KR100748017B1 - 오염된 하천수를 정화시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수문을 개방하지 않은 상태에서 저수공간에 채워져 있던 상층수와 하층수가 수문을 통해 순간적으로 같이 빠져나가도록 하여 저수공간의 물들이 상기 배출된 물이 차지하고 있던 공간을 채우기 위해 서로 혼합되어 희석되도록 함과 동시에 이러한 과정에서 폭기작용이 발생되도록 함으로써 하천수를 효과적으로 정화하기 위한 오염된 하천수를 정화시키는 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 양측 지지구조체의 사이에 수로가 형성되고, 양측 지지구조체의 사이에는 수로를 개폐할 수 있는 수문이 연결되며, 수문을 작동시키는 동력수단이 구비되어 수로를 개폐할 수 있도록 구성된 하천수 정화용 수문에 있어서, 수문의 테두리를 제외한 부위에 전후위가 통하도록 개구부를 형성하고, 개구부에는 다수의 개폐문을 세로방향으로 서로 밀착되도록 회전가능하게 등간격 고정하며, 각 개폐문의 축으로부터 작동봉을 그 폭의 사선방향으로 각각 인출하고, 각 작동봉을 작동실린더의 피스톤로드에 회전가능하게 고정하며, 작동실린더는 수문의 일측에 회전가능하게 고정한 것으로, 이와 같이 하면 저수공간에 저수되어있던 상층수와 하층수를 개폐문을 통해 순간적으로 같이 배출함으로써 하천수에 포함된 오염된 물질들이 자연적으로 정화되도록 작용하는“물질 가속도 현상“과“물질 새치기 작용”과 “물질 보존 본능의 법칙”과 물질 뭉침 작용”과 “물질 결합작용“과 ”물질 거부작용”과 “물질 해탈작용“과 ”물질 분해작용”들이 자연적으로 발생하면서 저수공간 하층부에 포진하고 있던 퇴적오니와 같은 이물질과 상층부에 부유하고 있던 이물질 들이 모두 함께 빠져나가게 되어 오염된 하천수를 깨끗하게 정화시켜주는 작용을 발휘할 수 있고, 또 물이 빠져나가면서 그 공간을 메우기 위해 다른 물들이 서로 뒤엉키면서 상층수와 하층수가 서로 희석될 수 있음은 물론 폭기작용이 발생되어 이러한 작용에 의해 하천수의 수질을 더욱 효과적으로 정화할 수 있는 것이다.

정화, 수문, 작동실린더, 배출, 어도

Description

오염된 하천수를 정화시키는 방법{Method to purify polluted river water}

도 1은 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 분해사시도.

도 2는 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문이 개폐문 상세 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 개폐문 폐쇄 상태도.

도 4는 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 개폐문 개방 상태도.

도 5는 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 완전 개방 상태도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 지지구조체 10 : 수문

11 : 개구부 12 : 걸림턱

13,23 : 패킹부재 20 : 개폐문

21 : 개폐문의 축 22 : 작동봉

30 : 작동실린더 31 : 피스톤로드

33 : 회전핀

본 발명은 오염된 하천수를 정화시키는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 는 수문을 개방하지 않은 상태에서 저수공간에 채워져 있던 상층수와 하층수가 수문의 사이를 통해 5분~ 20분 사이에 순간적으로 같이 빠져나가는 과정을 통하여 혼합되어지는 작용에 의해 자연적으로 정화됨과 함께 하천의 상류에서 저수공간으로 흘러들어오는 물들이 상기 배출된 물이 차지하고 있던 공간을 채우기 위해 또다시 서로 혼합되어 희석되도록 하는 과정에서 폭기작용이 발생되도록 함으로써 하천수를 효과적으로 정화하기 위한 것이다.

주지하다시피, 하천 또는 저수지와 같은 저수공간으로는 여러 경로를 통해 물이 유입되므로 유입되는 물 중에 오염물질들이 다량 포함되어 있음은 자명하다. 따라서, 저수된 물을 정화하기 위해 여러 방법들이 제안되었던 바, 종래 사용되어 오던 수질정화방법들은 자갈 접촉 산화법, 역간 접촉식 산화법, 하수처리장 수질정화법, 염소 투입 정화법 등이 있으나 한결같이 많은 비용이 들고 비용에 비해 그 효과는 미미한 실정이었다.

