KR100821690B1 - 오염된 수질을 자연적으로 정화시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수문의 사이펀 통로를 통해 저수공간의 하층수를 배출하여 오염된 수질을 자연적으로 정화시켜주는 과정에서 이물질이 유입되더라도 사이펀 통로가 막히지 않게 하여 오염된 수질을 지속적으로 정화시키면서 이러한 이물질들이 수문의 전도시 자연스럽게 배출되도록 하여 별도의 작업없이 이물질의 청소가 쉽게 이루어지도록 한 오염된 수질을 자연적으로 정화시키는 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 양측의 지지구조체의 사이에 수로가 형성되고, 수로를 개폐할 수 있도록 수문의 회전축이 각 지지구조체의 사이에 회전가능하게 설치되며, 회전축에는 동력수단이 연결되어 수문과 접해 있는 저수공간측으로 유입되는 수량 또는 수압에 따라 개폐동작하면서 물을 배출하거나 가두어두는 자동보 수문을 이용하여 오염된 수질을 정화시키는 방법에 있어서, 수문의 저수공간측에는 다수의 지지대를 매개로 수문 하부에 형성된 입구측에서 수문의 상부에 형성되는 배출측으로 갈수록 점차 넓어지는 형태로 이물질 배출이 용이한 사이펀 통로를 형성하여 하천의 상류에서 유입되는 하천수들이 수문의 하부에 형성되는 사이펀 통로의 입구를 통해 유입되어 사이펀 통로의 상부측으로 이동하는 과정에서 발생되는 와류 현상과 물분자의 미립자들끼리 부딛히는 작용에 의해 오염된 수질을 지속적으로 정화시키는 것으로, 이와 같이 하면 수문을 기립시킨 상태에서 저수공간의 하층수를 배출하는 과정에서 모래 또는 자갈과 같은 이물질이 사이펀 통로로 유입되더라도 이물질이 움직일 수 있는 충분한 공간이 확보되어 사이펀 통로가 막히지 않게 되며, 따라서 저수공간의 하층수가 수문의 하부측 입구를 통해 유입되어 상부측으로 이동하는 과정에서 발생되는 와류현상과 물분자의 미립자들끼리 부딪히면서 마찰되는 현상에 의해 오염된 수질을 지속적으로 정화시킬 수 있는 것이며, 또한 수문을 전도시키게 되면 사이펀 통로에 머무르고 있던 이물질이 중력에 의해 수문 외측으로 빠져나가게 되어 별도의 작없없이도 자연스럽게 청소가 이루어질 수 있는 것이다.

사이펀, 수문, 수질, 정화, 이물질 제거

Description

오염된 수질을 자연적으로 정화시키는 방법{Method to purify polluted water naturally}

도 1은 오염된 수질을 정화시키기 위해 본 발명에 적용되는 수문의 사시도.

도 2는 오염된 수질을 정화시키기 위해 본 발명에 적용되는 수문의 기립시 단면도.

도 3은 오염된 수질을 정화시키기 위해 본 발명에 적용되는 수문의 전도시 단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 지지구조체 10 : 수문

11 : 회전축 20 : 사이펀판

21 : 지지대 22 : 사이펀 통로

30 : 개폐문 31 : 힌지

32 : 스토퍼

본 발명은 오염된 수질을 자연적으로 정화시키는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수문의 사이펀 통로를 통해 저수공간의 하층수를 배출하여 오염된 수질을 자연적으로 정화시켜주는 과정에서 이물질이 유입되더라도 사이펀 통로가 막히지 않게 하여 오염된 수질을 지속적으로 정화시키면서 이러한 이물질들이 수문의 전도시 자연스럽게 배출되도록 하여 별도의 작업없이 이물질의 청소가 쉽게 이루어지도록 한 것이다.

주지하다시피, 물을 저장하여 농사용 또는 공업용으로 사용하거나 또는 오염된 수질을 정화시키기 위해 하천, 저수지의 여수로(余水路) 또는 관계 용수로에는 수중보 또는 수문이 설치되어 저수측(貯水側)의 수위를 항상 일정 높이로 유지하여 주게 된다.

종래 수중보는 대부분 고정식으로 설치되어 있어 유입수가 수중보의 상부로 넘쳐흐르는 방식으로 배출되므로 저장된 물 속에 포함된 오염물질이 저수측의 하단부에 지속적으로 쌓여 퇴적오니가 누적되는 문제가 있으며, 이러한 퇴적오니로 인해 병원성 세균 또는 해충의 발생이 심각해지는 등 2차 오염의 문제가 발생된다.

이를 개선하기 위해 본 출원인은 등록실용신안 제 320510 호 등에서 수문을 개방하지 않고도 사이펀 원리에 의해 저수공간 저부의 퇴적오니를 포함한 물을 수문의 외부로 배출시킬 수 있도록 함으로써 수질오염을 방지할 수 있는 자동보 수문을 개시한 바 있다.

