KR20240047907A - 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호수 내의 물속에 있는 용존산소를 소비하면서 유기물을 분해하는 호기성 미생물과 함께 마이크로 버블을 발생시켜 호수 내의 물속의 용존산소량을 증대시키는 튜브식 산기관을 이용하되, 튜브식 산기관에 쌓인 오염물질을 청소하고, 호수 바닥에 적층된 오염물질을 마이크로 버블로 정화하는 기능을 가진 '호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치'에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 튜브식 산기관(40)의 상측에 배치되며, 튜브식 산기관(40)의 상면에 쌓인 이물질을 제거하는 청소수단(111)이 둘레에 형성되는 몸체(110)와. 몸체의 양단에 형성되는 축(120)과, 축의 일측에 고정되는 피니언기어(130)를 포함하는 롤러(100);와 각 축(120)에 관통되어 결합하며, 축이 회전하도록 지지하여 주는 지지대(200);와 지지대(200)의 일면과 결합되어, 에어콤프레셔(10)로부터 공기를 주입받아 지지대와 롤러가 전후방향 왕복 슬라이드 작동을 시키는 테이블 실린더(300); 및, 피니언기어(130)의 하측에서, 피니언기어의 치형과 맞물리도록 배치되며 튜브식 산기관(40)으로부터 위치가 고정되는 랙기어(400);를 포함하여, 롤러(100)가 테이블 실린더(300)에 의해 전후진시, 피니언기어(130)와 랙기어(400)의 맞물린 치형에 의해 롤러가 회전하며, 튜브식 산기관(40)의 상단에 적재된 이물질을 제거하는 것을 특징으로 한다.

Description

호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치{A lake water purifying apparaatus utilizing aerobic microorganisms and a tube type air diffuser}

본 발명은 호수 내의 물속에 있는 용존산소를 소비하면서 유기물을 분해하는 호기성 미생물과 함께 마이크로 버블을 발생시켜 호수 내의 물속의 용존산소량을 증대시키는 튜브식 산기관을 이용하되, 튜브식 산기관에 쌓인 오염물질을 청소하고, 호수 바닥에 적층된 오염물질을 마이크로 버블로 정화하는 기능을 가진 '호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치'에 관한 것이다.

마이크로 버블이란 직경이 ~50㎛ 이하인 기포를 의미하며, 일반적인 기포는 부력에의해 물 위로 부상하여 사라지지만, 마이크로 버블은 천천히 상승하여 내부기체가 물속에 서서히 용해되며 사라지게 되거나 물 위로 떠오르며, 이 과정에서 마이크로 버블이 음전하를 띄어 양전하를 띄는 오염물질을 흡착하여 제거하게 된다.

마이크로 버블을 발생시키기 위한 장치 및 방법으로는, 모터를 이용하여 기체와 액체를 교반시키거나, 벤츄리 형태를 사용하여 기체를 흡입하고, 불규칙한 유체의 흐름을 일으켜 혼합하는 이젝터를 활용한 방법 등이 있다.

그리고 본 발명과 관련된 방법으로 나노크기 단위의 다공성을 가진 판 혹은 멤브레인과 같은 기구를 통해 액체 속으로 기체를 넣어주는 방법이 있으며, 이와 관련된 선행기술로는 대한민국 등록특허 제10-1020804호 '오수 처리용 멤브레인 산기관의 이물질 제거 장치'가 개시되어 있다.

해당기술에서는 오수처리조들의 바닥면에 배치되는 산기관에 공기를 공급하는 공기공급용 이송관로의 소정위치에 기설정된 시간에 따라 제어되어 개폐되는 공기유동조절밸브를 구비하여, 공기압의 변동에 따른 멤브레인의 수축 및 팽창작용을 유도하여 멤브레인에 접착되는 이물질의 탈리작용을 유발하는 기술이 개시되어 있으나, 해당 기술은 멤브레인에 이끼나 점성을 지닌 이물질이 부착된 경우 멤브레인의 수축 팽창만으로 제거하기가 어려우며, 수압 또한 이물질이 탈리되기 어렵게 만들어 이를 실사용에 효과적이지 못할 우려가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1020804호 '오수 처리용 멤브레인 산기관의 이물질 제거 장치'

본 발명의 '호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치'는 튜브식 산기관을 이용하여 호수 속에 마이크로 버블을 공급하되, 튜브식 산기관의 상면에 적재되는 이물질을 확실하게 제거할 수 있는 수단을 마련하는 것이 주된 해경과제이다.

