KR101570417B1 - 난방 기능을 갖는 인공 어초 - Google Patents
난방 기능을 갖는 인공 어초 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 난방 기능을 갖는 인공 어초에 관한 것으로서, 특히 원형 또는 사각 테이블 형상을 갖는 본체의 상부에 투명 단열판과 햇빛이 투과될 수 있는 발열체를 설치하고, 상기 발열체의 저부에는 소정 체적을 갖고 발열체의 열에 의해 가열된 물이 가둬지는 온수 정체부를 형성하며, 상기 온수 정체부의 저면을 포함한 상기 본체의 하부는 어류가 원활히 드나들 수 있음과 동시에 물의 흐름이 원활히 이루어질 수 있도록 개구시킨 구성을 갖고, 양식장 등의 물 온도가 소정온도 이하로 저하될 경우 발열체를 구동시켜 인공 어초의 온수 정체부에 유입되어 있는 물을 계속 소정온도 이내로 가열시켜 줄 수 있도록 하였다.
따라서, 겨울철 수중의 온도가 정해진 온도 이하로 하강함으로 인한 어류의 동사를 방지할 수 있어 동사로 인한 양식 어민의 경제적 피해는 물론 양식장의 수질오염을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 어류의 은신처 제공과 더불어 주변 소음을 차단하여 어류의 생육을 촉진시킬 수 있다.
따라서, 겨울철 수중의 온도가 정해진 온도 이하로 하강함으로 인한 어류의 동사를 방지할 수 있어 동사로 인한 양식 어민의 경제적 피해는 물론 양식장의 수질오염을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 어류의 은신처 제공과 더불어 주변 소음을 차단하여 어류의 생육을 촉진시킬 수 있다.
Description
본 발명은 난방 기능을 갖는 인공 어초에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 육상 치어 양식장이나 성어 양식장 등 방대한 면적의 노지 양식장("양어장"이라고도 하는데 단어의 통일을 위해 이하에서 "양식장"으로 통칭한다) 및 수시로 물의 흐름이 생기는 해양 가두리 양식장 등에 적합(즉, 어류의 동사를 방지하고, 살균이 가능하며, 녹조 및 적조 발생을 방지하고, 플랑크톤의 활동을 원활히 할 수 있는 등)하도록 발명한 난방 기능을 갖는 인공 어초에 관한 것이다.
일반적으로 어초(魚礁)라 함은 해저에 인공적 시설물을 투입하여 각종 저서생물이나 유영동물이 많이 모이게 하는 곳을 말한다.
또한, 인공어초(人工魚礁)는 블록이나 돌 및 낡은 배 등을 해저에 투입하여 수산생물의 서식장이 되게 인공적으로 만든 것으로, 어초는 양성장이나 어장으로서 가치가 크며, 또한 어초는 평탄한 해저에 비하여 유속이 빨라 산소나 먹이 등의 공급량이 많아 저서생물의 서식장으로서 환경이 알맞기 때문에, 실제로 그들의 서식량이 많을 뿐만 아니라, 양성장으로서의 가치가 크다.
어초에서는 해류에 따라 상승류가 발생하고, 이때 저층의 영양염류가 표층으로 운반되며, 영양염류가 많은 표층부근에는 식물성 부유생물이 번식하고, 이들을 먹고사는 동물성 부유생물이나 소형동물들이 뒤따라 번식하게 되며, 다시 이들을 먹고사는 유영수산동물들이 모여들기 때문에 어초를 설치한 곳은 어장으로서의 가치가 크다.
한편, 대형 호수나 저수지는 수온이 높은 표층과 수온이 낮은 심층으로 구분할 수 있는데, 표층의 물은 외기의 영향을 많이 받아 항상 대류현상이 일어나고, 반대로 심층의 물은 표층에서 일어나는 대류현상이 미치지 않아 차가운 수온을 항상 유지한다.
또한, 수심 층을 달리해 내려가면서 수온을 측정해 보면, 일정 수심 이하에서 갑자기 수온변화가 심해지는 부분을 관찰할 수 있는데, 그 온도차는 심할 경우 1m 깊어짐에 따라 10℃나 벌어지기도 한다.
이와 같이 표층의 수온과 심층의 수온이 명확하게 벌어지는 부분, 즉 수온의 불연속면을 '수온약층(水溫躍層. Thermocline)"이라하며, 수온약층 이하 수심의 물이 심층수로 대부분 물의 비중이 가장 무거워진다는 4℃를 유지한다.
그러나 사계절이 뚜렷한 우리나라에서는 계절 따라 기온이 변함에 따라 물속 사정도 바뀌고 물고기의 행동도 변한다.
예를 들어 깊은 호수의 계절별 수온변화(춘,하,추,동)를 살펴보면, 봄철은 도 1의 (a)와 같이 수면부터 깊은 곳까지 평균적인 수온을 유지하므로 물고기들은 먹이가 많은 표층 가까이로 나오고, 여름철에는 도 1의 (b)와 같이 햇볕에 의해 표층 수온이 올라가고 차가운 물은 바닥으로 내려가므로 물고기들은 적서수온을 찾아 이동한다.
또, 가을철에는 봄철과 비슷하지만 도 1의 (c)와 같이 표층 수온의 변화가 심하므로 따뜻한 수온과 달리 외기 온도가 더 낮아지면 이 영향으로 수중에서 심층수의 대류현상(턴 오버)이 일어나 물이 뒤집어지기도 하며, 수온이나 수질 및 용존산소가 급변하므로 물고기들의 활성이 나빠지면서 조금이라도 환경이 좋은 장소로 이동한다.
또한, 겨울철에는 도 1의 (d)와 같이 수면이 결빙될 경우 외기 온도의 영향이 차단되어 영향을 거의 받지 않으므로 물고기들은 수온이 가장 높은 곳에 머문다.
한편, 중소 저수지의 계절별 수온변화는 통상 수온약층이 형성되지 않는 중소 규모의 호소(lake, 湖沼 )로 외부의 기온과 햇볕의 영향으로 수온변화가 일어나는데, 여름철에 도 2의 (a)와 같이 햇볕을 받아 온도가 높아진 온수층과 그렇지 않은 냉수층으로 나뉘고 서로가 섞이지 않으며, 겨울철에는 외기의 냉기를 받아 표층부터 바닥까지 거의 동일하게 차가워진다.
또, 수심이 얕은 호소에서 계류의 수온변화는 도 2의 (b)와 같이, 사계절을 통해 외기온에 가까운 수온을 형성하게 되는데, 표층과 바닥의 수온 차도 거의 없으며, 바람의 영향도 크게 받고 날씨에도 민감하며, 흘러드는 유입수의 수온에 의해서도 영향을 많이 받는다.
뿐만 아니라, 얕은 수심을 갖는 일반 저수지에서의 계절별 수온변화 역시 수심이 아주 얕은 관계로 바람이나 일광 및 유입수 등의 외부 영향을 크게 받는다.
한편, 상기에서 턴 오버(Turnover) 현상이란, 계절이 뚜렷하고 기온차가 큰 지역에 위치한 호소에서 계절 따라 발생하는 현상으로, 열대지방과 같이 일정한 기온이 유지되는 곳에서는 일어나지 않는 현상이다.
