KR200486839Y1 - 양어장용 산소 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 양어장의 수조에 용존산소를 공급하기 위한 산소 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기포와 물이 압력탱크로 공급되는 과정 중 용존수 생성부를 통과하는 과정에서 용존수가 생성되도록 하며, 공급된 용존수가 상기 압력탱크의 공기압의 증가에 따라 자연적으로 배출관을 통해 양어장으로 배출되도록 하는 양어장용 산소 공급장치에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 고안의 양어장용 산소 공급장치는 용존수 및 산소가 공급되는 압력탱크; 일측이 양수펌프에 연결되고, 타측이 상기 압력탱크의 상부에 배치되며, 상기 압력탱크 내부로 물을 공급하는 급수관; 일측이 산소발생장치에 연결되고, 타측이 급수관에 연결되며, 일측에서 타측으로 산소를 공급하는 산소공급관; 상기 급수관과 산소공급관의 연결부에 형성되며, 상기 급수관을 통해 유동되는 물에 산소를 공급하며, 용존수를 생성하는 용존수 생성부; 상기 급수관의 타측에 구비되며, 상기 압력탱크의 상부에서 하부로 상기 용존수와 산소를 분사하는 분사노즐; 및 일측이 상기 압력탱크의 내부에 구비되고, 양어장의 내부에 연결되는 배출관을 포함하며, 상기 압력탱크 내부의 공기압이 일정 값에 도달하는 경우, 상기 용존수가 상기 배출관으로 유동되면서 상기 양어장으로 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

양어장용 산소 공급장치{OXYGEN SUPPLY APPARATUS FOR FISH FARM}

본 고안은 양어장의 수조에 용존수를 공급하기 위한 산소 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기포와 물이 압력탱크로 공급되는 과정 중 용존수 생성부를 통과하는 과정에서 용존수가 생성되도록 하며, 공급된 용존수가 상기 압력탱크의 공기압의 증가에 따라 자연적으로 배출관을 통해 양어장으로 배출되도록 하는 양어장용 산소 공급장치에 관한 것이다.

각종 어류를 양식하는 대형의 수조 내에서 용존 산소 역할은 물고기의 질병에 대한 저항력을 증진시키고 보다 적은 양의 사료로 보다 빠르게 성장케 할 수 있는 요인이다.

한편, 상기와 같이 일정한 곳에 오랜 시간 고여 있는 물에서는 물속의 영양염류인 질소나 인 등의 양이 늘어나는 부영양화 현상이 발생되는데, 이는 물속에 포함된 유기물이 물속에서 세균, 균류 등에 의하여 생화학적으로 분해되면서 물속에 녹아있는 용존산소를 계속해서 소비하게 되고, 이에 따라 수중의 산소가 결핍되거나 또는 없어지게 되면서 물이 썩게 되는 현상이다.

이와 같은 부영양화 현상은 수면에 조류피막이나 부패덩이가 생기고 냄새가 발생하거나 퇴색을 유발하게 되며, 또한 용존산소의 일주 변화폭을 크게 하고, 야간에 용존산소를 매우 낮은 농도로 저감시켜 어류의 생존을 위협하게 되며, 산소 요구량을 증가시켜 용존 산소를 감소시키게 되고, 유독성의 조류를 발생시키는 심각한 문제이다. 따라서 어류를 양식하는 양어장에서는 펌프를 이용하여 물을 순환시키면서 물속에 용존산소를 공급함에 따라 용존 산소량을 높이도록 하여, 부영양화를 방지하도록 하고 있는 실정이다.

통상적으로 물속에 용존산소를 공급하기 위해서 산기장치를 이용하고 있으며, 산기장치를 이용한 종래의 양어장용 산소 공급장치에 대한 기술 중 하나로 등록특허공보 제10-1466840호가 개시되어 있다.

