KR102608864B1 - 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치를 개시하며, 마주하여 한 쌍으로 수중에 설치되는 하부회전체와, 상기 하부회전체와 일직선 상에 수면으로 설치되는 한 쌍의 상부회전체와, 일직선의 상기 상부회전체와 상기 하부회전체에 각각 감겨져서 순환 회전되는 한 쌍의 궤도벨트와, 상기 한 쌍의 궤도벨트에 설치되되, 상기 궤도벨트를 따라 이격되어 다수개 설치되며, 내부에 공간이 마련되는 원통 또는 다각통 형태의 부력몸체에 공기의 유입구와 배출구가 형성되어 상기 유입구를 통해 공기 유입 시 상기 하부회전체에서 상기 상부회전체 방향으로 상승되며, 상기 상부회전체에서 상기 배출구를 통해 공기는 배출과 함께 물이 유입되어 중력으로 상기 하부회전체 방향으로 하강되어 수중에서 수면으로 상기 궤도벨트와 같이 순환 이동하는 부력체 및 상기 하부회전체와 수중 또는 수조 외부에 설치되고, 상기 부력몸체의 상기 유입구로 공기의 주입을 제어하는 공기공급장치를 포함하는 것이다.

Description

공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치{Underwater rotation device by air buoyancy and gravity}
본 개시의 실시예들은 수중회전장치에 관한 것으로서, 수중에서 공기가 주입되는 부력체의 공기 부력을 이용하여 순환 회전되는 수중회전장치에 관한 것이다.
아파트와 같은 주거용 건물, 업무용 및 상업용 빌딩, 관공서, 정수장 및 하수처리장, 공장 및 플랜트 시설물, 지하차도 등에는 하수 또는 우수 등을 집수할 수 있는 집수정이나 수조가 설치된다.
또한 집수정이나 수조에는 하수 또는 우수를 외부로 펌핑하는 배수펌프가 설치되어 있다.
통상 건물 지하나 지하차도 등에 설치되는 집수정의 경우 유입되는 우수를 처리하게 되는데, 우수와 함께 다양한 부유물이 유입된다.
그러나 일반적인 집수정에는 이들 부유물을 제거하는 별도의 시설이 없어 배수펌프를 운전하는 과정에서 부유물로 인한 임펠러 막힘 현상 등의 문제점이 발생하게 되고, 그로 인한 배수펌프의 모터 과부하로 모터가 파손되는 등의 문제점이 있었다.
따라서 교반기를 수중 횡형 교반 장치로 적용, 설치하여 운전하고 있다.
종래 기술에 따른 수중교반장치의 일 예가 대한민국 특허등록번호 제10-1762857호(2017년07월24일자 등록, 이하 '특허문헌'이라 함) 등에 개시되어 있다.
종래 기술에 따른 수중교반장치는 벽 또는 코너 측에 설치되어 교반 방향이 반응조의 중앙을 향해 일 방향으로만 향하도록 설계되어 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 수중교반장치는 지지 축의 핸들을 매번 수동으로만 조절해야 하기 때문에, 교반 상태나 침강 방지가 제대로 해소되지 않아 반응조 전체의 균일한 교반 속도를 유지하기 어렵고, 반응조 내에 교반이 이루어지지 않는 구역(dead zone)이 발생하여 미생물 활성이 제대로 이루어지지 않아 일부 미생물의 부패 등으로 인한 벌킹(bulking) 현상 등이 발생하여 하수처리의 효과가 떨어지게 될 수 있다는 문제점이 있다.
더욱이 근래에는 해저의 오염도 심각하여 오염물을 부유시켜서 제거하여야 하는 필요성이 대두되고 있다.
대한민국 특허등록번호 제10-1762857호
본 개시의 실시예들은, 전술한 문제점들을 개선한 수중 회전장치를 제공하기 위한 것으로서, 다수개의 부력체가 순환 이동되도록 설치되되, 다수개의 부력체는 공기공급장치를 통해 수중에서 공기가 주입되어 부력으로 상승하고, 수면에서는 부력체에 주입된 공기가 배출됨과 동시에 물이 채워져서 중력으로 하강하여 반복 회전 순환될 수 있는 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적으로는, 해저 또는 집수조, 수조에서 슬러지가 지속적으로 누적되는 것을 부력체의 순환 회전에 의하여 부유시킬 수 있는 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적으로는, 해저 또는 집수조, 수조에서 다양한 용도(예; 양식장의 해조류 인양 등을 위한 거취 수단 또는 부력 발전)에 사용될 수 있는 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치를 제공하기 위한 것이다.
