JP5377761B2 - Green algae-preventing water circulation system using sunlight - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水循環装置および該装置に対する浮力調節方法に係り、さらに詳しくは、水域の下部に溜まっている水を循環させることが可能な水循環装置および該装置に対する浮力調節方法に関する。 The present invention relates to a water circulation device and a buoyancy adjustment method for the device, and more particularly to a water circulation device capable of circulating water accumulated in a lower part of a water area and a buoyancy adjustment method for the device.
河川、湖、大河または海に、有機物を含有した生活下水と糞尿が過量流れ込むと、微生物が有機物を過量に分解するので、水域に栄養が多くなる富栄養化現象が発生する。 When living sewage and manure containing organic matter flows excessively into rivers, lakes, rivers, or seas, microorganisms decompose excessive amounts of organic matter, resulting in an eutrophication phenomenon that increases nutrients in the water area.
すなわち、自浄能力を超える大量の有機物または塩類が河川や海などに流入すると、水域は分解産物または二次生成物などの栄養塩類が豊富になる現象が起こり、これにより水草および緑藻類の増殖が盛んになり、生物学的酸素要求量(Biochemical Oxygen Demand、BOD)が増加し、水中の酸素不足により魚類などの水中生物が生きられなくなる。 In other words, when a large amount of organic matter or salts exceeding the self-cleaning capacity flows into rivers or the sea, the water area becomes rich in nutrient salts such as degradation products or secondary products, which causes the growth of aquatic plants and green algae. As a result, biological oxygen demand (Biochemical Oxygen Demand, BOD) increases, and underwater organisms such as fish cannot live due to insufficient oxygen in the water.
特に、気温が上昇すると、成層化現象が激しくなり、酸素が湖の表層から湖の底層へ伝達され難くなる。これにより、湖の底層における溶存酸素量が1mg/L以下に低下し、その結果、生態系の破壊がさらに悪化してしまう。よって、富栄養化した水域の水質を改善させるための装置が求められている。 In particular, when the temperature rises, the stratification phenomenon becomes violent, and oxygen is hardly transmitted from the surface of the lake to the bottom of the lake. Thereby, the amount of dissolved oxygen in the bottom layer of the lake is reduced to 1 mg / L or less, and as a result, the destruction of the ecosystem is further deteriorated. Therefore, there is a need for a device for improving the quality of eutrophied water.
本発明の目的は、水域の水を効率よく循環させて水域の水質を改善することが可能な水循環装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a water circulation device capable of improving the water quality of a water area by efficiently circulating water in the water area.
また、本発明の他の目的は、水循環装置の浮力を調節する浮力調節方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a buoyancy adjustment method for adjusting the buoyancy of a water circulation device.
上記目的を達成するための本発明に係る水循環装置は、中空の筒状をし、水域に位置する胴体と、前記胴体の下端部に設けられ、前記水域の底層に停滞した水の流入を受けるメイン流入口と、前記胴体の側壁に設けられ、側壁に隣接した水域の水の流入を受ける多数のサブ流入口と、前記胴体の上端部に設けられ、前記流入した水を前記胴体の上端部の隣接水域の上層へ排出する拡散部とを含んでなる波形ドラフトチューブ;前記波形ドラフトチューブ内に設けられ、前記メイン流入口と前記サブ流入口を介して流入した水が前記胴体の上端部の隣接水域の上層へ排出されるように回転するインペラー;前記インペラーを回転させる駆動モーター;および前記波形ドラフトチューブの胴体の側壁に沿って設けられ、前記ドラフトチューブの内部へ空気を供給する散気管;を含んでなる。 In order to achieve the above object, a water circulation device according to the present invention has a hollow cylindrical shape, and is provided in a body located in a water area, and provided at a lower end of the body, and receives an inflow of water stagnated in a bottom layer of the water area. A main inlet, a plurality of sub-inlets provided on the sidewall of the fuselage for receiving inflow of water in the water area adjacent to the sidewall, and provided at an upper end of the fuselage. A corrugated draft tube comprising a diffusing portion that discharges to an upper layer of an adjacent water area; water provided in the corrugated draft tube through the main inlet and the sub inlet, An impeller that rotates so as to be discharged to an upper layer of an adjacent water area; a drive motor that rotates the impeller; and a side wall of a body of the corrugated draft tube; Comprising; air sparge tube supplying to.
一方、前記多数のサブ流入口は前記波形ドラフトチューブの胴体の側壁に沿って設けられ、前記多数のサブ流入口の直径は水域の上層から水域の底層に行くほど増加してもよい。 Meanwhile, the plurality of sub-inlets may be provided along a sidewall of the corrugated draft tube body, and the diameter of the plurality of sub-inlets may increase from the upper layer of the water area to the bottom layer of the water area.
