KR101613665B1 - 수중이물질 제거 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중이물질 제거 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이물질 제거위치를 간편하고 정확하게 조절하면서 편리하고 신속하게 수중이물질을 제거할 수 있고, 이동이 자유로워 다양한 장소에서 호환성 있게 수중이물질 제거작업을 수행할 수 있는 수중이물질 제거 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템은 수중이물질 제거 시스템에 있어서, 일측에 배치되는 제1 부유구조물; 상기 제1 부유구조물로부터 이격되게 타측에 배치되는 제2 부유구조물; 상기 제1 및 제2 부유구조물 사이에 배치되는 이물질제거선; 상기 제1 부유구조물에 설치되는 제1 종방향이동레일; 상기 제2 부유구조물에 설치되는 제2 종방향이동레일; 상기 제1 및 제2 종방향이동레일 사이에 배치되는 횡방향이동레일; 상기 횡방향이동레일에 설치되는 종방향구동수단; 및 상기 횡방향이동레일과 상기 이물질제거선 사이에 설치되는 횡방향구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템에 의하면, 수중이물질 제거작업을 수행하는 이물질제거선이 제1 및 제2 종방향이동레일을 따라 종방향으로 자유롭게 이동할 수 있고 제1 및 제2 횡방향이동레일을 따라 횡방향으로 자유롭게 이동할 수 있으므로 이물질 제거위치를 간편하고 정확하게 조절하면서 편리하고 신속하게 수중이물질을 제거할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 승강안내축에 결속된 승강안내부재를 분리할 경우 제1 및 제2 부유구조물의 이동이 자유롭게 되므로 발전소의 오픈챔버 뿐만 아니라 도수로나 하천 등의 수중이물질을 제거할 수 있어서 호환성 있게 사용할 수 있는 장점이 있다.

Description

수중이물질 제거 시스템{WASTE REMOVAL SYSTEM OF UNDERWATER}

본 발명은 수중이물질 제거 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이물질 제거위치를 간편하고 정확하게 조절하면서 편리하고 신속하게 수중이물질을 제거할 수 있고, 이동이 자유로워 다양한 장소에서 호환성 있게 수중이물질 제거작업을 수행할 수 있는 수중이물질 제거 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 발전소나 화력 발전소는 용수를 쉽게 취수할 수 있는 바닷가에 입지 하고, 바다와 연결되어 있는 취수시설을 통해 냉각수와 같은 용수를 취수하여 사용하고 있다.

도1은 해안에 설치된 발전소의 경수 취수시설을 개략적으로 나타난 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이 관로를 통해 해수가 오픈 챔버(10)로 유입되고, 오픈 챔버(10)로 유입된 해수는 옹벽(20)에 설치된 스크린(30)을 경유한 후 내부 취수부(40)로 유입되고 냉각수 흡입펌프(50)에 의해 흡입되어 발전설비의 냉각 개소로 공급된다.

상기 스크린(30)은 통상 고정스크린 등으로 호칭되고 있는 것으로 옹벽에 형성된 개구부(취수구)의 크기에 맞게 제작된 스크린프레임에 상하방향으로 다수의 평철이 일정한 간격으로 배치된 구조로 되어 있다.

그리고, 스크린(30)은 약간의 경사각을 갖도록 경사지게 설치되어 해수가 취수부(40)로 유입되는 과정에서 해수에 포함된 이물질 또는 해수에 서식하는 해파리를 걸려 내어 내부 취수부(40)로 유입되지 못하게 하는 기능을 수행한다.

전술한 바와 같이 발전소의 취수시설에 스크린이 설치되면, 해수에 포함된 이물질이나 해파리를 걸러내게 되므로 용수에 포함되는 이물질이나 해파리로 인한 냉각수 흡입펌프(50)의 가동정지와 같은 문제점을 어느 정도 해소할 수 있다.

하지만, 스크린은 해수에 항상 침지되어 있으므로 스크린의 스크린 바(평철) 등에 따개비 등과 같은 패각을 갖는 패류, 바다 미생물 등이 부착, 서식하게 되므로 스크린 바 사이의 해수유동공을 막아 해수의 유입을 방해하게 되어 취수부의 수위를 적절하게 유지할 수 없게 된다. 또한, 대량의 해수를 흡입하는 냉각수 흡입펌프의 과부하를 초래하여 고장을 유발하게 되는 문제점이 있었다.

그리고, 전술한 문제점으로 인해, 냉각수의 공급 차질이 발생되면서 발전설비의 전체 가동이 정지되면서 전력을 생산할 수 없는 심각한 상황을 초래하게 된다.

