KR101210560B1

KR101210560B1 - 생태복원을 위한 하천수질개선장치

Info

Publication number: KR101210560B1
Application number: KR20120089023A
Authority: KR
Inventors: 김석환
Original assignee: (주)천일
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2012-12-11

Abstract

본 발명은 지속적인 공기(산소)공급 및 확산유도기능을 통해 어패류 및 호기성 미생물의 서식환경을 개선하고, 강둑으로의 범람을 탄력적으로 차단하며, 하천의 용존산소 농도를 실시간으로 측정하여 이를 매개로 황토를 자동으로 살포하여 녹조발생을 최소화하며, 나아가 부유물은 별도의 수거함을 통해 수거하여 친환경적으로 자연생태하천을 유지되도록 할 수 있는 생태복원을 위한 하천수질개선장치에 관한 것으로서, 상호 이격되게 배치되는 가이드홈(111)을 갖추고서, 하천을 가로지르도록 강둑(1) 사이에 설치되는 취입보(110)와, 취입보(110)의 양단부에 일체로 형성되며, 부유물(G)을 수거하고 수거된 부유물(G)은 외부로 인출할 수 있도록 내부에 공간부가 형성된 수거함(120)과, 차수판(132)의 승강 높이를 제한하는 걸림턱(131a)을 갖추고서, 강둑(1)을 따라 설치되도록 수거함(120)의 전면에 일체로 형성되어 차수판(132)을 가이드하는 가이드판(131)과, 길이방향을 따라 등 간격으로 경사지게 설치되어 물살을 감쇄시키는 차단편(132a)과, 부력을 제공하는 부력부재(132b)를 갖추고서, 가이드판(131)에 승강가능하게 설치되어 하천의 범람을 방지하는 옹벽구조체(130)로 구성된 치수방제구조물(100)과; 전체적으로 직사각형태를 이루되, 양단부가 수거함(120)을 향해 경사진 지지프레임(210)과, 지지프레임(210)에 설치되어 물은 통과시키고 부유물(G)은 차단하는 걸름망(220)과, 지지프레임(210)에 고정되어 하천의 수위변화에 따라 지지프레임(210)과 걸름망(220)이 승강되도록 부력을 제공하는 부력체(230)를 갖춘 망구조물(200)과; 내부 길이방향을 따라 형성되는 가이드홈(311)을 갖추고서, 지지프레임(210)의 상부 길이방향을 따라 설치되는 가이드바(310)와, 가이드바(310)의 가이드홈(311)에 회동가능하게 설치되는 리드스크류(320)와, 가이드바(310)의 가이드홈(311)에 이동가능하게 삽입되고, 리드스크류(320)에 나사산 결합되어 리드스크류(320)의 길이방향을 따라 왕복이송하는 이송블록(330)과, 리드스크류(320)의 일단에 설치되어 이송블록(330)이 리드스크류(320)를 따라 왕복이송되도록 리드스크류(320)를 정방향 또는 역방향으로 강제구동하는 제1제1모터(340)를 갖춘 이송장치(300)와; 전체적으로 상광하협형태를 이루고, 내부에 황토가 수용되며, 이송블록(330)에 고정되는 호퍼(410)와, 다수의 구멍(421)을 갖추고서, 이송블록(330)에 설치되어 걸름망(210)에 걸러진 부유물(G)을 수거함(120)으로 이동되도록 하는 안내판(420)을 갖춘 황토배출기구(400)와; 치수방제구조물(100)에 인접하게 배치되도록 강둑(1)에 설치되어 태양으로부터 빛에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양전지(500)와; 강둑(1)에 설치되어 태양전지(500)와 전기적으로 연결되며 태양전지(500)으로부터 전기에너지를 전달받아 전원을 공급하는 축전지(600)와; 취입보(110)와 지지프레임(210) 사이에 설치되어 하천의 용존산소 농도를 측정하여 측정값을 제어부(1000)로 전달하는 용존산소감지센서(700)와; 호퍼(410)에 설치되고, 제어부(1000)에 의해 동작제어되며, 호퍼(410)에 수용된 황토가 용이하게 배출될 수 있도록 진동을 가하는 진동자(800)와; 취입보(110)의 하단부 전면에 노출되게 내설되며 제어부(1000)에 의해 동작제어되어 팬(920)을 강제회전시키는 제2모터(910)와, 제2모터(910)의 선단부에 고정되며 제2모터(910)에 의해 강제회전되어 수중에서 와류를 발생시키는 팬(920)으로 구성된 확산유도기구(900)와; 용존산소감지센서(700)로부터 측정값을 전달받아 기설정된 값과 상호 비교하여 기설정된 값을 벗어날 경우 제1제1모터(340)와 진동자(800), 제2모터(910) 및 산소공급부(1100)를 동작제어하는 제어부(1000)와; 공기를 흡입하는 흡기관(1110)과, 취입보(110)를 관통하여 하천 바닥에 배치되는 배기관(1120)을 갖추고서, 흡기관(1110)으로부터 흡입된 공기를 배기관(1120)을 통해 하천에 지속적으로 공급하며, 취입보(110)에 인접하게 배치되는 산소공급부(1100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 바람직한 실시 예에 따르면, 취입보의 하단부 전면에 설치되는 확산유도기구를 통해 수중에서 와류가 발생되도록 함으로서 취입보로부터 먼 지역까지 황토 및 공기(산소)가 공급될 수 있도록 하여 하천 수질의 개선 효율을 극대화할 수 있는 이점이 있다.

