KR20120097972A - Apparatus for improving water quality of lake and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수질 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호소수의 상하층 간에 물을 순환시킴으로써 호소수의 수질을 효과적으로 개선할 수 있는 호소수의 수질 정화장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a water purification device, and more particularly, to a water purification device for lake water and a control method thereof that can effectively improve the water quality of lake water by circulating water between upper and lower layers of lake water.
현재 식수로 제공되는 물은 대부분 댐에 저장된 것을 이용한다. 그런데 댐의 저장된 물은 고여 있으므로 여름철 전후로 녹조가 발생하여 수질이 악화될 수 있다.Most of the water currently supplied as drinking water uses what is stored in the dam. However, because the stored water in the dam is accumulated, green algae may occur before and after summer, and water quality may deteriorate.
녹조는 부영양화가 일어날 때 발생하며 햇빛과 온도가 녹조 발생에 영향을 준다. 호소수의 부영영화가 녹조류가 과다 번식을 할 수 있는 여건을 만들어 준다. 이로 인하여 수중의 용존 산소량이 감소하고 색도변화가 일어나며 수중 생태계 교란이 일어나 물고기가 집단 폐사하는 상황에까지 이를 수 있다.Green algae occur when eutrophication occurs and sunlight and temperature affect algal blooms. Ho So-soo's euphonic film creates conditions for green algae to multiply. As a result, the amount of dissolved oxygen in the water decreases, chromaticity changes occur, and disturbance of aquatic ecosystems can lead to a situation in which fish die.
현재 조류 발생을 억제하거나 제거하기 위한 다양한 방법이 알려져 있다. 호소수의 상류 지역에 축산분뇨 처리장이나 하수 처리장을 설치하면 호소수로 영양염류가 유입되는 것을 줄임으로써 조류 발생을 억제할 수 있다. 이 이외에, 물을 순환시켜 상하층간의 물을 교환하는 방법, 수중폭기기를 설치하는 방법, 조류 제거선을 이용하여 황토를 뿌리는 방법, 오일 팬스식의 번식차단 장치와 차광막을 설치하는 방법 등이 조류 발생에 대응하는 방법으로 이용되고 있다.
Various methods are currently known for inhibiting or eliminating algal development. The establishment of livestock manure or sewage treatment plants upstream of the lake can reduce algae production by reducing nutrients from the lake. In addition, the method of circulating water to exchange water between the upper and lower layers, the installation of underwater aerators, the spraying of yellow soil using an algae removal line, the oil pan type breeding barrier and the shielding film, etc. It is used by the method corresponding to this algae generation.
그런데 종래의 방법은 여러 가지 문제점이 있다. 녹조를 방지하기 위해 황토나 약품을 뿌리는 경우, 일시적인 효과를 얻을 수 있지만 지속적으로는 생태계를 파괴할 수 있는 위험이 있다. 그리고 오일 팬스식의 번식차단 장치와 차광막을 설치하는 경우는 녹조의 확산을 방지하기 위한 근본적인 방법은 아니다. 이 밖에 녹조에 의한 생물의 폐사를 방지하기 위해 물속에 산소를 공급해주는 방법이 있지만, 산소 공급이 수면 쪽으로 국한되고 하층수와의 물의 순환이 잘 이루어지지 않는 단점이 있다.However, the conventional method has various problems. If soil or chemicals are sprayed to prevent green algae, there may be a temporary effect, but there is a risk of sustained destruction of the ecosystem. In addition, the installation of an oil pan breeding blocker and a shielding film is not a fundamental method for preventing the diffusion of green algae. In addition, there is a method of supplying oxygen into the water to prevent the death of living organisms due to green algae, but there is a disadvantage that the oxygen supply is limited to the surface of the water and the circulation of water with the lower layer is not good.
본 발명은 이러한 종래 방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 호소수의 상하층 간의 물 교환을 활발하게 해줌으로써 호소수의 수질을 개선할 수 있는 친환경적인 호소수의 수질 정화장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the conventional method, it is an object of the present invention to provide an environmentally friendly water purification device of the lake water to improve the water quality of the lake water by active water exchange between the upper and lower layers of the lake water. .
본 발명의 다른 목적은 자가발전 기능 및 자가진단 기능을 구비하여 무인 운용이 가능하고 관리가 용이한 호소수의 수질 정화장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a water purification system for a lake water and a control method thereof, which are equipped with a self-generating function and a self-diagnostic function, which are capable of unmanned operation and are easy to manage.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는, 호소수의 수면으로 뜰 수 있도록 부력을 갖는 부상체, 호소수의 수면 쪽에서 호소수의 바닥 쪽으로 연장되도록 상기 부상체의 하면에 결합되고 물이 유입될 수 있는 유입구 및 물이 배출될 수 있는 배출구를 갖되 상기 배출구가 상기 유입구보다 호소수의 수면에 가깝게 배치되는 물 순환관, 상기 물 순환관 내부로 유입되는 물을 상기 유입구에서 상기 유출구 쪽으로 강제 순환시키기 위해 상기 물 순환관 내부의 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 배치되는 물 순환용 팬, 상기 물 순환용 팬을 구동시키기 위해 상기 물 순환용 팬과 결합되는 팬 모터, 상기 물 순환관의 내부에 설치되는 산기관, 상기 산기관으로 공기를 공급하기 위해 상기 산기관과 연결되는 공기 공급장치, 상기 팬 모터 및 상기 공기 공급장치에 전원을 공급하기 위해 상기 부상체의 상면에 배치되는 배터리, 전기를 생산하여 상기 배터리를 충전하는 자가 발전장치, 통제실과의 무선 통신을 위한 무선통신장치, 장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어장치를 포함한다.Water purifying device of the lake water according to the present invention for achieving the above object, the floating body having buoyancy to float to the surface of the lake water, coupled to the bottom surface of the floating body so as to extend from the water surface of the lake water to the bottom of the lake water and water is A water circulation pipe having an inlet which can be introduced therein and an outlet for which water can be discharged, the outlet being arranged closer to the surface of the lake water than the inlet; A water circulation fan disposed between the inlet and the outlet inside the water circulation pipe, a fan motor coupled with the water circulation fan to drive the water circulation fan, and installed inside the water circulation pipe And an air supply unit connected to the diffuser for supplying air to the diffuser, the fan Batteries disposed on the upper surface of the floating body to supply power to the motor and the air supply device, a self-generating device that generates electricity to charge the battery, a wireless communication device for wireless communication with the control room, the overall operation of the device It includes a control device for controlling the.
상기 자가 발전장치는 상기 부상체의 상면에 배치되는 태양전지 모듈을 포함하고, 본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는, 상기 태양전지 모듈에서 생산되는 전기의 전력량을 측정하기 위한 전력량 측정기, 상기 태양전지 모듈에 조사되는 태양광의 일사량을 측정하기 위한 일사량 센서를 더 포함할 수 있다.The self-generating device includes a solar cell module disposed on the upper surface of the floating body, the water purification device of the lake water according to the present invention, the amount of electricity for measuring the amount of electricity produced by the solar cell module, the solar The solar module may further include a solar radiation sensor for measuring the solar radiation irradiated to the battery module.
본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는 상기 태양전지 모듈의 입사면을 청소하기 위한 태양전지 모듈 클리너를 더 포함할 수 있다.Apparatus for purifying water of lake water according to the present invention may further include a solar cell module cleaner for cleaning the incident surface of the solar cell module.
상기 태양전지 모듈 클리너는, 상기 태양전지 모듈의 입사면에 접하여 움직이면서 상기 태양전지 모듈의 입사면을 닦아내는 와이퍼, 상기 와이퍼를 작동시키기 위한 와이퍼 구동장치, 상기 태양전지 모듈의 입사면에 청소액을 공급하기 위한 청소액 공급장치를 포함할 수 있다.The solar cell module cleaner may include a wiper for wiping the incident surface of the solar cell module while moving in contact with the incident surface of the solar cell module, a wiper driving device for operating the wiper, and a cleaning liquid on the incident surface of the solar cell module. It may include a cleaning liquid supply for supplying.