이에 따라, 최근에는 잠수부가 수심 20미터 정도의 오픈 챔버(10)로 직접, 잠수하여 수작업으로 일일이 패류 등을 제거하고 있지만, 수작업에 의해 수행하는 것이므로 지나치게 긴 작업시간이 소요되고, 고가의 작업비용으로 인해 발전설비의 유지보수비용의 상승을 초래할 뿐만 아니라 잠수부가 익사하는 등 안전사고의 위험성이 높은 단점이 있다. 특히, 잠수부에 의해 수작업으로 제거할 경우, 냉각수 흡입펌프(50)의 가동을 중지하여야 하므로 발전설비의 정상적인 가동에 차질이 발생되는 단점이 있다.

전술한 바와 같은 단점을 해결하기 위한 방안으로 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2015-0035336호(공개일자:2015.04.06)로 개시되어 있는 발전소 취수구 이물질 제거장치가 제안되어 있다.

전술한 발전소 취수구 이물질 제거장치(100)는 도2에 도시된 바와 같이 바스크린(110), 이물질제거부(120) 및 인양부(190)로 구성된다.

이물질제거부(120)는 바스크린(110)을 따라 이동 가능하게 구성되어 이물질을 제거하는 것으로서, 바스크린(110)의 상하방향으로 이동 가능한 프레임(130)과, 프레임(130)에 구비되어 해수속의 부유물과 오물을 포집하는 호퍼(140) 및 호퍼(140)에 포집된 부유물과 오물을 흡입하여 배출시키는 배출부(150)를 포함한다.

인양부(190)는 이물질제거부(120)를 바스크린(110)을 따라 이동시키는 것으로서 취수구(10)의 외부에 구비된다. 인양부(190)는 이물질제거부(120)와 연결되는 인양와이어(192)와, 인양와이어(192)를 권취하여 이물질제거부(120)를 바스크린(110)을 따라 이동시키는 윈치부(194) 및 윈치부(194)에 의한 인양와이어(192)의 권취 시 인양와이어(192)를 안내하는 붐프레임(195)을 포함한다.

전술한 바와 같은 발전소 취수구 이물질 제거장치에 의하면, 이물질제거부(120)가 인양부(190)에 의해 승하강 되면서 침적이물질 등을 제거할 수 있지만, 이하와 같은 여러 가지 문제점을 수반하고 있다.

먼저, 전술한 종래의 발전소 취수구 이물질 제거장치는 실질적으로 이물질 제거기능을 수행하는 이물질제거부(120)가 바스크린(110)을 따라 이동되는 것이므로 바스크린과 근접한 부분의 이물질 제거에만 제한적으로 사용할 수 있는 한계점이 있다. 이에 따라 폭이 10미터에 달하는 오픈챔버 전영역의 이물질 제거작업을 전혀 수행할 수 없으므로 청정한 냉각수를 안정적으로 공급할 수 없는 단점이 있다.

그리고, 오픈챔버 전역의 수중이물질을 주기적으로 제거하지 않을 경우 반복되는 썰물과 밀물로 인해 수중이물질이 지속적으로 유동되면서 바스크린를 주변이나 취수지점까지 이동되므로 냉각수의 공급 차질로 인해 발전설비의 전체 가동이 정지되는 심각한 상황을 초래하게 된다.

또한, 전술한 종래의 발전소 취수구 이물질 제거장치는 바스크린 설치부위에 고정식으로 설치되는 것이므로 냉각수가 유입되는 도수로나 하천 등과 같은 장소에서는 전혀 사용할 수 없으므로 활용도와 호환성이 결여된다는 단점이 있다.

한국공개특허 공개번호 제10-2014-0015762호 "취수구 스크린 크리닝장치" 한국공개특허 공개번호 제10-2015-0035336호 "발전소 취수구 이물질 제거장치"