종래의 산소 공급장치는 수조의 수면위의 일정 공간을 외부 대기와 분리시킨 공간부를 형성하기 위해 하부가 개방되는 형상의 커버, 상기 수조의 수중에 설치되고, 상기 공간부에 있는 공기를 흡입하여 상기 커버의 하측 물속에서 기포를 분출시키는 기포산소 분출기 및 상기 커버의 공간부로 산소를 공급하는 산소공급원을 포함하고, 상기 기포산소 분출기에서 분출된 기포 중 물속에 녹지 않은 부분은 상승하여 상기 공간부에 포집되어 재사용되는 것을 특징으로 한다.

종래의 산소 공급장치는 상기의 구성에 의해 수조에 공급되는 산소의 낭비를 줄이는 효과가 있으나, 산소 공급장치가 수중에 설치된 상태에서 산소를 공급하도록 이루어지고 있기 때문에, 기포의 크기가 미세하지 않는 경우, 물에 용해되는 기포의 양이 적어 용존효율이 떨어지는 문제가 있으며, 아울러 많은 양의 기포를 용해하기 위해서는 산소를 분출하는 과정을 반복적으로 실시해야함에 따라 에너지 효율이 떨어지는 문제가 있다.

KR 10-1466840 (B1) 2014. 11. 24.

본 고안은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 고안에서 해결하고자 하는 과제는 기포와 물이 압력탱크로 공급되는 과정 중에 용존수 생성부를 통과하는 과정에서 용존수가 생성되도록 하며, 공급된 용존수가 상기 압력탱크의 공기압의 증가에 따라 자연적으로 배출관을 통해 양어장으로 배출되도록 하는 양어장용 산소 공급장치를 제공하는 것이다.

또한 본 고안에서 해결하고자 하는 과제는 용존수 생성부에서 다량의 기포가 산소에 용존되도록 형성됨에 따라, 용존율이 높은 용존수를 생성하도록 하는 양어장용 산소 공급장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 고안의 양어장용 산소 공급장치는 용존수 및 산소가 공급되는 압력탱크; 일측이 양수펌프에 연결되고, 타측이 상기 압력탱크의 상부에 배치되며, 상기 압력탱크 내부로 물을 공급하는 급수관; 일측이 산소발생장치에 연결되고, 타측이 급수관에 연결되며, 일측에서 타측으로 산소를 공급하는 산소공급관; 상기 급수관과 산소공급관의 연결부에 형성되며, 상기 급수관을 통해 유동되는 물에 산소를 공급하며, 용존수를 생성하는 용존수 생성부; 상기 급수관의 타측에 구비되며, 상기 압력탱크의 상부에서 하부로 상기 용존수와 산소를 분사하는 분사노즐; 및 일측이 상기 압력탱크의 내부에 구비되고, 양어장의 내부에 연결되는 배출관을 포함하며, 상기 압력탱크 내부의 공기압이 일정 값에 도달하는 경우, 상기 용존수가 상기 배출관으로 유동되면서 상기 양어장으로 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 분사노즐은, 상기 압력탱크 내부의 전방향으로 분사하도록 이루어지도록 한다.

한편, 상기 용존수 생성부는, 엘보관의 유입구가 상기 산소공급관에 연결되고, 엘보관의 배출구가 상기 급수관과 동일한 유동방향으로 산소를 배출하도록 상기 급수관 내부에 배치되어, 상기 엘보관의 배출구의 인접 구역에서 산소와 물의 혼합이 이루어지도록 한다.

본 고안에 의하면, 압력탱크에 물을 공급하는 압력에 의해, 압력탱크 내부에 수용된 용존수가 배출되도록 하는 바, 배출을 위한 별도의 장치 및 동력이 요구되지 않는 장점이 있으며, 구성이 간단하고 동작과정이 단순하여 빠른 시간내에 용존수를 생성하여 공급하도록 하는 효과가 있다.