また、前記胴体は円筒状をし、前記多数のサブ流入口は前記胴体の円周方向に沿って配置されてもよい。 The body may have a cylindrical shape, and the plurality of sub inlets may be disposed along a circumferential direction of the body.
一方、前記波形ドラフトチューブは、前記拡散部の上面に設けられ、前記拡散部を介して排出される水の回転方向にガイドするように構成された案内突条をさらに含んでもよい。 Meanwhile, the corrugated draft tube may further include a guide protrusion provided on the upper surface of the diffusing portion and configured to guide in a rotating direction of water discharged through the diffusing portion.
また、前記空気を排出する前記散気管の排出口は前記ドラフトチューブの前記メイン流入口側に位置してもよい。 The discharge port of the air diffuser for discharging the air may be located on the main inlet side of the draft tube.
一方、本水循環装置は、前記散気管の排出口から排出される空気の流入を受け、空気バブルを生成する空気バブル生成部をさらに含んでもよい。 Meanwhile, the water circulation device may further include an air bubble generating unit that receives an inflow of air discharged from the discharge port of the air diffuser and generates an air bubble.
また、本水循環装置は、前記水循環装置に浮力を提供する浮遊部をさらに含んでもよく、前記浮遊部には浮力を調節するための水注入口が配置されてもよい。 The water circulation device may further include a floating portion that provides buoyancy to the water circulation device, and a water inlet for adjusting buoyancy may be disposed in the floating portion.
一方、本水循環装置は、前記水注入口に注入される水の量によって浮力を調節することができる。 On the other hand, the present water circulation device can adjust the buoyancy according to the amount of water injected into the water inlet.
また、前記散気管は、前記波形ドラフトチューブの胴体の外壁または内壁に沿って配置されてもよい。 The air diffuser may be arranged along an outer wall or an inner wall of the body of the corrugated draft tube.
上記目的を達成するための水循環装置における浮力調節方法において、前記水循環装置は、中空の筒状をし、水域に位置する胴体と、前記胴体の下端部に設けられ、前記水域の底層に停滞した水の流入を受ける少なくとも一つのメイン流入口と、前記胴体の上端部に設けられ、前記流入した水を前記胴体の上端部の隣接水域の上層へ排出する拡散部とを含んでなるドラフトチューブ;前記波形ドラフトチューブ内に設けられ、前記メイン流入口と前記サブ流入口を介して流入した水が前記胴体の上端部の隣接水域の上層へ排出されるように回転するインペラー;および浮力を提供する浮遊部;を備え、前記浮遊部に注入される水の量を調節することにより浮力を調節することができる。 In the buoyancy adjustment method in the water circulation device for achieving the above object, the water circulation device has a hollow cylindrical shape, is provided in a body located in a water area, and is provided at a lower end portion of the body, and stagnates in a bottom layer of the water area. A draft tube comprising at least one main inlet for receiving inflow of water, and a diffusion section provided at an upper end of the body and discharging the inflowed water to an upper layer adjacent to the upper end of the body; An impeller provided in the corrugated draft tube and rotating so that water flowing in through the main inlet and the sub inlet is discharged to an upper layer of an adjacent water area at an upper end of the body; and provides buoyancy And the buoyancy can be adjusted by adjusting the amount of water injected into the floating part.
上述したように、本発明の水循環装置によれば、波形ドラフトチューブの側壁に設けられ、水域の水が循環しないデッドゾーンの水を胴体の内部に流入させる多数のサブ流入口を備えることにより、水域におけるデッドゾーンの形成を防止して水域の水質を効率よく改善することができる。 As described above, according to the water circulation device of the present invention, by providing a plurality of sub-inlets that are provided on the side wall of the corrugated draft tube and allow water in a dead zone where water in the water area does not circulate to flow into the body, The formation of dead zones in the water area can be prevented, and the water quality of the water area can be improved efficiently.
また、酸素が足りない底層の水と、側面から流入する水とを混合させることにより、酸素不足水による水域への悪影響を最小化させることができ、底層と側面から流入した水を隣接水域の上層へ広く拡散させることができる。 In addition, by mixing the water in the bottom layer with insufficient oxygen and the water flowing in from the side, the adverse effects on the water area due to the oxygen-deficient water can be minimized, and the water flowing in from the bottom layer and the side surface It can be diffused widely to the upper layer.