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 이물질 제거위치를 간편하고 정확하게 조절하면서 편리하고 신속하게 수중이물질을 제거할 수 있도록 한 수중이물질 제거 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 이동이 자유로워 다양한 장소에서 호환성 있게 수중이물질 제거작업을 수행할 수 있도록 한 수중이물질 제거 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템은 수중이물질 제거 시스템에 있어서, 일측에 배치되는 제1 부유구조물; 상기 제1 부유구조물로부터 이격되게 타측에 배치되는 제2 부유구조물; 상기 제1 및 제2 부유구조물 사이에 배치되는 이물질제거선; 상기 제1 부유구조물에 설치되는 제1 종방향이동레일; 상기 제2 부유구조물에 설치되는 제2 종방향이동레일; 상기 제1 및 제2 종방향이동레일 사이에 배치되는 횡방향이동레일; 상기 횡방향이동레일에 설치되는 종방향구동수단; 및 상기 횡방향이동레일과 상기 이물질제거선 사이에 설치되는 횡방향구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템은 상기 이물질제거선에 설치되는 견인장치; 및 상기 견인장치에 의해 승강되고 수중이물질을 흡입하여 제거하는 이물질제거장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이물질제거장치는 복수의 구름휠이 설치된 제거장치본체; 수중이물질이 흡입되도록 상기 제거장치본체에 설치되는 흡입호퍼; 상기 흡입호퍼 부분에 흡입력이 작용되도록 설치되는 흡입장치; 상기 흡입호퍼에 내장되어 수중이물질을 분쇄하는 분쇄기; 상기 구름휠에 회전력을 인가하도록 설치되는 휠구동장치; 및 상기 분쇄기에 회전력을 인가하도록 설치하는 분쇄기구동장치를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 흡입장치는 상기 흡입호퍼에 부압을 작용시키도록 접속되는 이젝터로 구성되고, 상기 이젝터에 부압생성용 유체를 공급하도록 접속되는 유체공급관, 상기 흡입호퍼로 유입된 수중이물질의 배출되도록 상기 이젝터에 접속되는 이물질배출관을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 휠구동장치 및 상기 분쇄기구동장치는 상기 구름휠의 휠축과 상기 분쇄기의 분쇄기회전축에 출력축이 접속되는 유압모터로 구성되고, 상기 이물질배출관은 내부에 수중이물질이 이동되는 내부관과 상기 내부관의 외부에 배치되는 외부관으로 구성된 이중관과, 상기 이중관의 상부와 하부에 연결되고 내부관과 연통되게 접속되는 연결호스로 구성되고, 상기 유압모터는 상기 이물질제거선에 탑재된 유압유닛과 연결되는 유압호스와 연결되되, 상기 유압호스는 상기 내부관 및 외부관 사이의 공간을 통해 배치될 수 있다.

상기 횡방향이동레일은 상기 이물질제거선의 전방에 배치되는 제1 횡방향이동레일과, 상기 이물질제거선의 후방에 배치되는 제1 횡방향이동레일로 구성되고, 상기 횡방향구동수단은 상기 제1 및 제2 횡방향이동레일에 설치되는 횡방향 래크와, 상기 이물질제거선에 설치되고 상기 횡방향 래크와 치합되는 피니언이 출력축에 결합된 기어드모터로 구성될 수 있다.

상기 종방향구동수단은 상기 제1 및 제2 종방향이동레일에 설치되는 종방향 래크와, 상기 제1 및 제2 횡방향이동레일의 단부에 설치되고 상기 종방향 래크와 치합되는 피니언이 출력축에 결합된 복수의 기어드모터로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템은 상기 제1 및 제2 부유구조물에 설치되는 승강안내부재; 및 상기 승강안내부재가 접속되어 승강되도록 설치되는 승강안내축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 승강안내부재는, 상기 승강안내축에 삽입되는 승강홀이 형성된 안내부재판; 및 상기 안내부재판의 승강홀에 설치되어 상기 승강안내축의 외면에 밀착되는 안내롤러를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템에 의하면, 수중이물질 제거작업을 수행하는 이물질제거선이 제1 및 제2 종방향이동레일을 따라 종방향으로 자유롭게 이동할 수 있고 제1 및 제2 횡방향이동레일을 따라 횡방향으로 자유롭게 이동할 수 있으므로 이물질 제거위치를 간편하고 정확하게 조절하면서 편리하고 신속하게 수중이물질을 제거할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템에 의하면, 승강안내축에 결속된 승강안내부재를 분리할 경우 제1 및 제2 부유구조물의 이동이 자유롭게 되므로 발전소의 오픈챔버 뿐만 아니라 도수로나 하천 등의 수중이물질을 제거할 수 있어서 호환성 있게 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템은 360도 자유롭게 회전할 수 있는 견인장치에 의해 이물질제거장치의 작업위치를 신속하고 정확하게 조정할 수 있어서 작업성을 향상시킬 수 있고, 이물질배출관이 이중관으로 구성되어 견인대의 역활을 수행할 수 있면서도 내부에 유압호스가 내장되어 보호되므로 오일의 유출에 따른 해상오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.

그 외에도, 이물질제거장치는 분쇄기가 내장되어 수중이물질의 분쇄하여 흡입할 수 있고, 구름휠이 구비되어 이동이 가능하므로 수중이물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.

