KR102155470B1 - 수질 정화 기능을 구비하는 수경 생태 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 수질 정화 기능을 갖는 수경 생태 시스템은, 수조; 상기 수조에 설치되며, 상기 수조에 채워지는 물을 순환시키도록 형성되는 펌프; 기능성 물질을 수용하도록 형성되고, 상기 펌프에 의해 순환하는 물의 흐름을 기준으로 상기 펌프의 하류측에 설치되는 케이스; 및 상기 물의 흐름에 역류하는 방향으로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 상기 케이스의 내부에 형성되는 트랩을 포함하고, 상기 트랩은 상기 케이스의 내부를 상류 영역과 하류 영역으로 구획하도록 형성되는 파티션을 구비하며, 상기 파티션의 하단은 상기 트랩 내부의 물에 침지되도록 상기 케이스 내부의 수면보다 낮은 위치까지 연장된다.

Description

수질 정화 기능을 구비하는 수경 생태 시스템{ECOLOGICAL SYSTEM OF WATERSCAPE HAVING WATER PURIFICATION FUNCTION}

본 발명은 식재 공원과 수중 공원으로 구획되며, 수질 정화 기능을 구비하는 수경 생태 시스템에 관한 것이다.

수경 생태 시스템이란 물을 이용한 조경 시설물에, 생태계를 구성한 시스템을 가리킨다. 수경 공원은 수경 생태 시스템의 하나로, 공개특허공보 제10-2018-0033853호(2018.04.04.)에는 식재 공원과 수중 공원을 하나로 통합한 수경 공원이 개시되어 있다.

여기서 식재 공원이란 다양한 나무나 화초 및 식물을 키울 수 있도록 구획된 공간에 흙을 채워 식물이 살아갈 수 있게 한 공원을 가리킨다. 또한 수중 공원이란 어항과 같은 별도의 케이스에 어류를 키우거나, 건축물의 내부에 연못과 같은 공간을 구획하고 그 내부에 어류를 키울 수 있는 공원을 가리킨다.

식재 공원과 수중 공원에 공급되는 물에 대한 관리가 소홀해지면 수경 공원 내의 수질이 악화될 수 있다. 상기 특허문헌에서는 수질의 악화를 방지하고자 수로를 숯으로 형성하고 패각을 이용하여 물을 자연 정화하는 구성을 개시하였다.

그런데 상기 특허문헌에는 수중 펌프(17)를 보호하기 위한 구성이 개시되어 있지 않다. 예컨대, 수경 시설물의 특성 상 벌레가 서식지나 번식지로 삼기 쉬운데, 벌레가 물의 흐름에 역행하는 방향을 따라 숯 수로(22)와 배출호스(18)를 통해 수중 펌프(17)로 유입되면, 수중 펌프의 고장을 유발할 수 있다.

또한 상기 특허문헌에는 숯으로 구성된 수로(22)를 통해 공급되는 물이 패각케이스(300) 내부의 패각과 자연 접촉하도록 구성되어 있을 뿐, 물과 패각의 적극적인 접촉을 유도하여 자연 정화 성능을 제고하는 구성이 미개시되어 있다.

나아가 상기 특허문헌에는 패각 케이스(300) 내부의 패각이 유수의 흐름을 따라 유실되는 것을 방지하는 구성 또한 개시되어 있지 않다.

마지막으로 상기 특허문헌에는 수중 펌프에 의한 물의 순환만을 의도하고 있어 물의 순환을 더욱 적극적으로 유도하는 구성이 부족하다.

본 발명은 수질 정화 기능을 가지면서 물의 흐름에 역행하는 방향을 따라 벌레 등의 이물질이 유입되어 펌프의 고장을 유발하는 현상을 방지할 수 있는 구성의 수경 생태 시스템을 제안하기 위한 것이다.

본 발명은 수질 정화 기능을 갖는 기능성 물질과 정화 대상 물의 접촉을 적극적으로 유도하여 자연 정화 성능을 제고할 수 있는 구성의 수경 생태 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 기능성 물질의 유실을 방지할 수 있는 구성의 수경 생태 시스템을 제시하기 위한 것이다.

본 발명은 물의 순환을 더욱 적극적으로 유도하여 수경 생태 시스템의 자연 정화 성능을 제고할 수 있는 구성을 제시하기 위한 것이다.