본 개시의 실시예들에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 다양한 실시예들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치에서는, 마주하여 한 쌍으로 수중에 설치되는 하부회전체와, 상기 하부회전체와 일직선 상에 수면으로 설치되는 한 쌍의 상부회전체와, 일직선의 상기 상부회전체와 상기 하부회전체에 각각 감겨져서 순환 회전되는 한 쌍의 궤도벨트와, 상기 한 쌍의 궤도벨트에 설치되되, 상기 궤도벨트를 따라 이격되어 다수개 설치되며, 내부에 공간이 마련되는 원통 또는 다각통 형태의 부력몸체에 공기의 유입구와 배출구가 형성되어 상기 유입구를 통해 공기 유입 시 상기 하부회전체에서 상기 상부회전체 방향으로 상승되며, 상기 상부회전체에서 상기 배출구를 통해 공기는 배출과 함께 물이 유입되어 중력으로 상기 하부회전체 방향으로 하강되어 수중에서 수면으로 상기 궤도벨트와 같이 순환 이동하는 부력체 및 상기 하부회전체와 수중 또는 수조 외부에 설치되고, 상기 부력몸체의 상기 유입구로 공기의 주입을 제어하는 공기공급장치를 포함하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 공기공급장치는 수중 또는 수조 외부에 설치되는 공기압축기와, 상기 공기압축기로부터 방출배관과 연결되되, 상기 하부회전체에 설치되어 회전하는 회전하우징과, 상기 회전하우징의 외주연을 따라 다수개가 이격 형성되어 상기 공기압축기로부터 고압의 압축 공기를 배출하는 분사노즐을 포함하며, 상기 하부회전체와 함께 회전하는 상기 회전하우징의 상기 분사노즐 중 어느 하나가 상기 부력몸체의 유입구와 연결되어 압축공기가 주입되거나 연결이 해제되는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 유입구측에는 체크밸브가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 부력체는 길이 방향으로 원통형 또는 다각형 통 형태로 이루어지는 부력몸체와, 상기 부력몸체의 양단에 설치되어 상기 궤도벨트와 연동되도록 고정되는 고정체 및 상기 부력몸체의 외주면에 착탈 가능하게 설치되어 수중의 슬러지를 부유시키는 버킷을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 부력몸체의 외주연을 따라 이격되어 다수개가 길이 방향으로 가이드홈이 형성되고, 상기 가이드홈에 상기 버킷이 슬라이딩 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치에서는, 다수개의 부력체가 무한궤도로 순환 이동되도록 설치되되, 다수개의 부력체는 하부회전체에 설치된 공기공급장치에 의해 부력체 측면에 설치된 체크밸브를 거쳐 공기가 주입되고 부력체에 주입된 공기는 부력이 작용하여 상승하고, 상부회전체로 상승한 부력체는 배출구를 통해 공기가 배출하는 반복 작동으로 하강하며, 부력으로 상승하는 작동과 자연 하강하는 중력작용으로 수중에서 최소한의 전력으로 회전될 수 있는 고효율의 회전 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에 의하면, 해저 또는 집수조, 수조에서 슬러지가 지속적으로 누적되는 것을 부력체로 부유시켜서 효과적으로 오염물을 처리 할 수 있다.
또, 본 개시의 다른 실시예들에 의하면, 해저 또는 집수조, 수조에서 다양한 용도((예; 양식장의 해조류 인양 등을 위한 거취 수단 또는 부력 발전)에 사용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치의 개략적인 구성을 보여주는 정면도이고,
도 2는 도 1에서 A방향에서 보는 개략적인 구성의 측면도이고,
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치에서 부력체와 궤도벨트의 결합을 보여주는 일부 사시도이고,
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 부력체에 버킷의 탈, 장착을 보여주는 사시도이고,
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치에서 공기공급장치와 부력체의 공기 주입 작동을 보여주는 사시도이고,
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치에서 부력체의 순환 과정을 보여주는 도면이고,
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치에서 부력체의 단면도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2”등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는”이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 다양한 실시예들을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하에서 사용되는 용어 "상단", "하단", "전방", "후방" 등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
여기서 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치의 개략적인 구성을 보여주는 정면도이고, 도 2는 도 1에서 A방향에서 보는 개략적인 구성의 측면도이고, 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치에서 부력체와 궤도벨트의 결합을 보여주는 일부 사시도이고, 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 부력체에 버킷의 탈장착을 보여주는 사시도이고, 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치에서 공기공급장치와 부력체의 공기 주입 작동을 보여주는 사시도이고, 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치에서 부력체의 순환 과정을 보여주는 도면이다.