본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는 상기 일사량 센서의 입사면을 청소하기 위한 일사량 센서 클리너를 더 포함할 수 있다.Apparatus for purifying water of lake water according to the present invention may further include a solar radiation sensor cleaner for cleaning the incident surface of the solar radiation sensor.
상기 일사량 센서 클리너는, 상기 일사량 센서의 입사면에 접하여 움직이면서 상기 일사량 센서의 입사면을 닦아내는 와이퍼, 상기 와이퍼를 작동시키기 위한 와이퍼 구동장치, 상기 일사량 센서의 입사면에 청소액을 공급하기 위한 청소액 공급장치를 포함할 수 있다.The solar radiation sensor cleaner is a wiper for wiping the incident surface of the solar radiation sensor while moving in contact with the incident surface of the solar radiation sensor, a wiper drive for operating the wiper, cleaning for supplying a cleaning liquid to the incident surface of the solar radiation sensor It may include a liquid supply device.
상기 일사량 센서의 입사면은 상기 태양전지 모듈의 입사면과 같은 방향 및 같은 기울기로 배치될 수 있다.The incident surface of the solar radiation sensor may be disposed at the same direction and the same slope as the incident surface of the solar cell module.
본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는 상기 태양전지 모듈의 기울기를 가변하기 위해 상기 부상체 위에 설치되는 틸팅 기구를 더 포함하고, 상기 일사량 센서는 상기 틸팅 기구에 의해 상기 태양전지 모듈과 함께 기울어질 수 있도록 상기 태양전지 모듈에 결합될 수 있다.Apparatus for purifying water of lake water according to the present invention further includes a tilting mechanism installed on the floating body to vary the inclination of the solar cell module, wherein the solar radiation sensor is inclined together with the solar cell module by the tilting mechanism. It can be coupled to the solar cell module so that.
상기 틸팅 기구는, 상기 태양전지 모듈의 좌우 기울기를 조절하기 위한 제 1 틸팅 기구, 상기 태양전지 모듈의 상하 기울기를 조절하기 위한 제 2 틸팅 기구를 포함할 수 있다.The tilting mechanism may include a first tilting mechanism for adjusting the left and right tilts of the solar cell module and a second tilting mechanism for adjusting the vertical tilt of the solar cell module.
상기 자가 발전장치는 상기 부상체의 상면에 회전 가능하게 설치되는 풍력 발전용 팬 및 상기 풍력 발전용 팬과 결합되어 전기를 발전하는 제너레이터를 구비하는 풍력 발전기를 포함하고, 본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는, 상기 풍력 발전기에서 생산되는 전기의 전력량을 측정하기 위한 전력량 측정기, 상기 풍력 발전용 팬을 작동시키는 바람의 풍속을 측정하기 위한 풍속 센서를 더 포함할 수 있다.The self-generating device includes a wind generator that is rotatably installed on the upper surface of the floating body and a wind generator having a generator for generating electricity in combination with the wind power fan, the water quality of the appeal water according to the present invention The purifier may further include a power amount measuring device for measuring the amount of electricity generated by the wind generator, and a wind speed sensor for measuring the wind speed of the wind for operating the wind power fan.
본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는 위치 정보를 제공하기 위해 상기 부상체 위에 설치되는 GPS 수신기를 더 포함할 수 있다.Apparatus for purifying water of the lake water according to the present invention may further include a GPS receiver installed on the floating body to provide location information.
본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는 호소수의 용존 산소량을 측정하기 위해 상기 부상체의 하부에 배치되는 용존산소 센서를 더 포함할 수 있다.Apparatus for purifying water of lake water according to the present invention may further include a dissolved oxygen sensor disposed under the floating body to measure the amount of dissolved oxygen in the lake water.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의한 수질 정화장치의 제어방법은, (a) 자가 발전을 위한 태양전지 모듈에서 생산되는 전기의 전력량을 측정하는 단계, (b) 일사량 센서로 상기 태양전지 모듈에 입사되는 태양광의 일사량을 측정하는 단계, (c) 태양전지 모듈에서 측정된 전력량(Pm1)과 상기 일사량 센서가 측정한 일사량에 따른 상기 태양전지 모듈의 초기 세팅 전력량(Ps1)을 비교하는 단계, (d) 상기 측정된 전력량(Pm1)과 상기 초기 세팅 전력량(Ps1)의 차이가 허용 범위를 벗어난 경우 상기 태양전지 모듈에 대한 이상 신호를 발생하는 단계를 포함한다.On the other hand, the control method of the water purification apparatus according to one aspect of the present invention for achieving the above object, (a) measuring the amount of electricity produced in the solar cell module for self-power generation, (b) the solar radiation sensor Measuring the amount of solar radiation incident on the solar cell module, (c) an initial set power amount Ps1 of the solar cell module according to the amount of electricity Pm1 measured by the solar cell module and the amount of solar radiation measured by the solar radiation sensor Comparing, (d) generating an abnormal signal for the solar cell module when the difference between the measured power amount (Pm1) and the initial set power amount (Ps1) is out of the allowable range.
본 발명에 의한 수질 정화장치의 제어방법은, 상기 (d) 단계 이후, 상기 태양전지 모듈에 대한 이상 신호를 무선으로 통제실에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.The control method of the water purification apparatus according to the present invention may further include, after step (d), wirelessly transmitting an abnormal signal for the solar cell module to the control room.
본 발명의 일측면에 의한 수질 정화장치의 제어방법은, 상기 (d) 단계 이후, 상기 태양전지 모듈의 입사면을 청소하는 단계를 더 포함할 수 있다.The control method of the water purifying apparatus according to one aspect of the present invention may further include, after the step (d), cleaning the incident surface of the solar cell module.
본 발명의 일측면에 의한 수질 정화장치의 제어방법은, 상기 (b) 단계 이전에, 상기 입사광 센서의 입사면을 청소하는 단계를 더 포함할 수 있다.The control method of the water purifying apparatus according to one aspect of the present invention may further include the step of cleaning the incident surface of the incident light sensor before the step (b).
상기 허용 범위는 상기 초기 세팅 전력량(Ps1)의 15%로 설정될 수 있다.The allowable range may be set to 15% of the initial set power amount Ps1.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의한 수질 정화장치의 제어방법은, (a) 자가 발전을 위한 풍력 발전기에서 생산되는 전기의 전력량을 측정하는 단계, (b) 풍속 센서로 상기 풍력 발전기를 작동시키는 바람의 풍속을 측정하는 단계, (c) 상기 풍력 발전기에서 측정된 전력량(Pm2)과 상기 풍속 센서가 측정한 풍력에 따른 상기 풍력 발전기의 초기 세팅 전력량(Ps2)을 비교하는 단계, (d) 상기 측정된 전력량(Pm2)과 상기 초기 세팅 전력량(Ps2)의 차이가 허용 범위를 벗어난 경우 상기 풍력 발전기에 대한 이상 신호를 발생하는 단계를 포함한다.On the other hand, the control method of the water purification device according to another aspect of the present invention for achieving the above object, (a) measuring the amount of electricity produced in the wind generator for self-power generation, (b) the wind speed sensor Measuring the wind speed of the wind for operating the wind generator, (c) comparing the power amount Pm2 measured by the wind generator with the initial set power amount Ps2 of the wind generator according to the wind measured by the wind speed sensor (d) generating an abnormal signal for the wind generator when the difference between the measured power amount Pm2 and the initial set power amount Ps2 is out of an allowable range.
