KR20080042632A

KR20080042632A - 적조 제거 장치

Info

Publication number: KR20080042632A
Application number: KR1020060111320A
Authority: KR
Inventors: 김칠영
Original assignee: 한국돌기 주식회사
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-15
Also published as: KR100873698B1

Abstract

본 발명은 적조 제거 장치에 관한 것으로, 바닷물의 수면에 잠기도록 선박의 외면에 위치한 전극부와; 상기 전극부에 직류 전원을 공급하는 전원 공급부와; 상기 전원 공급부로부터 상기 전극부에 직류 전원이 공급되어 상기 전극부 주변에 생성된 산화체를 주변에 분산시킴과 동시에 상기 선박을 추진시키는 프로펠러를 포함하여 구성되어, 상기 전극부에 직류 전원을 인가한 상태에서 상기 선박을 운행하면, 자동적으로 프로펠러의 추진력에 따른 유동에 의해 상기 전극부에서 생성된 산화체가 상기 선박의 경로를 따라 주변으로 확산되는 것에 의해 적조를 제거하는 적조 제거 장치를 제공한다.

전극부, 산화체, 바닷물, 선박, 적조

Description

적조 제거 장치 {UNDERWATER STERILIZER OF RED TIDE}

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 적조 제거 장치가 선박에 고정된 구성을 도시한 도면

도2는 도1의 적조 제거 장치의 전극부가 선박의 저면에 부착된 상태의 구성을 도시한 도면

도3은 도1의 적조 제거 장치의 전극부가 선박의 저면으로부터 이격된 상태의 구성을 도시한 도면

도4는 도2의 전극부의 구성을 도시한 사시도

도5는 도4의 분리 사시도

도6는 도4의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도

도7은 도3의 적조 제거 장치의 배선도

도8은 염수의 전기 분해에 따른 염소 이온의 증가량을 측정하여 도시한 실험 데이터 그래프

도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 적조 제거 장치가 선박에 고정된 구성을 도시한 도면

도10은 도9의 'A'부분을 X-X로부터 바라본 형상을 도시한 도면

도11은 도9의 적조 제거 장치의 배선도

도12는 본 발명의 제3실시예에 따른 적조 제거 장치가 선박에 고정된 구성을 도시한 도면

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

20: 바다 100, 200, 300: 적조 제거 장치

110,210: 선박 111,211: 프로펠러

112,212: 구동 모터 113,213: 키

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

140: 케이스 141: 프레임

142: 상판 143: 망

170: 전극부 이동용 볼스크류 171: 스크류

172: 스크류 회전 모터 173: 아이들러 나사봉

214: 이동 레일 250: 이동 유닛

251: 롤러 252: 구동 모터

253: 롤러축 254: 동력전달벨트

260: 팬

본 발명은 적조 제거 장치에 관한 것으로, 상세하게는 배가 이동하면서 적조의 원인이 되는 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등을 단시간 내에 제거하여 이들로부터 양식장을 보호하며, 어항 내부를 청결히 할 수 있도록 하는 적조 제거 장치에 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 적조 제거 장치 및 이를 이용한 적조제거방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은, 상기 전극부에 직류 전원을 인가한 상태에서 상기 선박을 운행하기만 하면, 자동적으로 프로펠러의 추진력에 따른 유동에 의해 상기 전극부에서 생성된 산화체가 상기 선박의 경로를 따라 주변으로 확산되는 것에 의해 적조를 간편하고 저렴하게 제거할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본 발명은, 양식장 주변이나 어항 내부에 수중의 세균, 미생물, 박테리아, 조류, 곰팡이 등이 발생되는 것을 미연에 방지하는 적조 제거 장치의 이를 이용한 적조제거방법을 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, 수면에 잠기도록 선박의 외면에 노출된 전극부와; 상기 전극부에 직류 전원을 공급하는 전원 공급부와; 상기 전원 공급부로부터 상기 전극부에 직류 전원이 공급되어 상기 전극부 주변에 생성된 산화체를 주변에 확산시키는 팬을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 적조 제거 장치를 제공한다.

