KR20030006640A - Air feeding apparatus make use of a cleaning energy - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 청정에너지를 이용한 수중폭기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박의 형태로 호수나 저수지, 항만 등 오염된 담수 및 해수의 한가운데서 상용전원 대신 바람 및 태양에너지를 이용하여 수중에 기포를 발생시키도록 함으로서 수질개선을 꾀하는 청정에너지를 이용한 수중폭기장치에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater aeration apparatus using clean energy, and more specifically, in the form of a vessel, bubbles are generated in the water by using wind and solar energy instead of commercial power in the middle of contaminated fresh water and seawater such as lakes, reservoirs and ports. The present invention relates to an underwater aeration apparatus using clean energy to improve water quality.
강력한 일사(日射)로 표층수의 수온이 상승하는 경우나 폭우로 인해 대량 유입된 담수에 의해 영양염류가 크게 증가한 경우, 또는 무풍상태가 계속되어 해수의 혼합이 저하된 경우 등은 적조(赤潮)가 발생될 수 있는 요인이다. 물론 물의 흐름이 거의 없는 인공호수나 저수지 등에도 같은 현상이 발생될 수 있다.When the surface temperature of the surface water is increased due to strong solar radiation, or when the nutrients are greatly increased by fresh water introduced due to heavy rain, or when the mixing of the seawater is deteriorated due to the unwinded state, the red tide This may be a factor. Of course, the same phenomenon may occur in artificial lakes or reservoirs with little water flow.
이와 같은 적조에 따른 바닷물이나 담수의 색은 보통 붉은색이지만 플랑크톤의 종류에 따라서 황갈색, 황록색, 암자색을 띠는 경우도 있다. 보통 적조의 지속기간은 며칠에서 수십 일 동안이며, 이 때 점성도(粘性度)가 강해지고 악취를 풍긴다. 또한 플랑크톤의 시체가 한꺼번에 분해되어 바닷물이나 담수의 산소를 소모하기 때문에 어패류의 폐사를 초래하게 된다.The color of seawater and fresh water is usually red, but it may be yellowish brown, yellowish green, or dark purple, depending on the type of plankton. Red tide usually lasts for days or even tens of days, with a high viscosity and odor. In addition, plankton's bodies decompose at once, consuming oxygen from seawater and fresh water, causing the death of fish and shellfish.
이러한 현상을 방지하기 위해 종래에는 황산구리를 살포하거나 지속적으로 산소를 공급하기 위한 폭기설비를 설치하였으나 종래의 폭기설비는 설비비가 너무 비싸 효용성에 대한 문제가 제기되어 왔다.In order to prevent this phenomenon, conventionally installed aeration equipment for spraying copper sulfate or continuously supplying oxygen, but the conventional aeration equipment has a problem of utility because the equipment cost is too expensive.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서, 그 목적은 선박의 형태로 호수나 저수지, 항만 등 오염된 담수 및 해수의 한가운데서 상용전원 대신 바람 및 태양에너지를 이용하여 수중에 기포를 발생시키도록 함으로서 수질개선을 꾀하는 청정에너지를 이용한 수중폭기장치를 제공함에 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, the purpose of which is in the form of a ship in the middle of the contaminated fresh water and seawater, such as lakes, reservoirs, ports, and seawater using wind and solar energy instead of commercial power The present invention provides an underwater aeration apparatus using clean energy to improve water quality by generating bubbles.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 해수나 담수의 정화를 위해 기포를 발생시키도록 하는 폭기장치를 구성함에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention, in the construction of an aeration device to generate bubbles for the purification of sea water or fresh water,
상부에 일정 면적을 갖고 물에 뜨는 재질의 부양체와;A support body having a certain area thereon and floating in water;
상기 부양체상에 설치되고 바람에 의한 회전운동을 직선왕복운동으로 바꾸어 해수나 담수의 표층수에 기포를 발생시키도록 하는 풍력을 이용한 폭기수단과;Aeration means installed on the support body and using wind to generate bubbles in the surface water of seawater or fresh water by converting the rotational movement of the wind into a linear reciprocating motion;
상기 부양체상에, 태양열 집열판을 통해 열에너지를 집열하고, 태양 열에너지가 변환된 전기에너지를 집적시키는 축전지에 의해 무풍시 공기펌프가 작동되어분출구를 통해 기포가 발생되도록 구성한 특징을 갖는다.On the support body, the heat pump collects heat energy through the solar heat collecting plate, and the air pump is operated by a storage battery integrating electrical energy converted from solar heat energy, so that air bubbles are generated through the outlet.
