KR20170132365A - 쓰레기 포집장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 쓰레기 포집장치는 탄성부재를 수용하는 신축유닛; 상기 신축유닛을 매개로 연결되는 복수의 연결유닛; 상기 연결유닛 또는 상기 신축유닛 중 적어도 어느 하나에 연결된 구동유닛을 포함한다.

Description

쓰레기 포집장치{COLLECTING WASTE APPARATUS}

본 발명은 쓰레기 포집장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수면에 떠다니는 쓰레기를 포집하기 위한 쓰레기 포집장치에 관한 것이다.

현재 해양 생물의 삶의 터전인 바다는 플라스틱 잔해(Plastic debris)로 인한 해양 쓰레기가 기하급수적으로 늘어나고 있다. 최근에는 태평양 해상에 쓰레기가 모여 만들어진 쓰레기 섬이 있다는 것이 알려져 큰 충격을 주고 있다.

이들 해양 쓰레기, 즉 폐기물은 생태계에 큰 위협이 된다. 폐기물은 유입 초기 부유성 재질일지라도 시간이 지남에 따라 수분함량이 높아지고 각종 미생물이나 패각류의 부착에 따른 자체중량 증가로 인해 점차 수중으로 가라앉게 된다. 그리고 바다의 경우 조석활동에 따라 조간대 수역에 쌓이게 됨으로써 해저나 수변구역을 오염시키는 주요 원인 물질이 되어 이들 폐기물에 의한 연안오염이 사회적인 문제로 대두하고 있는 실정이다.

이 경우 물리적인 제거 작업이 쉽지 않을 뿐만 아니라 소요되는 인력이나 경비 등이 막대하게 증가하여 수거 자체를 포기하게 되는 경우도 많아 지속적인 오염원으로 발전하게 되는데, 분해되지 않는 플라스틱계열은 조각이나 알갱이로 분산되어 다른 환경오염을 유발하는 인자로 작용하기도 한다.

이에 따라 가능한 한 짧은 시간에 물리적인 수단을 동원하여 수상에 유입되는 부유폐기물을 제거하는 것이 폐기물의 폐해를 방지하기 위한 현실적인 대안이라 할 수 있다. 하지만, 종래의 부유폐기물의 수거방법은 많은 인원과 일반 선박을 동원하여 쪽지그물로 부유 폐기물을 일일이 수거하거나 해양환경관리기관의 폐기물 전용 수거선박으로 부유폐기물을 처리하고 있는 실정이어서 부유 폐기물을 처리하는데 한계가 있다. 한국 공개특허공보 10-2014-0011843호(2014.01.29.)에는 이러한 어려움을 해결하고자 하는 하나의 예로, 자동 위어장치가 개시되어 있다.

한국 공개특허공보 10-2014-0011843호(2014.01.29.)

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 넓은 범위에 퍼져있는 쓰레기를 손쉽게 한 곳으로 모을 수 있는 쓰레기 포집장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 여러번의 재이용을 용이하게 수행할 수 있는 쓰레기 포집장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 탄력관을 구비하는 신축유닛; 상기 신축유닛을 매개로 연결되는 복수의 연결유닛; 상기 연결유닛 또는 상기 신축유닛 중 적어도 어느 하나에 연결된 구동유닛을 포함하는 쓰레기 포집장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 탄력관의 내부에는 탄성부재가 수용될 수 있다.

또한, 상기 연결유닛은 상기 탄력관과 길이방향으로 겹치며 상기 신축유닛의 일단부와 연결되는 제1연결유닛; 및 상기 탄력관과 길이방향으로 겹치며 상기 신축유닛의 타단부와 연결되는 제2연결유닛을 포함할 수 있다.

또한, 상기 탄력관은 상기 구동유닛의 구동력에 의해 탄력적으로 신축되는 신축부; 및 상기 탄성부재의 양단부와 연결되는 지지부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 연결유닛은 상기 구동유닛에 의한 구동력을 전달하는 주연결부; 및

상기 주연결유닛과 상기 지지부의 중심을 연결하여 상기 탄력관의 비틀림을 막아주는 보조연결부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동유닛은 상기 연결유닛 또는 상기 이음부재 중 적어도 하나에 연결되어 구동력을 발생시키는 구동장치; 및 내부의 부력을 조절하여 상기 연결유닛이나 상기 이음부재 중 일부를 선택적으로 해수면 아래로 침강시키거나 해수면 위로 부상시키는 부력조절장치를 포함하되, 상기 부력조절장치는 내부에 물이 채워지는 부력조절공간이 형성된 몸체부; 상기 몸체부에 형성되며, 상기 부력조절공간과 상기 몸체부의 외부를 서로 연통시키는 적어도 하나의 유수구; 및 상기 유수구를 통하여 상기 부력조절공간 내부의 물을 상기 몸체부 밖으로 배출시키는 배수펌프를 포함할 수 있다.

