KR101539348B1 - 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오존의 특성을 양식수에 적용할 때 독극물인 브롬산화물이 생기지 않아 어류에 무해하고, 병원균, 해충, 유해조류 등으로부터 자유로우며, 암모니아 및 유기물질을 산화·분해하고, 용존산소(D·O)를 높여 양질의 에너지를 가진 양식수를 공급함으로써 어류의 원천적인 면역력을 상승시켜 항생제나 소독제를 전혀 사용하지 않고 사육밀도가 높으면서 폐사가 거의 없는 친환경 청정 어류를 경제적으로 생산할 수 있는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치를 제공한다.
본 발명의 오존처리장치는, 취수장에 설치되는 취수관와, 제1 및 제2 주공급부에 연결되어 취수관의 양식수를 양식수조에 공급하는 이송펌프와, 취수관 내에 나노화된 오존을 분산하는 제1 오존주입부와, 제2 주공급관에 구비되어 양식수에 나노화된 오존을 주입하기 위한 제2 오존주입부와, 제1 및 제2 오존주입부에 오존을 공급하는 오존발생기와, 제2 오존주입부 이후의 제2 주공급관에 구비되어 양식수와 나노화된 오존에 대하여 물질전달반응을 수행하는 물질전달반응부를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 오존처리장치는, 취수장에 설치되는 취수관와, 제1 및 제2 주공급부에 연결되어 취수관의 양식수를 양식수조에 공급하는 이송펌프와, 취수관 내에 나노화된 오존을 분산하는 제1 오존주입부와, 제2 주공급관에 구비되어 양식수에 나노화된 오존을 주입하기 위한 제2 오존주입부와, 제1 및 제2 오존주입부에 오존을 공급하는 오존발생기와, 제2 오존주입부 이후의 제2 주공급관에 구비되어 양식수와 나노화된 오존에 대하여 물질전달반응을 수행하는 물질전달반응부를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 어류 양식장에서 병원균, 해충, 독성조류, 용존산소부족, 전반적인 수질오염 등으로 발생하는 대량폐사(평균 폐사율 넙치의 경우 50％ 이상)를 방지하기 위하여 오존(O3)을 어류 양식장에 적용하는 어류 양식장 오존처리장치에 관한 것이다.
현재, 전세계 양식장에는 어병, 독성조류, 용존산소부족, 전반적인 수질 및 환경오염에 기인한 어류의 대량 폐사를 막기 위하여 항생제, 살균소독제 등을 주기적, 간헐적으로 대량 투여하고 있으나, 밀식 사육 등으로 폐사율이 50％ 이상 발생할 뿐만 아니라, 폐사율이 점차적으로 증가하고 있다. 또한 사용한 항생제, 살균소독제가 어류의 체내에 다량 잔류하여 소비자의 건강에 심대한 영향을 끼치고 있는 실정이다.
이에 대응하여 양식수에 살균 특성이 있는 오존을 적용한 기술이 알려져 있다. 예를 들면 공개특허 특1999-0064389호의 "해산어 육상 축양장의 수질개선방법 및 그 장치"에는, 사육수조내에서 오염된 해수를 침전조에서 부유물 등 찌꺼기를 제거하고, 오존처리조 및 유기물 제거조를 통해 제균(除菌), 암모니아 산화, 유기물 산화 등의 과정을 거치며, 어류에 악영향을 미치는 잔류 옥시던트는 최종처리조의 산호/활성탄층 필터(F)에 의하여 제거한 후 사육수조에 재공급하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같이 오존을 사용하는 어류 양식장은, 오존 자체의 독성과 오존의 특성을 양식수에 적용할 때 발생하는 독극물인 브롬산화물(Bromate)의 영향에 의해, 오존만으로는 어류의 생존이 불가능하므로, 잔류 독성을 제거하기 위한 활성탄 여과 과정을 필수적으로 거쳐야 했던 것으로, 활성탄 여과 과정에서 양식수 중의 염분이나 부유물질이 활성탄의 기공을 막는 문제가 있어 실용화에 큰 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 오존의 특성을 양식수에 적용할 때 독극물인 브롬산화물이 생기지 않도록 하여 어류에 무해하고, 병원균, 해충, 유해조류 등으로부터 자유로우며, 암모니아 및 유기물질을 산화·분해함은 물론, 용존산소(D·O)를 높여 양질의 에너지를 가진 양식수를 공급함으로써 어류의 원천적인 면역력을 상승시켜 항생제나 소독제를 전혀 사용하지 않고 사육밀도가 높으면서 폐사가 거의 없는 친환경 청정 어류를 경제적으로 생산할 수 있는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 취수장으로부터 이송되는 양식수에 오존을 주입시켜 양식수조에 공급하기 위한 어류 양식장 오존처리장치에 있어서, 상기 취수장 내에 설치되는 취수관; 상기 취수관과 제1 주공급관으로 연결되고, 상기 양식수조와 제2 주공급관으로 연결되어 취수관의 양식수를 양식수조에 공급하기 위한 이송펌프; 상기 취수관 내에 구비되어 취수관 내에 나노화된 오존을 분산 주입하여 수생생물의 취수관내 부착 기생을 방지하기 위한 제1 오존주입부; 상기 제2 주공급관에 구비되어 제2 주공급관 내로 흐르는 양식수에 오존을 주입하기 위한 제2 오존주입부; 상기 제1 및 제2 오존주입부에 오존을 공급하기 위한 오존발생기; 및 상기 제2 오존주입부 이후의 제2 주공급관에 구비되고 양식수와 오존에 대해 물질전달반응을 수행하여 양식수조로 이송시키기 위한 물질전달반응부를 포함하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치에 특징이 있다.