본 발명에서의 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치(1)는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 마주하여 한 쌍으로 수중에 설치되는 하부회전체(100)와, 하부회전체(100)와 일직선 상에 수면으로 설치되는 한 쌍의 상부회전체(110)와, 일직선의 상부회전체(110)와 하부회전체(100)에 각각 감겨져서 순환 회전되는 한 쌍의 궤도벨트(120)와, 궤도벨트(120)를 따라 이격되어 다수개 설치되어 순환 이동하는 부력체(200) 및 부력체(200)에 공기의 주입하여 부력을 발생시키는 공기공급장치(300)를 포함하는 것이다.
먼저, 수중회전장치(1)는 해저 또는 집수조, 수조에서 슬러지가 지속적으로 누적되는 것을 부력체(200)로 오염물을 부유시킬 수 있는 장치로, 수조 내부에 설치되거나, 해저일 경우 일정 크기로 개방되는 프레임의 내부에 설치될 수 있다.
하부회전체(100)는 일정 두께를 갖는 원판으로 이격되어 마주하여 한 쌍이 설치된다.
상기 하부회전체(100)는 중심에 하부회전축(102)이 설치되며, 상기 하부회전축(102)은 한 쌍의 하부회전체(100)를 연결할 수 있고, 미도시되었으나, 수조 또는 프레임에 회전 가능하게 지지 설치될 수 있다.
여기서 하부회전축(102)에는 하부축홈(102a)이 축 방향으로 장공이 형성되어 하부회전축(102)과 같이 하부회전체(100)가 장공의 범위 내에서 승하강될 수 있다.
그리고 하부회전체(100)는 수중의 바닥면 또는 근접하여 설치될 수 있다.
상부회전체(110)는 하부회전체(100)와 동일 형상과 크기로 수면으로 설치된다.
상기 상부회전체(110)는 하부회전체(100)와 같이 마주하여 한 쌍으로 설치되되, 하부회전체(100)와 일직선 상으로 설치된다.
그리고 상부회전체(110)는 수면 위로 설치될 수도 있고, 반 정도 잠길 정도로 설치될 수 있다.
또한, 상부회전체(110)에도 중심에 상부회전축(112)이 설치되며, 상기 상부회전축(112)은 한 쌍의 상부회전체(110)를 연결할 수도 있고, 미도시되었으나, 수조, 물탱크 또는 프레임에 회전 가능하게 지지 설치될 수 있다.
상기 상부회전축(112)에 상부축홈(112a)이 축 방향으로 장공이 형성되어 상부회전축(112)과 같이 상부회전체(110)가 장공의 범위 내에서 승하강될 수 있다.
상부회전체(110)와 일직선 상의 하부회전체(100)에 감겨져서 무한궤도로 회전되는 궤도벨트(120)가 설치되며, 상기 궤도벨트(120)는 마주하는 상부회전체(110)와 하부회전체(100)에도 설치된다.
상기 궤도벨트(120)는 체인 형태 또는 타이밍벨트와 같은 형태일 수 있으며, 비교적 탄력 벨트일 수 있으며, 수중에서 고압의 부력이 부력체(200)에 발생하여도 뒤틀림 또는 유동이 방지될 수 있다.
그리고 설명의 편의상 상부회전체(110)에서 하부회전체(100)를 향하여 하강 순환하는 궤도벨트(120)를 제1궤도벨트(122)라 칭하고, 하부회전체(100)를 거쳐서 상부회전체(110)로 승강하는 벨트를 제2궤도벨트(124)를 칭한다.
그리고 궤도벨트(120)에 부력체(200)가 설치된다.
상기 부력체(200)는 궤도벨트(120)를 따라 적정 거리 이격되어 다수개가 설치되어 궤도벨트(120)와 같이 순환 이동될 수 있다.
도 3을 참고하여 보다 자세히 설명하면, 부력체(200)는 부력몸체(210)와 부력몸체(210)의 양단에 설치되는 고정체(220) 및 부력몸체(210)의 외주면에 착탈 가능하게 설치되어 수중의 슬러지를 부유시키는 버킷(230)을 포함할 수 있다.
