KR102274793B1 - 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천이나 호소 등 수상에 부유한 채 신재생에너지(태양광 및 풍력)를 주전력원으로 수중에 미세기포를 방사하여 친환경적이면서 경제적인 에너지 발전을 도모하고, 시설 확충이 어려운 지역의 수질을 효율적으로 개선하도록, 수상에서 부유 가능하며 상부에 평탄한 지지영역을 형성하는 부유본체와; 상기 부유본체의 외곽 둘레를 따라 다각형태로 배치하되 내측으로 상향 경사진 집광면을 형성하는 태양광발전모듈과, 상기 태양광발전모듈의 상단에 설치하고 바람에 의해 회전하는 풍력발전모듈을 구성하는 신재생에너지유닛과; 상기 부유본체의 지지영역 내 설치하고 상기 신재생에너지유닛의 발전에너지를 충전하는 충전배터리와 함께 구동제어를 위한 컨트롤러를 구비하는 제어유닛과; 외부로부터 공기를 포함한 기체를 주입하는 기체공급수단과, 상기 부유본체의 하부에 돌출 형성되되 수중에 잠기도록 위치하여 물을 자체적으로 순환함과 동시에 상기 기체공급수단으로부터 주입된 공기를 혼합분출하여 수중 교반하는 제트버블수단을 구성하는 수중교반유닛;을 포함하는 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치를 제공한다.

Description

신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치 {Water Purifying Apparatus Having New And Renewable Energy Generation Function}

본 발명은 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하천이나 호소 등 수상에 부유한 채 신재생에너지(태양광 및 풍력)를 주전력원으로 수중에 미세기포를 방사하여 친환경적이면서 경제적인 에너지 발전을 도모하고, 시설 확충이 어려운 지역의 수질을 효율적으로 개선하는 것이 가능한 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 물은 생명을 유지하는 필수적인 중요한 요소이고, 국가가 경제적, 사회적 발전을 도모하며 삶의 질을 개선하는데 매우 소중한 자원으로서, 이러한 수자원 확보를 위한 수역에는 중소 규모의 저수지나 호소 및 대규모의 다목적 댐과 같은 정체성 수역이 있으며, 강이나 바다, 하천 등과 같은 반정체성 수역으로 구분되어 진다.

그러나 정체성 수역 및 반정체성 수역에서는 하절기에 조류가 대량 발생하여 수질 오염을 심화시키므로 용수의 사용을 어렵게 하고 있다. 특히, 하절기에 수온 상승과 함께 다른 수온층이 만들어져 물의 순환과 대류에 지장을 주며, 이로 인해 저층으로의 산소 공급이 악화되면서 만들어지는 혐기성 환경은 저질층으로부터 영양 염류를 용출시키면서 녹조류나 남조류가 크게 늘어나게 된다. 또한, 강우량이 증가시 수역으로 대량의 오염 물질이 물과 함께 들어와 조류의 대량 발생의 원인이 되고 있다.

이러한 수역에서의 조류에 대한 대책으로는 물의 강제 순환하거나 수역 저층에 산소 공급, 살조제 살포 및 발생 조류의 분리 처분 등과 같은 여러 가지 수질정화를 위한 장치가 이용되고 있다.

상기와 같은 수질정화장치와 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제593405호(2006.06.19.)에는 격벽이 그물망 형태로 이루어지는 프레임의 둘레에 부력체가 설치됨과 아울러 다수개의 노즐이 형성되어 있고 수생식물이 식재되어 있어서, 하천의 수면에 부유된 상태로 오염된 물을 유입시킨 후 정화하여 상기 노즐을 통해 외부로 유출시키는 부도형 정화장치와, 상기 부도형 정화장치를 로프와 연결되는 앵커 블럭으로 체결하여 상기 하천의 저면에 지지시키는 계류장치와, 상기 부도형 정화장치의 하면에 부착되고 호기성 미생물이 부착 서식하도록 다수개의 홀이 형성되는 그물망 구조로 이루어지는 접촉메디아와, 상기 부도형 정화장치 및 접촉메디아에 산소를 공급하여 호기성화를 촉진시키는 에어콤프레셔와, 상기 에어콤프레셔의 구동을 제어하기 위한 콘트롤박스 및 상기 부도형 정화장치로 심층수를 유입하기 위한 수중펌프를 포함하여 구성됨에 따라 수질을 점진적으로 개선하며 녹조 발생을 억제시킬 수 있는 부도형 수질정화장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래 수질정화장치의 경우에는 에어콤프레셔로부터 공급된 산소와의 접촉효율이 낮아 수중에 용존산소농도의 증가율이 미흡하면서 수질정화 효율이 떨어지고, 에어콤프레셔나 수중펌프 등 에너지원이 필요한 구성들을 지속적으로 구동함에 충분한 전력공급이 요구되기 때문에 경제성이 낮으며, 전력이 부족한 지역에서의 전력망 구축에 상당한 비용 및 어려움이 있다는 문제가 있었다.

