KR100506612B1 - 이동식 녹조제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동식 녹조제거장치에 관한 것으로, 수면에 부상하는 부력체; 상기 부력체와 착탈가능하게 연결되고, 수면에 부상하는 바지선; 상기 바지선상에 탑재되고, 발전기의 전원공급에 의해 콘트롤러가 펌프를 구동시키고 상기 펌프의 구동에 의해 자흡블록에서 유입된 공기를 기포상태로 만드는 기포발생수단; 상기 부력체 하부에 설치되고, 수중에 삽입되어 상기 기포발생장치에 공급된 기포를 수중에 토출시켜 수중의 녹조를 부상시키는 노즐; 상기 기포발생수단과 노즐 사이에 연결되어, 기포발생수단에서 생성된 기포를 노즐로 공급안내하는 공급관; 상기 바지선상에 탑재되고, 기포발생수단을 구동시킬 수 있도록 전원을 공급하는 발전기; 상기 부력체에 무한궤도식으로 설치된 스크레퍼가 모터의 동력에 의해 이동하여 수표면에 부상된 녹조슬러지를 수집하는 녹조슬러지 수집수단; 상기 바지선상에 설치되고, 상기 녹조슬러지 수집수단에 의해 수집된 녹조슬러지를 탈수시키는 탈수기; 및 상기 녹조슬러지 수집수단이 녹조슬러지를 수집할 수 있도록 상기 부력체 하부 외측 둘레에 설치되는 차단막;을 포함하여 구성된다.

Description

이동식 녹조제거장치{chlorophyat removeing device}

본 발명은 미세기포를 수중에 분출시켜 녹조를 제거하는 녹조제거장치에 관한 것으로, 특히 노즐이 설치된 부력체에 바지선을 연결하여 이 바지선을 녹조가 발생된 임의의 장소에 배치함으로써 원하는 장소의 녹조를 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 이동식 녹조제거장치에 관한 것이다.

영양염류의 과다로 호수에 녹조류가 대량으로 번식하여 물빛이 녹색으로 변하는 것을 녹조현상이라고 하는데, 물에 유입된 영양 염류를 제거하지 않으면 이 영양 염류가 수중 생태계의 물질 순환 구조속에 계속 남아있게 되므로 녹조현상이 자꾸 반복적으로 나타남에 따라 녹조를 제거해야 한다.

도 1은 종래의 녹조제거장치(1)를 보이고 있는데, 호수(2)의 물을 가압부상조(3)로 이동시켜 녹조를 제거한 방식이었다. 호수(2)와 가압부상조(3)에 파이프(4)를 연결하여 호수(2)의 물을 가압부상조(3)에 공급하고, 상기 가압부상조(3)에 기포발생장치(5)를 연결하여 물속으로 토출된 기포가 수면으로 부상할 때 물속에 존재하는 녹조를 부상시켰다. 이와 같이 부상된 녹조슬러지를 가압부상조(3) 상부에 설치된 슬러지제거장치(6)가 슬러지 탱크(7)로 이동시키게 되고, 상기 슬러지 탱크(7)에 수집된 녹조슬러지를 탈수기(8)가 탈수시켜 제거하였으며, 이 때 발생된 물은 다시 호수(2)를 반송하는 방식으로 녹조를 처리하였다.

그런데, 이와 같은 종래의 녹조 처리방식은 호수(2) 근처에 녹조제거장치(1)를 설치하기 위한 장소가 확보되어야 하므로 이에 따를 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 녹조제거장치(1)가 호수(2) 근처에 설치되기 때문에 호수주변 환경을 해치는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 호수(2)의 물을 펌프(9)를 이용하여 가압부상조(3)로 이동시켜 처리해야 하기 때문에 녹초 처리에 많은 기간이 소요되어 효율이 낮고, 가압부상조(3)의 크기에 따라 녹조의 처리용량이 결정되므로 녹조처리 효율을 높이기 위해 가압부상조(3)를 크게 제작하는 것이 요구되는데, 이에 따른 제조공수 및 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 녹조제거장치의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 미세기포를 분출시키는 노즐이 설치된 부력체를 바지선에 연결하고, 이 바지선을 녹조가 발생한 임의의 장소에 배치하여 녹조를 효율적으로 간단히 제거할 수 있도록 하는 이동식 녹조제거장치를 제공함에 있다.