이는, 상기 전극부에 직류 전원을 인가한 상태에서 상기 선박을 운행하기만 하면, 상기 전극부에서 생성된 산화체가 상기 팬의 작동으로 인하여 선박의 경로 주변에 확산되는 것에 의해 적조를 간단히 제거할 수 있도록 하기 위함이다.

이 때, 상기 전극부는 서로 약간의 간격을 두고 나란히 배열된 판 형상으로 형성됨으로써, 보다 산화체의 생성을 촉진시킬 수 있다. 특히, 상기 전극판에는 각각 음극 돌기와, 음극 돌기와 마주보도록 양전극판에 형성된 양극 돌기가 형성됨으로써, 돌기의 끝에 공급되는 전하가 많이 집중되도록 함으로써, 서로 마주보는 상기 음극 돌기와 상기 양극 돌기 사이에서 보다 격렬한 수중 방전을 유도하여 짧은 시간 내에 산화체(oxidants)를 다량으로 생성할 수 있게 된다.

더욱이, 바닷물에서 상기 적조 제거 장치를 이용하여 적조를 제거하는 경우에는, 바닷물에 함유된 높은 농도의 염분에 의하여 작은 전류를 인가하더라도 양극 돌기와 음극 돌기 사이에서 보다 격렬한 전기 분해를 유도할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 적조 제거 장치는 이미 발생된 적조를 제거하는 데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 주기적으로 상기 선박을 운행하는 것에 의하여 적조 등의 원인이 되는 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이가 양식장 주변에 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 적조 제거 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 된 다. 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 최종적으로 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, 상기 음전극부와 상기 양전극부는 복수개의 쌍을 이루는 판들이나 막대들로 형성된 것이 바람직하다.

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 탄소 재질로 형성될 수도 있다. 특히, 양식장 주변에 적조를 예방하거나 제거하기 위한 용도로 사용되는 경우에는, 보다 많은 양의 산화체가 바닷물 등의 내부에 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 흑 연으로 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.

또한, 상기 전극부에 전원을 공급하기 위한 전원공급선은 바닷물에 노출되므로, 탄소 막대 또는 티타늄에 백금도금된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 전원의 공급은 배에 장착된 전동기를 이용하여 발전된 전기를 직류로 변환하여 전극부에 공급된다.

한편, 상기 팬은 상기 선박을 구동하는 프로펠러이고, 상기 전극부는 상기 프로펠러의 후류측에 위치함으로써, 전극부에 직류 전원을 인가한 상태에서 상기 선박을 운행하기만 하면, 상기 전극부에서 생성된 산화체가 프로펠러의 추진력에 따른 유동에 의해 선박의 경로 주변에 자동적으로 확산시켜 적조를 간단히 제거할 수 있다.

이 때, 상기 선박의 저면에 장착된 상기 전극부를 하방(下方)으로 이동시키는 이동 기구와; 상기 프로펠러의 회전에 따른 유동이 상기 이동 기구에 의해 이동한 전극부에 도달하도록 상기 프로펠러의 회전축을 회전시키는 회전기구를 더 포함하여 구성된다.

즉, 상기 선박이 크지 않은 경우에, 전극부 주변의 산화체는 프로펠러에 의 해 수면 주위에만 확산되므로, 수면으로부터 일정 깊이에 있는 세균이나 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이 등을 제거하기 위하여, 전극부를 선박의 저면으로부터 하방으로 이동시키고, 프로펠러가 전극부를 향하도록 함으로써, 전극부 주변의 산화체가 수중 깊숙한 위치에 이르도록 할 수 있게 된다.

이 때, 전극부를 상하 방향으로 이동시키는 것은 볼스크류 등에 의해 이동시킬 수 있으며, 프로펠러의 회전축이 향하는 방향을 회전시키는 것은 또 다른 모터에 의해 프로펠러 회전축의 구동 모터를 회전시키는 것에 의해 이루어진다.

