KR101371263B1 - 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물의 순환이 원활하게 이루어지지 않는 폐쇄된 연못, 하천, 저수지, 호수, 바다 등에 설치되어 물의 순환을 강제로 이루어지게 함으로써 수질정화와 함께 녹조 및 적조의 발생을 억제할 수 있도록 구성되는 물순환 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 표층과 중층, 저층의 물을 동시에 순환시키지 못하여 물의 순환 효율이 감소하는 동시에 정화효과가 미비한 단점이 있었던 종래의 물순환장치들의 문제점을 해결하기 위해, 자연에너지인 태양광을 구동전력으로 이용하여 표층부의 회전부력부와 중층부의 수중 회전날개를 함께 회전시켜 표층과 중층의 물을 보다 원활하게 순환시키도록 구성됨으로써, 수질정화 효과를 극대화하는 동시에 및 적조의 발생을 방지할 수 있도록 구성되는 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치가 제공된다.

Description

수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치{Double spin water circulation system for water puryfication and preventing green algae and red tide occurrence}

본 발명은 수질정화 및 녹조와 적조의 발생을 억제하기 위하여 인공적으로 물을 순환시키기 위한 물순환장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, 물의 순환이 원활하게 이루어지지 않는 폐쇄된 연못, 하천, 저수지, 호수, 바다 등에 환경에 대한 영향이나 설치장소에 구애받지 않고 설치 가능하도록 하기 위해, 자연에너지인 태양광을 구동전력으로 이용하여 구동모터가 설치되는 부력부와 수중의 회전날개를 함께 회전시키는 것에 의해 표층 및 중층의 물을 골고루 순환시킴으로써 수질정화 효과 및 녹조, 적조발생 방지효과를 극대화할 수 있도록 구성되는 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치에 관한 것이다.

일반적으로, 호수나 저수지 또는 보의 경우, 제방을 설치함으로 인해 물의 흐름이 막히게 되고 물이 정체되는 기간이 길어지면서, 부유물질이 수중으로 가라앉게 되고, 그로 인해, 투광층 아래쪽은 산소량이 적어지면서 부영양화가 진행되게 된다.

또한, 물의 정체기간이 길어질수록 용존 산소량이 줄어들어 수질오염을 초래하게 되는 문제도 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래, 예를 들면, 대한민국 등록특허공보 제10-1081520호, 등록특허공보 제10-1048970호 및 등록특허공보 제10-1280011호 등에 따르면, 수상에 설치되는 물순환장치에 대한 기술이 공개되어 있다.

여기서, 상기한 바와 같은 종래의 물순환장치의 경우, 일반적으로, 여러 개의 부력통을 부착하도록 구성됨으로 인해 부력통의 파손시 한쪽으로 기울어져 효과가 감소되는 문제가 있다.

또한, 상기한 바와 같은 종래의 물순환장치들은, 일반적으로, 저층의 물을 표층으로 끌어올리기 위해 파이프를 사용하여 물을 순환시키도록 구성됨으로 인해 물의 순환 효율이 감소하며, 아울러, 이를 해결하기 위해, 미생물 제제나 화학성분 또는 미세 기포 발생장치 등을 별도로 구비하여 수질을 정화하도록 구성되어 있으나, 실제로는, 그로 인한 정화효과는 미비하다는 문제도 있는 것이었다.

더욱이, 상기한 바와 같은 종래의 물순환장치들은, 일반적으로, 표층에서만 물을 순환시키는 데 그치는 한계가 있는 것이었다.

따라서 상기한 바와 같은 종래기술의 물순환장치의 문제점들을 해결하기 위하여는, 표층과 중층의 물을 함께 순환시킴으로써 수질정화와 녹조 및 적조 발생의 억제가 동시에 가능하도록 구성되는 새로운 물순환 시스템을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다.

[선행기술문헌]

1. 등록특허공보 제10-1280011호(2013.06.24.)

2. 등록특허공보 제10-1081520호(2011.11.02.)

3. 등록특허공보 제10-1048970호(2011.07.06.)

