KR102098638B1

KR102098638B1 - 쌍동선 형태의 조류 제거 선박

Info

Publication number: KR102098638B1
Application number: KR1020180131459A
Authority: KR
Inventors: 한무영; 김충일; 정성운; 김흥순
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-04-09

Abstract

본 발명은 쌍동선 형태의 조류 제거 선박에 대한 것으로서, 특히 쌍동선의 중심부에 조류수거함과 컨베이어를 설치한 쌍동선 형태의 조류 제거 선박에 관한 것이다. 본 발명에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박은 제1 선박과 제2 선박 사이에 조류수거함과 컨베이어를 설치하여 선박의 운행만으로도 수면의 조류를 수거할 수 있다.

Description

쌍동선 형태의 조류 제거 선박{algae eliminating vessel of catamaran type}

본 발명은 쌍동선 형태의 조류 제거 선박에 대한 것으로서, 특히 쌍동선의 중심부에 조류수거함과 컨베이어를 설치한 쌍동선 형태의 조류 제거 선박에 관한 것이다.

조류 제거 선박은 자연수계에서 발생되는 조류를 수거하기 위한 선박이다. 이러한 조류 제거 선박은 단순히 수표면의 조류를 흡입하는 등의 방법으로 수거하는 선박과 기포를 이용하여 조류를 부상시킨 후 이를 수거하는 선박 등이 있다.

기존의 조류 제거 선박은 기포와 응집제로 조류를 플록형태로 만들어 수면에 부상시킨 후 이를 선박으로 수거할 때, 별도의 조류 수거 선박을 이용하거나, 선박을 정지시킨 후 흡입 펌프 등을 이용하여 수면의 조류를 수거하였다. 하지만, 이 경우, 조류를 제거하는 많은 시간이 소요되는 문제가 있다. 따라서, 조류 제거에 소요되는 시간을 감소시키기 위해서, 선박의 운행만으로 조류를 제거할 수 있는 조류 제거 선박이 필요하다.

한국등록특허 제10-0527292호(2005.11.02. 등록) 한국공개특허 제10-2010-0009616호(2010.01.28. 공개)

본 발명의 목적은 선박의 운행만으로도 수면의 조류를 수거할 수 있는 쌍동선 형태의 조류 제거 선박을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박은 제1 선박과, 상기 제1 선박과 소정간격 이격된 제2 선박, 상기 제1 선박과 제2 선박 사이에 구비된 조류수거함, 상기 조류수거함의 전단에 구비된 컨베이어, 및 상기 선박의 전단에 구비된 조류 이송 장치를 포함하며, 상기 조류 이송 장치는, 일측과 타측이 개방된 중공의 관 형상인 외부 하우징과, 상기 외부 하우징 내부로 상기 외부 하우징의 길이 방향과 수직이 아닌 교차되는 방향으로 물이 분사되도록 물을 유입시키는 물 유입로를 포함한다.

상기 외부 하우징의 내부에, 상기 물 유입로와 연결된 물 분사노즐을 포함하고, 상기 물 분사노즐은 상기 외부 하우징의 개방된 일측과 타측과 동일한 방향이 개방된 관 형상이되, 상기 물 유입로와 연결되어 개방된 일측과 타측 중 어느 한 방향으로 물을 분사한다.

상기 외부 하우징의 내부에 구비되며, 단면이 상기 외부 하우징과 동심원이되 일측과 타측이 개방된 관 형상으로 형성되어, 상기 외부 하우징과의 사이에 공간이 형성되는 내부 하우징을 더 포함하고, 상기 물 유입로는 상기 외부 하우징과 연결되어, 상기 공간으로 물을 주입하며, 상기 내부 하우징에는 상기 내부 하우징 내부로 상기 내부 하우징의 길이 방향과 수직이 아닌 교차되는 방향으로 물이 분사되도록 물 분사구가 형성되고, 상기 공간은 상기 물 유입로 및 상기 물 분사구와만 연결된다.

또한, 본 발명에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박은 선박과, 상기 선박에 장착된 프로펠러, 상기 선박에 구비되어 상기 프로펠러 전단에 구비된 기포 토출노즐을 통해 기포를 토출시키는 기포 발생 장치, 상기 선박에 구비되어 상기 프로펠러 전단에 구비된 응집제 토출노즐을 통해 응집제를 토출시키는 응집제 공급 장치, 및 상기 선박에 장착된 조류 이송 장치를 포함한다.

