KR200212311Y1 - 저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치에 관한 것으로, 특히 회전날개의 회전축과 회전판을 경량화 하면서도 강풍에도 파손되지 않고 미풍에도 동력이 발생되도록 하여 경제성을 갖도록 하려는데 고안의 목적이 있다.

이러한 목적은, 회전판 주위에 다수개의 베인이 구비되고, 풍력에 의한 베인의 회전력에 의해 회전판이 회전하여 수중에 설치된 스크류에 동력을 전달함으로써 저수지 저층의 물을 순환시키는 저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치에 있어서, 상기 각 베인의 표면에는 표면적을 넓히기 위하여 너비 방향으로 적어도 하나 이상의 돌조가 구비되어 구성됨으로써 달성된다.

Description

저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치{APPARATUS FOR TRANSMITTING WIND FORCE OF APPARATUS FOR IMPROVING WATER QUALITY OF RESERVOIR}

본 고안은 저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치에 관한 것으로, 장치의 경량화를 꾀하며, 미풍에서도 구동될 수 있도록 한 저수지 수질 개선 장치에 관한 것이다.

저수지 수질을 개선할 수 있는 저수지 수질 개선 장치는 본 원인에 의하여 실용신안등록출원 제 2000 - 14546(명칭: 저수지 수질 개선 장치)호로 선 출원되어 있으며, 본 고안은 이를 보완 발전시킨 저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치에 관한 내용이다.

일반적으로, 댐, 호수나 저수지 등과 같이 흐르지 못하고 담수된 물의 경우 또는 오폐수가 침투되어 자정능력이 없는 경우 녹조, 적조 등 조류의 다량 발생으로 용존 산소가 고갈되면서 물 자체가 썩게 된다. 최근 시화호 등의 오염 현상도 이와 같은 경우로서 오폐수의 침투를 차단하는 것도 한계가 있는 관계로 오염도는 점점 심각해지고 있는 것이다.

이와 같은 문제를 개선하는 방법으로 오폐수를 정화시켜 방류하는 것이 가장 바람직하나 대부분의 공장 및 시설물이 이들 장치를 가동하지 않고 무단 방류함에 해결이 어려운 것이다.

또, 다른 방법으로 댐, 호수 등의 자체 정화능력을 극대화시키는 것이며, 이와 같은 방법의 일환으로 저수지, 댐 등에서 바람을 동력원으로 이용하여 저층의 물을 상층으로 끌어 올려 순환시키는 장치가 제공되고 있다.

이러한 종래의 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 저면에 결합되는 복수개의 부력체(1)를 매개로 하여 저수지 등의 수면 위에 부유하면서 부속장치를 지지하는 베이스 프레임(10)과, 베이스 프레임(10)의 상측부에 형성되는 수직 및 수평의 지지 프레임(11)(12)과, 동력발생수단을 구동원으로 하여 회전되면서 저수지에 담수된 물을 순환시키는 스크류(20)와, 스크류(20)를 감싸면서 하단이 저수지의 바닥부에 배치되며 상측부에 배출구가 구비되어 상기 스크류(20)에 의해 하부의 물이 상기 배출구로 배출되도록 안내하는 유도관(30)과, 상기 스크류(20)를 구동시키는 구동수단을 포함하여 구성된다.

구동수단은 스크류 구동축(40)과, 스크류 구동축(40)과 기어트레인(41)을 매개로 하여 연결되며 하단부에 스크류(20)가 결합되는 스크류 구동 코일스프링(42)과, 스크류 구동축(40)에 결합되는 동력발생원인 회전날개(50)를 포함하여 구성된다.

도 2 에서는 바람이 불게되면 풍력에 의해 베인(51)이 회전되면서 스크류 구동축(40)이 회전된다. 이 동작을 구체적으로 설명하면, 베인(51)은 베인 회전축(51a)의 안내를 받으며 회전되면서 각도가 서서히 바뀌게 되며, 베인의 각도 변화시 연결로드(51b)로 연결된 지지판(44)이 후방측으로 밀리게 되는데, 지지판(44)은 코일스프링(45)의 탄성력에 의해 일순간에 슬라이딩되지 않고 서서히 슬라이딩되어 베인(51)을 지지하게 된다.

풍력에 의해 베인(51)이 회전하고, 그 회전력은 회전판(43)에 전달되어 그 중심부에 결합된 스크류 구동축(40)을 중심으로 하는 회전력이 발생하게 되는 것이다.

상기 스크류 구동축(40)의 회전력은 기어트레인(41)을 통하여 스크류(20)에 전달되고, 이로 인해 그 스크류(20)가 회전되어 저수지 저층의 물이 유도관(30)을 따라 상부로 끌어올려져 배출되면서 연속적으로 순환될 수 있도록 한다.

