KR100748018B1 - 오염된 하천수를 정화시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수문에 가로방향으로 다단의 개구부를 형성하고, 승하강하면서 각 개구부를 선택적으로 개폐하는 다수의 개폐문을 설치하여 각 개폐문을 한꺼번에 또는 개별적으로 승강시킴으로써 수문을 통해 형성된 저수공간에 갇혀있던 물이 수문의 상부, 하부, 전체로 선택 배출되도록 하여 하천수를 효과적으로 정화하기 위한 오염된 하천수를 정화시키는 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 양측의 지지구조체의 사이에 수로가 형성되고, 수로를 개폐할 수 있도록 수문의 지지축이 각 지지구조체의 사이에 회전가능하게 설치되며, 지지축에는 동력수단이 연결되어 수문과 접해 있는 저수공간측의 수량 또는 수압에 따라 개폐동작하면서 물을 배출하거나 가두어두는 하천수 정화용 수문에 있어서, 수문에는 그 전후위가 통하도록 가로방향을 가진 개구부를 다단 형성하고, 수문의 개구부 양측에는 각각 가이드부재를 설치하며, 각 개구부를 개폐하는 다수의 개폐문을 가이드부재에 각각 승강가능하게 끼워 구성하되, 가이드부재의 각 개폐문 양측 위치에는 상하방향으로 긴 슬롯형상의 가이드홀을 각각 형성하고, 각 개폐문의 양측으로부터 외측방향으로 작동바를 각각 인출하여 각 가이드홀에 끼워 구성하며, 가이드홀을 통해 가이드부재의 개폐문위치 반대측으로 인출된 각 작동바에는 수문의 일측에 고정된 승강실린더의 피스톤로드를 연결하여 승강실린더의 구동에 따라 각 개폐문이 개별적으로 또는 한꺼번에 승강동작하면서 저수되어 있던 물을 수문의 하부측 개구부를 통해 하단 배출하거나, 수문의 상부측 개구부를 통해 상단 배출하 거나, 수문의 전체로 배출하는 것에 의해 수질을 정화시키는 것이다.

오염, 하천수, 정화, 수문, 개구부, 개폐문, 승강실린더

Description

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

도 1은 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 각 개폐문이 폐쇄된 상태 정단면도.

도 3은 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 각 개폐문이 개방된 상태 정단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하천 정화용 수문의 각 개폐문이 폐쇄된 상태 정단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하천수 정화용 수문의 하부측 개폐문이 개방된 상태 정단면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하천수 정화용 수문의 상부측 개폐문이 개방된 상태 정단면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하천수 정화용 수문의 각 개폐문이 개방된 상태 정단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 지지구조체 10 : 수문

11 : 지지축 12 : 개구부

20 : 가이드부재 21 : 가이드홀

30 : 개폐문 31 : 작동바

40 : 승강실린더 41 : 피스톤로드

본 발명은 오염된 하천수를 정화시키는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수문에 가로방향으로 다단의 개구부를 형성하고, 승하강하면서 각 개구부를 선택적으로 개폐하는 다수의 개폐문을 설치하여 각 개폐문을 한꺼번에 또는 개별적으로 승강시킴으로써 수문을 통해 형성된 저수공간에 갇혀있던 물이 수문의 상부, 하부, 전체로 선택 배출되도록 하여 하천수를 효과적으로 정화하기 위한 것이다.

주지하다시피, 하천 또는 저수지와 같은 저수공간으로는 여러 경로를 통해 물이 유입되므로 유입되는 물중에 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 있었으며, 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 결합 하는 물질 뭉침 작용에 의해 오염이 악화되게 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 빠져 나가려고 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 속으로 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 정체 된 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 배출 방식의 수중보를 이용하여 물을 가두어 두게 되면 저수 시스템의 내부에 물을 가두어 두는 동안 오염 물질과 물분자의 물질들 끼 리 뭉치면서 발생 시키는 물질 뭉침 작용과 물질 결합 작용에 의해 오염이 오히려 가중되게 되는 중대한 문제점들이 있는 것이다.

다음은 물질 거부 작용에 대하여 설명한다.

