KR20220022938A - Water quality improvement system and control method of water quality improvement system - Google Patents

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Abstract

A water quality improving system and a method for controlling a water quality improving system according to the present invention relate to technology for directly converting wind energy into pneumatic energy without converting the wind energy into electrical energy and aerating the same in water. Since wind power is converted into kinetic energy of a blade (107) and is converted into the pneumatic energy through an air pump (105) to be aerated in the water, there is no need to separately have a generator for generating electricity and a motor for generating rotational force according to background art. Therefore, the present invention is easily installed and reduces installation costs compared to the background art. In addition, since a simple structure is possible compared to the background art equipped with the generator and the motor, maintenance is simple and failure frequency is reduced. In addition, since the present invention directly and rapidly converts the wind energy into the pneumatic energy, the present invention immediately aerates the wind power when the wind power is generated. That is, rapid driving is facilitated compared to aerating after charging the wind power in a battery for a long time like the background art. In addition, since the present invention is controlled to maintain rated rotation of the air pump and rated pressure inside the system by a controlling unit, a cycle life of the present invention is extended and failure is prevented. In addition, when a screen of an aeration device is damaged by the pneumatic pressure, the aeration device can be raised to a surface by buoyancy of an air tank. Therefore, since a worker can visually check an abnormal condition of a screen, and rapidly and easily repair the abnormal condition, the worker can repair the aeration device without diving.

Description

수질 개선 시스템 및 수질 개선 시스템의 제어 방법 {Water quality improvement system and control method of water quality improvement system}Water quality improvement system and control method of water quality improvement system

본 발명은 '수질 개선 시스템 및 수질 개선 시스템 의 제어 방법'에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 풍력을 전기로 변환하지 않고 공압으로 변환하여 수중에 공기를 공급하므로, 전기 에너지 없이 풍력만으로 수질 개선이 가능하여 운영 비용이 소요되지 않도록 발명한 것을 특징으로 하는 '수질 개선 시스템 및 수질 개선 시스템 의 제어 방법'에 관한 것이다. The present invention relates to 'a water quality improvement system and a control method of a water quality improvement system', and more specifically, because wind power is converted into pneumatic pressure instead of converted into electricity to supply air into the water, water quality can be improved only with wind power without electrical energy. It relates to a 'water quality improvement system and a control method for a water quality improvement system', characterized in that it was invented so that operating costs are not required.

일반적으로 하수처리장, 양식장, 못, 저수지, 호수, 유속이 느린 하천수 등은 물이 원활하게 흐르지 않기 때문에 유기물과 영양소가 유입되어 수중의 영양분이 많아지는 부영양화(eutrophication) 현상이 발생한다. 이러한 부영양화가 일어나면 광합성을 하는 생산자 생물의 양이 급격하게 증가되어 녹조와 적조가 발생하게 된다. In general, sewage treatment plants, aquaculture farms, ponds, reservoirs, lakes, and rivers with a slow flow rate do not flow smoothly, so organic matter and nutrients flow in, resulting in eutrophication, which increases nutrients in the water. When such eutrophication occurs, the amount of producer organisms that perform photosynthesis increases rapidly, resulting in green algae and red algae.

상기 녹조 및 적조는 부영양화된 수중에서 부유성의 조류가 대량 증식하여 수면에 집적하여 물색을 각각 녹색 및 적색으로 변화시키는 현상이다. 이러한 녹조와 적조는 조류 대증식(algal bloom)의 일종이다. 부영양화는 물에 탄소, 질소(N) 및 인(P)과 같이 플랑크톤의 번식에 양분이 될 물질들이 많이 쌓여 일어난다. 이같은 물질들은 주로 공장폐수나 가정하수 등에 많이 들어있고 연못처럼 고여있는 물에서는 더 빠른 속도로 진행된다. The green algae and red algae are a phenomenon in which floating algae proliferate in large quantities in eutrophic water and accumulate on the water surface to change the water color to green and red, respectively. These green and red algae are a kind of algal bloom. Eutrophication is caused by the accumulation of substances that will be nutrients for the reproduction of plankton, such as carbon, nitrogen (N) and phosphorus (P) in water. These substances are mainly contained in factory wastewater or domestic sewage, and proceed at a faster rate in stagnant water like a pond.

상기 녹조 및 적조로 인해 크게 번식한 조류는 썩으면서 많은 산소를 소비하여 결과적으로 물의 용존산소량(DO)을 줄이며, 이는 수생생물들을 위협하는 주된 원인이 되고 있다. Algae greatly reproduced by the green algae and red algae consume a lot of oxygen while rotting and consequently reduce the dissolved oxygen amount (DO) of water, which is a major cause of threatening aquatic life.

이에 수중에 산소를 지속적으로 공급하여 생화학적 산소요구량(BOD)을 낮추어 수질을 개선시키는 기술이 최근들어 각광을 받고 있는데, 풍력을 이용하여 수중에 산소를 공급하는 수질 개선 기술이 아래 제시한 선행기술문헌에 시사된 바 있다.Accordingly, the technology to improve water quality by lowering the biochemical oxygen demand (BOD) by continuously supplying oxygen to water has recently been in the spotlight. It has been suggested in the literature.

상기 선행기술의 구성을 살펴보면, 풍력에 의해 블레이드가 회전하므로 전기를 발전시키는 풍력발전기가 구성되고, 상기 풍력발전기로부터 전력을 공급받아서 회전하는 모터와 상기 모터에 연결되어 공압을 발생시키는 공기펌프가 구성된다. 또한, 상기 공기펌프에서 수중으로 연결되어 공압으로 공급되는 공기의 통로가 되는 배관이 구성되며, 상기 배관에 연결되어 수중에서 기포를 발생시키는 폭기장치가 구성된다. 상기 폭기장치는 일측방으로 개방된 케이싱에 통공이 다수 형성된 스크린이 개방된 쪽에 마감된 것으로서 케이싱에 집중된 공기가 상기 통공을 통과하면서 기포가 되도록 하는 것이다. Looking at the configuration of the prior art, a wind power generator for generating electricity is configured because the blades are rotated by wind power, a motor rotating by receiving power from the wind generator, and an air pump connected to the motor to generate pneumatic pressure are configured do. In addition, a pipe that is connected to the water from the air pump and serves as a passage for air supplied pneumatically is configured, and an aeration device that is connected to the pipe to generate bubbles in water is configured. In the aeration device, a screen having a plurality of through holes in the casing opened to one side is closed on the open side, and the air concentrated in the casing becomes bubbles while passing through the through holes.

그런데, 이러한 수질 개선 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, such a water quality improvement device has the following problems.

전력으로 구동하므로 발전기 및 모터를 필요하게 되어 설치 비용이 비싸지고, 발전기 및 모터를 유지보수해야 하는 번거로움이 있다.Since it is driven by electric power, a generator and a motor are required, which increases the installation cost, and there is a hassle of maintaining the generator and the motor.

