KR20070106100A

KR20070106100A - 수중 살균 장치

Info

Publication number: KR20070106100A
Application number: KR1020060038560A
Authority: KR
Inventors: 김칠영
Original assignee: 한국돌기 주식회사
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-11-01

Abstract

본 발명은 수중 살균 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 바닷물이나 민물의 유출입 통로가 형성된 케이스와; 상기 케이스 내에 다수의 음극 돌기가 형성된 음전극부와; 상기 음극 돌기와 마주보도록 형성된 양극 돌기를 구비하고 상기 케이스 내에 배열된 양전극부와; 상기 음전극부와 양전극부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하여, 상기 음극 돌기와 양극 돌기 사이에서 보다 격렬한 전기 분해로 산화체를 짧은 시간에 다량으로 생성함에 따라 양식장 주변이나 어항 내부의 세균, 박테리아, 미생물, 조류 등을 단시간 내에 사멸하거나 예방하는 살균 장치를 제공한다.

미생물, 세균, 수중 방전, 음극 돌기, 양극 돌기

Description

수중 살균 장치 {UNDERWATER STERILIZER}

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 살균 장치의 구성을 도시한 평면도

도2는 도1의 수중 살균 장치의 하나의 살균 모듈의 측면도

도3은 도2의 'A' 부분의 확대 사시도

도4는 도2의 전극부의 구성을 도시한 사시도

도5는 도4의 분리 사시도

도6는 도4의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도

도7은 도3의 수중 살균 장치의 살균 모듈의 배선도

도8은 본 발명에 따른 또 다른 형태의 전극부의 구성을 도시한 단면도

도9는 염수의 전기 분해에 따른 염소 이온의 증가량을 측정하여 도시한 실험 데이터 그래프

도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 살균 장치의 구성을 평면도

도11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수중 살균 장치의 구성을 도시한 측면 사시도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1,2,3: 수중 살균 장치 10: 육지

20: 바다 99: 양식장

100: 살균 모듈 110: 케이스

111: 프레임 112: 바닥판

113: 망 120,120',120": 전원공급부

121: 음극전원선 122: 양극전원선

130: 전극부 131: 음전극판

131a: 음극 돌기 132: 양전극판

132a: 양극 돌기 133: 지지대

1331: 음전극판 접속 슬롯 1332: 양전극판 접속 슬롯

134: 고정 나사 231: 음전극판

2311: 양전극 분기판 2311a: 양극 돌기

232: 양전극판 2321: 음전극 분기판

2321a: 양극 돌기

본 발명은 수중 살균 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 상세하게는 양식장 주변이나 어항 내부의 바닷물이나 민물을 격렬하게 전기 분해시킴으로써 짧은 시간에 다량으로 산화체(oxidants)를 생성함에 따라 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등을 단시간 내에 제거하여 이들로부터 양식장을 보호하며, 어항 내부를 청결히 할 수 있도록 하는 수중 살균 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

바다 및 민물의 적조 현상은 해양에 서식하는 식물성 플랑크톤, 원색 동물 및 박테리아와 같은 미생물이 증식하기에 적당한 환경 조건이 될 때 일시적으로 다량으로 증식되거나 또는 생물 물리적 현상으로 집적되어 바닷물의 색깔이 변색되는 현상을 말한다.

영양 염류가 높은 해양에서는 하절기에 수온이 상승하면 적조 미생물이 과다하게 증식되어 가두리 양식장과 어장을 파괴하고 있으며, 해양 생태계를 교란하므로 이에 대한 대책이 시급이 마련되어야 할 필요성이 높아지고 있다.

또한, 물고기를 키우는 어항 내부에서 물고기들의 배설물에 의하여 물이 오염되는 것에 대하여 물을 자주 갈아주지 않으면서 배설물의 세균에 의해 물고기들이 감염되는 것을 방지할 필요성도 아울러 높아지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 양식장 주변이나 어항 내부의 바닷물이나 민물을 격렬하게 전기 분해시킴으로써 짧은 시간에 다량으로 산화체(oxidants)를 생성함에 따라 양식장 주변이나 어항 내부의 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등을 단시간 내에 제거하여 이들로부터 양식장을 보호하며, 어항 내부를 청결히 할 수 있도록 하는 수중 살균 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 양식장 주변이나 어항 내부에 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등이 발생되는 것을 미연에 방지하는 수중 살균 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 해양의 적조 원인이 되는 미생물, 조류를 제거함에 있어서 해양의 생태계를 파괴시키지 않도록 하는 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 바닷물이나 민물의 유출입 통로가 형성되고 수중에 잠겨지게 설치된 케이스와; 상기 케이스 내에 다수의 음극 돌기가 형성된 음전극부와; 상기 음극 돌기와 마주보도록 형성된 양극 돌기를 구비하고 상기 케이스 내에 배열된 양전극부와; 상기 케이스로부터 연장되어 소정의 영역에 위치하도록 형성된 고정물과; 상기 음전극부와 양전극부에 전원을 공급하는 전원 공급부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치를 제공한다.

