KR20170095634A - 수중의 부유물질 채집장치 - Google Patents

수중의 부유물질 채집장치 Download PDF

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KR20170095634A
KR20170095634A KR1020160017311A KR20160017311A KR20170095634A KR 20170095634 A KR20170095634 A KR 20170095634A KR 1020160017311 A KR1020160017311 A KR 1020160017311A KR 20160017311 A KR20160017311 A KR 20160017311A KR 20170095634 A KR20170095634 A KR 20170095634A
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김주형
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군산대학교산학협력단
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Abstract

수중의 부유물질 채집장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치는 내부에 부유물질이 포함된 물이 유입되는 유입공간이 형성되어 직립되게 설치되는 설치유닛; 설치유닛의 일측에 설치되고, 전원공급에 따라 외부로부터 유입공간에 물을 공급시키는 물 공급유닛; 유입공간을 따라 수직하게 복수로 설치되어 유입되는 물로부터 설정된 입자크기를 갖는 부유물질을 순차적으로 채집하는 채집유닛; 및 유입공간의 하부에 저장되어 채집유닛의 하부를 침수시키고, 채집유닛 상에 채집되는 부유물질을 부유시키는 채집유닛 막힘 방지수단을 포함한다.

Description

수중의 부유물질 채집장치{SAMPLING EQUIPMENT FOR SIZE-FRACTIONATED SUSPENDED SOLID IN THE AQUATIC ENVIRONMENT}
본 발명은 부유물질 채집장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해수(sea water)나 담수(frashwater) 내에 포함된 플랑크톤 등을 포함한 부유물질(suspended solids)을 채집하는 수중의 부유물질 채집장치에 관한 것이다.
일반적으로 수중에는 입자 지름이 2 mm 이하로 물에 용해되지 않는 부유물질(suspended solids)이 포함되어 있으며, 이러한 부유물질은 수서생태계(aquatic ecosystem)의 연구에 활용되고 있다.
이러한 부유물질에는 다양한 종류의 플랑크톤(plankton)들이 혼재되어 있으며, 부유물질에 혼재되어 있는 플랑크톤에는 다양한 생물의 유생 플랑크톤(larval plankton)들이 포함되어 있다.
특히, 유생 플랑크톤에는 생태계를 교란시키는 유해한 유생 플랑크톤이 포함되어 있는 것으로, 이들의 이동, 확산 및 분산능력 등을 종합적으로 파악하는 연구 활동을 통해 보다 효과적으로 대처할 필요성이 있다.
이에 따라서, 유해한 유생 플랑크톤의 이동, 확산 및 분산능력 등에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 연구 활동의 선행조건으로는 i) 충분한 량의 해수나 담수와 같은 물이 공급되어 필터링 되어야 하고, ii) 종류별로 다양한 크기를 갖는 플랑크톤을 크기별로 선별하여 채집할 수 있어야 하며, iii) 연구에 따른 신뢰성을 높이기 위해 필터링 되는 물의 정량화 작업이 요구된다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-1102267호(2011.12.28)
본 발명의 실시 예는 수중에 포함된 부유물질을 크기별로 선별하여 채집할 수 있도록 된 수중의 부유물질 채집장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 공급되는 물의 압력에 의해 채집되는 부유물질이 물이 통과되는 포어를 막는 것이 방지되도록 된 수중의 부유물질 채집장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치는 내부에 부유물질이 포함된 물이 유입되는 유입공간이 형성되어 직립되게 설치되는 설치유닛; 상기 설치유닛의 일측에 설치되고, 전원공급에 따라 외부로부터 상기 유입공간에 물을 공급시키는 물 공급유닛; 상기 유입공간을 따라 수직하게 복수로 설치되어 유입되는 물로부터 설정된 입자크기를 갖는 부유물질을 순차적으로 채집하는 채집유닛; 및 상기 유입공간의 하부에 저장되어 상기 채집유닛의 하부를 침수시키고, 상기 채집유닛 상에 채집되는 부유물질을 부유시키는 채집유닛 막힘 방지수단; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 설치유닛은 상부와 하부가 개방된 제1 유입공간이 내부에 수직하게 형성되는 제1 바디; 상기 제1 바디의 하단에 분리가능하게 수직으로 결합되고, 상기 제1 유입공간과 연결되는 제2 유입공간이 형성되며, 내부로 유입되는 물을 외부로 배출시키는 배출유로가 외측에 설치되는 제2 바디; 상기 제1 바디의 상단에 분리가능하게 결합되어 상기 물 공급유닛이 연결되는 개폐커버; 및 상기 제2 바디의 하단에 설치되어 지면과 접촉되는 받침대; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 개폐커버는 중앙부에 상기 물 공급유닛이 연결되는 연결홀이 형성되고, 밑면으로부터 하측으로 돌출형성되어 상기 제1 바디의 내주면에 끼워지는 결합부; 를 포함하며, 외주면 둘레가 상기 제1 바디의 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 물 공급유닛은 상기 설치유닛의 상부와 연결되어 상기 