Description

생태복원을 위한 하천수질개선장치{Water Purification Apparatus In River}

본 발명은 생태복원을 위한 하천수질개선장치에 관한 것이다.

일반적으로 농지를 낀 하천에는 취입보와 같은 구조물을 설치하여 일정량의 하천수를 저장하고, 이로부터 필요한 농수를 공급받고 있다.

오늘날에는 산업의 발전과 인구의 증가로 인해 하천을 오염시키는 폐수 또는 오물 및 생활하수와 같은 오염물질들이 아무런 여과 없이 하천으로 유입되어 수질을 오염시키고 있으며, 이로 인하여 그 주변에 서식하는 각종 생명체들이 사라지면서 생태계의 붕괴를 가져오고, 특히나 이를 농수로 활용함으로써 재배되는 농작물이 오염되어 사람들이 그 피해를 고스란히 떠안고 있는 실정이었다.

또한, 이러한 자연생태계의 붕괴는 수질의 자연정화 자체를 불가능하게 함으로 오염된 하천은 지속적으로 악화될 수밖에 없어 그 문제는 가히 심각한 수준이라 할 것이며, 이를 인공적으로 복원하기 위해서는 엄청난 복구비용이 요구된다 할 수 있다.

특히, 하천의 흐름이 없고 여기에 여름철 폭염까지 지속되면 하천의 수온이 급상승하게 되는데, 이때 남조류가 대량증식해 물이 녹색으로 물드는 녹조현상이 발생하게 된다.

이와 같은 녹조현상으로 인하여 하천에서는 심한 악취를 유발하게 되며, 하천에 서식하는 어류는 산소의 공급을 받을 수 없기 때문에 집단폐사하여 하천의 오염을 더욱 가속화시키는 심각한 문제가 있었다.

한편, 장마철과 같이 비가 많이 내리게 되면 부유물이 빗물에 씻겨 하천으로 유입되므로 하천을 청소하는데 막대한 시간과 인력을 투입해야 한다.

그리고, 하천이 너무 깊어 작업자가 들어가지 못할 경우에는 하천의 양안에 그물을 걸어 떠내려오는 부유물을 더 이상 아래로 못 내려가게 한 다음 제거하는 작업을 하였으나, 하천이 양쪽에서 작업을 하여야 하므로 불편하였고, 그물에 걸린 부유물을 하천변으로 끌어와서 수거하기 위한 적업이 쉽지 않아 불편하였다.

상기와 같은 문제를 해소하기 위한 종래기술로는 등록특허 제10-0673986호가 잘 알려져 있으며, 이를 간단하게 설명하면, 수중보와, 부유물수집박스, 부유물거름망, 가이드판 및 덮개판이 개시되어 있으며, 이를 통해 하천변을 부유하는 부유물을 용이하게 수거할 수 있는 이점이 있다.

하지만, 종래 기술의 경우 부유물을 용이하게 수거할 수 있는 이점은 있지만, 장마와 같이 일정기간 동안 비가 많이 내릴 경우 수위 상승으로 인한 강둑으로의 범람을 전혀 막을 없는 근본적인 문제가 있으며, 따라서, 이를 위해서는 별도의 제방구조물을 설치해야하므로 불필요한 비용이 낭비되는 문제가 있었다.

또한, 상기 종래 기술의 경우 부유물을 수거하여 하천의 수질을 개선할 수 있는 이점은 있지만, 근본적으로 녹조류 발생했을 때에는 이를 해소할 만한 수단을 전혀 갖추고 있지 않아 녹조류가 발생했을 때에는 시설물관리자 수작업으로 이를 해결해야하는 심각한 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로서, 지속적인 공기(산소)공급 및 확산유도기능을 통해 어패류 및 호기성 미생물의 서식환경을 개선하고, 강둑으로의 범람을 탄력적으로 차단하며, 하천의 용존산소 농도를 실시간으로 측정하여 이를 매개로 황토를 자동으로 살포하여 녹조발생을 최소화하며, 나아가 부유물은 별도의 수거함을 통해 수거하여 친환경적으로 자연생태하천을 유지되도록 할 수 있는 생태복원을 위한 하천수질개선장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

상호 이격되게 배치되는 가이드홈을 갖추고서, 하천을 가로지르도록 강둑 사이에 설치되는 취입보와, 취입보의 양단부에 일체로 형성되며, 부유물을 수거하고 수거된 부유물은 외부로 인출할 수 있도록 내부에 공간부가 형성된 수거함과, 차수판의 승강 높이를 제한하는 걸림턱을 갖추고서, 강둑을 따라 설치되도록 수거함의 전면에 일체로 형성되어 차수판을 가이드하는 가이드판과, 길이방향을 따라 등 간격으로 경사지게 설치되어 물살을 감쇄시키는 차단편과, 부력을 제공하는 부력부재를 갖추고서, 가이드판에 승강가능하게 설치되어 하천의 범람을 방지하는 옹벽구조체로 구성된 치수방제구조물과;

전체적으로 직사각형태를 이루되, 양단부가 수거함을 향해 경사진 지지프레임과, 지지프레임에 설치되어 물은 통과시키고 부유물은 차단하는 걸름망과, 지지프레임에 고정되어 하천의 수위변화에 따라 지지프레임과 걸름망이 승강되도록 부력을 제공하는 부력체를 갖춘 망구조물과;

