KR101752689B1

KR101752689B1 - 부유식 수질 정화시스템

Info

Publication number: KR101752689B1
Application number: KR1020160122441A
Authority: KR
Inventors: 채인원
Original assignee: 채인원
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2017-06-30
Also published as: CN107866102B; CN107866102A

Abstract

본 발명은 부유식 수질 정화 시스템에 관한 것으로서, 내부에 내부공간이 마련된 본체와, 본체가 수면에 부유할 수 있도록 상기 본체에 설치되어 부력을 제공하는 적어도 하나의 밸러스트 탱크와, 본체에 설치되어 상기 본체의 내부공간으로 상층수를 펌핑하는 펌핑유닛과, 펌핑유닛에 설치되어 상기 펌핑유닛에 의해 펌핑되는 상기 상층수를 필터링하는 필터유닛과, 본체에 설치되는 것으로서, 내부에 상층수가 유동할 수 있도록 상기 내부공간에 연통되는 유동경로가 마련되며, 상기 유동경로를 통과한 상층수가 심층수에 혼합될 수 있도록 상기 본체로부터 하방으로 연장되고, 하단부에 상기 유동경로의 물이 배출되기 위한 배출구가 형성된 배출관을 구비한다.
본 발명에 따른 부유식 수질 정화시스템은 상층수를 펌핑하여 대기압을 이용한 직하유동 방식으로 심층수 측으로 공급하므로 상층수 및 심층수를 순화시키더라도 침전물에 의해 물이 혼탁해지는 것을 방지하는 장점이 있다.

Description

부유식 수질 정화시스템{Floating type water purifying system}

본 발명은 부유식 수질 정화시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대기압을 이용한 직하유동 방식으로 상층수를 심층수에 공급하는 부유식 수질 정화시스템에 관한 것이다.

하천, 호수, 강, 바다에 유기물이 함유된 생활하수 오수 등이 흘러 들어가면 미생물의 유기물 분해 과정에서 부영양화 현상이 발생하게 된다. 부영양화에 의해 물의 자정능력 한계를 벗어나면 영양염류가 풍부해지는 현상이 일어나고 이러한 현상으로 인해 수초와 녹조류가 번창하고 생물학적 산소요구량(BOD)이 증가함으로써 물속의 용존 산소량이 부족하여 수생 생물이 살 수 없게 된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 기존의 호소 수질 순환장치가 일부 사용되고 있다. 국내 등록특허공보 제10-1440141호와 같이 종래의 호소 수질 순환장치는 여러 개의 플로트에 의해 수면에 부상 설치된 수질 순환장치와, 외부 전원으로 구동되는 모터와 임펠러가 구비되어 수중에 설치된 흡입호스를 통해 물을 상부로 펌핑하여 순환시킴으로써 수중 수질을 개선시킬 수 있도록 되어 있다.

그러나, 종래의 수질 순환장치는 심층수를 흡입하여 수면으로 공급하므로 심층수와 함께 침전물도 함께 흡입되어 상층수 측으로 공급되므로 상층수가 혼탁해지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 상층수를 펌핑하여 대기압을 이용한 직하유동 방식으로 심층수 측으로 공급할 수 있는 부유식 수질 정화시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부유식 수질 정화시스템은 내부에 내부공간이 마련된 본체와, 상기 본체가 수면에 부유할 수 있도록 상기 본체에 설치되어 부력을 제공하는 적어도 하나의 밸러스트 탱크와, 상기 본체에 설치되어 상기 본체의 내부공간으로 상층수를 펌핑하는 펌핑유닛과, 상기 펌핑유닛에 설치되어 상기 펌핑유닛에 의해 펌핑되는 상기 상층수를 필터링하는 필터유닛과, 상기 본체에 설치되는 것으로서, 내부에 상층수가 유동할 수 있도록 상기 내부공간에 연통되는 유동경로가 마련되며, 상기 유동경로를 통과한 상층수가 심층수에 혼합될 수 있도록 상기 본체로부터 하방으로 연장되고, 하단부에 상기 유동경로의 물이 배출되기 위한 배출구가 형성된 배출관을 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 부유식 수질 정화시스템은 상기 본체에 설치되며, 식물이 식재될 수 있는 식재공간이 마련된 적어도 하나의 식재부를 더 구비한다.

