KR100700991B1

KR100700991B1 - 무동력 기반의 수자원 정화구조물

Info

Publication number: KR100700991B1
Application number: KR1020060060084A
Authority: KR
Inventors: 최내인
Original assignee: (유)대산이앤씨
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-03-28

Abstract

본 발명은 하천 상에 횡단방향을 설치되어 일정량의 하천수를 가둠으로서, 건기 시에도 원활한 물공급을 이룰 수 있도록 치수하는 취입보를 포함한 수자원 정화구조물에 관한 것으로, 하천의 횡단방향으로 건설되는 정화구조물에 있어서, 일정한 간격으로 다수 개가 형성 배치되어 하천수가 통과할 수 있는 공간을 이루는 배수로; 상기 배수로와 이웃하는 다른 배수로 사이의 상기 정화구조물 전면이 돌출되어 하천수의 흐름을 상기 배수로로 안내하는 경사형 전면; 상기 정화구조물의 상면에 길이방향을 따라 형성되면서 상기 배수로와 연통되는 수로; 상기 배수로와 이웃하는 다른 배수로 사이의 상기 정화구조물 배면에 형성되어 상기 수로와 연통되고, 상기 수로를 통해 유입된 하천수가 배수되는 배수구를 포함하며, 상면이 개구된 유입로; 상기 유입로의 개구된 상면을 덮는 걸름망; 상기 배수로로부터 통하는 수로의 입구에 회전가능하게 고정되며 상면에는 다수의 회전축대를 갖춘 하판과, 하천수와 맞닿는 전면이 절개되어 수용홈을 이루고 상기 수용홈의 내측에는 하천수가 통과할 수 있는 다수의 투수구를 갖추며 편중된 위치의 회전구멍이 상기 회전축대와 맞물리면서 상기 하판과 회동가능하게 고정되는 날개와, 상기 날개가 수평력에 대해 탄발하도록 상기 회전구멍와 회전축대를 연결하는 토션스프링과, 다수의 상기 날개를 상면에서 덮어 고정하는 상판을 구비한 걸림식 수차; 및, 상기 수로로 유입된 하천수가 상기 수로의 상면을 통해 배수되지 않도록 덮어 폐구하는 덮개를 포함하는 것이다.

Description

무동력 기반의 수자원 정화구조물{Purification structure standed on the basis of the power of nature}

도 1은 본 발명에 따른 수자원 정화구조물의 모습을 분해 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 걸림식 수차의 모습을 분해 도시한 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 수자원 정화구조물의 동작 모습을 순차 도시한 평면 단면도이다.

- 첨부도면의 주요부분에 대한 용어설명 -

100 ; 정화구조물 101 ; 경사형 전면

102 ; 수로 103 ; 배수로

110 ; 걸름식 수차 111 ; 날개

112 ; 상판 113 ; 하판

120 ; 배면돌출대 121 ; 유입로

122 ; 안착턱 123 ; 배수구

131, 132 ; 안내롤러 140 ; 걸름망

150 ; 덮개

본 발명은 하천 상에 횡단방향을 설치되어 일정량의 하천수를 가둠으로서, 건기 시에도 원활한 물공급을 이룰 수 있도록 치수하는 취입보를 포함한 수자원 정화구조물에 관한 것이다.

널리 알려진 바와 같이 취입보는 하천 치수를 목적으로 건설되어, 식수 및 농수 등을 포함하는 생활상수를 부족함 없이 공급할 수 있도록 한다. 또한, 하천을 건널 수 있는 다리의 기능 또한 수행하면서, 다리를 쉽게 건설할 수 없는 깊은 산골인 하천 상류에 다목적으로 활용될 수 있다.