또한, 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환한 후 상기 전기 에너지로 공압 에너지를 생성시키는 프로세스로 인해서 신속하게 공압을 발생시킬 수 없는 문제점이 있다. 만약, 풍력 에너지를 바로 공압 에너지로 변환하여 기포를 수중에 공급한다면 효율적이겠지만, 선행기술에서는 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하여 축전지에 충전하는 데 시간이 소요되기 때문에 바로바로 신속하게 공압 에너지를 생산할 수 없는 문제점이 있다. In addition, there is a problem in that it is impossible to rapidly generate pneumatic pressure due to a process of generating pneumatic energy with the electric energy after converting wind energy into electric energy. If the wind energy is converted directly into pneumatic energy and the bubbles are supplied to the water, it would be efficient, but in the prior art, it takes time to convert the wind energy into electrical energy and charge the storage battery. There is no problem.

또한, 상기 폭기장치의 스크린은 장시간 공압에 노출되므로 파송되기 쉬운데, 파손된 경우에는 작업자가 잠수하여 스크린을 교체하거나 폭기장치를 수면 위로 끌어올린 후 교체해야 하는 등 보수가 어려운 문제점이 있었다. In addition, since the screen of the aerator is exposed to pneumatic pressure for a long time, it is easy to be dispatched. However, if it is damaged, a worker has to submerge to replace the screen or raise the aerator to the surface of the water and then replace it. There was a problem that it is difficult to repair.

한국 특허등록 제10-1168372호 (2012년 07월 18일)Korean Patent Registration No. 10-1168372 (July 18, 2012)

본 발명에 의한 '수질 개선 시스템 및 수질 개선 시스템 의 제어 방법'을 통해서 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.The problems to be solved through the 'water quality improvement system and the control method of the water quality improvement system' according to the present invention are as follows.

첫째, 전력으로 구동하므로 발전기 및 모터를 필요하게 되어 설치 비용이 비싸지고, 발전기 및 모터를 유지보수해야 하는 번거로움을 해결하고자 한다.First, since it is driven by electric power, a generator and a motor are required, which increases the installation cost and solves the inconvenience of maintaining the generator and the motor.

둘째, 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환한 후 전기 에너지로 공압 에너지를 생성시키는 프로세스로 인해서 신속하게 공압을 발생시킬 수 없는 문제점을 해결하고자 한다. 만약, 풍력 에너지를 바로 공압 에너지로 변환하여 기포를 수중에 공급한다면 효율적이겠지만, 선행기술에서는 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하여 축전지에 충전하는 데 시간이 소요되기 때문에 바로바로 신속하게 공압 에너지를 생산할 수 없는 문제점을 해결하고자 한다. Second, an attempt is made to solve the problem that pneumatic pressure cannot be rapidly generated due to the process of converting wind energy into electrical energy and then generating pneumatic energy with electrical energy. If the wind energy is converted directly into pneumatic energy and the bubbles are supplied to the water, it would be efficient, but in the prior art, it takes time to convert the wind energy into electrical energy and charge the storage battery. We want to solve problems that do not exist.

셋째, 상기 폭기장치의 스크린이 파손된 경우, 작업자가 잠수하여 스크린을 교체하거나 폭기장치를 수면 위로 끌어올린 후 교체해야 하는 등 보수가 어려운 문제점을 해결하고자 한다. Third, when the screen of the aeration device is damaged, it is intended to solve the problem of difficult repair, such as the operator having to submerge to replace the screen or to replace the screen after lifting the aeration device to the surface of the water.

본 발명에 의한 수질 개선 시스템 은 상기 과제를 해결하기 위해 다음과 같이 구성된다. The water quality improvement system according to the present invention is configured as follows to solve the above problems.

지지 기능을 하는 타워와, 상기 타워의 상단에 장착된 공기펌프와, 상기 공기펌프에 회전하도록 주축이 연결되고 피치각이 조정되는 블레이드와, 상기 공기펌프에 연결되어 수중까지 연장되는 배기관과, 상기 배기관의 종단부에 연결되어 수중에 침수되는 폭기장치와, 상기 배기관에 연결되어 배기되는 공기의 유속을 감지하는 유속계와, 상기 배기관에 연결되어 배기되는 공기의 공압을 감지하는 압력계와, 상기 배기관에 연결되어 전기신호에 의해 개폐되는 제어밸브와, 상기 제어밸브에 연결된 축압기와, 상기 유속계와 압력계로부터 데이터값을 수신하여 상기 제어밸브에 전기신호를 발신하여 개폐시키고 상기 블레이드의 피치각을 컨트롤하는 제어부를 포함한다.A tower having a supporting function, an air pump mounted on the upper end of the tower, a blade having a main shaft connected to rotate to the air pump and having a pitch angle adjusted, an exhaust pipe connected to the air pump and extending to the water; An aeration device connected to the end of the exhaust pipe to be submerged in water, a flow meter connected to the exhaust pipe to sense a flow rate of exhausted air, and a pressure gauge connected to the exhaust pipe to sense the pneumatic pressure of exhausted air; A control valve that is connected and opened and closed by an electric signal, an accumulator connected to the control valve, receives data values from the velocity gauge and a pressure gauge, sends an electric signal to the control valve, opens and closes, and controls the pitch angle of the blade includes a control unit.

상기 폭기장치는,The aeration device is

공기가 집중되는 것으로서 일측방으로 개방된 케이싱과, 상기 케이싱의 개방된 쪽에 마감된 것으로서 공기가 통과하면서 기포가 발생되도록 하는 통공이 다수 형성된 스크린과, 상기 케이싱의 상부에 장착된 공기탱크와, 상기 배기관과 공기탱크에 연결되는 것으로서 상기 제어부에 의해 유로가 변경되는 제어밸브를 포함한다. A casing open to one side as air is concentrated, a screen closed on the open side of the casing and having a plurality of through holes for generating air bubbles while passing air, an air tank mounted on the upper portion of the casing, and the It is connected to the exhaust pipe and the air tank and includes a control valve in which the flow path is changed by the control unit.

또한, 상기 제어부는 유속계로부터 정격유속보다 큰 데이터값이 수신되면 상기 피치각을 조정하여 정상유속이 되도록 컨트롤하고, 상기 압력계로부터 정격압력보다 큰 데이터값이 수신되면 상기 제어밸브를 개방시켜 축압기에 공기를 저장시키므로 정상압력이 유지되도록 컨트롤하고, 상기 압력계로부터 정지압력보다 큰 데이터값이 수신되면 상기 피치각을 조정하여 상기 블레이드의 회전을 정지시키고, 상기 유속계의 유속이 규정유속 이상이고 압력이 규정압력 이하이면 상기 제어밸브를 구동시켜서 상기 케이싱으로 연결된 유로를 차단하고 상기 공기탱크로 유로를 개방시켜 공기가 유입시키도록 프로그램된 것이다. In addition, when a data value greater than the rated flow rate is received from the flow meter, the control unit controls the pitch angle to be a normal flow rate, and when a data value greater than the rated pressure is received from the pressure gauge, the control valve is opened to the accumulator. Controls so that the normal pressure is maintained by storing air, and when a data value greater than the stop pressure is received from the pressure gauge, the pitch angle is adjusted to stop the rotation of the blade, and the flow speed of the flow meter is greater than or equal to the prescribed flow speed and the pressure is prescribed If the pressure is below the pressure, the control valve is driven to block the flow path connected to the casing, and the flow path is opened to the air tank to allow air to flow in.