상기 필터유닛은 내부에 수용공간이 마련되며, 상기 펌핑유닛으로부터 펌핑된 상층수가 유입될 수 있도록 주입구가 형성되고, 상기 주입구에 대해 하측으로 이격된 위치에 상기 수용공간에 유입된 상기 상층수가 배출되기 위한 유출구가 마련되며, 상기 유출구로부터 배출된 상기 상층수가 상기 내부공간으로 유입될 수 있도록 상기 본체에 설치된 하우징과, 상기 하우징로 인입된 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있도록 상기 하우징 내부에 수용된 여과부를 구비한다.

상기 여과부는 상기 상층수가 통과하되, 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있는 다수의 사이공간이 마련될 수 있도록 상기 하우징의 수용공간에 인입된 다수의 여과볼을 포함하되, 상기 여과볼들은 상하방향을 따라 다수의 층을 형성하도록 배열된 제1여과부재와, 상기 제1여과부재 하측의 상기 하우징 내부에 위치하며, 상기 제1여과부재를 통과한 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있도록 상기 사이공간보다 더 작은 면적의 여과구가 마련된 제2여과부재를 구비하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 여과부는 상기 하우징 내부에 수용되어 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러내며, 식물이 식재되는 토양층을 구비할 수도 있다.

본 발명에 따른 부유식 수질 정화 시스템은 상기 본체에 설치되며, 내부에 유입공간이 마련되며, 일측에 상기 유입공간으로 물이 유입될 수 있도록 유입구가 형성된 적어도 하나의 보조탱크와, 상기 유입구로 상기 상층수가 유입될 수 있도록 수면에 대한 상기 본체의 위치를 조절하는 위치조절부를 더 구비하고, 상기 펌핑유닛은 상기 보조탱크 내로 유입된 상기 상층수를 펌핑하여 상기 본체의 내부공간으로 공급할 수도 있다.

상기 위치조절부는 상기 유입구에 인접된 위치의 상기 보조탱크에 설치되어 물을 감지하는 제1감지센서와, 상기 밸러스트 탱크에 설치되어 상기 밸러스트 탱크의 부력을 조절하는 부력조절부와, 상기 제1감지센서를 통해 물이 미감지되면 상기 유입구가 수면보다 상측에 위치하는 것으로 판단하여 상기 밸러스트 탱크의 부력을 감소시키고, 상기 제1감지센서를 통해 물이 감지되면 상기 유입구로 상층수가 유입되는 것으로 판단하여 상기 밸러스트 탱크의 부력이 유지되도록 상기 부력조절부를 제어하는 제어부를 구비한다.

상기 밸러스트 탱크는 내부에 부력공간이 마련되고, 상기 부력조절부는 상기 부력공간으로 물이 유입되거나 상기 부력공간의 물이 외부로 배출될 수 있도록 상기 밸러스트 탱크의 하부에 설치된 배수관과, 상기 배수관을 개폐할 수 있도록 상기 배수관에 설치된 개폐밸브와, 상기 밸러스트 탱크에 연결되어 상기 부력공간에 외기를 주입하거나 상기 부력공간의 내기를 외부로 배출하는 콤프레셔를 구비하고, 상기 제어부는 상기 제1감지센서를 통해 물이 미감지되면 상기 개폐밸브를 통해 상기 배수관을 개방하고, 상기 배수관을 통해 상기 부력공간으로 물이 유입되도록 상기 부력공간의 내기가 외부로 배출되도록 상기 콤프레셔를 작동시키고, 상기 제1감지센서를 통해 물이 감지되면, 상기 배수관이 폐쇄하도록 상기 개폐밸브를 작동시키고, 상기 콤프레셔를 정지시킨다.

상기 위치조절부는 상기 유입구로부터 기설정된 한계거리만큼 상측으로 이격된 위치의 상기 보조탱크 또는 본체에 설치되어 물을 감지하는 제2감지센서를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 제2감지센서를 통해 물이 감지되면, 상기 유입구가 상층수의 범위를 벗어난 것으로 판단하여 상기 밸러스트 탱크의 부력을 증가시킬 수 있도록 상기 배수관이 개방되도록 상기 개폐밸브를 작동시키고, 상기 부력공간으로 외기가 주입될 수 있도록 상기 콤프레셔를 작동시킬 수도 있다.

