KR101488262B1 - 4대강 녹조방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보의 상류 수역에서 하류의 강물을 상류로 송수하여 보의 저수기능을 그대로 유지하면서 강물이 정체되지 않고 회류(回流), 순환되어 연속적인 흐름을 갖게 함으로써 하천의 자정기능으로 녹조발생을 사전에 방지할 수 있게 하며, 물레바퀴를 이용하여 하류 강물을 상류로 송수하고 상류 송수 중에 자연 정화과정을 거치게 함으로써 별도의 에너지 소모없이 녹조 방지와 수질개선 효과를 도모할 수 있도록 한 4대강 녹조방지 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 보(100)가 설치된 수역에서 강물을 상류로 회수(回水), 순환시킬 수 있는 회수로(1)를 형성하고 물레바퀴(2)를 설치하여 보(100) 수역의 강물을 물레바퀴(2)로 양수, 회수로(1)를 통해 상류로 흘러보내 순환시키도록 하며, 상기 순환되는 강물은 회수로(1)에서 정수설비(5)로 정화시켜 상류로 흘려보내도록 하고, 회수로(1)는 보(100)의 바로 위 상류에 형성되는 입수로(11)와, 입수로(11)로부터 입수된 강물을 이송하는 이송로(12), 이송로(12)에 시설되어 유입된 강물을 정화시키는 정수설비(5), 정수설비(5)을 경유한 강물을 상류로 다시 흘려보내는 출수로(13)로 구성한 것에 요지가 있다.

Description

4대강 녹조방지 시스템{THE ANTI-GREEN ALGAE SYSTEM FOR BIG FOUR RIVERS}

본 발명은 4대강 녹조방지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 4대강(주로 한강, 금강, 영산강, 낙동강 등을 포함하는 강으로, 이하 4대강이라 함.)의 보 설치 수역에 설비하여 강물을 상류로 송수하여 하류로 회류(回流)되게 함으로써 보의 저수기능을 그대로 유지하면서 강물이 순환되어 연속적인 흐름을 갖도록 하여 하천의 자정기능으로 녹조발생을 사전에 방지할 수 있게 하며,

또, 강물의 흐름에 의해 회전작동하는 물레바퀴를 이용하여 하류 강물을 상류로 송수하게 하고 송수하는 도중에 자연적으로 정화과정을 거치게 함으로써 별도의 에너지를 요구없이 녹조방지와 수질개선효과를 달성할 수 있도록 한 4대강 녹조방지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 부영양화된 호소(湖沼)나 유속이 느린 강(江) 등에서는 부유성의 조류(식물플랑크톤)가 대량으로 증식하여 수면에 집적됨에 따라 물의 색이 현저하게 녹색으로 변화되는 녹조현상이 발생된다.

녹조(綠潮)란 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에 부유성의 조류(식물성플랑크톤)가 대량 증식하여 수면에 집적되고 물색을 현저하게 녹색으로 변화시키는 현상을 가리키는 것으로, 이러한 녹조현상은 여러 원인으로 알려져 있으나 녹조류(green algae)의 발생이 주요 요인으로 알려져 있다.

녹조류는 통상 동물 플랑크톤과 함께 어류의 먹이가 되어 기본적인 생태계를 유지하는 역할을 하지만 남조식물에 의한 녹조현상이 일어나게 되면 햇빛을 차단하고 산소농도를 떨어뜨리는 등 환경변화를 일으킴으로써 수중생물의 생존에 크게 영향을 끼쳐서 생태계를 파괴하게 된다.

이와 같은 녹조현상이 발생하면 물이 푸른 색으로 변하며 물의 표면에서 빛이 투과되는 것을 차단하여 수생 생태계의 광합성을 저해하고 이로 인하여 수층 내부의 용존 산소가 적어지며, 수층의 무산소화로 인하여 어류가 죽고 물에서 악취가 나게 되는 등 시각적 문제, 공중 위생상의 문제, 생태학적 문제, 경제적 손실, 상수원 악영향 등 많은 문제를 일으킨다.