이를 개선하기 위해 별도의 장치를 통해 수중에서 와류를 형성하여 오염물질을 부유시키고, 이를 걷어냄으로써 수질정화를 구현하도록 한 장치도 등장한 바 있으나, 이는 수질 개선을 위해 별도의 장치를 구비해야 하는 단점이 있음은 물론 그 수질정화영역이 매우 제한적이어서 보다 넓은 범위에서의 수질개선에 취약한 단점이 있었다.

또한, 본 출원인에 의해 창안되어 공지된 특허 공개번호 제 2001-0000343호의 "다단 저수장치를 이용한 자연적인 수질개선방법"의 경우 한개의 수문으로 구성되는 방식이기 때문에 폭기에 의한 자연적인 자정효과가 매우 낮은 결점이 있었으 며, 이러한 결점으로 인해 수문의 내부에 가두어져 있는 물과 오염물질들이 결합하면서 발생시키는 물질 뭉침 작용과 물질 결합 작용에 의해 오염이 가중되면서 녹조 현상을 유발시킴으로 인하여 저장된 물을 더욱 더 악화시키는 중대한 결점이 있었다.

여기서, 본 발명의 기술적 가치를 높이기 위하여 본 발명에 적용되는 용어에 대하여 설명한다.

하천수에 함유된 오염된 수질들이 자연적으로 정화되거나 오염이 악화되는 “물질 가속도 현상“과“물질 새치기 작용”과“물질 보존 본능의 법칙”과 물질 뭉침 작용”과 “물질 결합작용“과 ”물질 거부작용”과 “물질 해탈작용“에 대하여 설명한다.

모든 물질은 그 물질이 지니고 있는 질량과 비중의 차이로 인하여 물속으로 유입되는 순간 그 물질들의 비중에 따라 포진하고 있는 위치가 물질별로 틀린 상태를 이루면서 즉 물질별로 각각의 다른 층을 이루면서 흐르게 된다.

이러한 작용에 의해 비중이 무거운 깨끗한 물들은 하천수의 하층부에 포진한 상태를 이루면서 흐르고, 비중이 가벼운 오염된 물들은 하천수의 상층부에 포진한 상태를 이루면서 흐르게 되는데, 흐르는 속도는 오염이 가중되어 있는 상층부의 하천수가 하층수 보다도 더 빨리 흐르고 있는 것이 현실이다, 이러한 작용이 발생하는 것은 물속에 함유되어 있는 오염물질의 양 즉 오염부하량이 높기 때문이다. 이러한 원리를 "물질 가속도 현상”이라고 정의한다.

하천에 흐르는 물들이 더욱더 오염이 가중되는 이유는 “물질 가속도현상” 과 “물질 뭉침 작용” 때문인데 자세히 설명하면 다음과 같은 현상 때문인 것이다. 지구와 태양계가 회전하면서 발생시키는 중력의 작용에 의해 비중이 가벼운 오염된 물들이 비중이 무거운 깨끗한 물들의 상층부에 포진한 상태를 유지하면서 하천의 하류 부분으로 흐르고 있을 때에 비중이 가벼운 오염된 물들은 수시로 유입되어 오는 또 다른 오염물질들과 결합하는 "물질 뭉침 작용"에 의해 오염이 악화 되게 됨으로 인하여 하천수의 오염은 더욱더 가중되게 되는 것이다.

다음은 물질 가속도 현상을 역으로 이용하게 되면 발생하게 되는 “물질 새치기 작용”의 과정에 대하여 설명한다. 물질 새치기 작용과 물질 가속도 현상은 상호간에 밀접한 관계가 있다. 물질 새치기 작용이 이루어지는 과정은 오염된 하천수들이 수문의 하부를 통과하려고 할 때에 하천수를 이루고 있는 물들은 비중이 무거운 깨끗한 물들이 비중이 가벼운 오염된 물들을 상층부로 밀어 올려놓은 다음 비중이 가벼운 오염된 물들의 하층부를 통하여 먼저 빠져나가려고 하는 작용을 발휘하게 되는데 이러한 원리를 “물질 새치기 작용“ 이다. 라고 정의한다. 지구상에 존재하는 모든 물질들은 그 물질을 이루고 있는 물질속의 원자량과 분자량에 의해서 그 크기가 똑같다고 해도 그 부피 즉 비중이 틀리기 때문에 물속에 들어가면 그 물질들이 포진하고 있는 위치를 달리할 수밖에 없는 것이다.