4. 등록특허공보 제10-1034651호(2011.05.04.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 물의 순환이 원활하게 이루어지지 않는 폐쇄된 연못, 하천, 저수지, 호수, 바다 등에 환경에 대한 영향이나 설치장소에 구애받지 않고 설치 가능하도록, 자연에너지인 태양광을 구동전력으로 이용하여 구동모터가 설치되는 부력부와 수중의 회전날개를 함께 회전시키는 것에 의해 표층과 중층의 물순환 효과를 극대화시킬 수 있도록 구성됨으로써, 수질정화 효과를 극대화하는 동시에, 물속에 산소를 공급하여 부영양화를 방지하여 녹조 및 적조의 발생을 방지할 수 있도록 구성되는 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 물의 순환이 원활하게 이루어지지 않는 폐쇄된 연못, 하천, 저수지, 호수, 바다 등에 환경에 대한 영향이나 설치장소에 구애받지 않고 설치 가능하도록 하기 위해, 자연에너지인 태양광을 구동전력으로 이용하여 구동모터가 설치되는 부력부와 수중의 회전날개를 함께 회전시키는 것에 의해 수질정화 효과 및 녹조, 적조발생 방지효과를 극대화할 수 있도록 구성되는 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치에 있어서, 부력을 유지하기 위한 부력체를 내부에 포함하여 수면 위에 위치되는 회전부력부; 및 상기 회전부력부의 이탈을 방지하고 설치위치를 유지하기 위한 고정 프레임을 포함하여 구성되고, 상기 회전부력부는, 상기 회전부력부를 회전시키기 위한 구동모터, 전원모듈, 제어모듈 및 복수의 구동기어가 설치된 기어박스를 포함하여 상기 회전부력부의 상면에 설치되는 구동모터부; 상기 구동모터부에 전원을 공급하기 위해 상기 회전부력부의 상부에 설치되는 태양광 발전모듈; 상기 태양광 발전모듈을 지지하기 위해 상기 회전부력부의 상면에 설치되는 복수의 지지프레임; 상기 회전부력부와 일체로 설치되는 회전판; 상기 회전부력부 아래쪽의 수중에 설치되어 상기 회전부력부와 동시에 회전되는 수중 회전날개; 및 상기 회전부력부의 중앙에 형성된 축구멍을 통해 삽입되어 상기 구동모터부와 상기 수중 회전날개를 연결하기 위한 구동축을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치가 제공된다.

여기서, 상기한 물순환장치는, 상기 고정프레임을 고정하기 위해 바닥면에 설치되는 고정부; 및 상기 고정프레임과 상기 고정부를 연결하는 체인 또는 와이어를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전부력부는, 아연도금 철판, 스테인레스 강판, PE 또는 합성수지를 포함하는 재질 중 적어도 하나를 사용하여 제작되고, 상기 부력체는, 발포폴리에틸렌이나 발포우레탄을 포함하는 발포 합성수지를 이용하여 제작되어 상기 회전부력부의 내부에 설치됨으로써, 보조 부력부의 역할을 하는 동시에, 상기 회전부력부의 파손시 상기 구동모터부와 상기 태양광 발전모듈을 보호하고 상기 물순환장치의 유실을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 구동모터부는, 상기 태양광 발전모듈로부터 전력을 공급받아 상기 구동모터를 구동하고, 상기 기어박스에 설치되는 복수의 구동기어 및 상기 구동축에 의해 상기 회전부력부와 상기 수중 회전날개를 함께 회전시킴으로써, 상기 회전부력부에 일체로 설치된 회전판 및 상기 수중 회전날개에 의해 표층부와 중층부 사이의 물순환이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 구동모터부는, 상기 기어박스에 설치되는 상기 구동기어에 의해 상기 회전부력부와 상기 수중 회전날개를 동일한 방향, 또는, 서로 다른 방향으로 회전시키도록 구성되며, 상기 구동모터부에 설치되는 상기 구동기어들의 기어비를 조절하여 상기 회전부력부와 상기 수중 회전날개의 회전량을 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정프레임은, 상기 고정프레임의 상하 표면에 둘레를 따라 미리 정해진 일정 높이로 돌출되어 형성되는 돌출부; 및 상기 고정프레임의 측면에 형성되는 복수의 연결고리를 포함하여, 상기 회전부력부의 직경보다 큰 원형의 고리 형태로 형성되어 내측에 상기 회전부력부를 위치시키고 측면에 형성된 상기 연결고리에 상기 체인을 걸어서 상기 고정부와 연결함으로써 상기 회전부력부의 이탈을 방지하도록 구성되며, 상기 회전부력부는, 상기 회전부력부의 측면에 설치되어 상기 고정프레임의 상기 돌출부에 각각 맞물려 회전되는 복수의 롤러를 더 포함하여 구성됨으로써, 상기 회전부력부의 회전이 원활하게 이루어지도록 하는 동시에 이탈을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 고정프레임은, 가시성을 높이기 위해 야광색으로 도색되거나, 태양광등이 설치되거나, 또는, 보조 부유체를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 태양광 발전모듈은, 수면과 평행하게 설치되거나, 또는, 태양광의 평균 입사각을 고려하여 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물순환장치는, 상기 태양광 발전모듈 대신에 배터리나 축전지, 또는, 외부 전원을 이용하여 상기 구동모터부를 구동하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 지지프레임은, 아연도금 각관 또는 스테인레스 각관으로 형성되어 상기 회전부력부의 상면에 수직 방향으로 복수 개 설치됨으로써 상기 태양광 발전모듈을 지지하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 회전판은, 스테인레스강이나 플라스틱 소재를 이용하여 끝부분이 'ㄱ'자 형태로 절곡되어 회전방향을 향하도록 미리 정해진 일정 크기로 형성되어, 상기 회전부력부의 측면 및 하면 중 적어도 하나에 물 위로 일부분이 돌출하도록 수직방향으로 복수 개 설치되고, 상기 구동모터부에 의해 상기 회전부력부와 일체로 회전됨으로써 표층부의 물을 순환시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동축은, 수심에 따라 길이가 다르게 설정되어 상기 구동모터에 연결되는 상기 구동기어에 의해 상기 회전부력부와 함께 회전되도록 구성되고, 상기 수중 회전날개는, 수심에 따라 설치위치가 다르게 설정되어 상기 구동축의 하단 부분에 적어도 하나 이상 또는 대칭이 되도록 설치되며, 상기 구동축 상에서 설치위치를 상하로 이동시킨 후 고정이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 고정부는, 콘크리트를 포함하는 재질을 이용하여 수중의 바닥에 설치됨으로써 자체 중량에 의해 상기 회전부력부가 수류에 의해 이동하는 것을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 물순환장치는, 상기 회전부력부가 회전하며 바람이나 조류 또는 상기 수중회전날개의 회전력에 의해 수면 위에서 움직일 수 있는 면적을 지정하여 상기 물순환장치가 미리 정해진 일정 범위의 공간 내에서 부유하도록 하기 위해, PE 파이프, 또는, 상기 회전부력부가 회전하며 부딪힐 때 상기 회전부력부에 파손을 주지 않는 동시에 부력이 있어 부유가 가능한 재질을 이용하여 형성되어 상기 고정프레임의 외측에 설치되는 외부프레임을 더 포함하여 구성되고, 상기 외부프레임에 형성된 복수의 외부프레임 연결고리에 각각 상기 체인을 연결하여 바닥면에 설치되는 각각의 고정부에 고정되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 외부프레임은, 식물 식재가 가능한 부력체를 이용하여 구성됨으로써, 식재된 식물의 뿌리에 의해 영양염류를 제거할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물순환장치는, 외부에서 리모콘을 통해 상기 구동모터부의 구동이 가능하도록 리모콘 수신부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 물의 순환이 원활하게 이루어지지 않는 폐쇄된 연못, 하천, 저수지, 호수, 바다 등에 환경에 대한 영향이나 설치장소에 구애받지 않고 설치 가능하도록 자연에너지인 태양광을 구동전력으로 이용하여 구동모터가 설치되는 부력부와 수중의 회전날개를 함께 회전시키는 것에 의해 표층과 중층의 물순환 효과를 극대화시킬 수 있도록 구성됨으로써, 수질정화 효과를 극대화하는 동시에, 물속에 산소를 공급하여 부영양화를 방지하여 녹조 및 적조의 발생을 방지할 수 있도록 구성되는 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치가 제공됨으로써, 종래의 장치들에 비해 물순환 및 정화효과를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치의 회전부력부의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 고정프레임의 돌출부와 롤러의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.