한편, 상기 필터유닛은 상기 보조탱크의 유입공간에 유입된 상기 상층수에 식생하며, 상기 상층수로부터 오염물질을 제거하는 수중식물을 더 구비할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 부유식 수질 정화 시스템은 상기 배출관의 하부에 설치되는 것으로서, 상기 유동경로를 통과한 상기 상층수는 상기 배출구를 통해 상기 배출관 외부로 배출되되, 상기 심층수가 상기 배출구를 통해 배출관 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 상기 배출구를 개폐하는 체크밸브를 더 구비할 수도 있다.

본 발명에 따른 부유식 수질 정화시스템은 상층수를 펌핑하여 대기압을 이용한 직하유동 방식으로 심층수 측으로 공급하므로 상층수 및 심층수를 순화시키더라도 침전물에 의해 물이 혼탁해지는 것을 방지하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 수질 정화시스템에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 부유식 수질 정화시스템에 대한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 수질 정화시스템에 대한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 수질 정화시스템에 대한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 수질 정화시스템에 대한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 수질 정화시스템에 대한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 수질 정화시스템에 대한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 수질 정화시스템에 대한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 부유식 수질 정화시스템에 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.

도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 부유식 수질 정화시스템(100)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 부유식 수질 정화시스템(100)은 내부에 내부공간(113)이 마련된 본체(110)와, 상기 본체(110)가 수면에 부유할 수 있도록 상기 본체(110)에 설치되어 부력을 제공하는 다수의 밸러스트 탱크(120)와, 상기 본체(110)에 설치되어 상기 본체(110)의 내부공간(113)으로 상층수를 펌핑하는 펌핑유닛(130)과, 상기 펌핑유닛(130)에 설치되어 상기 펌핑유닛(130)에 의해 펌핑되는 상기 상층수를 필터링하는 필터유닛(140)과, 상기 본체(110)에 설치되는 것으로서, 내부에 상층수가 유동할 수 있도록 상기 내부공간(113)에 연통되는 유동경로(151)가 마련되며, 상기 유동경로(151)를 통과한 상층수가 심층수에 혼합될 수 있도록 상기 본체(110)로부터 하방으로 연장되고, 하단부에 상기 유동경로(151)의 물이 배출되기 위한 배출구(152)가 형성된 배출관(150)을 구비한다.

본체(110)는 상기 내부공간(113)이 마련된 메인바디(111)와, 메인바디(111)의 외주면에 방사상으로 설치된 다수의 서브바디(112)를 구비한다.

메인바디(111)는 내부에 내부공간(113)이 마련되며, 상부개 개방되게 형성되어 있다. 상기 메인바디(111)는 소정의 외경을 갖는 원통형으로 형성되고, 상부는 개방되며, 하단부는 하방으로 갈수록 외경이 축소되는 원뿔형으로 형성되는 것이 바람직하다.

서브바디(112)는 메인바디(111)의 외주면에 고정되며, 메인바디(111)로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 서브바디(112)는 내부에 펌핑유닛(130)이 설치될 수 있도록 설치공간이 마련된다. 한편, 도시된 예에서는 메인바디(111)에 3개의 서브바디(112)가 설치된 구조가 설명되었으나, 서브바디(112)는 이에 한정하는 것이 아니라 메인바디(111)의 크기에 따라 2개 이하 또는 4개 이상이 메인바디(111)에 설치될 수도 있다.

또한, 서브바디(112)의 상단부에는 식물이 식재될 수 있는 식재공간이 마련된 적어도 식재부(114)가 설치되어 있다. 상기 식재부(114)는 상부가 개방되며, 바닥면에는 다수의 관통공이 형성되어 있다. 상기 식재부(114)의 식재공간에 식물을 식생할 수 있다.

밸러스트 탱크(120)는 다수개가 서브바디(112)들의 하부에 각각 고정된다. 밸러스트 탱크(120)는 부력이 발생될 수 있도록 내부에 부력공간이 마련되어 있다. 작업자는 본체(110) 작용하는 부력을 조절하기 위해 밸러스트 탱크(120)의 내부에 소정 양의 물을 주입할 수도 있다. 한편, 도시된 예에는 본체(110)에 3개의 밸러스트 탱크(120)가 설치된 구조가 설명되어 있으나, 상기 밸러스트 탱크(120)는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 본체(110)의 크기에 따라 2개 이하 또는 4개 이상이 설치될 수도 있다.

