KR102080550B1 - 조류수거용 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선체(10)의 전방에 경사지게 설치된 컨베이어(20)를 통해 물 위의 조류를 인양하여 수거하도록 된 조류수거용 선박으로, 상기 컨베이어(20)는 선체(10)에 대하여 각도조절이 가능하도록 설치되는 프레임(210)과; 상기 프레임(210)의 양단에 설치되는 구동 및 피동 스프라켓(220,230)과; 상기 구동 및 피동 스프라켓(220,230) 사이에 무한궤도식으로 설치되는 체인(240)과; 상기 체인(240)에 설치되는 수거망(250)과; 상기 프레임(210)의 내측에 설치된 레일(262)과, 상기 수거망(250)의 하부에 설치되어 상기 레일(262)에 접촉하면서 구르는 롤러(264)로 구성되어 상기 수거망(250)이 경사진 프레임(210)을 따라 후방으로 이송될 때 수평상태를 유지하도록 하기 위한 수평유지구(260);를 포함하여 이루어져 있다.

Description

조류수거용 선박{An Algae remove ship}
본 발명은 강이나 호수에 발생한 조류(藻類)의 제거를 위해 수평상태를 유지하는 수거망이 컨베이어 체인을 따라 후방 상부로 이송되면서 물은 배출하고 조류만을 효과적으로 수거할 수 있도록 한 조류수거용 선박에 관한 것이다.
상수원인 하천이나 댐(호수)에서 수질오염의 주요원인이면서 결과로 알려진 녹조는 부영양화된 효소나 유속이 느린 하천에서 식물성 플랑크톤인 녹조류나 남조류가 크게 늘어나 물을 녹색으로 변화시키는 현상을 말하는데, 물 표면에 녹조가 덮이면 수중으로 햇빛이 차단되고 산소가 추가로 유입되지 않으면서 물 속의 산소량이 줄어들게 되며, 이로 인해 물고기를 비롯한 수중생물이 죽어 악취가 발생하게 되고, 해당 수역의 생태계가 파괴되며, 수돗물에서 악취와 흙냄새 등이 나게 된다.
한편, 이러한 녹조는 여름 한 때의 현상으로 덮어둘 수만은 없는 자정작용의 한계를 초과한 현상으로 인위적인 제거가 필요하다.
녹조를 제거하는 방법으로는 화학적인 방법과 물리적인 방법이 있는데, 응집제 살포와 같은 화학적인 방법을 사용할 경우 오히려 또 다른 수질오염을 유발할 수도 있으므로 수질오염을 최소화하면서도 장기적으로 녹조를 제거하는 방법으로는 물을 순환시키거나, 오염원을 여과하거나, 녹조를 여과하는 등의 물리적인 제거방법이 바람직하다.
본 발명과 관련된 종래기술로는 특허문헌 1의 수상 부유물 수거선, 특허문헌 2의 부유물 수거용 선박, 특허문헌 3의 조류제거선, 특허문헌 4의 조류제거용 선박, 특허문헌 5의 조류 제거용 수상콤바인장치, 특허문헌 6의 이동식 조류 제거용 선박 등이 개시되어 있다.