내부 길이방향을 따라 형성되는 가이드홈을 갖추고서, 지지프레임의 상부 길이방향을 따라 설치되는 가이드바와, 가이드바의 가이드홈에 회동가능하게 설치되는 리드스크류와, 가이드바의 가이드홈에 이동가능하게 삽입되고, 리드스크류에 나사산 결합되어 리드스크류의 길이방향을 따라 왕복이송하는 이송블록과, 리드스크류의 일단에 설치되어 이송블록이 리드스크류를 따라 왕복이송되도록 리드스크류를 정방향 또는 역방향으로 강제구동하는 제1모터를 갖춘 이송장치와;

전체적으로 상광하협형태를 이루고, 내부에 황토가 수용되며, 이송블록에 고정되는 호퍼와, 다수의 구멍을 갖추고서, 이송블록에 설치되어 걸름망에 걸러진 부유물을 수거함으로 이동되도록 하는 안내판을 갖춘 황토배출기구와;

치수방제구조물에 인접하게 배치되도록 강둑에 설치되어 태양으로부터 빛에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양전지와;

강둑에 설치되어 태양전지와 전기적으로 연결되며 태양전지로부터 전기에너지를 전달받아 전원을 공급하는 축전지와;

취입보와 지지프레임 사이에 설치되어 하천의 용존산소 농도를 측정하여 측정값을 제어부로 전달하는 용존산소감지센서와;

호퍼에 설치되고, 제어부에 의해 동작제어되며, 호퍼에 수용된 황토가 용이하게 배출될 수 있도록 진동을 가하는 진동자와;

취입보의 하단부 전면에 노출되게 내설되며 제어부에 의해 동작제어되어 팬을 강제회전시키는 제2모터와, 제2모터의 선단부에 고정되며 제2모터에 의해 강제회전되어 수중에서 와류를 발생시키는 팬으로 구성된 확산유도기구와;

용존산소감지센서로부터 측정값을 전달받아 기설정된 값과 상호 비교하여 기설정된 값을 벗어날 경우 제1모터와 진동자, 제2모터 및 산소공급부를 동작제어하는 제어부와;

공기를 흡입하는 흡기관과, 취입보를 관통하여 하천 바닥에 배치되는 배기관을 갖추고서, 흡기관으로부터 흡입된 공기를 배기관을 통해 하천에 지속적으로 공급하며, 취입보에 인접하게 배치되는 산소공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 이송장치, 황토배출기구, 용존산소감지센서, 진동자, 제어부 및 산소공급부를 구성되어 하천의 용존산소 농도를 실시간으로 측정하여 이를 매개로 황토를 자동으로 살포함과 동시에 부유물은 별도의 수거함을 통해 수거되도록 해 줌으로서 자연생태하천을 깨끗하게 유지관리할 수 있을 뿐만 아니라, 산소공급부를 통해 하천으로 외부로의 공기(산소)를 강제로 공급하여 줌으로서, 하천에 서식하는 어패류 및 호기성 미생물의 서식환경을 향상시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라, 호퍼를 통해 배출되는 황토와 더불어서 하천의 수질을 개선시켜 주게 된다.

또한, 본 발명이 바람직한 실시 예에 따르면, 취입보의 하단부 전면에 설치되는 확산유도기구를 통해 수중에서 와류가 발생되도록 함으로서 취입보로부터 먼 지역까지 황토 및 공기(산소)가 공급될 수 있도록 하여 하천 수질의 개선 효율을 극대화할 수 있는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 태양전지판과 축전지를 매개로 전기를 생산하여 각 장치로 전원을 공급하므로, 별도의 외부 전원이 필요 없게 되는 이점이 있다.

나아가, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 치수방제구조물의 옹벽을 통해 일시적으로 많이 내려 수위가 상승하더라도 부력부재의 부력을 매개로 승강하는 차수판을 통해 기존의 강둑보다 더 높은 벽을 형성되도록 함으로서 하천이 강둑으로 범람하는 문제를 일시적으로 해소할 수 있으며, 별도의 제방을 부가적으로 더 설치할 필요가 없기 때문에 초기 공사비용을 획기적으로 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 생태복원을 위한 하천수질개선장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 생태복원을 위한 하천수질개선장치를 후방에서 본 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 생태복원을 위한 하천수질개선장치의 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 생태복원을 위한 하천수질개선장치의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 생태복원을 위한 하천수질개선장치의 동작관계를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 생태복원을 위한 하천수질개선장치의 다른 동작관계를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 생태복원을 위한 하천수질개선장치에서 각 구성요소 간의 상호연관관계를 설명하기 위한 블록도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 생태복원을 위한 하천수질개선장치는, 치수방제구조물(100), 망구조물(200), 이송장치(300), 황토배출기구(400), 태양전지(500), 축전지(600), 용존산소감지센서(700), 진동자(800), 확산유도기구(900), 제어부(1000), 산소공급부(1100)로 구성되며, 하천으로 공기(산소)를 지속적으로 공급하여 하천에 서식하는 어패류 및 호기성 미생물의 서식환경을 향상시켜 주고, 장마철 폭우로 인한 하천의 수위 상승시 강둑으로의 범람을 탄력적으로 차단함과 동시에 하천의 용존산소를 실시간으로 측정하여 이를 매개로 황토를 자동으로 살포하여 녹조발생을 최소화하며, 나아가 부유물은 별도의 수거함을 통해 수거하여 친환경 생태조성 및 수질을 개선하는 기능을 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 치수방제구조물(100)은 취입보(110)와 수거함(120) 및 옹벽구조체(130)로 구성된다.