또한, 상기 수질 개선 시스템 의 제어 방법은 상기 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 프로세서로 구성된다. In addition, the control method of the water quality improvement system consists of the following processors in order to solve the above problems.

상기 블레이드가 풍력에 의해서 회전하게 하므로 상기 공기펌프가 작동되어 상기 배기관으로 공기가 압송되게 하고, 이로 인해서 상기 폭기장치에서 기포가 발생하게 하는 구동단계가 이루어지고, Since the blade is rotated by the wind power, the air pump is operated to pressurize air to the exhaust pipe, and thereby a driving step of generating air bubbles in the aeration device is performed,

상기 구동단계 이후에, 상기 제어부가 상기 유속계로부터 데이터값을 수신하여, 정격유속이면 상기 블레이드의 피치값이 유지되도록 하고, 정격유속보다 작으면 상기 피치값을 조정하여 상기 블레이드의 회전수가 증속되도록 하고, 상기 정격유속보다 크면 상기 피치값을 조정하여 회전수가 감소하도록 한 후, 다시 유속계로부터 데이터값을 수신하여 정격유속과 비교하는 상기 단계를 반복하는 유속감지단계와, After the driving step, the control unit receives the data value from the velocimeter, so that the pitch value of the blade is maintained at the rated flow rate, and if it is less than the rated flow rate, the pitch value is adjusted to increase the rotation speed of the blade, and , If it is greater than the rated flow rate, the pitch value is adjusted to reduce the number of revolutions, and then the flow rate sensing step of repeating the above step of receiving the data value from the velocity meter and comparing it with the rated flow rate;

상기 구동단계 이후에, 상기 제어부가 상기 압력계로부터 데이터값을 수신하여, 정격압력 이하이면 상기 제어밸브를 폐색시키고, 정격압력보다 클 때에는 정지압력과 비교하여 작으면 상기 제어밸브를 개방시켜서 상기 축압기에 공기를 저장시키고, 정지압력보다 크면 상기 피치값을 조정하여 블레이드의 회전을 정지시키고 모든 프로세스를 정지시킨 후, 상기 구동단계를 반복하고 모든 프로세스를 시작하는 압력감지단계와, After the driving step, the control unit receives the data value from the pressure gauge, closes the control valve when the rated pressure is less than the rated pressure, and opens the control valve when the pressure is smaller than the stop pressure when the rated pressure is greater than the rated pressure to open the accumulator. A pressure sensing step of storing air in the air and, if it is greater than the stopping pressure, adjusting the pitch value to stop the rotation of the blade and stopping all processes, then repeating the driving step and starting all processes;

상기 구동단계 이후에, 상기 제어부가 상기 압력계로부터 데이터값을 수신하여, 최소압력 이하이면 상기 제어밸브를 개방시켜서 공기를 공급하고, 다시 상기 데이터값을 상기 최소압력과 비교하는 과정을 반복하고, 상기 데이터값이 최소압력보다 크면 상기 제어밸브를 폐색시키는 압력보충단계를 포함한다. After the driving step, the control unit receives the data value from the pressure gauge, opens the control valve if the pressure is less than the minimum pressure, supplies air, and repeats the process of comparing the data value with the minimum pressure again, and a pressure supplementing step of closing the control valve when the data value is greater than the minimum pressure.

상기 구동단계 이후에, 상기 제어부는 상기 유속계의 유속이 규정유속 이상이고 압력이 규정압력 이하이면 상기 제어밸브를 구동시켜서 상기 케이싱으로 연결된 유로를 차단하고 상기 공기탱크로 유로를 개방시켜 공기가 유입시키는 폭기이상감지단계를 포함한다. After the driving step, when the flow rate of the flow meter is greater than or equal to the prescribed flow rate and the pressure is less than or equal to the prescribed pressure, the control unit operates the control valve to block the flow path connected to the casing and open the flow path to the air tank to allow air to flow in It includes an aeration anomaly detection step.

본 발명에 의한 수질 개선 시스템 및 수질 개선 시스템 의 제어 방법은, 상기 해결수단에 의해서 다음과 같은 효과를 발휘할 수 있다. The water quality improvement system and the control method of the water quality improvement system according to the present invention can exhibit the following effects by the above solution.

첫째, 풍력을 상기 블레이드의 운동에너지로 변환한 후, 상기 공기펌프를 통해서 공압에너지로 변환하여 수중에 폭기를 하기 때문에 배경기술처럼 전기를 발생시키는 발전기와 회전력을 발생사키는 모터를 별도록 구비할 필요가 없다. 따라서, 설치가 용이하고 설치비용을 배경기술에 비해서 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, 발전기와 모터가 장착되는 배경기술에 비해서 간단한 구조가 가능하므로 유지 보수가 간편하고 고장 빈도를 줄일 수 있는 효과가 있다.First, since wind power is converted into kinetic energy of the blade and then converted into pneumatic energy through the air pump and aerated in water, a generator that generates electricity and a motor that generates rotational force are separately provided as in the background art no need. Accordingly, there is an advantage that the installation is easy and the installation cost can be reduced compared to the background art. In addition, since a simple structure is possible compared to the background technology in which a generator and a motor are mounted, maintenance is simple and the frequency of failures can be reduced.

둘째, 본 발명은 풍력 에너지를 바로 공압에너지로 신속하게 변환할 수 있기 때문에 풍력이 발생할 때 바로바로 폭기할 수 있는 효과가 있다. 즉 배경기술처럼 축전지에 장시간 충전한 후에야 폭기할 수 있는 것에 비하면 신속한 구동이 가능하다. Second, since the present invention can rapidly convert wind energy directly into pneumatic energy, there is an effect that aeration can be performed immediately when wind power is generated. In other words, as in the background art, the battery can be driven quickly compared to the battery that can be aerated after being charged for a long time.

셋째, 본 발명은 제어부에 의해서 공기펌프의 정격회전 및 시스템 내부의 정격압력이 유지되도록 컨트롤할 수 있기 때문에 본 발명의 수명이 연장되고 고장을 예방할 수 있는 효과가 있다. Third, since the present invention can be controlled so that the rated rotation of the air pump and the rated pressure inside the system are maintained by the controller, the life of the present invention can be extended and failure can be prevented.

