KR101266959B1 - 해수정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횟집이나 수산시장 등에서 사용하는 활어 수족관 속의 용수에 포함되어 있는 부유물, 각종 유해 유기물 등을 효과적으로 제거할 수 있는 해수정화장치에 관한 것이다.
본 발명은 수족관 내의 용수를 순환시키는 방식을 적용하면서 용수 속에 포함되어 있는 부유물을 버블을 이용하여 1차 제거하는 동시에 오존 조사 등을 통해 2차 살균 처리하는 새로운 형태의 용수 정화방식을 구현함으로써, 수족관의 용수 내에 항시 잔류하는 고기의 비늘이나 분비물 등의 각종 오염물을 효과적으로 여과 처리할 수 있는 등 활어의 선도유지 및 수명연장을 위한 수족관의 환경을 조성할 수 있고, 수족관의 운영 및 관리에 소요되는 비용을 효과적으로 절감할 수 있는 한편, 수족관 내의 용수 속에 포함되어 있는 부유물 등의 제거를 위한 수단으로 다층 형태의 타공망 구조물을 채용하여, 버블 발생을 획기적으로 증가시킴으로써, 수족관 내의 용수 정화 및 정수 기능을 한층 향상시킬 수 있는 해수정화장치를 제공한다.

Description

해수정화장치{Seawater purification apparatus}

본 발명은 해수정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 횟집이나 수산시장 등에서 사용하는 활어 수족관 속의 용수에 포함되어 있는 부유물, 각종 유해 유기물 등을 효과적으로 제거 및 정화할 수 있는 해수정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 횟집, 수산시장 등에서는 살아있는 생선을 현장에서 직접 수요자에게 공급할 수 있도록 활어 수족관을 설치하여 사용하고 있으며, 이러한 활어 수족관에는 수족관 내의 용수를 깨끗하게 유지시켜 주기 위한 정수장치가 필수적으로 사용되고 있다.

이러한 활어 수족관의 정수장치는 통상의 여과방식, 예를 들면 활어 수족관의 용수가 펌프를 통해 흡입되면서 스폰지 등의 여과매체를 거친 후에 냉각기를 통과하여 다시 활어 수족관으로 순환하는 방식을 그대로 채용하고 있다.

이러한 정수장치는 관계로 활어 수족관의 용수 내 각종 불순물 등을 정화시키는 기능은 어느 정도 효과가 있기는 하지만, 용수를 활성화시키는 측면에서는 미흡한 점이 많이 있고, 고기의 비늘이나 분비물 등과 같이 입자가 큰 오염물 등은 효과적으로 걸러주지 못하는 등의 여러 문제점을 가지고 있다.

즉, 기존 활어 수족관에서 사용하고 있는 정수장치는 수족관에서 사용한 용수를 펌핑하여 필터에 의해 오염물질들을 제거한 다음, 다시 강제로 순환시키는 단순한 환수구조를 취하고 있어, 미세한 불순물이나 수족관 내에서 사육되는 어패류의 배뇨물 등을 제대로 여과시켜 주지 못해 수족관을 청결하게 유지하기 어려웠다.

또한, 에어펌프와 연결된 기포 발생기에서 산소를 공급하면서 물을 강제 순환시키며 필터를 통과시킴으로써, 물 속에 포함된 각종 오물을 걸러내거나 또는 일정한 주기로 수족관의 물을 전부 교환하는 방식을 적용하고 있는 경우에 있어서는 정수기능이 저조할 뿐만 아니라, 운영비도 적지 않게 소요되는 등의 여러 문제점이 있다.

아울러, 기존 정수장치는 스펀지나 세척솔 등을 이용하여 일일이 수작업으로 세척하게 됨으로서, 상당한 인력과 시간이 낭비되는 비경제적인 단점이 있다.

이러한 점들 감안하여 국내 등록특허 10-0725275호에서는 "생물학적 여과터널을 이용한 활어수 정화시스템"을 제시하고 있고, 국내 등록특허 10-0799357호에서는 "생물학적 여과터널을 이용한 활어수 정화장치"를 제시하고 있다.

그러나, 위와 같은 기존의 정화시스템이나 정화장치에서는 용수의 유지관리에 따른 어려움, 누수 발생 및 대용량 처리가 곤란한 점, 여과기 등을 통해 증가되는 각종 부산물 등을 효과적으로 처리할 수 없는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 수족관 내의 용수를 순환시키는 방식을 적용하면서 용수 속에 포함되어 있는 부유물을 버블을 이용하여 1차 제거하는 동시에 오존 조사 등을 통해 2차 살균 처리하는 새로운 형태의 용수 정화방식을 구현함으로써, 수족관의 용수 내에 항시 잔류하는 고기의 비늘이나 분비물 등의 각종 오염물을 효과적으로 여과 처리할 수 있는 등 활어의 선도유지 및 수명연장을 위한 수족관의 환경을 조성할 수 있고, 수족관의 운영 및 관리에 소요되는 비용을 효과적으로 절감할 수 있는 해수정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 수족관 내의 용수 속에 포함되어 있는 부유물 등의 제거를 위한 수단으로 다층 형태의 타공망 구조물을 채용하여, 버블 발생을 획기적으로 증가시킴으로써, 수족관 내의 용수 정화 및 정수 기능을 한층 향상시킬 수 있는 해수정화장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 해수정화장치는 다음과 같은 특징이 있다.

