KR101236216B1

KR101236216B1 - 용존산소 증가장치 및 이를 구비한 하천 구조물

Info

Publication number: KR101236216B1
Application number: KR20110037836A
Authority: KR
Inventors: 박정규
Original assignee: 한국미니맥스 주식회사
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2013-02-22
Also published as: KR20120119703A

Abstract

본 발명은 용존 산소량을 증대시킬 수 있는 용존산소 증가장치에 관한 것으로, 일정한 내부공간을 구비하고 일측에 외부와 연통되는 절개공이 형성되며, 물의 흐름 방향을 따라 전면과 후면에 물이 통과하는 다수의 개구공이 관통 형성된 하우징과; 상기 하우징의 전면과 후면에 형성된 개구공을 상호 연결하도록 상기 하우징의 내부공간에 구비되며 상기 개구공을 통과하는 물에 산소를 공급하는 산소공급부를; 포함하여 구성됨으로써, 어떠한 종류의 하천이라도 적용이 용이할 뿐만 아니라 자연 친화적인 방법으로 하천의 수질을 효율적으로 정화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

용존산소 증가장치 및 이를 구비한 하천 구조물{INCREASING DEVICE OF DISSOLVED OXYGEN AND A RIVER STRUCTURE HAVING IT}

본 발명은 정화장치 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 하천의 수질을 효율적으로 정화할 수 있도록 하는 용존산소 증가장치에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 하천들은 홍수 등의 피해를 줄이기 위해 획일적으로 저수로와 제방이 콘크리트로 정비되어 있었다.

그로 인하여 이러한 형태의 하천은 단순히 수로화되고, 더욱이 생태계와의 단절을 가져오는 문제점이 있었으며, 또한, 이러한 하천으로 유기질, 질소, 인 등의 오염물질이 다량 함유되어 있는 일반가정 등의 생활 하수가 배출되어 하천의 수질이 급격히 오염되었다.

또한, 더욱이 고가의 건설비가 소요되는 대규모의 하수처리장이 건설이 되지 않은 곳의 하천은 매우 심하게 오염되어 공공수역에 그대로 방류되고 있는 실정이었다.

이에 따라 하수처리장에서 처리하지 않고 하천에 자연 생태계 서식처를 확보하여 하천의 자연정화를 가능하게 하도록 하는 자연형 하천 공법에 대한 기술이 강구되었다.

도 1은 자연형 하천 정화시스템의 구조를 도시한 사시도로서, 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 자연형 하천 정화시스템은 하천(1)에 설치된 제방이나 보(2)의 일측에 지반을 굴토하여 일정한 면적을 갖는 정화조(3)를 마련하고, 상기 제방이나 보(2)를 기준으로 하천의 상류에 흐르는 물이 상기 정화조(3)를 경유한 후, 하천의 하류 측으로 유입될 수 있는 별도의 수로(4)가 형성된 구조를 갖는다.

이러한 구조를 갖는 종래의 자연형 하천 정화시스템에 의하여 하천을 정화시키는 방법은 다음과 같다.

정화조(3)의 바닥에는 암석편이나 자갈, 여재, 진흙 등을 깔아서 상기 암석편이나 자갈, 여재, 진흙 등에 미생물이 흡착되도록 하고 정화조(3)로 유입된 하천(1)의 물에 포함된 부유물이나 폐액 물질 등이 상기 미생물에 의하여 분해되도록 함으로써 자연 정화가 이루어지도록 하는 것이다.

그러나, 종래의 이러한 자연형 하천 정화시스템은, 하천(1)을 따라 흐르는 물속에 녹아 있는 산소량 즉, 용존산소량이 적을 경우에 정화조(3)의 바닥에 구비된 암석편이나 자갈, 여재, 진흙에 부착된 미생물이 살 수 없게 되며, 그로 인하여 정화조(3)로 유입되는 하천(1)의 물은 더 이상 자연 정화가 이루어질 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 모든 종류의 하천에 용이하게 적용할 수 있고, 자연 친화적이면서도 하천 전역에 걸쳐 효율적으로 하천의 수질을 정화시킬 수 있는 필요가 대두되고 있는 실정이다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 어떠한 종류의 하천이라도 적용이 용이할 뿐만 아니라 자연 친화적인 방법으로 하천의 수질을 효율적으로 정화시킬 수 있도록 하는 용존산소 증가장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 용존산소 증가장치는, 일정한 내부공간을 구비하고 일측에 외부와 연통되는 절개공이 형성되며, 물의 흐름 방향을 따라 전면과 후면에 물이 통과하는 다수의 개구공이 관통 형성된 하우징과; 상기 하우징의 전면과 후면에 형성된 개구공을 상호 연결하도록 상기 하우징의 내부공간에 구비되며 상기 개구공을 통과하는 물에 산소를 공급하는 산소공급부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하우징은 일정한 내부공간을 구비한 장방형상의 부재로서 그 전면과 후면에 각각 형성된 상기 개구공은 열과 행을 이루며 상호 대향하도록 구비될 수 있다.