유입공간에 물을 공급시키는 공급유로; 상기 공급유로와 연결되어 물을 상기 유입공간 측으로 펌핑시키는 펌프; 및 상기 공급유로 상에 설치되는 유량계; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 공급유로는 상기 설치유닛의 상부와 연결되는 제1 공급유로; 상기 설치유닛의 외측에서 상기 설치유닛과 평행하게 설치되어 상기 제1 공급유로와 연결되는 제2 공급유로; 및 상기 펌프 및 유량계를 상기 제2 공급유로에 연결하는 제3 공급유로; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 제1 공급유로는 상기 설치유닛의 상부에 수직하게 연결되는 연결부; 상기 설치유닛의 외측에서 수직하게 상기 제2 공급유로와 연결되는 수직부; 및 상기 연결부와 수직부를 수평으로 연결하는 수평부; 를 포함하고, 상기 수평부 상에는 상기 유입공간으로 공급되는 물의 공급을 제어하는 제어밸브가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 제2 공급유로는 일측 선단에 구비되어 상기 제1 공급유로의 일측 선단과 분리가능하게 체결되는 커넥터; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 제3 공급유로는 플렉시블 관으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 채집유닛은 상기 유입공간의 상측에 설치되는 1차 채집망; 및 상기 1차 채집망의 하측에 설치되어 상기 1차 채집망의 일부를 내측에 수용하는 2차 채집망; 을 포함하고, 상기 1차 채집망 및 2차 채집망은 물이 통과하는 포어(pore)의 사이즈가 서로 다른 사이즈로 이루어져 부유물질을 각각 채집할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 1차 채집망은 상기 설치유닛의 유입공간 상으로 돌출형성되는 안착턱에 안착되는 제1 설치 링; 및 상기 제1 설치 링의 둘레를 따라 구비되고, 하측으로 연장되면서 전체적인 직경이 점차 작아지는 제1 망체; 로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 2차 채집망은 상기 1차 채집망의 하측에 설치되는 제2 설치 링; 및 상기 제2 설치 링의 둘레를 따라 구비되고, 하측으로 연장되면서 전체적인 직경이 점차 작아지는 제2 망체; 를 포함하고, 상기 제2 망체는 상기 제1 망체의 포어 사이즈보다 더 작은 포어 사이즈로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치는 최하부에 설치되는 상기 채집유닛의 하단에 분리가능하게 설치되어 채집되는 부유물질을 샘플링하는 샘플버켓; 을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 샘플버켓은 내부에 샘플링되는 부유물질을 외부로 드레인시키는 드레인 밸브; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치에 있어서, 상기 채집유닛 막힘 방지수단은 상기 유입공간으로 공급되는 물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예는 공급펌프를 통해 충분한 량의 해수나 담수 등과 같은 물을 공급하면서 물속에 포함된 유생 플랑크톤의 채집이 이루어질 수 있고, 종류별로 다양한 크기를 갖는 유생 플랑크톤을 복수의 채집유닛을 통해 크기별로 선별하여 채집할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 공급유로 상에 설치되는 유량계를 통해 공급되는 해수나 담수 등과 같은 물의 정량화 작업이 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 공급되는 물의 압력에 의해 채집되는 플랑크톤이 채집유닛 막힘 방지수단을 통해 물이 통과되는 포어를 막는 것이 방지되어 플랑크톤의 채집이 원활하게 이루어질 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시 예는 플랑크톤의 이동, 확산 및 분산능력 등을 종합적으로 파악하는 수서생태계(aquatic ecosystem)의 연구 활동 시, 보다 신뢰도가 높은 연구결과를 토출할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 확대 단면도이다.
도 3은 도 2의 분해 단면도이다.
도 4 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치의 작동도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”,“부”, 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치는 해수(sea water)나 담수(frashwater) 등에 포함된 부유물질(suspended solids)을 입자크기별로 선별하여 채집하는 것을 통해, 수서생태계(aquatic ecosystem)의 연구에 활용되는 장치이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치는 수중에 포함된 다양한 모든 부유물질들을 크기별로 선별하여 채집할 수 있는 것이며, 이하에서는 설명의 편의상 부유물질을 해수(sea water)에 포함되어 생태계를 교란시키는 유해한 유생 플랑크톤(larval plankton)으로 하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 확대 단면도이며, 도 3은 도 2의 분해 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치는 설치유닛(10), 물 공급유닛(20), 채집유닛(30), 샘플버켓(40), 및 채집유닛 막힘 방지수단(50)을 포함한다.