이는, 양식장 주변이나 어항 내부의 수중에 상기 수중 살균 장치를 상기 고정물로 설치한 상태에서, 상기 음전극부와 상기 양전극부에 전원을 공급하여, 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기에 보다 많은 전하가 집중되도록 함으로써, 서로 마주보는 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기 사이에서 보다 격렬한 수중 방전을 유도하여 산화체(oxidants)를 다량으로 생성함으로써, 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등을 단시간 내에 제거하여 이들로부터 양식장을 보호하며, 물고기 주변의 어항 내부를 살균된 상태로 청결히 할 수 있게 된다.

더욱이, 양식장 주변에 상기 수중 살균 장치를 설치하거나 어항의 물을 바닷물을 사용하는 경우에는, 염분이 함유된 바닷물 내의 양극 돌기와 음극 돌기 사이에서 전기 분해가 이루어지므로, 보다 격렬한 전기 분해 반응을 유도할 수 있는 장 점이 있다.

이와 같은 수중 살균 장치는 이미 발생된 세균이나 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이를 제거하는 데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 전극부에 시간 간격을 두고 전원을 공급하여 간헐적으로 산화체를 생성시키는 것에 의하여 양식장 주변이나 어항 내부에 세균이나 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이가 발생하는 것을 미연에 예방할 수도 있다. 또한, 양식장이나 어항에 이미 발생된 세균, 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이에 의하여 양식장이나 어항 내부의 생물체가 감염이 된 것도, 상기 수중 살균 장치에 의하여 다량의 산화체를 공급하는 것에 의하여 주변의 양식장이나 어항 내의 생물이 이들로부터 감염된 것을 치료할 수도 있다.

여기서, 소정의 거리만큼 이격되게 설치된 상기 음극 돌기와 양극 돌기에 전원을 인가하면, 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기 사이의 물을 전기 분해하게 된다. 이 때, 오존(O₃), 과산화수소(H₂O₂), OH라디칼, HOCl, NaOCl(차아염소산나트륨)과 같은 산화체가 생성되며, 산화체에 의하여, 바다 및 민물의 적조 현상의 원인이 되는 식물성 플랑크톤, 원색 동물 및 박테리아와 같은 미생물을 살균 또는 제거함으로써 적조 현상을 예방하거나 제거할 수 있으며, 세균이나 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이들이 수중에 발생되는 것을 사전에 예방하거나 발생된 이들을 제거할 수 있게 된다. 전기 분해에 의한 산화체의 생성과 바닷물 또는 민물 속의 미생물, 조류 등을 사멸시키는 과정은 다음의 (1) 내지 (5)의 공정에 의하여 이루어진다.

(1) 오존이 생성되는 경로는 물(H₂O)을 전기 분해함으로써 시작되어 최종적 으로 O와 O₂가 결합되는 다음의 공정을 거쳐 오존이 형성된다.

H₂O --> H⁺+ (OH)_ads + e^-

(OH)_ads --> (O)_ads + H⁺ + e^-

2(OH)_ads --> O₂ + 2H⁺+ 2e^-

2(O)_ads --> O₂

(O)_ads + O₂ --> O₃

(2) 과산화수소는 산소의 전기 분해에 의한 직접적인 경로와, 오존 분해에 의하여 생성된 중간 산물인 OH라디칼의 결합으로 생성되는 간접적인 경로에 의하여 생성된다. 즉,

O₂ + e^---> O₂ ^·-

O₂ + 2H⁺+ 2e^- --> H₂O₂

와 같은 직접적인 경로와,

OH·+ OH· --> H₂O₂

와 같은 간접적인 경로에 의하여 생성된다.

(3) HOCl은 수중에 존재하는 Cl^- 이온이 Cl₂로 결합한 후에 H₂O와 반응하여 HOCl을 생성하게 된다. 즉,

2Cl^- --> Cl₂ + 2e^-

2H₂O + 2e^- --> H₂ + 2OH^-

Cl₂ + H₂O --> HOCl + H⁺ + Cl^-

(4) OH라디칼은 순간적으로 생성되었다가 사라지기 때문에 직접적으로 측정은 불가능하지만, 수중에 존재하는 경우에 OH^- 또는 과산화수소의 짝염기인 HO2-와 반응하여 라디칼 체인 사이클을 형성하며 최종적으로는 OH라디칼을 생성한다.

O₃ + OH --> 라디칼 체인 반응(Radical Chain Reaction) --> OH·

O₃ + HO² ^- (H₂O₂의 짝염기) --> 라디칼 체인 반응 --> OH·

(5) 수중에 존재하는 미생물(microorganism, microorganics)은 생성된 산화체(oxidants)에 의하여 불활성화되거나 제거되며, 다음의 microorganism은 전기적 흡착(electrosorption)에 의하여 제거되며, 다음의 microorganics는 e-과의 반응으로 직접적인 전기 분해 반응에 의하여 제거된다.