また、水域底層の無酸素層に直接空気を供給することにより、底層の溶存酸素量を大きく増加させ、ひいてはバブルの形で空気を波形ドラフトチューブ内へ供給することにより、ドラフトチューブ内の水の上層速度が遅くなり、ドラフトチューブを介して流入した水が十分な時間酸素の供給を受けることができる。すなわち、単純に水を循環させるのではなく、水域の底層から上層まで移動させながら持続的に空気を水に供給することにより、必要な溶存酸素量を短時間内に水域へ供給することができる。 Also, by supplying air directly to the anoxic layer at the bottom of the water area, the amount of dissolved oxygen in the bottom layer is greatly increased, and by supplying air into the corrugated draft tube in the form of bubbles, the water in the draft tube is increased. The upper layer speed becomes slow, and the water flowing in through the draft tube can be supplied with oxygen for a sufficient time. That is, instead of simply circulating water, the required dissolved oxygen amount can be supplied to the water area within a short time by continuously supplying air to the water while moving from the bottom layer to the upper layer of the water area. .
また、本発明の水循環装置の浮力を調節する方法によれば、本水循環装置の水に対する高さ調節を容易にセットし維持することができる。 Moreover, according to the method for adjusting the buoyancy of the water circulation device of the present invention, the height adjustment of the water circulation device with respect to water can be easily set and maintained.
以下に添付図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
下記の特定実施形態を記述するに当たり、種々の特徴的内容は発明をさらに具体的に説明し、当業者に理解させるために作成された。本発明を理解することができる程度に当該分野の知識を有する者は、このような種々の特徴的内容と均等なものを認知することができる。ある場合には、発明を記述するに際して、発明と大きな関連のない公知の部分は発明の要旨を無駄に乱すことを防ぐために記述しないことを予め言及しておく。 In describing the specific embodiments below, various features have been created to further illustrate the invention and to enable those skilled in the art to understand it. Those skilled in the art to the extent that they can understand the present invention can recognize such various characteristic contents and equivalents. In some cases, when describing the invention, it should be noted in advance that well-known parts that are not significantly related to the invention are not described in order to avoid unnecessarily disturbing the gist of the invention.
本明細書において、「水域」とは湖沼、湖、海、大河または河川などを意味する。 In this specification, the “water area” means a lake, a lake, a sea, a large river, a river, or the like.
また、本明細書において、「波形ドラフトチューブ」とは、その側面に水の流入するサブ流入口を有し、皺状の胴体を持つドラフトチューブを意味する。 Further, in this specification, the “corrugated draft tube” means a draft tube having a sub-inlet through which water flows on the side surface and having a bowl-shaped body.
図1は本発明の一実施形態に係る水循環装置を概略的に示す図、図2は図1に示した波形ドラフトチューブの側面図である。 FIG. 1 is a view schematically showing a water circulation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the corrugated draft tube shown in FIG.
図1および図2を参照すると、水循環装置100は、波形ドラフトチューブ110、インペラー120、駆動モーター130および多数のソーラーセル140を含む。波形ドラフトチューブ110は、胴体111、メイン流入口112、多数のサブ流入口113、および拡散部140を含む。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
胴体111は、円筒状をし、水域10の水中に設置される。胴体111の下端部にはメイン流入口112が設けられ、駆動モーター130によってインペラー120が回転するにつれて、水域10の底層に溜まっている水がメイン流入口112を介して波形ドラフトチューブ110内に流入され、水域10の中層にある水がサブ流入口113を介して流入される。ここで、胴体111の形状は例示的なものであって、胴体は、必ずしも円筒状である必要はなく、四角形の筒状、五角形の筒状、または六角形の筒状といった多様な形状であってもよい。また、胴体111は皺を持つ形状であってもよい。
The