본 발명에 의한 수질 정화장치의 제어방법은, 상기 (d) 단계 이후, 상기 풍력 발전기에 대한 이상 신호를 무선으로 통제실에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.The control method of the water purification apparatus according to the present invention may further include, after step (d), wirelessly transmitting an abnormal signal for the wind generator to the control room.
상기 허용 범위는 상기 초기 세팅 전력량(Ps2)의 10%로 설정될 수 있다.
The allowable range may be set to 10% of the initial set power amount Ps2.
본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는 물 순환용 팬을 작동시켜 물 순환관을 통해 호소수의 상하층 간에 물을 순환시키고 산기관을 통해 물 순환관으로 유입되는 물속으로 산소를 공급함으로써 호소수의 수질을 효과적으로 정화할 수 있다.Apparatus for purifying water of lake water according to the present invention operates a water circulation fan to circulate water between upper and lower layers of lake water through a water circulation pipe, and supplies oxygen into water flowing into the water circulation pipe through an acid pipe. It can effectively purify.
또한 본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는 친환경적이고 이동이 용이하며, 용존산소 센서로 호소수의 용존 산소량을 측정함으로써 호소수의 오염을 감시하는 역할을 할 수 있다.In addition, the water purification device of the lake water according to the present invention is environmentally friendly and easy to move, it can play a role of monitoring the contamination of the lake water by measuring the dissolved oxygen amount of the lake water with a dissolved oxygen sensor.
또한 본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는 작동에 필요한 전원을 자체 생산할 수 있고, 자가진단 기능을 구비하여 자가진단 결과를 무선으로 통제실에 알림으로써 사용 및 관리가 편리하다.In addition, the water purification device of the lake water according to the present invention can produce power required for its own operation, and is equipped with a self-diagnostic function, which is convenient to use and manage by wirelessly notifying the control room of the self-diagnosis result.
또한 본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치는 자가발전을 위한 태양전지 모듈의 입사면 상태를 진단하여 태양전지 모듈의 입사면에 대한 청소를 자체적으로 수행함으로써 안정적인 전력 생산이 가능하다.
In addition, the water purification device of the lake water according to the present invention can diagnose the incident surface state of the solar cell module for self-power generation and perform stable cleaning on the incident surface of the solar cell module, thereby enabling stable power production.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치를 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치의 주요 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치의 태양전지 모듈 및 그 주변 구성을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치의 일사량 센서 및 일사량 센서 클리너를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치의 태양전지 모듈에 대한 자가진단 방법을 나타낸 제어 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치의 풍력 발전기에 대한 자가진단 방법을 나타낸 제어 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치의 태양전지 모듈 및 그 주변 구성을 나타낸 것이다.1 is a side view showing an apparatus for purifying water of lake water according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing the water purification apparatus of the lake water according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the main configuration of the water purification system for lake water according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a solar cell module and its surrounding configuration of the water purification device for lake water according to an embodiment of the present invention.
5 shows the solar radiation sensor and the solar radiation sensor cleaner of the water purification device for lake water according to an embodiment of the present invention.
6 is a control flowchart illustrating a self-diagnosis method for a solar cell module of an apparatus for purifying water of lake water according to an embodiment of the present invention.
7 is a control flowchart illustrating a self-diagnosis method for a wind generator of a water purification system for lake water according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows a solar cell module and its surrounding configuration of the water purification device for lake water according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치 및 그 제어방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail with respect to the water purification apparatus of the lake water according to the present invention and a control method thereof.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In describing the present invention, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated or simplified for clarity and convenience of description. In addition, terms that are specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. These terms are to be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the contents throughout the present specification.