또한 본 고안에 의하면, 물과 산소가 접촉되는 면적이 증가함에 따라, 빠른 시간 내에 용존율이 높은 용존수를 생성할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 양어장용 산소 공급장치의 단면도.
도 2는 본 고안에 따른 용존수 생성부의 단면도.
도 3은 본 고안에 따른 용존수 생성부의 A-A'단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

본 고안은 양어장의 수조에 용존수를 공급하기 위한 산소 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기포와 물이 압력탱크(100)로 공급되는 과정 중 용존수 생성부(400)를 통과하는 과정에서 용존수가 생성되도록 하며, 공급된 용존수가 상기 압력탱크의 공기압의 증가에 따라 자연적으로 배출관(600)을 통해 양어장으로 배출되도록 하는 양어장용 산소 공급장치에 관한 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 양어장용 산소 공급장치의 단면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 용존수 생성부의 단면도이며, 도 3은 본 고안에 따른 용존수 생성부의 A-A'단면도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 고안은 압력탱크(100), 급수관(200), 산소공급관(300), 용존수 생성부(400), 분사노즐 및 배출관을 포함하여 형성된다.

상기 압력탱크(100)는 용존수가 생성되어 저장되는 것으로서, 내부에 공간이 형성되고 일정 높이를 갖는 원통체로 구성되며, 내부에 생성된 용존수와 산소가 공급되어 수용된다. 상기 압력탱크(100)의 하측에서는 배수구(110)가 형성되며, 상기 압력탱크(100)에 문제가 발생되거나, 퇴적된 이물질의 양이 일정량 이상이 되는 경우 선택적으로 개방하여 내부에 수용된 물 또는 이물질 등을 제거할 수 있도록 한다.

상기 급수관(200)은 상기 압력탱크(100) 내부로 물을 공급하는 관으로서, 일측이 양수펌프(P)에 연결되고, 타측이 상기 압력탱크(100)의 상부에 연결되며, 상기 양수펌프(P)의 동작에 따라 상기 급수관(200)의 일측에서 타측으로 물이 유동되도록 한다.

상기 산소공급관(300)은 상기 급수관(200)을 통해 유동되는 물에 산소를 공급하기 위한 것으로서, 일측이 산소발생장치(310)에 연결되고, 타측이 급수관에 연결되며, 일측에서 타측으로 산소를 공급하도록 한다. 이때, 상기 산소발생장치(310)는 통상적으로 수중에 산소를 공급하기 위해 사용되고 있는 장치이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 용존수 생성부(400)는 양어장에 공급될 용존수를 생성하기 위한 것으로서, 상기 급수관(200)과 산소공급관(300)의 연결부에 형성되며, 상기 급수관(200)을 통해 유동되는 물에 산소를 공급하여 용존수를 생성하도록 한다.

이때, 공급된 산소 중 일부는 상기 급수관(200) 내부의 압력에 의해 유동되는 물에 용해되어 용존수가 되며, 용해되지 못한 산소는 용존수의 유동에 따라 함께 이동되어 상기 압력탱크(100)의 내부로 유입되도록 한다.

한편, 유동되는 물과 공급되는 산소가 접촉되는 면적이 클수록 용존율이 높아지므로, 상기 용존수 생성부(400)는 용존율이 높아질 수 있는 구성으로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 용존수 생성부(400)는 엘보관(410), 벤츄리부(420) 및 기포 생성홀(430)이 포함되어 형성된다.

상기 엘보관(410)은 곡률을 가지는 배관으로서, 유입구가 상기 산소공급관(300)과 연결되고, 배출구가 상기 급수관(200)과 동일한 유동방향으로 산소를 배출하도록 상기 급수관(200) 내부에 배치되며, 상기 산소공급관(300)으로부터 전달된 산소를 상기 급수관(200)으로 공급하도록 함에 따라, 상기 엘보관(410)의 배출구의 인접 구역에서 물과 산소의 혼합이 이루어지도록 한다. 이때, 상기 엘보관(410)의 배출구는 상기 급수관(200)과 동심을 가지도록 배치된다.