図1に示すように、水域10の底層には水域10の上層より酸素の少ない低酸素領域が存在しうる。また、水温躍層(thermocline)10aを基準に、水域10の上層は温度が相対的に高く、水域の底層は相対的に温度が低いので、底層に行くほど水圧が強くなる。したがって、インペラー120の回転によって、波形ドラフトチューブ110の上層に存在する水が波形ドラフトチューブ110の外(すなわち、ドラフトに隣接した水域の上層)へ移動すると、メイン流入口112またはサブ流入口113を介して、水域10の底層または中層に存在する低酸素水および低温水が流入される。
As shown in FIG. 1, a low oxygen region having less oxygen than the upper layer of the
好ましくは、水域10の底層に停滞している低酸素水および低温水を波形ドラフトチューブ110内に流入させるために、胴体111の下端部を水域10の底層に位置させる。水域10の底層は水域毎に異なってもよく、一つの水域10においても底層の深さは位置によって異なってもよい。よって、胴体111の長さを水域10の水深によって調節できることが好ましい。本発明の一実施形態によれば、胴体111の長さが、水域の水深が深いところでは長くなり、水深が浅いところでは短くなるように、胴体111を皺管として形成する。胴体111の長さは遠隔コントローラによって自動的に調節されるようにしてもよい。
Preferably, the lower end portion of the
胴体111の側壁には、胴体111の長さ方向によって多数のサブ流入口113が設けられる。水域10の水深は通常深いため、水をメイン流入口112を介してのみ循環させると、水深の中間地点における波形ドラフトチューブ110の周囲領域、それに隣接した領域または拡散部114の下部領域(以下、「デッドゾーン(dead zone)」という)では水が循環しないおそれがあるが、本発明の一実施例に係るサブ流入口113が胴体111の側壁に設けられることにより、そのような問題点を解決できる。
A large number of
すなわち、デッドゾーンで循環しない水が多数のサブ流入口113を介して波形ドラフトチューブ110内に流入することにより、デッドゾーンで停滞した水が循環される。よって、水域10に循環のなされないデッドゾーンが形成されることを防止することができる。このように、メイン流入口113を介して水を循環させるとともに、サブ流入口113によって、酸素が足りない底層の水と側面から流入する水とを混合させることにより、酸素不足水による水域の悪影響を最小化させることができる。
That is, water that does not circulate in the dead zone flows into the
本発明の一実施形態によれば、多数のサブ流入口113の直径を水深の深さによって変化させてもよい。好ましくは、水域10の上層に対応して設けられる多数のサブ流入口113は、水の上昇力を低下させることなく、デッドゾーンの水が流入しうる程度の直径を持たせる。
According to an embodiment of the present invention, the diameters of the
例えば、多数のサブ流入口113の直径は水域10の上層から底層へ行くほど増加させる。このように底層に設けられた多数のサブ流入口113の直径を増加させると、水域10の底層に存在する低温水および低酸素水が波形ドラフトチューブ110内に流入する速度を向上させることができる。勿論、多数のサブ流入口113は位置を問わずに同一の直径を持つように構成することも可能である。
For example, the diameters of the
図2に示すように、多数のサブ流入口113は波形円筒胴体111の円周方向に沿って設けられる。この際、同一の高さに位置する多数のサブ流入口113は互いに同一の直径を持ってもよく、これとは異なり、互いに異なる直径を持ってもよい。
As shown in FIG. 2, a large number of
拡散部114は、胴体111の上端部に設けられ、波形ドラフトチューブ110内に流入した水を隣接水域10の上層へ排出する。流入した水は波形ドラフトチューブ110の自体の圧力によって波形ドラフトチューブ110の上端部に移動して拡散部114を介して隣接水域10の上層へ排出される。
The
インペラー120は、波形ドラフトチューブ110の上側内部に設けられ、所定の方向に回転して波形ドラフトチューブ110の上側に移動した水が拡散部114を介して容易に排出されるようにする。インペラー120は、回転軸121、および回転軸121に結合した多数の羽根122からなる。回転軸121は、駆動モーター130に連結され、駆動モーター130から動力の供給を受けて所定の方向に回転する。回転軸121に連結された多数の羽根122は回転軸121の回転によって回転する。よって、波形ドラフトチューブ110の上側内部に移動した水は多数の羽根122が回転する方向に回転しながら拡散部114を介して排出される。
The
本発明の好適な実施形態によれば、メイン流入口とサブ流入口の面積は、メイン流入口を介して流入する水:サブ流入口を介して流入する水が7:3となるようにする。これは、サブ流入口を介して水があまり流入すると、メイン流入口を介して流入する水が少なくなって水域の底層の低酸素水が円滑に循環しないおそれがあり、逆に、サブ流入口を介しての水の流入量が少なければ、デッドゾーンが形成されるおそれがあるためである。 According to a preferred embodiment of the present invention, the area of the main inlet and the sub inlet is set so that the water flowing in via the main inlet: the water flowing in via the sub inlet is 7: 3. . This is because if there is too much water flowing in through the sub-inlet, the amount of water flowing in through the main in-flow port will decrease and the low oxygen water at the bottom of the water area may not circulate smoothly. This is because a dead zone may be formed if the amount of inflow of water through is small.
図3は図1に示した拡散部の平面図である。 FIG. 3 is a plan view of the diffusion section shown in FIG.
