KR20130011400A - 부유형 수저 정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 부유형 수저 정화장치는 부상체와, 상기 부상체의 부상위치를 고정하기 위한 위치 고정수단과, 상기 부상체에 회전가능하게 설치되는 구동축에 설치되며 물이 수면으로 비산하는 것을 방지하는 익근유니트들을 가지며 회전수가 0.5 내지 20 rpm인 임펠러와, 상기 임펠러를 구동시키기 위한 구동부를 포함한다.
본 발명에 따른 부유형 정화장치는 임펠러의 회전 시 수면으로 물이 비산하거나 기포가 발생되어 플루크가 파괴되는 것을 방지할 수 있으며, 정화를 위한 순환류를 원활하게 발생시킬 수 있어 정화 효율을 극대화 시킬 수 있다.

Description

부유형 수저 정화 장치{buoyancy-type water purifying apparatus}

본 발명은 수저 정화 장치(水低淨化裝置)에 관한 것으로, 더 상세하게는 물과 공기의 접촉을 높고, 물을 순환시켜 늪, 공원호수, 낚시터, 저수지, 댐 등의 수저 내 물을 정화시킬 수 있는 부유형 수저 정화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 성층현상으로 인해 수심별 pH, 수온, 용존산소 농도가 상이한 공원의 경관연못, 저수지, 낚시터, 인공양식장, 댐, 호수, 늪 등과 같은 수저는 비점오염물질의 유입, 다량의 유기물이 유입되는 경우 자연적인 정화가 원활하게 이루어지지 않게 되어 부패된다.

이러한 부패를 막기 위하여 유체기계를 이용하여 물의 흐름을 인위적으로 발생시켜 수심층별 온도 편차를 줄이고 공기와 접촉성을 향상시킴으로써 물의 정화를 도모하고 있다.

그러나 물의 정화를 위하여 펌프, 수차, 분류식 폭기장치, 에어 폭기장치 등을 이용하여 물의 정화를 도모하는 경우 많은 전력이 소모되는 문제점이 있으며, 물의 일부가 수면으로부터 튀어 오르거나 작은 거품이 물속에 공급되는 경우 물에 충격이 가하여져 수중미생물의 플루크(fluke)를 파괴하게 된다.

물에 산소를 공급하는 것만을 고려한 이러한 방식은 물의 정화 효과를 얻을 수 없는 방법이다. 미생물의 플루크인 식물성 플랑크톤(plankton), 동물성 플랑크톤 등은 태양의 자외선 활동으로 응집하여 생긴 것이다. 이러한 플랑크톤은 태양의 빛을 받아서 산소를 생성하여 수중의 용존산소량을 늘리게 된다. 특히 수중의 벌레나 작은 물고기의 먹이가 되는 플루크를 상술한 바와 같은 물의 정화장치에 의해 파괴되고, 이 부산물에 의해 어류의 보호막을 손상시켜 물고기의 생태계를 파괴하게 된다.

일본 공개 특허 제 2005-319435호에는 저질개선장치가 게시되어 있다. 이 저질 개선장치는 약한 광으로 다량의 물을 갈아엎고, 그 경수량이 태양의 강약에 의해 영향을 받지 않도록 태양전지에 직결하여 얻어진 직류 모터의 회전력을 감속기로 증폭하여 수면방향에 크게 넓힌 물 젖기 날개를 돌림으로써 물밑에 산소를 공급하는 구성을 가진다.

그리고 대한민국 공개 특허 제 2006-0112055호에는 저수지의 물 전도 순환장치가 게시되어 있다.

게시된 전도 순환장치는 지면으로부터 로프에 의해 고정되는 프레임과, 그 프레임의 상측에 위치하는 감속기 및 구동모터가 장착되고, 구동모터의 회전축에는 상기 프레임의 저면에는 물 상승용 수직원통체가 결합된 전도순환장치를 축 결합한 것으로, 상기 전도순환장치는, 상하로 이격된 상판과 하판을 복수개의 측판에 의해 연결 형성하여 이에 의해 다수의 밀폐된 부상공간과 다수의 개방된 곡선상의 배출로를 각각 형성하고, 상기한 배출로의 각 일측 단에는 상기 측판으로부터 돌출되게 형성된 회전날개를 형성하며, 상기 배출로가 위치한 하판에는 하부에 결합된 수직원통체의 내경 내에 위치되게 그 내측 중간부를 하향 경사 상으로 절곡 형성한 경사면이 형성한 구성을 가진다.

