KR20190062886A - 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실시간으로 사육수를 공급 및 배출하여 신선한 사육수를 제공함으로써 수질을 체계적으로 관리할 수 있고 배출관 내부의 세척도 용이하게 수행할 수 있는 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 어류 사육장치를 제공한다.

Description

수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치{Apparatus for breeding with cage for easy water quality management}

본 발명은 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치에 관한 것이다.

최근 실험용 또는 관상용으로 다양한 동, 식물을 사육하는 비율이 증가하고 있는 가운데 일반적으로 어류를 사육하는 목적은 관상용과 식용으로 구분할 수 있으나 최근에는 수질오염측정, 독성물질검사, 의약품의 안전성 검사 등 실험용으로 이용하기 위하여 사육되고 있고 마우스를 사용해서 진행하던 실험들을 어류로 대체하여 연구를 수행하기도 한다. 한편, 실험용으로 가장 널리 사용되는 어류는 '제브라피쉬(Danio rerio, 제브라다니오)'로 원산지가 인도이고 소형 어류로서 척추를 가지고 있으며, 인간의 유전자와 비슷하여 의약분야의 연구에 사용이 증가하고 있는 추세이다. 제브라피쉬가 이용되는 또 다른 이유는 종래에는 초파리를 통해 돌연변이체를 선별하였으나 제브라피쉬를 이용함으로써 혈액의 흐름이나 심장 박동 등을 관찰하기 용이하고 케이지에서 사육되는 고가의 쥐를 사용하여 실험하는 것보다 비용이 저렴하며, 많은 개체수를 확보할 수 있는 장점도 있기 때문이다. 그러나 제브라피쉬 등의 어류를 실험용으로 사용하기 위해서는 건강한 상태로 대량으로 사육하는 것이 무엇보다 중요하다. 이와 관련하여 종래에는 실험용 어류를 전문적으로 사육할 수 있는 사육장치가 거의 없는 실정으로 한국 특허등록 제10-0292676호(어류 사육수조의 여과수 공급라인과 장치 및 방법), 한국 특허등록 제10-1543205호(어류 휴게공간을 갖는 복지형 사육수조)등이 안출되었다.

그러나, 상기 선행기술의 경우, 실험용 어류를 전문적으로 사육하기에는 적합하지 않아 사용 가능한 어류를 대량 확보하는 데에 어려움이 있고, 어류를 사용한 실험의 정확성도 저하되는 문제점이 있다. 또한 어류 등을 사육하는 수조에는 사육대상물인 어류나 개구리로부터 배출된 배설물이 쌓이게 되면서 수질이 악화되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 수질관리가 용이한 케이지를 구비하여 사육대상물을 건강한 상태로 대량 사육하는데 적합한 사육장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 사육대상물 및 사육수를 수용하는 본체, 상기 본체의 개폐를 위한 덮개, 사육수가 유입되는 상기 덮개 또는 상기 본체에 형성되는 사육수 유입구, 상기 본체의 상부의 측면에 형성된 배출구, 상기 배출구로부터 상기 본체의 내부 및 외부로 연장되며, 상기 내부로 연장된 일말단은 상기 본체의 하방으로 수직연장되되 상기 본체의 바닥에 닿지 않고, 상기 외부로 연장된 타말단 역시 하방으로 곡관의 형상으로 연장되어 사이폰 현상에 의해 상기 본체 내부의 사육수를 외부로 배출하는 사육수 배출관, 상기 사육수 배출관에 부착된 사이폰현상을 제어하는 에어밸브를 포함하는 복수의 케이지; 상기 사육수 배출관으로부터 배출된 사육수를 순환시키며 상부에 상기 사육수 배출관 크기에 맞게 배출구 삽입홀이 형성된 사육수 순환관; 상기 케이지 하부에서 케이지를 지지하는 케이지 안치프레임; 상기 사육수 순환관을 통해 순환하는 사육수를 여과하는 여과기; 상기 여과된 사육수를 저장하는 여과 사육수 저장탱크; 상기 사육수를 순환시키기 위한 순환펌프; 및 상기 순환펌프를 통해 순환된 사육수를 상기 케이지에 공급하는 사육수 공급관을 포함하는, 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치를 제공한다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사육대상물인 어류나 개구리로부터 배출된 배설물을 신속하게 배출하여 수질이 악화되는 것을 방지하는 수질관리가 용이한 케이지를 구비한 어류 사육장치의 생산효과를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치를 개략적인 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치의 케이지의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 수질관리가 용이한 케이지 내부의 형태와 구성요소를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 사이폰 현상에 의한 사육수 배출 실험을 위해 1L 수조, 입수튜브, 에어조절밸브, 배수튜브의 위치와 구조를 나타내는 사진이다.
도 5는 에어조절밸브를 개방한 상태에서 공급된 사육수의 수면 위치를 나타내는 사진이다.
도 6은 에어조절밸브를 폐쇄한 상태에서 사이폰 현상에 의해 사육수의 수면이 수조 하단까지 감소된 모습을 나타내는 사진이다.