또한 본 발명은, 상기 이송펌프에 의해 이송되는 양식수가 정상으로 공급되는지의 여부를 감시하는 제1 유체유동감지기를 상기 이송펌프와 제2 오존주입부 사이의 제2 주공급관에 구비한 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치에 특징이 있다.
또한 본 발명은, 상기 제2 주공급관 상의 제1 유체유동감지기와 제2 오존주입부 사이에서 분기된 제3 주공급관; 상기 제3 주공급관에 설치되어 유입되는 양식수의 혼합 및 이물질 분리 기능을 수행하는 세퍼레이터; 상기 세퍼레이터로부터 이물질이 분리된 양식수를 상기 물질전달반응부 직전의 제2 주공급관으로 이송시키기 위한 제4 주공급관; 및 상기 제4 주공급관에 구비되어 오존발생기로부터 공급된 오존을 나노화하여 분산시켜 양식수에 주입하기 위한 제3 오존주입부를 더 포함하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치에 특징이 있다.
또한 본 발명은, 상기 제1, 제2 및 제3 오존주입부가, 상기 오존발생기로부터 공급된 오존을 나노 버블형태로 분산 주입시키는 나노버블발생기로 이루어지고, 상기 나노버블발생기는, 금속재를 나노분말화하여 소결공정을 거쳐 나노 공극화한 원형통체와, 상기 원형통체 내에 오존발생기로부터 공급된 오존을 분출하는 노즐로 이루어져, 상기 노즐로부터 분출되는 오존이 원형통체를 통과하면서 나노버블을 발생시켜 분산시키도록 된 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치에 특징이 있다.
또한 본 발명은, 상기 제2 오존주입부가, 상기 오존발생기로부터 공급된 오존을 상기 제2 주공급관 내부로 주입하기 위한 공지의 인젝터(Injector)로 이루어진 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치에 특징이 있다.
또한 본 발명은, 상기 물질전달반응부가, 이송되는 양식수와 오존에 회전력과 복수의 분할을 유도하는 복수개의 헬리컬타입 날개편과, 양식수와 오존의 회전력에 순간압력을 상승시켜 물질전달반응을 촉진시키기 위한 테이퍼관으로 이루어지는 소용돌이 반응구간; 및 상기 소용돌이 반응구간에 연이어 배치되는 것으로, 계란형 반응보울과, 상기 반응보울을 내부에 구비하고 내주면에 양식수의 흐름방향으로 다수의 요철이 형성된 반응통체로 이루어져 상기 반응보울과 요철 사이에서 역류 및 와류와 충돌을 형성하는 유선형 반응구간으로 이루어진 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치에 특징이 있다.
또한 본 발명은, 상기 제2 주공급관과 연결되어 양식수조 내에 양식수를 유입시키는 유입관과, 상기 유입관으로부터 분기시킨 분기관과, 상기 분기관에 구비되어 양식수가 양식수조에 정상적으로 공급되는지를 검출하기 위한 양식수 공급경보기를 더 구비한 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치에 특징이 있다.
또한 본 발명은, 상기 취수관 내면에 수생생물 및 미생물의 부착 기생 및 생존을 어렵게 하는 살균성 또는 방균성 도료를 도포한 코팅층을 형성한 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치에 특징이 있다.
또한 본 발명은, 상기 물질전달반응부를 거치면서 물리 화학적으로 고도로 여기된 양식수에 어류의 면역력과 내병성을 상승시켜서 생존에 안정을 기하는 원적외선발생부가 제2 주공급관에 구비된 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치에 특징이 있다.
또한 본 발명은, 상기 이송펌프를 지난 제2 주공급관에서 분기시킨 냉각수공급관을 오존발생기에 연결하여 양식수를 냉각수로 사용하고, 상기 냉각수공급관에는 양식수로부터 이물질을 제거하기 위한 워터필터를 구비한 물질전달반응을 이용한 어류 양식장의 오존 처리장치에 특징이 있다.
