부가 고정된 망은 장방형으로 형성된 것이 바람직하다. 이를 통해, 2척의 배가 서로 멀리 떨어진 상태로, 상기 망의 양단을 고정하여 전극부에 전원을 공급한 상태로 이동하면, 보다 넓은 적조 영역을 제거할 수 있게 된다.

즉, 본 발명은, 상기 적조제거장치를 이용한 적조제거방법으로서, 상기 망의 양단을 2척 이상의 배에 고정하는 단계와; 상기 전극부에 전원이 인가된 상태로, 상기 망이 적조 발생 영역을 지나도록 상기 배를 이동시키는 단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 적조제거방법을 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적조제거장치가 배에 고정된 구성을 도시한 사시도, 도2는 도1의 적조제거장치의 구성을 도시한 사시도, 도3은 도2의 전극부의 구성을 도시한 사시도, 도4는 도3의 분리 사시도, 도5는 도3의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도, 도6은 도2의 적조제거장치의 배선도, 도7은 본 발명에 따른 또 다른 형태의 전극부의 구성을 도시한 단면도, 도8은 염수의 전기 분해에 따른 염소 이온의 증가량을 측정하여 도시한 실험 데이터 그래프, 도9은 도1의 적조제거장치를 이용하여 적조를 제거하는 것을 도시한 개략도이다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적조제거장치(100)는, 내부에 수용 공간을 가지고 바닷물이 자유롭게 유출입하도록 형성된 케이스(110)와, 케이스(110)의 바닥면에 고정 설치되고 직류 전원을 공급받아 산화체(190)를 발생시키는 전극부(130)와, 전극부(130)에 전원을 공급하는 전원 공급부(120)와, 케이스(110)를 배(88)에 고정하도록 케이스(110)로부터 연장된 끈(114)으로 구성된다.

여기서, 케이스(110)는 외부의 충격에도 전극부(130)가 파손되지 않도록 직 육면체 형상의 프레임(111)과, 케이스(110)의 저면에 형성된 판(板)형상의 바닥판(112)과, 바닷물과 산화체가 자유롭게 유출입할 수 있지만 바닷물의 부유물이 쉽게 유입되지 못하는 크기로 프레임(111) 사이에 형성된 망(113)으로 구성된다.

또한, 상기 적조제거장치(100)는, 바닷물 내에 잠기어 설치될 수도 있으며, 집안이나 수족관의 어항 내에도 잠기어 설치될 수 있다. 집안이나 수족관의 어항 내에 잠기어 설치되는 경우에는, 적조를 제거하기 보다는 수족관 내부의 미생물, 곰팡이 등을 살균시키는 용도로 사용되며, 살균해야 하는 체적이 바닷물 내에 비하여 훨씬 작아지므로, 전극부(130)의 크기는 이에 비례하여 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 전원 공급부(120)는 배(88)에서 발전된 전원을 직류 전원으로 변환시켜 전극부(130)에 공급한다.

상기 전극부(130)는, 도3 내지 도6에 도시된 바와 같이, 복수의 음극 돌기(131a)가 표면에 형성된 음전극판(131)과, 복수의 양극 돌기(132a)가 표면에 형성된 양전극판(132)과, 음전극판(131)과 양전극판(132)을 끼워 고정하고 케이스(110)의 바닥판(112)에 고정되는 지지대(133)와, 지지대(133)의 고정공(133a)을 관통하여 케이스(110)의 바닥면(112)에 고정하는 고정 나사(134)를 포함하여 구성된다.

여기서, 음전극판(131)과 양전극판(132)은 소정의 간격(d2)만큼 이격되어 지지대(132)에 고정되고, 소정의 간격(d1)만큼 이격되고 서로 마주보도록 서로 마주보는 면(B)으로부터 돌출 형성된 원추형의 음극 돌기(131a)와 양극 돌기(132a)를 구비하여, 전극판(131,132)에 인가된 전하가 돌기(131a,132a)의 선단부(B)에 집중된다. 따라서, 동일한 전원을 인가한 경우에 비하여 음극 돌기(131a) 와 양극 돌기(132) 사이의 물의 전기 분해를 더욱 촉진시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 음극 돌기(131a)와 양극 돌기(132a)에는 두껍게 백금 도금되어 활발한 전기 분해가 일어나도록 한다. 한편, 약간의 효율은 저감되지만, 제조 비용의 절감을 위하여 흑연이나 티타늄으로 돌기(131a, 132a)가 형성될 수도 있다.

