KR20130057623A - 가두리 양식장용 산소공급장치 - Google Patents

가두리 양식장용 산소공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치는 원통 형태로 형성되어 내부에 공기가 채워지고 복수의 공기주입구와 적어도 하나의 공기토출구를 갖는 해수면에 띄워지는 부력탱크; 부력탱크의 사방에 설치되어 부력탱크가 파랑에 의해 부딪혀 흔들릴 때 진동되면서 진동 에너지를 발생시키며 그 진동 에너지를 이용하여 부력탱크의 내부로 압축공기를 공급하는 복수의 진동형 압축공기공급장치; 상면 일측에 외부 공기가 유입되기 위한 공기유입구를 가지며 부력탱크를 덮어 복수의 진동형 압축공기공급장치를 보호하는 부력탱크커버; 가두리 양식장 내에 설치되며 부력탱크의 공기토출구와 배관으로 연결되어 공기토출구 및 배관을 통해 배출되는 압축공기를 분사하여 가두리 양식장 내에 공급하기 위한 압축공기 분사관;을 포함하며, 진동형 압축공기공급장치는 부력탱크의 상부에 설치되어 펌핑작용으로 압축공기를 생성하여 공기주입구를 통해 부력탱크의 내부로 압축공기를 공급하고 동시에 외부 공기를 흡입하는 펌핑수단; 펌핑수단의 상부에 설치되어 시소운동을 통해 펌핑수단을 동작시키는 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 압축공기를 생성하여 가두리 양식장 내에 산소를 공급하는 과정이 기계적, 전기적인 에너지원의 필요 없이 파력만을 이용하는 것으로서 자연에너지를 이용하는 친환경적인 설비가 가능하며, 작은 파랑에도 진동 에너지를 효율적으로 발생시켜서 압축 공기의 생성 및 가두리 양식장 내에 산소를 공급하는 과정이 원활히 이루어질 수 있으며, 파랑이 부력탱크에 부딪히는 방향에 관계 없이 진동 에너지의 손실이 없으며 이에 따라 원활하게 벨로우즈를 펌핑하여 압축공기의 생성 및 산소 공급이 이루어질 수 있는 이점이 있다.

Description

가두리 양식장용 산소공급장치{APPARATUS FOR OXYGEN SUPPLY OF FISH FARMING CAGES}
본 발명은 가두리 양식장용 산소공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축 공기를 생성하여 가두리 양식장 내에 산소를 공급하기 위한 가두리 양식장용 산소공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 가두리 양식장은 남해안과 서해안의 연안 내수면에서 특정의 어류와 어패류를 양식하기 위하여 가두리틀을 만들어 바닷물에 띄워서 그 속에 그물을 넣고 자연형태로 기르는 어업을 하면서 소득을 증대시키기 위한 어류 양식 시설이다.
통상적으로 가두리 양식장은 높은 파고를 피하기 위해 마을에 인접한 해안에 설치하게 된다. 그런데, 높은 파고를 피할 수는 있으나 가두리 양식장 자체가 바닷물의 흐름을 차단하게되어 가두리 양식장 내측으로 물이 순환되기 어려운 문제점이 있었다.
가두리 양식장 내측으로 물의 순환이 어려워짐에 따라 밀집된 연안 가두리양식장 주변의 용존산소가 부족하여 패사율이 증가하고, 가두리 양식장 내부 바닥에 가라앉은 사료가 부패되어 용존산소 공급이 더욱 어려워지는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 가두리 양식장을 해안에서 멀리 떨어진 먼 바다 가운데 설치하여 용존산소가 공급되도록 하고, 가두리 양식장이 높은 파고로부터 파손되는 것을 방지하기 위하여 가두리 양식장 전방에 부력을 갖는 소파제를 설치하는 방법이 제안되고 있다.
