KR20090109036A - 부유물 회수장치 및 부유물 회수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수면 아래의 물의 흡인을 소량으로 억제하면서도, 수면 위의 부유물을 효율적으로 흡인할 수 있는 부유물 회수장치를 제공한다.

부유물 회수장치를, 수면 부근에 배치함으로써 수면 위의 부유물(71)을 흡인하기 위한 하향의 흡인구를 갖는 부유물 흡인수단(10)과, 상기 흡인구의 하측에 배치되어 수면 부근에 없는 물(70)이 상기 흡인구에 흡인되지 않도록 수면 부근의 물(70)과 그 하측의 물(70)을 구분하기 위한 경계판(20)과, 경계판(20)이 수면 아래에서 대략 수평이 되도록 경계판(20)에 작용하는 부력을 조정하기 위한 부력 조정수단(30)을 구비한 것으로 하였다.

부유물 회수장치, 부유물 흡인수단, 경계판, 부력 조정수단

Description

부유물 회수장치 및 부유물 회수방법{Apparatus for retrieving flotages and method for retrieving flotages}

본 발명은 수면 위를 부유하는 각종 액체나 각종 고체 등의 부유물을 회수하기 위한 부유물 회수장치와, 상기 부유물 회수장치를 사용한 부유물 회수방법에 관한 것이다.

종래부터, 수면 위에 부유하는 기름이나 먼지 등의 부유물을 회수하는 것으로서, 펌프에 접속한 흡인관에 의해서 상기 부유물을 흡인하도록 한 부유물 회수장치가 알려져 있다. 이 종류의 부유물 회수장치는 호수나 하천 등의 자연수역에서뿐만 아니라, 공장이나 물처리시설에서의 저수탱크나 도수구(導水溝), 선박의 밸러스트 탱크 등, 여러 가지의 장소에서 사용되고 있다. 부유물 회수장치는 용도 등에 따라서 여러가지의 형태가 제안되어 있다.

예를 들면, 흡인관의 흡인구를 수면 아래에서의 수면의 가까운 장소에서 상향으로 배치한 형태의 부유물 회수장치(이하에서, 이 형태의 부유물 회수장치를 「흡인구 상향형 부유물 회수장치」라고 함)가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1과 특허문헌 2를 참조). 이것에 의해, 수면 위의 부유물을 부근의 물과 함께 흡인 하는 것이 가능하게 된다.

흡인구 상향형 부유물 회수장치에서, 흡인관의 흡인구 주변은 통상, 플로트에 연결되어 있다. 이 때문에, 수위가 변화한 경우에도, 흡인관의 흡인구 주변은 플로트에 추종하여 상하동작하도록 되어 있고, 수면부터 흡인구까지의 깊이는 대략 일정하게 유지되도록 되어 있다.

흡인구 상향형 부유물 회수장치는 대량의 부유물을 회수할 수 있을 가능성이 있는 것으로, 금후, 한층 더 수요의 증대가 기대되는 것이기는 하지만, 이하와 같은 결점을 갖고 있었다.

즉, 흡인구 상향형 부유물 회수장치에서는 흡인구의 수심을 지나치게 깊게 하면, 수면 아래의 물만이 흡인되어 부유물은 거의 흡인되지 않게 될 우려가 있었다. 한편, 흡인구의 수심을 지나치게 얕게 하면, 수면 위의 공기만이 흡인되어 부유물은 거의 흡인되지 않게 될 우려가 있었다.

이와 같이, 흡인구 상향형 부유물 회수장치에서는 부유물만이 적절하게 흡인될 수 있는 흡인구의 수심의 설정범위가 좁기 때문에, 부유물을 효율적으로 회수하는 것은 반드시 용이하지는 않았다. 따라서, 실제로는 흡인구를 약간 깊게 설정하여, 부유물을 수면 아래의 물과 함께 흡인시키는 경우가 많았다. 그러므로, 흡인관에 접속하는 펌프에는 처리 능력의 큰 것이 요구되어, 부유물 회수장치는 비경제적인 것이 되기 쉽다.

이러한 실상을 감안하여, 지금까지는 수면 위의 부유물을 수면 보다 위쪽에서 하향으로 배치한 흡인구에 의해 흡인시키는 형태의 부유물 회수장치(이하에서, 이 형태의 부유물 회수장치를 「흡인구 하향형 부유물 회수장치」라고 함)도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3과 특허문헌 4를 참조). 흡인관의 흡인구 주변을 플로트에 연결하는 것 등에 관해서는 흡인구 상향형 부유물 회수장치와 같다.

흡인구 하향형 부유물 회수장치는 수면 아래의 물을 거의 흡인하지 않고, 수면 위의 부유물을 흡인할 수 있는 것으로, 흡인관에 접속하는 펌프에 처리 능력이 낮은 것을 선택할 수 있는 것 등의 이점을 갖는 것이기는 하지만, 이하와 같은 결점을 갖고 있었다.

즉, 흡인구 하향형 부유물 회수장치에서는 수면부터 흡인구까지를 높게 하면, 수면 아래의 물이 흡인되기 어렵게 되지만, 지나치게 높으면, 수면 위의 부유물까지 흡인되기 어려워져 부유물의 회수 효율이 저하될 우려도 있었다. 한편, 수면부터 흡인구까지를 지나치게 낮게 하면, 역시, 수면 위의 부유물뿐만 아니라, 수면 아래의 물도 다량으로 흡인될 우려가 있었다.