도1은 해안에 설치된 발전소의 경수 취수시설을 개략적으로 나타난 도면,
도2는 종래 수중이물질 제거장치를 설명하기 위한 도면,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중이물질 제거 시스템을 나타낸 평면도,
도4a는 도3의 A부 확대 사시도,
도4b는 도3의 B부 확대 사시도,
도4c는 도3의 C부 확대도,
도4d는 도3의 D부 확대도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중이물질 제거 시스템의 개략적인 정면도,
도6a는 도5의 E부를 확대하여 나타낸 도면,
도6b는 도5의 F부 단면구조를 나타낸 단면도,
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중이물질 제거 시스템의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중이물질 제거 시스템을 나타낸 평면도, 도4a는 도3의 A부 확대 사시도, 도4b는 도3의 B부 확대 사시도, 도4c는 도3의 C부 확대도, 도4d는 도3의 D부 확대도이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중이물질 제거 시스템의 개략적인 정면도이다.

도3 내지 도5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중이물질 제거 시스템은 지상에서 이물질 제거위치를 간편하고 정확하게 조절하면서 편리하고 신속하게 수중이물질을 제거할 수 있도록 하기 위한 것으로, 제1 부유구조물(1a), 제2 부유구조물(1b), 이물질제거선(2), 제1 부유구조물(1a)에 설치되는 제1 종방향이동레일(3a), 제2 종방향이동레일(3b), 횡방향이동레일(4), 종방향구동수단(5), 및 횡방향구동수단(6)으로 구성되어 있다.

제1 부유구조물(1a)은 이물질제거선(2)을 기준으로 일측에 배치되는 부유체로서, 횡방향이동레일(4)을 통해 작용되는 하중을 지지할 수 있는 부력을 가지고 있고 제1 및 제2 종방향이동레일(3a,3b)이 설치될 수 있다면 특별히 구조나 형상에 제한은 없지만, 본 실시예에서는 도4d에 도시된 바와 같이 대략 사각통 형상으로 형성된 몸체의 모서리에 결속고리(111)가 형성된 다수의 플로트(11)가 제1 및 제2 종방향이동레일(3a,3b)의 길이방향을 따라 서로 연결되어 형성된다.

제2 부유구조물(1b)은 제1 부유구조물(1a)과 마주보는 타측에 이격되어 배치되는 것으로 제1 부유구조물과 대칭구조로 형성되어 있다.

이물질제거선(2)은 제1 및 제2 부유구조물(1a,1b) 사이에 배치되고 후술되는 각종 장치들이 탑재될 수 있는 부력을 갖도록 형성된 것으로, 내부에 수용공간이 형성되도록 조립된 외판과, 내부의 수용공간을 구획하는 복수의 격벽(미도시) 등으로 구성되어 있다.

제1 종방향이동레일(3a)은 제1 부유구조물(1a)의 길이방향을 따라 설치되는 것으로, H-형강, I-형강 등으로 구성될 수 있지만 본 실시예에서는 ㄷ-형강으로 구성되어 있다.

제2 종방향이동레일(3b)은 제2 부유구조물(1b)에 설치되는 것으로 제1 종방향이동레일(3a)과 대칭을 이루도록 설치되어 있다.

횡방향이동레일(4)은 제1 및 제2 종방향이동레일(3a,3b) 사이에 배치되는 구성요소로서, 단일 구조로 배치, 구성될 수 있지만, 구조적 안정성을 고려하여 이물질제거선(2)의 전방에 배치되는 제1 횡방향이동레일(4a)과, 이물질제거선(2)의 후방에 배치되는 제2 횡방향이동레일(4b)로 구성되어 있다. 여기서, 제1 및 제2 횡방향이동레일(4a,4b) 또한 H-형강, I-형강 등으로 구성될 수 있지만 본 실시예에서는 ㄷ-형강으로 구성되어 있다.

종방향구동수단(5)은 횡방향이동레일(4)에 설치되는 것으로 횡방향이동레일(4)을 종방향으로 이동시킴으로서 이물질제거선(2)을 전후로 이동시키는 기능을 수행한다. 이 종방향구동수단(5)은 모터와, 모터의 구동력을 전달하는 동력전달장치로 구성되는 것으로, 동력전달장치는 기어구동방식, 체인구동방식, 벨트구동방식 등으로 다양하게 구성할 수 있다.

예컨대, 종방향구동수단(5)은 도3 및 도4a에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 종방향이동레일(4a,4b)에 설치되는 종방향 래크(51)와, 제1 및 제2 횡방향이동레일(4a,4b)의 단부에 결합된 고정플레이트(54)에 설치되고 종방향 래크(51)와 치합되는 피니언(53)이 출력축에 결합된 복수의 기어드모터(52)로 구성되어 있다.

