KR101803364B1 - 수상부유물 제거장치 - Google Patents

Abstract

수상부유물 제거장치가 개시된다. 개시되는 실시예에 따른 수상부유물 제거장치는, 수면에 부유되며 부유물을 수거하는 것으로, 내측에 공간이 형성되고 상부는 개구되어 이루어진 부유틀체; 부유틀체의 내부에 형성되며 물은 배출하고 부유물은 걸러내는 여과장치; 부유틀체의 하부에 형성되며 부유틀체의 상부가 수면으로부터 일정한 깊이로 유지되도록 부유력을 조절하는 수위유지장치;를 포함하여 이루어진다.
이에 따르면, 수면에 부유하면서 수면과 이동식 폭기조 간의 낙차를 이용하여 폭기조 내부에 수면 부유물이 들어오도록 한 후 미세 그물망을 통해 걸러내어 제거하며, 수거된 조류는 바이오 연료로 활용할 수 있는 효과가 있다.

Description

수상부유물 제거장치{Suspended matter removal apparatus of the surface of the water}

개시되는 내용은 수상부유물 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강이나 바다, 호수의 수면에 존재하는 쓰레기 또는 녹조류 등을 제거하는 수상부유물 제거장치에 관한 것이다.

하천, 바다 등 수상에 부유하는 수상오염물질은 인체에 해를 끼치거나 자연환경을 오염시킬 수 있기 때문에 많은 인력을 동원하여 이를 수거해서 처리하고 있다.

해양폐기물은 바다에 유입되는 모든 쓰레기를 뜻한다. 이러한 해양폐기물은 그 성분에 따라 바다 속으로 퇴적되거나 해수 표면에 떠 있기도 한다.

대부분의 해양폐기물들은 떠다니면서 여기저기로 이동하기도 하고 분해 되는데 오랜 시간이 걸리기 때문에 지속적으로 해양생태계에 악영향을 미치고 있다.

이러한 해양폐기물은 육상에서 발생하는 육상기인 해양폐기물, 해상에서 발생하는 해상기인 해상폐기물 등이 있다. 육상기인 해양폐기물은 육상, 해안이나 해양레저시설에서 발생한 폐기물 또는 쓰레기로서, 폭우나 홍수 시에 대량으로 강, 하천 또는 도시 하수시설을 통해 바다로 유입된다.

해상폐기물은 가두리 양식장 또는 선박의 운항이나 어업행위 도중에 바다로 투기되는 쓰레기로서, 플라스틱 로프, 어망, 플라스틱 부자 등이 많은 양을 차지한다.

이러한 해양, 해상폐기물은 플라스틱, 비닐, 금속, 나무, 고무 종이등 그 종류가 매우 다양하다.

이러한 해양폐기물 가운데 해양생태계에 가장 큰 악영향을 미치는 것으로 추정된다.

한편 지구의 온난화로 인해 해양이나 담수호에 적조, 녹조 등이 빈번히 발생하고 있어 해양 생태계를 위협하고 있고 아울러 선박 사고로 인해 대량의 기름이 유출되는 사고가 빈번하게 발생하여 환경파괴, 어민생업곤란 등의 문제를 야기시키고 있다.

수상에 적조, 녹조현상이 발생하거나 기름이 유출되면, 이들 오염물질의 확산방지를 위해 펜스로 외곽을 차단시킨 후 응집제 등 약품살포에 의해 침강을 유도하거나 또는 오일펜스의 폭을 좁혀가면서 처리선박 측으로 유도하여 작업자가 일일이 오염물질을 퍼내거나 스폰지와 같은 흡착물질을 이용하여 제거하고 있기 때문에, 작업이 매우 번거롭고 불편할 뿐만 아니라 상당한 시간 및 비용을 요하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록 제1014950호 「수면 부유물을 포집하기 위한 용기 구조체」가 개시되어 있다.

선행기술에 따르면, 유통공을 가지는 전, 후면 및 이들 끝단을 폐색하는 양 측벽에 의해 상부가 개방된 상자체 형상의 용기로 이루어지며, 용기 내에 일정 간격을 두고 상부 격판 및 하부 격판이 설치됨과 동시에 용기의 전, 후면에는 수면 상에 떠다니는 부유물을 용기 내로 유도하여 포집하기 위한 수문이 마련되어 있고, 수문의 상측에 일정 간격을 갖는 유입구를 사이에 두고 부구가 설치되어 이루어진다.

이는 강이나 바다 위에 띄워 놓은 용기 내로 부유하는 오염물질을 수집하여 처리할 수 있도록 함에 따라 아주 적은 비용으로 자연 환경을 보호할 수 있음은 물론 주변 시설물 등의 피해를 최소화 할 수 있는 수면 부유물을 포집하기 위한 것이다.

