KR101916108B1 - 에너지 절감형 다기능 순환여과식 사육수조 - Google Patents

Abstract

사육수의 순환관을 배치와 기포발생기를 이용함으로써, 사육수를 순환시키는 펌프장치 없이 사육수를 순환시킬 수 있고, 다수의 사육수조를 연결하여 사육수를 순환시킬 수 있으며, 사육수조의 가동 에너지가 절감되고 공간 활용도가 높은 순환여과식 사육수조가 개시된다. 본 발명은 상부가 개방되고, 수조바닥을 둘러싼 외벽과 상기 외벽 상부에 유입구가 형성되고, 상기 외벽 하부에 배출구가 형성된 사육수조; 상기 배출구와 연결되는 배출수관을 매개로 상기 사육수조와 연결된 배출수조; 상기 유입구와 연결되는 유입수관을 매개로 상기 사육수조와 연결된 유입수조; 상기 배출수조와 상기 유입수조를 연결하는 순환수관; 상기 유입수조의 내부에 위치하고, 일측이 상기 유입수관의 일단과 연결되고 상부 및 하부가 개방된 역류수관; 및 상기 역류수관의 내부에서 기포를 발생시키는 산기관;을 포함하는 순환여과식 사육수조를 제공한다.

Description

에너지 절감형 다기능 순환여과식 사육수조{Energy-saving multifunctional circulation filtration tank}

본 발명은 순환여과식 사육수조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사육수조 내부의 사육수 순환을 위한 별도의 순환펌프를 요하지 않는 에너지 절감형 다기능 순환여과식 사육수조에 관한 것이다.

양식 시스템은 크게 가두리 양식장이나 유수식 양식장과 같이 양식장이 위치한 자연환경에 의지하는 개방적 시스템과, 고밀도로 양식생물을 사육하면서 물리화학적 및 생물학적 수처리 장치를 도입하여 배출수를 정화시키는 순환식 양식장과 같은 폐쇄 순환양식 시스템으로 이루어진다. 국내에서는 부족한 수자원 문제와 양식장에서 발생하는 폐수처리에 있어 발생하는 문제점을 해결하기 위한 방법으로 순환 여과식 양식 시스템으로 점차 전환되고 있다.

통상의 순환 여과식 어류양식 시스템은 어류 수조에서 사용된 순환수를 재생하여 사용할 수 있도록, 사육수는 사육수조에서 배수파이프를 통해 배수되어 재사용을 위해 순환수 재생장치로 유입되어 순환수로서 정화되고, 정화된 순환수는 공급수 파이프를 통해 양식수조로 재유입되어 이루어진다.

따라서 배수파이프를 통하여 배수되는 사육수를 정화 및 공기를 공급하여 순환시키기 위한 순환펌프, 구동펌프 등의 동력원을 필요로 한다. 이와 같이 순환펌프 등을 구비한 사육수조의 경우 공간활용이 어렵고, 개별 사육수조 마다 순환펌프를 설치해야 하므로 순환펌프 가동을 위한 과도한 에너지 소비의 문제가 있다.

한국 등록특허 제1782735호에서는 에너지 절감용 순환 여과식 어류 양식시스템을 개시하고 있으나, 여전히 배출수를 역류시켜 순환하는 동력펌프(탈기펌프)를 구비하고 있다.

본 발명은 사육수를 순환시키는 펌프장치 없이 사육수를 순환시킬 수 있고, 다수의 사육수조를 연결하여 사육수를 순환시킬 수 있으며, 사육수조의 가동 에너지가 절감되고 공간 활용도가 높은 순환여과식 사육수조를 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상부가 개방되고, 수조바닥을 둘러싼 외벽과 상기 외벽 상부에 유입구가 형성되고, 상기 외벽 하부에 배출구가 형성된 사육수조; 상기 배출구와 연결되는 배출수관을 매개로 상기 사육수조와 연결된 배출수조; 상기 유입구와 연결되는 유입수관을 매개로 상기 사육수조와 연결된 유입수조; 상기 배출수조와 상기 유입수조를 연결하는 순환수관; 상기 유입수조의 내부에 위치하고, 일측이 상기 유입수관의 일단과 연결되고 상부 및 하부가 개방된 역류수관; 및 상기 역류수관의 내부에서 기포를 발생시키는 산기관;을 포함하는 순환여과식 사육수조를 제공한다.

또한 상기 배출수조와 상기 유입수조의 내부에는 여과재가 내입되는 것을 특징으로 하는 순환여과식 사육수조를 제공한다.

또한 상기 순환수관은 상기 배출수관과 상기 유입수관 사이의 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 순환여과식 사육수조를 제공한다.