펌핑유닛(130)은 일단이 서브바디(112)의 하부로 돌출되도록 서브바디(112)에 설치되며, 하단부에 물이 유입될 수 있는 주입구가 형성된 제1연결관(131)과, 일단이 메인바디(111)의 내부공간(113)에 연통되게 메인바디(111)에 연결된 제2연결관(132)과, 상기 서브바디(112)의 내부에 설치되는 것으로서, 제1 및 제2연결관(131,132)의 타단부에 설치되어 제1연결관(131)을 통해 상층수를 흡입하고, 제2연결관(132)을 통해 흡입된 상층수를 메인바디(111)의 내부공간(113)으로 배출하는 공급펌프(133)를 구비한다. 상술된 펌핑유닛(130)은 다수개가 서브바디(112)들에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

필터유닛(140)은 상기 제1연결관(131)들의 일단부에 각각 설치되어 제1연결관(131)으로 유입되는 상층수에 포함된 이물질을 걸러낸다. 상기 필터유닛(140)은 도면에 도시되진 않았지만, 상기 제1연결관(131)의 주입구에 설치되며, 상층수는 유입되되, 이물질을 걸러낼 수 있도록 다수의 여과구가 형성된 것이 바람직하다.

한편, 필터유닛(140)은 도 3에 도시된 바와 같이 메인바디(111)의 내부공간(113)에 설치될 수 있다. 이때, 상기 필터유닛(140)은 메인바디(111)에 연결된 제2연결관(132)의 단부보다 하측의 내부공간(113)에 설치되며, 상기 내부공간(113)에 대응되는 단면적을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

배출관(150)은 상단부가 메인바디(111)의 하부에 연결되며, 하단부는 호수 또는 강의 바닥면에 인접하도록 메인바디(111)로부터 하방으로 연장형성된다. 상기 배출관(150)은 외주면에 다수의 주름이 마련된 주름관의 형태로 형성되며, 하면에 상기 배출구(152)가 형성되어 있다.

상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 부유식 수질 정화시스템(100)의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본체(110)를 정화대상 수역에 설치하며, 본체(110)는 밸러스트 탱크(120)로부터 제공되는 부력에 의해 수면에 부유한다. 본체(110)에 설치된 펌핑유닛(130)은 정화대상 수역의 상층수를 펌핑하여 본체(110)의 내부공간(113)으로 공급한다. 이때, 필터유닛(140)은 내부공간(113)으로 공급되는 여과한다. 필터유닛(140)에 의해 필터링되어 내부공간(113)으로 공급된 상층수는 대기압에 의해 배출관(150)을 따라 하방으로 이동되고, 배출관(150)의 배출구(152)를 통해 배출되어 심층수와 혼합된다.

상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 부유식 수질 정화시스템(100)은 상층수를 펌핑하여 대기압을 이용한 직하유동 방식으로 심층수 측으로 공급하므로 상층수 및 심층수를 순화시키더라도 침전물에 의해 물이 혼탁해지는 것을 방지하는 장점이 있다.

한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 필터유닛(160)이 도시되어 있다.

앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.

도면을 참조하면, 상기 필터유닛(160)은 내부에 수용공간이 마련되며, 상기 펌핑유닛(130)으로부터 펌핑된 상층수가 유입될 수 있도록 주입구가 형성되고, 상기 주입구에 대해 하측으로 이격된 위치에 상기 수용공간에 유입된 상기 상층수가 배출되기 위한 유출구가 마련되며, 상기 유출구로부터 배출된 상기 상층수가 상기 내부공간(113)으로 유입될 수 있도록 상기 본체(110)에 설치된 하우징(161)과, 상기 하우징(161)로 인입된 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있도록 상기 하우징(161) 내부에 수용된 여과부(162)를 구비한다.

상기 하우징(161)은 메인바디(111)의 내측면 상부에 고정되며, 상기 주입구는 제2연결관(132)이 설치되며, 하면에 상기 유출구가 다수개 형성되어 있다. 또한, 하우징(161)은 다수개가 마련되어 있어 펌핑유닛(130)들의 제2연결관(132)에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

여과부(162)는 상기 상층수가 통과하되, 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있는 다수의 사이공간이 마련될 수 있도록 상기 하우징(161)의 수용공간에 인입된 다수의 여과볼(163)을 포함하는 제1여과부재와, 상기 제1여과부재 하측의 상기 하우징(161) 내부에 위치하며, 상기 제1여과부재를 통과한 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있도록 상기 사이공간보다 더 작은 면적의 여과구가 마련된 제2여과부재(164)를 구비한다.