KR 등록특허공보 제10-0593405호 (2006.06.19.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양광 및 풍력의 복합적인 발전으로 구동전력을 생산하면서 수중에 미세기포를 지속적으로 방사시킬 수 있게 구성하므로 수중의 용존산소농도를 증진시키며, 시설의 구축이 용이하면서 설비비용 및 전력사용량을 최소화하고, 친환경적 수질정화 운용을 도모할 수 있는 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치는 수상에서 부유 가능하며 상부에 평탄한 지지영역을 형성하는 부유본체와; 상기 부유본체의 외곽 둘레를 따라 다각형태로 배치하되 내측으로 상향 경사진 집광면을 형성하는 태양광발전모듈과, 상기 태양광발전모듈의 상단에 설치하고 바람에 의해 회전하는 풍력발전모듈을 구성하는 신재생에너지유닛과; 상기 부유본체의 지지영역 내 설치하고 상기 신재생에너지유닛의 발전에너지를 충전하는 충전배터리와 함께 구동제어를 위한 컨트롤러를 구비하는 제어유닛과; 외부로부터 공기를 포함한 기체를 주입하는 기체공급수단과, 상기 부유본체의 하부에 돌출 형성되되 수중에 잠기도록 위치하여 물을 자체적으로 순환함과 동시에 상기 기체공급수단으로부터 주입된 공기를 혼합분출하여 수중 교반하는 제트버블수단을 구성하는 수중교반유닛;을 포함하여 이루어진다.

상기 부유본체에는, 외곽 둘레를 감싸 지지 고정하는 외곽프레임을 포함하고, 상기 외곽프레임에는 복수 개의 부유본체를 서로 연결하여 연속적으로 설치할 수 있게 구성한다.

상기 외곽프레임은 상기 부유본체의 유동방향을 제시하는 유동형 구조를 이루도록 수역의 구획된 범위 내 유동 가능하게 가이드로를 형성한다.

상기 신재생에너지유닛의 풍력발전모듈은, 상기 태양광발전모듈 상에 수직으로 연장 형성되는 지지대와, 상기 지지대의 상부에 회전 가능하게 설치하여 풍향에 따라 방향을 전환하는 풍력모듈본체를 구비한다.

상기 제어유닛에서는 상기 수중교반유닛을 통한 공기의 분출량을 탄력적으로 조절할 수 있게 설정입력하여 제어한다.

상기 수중교반유닛의 제트버블수단은, 상기 부유본체 상에 하향 연장 형성되는 교반기둥부재와, 상기 교반기둥부재 상에 설치되고 한쪽 선단에 물이 유입될 수 있도록 물유입구를 형성하며 외측에 복수 개의 물분출공을 구비하는 교반본체와, 상기 교반본체에 대응하여 상기 교반기둥부재 상에 설치하고 상기 교반본체 내 물이 유입될 수 있게 구동하는 수중펌프와, 상기 교반본체의 물분출공에 대응하여 설치하고 상기 기체공급수단으로부터 공기가 주입될 수 있게 연결되어 공기가 혼합된 물을 강하게 분출시키는 제트노즐을 구성한다.

상기 제트노즐은, 상기 교반본체 내 유입된 물을 분출 안내하는 가이드노즐과, 상기 가이드노즐의 전방에 연장 형성되고 상기 기체공급수단으로부터 주입된 공기를 유체에 혼합하여 분출 안내하는 증폭혼합노즐을 구비한다.