그러나 이러한 방법은 소파제를 설치하기 위한 설치비용이 매우 높아 어민들 자체적으로 설치하기에는 불가능해지는 문제가 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자연에너지를 이용하는 친환경적인 설비가 가능하며, 작은 파랑에도 진동 에너지를 효율적으로 발생시켜서 압축 공기의 생성 및 가두리 양식장 내에 산소를 공급하는 과정이 원활히 이루어질 수 있으며, 파랑이 부력탱크에 부딪히는 방향에 관계 없이 진동 에너지의 손실이 없어 원활하게 벨로우즈를 펌핑하여 압축공기의 생성 및 산소 공급이 이루어질 수 있도록 한 가두리 양식장용 산소공급장치를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치는 원통 형태로 형성되어 내부에 공기가 채워지고 복수의 공기주입구와 적어도 하나의 공기토출구를 갖는 해수면에 띄워지는 부력탱크; 상기 부력탱크의 사방에 설치되어 상기 부력탱크가 파랑에 의해 부딪혀 흔들릴 때 진동되면서 진동 에너지를 발생시키며 그 진동 에너지를 이용하여 상기 부력탱크의 내부로 압축공기를 공급하는 복수의 진동형 압축공기공급장치; 상면 일측에 외부 공기가 유입되기 위한 공기유입구를 가지며 상기 부력탱크를 덮어 상기 복수의 진동형 압축공기공급장치를 보호하는 부력탱크커버; 가두리 양식장 내에 설치되며 상기 부력탱크의 상기 공기토출구와 배관으로 연결되어 상기 공기토출구 및 배관을 통해 배출되는 압축공기를 분사하여 가두리 양식장 내에 공급하기 위한 압축공기 분사관;을 포함하며, 상기 진동형 압축공기공급장치는 상기 부력탱크의 상부에 설치되어 펌핑작용으로 압축공기를 생성하여 상기 공기주입구를 통해 상기 부력탱크의 내부로 압축공기를 공급하고 동시에 외부 공기를 흡입하는 펌핑수단; 상기 펌핑수단의 상부에 설치되어 시소운동을 통해 상기 펌핑수단을 동작시키는 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 펌핑수단은 저면 일측에 상기 공기주입구와 연결되는 공기배출구를 형성하고 저면 다른 일측에 외부 공기를 흡입하기 위한 공기흡입구를 가지며 내부에 수용공간을 갖는 펌프고정체, 상기 공기배출구 및 상기 공기흡입구에 연결되어 공기배출방향 및 공기흡입방향으로만 공기가 이동되도록 하는 복수의 체크밸브, 상기 펌프고정체 내부에 설치되고 상기 공기배출구 및 상기 공기흡입구와 내부가 연통되어 신축되면서 상기 공기흡입구를 통해 외부 공기가 흡입되도록 하고 동시에 압축공기를 생성하여 상기 공기배출구를 통해 압축 공기가 배출되도록 하는 벨로우즈, 상기 벨로우즈 상단에 고정되어 상기 펌프고정체 상면을 관통하고 상, 하로 왕복되면서 상기 벨로우즈를 신축시키는 상하왕복축, 상기 상하왕복축상에 체결되어 하단이 상기 펌프고정체 상면에 지지되고 하단이 상기 상하왕복축 상단에 지지되어 하강된 상기 상하왕복축을 승강시켜 복귀되도록 하기 위한 복귀스프링을 포함할 수 있다.
상기 구동수단은 중공의 원통 형상으로 형성되고 상측에 리브 형태의 연결부를 형성하며 상기 펌프고정체 상면에 설치되어 내측 하부에 상기 상하왕복축 및 상기 복귀스프링을 수용하는 설치대, 상기 연결부에 수평 방향으로 체결되는 중심축, 상기 중심축에 상측으로 편심되게 체결되고 상기 중심축을 기준으로 좌, 우로 왕복 회동되면서 하단이 상기 상하왕복축 상단과 대응될 때 상기 상하왕복축을 상단을 눌러 하강시키는 편심캠, 상기 편심캠의 좌, 우측에 연결되는 복수의 시소아암, 상기 복수의 시소아암 각각에 설치되어 상기 부력탱크가 기울어지는 방향을 따라 자유낙하되면서 상기 시소아암을 당겨서 상기 편심캠이 좌, 우로 왕복 회동되도록 하는 무게추를 포함할 수 있다.