상기 해수정화장치는 전면의 해수 배출구와 후면의 해수 유입구 및 오염수 배출구를 가지고 있으며, 내부는 해수 유도관과 해수 유도구를 통해 해수의 흐름이 가능한 동시에 차례로 연접배치되는 3개의 격실로 구획되어 있는 본체와, 상기 본체의 첫번째 격실에 형성되는 것으로서, 해수 유입구와 연결된 해수 도입구와 공기의 유입을 위한 공기 도입구를 가지는 혼합기와 공기 흡입 및 산소 발생을 위한 순환모터를 이용하여 수족관측에서 유입되는 해수를 공기와 함께 섞어주는 해수공기혼합부와, 상기 본체의 두번째 격실에 형성되는 것으로서, 하부에 위치되는 다공층 구조의 버블 안정기와 상부에 위치되는 버블 유로기를 이용하여 해수공기혼합부에서 해수 유도관을 따라 넘어온 해수에 버블을 발생시킴과 더불어 상승하는 버블을 통해 해수 속의 오염물질을 함께 상부로 배출시키는 버블 정수부와, 상기 본체의 세번째 격실에 형성되는 것으로서, 내부에 설치되어 있는 살균을 위한 오존 램프 및 활어에 유익한 다수의 산호사 등이 들어 있는 타공망 구조의 미생물 박스를 이용하여 버블 정수부에서 해수 유도구를 통해 들어온 해수를 살균처리 및 수질개선한 후, 해수 배출구를 통해 수족관측으로 공급하는 미생물 정수부를 포함하는 구조로 이루어진 것이 특징이다.

여기서, 상기 해수공기혼합부는 물과 공기의 혼합을 위한 밀폐된 박스형 구조의 혼합실을 포함하며, 상기 혼합실의 내부에는 순환모터의 임펠러와 하우징 형태의 혼합기가 배치되는 동시에 공기 도입구가 혼합기의 내부를 지나 임펠러의 축선상의 바로 아래쪽에 위치됨으로써, 순환모터 작동시 혼합실 내부에서 공기와 해수의 혼합과 산소의 발생이 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 버블 정수부의 버블 안정기는 다수의 버블 발생홀을 가지는 복수의 버블 플레이트를 앞뒤로 일정간격을 두고 나란하게 배치하는 동시에 경사진 자세를 갖도록 하면서 각 플레이트 양단을 지지판으로 연결한 다공층 및 다단 구조의 사각의 통 형태로 구성하여, 낙하되는 해수가 구멍 사이사이를 부딪히는 마찰에 의해 버블이 만들어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 버블 안정기의 각 버블 플레이트가 갖는 버블 발생홀의 경우, 서로 인접한 다른 버블 플레이트의 버블 발생홀과 서로 어긋난 위치에 형성되도록 하여, 보다 많은 버블을 만들어 낼 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 버블 정수부의 버블 유로기는 다수의 버블 통과홀을 가지는 삿갓 모양의 판과 해수 유도관이 관통되는 평판으로 구성되는 베이스와, 상기 베이스의 상면에서 서로 마주보며 안쪽으로 경사지게 세워지는 2개의 역류 방지판과, 상기 베이스의 상면에서 역류 방지판의 사이에 위치되는 버블 확산판으로 구성될 수 있으며, 이에 따라 오염물질이 포함된 버블을 오염수 배출구측으로 유도할 수 있게 된다.

