KR20200127389A - 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차체에 적재부가 마련되는 수륙양용차; 상기 적재부로부터 후방으로 연장되도록 마련되고, 작업자가 위치하도록 바닥면이 마련되고, 난간이 마련되는 프레임; 상기 프레임에 수직되게 마련되는 노즐설치대; 상기 적재부에 설치되고, 상기 노즐설치대에 설치되는 분사노즐에 분사호스를 통해 고압으로 물을 공급함으로써, 상기 분사노즐을 통해서 수중의 오염퇴적물에 대하여 고압의 물을 분사하여 오염퇴적물을 교란시키는 고압분사부; 상기 수륙양용차의 차체에 힌지 결합되어 상하구동부에 의해 상기 차체의 전방에서 상하로 회전 가능하게 설치되는 지지대; 및 상기 지지대에 설치되고, 상기 고압분사부에 의해 교란된 오염퇴적물을 흡입하도록 하는 흡입부;를 포함하는 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 하천, 호수, 연못, 저수지, 하구, 항내 등의 오염퇴적물을 편리하면서도 효율적으로 제거하도록 함과 아울러, 수중의 돌 등에 부착된 조류나 이물질을 탈리 제거할 수 있고, 하천 등에서 원하는 위치로 손쉽게 이동하여 오염퇴적물의 제거 작업 등을 신속하게 수행할 수 있으며, 나아가서 수초 커팅 및 제거 작업을 수행할 수 있도록 함으로써, 하천 등의 관리가 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.

Description

고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템{Contaminated sediment removal system using high pressure injection and suction method}

본 발명은 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오염하천, 연못(pond), 하구, 항내, 저수지 등 부영양된 하천 및 호수의 유입부 얕은 지역에 퇴적으로 인해 발생하는 오염물질(유기·무기물질 등)을 고압 분사와 흡입 방식으로 오염퇴적물을 수거 처리하는 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 도심하천이나 공장지대를 흐르는 하천은 오염퇴적물에 의한 다양한 문제를 지니고 있다. 특히 오염물질의 퇴적으로 혐기성 분해가 진행될 수 있으며, 이로 인해 악취 등이 발생하고 민원으로 이어진다. 또한, 하천생태계가 훼손되어 어류 등 생물 다양성이 크게 떨어진다. 호수생태계도 예외는 아니다. 오염물질이나 영양염류(인, 질소 등)가 많이 유입되는 호수나 댐은 상류부터 댐 앞까지 물의 흐름에 따라 침전되는 입자는 다르지만, 전체적으로 퇴적이 발생한다. 특히 호수 유입부 지역은 수심이 얕고, 빛이 바닥층까지 침투하기 때문에 유해조류가 자주 번식하며, 유해조류 우심지역으로 상시 관찰대상이 되기도 한다.

기존에는 이러한 하천, 연못(pond), 저수지, 하구, 항내 및 호수 등에 퇴적된 오염퇴적물을 제거하기 위해 포크레인 및 대형 준설용 장비를 이용하였다. 이러한 장비들은 바닥층의 토사 슬러지를 한꺼번에 제거함으로서 많은 양의 준설토를 발생시켰다. 특히 하천에서는 모래, 자갈 등이 생물의 서식 기반이 되는데, 이러한 장비를 이용할 경우 이들의 훼손이 동반되는 경우가 많다. 특히 모래유실이 많이 발생한다. 또한, 준설량이 많아 준설 폐기물처리의 처리 비용이 과다하게 발생한다.

종래 오염된 퇴적물 제거를 위한 기술로서, 한국해서는 오탁방지막을 사용하는데, 이와 관련되는 종래 기술로서, 한국등록특허 제10-0819548의 "하천 퇴적물 제거시설"이 제시된 바 있다. 이러한 종래 기술은 하천 바닥에 안착되는 수평부, 상기 수평부 상에 수직으로 형성되어 하천수의 흐름을 막아 담수하는 수직부 및 상기 수평부의 일측 단부에서 하부를 향해 연장 형성되어 상기 하천 바닥에 박혀 고정되는 전단부로 이루어진 물막이보와; 상부를 향해 개방된 안착홈이 형성되며 저부를 향해 개방된 통공이 구비된 박스형태이며 상기 물막이보의 상류측 바닥에 상기 물막이보의 길이방향을 따라 형성되는 기초블록, 상부를 향해 개방된 반원통형으로 이루어지며 일측 저부에 상기 기초블록의 통공에 관통되는 관형의 배출부가 형성되고 바닥부가 상기 배출부측으로 갈수록 하향 경사지게 형성되어 상기 기초블록에 삽입되는 케이싱, 상기 케이싱의 내부에 제자리 회전 가능하게 장착되어 구동수단을 통해 제자리 회전하면서 상기 케이싱 내부에 유입되는 퇴적물을 상기 배출부측으로 이송하는 이송스크류, 상기 케이싱의 배출부에 관이음되어 상기 이송스크류에 의해 이송되는 퇴적물을 배출하는 배출관, 다수의 퇴적물 유입홀을 갖으며 길이방향 양측에 각각 외향 플랜지가 형성된 하부 개방형 반원통형으로 이루어져 상기 외향 플랜지를 통해 상기 케이싱의 상부에 결합되어 상기 이송스크류를 덮는 암석 거름덮개로 이루어진 퇴적물 이송수단을 포함하여 구성된 하천 퇴적물 제거시설에 있어서, 암석이 상기 암석 거름덮개로부터 이격되어 상기 암석 거름덮개가 막히지 않도록 중앙부가 상부를 향해 볼록한 곡선형 단면의 바(bar) 형태로 이루어져 상기 암석 거름덮개를 덮으면서 양측(상류측과 하류측)이 각각 상기 기초블록과 상기 물막이보의 수평부에 앵커로 고정되며 저부에 상기 암석 거름덮개의 외향 플랜지를 눌러 부유하지 않도록 하는 양측(상류측과 하류측)에 각각 누름바가 구비된 다수의 부유방지덮개가 퇴적물이 상기 이송스크류측으로 유입되도록 하천의 폭방향을 따라 일정 간격을 두고 설치된다.