도 1 은 본 발명에 따른 청정에너지를 이용한 수중폭기장치의 전체 외관을 도시한 개략적인 측면도.1 is a schematic side view showing the overall appearance of an underwater aeration apparatus using clean energy according to the present invention.
도 2 는 본 발명의 수중폭기장치의 확대 상세 단면도로서, 다이어프램이 왼쪽으로 이동된 상태의 도면.Figure 2 is an enlarged detailed cross-sectional view of the underwater aeration apparatus of the present invention, the diaphragm is moved to the left.
도 3 은 본 발명의 수중폭기장치의 확대 상세 단면도로서, 다이어프램이 오른쪽으로 이동된 상태의 도면.3 is an enlarged detailed sectional view of the underwater aeration apparatus of the present invention, in which the diaphragm is moved to the right.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※
10: 부양체,12: 태양열 집열판,10: flotation, 12: solar collector,
14: 축전지,16: 공기펌프,14 battery, 16: air pump,
16a: 분출구,18: 광고판,16a: spout, 18: billboard,
20: 프로펠러,21: 제 1상부 베벨기어,20: propeller, 21: first upper bevel gear,
22: 제 2상부 베벨기어,23: 수직회전축,22: second upper bevel gear, 23: vertical axis of rotation,
23a: 스크류,24: 축 케이싱,23a: screw, 24: shaft casing,
24a: 공기유입공,25, 25': 베어링,24a: air inlet, 25, 25 ': bearing,
26: 하우징,27: 제 1하부 베벨기어,26: housing, 27: first lower bevel gear,
28: 제 2하부 베벨기어,29: 수평회전축,28: second lower bevel gear, 29: horizontal rotating shaft,
29a: 캠 홈,30: 베어링,29a: cam groove, 30: bearing,
31: 가이드바아,32: 로드,31: guide bar, 32: rod,
33a, 33b: 다이어프램,34: 격벽,33a, 33b: diaphragm, 34: bulkhead,
35: 유입구,36: 토출구,35: inlet, 36: outlet,
37a, 37b: 통공,38a, 38b: 체크밸브,37a, 37b: through hole, 38a, 38b: check valve,
39: 공기흐름 제어기,40a, 40b: 연결파이프,39: air flow controller, 40a, 40b: connecting pipe,
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail based on attached drawing.
도 1 은 본 발명에 따른 청정에너지를 이용한 수중폭기장치의 전체 외관을 도시한 개략적인 측면도이고, 도 2 는 본 발명의 수중폭기장치의 확대 상세 단면도로서, 다이어프램이 왼쪽으로 이동된 상태의 도면이며, 도 3 은 본 발명의 수중폭기장치의 확대 상세 단면도로서, 다이어프램이 오른쪽으로 이동된 상태의 도면이다.1 is a schematic side view showing the overall appearance of an underwater aeration apparatus using clean energy according to the present invention, Figure 2 is an enlarged detailed cross-sectional view of the underwater aeration apparatus of the present invention, the diaphragm is moved to the left. 3 is an enlarged detailed cross-sectional view of the underwater aeration apparatus of the present invention, in which the diaphragm is moved to the right.
도 1 에 도시된 바와 같은 본 발명의 구성은, 해수나 담수의 정화를 위해 기포를 발생시키도록 하는 폭기장치를 구성함에 있어서,In the configuration of the present invention as shown in Figure 1, in the configuration of the aeration device to generate bubbles for the purification of sea water or fresh water,
상부에 일정 면적을 갖고 물에 뜨는 재질의 부양체(10)가 구비된다.There is provided a support 10 of a material floating in water with a certain area on the top.