상기 취입보(110)는 콘크리트재질로 이루어진 단위블록으로, 소하천에서 수자원을 효과적으로 이용하기 위해 거대한 댐 대신에 설치되는 것으로서, 하천의 폭과 길이에 따라 다수 개가 일정간격으로 설치될 수 있다.

이러한, 상기 취입보(110)는 일정한 높이로 축조되어 하천을 가로질러 설치되는데, 하천을 저수하고, 취입보(110)의 높이를 초과하게 되면 그 상면을 타고 넘어가도록 되어 있어 하천의 흐름을 방해하지 않으면서도 일정 양의 물은 저수하는 기능을 한다.

특히, 상기 취입보(110)의 일면에는 한 쌍의 부력체(230)가 승강가능하게 삽입될 수 있도록 가이드홈(111)이 형성되어 있다.

한편, 상기 취입보(110)의 가이드홈(111) 사이에는 이후에 설명될 용존산소감지센서(700)가 설치된다.

또한, 상기 취입보(110)가 설치된 강둑(1)에는 이후에 설명될 태양전지(500)과 축전지(600) 및 산소공급부(1100)가 설치되며, 특히, 상기 취입보(110)의 내부에는 외부로부터의 공기(산소)가 하천으로 유입될 수 있도록 통로를 제공하는 배기관(1120)이 내설되어 취입보(110)의 전방을 향해 돌출되게 형성된다.

상기 수거함(120)은 취입보(110)의 양단부에 일체로 형성되며, 부유물(G)을 수거하고 수거된 부유물(G)은 외부로 인출할 수 있도록 내부에 공간부가 형성되어 있다.

특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수거함(120)의 후면에는 걸름망(121)이 설치되어 있어 하천의 물은 그대로 통과시키고, 부유물(G)은 걸러져 내부에 보관된다.

본 실시 예의 경우, 구체적으로 도시하지는 아니하였지만, 상기 수거함(120)의 상단부에는 별도의 커버(미도시)를 설치하여 제3자 및 관리자의 추락방지 및 외부로부터 쓰레기가 유입되는 것을 방지토록 함이 바람직하다.

상기 옹벽구조체(130)은 가이드판(131)과 차수판(132)으로 구성되며, 본 실시 예의 경우 상기 수거함(120)의 전면에 설치되어 폭우로 인한 수위 상승시 함께 연동되어 강둑(1)으로 물이 범람하는 것을 차단함과 동시에 물살을 감쇄시켜 어류의 산란장소를 제공하는 기능을 한다.

상기 가이드판(131)은, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전체적으로 직사각형태를 이루되, 내부와 일면이 외향으로 개구되어 있다.

특히, 상기 가이드판(131)에는 내향으로 돌출되는 걸림턱(131a)이 일체로 형성되어 있는데, 여기서 걸림턱(131a)은 부력부재(132b)의 상승을 제한하여 차수판(132)이 가이드판(131)으로부터 이탈되는 것을 방지토록 하는 기능을 한다.

상기 차수판(132)은, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 내부가 비어 있는 합성수지로 제조된 판으로서, 일면(하천쪽)에는 길이방향을 따라 등 간격으로 경사지게 설치되는 차단편(132a)과, 부력발생이 용이한 스티로폼 또는 속이 빈 합성수지재질의 부력부재(132b)가 형성된다.

여기서, 상기 차단편(132a)은 물살을 감쇄시켜 어류의 산란장소를 제공하는 기능을 하며, 부력부재(132b)는 차수판(132)이 수위에 따라 탄력적으로 승강될 수 있도록 부력을 제공하는 기능을 한다.

본 실시 예에 따르면, 장마철과 같이 집중호우가 내리게 되면 하천의 수위가 평상시 때보다 급격하게 상승하게 되고, 이로 인해 강둑(1)을 범람하여 인근의 경작지역 및 주거지역까지 침범하여 홍수를 유발하게 되는데, 이와 같이 비가 일시적으로 많이 내려 수위가 상승하더라도 부력부재(132b)의 부력을 매개로 승강하는 차수판(132)을 통해 기존의 강둑(1)보다 상대적으로 더 높은 벽을 형성함으로서 하천이 강둑(1)으로 범람하는 문제를 일시적으로 해소할 수 있으며, 별도의 제방을 부가적으로 더 설치할 필요가 없기 때문에 초기 공사비용을 획기적으로 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 망구조물(200)은 하천의 수위를 따라 승강하면서 하천을 떠다니는 부유물(G)이 치수방제구조물(100)을 타고 넘어가지 못하도록 차단하는 기능을 하는 것으로서, 본 실시 예의 경우 지지프레임(210)과 걸름망(220) 및 부력체(230)로 구성되어 부력체(230)를 매개로 취입보(110)에 승강가능하게 설치된다.

상기 지지프레임(210)은 전체적으로 직사각형태를 이루되, 양단부는 수거함(120)을 향해 경사진 구조로 되어 있다.

특히, 상기 지지프레임(210)은 경(輕)하면서도 내식성 및 내구성이 큰 알루미늄, 유리섬유강화플라스틱(FRP), 티타늄과 같은 재질을 이용하여 제조하는 것이 바람직하다.

상기 걸름망(220)은 통상의 그물로서, 본 실시 예의 경우 지지프레임(210)에 설치되어 물은 통과시키고 부유물(G)은 차단(걸러내는)하는 기능을 한다.