횡방향구동수단(6)은 이물질제거선(2)을 좌우로 이동시키는 기능을 수행하도록 횡방향이동레일(4)과 이물질제거선(2) 사이에 설치되는 구성요소로서, 체인구동방식, 벨트구동방식 등으로 다양하게 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 제1 및 제2 횡방향이동레일(4a,4b)에 설치되는 횡방향 래크(61,Rack)와, 상기 이물질제거선(2)에 설치되고 횡방향 래크(61)와 치합되는 피니언(63,Pinion)이 출력축에 결합된 기어드모터(62)로 구성되어 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중이물질 제거 시스템은 수중에 투입되어 수중이물질을 흡입하여 제거하는 이물질제거장치(7)와, 이 이물질제거장치(7)를 견인 및 이동시키도록 이물질제거선(2)에 설치되는 견인장치(8)가 구성되어 있다.

견인장치(8)는 견인대(미도시)에 와이어로프(미도시)를 연결하여 윈치(미도시)를 감거나 풀면서 작동시키는 윈치 방식으로도 구성할 수 있지만, 360도 자유롭게 회전할 수 있고 신속하고 정확한 견인작업이 가능하도록 크레인으로 구성되어 있다.

크레인은 도5에 도시된 바와 같이 통상 트럭용 크레인으로 호칭되는 장치를 적용할 수 있는 것으로 이물질제거선(2)에 설치되는 크레인베이스(81), 이 크레인베이스(81)에 설치되고 아암구동유압실린더(83)에 의해 절첩되는 복수의 크레인아암(82), 크레인아암(82)에 슬라이딩 방식으로 전후진 가능하게 구성된 복수의 붐대(84) 등이 구성되어 있다. 붐대(84)에는 후술되는 이물질제거장치(7)와 와이어로프(86)를 매개로 접속되는 견인고리(841)가 설치되어 있다.

그리고, 크레인은 이물질제거장치(7)를 용이하게 승강 및 이동시킬 수 있다면 특별한 제한 없이 선택하여 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 하이브(HIAB) 사(社) 트럭용 크레인으로서 모델명 'HIAB 099 B-3 CLX'를 선택하여 구성한 것이므로 세부 구성요소에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

첨부도면, 도6a는 도5의 E부를 확대하여 나타낸 도면으로서, 발명의 이해를 돕기 위해 주요 구성요소만을 도시하되 내부에 배치된 구성요소는 파선으로 도시하였다. 도6b는 도5의 F부 단면구조를 나타낸 단면도이다.

도5 내지 도6b를 참조하면, 이물질제거장치(7)는 제거장치본체(71), 이 제거장치본체(71)에 장착되는 구름휠(72), 흡입호퍼(73), 흡입장치(74), 분쇄기(75), 휠구동장치(미도시) 및 분쇄기구동장치(미도시)로 구성되어 있다.

구름휠(72)은 제거장치본체(71)의 전후로 배치된 한 쌍의 휠축(721)에 결합되는 것으로 수중에서 용이하게 이동할 수 있도록 링형 몸체(722)에 판형 갈퀴편(723)이 결합된 구조로 되어 있다.

흡입호퍼(73)는 수중이물질이 흡입되도록 제거장치본체(71)에 설치되는 것으로, 입구 부분이 넓고 출구 부분이 좁게 형성된 사각뿔 형상으로 구성되어 있다.

흡입장치(74)는 흡입호퍼(73) 부분에 흡입력이 작용되도록 하는 구성요소로서, 흡입호퍼(73)에 부압을 작용시키도록 접속되는 이젝터(74a)로 구성되어 있다. 이젝터(74a)는 부압생성용 유체를 공급하는 유체공급관(91)이 접속되는 공급관접속부(741), 이 공급관접속부(741)와 연결되는 벤튜리관(742), 벤튜리관(742) 부분에 형성되고 흡입호퍼(73)의 출구 부분이 접속되는 호퍼접속부(743), 및 호퍼접속부(743)에 연결되고 수중이물질이 배출되는 이물질배출관(92)이 접속되는 배출관접속부(744)로 구성되어 있다.

여기서, 유체공급관(91)은 이젝터(74a)에 부압생성용 유체를 공급하는 배관으로서, 부압생성용 유체로는 압축공기가 적용될 수도 있지만 본 실시예에서는 고압의 용수가 공급되도록 되어 있다. 이를 위해 유체공급관(91)은 이물질제거선(2)에 탑재된 하이드로워터펌프(93,hydro water pump)와 연결되어 압송되는 용수를 공급받도록 되어 있다.

그리고, 이물질배출관(92)은 배출관접속부(744)에 접속되어 흡입호퍼(73)로부터 유입되는 수중이물질을 외부로 배출하기 위한 배관으로서 전체를 호스로 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 수중에서의 안전성을 고려하여 주요 부분은 이중관(92a)으로 구성되고 일부분만이 연결호스(92b)로 구성함으로써 내구성과 안전성을 향상시킬 수 있도록 되어 있다. 그리고 이중관(92a)은 이물질제거장치(7) 부분을 견인하는 견인대의 기능을 수행한다.