또한, 마이크로 버블이 호수 바닥에도 공급되도록 하여, 호수 바닥에 적층된 이물질이 마이크로 버블에 의해 정화되도록 하는 것이 다른 해결과제이다.

본 발명의 '호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치'는, 호수 주변의 땅에 설치되는 에어콤프레셔(10)로부터 내부에 공기를 주입받아 상측으로 발산하는 마이크로 버블을 생성하며, 호수 바닥(G)에 배치되는 튜브식 산기관(40);과, 호수에 인접한 땅 또는 호수에 부유하는 부유체 상에 배치되고, 호기성 미생물이 저장된 미생물 저장부;와 상기 미생물 저장부의 미생물을 호수로 투입하는 미생물 투입수단;을 포함하는 '호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치'에 있어서,

튜브식 산기관(40)의 상측에 배치되며, 튜브식 산기관(40)의 상면에 쌓인 이물질을 제거하는 청소수단(111)이 둘레에 형성되는 몸체(110)와. 몸체의 양단에 형성되는 축(120)과, 축의 일측에 고정되는 피니언기어(130)를 포함하는 롤러(100);와 각 축(120)에 관통되어 결합하며, 축이 회전하도록 지지하여 주는 지지대(200);와 지지대(200)의 일면과 결합되어, 에어콤프레셔(10)로부터 공기를 주입받아 지지대와 롤러가 전후방향 왕복 슬라이드 작동을 시키는 테이블 실린더(300); 및, 피니언기어(130)의 하측에서, 피니언기어의 치형과 맞물리도록 배치되며 튜브식 산기관(40)으로부터 위치가 고정되는 랙기어(400);를 포함하여,

롤러(100)가 테이블 실린더(300)에 의해 전후진시, 피니언기어(130)와 랙기어(400)의 맞물린 치형에 의해 롤러가 회전하며, 튜브식 산기관(40)의 상단에 적재된 이물질을 제거하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체(110) 둘레의 단면은 튜브식 산기관(40) 내부에 공기가 찬 상태에서, 튜브식 산기관(40)의 상면과 밀착되는 형태의 호로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 청소수단(111)은 음각 및 양각의 패턴으로 이루어진 무늬인 것을 특징으로 한다.

또한, 에어콤프레셔(10)로부터 내부에 공기를 주입받아 호수 바닥(G)을 향하여 마이크로 버블을 생성 및 발산하며, 호수 바닥(G)으로부터 일정거리 이격되어 배치되는 제2튜브식 산기관(500);과 호수 바닥(G)에 고정되는 지지부(610)와, 지지부의 상단에서 연장되어 제2튜브식 산기관의 상측에 배치되는 걸이부(620)와, 제2튜브식 산기관의 상단 테두리와 걸이부를 연결하되 유연성을 가지는 이음부재(630)를 포함하는 지지대(600);및, 제2튜브식 산기관의 테두리에 일정간격마다 배치되는 무게추(700);를 포함하며,

제2튜브식 산기관(500)에서 호수 바닥(G)을 향하여 마이크로 버블을 생성 및 발산할 시 반발력에 의하여 제2튜브식 산기관이 호수 바닥(G)과 마주보는 각도가 계속 변하도록 움직이는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 롤러(100)와 지지대(200), 테이블 실린더(300) 및 랙기어(400)의 구성으로, 호수 속에서 튜브식 산기관(40)의 상면에 적재되는 이끼나 흙, 모래 물고기의 배변과 같은 이물질을 제거하여 마이크로 버블이 원활히 생성되도록 한다.