다음은 모든 물질들은 그 물질의 본질(本質)적 성분을 본능적으로 보존하려고 하는 “물질 보존 본능의 법칙”과 이러한 작용에 의해서 발휘되는 “물질 뭉침작용”과 물질 밀림작용에 의해 발생 하는 “물질 해탈 작용“에 대해서 설명한다. 물은 물이 지니고 있는 구조적인 특성에 의해서 물 이외의 물질이 물속의 구조 속 으로 침투하게 되면 본능적으로 그 침투물질을 받아들이면서 그 물질과 결합 하여 또 다른 물질을 만들어내는 특성이 있다. 본 발명에서는 이러한 작용을 “물질 뭉침 작용”이다, 라고 정의한다.

또한 물의 결정을 이루고 있는 순수 물 분자구조 속에 침투 해 있는 오염물질들을 털어 내어 순수 물분자를 만들기 위하여 물에 일정한 충격을 가해주게 되면 물의 순수 분자 구조 속에 함유되어 있는 오염물질들은 물분자 속에서 즉시 이탈해 나오는 작용을 “물질 해탈 작용“이다. 라고 정의한다. 즉 외부에서 가해지는 충격의 힘에 의해 오염된 물이 깨끗해지는 작용을 ”물질 해탈 작용“이다. 라고 정의 한다. 상술한 바와 같이 물질 뭉침 작용이 발생되는 이유는 하천수를 가두어 두는 저수 시스템을 콘크리트보, 전도식 수문, 또는 고무댐과 같이 유입되는 하천수를 상단부로 배출하는 방식으로 저수장치를 구성하여주게 되면 이러한 작용에 의해 오염이 가중되게 되는 것이지만, 하천수를 하단부로 배출하는 수문 시스템을 설치하여 주게 되면 물질 새치기 작용과 물질밀림작용과 물질 해탈 작용이 자연적으로 이루어지면서 오염된 하천수가 자연적으로 정화 되게 되는 것이다. 대형의 댐들 또한 이러한 방식에 따라 댐을 구성하여 주게 되면 절대적으로 오염이 가중되지 않는 것이다. 또한 저수시스템의 하층 부분에 포진하고 있는 일부분의 하천수들 만을 배출 하도록 구성된 수문 시스템을 설치하면 오염이 가중되는 이유는 수문이 구성되어 있는 배출부 이외의 부분에 정체 되어 있는 비중이 가벼운 오염된 물들은 비중이 무거운 깨끗한 물들에게 밀리는 물질 밀림 작용에 의해 배출구 이외 부분으로 밀려나가면서 또 다른 오염물질들과 결합하는 물질 뭉침작용에 의해 오염이 더욱더 가중되게 되는 것이다. 물질 밀림작용과 물질 뭉침 작용에 의해 수문의 배출구 이외에 정체 되어 있는 비중이 가벼운 오염된 하천수는 절대적으로 하천의 하류로 이동하는 것 자체가 불가능한 상태에 놓이게 되면서 또 다른 물질들과 결합 하는 물질 결합 작용과 오염된 물질들 끼리 뭉치는 물질 뭉침 작용에 의해 오염이 더욱더 가중 되게 되는 것이다. 자세히는 고무댐의 하단부에 구성되는 일부의 배출구 또는 전도식 수문의 하층부분에 포진하고 있는 일부분의 하층수 만을 선택적으로 배출하도록 구성되는 싸이폰 방식의 수문을 설치하게 되면 비중이 무거운 깨끗한 물들이 비중이 가벼운 물들을 밀어내고 먼저 빠져 나가는 물질 새치기 작용과 물질 밀림작용에 의해 비중이 가벼운 오염된 물들은 비중이 무거운 깨끗한 물들에게 밀리면서 수문의 내부에서 정체된 상태를 유지하고 있을 수밖에 없는 물질 밀림작용에 의해 하류부분으로 절대적으로 빠져 나가지 못하고 있는 상태에서 또다시 오염된 물질끼리 뭉치는 물질 뭉침 작용과 오염된 물질끼리 결합하여 또 다른 물질을 만들어내는 물질 결합작용에 의해 오염이 더욱더 가중 될 수밖에 없는 것이다. 이러한 작용들에 의해서 상단부로 유입수를 배출하는 방식의 수중보를 이용하여 물을 가두어 두게 되면 저수 시스템의 내부에 물을 가두어 두는 동안 오염 물질과 물분자의 물질들 끼리 뭉치면서 발생시키는 물질 뭉침 작용과 물질 결합 작용에 의해 오염이 오히려 가중되게 되는 중대한 문제점들이 있는 것이다.

