KR101654472B1 - 취수구 높이 가변형 취수장치 - Google Patents

Abstract

취수구 높이 가변형 취수장치가 개시된다. 취수구 높이 가변형 취수장치는, 전체 또는 일부분이 수중으로 삽입되고, 수중으로 삽입된 부분이 수축 및 신장 가능하도록 플렉시블하게 구성된 자바라 타입이고, 상기 자바라의 하단부에 형성된 취수구를 포함하는 몸체부; 상기 취수구를 물의 깊이 방향을 따라 이동시키도록 상기 몸체부에 연결된 몸체구동부; 상기 취수구로부터 물을 채취하도록 상기 취수구와 연결되고, 상기 취수구가 위치한 수위의 물을 채취하는 취수부; 및 상기 몸체부가 삽입된 수중의 다수 수위에서 수질을 측정하는 수질측정센서를 포함한다.

Description

취수구 높이 가변형 취수장치{WATER INTAKE APPARTUS OF VARIABLE HEIGHT WATER INTAKE HOLE AND WATER INTAKE METHOD USING THE SAME}

본 발명은 취수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 수위의 높이에 대응하는 높이로 쉽게 취수구를 위치시킬 수 있는 취수구 높이 가변형 취수장치에 관한 것이다.

일반적으로 상수도의 취수시설은 수원의 종류에 따라 취수지점의 상황과 취수량의 대소 등을 고려하여 취수보, 취수탑, 취수문, 취수관거, 취수틀, 집수매거, 얕은 우물, 깊은 우물 중에서 가장 적절한 것을 선정한다. 이중 취수탑은 하천, 호소, 댐의 내에 설치된 탑모양의 구조물로 측벽에 만들어진 취수구에서 직접 탑내로 취수하는 시설이다. 일반적으로 다단수문형식의 취수구를 적당히 배치한 철근콘크리트구조이다.

취수탑은 연간의 수위변화가 크더라도 하천이나 호소, 댐에서의 취수시설로서 알맞고 또한 유지관리도 비교적 용이하다. 이러한 취수탑은 소정 간격의 수위에 대응하도록 위치하는 다수의 취수문을 설치하고, 다수의 취수문에 대응하는 수위들 중 수질이 양호한 수위에서의 물을 취수하도록 운영하고 있다. 그러나 취수탑에 설치된 취수문은 고정되어 있으므로 수심 전체 중 정해진 수위에서만 물을 취수할 수 밖에 없고, 이는 최적의 수질을 나타내는 수위의 물을 취수하는 것에 어려움이 있다.

다양한 수심에서 채수하기 위한 장치로서 등록특허 10-1090206 "농업용 저수지의 취수장치"가 제시되었으나 취수탑과 같이 일정 간격의 취수구가 배열되어 취수탑의 한계를 그대로 가지고 있으며, 등록특허 20-0377420 "부력식 자동 취수장치"와 등록특허 10-0663925 "상수도의 취수장치"등은 수심을 변화시킬 수 있으나 각 수위에서의 수질 상태를 파악할 수 없으며, 이에 의해 최적 수질의 물을 취수하는 것에 어려움이 있다.

이에, 본 발명자는, 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 연구 끝에, 아래와 같은 구성을 도입하여, 하루 동안 수시로 변할 수 있는 최적 수질을 나타내는 수위를 쉽게 파악할 수 있고, 물의 취수를 위한 취수구를 쉽게 최적 수질을 나타내는 수위로 이동시켜서 최적 수질의 물을 취수할 수 있는 취수구 높이 가변형 취수장치를 개발하기에 이르렀다.

본 발명은, 전체 또는 일부분이 수중으로 삽입되고, 수중으로 삽입된 부분이 수축 및 신장 가능하도록 플렉시블하게 구성된 자바라 타입이고, 상기 자바라의 하단부에 형성된 취수구를 포함하는 몸체부; 상기 취수구를 물의 깊이 방향을 따라 이동시키도록 상기 몸체부에 연결된 몸체구동부; 상기 취수구로부터 물을 채취하도록 상기 취수구와 연결되고, 상기 취수구가 위치한 수위의 물을 채취하는 취수부; 및 상기 몸체부가 삽입된 수중의 다수 수위에서 수질을 측정하는 수질측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 취수구 높이 가변형 취수장치를 제공한다.