용어의 정의:

본 문서에서 사용되는 용어 "제브라피쉬(zebrafish)"는 인도 원산의 담수어로 성어는 3~4cm이며, 수정란을 얻기 쉽다(성어의 암컷은 수일 간격으로 점등 직후에는 50~200개의 알을 산란). 배의 성장이 빠르고(수정란은 2일 반만에 발생 완료), 배의 관찰이 용이하며(배는 투명하고, 비교적 소수의 세포로 구축하고 있음), 세대교대가 비교적 빠른(치어는 2~3개월에서 생식이 가능한 성어가 됨) 등의 이유로, 그 배는 척추동물의 발생기구를 조사하기 위해서 가장 단순한 모델로 사용되고 있다.

본 문서에서 사용되는 용어 "사이폰(siphon)"은 관내의 물이 양단의 압력차로 흐르며 중간에 높은 곳이 있어도 이를 넘어 흐르는 현상으로 액체를 일단 높은 곳으로 올렸다가 낮은 곳으로 옮기기 위한 곡관(曲管)으로 사이폰에 의한 액체의 유하(流下) 현상을 사이폰 작용이라 한다.

발명의 상세한 설명:

본 발명의 일 관점에 따르면, 사육대상물 및 사육수를 수용하는 본체, 상기 본체의 개폐를 위한 덮개, 사육수가 유입되는 상기 덮개 또는 상기 본체에 형성되는 사육수 유입구, 상기 본체의 상부의 측면에 형성된 배출구, 상기 배출구로부터 상기 본체의 내부 및 외부로 연장되며, 상기 내부로 연장된 일말단은 상기 본체의 하방으로 수직연장되되 상기 본체의 바닥에 닿지 않고, 상기 외부로 연장된 타말단 역시 하방으로 곡관의 형상으로 연장되어 사이폰 현상에 의해 상기 본체 내부의 사육수를 외부로 배출하는 사육수 배출관, 상기 사육수 배출관에 부착된 사이폰현상을 제어하는 에어밸브를 포함하는 복수의 케이지; 상기 사육수 배출관으로부터 배출된 사육수를 순환시키며 상부에 상기 사육수 배출관 크기에 맞게 배출구 삽입홀이 형성된 사육수 순환관; 상기 케이지 하부에서 케이지를 지지하는 케이지 안치프레임; 상기 사육수 순환관을 통해 순환하는 사육수를 여과하는 여과기; 상기 여과된 사육수를 저장하는 여과 사육수 저장탱크; 상기 사육수를 순환시키기 위한 순환펌프; 및 상기 순환펌프를 통해 순환된 사육수를 상기 케이지에 공급하는 사육수 공급관을 포함하는, 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치를 제공한다.

상기 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치에 있어서, 상기 곡관은 두 번 휘어진 이중곡관일 수 있고 상기 배출구 삽입홀은 인접한 적어도 다른 하나의 배출구 삽입홀과 연통되는 상부가 개방된 삽입홀 연결홈이 형성될 수 있으며 상기 사육수 저장탱크 및 순환펌프에 의해 사육수를 케이지로 실시간 공급하고 배출하는 순환시스템을 제어하는 제어장치를 추가로 구비할 수 있다.