상기 벤츄리부(420)는 상기 급수관(200) 내에 벤츄리 효과를 발생시키기 위한 것으로서, 상기 급수관(200) 상에 상기 급수관(200)의 중심축을 향해 만곡된 구배면에 의해 형성됨에 따라, 물의 유동방향으로 상기 급수관(200)의 단면적이 점차 작아지다가 다시 커지도록 형성되며, 엘보관(410)의 유입구와 배출구 사이에 배치되어 형성된다.

상기 기포 생성홀(430)은 상기 급수관(200) 내에 유동되는 물에 1차로 산소를 공급하기 위한 것으로서, 상기 급수관(200)의 단면적이 점차 커지는 구간에 위치한 상기 엘보관(410)의 외주면 상에 방사상으로 복수 개가 형성되되, 상기 급수관(200)의 단면적이 가장 작은 부분에 인접하게 위치되도록 한다.

상기의 구조에 따라, 상기 용존수 생성부(400) 내부에서 유동되는 물은 상기 기포 생성홀(430)의 인접 구역을 통과하면서 1차로 용존수가 생성되고, 상기 엘보관(410)의 배출구 끝단부의 인접 구역을 통과하면서 2차로 용존수가 생성되도록 한다.

한편, 이를 위해, 상기 엘보관(410) 내의 공기압은 상기 급수관(200) 내의 수압과 비슷한 압력을 갖거나 또는 상대적으로 높은 압력을 갖도록 이루어진다.

더욱 상세하게 설명하면, 상기 용존수 생성부(400)로 유입되는 물은 상기 벤츄리부(420)와 엘보관(410) 사이를 통과하게 되는데, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 벤츄리부(420)에 의해 유동방향으로 갈수록 상기 급수관(200)의 단면적이 점차 좁아짐에 따라, 상기 벤츄리부(420)를 통과하는 물에 가해지는 압력은 점차 증가하게 된다.

이후, 상기 물이 계속해서 유동되면서 상기 급수관(200)의 단면적이 가장 작은 구간을 완전히 통과하여 상기 급수관(200)의 단면적이 점차 넓어지는 구간으로 유동하게 된다.

이때, 유동되는 물의 수압은 상기 급수관(200)의 단면적에 반비례하여 점차 커지다가 갑작스럽게 압력이 감소하게 되면서 벤츄리 현상이 발생하게 되는데, 상기 엘보관(410) 내의 공기압은 상기 급수관(200)의 수압과 같거나 높은 압력을 가지며 유동되기 때문에, 벤츄리 현상이 발생시, 상기 엘보관(410) 내의 공기압이 상기 급수관(200)의 수압보다 항상 고압인 상태가 된다.

따라서, 상기 엘보관(410) 내로 유동되는 산소 중 일부는 상기 기포 생성홀(430)을 통해 상기 엘보관(410)의 외측, 즉, 상기 엘보관(410)과 상기 급수관(200) 사이로 배출이 이루어지게 되면서 1차 용존수가 생성된다.

이후, 상기 1차 용존수는 상기 엘보관(410)과 급수관(200) 사이를 통과하면서 상기 엘보관(410)의 끝단부를 통과하게 되고, 동시에 상기 엘보관(410)의 배출구 끝단으로부터 산소가 배출되어 상기 1차 용존수에 공급된다.

이에 따라, 상기 엘보관(410)의 배출구의 인접구역에서는 산소와 1차 용존수의 압력차에 의해 자연적으로 혼합이 이루어짐으로써 2차 용존수가 생성된다.

즉, 본 고안은 상기의 구성에 따라, 상기 급수관(200)을 통해 유동되는 물은 상기 용존수 생성부(400)를 통과하는 과정에서 2차례에 걸쳐서 산소와 접촉됨에 따라, 물관 산소가 접촉되는 면적이 증가하게 되고, 이에 따라 생성되는 용존수의 용존율이 더욱 상승되도록 한다.

