KR910009341B1 - 수역생물(水域生物)의 사육, 배양장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

수역생물(水域生物)의 사육, 배양장치
제1도는 본 발명의 1실시예를 설명하기 위한 전체 구성도.
제2a도는 제1도에 나타낸 수조의 평면도.
제2b도는 제1도에 나타낸 태양광 수집장치의 동작 원리를 설명하기 위한 개략도.
제3a∼d도는 각각 물흐름 및 조석의 발생 시스템을 설명하기 위한 도면.
제4도는 물결의 발생기구를 설명하기 위한 도면.
제5도는 수질 제어시스템의 1실시예를 설명하기 위한 도면.
제6a∼c도는 각각, 수조의 변형 실시예를 나타낸 도면.
제7도는 본 발명의 실시에 사용되는 태양광 수집 장치의 1실시예를 설명하기 위한 도면.
제8도는 태양광의 광도체 케이블 내로 도입하는 예의 설명도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 수조 10a : 스페이서
121∼12n: 계단식으로 형성된 내부면 120: 바닥면
20 : 태양 30 : 태양광 수집장치
31 : 투명도움 32 : 렌즈
33 : 센서 34 : 지지틀체
35 : 제1회전축 36 : 제1모우터
37 : 지지팔 38 : 제2회전축
40 : 광도체 케이블 50 : 크레인
60 : 지붕 70 : 물저장 탱크
80 : 수질조절 제어장치 90,100 : 수로
110,120 : 펌프 130 : 코온 부이(코온 부재)
140 : 구동장치 B1,B2,B3: 밸브
D0,D1,D2,D3: 광도체 케이블 직경 θ: 계단식 내부면의 경사각
θ0: 입사각 P1,P2,P3: 위치
본 발명은 수역생물(水域生物)을 사육, 배양하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 해안 부근 환경을 흉내 낼수 있는 수조에 관한 것이다.
최근에, 육지영역 생물에 관한 바이오 테크놀로지의 발전은, 놀랄만하지만, 수역(水域) 특히 바다 영역에 관한 것은, 최근에 이르러서야 본격적으로 연구 개발이 개시되고 있는 단계로써, 바다 영역 특히 생물 종류가 많은 해안 부근 환경을 흉내 낼수 있는 장치의 개발이 요망되고 있다.
수역생물(水域生物)의 생태 메카니즘은 아직 불분명한 부분이 대부분이지만, 대략 광, 물살, 물결, 조석(潮汐), 수질(온도, 영양, 적당한 염류등)의 복합 환경에 의해 제어되고 있다고 추정되고 있다.
종래에, 수역생물의 사육, 배양은, 통상 원형 또는 직사각형의 탱크, 및 콘트리이트, 플라스틱, 유리, 금속등의 재질로 만들어진 수조등에서, 사육, 배양되고 있는 것이 대부분이었다.
그러나, 이러한 종래의 사육, 배양 수조로써는, 연안 생물의 사육, 배양의 중요한 환경 요소라 생각되어지고 있는 광, 물흐름, 조석, 물결등의 모든 요소들을 동시에 제어하는 것은 곤란하였다.
특히, 바다생물의 육성에 관하여 고찰하여보면, 종래에는, 해안부근을 인공적인 수단에 둘러싸고 이 둘러싸인 가운데서 자연의 해수를 그 상태대로 흐르게 하고, 그 가운데에서 많은 수의 생선, 패류 또는 바다생물등을 육성하는 것이 행하여 지고 있는데, 이와 같은 방법에 있어서는 해수를 오염 시킨다거나, 해수 중에 포함되어 있는 병원균이나 천적에 의하여 생물이 침범당한 다거나, 또는 어업권이나 관할권의 문제등의 부작용이 발생하여, 해안을 그 상태대로 이용하기에는 여러 가지의 문제가 있었다.
또한, 상술한 바와 같이, 자연의 해안을 그 상태대로 이용하는 경우에, 그 해안의 해수에 적합한 생물은 한정되어 있어, 임의의 소망하는 생물의 사육, 배양은 불가능 하였다.
본 발명의 목적은, 상술한 바와같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로써, 바다에서 끌어 올린 해수를 이용하여 육상에서 바다 생물의 사육, 배양을 가능한 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 서로 다른 자연 환경에서 생활하는 많은 종류의 각종 바다생물을 생육하기에 적합한 환경조건을 만들 수 있어, 각종 바다생물의 사육, 배양을 가능하게 하는 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 수역 바이오 테크놀로지의 실험(Hydro-biotechnological experiments)을 행할 수 있는 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 구성 및 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는, 본 발명에 의한 수역생물의 사육, 배양 장치의 1실시예를 설명하기 위한 전체구성도이다.
