KR101732941B1 - 수상 회전식 태양광 발전장치를 이용한 수질정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 부력 구조물; 상기 부력 구조물을 횡방향으로 관통하여 나란히 배치되는 복수의 횡 파이프와, 상기 복수의 횡 파이프의 상부 또는 하부에 수직 결합되는 종 파이프로 구성된 연결 구조물; 상기 연결 구조물의 회전을 가능하게 하는 회전 수단; 및 상기 연결 구조물의 어느 한 횡 파이프 하측에 일체로 고정되는 고정체와, 상기 고정체 내부에 외륜이 지지되는 베어링과, 상기 베어링의 내륜에 일단(상측)이 결합되어 회전 가능한 회전체와, 상기 회전체의 타단(하측)에 고정되어 상기 회전체와 연동되며 수면이 내측으로 통하는 입구가 설치되는 그물망으로 이루어진 무동력 채집 수단;을 포함하는 수질정화장치가 제공된다.
이에 의하면, 수상에 설치되는 회전식 태양광 생산 설비를 이용하여 수면 상의 부유물질을 친환경적(무동력)으로 채집하여 환경오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

수상 회전식 태양광 발전장치를 이용한 수질정화장치 {Water treatment facility}

본 발명은 수상 회전식 태양광 발전장치를 이용한 수질정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 물의 흐름이 저조한 장소인 소규모의 호수, 저수지, 양어장, 골프장 연못 등에서는 유입된 오염물질에 의한 화학반응으로 악취가 발생하며, 녹조류가 다량으로 번식하여 수질이 크게 악화된다. 이에 따라서, 생물학적 산소요구량(BiochemicalOxygen Demand,BOD)이 증가하게 되며, 물속의 산소 부족으로 물고기가 살 수 없는 환경으로 변하는 등 생태계의 파괴가 더욱 악화되는 것이다.

그럼에도 불구하고, 이러한 곳에는 대형 수질정화시설을 설치할 수 있는 공간이 없을 뿐만 아니라, 경제성이 없어 심각한 오염에도 불구하고 그대로 방치되고 있는 실정이다.

또한, 인력을 투입하여 수작업으로 오염물질을 제거하고자 하는 경우에도 작업자의 안전에 대한 위험이 있을 뿐만 아니라, 지속적인 효과를 거둘 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 태양광 발전장치의 동력을 이용하여 녹조류 등의 부유물질을 친환경적으로 제거할 수 있는 수질정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 수질정화장치는,

부력 구조물(110);

상기 복수의 부력 구조물(110)을 하나의 단위로 연결하는 연결 구조물(120);

상기 연결 구조물(120)의 회전을 가능하게 하는 회전 수단(140); 및

상기 연결 구조물(120)의 하측에 일체로 고정되는 고정체(151)와, 상기 고정체(151) 내부에 외륜이 지지되는 베어링(152)과, 상기 베어링(152)의 내륜에 일단(상측)이 결합되어 회전 가능한 회전체(153)와, 상기 회전체(153)의 타단(하측)에 고정되어 상기 회전체(153)와 연동되며 수면(L)이 내측으로 통하는 그물망(154-5)의 입구(154-5a)가 설치되는 그물망(154)로 이루어진 무동력 채집 수단(150);

을 포함한다.

상기 연결 구조물(120)은,

상기 부력 구조물(110)을 횡방향으로 지지하는 횡 파이프(121)와, 상기 횡 파이프(121)의 상부 또는 하부에 수직 결합되는 종 파이프(122)로 구성되며,

상기 고정체(151)는 상기 횡 파이프(121) 또는 상기 종 파이프(122)의 하측에 일체로 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 회전 수단(140)은,