또한, 제2튜브식 산기관(500)에서 호수 바닥(G)을 향하여 마이크로 버블을 생성 및 발산할 시 반발력에 의하여 제2튜브식 산기관이 호수 바닥(G)과 마주보는 각도가 계속 변하도록 움직이도록 하여, 마이크로 버블이 호수 바닥으로 확산하는 범위를 넓힐 수 있으며, 마이크로 버블이 호수 바닥에 적재된 오염물질을 정화하여 호수의 수질 개선을 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치의 에어콤프레셔와 이 에어콤프레셔에 호스를 통해 연결된 튜브식 산기관의 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 4는 도 1의 튜브식 산기관을 구성하는 튜브의 평면도이다.
도 5는 도 4의 B-B'선 단면도이다.
도 6은 도 1의 A부 확대도이다.
도 7은 도 6의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 8은 도 6의 C-C'선 단면도이다.
도 9는 도 1의 튜브식 산기관이 호수의 물 속 바닥에 설치되어 에어콤프레셔로부터 공급된 공기에 의해 튜브가 팽창된 것을 도시한 단면도이다.
도 10은 도 1의 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치의 호수에 부유하는 부유체 상에 미생물 저장탱크와 미생물 공급탱크 및 미생물 이동 및 분사부가 설치된 것을 도시하는 도면이다.
도 11은 도 1의 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치에 버블확산장치가 추가로 설치된 것을 도시하는 단면도이다.
도 12는 반원통형의 버블 포집부의 외주면측에서 비스듬하게 본 사시도이다.
도 13은 반원통형의 버블 포집부의 내주면측에서 비스듬하게 본 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의하여 롤러(100)와 지지대(200), 테이블 실린더(300) 및 랙기어(400)가 구성되는 사시도.
도 15는 도 14의 종단면도.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 의하여 제2튜브식 산기관(500)과 지지대(600) 및 무게추(700)가 구성되는 사시도.
도 17은 도 16의 사용상태도.

도 1 내지 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치는, 에어콤프레셔(10)와, 튜브식 산기관(40)과, 미생물 저장부와, 미생물 투입수단을 포함한다.

상기 에어콤프레셔(10)는, 압축된 공기를 공급하는 공급구에 일단부가 연결되고 타단부에 연결 배관(12)이 연결된 호스(11)를 구비하고 호수, 연못, 또는 저수지의 형태인 호수 주변의 땅에 설치되어 상기 호스(11)를 통해 공기를 공급한다.

상기 튜브식 산기관(40)은 튜브(20)와, 프레임(30)을 포함하는데, 상기 튜브(20)는 상기 호스(11)의 타단부에 연결된 주입구(21)와 상기 연결 배관(12)에 연결되어 에어콤프레셔(10)로부터 주입되는 공기가 내부의 빈 공간(S)에 충진되도록 서로 동일한 설정면적을 가지는 상부 튜브 몸체(22) 및 하부 튜브 몸체(23)와, 상기 상부 튜브 몸체(22)와 하부 튜브 몸체(23)의 외측 단부 부분 인접부가 열접착되어 형성되는 열접착부(24)를 포함하고, 상기 프레임(30)은 상기 열접착부(24)의 상면 및 하면에 접하도록 배치되어 볼트(B)와 너트(N)에 의해 상호 체결되어 결합되는 스테인레스 재질의 상부 프레임(31) 및 하부 프레임(32)과 상기 하부 프레임(32)의 하면에 하부 프레임(32)에 대해 양단부가 횡방향으로 돌출되게 횡방향으로 결합되되 돌출된 양단부 인접부에 호수 바닥(G)에 결합되는 앵커(34)가 관통될 수 있는 수직 관통홀(33h)이 형성된 스테인레스 재질의 횡 프레임(33)을 포함한다.