한편, 바람이 약해지게 되면 코일스프링(45)의 탄성력에 의해 지지판(44)이 전방으로 슬라이딩되면서 베인(51)이 원 위치로 복귀된다.

그리고, 지역에 따라 풍향의 세기가 달라지므로 회전날개의 운동 범위를 제한하여 사용할 수 있으며, 이를 위해 조절부재(61)를 조이거나 풀게 되면, 압력조절 코일 스프링(60)의 탄성력이 커지거나 작아지게 되면서 지지판(44)이 전후로 슬라이딩되어 결과적으로 코일스프링(45)의 탄성력이 변하게 되므로 베인(51)의 각도 조절 범위가 변하게 된다.

도면중 미 설명 부호 13은 앵커이며, 앵커(13)는 스크류(20)를 중심으로 하여 회전날개(50)의 반대측 즉, 전방부에 설치되어 장치(100)가 바람이 부는 방향으로 회전될 수 있도록 지지하고 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 저수지 수질 개선 장치에 따르면 다음과 같은 단점이 있다.

동력의 발생원인 회전날개는 복수개의 베인으로 이루어지고, 상기 베인은 상기 구동축에 일정 각도 범위내에서 각도 조절이 가능하게 설치 되어있다. 기존의 회전날개는 모두 중심축에서부터 베인이 구성되므로 베인의 회전축과 회전판의 강도를 크게 해야한다. 즉, 베인과 그 베인의 회전축이 크므로 이를 지탱하기 위해서는 베인의 회전축과 회전판의 강도를 크게 해야 한다는 것이다.

이와같이 베인의 회전축과 회전판의 강도를 크게하기 위해서는 그만큼 많은 자재가 소요되고, 이로 인해 전체적인 무게 및 제작 비용이 증가한다.

이 때문에 베인이 강풍에는 견딜 수 있을지언정 풍력에 의해 베인이 회전할때 0.3m/sec내외의 미풍에는 회전되지 못하여 동력을 발생시키지 못하는 문제점이 있다.

결국, 그 자체의 무게 때문에 미풍에는 그 경제성을 유지할 수 없다는 것이다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 회전날개의 회전축과 회전판을 경량화 하면서도 강풍에도 파손되지 않고 미풍에도 동력이 발생되도록 하여 경제성을 갖도록 하려는데 고안의 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안 저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치는, 회전판 주위에 다수개의 베인이 구비되고, 풍력에 의한 베인의 회전력에 의해 회전판이 회전하여 수중에 설치된 스크류에 동력을 전달함으로써 저수지 저층의 물을 순환시키는 저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치에 있어서,

상기 각 베인의 표면에는 표면적을 넓히기 위하여 너비 방향으로 적어도 하나 이상의 돌조가 구비되어 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 베인 회전축의 길이가 종래의 베인 회전축의 길이보다 짧게 형성함으로써 강풍에 부러지지 않고 잘 견딜 수 있다.

도 1 은 종래의 저수지 수질 개선장치의 사시도.

도 2 는 도 1의 회전날개의 작용 구성 및 상태를 보인 도.

도 3 은 본 고안에 의한 회전날개의 구성 및 작용 상태를 보인 도.

도 4 는 본 고안에 의해 회전 날개에 형성된 돌조의 다른 형태를 보인 도.

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 베이스 프레임 20 : 스크류

30 : 유도관 40 : 스크류 구동축

41 : 기어트레인 42 : 스크류 구동 코일스프링

43,430 : 회전판 44,440 : 지지판

45,60 : 코일스프링 61 : 조절부재

510 : 베인 501 : 돌조

이하, 본 고안에 의한 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명한다.

도 3 은 본 고안에 적용된 회전날개의 작용 상태를 보이기 위한 사시도이다.

여기서, 동력 발생원인 회전날개(500)는 도 1에서 동력 회수부인 스크류(20)보다 후방측에 배치된다.

베인(510)은 복수개가 구비되어 회전판(430)에 탈착 및 각도조절 가능하게 결합된다.

상기 베인(510)의 크기 즉 높이는 회전판(430)의 직경보다 작게 되는 것이 바람직한데, 그 이유는 회전판(430)이 넓어짐으로써 이에 다수개의 베인(510)이 결합되더라도 충분한 지탱력을 가질 수 있으며, 강도를 그리 크게 하지 않아도 충분히 이의 각 베인(510)들을 지탱할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 각 베인(510)의 표면에는 적어도 하나 이상의 돌조(501)가 구비되어 있어 각 베인(510)의 표면적은 그만큼 넓어지게 된다.