상기 여과볼(163)은 소정의 형상을 갖도록 입체적으로 형성된 것으로서, 다수개가 상하방향을 따라 다수의 층을 형성하도록 배열된다. 여과볼(163)은 표면이 세척을 통해 용이하게 재사용이 가능하며, 비교적 불규칙한 형상을 갖는 자갈, 돌과 같은 소재가 적용될 수도 있다.

제2여과부재(164)는 제1여과부재 하측의 하우징(161) 내부에 배치되며, 제1여과부재를 통과한 상층수를 재차 필터링한다. 상술된 바와 같이 여과부(162)는 제1여과부재 및 제2여과부재(164)를 통해 상층수를 다단으로 필터링하므로 상층수에 대한 여과효율이 향상된다.

한편, 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 여과부(170)가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 여과부(170)는 상기 하우징(161) 내부에 수용되어 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러내며, 식물이 식재되는 토양층(171)을 구비한다. 이때, 하우징(161)은 메인바디(111)의 내부공간(113)에 설치되며, 상기 내부공간(113)에 대응되는 단면적을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

토양층(171)은 공급펌프(133)를 통해 펌핑된 상층수가 통과되면서 상층수에 포함된 이물질이 걸러지고, 토양층(171)에 식재된 식물로 인해 외관상 미려하다는 장점이 있다.

한편, 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 수질 정화시스템(200)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 부유식 수질 정화시스템(200)은 상기 본체(110)에 설치되며, 내부에 유입공간(211)이 마련되며, 일측에 상기 유입공간(211)으로 물이 유입될 수 있도록 유입구(212)가 형성된 다수의 보조탱크(210)와, 상기 유입구(212)로 상기 상층수가 유입될 수 있도록 수면에 대한 상기 본체(110)의 위치를 조절하는 위치조절부(220)를 구비한다.

보조탱크(210)는 메인바디(111)의 외주면에 설치되며, 도면에 도시되진 않았지만, 다수개가 메인바디(111)에 대해 방사상으로 설치되어 있으나, 보조탱크(210)의 설치개수는 이에 한정하는 것이 아니라 메인바디(111)의 크기에 따라 1개가 설치될 수도 있다.

또한, 보조탱크(210)는 외주면에 상기 유입구(212)가 형성되어 있어 상기 유입구(212)를 통해 정화대상 수역의 상층수가 유입공간(211)으로 유입된다. 이때, 펌핑유닛(130)의 공급펌프(133)는 보조탱크(210) 내부에 설치되어 보조탱크(210) 내부로 유입된 상층수를 펌핑하여 메인바디(111)의 내부공간(113)으로 공급한다. 상기 공급펌프(133)는 수중펌프가 적용되는 것이 바람직하다.

위치조절부(220)는 상기 유입구(212)에 인접된 위치의 상기 보조탱크(210)에 설치되어 물을 감지하는 제1감지센서(221)와, 상기 밸러스트 탱크(120)에 설치되어 상기 밸러스트 탱크(120)의 부력을 조절하는 부력조절부(222)와, 상기 제1감지센서(221)를 통해 물이 미감지되면 상기 유입구(212)가 수면보다 상측에 위치하는 것으로 판단하여 상기 밸러스트 탱크(120)의 부력을 감소시키고, 상기 제1감지센서(221)를 통해 물이 감지되면 상기 유입구(212)로 상층수가 유입되는 것으로 판단하여 상기 밸러스트 탱크(120)의 부력이 유지되도록 상기 부력조절부(222)를 제어하는 제어부(223)를 구비한다.

제1감지센서(221)는 보조탱크(210)의 바닥면을 기준으로 유입구(212)와 대응되는 높이을 갖는 위치의 보조탱크(210) 내측면에 설치된다. 한편, 제1감지센서(221)의 설치위치는 이에 한정하는 것이 아니라 유입구(212)에 인접되며, 유입구(212)로 상층수가 유입되는 것을 감지할 수 있는 위치면 보조탱크(210)의 어느 곳이든 상기 제1감지센서(221)가 설치될 수 있다.