한편, 상기 전극부가 선택적으로 수중에 잠기도록, 상기 전극부를 이동시키는 이동 유닛을 추가적으로 포함하여 구성된다. 이는, 프로펠러의 후류 측에 위치할 수도 있지만, 프로펠러의 상류 측이라도 이동 유닛을 통해 선체의 저면에 이동 유닛에 의해 다수의 전극부를 동시에 배치함으로써, 전극부 주위에 배치된 팬에 의해 전극부에서 발생된 산화체를 보다 집중적으로 확산시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 이동 유닛은, 상기 선박의 외면을 따라 형성된 이동 레일과; 상기 전극부를 고정하는 프레임에 연결되어 상기 이동 레일을 따라 이동하는 바퀴와; 상기 바퀴를 회전 구동하는 구동부를; 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 전극부가 상기 프로펠러의 상류측에 위치한 경우에, 상기 전극부와 상기 프로펠러 사이 및/또는 프로펠러 주위에 아연 성분이 개재된다. 이를 통해, 바닷물을 전기 분해하는 것에 의하여 발생된 산화체가 금속 성분의 프로펠러를 부식시키기 이전에, 산화환원 전위차에 의해 그 주변의 아연(Zn)이 대신 산화됨으로써, 프로펠러의 장수명을 확보할 수 있다. 이 때, 프로펠러 재질에 비하여 아연 과 같이 산화환원 전위차를 갖는 재질이라면 다른 재질을 사용하여도 무방하다.

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.

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.

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.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 적조 제거 장치가 선박에 고정된 구성을 도시한 도면, 도2는 도1의 적조 제거 장치의 전극부가 선박의 저면에 부착된 상태의 구성을 도시한 도면, 도3은 도1의 적조 제거 장치의 전극부가 선박의 저면으로부터 이격된 상태의 구성을 도시한 도면, 도4는 도2의 전극부의 구성을 도시한 사시도, 도5는 도4의 분리 사시도, 도6는 도4의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도, 도7은 도3의 적조 제거 장치의 배선도, 도8은 염수의 전기 분해에 따른 염소 이온의 증가량을 측정하여 도시한 실험 데이터 그래프이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 적조 제거 장치(100)는, 바다 위에 떠 있는 선박(110)의 프로펠러(113)에 의해 유동하는 바닷물의 의 후류측에 위치한 전극부(130)와, 전극부(130)로부터 산화체를 생성시키도록 선박(110)으로부터 전극부(130)에 직류 전원을 공급하는 전원공급부(120)와, 내부의 수용 공간에 전극부(130)를 수용하고 바닷물이 자유롭게 유출입하도록 형성된 케이스(140)와, 전극부(130) 및 케이스(140)를 선박(110)의 저면으로부터 수중 상하 방향으로 이송시키는 이동 기구(170)와, 이동 기구(170)에 의해 전극부(130)가 상하 방향으로 이동함에 따라 전극부(130)로 유동을 보내도록 프로펠러(111)가 향하는 방향을 회전시키는 회전기구(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 전극부(130)는, 도4 내지 도7에 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 상판(112)에 고정되는 지지대(133)와, 지지대(133)의 고정공(133a)을 관 통하여 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 고정하도록 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 교 체가 완료된다. 따라서, 상기와 같이 구성된 적조 제거 장치(100)는 반영구적으로 사용할 수 있게 된다.

상기 전원 공급부(120)는 선박(110)의 엔진 등으로부터 발전된 전원을 전원 공급선(121,122)을 통해 전극부(130)에 직류 전원으로 변환시켜 공급한다. 선택적으로 배터리에 의해 공급될 수도 있다.

상기 케이스(140)는 외부의 충격에도 전극부(130)가 파손되지 않도록 직육면체 형상의 프레임(141)과, 케이스(110)의 상면에 전극부(130)를 고정하도록 형성된 판(板)형상의 상판(142)과, 바닷물과 산화체가 자유롭게 유출입할 수 있지만 바닷물의 부유물이 쉽게 유입되지 못하는 크기로 프레임(141) 사이에 형성된 망(113)으로 구성된다. 여기서, 상기 상판(142)에는 2개의 나사공이 형성되어, 볼스크류로 이루어진 이동기구(170)에 의해 깊이 방향으로 이동할 수 있게 된다.

상기 이동 기구(170)는 케이스(140)를 수심 방향으로 이동하기 위하여 구성된 것으로, 케이스(140)의 상판(142)에 형성된 나사공 중 하나를 관통하는 회전 나사봉(171)과, 회전 나사봉(171)을 회전 구동하는 이동용 모터(172)와, 케이스(140)의 상판에 형성된 관통공을 관통하여 선박에 고정된 안내봉(173)으로 이루어진다. 따라서, 회전 나사봉(171)을 회전 구동하면, 케이스(140)는 안내봉(173)을 따라 상하 방향으로 이송된다.