즉, Microorgainsm에 대해서는,

M(Microorganism) --> Electrosorption --> Inactivation

또한,

M(Microorganism) + O₃ --> Inactivation

M + OH· --> Inactivation

M + HOCl --> Inactivation.

그리고, Microorganics에 대해서는,

M(Microorganics) + e- --> M-

또한,

M(Microorganics) + O₃ --> Product

M + OH· --> Product

M + HOCl --> Product

즉, 전기 분해가 이루어지는 동안에 상기 (1) 내지 (5)의 공정에서 생성된 혼합된 산화체(O3, H2O2, HOCl, OH라디칼)에 의하여 산화 및 사멸에 의하여 높은 살균력이 일정 시간동안 유지된다. 따라서, 상기 양전극부와 상기 음전극부에 전원을 지속적으로 인가하지 않더라도 적조 현상의 원인이 되는 미생물이나 세균이나 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이를 효과적으로 제거할 수 있다.

이 때, 상기 음전극부와 상기 양전극부는 판(板)형상으로 형성되고, 서로 마주보는 면에는 서로 마주보도록 원추형과 같이 끝단이 뾰죡한 돌기나 기둥 형상의 돌기가 형성되어, 상기 돌기에 보다 많은 전하가 응집되어 전기 분해 반응이 더욱 촉진된다. 그리고, 단위 설치 공간에 보다 많은 전기 분해를 유도할 수 있도록, 상 기 음전극부와 상기 양전극부는 복수개의 쌍을 이루는 판들이나 막대들로 형성된 것이 바람직하다.

한편, 판형상으로 형성된 상기 음전극부와 상기 양전극부의 판면으로부터 분기된 분기판이 돌출 형성되고, 상기 음전극부로부터 분기된 분기판과 상기 양전극부로부터 분기된 분기판은 하나씩 차례로 서로 마주보도록 배열되고, 마주보는 상기 분기판들에는 각각 음극 돌기와 양극 돌기들이 형성된다. 이를 통해, 최소한의 공간에 전기 분해가 일어나는 영역을 최대로 확보할 수 있게 된다. 나아가, 상기 분기판으로부터 또 다른 분기판이 형성되고, 양전극부와 음전극부로부터 연장된 또 다른 분기판들의 마주보는 면에 각각 음극 돌기와 양극 돌기가 형성되도록 구성될 수도 있다.

이 때, 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기 사이에서 일어나는 전기 분해 반응이 보다 격렬히 일어나도록 하기 위하여, 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기는 백금으로 형성되거나 백금 도금된 것이 바람직하다. 여기서, 백금 도금층은 전극부 전체에 걸쳐 형성될 수도 있으나, 음극 돌기와 양극 돌기에는 보다 두껍게 도금되는 것이 보다 효과적이다. 그리고, 제조 원가 대비 우수한 전기 분해 성능을 얻기 위하여 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기는 흑연으로 형성될 수도 있다. 특히, 양식장 주변에 적조를 예방하거나 제거하기 위한 용도로 사용되는 경우에는, 보다 많은 양의 산화체가 생성되어야 하므로, 보다 넓은 표면적을 갖는 전극부가 형성되어야 한다. 따라서, 백금이나 티타늄으로 상기 돌기를 형성하는 것도 바람직하지만, 커다란 전극부의 제조 비용을 절감하기 위하여 탄소 재질인 흑연으로 형성되는 것이 효과적이다.

한편, 상기 양극 돌기와 상기 음극 돌기가 형성되는 대신에, 그 주변에 홈을 형성하여 일정 부분에 전하가 집중되도록 함으로써 동일한 효과를 얻을 수도 있다.

그리고, 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기가 백금으로 형성되고, 어느 정도 이상의 크기로 형성된다면, 나사 결합 등과 같은 방법에 의하여 돌기만을 교체할 수 있게 형성될 수도 있다.

상기 케이스의 유출입 통로는 물의 원활한 유출입을 위하여 망으로 형성된다. 이를 통해, 염분을 함유한 바닷물이 자유롭게 케이스 내부로 유입되어 양극 돌기와 음극 돌기 사이에서 격렬하게 전기 분해되고, 격렬한 전기 분해를 통해 발생되는 산화체(O3, H2O2, HOCl, OH라디칼)는 저절로 바닷물의 수면을 향해 올라가면서, 접촉하는 미생물, 조류 등을 제거함으로써 적조 현상을 제거할 수 있으며, 수중의 세균이나 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이도 함께 제거할 수 있게 된다. 또한, 상기 망의 격자 크기는 바닷물 속의 이물질이 케이스 내로 침투되는 것을 억제하면서도, 산화체와 물이 케이스의 내외로 원활하게 이동할 수 있는 크기(예컨대, 피치가 1mm 내지 30mm)로 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 수중 살균 장치는, 상기 케이스가 물 속에서 일정한 깊이를 유지하기 위하여, 상기 케이스로부터 연결되고 물에 뜨는 재질로 형성된 부표를 더 포함하여 구성된다. 즉, 상기 고정물은 상기 케이스로부터 연결되고 물에 뜨는 재질로 형성된 부표로 형성된다.