図3を参照すると、拡散部114の上面には多数の案内突条114aが設けられる。多数の案内突条114aは、波形ドラフトチューブ110内で回転しながら上昇する水の回転方向に曲がった螺旋状構造を持つ。よって、回転しながら上昇する水が多数の案内突条114aによって拡散部114の外側にガイドされ、その結果として、拡散部114は、前記水を隣接水域10の上層へ容易に排出することができる。案内突条は、水が広く拡散するように案内する機能を備え、水の隣接水域へ円滑に排出されるように水が互いに干渉しないようにする。
Referring to FIG. 3, a plurality of
再び図1を参照すると、多数のソーラーセル140は、駆動モーター130に隣接して設けられ、太陽光を用いて電源を蓄電する。蓄電された電源は、駆動モーター130へ供給され、駆動モーター130を稼動させる。駆動モーター130が太陽光によって蓄電された電源の供給を受けて稼動される構造を示したが、これは本発明の一実施形態に過ぎず、これに限定されるものではない。例えば、風力によって発電する装置を用いることも可能であり、取替可能な蓄電池を用いることも可能である。
Referring to FIG. 1 again, a large number of
このように、水循環装置100を介して水域10の底層に停滞していた水を循環させることにより、底層の低酸素水は上層の酸素水と混合されて底層における緑藻現象を防止することができる。また、底層の低温水が上層の高温水と混合されることにより、水域10の温度成層化現象を防止することができる。その結果、水域10の水質を改善することができる。
Thus, by circulating the water stagnated in the bottom layer of the
図4は本発明の他の実施形態に係る水循環装置を示す図である。但し、図4に示した構成要素のうち、図1に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、それに対する具体的な説明は省略する。 FIG. 4 is a view showing a water circulation device according to another embodiment of the present invention. However, among the components shown in FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図4に示した水循環装置100は、波形ドラフトチューブ110の側壁に沿って設けられた散気管150をさらに備えるという点で、図1に示した水循環装置とは異なる。
The
散気管150は、コンプレッサー(図示せず)から外部空気の供給を受け、波形ドラフトチューブ110の内部へ空気を供給する。図4に示すように、散気管150の排出口151は、波形ドラフトチューブ110のメイン流入口112側に設けられてもよい。
The
このように、空気が波形ドラフトチューブ110の内部へ供給されると、水域10の底層の無酸素層に直接空気が供給され、これにより底層の溶存酸素量を増加することができる。
Thus, when air is supplied to the inside of the
より好ましくは、散気管150が空気バルブを波形ドラフトチューブ110へ供給されるようにする。このために、散気管150の構成を、空気バブルが供給できるようにする。空気バブルが波形ドラフトチューブ110内に供給されると、水の上昇速度が遅くなり、これにより波形ドラフトチューブを介して流入した水が十分な時間酸素の供給を受けることができる。本発明の一実施形態によれば、空気バブルは波形ドラフトチューブ110の下端から供給されるか、或いはインペラー120の下部領域へ供給される。以下、図5〜図7を参照して、空気バブルを供給する散気管の構成について説明する。
More preferably, the
図5は本発明の一実施形態に係る散気管の構成を示す。図5を参照すると、散気管150の排出口151には空気バブルを生成するためのバブル生成部160が連結され、排出口151を介して排出される空気はバブル生成部160を介してバブルとして供給される。
FIG. 5 shows a configuration of an air diffuser according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a
空気バブル生成部160は、図7で後述するように、数多くの空気バブルを生成し、排出口151から供給された空気は微細孔163を介して排出される。
As will be described later with reference to FIG. 7, the air
一方、微細孔163を介して排出される空気は、排出される瞬間、周囲の水の流れによって泡状となるが、微細孔163の直径が小さければ小さいほど微細なサイズの気泡が生成される。好ましくは、微細孔163の構造は、空気が水中へ放出されるときに周囲の水の流れによってうまく泡状となるように構成するとよい。
On the other hand, the air discharged through the
図5を再度参照すると、インペラー120の回転によって、インペラー120の周囲には急激な水の流れが存在し、そのような水の流れによって、微細孔163を介して排出される空気が微細に泡立てられる。
Referring again to FIG. 5, due to the rotation of the
本発明の一実施形態に係る空気バブル生成部160は、円筒状をしており、適切な連結手段によって波形ドラフトチューブ110に取り付けられてもよい。一方、本空気バブル生成部160の円筒状と位置は例示的なものであって、その形状または位置が変更されてもよい。
The air
また、図5には、散気管150が波形ドラフトチューブ110の側面を貫通して空気バブル生成部160へ空気を供給するものと示されている。これとは異なり、散気管150が波形ドラフトチューブ110の側面を貫通せず、波形ドラフトチューブ110の下部を介して(例えば、図4に示したように)上部へ延長されて空気バブル生成部160と連結されるようにする構成も可能である。
FIG. 5 also shows that the
図6は本発明の他の実施形態に係る散気管の構成を示す。図6を参照すると、空気バブル生成部160が波形ドラフトチューブ110の下端に位置したという点で、図5の実施形態とは異なる。空気バブル生成部160が波形ドラフトチューブ110の下端に位置することがより空気バブルの効果を極大化することができるので、さらに好ましい。
FIG. 6 shows a configuration of a diffuser according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the
図6に示した空気バブル生成部160は、適切な連結手段(図示せず)によって波形ドラフトチューブ110の下端に取り付けられてもよい。例えば、波形ドラフトチューブ110の端部157に輪またはリブを用いて空気バブル生成部160を取り付けてもよい。
6 may be attached to the lower end of the
図7は本発明の一実施形態に係る空気バブル生成部の断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view of an air bubble generating unit according to an embodiment of the present invention.