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치의 측면도 및 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치의 주요 구성을 나타낸 블록도이다.1 and 2 are a side view and a plan view of the water purification device for lake water according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a block diagram showing the main configuration of the water purification device for lake water according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치(100)는, 호소수의 수면(10) 위에 뜨는 부상체(110), 부상체(110)의 하면에 결합되는 물 순환관(115), 수중의 용존 산소량을 측정하기 위한 용존산소 센서(125), 전기를 생산하기 위한 자가 발전장치, 무선 통신을 위한 무선통신장치(137), 장치의 위치정보를 제공하기 위한 GPS 수신기(138), 장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어장치(139)를 포함한다. 자가 발전장치는 복수의 태양전지 모듈(128) 및 풍력 발전기(131)를 포함한다. 이러한 호소수의 수질 정화장치(100)는 물 순환관(115)을 통해 호소수의 상하층 간에 물을 순환시키면서 물 속에 공기를 공급함으로써 호소수의 수질을 정화할 수 있다.1 to 3, the water purification device of the lake water according to an embodiment of the present invention, coupled to the lower surface of the
부상체(110)는 베이스 패널(111)과 베이스 패널(111)에 결합되는 복수의 부력체(112)를 포함한다. 복수의 부력체(112)는 물에 뜰 수 있는 부력을 갖는 것으로 베이스 패널(111)의 둘레에 결합된다. 복수의 부력체(112)에 의해 베이스 패널(111)은 호소수의 수면으로 뜰 수 있다. 복수의 부력체(112)가 베이스 패널(111)에 부력을 제공함으로써 베이스 패널(111)은 부력이 작은 재질로 이루어져도 된다.The
호소수의 수면에 떠있는 부상체(110)가 유동하면 태양전지 모듈(128)이 향하는 방향이 바뀔 수 있으므로, 부상체(110)에는 복수의 닻(113)이 연결되어 부상체(110)의 위치를 고정한다. 닻(113)의 개수는 다양하게 변경될 수 있으며, 경우에 따라서는 부상체(110)가 떠내려가는 것을 방지하기 위한 목적으로 하나만 설치될 수도 있다.When the floating
베이스 패널(111)은 사각 패널 형상으로 이루어지고, 부력체(112)는 일부분이 부채꼴 모양으로 이루어져 네 개가 베이스 패널(111)의 각 코너부에 결합된다. 물 순환관(115)의 내부를 통해 순환하는 물은 베이스 패널(111)의 하면을 따라 외측으로 유동하므로, 부력체(112)는 도시된 것과 같이 베이스 패널(111)의 둘레에 이격되도록 배치되는 것이 좋다. 부력체(112)가 베이스 패널(111)의 둘레 전체에 배치되면 물 순환관(115)의 내부에서 외부로 향하는 물의 유동을 방해할 수 있기 때문이다.The
물론, 베이스 패널(111)의 형상이나 부력체(112)의 개수나 형상은 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 부상체(110)의 구조도 베이스 패널(111)과 부력체(112)를 포함하는 구조로 한정되지 않고 일체형으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 부상체(110)의 베이스 패널(111)은 별도의 보조물 없이 물에 뜰 수 있는 충분한 부력을 갖고, 물 순환관(115)이 결합될 수 있는 하면과 각종 부품이 결합될 수 있는 상면을 갖는 다양한 형태로 만들어질 수 있다.Of course, the shape of the
물 순환관(115)은 호소수의 수면 쪽에서 호소수의 바닥 쪽으로 연장되도록 부상체(110)의 하부에 배치된다. 물 순환관(115)은 그 일단이 부상체(110)의 하면에 결합되어 부상체(110)에 고정된다. 물 순환관(115)에는 물이 유입될 수 있는 유입구(116), 물이 배출될 수 있는 배출구(117) 및 유입구(116)와 배출구(117)를 연결하는 내부 유로(118)가 마련된다. 배출구(117)는 호소수의 수면 쪽에 배치되도록 물 순환관(115)의 일단에 마련되고, 유입구(116)는 물 순환관(115)의 타단에 마련된다.The
물 순환관(115)의 형상이나 길이는 다양하게 변경될 수 있다. 유입구(116)나 배출구(117)의 위치도 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 즉 배출구(117)가 유입구(116)보다 호소수의 수면에 가깝게 배치되는 조건 하에서 배출구(117)와 유입구(116)의 위치나 형상은 다양하게 변경될 수 있다.The shape or length of the
물 순환관(115)의 내부에는 물 순환관(115) 내의 물을 강제 유동시키기 위한 물 순환용 팬(119)이 설치된다. 물 순환용 팬(119)은 물 순환관(115) 내부의 유입구(116)와 배출구(117) 사이에 배치된다. 물 순환용 팬(119)은 부상체(110)의 상면에 설치되는 팬 모터(120)와 결합되며, 팬 모터(120)로부터 회전력을 제공받아 회전한다. 물 순환용 팬(119)이 작동하면 호소수 하층의 물이 유입구(116)를 통해 유입되어 내부 유로(118)를 따라 배출구(117) 쪽으로 유동한 후 배출구(117)를 통해 수면 쪽으로 배출되면서 호소수의 상하층 간에 물이 순환하게 된다.The
도면에 상세히 표현되지는 않았으나, 팬 모터(120)는 물이 그 내부로 침투하지 못하도록 방수처리된 보호 케이스 등으로 보호될 수 있다. 그리고 팬 모터(120)의 회전축이 관통하는 베이스 패널(111)의 구멍에는 호소수의 물이 부상체(110)의 상면으로 유입되는 것을 막기 위한 실링 부재가 설치될 수 있다.Although not shown in detail in the drawing, the
물 순환관(115)의 유입구(116) 쪽에는 산기관(122)이 설치된다. 산기관(122)은 공기 공급장치(123)로부터 공기를 제공받아 물 순환관(115)으로 유입되는 물에 공기를 공급한다. 산기관(122)은 물 속으로 공기를 공급할 수 있는 통상적인 구조로 이루어지는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The
산기관(122)은 공기 공급관(124)을 통해 공기 공급장치(123)와 연결된다. 공기 공급관(124)은 베이스 패널(111)을 관통하여 베이스 패널(111)의 상면에 배치되는 공기 공급장치(123)와 베이스 패널(111)의 하부에 배치되는 산기관(122)을 연결한다. 공기 공급관(124)이 산기관(122)을 지지할 수 있도록 공기 공급관(124)은 물 순환관(115)에 지지될 수 있다.The
공기 공급장치(123)로는 블로워나 에어 컴프레셔 등 공기를 강제로 공급할 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다. 도면에 상세히 표현되지는 않았으나, 공기 공급장치(123)는 물이 그 내부로 침투하지 못하도록 방수처리된 보호 케이스 등으로 보호될 수 있다.As the
도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이, 용존산소 센서(125)는 물속의 용존 산소량을 측정하기 위해 물속에 위치하며 케이블(126)을 통해 제어장치(139)와 연결된다. 케이블(126)은 베이스 패널(111)을 관통하여 물속으로 연장되어 용존산소 센서(125)를 베이스 패널(111)에 연결하고 용존산소 센서(125)에서 발생하는 측정 신호를 제어장치(139)에 전달한다.As shown in FIGS. 1 and 3, the dissolved
용존산소 센서(125)에 의한 물속의 용존 산소량 측정값은 공기 공급장치(123)의 동작을 제어하는데 이용될 수 있다. 즉 제어장치(139)는 물속의 용존 산소량이 일정 수준 이상이면 공기 공급장치(123)를 작동시키지 않고, 물속의 용존 산소량이 일정 수준 이하일 때만 공기 공급장치(123)를 작동시킬 수 있다. 또한 제어장치(139)는 용존 산소량 측정값을 무선통신장치(137)를 통해 통제실에 전송하고, 통제실의 제어 명령을 수신하여 공기 공급장치(123)의 동작을 제어할 수도 있다.The dissolved oxygen amount measured in the water by the dissolved
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 복수의 태양전지 모듈(128)은 베이스 패널(111)의 상면에 설치된다. 태양전지 모듈(128)은 태양광을 받아 발전하고 생산된 전기로 배터리(135)를 충전한다. 태양전지 모듈(128)은 태양광을 많이 받을 수 있도록 베이스 패널(111)에 고정된 지지부재(130)에 의해 정남쪽을 향해 기울어지도록 지지된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the plurality of
풍력 발전기(131)는 풍력 발전용 팬(132)과 제너레이터(133)를 포함한다. 풍력 발전용 팬(132)이 바람에 의해 회전하면 제너레이터(133)에서 전기가 생산되며, 이렇게 생산된 전기는 배터리(135)를 충전한다.The
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 호소수의 수질 정화장치(100)는 태양전지 모듈(128) 및 풍력 발전기(131)를 통해 전기를 생산하여 배터리(135)를 충전함으로써 장치의 작동에 필요한 전원을 자체 공급할 수 있다. 따라서, 호소수의 중간에 떠서 독립적으로 운용될 수 있다.As such, the