특히, 상기 걸름망(220)에는 숯과 같이 정화(정수)기능을 갖는 입자를 그물에 함침시켜 외부로부터 무분별하게 유입되는 기름과 같은 부유물이 흡착될 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 부력체(230)는 부력발생이 용이한 스티로폼 또는 속이 빈 합성수지재질의 원통으로서, 본 실시 예의 경우 지지프레임(210)에 고정되어 하천의 수위변화에 따라 지지프레임(210)과 걸름망(220)이 승강되도록 부력을 제공하는 기능을 하며, 이를 도 5와 같이 도시하였다.

통상, 상기 부력체(230)는 쉽게 부력이 발생할 수 있는 스티로폼 또는 속이 빈 원통을 부력체(230)로 사용하지만, 이는 어디까지나 하나의 실시 예에 불과하며, 예컨대 스티로폼 또는 속이 빈 원통의 외면에 금속재를 더 보강할 경우 부력체(230)가 외력에 의해 쉽게 손상되는 문제를 해소할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 이송장치(300)는 망구조물(200)에 설치되어 황토배출기구(400)를 직선왕복이송시키는 것으로서, 본 실시 예의 경우 가이드바(310)와 리드스크류(320), 이송블록(330) 및 제1모터(340)로 구성된다.

상기 가이드바(310)는 지지프레임(210)의 상부 길이방향으로 설치되며, 내부에는 이송블록(330)이 삽입되어 이동될 수 있도록 길이방향을 따라 가이드홈(311)이 구비된다.

그리고, 상기 가이드바(310)의 양단에는 착탈가능한 커버가 설치된다.

상기 리드스크류(320)는 공지의 볼스크류(ball screw)로서, 본 실시 예의 경우 가이드바(310)의 가이드홈(311)에 회동가능하게 설치된다.

상기 이송블록(330)은 가이드바(310)의 가이드홈(311)에 이동가능하게 삽입되어 리드스크류(320)에 나사산 결합되며, 리드스크류(320)가 정방향 또는 역방향으로 회전할 경우 리드스크류(320)의 길이방향을 따라 왕복이송하게 된다.

참고로, 상기 이송블록(330)은 가이드바(310)의 전방으로 돌출되는데, 돌출된 선단면에는 이후에 설명될 황토배출기구(400)가 설치된다.

상기 제1모터(340)는 공지의 서보모터(servo motor)로서, 본 실시 예의 경우 리드스크류(320)의 일단에 설치되어 이송블록(330)이 리드스크류(320)를 따라 왕복이송되도록 리드스크류(320)를 정방향 또는 역방향으로 강제구동하는 기능을 한다. 상기 제1모터(340)는 이후에 설명될 제어부(1000)에 의해 동작제어된다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 황토배출기구(400)는 내부에 수용된 황토를 하천으로 공급하면서 망구조물(200)에 걸러진 부유물(G)을 좌우로 안내하여 수거함(120)으로 유도하는 것으로서, 본 실시 예의 경우 호퍼(410)와 안내판(420)으로 구성된다.

상기 호퍼(410)는 황토와 같은 분립체를 저장 및 공급하는 공지의 기구로서, 본 실시 예의 경우 이송블록(330)에 전면에 설치된다.

상기 호퍼(410)는 전체적으로 상광하협형태를 갖는 각추 또는 원뿔형상으로 하부를 통해 내부에 수용된 황토가 배출된다.

특히, 상기 하부의 배출구에는 무분별한 황토의 배출을 제한하기 위하여 개폐커버(411)가 힌지를 매개로 회동가능하게 설치된다.

또한, 상기 호퍼(410)에 수용된 황토는 미량의 수분을 함유하고 있어 응결력(凝結力)이 좋으며, 이로 인해 개폐커버(411)를 개방한다 하더라도 용이하게 배출되지 않는 문제가 있을 수 있다.

따라서, 상기와 같은 문제를 해소하고자 호퍼(410)의 외면에는 다수의 진동자(800)가 설치되며, 진동자(800)를 매개로 호퍼(410)를 진동시켜 내부에 수용된 황토가 하천으로 용이하게 배출될 수 있도록 하였다.

참고로, 상기 호퍼(410)에 수용되는 황토는 대기의 산소가 하천에 잘 녹아들 수 있도록 산소를 차단하는 남조류를 포집하는 기능을 하는 것으로서, 본 실시 예의 경우 비록 황토를 하나의 실시 예로 설명하였지만, 이와 동일한 기능을 수행할 수 있는 것이라면 공지의 그 어떠한 것도 적용실시 가능하다.

상기 안내판(420)은 이송블록(330)에 설치되어 걸름망(210)에 걸러진 부유물(G)이 수거함(120)으로 이동될 수 있도록 안내하는 기능을 한다.

특히, 상기 안내판(420)에는 다수의 구멍(421)이 형성되어 있는데, 이는 물의 저항을 최소화시켜 하천을 용이하게 가로지를 수 있도록 하여 안내판(420)이 물의 저항에 의해 휘거나 손상되는 것을 최소화시켜 준다.

본 실시 예의 경우 상기 안내판(420)을 판 형태로 도시 및 기재하였지만, 이는 어디까지나 하나의 실시 예에 불과하며 필요에 따라 공지의 다양한 형태로 변형 실시될 수 있다.