본 발명에 따른 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치에 의하면 수상에 부유상태를 유지하면서 신재생에너지의 발전 및 수중에 미세기포를 생성시킬 수 있게 구성하므로, 시설 구축이 원활하며 설비비용을 최소화하고, 계속해서 자체적으로 충분한 운영전력을 획득하여 운영비용을 절감함은 물론 경제성을 보다 향상시키며, 수중에 산소접촉효율을 높여 용존산소농도를 대폭 증진시키면서 수질정화효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 부유본체의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에서 제트노즐를 나타내는 확대단면도.

본 발명은 수상에서 부유 가능하며 상부에 평탄한 지지영역을 형성하는 부유본체와; 상기 부유본체의 외곽 둘레를 따라 다각형태로 배치하되 내측으로 상향 경사진 집광면을 형성하는 태양광발전모듈과, 상기 태양광발전모듈의 상단에 설치하고 바람에 의해 회전하는 풍력발전모듈을 구성하는 신재생에너지유닛과; 상기 부유본체의 지지영역 내 설치하고 상기 신재생에너지유닛의 발전에너지를 충전하는 충전배터리와 함께 구동제어를 위한 컨트롤러를 구비하는 제어유닛과; 외부로부터 공기를 포함한 기체를 주입하는 기체공급수단과, 상기 부유본체의 하부에 돌출 형성되되 수중에 잠기도록 위치하여 물을 자체적으로 순환함과 동시에 상기 기체공급수단으로부터 주입된 공기를 혼합분출하여 수중 교반하는 제트버블수단을 구성하는 수중교반유닛;을 포함하는 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 부유본체(10)와, 신재생에너지유닛(20)과, 제어유닛(30)과, 기체공급수단(41) 및 제트버블수단(43)으로 구성된 수중교반유닛(40)을 포함하여 이루어진다.

상기 부유본체(10)는 본 발명의 기본적인 구성들(신재생에너지유닛(20) 및 제어유닛(30), 수중교반유닛(40) 등)을 지탱하여 수역에서 개개의 구성이 각 기능을 연계 수행할 수 있게 형성한다.

상기 부유본체(10)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 수상에서 부유 가능한 구조 즉 물 위에 독립적으로 뜰 수 있는 판자 형상으로 구성한다. 특히, 상기 부유본체(10)는 상부에 상기 신재생에너지유닛(20) 및 제어유닛(30)이 안정적으로 설치될 수 있게 평탄한 지지영역을 형성한다.

상기 부유본체(10)는 다각 평단면 형상으로 구성한다. 즉, 상기 부유본체(10)는 도면에서 사각 평단면 형상의 육면체로 나타내었지만, 오각 및 육각 등 다양한 다각 평단면의 형상으로 상기 부유본체(10)를 구성하는 것이 가능하다.

상기 부유본체(10)에는 일반적인 플라스틱 계열의 폴리에틸렌(polyethylene) 재질을 사용하여 구성하거나, 강성구조의 부유본체(10)를 조성토록 금속(포스맥)재질을 사용하여 구성하는 것이 가능하다.

상기 부유본체(10)에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 외곽 둘레를 감싸 지지 고정하는 외곽프레임(15)을 구성한다.

상기 외곽프레임(15)은 하나의 상기 부유본체(10) 외곽 둘레만을 감싸는 독립형 설비구조의 구조물을 이루게 구성하는 것도 가능하고, 복수 개의 상기 부유본체(10)를 하나의 외곽프레임(15)으로 조합한 조합형 설비구조의 구조물로서 복수 개의 부유본체(10)를 서로 연결하여 연속적으로 설치한 구조를 이루게 구성하는 것도 가능하다.

또한, 상기 부유본체(10)에서 상기 외곽프레임(15)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 부유본체(10)의 유동방향을 제시하는 유동형 구조를 이루도록 수역의 구획된 범위 내 유동 가능하게 가이드로(16)를 형성하게 구성하는 것도 가능하다. 즉, 상기 외곽프레임(15)이 길이방향으로 연장형성되게 구성하므로, 상기 외곽프레임(15)의 가이드로(16)를 따라 상기 부유본체(10)가 직선방향으로 유동가능하게 구성한다.

상기 부유본체(10)에는 상기 외곽프레임(15)의 가이드로(16)와 접하는 일단에 원활한 이동성을 도모할 수 있는 바퀴형태의 구름부재(도면에 미도시)를 구성하는 것도 가능하다.