또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.

아울러, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는, 설명을 간략히 하기 위해 동일한 참조부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.

즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 물의 순환이 원활하게 이루어지지 않는 폐쇄된 연못, 하천, 저수지, 호수, 바다 등에 환경에 대한 영향이나 설치장소에 구애받지 않고 설치 가능하도록, 자연에너지인 태양광을 구동전력으로 이용하여 구동모터가 설치되는 부력부와 수중의 회전날개를 함께 회전시키는 것에 의해 표층과 중층의 물순환 효과를 극대화시킬 수 있도록 구성됨으로써, 수질정화 효과를 극대화하는 동시에, 물속에 산소를 공급하여 부영양화를 방지하여 녹조 및 적조의 발생을 방지할 수 있도록 구성되는 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치에 관한 것이다.

계속해서, 첨부된 도면을 참조하여, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

더 상세하게는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(10)는, 부력을 유지하기 위한 부력체를 내부에 포함하여 수면 위에 위치되는 회전부력부(11)를 포함하여 구성되며, 여기서, 회전부력부(11)는, 회전부력부(11)를 회전시키기 위해 회전부력부(11)의 상면에 설치되는 구동모터부(12)와, 상기 구동모터부(12)에 전원을 공급하기 위해 상기 회전부력부(11)의 상부에 설치되는 태양광 발전모듈(13)과, 상기 태양광 발전모듈(13)을 지지하기 위한 지지프레임(14)과, 상기 회전부력부(11)에 일체로 설치되는 복수의 회전판(15)과, 상기 회전부력부(11)의 하부에 설치되어 상기 구동모터부(12)에 의해 상기 회전부력부(11)와 함께 일체로 회전되는 수중 회전날개(16)와, 상기 구동모터부(12)와 수중 회전날개(16)를 연결하기 위한 구동축(17)을 포함하여 구성된다.

또한, 도 1에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(10)는, 회전부력부(11)의 회전시 이탈을 방지하고 설치위치를 유지하기 위한 고정 프레임(18)과, 상기 고정프레임(18)을 고정하기 위해 바닥면에 설치되는 고정부(19) 및 상기 고정프레임(18)과 고정부(19)를 연결하는 체인(20)(또는 와이어)을 더 포함하여 구성된다.