부력몸체(210)는 내부에 공간이 마련되는 원통 또는 다각통 형태로 이루어져서, 한 쌍의 궤도벨트(120)에 설치되며, 제1궤도벨트(122)와 제2궤도벨트(124)를 따라 이격되어 다수개 설치될 수 있다.
상기 부력몸체(210)의 내부 공간으로 공기 유입 시 하부회전체(100)에서 상부회전체(110) 방향으로 상승되며, 상부회전체(110)에서 공기의 배출과 함께 물이 유입되어 중력으로 하부회전체(100) 방향으로 하강되어 수중에서 수면으로 상기 궤도벨트(120)와 같이 순환 이동될 수 있다.
그리고 부력몸체(210)의 일측면 및/또는 양측면으로 유입구(214)가 형성되고, 외주면 상에는 공기가 배출되거나 물이 유입될 수 있는 배출구(216)가 다수개 형성될 수 있다.
유입구(214)는 압축 공기가 유입되는 부분으로 부력몸체(210)의 내부 공간과 연통되도록 외부로 돌출 형성되며, 바람직하게 부력몸체(210)의 중심 방향에서 외부로 돌출 형성되고, 단부측이 상방 또는 하방으로 경사지게 형성되어 하기에서 설명하는 공기공급장치(300)를 구성하는 분사노즐(322)과 연결될 수 있다.
덧붙여, 미도시되었지만 상기 유입구(214)에는 분사노즐(322)이 삽입으로 연결 설치되는 관계로 보다 정확한 연결을 위하여 유입구(214)의 외경보다 입구가 넓은 연결플랜지를 매개로 더 설치할 수도 있다.
배출구(216)는 부력몸체(210)의 외주면 상에 길이 방향을 따라 다수개가 나란히 형성될 수 있다.
배출구(216)의 형상이나 크기는 여기서 한정하지는 않으나, 부력체(200)가 상부회전체(110)를 통과하는 회전 방향에서 배출구(216)를 통해 내부 공기가 배출되고 다시 물이 채워질 수 있는 위치에 형성되면 바람직할 수 있다.
그리고 부력몸체(210)의 양단으로 일정 크기의 고정체(220)가 설치되며, 상기 고정체(220)는 궤도벨트(120)가 관통되어 어태치먼트 설치된다.
따라서 부력몸체(210)는 궤도벨트(120)와 같이 연동되어 이동될 수 있다.
미도시되었으나, 고정체(220)의 내부 공간에는 궤도벨트(120)와 치합될 수 있는 형태를 포함하고 있다.
그리고 버킷(230)은 부력몸체(210)의 외주연을 따라 이격되어 다수개가 탈, 장착 가능하게 설치될 수 있다.
도 4에서와 같이, 부력몸체(210)의 길이 방향을 따라 가이드홈(212)이 형성되고, 상기 가이드홈(212)은 원주 방향을 따라 적정 거리 이격되어 다수개가 형성될 수 잇다.
그리고 버킷(230)의 하단에는 가이드돌기(232)가 가이드홈(212)과 대응되는 형상으로 형성되어, 가이드홈(212)에 버킷(230)이 슬라이딩으로 결합 또는 탈착될 수 있다.
따라서 탈, 장착의 상기 버킷(230)은 버킷형 또는 창살형 등의 형상 및 폭, 길이, 면적 등의 구조는 유동적으로 증감하여 설치할 수 있다.
버킷(230)의 형상을 한정하지는 않으나, 길이는 부력몸체(210)의 길이와 같거나 다소 작을 수 있다.
계속해서, 공기공급장치(300)는 하부회전체(100)와 수중 또는 수조 외부에 설치되고, 상기 부력몸체(210)의 유입구(214)로 공기의 주입을 제어하게 된다.
도 5를 참고하여 설명한다.
상기 공기공급장치(300)는 부력체(200)와 일시적으로 연결되어 부력몸체(210)로 압축 공기를 공급하거나 또는 연결 해제되도록 구성될 수 있다.
공기공급장치(300)는 수중 또는 수조 외부에 설치되는 공기압축기(310)와, 공기압축기(310)로부터 방출배관(312)과 연결되되, 하부회전체(100)에 설치되어 회전하는 회전하우징(320)과, 회전하우징(320)의 외주연을 따라 다수개가 이격 형성되어 상기 공기압축기(310)로부터 고압의 압축 공기를 배출하는 분사노즐(322)을 포함할 수 있다.