계속해서, 도 1 및 도 7을 참조하여, 태양전지(500)와 축전지(600), 용존산소감지센서(700), 진동자(800), 확산유도기구(900), 제어부(1000) 및 산소공급부(1100)를 설명하면 다음과 같다.

상기 태양전지(500)는 취수방제구조물(100)의 취입보(110)가 설치된 강둑(1)에 서포터를 매개로 설치되어 태양으로부터의 빛에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환하는 기능을 한다.

본 실시 예의 경우, 상기 태양전지(500)에 의해 변환된 전기에너지는 전선을 매개로 전기적으로 연결된 축전지(600)로 전달된다.

상기 축전지(600)는 태양전지(500)로부터 전달받은 전기에너지를 저장하는 공지의 배터리이다.

본 실시 예의 경우, 상기 축전지(600)는 저장된 전기에너지를 용존산소감지센서(700)와 진동자(800), 제어부(1000) 및 산소공급부(1100)로 공급하여 각각 구동될 수 있도록 전원을 공급하는 기능을 한다.

상기 용존산소감지센서(700)는 하천의 용존산소(DO)를 감지(측정)하여 감지된 결과치(측정값)를 제어부(1000)로 전달하는 공지의 기구로서, 본 실시 예의 경우 취입보(110)와 지지프레임(210) 사이에 설치된다.

상기 용존산소감지센서(700)의 경우 해당분야에서 널리 공지된 기술이므로, 구성 및 용존산소를 감지(측정)하는 방법에 대한 기술은 생략하도록 한다.

상기 진동자(800)는 공지의 바이브레이터로서, 호퍼(410)에 설치되어 제어부(1000)에 동작제어된다.

여기서, 상기 진동자(800)는 호퍼(410)에 수용된 황토가 용이하게 배출될 수 있도록 진동을 가하는 기능을 한다.

상기 확산유도기구(900)는 제2모터(910)와 팬(920)으로 구성되며, 본 실시 예의 경우 취입보(110)의 하단부 전면에 배치되어 황토와 공기(산소)가 하천 전반에 거쳐 황토와 공기(산소)가 널리 확산될 수 있도록 와류를 발생시키는 기능을 한다.

상기 제2모터(910)는 제어부(1000)에 의해 동작제어되는 공지의 서보모터로서, 본 실시 예의 경우 취입보(110)의 하단부에 매설되되, 축은 전방으로 돌출되어 노출된다.

상기 팬(920)은 제2모터(910)의 선단부에 고정되며 제2모터(910)에 의해 강제회전되어 수중에서 와류를 발생시키는 기능을 한다.

상기 제어부(1000)는 용존산소감지센서(700)로부터 감지된 결과치(측정값)를 전달받아 기설정된 값과 상호 비교하여 감지된 결과치(측정값)가 기설정된 값을 벗어날 경우 제1모터(340)와 진동자(800), 제2모터(910) 및 산소공급부(1100)를 동작제어하는 기능을 한다.

상기 산소공급부(1100)는 공지의 펌프(미도시)의 일단으로 외부공기를 흡입하는 흡기관(1110)이 설치되고, 타단에는 취입보(110)를 관통하여 하천 바닥에 배치되는 배기관(1120)이 설치된다.

본 실시 예의 경우, 상기 제어부(1000)에 의해 동작된 산소공급부(1100)는 흡기관(1110)으로부터 흡입된 공기를 배기관(1120)을 통해 하천에 지속적으로 공급하게 되며, 지속적으로 공급된 공기(Air)가 하천에 배기됨으로서, 하천에 서식하는 어패류 및 호기성 미생물의 서식환경을 향상(개선)시켜 줄 수 있다.

본 실시 예에 따르면, 상기 용존산소감지센서(700)가 하천의 물과 접촉상태를 유지하면서 용존산소(DO)를 지속적으로 감지(측정)하고, 감지된 결과치(측정값)는 제어부(1000)로 전달되며, 제어부(1000)는 용존산소감지센서(700)로부터 전달받은 감지된 결과치(측정값)를 기설정된 값과 상호 비교하게 된다.

이때, 상기 용존산소감지센서(700)에 의해 감지된 결과치(측정값)가 제어부(1000)의 기설정된 값을 벗어날 경우 제어부(1000)는 제1모터(340)와 진동자(800) 및 제2모터(920)를 동시에 동작시키게 되는데, 제어부(1000)에 의해 제1모터(340)가 구동되면 리드스크류(320)는 정(역)방향으로 회전하게 되고, 리드스크류(320)에 나사산 결합된 이송블록(330)은 리드스크류(320)의 길이방향을 따라 이동하게 되며, 이로 인해 이송블록(330)에 고정된 황토배출기구(400)는 이송블록(330)과 함께 자연스럽게 이동된다.

그리고, 상기 황토배출기구(400)의 호퍼(410)에 설치된 진동자(800)의 진동으로 인해 황토는 배출구를 통해 용이하게 하천으로 배출된다.

더군다나, 상기 호퍼(410)가 이동될 때에 이송블록(330)에 설치된 안내판(420) 역시 함께 이동되면서 망구조물(200)에 걸린 부유물(G)을 좌우로 이동시켜 수거함(120)으로 유도되도록 함으로서 하천의 흐름 및 환경오염을 유발하는 부유물(G)을 원활하게 제거할 수 있게 된다.