그러나 이러한 구성은 바닥층의 표층으로 강제로 순환시키는 기술적 구성을 가지고 있으므로 많은 소모전력이 필요하고 상대적으로 넓은 면적의 물을 순환시킬 수 없는 문제점이 있다. 특히, 바닥층의 수직원통체를 이용하여 순환시키게 되므로물의 순환이 국부적이므로 대형 저수지나 인공양식장에 적용이 어렵다.

이에, 상기한 바와 같은 문제점을 극복하고자 다양한 장치가 개발되어 적용되고 있는데, 일본 공개특허공보 제2004-321944호(2004.11.18)에는 구동부의 회전축에 방사상으로 펼친 여러 가닥의 회전 아암을 달고 동시에 각 회전아암의 끝단부에 날개부를 설치하여, 이에 의해 호수나 인공저수지 등의 물을 고루 혼합되게 한 장치가 게시되어 있고, 일본 특허공개공보 평4-141300호(1992.05.14)에는 수면에 수직으로 설치된 회전축으로부터 수면방향으로 방사상으로 늘려서 넓힌 날개모양을 수면에 띄워서 수면의 물을 급속히 끌어올리지 않고 회전날개의 중심으로부터 방사상의 수류를 수면위로 형성시켜 물이 정화되게 한 정수기가 게시되어 있다.

그러나 게시된 장치는 실질적으로 작동되는 회전날개 및 회전아암에 의해서는 그 수표면 근처의 물만을 혼합하는 작용이 있어 그 정화능력 또는 순환능력이 크게 떨어지는 단점이 있는 것이다. 또한 부력에 부상되어 회전하는 회전날개는 반경을 조정할 수 없어 현장 적용성이 떨어진다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플루크의 손상을 최소화 할 수 있으며, 물의 순환력을 극대화 시킬 수 있는 부유형 수저 정화 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 적은 량의 에너지로 많은 량의 물을 순환시킬 수 있으며, 저수지 하부층의 물을 전도순환 시키므로 그 저수공간의 전체 물이 고르게 혼합되는 효과를 얻을 수 있으며, 충분한 산소공급으로 부영양화 발생을 억제할 수 있는 부유형 수저 정화 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 플루크를 파괴하는 기포의 발생 및 물의 비산을 방지할 수 있는 부유형 수저 정화장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 부유형 수저 정화 장치는 부상체와, 상기 부상체의 부상위치를 고정하기 위한 위치 고정수단과,

상기 부상체에 회전가능하게 설치되는 구동축에 설치되며 물의 이동을 위한 익근유니트들을 가지며 회전수가 0.5 내지 20 rpm인 임펠러와, 상기 임펠러를 구동시키기 위한 구동부를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

대안으로 상기 목적을 달성하기 위한 부유형 수저 정화 장치는 부상체와, 상기 부상체의 부상위치를 고정하기 위한 위치 고정수단과,

상기 부상체에 회전가능하게 설치되는 구동축에 설치되며 수중에 수직방향으로 원추형상의 유입궤적을 형성할 수 있도록 중앙부에 가이드부와, 상기 구동축에 설치되며 물을 순환시키는 익근 유니트들을 가지며 회전수가 0.5 내지 20rpm으로 회전하는 임펠러와, 상기 임펠러를 구동시키기 위한 구동부을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 구동부는 부상체에 설치되는 풍력발생기와 상기 풍력발생기의 동력을 임펠러에 전달하는 동력 전달수단을 구비한다. 상기 풍력발생기는 부상체에 수직으로 설치되는 지주와, 상기 지주에 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 방사상으로 설치되는 수직 블레이드를 구비하며, 상기 수직 블레이드는 내측 테일부에 소정의 각도로 경사진 보조 플랩을 구비한다.

