KR102246001B1 - 조류를 이용한 해상 부유 쓰레기 차집장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조류를 이용한 해상 부유 쓰레기 차집장치에 관한 것으로, 상기 부유 쓰레기 차집장치는 해저지반에 수직으로 설치되는 수직지지부와, 상기 수직지지부에 설치되며, 쓰레기가 유입되는 부유물유입구와, 상기 부유물유입구를 통해 유입된 부유쓰레기가 수집되는 수집공간부와, 상기 부유물유입구에 결합되어, 상기 부유물유입구를 개폐하는 부력도어를 포함하는 차집하우징으로 구성되는 것을 특징으로 하며, 본 발명은 간단한 구조로 구성되어 제작이 용이하며, 외부 전력없이 조류에 의한 수위차만을 이용하여 쓰레기를 차집하고, 차집된 쓰레기를 수거하는 것 외에는 별다른 유지보수가 필요없기 때문에 경제적으로 효율적인 효과가 있다.

Description

조류를 이용한 해상 부유 쓰레기 차집장치 및 그 방법 {Device for floating debris collection using tide and method thereof}

본 발명은 해저지반에 그 기초를 두어 설치되되, 조류와 그에 따른 수위변화를 이용하여, 부력체로 구성된 문이 자연적으로 개폐되도록 함으로써 부유 쓰레기를 자동으로 차집하는 조류를 이용한 해상 부유 쓰레기 차집장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 강이나 바다 등에는 장마 또는 우천 등에 의해 다량의 부유물쓰레기가 유입되며, 이렇게 바다 등으로 유입된 쓰레기들은 외관상으로 좋지 못하여 자연 경관을 해칠 뿐만 아니라 유막을 형성하거나 부패하여 수중 생물이나 수질 환경에 악영향을 끼친다.

뿐만 아니라 해변에 닿기 전, 해상에 표류하는 쓰레기는 각종 선박의 추진계, 동력 전달계 완파 등의 문제를 야기하여 연평균 약 170건의 크고 작은 군함 장비 파손 등의 피해를 낳고 있다.

또한, 소형 선박의 경우 부유하는 폐 어망 등에 의한 타력 및 추진기 손실로 전복으로 인한 인명 손실의 위험도 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0470306호, ‘수상 부유물 수거장치’에는 강, 하천, 댐 등의 상류에서 유입되는 물에 떠내려 오는 부유물을 걷는 제진판과 이 제진판의 뒤를 받쳐주면서 부유물을 걷는 제진봉을 무한궤도형 벨트에 등간격으로 설치하여 부유식 컨베이어를 구성하고, 이 부유식 컨베이어를 상류쪽 둔치와 하류쪽 둔치에 세운 축기둥에 대각선으로 위치하도록 설치하여 제진판과 제진봉에 걸려 떠밀려 가는 부유물의 압력에 의해 부유식 컨베이어가 궤도를 선회하여 하류쪽 둔치로 부유물을 이동시켜 뭍에서 안전하고 신속 간편하게 부유물을 제거할 수 있도록 구성한 부유물 제거장치가 기재되어 있으며,

다른 종래기술로서 대한민국 공개특허공보, 공개번호 제10-2017-0046383호 ‘부유 쓰레기 수거 장치’에 의하면, 상기 기술은 선박의 일측에 탈착 가능하도록 장착되어 회전축을 중심으로 수평방향으로 회전하면서 부유 쓰레기를 수집하고, 유연한 재질의 날개부가 다수개 형성되는 제1컨베이어가 표면에 설치되는 한 쌍의 수집암; 및 한 쌍의 상기 수집암 사이에 설치되어, 상기 수집암의 회전 운동에 의해 전면에 모여진 부유 쓰레기를 수거하는 제2컨베이어를 포함하는 쓰레기 수거부; 를 포함하여 형성된다고 기재되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래기술들은 전력으로 구동되는 것으로, 유지보수가 지속적으로 필요하고, 구조가 복잡하고 고가여서 경제적으로 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0470306호 대한민국 공개특허공보, 공개번호 제10-2017-0046383호