이러한 이동식 녹조제거장치는, 수면에 부상하는 부력체; 상기 부력체와 착탈가능하게 연결되고, 수면에 부상하는 바지선; 상기 바지선상에 탑재되고, 발전기의 전원공급에 의해 콘트롤러가 펌프를 구동시키고 상기 펌프의 구동에 의해 자흡블록에서 유입된 공기를 기포상태로 만드는 기포발생수단; 상기 부력체 하부에 설치되고, 수중에 삽입되어 상기 기포발생장치에 공급된 기포를 수중에 토출시켜 수중의 녹조를 부상시키는 노즐; 상기 기포발생수단과 노즐 사이에 연결되어, 기포발생수단에서 생성된 기포를 노즐로 공급안내하는 공급관; 상기 바지선상에 탑재되고, 기포발생수단을 구동시킬 수 있도록 전원을 공급하는 발전기; 상기 부력체에 무한궤도식으로 설치된 스크레퍼가 모터의 동력에 의해 이동하여 수표면에 부상된 녹조슬러지를 수집하는 녹조슬러지 수집수단; 상기 바지선상에 설치되고, 상기 녹조슬러지 수집수단에 의해 수집된 녹조슬러지를 탈수시키는 탈수기; 및 상기 녹조슬러지 수집수단이 녹조슬러지를 수집할 수 있도록 상기 부력체 하부 외측 둘레에 설치되는 차단막;을 포함하여 구성된다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 따른 녹조제거장치의 일 실시예 구성을 상세히 설명하겠다.

도 2는 본 발명에 따른 녹조제거장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 녹조제거장치의 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 녹조제거장치의 측면도이다.

상기 도면에서와 같이 본 발명의 녹조제거장치(10)는 수면에 부상하는 부력체(11), 상기 부력체(11)에 착탈가능하게 연결되는 바지선(12), 상기 바지선(12)상에 탑재되어 기포를 발생시키는 기포발생수단(13), 상기 기포발생수단(13)에서 공급된 기포를 수중에 토출시켜 수중의 녹조를 부상시키는 노즐(14), 상기 기포발생수단(13)에서 생성된 기포를 상기 노즐(14)로 공급안내하는 공급관(15), 기포에 의해 부상된 녹조슬러지를 수집하는 녹조슬러지 수집수단(16), 상기 녹조슬러지 수집수단(16)에 의해 수집된 녹조슬러지를 탈수시키는 탈수기(17), 및 상기 녹조슬러지 수집수단(16)이 녹조슬러지를 수집할 수 있도록 상기 부력체(11) 하부 둘레에 설치되는 차단막(18)을 포함하여 구성된다.

상기 부력체(11)는 수중에 부상되어 상기 공급관(15), 노즐(14), 녹조슬러지 수집수단(16) 그리고 차단막(18)을 설치하기 위한 것이다. 이러한 부력체(11)는 이러한 부력체(11)는 발포폴리스텔(일명 스티로폴)이나 또는 공기가 주입된 튜브 등 여러 가지 형상으로 구성할 수 있으나, 바람직하게는 부상된 녹조슬러지의 처리공간(S)을 확보할 수 있도록 도 8과 같이 파이프 형태로 구성하는 것이 좋다.

상기 부력체(11)는 도 9와 같이 복수 개의 단위 파이프(19)를 컨넥터(20)로 밀폐되게 연결하여 그 내부에 충진된 공기에 의해 부상되게 하였으며, 단위 파이프(19)의 처음과 끝을 연결하여 연속된 형태로 구성하여 그 내측에 녹조를 처리하기 위한 공간(S)을 확보하였다.

이와 같이 구성된 부력체(11)는 각 단위 파이프(19)의 집합체로 구성되기 때문에 일부의 단위 파이프(19)가 기밀이 유지되지 않더라도 다른 단위 파이프(19)가 기밀을 유지하게 되므로 수면에 안정되게 부상하게 된다.