상기 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치에 있어서, 상기 케이지는 적층형 또는 다단계형일 수 있고 상기 어류는 제브라피쉬 또는 구피일 수 있으며 상기 케이지 안치프레임의 소재는 철, 합성수지 또는 스테인레스일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 균일한 부호는 균일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.`

또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 실험용 또는 관상용 사육대상물을 건강하게 대량으로 사육하고 편리하게 관리할 수 있는 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치(200)의 구성요소 및 사육장치(200)로 공급되는 사육수(breeding water)의 유입과 배출 경로를 개략적으로 도시하고 있다. 종래에는 어류 등 사육대상물을 사육하는 장치의 경우 세척 또는 수질관리가 용이하지 않아 사육기간 동안 발생하는 배설물로 인해 수질이 악화됨에 따라 사육대상물의 건강에 영향을 미쳐서 상기 사육대상물을 실험에 이용할 경우 실험의 정확성이 저하되는 문제가 발생하였고 효율적으로 대량 사육하기에는 부적합하였다. 그러나 본 발명의 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치(200)는 사육수의 신속한 공급과 배출로 신선한 사육수를 실시간 공급할 수 있고 사육대상물의 배설물의 세척도 용이하며 목적에 따라 케이지(10)의 수를 증가시켜 사육대상물의 대량사육도 가능하다.

본 발명의 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치(200)의 개략적인 형태는 도시한 바와 같이, 사육대상물 및 사육수를 효율적으로 사육할 수 있는 내부 사육공간을 구비한 복수의 케이지(10)가 구성되어 있고 케이지(10) 상부 일면에는 외부로부터 제공되는 신선한 사육수를 공급하는 사육수 공급관(45)과 연결되어 있고, 케이지(10) 전면에는 케이지(10) 내부의 사육수를 외부로 배출하는 사육수 배출관(12)이 배출구 삽입홀(41)의 크기에 맞게 삽입되어 상기 배출된 사육수를 신속하게 배출하는 사육수 순환관(40)이 형성되어 있으며 케이지(10)의 하부에는 케이지(10)를 견고하게 지지하는 케이지 안치프레임(20)이 구성되어 있다. 이때 케이지 안치프레임(20)의 소재는 철재 또는 합성수지로 제조가능하고 내구성이 확보되면서 내부식성이 우수한 스테인레스 등의 재질로 제조하는 것이 바람직하다.

상기 사육수는 외부로부터 공급된 예컨대 수돗물 또는 지하수가 여과기(50)를 통해 여과된 후 사육수 저장탱크(60)에 저장되고 순환펌프(30)의 작동에 따라 사육수 공급관(45)을 통해 케이지(10)로 공급되고 케이지(10)를 경유하여 순환되는 사육수의 일부는 타이머 밸브(70)에 의해 미리 설정된 용량이 완전히 외부로 배출되며 이에 대한 부족분은 다시 사육수 저장탱크(60)로부터 재공급되어 항상 깨끗한 수질상태를 유지할 수 있으나 사육대상물에 먹이를 공급할 때는 순환펌프(30)의 작동을 정지하고 급이하는 것이 적합하다. 상기 환수 과정은 지속적으로 공급하기보다 임의의 시간 간격을 설정하여 해당시점에서 순환되는 전체 사육수 용량의 3~5% 이내가 적절하고 더 바람직하게는 0.5%~1.5%가 적절하다.