이러한 특징적 구성으로 이루어진 본 발명에 의하면, 오존을 양식수에 적용하여 살균, 살충, 살조류를 효율적으로 행하면서 오존 자체의 독성은 물론, 오존과 브롬(Br)이 반응하여 발생하는 독극물인 브롬산화물로부터 안전하며, 암모니아 및 유기물질을 산화·분해하고, 양식수의 용존산소 농도가 상승하여 어류가 생장하기에 최상의 환경을 조성하며, 항생제와 살균소독제를 전혀 사용하지 않는 청정하고 안전한 어류의 생산이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 어류 양식장의 오존처리장치를 개략적으로 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명에서 오존나노버블발생기를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에서 유체유동감지기를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에서 물질전달반응기를 나타낸 단면도.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도.
도 6은 본 발명에서 양식수공급경보기를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에서 세퍼레이터를 나타낸 조립도.
도 2는 본 발명에서 오존나노버블발생기를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에서 유체유동감지기를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에서 물질전달반응기를 나타낸 단면도.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도.
도 6은 본 발명에서 양식수공급경보기를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에서 세퍼레이터를 나타낸 조립도.
이하, 본 발명에 따른 물질전달반응을 이용한 어류 양식장의 오존처리장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 어류 양식장의 오존처리장치로서, 도시된 바와 같이, 취수장(1) 내에 양식수를 흡입하기 위한 취수관(2)이 구비된다.
취수관(2) 내에는 취수장(1)에서 양식수를 흡입할 때, 이물질의 유입을 방지하면서 취수관(2) 내부에 부착하여 기생할 수 있는 조개, 소라, 따개비 등의 수생생물들로 인해 취수관(2)내 흐름을 방해하는 현상을 막기 위하여 오존을 취수관(2) 내에 공급하는 제1 오존주입부(3)를 구비한다.
제1 오존주입부(3)는 오존발생기(4)로부터 오존주입튜브(4a)를 통해 오존을 공급받으며, 나노버블발생기(20)를 이용하여 오존을 나노화하여 분산시켜 공급하게 된다.
나노버블발생기(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 오존발생기(4)의 오존주입튜브(4a)와 연결되어 오존을 분출하는 노즐(21)과, 티타늄 또는 스테인레스스틸을 나노분말화하여 소결공정을 거쳐 나노 공극화한 원형통체(22)로 이루어지며, 노즐(21)로부터 분출되는 오존을 원형통체(22)에 통과시킴으로써 나노버블을 발생시켜 분산시키도록 되어 있다.
이때 원형통체(22)는 이중으로 설치하여 나노화를 강화할 수 있고, 원형통체(22)의 양단은 차단판(23)으로 고정하고, 원형통체(22)와 차단판(23)의 접합부는 고분자 접착제로 기밀유지시키며, 노즐(21)의 분출각도는 오존의 효율적인 분산을 위해 120°이상으로 설정하고, 취수관(2) 내면에는 수생생물의 부착 기생을 생리적으로 적응하기 어렵게 하는 살균성 또는 방균성 도료를 도포한 코팅층(24)을 형성하는 것이 바람직하다.
다시 도 1을 참조하면, 취수관(2)은 양식수를 취수장(1)에서 양식수조(5)까지 이송시키는 이송펌프(6)와 제1 주공급관(6a)으로 연결되고, 이송펌프(6)는 제2 주공급관(6b)으로 양식수조(5)와 연결된다. 이송펌프(6)는 고장 수리용으로 여분의 한대를 더 구비한다.
이송펌프(6)와 양식수조(5)를 연결하는 제2 주공급관(6b)에는 이송펌프(6)에 의해 이송되는 양식수가 정상으로 공급되는지의 여부를 감시하는 제1 유체유동감지기(30)가 구비된다.
제1 유체유동감지기(30)는, 도 3에 도시된 바와 같이 양식수의 흐름 경로 상에 위치되어 양식수의 흐름에 따라 수직상태에서 경사진 상태로 각회전 운동하는 레버(31)와, 레버(31)의 위치 변화를 검출하는 감지센서(32)로 이루어지고, 감지센서(32)는 오존 처리장치 전체시스템을 제어하는 콘트롤러와 연결된다. 따라서, 양식수가 정상적으로 공급되는 경우, 레버(31)가 양식수의 흐름 압력에 의해 각회전하여 경사진 상태에 있게 되고, 감지센서(32)가 이를 감지하게 되면, 콘트롤러는 정상적인 공급상태로 인지하여 전체시스템의 가동을 시작한다. 또한 양식수의 흐름이 멈추거나 일정량 미만이면 레버(31)가 수직상태로 복원하게 되고, 감지센서(32)가 이를 감지하게 되면, 콘트롤러는 이를 비정상적인 공급상태로 인지하여 전체시스템의 가동을 중단시킨다.