이와 같이, 흡인구 상향형 부유물 회수장치도, 부유물만이 적절하게 흡인될 수 있는 수면부터 흡인구까지의 높이의 설정범위가 좁기 때문에, 부유물을 효율적으로 회수하는 것은 반드시 용이하지는 않았다.

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 제(소)52-075861호

[특허문헌 2] 실개소 56-172389호 공보

[특허문헌 3] 실개소 49-087268호 공보

[특허문헌 4] 일본 공개특허공보 2000-176450호

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 수면 아래의 물의 흡인을 소량으로 억제하면서도, 수면 위의 부유물을 효율적으로 흡인할 수 있는 부유물 회수장치를 제공하는 것이다. 또한, 이 부유물 회수장치를 사용한 부유물 회수방법을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.

상기 과제는 (1) 수면 부근에 배치함(수면에 접촉시키는 경우뿐만 아니라, 수면 위에서 접근 또는 수면 아래로 침지하는 경우도 포함하는 것으로 함)으로써 수면 위의 부유물을 흡인하기 위한 하향의 흡인구를 갖는 부유물 흡인수단과, (2) 상기 흡인구의 하측에 배치되어, 수면 부근에 없는 물이 상기 흡인구에 흡인되지 않도록 수면 부근의 물과 그 하측의 물을 구분하기 위한 경계판과, (3) 상기 경계판이 수면 아래에서의 원하는 깊이로 대략 수평이 되도록 상기 경계판에 작용하는 부력을 조정하기 위한 부력 조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 부유물 회수장치를 제공함으로써 해결된다.

이와 같이, 상기 경계판에 의해서 수면 부근의 물과 그 하측의 물을 구분할 수 있기 때문에, 수면 부근의 물만을 효율적으로 상기 흡인구에 흡인시키는 것이 가능하게 된다. 이 때, 상기 경계판의 상면의 부유물이 수면 부근의 물과 함께 상기 흡인구에 흡인되면, 상기 경계판의 상면에는 표면장력에 의해서 그 주위의 물이나 부유물이 끌어 당겨진다. 이 때문에, 수면 위의 부유물을 안정적으로 흡인할 수 있다.

본 발명의 부유물 회수장치에서, 상기 흡인구의 흡인방향은 상기 경계판의 상면에 대하여 수직으로 설정하여도 좋지만, 상기 경계판의 상면의 법선에 대하여 경사시키면 바람직하다. 이것에 의해, 상기 흡인구의 흡인방향을 연직축에 대하여 경사시켜(수면에 대하여 수직이 되지 않도록 하여), 상기 흡인구를 수면에 접촉하기 쉽게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 상기 흡인구로 물을 힘차게 흡인하는 동시에, 수면 위의 부유물을 더욱 확실히 흡인할 수 있게 된다.

또, 상기 흡인구의 흡인방향의 경사 상태에 따라서는 상기 흡인구에 있어서, 물과 공기가 동시 또는 교대로 흡인되는 「스스스」 또는 「츠츠츠」와 같은 류의 소리(이하에서는 이 소리를 단순히 「후루룩 거리는 소리」라고 함)를 발생시키면서, 수면 위의 부유물을 수면 부근의 물이나 공기와 함께 흡인(마치 잠시 쉬고 있는 듯한 흡인)시키는 것도 가능하게 된다. 후술하는 바와 같이, 후루룩 거리는 소리가 발생할 때에는 수면 위의 부유물이 신속히 흡인되고 있는 것을 확인할 수 있었다.

이 경우, 상기 경계판의 상면의 법선에 대한 상기 흡인구의 흡인방향의 경사각도 θ₁을 몇도로 설정할지는 특별히 한정되지 않는다. 하지만, 경사각도 θ₁을 지나치게 작게 하면, 상기 흡인구의 흡인방향을 기울이는 의의가 저하되어 버린다. 한편, 경사각도 θ₁을 지나치게 크게 하면, 상기 흡인구에서의 흡인에 기여하는 부분의 면적이 적어져, 수면 위의 부유물을 적절하게 흡인할 수 없게 될 우려가 있 다. 이 때문에, 경사각도 θ₁은 0.5 내지 10°로 설정하면 바람직하다.

또, 상기 경계판의 상면의 면적도 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 상기 경계판의 상면의 면적이 지나치게 좁으면, 상기 경계판이 가라앉기 쉬워질 뿐만 아니라, 상기 경계판의 수평 또는 경사의 조정이 곤란해진다. 한편, 상기 경계판의 상면의 면적이 지나치게 넓으면, 상기 경계판의 취급이 곤란해지고, 부유물 회수장치를 설치하기 어려워질 우려가 있다. 이 때문에, 상기 경계판의 상면의 면적은 0.5 내지 10㎡로 설정하는 바람직하다.

그런데, 부력 조정수단은 상기 경계판에 작용하는 부력을 조정할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 부력 조정수단으로서는 부유재(浮材) 또는 방추재를 들 수 있다. 이들의 부유재나 방추재를 단독으로 또는 조합하여 사용함으로써, 상기 경계판의 경사 상태나, 경계판의 상면의 수심을 미세 조정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 부유물 회수장치를 그 능력을 발휘할 수 있는 최적의 조건으로 운전시킬 수 있게 된다.