일반적인 호소에서 여름철은 높은 기온과 태양열로 인해 표층, 수온약층, 심층의 구분이 확실하여 안정되어 있지만, 가을이 깊어 기온이 떨어질수록 수면이 냉각되어 결국은 도 3의 (a)와 같이 수온약층의 수온보다 표층의 온도가 더 낮아지는 때가 오는데, 이때부터 도 3의 (b)와 같이 수중에는 대류현상이 시작되고, 점차 하강하기 시작한 수온이 심층보다도 더 낮아지게 되면 그 호소 전체에서 대류현상이 일어나 심층과 표층의 물이 뒤섞이게 된다.
이것을 '턴 오버'(Turnover)라 부르며, 이때 바닥의 침전물도 물과 함께 움직이므로 호소 전체가 탁해지고 물비린내도 심해지고, 물고기들은 수질과 수온 및 용존산소량 등의 모든 생활환경이 갑자기 변함에 따라 일시 혼란을 겪게 됨에 따라서 변화된 환경에 적응할 때까지는 잘 낚이지 않는다.
특히, 육상의 치어 양식장이나 성어 양식장 등과 같은 노지 양식장을 포함하여 해양 가두리 양식장 등에서 겨울철 상기와 같이 턴 오버가 심하게 발생하여 수온이 양식중인 어류의 생육 온도(예를 들어 -7℃) 이하로 매우 낮아질 경우 집단적으로 동사가 발생하는 경우가 종종 발생하여 양식 어민들에게 막대한 피해를 입히는 경우가 다수 발생하고 있는 실정이다.
그럼에도 불구하고 종래에는 상기와 같이 육상의 치어 양식장이나 성어 양식장 등과 같은 노지 양식장을 포함하여 해양 가두리 양식장 등에서 수온이 어류의 생육 온도(예를 들어 -7℃) 이하로 낮아질 경우 이를 물의 일부를 가열하여 어류의 동사를 방지할 수 있는 장치를 포함한 인공 어초 등이 전혀 개발되어 있지 않다.
뿐만 아니라, 물속에 포함된 각종 균을 자동 살균할 수 있는 기능을 포함하여 녹조 및 적조 발생을 사전에 방지할 수 있는 기능 및 플랑크톤의 활동을 원활히 할 수 있는 기능을 동시에 가진 장치 역시 개발되어 있지 않은 실정이다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 육상 치어 양식장이나 성어 양식장 등 방대한 면적의 노지 양식장 및 수시로 물의 흐름이 생기는 해양 가두리 양식장 등의 바닥 또는 수중에 원형 또는 사각 테이블 형상을 갖는 본체의 상부에 투명 단열판과 햇빛이 투과될 수 있는 발열체를 설치하고, 상기 발열체의 저부에는 소정 체적을 갖고 발열체의 열에 의해 가열된 물이 가둬지는 온수 정체부를 형성하며, 상기 온수 정체부의 저면을 포함한 상기 본체의 하부는 어류가 원활히 드나들 수 있음과 동시에 물의 흐름이 원활히 이루어질 수 있도록 개구시킨 형태를 갖는 인공 어초를 설치하여 양식장 등의 물 온도가 소정온도 이하로 저하될 경우 발열체를 구동시켜 인공 어초의 온수 정체부에 유입되어 있는 물을 계속 소정온도 이내로 가열시켜 줄 수 있도록 함으로써 겨울철 수중의 온도가 정해진 온도 이하로 하강함으로 인한 어류의 동사를 방지할 수 있어 동사로 인한 양식 어민의 경제적 피해는 물론 양식장의 수질오염을 미연에 방지할 수 있고, 또한 어류의 은신처 제공과 더불어 주변 소음을 차단하여 어류의 생육을 촉진시킬 수 있는 난방 기능을 갖는 인공 어초를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 온수 정체부의 일측과 타측에 각각 수면 위로 연결되는 공기 공급관과 공기 배출관을 설치하여 외부에서 공기 공급관을 통해 온수 정체부 내로 양전하 또는 음전하를 띤 공기방울을 주입시킨 다음 온수 정체부에서 터지지 않은 일부 공기방울은 공기 배출관을 통해 외부로 배출시켜 줄 수 있도록 함으로써 수중의 용존산소량을 증가시킬 수 있음과 동시에 물을 정화시킬 수 있어 플랑크톤의 원활한 서식 및 활동을 통해 어류의 생육을 촉진시킬 수 있고, 또한 낮에 대기 열을 이용하여 온수 정체부 내의 물 온도를 하강시켜 전기에너지를 절감할 수 있음은 물론 녹조 발생을 미연에 방지할 수 있는 난방 기능을 갖는 인공 어초를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 투명 단열판과 발열체 사이에 보온층 및 자외선 발생된 자외선 발광다이오드(UV LED)를 설치하여 물속에 포함되어 있는 각종 세균 및 냄새를 살균 및 탈취시켜 어류가 세균에 의해 감염되는 것과 냄새로 인한 피해를 사전에 방지할 수 있음과 동시에 어류의 생육을 촉진시킬 수 있고, 또한 녹조 및 적조의 발생을 최소화할 수 있으며, 특히 상기 자외선 발광다이오드(UV LED)를 작동시킴에 있어서 대상 어류에 비늘이 있는 경우는 간헐적(1~5분간 "On", 1~5분간 Off 또는 깜박임)으로 구동시키고 비늘이 없는 경우는 1~3분간 "On"후 약 10~60분 "Off"시키는 상태를 반복하여 어류의 피부가 자외선(UV) 광선에 의해 타는(그을리는) 문제를 방지할 수 있는 난방 기능을 갖는 인공 어초를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난방 기능을 갖는 인공 어초는, 상부에서 내측으로 소정깊이 위치에 구성품 받침편을 돌출되게 형성하고, 상기 구성품 받침편 하방부로는 소정높이 및 면적을 갖는 온수 정체부를 형성하며, 상기 온수 정체부의 하방부는 물의 흐름과 어류의 유동이 자유롭도록 복수의 다리와 개구부를 형성한 형태를 갖는 본체와; 투명 필름 또는 유리로 된 기판의 상면에 소정의 발열재료를 이용하여 소정형상을 갖게 발열패턴을 도포 및 성형한 면상 발열체 또는 기판의 저면에 소정의 발열소자를 정해진 간격을 두고 설치한 형태를 갖고 상기 본체의 구성품 받침편 상부에 설치된 상태에서 제어부의 출력전압에 대응하여 온수 정체부 내 물의 가열에 필요한 열을 발생하는 판 형상의 발열체와; 상기 발열체의 상면에 설치되어 수중으로 유입된 햇빛은 투과되고 발열체에서 발생되는 열이 상방부로 전도되는 것을 방지하는 투명 단열판과; 상기 발열체와 투명 단열판의 외주면을 감싸는 형태 또는 상기 발열체의 상면과 투명 단열판의 저면 사이에서 링 형상으로 설치되어 상기 발열체 및 투명 단열판 사이의 접촉부에 대한 기밀 및 방수기능을 수행하는 하나 또는 복수의 방수 및 고정용 실링부재와; 상기 본체의 일측에 설치되어 수온을 실시간으로 검출하여 제어부로 전달하는 수온센서와; 방수형 함체 내에 삽입 설치된 상태에서 전선 통과용 파이프를 통해 상기 본체의 일측 상면에 고정된 형태를 갖고 상기 수온센서를 통해 검출되는 수온에 대응하여 상기 발열체를 포함한 전기 전장품에 대한 전반적인 구동을 제어하는 제어부;로 구성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 발열체와 투명 단열판 사이에는 발열체에서 발생하는 열이 투명 단열판을 통해 상부로 전도되는 것을 최소화할 수 있도록 소정높이의 보온층을 더 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보온층에는 투명 필름 또는 유리로 된 기판의 저면에 복수의 자외선 발광다이오드(UV LED)를 정해진 간격으로 설치한 자외선(UV) 조사판을 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 본체의 온수 정체부 저부에서 주연부를 따라서는 상기 온수 정체부 내에서 상기 발열체의 발열에 의해 가열된 온수가 개구부를 통해 흐르고 있는 물에 의해 유출되는 것을 