한편 이와 같은 상기 부표를 상기 전원 공급부로부터 연결되는 전원 케이블 로 연결된 형태로 상기 부표 사이의 간격이 유지되도록 구성될 수도 있다. 이를 통해, 양식장의 둘레나 적조가 접근하는 경계면에 간격을 두고 다수의 수중 살균 장치를 설치함으로써, 양식장 주변의 센서에 의해 감지하거나 적조의 접근 경보에 따라 음극 돌기와 양극 돌기에 전원을 인가하여 산화체를 짧은 시간 내에 다량으로 생성하여, 적조로부터 양식장 내의 양식중인 대상물을 효과적으로 보호할 수 있다. 이 때, 전원 공급부는 육지상에 설치되어 양극 돌기와 음극 돌기에 전원을 공급할 수도 있고, 해상에서 풍력이나 파력을 이용한 발전기를 설치하여 해상에서 전기 발전을 통하여 얻어진 전원을 양극 돌기와 음극 돌기에 공급할 수도 있다.

또 한편, 부표를 포함하지 않은 상기 수중 살균 장치를 배에 고정하여, 적조나 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등이 접근해오는 해역으로 이동하여, 그 근처에 배를 세우거나 이동시켜가면서, 배에 설치된 전원 공급부로부터 전원을 인가하여 양극 돌기와 음극 돌기 사이에서 짧은 시간 내에 다량의 산화체를 발생시킴으로써, 적조가 소정의 영역 내로 들어오는 것을 방지할 수도 있다.

또한, 상기 음전극부를 끼워 고정하는 음극 지지턱과, 상기 양전극부를 끼워 고정하는 양극 지지턱을 구비하고, 상기 전원공급부로부터 공급받은 전원의 음극을 상기 음극 지지턱과 연결하고, 상기 전원공급부로부터 공급받은 전원의 양극을 상기 양극 지지턱과 연결하도록 구성된 지지대를 더 포함하여 구성된다. 이를 통해, 전극부를 상기 케이스 내에 용이하게 설치할 수 있으며, 상기 지지대의 지지턱에 전극부를 단순히 착탈시킴으로써 용이하게 교체하는 것이 가능해진다. 이 때, 지지대는 상기 케이스 내에 고정 설치된다.

한편, 본 발명은, 물의 유출입 통로가 형성된 케이스와, 상기 케이스 내에 다수의 음극 돌기가 형성된 음전극부와, 상기 음극 돌기와 마주보도록 형성된 양극 돌기를 구비하고 상기 케이스 내에 배열된 양전극부와, 상기 케이스로부터 연결되고 물에 뜨는 재질로 형성된 부표를 포함하는 살균 모듈과; 적조로부터 보호하고자 하는 대상물의 주변에 상기 살균 모듈을 다수 배하도록, 상기 살균 모듈을 연결하는 연결선과; 상기 양전극부와 상기 음전극부에 전원을 공급하는 전원 공급부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치를 제공한다.

여기서, 상기 연결선은 상기 부표를 서로 연결한 것이고, 상기 전원 공급부는 육지에 설치된다. 그리고, 상기 연결선은 잡아당기거나 푸는 것에 의하여 각각의 살균 모듈이 이동 가능하게 된다.

그리고, 양식장이나 어항 내의 세균, 박테리아, 조류, 곰팡이, 바이러스 중 어느 하나 이상이 수중에 얼만큼의 양이 있는지 여부를 측정하는 센서가 주변에 형성되어, 세균, 박테리아, 조류, 곰팡이, 바이러스 중 어느 하나 이상이 미리 정해진 값보다 더 크게 되는 경우에는 소정의 시간동안 전극부에 전원을 인가함으로써, 양식장이나 어항 내부에 이들이 어느 정도 이상 번식하는 것을 사전에 예방할 수 있게 된다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은 상기 수중 살균 장치의 제어 방법으로서, 상기 전극부에 간헐적으로 전원을 공급하는 단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치의 제어 방법을 제공한다.

이는, 수중 살균 장치의 전극부에 일정한 주기로 또는 불규칙한 주기로 간헐 적으로 전원을 공급하여 산화체를 수중에 생성함으로써, 양식장 주변이나 어항 내부에 세균, 박테리아, 조류, 곰팡이, 바이러스 등이 발생하거나 번식하는 것을 사전에 예방할 수 있게 된다.