이 때, 상기 부유재를, 상기 경계판의 상면에 일체적으로 형성된 복수의 돌출재로 하고, 상기 복수의 돌출재에 의해서 부유물 흡인수단 또는 상기 방추재가 둘러싸이면 바람직하다. 이것에 의해, 부유물 회수장치를 설치한 수면에 물결 등에 기인하는 상하동작이 있는 경우에도, 상기 경계판을 그 상하동작에서 신속히 추종시키는 것이 가능하게 되고, 상기 경계판의 상면의 수심을 안정시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 방추재를 상기 돌출재(상기 부유재)에 결합시키는 것도 가능하게 되기 때문에, 상기 방추재의 위치 어긋남이나 유실을 막는 것도 가능하게 된다.

본 발명의 부유물 회수장치를, 부유물 흡인수단이 부유물과 함께 흡인한 물을 여과하여 부유물을 제거하기 위한 여과수단을 구비한 것으로 하는 것도 바람직하다. 이것에 의해, 부유물과 함께 흡인한 물로부터 기름이나 먼지 등을 제거하고 나서 원래의 장소로 되돌리는 것이 가능하게 되어, 부유물 회수장치를 설치한 수역의 수질을 더욱 효율적으로 회복시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 과제는 (1) 수면 부근에 배치함(수면에 접촉시키는 경우뿐만 아니라, 수면 위에서 접근 또는 수면 아래로 침지하는 경우도 포함하는 것으로 함)으로써 수면 위의 부유물을 흡인하기 위한 하향의 흡인구를 갖는 부유물 흡인수단과, (2) 상기 흡인구의 하측에 배치되어, 수면 부근에 없는 물이 상기 흡인구에 흡인되지 않도록 수면 부근의 물과 그 하측의 물을 구분하기 위한 경계판과, (3) 상기 경계판이 수면 아래에서의 원하는 깊이로 대략 수평이 되도록 상기 경계판에 작용하는 부력을 조정하기 위한 부력 조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 부유물 회수장치를 사용하는 부유물 회수방법을 제공함으로써도 해결된다.

본 발명의 부유물 회수방법에 있어서, 상기 흡인구의 흡인방향은 연직축과 평행하게 설정하여도 좋지만, 연직축에 대하여 경사시키면(수면에 대하여 수직이 되지 않도록 함) 바람직하다. 이것에 의해, 상기 흡인구를 수면에 접촉하기 쉽게 하는 것이 가능해지고, 수면 위의 부유물을 더욱 확실히 흡인할 수 있게 된다. 또한, 상술한 후루룩 거리는 소리를 발생시키면서, 수면 위의 부유물을 수면 부근의 물이나 공기와 함께 흡인시킬 수 있다.

이 경우, 연직축에 대한 상기 흡인구의 흡인방향의 경사각도 θ₂를 몇도로 설정할지는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 경사각도 θ₂를 지나치게 작게 하면, 상기 흡인구의 흡인방향을 기울이는 의의가 저하되어 버린다. 한편, 경사각도 θ₂를 지나치게 크게 하면, 상기 흡인구에서의 흡인에 기여하는 부분의 면적이 적어져, 수면 위의 부유물을 적절하게 흡인할 수 없게 될 우려가 있다. 이 때문에, 경사각도 θ₂는 소정의 값으로 설정하면 바람직하다. 구체적으로는 경사각도 θ₂를 0.5 내지 10°로 설정하면 바람직하다.

상기 경계판의 상면에서의 상기 흡인구가 겹치는 장소의 수심은 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 이 수심이 지나치게 얕으면, 상기 경계판의 상면에 물이 정상적으로 실리지 않게 되고, 부유물을 안정적으로 흡인할 수 없게 될 우려가 있다. 한편, 이 수심이 지나치게 깊으면, 깊은 장소에 있는 물도 상기 흡인구로 흡인되는 게 되어, 부유물을 효율적으로 회수할 수 없게 될 우려가 있다. 이 때문에, 상기 경계판의 상면에서의 상기 흡인구가 겹치는 장소의 수심은 5 내지 20mm로 설정하면 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명에 의해서, 수면 아래의 물의 흡인을 소량으로 억제하면서도, 수면 위의 부유물을 효율적으로 흡인할 수 있는 부유물 회수장치를 제공하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 부유물 회수장치를 사용한 부유물 회수방법을 제공하는 것도 가능하게 된다.

본 발명의 부유물 회수장치의 적합한 실시형태에 관해서, 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 부유물 회수장치의 적합한 실시형태를 도시한 개념도이다. 도 2는 도 1의 부유물 흡인수단(10)을 저면측에서 본 상태를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 1의 부유물 흡인수단(10)의 구동시에서의 흡인구(11)의 주변을 확대한 상태를 도시한 도면이다. 도 4는 도 1의 여과수단(40)의 내부 구조를 도시한 단면도이다.

1. 부유물 회수장치의 전체 구성

본 실시형태의 부유물 회수장치는 도 1에 도시하는 바와 같이, (1) 수면 부근에 배치함으로써 수면 위의 부유물(71)을 흡인하기 위한 하향의 흡인구(11 ; 도 2를 참조)를 갖는 부유물 흡인수단(10)과, (2) 흡인구(11)의 하측에 배치되어, 수면 부근에 없는 물(70)이 흡인구(11)에 흡인되지 않도록 수면 부근의 물(70)과 그 하측의 물(70)을 구분하기 위한 경계판(20)과, (3) 경계판(20)이 수면 아래에서 대략 수평이 되도록 경계판(20)에 작용하는 부력을 조정하기 위한 부력 조정수단(30)과, (4) 부유물 흡인수단(10)이 부유물(71)과 함께 흡인한 물(70)을 여과하여 부유물(71)을 제거하기 위한 여과수단(40)을 구비한 것으로 되어 있다.