상기 구동축에 설치되는 임펠러의 익근 유니트는 보스부에 방사상으로 설치되는 로드들과 각 로드의 단부에 익근과, 상기 로드에 설치되어 로드의 길이를 조정하기 위한 로드 길이 조정수단을 구비한다. 상기 로드 길이 수단은 보스에 일측이 고정되며 길이 방향으로 결합공이 설치되는 제 1부재와, 상기 제 1부재의 결합공에 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 익근이 설치되고 길이 방향으로 소정의 간격으로 형성되는 위치 결합홈들이 형성된 제 2부재와, 상기 제 1부재에 설치되어 제 1부재에 대해 제 2부재의 위치를 고정하는 위치 고정부재를 구비한다.

그리고 상기 부상체 또는 익근 유니트에는 임펄러의 회전 시 물이 수면위로 비산하는 것을 방지하기 위한 비산 방지부재가 설치된다.

본 발명에 따른 부유형 수저 정화장치는 물이 수면으로 비산하는 것을 방지하여 플루크가 손상되는 것을 방지하고 물에 용존산소량을 높여 부영양화를 방지할 수 있으며, 오염된 수저의 정화능력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부유형 수저 정화장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 로드가 부력발생부재로 이루어진 상태를 나타내 보인 사시도,
도 3 및 도 4은 본 발명에 따른 부유형 수저 정화장치의 익근 유니트의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 구동부의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도,
도 6는 임펠러의 하부에 가이드 부재가 설치된 상태를 나타내 보인 측단면도,
도 7은 임펠러의 하부에 보조 상향류 발생부재가 설치된 상태를 나타내 보인 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 부유형 수저 정화장치를 설치하고 구동 및 비구동 시 온도분포를 나타내 보인 그래프
도 9는 부유형 수저 정화장치가 설치된 부위의 수심별 용존 산소량을 나타내 보인 사시도,
도 10은 부유형 수저 정화장치의 임펠러 회전수가 20 rpm 이상 일 때 수심에 따른 용존 산소량을 나타내 보인 그래프.

본 발명의 부유형 수질 정화장치는 댐, 저수지, 낚시터, 양어장, 경관연못, 호수, 늪 등에 설치되어 수질을 개선하기 위한 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 4에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 부유형 수질 정화장치(10)는 부상체(20)와, 상기 부상체가 이동 및 회전되는 것을 방지하기 위한 고정수단(30)과, 상기 부상체에 회전가능하게 설치되는 구동축(51)에 설치될 수 있는 것으로, 표면의 물을 방사상으로 이동시키는 익근유니트(43)들을 구비하며 회전수가 0.5 내지 20 rpm인 임펠러(40)와, 상기 임펠러(40)가 설치된 구동축을 회전시키기 위한 구동부(50)를 구비한다. 그리고 상기 임펠러는 도 6에 도시된 바와 같이 수중에 수직방향으로 원추형상의 유입궤적을 형성할 수 있도록 중앙부에 가이드부(70)를 더 구비한다.

이하 부유형 수질 정화장치(10)를 구성요소 별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 부상체(20)는 정화장치를 수면에 부상시키기 위한 것으로, 프레임(21)과, 상기 프레임(21)에 설치되는 부구(22)를 구비한다. 상기 프레임(21)과 부구(22)는 일체로 형성될 수 있다. 상기 부상체(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 익근(45)이 설치되는 로드(44)들이 부력을 발생시키는 부력발생부재(20a)들로 이루어질 수 있다. 여기에서 각 부력 발생부재(20a)는 구동축과 연결되어 익근(45)을 회전시키는 구조를 가지고 있으므로 부력이 상호 동일하여야 한다. 상기 로드(44)들이 부력발생부재(20a)로 이루어진 경우 상기 별도의 부상체(20)는 구비되지 않아도 된다. 이 실시예의 경우 상기 구동축(51)을 구동시키는 구동부(50)는 별도 본체(프레임)에 지지된다. 상기 부력발생부재는 내부에 부력공간을 가지는 것으로 구동축으로부터 방사상으로 설치될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 상기 부력 발생부재는 단일의 부재로 이루어질 수도 있다. 한편, 각 부력 발생부재(20a)에는 보조 부상체(미도시)가 설치될 수 있는데, 이 보조 부상체는 후술하는 익근 유니트 또는 회전날개에 형성될 수 있다.

