KR20210093701A - 표층수 수집 효율이 개선된 수질 정화 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수질 정화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 녹조 또는 적조를 유발하는 각종 부유물을 물과 함께 흡입해서 정화하고 물 순환을 통해 부영양화 수질 환경을 개선하는 표층수 수집 효율이 개선된 수질 정화 장치에 관한 것으로, 표층수가 유입될 수 있도록 유입공이 형성된 제1케이스와, 상기 제1케이스가 수면에 부양될 수 있도록 상기 제1케이스에 장착된 제1부력체와, 상기 제1케이스에 수용된 펌프를 구비한 자선; 상기 펌프에 의해 표층수가 유입되어 오염물을 여과하기 위한 여과모듈과, 상기 여과모듈이 장착된 제2케이스와, 상기 제2케이스가 수면에 부양될 수 있도록 상기 제2케이스에 장착된 제2부력체를 구비한 모선; 상기 자선과 모선을 연결하는 가요성 링크라인;을 포함한다.
Description
본 발명은 수질 정화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 녹조 또는 적조를 유발하는 각종 부유물을 물과 함께 흡입해서 정화하고 물 순환을 통해 부영양화 수질 환경을 개선하는 표층수 수집 효율이 개선된 수질 정화 장치에 관한 것이다.
성층현상(stratification)이란, 수심에 따른 온도변화로 인해 발생하는 물의 밀도차로 호소에서 여러 개의 층이 분리되는 자연적인 현상을 뜻하며, 하천, 호소, 연근 해역, 항만 등에서 온도가 높은 여름철에 많이 발생한다.
상기 성층현상이 발생하게 되면 온난상층(epilimnion), 즉 표층은 바람, 물결 등에 의한 혼합으로 표층수의 수심 간 온도 차가 거의 없이 균일하지만, 온도구배층(thermocline), 즉 약층은 수심 간 온도 차가 큰 수층이므로 물의 혼합이 잘 일어나지 않는다. 따라서 표층수는 외부 공기와의 접촉으로 용존산소의 농도가 높아져서 호기성 상태가 된다. 이에 반해, 약층 하부는 용존산소 농도가 상대적으로 낮아서 혐기성 상태가 되어 수질 악화를 가중시키고 부영양화를 초래했다.
더욱이 산업이 발달하고 인구가 증가하면서 오염물질의 배출량이 나날이 증가하였고 농업생산성의 제고를 위해 비료 사용량도 증가하면서 하천, 호소, 연근 해역, 항만 등의 수질오염이 점차 심화되었다. 이러한 수질오염은 성층현상에 의해 표층에 더욱 집중되어서 광범위한 표층수역의 부영양화를 초래하였다.
상기 성층현상과 부영양화를 해소하기 위해서 종래에는 표층수 상의 부양물질(예, 영양염류, 폐물질, 오일 등)을 현장에서 직접 걸러 분리하는 기술이 제안되었다. 하지만, 넓은 범위의 부유물을 표층수에서 완전히 제거하는 것은 현실적으로 한계가 있으며 부양물질을 제거해도 임시 방편에 불과하므로, 근본적인 해결 기술이 요구되었다.
이에 부응해서 특허공개번호 제10-2014-0055853호(2014.05.09 공개)와, 특허공개번호 제10-2009-0029433호(2009.03.23 공개)와, 특허등록번호 제10-1507544호(2015.04.08 공고) 등과 같이 표층수와 하층수를 강제 순환시키는 기술이 제안되었다. 종래 물 순환 기술은 하층수의 물을 상층으로 끌어올리는 상향수류 방식과, 표층수의 물을 하층수로 밀어내리는 하향수류 방식이다. 이러한 종래 순환 기술은 상대적으로 온난화된 표층수를 하층수와 교반해서 부영양화의 주요 원인일 수 있는 표층수의 고온 상태를 조정하고, 표층수에 집중된 산소와 불필요한 영양염류를 하층수로 분산시켜서 표층수의 부영양화를 해소했다.
하지만 상기 종래기술은 고온의 표층수를 하층수로 강제 분산시켜서 부영양화 환경을 억지할 뿐, 기존에 잔존하던 부유물을 완전히 제거할 수는 없었다.
이에 대응해서 특허등록번호 제10-1547856호(2015.08.27 공고)와, 특허등록번호 제10-1752689호(2017.06.30 공고)와, 특허등록번호 제10-1823094호(2018.01.30 공고) 등과 같이 표층수의 순환 과정에서 표층수를 필터와 수질정화식물로 정화하는 기술이 제안되었다. 상기 종래기술은 기존 부유물을 물 순환과 동시에 정류하며 수질정화식물을 통해 친환경적으로 정화할 수 있으므로, 오염된 표층수를 최적의 환경에서 정화하고 그 상태로 유지시킬 수 있었다.