상기 프로펠러는 회전축에 연결된 다수개의 회전날개를 포함하며, 상기 다수개의 회전날개는 상기 회전축과 직교하는 가상 라인을 기준으로, 상기 가상 라인에서 예각인 제6각(θ6)만큼 상기 다수개의 회전날개를 절곡하여 형성한 제1 교반추진부와, 상기 가상 라인에서 예각인 제7각(θ7)만큼 상기 다수개의 회전날개를 절곡하여 형성한 제2 교반추진부, 상기 가상 라인에서 예각인 제8각(θ8)만큼 상기 다수개의 회전날개를 절곡하여 형성한 제3 교반추진부, 및 상기 제3 교반추진부에서 연장되어 상기 회전축에 연결되되 상기 회전축의 길이방향과 평행한 교반부를 포함하며, 상기 제7각(θ7)은 상기 제6각(θ6)보다 크고, 상기 제8각(θ8)은 상기 제7각(θ7)보다 크다.

본 발명에서 상기 제6각(θ6)은 15도, 상기 제7각(θ7)은 25도, 상기 제8각(θ8)은 40도이며, 상기 다수개의 회전날개는, 상기 회전축과 접하는 변의 폭과, 상기 회전축과 접하는 변의 폭과 교차되는 방향의 길이의 비가 1:5인 것을 예시한다.

상기 기포 발생 장치는 물과 공기를 혼합하여 기액혼합물을 생성하는 혼합탱크와, 상기 기액혼합물로 기포를 생성하는 다수개의 기포 형성노즐, 상기 다수개의 기포 형성노즐을 통해 생성된 기포를 토출하는 기포 토출노즐, 및 상기 기포 토출노즐과 연결되는 상기 다수개의 기포 형성노즐의 개수를 제어하는 개폐장치를 포함하며, 상기 기포 토출노즐로 토출되는 기포의 크기와 상기 기포 토출노즐과 연결되는 상기 다수개의 기포 형성노즐의 개수는 반비례한다.

상기 다수개의 기포 형성노즐은, 원기둥형상인 중공의 기포 형성노즐 하우징과, 상기 기포 형성노즐 하우징 내에 구비된 기포 형성노즐 유로를 포함하며, 상기 기포 형성노즐 유로의 길이방향과 교차되는 방향의 단면은 원형 또는 타원형이다.

상기 다수개의 기포 형성노즐은, 사각기둥형상인 중공의 기포 형성노즐 하우징과, 상기 기포 형성노즐 하우징 내에 구비된 기포 형성노즐 유로를 포함하며, 상기 기포 형성노즐 유로는 상기 기포 형성노즐 하우징 내부를 여러층의 사각코일형태로 채우며, 상기 기포 형성노즐 유로의 길이방향과 교차되는 방향의 단면은 사각형이다.

상기 다수개의 기포 형성노즐은 제1 기포 형성노즐 내지 제n 기포 형성노즐을 포함하며, 상기 다수개의 노즐 사이에 구비되어 기포의 흐름을 제어하는 제1 연결 개폐장치 내지 제n-1 연결 개폐장치와, 상기 다수개의 노즐에서 직접 토출되는 기포의 흐름을 제어하는 제1 토출 개폐장치 내지 제n-1 토출 개폐장치를 포함하고, 상기 제n-1 토출 개폐장치가 개방되면, 제1 토출 개폐장치 내지 제n-2 토출 개폐장치는 폐쇄되며, 제1 연결 개폐장치 내지 제n-2 연결 개폐장치는 개방되며, 상기 n은 2 이상인 자연수이고, n이 2일 경우 0이 되는 토출 개폐장치 또는 연결 개폐장치는 작동하지 않는다.

본 발명에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박은 제1 선박과 제2 선박 사이에 조류수거함과 컨베이어를 설치하여 선박의 운행만으로도 수면의 조류를 수거할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 조류 이송 장치의 개략 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조류 이송 장치의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 조류 이송 장치의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로펠러의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 회전날개의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 회전날개의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기포 발생 장치의 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기포 형성노즐의 투영 사시도이고, 도 11은 본 발명의 변형예에 따른 기포 형성노즐의 투영 사시도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박의 개념도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 선박(2110)과 제1 선박(2110)을 포함하는 선박(2100)과 소정간격 이격된 제2 선박(2120), 제1 선박(2110)과 제2 선박(2120) 사이를 연결하도록 구비된 조류수거함(2200), 조류수거함(2200)의 전단에 구비되어 수면의 조류를 조류수거함(2200)으로 이송하는 컨베이어(2300)를 포함한다.

제1 선박(2110)은 일반적인 선박의 하부만이 구현된 선박으로서, 부력을 갖기 위한 구조이다. 물론, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적인 선박을 제1 선박(2110)으로 이용할 수도 있다.

제2 선박(2120)은 제1 선박(2110)과 소정간격 이격되어 구비되며, 제1 선박(2110)과 동일한 형태로 제작되는 것이 바람직하다. 이러한 제2 선박(2120)은 제1 선박(2110)과 평행하게 위치된다.