최소화하기 위하여 내측을 향해 소정각도로 경사진 온수유출 방지판을 더 성형한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체의 온수 정체부 일측에는 양식장의 외부에 설치되는 공기발생기를 통해 양전하 또는 음전하를 띤 공기방울을 강제로 주입시킬 수 있도록 하는 공기 공급관을 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 본체의 온수 정체부 타측에는 상기 공기 공급관을 통해 온수 정체부 내로 주입된 양전하 또는 음전하를 띤 공기방울들 중 온수 정체부 내에서 터지지 않고 남은 일부의 공기방울이 수면 위로 자동 배출되도록 하는 수개의 공기 배출관을 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체의 다리 저부에는 유속에 의해 인공 어초가 전도되는 것을 방지하기 위한 중량체를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 본체의 온수 정체부 외측에는 일단부가 가두리 양식장의 부목에 고정되는 와이어의 타단부를 고정시켜 인공 어초가 가두리 양식장의 수중에 부상된 상태를 유지하도록 하는 복수의 와이어 고정고리를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
이때, 투명 필름 또는 유리로 된 기판의 상면에 도포 및 성형한 면상 발열체는, 상기 기판의 상면에서 정해진 간격을 두고 설치한 두 전극 사이 전체면에 인듐과 산화 주석의 화합물(In2O3, SnO2)로 이루어져 전기 전도성을 가진 투명 도전막(ITO; Indium Tin Oxide)으로 발열패턴을 도포한 면상 발열체와, 또는 실버나 블랙 카본 및 페이스트를 이용하여 두 전극 사이에 정해진 간격을 두고 복수의 발열패턴을 일자로 또는 지그재그식으로 도포하여 형성한 필름형 면상 발열체, 블랙 카본 섬유를 이용하여 두 전극 사이에 메트릭스 형태로 발열패턴을 성형한 섬유 면상 발열체, 블랙 카본 섬유 또는 열선을 이용하여 두 전극 사이에 지그재그 또는 메트릭스 형태로 발열패턴을 성형한 히팅 케이블형 면상 발열체 및 두 전극 사이에 구리 막을 이용하여 지그재그식으로 발열패턴을 형성한 그래핀 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열체의 기판 저면에 정해진 간격을 두고 설치한 형태를 갖는 발열소자는, 티탄산바륨계 도자기로 온도가 상승하면 전기저항이 급격히 커지는 특성을 가진 정특성 서미스터(thermistor; 이하 "PTC"라 약함)를 포함하되, 상기 발열소자로 정특성 서미스터을 설치한 경우, 기판의 상,하면을 포함한 상기 정특성 서미스터들의 외면 전체에 빛과 열은 투과하고 물의 유입은 방지하는 열전도성 투명 방수층을 더 도포함 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어부에서는 상기 수온센서를 통해 검출되는 겨울 밤 물의 온도가 3~8℃일 경우, 상기 발열체를 통해 수온이 현재 검출수온보다 Δ5℃만큼 더 높일 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부에서는 상기 수온센서를 통해 검출되는 겨울 낮 물의 온도가 4~10℃일 경우, 상기 발열체를 통해 수온이 현재 검출수온보다 Δ10℃만큼 더 높일 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어부에서는 겨울 밤에는 자외선 발광다이오드(UV LED)와 공기 발생기를 모두 "Off"시켜 주고, 겨울 낮에는 자외선 발광다이오드(UV LED)와 공기 발생기를 모두 "On"시켜 주는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부에서 자외선 발광다이오드(UV LED)를 작동시킬 때, 양식 대상 어류가 비늘이 있는 경우는 1~5분간 "On", 1~5분간 "Off" 또는 깜박이는 형태로 제어하고, 비늘이 없는 경우는 1~3분간 "On"후 10~60분간 "Off"시키는 형태를 반복하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 난방 기능을 갖는 인공 어초에 의하면, 육상 치어 양식장이나 성어 양식장 등 방대한 면적의 노지 양식장 및 수시로 물의 흐름이 생기는 해양 가두리 양식장 등의 바닥 또는 수중에 원형 또는 사각 테이블 형상을 갖는 본체의 상부에 투명 단열판과 햇빛이 투과될 수 있는 발열체를 설치하고, 상기 발열체의 저부에는 소정 체적을 갖고 발열체의 열에 의해 가열된 물이 가둬지는 온수 정체부를 형성하며, 상기 온수 정체부의 저면을 포함한 상기 본체의 하부는 어류가 원활히 드나들 수 있음과 동시에 물의 흐름이 원활히 이루어질 수 있도록 개구시킨 형태를 갖는 인공 어초를 설치하여 양식장 등의 물 온도가 소정온도 이하로 저하될 경우 발열체를 구동시켜 인공 어초의 온수 정체부에 유입되어 있는 물을 계속 소정온도 이내로 가열시켜 줄 수 있도록 함으로써 겨울철 수중의 온도가 정해진 온도 이하로 하강함으로 인한 어류의 동사를 방지할 수 있어 동사로 인한 양식 어민의 경제적 피해는 물론 양식장의 수질오염을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 어류의 은신처 제공과 더불어 주변 소음을 차단하여 어류의 생육을 촉진시킬 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기 온수 정체부의 일측과 타측에 각각 수면 위로 연결되는 공기 공급관과 공기 배출관을 설치하여 외부에서 공기 공급관을 통해 온수 정체부 내로 양전하 또는 음전하를 띤 공기방울을 주입시킨 다음 온수 정체부에서 터지지 않은 일부 공기방울은 공기 배출관을 통해 외부로 배출시켜 줄 수 있도록 함으로써 수중의 용존산소량을 증가시킬 수 있음과 동시에 물을 정화시킬 수 있어 플랑크톤의 원활한 서식 및 활동을 통해 어류의 생육을 촉진시킬 수 있고, 또한 낮에 대기 열을 이용하여 온수 정체부 내의 물 온도를 하강시켜 전기에너지를 절감할 수 있음은 물론 녹조 발생을 미연에 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 상기 투명 단열판과 발열체 사이에 보온층 및 자외선 발생된 자외선 발광다이오드(UV LED)를 설치하여 물속에 포함되어 있는 각종 세균 및 냄새를 살균 및 탈취시켜 어류가 세균에 의해 감염되는 것과 냄새로 인한 피해를 사전에 방지할 수 있음과 동시에 어류의 생육을 촉진시킬 수 있고, 또한 녹조 및 적조의 발생을 최소화할 수 있으며, 특히 상기 자외선 발광다이오드(UV LED)를 작동시킴에 있어서 대상 어류에 비늘이 있는 경우는 간헐적(1~5분간 "On", 1~5분간 Off 또는 깜박임)으로 구동시키고 비늘이 없는 경우는 1~3분간 "On"후 약 10~60분 "Off"시키는 상태를 반복하여 어류의 피부가 자외선(UV) 광선에 의해 타는(그을리는) 문제를 방지할 수 있어 인공 어초 자체의 상품성과 양식장의 물을 가열하는데 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1의 (a)~(d)는 깊은 호수의 계절별 수온변화(춘,하,추,동) 예시도.