또한, 상기 부력조절장치는 상기 유수구를 밀폐하는 밀폐부재; 및 상기 밀폐부재를 이동하여 상기 유수구를 밀폐하거나 개방하는 작동기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 쓰레기 포집장치로 접근하는 물체를 인식하는 센서부; 및 제어소와 통신을 하는 통신부; 및 상기 통신부로부터 전달받은 신호에 따라 상기 배수펌프 또는 상기 작동기 또는 상기 구동장치를 선택적으로 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 쓰레기 포집장치는, 연결유닛으로 이어진 구동유닛을 포함하여, 구동유닛의 작동에 의해 넓은 범위에 퍼져있는 쓰레기를 한 곳에 용이하게 모을 수 있는 이점이 있다.

또한, 서로 신축가능한 신축유닛으로 연결되어, 구동유닛에서의 구동력이 해제되면 쓰레기 포집장치가 용이하게 원래 상태로 회복되므로, 재이용이 용이한 이점이 있다.

또한, 쓰레기 포집장치의 잠수 또는 부유를 선택적으로 조절가능한 부력조절장치를 포함하여, 쓰레기 수거선 등이 넓은 범위에 퍼져있는 쓰레기 포집장치를 지나가기 용이한 이점이 있다.

또한, 하나의 구동유닛에 쓰레기의 포집을 위한 구동장치와 잠수나 부유를 조절하는 부력조절장치를 포함하여, 단순한 구조로 여러 기능을 수행가능하며 경제적이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 쓰레기 포집장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 신축유닛의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 수축된 신축유닛의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 신축유닛의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 구동유닛의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동유닛의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 가라앉은 구동유닛의 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 쓰레기 포집장치의 제1상태도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 쓰레기 포집장치의 제2상태도이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 쓰레기 포집장치의 제어방식을 나타낸다.

이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 쓰레기 포집장치의 사시도를 나타내고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 신축유닛(100)의 측단면도를 나타내며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 수축된 신축유닛(100)의 측단면도를 나타낸다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 쓰레기 포집장치는 탄성부재(120)를 수용하는 탄력관(110)을 구비하는 신축유닛(100), 상기 신축유닛(100)을 매개로 연결되는 복수의 연결유닛(200), 및 상기 연결유닛(200) 또는 상기 신축유닛(100) 중 적어도 어느 하나에 연결된 구동유닛(300)을 포함할 수 있다. 이하에서는 이러한 쓰레기 포집장치를 이루는 각 부분들을 순차로 살펴보기로 한다.

신축유닛(100)을 설명하기로 한다. 신축유닛(100)은 내부공간(110a)을 가지는 탄력관(110)과, 탄력관(110) 내부에 수용되는 탄성부재(120)를 포함할 수 있다. 이때, 탄성부재(120)는 원통형의 탄력관(110) 내부에 양단이 지지되며 수용되는 형태일 수 있다.

신축유닛(100)은 내부공간(110a)을 가지는 탄력관(110)에 의해 부력체 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 탄력관(110)의 내부에 마련된 내부공간(110a)이 이용될 수 있다. 물보다 비중이 낮은 물질이 내부공간(110a)를 채워, 부력에 의해 수면에 떠 있게 되는 원리이다. 여기서, 물보다 비중이 낮은 물질은 예를 들어 공기일 수 있다. 그리고 내부공간(110a)은 주위로부터 밀폐되어 수밀상태가 유지됨으로써 상기한 기능이 구현될 수 있다.

신축유닛(100)은 후술할 구동유닛(300)으로부터 발생되고 연결유닛(200)에 의해 전달되는 구동력에 의해 길이가 축소되거나 늘어날 수 있다. 신축유닛(100)은 외력에 의해 탄력적으로 수축 또는 팽창되는 탄력관(110)을 구비하여 상기한 역할을 수행할 수 있다. 이때, 연결유닛(200)은 탄력관(110)의 양측 단부를 각각 수축시키는 방향으로 구동력을 전달하므로, 탄력관(110)은 그에 의해 수축되었다가 구동력이 해제되면 다시 원래의 형상으로 되돌아가게 된다. 이때, 탄력관(110)은 외력에 의해 탄력적으로 신축되는 신축부(111)와, 탄성부재(120)의 양단과 연결되며 탄성부재(120)에 의한 탄성력과 연결부재(200)에 의해 전달되는 내력을 버티는 지지부(112)를 포함할 수 있다.

신축유닛(100)은 연결유닛(200)에 의해 연결되어 측방으로 나란히 여러개가 이어진 형태일 수 있다. 마찬가지로, 연결유닛(200)도 신축유닛(100)을 매개로 복수개가 연속하여 연결된 형태일 수 있다.

탄성부재(120)는 외력에 의해 수축되었다가, 외력이 제거되면 원래 상태로 되돌아가는 압축 스프링일 수 있다. 이러한 탄성부재(120)는 양단이 앞서 살펴본 탄력관(110)의 지지부(112)에 의해 지지되는 형태로 마련될 수 있다.

