KR101670141B1 - 뱀장어 양식용 수차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뱀장어 양식용 수차에 관한 것으로서, 사육수 순환과 폭기를 위한 수차의 작동 시, 양식어가 프로펠러의 회전반경 내로 들어와 프로펠러에 부딪혀 손상을 입게 됨으로써 상품성으로 하락으로 이어지는 문제를 방지하기 위한 것으로, 패들망프레임과 패들망프레임의 외부에 고정되고 회전하는 패들을 수용할 수 있도록 패들망프레임을 둘러싸도록 형성되는 패들망을 포함하는 것을 특징으로 하는 뱀장어 양식용 수차를 제공하여 수차 작동 중 양식어가 회전하는 수차의 패들에 접근하지 못하므로 양식어의 훼손을 방지하고 폐사율을 감소시킬 수 있으며 양식어의 상품성을 증대시킬 수 있는 패들망을 구비한 뱀장어 양식용 수차를 제공한다.

Description

뱀장어 양식용 수차{Paddle Wheel Aerator For Aquaculture of Eel}

본 발명은 뱀장어 양식용 수차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수차의 패들이 회전하는 동안 패들의 회전반경 내로의 양식어의 접근을 방지할 수 있는 패들망을 구비한 뱀장어 양식용 수차에 관한 것이다.

일반적으로 물을 가두어 두고 어류를 양식하는 양어장에서는 담수 또는 해수를 저장하여 다량의 담수어 또는 해수어를 밀식양식하고 있기 때문에 강이나, 바다 등에서 자연 서식할 때 보다 수조 내의 물이 쉽게 오염되는 폐단이 있었다.

이는 수조 내로 지속적으로 투입되어 섭이되지 못하고 남은 사료의 부식과 어류가 배출시키는 분뇨들이 외부로 배출되지 못하여 수조 내에 잔재하며 물이 단순히 저장된 상태로 있어서 미생물, 녹조 등이 서식할 우려가 있기 때문이다. 이와 같은 경우 물의 용존산소가 낮아져 산소가 극히 부족하게 되며, 세균 번식이 급속도로 진행되어 수질이 쉽게 오염될 수 있다.

따라서 내수면의 뱀장어나 새우양식장에서 사육수의 순환 및 폭기를 위하여 수차를 설치한다. 수차는 프로펠러 모양의 패들형과 공기를 강하게 분사시키는 에어오투 혹은 버블젯 방식의 두 가지가 있는데 이들 모두 사육수에 산소를 용해시킴과 동시에 사육수로부터 이산화탄소와 암모니아가스를 방출시키는 역할을 한다.

수차는 수면과 공기 사이에 보다 많은 기체 분자들이 교환될 수 있도록 사육수를 교반시키고 분산시킨다. 수차는 실제로 양식장의 심장과 폐의 역할을 하여 사육수를 지속적으로 순환시킴으로써 유기물의 교반을 일으켜 용존산소의 확산을 도와준다.

일반적으로, 양어장용 수차는 부구 상부에 프레임과 모터를 설치하고, 모터와 연결되어 회전하는 샤프트축의 일측 또는 양측에 복수의 날개편이 형성된 프로펠러로 구성된다. 프로펠러는 양어장 내의 물 표면에 위치하여 회전날개가 모터의 동력으로 회전하면서 수면에 기포를 발생시키고 물이 공기와 접촉하는 면적을 증가시켜 대기 중의 산소가 물에 빠르게 용해되는 것을 돕는다. 이러한 기능으로부터 수차는 사육수의 산소 함량을 증대시키고, 물이 부영양화되어 미생물이 증식하는 것을 억제하며, 동시에 저장된 물을 계속적으로 순환시켜 물의 부패를 방지한다.