그리고 상기 부력몸체(210)의 유입구(214)측에는 체크밸브(215)가 더 포함될 수 있다.
체크밸브(215)는 널리 사용되는 제품으로 부력몸체(210)의 내부로 유입된 공기가 역방향으로 배출되는 것을 방지하기 위함이다.
공기압축기(310 예; 컴프레서(compressor))와 회전하우징(320)은 방출배관(312)과 연결되며, 미도시된 베어링 등의 설치로 방출배관(312)과의 연결에도 회전하우징(320)은 회전 작동될 수 있다.
그리고 회전하우징(320)은 하부회전체(100)의 일측면에 고정 설치되어 상기 하부회전체(100)의 회전 작동에 따라 함께 회전될 수 있다.
더욱이 회전하우징(320)은 한 쌍의 하부회전체(100)의 각 외측면에 설치될 수도 있으며, 미도시되었으나 하부회전축(102)과의 간섭은 피하여 설치될 수 있다.
한편, 회전하우징(320)에는 원주 방향을 따라 다수개의 분사노즐(322)이 구비되며, 상기 분사노즐(322)은 회전하우징(320)과 같이 회전되며, 회전하우징(320)의 내부와 연통되어 상기 공기압축기(310)로부터 공급된 압축공기가 고압으로 배출될 수 있다.
즉, 부력몸체(210)의 유입구(214)가 어느 하나의 분사노즐(322)과 연결될 수 있다. 보다 자세하게는 궤도벨트(120)와 같이 순환하는 복수개의 부력체(200)중 어느 하나가 하부회전체(100)에 근접 위치시, 하부회전체(100)와 함께 회전하는 회전하우징(320)의 다수개의 분사노즐(322) 중 어느 하나가 기어가 맞물리듯이 마주하여 회전하는 부력몸체(210)의 유입구(214)에 삽입되어 공기압축기(310)로 부터 고압으로 압축된 공기가 방출배관(312)를 통해 상기 부력몸체(210)로 주입되고, 연속 회전되는 궤도벨트(120)를 따라 부력몸체(210)가 하부회전체(100)로부터 벗어나게 되면 분사노즐(322)이 유입구(214)로부터 이탈되어 부력몸체(210)의 공기 주입을 제어할 수 있다.
이 때, 부력체(200)는 물 속에 잠긴 상태이므로, 수압이 작용할 수 있고, 이에 따라 부력체(200)의 내부로 공급된 압축 공기는 부력체(200)이 상승하는 동안 하부로 배치되는 상기 배출구(216)를 통해 배출되지 않고 부력몸체(210)의 내부에 잔류할 수 있다.
그리고, 다시 하부회전체(100)에 근접하는 부력체(200)는 상기와 같은 방법으로 회전하우징(320)의 분사노즐(322)과 부력몸체(210)의 유입구(214)가 삽입되고 삽입이 해제될 수 있다.
그리고 분사노즐(322)과 유입구(214)의 연결이 해제된 부력체(200)는 압축 공기의 부유력을 통해 수면을 향해 이동될 수 있다. 수면으로 이동된 부력체(200)는 배출구(216)의 위치가 상승할 때보다 회전되면서 대칭되게 상부로 배치되어 내부 공간에 잔류하는 압축 공기는 비중이 물보다 낮기 때문에 자연스럽게 배출구(216)를 통해 배출될 수 있고, 이에 따라 내부 공간으로 배출구(216)를 통해 물이 유입될 수 있다.
배출구(216)로 유입된 물은 부력체(200)의 중량을 증가시켜서 중력에 의하여 하강하게 된다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치의 작용은 도 6을 참고하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 공기공급장치(300)의 전원의 인가로 공기압축기(310)가 작동하고, 상기 공기압축기(310)로부터 고압으로 압축된 공기는 방출배관(312)을 통해 회전하우징(320)으로 공급된다.
그리고 복수 개의 부력체(200) 중 하부회전체(100)의 하단에 위치한 부력체(200) 중 어느 하나의 유입구(214)가 분사노즐(322) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 이 때, 상기 분사노즐(322)을 통해 압축 공기가 일시적으로 연결된 유입구(214)로 공급될 수 있고, 공급된 압축 공기는 부력몸체(210)의 내부 공간으로 공급될 수 있다.