또한, 상기 해수정화장치의 본체는 해수 배출구와 연결되어 해수의 통로 역할을 하는 조절기 본체와, 상기 조절기 본체의 내부 유로에서 회전가능한 구조로 삽입 설치되어 유로를 흐르는 해수의 양을 조절하는 밸브체로 구성되는 수위 조절기를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 제공하는 해수정화장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 활어 수족관에서 사용되는 용수에 포함되어 있는 비늘이나 배설물 등의 각종 오염물은 물론, 미세한 불순물까지 여과 처리함으로써, 용수의 살균 및 정화 효율을 높일 수 있고, 수족관을 항상 쾌적하고 깨끗하게 유지할 수 있는 등 활어의 선도유지 및 수명연장을 도모할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 정수장치 및 수족관의 세척이 필요없고 용수를 자주 갈아주지 않아도 되는 등 활어 수족관의 유지 및 보수, 관리에 소요되는 비용이나 수고 등을 줄일 수 있고, 따라서 활어 수족관을 경제적으로 운영할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 소독을 거친 해수를 산호사 미생물박스를 통과시켜 바다와 같은 수질을 만들어 줌으로써, 활어의 생장에 유익한 환경을 조성할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수정화장치의 외부 형태를 나타내는 사시도
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수정화장치의 내부 구조를 나타내는 단면도
도 3은 도 1의 A-A 선 단면도
도 4는 도 1의 B-B 선 단면도
도 5는 도 1의 C-C 선 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수정화장치에서 버블 안정기와 버블 유로기를 나타내는 사시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수정화장치의 사용상태를 나타내는 단면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수정화장치의 외부 형태를 나타내는 사시도이고, 도 2a 및 2b와 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수정화장치의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 해수정화장치는 순환모터 등을 이용한 해수와 공기의 혼합 과정, 버블 발생수단을 이용한 오염물질의 포집 과정, 오존과 산호사 등을 이용한 살균 및 수질 개선 과정 등을 통해 수족관 내의 해수를 순환시키면서 깨끗하게 여과함으로써, 수족관 내의 환경을 활어가 생장하는데 적합한 환경으로 조성할 수 있는 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 해수는 수족관측에 설치되어 있는 모터(미도시)의 펌핑력에 의해 해수정화장치와 수족관 사이를 순환할 수 있게 된다.

이를 위하여, 사각의 케이스 형태로 이루어진 본체(15)가 마련되고, 상기 본체(15)의 전면에는 깨끗히 여과된 해수를 수족관측에 공급할 수 있는 해수 배출구(10)가 형성되며, 후면에는 수족관측에서 보내지는 해수를 본체 내부로 유입하기 위한 해수 유입구(11)와 본체 내부에서 버블과 함께 포집되어 있는 오염물질을 외부로 빼내기 위한 오염수 배출구(12)가 형성된다.

이러한 본체(15)의 내부는 본체 위아래를 가로질러 설치되는 2개의 격판(39a,39b)에 의해 조성되면서 본체 좌우 길이방향을 따라 차례로 연접배치되는 3개의 격실로 구획되어 있으며, 각각의 격실 간에는 해수의 흐름이 가능하도록 되어 있다.

예를 들면, 상기 본체(15)의 내부에는 첫번째 격실에 조성되는 해수공기혼합부(20), 두번째 격실에 조성되는 버블 정수부(23), 세번째 격실에 조성되는 미생물 정수부(26)가 차례로 구획되면서 형성되며, 상기 해수공기혼합부(20)와 버블 정수부(23) 사이에는 해수 유도관(13)이 연결 설치되고, 상기 버블 정수부(23)와 미생물 정수부(26)는 격판(39b)의 하단부에 형성되는 해수 유도구(14)에 의해 서로 통할 수 있게 된다.

이때, 상기 해수 유도관(13)은 한쪽이 후술하는 혼합실(27)의 상판에 연결되고, 다른 한쪽은 상부로 연장되어 격판(39a)을 관통한 다음에 재차 하부로 연장되어 후술하는 버블 유로기(22)의 베이스(33)에 연결되는 구조로 연결 설치된다.

그리고, 상기 해수공기혼합부(20)의 내부 아래쪽 공간으로는 해수 유입구(11)가 연결되고, 상기 버블 정수부(23)의 내부 윗쪽 공간으로는 오염수 배출구(12)가 연결되며, 상기 미생물 정수부(26)의 내부 아래쪽 공간으로는 해수 배출구(10)가 연결된다.

이에 따라, 수족관에서 보내지는 해수는 해수 유입구(11)를 통해 유입된 후, 해수공기혼합부(20)→해수 유도관(13)→버블 정수부(23)→해수 유도구(14)→미생물 정수부(26)를 경유한 다음, 해수 배출구(10)를 빠져나가 다시 수족관으로 보내질 수 있게 되며, 이러한 경로를 따라 계속 순환하면서 해수의 정화가 이루어질 수 있게 된다.

그리고, 상기 버블 정수부(23)의 내부에서는 해수 속의 오염물질이 버블과 함께 위로 상승하여 오염수 배출구(12)를 통해 외부로 배출되는 과정이 이루어질 수 있게 된다.

특히, 상기 본체(15)에는 본체 내부의 수위를 조절할 수 있는 수위 조절기(38)가 구비되며, 이때의 수위 조절기(28)를 조작하는 정도에 따라 본체 내부의 수위가 조절될 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 수위 조절기(38)는 해수의 통로 역할을 하는 유로를 가지는 조절기 본체(36)와, 상기 조절기 본체(36)에 회전가능한 구조로 결합되는 밸브체(37)로 구성된다.