아울러, 상기한 회전부력부(11)는, 예를 들면, 아연도금 철판이나 스테인레스 강판, PE 또는 합성수지 등을 사용하여 제작되고, 도 1에 나타낸 원형 이외에도, 원뿔형이나 정사각형 등으로 형성될 수도 있는 등, 그 모양에 특별히 제한은 없다.

더욱이, 회전부력부(11) 내에 설치되는 부력체는, 예를 들면, 발포폴리에틸렌이나 발포우레탄 등의 발포 합성수지를 이용하여 제작되어 회전부력부(11)의 안쪽에 설치됨으로써, 보조 부력부의 역할을 하는 동시에 회전부력부(11)의 파손시 구동모터부(12)와 태양광 발전모듈(13)을 보호하고 물순환장치의 유실을 방지할 수 있도록 구성된다.

더 상세하게는, 도 2를 참조하면, 도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(10)의 회전부력부(11)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 회전부력부(11)는, 그 상면에 구동모터부(12) 및 태양광 발전모듈(13)이 설치되고, 중앙에는 구동축(17)이 관통 삽입되는 축구멍(22)이 형성되어, 구동모터부(12)에 설치되는 구동모터 및 구동기어에 의해 회전부력부(11)가 회전하도록 구성된다.

여기서, 구동모터부(12)는, 도시되지는 않았으나, 구동모터, 전원부, 제어부 및 기어박스 등이 설치되어 있으며, 태양광 발전모듈(13)로부터 전력을 공급받아 구동모터를 구동하고, 기어박스에 설치되는 복수의 구동기어 및 구동축(17)에 의해 회전부력부(11)와 수중 회전날개(16)를 함께 회전시킴으로써, 회전부력부(11)에 설치된 회전판(15) 및 수중 회전날개(16)에 의해 표층부와 중층부 사이의 물순환이 이루어지도록 구성된다.

또한, 상기한 고정프레임(18)은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전부력부(11)의 직경보다 큰 원형의 고리 형태로 형성되어, 내측에 회전부력부(11)를 위치시키고 측면에 형성된 복수의 연결고리(23)에 체인(20)을 걸어서 고정부(19)와 연결함으로써, 회전부력부(11)의 회전시 이탈을 방지하도록 구성된다.

아울러, 상기한 고정프레임(18)의 상하 표면에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각각 둘레를 따라 일정 높이로 돌출된 돌출부(24)가 각각 형성되어 있으며, 회전부력부(11)의 측면에는 이러한 돌출부에 맞물려 회전하도록 복수의 롤러(25)(또는 베어링)가 설치됨으로써, 회전부력부(11)의 회전이 원활하게 이루어지도록 하는 동시에 이탈을 더욱 확실하게 방지할 수 있도록 구성된다.

즉, 도 3을 참조하면, 도 3은 고정프레임의 돌출부(24)와 롤러(25)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

또한, 상기한 회전부력부(11)의 상면에는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 필요에 따라 배터리(또는 축전지)(26)나 배전반(27) 등이 더 설치될 수도 있으며, 즉, 상기한 물순환장치(10)는, 태양광 발전모듈(13) 대신에 이러한 배터리나 축전지, 또는, 외부 전원을 이용하여 구동모터부(12)를 구동하도록 구성될 수도 있다.

아울러, 상기한 고정프레임(25)은, 항해중인 선박이나 레저활동시 잘 보이도록 야광색을 칠하거나 태양광등을 설치하도록 구성될 수도 있으며, 보조 부유체를 이용하여 물 위로 더 많이 뜨도록 구성될 수도 있다.

계속해서, 태양광 발전모듈(13)은, 태양광 발전패널, 배터리 및 충전 컨트롤러를 포함하는 태양광 발전시스템으로서 구성되어 구동모터가 구동하기 위한 전원을 공급하기 위한 것으로, 수면과 평행하게 설치하는 것도 가능하고, 또는, 태양광의 평균 입사각을 고려하여 경사지게 설치하는 것도 가능하다.

여기서, 태양광 발전모듈(13)의 구체적인 구성은, 일반적으로 태양광 발전에 사용되는 다양한 구성을 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 여기서는, 설명을 간략히 하기 위해 그러한 공지된 종래기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

더욱이, 지지프레임(14)은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전부력부(11)의 가장자리 쪽에 수직 방향으로 설치되어 태양광 발전모듈(13)을 지지하기 위한 것으로, 예를 들면, 아연도금 각관, 스테인레스 각관 등으로 형성될 수 있다.

또한, 상기한 회전판(15)은, 스테인레스강이나 플라스틱 등의 다양한 소재를 이용하여 형성되며, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 일정 크기로 형성되어 회전부력부(11)의 측면 및 하면에 수직 방향으로 돌출하도록 복수 개 설치되고, 구동모터부(12)에 의해 회전부력부(11)가 회전시 일체로 회전됨으로써 표층부의 물을 순환시켜주는 역할을 한다.