위와 같이 상부 튜브 몸체(22) 및 하부 튜브 몸체(23)는 서로 동일한 설정면적을 가지고 있어서 상기 호스(11)의 타단부에 연결된 주입구(21)와 상기 연결 배관(12)에 연결되어 에어콤프레셔(10)로부터 주입되는 공기가 내부의 빈 공간(S)에 충진되어 충진되는 공기의 압력에 의해 상부 튜브 몸체(22)는 어떤 팽창제한 부품도 없어서 방사상으로 팽창할 수 있지만 하부 튜브 몸체(23)는 상기 횡 프레임(33)에 의해 방사상 팽창이 저지되므로 팽창되지 않는다. 또한, 상부 프레임(31) 및 하부 프레임(32)과 횡 프레임(33)이 모두 스테인레스 재질로 구성되어 호수 내의 물 속에 튜브식 산기관(40)이 투입되었을 때 물의 부력을 이기고 호수 내의 물 속에 가라앉아 호수의 바닥에 안착될 수 있고, 투입되어 안착된 튜브식 산기관(40)에 에어콤프레셔(10)로부터 공기가 주입되어 상부 튜브 몸체(22)가 방사상으로 팽창되었을 때에도 상부 튜브 몸체(22) 내의 주입 및 충전된 공기의 부력에 의한 튜브식 산기관(40)의 상승을 상기 스테인레스 재질 자체의 무게로 1차적으로 저지하는 것이 가능하다. 더욱이, 스테인레스 재질의 횡 프레임(33)은 돌출된 양단부 인접부에 호수 바닥(G)에 결합되는 앵커(34)가 관통될 수 있는 수직 관통홀(33h)이 형성되어 있어서 수직 관통홀(33h)을 통해 앵커(34)를 관통시켜 호수 바닥(G)에 결합되게 할 수 있음으로써 상부 튜브 몸체(22) 내의 주입 및 충전된 공기의 부력에 의한 튜브식 산기관(40)의 상승을 호수 바닥(G)에 대한 상기 앵커(34)의 결합력으로 2차적으로 저지하는 것이 가능하다. 또한, 상기 열접착부(24)가 상부 튜브 몸체(22)와 하부 튜브 몸체(23)의 외측 단부 부분 인접부가 열접착되어 형성되어 있기 때문에 스테인레스 재질의 상부 프레임(31) 및 하부 프레임(32)이 열접착부(24)의 상면 및 하면에 접하도록 배치되어 볼트(B)와 너트(N)에 의해 상호 체결되어 결합되어 열접착부(24)에 구멍이 형성되는 경우에도 형성된 구멍을 통해 상부 튜브 몸체(22) 내의 주입 및 충전된 공기가 누출되지 않는다.

상기 미생물 저장부는 호수에 인접한 땅 또는 호수에 부유하는 부유체 상에 배치되고, 호기성 미생물이 저장되어 있고, 상기 미생물 투입수단은 호수에 인접한 땅 또는 호수에 부유하는 부유체 상에 배치되고, 상기 미생물 저장부의 미생물을 호수로 투입한다. 이로써 호기성 미생물이 미생물 저장부에 저장되었다가 미생물 투입수단에 의해 호수로 투입될 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 미생물 저장부는 호수에 부유하는 부유체 상에 배치되고 호기성 미생물이 저장된 미생물 저장탱크(50)이고, 상기 미생물 투입수단은, 부유체 상에서 상기 미생물 저장탱크(50)의 미생물 공급구에 연결되어 있는 미생물 공급탱크(60);와 상기 미생물 공급탱크(60)로부터 공급되는 호기성 미생물이 이동되는 미생물 배관(71)과, 상기 미생물 배관(71)에 연결되어 호기성 미생물을 호수로 분사하는 분사노즐(72)을 포함하는 미생물 이동 및 분사부(70)를 포함한다. 위 구성에 따르면 미생물 저장탱크(50)가 호수에 부유하는 부유체 상에 배치되고 호기성 미생물이 저장되어 있으며, 미생물 공급탱크(60)에서 호기성 미생물이 공급되어 미생물 배관(71)을 통해 이동되어 분사노즐(72)을 통해 분사될 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 상기 미생물 저장부는 호수에 인접한 땅 위에 배치되고 호기성 미생물이 저장된 미생물 저장탱크(50)이고, 상기 미생물 투입수단은, 호수에 인접한 땅 위에서, 상기 미생물 저장탱크(50)의 미생물 공급구에 연결되어 있는 미생물 공급탱크(60);와 상기 미생물 공급탱크(60)로부터 공급되는 호기성 미생물이 이동되는 미생물 배관(71)과, 상기 미생물 배관(71)에 연결되어 호기성 미생물을 호수로 분사하는 분사노즐(72)을 포함하는 미생물 이동 및 분사부(70)를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 미생물 저장탱크(50)가 호수에 인접한 땅 위에 배치되고 호기성 미생물이 저장되어 있으며, 호수에 인접한 땅 위에서, 미생물 공급탱크(60)에서 호기성 미생물이 공급되어 미생물 배관(71)을 통해 이동되어 분사노즐(72)을 통해 분사될 수 있다.