보다 구체적으로 설명하면, 이물질배출관(92)은 도6b에 도시된 바와 같이 내부에 수중이물질이 이동되는 내부관(921)과, 내부관(921)의 외부에 배치되는 외부관(922)으로 구성된 이중관(92a)과, 이 이중관(92a)의 상부와 하부에 연결되고 내부관(921)과 연통되게 접속되는 연결호스(92b)로 구성된다.

그리고, 이중관(92a)은 상단부에 이물질제거선(2)에 힌지 결합되는 연결힌지부(923)가 형성되어 있고, 하단부에 이물질제거장치(7)에 접속되는 연결고리와 접속되는 하접속부(924)가 형성되어 있다. 아울러, 내부관(921) 및 외부관(922) 사이의 공간에는 후술되는 유압호스(95)가 삽입, 배치되어 있다.

분쇄기(75)는 흡입호퍼(73)에 내장되어 수중이물질을 분쇄하는 구성요소로서, 2개의 원형 분쇄날(751)이 마주보게 배치되어 있다.

휠구동장치(미도시)는 구름휠(72)에 회전력을 인가하는 구성요소로서 전기를 에너지원으로 하는 전기모터가 설치될 수도 있지만 수중에서 작동되는 점을 고려하여 유압모터로 구성된다. 유압모터는 이중관(92a)의 내부를 경유하여 배치된 유압호스(95)로부터 공급되는 유압작동유에 의해 회전되는 통상의 유압모터를 적용하여 구성하고, 유압모터(미도시)의 출력축(미도시)은 구름휠(72)의 휠축(721)에 회전력을 전달하도록 접속된다.

분쇄기구동장치(미도시)는 분쇄기(75)에 회전력을 인가하는 구성요소로서 전술한 휠구동장치와 마찬가지로 유압모터로 구성되고, 이 유압모터(미도시)의 출력축은 원형 분쇄날(751)의 중심에 결합되는 분쇄기회전축(752)에 회전력을 전달하도록 접속되어 있다.

한편, 이물질제거선(2)에는 도3에 도시된 바와 같이 상기한 휠구동장치 및 분쇄기구동장치에 유압작동유를 공급하는 유압유닛(96)이 탑재되어 있다. 이 유압유닛(96)은 유압작동유가 저장되는 작동유탱크(미도시), 작동유탱크의 유압작동유를 흡입하여 유압호스(95)를 매개로 유압모터(미도시)로 압송하는 유압펌프(미도시), 유압모터로 공급되는 유압작동유의 흐름을 제어하기 위한 솔레노이드밸브(미도시) 등과 같은 각종 제어밸브로 구성된 것으로, 이러한 유압유닛은 유압을 이용하는 장치에 설치되는 통상적인 구성요소이므로 구체적인 설명이나 도면상 도시를 생략한다.

한편, 본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템은 도수로 등과 같은 장소를 운항하면서 수중이물질을 제거할 수도 있지만, 발전소에서 냉각수가 유입된 오픈챔버(10) 내에 정위치되어 안정적으로 수중이물질을 제거할 수 있도록 제1 및 제2 부유구조물(1a,1b)에 설치되는 승강안내부재(97)와, 승강안내부재(97)가 접속되어 승강되도록 설치되는 원기둥 형상의 승강안내축(98)이 더 구성되어 있다.

상기 승강안내부재(97)는 도4c 및 도7에 도시된 바와 같이 승강안내축(98)에 삽입되는 승강홀(971a)이 형성된 안내부재판(971)과, 이 안내부재판(971)의 승강홀(971a) 부위에 설치되어 승강안내축(98)의 외면에 밀착, 구름이동 되는 복수의 안내롤러(972)로 구성되어 있다. 여기서 안내롤러(972)는 롤러(972a)와, 이 롤러(972a)의 중심에 삽입되는 롤러축(972b), 및 롤러축(972b)의 양단을 회전 가능하게 지지하는 롤러지지브라켓(972c)으로 구성되어 있다.

한편, 도3의 미설명부호 p1은 오픈챔버(10)의 스크린(30) 설치 부분에 형성된 구조물의 기둥이고, 미설명부호 p2는 오픈챔버(10)의 해수 유입측에 형성된 구조물의 기둥으로서, 상기한 기둥(p1,p2)에는 전술한 승강안내축(98)이 고정브라켓(99)를 매개로 고정되어 있다. 그리고, 도5의 미설명부호 92c는 이물질배출관(92)을 경유하여 이물질제거선(2)으로 배출되는 수중이물질을 지상으로 이송하는 이송배관의 일부를 나타낸 것이다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 수중이물질 제거 시스템의 작용을 간략하게 설명한다.