그리고, 지지대(133)는, 도5에 도시된 바와 같이, 음전극판(131)을 끼워 고정하도록 요입 형성된 음전극판 접속 슬롯(1331)과, 양전극판(132)을 끼워 고정하도록 요입 형성된 양전극판 접속 슬롯(1332)이 형성된다. 그리고, 도6에 도시된 바와 같이, 지지대(133)의 내부에는 음극 전원선(121)이 음전극판 접속 슬롯(1331)과 연결되고, 양극 전원선(122)이 양전극판 접속 슬롯(1332)과 연결되도록 구성되어, 지지대(133)의 슬롯(1331, 1332)에 전극판(131,132)을 끼우기만 하면, 해당 전원이 전극판(131,132)에 공급되도록 구성된다.

따라서, 전극판(131,132)의 백금이 소모되면, 소모된 전극판(131,132)을 슬롯(1331,1332)으로부터 빼내고 새로운 전극판(131,132)을 슬롯에 끼우기만 하면 교체가 완료된다. 따라서, 상기와 같이 구성된 적조제거장치(100)는 반영구적으로 사용할 수 있게 된다.

상기 적조제거장치(100)에는 도면에 도시되지는 않았지만, 주변의 미생물의 양을 검출하는 센서를 구비하여, 감지된 미생물의 양에 따라 전극부(130)에 공급하는 전원 인가 시간을 증감시키는 제어 회로부(미도시)가 장착된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 적조제거장치(100)의 작동 원리를 상술한다.

사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 적조제거장치(100)를 이용하여 양식장(99)에서 양식중인 대상물을 보호하거나 이미 발생된 미생물, 세균, 곰팡이 등을 제거하고자 하는 경우에는, 도9에 도시된 바와 같이, 배(88)에 전극부(130)를 내장한 케이스(110)를 고정끈(114)으로 매단다.

그리고 나서, 적조가 발생하여 양식장(99)을 향하여 적조가 접근하거나, 양식장(99) 주변에 미생물, 세균, 곰팡이의 양이 많아지는 경우에, 전원 공급부(120)로부터 각각의 적조제거장치(100)의 전극부(130)에 전원이 인가되어, 전원 공급부(120)로부터 전원이 지지대(133)의 음전극판 접속 슬롯(1331)과 양전극판 접속 슬롯(1332)으로 공급된다. 그리고 나서, 각각의 접속 슬롯(1331,1332)을 통해, 음극 전원은 음전극판(131)에 공급되고 양전 전원은 양전극판(132)에 공급된다. 이 때, 음전극판(131)과 양전극판(132)에 각각의 전원이 인가되지만, 각 전극판(131,132)의 마주보는 표면에 형성된 음극 돌기(131a)와 양극 돌기(132a)에 전하가 집중된다. 이 상태로 배(88)는 적조발생영역(98)의 주변을 이동한다.

이를 통해, 각각의 돌기(131a,132a) 사이에서 전기 분해가 격렬히 일어나게 되며, 격렬한 전기 분해를 통해 다량으로 발생되는 오존, 과산화수소, HOCl, OH라디칼 등의 산화체(190)는 적조의 원인이 되는 세균, 박테리아 등을 단시간 내에 사멸시켜 제거하게 된다.

그리고, 적조제거장치(100)의 센서로부터 주변의 세균, 박테리아, 곰팡이, 미생물 등의 양이 기준치 이하로 감지되면, 전극부(130)에 공급하는 전원이 차단된다.

이 때, 적조의 띠의 폭이 크면 전원 공급부(120)로부터 인가되는 전력량을 증가시켜 보다 많은 산화체가 순간적으로 발생될 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 적조제거장치(100)를 이용하여 양식장(99)에서 양식중인 대상물에 미생물이나 세균 등이 번식하는 것을 근본적으로 예방하기 위해서는, 소정의 시간 간격을 두고 간헐적으로 전극부(130)에 전원을 인가하여 산화체를 발생시키도록 작동할 수 도 있다. 또한, 미생물 등의 양을 감지하는 센서 또는 바닷물이나 어항 내의 물의 혼탁도를 감지하여 그 정도가 소정치 이상인 경우에 산화체를 발생시킴으로써, 불필요한 전원의 낭비를 방지하면서 미생물이나 곰팡이 등이 발생되거나 번식하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 적조가 양식장(99)에 가까히 근접하기 전이라도, 보다 능동적으로 적조에 접근하여, 미리 적조를 제거하는 것이 가능해진다.