여기서, 상기한 회전판(15)은, 필요에 따라, 회전부력부(11)의 하면에만 돌출하도록 설치될 수도 있으며, 아울러, 회전판(15)은, 면적이 커질수록 구동모터의 회전시 회전부력부(11)의 회전량을 감소하는 것과 같이, 회전판의 크기를 조절하는 것에 의해 일정한 회전이 가능하도록 구성될 수 있다.

더욱이, 상기한 회전판(15)은, 수류의 원활한 회전을 위하여 끝부분을 'ㄱ'자 형태로 접어 회전방향을 향하도록 설치되며, 또한, 도 1에 나타낸 직사각형 이외에, 필요에 따라 얼마든지 다른 형상으로도 형성이 가능하다.

여기서, 회전판(15)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 회전부력부(11)의 바닥면에 설치하는 것이 바람직하나, 회전부력부(11)가 많이 잠길 시에는 회전부력부(11)의 외곽에 설치하는 것도 가능하며, 고정프레임(25)보다 낮게 적어도 하나를 설치해 줄 수도 있고, 또는, 설치 위치에 따라 비대칭으로 회전부력부(11)가 여러 방향으로 움직일 수 있도록 설치하는 것도 가능하다.

또한, 구동축(17)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 회전부력부(11)를 관통하여 아래쪽으로 길게 설치되며, 구동모터의 축에 일체로 연결되어 회전하도록 설치된다.

이때, 상기한 구동축(17)은, 수심에 따라 길이를 다르게 설정하여 설치하며, 예를 들면, 최소 1m 이상의 길이로 형성하여 설치한다.

아울러, 구동축(17)의 하단 부분에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 수중 회전날개(16)가 설치되며, 이때, 수중 회전날개(16)는 적어도 하나 이상 또는 대칭이 되도록 형성하여 설치한다.

더욱이, 수중 회전날개(16)가 설치되는 위치는 수심에 따라 다르게 설정하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 최소 70cm 이상 깊이의 수심에 위치하도록 구동축(17)의 끝에 설치한다.

여기서, 수중 회전날개(16)는, 구동축(17) 상에서 설치위치를 상하로 이동시킨 후 고정하는 것이 가능하도록 구성될 수도 있으며, 또한, 상기한 회전판(15)과 마찬가지로, 도 1에 나타낸 형상 이외에, 필요에 따라 얼마든지 다른 형상으로 형성이 가능한 것임에 유념해야 한다.

따라서 상기한 바와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 회전 물순환장치(10)의 구성에 따르면, 수중 회전날개(16)를 수심이 깊은 중층이나 저층에 설치함으로써, 물의 순환이 표층뿐만이 아닌 중층이나 저층에서도 이루어지게 되어 더욱 많은 양의 저층수를 순환시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 회전 물순환장치(10)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 바닥면에 고정부(19)를 설치하고 체인(20) 또는 와이어를 통해 고정프레임(18)의 연결고리(23)에 연결하는 것에 의해 회전부력부(11)를 고정한다.

더 상세하게는, 상기한 고정부(19)는, 예를 들면, 콘크리트 등의 재질을 이용하여 저수지나 호수의 바닥에 설치됨으로써, 자체의 중량에 의해 회전부력부(11)가 수류에 의해 이동하지 않도록 하기 위한 것이며, 그 형태는, 필요에 따라, 판 형상으로 형성하는 것도 가능하고, 또는, 구형상이나 그 밖의 다양한 형상으로 형성하는 것도 가능하다.

아울러, 고정부(19)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 각각의 연결고리(23) 및 체인(20)에 대응하여 설치된다.

더욱이, 종래의 물순환장치들은, 구동모터가 설치되어 수면에 위치되는 수상부가 고정되고 구동모터와 수중 회전날개를 직접 연결하여 구동모터에 의해 수중 회전날개만을 회전시키도록 구성됨으로 인해, 회전날개가 위치된 부분에서는 물순환이 잘 이루어지지만 회전날개가 없는 표층이나 심층부의 물순환은 원활하지 못한 단점이 있는 것이었으나, 상기한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 구동모터와 기어박스에 설치된 복수의 구동기어에 의해 회전부력부(11)와 구동축(17)에 연결된 수중 회전날개(16)가 함께 회전됨으로써, 표층부와 중층부의 물순환이 모두 원활하게 이루어지게 되는 장점이 있다.

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(10)는, 구동모터부(12)의 기어박스에 설치되는 구동기어의 구성에 따라, 회전부력부(11)와 수중 회전날개(16)가 서로 반대 방향으로 회전하도록 구성될 수도 있고, 또는, 서로 동일한 방향으로 회전하도록 구성될 수도 있으며, 이때, 기어박스에 설치되는 구동기어들의 기어비를 조절하여 회전량을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

더 상세하게는, 먼저, 회전부력부(11)와 수중 회전날개(16)가 서로 같은 방향으로 회전하는 경우는, 수중 회전날개(16)에 의해 밀어 올려진 중층부의 물이 표층부에서 회전판(15)의 정방향 회전에 의해 넓게 퍼지게 됨으로써, 전체적인 물순환에 걸리는 시간은 오래 걸리나 넓은 면적에 대하여 물순환 및 산소공급이 가능하게 된다.