상기 부유본체(10)는 상기 외곽프레임(15)의 가이드로(16)를 따라 자연적으로 유동하는 구조로 구성하는 것도 가능하고, 상기 부유본체(10)가 상기 외곽프레임(15)의 가이드로(16)를 따라 전후 주기적으로 왕복 이동할 수 있게 유동수단(도면에 미도시)을 구성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 외곽프레임(15)을 구성하게 되면, 구간별 부유본체(10)의 유동으로 수질정화의 범위를 확장함과 동시에 수중의 용존산소농도를 더욱 증진시키는 것이 가능하다.

상기 신재생에너지유닛(20)은 수질정화를 위한 구동이 자발적으로 이루어지게 신재생에너지인 태양광 발전 및 풍력 발전을 도모하는 기능을 수행한다.

상기 신재생에너지유닛(20)은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 태양광 발전을 위한 태양광발전모듈(21)과, 풍력발전을 위한 풍력발전모듈(25)로 구성한다.

상기 태양광발전모듈(21)은 복수 개의 집광패널(22)이 상기 부유본체(10)의 외곽 둘레를 따라 다각형태로 배치한 구조물로서, 상기 부유본체(10)의 측면마다 상단에 대응하여 집광패널(22)이 설치되므로, 복수 개의 집광패널(22)에 의해 다양한 형상의 다면체를 갖는 태양광발전모듈(21)을 조성하는 것이 가능하다.

상기 태양광발전모듈(21)은 상기 집광패널(22)마다 상기 부유본체(10)와 접한 하단부를 기준으로 내측 상향경사방향을 향해 경사진 집광면을 형성하므로, 태양광원을 다양한 각도에서 집광하여 효율적으로 태양광 발전을 도모하는 것이 가능하다.

상기 풍력발전모듈(25)은 상기 태양광발전모듈(21)의 상단에 설치하고 바람 즉 풍력에 의해 회전하여 풍력 발전이 이루어지도록 구성한다.

상기 풍력발전모듈(25)은 상기 태양광발전모듈(21) 상에 수직으로 연장 형성되는 지지대(26)와, 상기 지지대(26)의 상부에 자체적으로 회전 가능하게 설치하여 풍향에 따라 방향을 전환하는 풍력모듈본체(27)를 구비한다.

상기 풍력모듈본체(27)에는 풍력에 의해 회전하는 날개의 회전력에 의해 전력을 생성시킨다.

도면에 나타내지는 않았지만 상기 풍력발전모듈(25)에는 상기 지지대(26) 상에 상기 풍력모듈본체(27)의 위치가 회전 후 복원될 수 있게 위치복원수단을 구성한다. 즉, 상기 풍력모듈본체(27)는 풍향에 따라 방향을 자유롭게 전환하되 상기 위치복원수단에 의하여 무분별한 방향전환을 방지한다.

상기 제어유닛(30)은 상기 신재생에너지유닛(20)에서 생산된 에너지를 이용하여 상기 수중교반유닛(40)의 전반적인 제어를 도모할 수 있는 구성으로서, 충전배터리(31) 및 컨트롤러(33)를 구비한다.

상기 제어유닛(30)은 상기 신재생에너지유닛(20)의 내측 상기 부유본체(10)의 지지영역 내 설치한다.

상기 충전배터리(31)에서는 상기 신재생에너지유닛(20)의 발전 즉 태양광발전 및 풍력발전에 의해 생산된 전기에너지를 충전한다.

상기 컨트롤러(33)에서는 수질정화를 위한 본 발명의 전반적인 구동을 제어한다.

상기 컨트롤러(33)는 외부신호를 수신하되 무선통신신호를 통해 신호가 입력될 수 있게 구성한다.

상기 제어유닛(30)에서는 상기 컨트롤러(33)에 의해 상기 수중교반유닛(40)의 구동 전원을 온/오프 제어함은 물론 상기 수중교반유닛(40)을 통한 공기의 분출량을 탄력적으로 조절할 수 있게 설정입력하여 제어한다. 즉 상기 제어유닛(30)에서는 상기 수중교반유닛(40)의 구성인 상기 기체공급수단(41) 및 상기 제트버블수단(43)의 구동을 입력 설정하여 구분제어하므로 수질정화를 위한 분출량을 조절한다.