지상 또는 수상의 부상 구조물(도시 생략) 상에 설치되는 한 쌍의 제1·2동력장치(도시 생략)와, 양단이 제1·2동력장치와 상기 연결 구조물(120)에 각각 설치되어 서로 교차되는 한 쌍의 제1·2와이어(141)(142)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 한 종단(하부)이 물속 바닥에 고정되고 또 다른 종단(상부)은 수면(L) 밖에 노출되어 수위에 따라 상기 연결 구조물(120)의 상하 슬라이딩을 가이드할 수 있는 포스트(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 그물망(154)의 입구(154-5a)에는,

고정틀(154-1)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 그물망(154)의 저부에는,

무게추(154-2)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정틀(154-1)의 일측면 양쪽에는,

한 쌍의 방향추종편(154-3)이 수면(L) 상에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 방향추종편(154-3)은,

만곡하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정틀(154-1)의 타측면 한쪽에는,

어느 하나의 방향추종편(154-3)과 대칭되는 단일의 대향추종편(154-4)이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 수질정화장치에 의하면, 수상에 설치되는 회전식 태양광 생산 설비를 이용하여 수면 상의 부유물질을 친환경적(무동력)으로 채집하여 환경오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질정화장치를 보인 단면도,
도 2는 도 1의 'A'부분 확대도 및
도 3은 도 2의 그물망 조립체의 작동도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 수질정화장치에 대해 상세하게 살펴본다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수질정화장치는 부력 구조물(110), 연결 구조물(120), 포스트(130), 회전 수단(140) 및 무동력 채집 수단(150)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 부력 구조물(110)은 물(W)에 부상 가능하게 부력을 갖는 재료로 형성되며, 내부에 부력 공간을 형성하여 이루어진다. 이러한, 상기 부력 구조물(110)은 부력을 갖는 어떠한 형태든 가능한바, 특정 형상에 한정되지 않는다.

한편, 본 실시예에서는 이 부력 구조물(110)의 상부에 태양광 발전설비(115)가 장착됨을 보여주고 있다. 상기 태양광 발전설비(115)는 태양전지 모듈, 전력 변환 장치 및 축전지 등을 포함할 수 있다. 각각에 대해 살펴보면, 상기 태양전지 모듈은 다수의 태양 전지를 연결하여 모듈화한 것으로, 태양 빛이 수직으로 입사될 수 있도록 태양전지 모듈의 각도 가변이 가능한 지지대(116)에 의해 조절될 수 있다. 상기 전력 변환 장치는 태양전지 모듈과 연결되어 태양전지 모듈에 의해 생성된 전압과 전류가 일정하지 않은 직류전력을 교류로 변환시켜 준다. 또한, 상기 축전지는 전력 변환 장치와 연결되어 전기를 축적시킬 수 있다.

또한, 상기 연결 구조물(120)은 상기 부력 구조물(110)을 횡방향으로 관통하여 나란히 배치되는 복수의 횡 파이프(121)와, 상기 복수의 횡 파이프(121)의 상부 또는 하부에 수직 결합(용접, 볼트 결합 등)되는 종 파이프(122)로 구성된다. 이에 의하면, 상기 연결 구조물(120)은 수면(L)으로부터 일정 높이에 부상하게 되고, 상기 부력 구조물(110)들은 상기 연결 구조물(120)에 의해서 하나의 단위체로 구속될 수 있다.

또한, 상기 포스트(130)는 한 종단(하부)이 물속 바닥(암반 등)에 매설되어 기립 고정되고, 또 다른 종단(상부)은 수면(L) 밖에 노출되어, 수위에 따라 상기 연결 구조물(120)의 상하 슬라이딩을 가이드할 수 있다. 이를 위해 상기 연결 구조물(120)에는 상기 포스트(130)의 외경에 지지되어 상기 연결 구조물(120)의 승하강을 유도할 수 있는 가이드부재(125)가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 회전 수단(140)은 지상 또는 수상의 부상 구조물(도시 생략) 상에 설치되는 한 쌍의 제1·2동력장치(도시 생략)와, 양단이 제1·2동력장치와 상기 연결 구조물(120)의 고정바(126)에 각각 설치되어 서로 교차되는 한 쌍의 제1·2와이어(141)(142)를 포함한다. 이때, 상기 한 쌍의 제1·2동력장치는 동력을 발생시키는 모터(미도시), 감속기(미도시), 모터의 동력을 전달하거나 끊을 수 있는 클러치(미도시) 및 모터(미도시)를 정지시키는 브레이크(미도시)로 구성되어 서로 반대로 작동(어느 한 와이어가 감기면 다른 쪽 와이어는 풀리는 작용)함으로써 상기 연결 구조물(120)의 회전을 가능하게 한다.