여기서, 상기 조절기 본체(36)는 3개의 포트를 갖는 대략 "T"자 모양으로서, 측면쪽의 포트를 통해 본체(15)의 해수 배출구(10)와 연결되고, 윗쪽의 포트로는 밸브체(37)가 끼워지게 되며, 아래쪽 포트는 수족관측으로 향하는 파이프(미도시)가 연결된다.

그리고, 상기 밸브체(37)는 사용자가 손으로 돌릴 수 있는 부분으로서, 하단부에 경사진 절단면을 가지는 원통형으로 이루어지며, 조절기 본체(36)의 내부에 끼워진 상태에서 그 하단부의 절단면은 측면 포트측 유로과 아래쪽 포트측 유로가 만나는 중간지점에 위치될 수 있게 된다.

이에 따라, 상기 해수 배출구(10)를 빠져나온 해수는 조절기 본체(36)의 측면 유로에서 아래쪽 유로로 흐르게 되고, 그 중간지점을 단속하고 있는 밸브체(37)의 회전 조작정도에 따라 유량이 조절되면서 본체 내부의 수위가 조절될 수 있게 된다.

즉, 상기 밸브체(37)를 자체 축선을 중심으로 회전시켜서 그 절단면이 측면 유로쪽을 향하게 하게 되면, 측면 유로쪽의 해수가 100% 아래쪽 유로쪽으로 진행될 수 있게 되고, 반대로 절단면의 뒷쪽을 측면 유로쪽을 향하게 하면, 측면 유로와 아래쪽 유로가 차단되면서 해수가 흐를 수 없게 된다.

따라서, 상기 밸브체(37)의 절단면 위치를 적절히(유로 내에서 비스듬히) 조절하게 되면, 본체(15)를 빠져나오는 해수의 양을 조절할 수 있게 되고, 결국 이때의 밸브체(37)가 막고 있는 상태에 따라 해수 흐름에 부하가 걸리면서 본체(15) 내부의 수위도 올라가거나 내려갈 수 있게 된다.

보통 활어를 보관하는 수족관의 해수 용량은 각 횟집이나 양어장마다 차이가 있으며, 이때에 사용되는 모터 용량 또한 다르다.

수위조절기는 같은 용량의 순환모터가 설치되어 있는 해수여과장치와는 달리 수족관 자체에 서로 다르게 설치되어 있는 모터 용량의 차이를 조절하기 위해 필요하다.

기존의 해수여과장치들은 수위조절기가 여과기 속에 들어 있어 사용자가 손을 담근 상태에서 여러 개의 막대기를 하나씩 꺼내는 방식으로 되어 있기 때문에 수족관 위에 있는 여과기에 직접 올라가 조절을 해야 하는 불편함이 있으나, 본 발명에서 제공하는 수위조절기는 본체(15)의 외부 전면에 설치되어 있기 때문에 조절이 간편하고, 직접 수족관을 보면서 수위를 조절할 수 있는 이점이 있다.

상기 해수공기혼합부(20)는 본체(15)에 조성되어 있는 첫번째 격실에 형성되며, 수족관의 오염된 해수가 처음 들어오는 곳이다.

즉, 수족관의 오염된 해수는 본체(15)의 해수 유입구(11)를 거쳐 해수공기혼합부(20) 내로 들어오게 된다.

여기서는 공기 도입구(17)로부터 유입된 공기와 오염된 해수를 순환모터(19)의 고도 회전으로 섞여 다음 공정에서 오염물질과 잘 분리되도록 미세한 입자로 만들어주게 되고, 이렇게 미세하게 분리된 오염물질은 해수 유도관(13)을 통해 2차 공정으로 넘어가게 된다.

이때, 상기 공기 도입구(17)로부터 유입된 공기는 활어에 필요한 산소를 공급하는 역할을 하며, 산소를 해수공기혼합부(20)의 내부로 유입하기 위한 압력은 순환모터(19)가 회전할 때 생기는 회전력에 의해 조성된다.

이러한 해수공기혼합부(20)는 해수와 공기의 유입을 위한 혼합기(18)와 공기의 강제 흡입 및 혼합을 위한 순환모터(19)를 포함한다.

상기 혼합기(18)는 하우징 형태로 이루어져 있으며, 하단에는 해수 유입구(11)와 연결되는 해수 도입구(16)가 형성되고, 측면에는 공기의 유입통로가 되는 공기 도입구(17)가 그 내부까지 관통 연결된다.

이때, 상기 공기 도입구(17)는 미생물 정수부(26)의 상부 공간으로부터 버블 정수부(23)의 상부 공간을 거쳐 격판(39a)을 따라 아래로 연장된 후, 재차 격판(39a)과 후술하는 혼합실(27)을 내부를 경유하여 혼합기(18)의 측면을 관통하여 내부로 수평 연장된 다음, 재차 방향을 꺽어 순환모터(19)에 있는 임펠러(28)의 축선 바로 아래쪽까지 위치되는 구조로 설치된다.