이에 따라 녹조발생을 제거 또는 완화시키기 위한 기술 등이 개발되고 있는 데 지금까지 알려진 기술들로는 화학약품 살포법, 초음파 및 오존처리법, 해면회수 및 침강법, 황토살포법 등이 있으며, 녹조발생방지와 녹조로 인한 피해를 방지하기 위한 다양한 방안이 개발되고 있다.

예를 들면, 영양분이나 수생생물을 통해 조류를 통제하거나 차광막에 의해 광합성을 제한 또는 살조제 등을 이용하여 화학적으로 처리하는 방법 등이 있고, 또 별도의 장치를 통해 수중에서 와류를 형성하여 오염물질을 부유시키고 이를 걷어냄으로써 수질정화를 달성하도록 하는 장치 등이 있으나 이들은 수질정화구역이 제한되는 등의 단점이 있는 등으로 실용화되지 못하고 있다. 상기한 기존 녹조제거를 위한 장치와 방법 등은 참고문헌 1 내지 참고문헌 9 등에 개시된 바와 같다.

그러나 기존의 녹조제거를 위한 대책과 시설은 하천 전체에 대하여 이미 발생된 녹조를 제거하는 것에 불과하여 녹조방지를 위한 근본적인 대책이 되지 못하고 있을 뿐만 아니라 녹조제거에 많은 시간과 비용 및 대형 장비나 시스템이 요구되어 실질적인 녹조방지와 수질개선에 도움을 주지 못하고 있다.

과거에 4대강 수계 물관리 종합대책의 일환으로 4대강에 하천정화시설, 가압부상시설, 수초재배섬, 호소수질조사선, 수질정화습지, 생태보 (어도), 초기우수처리시설(stormfilteer 등) 등의 녹조제거기술을 사용하여 1999년부터 2005년까지 녹조방지사업을 추진하였으나 기존의 4대강 녹조방지사업은 큰 실효를 못하였고, 이에 다시 4대강의 수질개선과 치수(治水)를 위해 보를 설치하는 4대강 살리기 사업이 진행되었다.

이러한 4대강 사업은 수질을 개선하고 홍수 및 갈수(渴水)에 대비하여 4대강에 보를 설치하고 저수와 함께 수질정화의 기능을 제공하고 있으나 보의 설치로 인한 강물의 느린 유속 등으로 인하여 뜻하지 않은 녹조현상이 발생하여 어패류가 폐사되는 등의 심각한 문제에 직면하고 있어 녹조현상의 확산을 방지하고 녹조류를 제거하기 위한 방법을 연구하고 있지만 크게 미흡한 실정이다.

(참고문헌1) 대한민국 등록특허공보 제10-0987011호, 2010.10.05. (참고문헌2) 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0000719호, 2013.01.03 (참고문헌3) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0086678호, 2011.07.29. (참고문헌4) 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0065856호, 2007.06.25. (참고문헌5) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0094879호, 2012.08.27. (참고문헌6) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0009066호, 2012.02.01. (참고문헌7) 대한민국 공개특허공보 제10-201-0089903호, 2011.08.10. (참고문헌8) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0023928호, 2012.03.14. (참고문헌9) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0111499호, 2012.10.10. (참고문헌10) 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0026917호, 2003.04.03. (참고문헌11) 대한민국 등록특허공보 제10-0778335호, 2007.11.15.

이에 본 발명에서 보가 설치된 수역의 강물을 상류로 송수하여 하류로 연속적으로 흐르게 하여 강의 자정기능을 제공하여 줌으로써 강물을 저수하는 보의 기능을 그대로 유지하면서 수질개선과 녹조방지에 기여하고자 한다.

즉, 본 발명은 보가 설치된 강에 회수로를 형성하여 강물을 순환시켜 강물이 지속적인 흐름을 갖도록 함으로써 보의 저수기능을 그대로 유지하면서 강물이 정체 되는 것을 방지하여 강물의 정체로 인한 녹조발생을 방지하고 수질을 개선에 기여하고자 한다.