상기 설치유닛(10)은 원통형으로 이루어져 내부에 물 즉, 해수가 유입되는 유입공간이 형성되어 직립되게 설치되는 것으로, 상기 물 공급유닛(20)이 외측에 연결 설치되고, 채집유닛(30) 및 채집유닛 막힘 방지수단(40)이 내부에 설치된다.
이러한 설치유닛(10)은 제1 바디(11), 제2 바디(12), 개폐커버(13), 및 받침대(14)를 포함한다.
상기 제1 바디(11)는 상부와 하부가 개방된 원통형으로 이루어지고, 내부에는 수직하게 제1 유입공간(S1)이 형성된다.
상기 제2 바디(12)는 제1 바디(11)의 하부에 분리가능하게 수직으로 결합되고, 제1 유입공간(S1)과 수직으로 연결되는 제2 유입공간(S2)이 형성되며, 내부로 유입되는 해수를 외부로 배출시키는 배출유로(15)가 외측에 설치된다.
보다 상세하게, 상기 제2 바디(12)는 상부의 일부가 제1 바디(11)의 개구된 하부를 통해 제1 유입공간(S1) 상으로 삽입된다. 이때, 제1 바디(11)에 삽입되는 제2 바디(12)는 외주면 둘레에 형성되는 걸림턱(16)이 제1 바디(11)의 하단(11a)과 접촉되면서 삽입 및 결합이 완료된다.
한편, 상기 배출유로(15)는 지면보다 높은 위치에 배치되도록 걸림턱(16)과 인접된 위치에 설치되고, 별도의 배관이 더 연결되어 해수를 원하는 위치로 배출시킬 수 있다.
여기서, 상기 배출유로(15)가 지면으로부터 상측으로 높은 위치에 설치되는 것은 제2 유입공간(S2) 상에 상기 채집유닛 막힘 방지수단(40)이 일정한 수위로 채워진 상태가 유지되도록 하기 위함이다.
이러한 제1 바디(11) 및 제2 바디(12)는 해수가 유입되는 과정 등을 외부에서 육안으로 확인할 수 있도록 전체가 투명체로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 상기에서는 제1 바디(11) 및 제2 바디(12)가 원통형으로 이루어지는 것으로 설명을 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제1 바디(11) 및 제2 바디(12)는 타원형, 다각형 등과 같이 다양한 형태로 얼마든지 이루어질 수 있다.
상기 개폐커버(13)는 밑면으로부터 하측으로 돌출형성되는 결합부(13a)가 제1 바디(11)의 개구된 상부에 분리가능하게 삽입되어 결합되고, 중앙부에는 상기 물 공급유닛(20)이 연결되는 연결홀(13b)이 형성된다.
이때, 상기 개폐커버(13)는 외주면 둘레가 제1 바디(11)의 외경보다 더 크게 이루어질 수 있다. 이에 의하면, 개폐커버(13)는 제1 바디(11)의 외측으로 돌출되는 부분을 별도의 손잡이가 없이도 용이하게 파지할 수 있어 제1 바디(11)로부터 간편하게 분리될 수 있다.
상기 받침대는(14) 제2 바디(12)의 개구된 하단에 설치되어 지면과 접촉되면서 제1 바디(11) 및 제2 바디(12)가 직립되도록 지지시킨다.
이러한 받침대(14)는 윗면에 제2 바디(12)의 내부, 즉, 제2 유입공간(S2)에 삽입되는 삽입단(14a)이 수직하게 돌출형성되어 제2 바디(12)에 끼워지는 형태로 설치될 수 있다.
이때, 상기 받침대(14)의 윗면과 제2 바디(12)의 외주면 사이에는 기밀성향상을 위해 실링재가 구비될 수 있으며, 이들의 연결이 견고하게 이루어지도록 복수의 보강리브(17)들이 받침대(14)의 윗면과 제2 바디(12)의 외주면 둘레를 연결시키면서 설치될 수 있다.
상기 물 공급유닛(20)은 설치유닛(10)의 일측에 설치되어 전원공급에 따라 외부로부터 제1 유입공간(S1) 및 제2 유입공간(S2)에 부유물질 즉, 유생 플랑크톤을 채집하고자하는 지역의 해수를 공급시킨다.
이러한 물 공급유닛(20)은 공급유로, 펌프(P), 및 유량계(F)를 포함한다.
상기 공급유로는 설치유닛(10)의 상부 즉, 개폐커버(13)의 연결홀(13b)을 통해 직접적으로 제1 바디(11)와 연결되어 제1 유입공간(S1)에 해수를 공급시킨다.