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 외부 전력없이 조류에 의한 수위차만을 이용하여 쓰레기를 차집하며, 차집된 쓰레기를 수거하는 것 외에는 별다른 유지보수가 필요없기 때문에 효율적인 조류를 이용한 해상 부유 쓰레기 차집 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명은 조류를 이용한 해상 부유쓰레기 차집장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상기 부유쓰레기 차집장치는 해저지반에 수직으로 설치되는 수직지지부와, 상기 수직지지부에 설치되며, 쓰레기가 유입되는 부유물유입구와, 상기 부유물유입구를 통해 유입된 부유쓰레기가 수집되는 수집공간부와, 상기 부유물유입구에 결합되어, 상기 부유물유입구를 개폐하는 부력도어를 포함하는 차집하우징으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부력도어의 끝단부에는 부력체가 결합되어, 수위에 따라 부유물유입구를 개폐하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직지지부에는 다수 개의 차집하우징이 높낮이를 서로 달리하여 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수개의 차집하우징에는 다"?袖막* 부유물유입구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직지지부는 서로 대향되게 설치되는 한 쌍의 수직기둥과, 상기 한 쌍의 수직기둥 사이에 면상으로 설치되는 걸림망을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 걸림망은 수직지지부에 결합된 차집하우징보다 상,하로 더 연장된 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차집하우징은 해안측 방향으로 설치되는 제3차집하우징과, 해안측 반대 방향으로 설치되는 제1차집하우징 및 제2차집하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1차집하우징 및 제 3차집하우징은 상면에 부유물유입구가 형성되고, 제2 차집하우징은 하면에 부유물유입구가 형성되며, 상기 제1 및 제3 차집하우징의 부유물유입구는 해수가 최저수위일 때는 개방된 상태이고, 만수위일때는폐쇄된 상태이며, 상기 제2 파집하우징의 부유물유입구는 해수가 최저수위일때는 폐쇄된 상태이고, 만수위일때는 개방된 상태가 되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 차집하우징은 가로방향으로의 길이가 긴 직사각형으로 형성되되, 하면 중 해안측 일부구간에는 부유물유입구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조류를 이용한 해상 부유 쓰레기 차집장치는 일정 단위길이의 모듈형태로 제작이 되며, 모듈의 추가 조립을 통해 길이방향으로의 길이가 조절되는 것을 특징으로 한다.

또한, 제 3차집하우징의 실시례로서, 상기 제 3차집하우징은 가로방향으로의 길이가 긴 직사각형으로 형성되며, 상면 중 좌측일부구간에 부유물유입구가 형성되고, 상기 부유물유입구에는 부력도어가 결합되어 회동되되, 상기 부력도어는 시계방향으로 회동되면 폐쇄되고, 반시계방향으로 회동되면 개방되게 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 조류를 이용한 해상 부유쓰레기 차집방법은, (a) 밀물 발생 시, 부유 쓰레기가 해수의 흐름에 따라 수직지지부의 걸림망에 걸려 제2 차집하우징의 하부측에 위치하는 단계, (b) 해수가 일정수위가 되어, 상기 제2 차집하우징의 부력도어가 상승됨에 따라 부유물유입구가 개방되며, 이에 따라 제2 차집하우징의 하부측에 위치하던 부유쓰레기가 제2 차집하우징 내부로 유입되는 단계, (c) 제1 차집하우징의 부력도어가 상승됨에 따라 제1 차집하우징이 폐쇄되는 단계, (d)밀물에 의해 부유 쓰레기가 수직지지부의 걸림망에 걸려 제1차집하우징의 상부측에 위치하는 단계, (e) 썰물이 발생됨에 따라, 제1 차집하우징의 부력도어가 점점 하강되어 개방되고, 이에 따라 상기 제1 차집하우징의 부력도어의 상부에 위치하던 부유 쓰레기가 제1 차집하우징 내부공간으로 하강되는 단계, (f) 해안측에서 밀려온 부유 쓰레기가 수직지지부의 걸림망에 걸려 제3 차집하우징의 상부에 위치하는 단계, (g) 제3 차집하우징의 부력도어가 점점 하강하여 개방됨에 따라 부력도어의 상부에 위치하던 부유 쓰레기가 제3 차집하우징 내부공간으로 이동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 간단한 구조로 구성되어 제작이 용이하며, 외부 전력없이 조류에 의한 수위차만을 이용하여 쓰레기를 차집하고, 차집된 쓰레기를 수거하는 것 외에는 별다른 유지보수가 필요없기 때문에 경제적으로 효율적인 효과가 있다.