또한 본 발명은, 제2 주공급관(6b)에 제2 오존주입부(7)를 구비하고, 제2 오존주입부(7)는 오존발생기(4)의 오존주입튜브(4b)를 통해 오존을 공급받게 되며, 제1 오존주입부(3)에서와 마찬가지로 도 2에 도시된 오존을 나노단위의 버블로 주입하기 위한 나노버블발생기(20)를 이용한다.
나노버블발생기(20)는, 오존발생기(4)로부터 공급되는 오존을 제2 주공급관(6b)을 통해 공급되는 양식수에 나노단위의 버블로 주입하여 효율적으로 분산·혼합시키는 기능을 한다.
이때, 제2 오존주입부(7)는 양식수조(5)의 위치상, 제2 주공급관(6b)으로 흐르는 양식수의 수압이 낮아도 공급이 원활한 저지대의 경우, 나노버블발생기(20)를 사용하는 것이 가능하지만, 높은 수압이 필요한 고지대로 양식수를 공급할 경우, 나노버블발생기(20)를 통하여 주입되는 오존의 압력과 양식수의 압력 차이로 오존이 원활하게 공급되지 않을 염려가 있다. 따라서 이때에는 나노버블발생기(20) 대신, 고속으로 분출되는 유체를 이용하여 원하는 유체를 유입시키는 장치인 공지의 인젝터(Injector)를 사용하여 주공급관 내로 흐르는 양식수에 오존을 연속적으로 주입시킬 수 있도록 한다.
또한 본 발명은, 상기 제2 오존주입부(7) 이후의 제2 주공급관(6b)에 물질전달반응부(40)를 구비한다. 물질전달반응부(40)는 제2 오존주입부(7)를 거치면서 나노버블화된 시점부터 일부 반응이 시작된 오존을 양식수와 고속으로 혼합하고 양식수의 물분자 사이로 완전히 침투시키며 양식수에 포함된 반응물질과 최단시간에 강력한 물질전달반응을 형성하는 기능을 수행한다.
주지된 바와 같이, 물질전달반응이란, 작은 농도 구배나 활동도 차이를 구동력으로 하여 물질을 하나의 균일상으로부터 다른 균일상으로 전달하는 조작으로서, 증류를 비롯하여 기체흡수, 탈습, 흡착, 액체추출, 침출, 결정화 또는 막분리 공정 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
본 발명에 있어서 물질전달반응을 수행하기 위한 물질전달반응부(40)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 공급되는 양식수에 회전력과 복수 분할을 유도하는 복수개의 헤리컬타입 날개편(41)과, 회전력에 순간 압력을 상승시켜 물질전달반응을 촉진시키기 위한 테이퍼관(42)으로 이루어지는 소용돌이 반응구간(R1)과, 계란형 반응보울(43)이 내부에 배치되고 내주면에 양식수의 흐름방향으로 다수의 요철(44)이 형성된 반응통체(45)로 이루어지는 유선형 반응구간(R2)으로 구성된다.
상기 소용돌이 반응구간(R1)과 유선형 반응구간(R2)은 제2 주공급관(6b)에 연결된 외통(46)내에 교차하여 반복 배치된다. 이때 소용돌이 반응구간(R1)과 유선형 반응구간(R2)에 사용된 구성요소의 재질은 스테인레스스틸, 탄소강, 합성수지 등 다양하게 사용할 수 있다.
따라서, 양식수와 나노버블 상태의 오존이 물질전달반응부(40)를 통과하면서 소용돌이 반응과 유선형 반응을 교차 반복하여 회전, 분할, 역류, 와류, 순간 속도 및 압력 변화 등과 동시에 에너지 응축을 일으키는 유체역학적이고 화학적인 물질전달반응이 격렬하게 일어나며, 이로써 살균, 살충, 살조류 등의 특성을 가지는 양식수가 단시간에 연속적으로 생성됨과 동시에, 미반응하여 잔존하는 오존이 거의 없어 오존 자체의 독성은 물론, 독극물인 브롬산화물(Bromate)이 발생하지 않아 어류를 보호할 수 있고, 잔류 독극물을 제거하기 위한 활성탄 여과 과정 등의 2차 시설이 필요치 않다.
물질전달반응부(40)에서의 물질전달반응율은 99.99％ 이상으로 미반응 오존이 거의 없게 되며, 더욱이 물질전달반응부(40)를 통과하는 과정에서 양식수의 용존산소(D·O)가 증가하고 암모니아가 분해되므로 수생생물의 생존에 매우 좋은 영향을 미친다.