모든 물질은 물속에 들어가면 물과 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 오염이 가중되는 것이다,

다음은 물질 분해 작용과 물질 결합 작용과 물질 부상 작용에 대하여 설명한다. 물의 순수 분자들은 순수 물분자를 유지하고 있으려는 물질 보존본능의 법칙에 따른 물질 거부작용에 의해 오염되어 있는 또 다른 물질들과 결합하지 않으려고 반응하다가 오염물질들의 점성력에 의해 어쩔 수 없이 물분자들과 결합하는 물질결합작용에 의해 결합됨과 동시에 비중이 무거워지면서 하천의 바닥 층에 가라 앉아 있는 상태에서 자연적으로 발생하는 자연적 분해 작용에 의해 물분자와 오염물질의 일부 물질은 또 다시 저수 층의 상층부로 이동하는 반복적 물질 부상 작용을 발휘하면서 또 다른 오염물질들과 결합하는 물질 결합 작용에 의해 결합된 물분자는 결합과 동시에 비중이 무거워지면서 저수 층의 바닥에 가라앉게 되는 반복적 작용이 이루어지면서 하천수의 오염을 가중시키게 되는 작용이 바로 물질 분해 작용과 물질 결합 작용과 물질 부상 작용인 것이다.

따라서, 물을 일정한 장소에 오랜시간 가두어두게 되면 물질 뭉침작용에 의해 오염이 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 상부에 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, 수문에 그 전후위가 통하도록 가로방향으로 개구부를 다단 형성하고, 승하강하면서 각 개구부를 개폐하는 개폐문을 개구부의 개수에 맞게 각각 설치하며, 각 개폐문을 승강시키는 승강수단을 각 개폐문과 연결하여 각 개폐문을 개별적으로 또는 한꺼번에 승강시켜줌으로써 저수공간에 갇혀있던 물이 수문의 하측, 상측, 전체를 통해 선택 배출되도록 하여 수질을 효과적으로 정화할 수 있는 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 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 각 개폐문이 폐쇄된 상태 정단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 하천수 정화용 수문의 각 개폐문이 개방된 상태 정단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 하천수 정화용 수문은 양측의 지지구조체(1)의 사이에 수로가 형성되고, 수로를 개폐할 수 있도록 수문(10)의 지지축(11)이 각 지지구조체(1)의 사이에 회전가능하게 설치되며, 지지축(11)에는 동력수단(미도시)이 연결되어 수문(10)과 접해 있는 저수공간측의 수량 또는 수압에 따라 개폐동작하면서 물을 배출하거나 가두어두도록 구성된다. 이때, 동력수단은 도시하지는 않았지만 유압실린더, 구동모터 등 다양하게 구성할 수 있다.

이러한 하천수 정화용 수문에 있어서, 수문(10)에는 그 전후위가 통하도록 가로방향을 가진 개구부(12)를 다단 형성하고, 수문(10)의 개구부(12) 양측에는 각 각 가이드부재(20)를 설치하며, 각 개구부(12)를 개폐하는 다수의 개폐문(30)을 가이드부재(20)에 각각 승강가능하게 끼워 구성하되, 가이드부재(20)의 각 개폐문 양측 위치에는 상하방향으로 긴 슬롯형상의 가이드홀(21)을 각각 형성하고, 각 개폐문(30)의 양측으로부터 외측방향으로 작동바(31)를 각각 인출하여 각 가이드홀(21)에 끼워 구성하며, 가이드홀(21)을 통해 가이드부재(20)의 개폐문위치 반대측으로 인출된 각 작동바(31)에는 수문(10)의 일측에 고정된 승강실린더(40)의 피스톤로드(41)를 연결하여 구성한 것이다.

또한, 작동바(31)는 그대로 피스톤로드(41)에 고정할 수도 있으나, 작동바(31)의 개폐문 고정측과 피스톤로드 고정측의 사이를 분리구성하고, 이들을 서로 힌지결합하여 유동성 있게 구성함이 바람직하다.

이때, 가이드부재(20)는 각 개폐문(30)이 미끄럼접촉함과 동시에 각 개폐문(30)이 외측으로 빠져나가지 못하도록 해주는 것으로, 수문(10)에 평면상 "┌ ┐"과 같은 형상으로 설치함이 바람직하지만, 이러한 구조 이외에도 각 개폐문(30)을 안내하면서 각 개폐문(30)이 빠져나가지 못하도록 하는 구성이면 어떤 것이든 가능하다.