상기 설치대의 하단 둘레에 체결되고 상기 펌프고정체 상면에 설치되어 상기 설치대의 자유 회전이 가능하도록 하는 베어링을 더 포함할 수 있다.
상기 펌핑수단과 상기 부력탱크의 상면 사이에 설치되되 상단은 상기 펌핑수단에 고정되고 하단은 상기 부력탱크의 상면에 고정되어 상기 부력탱크가 흔들릴 때 사방으로 자유롭게 요동되면서 상기 진동형 압축공기공급장치의 진동을 증폭시키는 압축스프링을 더 포함할 수 있다.
상기 압축공기 분사관은 일측에 흡입관을 형성하여 압축공기가 분사될 때 상기 압축공기 분사관 주위의 물을 흡입하여 압축공기와 함께 물이 분사되도록 하는 인젝터 형태로 구성될 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치는 상기 공기흡입구에 연결된 체크밸브에 연결되어 상기 공기흡입구로 외부 공기가 유입될 때 공기중의 이물질을 여과하기 위한 공기흡입필터를 더 포함한다.
본 발명에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치에 의하면, 압축공기를 생성하여 가두리 양식장 내에 산소를 공급하는 과정이 기계적, 전기적인 에너지원의 필요 없이 파력만을 이용하는 것으로서 자연에너지를 이용하는 친환경적인 설비가 가능하며, 작은 파랑에도 진동 에너지를 효율적으로 발생시켜서 압축 공기의 생성 및 가두리 양식장 내에 산소를 공급하는 과정이 원활히 이루어질 수 있으며, 파랑이 부력탱크에 부딪히는 방향에 관계 없이 진동 에너지의 손실이 없으며 이에 따라 원활하게 벨로우즈를 펌핑하여 압축공기의 생성 및 산소 공급이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한 공기흡입필터를 설치하여 외부 공기를 흡입하는 과정에서 공기중의 이물질을 걸러내므로 공기와 함께 이물질이 흡입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 설치 구성도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 구성 및 진동형 압축공기공급장치의 설치 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 진동형 압축공기공급장치의 구성을 나타낸 부분 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 압축공기 분사관을 나타낸 확대 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 진동형 압축공기공급장치의 작동 상태를 나타낸 부분 확대 단면도 및 부분 확대 평면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 구성을 나타낸 부분 확대 단면도.
기타 실시 예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 설치 구성도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 구성 및 진동형 압축공기공급장치의 설치 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 진동형 압축공기공급장치의 구성을 나타낸 부분 확대 단면도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 압축공기 분사관을 나타낸 확대 단면도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 진동형 압축공기공급장치의 작동 상태를 나타낸 부분 확대 단면도 및 부분 확대 평면도이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치는 부력탱크(10), 복수의 진동형 압축공기공급장치(30), 부력탱크커버(20), 압축공기 분사관(60)으로 대분된다.
부력탱크(10)는 원통 형태로 형성되되 파랑에 의해 쉽게 뒤집히지 않도록 높이는 낮고 넓이는 넓은 형태로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 내부에는 공기가 채워져서 부력을 갖도록 구성되며, 상면 사방에는 각각 공기주입구(11)가 형성되어 있고 중앙에는 공기토출구(12)가 형성되어 있다. 이러한 부력탱크(10)는 해수면에 띄워진다.
복수의 진동형 압축공기공급장치(30)는 부력탱크(10)의 사방에 설치되어 부력탱크(10)가 파랑에 의해 부딪혀 흔들릴 때 진동되면서 진동 에너지를 발생시키며 그 진동 에너지를 이용하여 부력탱크(10)의 내부로 압축공기를 공급한다.
이러한 복수의 진동형 압축공기공급장치(30)는 부력탱크(10)의 상부에 설치되어 펌핑작용으로 압축공기를 생성하여 공기주입구(11)를 통해 부력탱크(10)의 내부로 압축공기를 공급하고 동시에 외부 공기를 흡입하는 펌핑수단(40)과, 펌핑수단(40)의 상부에 설치되어 시소운동을 통해 펌핑수단(40)을 동작시키는 구동수단(50)을 포함한다.