이러한 공급유로는 제1 공급유로(U1), 제2 공급유로(U2), 및 제3 공급유로(U3)로 이루어지며, 상기 제1 공급유로(U1)는 연결부(21), 수직부(22), 및 수평부(23)를 포함한다.
상기 연결부(21)는 개폐커버(13)의 연결홀(13b)에 일측이 수직하게 연결되고, 상기 수직부(22)는 설치유닛(10)의 외측에서 수직하게 상기 제2 공급유로(U2)와 연결되며, 상기 수평부(23)는 연결부(21)와 수직부(22)를 수평으로 연결한다.
이때, 상기 수평부(23) 상에는 제1 유입공간(S1)으로 공급되는 해수의 공급량을 제어하는 제어밸브(24)가 설치된다.
이러한 제어밸브(24)는 핸들(24a)의 회전에 의해 제1 공급유로(U1)를 개폐시키면서 해수의 공급량을 제어한다.
상기 제2 공급유로(U2)는 제1 바디(11) 및 제2 바디(12)의 외측에서 수직으로 제1 바디(11) 및 제2 바디(12)와 평행하게 설치되어 일측이 제1 공급유로(U1)의 수직부(22)와 커넥터(25)를 통해 연결된다.
이때, 상기 커넥터(25)는 도면에는 미도시 하였으나 수직부(22)와 제2 공급유로(U2)를 나사결합시킨다. 이에 의하면, 상기 커넥터(25)를 통해 다양한 길이를 갖는 제2 공급유로(U2)들로 쉽게 교체하면서 사용을 할 수 있고, 설치되는 유로의 레이아웃 설계에 이점이 있다.
상기 제3 공급유로(U3)는 일측이 해수와 연결되고, 타측이 제2 공급유로(U2)에 연결되며, 상기 펌프(P) 및 유량계(F)가 설치된다. 이러한 제3 공급유로(U3)는 자유로운 이동 및 설치가 가능하도록 플렉시블 관으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 펌프(P)는 제3 공급유로(U3) 상에 설치되어 해수를 제1 바디(11)의 제1 유입공간(S1) 측으로 펌핑시킨다.
상기 유량계(F)는 제3 공급유로(U3) 상에 설치되어 펌프(P)의 작동에 따라 제3 공급유로(U3) 상을 통과하는 해수의 유량을 측정할 수 있다. 이러한 유량계(F)를 통해 설치유닛(10) 상에 공급되는 해수의 총 유량을 확인할 수 있다.
상기 채집유닛(30)은 설치유닛(10)의 제1 바디(11) 및 제2 바디(12)의 각 유입공간(S1,S2)을 따라 수직하게 복수로 설치되어 유입되는 해수로부터 설정된 입자크기를 갖는 유생 플랑크톤을 순차적으로 채집한다.
이러한 채집유닛(30)은 1차 채집망(31) 및 2차 채집망(32)을 포함한다.
상기 1차 채집망(31)은 제1 바디(11)의 제1 유입공간(S1)의 상측에 설치되어 공급되는 해수로부터 설정된 입자크기를 갖는 유생 플랑크톤을 1차로 채집한다.
이하에서는 설명의 편의상 상기 1차 채집망(31)에 채집되는 유생 플랑크톤을 "PT1"으로 하고, 상기 2차 채집망(32)에 채집되는 유생 플랑크톤을 "PT2"로 정의하여 설명하기로 한다.
이러한 1차 채집망(31)은 제1 설치 링(31a), 및 제1 망체(31b)로 이루어진다.
상기 제1 설치 링(31a)은 제1 유입공간(S1)을 형성하는 제1 바디(11)의 내주면에서 제1 유입공간(S1) 측으로 돌출형성되는 안착턱(11b)에 안착된다.
상기 제1 망체(31b)는 해수에 포함된 유생 플랑크톤(PT1)을 채집하고, 해수가 하측으로 배출될 수 있도록 제1 포어(pore)가 형성되는 것으로, 일측이 제1 설치 링(31a)의 둘레를 따라 구비되고, 타측이 하측으로 연장되면서 전체적인 직경이 점차 작아진다.
즉, 상기 제1 망체(31b)는 외측면이 경사지게 이루어지는 역삼각형의 형태로 이루어진다. 이에 의하면, 제1 망체(31b)에 채집되는 유생 플랑크톤(PT1)이 공급되는 해수의 압력에 의해 경사면을 따라 하측으로 집결될 수 있다.
상기 2차 채집망(32)은 1차 채집망(31)의 하측에 설치되어 내측에 1차 채집망(31)의 일부가 수용되는 것으로, 1차 채집망(31)의 제1 포어를 통과하는 해수에 포함된 유생 플랑크톤(PT2)을 2차로 채집한다.