또한, 조류에 따라 물의 흐름이 변하는 넓은 해상에 불규칙하게 표류하는 쓰레기들을 용이하게 차집하는 현저한 효과가 있다.

또한, 해상에 표류하는 쓰레기로 인해 발생되는 각종 선박의 파손 사고 등을 예방하는 효과가 있다.

또한, 설치 대상 해역의 수심, 환경조건, 해저지반 조건에 따라 구조물 높이를 결정할 수 있고, 해저지반 조건에 따라 추가적인 구조물 지지대 설치를 통해 안정성 확보가 가능하다는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 쓰레기 차집장치의 사시도.
도2는 저수위 시, 본 발명의 쓰레기 차집장치의 작동상태도.
도3은 만수위 시, 본 발명의 쓰레기 차집장치의 작동상태도.
도4는 본 발명의 차집하우징의 실시도.
도5 내지 도9는 밀물일 때의 본 발명의 쓰레기 차집장치의 사용 상태도.
도10 내지 도14는 썰물일 때의 본 발명의 쓰레기 차집장치의 사용 상태도.
도15는 본 발명의 쓰레기 차집장치의 설치도.
도16은 본 발명의 제3 차집하우징의 다른 실시례를 도시한 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 쓰레기 차집장치의 사시도, 도2는 저수위 시, 본 발명의 쓰레기 차집장치의 작동상태도, 도3은 만수위 시, 본 발명의 쓰레기 차집장치의 작동상태도, 도4는 본 발명의 차집하우징의 실시도, 도5 내지 도9는 밀물일 때의 본 발명의 쓰레기 차집장치의 사용 상태도, 도10 내지 도14는 썰물일 때의 본 발명의 쓰레기 차집장치의 사용 상태도, 도15는 본 발명의 쓰레기 차집장치의 설치도, 도16은 본 발명의 제3 차집하우징의 다른 실시례를 도시한 도면이다.

본 발명은 해저지반에 그 기초를 두어 설치되되, 조류와 그에 따른 수위변화를 이용하여, 부력체로 구성된 문이 자연적으로 개폐되도록 함으로써 차집하우징 내부에 쓰레기가 차집되도록 하며, 이후 바지선 및 청항선 등을 이용하여 차집하우징 내부의 쓰레기가 수거되도록 하는 것이다.

그러므로 본 발명은 설치해역의 조류흐름을 파악 한 뒤, 쓰레기의 표류방향을 예측하여 적절한 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 쓰레기 차집장치는, 해저지반에 수직으로 설치되는 수직지지부(100)와, 상기 수직지지부(100)에 높낮이를 서로 달리하여 다수 개 설치되는 차집하우징(200)으로 구성된다.

상기 수직지지부(100)는, 해저지반에 수직으로 설치되되 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되는 한 쌍의 수직기둥(110)과, 상기 한 쌍의 수직기둥(110) 사이에 면상으로 설치되는 걸림망(120)을 포함한다.

상기 걸림망(120)은 수직지지부(100)에 결합되는 차집하우징(200)보다 상하로 더 연장된 길이를 가지도록 구성된다.

상기 수직기둥(110)은 해저지반에 깊숙이 관입되어 상기 수직기둥(110)에 설치될 차집하우징(200) 및 차집하우징(200) 내부에 차집될 쓰레기의 하중을 견디도록 설계된다.

그리고 본 발명의 수직지지부(100)는 설치 대상 해역의 수심, 환경조건, 해저지반의 조건에 따라 높낮이를 달리 하여 설치될 수 있고, 필요에 따라 상기 수직기둥(110)의 하부에는 상기 수직기둥(110)을 지지하는 가이드지지대(130)가 추가적으로 더 설치될 수 있다.

한편, 상기 차집하우징(200)은 내부에 공간부가 형성되는 사각형의 박스형상이며, 상기 차집하우징(200)의 일면에는 부유물이 들어갈 수 있도록 부유물유입구(210)가 형성된다.

또한, 상기 부유물유입구(210)에는 상기 부유물유입구(210)를 개폐하는 부력도어(220)가 결합되며, 상기 부력도어(220)의 끝단부에는 부력체(222)가 결합되어 있어서, 물의 높이에 따라 자동으로 상기 부유물유입구(210)를 개폐하는 역할을 한다.