조류수거함(2200)은 제1 선박(2110)과 제2 선박(2120) 사이에 위치되며, 이송되는 조류를 담기 위한 그릇의 형태이다. 또한, 조류수거함(2200)은 하부 측면에 조류 토출구가 형성되며, 조류 토출구에는 부력체인 조류수거통이 위치되어 토출되는 조류를 수납한다. 이때, 조류수거통은 외부 조류수거통과 내부 조류수거통이 결합된 형태로서, 밀봉된 외부 조류수거통과 내부 조류수거통 사이의 공간에 의해 부력을 가지게 된다. 또한, 조류수거통의 입구를 막는 덮개가 구비되며, 조류가 수납된 조류수거통은 덮개가 결합된 후 자연수계에 던져진다. 자연수계에 던져진 조류수거통은 수면에 부상하게 되며, 별도의 선박을 이용하여 조류수거통을 수거하여 육지로 이송한다.

컨베이어(2300)는 제1 선박(2110)과 제2 선박(2120) 사이에서 조류수거함(2200)의 전단에 구비되어 수면의 조류를 조류수거함(2200)으로 이송한다. 이러한 컨베이어(2300)는 일측이 수중에 위치하며, 타측이 조류수거함(2200)에 위치한다. 따라서, 컨베이어(2300)는 경사진 형태로 구비되어 수면의 조류를 조류수거함(2200)으로 이송할 수 있다.

한편, 본 발명은 선박의 전단에 구비되어 자연수계의 가장자리에 부상한 조류를 선박 전단으로 이송하는 조류 이송 장치(1000)를 더 포함할 수 있다.

조류 이송 장치(1000)는 제1 선박(2110)과 제2 선박(2120) 중 어느 하나의 전단에 구비되어 베르누이 원리에 의해 일측에서 타측으로 물을 이동시킨다. 이러한 조류 이송 장치(1000)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 물이 유입되는 물 유입로(1100)와, 조류 이송 장치(1000)의 외부를 형성하는 외부 하우징(1200), 외부 하우징(1200)과 소정간격 이격되되 외부 하우징(1200)의 내부에 구비된 내부 하우징(1300), 및 내부 하우징(1300)에 형성된 물 분사구(1400)를 포함한다.

물 유입로(1100)는 외부로부터 외부 하우징(1200)과 내부 하우징(1300) 사이의 공간에 물을 유입시킨다. 이때, 물 유입로(1100)로 유입되는 물은 자연수계의 물을 이용할 수 있으며, 외부에서 펌프를 이용하여 강한 수압으로 빠르게 주입하는 것이 효과적이다.

외부 하우징(1200)은 일측과 타측이 개방된 중공의 관 형상이며, 내부 하우징(1300)도 일측과 타측이 개방된 중공의 관 형상이다. 이러한 외부 하우징(1200)과 내부 하우징(1300)은 동심원 형태로 결합되며, 외부 하우징(1200)과 내부 하우징(1300) 결합 시 물 분사구(1400)를 제외한 나머지 영역은 개방되는 부분없이 모두 결합된다.

물 분사구(1400)는 내부 하우징(1300)에 형성되어 외부 하우징(1200)과 내부 하우징(1300) 사이의 공간으로 주입된 물을 내부 하우징(1300) 내부로 분사시킨다. 이때, 물 분사구(1400)는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 하우징(1300)의 길이 방향과 교차되되 수직하지 않은 방향으로 물이 분사되도록 형성된다. 이러한 물 분사구(1400)는 내부 하우징(1300)에 다수개가 형성되며, 다수개의 물 분사구(1400)의 물 분사 각도는 모두 동일한 것을 예시한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 물 분사구(1400)의 물 분사 각도는 내부 하우징(1300)에서 물이 이동하는 방향으로 갈수록 내부 하우징(1300)의 길이 방향과 점점 평행되도록 할 수도 있다. 또한, 이러한 구조에 의해서, 조류 이송 장치(1000) 일단의 물이 조류 이송 장치(1000) 타단으로 함께 이동하며, 조류 이송 장치(1000)의 일단의 유속보다 조류 이송 장치(1000) 타단의 유속이 급격히 상승한다.

도 4는 본 발명의 변형예에 따른 조류 이송 장치의 개략 단면도이다.

