KR101117325B1 - 태양광 발전 호소 수질 순환장치 - Google Patents

Abstract

태양광 발전 호소 수질 순환장치에 관하여 개시한다. 본 발명의 장치는 동력이 아닌 수압으로 이동가능함으로써 에너지 효율이 향상되고, 태양에너지를 지속적으로 받을 수 있도록 태양 전지판을 형성함으로써 에너지 공급이 향상된다. 또한, 원격조정 및 자가 이동이 가능하여 원격으로 장치의 상태를 파악할 수 있고, 육지에서도 원격으로 이동시킬 수 있으며, 부력방식의 개선에 의해 물의 순환이 방해받지 않는다.

태양광, 수질 순환장치, 원격 조정, 자가 이동, 부력링

Description

태양광 발전 호소 수질 순환장치{Photovoltaic water circulator}

본 발명은 태양광 발전 호소 수질 순환장치에 관한 것으로서, 특히 자가이동 및 원격조절 가능한 태양광 발전 호소 수질 순환장치에 관한 것이다.

하천, 호수, 강, 바다에 유기물이 함유된 생활하수 오수 등이 흘러 들어가면 미생물의 유기물 분해 과정에서 부영양화 현상이 발생하게 된다. 부영양화에 의해 물의 자정능력 한계를 벗어나면 영양염류가 풍부해지는 현상이 일어나고 이러 인해 수초와 녹조류가 번창하고 생물학적 산소요구량(BOD)이 증가함으로써 물속의 용존 산소량이 부족하여 수생 생물이 살 수 없게 된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 기존에 호소 수질 순환장치가 일부 사용되고 있다. 종래의 호소 수질 순환장치는 여러 개의 플로트에 의해 수면에 부상 설치된 수질 순환장치와, 플로트와 연결된 프레임 상에 설치된 솔라셀들과, 태양광을 이용하여 축전된 전원으로 구동되는 모터와 임펠러가 구비되어 수중에 설치된 흡입구를 통해 물을 상부로 펌핑하여 순환시킴으로써 수중 수질을 개선시킬 수 있도록 되어 있다.

그러나 종래의 호소 수질 순환장치를 구동하기 위한 솔라셀은 3개의 평면에 고정되어 있으므로 수상에서 장치의 회전과 낮시간 동안 태양의 움직이는 점을 고려할 때 태양 에너지를 효과적으로 공급할 수 없는 문제점이 있다. 그리고 장치의 부상을 위한 수개의 큰 플로트가 수면위에 위치하고 있어 장치가 순환시키는 물의 흐름을 방해 시키며, 장치를 설치하고 나면 장치가 잘 작동하는 지 고장은 없는지 등을 파악할 수 없다. 뿐만 아니라, 장치의 설치, 이동 및 수거를 위해서는 배를 타고 들어가서 수행해야 하며, 장치의 이동이나 수거 시에 호소 바닥 근처까지 늘여져 있는 흡입호스를 줄이기 위해 기계적인 방법을 사용함으로 장치의 무게가 늘어나는 문제점 등이 있고, 야간에 장치의 작동 유무를 판별할 수 없는 문제점도 있었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 지속적으로 태양에너지를 받을 수 있도록 하며 에너지를 절감할 수 있고, 작은 부력부에서도 큰 부력을 얻을 수 있으며, 원거리에서도 장치의 정상작동 여부를 점검할 수 있고, 장치의 설치, 수거, 이동을 위해서는 원격으로 장치를 조정할 수 있게 하고, 이동이 원활하며, 설치 및 수거가 용이한 태양광 발전 호소 수질 순환장치를 제공하는 것이다.