이와 같은 종래 기술에 따르면, 오염된 퇴적물 제거에 앞서 작업계획에 따라 오탁방지막(필요시 2∼3중 오탁방지막 설치)으로 작업구역을 분리한다. 즉, 하천에서의 작업은 하천의 상·하 흐름 방향을 고려하여 작업의 우선순위에 따라 하천의 좌·우측을 분리하도록 오탁방지막을 설치하며, 오탁방지막을 설치하지 않은 반대쪽으로 물의 흐름이 원활하도록 유도한다. 이러한 오탁방지막 설치는 고압 분사시 발생한 바닥 퇴적층 오염물질이 하류 지역으로 떠내려가거나 호수 전체로 확산되는 것을 차단하기 위한 것이다. 또한 고압분사 후 응집된 오염물질을 빠르게 침전시켜 제거하기 위해서라도 작업 구역 내에서는 물의 흐름을 차단하여야 한다.

그러나, 종래 기술은 고정식으로 인해, 하천 등에서 원하는 위치에 대한 퇴적물 제거에 활용하기 어렵고, 하천 등의 오염퇴적물 등을 손쉽게 제거하는데 한계를 가지는 문제점을 가지고 있었다.

상기한 종래 기술에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 하천, 호수, 연못, 저수지, 하구, 항내 등의 오염퇴적물을 편리하면서도 효율적으로 제거하도록 함과 아울러, 수중의 돌 등에 부착된 조류나 이물질을 탈리 제거하도록 하고, 오염퇴적물의 슬러지 제거에 의해, 오염된 유기물질 및 조류(휴먼포자 등) 등을 선별적으로 처리할 수 있어 준설량을 크게 줄일 수 있으며, 악취 등 민원 해결이 동시에 가능한 하천, 호수, 저수지, 하구, 항만시설 등의 오염퇴적물 제거 및 수질 개선을 가능하도록 하고, 하천 등에서 원하는 위치로 손쉽게 이동하여 오염퇴적물의 제거 작업 등을 신속하게 수행하며, 나아가서 수초 커팅 및 제거 작업을 수행함으로써, 수체(water body)의 수질관리가 효율적으로 이루어지도록 하는데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 차체에 적재부가 마련되는 수륙양용차; 상기 적재부로부터 후방으로 연장되도록 마련되고, 작업자가 위치하도록 바닥면이 마련되고, 난간이 마련되는 프레임; 상기 프레임에 수직되게 마련되는 노즐설치대; 상기 적재부에 설치되고, 상기 노즐설치대에 설치되는 분사노즐에 분사호스를 통해 고압으로 물을 공급함으로써, 상기 분사노즐을 통해서 수중의 오염퇴적물에 대하여 고압의 물을 분사하여 오염퇴적물을 교란시키는 고압분사부; 상기 수륙양용차의 차체에 힌지 결합되어 상하구동부에 의해 상기 차체의 전방에서 상하로 회전 가능하게 설치되는 지지대; 및 상기 지지대에 설치되고, 상기 고압분사부에 의해 교란된 오염퇴적물을 흡입하도록 하는 흡입부;를 포함하는, 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템이 제공된다.

상기 노즐설치대는, 상기 프레임에 수직되게 마련되는 포스트; 상기 포스트의 상단에 수직을 이루는 축을 중심으로 회전하도록 설치되고, 가장자리에 슬릿이 형성되며, 양측에 상기 슬릿을 노출시키도록 곡률을 가지는 가이드홀이 형성되는 각도조절판; 상기 슬릿에 끼워져서 상기 가이드홀을 통해 노출되는 지지축이 상기 각도조절판의 중심을 기준으로 회전하도록 설치되고, 상기 가이드홀을 통해서 노출되는 상기 지지축에 고정볼트로 체결됨으로써 상기 각도조절판으로부터 원하는 각도로 고정되는 지지판; 상기 지지판에 회전결합부에 의해 상하 및 좌우로 회전 가능하도록 결합되는 고정부재; 상기 고정부재에 마련되고, 상기 분사노즐을 클램핑하도록 다수로 마련되는 클램프; 및 상기 지지판으로부터 상기 회전결합부에 의해 상기 고정부재의 각도 조절을 위해 파지하도록 마련되는 손잡이;를 포함할 수 있다.

상기 고정부재는, 십자 형태를 가지고서, 좌측과 우측에 상기 손잡이가 각각 마련되고, 상측과 하측에 상기 클램프가 마련될 수 있다.