또한 상기 역류수관의 상부에는 상기 일측에 연결된 유입수관보다 높은 위치에 소포관이 연결되는 것을 특징으로 하는 순환여과식 사육수조를 제공한다.

또한 상기 순환여과식 사육수조는 상기 역류관에 연결되는 제2유입수관을 매개로 상기 유입수조와 연결되는 제2사육수조를 더 포함하되, 상기 제2사육수조는 상부가 개방되고, 수조바닥을 둘러싼 외벽과 상기 외벽 상부에 상기 제2유입수관이 연결되는 제2유입구가 형성되고, 상기 외벽 하부에 제2배출구가 형성되고, 상기 제2배출구와 연결되는 제2배출수관을 매개로 상기 제2사육수조와 연결된 제2배출수조; 및 상기 제2배출수조와 상기 유입수조를 연결하는 제2순환수관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환여과식 사육수조를 제공한다.

본 발명은 역류수관과 기포발생기를 이용함으로써, 사육수를 순환시키는 펌프장치 없이 사육수를 순환시킬 수 있고, 다수의 사육수조를 연결하여 사육수를 순환시킬 수 있으며, 사육수조의 가동 에너지가 절감되고 공간 활용도가 높은 순환여과식 사육수조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환여과식 사육수조의 일측 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환여과식 사육수조의 타측 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출수조의 내부를 나타낸 도면,
도 4는 도 3의 수직 단면을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유입수조의 내부를 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 수직 단면을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 순환여과식 사육수조의 평면도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였으며, 본 발명의 세부구성 방향은 도면을 기준으로 하여 설명한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환여과식 사육수조의 일측 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환여과식 사육수조의 타측 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출수조의 내부를 나타낸 도면, 도 4는 도 3의 수직 단면을 나타낸 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유입수조의 내부를 나타낸 도면, 도 6은 도 5의 수직 단면을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 6을 참조하면, 본 발명에 따른 순환여과식 사육수조(100)은 사육수조(110), 배출수조(120), 유입수조(130), 순환수관(140), 역류수관(150) 및 산기관(160)을 포함한다.

상기 사육수조(110)는 부식에 강하고 내구성이 우수한 고분자 화합물 등으로 제작되고, 상부가 개방되고, 수조바닥을 둘러싼 외벽과 상기 외벽 상부에 사육수조(110) 내부로 여과되거나 공기가 주입된 사육수가 유입되는 유입구(111)가 형성되고, 상기 외벽 하부에 사육수조(110) 내부의 사육수가 외부로 배출되는 배출구(112)가 형성된다. 상기 배출구(112)는 사육수조(110) 하부에 가라앉은 사육 생물에 의해 생산된 노폐물, 사료 등을 배출시킬 수 있도록 사육수조(110) 외벽의 하부에 형성된다. 한편, 사육수조(110)의 일측에는 투명한 플라스틱 관찰창(113)이 설치되어 상기 사육수조(110) 내부 사육생물의 상태를 관찰할 수 있다.

상기 배출수조(120)는 상기 배출구(112)와 연결되는 배출수관(121)을 매개로 상기 사육수조(110)와 연결된다. 상기 배출수관(121)을 통하여 상기 사육수조(110) 내부의 사육수가 사육수 하부로 가라앉은 노폐물 등과 함께 외부로 배출되며, 상기 배출수관(121)의 일단에는 사육되는 생물이 휩쓸리지 않도록 걸림망 등이 설치될 수 있다.

상기 유입수조(130)는 상기 유입구(111)와 연결되는 유입수관(131)을 매개로 상기 사육수조(110)와 연결된다. 상기 유입수관(131)을 통하여 상기 유입수조(130) 내부의 물이 상기 사육수조(110)로 유입되는데 본 발명은 별도의 펌프 없이 상기 역류수관(150) 및 상기 산기관(160)을 이용하여 기포와 함께 자연 역류한 물이 상기 사육수조(110)로 유입되는 것을 특징으로 한다.

도 4 및 6을 참조하면, 상기 배출수조(120) 및 상기 유입수조(130)의 내부에 순환하는 사육수에 포함된 부유물, 미생물 등을 흡착하는 여과재(F)가 내입될 수 있다. 본 발명은 펌프 없이 순환관(배출수관, 순환수관, 유입수관 등)의 위치에 의하여 사육수조(110) 내부의 사육수를 외부로 순환시키므로 순환관의 입구, 출구에 밀착된 여과재가 사육수의 순환을 저해할 수 있다.