제1도에서, 부호(10)은 중앙부를 바닥면으로 하고, 주면부를 계단형상으로 구성한 수조, 또는 탱크이고, (20)은 태양, (30)은 렌즈등에 의하여 태양광을 집광하여 광도체내에 도입하는 태양광 수집장치, (40)은 태양광 수집장치(30)에 의하여 수집한 태양광을 전송하기 위한 광도체 케이블, (50)은 작업용 크레인, (60)은 투과 태양광량 제어장치가 부착된 가동지붕, (70)은 수조(10)의 용량과 같은 용량의 물을 저장하는 탱크, (80)은 수질조절 제어장치, (90)은 수조(10)와 탱크(70)를 연결하는 제1의 물통로(수로), (100)은 수조(10)와 탱크(70)를 연결하는 제2의 물통로(수로), (11)은 상기 제1의 물통로(90)내에 마련된 물살 및 조석을 발생시키기 위한 펌프, (120)은 상기 제2의 물통로(100)내에 마련된 물살 및 조석을 발생시키기 위한 펌프, (130)은 물결을 만드는 코온 부이(130),(140)은 상기 코온 부이(130)를 위, 아래로 이동시키기 위한 구동장치이다.
제2a도는 제1도에 나타낸 수조(10)의 평면도이다. 제2a도에서 상기 수조(10)는 중앙부를 가장 낮은 면으로 하고, 그의 주변부는 계단(121),(122)…(12n)으로 구성되어 있다.
이 계단의 경사각(θ)은 약 45°로 구성되어 있어, 태양(20)으로 부터의 광이 수조(10)의 바닥면(120)까지 도달하도록 되어 있다.
즉, 태양(20)으로 부터의 광(L)은, 제1도에 도시한 바와같이, 수조(10)내로 들어가는데, 그 경우에, 수면에서 반사되는 광도 상당히 많다.
태양광의 입사각(θ0)이 45°이하로 되면, 수면에서의 반사가 많아져서 수조(10)내로 광을 거의 도입할 수 없게 된다.
한편, 수조(10)의 내부벽면을 수직면으로 하면, 수조내의 청소가 어려워지고, 또한, 수조(10)의 바닥면에 유해 가스등이 누적되기 쉬운 위험이 있다.
이러한 관점에서, 본 발명에서는 수조를 계단 형상으로 하여 윗면의 개구 면적을 넓게하여 두었기 때문에, 수조내의 물은 바깥공기와의 대류가 발생하기 쉬워, 바닥면에 유해 가스가 누적되는 염려가 없게 된다.
또한, 벽면의 계단형상으로 되어 있으므로, 청소 하기가 쉬우며, 또한, 수조내로의 출입이 쉬워, 작업성, 안정성의 측면에서도 우수하다.
또한, 수조(10)내의 해수는, 바닥의 바닥면 부근의 해수를 옮겨 넣도록 하고 있기 때문에, 비교적 좋은 질의 해수를 담아 넣을수 있게 되어, 수질 제어가 매우 손쉽게 된다.
특히, 상술한 바와 같이 수조를 여러층으로 다수개 배설함으로써, 여러종류의 바다생물을 사육, 배양할 수 있어, 동일의 부지내에서, 여러종류의 바다 영역의 생물을 동시에 사육, 배양할 수가 있어, 매우 효율이 좋은 실험을 행할 수 있다.
또한, 사육, 배양에 사용한 해수를 깨끗이 청소하여 바다로 되돌려 보낼 수 있기 때문에, 부근의 해수를 오염시키는 등의 염려도 없다.
또한, 구체적인 예로써, 예를들어, 본 발명의 장치내에서 전복을 양식하는 경우에 있어서는, 갈색조류만을 통과시키는 필터를 통하여 해수를 수조내로 끌어 들이도록 할 수 있고, 그리하여 이러한 자연의 갈색조류를 그대로 이용하여, 보다 효과적인 전복의 양식이 가능하게 된다.
