KR101028175B1 - 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표층수를 강제적으로 하강시켜 심해로 분산시킴과 동시에 황토액을 분사하여 적조 및 녹조를 신속히 제거할 수 있도록 한 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치에 관한 것이다.

본 발명은 선박(100)에 설치되며 해수면에 떠있는 부력판(2); 상기 부력판(2)의 하부에 다수로 설치되며, 표층수를 바닷속 하층부로 분출하여 밀어내는 하강수단(4); 상기 부력판(2)의 하강수단(4)으로 황토액을 공급하는 황토액분사장치(6)로 구성되며, 상기 황토액분사장치(6)는 상기 선박(100) 내부에 설치되며 황토가 투입되는 혼합탱크(62); 해수를 흡입하여 상기 혼합탱크(62)에 투입하는 물공급펌프(64); 상기 혼합탱크(62)에서 교반된 황토액을 외부로 분출시키는 분사펌프(66); 상기 분사펌프(66)의 출구에 연결되며 상기 부력판(2)에 매설된 토출관(7); 상기 토출관(7)에 다수로 설치된 노즐(8)로 구성된다.

적조 및 녹조, 선박, 황토, 분사

Description

황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치{loess spray red and green tide removal apparatus}

본 발명은 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표층수를 강제적으로 하강시켜 심해로 분산시킴과 동시에 황토액을 분사하여 적조 및 녹조를 신속히 제거할 수 있도록 한 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 생활하수, 축산 폐수, 공장 폐수에 의한 오염으로 세제의 인산염, 축산, 공장의 오,폐수 등에서 나오는 인,질소,유기물질 등으로 구성되는 영양염류는 식물플랑크톤이나 해조류의 몸체를 이루며 적조 및 녹조 증식의 기본 요인이 되며, 이러한 영양염류의 80% 이상이 육지에서 흘러들고 있다.

최근 남해안과 동해안을 따라 북상 중인 적조 및 녹조(red tide)는 한반도 연안에서 자주 발생하는 고질병적 현상이 되고 있으며, 전문가들은 산업발전과 함께 오,폐수의 대량 유입과 이상 고온으로 적조 및 녹조가 기승을 부리고 있다고 보 고 있다.

일반적으로 적조 및 녹조는 오염된 강이나 하천 근해양식장의 다량의 어류배설물질 사료잔류물로 인한 발생이 대부분을 차지하고 있으며 적조 및 녹조의 증식확산은 다음과 같은 환경 조성시 해양에 큰 문제를 일으키고 있다.

일조량 증가와, 질소(N),인(P),철(Fe) 등 영양 염류가 높을때, 수온이 섭씨 20~25℃ 유지시 대량 증식으로 확산된다.

해양에 발생되는 적조 및 녹조는 광합성대사를 하므로 일조량이 증가하는 하절기에 수온상승과 부영양화시 발생과 함께 확산 되고 있다.

이러한 적조 및 녹조 발생은 해양생태계에서 어류의 아가미에 흡착되어 질식시키므로 폐사를 유발하고 산소고갈로 이어진다.

즉 적조 및 녹조 사체는 수계에서 유기물질로서 미생물에 의한 대사과정에서의 수계 산소 고갈로 어패류에 치명적인 요소로 작용한다.

특히, 식물성 플랑크톤의 일종인 코클로디니움(Cochlodinium)은 한국형 적조 및 녹조라는 별칭을 갖고 있는데, 1990년대부터 유독 한국 연안에서만 큰 피해를 내고 있다. 직경이 머리카락 굵기의 10분의 1 크기인 코클로디니움(15~20㎛)이 번식하면 바닷물은 검붉은 색이 된다.

이에 대한 해결방안으로서 본 출원인은 「선박형 적조 및 녹조제거장치 및 그 방법」을 특허 출원한 바 있으며 이는 대한민국 등록 특허 제0767189호로 등록 받은 바 있다.

상기한 특허는 수온이 상승된 표층수를 바다속의 하층부로 교반 분출시킴으로 적조 및 녹조의 생태 환경조건인 광합성 차단과, 표층수의 용존산소 하강시켜 호기성미생물의 대사조건을 차단하여 생존하지 못하도록 함으로써 적조 및 녹조발생을 예방 및 제거할 수 있도록 한 것이다.

한편 상기 특허를 실제 현장에서 사용해본 결과 황토를 첨가하면 더욱 효과가 향상될 수 있음이 증명되었다.