상기 수중교반유닛(40)은 수중에 물을 순환함과 동시에 미세기포를 발생시켜 수역 내 주변 수질을 정화하는 기능을 수행한다.

상기 수중교반유닛(40)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 공기 주입을 위한 기체공급수단(41) 및 물에 공기를 혼합분출시키기 위한 제트버블수단(43)을 구성한다.

상기 기체공급수단(41)은 외부로부터 공기를 포함한 기체를 주입하여 상기 제트버블수단(43)을 통해 순환 분출하는 물에 공기를 혼합시킨다.

상기 기체공급수단(41)에서는 압축공기를 주입하므로 상기 제트버블수단(43)을 통해 강한 분출력이 발휘될 수 있게 구성한다.

상기 기체공급수단(41)에는 상기 제트버블수단(43)에 압축공기를 주입하기 위한 경로를 이루는 기체주입관(42)을 구성한다.

상기 기체주입관(42)은 상기 기체공급수단(41)에서 수직연장 형성된 제1주입관(42a)과, 상기 제1주입관(42a)에 연결하되 회전가능하게 연결하며 수평방향으로 연장 형성된 제2주입관(42b)을 구비한다.

상기 제트버블수단(43)은 상기 부유본체(10)의 하부에 돌출 형성되되 수중에 잠기도록 위치한다.

상기 제트버블수단(43)은 수중의 물을 자체적으로 순환함과 동시에 상기 기체공급수단(41)으로부터 주입된 공기를 혼합분출하여 수중 교반하기 위한 구성으로서, 교반기둥부재(44) 및 교반본체(45)와, 수중펌프(46)와, 제트노즐(47)로 구성한다.

상기 교반기둥부재(44)는 상기 부유본체(10) 상에 고정 설치되어 하향 연장 형성되고, 상기 교반본체(45) 및 상기 수중펌프(46)를 구분하여 지지 고정한다.

상기 교반본체(45)는 상기 교반기둥부재(44) 상에 설치되고, 한쪽 선단에 물이 유입될 수 있도록 물유입구(45a)를 형성하며, 상기 물유입구(45a)를 통해 유입된 물이 분출될 수 있게 외측에 복수 개의 물분출공(45b)을 구비한다.

상기 교반본체(45)는 상기 교반기둥부재(44) 상에 자발적 또는 외부동력을 이용하여 회전될 수 있게 설치하는 것도 가능하다. 즉, 상기 제트노즐(47)을 통해 분출되는 물과 미세기포가 사방에 전체적으로 분출될 수 있게 상기 교반기둥부재(44)를 기준으로 상기 교반본체(45)가 회전이동하는 것이 가능하다.

상기 수중펌프(46)는 상기 교반본체(45) 내 대응하여 상기 교반기둥부재(44) 상에 설치하고 상기 교반본체(45) 내 물이 유입될 수 있게 기계적인 동력을 생성시킨다.

상기 수중펌프(46)에는 상하로 연속해서 배치된 2단형의 회전블레이드(46-1)를 구성한다. 즉, 상기 회전블레이드(46-1)는 상측에서 상기 물유입구(45a)에 흡입력이 가해질 수 있게 1차적 물의 유입을 위한 회전력을 발휘하는 제1블레이드(46-1a)와, 상기 제1블레이드(46-1a) 하측에 설치되어 회전하되 상기 제트노즐(47)을 향해 물의 분출방향을 유도함과 동시에 강한 분출력이 발휘되게 형성된 제2블레이드(46-1b)를 구성한다.

상기 제트노즐(47)은 상기 교반본체(45)의 물분출공(45b)에 대응하여 설치하고 강한 압력으로 물을 분출시키는 기능을 수행한다.

상기 제트노즐(47)에는 상기 기체공급수단(41)으로부터 공급된 공기가 주입될 수 있게 상기 기체주입관(42) 중 제2주입관(42b)이 연결되므로, 물에 공기를 일괄적으로 혼합하여 강하게 분출한다.