넷째, 상기 폭기장치의 스크린이 공압에 의해 파손된 경우, 공기탱크의 부력에 의해서 폭가장치를 수면 위로 부상시킬 수 있다. 따라서, 작업자는 스크린의 이상 상태를 육안으로 확인하고 신속하고 용이하게 보수할 수 있기 때문에 작업자가 잠수하지 않고서도 폭기장치를 수리할 수 있는 효과가 있다. Fourth, when the screen of the aeration device is damaged by pneumatic pressure, the aeration device can be floated above the water surface by the buoyancy of the air tank. Therefore, since the operator can visually check the abnormal state of the screen and repair it quickly and easily, there is an effect that the operator can repair the aeration device without submerging.

도 1은 본 발명에 의한 수질 개선 시스템 을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 수질 개선 시스템 을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명에 의한 수질 개선 시스템에 구성되는 폭기장치를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 수질 개선 시스템에 구성되는 폭기장치의 공기탱크에 공기가 주입되고 있는 상태를 도시한 단면도
도 5는 본 발명에 의한 수질 개선 시스템의 제어 방법을 도시한 플로차트.
1 is a schematic diagram showing a water quality improvement system according to the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a water quality improvement system according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing an aeration device configured in the water quality improvement system according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a state in which air is injected into the air tank of the aeration device configured in the water quality improvement system according to the present invention;
5 is a flowchart showing a control method of the water quality improvement system according to the present invention.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the technology described in this document to specific embodiments, and it should be understood that the present document includes various modifications, equivalents, and/or alternatives of the embodiments of the present document. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like components.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.In addition, expressions such as "first," "second," used in this document may modify various elements regardless of order and/or importance, and in order to distinguish one element from another element, It is used only and does not limit the corresponding components. For example, 'first part' and 'second part' may represent different parts regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of the rights described in this document, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be renamed as a first component.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.In addition, terms used in this document are used only to describe specific embodiments, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art described in this document. Among terms used in this document, terms defined in a general dictionary may be interpreted with the same or similar meaning as the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this document, ideal or excessively formal meanings is not interpreted as In some cases, even terms defined in this document cannot be construed to exclude embodiments of the present document.

이하, 첨부되는 도면과 함께 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명, 수질 개선 시스템 (100)은 다음과 같이 구성된다.Hereinafter, the present invention for solving the above problems in conjunction with the accompanying drawings, the water quality improvement system 100 is configured as follows.

도 1은 본 발명에 의한 수질 개선 시스템 을 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 의한 수질 개선 시스템 을 도시한 블록도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 의한 수질 개선 시스템에 구성되는 폭기장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 수질 개선 시스템에 구성되는 폭기장치의 공기탱크에 공기가 주입되고 있는 상태를 도시한 단면도이다. 1 is a schematic diagram showing a water quality improvement system according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a water quality improvement system according to the present invention. In addition, FIG. 3 is a cross-sectional view showing the aeration device configured in the water quality improvement system according to the present invention, and FIG. 4 shows a state in which air is being injected into the air tank of the aeration device configured in the water quality improvement system according to the present invention. It is one cross section.

지지 기능을 하는 타워(101)가 구성되고, 상기 타워(101)의 상단에 회전하도록 장착된 공기펌프(105)가 구성되는데, 타워(101)의 상단에 장착된 하우징(103)의 내부에 수용되어 구성된다. 또한, 상기 공기펌프(105)에 회전하도록 주축이 연결되고 피치각이 조정되는 블레이드(107)가 구성되는데, 상기 하우징(103)에 회전 가능하도록 지지된 상태에서 공기펌프(105)에 동력을 전달하도록 구성된다. 이러한 구성은 일반적인 풍력발전기의 구성에서 발전기를 공기펌프(105)로 교체한 구성으로서 충분히 이해할 수 있다. 또한, 상기 블레이드(107)는 자체로 피치각이 조정됨으로써 풍력에 대한 저항 크기를 조정할 수 있다. 즉, 바람을 많이 받도록 피치각이 조정되면 회전수가 빨라지고 적게 받도록 피치각이 조정되면 회전수가 느려진다. 이러한 사항은 당해업자라면 누구나 알 수 있는 사항이므로 자세한 설명은 생략한다. A tower 101 having a supporting function is configured, and an air pump 105 mounted to rotate on the top of the tower 101 is configured, and accommodated in the housing 103 mounted on the top of the tower 101 . is made up of In addition, the main shaft is connected to the air pump 105 to rotate and the blade 107 having a pitch angle adjusted is configured, and power is transmitted to the air pump 105 while being rotatably supported by the housing 103 . is configured to This configuration can be fully understood as a configuration in which the generator is replaced with the air pump 105 in the configuration of a general wind power generator. In addition, the blade 107 can adjust the magnitude of the resistance to wind power by adjusting the pitch angle by itself. That is, when the pitch angle is adjusted to receive a lot of wind, the rotation speed is increased, and when the pitch angle is adjusted to receive less wind, the rotation speed is slow. Since these matters are known to any person skilled in the art, detailed descriptions thereof will be omitted.

또한, 상기 공기펌프(105)에 연결되어 수중까지 연장되는 배기관(111)이 구성되고, 상기 배기관(111)의 종단부에 연결되어 수중에 침수되는 폭기장치(125)가 구성된다. In addition, an exhaust pipe 111 that is connected to the air pump 105 and extends to the water is configured, and an aeration device 125 that is connected to the end of the exhaust pipe 111 and is submerged in water is configured.

또한, 상기 배기관(111)에 연결되어 배기되는 공기의 유속을 감지하는 유속계(133)가 구성된다. 상기 유속계(133)를 통해서 공기의 유속을 감지하게 되는데 상기 유속은 상기 공기펌프(105)의 회전속도와 비례하므로 공기펌프(105)의 정격회전속도를 감지할 수 있다. 따라서, 공기펌프(105)가 정격속도를 초고하게 되어 수명이 단축되고 고장을 유발하는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 한다. In addition, the flow rate meter 133 is configured to be connected to the exhaust pipe 111 to sense the flow rate of the exhausted air. The flow rate of air is sensed through the flow meter 133 , and since the flow rate is proportional to the rotation speed of the air pump 105 , the rated rotation speed of the air pump 105 can be detected. Accordingly, it is possible to prevent in advance a phenomenon in which the air pump 105 increases the rated speed to shorten the lifespan and cause a failure.

또한, 상기 배기관(111)에 연결되어 배기되는 공기의 공압을 감지하는 압력계(145)가 구성된다. 상기 압력계(145)를 통해서 배기관(111) 및 상기 폭기장치(125)가 견딜 수 있는 정력압력을 감지할 수 있도록 한다. In addition, the pressure gauge 145 for sensing the pneumatic pressure of the exhaust air is connected to the exhaust pipe 111 is configured. Via the pressure gauge 145, the exhaust pipe 111 and the aeration device 125 can sense an energetic pressure that can be endured.