다음은 본 연구를 통하여 알아낸 사실 중에 하나인 "물질보존 본능의 법칙'에 대하여 설명한다.

모든 물질들은 그 물질이 지니고 있는 구조적인 특성에 의해 그 물질만의 구 조를 유지하려고 하는 자연적인 특성에 의해 그 물질이 지니고 있는 물질적인 구조 속에 다른 이물질이 침투하여 있으면 그 물질들을 거부하여 밀어내 버리거나 또는 그 물질 또는 오염물질들 속에서 이탈해 나오려고 하는 작용을 발휘하여 그 물질이 지니고 있는 순수한 구조들을 영구히 보존하려고 하는 작용을 본 발명에서는 "물질보존본능의 법칙"이다라고 정의한다.

다음은 "물질보존본능의 법칙"에 의해 발생하는 "물질 거부 작용"에 대하여 설명한다.

모든 물질은 물속에 들어가면 물속에 섞여 있는 물질들과 희석되게 되면서 물의 오염을 가중되게 하는 물질 뭉침 작용이 처음부터 발휘되는 게 아니라 순수 물분자의 구조들이 오염물질을 거부하는 물질 거부 작용에 의해 곧바로 결합되지 못하고 즉 물질과 물질이 뭉치는 뭉침 작용을 거부하고 있다가 일정시간이 지나면서 외부에서 가해지는 분해 작용에 의해 즉 용존산소와 태양열과 미생물과 삼투압작용등과 같은 자연적인 반응에 의해 오염물질들이 서서히 물분자들과 결합하면서 오염물질로 변형되게 되는 것이다. 이 물질들이 또다시 자연적으로 분해되면서 발생시키는 미립자들이 또다시 또다른 물질들과 결합되면서 물의 오염이 가중되는 것이다,이것이 활발히 이루어지면서 발생시키는 것이 바로 육지의 녹조 현상과 바다에서 발생되는 적조현상인 것이다.태형동물이라고 칭하는 물질은 유기물질과 무기물질들과 뭉치면서 발생시키는 부산물인 것이다.

다음은 물질 분해 작용과 물질 결합 작용과 물질 부상 작용에 대하여 설명한다. 물의 순수 분자들은 순수 물 분자를 유지하고 있으려는 "물질 보존본능의 법 칙"에 의해 물질 거부작용이 발생 되면서 또 다른 물질들과 결합하지 않으려고 반응하다가 오염물질들의 강한 점성력에 의해 어쩔 수 없이 다른 물 분자들과 결합하는 물질결합작용에 의해 결합 됨과 동시에 비중이 무거워지면서 하천의 바닥 층에 가라 앉아 있는 상태에서 자연적으로 발생하는 자연적 분해 작용에 의해 그 물질들이 분해되면서 미세한 미립자들을 발생시키게 되는데 미립자로 구성되는 물 분자와 상류에서 밀려오는 오염물질의 일부 물질들과 물질 결합 작용이 이루어지는 반복적인 작용이 발생하게 되는 것이다.

물 분자속에 함유되어 있는 오염물질들은 자연분해되는 자정작용에 의해 미립자로 변하여서 또 다시 저수 층의 상층부로 이동하는 반복적 물질 부상 작용을 발휘하면서 또다시 또 다른 오염물질들과 재차 결합하는 물질 결합 작용에 의해 결합 된 물 분자들은 결합과 동시에 비중이 무거워지면서 저수 층의 바닥에 가라앉게 되는 반복적 작용이 이루어지면서 하천수의 오염을 가중시키게 되는 작용이 바로 "물질 분해 작용"과 "물질 결합 작용"과 "물질 부상 작용"인 것이다.

따라서, 물을 일정한 장소에 오랜시간 가두어두게 되면 물질분해작용과 물질 뭉침작용에 의해 오염이 더욱더 가중되므로 저수공간에 저수되어 있는 물을 수문을 통해 수시로 방류하고 새로운 물을 다시 채워 넣는 것이 하천수의 오염을 방지할 수 있는 가장 좋은 방법이며, 또한 저수공간의 물을 방류함에 있어 수문의 하단부로 배출하여 물질뭉침작용에 의해 뭉쳐진 퇴적오니와 같은 오염물질을 배출하면서 물질 가속도 현상, 물질 새치기 현상, 물질 분해 작용, 물질 부상 작용 등의 원리에 의해 물을 정화시키는 방법과 함께 수문의 상단부로도 물을 배출하여 물의 상부 에 부유하는 비중이 가벼운 오염된 물질들을 수시고 제거할 수 있도록 함이 가장 바람직한 것이다.