잠시 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 쓰레기 포집장치는, 주름을 가진 튜브형태의 탄력관(110')을 포함할 수 있다. 이는 탄력관(110')이 주름부를 가져 신축이 용이하고 더 나은 내구력을 가질 수 있다.

연결유닛(200)은 신축유닛(100)의 사이사이를 연결하며, 구동유닛(300)으로부터 발생되는 힘을 신축유닛(100)에 전달하는 역할을 할 수 있다. 이러한 연결유닛(200)은 신축유닛(100)과 길이방향으로 겹치며 신축유닛(100)의 일단부와 연결되는 제1연결유닛(201)과, 신축유닛(100)과 길이방향으로 겹치며 신축유닛(100)의 타단부와 연결되는 제2연결유닛(202)을 포함할 수 있다. 이때, 연결유닛(200)이 신축유닛(100)과 길이방향으로 겹치며 연결된다는 것은, 제1연결유닛(201)이 신축유닛(100)을 가로지르며 신축유닛(100)의 반대편과 연결되고, 제2연결유닛(202)이 신축유닛(100)을 가로지르며 신축유닛(100)의 반대편과 연결되는 것을 의미하는 것으로, 이는 연결유닛(200)이 신축유닛(100)을 양측에서 잡아당기면 신축유닛(100)이 늘어나지 않고 수축되는 구조를 구현한다.

연결유닛(200)은 그에 작용되는 장력, 즉 응력을 버티기 용이하게 큰 내력강도를 가진 소재로 이루어질 수 있다. 일례로, 연결유닛(200)은 큰 강성을 가진 와이어일 수 있다.

제1연결유닛(201)은 탄력관(110)의 길이방향 먼 위치, 즉 탄력관(110)과 연결되되 탄력관(110)과 길이방향으로 먼 곳의 일단과 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제2연결유닛(202)은 탄력관(110)의 타단과 연결될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 탄력관(110)의 길이만큼 제1연결유닛(201)과 제2연결유닛(202)은 서로 평행하게 겹치며 배치될 수 있다. 이는 구동유닛(300)에 마련된 구동장치(310)가 연결유닛(200)을 권취하는 방향으로 작동되는 경우, 제2연결유닛(202)과 함께 탄력관(110)을 수축시키게 된다.

또, 연결유닛(200)은 상기 구동유닛(300)에 의한 구동력을 전달하는 주연결부(210)와, 상기 주연결유닛(200)과 상기 지지부(112)의 중심을 연결하여 상기 신축유닛(100)의 비틀림을 막아주는 보조연결부(220)를 포함할 수 있다.

주연결부(210)는 구동유닛(300)에 의해 전달되는 힘이 직접적으로 작용되는 부분을 말한다. 그리고 보조연결부(220)는 원통형인 탄력관(110)의 원중심에 힘이 작용되도록 원의 테두리 부분과 원의 중심에 위치하는 주연결부(210)를 연결한다. 이러한 보조연결부(220)는 주연결부(210)로부터 작용되는 힘이 탄력관(110)의 양단의 면중심에 위치하도록 하여, 탄력관(110)이 길이방향으로 수축되지 않고 비틀리거나 휘어지는 현상을 방지한다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 구동유닛의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동유닛의 측단면도이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 가라앉은 구동유닛의 측단면도이다.

도면을 참조하면, 구동유닛(300)은 쓰레기 포집장치의 부력을 조절하는 역할과, 쓰레기를 포집하는 구동력을 제공하는 역할을 할 수 있다. 이러한 역할들은 각각 부력조절장치(320)와, 구동장치(310)에 의해 구현된다. 이때, 구동장치(310)는 부력조절장치(320)를 가운데 두고, 양단에 각각 제1구동장치(311)와 제2구동장치(312)가 마련된 형태일 수 있다.

구동장치(310)는 와이어인 연결유닛(200)을 권취하는 권취기일 수 있다. 이는 내부에 마련된 모터(미도시)를 이용해 연결유닛(200)을 내부로 당기며 수용하는 형태일 수 있다. 모터, 즉 전동기의 힘으로 와이어를 자동으로 감아 방식이다. 이때, 모터의 구동을 위해 구동장치(310)에는 배터리(미도시)가 내장될 수 있다. 한편, 이러한 구동장치(310)는 모터가 아닌 유압식으로 작동되는 자동권취기일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

그리고 본 발명에 따른 쓰레기 포집장치는 바다 위 넓은 범위에 펴져 있게 되므로, 선박 등의 물체가 쓰레기 포집장치에 접근하는 경우 그들이 지나가기 용이하게 해수면 아래로 하강되어야 한다. 따라서 쓰레기 포집장치에는 부력을 조절할 수 있는 부력조절장치(320)가 구동유닛(300) 일측에 결합될 수 있다.