그리고, 상기 하우징의 절개공은 상기 하우징의 내부공간으로 공기를 공급하는 공기공급 파이프와 연통될 수 있다.

또한, 상기 공기공급 파이프의 단부는 상기 하천을 따라 흐르는 물이 그 내부로 유입되지 않도록 상기 물이 흐르는 방향을 따라 하측으로 절곡 형성될 수 있다.

아울러, 상기 하우징은 그 두께 방향을 따라 소정 간격 이격되어 상호 중첩되도록 복수로 구비되고, 상기 공기공급 파이프는 연장 형성되어 복수의 하우징과 각각 연통되도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 하우징의 절개공과 연통되도록 설치되는 상기 공기공급 파이프는 상기 하우징의 복수의 개소에 복수로 구비될 수 있다.

또한, 상기 산소공급부는 상기 하우징의 전면과 배면에 형성된 개구공을 상호 연결하여 상기 물이 흘러가는 통로를 형성하며, 상기 물이 흘러가는 상기 통로의 단면적이 점진적으로 축소된 후 확장되는 오리피스관과, 가장 작은 단면적이 형성된 상기 오리피스관의 측면에 구비되어 상기 오리피스관의 내부공간과 연통되는 튜브로 구성될 수 있다.

아울러, 상기 튜브는 상기 오리피스관 측면의 복수의 개소에 연결될 수 있다.

그리고, 상기 오리피스관의 측면과 연통되는 상기 튜브의 단부는 상기 오리피스관의 내부로 소정 길이 연장 형성될 수 있다.

또한, 상기 튜브는 중력 방향과 반대 방향을 향하여 상향 경사지게 상기 오리피스관의 측면에 배치될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 하천 구조물은, 하천의 일 측부를 굴토하여 그 저부면에 다수의 자갈이 구비되도록 한 정화조와; 상기 하천을 따라 흐르는 물이 상기 정화조로 유입되도록 상기 하천과 상기 정화조를 연결하는 수로와; 상기 수로를 통하여 상기 정화조로 유입되는 물이 통과하도록 상기 수로에 구비된 상기 용존산소 증가장치를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 용존산소 증가장치는 어떠한 종류의 하천이라도 적용이 용이할 뿐만 아니라 자연 친화적인 방법으로 하천의 수질을 효율적으로 정화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 하천의 구조를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용존산소 증가장치가 하천에 설치된 구조를 도시한 평면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용존산소 증가장치의 구조를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 용존산소 증가장치의 구조를 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용존산소 증가장치의 산소공급부의 구조를 도시한 사시도이고,
도 6은 다른 실례에 따른 산소공급부의 구조를 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 용존산소 증가장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용존산소 증가장치는, 일정한 내부공간(110)을 구비하고 일측에 외부와 연통되는 절개공(120)이 형성되며, 물의 흐름 방향을 따라 전면과 후면에 물이 통과하는 다수의 개구공(130)이 관통 형성된 하우징(100)과, 하우징(100)의 전면과 후면에 형성된 개구공(130)을 상호 연결하도록 하우징(100)의 내부공간에 구비되며 개구공(130)을 통과하는 물에 산소를 공급하는 산소공급부(200)를 포함하여 구성되어 있다.

하우징(100)은 일정한 내부공간을 구비한 장방 형상의 부재로서 그 전면과 후면에 각각 관통 형성된 개구공(130)은 열과 행을 이루도록 배치되며, 후술할 산소공급부(200)가 설치시에 하천(1)을 따라 흐르는 물로 산소를 원활하게 공급할 수 있도록 전면과 후면에 각각 형성된 개구공(130)은 상호 대향하도록 배치되는 것이 효과적이다.

그리고, 개구공(130)을 통하여 하천(1)을 따라 흐르는 물이 개구공(130)을 통과하여 정화조(3)로 유입될 수 있도록 하우징(100)의 전면과 후면은 상기 물의 흐름 방향에 대하여 수직을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다.

하우징(100)의 꼭지점과 근접한 위치의 그 전면과 배면에는 하우징(100)의 내부공간(110)으로 공기를 공급할 수 있도록 외부와 연통되는 절개공(120)이 관통 형성되어 있으며, 절개공(120)에는 소정의 길이를 갖도록 형성된 공기공급 파이프(140)가 구비된다.