상기 상부 튜브 몸체(22)는, 상기 에어콤프레셔(10)로부터 호스(11)와 주입구(21)를 통해 공급된 공기가 충전되어 상부 튜브 몸체(22)와 하부 튜브 몸체(23) 사이의 빈 공간(S) 내의 압력 증가시 충전 및 압력 증가된 공기가 상부 튜브 몸체(22)의 외부로 배출되면서 마이크로 버블을 생성하도록, 상호 연통되는 마이크로 크기의 복수의 마이크로 포어(micropores)(22ah)가 형성되어 내측에 배치되어 있는 제1 내측 튜브 몸체(22a)와, 격자형으로 배치된 복수의 관통구(22bh)를 형성하고 제1 내측 튜브 몸체(22a)의 외주면에 열접착되어 있는 제1 외측 튜브 몸체(22b)를 포함하며, 상기 하부 튜브 몸체(23)는, 내측에 배치되어 있고 기공이 미형성된 제2 내측 튜브 몸체(23a)와, 제2 내측 튜브 몸체(23a)의 외주면에 열접착되어 있고 기공이 미형성된 제2 외측 튜브 몸체(23b)를 포함한다.

상기 구성에 따르면, 제2 내측 튜브 몸체(23a)는 내측에 배치되어 있고 기공이 미형성되어 있으며, 제2 외측 튜브 몸체(23b)는 제2 내측 튜브 몸체(23a)의 외주면에 열접착되어 있고 기공이 미형성되어 있기 때문에 튜브(20) 내부의 공기가 하부 튜브 몸체(23)를 통해서는 누출되지 못하지만, 제1 내측 튜브 몸체(22a)는 상호 연통되는 마이크로 크기의 복수의 마이크로 포어(micropores)(22ah)가 형성되어 내측에 배치되어 있으며, 제1 외측 튜브 몸체(22b)는 격자형으로 배치된 복수의 관통구(22bh)를 형성하고 제1 내측 튜브 몸체(22a)의 외주면에 열접착되어 있기 때문에 튜브(20) 내부의 공기, 즉 상부 튜브 몸체(22)와 하부 튜브 몸체(23) 사이의 빈 공간(S) 내의 공기가 상부 튜브 몸체(22)를 통해서는 외부로 누출될 수 있으며 누출되는 과정에서 마이크로 크기의 복수의 마이크로 포어(22ah)를 통과한 후 다시 복수의 관통구(22bh)를 통과하면서 마이크로 크기의 마이크로 버블이 생성되면서 외부로 누출된다. 또한, 상부 튜브 몸체(22)가 상호 연통되는 마이크로 크기의 복수의 마이크로 포어(micropores)(22ah)가 형성되어 내측에 배치되어 있는 제1 내측 튜브 몸체(22a)만으로 형성되어 있을 경우 형성된 복수의 마이크로 포어(22ah)로 인하여 튜브(20) 내에 공기 주입 및 충전시에 강도가 약해지게 되어 찢어지거나 파열될 우려가 있지만, 제1 외측 튜브 몸체(22b)가 격자형으로 배치된 복수의 관통구(22bh)를 형성하고 제1 내측 튜브 몸체(22a)의 외주면에 열접착되어 있기 때문에 제1 내측 튜브 몸체(22a)의 강도 약화로 인한 상기 찢어짐이나 파열의 우려를 방지할 수 있다.

도 11은 도 1의 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치에 버블확산장치가 추가로 설치된 것을 도시하는 단면도이고, 도 12는 반원통형의 버블 포집부의 외주면측에서 비스듬하게 본 사시도이며, 도 13은 반원통형의 버블 포집부의 내주면측에서 비스듬하게 본 사시도이다.

상기 미생물저장탱크(50)에 저장된 상기 미생물은 바실러스 서브틸리스(bacillus subtillis), 바실러스 아밀로리퀴페시언스(bacillus amyloiquefaciens), 바실러스 푸밀루스(bacillus pumilus), 및 바실러스 리체니포르미스(bacillus licheniformis)를 포함한다. 이들 바실러스 서브틸리스(bacillus subtillis), 바실러스 아밀로리퀴페시언스(bacillus amyloiquefaciens), 바실러스 푸밀루스(bacillus pumilus), 및 바실러스 리체니포르미스(bacillus licheniformis)는 호기성 미생물이므로 호수 내의 물 속에서 튜브식 산기관(40)에 의해 발생되는 마이크로 버블이 용존되어 있는 용존산소를 이용하여 증식되어 호수의 수질을 정화할 수 있다.