상기 부력체(11)에는 작업자의 보행을 안전하게 할 수 있도록 도 4와 같이 바닥에 플레이트(21)가 수평으로 설치되고 상기 플레이트(21)와 수직방향으로 가이드(22)가 설치된다.

이상과 같이 구성되는 부력체(11)는 착탈수단에 의해 바지선(12)에 착탈가능하게 연결되는데, 상기 착탈수단은 통상의 볼트 또는 후크가 될 수 있으며 도면에서는 생략하였다.

상기 바지선(12)은 기포발생수단(13)과 탈수기(17)를 탑재하여, 상기 부력체(11)를 이동식으로 사용할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 바지선(12)은 물에 부상할 수 있는 재질로 이루어지고 상면이 판상의 형태로 구성되는데, 도 5와 같이 밀폐된 함체형상의 프레임(23) 내부에 격벽(24)을 격자형상으로 설치하여, 이들 격벽(24) 사이에 형성된 공간(25)에 공기를 수납하여 부상하도록 구성된다.

이와 같이 구성된 바지선(12)은 상기 부력체(11)와 같이 격벽(24) 사이의 어느 공간(25)이 손상되더라도 다른 공간(25)이 기밀을 유지하게 되므로 수면에 안정되게 부상하게 된다.

상기 기포발생수단(13)은 수중에 미세기포를 토출시키기 위한 기포를 생성하는 것으로, 국내 특허출원 10-2000-0077319호의 명세서에 구체적으로 기재되어 있다.

이러한 기포발생수단(13)은 도 5 내지 도 6과 같이 콘트롤러(C), 공기를 자흡하는 자흡 블록(26), 고압펌프(27), 차압 노즐(미도시)이 다단(多段)으로 설치된 튜브(28), 내부리턴블록(미도시), 압력 콘트롤밸브(미도시) 및 발전기(G) 등으로 구성 된다.

상기 콘트롤러(C)는 기포발생수단(13)의 각종 기능을 제어하여 기포를 발생할 수 있도록 한다.

상기 공기 자흡 블록(26)에서는 베르누이 방정식의 응용에 의하여 대기중의 공기를 흡입할 수 있는 구조를 갖추고 있으며, 공기량 조절 밸브에 의해 일정한 량만큼 조절되어 파이프(P)를 통해흡입된 공기는 고압 펌프(27)에 의하여 물과 혼합(混合)되어 튜브(28) 내로 압송(壓送)된다.

차압 노즐이 2단(二段) 이상으로 구성된 튜브(28) 내에서는 차압 노즐에 의하여 형성된 압력차에 의하여 압축(壓縮)과 팽창(膨脹)이 반복적으로 이루어지게 되며 이 과정에서 물과 혼합되어 유입된 공기는 포화(飽和)와 분리(分離)의 과정이 반복적으로 이루어지게 되면서 미세기포화 된다.

위와 같은 과정에서 미세화되지 못한 100㎛이상의 직경을 갖는 기포들은 압력이 높은 내부리턴블록에서 압력이 낮은 순환(RETURN) 노즐로 자연적인 순환 또는 리턴 펌프에 의한 강제 순환이 이루어 지면서 미세화 과정을 갖게된다.

튜브내의 평균 압력이 약 3.5kgf/㎠을 유지하게 되면 공기가 물속에 포화되는 효율(效率)이 가장 높게 나타나므로 이를 유지하기 위하여 유입과 분출이 연속적으로 이루어지면서 튜브(28)내의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있도록 압력조절나사로써 스프링의 압력을 조절하여 분출측의 밸브 디스크가 일정한 압력으로 개방(OPEN)될 수 있도록한 압력 콘트롤 밸브를 튜브의 끝단에 설치하였다.

이상의 기포발생수단(13)은 자흡된 공기를 물 또는 오수와 함께 정적(定績)식 고압 펌프(27)에 의하여 고압수를 만들어내는 단일 동력원을 사용함으로써 가압(加壓) 탱크(TANK)에 물 또는 오수(汚水)와 별도로 공기(AIR)를 가압하는데 필요한 콤프레셔를 사용하는 기존의 가압 장치들과 비교하여 동력(動力)이 50%이상 절약되며, 약 50㎛정도의 미세 기포를 발생하는 기존의 장치에 비하여 10㎛미만의 미세기포를 발생시킴으로써 물 또는 오수에 대기중의 산소(OXIGEN)를 전달하는 비율이 높게 나타나고, 오수중의 부유(浮游) 물질(物質)들에 미세기포를 부착시켜 부상(浮上)시키는 효율(效率)이 기존의 가압 부상 장치들과 비교하여 높게 나타나는 효과를 갖는다.