상기 고정수단(30)은 부상체(20)가 수면위에서 회전되는 것을 방지하기 위한 것으로, 수중에 설치되는 앙카부재(31)들과 상기 앙카부재(31)들과 부상체(20)를 연결하는 연결로프(32)를 구비한다. 상기 고정수단(30)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 상기 부상체(20)의 회전을 방지할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 예컨대, 연안에 일측이 고정된 로프들과 부상체를 열결하여 회전을 방지하거나 수중에 지주를 설치하고, 이를 부상체의 프레임과 연결하여 회전을 방지할 수 있다. 또한 상기 고정수단은 수중의 앙카에 로프에 의해 연결되는 고정부상체와 이 고정 부상체에 바에 의해 연결될 수 있다. 이때에 상기 고정 부상체는 회전 시 로프와 꼬이지 않도록 로터리 조인트에 의해 연결될 수 있다.

상기 임펠러(40)는 수면측에 설치되어 수면의 물이 튀지 않은 상태에서 수직하부측으로부터 반경방향으로 물을 유동시키기 위한 것으로, 구동축(51)에 고정설치되는 보스부(42)와, 상기 보스부(42)로부터 방사상으로 연장되는 복수개의 익근 유니트(43)를 구비한다.

상기 익근유니트(43)는 보스부(42)로부터 방사상으로 설치되는 로드(44)와, 로드(44)의 단부측에 설치되는 익근(45)을 구비한다. 여기에서 상기 로드(44)에 설치되는 익근(45)은 로드(44)의 길이 방향에 대해 소정의 경사지게 형성되는데, 이 경사 방향은 익근(45)의 내측 단부가 회전방향 측으로 돌출될 수 있도록 형성된다. 상기 로드에 지지되는 익근(45)은 로드와 나란하게 지지될 수도 있으며, 수직하방으로 연장된 판상으로 이루어질 수도 있다.

그리고 상기 익근(45)의 전면, 익근(45)의 회전 시 이송하는 물을 반경방향으로 이송시키기 위한 전면에는 로드(44)의 길이 방향과 평행하며 상호 소정간격 이격되는 하향류 방지 깃(45a)이 더 구비된다. 상기 하향류 방지깃(45a)은 연속 또는 불연속적으로 형성될 수 있으며, 물의 배출방향을 고려하여 경사지게 형성할 수 있다. 상기 하향류 방지 깃(45a)은 임펠러(40)의 구동 시 상향류 즉, 용천수의 발생을 활성화 시킬 수 있다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이 상기 익근의 하단부측에는 상향류를 발생시키기 위한 상향류 발생깃(45b)이 설치된다. 이 상향류 발생깃은 익근(45)의 회전시 물을 상방으로 유도할 수 있도록 길이 방향으로 돌출된 형태를 가진다.

상기 임펠러(40)의 로드(44)는 길이를 조정하기 위한 길이조정수단(46)을 구비한다. 이 길이 조정수단(46)은 보스부(42)에 일측이 고정되며 길이 방향으로 결합공(46a)이 설치되는 제 1부재(44a)와, 상기 제 1부재(44a)의 결합공(46a)에 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 익근(45)이 설치되고 길이 방향으로 소정의 간격으로 형성되는 위치 결합홈(46b)들이 형성된 제 2부재(44b)와, 상기 제 1부재(44a)에 설치되어 제 1부재(44a)에 대해 제 2부재(44b)의 위치를 고정하는 위치 고정부재(46c)를 구비한다. 상기 위치 고정부재(46c)는 상기 제 2부재(44b)에 결합공(46a)으로 단부가 돌출되도록 나사 결합되어 결합홈(46b)에 선택적으로 결합한다. 그리고 상기 제 1부재(44a)에 형성된 결합공(46a)이 이와 결합되는 제 2부재(44b)의 외주면에는 스플라인(46d)들이 형성되어 상호 결합될 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고 상기 부상체(20)에 설치되어 임펠러(40)가 설치된 구동축(51)을 구동시키기 위한 구동부(50)는 구동축(51)과 동력 전달수단에 의해 연결되는 모터(52)로 이루어질 수 있다. 상기 모터(52)의 전원은 부상체(20)에 설치되는 태양광 발전장치로부터 공급되는 전원에 의해 이루어질 수 있다. 상기 태양광 발전장치는 상기 부상체에 설치된 것으로 한정되지 않고, 정화를 위한 호수의 가장자리의 육지에 설치되고, 이로부터 발전된 전기를 이용하여 모터를 구동시킬 수 있다.