또, 본 발명은 강물의 흐름에 의해 회전하는 물레바퀴를 설치하여 강물을 양수(揚水)하고 회수로를 통해 상류측으로 보내어 순환시킴으로써 강물의 순환에 별도의 에너지를 공급할 필요없이 강물을 순환시켜 보의 저수기능을 그대로 유지하면서 강물의 순환과 강물의 정체를 막아 녹조발생을 방지할 수 있게 하고자 한다.

또, 본 발명은 물레바퀴의 회전으로 회수, 순환되는 강물을 순환과정에서 정화될 수 있게 정화시설을 구비시키고, 상기 정화시설은 자연 낙하와 정수(淨水)에 의한 자연적인 흐름을 통해 정화되게 함으로써 수질개선효과에 기여하고자 한다.

상기 과제해결을 위한 본 발명은;

[청구항1]에 기재된 발명에 따르면; 보가 설치된 수역에 설치된 설치되어 강물을 양수하는 물레바퀴와; 상기 물레바퀴로 양수한 강물을 상류로 송수하여 다시 하류로 흘러보낼 수 있도록 보가 설치된 수역에서 상류로 연결되는 회수로와; 상기 회수로에서 강물을 정화시켜 상류로 흘려보내는 정수설비로 4대강 녹조방지 시스템을 구성함에 있어서, 상기 물레바퀴는; 회전체 외주면에 일정 깊이로 오목한 바스켓을 수개 형성하여 강물 흐름에 의해 회전되게 하며, 상기 바스켓 일측에는 회수로가 설치된 방향으로 출구를 형성하고 바닥면은 출구측으로 경사지게 형성하며, 상기 출구에는 물레바퀴의 회전에 의해 자동개폐되는 개폐판을 설치하여 바스켓에 담긴 강물을 출구 방향으로 배출시킬 수 있게 구성한 것을 특징으로 한다.

[청구항2]에 기재된 발명에 따르면; 제 1 항에 있어서, 상기 물레바퀴는; 회전체 외주면에 일정 깊이로 오목한 바스켓을 수개 형성하여 강물 흐름에 의해 회전되게 하며, 상기 바스켓 일측에는 회수로가 설치된 방향으로 출구를 형성하고 바닥면은 출구측으로 경사지게 형성하며, 상기 회전체 일측에는 바스켓의 출구를 막는 물막이판을 설치하고 최상부에 바스켓의 출구에 연통되어 개방되는 출수구를 형성하여 바스켓이 회전 중 최고점에 도달하면 최고점의 바스켓내의 강물이 배출되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

[청구항3]에 기재된 발명에 따르면; 제 1 항에 있어서, 상기 개폐판은; 상기 바스켓의 출구에 작동공을 형성하여 개폐판이 상하로 이동되게 결합하며, 상기 개폐판의 상하단에는 개폐판이 작동공에 걸려 분리되지 않게 하고 개폐판의 상하 이동시 무게추로 역할하는 돌출부를 형성한 것을 특징으로 한다.

[청구항4]에 기재된 발명에 따르면; 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 바스켓 일측으로 강물이 담겨지는 저수부를 오목하게 형성한 것을 특징으로 한다.

[청구항5]에 기재된 발명에 따르면; 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 바스켓이 형성된 회전체 외측에 회전날개를 다수개 형성한 것을 특징으로 한다.

[청구항6]에 기재된 발명에 따르면; 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 물레바퀴 일측에는 물레바퀴의 회전력을 증대시키기 위해 동축상에 보조 물레바퀴를 설치한 것을 특징으로 한다.

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본 발명은 보가 설치된 수역의 강물을 순환시켜 보의 저수기능을 그대로 유지하면서 강물의 정상적인 유속을 유도하고 자연 정수과정을 통해 강물 정체에 따른 녹조발생을 사전에 방지할 수 있고 또 수질 개선효과를 기대할 수 있다.