부력조절부(222)는 상기 부력공간으로 물이 유입되거나 상기 부력공간의 물이 외부로 배출될 수 있도록 상기 밸러스트 탱크(120)의 하부에 설치된 배수관(224)과, 상기 배수관(224)을 개폐할 수 있도록 상기 배수관(224)에 설치된 개폐밸브(225)와, 상기 밸러스트 탱크(120)에 연결되어 상기 부력공간에 외기를 주입하거나 상기 부력공간의 내기를 외부로 배출하는 콤프레셔(226)를 구비한다.

상기 배수관(224)은 본체(110)를 정화대상 수역에 설치시 물에 잠기는 밸러스트 탱크(120)의 하부에 설치되며, 하단부에는 물이 유입 또는 유출될 수 있도록 방출구(미도시)가 형성되어 있다.

개폐밸브(225)는 상기 배수관(224)을 개폐하기 위해 배수관(224)에 설치되며, 원거리에서 작동을 제어할 수 있도록 솔레노이브 밸브가 적용되는 것이 바람직하다.

콤프레셔(226)는 보조탱크(210)의 상면에 고정되나, 이에 한정하는 것이 아니라 본체(110)가 정화대상 수역에 설치시 물에 잠기는 부분을 제외한 보조탱크(210)의 일부분 또는 본체(110)의 일부분에 설치되는 것이 바람직하다.

제어부(223)는 상기 제1감지센서(221)를 통해 물이 미감지되면 유입구(212)로 상층수의 유입이 중단된 것으로 판단되어 상기 개폐밸브(225)를 통해 상기 배수관(224)을 개방하고, 상기 배수관(224)을 통해 상기 부력공간으로 물이 유입되도록 상기 부력공간의 내기가 외부로 배출되도록 상기 콤프레셔(226)를 작동시킨다. 이때, 밸러스트 탱크(120)의 부력을 감소하고, 본체(110)는 가라앉게 되어 유입구(212)로 상층수가 유입된다.

한편, 제어부(223)는 상기 제1감지센서(221)를 통해 물이 감지되면, 상기 배수관(224)이 폐쇄하도록 상기 개폐밸브(225)를 작동시키고, 상기 콤프레셔(226)를 정지시켜 수면에 대한 본체(110)의 위치를 유지시킨다.

한편, 부력조절부(222)는 상기 유입구(212)로부터 기설정된 한계거리만큼 상측으로 이격된 위치의 상기 보조탱크(210) 또는 본체(110)에 설치되어 물을 감지하는 제2감지센서(227)를 더 구비한다.

이때, 제어부(223)는 상기 제2감지센서(227)를 통해 물이 감지되면, 상기 유입구(212)의 위치가 상층수의 범위를 벗어난 것으로 판단하고, 상기 밸러스트 탱크(120)의 부력을 증가시킬 수 있도록 상기 배수관(224)이 개방되도록 상기 개폐밸브(225)를 작동시키고, 상기 부력공간으로 외기가 주입될 수 있도록 상기 콤프레셔(226)를 작동시킨다.

상술된 바와 같이 제어부(223)는 제2감지센서(227)를 통해 보조탱크(210)가 설정된 깊이 이상이로 수면 아래로 잠기는 것을 감지하고, 보조탱크(210)가 설정된 깊이 이상으로 잠길 경우, 밸러스트 탱크(120)의 부력을 상승시켜 보조탱크(210) 내로 상층수가 유입되도록 부력조절부(222)를 제어하므로 정화대상 수역의 상층수만 펌핑하여 메인바디(111)의 내부공간(113)으로 공급할 수 있다.

한편, 도 7에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 필터유닛(230)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 필터유닛(230)은 상기 보조탱크(210)의 유입공간(211)에 유입된 상기 상층수에 식생하며, 상기 상층수로부터 오염물질을 제거하는 수중식물(231)을 더 구비한다. 상기 수중식물(231)은 보조탱크(210) 내에 유입된 상층수에 부유하며, 식생될 수 있는 부레옥잠과 같은 식물이 적용된다. 이때, 보조탱크(210)는 상면이 개방되게 형성되는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이 보조탱크(210) 내부에 수중식물(231)이 식재되며, 수중식물(231)의 뿌리에 의해 상층수에 포함된 오염물질이 걸러지므로 펌핑유닛(130)에 의해 펌핑되는 상층수의 정화효율이 보다 향상된다.