그런데, 넓은 호소와 해수 등의 수면은 파랑과 풍랑 등에 의해 위치별로 서로 다른 너울이 발생하는데 반해, 표층수를 흡입하는 본체는 더 강한 너울에 영향을 받아 전신이 동일한 모션으로 흔들린다. 결국, 본체에 구성된 유입구들 중 표층수의 수위에 위치한 일부는 표층수가 유입되고, 표층수보다 수위가 낮은 본체의 유입구는 표층수가 아닌 약층수가 흡입된다. 물론, 특허등록번호 제10-1823094호(2018.01.30 공고)의 기술과 같이 다수의 수중펌프(300)를 몸체부(200)와 독립하게 상하 이동하도록 설치해서, 몸체부(200)와는 상관없이 수중펌프(300)가 해당 위치의 너울만을 따라 승강하며 표층수만을 흡입할 수 있었다.
그러나 해당 종래기술은 수중펌프(300)가 몸체부(200)와는 상하운동만이 독립할 뿐 몸체부(200)의 기울어짐에는 영향을 받게 되므로, 몸체부(200)가 기울어지면 수중펌프(300) 역시 동일한 방향으로 기울어질 수밖에 없었다. 물론 이러한 한계는 펌프흡입구(310)를 통한 표층수의 흡입 효율에 제한을 주었다.
또한 해당 종래기술은 수중펌프(300) 역시 몸체부(200)의 일부분이므로, 몸체부(200)의 부유 위치에만 국한해서 표층수를 펌핑해야 했다. 물론, 수중펌프(300)의 위치적 제약은 표층수 흡입 가능범위를 좁히므로, 종래 수질정화장비의 수질 정화량에는 한계가 있을 수밖에 없었고, 표층수의 부영양화 해소 및 방지를 위한 효율성도 기대치에 못했다.
선행기술문헌 1. 특허등록번호 제10-1547856호(2015.08.27 공고)
선행기술문헌 2. 특허등록번호 제10-1752689호(2017.06.30 공고)
선행기술문헌 3. 특허등록번호 제10-1823094호(2018.01.30 공고)
이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 수면의 너울을 따라 민감하게 유동하며 오염된 표층수를 흡입하는 표층수 수집 효율이 개선된 수질 정화 장치의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
표층수가 유입될 수 있도록 유입공이 형성된 제1케이스와, 상기 제1케이스가 수면에 부양될 수 있도록 상기 제1케이스에 장착된 제1부력체와, 상기 제1케이스에 수용된 펌프를 구비한 자선;
상기 펌프에 의해 표층수가 유입되어 오염물을 여과하기 위한 여과모듈과, 상기 여과모듈이 장착된 제2케이스와, 상기 제2케이스가 수면에 부양될 수 있도록 상기 제2케이스에 장착된 제2부력체를 구비한 모선; 및
상기 자선과 모선을 연결하는 가요성 링크라인;
을 포함하는 표층수 수집 효율이 개선된 수질 정화 장치이다.
상기의 본 발명은, 오염물을 여과하는 모선과 표층수를 흡입하는 자선이 서로 독립하므로, 너울에 따른 요동의 둔화 원인인 오염물의 누적량이 증가해도 모선의 중량만 증가할 뿐 자선의 중량은 유지되어서 너울을 따른 민감도를 유지할 수 있고, 이를 통해 자선은 너울을 따라 유동하며 표층수만을 정확히 흡입하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수질 정화 장치의 바람직한 일실시 예를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 수질 정화 장치에 구성된 모선의 바람직한 일실시 예를 분해 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 수질 정화장치에 구성된 자선의 바람직한 일실시 예를 분해 도시한 사시도이고,
도 4는 상기 자선의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 5는 도 4에 도시한 자선의 부분 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 수질 정화 장치의 바람직한 일실시 예를 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 수질 정화 장치의 바람직한 일실시 예를 도시한 평면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 수질 정화 장치에 구성된 모선의 바람직한 다른 실시 예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수질 정화 장치에 구성된 모선의 바람직한 일실시 예를 분해 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 수질 정화장치에 구성된 자선의 바람직한 일실시 예를 분해 도시한 사시도이고,
도 4는 상기 자선의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 5는 도 4에 도시한 자선의 부분 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 수질 정화 장치의 바람직한 일실시 예를 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 수질 정화 장치의 바람직한 일실시 예를 도시한 평면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 수질 정화 장치에 구성된 모선의 바람직한 다른 실시 예를 도시한 사시도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수질 정화 장치의 바람직한 일실시 예를 도시한 사시도이다.
도 1를 참조하면, 본 실시의 수질 정화 장치는, 유입된 표층수를 여과하는 모선(100)과, 모선(100)과는 별도로 수면을 부유하며 표층수를 흡입해서 모선(100)으로 이송하는 자선(200)과, 모선(100)을 기준으로 자선(200)의 활동 반경을 제한하게 연결하면서도 자선(200)의 이동 자유성을 유지시키는 가요성 링크라인(300)ㅇ을 구성한다. 또한, 자선(200)의 흡입 표층수를 모선(100)으로 이송하기 위해서 모선(100)과 자선(200)을 연통하게 연결하는 이송관(400)을 구성한다.