또한 상기 부양체(10)상에 설치되고, 바람에 의한 회전운동을 직선왕복운동으로 바꾸어 해수나 담수의 표층수에 기포를 발생시키도록 하는 풍력을 이용한 폭기수단을 구비한다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.In addition, it is provided on the flotation body 10, and aeration means using the wind power to generate a bubble in the surface water of seawater or fresh water by changing the rotational movement by the wind to a linear reciprocating motion. Detailed description thereof will be described later.
또한 상기 부양체(10)상에, 태양열 집열판(12)을 통해 열에너지를 집열하고, 태양 열에너지가 변환된 전기에너지를 집적시키는 축전지(14)에 의해 무풍시 공기펌프(16)가 작동되어 분출구(16a)를 통해 기포가 발생되도록 구성한다.In addition, the air pump 16 is operated by the storage battery 14 to collect heat energy through the solar heat collecting plate 12 and to integrate the electric energy converted from solar heat energy on the support body 10 to blow off the outlet ( It is configured to generate bubbles through 16a).
한편 상기 부양체(10)의 상면에는 일정 크기 및 높이를 갖고, 광고를 위한 광고판(18)을 추가로 구비 설치할 수 있다. 뿐만 아니라 상기 광고판(16)에 국한되지 않고 부양체(10)의 전부분에도 광고를 행할 수 있다.On the other hand, the upper surface of the support 10 has a certain size and height, it can be provided with an additional billboard 18 for advertising. In addition, it is possible to place advertisements on all parts of the support body 10 without being limited to the advertisement board 16.
본 발명에 의한 풍력을 이용한 폭기수단은 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이,Aeration means using the wind power according to the present invention, as shown in Figures 2 and 3,
바람에 의해 회전운동을 하는 프로펠러(20)가 구비되고, 상기 프로펠러(20)의 회전축에는 제 1 상부 베벨기어(21)가 축결합된다.The propeller 20 which rotates by the wind is provided, and the first upper bevel gear 21 is axially coupled to the rotating shaft of the propeller 20.
또한 선단에 상기 제 1 상부 베벨기어(21)와 직교방향으로 치합하는 제 2 상부 베벨기어(22)가 축결합되고, 중간부에 제 1 하부 베벨기어(27)가 축결합하여 설치되며, 밀폐된 하우징(26)을 관통한 끝단에 와류를 형성시키는 스크류(23a)가 축결합되는 한편, 상부에 공기유입공(24a)이 형성되고 부양체(10)에 관통된 축 케이싱(24)의 내부에서 베어링(25)에 의해 회전자재되도록 된 회전축(23)이 구성된다.In addition, a second upper bevel gear 22 meshing with the first upper bevel gear 21 orthogonal to the front end is axially coupled, and a first lower bevel gear 27 is axially coupled to an intermediate portion, and is sealed. The screw 23a for forming a vortex is axially coupled to the end passing through the housing 26, while the air inlet 24a is formed in the upper portion and the inside of the shaft casing 24 penetrated through the support 10. In the rotating shaft 23 is configured to be rotated by the bearing 25 is configured.
상기 회전축(23)은 길이방향의 부재이기 때문에 회전에 따른 진동이나 소음이 발생될 수 있기 때문에 하우징(26)을 관통하게 되는 부분에도 베어링(25')을 설치 구성함이 바람직하다.Since the rotating shaft 23 is a member in the longitudinal direction, vibration or noise may be generated due to rotation, and therefore, the bearing 25 'may be installed at a portion that passes through the housing 26.