그러나, 일반적인 수문의 경우 수문의 지지축이 지지구조체의 하부측에 위치되어 수위에 따라 전도되면서 저수된 물을 수문의 상부로 배출해주는 전도식 수문과, 수문의 지지축이 지지구조체의 상부에 위치되어 저수된 물을 수문의 하부로 배출해주는 부상식 수문과 같이 그 지지축이 고정되어 있어 저수공간에 저수되어 있는 물을 수문의 상단 또는 하단으로만 배출할 수 있도록 정해져 있기 때문에 하천수를 정화하는데 한계가 있는 것이며, 또한 전도식 수문의 경우 회귀성을 갖는 물고기가 자신이 처음 태어난 장소를 찾아 알을 낳기 위해 하천을 거슬러 올라갈 때 물고기의 통로를 형성하지 못하여 생태계를 파괴할 수 있는 문제가 있고, 또 부상식 수문의 경우 홍수와 같이 급격하게 물이 증가하여 나뭇가지와 같은 큰 이물질이 같이 떠내려오게 될 때 이러한 큰 이물질에 의해 수문이 파손될 염려도 있는 것이었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 수문의 테두리를 제외한 부위에 형성된 개구부에 다수의 개폐문을 회전가능하게 고정하고, 이러한 개폐문에는 작동실린더를 연결하여 작동실린더의 구동에 따라 각 개폐문을 개폐하여 저수공간의 상층수와 하층수가 같이 배출되는 과정을 통하여 희석되도록 함으로써 자연적으로 정화되는 작용을 발휘함과 함께 그 배출된 물이 있던 공간을 채우기 위해 저수공간의 물들이 서로 뒤섞이면서 상층수와 하층수가 희석됨과 동시에 폭기가 발생되 어 효과적으로 수질을 정화할 수 있도록 하고, 배수 조절을 용이하게 함은 물론 물고기가 소상할 수 있는 어도를 형성할 수 있도록 한 오염된 하천수를 정화시키는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

이하, 본 발명을 제시된 실시예와 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문이 개폐문 상세 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 개폐문 폐쇄 상태도이며, 도 4는 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 개폐문 개방 상태도이고, 도 5는 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 완전 개방 상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오염된 하천수를 정화시키는 방법에 적용되는 하천수 정화용 수문은, 양측 지지구조체(1)의 사이에 수로가 형성되고, 양측 지지구조체(1)의 사이에는 수로를 개폐할 수 있는 수문(10)이 연결되며, 수문(10)을 작동시키는 동력수단이 구비되어 수로를 개폐할 수 있도록 구성되는데, 수문(10)의 테두리를 제외한 부위에 전후위가 통하도록 개구부(11)를 형성하고, 개구부(11)에는 다수의 개폐문(20)을 세로방향으로 서로 밀착되도록 회전가능하게 등간격 고정하며, 각 개폐문(20)의 상하부 각 축(21)으로부터 작동봉(22)을 그 폭의 사선방향으로 각각 인출하고, 각 작동봉(22)을 작동실린더(30)의 피스톤로드(31)에 회전가능하게 고정하며, 작동실린더(30)는 수문(10)의 저수공간 반대측 일측에 회전가능하게 고정하여서 된 것이다.

이때, 작동봉(22)과 피스톤로드(31)를 회전가능하게 연결하는 구조는 얼마든지 변경가능한 것으로, 도시된 바와 같이 일자형태의 피스톤로드(31)에 회전핀(33)을 통해 작동봉(22)을 각각 회전가능하게 고정할 수도 있고, 도시하지는 않았지만 피스톤로드(31)를 각 작동봉(22) 사이의 간격마다 회전가능하게 힌지로 연결한 상태에서 이러한 힌지부위에 각 작동봉(22)이 고정되게 구성할 수도 있으며, 이외에도 작동봉(22)과 피스톤로드(31)를 회전가능하게 연결할 수 있는 구성이면 어떤 것이든 적용가능하다.