한편, 상술한 종래기술에 의한 조류제거선박에 있어서는 버킷 타입을 사용할 경우에는 물 위에 떠있는 조류를 떠올리는 과정에서 다량의 물이 함께 퍼올려지게 되어 부가적으로 물과 조류를 분리하는 작업을 해주어야 하거나 수거된 조류에 물이 과다하게 함유되는 문제가 있었고, 컨베이어 타입을 사용하는 경우에는 수분을 다량 함유한 상태의 조류가 컨베이어를 타고 올라오는 과정에서 다시 밀려 내려가게 되거나 물 위의 조류를 효과적으로 뜨지 못하게 되는 등의 상황이 발생하여 조류의 수거효율이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-0285772호(2001.01.06.) 한국등록특허 제10-0352891호(2002.09.03.) 한국등록특허 제10-0356397호(2002.09.30.) 한국등록특허 제10-1436813호(2014.08.27.) 한국등록특허 제10-1679047호(2016.11.17.) 한국등록특허 제10-1844133호(2018.03.26.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 물 위의 조류를 쉽게 뜰 수 있고, 조류와 함께 떠진 물은 하부로 배출하여 조류와 분리할 수 있으며, 후방으로 이송하는 과정에서 전방으로 다시 흘러내리지 않도록 함으로써 조류를 효율적으로 수거하여 처리할 수 있는 새로운 방식의 조류수거용 선박을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선체의 전방에 경사지게 설치된 컨베이어를 통해 물 위의 조류를 인양하여 수거하도록 된 조류수거용 선박에 있어서,
상기 컨베이어는 선체에 대하여 각도조절이 가능하도록 설치되는 프레임과;
상기 프레임의 양단에 설치되는 구동 및 피동 스프라켓과;
상기 구동 및 피동 스프라켓 사이에 무한궤도식으로 설치되는 체인과;
상기 체인에 선단부가 회동 가능하게 회동핀으로 결합되는 복수의 수거망과;
상기 프레임의 내측에 설치된 레일과, 상기 수거망의 후단 하부에 설치되어 상기 레일에 접촉하면서 구르는 롤러를 포함하여 이루어져 상기 수거망이 경사진 프레임을 따라 후방으로 이송될 때 수거망이 수평상태를 유지하도록 하기 위한 수평유지구;를 포함하여 이루어지는 조류수거용 선박을 제공한다.
바람직한 실시 예에서, 상기 컨베이어의 후단에는 수거망에 실려온 조류를 긁어내기 위한 롤러 브러시가 설치되고, 상기 롤러 브러시로 제거된 조류를 받아내는 슈트가 구비되며, 상기 슈트의 하부에는 수거박스가 설치되고, 상기 수거박스에는 펌프가 연결되어 수거통 등에 조류를 옮겨담을 수 있도록 한다.
본 발명의 실시 예에 의하면 물 위의 조류를 효과적으로 떠낼 수 있고, 후방으로 이송하는 과정에서 물을 분리해낼 수 있으며, 컨베이어의 수거망이 상방으로 이송될 때 안정적으로 수평상태를 유지하게 되므로 조류가 다시 밑으로 흘러내리는 것을 방지할 수 있고, 수거망으로 인양된 조류는 롤러 브러시가 회전하면서 긁어내어 슈트를 통해 수거박스에 수거하여 펌프로 수거통 등에 포장하여 처리하게 되므로 인력의 투입을 최소화하면서도 수질오염의 원인인 조류의 제거작업을 효율적으로 할 수 있는 유용한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 조류수거선의 측면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 조류수거선의 평면도,
도 3은 수거부의 측면도,
도 4는 수거부의 평면도,
도 5는 도 3의 A부 확대도
도 6은 도 3의 B부 확대도,
도 7은 컨베이어를 물 위로 들어올린 상태를 도시한 측면도이다.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 7에는 본 발명의 일 실시 예에 의한 조류수거용 선박(1)이 도시되어 있는데, 이는 선체(10)의 전방에 경사지게 설치된 컨베이어(20)를 통해 물 위의 조류를 인양하여 수거하도록 된 것으로,
상기 컨베이어(20)는 선체(10)에 대하여 각도조절이 가능하도록 설치되는 프레임(210)과;
상기 프레임(210)의 양단에 설치되는 구동 및 피동 스프라켓(220,230)과;
상기 구동 및 피동 스프라켓(220,230) 사이에 무한궤도식으로 설치되는 체인(240)과;
상기 체인(240)에 선단부가 회동 가능하게 회동핀(251)으로 결합되는 복수의 수거망(250)과;
상기 프레임(210)의 내측에 설치된 레일(262)과, 상기 수거망(250)의 후단 하부에 설치되어 상기 레일(262)에 접촉하면서 구르는 롤러(264)로 구성되어 상기 수거망(250)이 경사진 프레임(210)을 따라 후방으로 이송될 때 수평상태를 유지하도록 하기 위한 수평유지구(260);를 포함하여 이루어져 있다.