이 때, 부력체(200)는 하부회전체(100)와 함께 회전하는 회전하우징(320)에 따라 분사노즐(322)과 연결된 상태로 어느 정도 같이 회전하게 되면서 부력몸체(210)에 채워져 있는 물을 고압의 압축 공기에 의하여 배출구(216)로 배출되고, 이 때 부력몸체(210)의 내부 공간에는 압축공기가 수압보다 상대적으로 높게 작용되어 유입구(214)를 통해 주입된 후 잔류하게 되고, 공기는 부력을 발생시켜서 부력체(200)가 제2궤벨트(124)와 같이 상승하게 된다.
제2궤도벨트(120)와 같이 상승한 부력체(200)는 상부회전체(110)를 통과하면서 상부회전체(110)가 상부축홈(112a)으로 하강하여 부력체(200)의 방향 전환 이동을 가능하게 한다.
이 때, 회전하면서 수면으로 이동된 부력체(200)는 수중에서보다는 낮은 수압이 작용되어 부력몸체(210)의 내부 공간에 잔류하는 압축공기가 배출구(216)를 통해 배출되고, 상부회전체(110)를 통과한 부력몸체(210)에는 수면에서 수중으로 이동되면서 배출구(216)를 통해 물이 유입될 수 있다.
배출구(216)로 유입된 물은 부력체(200)의 중량을 증가시켜서 중력에 의하여 하강하게 된다.
물이 채워진 부력체(200)는 제1궤도벨트(122)와 같이 하강하게 되고, 하부회전체(100)에 다다르면, 하부회전체(100)가 하부축홈(102a)을 따라 이동하면서 부력체(200)가 하부회전체(100)를 따라 자연스럽게 방향 전환하여 순환될 수 있으며, 방향 전환된 부력체(200)에는 다시 공기공급장치(300)를 통해 압축공기가 채워져서 부력이 발생될 수 있다.
상기와 같은 작동은 연속적으로 부력체(200)가 순환 이동하게 되며, 주입된 공기의 부력과 배출된 상태의 중력을 이용하여 고효율로 순환 이동될 수 있으며, 수중에서 수면으로 순환되는 부력체(200)는 버킷(230)의 이송 작동으로 수중 오염물을 부유시킬 수 있다.
한편, 도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치에서 부력체의 단면도이다.
일 실시예와 동일 부품에 대해서는 동일 번호를 부여하여 설명한다.
도 7에 도시된 부력체(400)는, 부력몸체(410)와 부력몸체(410)의 양단에 설치되는 고정체(430) 및 부력몸체(410)의 외주면에 설치되어 수중의 슬러지를 부유시키는 버킷(440)을 포함할 수 있다.
부력몸체(410)는 내부에 공간이 마련되는 원통 또는 다각통 형태로 이루어져서, 한 쌍의 궤도벨트(120)에 설치되며, 제1궤도벨트(122)와 제2궤도벨트(124)를 따라 이격되어 다수개 설치될 수 있다.
상기 부력몸체(410)는 다시 제1 몸체(411)와 제2 몸체(421)로 분리 구성될 수 있다.
제1 몸체(411)의 개방되는 일측으로 제2 몸체(421)가 결합되는 형태일 수 있다.
제1 몸체(411)의 개방측 일단으로 제1 결합면(411a)이 일정 길이로 돌출 형성되고, 제2 몸체(421)에는 제2 결합면(421a)이 돌출 형성될 수 있다.
상기 제1 결합면(411a)의 외경과 제2 결합면(421a)의 내경 폭이 같아 제1 몸체(411)의 제1 결합면(411a)으로 제2 몸체(421)의 제2 결합면(421a)이 제1 결합면(411a)을 내부에 포함하듯이 억지끼움으로 밀착 결합될 수 있다.
상기 제1 결합면(411a)과 제2 결합면(421a)에 나사산이 형성되어 체결될 수도 있다.
물론, 제1 몸체(411)의 제1 결합면(411a)으로부터 제2 몸체(421)의 분리도 가능할 수 있다.
여기서 제1 몸체(411)의 외주면 상에 길이 방향을 따라 다수개의 배출구(412)가 나란히 형성될 수 있다.
배출구(412)의 형상이나 크기는 여기서 한정하지는 않으나, 부력체(400)가 상부회전체(110)를 통과하는 회전 방향에서 배출구(412)를 통해 내부 공기가 배출되고 다시 물이 채워질 수 있는 위치에 형성되면 바람직할 수 있다.
그리고 각 배출구(412)에는 슬러지의 유입을 어느 정도 방지할 수 있는 필터(413)가 더 설치될 수 있다.