또한, 회전부력부(11)와 수중 회전날개(16)가 서로 반대 방향으로 회전하는 경우는, 수중 회전날개(16)와 회전판(15)의 역방향 회전에 의한 용승작용에 의하여 국부적으로 급격한 물순환이 이루어짐으로써, 비교적 좁은 범위에 대하여 단시간에 물순환 및 산소공급이 원활하게 이루어질 수 있다.

따라서 상기한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(10)는, 필요에 따라 정회전과 역회전을 선택적으로 구성함으로써 물순환 효율을 극대화할 수 있으며, 그것에 의해, 보다 적은 전력으로도 효과적으로 물순환을 수행할 수 있게 되어 태양광 발전모듈(13)의 크기를 감소하고 나아가 장치 전체의 크기 및 제작비용을 감소할 수 있는 이점이 있다.

여기서, 상기한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(10)는, 도시되지는 않았으나, 외부에서 리모콘을 통해 구동모터부(12)의 구동이 가능하도록 리모콘 수신부를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

다음으로, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

여기서, 도 4에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(40)에 있어서, 설명을 간략히 하기 위해 상기한 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호로 나타내고 그 상세한 설명은 생략한다.

즉, 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(40)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

더 상세하게는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(40)는, 수면 위에 위치되는 회전부력부(11), 회전부력부(11)에 설치되는 구동모터부(12), 태양광 발전모듈(13), 지지대(14), 회전판(15), 수중 회전날개(16), 구동축(17) 및 고정프레임(18)을 포함하여 구성되는 점은 상기한 제 1 실시예와 동일하다.

그러나 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(40)는, 물순환장치(40)가 미리 정해진 일정 범위의 공간 내에서 부유하도록 하기 위해 고정프레임(18)의 외측에 설치되는 별도의 외부프레임(41)을 더 포함하여 구성되고, 이러한 외부프레임(41)에 형성된 복수의 외부프레임 연결고리(42)에 각각 체인(20)을 연결하여 각각의 고정부(19)에 고정되는 구성인 점에서 상기한 제 1 실시예와 다르다.

즉, 상기한 외부프레임(41)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 회전부력부(11)가 회전하며 바람이나 조류 또는 회전날개의 회전력에 의해 수면 위에서 움직일 수 있는 면적을 지정하는 것이며, 따라서 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(40)는, 상기한 바와 같이 외부프레임(41)에 의해 규정되는 범위 내에서 자유로이 부유하면서 물순환을 행할 수 있다.

여기서, 상기한 외부프레임(41)은, 예를 들면, PE 파이프나, 또는, 회전부력부(11)가 회전하며 부딪힐 때 회전부력부(11)에 파손을 주지 않는 재질이라면 부력이 있어 부유가 가능한 모든 재질의 것을 이용 가능하고, 그 모양도 원형 이외에 다양하게 형성할 수 있다.

아울러, 상기한 외부프레임(41)은, 필요에 따라, 식물 식재가 가능한 부력체를 이용하는 것도 가능하고, 이 경우, 식물이 식재되면 식물 뿌리에 의해 영양염류의 제거 효과도 얻을 수 있다.

더욱이, 상기한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치(40)도, 상기한 제 1 실시예와 마찬가지로, 외부에서 리모콘을 통해 구동모터부(12)의 구동이 가능하도록 리모콘 수신부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이상, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치를 이용하면, 자연의 에너지인 태양광을 이용하므로, 에너지 절약과 함께 최초 구동모터 가동시에는 태양광 발전시스템의 발전용량이 작아도 되는 이점이 있으며, 설치장소에 구애를 받지 않고 회전부력부와 수중 회전날개의 이중 회전에 의해 물순환 면적이 넓어진다.

즉, 초기 구동모터 가동시, 회전부력부와 회전판이 함께 회전하므로 구동모터를 작은 전력으로 구동하는 것이 가능하며, 또한, 회전부력부에 기어박스를 설치하여 정회전 및 역회전도 가능하고, 구동모터의 구동시 최대 전력을 낮출 수 있어 태양광 발전시스템의 발전용량이 작아도 된다.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치는, 구동모터가 가동되어 회전날개의 회전이 정상적으로 이루어지고 수류가 발생하여 물의 순환이 원활하게 이루어지면 회전판에 의한 수류 저항으로 회전부력부의 회전이 느려지게 되고, 수중 회전날개에서 밀어 올려준 중층의 물을 회전판이 역회전하며 뒤집어주므로, 표층의 물과 중층의 물이 잘 섞이게 되어 회전날개의 회전에 의해서만 물의 순환이 이루어질 때보다 빠르게 표층과 중층의 물을 혼합할 수 있으며, 종래의 순환장치에 비하여 수질정화와 녹조 및 적조 억제효과를 증대시키고, 용존산소 공급에 의해 생물의 다양성을 확보 및 미생물의 번식을 촉진하여 빠른 오염물질의 분해를 유도 가능한 효과가 있다.