즉 황토를 투입하게 되면 황토 입자 사이의 빈 공간이 불순물, 오염물질을 흡착 분해해서 산소를 풍부하게 하고 원적외선을 방출하는데 이것이 적조 및 녹조를 일으키는 조류의 먹이가 되는 인 성분을 황토 입자 사이의 공간이 흡착해 바닷 속에 가라앉히는 역할을 하게 되어 적조 및 녹조 제거에 효과가 있는 것으로, 이는 종래에도 적조 및 녹조제거작업에 적용되어 왔다.

본 발명은 상기한 본 출원인의 선행 특허인 대한민국 등록특허 제0767189호를 개량하기 위해 안출된 것으로, 하강수단에 근접된 노즐을 통해 황토액을 분사토록 함으로써 황토분말이 하강수단에 의해 미세하게 분산되어 적조 및 녹조 제거 효과를 증진시킬 수 있도록 한 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 선박에 설치되며 해수면에 떠있는 부력판; 상기 부력판의 하부에 다수로 설치되며, 표층수를 바닷속 하층부로 분출하여 밀어내는 하강수단; 상기 부력판의 하강수단으로 황토액을 공급하는 황토액분사장치를 포함하는 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치에 의해 달성된다.

상기 황토액분사장치는 상기 선박 내부에 설치되며 황토가 투입되는 혼합탱크; 해수를 흡입하여 상기 혼합탱크에 투입하는 물공급펌프; 상기 혼합탱크에서 교반된 황토액을 외부로 분출시키는 분사펌프; 상기 분사펌프의 출구에 연결되며 상기 부력판에 매설된 토출관; 상기 토출관에 다수로 설치된 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합탱크는 교반날개를 갖는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키는 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하강수단은, 주동력원과 연결수단으로 연결되어 동력을 전달받는 샤프트와, 상기 샤프트에 축설된 다수개의 스크류 및 임펠러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 주동력원은 선박의 추진장치 또는 상기 부력판에 설치된 전동모터인 것을 특징으로 한다.

상기 부력판의 하부에는 물살을 상기 하강수단으로 집중시키도록 길이를 갖는 호형의 판재로 된 집수부재가 더 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수온이 상승된 표층수를 스크류 회전에 의해 하층부로 분출하여 이동시키고, 표층의 산소를 심층에 전달과 함께 표층에 발생된 적조 및 녹조를 심층부에 급속히 하강시킴으로 빠른 시간내 사멸 시킬 수 있다.

또한 황토를 분사함으로써 적조 및 녹조 제거 효율이 더욱 증대될 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 선박형 적조 및 녹조제거장치에 대한 평면도, 도 2는 본 발명에 따른 선박형 적조 및 녹조제거장치의 "부력판"에 대한 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 선박형 적조 및 녹조제거장치의 "부력판"에 대한 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 선박형 적조 및 녹조제거장치(A)는, 선박(100)의 측면에 설치되며 수면에 떠있는 부력판(2)과, 상기 부력판(2)의 하부에 다수로 설치되며, 표층수를 하층부로 이동시키는 하강수단(4)을 포함한다.

또한, 상기 선박(100)에 설치되며 상기 부력판(2)의 하강수단(4)으로 황토액을 공급하는 황토액분사장치(6)를 더 포함한다.

상기 황토액분사장치(6)는 상기 선박(100) 내부에 설치되며 황토가 투입되는 혼합탱크(62); 해수를 흡입하여 상기 혼합탱크(62)에 투입하는 물공급펌프(64); 상기 혼합탱크(62)에서 교반된 황토액을 외부로 분출시키는 분사펌프(66); 상기 분사펌프(66)의 출구에 연결되며 상기 부력판(2)에 매설된 토출관(7); 상기 토출관(7)에 다수로 설치된 노즐(8)을 포함하여 구성된다.

상기 혼합탱크(62)는 대략 장방형의 통체로써 내부에는 물과 황토를 혼합하기 위해 교반장치(622)가 구비되는데, 상기 교반장치(622)는 교반날개를 갖는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키는 모터로 구성된다.

또한 상기 혼합탱크(62)의 상부 일측에는 황토를 투입하기 위한 호퍼(624)가 설치된다.

이때 상기 호퍼(624)에는 응집된 덩어리 형태의 황토를 잘게 부수기 위한 분쇄장치(미도시)가 더 구비된다.

상기 분쇄장치는 다양한 형태로 실시 가능할 것이다.

본 발명에 따른 분쇄장치는 상호 외접된 복수의 로울러와 상기 로울러를 회전시키는 구동모터로 구성되며, 특히 상기 로울러의 외주면에 다수의 돌기를 형성함으로써 응집된 황토가 잘게 분쇄될 수 있도록 한다.