그리고 제2 몸체(421)의 외측면으로 유입구(422)가 돌출 설치될 수 있다.
유입구(422)는 제1 몸체(411)의 내부 공간과 연통되고, 공기공급장치(300)로부터 압축 공기가 유입되는 부분이다.
바람직하게 제2 몸체(421)의 중심 방향에서 외부로 돌출 형성되고, 단부측이 상방 또는 하방으로 경사지게 형성되어 하기에서 설명하는 공기공급장치(300)의 분사노즐(322)과 연결될 수 있다.
그리고 제1 몸체(411)의 외측면과 제2 몸체(421)의 외측면으로 일정 크기의 고정체(430)가 설치되며, 상기 고정체(430)는 궤도벨트(120)가 관통되어 어태치먼트 설치된다.
따라서 부력몸체(410)는 궤도벨트(120)와 같이 연동되어 이동될 수 있다.
그리고 제1 몸체(411)의 내부 공간에는 이물질제거용부재(450)가 더 설치될 수 있다.
상기 이물질제거용부재(450)는 유지보수용으로 사용될 수 있다.
이물질제거용부재(450)는 피스톤(452)과 파지부(454)로 구성되며, 피스톤(452)의 외경은 제1 몸체(411)의 내경과 같거나 다소 작을 수 있다.
즉, 부력체(400)의 순환 과정에서 제1 몸체(411)측으로 압축 공기와 물이 채워지는 반복 작동에서 슬러지가 제1 몸체(411)의 내부에 고착화하여 공기에 의한 부력을 저하시킬 수 있기에 슬러지 제거가 요구될 수 있다.
이에 따라 제1 몸체(411)로부터 제2 몸체(421)를 분리 한 후, 이물질제거용부재(450)를 제1 몸체(411)의 개방측으로 파지부(454)를 잡고 당기면 피스톤(452)이 제1 몸체(411)의 내부를 따라 이동되면서 이물질을 외부로 배출시킬 수 있다.
상술한 것과 같이, 다수개의 부력체가 무한궤도로 순환 이동되도록 설치되되, 다수개의 부력체는 하부회전체에 설치된 공기공급장치에 의해 부력체 측면에 설치된 체크밸브를 거쳐 공기가 주입되고 부력체에 주입된 공기는 부력이 작용하여 상승하고, 상부회전체로 상승한 부력체는 배출구를 통해 공기가 배출하는 반복 작동으로 하강하며, 부력으로 상승하는 작동과 자연 하강하는 중력작용으로 수중에서 최소한의 전력으로 회전될 수 있는 고효율의 회전 장치를 제공할 수 있다.
또한, 해저 또는 집수조, 수조에서 슬러지가 지속적으로 누적되는 것을 부력체로 부유시켜서 효과적으로 오염물을 처리 할 수 있다.
또, 해저 또는 집수조, 수조에서 다양한 용도((예; 양식장의 해조류 인양 등을 위한 거취 수단 또는 부력 발전)에 사용될 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1: 수중 회전장치 100 : 하부회전체
102 : 하부회전축 102a : 하부축홈
110 : 상부회전체 112 : 상부회전축
112a : 상부축홈 120 : 궤도벨트
122 : 제1궤도벨트 124 : 제2궤도벨트
200 : 부력체 210 : 부력몸체
212 : 가이드홈 214 : 유입구
215 : 체크밸브 216 : 배출구
220 : 고정체 230 : 버킷
232 : 가이드돌기 300 : 공기공급장치
310 : 공기압축기 312 : 방출배관
320 : 회전하우징 322 : 분사노즐

Claims (5)

  1. 마주하여 한 쌍으로 수중에 설치되는 하부회전체;
    상기 하부회전체와 일직선 상에 수면으로 설치되는 한 쌍의 상부회전체;
    일직선의 상기 상부회전체와 상기 하부회전체에 각각 감겨져서 순환 회전되는 한 쌍의 궤도벨트;
    상기 한 쌍의 궤도벨트에 설치되되, 상기 궤도벨트를 따라 이격되어 다수개 설치되며, 내부에 공간이 마련되는 원통 또는 다각통 형태의 부력몸체에 공기의 유입구와 배출구가 형성되어 상기 유입구를 통해 공기 유입 시 상기 하부회전체에서 상기 상부회전체 방향으로 상승되며, 상기 상부회전체에서 상기 배출구를 통해 공기는 배출과 함께 물이 유입되어 중력으로 상기 하부회전체 방향으로 하강되어 수중에서 수면으로 상기 궤도벨트와 같이 순환 이동하는 부력체; 및
    상기 하부회전체에 연결 설치되어 순환하는 상기 부력몸체의 상기 유입구로 공기의 주입을 제어하는 공기공급장치를 포함하며,
    상기 부력체는,
    길이 방향으로 원통형 또는 다각형 통 형태로 이루어지는 부력몸체와,