또한 상기 하우징(26)의 내부에서는, 선단에 상기 제 1 하부 베벨기어(27)와 직교방향으로 치합되는 제 2 하부 베벨기어(28)가 축결합되고, 외주면상에 일정 특성의 캠 홈(29a)이 형성되며, 하우징(26)상에 설치되는 베어링(30)에 의해 회전자재되도록 수평회전축(29)을 구비한다.In addition, in the housing 26, the second lower bevel gear 28 meshed with the first lower bevel gear 27 in the orthogonal direction is axially coupled to the front end, and a cam groove 29a having a predetermined characteristic on the outer circumferential surface thereof. ) Is formed, and has a horizontal rotating shaft 29 so as to be rotated by a bearing (30) installed on the housing (26).
또한 상기 캠 홈(29a)에 안내되는 가이드바아(31)와 일체로 구성되어 상기 수평회전축(29)의 회전에 의해 직선왕복운동하는 로드(32)를 구비하며,In addition, it is provided with a rod 32 configured integrally with the guide bar 31 guided to the cam groove (29a) by the rotation of the horizontal rotating shaft 29,
상기 로드(32)의 양 끝단에 고정되고 가장자리가 하우징(26)측에 정착되어 상기 로드(32)의 움직임에 의해 펌핑작용을 하는 다이어프램(33)이 구비된다.The diaphragm 33 is fixed to both ends of the rod 32 and the edge is fixed to the housing 26 side and pumped by the movement of the rod 32.
또한 상기 하우징(26)의 양측에는 다이어프램(33)의 주위로 밀폐되게 설치되고, 격벽(34)에 의해 공기의 유입구(35)와 토출구(36)가 형성되며, 상기 유입구(35)와 토출구(36) 상에는 다이어프램(33)의 펌핑작용에 의해 공기의 일방향 흐름이 제어되는 체크밸브(38a)(38b)가 설치되는 한편 유입구(35)와 축 케이싱(24)이 연통되도록 연장되고, 또한 토출구(36)로부터 배출되는 공기가 스크류(23a)의 와류범위에 포함되게 연장되도록 한 연결파이프(40a)(40b)가 연결 구성된 공기흐름 제어기(39)가 설치된다.In addition, both sides of the housing 26 are installed to be sealed around the diaphragm 33, and the inlet 35 and the outlet 36 of the air are formed by the partition 34, and the inlet 35 and the outlet ( On the 36, check valves 38a and 38b are installed to control the one-way flow of air by the pumping action of the diaphragm 33, while the inlet 35 and the shaft casing 24 extend so as to communicate with each other. An air flow controller 39 is provided in which connection pipes 40a and 40b are connected so that the air discharged from 36 is extended to be included in the vortex range of the screw 23a.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described.
적조에 의해 해수 또는 담수에 오염이 시작되면 본 발명이 구성된 부양체(10)를 표층수에 띄우게 된다.When pollution starts in the seawater or freshwater due to red tide, the flotation body 10 of the present invention is floated on the surface water.
이 때 바람이 불게 되면 프로펠러(20)가 회전을 하게 된다. 동시에 제 1 상부 베벨기어(21)도 연동하게 되고, 또한 상기 제 1 상부 베벨기어(21)와 치합하는 제 2 상부 베벨기어(22)에 의해 수직회전축(23)도 축 케이싱(24)상에서 회전하게 된다.At this time, when the wind blows, the propeller 20 rotates. At the same time, the first upper bevel gear 21 also interlocks, and the vertical rotation shaft 23 also rotates on the shaft casing 24 by the second upper bevel gear 22 meshing with the first upper bevel gear 21. Done.
수직회전축(23)의 회전은 그 축 상에 결합된 제 1 하부 베벨기어(27)와 하우징(26)을 관통하여 외부로 돌출된 상기 수직회전축(23)의 끝단에 축결합된 스크류(23a)의 회전도 함께 수반하게 된다.The rotation of the vertical rotation shaft 23 is axially coupled to the end of the vertical rotation shaft 23 protruding outward through the first lower bevel gear 27 and the housing 26 coupled on the shaft. Will also be accompanied by the rotation.