또한, 상기한 작동봉(22)과 작동실린더(30)의 피스톤로드(31)를 연결하는 구성은 개폐문(20)의 상하부 중 일측에서만 이루어질 수도 있고, 개폐문(20)의 상하부 모두에서 이루어질 수도 있는데, 개폐문(20)의 안정적인 회전동작을 위해서는 개폐문(20)의 상하부 모두에서 이루어지도록 함이 바람직하다.

아울러, 각 개폐문(20)을 폐쇄한 상태에서는 저수공간에 채워진 물이 누수되지 않도록 하는 것이 매우 중요하며, 이를 위해 본 발명에서는 개구부(11)의 내주면에 개폐문(20)의 회전각도를 제한하도록 걸림턱(12)을 연속형성하고, 걸림턱(12)의 개폐문 접촉부위에는 개폐문(20)의 폐쇄시 개폐문(20)과의 사이에서 누수를 방지할 수 있도록 패킹부재(13)를 부착 또는 피복하게 된다.

또한, 각 개폐문(20)의 후위는 회전동작이 이루어지도록 라운드지게 구성하고, 각 개폐문(20)의 전위 안쪽면은 회전동작시 각 개폐문(20)의 후위와 간섭되지 않으면서 폐쇄시에는 라운드진 후위를 감싸면서 밀착되도록 평면상 "S"자 형상으로 구성하며, 개폐문(20)의 라운드진 후위 표면에는 후방으로 인접한 다른 개폐문(20) 의 전위 안쪽면과 접촉되어 누수를 방지할 수 있도록 패킹부재(23)를 부착 또는 피복하게 된다.

도면상의 미설명 부호 14는 수문(10)의 회전중심을 이루는 지지축을 나타낸다.

이와 같이 구성된 상태에서 도 2와 같이 각 작동실린더(30)를 완전히 신장시키면 각 피스톤로드(31)에 의해 각 작동봉(22)이 밀리면서 각 개폐문(20)이 그 축(21)을 중심으로 폐쇄되는 방향으로 회전되고, 각 개폐문(20)의 전위 안쪽면이 평면상 "S"자 형상으로 형성되어 있어 라운드지게 형성되어 있는 전방으로 인접한 다른 개폐문(20)의 후위와 밀착됨과 동시에 각 개폐문(20)이 개구부(11)에 형성된 걸림턱(12)에 걸려 완전히 폐쇄된 상태가 된다.

이때, 걸림턱(12)의 개폐문 접촉부위와 개폐문(20)의 후위 둘레에는 각각 패킹부재(13)(23)가 부착 또는 피복되어 있으므로 개폐문(20)이 완전히 폐쇄된 상태에서는 저수공간에 채워진 물이 수문(10)의 외측으로 누수되지 않고 저수된 상태를 유지할 수 있게 된다.

수위가 증가되어 배수가 필요할 경우에는 각 작동실린더(30)를 수축시키게 되고, 각 피스톤로드(31)에 의해 각 작동봉(22)이 당겨지면서 각 개폐문(20)이 그 축(21)을 중심으로 개방되는 방향으로 회전되기 시작하며, 이와 동시에 저수공간에 채워져 있던 물이 각 개폐문(20)과 개구부(11) 사이의 공간을 통해 배출된다.

이와 같이 저수공간의 물이 배출될 때 상층수와 하층수가 순간적으로 같이 배출되면서 저수공간 하부에 물질 뭉침 작용에 의해 쌓여있던 퇴적오니와 같은 이 물질이 하천수와 같이 빠져나가면서 물질 가속도 작용, 물질 새치기 현상, 물질 해탈 작용, 물질 부상 작용이 발생되어 수질이 정화될 수 있는 것이고, 또 배출된 상층수와 하층수가 차지하고 있던 공간을 메우기 위해 저수공간의 물들이 서로 엉키면서 서로 희석될 수 있음은 물론 이러한 과정에서 폭기작용이 발생되어 수질을 보다 효과적으로 정화할 수 있는 것이다.

이때, 저수공간의 수위 또는 저수공간으로 유입되는 물의 유속을 자동으로 감지하여 각 작동실린더(30)를 자동으로 구동할 수도 있고, 또 수동으로 각 작동실린더(30)를 구동할 수도 있으며, 상기와 같은 인자들을 고려하여 개폐문(20)의 개폐 정도를 미세하게 조정할 수도 있음은 자명하다.