또한, 상기 확산유도기구(900)의 경우 제어부(1000)에 의해 동작제어되는데, 제어부(1000)에 의해 제2모터(910)가 구동되면, 제2모터(910)의 축에 고정된 팬(920)은 제2모터(910)에 강제구동되면서 수중에서 와류를 발생시키게 되고, 이때 발생된 와류를 매개로 황토와 배기관(1120)을 통해 공급되는 공기(산소)의 확산이 이루어지게 된다.

한편, 상기 산소공급부(1100)는 제어부(1000)에 의해 동작되어 흡기관(1110)으로부터 흡입된 공기를 배기관(1120)을 통해 하천에 지속적으로 공급하게 되며, 지속적으로 공급된 공기(Air)가 하천에 배기됨으로서, 하천에 서식하는 어패류 및 호기성 미생물의 서식환경을 향상시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라, 호퍼(410)를 통해 배출되는 황토와 더불어서 하천의 수질을 개선시켜 주게 된다.

참고로, 상기 제어부(700)는 설정상태에 따라 모터(340)를 구동시켜 이송블록(330)을 1회 왕복이송시키고 동작을 멈추도록 할 수도 있지만, 필요에 따라 수회 왕복이송 후 멈추도록 설정할 수도 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 5를 참조하면, 장마철과 같이 일정기간 동안 집중호우가 내리게 되면 하천의 수위가 평상시 때보다 급격하게 상승하게 되고, 이로 인해 강둑(1)을 범람하여 인근의 경작지역 및 주거지역까지 침범하여 홍수를 유발하게 된다.

이와 같이, 비가 일시적으로 많이 내려 수위가 상승할 경우 부력부재(132b)는 수위변화에 따라 차수판(132)으로 부력을 제공하게 되고, 차수판(132)은 부력부재(132b)의 부력을 매개로 가이드판(131)을 따라 승강되어 강둑(1) 취입보다 상대적으로 높게 솟구치게 된다.

따라서, 강둑(1)보다 높게 형성된 차수판(132)에 의해 하천이 강둑(1)으로 범람하는 문제를 일시적으로 해소할 수 있으며, 별도의 제방을 부가적으로 더 설치할 필요가 없기 때문에 초기 공사비용을 획기적으로 절감할 수 있는 이점이 있다.

한편, 하천의 수위가 내려가게 되면, 차수판(132)은 자연스럽게 하강하게 된다.

반대로, 도 6을 참조하면, 장마가 끝난 후에는 무더운 건기가 지속되는데, 일반적으로 비가 오지 않는 건기가 지속되면 여름철 폭염 및 하천의 흐름이 없는 경우 저수되어 있는 하천의 수온이 급상승하게 되고, 남조류가 대량증식해 물이 녹색으로 물드는 녹조현상이 발생하게 된다.

따라서, 이로 인해 하천의 용존산소(DO)가 달라지는데, 이와 같은 용전산소(DO)를 용존산소감지센서(700)가 하천의 물과 접촉상태를 유지하면서 실시간으로 감지(측정)하게 되고, 감지된 결과치(측정값)는 제어부(1000)로 전달되며, 제어부(1000)는 용존산소감지센서(700)로부터 전달받은 감지된 결과치(측정값)를 기설정된 값과 상호 비교하게 된다.

이때, 상기 용존산소감지센서(700)에 의해 감지된 결과치(측정값)가 제어부(1000)의 기설정된 값을 벗어날 경우 제어부(1000)는 제1모터(340)와 진동자(800), 제2모터(910) 및 산소공급부(1100)를 동시에 동작시키게 된다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 제어부(1000)에 의해 제1모터(340)가 구동되는데, 제1모터(340)의 구동에 의해 리드스크류(320)는 정(역)방향으로 회전하게 되고, 리드스크류(320)에 나사산 결합된 이송블록(330)은 리드스크류(320)의 길이방향을 따라 이동하게 되며, 이로 인해 이송블록(330)에 고정된 황토배출기구(400)는 이송블록(330)과 함께 자연스럽게 이동된다.

특히, 상기 황토배출기구(400)의 호퍼(410)가 이동할 때에 진동자(800) 역시 함께 동작하게 되며, 진동자(800)의 진동으로 인해 황토는 개폐커버(411)를 통해 용이하게 하천으로 배출된다.

또한, 상기 확산유도기구(900)의 경우 제어부(1000)에 의해 동작제어되는데, 제어부(1000)에 의해 제2모터(910)가 구동되면, 제2모터(910)의 축에 고정된 팬(920)은 제2모터(910)에 강제구동되면서 수중에서 와류를 발생시키게 되고, 이때 발생된 와류를 매개로 황토와 공기(산소)가 확산될 수 있도록 하여 광범위한 지역을 신속하게 정화할 수 있다.

그리고, 상기 산소공급부(1100)의 경우 제어부(1000)로부터 동작신호가 입력되면, 지상으로 노출되게 설치된 흡기관(1110)을 통해 공기를 흡기하게 되고, 흡기된 공기는 배기관(1120)을 통해 하천에 공급되게 된다.

따라서, 지속적으로 공급된 공기(Air)가 하천에 배기됨으로서, 하천에 서식하는 어패류 및 호기성 미생물의 서식환경을 향상(개선)시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라, 호퍼(410)를 통해 배출되는 황토 및 확산유도기구(900)에 의해 와류발생을 통해 하천의 수질을 신속하게 개선시켜 주게 된다.