이에 따라, 공기는 순환모터(19)의 작동에 의한 임펠러(28)의 회전시 발생하는 회전압력에 의해 공기 도입구(17)를 따라 흡입되어 혼합기(18)가 속해 있는 혼합실(27)의 내부로 들어올 수 있게 된다.

그리고, 상기 순환모터(19)는 축에 임펠러(28)를 가지는 모터로서, 해수공기혼합부(20) 내의 상부 공간에 배치되면서 혼합실(27)의 상면에 수직으로 고정되는 구조로 설치된다.

이렇게 설치되는 순환모터(19)의 임펠러(28)는 혼합실(20)의 내부에 속하면서 그 하단 일부는 공기 도입구(17)의 끝 부분을 안쪽으로 수용함과 동시에 혼합기(18)의 내측에 위치하게 된다.

특히, 상기 해수공기혼합부(20)에는 실질적으로 해수와 공기가 혼합될 수 있는 공간을 제공하는 혼합실(27)이 마련된다.

상기 혼합실(27)은 밀폐된 사각의 박스형 구조로 이루어지며, 해수공기혼합부(20)의 내부 중간쯤되는 높이에서 양쪽 벽면(본체 내벽과 격판) 사이에 끼워져 고정되는 구조로 설치된다.

이러한 혼합실(27)의 내부에는 순환모터(19)와 동축을 이루는 선상의 아래쪽에 혼합기(18)가 배치되며, 이때의 혼합기(18)는 하단의 해수 도입구(16)를 통해 혼합실(27)의 하판에 관통 지지되는 구조로 설치되고, 이렇게 하판을 빠져나온 해수 도입구(16)는 본체(15)측 해수 유입구(11)와 파이프 등으로 직접 연결될 수 있게 된다.

그리고, 상기 혼합실(27)의 상면 일측에는 해수 유도관(13)의 한쪽 끝이 연결되며, 이때의 해수 유도관(13)의 다른 한쪽 끝은 상부로 연장된 후, 격판(39a)을 가로질러 버블 정수부(23)의 상부를 지난 다음에 재차 아래로 수직 연장되어 후술하는 버블 유로기(22)측에 연결된다.

이에 따라, 상기 순환모터(19)가 작동하게 되면, 혼합실(27)의 내부에서는 혼합기(18)측에서 유입되는 해수와 공기 도입구(17)측에서 유입되는 공기의 혼합이 강력하게 이루어지게 되고, 결국 해수 속에 포함되어 있는 오염물질이 미세한 입자로 부서짐과 더불어 다량의 산소가 발생하게 되며, 계속해서 미세 입자의 오염물질 및 산소를 포함하는 해수는 해수 유도관(13)을 따라 버블 정수부(23)로 보내질 수 있게 된다.

상기 버블 정수부(23)는 본체(15)에 조성되어 있는 두번째 격실에 형성되어 버블을 발생시킴과 더불어 오염물질을 버블로 포집하여 제거하는 곳으로서, 상기 버블 정수부(23)의 아래쪽에 위치되면서 풍부한 버블 발생시켜주는 버블 안정기(21)와 상기 버블 정수부(23)의 윗쪽에 위치되면서 오염물질을 포집하고 있는 버블을 상부로 유도 배출시켜주는 버블 유로기(22)를 포함한다.

이러한 버블 정수부(23)의 내부로 유입된 해수가 버블 안정기(21) 위로 낙하되면, 버블 안정기(21)의 다공층(3단으로 되어 있고 매 층마다 있는 많은 구멍들)을 통과하는 힘과 마찰에 의해 버블이 형성된다.

이때 생긴 버블에는 해수 속의 오염물질이 대량 포함되어 버블 안정기(21)의 위에 위치한 버블 유로기(22)를 통과하여 본체(15)의 후면에 위치한 오염수 배출구(12)로 빠져나가게 된다.

그리고, 상기 버블 안정기(21)를 통과한 1차 여과된 깨끗한 해수는 살균 등을 위하여 격판(39b)의 하단에 형성되어 있는 해수 유도구(14)를 통해 옆 칸의 미생물 정수부(26)로 넘어가게 된다.

상기 버블 안정기(21)는 3단으로 되어 있고 구멍이 많이 있어 해수가 낙하될 때 해수가 구멍들 사이를 부딪히는 마찰에 의해 많은 버블을 만들어낼 수 있으며, 이렇게 버블이 많이 형성되면 오염물질을 더 많이 배출시킬 수 있고, 그로 인해 수질이 개선되고 크리스탈과 같은 물의 탁도를 확보할 수 있게 된다.

이를 위하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 버블 안정기(21)는 사각판 형태로 되어 있는 복수의 버블 플레이트(30), 예를 들면 3개의 버블 플레이트(30)와 각 버블 플레이트(30)를 일체로 이어주는 양쪽 2개의 지지판(31)으로 구성되는 사각의 통 구조물 형태로 이루어진다.