한편, 뱀장어는 극동아시아에서 잠재력이 가장 큰 양식어종으로 뱀장어목(Angilliforme) 어류중에서 극동산 뱀장어(Anguilla japonica)와 유럽산 뱀장어(Anguilla Anguilla)는 극동아시아와 유럽의 양식 산업에서 차지하는 비중이 매우 높다. 우리나라 뱀장어 양식 역사를 살펴보면, 1970년대 초반까지는 주로 연안에 부상하는 실뱀장어를 포획하여 평균 중량 약 2g까지 성장시켜 일본이나 대만으로 수출하였다.

1980년대에 들어와서 국민소득 향상과 더불어 소비가 늘어나면서, 선진 뱀장어 양식기술을 가진 일본으로부터 기술이 도입되면서 눈부신 발전을 거듭하게 되었다. 1990년대에 접어들면서 지수식 양식방법에 의한 성만 생산체제로 발전하게 되었고, 2000년대 들어와서는 실용적인 순환여과식 시스템 도입으로 대량생산 체계로 발전하게 되었다.

일반적으로 뱀장어는 자연 상태에서 수온 10~25℃에서 서식하지만 양식장에서는 25~28℃ 수온을 유지하고 단백질 함량이 높은 배합사료 등을 급이하여 빠른 성장을 유도하고 있다. 사육기술 향상 및 양식기자재의 발달로 비약적인 발전을 거듭하여 2010년에 우리나라 생산량은 약 7,900여 톤을 생산하였으며, 전남지역은 4,800여 톤으로 전국대비 60%를 생산하게 되었다.

뱀장어 양식에서 사육수 순환과 폭기를 위하여 예상 생산량 1톤이 증가할 때마다 2kW의 수차 1대의 비율로 수차를 증가시켜 주어야 할 만큼 수차가 차지하는 비중이 크다. 그러나 패들형 수차 사용 시, 좁은 틈새를 파고드는 것을 선호하는 뱀장어의 특성상, 양식어 손상이 자주 발생하는 만큼 이를 방지할 수 있는 개발이 필요한 실정이다.

국내 등록특허번호 제10-0689184호에는 수차의 하부에는 설치된 장비를 물에 띄울 수 있도록 부력을 발생하는 부력부재와, 물속 산소를 공급하는 회전날개 및 동력발생원인 모터가 구비된 수차에 있어서, 일정 넓이로 다수개의 통공이 형성되어 물빠짐과 뒤틀림을 방지하도록 단일판상의 합성수지재로, 상기 부력부재의 고정편부재에 의해 장착되고, 상기 모터지지판과 모터에 의해 상기 회전날개를 회전시키기 위한 회전축을 지지하기 위한 가이드부재가 장착될 수 있는 양식장용 수차의 베이스판구조에 관하여 개시되어 있다. 국내 실용신안등록번호 제20-0138693호에는 다수의 절곡판이 축봉에 축설되어 나사조임되어 형성되는 수질정화용 수차에 있어서, 다수의 홈이 나선형으로 형성되는 다수의 원판을 다수층으로 결합시켜 각각의 홈이 또다른 원판의 홈과 맞닿아 파이프형태의 수로를 형성시킬 수 있도록 구성한 수질정화용 수차에 관하여 개시되어 있다. 국내 실용신안등록번호 제20-0018516호에는 원판상의 스치로폴재 유니트 일측에 축공후육부를 중심으로 한 방사형으로 돌조를 돌설하고 외주에는 체결홈을 수개 천설한 다음 이 유니트를 같은 방향으로 다수개 축착하여 축판을 대고 대봉을 체결홈에 끼워 고정시켜서 된 양어항의 정수용 수차에 관하여 개시되어 있다. 국내 실용신안등록번호 제20-0093526호에는 수차의 동력장치에 의해 회전하는 회전체를 구성함에 있어서, 회전바퀴의 외주연에 T형돌기를 방사대칭 상태로 다수 형성하되 상기돌기의 일측은 스토퍼를 형성하는 한편, 날개판의 기부에는 상기 T형돌기에 대응되는 T형삽입홈을 형성하여 이 T형삽입홈을 상기 T형돌기에 결합시켜서 된 양어장을 수차의 회전체에 관하여 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 선행기술들은 단순히 가두리 양식장에 사용되는 수차의 회전판과 수차에 의해 수질을 정화하기 위한 것으로서, 본 발명에서 개시하고 있는 수차의 패들 회전축에 고정되고 회전하는 패들을 수용할 수 있도록 넓이와 폭을 가지는 패들망프레임과 패들망프레임의 외부에 고정되고 회전하는 패들을 수용할 수 있도록 패들망프레임을 둘러싸도록 형성되는 패들망을 포함하는 것을 특징으로 하는 뱀장어 양식용 수차와는 그 목적, 구성 및 효과에서 차이를 보인다.