본 발명의 제1 실시예로, 상기 취수부는, 하단부가 상기 취수구에 연결되는 취수관; 및 상기 취수관의 상단부와 연결되어 상기 취수구가 위치한 수위의 물을 펌핑하는 취수펌프를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예로, 상기 몸체부는 수면에 수직한 몸체부의 축방향을 따라 수축 및 신장되면서 상기 취수구의 높이가 가변되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예로, 상기 수질측정센서는 상기 취수구와 동일 평면에 설치되어 상기 취수구가 위치하는 수위에서 수질을 측정할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예로, 상기 몸체부구동부는, 일단부는 상기 몸체부의 하단부에 고정되고 타단부는 수면을 향해 연장된 몸체수축용 와이어; 수면 위로 설치되고, 회전하여 상기 몸체수축용 와이어를 감아서 상기 몸체부를 수축시키기 위한 몸체수축용 회전체; 수중의 바닥면에 설치되고 자유 회전 가능하게 구성된 가이드; 일단부가 상기 몸체부의 하단부에 고정되고 타단부는 상기 가이드를 경유하여 수면을 향해 연장된 몸체신장용 와이어; 및 수면 위로 설치되고, 회전하여 상기 몸체신장용 와이어를 감아서 상기 몸체부를 신장시키기 위한 몸체신장용 회전체를 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예로, 상기 취수부는, 일단부가 상기 취수구에 연결되고, 타단부는 상기 취수장치가 위치한 취수지역의 수위보다 낮게 위치한 정수장으로 연결되는 사이폰(siphon)식 취수관으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 제2 실시예로, 상기 몸체부는 일부 영역이 휘어지면서 상기 취수구의 높이가 가변되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예로, 상기 취수장치는 상기 수질측정센서를 물의 깊이 방향을 따라 이동시키는 센서구동부를 더 포함하고, 상기 수질측정센서는 상기 몸체부와 인접한 위치에서 상기 센서구동부와 연결되어 상기 몸체부와 별개로 물의 깊이 방향을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예로, 상기 몸체부구동부는, 일단부는 상기 몸체부의 하단부에 연결되고 타단부는 수면을 향해 연장된 취수구이동용 와이어; 및 상기 취수구이동용 와이어의 타단부를 감도록 회전구동하는 취수구이동용 회전체를 포함할 수 있다.

이러한 본 발명의 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용한 취수방법은, 수중에 위치한 수질측정센서를 물의 깊이 방향을 따라 임의의 간격으로 이동시키면서 상기 임의의 간격의 각 수위의 수질을 측정하는 단계; 수중에 위치한 자바라 타입의 몸체부 하단의 취수구를 상기 수질측정센서를 통한 수질 측정 과정에서 측정된 최적 수질을 나타내는 수위로 위치시키는 단계; 및 상기 최적 수질을 나타내는 수위의 물을 펌핑 또는 사이폰 방식으로 취수하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 와이어 연결부를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용한 취수방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용한 취수방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 취수구 높이 가변형취수장치 및 이를 이용한 취수방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

제1 실시예

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치는 몸체부(110), 몸체구동부(120), 취수부(130) 및 수질측정센서(140)를 포함한다.

몸체부(110)는 수원 예를 들면, 하천, 저수지 등에서 수중으로 삽입된다. 몸체부(110)는 소정의 길이를 가진다. 예를 들면, 전체 수심에 대응하는 길이를 가질 수 있다. 몸체부(110)는 중공이고, 수면에 수직한 몸체부(110)의 축방향을 따라 수축 및 신장될 수 있는 플렉시블한 자바라 타입이다. 이러한 몸체부(110)의 하단부에는 몸체부(110) 외부의 물을 취수할 수 있도록 취수구(110a)가 형성되고, 취수구(110a)의 높이는 몸체부(110)가 수축 및 신장됨에 따라 가변된다.

여기서, 취수구(110a)는 항시 개방된 형태일 수도 있고, 개폐 가능한 형태일 수도 있다. 일 예로, 도시하지는 않았지만 취수구(110a)가 개폐 가능한 형태인 경우, 몸체부(110)의 내부에 취수구(110a)를 개폐하는 개폐도어 및 개폐도어를 가동시키는 도어구동부를 설치하여 취수구(110a)를 개폐할 수 있다.

