KR20040092421A - 정체수역의 수질 개선 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염된 호소, 저수지, 낚시터, 양식장 등의 정체수역의 수질 개선 장치에 관한 것으로서, 그 구성은 구동모터 및 감속기가 내장된 구동부; 상기 구동부에 결합되어 회전하는 하나 이상의 회전암; 상기 회전암이 삽탈되도록 중공된 수평관과, 상기 수평관의 하방에 수직관이 일체형성된 연결부; 상기 수평관에 상기 회전암을 삽입하고, 이들을 고정하는 고정부재; 상기 수직관의 하단부에 결합된 판상의 날개; 상기 구동부의 측면에 결합된 하나 이상의 롯트, 수역의 물가에 고정된 고정체 및 상기 롯트를 고정체에 고정하는 로프로 이루어진 회전방지부; 를 포함하되, 상기 회전암의 하방에 부유체가 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 비교적 적은 에너지로 저층수를 수표면으로 상승시켜 정체수역의 자체 정화능력을 극대화시키는 효과가 있다.

Description

정체수역의 수질 개선 장치{water quality improvement system of stagnant waters}

본 발명은 오염된 정체수역의 수질 개선 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상층수를 수평방향으로 이동시켜 저층수를 상승시킴으로써 정체성 수역의 수질을 개선시키는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 호소, 저수지, 낚시터, 양식장, 골프장 연못 등의 정체수역은 오폐수가 자정능력을 넘어 침투되는 경우 녹조나 적조류의 다량 발생으로 용존산소가 사라지면서 부폐하게 된다. 특히, 수온이 높은 계절에 이와 같은 문제는 더욱 심각하다.

종래 이러한 정체수역의 수질을 개선하는 방식으로 여러가지 방법이 사용되고 있는데, 그 중 수역의 저부에 강제적으로 산소를 공급하는 방법은 산소기포를 물 속에서 부상시키면서 용존산소의 농도를 증가시키는 방법을 채택하는 관계로 산소의 용해효율이 낮고, 부하가 높은 경우와 같이 높은 산소의 공급속도를 요하는 경우에는 응할 수 없으며, 산소의 소모량이 커서 비효율적이다. 또한 활성탄을 이용하여 오탁수 내부의 유기물을 흡착하는 활성탄정화법은 처리비용이 너무 막대하여 비경제적이었다.

또한 정체수역의 저류에 대형 스크류를 회전시켜 저층수를 수역의 상부로 상승시키는 방법이 제시되었는데, 대형 스크류를 고속으로 회전시키기 위하여는 막대한 전력이 필요하여 비경제적이며, 현실적으로도 일부의 저층수만을 끌어올리게 되므로 큰 효과를 기대할 수 없는 것이었다. 또한 스크류의 회전에 따라 이끼류 등의 수중식물들이 엉키기도 하고, 경우에 따라서는 굴이나 조개류 등도 부착되어 효율이 떨어지고 고장의 원인이 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수생생물이 부착되는 것을 방지하고, 적은 에너지로 저층수를 상승시켜 수역 자체의 정화능력을 향상시킬 수 있는 정체수역의 수질 개선 장치를 제공함에 있다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 의한 정체수역의 수질 개선 장치를 정체수역에 설치한 사용상태 사시도 및 정면도이다.

도 3은 상기 실시예에서 주요 구성요소의 결합관계를 나타내는 분리사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 부분절개도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 구동부 11: 회전축

20: 회전암

30: 연결부 31: 수평관 32: 수직관 32a: 돌기

32b: 공기소통구

40: 고정부재 41: 볼트 42: 너트

50: 날개

60: 회전방지부 61: 롯트 62: 고정체 63: 로프

71: 부유체 72: 포대 73: 커버 74: 전력선

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 정체수역의 수질 개선 장치의 구성은 구동모터 및 감속기가 내장된 구동부; 상기 구동부에 결합되어 회전하는 하나 이상의 회전암; 상기 회전암이 삽탈되도록 중공된 수평관과, 상기 수평관의 하방에 수직관이 일체형성된 연결부; 상기 수평관에 상기 회전암을 삽입하고, 이들을 고정하는 고정부재; 상기 수직관의 하단부에 결합된 판상의 날개; 상기 구동부의 측면에 결합된 하나 이상의 롯트, 수역의 물가에 고정된 고정체 및 상기 롯트를 고정체에 고정하는 로프로 이루어진 회전방지부; 를 포함하되, 상기 회전암의 하방에 부유체가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 정체수역의 수질 개선 장치에 있어서, 상기 고정부재가 상기 수평관 및 회전암을 관통하는 볼트 및 이에 대응하는 너트인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 정체수역의 수질 개선 장치에 있어서, 상기 날개 및 부유체를 방수재의 포대로 덮어 씌우고, 상기 포대의 상부를 밀봉한 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 정체수역의 수질 개선 장치에 있어서, 상기 포대의 밀봉부위 상부에 원반형의 커버가 더 부가된 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 정체수역의 수질 개선 장치에 있어서, 상기 수직관의 외주연에 길이방향으로 하나 이상의 돌기가 구비된 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 정체수역의 수질 개선 장치에 있어서, 상기 수직관을 중공관으로 형성하고, 그 외주연에 하나 이상의 공기 소통구를 구비한 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 의한 정체수역의 수질 개선 장치의 사용상태도 및 정면도로서, 구동부(10), 회전암(20), 날개(50), 회전방지부(60) 및 부유체(71) 등으로 구성된다.