    상기 부력몸체의 양단에 설치되어 상기 궤도벨트와 연동되도록 고정되는 고정체, 및
    상기 부력몸체의 외주면에 착탈 가능하게 설치되어 수중의 슬러지를 부유시키는 버킷을 포함하되,
    상기 부력몸체는,
    다수개의 배출구가 필터를 포함하여 형성되는 제1 몸체와,
    상기 제1몸체의 개방된 일측으로 억지끼움으로 결합되며, 내부와 연통되도록 중앙으로 유입구가 돌출 설치되는 제2 몸체, 및
    상기 제1몸체의 내부를 따라 전, 후진 이동가능하게 설치되어 순환 과정에서 상기 제1 몸체측으로 압축 공기와 물이 채워지는 반복 작동에서 내부에 고착화될 수 있는 슬러지를 상기 제2몸체의 분리 후 전, 후진 작동으로 제거할 수 있는 이물질제거용부재를 포함하고,
    상기 이물질제거용부재는, 상기 제1 몸체 내에 배치되어 상기 제1 몸체의 내경과 동일한 외경을 갖는 피스톤과, 상기 피스톤으로부터 상기 제1 몸체의 개방된 일측을 향해 연장 형성된 파지부로 구성되는 것을 특징으로 하는, 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기공급장치는,
    수중 또는 수조 외부에 설치되는 공기압축기와,
    상기 공기압축기로부터 방출배관과 연결되되, 상기 하부회전체에 설치되어 회전하는 회전하우징과,
    상기 회전하우징의 외주연을 따라 다수개가 이격 형성되어 상기 공기압축기로부터 고압의 압축 공기를 배출하는 분사노즐을 포함하며,
    상기 궤도벨트와 같이 순환하는 상기 부력체 중 어느 하나가 상기 하부회전체에 근접 위치 시, 상기 하부회전체와 함께 회전하는 상기 회전하우징의 상기 분사노즐 중 어느 하나가 상기 부력몸체의 유입구에 삽입되어 압축공기가 상기 부력몸체로 주입되고, 연속 회전되는 상기 궤도벨트를 따라 상기 부력몸체가 상기 하부회전체로부터 벗어나게 되면 상기 분사노즐이 상기 유입구로부터 이탈되어 상기 부력몸체의 공기 주입을 제어하게 되는 것을 특징으로 하는, 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유입구측에는 체크밸브가 더 포함되는, 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부력몸체의 외주연을 따라 이격되어 다수개가 길이 방향으로 가이드홈이 형성되고,
    상기 가이드홈에 상기 버킷이 슬라이딩 결합되는, 공기의 부력과 중력을 이용하는 수중회전장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000130311A (ja) * 1998-10-27 2000-05-12 Kokudo Sogo Kensetsu Kk 浮力を利用したエネルギー発生方法と装置
KR101418011B1 (ko) * 2013-04-09 2014-07-09 청정테크주식회사 이동이 가능한 부유식 수력 발전장치
KR101762857B1 (ko) 2016-07-04 2017-07-28 고일영 연장된 이중 안내링을 갖는 수중 교반기
KR101787581B1 (ko) * 2017-03-23 2017-10-18 코리아엔텍 주식회사 부유형 녹조 및 적조 예방장치
KR20220059159A (ko) * 2020-11-02 2022-05-10 조동하 전기에너지 발전장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000130311A (ja) * 1998-10-27 2000-05-12 Kokudo Sogo Kensetsu Kk 浮力を利用したエネルギー発生方法と装置
KR101418011B1 (ko) * 2013-04-09 2014-07-09 청정테크주식회사 이동이 가능한 부유식 수력 발전장치
KR101762857B1 (ko) 2016-07-04 2017-07-28 고일영 연장된 이중 안내링을 갖는 수중 교반기
KR101787581B1 (ko) * 2017-03-23 2017-10-18 코리아엔텍 주식회사 부유형 녹조 및 적조 예방장치
KR20220059159A (ko) * 2020-11-02 2022-05-10 조동하 전기에너지 발전장치

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