따라서 수질 정화 장치는 모선(100)이 수면의 일지점에 정박 상태를 유지해도, 자선(200)은 허용된 활동 반경에서 자유롭게 부유하며 표층수를 흡입할 수 있다. 또한 자선(200)은 모선(100)과는 독립된 객체이므로, 수면의 너울을 따라 모선(100)의 모션과는 다른 모션을 취한다. 따라서 상대적으로 경량화된 자선(200)은 수면의 너울을 따라 민감하게 움직이면서 표층수만을 흡입할 수 있다. 또한 자선(200)은 표층수의 여과를 위한 별도의 여과수단을 구성하지 않으므로, 표층수를 흡입하는 과정에서 유입되는 부유물이누적되지 않는다. 따라서 자선(200)은 경량화 상태를 유지하며 너울에 대한 최적의 민감도를 유지할 수 있다.
도 1과 같이 자선(200, 200', 200")은 모선(100)을 중심으로 다수 개가 연결될 수 있으므로, 상대적으로 넓은 범위에서 다량의 표층수를 개별적으로 흡입하며 모선(100)에 이송할 수 있다. 또한 모선(100)은 수면의 너울에 반응하기 위한 경량화와는 무관하게 표층수 여과 및 물 순환에만 특화된 구조와구성 장비로 집중 설계 되므로,수질 정화의 효율성을 극대화한다.
본 실시 예에서 모선(100)이 다각구조물인 것으로 예시했으나, 이에 한정하지 않으며 이외에도 모선(100)은 원통형과 선박형 등 다양한 형태와 구조를 이룰 수 있으므로, 모선(100)의 실질적 기술 권리는 이하의 청구범위로 판단되어야 할 것이다.
또한 본 실시 예에서 자선(200)이 원통 형상인 것으로 예시했으나, 이외에도 자선(200)은 구형과 선박형과 다각형 등 부양가능한 구조라면 다양한 형태와 구조를 이룰 수 있으므로, 자선(200)의 실질적 기술 권리는 이하의 청구범위로 판단되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 수질 정화 장치에 구성된 모선의 바람직한 일실시 예를 분해 도시한 사시도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 실시의 모선(100)은, 배수형 제2케이스(110)와, 유입된 표층수를 여과하도록 제2케이스(110)에 수용되는 여과모듈(130)과, 제2케이스(110)에 부력을 가하는 제1부력체(220)가 구성된다.
제2케이스(110)는 자선(200)으로부터 이송된 표층수를 받아 하향수류로 배수할 수 있는 구조이며, 이를 위해서 제2케이스(110)는 하향으로 개방된 관 형상인 것이 바람직하다.
본 실시의 제2케이스(110)를 좀 더 구체적으로 설명하면, 제2케이스(110)는 상하로 개방된 중공(111a)을 구비한 관 형상의 장착관(111)과, 이송된 표층수를 받아 중공(111a)으로 가이드하는 선반(112)과, 이송된 표층수의 주변 방류를 차단하도록 선반(112)의 둘레를 감싸는 펜스(113)와, 제1부력체(220)가 이탈됨 없이 장착관(111)에 결속하도록 구속하는 서포트(114)로 구성된다.
장착관(111)은 하향수류를 위해 임의의 신장을 갖는 관 형상이므로, 수면에서는 직립한 자세를 유지할 수 없다. 따라서 선반(112)은 장착관(111)의 상단에 수평하게 확장 형성되어서, 상면은 이송된 표층수를 유입해 수용하는 수조를 이루고, 밑면은 수면의 부력을 받아 장착관(111)이 기울어짐 없이 직립 상태를 유지하도록 한다. 또한 선반(112)은 제1부력체(220)의 상면과 맞닿아서, 모선(100)의 하중을 제1부력체(220) 전체로 분산시킨다.