이 때, 어항이나 수족관에 적조제거장치(100)를 설치하여 사용하는 경우에는, 어항 주변의 고정물에 매달아 상기 케이스(110)가 수중에 잠기도록 설치할 수도 있고, 케이스(110)로부터 연장된 위치에 형성된 부표(미도시)에 의해 어느 영역에 위치할 수 있도록 적조제거장치(100)를 설치할 수도 있다.

한편, 도8에 도시된 전극판(231,232)은, 하나의 판상(板狀)으로 형성되지 않고, 전극판(231,232)로부터 분기된 분기판(2311,2321)을 포함하여 구성될 수 있고, 크게 이격된 전극판(231,232)에 전극 돌기가 형성되지 않고, 보다 근접한 거리에서 서로 마주보는 분기판(2311,2321)에 각각의 음극 돌기(2311a)와 양극 돌기(2321a)가 형성되도록 구성될 수도 있다. 이와 같은 구성을 통하여, 단위 체적 내에 전기 분해가 격렬히 일어나는 영역을 보다 많이 확보함으로써, 보다 짧은 시간에 적조를 제거할 수 있게 되는 잇점을 갖는다.

도9는 0.98%농도와 pH6.39를 갖는 소금물에 5V, 2.2A의 전류를 흘려주어 전기 분해에 따른 염소 이온의 증가량을 측정하여 도시한 실험 데이터 그래프이다. 도6의 실험 결과에 나타난 바와 같이, 소금물에 대해서는 보다 격렬한 전기 분해가 이루어지므로, 보다 신속한 제거사멸속도가 빠른 적조에 대해서도 신속하게 미생물을 효과적으로 제거하여 적조를 제거할 수 있게 된다.

도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적조제거장치의 구성을 사시도, 도11은 도10의 전극부의 구성을 도시한 사시도, 도12는 도11의 분리 사시도, 도13은 도11의 절단선 XⅢ-XⅢ에 따른 단면도, 도14는 도11의 적조제거장치의 배선도, 도15는 도10의 적조제거장치를 이용하여 적조를 제거하는 것을 도시한 개략도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적조제거장치(200)는 그물 형상의 격자가 형성된 망(210)과, 망(210)의 그물부(212)에 분포되어 고정된 다수의 전극부(240)와, 전극부(240)에 전원을 공급하는 전원공급부(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 망(210)은, 물이 원활히 통과하도록 중앙부에 그물 형상으로 그물부(210)가 형성되고, 양 끝단이 배(88)에 고정되도록 연장끈(211)이 형성된다. 즉, 망(210)의 양단을 2척의 배에 각각 고정시킨 상태에서, 적조발생영역(98)을 적조제 거장치(200)가 지나도록, 배(88)가 동일한 방향(88a)으로 이동하면, 각각의 전극부(240)에서 산화체가 발생되어 보다 넓은 면적으로 적조 발생 영역과 접촉하게 되므로, 짧은 시간에 넓은 영역의 적조를 제거할 수 있게 된다.

따라서, 전극부(140)는 복수 쌍의 전극판(241,242)으로 형성될 수도 있지만, 제한된 전원을 효과적으로 이용하기 위하여, 각각의 전극부(240)는 도11 내지 도13에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 전극판(241,242)만이 배치되고, 그 대신, 보다 많은 수의 전극부(240)가 그물부(211)에 분포되도록 하는 것이 바람직하다.

전극부(240)에 전원을 공급하기 위하여, 전원공급케이블(261,262)은 망(210)을 형성하는 끈을 따라 감기어 각각의 전극부(240)에 연결된다. 그 회로도는 도14에 도시되어 있다. 그 밖의 전극부(140)의 상세 구성은 이미 상술한 전극부(130,230)의 구성과 동일 유사하다.