펌핑수단(40)은 펌프고정체(41), 복수의 체크밸브(42, 43), 벨로우즈(44), 상하왕복축(45), 복귀스프링(46)으로 이루어진다.
펌프고정체(41)는 내부에 수용공간을 갖는 함체 형태로 형성되되 사각함체 형태 또는 원형함체 형태 중 어느 하나의 형태로 형성될 수 있으며, 저면 일측에는 부력탱크(10)의 공기주입구(11)와 배관으로 연결되는 공기배출구(41a)를 형성하며, 저면의 다른 일측에는 외부 공기를 흡입하기 위한 공기흡입구(41b)를 형성한다. 여기서, 공기흡입구(41b) 및 공기배출구(41a)는 내측의 수용공간으로부터 저면 외부로 연통되게 형성된다.
복수의 체크밸브(42, 43)는 공기배출구(41a) 및 공기흡입구(41b)에 연결되어 공기배출구(41a)를 통해 공기가 배출되는 방향 및 공기흡입구(41b)를 통해 공기가 흡입되는 방향으로만 개방되도록 구성되며, 도 4와 같이 공기배출구(41a) 및 공기주입구(11)를 연결하는 배관 및 공기흡입구(41b)에 연결되는 배관상에 설치될 수 있고, 또는 공기배출구(41a) 및 공기흡입구(41b) 내부에 설치될 수도 있다.
벨로우즈(44)는 펌프고정체(41) 내부의 수용공간에 설치되되 공기배출구(41a) 및 공기흡입구(41b)와 내부가 연통되도록 설치되며, 상, 하로 신축되되 상측으로 신장될 때는 공기흡입구(41b)로 외부 공기가 유입되도록 하고 하측으로 수축될 때는 압축공기를 생성하여 공기배출구(41a)를 통해 압축 공기가 배출되도록 한다.
상하왕복축(45)은 벨로우즈(44) 상단에 고정되되 상단이 펌프고정체(41) 상면을 관통하도록 설치되며, 상, 하로 왕복하는 수직운동을 통하여 벨로우즈(44)를 신축시킨다.
복귀스프링(46)은 상하왕복축(45) 상에 체결되되 하단이 펌프고정체(41)의 상면에 지지되고 상단이 상하왕복축(45)의 상단에 지지되도록 설치되며, 하강된 상하왕복축(45)과 함께 수축된 후 인장력으로 상하왕복축(45)을 상측으로 복귀시켜서 승강시킨다.
구동수단(50)은 설치대(51), 중심축(53), 편심캠(54), 시소아암(55), 무게추(56)로 이루어진다.
설치대(51)는 중공의 원통 형상으로 형성되고 상측에는 축구멍(52a)을 갖는 리브 형태의 연결부(52)를 형성한다. 그리고 펌프고정체(41) 상면에 설치되어 내측 하부에 상하왕복축(45) 및 복귀스프링(46)을 수용한다.
중심축(53)은 수평으로 위치되게 연결부(52)의 축구멍(52a)에 수평 방향으로 체결된다.
편심캠(54)은 중심축(53)에 상측으로 편심되게 체결되고 중심축(53)을 기준으로 좌, 우로 왕복 회동되면서 하단이 상하왕복축(45) 상단과 대응될 때 상하왕복축(45)을 상단을 눌러 하강시킨다.
시소아암(55)은 편심캠(54)의 좌, 우측에 설치되되 편심캠(54)의 좌, 우측에 고정되는 수평부(55a)와, 수평부(55a)에서 하측 방향으로 경사지게 형성된 경사부(55b)를 가진다. 경사부(55b)는 시소아암(55)의 시소운동 효과가 증대되도록 한다.
무게추(56)는 복수의 시소아암(55)의 경사부(55b)들 각각에 설치되어 부력탱크(10)가 기울어지는 방향을 따라 자유낙하되면서 시소아암(55)을 당겨서 편심캠(54)이 좌, 우로 왕복 회동되도록 한다.
부력탱크커버(20)는 상면 일측에 외부 공기가 유입되기 위한 공기유입구(21)를 가지며 부력탱크(10)를 덮어 복수의 진동형 압축공기공급장치(30)를 보호한다.