즉, 상기 차집하우징(200)은 사각 박스형상으로 형성되며, 내부에는 부유쓰레기가 수집되는 수집공간부가 형성되고, 일면에는 쓰레기가 유입되는 부유물유입구(210)가 형성되되, 상기 부유물유입구(210)에는 상기 부유물유입구(210)를 개폐하는 부력도어(220)가 결합되는 구조로 구성되는 것이다.

그리고 상기 차집하우징(200) 및 부력도어(220)는 액체(물)는 통과하고, 고체(부유 쓰레기)는 걸러지도록 그물망 구조로 구성된다.

상기 차집하우징(200) 및 부력도어(220)의 그물망과, 상기 수직지지부(100)의 걸림망(120)은 차집 대상이 되는 부유쓰레기의 크기와 해역 내 어류의 크기에 따라 메쉬(mesh)의 크기가 결정되며, 어류 등의 해양생물은 통과하고 부유쓰레기만이 차집될 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다 할 것이다.

또한, 차집되는 쓰레기의 하중에 따라 장력이 강한 소재의 그물망을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 더 강한 장력을 견디도록하기 위해 장력부를 더 추가할 수도 있다.

그리고 상기 차집하우징(200)의 측면에는 지퍼 등에 의해 개폐가능한 개방구가 형성되는 것으로, 상기 개방구는 상기 차집하우징(200)내부에 차집된 쓰레기가 용이하게 수거되도록 하는 역할을 한다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 실시례로서, 상기 차집하우징(200)의 일면을 개방되게 형성하고, 상기 개방된 일면에 부력도어(220)를 결합하였다.

즉, 상기 차집하우징(200)의 개방된 일면 전체가 부유물유입구(210)가 되도록 형성하여, 조류의 흐름에 따라 부유되는 부유 쓰레기가 상기 차집하우징(200) 내부공간으로 용이하게 유입되도록 하는 것이다.

곧, 본 발명의 실시례에 따른 부유물유입구(210)는 차집하우징(200)의 일면과 동일형상인 사각형상으로 형성되고, 이와 대응되는 부력도어(220)도 동일하게 사각형상으로 형성된다.

또한, 상기 부력도어(220)는 판재형상으로 형성되고, 부유물유입구(210)에 회동가능하게 힌지(224)로 결합되는 것으로, 상기 부력도어(220)는 가벼운 재질로 제작되어, 부력체(222)에 의해 부력도어(220)가 개폐되는데 방해되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

더욱 상세하게 설명하면, 도1에 도시된 바와 같이, 상기 부력도어(220)의 일단은 부유물유입구(210)에 회동가능하게 힌지(224)결합되고, 타단에는 부력체(222)가 결합되어 있어서, 상기 부력도어(220)는 물의 흐름 방향 및 높이에 따라 회동되며, 상기 부유물유입구(210)를 개폐하는 역할을 한다.

즉, 상기 부력도어(220)는 수위에 따라 변화하는 부력체(222)의 위치에 따라 회동되어지며 상기 부유물유입구(210)를 개폐하게 되는 것이다.

본 발명에서는 부력도어(220)의 실시례로서, 상기 부력도어(220)가 판재형상으로 형성된다고 서술하였으나, 이는 본 발명에 한정되지 아니하며, 상기 부력도어(220)는 다양한 구조로 구성될 수 있다.

예를 들어 상기 부력도어(220)는 그물망으로 구성되되, 가장자리에는 사각틀 또는 와이어 등이 결합되거나, 또는, 상기 부력도어(220)는 연질의 pvc재질로 구성되어, 유연하고 탄력있게 부유물유입구(210)를 개폐하도록 할 수도 있으며, 이 때 상기 부력도어(220)는 그물망 형상으로 형성되는 것이 바람직하다 할 것이다.

한편, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 부력도어(220)와 대응되는 차집하우징(200)에는 걸림부(230)가 형성되어, 상기 부력도어(220)가 회동되는 각도를 한정할 수 있도록 한다.