상기 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 태양광 발전 호소 수질 순환장치는: 입수구는 하측에 위치되고 출수구는 상측에 위치된 자바라형 입수 호스와; 상기 입수 호스의 출수구와 연결된 수류 안내판과; 상기 입수 호스와 상기 수류 안내판 사이에 설치된 부력링과; 상기 수류 안내판을 상하로 관통하도록 설치되어 상기 입수 호스에 유입된 물을 외부로 뽑아내는 스크류와; 정작동으로 상기 스크류를 회전시키는 모터와; 상기 수류 안내판의 소정영역을 여닫도록 상기 수류 안내판에 설치된 입수막과 상기 입수 호스의 소정영역을 여닫도록 상기 입수 호스에 설치된 출수막이 포함된 이동장치와; 상기 수류 안내판 상측에 설치된 프레임과; 상기 프레임에 설치되며, 상기 모터에 동력을 공급하는 태양 전지판과; 상기 입수 호스의 입수구를 여닫는 입수구 개폐 장치가 구비되며, 상기 입수 호스의 출수구가 닫힌 상태에서 상기 모터의 역작동에 의하여 상기 입수막과 상기 출수막이 열리면 상기 입수구를 통하여 물이 유입되고 상기 출수구를 통하여 물이 유출됨으로써 수압에 의하여 이동하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 다른 예에 따른 태양광 발전 호소 수질 순환장치는: 출수구는 상측에 위치되고, 하측에는 입수구가 위치되며, 복수 개의 구멍이 형성된 날개가 있는 깔대기가 상기 입수구에 설치된 자바라형 입수 호스와; 상기 입수 호스의 출수구와 연결된 수류 안내판과; 상기 입수 호스와 상기 수류 안내판 사이에 설치된 부력링과; 상기 수류 안내판을 상하로 관통하도록 설치되어 상기 입수 호스에 유입된 물을 외부로 뽑아내는 스크류와; 상기 스크류를 회전시키는 모터와; 상기 수류 안내판 상측에 설치된 프레임과; 상기 프레임에 설치 되며, 상기 모터에 동력을 공급하는 태양 전지판과; 상기 깔대기에 형성된 구멍을 따라 상승, 하강하는 지지대와, 상기 지지대가 상승하면 상기 입수 호스에 설치된 깔대기를 막도록 구멍이 없는 깔대기형의 개폐판이 포함되는 입수구 개폐 장치가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 각각의 예에서 상기 태양 전지판은 볼록 또는 오목한 모양인 것을 특징으로 한다.

또한, 각각의 예에서 상기 부력링이 물에 잠기는 깊이를 조절함으로써 부력을 조절하는 부력 조절장치가 설치되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 각각의 예에서 상기 호소 수질 순환장치는 무선으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 이동장치가 동력이 아닌 수압으로 작동하고, 태양 전지판이 지속적으로 태양에너지를 받음으로써 에너지 효율 및 공급이 향상된다.

또한, 자가이동 및 원격조정이 가능하여 원격으로 장치의 상태를 파악할 수 있고, 육지에서도 원격으로 이동시킬 수 있는 장점이 있다.

나아가, 부력방식의 개선에 의해 물의 순환이 방해받지 않으며, 장치가 더 가벼워짐으로써 수질 개선에 크게 일조함을 물론 장치의 사용과 관리에도 크게 도움이 되는 매우 유용하다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 호소 수질 순환장치를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 호소 수질 순환장치에 있어서 입수 호스의 입수구가 닫힌 상태로 길이가 줄어든 상태를 나타낸 개략도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 호소 수질 순환장치에 있어서 부력링의 잠김 깊이 조절을 나타낸 개략도들이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 호소 수질 순환장치의 이동 상태를 나타낸 도면들이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 호소 수질 순환 장치는, 자바라형 입수 호스(100)와, 입수 호스의 입수구 개폐장치(200)와, 입수 호스의 길이 조절장치(미도시)와, 부력링(310)과, 부력 조절장치(320)와, 수류 안내판(400)과, 스크류(510)와, 모터(520)와, 프레임(600)과, 태양 전지판(700)과, 발광부(810)와, 방향키(820)와, 안테나(830)와 이동장치(900) 등을 포함하여 이루어진다.

자바라형 입수 호스(100)의 입수구는 하측에 위치되고 출수구는 상측에 위치되는 데, 하측에 위치된 입수구에는 깔대기(110)가 위로 볼록하도록 설치된다. 깔 대기(110)의 하단에는 복수 개의 구멍이 형성된 날개가 형성된다. 이 때, 깔대기와 분리형이 아닌 입수구를 깔대기형으로 형성하여도 좋다.

도 1a 및 도 1b와 결부하여 도 2를 참조하면, 입수구 개폐장치(200)는 깔대기(110)의 하단에 형성된 구멍을 따라 상승, 하강하는 지지대(210)와, 지지대가 상승하면 입수 호스에 설치된 깔대기(110)를 막도록 구멍이 없는 깔대기형의 개폐판(220)을 포함하여 이루어진다. 이 때, 지지대(100)는 모터를 이용하거나 도시된 바와 같이 개폐판을 자바라형 부력부로 형성하여 부력을 상승시킴으로써 상승, 하강시킬 수 있다. 입수구 개폐 장치(200)가 반드시 지지대와 개폐판으로 이루어져야만 하는 것은 아니다. 즉, 경첩을 이용한 덮개판 등으로 이루어져도 좋다.