이러한 2차 채집망(32)은 제2 설치 링(32a), 및 제2 망체(32b)로 이루어진다.
상기 제2 설치 링(32a)은 제1 바디(11)의 내부로 삽입된 제2 바디(12)의 개구된 상단면(12b)에 안착된다.
상기 제2 망체(32b)는 1차 채집망(31)을 통과하는 해수에 포함된 유생 플랑크톤(PT2)을 채집하고, 해수가 하측 즉, 제2 유입공간(S2) 측으로 배출될 수 있도록 제2 포어가 형성되는 것으로, 일측이 제2 설치 링(32a)의 둘레를 따라 구비되고, 타측이 하측으로 연장되면서 전체적인 직경이 점차 작아진다.
즉, 상기 제2 망체(32b)는 외측면이 경사지게 이루어지는 역삼각형의 형태로 이루어진다. 이에 의하면, 제2 망체(32b)에 채집되는 유생 플랑크톤(PT2)이 공급되는 해수의 압력에 의해 경사면을 따라 하측으로 집결될 수 있다.
이때, 상기 제2 망체(32)는 제1 망체(31)를 통과하는 해수에 포함된 유생 플랑크톤(PT2)을 채집할 수 있도록 제2 포어의 사이즈가 제1 포어의 사이즈보다 더 작은 사이즈로 이루어진다. 즉, 제1 망체(31) 및 제2 망체(32)의 포어는 서로 다른 사이즈를 갖는다.
이러한 채집유닛(30)에 의하면, 상기 제1 바디(11)에 공급되는 해수로부터 1차 채집망(31)이 제1 포어의 사이즈보다 큰 입자크기를 갖는 유생 플랑크톤(PT1)을 1차로 채집하고, 1차 채집망(31)의 하측에 설치되는 2차 채집망(32)이 1차 채집망(31)을 통과하는 해수로부터 입자크기가 더 작은 유생 플랑크톤(PT2)을 2차로 채집한다.
따라서 채집유닛(30)은 제1 망체(31b)와 제2 망체(32b)를 통해 각각 다른 입자크기를 갖는 유생 플랑크톤(PT1,PT2)을 선별하여 채집할 수 있다.
한편, 상기 채집유닛(30)의 1차 채집망(31) 및 2차 채집망(32)은 채집하고자하는 유생 플랑크톤(PT1,PT2)의 입자크기에 따라 제1 바디(11) 및 제2 바디(12)로부터 분리시켜 포어의 사이즈가 다른 제품으로 교체하면서 사용할 수 있다.(도 3참조)
참고로, 플랑크톤은 크기별로, 2 ㎛ 이하는 picoplankton, 2~20 ㎛은 nanoplankton, 20~200 ㎛은 microplankton, 200~2000 ㎛은 macroplankton, 2000 ㎛이상은 megaplankton 으로 정의된다.
상기 샘플버켓(40)은 최하부에 설치되는 채집유닛(30)의 하단 즉, 제2 망체(32b)의 하단에 분리가능하게 설치되어 2차로 채집되는 유생 플랑크톤(PT2)이 샘플링된다.
이러한 샘플버켓(40)은 내부가 보이는 투명한 유리병의 형태로 이루어지고, 일측에 드레인 밸브(41)가 설치되어 유생 플랑크톤(PT2)의 채집작업이 종료되면 내부에 샘플링된 유생 플랑크톤(PT2)을 농축시켜 외부로 드레인시킨다.
한편, 상기 채집유닛 막힘 방지수단(50)은 설치유닛(10)의 제1 유입공간(S1) 및 제2 유입공간(S2)으로 공급되는 물로 이루어지고, 제2 유입공간(S2)의 하부에 채워져 1차 채집망(31) 및 2차 채집망(32)의 하부를 침수시켜 잠긴 상태를 유지시킨다.
이때, 상기 채집유닛 막힘 방지수단(50)은 공급되는 물의 종류에 따라 해수가 공급될 경우 해수로 이루어지고, 담수가 공급될 경우 담수로 이루어진다.
이에 의하면, 상기 1차 채집망(31) 및 2차 채집망(32)은 하부가 침수된 상태가 유지됨에 따라, 1차 채집망(31)에 채집된 유생 플랑크톤(PT1)은 제1 망체(31b)의 내부에서 부유되고, 2차 채집망(31)에 채집된 유생 플랑크톤(PT2)은 제2 망체(32b)의 내부에서 부유된다.