부력조절장치(320)는 부력을 조절하여 쓰레기 포집장치를 침강시키거나 부상시키는 장치이다. 즉, 부력조절장치(320)는 내부의 부력을 조절함으로써 쓰레기 포집장치의 일부를 해수면 아래로 침강하게 하거나, 다시 해수면 위로 부상하도록 할 수 있다. 이러한 부력조절장치(320)는 도시된 바와 같이 하나의 구동유닛(300)에 하나의 부력조절장치(320)가 마련될 수도 있고, 설계자의 설계사항에 다라 다수개의 부력조절장치(320)가 설치될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

부력조절장치(320)는 몸체부(321)와, 몸체부(321)를 외부와 연통시키는 유수구(325)와 몸체부(321) 내부의 해수를 밖으로 배출시키는 배수펌프(328)를 포함한다.

몸체부(321)는 원통형 또는 다각통형의 형상으로 마련될 수 있다. 그리고 몸체부(321)의 내부에는 해수가 채워지는 부력조절공간(322)이 형성될 수 있다. 부력조절공간(322)에 해수가 유입되거나 배출되면, 부력조절장치(320)는 해수면 아래로 가라앉거나 해수면 위로 떠오르게 된다. 몸체부(321)에는 적어도 하나의 유수구(325)가 형성될 수 있다.

유수구(325)는 원형 또는 사각형의 단면으로 형성될 수 있으며, 몸체부(321)의 상단부와 하단부에 각각 적어도 하나가 형성될 수 있다. 몸체부(321)는 유수구(325)를 통해 부력조절공간(322)과 몸체부(321)의 외부를 연통시킬 수있다. 이러한 유수구(325)는 밀폐부재(326)에 의해 밀폐될 수 있다.

밀폐부재(326)는 유수구(325)를 밀폐하여 부력조절공간(322)과 몸체부(321)의 외부를 차단한다. 밀폐부재(326)는 몸체부(321)의 상단부와 하단부에 각각 적어도 하나가 형성될 수 있다. 밀폐부재(326)의 일 측은 유수구(325)의 단면적과 같게 형성될 수 있으며, 타 측은 유수구(325)의 단면적보다 확장되게 형성될 수 있다. 즉, 밀폐부재(326)는 일 측이 유수구(325)에 수용되고 타 측은 확장되어 밀폐부재(326)가 유수구(325)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 유수구(325)를 완전히 밀폐할 수 있다.

밀폐부재(326)는 작동기(327)에 의해 작동될 수 있다. 작동기(327)는 몸체부(321)의 내부에 설치되며, 밀폐부재(326)를 이동시켜 유수구(325)를 밀폐하거나 개방할 수 있다. 예를 들어, 작동기(327)가 밀폐부재(326)를 유수구(325)에 삽입하면 몸체부(321)는 외부와 완전히 차단되어 내부에 밀폐된 부력조절공간(322)을 형성할 수 있다. 작동기(327)는 모터로 형성될 수 있다. 그러나, 작동기(327)는 모터로 한정될 것은 아니며, 밀폐부재(326)를 작동시킬 수 있는 다양한 형태로 변형이 가능하다. 예를 들어, 작동기(327)는 유압 실린더로 형성될 수도 있다. 작동기(327)의 외측과 내측은 방수처리가 되어 있어, 부력조절공간(322)에 해수가 유입되더라도 작동이 가능하다.

몸체부(321)의 상단부에는 분리막(323)이 형성될 수 있다. 즉, 분리막(323)를 통해 몸체부(321)는 부력조절공간(322)과 배수공간(324)으로 분리될 수 있다. 분리막(323)은 몸체부(321)의 상단부에 형성된 유수구(325)의 주변에 형성되며, 몸체부(321)와 같은 재질로 형성될 수 있다. 분리막(323)은 별도의 수밀장치(도시되지 않음)를 통해 부력조절공간(322)과 배수공간(324)을 격리시킬 수 있다.

배수공간(324)은 분리막(323)의 상부에 형성된 공간으로, 배수공간(324)의 일 측은 유수구(325)와 연통된다. 몸체부(321)의 상단부에 형성된 유수구(325)에 수용되는 밀폐부재(326)는 작동기(327)에 의해 이동하더라도 배수공간(324)을 이탈하지 않는다. 배수공간(324)은 몸체부(321) 내부에 유입된 해수를 외부로 배출시키는 배출관(329)과 연통될 수 있다. 배출관(329)은 분리막(323)의 일 측을 관통하여 배수공간(324)과 연통된다. 배출관(329)의 일 측은 배수공간(324)에 결합되고, 타 측은 배수펌프(328)에 결합된다.