본 발명은 뱀장어 양식에서의 사육수 내의 용존산소량을 높게 유지하기 위하여 사육수 순환과 폭기를 위한 수차에 있어서, 양식어가 프로펠러의 회전반경 내로 들어와 프로펠러에 부딪혀 손상을 입게 됨으로써 상품성 하락으로 이어지는 문제를 방지하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 수차의 패들 회전축에 고정되고 회전하는 패들을 수용할 수 있도록 넓이와 폭을 가지는 패들망 프레임과 상기 패들망프레임의 외부에 고정되고 회전하는 패들을 수용할 수 있도록 패들망 프레임을 둘러싸도록 형성되는 패들망을 포함하는 것을 특징으로 하는 뱀장어 양식용 수차를 제공한다.

상기 패들망 프레임은 다각기둥형 혹은 부채꼴 각도가 120~270°인 부채꼴 기둥형으로 이루어질 수 있고, 패들망의 망목크기는 목적으로 하는 양식어의 몸통직경보다 작게 3 내지 7mm로 형성된 것을 특징으로 하는 뱀장어 양식용 수차를 제공한다.

본 발명에 따른 뱀장어 양식용 수차는 회전하는 패들이 수중에 머무르는 동안 회전반경 내로 양식어가 들어가지 못하도록 패들망을 설치함으로써, 수차가 회전 중 양식어가 회전하는 수차의 패들에 접근하지 못하므로 양식어가 다치는 것을 방지함으로써 폐사율을 감소시킬 수 있으며 양식어의 상품성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 기존의 수차가 작동하는 상태를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 다각기둥형 패들망프레임과 패들망이 수차의 패들 하부에 형성된 것을 나타낸 뱀장어 양식용 수차의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부채꼴기둥형(180ㅀ) 패들망프레임과 패들망이 수차의 패들 하부에 형성된 것을 나타낸 뱀장어 양식용 수차의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 부채꼴기둥형(120ㅀ) 패들망프레임과 패들망이 수차의 패들 하부에 형성된 것을 나타낸 뱀장어 양식용 수차의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 부채꼴기둥형(120ㅀ) 패들망프레임과 패들망이 수차의 패들 하부에 형성된 것을 나타낸 뱀장어 양식용 수차의 사시도이다.
도 6은 접이가 가능한 패들망프레임과 패들망의 여러 가지 모양을 보여주는 측면도이다. (A) 프레임 삽입형 (B) 프레임 접이형.

본 발명은 뱀장어 양식장에서 사육수 순환 및 폭기를 위하여 작동하는 수차에 관한 것으로, 수차 작동 중 양식어가 수차의 회전하는 패들에 닿으면서 양식어 훼손이 발생하는 것을 방지하기 위한 뱀장어 양식용 수차에 관한 것이다. 이하, 본 발명의 뱀장어 양식용 수차에 관하여 구체적인 예를 들어 상세히 설명한다.