공기공급 파이프(140)는 신속하게 하우징(100)의 내부공간(110)으로 외부의 공기를 공급할 수 있도록 하우징(100)의 꼭지점과 근접한 위치의 두 개소나 혹은 네 개소에 복수로 구비되는 것이 효과적이다.

이러한 공기공급 파이프(140)의 단부는 하천(1)을 따라 흐르는 물이 공기공급 파이프(140)를 통하여 하우징(100)의 내부공간으로 유입되지 않도록 물이 흐르는 방향을 따라 절곡 형성될 수 있다.

그리고, 이러한 구조로 형성된 하우징(100)은 복수로 구비되어 그 높이 방향을 따라 일정 간격 이격되며 상호 중첩되도록 배치되는 것이 효과적이며, 공기공급 파이프(140)는 각각의 하우징(100)의 꼭지점과 근접한 위치에 형성된 절개공(120)과 연통되어 있다.

한편, 산소공급부(200)는 하우징(100)의 전면과 배면에 형성된 개구공(130)을 상호 연결하여 물이 흘러가는 통로를 형성하며, 물이 흘러가는 상기 통로의 단면적이 점진적으로 축소된 후 확장되는 오리피스관(210)과, 가장 작은 단면적이 형성된 오리피스관(210)의 측면에 구비되어 그 내부 공간과 연통되는 튜브(220)를 포함하여 구성된다.

오리피스관(210)은 점성과 압축성이 없는 이상적인 유체가 같은 높이에서 흐르는 경우 유체의 속력은 좁은 통로를 흐를 때 증가하고 넓은 통로를 흐를 때 감소하며, 유체의 속력이 증가하면 유체 내부의 압력이 낮아지고, 반대로 속력이 감소하면 내부 압력이 높아진다는 베르누이의 정리를 이용하여 오리피스관(210)의 내부로 외부의 공기를 흡입하여 물에 산소가 녹아들도록 함으로써 용존산소량을 증대시키는 역할을 한다.

튜브(220)가 설치되는 위치는 베르누이의 정리에 의하여 가장 많은 외부 공기를 오리피스관(210)의 내부로 흡입시킬 수 있도록 단면적이 가장 좁은 오리피스관(210)의 측면에 그 내부공간과 연통되도록 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 오리피스관(210)의 측면에 본 실시예에 적용된 튜브(220)를 설치하지 않고 외부와 연통되는 구멍만 형성하더라도 외부의 공기는 오리피스관(210)으로 유입되지만, 별도의 튜브(220)를 설치한 이유는 오리피스관(210)을 통과하는 하천의 물이 오리피스관(210)의 외부로 유출됨을 방지하기 위함이다.

오리피스관(210)을 통과하는 하천의 물이 오리피스관(210)의 외부로 유출될 경우에는 튜브(220)를 통하여 오리피스관(210)의 내부로 흡입되는 공기의 양이 적어질 뿐만 아니라, 하우징(100)의 내부공간(110)에 물이 채워지게 되어 시간이 경과하여 하우징(100)의 내부공간(110)이 완전하게 물로 채워지면 더 이상 공기를 흡입할 수 없게 되기 때문이다.

또한, 오리피스관(210)의 측면과 연결된 튜브(220)의 단부는 오리피스관(210)의 내부로 일정 길이 연장 형성되는데, 이는 오리피스관(210)을 통과하는 물이 그 외부로 더욱 유출되지 않도록 하기 위함이다.

아울러, 오리피스관(210)의 외부에 배치되는 튜브(220)를 중력 방향과 반대 방향을 향하여 상향 경사지게 배치하여, 하천(1)의 물이 오리피스관(210)을 통과시에 튜브(220)로 유입된 물이 중력에 의하여 튜브(220)의 내벽을 따라 다시 오리피스관(210)으로 유입되도록 할 수도 있다.

오리피스관(210)의 측면에 구비되는 튜브(220)는 다른 오리피스관(210)에 설치된 튜브(220)와 상호 간섭하지 않을 정도의 길이를 갖도록 길게 연장되는 것이 오리피스관(210)의 내부를 통과하는 하천(1)의 물이 하우징(100)으로 유출되지 않도록 하는 또 다른 방법이 될 수 있다.

튜브(220)는 오리피스관(210)으로 흡입되는 공기의 양을 늘일 수 있도록 상기 오리피스관(210)의 둘레 방향을 따라 복수의 개소에 복수로 설치될 수 있으며, 본 실시예에서는 상호 대향되도록 2개를 설치한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 용존산소 증가장치가 작동하는 과정은 다음과 같다.

우선, 하천(1)의 일측에 구비된 정화조(3)와 하천(1)을 연결하는 수로(4)에 본 발명에 따른 용존산소 증가장치를 설치한다. 이때, 하우징(100)과 연결된 공기공급 파이프(140)의 절곡된 단부가 물의 흐름 방향을 향하도록 배치한다.