따라서 상기 배출수조(120) 하부의 매트형 여과재(F1)는 매트형 여과재가 수직 및 수평으로 순환수관(140)의 하단까지 적층되어 격벽을 형성하는 것이 바람직하고(매트형 여과재 사이의 공간에는 알갱이형 여과재가 내입될 수 있음), 상부의 알갱이형 여과재(F2)는 순환수관(140)의 입구가 밀폐되지 않도록 알갱이형 여과재를 구비하는 것이 바람직하다.

또한 상기 유입수조(130)의 하부에 매트형 여과재(F1)를 상기 순환수관(140) 하단부의 돌출관에 거치하고, 상기 매트형 여과재(F1)의 상부에 알갱이형 여과재(F2) 적층하여 2차 여과를 시행하는 것이 바람직하다. 상기 여과재(F1, F2)의 종류는 일반적으로 사용되는 스펀지, 자갈, 흡착재 등을 사용할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.

상기 순환수관(140)은 상기 배출수조(120)와 상기 유입수조(130)를 연결한다. 본 발명은 역류수관(150)과 기포발생기를 이용함으로써, 펌프장치 없이 사육수를 순환시키기 위하여 상기 순환수관(140)은 상기 배출수관(121)과 상기 유입수관(131) 사이의 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 사육수(사육수조 내부의 물)는 상기 사육수조(110)의 하부에 연결된 상기 배출수관(121)을 통하여 상기 배출수조(120)에 집수되고, 상기 순환수관(140)은 상기 배출수관(121)의 상부에 일정간격 이격되어 상기 배출수조(120)에 집수되는 사육수를 상기 유입수조(130)로 유통시킨다.

따라서 상기 순환수관(140)은 상기 배출수조(120)의 수위를 제한하는 역할을 한다. 또한 상기 순환수관(140)은 상기 유입수관(131)의 하부에 위치하여 상기 배출수조(120)에서 상기 유입수조(130)로 유입된 물이 그대로 상기 유입수관(131)을 통해 사육수조(110)로 유통되는 것을 방지할 수 있다.

상기 역류수관(150)은 상기 유입수조(130)의 내부에 위치하고, 일측이 상기 유입수관(131)의 일단과 연결되고 상부 및 하부가 개방된다. 상기 역류수관(150)의 개방된 하부를 통하여 상기 순환수관(140)에서 유입된 물이 역류수관(150)의 일정 높이까지 차오른다. 한편, 상기 역류수관(150)의 상부 일측에는 과도한 거품을 외부로 배출시키는 소포관(151)이 상기 유입수관(131)이 연결된 지점보다 높은 위치에 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명은 상기 배출수관(121), 상기 순환수관(140) 및 상기 유입수관(131)의 고저를 조절하여 상기 사육수조(110) 내부의 사육수를 상기 유입수조(130)의 일정 수위까지 배출시킨 다음 별도의 펌프 없이 공기를 공급한 사육수를 재사용하기 위하여 상기 역류수관(150)의 내부에서 기포를 발생시키는 산기관(160)을 구비한다.

상기 산기관(160)은 일단이 외부의 공기발생기, 기포발생기 등과 연결되고, 타단이 상기 역류수관(150)의 상부를 통해 내입되되, 타단의 위치는 상기 역류수관(150)의 하단보다 높이 위치하는 것이 발생하는 기포의 손실(기포가 역류수관의 내부를 따라 상승하지 않고 외부로 누설되는 것) 방지를 위하여 바람직하다. 상기 산기관(160)에서 발생하는 기포와 함께 상기 역류수관(150)에 차오른 물이 일측에 연결된 상기 유입수관(131)을 따라 상기 사육수조(110)로 내입된다.

한편, 본 발명은 순환펌프 등을 사용하지 않으며, 상기 역류수관(150)과 상기 산기관(160)에 의하여 사육수를 순환시키므로 한 쌍의 상기 역류수관(150) 및 상기 산기관(160)에 다수의 사육수조를 연결하여 사육수를 순환시킬 수 있다.