상기 제트노즐(47)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 전반적으로 원통형의 파이프 형상으로 이루어지고, 반복적으로 물과 공기를 혼합하여 강한 압력으로 분출시킬 수 있게 가이드노즐(48) 및 증폭혼합노즐(49)을 구성한다.

상기 가이드노즐(48)은 상기 교반본체(45) 내 유입되어 상기 물분출공(45b)을 거친 물을 1차적으로 분출 안내하되 물만을 빠른 유속으로 분출 안내한다.

상기 증폭혼합노즐(49)은 상기 가이드노즐(48)의 전방에 연장 형성된 구조를 이루게 설치하고, 상기 기체공급수단(41)으로부터 주입된 공기를 유체인 물에 혼합하여 분출 안내하므로 미세기포를 발생시킨다.

상기 증폭혼합노즐(49)은 물에 공기가 접하여 1차 혼합되도록 안내하는 내부노즐(49-1)과, 상기 내부노즐(49-1)을 거쳐 공기가 포함된 물을 2차 혼합하여 분출시키는 외부노즐(49-2)을 구비토록 구성한다.

상기 내부노즐(49-1)은 상기 가이드노즐(48)의 전방에 배치하되 상기 내부노즐(49-1)의 후방에 상기 가이드노즐(48)이 부분적으로 수용된 구조를 이루게 배치한다. 즉, 상기 내부노즐(49-1)은 후방에 물의 분출방향으로 갈수록 점점 좁아지는 깔때기 형상의 경사면을 갖는 경사안내부(49-1a)를 형성하며, 상기 경사안내부(49-1a) 내 상기 가이드노즐(48)이 부분적으로 수용됨에 따라 상기 내부노즐(49-1)의 내면과 상기 가이드노즐(48)의 외면 간에 공기가 분출 이동될 수 있는 미세한 틈새의 공기분출로(49-1b)를 형성한다.

상기 증폭혼합노즐(49)에는 상기 기체주입관(42)의 제2주입관(42b)이 연결되어 주입된 공기가 상기 경사안내부(49-1a)의 내측 경사방향으로 안내되면서 상기 공기분출로(49-1b)를 통해 분출되고, 상기 가이드노즐(48)로부터 분출되는 물에 상기 공기분출로(49-1b)를 거친 공기가 만나 강한 압력으로 혼합된다.

상기 외부노즐(49-2)은 물과 공기 간에 충분한 혼합작용이 진행되면서 미세기포를 발생시킬 수 있는 공간을 조성하고, 상기 가이드노즐(48)을 기준으로 유체의 분출방향을 향해 충분히 연장 형성한다.

상기 외부노즐(49-2)의 끝단에는 전방 분출방향으로 갈수록 점차 확장된 분출공을 갖는 제트노즐팁(49-2a)을 형성하므로, 공기가 포함된 물 및 미세기포의 분출영역을 보다 확장하는 것이 가능하다.

상기 외부노즐(49-2)에는 상기 내부노즐(49-1)과 상기 제트노즐팁(49-2a)의 사이에 위치하고, 상기 외부노즐의 내부에 스프링 형상을 이루며 공기가 포함된 물이 접촉가능하게 설치하는 증폭수단(49-3)을 구성하므로, 유체의 속도조절 및 회전형 와류를 생성시켜 물과 공기를 잘게 쪼갠 미세기포를 보다 강력하게 분사하게 구성하는 것도 가능하다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치에 의하면, 수상에 부유상태를 유지하면서 신재생에너지의 발전 및 수중에 미세기포를 생성시킬 수 있게 구성하므로, 시설 구축이 원활하며 설비비용을 최소화하고, 계속해서 자체적으로 충분한 운영전력을 획득하여 운영비용을 절감함은 물론 경제성을 보다 향상시키며, 수중에 산소접촉효율을 높여 용존산소농도를 대폭 증진시키면서 수질정화효율을 향상시키는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 : 부유본체 15 : 외곽프레임 16 : 가이드로
20 : 신재생에너지유닛 21 : 태양광발전모듈 22 : 집광패널
25 : 풍력발전모듈 26 : 지지대 27 : 풍력모듈본체
30 : 제어유닛 31 : 충전배터리 33 : 컨트롤러
40 : 수중교반유닛 41 : 기체공급수단 42 : 기체주입관
42a : 제1주입관 42b : 제2주입관 43 : 제트버블수단
44 : 교반기둥부재 45 : 교반본체 45a : 물유입구
45b : 물분출공 46 : 수중펌프 47 : 제트노즐
48 : 가이드노즐 49 : 증폭혼합노즐 49-1 : 내부노즐
49-1a : 경사안내부 49-1b : 공기분출로 49-2 : 외부노즐
49-2a : 제트노즐팁 49-2b : 증폭수단