상기 기포발생수단(13)은 상기 바지선(12)에 적어도 하나 이상 탑재되어 발전기(G)의 전원공급에 의해 기포를 발생하게 된다.

상기 노즐(14)은 도 11과 같이 상기 공급관(15)과 연결되고 수중에 삽입되는 메인파이프(29)와, 상기 메인파이프(29)와 연통되게 병렬로 배치되고 복수 개의 출구(30a)를 갖는 분기파이프(30)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 노즐(14)은 기포발생수단(13)과 연결된 공급관(15)에 메인파이프(29)의 입구가 연결되어 기포발생수단(13)에서 공급된 기포를 출구(30a)를 통해 수중에 토출하게 된다. 따라서, 토출된 공기는 수면으로 부상하면서 수중에 존재하는 녹조를 같이 부상시켜 수면에 녹조슬러지를 생성하게 된다.

상기 노즐(14)은 녹조제거장치(10)의 이동시 수중의 장애물에 손상되지 않도록 승강가능하게 설치되는데, 상기 승강구조는 도 11과 같이 메인파이프(29)에 이 메인파이프(29)를 회전시키는 엑추에이터(31)를 연결한 형태로 구성된다.

따라서, 녹조제거장치(10)의 이동시 상기 엑추에이터(31)를 구동시켜 노즐(14)을 일측방향으로 회전시키게 되면 하부의 분기파이프(30)가 수면에 가깝게 상승하게 되어 장애물과 부딪치지 않도록 한다.

여기서, 상기 엑추에이터(31)의 일 실시예는 실린더를 사용할 수 있다.

상기 공급관(15)은 상기 부력체(11)상에 탑재되어 기포발생수단(13)에서 생성된 기포를 상기 노즐(14)로 공급안내하기 위한 것으로, 그 입구가 기포발생수단(13)과 연결되고 출구가 노즐(14)의 메인파이프(29)와 연결된 통상의 파이프를 사용할 수 있으며, 그와 연결된 노즐(14)의 메인파이프(29)가 회전할 수 있도록 플렉시블한 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 녹조슬러지 수집수단(16)은, 노즐(14)에서 분출된 기포가 부상하면서 수중에 발생된 녹조를 응집시켜 수면에 녹조슬러지가 형성될 때 이 녹조슬러지를 한 곳으로 모으게 된다.

이러한 녹조슬러지 수집수단(16)은 도 10과 같이 체인(32) 또는 밸브(미도시)가 부력체(11) 길이방향 하부 양측에 무한궤도식으로 설치되고, 이들 체인(32) 양측에 스크레퍼(33)가 연결되며, 모터(34)의 구동에 의해 상기 체인(32)이 무한궤도식으로 구동될 때 스크레퍼(33)가 수면을 따라 이동하면서 수면에 부상된 녹조슬러지를 한 곳에 수집하게 된다.

수집된 녹조슬러지를 탈수시키는 탈수기(17)는, 도 5와 같이 상기 녹조슬러지 수집수단(16)이 수집한 녹조슬러지를 내부로 흡입하여 탈수시키는 장치로서, 몸체에서 슬러지가 수집되는 장소까지 흡입관(34)이 연장되고, 이 흡입관(34)에는 녹조슬러지를 흡입하는 흡입펌프(35)가 설치된다.

상기 차단막(18)은 녹조슬러지 수집수단(16)이 녹조슬러지를 수집할 수 있도록 상기 부력체(11) 하부 둘레에 설치되는 것으로, 부식에 강하면서 부드러운 재질이 바람직하며, 예컨대, 비닐재, 얇은 합성수지를 사용할 수 있다.

이러한 차단막(18)은 녹조처리시 항상 수중에 삽입된 상태로 설치되어, 스크레퍼(33)가 녹조슬러지를 모을 때 슬러지가 녹조처리공간(S) 외부로 밀려나지 않도록 한다.