이때, 상기 버블 플레이트(30)에는 플레이트 전체 면적에 걸쳐 분포되는 다수의 버블 발생홀(29)이 형성되며, 이러한 각 버블 플레이트(30)는 일정간격을 유지하면서 앞뒤로 나란하게 배치되는 동시에 일정각도 비스듬하게 경사진 자세를 취하면서 양쪽의 지지판(31)에 의해 일체형으로 조합된다.

특히, 상기 버블 안정기(21)의 각 버블 플레이트(30)에 있는 버블 발생홀(29)은 서로 인접한 다른 버블 플레이트(30)의 버블 발생홀(29)과 서로 어긋난 위치에 형성된다.

즉, 앞쪽에 위치되는 버블 플레이트(30)의 버블 발생홀(29)의 위치와 그 바로 뒷쪽에 위치되는 버블 플레이트(30)의 버블 발생홀(29)의 위치는 버블 안정기를 정면에서 봤을 때 서로 어긋나 있게 되고, 이러한 버블 발생홀(29)의 배치로 인해 해수의 마찰이 더욱 많이 일어날 수 있게 되고, 결국 좀더 많은 양의 버블을 발생시킬 수 있게 되는 것이다.

이렇게 경사진 자세를 취하는 다수의 버블 플레이트(30)를 조합한 구조로 이루어진 버블 안정기(21)의 상부에서 해수가 수직 방향으로 낙하되면, 경사진 각 버블 플레이트(30)에 소정의 각도로 부딪힘과 더불어 많은 수의 버블 발생홀(29) 사이사이로 부딪히게 되고, 결국 이때의 마찰에 의해 많은 버블이 형성될 수 있게 된다.

상기 버블 유로기(22)는 오염물질이 포함된 버블을 통과시켜 오염수 배출구(12)로 보내는 역할을 하는 것으로서, 삿갓 모양을 판을 구성하고 크기가 다른 다수의 구멍을 뚫어줌으로써, 수위가 내려가도 위로 올라온 버블이 역류하지 못하도록 하는 구조적인 특징을 갖는다.

이를 위하여, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 버블 유로기(22)는 버블 정수부(23) 내부의 중간쯤 되는 높이에 위치되면서 양쪽의 격판(39a,39b)과 본체(15)의 전후 내벽면 사이에 밀착되는 구조로 설치되는 사각판 모양의 베이스(33)를 포함하며, 이때의 베이스(33)는 상부로 솟아 있는 삿갓 모양의 판과 평판의 일체형 구조로 이루어진다.

이러한 베이스(33)로 인해 버블 정수부(23)의 내부 공간은 위아래로 구획될 수 있게 되며, 아래쪽 공간은 주로 깨끗한 해수가 존재하게 되고, 윗쪽 공간은 주로 오염물질을 포집하고 있는 버블을 포함하는 오염수가 존재하게 된다.

그리고, 상기 베이스(33)에는 다수의 버블 통과홀(32)이 형성되고, 이때의 버블 통과홀(32)은 삿갓 모양 판의 꺽인 부위와 그 주변에 걸쳐 형성되며, 각기 다른 직경을 갖는 대략 두 종류의 크기를 이루는 홀로 이루어진다.

또한, 상기 베이스(33)의 평판 부위에는 해수공기혼합부(20)측으로부터 연장되어 오는 해수 유도관(13)의 끝이 관통 연결되며, 이에 따라 해수 유도관(13)으로부터 공급되는 해수는 곧바로 그 아래쪽의 버블 안정기(21) 위로 낙하될 수 있게 된다.

또한, 상기 베이스(33)의 상면에서 서로 마주보면서 안쪽으로 경사지게 세워지는 2개의 역류 방지판(34)이 설치되고, 이때 2개의 역류 방지판(34) 중에서, 도 3에서 볼 수 있듯이, 앞쪽(본체 전면쪽)으로 위치되는 역류 방지판(34)은 뒷쪽에 위치되는 역류 방지판(34)에 비해 좀더 높은 높이로 이루어져, 오염물질을 포함하는 오염수가 자연스럽게 오염수 배출구(12)가 있는 뒷쪽으로 유도되어 흐를 수 있게 된다.

그리고, 아래쪽에서부터 베이스(33)의 버블 통과홀(32)을 지나 위로 올라온 오염물질을 포함하는 버블의 흐름을 유도하기 위한 수단으로 버블 확산판(35)이 구비되며, 이 버블 확산판(35)은 베이스(33)의 삿갓 모양 판의 꺽인 부위를 따라 나란하게 설치된다.