압축공기 분사관(60)은 가두리 양식장 내의 바닥에 근접하게 설치되며 부력탱크(10)의 공기토출구(12)와 배관으로 연결되어 공기토출구(12) 및 배관을 통해 배출되는 압축공기를 분사하여 가두리 양식장 내에 실질적으로 산소를 공급한다.
그리고 압축공기 분사관(60)은 도 5와 같이 일측에 흡입관(61)을 형성하여 압축공기가 분사될 때 압축공기 분사관(60) 주위의 물을 흡입하여 압축공기와 함께 물이 분사되도록 하는 인젝터 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치는 상술한 구성요소들이 상호 작용하여 가두리 양식장 내에 산소를 공급할 수 있으나, 진동 에너지를 극대화할 수 있도록 압축스프링(70)과 베어링(90)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
압축스프링(70)은 펌핑수단(40)과 부력탱크(10)의 상면 사이에 설치되되 펌프고정체(41) 및 이에 대향하는 부력탱크(10)의 상면에 압축스프링(70)을 설치하기 위하여 중앙에 체결축(81a, 82a)을 갖는 제1 연결허브(81) 및 제2 연결허브(82)를 각각 설치하여 압축스프링(70)의 상단이 펌프고정체(41) 하부의 제1 연결허브(81)의 체결축(81a)에 고정되고 하단이 부력탱크(10) 상면의 제2 연결허브(82)의 체결축(82a)에 고정되도록 한다. 이에 의해 압축스프링(70)의 중앙 부위는 부력탱크(10)가 흔들릴 때 사방으로 자유롭게 요동될 수 있다.
베어링(90)은 설치대(51)의 하단 둘레에 체결되고 펌프고정체(41) 상면에 설치되어 설치대(51)의 자유 회전이 가능하도록 한다.
이하에서는 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치(1)의 특징 및 이점이 더욱 부각되도록 작동 과정을 중심으로 상세히 설명한다.
본 발명 가두리 양식장용 산소공급장치(1)는 도 1과 같이 가두리 양식장(200) 인근 해안에 설치하되, 해수면에 부력탱크(10)를 설치하고 압축공기 분사관(60)은 가두리 양식장(200) 내의 바닥면에 설치하여 압축공기 분사관(60)과 부력탱크(10)를 배관으로 연결하여 부력탱크(10) 내에 저장된 압축공기가 압축공기 분사관(60)으로 공급될 수 있도록 구성한다.
이와 같은 상태에서 해수면에 파랑이 일면 파랑이 부력탱크(10)에 부딪히고 부력탱크(10)는 파력에 의해 파랑의 진행 방향(도 3의 A방향)으로 흔들림이 발생된다.
부력탱크(10)가 흔들리면 부력탱크(10)의 상면 사방에 설치되어 있는 복수의 진동형 압축공기공급장치(30)가 진동된다.
복수의 진동형 압축공기공급장치(30)가 진동되는 과정은 먼저, 부력탱크(10)가 흔들림에 따라 압축스프링(70)이 부력탱크(10)가 흔들리는 방향 및 그 반대 방향으로 반복적으로 요동되며, 이와 동시에 무게추(56)들이 압축스프링(70)이 요동되는 방향을 따라 자유낙하되어 시소아암(55)이 상, 하로 반복적으로 왕복되면서 시소운동을 하게 된다.
여기서, 부력탱크(10)에 부딪히는 파랑의 힘이 적어서 부력탱크(10)의 흔들림이 적어도 압축스프링(70)이 자유롭게 요동되는 것에 의해 작은 파랑에도 진동 에너지가 증폭될 수 있다.
시소아암(55)에 의해 시소운동이 시작되면 시소아암(55)이 승강 및 하강되는 방향을 따라 중심축(53)을 기준으로 편심캠(54)이 승강 및 하강되면서 편심캠(54)의 하단이 상하왕복축(45)의 상단을 누르거나 상하왕복축(45)의 상단으로부터 이격되는 과정을 반복한다.