개시되는 내용은 수면과 이동식 폭기조 간의 낙차를 이용하여 폭기조 내부에 수면 부유물이 들어오도록 한 후 해양쓰레기를 건져내기 위한 그물망 또는 녹조류를 걸러내기 위한 미세 그물망을 통해 걸러내어 제거하며, 수거된 쓰레기는 분리될 수 있는 그물망을 하나씩 들어올려 버린 후 원래 위치에 조립하고, 수거된 조류는 바이오 연료로 활용할 수 있도록 하는 수상부유물 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

실시예의 목적은, 수면에 부유되며 부유물을 수거하는 것으로, 부유틀체와 부유틀체에 구비되는 여과장치로 이루어져 부유틀체의 상부가 수면으로부터 일정한 깊이로 유지되도록 하면서 부유물을 여과장치로 수거하여 제거하는 수상부유물 제거장치에 의해 달성될 수 있다.

아울러 부유틀체의 상부와 수면 간의 적절한 잠김 간격을 유지할 수 있도록 부유력을 조절하는 수위유지장치를 포함하게 된다.

개시된 실시예에 따르면, 수면에 부유하면서 수면과 이동식 폭기조 간의 낙차를 이용하여 폭기조 내부에 수면 부유물이 들어오도록 한 후 미세 그물망을 통해 걸러내어 제거하며, 수거된 조류는 바이오 연료로 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 수상부유물 제거장치에 대한 사시도,
도 2는 일 실시예에 따른 수상부유물 제거장치에서 '여과장치'를 제거한 상태를 나타낸 사시도,
도 3은 일 실시예에 따른 수상부유물 제거장치에 대한 결합된 단면도,
도 4는 일 실시예에 따른 수상부유물 제거장치에서 '여과장치'에 대한 사시도,
도 5 내지 도 7은 상기 도 4의 '체결부재'를 나타낸 요부 확대 사시도.

이하 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 일 실시예에 따른 수상부유물 제거장치에 대한 사시도, 도 2는 일 실시예에 따른 수상부유물 제거장치에서 '여과장치'를 제거한 상태를 나타낸 사시도, 도 3은 일 실시예에 따른 수상부유물 제거장치에 대한 결합된 단면도, 도 4는 일 실시예에 따른 수상부유물 제거장치에서 '여과장치'에 대한 사시도, 도 5 내지 도 7은 상기 도 4의 '체결부재'를 나타낸 요부 확대 사시도이다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 수상부유물 제거장치는, 수면에 부유되며 부유물을 수거하는 것으로, 내측에 공간이 형성되고 상부는 개구되어 이루어진 부유틀체(2); 부유틀체(2)의 내부에 형성되며 물은 배출하고 부유물은 걸러내는 여과장치(4); 부유틀체(2)의 하부에 형성되며 부유틀체(2)의 상부가 수면으로부터 일정한 깊이로 유지되도록 부유력을 조절하는 수위유지장치(6); 및 부유틀체(2)의 하부에 형성되며 추진력을 발생시켜 이동될 수 있도록 하는 추력장치(300)를 포함하여 구성된다.

부유틀체(2)는 자체의 부력을 갖기 위해 내부가 비어있는 구조이며, 내측에 여과장치(4)를 수용할 수 있는 공간이 형성된다.

부유틀체(2)는 내부에 공간을 갖는 관체이며 수직부(221)와 수평부(223)로 이루어져 'ㄴ'자 형상으로 형성된 파이프(22)가 원주방향으로 복수로 배열되어 대략 방사형으로 배치되어 구성된다.

수직부(221)와 수평부(223)의 내측에 결합되며, 상부가 개구된 원통형상의 철판으로 이루어진 안착부재(26)가 더 포함될 수 있다.

안착부재(26)은 철판을 원통형으로 가공하여 형성되고, 바닥면이 형성되며 상부는 개구부가 형성되고, 바닥면에는 통공이 형성되어 이루어진다.

부유틀체(2)는 하부에 수위유지장치(6)가 형성됨으로서 항상 일정한 높이로 수면에 떠있을 수 있도록 한다.

수위유지장치(6)는, 부유틀체(2)의 하부에 결합되며 물이 유입되어 저장되며, 내부에는 물을 배출시켜 부유틀체(2)의 파이프(22) 내로 물을 공급하는 펌프(64)가 형성된 저수탱크(62)와, 저수탱크(62)의 일측에 격벽(686)으로 분리되어 형성되며, 내부에 물이 일정 수위로 저장되도록 일측에 급수펌프(682)가 형성되고 타측에 배수펌프(684)가 형성된 밸런스 탱크(68)를 포함하여 구성된다.