이때의 버블 확산판(35)은 "T"자 모양의 단면을 갖는 길다란 막대부재 형태로 이루어지며, 이때의 "T"자 모양의 단면 양측에는 막대부재 길이방향을 따라가면서 일정간격으로 형성되는 다수의 마찰판(40)이 갖추어져 있다.

이에 따라, 베이스(33)의 윗면으로 올라온 버블 및 오염물질이 포함되어 있는 해수는 버블 확산판(35)에 의해 부딪히면서 양편으로 확산 및 유도되고, 결국 역류방지판(34) 사이의 윗쪽 개방부위를 통해 빠져나갈 수 있게 된다.

상기 미생물 정수부(26)는 본체(15)의 세번째 격실에 형성되어 버블 정수부(23)에서 1차 여과된 해수를 오존램프(24)와 미생물 박스(25)를 이용하여 살균처리하고 수질을 개선시켜주는 역할을 하게 된다.

즉, 오존램프(24)에 의해 해수 속의 대장균, 장염비브리오 등이 살균 소독처리되고, 산호사 등에 의해 바닷물과 같은 수질로 바뀌게 된다.

이를 위하여, 상기 오존램프(24)는 미생물 정수부(26) 내의 상부 공간에 가로걸쳐 있는 지지대(41)의 홀 내에 끼워져 걸쳐지는 구조로 설치되고, 상기 미생물 박스(25)는 미생물 정수부(26) 내의 바닥에 놓여지는 형태로 설치된다.

특히, 상기 미생물 박스(25)는 사면에 다수의 구멍을 갖는 사각의 통 구조물로 이루어지고, 그 속에는 산호사 등이 채워져 있어서, 소독을 마친 해수가 산호사 등이 들어 있는 미생물 박스(25)를 통과함에 따라 활어에게 유익한 바닷물과 같은 수질이 만들어질 수 있게 된다.

그리고, 상기 미생물 정수부(26)에는 소정의 높이를 갖는 차단판(42)이 구비되며, 이때의 차단판(42)은 해수 유도구(14)의 반대쪽(본체 전후 폭방향을 기준하여 반대쪽)에 위치되면서 해수 배출구(10)가 설치되어 있는 본체(15)의 전면 안쪽면으로부터 일정 거리를 두고 설치된다.

이에 따라, 해수 유도구(14)를 통해 들어온 해수는 자연스럽게 미생물 박스(25)의 전체 높이구간을 거친 후에 차단판(42)을 넘어서 해수 배출구(10)측으로 흘러갈 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 해수정화장치를 이용하여 해수를 정화하는 상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수정화장치의 사용상태를 나타내는 단면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 수족관에서 보내지는 해수는 본체(15)의 해수 유입구(11)를 통해 해수공기혼합부(20)의 혼합기(18) 및 혼합실(27)의 내부로 유입되고, 이와 동시에 공기 도입구(17)를 통해 혼합실(27)의 내부로 공기도 함께 유입된다.

계속해서, 상기 혼합실(27)의 내부에서는 순환모터(19)의 가동에 따라 회전하는 임펠러(28)에 의해 해수와 공기의 혼합이 이루어지게 되고, 이때 오염물질은 미세한 입자로 만들어지는 동시에 활어에 필요한 산소 또한 만들어지게 된다.

이렇게 미세한 입자로 만들어진 오염물질과 산소를 포함하는 해수는 해수 유도관(13)을 경유하여 버블 정수부(23)로 보내져 버블 안정기(21)가 있는 아래쪽으로 낙하되고, 이때 낙하되는 해수는 버블 안정기(21)의 경사진 각 버블 플레이트(30) 및 버블 발생홀(29) 사이사이에 부딪혀 마찰됨과 동시에 다단으로 이루어진 각 층을 통과하면서 다량의 버블을 만들어내게 된다.

이때에 생긴 버블에는 해수 속의 오염물질이 대량 포함되어 있게 되고, 이렇게 오염물질을 포함하고 있는 버블은 상승하여 윗쪽의 버블 유로기(22)의 버블 통과홀(32)을 통해 위로 보내진 후에 오염수 배출구(12)로 배출된다.

그리고, 버블 안정기(21)를 통과한 1차 여과된 깨끗한 해수는 아래의 해수 유도구(14)를 통해 미생물 정수부(26)로 넘어가게 된다.

계속해서, 버블 정수부(23)에서 넘어온 1차 여과된 해수는 오존램프(24)가 속해 있는 공간을 거치면서 살균 소독되고, 이와 동시에 소독을 거친 해수는 활어에 유익한 산호사 미생물 박스(25)를 통과하면서 바닷물과 같은 수질로 개선된 후에 해수 배출구(10)를 통과하여 다시 수족관으로 공급된다.

이와 같은 과정을 통해 해수가 수족관과 해수정화장치 사이를 반복해서 순환하게 되므로서, 수족관 내의 오염된 해수를 활어가 생장하는데 적합한 수질로 정화시킬 수 있게 되는 것이다.