또한, 수조(10)에 지붕(60)을 마련하여 두고, 이 지붕을 예를 들어 개폐가능 또는 이동가능하게 하여 두면, 일기가 나쁠 때 또는 야간에는 닫고, 일기가 좋은때 또는 주간에는 열어서 태양광을 도입하도록 한다거나, 또는 개폐에 의하여 수조내의 온도나 수조 윗면의 온도를 제어할 수 있게 된다.
또한, 천장을 투명도가 변할 수 있는 투명부재로써 구성하여 두면, 수조내로 도입되는 태양광의 입사광량을 제어할 수 있게된다.
제2b도는 상기 태양광 수집장치(30)의 동작원리를 설명하기 위한 개략도이다.
제2b도에서, 부호(31)은 투명체의 도움, (32)는 이 투명도움(31)내에 배설된 렌즈로써, 이 렌즈(32)는, 제2b도에는 도시하지않은 센서에 의하여 태양의 방향을 검지하여, 항상 태양의 방향을 향하도록 제어되고 있다.
이 렌즈(32)에 의하여 집속된 태양광은 광도체 케이블(40)내에 도입되어, 이 광도체 케이블(40)을 통하여 수조(10)내에 전송된다.
상술한 바와 같은 태양광 수집장치에 관하여는, 본 출원인이 이미 여러 가지를 제안하고 있는, 주지의 것이므로 이에 대한 구체적인 기재를 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 프레낼 렌즈등의 광학렌즈계에 의해 직접 집속된 태양광 성분을 광 파이버 등으로 이루어진 광도체 케이블(40)내에 도입하고, 이 광도체 케이블(40)을 통하여 수조(10)내에 전송하여, 이 수조(10)내의 임의 소망의 공간에 임의 소망의 강도의 태양광을 공급하여 수조(10)내에서 수역생물의 사육, 배양을 효과적으로 행할 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 있어서는, 수조(10)는, 중앙부를 가장 낮은면을 바닥면(120)으로하고, 주변부를 계단형상(121),(122)…으로 형성하여 놓았고, 또한, 태양(20)으로부터 직접 수조(10)내에 공급된 광이 이 수조(10)의 가장 아래 바닥면까지 도달되도록 구성되어 있기 때문에, 계단의 각 층에 있어서의 광강도가 다르고, 이에 의하여도 광강도가 다른 광을 수조내의 소정의 위치에 공급할 수가 있고, 따라서, 이 수조(10)내에서 사육되는 생물은 각각 자기 자신에 적당한 광강도를 선택할 수 있게 된다.
제3도는, 수조(10)내에 물흐름 치 조석등을 발생시키기 위한 시스템을 설명하기위한 요부 구성도로써, 제3a도는 물흐름 및 조석발생의 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 제3b도는 물흐름 발생용의 노즐을 나타낸 도면으로써, 제3a도의 A부분상세도, 제3도c도는 만조시의 상태, 제3d도는 간조시의 상태를 나타낸 도면이다.
펌프(110)에 의해 물저장 탱크(70)내의 물을 수조(10)내에 보냄과 동시에, 펌프(120)에 의해 수조(10)내의 물을 물저장 탱크(70)내로 되돌아 오도록 하고 있다.
그때에 밸브(B1),(B2)의 작용에의해 물흐름의 강도 및 방향이 자동적으로 제어되고, 밸브(B)의 작용에의해 간조 및 만조가 자동적으로 제어된다.
물 흐름의 발생제어는 다음과 같이 하여 행해진다.
즉, 계단형의 수조(10)와 같은 용량의 물저장 탱크(70)를 마련하여, 이들 수조(10)와 물저장 탱크(70)를 2개의 독립된 통로의 파이프 시스템(90),(100) 및 펌프(110),(120)로써 연결하고, 수조 벽면에 물 분출구를 마련한다.
물 흐름은 수조벽면의 분출구에서 수조(10)내로 물을 분출함으로써 만들어지고, 분출속도 및 분출각도 등을 조절함으로써 제어될 수 있다. 또한, 조석의 발생제어는, 수조(10)와 탱크(70)와의 사이의 물의 이송에 의해 임의 주기의 조석을 발생시킨다.
제4도는, 수조(10)내에 물결을 발생시키는 동작을 설명하기위한 도면이다.
제4도에서, 수조(10)의 중앙부에 마련된 코온 형상의 부이(코온 부재)(130)를, 컴퓨터 제어수단에 의해 제어되는 구동장치(140)에 의하여 위, 아래로 이동시키어, 예를들어 바이오테크놀로지 실험 등에 있어 요구되는, 수위에 맞추어 이 부이의 주기 및 스트로크 길이등에 맞는 특정높이의 물결을 발생하도록 한다.