상기 구동부(10)는 전력선(74)을 통해 공급되는 전원에 의해 구동되는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전속도를 감속시키는 기어식 감속기가 내장되어 있다. 상기 감속기의 출력축인 회전축(11)이 구동부(10)의 하부에 돌출되어 있다.

상기 회전암(20)은 상기 구동부(10)의 하부에 돌출된 회전축(11)에 결합되어 있으므로, 구동모터에 의해 회전되는 구성이다. 도면에는 구동부(10)를 중심으로 3개의 회전암(20)이 방사형으로 형성되어 있으나, 필요에 따라 회전암(20)을 그 이상 또는 그 이하로도 형성할 수 있음은 당연하다.

상기 회전암(20)의 하부에는 날개(50) 및 부유체(71)가 고정되어 있는데, 그결합관계에 대하여는 후술하기로 한다.

또한 상기 구동부(10)에는 한 쌍의 롯트(61)가 고정되어 있고, 양 롯트(61)의 단부에는 로프(63)가 메어져 있다. 이 로프(63)는 수역의 물가에 고정되어 있는 고정체(62)에 묶여진다.

도 3은 상기 실시예에서 상기 회전암(20)과, 상기 날개(50) 및 부유체(71)의 결합관계를 나타내는 분리사시도이다. 상기 회전암(20)과 날개(50)를 고정하기 위하여 도면에서는 ‘T’자형의 연결부(30)를 사용하였다. 연결부(30)의 상부에는 상기 회전암(20)이 삽탈될 수 있도록 중공되어 있는 수평관(31)이, 하부에는 중공되거나 또는 중공되지 아니한 수직관(32)이 일체로 형성되어 있다. 또한 상기 수직관(32)의 하단부에는 상기 날개(50)가 결합 고정되어 있다. 따라서 상기 회전암(20)에 중공된 수평관(31)을 맞춰 끼우고, 이들을 관통하는 볼트(41) 및 이에 대응하는 너트(42)를 체결함으로써 상기 날개(50)를 회전암(20)에 고정시킬 수 있는 것이다. 물론 상기 볼트 대신에 핀 등의 통상적인 결합구조를 사용할 수도 있을 것이다.

또한 상기 날개(50)의 상부 양측에 부유체(71)가 결합되어 있다. 이에 의하여 종래와 달리 구동부(10) 뿐만 아니라 회전암(20)도 수면 위의 일정 높이에 떠 있고, 날개(50)만이 수중에 잠수하게 되므로 구동 효율이 좋고, 수생생물들이 엉키는 것도 방지할 수 있다. 따라서 구동부(10) 및 회전암(20)은 잠수되지 아니하고, 날개(50)만 잠수되는 구성이라면 도면과 다른 위치에 상기 부유체(71)를 형성할 수도 있을 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로서, 상기 실시예에서 날개(50) 및 부유체(71)를 덮어 씌우는 방수재의 포대(72)가 더 부가되어 있는 구성이다. 이것은 상기 날개(50)가 수중에 잠수상태에서 상기 구동부(10)를 중심으로 회전하게 되면 수중 생물들이 상기 날개(50)에 부착되거나 엉키게 되어 작업효율이 떨어지는 것을 방지하기 위한 구성이다. 상기 포대(72)의 하부는 밀폐되어 있고 상부는 개방되어 있어 상기 날개(50)를 아래쪽에서부터 덮어 씌우고 포대(72)의 상부를 상기 연결부(30)에 모아 고무밴드나 끈 등으로 밀봉시켜 고정한다. 또한 포대(72)의 밀봉부위 상부에는 원반형의 커버(73)가 형성되어 있어 빗물 등이 포대의 밀봉부위를 통해 포대(72) 안으로 침투하는 것을 방지한다. 따라서 수중생물들이 상기 날개가 아니라 포대(72)에 부착되므로 상기 포대(72)를 교환하는 것만으로도 수생생물류를 제거할 수 있다. 또한 날개(50)의 모서리를 둥글게 하여 물의 마찰력을 저감시키고 상기 포대(72)의 훼손을 방지할 수 있다.

또한 상기 포대(72)의 교환은 상기 포대가 덮어 씌워진 날개(50)를 예비로 구비하면, 수표면에 설치되어 있는 장치에 작업선박을 접근시키고, 다수개의 날개(50) 중 하나를 분리하여 구비된 예비날개와 교환한다. 분리한 날개에서 포대만을 교체하여 다른 날개와 교환하는 것을 순차적으로 진행함으로써 본 장치를 물가로 끌어 올리지 않고서도 날개 또는 포대를 교환할 수 있는 것이다.