상기 걸림부(230)는 사용자의 필요에 따라 다양한 형상으로 구성되어질 수 있으며, 본 발명에서는 실시례로서, 상기 부유물유입구(210)의 가장자리에 걸림부(230)를 형성하여 부력도어(220)가 일정각도 이상 회동되지 못하도록 하였다.

또는, 다른 실시례로서, 부력도어(220)가 부유물유입구(210)를 패쇄한 상태일 때, 상기 부력도어(220)의 부력체(222)와 대응되는 위치의 차집하우징(200)에 걸림부(230)를 결합하여, 상기 부력체(222)가 더 이상 부상되지 못하도록 하였으며, 상기 걸림부(230)의 형상은 본 발명에 한정되지 아니한다.

즉, 부력도어(220)는, 상기 걸림부(230)에 걸려 수위가 더 높아짐에도 불구하고 일정높이 이상 상승되지 않으며, 일정범위 내에서만 승하강 또는 좌우측으로 회동되어지는 것이다.

한편, 이하에서는 도1 내지 도4를 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하고자 한다.

먼저, 이해를 돕기위해 간단하게 조류에 대해 설명한다.

조류란, 조수 간만의 차로 인해 물이 들거나 나면서 그 물의 높이 차이에 의해 생기는 바닷물의 흐름을 일컫는 것으로, 만조에서 간조로 될 때, 수위가 낮아지면서 빠져나가는 해수의 이동을 썰물이라하고, 간조에서 만조로 수위가 높아지면서 밀려드는 해수의 이동을 밀물이라 한다.

본 발명에서는 이를 이용하여 해상에 부유하는 쓰레기들을 용이하게 차집하도록 하는 것이다.

본 발명에서는 상기 수직지지부(100)에 세 개의 차집하우징(200)을 설치하였다.

더욱 상세하게 설명하면, 본 발명에서는 해안측 방향으로는 하나의 차집하우징(200c)을 결합하고, 이와 반대되는 방향(해양측방향)으로 두 개의 차집하우징(200a,200b)을 결합하였다.

도5를 참조하면 쓰레기 차집장치의 왼쪽이 해양측방향이되고, 오른쪽이 해안측방향이며, 밀물일 때는 바닷물이 왼쪽에서 오른쪽방향으로 밀려들어오고, 썰물일 때는 바닷물이 오른쪽에서 왼쪽으로 쓸려 나가게 된다.

설명의 편의를 위해, 도5에서, 해양측상부에 설치된 차집하우징(200)을 제1 차집하우징(200a)이라하고, 제1 차집하우징(200a) 하부에 설치된 차집하우징을 제2 차집하우징(200b), 상기 제1 차집하우징(200a) 및 제2 차집하우징(200b)과 반대방향에 설치된 차집하우징을 제3 차집하우징(200c)이라 한다.

상기 제1 차집하우징(200a) 및 제3 차집하우징(200c)은 상면에 부유물유입구(210)가 형성되며, 상기 각각의 차집하우징 좌측상부에는 부력도어(220)가 좌측 상부 가장자리에 힌지(224) 결합되어 회동되되, 상기 부력도어가 시계방향으로 회동되면 부유물유입구(210)가 개방되고, 반시계방향으로 회동되면 부유물유입구(210)가 폐쇄되게 구성된다.

그리고 도5를 참조하면, 상기 제1 차집하우징(200a) 및 제3 차집하우징(200c)에 결합된 부력도어는 차집하우징에 설치된 걸림부(230)에 의해 차집하우징 내부에서만 일정각도로 회동되어지는 것으로, 더욱 상세하게는 3시방향에서 6시방향으로 회동각도를 가지며, 부유물유입구(210)를 개폐하게된다.

또한, 도5를 참조하면, 상기 제2 차집하우징(200b)은 하면에 부유물 유입구(210)가 형성되고, 상기 부유물 유입구(210)에는 부력도어(220)가 결합되되, 상기 부력도어(220)는 제2 차집하우징(200b)의 내부에서, 반시계방향으로 회동되면 부유물유입구(210)가 개방되고, 시계방향으로 회동되면 부유물유입구(210)가 폐쇄되게 구성된다.

그리고 도5에 도시된 바와 같이, 상기 제2 차집하우징(200b)은 가로방향으로의 길이가 긴 직사각형으로 형성되되, 저면 우측에는 부유물유입구(210)가 형성되고, 저면 좌측은 바닥면을 가지도록 구성된다.