입수 호스의 길이 조절장치(미도시)는 입수 호스(100)의 말단을 끈을 이용하여 모터로 끌어올리는 방식으로 하여도 좋고, 별다른 제한이 없다. 일 예로, 입수 호스의 길이를 조절하는 방법은 태양 전지판 아래에 모터 펌프를 별도로 설치하고 그 모터 펌프에 의하여 공기가 주입되는 입수 호스 길이조절 부력부를 입수 호스 말단 부분에 설치하면, 입수 호스 길이조절 부력부에 공기가 채워지게 되면서 그 부력부가 부력에 의해 상승하게 되고, 이에 따라 자바라 형태의 입수 호스가 접혀들어 길이가 줄어들게 된다.

부력링(310)은 공기를 채울 수 있는 튜브 형식으로 입수 호스(100)와 수류 안내판(400) 사이에 설치된다. 이 때, 하나로써 또는 여러 개의 조각으로 본 발명의 실시예에 따른 장치의 둘레를 감싸도록 설치한다.

도 1a 및 도 1b와 결부하여 도 3을 참조하면, 부력 조절장치(320)는 수나사 와 암나사로 이루어져 수나사를 회전시킴으로써 공기로 채워져 있는 부력링(310)이 수면에서부터 물속으로 잠기는 깊이를 조절함으로써 부력을 조절할 수 있다. 도 3의 (a)는 부력이 클 때를 나타내는 것이고, 도 3의 (b)는 부력이 작을 때를 나타내는 것이다. 본 실시예에서는 부력링의 잠김 깊이를 세 군데에서 조절할 수 있게 하여 수류 안내판 상측의 원형 테두리가 수면과 일치하도록 부력링이 물에 잠기는 깊이를 조절하도록 되어 있기 때문에 장치의 무게에 상관없이 작은 부력링으로도 큰 부력을 얻게 함과 동시에 본 발명의 장치가 물을 순환 시키는 과정에서 수류 안내판 가장자리로 퍼져 나가는 물의 흐름이 부력링에 의해 방해하지 않도록 하였다. 한편, 부력 조절장치(320)는 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 동력을 이용하여 부력링의 잠김 깊이를 조절할 수도 있고, 부력링(310)에 주입되는 공기의 양으로 부력링의 잠김 깊이를 조절하는 등 다양한 방법이 사용될 수 있음은 자명하다.

다시, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 수류 안내판(400)은 부력링(310) 상측에 위치되며, 입수 호스(100)의 출수구와 연결된다. 이 때, 수류 안내판(400)과 입수 호스(100)의 연결이 용이하도록 별도의 연결용 파이프(840)를 사용하였다.

스크류(510)는 수류 안내판(400)을 상하로 관통하며 입수 호스(100)의 출수구를 통하여 입수 호스에 삽입되도록 설치되어 모터(520)에 의해 회전하며 입수 호스(100)에 유입된 물을 외부로 뽑아낸다.

프레임(600)은 태양 전지판(700) 및 기타 부재들을 설치하기 위하여 수류 안내판(400) 상측에 설치된다.

태양 전지판(700)은, 본 발명의 실시예에 따른 장치의 모터를 비롯한 동력이 필요한 각종 장치에 동력을 공급한다. 이 때, 태양 전지판(700)은 볼록 또는 오목한 모양으로 프레임(600)에 설치하여, 본 발명의 실시예에 따른 장치의 회전과 상관없이 최적의 태양 에너지를 받을 수 있도록 하였다.

발광부(810)는 프레임(600), 부력링(310) 또는 태양 전지판(700) 등에 설치되어 본 발명의 장치의 작동여부를 외부에서 식별할 수 있도록 하였다.

그리고 본 발명에서는 입수 호스의 입수구 개폐장치(200), 입수 호스의 길이 조절장치, 부력 조절장치(320), 모터(520), 방향키(820), 이동 장치(900) 등을 외부에서 무선으로 작동시키기 위하여 프레임(600) 상단에 안테나(830)를 설치하였다. 그리고 통상적으로 호소에 본 발명의 장치가 복수 개 사용됨을 고려하여 각각의 장치마다 고유한 무선통신 ID를 부여하고 이 ID를 통하여 원거리에서 무선으로 장치의 작동상태를 점검할 수 있게 하며, 장치의 설치, 수거 및 이동시키는 경우에 무선으로 장치를 조정하여 원하는 곳으로 장치를 이동시킬 수 있도록 하였다. 여기서 본 발명의 장치의 작동상태란 설치위치, 정상작동 유무 뿐 아니라 본 발명의 장치에 설치된 각종 센서의 상태를 포함하며, 이러한 상태는 원격으로 확인할 수 있다.

본 발명의 장치에는 이동시의 방향 제어를 위한 방향키(820)가 설치된다.