한편, 전술된 실시예에서는 내부 하우징(1300)에 물 분사구(1400)를 형성하여 물을 분사하는 것을 예시하였다. 하지만, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 물 분사노즐(1500)을 이용하여 물을 분사할 수도 있다. 이 경우, 내부 하우징(1300)은 생략될 수 있으며, 외부 하우징(1200) 내로 물 유입로(1100)가 연장되고 물 유입로(1100) 끝단에 물 분사노즐(1500)이 형성되어 물 유입로(1100)로 유입된 물을 외부 하우징(1200) 내로 분사할 수 있다. 또한, 이 경우에도, 물 분사노즐(1500)로 분사되는 물에 의해 조류 이송 장치(1000) 일단의 물이 조류 이송 장치(1000) 타단으로 함께 이동하며, 조류 이송 장치(1000)의 일단의 유속보다 조류 이송 장치(1000) 타단의 유속이 급격히 상승한다. 또한, 이러한 원리에 의해 조류 이송 장치(1000) 일측의 물이 타측으로 이동되도록 하며, 이에 따라, 자연수계의 가장자리에 부상한 조류를 선박의 전단으로 이동시킬 수 있다.

다음은 기포 발생 장치와 응집제 공급 장치를 구비한 본 발명의 제2 실시예에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 후술될 내용 중 전술된 본 발명의 제1 실시예에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박의 개념도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박은 도 5에 도시된 바와 같이, 선박과, 선박에 장착되며 기포를 발생시키는 기포 발생 장치(200)와, 기포 발생 장치(200)에서 발생된 기포를 토출하는 기포 토출노즐(260), 선박에 장착되며 응집제를 공급하는 응집제 공급 장치, 응집제 공급 장치에서 공급되는 응집제를 토출하는 응집제 토출노즐(300), 기포 토출노즐(260, 도 5에서는 263)과 응집제 토출노즐(300)의 후단에 구비되어 선박에 추진력을 부여하는 프로펠러(100), 및 선박에 장착되어 자연수계의 가장자리에 부상한 조류를 선박의 전단으로 이송하는 조류 이송 장치(1000)를 포함한다. 여기서, 조류 이송 장치(1000)에 대한 설명은 전술된 본 발명의 제1 실시예에 따른 쌍동선 형태의 조류 제거 선박의 설명과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로펠러의 사시도이다.

프로펠러(100)는 선박에 추진력을 제공함과 동시에 기포와 응집제를 혼합시킨다. 본 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 프로펠러(100)가 3개의 회전날개, 즉, 제1 회전날개(110)와 제2 회전날개(120) 및 제3 회전날개(130)를 포함하는 것을 예시한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 회전날개의 정면도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 회전날개의 측면도이다.

도 7을 참조하면, 제1 회전날개(110)는 제1 회전날개 변과, 제1 회전날개 변과 대향하는 제2 회전날개 변, 제1 회전날개 변과 제2 회전날개 변의 일단을 연결하는 제3 회전날개 변, 제1 회전날개 변과 제2 회전날개 변의 타단을 연결하는 제4 회전날개 변을 포함한다. 또한, 이에 따라 제1 회전날개(110)는 대략적으로 직사각판 형상이 된다. 또한, 제1 회전날개 변과 제3 회전날개 변의 각은 둔각으로서 제1각(θ1)으로 정의되며, 제1 회전날개 변과 제4 회전날개 변의 각은 예각으로서 제2각(θ2)으로 정의된다. 제2 회전날개 변과 제3 회전날개 변의 각(θ4)과 제2 회전날개 변과 제4 회전날개 변의 각(θ3)은 각각이 직각이다. 따라서, 제1 회전날개(110)의 제4 회전날개 변은, 제1 회전날개 변과 수직한 가상 라인을 기준으로 예각인 제5각(θ5)만큼 기울어져 있어, 제1 회전날개(110)는 전체적으로 일방으로 치우친 직사각 형상이 된다. 여기서, 제5각(θ5)은 10도일 수 있다. 또한, 이에 따라, 회전축(S)과 접하는 변의 길이인 폭(W)과, 하부변 길이(L) 및 상부변 길이(D)로 정의되는 제1 회전날개(110)는 상부변 길이(D)가 하부변 길이(L)보다 크다. 또한, 본 실시예는 제1 회전날개(110)의 폭(W)과 상부변 길이(D)의 비는 1:5인 것을 예시한다. 이러한 제1 회전날개(110)는 절곡되는 형태를 기준으로, 회전축(S)과 직접 연결되는 교반부(114)와, 교반부(114)에서 연장되어 절곡된 제3 교반추진부(113), 제3 교반추진부(113)에서 연장되어 절곡된 제2 교반추진부(112), 및 제2 교반추진부(112)에서 연장되어 절곡된 제1 교반추진부(111)를 포함한다.

제1 교반추진부(111)는 기포와 응집제의 교반성능과 선박의 추진력을 함께 주기 위한 것으로서, 가상 라인(도 7에서 폭(W)로 표시된 제1 회전날개 변과 직각인 가상 라인)을 기준으로 제4 회전날개 변의 소정지점에서 예각인 제6각(θ6)만큼 제1 회전날개(110)를 절곡시켜 형성한다. 여기서, 제6각(θ6)은 15도인 것이 바람직하다.