이로 인해, 도10에 도시된 바와 같이, 썰물 발생시, 상기 제2 차집하우징(200b)의 부력도어(220)가 개방되어있을 때도, 제2 차집하우징(200b) 내부의 부유쓰레기는 썰물의 방향에 따라 좌측공간부로 치우치게 되므로, 외부로 이탈되지 않도록 하는 것이다.

그리고 상기 부력도어(220)는 제 2차집하우징(200b)의 높이(세로길이)보다 짧은 길이를 가지도록 구성되어, 상기 부력도어가 12시 방향으로 완전 개방되었을 때 상기 부력도어의 상부끝단부와 제2 차집하우징의 상면 사이에는 충분한 공간이 형성되어 부유쓰레기가 용이하게 이동되도록 함이 바람직하다.

즉, 썰물 시, 제2 차집하우징(200b)의 부력도어(220)가 폐쇄되어 질 때, 제2 차집하우징(200b) 내부의 부유 쓰레기가 부력도어(220)가 개방되어 있는 틈으로 이탈되는 것을 방지하게 된다.

그리고, 도2 내지 도3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제3 차집하우징(200a, 200c)은 최저수위일 때는 부유물유입구(210)가 개방된 상태이며, 상기 만수위일 때는 부유물유입구(210)가 폐쇄된 상태이고, 제2 차집하우징(200b)은 최저수위일 때는 부유물유입구(210)가 폐쇄된 상태이며, 상기 만수위일 때는 개방된 상태가 된다.

또한, 본 발명에서는 썰물과 대응되는 방향으로 설치되는 제3 차집하우징(200c)이 제일 낮은 위치에 설치되고, 밀물과 대응되는 방향으로 설치되는 제2 차집하우징(200b), 제1 차집하우징(200a)이 순차적으로 높은 위치를 가지도록 설치하였다.

즉, 상기 제1 차집하우징(200a) 내지 제3 차집하우징(200c)은 각기 높낮이를 달리하여 설치되고, 각기 다른 방향으로 부유물유입구(210)가 형성됨에 따라, 밀물과 썰물에 의해 물의 흐름이 바뀌고, 이에 따라 수위가 변화하는 것을 활용하여 해상에 부유하는 쓰레기들을 차집하게 되는 것이다.

한편, 도16에 도시된 바와 같이, 상기 제 3차집하우징(200c)의 실시례로서, 상기 제 3차집하우징(200c)은 가로방향으로의 길이가 긴 직사각형으로 형성되며, 상면 좌측(해안측과 반대되는 방향)에는 부유물유입구(210)가 형성되고, 상기 부유물유입구(210)에는 부력도어(220)가 결합되어 회동된다.

상기 제 3차집하우징(200c)은 상기 부력도어(220)가 시계방향으로 회동되면 폐쇄되고, 반시계방향으로 회동되면 개방되게 구성되는 것으로, 더욱 상세하게는 6시방향에서 9시방향으로 회동각도를 가지며, 부유물유입구(210)를 개폐하게된다.

즉, 상기 제 3차집하우징(200c)은 제 3차집하우징(200c)의 상면 좌측부에는 부력도어가 설치되고 우측부는 상면을 가지도록 구성는 것이다.

이로 인해, 내부 공간부에 부유 쓰레기가 차집된 상태로 밀물이 밀려오게 될 시, 상기 제3 차집하우징(200c)의 부력도어(220)가 개방되어있을 때도, 제3 차집하우징(200c) 내부의 부유쓰레기는 밀물의 방향에 따라 우측공간부로 치우치게 되므로, 외부로 이탈되지 않도록 하는 것이다.

그리고 상기 부력도어(220)는 제 3차집하우징(200c)의 높이(세로길이)보다 짧은 길이를 가지도록 구성되어, 상기 부력도어가 6시 방향으로 완전 개방되었을 때 상기 부력도어의 하부끝단부와 제3 차집하우징의 하면 사이에는 충분한 공간이 형성되어 부유쓰레기가 용이하게 이동되도록 함이 바람직하다.

이하에서는 도5 내지 도12 를 참조하여 본 발명의 쓰레기 차집장치(1000)에 의해 해상에 부유하는 쓰레기가 차집되는 과정을 설명한다.