図7を参照すると、本空気バブル生成部160は数多い微細孔163を含み、微細孔163は散気管150から空気の供給を受けた管路161に連結されている。上述したように、管路161を介して移動する空気は、微細孔163を介して排出され、排出の際に微細孔163の周囲の水流れによって泡立てられることにより空気バブルが生成される。一方、図7の空気バブル生成部は、図6の実施形態とは異なり、波形ドラフトチューブの上部方向と下部方向の両方ともに空気バブルを排出できるようになっている。
Referring to FIG. 7, the air
図8は本発明の他の実施形態に係る水循環装置を示す図、図9および図10は図8の実施形態を説明するために提供される図である。 FIG. 8 is a view showing a water circulation device according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 9 and 10 are provided for explaining the embodiment of FIG.
図8および図9を参照すると、本実施形態に係る水循環装置は、ドラフトチューブ810、拡散部814、インペラー820、ソーラーセル840、ブレード842、浮遊部880、微細気泡発生部860、脚部865、第1ベース867、第2ベース869、充電部871、コンプレッサー875、コントロール部877、浮遊部880、支持台881、および水注入口885を含む。
8 and 9, the water circulation device according to the present embodiment includes a draft tube 810, a
ここで、ドラフトチューブ810、拡散部814、インペラー820、ソーラーセル840、微細気泡発生部860などは、前の実施形態で詳細に説明しているので、ここでは別途説明しないことにする。但し、他の構成要素を説明するにおいて必要な程度において説明する。
Here, the draft tube 810, the
ブレード842は、風力発電のためのものであって、外部からの風によって回転できる。ブレード842は風によって回転し、その回転力は増速器(図示せず)とカプラー(必要な場合にのみ)を介して発電器(図示せず)の回転子(図示せず)に連結される。回転子が回転することにより励起される起電力は、後述する充電部871に充電(または蓄電)される。風力発電のための技術的要素、例えばブレード、増速器、カプラー、および/または発電器自体に関する技術は本発明の要旨ではないので、その詳細な説明は省略する。
The
浮遊部880は、ソーラーセル840、ブレード842、コンプレッサー875、コントロール部877、充電部871などの構成要素を水上に浮遊させることができる。本実施形態に係る浮遊部880は、中空の筒状をして、水に浮遊可能な材質から構成できる。
The floating
本発明の好適な実施形態によれば、浮遊部880は、支持台881を介して前記ソーラーセル840、ブレード842、コンプレッサー875、コントロール部877、充電部871などの構成要素と直接または/および間接に連結され、本水循環装置を水上に浮遊させる機能を有する。
According to a preferred embodiment of the present invention, the floating
また、本発明の好適な実施形態によれば、浮遊部880は水注入口885(図9および図10に示す)を含む。水注入口885を介して浮遊部880の内部へ水が注入できる。図9を参照して後述するが、本水循環装置は水面との高さ調節(以下、「高さ調節」)が非常に重要である。
Also, according to a preferred embodiment of the present invention, the floating
従来の技術の場合、機械的装置を用いて高さ調節を試みたが、高さ調節をセットし維持させることが難しい。これは水上で行う作業のためでもあるが、装置全体の重さが完全な均衡を持っていないためでもある。また、時間が経過するにつれて、装置の磨耗により、高さ調節をさらに行う必要性が発生するが、そのとき、新しく高さ調節を行うことも容易ではない。 In the prior art, height adjustment was attempted using a mechanical device, but it is difficult to set and maintain the height adjustment. This is due to the work done on the water, but also because the overall weight of the device is not perfectly balanced. Further, as time elapses, it becomes necessary to further adjust the height due to wear of the apparatus, but at that time, it is not easy to perform a new height adjustment.