제2 교반추진부(112)는 가상 라인을 기준으로 제4 회전날개 변의 소정지점에서 예각인 제7각(θ7)만큼 제1 회전날개(110)를 절곡시켜 형성한다. 또한, 제2 교반추진부(112)는 제1 교반추진부(111)보다 면적이 넓으며, 제7각(θ7)은 25도인 것이 바람직하다.

제3 교반추진부(113)는 가상 라인을 기준으로 제4 회전날개 변의 소정지점에서 예각인 제8각(θ8)만큼 제1 회전날개(110)를 절곡시켜 형성한다. 여기서, 제8각(θ8)은 40도인 것이 바람직하며, 이에 따라, 제3 교반추진부(113)의 면적은 제2 교반추진부(112)보다 넓다. 또한 이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이, 제3 교반추진부(113)는 교반부(114)의 면에 대해서 25도 절곡되고, 제2 교반추진부(112)는 제3 교반추진부(113)의 면에 대해서 25도 절곡된다. 또한, 제3 교반추진부(113)는 제2 교반추진부(112)에 대해서 25도 절곡된다.

교반부(114)는 제1 회전날개(110)에서 제1 교반추진부(111)와 제2 교반추진부(112) 및 제3 교반추진부(113)를 제외한 나머지 영역으로서, 평평한 판 형상이다. 이러한 교반부(114)는 제1 회전날개(110)에서 회전축(S)에 직접 부착되는 영역이며, 교반부(114)를 이루는 변은 회전축(S)의 길이 방향과 평행하다. 따라서, 교반부(114)를 이루는 면은 프로펠러(100) 회전 방향과 수직하게 되므로 교반성능은 최대가 된다.

한편, 전술된 소정지점은 프로펠러(100)의 교반부(114)와 교반추진부(111, 112, 113)를 구분하는 지점으로서, 소정지점이 회전축(S)으로 근접할수록 교반추진부(111, 112, 113)의 면적이 넓어지고 소정지점이 회전축(S)에서 멀어질수록 교반부(114)의 면적이 넓어진다. 따라서, 소정지점을 결정함에 따라 프로펠러(100)의 교반성능과 추진성능을 조절할 수 있다. 본 실시예에서는 소정지점이 회전축(S)으로 근접하는 것을 예시하며, 이에 따라, 교반부(114) 상부변 길이(D1)는 교반추진부 상부변 길이(D2)보다 짧다.

한편, 본 실시예에서는 프로펠러(100)가 제1 회전날개(110)와 제2 회전날개(120) 및 제3 회전날개(130)를 포함하는 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 프로펠러(100)의 회전날개는 2개 이상일 수 있다.

또한, 전술된 기포 토출노즐(260)과 응집제 토출노즐(300)은 프로펠러(100)의 전단에 구비되며, 이에 따라, 토출된 기포와 응집제는 회전하는 프로펠러(100)를 통과하며 교반된다. 더욱이, 프로펠러(100)를 통과하며 교반됨과 동시에 프로펠러(100) 주위로 퍼지는 효과도 기대할 수 있어 응집제와 교반된 기포가 더욱 넓게 퍼지도록 할 수 있다.

한편, 전술된 기포 토출노즐(260)과 응집제 토출노즐(300)은 교반부(114)의 전단에 구비되는 것이 기포와 응집제를 교반하는데 효과적이며, 응집제 토출노즐(300)이 기포 토출노즐(260)의 전단에 구비되는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기포 발생 장치의 개념도이다.

기포 발생 장치(200)는 물과 공기를 이용하여 기포를 발생시킨다. 또한, 이를 위해서, 기포 발생 장치(200)는 도 9에 도시된 바와 같이, 물과 공기를 흡입하는 펌프(P)와, 흡입된 물과 공기를 혼합하여 기액혼합물을 만드는 혼합탱크(210), 혼합탱크(210)에서 형성된 기액혼합물을 기포로 만드는 다수개의 기포 형성노즐(220), 및 다수개의 기포 형성노즐(220) 사이에 구비된 개폐장치(230, 240)를 포함한다.

펌프(P)는 공기 유입로와 물 유입로를 통해 물과 공기가 흡입되어 혼합탱크(210)로 이동되도록 한다.

혼합탱크(210)는 공기 유입로와 물 유입로를 통해 유입된 물과 공기를 혼합하여 기액혼합물을 형성한다. 여기서 형성된 기액혼합물은 혼합탱크(210) 후단에 위치한 다수개의 기포 형성노즐(220)에 공급된다.