상기 클램프는, 상기 고정부재에 마련되고, 노출면에 고정지지홈이 형성되는 고정몸체; 상기 고정몸체에 제 1 힌지결합부에 의해 힌지 결합되고, 상기 고정지지홈에 마주보도록 가동지지홈이 형성되며, 끝단에 걸림홈이 형성되는 가동몸체; 상기 고정몸체의 끝단에 제 2 힌지결합부에 의해 힌지 결합되고, 회전하여 상기 걸림홈에 끼워지는 고정볼트; 및 상기 고정몸체와 상기 가동몸체 사이의 고정지지홈과 가동지지홈 사이에 상기 분사노즐이 끼워진 상태에서, 상기 걸림홈에 끼워진 고정볼트에 나사 체결됨으로써 상기 가동몸체가 상기 고정몸체에 밀착되는 방향으로 가압시키는 고정너트;를 포함할 수 있다.

상기 고압분사부는, 상기 분사노즐을 통해 물과 함께 분사되기 위한 응집제가 저장되는 응집제탱크를 더 포함하고, 상기 적재부는, 힌지 결합되는 커버에 의해 개폐되는 적재공간에 상기 응집제탱크가 수용되도록 할 수 있다.

상기 지지대는, "ㄷ"자 형태를 가지고서, 양단이 상기 차체의 양측에 힌지 결합되고, 상기 상하구동부는, 상기 차체의 양측에 각각 위치하도록 상기 차체와 상기 지지대에 양단이 각각 힌지 결합되는 실린더로 이루어질 수 있다.

상기 흡입부는, 상기 지지대에 마련되는 제 1 결합부에 착탈 가능하게 결합되도록 제 2 결합부가 마련되는 고정대; 상기 고정대의 하단에 마련되는 회전지지대; 상기 회전지지대의 저면에 교란을 위해 회전하도록 설치되는 교란회전체; 상기 교란회전체를 회전시키도록 상기 회전지지대에 설치되는 회전구동부; 및 상기 회전지지대상에 마련되고, 흡입라인을 통해 흡입하도록 하는 흡입펌프;를 포함할 수 있다.

상기 지지대에 상기 흡입부와 교체되어 설치되는 커팅부를 더 포함하고, 상기 커팅부는, 상기 지지대에 마련되는 제 1 결합부에 착탈 가능하게 결합되도록 제 3 결합부가 마련되는 고정대; 상기 고정대의 하단에 수평되도록 마련되는 몸체; 상기 몸체에 나란한 상태에서 상기 몸체의 길이방향을 따라 왕복하도록 설치되고, 수초가 끼워지기 위한 슬릿이 다수로 형성되는 제 1 커터; 상기 몸체에 수초가 끼워지기 위한 슬릿이 다수로 마련되고, 상기 제 1 커터의 저면에 나란하게 위치하도록 상기 몸체에 고정되는 제 2 커터; 및 상기 제 1 커터를 상기 제 2 커터로부터 상기 몸체의 길이방향을 따라 왕복 운동시킴으로써, 상기 슬릿에 끼워지는 수초를 커팅시키도록 하는 커팅구동부;를 포함할 수 있다.

상기 지지대에 상기 흡입부와 교체되어 설치되는 수초수집부를 더 포함하고, 상기 수초수집부는, 상기 지지대에 마련되는 제 1 결합부에 착탈 가능하게 결합되도록 제 4 결합부가 마련되는 고정대; 상기 고정대의 끝단에 전후로 회전 가능하게 결합되는 회전망; 상기 회전망의 하단을 따라 다수개가 간격을 두고서 고정되되, 각각이 전방을 향하도록 고정됨으로써 수초를 들어올리도록 하는 갈고리; 및 상기 고정대와 상기 회전망에 양단이 각각 힌지 결합됨으로써, 상기 고정대로부터 상기 회전망을 전후로 회전시키는 갈고리구동부;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템에 의하면, 하천, 호수, 연못, 저수지, 하구, 항내 등의 오염퇴적물을 편리하면서도 효율적으로 제거하도록 함과 아울러, 수중의 돌 등에 부착된 조류나 이물질을 탈리 제거할 수 있고, 오염퇴적물의 슬러지 제거에 의해, 오염된 유기물질 및 조류(휴먼포자 등) 등을 선별적으로 처리할 수 있어 준설량을 크게 줄일 수 있으며, 악취 등 민원 해결이 동시에 가능한 하천, 호수, 저수지, 하구, 항만시설 등의 오염퇴적물 제거 및 수질 개선을 가능하도록 하고, 하천 등에서 원하는 위치로 손쉽게 이동하여 오염퇴적물의 제거 작업 등을 신속하게 수행할 수 있으며, 나아가서 수초 커팅 및 제거 작업을 수행함으로써, 수체(water body)의 수질관리가 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템에서 클램프를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템에서 적재부를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템에서 흡입부를 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템에서 커팅부를 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템에서 수초수집부를 도시한 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경에 의하여 여러 가지의 실시례를 가질 수 있으므로, 특정 실시례를 예로서 도면에 나타내어 설명하고자 한다. 또한 본 발명은 이러한 특정 실시례로 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례에 대해서 상세히 설명하기로 하며, 도면 부호에 관계없이 동일 내지 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대하여 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템을 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 오염퇴적물 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템(100)은 수륙양용차(110), 프레임(120), 노즐설치대(130), 고압분사부(140), 지지대(150) 및 흡입부(170)를 포함할 수 있다.