本発明では、別途の複雑な装置を導入することなく、高さ調節を容易にセットすることが可能であり、それを維持させることも便利である。本発明は、浮遊部880に水注入口885が設けられており、浮遊部880に水を投入して浮力を調節することができる。2つの浮遊部880それぞれに水注入口885が設けられているので、本水循環装置の重さ均衡が完全でない場合でも、水注入口885に注入される水の量によってほぼ完全な均衡を維持させながら高さ調節をセットすることができる。多量の水が浮遊部880に入った場合には、ポンプなどを活用して水を排出するようにすることもでき、或いは、浮遊部880に水排出口(図示せず)をさらに設け、水排出口(図示せず)を介して排出するようにすることもできる。
In the present invention, it is possible to easily set the height adjustment without introducing a separate complicated device, and it is convenient to maintain it. In the present invention, the floating
このように、浮遊部880に投入される水によって高さ調節をセットすることができるので、上述したように、高さ調節のセットまたは管理を非常に容易に行うことができる。また、複雑な機械的装置を使用しないので、製造が便利で費用の面でも効率的である。
As described above, since the height adjustment can be set by the water poured into the floating
図8に示した浮遊部880は合計3つから構成されているが、これは例示的な個数に過ぎず、これより多く或いはさらに少なく構成することが可能である。また、水注入口885の位置または個数も変形可能である。
Although the floating
脚部865はドラフトチューブ810を第1ベース867に固定させ、第1ベース867には微細気泡発生部860がのせられる。微細気泡発生部860が第1ベース867にのせられることにより、水中に含まれた汚染物が微細気泡発生部860に堆積しなくなる。第2ベース869は、充電部871、コンプレッサー875およびコントロール部877を支持する。
The
充電部871は、ソーラーセル840またはブレード842を介して発電した電力を蓄えることができる。充電部871によって充電された電力は、コントロール部877の制御下にインペラー820を回転させるモーター(図示せず)に提供される。モーターは、図8には示されていないが、本発明の技術分野に属する当業者であれば、インペラー820を回転させることが可能な位置に適切に配置することができる。本発明の一実施形態によれば、第2ベース869の上面には充電部871、コンプレッサー875、およびコントロール部877が位置し、第2ベース869の下面にはモーター(図示せず)が位置する。
The charging
コンプレッサー875は微細気泡発生部860に空気を提供する。散気管(図示せず)を介して、コンプレッサー825は微細気泡発生部860に空気を提供する。散気管をドラフトチューブ810の内部または外部に沿って配置させることができる。散気管をドラフトチューブ810の外部に沿って配置させた例は図4にも図示されており、散気管をドラフトチューブの内部に配置させる構成も当業者が適切に行うことができる。
The
コントロール部877は、本水循環装置の機械的および/または電気・電子的装置を制御する。例えば、コントロール部877はソーラーセル840またはブレード842を介して発電した電気をインペラーへ供給することができる。コントロール部877がインペラー820へ電力を供給する方法について図12を参照して詳細に説明する。
The
図9をさらに参照すると、水注入口885が浮遊部880に設けられたことが分かる。図示されてはいないが、水注入口885を塞ぐ栓がさらに設けられてもよい。
With further reference to FIG. 9, it can be seen that a
本発明の一実施形態によれば、ドラフトチューブには多数のサブ流入口813が設けられている。サブ流入口813の構造および機能は図1および図2の説明部分を参照されたい。例えば、サブ流入口813は図2に例示されたように水域の上層から下層へ行くほどその直径が可変する。一実施例によれば、下層に行くほどサブ流入口813の直径が大きくなりうる。
According to one embodiment of the present invention, the draft tube is provided with a number of
図11は本発明の一実施形態に係る拡散部を説明するために提供される図である。 FIG. 11 is a view provided to explain a diffusion unit according to an embodiment of the present invention.