Claims (7)

1. 수상에서 부유 가능하며 상부에 평탄한 지지영역을 형성하는 부유본체와; 상기 부유본체의 외곽 둘레를 따라 다각형태로 배치하되 내측으로 상향 경사진 집광면을 형성하는 태양광발전모듈과, 상기 태양광발전모듈의 상단에 설치하고 바람에 의해 회전하는 풍력발전모듈을 구성하는 신재생에너지유닛과; 상기 부유본체의 지지영역 내 설치하고 상기 신재생에너지유닛의 발전에너지를 충전하는 충전배터리와 함께 구동제어를 위한 컨트롤러를 구비하는 제어유닛과; 외부로부터 공기를 포함한 기체를 주입하는 기체공급수단과, 상기 부유본체의 하부에 돌출 형성되되 수중에 잠기도록 위치하여 물을 자체적으로 순환함과 동시에 상기 기체공급수단으로부터 주입된 공기를 혼합분출하여 수중 교반하는 제트버블수단을 구성하는 수중교반유닛;을 포함하여 이루어지고,
   상기 부유본체에는, 외곽 둘레를 감싸 지지 고정하는 외곽프레임을 포함하고, 상기 외곽프레임에는 복수 개의 부유본체를 서로 연결하여 연속적으로 설치할 수 있게 이루어지며,
   상기 외곽프레임은 상기 부유본체의 유동방향을 제시하는 유동형 구조를 이루도록 수역의 구획된 범위 내 유동 가능하게 가이드로를 형성하고,
   상기 신재생에너지유닛의 풍력발전모듈은, 상기 태양광발전모듈 상에 수직으로 연장 형성되는 지지대와, 상기 지지대의 상부에 회전 가능하게 설치하여 풍향에 따라 방향을 전환하는 풍력모듈본체를 포함하며,
   상기 풍력발전모듈에는 상기 지지대 상에 상기 풍력모듈본체의 위치가 회전 후 복원될 수 있게 구성하는 위치복원수단을 포함하고,
   상기 제어유닛에서는 상기 수중교반유닛을 통한 공기의 분출량을 탄력적으로 조절할 수 있게 설정입력하여 제어하게 이루어지며,
   상기 수중교반유닛의 제트버블수단은, 상기 부유본체 상에 하향 연장 형성되는 교반기둥부재와, 상기 교반기둥부재 상에 설치되고 한쪽 선단에 물이 유입될 수 있도록 물유입구를 형성하며 외측에 복수 개의 물분출공을 구비하는 교반본체와, 상기 교반본체에 대응하여 상기 교반기둥부재 상에 설치하고 상기 교반본체 내 물이 유입될 수 있게 구동하는 수중펌프와, 상기 교반본체의 물분출공에 대응하여 설치하고 상기 기체공급수단으로부터 공기가 주입될 수 있게 연결되어 공기가 혼합된 물을 강하게 분출시키는 제트노즐을 포함하고,
   상기 수중펌프에는, 상하로 연속해서 배치된 2단형의 회전블레이드를 구성하며,
   상기 회전블레이드는, 상측에서 상기 물유입구에 흡입력이 가해질 수 있게 1차적 물의 유입을 위한 회전력을 발휘하는 제1블레이드와, 상기 제1블레이드 하측에 설치되어 회전하되 상기 제트노즐을 향해 물의 분출방향을 유도함과 동시에 강한 분출력이 발휘되게 형성하는 제2블레이드를 포함하고,
   상기 제트노즐은, 상기 교반본체 내 유입된 물을 분출 안내하는 가이드노즐과, 상기 가이드노즐의 전방에 연장 형성되고 상기 기체공급수단으로부터 주입된 공기를 유체에 혼합하여 분출 안내하는 증폭혼합노즐을 포함하여 이루어지는 신재생에너지 발전기능을 구비한 수질정화장치.
   
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