이러한 상태에서 하천(1)에서 흘러온 물이 하우징(100) 전면의 개구공(130)을 통하여 유입되어 오리피스관(210)을 통과한 후, 하우징(100) 배면의 개구공(130)을 통하여 유출된다.

여기서, 물이 오리피스관(210)의 가장 작은 단면적 통과하는 순간 그 내부의 압력이 낮아지므로 튜브(220)를 통하여 오리피스관(210) 외부의 공기가 물로 공급되어 공기의 일부가 물에 녹아들게 된다.

물에 녹아드는 오리피스관(210) 외부의 공기는 공기공급 파이프(140)를 통하여 하우징(100)의 내부공간(110)으로 유입된 공기이며, 이러한 공기가 물에 녹아들면서 물의 용존산소량을 증대시킬 수 있다.

그리고, 용존산소량이 증대된 하천의 물이 정화조(4)로 유입되므로 정화조(4) 바닥의 자갈에 흡착된 미생물의 번식이 활발하게 진행될 수 있으므로 수질을 신속하게 자연 정화시킬 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 용존산소 증가장치를 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐, 본 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 하는 것이 아님은 물론이다.

본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

100 : 하우징 110 : 내부공간
120 : 절개공 130 : 개구공
140 : 공기공급 파이프 200 : 하우징
210 : 오리피스관 220 : 튜브

Claims

일정한 내부공간을 구비하고 일측에 외부와 연통되는 절개공이 형성되며, 물의 흐름 방향을 따라 전면과 후면에 물이 통과하는 다수의 개구공이 관통 형성된 하우징과;
상기 하우징의 전면과 후면에 형성된 개구공을 상호 연결하도록 상기 하우징의 내부공간에 구비되며 상기 개구공을 통과하는 물에 산소를 공급하는 산소공급부를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 용존산소 증가장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 일정한 내부공간을 구비한 장방 형상의 부재로서 그 전면과 후면에 각각 형성된 상기 개구공은 열과 행을 이루며 상호 대향하도록 구비된 것을 특징으로 하는 용존산소 증가장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 절개공은 상기 하우징의 내부공간으로 공기를 공급하는 공기공급 파이프와 연통된 것을 특징으로 하는 용존산소 증가장치.
제3항에 있어서,
상기 공기공급 파이프의 단부는 상기 물이 그 내부로 유입되지 않도록 상기 물이 흐르는 방향을 따라 하측으로 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 용존산소 증가장치.
제4항에 있어서,
상기 하우징은 그 두께 방향을 따라 소정 간격 이격되어 상호 중첩되도록 복수로 구비되고, 상기 공기공급 파이프는 연장 형성되어 복수의 하우징과 각각 연통되도록 형성된 것을 특징으로 하는 용존산소 증가장치.
제5항에 있어서,
상기 하우징의 절개공과 연통되도록 설치되는 상기 공기공급 파이프는 상기 하우징의 복수의 개소에 복수로 구비된 것을 특징으로 하는 용존산소 증가장치.
제1항에 있어서,
상기 산소공급부는 상기 하우징의 전면과 배면에 형성된 개구공을 상호 연결하여 상기 물이 흘러가는 통로를 형성하며, 상기 물이 흘러가는 상기 통로의 단면적이 점진적으로 축소된 후 확장되는 오리피스관과, 가장 작은 단면적이 형성된 상기 오리피스관의 측면에 구비되어 상기 오리피스관의 내부공간과 연통되는 튜브로 구성된 것을 특징으로 하는 용존산소 증가장치.
제7항에 있어서,
상기 튜브는 상기 오리피스관 측면의 복수의 개소에 연결되는 것을 특징으로 하는 용존산소 증가장치.
제7항에 있어서,
상기 오리피스관의 측면과 연통되는 상기 튜브의 단부는 상기 오리피스관의 내부로 소정 길이 연장 형성된 것을 특징으로 하는 용존산소 증가장치.
제7항에 있어서,
상기 튜브는 중력 방향과 반대 방향을 향하여 상향 경사지게 상기 오리피스관의 측면에 배치된 것을 특징으로 하는 용존산소 증가장치.
하천의 일 측부를 굴토하여 그 저부면에 다수의 자갈이 구비되도록 한 정화조와;
상기 하천을 따라 흐르는 물이 상기 정화조로 유입되도록 상기 하천과 상기 정화조를 연결하는 수로와;
상기 수로를 통하여 상기 정화조로 유입되는 물이 통과하도록 상기 수로에 구비된 상기 청구항 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 용존산소 증가장치를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하천 구조물.