서포트(114)는 선반(112)의 선단을 따라 하향하게 돌출되어서, 선반(112) 밑면에 접한 제1부력체(220)가 이탈 없이 제 위치를 유지하게 구속한다. 본 실시 예에서는 제1부력체(220)가 서포트(114)에 의해 구속된 것으로 했으나, 이외에도 제1부력체(220)가 클립, 핀, 브래킷 등의 고정수단을 통해 구속될 수도 있고, 접착제 등의 접착수단을 통해서도 구속 가능하므로, 제1부력체(220)의 고정이 서포트(114)에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 실시의 제2케이스(110)는 자선(200)과 연결된 링크라인(300)을 지지하는 제1행거(115)를 더 포함할 수 있다. 본 실시의 제1행거(115)는 펜스(113) 또는 서포트(114)에 설치된다. 전술한 대로 링크라인(300)이 연결되는 자선(200)은 모선(100)과는 독립하게 부유하며 이동하므로, 모선(100)에 대한 자선(200)의 이동반경을 넓히기 위해 제1행거(115)는 임의의 길이로 된 레일 형상을 이룬다. 따라서 제1행거(115)를 따라 이동 가능하게 연결된 걸이(310)에 링크라인(300)이 연결되면, 자선(200)의 이동과 함께 링크라인(300)에 연결된 걸이(310) 역시 제1행거(115)를 따라 이동해서, 모선(100)에 대한 자선(200)의 이동 반경을 넓힌다. 하지만, 본 실시의 제1행거(115)는 레일 형상에 한정하지 않으며, 링크라인(300)을 제2케이스(110)의 일지점에 고정시키는 구조일 수도 있다. 또한 본 실시의 제1행거(115)는 걸이(310)의 이동범위가 다각형상의 모선(100) 일측면으로 제한되도록 했으나, 이외에도 모선(100)의 둘레를 따라 걸이(310)가 이동할 수 있도록 각 측면에 설치된 제1행거(115)가 서로 연결될 수도 있다. 또한 본 실시의 제1행거(115)가 곧은 막대 형상을 이루었으나, 걸이(310)가 이동할 수 있는 형상이라면 본 실시에 한정하는 것은 아니며, 제1행거(115)의 실질적 기술 권리는 이하의 청구범위로 판단되어야 할 것이다.
본 실시의 제2케이스(110)는 자선(200)과 연결된 이송관(400)을 연통하게 연결하는 니플(116)을 더 포함할 수 있다. 본 실시의 니플(116)은 펜스(113)에 설치된다. 전술한 대로 이송관(400)이 연결된 자선(200)은 표층수를 흡입해서 이송관(400)을 통해 모선(100)으로 이송하므로, 이송관(400)과 연결된 니플(116)은 이송관(400)을 따라 이송된 표층수를 받아 선반(112)으로 토출한다. 니플(116)은 도시한 바와 같이 절곡된 'ㄱ' 형상이거나 곧은 형상일 수 있다.
본 실시의 제2케이스(110)는 장착관(111)의 중공(111a)측 내면에 플랜지(117)가 형성될 수 있다. 플랜지(117)는 중공(111a)에 설치되는 여과모듈(130)을 지지하는 거치대 기능을 한다. 후술하겠지만, 여과모듈(130)은 여과물 제거를 위해서 제2케이스(110)로부터 분리 가능한 구조이므로, 플랜지(117)는 여과모듈(130)의 거치를 위한 형상과 돌출 정도이면 충분하다.
본 실시의 제1부력체(220)는 제2케이스(110)에 부력을 가하도록 설치된다. 이를 위해 제1부력체(220)는 제2케이스(110)의 선반(112) 밑면에 배치되고, 서포트(114)에 의해 구속된다. 또한, 제1부력체(220)는 장착관(111)을 둘러싸는 링 형상으로 되어서 제2케이스(110)가 기울어짐 없이 수평하도록 모선(100)의 전신에 고른 부력을 가한다.
제1부력체(220)는 기체를 밀봉한 튜브 타입과, 발포폴리에틸렌과 압출스티로폼 등의 발포수지와 같은 다공성 합성수지 타입 등, 밀도가 물보다 작으면서도 모선(100)을 수면에 부양상태로 유지시킬 수 있는 재질이라면 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 모두 가능하다.
또한 본 실시의 제1부력체(220)는 링 형상이나, 이 형상에 한정하는 것은 아니며 제2케이스(110)의 각 측면마다 설치된 개별 타입이어도 무관하다.
여과모듈(130)은 자선(120)으로부터 이송된 표층수를 받아 여과하며, 장착관(111)의 중공(111a)에 설치된다. 본 실시의 여과모듈(130)은 플랜지(117)에 안착되는 메시(mesh) 형상의 받침대(131)와, 받침대(131)에 안착되는 제1여과패널(132)과, 제1여과패널(132)에 안착되는 제2여과패널(133)과, 제2여과패널(133)을 덮어 마감하는 매시 형상의 커버(134)로 구성된다. 받침대(131)는 제1,2여과패널(132, 133)과 커버(134)는 물론 여과물을 지지하는 충분한 강도를 갖는다. 제1여과패널(132)과 제2여과패널(133)은 표층수를 여과하는 여재로 구성되며, 여과물을 필터링해서 포집할 수 있는 물질이라면 인공재질 또는 천연재질의 구분없이 무엇이든지 적용될 수 있다. 본 실시의 여과모듈(130)은 표층수가 1차로 경유하는 제2여과패널(133)을 모래, 자갈, 석류석, 활성탄, 규조토, 안트라사이트 같은 천연 여재로 군집시켜 제작하고, 제2여과패널(133)을 경유한 표층수가 2차로 경유하는 제1여과패널(132)을 제2여과패널(133)에 비해 공극 간격이 상대적으로 좁은 미립자 재질의 다공성 합성수지로 제작한다. 따라서 상대적으로 입자가 큰 여과물이 제2여과패널(133)에서 우선 여과되고, 상대적으로 입자가 작은 여과물이 제1여과패널(132)에서 여과된다. 물론 표층수 여과를 통해 포집된 여과물은 제1,2여과패널(132, 133) 자체에 포집되며, 관리자는 주기적으로 제1,2여과패널(132, 133)을 세척 또는 교체한다. 마지막으로 커버(134)는 투수를 위한 매시 타입이고, 제1,2여과패널(132, 133)을 구속해서 장착관(111)으로부터 이탈하지 않도록 지지한다. 또한, 커버(134)는 각종 수질정화식물(P; 도 6 참조)이 식재된다. 일반적으로 부레옥잠과 마름 등의 수상식물과, 고마리와 부들 등의 식재식물은 친환경 수질정화기능을 갖는데, 커버(134)는 모선(100)에서 수질정화식물(P)이 서식하도록 지지하므로, 장착관(111)의 중공(111a)으로 유입된 표층수는 수질정화식물(P)을 거치며 자연정화된다. 본 실시에서 커버(134)가 매시 타입인 것으로 했으나, 수질정화식물(P)의 식재를 위해서 발포폴리에틸렌과 압출스티로폼 등의 발포수지일 수도 있다.