즉, 상기 채집유닛 막힘 방지수단(50)은 각 유입공간(S1,S2)으로 공급되는 해수의 압력에 의해 제1 망체(31b) 및 제2 망체(32b)의 제1 포어와 제2 포어에 유생 플랑크톤(PT1,PT2)이 끼워져 막히는 것을 방지시킬 수 있다.
이를 달리 표현하면, 공급되는 해수는 직접적으로 제1 망체(31b) 및 제2 망체(32b)와 접촉되는 것이 아니라, 채집유닛 막힘 방지수단(50)과 접촉됨에 따라 해수의 압력에 의해 유생 플랑크톤(PT1,PT2)이 제1 망체(31b) 및 제2 망체(32b)의 제1 포어와 제2 포어에 끼워져 막히는 것을 방지시킬 수 있다.
그리고 상기 채집유닛 막힘 방지수단(50)은 공급되는 해수에 의해 제2 유입공간(S2) 상에서 수위가 높아질 경우, 제2 바디(12)의 배출유로(15)를 통해 외부로 배출되면서 일정한 수위가 유지될 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 수중의 부유물질 채집장치의 작동을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 4를 참조하면, 부유물질 즉, 유생 플랑크톤(PT1,PT2)을 채집하기 위해 원하는 장소로 이동하여 수중의 부유물질 채집장치를 설치한다. 이때, 설치는 해안가 근처의 지상 또는 배를 이용하여 해양으로 진출된 상태에서 이루어질 수 있다.
이후, 제3 공급유로(U3)를 해수에 삽입하고, 펌프(P)를 가동시키면 해수는 유량계(F)를 거쳐 제2 공급유로(U2) 및 제1 공급유로(U1)를 통해 제1 유입공간(S1)에 공급된다.
이때, 공급되는 해수는 1차 채집망(31)을 통과하면서 1차 채집망(31)의 제1 포어의 사이즈보다 큰 입자크기를 갖는 유생 플랑크톤(PT1)이 제1 망체(31b)에 채집되고, 제1 포어의 사이즈보다 작은 입자크기를 갖는 유생 플랑크톤(PT2)이 포함된 해수는 2차 채집망(32) 측으로 배출된다.
그리고 도 5를 참조하면, 2차 채집망(32) 측으로 배출되는 해수는 2차 채집망(32)을 통과하면서 2차 채집망(32)의 제2 포어 사이즈보다 큰 입자크기를 갖는 유생 플랑크톤(PT2)들이 제2 망체(32b)에 채집된다.
이때, 상기 채집유닛 막힘 방지수단(50)은 제1 망체(31b) 및 제2 망체(32b)를 침수시켜 잠긴 상태로 유지시킴에 따라, 내부로 공급되는 해수의 압력에 의해 제1 망체(31b) 및 제2 망체(32b)의 제1 포어와 제2 포어에 유생 플랑크톤이 끼워져 막히는 것이 방지될 수 있다.
따라서 종류별로 다양한 크기를 갖는 유생 플랑크톤(PT1,PT2)을 크기별로 선별하여 채집할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치는 펌프(P)를 통해 충분한 량의 해수를 공급하여 유생 플랑크톤(PT1,PT2)의 채집이 이루어질 수 있고, 종류별로 다양한 크기를 갖는 유생 플랑크톤(PT1,PT2)을 크기별로 선별하여 채집할 수 있다.
그리고 제3 공급유로(U3) 상에 설치되는 유량계(F)를 통해 공급되는 해수 즉, 공급되는 물의 정량화 작업이 이루어질 수 있다.
예를 들어, 물 1톤에 포함된 유생 플랑크톤(PT1,PT2)을 채집할 경우, 유량계(F)를 통해 정확한 량의 물 1톤을 공급시킬 수 있어 정점별로 1톤에 포함된 유생 플랑크톤(PT1,PT2)의 이동, 확산 및 분산능력 등을 보다 신뢰도 있게 평가할 수 있다.
상기에서는 설치유닛(10)이 제1 바디(11) 및 제2 바디(12)로 이루어지는 것으로 설명을 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제3 바디를 더 추가하여 구성될 수 있으며, 이러한 경우, 제3 채집망이 더 설치되는 형태로 얼마든지 연장되게 설치되어 다양한 입자크기를 갖는 유생 플랑크톤을 크기별로 선별하여 채집이 이루어질 수도 있다.(미도시)
나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 수중의 부유물질 채집장치는 화장품이나 세안제, 치약 등에 포함되어 수서생태계에 유입되는 마이크로비드(microbead)를 채집하는데에 이용될 수도 있다.