복수의 상기 마이크로 포어(22ah)는 상호 연통되는 100 ㎛ 미만의 마이크로 크기로 형성되어 있다. 이와 같이 마이크로 포어(22ah)는 상호 연통되는 100 ㎛ 미만의 마이크로 크기로 형성되어 있기 때문에 마이크로 포어(22ah)를 통과하여 호수 내의 물 속으로 배출되는 공기의 크기도 100 ㎛ 미만의 마이크로 크기로 형성되면서 마이크로 버블을 형성하게 된다.

상기 상부 튜브 몸체(22)와 하부 튜브 몸체(23)는 폴리우레탄(polyourethane)으로 구성되어 있다. 이러한 폴리우레탄은 거품 구조를 가지기 때문에 탄성이 있고 견고하며 가벼운 특성을 가지고 있으므로, 내파열성이 있어 상부 튜브 몸체(22)와 하부 튜브 몸체(23)로 구성되는 튜브(20) 내부에 공기가 주입 및 충전되어 팽창되어 압력을 받았을 때에도 찢어지는 것이 방지된다.

또한, 도 11 내지 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치는, 상기 하부 프레임(32)에 대해 횡방향으로 돌출된 상기 횡 프레임(33)의 양단부 인접부에서 수직 상방으로 연장되게 설치된 복수의 연결봉(93)과, 상기 연결봉(93)의 상단에 연결되어 연결봉(93)에 의해 지지되며, 상기 마이크로 포어(22ah)로부터 위로 배출되는 마이크로 버블을 포집하도록 위로 볼록한 반원통형으로 이루어지고 복수의 관통구멍을 형성하는 버블 포집부(91)와, 상기 버블 포집부(91)의 복수의 관통구멍과 연통하는 중공부를 형성하도록 버블 포집부(91)에 설치되어 있는 복수의 버블 확산관(92)을 포함하는 버블확산장치(90)를 더 포함하고, 복수의 상기 버블 확산관(92)은 버블 포집부(91)의 외주면 중 복수의 관통구멍(91h)이 형성된 지점의 접선에 수직한 방향을 향하도록 배치되어 있다.

위와 같이 버블 포집부(91)가 하부 프레임(32)에 대해 횡방향으로 돌출된 상기 횡 프레임(33)의 양단부 인접부에서 수직 상방으로 연장되게 설치된 복수의 연결봉(93)의 상단에 연결되어 연결봉(93)에 의해 지지되어 있으므로 튜브(20)의 상측에서 간격을 유지한 상태로 배치될 수 있다. 또한, 버블 포집부(91)는 위로 볼록한 반원통형으로 이루어지고 복수의 관통구멍을 형성하고 있으므로 상기 마이크로 포어(22ah)로부터 위로 배출되는 마이크로 버블을 포집하여 복수의 관통구멍(91h)으로 배출할 수 있다. 또한, 복수의 버블 확산관(92)은 버블 포집부(91)의 복수의 관통구멍과 연통하는 중공부를 형성하도록 버블 포집부(91)에 설치되어 있으므로 버블 포집부(91)에서 포집되어 복수의 관통구멍(91h)을 통해 배출되는 마이크로 버블이 버블 확산관(92)의 중공부를 통해 외부로 배출될 수 있다. 더욱이 복수의 상기 버블 확산관(92)은 버블 포집부(91)의 외주면 중 복수의 관통구멍(91h)이 형성된 지점의 접선에 수직한 방향을 향하도록 배치되어 있기 때문에 버블 확산관(92)의 중공부를 통해 외부로 배출되는 마이크로 버블이 반원통형인 버블 포집부(91)로부터 방사상으로 분산되게 배출될 수 있어 호수의 물 속 전체로 배출되는 마이크로 버블이 확산될 수 있다.

도 12, 13에서는 복수의 버블 확산관(92)이 버블 포집부(91)의 외주면에서 복수 열로 형성되되 각 열 사이의 간격이 광폭인 것으로 도시되어 있으나 이는 설명을 위한 것일 뿐이고 실제로는 각 열 사이의 간격이 협폭으로 형성되어 중간에 있는 버블 확산관(92)이 그 전후 좌우에 있는 버블 확산관(92)과 이루는 간격을 있는 가상의 선이 직사각형을 이루는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 도 12, 13과 같은 간격으로 배치되어도 무방하다.

다른 실시 예로써, 도 14 및 15와 같이, 본 발명은 호수 속에서 튜브식 산기관(40)의 상면에 적재되는 이끼나 흙, 모래 물고기의 배변과 같은 이물질을 제거하여 마이크로 버블이 원활히 생성되도록 하며, 이를 위한 구성으로 롤러(100)와 지지대(200), 테이블 실린더(300) 및 랙기어(400)가 구비된다.