한편, 상기 제 1 하부 베벨기어(27)와 치합된 제 2 하부 베벨기어(28)에 의해 하우징(26)상에 베어링(30) 결합된 수평회전축(29) 역시 회전하게 된다.Meanwhile, the horizontal rotation shaft 29 coupled to the bearing 30 on the housing 26 by the second lower bevel gear 28 meshed with the first lower bevel gear 27 also rotates.
상기 수평회전축(29)의 회전은 그 축의 외주면상에 형성된 캠 홈(29a)에 안내되는 가이드바아(31)의 수평이동을 동반하게 되고, 상기 가이드바아(31)에 일체로 결합된 로드(32)는 이에 연동하여 직선왕복운동을 하게 된다. 이에 따라서 상기 로드(32)의 양측에 설치된 다이어프램(33a)의 펌핑작용이 이루어지게 된다.Rotation of the horizontal rotating shaft 29 is accompanied by the horizontal movement of the guide bar 31 guided to the cam groove (29a) formed on the outer peripheral surface of the shaft, the rod 32 is integrally coupled to the guide bar 31 ) Is linked to this to make a straight reciprocating motion. Accordingly, the pumping action of the diaphragm 33a installed on both sides of the rod 32 is achieved.
도 2 에 도시된 바와 같이, 로드(32)가 왼쪽으로 이동하게 될 때 오른쪽의 다이어프램(33a)은 흡기펌핑작용에 의해 유입구(35)측의 체크밸브(38a)를 개방시켜 축 케이싱(24)의 공기유입공(24a)로부터 축 케이싱(24), 연결파이프(40a), 공기흐름 제어기(39)의 유입구(35), 통공(37a)을 거쳐 다이어프램(33a)쪽으로 공기를 흡입하게 되는 반면, 토출구(36)측의 체크밸브(38b)는 폐(閉)상태가 유지된다.As shown in Fig. 2, when the rod 32 is moved to the left side, the diaphragm 33a on the right side opens the check valve 38a on the inlet 35 side by the intake pumping action, thereby causing the shaft casing 24 to be opened. While the air is sucked into the diaphragm 33a from the air inlet hole 24a through the shaft casing 24, the connecting pipe 40a, the inlet 35 of the airflow controller 39, the through hole 37a, The check valve 38b on the discharge port 36 side is kept closed.
이와 동시에 왼쪽의 다이어프램(33b)은 상기 작동과는 반대로 배기펌핑작용에 의해 공기흐름 제어기(39)와 다이어프램(33b) 사이에 흡기된 공기가 체크밸브(38b)의 개(開)상태에 따라 토출구(36)의 통공(37b)과 연결파이프(33b)를 거쳐 물살을 일으키는 스크류(23a)의 와류범위에서 토출된다.At the same time, the diaphragm 33b on the left side has a discharge port according to the open state of the check valve 38b through which the air taken in between the airflow controller 39 and the diaphragm 33b by the exhaust pumping action is contrary to the above operation. It discharges in the vortex range of the screw 23a which causes water current through the through-hole 37b of 36, and the connection pipe 33b.
연속하여 상기 로드(32)가 캠 홈(29a)에 안내되는 가이드바아(31)에 의해 상기 로드(32)가 오른쪽으로 움직이게 되면 모든 작동이 상기와 반대로 되는데 요약하면, 오른쪽의 공기흐름 제어기(39)의 제어상태는 흡기된 공기를 오른쪽 연결파이프(40b)를 통해 스크류(23a)의 와류범위 내로 배출되는 작용을 하는 반면, 왼쪽의 공기흐름 제어기(39)의 제어상태는 축 케이싱(24)의 공기유입공(24a), 연결파이프(40a), 유입구(35)를 통해 왼쪽 다이어프램(33a)쪽으로 공기가 흡기되는 작용이 일어나게 된다.When the rod 32 is moved to the right by the guide bar 31 in which the rod 32 is guided to the cam groove 29a, all the operations are reversed. In summary, the airflow controller 39 on the right side Control state of the air flow controller 39 on the left side of the shaft casing 24, while the air intake air is discharged into the vortex range of the screw 23a through the right connecting pipe 40b. Through the air inlet hole (24a), the connecting pipe (40a), the inlet (35), the action of air intake toward the left diaphragm (33a) occurs.