물질전달반응하는 수질과 유량에 따라 소용돌이 반응구간(R1)의 헤리컬타입 날개편(41)의 수를 1개에서부터 4개로 설정할 수 있고, 유선형 반응구간(R2)의 반응보울(43)의 형상은 계란형에서 구형과 반구형 또는 타원형으로 변경할 수 있으며, 요철(44)은 헤리컬 코일 스프링 형상 또는 단순한 링형상의 조합으로 형성할 수 있고, 또한 각 반응 구간의 순서를 바꿀 수 있으며 반응구간의 갯수도 임의 변경할 수 있다.
또한 본 발명은 물질전달반응부(40)를 거치면서 물리 화학적으로 고도로 여기된 양식수에 어류의 면역력과 내병성을 상승시켜서 생존에 안정을 기하는 원적외선발생부(8)가 제2 주공급관(6b)에 설치되고, 원적외선발생부(8)를 통과한 양식수는 양식수조(5)에 공급된다.
이때, 양식수가 양식수조(5)에 공급되기 전에 양식수 중에 포함된 성분의 각종 농도를 측정하기 위한 수질검출부(9)를 제2 주공급관(6b)에 구비한다.
수질검출부(9)에는, 독극물인 브롬산화물을 포함한 총잔류 옥시단트(TRO)를 계측할 수 있는 분광광도계와, 양식수중의 잔류오존농도를 10ppb까지 계측 가능한 오존 수농도계측기와, 양식수가 가지는 산화환원전위(ORP)를 계측하여 수질을 파악하는 산화환원전위계(ORP Meter)를 구비할 수 있고, 수질검출부(9)를 콘트롤러와 연결하여 어느 하나의 측정치가 허용치 이상 검출될 경우, 오존발생기(4)의 구동 전원을 차단하고 경보음과 경광등을 가동시키도록 한다.
또한 양식수조(5)는, 원형 또는 사각형의 구조로 어류가 양식되는 물탱크로서 콘크리트 또는 합성수지로 제작되며, 복수개 구비되어 각각의 유입관(5a)으로 양식수가 유입된다. 양식수조(5)의 중심 하부에는 배수관(5b)을 연결하여 공급된 양식수가 외곽에서부터 중심부로 선회하면서 어류가 섭취하다 남은 사료 찌꺼기나, 체액, 배설물 등이 원활하게 방출될 수 있도록 하고, 하부 가장자리에서 배수구로 어류 양식에 방해되지 않는 한도 내에서 충분한 구배(기울기)를 형성한다. 양식수조(5)에는 내부의 수위와 환수율을 결정하는 수위조절기(5c)를 설치하고, 사용한 양식수는 배수관(5b)을 통하여 외부로 배출한다.
각 양식수조(5)의 유입관(5a) 끝단에는 물질전달반응부(40)의 소용돌이 반응구간(R1)과 동일한 구조의 단말처리부(5d)를 구비한다. 단말처리부(5d)로 사용되는 날개편(41)은 1개 또는 2개로 구성하여 양식수에 최종적으로 회전과 분할을 일으켜 양식수조(5)에 공급되게 한다. 단말처리부(5d)는 양식수조(5)의 수면 아래로 위치함을 기준으로 하나 경우에 따라 수면 위에 위치할 수 있다.
양식수가 유입관(5a)을 통해 양식수조(5)에 유입되기 직전에 어느 하나의 유입관(5a)에 분기관(5e)을 구비하고, 이 분기관(5e)에 양식수 공급경보기(50)를 설치한다. 양식수 공급경보기(50)는, 양식수를 공급하기 위한 이송펌프(6)가 정상적으로 가동되는 상태에서 관로상이나 이송펌프(6) 자체의 문제로 양식수가 양식수조(5)로 유입되지 않거나 지정유량 미만으로 유입될 경우를 대비한 것이다.
양식수 공급경보기(50)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 일정량의 양식수를 저장할 수 있는 저장통(51)을 구비하고, 저장통(51)의 상부에 분기관(5e)이 연결되어 양식수가 유입되며, 분기관(5e)이 연결된 위치보다 낮은 위치의 저장통(51)에 배출관(52)을 구비하여 양식수를 배출하고, 저장통(51) 하부에는 내부 청소를 위해 드레인관(53)이 구비된 구성이다.
또한 분기관(5e)과 배출관(52)에는 밸브(54,55)가 각각 설치되어 유입량과 배출량을 조절할 수 있도록 된 것으로, 분기관(5e)으로 유입되는 양과 배출관(52)으로 배출되는 양을 동일하게 설정하여 저장통(51) 내의 수위가 항상 일정하게 유지되도록 한다.