또, 본 발명은 강물의 흐름에 의해 회전작 동하는 물레바퀴를 이용하여 강물을 양수하고 순환시킴으로써 별도의 에너지 소모없이 강물을 회수(回水), 순환시킬 수 있고 자연정화과정을 통해 수질개선이 이루어지므로 강의 녹조방지 및 수질관리 비용을 크게 절감할 수 있는 경제적 이익도 기대할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예를 보인 전체 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예를 보인 구조도.
도 5는 본 발명 중 이송로의 구성을 보인 요부 발췌도.
도 6은는 본 발명 중 정수설비의 구성을 보인 요부 발췌도.
도 7은 본 발명 중 물레바퀴의 구성을 보인 일부 단면 측면도.
도 8은 본 발명 중 물레바퀴의 구성을 보인 일부 단면 정면도.
도 9, 10은 본 발명 중 바스켓에 설치된 개폐판의 개폐구조를 보인 일요부 발췌 확대도.
도 11은 본 발명중 바스켓의 일부 다른 실시예를 측면도
도 12, 13은 본 발명중 바스켓의 강물 배출구조의 다른 실시예를 보인 측면도 및 정면도
도 14, 15는 본 발명중 바스켓의 또 다른 실시예를 보인 측면도 및 정면도

본 발명은 보가 설치된 수역의 강물을 상류로 회수(回水), 순환시킬 수 있는 회수로를 설치하여 보의 저수기능을 그대로 유지하면서 강물이 정체되지 않고 연속적인 흐름을 갖도록 하며 순환과정에서 자연적으로 정수과정을 거치게 함으로써 하천의 자정기능으로 녹조발생을 사전에 방지할 수 있게 하고, 물레바퀴를 이용하여 별도의 에너지 요구없이 강물을 양수하여 순환시키고 송수 과정에서 정수설비를 거쳐 자연적인 정수가 이루어지게 함으로써 녹조방지와 수질개선에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 4대강 녹조방지 시스템을 구성한 것에 특징이 있다.

본 발명은, 보가 설치된 수역의 강물을 상류로 회수(回水)시켜 순환시킬 수 있는 회수로를 형성한다. 상기 회수로는 보가 설치된 수역에 양측 중 어느 일방에 구성할 수 있으나 양측 모두에 설비하는 것이 바람직하다.

상기 회수로는; 보의 바로 위 상류 또는 하류 수역에 형성되는 입수로와, 입수로로부터 입수된 강물을 이송하는 이송로, 이송로에 설비되는 정화시키는 정수설비, 정수설비를 경유한 강물을 상류로 다시 흘려보내는 출수로로 이루어진다. 상기 정수설비는 자연친화적인 정수기능으로 강물을 정화시킬 수 있게 한다.

상기 입수로와 이송로, 출수로로 이루어지는 회수로는 하류로부터 상류로 갈수록 아래로 경사지게 형성하여 입수로에 유입된 강물이 이송로를 거쳐 출수로를 통해 하류로 흘러들어갈 수 있게 한다.

그리고, 회수로의 입수로에는 강물을 회수로로 퍼올리는 양수설비로서 물레바퀴를 설치한다. 상기 양수설비는 외부 에너지의 공급없이 강물의 흐름에 의해 회전구동하여 물을 퍼올리는 물레바퀴를 설치하여 강물의 양수(揚水)에 전기에너지 등이 사용되지 않게 함으로써 자연친화적이면서도 수질관리에 관련되는 비용 등을 크게 절감할 수 있게 한다.

상기 물레바퀴는 회전체의 외주면에 오목하게 바스켓을 형성하여 강물이 유입되어 담겨지게 하고 바스켓에 담겨진 강물은 출구를 통해 배출시켜 입수로로 흘려보내도록 강물을 양수할 수 있게 한다.

상기 회전체의 바스켓은 출구 외측으로 유도로를 형성하여 바스켓의 강물을 입수로에 흘려보내고 상기 입수로에 이은 이송로는 출수로측으로 하향 경사지게 형성하여 여기에 정수설비를 구성한다.