롤러(100)는 튜브식 산기관(40)의 상측에 배치되며, 튜브식 산기관(40)의 상면에 쌓인 이물질을 제거하는 청소수단(111)이 둘레에 형성되는 몸체(110)와. 몸체의 양단에 형성되는 축(120)과, 축의 일측에 고정되는 피니언기어(130)를 포함한다.

지지대(200)는 각 축(120)에 관통되어 결합하며, 축이 회전 가능하도록 지지하며, 테이블 실린더(300)는 지지대(200)의 일면과 결합되어, 에어콤프레셔(10)로부터 공기를 주입받아 지지대와 롤러가 전후방향 왕복 슬라이드 작동을 시킨다.

그리고 랙기어(400)는 피니언기어(130)의 하측에서, 피니언기어의 치형과 맞물리도록 배치되며 튜브식 산기관(40)으로부터 위치가 고정된다.

위 구성으로 롤러(100)가 테이블 실린더(300)에 의해 전후진시, 피니언기어(130)와 랙기어(400)의 맞물린 치형에 의해 롤러가 회전하며, 튜브식 산기관(40)의 상단에 적재된 이물질을 제거한다.

몸체(110) 둘레의 단면은 튜브식 산기관(40) 내부에 공기가 찬 상태에서, 튜브식 산기관(40)의 상면과 밀착되는 형태의 호로 이루어져, 몸체(110)의 둘레에 형성된 청소수단(111)이 튜브식 산기관(40)의 상면에 적재된 이물질을 제거하기 용이한 구조를 가진다.

위 청소수단(111)은 몇 가지의 형태로 이루어질 수 있으며, 한 일례로는 음각 및 양각의 패턴으로 이루어진 무늬로 형성되며, 이러한 무늬는 음각과 양각에 의한 단차에 의해 마찰계수을 가지게 된다.

이와 같은 구조에서 롤러(100)가 회전하며 전후방향 이동하면 튜브식 산기관(40)의 상면에 적재된 이물질과 청소수단(111) 사이에 마찰력이 발생하고, 청소수단(111)이 이물질을 튜브식 산기관(40)으로부터 떼어내게 된다.

청소수단(111)의 다른 일례로는 합성수지 재질의 모로 이루어진 브러쉬 형태를 가질 수 있으나, 변형에 의한 복원력이 사용 시간이 지남에 따라 줄어들어 내구성이 취약한 단점이 있다.

또 다른 실시 예로써, 도 16 및 17와 같이, 본 발명은 호수 바닥(G)을 향하여 마이크로 버블을 생성 및 발산하여, 호수 바닥 위에 적재된 오염물질을 정화하되 넓은 확산 범위를 가질 수 있도록 하며, 이를 위한 구성으로 제2튜브식 산기관(500)과 지지대(600) 및 무게추(700)가 구비된다.

제2튜브식 산기관(500)은 에어콤프레셔(10)로부터 내부에 공기를 주입받아 호수 바닥(G)을 향하여 마이크로 버블을 생성 및 발산하며, 호수 바닥(G)으로부터 일정거리 이격되어 배치된다.

지지대(600)는 호수 바닥(G)에 고정되는 지지부(610)와, 지지부의 상단에서 연장되어 제2튜브식 산기관의 상측에 배치되는 걸이부(620)와, 제2튜브식 산기관의 상단 테두리와 걸이부를 연결하되 유연성을 가지는 이음부재(630)를 포함한다.

무게추(700)는 제2튜브식 산기관의 테두리에 일정간격마다 배치되어, 제2튜브식 산기관이 부력에 의해 떠오르지 못하게 한다.

제2튜브식 산기관(500)에서 호수 바닥(G)을 향하여 마이크로 버블을 생성 및 발산할 시 반발력에 의하여 제2튜브식 산기관이 호수 바닥(G)과 마주보는 각도가 계속 변하도록 움직이도록 하여, 마이크로 버블이 호수 바닥으로 확산하는 범위를 넓힐 수 있으며, 마이크로 버블이 호수 바닥에 적층된 오염물질을 정화하여 호수의 수질 개선을 하게 된다.