본 발명의 수경 생태 시스템은, 수조; 상기 수조에 설치되며, 상기 수조에 채워지는 물을 순환시키도록 형성되는 펌프; 기능성 물질을 수용하도록 형성되고, 상기 펌프에 의해 순환하는 물의 흐름을 기준으로 상기 펌프의 하류측에 설치되는 케이스; 및 상기 물의 흐름에 역류하는 방향으로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 상기 케이스의 내부에 형성되는 트랩을 포함하고, 상기 트랩은 상기 케이스의 내부를 상류 영역과 하류 영역으로 구획하도록 형성되는 파티션을 구비하며, 상기 파티션의 하단은 상기 트랩 내부의 물에 침지되도록 상기 케이스 내부의 수면보다 낮은 위치까지 연장된다.

상기 케이스는, 제1 바닥면; 및 상기 트랩의 바닥면에 해당하며, 단차 또는 경사에 의해 상기 제1 바닥면보다 낮은 위치에 형성되는 제2 바닥면을 포함하고, 상기 파티션은 상기 트랩 내부의 물에 침지되도록 상기 케이스 내부의 천장으로부터 상기 제2 바닥면을 향해 연장된다.

상기 파티션의 하단은 높이 방향에서 상기 제1 바닥면과 상기 제2 바닥면의 사이에 위치한다.

상기 수경 생태 시스템은 다공성 플레이트를 더 포함하고, 상기 다공성 플레이트는 상기 기능성 물질을 덮도록 형성되고, 높이 방향에서 상기 파티션과 상기 기능성 물질의 사이에 배치된다.

상기 기능성 물질은 포졸란(pozzolan)을 포함하며, 상기 포졸란은 상기 트랩에 배치된다.

상기 수경 생태 시스템은 상기 펌프와 상기 케이스를 연결하는 제1 공급 유로와 제2 공급 유로를 더 포함하고, 상기 제1 공급 유로와 상기 제2 공급 유로는 서로 반대쪽에서 상기 케이스에 연결된다.

상기 제1 공급 유로와 상기 제2 공급 유로는 상기 케이스의 옆면을 기준으로 경사진 방향을 따라 상기 케이스에 연결된다.

상기 케이스의 측면은 상기 제1 공급 유로 또는 상기 제2 공급 유로의 연결 위치를 기준으로 상기 케이스의 하류측에 가까운 제1 영역과, 그 반대쪽의 제2 영역으로 구획되고, 상기 제2 영역과 상기 제1 공급 유로는 둔각을 형성하고, 상기 제2 영역과 상기 제2 공급 유로는 예각을 형성한다.

상기 수경 생태 시스템은, 상기 수조를 두 개의 구역으로 구획하도록 일 방향을 따라 쌓이는 경계석; 및 상기 경계석에 의해 구분되는 두 개의 구역 중 어느 한 영역의 바닥에 설치되며, 상기 어느 한 영역에 채워지는 물에 와류를 형성하도록 회전 가능하게 형성되는 교반기를 더 포함한다.

상기 수경 생태 시스템은, 상기 펌프와 상기 케이스를 연결하는 공급 유로; 및 물의 흐름을 기준으로 상기 케이스의 하류측에 배치되는 배출 유로를 더 포함하고, 상기 공급 유로는 상기 케이스의 상류 영역에 연결되고, 상기 배출 유로는 상기 케이스의 하류 영역에 연결된다.

본 발명에 의하면, 케이스의 내부에 물이 고일 수 있는 트랩이 형성되어 물의 흐름에 역행하는 방향을 다라 벌레 등의 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있으므로, 이물질에 의해 펌프에 고장이 발생하는 것을 사전에 예방할 수 있다.

본 발명에 의하면, 트랩에 기능성 물질을 배치하여 펌프에 의해 공급된 물이 반드시 기능성 물질을 지나가도록 구성하였으므로 물과 기능성 물질의 접촉을 적극적으로 유도할 수 있다. 또한, 트랩이 형성되는 케이스에 물을 공급하는 공급 유로가 경사진 방향에서 상기 케이스에 연결되므로, 와류를 형성하여 물과 기능성 물질의 접촉 빈도를 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명에서 제시하는 기능성 물질의 예로, 포졸란은 인체에 유익한 미량 원소와 유기물질을 다량 함유하고 있을 뿐만 아니라, 항균, 탈취, 정수, 해동 득의 작용이 매우 우수한 것으로 알려져 있어 수경 생태 시스템의 자연 정화 성능을 더욱 제고할 수 있다.