도 2의 (a)(b)는 중소 저수지의 계절별 수온변화와 수심이 얕은 호소에서 계류의 수온변화 예시도.
도 3의 (a)(b)는 기온이 떨어질 때 표층과 수온약층 및 심층의 수온상태와, 온도차이가 클 때 심층과 표층 사이에서 대류현상이 발생되는 상태를 보인 예시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예가 적용된 인공 어초의 분해 사시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예가 적용된 인공 어초의 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초의 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초의 설치 상태 예시 단면도.
도 9의 (a)~(d)는 본 발명의 인공 어초에서 사용된 면상 발열체들의 사시도.
도 10은 본 발명의 인공 어초에서 사용된 발열체 중 발열소자로 정특성 서미스터들을 사용한 발열체의 일부 확대 단면도.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초를 중소 저수지에 설치한 상태의 예시 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초를 수심이 깊은 가두리 양식장에 설치한 상태의 예시 단면도.
도 2의 (a)(b)는 중소 저수지의 계절별 수온변화와 수심이 얕은 호소에서 계류의 수온변화 예시도.
도 3의 (a)(b)는 기온이 떨어질 때 표층과 수온약층 및 심층의 수온상태와, 온도차이가 클 때 심층과 표층 사이에서 대류현상이 발생되는 상태를 보인 예시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예가 적용된 인공 어초의 분해 사시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예가 적용된 인공 어초의 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초의 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초의 설치 상태 예시 단면도.
도 9의 (a)~(d)는 본 발명의 인공 어초에서 사용된 면상 발열체들의 사시도.
도 10은 본 발명의 인공 어초에서 사용된 발열체 중 발열소자로 정특성 서미스터들을 사용한 발열체의 일부 확대 단면도.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초를 중소 저수지에 설치한 상태의 예시 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초를 수심이 깊은 가두리 양식장에 설치한 상태의 예시 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예 및 그에 따른 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예가 적용된 인공 어초의 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예가 적용된 인공 어초의 단면도를 나타낸 것이다.
또, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초의 단면도를 나타낸 것이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초의 설치 상태 예시 단면도를 나타낸 것이다.
또한, 도 9의 (a)~(d)는 본 발명의 인공 어초에서 사용된 면상 발열체들의 사시도를 나타낸 것이며, 도 10은 본 발명의 인공 어초에서 사용된 발열체 중 발열소자로 정특성 서미스터들을 사용한 발열체의 일부 확대 단면도를 나타낸 것이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초를 중소 저수지에 설치한 상태의 예시 단면도를 나타낸 것이며, 도 12는 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 인공 어초를 수심이 깊은 가두리 양식장에 설치한 상태의 예시 단면도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명의 난방 기능을 갖는 인공 어초는,
상부에서 내측으로 소정깊이 위치에 구성품 받침편(11)을 돌출되게 형성하고, 상기 구성품 받침편(11) 하방부로는 소정높이 및 면적을 갖는 온수 정체부(12)를 형성하며, 상기 온수 정체부(12)의 하방부는 물의 흐름과 어류의 유동이 자유롭도록 복수의 다리(13)와 개구부(14)를 형성한 형태를 갖는 원통형 또는 사각 테이블 형상의 본체(10)와;
투명 필름 또는 유리로 된 기판(31)의 상면에 소정의 발열재료를 소정형상을 갖게 발열패턴(32)을 도포 및 성형한 면상 발열체 또는 기판(31)의 저면에 소정의 발열소자(33)를 정해진 간격을 두고 설치한 형태를 갖고 상기 본체(10)의 구성품 받침편(11) 상면에 설치된 상태에서 제어부(70)의 출력전압에 대응하여 온수 정체부(12) 내 물의 가열에 필요한 열을 발생하는 판 형상의 발열체(30)와;
상기 발열체(30)의 상면에 설치되어 수중으로 유입된 햇빛은 투과되고 발열체(30)에서 발생되는 열이 상방부로 전도되는 것을 방지하는 투명 필름 또는 유리로 성형된 투명 단열판(40)과;
상기 발열체(30)와 투명 단열판(40)의 외주면을 감싸는 형태 또는 상기 발열체(30)의 상면과 투명 단열판(40)의 저면 사이에서 외측으로 따라 링 형상으로 설치되어 상기 발열체(30) 및 투명 단열판(40) 사이의 접촉부에 대한 기밀 및 방수기능을 수행하는 하나 또는 복수의 방수 및 고정용 실링부재(50)와;
상기 본체(10)의 일측에 설치되어 수온을 실시간으로 검출하여 제어부(70)로 전달하는 수온센서(60)와;
방수형 함체(71) 내에 삽입 설치된 상태에서 전선 통과용 파이프(72)를 통해 상기 본체(10)의 일측 상면에 고정된 형태를 갖고 상기 수온센서(60)를 통해 검출되는 수온에 대응하여 상기 발열체(30)를 포함한 전기 전장품에 대한 전반적인 구동을 제어하는 제어부(70);로 구성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 발열체(30)와 투명 단열판(40) 사이에는 발열체(30)에서 발생하는 열이 투명 단열판(40)을 통해 상부로 전도되는 것을 최소화할 수 있도록 소정높이의 보온층(16)을 더 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보온층(16)에는 투명 필름 또는 유리로 된 기판(81)의 저면에 복수의 자외선 발광다이오드(UV LED)(82)를 정해진 간격으로 설치한 자외선(UV) 조사판(80)을 더 설치하되, 상기 기판(81)의 외주면에는 방수 및 고정용 실링부재(50)를 감싸는 형태로 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 본체(10)의 온수 정체부(12) 저부에서 주연부를 따라서는 상기 온수 정체부(12) 내에서 상기 발열체(30)의 발열에 의해 가열된 온수가 다리(13) 사이에 형성된 개구부(14)를 통해 흐르고 있는 물에 의해 유출되는 것을 최소화하기 위하여 내측을 향해 소정각도로 경사진 온수유출 방지판(15)을 더 성형한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체(10)의 온수 정체부(12) 일측에는 양식장의 외부에 설치되는 공기발생기(90)를 통해 양전하 또는 음전하를 띤 공기방울을 온수 정체부(12) 내로 강제로 주입시킬 수 있도록 하는 공기 공급관(18-a)을 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 본체(10)의 온수 정체부(12) 타측에는 상기 공기 공급관(18-a)을 통해 온수 정체부(12) 내로 주입된 양전하 또는 음전하를 띤 공기방울들 중 온수 정체부(12) 내에서 터지지 않고 남은 일부의 공기방울이 수면 위로 자동 배출되도록 하는 수개의 공기 배출관(18-b)을 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체(10)의 다리(13) 저부에는 유속에 의해 인공 어초가 전도되는 것을 방지하기 위한 중량체(17)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 본체(10)의 온수 정체부(12) 외측에는 일단부가 가두리 양식장의 부목(100)에 고정되는 와이어(110)의 타단부를 고정시켜 인공 어초가 가두리 양식장의 수중에 부상된 상태를 유지하도록 하는 복수의 와이어 고정고리(19)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.