이러한 마이크로비드는 10~1000 ㎛의 크기를 갖는 것으로, 수서생태계에 유입되어 수산물에 많이 축적되고 있으며, 최근 환경분야에서 큰 문제가 되고 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 설치유닛 11: 제1 바디
11a: 하단 11b: 안착턱
12제: 2 바디 12b: 상단면
13: 개폐커버 13a: 결합부
13b: 연결홀 14: 받침대
14a: 삽입단 15: 배출유로
16: 걸림턱 17: 보강리브
S1: 제1 유입공간 S2: 제2 유입공간
20: 물 공급유닛 P: 펌프
F: 유량계 U1: 제1 공급유로
U2: 제2 공급유로 U3: 제3 공급유로
21: 연결부 22: 수직부
23: 수평부 24: 제어밸브
25: 커넥터 30: 채집유닛
31: 1차 채집망 31a: 제1 설치 링
31b: 제1 망체 32: 2차 채집망
32a: 제2 설치 링 32b: 제2 망체
40: 샘플버켓 41: 드레인 밸브
50: 채집유닛 막힘 방지수단

Claims (20)

  1. 내부에 부유물질이 포함된 물이 유입되는 유입공간이 형성되어 직립되게 설치되는 설치유닛;
    상기 설치유닛의 일측에 설치되고, 전원공급에 따라 외부로부터 상기 유입공간에 물을 공급시키는 물 공급유닛;
    상기 유입공간을 따라 수직하게 복수로 설치되어 유입되는 물로부터 설정된 입자크기를 갖는 부유물질을 순차적으로 채집하는 채집유닛; 및
    상기 유입공간의 하부에 저장되어 상기 채집유닛의 하부를 침수시키고, 상기 채집유닛 상에 채집되는 부유물질을 부유시키는 채집유닛 막힘 방지수단;
    을 포함하는 수중의 부유물질 채집장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설치유닛은
    상부와 하부가 개방된 제1 유입공간이 내부에 수직하게 형성되는 제1 바디;
    상기 제1 바디의 하단에 분리가능하게 수직으로 결합되고, 상기 제1 유입공간과 연결되는 제2 유입공간이 형성되며, 내부로 유입되는 물을 외부로 배출시키는 배출유로가 외측에 설치되는 제2 바디;
    상기 제1 바디의 상단에 분리가능하게 결합되어 상기 물 공급유닛이 연결되는 개폐커버; 및
    상기 제2 바디의 하단에 설치되어 지면과 접촉되는 받침대; 를 포함하는 수중의 부유물질 채집장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개폐커버는
    중앙부에 상기 물 공급유닛이 연결되는 연결홀이 형성되고, 밑면으로부터 하측으로 돌출형성되어 상기 제1 바디의 내주면에 끼워지는 결합부; 를 포함하며,
    외주면 둘레가 상기 제1 바디의 외측으로 돌출되게 형성되는 수중의 부유물질 채집장치.
  4. 제1항에 있어서.
    상기 물 공급유닛은
    상기 설치유닛의 상부와 연결되어 상기 유입공간에 물을 공급시키는 공급유로;
    상기 공급유로와 연결되어 물을 상기 유입공간 측으로 펌핑시키는 펌프; 및
    상기 공급유로 상에 설치되는 유량계; 를 포함하는 수중의 부유물질 채집장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공급유로는
    상기 설치유닛의 상부와 연결되는 제1 공급유로;
    상기 설치유닛의 외측에서 상기 설치유닛과 평행하게 설치되어 상기 제1 공급유로와 연결되는 제2 공급유로; 및
    상기 펌프 및 유량계를 상기 제2 공급유로에 연결하는 제3 공급유로; 를 포함하는 수중의 부유물질 채집장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 공급유로는
    상기 설치유닛의 상부에 수직하게 연결되는 연결부;
    상기 설치유닛의 외측에서 수직하게 상기 제2 공급유로와 연결되는 수직부; 및
    상기 연결부와 수직부를 수평으로 연결하는 수평부; 를 포함하고,
    상기 수평부 상에는
    상기 유입공간으로 공급되는 물의 공급을 제어하는 제어밸브가 설치되는 수중의 부유물질 채집장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 공급유로는
    일측 선단에 구비되어 상기 제1 공급유로의 일측 선단과 분리가능하게 체결되는 커넥터; 를 포함하는 수중의 부유물질 채집장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제3 공급유로는
    플렉시블 관으로 이루어지는 수중의 부유물질 채집장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 채집유닛은
    상기 유입공간의 상측에 설치되는 1차 채집망; 및
    상기 1차 채집망의 하측에 설치되어 상기 1차 채집망의 일부를 내측에 수용하는 2차 채집망; 을 포함하고,
    상기 1차 채집망 및 2차 채집망은
    물이 통과하는 포어(pore)의 사이즈가 서로 다른 사이즈로 이루어져 부유물질을 각각 채집하는 수중의 부유물질 채집장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 1차 채집망은
    상기 설치유닛의 유입공간 상으로 돌출형성되는 안착턱에 안착되는 제1 설치 링; 및
    상기 제1 설치 링의 둘레를 따라 구비되고, 하측으로 연장되면서 전체적인 직경이 점차 작아지는 제1 망체; 로 이루어지는 수중의 부유물질 채집장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 2차 채집망은
    상기 1차 채집망의 하측에 설치되는 제2 설치 링; 및
    상기 제2 설치 링의 둘레를 따라 구비되고, 하측으로 연장되면서 전체적인 직경이 점차 작아지는 제2 망체; 를 포함하고,
    상기 제2 망체는
    상기 제1 망체의 포어 사이즈보다 더 작은 포어 사이즈로 이루어지는 수중의 부유물질 채집장치.