이 때, 상기 전극부에 전원이 공급되는 시간은 상기 센서에 의해 측정된 수중의 세균, 박테리아, 조류, 곰팡이, 미생물, 바이러스 중 어느 하나 이상의 양에 따라 증감하여 조절된다. 이를 통해, 미생물, 곰팡이 등의 양이 많은 경우에는 전극부에 전원을 오랫동안 인가함으로써, 효과적으로 양식장 주변이나 어항 내부의 미생물, 곰팡이 등을 제거하거나 예방할 수 있게 된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도1 내지 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 살균 장치에 관한 것으로, 도1은 본 발명의 일 실시예에 다른 수중 살균 장치의 구성을 도시한 평면도, 도2는 도1의 수중 살균 장치의 측면도, 도3은 도2의 'A' 부분의 확대 사시도, 도4는 도2의 전극부의 구성을 도시한 사시도, 도5는 도4의 분리 사시도, 도6는 도4의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도, 도7은 도3의 수중 살균 장치의 배선도, 도8은 본 발명에 따른 또 다른 형태의 전극부의 구성을 도시한 단면도, 도9는 염수의 전기 분해에 따른 염소 이온의 증가량을 측정하여 도시한 실험 데이터 그래프이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수중 살균 장치(1)는, 양식장(99)의 둘레에 간격을 두고 해상에 위치한 살균 모듈(100)이 전원 공급선(121,122)으로 연결되어 구성된 것으로, 바닷물(20)속에서 전기 분해로 발생되는 오존, OH라디칼 등의 산화체를 이용하여 적조의 원인이 되는 미생물이나 조류를 사멸시키는 원리를 이용한 것이다.

상기 살균 모듈(100)은, 도2에 도시된 바와 같이, 내부에 수용 공간을 가지고 바닷물이 자유롭게 유출입하도록 형성된 케이스(110)와, 케이스(110)의 바닥면에 고정 설치되고 직류 전원을 공급받아 산화체(190)를 발생시키는 전극부(130)와, 케이스(110)로부터 연결되고 물에 뜨는 재질로 형성된 부표(140)를 포함하여 구성된다.

여기서, 케이스(110)는 외부의 충격에도 전극부(130)가 파손되지 않도록 직육면체 형상의 프레임(111)과, 케이스(110)의 저면에 형성된 판(板)형상의 바닥판(112)과, 바닷물과 산화체가 자유롭게 유출입할 수 있지만 바닷물의 부유물이 쉽게 유입되지 못하는 크기로 프레임(111) 사이에 형성된 망(113)으로 구성된다.

또한, 상기 살균 모듈(100)은, 바닷물 내에 잠기어 설치될 수도 있으며, 집안이나 수족관의 어항 내에도 잠기어 설치될 수 있다. 집안이나 수족관의 어항 내에 잠기어 설치되는 경우에는, 살균해야 하는 체적이 바닷물 내에 비하여 훨씬 작아지므로, 전극부(130)의 크기는 이에 비례하여 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 전원 공급부(120)는 외부의 AC전원일 수도 있으며, AC전원을 변환한 DC 전원일 수도 있고, 배터리로 공급되는 DC전원일 수도 있다. 육지(10)에 설치된 전원 공급부(120)로부터 연결되어 음극 전원선(121)은 음전극판(131)과 연결되며, 전원 공급부(130)로부터의 양극 전원선(122)은 양전극판(132)에 연결된다.

그리고, 전원 공급부(120)는 육지에서 이동가능하게 형성되어 전원 공급부(120)를 육지에서 도1의 화살표 방향으로 이동시킴으로써, 살균 모듈(100)의 각각의 위치를 화살표 방향으로 이동시키도록 구성된다.

상기 전극부(130)는, 도3 내지 도6에 도시된 바와 같이, 복수의 음극 돌기(131a)가 표면에 형성된 음전극판(131)과, 복수의 양극 돌기(132a)가 표면에 형성된 양전극판(132)과, 음전극판(131)과 양전극판(132)을 끼워 고정하고 케이스(110)의 바닥판(112)에 고정되는 지지대(133)와, 지지대(133)의 고정공(133a)을 관통하여 케이스(110)의 바닥면(112)에 고정하는 고정 나사(134)를 포함하여 구성된다.

여기서, 음전극판(131)과 양전극판(132)은 소정의 간격(d2)만큼 이격되어 지지대(132)에 고정되고, 소정의 간격(d1)만큼 이격되고 서로 마주보도록 서로 마주보는 면(B)으로부터 돌출 형성된 원추형의 음극 돌기(131a)와 양극 돌기(132a)를 구비하여, 전극판(131,132)에 인가된 전하가 돌기(131a,132a)의 선단부(B)에 집중된다. 따라서, 동일한 전원을 인가한 경우에 비하여 음극 돌기(131a) 와 양극 돌기(132) 사이의 물의 전기 분해를 더욱 촉진시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 음극 돌기(131a)와 양극 돌기(132a)에는 두껍게 백금 도금되어 활발한 전기 분해가 일어나도록 한다. 한편, 약간의 효율은 저감되지만, 제조 비용의 절감을 위하여 흑연이나 티타늄으로 돌기(131a, 132a)가 형성될 수도 있다.