다만, 포대(72)를 교환한 날개를 본 장치에 다시 결합할 경우에 상기 포대(72) 내에 공기가 빠지지 않으면 상기 포대(72)가 날개(50)에 밀착되지 않게 된다. 더욱이 상기 포대(72)는 방수재로서 공기 소통이 원활하지 아니한데, 이 상태에서 날개(50)를 수중에 잠수시키는 것은 바람직하지 않다. 따라서 상기 포대(72)에서 공기를 빼내고 날개(50)에 밀착시켜야 하는데, 이를 위해 도 5의 돌기(32a) 및 도 6의 공기 소통구(32b)를 구비하였다. 즉, 도 5는 상기 수직관(32)의 외주연에 다수개의 돌기(32a)를 형성하여 고무밴드로 포대(72)의 상부를 밀봉하여도 상기 연결부(30)와 포대(72) 사이의 틈새가 생겨 공기가 빠져 나갈 수 있도록 구성한 것이고, 도 6은 중공된 수직관(32)에 공기 소통구(32b)를 형성하여 이를 통하여 포대(72) 내의 공기를 빼낼 수 있도록 한 구성이다.

도 2를 참조하여 본 발명에 의한 정체수역의 수질 개선 장치의 작동을 설명한다. 외부에서 인가된 전원에 의해 구동모터가 구동되면, 감속기를 통하여 소정의 속도로 감속한 후, 상기 감속기의 출력축인 회전축(11)에 결합되어 있는 회전암(20) 및 상기 회전암(20)의 하부에 고정된 날개(50)가 회전하게 된다. 여기서 한 쌍의 롯트(61)가 물가의 고정체(62)에 로프(63)에 의해 고정되어 있으므로 상기 구동모터의 구동에 의해 상기 구동부(10) 자체가 회전하는 일은 일어나지 않는다. 또한 상기 회전암(20)은 수면위에서 회전하지만, 날개(50)는 수중에서 상기 구동부(10)를 중심으로 회전하게 된다. 이에 따라 상층수는 날개(50)에 의해 수평방향으로 흐르게 되며, 상기 상층수의 빈 공간을 채우기 위해 저층수가 상승함으로써 물흐름이 없는 정체수역을 순환시키고, 혼합하게 된다.

본 발명에 따르면 물 흐름이 없는 정체수역의 상층수를 수평방향으로 흐르게 하고, 이에 따라 유체역학적으로 상층부의 빈 공간을 채우기 위해 저층수가 상승된다. 따라서 대기 중의 산소공급과 햇빛의 조사량이 수심 전층에 균일하게 분포됨으로서 파괴된 수생태계의 먹이사슬(food chain)을 회복시키는 기회가 제공되어 수자원으로서의 질적 가치가 향상된다. 특히, 오염물질로 취급되는 유기물이나 인화합물이 다량 침강되어 있는 양식장이나 낚시터에 본 발명에 의한 장치를 설치할 경우 침강물이 상승하면서 양질의 단백원으로 되어 어패류의 사료원으로 이용할 수 있는 부가적인 효과도 있다.

또한 날개에 방수재의 포대를 덮어 씌워 수생생물이 엉키는 것을 예방하였으며, 포대에 있는 공기를 제거하기 위한 수단이 구비되어 있어 더욱 편리하다.

더욱이 회전암으로부터 날개가 손쉽게 탈부착되므로 수선 또는 수리를 위한 교환이 매우 용이하다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 구동모터 및 감속기가 내장된 구동부;

   상기 구동부에 결합되어 회전하는 하나 이상의 회전암;

   상기 회전암이 삽탈되도록 중공된 수평관과, 상기 수평관의 하방에 수직관이 일체형성된 연결부;

   상기 수평관에 상기 회전암을 삽입하고, 이들을 고정하는 고정부재;

   상기 수직관의 하단부에 결합된 판상의 날개;

   상기 구동부의 측면에 결합된 하나 이상의 롯트, 수역의 물가에 고정된 고정체 및 상기 롯트를 고정체에 고정하는 로프로 이루어진 회전방지부;

   를 포함하되, 상기 회전암의 하방에 부유체가 구비된 것을 특징으로 하는 정체수역의 수질 개선 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 고정부재가 상기 수평관 및 회전암을 관통하는 볼트 및 이에 대응하는 너트인 것을 특징으로 하는 상기 정체수역의 수질 개선 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 날개 및 부유체를 방수재의 포대로 덮어 씌우고, 상기 포대의 상부를 밀봉한 것을 특징으로 하는 상기 정체수역의 수질 개선 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 포대의 밀봉부위 상부에 원반형의 커버가 더 부가된 것을 특징으로 하는 상기 정체수역의 수질 개선 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 수직관의 외주연에 길이방향으로 하나 이상의 돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 상기 정체수역의 수질 개선 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 수직관을 중공관으로 형성하고, 그 외주연에 하나 이상의 공기 소통구를 구비한 것을 특징으로 하는 상기 정체수역의 수질 개선 장치.