제5도는, 수조(10)내의 수질을 제어하는 시스템의 1실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
제5도에서 수조(10)와 물저장 탱크(70)와의 사이를 연결하는 2개의 통로의 파이프 및 펌프계에, 온도, 용존가스, 영양물질(영양염등), 생체대사(배수등) 물질을 제어처리하는 수질 제어장치(80)를 설치하고, 물흐름, 조석발생을 위하여 물을 펌프로써 이동시킬 때에, 수온, 용해물질, 부유 물질, 등을 제어하여 수질을 제어한다.
제6a,b,c도는 각각 본 발명에 관한 계단 형상 수조의, 변형된 실시예를 나타낸 도면으로써, 도면중의 사선부(10a)는 스페이서를 나타낸다.
이들의 도면에서 알 수 있는 바와같이, 제6a도는 얕은 수역의 수조, 제6b도는 중간 또는 깊은 수역의 수조, 제6c도는 회랑형(回廊型)의 수조를 나타낸다.
또한, 조립식의 스페이서를 이용함으로써 임의 형상의 수조를 건축할 수 있다.
제7도는, 상기한 광도체 케이블(40)에 태양광을 도입하기 위한 태양광 수집장치(30)를 나타내는 전체사시도이다.
제7도에서, 태양광 수집장치용의 캡슐은, 통형상의 기체부와, 투명체의 도움 형상의 머리부(31)로 구성된다.
사용장치의 사용상태에 있어서는, 제7도에 도시한 바와같이, 태양광 수집장치가 상기 캡슐내에 수용되어진다.
이 태양광 수집장치는, 태양광을 집속시키기위한 1매 또는 수매 혹은 다수매의 렌즈(32), 태양의 방향을 검출하기 위한 태양광위치 센서(33), 이들 렌즈(32)와 센서(33)를 일체적으로 유지하는 지지틀체(34)를 회동시키기 위한 제1회전축(35)이, 이 제1회전축(35)을 회전시키는 제1모우터(36), 상기한 렌즈(32) 내지 모우터 (36)를 지지하는 지지판(37) 및 상기 제1회전축(35)과 직각으로 교차하도록 배설된 제2회전축(38), 이 제2회전축(38)을 회전시키는, 제7도에서는 도시하지 않은 제2모우터 등으로 구성된다.
상기한 태양광 위치센서(33)에 의하여 태양의 방향을 검출하고, 그 검출신호에 따라 렌즈(32)가 항상 태양의 방향을 향하도록 상기 제1 및 제2모우터가 제어되고, 렌즈(32)에 의하여 집속된 태양광을 이 렌즈(32)의 초점 위치에 그 수광 끝단이 배설된, 제7도에는 도시하지 않은 광도체 케이블(40)등으로 도입하여, 이 광도체 케이블을 통하여 임의의 소망하는 장소로 전달하도록 하고 있다.
그리고, 상기한 태양광 수집장치는, 그 용도에 따라서, 렌즈가 1매인 것, 수매인것(2매 또는 4매), 혹은, 다수매인것(예를들면, 7매, 19매, 61매, 196매 또는 1600매)등이 본 발명자에 의해 이미 전에, 여러 가지의 형태의 것이 제안되어있다.
제8도는 광도체 케이블(40)에 태양광의 가시광 성분에 상당하는 광을 도입하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
제8도에서, (32)는 프레낼(Fresnel)렌즈등으로 구성된 렌즈계로서, 이 렌즈계(32)에 의하여 집속된 태양광이 상술한 바와 같은 광도체 케이블내로 도입된다.
태양광을 렌즈계에 의하여 집속시킨 경우에 그 태양상은, 중심부는 거의 백색광선으로되고, 그 둘레부는 그 초점위치에 맞는 파장의 광성분을 많이 포함하게 된다.
즉, 태양광을 렌즈계에 의하여 집속시킨 경우, 그 초점 위치 및 태양상의 크기는 광의 파장에 따라 다르다.
예를들면, 파장이 짧은 청색계통의 광은 P1의 위치에 직경 D1의 태양상을 만든다.
또한, 녹색계통의 광은 P2의 위치에 직경 D2의 태양상을 만들며, 적색계통의 광은 P3의 위치에 직경 D3의 태양상을 만든다.
