KR102099245B1 - 조류 제거 선박 - Google Patents

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한무영
김충일
정성운
김흥순
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서울대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 조류 제거 선박에 대한 것으로서, 특히 교반부와 교반추진부로 이루어진 프로펠러를 구비하여 선박 추진력을 제공함과 동시에 기포와 응집제 교반 성능을 향상시킨 조류 제거 선박에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조류 제거 선박은 기포 토출노즐과 응집제 토출노즐의 후단에 교반부와 교반추진부가 형성된 프로펠러를 이용하여 선박의 추진력은 다소 감소되지만 기포와 응집제의 교반 성능을 극대화할 수 있다.

Description

조류 제거 선박{ship for eliminating algae}
본 발명은 조류 제거 선박에 대한 것으로서, 특히 교반부와 교반추진부로 이루어진 프로펠러를 구비하여 선박 추진력을 제공함과 동시에 기포와 응집제 교반 성능을 향상시킨 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 응집제를 이용할 경우 이들을 혼합하기 어려워 단순히 기포는 기포대로 분출시키고 응집제를 수면에 뿌려주는 방법을 이용하였다. 하지만, 이 경우 기포와 응집제가 제대로 교반되지 않아 기대만큼 조류를 플록화할 수 없는 문제가 있다. 또한, 이에 따라 기포와 교반되지 않은 응집제가 자연수계에 가라앉아 환경을 오염시키는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-0527292호(2005.11.02. 등록) 한국공개특허 제10-2010-0009616호(2010.01.28. 공개)
본 발명의 목적은 기포와 응집제를 쉽게 교반하여 자연수계에 고르게 분사할 수 있는 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 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 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 조류 제거 선박은 기포 토출노즐과 응집제 토출노즐의 후단에 교반부와 교반추진부가 형성된 프로펠러를 이용하여 선박의 추진력은 다소 감소되지만 기포와 응집제의 교반 성능을 극대화할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 조류 제거 선박의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 프로펠러의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1 회전날개의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 회전날개의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 프로펠러의 교반성능을 설명하기 위한 측면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 프로펠러의 교반성능을 설명하기 위한 유속 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 기포 발생 장치의 개념도이다.
<도 9는 본 발명에 따른 기포 형성노즐의 투영 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 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 조류 제거 선박을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 조류 제거 선박의 개념도이다.
본 발명에 따른 조류 제거 선박은 도 1에 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 4에서는 263)과 응집제 토출노즐(300)의 후단에 구비되어 선박에 추진력을 부여하는 프로펠러(100)를 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 프로펠러의 사시도이다.
프로펠러(100)는 선박에 추진력을 제공함과 동시에 기포와 응집제를 혼합시킨다. 본 실시예는 도 2에 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 3은 본 발명에 따른 제1 회전날개의 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제1 회전날개의 측면도이다.
도 3을 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 3에서 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 4에 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.<34> 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.
도 5는 본 발명에 따른 프로펠러의 교반성능을 설명하기 위한 측면도이다. 또한, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 프로펠러의 교반성능을 설명하기 위한 유속 그래프이다.
상술한 본 실시예에 따른 프로펠러(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 프로펠러(100) 주변으로 와류를 발생시켜 교반성능을 극대화시킨다.
도 6을 참조하면 본 발명에 따른 프로펠러(100)와 Vertical-paddle 방식의 프로펠러 가동 시 발생하는 와류 현상을 볼 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 프로펠러(100)가 Vertical-paddle 방식의 프로펠러보다 복잡한 3차원 형태의 와류 구조를 형성하는 것을 볼 수 있다. 보다 상세하게, Vertical-paddle 방식의 프로펠러는 본 발명에 따른 프로펠러(100)보다 회전축(S) 방향으로 비교적 분명한 2차원 대와류 구조를 형성하는 반면, 본 발명에 따른 프로펠러(100)는 3차원 와류 구조를 형성하여 난류 강도가 커지고 추진력을 얻을 수 있다. 또한, 도 7을 참조하면, Vertical-paddle 방식의 프로펠러는 본 발명에 따른 프로펠러(100)보다 전체적인 영역에서 속도가 높지만 프로펠러(100) 주변에서는 속도가 0.7m/s 내지 0.8m/s로 느린 것을 알 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 프로펠러(100)는 프로펠러(100) 주변에서의 속도가 빠른 영역이 나타나는 것을 볼 수 있다.
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 8은 본 발명에 따른 기포 발생 장치의 개념도이다.
기포 발생 장치(200)는 물과 공기를 이용하여 기포를 발생시킨다. 또한, 이를 위해서, 기포 발생 장치(200)는 도 1에 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 9는 본 발명에 따른 기포 형성노즐의 투영 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 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 2에 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 3에 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 발명은 교반부와 교반추진부가 형성된 프로펠러를 이용하여 선박의 추진력은 다소 감소되지만 기포와 응집제의 교반 성능을 극대화할 수 있다. 또한, 본 발명은 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 S: 회전축

Claims (8)

  1. 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 장치를 포함하고,
    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 크며,
    상기 제6각(θ6)은 15도, 상기 제7각(θ7)은 25도, 상기 제8각(θ8)은 40도이고,
    상기 다수개의 회전날개는 상기 회전축과 접하는 변의 폭과, 상기 회전축과 접하는 변의 폭과 교차되는 방향의 길이의 비가 1:5이며,
    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 조류 제거 선박.
  2. 삭제
  3. 삭제
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  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    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 타원형인 조류 제거 선박.
  7. 제1항에 있어서,
    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 사각형인 조류 제거 선박.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 다수개의 노즐 사이에 구비되어 기포의 흐름을 제어하는 다수개의 연결 개폐 장치와,
    상기 다수개의 노즐에서 직접 토출되는 기포의 흐름을 제어하는 다수개의 토출 개폐장치를 포함하고,
    상기 다수개의 노즐 중 토출 개폐장치가 개방되는 노즐 이후에 연결된 근접한 노즐 사이의 연결개폐 장치와 이전에 연결된 노즐의 토출 개폐장치는 폐쇄되고, 상기 토출 개폐장치가 개방되는 노즐 이전에 연결된 노즐들과의 연결 개폐 장치는 개방되는 조류 제거 선박.
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