더욱이, 본 발명의 실시예에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치를 이용하면, 물순환장치의 외곽에 설치되는 외부프레임에 식물을 식재할 수 있는 식재공이 형성된 부유체를 이용하는 것에 의해, 식물 뿌리에 의한 수질정화로 질소와 인 등의 영양 염류를 제거하는 것이 가능해지며, 부유체의 식물체에 의해 수면에 그늘이 생기므로 수온을 낮추어주는 것이 가능하고, 이와 같이 수온이 낮아지면 녹조의 발생을 억제하는 효과가 있다.

따라서 상기한 바와 같이 하여, 본 발명에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치를 구현할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치를 구현하는 것에 의해, 본 발명에 따르면, 물의 순환이 원활하게 이루어지지 않는 폐쇄된 연못, 하천, 저수지, 호수, 바다 등에 환경에 대한 영향이나 설치장소에 구애받지 않고 설치 가능하도록 자연에너지인 태양광을 구동전력으로 이용하여 구동모터가 설치되는 회전부력부와 수중 회전날개를 동시에 회전시키는 것에 의해 표층과 중층의 물순환 효과를 극대화시킬 수 있도록 구성되어, 수질정화 효과를 극대화하는 동시에 물속에 산소를 공급하여 부영양화를 방지하여 녹조 및 적조의 발생을 방지할 수 있도록 구성되는 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치가 제공됨으로써, 물순환 효과 및 정화효과가 미비한 단점이 있었던 종래기술의 물순환장치들의 문제점을 해결할 수 있다.

이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.

10. 이중 회전 물순환장치 11. 회전부력부
12. 구동모터부 13. 태양광 발전모듈
14. 지지프레임 15. 회전판
16. 수중 회전날개 17. 구동축
18. 고정프레임 19. 고정부
20. 체인 22. 축구멍
23. 연결고리 24. 돌출부
25. 롤러 26. 배터리
27. 배전반 40. 이중 회전 물순환장치
41. 외부프레임 42. 외부프레임 연결고리

Claims (16)

1. 물의 순환이 원활하게 이루어지지 않는 폐쇄된 연못, 하천, 저수지, 호수, 바다에 환경에 대한 영향이나 설치장소에 구애받지 않고 설치 가능하도록 하기 위해, 자연에너지인 태양광을 구동전력으로 이용하여 구동모터가 설치되는 부력부와 수중의 회전날개를 함께 회전시키는 것에 의해 수질정화 효과 및 녹조, 적조발생 방지효과를 극대화할 수 있도록 구성되는 수질정화와 녹조 및 적조발생 억제를 위한 이중 회전 물순환장치에 있어서,
   부력을 유지하기 위한 부력체를 내부에 포함하여 수면 위에 위치되는 회전부력부; 및
   상기 회전부력부의 이탈을 방지하고 설치위치를 유지하기 위한 고정 프레임을 포함하여 구성되고,
   상기 회전부력부는,
   상기 회전부력부를 회전시키기 위한 구동모터, 전원모듈, 제어모듈 및 복수의 구동기어가 설치된 기어박스를 포함하여 상기 회전부력부의 상면에 설치되는 구동모터부;
   상기 구동모터부에 전원을 공급하기 위해 상기 회전부력부의 상부에 설치되는 태양광 발전모듈;
   상기 태양광 발전모듈을 지지하기 위해 상기 회전부력부의 상면에 설치되는 복수의 지지프레임;
   상기 회전부력부와 일체로 설치되는 회전판;
   상기 회전부력부 아래쪽의 수중에 설치되어 상기 회전부력부와 동시에 회전되는 수중 회전날개; 및
   상기 회전부력부의 중앙에 형성된 축구멍을 통해 삽입되어 상기 구동모터부와 상기 수중 회전날개를 연결하기 위한 구동축을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고정프레임을 고정하기 위해 바닥면에 설치되는 고정부; 및
   상기 고정프레임과 상기 고정부를 연결하는 체인 또는 와이어를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 회전부력부는,
   아연도금 철판, 스테인레스 강판, PE 또는 합성수지를 포함하는 재질 중 적어도 하나를 사용하여 제작되고,
   상기 부력체는,
   발포폴리에틸렌이나 발포우레탄을 포함하는 발포 합성수지를 이용하여 제작되어 상기 회전부력부의 내부에 설치됨으로써, 보조 부력부의 역할을 하는 동시에, 상기 회전부력부의 파손시 상기 구동모터부와 상기 태양광 발전모듈을 보호하고 상기 물순환장치의 유실을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 구동모터부는,
   상기 태양광 발전모듈로부터 전력을 공급받아 상기 구동모터를 구동하고, 상기 기어박스에 설치되는 복수의 구동기어 및 상기 구동축에 의해 상기 회전부력부와 상기 수중 회전날개를 함께 회전시킴으로써, 상기 회전부력부에 일체로 설치된 회전판 및 상기 수중 회전날개에 의해 표층부와 중층부 사이의 물순환이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 구동모터부는,
   상기 기어박스에 설치되는 상기 구동기어에 의해 상기 회전부력부와 상기 수중 회전날개를 동일한 방향, 또는, 서로 다른 방향으로 회전시키도록 구성되며,
   상기 구동모터부에 설치되는 상기 구동기어들의 기어비를 조절하여 상기 회전부력부와 상기 수중 회전날개의 회전량을 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
   