도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 무선통신장치(137)는 베이스 패널(111)의 상면에 설치되며 제어장치(139)와 연결된다. 무선통신장치(137)는 용존산소 센서(125)가 측정한 측정 신호나, 팬 모터(120)의 작동 상태, 배터리(135)의 잔류 전원량, 공기 공급장치(123)의 작동 상태, 위치 정보, 기후 정보 및 장치의 전반적인 동작에 대한 정보를 무선으로 통제실의 관리자에게 제공할 수 있다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
또한 무선통신장치(137)는 통제실의 관리자가 전송하는 제어 신호를 수신하여 제어장치(139)에 전달한다. 따라서, 관리자는 무선통신장치(137)를 통해 장치의 작동 상태를 외부에서 확인할 수 있고, 장치의 동작을 무선으로 제어할 수 있다. 무선통신장치(137)는 그 내부로 물이 침투하는 것을 막기 위해 방수 처리된 케이스 등으로 보호될 수 있다.In addition, the
제어장치(139)는 용존산소 센서(125)로부터 측정 신호를 제공받고, 팬 모터(120), 공기 공급장치(123), 무선통신장치(137)의 동작 등 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 예컨대, 제어장치(139)는 물속의 용존 산소량이 일정 수준 이하일 경우에만 물 순환용 팬(119)이나 공기 공급장치(123)를 작동시킬 수 있고, 배터리(135)의 잔류 전원이 일정량 이하일 때는 장치의 동작을 정지시켰다가 배터리(135)의 잔류 전원이 일정량을 넘으면 장치를 작동시킬 수 있다.The
이 밖에 본 발명의 일실시예에 의한 수질 정화장치(100)는 태양전지 모듈(128)을 청소하기 위한 태양전지 모듈 클리너(140)와 기상 관측을 위한 각종 센서를 더 포함한다. 기상 관측을 위한 센서로는 온도 센서(157), 강우량 센서(158), 일사량 센서(159), 풍향 센서(161), 풍속 센서(162) 등이 있다. 이들 센서(157)(158)(159)(161)(162)에 의해 관측된 기상 정보는 제어장치(139)에 전송된다. 제어장치(139)는 센서(157)(158)(159)(161)(162)로부터 수신된 정보를 무선통신장치(137)를 이용하여 통제실에 전송한다.In addition, the
도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 태양전지 모듈 클리너(140)는 태양전지 모듈(128)의 입사면(129)을 닦기 위한 와이퍼(141), 와이퍼(141)를 이동시키기 위한 제 1 벨트(142) 및 제 2 벨트(143), 한 쌍의 벨트(142)(143)를 구동시키기 위한 모터(144), 세척액 공급을 위한 세척액 공급기(153)를 포함한다.1, 2, and 4, the solar
제 1 벨트(142)와 제 2 벨트(143) 각각은 구동풀리(145)(146) 및 종동풀리(147)(148)에 지지된다. 한 쌍의 구동풀리(145)(146)는 지지부재(150)에 회전 가능하게 결합되는 구동축(149)에 각각 결합되고, 한 쌍의 종동풀리(147)(148)는 지지부재(152)에 회전 가능하게 결합되는 종동축(151)에 각각 결합된다. 모터(144)가 작동하면 구동풀리(145)(146)가 회전하여 제 1 벨트(142)와 제 2 벨트(143)가 동시에 움직인다. 제 1 벨트(142)와 제 2 벨트(143)는 태양전지 모듈(128)의 상부에 태양전지 모듈(128)을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치된다.Each of the
와이퍼(141)는 그 일단이 제 1 벨트(142)에 결합되고 그 타단이 제 2 벨트(143)에 결합된다. 와이퍼(141)는 고무나 실리콘 등 태양전지 모듈(128)의 입사면(129)에 접촉한 상태로 움직이되 입사면(129)에 손상을 주지 않는 연질의 재질로 이루어진다. 제 1 벨트(142) 및 제 2 벨트(143)가 움직일 때 와이퍼(141)는 태양전지 모듈(128)의 입사면(129)에 접촉한 상태로 움직여 입사면(129)에 묻어 있는 이물질을 제거한다.The
세척액 공급기(153)는 세척액 저장통(154), 세척액 펌프(155) 및 분사 노즐(156)를 포함한다. 세척액 펌프(155)가 작동하면 세척액 저장통(154)에 저장된 세척액이 분사 노즐(156)을 통해 태양전지 모듈(128)의 입사면(129)에 분사된다. 도 4에 도시된 것과 같이, 입사면(129)에 세척액이 공급된 상태에서 와이퍼(141)가 왕복 이동하면 입사면(129)의 이물질을 깨끗이 제거할 수 있다.The
본 발명에 있어서, 와이퍼(141)를 작동시키기 위한 와이퍼 구동장치는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 와이퍼(141)는 체인이나 링크기구에 의해 작동될 수도 있다. 또한 태양전지 모듈 클리너(140)의 전체 구조도 와이퍼를 이용하는 구조 이외의 다른 구조로 변경될 수 있다.In the present invention, the wiper driving device for operating the
한편, 일사량 센서(159), 풍향 센서(161), 풍속 센서(162)는 기상 정보를 제공함과 동시에 태양전지 모듈(128)과 풍력 발전기(131)의 상태를 진단하기 위한 정보를 제공한다. 즉 일사량 센서(159)의 측정 신호는 태양전지 모듈(128)의 발전 상태를 진단하는데 이용될 수 있고, 풍향 센서(161) 및 풍속 센서(162)의 측정 신호는 풍력 발전기(131)의 발전 상태를 진단하는데 이용될 수 있다.Meanwhile, the
제어장치(139)는 일사량 센서(159)가 관측한 일사량 정보를 기초로 태양전지 모듈(128)로부터 측정되는 측정 전력량(Pm1)과 태양전지 모듈(128)의 초기 세팅 전력량(Ps1)을 비교하여, 측정 전력량(Pm1)이 초기 세팅 전력량(Ps1)의 일정 수준 이하일 경우 태양전지 모듈(128)에 이상이 있다고 판단하여 이상 신호를 발생한다. 또한 제어장치(139)는 풍향 센서(161) 및 풍속 센서(162)가 관측한 풍향과 풍속에 기초하여 풍력 발전기(131)로부터 측정되는 측정 전력량(Pm2)과 풍력 발전기(131)의 초기 세팅 전력량(Ps2)을 비교하여, 측정 전력량(Pm2)이 초기 세팅 전력량(Ps2)의 일정 수준 이하일 경우 풍력 발전기(131)에 이상이 있다고 판단하여 이상 신호를 발생한다. 이러한 자가진단 방법에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.The
제어장치(139)는 태양전지 모듈(128)에 이상이 생긴 경우 태양전지 모듈 클리너(140)를 작동시키거나 이상 신호를 통제실로 전송하고, 풍력 발전기(131)에 이상이 생긴 경우 이상 신호를 통제실에 전송하여 관리자의 관리를 받을 수 있도록 한다. 태양전지 모듈(128)과 풍력 발전기(131)의 전력량은 전력량 측정기(164)에 의해 측정된다.The
도 3을 참조하면, 전력량 측정기(164)는 태양전기 모듈(128)의 전력량 및 풍력 발전기(131)의 전력량을 측정하여 제어장치(139)에 전송한다. 또한 전력량 측정기(164)는 팬 모터(120) 및 공기 공급장치(123)의 전력량을 측정하여 제어장치(139)에 전송한다. 측정된 팬 모터(120)의 전력량과 공기 공급장치(123)의 전력량은 팬 모터(120)와 공기 공급장치(123)의 자가진단 자료로 이용될 수 있다. 제어장치(139)는 측정된 팬 모터(120)의 전력량과 공기 공급장치(123)의 전력량에 대한 정보를 통제실에 무선 전송하여 통제실의 관리자가 팬 모터(120)와 공기 공급장치(123)의 상태를 모니터링할 수 있게 한다.Referring to FIG. 3, the
도 1 및 도 2를 참조하면, 일사량 센서(159)는 태양전지 모듈(128)에 대응하는 개수로 구비되고, 각각의 일사량 센서(159)는 이에 대응하는 태양전지 모듈(128)과 인접하게 배치된다. 일사량 센서(159)의 입사면(160)은 태양전지 모듈(128)의 입사면(129)과 같은 방향을 향하고 태양전지 모듈(128)의 입사면(129)과 같은 기울기로 기울어지도록 배치된다. 이것은 일사량 센서(159)가 태양전지 모듈(128)과 같은 조건에서 일사량을 검출하기 위한 것이다.1 and 2, the
일사량 센서(159)의 입사면(160)에 먼지 등의 이물질이 묻어 있으면 일사량 센서(159)가 정확한 일사량을 검출하기 어렵기 때문에 일사량 센서(159)는 작동 전에 일사량 센서 클리너(166)에 의해 청소된다. 도 5에 도시된 것과 같이, 일사량 센서 클리너(166)는 와이퍼(167), 와이퍼(167)를 작동시키기 위한 모터(169), 세척액을 공급하기 위한 세척액 공급기(175)를 포함한다. 모터(169)와 세척액 공급기(175)는 하우징(170) 내부에 수용된다.If foreign matter such as dust is deposited on the
와이퍼(167)는 하우징(170)에 마련되는 개구(171)를 통해 하우징(170) 내부에서 하우징(170) 외부에 배치되는 일사량 센서(159)까지 연장된다. 와이퍼(167)는 일사량 센서(159)의 입사면(160)과 평행하게 움직이면서 입사면(160)의 이물질을 제거한다.The
와이퍼(167)의 일단은 연결 링크(172)에 힌지 결합되고, 연결 링크(172)는 모터(169)에 결합된 구동 링크(173)와 힌지 결합된다. 와이퍼(167)의 중간은 하우징(170)에 고정된 힌지핀(174)에 힌지 결합되며, 모터(169)가 구동하면 모터(169)의 구동력이 구동 링크(173) 및 연결 링크(172)를 통해 와이퍼(167)에 전달되어 와이퍼(167)가 작동하게 된다. 와이퍼(167)는 고무나 실리콘 등 일사량 센서(159)의 입사면(160)에 접촉한 상태로 움직이되 입사면(160)에 손상을 주지 않는 연질의 재질로 이루어진다.One end of the
