KR20160046107A - 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전복 양식장에 사용할 수 있는 자가 발전을 이용한 미세 나노 기포 발생 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치는 에어 펌프, 상기 에어 펌프에 연결되어 2 이상의 셀에 각각 삽입되는 다수의 분지관, 상기 분지관의 말단에 설치된 나노 필터, 상기 에어 펌프에 전원을 공급하는 태양전지, 상기 각 셀의 용존 산소 농도를 측정하는 센서, 및 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치는 하나의 장치로 4개의 셀에 공기를 공급할 수 있고, 배출되는 나노 크기의 에어 입자로 인해 에어의 전달 속도와 효율이 높아, 펌프의 간헐적 가동만으로도 용존 산소의 제어가 가능하게 된다. 이에 따라, 펌프의 용량이 이에 사용되는 전력량이 줄어들어, 장치에 설치되는 태양전지판에 의해서 작동이 가능하여 독립형으로 사용할 수 있다.

Description

전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치{a nano bubble generator for cultibation of abalones}

본 발명은 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전복 양식장에 사용할 수 있는 자가 발전을 이용한 미세 나노 기포 발생 장치에 관한 것이다.

전남 완도는 국내 전복 양식의 90% 이상을 생산한다. 양식장은 표준화되어 있으며, 1칸에 32개의 셀(4x8)로 이루어진다. 전복은 출하를 위해서는 현재 30 개월 내지 36개월 정도 성장해야 하므로, 여름철 발생하는 태풍에 의해서 자연 재해를 입을 확율이 높다. 따라서, 성장 시간을 24개월 이하로 단축할 수 있으며, 여름철을 2회만 견디면 출하가 가능하므로, 태풍에 의한 피해를 면할 수 있는 확률이 현저히 높아지게 된다.

전복의 출하 기간이 길어지는 한 요인으로, 여름철 성장 제한 시기가 꼽히고 있다. 남해 수산 과학 연구소의 연구 용역에 따르면, 전복은 용존 산소의 농도가 6.5 이하일 경우 집단 폐사가 발생하는 것으로 알려져 있는데, 여름철 용존 산소가 낮아진 상태에서, 전복에게 다시마를 먹이로 줄 경우, 용존 산소가 낮아지면서 전복의 집단 폐사가 발생하게 되는 것이다. 이를 피하기 위해서 여름철에 먹이 제한이 이루어지게 되며, 전복의 성장은 늦어지게 된다.

이에 따라, 전복 양식장에 폭기조를 설치하여 전복의 폐사를 막은 방안들이 고려되고 있으나, 전복 양식이 이루어지는 셀의 깊이가 얕아 폭기된 공기가 물에 용해되지 못하고 물 위로 떠올라 사라지기 때문에, 폭기에 의한 용존 산소 증가율이 떨어지게 된다. 따라서, 여름철 전복에게 충분한 용존 산소를 제공하기 위해서는 다량의 폭기가 이루어져야 하는데, 폭기를 위한 펌프의 상시 가동을 위해서 외부 전원이 연결되야 하는 문제가 발생하게 된다. 이는 고비용은 장치 및 유지비가 필요하게 되어, 생산되는 전복의 가격 경쟁력을 약화시키게 된다. 이에 따라, 보다 효과적인 방안에 대한 요구가 계속되고 있다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 전복 양식에 사용될 수 있는 고효율의 폭기 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 다수의 전복 양식 셀에 동시에 사용할 수 새로운 고효율 폭기 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 다수의 전복 양식 셀에 동시에 사용할 수 새로운 자가 발전용 고효율 폭기 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치는 에어 펌프, 상기 에어 펌프에 연결되어 2 이상의 셀에 각각 삽입되는 다수의 분지관, 상기 분지관의 말단에 설치된 나노 필터, 상기 에어 펌프에 전원을 공급하는 태양전지, 상기 각 셀의 용존 산소 농도를 측정하는 센서, 및 제어부를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 있어서, 상기 에어 펌프는 물밖의 공기를 분지관을 통해서 바다속으로 공급하기 위한 펌프이며, 통상의 에어 펌프를 사용할 수 있으며, 물밖에 설치된다.

본 발명에 있어서, 상기 분지관은 에어 펌프의 출구에 연결된 배출관에 4개의 관이 연통되게 연결된 것으로, 4개의 셀에 삽입될 수 있도록 4개의 분지관들의 일단이 배출관에 연결되는 것이 바람직하다. 분지관들의 연장되어 타단이 셀의 바닥에 위치하여 배출된 공기의 체류시간을 늘려 준다.