즉, 회전판(430)에서 유도 되어온 바람이 베인(510)쪽으로 유도될 때 그 돌조에 의하여 공기의 밀도를 높게됨과 아울러 표면적이 증대함으로써 베인(510)의 회전력을 극대화 시킬 수 있어 미풍에도 쉽게 회전력이 발생하는 것이다.

이때, 상기 돌조(501)는 각 베인(510)에 대하여 너비(예컨대 호의 방향)의 방향으로 다수개 구비됨으로써 회전판(430)으로부터 분산된 바람을 잘 받을 수 있도록 한다.

상기 돌조(501)는 도 4 에 도시한 바와 같이 물결 무늬 형태로 구성됨으로써 표면적을 더욱 증대시킬 수 있게 되며, 바람에 의한 저항력을 증대시켜 미풍에도 쉽게 회전력을 갖도록 하는 것이다.

상기 회전판(430)보다 좁은 표면적을 갖는 각 베인(510)은 베인 회전축(510a)의 길이가 도 2에 도시한 바와 같은 종래의 베인 회전축(51a)의 길이 보다 짧아졌기 때문에 강풍에 잘 견딜 수 있고, 상대적으로 각 베인(510)보다 넓은 표면적을 갖는 회전판(430)은 종래의 회전판(43)보다 바람의 영향을 많이 받으나 바람의 분산이 잘 일어난다.

따라서, 분산된 바람이 베인(510)으로 유도될 수 있도록 함으로써 베인(510)에는 밀도가 높은 바람이 유도될 수 있을 것이다.

이의 동작 과정을 도 1 및 도 3을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 회전날개(500)의 초기 상태 즉, 바람이 불지 않는 상태에서는 코일스프링(45)의 탄성력에 의해 다수개의 베인(510)이 펼쳐져 정면에서 볼 때 전후가 연통되지 않는 원을 형성하게 된다.

한편, 바람이 불게 되면 풍력에 의해 회전날개(500)가 회전하면서 스크류 구동축(40)을 구동시키게 된다. 이 동작을 구체적으로 설명하면, 베인(510)에 직접 부??치는 바람과 회전판(430)으로부터 유도된 바람이 베인(510)에 함께 부딪치게 되어 회전한다.

이때, 베인(510)의 표면에 형성된 돌조(501)에 의해 보다 넓은 표면적이 확보되어 돌조(501)를 따라 안내되어진 바람이 회전날개(500)의 회전력을 극대화시킨다.

베인(510)은 베인 회전축(510a)의 안내를 받으며 회전되면서 각도가 서서히 바뀌게 되며, 베인(510)의 각도 변화시 연결로드(510b)로 연결된 지지판(440)이 후방측으로 밀리게 되는데, 지지판(440)은 코일스프링(45)의 탄성력에 의해 일순간에 슬라이딩되지 않고 서서히 슬라이딩되어 베인(510)을 지지하게 된다.

풍력에 의해 베인(510)에는 스크류 구동축(40)을 중심으로 하는 회전력이 발생되어 스크류(20)를 구동하게 되는 것이다.

스크류(20)의 구동을 위해 회전날개(500)의 구동시 상기 회전날개(500)의 표면에 형성된 돌조(501)에 의해 베인(510)의 넓은 표면적이 확보되기 때문에 미세한 바람의 작용에 대해서도 빠른 시간내에 스타트 구동력이 발생된다.

한편, 바람이 약해지게 되면 코일스프링(45)의 탄성력에 의해 지지판(44)이 전방으로 슬라이딩되면서 베인(510)이 원위치로 복귀된다.

결국, 회전판(430)의 크기가 증대되고 베인(510)의 표면에 형성된 돌조(501)로 인해서 풍력 대비 회전날개의 회전력이 극대화되어 0.3/sec 내외의 미풍에도 구동이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안 저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치에 의하면, 회전판을 크게 하고 회전날개를 작게함으로써 굳이 강도를 크게하지 않아도 되므로 제품의 경량화를 구현하며, 베인 표면에 형성된 돌조로 인해 베인의 넓은 표면적을 확보할 수 있기 때문에 미풍에도 손쉽게 회전력을 얻을 수 있어 경제성이 유지되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 회전판 주위에 다수개의 베인이 구비되고, 풍력에 의한 베인의 회전력에 의해 회전판이 회전하여 수중에 설치된 스크류에 동력을 전달함으로써 저수지 저층의 물을 순환시키는 저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치에 있어서,

   상기 각 베인의 표면에는 표면적을 넓히기 위하여 너비 방향으로 적어도 하나 이상의 돌조가 구비되어 구성된 것을 특징으로 하는 저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 돌조는 물결 무늬 형태를 갖는 것을 특징으로 하는저수지 수질 개선 장치의 풍력 전달 장치.