도 1은 기존의 수차가 작동하는 상태를 나타낸 사진이다. 내수면 양식에 사용되는 수차는 일반적으로 부이(100)에 패들이 바퀴모양으로 부착되어 수면 위에 떠있는 상태로 작동하며, 모터와 연결되어 있어 회전하는 샤프트축의 일측 또는 양축의 복수의 날개편이 형성된 프로펠러로 구성되어 있다. 이는 양어장 내의 사육수 표면에 떠 있으면서 회전날개가 모터의 동력으로 회전시켜 사육수의 산소 함량을 증대시키고, 산소를 공급함과 동시에 저장된 사육수를 계속적으로 순환시켜 사육수가 오염되어 이끼 등이 서식하지 않도록 부패를 방지할 수단으로 사용되었다.

하지만, 수차에 구성되어 있는 날개편의 프로펠러가 회전할 때에 양식장에서 양식하는 치어가 수차주변을 유영하게 되면 프로펠러의 회전에 의해 사육수와 함께 빨려들어와 양식어체에 상처를 생기게 하거나 손상되어 폐사에 이르게 되며, 이는 곧 상품성으로 하락으로 직결된다.

수차를 회전시키는 모터의 구동력은 벨트를 통해 풀리에 전달되고, 풀리가 축 상에 연결된 샤프트와 동일하게 회전되며, 샤프트에 구비된 다수의 프로펠러가 회전되면서 수차를 구동시키게 된다. 일반적인 수차의 회전력은 대개 1~2마력으로 양식어가 회전하는 프로펠러의 회전반경 내로 들어오면 프로펠러와 충돌하여 양식어를 폐사시키기에 충분한 힘을 갖고 있으므로 양식어가 회전하는 수차의 패들에 접근하지 못하게 하는 것이 필요하다. 실제로 양식장 내에 수차가 회전하는 구간은 용존산소가 높고 수차 하부로 음지가 형성되므로 음지로 은폐하는 것을 선호하는 양식어류의 피해가 많은 실정이다.

또한 최근 큰 관심을 받고 있는 고밀도 양식의 경우, 사육수 내의 용존산소량을 높게 유지하기 위하여 수차의 수를 늘려 설치하는데, 이러한 경우 과도한 유속으로 문제가 초래될 수 있으며, 상기한 바와 같이 회전하는 프로펠러로 인한 양식어 손상이 더욱 문제가 된다.

따라서 수차 회전에 따른 이러한 문제들을 개선하고, 보다 상품가치가 좋은 뱀장어 양식을 위한 수차제작의 개발이 필요하다.

도 2는 본 발명에 따른 다각기둥형 패들망프레임(600)과 패들망(500)이 수차의 패들(300) 하부에 형성된 것을 나타낸 뱀장어 양식용 수차의 측면도이다. 상기의 문제를 해결하기 위하여 수차의 패들(300) 하단부에 패들망프레임과 패들망 형성함으로써 회전하는 패들을 양식어로부터 격리시켜 회전할 수 있도록 하였다. 패들망(500)은 패들(300)의 회전하는 회전반경보다 더 크게 형성되어야 하며 패들(300)의 회전에 방해가 되지 않아야 한다.

일반적으로 양식장에서는 수차가 작동하면서 사육수가 대기와 접촉하는 면을 증가시켜 용존산소의 농도를 증가시킬 뿐만 아니라 패들이 회전하면서 응력을 형성하여 정체될 수 있는 사육수가 움직일 수 있도록 흐름을 만들어 주어 유속이 형성되도록 작용한다.

이로 인해 바닥에 가라앉은 미세한 입자들을 부유시켜 사육수 내의 무기염류를 이용하여 광합성을 하는 식물성 플랑크톤과 광합성 세균의 성장을 촉진시키고, 이들을 먹이로 하는 동물성 플랑크톤 및 소형 윤충류 등의 활성을 유도할 수 있다. 이와 같이 수차에 의한 미세 생태계의 활성화를 통하여 양식장의 사육수 수질을 향상시키는 데에 중요한 역할을 한다. 최근 각광받고 있는 고밀도 양식의 경우에는 사육수 내의 용존산소의 유지를 위하여 사육수면 내에 수차의 수를 증가시키는데, 이러한 경우 과도한 유속으로 문제가 초래될 수 있다.