2. 부유물 흡인수단

부유물 흡인수단(10)은 도 2에 도시하는 바와 같이, 수면 부근에 배치함으로써 수면 위의 부유물(71)을 흡인하기 위한 하향의 흡인구(11)를 갖는 것으로 되어 있다. 흡인구(11)는 부유물 흡인수단(10)의 본체에 일체적으로 형성된 것이어도 좋고, 부유물 흡인수단(10)의 본체로부터 떨어진 장소에 형성된 것(예를 들면, 펌프를 구비한 본체에 흡인관(도시 생략)을 접속하여, 본체만을 육상에 설치하고, 상기 흡인관의 선단부(흡인구(11))의 주변만을 경계판(20)에 고정한 형태의 것)이어도 좋다. 전자의 경우에는 부유물 회수장치를 콤팩트하게 설계하는 것이 가능하고, 후자의 경우에는 중량이 있는 본체를 경계판(20)에 배치하지 않아도 좋기 때문에, 경계판(20)의 부력의 확보가 용이하다.

본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 가부시키가이샤츠루미세이사쿠쇼 제조의 배수용 펌프, 형식 「LSC1.4S-61」을 부유물 흡인수단(10)으로서 사용하고 있다. 이 양수 펌프는 무게 약 12kg이고 정격 소비전력이 590W로 되어 있고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 대략 원주형(직경 19cm, 높이 31cm)으로, 그 바닥부에 복수의 흡인구(11)가 일체적으로 형성된 형태로 되어 있다. 흡인구(11)의 흡인방향(도 3을 참조)은 부유물 흡인수단(10)의 높이 방향과 평행으로 되어 있다.

부유물 흡인수단(10)을 경계판(20)에 설치할 때는 흡인구(11)의 흡인방향을 경계판(20)의 상면에 대하여 수직으로 설정하여도 좋지만, 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 도 3에 도시하는 바와 같이, 부유물 흡인수단(10)을 기울여 설치하고 있고, 흡인구(11)의 흡인방향을 경계판(20)의 상면의 법선에 대하여 경사시키고 있다. 이 때문에, 수면 위의 부유물(71)을 흡인구(11)로 더욱 확실히 흡인할 수 있도록 되어 있다.

경계판(20)의 상면의 법선에 대한 흡인구(11)의 흡인방향의 경사각도 θ₁(도 3을 참조)은 특별히 한정되지 않지만, 지나치게 작으면 부유물 흡인수단(10)에서의 흡인구(11)의 흡인방향을 기울이는 의의가 저하되어 버린다. 이 때문에, 경사각도 θ₁은 0.5 이상으로 설정하면 바람직하다. 경사각도 θ₁은 1° 이상이면 더욱 바람직하고, 1.5° 이상이면 더욱 바람직하다.

한편, 경계판(20)의 상면의 법선에 대한 흡인구(11)의 흡인방향의 경사각도 θ₁(도 3을 참조)을 지나치게 크게 하면, 수면 위의 부유물(71)을 적절하게 흡인할 수 없게 될 우려가 있다. 이 때문에, 경사각도 θ₁은 10° 이하로 설정하면 바람직하다. 경사각도 θ₁은 7° 이하이면 더욱 바람직하고, 5° 이하이면 더욱 바람직하다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 경사각도 θ₁은 약 2 내지 3°로 설정되어 있다.

경사각도 θ₁을 조절하는 수단은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 도 2와 도 3에 도시하는 바와 같이, 부유물 흡인수단(10)의 바닥부에서의 흡인구(11)의 주변에, 3개의 볼트(12)를 형성하고 있고, 각각의 볼트(12)의 돌출량을 변화시킴으로써, 경사각도 θ₁이나, 후술하는 수심 D를 조절하는 것이 가능해지고 있다.

그런데, 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 경계판(20)이 대략 수평(수면에 대하여 대략 평행해지도록)으로 배치되도록 설치하고 있기 때문에, 이 경사각도 θ₁은 연직축에 대한 부유물 흡인수단(10)에서의 흡인구의 흡인방향의 경사각도 θ ₂(도 3을 참조)에 대략 일치하도록 되어 있다. 부유물 흡인수단(10)에서의 흡인구(11)의 흡인방향을 수면에 대하여 이 정도 기울여 두면, 후루룩 거리는 소리를 발생시키면서, 수면 위의 부유물(71)을 수면 부근의 물(70)이나 공기와 함께 흡인시키는 것이 가능하게 된다.

3. 경계판

경계판(20)은 부유물 흡인수단(10)의 흡인구(11)의 하측에 배치되어, 수면 부근에 없는 물(70)이 흡인구(11)에 흡인되지 않도록, 수면 부근의 물(70)과 그 하측의 물(70)을 구분하기 위한 것으로 되어 있다. 경계판(20)은 수평면에 대하여 경사시켜도 좋지만, 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 대략 수평으로 배치하고 있다.