이때, 편심캠(54)이 상하왕복축(45)을 눌러 상하왕복축(45)이 하강되면 상하왕복축(45)은 벨로우즈(44)를 수축시키고, 벨로우즈(44)가 수축되면서 체크밸브(42, 43)가 열리고 공기배출구(41a) 및 공기배출구(41a)와 부력탱크(10)의 공기주입구(11)를 연결하는 배관을 통해 부력탱크(10) 내부로 압축공기를 공급한다.
부력탱크(10) 내부로 압축공기가 공급되면 부력탱크(10) 내에 미리 저장되어 있던 압축공기는 공기토출구(12)를 통해 배출되고, 배출된 압축공기는 압축공기 분사관(60)에 연결된 배관을 통해 압축공기 분사관(60)에 공급되며, 압축공기 분사관(60)은 압축공기를 가두리 양식장(200) 내부로 분사한다. 이때 압축공기 분사관(60) 일측에 형성된 흡입관(61)을 통해 압축공기 분사관(60) 주위의 물이 흡입되며 압축공기가 분사될 때 물이 압축공기와 혼합된 상태로 가두리 양식장(200) 내부로 분사된다.
물과 압축공기가 혼합되어 가두리 양식장(200) 내부로 분사되면 와류 현상을 일으키면서 압축공기를 통한 산소를 가두리 양식장(200) 내부에 공급하며 이와 동시에 공기방울을 형성한다. 형성된 공기방울은 가두리 양식장(200) 바닥면에 침전되어 변질되어 있는 사료를 흡착하여 상부로 부유시킨다.
이러한 과정을 통해 가두리 양식장(200) 내부에 산소가 공급됨과 동시에 가두리 양식장(200) 내의 물의 탁도를 개선시키게 된다.
한편, 시소아암(55)이 승강 및 하강되는 방향을 따라 중심축(53)을 기준으로 편심캠(54)이 승강 및 하강되면서 편심캠(54)의 하단이 상하왕복축(45)의 상단을 누르거나 상하왕복축(45)의 상단으로부터 이격되는 과정에서 편심캠(54)이 상하왕복축(45)의 상단과 이격되면, 상하왕복축(45)은 복귀스프링(46)에 의해 상승되고 상승되는 상하왕복축(45)에 의해 수축된 벨로우즈(44)가 신장된다.
벨로우즈(44)가 신장되는 것에 의해 체크밸브(42, 43)가 열리면서 공기흡입구(41b)를 통해 외부 공기가 벨로우즈(44)측으로 유입되고 유입된 외부 공기의 일부는 공기배출구(41a) 및 배관을 통해 부력탱크(10) 내부로 공급되며, 나머지 일부는 벨로우즈(44) 내에 머무른 후 벨로우즈(44)가 수축될 때 부력탱크(10) 내부로 공급된다.
한편, 부력탱크(10)에 부딪히는 파랑은 시소아암(55)이 뻗어 있는 방향과 다른 여러 방향에서 부력탱크(10)에 부딪히게 된다. 이때 시소아암(55)이 뻗어 있는 방향과 다른 방향에서 파랑이 부딪힐 때 진동 및 시소 운동에 의해 발생되는 펌핑력이 저하될 수 있는데, 이는 베어링(90)에 의해 해소될 수 있다.
즉, 파랑이 부력탱크(10)에 부딪히는 방향이 시소아암(55)이 뻗어 있는 방향과 다른 방향(도 3의 B방향 또는 C방향)에서 부딪힐 때, 부력탱크(10)가 파랑의 방향에 따라 흔들리고 시소아암(55)이 시소운동을 하는 과정에서 설치대(51)는 베어링(90)에 의해 자유회전되고, 설치대(51)가 자유회전되면서 시소아암(55)은 도 7과 같이 점차적으로 파랑의 진행 방향과 일치된다. 이에 따라, 시소아암(55)은 파랑이 부력탱크(10)에 부딪히는 방향과 일치하게되고 시소아암(55)의 시소운동이 배가되어 벨로우즈(44)의 펌핑이 원활히 이루어진다.
따라서, 파랑이 부력탱크(10)에 부딪히는 방향에 관계 없이 진동 에너지의 손실 없이 원활하게 벨로우즈(44)를 펌핑하여 압축공기의 생성 및 공급이 이루어질 수 있다.