본 발명에 의하면, 트랩에 채워진 기능성 물질을 다공성 플레이트가 덮고 있으므로, 유수를 따라 기능성 물질이 유실되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면 수중 공원의 바닥에 설치되는 교반기와 식재 공원에 설치되는 유동 가이드가 물의 순환을 더욱 적극적으로 유도하여 수경 생태 시스템의 자연 정화 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에서 제안하는 수경 생태 시스템의 일 예를 보인 사시도다.
도 2는 식재 공원에 식재 식물이 심어지지 않고, 수중 공원에 물이 채워지지 않은 상태의 수경 생태 시스템을 보인 사시도다.
도 3은 도 1에 도시된 수경 생태 시스템을 어느 한 측면에서 바라본 측면도다.
도 4는 본 발명의 수경 생태 시스템에서 물의 순환을 유도하는 구성들을 분해하여 보인 분해 사시도다.
도 5는 기능성 물질을 수용하는 케이스와 트랩의 개념도다.
도 6은 케이스와 트랩의 다른 실시예를 보인 개념도다.

이하, 본 발명에 관련된 수질 정화 기능을 구비하는 수경 생태 시스템(이하, 수경 생태 시스템)에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, "포함한다" 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.

도 1은 본 발명에서 제안하는 수경 생태 시스템(100)의 일 예를 보인 사시도다.

본 발명의 수경 생태 시스템(100)은 테이블(110)과 수조(120)를 포함한다.

테이블(110)은 이동 가능하도록 형성된다. 또한 테이블(110)은 수조(120)를 지지하도록 형성된다.

테이블(110)의 일 예로 도 1에 도시된 테이블(110)을 살펴보면, 수조(120)의 바닥면을 지지하도록 형성되는 다각 상판(111)이 구비된다. 다각 상판(111)은 평평하고 넓은 형태로 제작된다.

그리고 상기 다각 상판(111)의 모서리 부위에 형성된 지지 다리(112)가 다각 상판(111)으로부터 연직 방향으로 돌출되어 다각 상판(111)을 지지한다. 지지 다리(112)들은 측판(113)에 의해 서로 연결된다. 측판(113)은 테이블(110)의 측면을 형성한다. 측판(113)은 상하 또는 좌우 방향에서 복수로 구성될 수도 있다.

지지 다리(112)의 하단에는 캐스터(114)(도 3 참조)가 설치된다. 이에 따라 테이블(110)은 다각 상판(111)에 수조(120)를 지지한 채로 이동 가능하다.

수조(120)는 테이블(110) 위에 설치된다. 수조(120)는 물을 담을 수 있도록 바닥과 측벽으로 구성될 수 있다. 수조(120)의 상부는 일부 또는 전부가 개방될 수 있다.

수조(120)는 물을 담을 수 있도록 방수 재질로 형성된다. 예컨대 수조(120)는 금속이나 합성수지 재질로 제작될 수 있다. 수조(120)는 외부에서 시각적으로 내부가 비칠 수 있도록 투명하게 형성될 수 있으나, 반투명 색상을 입혀도 무방하다.

수조(120)의 측벽 중 적어도 일부에는 보강 프레임(121)이 덧대어질 수 있다. 보강 프레임(121)은 덧대어지는 부분의 측벽과 같은 형상을 가질 수 있다. 보강 프레임(121)은 불시의 충격을 통해 프레임이 깨지거나 찌그러지는 것을 방지하는 역할을 한다.

식재 공원(A)과 수중 공원(B)은 수조(120)에 의해 마련되는 공간 내에 조성된다.

수조(120) 내에는 다수의 경계석(10)들이 일 방향을 따라 쌓여 수조(120)를 두 개의 구역으로 구획한다. 두 개의 구역 중 하나가 식재 공원(A)에 해당하고, 다른 하나가 수중 공원(B)에 해당한다. 경계석(10)들은 균일한 크기로 형성되는 것보다 일정 범위 내에서 불규칙한 크기로 형성되면, 공극률을 줄일 수 있어 바람직하다.

식재 공원(A)에는 식재 식물(30)이 식재되며, 상기 식재 식물(30)은 왕사(23)(굵은 모래)로 덮여 있다. 왕사(23)의 입자 크기는 2-5mm 정도다.

수중 공원(B)에는 물이 채워지며, 수생 식물(40)과 어류(50) 등이 배치된다.

수중 공원(B)에 채워진 물은 흐르는 물이 아니라, 수조(120) 내에 정체되어 있는 물이다. 따라서 시간이 흐름에 따라 오염될 수 있으므로, 인위적인 순환을 통해 정화하는 과정이 필요하다.