상기 구동부(50)는 도 5에 도시된 바와 같이 부상체(20)에 설치되는 풍력발생기(55)와 상기 풍력발생기(55)의 동력을 임펠러에 전달하는 동력 전달수단(미도시)을 구비한다. 상기 풍력발생기(55)는 부상체에 수직으로 설치되는 지주(56)와 상기 지주(56)에 설치되는 회전축(57)과, 상기 회전축(57)에 방사상으로 설치되는 수직 블레이드(58)를 구비하며, 상기 수직 블레이드(58)는 내측에 테일부에 소정의 각도로 경사진 보조 플랩(58a)이 회전가능하게 설치된다. 이 보조 플랩(58a)은풍력 발전기(55)의 고속 회전 시 수직 블레이드(58)의 내측으로 회동되어 밀착될 수 있도록 함이 바람직하다. 여기에 상기 풍차(55)의 회전축과 구동축의 동력을 전달하는 동력 전달수단은 도면에 도시되어 있지 않으나 감속기어박스, 벨트, 또는 체인으로 이루어질 수 있으며, 풍차의 회전력을 제어하기 위한 수직 블레이드(58)와 지주에 설치되는 영구자석과 전자석을 포함하는 속도 제어부를 더 구비할 수 있다.

한편, 상기 익근 유니트(45)에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 임펠러(40)의 회전 시 수면위로 물이 비산하는 것을 방지하기 위한 비산 방지부재(60)가 더 구비된다. 이 비산 방지부재(60)는 익근 유니트(45) 또는 익근 유니트(45)가 설치되는 제1부재(44b)에 상부에 수면과 접촉 시 물을 선형으로 유도하기 위한 유선형의 가이드 깃(61)으로 이루어진다.

그리고 상기 임펠러(40)의 중앙부에 도 6에 도시된 바와 같이 수중에 수직방향으로 원추형상의 유입궤적을 형성할 수 있도록 중앙부에 가이드부(70)를 구비하는데, 이 가이드부(70)는 중앙부에 회전축과 대응되는 중앙부로 돌출되며 이로부터 반경방향으로 연장되는 가이드 부재(71)를 구비한다. 상기 가이드부(70)는 부상체(20)에 설치된 브라켓(72)에 의해 임펠러의 하면에 설치된다.

또한 도 7에는 상기 구동축(51)에는 임펠러(40)의 하부에 위치되어 상향류를 유발시키기 위한 보조 상향류 발생부재(75)가 설치된다. 이 보조 상향류 발생부재(75)는 물을 중앙부로 흡입하여 반경방향으로 배출할 수 있는 임펠러를 사용함이 바람직하다. 이 임펠러는 실질적으로 원심펌프의 임펠러와 실질적으로 동일하다. 상기 보조 상향류 발생부재(75)는 원추형의 본체 외주면에 나선형의 형성되어 이루어질 수 있다. 이 보조 상향류 발생부재(75)는 바닥으로부터 수면의 반경방향으로 물의 이동을 원활하게 할 수 있도록 단부가 하부에 위치될 수 있도록 설치된다.

그리고 상기 부유형 수질 정화장치(10)는 상기 구동부를 제어하여 상기 구동축 즉, 임펠러의 회전수를 제어하는 제어수단(미도시)을 더 구비하는데, 이 제어수단에 의해 상기 임펠러(40)의 회전수는 상술한 바와 같이 0.5 내지 20rpm으로 제어된다. 상기 제어수단은 데이터 프로세서로 이루어질 수 있다. 상기 임펠러의 회전수는 3 내지 15rpm으로 구동시키는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 부유형 수저 정화장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 부유형 수질 정화장치(10)를 정화하고자 하는 공원의 경관연못, 낚시터, 인공양식장, 댐, 호수, 늪 등과 비점오염물질과 다량의 유기물이 유입되는 수면에 설치한다.