한편, 상기 무동력 채집 수단(150)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 연결 구조물(120)의 어느 한 횡 파이프(121) 하측에 일체로 고정되는 고정체(151)와, 상기 고정체(151) 내부에 외륜이 지지되는 베어링(152)과, 상기 베어링(152)의 내륜에 일단(상측)이 결합되어 회전 가능한 회전체(153)와, 상기 회전체(153)의 타단(하측)에 고정되어 상기 회전체(153)와 연동되며 수면(L)이 내측으로 통하는 그물망(154-5)의 입구(154-5a)가 설치되는 그물망 조립체(154)로 이루어진다. 상기 무동력 채집 수단(150)은 도면에서 단일개로 도시되었으나, 실제로는 복수로 설치됨이 바람직하다.

상기 그물망(154-5)은 그 입구(154-5a) 측 형태를 유지하도록 금속재질 또는 친환경 PE재질의 고정틀(154-1)이 설치됨이 바람직하다. 또한, 상기 그물망(154-5)의 저부에는 채집된 부유물질이 쉽게 빠져나가지 않도록 무게추(154-2)가 설치될 수 있으며, 상기 고정틀(154-1)의 일측면 양쪽에는 물에 대한 저항이 균형을 이루어 그물망(154-5)의 방향성을 잡기 위한 한 쌍의 방향추종편(154-3)이 더 설치될 수 있다. 상기 한 쌍의 방향추종편(154-3)은 만곡하게 형성됨이 바람직하다. 아울러, 상기 고정틀(154-1)의 타측면 한쪽에는 어느 하나의 방향추종편(154-3)과 대칭되는 단일의 대향추종편(154-4)이 더 설치됨이 바람직하다.

이하, 상술한 본 발명 수질정화장치의 작용에 대해 살펴본다.

계절별, 시간대별로 태양빛에 대한 태양전지 모듈의 입사각도가 최적의 위치에 올 수 있도록 회전 수단(140)이 수분 또는 수십분 단위로 가동된다. 즉, 회전 수단(140)이 가동되면 어느 한 와이어가 감기는 반면, 다른 쪽 와이어가 풀림으로써 연결 구조물(120)이 회전하는 방식이다. 이에 의해 태양광 발전설비(115)의 태양전지 모듈이 태양빛을 따라 최적의 입사각도를 이루도록 괘적을 그리게 된다.

이때, 횡 파이프(121) 및 고정체(151)에 베어링(152)으로 지지된 그물망 조립체(154)가 연동하는바, 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 방향추종편(154-3)에 의해서 물에 대한 저항이 균형을 이루어 그물망(154-5)의 아랫부분이 뒤로 따라오는 형태를 취함과 동시에 그 입구(154-5a) 측이 완전히 개방된채 연결 구조물(120)과 동일한 정방향(동쪽에서 서쪽으로) 괘적을 그리면서 수면(L)의 부유물 및 녹조류를 채집할 수 있게 된다. 아울러, 연결 구조물(120)이 회전하지 않을 때에는 그물망 조립체(154) 역시 고정되는바, 그물망(154-5)의 아랫부분이 무게추(154-2)에 의해 아래로 쳐지면서 그 입구(154-5a) 측이 폐쇄되며, 따라서 채집된 부유물 및 녹조류를 그물망(154-5) 내측에 가둘 수 있음은 물론이다.