다수개의 기포 형성노즐(220)은 혼합탱크(210)에서 형성된 기액혼합물을 유로의 길이를 이용하여 원하는 크기의 기포로 만든다. 이를 위해서, 본 발명은 다수개의 기포 형성노즐(220)의 개수를 조절하며, 본 실시예는 다수개의 기포 형성노즐(220)이 제1 기포 형성노즐(221)과 제2 기포 형성노즐(222) 및 제3 기포 형성노즐(223)을 포함하는 것을 예시한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기포 형성노즐의 투영 사시도이고, 도 11은 본 발명의 변형예에 따른 기포 형성노즐의 투영 사시도이다.

제1 기포 형성노즐(221)은 일단이 혼합탱크(210)와 접속되고 타단이 제2 기포 형성노즐(222)과 연결된다. 이러한 제1 기포 형성노즐(221)은 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 기포 형성노즐 하우징과, 제1 기포 형성노즐 하우징 내에 구비된 제1 기포 형성노즐 유로를 포함한다.

제1 기포 형성노즐 하우징은 제1 기포 형성노즐 유로를 감싸 보호한다. 본 실시예는 제1 기포 형성노즐 하우징이 중공의 원통형상인 것을 예시한다. 또한, 제1 기포 형성노즐 하우징의 일측에는 혼합탱크(210)와 연결되는 제1 기포 형성노즐 하우징 일측 홀이 형성되고, 타측에는 제2 기포 형성노즐(222)과 연결되는 제1 기포 형성노즐 하우징 타측 홀이 형성된다. 또한, 제1 기포 형성노즐 하우징에는 제1 기포 형성노즐(221)과 기포 토출노즐(260)을 연결하기 위한 제1 기포 형성노즐 하우징 토출 홀이 형성된다. 또한, 제1 기포 형성노즐 하우징 일측 홀에는 후술될 제1 기포 형성노즐 유로의 일측이 연결되고, 제1 기포 형성노즐 하우징 타측 홀에는 제1 기포 형성노즐 유로의 타측이 연결된다.

제1 기포 형성노즐 유로는 제1 기포 형성노즐 하우징 내부에 구비되되, 소정크기의 지름을 가진 튜브 형태이다. 또한, 제1 기포 형성노즐 유로는 제1 기포 형성노즐 하우징 내에 빈 공간이 거의 없도록 채우는 것이 바람직하다. 이는 제1 기포 형성노즐 유로의 지름이 작고 길이가 길수록 크기가 작은 기포가 형성되기 때문이다. 이러한 제1 기포 형성노즐 유로는 길이 방향과 직교하는 방향의 단면이 원형이거나 사각형일 수 있다. 본 실시예는 기본적으로 제1 기포 형성노즐 유로의 단면이 원형인 것을 예시한다. 또한, 단면이 원형인 제1 기포 형성노즐 유로가 코일 형태로 감긴 것을 예시한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 기포 형성노즐 유로는 제1 기포 형성노즐 하우징의 내부를 지그재그 형태로 채울 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 제1 기포 형성노즐 유로는 도 11에 도시된 바와 같이, 사각 코일 형상으로 감긴 형태일 수도 있다. 이 경우, 제1 기포 형성노즐 유로의 단면은 사각형상인 것이 바람직하다. 또한, 제1 기포 형성노즐 유로의 단면이 사각형일 경우, 제1 기포 형성노즐 유로의 형상이 전체 길이에서 동일하도록 할 수 있으면서 제1 기포 형성노즐 하우징 내부의 빈공간을 최소화할 수 있다. 물론, 이에 따라 제1 기포 형성노즐 유로의 길이는 단면이 원형일 때보다 길어져 기포를 더욱 작게 형성할 수 있다.

한편, 제2 기포 형성노즐(222)과 제3 기포 형성노즐(223)은 전술된 제1 기포 형성노즐(221)과 동일한 형상인 것을 예시한다. 물론, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 기포 형성노즐(221)과 제2 기포 형성노즐(222) 및 제3 기포 형성노즐(223)은 서로 상이한 형태의 기포 형성노즐(220)이 적용될 수도 있다. 이는 예를 들어, 제1 기포 형성노즐(221)은 기포 형성노즐(220) 유로의 단면이 원형이고, 제2 기포 형성노즐(222)은 기포 형성노즐(220) 유로의 단면이 사각형이며, 제3 기포 형성노즐(223)은 기포 형성유로의 단면이 다시 원형일 수 있다. 더욱이, 기포 형성노즐(220) 유로의 단면은 원형 대신 타원형일 수도 있다.

개폐장치는 제1 기포 형성노즐(221)과 제2 기포 형성노즐(222), 제2 기포 형성노즐(222)과 제3 기포 형성노즐(223) 사이에서 기포가 이동하는 것과, 및 제1 기포 형성노즐(221)과 제2 기포 형성노즐(222)에서 기포가 직접 토출되는 것을 제어한다. 이를 위해서, 개폐장치(230, 240)는 제1 기포 형성노즐(221)과 제2 기포 형성노즐(222), 제2 기포 형성노즐(222)과 제3 기포 형성노즐(223) 사이에 형성된 연결 개폐장치(240), 제1 기포 형성노즐(221)과 제2 기포 형성노즐(222)에서 직접 기포를 토출시키는 것을 제어하는 토출 개폐장치(230)를 포함한다.