또한, 승강실린더(40)는 일반적인 유압실린더로 구성하고, 그 피스톤로드(41)의 길이를 유압실린더(40)보다는 더 길게 구성하여 각 작동바(31)를 하나의 피스톤로드(41)에 모두 연결해주게 된다.

이와 같이 구성된 상태에서 유입 수량이 많지 않을 경우에는 도 2와 같이 승강실린더(40)를 수축시켜 각 개폐문(30)의 작동바(31)를 하방향으로 당겨줌으로써 각 개폐문(30)을 통해 각 개구부(12)를 폐쇄하게 되고, 이러한 상태에서는 저수공간에 물이 지속적으로 차오르게 된다.

이때, 물이 저수공간에 오랜시간 머무르게 되면 자연분해되는 것보다 물질뭉침작용에 의해 오염물질이 증가되어 하천수를 오염시키게 됨은 전술한 바 있으며, 따라서 물이 저수공간에 어느 정도 채워진 상태에서는 수시로 물을 배출해주어야 한다.

이를 위해 도 3과 같이 승강실린더(40)를 신장시켜 각 개폐문(30)을 상승시키게 되면 각 개구부(12)가 개방되어 각 개구부(12)를 통해 저수공간의 물이 빠져나갈 수 있으며, 이러한 과정에서 물질 뭉침 작용에 의해 하천의 바닥에 퇴적되어 있던 퇴적오니와 같은 이물질이 하천수와 같이 빠져나감과 동시에 저수공간 상층부에 포진되어 있던 이물질까지 같이 배출되어 물질 가속도 작용, 물질 새치기 현상, 물질 해탈 작용, 물질 부상 작용이 발생되어 수질이 정화될 수 있는 것이다.

또한, 저수공간의 수위가 일정하게 유지될 수 있으며, 물고기가 상류로 이동할 때 수문(10)의 하부측 개구부(12)가 물고기의 이동통로를 형성해줄 수 있어 생태계를 보존할 수 있는 이점도 있는 것이다.

그런데, 홍수와 같이 수량이 매우 많고 수압이 매우 커지는 경우에는 그 자체만으로도 수문(10)에 엄청난 압력이 가해지게 되고, 나뭇가지 또는 이물질들이 부유하면서 수문(10)과 부딪혀 그 충격으로 수문(10)이 파손될 수도 있는 것이므로 이런 경우에는 도시하지는 않았지만 승강실린더(40)를 수축시켜 개폐문(30)을 통해 각 개구부(12)를 폐쇄한 상태에서 동력수단을 구동하여 수문(10) 전체를 수로의 바 닥부와 밀착되게 전도시켜 줌으로써 물을 수문(10)의 위쪽으로 방류해주어 수위를 빠른 시간내에 적정하게 유지시켜줌은 물론 수문(10)을 안전하게 보호해줄 수 있는 것이다.

이때, 상기한 승강실린더(40)의 동작은 저수공간에 설치한 센서(미도시)를 통해 수질의 오염상태, 수위, 유속 등을 감지하여 자동으로 컨트롤해줌으로써 자동으로 작동되게 할 수도 있고, 관리자가 직접 수동으로 컨트롤할 수도 있음은 자명하다.

또한, 각 개폐문(12)의 승강동작시 피스톤로드(41)와 각 개폐문(30) 사이를 연결해주는 각 작동바(31)의 중간이 분리되어 이들이 서로 힌지결합되어 있으므로 각 개폐문(30)의 승하강시의 압력이 작동바(31)에 작용되더라도 어느 정도의 유동성을 발휘할 수 있어 각 개폐문(30)과 피스톤로드(41) 사이의 연결부위, 즉 작동바(31)을 안전하게 보호해줄 수 있게 되며, 이에 따라 개폐문(30) 승강작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.