첨부도면, 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중이물질 제거 시스템의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 오픈챔버(30)의 내부 수중에 잔류하는 수중이물질의 제거작업을 수행하고자 하는 경우에는 도3에 도시된 바와 같이 오픈챔버(10)의 스크린(30) 설치 부분에 형성된 구조물의 기둥(p1)에 설치된 승강안내축(98)에 승강안내부재(97)를 매개로 제1 부유구조물(1a)을 고정하고, 오픈챔버(10)의 해수 유입측에 형성된 구조물의 기둥(p2)에 승강안내축(98)에 승강안내부재(97)를 매개로 제2 부유구조물(1b)을 고정한다.

이러한 상태에서 스크린(30)과 접한 위치의 수중이물질을 제거하고자 할 경우 횡방향구동수단(6)의 기어드모터(62)를 정방향(반시계방향)으로 구동시키게 되면 피니언(63)이 정방향으로 회전되면서 횡방향 래크(61)를 따라 이동되고 기어드모터(62)가 설치된 이물질제거선(2)이 스크린(30) 방향으로 이동되는데, 희망하는 작업지점에 도달되면 기어드모터(62)의 구동을 정지시킨다.

이후 견인장치(8)를 작동시켜 정위치한 다음 와이어로프(86)를 매개로 결속된 이물질제거장치(7)를 수중에 침지시키고 이물질제거선(2)에 탑재된 하이드로워터펌프(93)를 작동시키게 되면 고압의 용수가 유체공급관(91)을 경유하여 이젝터(74a)로 압송된다. 이와 같이 압송되는 고압의 용수가 벤튜리관(742)를 통과하게 되면 부압이 생성되므로 흡입호퍼(73)에 흡입력이 작용되어 수중이물질이 유입되고, 이러한 수중이물질은 연결호스(92b) 및 이중관(92a)의 내부관(921) 및 연결호스(92b)를 경유하여 외부로 배출된다. 이때, 수중이물질의 종류가 패각 등과 같이 크기가 클 경우에는 분쇄기(75)를 작동시켜 잘게 분쇄하는 과정을 동시에 수행한다. 그리고, 수중이물질의 흡입과정에서 짧은 거리의 이동이 필요한 경우에는 휠구동장치(미도시)를 작동시켜 구름휠(72)을 회전시키면서 작업위치를 간편하게 조절할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템은 도7dp 도시된 바와 같이 만조 및 간조에 따라 해수면의 레벨이 변화되더라도 제1 및 제2 부유구조물(1a,1b)이 승강안내부재(97)를 매개로 승강안내축(98)을 따라 상하방향으로 승강될 수 있으므로 해수면의 레벨이 변화되더라도 안전하고 편리하게 수중이물질 제거작업을 수행할 수 있다. 또한, 수중이물질 제거작업 위치를 오픈챔버(10)의 해수 유입측 방향인 횡방향으로 이동시키고자 하는 경우 횡방향구동수단(6)의 기어드모터(62)를 역방향으로 구동시키는 간단한 조작에 의해 이물질제거선(2)을 횡방향으로 이동시킨 후 수중이물질 제거작업을 시행할 수 있다.

전술한 바와 같은 방식으로 수중이물질을 제거하는 과정에서 작업위치를 종방향으로 이동시키고자 하는 경우에는 견인장치(8)를 작동시켜 이물질제거장치(7)를 포함하는 이중관(92a)을 들려 올린 다음, 종방향구동수단(5)의 기어드모터(52)를 정방향(반시계방향)으로 구동시키게 되면 피니언(53)이 정방향으로 회전되면서 종방향 래크(51)를 따라 종방향으로 이동되므로 희망하는 지점까지 이물질제거선(2)을 이동시킨 다음 기어드모터(62)의 구동을 정지시킨다.

이러한 상태에서 전술한 바와 마찬가지로 견인장치(8)를 작동시켜 이물질제거장치(7)를 수중에 침지시킨 다음 수중이물질의 제거작업을 수행한다.