상기 물공급펌프(64)는 해수를 흡입하여 상기 혼합탱크(62)에 투입하기 위한 것으로, 일측의 흡입관(642)은 선박(100) 외부로 노출되어 그 후드가 수면에 잠기도록 하고, 타측의 공급관(643)은 혼합탱크(62)에 연결된다.

상기 분사펌프(66)는 혼합탱크(62)에서 교반된 황토액을 외부로 분출시켜 토출관(7)으로 공급하기 위한 것으로, 간헐적으로 작동되어 황토액을 점적방식으로 분출시키거나 또는 연속적으로 작동하여 황토액을 연속 분출시킬수도 있다.

상기 토출관(7)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 부력판(2)의 내측에 매립되며 하강수단(4)이 다수열로 설치된 점을 고려하여 토출관(7)도 다수열로 설치된다.

상기 토출관(7)에는 각 하강수단(4)에 대응되는 위치에 노즐(8)이 형성되는데, 상기 노즐(8)은 토출관(7)에 연결된 작은 직경의 관체형상이다.

또한 노즐(8)의 선단은 하강수단(4)의 샤프트(42)의 상부에 위치되도록 함으로써 분사된 황토액이 스크류(46)에 의해 균일하게 분산될 수 있도록 한다.

상기 노즐(8)은 단일로 형성될 수도 있고 다수로 분산된 가지형태로도 이루어질 수 있을 것이다.

상기 부력판(2)은, 장방형의 판상이며, 내부에는 부력을 향상시키기 위해 중공의 기실이 형성된 것으로, 후미익 형상으로 후방을 향해 경사지게 설치됨으로써 물의 저항을 완화시킬 수 있도록 한다.

아울러 선박(100)의 진행시 부딪치는 파도를 막기 위해 상기 부력판(2)의 전단에는 파도막이용 경사부(22)가 형성된다.

상기 부력판(2)의 하부에는 물살을 상기 하강수단(4)으로 집중시키는 집수부재(49)가 더 설치되는데, 상기 집수부재(49)는 일정 길이를 갖는 호형의 판재로써 종방향으로 설치되며, 그 개구부가 전방을 향하도록 한다.

상기 집수부재(49)는 일측이 개구된 호형으로 형성된 것으로, 개구부가 전방이면서 선박(100)의 동체를 향하도록 형성됨으로써 집수기능을 함과 동시에 보다 물의 저항을 완화시킬 수 있다.

또한, 상기 집수부재(49)는, 후방으로 경사지게 설치됨으로써 보다 물의 저항이 완화되도록 한다.

상기 하강수단(4)은, 고온의 표층수를 바다속 하층부로 밀어내기 위한 장치로써, 상기 부력판(2)에 종방향으로 설치된 샤프트(42)와, 상기 샤프트(42)의 상단에 축설되며, 주동력원(R)에 연결되어 회전력을 전달받는 풀리(44)와, 상기 샤프트(42)에 축설된 다수개의 스크류(46)로 구성된다.

상기에서 스크류(46)에 더하여 임펠러(47)도 더 설치될 수 있음은 당연하며, 이들 스크류(46) 및 임펠러(47)는 보다 강한 분사력을 얻기 위해 샤프트(42)에 다수개로 설치된다.

상기 하강수단(4)은 다수로 설치되며, 첫번째 하강수단이 부력판(2)에 설치된 주동력원(미도시)과 연결수단(9)으로 연결되고, 나머지 하강수단들도 연결수단(9)으로 연결됨으로써 동시에 다수개의 하강수단이 구동될 수 있다.

상기 연결수단(9)은 체인이나 벨트 또는 베벨기어가 채용된다.

상기 주동력원은, 선박의 추진장치 또는 통상 사용되는 전동모터가 사용된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 설명하기로 한다.

상기 부력판(2)에 하강수단(4)의 샤프트(42)를 종방향으로 설치한다. 즉, 부력판(2)에 베어링을 장착하고, 상기 베어링에 샤프트(42)를 끼워 결합시키되, 샤프트(42)가 후방으로 약 15~25°경사지도록 설치한다.

한편, 상기 하강수단(4)의 후방에 위치되도록 집수부재(49)를 설치하며, 바 람직하게는 상기 샤프트(42)와 동일한 각도로 후방을 향해 경사지도록 설치한다.

또한, 상기 집수부재(49)는 개구부가 전방을 향하도록 하되, 보다 정확하게는 선박(100) 동체를 향하도록 하여 종방향으로 설치한다.