한편, 하천 상류의 깔끔한 자연환경은 많은 행락객을 모으고, 각종 편의시설 및 부대시설이 형성되면서 많은 오염물과 쓰레기를 발생시켰다. 이러한 오염물과 쓰레기는 하천상류로부터 계속 흘러와 중류 및 하류로 흐르면서 하천을 오염시켰고, 이러한 오염은 하천에 인접하는 생태계를 파괴하는 문제를 낳았다.

하지만, 생태계 파괴의 주범인 상기 오염물과 쓰레기의 발생은 때와 장소를 가리지 않고 불규칙적으로 일어나므로, 오염물과 쓰레기의 제거가 항시 이루어져야 한다. 그러나, 이를 위해 하천에 새로운 구조물을 건설하는 것은 경제적으로나 효율성 면에서 바람직하지 않고, 이러한 구조물을 건설한다고 해도 상기 구조물은 단순히 수면상에 철조망를 설치하는 것이 전부여서, 수중에 있는 오염물이나 쓰레기를 제거하는데 한계가 있었다. 또한, 상기 철조망 상에 걸린 오염물 및 쓰레기를 주기적으로 제거해야하는데, 상기 오염물과 쓰레기가 철조망에 휘감겨 쉽게 제거할 수 없어 그 작업 또한 용이하지 않았다.

뿐만 아니라, 하천을 횡단하는 철조망은 외관미를 저해할 수 있어 이런 방식의 정화구조물은 그 실효성에 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 하천에 포함된 각종 오염물이나 쓰레기를 걸러 하천수를 정화할 수 있고, 걸려진 오염물 또는 쓰레기 등에 대한 제거 및 처리가 수월하며, 건설을 위한 경제적 부담을 최소화할 수 있도록 하는 무동력 기반의 수자원 정화구조물의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

하천의 횡단방향으로 건설되는 정화구조물에 있어서,

일정한 간격으로 다수 개가 형성 배치되어 하천수가 통과할 수 있는 공간을 이루는 배수로;

상기 배수로와 이웃하는 다른 배수로 사이의 상기 정화구조물 전면이 돌출되어 하천수의 흐름을 상기 배수로로 안내하는 경사형 전면;

상기 정화구조물의 상면에 길이방향을 따라 형성되면서 상기 배수로와 연통되는 수로;

상기 배수로와 이웃하는 다른 배수로 사이의 상기 정화구조물 배면에 형성되어 상기 수로와 연통되고, 상기 수로를 통해 유입된 하천수가 배수되는 배수구를 포함하며, 상면이 개구된 유입로;

상기 유입로의 개구된 상면을 덮는 걸름망;

상기 배수로로부터 통하는 수로의 입구에 회전가능하게 고정되며 상면에는 다수의 회전축대를 갖춘 하판과, 하천수와 맞닿는 전면이 절개되어 수용홈을 이루고 상기 수용홈의 내측에는 하천수가 통과할 수 있는 다수의 투수구를 갖추며 편중된 위치의 회전구멍이 상기 회전축대와 맞물리면서 상기 하판과 회동가능하게 고정되는 날개와, 상기 날개가 수평력에 대해 탄발하도록 상기 회전구멍와 회전축대를 연결하는 토션스프링과, 다수의 상기 날개를 상면에서 덮어 고정하는 상판을 구비한 걸림식 수차; 및

상기 수로로 유입된 하천수가 상기 수로의 상면을 통해 배수되지 않도록 덮어 폐구하는 덮개;

를 포함하는 무동력 기반의 수자원 정화구조물이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 수자원 정화구조물의 모습을 분해 도시한 사시도인바, 이를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 수자원 정화구조물(100)은 취입보의 기능을 수행한다. 상기 정화구조물(100)은 하천을 횡단하는 방향으로 건설되며, 그 전면부는 하천수가 통과하는 배수로(103)로 하천수의 흐름을 안내할 수 있도록 경사형 전면(101)을 이루고, 상면에는 정화구조물(100)의 길이방향을 따라 형성되면서 상기 배수로(103)와 연통하는 수로(102)를 갖춘다.