한편, 본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템은 전술한 오픈챔버의 수중이물질 제거작업 외에도 오픈챔버로 용수를 공급하는 도수로나 하천 등에서도 수중이물질 제거작업을 수행할 수 있다. 예컨대, 승강안내축(98)에 결속된 승강안내부재(97)를 분리할 경우 제1 및 제2 부유구조물(1a,1b)의 이동이 자유롭게 되므로 도수로나 하천을 따라 운항하면서 편리하게 수중이물질을 제거할 수 있다. 이때, 이물질제거선(2)은 예인보트의 추력을 이용하여 운항하거나 별도의 추진장치를 설치하여 운항할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 수중이물질 제거 시스템를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

상기한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

1a:제1 부유구조물 1b:제2 부유구조물
2:이물질제거선 3a:제1 종방향이동레일
3b:제2 종방향이동레일 4:횡방향이동레일
4a:제1 횡방향이동레일 4b:제2 횡방향이동레일
5:종방향구동수단 51:종방향 래크
52,62:기어드모터 53,63:피니언
54:고정플레이트 6:횡방향구동수단
7:이물질제거장치 71:제거장치본체
72:구름휠 73:흡입호퍼
74:흡입장치 75:분쇄기
8:견인장치 91:유체공급관
92:이물질배출관 92a:이중관
92b:연결호스 95:유압호스
96:유압유닛 97:승강안내부
98:승강안내축

Claims (9)

1. 수중이물질 제거 시스템에 있어서,
   일측에 배치되는 제1 부유구조물; 상기 제1 부유구조물로부터 이격되게 타측에 배치되는 제2 부유구조물; 상기 제1 및 제2 부유구조물 사이에 배치되는 이물질제거선; 상기 제1 부유구조물에 설치되는 제1 종방향이동레일; 상기 제2 부유구조물에 설치되는 제2 종방향이동레일; 상기 제1 및 제2 종방향이동레일 사이에 배치되는 횡방향이동레일; 상기 횡방향이동레일에 설치되는 종방향구동수단; 상기 횡방향이동레일과 상기 이물질제거선 사이에 설치되는 횡방향구동수단; 상기 이물질제거선에 설치되는 견인장치; 및 상기 견인장치에 의해 승강되고 수중이물질을 흡입하여 제거하는 이물질제거장치를 포함하고,
   상기 이물질제거장치는 복수의 구름휠이 설치된 제거장치본체; 수중이물질이 흡입되도록 상기 제거장치본체에 설치되는 흡입호퍼; 상기 흡입호퍼 부분에 흡입력이 작용되도록 설치되는 흡입장치; 상기 흡입호퍼에 내장되어 수중이물질을 분쇄하는 분쇄기; 상기 구름휠에 회전력을 인가하도록 설치되는 휠구동장치; 및 상기 분쇄기에 회전력을 인가하도록 설치하는 분쇄기구동장치를 포함하고,
   상기 흡입장치는 상기 흡입호퍼에 부압을 작용시키도록 접속되는 이젝터로 구성되고, 상기 이젝터에 부압생성용 유체를 공급하도록 접속되는 유체공급관, 상기 흡입호퍼로 유입된 수중이물질의 배출되도록 상기 이젝터에 접속되는 이물질배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중이물질 제거 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 휠구동장치 및 상기 분쇄기구동장치는 상기 구름휠의 휠축과 상기 분쇄기의 분쇄기회전축에 출력축이 접속되는 유압모터로 구성되고,
   상기 이물질배출관은 내부에 수중이물질이 이동되는 내부관과 상기 내부관의 외부에 배치되는 외부관으로 구성된 이중관과, 상기 이중관의 상부와 하부에 연결되고 내부관과 연통되게 접속되는 연결호스로 구성되고,
   상기 유압모터는 상기 이물질제거선에 탑재된 유압유닛과 연결되는 유압호스와 연결되되, 상기 유압호스는 상기 내부관 및 외부관 사이의 공간을 통해 배치된 것을 특징으로 하는 수중이물질 제거 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 횡방향이동레일은 상기 이물질제거선의 전방에 배치되는 제1 횡방향이동레일과, 상기 이물질제거선의 후방에 배치되는 제1 횡방향이동레일로 구성되고,
   상기 횡방향구동수단은 상기 제1 및 제2 횡방향이동레일에 설치되는 횡방향 래크와, 상기 이물질제거선에 설치되고 상기 횡방향 래크와 치합되는 피니언이 출력축에 결합된 기어드모터로 구성된 것을 특징으로 하는 수중이물질 제거 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 종방향구동수단은 상기 제1 및 제2 종방향이동레일에 설치되는 종방향 래크와, 상기 제1 및 제2 횡방향이동레일의 단부에 설치되고 상기 종방향 래크와 치합되는 피니언이 출력축에 결합된 복수의 기어드모터로 구성된 것을 특징으로 하는 수중이물질 제거 시스템.
   
8. 제1항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 부유구조물에 설치되는 승강안내부재; 및
   상기 승강안내부재가 접속되어 승강되도록 설치되는 승강안내축을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중이물질 제거 시스템.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 승강안내부재는,
   상기 승강안내축에 삽입되는 승강홀이 형성된 안내부재판; 및
   상기 안내부재판의 승강홀에 설치되어 상기 승강안내축의 외면에 밀착되는 안내롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중이물질 제거 시스템.

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