그러나, 상기한 등록실용신안 제 320510 호를 비롯한 본 출원인이 출원 또는 등록한 여러 특허사건들에서 개시된 사이펀 통로를 갖는 수문은 공히 사이펀의 원리를 이용하여 저수공간 하부측의 물을 배출하면서 퇴적오니와 같은 이물질을 같이 배출해주도록 한 것이지만 수문에 구비되는 사이펀 통로가 전체적으로 수문과 균일한 폭을 유지하고 있어 저수공간의 하층수 배출시 모래, 자갈과 같은 이물질이 유입되어 사이펀 통로가 막힐 우려가 있으며, 일단 사이펀 통로가 이물질에 의해 막힐 경우 수문이 폐쇄된 상태에서 저수공간의 하층수를 배출해주는 기본 기능을 전혀 수행할 수 없음은 물론 수문을 해체하지 않으면 이물질을 제거하기 어려운 단점이 있게 된다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 사이펀 통로의 입구측으로부터 배출측으로 갈수록 점차 폭이 넓어지도록 구성함으로써 저수공간의 하층수 배출시 이물질이 같이 유입되어 사이펀 통로에 머무르더라도 사이펀 통로가 절대 막히지 않아 저수공간의 하층수가 수문의 하부측 입구를 통해 유입되어 상부측으로 이동하는 과정에서 발생되는 와류현상과 물분자의 미립자들끼리 부딛히는 작용에 의해 오염된 수질을 지속적으로 정화할 수 있고, 수문을 전도시키면 사이펀 통로의 배출측이 물의 배출측에 위치되면서 자연스럽게 이물질이 사이펀 통로로부터 배출될 수 있어 별도의 작없없이도 사이펀 통로의 청소가 용이하게 이루어질 수 있는 오염된 수질을 자연적으로 정화시키는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

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

도 1은 오염된 수질을 정화시키기 위해 본 발명에 적용되는 수문의 사시도이고, 도 2는 오염된 수질을 정화시키기 위해 본 발명에 적용되는 수문의 기립시 단 면도이며, 도 3은 오염된 수질을 정화시키기 위해 본 발명에 적용되는 수문의 전도시 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 자동보 수문은, 양측의 지지구조체(1)의 사이에 수로가 형성되고, 수로를 개폐할 수 있도록 수문(10)의 회전축(11)이 각 지지구조체(1)의 사이에 회전가능하게 설치되며, 회전축(11)에는 실린더와 같은 동력수단(미도시)이 연결되어 수문(10)과 접해 있는 저수공간측으로 유입되는 수량 또는 수압에 따라 개폐동작하면서 물을 배출하거나 가두어두도록 구성된다.

이러한 자동보 수문의 저수공간측에는 다수의 지지대(21)를 매개로 사이펀판(20)이 고정되어 사이펀판(20)과 수문(10)의 사이에 사이펀 통로(22)가 형성되는데, 사이펀 통로(22)는 그 입구측에서부터 배출측으로 갈수록 그 폭이 점차 넓어지도록 구성된 것이다.

또한, 사이펀 통로(22)의 입구측에는 수문(10)의 기립 또는 전도에 따라 자동으로 사이펀 통로(22)의 입구를 개폐하는 개폐문(30)이 힌지(31)에 의해 회전가능하게 구비된다.

그리고, 도시하지는 않았지만 수문(10)의 회전축(11)에 연결되는 동작수단을 수동 또는 자동으로 구동할 수 있는 종합 컨트롤 시스템이 더 구비되며, 만일 동작수단을 저수공간측의 수량 또는 수압에 따라 자동 구동하는 경우 수량 또는 수압을 측정해주는 센서를 저수공간측에 설치하고, 센서와 종합 컨트롤 시스템 사이를 신호교환가능하게 연결해주어야 함은 자명하다.

도면상의 미설명 부호 32는 개폐문의 개방정도를 제한해주는 스토퍼를 나타 낸다.

이와 같이 구성된 상태에서 평상시에는 수문(10)을 기립시켜 수로를 폐쇄하게 되는데, 수문(10)이 기립되면 개폐문(30)은 중력에 의해 자동으로 개방된 상태를 유지하게 되고, 저수공간에는 물이 차오르게 된다.

저수공간에 물이 차오르게 되면 그 수위와 동일하게 사이펀 통로(22)에도 물이 차오르게 되고, 저수공간에 수위가 수문(10)의 최상단보다 높아지게 되면 물은 사이펀 통로(22)의 위쪽으로 넘쳐 수문(10)의 외측으로 배출된다.

그런데, 사이펀 통로(22)를 통해 저수공간의 하층수가 배출되는 과정에서 물속에는 모래, 자갈과 같은 이물질이 포함될 수밖에 없으며, 만일 사이펀 통로(22)의 폭이 전체적으로 균일한 경우에는 이러한 이물질들에 의해 사이펀 통로(22)가 막혀 저수공간의 하층수를 배출하면서 오염된 수질을 정화시키는 기능을 전혀 수행할 수 없음은 전술한 바 있다.