또한 이 경우 수차의 회전하는 패들에 의한 양식어 훼손이 더욱 문제가 된다. 따라서 패들망(500)으로 회전하는 패들(300)을 감싸는 경우 양식어를 패들로 접근 하지 못하도록 할 뿐만 아니라, 폭기가 원만하게 이루어지면서도 양식장 바닥에 작용하는 응력을 일정부분 조절하여 유속이 과도하게 형성되는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 부채꼴기둥형(180°) 패들망프레임(600)과 패들망(500)이 수차의 패들 하부에 형성된 것을 나타낸 뱀장어 양식용 수차의 측면도이다. 패들망 프레임(600)은 제작이 용이한 다각기둥 형태로 구성될 수 있으며(도 2), 회전 패들이 양식장 내에 차지하는 공간을 최소화하여 양식가능공간을 최대한 확보하기 위하여 부채꼴기둥 형태로 제작될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 부채꼴기둥형(120°) 패들망프레임(600)과 패들망(500)이 수차의 패들 하부에 형성된 것을 나타낸 뱀장어 양식용 수차의 측면도이다. 일반적으로 부이(100)에 연결되어 수면위에 떠있는 상태로 작동하는 수차의 경우, 수차의 패들(300)이 회전할 때 수차바퀴의 패들이 수면(700) 아래에 위치하는 부분은 회전축(200)에서 지면으로 그은 수선을 기준으로 60°보다 작다. 또한 회전하는 패들에 의하여 폭기가 주로 일어나는 부분은 이 각도의 밖에서 일어난다(도 1). 따라서 패들망프레임(600)의 각도를 회전축을 중심으로 지면 쪽으로 120°의 부채꼴기둥형으로 제작할 경우, 사육수 내의 폭기를 방해하지 않으면서 양식어의 회전 패들로의 접근을 효과적으로 차단할 수 있다. 수면 밖의 패들망프레임은 필요에 따라 개방할 수 있으며, 폭기되어 배출되는 각도 약 120도 정도만을 개방하고 나머지 240도 공간은 패들망프레임으로 감싸도록할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 부채꼴기둥형(120°) 패들망프레임과 패들망이 수차의 패들 하부에 형성된 것을 나타낸 뱀장어 양식용 수차의 사시도이다. 본 발명의 실시예에서는 패들(300)이 양식장 수면 아래에 위치하는 일반적인 경우를 감안하여 부채꼴의 각도를 120°로 하여 패들망프레임을 부채꼴 기둥형으로 제작한다.

그러나 패들(300)이 사육수면 아래에 더 깊이 위치할 경우, 부채꼴 기둥형 패들망프레임의 부채꼴 각도는 120°보다 커져야 할 것이고, 패들(300)이 수면 위로 더욱 부상해 있는 수차의 경우, 부채꼴기둥형 패들망프레임의 부채꼴 각도는 120°보다 작을 수 있으므로 수차에 따라 부채꼴 각도를 조절할 수 있으며, 120°~300°인 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 뱀장어 양식용 수차의 패들망 프레임과 패들망은 사용하지 않을 때에 접을 수 있는 형태로 제작할 수 있다. 도 6은 접이가 가능한 패들망프레임과 패들망의 여러 가지 모양을 보여주는 측면도이다. (A)는 부채꼴 모양의 패들망프레임과 패들망이 단계적으로 크기를 달리하여 연속적으로 연결되어, 사용하지 않을 때에는 작은 프레임이 큰 프레임 내부로 삽입되어 부피를 줄일 수 있도록 제작하였다. 이때 크기가 다른 각 패들망프레임 사이사이는 양식어가 통과하지 못할 만큼 좁게 만들어 양식어가 패들에 접근하는 것을 차단한다.