이때, 투명 필름 또는 유리로 된 기판(31)의 저면에 도포 및 성형한 면상 발열체(30)로는, 상기 기판(31)의 상면에서 정해진 간격을 두고 설치한 두 전극(34) 사이 전체 면에 인듐과 산화 주석의 화합물(In2O3, SnO2)로 이루어져 전기 전도성을 가진 투명 도전막(ITO; Indium Tin Oxide)으로 발열패턴(32)을 도포한 면상 발열체와, 또는 실버나 블랙 카본 및 페이스트를 이용하여 두 전극(34) 사이에 정해진 간격을 두고 복수의 발열패턴(32)을 일자로 또는 지그재그식으로 도포하여 형성한 필름형 면상 발열체, 블랙 카본 섬유를 이용하여 두 전극(34) 사이에 메트릭스 형태로 발열패턴(32)을 성형한 섬유 면상 발열체, 블랙 카본 섬유 또는 열선을 이용하여 두 전극 사이에 지그재그 또는 메트릭스 형태로 발열패턴(32)을 성형한 히팅 케이블형 면상 발열체 및 두 전극(34) 사이에 구리 막을 이용하여 지그재그식으로 발열패턴(32)을 형성한 그래핀 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발열체(30)의 기판(31) 저면에 정해진 간격을 두고 설치한 형태를 갖는 발열소자(33)는,
티탄산바륨계 도자기로 온도가 상승하면 전기저항이 급격히 커지는 특성을 가진 정특성 서미스터(thermistor; 이하 "PTC"라 약함)를 포함하되, 상기 발열소자(33)로 정특성 서미스터을 설치한 경우, 기판(31)의 상,하면을 포함한 상기 정특성 서미스터들의 외면 전체에 빛과 열은 투과하고 물의 유입은 방지하는 열전도성 투명 방수층(20)을 더 도포함 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어부(70)에서는 상기 수온센서(60)를 통해 검출되는 겨울 밤 물의 온도가 3~8℃일 경우,
상기 발열체(30)를 통해 수온이 현재 검출수온보다 Δ5℃만큼 더 높일 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(70)에서는 상기 수온센서(60)를 통해 검출되는 겨울 낮 물의 온도가 4~10℃일 경우,
상기 발열체(30)를 통해 수온이 현재 검출수온보다 Δ10℃만큼 더 높일 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어부(70)에서는 겨울 밤에는 자외선 발광다이오드(UV LED)(82)와 공기 발생기(90)를 모두 "Off"시켜 주고, 겨울 낮에는 자외선 발광다이오드(UV LED)(82)와 공기 발생기(90)를 모두 "On"시켜 주는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(70)에서 자외선 발광다이오드(UV LED)(82)를 작동시킬 때,
양식 대상 어류가 비늘이 있는 경우는 1~5분간 "On", 1~5분간 "Off" 또는 깜박이는 형태로 제어하고,
비늘이 없는 경우는 1~3분간 "On"후 10~60분간 "Off"시키는 형태를 반복하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 난방 기능을 갖는 인공 어초에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 난방 기능을 갖는 인공 어초는 도 4 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 크게 본체(10)와 발열체(30), 투명 단열판(40), 방수 및 고정용 실링부재(50), 수온센서(60) 및 제어부(70)로 구성하여 양식장 등의 물 온도가 소정온도 이하로 저하될 경우 발열체(30)를 구동시켜 인공 어초의 온수 정체부(12)에 유입되어 있는 물을 계속 소정온도 이내로 가열시켜 줄 수 있도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 상기 본체(10)는 알루미늄을 포함하는 금속재를 이용하여 도 4 및 도 5와 같이 대략 속이 빈 원통형 또는 사각 테이블 형상으로 성형한 것으로, 상부에서 내측으로 소정깊이 위치에는 발열체(30)와 투명 단열판(40) 등과 같은 구성품을 설치하기 위한 구성품 받침편(11)을 돌출되게 형성한 형태를 갖고, 상기 구성품 받침편(11) 하방부로는 소정높이 및 면적을 갖는 온수 정체부(12)를 형성되어 있으며, 상기 온수 정체부(12)의 하방부는 물의 흐름과 어류의 유동이 자유롭도록 하기 위하여 복수의 다리(13)와 개구부(14)를 형성한 형태를 가지고 있어 어류의 은신처 제공과 더불어 주변 소음을 차단하여 어류의 생육을 촉진시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 상기 본체(10)의 온수 정체부(12) 저부에서 주연부를 따라서는 온수유출 방지판(15)을 내측을 향해 소정각도로 경사지게 더 성형하여 줌으로써 상기 온수 정체부(12) 내에서 상기 발열체(30)의 발열에 의해 가열된 온수가 다리(13) 사이에 형성된 개구부(14)를 통해 흐르고 있는 물에 의해 유출되는 것을 최소화할 수 있어 불필요한 전력소모를 방지(즉, 전기에너지의 소모를 최소화)할 수 있다.
또한, 상기 발열체(30)는 소정두께 및 면적을 갖는 투명 필름 또는 유리로 된 기판(31)의 상면에 소정의 발열재료를 도 9의 (a)~(d)와 같이 평면이나 일직선 바들의 형태 또는 지그재그식 및 메트릭스 형태로 발열패턴(32)을 도포 및 성형한 면상 발열체 또는 도 10과 같이 기판(31)의 저면에 소정의 발열소자(33)를 정해진 간격을 두고 설치한 형태를 갖고 상기 본체(10)의 구성품 받침편(11) 상면에 설치된 상태에서 제어부(70)의 출력전압에 대응하는 열을 발생시켜 상기 본체(10)의 온수 정체부(12) 내에 정체되어 있는 물의 가열해 주는 기능을 수행한다.
여기서 상기 발열체(3)의 기판(31)으로는 어류가 양식되는 양식장의 수압 등을 감안하여 볼 때 투명 필름보다는 유리로 된 것이 더 바람직하다.
한편, 상기 발열체(30)의 기판(31) 상면에 도포 또는 성형하는 면상 발열체(30)로는, 도 9의 (a)와 같이 상기 기판(31)의 상면에서 정해진 간격을 두고 설치한 두 전극(34) 사이 전체 면에 인듐과 산화 주석의 화합물(In2O3, SnO2)로 이루어져 전기 전도성을 가진 투명 도전막(ITO; Indium Tin Oxide)으로 발열패턴(32)을 도포한 면상 발열체를 포함하여, 실버나 블랙 카본 및 페이스트를 이용하여 도 9의 (b)와 같이 두 전극(34) 사이에 정해진 간격을 두고 복수의 발열패턴(32)을 일자로 또는 도 9의 (c)와 같이 지그재그식으로 도포하여 형성한 필름형 면상 발열체를 포함한다.