본 실시의 여과모듈(130)이 제1여과패널(132)과 제2여과패널(133)로 된 2층 구조인 것으로 했으나, 이에 한정하지 않으며 1층 구조 또는 3층 이상의 구조일 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 수질 정화장치에 구성된 자선의 바람직한 일실시 예를 분해 도시한 사시도이고, 도 4는 상기 자선의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시한 자선의 부분 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시의 자선(200)은, 유입공(213)이 형성된 폐쇄 중공형 제1케이스(210)와, 유입공(213)으로 표층수가 흡입되도록 제1케이스(210)의 중공에 내설되어 펌핑하는 펌프(230)와, 제1케이스(210)에 부력을 가하는 제1부력체(220)가 구성된다.
자선(200)은 모선(100)과는 별도로 수면 상에 부유상태를 유지하며 표층수를 흡입하는 유닛으로서, 본 실시의 제1케이스(210)는 표층수가 흡입되는 유입공(213)을 형성한 관 형상의 본체(211)와, 본체(211)의 개방된 양측을 각각 폐쇄하는 덮개(212)와, 펌프(230)를 수용하는 수용부(214)를 구비한다. 침몰 중량의 펌프(230)가 자선(200)의 중심추 기능을 할 수 있도록, 유입공(213)이 구성된 본체(211)와, 펌프(230)를 수용하는 수용부(214)가 도 3과 같이 'T' 형상을 이룬다. 따라서 수면의 너울을 따라 본체(211)가 상하로만 흔들릴 뿐 롤링하지 않으며, 본체(211)의 상부만이 항시 수면에 노출 상태를 유지한다.
본 실시의 제1케이스(210)의 본체(211)는 표층수를 부유하며 유입공(213)으로 표층수를 유입시키는 원형 관 형상이나, 이외에도 중공과 유입공(213)을 갖춘 형상이라면 본체(211)의 형상은 원형상의 관 구조에 한정하지 않는다.
도 3과 같이 본 실시의 본체(211)는 유입공(213)이 본체(211)의 매끈한(smooth) 면을 따라 형성되었으나, 이외에도 본체(211)는 도 4와 같이 유입공(213)이 본체(211)의 굴곡진 면을 따라 형성된다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 4의 (a)도면과 같이 본체(211)의 둘레면을 따라 돌출된 철부(216)에 의해 요홈이 형성되고, 유입공(213)은 상기 요홈을 따라 형성된다. 따라서 도 5와 같이 철부(216) 간의 간격인 상기 요홈의 폭보다 큰 부유물(W), 즉 나뭇잎과 나무가지 또는 공산품 등은 철부(216)에 걸려서 요홈 안으로 유입되지 못한다. 결국, 유입공(213)은 부유물(W)에 의해 폐쇄되거나 펌프(230)가 파손되는 것을 방지하고, 자선(200) 주변에는 표층수 흡입과정에서 부유물이 자선(200)에 접근하므로 관리자는 손쉽게 수면 청소를 할 수 있다.
도 4의 (a)도면은 이웃하는 다수의 요홈이 나란하게 배치된 것으로 했으나, 이외에도 도 4의 (b)도면과 같이 철부(216')가 나선형으로 되어서 상기 요홈이 나선형을 이룰 수도 있다.
본 실시의 덮개(212)는 유입공(213)을 통한 표층수의 흡입 이외에 약층수 등이 본체(211)에 유입되는 것을 차단하도록, 본체(211)의 개방된 양단을 폐쇄한다.