10 : 해수 배출구 11 : 해수 유입구
12 : 오염수 배출구 13 : 해수 유도관
14 : 해수 유도구 15 : 본체
16 : 해수 도입구 17 : 공기 도입구
18 : 혼합기 19 : 순환모터
20 : 해수공기혼합부 21 : 버블 안정기
22 : 버블 유로기 23 : 버블 정수부
24 : 오존 램프 25 : 미생물 박스
26 : 미생물 정수부 27 : 혼합실
28 : 임펠러 29 : 버블 발생홀
30 : 버블 플레이트 31 : 지지판
32 : 버블 통과홀 33 : 베이스
34 : 역류 방지판 35 : 버블 확산판
36 : 조절기 본체 37 : 밸브체
38 : 수위 조절기 39a,39b : 격판
40 : 마찰판 41 : 지지대
42 : 차단판

Claims (5)

1. 전면의 해수 배출구(10)와 후면의 해수 유입구(11) 및 오염수 배출구(12)를 가지고 있으며, 내부는 해수 유도관(13)과 해수 유도구(14)를 통해 해수의 흐름이 가능한 동시에 차례로 연접배치되는 3개의 격실로 구획되어 있는 본체(15);
   상기 본체(15)의 첫번째 격실에 형성되는 것으로서, 해수 유입구(11)와 연결된 해수 도입구(16)와 공기의 유입을 위한 공기 도입구(17)를 가지는 혼합기(18)와 공기 흡입 및 산소 발생을 위한 순환모터(19)를 이용하여 수족관측에서 유입되는 해수를 공기와 함께 섞어주는 해수공기혼합부(20);
   상기 본체(15)의 두번째 격실에 형성되는 것으로서, 하부에 위치되는 다공층 구조의 버블 안정기(21)와 상부에 위치되는 버블 유로기(22)를 이용하여 해수공기혼합부(20)에서 해수 유도관(13)을 따라 넘어온 해수에 버블을 발생시킴과 더불어 상승하는 버블을 통해 해수 속의 오염물질을 함께 상부로 배출시키는 버블 정수부(23);
   상기 본체(15)의 세번째 격실에 형성되는 것으로서, 내부에 설치되어 있는 오존 램프(24) 및 미생물 박스(25)를 이용하여 버블 정수부(23)에서 해수 유도구(14)를 통해 들어온 해수를 살균처리 및 수질개선한 후, 해수 배출구(10)를 통해 수족관측으로 공급하는 미생물 정수부(26);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수정화장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 해수공기혼합부(20)는 물과 공기의 혼합을 위한 밀폐된 박스형 구조의 혼합실(27)을 포함하며, 상기 혼합실(27)의 내부에는 순환모터(19)의 임펠러(28)와 하우징 형태의 혼합기(18)가 배치되는 동시에 공기 도입구(17)가 혼합기(18)의 내부를 지나 임펠러(28)의 축선상의 바로 아래쪽에 위치되어, 순환모터 작동시 혼합실 내부에서 공기와 해수의 혼합과 산소의 발생이 이루어질 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 해수정화장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 버블 정수부(23)의 버블 안정기(21)는 다수의 버블 발생홀(29)을 가지는 복수의 버블 플레이트(30)를 앞뒤로 일정간격을 두고 나란하게 배치하는 동시에 경사진 자세를 갖도록 하면서 각 플레이트 양단을 지지판(31)으로 연결한 다공층 구조의 사각의 통 형태로 이루어져, 낙하되는 해수가 구멍 사이사이를 부딪히는 마찰에 의해 버블이 만들어질 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 해수정화장치.
   .
4. 청구항 1에 있어서, 상기 버블 정수부(23)의 버블 유로기(22)는 다수의 버블 통과홀(32)을 가지는 삿갓 모양의 판과 해수 유도관(13)이 관통되는 평판으로 구성되는 베이스(33)와, 상기 베이스(33)의 상면에서 서로 마주보며 안쪽으로 경사지게 세워지는 2개의 역류 방지판(34)과, 상기 베이스(33)의 상면에서 역류 방지판(34)의 사이에 위치되는 버블 확산판(35)으로 구성되어, 오염물질이 포함된 버블을 오염수 배출구(12)측으로 유도할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 해수정화장치.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 본체(15)는 해수 배출구(10)와 연결되어 해수의 통로 역할을 하는 조절기 본체(36)와, 상기 조절기 본체(36)의 내부 유로에서 회전가능한 구조로 삽입 설치되어 유로를 흐르는 해수의 양을 조절하는 밸브체(37)로 구성되는 수위 조절기(38)를 더 포함하며, 상기 미생물 정수부(26)의 미생물 박스(25)는 활어에 유익한 다수의 산호사가 들어있는 타공구조의 박스로 이루어지며, 는 것을 특징으로 하는 해수정화장치.

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