한편, 상기 수로(102)는 정화구조물(100)의 배면에 형성된 배면돌출대(120)의 유입로(121)와 연통하는데, 상기 배면돌출대(120)는 배수로(103)와 이웃하는 다른 배수로 사이에 위치하는 것이 바람직할 것이다.

계속해서, 상기 배수로(103)는 걸림식 수차(110)가 회전가능하게 배치되어서 상기 배수로(103)를 주기적으로 개폐한다. 즉, 상기 걸림식 수차(110)가 유력에 의해 무동력으로 회전하면서 하천수의 흐름을 일정 타이밍으로 끊는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 걸림식 수차의 모습을 분해 도시한 사시도인바, 이를 참조하여 설명한다.

상기 걸림식 수차(110)는 중심축(113c)을 중심으로 연결되는 상판(112) 및 하판(113)을 포함하고, 상기 상판(112) 및 하판(113)은 상기 중심축(113c)의 길이만큼 이격되게 고정된다.

계속해서, 상기 상판(112) 및 하판(113)의 둘레부에는 다수의 회전축대(113a)가 소정간격으로 배치되며, 이 회전축대(113a)에는 토션스프링(113d)이 고정된다. 이러한 상기 회전축대(113a)는 전면에 수용홈(111a)을 구비한 날개(111)가 회동가능하게 고정되고, 상기 수용홈(111a)에는 다수의 투수구(111b)가 형성된다. 상기 수용홈(111a)은 날개(111)의 전면에 소정깊이로 절개 형성된 홈으로, 상기 배수로(103)를 통해 유입되는 하천수에 효과적으로 저항하면서 상기 날개(111)에 회전력이 발생하도록 한다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 상기 날개(111)에는 편심된 방향으로 회전구 멍(111c)이 형성되고, 상기 회전축대(113a)는 상기 회전구멍(111c)으로 삽입되어서 상기 날개(111)를 회동가능하게 고정시킨다. 이때, 상기 회전축대(113a)와 회전구멍(111c)은 토션스프링(113d)을 매개로 고정되어서, 상기 날개(111)가 하천수의 유향에 대향하는 방향으로 탄발하는 힘을 받도록 한다. 즉, 상기 날개(111)는 상기 토션스프링(113d)에 의해 현위치를 고수하려 하지만, 상기 수용홈(111a)으로 유입되는 하천수의 유력에 의해 하천의 하류 쪽으로 지속적인 힘을 받으면서 하류를 향해 다소 접힌 상태로 되고, 이러한 힘으로 인해 상기 걸림식 수차(110)는 회전하게 된다.

상기 날개(111)가 양방향으로 가해지는 수평력에 대하여 탄발력을 갖도록 하는 연결구조는 널리 알려진 방식으로, 상술한 토션스프링(113d) 이외에도 탄발력을 갖는 평판형상의 탄성판(미도시함)을 상기 날개(111)와 하판(113)의 연결매개로 하여, 상기 날개(111)가 수평력에 대해 탄발할 수 있는 구조가 되도록 할 수도 있을 것이다.

한편, 상기 수용홈(111a)에는 다수의 투수구(111b)가 형성되어서, 상기 수용홈(111a)으로 유입된 하천수가 상기 투수구(111b)를 통해 배수될 수 있도록 하는 반면, 상기 투수구(111b) 보다 큰 오염물 또는 쓰레기는 상기 날개(111)를 통과할 수 없도록 한다.

미설명 인출번호 '112b'는 상판 회전축이고, '113b'는 하판 회전축으로, 상기 회전축(112b, 113b)를 매개로 상기 수로(102) 내에 회전가능하게 고정된다.