경계판(20)의 소재는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 본 실시형태의 부유물 회수장치와 같이, 부유물 흡인수단(10)의 본체를 경계판(20)에 배치하는 경우에는 경계판(20)이 실질적인 부력(경계판(20)에 작용하는 부력으로부터 경계판(20)에 작용하는 중력을 뺀 값)을 증대시킬 수 있도록, 밀도가 가벼운 것을 사용하면 바람직하다. 구체적으로는 물(70)에 대한 비중이 1미만인 소재를 사용하면 바람직하다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 목제의 판재에 발수(撥水) 가공을 실시한 것을 경계판(20)으로서 사용하고 있다.

경계판(20)의 상면의 면적은 특별히 한정되지 않지만, 지나치게 좁으면 경계판(20)이 가라앉기 쉬워질 뿐만 아니라, 경계판(20)의 수평 또는 경사의 조정이 곤 란하게 된다. 또한, 경계판(20)에 작용하는 부력을 증대시키기 어려워진다. 이 경우, 경계판(20)의 상면의 면적은 0.5㎡ 이상으로 하면 바람직하다. 경계판(20)의 상면의 면적은 1㎡ 이상으로 하면 더욱 바람직하고, 1.5㎡ 이상으로 하면 더욱 바람직하다.

한편, 경계판(20)의 상면의 면적이 지나치게 넓으면, 경계판(20)의 취급이 곤란해질 우려가 있다. 이 때문에, 경계판(20)의 상면의 면적은 10㎡ 이하로 설정하면 바람직하다. 경계판(20)의 상면의 면적은 7㎡ 이하이면 더욱 바람직하고, 5㎡ 이하이면 더욱 바람직하다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서, 경계판(20)의 상면은 1변의 길이가 약 1.3m의 정방형으로 되어 있고, 그 면적은 약 1.7㎡로 되어 있다.

경계판(20)의 두께는 일정하여도 좋지만, 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 경계판(20)의 가장자리부를 얇게 형성하고, 그 중앙부를 두껍게 형성하고 있다. 구체적으로는 경계판(20)의 단부의 두께를 20mm로 하고, 경계판(20)의 중앙부의 두께를 30mm로 하는 동시에, 경계판(20)의 상면이 경계판(20)의 단부로부터 중앙부를 향해서 올라가 경사가 되도록 형성하고 있다. 이 때문에, 경계판(20)의 주변에 있는 물(70)이나 부유물(71)을, 경계판(20)의 위쪽으로 안정적으로 도입할 수 있도록 되어 있다.

경계판(20)의 상면에서의 흡인구(11)가 겹치는 장소(경계판(20)의 상면의 중심)의 수심 D(도 3을 참조)는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 이 수심 D가 지나치게 얕으면, 경계판(20)의 상면에 물(70)이 정상적으로 실리지 않게 되어, 부유 물(71)을 안정적으로 흡인할 수 없게 될 우려가 있다. 이 때문에, 경계판(20)의 수심 D는 부유물 흡인수단(10 ; 배수용 펌프)의 정지시(부유물 흡인수단(10)이 구동하고 있을 때의 수심 D는 부유물 흡인수단(10)이 정지하고 있을 때의 수심 D보다도 얕아진다)에 있어서 5mm 이상이 되도록 설정하면 바람직하다. 부유물 흡인수단(10)의 정지시에서의 경계판(20)의 수심 D는 8mm 이상으로 하면 더욱 바람직하고, 10mm 이상으로 하면 더욱 바람직하다.

한편, 부유물 흡인수단(10)의 정지시에서의 경계판(20)의 상면에서의 흡인구(11)가 겹치는 장소(경계판(20)의 상면의 중심)의 수심 D(도 3을 참조)를 지나치게 깊게 하면, 경계판(20)의 상면 부근에 있는 물(70)도 흡인구(11)에서 흡인되게 되어, 부유물(71)을 효율적으로 회수할 수 없게 될 우려가 있다. 이 때문에, 부유물 흡인수단(10)의 정지시에서의 경계판(20)의 수심 D는 20mm 이하로 설정하면 바람직하다. 부유물 흡인수단(10)의 정지시에서의 경계판(20)의 수심 D는 19mm 이하이면 더욱 바람직하고, 18mm 이하이면 더욱 바람직하다. 본 실시형태의 부유물 회수방법에 있어서, 부유물 흡인수단(10)의 정지시에서의 경계판(20)의 수심 D는 약 15 내지 16mm(부유물 흡인수단(10)의 정지시의 측정치)로 설정하고 있다.

4. 부력 조정수단

부력 조정수단(30)은 경계판(20)이 수면 아래에서 대략 수평이 되도록 경계판(20)에 작용하는 부력을 조정하기 위한 것으로 되어 있다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서, 부력 조정수단(30)은 부유재(31)와 방추재(32)로 구성하고 있다.

방추재(32)는 경계판(20)의 부력을 실질적으로 감소시킬 수 있는 것(방추재(32)가 없는 경우보다도 경계판(20)의 수심을 깊게 할 수 있는 되는 것)이면 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 내부에 물을 넣은 탱크형 용기(32A)와 보틀형 용기(32B)를 방추재(32)로서 사용하고 있다. 이 방추재(32)는 내부에 넣은 물의 양을 조정함으로써, 경계판(20)의 수심의 조절을 가능하게 할 뿐만 아니라, 그것을 설치하는 장소를 바꿈으로써, 경계판(20)의 경사 상태의 조절도 가능하게 한다. 탱크형 용기(32A)와 보틀(bottle)형 용기(32B)의 내부에 넣은 물은 부유물 회수장치의 주변에서 채취할 수 있다.