수륙양용차(110)는 차체(111)에 적재부(113)가 마련되고, 수상, 육상 모두 주행이 가능한 차량으로서, 예컨대 차체(111) 하부에 다수의 휠(112)을 가진다. 수륙양용차(110)는 공지된 구성을 사용할 수 있음은 물론이다.

프레임(120)은 적재부(113)로부터 후방으로 연장되도록 마련되고, 작업자가 위치하도록 바닥면(121)이 마련되고, 난간(122)이 마련된다. 프레임(120)은 적재부(113)의 일측에 용접이나 볼팅 등에 의해 고정될 수 있다. 바닥면(121)은 휨이 억제되도록 각재 등으로 가장자리 및 저면 등이 보강될 수 있고, 후방을 제외한 가장자리에 상방으로 난간(122)이 용접이나 볼팅 등에 의해 고정될 수 있다.

노즐설치대(130)는 프레임(130)에 수직되게 마련되는데, 후술하게 될 분사노즐(141)의 설치를 위하여, 다양한 방식이 사용될 수 있다. 노즐설치대(130)는 분사노즐(141)의 설치, 방향전환 및 각도조절이 용이하도록 본 실시례에서처럼, 예컨대, 프레임(120)에 수직되게 마련되는 포스트(131)와, 포스트(131)의 상단에 수직을 이루는 축을 중심으로 회전하도록 설치되고, 가장자리에 슬릿(132a)이 형성되며, 양측에 슬릿(132a)을 노출시키도록 곡률을 가지는 가이드홀(132b)이 형성되는 각도조절판(132)과, 슬릿(132a)에 끼워져서 가이드홀(132b)을 통해 노출되는 지지축(133a)이 각도조절판(132)의 중심을 기준으로 회전하도록 설치되고, 가이드홀(132b)을 통해서 노출되는 지지축(133a)에 고정볼트(133b)로 체결됨으로써 각도조절판(132)으로부터 원하는 각도로 고정되는 지지판(133)과, 지지판(133)에 회전결합부(134)에 의해 상하 및 좌우로 회전 가능하도록 결합되는 고정부재(135)와, 고정부재(135)에 마련되고, 분사노즐(141)을 클램핑하도록 다수로 마련되는 클램프(136)와, 지지판(133)으로부터 회전결합부(134)에 의해 고정부재(135)의 각도 조절을 위해 파지하도록 마련되는 손잡이(137)를 포함할 수 있다. 지지판(133)의 지지축(133a)은 각도조절판(132)의 내측 중심에 힌지 결합됨으로써, 지지판(133)이 각도조절판(132)의 외주면을 따라 일정 범위 내에서 회전될 수 있도록 한다. 회전결합부(134)는 지지판(133)과 고정부재(135)가 서로 마주보는 측 중 어느 하나에 마련되는 볼과 다른 하나에 볼을 감싸도록 마련되는 볼하우징을 포함할 수 있다. 따라서, 볼하우징으로부터 볼이 회전함으로써 다양한 방향으로의 회전을 가능하도록 할 수 있다.

이와 같은 노즐설치대(130)에 의하면, 작업자가 바닥면(121)에 위치한 상태에서 손잡이(137)를 잡고서 고정부재(135)를 회전결합부(134)에 의해 상하 및 좌우로 원하는 각도로 회전시킬 수 있으며, 각도조절판(132)과 함께 포스트(131)로부터 수직을 이루는 축을 중심으로 회전시킬 수 있고, 나아가서, 고정부재(135)를 지지판(133)과 함께 각도조절판(132)에서 수평을 이루는 축을 중심으로 각도를 조절할 수도 있다. 따라서, 작업자가 분사노즐(141)의 고압수 분사각도를 원하는 방향으로 용이하게 조절할 수 있다. 이러한 각도조절판(132) 및 고정부재(135)의 회전 조작에 대해서 각도 범위를 제한하도록, 포스트(131), 지지판(133) 등과 같은 회전을 지지하는 부재에 스토퍼가 조임 및 풀림 조작이 가능한 볼트 형태로 마련될 수도 있다.

고정부재(135)는 십자 형태를 가지고서, 좌측과 우측에 손잡이(137)가 각각 마련되고, 상측과 하측에 클램프(136)가 마련될 수 있다. 따라서, 고정부재(135)의 회전 조작에 용이한 파지를 가능하도록 하면서도 분사노즐(141)의 회전 동작이 용이하도록 할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 클램프(136)는 고정부재(135)에 마련되고, 노출면에 고정지지홈(136b)이 형성되는 고정몸체(136a)와, 고정몸체(136a)에 제 1 힌지결합부(136d)에 의해 힌지 결합되고, 고정지지홈(136b)에 마주보도록 가동지지홈(136e)이 형성되며, 끝단에 걸림홈(136f)이 형성되는 가동몸체(136c)와, 고정몸체(136a)의 끝단에 제 2 힌지결합부(136h)에 의해 힌지 결합되고, 회전하여 걸림홈(136f)에 끼워지는 고정볼트(136g)와, 고정몸체(136a)와 가동몸체(136c) 사이의 고정지지홈(136b)과 가동지지홈(136e) 사이에 분사노즐(141)이 끼워진 상태에서, 걸림홈(136f)에 끼워진 고정볼트(136g)에 나사 체결됨으로써 가동몸체(136c)가 고정몸체(136a)에 밀착되는 방향으로 가압시키는 고정너트(136i)를 포함할 수 있다.