또한, 상기 배기관(111)에 연결되어 전기신호에 의해 개폐되는 제어밸브(157)가 구성되고, 상기 제어밸브(157)에 연결되어 공기가 충전되는 축압기(163)가 구성된다. 또한, 상기 제어밸브(157)에 접속되어 축압기(163)에 공기 충전이 완료되면 공기압을 상승시키는 잔류 공기는 바이패스되도록 하는 배기밸브(171)가 구성된다. 상기 배기밸브(171)는 제어밸브(157)에 접속된 상태에서 축압기(163) 내부의 최대 압력을 감지하여 자동으로 배기하도록 구성된 것이다. In addition, a control valve 157 connected to the exhaust pipe 111 to be opened and closed by an electric signal is configured, and a pressure accumulator 163 connected to the control valve 157 and filled with air is configured. In addition, the exhaust valve 171 is configured to be connected to the control valve 157 to bypass the residual air that increases the air pressure when the air filling in the accumulator 163 is completed. The exhaust valve 171 is configured to automatically exhaust by sensing the maximum pressure inside the accumulator 163 while being connected to the control valve 157 .

또한, 상기 유속계(133)와 압력계(145)로부터 데이터값을 수신하여 상기 제어밸브(157)에 전기신호를 발신하여 개폐시키고 상기 블레이드(107)의 피치각을 컨트롤하는 제어부(185)가 구성된다. In addition, a control unit 185 for receiving data values from the velocity gauge 133 and the pressure gauge 145 and sending an electrical signal to the control valve 157 to open and close and control the pitch angle of the blade 107 is configured. .

상기 폭기장치(125)의 구성을 살펴보면, 공기가 집중되는 것으로서 일측방으로 개방된 케이싱(127)이 구성된다. 그리고 상기 케이싱(127)의 개방된 쪽에 마감된 것으로서 공기가 통과하면서 기포가 발생되도록 하는 통공이 다수 형성된 스크린(122)이 구성되는데, 일례로 석재 또는 목재 등의 판재에 미세한 통공이 다수 형성된 것일 수 있는데, 일반적으로 수조에 사용하는 에어스톤과 동일한 재질의 것이 바람직하다. 이처럼 스크린(122)을 통해서 미세한 기포를 형성시키므로 수중 산호 용해도를 향상시켜 부영양화를 효율적으로 방지할 수 있다. Looking at the configuration of the aeration device 125, a casing 127 that is opened to one side as air is concentrated is configured. And the screen 122, which is finished on the open side of the casing 127, is formed with a plurality of holes through which air bubbles are generated while passing through it. For example, a large number of fine holes are formed in a plate material such as stone or wood. There is, in general, it is preferable to use the same material as the air stone used in the water tank. As such, it is possible to effectively prevent eutrophication by improving the solubility of coral in water by forming fine air bubbles through the screen 122 .

또한, 상기 케이싱(127)의 상부에 공기탱크(129)가 장착되고, 상기 배기관(111)과 공기탱크(129)에 연결되는 것으로서 상기 제어부(185)에 의해 유로가 변경되는 제어밸브(124)가 구성된다. 상기 공기탱크(129)와 제어밸브(124) 사이에는 체크밸브(126)가 개재됨으로써 유입된 공기가 배기되지 않도록 구성된다. In addition, the air tank 129 is mounted on the upper part of the casing 127, and is connected to the exhaust pipe 111 and the air tank 129, and the control valve 124 in which the flow path is changed by the control unit 185. is composed A check valve 126 is interposed between the air tank 129 and the control valve 124 so that the introduced air is not exhausted.

또한, 상기 배기관(111)은 유연한 재질의 호스가 바람직하다. 따라서, 공기탱크(129)의 부력에 의해서 폭기장치(125)가 수면으로 떠오를 때 배기관(111)이 용이하게 따라서 이동할 수 있도록 구성된다. In addition, the exhaust pipe 111 is preferably a hose made of a flexible material. Accordingly, when the aeration device 125 floats to the surface by the buoyancy of the air tank 129, the exhaust pipe 111 is configured to move easily along it.

상기 제어부(185)는 상기 유속계(133)로부터 정격유속보다 큰 데이터값이 수신되면 상기 피치각을 조정하여 정상유속이 되도록 컨트롤하므로 공기펌프(105)의 회전속도가 정격속도가 되도록 하여 수명 단축과 고장을 방지할 수 있다. 상기 정격유속은 공기펌프(105)의 정격속도에 대응되는 것으로서 공기펌프(105)가 고장 없이 최적 상태로 회전할 수 있게 하는 지표가 된다. When a data value greater than the rated flow rate is received from the flow meter 133, the control unit 185 controls the pitch angle to become a normal flow speed, so that the rotation speed of the air pump 105 becomes the rated speed, thereby shortening the lifespan and failure can be prevented. The rated flow rate corresponds to the rated speed of the air pump 105 and serves as an index enabling the air pump 105 to rotate in an optimal state without failure.

또한, 상기 압력계(145)로부터 정격압력보다 큰 데이터값이 수신되면 상기 제어밸브(157)를 개방시켜 상기 축압기(163)에 공기를 저장시키므로 정상압력이 유지되도록 컨트롤하고, 상기 압력계(145)로부터 정지압력보다 큰 데이터값이 수신되면 상기 피치각을 조정하여 상기 블레이드(107)의 회전을 정지시키므로 시스템이 초과된 압력으로 수명이 단축되고 고장을 방지할 수 있도록 프로그램된 것이다. 상기 정격압력은 시스템이 견딜 수 있는 최적의 압력을 지칭하는 것이고 상기 정지압력은 시스템이 견딜 수 있는 한계 압력으로서 구동을 정지시켜야 하는 시점을 알려주는 지표가 된다. In addition, when a data value greater than the rated pressure is received from the pressure gauge 145, the control valve 157 is opened to store air in the accumulator 163, so that the normal pressure is maintained, and the pressure gauge 145 When a data value greater than the stop pressure is received from the system, since the rotation of the blade 107 is stopped by adjusting the pitch angle, the system is programmed to shorten the life of the system due to excessive pressure and to prevent failure. The rated pressure refers to an optimal pressure that the system can withstand, and the stop pressure is a limit pressure that the system can withstand and is an index indicating when to stop driving.