일 예로, 몸체부(110)는 수면에 부유되도록 설치될 수 있다. 이를 위해, 몸체부(110)의 상단부에는 인공섬 형태의 부력장치(10)를 설치할 수 있다. 다른 예로, 몸체부(110)는 탑 형태의 구조물(미도시)을 수중에 설치하고, 탑 형태의 구조물의 상단부에 몸체부(110)의 상단부를 고정하여 설치할 수 있다.

몸체구동부(120)는 취수구(110a)를 물의 깊이 방향을 따라 이동시킨다. 즉, 몸체구동부(120)는 몸체부(110)를 수축 및 신장시키도록 구성되어 취수구(110a)의 위치를 이동시킨다. 일 예로, 몸체구동부(120)는 몸체수축용 와이어(121), 몸체수축용 회전체(122), 가이드(125), 몸체신장용 와이어(123), 몸체신장용 회전체(124)를 포함할 수 있다.

몸체수축용 와이어(121)는 몸체부(110)를 수축시키기 위해 이용되는 와이어이다. 몸체수축용 와이어(121)의 일단부는 몸체부(110)의 하단부에 고정되고 타단부는 수면을 향해 연장된다. 즉, 몸체수축용 와이어(121)는 몸체부(110)의 하단부로부터 수면을 향해 직선형으로 뻗어있다.

몸체수축용 회전체(122)는 회전하도록 구성되고, 회전하여 몸체수축용 와이어(121)를 감는다. 일 예로, 몸체수축용 회전체(122)는 와이어드럼(wire drum)일 수 있다. 와이어드럼은 수동 핸들을 통해 회전되거나, 모터를 통해 회전될 수 있다. 또한 와이어드럼은 몸체수축용 와이어(121)가 와이어드럼으로부터 풀리도록 자유 회전될 수 있다. 이러한 몸체수축용 회전체(122)가 회전하여 몸체수축용 와이어(121)가 감김에 따라 몸체부(110)의 하단부는 상측으로 당겨져서 몸체부(110)가 수축하게 된다. 일 예로, 몸체수축용 회전체(122)는 인공섬 형태의 부력장치(10)를 이용하여 수면에 부유하도록 설치될 수 있고, 다른 예로, 몸체부(110)의 설명에서 예시된 탑 형태의 구조물의 상단부 일측에 설치할 수 있다.

가이드(125)는 몸체신장용 와이어(123)가 연장되는 방향이 반전되도록 가이드한다. 가이드(125)는 수중의 바닥면에 설치된다. 일 예로, 가이드(125)는 풀리(pulley)일 수 있다.

몸체신장용 와이어(123)는 몸체부(110)를 신장시키기 위해 이용되는 와이어이다. 몸체신장용 와이어(123)의 일단부는 몸체부(110)의 하단부에 고정되고 타단부는 가이드(125)를 경유하여 수면을 향해 연장된다. 즉, 몸체신장용 와이어(123)는 몸체부(110)의 하단부로부터 아래로 연장된 후 가이드(125)에 감긴 후 방향이 전환되어 수면을 향해 연장된다.

몸체신장용 회전체(124)는 회전하도록 구성되고, 회전하여 몸체신장용 와이어(123)를 감는다. 이러한 몸체신장용 회전체(124)는 몸체수축용 회전체(122)의 구성과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 몸체신장용 회전체(124)가 회전하여 몸체신장용 와이어(123)가 감김에 따라 몸체부(110)의 하단부는 하측으로 당겨져서 몸체부(110)가 신장하게 된다. 일 예로, 몸체신장용 회전체(124)는 인공섬 형태의 부력장치(10)를 이용하여 수면에 부유하도록 설치될 수 있고, 다른 예로, 몸체부(110)의 설명에서 예시된 탑 형태의 구조물의 상단부 일측에 설치할 수 있다.

여기서, 몸체수축용 와이어(121) 및 몸체신장용 와이어(123)의 연결을 위해 몸체부(110)의 하단부에는 와이어들의 연결을 위한 와이어 연결부(150)가 설치될 수 있다. 도 2는 도 1에 도시된 와이어 연결부를 설명하기 위한 부분 확대도로써, 일 예로, 와이어 연결부(150)는 도 2와 같이 몸체부(110)의 하단부를 감싸는 환형링부(151) 및 환형링부(151)의 외면으로부터 연장된 와이어연결 플레이트부(152)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 와이어연결 플레이트부(152)에 몸체수축용 와이어(121) 및 몸체신장용 와이어(123)를 연결할 수 있다.