고압분사부(140)는 적재부(113)에 설치되고, 노즐설치대(130)에 설치되는 분사노즐(141)에 분사호스(142)를 통해 고압으로 물을 공급함으로써, 분사노즐(141)을 통해서 수중의 오염퇴적물에 대하여 고압의 물을 분사하여 오염퇴적물을 교란시키도록 한다. 고압분사부(140)는 물을 흡입하여 고압수로서 분사하는 고압펌프를 비롯하여, 다양한 고압수 분사장치가 사용될 수 있는데, 분사노즐(141)을 통해 물과 함께 분사되기 위한 천연의 응집제가 저장되는 응집제탱크(143)를 더 포함할 수 있다. 한편, 도 3을 참조하면, 적재부(113)는 힌지 결합되는 커버(113a)에 의해 개폐되는 적재공간(113b)에 응집제탱크(143)가 수용되도록 할 수 있다. 응집제탱크(143)에 저장된 응집제가 예컨대 자체 또는 별도로 마련되는 펌프의 펌핑에 의해 고압수의 분사 경로 상에 공급되도록 구성될 수 있고, 이에 한하지 않고, 다른 예로서 고압수의 분사시 발생하는 압력이나 자중 등에 의해 고압수의 분사 경로 상에 공급되도록 구성될 수도 있다.

도 1을 참조하면, 지지대(150)는 수륙양용차(110)의 차체(111)에 힌지 결합되어 상하구동부(151)에 의해 차체의 전방에서 상하로 회전 가능하게 설치된다. 지지대(150)는 "ㄷ"자 형태를 가지고서, 양단이 차체(111)의 양측에 힌지 결합될 수 있다. 상하구동부(151)는 차체(111)의 양측에 각각 위치하도록 차체(111)와 지지대(150)에 양단이 각각 힌지 결합되는 실린더로 이루어질 수 있다. 실린더는 차체(111)나 적재부(113) 등에 설치되는 유압공급부로부터 공급되는 유압에 의해 동작하도록 구성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 흡입부(170)는 지지대(150)에 설치되어 상하 이동이 가능하도록 하고, 고압분사부(140)에 의해 교란된 오염퇴적물을 흡입하도록 한다. 흡입부(170)는 지지대(150)에 마련되는 제 1 결합부(152)에 볼팅 등에 의해 착탈 가능하게 결합되도록 제 2 결합부(171)가 마련되는 고정대(172)와, 고정대(172)의 하단에 마련되는 회전지지대(173)와, 회전지지대(173)의 저면에 교란을 위해 회전하도록 설치되는 교란회전체(174)와, 교란회전체(174)를 회전시키도록 회전지지대(173)에 설치되는 회전구동부(175)와, 회전지지대(173)상에 마련되고, 흡입라인(177)을 통해 흡입하도록 하는 흡입펌프(176)를 포함할 수 있다. 교란회전체(174)는 다수의 축으로 연결되는 회전원판이거나, 교란을 적절히 유발하기 위한 날개를 가진 임펠러 등을 비롯하여 다양한 구조를 가질 수 있다.

흡입펌프(176)를 통해 흡입되는 오염퇴적물을 포함하는 슬러지는 흡입라인(177)을 따라 바지선 등에 마련되는 마대에 수용될 수 있고, 마대에 수용된 슬러지로부터 마대를 통해서 빠져나온 물이 바지선 등의 선체 내에 수집되면, 펌프를 사용하여 수집된 물을 배출시킬 수 있다. 마대에 물이 빠진 슬러지는 마대와 함께 후속처리를 위해 이송될 수 있다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 지지대(150)에 흡입부(170)와 교체됨으로써 상하 이동이 가능하도록 설치되는 커팅부(180)를 더 포함할 수 있다. 커팅부(180)는 수초의 커팅을 위한 방식으로서 공지된 이발기계의 구성을 차용할 수 있는데, 예컨대, 지지대(150)에 마련되는 제 1 결합부(152)에 볼팅 등으로 착탈 가능하게 결합되도록 제 3 결합부(181)가 마련되는 고정대(182)와, 고정대(182)의 하단에 수평되도록 마련되는 몸체(183)와, 몸체(183)에 나란한 상태에서 몸체(183)의 길이방향을 따라 왕복하도록 설치되고, 수초가 끼워지기 위한 슬릿이 다수로 형성되는 제 1 커터(184)와, 몸체(183)에 수초가 끼워지기 위한 슬릿이 다수로 마련되고, 제 1 커터(184)의 저면에 나란하게 위치하도록 몸체(183)에 고정되는 제 2 커터(185)와, 제 1 커터(184)를 제 2 커터(185)로부터 몸체(183)의 길이방향을 따라 왕복 운동시킴으로써, 슬릿에 끼워지는 수초를 커팅시키도록 하는 커팅구동부(186)를 포함할 수 있다. 여기서 커팅구동부(186)는 예컨대 차체(111)나 적재부(113)에 마련되는 유압공급부로부터 공급되는 유압에 의해 동작하는 유압모터와, 유압모터의 회전력을 직선 왕복 운동으로 전환하도록 편심축을 가지는 크랭크, 캠 등의 부재를 사용할 수 있으며, 공지된 이발기계의 동작 및 구조를 적용할 수도 있다.