또한, 제어부(185)는 상기 유속계(133)의 유속이 규정유속 이상이고 압력이 규정압력 이하이면 상기 제어밸브(124)를 구동시켜서 상기 케이싱(127)으로 연결된 유로를 차단하고 상기 공기탱크(129)로 유로를 개방시켜 공기가 유입시키도록 프로그램된 것이다. 즉, 유속이 규정유속으로서 정상적인 유속인데, 압력이 규정압력 이하로서 비정상적으로 작은 압력일 경우에는 상기 스크린(122)이 파손되어 공기압이 형성되지 않는 것을 알 수 있다. 따라서, 제어부(185)는 스크린(122)이 파손된 것으로 판단하고 상기 제어밸브(124)를 통해서 공기탱크(129)로 공기가 주입되게 한다. 그러면, 공기탱크(129)의 부력에 의해서 폭가장치(125)는 수면 위로 부상하게 된다. 따라서, 작업자는 스크린(122)의 이상 상태를 육안으로 확인하고 신속하고 용이하게 보수할 수 있다. 보수한 후에는 상기 공기탱크(129)의 공기를 배기시킴으로써 폭기장치(125)이 자중에 의해서 수중으로 침수하게 된다. 이처럼, 작업자가 잠수하지 않고서도 폭기장치(125)를 수리할 수 있는 이점이 있다. In addition, the control unit 185 operates the control valve 124 to block the flow path connected to the casing 127 when the flow rate of the flow rate meter 133 is greater than or equal to the prescribed flow rate and the pressure is less than or equal to the prescribed pressure, and the air tank 129 ) to open the flow path and allow air to flow in. That is, when the flow velocity is a normal flow velocity as a specified flow velocity, but the pressure is an abnormally small pressure below the specified pressure, it can be seen that the screen 122 is damaged and no air pressure is formed. Accordingly, the control unit 185 determines that the screen 122 is damaged and allows air to be injected into the air tank 129 through the control valve 124 . Then, by the buoyancy of the air tank 129, the width device 125 floats above the water surface. Accordingly, the operator can visually check the abnormal state of the screen 122 and repair it quickly and easily. After repair, the aeration device 125 is submerged into water by its own weight by evacuating the air from the air tank 129 . As such, there is an advantage that the operator can repair the aeration device 125 without submerging.

다음으로, 상기 수질 개선 시스템 (100)의 제어 방법을 살펴보면 다음과 같다. Next, a control method of the water quality improvement system 100 will be described as follows.

상기 블레이드(107)가 풍력에 의해서 회전하게 하므로 상기 공기펌프(105)가 작동되어 상기 배기관(111)으로 공기를 압송시키고, 이로 인해서 상기 폭기장치(125)에서 기포가 발생하게 하는 구동단계(S)가 이루어진다. 이때, 블레이드(107)의 피치각은 바람에 대한 저항을 최대한 크게 할 수도 있고, 그 이하가 되도록 할 수도 있다. 바람의 저항을 받아서 공기펌프(105)가 회전하도록만 설정되면 이후 유속감지단계(T)를 통해서 피치값은 자동으로 재설정될 수 있다. Since the blade 107 is rotated by the wind power, the air pump 105 is operated to pump air into the exhaust pipe 111, thereby generating bubbles in the aerator 125. A driving step (S) ) is done At this time, the pitch angle of the blades 107 may be made to maximize the resistance to wind, or may be made to be less than that. When the air pump 105 is set only to rotate by receiving the resistance of the wind, the pitch value may be automatically reset through the flow velocity sensing step (T) thereafter.

상기 구동단계(S) 이후에, 상기 제어부(185)가 상기 유속계(133)로부터 데이터값을 수신하여, 정격유속이면 상기 블레이드(107)의 피치값이 유지되도록 하고, 정격유속보다 작으면 상기 피치값을 조정하여 상기 블레이드(107)의 회전수가 증속되도록 한다. 그리고 상기 정격유속보다 크면 상기 피치값을 조정하여 회전수가 감소하도록 한 후, 다시 상기 유속계(133)로부터 데이터값을 수신하여 정격유속과 비교하는 상기 단계를 반복하는 유속감지단계(T)가 이루어진다. 이처럼, 정격유속이 되도록 하므로 상기 공기펌프(105)의 정격회전속도가 유지되게 하여, 공기펌프(105)의 수명연장 및 고장을 예방할 수 있는 이점이 있다.After the driving step (S), the control unit 185 receives the data value from the velocity meter 133, so that the pitch value of the blade 107 is maintained at the rated flow rate, and the pitch is smaller than the rated flow rate. Adjust the value so that the rotation speed of the blade 107 is increased. And if it is greater than the rated flow rate, the pitch value is adjusted to reduce the number of rotations, and then the flow rate sensing step (T) of repeating the above step of receiving the data value from the anemometer 133 and comparing it with the rated flow rate is performed. In this way, since the rated flow rate is maintained, the rated rotation speed of the air pump 105 is maintained, thereby prolonging the life of the air pump 105 and preventing failure.

또한, 상기 구동단계(S) 이후에, 상기 제어부(185)가 상기 압력계(145)로부터 데이터값을 수신하여, 정격압력 이하이면 상기 제어밸브(157)를 폐색시키고, 정격압력보다 클 때에는 정지압력과 비교하여 작으면 상기 제어밸브(157)를 개방시켜서 상기 축압기(163)에 공기를 저장시킨다. 이때, 축압기(163)에 공기 충전이 완료된 상태에서도 정격압력보다 큰 압력이 감지되면 상기 제어밸브(157)는 축압기(163)의 유입구를 차단하고 개방된 상태를 유지하면서 상기 배기밸브(171)를 통해서 공기가 바이패스 되도록 하여 정격압력 이하가 되도록 한다. 그리고 압력계(145)의 압력이 정지압력보다 크면 상기 피치값을 조정하여 상기 블레이드(107)의 회전을 정지시키고 모든 프로세스를 정지시킨 후, 상기 구동단계(S)를 반복하고 모든 프로세스를 시작하는 압력감지단계(U)가 이루어진다. In addition, after the driving step (S), the control unit 185 receives the data value from the pressure gauge 145 and closes the control valve 157 when the rated pressure is less than the rated pressure, and when the rated pressure is greater than the rated pressure, the stop pressure If it is smaller than , the control valve 157 is opened to store air in the accumulator 163 . At this time, when a pressure greater than the rated pressure is sensed even in a state in which the air filling in the accumulator 163 is completed, the control valve 157 blocks the inlet of the accumulator 163 and maintains an open state while the exhaust valve 171 ) so that the air is bypassed and the pressure is lower than the rated pressure. And when the pressure of the pressure gauge 145 is greater than the stop pressure, the pitch value is adjusted to stop the rotation of the blade 107 and stop all processes, then repeat the driving step (S) and start all processes A detection step (U) is performed.

또한, 상기 구동단계(S) 이후에, 상기 제어부(185)가 상기 압력계(145)로부터 데이터값을 수신하여, 최소압력 이하이면 상기 제어밸브(157)를 개방시켜서 공기를 공급하여 상기폭기장치(125)에서 공기가 분사될 수 있도록 한다. 상기 최소압력은 상기 폭기장치(125)에서 공기 기포를 분사할 수 없는 상태의 압력을 일컫는다. 그리고 다시 상기 데이터값을 상기 최소압력과 비교하는 과정을 반복하고, 상기 데이터값이 최소압력보다 크면 상기 제어밸브(157)를 다시 폐색시키는 압력보충단계(W)가 이루어진다. In addition, after the driving step (S), the control unit 185 receives the data value from the pressure gauge 145 and opens the control valve 157 when the pressure is less than the minimum pressure to supply air to the aeration device ( 125) so that air can be sprayed. The minimum pressure refers to a pressure in which air bubbles cannot be sprayed by the aeration device 125 . Then, the process of comparing the data value with the minimum pressure is repeated again, and when the data value is greater than the minimum pressure, a pressure supplementing step (W) of closing the control valve 157 again is performed.