한편, 본 발명의 장치는 종래의 일반적인 경우처럼 별도의 동력을 이용한 추진 장치로 이동시킬 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에서는 별도의 동력을 사용하지 않고 수압에 의하여 본 발명의 장치를 이동시킬 수 있는 이동장치를 본 발명 의 가장 큰 특징으로 하고 있는 데, 이에 대하여 도 1a 및 도 1b와 도 4를 결부하여 설명한다. 여기서, 도 1b는 정지 상태에서의 이동장치를 나타낸 것이고, 도 4는 이동 상태에서의 이동장치의 상태를 나타낸 개략도 및 단면도이다.

본 발명에 따른 이동장치(900)는 수류 안내판(400)의 소정영역을 여닫도록 수류 안내판에 설치된 입수막(910)과, 입수 호스(본 실시예에서는 연결용 파이프)의 소정영역을 여닫도록 입수 호스에 설치된 출수막(920)과, 입수막 및 출수막을 여닫는 모터를 포함하여 이루어진다. 이 때, 모터는 별도의 모터를 사용할 수 있지만, 스크류를 회전시키는 모터(520)의 역작동에 의해 입수막 및 출수막이 수압에 의하여 자동으로 여닫히도록 하였다. 입수 호스의 입수구가 닫힌 상태에서 모터(520)의 역작동에 의하여 입수막(910)과 출수막(920)이 열리면 입수막(910)를 통하여 물이 유입되고 출수막(920)를 통하여 물이 유출됨으로써 수압에 의하여 본 발명의 장치가 이동하게 된다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 호소 수질 순환장치를 설명하기 위한 개략도;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 호소 수질 순환장치에 있어서 입수 호스의 입수구가 닫힌 상태로 길이가 줄어든 상태를 나타낸 개략도;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 호소 수질 순환장치에 있어서 부력링의 잠김 깊이 조절을 나타낸 개략도들; 및

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 호소 수질 순환장치의 이동 상태를 나타낸 도면들이다.

<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>

100: 입수 호스 200: 입수 호스의 입수구 개폐장치

310: 부력링 320: 부력 조절장치

400: 수류 안내판 510: 스크류

520: 모터 600: 프레임

700: 태양 전지판 810: 발광부

820: 방향키 830: 안테나

900: 이동장치

Claims (8)

1. 입수구는 하측에 위치되고 출수구는 상측에 위치된 자바라형 입수 호스와;

   상기 입수 호스의 출수구와 연결된 수류 안내판과;

   상기 입수 호스와 상기 수류 안내판 사이에 설치된 부력링과;

   상기 수류 안내판을 상하로 관통하도록 설치되어 상기 입수 호스에 유입된 물을 외부로 뽑아내는 스크류와;

   정작동으로 상기 스크류를 회전시키는 모터와;

   상기 수류 안내판의 소정영역을 여닫도록 상기 수류 안내판에 설치된 입수막과 상기 입수 호스의 소정영역을 여닫도록 상기 입수 호스에 설치된 출수막이 포함된 이동장치와;

   상기 수류 안내판 상측에 설치된 프레임과;

   상기 프레임에 설치되며, 상기 모터에 동력을 공급하는 태양 전지판과;

   상기 입수 호스의 입수구를 여닫는 입수구 개폐장치가 구비되며;

   상기 입수구 개폐장치에 의해 상기 입수 호스의 입수구가 닫힌 상태에서 상기 모터의 역작동에 의하여 상기 입수막과 상기 출수막이 열리면 상기 입수막을 통하여 물이 유입되고 상기 출수막을 통하여 물이 유출됨으로써 수압에 의하여 이동되고;

   상기 부력링에는 방향키가 설치되어 상기 출수막을 통해 유출되는 수압에 의하여 진행방향을 설정할 수 있으며;

   상기 입수구 개폐장치는 상기 입수 호스에 형성되고, 복수 개의 구멍이 형성된 날개를 갖는 깔대기와;

   상기 깔대기에 형성된 구멍을 따라 상승, 하강하는 지지대와;

   상기 지지대에 의해 가이드되고, 하부에는 부력에 의해 상승, 하강되도록 자바라형 부력부를 갖는 깔대기형 개폐판을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 호소 수질 순환장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 태양 전지판은 볼록 또는 오목한 모양인 것을 특징으로 하는 태양광 발전 호소 수질 순환장치.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 부력링이 물에 잠기는 깊이를 조절함으로써 부력을 조절하는 부력 조절장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 호소 수질 순환장치.
6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 1항에 있어서, 상기 입수 호스의 길이 조절장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 호소 수질 순환장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 프레임, 부력링 또는 태양전지에는 상기 호소 수질 순환장치의 작동여부를 나타내는 발광부가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 호소 수질 순환장치.
8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 1항에 있어서, 상기 호소 수질 순환장치는 무선으로 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 호소 수질 순환장치.

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