또한 상술한 바와 같이 압축공기를 생성하여 가두리 양식장 내에 산소를 공급하는 과정이 기계적, 전기적인 에너지원의 필요 없이 파력만을 이용하는 것으로서 자연에너지를 이용하는 친환경적인 설비가 가능하다.
한편, 상술한 가두리 양식장용 산소공급장치는 각 부품들의 분리 및 조립이 가능하도록 패키지(package)형태로 제작할 수 있으며, 이에 따라 이동과 휴대가 간편해질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치를 도 8을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치와의 차이점을 중심으로 상세히 설명한다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치의 구성을 나타낸 부분 확대 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치(2)는 도 8과 같이 공기흡입구(41b)에 연결된 체크밸브(42, 43)에 연결되어 공기흡입구(41b)로 외부 공기가 유입될 때 공기중의 이물질을 여과하기 위한 공기흡입필터(100)를 더 포함하는 것을 제외하고는 본 발명의 한 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치(1)와 동일하다.
이러한 구성의 본 발명의 다른 실시예에 따른 가두리 양식장용 산소공급장치(2)는 공기흡입구(41b)에 배관이 연결되며 그 배관의 단부에 공기흡입필터(100)가 연결되도록 구성될 수 있다.
그리고 벨로우즈(44)가 수축된 후 신장될 때 공기흡입구(41b)에 연결된 체크밸브(42, 43)가 열리고 외부 공기가 공기흡입구(41b)로 흡입될 때 공기흡입필터(100)가 공기중의 이물질을 걸러내어 부력탱크 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
10 : 부력탱크 11 : 공기주입구
12 : 공기토출구 20 : 부력탱크 커버
21 : 공기유입구 30 : 진동형 압축공기공급장치
40 : 펌핑수단 41 : 펌프고정체
41a : 공기배출구 41b : 공기흡입구
42, 43 : 체크밸브 44 : 벨로우즈
45 : 상하왕복축 46 : 복귀스프링
50 : 구동수단 51 : 설치대
52 : 연결부 52a : 축구멍
53 : 중심축 54 : 편심캠
55 : 시소아암 55a : 수평부
55b : 경사부 56 : 무게추
60 : 압축공기 분사관 61 : 흡입관
70 : 압축스프링 81 : 제1 연결허브
82 : 제2 연결허브 81a, 82a : 체결축
90 : 베어링 100 : 공기흡입필터
200 : 가두리 양식장

Claims (8)

  1. 가두리 양식장용 산소공급장치에 있어서,
    원통 형태로 형성되어 내부에 공기가 채워지고 복수의 공기주입구(11)와 적어도 하나의 공기토출구(12)를 갖는 해수면에 띄워지는 부력탱크(10);
    상기 부력탱크(10)의 사방에 설치되어 상기 부력탱크(10)가 파랑에 의해 부딪혀 흔들릴 때 진동되면서 진동 에너지를 발생시키며 그 진동 에너지를 이용하여 상기 부력탱크(10)의 내부로 압축공기를 공급하는 복수의 진동형 압축공기공급장치(30);
    상면 일측에 외부 공기가 유입되기 위한 공기유입구(21)를 가지며 상기 부력탱크(10)를 덮어 상기 복수의 진동형 압축공기공급장치(30)를 보호하는 부력탱크커버(20);
    가두리 양식장 내에 설치되며 상기 부력탱크(10)의 상기 공기토출구(12)와 배관으로 연결되어 상기 공기토출구(12) 및 배관을 통해 배출되는 압축공기를 분사하여 가두리 양식장 내에 공급하기 위한 압축공기 분사관(60);을 포함하며,
    상기 진동형 압축공기공급장치(30)는
    상기 부력탱크(10)의 상부에 설치되어 펌핑작용으로 압축공기를 생성하여 상기 공기주입구(11)를 통해 상기 부력탱크(10)의 내부로 압축공기를 공급하고 동시에 외부 공기를 흡입하는 펌핑수단(40);
    상기 펌핑수단(40)의 상부에 설치되어 시소운동을 통해 상기 펌핑수단(40)을 동작시키는 구동수단(50);을 포함하는 것을 특징으로 하는 가두리 양식장용 산소공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펌핑수단(40)은
    저면 일측에 상기 공기주입구(11)와 연결되는 공기배출구(41a)를 형성하고 저면 다른 일측에 외부 공기를 흡입하기 위한 공기흡입구(41b)를 가지며 내부에 수용공간을 갖는 펌프고정체(41),