뿐만 아니라, 블랙 카본 섬유를 이용하여 두 전극(34) 사이에 도 9의 (d)와 같이 메트릭스 형태로 발열패턴(32)을 성형한 섬유 면상 발열체는 물론, 비록 도시는 생략하였으나 블랙 카본 섬유 또는 열선을 이용하여 두 전극(34) 사이에 지그재그 또는 메트릭스 형태로 발열패턴(32)을 성형한 히팅 케이블형 면상 발열체 및 두 전극(34) 사이에 구리 막을 이용하여 지그재그식으로 발열패턴(32)을 형성한 그래핀 히터(자동차의 뒷유리 히터와 동일)를 포함한다.
상기에서 필름형 면상 발열체는 최대 120℃까지 발열하는 것으로 원적외선이 다량으로 방출되고, 전자파는 극소로 방출되며, 제조원가가 매우 적게 들고, 단위면적당 열효율이 매우 좋으며, 저항값 조절이 용이하고, 저전압으로 구동이 가능한 장점을 가지고 있다.
또, 섬유 면상 발열체 및 히팅 케이블형 면상 발열체는 각각 200℃까지 발열하는 것으로, 원적외선이 다량으로 방출되고, 전자파는 극소로 방출되며, 유연성과 내굴곡성은 각각 양호와 보통의 형태를 갖고, 발열온도가 매우 높은 장점을 가지고 있다.
또한, 상기 발열체(30)의 기판(31) 저면에 도 10과 같이 정해진 간격을 두고 설치한 형태를 갖는 발열소자(33)는, 티탄산바륨계 도자기로 온도가 상승하면 전기저항이 급격히 커지는 특성을 가진 정특성 서미스터 즉, PTC를 포함한다.
이때, 상기 PTC 서미스터를 이용한 전기발열체를 통칭하여 PTC 히터(positivetemperature coefficient heater)고 하는데, 예를 들면 티탄산바륨계(BaTiO3계) 반도체와 같이 특정 온도 이상에서 급격한 저항값이 증가를 나타내는 저항체에 전기를 통하여 발열시키면, 자체의 저항치가 증가, 전류를 제한하여 외기의 온도나 전원전압의 변동에도 불구하고 그 온도는 거의 일정하게 되는 특성을 가진다.
또, 상기와 같이 발열체(30)의 발열소자(33)로 정특성 서미스터을 설치하는 경우, 상기 발열소자(33)를 전극(34)이 구비된 기판(31)에 고정시켜 주기 위해 소자 고정구(35)를 사용하는 것이 바람직함은 물론 수중으로 유입된 빛과 발열체(30)에서 발생되는 열이 온수 정체부(12) 측으로 통과 및 전도되게 하고 온수 정체부(12)를 포함한 주변의 물이 발열소자(33)를 포함한 기판(31) 측으로 유입되지 않도록 하기 위하여 상기 기판(31)의 상,하면을 포함한 상기 정특성 서미스터들의 외면 전체에 도 10과 같이 열전도성이 좋은 본드나 방수재 등을 이용하여 열전도성 투명 방수층(20)을 더 도포해 주는 것이 바람직하다.
상기에서 발열체(30)의 기판(31)은 빛이 통과되는 투명 필름 또는 유리로 되어 있고, 투명 도전막(ITO; Indium Tin Oxide)을 제외한 다른 발열재료가 도포되는 부분 즉, 실제 히팅 부분은 전체 기판 면적의 20~30%를 차지하도록 각종 형상(즉, 일자형 지그재그식 또는 메트릭스 형상 등)으로 성형해 주거나 또는 발열소자(33)를 정해진 간격을 두고 설치하여 줌으로써 일반적인 금속히터 등과 달리 어류가 발열체에 직접 접촉되었을 때 화상을 입게 되는 것을 미연에 방지할 수 있음은 물론 외부에서 수중으로 유입된 대부분의 빛이 상기 발열체(30)의 기판(31)을 통과하여 온수 정체부(12) 측으로 전달될 수 있다.
한편, 상기 투명 단열판(40)은 소정두께 및 면적을 갖는 투명 필름 또는 유리로 성형한 것으로, 상기 발열체(30)의 상면에 설치하여 외부에서 수중으로 유입된 햇빛은 발열체(30) 및 온수 정체부(12) 측으로 투과되게 하고, 상기 발열체(30)에서 발생되는 열이 상방부로 전도되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.
또, 상기 방수 및 고정용 실링부재(50)는 실링 본드 등을 이용하여 도 5 및 도 6b와 같이 상기 발열체(30)와 투명 단열판(40)의 외주면을 감싸도록 성형 또는 설치하거나, 또는 상기 발열체(30)의 상면과 투명 단열판(40)의 저면 사이에서 도 4 및 도 6a와 같이 외측으로 따라 링 형상으로 설치하여 밀폐된 2중 유리 형태를 갖게 설치한 것으로, 상기 발열체(30) 및 투명 단열판(40) 접촉부에 대한 고정기능과 더불어 기밀을 유지시켜 외부에서 유입될 수 있는 물에 대한 방수기능을 완벽하게 수행한다.
또한, 상기 수온센서(60)는 상기 본체(10)의 일측부에 설치되어 본 발명의 인공 어처가 설치되어 있는 주변의 수온을 실시간으로 검출하여 제어부(70)로 전달하는 기능을 수행한다.
또, 상기 제어부(70)는 도시 생략한 마이컴 및 전원 공급부 등을 구비하고 방수형 함체(71) 내에 삽입 설치된 상태에서 전선 통과용 파이프(72)를 통해 상기 본체(10)의 일측 상면에 고정된 형태로 설치되어 상기 수온센서(60)를 통해 검출되는 수온에 대응하여 상기 발열체(30)를 포함한 전기 전장품(예를 들어 공기 발생기 등)에 대한 전반적인 구동을 제어하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 제어부(70) 내 마이컴에서는 통상시 상기 수온센서(60)를 통해 검출되는 수온에 따라 발열체(30)의 발열 온도를 정해진 패턴으로 제어하게 설계하였는데, 예를 들어 겨울 밤 물의 온도가 어류가 동사할 정도로 낮은 3~8℃로 낮아질 경우에는 상기 제어부(70)에서는 발열체(30)를 통해 수온이 현재 검출수온보다 Δ5℃만큼 더 높일 수 있도록 발열 온도를 제어(즉, 8~13℃)함으로써 겨울철 어류가 동사하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 동사로 인한 양식 어민의 경제적 피해는 물론 양식장의 수질오염을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 상기 제어부(70) 내 마이컴에서는 상기 수온센서(60)를 통해 검출되는 겨울 낮 물의 온도가 어류의 먹이 활동에 지장을 줄 정도로 낮은 예를 들어 4~10℃일 경우, 상기 제어부(70)에서는 발열체(30)를 통해 수온이 현재 검출수온보다 Δ10℃만큼 더 높일 수 있도록 발열 온도를 제어(즉, 14~20℃)함으로써 플랑크톤의 원활한 서식 및 활동을 통해 어류의 생육을 촉진시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기한 실시 예 이외로, 상기 발열체(30)와 투명 단열판(40) 사이에 도 7 및 도 8과 같이 소정높이를 갖는 보온층(16)을 더 형성하여 줌으로써 상기 발열체(30)에서 발생하는 열이 보온층(16)에 잔류하는 공기층에 의해 단열되어 투명 단열판(40)을 통해 상부로 전도되는 것을 최소화할 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기 보온층(16)에 투명 필름 또는 유리로 된 기판(81)의 저면에 복수의 자외선 발광다이오드(UV LED)(82)를 정해진 간격으로 설치하고 주연부를 따라서는 방수 및 고정용 실링부재(50)를 설치한 자외선(UV) 조사판(80)을 더 설치하여 물속에 포함되어 있는 각종 세균 및 냄새를 살균 및 탈취시킬 수 있도록 함으로써 어류가 세균에 의해 감염되는 것과 냄새로 인한 피해를 사전에 방지할 수 있음과 동시에 어류의 생육을 촉진시킬 수 있고, 녹조 및 적조의 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 본체(10)의 온수 정체부(12) 일측에는 도 11과 같이 양식장의 외부에 설치되는 공기발생기(90)를 통해 양전하 또는 음전하를 띤 공기방울을 온수 정체부(12) 내로 강제로 주입시킬 수 있도록 하는 공기 공급관(18-a)을 더 설치하고, 상기 본체(10)의 온수 정체부(12) 타측에는 상기 공기 공급관(18-a)을 통해 온수 정체부(12) 내로 주입된 양전하 또는 음전하를 띤 공기방울들 중 온수 정체부(12) 내에서 터지지 않고 남은 일부의 공기방울이 수면 위로 자동 배출되도록 하는 수개의 공기 배출관(18-b)을 더 설치하였다.