상기 회전 기구(미도시)는 선박의 프로펠러(111)를 구동하는 모터(112)를 회전시킨다. 이를 위하여, 위 모터(112)는 하나의 모듈로 형성되고, 그 모듈이 회전 기구에 의해 회전되는 것이 바람직하다. 이 때, 모터 모듈은 그 중량이 크므로, 회 전 기구는 감속비가 큰 기어 타입의 구동 기구인 것이 바람직하다.

한편, 상기 적조 제거 장치(100)에는 도면에 도시되지는 않았지만, 주변의 미생물의 양을 검출하는 센서를 구비하여, 감지된 미생물의 양에 따라 전극부(130)에 공급하는 직류 전류의 크기를 증감시키는 제어 회로부(미도시)가 장착될 수도 있다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 적조 제거 장치(100)의 작동 원리를 상술한다.

사용자가 본 발명의 제1실시예에 따른 적조 제거 장치(100)를 이용하여 양식장에서 양식중인 대상물을 보호하거나 이미 발생된 미생물, 세균, 곰팡이 등의 적조를 제거하고자 하는 경우에는, 전원 공급부(120)로부터 전극부(130)에 직류 전원을 인가한 상태에서 양식장 주변이나 적조가 접근해오는 영역의 주위를 가로지르도록 운행한다.

이를 통해, 전극부(130) 주위에서는 발생된 다량의 산화체(190)는 프로펠러(111)에 의한 유동과 함께 선박이 지나치는 영역의 뒷편(99)에 남아 확산되어, 적조를 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 이 때, 선박(110)이 바닷물 위를 운행하는 경우에는, 전극부(130)에 인가하는 전류가 작더라도, 염도가 높아 충분한 염소 공급이 이루어지므로, 적조를 제거하는 차아염소산 등이 다량으로 생성된다.

한편, 세균 등의 적조 원인이 되는 미생물이 수면으로부터 일정 깊이에도 다량으로 분포된 경우에는, 이동용 모터(172)를 회전 구동하여 케이스(140)를 보다 깊은 위치로 이송시킨 후, 이송용 모터(172)의 회전수를 제어 회로에서 감지하여, 케이스(140)가 어느정도 깊이에 도달하였는지 파악한다. 이에 따라 도3에 도시된 바와 같이 프로펠러 구동모터(122)를 회전 기구로 회전시켜, 프로펠러(111)에 의해 후류측으로 이동하는 유동이 전극부(130)를 통과하도록 한다.

그리고 나서, 전극부(130)에 직류 전원을 인가한 상태로 선박을 운행시키면, 각각의 돌기(131a,132a) 사이에서 전기 분해가 격렬히 일어나게 되며, 격렬한 전기 분해를 통해 다량으로 발생되는 오존, 과산화수소, HOCl, OH라디칼 등의 산화체(190)는 수중의 일정 깊이에 위치한 세균, 박테리아 등의 적조를 단시간 내에 사멸시켜 제거하게 된다.

그리고, 적조 제거 장치(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.

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. 그리고, 적조가 양식장에 가까히 근접하기 전이라도, 보다 능동적으로 적조에 접근하여, 미리 적조를 제거하는 것이 가능해진다.

도8은 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, 바닷물에서는 보다 신속하게 적조를 사시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

이하, 본 발명의 제2실시예를 상술한다.

다만, 전술한 제1실시예와 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 제1실시예의 구성과 동일하거나 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명을 본 실시예의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 적조 제거 장치가 선박에 고정된 구성을 도시한 도면, 도10은 도9의 'A'부분을 X-X로부터 바라본 형상을 도시한 도면, 도11은 도9의 적조 제거 장치의 배선도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 적조 제거 장치(200)는, 선상으로부터 이동 레일(214)을 따라 이동하여 수면의 선박(110)의 저면에 전극부(130)와, 전극부(130)로부터 산화체를 생성시키도록 선박(110)으로부터 전극부(130)에 직류 전원을 공급하는 전원공급부(220)와, 내부의 수용 공간에 전극부(130)를 수용하고 바닷물이 자유롭게 유출입하도록 형성된 케이스(240)와, 전극부(130) 및 케이스(240)를 선상으로부터 선박(110)의 저면에 이동시키는 이동 유닛(214, 250)을 포함하여 구성된다.