본 발명에서는 펌프(151)의 힘을 이용하여 수조(120)의 물을 계속 순환시키며, 물을 자연 정화시키는 기능성 물질(174) 등을 이용한다. 물은 공급 유로(153)를 통해 기능성 물질(174)을 수용하는 케이스(170)의 내부로 공급되며, 기능성 물질(174)에 의해 자연 정화되어 다시 수중 공원(B)으로 배출된다.

이하에서는 식재 공원(A)과 식재 식물(30)이 심어지지 않고, 수중 공원(B)에 물이 채워지지 않은 상태의 수경 생태 시스템(100)에 대해 설명한다.

도 2는 식재 공원(A)에 식재 식물(30)이 심어지지 않고, 수중 공원(B)의 물이 채워지지 않은 상태의 수경 생태 시스템(100)을 보인 사시도다.

식재 공원(A)의 왕사(23)를 걷어내면, 그 아래에는 중심 식재토(22)가 노출된다. 중심 식재토(22)는 3-8mm 정도의 불규칙한 입자 크기를 갖는다. 중심 식재토(22)는 식재 식물(30)의 뿌리가 심어지는 식재토다.

중심 식재토(22)의 후방측에는 하우징(140)이 노출된다. 하우징(140)은 그 내부에 펌프(151)를 수용하도록 형성된다. 경계석(10)에는 공극이 형성되므로, 수중 공원(B)에 채워지는 물은 자연스럽게 식재 공원(A)에도 스며들게 된다. 식재 공원(A)으로 스며든 물은 하우징(140) 내부의 펌프(151)로도 공급되고, 펌프(151)에 의해 토출되는 물은 펌프(151)와 연결되는 호스(152)와 공급 유로(153)를 통해 케이스(170)로 공급된다. 케이스(170)의 내부에서 기능성 물질(174)에 의해 물이 자연 정화된다.

경계석(10)에 의해 구분되는 수조(120)의 두 영역 중 수중 공원(B)에 해당하는 영역의 바닥에는 교반기(131)가 설치된다. 교반기(131)는 전원(132)으로부터 전력을 공급받아 회전한다. 교반기(131)와 전원(132)을 통합하여 와류 형성부(130)로 이름할 수 있다.

하우징(140) 내의 펌프(151)가 수중 공원(B)에 채워지는 물의 순환을 유도하기는 하나, 펌프력이 수조(120)의 곳곳에까지 미치지 못할 가능성이 있다. 특히 수조(120)에 설치되는 펌프(151)의 수가 증가하더라도 식재 공원(A)에 비해 수중 공원(B)은 펌프(151)로부터 멀리 떨어져 있으므로 펌프력이 미치지 못할 가능성이 높다.

정체되어 있는 물은 쉽게 오염되므로, 수중 공원(B)의 물을 적극적으로 식재 공원(A)쪽으로 흐르게 해야 펌프(151)에 의한 순환 및 기능성 물질(174)에 의한 자연 정화 효과가 높아진다. 교반기(131)는 수중 공원(B)에 채워지는 물의 와류를 형성하도록 회전 가능하게 형성되므로, 수중 공원(B)의 물을 식재 공원(A)쪽으로 가이드 한다. 이에 따라 수중 공원(B)의 물이 교반기(130)에 의해 식재 공원(A)쪽으로 흘러갈 수 있으며, 수경 생태 시스템(100)의 자연 정화 성능이 향상될 수 있다.

다음으로는 수경 생태 시스템(100)의 측면도와 분해 사시도를 참조하여 물을 순환시키는 구성에 대하여 설명한다.

도 3은 도 1에 도시된 수경 생태 시스템(100)을 어느 한 측면에서 바라본 측면도다.

도 4는 본 발명의 수경 생태 시스템(100)에서 물의 순환을 유도하는 구성들을 분해하여 보인 분해 사시도다.

경계석(10)에 의해 수중 공원(B)과 구분되는 식재 공원(A)에는 아래에서부터 차례로 기초 식재토(21), 중심 식재토(22), 왕사(23)가 쌓인다. 이들을 통합하여 토양(20)으로 이름할 수 있다. 기초 식재토(21)와 중심 식재토(22)의 경계, 그리고 중심 식재토(22)와 왕사(23)의 경계에는 각 식재토나 왕사(23)의 경계를 구획하는 숯판이 배치될 수 있다.

기초 식재토(21)는 2-5 cm의 입자 크기를 갖는다. 기초 식재토(21)는 숯과 패각을 분쇄하여 황토와 함께 가공하여 형성될 수 있다. 기초 식재토(21)는 입자 크기가 중심 식재토(22)나 왕사(23)에 비해 훨씬 크므로, 수중 공원(B)에 채워지는 물은 자연스럽게 식재 공원(A)의 기초 식재토(21)에 흘러 들어올 수 있다.