본 발명에 있어서, 상기 분지관의 타단에는 배출되는 공기의 크기를 나노 크기로 만들 수 있도록 수처리 장치 또는 정수기 등에 사용되는 중공 사막 필터가 설치된다. 중공 사막 필터는 물에 포함된 미세한 이물질을 거를 수 있도록 나노 크기의 천공이 이루어져 있기 때문에, 중공 사막 필터를 분지관의 타단에 설치하고 공기를 에어 펌프를 가동하면, 공기가 중공 사막 필터를 통과하면서 미세하게 분쇄되어 미세 나노 직경의 에어 입자들이 배출되게 된다.

이론적으로 한정된 것은 아니지만, 중공 사막 필터에는 나노 크기의 구멍들이 형성되어 있으며, 이에 따라 일측에서 공기를 가압하면 필터를 통과하면서 물속에서 나노 크기의 버블로 발생된다. 분지관에서 배출되는 미세 나노 공기 입자들은 물과의 접촉 면적이 높아 공기의 용존 속도가 빨라지게 되며, 특히 바닷물속에 들어 있는 염류에 의해서 에멀젼이 형성되어 물속에 장시간 체류하고 부력에 의한 공기 부상을 방지하게 된다. 실제로 동일한 중공 사막 필터를 사용할 경우에도 민물에 비해서 2배 ~ 3배 정도의 체류시간을 나타낸다.

본 발명에 있어서, 상기 태양전지는 태양열을 흡수하여 에어 펌프를 작동시킬 수 있는 전력을 공급하기 위해서 설치되며, 바람직하게는 바닷물에 젖는 것을 방지할 수 있도록 가두리 양식장 보다 소정 높이 위쪽에 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 에어 펌프는 셀 내부의 용존 산소가 특정 범위, 특히 폐사가 일어날 우려가 있는 6.5 이하로 내려가는 것을 감지하게 위해서, 셀의 중간 높이에 설치될 수 있다. 통상의 용존 산소 센서를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는 센서에 의해서 측정된 용존 산소 농도가 특정 범위 이하로 내려가면 에어 펌프를 작동시키며, 측정된 용존 산소 농도가 기준점 위로 올라가면 작동이 중지되는 방식으로 가동된다.

본 발명에 있어서, 상기 미세 나노 기포 발생 장치는 에어 펌프, 상기 에어 펌프에 연결되어 2 이상의 셀에 각각 삽입되는 다수의 분지관, 상기 분지관의 말단에 설치된 나노 필터, 상기 에어 펌프에 전원을 공급하는 태양전지, 상기 각 셀의 용존 산소 농도를 측정하는 센서, 및 제어부가 일체형으로 이루어지며, 32개의 셀로 이루어진 1칸의 전복 양식 가두리 장치의 중앙에 있는 12개의 셀에 3개가 설치되고, 여름철이 지나면 창고 등에 보관하고, 다음 해에 재설치하여 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치는 하나의 장치로 4개의 셀에 공기를 공급할 수 있고, 배출되는 나노 크기의 에어 입자로 인해 에어의 전달 속도와 효율이 높아, 펌프의 간헐적 가동만으로도 용존 산소의 제어가 가능하게 된다. 이에 따라, 펌프의 용량이 이에 사용되는 전력량이 줄어들어, 장치에 설치되는 태양전지판에 의해서 작동이 가능하여 독립형으로 사용할 수 있다.

도 1은 전복 가두리 양식장의 설치 모양을 나타내는 설명도이다.
도 2은 32칸 전복 가두리 양식장에 본 발명에 따른 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치가 설치된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 장치들이 설치된 상태를 나타내는 단면도이다.

본 발명의 하기 실시 예에 의해서 보다 구체적으로 예시된다. 하기 실시예는 구체적으로 기재되어 있지만 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아님을 유념하여야 한다.