이때, 상기 공기발생기(90)에서 공급되는 공기방울의 전하는 양어장의 물 특성에 따라 양이온 또는 음이온 중 어느 한 전하를 띠도록 선택하게 되는데, 정화 및 적조를 방지하는 데는 음전하는 띤 공기방울이 더 적합하다.
즉, 공기방울들이 온수 정체부(12) 내에서 또는 수면 측으로 올라오는 과정에서 공기방울에 들어 있던 산소가 물속에 녹아들어 어류들이 숨 쉬는데 필요한 산소를 공급할 뿐만 아니라 물을 정화시켜 주는 기능도 하게 된다.
한편, 상기 제어부(70)에서는 어류가 활동하지 않는 겨울 밤에는 자외선 발광다이오드(UV LED)(82)와 공기 발생기(90)를 모두 "Off"시켜 주고, 어류의 활동이 활발히 이루어지는 겨울 낮에는 자외선 발광다이오드(UV LED)(82)와 공기 발생기(90)를 모두 "On"시켜 주도록 하였다.
따라서, 겨울 낮 수중의 용존산소량을 증가시킬 수 있음과 동시에 물을 정화시킬 수 있어 플랑크톤의 원활한 서식 및 활동을 통해 어류의 생육을 촉진시킬 수 있고, 또한 낮에 대기 열을 이용하여 온수 정체부 내의 물 온도를 하강시켜 전기에너지를 절감할 수 있음은 물론 녹조 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기 제어부(70)에서 자외선 발광다이오드(UV LED)(82)를 작동시킬 때, 양식 대상 어류가 비늘이 있는 경우는 1~5분간 "On", 1~5분간 "Off" 또는 깜박이는 형태로 제어하도록 하고, 비늘이 없는 경우는 1~3분간 "On"후 10~60분간 "Off"시키는 형태를 반복하도록 하였다.
따라서, 어류의 피부가 자외선(UV) 광선에 의해 타는(그을리는) 문제를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 인공 어초 자체의 상품성과 양식장의 물을 가열하는데 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 필요에 따라 상기 본체(10)의 다리(13) 저부에 중량체(17)를 더 설치하여 줌으로써 본 발명의 인공 어초를 양식장의 바닥에 설치하였을 때 도 8과 같이 바닥에 박히게 되어 유속 등에 의해 인공 어초 자체가 전도되거나 유실되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기 본체(10)의 온수 정체부(12) 외측에 복수의 와이어 고정고리(19)를 더 설치하여 수심이 깊은 바다 등의 가두리 양식장에 본 발명의 인공 어초를 설치하고자 할 때, 도 12와 같이 와이어(110)의 일단부는 가두리 양식장의 부목(100)에 고정하고 타단부는 상기 본체(10)에 설치된 와이어 고정고리(19)에 고정시킬 수 있으므로 인공 어초 자체를 가두리 양식장의 수중에 부상된 형태로 설치할 수도 있다.
한편, 어류는 통상 수온이 높은 곳으로 이동하는 특성을 가지고 있어 전술한 바와 같이 발열체(30)를 통해 본체(10)의 온수 정체부(12) 내로 유입된 물론 가열시켜 주게 되면, 주변에 있던 어류들이 본 발명이 적용된 인공 어초의 온수 정체부(12) 내로 몰려들어 활발히 유영하게 됨은 물론 온수 정체부(12)에 풍부하게 존재하는 플랑크톤 등을 먹을 수 있으므로 어류의 동사를 방지할 수 있음은 물론 동사로 인한 양식 어민의 경제적 피해와 양식장의 수질오염을 미연에 방지할 수 있고, 특히 어류의 은신처 제공과 더불어 주변 소음도 차단할 수 있어 어류의 생육을 촉진시킬 수 있는 것이다.
뿐만 아니라, 상기 본체(10)의 온수 정체부(12) 내에서 가열된 물의 일부는 하부로 이동되어 개구부(14)를 통해 주변 물과 희석되게 됨은 물론 일부 온수는 상부로 이동하여 찬물과 희석되는 대류현상이 발생하게 되므로 결국 본 발명이 적용된 인공 어초 주변의 수온을 올릴 수 있어 주변에 서식하는 플랑크톤 등은 물론 어류의 생육을 촉진시킬 수 있는 것이다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
10 : 본체
11 : 구성품 받침편 12 : 온수 정체부
13 : 다리 14 : 개구부
15 : 온수유출 방지판 16 : 보온층
17 : 중량체 18-a : 공기 공급관
18-b : 공기 배출관 19 : 와이어 고정고리
20 : 열전도성 투명 방수층
30 : 발열체 31 : 기판
32 : 발열패턴 33 : 발열소자
34 : 전극 35 : 소자 고정구
40 : 투명 단열판
50 : 방수 및 고정용 실링부재
60 : 수온센서
70 : 제어부
71 : 방수형 함체 72 : 전선 통과용 파이프
80 : 자외선(UV) 조사판
81 : 기판 82 : 자외선 발광다이오드(UV LED)
90 : 공기발생기
100 : 부목
110 : 와이어
11 : 구성품 받침편 12 : 온수 정체부
13 : 다리 14 : 개구부
15 : 온수유출 방지판 16 : 보온층
17 : 중량체 18-a : 공기 공급관
18-b : 공기 배출관 19 : 와이어 고정고리
20 : 열전도성 투명 방수층
30 : 발열체 31 : 기판
32 : 발열패턴 33 : 발열소자
34 : 전극 35 : 소자 고정구
40 : 투명 단열판
50 : 방수 및 고정용 실링부재
60 : 수온센서
70 : 제어부
71 : 방수형 함체 72 : 전선 통과용 파이프
80 : 자외선(UV) 조사판
81 : 기판 82 : 자외선 발광다이오드(UV LED)
90 : 공기발생기
100 : 부목
110 : 와이어
Claims (10)
- 상부에서 내측으로 소정깊이 위치에 구성품 받침편을 돌출되게 형성하고, 상기 구성품 받침편 하방부로는 소정높이 및 면적을 갖는 온수 정체부를 형성하며, 상기 온수 정체부의 하방부는 물의 흐름과 어류의 유동이 자유롭도록 복수의 다리와 개구부를 형성한 형태를 갖는 본체와;
투명 필름 또는 유리로 된 기판의 상면에 소정의 발열재료를 이용하여 소정형상을 갖게 발열패턴을 도포 및 성형한 면상 발열체 또는 기판의 저면에 소정의 발열소자를 정해진 간격을 두고 설치한 형태를 갖고 상기 본체의 구성품 받침편 상부에 설치된 상태에서 제어부의 출력전압에 대응하여 온수 정체부 내 물의 가열에 필요한 열을 발생하는 판 형상의 발열체와;
상기 발열체의 상면에 설치되어 수중으로 유입된 햇빛은 투과되고 발열체에서 발생되는 열이 상방부로 전도되는 것을 방지하는 투명 단열판과;
상기 발열체와 투명 단열판의 외주면을 감싸는 형태 또는 상기 발열체의 상면와 투명 단열판의 저면 사이에서 링 형상으로 설치되어 상기 발열체 및 투명 단열판 사이의 접촉부에 대한 기밀 및 방수기능을 수행하는 하나 또는 복수의 방수 및 고정용 실링부재와;
상기 본체의 일측에 설치되어 수온을 실시간으로 검출하여 제어부로 전달하는 수온센서와;
방수형 함체 내에 삽입 설치된 상태에서 전선 통과용 파이프를 통해 상기 본체의 일측 상면에 고정된 형태를 갖고 상기 수온센서를 통해 검출되는 수온에 대응하여 상기 발열체를 포함한 전기 전장품에 대한 전반적인 구동을 제어하는 제어부;로 구성한 것을 특징으로 하는 난방 기능을 갖는 인공 어초.