배수펌프(328)는 부력조절공간(322) 내부에 유입된 해수를 유수구(325)를 통해 몸체부(321) 밖으로 배출시키는 장치로, 몸체부(321)의 내부에 설치될 수 있다. 배수펌프(328)의 일 측에는 유입관(328a)이 형성된다. 즉, 배수펌프(328)의 일 측에는 배출관(329)이 결합되고, 타 측에는 유입관(328a)이 결합된다. 유입관(328a)은 배수펌프(328)의 작동에 의해 해수를 흡입하고, 흡입된 해수는 배수펌프(328)에 결합된 배출관(329)을 지나 유수구(325)를 통하여 몸체부(321) 밖으로 배출될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동유닛(300)의 측단면도이고, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 가라앉은 구동유닛의 측단면도이다. 이하, 도 6과 도 7을 참조하여 부력조절장치(320)의 동작에 관해 좀 더 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쓰레기 포집장치는 부력조절장치(320)의 부력을 조절하여 쓰레기 포집장치를 침강시키거나 부상시키는 구조를 갖는다. 즉, 부력조절장치(320) 내부에 해수를 유입하여 해수면 아래로 쓰레기 포집장치를 침강시키거나, 내부에 유입된 해수를 외부로 배출시켜 해수면 위로 쓰레기 포집장치를 부상시키는 구조를 갖는다.

먼저 도 7을 참조하면, 해수면 근처에 설치된 쓰레기 포집장치를 해수면 아래로 가라앉도록 해야 하는 경우, 부력조절장치(320)는 내부로 해수를 유입해야 한다. 부력조절공간(322)에 유입되는 해수의 양은 쓰레기 포집장치가 침강해야 하는 깊이에 따라 조절할 수 있다.

부력조절장치(320)에 해수를 유입하기 위해서, 작동기(327)를 작동시켜 몸체부(321)의 하단에 형성된 유수구(325)를 밀폐하고 있던 밀폐부재(326)를 부력조절공간(322)으로 수용시킨다. 밀폐부재(326)가 부력조절공간(322)으로 수용되면 유수구(325)가 개방되고, 유수구(325)를 통해 부력조절공간(322)에 해수가 유입된다. 부력조절공간(322)에 해수가 유입되면 쓰레기 포집장치가 해수면 아래로 침강하고, 원하는 깊이만큼 쓰레기 포집장치가 침강하면 다시 작동기(327)를 작동시켜 밀폐부재(326)를 유수구(325)에 삽입시킨다. 밀폐부재(326)는 유수구(325)을 완전히 밀폐하여 부력조절공간(322)을 외부와 완전히 차단시킨다. 부력조절공간(322)에 해수가 완전히 유입되더라도, 분리막(323)에 의해 배수공간(324)에는 해수가 유입되지 않는다. 한편, 몸체부(321)의 상단에 형성된 유수구(325)는 밀폐부재(326)에 의해 밀폐된 상태를 유지한다. 또한, 부력조절공간(322)의 일 측에 형성된 배수펌프(328)는 작동되지 않는다.

이어서 해수면 아래로 가라앉은 쓰레기 포집장치를 해수면 근처로 부상시켜야 하는 경우, 부력조절장치(320)는 내부에 유입된 해수를 외부로 배출시켜야 한다. 이때, 작동기(327)를 작동시켜, 몸체부(321)의 상단에 형성된 유수구(325)를 밀폐하고 있던 밀폐부재(326)를 배수공간(324)으로 수용시킨다. 밀폐부재(326)가 배수공간(324)으로 수용되면, 유수구(325)는 개방된다. 유수구(325)를 개방한 후, 배수펌프(328)는 유입관(328a)을 통해 부력조절공간(322)의 해수를 흡입시킨다. 흡입된 해수는 배출관(329)을 지나 배수공간(324)에 배출되고, 개방된 유수구(325)를 통해 몸체부(321)의 외부로 완전히 빠져나갈 수 있다. 부력조절공간(322)의 해수가 외부로 배출되면, 쓰레기 포집장치는 점점 부상하게 된다. 쓰레기 포집장치가 해수면으로 떠오르면, 다시 작동기(327)를 작동시켜 밀폐부재(326)를 유수구(325)에 삽입시킨다. 밀폐부재(326)는 유수구(325)를 완전히 밀폐하며, 배수공간(324)에는 해수가 일부 존재할 수도 있다. 한편, 몸체부(321)의 하단에 형성된 유수구(325)는 밀폐부재(326)에 의해 밀폐된 상태를 유지한다.

일반적인 경우, 쓰레기 포집장치는 해수면 근처에 부유하도록 설치된다. 쓰레기 포집장치는 해수면에 부유하며 추출시설로부터 추출된 원유나 천연가스를 육지의 저장시설로 운송한다. 쓰레기 포집장치의 근처로 선박과 같은 물체가 접근하거나 지나가는 경우, 쓰레기 포집장치는 일부를 해수면 아래로 침강시켜 쓰레기 포집장치와 물체가 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이때, 물체와 인접하는 부분의 쓰레기 포집장치만 해수면 아래로 침강시킬 수 있으며, 물체와 인접하지 않는 나머지 부분은 해수면에 부유한 채로 유지될 수 있다.