図11に示すように、拡散部814が螺旋状構造をもって案内突条を備えることにより、水が回転しながら上昇し、上昇する水が案内突条によって拡散部814の外側へガイドされる。これによって、拡散部814は、案内突条によってガイドされた水を隣接水域の上層へ容易に排出できる。より詳細な説明は図3の説明部分を参照されたい。
As shown in FIG. 11, the
図12は本発明の一実施形態に係る水循環装置に使用される機械的および/または電気・電子的機能ブロックを説明するために提供される図である。 FIG. 12 is a diagram provided to explain mechanical and / or electrical / electronic functional blocks used in a water circulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
図12を参照すると、本発明の一実施形態に係る水循環装置は、電力を獲得してインペラーを駆動させるために、ソーラーセル840、ブレード881、充電部871、コンプレッサー875、コントロール部877、およびモーター部891を含む。
Referring to FIG. 12, a water circulation device according to an embodiment of the present invention includes a
本実施形態によれば、コントロール部877は、ソーラーセル840を介して発電した電力をモーター部891および/またはコンプレッサー875へ供給することができ、ソーラーセル840によって発電した電力のうち、残った電力は充電部871に蓄える。
According to the present embodiment, the
一方、コントロール部877は、ソーラーセル840によって発電する電力がない場合、充電部893に蓄えられた電力をモーター部891へ供給する。
On the other hand, when there is no electric power generated by
充電部871は、ソーラーセル840とブレード842を介して発電した電力を蓄える。
The charging
図12の実施形態では、ブレードによって発電する電力を充電部893に蓄えるものと説明したが、これとは異なる構成にしてもよい。例えば、風が多い地域であれば、ブレードによって発電する電力を直ちにモーター部891へ供給し、残った電力を充電部893に蓄えることが可能である。
In the embodiment of FIG. 12, it has been described that the electric power generated by the blade is stored in the
本発明の技術分野に属する者であれば、ソーラーセル840および/またはブレード842によって発電した電力を直ちにモーター部891またはコンプレッサー875へ供給するようにし、或いは充電部893に蓄えた後、必要に応じて使用するように構成することができる。
If it belongs to the technical field of the present invention, the power generated by the
上述した図面に示された例の大きさおよび縮尺比率は、本発明を容易に説明するために縮小および/または拡大して表示されているので、実際ではこれと異なる大きさまたは縮尺比率でも具現できることを言及しておく。例えば、上述した図6に示した空気バブル生成部の微細孔の大きさは空気バブルの大きさより多少大きく示されているが、これは説明を容易にするためのもので、微細孔の実際直径は空気バブルの大きさに準じて或いはそれより小さく構成されていてもよい。 The size and scale ratio of the example shown in the above-mentioned drawings are displayed in a reduced and / or enlarged manner for easy explanation of the present invention. Note what you can do. For example, the size of the fine holes of the air bubble generating unit shown in FIG. 6 is shown to be slightly larger than the size of the air bubbles, but this is for ease of explanation, and the actual diameter of the fine holes. May be configured according to the size of the air bubble or smaller.
図1に示したインペラー120の形状は、あくまでも例示的なものであって、波形ドラフトチューブ110の上層にある水を隣接水域へ移動させることが可能な機能を持つものであれば、いずれの形状のインペラーでも使用可能である。
The shape of the
以上、本発明の好適な実施形態について図示し説明したが、本発明は、上述した特定の実施形態に限定されず、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって多様な変形実施が可能なのはもとより、これらの変形実施は本発明の技術的思想または展望と区別して理解されてはならない。 The preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention is not deviated from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications may be made by those having ordinary knowledge in the technical field to which they belong, and these modifications should not be understood in distinction from the technical idea or perspective of the present invention.
100 水循環装置
110 ドラフトチューブ
111 胴体
112 メイン流入口
113 サブ流入口
114 拡散部
114a 案内突条
120 インペラー
130 駆動モーター
140 ソーラーセル
150 散気管
842 ブレード
880 浮遊部
865 脚部
867 第1ベース
869 第2ベース
871 充電部
875 コンプレッサー
877 コントロール部
881 支持台
885 水注入口
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記波形ドラフトチューブ内に設けられ、前記メイン流入口と前記サブ流入口を介して流入した水が前記胴体の上端部の隣接水域の上層へ排出されるように回転するインペラーと;
前記インペラーを回転させる駆動モーターと;
前記波形ドラフトチューブの胴体の側壁に沿って設けられ、前記波形ドラフトチューブの内部へ空気を供給する散気管と;を含み、
前記多数のサブ流入口は前記波形ドラフトチューブの胴体の側壁に沿って設けられ、前記多数のサブ流入口の直径は水域の上層から水域の底層に行くほど増加することを特徴とする、水循環装置。 A hollow cylinder having a body located in the water body, a main inflow port provided at a lower end of the body and receiving water stagnated in a bottom layer of the water body, provided on a side wall of the body, A plurality of sub-inlets that receive inflow of water in adjacent water areas, and a diffusion part that is provided at the upper end of the fuselage and discharges the inflowed water to an upper layer of the adjacent water area at the upper end of the fuselage. With corrugated draft tube;
An impeller which is provided in the corrugated draft tube and rotates so that water flowing in through the main inlet and the sub inlet is discharged to an upper layer of an adjacent water area at an upper end of the body;
A drive motor for rotating the impeller;
Wherein provided along the fuselage of the side wall of the waveform draft tube, internal to the diffuser tube to supply air of the waveform draft tube; see it contains a
The water circulation device , wherein the plurality of sub-inlets are provided along a side wall of a body of the corrugated draft tube, and the diameter of the plurality of sub-inlets increases from the upper layer of the water area to the bottom layer of the water area. .
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