취수부(130)는 취수구(110a)가 위치한 수위의 물을 채취한다. 취수부(130)는 취수관(131) 및 취수펌프(132)를 포함한다. 취수관(131)은 하단부가 취수구(110a)와 연결된다. 이때, 취수관(131)의 하단부는 몸체부(110)의 상단부를 통해 몸체부(110)의 내부로 삽입되어 취수구(110a)와 연결될 수 있다. 취수펌프(132)는 취수관(131)의 상단부와 연결되어 취수구(110a)가 위치한 수위의 물을 펌핑하여 상수도, 농업용수, 공업용수 등으로 사용하도록 취수된 물을 저장하는 정수장으로 공급한다.

수질측정센서(140)는 물의 깊이 방향을 따라 임의의 간격으로 이동하면서 각 쉬위에서의 수질을 측정한다. 이때, 수질측정센서(140)는 물의 온도, 용존산소량, 탁도, 클로로필(chlorophyll) 등을 측정한다. 수질측정센서(140)는 수위에 따른 수질 측정을 위해 취수구(110a)와 동일한 평면 상에 위치하여 취수구(110a)의 위치가 가변될 때 취수구(110a)의 가변된 위치의 수위를 측정한다.

이러한 수질측정센서(140)를 통해 측정된 수질 측정값은 예를 들면, 취수장치의 주변에 설치되어 취수장치를 제어하는 제어반 또는 원거리에 설치된 취수장치를 관리하는 관리자가 상주하는 관리실 내의 단말기(예를 들면, PC)로 제공될 수 있고, 몸체구동부(120)는 상기 제어반 또는 상기 관리실 내의 단말기를 통해 제어될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용하여 최적 수질의 물을 취수하는 과정을 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용한 취수방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용한 취수방법은, 수중에 위치한 수질측정센서를 물의 깊이 방향을 따라 임의의 간격으로 이동시키면서 상기 임의의 간격의 각 수위의 수질을 측정하는 단계(S110); 수중에 위치한 자바라 타입의 몸체부 하단의 취수구를 상기 수질측정센서를 통한 수질 측정 과정에서 측정된 최적 수질을 나타내는 수위로 위치시키는 단계(S120); 및 상기 최적 수질을 나타내는 수위의 물을 펌핑하여 취수하는 단계(S130)로 이루어진다.

S110 단계에서는, 몸체구동부(120)를 가동하여 몸체부(110)의 길이를 수축 및 신장시키면서 수질측정센서(140)를 물의 깊이 방향을 따라 임의의 간격으로 이동시킨다. 즉, 몸체수축용 회전체(122)를 감김방향(예를 들면, 시계방향)으로 회전시켜서 몸체수축용 와이어(121)를 감으면서 몸체부(110)의 하단부를 상측으로 당겨서 몸체부(110)를 수축시키면 동일 평면에 위치한 취수구(110a) 및 수질측정센서(140)는 상승하며, 몸체신장용 회전체(124)를 감김방향(예를 들면, 시계방향)으로 회전시켜서 몸체신장용 와이어(123)를 감으면서 몸체부(110)의 하단부를 하측으로 당겨서 몸체부(110)를 신장시키면 동일 평면에 위치한 취수구(110a) 및 수질측정센서(140)는 하강한다. 이러한 과정을 임의의 간격, 예를 들면, 20분~60분의 시간 간격으로 몸체부(110)의 신장 또는 수축이 이루어지도록 설정하고, 시간 경과에 따라 수심 전체의 서로 다른 수위로 취수구(110a) 및 수질측정센서(140)를 이동시킨다. 이러한 과정은 1일 24회 이상 실시될 수 있다.