펌프(230)를 수용하는 수용부(214)는 본체(211)의 하단에 설치되어서, 침몰 중량의 펌프(230)가 자선(200)의 자세를 잡는 중심추 기능을 하도록 한다. 본 실시의 수용부(214)는 본체(211)와는 구획된 'T' 형상을 이루었으나, 본 발명의 제1케이스(210)는 이 형상과 배치 위치에 한정하지 않으며, 펌프(230)가 본체(211)의 자세를 잡기 위해 위치시키는 수용부(214)의 형상과구조라면, 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게변형, 실시될 수 있다.
본 실시의 제1부력체(220)는 자선(200)에 부력을 가하도록 설치된다. 이를 위해 제1부력체(220)는 본체(211)의 중공에 내설되고, 펌프(230)와 간섭하지 않도록 관통구(221)가 형성된다. 제1부력체(220)는 본체(211) 전신에 고르게 배치되는 것이 바람직하며, 이를 통해 제1케이스(210)는 기울어짐 없이 수평 자세를 유지하며 부유한다.
제1부력체(220)는 제1부력체(220)와 같이 기체를 밀봉한 튜브 타입과, 발포폴리에틸렌과 압출스티로폼 등의 발포수지와 같은 다공성 합성수지 타입 등, 밀도가 물보다 작으면서도 자선(200)을 수면에 부양상태로 유지시킬 수 있는 재질이라면 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 모두 가능하다.
또한 본 실시의 제1부력체(220)는 본체(211)의 중공에 내설 가능한 형상이나, 이 형상에 한정하는 것은 아니며 제1케이스(210)의 외면을 따라 설치될 수도 있다.
펌프(230)는 흡입구(231)가 유입공(213)보다 낮게 위치하도록 수용부(214)에 수용되어서, 표층수의 유입 즉시 바로 흡입하며 표층수의 후속 유입이 가능하도록 한다. 참고로, 펌프(230)의 흡입구(231)가 유입공(213)보다 높게 위치하면 표층수가 아닌 공기만이 유입되고, 중공으로 유입된 표층수는 펌프(230)에 흡입되지 못한다. 결국, 유입공(213)으로 유입된 표층수는 다시 외부로 배수된다.
한편, 본 실시의 자선(200)의 제1케이스(210)는 제1행거(115)에 상응하는 제2행거(215)를 더 포함할 수 있다. 본 실시의 제2행거(215)는 수용부(214)에 설치된다. 전술한 대로 링크라인(300)이 연결되는 모선(100)은 자선(200)과는 독립하게 부유하므로, 모선(100)에 대한 자선(200)의 자유도를 높이기 위해 제2행거(215)는 임의의 길이로 된 레일 형상을 이룬다. 따라서 제2행거(215)를 따라 이동 가능하게 연결된 걸이(320)에 링크라인(300)이 연결되면, 자선(200)의 이동과 함께 링크라인(300)에 연결된 걸이(320)이 역시 제2행거(215)를 따라 이동해서, 모선(100)에 대한 자선(200)의 이동 반경을 넓힌다.
하지만, 본 실시의 제2행거(215)는 레일 형상에 한정하지 않으며, 링크라인(300)을 본체(210) 또는 수용부(214)의 일지점에 고정시키는 구조일 수도 있다. 또한 본 실시의 제2행거(215)는 걸이(320)의 이동범위가 수용부(214)의 일측면으로 제한되도록 했으나, 이외에도 수용부(214)의 둘레를 따라 걸이(320)가 이동할 수 있도록 수용부(214)의 둘레를 따라 형성될 수도 있다. 또한 본 실시의 제2행거(215)가 곧은 막대 형상을 이루었으나, 걸이(320)가 이동할 수 있는 형상이라면 본 실시에 한정하는 것은 아니며, 제2행거(215)의 실질적 기술 권리는 이하의 청구범위로 판단되어야 할 것이다.
링크라인(300)은 모선(100)과 자선(200)을 연결하는 수단으로서, 자선(200)의 자유로운 이동을 위해 가요성 재질인 것이 바람직하다. 일실시 예로 링크라인(300)은 로프, 와이어, 플렉시블 케이블은 물론 탄성을 갖는 합성고무 등 다양한 재질이 적용된다.
이송관(400)은 펌프(230)의 흡입 표층수가 여과모듈(130)에 유입되도록 이송하는 관으로서, 링크라인(300)과 같이 자선(200)의 자유로운 이동을 위해서 가요성 재질인 것이 바람직하다. 일실시 예로 이송관(400)은 호스, 주름관 등 가요성 재질이라면 무엇이든지 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 수질 정화 장치의 바람직한 일실시 예를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3 및 도 6을 참조하면, 수면에 부유하도록 설치된 모선(100)은 하나 이상의 자선(200, 200', 200")이 연결되어서, 자선(200, 200', 200")으로부터 이송된 표층수를 받아 여과하고 하향수류로 배출한다.
표층수의 흡입 및 배출 과정을 순차로 설명하면, 자선(200)은 펌프(230)의 펌핑을 통해 유입공(213)으로 표층수를 흡입해서 펌프(230)의 흡입구(231)로 유입시키고, 이송관(400)을 통해 모선(100)으로 이송 및 공급한다.