나아가, 상기 호퍼(410)가 이동될 때에 이송블록(330)에 설치된 안내판(420) 역시 함께 이동되는데, 이로 인해 망구조물(200)에 걸린 부유물(G)은 안내판(420)에 의해 좌우로 이동되며, 지지프레임(210)의 경사진 양단부로 유도되어 자연스럽게 수거함(120)에 수거된다.

따라서, 상기와 같은 작용을 통해 녹조현상을 해소하면서 하천의 흐름 및 환경오염을 유발하는 부유물(G)을 원활하게 제거하여 자연생태하천이 보다 깨끗해 지도록 할 수 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100: 치수방제구조물 110: 취입보 120: 수거함
130: 옹벽구조체 131: 가이드판 132: 차수판
200: 망구조물 210: 지지프레임 220: 걸름망
230: 부력체 300: 이송장치 310: 가이드바
320: 리드스크류 330: 이송블록 340: 모터
400: 황토배출기구 410: 호퍼 420: 안내판
500: 태양전지 600: 축전지 700: 용존산소감지센서
800: 진동자 900: 확산유도기구 910: 제2모터
920: 팬 1000: 제어부 1100: 산소공급부
G: 부유물

Claims

상호 이격되게 배치되는 가이드홈(111)을 갖추고서, 하천을 가로지르도록 강둑(1) 사이에 설치되는 취입보(110)와, 취입보(110)의 양단부에 일체로 형성되며, 부유물(G)을 수거하고 수거된 부유물(G)은 외부로 인출할 수 있도록 내부에 공간부가 형성된 수거함(120)과, 차수판(132)의 승강 높이를 제한하는 걸림턱(131a)을 갖추고서, 강둑(1)을 따라 설치되도록 수거함(120)의 전면에 일체로 형성되어 차수판(132)을 가이드하는 가이드판(131)과, 길이방향을 따라 등 간격으로 경사지게 설치되어 물살을 감쇄시키는 차단편(132a)과, 부력을 제공하는 부력부재(132b)를 갖추고서, 가이드판(131)에 승강가능하게 설치되어 하천의 범람을 방지하는 옹벽구조체(130)로 구성된 치수방제구조물(100)과;
전체적으로 직사각형태를 이루되, 양단부가 수거함(120)을 향해 경사진 지지프레임(210)과, 지지프레임(210)에 설치되어 물은 통과시키고 부유물(G)은 차단하는 걸름망(220)과, 지지프레임(210)에 고정되어 하천의 수위변화에 따라 지지프레임(210)과 걸름망(220)이 승강되도록 부력을 제공하는 부력체(230)를 갖춘 망구조물(200)과;
내부 길이방향을 따라 형성되는 가이드홈(311)을 갖추고서, 지지프레임(210)의 상부 길이방향을 따라 설치되는 가이드바(310)와, 가이드바(310)의 가이드홈(311)에 회동가능하게 설치되는 리드스크류(320)와, 가이드바(310)의 가이드홈(311)에 이동가능하게 삽입되고, 리드스크류(320)에 나사산 결합되어 리드스크류(320)의 길이방향을 따라 왕복이송하는 이송블록(330)과, 리드스크류(320)의 일단에 설치되어 이송블록(330)이 리드스크류(320)를 따라 왕복이송되도록 리드스크류(320)를 정방향 또는 역방향으로 강제구동하는 제1제1모터(340)를 갖춘 이송장치(300)와;
전체적으로 상광하협형태를 이루고, 내부에 황토가 수용되며, 이송블록(330)에 고정되는 호퍼(410)와, 다수의 구멍(421)을 갖추고서, 이송블록(330)에 설치되어 걸름망(210)에 걸러진 부유물(G)을 수거함(120)으로 이동되도록 하는 안내판(420)을 갖춘 황토배출기구(400)와;
치수방제구조물(100)에 인접하게 배치되도록 강둑(1)에 설치되어 태양으로부터 빛에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양전지(500)와;
강둑(1)에 설치되어 태양전지(500)와 전기적으로 연결되며 태양전지(500)로부터 전기에너지를 전달받아 전원을 공급하는 축전지(600)와;
취입보(110)와 지지프레임(210) 사이에 설치되어 하천의 용존산소 농도를 측정하여 측정값을 제어부(1000)로 전달하는 용존산소감지센서(700)와;
호퍼(410)에 설치되고, 제어부(1000)에 의해 동작제어되며, 호퍼(410)에 수용된 황토가 용이하게 배출될 수 있도록 진동을 가하는 진동자(800)와;
취입보(110)의 하단부 전면에 노출되게 내설되며 제어부(1000)에 의해 동작제어되어 팬(920)을 강제회전시키는 제2모터(910)와, 제2모터(910)의 선단부에 고정되며 제2모터(910)에 의해 강제회전되어 수중에서 와류를 발생시키는 팬(920)으로 구성된 확산유도기구(900)와;
용존산소감지센서(700)로부터 측정값을 전달받아 기설정된 값과 상호 비교하여 기설정된 값을 벗어날 경우 제1제1모터(340)와 진동자(800), 제2모터(910) 및 산소공급부(1100)를 동작제어하는 제어부(1000)와;
공기를 흡입하는 흡기관(1110)과, 취입보(110)를 관통하여 하천 바닥에 배치되는 배기관(1120)을 갖추고서, 흡기관(1110)으로부터 흡입된 공기를 배기관(1120)을 통해 하천에 지속적으로 공급하며, 취입보(110)에 인접하게 배치되는 산소공급부(1100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 생태복원을 위한 하천수질개선장치.