상기 정수설비는 하향경사진 이송로 상에 상부가 개방된 상각형상의 포켓을 수개 돌출 형성하여 내부에 왕자갈, 콩자갈, 왕마사토 등의 정화재료를 넣어서 채울 수 있게 하고 포켓의 외면에는 망체나 통공으로 이루어지는 출수공을 형성하여 입수로에서 유입된 강물이 이송로를 통과하는 과정에서 포켓을 경유하여 자연적으로 정화되어 정수가 이루어지게 한다. 이하 본 발명의 구체적인 내용을 첨부도면과 함께 구체적으로 살펴보면 하기와 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예를 보인 전체 개념도, 도 4는 본 발명의 일실시예를 보인 구조도, 도 5은 본 발명 중 이송로의 구성을 보인 요부 발췌도, 도 6은 본 발명 중 정수설비의 구성을 보인 요부 발췌도, 도 7은 본 발명 중 물레바퀴의 구성을 보인 일부 단면 측면도, 도 8은 본 발명 중 물레바퀴의 구성을 보인 일부 단면 정면도, 도 9, 10은 본 발명 중 바스켓에 설치된 개폐판의 개폐구조도이다.

본 발명은 보가 설치된 수역에서 강물을 상류로 회수, 순환시킬 수 있는 회수로(1)를 갖추고 물레바퀴(2)로 구성되는 양수설비를 설치하여 보가 설치된 강 수역의 강물을 양수하고 회수로(1)를 통해 상류로 흘러보내어 순환될 수 있게 환다.

상기 회수로(1)는 보(100)의 상류 수역에 양측 중 어느 일방에 구성할 수 있으나 도시한 예와 같이 양측 모두에 설비하는 것이 바람직하다.

상기 물레바퀴(2)는 도 1과 같이 보(100)의 상류 수역에 설치하거나 도 2와 같이 보(100)의 하류 수역에 설치하여 보(100)에서 낙하되는 강물에 의해 회전구동되게 설치하거나, 또는 도 3과 같이 보(100)의 상류 수역과 하류 수역에 함께 설치하는 등으로 실시할 수 있다.

상기 회수로(1)는 보(100)의 바로 위 상류에 형성되는 입수로(11)와, 입수로(11)로부터 입수된 강물을 이송하는 이송로(12), 이송로(12)에 시설되어 유입된 강물을 정화시키는 정수설비(5), 정수설비(5)을 경유한 강물을 상류로 다시 흘려보내는 출수로(13)로 이루어진다.

상기 회수로(1)는 도시한 예와 같이 유입된 강물이 상류로 흐름을 갖도록 입수로(11)를 상류 방향으로 경사지게 형성하고, 또 출수로(13)는 강의 상류에 연결되어 강물이 출수되므로 강물이 역류되지 않고 또 출수되는 회수로(1)의 강물이 강물 흐름에 자연스럽게 어울러 흘러들어가도록 강물의 진행방향으로 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 입수로(11)와 이송로(12), 출수로(13)로 이루어지는 회수로(1)는 하류로부터 상류로 갈수록 아래로 경사지게 형성하여 하류의 입수로(11)에서 유입된 강물이 이송로(12)를 거쳐 출수로(13)를 통해 원활하게 상류로 거슬러 흘러들어가도록 한다.

그리고, 회수로(1)의 입수로(11)에는 강물을 회수로(1)로 퍼올리는 양수설비로 물레바퀴(2)를 설치한다. 상기 물레바퀴(2)는 별도 전기에너지 등의 공급없이 흐르는 강물에 의해 자체 회전운동하여 강물을 퍼올려 양수(揚水)할 수 있게 함으로써 양수설비의 가동을 위한 별도의 에너지가 요구되지 않게 하여 자연친화적이면서 수질관리에 관련되는 비용을 최소화할 수 있도록 한다.