이때, 저장통(51) 내의 수면 위에 합성수지재의 볼(56)을 부유시키고, 볼(56)은 끈으로 감지스위치(57)와 연결한다. 이때 감지스위치(57)는 수위 변화에 따른 볼(56)의 상,하 이동을 감지할 수 있는 리미트스위치 또는 근접스위치로 구성할 수 있고, 감지스위치(57)는 콘트롤러에 연결하여 수위 변화를 콘트롤러에 제공할 수 있도록 한다.
따라서, 이송펌프(6)에 의해 양식수가 정상적으로 공급되는 경우는 저장통(51) 내의 수위가 일정하지만, 양식수의 공급이 중단되거나 공급량이 감소되는 경우는 저장통(51) 내의 수위가 하강함과 동시에, 볼(56)이 하강하게 되므로, 이때 감지스위치(57)가 이를 검출하여 콘트롤러에 제공하고, 콘트롤러는 이를 인지하여 즉시 경보음과 경광등을 작동시키게 된다.
한편, 취수장(1)에서 취수한 양식수에 입도가 큰 이물질의 유입이 많은 양식장은 양식수에서 이물질을 제거한 후 양식수조(5)에 공급하고, 수질이나 수온이 다른 2개소 이상의 취수장(1)을 가진 양식장에서는 성질이 다른 물들을 적절히 혼합한 후 양식수조(5)에 공급해야 하는데, 이를 위하여 제2 주공급관(6b) 상의 제1 유체유동감지기(30)와 제2 오존주입부(7) 사이에 제3 주공급관(6c)을 분기하여 세퍼레이터(60)와 연결한다.
세퍼레이터(60)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제3 주공급관(6c)으로 유입된 양식수를 일시 저장하는 저수탱크(61)를 구비한다. 저수탱크(61)는 양식수조(5)에 양식수를 원활하게 공급할 수 있도록 적정유량을 수용하는 용적을 가지며, 일정수압을 유지하는 높이에 설치되도록 하부의 구조물(62) 상에 설치된다.
저수탱크(61) 내에는 여과망(63)이 수직방향으로 구비되어 일측에 연결된 제3 주공급관(6c)으로 유입된 양식수가 여과망(63)을 통과하여 반대측에 연결된 제4 주공급관(6d)으로 배출되도록 한다.
여과망(63)은 다공판 또는 세목 와이어 네트로 구성할 수 있고, 여과망(63)을 통과하면서 걸러진 이물질(슬러지)은 저수탱크(61) 하부의 콘으로 모이고 여과된 양식수만 제4 주공급관(6d)으로 배출된다.
저수탱크(61) 하부의 콘에는 대구경의 슬러지 배출장치(64)가 장착되어 있고 분리된 이물질을 2개의 배출밸브(65,66)를 교차 개폐하여 배출관을 통하여 외부에 마련된 이동식 대차(67)로 배출처리한다.
배출밸브(65,66)는 수동밸브 또는 자동 콘트롤 밸브로 선택할 수 있고, 여과망(63)은 슬라이드식으로 탈착이 용이하게 하며, 복수개 설치할 수도 있다. 저수탱크(61)의 상부는 개방되며, 도시하지는 않았지만, 상,하로 오르내리는 사다리와 점검용 가대(Walk way)를 설치한다.
제4 주공급관(6d)의 끝단은 물질전달반응부(40) 이전의 제2 주공급관(6b)에 연결된다. 따라서 제2 주공급관(6b)에서 제3 주공급관(6c), 세퍼레이터(60), 제4 주공급관(6d)을 거친 양식수는 다시 제2 주공급관(6b)으로 이송되어 물질전달반응부(40)로 공급된다.
이때, 제4 주공급관(6d)에는 양식수의 흐름상태를 감시하는 제2 유체유동감지기(70)와, 나노단위의 오존을 양식수에 주입하기 위한 제3 오존주입부(10)가 구비된다. 상기 제2 유체유동감지기(70)는 전술한 제1 유체유동감지기(30)의 구성과 동일한 구성으로 할 수 있고, 상기 제3 오존주입부(10)는 오존발생기(4)와 오존주입튜브(4c)로 연결되어 오존을 양식수에 주입할 수 있으며, 제1 및 제2 오존주입부(3,7)에 적용한 동일한 구성의 나노버블발생기(20)를 이용할 수 있다.
따라서 세퍼레이터(60)에서 이물질이 제거된 양식수는 제2 유체유동감지기(70)와 제3 오존주입부(10)를 거쳐 물질전달반응부(40)로 공급되며, 이후는 전술한 일련의 과정을 순차적으로 수행한 후 양식수조(5)에 도달한다.