따라서, 제8도에 나타낸 바와같이, P1의 위치에 광도체 케이블(40)의 수광끝단면을 배치하면, 청색 성분의 광을 둘레부에 많이 포함한 태양광을 수집할 수가 있다.
또한, 광도체 케이블(40)의 수광끝단면을 P2의 위치에 배치하면 녹색계통의 광성분을 둘레부에 많이 포함한 태양광을, 또한 P3의 위치에 배치하면 적색계통의 광성분을 둘레부에 많이 포함한 태양광을 수집할 수가 있다.
이들 경우에, 광도체 케이블의 직경을 수집하고자 하는 광성분에 맞추어서, 선택할 수 있다.
예를들면, 광도체 케이블의 직경을 수집하고자 하는 광성분에 맞추어서, 청색계통 일때는 D1, 녹색계통일때는 D2, 적색계통일때는 D3로 하여 두면, 광도체 케이블의 사용량을 적게하여도 가장 효율적으로 소망하는 광성분을 다량으로 포함한 태양광을 수집할 수있다.
더욱이 제8도에 나타낸 바와같이, 광도체 케이블(40)의 수광끝단면의 직경을 크게하여 D0로 하여 두면, 모든 파장성분을 포함한 이른바 가시광성분의 광을 수집하도록 할수 있다.
이상의 설명에서 알수 있는 바와같이, 본 발명에 의하면, 수중 생물 종류가 가장 많다고 일컬어지고 있는 물가 구역으로부터, 태양광이 수중에 도달하는 수역의 주된 환경요소인, ″광″, ″물살″, ″조석″, ″물결″ 및 ″수질(온도, 용존물질, 용존가스, 생물대사, 배출물질등)″을 종합적으로 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 장치를 2층 이상으로 배치하여 이용하면 동일한 부지내에 있어서 임의 소망의 바다영역에 생식하는 생물의 상태-환경 메카니즘을 해수를 오염시키는 일이 없이 만들어 낼수 있고, 그들 실험의 데이터를 기초로, 그의 생물의 대량 사육, 대량 배양의 환경 조건을 전전후형으로 조성할 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 중앙부를 바닥면으로 하고, 주변부의 내부벽을 계단형상으로 형성한 수조(10)로써 이루어지며, 이 수조(10)의 수면에서 입사한 태양광이 이 수조의 바닥면(120)까지 도달할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 수역생물의 사육, 배양장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 계단형상으로 만들어진 내부벽의 경사각(θ0)이 대략 45°인 것을 특징으로 하는 수역생물의 사육, 배양장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수조(10)의 윗쪽부에, 태양광의 투과량을 제어할 수 있는 지붕(60)이 마련되어있는 것을 특징으로 하는 수역생물의 사육, 배양장치.
  4. 중앙부를 바닥면으로 하고, 주변부의 내부면을 계단형상으로한 수조(10)와, 태양광을 수집하여 광도체 케이블(40)내에 도입하기 위한 태양광 수집 전송장치(30)로써 이루어지며, 상기 광도체 케이블(40)을 통하여 전송되어 오는 태양광을 상기 수조(10)내의 임의 공간에, 임의 소망의 강도로 공급할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 수역생물의 사육, 배양장치.
  5. 중앙부를 바닥면으로 하고, 주변부의 내부면을 계단형상으로 형성한 수조(10)와, 이 수조(10)와 같은 용량을 갖는 물저장 탱크(70)와, 이 수조(10)와 물저장 탱크(70)를 서로 연결하는 2개의 통로인 수로(90),(100)와, 각 수로(90),(100)상에 마련된 펌프(110),(120)등으로 이루어지는 것을 특징으로하는 수역생물의 사육, 배양장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 수조(10)와 상기 탱크(70)를 서로 연결하는 2개의 통로인 수로(90),(100)내에, 온도, 용존가스, 영양물질, 생체 대사 물질등을 제어처리하는 수질조절 제어장치(80)가 마련되는 것을 특징으로 하는 수역생물의 사육, 배양장치.
  7. 중앙부를 바닥면으로 하고, 주변부의 내부면을 계단형상으로 형성한 수조(10)로써, 이루어지고, 이 수조(10)의 중앙부에 위, 아래로 이동가능한 코온 부재(130)가 마련되는 것을 특징으로 하는 수역생물의 사육, 배양장치.
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