쓰레기 포집장치를 침강시키기 위해 부력조절장치(320)의 내부에 해수를 유입시킨다. 부력조절장치(320)에 해수가 유입되면, 부력조절장치(320)가 결합된 쓰레기 포집장치는 해수면 아래로 가라앉게 된다. 이때, 가라앉은 부력조절장치(320) 주위의 연결유닛(200)는 굴절되며, 연결유닛(200)에 결합된 신축유닛(100)은 일정한 각도로 기울어져 하강하거나 상승하는 형태로 배치될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 쓰레기 포집장치의 제1상태도이고, 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 쓰레기 포집장치의 제2상태도를 나타낸다. 여기서, 제1상태도는 쓰레기 포집장치가 작동되기 전 상태를, 제2상태도는 쓰레기 포집장치가 작동된 이후의 상태를 나타낸다. 이하 도 8과 9를 참조하여, 본 발명의 쓰레기 포집장치가 쓰레기를 포집하는 작동방식과, 쓰레기 수거작업이 완료된 이후 쓰레기 포집장치를 원상태로 되돌려 재작업이 용이한 상태로 만드는 작동방식에 대하여 상세히 설명한다.

각각의 연결유닛(200)는 신축유닛(100)에 의해 연결되고, 연결유닛(200) 또는 신축유닛(100) 중 적어도 하나에는 구동유닛(300)가 결합된다. 구동유닛(300)는 쓰레기 포집장치에 다수개가 결합될 수 있으며, 일정한 간격을 두고 떨어져서 설치될 수 있다.

해수면에 퍼져있는 쓰레기는 넓은 범위에 퍼져있어 이들을 한데 모아 수거하기 어려움이 있다. 따라서, 쓰레기 포집장치는 쓰레기의 포집을 위하여 해수면 위에 넓은 범위에 도 8과 같은 형태로 펼쳐지게 된다. 이같이 쓰레기 포집장치가 펼쳐지는 과정은 인력에 의할 수도 있으나, 두 개의 선박이 서로 호를 그리며 해수면 위에 쓰레기 포집장치를 풀어놓는 방식으로 수행될 수 있다.

이러한 과정을 거쳐 쓰레기 포집장치를 해수면 위에 풀어 놓은 이후에는, 쓰레기의 포집을 위해 구동장치(310)를 작동시키게 된다. 이때, 구동장치(310)는 후술할 제어부(400)에 의해 작동되거나, 스위치의 온오프 방식으로 수작업에 의해 작동될 수 있다. 이러한 구동장치(310)는 연결유닛(200)에 힘을 전달하고, 그 힘은 신축유닛(100)을 길이방향으로 수축시키게 된다. 예를 들어, 신축유닛(100)은 서로 반대방향으로 힘을 전달하는 제1연결유닛(201)과 제2연결유닛(202)에 의해 수축될 수 있다.

상기한 방식으로 수축되는 신축유닛(100)은 쓰레기 포집장치가 만드는 해수면 상의 포집범위를 줄이게 된다. 복수개의 신축유닛(100)이 연결유닛(200)에 의해 연속적으로 연결되어 있으므로, 하나의 구동장치(310)에서 작용되는 구동력은 복수개의 신축유닛(100) 전체에 순차로 전달되며, 이에 영향을 받는 복수개의 신축유닛(100)이 한번에 수축되면서 포집범위를 줄이게 되는 것이다. 결과적으로, 쓰레기 포집장치는 포집범위를 점차 줄이며 포집범위 내의 쓰레기들을 한데 모으게 된다.

다음으로는 쓰레기를 수거하는 작업이 수행된다. 이러한 쓰레기 수거작업은 많은 양의 쓰레기를 한번에 처리할 수 있는 쓰레기 수거선(미도시)에 의해 이루어질 수 있다. 이때, 부력조절장치(320)의 역할이 중요해진다. 쓰레기 수거선은 해수면 상을 부유하며 이동하므로, 쓰레기 포집장치의 내측으로 이동하기 위하여는 쓰레기 포집장치의 일부가 해저로 가라앉거나 일부를 절단하여야 한다. 하지만, 앞서 설명한 바와 같이 부력조절장치(320)가 쓰레기 포집장치의 일부를 해저로 가라앉히게 되면, 그 부분으로 쓰레기 수거선이 쓰레기 포집장치의 내측으로 진입이 가능해지며, 쓰레기 수거작업이 손쉽게 수행되게 된다.

다음으로는 쓰레기 포집장치를 원상태로 원복하는 작업이 수행된다. 이는 신축유닛(100) 내부의 탄성부재(120)에 의해 손쉽게 이루어진다. 구동장치(310)로부터 작용되던 힘을 제거하면, 탄력관(110)은 탄성부재(120)를 수용하고 있으므로, 탄성부재(120)는 수축된 탄력관(110)을 신장하는 방향으로 탄성력을 작용하게 되고, 탄력관(110)은 수축된 상태에서 다시 원상태로 곧바로 되돌아 갈 수 있게 된다.