또한, 상기 구동단계(S) 이후에, 상기 제어부(185)는 상기 유속계(133)의 유속이 규정유속 이상이고 압력이 규정압력 이하이면 상기 제어밸브(124)를 구동시켜서 상기 케이싱(127)으로 연결된 유로를 차단하고 상기 공기탱크(129)로 유로를 개방시켜 공기가 유입시키는 폭기이상감지단계(K)가 이루어진다. In addition, after the driving step (S), the control unit 185 drives the control valve 124 if the flow rate of the flow rate meter 133 is greater than or equal to the specified flow rate and the pressure is less than or equal to the specified pressure to the casing 127. The aeration abnormality detection step (K) of blocking the connected flow path and opening the flow path to the air tank 129 to allow air to flow is performed.

이상 살펴본 본 발명에 의하면, 풍력을 상기 블레이드(107)의 운동에너지로 변환한 후, 상기 공기펌프(105)를 통해서 공압에너지로 변환하여 수중에 폭기를 하기 때문에 배경기술처럼 전기를 발생시키는 발전기와 회전력을 발생사키는 모터를 별도록 구비할 필요가 없다. 따라서, 설치가 용이하고 설치비용을 배경기술에 비해서 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, 발전기와 모터가 장착되는 배경기술에 비해서 간단한 구조가 가능하므로 유지 보수가 간편하고 고장 빈도를 줄일 수 있는 이점이 있다.According to the present invention as described above, since wind power is converted into kinetic energy of the blade 107 and then converted into pneumatic energy through the air pump 105 and aerated in water, a generator generating electricity as in the background art and There is no need to separately provide a motor for generating rotational force. Accordingly, there is an advantage that the installation is easy and the installation cost can be reduced compared to the background art. In addition, since a simple structure is possible compared to the background technology in which a generator and a motor are mounted, there is an advantage in that maintenance is simple and the frequency of failures can be reduced.

또한, 본 발명은 풍력 에너지를 바로 공압에너지로 신속하게 변환할 수 있기 때문에 풍력이 발생할 때 바로바로 폭기할 수 있는 이점이 있다. 즉 배경기술처럼 축전지에 장시간 충전한 후에야 폭기할 수 있는 것에 비하면 신속한 구동이 가능하다. In addition, since the present invention can rapidly convert wind energy directly into pneumatic energy, there is an advantage that aeration can be performed immediately when wind power is generated. In other words, as in the background art, the battery can be driven quickly compared to the battery that can be aerated after being charged for a long time.

또한, 본 발명은 제어부에 의해서 공기펌프의 정격회전 및 시스템 내부의 정격압력이 유지되도록 컨트롤할 수 있기 때문에 본 발명의 수명이 연장되고 고장을 예방할 수 있다. In addition, since the present invention can be controlled so that the rated rotation of the air pump and the rated pressure inside the system are maintained by the controller, the life of the present invention can be extended and failure can be prevented.

또한, 상기 폭기장치(125)의 스크린(122)이 공압에 의해 파손된 경우, 공기탱크의 부력에 의해서 폭가장치를 수면 위로 부상시킬 수 있다. 따라서, 작업자는 스크린의 이상 상태를 육안으로 확인하고 신속하고 용이하게 보수할 수 있기 때문에 작업자가 잠수하지 않고서도 폭기장치를 수리할 수 있다. In addition, when the screen 122 of the aeration device 125 is damaged by the pneumatic force, the aeration device can be floated above the water surface by the buoyancy of the air tank. Therefore, since the operator can visually check the abnormal state of the screen and repair it quickly and easily, the operator can repair the aeration device without submerging.

100: 수질 개선 시스템 101: 타워
103: 하우징 105: 공기펌프
107: 블레이드 111: 배기관
125: 폭기장치 133: 유속계
145: 압력계 157: 제어밸브
163: 축압기 171: 배기밸브
185: 제어부 S: 구동단계
T: 유속감지단계 U: 압력감지단계
W: 압력보충단계
100: water quality improvement system 101: tower
103: housing 105: air pump
107: blade 111: exhaust pipe
125: aerator 133: flow meter
145: pressure gauge 157: control valve
163: accumulator 171: exhaust valve
185: control unit S: driving stage
T: Flow rate sensing stage U: Pressure sensing stage
W: pressure replenishment stage

Claims (2)