상기와 같이 구성된 적조제거장치(200)를 이용하여, 상기 망(210)의 양단에 연장된 연결끈(212)을 2척의 배(88)에 고정하고, 상기 전극부(240)에 전원이 인가된 상태로, 상기 망(210)이 적조 발생 영역(98)을 지나도록 배(88)를 이동시키면, 보다 넓은 부분에 분포되어 산화체가 생성되므로, 넓게 분포된 적조를 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 즉, 간단한 구성으로 산화체를 보다 많이 생성하는 적조제거장치를 구현하기 위하여, 뾰족하거나 기둥 형상으로 전하를 집중시키는 전극 돌기를 포함하여 구성된 것을 예시하였으나, 본 발명의 전극 돌기는 뾰족하거나 원기둥 형상으로 형성되는 것에 국한되지 않으며, 전하의 집중을 유도하기 위하여 전극부로부터 돌출 형성되는 어떠한 형상(예컨대, 돌출된 막대)이라도 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 물이 통과할 수 있도록 형성된 망과; 음전극부와, 상기 음전극부와 마주보도록 형성된 양전극부로 형성되고, 상기 망에 고정된 전극부와; 상기 전극부에 전원을 공급하는 전원 공급부를; 포함하여 구성되어, 망에 골고루 분포되어 고정된 상기 다수의 전극부에서의 전기 분해로 산화체를 생성하여, 적조 발생 영역과 보다 넓은 면적이 접촉하도록 함으로써, 세균, 박테리아, 미생물, 적조의 원인이 되는 조류 등을 단시간 내에 사멸시키는 것에 의하여, 조류, 곰팡이, 미생물 등으로부터 양식장 등을 보호할 수 있도록 하는 적조제거장치 및 이를 이용한 적조제거방법을 제공한다.

또한, 상기 망을 양식장 주변이나 배치시키는 것에 의하여 어항 내부에 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등이 발생되는 것을 미연에 방지하는 적조제거방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 해양의 적조 원인이 되는 미생물을 제거함에 있어서 해양의 생태계를 파괴시키지 않으면서 효과적으로 적조를 제거하는 적조제거장치를 제공한다.

이 때, 음극 돌기와 양극 돌기에 집중된 전하를 이용하여 산화체를 생성하므 로, 보다 적은 용량의 전원 공급부로도 충분한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 적조제거장치는 단순히 바다에서 발생되는 적조를 제거하는 용도로 사용되는 것에 한정되지 않으며, 댐에 수용되는 민물 내에서 조류나 민물 담치, 곰팡이, 미생물, 세균, 박테리아 등을 사멸시키거나 예방하는 용도로도 활용 가능하며, 수중의 생물체가 이들에 의하여 감염된 경우에 이들을 치료하는 용도로도 활용 가능하다.

Claims

바다 및 민물에서 적조를 제거하는 장치로서,

물이 통과할 수 있도록 형성된 그물망과;

음전극부와, 상기 음전극부와 이격된 양전극부로 이루어지고 물속에 잠기도록 상기 그물망에 분포되어 고정된 다수의 전극부와;

상기 전극부에 직류 전원을 공급하는 전원 공급부를;

포함하고, 상기 전원 공급부로부터 상기 전극부에 직류 전원을 인가하여 상기 전극부 주변에서 상기 물을 전기 분해하여 생성된 산화체에 의하여 적조를 제거하는 것을 특징으로 하는 적조제거장치.
제 1항에 있어서,

상기 산화체는 차아염소산을 포함하는 것을 특징으로 하는 적조제거장치.
제 2항에 있어서,

상기 음전극부와 상기 양전극부는 서로 마주보는 판형상의 음전극판과 양전극판으로 형성되고, 그 표면에는 서로 마주보도록 다수의 음극 돌기와 다수의 양극 돌기가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 적조제거장치.
제 3항에 있어서,

상기 음극돌기와 상기 양극돌기는 백금, 흑연, 티타늄 중 어느 하나 이상의 재질로 형성되거나 도금된 것을 특징으로 하는 적조제거장치.
제 2항에 있어서,

상기 전극부에 공급되는 전원공급부의 전원 공급용 케이블은 탄소막대로 형성되거나 티타늄에 백금이 도금되어 형성된 것을 특징으로 하는 적조제거장치.
제 2항에 있어서,

상기 망은 장방형으로 형성된 것을 특징으로 하는 적조제거장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 적조제거장치를 이용한 적조제거방법으로서,

상기 그물망의 끝단을 서로 다른 위치에 있는 2척 이상의 배에 고정하는 단계와;

상기 전극부에 전원이 인가된 상태로, 상기 망이 적조 발생 영역을 지나도록 상기 배를 이동시키는 단계를;

포함하는 것을 특징으로 하는 적조제거방법.
제 7항에 있어서,

상기 전극부에 공급하는 전원은 상기 배로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 적조제거방법.
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