또한, 유입수량 또는 하수량이 급격히 증가하는 경우에는 그 저수량을 빠른 시간내에 조절할 수 있도록 도 4와 같이 작동실린더를 완전히 수축시켜 각 개폐문(20)들을 완전히 개방해주게 된다.

아울러, 상기와 같이 개폐문(20)이 개방되면 이를 통해 물고기가 상류로 이동할 수 있는 어도와 같은 역할을 수행할 수도 있으며, 따라서 생태계를 복원 또는 유지할 수 있는 이점도 있게 된다.

한편, 홍수와 같이 물이 급격하게 불어나고 나뭇가지와 같은 대형 이물질이 같이 떠내려오는 경우에는 수문(10)과 부딪히는 수압을 최소화하고, 수문(10)과 대형 이물질이 부딪히지 않도록 하기 위하여 각 작동실린더(30)를 최대한 신장시켜 각 개폐문(20)을 폐쇄한 상태에서 수문(10)에 동력을 제공하는 동력수단을 구동하여 수문(10) 전체를 그 지지축(14)을 중심으로 회전시켜줌으로써 수로의 바닥부와 밀착되게 전도시켜주게 되며, 그러면 물과 이물질들이 수문(10)의 위쪽으로 모두 빠른 속도로 빠져나가 수문(10)을 안전하게 보호해줄 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명에서는 도시하지 않았으나 상기와 같은 구성을 갖는 하천수 정화용 수문을 하천의 경사진 부위에 다단계로 설치하게 되면 하천수가 다단으로 배출되면서 보다 효과적으로 정화될 수 있으며, 이러한 변형된 실시예 역시 본 발명의 권리범위에 속함은 자명하다.

또한, 본 발명의 도면상에는 전도식 수문만을 도시하였으나, 이러한 전도식 수문 이외에도 부상식 수문, 공전과 자전을 수행하는 전도식과 부상식 겸용 수문, 승강식 수문 등에도 상기와 동일하거나 유사한 장치를 구성할 수 있으므로 이러한 것들 역시 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.

또한, 상기한 각 개폐문들을 회전시키는 장치로서 작동실린더를 예시하였으나 이러한 실린더 이외에도 스크류, 랙-피니언, 크랭크, 케이블 견인 장치 등에 의해서도 각 개폐문을 회전시킬 수 있으므로 이러한 각 실시예 역시 본 발명의 권리범위에 속함은 자명하다.

또한, 본 발명의 각 실시예에서는 도시되지 않았으나 수문에 동력을 전달하여 회전시킬 수 있는 어떠한 방식의 동력수단 또는 동력전달구조이든 본 발명의 권리범위에 속함은 자명한 것이다.

또한 수문의 내부에 구성되는 개폐문의 형상은 얼마든지 변경구성이 가능한 것임으로 이러한 설계변경 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연한 것이며 개폐문을 개폐 시켜주도록 구성되는 개폐장치 또한 얼마든지 변경 구성이 가능한 것임으로 이러한 변경구성 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 저수공간에 저수되어있던 상층수와 하층수를 순간적으로 같이 배출함으로써 하천수에 포함된 오염된 물질들이 자연적으로 정화되도록 작용하는“물질 가속도 현상“과“물질 새치기 작용”과 “물질 보존 본능의 법칙”과 물질 뭉침 작용”과 “물질 결합작용“과 ”물질 거부작용”과 “물질 해탈작용“과 ”물질 분해작용”들이 자연적으로 발생하면서 저수공간 하층부에 포진하고 있던 퇴적오니와 같은 이물질과 상층부에 부유하고 있던 이물질 들이 모두 함께 빠져나가게 되어 오염된 하천수를 깨끗하게 정화시켜주는 작용을 발휘할 수 있고, 또 물이 빠져나가면서 그 공간을 메우기 위해 다른 물들이 서로 뒤엉키면서 상층수와 하층수가 서로 희석될 수 있음은 물론 폭기작용이 발생되어 이러한 작용에 의해 하천수의 수질을 더욱 효과적으로 정화할 수 있는 것이다.

즉 오염된 물이 저수공간에 머무르는 동안 자연적으로 정화됨은 물론이려니와 오염물질끼리 뭉쳐지면서 발생하는 물질뭉침 현상을 원천적으로 차단할 수 있음으로 인하여 새로운 오염물질을 생성하는 2차 오염을 방지하여주는 작용효과와, 물이 배출되면서 상층수와 하층수가 희석되는 효과와, 배출시의 낙차에 의해 폭기가 일어나게 되어 물 자체의 자연 정화작용과 함께 폭기에 의한 이물질 부유를 통해 보다 적극적인 수질정화를 구현할 수 있게 되며, 이러한 구조로 구성되는 수문들이 경사진 부위에 다단으로 설치되는 경우에는 물이 각 단계를 거치면서 보다 확실하 게 자연 정화될 수 있는 것이다.