상기 전원 공급부(220)는 전극부(130)가 이동 레일(214)을 따라 이동하는 중에도 전원공급선(221,222)을 통해 전극부(130)와 연결될 수 있도록 충분히 긴 길이로 형성된다.

상기 전극부(130)는 제1실시예에서 상술한 전극부와 그 구성이 유사하다.

상기 케이스(240)는 제1실시예에서 상술한 케이스(140)와 그 구성이 유사하다. 다만, 상판(241)에는 나사공 대신 한 쌍의 롤러축(253)이 관통하는 관통공이 형성된다.

상기 이동 기구(250)는 선박(210)의 선상으로부터 저면에 이르기까지 연장 형성된 이동 레일(214)을 따라 회전하는 한 쌍의 롤러(251)와, 롤러(251)를 구동하는 구동 모터(252)와, 롤러(251)와 일체로 회전하는 롤러축(253)과, 하나의 구동 모터(252)로 한 쌍의 롤러(251)를 구동하기 위하여 구동 모터(252)의 동력을 전달하는 동력전달벨트(254)로 구성된다.

여기서, 이동 레일(214)과 롤러(251)사이의 마찰력을 확보하기 위하여 롤러(251)의 표면은 V홈이 형성된 고무 재질로 이루어지고, 구동 모터(252)의 동력을 누수없이 전달시키기 위하여 각 롤러축(253)에 고정된 풀리(255)의 외주면과 동력전달벨트(254)의 맞물리는 면에는 V홈과 돌기가 연속적으로 형성된다.

상기 케이스(240)의 내부에는 팬(260)이 형성되어 전극부(130) 주변의 산화체(190)를 주변으로 확산시킨다. 그리고, 프로펠러(211)의 주위에는 철보다 산화환원전위가 높은 아연이 배치되어, 산화체에 의해 프로펠러(211)가 산화되는 것이 방지시킨다.

그리고, 도11에 도시된 바와 같이, 복수의 전극부(130)는 전원 공급부(220)로부터 각각 전원공급선(221,222)을 통해 직류 전원을 공급받는다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 적조 제거 장치(100)의 작동 원리를 상술 한다.

사용자가 본 발명의 제2실시예에 따른 적조 제거 장치(100)를 이용하여 양식장에서 양식중인 대상물을 보호하거나 이미 발생된 미생물, 세균, 곰팡이 등의 적조를 제거하고자 하는 경우에는, 선박을 적조가 분포된 해역으로 이동시킨 후, 도10에 도시된 이동 기구(250)로 다수의 전극부(130)를 이동 레일(214)을 따라 선박(110) 저면으로 이동시킨다. 이 때, 적조의 원인이 되는 미생물의 양에 따라 저면으로 이동시키는 전극부(130)의 수를 증대시킨다.

그리고 나서, 전원 공급부(220)로부터 전극부(130)에 직류 전원을 인가한 상태에서 양식장 주변이나 적조가 접근해오는 영역의 주위를 가로지르도록 운행한다. 이에 따라, 전극부(130) 주위에서는 발생된 다량의 산화체(190)는 팬(260)에 의한 유동에 의해 선박이 지나치는 영역의 뒷편(98)으로 확산되어, 적조를 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

도12는 본 발명의 제3실시예에 따른 적조 제거 장치가 선박에 고정된 구성을 도시한 도면이다. 이는 전술한 제2실시예와 그 구성이 유사하며, 이동 레일(214)을 따라 이동하는 케이스(340) 내부의 팬(360)의 위치만 상이하다.

다시 말하면, 전술한 제2실시예와 달리, 본 발명의 제3실시예에 따른 적조 제거 장치는, 케이스(340) 내부의 팬(360)이 선체의 측방향을 향하여 바닷물을 유동시킴으로써, 전극부(130)에서 발생된 산화체가 적조 발생 영역으로 확산되는 방향으로 향하게 한 상태에서, 상기 선박(210)이 적조 발생 영역을 감싸면서 운행하는 것에 의해, 미생물 등에 의하여 발생된 적조를 효과적으로 제거할 수 있다.