도 3은 본 발명에 따른 수자원 정화구조물의 동작 모습을 순차 도시한 평면 단면도인바, 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 수자원 정화구조물(100)을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 정화구조물(100)은 상술한 바와 같이 길이방향을 따라 소정간격으로 다수 개의 배수로(103)를 구비한다. 한편, 상기 정화구조물(100)의 상면에는 길이방향으로 형성된 수로(102)를 포함한다. 이때, 상기 수로(102)와 배수로(103)는 상호 연통되므로, 상기 배수로(103)를 통해 유입된 하천수는 상기 수로(102)로 유입될 수도 있을 것이다.

본 발명에 따른 상기 정화구조물(100)은 다량의 하천수가 배수로(103)를 통해 상기 수로(102)로 유입될 수 있도록 상기 배수로(103)와 수로(102)가 연결되는 부분에 상기 걸림식 수차(110)를 두어, 상기 배수로(103)를 통한 하천수의 원활한 흐름이 방해받도록 한다. 즉, 상기 걸림식 수차(110)는 배수로(103)를 부분 차단하는 날개(111)가 배수로(103)를 막으면서 하천수의 직접 통과를 막는 것이다. 결국, 상기 하천수의 대부분은 상기 날개(111)의 수용홈(111a)을 경유할 수 밖에 없다. 이때, 하천수의 흐름은 날개(111)에 하천수의 흐름과 나란한 수평력을 제공하여 상기 걸림식 수차(110)는 상기 수로(102) 내에서 회전하게 된다.

계속해서, 하천수의 수평력을 받는 상기 걸림식 수차(110)는 일방향으로 회전하면서 상기 날개(111)가 수로(102)로 삽입된다. 이때, 상기 수로(102)의 폭은 펼쳐진 날개(111)의 길이보다 좁아 상기 날개(111)는 상기 수로(102)의 내벽과 맞닿으면서 걸림식 수차(110)의 회전력에 의해 접히게 된다. 이때, 상기 걸림식 수차(110)의 수용홈(111a)에는 하천수의 각종 오염물과 쓰레기가 걸려 포집되는데, 상기 날개(111)가 수로(102)로 들어가면서 접히는 방향이 수로(102) 내에 있던 날개의 배치방향과 일치하므로, 포집된 오염물과 쓰레기가 외부로의 이탈없이 수로(102) 안으로 안내될 수 있다.

이때, 상기 배수로(103)의 내벽에는 다수의 안내롤러(131, 132)가 배치되어 상기 날개(111)의 배면과 배수로(103)의 내벽 간에 마찰을 최소화한다.

도 3(b)에 도시한 바와 같이, 상기 걸림식 수차(110)는 지속적으로 회전하면서 상기 날개(111)를 접힌 상태로 유지되도록 하여, 해당 날개(111)와 연결된 토션스프링(113d)이 탄발력을 지속적으로 보유하도록 한다. 이후, 도 3(c)에 도시한 바와 같이, 상기 날개(111)는 접힌 상태에서 해제되면서 상기 탄발력에 의해 강력하게 회동하고, 이를 통해 상기 수용홈(111a) 내에 포집된 각종 오염물과 쓰레기가 상기 수로(102) 안으로 투출된다.

이렇게 투출된 상기 오염물과 쓰레기는 상기 수로(102)와 유입된 하천수와 더불어 상기 유입로(121)로 안내된다. 이때, 상기 유입로(121)를 갖춘 배면돌출대(120)에는 배수구(123)를 갖추고 있어, 상기 오염물과 쓰레기를 동반한 하천수는 상기 배수구(123)를 통해 배출되고, 상기 오염물과 쓰레기는 유입로(121) 내에 잔존한다. 물론, 오염물과 쓰레기가 상기 배수구(123)를 통해 배출되는 것을 막기 위해 상기 배수구(123)에는 오염물과 쓰레기를 막을 수 있는 망(미 도시함)이 설치되어야 할 것이다.