하우징(140)은 수조(120)에 설치된다. 경계석(10)을 기준으로 수중 공원(B)이 형성되는 방향을 수경 생태 시스템(100)의 전방, 식재 공원(A)이 형성되는 방향을 수경 생태 시스템(100)의 후방이라고 정의한다면, 하우징(140)은 기초 식재토(21)와 중심 식재토(22)의 후방에 배치된다. 그리고 하우징(140)의 상측에는 왕사(23)로 덮여진다. 하우징(140)은 펌프(151)를 덮어 기초 식재토(21), 중심 식재토(22) 또는 왕사(23)가 펌프(151)로 유입되는 것을 방지한다.

하우징(140)은 그 내부에 펌프(151)를 수용하도록 형성된다. 하우징(140)은 하단이 개구된 원기둥 또는 다각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 하우징(140)의 측면 중 어느 하나의 하단에는 전방을 향해 흡입공(141)이 형성되어 식재 공원(A)으로 흘러 들어온 물을 하우징(140) 내의 펌프(151)로 공급되게 한다.

하우징(140)의 상면에는 다수의 홀(142a, 142b)이 형성된다. 다수의 홀(142a, 142b) 중 하나(142a)는 펌프(151)와 연결되는 호스(152)의 관통을 위한 것이다. 그리고 다른 홀(142b)은 수온자동조절히터(160)가 끼워지는 것이다.

여기서 수온자동조절히터(160) 온도를 측정하여 수중 공원(B)에서 서식하는 각종 식물과 어류(50) 서식 환경에 적당한 수온을 제공한다. 또한 동절기에는 식재 공원(A)의 생태 환경을 위해 필요한 보온효과를 제공한다.

수온자동조절히터(160)는 자외선 살균기(미도시)로 대체될 수도 있다. 혹은 하우징(140)에 홀이 추가로 형성되고, 수동자동조절히터는 그대로 두고 자외선 살균기가 추가될 수도 있다. 자외선 살균기는 호스(152)를 통과하는 물에 자외선을 인가하여 살균 효과를 제공할 수 있다. 자외선 살균 효과를 위해 호스(152)는 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

펌프(151)는 수조(120)에서 하우징(140)의 내측에 설치된다. 펌프(151)는 수조(120)에 채워지는 물을 순환시키도록 형성된다. 펌프(151)에 의해 이송되는 물은 상기 펌프(151)에 연결되는 호스(152)를 통해 토출된다. 물의 흐름을 기준으로 설명한다면 펌프(151), 호스(152), 공급 유로(153), 케이스(170)가 순차적으로 연결된다.

수조(120)의 바닥에는 유동 가이드(122)가 설치된다. 여기서 수조(120)의 바닥이란 내측 바닥을 가리킨다. 유동 가이드(122)는 수조(120)의 내측 바닥으로부터 돌출되며, 하우징(140)의 흡입공(141)을 향해 연장되는 구조를 갖는다. 유동 가이드(122)는 곡선을 따라 연장될 수 있다. 유동 가이드(122)가 형성되면 두 하우징(140)의 사이로 흐르는 물의 흐름을 하우징(140) 쪽으로 가이드 하여 펌프(151)로 유입되게 한다.

호스(152)는 펌프(151)에 연결되며, 하우징(140)을 관통하여 공급 유로(153)에 연결된다. 호스(152)는 연성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대 호스(152)는 투명한 실리콘 재질로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

공급 유로(153)는 호스(152)에 연결되며, 펌프(151)에 의해 이송되는 물을 호스(152)를 통해 공급받는다. 호스(152)와 공급 유로(153)는 펌프(151)와 케이스(170)를 연결한다.

공급 유로(153)는 길이 방향(혹은 높이 방향)으로 통공된 숯이 사용될 수 있다. 이를테면 공급 유로(153)는 속이 빈 원기둥이나 속이 빈 다각 기둥의 형상으로 형성될 수 있다. 공급 유로(153)가 통공된 숯으로 형성되면, 펌프(151)에 의해 제공되는 물이 공급 유로(153)를 통과할 수 있으면서도, 통과하는 과정에서 물이 정화될 수 있다.

케이스(170)는 펌프(151)에 의해 순환하는 물의 흐름을 기준으로 펌프(151)의 하류측에 설치된다. 케이스(170)는 수조(120)의 물을 자연 정화하는 기능성 물질(174)을 수용하도록 형성된다. 케이스(170) 내부의 구조에 대하여는 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 기능성 물질(174)을 수용하는 케이스(170)와 트랩(T)의 개념도다.