도 6을 참조하면, 지지대(150)에 흡입부(170)와 교체되어 설치되는 수초수집부(190)를 더 포함할 수 있다. 수초수집부(190)는 지지대(150)에 마련되는 제 1 결합부(152)에 볼팅 등에 의해 착탈 가능하게 결합되도록 제 4 결합부(191)가 마련되는 고정대(192)와, 고정대(192)의 끝단에 전후로 회전 가능하게 결합되는 회전망(193)과, 회전망(193)의 하단을 따라 다수개가 간격을 두고서 고정되되, 각각이 전방을 향하도록 고정됨으로써 수초를 들어올리도록 하는 갈고리(194)와, 고정대(192)와 회전망(193)에 양단이 각각 힌지 결합됨으로써, 고정대(192)로부터 회전망(193)을 전후로 회전시키는 갈고리구동부(195)를 포함할 수 있다. 여기서, 회전망(193)은 형태 유지를 위하여 가장자리 및 일측면에 각재 등으로 보강될 수 있다. 갈고리구동부(195)는 차체(111)나 적재부(113) 등에 설치되는 유압공급부로부터 동작하는 실린더일 수 있고, 동작에 의해 회전망(193)을 고정대(192)로부터 결합되는 부분, 예컨대 힌지 결합 부분을 중심으로 전후로 회동하도록 하는데, 지지대(150)가 상하구동부(151)에 의해 고정대(192)와 함께 상하 동작함으로써, 갈고리(194)가 커팅된 수초 등을 수중으로부터 들어올린 다음, 반대 동작에 의해 바지선이나 육상에 커팅된 수초를 하역시킬 수 있도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템에 따르면, 고압분사부(140)에 의해 1차적으로 고압분사 방식으로 물과 천연 응집제를 혼합하여 혼합액을 오염퇴적물 표면에 고압으로 분사한다. 고압분사부(140)는 작업자의 안전과 작업효율을 고려하여 기존에 상용화되어 있는 소형 수륙양용차(110)에 설치된다. 고압분사부(140)에 의해 고압으로 물과 응집제의 혼합액을 분사시켜 하천이나 호수 바닥의 오염퇴적물을 뒤집고, 돌과 같은 기질 표면에 붙은 부착조류나 이물질 등을 탈리시킨다. 이러한 유기물질이나 탈리된 물질은 천연 응집제와 반응하여 응집이 발생하며, 점차 바닥으로 다시 가라앉는다. 물론 응집된 오염물질들은 물의 흐름이 없어야 빨리 가라앉으므로 오탁방지막 설치에 의한 작업공간 분리를 잘하여야 한다.

2차적으로 응집된 오염물질은 흡입부(170)를 이용하여 빨아내어 처리한다. 하천에서 작업할 때에는 하천의 둔치지역에 항공마대 거치대를 설치하고, 흡입부(170)로 빨아올린 응집퇴적물을 침전 제거한다. 연못, 저수지, 하구, 항내 및 호수 등에서 작업할 때에는 바지선에 항공마대 거치대를 설치하고, 빨아올린 응집퇴적물을 침전 제거한다. 흡입부(170) 역시 작업자의 안전과 작업효율을 고려하여 기존에 상용화되어 있는 수륙양용차(110)에 설치된다.

응집퇴적물의 침전 제거시 순수한 물은 항공마대의 미세 공극을 통해 천천히 배출된다. 배출수는 순수한 하천수이므로 다시 하천으로 되돌려보낸다. 만약 배출수의 오염도가 높아 그대로 방류가 곤란할 경우는 이를 한 번 더 처리하여 방류할 수 있다.

본 발명에 따르면, 오염퇴적물의 슬러지 제거에 의해, 오염된 유기물질 및 조류(휴먼포자 등) 등을 선별적으로 처리할 수 있어 준설량을 크게 줄일 수 있으며, 악취 등 민원 해결이 동시에 가능한 하천, 호수, 저수지, 하구, 항만시설 등의 오염퇴적물 제거 및 수질 개선을 가능하도록 한다. 특히 하폭이 좁고, 수변 및 수중에 조형물이 많아 기존 준설장비(포크레인 등) 등의 접근이 쉽지 않은 도심하천 등에서 사용이 용이하도록 고안되었다. 특히 하천의 다양한 기질(모래, 자갈, 호박돌 등)을 훼손하지 않으면서, 오염된 유기성 슬러지와 부착조류 등을 제거하여 수계의 수생태계 건강성을 회복시키고, 준설 폐기물량을 획기적으로 줄일 수 있는 하천 슬러지 제거 및 수질개선에 관한 것이다.