모선(100)은 이송관(400)을 통해 유입된 표층수를 니플(116)을 통해 선반(112)으로 토출하고, 토출된 표층수는 선반(112)을 따라 이동해서 장착관(111)의 중공(111a)으로 유입된다. 중공(111a)에 설치된 여과모듈(130)은 유입된 표층수를 여과하는데, 본 실시의 여과모듈(130)은 커버(134)에 식재된 수질정화식물(P)이 표층수를 1차 정화하고, 제2여과패널(133)이 2차 여과한다. 제2여과패널(133)을 경유한 표층수는 수압에 의해 제1여과패널(132)로 하향수류하여 여과되어서 장착관(111)을 따라 이동하고, 제1,2여과패널(132, 133)을 경유한 표층수는 받침대(131)를 통해 수중으로 최종 배출된다.
결국, 본 발명에 따른 수질 정화 장치는 다수의 자선(200, 200', 200")이 모선(100)을 중심으로 넓은 영역에서 표층수를 흡입하여 모선(100)에 이송하고, 모선(100)은 전술한 여과 과정을 통해 하향수류로 배출하므로, 지속적인 물 순환을 통해 넓은 영역의 물을 여과하면서 정화할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 수질 정화 장치의 바람직한 일실시 예를 도시한 평면도이다.
도 2와 도 6 내지 도 7을 참조하면, 자선(200)으로부터 유입된 표층수를 정화하기 위해서, 선반(112)에 모래, 자갈, 석류석, 활성탄, 규조토, 안트라사이트 같은 천연 여재를 채우고 수질정화식물(P)이 식재된 커버(134)를 씌어 마감한다. 따라서 유입된 표층수는 선반(112)에서 이동하며 상기 여재와 수질정화식물(P)에 의해 정화된다.
그런데, 선반(112)의 면적은 한계가 있으므로, 선반(112)에 유입된 표층수는 오래지 않아 여과모듈(130)에 바로 유입된다. 따라서 상기 여재와 수질정화식물(P)에 의한 표층수의 정화 효과가 기대치에 못하므로, 표층수가 선반(112)에서 체류하는 시간을 연장해야 한다.
이를 위해 모선(100)의 제2케이스(110)는, 유입된 표층수가 선반(112)에서 여과모듈(130)에 곧바로 이동하지 않게 안내하는 가이드(118)를 구성한다. 이를 위한 본 실시의 가이드(118)는 선반(112)의 가장자리로 유입된 표층수가 선반(112)의 중앙에 위치한 여과모듈(130)을 향해 이동하도록 코일 형태로 된다. 따라서 선반(112)으로 유입된 표층수는 선반(112)의 가장자리로부터 중앙까지 이동하면서 선반(112)에서의 체류 시간을 연장한다.
도 8은 본 발명에 따른 수질 정화 장치에 구성된 모선의 바람직한 다른 실시 예를 도시한 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시의 모선(100)은 여과모듈(130)을 경유한 표층수 중 여과되지 못한 오염물 걸러지도록, 장착관(111)의 하향 출구를 덮는 걸름망(140)을 더 포함한다. 따라서 여과모듈(130)은 경유한 표층수는 걸름망(140)을 통해서만 배출된다.
걸름망(140)의 입구 선단은 장착관(140)의 둘레면 또는 내면에 연결할 수 있는데, 걸름망(140)의 고정성을 보장하고 장착관(111)과의 용이한 탈착을 위해서 걸름망(140)의 입구측 선단을 장착관(111)에 삽입하고, 장착관(111)은 걸름망(140)의 선단이 걸리도록 내면에 지지턱(119)을 형성한다.
따라서 입구 선단이 장착관(140)에 삽입된 걸름망(140)은 지지턱(119)에 걸려서 도 8과 같이 고정된다.
한편, 걸름망(140)은 유연한 재질이므로, 걸름망(140)의 선단은 일정한 형상을 유지하지 못한다. 따라서 걸름망(140)을 지지턱(119)에 걸기 위해서는 관리자가 일일이 걸름망(140)의 선단의 각 부분을 지지턱(119)에 일일이 연결해 걸어야 한다.
이를 보완하기 위해서 본 실시의 걸름망(140)은 장착관(111)에 삽입하는 것만으로도 걸름망(140)의 선단이 지지턱(119)에 걸리도록, 걸름망(140)의 선단에 장착관(111)의 형에 상응하는 틀(142)을 설치한다. 따라서 걸름망(140)의 선단은 틀(142)에 의해 일정한 형을 유지한다.