도 1에서 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 그물 형 전복 가두리 시설은 한 쌍의 철봉이나 강봉 또는 고강도 PVC봉을 가로와 세로방향으로 연결하여 격자틀을 형성한 다음, 그 격자틀의 상면에 합판이나 목재판을 격자틀과 일체로 결속시켜 작업용 발판(110)을 형성시킴과 동시에 그 작업용 발판(110)의 하부에는 스티로폴이 들어 있는 부자(120)를 부착시켜 격자틀이 작업용 발판(110)과 함께 수면상에 부상 되도록 하고, 앵커(131) 또는 콘크리트 파일(132)에 로프(140)를 이용해서 바다의 바닥에 고정되는 상부 구조물(100)과, 설치된 격자틀의 내측으로 자루 형태의 그물망(210)을 설치하고, 상기 그물망(210)의 바닥에 침자(220)를 연결해서 그물망(210)이 바닷물 속에서 직육면으로 팽팽하게 펴지게 하여 전복이 자라도록 구성한 다수의 셀(200)로 이루어진다. 이러한 그물형 가두리의 설치 방법은 대한민국 특허 제 441203 호 등을 참조할 수 있다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 1 칸의 전복 가두리 양식장(100)은 32개의 정사각형 셀(200)(4 개 x 8 개)로 이루어진다. 본 발명에 따른 기포 발생 장치(300)는 양식장(100)의 내측에 배치되어 특히 물의 순환이 취약한 가운데 12개의 셀(200)에 배치된다. 1개의 기포 발생 장치(300)에는 4개의 분지 관이 설치되어 있으며, 하나의 셀마다 말단에서 기포가 발생하게 된다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기포 발생 장치(300)는 에어 펌프(350)와 제어장치(도시되지 않음)와 태양전지에서 발전된 전류가 저장되는 밧데리(340)이 내장된 박스형 본체(330)와 상기 박스형 본체(330)의 상부에 설치된 지지대(320)와, 상기 지지대(320)에 의해서 고정된 태양전지판(310)을 가진다. 상기 박스형 본체(330)은 물이 들어가지 않도록 방수되고, 장치가 물에 빠졌을 경우 물에 뜰 수 있도록 밀폐되어 부력을 제공할 수 있다.

본체(330)에 내장된 에어 펌프(350)에는 제어장치에 의해서 작동되는 모터(도시되지 않음)가 내장되며, 공기가 배출되는 배출구(360)를 가진다. 배출구(360)에는 4개의 셀로 연결되는 4개의 분지관(370)이 연결된다. 분지관(370)은 본체(330) 외부로 수면에 수평하게 연장된 후, 하향 절곡되어 셀의 바닥까지 연장되고 말단에 중공사막필터가 부착된다.

본체(330)에는 센서(390)가 연결되어 용존 산소의 농도를 실시간으로 체크하여 제어부에 보내게 되며, 제어부는 소정 농도 이하로 용존 산소가 낮아질 경우, 모터를 작동시켜 에어펌프에서 에어를 토출하여, 공기가 셀 내부로 연장된 분지관(370)의 말단에 설치된 중공사막필터(380)을 통과하면서 미세하게 부서져 나노 에어 입자를 토출하게 된다. 용존 산소가 높아지면, 에어 펌프(350)가 정지하여 말단에서 에어 입자의 토출을 멈추게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 나노 기포 발생 장치(300)은 하나의 장치의 4개의 셀을 관리하게 되며, 각각 전원과 장치가 독립되어 있어, 한 칸에 3 대의 나노 기포 발생 장치(300)를 설치하여 적은 비용으로 용존 산소를 제공하게 된다.

310 : 태양전지판
330 : 박스형 본체
350 : 에어 펌프
370 : 분지관
380 : 중공 사막 필터

Claims (3)

1. 에어 펌프,
   상기 에어 펌프에 연결되어 2 이상의 셀에 각각 삽입되는 다수의 분지관,
   상기 분지관의 말단에 설치된 나노 필터,
   상기 에어 펌프에 전원을 공급하는 태양전지,
   상기 각 셀의 용존 산소 농도를 측정하는 센서, 및
   제어부를 포함하는 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 나노 필터는 중공 사막 필터인 것을 특징으로 하는 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치.
3. 8행 x 4열의 32개의 셀로 이루어진 전복 가두리 장치 중 가운데 12개 셀의 교차점에 전복 양식용 미세 나노 기포 발생 장치를 설치하여 12개의 셀에 나노 기포를 발생시켜 전복의 성장을 촉진시키는 방법에 있어서,
   상기 미세 나노 기포 발생 장치는
   에어 펌프,
   상기 에어 펌프에 연결되어 2 이상의 셀에 각각 삽입되는 다수의 분지관,
   상기 분지관의 말단에 설치된 나노 필터,
   상기 에어 펌프에 전원을 공급하는 태양전지,
   상기 각 셀의 용존 산소 농도를 측정하는 센서, 및
   제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
   

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