상기 분사노즐(500)은 상기 압력탱크(100)의 내부 전체에 용존수를 공급하기 위한 것으로서, 상기 급수관(200)의 타측 끝단부에 구비되며, 상기 압력탱크(100) 내부의 전방향으로 용존수와 산소가 분사되도록 한다.

이때, 상기 분사노즐(500)은 다량의 통공이 형성되는 구체 형태로 형성되며, 상기 급수관(200)을 통해 유동되는 용존수 및 산소가 상기 압력탱크(100)의 내부 상측에서 전방향으로 분사되도록 형성된다.

본 고안은 양어장에 용존율이 높은 용존수를 공급하기 위한 것인바, 상기 분사노즐(500)은 상기 압력탱크(100)의 상부에서 상기 용존수가 낙하되는 과정에서 상기 압력탱크(100) 내부에 수용된 상태인 용존수와 마찰함에 따라 더욱 많은 양의 기포가 생성된 상태에서 용존수가 양어장으로 공급되도록 하는 효과가 있다. 이때, 상기 분사노즐(500)은 상기 압력탱크(100)의 상면에 인접하게 위치되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 배출관(600)은 상기 압력탱크(100)에 수용된 용존수를 양어장으로 공급하기 위한 것으로서, 상기 압력탱크(100)의 내부에 구비되고, 타측이 양어장에 연결되도록 한다.

상기의 구성에 따라, 본 고안은 상기 압력탱크(100) 내부의 공기압 변화에 의해 수용되어 있던 용존수가 상기 배출관(600)을 통해 양어장으로 배출되도록 한다.

더욱 상세하게 설명하면, 본 고안은 상기 양수펌프(P)의 작동에 따라, 물이 상기 급수관(200)을 따라 유동되며, 이와 동시에 상기 산소발생장치(310)에서 산소가 공급된다. 이후, 상기 용존수 생성부(400)를 통과하는 과정에서 용존율이 높은 용존수가 생성되고, 생성된 용존수는 상기 분사노즐(500)을 통해 상기 압력탱크(100)로 공급된다.

이때, 연속적으로 용존수가 공급되면, 공급된 용존수에 의해 상기 압력탱크(100) 내부의 수위가 높아지고, 상기 압력탱크(100)의 빈 공간은 점차 줄어들게 되며, 상기 용존수에 완전히 용해되지 못한 산소에 의해 상기 압력탱크 내부의 빈 공간의 밀도가 더욱 상승됨에 따라, 상기 압력탱크(100) 내부의 공기압이 상승하게 된다.

이후 상기 공기압이 일정 값을 초과하는 경우, 수용된 상기 용존수는 상기 배출관(600)을 통해 양어장으로 배출이 이루어지며, 상기 압력탱크(100)의 내부에 용존수가 계속해서 공급되어 일정한 수위 및 공기압이 유지되면, 내부에 수용된 용존수의 배출 또한 계속해서 이루어지며, 용존수의 공급이 중지되는 경우, 점차 배출되는 양이 줄어들다가 상기 압력탱크(100) 내부의 공기압이 일정 값보다 상대적으로 낮아지면 배출이 중지되도록 한다.

이때, 상기 일정 값은 상기 압력탱크의 부피, 배출관의 단면적, 길이 및 대기압의 크기 등에 의해서 계산되는 값으로서, 사용자의 요구에 따라 변화되는 값이다.

상기의 구성에 따라, 본 고안은 상기 압력탱크(100)에 물과 산소를 공급하는 압력에 의해, 상기 압력탱크(100) 내부에 수용된 용존수가 배출되도록 하는 바, 배출을 위한 별도의 장치 및 동력이 요구되지 않는 장점이 있으며, 구성이 간단하고 동작과정이 단순하여 빠른 시간내에 용존수를 생성하여 공급하도록 하는 효과가 있다.