또한, 틀(142)은 걸이(143)를 구성한다. 걸이(143)는 장착관(111)의 상부에서 후크(미도시함) 등의 도구로 걸 수 있는 형상을 이루며, 이를 통해 관리자는 후크로 걸이(143)를 걸어서 걸름망(140)을 장착관(111)으로부터 손쉽게 들어 분리할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100; 모선
110; 제2케이스
111; 장착관
111a; 중공 112; 선반 113; 펜스
114; 서포트 115; 제1행거 116; 니플
117; 플랜지 120; 제2부력체 130; 여과모듈
131; 받침대 132; 제1여과패널 133; 제2여과패널
134; 커버 140; 장착관 141; 지지대
150; 망체 160; 탄성밴드 200; 자선
210; 제1케이스 211; 본체 212; 덮개
213; 유입공 214; 수용부 215; 제2행거
220; 제1부력체 230; 펌프 231; 흡입구
300; 링크라인 310, 320; 걸이 400; 이송관
111a; 중공 112; 선반 113; 펜스
114; 서포트 115; 제1행거 116; 니플
117; 플랜지 120; 제2부력체 130; 여과모듈
131; 받침대 132; 제1여과패널 133; 제2여과패널
134; 커버 140; 장착관 141; 지지대
150; 망체 160; 탄성밴드 200; 자선
210; 제1케이스 211; 본체 212; 덮개
213; 유입공 214; 수용부 215; 제2행거
220; 제1부력체 230; 펌프 231; 흡입구
300; 링크라인 310, 320; 걸이 400; 이송관
Claims (10)
- 표층수가 유입될 수 있도록 유입공이 형성된 제1케이스와, 상기 제1케이스가 수면에 부양될 수 있도록 상기 제1케이스에 장착된 제1부력체와, 상기 제1케이스에 수용된 펌프를 구비한 자선;
상기 펌프에 의해 표층수가 유입되어 오염물을 여과하기 위한 여과모듈과, 상기 여과모듈이 장착된 제2케이스와, 상기 제2케이스가 수면에 부양될 수 있도록 상기 제2케이스에 장착된 제2부력체를 구비한 모선; 및
상기 자선과 모선을 연결하는 가요성 링크라인;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 펌프의 흡입구가 유입공과 동일한 높이 또는 낮은 높이에 위치한 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1케이스의 둘레면을 따라 요홈이 형성되고, 상기 유입공은 요홈에 마련된 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 요홈은 나선형인 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1케이스는, 상기 유입공이 형성된 본체와, 상기 펌프가 본체의 하단에 위치되도록 펌프를 수용하는 수용부를 구비한 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2케이스는, 상기 자선으로부터 유입된 표층수를 받도록 형성된 선반과, 상기 선반에서 이동하는 표층수가 여과모듈을 향하도록 안내하는 가이드를 구비한 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 여과모듈은 선반의 중앙에 위치하고, 상기 가이드는 상기 선반의 가장자리에서 중앙으로 이어지는 코일 형태인 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2케이스는 여과모듈을 수용하는 장착관을 구비하고, 상기 장착관의 출구를 덮는 걸름망을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 걸름망의 입구측 선단은 장착관에 삽입되고, 상기 장착관은 상기 걸름망의 선단이 걸리도록 내면에 지지턱이 형성된 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 걸름망의 입구측 선단이 일정한 형을 유지하도록 상기 선단에 틀이 설치되고, 상기 틀은 걸이가 형성된 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020200007647A KR102397782B1 (ko) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | 표층수 수집 효율이 개선된 수질 정화 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020200007647A KR102397782B1 (ko) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | 표층수 수집 효율이 개선된 수질 정화 장치 |
Publications (2)
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| KR102397782B1 KR102397782B1 (ko) | 2022-05-13 |
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ID=77126361
Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10258275A (ja) * | 1997-03-19 | 1998-09-29 | Toyo Denki Kogyosho:Kk | 移送能力増大機能を有する浮遊油回収装置 |
| KR101547856B1 (ko) | 2014-11-28 | 2015-08-27 | 채인원 | 침전물 부양형 수질 정화시스템 |
| KR101752689B1 (ko) | 2016-09-23 | 2017-06-30 | 채인원 | 부유식 수질 정화시스템 |
| KR101812680B1 (ko) * | 2016-04-12 | 2018-01-30 | 지수민 | 부유물 회수장치 |
| KR101823094B1 (ko) | 2017-06-21 | 2018-01-30 | 에코피스 주식회사 | 수중펌프를 이용한 조립식 녹조 제거장치 |
-
2020
- 2020-01-20 KR KR1020200007647A patent/KR102397782B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10258275A (ja) * | 1997-03-19 | 1998-09-29 | Toyo Denki Kogyosho:Kk | 移送能力増大機能を有する浮遊油回収装置 |
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| KR101812680B1 (ko) * | 2016-04-12 | 2018-01-30 | 지수민 | 부유물 회수장치 |
| KR101752689B1 (ko) | 2016-09-23 | 2017-06-30 | 채인원 | 부유식 수질 정화시스템 |
| KR101823094B1 (ko) | 2017-06-21 | 2018-01-30 | 에코피스 주식회사 | 수중펌프를 이용한 조립식 녹조 제거장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102397782B1 (ko) | 2022-05-13 |
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