와이퍼(167)에는 세척액 공급기(175)가 공급하는 세척액을 일사량 센서(159)의 입사면(160)에 분사하기 위한 복수의 노즐구멍(168)이 구비된다. 세척액 공급기(175)는 세척액을 저장하는 세척액 저장통(176) 및 세척액 펌프(177)를 포함한다. 세척액 펌프(177)가 작동하면 세척액 저장통(176)에 저장된 세척액이 세척액 펌프(177)와 와이퍼(167)를 연결하는 공급 튜브(178)를 통해 와이퍼(167)로 공급된다. 공급 튜브(178)를 통해 공급되는 세척액은 와이퍼(167) 내부에 마련되는 내부 유로(미도시)를 통해 복수의 노즐구멍(168)으로 유동한다.The
본 발명에 있어서, 와이퍼(167)를 작동시키기 위한 와이퍼 구동장치는 도시된 것과 같은 링크기구로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 와이퍼(167)는 벨트나 체인에 의해 작동될 수도 있다. 또한 일사량 센서 클리너(166)의 전체 구조도 와이퍼를 이용하는 구조 이외의 다른 구조로 변경될 수 있다.In the present invention, the wiper drive for operating the
이러한 본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치(100)는 물 순환용 팬(119)을 작동시켜 물 순환관(115)을 통해 호소수의 상하층 간에 물을 순환시키고 산기관(122)을 통해 물 순환관(115)으로 유입되는 물속으로 산소를 공급함으로써 호소수의 수질을 정화할 수 있다. 물 순환용 팬(119)의 동작 없이도 공기 공급장치(123)와 연결된 산기관(122)을 통해 공기를 공급하여 상하층 간에 물을 순환시킬 수 있다.The
또한 본 발명에 의한 호소수의 수질 정화장치(100)는 복수의 태양전지 모듈(128) 및 풍력 발전기(131)를 통해 작동에 필요한 전원을 자체 생산할 수 있고, 자가진단 기능을 구비하여 무인 운용이 가능하며, 관리가 편리하다.In addition, the
태양전지 모듈(128)에 대한 자가진단을 위한 제어방법은 도 6에 나타낸 것과 같고, 풍력 발전기(131)에 대한 자가진단을 위한 제어방법은 도 7에 나타낸 것과 같다.The control method for the self-diagnosis for the
먼저, 도 6을 참조하면, 제어장치(139)는 일사량 센서 클리너(166)를 작동시켜 일사량 센서(159)의 입사면(160)을 청소한 후(S10), 일사량 센서(159)를 통해 태양전지 모듈(128)에 조사되는 태양광의 일사량을 측정한다(S11). 일사량 센서(159)의 입사면(160)에 먼지 등의 이물질이 묻어 있으면 정확한 일사량 정보를 얻을 수 없기 때문에 일사량 센서(159) 작동 전에 입사면(160)을 청소하는 것이 좋다.First, referring to FIG. 6, the
계속해서, 제어장치(139)는 전력량 측정기(164)를 통해 태양전지 모듈(128)이 생산하는 전기의 전력량을 측정하고(S12), 측정된 전력량(Pm1)과 일사량 센서(159)가 측정한 일사량에 따른 태양전지 모듈(128)의 초기 세팅 전력량(Ps1)을 비교한다(S13). 여기에서, 태양전지 모듈(128)의 초기 세팅 전력량(Ps1)은 정상적인 상태의 태양전지 모듈(128)이 생산하는 전력량으로, 일사량에 따른 값이 미리 설정되어 제어장치(139)에 저장되어 있는 것이다.Subsequently, the
제어장치(139)는 초기 세팅 전력량(Ps1)과 측정된 전력량(Pm1)의 차이값이 초기 세팅 전력량(Ps1)의 15%를 초과하는지 판단하고(S14), 그 허용 범위 내일 경우 태양전지 모듈(128)의 동작에 문제가 없다고 판단한다. 반면, 그 차이값이 초기 세팅 전력량(Ps1)의 15%를 초과한 경우, 제어장치(139)는 태양전지 모듈(128)의 동작에 문제가 있다고 판단하여 이상 신호를 발생하고 무선통신장치(137)를 통해 통제실에 통보하고(S15), 태양전지 모듈 클리너(140)를 작동시켜 태양전지 모듈(128)의 입사면(129)을 청소한다(S16).The
다음으로 풍력 발전기(131)에 대한 자가진단을 위한 제어방법을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Next, a control method for self-diagnosis for the
제어장치(139)는 풍속 센서(162)를 통해 풍력 발전기(131)를 작동시키는 바람의 풍속을 측정한다(S20). 이와 함께 제어장치(139)는 풍향 센서(161)를 통해 바람의 방향에 대한 정보를 수집하여 이를 풍속 센서(162)로부터 얻은 정보에 반영할 수도 있다. 계속해서, 제어장치(139)는 전력량 측정기(164)를 통해 풍력 발전기(131)가 생산하는 전기의 전력량을 측정하고(S21), 측정된 전력량(Pm2)과 풍속 센서(162)가 측정한 풍력에 따른 풍력 발전기(131)의 초기 세팅 전력량(Ps2)을 비교한다(S22). 여기에서, 풍력 발전기(131)의 초기 세팅 전력량(Ps2)은 정상적인 상태의 풍력 발전기(131)가 풍속에 따라 생산하는 전력량으로, 미리 설정되어 제어장치(139)에 저장되어 있는 것이다.The
제어장치(139)는 초기 세팅 전력량(Ps2)과 측정된 전력량(Pm2)의 차이값이 초기 세팅 전력량(Ps2)의 10%를 초과하는지 판단하고(S23), 그 허용 범위 내일 경우 풍력 발전기(131)의 동작에 문제가 없다고 판단한다. 반면, 그 차이값이 초기 세팅 전력량(Ps2)의 10%를 초과한 경우, 제어장치(139)는 풍력 발전기(131)의 동작에 문제가 있다고 판단하여 이상 신호를 발생하고 무선통신장치(137)를 통해 통제실에 통보함으로써(S24) 관리자의 관리를 받을 수 있도록 한다.The
본 발명에 있어서, 태양전지 모듈(128)의 이상 유무를 판단하기 위한 허용 범위는 상술한 것과 같이 초기 세팅 전력량(Ps1)의 15%로 한정되지 않고 다양한 조건에 맞춰 다양하게 설정될 수 있다. 또한 풍력 발전기(131)의 이상 유무를 판단하기 위한 허용 범위도 상술한 것과 같이 초기 세팅 전력량(Ps2)의 10%로 한정될 필요는 없고 다양한 조건에 맞춰 다양하게 설정될 수 있다.In the present invention, the allowable range for determining the abnormality of the
한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 수질 정화장치의 일부분을 나타낸 것이다.On the other hand, Figure 8 shows a part of the water purification apparatus according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 의한 수질 정화장치는 태양전지 모듈(180) 및 그 주변의 일부 구성이 변경된 것으로, 나머지 구성은 상술한 수질 정화장치(100)와 같다. 본 발명의 다른 실시예에 의한 태양전지 모듈(180)은 틸팅 기구(183)(189)에 의해 그 기울기가 가변될 수 있는 것이다.The water purification apparatus according to another embodiment of the present invention is a
제 1 틸팅 기구(183)는 태양전지 모듈(180)의 좌우 기울기를 조절하고, 제 2 틸팅 기구(189)는 태양전지 모듈(128)의 상하 기울기를 조절한다. 제 1 틸팅 기구(183)는 베이스 패널(111;도 1참조)에 고정되는 한 쌍의 브라켓(186)에 회전 가능하게 결합되는 틸팅 프레임(184)과 틸팅 프레임(184)을 기울이기 위한 모터(185)를 포함한다. 태양전지 모듈(180)은 그 일단이 힌지 장치(187)에 의해 틸팅 프레임(184)에 상하 방향으로 회전 가능하게 결합된다.The
제 2 틸팅 기구(189)는 틸팅 프레임(184) 마련되는 한 쌍의 가이드 부재(190)와 태양전지 모듈(180)을 밀기 위해 틸팅 프레임(184)에 결합되는 푸셔(192)를 포함한다. 가이드 부재(190)에는 일정 곡률을 갖는 가이드 홈(191)이 마련되고, 이 가이드 홈(191)에 태양전지 모듈(180)의 돌기(182)가 삽입된다. 푸셔(192)의 작동 암(193)이 태양전지 모듈(180)을 상부 방향으로 밀면 돌기(182)가 가이드 홈(191)을 따라 이동하면서 태양전기 모듈(180)의 기울기가 커지고, 푸셔(192)의 작동 암(193)이 하강하면 태양전지 모듈(180)은 그 자중에 의해 기울기가 감소하는 방향으로 기울어지게 된다.The
이들 틸팅 기구(183)(189)는 태양전지 모듈(180)이 태양을 추종하여 기울어질 수 있도록 제어장치(139)에 의해 제어될 수 있다. 예컨대, 제어장치(139)는 일사량 센서(159)가 검출하는 일사량 정보에 따라 틸팅 기구(183)(189)를 제어할 수 있다. 틸팅 기구(183)(189)의 구조는 도시된 것으로 한정되는 것은 아니며, 태양전지 모듈(180)의 기울기를 가변시킬 수 있는 다양한 구조로 변경될 수 있다.These tilting
태양전지 모듈(180)의 입사면(181)을 청소하기 위한 태양전지 모듈 클리너(140)는 앞서 설명한 것과 같다. 다만, 태양전지 모듈 클리너(140)는 와이퍼(141)가 태양전지 모듈(180)의 입사면(181)에 접한 상태를 유지할 수 있도록 태양전지 모듈(180)에 결합된다. 구동축(149)과 종동축(151)은 태양전지 모듈(180)의 양쪽 단부에 결합되는 지지부재(195)(196)에 각각 회전 가능하게 결합된다.The solar cell module cleaner 140 for cleaning the