S120 단계에서는, S110 단계에서 각 수위에서 측정된 수질 측정값들 중 최적 수질을 나타낸 수위로 취수구(110a)를 위치시킨다. 즉, 취수구(110a)의 위치가 최적 수질을 나타내는 수위보다 아래에 위치한 경우 몸체수축용 회전체(122)에 몸체수축용 와이어(121)를 감아서 몸체부(110)를 수축시키면서 취수구(110a)의 위치를 최적 수질을 나타내는 수위로 위치시키고, 취수구(110a)의 위치가 최적 수질을 나타내는 수위보다 높게 위치한 경우 몸체신장용 회전체(124)에 몸체신장용 와이어(123)를 감아서 몸체부(110)를 신장시키면서 취수구(110a)의 위치를 최적 수질을 나타내는 수위로 위치시킨다.

S130 단계에서는, 취수펌프(132)를 가동시켜서 취수구(110a) 및 취수관(131)을 통해 취수구(110a)가 위치한 수위의 물을 펌핑하여 취수한다.

이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용하면, 수질측정센서(140)를 물의 깊이 방향으로 이동시키면서 하루 동안 수시로 변할 수 있는 최적 수질을 나타내는 수위를 쉽게 파악할 수 있고, 플렉시블한 자바라 타입의 몸체부(110)가 플렉시블한 자바라 타입으로 구성되므로 몸체부(110)의 하단부의 취수구(110a)를 쉽게 최적 수질을 나타내는 수위로 이동시켜서 최적 수질의 물을 취수할 수 있다.

제2 실시예

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치는 몸체부(210), 몸체구동부(220), 취수부(230), 수질측정센서(240) 및 센서구동부(250)를 포함한다.

몸체부(210)는 수원 예를 들면, 하천, 저수지 등에서 수중으로 삽입된다. 몸체부(210)는 소정의 길이를 가진다. 예를 들면, 전체 수심보다 긴 길이를 가질 수 있다. 몸체부(210)는 중공이고, 일부 영역이 휘어지면서 상기 취수구의 높이가 가변될 수 있는 플렉시블한 자바라 타입이다. 예를 들면, 몸체부(210)는 U자 형상으로 휘어지는 형태일 수 있다. 이러한 경우, 몸체부(210)의 하단부는 몸체부(210)가 U자 형상으로 휘어짐에 따라 수면에 대향한다. 몸체부(210)의 하단부에는 몸체부(210) 외부의 물을 취수할 수 있도록 취수구(220a)가 형성되고, 취수구(220a)는 몸체부(210)의 하단부가 수면에 대향함에 따라 수면에 대향하게 위치하게 된다.

여기서, 취수구(220a)는 항시 개방된 형태일 수도 있고, 개폐 가능한 형태일 수도 있다. 일 예로, 도시하지는 않았지만 취수구(220a)가 개폐 가능한 형태인 경우, 몸체부(210)의 내부에 취수구(220a)를 개폐하는 개폐도어 및 개폐도어를 가동시키는 도어구동부를 설치하여 취수구(220a)를 개폐할 수 있다.

일 예로, 몸체부(210)는 수면에 부유되도록 설치될 수 있다. 이를 위해, 몸체부(210)의 상단부에는 인공섬 형태의 부력장치(10)를 설치할 수 있다. 다른 예로, 몸체부(210)는 탑 형태의 구조물(미도시)을 수중에 설치하고, 탑 형태의 구조물의 상단부에 몸체부(210)의 상단부를 고정하여 설치할 수 있다.

몸체구동부(220)는 취수구(220a)를 물의 깊이 방향을 따라 이동시킨다. 일 예로, 몸체구동부(220)는 취수구이동용 와이어(221) 및 취수구이동용 회전체(222)를 포함할 수 있다.

취수구이동용 와이어(221)는 일단부가 몸체부(210)의 하단부에 연결되고 타단부가 수면을 향해 연장되어 취수구이동용 회전체(222)에 연결된다.

취수구이동용 회전체(222)는 회전하도록 구성되고, 회전하여 취수구이동용 와이어(221)를 감는다. 일 예로, 취수구이동용 회전체(222)는 와이어드럼일 수 있다. 와이어드럼은 수동 핸들을 통해 회전되거나, 모터를 통해 회전될 수 있다. 또한 와이어드럼은 취수구이동용 와이어(221)가 와이어드럼으로부터 풀리도록 자유 회전될 수 있다. 이러한 취수구이동용 회전체(222)가 감김방향(예를 들면, 시계방향)으로 회전하여 취수구이동용 와이어(221)가 감김에 따라 수면에 대향하는 몸체부(210)의 하단부는 상측으로 당겨지고, 취수구이동용 회전체(222)가 풀림방향(예를 들면, 반시계방향)으로 회전하여 취수구이동용 와이어(221)가 풀림에 따라 수면에 대향하는 몸체부(210)의 하단부가 하측으로 이동할 수 있다. 일 예로, 취수구이동용 회전체(222)는 인공섬 형태의 부력장치를 이용하여 수면에 부유하도록 설치될 수 있고, 다른 예로, 몸체부(210)의 설명에서 예시된 탑 형태의 구조물의 상단부 일측에 설치할 수 있다.