(B)는 복수개의 패들망프레임이 부채처럼 펼쳐지거나 접혀져, 사용할 때에는 펼쳐서 수차의 패들을 감싸고, 사용하지 않을 때에는 고정축을 중심으로 접을 수 있는 접이식으로 제작하였다. 상기 패들망 모두, 패들 회전축에 고정하여 사용할 수 있으며 수차를 작동하지 않을 때에는 수차에서 분리하여 보관할 수 있다.

도 6의 패들망프레임과 패들망과 같이 접거나 삽입하여 크기를 조절할 수 있는 경우, 수차의 패들을 감쌀 수 있는 각도를 조절할 수 있기 때문에 양식장에 따라 패들이 사육수 내에 잠기는 정도에 맞추어 패들망의 각도를 조절하여 설치한다.

패들망프레임(600)은 플라스틱, 금속 등을 사용할 수 있다. 패들망(500)은 양식어의 통과를 차단하기 위하여 양식어 몸통의 직경보다 작은 망목의 망사로 구성한다. 패들망과 패들망프레임은 각각 분리제조하여 필요에 따라 일정한 망목을 갖는 망지로 교체하여 운용가능하다. 즉, 뱀장어 초기 입식 때에는 뱀장어의 크기에 따라 망목의 크기는 3~5㎜인 것이 바람직하며 성장한 이후에는 5~7㎜인 것이 바람직하다. 망목을 갖지 않거나 망목이 매우 작은 판으로 제작될 수 있다. 이 경우, 양식장 바닥의 미세입자를 부상시키는 기능은 약화되지만, 실뱀장어를 포함하는 크기가 매우 작은 양식어의 패들로의 접근을 원천적으로 차단할 수 있다.

패들망프레임(600)과 패들망(500)으로 구성되며 패들의 회전축에 연결할 수 있는 부분을 가진 패들커버만을 제작하여 기존에 사용하고 있는 수차의 패들 회전축에 적용하여 양식어 접근 차단의 효과를 낼 수 있다.

본 발명에 따른 뱀장어 양식용 수차는 회전하는 패들이 수중에 머무르는 회전반경 내로 양식어가 들어가지 못하도록 패들망프레임과 패들망을 설치함으로써, 수차 작동 중 양식어가 회전하는 수차의 패들에 접근하지 못하므로 양식어의 훼손을 방지하고 폐사율을 감소시킬 수 있으며 양식어의 상품성을 증대시킬 수 있으므로 어업인 소득증대에 기여 가능하여 산업상 이용가능성이 있다.

100 : 부이 200 : 회전축
300 : 패들 400 : 고정축
500 : 패들망 600 : 패들망프레임
700 : 수면

Claims (4)

1. 사육수 순환과 폭기를 위한 양식장용 수차에 있어서,
   수차의 패들 회전축에 고정되고, 회전하는 패들을 수용할 수 있도록 패들의 회전반경보다 긴 반지름을 갖고 패들의 길이보다 긴 높이를 갖는 부채꼴기둥형 또는 다각기둥형으로 이루어진 패들망프레임;
   상기 패들망프레임의 외부를 둘러싸고 회전하는 패들로 양식어의 접근을 방지하도록 한 패들망을 포함하며;
   상기 패들망프레임과 패들망은 접이형으로 패들을 둘러싸는 각도 조절이 가능하여 사육수 내에 잠기는 정도를 조절 가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 뱀장어 양식용 수차.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 부채꼴기둥형 또는 다각기둥형으로 이루어진 패들망프레임이 패들을 둘러싸는 각도는 회전축에서 그은 수선을 중심으로 지면 쪽으로 120~300°인 것을 특징으로 하는 뱀장어 양식용 수차.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 패들망의 망목 크기는 3~7㎜인 것을 특징으로 하는 뱀장어 양식용 수차.
4. 삭제

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