그리고 구동부(50)를 이용하여 구동축을 구동시킴으로서 이에 설치된 임펠러(40)를 0.5 내지 20rpm으로 회전시킨다. 이와 같이하면, 상기 임펠러(40)로부터 호수의 바닥면 측으로 첨차 확대되는 유관을 형성하여 수저의 내부로부터 물이 상승하게 되고, 이 상승된 물은 임펠러(40)를 중심으로 수면을 따라 반경방향으로 퍼져 나가게 된다. 이러한 물의 이동은 임펠러 반경의 40 배 이상으로 수면을 따라 흐르게 되고, 나아가서는 거대한 순환류가 발생하게 된다. 여기에서 상기 임펄러(40)의 반경은 길이조정수단(46)에 의해 정화시키고자 하는 호수, 저수지의 면적에 따라 가변시킬 수 있다. 그리고 상기 임펠러(40)의 하부에는 가이드부(71) 및 상향류 발생부재(75)가 형성되어 있으므로 상승류에 의한 유관(순환류 의한 물기둥)의 형성을 활성화 시킬 수 있다. 또한 상기 익근(45)에는 하향류의 발생을 방지하는 하향류 방지깃(45a)이 형성되어 있으므로 익근(45)에 의해 반경방향으로 이동시키기 위한 물의 하향류 발생을 방지할 수 있다. 특히 익근(45)의 하단부에는 상향류 발생깃(45b)이 형성되어 있으므로 회전 시 지속적인 상향류를 발생시킬 수 있다.

상기와 같이 부유형 수저 정화장치에 의한 순환류의 형성은 물과 공기의 접촉성을 높여주어 표층수의 용존 산소량을 높여주게 되고, 광합성 작용으로 생긴 산소의 기포부착으로 수면에 떠오른 플랑크톤의 플루크를 제거하여 수면을 정화시키게 된다. 특히, 용존 산소량의 높은 수면의 물은 순환하는 과정에서 바닥 측으로 이동하여 바닥측에 산소를 공급하게 하는 역할을 하게 된다.

상기와 같이 수저 내의 물이 순환하는 과정에서 호수 또는 저수지의 저면에 위치한 무산소수가 수면위로 이동하여 악취를 제거시키고 태양 빛을 흡수하여 되살아나게 됨으로서 자연적인 정화가 원활하게 이루어지게 되며 나아가서는 물의 부패가 방지된다.

상기와 같이 임펠러(40)를 이용하여 순환류를 발생시키는 과정에서 임펠러(40)의 회전수를 0.5 내지 20rpm으로 구동시키는 것은 구동에 따른 소비전력을 줄일 수 있으며, 물의 일부가 수면으로부터 튀어 오르거나 작은 거품이 물속에 공급되어 물에 충격이 가하여짐으로써 수중 미생물의 플루크(fluke)가 파괴되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다. 특히, 익근유니트(43)에는 수면으로 물이 비산하는 것을 방지하기 위한 비산방지수단(60)이 설치되어 있으므로 수면으로 작은 물방울이 튀거나 미세한 거품이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같은 작용은 하기 실험을 통하여 더욱 명확하여 질 것이다.

[실험 1]

본 실험에는 하남공단소재 내에 소재한 저수지에 2010년 6월 15일 본 발명에 따른 부유형 수저 정화장치를 설치하고 3개월 동안 구동시켰다. 이때에 상기 부유형 정화장치의 임펠러(40)의 반경을 1m로 하고 회전수를 변화시키면서 순환류의 형성 정도 및 플루크를 파괴하는 기포의 발생정도, 물의 비산, 표층과 5m 깊이에서의 온도변화 및 용존 산소량 변화를 실험하여 하기 표 1 및 도 8 내지 10의 그래프를 얻었다. 수온의 온도 변화와 용존산소량의 측정은 익일 오후 1시에 측정하였다. 측정 시 주변의 풍속은 1.2m/sec ~ 2.3m/sec 이었다.