본 실시 예에서, 상기 컨베이어(20)의 후단에는 수거망(250)에 실려온 조류를 긁어내기 위한 롤러 브러시(30)가 설치되고, 상기 롤러 브러시(30)의 후방에는 상기 롤러 브러시(30)로 제거된 조류를 받아내는 슈트(40)가 구비되며, 상기 슈트(40)의 하부에는 수거박스(50)가 설치되고, 상기 수거박스(50)에는 펌프(60)가 연결되어 수거통(V) 등에 조류를 옮겨담을 수 있도록 되어 있다.
도면 중 부호 70은 수거통(V)이 안치되어 이동(공급 및 배출)되는 레일이고, 부호 80은 선외 엔진이며, 부호 90은 차양구조물이다.
또, 본 실시 예에서, 상기 선체(10)의 갑판 전방 일측에는 조타륜(11)과 운전석(12)이 구비되고, 갑판 전방 타측에는 물 위의 조류를 선체(10) 전방 쪽으로 모아주기 위한 펜스(도시 생략됨)를 권취하기 위한 펜스 릴(13)이 구비되며, 이 외에도 갑판 위에는 조류의 부상을 촉진하기 위한 마이크로버블 발생기(14)와 상기 컨베이어 및 롤러 브러시의 구동을 위한 유압발생기(15) 및 컨트롤 패널(16)이 구비되어 있다.
상기 선체(10)는 쌍동선의 형태로 이루어져 있고, 갑판은 평갑판으로 이루어져 있으며, 후미에 2기의 선외 엔진(80)이 부착되어 있어 이들 선외 엔진(80)에 의해 선박(1)의 전,후진은 물론 자유로운 방향전환이 가능하도록 되어 있다.
상기 선체(10)의 전방 내측에는 컨베이어(20)의 전방이 수면 아래로 내려질 수 있도록 갑판이 내측으로 만입되어 있다.
상기 선체(10)의 갑판 외곽에는 추락 방지를 위한 안전 난간이 설치되나 도면상으로는 편의상 도시를 생략하였다.
상기 컨베이어(20)는 프레임(210)의 중간부가 선체(10)에 회동축(22)으로 고정되고, 상기 프레임(210)의 후단부와 선체(10)의 갑판 사이에는 턴-버클(24)이 연결되어 턴-버클(24)의 조작에 의해 각도조절이 이루어질 수 있도록 되어 있는데, 조류의 수거작업시에는 도 1에 도시된 바와 같이 컨베이어(20)의 선단이 수면 아래로 내려진 상태이고, 운항시나 계류중일 때에는 도 7에 도시된 바와 같이 컨베이어(20)의 선단이 수면 위로 들려진 상태를 유지하도록 되어 있다.
상기 컨베이어(20)는 후단의 구동 스프라켓(220)에 구동모터(222)가 연결되어 일정한 속도로 도면상에서 반시계방향으로 무한궤도식으로 회전하게 되며, 상기 롤러 브러시(30)는 또 다른 구동모터(32)에 의해 도면상에서 반시계방향으로 회전하여 수거망(250)의 조류를 긁어내어 후방의 슈트(40)로 밀어내게 된다.
상기 피동 스프라켓(230) 측에는 체인(240)의 장력 조절을 위하여 장력조절수단이 구비되어 있는데, 이러한 장력조절수단은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 구동모터(222,32)는 유압발생기(15)의 유압에 의해 구동되는 유압모터로 이루어져 있으며, 벨트를 통해 동력을 전달하거나 감속기를 통해 동력을 적당한 속도로 감속하여 전달하도록 되어 있다.
상기 수거망(250)은 장방형 틀(252)과, 상기 틀(252)의 내측 하면에 설치되는 망체(254)로 이루어지며, 상기 장방형 틀(252)은 망체(254)에서부터 약 1~2cm의 높이로 이루어져 있다.