물론, 상기와 같이 수문(10)에 형성된 각 개구부(12)를 한꺼번에 개폐하면 사용상 편의성은 있으나 개별적인 제어가 어려운 단점이 있게 되므로 이를 감안하여 각 개구부(12)를 개별적으로 개폐할 수 있도록 구성할 수도 있으며, 이러한 실시예를 아래에서 예시한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하천 정화용 수문의 각 개폐문이 폐쇄된 상태 정단면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하천수 정화용 수문의 하부측 개폐문이 개방된 상태 정단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하천수 정화용 수문의 상부측 개폐문이 개방된 상태 정단면도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하천수 정화용 수문의 각 개폐문이 개방된 상태 정단면도이다.

이러한 본 발명의 다른 실시예는 기본적인 구성은 전술한 본 발명의 실시예와 모두 동일하고, 다만 승강실린더(40)를 각 개폐문(30)의 개수와 동일한 개수의 피스톤로드(41)를 갖는 다단 실린더로 구성하고, 각 개폐문(30)의 작동바(31)는 각 피스톤로드(41)에 각각 연결하여 구성한 특징이 있다.

따라서, 상기와 같이 구성하게 되면 다단 실린더로 이루어진 승강실린더(40)의 각 피스톤로드(41)를 개별적으로 제어하게 되면 이와 연결된 각 개폐문(30)을 개별적으로 개폐할 수 있는 것이다.

즉, 유입 수량이 많지 않을 경우에는 도 4와 같이 승강실린더(40)의 모든 피스톤로드(41)를 수축시켜 각 개폐문(30)을 통해 각 개구부(12)를 폐쇄해줌으로써 저수공간에 지속적으로 차오르게 된다.

이러한 상태가 지속되어 물이 저수공간에 채워지면서 물질뭉칭작용에 의해 퇴적오니와 같은 오염물질이 하천의 바닥부에 포진하게 되면 도 5와 같이 승강실린더(40)의 피스톤로드(41) 중 하부측 피스톤로드를 신장시켜 수문(10)의 하부측 개구부(12)를 개방시켜주게 되고, 그러면 수문(10) 하부측 개구부(12)를 통해 저수공간의 하층부에 포진된 물이 빠져나가는 과정에서 물질 뭉침 작용에 의해 하천의 바닥에 퇴적되어 있던 퇴적오니와 같은 이물질이 하천수와 같이 빠져나가면서 물질 가속도 작용, 물질 새치기 현상, 물질 해탈 작용, 물질 부상 작용이 발생되어 수질 이 정화될 수 있는 것이다.

또한, 이와 같이 수문(10)의 하부측 개구부(12)가 개방되면 전술한 바와 같이 물고기가 상류로 이동할 때 물고기의 이동통로를 형성해줄 수 있어 생태계를 보존할 수 있는 이점도 있게 된다.

물론, 이와 같이 수문(10)의 하단부로 물을 배출하더라도 저수된 물의 상층부에는 비중이 가벼운 오염된 물질이 포진하고 있으며, 이러한 오염된 물질이 시간이 지남에 따라 새로이 유입되는 오염물질과 뭉쳐지는 물질 뭉침작용으로 오염을 가중 시킬 수 있으므로 이를 위해 도 6과 같이 상기한 것과는 반대로 승강실린더(40)의 피스톤로드(41) 중 상부측 피스톤로드를 신장시키게 되면 수문(10) 상부측 개구부(12)가 개방되어 저수공간 상층부의 물이 수문(10)의 상부측 개구부(12)를 통해 빠져나가면서 물의 상층부에 포진하고 있는 비중이 가벼운 오염된 물질들을 배출시킬 수 있어 수질을 정화시킬 수 있는 것이다.

그리고, 비가 내려 유입수량 또는 하수량이 증가하여 저수공간에 물이 빠른 시간내에 불어나는 경우 그 저수량을 빠른 시간내에 조절할 수 있도록 도 7과 같이 승강실린더(40)의 모든 피스톤로드(41)를 신장시켜 수문(10)의 모든 개구부(12)를 개방해주면 수문(10)의 모든 개구부(12)를 통해 저수공간의 물이 빠른 시간내에 빠져나가게 되므로 저수공간의 수위가 빠른 시간내에 안정적으로 조절될 수 있는 것이다.