한편, 일몰 후에는 태양전지 모듈이 최초의 일출 위치로 오도록 회전 수단(140)이 가동되는데, 이 경우 물의 저항이 편중된 단일의 대향추종편(154-4)에 의해 그물망 조립체(154)가 180도로 회전하게 된다. 따라서 한 쌍의 방향추종편(154-3)이 또다시 물에 대한 균형을 이루면서 입구(154-5a) 측이 연결 구조물(120)과 동일한 역방향(서쪽에서 동쪽으로) 괘적을 그리면서 수면(L)의 부유물 및 녹조류를 계속 채집할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 수질정화장치에 의하면, 수상에 설치되는 회전식 태양광 생산 설비를 이용하여 수면 상의 부유물질을 친환경적(무동력)으로 채집하여 환경오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims (9)

1. 복수의 부력 구조물(110);
   상기 복수의 부력 구조물(110)을 하나의 단위로 연결하는 연결 구조물(120);
   상기 연결 구조물(120)의 회전을 가능하게 하는 회전 수단(140); 및
   상기 연결 구조물(120)의 하측에 일체로 고정되는 고정체(151)와, 상기 고정체(151) 내부에 외륜이 지지되는 베어링(152)과, 상기 베어링(152)의 내륜에 일단(상측)이 결합되어 회전 가능한 회전체(153)와, 상기 회전체(153)의 타단(하측)에 고정되어 상기 회전체(153)와 연동되며 수면(L)이 내측으로 통하는 그물망(154-5)의 입구(154-5a)가 설치되는 그물망 조립체(154)로 이루어진 무동력 채집 수단(150)을 포함하되,
   그물망 조립체(154)는 회전체(153)에 고정된 고정틀(154-1), 한 종단이 고정틀(154-1)에 고정된 그물망(154-5) 그리고 상기 그물망(154-5)의 다른 종단에 설치된 적어도 하나의 무게추(154-2)를 포함하여,
   고정틀(154-1)은 그물망(154-5) 내로 부유 물질이 유입되는 입구(154-5a)의 기능을 수행하고, 상기 회전체(153)가 회전하지 않을 때 그물망(154-5)은 무게추(154-2)에 의하여 물 아래로 쳐지며, 따라서 그물망(154-5)의 입구(154-5a)가 폐쇄되어 그물망(154-4) 내의 부유 물질이 외부로 빠져 나오지 않는 것을 특징으로 하는 수질정화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 연결 구조물(120)은,
   상기 부력 구조물(110)을 횡방향으로 지지하는 횡 파이프(121)와, 상기 횡 파이프(121)의 상부 또는 하부에 수직 결합되는 종 파이프(122)로 구성되며,
   상기 고정체(151)는 상기 횡 파이프(121) 또는 상기 종 파이프(122)의 하측에 일체로 고정된 것을 특징으로 하는 수질정화장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 회전 수단(140)은, 지상 또는 수상의 부상 구조물 상에 설치된 한 쌍의 제1 및 제2 동력장치와, 양단이 제1 및 제2 동력장치와 상기 연결 구조물(120)에 각각 설치되어 서로 교차되는 한 쌍의 제1 및 제2 와이어(141 및 142)로 구성된 것을 특징으로 하는 수질정화장치.
4. 제 2항에 있어서,
   한 종단(하부)이 물속 바닥에 고정되고 또 다른 종단(상부)은 수면(L) 밖에 노출되어 수위에 따라 상기 연결 구조물(120)의 상하 슬라이딩을 가이드할 수 있는 포스트(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질정화장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 고정틀(154-1)의 일측면 양쪽에는 한 쌍의 방향추종편(154-3)이 수면(L) 상에 설치된 것을 특징으로 하는 수질정화장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 방향추종편(154-3)은 만곡지게 형성된 것을 특징으로 하는 수질정화장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 고정틀(154-1)의 타측면 한쪽에는 어느 하나의 방향추종편(154-3)과 대칭되는 단일의 대향추종편(154-4)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 수질정화장치.

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