본 발명에서는 이를 감안하여 사이펀 통로(22)의 폭이 입구측에서부터 배출측으로 갈수록 점차 넓어지도록 구성한 것으로, 이와 같이 구성하게 되면 저수공간의 하층수를 배출할 때 모래 또는 자갈과 같은 이물질이 사이펀 통로(22)로 유입되더라도 사이펀 통로(22)의 상부로 갈수록 점차 그 폭이 넓어지므로 이물질에 의해 사이펀 통로가 막힐 염려가 전혀 없는 것으로, 이러한 형태의 수문을 적용하게 되면 사이펀 통로(22)가 막히지 않고 지속적으로 저수공간의 하층수를 수문의 상단부를 통해 외부로 배출할 수 있어 저수공간의 하층수가 수문의 하부측 입구를 통해 유입되어 상부측으로 이동하는 과정에서 발생되는 와류현상과 물분자의 미립자들끼리 부딛히면서 마찰되는 현상에 의해 오염된 수질을 지속적으로 정화시킬 수 있는 것이다.

또한, 수문(10)을 개방시키기 위해 수문(10)을 전도시키면 저수공간의 물이 수문(10)의 상부로 빠져나가면서 사이펀 통로(22)에 위치해 있던 이물질들이 중력에 의해 사이펀 통로(22)로부터 자동으로 빠져나올 수 있어 별도의 작업없이도 사이펀 통로(22)의 청소가 용이하게 이루어질 수 있으며, 수문(10)이 전도되면 개폐문(30)이 수압에 의해 자동으로 사이펀 통로(22)의 입구측을 막아주게 되어 이물질이 사이펀 통로(22)로 유입되지 못하여 수문(10)의 파손을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따르면 수문(10)이 폐쇄된 상태에서도 사이펀 원리에 의해 저수공간의 하층수를 지속적으로 배출하면서 오염된 수질을 자연적으로 정화시킬 수 있음은 물론 별도의 작업없이 수문(10)을 개폐동작시키는 것만으로도 사이펀 통로(22)를 항상 깨끗한 상태로 유지할 수 있는 이점이 있는 것이다.

한편, 수문(10)은 평상시에는 기립상태를 유지하여 저수공간에 물을 가두게 되며, 홍수와 같이 수량이 매우 많고 수압이 매우 커지는 경우에는 범람을 막고 수문(10)을 보호할 수 있도록 수문(10)을 전도시켜 수로를 개방해줌으로써 저수공간의 물을 빠른 시간내에 방류하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 사이펀 통로가 입구측에서부터 배출측으로 갈수록 점차 그 폭이 넓어지도록 구성되는 것이므로 수문을 기립시킨 상태에서 저수공간의 하층수를 배출하는 과정에서 모래 또는 자갈과 같은 이물질이 사이펀 통로로 유입되더라도 이물질이 움직일 수 있는 충분한 공간이 확보되어 사이펀 통로가 막히지 않게 되며, 따라서 저수공간의 하층수가 수문의 하부측 입구를 통해 유입되어 상부측으로 이동하는 과정에서 발생되는 와류현상과 물분자의 미립자들끼리 부딪히면서 마찰되는 현상에 의해 오염된 수질을 지속적으로 정화시킬 수 있는 것이며, 또한 수문을 전도시키게 되면 사이펀 통로에 머무르고 있던 이물질이 중력에 의해 수문 외측으로 빠져나가게 되어 별도의 작없없이도 자연스럽게 청소가 이루어질 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 양측의 지지구조체(1)의 사이에 수로가 형성되고, 수로를 개폐할 수 있도록 수문(10)의 회전축(11)이 각 지지구조체(1)의 사이에 회전가능하게 설치되며, 상기 회전축(11)에는 동력수단이 연결되어 상기 수문(10)과 접해 있는 저수공간측으로 유입되는 수량 또는 수압에 따라 개폐동작하면서 물을 배출하거나 가두어두는 자동보 수문을 이용하여 오염된 수질을 정화시키는 방법에 있어서,

   상기 수문(10)의 저수공간측에는 다수의 지지대(21)를 매개로 상기 수문(10) 하부에 형성된 입구측에서 상기 수문(10)의 상부에 형성되는 배출측으로 갈수록 점차 넓어지는 형태로 이물질 배출이 용이한 사이펀 통로(22)를 형성하여 하천의 상류에서 유입되는 하천수들이 상기 수문(10)의 하부에 형성되는 사이펀 통로(22)의 입구를 통하여 유입되어 상기 사이펀 통로(22)의 상부측으로 이동하는 과정에서 발생되는 와류 현상과 물분자의 미립자들끼리 부딛히는 작용에 의해 오염된 수질을 지속적으로 정화시키는 것을 특징으로 하는 오염된 수질을 자연적으로 정화시키는 방법.

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