먼저, 밀물이 발생하게 되면, 해수는 해양에서 해안방면으로 밀려들어오게되며, 이에 따라 점점 수위가 높아지게 된다.

본 발명에서는 해양측으로 설치된 차집하우징 중 제2 차집하우징(200b)의 설치 높이가 제일 낮고, 하면에 부유물유입구(210)가 형성되어있기 때문에, 제일 먼저 내부에 부유쓰레기가 차집되게 된다.

도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 부유쓰레기는 해수의 흐름(밀물)에 따라 같이 해안측으로 밀려오게되며, 걸림망(120)에 걸려, 제2 차집하우징(200b)의 저면에 위치하게 된다.

이후, 수위가 상승하면서 제2 차집하우징(200b)의 부유물 유입구(210)가 개방되면, 상기 제2 차집하우징(200b)의 저면에 위치하던 부유쓰레기는 상기 제2 차집하우징(200b)의 부유물유입구(210)를 통해 제2차집하우징(200b)의 내부 공간부로 유입된다.

그리고 도7에 도시된 바와 같이, 해수가 일정수위가 되어, 상기 제2 차집하우징(200b)이 바닷속에 잠기게되면, 부력도어(220)는 개방된 상태이나, 상기 제2 차집하우징(200b)의 내부의 부유 쓰레기도 제2 차집하우징(200b) 내부에서 부유되어 상부측에 위치하게 되므로, 상기 부유물유입구(210)를 통해 외부로 이탈되지는 못한다.

이 때, 상기 제3 차집하우징(200c)은 제2 차집하우징(200b)보다 낮은위치에 설치되어있기 때문에, 상기 제3 차집하우징(200c)의 부유물유입구(210)도 폐쇄된 상태이다.

이후, 물이 점점 더 차오르게되면, 제1 차집하우징(200a)의 부유물유입구도(210) 부력도어(220)에 의해 점점 폐쇄되어진다.

도8 및 도9를 참고하면, 부유 쓰레기들은, 상기 제1 차집하우징(200a)의 부력도어가 폐쇄된 이후에도, 만수위가 될 때 까지 밀물에 의해 해안측으로 흘러가게되며, 이에 따라 상기 부유쓰레기는 수직지지부(100)의 걸림망(120)에 걸려 제1차집하우징(200a)의 상부측에 위치하게된다.

그리고 도10에 도시된 바와 같이, 썰물이 시작되면, 해수는 해안에서 해양방면으로 쓸려나가게되고, 수위는 점차 낮아지게 된다.

도11에 도시된 바와 같이, 수위가 점점 하강되면, 제1 차집하우징(200a)의 부력도어(220)가 점점 하강되어 개방됨에 따라, 상기 부력도어(220)의 상부에 위치하던 부유 쓰레기들이 제1 차집하우징(200a) 내부공간으로 이동된다.

이 후, 수위는 더욱 낮아지게 되며, 도12에 도시된 바와 같이, 해변쪽에서 밀려온 부유 쓰레기는 수직지지부(100)의 걸림망(120)에 걸려 제3차집하우징(200c)의 상부에 위치하게 된다.

그리고 도13에 도시된 바와 같이, 수위가 점차 낮아짐에 따라 제3 차집하우징(200c)의 부력도어(220)가 점점 하강하여 개방되며, 부력도어(220)의 상부에 위치하던 부유 쓰레기들이 제3 차집하우징(200c) 내부공간으로 이동되어 진다.

이 때, 상기 제2 차집하우징(200b)의 부력도어(220)도 점점 폐쇄되어지되, 상기 부력도어(220)는 걸림부(230)에 의해 하우징 내측방향으로만 개방되기 때문에 내부에 차집된 부유쓰레기가 외부로 이탈되는 것을 방지하는 효과가 있다.

이로써, 도14에 도시된 바와 같이, 상기 바닷물이 최저수위가 되면, 각각의 차집하우징 내부에는 부유쓰레기들이 차집된 상태가 되며, 상기 차집된 부유쓰레기들은 바지선 또는 청항선 등에 의해 수거되어 지는 것이다.