상기 망체(254)는 도 4의 수거할 조류의 종류나 양에 따라서 메시(mesh)가 다른 것으로 교체하여 사용할 수 있으며, 일정 주기마다 교체하거나 조류의 수거작업 종료 후 물과 압축공기를 사용하여 세척함으로써 원활한 배수와 효율적인 수거작업이 가능하도록 할 필요가 있다.
상기 수평유지구(260)는 프레임(210)의 내측에 설치된 레일(262)과, 상기 수거망(250)의 후단 하부에 설치되어 상기 레일(262)에 접촉하면서 구르는 롤러(264)로 구성되어 있어 체인(240)이 무한궤도식으로 회전하면서 경사진 프레임(210)을 따라 후방으로 이송될 때 도 5에 도시된 바와 같이 롤러(264)가 경사진 레일(262) 위를 타고 구르면서 수거망(250)의 뒷부분을 들어올려 주어 수거망(250)이 경사지지 않고 수평상태를 유지하도록 함으로써 수거망(250) 내의 조류가 흘러내리지 않도록 하게 되며, 전방으로 이송될 때에는 롤러(264)가 하부 측의 레일(262) 위를 타고 구르면서 기울어진 상태를 유지하게 된다.
상기 슈트(40)는 후방 하부로 경사지게 설치되어 있고, 후방으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되어 있어 녹조를 수거박스(40)에 쏟아 내리게 되는데, 상기 슈트(40)는 내부 청소가 가능하도록 상면이 개폐 가능한 구조로 이루어져 있다.
이와 같이 구성된 본 실시 예의 조류수거용 선박은 도 7에 도시된 바와 같이 컨베이어(20)의 선단을 물 위로 들어올린 상태로 운항하다가 조류를 제거하기 위한 현장에서는 도 1에 도시된 바와 같이 수면 아래로 내려서 사용하게 되며, 선박(1)은 적정한 속도로 전진을 하면서 또는 정지한 상태에서 전방의 조류를 수거하게 되는데, 넓게 분포한 조류를 선체 전방으로 모을 수 있도록 하기 위한 펜스(도시 생략됨)를 좌우로 벌린 상태에서 수거하거나 펜스를 넓게 그물을 치듯이 폐쇄형으로 친 후 펜스 릴(13)로 서서히 감아주게 되면 물 위의 조류가 선체(10)의 전방 내측으로 모여들게 되면서 인양할 수 있게 된다.
한편, 수면 아래에 위치한 선단의 수거망(250)은 물 위의 조류를 뜨게 되는데, 이때 수거망(250)은 바닥이 미세한 망체(254)로 이루어져 있으므로 대부분의 수분은 망체(254)를 통과하여 하부로 배출되고 조류만이 수거망(250) 위에 떠진 상태로 경사진 프레임(210)을 따라 후방 상부로 이송되게 되는데, 이때 수거망(250)은 수평유지구(260)에 의해 기울어지지 않고 수평상태를 유지하게 되므로 떠올린 조류를 흘리지 않고 효과적으로 이송시킬 수 있게 된다.
컨베이어(20)를 타고 후방으로 이송된 조류는 롤러 브러시(30)의 회전에 의해 수거망(250)에서 제거되어 슈트(40)를 타고 수거박스(50)에 수거되게 되며, 조류가 제거된 수거망(250)은 프레임(210)의 하부를 따라 다시 전방 하부로 이송되어 연속적인 조류의 인양이 가능하게 된다.
상기 수거망(250)은 전방 하부로 이송될 때에는 도 5에 도시된 바와 같이 수평유지구(260)의 롤러(264)가 하부 측의 레일(262)에 얹혀진 상태이므로 프레임(210)과 같은 기울기로 기울어진 상태에서 이송된다.