그러나 대류작용이 거의 없는 경우에는 프로펠러(20)를 회전시킬 수 없다.However, if there is little convection, the propeller 20 cannot be rotated.
이 경우에는 태양열 집열판(12)을 통해 열에너지를 전기에너지로 변환시켜 축전지(14)에 충전된 상태의 전원으로써 공기펌프(16)를 작동시켜 분출구(16a)를 통해 기포를 발생시킨다.In this case, heat energy is converted into electrical energy through the solar heat collecting plate 12 to operate the air pump 16 as a power source charged in the storage battery 14 to generate bubbles through the blower outlet 16a.
또한 이와는 별도로 본 발명은 표류하고 있는 상태에서 표시하고자 하는 광고물이 될 수 있다. 즉 부양체(10)의 상부에 일정 크기의 광고판(18)이 덧구성되어 있을 뿐만 아니라 부양체(10)의 전부분에도 광고를 표시할 수 있기 때문에 움직이는 광고매체로써도 충분한 가치를 가질 수 있다.In addition, the present invention can be an advertisement to be displayed in a drifting state. In other words, the advertisement board 18 having a predetermined size is additionally formed on the upper part of the support body 10, and since the advertisement can be displayed on all parts of the support body 10, it may have sufficient value as a moving advertisement medium.
또한 부양체(10)의 하부에 위치되는 축전지(14)는 중량체이기 때문에 부양체(10)의 무게중심으로서 작용할 수 있기 때문에 파도나 바람에 의한 영향을 최소화할 수 있다.In addition, since the storage battery 14 positioned below the support 10 may act as a center of gravity of the support 10 because it is a weight body, it is possible to minimize the effects of waves or wind.
도면에서 도시하지 않았지만 부양체(10)의 후방에는 축전지(14)에 충전된 전기를 전원으로 한 추진장치(모터, 추진스크류)를 구성할 수 있다. 또한 이 추진장치는 무선송수신수단의 부가로 무인원격제어로써 이동방향을 제어할 수도 있다.Although not shown in the drawings, a propulsion device (motor, propulsion screw) using the electricity charged in the storage battery 14 as a power source may be configured at the rear of the support body 10. This propulsion device can also control the direction of movement by unmanned remote control with the addition of radio transmission and reception means.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have
이상에서와 같은 본 발명을 적용하게 되면, 물에 뜨는 부양체 상에 상용전원을 이용하지 않고 대류를 동력원으로써 폭기하도록 하고, 또한 대류가 약한 경우나 바람이 없는 경우 태양에너지를 이용하여 폭기하도록 장치를 구성하였기 때문에 수질개선은 물론 일정한 부지에 폭기설비를 설치해야 하는 종래보다 비용이 훨씬 절감됨과 동시에 본 발명의 폭기장치는 필요성에 의해 선택적으로 물에 띄워 사용하기 때문에 설비를 위한 별도의 부지가 필요없다.Applying the present invention as described above, aeration to the convection floating on the water without using a commercial power source as a power source, and if the convection is weak or there is no wind device to aeration using solar energy Since it is configured to improve the water quality as well as the cost is much lower than the conventional to install the aeration equipment on a certain site and at the same time the aeration device of the present invention is required to use a separate site for the installation because it is used to selectively float in the water as necessary none.
또한 본 발명은 이외에도 폭기를 하는 과정에서 움직이는 광고물로도 이용할 수 있기 때문에 활용도를 극대화할 수 있다.In addition, the present invention can be maximized utilization because it can also be used as a moving advertisement in the process of aeration.
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KR1020010042485A KR20030006640A (en) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | Air feeding apparatus make use of a cleaning energy |
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- 2001-07-13 KR KR1020010042485A patent/KR20030006640A/en not_active Application Discontinuation
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