결국, 탄력관(110)은 내부에 탄성부재(120)를 수용하고 있어 복원력을 가지고 있으므로, 구동장치(310)에 의한 구동력이 해제되면 다시 원래 형태로 되돌아가게 된다. 이는 쓰레기 포집장치의 재이용에 용이한 장점을 가진다. 이때, 신축유닛(100)은 부력체 역할을 하면서, 동시에 연결유닛(200)에 의해 전달되는 구동력에 의해 탄력적으로 수축 및 팽창될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 쓰레기 포집장치의 제어방식을 나타낸다. 이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 쓰레기 포집장치는, 쓰레기 포집장치로 접근하는 물체를 인식하는 센서부(430) 및 제어소(420)와 통신을 하는 통신부(410) 및 통신부(410)로부터 전달받은 신호에 따라 배수펌프(328) 또는 작동기(327) 또는 구동장치(310)를 선택적으로 제어하는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다.

이때, 구동유닛(300)은 센서부(430)나 통신부(410)에 의해 작동되는 구조일 수 있다. 구동유닛(300)가 센서부(430)나 통신부(410)에 의해 작동됨으로써, 쓰레기 포집장치 근처의 장애물을 좀 더 쉽게 인식할 수 있고, 구동유닛(300)의 정밀한 제어가 가능하다. 이를 위해 구동유닛(300)의 일 측에는 센서부(430)나 통신부(410)가 마련될 수 있다. 한편, 이러한 센서부(430) 또는 통신부(410)는 그 크기가 작아 신축유닛(100) 또는 연결유닛(200)에 마련될 수도 있으며, 이에 한정하지 않는다.

센서부(430)는 쓰레기 포집장치에 접근하는 물체를 인식하는 것으로, 구동유닛(300)의 외측 또는 내측 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 센서부(430)는 초음파센서, 수중음향탐지기, 적외선센서, 레이저센서, 이미지센서 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.

초음파센서는 초음파를 발생시켜 대상물에 반사된 초음파를 통해 대상물의 거리나 방향을 감지할 수 있고, 수중음향탐지기는 수중 음파를 이용하여 바다 속 대상물의 존재나 위치를 탐지할 수 있다. 또한, 적외선센서는 적외선을 이용하여 대상물을 감지할 수 있고, 레이저센서는 레이저를 이용하여 일정 거리 안에 대상물의 존재 유무를 감지할 수 있으며, 이미지센서는 대상물에서 반사된 빛에 반응하여 대상물을 감지할 수 있다.

그러나 센서부(430)는 전술한 것으로 한정될 것은 아니며, 접근하는 물체를 인식할 수 있는 다양한 형태로 변형될 수 있을 것이다. 예를 들어, 센서부(430)는 거리인식센서로 형성될 수도 있다. 센서부(430)는 실시간으로 쓰레기 포집장치에 접근하는 물체를 인식하여, 물체가 인식되면 제어부(400)에 제어신호를 전달할 수 있다.

제어부(400)는 센서부(430)로부터 전달받은 제어신호에 따라 배수펌프(328)와 작동기(327)를 제어한다. 예를 들어, 센서부(430)를 통해 물체가 인식된 경우, 제어부(400)는 작동기(327)에만 작동신호를 전달할 수 있다. 제어부(400)로부터 작동신호를 받은 작동기(327)는 유수구(325)를 밀폐하고 있던 밀폐부재(326)를 몸체부(321) 내부로 수용하여 유수구(325)를 개방할 수 있다. 개방된 유수구(325)를 통해 부력조절공간(322)에 해수가 유입되어 쓰레기 포집장치는 해수면 아래로 침강될 수 있다. 또한, 제어부(400)로부터 작동신호를 받지 못한 배수펌프(328)는 작동되지 않고 정지된 상태를 유지한다.

통신부(410)는 구동유닛(300)의 외부에 위치하는 제어소(420)와 통신을 하여 제어부(400)에 제어신호를 전달한다. 제어소(420)는 구동유닛(300)의 외부에서 실시간으로 쓰레기 포집장치의 상황을 감시하는 곳으로, 상황에 따라 구동유닛(300)의 부력을 조정할 수 있도록 통신부(410)에 신호를 전송한다.

통신부(410)는 구동유닛(300)의 외측 또는 내측 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 통신부(410)는 제어소(420)와 유선 또는 무선 통신을 하여 제어소(420)로부터 전송되어온 신호에 따라 쓰레기 포집장치로 접근하는 물체를 인식할 수 있다. 전송된 신호에 의해 통신부(410)에서 물체가 인식되면, 통신부(410)는 제어부(400)에 제어신호를 전달할 수 있다. 제어부(400)는 통신부(410)로부터 전달받은 제어신호에 따라 배수펌프(328)와 작동기(327)를 제어하며, 쓰레기 포집장치는 해수면 아래로 침강하거나 해수면 위로 부상할 수 있다.