여기서, 취수구이동용 와이어(221)를 몸체부(210)의 하단부에 연결하기 위해 몸체부(210)의 하단부에는 취수구이동용 와이어(221)의 연결을 위한 와이어 연결부(260)가 설치될 수 있다. 와이어 연결부(260)는 본 발명의 제1 실시예에서 도 1을 통해 예시된 와이어 연결부(150)의 구성과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

취수부(230)는 취수구(220a)가 위치한 수위의 물을 채취한다. 취수부(230)는 일단부가 몸체부(210)의 내부에 위치되고, 타단부는 취수장치가 위치한 취수지역의 수위보다 낮게 위치한 정수장(미도시)으로 연결되는 사이폰(siphon)식 취수관(231)으로 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 몸체부(210)의 내부에는 물이 채워져 있고, 사이폰식 취수관(231)의 일단부는 몸체부(210) 내부에 채워져 있는 물에 잠겨있을 수 있다.

수질측정센서(240)는 물의 깊이 방향을 따라 임의의 간격으로 이동하면서 각 쉬위에서의 수질을 측정한다. 이때, 수질측정센서(240)는 물의 온도, 용존산소량, 탁도, 클로로필(chlorophyll) 등을 측정한다. 수질측정센서(240)는 몸체부(210)와 인접한 위치에서 센서구동부(250)와 연결되어 몸체부(210)와 별개로 물의 깊이 방향을 따라 이동하도록 구성된다.

이러한 수질측정센서(240)를 통해 측정된 수질 측정값은 예를 들면, 취수장치의 주변에 설치되어 취수장치를 제어하는 제어반 또는 원거리에 설치된 취수장치를 관리하는 관리자가 상주하는 관리실 내의 단말기(예를 들면, PC)로 제공될 수 있고, 몸체구동부(220) 및 센서구동부(250)는 상기 제어반 또는 상기 관리실 내의 단말기를 통해 제어될 수 있다.

센서구동부(250)는 수질측정센서(240)를 물의 깊이 방향을 따라 이동시킨다. 일 예로, 센서구동부(250)는 센서이동용 와이어(251) 및 센서이동용 회전체(252)를 포함할 수 있다. 센서이동용 와이어(251) 및 센서이동용 회전체(252)의 연결 구조 및 작동 구조는 취수구이동용 와이어(221) 및 취수구이동용 회전체(222)와 유사하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용하여 최적 수질의 물을 취수하는 과정을 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용한 취수방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용한 취수방법은, 수중에 위치한 수질측정센서를 물의 깊이 방향을 따라 임의의 간격으로 이동시키면서 상기 임의의 간격의 각 수위의 수질을 측정하는 단계(S210); 수중에 위치한 자바라 타입의 몸체부 하단의 취수구를 상기 수질측정센서를 통한 수질 측정 과정에서 측정된 최적 수질을 나타내는 수위로 위치시키는 단계(S220); 및 상기 최적 수질을 나타내는 수위의 물을 사이폰 방식으로 취수하는 단계(S230)로 이루어진다.

S210 단계에서는, 센서구동부(250)를 가동하여 수질측정센서(240)를 물의 깊이 방향을 따라 임의의 간격으로 이동시킨다. 즉, 센서이동용 회전체(252)를 감김방향 및 풀림방향으로 회전시켜서 센서이동용 와이어(251)를 감거나 풀면서 수질측정센서(240)를 이동시킨다. 이러한 과정을 임의의 간격, 예를 들면, 20분~60분의 시간 간격으로 몸체부(210)의 신장 또는 수축이 이루어지도록 설정하고, 시간 경과에 따라 수심 전체의 서로 다른 수위로 취수구(220a) 및 수질측정센서(240)를 이동시킨다. 이러한 과정은 1일 24회 이상 실시될 수 있다.