또한, 일반적으로 어류의 배설물에 의한 암모니아, 아질산 등에 의해서 pH가 상승하게 되고, 여과 박테리아에 의해서 pH가 하강되기 때문에 pH의 변화가 발생하는데 pH 조절을 위해서 산이나 염기를 투입하는 방식은 상기 산과 염기가 제대로 혼합되지 않은 상태에서 어류에 공급되면 사육대상물에 pH 쇼크를 유발할 수 있으므로 이러한 문제점을 고려하여 도시하지는 않았으나 케이지(10) 내부의 사육수 pH를 측정하여 적정범위를 벗어나는 경우 일부의 사육수가 완전히 배출되고 이를 사육수 저장탱크(60)를 통해 보충받을 수 있는 pH 측정기를 구비할 수 있는데 사육수가 과도하게 교체되면 스트레스를 받는 어류의 특성을 고려하여 예컨대 24시간 동안에 10 리터의 사육수가 완전히 배출되면 상기 배출된 용량만큼 정수된 물을 사육수 저장탱크(60)로부터 제공받도록 설정되어 있다고 할 때 pH를 유지하기 위한 목적으로 7리터의 사육수가 폐기되고 보충되었다면 pH를 유지하기 위한 목적 등과 관계없이 설정된 시점(예컨대 오후3시 정각)에 3리터의 사육수만 폐기하고 부족분을 보충할 수 있다. 아울러 사육수 저장탱크(60) 및 순환펌프(30)에 의해 사육수를 실시간으로 배출하고 공급하는 순환시스템을 제어하는 제어장치(미도시)를 부가하여 체계적인 사육관리에 사용할 수 있다.

한편 사육대상물의 사육에 제공된 사육수는 사육수 순환관(40)을 통해 배출되어 제1필터(80) 및 제2필터(85)를 통해 배출수에 포함되어 있던 배설물 또는 유기물을 여과하고 빛을 조사하여 살균 처리하는 살균램프(90)를 통해 상기 배출수에 포함된 잔여 세균 등을 살균하는데 이때 살균램프(90)로는 UV 램프 등 공지의 다양한 램프가 적용가능하다.

상기 여과과정과 살균과정을 거쳐 사육대상물의 사육에 적합한 상태가 된 사육수를 다시 순환펌프(30)를 통해 사육수 공급관(45)으로 공급하고 이는 다시 케이지(10)로 공급되는 강제 순환시스템을 이용하여 사육대상물을 대량으로 사육하고 관리할 수 있다. 이때 상기 사육대상물은 어류 또는 양서류(amphibians)일 수 있고 상기 어류는 제브라피쉬(zebrafish), 구피(guppy)일 수 있으며 상기 양서류는 개구리일 수 있다.

도 1은 본 발명의 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치(200)의 핵심적 구성요소를 용이하게 설명하기 위해 임의의 수를 가진 케이지(10)가 구성된 도면을 도시하였으나 이는 사육환경, 사육대상물 또는 연구자의 목적에 따라 가감하여 구성할 수 있고 직렬, 병렬 또는 적층형 또는 다단계형으로 케이지(10)의 수를 증가시켜 구성할 수 있으며 케이지(10)의 크기 또한 자유롭게 조절하여 대량 배양의 효율성을 도모할 수 있다. 이때 케이지(10)를 적층형으로 구성할 경우 공급 및 배출되는 사육수의 순환을 원활하게 하기 위해서 적정 송출력을 갖는 순환펌프(30)의 구성이 필수적인데 예컨대 도 1과 같이 3층형의 케이지(10)를 구성할 경우 소비전력 300W가 적절하다.

도 2는 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치(200)의 케이지(10)의 형태를 개략적으로 도시하고 있다. 도시한 바와 같이, 케이지 안치프레임(20) 상부에 위치한 케이지(10)의 전면에는 사육수를 배출하는 유로(42)를 구비한 사육수 순환관(40)이 구성되어 있고 사육수 순환관(40) 상부에는 케이지(10)의 전면에 구성된 케이지에서 배출되는 사육수가 외부로 흐르지 않고 배출관으로 직접 유출되게 하는 배출구 형성돌기(13) 하방으로 형성된 사육수 배출관(12)의 크기의 맞게 삽입이 가능한 원형의 복수개의 배출구 삽입홀(41)이 형성되어 있어 사육수 배출관(12)을 삽입하여 케이지(10)의 이동을 방지하고 케이지(10) 간의 간격도 조절할 수 있다. 또한, 사육수 순환관(40) 상부에 형성된 배출구 삽입홀(41)로부터 일정 길이로 연장되고 사육수 순환관(40)의 유로(42)로부터 일부 개방된 삽입홀 연결홈(43)이 형성되어 있어 사육대상물로부터 배출된 배설물이 사육수 순환관(40) 바닥에 축적되었을 경우 세척도구를 삽입하여 신속하게 제거하고 세척할 수 있다.