6. 제 2항에 있어서,
   상기 고정프레임은,
   상기 고정프레임의 상하 표면에 둘레를 따라 미리 정해진 일정 높이로 돌출되어 형성되는 돌출부; 및
   상기 고정프레임의 측면에 형성되는 복수의 연결고리를 포함하여, 상기 회전부력부의 직경보다 큰 원형의 고리 형태로 형성되어 내측에 상기 회전부력부를 위치시키고 측면에 형성된 상기 연결고리에 상기 체인을 걸어서 상기 고정부와 연결함으로써 상기 회전부력부의 이탈을 방지하도록 구성되며,
   상기 회전부력부는,
   상기 회전부력부의 측면에 설치되어 상기 고정프레임의 상기 돌출부에 각각 맞물려 회전되는 복수의 롤러를 더 포함하여 구성됨으로써, 상기 회전부력부의 회전이 원활하게 이루어지도록 하는 동시에 이탈을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 고정프레임은,
   가시성을 높이기 위해 야광색으로 도색되거나, 태양광등이 설치되거나, 또는, 보조 부유체를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 태양광 발전모듈은,
   수면과 평행하게 설치되거나, 또는, 태양광의 평균 입사각을 고려하여 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 물순환장치는,
   상기 태양광 발전모듈 대신에 배터리나 축전지, 또는, 외부 전원을 이용하여 상기 구동모터부를 구동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 지지프레임은,
    아연도금 각관 또는 스테인레스 각관으로 형성되어 상기 회전부력부의 상면에 수직 방향으로 복수 개 설치됨으로써 상기 태양광 발전모듈을 지지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 회전판은,
    스테인레스강이나 플라스틱 소재를 이용하여 끝부분이 'ㄱ'자 형태로 절곡되어 회전방향을 향하도록 미리 정해진 일정 크기로 형성되어, 상기 회전부력부의 측면 및 하면 중 적어도 하나에 물 위로 일부분이 돌출하도록 수직방향으로 복수 개 설치되고, 상기 구동모터부에 의해 상기 회전부력부와 일체로 회전됨으로써 표층부의 물을 순환시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 구동축은,
    수심에 따라 길이가 다르게 설정되어 상기 구동모터에 연결되는 상기 구동기어에 의해 상기 회전부력부와 함께 회전되도록 구성되고,
    상기 수중 회전날개는,
    수심에 따라 설치위치가 다르게 설정되어 상기 구동축의 하단 부분에 적어도 하나 이상 또는 대칭이 되도록 설치되며, 상기 구동축 상에서 설치위치를 상하로 이동시킨 후 고정이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
    
13. 제 2항에 있어서,
    상기 고정부는,
    콘크리트를 포함하는 재질을 이용하여 수중의 바닥에 설치됨으로써 자체 중량에 의해 상기 회전부력부가 수류에 의해 이동하는 것을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
    
14. 제 2항에 있어서,
    상기 물순환장치는,
    상기 회전부력부가 회전하며 바람이나 조류 또는 상기 수중회전날개의 회전력에 의해 수면 위에서 움직일 수 있는 면적을 지정하여 상기 물순환장치가 미리 정해진 일정 범위의 공간 내에서 부유하도록 하기 위해, PE 파이프, 또는, 상기 회전부력부가 회전하며 부딪힐 때 상기 회전부력부에 파손을 주지 않는 동시에 부력이 있어 부유가 가능한 재질을 이용하여 형성되어 상기 고정프레임의 외측에 설치되는 외부프레임을 더 포함하여 구성되고,
    상기 외부프레임에 형성된 복수의 외부프레임 연결고리에 각각 상기 체인을 연결하여 바닥면에 설치되는 각각의 고정부에 고정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
    
15. 제 14항에 있어서,
    상기 외부프레임은,
    식물 식재가 가능한 부력체를 이용하여 구성됨으로써, 식재된 식물의 뿌리에 의해 영양염류를 제거할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
    
16. 제 1항에 있어서,
    상기 물순환장치는,
    외부에서 리모콘을 통해 상기 구동모터부의 구동이 가능하도록 리모콘 수신부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 회전 물순환장치.
    

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