S220 단계에서는, S110 단계에서 각 수위에서 측정된 수질 측정값들 중 최적 수질을 나타낸 수위로 취수구(220a)를 위치시킨다. 즉, 취수구(220a)의 위치가 최적 수질을 나타내는 수위보다 아래에 위치한 경우 취수구이동용 회전체(222)에 취수구이동용 와이어(221)를 감으면서 취수구(220a)를 상승시켜서 취수구(220a)의 위치를 최적 수질을 나타내는 수위로 위치시키고, 취수구(220a)의 위치가 최적 수질을 나타내는 수위보다 높게 위치한 경우 취수구이동용 회전체(222)에 감긴 취수구이동용 와이어(221)를 풀면서 취수구(220a)를 하강시켜서 취수구(220a)의 위치를 최적 수질을 나타내는 수위로 위치시킨다.

S130 단계에서는, 몸체부(210) 내부에 위치한 사이폰식 취수관(231)의 일단부를 통해 사이폰식 취수관(231)의 내부로 최적 수질을 나타내는 수위의 물이 유입되고, 유입된 물은 저장소로 연결된 사이폰식 취수관(231)의 타단부로 이동하여 취수된다.

이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 취수구 높이 가변형 취수장치를 이용하면, 수질측정센서(240)를 물의 깊이 방향으로 이동시키면서 하루 동안 수시로 변할 수 있는 최적 수질을 나타내는 수위를 쉽게 파악할 수 있고, 몸체부(210)가 플렉시블한 자바라 타입으로 구성되므로 몸체부(210)의 하단부의 취수구(220a)를 쉽게 최적 수질을 나타내는 수위로 이동시켜서 최적 수질의 물을 취수할 수 있다.

또한, 최적 수질을 나타내는 수위의 물을 사이폰 방식으로 채취하므로 물을 펌핑하기 위한 펌프가 생략될 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

1. 상단부가 수면에 부유하도록 설치되고, 전체 또는 일부분이 수중으로 삽입되고, 플렉시블하게 구성된 자바라 타입이고, 수중으로 삽입된 자바라의 하단부에 형성된 취수구를 포함하고, 수중으로 삽입된 부분은 U자 형상으로 휘어져서 상기 취수구가 수면에 대향하도록 위치할 수 있는 몸체부;
   수면에 부유하도록 설치된 취수구이동용 회전체 및 일단은 상기 취수구가 위치한 몸체부의 하단에 연결되고 타단은 상기 취수구이동용 회전체에 감기는 취수구이동용 와이어를 포함하고, 상기 취수구이동용 회전체가 회전하는 방향에 따라 상기 취수구이동용 와이어가 풀리거나 감기면서 상기 취수구의 위치를 이동시키는 몸체구동부;
   상기 취수구로부터 물을 채취하도록 상기 취수구와 연결되고, 상기 취수구가 위치한 수위의 물을 채취하는 취수부; 및
   상기 몸체부가 삽입된 수중의 다수 수위에서 수질을 측정하는 수질측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   취수구 높이 가변형 취수장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 취수부는,
   하단부가 상기 취수구에 연결되는 취수관; 및
   상기 취수관의 상단부와 연결되어 상기 취수구가 위치한 수위의 물을 펌핑하는 취수펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   취수구 높이 가변형 취수장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 취수부는,
   일단부가 상기 몸체부 내부에 위치하고, 타단부는 상기 취수장치가 위치한 취수지역의 수위보다 낮게 위치한 정수장으로 연결되는 사이폰(siphon)식 취수관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
   취수구 높이 가변형 취수장치.
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6. 제1항에 있어서,
   상기 수질측정센서는 상기 취수구와 동일 평면에 설치되어 상기 취수구가 위치하는 수위에서 수질을 측정하는 것을 특징으로 하는,
   취수구 높이 가변형 취수장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 취수장치는 상기 수질측정센서를 물의 깊이 방향을 따라 이동시키는 센서구동부를 더 포함하고,
   상기 수질측정센서는 상기 몸체부와 인접한 위치에서 상기 센서구동부와 연결되어 상기 몸체부와 별개로 물의 깊이 방향을 따라 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
   취수구 높이 가변형 취수장치.
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