10 : 에어콤프레셔 11 : 호스
12 : 연결 배관 20 : 튜브
21 : 주입구 22 : 상부 튜브 몸체
22a : 제1 내측 튜브 몸체 22ah : 마이크로 포어
22b : 제1 외측 튜브 몸체 22bh : 관통구
23 : 하부 튜브 몸체 23a : 제2 내측 튜브 몸체
23b : 제2 외측 튜브 몸체 24 : 열접착부
30 : 프레임 31 : 상부 프레임
32 : 하부 프레임 33 : 횡 프레임
33h : 수직 관통홀 34 : 앵커
40 : 튜브식 산기관 50 : 미생물 저장탱크
60 : 미생물 공급탱크 70 : 미생물 이동 및 분사부
71 : 미생물 배관 72 : 분사노즐
90 : 버블확산장치 91 : 버블 포집부
91h : 관통구멍 92 : 버블 확산관
93 : 연결봉 B : 볼트
G : 호수 바닥 N : 너트
S : 빈 공간
100 : 롤러 200 : 지지대
300 : 테이블 실린더 400 : 랙기어
500 : 제2튜브식 산기관 600 : 지지대
700 : 무게추

Claims (4)

1. 호수 주변의 땅에 설치되는 에어콤프레셔(10)로부터 내부에 공기를 주입받아 상측으로 발산하는 마이크로 버블을 생성하며, 호수 바닥(G)에 배치되는 튜브식 산기관(40);과, 호수에 인접한 땅 또는 호수에 부유하는 부유체 상에 배치되고, 호기성 미생물이 저장된 미생물 저장부;와 상기 미생물 저장부의 미생물을 호수로 투입하는 미생물 투입수단;을 포함하는 '호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치'에 있어서,
   튜브식 산기관(40)의 상측에 배치되며, 튜브식 산기관(40)의 상면에 쌓인 이물질을 제거하는 청소수단(111)이 둘레에 형성되는 몸체(110)와. 몸체의 양단에 형성되는 축(120)과, 축의 일측에 고정되는 피니언기어(130)를 포함하는 롤러(100);
   각 축(120)에 관통되어 결합하며, 축이 회전 가능하도록 지지하여 주는 지지대(200);
   지지대(200)의 일면과 결합되어, 에어콤프레셔(10)로부터 공기를 주입받아 지지대와 롤러가 전후방향 왕복 슬라이드 작동을 시키는 테이블 실린더(300); 및,
   피니언기어(130)의 하측에서, 피니언기어의 치형과 맞물리도록 배치되며 튜브식 산기관(40)으로부터 위치가 고정되는 랙기어(400);
   를 포함하여,
   롤러(100)가 테이블 실린더(300)에 의해 전후진시, 피니언기어(130)와 랙기어(400)의 맞물린 치형에 의해 롤러가 회전하며, 튜브식 산기관(40)의 상단에 적재된 이물질을 제거하는 것 을 특징으로 하는 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 몸체(110)의 둘레 단면은 튜브식 산기관(40) 내부에 공기가 찬 상태에서, 튜브식 산기관(40)의 상면과 밀착되는 형태의 호로 이루어지는 것을 특징으로 하는 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 청소수단(111)은 음각 및 양각의 패턴으로 이루어진 무늬인 것을 특징으로 하는 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   에어콤프레셔(10)로부터 내부에 공기를 주입받아 호수 바닥(G)을 향하여 마이크로 버블을 생성 및 발산하며, 호수 바닥(G)으로부터 일정거리 이격되어 배치되는 제2튜브식 산기관(500);
   호수 바닥(G)에 고정되는 지지부(610)와, 지지부의 상단에서 연장되어 제2튜브식 산기관의 상측에 배치되는 걸이부(620)와, 제2튜브식 산기관의 상단 테두리와 걸이부를 연결하되 유연성을 가지는 이음부재(630)를 포함하는 지지대(600); 및,
   제2튜브식 산기관의 테두리에 일정간격마다 배치되는 무게추(700);
   를 포함하며,
   제2튜브식 산기관(500)에서 호수 바닥(G)을 향하여 마이크로 버블을 생성 및 발산할 시 반발력에 의하여 제2튜브식 산기관이 호수 바닥(G)과 마주보는 각도가 계속 변하도록 움직이는 것을 특징으로 하는 호기성 미생물과 튜브식 산기관을 이용한 호수 수질개선장치.