따라서, 이러한 시스템을 적용하게 되면 대형 하천의 경우에도 적은 비용을 들여서 손쉽게 오염된 하천수를 정화시킬 수 있으며, 자연에 의해 자연적으로 발생되는 자연정화 시스템을 이용하기 때문에 완전무결한 깨끗한 하천수를 만들어 낼 수 있고, 염소와 불소와 같은 화학 약품을 사용하지 않고서도 깨끗한 물을 만들어 낼 수 있는 작용효과가 있는 것이다. 대형 댐에 적용되는 경우 댐 내부에서의 퇴적오니의 발생을 줄일 수 있고, 상기와 같은 작용들로 인하여 발생되는 녹조현상들을 원천적으로 방지할 수 있는 중대한 작용효과가 있는 것이다.

또한, 육지의 하천에서 발생되는 오염된 하천수들이 바다로 흘러 들어가면서 발생시키는 적조 현상을 원천적으로 차단시켜주는 중대한 작용효과가 있다.

또한 아무리 많은 물을 가두어 두어도 저장된 물이 썩지 않기 때문에 대용량의 물을 가두어 둘 수가 있을 뿐만 아니라 물을 가두어 둠으로 인하여 발생되는 모세관 현상에 의해 하천 인근의 산과 들에는 수분의 함유량이 높은 상태의 토질의 상태를 유지하고 있음으로 인하여 산에서 자라나는 나무들의 성장을 촉진하여 주는 중대한 작용효과가 있으며 이러한 작용에 의해 가뭄에 따른 토지의 사막화를 막아주는 작용이 이루어지면서 사막을 옥토로 바꾸어주는 중대한 작용효과가 있다.

Claims (3)

1. 양측 지지구조체(1)의 사이에 수로가 형성되고, 상기 양측 지지구조체(1)의 사이에는 상기 수로를 개폐할 수 있는 수문(10)이 연결되며, 상기 수문(10)을 작동시키는 동력수단이 구비되어 상기 수로를 개폐할 수 있도록 구성된 하천수 정화용 수문과 개폐문에 있어서,

   상기 수문(10)의 테두리를 제외한 부위에 전후위가 통하도록 개구부(11)를 형성하고, 상기 개구부(11)에는 다수의 개폐문(20)을 세로방향으로 서로 밀착되도록 회전가능하게 등간격 고정하며, 상기 각 개폐문(20)의 축(21)으로부터 작동봉(22)을 그 폭의 사선방향으로 각각 인출하고, 상기 각 작동봉(22)을 작동실린더(30)의 피스톤로드(31)에 회전가능하게 고정하며, 상기 작동실린더(30)는 상기 수문(10)의 일측에 회전가능하게 고정하여 상기 작동실린더(30)의 구동에 따라 상기 각 개폐문(20)이 개폐되어 저수공간의 상층수와 하층수가 동시에 배출되면서 수질을 정화할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 오염된 하천수를 정화시키는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 개구부(11)의 내주면에는 상기 개폐문(20)의 회전각도를 제한하도록 걸림턱(12)을 연속 형성하고, 상기 걸림턱(12)에는 상기 개폐문(20)의 폐쇄시 상기 개폐문(20)과 접촉되어 누수를 방지할 수 있도록 수문(10)의 내부에 패킹부재(13) 를 구비한 것을 특징으로 하는 오염된 하천수를 정화시키는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 개폐문(20)의 후위는 회전동작을 위해 라운드지게 구성하고, 상기 각 개폐문(20)의 전위 안쪽면은 회전동작시 상기 각 개폐문(20)의 후위와 간섭되지 않으면서 폐쇄시에는 상기 라운드진 후위를 감싸면서 밀착되도록 평면상 "S"자 형상으로 구성하며, 상기 개폐문(20)의 라운드진 후위표면에는 후방으로 인접한 다른 개폐문(20)의 전위 안쪽면과 접촉되어 누수를 방지할 수 있도록 패킹부재(23)를 구비한 것을 특징으로 하는 오염된 하천수를 정화시키는 방법.

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