계속해서, 상기 수로(102)가 넘치면서 수로(102)로 유입된 오염물 및 쓰레기 등이 상기 유입로(121)가 아닌 하류 쪽으로 넘어갈 경우, 본 발명에 따른 정화구조 물(100)의 효능이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 수로(102)로 유입된 오염물 및 쓰레기가 외부로 이탈되지 않도록 상기 수로(102) 상에는 덮개(150)를 덮어 유수의 이동을 차단한다. 또한, 상기 유입로(121)를 통한 하천수의 배수는 원활히 이루어져야 하므로, 상기 유입로(121)의 개구된 상면에는 쓰레기와 오염물의 이탈을 차단할 수 있는 걸름망(140)을 구비한다. 이때, 상기 걸름망(140)은 유입로(121)의 측면에 형성된 안착턱(122) 상에 안착 고정될 수 있다.

따라서, 상류 하천수가 상기 정화구조물(100)의 배수로(103)로 유입되면, 상기 걸름식 수차(110)의 날개(111)와 맞부딪치면서 상기 날개(111)를 회전시키고, 상기 하천수에 포함된 오염물 및 쓰레기는 상기 수용홈(111a)으로 포집된다. 이렇게 포집된 오염물 및 쓰레기는 상기 걸림식 수차(110)가 회전하면서 수로(102)의 안쪽으로 안내되고, 상기 걸림식 수차(110)의 지속적인 회전에 의해 상기 날개(111)를 잡고 있던 힘이 해제되면서 탄발력에 의해 상기 날개(111)가 원 위치로 강하게 복귀되어, 수용홈(111a) 내에 있던 각종 오염물 및 쓰레기를 투출시킨다. 이렇게 투출된 오염물 및 쓰레기는 상기 유입로(121)로 안내되어 수집되고, 함께 들어온 하천수는 상기 유입로(121)의 개구된 상면 및/또는 상기 배수구(123)를 통해 배출된다.

이상 상기와 같은 본 발명에 따르면, 별도의 구조물을 하천에 건설할 필요없이 취입보의 기능을 유지하면서 하천에 포함된 각종 쓰레기와 오염물을 효율적으로 걸러 포집할 수 있고, 이렇게 포집된 쓰레기와 오염물에 대한 제거가 용이하여 깔 끔한 외관을 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

하천의 횡단방향으로 건설되는 정화구조물에 있어서,

일정한 간격으로 다수 개가 형성 배치되어 하천수가 통과할 수 있는 공간을 이루는 배수로;

상기 배수로와 이웃하는 다른 배수로 사이의 상기 정화구조물 전면이 돌출되어 하천수의 흐름을 상기 배수로로 안내하는 경사형 전면;

상기 정화구조물의 상면에 길이방향을 따라 형성되면서 상기 배수로와 연통되는 수로;

상기 배수로와 이웃하는 다른 배수로 사이의 상기 정화구조물 배면에 형성되어 상기 수로와 연통되고, 상기 수로를 통해 유입된 하천수가 배수되는 배수구를 포함하며, 상면이 개구된 유입로;

상기 유입로의 개구된 상면을 덮는 걸름망;

상기 배수로로부터 통하는 수로의 입구에 회전가능하게 고정되며 상면에는 다수의 회전축대를 갖춘 하판과, 하천수와 맞닿는 전면이 절개되어 수용홈을 이루고 상기 수용홈의 내측에는 하천수가 통과할 수 있는 다수의 투수구를 갖추며 편중된 위치의 회전구멍이 상기 회전축대와 맞물리면서 상기 하판과 회동가능하게 고정되는 날개와, 상기 날개가 수평력에 대해 탄발하도록 상기 회전구멍와 회전축대를 연결하는 토션스프링과, 다수의 상기 날개를 상면에서 덮어 고정하는 상판을 구비한 걸림식 수차; 및

상기 수로로 유입된 하천수가 상기 수로의 상면을 통해 배수되지 않도록 덮어 폐구하는 덮개;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 기반의 수자원 정화구조물.