한편, 부유재(31)는 경계판(20)의 부력을 실질적으로 증대시킬 수 있는 것(부유재(31)가 없는 경우보다도 경계판(20)의 수심을 얕게 할 수 있는 것)이면 특별히 한정되지 않는다. 부유재(31)의 물(70)에 대한 겉보기 비중(부유재(31)가 중공부를 갖는 경우에는 그 중공부를 부유재(31)의 부피에 포함한 비중)은 1미만이 된다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 목제의 돌출재에 방수 가공을 실시한 것을 부유재(31)로서 사용하고 있다.

부유재(31)는 경계판(31)으로부터 분리한 것이어도 좋지만, 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 경계판(20)의 상면에 일체적으로 형성된 복수의 돌출재에 의해 부유재(31)를 구성하고 있다. 각 돌출재는 경계판(20)의 상면에서의 부유물 흡인수단(10)이 설치되어 있는 장소를 중심으로 회전대칭으로 배치되어 있고, 부유물 흡인수단(10)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 이 때문에, 경계판(20)은 그 자세를 대략 수평으로 유지하기 쉽게 되어 있다. 주위에 있는 물(70)이나 부유물(71) 은 인접하는 돌출재의 틈(도시 생략)이나, 각 돌출재에 형성된 관통 구멍(도시 생략) 등을 통하여, 경계판(20)의 주변부로부터 그 중심부로 유도되도록 되어 있다.

또한, 본 실시형태의 부유물 회수장치에서, 부유재(31)로서 형성된 복수의 돌출재로 둘러싸인 영역에는 방추재(32)를 둘 수 있도록 되어 있다. 이 때문에, 부유재(31)로 형성한 돌출재에 의해서, 방추재(32)가 유실되는 것을 방지할 수도 있도록 되어 있다. 방추재(32)는 부유재(31)로서 형성한 돌출재에 결합하여 두면, 그 위치를 안정시킬 수 있다.

5. 여과수단

여과수단(40)은 도 1에 도시하는 바와 같이, 부유물 흡인수단(10)과 이송관(50)으로 연결되어 있고, 부유물 흡인수단(10)이 부유물과 함께 흡인한 물(70)을 그 위쪽으로부터 받아들여 여과함으로써, 부유물(71)을 제거하는 것으로 되어 있다. 여과수단(40)의 바닥부는 통수성을 갖는 구조가 되고 있고, 여과수단(40)의 내부에서 부유물이 제거된 물(70)은 여과수단(40)의 바닥부로부터 흘러 나와 원래의 장소로 되돌아갈 수 있도록 되어 있다.

여과수단(40)의 내부 구조에 관해서 더욱 자세히 설명한다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서, 여과수단(40)은 도 4에 도시하는 바와 같이, 통수성을 갖는 가대(60)의 위에 배치된, 상면과 저면이 개방된 대략 통 형상의 탱크(41)의 내부에 흡착제 등을 수용한 구조로 되어 있다. 가대(60)로서는 그레이팅(grating)이나 펀칭메탈 등이 예시된다.

탱크(41)의 상부에는 이송관(50)이 고정되어 있다. 이송관(50)으로부터 탱크(41)의 내부에 도입된 부유물(71)을 함유하는 물(70)은 우선, 탱크(41)의 상부에 수용된 먼지 여과자루(42)에 도입되어, 먼지 여과자루(42)의 내부에 모인 후, 먼지 여과자루(42)의 바닥부로부터 스며 나와 탱크(41)의 하부로 이동하도록 되어 있다. 먼지 여과자루(42)의 천 사이를 통과할 수 없는 먼지 등은 먼지 여과자루(42)의 내부에 남는 구조로 되어 있다.

먼지 여과자루(42)는 통수성을 갖는 소재로 형성된 것이면 특별히 한정되지 않는다. 목면 등의 천연소재로 형성한 것이어도 좋고, 폴리에스테르 등의 합성 섬유를 사용한 것이어도 좋다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서, 먼지 여과자루(42)는 폴리에스테르섬유에 의해서 형성된 것으로 되어 있다. 먼지 여과자루(42)의 내부에는 부유 흡착 매트(43)가 수용되어 있고, 먼지 여과자루(42)의 내부에 고인 물에 부유하는 기름성분(탄화수소)은 수면 위에 띄워진 부유 흡착 매트(43)에 의해서 흡착되도록 되어 있다.

본 실시형태의 부유물 회수장치에서, 부유 흡착 매트(43)는 시트의 내부에 흡착제를 충전하여 매트형으로 형성한 것을 사용하고 있다. 시트의 내부에 충전하는 흡착제의 종류는 대상으로 하는 부유물을 흡착할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 부유 흡착 매트(43)에 충전하는 흡착제로서는 탄화물이나 발포광물 등 외에, 카복 등의 발수성 섬유가 예시된다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 다니구치쇼카이가부시키가이샤 제조의 흡착제 「스미레이(등록상표)」를 상기 흡착제로서 사용하고 있다.