그리고, 지지대(133)는, 도5에 도시된 바와 같이, 음전극판(131)을 끼워 고정하도록 요입 형성된 음전극판 접속 슬롯(1331)과, 양전극판(132)을 끼워 고정하 도록 요입 형성된 양전극판 접속 슬롯(1332)이 형성된다. 그리고, 도6에 도시된 바와 같이, 지지대(133)의 내부에는 음극 전원선(121)이 음전극판 접속 슬롯(1331)과 연결되고, 양극 전원선(122)이 양전극판 접속 슬롯(1332)과 연결되도록 구성되어, 지지대(133)의 슬롯(1331, 1332)에 전극판(131,132)을 끼우기만 하면, 해당 전원이 전극판(131,132)에 공급되도록 구성된다.

따라서, 전극판(131,132)의 백금이 소모되면, 소모된 전극판(131,132)을 슬롯(1331,1332)으로부터 빼내고 새로운 전극판(131,132)을 슬롯에 끼우기만 하면 교체가 완료된다. 따라서, 상기와 같이 구성된 수중 살균 장치(1)는 반영구적으로 사용할 수 있게 된다.

상기 부표(140)는 스티로폼과 같이 물에 뜨는 재질로 형성되고, 케이스(110)와 연결줄(114)로 연결된다. 이를 통해, 연결줄(114)의 길이에 따라 전극부(130)가 설치되는 깊이가 결정된다.

한편, 도1에 도시된 본 발명의 수중 살균 장치(1)는, 살균 모듈(100)이 전원 공급선(121,122)에 의하여 그 간격이 유지되도록 구성되지만, 전원 공급선(121,122)의 내구성 향상을 위하여, 인장 강도가 높은 별도의 연결 로프로 연결되고, 전원 공급선은 연결 로프를 따라 별도로 각 모듈(100)을 연결하도록 구성될 수도 있다. 이 때, 전원 공급부(120)가 이동하지 않더라도, 연결 로프를 잡아당기거나 푸는 것에 의하여 각각의 살균 모듈(100)의 위치를 이동시킬 수도 있다.

상기 살균 모듈(100)에는 도면에 도시되지는 않았지만, 주변의 미생물의 양을 검출하는 센서를 구비하여, 감지된 미생물의 양에 따라 전극부(130)에 공급하는 전원 인가 시간을 증감시키는 제어 회로부(미도시)가 장착된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 살균 장치(1)의 작동 원리를 상술한다.

사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 살균 장치(1)를 이용하여 양식장(99)에서 양식중인 대상물을 보호하거나 이미 발생된 미생물, 세균, 곰팡이 등을 제거하고자 하는 경우에는, 도1에 도시된 바와 같이, 양식장(99)을 감싸도록 살균 모듈(100)을 설치한다.

적조가 발생하여 양식장(99)을 향하여 적조가 접근하거나, 양식장(99) 주변에 미생물, 세균, 곰팡이의 양이 많아지는 경우에, 전원 공급부(120)로부터 각각의 살균 모듈(100)의 전극부(130)에 전원이 인가되어, 전원 공급부(120)로부터 전원이 지지대(133)의 음전극판 접속 슬롯(1331)과 양전극판 접속 슬롯(1332)으로 공급된다. 그리고 나서, 각각의 접속 슬롯(1331,1332)을 통해, 음극 전원은 음전극판(131)에 공급되고 양전 전원은 양전극판(132)에 공급된다. 이 때, 음전극판(131)과 양전극판(132)에 각각의 전원이 인가되지만, 각 전극판(131,132)의 마주보는 표면에 형성된 음극 돌기(131a)와 양극 돌기(132a)에 전하가 집중된다. 따라서, 각각의 돌기(131a,132a) 사이에서 전기 분해가 격렬히 일어나게 되며, 격렬한 전기 분해를 통해 다량으로 발생되는 오존, 과산화수소, HOCl, OH라디칼 등의 산화체(190)는 적조의 원인이 되는 세균, 박테리아 등을 단시간 내에 사멸시켜 제거하게 된다.

그리고, 살균 모듈(100)의 센서로부터 주변의 세균, 박테리아, 곰팡이, 미생물 등의 양이 기준치 이하로 감지되면, 전극부(130)에 공급하는 전원이 차단된다.

이 때, 적조의 띠의 폭이 크면 전원 공급부(120)로부터 인가되는 전력량을 증가시켜 보다 많은 산화체가 순간적으로 발생될 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 살균 장치(1)를 이용하여 양식장(99)에서 양식중인 대상물에 미생물이나 세균 등이 번식하는 것을 근본적으로 예방하기 위해서는, 소정의 시간 간격을 두고 간헐적으로 전극부(130)에 전원을 인가하여 산화체를 발생시키도록 작동할 수 도 있다. 또한, 미생물 등의 양을 감지하는 센서 또는 바닷물이나 어항 내의 물의 혼탁도를 감지하여 그 정도가 소정치 이상인 경우에 산화체를 발생시킴으로써, 불필요한 전원의 낭비를 방지하면서 미생물이나 곰팡이 등이 발생되거나 번식하는 것을 방지할 수 있다.