저수탱크(62)는 안착부재(26)의 바닥면에 상단이 연결되고, 바닥면의 통공(26)과 통하도록 형성되어 내부에 물이 상시 유입될 수 있고, 펌프(64)에 배출관(66)의 일단이 연결되며, 배출관(66)의 타단은 부유틀체(2)에 연결되어 물을 파이프(22) 내로 공급함으로써 외부로 분사할 수 있게 된다.

펌프(64)로부터 펌핑되어 배출되는 물은 배출관(66)을 통해 배출되는데, 부유틀체(2)의 각 파이프(22)와 배출관(66)이 서로 연결되어 있어 배출관(66)과 파이프(22)를 경유하여 파이프(22)의 상부로 분사되어 외부로 배출된다.

따라서 부유틀체(2)의 파이프(22)의 내측으로 배출관(66)이 삽입되도록 하여 연결된다.

그리고 파이프(22)의 수직부(221)의 상단에는 외측으로 굴곡된 엘보우(224)가 결합되고, 엘보우(224)에 분사노즐(225)이 결합되며, 분사노즐(225)의 단부에 타공판(226)이 결합된다.

분사노즐(225)은 엘보우(224)에 결합되는 부위의 직경이 타공판(226)의 직경 보다 크게 형성되어 이경 관체로 이루어진다.

타공판(226)에는 미세한 세공이 다수 형성되어 토출되는 물의 분사방향이 외측을 향하도록 하고, 이렇게 수면으로 물을 분사함으로써 햇빛에 의한 살균작용과 원활한 산소 공급이 이루어짐으로써 녹조 제거에 효과적이다.

밸런스 탱크(68)는 저수탱크(62)의 하부에 격벽(686)으로 구분되어 형성되며, 급수펌프(682)와 배수펌프(684)의 적절한 온오프 가동에 의해 내부에 일정량의 물이 저장되도록 하고, 이에 의해 제공되는 부력에 의해 부유틀체(2)의 적정한 부유 높이를 조절할 수 있고, 아울러 부유틀체(2)가 요동치지 않도록 적정한 하중을 발휘될 수 있게 된다.

부유틀체(2)의 일측, 예를들어 수직부(221)의 외면의 상,하부에 수위감지센서(미도시)가 각기 형성된다.

상기 상,하의 수위감지센서는 급수펌프(682) 및 배수펌프(684)의 온오프 작동을 제어하는 신호를 발생하게 된다.

따라서 부유틀체(2)의 바람직한 부유 높이를 수면으로부터 10~15cm 가량 가라앉은 상태를 유지할 수 있도록 한다.

한편 추력장치(300)는 부유틀체(2)의 하부에 장착되는 엔진(320)과, 엔진(320)에 장착된 프로펠러(340)로 구성된다.

엔진(320)의 온오프 작동은 외부의 유,무선 콘트롤러(미도시)에 의해 실시된다. 따라서 추력장치(300)를 가동시켜 수상부유물 제거장치(A2)를 이동시킬 수 있어 위치 선정을 능동적으로 수행할 수 있게 된다.

한편 여과장치(4)는 상기 부유틀체(2)의 내부에 수용되는 다수의 단위여과망체(42)의 조립으로 구성된다.

단위여과망체(42)는, 철사를 절곡하여 공간이 형성되도록 상부 및 하부에 이격배치되며 동일한 형상의 부채꼴로 이루어진 상부틀,하부틀(431)(433)과, 상기 상부틀,하부틀(431)(433)을 종방향으로 연결하는 다수의 수직바로 구성된 틀체(43); 틀체(43)의 외면에 부착되는 미세 망목을 갖는 망체(45);를 포함하여 구성된다.

아울러 각 단위여과망체(42)는 각각 분리될 수 있고, 분리를 용이하게 하기 위해 상부틀(431)의 일측에 걸이부(432)가 형성된다. 걸이부(432)는 링 형상이며 크레인으로 걸어 들어올릴 수 있게 된다.

한편 다수의 단위여과망체(42)가 조립되었을때 일시적인 고정상태를 유지할 수 있도록 하기 위해 상기 틀체(43)의 외면에는 다수의 체결부재가 형성되어 인접된 틀체(43)와 탈착가능하게 결합되도록 한다.

상기 체결부재는 틀체(43)의 일측에 형성되는 자석(7a)으로 이루어진다(도 5 참조).

또는 체결부재는 인접된 2개의 틀체(43)를 서로 체결하는 클램프(7b)로 이루어진다(도 6 참조).

또는 체결부재는 인접된 2개의 틀체(43)를 묶어 고정하는 밴드(7c)가 적용될 수 있다(도 7 참조).

바람직하게는 각 단위여과망체(42)는 상부가 개방되어 내측에 공간부가 형성되는 것이다. 이에 따라 수면에 부유하는 각종 이물질이 단위여과망체(42)의 내부에 수거될 수 있다.