이 흡착제는 커피콩을 짜고 난 찌꺼기를 소성한 입자직경 3mm 이하의 탄화물로 이루어져 있고, 발수성과 기름 흡수성이 우수하여, 종래의 흡착제로는 흡착이 곤란하였던 기름막이나, 계면활성제가 혼합된 기름 등도 적절하게 흡착할 수 있는 것으로 되어 있다. 또한, 커피콩을 짜고 난 찌꺼기를 원료로 하기 때문에, 폐기물의 삭감에 공헌하는 것도 가능한 것으로 되어 있다. 또, 이 흡착제는 건조시의 겉보기 비중이 물보다도 가벼울 뿐만 아니라, 물을 빨리 흡수하기 어렵기 때문에, 그 부력을 장시간 유지할 수 있는 것으로 되어 있다.

부유 흡착 매트(43)를 형성하는 시트는 통유성 및 통수성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 목면 등의 천연소재를 사용한 것이어도 좋고, 폴리에스테르 등의 합성소재를 사용한 것이어도 좋다. 부유 흡착 매트(43)의 시트에는 경우에 따라서는, 발수 가공을 실시하여 두면 바람직하다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서, 부유 흡착 매트(43)의 시트는 발수 가공을 실시한 폴리에스테르로 형성하고 있다.

먼지 여과자루(42)의 바닥부로부터 하측으로 스며 나온 물(70)은 탱크(41)의 바닥부에 수용된 기름 흡착자루(44)를 통과하고, 이것에 잔류하는 기름성분이 제거된다. 기름 흡착자루(44)의 위쪽에는 방추(45)를 싣고 있어, 기름 흡착자루(44)가 뜨지 않도록 하고 있다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 방추(45)로서, 둥근 금속 말뚝(45A)과 그레이팅(45B)을 사용하고 있다.

기름 흡착자루(44)는 통수성을 갖는 자루의 내부에 흡착제를 충전한 것을 사용하고 있다. 기름 흡착자루(44)의 자루는 통수성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 목면 등의 천연소재로 형성한 것이어도 좋고, 폴리에스테르 등의 합성 섬유를 사용한 것이어도 좋다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서는 폴리에스테르섬유에 의해서 형성한 것을 사용하고 있다.

기름 흡착자루(44)의 내부에 충전하는 흡착제의 종류는 대상으로 하는 부유물을 흡착할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 부유 흡착 매트(43)의 내부에 충전한 흡착제와 같은 것을 사용할 수 있다. 본 실시형태의 부유물 회수장치에서도, 기름 흡착자루(44)에는 다니구치쇼카이가부시키가이샤 제조의 흡착제 「스미레이(등록상표)」를 흡착제로서 충전하고 있고, 기름 흡착자루(44)를 통과하여 부유물(71)이 제거된 깨끗한 물(70)은 탱크(41)의 바닥부로부터 흘러 원래의 장소로 되돌려진다.

6. 용도

본 발명의 부유물 회수장치는 그 용도를 한정하는 것이 아니라, 수면 위의 부유물(71)을 회수할 필요가 있는 폭넓은 용도에 사용할 수 있다. 특히, 기름이나 벤젠이나 톨루엔 등, 물보다도 가볍게 소수성(疏水性)을 갖는 액체를 회수하는 것으로 하여도 적절하다. 또, 그 설치 장소는 호수나 하천 등의 자연수역뿐만 아니라, 공장이나 물처리시설에서의 도수구이나 저수조, 선박의 밸러스트 탱크 등, 인공수역이나 각종 설비에서도 사용할 수 있다.

본 발명의 부유물 회수장치는 흐름이 있는 장소에서 사용하여도 좋지만, 흐름이 지나치게 빠르면, 부유물(71)이 부유물 흡인수단(10)으로 흡인되지 않고 하류로 흐르기 쉬워진다. 이 때문에 부유물 회수장치를 설치하는 장소의 유속은 0.15m/s 이하이면 바람직하다. 부유물 회수장치를 설치하는 장소의 유속은 0.1m/s 이하이면 더욱 바람직하고, 0.05m/s 이하이면 더욱 바람직하다.

부유물 회수장치를 유속이 빠른 수역에 설치하고자 하는 경우에는 둑(수면 부근의 물의 흐름만을 막고, 그 하측의 물은 통과시키는 부유 둑이어도 좋다)을 설치하는 등하여, 수면 부근의 물(70)이 체류하는 장소를 만들고, 그 물(70)이 체류하는 장소에 부유물 회수장치를 설치하면 바람직하다. 본 발명의 부유물 회수장치는 정지수역(물의 유속이 실질적으로 0m/s)에 있어서, 가장 그 성능을 발휘할 수 있다.

실시예

본 발명의 부유물 회수장치의 부유물 회수 능력을 조사하기 위해서, 도 1 내지 도 4에 도시하는 부유물 회수장치를, 다니구치쇼카이가부시키가이샤(오카야마켄 오카야마시)의 부지 내에 있는 실험 용수로에 실제로 설치하여, 실험을 하였다. 실험은 하기 표 1과 같이, 경사각도 θ₁, θ₂와 수심 D가 다른 제 1 실시예부터 제 9 실시예의 부유물 회수장치를 사용하여 행하였다. 제 1 실시예로부터 제 9 실시예의 모두에 있어서, 경계판(20)은 대략 수평으로 하였다. 이 때문에, 경사각도 θ₁과 경사각도 θ₂는 대략 일치하고 있다. 하기 표 1에서의 수심 D는 부유물 흡인수단(10)의 정지시의 값이다.