상기한 제3 및 제4 주공급관(6c,6d)의 세퍼레이터(60) 구간이 가동될 때는 전술한 제2 주공급관(6b)의 제2 오존주입부(7) 구간은 전,후의 밸브(7a,7b)를 폐쇄하여 가동중단시키고, 제2 주공급관(6b)의 제2 오존주입부(7)가 가동될 때에는 제3 및 제4 주공급관(6c,6d)의 밸브(60a,60b)를 폐쇄하여 세퍼레이터(60)의 가동을 중단한다.
또한 본 발명은, 오존발생기(4)의 방전에 의한 고열로 오존 발생효율이 급감되는 것을 방지하기 위한 수냉각기(81)를 구비하여 오존발생기(4)의 방전존을 식혀주도록 되어 있다.
또한 수냉각기(81) 대신에 이송펌프(6)를 지난 제2 주공급관(6b)에서 분기시킨 냉각수공급관(82)을 오존발생기(4)에 연결하여 양식수를 냉각수로 사용한 후 방류하는 무동력 냉각방식을 적용할 수 있다. 이때 냉각수공급관(82)에는 워터필터(83)를 구비하여 이물질을 제거한다.
이와 같은 본 발명은, 취수장(1)에서 양식수를 흡입하기 위한 취수관(2)내에 오존을 나노화하여 분산시키는 제1 오존주입부(3)가 구비됨에 따라, 취수관(2) 내에 조개, 소라, 따개비 등의 수생생물 들이 부착 기생하는 것을 방지하여 양식수의 유입을 원활하게 할 수 있고, 취수관(2) 내벽에 살균성 및 방균성 도료로 코팅한 코팅층(24)이 구비되어 취수관(2) 내부에 수생생물 및 미생물이 생리적으로 적응하기 어려운 환경이 제공됨에 따라, 어류 양식에 악영향을 주는 미생물이 함께 유입되는 것을 최대한 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 취수장(1)에서 양식수를 취수관(2)으로 흡입하여 제1 및 제2 주공급관(6a,6b)을 통해 양식수조(5)로 공급하는 동안, 취수관(2)에 구비된 제1 오존주입부(3)와, 제2 주공급관(6b)에 구비된 제2 오존주입부(7)를 통해 나노화된 오존을 공급할 수 있어, 오존의 공급 농도를 어류에 해가 되지 않는 범위로 낮추어 나누어 공급할 수 있으며, 더욱이 제2 주공급관(6b)에 구비된 물질전달반응부(40)를 통과하는 과정에서 양식수와 나노화된 오존의 격렬한 물질전달반응에 의해 완전 반응을 유도하여 미반응된 잔류 오존이 없고, 이로써 오존 자체의 독성과 오존에 의해 생성되는 독극물인 브롬산화물의 발생을 방지하여 어류에 무해하고, 병원균, 해충, 유해조류 등으로부터 자유로운 양식수를 생산할 수 있다.
또한 양식수가 물질전달반응부(40)의 소용돌이 반응구간(R1)과 유선형 반응구간(R2)을 교차, 반복하여 거치면서 회전, 분할, 역류 및 충돌이 발생하게 되고, 이 과정에서 양식수의 용존산소(D·O)를 높이게 되므로 양질의 에너지를 가진 양식수를 공급할 수 있고, 이로써 어류의 원천적인 면역력을 상승시켜 항생제나 소독제를 전혀 사용하지 않고 사육밀도가 높으면서 폐사가 거의 없는 친환경 청정어류를 경제적으로 생산할 수 있다.
지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 첨부된 특허청구범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 취수장 2 : 취수관
3,7,10 : 제1 내지 제3 오존주입부 4 : 오존발생기
5 : 양식수조 6 : 이송펌프
6a~6d : 제1 내지 제4 주공급관 8 : 원적외선발생부
9 : 수질검출부 20 : 나노버블발생기
30,70 : 제1 및 제2 유체유동감지기 40 : 물질전달반응부
50 : 양식수 공급경보기 60 : 세퍼레이터
81 : 수냉각기 82 : 냉각수공급관
3,7,10 : 제1 내지 제3 오존주입부 4 : 오존발생기
5 : 양식수조 6 : 이송펌프
6a~6d : 제1 내지 제4 주공급관 8 : 원적외선발생부
9 : 수질검출부 20 : 나노버블발생기
30,70 : 제1 및 제2 유체유동감지기 40 : 물질전달반응부
50 : 양식수 공급경보기 60 : 세퍼레이터
81 : 수냉각기 82 : 냉각수공급관
Claims (10)
- 취수장으로부터 이송되는 양식수에 오존을 주입시켜 양식수조에 공급하기 위한 어류 양식장 오존처리장치에 있어서,
상기 취수장 내에 설치되는 취수관;
상기 취수관과 제1 주공급관으로 연결되고, 상기 양식수조와 제2 주공급관으로 연결되어 취수관의 양식수를 양식수조에 공급하기 위한 이송펌프;
상기 취수관 내에 구비되어 취수관 내에 나노화된 오존을 분산 주입하여 수생생물의 취수관 내 부착 기생을 방지하기 위한 제1 오존주입부;
상기 제2 주공급관에 구비되어 제2 주공급관 내로 흐르는 양식수에 오존을 주입하기 위한 제2 오존주입부;
상기 제1 및 제2 오존주입부에 오존을 공급하기 위한 오존발생기; 및
상기 제2 오존주입부 이후의 제2 주공급관에 구비되고 양식수와 오존에 대해 물질전달반응을 수행하여 양식수조로 이송시키기 위한 물질전달반응부를 포함하며,
상기 물질전달반응부는,
이송되는 양식수와 오존에 회전력과 복수의 분할을 유도하는 복수개의 헬리컬타입 날개편과, 양식수와 오존의 회전력에 순간압력을 상승시켜 물질전달반응을 촉진시키기 위한 테이퍼관으로 이루어지는 소용돌이 반응구간; 및