임펠러의 회전수(rpm)	기포발생여부	비산높이(mm)	표층과 내부층(5m)의 온도차 (℃)	표층과 내부층(5m)의 용존산소량차mg/L)	비고
0.1	없음	0	2.1	2.5
0.3	없음	0	2.5	2.0
0.5	없음	1	2.1	0.6
1	없음	3	1.9	0.5
2	없음	4	2.8	0.3
5	없음	3	1.5	0.0
10	미세포말	4	1.2	0.5
15	없음	3	1.7	0.8
19	미세포말	6	2.5	1.2
21	없음	7	3.0	10
25	포말형성	15	3.9	12

상기 실험에서 알 수 있는 바와 같이 회전수가 20을 넘는 경우 물의 순환류가 크게 발생하지 않고 표층에서만 발생하는 경향이 있으며, 물의 일부가 수면으로부터 튀어 오르거나 작은 거품의 물속에 공급되어 물에 충격이 가하여짐으로써 수중미생물의 플루크(fluke)가 파괴되는 것을 방지할 수 없었다.

특히 표 1 및 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 부유형 수저 정화장치의 회전수를 0.5 내지 20rpm으로 구동시키는 경우 수심의 온도 및 용존산소량의 차이가 줄어드는 것을 알 수 있었으며, 도 10에 도시된 바와 같이 회전수가 20rpm을 이상으로 회전되는 경우 수심의 온도변화 및 용존산소량의 차이가 급격하게 커지는 것을 알 수 있었다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명은 호수 관상용 호수, 낚시터, 양식장, 저수지, 댐 등의 수질정화에 널리 적용 가능하다.

Claims (8)

1. 부상체와, 상기 부상체의 부상위치를 고정하기 위한 위치 고정수단과,
   상기 부상체에 회전가능하게 설치되는 구동축에 설치되며 물을 순환시키기 위한 익근유니트들을 가지며 회전수가 0.5 내지 20 rpm인 임펠러와, 상기 임펠러를 구동시키기 위한 구동부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 부유형 수질 정화장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 부상체에 회전가능하게 설치되는 구동축에 설치되며 수중에 수직방향으로 원추형상의 유입궤적을 형성할 수 있도록 중앙부에 가이드부를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부유형 수질 정화장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 익근 유니트의 익근 상단부측에는 물이 수면으로 비산하는 것을 방지하는 비산방지부재를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부유형 수질 정화장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 익근 유니트의 익근에는 익근의 표면으로부터 돌출되어 익근유니트의 회전시 하향류의 발생을 방지하기 위한 하향류 방지깃을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부유형 수질 정화장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 익근 유니트의 익근에는 익근의 하단부측에는 회전시 상향류의 발생을 유발시키기 위한 상향류 발생깃을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부유형 수질 정화장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 구동부는 부상체에 설치되는 풍력 발생기와 상기 풍력발생기의 동력을 임펠러에 전달하는 동력 전달수단을 구비하며, 상기 풍력 발생기는 부상체에 수직으로 설치되는 지주와 상기 지주에 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 방사상으로 설치되는 수직 블레이드를 구비하며, 상기 수직 블레이드는 내측 테일부에 소정의 각도로 경사진 보조 플랩을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부유형 수저 정화장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 임펠러는 회전축에 설치되는 보스부와, 상기 보스부에 방사상으로 설치되는 익근 유니트을 구비하며, 상기 익근 유니트는 상기 보스부로부터 방사상으로 연장되는 로드들과 각 로드의 단부에 익근과, 상기 로드에 설치되어 로드의 길이를 조정하기 위한 로드 길이 조정수단을 구비하고, 상기 로드 길이 조정수단은 보스에 일측이 고정되며 길이 방향으로 결합공이 설치되는 제 1부재와, 상기 제 1부재의 결합공에 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 익근이 설치되고 길이 방향으로 소정의 간격으로 위치 결합홈들이 형성된 제 2부재와, 상기 제 1부재에 설치되어 제 1부재에 대해 제 2부재의 위치를 고정하는 위치 고정부재를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 부유형 수저 정화장치.
8. 구동축과, 이 구동축을 구동시키기 위한 구동부를 가지는 본체와,
   구동축에 방사상으로 설치되는 적어도 하나의 부력 발생부재와, 상기 부력발생부재에 설치되어 물을 순환시키기 위한 익근을 가지며, 상기 구동축의 회전수가 0.5 내지 20 rpm인 것을 특징으로 하는 부유형 수질 정화장치.

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