한편, 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부유식 수질 정화시스템(300)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 부유식 수질 정화시스템(300)은 상기 배출관(150)의 하부에 설치되는 것으로서, 상기 유동경로(151)를 통과한 상기 상층수는 상기 배출구(152)를 통해 상기 배출관(150) 외부로 배출되되, 상기 심층수가 상기 배출구(152)를 통해 배출관(150) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 상기 배출구(152)를 개폐하는 체크밸브(301)를 더 구비한다.

상기 체크밸브(301)는 일단부가 배출관(150)의 하면에 고정되며, 배출구(152)를 덮을 수 있도록 배출구(152)보다 더 큰 면적을 갖도록 형성된다. 체크밸브(301)는 유동경로(151)를 통과한 상기 상층수는 상기 배출구(152)를 통해 상기 배출관(150) 외부로 배출되되, 상기 심층수가 상기 배출구(152)를 통해 배출관(150) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 배출관(150)의 외측면에 설치되고, 용이하게 구부러질 수 있도록 소정의 탄성을 갖는 소재로 형성된다.

펌핑유닛(130)에 의해 펌핑된 상층수는 메인바디(111)의 내부공간(113)으로 유입되는데, 내부공간(113) 내의 수위가 메인바디(111)의 외측 수역의 수위보다 높아지면 대기압에 의해 체크밸브(301)에 비교적 높은 압력이 작용하고, 상기 체크밸브(301)는 상기 압력에 의해 구부러지면서 배출관(150)의 배출구(152)를 개방시킨다. 상기 체크밸브(301)에 의해 정화대상 수역의 물이 배출관(150)으로 유입되는 것이 차단되고, 필터링된 상층수가 심층수에 직접 공급되므로 심층수에 대한 정화효율이 증가하는 장점이 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 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.

100: 부유식 수질 정화 시스템
110: 본체
111: 메인바디
112: 서브바디
113: 내부공간
114: 식재부
120: 밸러스트 탱크
130: 펌핑유닛
131: 제1연결관
132: 제2연결관
133: 공급펌프
140: 필터유닛
150: 배출관
151: 유동경로
152: 배출구