일반적으로 케이지(10)의 크기는 사육대상물이 스트레스를 받지 않고 사육될 수 있는 적합한 크기로 제조될 수 있는데 사육대상물이 예컨대 제브라피쉬일 경우케이지(10) 당 10 내지 20마리를 사육하는 것이 적합하다. 또한 한 공간에서 많은 수의 사육대상물을 사육하면 체계적인 관리도 어려울 뿐만 아니라 먹이 경쟁 등을 통해 스트레스를 받을 수 있으므로 동일한 수의 사육대상물(예컨대 어류 등)을 사육한다고 할 때 사육공간이 큰 케이지(10)를 사용하는 것보다는 복수개의 케이지(10)를 사용하여 사육대상물의 개체수를 적절히 조절하여 사육 및 관리하는 것이 적합하고 각각의 케이지(10)마다 적은 개체수의 사육대상물을 사육 및 관리하는 것이 보다 효율적이다.

도 3은 사육대상물의 배설물 및 침전물 등을 신속하게 배출시키기 위하여 사이폰 현상 유도 장치가 부가된 본 발명의 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치(200)의 케이지(10) 내부 구성을 개략적으로 도시하고 있는 단면도이다. 케이지(10)의 기본적인 구성은 케이지(10)의 상부에 외부의 오염물질 또는 이물질의 유입을 방지하고 선택적으로 개폐가 가능한 덮개(18)가 있고 사육대상물 및 사육수를 수용하는 본체(14)가 구성되어 있다. 덮개(18) 일면에는 사육수 공급관(미도시)으로부터 공급된 사육수를 케이지(10)로 유입시키는 사육수 유입구(11)가 형성되어 있고 사육수 유입구(11) 상부에는 사육수의 공급을 제어하는 환수공급 제어밸브(102)가 구성되어 있다. 사육수 유입구(11)로부터 공급된 사육수는 일정 사육기간이 경과되면 사육수 배출관(12)을 따라 배출되는데 사육수 배출관(12)은 케이지(10) 내부에서 사이폰 현상을 보다 원활하게 발생하도록 하기 위하여 곡관(bending pipe, 16a)의 형태로 구성되어 있고 케이지(10)에서 외부로 연장되는 사육수 배출관(12) 상부에는 사이폰 현상 유도를 위해 공기 유입을 제어하는 에어밸브(103) 및 사육수가 배출되는 배출구(101)로 구성되어 있다. 도시한 바와 같이, 사육수 배출관(12)은 사육수를 배출하는 배출구(101)로부터 본체의 내부 및 외부로 연장되며, 상기 내부로 연장된 일말단은 상기 본체의 하방으로 수직연장되되 상기 본체의 바닥에 닿지 않고, 상기 외부로 연장된 타말단은 곡관의 형상으로 하방으로 연장되어 사이폰 현상에 의해 상기 본체 내부의 사육수를 외부로 배출한다. 이러한 사육수 배출관(12)의 구조로 인해 케이지(10) 내의 유입된 사육수가 외부로 배출되는 과정에서 사이폰(siphon) 현상이 발생하여 케이지(10)의 바닥에 위치한 배설물 및 침전물 등이 신속하게 외부로 배출된다. 이와 같은 사이폰 현상은 사육수가 유입되는 사육수 유입구(11)의 위치가 사육수 배출관(12)의 최상단부보다 더 높은 지점에 위치하고 있어 가능하다.