하천, 연못, 저수지 및 호수 등 수중생태계에는 수심이 얕은 저수호안 주변의 연안지대(littoral zone)에 수초가 무성하게 성장하는 특징이 있다. 이들 수초는 봄부터 가을까지 광합성을 통해 성장하고 늦가을에 서리가 내리면 대부분 사멸하여 수중 바닥으로 퇴적되고 서서히 분해과정을 걸쳐 무기화된다. 즉, 수중에서 용존산소(DO, dissolved oxygen)를 소모하며 분해되는데, 이 과정에서 수중생태계를 악화시킨다. 용존산소 소모로 수중생태계의 무산소화를 유발하고 혐기성 분해를 촉진하여 메탄(CH₄), 황화수소(H₂S), 이산화탄소(CO₂) 등과 같은 혐기성가스를 생산한다. 따라서 늦가을에 사멸하여 퇴적되기 직전에 이들을 제거하여 수체밖으로 제거하는 것은 수체(water body)의 수질관리에 매우 중요하다. 즉, 수초를 제거하는 만큼 수체내에서 오염부하량을 제거한 것이므로 수체의 수질관리에 매우 중요한 요소이다. 하지만 수계내에서 이러한 수초를 제거하고 관리하기란 쉬운 일이 아니다.

이에 따라 소형의 수륙양용차(110)에 마련된 수초커팅부(180)와 수초수집부(190)에 의해, 제거된 수초를 수체 밖으로 이송처리할 수 있다. 즉 수초커팅부(180)와 수초수집부(190)의 교체 장착으로, 수초 커팅 작업과 커팅된 수초를 수집하여 외부로 하역시키는 작업을 수행할 수 있다. 이로 인해 오염이 예상되는 우심 하천이나 우심수역의 선별적 관리에 매우 유용하고, 특히 수초를 제거(커팅)하고 걷어내고, 오염퇴적물을 처리하여 수질을 개선할 수 있다.

이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기한 실시례에 국한되어 정해져서는 아니되며, 특허청구범위, 그리고 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110 : 수륙양용차 111 : 차체
112 : 휠 113 : 적재부
113a : 적재커버 113b : 적재공간
120 : 프레임 121 : 바닥면
122 : 난간 130 : 노즐설치대
131 : 포스트 132 : 각도조절판
132a : 슬릿 132b : 가이드홀
133 : 지지판 133a : 지지축
133b : 고정볼트 134 : 회전결합부
135 : 고정부재 136 : 클램프
136a : 고정몸체 136b : 고정지지홈
136c : 가동몸체 136d : 제 1 힌지결합부
136e : 가동지지홈 136f : 걸림홈
136g : 고정볼트 136h : 제 2 힌지결합부
136i : 고정너트 137 : 손잡이
140 : 고압분사부 141 : 분사노즐
142 : 분사호스 143 : 응집제탱크
150 : 지지대 151 : 상하구동부
152 : 제 1 결합부 170 : 흡입부
171 : 제 2 결합부 172 : 고정대
173 : 회전지지대 174 : 교란회전체
175 : 회전구동부 176 : 흡입펌프
177 : 흡입라인 180 : 커터부
181 : 제 3 결합부 182 : 고정대
183 : 몸체 184 : 제 1 커터
185 : 제 2 커터 186 : 커터구동부
190 : 수초수집부 191 : 제 4 결합부
192 : 고정대 193 : 회전망
194 : 갈고리 195 : 갈고리구동부

Claims (9)