또 제어부(400)는 구동유닛(300)에 마련된 구동장치(310)를 제어할 수 있다. 바다 위 수면 위에 신축유닛(100)과 연결유닛(200)이 연결된 결합체를 작업자가 넓은 범위로 퍼뜨리면, 제어부(400)를 통해 구동장치(310)를 작동하여 쓰레기 포집작업을 진행하는 방식이다. 마찬가지로, 쓰레기 포집 이후 수거작업이 완료되면, 제어부(400)의 조절을 통해 구동장치(310)의 작동을 멈추고, 쓰레기 포집장치가 처음 원래 상태로 되돌아가도록 할 수 있다.

이상으로 본 발명에 따른 쓰레기 포집장치를 이루는 각 부분들과, 그들의 유기적인 작동에 의한 작동방식을 살펴보았다. 이를 참조하면 본 발명에 따른 쓰레기 포집장치는 다음과 같은 이점을 가진다. 연결유닛(200)으로 이어진 구동유닛(300)을 포함하여, 구동유닛(300)의 작동에 의해 넓은 범위에 퍼져있는 쓰레기를 한 곳에 용이하게 모을 수 있는 이점이 있다.

또한, 서로 신축가능한 신축유닛(100)으로 연결되어, 구동유닛(300)에서의 구동력이 해제되면 쓰레기 포집장치가 용이하게 원래 상태로 회복되므로, 재이용이 용이한 이점을 가진다.

또한, 쓰레기 포집장치의 잠수 또는 부유를 선택적으로 조절가능한 부력조절장치(320)를 포함하여, 선박 등이 넓은 범위에 퍼져있는 쓰레기 포집장치를 지나가기 용이한 이점이 있다.

또한, 하나의 구동유닛(300)에 쓰레기의 포집을 위한 구동장치(310)와 잠수나 부유를 조절하는 부력조절장치(320)를 포함하여 단순한 구조로 여러 기능을 수행가능하며 경제적이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 신축유닛 110: 탄력관
110a: 내부공간 111: 신축부
112: 지지부 110': 탄력관
120: 탄성부재 200: 연결유닛
201: 제1연결유닛 202: 제2연결유닛
210: 주연결부 220: 보조연결부
300: 구동유닛 310: 구동장치
311: 제1구동장치 312: 제2구동장치
320: 부력조절장치 321: 몸체부
322: 부력조절공간 323: 분리막
324: 배수공간 325: 유수구
326: 밀폐부재 327: 작동기
328: 배수펌프 328a: 유입관
329: 배출관 400: 제어부
410: 통신부 420: 제어소
430: 센서부

Claims (7)

1. 탄력관을 구비하는 신축유닛;
   상기 신축유닛을 매개로 연결되는 복수의 연결유닛;
   상기 연결유닛 또는 상기 신축유닛 중 적어도 어느 하나에 연결된 구동유닛을 포함하는 쓰레기 포집장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결유닛은
   상기 신축유닛을 가로지르며 그의 일단부와 연결되는 제1연결유닛; 및
   상기 신축유닛을 가로지르며 그의 타단부와 연결되는 제2연결유닛을 포함하는 쓰레기 포집장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 탄력관은
   상기 구동유닛의 구동력에 의해 탄력적으로 신축되는 신축부; 및
   상기 연결유닛과 연결되는 지지부를 포함하는 쓰레기 포집장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연결유닛은
   상기 구동유닛에 의한 구동력을 전달하는 주연결부; 및
   상기 주연결유닛과 상기 지지부의 중심을 연결하여 상기 탄력관의 비틀림을 막아주는 보조연결부를 포함하는 쓰레기 포집장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 구동유닛은
   상기 연결유닛 또는 상기 이음부재 중 적어도 하나에 연결되어 구동력을 발생시키는 구동장치; 및
   내부의 부력을 조절하여 상기 연결유닛이나 상기 이음부재 중 일부를 선택적으로 해수면 아래로 침강시키거나 해수면 위로 부상시키는 부력조절장치를 포함하되,
   상기 부력조절장치는
   내부에 물이 채워지는 부력조절공간이 형성된 몸체부;
   상기 몸체부에 형성되며, 상기 부력조절공간과 상기 몸체부의 외부를 서로 연통시키는 적어도 하나의 유수구; 및
   상기 유수구를 통하여 상기 부력조절공간 내부의 물을 상기 몸체부 밖으로 배출시키는 배수펌프를 포함하는 쓰레기 포집장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 부력조절장치는
   상기 유수구를 밀폐하는 밀폐부재; 및
   상기 밀폐부재를 이동하여 상기 유수구를 밀폐하거나 개방하는 작동기를 더 포함하는 쓰레기 포집장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 쓰레기 포집장치로 접근하는 물체를 인식하는 센서부; 및
   제어소와 통신을 하는 통신부; 및
   상기 통신부로부터 전달받은 신호에 따라 상기 배수펌프 또는 상기 작동기 또는 상기 구동장치를 선택적으로 제어하는 제어부를 더 포함하는 쓰레기 포집장치.

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