그리고, 상기 차단막(18)은 도 12와 같이 엑추에이터(36)에 의해 펼침과 접힘이 가능하게 설치되어, 녹조처리장치(10)를 이동할 때 수중의 장애물에 손상되지 않도록 접힌 상태로 이동될 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 이동식 녹조제거장치(10)는 노즐(14)이 부력체(11)에 설치되고, 이 부력체(11)에는 바지선(12)이 착탈가능하게 연결되어 있기 때문에 바지선(12)을 녹조발생장소로 이동시킴으로써 부력체(11)를 그 곳으로 견인하는 방식으로 강이나 호수에 발생된 녹조를 간단히 제거할 수 있게 된다.

상기 녹조처리는, 발전기(15)의 전원공급에 의해 기포발생수단(13)이 기포를 발생하여 공급관(15)을 통해 노즐(14)에 공급하게 되면 노즐(14)이 상기 공급된 기포를 수중에 분출시키게 되고, 상기 분출된 기포가 부상하면서 수중에 발생된 녹조를 응집시켜 슬러지 형태로 만들게 되고, 이 녹조슬러지를 녹조슬러지 수집수단(16)의 스크레퍼(33)가 한 곳으로 모으면 탈수기(17)가 이를 수거하여 탈수처리하게 된다.

이와 같은 방법으로 녹조를 처리한 다음에 바지선(12)을 이동시켜 부력체(11)를 녹조가 발생된 다른 장소로 견인하여 그 곳에서 녹조를 같은 방법으로 처리하게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 바지선의 견인에 의해 노즐이 설치된 부력체를 녹조가 발생된 임의의 장소로 이동시킬 수 있기 때문에 강이나 호수에 발생된 녹조를 효과적으로 제거할 수 있는 장점을 가진다.

또한, 종래와 같이 호수나 강가의 주변에 녹조처리장치를 설치하지 않아도 되므로 호수나 강 주변의 경관을 해지지 않는 장점을 가지게 된다.

도 1은 종래 녹조제거장치의 개념도

도 2는 본 발명에 따른 녹조제거장치의 평면도

도 3은 본 발명에 따른 녹조제거장치의 정면도

도 4는 본 발명에 따른 녹조제거장치의 측면도

도 5는 본 발명에 따른 바지선의 평면도

도 6은 본 발명에 따른 기포발생수단의 평면도

도 7은 본 발명에 따른 녹조슬러지 수집수단을 보인 측면도

도 8은 본 발명의 부력체 평면도

도 9는 본 발명의 부력체에 관한 것으로, 단위 파이프의 연결부분을 확대한 상세도

도 10은 본 발명의 녹조슬러지 수집수단의 정면도

도 11은 본 발명에 따른 노즐의 동작상태를 보인 도면

도 12는 본 발명에 따른 차단막 설치상태를 보인 도면

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 이동식 녹조제거장치 11 : 부력체

12 : 바지선 13 : 기포발생수단

14 : 노즐 15 : 공급관

16 : 녹조슬러지 수집수단 17 : 탈수기

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 부력체 및 그에 연결되는 바지선과, 바지선상에 탑재되는 기포발생수단과, 공급관으로 공급된 기포를 토출시키는 노즐과. 무한궤도식으로 설치된 스크레퍼로 녹조슬러지를 수집하는 녹조슬러지수집수단과, 녹조탈수기 및 차단막을 구비하는 이동식 녹조제거장치에 있어서, 상기 노즐(14)은 공급관(15)에 연결되어 수중으로 삽입되는 메인파이프(29) 및 상기 메인파이프(29)와 연통되어 복수 개의 출구(30a)를 갖는 분기파이프(30)로 구성됨을 특징으로 하는 이동식 녹조제거장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 노즐(14)의 메인파이프(29)에 이 메인파이프(29)를 회전시키는 엑추에이터(31)를 연결하여, 녹조제거장치의 이동시 상기 엑추에이터(31)를 구동시켜 노즐의 분기파이프(30)를 상승시키는 것을 특징으로 하는 이동식 녹조제거장치.