한편, 수거박스(50)에 수거된 조류는 펌프(60)에 의해 펌핑되어 도면에 도시된 바와 같은 수거통(V)에 일정량씩 담아 육상으로 운반하여 처리하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 예에 의한 조류수거용 선박은 컨베이어의 구조가 일반적인 벨트나 망체 타입의 컨베이어가 아닌 다수의 수거망이 경사진 프레임을 타고 후방으로 이송되면서도 수평상태를 유지하도록 구성되어 있으므로 물 위의 조류를 효과적으로 떠낼 수 있음은 물론, 후방으로 이송되는 과정에서 수거망으로 수거된 조류가 다시 전방으로 흘러내리지 않게 되므로 효율적인 조류의 수거가 가능하게 되고, 수거망으로 인양된 조류는 롤러 브러시에 의해 제거되어 슈트를 타고 수거박스에 담기게 되므로 작업자의 추가적인 투입 없이 기계적으로 조류의 수거작업이 가능하며, 수거박스에 수거된 조류는 펌프에 의해 수거통에 담아줄 수 있게 되므로 작업자의 작업부하도 적어 효과적인 조류의 수거작업이 가능하다는 이점이 있다.
1 : 조류수거용 선박
10 : 선체
11 : 조타륜
12 : 운전석
13 : 펜스 릴
14 : 마이크로버블 발생기
15 : 유압발생기
16 : 컨트롤 패널
20 : 컨베이어
22 : 회동축
24 : 턴-버클
30 : 롤러 브러시
32 : 구동모터
40 : 슈트
50 : 수거박스
60 : 펌프
70 : 레일
80 : 선외엔진
90 : 차양구조물
210 : 프레임
220 : 구동 스프라켓
222 : 구동모터
230 : 피동 스프라켓
240 : 체인
250 : 수거망
251 : 회동핀
252 : 장방형 틀
254 : 망체
260 : 수평유지구
262 : 레일
264 : 롤러

Claims (5)

  1. 선체(10)의 전방에 경사지게 설치된 컨베이어(20)를 통해 물 위의 조류를 인양하여 수거하도록 된 조류수거용 선박으로,
    상기 컨베이어(20)는 선체(10)에 대하여 각도조절이 가능하도록 설치되는 프레임(210)과; 상기 프레임(210)의 양단에 설치되는 구동 및 피동 스프라켓(220,230)과; 상기 구동 및 피동 스프라켓(220,230) 사이에 무한궤도식으로 설치되는 체인(240)과; 상기 체인(240)에 선단부가 회동 가능하게 회동핀(251)으로 결합되는 복수의 수거망(250)과; 상기 프레임(210)의 내측에 설치된 레일(262)과, 상기 수거망(250)의 후단 하부에 설치되어 상기 레일(262)에 접촉하면서 구르는 롤러(264)로 구성되어 상기 수거망(250)이 경사진 프레임(210)을 따라 후방으로 이송될 때 수평상태를 유지하도록 하기 위한 수평유지구(260);를 포함하여 이루어지며,
    상기 컨베이어(20)의 후단에는 수거망(250)에 실려온 조류를 긁어내기 위한 롤러 브러시(30)와, 상기 롤러 브러시(30)로 제거된 조류를 받아내는 슈트(40)가 구비되며, 상기 슈트(40)의 하부에는 수거박스(50)가 설치되고, 상기 수거박스(50)에는 펌프(60)가 연결되어 수거통(V) 등에 조류를 옮겨 담을 수 있으며,
    상기 컨베이어(20)는 프레임(210)의 중간부가 선체(10)에 회동축(22)으로 고정되고, 상기 프레임(210)의 후단부와 선체(10) 사이에는 턴-버클(24)이 연결되어 턴-버클(24)의 조작에 의해 각도조절이 이루어지지고,
    상기 수거망(250)은 장방형 틀(252)과, 상기 틀(252)의 내측 하면에 설치되는 망체(254)로 이루어지며, 상기 장방형 틀(252)은 망체(254)에서부터 1~2cm의 높이를 형성하여 수면 아래에 위치한 선단의 수거망(250)이 물 위를 조류를 뜨면 수거망(250)의 바닥이 망체(254)로 이루어져 대부분의 수분은 망체(254)를 통과하여 하부로 배출되고 조류만이 수거망(250) 위에 떠진 상태로 경사진 프레임(210)을 따라 수평유지구(260)에 의해 기울어지지 않고 수평상태를 유지하면서 후방으로 이송되어 조류를 흘리지 않고 이송시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 조류 수거용 선박.
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