한편, 본 고안은 상기 압력탱크(100) 내부의 공기압의 변화에 따라 용존수의 배출이 이루어지는 바, 초기 작동시 더욱 빠른 시간 내에 용존수를 공급하기 위해, 상기 배출관(600)에 밸브(미도시)를 포함하여 형성될 수 있다.

부연하면, 초기 작동시, 상기 밸브를 폐쇄한 상태에서 상기 압력탱크(100)로 용존수의 공급을 실시하여 상기 공기압이 단시간 내에 일정 값에 도달하도록 하며, 이후 상기 밸브를 개방하여 상기 수용된 용존수를 양어장으로 공급할 수 있도록 한다.

이상에서 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 고안의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 고안의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 고안의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

100 : 압력탱크 110 : 배수구
200 : 급수관
300 : 산소발생장치
310 : 산소공급관
400 : 용존수 생성부 410 : 엘보관
420 : 벤츄리부 430 : 기포 생성홀
500 : 분사노즐
600 : 배출관
P : 양수펌프

Claims (3)

1. 용존수 및 산소가 공급되는 압력탱크(100);
   일측이 양수펌프(P)에 연결되고, 타측이 상기 압력탱크(100)의 상부에 배치되며, 상기 압력탱크(100) 내부로 물을 공급하는 급수관(200);
   일측이 산소발생장치(310)에 연결되고, 타측이 급수관(200)에 연결되며, 일측에서 타측으로 산소를 공급하는 산소공급관(300);
   상기 급수관(200)과 산소공급관(300)의 연결부에 형성되며, 상기 급수관(200)을 통해 유동되는 물에 산소를 공급하며, 용존수를 생성하는 용존수 생성부(400);
   상기 급수관(200)의 타측에 구비되며, 상기 압력탱크(100)의 내부에 상기 용존수와 산소를 분사하는 분사노즐(500);
   일측이 상기 압력탱크(100)의 내부에 구비되고, 양어장의 내부에 연결되는 배출관(600);
   을 포함하며, 상기 압력탱크(100) 내부의 공기압이 일정 값에 도달하는 경우, 상기 용존수가 상기 배출관(600)으로 유동되면서 상기 양어장으로 공급되도록 하며,
   상기 분사노즐(500)은,
   다량의 통공이 형성된 구체 형태로 이루어져, 상기 급수관(200)을 통해 유동되는 용존수 및 산소가 상기 압력탱크(100) 내부의 전방향으로 분사되도록 이루어지며,
   상기 용존수 생성부(400)는,
   유입구가 상기 산소공급관(300)과 연결되고, 배출구가 상기 급수관(200)과 동일한 유동방향으로 산소를 배출하도록 상기 급수관(200)의 내부에 배치되는 엘보관(410);
   상기 급수관(200) 상에서 중심축을 향해 만곡된 구배면에 의해 형성되어 상기 엘보관(410)의 유입구와 배출구 사이에 배치되는 벤츄리부(420); 및
   상기 엘보관(410)의 외주면 상에 복수 개가 방사상으로 배치된 상태로 상기 벤츄리부(420)의 단면적이 가장 작은 부분에 인접하게 구비되되, 상기 벤츄리부(420)의 단면적이 점차 커지는 구역측에 구비되는 기포 생성홀(430);
   을 포함하며,
   상기 엘보관(410) 내의 공기압은 상기 급수관(200) 내의 수압보다 상대적으로 높은 압력을 가지며,
   상기 용존수 생성부(400)는,
   물이 상기 급수관(200)의 내부를 통과하는 과정 중에 상기 기포 생성홀(430)과 인접한 구역에서 1차 용존수를 생성시키고, 상기 엘보관(410)의 배출구 끝단과 인접한 구역에서 2차 용존수를 생성시키는 것을 특징으로 하는 양어장용 산소 공급장치.
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3. 삭제

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