상기 소용돌이 반응구간에 연이어 배치되는 것으로, 계란형 반응보울과, 상기 반응보울을 내부에 구비하고 내주면에 양식수의 흐름방향으로 다수의 요철이 형성된 반응통체로 이루어져 상기 반응보울과 요철 사이에서 역류 및 와류와 충돌을 형성하는 유선형 반응구간으로 이루어진 것을 특징으로 하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 이송펌프에 의해 이송되는 양식수가 정상으로 공급되는지의 여부를 감시하는 제1 유체유동감지기를 상기 이송펌프와 제2 오존주입부 사이의 제2 주공급관에 구비한 것을 특징으로 하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제2 주공급관 상의 제1 유체유동감지기와 제2 오존주입부 사이에서 분기된 제3 주공급관;
상기 제3 주공급관에 설치되어 유입되는 양식수의 혼합 및 이물질 분리 기능을 수행하는 세퍼레이터;
상기 세퍼레이터로부터 이물질이 분리된 양식수를 상기 물질전달반응부 직전의 제2 주공급관으로 이송시키기 위한 제4 주공급관; 및
상기 제4 주공급관에 구비되어 오존발생기로부터 공급된 오존을 나노화하여 분산시켜 양식수에 주입하기 위한 제3 오존주입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치. - 제 3 항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 오존주입부는,
상기 오존발생기로부터 공급된 오존을 나노화하여 버블형태로 분산 주입시키는 나노버블발생기로 이루어지고,
상기 나노버블발생기는, 금속재를 나노분말화하여 소결공정을 거쳐 나노 공극화한 원형통체와, 상기 원형통체 내에 오존발생기로부터 공급된 오존을 분출하는 노즐로 이루어져, 상기 노즐로부터 분출되는 오존이 원형통체를 통과하면서 나노버블을 발생시켜 분산 주입시키도록 된 것을 특징으로 하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 제2 오존주입부는, 상기 오존발생기로부터 공급된 오존을 상기 제2 주공급관 내부로 주입하기 위한 공지의 인젝터(Injector)로 이루어진 것을 특징으로 하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 제2 주공급관과 연결되어 양식수조 내에 양식수를 유입시키는 유입관과, 상기 유입관으로부터 분기시킨 분기관과, 상기 분기관에 구비되어 양식수가 양식수조에 정상적으로 공급되는지를 검출하기 위한 양식수 공급경보기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 취수관 내면에 수생생물의 부착 기생을 어렵게 하는 살균성 또는 방균성 도료를 도포한 코팅층을 형성한 것을 특징으로 하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 물질전달반응부를 거치면서 물리 화학적으로 고도로 여기된 양식수에 어류의 면역력과 내병성을 상승시켜서 생존에 안정을 기하는 원적외선발생부가 제2 주공급관에 구비된 것을 특징으로 하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 이송펌프를 지난 제2 주공급관에서 분기시킨 냉각수공급관을 오존발생기에 연결하여 양식수를 냉각수로 사용하고, 상기 냉각수공급관에는 양식수로부터 이물질을 제거하기 위한 워터필터를 구비한 것을 특징으로 하는 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존 처리장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020150001990A KR101539348B1 (ko) | 2015-01-07 | 2015-01-07 | 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치 |
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| KR101539348B1 true KR101539348B1 (ko) | 2015-07-29 |
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| KR1020150001990A KR101539348B1 (ko) | 2015-01-07 | 2015-01-07 | 물질전달반응을 이용한 어류 양식장 오존처리장치 |
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| KR (1) | KR101539348B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111567475A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-08-25 | 潘俊朝 | 一种高产量水产养殖系统 |
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2015
- 2015-01-07 KR KR1020150001990A patent/KR101539348B1/ko active IP Right Grant
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