케이스(170)의 내부에는 트랩(T)이 형성된다. 트랩(T)은 물의 흐름이 역류하는 방향으로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 형성된다. 물은 자연 정화를 통해 다시 수중 공원(B)으로 공급되어야 하므로, 펌프(151)로부터 수중 공원(B)까지의 유로는 개방되어 있다. 따라서 벌레 등의 이물질이 물의 흐름에 역류하는 방향을 따라 펌프(151)로 유입되어 펌프(151)를 고장나게 할 수 있다.

트랩(T)은 낮은 위치에 형성되는 바닥면(172), 파티션(173), 다공성 플레이트(175)를 포함한다.

케이스(170)에는 제1 바닥면(171)과 제2 바닥면(172)이 형성되는데, 제2 바닥면(172)은 단차 또는 경사에 의해 제1 바닥면(171)보다 낮은 위치에 형성된다. 제2 바닥면(172)이 트랩(T)의 바닥면에 해당한다. 제2 바닥면(172)이 제1 바닥면(171)보다 낮은 위치에 형성되므로, 물이 항상 트랩(T)에 고여 있을 수 있다. 다만, 펌프(151)가 작동하게 되면 트랩(T)으로 새로 유입되는 물이 기존에 트랩(T)에 고여있던 물을 밀어내게 되므로 물의 고임으로 인해 오염이 발생하게 되는 현상이 방지될 수 있다.

파티션(173)은 케이스(170)의 내부를 상류 영역과 하류 영역으로 구획하도록 형성된다. 상류 영역이란 펌프(151)에 의해 물이 유입되는 영역을 가리키고, 하류 영역이란 상류 영역의 물이 흘러와 배출되는 영역을 가리킨다. 상기 상류 영역에는 공급 유로(153)가 연결되고, 하류 영역에는 물의 흐름을 기준으로 케이스(170)의 하류측에 배치되는 배출 유로(180)가 연결된다.

파티션(173)은 케이스(170) 내부의 천장과 측벽에 연결된다. 파티션(173)은 트랩(T) 내부의 물에 침지되도록 케이스(170) 내부의 수면보다 낮은 위치까지 하향 연장된다. 이를테면 파티션(173)은 천장으로부터 제2 바닥면(172)을 향해 하향 연장된다. 파티션(173)의 하단은 높이 방향에서 제1 바닥면(171)과 제2 바닥면(172)의 사이에 위치한다. 파티션(173)의 하단은 제2 바닥면(172)으로부터 이격될 수 있다.

파티션(173)이 이와 같은 구조로 형성되면, 유체는 제2 바닥면(172)과 파티션(173)의 하단 사이에 형성되는 공간을 통해서만 상류 영역에서 하류 영역으로 또는 하류 영역에서 상류 영역으로 이동할 수 있게 된다. 만일 트랩(T)에 고인 물의 수면이 파티션(173)의 하단보다 높은 위치에 위치한다면, 물의 흐름에 역행하는 방향으로 이물질이 이동하는 것을 차단할 수 있게 된다.

트랩(T)에 기능성 물질(174)이 배치된다면 물은 기능성 물질(174)과 반드시 접촉하게 된다. 따라서 물이 기능성 물질(174)을 우회하는 것을 방지할 수 있다. 기능성 물질(174)의 일 예로는 포졸란(pozzolan)을 들 수 있다.

포졸란이란 시멘트 성질이 거의 또는 전혀 없는 규조토질 또는 규조토의 알루미늄질 재료를 가리킨다. 포졸란은 인체에 유익한 미량 원소와 유기물질을 다량 함유하며, 원적외선을 방사하고 항균, 탈취, 정수, 해독 작용이 매우 우수한 것으로 알려져 있다. 또한 포졸란은 내산성, 내부식성, 단열성, 내구성, 방수성도 매우 우수한 것으로 알려져 있다. 따라서 유수가 트랩(T)에 배치된 포졸란과 접촉하게 되면 포졸란의 항균 및 탈취 기능으로 인해 자연 정화될 수 있으며, 인체에 유익한 미량 원소와 유기물질이 물에 용해될 수 있다.

수경 생태 시스템(100)의 작동 시간이 누적될수록 트랩(T)에 배치되는 기능성 물질(174)의 풍화가 진행되는 등의 이유로 기능성 물질(174)의 크기가 작아지고, 유수를 따라 배출 유로(180)로 배출되어 유실될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해 트랩(T)에는 다공성 플레이트(175)가 설치된다.