그리고 본 발명의 쓰레기 차집장치는 설치해역의 조류 상황 혹은 쓰레기의 흐름 상황에 따라, 쓰레기를 가장 효율적으로 차집할 수 있게 길이방향(z방향)으로 다수 개가 나란하게 설치되어진다.

그리고 이 때, 상기 수직지지부, 특히 수직기둥은 서로 결합되는 구조로 구성되어도 무방하다.

더욱 상세하게 설명하면, 도15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 쓰레기 차집장치는 일정 단위길이의 모듈형태로 제작이 되며, 모듈의 추가 조립을 통해 길이방향(z방향)으로의 길이는 자유롭게 조정이 가능하다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

10:해저지반 20:해수
30:쓰레기
1000:쓰레기 자동 차집장치
100:수직지지부
110:수직기둥 120:걸림망
130:가이드지지대
200:차집하우징 200a:제1차집하우징
200b:제2차집하우징 200c:제3차집하우징
210:부유물유입구
220:부력도어 222:부력체
224:힌지 230:걸림부
t:조류

Claims (12)

1. 조류를 이용한 해상 부유 쓰레기 차집장치로서,
   해저지반에 수직으로 설치되는 것으로, 서로 대향되게 설치되는 한 쌍의 수직기둥과, 상기 한 쌍의 수직기둥 사이에 면상으로 설치되는 걸림망과, 차집되는 쓰레기의 하중에 따른 장력을 견디도록 상기 수직기둥과 상기 걸림망에 추가되는 장력부를 포함하며, 상기 걸림망은 수직지지부에 결합된 차집하우징보다 상,하로 더 연장된 길이를 가지는 수직지지부;
   상기 수직지지부에 설치되며 쓰레기가 유입되는 부유물유입구와, 상기 부유물유입구를 통해 유입된 부유쓰레기가 수집되는 수집공간부와, 상기 부유물유입구에 결합되어 상기 부유물유입구를 개폐하는 부력도어와, 상기 부력도어의 끝단부에 결합되어 수위에 따라 상기 부유물유입구를 개폐하는 부력체와, 내부에 차집된 쓰레기의 수거가 가능하도록 측면에 개폐가능한 지퍼를 포함하는 개방구와, 상기 부유물유입구의 가장자리에 형성되거나 상기 부력도어의 상기 부력체와 대응되는 위치에 결합되어 상기 부력도어가 일정각도 이상 회동하는 것을 규제하거나 상기 부력체가 더 이상 부상하는 것을 규제하는 걸림부를 포함하는 차집하우징;으로 구성되며,
   상기 수직지지부에는 다수 개의 차집하우징이 높낮이를 서로 달리하여 결합되며, 상기 다수개의 차집하우징에는 다방향으로 부유물유입구가 형성되고,
   상기 차집하우징은,
   해안측 방향으로 설치되는 제3 차집하우징과,
   해안측 반대 방향으로 설치되는 제1 차집하우징 및 제2 차집하우징을 포함하며,
   상기 제1 차집하우징 및 제3 차집하우징은 상면에 부유물유입구가 형성되고,
   제2 차집하우징은 하면에 부유물유입구가 형성되며,
   상기 제1 및 제3 차집하우징의 부유물유입구는 해수가 최저수위일 때는 개방된 상태이고, 만수위일때는 폐쇄된 상태이며, 상기 제2 차집하우징의 부유물유입구는 해수가 최저수위일때는 폐쇄된 상태이고, 만수위일때는 개방된 상태가 되도록 설치되고,
   상기 제2 차집하우징은 가로방향으로의 길이가 긴 직사각형으로 형성되되, 하면 중 해안측 일부구간에는 부유물유입구가 형성되며,
   상기 조류를 이용한 해상 부유 쓰레기 차집장치는 일정 단위길이의 모듈형태로 제작이 되며, 모듈의 추가 조립을 통해 길이방향으로의 길이가 조절되고,
   상기 제 3차집하우징은 가로방향으로의 길이가 긴 직사각형으로 형성되며, 상면 중 좌측일부구간에 부유물유입구가 형성되고, 상기 부유물유입구에는 부력도어가 결합되어 회동되되, 상기 부력도어는 시계방향으로 회동되면 폐쇄되고, 반시계방향으로 회동되면 개방되게 구성되는 것을 특징으로 하는 조류를 이용한 해상 부유 쓰레기 차집장치.
   
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