  12. 제1항에 있어서,
    최하부에 설치되는 상기 채집유닛의 하단에 분리가능하게 설치되어 채집되는 부유물질을 샘플링하는 샘플버켓; 을 더 포함하는 수중의 부유물질 채집장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 샘플버켓은
    내부에 샘플링되는 부유물질을 외부로 드레인시키는 드레인 밸브; 를 포함하는 수중의 부유물질 채집장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 채집유닛 막힘 방지수단은
    상기 유입공간으로 공급되는 물로 이루어지는 수중의 부유물질 채집장치.
  15. 내부에 유입공간이 형성되고, 서로 분리가능하게 연결되는 복수의 바디로 이루어지는 설치유닛;
    상기 설치유닛의 일측에 설치되어 상기 설치유닛과 연결되고, 전원공급에 따라 외부로부터 상기 유입공간에 부유물질이 포함된 물을 공급시키는 물 공급유닛;
    상기 유입공간을 따라 수직하게 복수로 설치되는 채집망을 통해 공급되는 물로부터 설정된 입자크기를 갖는 부유물질을 순차적으로 채집하는 채집유닛;
    상기 유입공간의 하부에 저장되어 상기 채집망의 하부를 침수시키고, 침수된 상기 채집망 상에 채집되는 부유물질을 부유시켜 상기 채집망의 포어가 부유물질에 의해 막히는 것을 방지하는 채집유닛 막힘 방지수단; 및
    침수된 상기 채집망의 하단에 분리가능하게 설치되어 부유물질을 샘플링하는 샘플버켓; 을 포함하되,
    상기 복수의 채집망은
    물이 통과되는 포어의 사이즈가 서로 다른 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 수중의 부유물질 채집장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 설치유닛은
    상부와 하부가 개방된 제1 유입공간이 내부에 수직하게 형성되는 제1 바디;
    상기 제1 바디의 하부에 분리가능하게 수직으로 결합되고, 상기 제1 유입공간과 연결되는 제2 유입공간이 형성되며, 내부로 유입되는 물이 일정수위까지 차오르면 외부로 배출시키는 배출유로가 외측에 설치되는 제2 바디;
    상기 제1 바디의 상부에 분리가능하게 결합되어 상기 물 공급유닛이 연결되는 개폐커버; 및
    상기 제2 바디의 하부에 설치되어 지면과 접촉되는 받침대; 를 포함하며,
    상기 제2 바디는
    상기 제2 유입공간 상에 상기 채집유닛 막힘 방지수단이 상기 배출유로와 근접된 위치까지 채워지는 것을 특징으로 하는 수중의 부유물질 채집장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 물 공급유닛은
    상기 설치유닛의 상부와 연결되어 상기 유입공간에 물을 공급시키는 공급유로;
    상기 공급유로와 연결되어 물을 상기 유입공간 측으로 펌핑시키는 펌프; 및
    상기 공급유로 상에 설치되는 유량계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중의 부유물질 채집장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 공급유로는
    상기 설치유닛의 상부와 연결되는 제1 공급유로;
    상기 설치유닛의 외측에서 상기 설치유닛과 평행하게 설치되어 상기 제1 공급유로와 연결되는 제2 공급유로; 및
    플렉시블 관으로 이루어져 상기 펌프 및 유량계를 상기 제2 공급유로에 연결하는 제3 공급유로; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중의 부유물질 채집장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 채집유닛 막힘 방지수단은
    상기 유입공간으로 공급되는 물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중의 부유물질 채집장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 채집유닛은
    순차적으로 설치되는 1차 채집망 및 2차 채집망으로 이루어져, 물에 포함된 부유물질 중, 플랑크톤 또는 미세플라스틱을 크기별로 선별하여 채집하는 것을 특징으로 하는 수중의 부유물질 채집장치.
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