이후, 상기 샤프트(42)의 상단에는 풀리(44)를 축설하고, 중단 및 하단에는 스크류(46) 및 임펠러(47)를 다수로 설치함으로써 하강수단(4)을 장착한다.

이후, 부력판(2)에 다수개의 하강수단을 장착하고, 각 하강수단의 풀리(44)는 주동력원에 연결된다.

이렇게 하강수단(4) 및 집수부재(49)가 장착된 부력판(2)을 선박(100)의 동체 측면에 날개형상으로 설치한다.

한편, 상기 선박(100)의 내부에 상기 황토액분사장치(6)를 설치한다.

즉, 혼합탱크(62)를 설치하고, 그 상부에 호퍼(624)를 장착하며, 일측에 물공급펌프(64)를 설치하고, 상기 물공급펌프(64)의 흡입관(642)은 선박(100) 외부로 노출되어 그 후드가 수면에 잠기도록 하고, 타측의 공급관(643)은 혼합탱크(62)에 연결된다.

또한 상기 분사펌프(66)를 혼합탱크(62)에 설치하고, 상기 분사펌프(66)와 연결된 토출관(7)은 부력판(2)에 매립시켜 본 발명의 결합을 완료한다.

이후 상기 호퍼(624)에 황토를 투입하고, 상기 물공급펌프(64)를 가동시켜 혼합탱크(62) 내에 물과 황토를 넣은 후 교반장치(622)를 가동시켜 적정한 농도를 갖는 황토액을 제조한다.

이후, 선박(100)을 적조 및 녹조 위치로 이동시킨 후 하강수단(4)을 작동시키면, 스크류(46) 및 임펠러(47)가 회전됨으로써 발생된 추력에 의해 하향 수류를 형성하게 된다.

이와 동시에 상기 분사펌프(66)를 작동시켜 토출관(7) 및 노즐(8)을 통해 황토액을 분사한다.

따라서, 상기 하향 수류에 의해 표층수가 하층부로 분출되어 이동하게 됨으로써 주로 고온의 표층수에 서식하는 플랑크톤이 저온의 하층부로 이동되면, 온도충격과 광합성 대사활동을 멈추고 사멸되므로 적조 및 녹조가 제거될 수 있다.

아울러 황토액이 혼합됨으로써 적조 및 녹조의 제거효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

도 1은 본 발명에 따른 선박형 적조 및 녹조제거장치에 대한 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 선박형 적조 및 녹조제거장치의 "부력판"에 대한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 선박형 적조 및 녹조제거장치의 "부력판"에 대한 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 부력판 4 : 하강수단

6 : 황토액분사장치 7 : 토출관

8 : 노즐 9 : 연결수단

62 : 혼합탱크 64 : 물공급펌프

66 : 분사펌프 622 : 교반장치

Claims (6)

1. 선박(100)에 설치되며 해수면에 떠있는 부력판(2);

   상기 부력판(2)의 하부에 다수로 설치되며, 표층수를 바닷속 하층부로 분출하여 밀어내는 하강수단(4);

   상기 부력판(2)의 하강수단(4)으로 황토액을 공급하는 황토액분사장치(6);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 황토액분사장치(6)는

   상기 선박(100) 내부에 설치되며 황토가 투입되는 혼합탱크(62);

   해수를 흡입하여 상기 혼합탱크(62)에 투입하는 물공급펌프(64);

   상기 혼합탱크(62)에서 교반된 황토액을 외부로 분출시키는 분사펌프(66);

   상기 분사펌프(66)의 출구에 연결되며 상기 부력판(2)에 매설된 토출관(7);

   상기 토출관(7)에 다수로 설치된 노즐(8)

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 혼합탱크(62)에는 황토를 투입하기 위한 호퍼(624)가 설치되고,

   상기 호퍼(624)는 응집된 덩어리 형태의 황토를 잘게 부수기 위한 분쇄장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 분쇄장치는

   상호 외접되며 외주면에 다수의 돌기가 형성된 복수의 로울러;

   상기 로울러를 회전시키는 구동모터

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 노즐(8)은 하강수단(4)의 상부를 향하여 설치되는 것을 특징으로 하는 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 하강수단(4)은

   상기 부력판(2)에 종방향으로 설치된 샤프트(42);

   상기 샤프트(42)의 상단에 축설되며 주동력원에 연결되어 회전력을 전달받는 풀리(44);

   상기 샤프트(42)에 축설된 다수개의 스크류(46) 및 임펠러(47)

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토분사기능을 갖는 선박형 적조 및 녹조제거 장치.

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