연결 개폐장치(240)는 기포 형성노즐들(220) 사이의 기포 이동을 제어하며, 제1 기포 형성노즐(221)에서 제2 기포 형성노즐(222)로 기포가 이동하는 것을 제어하는 제1 연결 개폐장치(241)와, 제2 기포 형성노즐(222)에서 제3 기포 형성노즐(223)로 기포가 이동하는 것을 제어하는 제2 연결 개폐장치(242)를 포함한다.

제1 연결 개폐장치(241)는 제1 기포 형성노즐(221)과 제2 기포 형성노즐(222) 사이를 연결하는 제2 유로에 구비되어 제2 유로를 통해 이동하는 기포의 흐름을 제어한다.

제2 연결 개폐장치(242)는 제2 기포 형성노즐(222)과 제3 기포 형성노즐(223) 사이를 연결하는 제3 유로에 구비되어 제3 유로를 통해 이동하는 기포의 흐름을 제어한다.

토출 개폐장치(230)는 각각의 노즐들에서 기포가 직접 토출되는 것을 제어하기 위한 것으로서, 제1 기포 형성노즐(221)에서 기포가 직접 토출되는 것을 제어하는 제1 토출 개폐장치(231)와, 제2 기포 형성노즐(222)에서 기포가 직접 토출되는 것을 제어하는 제2 토출 개폐장치(232)를 포함한다.

제1 토출 개폐장치(231)는 제1 기포 형성노즐(221)에서 기포가 직접 토출되는 것을 제어한다. 여기서, 제1 토출 개폐장치(231)가 개방될 경우, 제1 기포 형성노즐(221)에서 기포를 직접 분출시킨다는 의미이므로, 제1 연결 개폐장치(241)는 자동으로 폐쇄되어 제1 기포 형성노즐(221)에서 제2 기포 형성노즐(222)로 기포가 이동하지 못하도록 한다. 또한, 제1 토출 개폐장치(231)가 폐쇄될 경우, 제2 기포 형성노즐(222)이나 제3 기포 형성노즐(223)을 통해 기포를 토출시킨다는 의미이므로, 제1 기포 형성노즐(221)에서 제2 기포 형성노즐(222)로 기포를 이동시키기 위해 제1 연결 개폐장치(241)는 자동으로 개방된다.

제2 토출 개폐장치(232)는 제2 기포 형성노즐(222)에서 기포가 직접 토출되는 것을 제어한다. 제2 토출 개폐장치(232)가 개방되면, 기포를 제2 기포 형성노즐(222)을 통해 토출시킨다는 것이므로 제2 연결 개폐장치(242)는 자동으로 폐쇄되어 제2 기포 형성노즐(222)에서 제3 기포 형성노즐(223)로 기포가 이동하는 것을 차단한다. 또한, 제2 토출 개폐장치(232)가 폐쇄될 경우, 제3 기포 형성노즐(223)을 통해 기포를 토출시킨다는 것이므로 제2 연결 개폐장치(242)는 자동으로 개방된다. 물론, 제1 토출 개폐장치(231)와 제2 토출 개폐장치(232)가 동시에 폐쇄될 경우에는 제3 기포 형성노즐(223)을 통해 기포를 토출시킨다는 것이므로, 제1 연결 개폐장치(241)와 제2 연결 개폐장치(242)는 모두 개방된다. 또한, 제1 토출 개폐장치(231)와 제2 토출 개폐장치(232)가 동시에 개방될 경우에는 제1 기포 형성노즐(221)을 통해 기포를 토출시킨다는 것으로 인식하고 제1 연결 개폐장치(241)와 제2 연결 개폐장치(242)는 모두 폐쇄된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 교반부와 교반추진부가 형성된 프로펠러를 이용하여 선박의 추진력은 다소 감소되지만 기포와 응집제의 교반 성능을 극대화할 수 있다. 또한, 본 실시예는 다수개의 노즐을 선택 연결하여 기포의 크기를 쉽게 조절할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