이렇게 부유틀체(2)의 각 단위여과망체(42)가 이물질로 가득 차게 되면, 바지선에 구비된 크레인으로 각 단위여과망체(42)를 들어올려 바지선으로 이동시킨다.

이후 바지선에서 수거된 이물질을 종류별로 분류하여 처리하게 된다.

수거한 녹조류는 바이오연료로 가공할 수 있다.

바이오연료는 녹조류로부터 생산되는 것으로 바이오디젤, 바이오에탄올을 추추할 수 있다.

유기물은 샴푸, 젤 페인트 및 촉매제로 활용하며, 시료, 비료 및 기타 영양물에도 사용될 수 있다.

수거된 녹조류는 건조한 상태 무게의 약 35% 또는 그 이상의 오일을 생산할 수 있게 된다.

녹조류로부터 추출된 바이오연료는 단위당 오일 생산량이 높다. 폐식용유와 팜오일은 무게 대비 약 20%인 반면 녹조류는 무게의 약 50%까지 기름을 생산할 수 있다.

또한 성장속도가 빠르므로 채취 후 오일 생산량이 안정적으로 유지될 수 있다. 아울러 경작지에 대한 제약이 없으므로 불모지에 저수지를 형성하거나 또는 튜브를 이용하여 물을 가둬놓고 녹조류를 성장시키면서 채취하여 오일 가공이 가능해진다.

이를 통해 친환경 자원으로 활용될 수 있다. 녹조류는 생태계와 먹이사슬로부터 자유로우며 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하는 특성이 있어 환경친화적이다.

비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

2 : 부유틀체 4 : 여과장치
6 : 수위유지장치 22 : 파이프
42 : 단위여과망체 43 : 틀체
45 ; 망체 62 : 저수탱크
64 : 펌프 66 : 배출관
68 : 밸런스 탱크 686 : 격벽
682 : 급수펌프 684 ; 배수펌프

Claims (8)

1. 수면에 부유되며 부유물을 수거하는 것으로,
   내측에 공간이 형성되고 상부는 개구되어 이루어진 부유틀체;
   상기 부유틀체의 내부에 형성되며 물은 배출하고 부유물은 걸러내는 여과장치;
   상기 부유틀체의 하부에 형성되며 부유틀체의 상부가 수면으로부터 일정한 깊이로 유지되도록 부유력을 조절하는 수위유지장치;
   상기 부유틀체에 형성되며 추진력을 발생시켜 이동될 수 있도록 하는 추력장치;를 포함하고,
   상기 수위유지장치는,
   상기 부유틀체의 하부에 결합되며 물이 유입되어 저장되며, 내부에는 물을 배출시켜 부유틀체의 내부로 물을 공급하는 펌프가 형성된 저수탱크;
   상기 저수탱크의 일측에 형성되며, 내부에 물이 일정 수위로 저장되도록 일측에 급수펌프가 형성되고 타측에 배수펌프가 형성된 밸런스 탱크;를 포함하며,
   상기 여과장치는
   상기 부유틀체의 내부에 수용되는 다수의 단위여과망체로 이루어지고,
   다수의 단위여과망체 각각은,
   철사를 절곡하여 공간이 형성되도록 상부 및 하부에 이격배치되며 동일한 형상의 부채꼴로 이루어진 상부틀, 하부틀과, 상기 상부틀,하부틀을 종방향으로 연결하는 다수의 수직바로 구성된 틀체;
   상기 틀체의 외면에 부착되는 미세한 망목을 갖는 망체;를 포함하며,
   상기 부유틀체는
   내부에 공간을 갖는 관체이며 수직부와 수평부로 이루어져 'ㄴ'자 형상으로 형성되고 방사형으로 배열되는 복수의 파이프;
   상기 수직부와 수평부의 내측에 결합되며, 상부가 개구되며 하부에 바닥면이 형성되고, 상기 바닥면에 통공이 형성된 안착부재;를 포함하고,
   상기 안착부재는 철판을 원통형으로 가공하여 형성되고, 바닥면이 형성되며 상부는 개구부가 형성되고, 바닥면에는 통공이 형성되어 이루어
   상기 복수의 파이프의 내측으로 펌프의 배출관이 삽입되고, 상기 수직부의 상단에는 외측으로 굴곡진 엘보우가 형성되고, 상기 엘보우에 분사노즐이 형성되며, 상기 분사노즐의 단부에 타공판이 형성되고,
   상기 타공판은 토출되는 물의 분사방향이 외측을 향하도록 한 것을 특징으로 하는 수상부유물 제거장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 상부틀의 일측에는 걸이부가 형성되고, 상기 걸이부는 링 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수상부유물 제거장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 틀체의 외면에는 체결부재가 형성되어 인접된 틀체와 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 수상부유물 제거장치.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

Images