도 6는 발명의 다른 실시예에 따른 순환여과식 사육수조의 평면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 순환여과식 사육수조는 상기 역류관에 연결되는 제2유입수관(231)을 매개로 상기 유입수조(130)와 연결되는 제2사육수조(210)를 더 포함하되, 상기 제2사육수조(210)는 상부가 개방되고, 수조바닥을 둘러싼 외벽과 상기 외벽 상부에 상기 제2유입수관(231)이 연결되는 제2유입구가 형성되고, 상기 외벽 하부에 제2배출구가 형성되고, 상기 제2배출구와 연결되는 제2배출수관(221)을 매개로 상기 제2사육수조(210)와 연결된 제2배출수조(220); 및 상기 제2배출수조(220)와 상기 유입수조(130)를 연결하는 제2순환수관(240);을 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 순환여과식 사육수조(100)의 작동에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 사육수조(110), 배출수조(120), 유입수조(130), 순환수관(140), 역류수관(150) 및 산기관(160)을 포함하는 순환여과식 사육수조(100)는 사육수조 하부의 배출구(112)를 통하여 하부의 사육수가 배출되고, 상기 배출수조(120)는 상기 순환수관(140)의 높이까지 사육수를 집수한다. 상기 순환수관(140)을 넘는 사육수는 순환수관(140)을 따라 상기 유입수조(130)에 집수된다. 상기 순환수관(140)은 상기 배출수조(120)와 상기 유입수조(130)를 수평으로 연결하기 때문에 상기 유입수조(130)의 수위는 상기 순환수관(140)의 높이까지로 제한된다. 상기 역류수관(150)은 상기 유입수조(130)의 수위만큼 사육수고 올라와 있고, 이때 산기관(160)에서 기포를 발생시키면 기포와 함께 역류수관(150) 내부의 물이 상승하여 일측에 연결된 유입수관(131)을 따라 유입수조(130)로 다시 내입된다. 따라서 본 발명에 따른 순환여과식 사육수조(100)는 내부의 사육수를 순환펌프 없이 24시간 순환시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 발명의 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 200 : 순환여과식 사육수조 110 : 사육수조
111 : 유입구 112 : 배출구
113 : 관찰창
120 : 배출수조 121 : 배출수관
130 : 유입수조 131 : 유입수관
140 : 순환수관 150 : 역류수관
151 : 소포관
160 : 산기관 210 : 제2사육수조
220 : 제2배출수조 221 : 제2배출수관
231 : 제2유입수관 240 : 제2순환수관
F1 : 매트형 여과재 F2 : 알갱이형 여과재

Claims (6)

1. 상부가 개방되고, 수조바닥을 둘러싼 외벽과 상기 외벽 상부에 유입구가 형성되고, 상기 외벽 하부에 배출구가 형성된 사육수조;
   상기 배출구와 연결되는 배출수관을 매개로 상기 사육수조와 연결된 배출수조;
   상기 유입구와 연결되는 유입수관을 매개로 상기 사육수조와 연결된 유입수조;
   상기 배출수조와 상기 유입수조를 연결하는 순환수관;
   상기 유입수조의 내부에 위치하고, 일측이 상기 유입수관의 일단과 연결되고 상부 및 하부가 개방된 역류수관; 및
   상기 역류수관의 내부에서 기포를 발생시키는 산기관;
   을 포함하고,
   상기 배출수조와 상기 유입수조의 내부에는 여과재가 내입되고,
   상기 순환수관은 상기 배출수관과 상기 유입수관 사이의 높이로 형성되고,
   상기 배출수조의 하부에는 매트형 여과재, 상기 배출수조의 상부에는 알갱이형 여과재가 내입되고, 상기 매트형 여과재는 수직 및 수평으로 상기 순환수관의 하단까지 적층되어 격벽을 형성하고, 상기 알갱이형 여과재는 상기 순환수관의 입구가 밀폐되지 않도록 구비되고,
   상기 유입수조의 하부에는 매트형 여과재가 상기 순환수관 하단부의 돌출관에 거치되고, 상기 돌출관에 거치된 매트형 여과재의 상부에 알갱이형 여과재가 적층되는 것을 특징으로 하는 순환여과식 사육수조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 사육수조의 일측에는 내부를 관찰할 수 있는 관찰창이 설치된 것을 특징으로 하는 순환여과식 사육수조.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 역류수관의 상부에는 상기 일측에 연결된 유입수관보다 높은 위치에 소포관이 연결되는 것을 특징으로 하는 순환여과식 사육수조.
6. 제1항에 있어서,
   상기 순환여과식 사육수조는 상기 역류수관에 연결되는 제2유입수관을 매개로 상기 유입수조와 연결되는 제2사육수조를 더 포함하되,
   상기 제2사육수조는 상부가 개방되고, 수조바닥을 둘러싼 외벽과 상기 외벽 상부에 상기 제2유입수관이 연결되는 제2유입구가 형성되고, 상기 외벽 하부에 제2배출구가 형성되고,
   상기 제2배출구와 연결되는 제2배출수관을 매개로 상기 제2사육수조와 연결된 제2배출수조; 및
   상기 제2배출수조와 상기 유입수조를 연결하는 제2순환수관;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환여과식 사육수조.
   

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