상기 사이폰 현상에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 우선 에어밸브(103)가 개방된 상태에서 환수공급 제어밸브(102)를 통하여 케이지(10) 내부로 사육수가 유입되고 사육수 배출관(12) 내부까지 사육수가 유입되면 자연스럽게 곡관(16a)을 통과하여 배출구(101)로 배출된다. 그러나 케이지(10) 내부 또는 바닥의 배설물 또는 침전물을 배출 시키고자 할때는 에어밸브(103)를 폐쇄하면 사육수 배출관(12)으로 공기 유입이 차단되면서 사이폰 현상이 발생하여 정상적으로 들어오는 사육수량(일반적으로 150~300mL/min, 1.5 내지 3.5 L 케이지)보다 많은 양(500mL~1L, 배출관의 크기에 따라 조절됨)이 배출되면서 케이지(10) 내부의 침전물을 외부로 배출시킨다. 상기 곡관(16a)을 사육수 배출관(12)에 부가한 것은 공기 유입 차단에 따른 사이폰 현상을 원활하게 발생시키기 위함이다. 상기 사이폰 현상에 의해서 사육수의 수면이 배출구(101)의 높이까지 낮아질 경우 사육수 배출관(12)으로 공기가 유입되면 사이폰 현상이 종료되면서 지속적으로 사육수의 수면이 다시 상승하고 사육수 배출관(12)의 곡관(16a)형성 부분까지 사육수가 차면 다시 사이폰 현상이 발생한다. 에어밸브(103)가 폐쇄되어 있으면 이러한 현상은 반복적으로 발생하며 적정 시간을 두고 에어밸브(103)를 개방하면 사이폰 현상이 사라지고 일정수위(곡관 유입부분)에서 사육수의 수면이 유지되고 정상적인 운행을 한다. 즉 침전물의 쌓이는 정도 또는 정기적으로 에어밸브(103)를 작동시킴으로써 케이지(10) 내에 쌓인 침전물을 사이폰 현상으로 신속하게 배출시킬 수 있다.

또한, 사육대상물의 체계적인 관리를 위해 케이지(10) 후면에는 케이지(10)에 대한 정보를 식별가능한 식별코드(15)를 부가하여 운영할 수 있다. 상기 식별코드(15)에는 상기 사육대상물의 원산지, 종류, 개체수 및 데이터 등 사육 관련정보가 포함되어 있고 이를 디스플레이로 구현 가능한 단말기로 확인할 수 있어 다량의 케이지(10)를 이용한 사육관리에 매우 효과적이다. 이때 상기 식별코드(15)는 바코드 또는 코드번호일 수 있고 상기 디스플레이는 모니터, 태블릿PC 또는 스마트폰일 수 있다. 상기 사육대상물의 특이사항 또는 신규정보 등이 있을 경우, 이를 상기 디스플레이로 통해 입력하면 실시간 업데이트된 데이터가 별도로 구비된 서버에 전송되어 저장되고 상기 정보를 기반으로 안정적인 사육관리를 수행할 수 있다.

한편 효과적인 수질관리를 위해서는 무엇보다 적절한 시기에 사육수를 공급해주는 환수가 중요한데 예컨대 제브라피쉬를 사육하는 경우 케이지(10)의 크기는 가로 7cm x 세로 25cm x 높이15cm 로 구성 가능하고 내부에 수용 가능한 사육수의 용량은 1 내지 3.5 L가 적절하며 연속적으로 신선한 사육수를 제공해주는 환수 순환주기를 적용하는 것이 적합하다.

이하, 실험예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실험예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실험예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

실험예 1: 사이폰 현상에 의한 사육수 배출 실험

본 발명의 일 실시예에 따라 사이폰 유도 장치를 적용한 수조에서 사이폰 효과에 의한 사육수 배출 여부 실험을 수행하였다. 구체적으로, 상기 실험에 위한 장치의 구조는 1L 수조(a)에 상부에 위치한 2개의 입수튜브(b)로부터 사육수가 공급되고 상기 1L 수조(a) 우측면 중간부분에 사육수를 외부로 배출하는 배수튜브(c)를 설치하였으며 상기 배수튜브(c)에 사이폰 효과를 선택적으로 발생 또는 소멸시키는 에어조절밸브(d)를 설치하였다(도 4).