또한 일사량 센서(159) 및 일사량 센서 클리너(166)는 태양전지 모듈(180)과 함께 기울어질 수 있도록 태양전지 모듈(180)에 결합된 지지판(198)에 결합된다. 따라서, 태양전지 모듈(180)이 기울어지더라도 일사량 센서(159)의 입사면(160)은 항상 태양전지 모듈(180)의 입사면(181)과 같은 방향과 같은 기울기로 놓이게 된다.In addition, the
이러한 다른 실시예에 의한 태양전지 모듈(180)은 틸팅 기구(183)(189)에 그 입사면(181)이 태양광을 가장 많이 받을 수 있는 각도로 기울어짐으로써 전력 생산성이 향상된다.In the
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, these modifications and variations are intended to fall within the scope of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.
100 : 수질 정화장치 110 : 부상체
111 : 베이스 패널 112 : 부력체
115 : 물 순환관 119 : 물 순환용 팬
120 : 팬 모터 122 : 산기관
123 : 공기 공급장치 125 : 용존산소 센서
128, 180 : 태양전지 모듈 129, 160, 181 : 입사면
131 : 풍력 발전기 132 : 풍력 발전용 팬
133 : 제너레이터 135 : 배터리
137 : 무선통신장치 139 : 제어장치
140 : 태양전지모듈 클리너 141, 167 : 와이퍼
142, 143 : 제 1, 2 벨트 153, 175 : 세척액 공급기
159 : 일사량 센서 161 : 풍향 센서
162 : 풍속 센서 164 : 전력량 측정기
166 : 일사량 센서 클리너 183, 189 : 제 1, 2 틸팅 기구
184 : 틸팅 프레임 187 : 힌지 장치
190 : 가이드 부재 192 : 푸셔
193 : 작동 암 198 : 지지판100: water purification device 110: floating body
111
115: water circulation pipe 119: water circulation fan
120: fan motor 122: diffuser
123: air supply device 125: dissolved oxygen sensor
128, 180:
131: wind generator 132: wind power fan
133: generator 135: battery
137: wireless communication device 139: control device
140: solar
142, 143: 1st,
159: solar radiation sensor 161: wind direction sensor
162: wind speed sensor 164: power meter
166: solar
184: tilting frame 187: hinge device
190: guide member 192: pusher
193
Claims (20)
호소수의 수면 쪽에서 호소수의 바닥 쪽으로 연장되도록 상기 부상체의 하면에 결합되고, 물이 유입될 수 있는 유입구 및 물이 배출될 수 있는 배출구를 갖되, 상기 배출구가 상기 유입구보다 호소수의 수면에 가깝게 배치되는 물 순환관;
상기 물 순환관 내부로 유입되는 물을 상기 유입구에서 상기 유출구 쪽으로 강제 순환시키기 위해 상기 물 순환관 내부의 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 배치되는 물 순환용 팬;
상기 물 순환용 팬을 구동시키기 위해 상기 물 순환용 팬과 결합되는 팬 모터;
상기 물 순환관의 내부에 설치되는 산기관;
상기 산기관으로 공기를 공급하기 위해 상기 산기관과 연결되는 공기 공급장치;
상기 팬 모터 및 상기 공기 공급장치에 전원을 공급하기 위해 상기 부상체의 상면에 배치되는 배터리;
전기를 생산하여 상기 배터리를 충전하는 자가 발전장치;
통제실과의 무선 통신을 위한 무선통신장치; 및
장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
A float having buoyancy to float on the surface of the lake;
It is coupled to the lower surface of the floating body so as to extend from the water surface side of the lake water to the bottom of the lake water, and has an inlet through which water can be introduced and an outlet through which water can be discharged, wherein the outlet is disposed closer to the surface of the lake than the inlet. Water circulation tube;
A water circulation fan disposed between the inlet and the outlet of the water circulation pipe to forcibly circulate water introduced into the water circulation pipe from the inlet to the outlet;
A fan motor coupled with the water circulation fan to drive the water circulation fan;
An diffuser installed inside the water circulation pipe;
An air supply unit connected to the diffuser to supply air to the diffuser;
A battery disposed on an upper surface of the floating body to supply power to the fan motor and the air supply device;
A self-generating device that generates electricity to charge the battery;
A wireless communication device for wireless communication with a control room; And
Control device for controlling the overall operation of the device; water purification device of the lake water comprising a.
상기 자가 발전장치는 상기 부상체의 상면에 배치되는 태양전지 모듈을 포함하고,
상기 태양전지 모듈에서 생산되는 전기의 전력량을 측정하기 위한 전력량 측정기; 및
상기 태양전지 모듈에 조사되는 태양광의 일사량을 측정하기 위한 일사량 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 1,
The self-generating device includes a solar cell module disposed on the upper surface of the floating body,
An amount of electricity meter for measuring an amount of electricity produced by the solar cell module; And
The water purification device for lake water further comprising a; solar radiation sensor for measuring the amount of solar radiation irradiated to the solar cell module.
상기 태양전지 모듈의 입사면을 청소하기 위한 태양전지 모듈 클리너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 2,
The water purification device for lake water, characterized in that it further comprises a solar cell module cleaner for cleaning the incident surface of the solar cell module.
상기 태양전지 모듈 클리너는,
상기 태양전지 모듈의 입사면에 접하여 움직이면서 상기 태양전지 모듈의 입사면을 닦아내는 와이퍼,
상기 와이퍼를 작동시키기 위한 와이퍼 구동장치, 및
상기 태양전지 모듈의 입사면에 청소액을 공급하기 위한 청소액 공급장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 3, wherein
The solar cell module cleaner,
Wiper for wiping the incident surface of the solar cell module while moving in contact with the incident surface of the solar cell module,
A wiper drive for operating the wiper, and
The water purification device for lake water, characterized in that it comprises a cleaning liquid supply device for supplying a cleaning liquid to the incident surface of the solar cell module.