    상기 공기배출구(41a) 및 상기 공기흡입구(41b)에 연결되어 공기배출방향 및 공기흡입방향으로만 공기가 이동되도록 하는 복수의 체크밸브(42, 43),
    상기 펌프고정체(41) 내부에 설치되고 상기 공기배출구(41a) 및 상기 공기흡입구(41b)와 내부가 연통되어 신축되면서 상기 공기흡입구(41b)를 통해 외부 공기가 흡입되도록 하고 동시에 압축공기를 생성하여 상기 공기배출구(41a)를 통해 압축 공기가 배출되도록 하는 벨로우즈(44),
    상기 벨로우즈(44) 상단에 고정되어 상기 펌프고정체(41) 상면을 관통하고 상, 하로 왕복되면서 상기 벨로우즈(44)를 신축시키는 상하왕복축(45),
    상기 상하왕복축(45)상에 체결되어 하단이 상기 펌프고정체(41) 상면에 지지되고 하단이 상기 상하왕복축(45) 상단에 지지되어 하강된 상기 상하왕복축(45)을 승강시켜 복귀되도록 하기 위한 복귀스프링(46)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가두리 양식장용 산소공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동수단(50)은
    중공의 원통 형상으로 형성되고 상측에 리브 형태의 연결부(52)를 형성하며 상기 펌프고정체(41) 상면에 설치되어 내측 하부에 상기 상하왕복축(45) 및 상기 복귀스프링(46)을 수용하는 설치대(51),
    상기 연결부(52)에 수평 방향으로 체결되는 중심축(53),
    상기 중심축(53)에 상측으로 편심되게 체결되고 상기 중심축(53)을 기준으로 좌, 우로 왕복 회동되면서 하단이 상기 상하왕복축(45) 상단과 대응될 때 상기 상하왕복축(45)을 상단을 눌러 하강시키는 편심캠(54),
    상기 편심캠(54)의 좌, 우측에 연결되는 복수의 시소아암(55),
    상기 복수의 시소아암(55) 각각에 설치되어 상기 부력탱크(10)가 기울어지는 방향을 따라 자유낙하되면서 상기 시소아암(55)을 당겨서 상기 편심캠(54)이 좌, 우로 왕복 회동되도록 하는 무게추(56)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가두리 양식장용 산소공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 설치대(51)의 하단 둘레에 체결되고 상기 펌프고정체(41) 상면에 설치되어 상기 설치대(51)의 자유 회전이 가능하도록 하는 베어링(90)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가두리 양식장용 산소공급장치.
  5. 상기 펌핑수단(40)과 상기 부력탱크(10)의 상면 사이에 설치되되 상단은 상기 펌핑수단(40)에 고정되고 하단은 상기 부력탱크(10)의 상면에 고정되어 상기 부력탱크(10)가 흔들릴 때 사방으로 자유롭게 요동되면서 상기 진동형 압축공기공급장치(30)의 진동을 증폭시키는 압축스프링(70)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가두리 양식장용 산소공급장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공기흡입구(41b)에 연결된 체크밸브(42, 43)에 연결되어 상기 공기흡입구(41b)로 외부 공기가 유입될 때 공기중의 이물질을 여과하기 위한 공기흡입필터(100)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가두리 양식장용 산소공급장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 압축공기 분사관(60)은
    일측에 흡입관(61)을 형성하여 압축공기가 분사될 때 상기 압축공기 분사관(60) 주위의 물을 흡입하여 압축공기와 함께 물이 분사되도록 하는 인젝터 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 가두리 양식장용 산소공급장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가두리 양식장용 산소공급장치는
    상기 부품들의 분리 및 조립이 가능한 팩키지(package)형태로 제작되어 이동과 휴대가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가두리 양식장용 산소공급장치.
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