먼저, 에어조절밸브(d)를 개방한 상태에서 사육수를 1L 수조(a)에 천천히 공급하면 도 5에 나타난 바와 같이(화살표 참조), 사육수의 수면이 배수튜브(c) 위치까지만 상승하고 그 후 공급량은 중력에 의해 자연스럽게 배수튜브(c)를 통해 배출되는 것을 관찰하였다. 그러나 에어조절밸브(d)를 폐쇄하면 배수튜브(c)의 배수라인에 에어공급이 중단됨에 따라 상기 1L 수조(a) 내부에 사이폰 현상이 발생하면서 도 6에 나타난 바와 같이(화살표 참조) 사육수가 외부로 배출되어 수조 내에 위치한 배수튜브(c) 하부의 위치까지 사육수의 양이 감소하는 것을 관찰하였다. 따라서 상기 사이폰 효과를 사육수조에 적용함으로써 사육간에 발생한 수조 내부 또는 하부의 혼탁액, 침전물 또는 배설물 등을 신속하게 외부로 배출하는 것이 가능함을 확인하였다.

결론적으로 본 발명의 사이폰 현상 유도 장치가 구비된 수질관리가 용이한 케이지를 갖는 사육장치는 실시간으로 사육수를 공급 및 배출함으로써 신선한 사육수를 제공하여 수질을 체계적으로 관리할 수 있고 배출관 내부의 배설물의 세척도 용이하게 수행할 수 있어 사육대상물의 대량 사육에 효율적으로 활용할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 케이지
11: 사육수 유입구
12: 사육수 배출관
13: 배출구형성돌기
15: 식별코드
16a: 곡관
20: 케이지 안치프레임
30: 순환펌프
40: 사육수 순환관
41: 배출구 삽입홀
42: 유로
43: 삽입홀 연결홈
50: 여과기
60: 사육수 저장탱크
70: 타이머 밸브
80: 제1필터 85:제2필터
90: 살균램프
101: 배출구
102: 환수공급 제어밸브
103: 에어밸브

Claims (7)

1. 사육대상물 및 사육수를 수용하는 본체, 상기 본체의 개폐를 위한 덮개, 사육수가 유입되는 상기 덮개 또는 상기 본체에 형성되는 사육수 유입구, 상기 본체의 상부의 측면에 형성된 배출구, 상기 배출구로부터 상기 본체의 내부 및 외부로 연장되며, 상기 내부로 연장된 일말단은 상기 본체의 하방으로 수직연장되되 상기 본체의 바닥에 닿지 않고, 상기 외부로 연장된 타말단은 곡관의 형상으로 하방으로 연장되어 사이폰 현상에 의해 상기 본체 내부의 사육수를 외부로 배출하는 사육수 배출관, 상기 사육수 배출관에 부착된 사이폰현상을 제어하는 에어밸브를 포함하는 복수의 케이지;
   상기 사육수 배출관으로부터 배출된 사육수를 순환시키며 상부에 상기 사육수 배출관 크기에 맞게 배출구 삽입홀이 형성된 사육수 순환관;
   상기 케이지 하부에서 케이지를 지지하는 케이지 안치프레임;
   상기 사육수 순환관을 통해 순환하는 사육수를 여과하는 여과기;
   상기 여과된 사육수를 저장하는 여과 사육수 저장탱크;
   상기 사육수를 순환시키기 위한 순환펌프; 및
   상기 순환펌프를 통해 순환된 사육수를 상기 케이지에 공급하는 사육수 공급관을 포함하는, 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 곡관은 두 번 휘어진 이중곡관인, 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 배출구 삽입홀은 인접한 적어도 다른 하나의 배출구 삽입홀과 연통되는 상부가 개방된 삽입홀 연결홈이 형성된, 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 사육수 저장탱크 및 순환펌프에 의해 사육수를 케이지로 실시간 공급하고 배출하는 순환시스템을 제어하는 제어장치를 추가로 구비하는, 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 케이지는 적층형 또는 다단계형인, 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 어류는 제브라피쉬 또는 구피인, 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 케이지 안치프레임의 소재는 철, 합성수지 또는 스테인레스인 사이폰 현상 유도 장치를 구비한 어류 사육장치.
   

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