이 때, 어항이나 수족관에 수중 살균 장치(1)를 설치하여 사용하는 경우에는, 어항 주변의 고정물에 매달아 상기 케이스(110)가 수중에 잠기도록 설치할 수도 있고, 케이스(110)로부터 연장된 위치에 형성된 부표(140)에 의해 어느 영역에 위치할 수 있도록 수중 살균 장치(1)를 설치할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 살균 장치(1)에 살균 모듈(100)을 가능한 촘촘히 설치하는 것이 적조를 제거하는 효율이 높아지는 반면에 설치 비용이 많이 소요되므로, 살균 모듈(100)을 보다 듬성 듬성하게 설치하고 살균 모듈(100)을 도1의 전원 공급선(121,122)의 원주 방향을 따라 이동시킴으로써, 저렴한 비용으로 양식장(99)에 접근하는 적조를 효과적으로 제거할 수 있다.

한편, 도8에 도시된 전극판(231,232)은, 하나의 판상(板狀)으로 형성되지 않고, 전극판(231,232)로부터 분기된 분기판(2311,2321)을 포함하여 구성될 수 있고, 크게 이격된 전극판(231,232)에 전극 돌기가 형성되지 않고, 보다 근접한 거리에서 서로 마주보는 분기판(2311,2321)에 각각의 음극 돌기(2311a)와 양극 돌기(2321a)가 형성되도록 구성될 수도 있다. 이와 같은 구성을 통하여, 단위 체적 내에 전기 분해가 격렬히 일어나는 영역을 보다 많이 확보함으로써, 보다 짧은 시간에 적조를 제거할 수 있게 되는 잇점을 갖는다.

도9는 0.98%농도와 pH6.39를 갖는 소금물에 5V, 2.2A의 전류를 흘려주어 전기 분해에 따른 염소 이온의 증가량을 측정하여 도시한 실험 데이터 그래프이다. 도6의 실험 결과에 나타난 바와 같이, 소금물에 대해서는 보다 격렬한 전기 분해가 이루어지므로, 보다 신속한 제거사멸속도가 빠른 적조에 대해서도 신속하게 미생물을 효과적으로 제거하여 적조를 제거할 수 있게 된다.

도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 살균 장치(2)의 구성을 평면도로서, 도1에 도시된 수중 살균 장치(1)와 마찬가지로, 부표(140)가 전원 공급선(121,122)에 의하여 연결되지만, 살균 모듈(100)의 전극부에 전원을 육지로부터 공급하는 것이 아니라, 바닷물의 파도를 이용한 파력 발전소(129)로부터 전기를 발전시켜 이를 배터리(120')에 저장하고, 배터리(120')로부터 각각의 살균 모듈(100)의 전극부에 전원을 공급하도록 구성된 것이다. 따라서, 육지와 가장 근접한 살균 모듈(100)은 별도의 고정 로프(151)에 의하여 그 끝단(150)이 육지에 고정된다.

전술한 일 실시예와 마찬가지로, 고정단(150)을 왕복 이동시킴으로써, 살균 모듈(100) 사이가 멀리 떨어져있더라도, 살균 모듈(100)사이의 미생물을 효과적으로 제거할 수 있다.

상기 파력 발전소(129)는 이미 공지된 다양한 파력 발전의 구성을 채용하여 구성될 수 있다. 예컨대, 심현진이 고안하여 특허된 특허공고번호 제1990-0002959호에 개시된 "파력 발전 방법 및 그 장치"의 구성을 이용하여 발전된 전기를 배터리에 축적하여 두고, 필요에 따라 살균 모듈(100)의 각각에 전원을 공급하는 것에 의하여 구성될 수도 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도11에 도시된 바와 같이, 양식장(99)을 둘러싸도록 많은 수의 살균 모듈을 구비하지 않고도, 1~4개의 살균 모듈(100)을 선박(88)에 매달아 선박(88)의 전원 공급부(120")로부터 전극부(130)에 전원을 공급하여 산화체(190)를 생성시켜 적조나 미생물 등을 제거하도록 구성될 수도 있다.