또한, 홍수와 같이 수량이 매우 많고 수압이 매우 커지는 경우에는 본 발명의 실시예와 마찬가지로 모든 개구부(12)를 폐쇄한 상태에서 수문(10) 자체를 수로 의 바닥부와 밀착되게 전도시켜줌으로써 물을 수문(10)의 위쪽으로 방류해주어 수위를 빠른 시간내에 적정하게 유지시켜줌은 물론 수문(10)을 안전하게 보호해줄 수 있는 것이다.

그리고, 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 개폐문(30)을 승하강시키는 장치로서 승강실린더(40)를 예시하였으나 이러한 실린더 이외에도 스크류, 랙-피니언, 크랭크, 케이블 견인 장치 등에 의해서도 각 개폐문을 승하강시킬 수 있으므로 이러한 각 실시예 역시 본 발명의 권리범위에 속함은 자명하다.

또한, 본 발명의 각 실시예에서는 도시되지 않았으나 수문(1)에 동력을 전달하여 회전시킬 수 있는 어떠한 방식의 동력수단 또는 동력전달구조이든 본 발명의 권리범위에 속함은 자명한 것이다.

또한 본 발명에 적용되는 수문의 작동방식을 역으로 설치하여 수문이 들리면서 부상하는 부상식으로 구성하여도 그 기능을 달성할 수가 있는 것임으로 이러한 설계방식 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

또한 본 발명의 구성을 하천에 다단계로 설치하는 방법을 이용하여 오염된 수질을 정화시켜 주는 방법 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 저수되어있던 물을 선택적으로 수문의 하단, 수문의 상단, 수문 전체로 배출할 수 있으므로 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 오염된 하천수를 깨끗하게 정화시켜주는 작용을 발휘하기 때문에 오염된 하천수가 원천적으로 깨끗하게 정화되는 중대한 작용효과가 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 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 확실하게 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 퇴적 오니의 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. 양측의 지지구조체(1)의 사이에 수로가 형성되고, 상기 수로를 개폐할 수 있도록 수문(10)의 지지축(11)이 상기 각 지지구조체(1)의 사이에 회전가능하게 설치되며, 상기 지지축(11)에는 동력수단이 연결되어 상기 수문(10)과 접해 있는 저수공간측의 수량 또는 수압에 따라 개폐동작하면서 물을 배출하거나 가두어두는 하천수 정화용 수문에 있어서,

   상기 수문(10)에는 그 전후위가 통하도록 가로방향을 가진 개구부(12)를 다단 형성하고, 상기 수문(10)의 개구부(12) 양측에는 각각 가이드부재(20)를 설치하며, 상기 각 개구부(12)를 개폐하는 다수의 개폐문(30)을 상기 가이드부재(20)에 각각 승강가능하게 끼워 구성하되, 상기 가이드부재(20)의 각 개폐문 양측 위치에는 상하방향으로 긴 슬롯형상의 가이드홀(21)을 각각 형성하고, 상기 각 개폐문(30)의 양측으로부터 외측방향으로 작동바(31)를 각각 인출하여 상기 각 가이드홀(21)에 끼워 구성하며, 상기 가이드홀(21)을 통해 상기 가이드부재(20)의 개폐문위치 반대측으로 인출된 각 작동바(31)에는 상기 수문(10)의 일측에 고정된 승강실린더(40)의 피스톤로드(41)를 연결하여 상기 승강실린더(41)의 구동에 따라 상기 각 개폐문(30)이 개별적으로 또는 한꺼번에 승강동작하면서 저수되어 있던 물을 상기 수문(10)의 하부측 개구부(12)를 통해 하단 배출하거나, 상기 수문(10)의 상부측 개구부(12)를 통해 상단 배출하거나, 상기 수문(10)의 전체로 배출하는 것에 의해 수질을 정화시키는 것을 특징으로 하는 오염된 하천수를 정화시키는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 작동바(31)의 개폐문 고정측과 피스톤로드 고정측의 사이를 분리구성하고, 이들을 서로 힌지결합한 것을 특징으로 하는 오염된 하천수를 정화시키는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 승강실린더(40)는 상기 각 개폐문(30)의 개수와 동일한 개수의 피스톤로드(41)를 갖는 다단 실린더로 구성하고, 상기 각 개폐문(30)의 작동바(31)는 상기 각 피스톤로드(41)에 각각 연결하는 것을 특징으로 하는 오염된 하천수를 정화시키는 방법.

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