다공성 플레이트(175)란 다수의 기공을 갖는 플레이트를 가리킨다. 다공성 플레이트(175)는 제2 바닥면(172)과 실질적으로 동일한 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 다공성 플레이트(175)에는 기공이 형성되므로, 다공성 플레이트(175)가 물의 흐름을 방해하지 않는다.

다공성 플레이트(175)는 트랩(T)에 배치되어 기능성 물질(174)을 덮도록 형성된다. 다공성 플레이트(175)는 높이 방향에서 파티션(173)과 기능성 물질(174)의 사이에 배치된다. 다공성 플레이트(175)가 기능성 물질(174)을 덮음에 따라 물의 흐름을 방해하지 않으면서 기능성 물질(174)이 트랩(T)으로부터 이탈되는 것을 차단한다. 다공성 플레이트(175)에 형성되는 기공의 크기는 유실을 방지하는 요구에 따라 조절될 수 있다.

이하에서는 트랩(T)의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

도 6은 케이스(270)와 트랩(T)의 다른 실시예를 보인 개념도다.

케이스(270)에는 하나의 공급 유로(253)가 연결되는 것이 아니라 다수의 공급 유로(253a, 253b)가 연결된다. 구분을 위해 두 공급 유로(253) 중 어느 하나를 제1 공급 유로(253a)라고 이름하고, 다른 하나를 제2 공급 유로(253b)라고 이름한다.

제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)는 케이스(270)의 서로 반대쪽에서 상류 영역에 연결된다. 제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)가 서로 반대쪽에서 케이스(270)에 연결되면, 제1 공급 유로(253a)를 통해 케이스(270)의 내부로 공급되는 물과 제2 공급 유로(253b)를 통해 케이스(270)의 내부로 공급되는 물이 서로 충돌을 일으켜 트랩(T) 내부의 기능성 물질(274)과 접촉될 확률을 증가시키게 된다.

제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)는 법선 방향에서 케이스(270)에 연결될 수도 있다. 이와 달리 제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)는 와류 형성을 위해 케이스(270)의 옆면을 기준으로 경사진 방향을 따라 케이스(270)에 연결되는 것도 가능하다. 도 6에서는 이러한 구조를 예시하고 있다.

이때 제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)가 케이스(270)에 연결되는 위치와 연결 각도는 와류 형성에 영향을 미치는 요소가 된다. 이를 설명하기 위해서는 케이스(270)의 측면에 대한 영역의 정의가 필요하다.

제1 공급 유로(253a) 또는 제2 공급 유로(253b)가 케이스(270)에 연결되는 방향에서 트랩(T)을 바라보면, 트랩(T)의 측면은 파티션(273)과 다공성 플레이트(275)를 기준으로 세 영역으로 구획된다. 세 영역이란 다공성 플레이트(275) 아래의 영역, 다공성 플레이트(275) 위의 영역 중 상류측, 그리고 다공성 플레이트(275) 위의 영역 중 하류측을 가리킨다.

제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)는 케이스(270) 내부의 상류 영역으로 물을 공급해야 한다. 또한, 제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)를 통해 공급되는 물이 기능성 물질(274)에 직접 충돌하게 되면 와류가 제대로 형성되지 않을 수 있다. 이러한 점들을 고려하여 제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)는 상기 세 영역 중 다공성 플레이트(275) 위의 상류측에 연결되는 것이 바람직하다.

이번에는 케이스(270)의 측면을 구획하는 기준을 달리하기 위해, 제1 공급 유로(253a) 또는 제2 공급 유로(253b)가 케이스(270)에 연결되는 방향에서 케이스(270)를 바라보면, 상기 케이스(270)는 상기 제1 공급 유로(253a) 또는 상기 제2 공급 유로(253b)가 연결되는 위치를 기준으로 상기 케이스(270)의 하류측에 가까운 제1 영역과 그 반대쪽의 제2 영역으로 구획될 수 있다.

이러한 기준에서 제1 공급 유로(253a)는 제2 영역과 둔각을 형성하고, 제2 공급 유로(253b)는 제2 영역과 예각을 형성한다. 제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)는 서로를 구분하기 위한 것일 뿐이며, 여기서 중요한 것은 제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)가 둔각과 예각 중 서로 다른 각도를 형성하며 케이스(270)에 연결된다는 점이다.