100: 프로펠러 10: 제1 회전날개
111: 제1 교반추진부 12: 제2 교반추진부
113: 제3 교반추진부 14: 교반부
120: 제2 회전날개 130: 제3 회전날개
200: 기포 발생 장치 10: 혼합탱크
220: 기포 형성노즐 221: 제1 기포 형성노즐
222: 제2 기포 형성노즐 223: 제3 기포 형성노즐
230: 토출 개폐장치 231: 제1 토출 개폐장치
232: 제2 토출 개폐장치 240: 연결 개폐장치
241: 제1 연결 개폐장치 242: 제2 연결 개폐장치
250: 연결 유로 251: 제1 연결 유로
252: 제2 연결 유로 253: 제3 연결 유로
260: 기포 토출노즐 261: 제1 기포 토출노즐
262: 제2 기포 토출노즐 263: 제3 기포 토출노즐
300: 응집제 토출노즐 1000: 조류 이송 장치
1100: 물 유입로 1200: 외부 하우징
1300: 내부 하우징 1400: 물 분사구
1500: 물 분사노즐 2100: 선박
2110: 제1 선박 2120: 제2 선박
2200: 조류수거함 2300: 컨베이어
S: 회전축

Claims

제1 선박과,
상기 제1 선박과 소정간격 이격된 제2 선박,
상기 제1 선박과 제2 선박 사이에 구비된 조류수거함,
상기 조류수거함의 전단에 구비된 컨베이어, 및
상기 제1 선박과 상기 제2 선박 중 어느 하나의 전단에 구비된 조류 이송 장치를 포함하며,
상기 조류 이송 장치는, 일측과 타측이 개방된 중공의 관 형상인 외부 하우징과, 상기 외부 하우징 내부로 상기 외부 하우징의 길이 방향과 수직이 아닌 교차되는 방향으로 물이 분사되도록 물을 유입시키는 물 유입로, 및 상기 외부 하우징의 내부에 구비되며, 단면이 상기 외부 하우징과 동심원이되 일측과 타측이 개방된 관 형상으로 형성되어, 상기 외부 하우징과의 사이에 공간이 형성되는 내부 하우징을 포함하고,
상기 물 유입로는 상기 외부 하우징과 연결되어, 상기 공간으로 물을 주입하며,
상기 내부 하우징에는 상기 내부 하우징 내부로 상기 내부 하우징의 길이 방향과 수직이 아닌 교차되는 방향으로 물이 분사되도록 물 분사구가 형성되고,
상기 공간은 상기 물 유입로 및 상기 물 분사구와만 연결된 쌍동선 형태의 조류 제거 선박.
제1항에 있어서,
상기 외부 하우징의 내부에, 상기 물 유입로와 연결된 물 분사노즐을 포함하고,
상기 물 분사노즐은 상기 외부 하우징의 개방된 일측과 타측과 동일한 방향이 개방된 관 형상이되, 상기 물 유입로와 연결되어 개방된 일측과 타측 중 어느 한 방향으로 물을 분사하는 쌍동선 형태의 조류 제거 선박.
삭제
제2항에 있어서,
상기 선박에 장착된 프로펠러,
상기 선박에 구비되어 상기 프로펠러 전단에 구비된 기포 토출노즐을 통해 기포를 토출시키는 기포 발생 장치, 및
상기 선박에 구비되어 상기 프로펠러 전단에 구비된 응집제 토출노즐을 통해 응집제를 토출시키는 응집제 공급 장치를 포함하는 쌍동선 형태의 조류 제거 선박.
제4항에 있어서,
상기 프로펠러는 회전축에 연결된 다수개의 회전날개를 포함하며,
상기 다수개의 회전날개는 상기 회전축과 직교하는 가상 라인을 기준으로,
상기 가상 라인에서 예각인 제6각(θ6)만큼 상기 다수개의 회전날개를 절곡하여 형성한 제1 교반추진부와,
상기 가상 라인에서 예각인 제7각(θ7)만큼 상기 다수개의 회전날개를 절곡하여 형성한 제2 교반추진부,
상기 가상 라인에서 예각인 제8각(θ8)만큼 상기 다수개의 회전날개를 절곡하여 형성한 제3 교반추진부, 및
상기 제3 교반추진부에서 연장되어 상기 회전축에 연결되되 상기 회전축의 길이방향과 평행한 교반부를 포함하며,
상기 제7각(θ7)은 상기 제6각(θ6)보다 크고, 상기 제8각(θ8)은 상기 제7각(θ7)보다 큰 쌍동선 형태의 쌍동선 형태의 조류 제거 선박.
제5항에 있어서,
상기 기포 발생 장치는,
물과 공기를 혼합하여 기액혼합물을 생성하는 혼합탱크와,
상기 기액혼합물로 기포를 생성하는 다수개의 기포 형성노즐,
상기 다수개의 기포 형성노즐을 통해 생성된 기포를 토출하는 기포 토출노즐, 및
상기 기포 토출노즐과 연결되는 상기 다수개의 기포 형성노즐의 개수를 제어하는 개폐장치를 포함하며,
상기 기포 토출노즐로 토출되는 기포의 크기와 상기 기포 토출노즐과 연결되는 상기 다수개의 기포 형성노즐의 개수는 반비례하는 쌍동선 형태의 조류 제거 선박.