Claims

내부에 내부공간이 마련된 본체와;
상기 본체가 수면에 부유할 수 있도록 상기 본체에 설치되어 부력을 제공하는 적어도 하나의 밸러스트 탱크와;
상기 본체에 설치되어 상기 본체의 내부공간으로 상층수를 펌핑하는 펌핑유닛과;
상기 펌핑유닛에 설치되어 상기 펌핑유닛에 의해 펌핑되는 상기 상층수를 필터링하는 필터유닛과;
상기 본체에 설치되는 것으로서, 내부에 상층수가 유동할 수 있도록 상기 내부공간에 연통되는 유동경로가 마련되며, 상기 유동경로를 통과한 상층수가 심층수에 혼합될 수 있도록 상기 본체로부터 하방으로 연장되고, 하단부에 상기 유동경로의 물이 배출되기 위한 배출구가 형성된 배출관과;
상기 본체에 설치되며, 내부에 유입공간이 마련되며, 일측에 상기 유입공간으로 물이 유입될 수 있도록 유입구가 형성된 적어도 하나의 보조탱크와;
상기 유입구로 상기 상층수가 유입될 수 있도록 수면에 대한 상기 본체의 위치를 조절하는 위치조절부;를 포함하고,
상기 위치조절부는
상기 유입구에 인접된 위치의 상기 보조탱크에 설치되어 물을 감지하는 제1감지센서와,
상기 밸러스트 탱크에 설치되어 상기 밸러스트 탱크의 부력을 조절하는 부력조절부와,
상기 제1감지센서를 통해 물이 미감지되면 상기 유입구가 수면보다 상측에 위치하는 것으로 판단하여 상기 밸러스트 탱크의 부력을 감소시키고, 상기 제1감지센서를 통해 물이 감지되면 상기 유입구로 상층수가 유입되는 것으로 판단하여 상기 밸러스트 탱크의 부력이 유지되도록 상기 부력조절부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는,
부유식 수질 정화시스템.
제1항에 있어서,
상기 본체에 설치되며, 식물이 식재될 수 있는 식재공간이 마련된 적어도 하나의 식재부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
부유식 수질 정화시스템.
제1항에 있어서,
상기 필터유닛은
내부에 수용공간이 마련되며, 상기 펌핑유닛으로부터 펌핑된 상층수가 유입될 수 있도록 주입구가 형성되고, 상기 주입구에 대해 하측으로 이격된 위치에 상기 수용공간에 유입된 상기 상층수가 배출되기 위한 유출구가 마련되며, 상기 유출구로부터 배출된 상기 상층수가 상기 내부공간으로 유입될 수 있도록 상기 본체에 설치된 하우징과,
상기 하우징로 인입된 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있도록 상기 하우징 내부에 수용된 여과부를 구비하는 것을 특징으로 하는,
부유식 수질 정화시스템.
제3항에 있어서,
상기 여과부는
상기 상층수가 통과하되, 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있는 다수의 사이공간이 마련될 수 있도록 상기 하우징의 수용공간에 인입된 다수의 여과볼을 포함하되, 상기 여과볼들은 상하방향을 따라 다수의 층을 형성하도록 배열된 제1여과부재와,
상기 제1여과부재 하측의 상기 하우징 내부에 위치하며, 상기 제1여과부재를 통과한 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있도록 상기 사이공간보다 더 작은 면적의 여과구가 마련된 제2여과부재를 구비하는 것을 특징으로 하는,
부유식 수질 정화시스템.
제3항에 있어서,
상기 여과부는 상기 하우징 내부에 수용되어 상기 상층수에 포함된 이물질을 걸러내며, 식물이 식재되는 토양층을 구비하는 것을 특징으로 하는,
부유식 수질 정화시스템.
제1항에 있어서,
상기 펌핑유닛은 상기 보조탱크 내로 유입된 상기 상층수를 펌핑하여 상기 본체의 내부공간으로 공급하는 것을 특징으로 하는,
부유식 수질 정화시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 밸러스트 탱크는 내부에 부력공간이 마련되고,
상기 부력조절부는
상기 부력공간으로 물이 유입되거나 상기 부력공간의 물이 외부로 배출될 수 있도록 상기 밸러스트 탱크의 하부에 설치된 배수관과,
상기 배수관을 개폐할 수 있도록 상기 배수관에 설치된 개폐밸브와,
상기 밸러스트 탱크에 연결되어 상기 부력공간에 외기를 주입하거나 상기 부력공간의 내기를 외부로 배출하는 콤프레셔를 구비하고,
상기 제어부는 상기 제1감지센서를 통해 물이 미감지되면 상기 개폐밸브를 통해 상기 배수관을 개방하고, 상기 배수관을 통해 상기 부력공간으로 물이 유입되도록 상기 부력공간의 내기가 외부로 배출되도록 상기 콤프레셔를 작동시키고, 상기 제1감지센서를 통해 물이 감지되면, 상기 배수관이 폐쇄하도록 상기 개폐밸브를 작동시키고, 상기 콤프레셔를 정지시키는 것을 특징으로 하는,
부유식 수질 정화시스템.
제8항에 있어서,
상기 위치조절부는
상기 유입구로부터 기설정된 한계거리만큼 상측으로 이격된 위치의 상기 보조탱크 또는 본체에 설치되어 물을 감지하는 제2감지센서를 더 구비하고,
상기 제어부는 상기 제2감지센서를 통해 물이 감지되면, 상기 유입구가 상층수의 범위를 벗어난 것으로 판단하여 상기 밸러스트 탱크의 부력을 증가시킬 수 있도록 상기 배수관이 개방되도록 상기 개폐밸브를 작동시키고, 상기 부력공간으로 외기가 주입될 수 있도록 상기 콤프레셔를 작동시키는 것을 특징으로 하는,
부유식 수질 정화시스템.
제1항에 있어서,
상기 배출관의 하부에 설치되는 것으로서, 상기 유동경로를 통과한 상기 상층수는 상기 배출구를 통해 상기 배출관 외부로 배출되되, 상기 심층수가 상기 배출구를 통해 배출관 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 상기 배출구를 개폐하는 체크밸브;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
부유식 수질 정화 시스템.