상기 일사량 센서의 입사면을 청소하기 위한 일사량 센서 클리너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 2,
The water purification device of the lake water further comprises a solar radiation sensor cleaner for cleaning the incident surface of the solar radiation sensor.
상기 일사량 센서 클리너는,
상기 일사량 센서의 입사면에 접하여 움직이면서 상기 일사량 센서의 입사면을 닦아내는 와이퍼,
상기 와이퍼를 작동시키기 위한 와이퍼 구동장치, 및
상기 일사량 센서의 입사면에 청소액을 공급하기 위한 청소액 공급장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 5, wherein
The solar radiation sensor cleaner,
Wiper for wiping the incident surface of the solar radiation sensor while moving in contact with the incident surface of the solar radiation sensor,
A wiper drive for operating the wiper, and
And a cleaning liquid supply device for supplying a cleaning liquid to the incident surface of the solar radiation sensor.
상기 일사량 센서의 입사면은 상기 태양전지 모듈의 입사면과 같은 방향 및 같은 기울기로 배치되는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 2,
The incident surface of the solar radiation sensor is the water purification device of the lake water, characterized in that disposed in the same direction and the same slope as the incident surface of the solar cell module.
상기 태양전지 모듈의 기울기를 가변하기 위해 상기 부상체 위에 설치되는 틸팅 기구를 더 포함하고,
상기 일사량 센서는 상기 틸팅 기구에 의해 상기 태양전지 모듈과 함께 기울어질 수 있도록 상기 태양전지 모듈에 결합되는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 7, wherein
Further comprising a tilting mechanism installed on the floating body to change the inclination of the solar cell module,
The solar radiation sensor is coupled to the solar cell module so as to be inclined with the solar cell module by the tilting mechanism water purification device of the lake water.
상기 틸팅 기구는,
상기 태양전지 모듈의 좌우 기울기를 조절하기 위한 제 1 틸팅 기구, 및
상기 태양전지 모듈의 상하 기울기를 조절하기 위한 제 2 틸팅 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 8,
The tilting mechanism is,
A first tilting mechanism for adjusting left and right tilts of the solar cell module, and
The water purification device for lake water, characterized in that it comprises a second tilting mechanism for adjusting the vertical tilt of the solar cell module.
상기 자가 발전장치는 상기 부상체의 상면에 회전 가능하게 설치되는 풍력 발전용 팬 및 상기 풍력 발전용 팬과 결합되어 전기를 발전하는 제너레이터를 구비하는 풍력 발전기를 포함하고,
상기 풍력 발전기에서 생산되는 전기의 전력량을 측정하기 위한 전력량 측정기; 및
상기 풍력 발전용 팬을 작동시키는 바람의 풍속을 측정하기 위한 풍속 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 1,
The self-generating device includes a wind generator having a generator for generating electricity in combination with the wind power fan and the wind power fan rotatably installed on the upper surface of the floating body,
An amount of electricity meter for measuring an amount of electricity produced by the wind generator; And
Wind speed sensor for measuring the wind speed of the wind to operate the wind power fan; water purification device of the lake water further comprising.
위치 정보를 제공하기 위해 상기 부상체 위에 설치되는 GPS 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 1,
The water purification device for the lake water, characterized in that it further comprises a GPS receiver installed on the floating body to provide location information.
호소수의 용존 산소량을 측정하기 위해 상기 부상체의 하부에 배치되는 용존산소 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호소수의 수질 정화장치.
The method of claim 1,
The water purification device for lake water, characterized in that it further comprises a dissolved oxygen sensor disposed under the floating body to measure the amount of dissolved oxygen of the lake water.
(a) 상기 태양전지 모듈에서 생산되는 전기의 전력량을 측정하는 단계;
(b) 일사량 센서로 상기 태양전지 모듈에 입사되는 태양광의 일사량을 측정하는 단계;
(c) 상기 태양전지 모듈에서 측정된 전력량(Pm1)과 상기 일사량 센서가 측정한 일사량에 따른 상기 태양전지 모듈의 초기 세팅 전력량(Ps1)을 비교하는 단계; 및
(d) 상기 측정된 전력량(Pm1)과 상기 초기 세팅 전력량(Ps1)의 차이가 허용 범위를 벗어난 경우 상기 태양전지 모듈에 대한 이상 신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화장치의 제어방법.
In the control method of the water purification device which is disposed on the surface of the lake water to improve the water quality of the lake water by circulating water between the upper and lower layers of the lake water and having a solar cell module for self-power generation,
(a) measuring the amount of electricity produced by the solar cell module;
(b) measuring the amount of solar radiation incident on the solar cell module with a solar radiation sensor;
(c) comparing the power amount Pm1 measured by the solar cell module with the initial set power amount Ps1 of the solar cell module according to the solar radiation measured by the solar radiation sensor; And
(d) generating an abnormal signal for the solar cell module when the difference between the measured power amount Pm1 and the initial set power amount Ps1 is out of an allowable range; Control method.
상기 (d) 단계 이후,
상기 태양전지 모듈에 대한 이상 신호를 무선으로 통제실에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화장치의 제어방법.
The method of claim 13,
After the step (d)
And transmitting the abnormal signal for the solar cell module wirelessly to the control room.
상기 (d) 단계 이후,
상기 태양전지 모듈의 입사면을 청소하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화장치의 제어방법.
The method of claim 13,
After the step (d)
The control method of the water purification device further comprises the step of cleaning the incident surface of the solar cell module.
상기 (b) 단계 이전에,
상기 입사광 센서의 입사면을 청소하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화장치의 제어방법.
The method of claim 13,
Before step (b),
The control method of the water purifying apparatus further comprises the step of cleaning the incident surface of the incident light sensor.
상기 허용 범위는 상기 초기 세팅 전력량(Ps1)의 15%인 것을 특징으로 하는 수질 정화장치의 제어방법.
The method of claim 13,
The allowable range is 15% of the initial set power amount Ps1.
(a) 상기 풍력 발전기에서 생산되는 전기의 전력량을 측정하는 단계;
(b) 풍속 센서로 상기 풍력 발전기를 작동시키는 바람의 풍속을 측정하는 단계;
(c) 상기 풍력 발전기에서 측정된 전력량(Pm2)과 상기 풍속 센서가 측정한 풍력에 따른 상기 풍력 발전기의 초기 세팅 전력량(Ps2)을 비교하는 단계; 및
(d) 상기 측정된 전력량(Pm2)과 상기 초기 세팅 전력량(Ps2)의 차이가 허용 범위를 벗어난 경우 상기 풍력 발전기에 대한 이상 신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화장치의 제어방법.
In the control method of the water purification device installed on the surface of the lake water to improve the water quality of the lake water by circulating the water between the upper and lower layers of the lake water and having a wind generator for self-power generation,
(a) measuring the amount of electricity produced by the wind generator;
(b) measuring the wind speed of the wind for operating the wind generator with a wind speed sensor;
(c) comparing the power amount Pm2 measured by the wind generator with the initial set power amount Ps2 of the wind generator according to the wind speed measured by the wind speed sensor; And
(d) generating an abnormal signal for the wind generator when the difference between the measured power amount Pm2 and the initial set power amount Ps2 is out of an allowable range; and controlling the water purification device. Way.
상기 (d) 단계 이후,
상기 풍력 발전기에 대한 이상 신호를 무선으로 통제실에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화장치의 제어방법.
The method of claim 18,
After the step (d)
And transmitting the abnormal signal for the wind generator to the control room wirelessly.
상기 허용 범위는 상기 초기 세팅 전력량(Ps2)의 10%인 것을 특징으로 하는 수질 정화장치의 제어방법.The method of claim 18,
And the allowable range is 10% of the initial set power amount Ps2.
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KR101219732B1 (en) | 2013-02-05 |
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