지지 기능을 하는 타워(101)와,
상기 타워(101)의 상단에 장착된 공기펌프(105)와,
상기 공기펌프(105)에 회전하도록 주축이 연결되고 피치각이 조정되는 블레이드(107)와,
상기 공기펌프(105)에 연결되어 수중까지 연장되는 배기관(111)과,
상기 배기관(111)의 종단부에 연결되어 수중에 침수되는 폭기장치(125)와,
상기 배기관(111)에 연결되어 배기되는 공기의 유속을 감지하는 유속계(133)와,
상기 배기관(111)에 연결되어 배기되는 공기의 공압을 감지하는 압력계(145)와,
상기 배기관(111)에 연결되어 전기신호에 의해 개폐되는 제어밸브(157)와,
상기 제어밸브(157)에 연결된 축압기(163)와,
상기 유속계(133)와 압력계(145)로부터 데이터값을 수신하여 상기 제어밸브(157)에 전기신호를 발신하여 개폐시키고 상기 블레이드(107)의 피치각을 컨트롤하는 제어부(185)를 포함하고,
상기 폭기장치(125)는,
공기가 집중되는 것으로서 일측방으로 개방된 케이싱(127)과,
상기 케이싱(127)의 개방된 쪽에 마감된 것으로서 공기가 통과하면서 기포가 발생되도록 하는 통공이 다수 형성된 스크린(122)과,
상기 케이싱(127)의 상부에 장착된 공기탱크(129)와,
상기 배기관(111)과 공기탱크(129)에 연결되는 것으로서 상기 제어부(185)에 의해 유로가 변경되는 제어밸브(124)를 포함하고,
상기 제어부(185)는 상기 유속계(133)로부터 정격유속보다 큰 데이터값이 수신되면 상기 피치각을 조정하여 정상유속이 되도록 컨트롤하고, 상기 압력계(145)로부터 정격압력보다 큰 데이터값이 수신되면 상기 제어밸브(157)를 개방시켜 상기 축압기(163)에 공기를 저장시키므로 정상압력이 유지되도록 컨트롤하고, 상기 압력계(145)로부터 정지압력보다 큰 데이터값이 수신되면 상기 피치각을 조정하여 상기 블레이드(107)의 회전을 정지시키고, 상기 유속계(133)의 유속이 규정유속 이상이고 압력이 규정압력 이하이면 상기 제어밸브(124)를 구동시켜서 상기 케이싱(127)으로 연결된 유로를 차단하고 상기 공기탱크(129)로 유로를 개방시켜 공기가 유입시키도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 수질 개선 시스템 .
A tower 101 serving as a supporting function, and
an air pump 105 mounted on the upper end of the tower 101;
A blade 107 having a main shaft connected to the air pump 105 to rotate and having a pitch angle adjusted;
An exhaust pipe 111 connected to the air pump 105 and extending to the water;
an aeration device 125 connected to the end of the exhaust pipe 111 and submerged in water;
a flow meter 133 connected to the exhaust pipe 111 to sense the flow rate of the exhausted air;
a pressure gauge 145 connected to the exhaust pipe 111 to sense the pneumatic pressure of the exhausted air;
a control valve 157 connected to the exhaust pipe 111 and opened and closed by an electric signal;
an accumulator (163) connected to the control valve (157);
and a control unit 185 for receiving data values from the velocity gauge 133 and the pressure gauge 145, sending an electric signal to the control valve 157, opening and closing, and controlling the pitch angle of the blade 107,
The aeration device 125,
The casing 127 opened to one side as the air is concentrated, and
A screen 122 that is closed on the open side of the casing 127 and has a plurality of through holes to generate air bubbles while passing air;
an air tank 129 mounted on the upper part of the casing 127;
and a control valve 124 that is connected to the exhaust pipe 111 and the air tank 129 and whose flow path is changed by the control unit 185,
When a data value greater than the rated flow rate is received from the flow meter 133, the control unit 185 controls the pitch angle to be a normal flow rate, and when a data value greater than the rated pressure is received from the pressure gauge 145, the By opening the control valve 157 to store air in the accumulator 163, it is controlled so that the normal pressure is maintained, and when a data value greater than the stop pressure is received from the pressure gauge 145, the pitch angle is adjusted to adjust the blade Stop the rotation of 107, and when the flow rate of the flow rate meter 133 is greater than or equal to the specified flow rate and the pressure is less than or equal to the specified pressure, the control valve 124 is driven to block the flow path connected to the casing 127 and the air tank A water quality improvement system, characterized in that it is programmed to open the flow path to (129) and let air in.
제1항에 의한 수질 개선 시스템 의 제어 방법으로서,
상기 블레이드(107)가 풍력에 의해서 회전하게 하므로 상기 공기펌프(105)가 작동되어 상기 배기관(111)으로 공기가 압송되게 하고, 이로 인해서 상기 폭기장치(125)에서 기포가 발생하게 하는 구동단계(S)와,
상기 구동단계(S) 이후에, 상기 제어부(185)가 상기 유속계(133)로부터 데이터값을 수신하여, 정격유속이면 상기 블레이드(107)의 피치값이 유지되도록 하고, 정격유속보다 작으면 상기 피치값을 조정하여 상기 블레이드(107)의 회전수가 증속되도록 하고, 상기 정격유속보다 크면 상기 피치값을 조정하여 회전수가 감소하도록 한 후, 다시 상기 유속계(133)로부터 데이터값을 수신하여 정격유속과 비교하는 상기 단계를 반복하는 유속감지단계(T)와,
상기 구동단계(S) 이후에, 상기 제어부(185)가 상기 압력계(145)로부터 데이터값을 수신하여, 정격압력 이하이면 상기 제어밸브(157)를 폐색시키고, 정격압력보다 클 때에는 정지압력과 비교하여 작으면 상기 제어밸브(157)를 개방시켜서 상기 축압기(163)에 공기를 저장시키고, 정지압력보다 크면 상기 피치값을 조정하여 상기 블레이드(107)의 회전을 정지시키고 모든 프로세스를 정지시킨 후, 상기 구동단계(S)를 반복하고 모든 프로세스를 시작하는 압력감지단계(U)와,
상기 구동단계(S) 이후에, 상기 제어부(185)가 상기 압력계(145)로부터 데이터값을 수신하여, 최소압력 이하이면 상기 제어밸브(157)를 개방시켜서 공기를 공급하고, 다시 상기 데이터값을 상기 최소압력과 비교하는 과정을 반복하고, 상기 데이터값이 최소압력보다 크면 상기 제어밸브(157)를 폐색시키는 압력보충단계(W)와,
상기 구동단계(S) 이후에, 상기 제어부(185)는 상기 유속계(133)의 유속이 규정유속 이상이고 압력이 규정압력 이하이면 상기 제어밸브(124)를 구동시켜서 상기 케이싱(127)으로 연결된 유로를 차단하고 상기 공기탱크(129)로 유로를 개방시켜 공기가 유입시키는 폭기이상감지단계(K)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하는 수질 개선 시스템 의 제어 방법.
As a control method of the water quality improvement system according to claim 1,
Since the blade 107 is rotated by the wind power, the air pump 105 is operated to pressurize air to the exhaust pipe 111, thereby generating bubbles in the aerator 125. A driving step ( S) and
After the driving step (S), the control unit 185 receives the data value from the velocity meter 133, so that the pitch value of the blade 107 is maintained at the rated flow rate, and the pitch is smaller than the rated flow rate. Adjust the value so that the rotation speed of the blade 107 is increased, and if it is greater than the rated flow speed, the pitch value is adjusted to decrease the rotation speed, and then the data value is received from the anemometer 133 and compared with the rated flow speed A flow rate sensing step (T) of repeating the above steps,
After the driving step (S), the control unit 185 receives the data value from the pressure gauge 145 and closes the control valve 157 if the rated pressure is less than the rated pressure, and compares it with the stop pressure when the rated pressure is greater than the rated pressure. If it is small, the control valve 157 is opened to store air in the accumulator 163, and if it is greater than the stop pressure, the pitch value is adjusted to stop the rotation of the blade 107 and stop all processes. , a pressure sensing step (U) of repeating the driving step (S) and starting all processes,
After the driving step (S), the control unit 185 receives the data value from the pressure gauge 145, opens the control valve 157 to supply air when the pressure is less than the minimum pressure, and then receives the data value again. A pressure supplement step (W) of repeating the process of comparing with the minimum pressure and closing the control valve 157 when the data value is greater than the minimum pressure;
After the driving step (S), the control unit 185 drives the control valve 124 when the flow rate of the flow rate meter 133 is greater than or equal to the specified flow rate and the pressure is less than or equal to the specified pressure, and the flow path connected to the casing 127 . The control method of the water quality improvement system, characterized in that it comprises the aeration abnormality detection step (K) to block the air flow path to the air tank (129) to allow air to flow in (K).
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