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, 전술한 제1실시예 내지 제3실시예의 구성은 각기 개별적으로만 구성되는 것이 아니라, 이들의 구성이 임의로 선택되어 조합될 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 수면에 잠기도록 선박의 외면에 노출된 전극부와; 상기 전극부에 직류 전원을 공급하는 전원 공급부와; 상기 전원 공급부로부터 상기 전극부에 직류 전원이 공급되어 상기 전극부 주변에 생성된 산화체를 주변에 확산시키는 팬을; 포함하여, 상기 전극부에 직류 전원을 인가한 상태에서 상기 선박을 운행하면, 팬에 따른 유동에 의해 상기 전극부에서 생성된 산화체가 상기 선박의 경로를 따라 주변으로 확산되는 것에 의해 적조를 제거하는 적조 제거 장치를 제공한다.

그리고, 본 발명은, 상기 전극부에 직류 전원을 인가한 상태에서 상기 선박을 운행하기만 하면, 자동적으로 프로펠러의 추진력에 따른 유동이나 팬의 유동에 의해 상기 전극부에서 생성된 산화체가 상기 선박의 경로를 따라 주변으로 확산되는 것에 의해 적조를 제거할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 해양의 적조 원인이 되는 미생물을 제거함에 있어서 해양의 생태계를 파괴시키지 않으면서 효과적으로 적조를 제거하는 적조 제거 장치를 제공 한다.

이 때, 음극 돌기와 양극 돌기에 집중된 전하를 이용하여 산화체를 생성할 뿐만 아니라, 염도가 높은 바닷물에서는 보다 적은 용량의 전원 공급부로도 충분한 효과를 얻을 수 있다.

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

Claims

수면에 잠기도록 선박의 외면에 노출된 전극부와;

상기 전극부에 직류 전원을 공급하는 전원 공급부와;

상기 전원 공급부로부터 상기 전극부에 직류 전원이 공급되어 상기 전극부 주변에 생성된 산화체를 주변에 확산시키는 팬을;

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 적조 제거 장치.
제 1항에 있어서,

상기 수면은 바다의 수면인 것을 특징으로 하는 적조 제거 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,

상기 팬은 상기 선박을 구동하는 프로펠러이고,

상기 전극부는 상기 프로펠러의 후류측에 위치한 것을 특징으로 하는 적조 제거 장치.
제 3항에 있어서,

상기 선박의 저면에 장착된 상기 전극부를 하방(下方)으로 이동시키는 이동 기구와;

상기 프로펠러의 회전에 따른 유동이 상기 이동 기구에 의해 이동한 전극부 에 도달하도록 상기 프로펠러의 회전축을 회전시키는 회전기구를;

추가적으로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 적조 제거 장치.
제 3항에 있어서, 상기 전극부는,

상기 전원 공급부로부터 양극 전원을 인가받는 양전극판과;

상기 전원 공급부로부터 음극 전원을 인가받는 음전극판을;

포함하고, 상기 양전극판과 상기 음전극판에서 서로 마주보는 다수의 양극 돌기와 음극 돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 적조 제거 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,

상기 전극부를 선택적으로 수중에 잠기도록 이동시키는 이동 유닛을 추가적으로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 적조 제거 장치.
제 6항에 있어서, 상기 이동 유닛은,

상기 선박의 외면을 따라 형성된 이동 레일과;

상기 전극부를 고정하는 프레임에 연결되어 상기 이동 레일을 따라 이동하는 바퀴와;

상기 바퀴를 회전 구동하는 구동부를;

포함하는 것을 특징으로 하는 적조 제거 장치.
제 1항 또는 제2항에 있어서,

상기 전극부는 망으로 둘러싸인 것을 특징으로 하는 적조 제거 장치.
제 6항에 있어서,

상기 전극부가 상기 프로펠러의 상류측에 위치한 경우에, 상기 전극부와 상기 프로펠러 사이에 아연 성분이 개재된 것을 특징으로 하는 적조 제거 장치.