	경사각도 θ1, θ2	수심 D
제 1 실시예	약 0°	약 5mm
제 2 실시예		약 15mm
제 3 실시예		약 20mm
제 4 실시예	약 2.5°	약 5mm
제 5 실시예		약 15mm
제 6 실시예		약 20mm
제 7 실시예	약 10°	약 5mm
제 8 실시예		약 15mm
제 9 실시예		약 20mm

상기한 제 실시예로부터 제 9 실시예까지에 대해서, 후루룩 거리는 소리의 발생의 유무와, 그 주기, 및 부유물의 회수 상황에 관해서 조사한 바, 하기 표 2에 나타내는 결과를 얻을 수 있었다.

	후르르 거리는 소리	부유물 회수(주 1)
제 1 실시예	거의 발생하지 않음	▲
제 2 실시예	거의 발생하지 않음	▲
제 3 실시예	거의 발생하지 않음	▲
제 4 실시예	큰 후루룩 거리는 소리가 짧은 주기로 간헐적으로 발생	△
제 5 실시예	후루룩 거리는 소리가 긴 주기로 간헐적으로 발생	◎
제 6 실시예	작은 후루룩 거리는 소리가 대략 연속적으로 발생	△
제 7 실시예	큰 후루룩 거리는 소리가 짧은 주기로 간헐적으로 발생	▲
제 8 실시예	후루룩 거리는 소리가 긴 주기로 간헐적으로 발생	○
제 9 실시예	작은 후루룩 거리는 소리가 대략 연속적으로 발생	△

(주 1)

◎ : 대단히 잘 회수할 수 있었다

0 : 잘 회수할 수 있었다

△ : 회수할 수 있었다

▲: 그럭저럭 회수할 수 있었다

×: 거의 회수할 수 없었다

상기 표 2의 결과로부터, 본 발명의 부유물 회수장치가 부유물의 효율적인 회수에 유효한 것이 알았다. 특히, 경사각도 θ₁, θ₂를 약 2.5°로 한 경우에는 부유물을 대단히 잘 회수할 수 있다는 것을 알았다.

도 1은 본 발명의 부유물 회수장치의 적합한 실시형태를 도시한 개념도.

도 2는 도 1의 부유물 흡인수단을 저면측에서 본 상태를 도시한 사시도.

도 3은 도 1의 부유물 흡인수단의 구동시에서의 흡인구의 주변을 확대한 상태를 도시한 도면.

도 4는 도 1의 여과수단의 내부 구조를 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 부유물 흡인수단

11 : 흡인구

12 : 볼트(경사각도 설치수단)

20 : 경계판

30 : 부력 조정수단

31 : 부유재(浮材)

32 : 방추재

32A : 탱크형 용기(용기)

32B : 보틀형 용기(용기)

40 : 여과수단

41 : 탱크

42 : 먼지 여과자루

43 : 부유 흡착 매트

44 : 기름 흡착자루

45 : 방추

45A : 둥근 금속 말뚝

45B : 그레이팅

50 : 이송관

60 : 가대

70 : 물

71 : 부유물

D : 수심

Claims (11)

1. 수면 부근에 배치함으로써 수면 위의 부유물을 흡인하기 위한 하향의 흡인구를 갖는 부유물 흡인수단과,

   상기 흡인구의 하측에 배치되어, 수면 부근에 없는 물이 상기 흡인구에 흡인되지 않도록 수면 부근의 물과 그 하측의 물을 구분하기 위한 경계판과,

   상기 경계판이 수면 아래에서 대략 수평이 되도록 상기 경계판에 작용하는 부력을 조정하기 위한 부력 조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 부유물 회수장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 흡인구의 흡인방향을 상기 경계판의 상면의 법선에 대하여 경사시킨 부유물 회수장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 경계판의 상면의 법선에 대한 상기 흡인구의 흡인방향의 경사각도 θ₁을 0.5 내지 10°로 설정한 부유물 회수장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경계판의 상면의 면적을 0.5 내지 10㎡로 설정한 부유물 회수장치.
5. 제 1 항에 있어서, 부력 조정수단이, 부유재 또는 방추재로 이루어지는 부유물 회수장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 부유재가 상기 경계판의 상면에 일체적으로 형성된 복수의 돌출재로 이루어지고, 상기 복수의 돌출재에 의해서 부유물 흡인수단 또는 상기 방추재가 둘러싸인 부유물 회수장치.
7. 제 1 항에 있어서, 부유물 흡인수단이 부유물과 함께 흡인한 물을 여과하여 부유물을 제거하기 위한 물 여과수단을 구비한 부유물 회수장치.
8. 수면 부근에 배치함으로써 수면 위의 부유물을 흡인하기 위한 하향의 흡인구를 갖는 부유물 흡인수단과

   상기 흡인구의 하측에 배치되어, 수면 부근에 없는 물이 상기 흡인구에 흡인되지 않도록 수면 부근의 물과 그 하측의 물을 구분하기 위한 경계판과,

   상기 경계판이 수면 아래에서 대략 수평이 되도록 상기 경계판에 작용하는 부력을 조정하기 위한 부력 조정수단을 구비한 부유물 회수장치를 사용하는 부유물 회수방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 흡인구의 흡인방향을 연직축에 대하여 경사시킨 부유물 회수방법.
10. 제 9 항에 있어서, 연직축에 대한 상기 흡인구의 흡인방향의 경사각도 θ₂를 0.5 내지 10°로 설정한 부유물 회수방법.
11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경계판의 상면에서의 상기 흡인구가 겹치는 장소의 수심을 5 내지 20mm로 설정한 부유물 회수방법.

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