- 청구항 1에 있어서,
상기 발열체와 투명 단열판 사이에는 발열체에서 발생하는 열이 투명 단열판을 통해 상부로 전도되는 것을 최소화할 수 있도록 소정높이의 보온층을 더 형성한 것을 특징으로 하는 난방 기능을 갖는 인공 어초.
- 청구항 2에 있어서,
상기 보온층에는 투명 필름 또는 유리로 된 기판의 저면에 복수의 자외선 발광다이오드(UV LED)를 정해진 간격으로 설치한 자외선(UV) 조사판을 더 설치한 것을 특징으로 하는 난방 기능을 갖는 인공 어초.
- 청구항 1에 있어서,
상기 본체의 온수 정체부 저부에서 주연부를 따라서는 상기 온수 정체부 내에서 상기 발열체의 발열에 의해 가열된 온수가 개구부를 통해 흐르고 있는 물에 의해 유출되는 것을 최소화하기 위하여 내측을 향해 소정각도로 경사진 온수유출 방지판을 더 성형한 것을 특징으로 하는 난방 기능을 갖는 인공 어초.
- 청구항 1에 있어서,
상기 본체의 온수 정체부 일측에는 양식장의 외부에 설치되는 공기발생기를 통해 양전하 또는 음전하를 띤 공기방울을 강제로 주입시킬 수 있도록 하는 공기 공급관을 설치하고,
상기 본체의 온수 정체부 타측에는 상기 공기 공급관을 통해 온수 정체부 내로 주입된 양전하 또는 음전하를 띤 공기방울들 중 온수 정체부 내에서 터지지 않고 남은 일부의 공기방울이 수면 위로 자동 배출되도록 하는 수개의 공기 배출관을 더 설치한 것을 특징으로 하는 난방 기능을 갖는 인공 어초.
- 청구항 1에 있어서,
상기 본체의 외측에는 일단부가 가두리 양식장의 부목에 고정되는 와이어의 타단부를 고정시켜 인공 어초가 가두리 양식장의 수중에 부상된 상태를 유지하도록 하는 복수의 와이어 고정고리를 더 설치한 것을 특징으로 하는 난방 기능을 갖는 인공 어초.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 발열체의 기판 저면에 정해진 간격을 두고 설치하는 발열소자는,
티탄산바륨계 도자기로 온도가 상승하면 전기저항이 급격히 커지는 특성을 가진 정특성 서미스터(PTC)를 포함하되,
상기 기판의 상,하면을 포함한 상기 정특성 서미스터들의 외면 전체에 빛과 열은 투과하고 물의 유입은 방지하는 열전도성 투명 방수층을 더 도포함 것을 특징으로 하는 난방 기능을 갖는 인공 어초.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제어부에서는 상기 수온센서를 통해 검출되는 밤 동안의 물 온도가 3~8℃일 경우, 상기 발열체를 통해 수온이 현재 검출수온보다 Δ5℃만큼 더 높일 수 있도록 제어하고,
낮 동안의 물 온도가 4~10℃일 경우, 상기 발열체를 통해 수온이 현재 검출수온보다 Δ10℃만큼 더 높일 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 난방 기능을 갖는 인공 어초.
- 청구항 1 또는 청구항 3 또는 청구항 5에 있어서,
상기 제어부에서는 밤에는 자외선 발광다이오드(UV LED)와 공기 발생기를 모두 "Off"시켜 주고,
낮에는 공기 발생기는 "On"시켜 주되,
상기 자외선 발광다이오드(UV LED)는 양식 대상 어류가 비늘이 있는 경우는 1~5분간 "On", 1~5분간 "Off" 또는 깜박이는 형태로 제어하고, 비늘이 없는 경우는 1~3분간 "On"후 10~60분간 "Off"시키는 형태를 반복하는 것을 특징으로 하는 난방 기능을 갖는 인공 어초.
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|---|---|---|---|
| KR1020150023857A KR101570417B1 (ko) | 2015-02-17 | 2015-02-17 | 난방 기능을 갖는 인공 어초 |
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|---|---|---|---|
| KR1020150023857A KR101570417B1 (ko) | 2015-02-17 | 2015-02-17 | 난방 기능을 갖는 인공 어초 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101570417B1 true KR101570417B1 (ko) | 2015-11-19 |
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ID=54843512
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020150023857A KR101570417B1 (ko) | 2015-02-17 | 2015-02-17 | 난방 기능을 갖는 인공 어초 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR101570417B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101795476B1 (ko) * | 2016-08-12 | 2017-11-13 | 충남대학교산학협력단 | 외래어종 확산 차단을 위한 하계 서식처 조절 시설물 |
| KR101795473B1 (ko) | 2016-08-12 | 2017-11-13 | 충남대학교산학협력단 | 외래어종 확산 차단을 위한 동계 서식처 조절 시설물 |
| KR101912656B1 (ko) * | 2018-06-11 | 2018-10-29 | (주)케이디히터 | 잠수형 간접 수중 히터 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100536992B1 (ko) | 2004-04-06 | 2005-12-16 | 안병원 | 양식장어류동사방지시스템 |
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2015
- 2015-02-17 KR KR1020150023857A patent/KR101570417B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101795473B1 (ko) | 2016-08-12 | 2017-11-13 | 충남대학교산학협력단 | 외래어종 확산 차단을 위한 동계 서식처 조절 시설물 |
| KR101912656B1 (ko) * | 2018-06-11 | 2018-10-29 | (주)케이디히터 | 잠수형 간접 수중 히터 |
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