이를 통해, 적조가 양식장(99)에 가까히 근접하기 전이라도, 보다 능동적으로 적조에 접근하여, 미리 적조를 제거하는 것이 가능해진다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 즉, 간단한 구성으로 산화체를 보다 많이 생성하는 수중 살균 장치를 구현하기 위하여, 뾰족하거나 기둥 형상으로 전하를 집중시키는 전극 돌기를 포함하여 구성된 것을 예시하였으나, 본 발명의 전극 돌기는 뾰족하거나 원기둥 형상으로 형성되는 것에 국한되지 않으며, 전하의 집중을 유도하기 위하여 전극부로부터 돌출 형성되는 어떠한 형상(예컨대, 돌출된 막대)이라도 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 바닷물이나 민물의 유출입 통로가 형성되고 수중에 설치된 케이스와; 상기 케이스 내에 다수의 음극 돌기가 형성된 음전극부와; 상기 음극 돌기와 마주보도록 형성된 양극 돌기를 구비하고 상기 케이스 내에 배열된 양전극부와; 상기 음전극부와 양전극부에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하여, 상기 음극 돌기와 양극 돌기 사이에서 보다 격렬한 전기 분해로 산화체를 짧은 시간에 다량으로 생성함에 따라 세균, 박테리아, 미생물, 조류 등을 단시간 내에 사멸시키는 것에 의하여, 조류, 곰팡이, 미생물 등으로부터 양식장이나 어항 내부의 물고기 등을 보호하며, 어항 내부를 청결히 할 수 있도록 하는 수중 살균 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.

또한, 양식장 주변이나 어항 내부에 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등이 발생되는 것을 미연에 방지하는 수중 살균 장치의 제어 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 해양의 적조 원인이 되는 미생물을 제거함에 있어서 해양의 생태계를 파괴시키지 않으면서 효과적으로 적조를 제거하는 수중 살균 장치를 제공한다.

이 때, 음극 돌기와 양극 돌기에 집중된 전하를 이용하여 산화체를 생성하므로, 보다 적은 용량의 전원 공급부로도 충분한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 수중 살균 장치는 단순히 바다에서 발생되는 적조를 제거하는 용도로 사용되는 것에 한정되지 않으며, 댐에 수용되는 민물 내에서 조류나 민 물 담치, 곰팡이, 미생물, 세균, 박테리아 등을 사멸시키거나 예방하는 용도로도 활용 가능하며, 수중의 생물체가 이들에 의하여 감염된 경우에 이들을 치료하는 용도로도 활용 가능하다.

Claims

물의 유출입 통로가 형성되고 수중에 잠겨지게 설치된 케이스와;

상기 케이스 내에 다수의 음극 돌기가 형성된 음전극부와;

상기 음극 돌기와 마주보도록 형성된 양극 돌기를 구비하고 상기 케이스 내에 배열된 양전극부와;

상기 케이스로부터 연장되어 소정의 영역에 위치하도록 형성된 고정물과;

상기 음전극부와 양전극부에 전원을 공급하는 전원 공급부를;

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치.
제 1항에 있어서,

상기 음전극부와 상기 양전극부는 판형상으로 다수로 형성되고, 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기는 다수 형성된 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치.
제 2항에 있어서,

상기 음전극부와 상기 양전극부의 일면으로부터 분기부가 돌출 형성되고, 상기 음전극부의 분기부와 상기 양전극부의 분기부는 서로 마주보도록 배열되며, 마주보는 상기 분기부들의 면에 각각 음극 돌기와 양극 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치.
제 1항에 있어서,

상기 유출입 통로는 물의 유출입을 위하여 망으로 형성된 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치.
제 2항에 있어서,

상기 돌기는 끝단이 뾰죡한 돌기로 형성된 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치.
제 2항에 있어서,

상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기는 백금 도금되거나, 백금, 티타늄, 탄소 재질 중 어느 하나의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치.
제 2항에 있어서,

상기 고정물은 상기 케이스로부터 연결되고 물에 뜨는 재질로 형성된 부표인 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치.
제 2항에 있어서,

상기 음전극부를 끼워 고정하는 음극 지지턱과, 상기 양전극부를 끼워 고정하는 양극 지지턱을 구비하고, 상기 전원공급부로부터 공급받은 전원의 음극을 상기 음극 지지턱과 연결하고, 상기 전원공급부로부터 공급받은 전원의 양극을 상기 양극 지지턱과 연결하도록 구성된 지지대를 더 포함하여 구성되고,

상기 지지대는 상기 케이스 내에 고정된 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치.
제 2항에 있어서,

수중의 세균, 박테리아, 조류, 곰팡이, 바이러스 중 어느 하나 이상의 양을 측정하는 센서를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 수중 살균 장치의 제어 방법으로서,

상기 전극부에 간헐적으로 전원을 공급하는 단계를;

포함하는 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치의 제어 방법.
제 10항에 있어서,

상기 수중 살균 장치는 수중의 세균, 박테리아, 조류, 곰팡이, 바이러스 중 어느 하나 이상의 양을 측정하는 센서를 더 포함하여 구성되고;

상기 전극부에 전원이 공급되는 시간은 상기 센서에 의해 측정된 수중의 세균, 박테리아, 조류, 곰팡이, 바이러스 중 어느 하나 이상의 양에 따라 증감하는 것을 특징으로 하는 수중 살균 장치의 제어 방법.