1. 차체(111)에 적재부(113)가 마련되는 수륙양용차(110);
   상기 적재부(113)로부터 후방으로 연장되도록 마련되고, 작업자가 위치하도록 바닥면(121)이 마련되고, 난간(122)이 마련되는 프레임(120);
   상기 프레임(130)에 수직되게 마련되는 노즐설치대(130);
   상기 적재부(113)에 설치되고, 상기 노즐설치대(130)에 설치되는 분사노즐(141)에 분사호스(142)를 통해 고압으로 물을 공급함으로써, 상기 분사노즐(141)을 통해서 수중의 오염퇴적물에 대하여 고압의 물을 분사하여 오염퇴적물을 교란시키는 고압분사부(140);
   상기 수륙양용차(110)의 차체(111)에 힌지 결합되어 상하구동부(151)에 의해 상기 차체의 전방에서 상하로 회전 가능하게 설치되는 지지대(150); 및
   상기 지지대(150)에 설치되고, 상기 고압분사부(140)에 의해 교란된 오염퇴적물을 흡입하도록 하는 흡입부(170);
   를 포함하는, 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 노즐설치대(130)는,
   상기 프레임(120)에 수직되게 마련되는 포스트(131);
   상기 포스트(131)의 상단에 수직을 이루는 축을 중심으로 회전하도록 설치되고, 가장자리에 슬릿(132a)이 형성되며, 양측에 상기 슬릿(132a)을 노출시키도록 곡률을 가지는 가이드홀(132b)이 형성되는 각도조절판(132);
   상기 슬릿(132a)에 끼워져서 상기 가이드홀(132b)을 통해 노출되는 지지축(133a)이 상기 각도조절판(132)의 중심을 기준으로 회전하도록 설치되고, 상기 가이드홀(132b)을 통해서 노출되는 상기 지지축(133a)에 고정볼트(133b)로 체결됨으로써 상기 각도조절판(132)으로부터 원하는 각도로 고정되는 지지판(133);
   상기 지지판(133)에 회전결합부(134)에 의해 상하 및 좌우로 회전 가능하도록 결합되는 고정부재(135);
   상기 고정부재(135)에 마련되고, 상기 분사노즐(141)을 클램핑하도록 다수로 마련되는 클램프(136); 및
   상기 지지판(133)으로부터 상기 회전결합부(134)에 의해 상기 고정부재(135)의 각도 조절을 위해 파지하도록 마련되는 손잡이(137);
   를 포함하는, 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 고정부재(135)는,
   십자 형태를 가지고서, 좌측과 우측에 상기 손잡이(137)가 각각 마련되고, 상측과 하측에 상기 클램프(136)가 마련되는, 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 클램프(136)는,
   상기 고정부재(135)에 마련되고, 노출면에 고정지지홈(136b)이 형성되는 고정몸체(136a);
   상기 고정몸체(136a)에 제 1 힌지결합부(136d)에 의해 힌지 결합되고, 상기 고정지지홈(136b)에 마주보도록 가동지지홈(136e)이 형성되며, 끝단에 걸림홈(136f)이 형성되는 가동몸체(136c);
   상기 고정몸체(136a)의 끝단에 제 2 힌지결합부(136h)에 의해 힌지 결합되고, 회전하여 상기 걸림홈(136f)에 끼워지는 고정볼트(136g); 및
   상기 고정몸체(136a)와 상기 가동몸체(136c) 사이의 고정지지홈(136b)과 가동지지홈(136e) 사이에 상기 분사노즐(141)이 끼워진 상태에서, 상기 걸림홈(136f)에 끼워진 고정볼트(136g)에 나사 체결됨으로써 상기 가동몸체(136c)가 상기 고정몸체(136a)에 밀착되는 방향으로 가압시키는 고정너트(136i);
   를 포함하는, 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 고압분사부(140)는,
   상기 분사노즐(141)을 통해 물과 함께 분사되기 위한 응집제가 저장되는 응집제탱크(143)를 더 포함하고,
   상기 적재부(113)는,
   힌지 결합되는 커버(113a)에 의해 개폐되는 적재공간(113b)에 상기 응집제탱크(143)가 수용되도록 하는, 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지대(150)는,
   "ㄷ"자 형태를 가지고서, 양단이 상기 차체(111)의 양측에 힌지 결합되고,
   상기 상하구동부(151)는,
   상기 차체(111)의 양측에 각각 위치하도록 상기 차체(111)와 상기 지지대(150)에 양단이 각각 힌지 결합되는 실린더로 이루어지는, 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡입부(170)는,
   상기 지지대(150)에 마련되는 제 1 결합부(152)에 착탈 가능하게 결합되도록 제 2 결합부(171)가 마련되는 고정대(172);
   상기 고정대(172)의 하단에 마련되는 회전지지대(173);
   상기 회전지지대(173)의 저면에 교란을 위해 회전하도록 설치되는 교란회전체(174);
   상기 교란회전체(174)를 회전시키도록 상기 회전지지대(173)에 설치되는 회전구동부(175); 및
   상기 회전지지대(173)상에 마련되고, 흡입라인(177)을 통해 흡입하도록 하는 흡입펌프(176);
   를 포함하는, 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템.
8. 청구항 1, 청구항 6 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 지지대(150)에 상기 흡입부(170)와 교체되어 설치되는 커팅부(180)를 더 포함하고,
   상기 커팅부(180)는,
   상기 지지대(150)에 마련되는 제 1 결합부(152)에 착탈 가능하게 결합되도록 제 3 결합부(181)가 마련되는 고정대(182);
   상기 고정대(182)의 하단에 수평되도록 마련되는 몸체(183);
   상기 몸체(183)에 나란한 상태에서 상기 몸체(183)의 길이방향을 따라 왕복하도록 설치되고, 수초가 끼워지기 위한 슬릿이 다수로 형성되는 제 1 커터(184);
   상기 몸체(183)에 수초가 끼워지기 위한 슬릿이 다수로 마련되고, 상기 제 1 커터(184)의 저면에 나란하게 위치하도록 상기 몸체(183)에 고정되는 제 2 커터(185); 및
   상기 제 1 커터(184)를 상기 제 2 커터(185)로부터 상기 몸체(183)의 길이방향을 따라 왕복 운동시킴으로써, 상기 슬릿에 끼워지는 수초를 커팅시키도록 하는 커팅구동부(186);
   를 포함하는, 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템.
9. 청구항 1, 청구항 6 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 지지대(150)에 상기 흡입부(170)와 교체되어 설치되는 수초수집부(190)를 더 포함하고,
   상기 수초수집부(190)는,
   상기 지지대(150)에 마련되는 제 1 결합부(152)에 착탈 가능하게 결합되도록 제 4 결합부(191)가 마련되는 고정대(192);
   상기 고정대(192)의 끝단에 전후로 회전 가능하게 결합되는 회전망(193);
   상기 회전망(193)의 하단을 따라 다수개가 간격을 두고서 고정되되, 각각이 전방을 향하도록 고정됨으로써 수초를 들어올리도록 하는 갈고리(194); 및
   상기 고정대(192)와 상기 회전망(193)에 양단이 각각 힌지 결합됨으로써, 상기 고정대(192)로부터 상기 회전망(193)을 전후로 회전시키는 갈고리구동부(195);
   를 포함하는, 고압 분사 및 흡입 방식을 이용한 오염퇴적물 제거 시스템.

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