이러한 구조에 의하면 제1 공급 유로(253a)에 의해 공급되는 물은 트랩(T)의 후벽에 충돌하면서 트랩(T)으로 모이고, 제2 공급 유로(253b)에 의해 공급되는 물은 파티션(273)에 의해 충돌하면서 트랩(T)에 모이게 된다. 제1 공급 유로(253a)와 제2 공급 유로(253b)에 의해 공급되는 물이 서로 다른 반원을 형성하며 공급되므로 와류가 쉽게 형성될 수 있다.

이러한 구조는 트랩(T) 내부에 와류 형성을 통해 물이 기능성 물질(274)에 계속 충돌할 수 있게 하므로, 물이 기능성 물질(274)에 직접 충돌하는 것보다 자연 정화가 이루어지는 시간을 늘릴 수 있어 수경 생태 시스템(200)의 자연 정화 능력을 향상시킬 수 있다.

도 6에서 미설명된 도면부호 271은 제1 바닥면, 272는 제2 바닥면, 280은 배출 유로를 가리킨다. 이들에 대한 설명은 앞의 설명으로 갈음한다.

이상에서 설명된 수경 생태 시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (10)

1. 수조;
   상기 수조에 설치되며, 상기 수조에 채워지는 물을 순환시키도록 형성되는 펌프;
   기능성 물질을 수용하도록 형성되고, 상기 펌프에 의해 순환하는 물의 흐름을 기준으로 상기 펌프의 하류측에 설치되는 케이스;
   상기 물의 흐름에 역류하는 방향으로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 상기 케이스의 내부에 형성되는 트랩; 및
   상기 펌프와 상기 케이스를 연결하는 제1 공급 유로와 제2 공급 유로를 포함하며,
   상기 트랩은 상기 케이스의 내부를 상류 영역과 하류 영역으로 구획하도록 형성되는 파티션을 구비하며,
   상기 파티션의 하단은 상기 트랩 내부의 물에 침지되도록 상기 케이스 내부의 수면보다 낮은 위치까지 연장되고,
   상기 제1 공급 유로와 상기 제2 공급 유로는 서로 반대쪽에서 상기 케이스에 연결되는 것을 특징으로 하는 수경 생태 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는,
   제1 바닥면; 및
   상기 트랩의 바닥면에 해당하며, 단차 또는 경사에 의해 상기 제1 바닥면보다 낮은 위치에 형성되는 제2 바닥면을 포함하고,
   상기 파티션은 상기 트랩 내부의 물에 침지되도록 상기 케이스 내부의 천장으로부터 상기 제2 바닥면을 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 수경 생태 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 파티션의 하단은 높이 방향에서 상기 제1 바닥면과 상기 제2 바닥면의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 수경 생태 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 수경 생태 시스템은 다공성 플레이트를 더 포함하고,
   상기 다공성 플레이트는 상기 기능성 물질을 덮도록 형성되고, 높이 방향에서 상기 파티션과 상기 기능성 물질의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 수경 생태 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기능성 물질은 포졸란(pozzolan)을 포함하며,
   상기 포졸란은 상기 트랩에 배치되는 것을 특징으로 하는 수경 생태 시스템.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 공급 유로와 상기 제2 공급 유로는 상기 케이스의 옆면을 기준으로 경사진 방향을 따라 상기 케이스에 연결되는 것을 특징으로 하는 수경 생태 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 케이스의 측면은 상기 제1 공급 유로 또는 상기 제2 공급 유로의 연결 위치를 기준으로 상기 케이스의 하류측에 가까운 제1 영역과, 그 반대쪽의 제2 영역으로 구획되고,
   상기 제2 영역과 상기 제1 공급 유로는 둔각을 형성하고,
   상기 제2 영역과 상기 제2 공급 유로는 예각을 형성하는 것을 특징으로 하는 수경 생태 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 수경 생태 시스템은,
   상기 수조를 두 개의 구역으로 구획하도록 일 방향을 따라 쌓이는 경계석; 및
   상기 경계석에 의해 구분되는 두 개의 구역 중 어느 한 영역의 바닥에 설치되며, 상기 어느 한 영역에 채워지는 물에 와류를 형성하도록 회전 가능하게 형성되는 교반기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수경 생태 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 수경 생태 시스템은 물의 흐름을 기준으로 상기 케이스의 하류측에 배치되는 배출 유로를 더 포함하고,
    상기 제1 공급 유로와 상기 제2 공급 유로는 상기 케이스의 상류 영역에 연결되고,
    상기 배출 유로는 상기 케이스의 하류 영역에 연결되는 것을 특징으로 하는 수경 생태 시스템.
    

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