상기 물레바퀴(2)는 회전체(22)의 외주면에 오목한 바스켓(3,3')을 수개 형성하여 강물 흐름에 의해 회전체(22)를 회전시킬 수 있게 하고 이러한 회전과정에서 내부로 강물이 담겨지게 한다. 이러한 물레바퀴(2)는 강의 수중에 설치되는 지지대(23)와 강변 일측의 측벽(24)에 회전축(21)을 설치하여 바스켓(3,3')에 작용하는 강물의 흐름에 의해 회전체(22)가 회전구동되게 하고 바스켓(3,3')은 강물의 흐름에 의한 물리적 에너지가 회전체(22)를 회전시킬 수 있게 하고 또 그 과정에서 강물이 내부에 담겨지도록 외주면에 일정 깊이를 가지고 수개를 형성한다.

상기 바스켓(3,3')은 다양한 구성으로 실시할 수 있는 것으로 이에 대해서는 후술에서 다시 설명할 것이다.

상기 물레바퀴(2)는 그 너비를 비교적 길게 형성하여 바스켓(3,3')의 너비를 길게 형성함으로써 흐르는 강물의 저항을 많이 받아 회전체(22)가 원활히 회전될 수 있게 하고 또 강물이 많은 량으로 담겨질 수 있게 한다.

한편, 상기 물레바퀴(2)의 회전체(22)에 형성되는 바스켓(3,3')은 회수로(1)가 설치된 방향으로 출구(31)를 형성하고 여기에 물레바퀴(2)의 회전에 따라 자동으로 개폐되는 개폐판(4)을 설치하고, 바스켓(3,3')의 바닥면(32)은 출구(31)측으로 경사지게 형성하여 개폐판(4)이 개방되면 바스켓(3,3')이 담긴 강물이 출구(31)를 통해 흘러나갈 수 있게 한다.

상기 개폐판(4)은, 바스켓(3,3')의 출구(31)측 바닥에 작동공(33)을 형성하여 여기에 개폐판(4)을 상하로 이동되게 결합하고, 개폐판(4)의 상하단에는 개폐판(4)이 작동공(33)에 걸려서 이로부터 분리되지 않게 하고 또 개폐판(4)의 상하 이동시 무게추로 역할할 수 있도록 돌출부(41,41')를 형성한다.

상기한 개폐판(4)은 최고점에서 하강하여 바스켓(3,3') 출구(31)를 개방시켜 담겨진 강물을 배출시키고 최저점에서 다시 하강하여 출구(31)를 닫도록 구성한다. 상기 개폐판(4)의 개폐 구성 등은 후술에서 더욱 상세히 살펴볼 것이다.

상기 바스켓(3,3')은 일측에 출구(31)를 형성하고 개폐판(4)을 설치하여 회전체(22)가 회전축(21)을 중심으로 회전하는 중에 바스켓(3,3')이 최고점에 이르게 되면 자중에 의해 개폐판(4)이 하강하여 출구(31)가 개방됨으로써 바스켓(3,3')에 담긴 강물이 출구(31)를 통해 배출되게 하고, 바스켓(3,3')이 최저점에 이르게 되면 역시 자중에 의해 하강한 개폐판(4)에 의해 바스켓(3,3')의 출구(31)가 닫히도록 한다. 상기 바스켓(3,3')은 바닥면(32)을 출구(31)측으로 경사지게 형성하여 바스켓(3,3') 내 강물이 출구(31)를 향해 흘러나가도록 구성한다.

그리고 상기 바스켓(3,3')의 바닥면(32)에는 작동공(33)을 형성하고 개폐판(4)을 상하로 이동가능하게 결합하고 상기 개폐판(4)의 상하단에는 돌출부(41,41')를 형성하여 작동공(33)에 결합된 개폐판(4)이 분리되지 않게 한다.

상기와 같이 바스켓(3,3')의 출구(31)측 작동공(33)에 결합된 개폐판(4)은 회전체(3,3')의 회전으로 최고점(상사점)에 이르게 되면 자중에 의해 개폐판(4)이 하강되어 출구(31)가 개방되고 내부 강물이 출구(31)를 통해 배출되어 유도로(6)를 따라 회수로(1)의 입수로(11)로 유입된다. (도 9 참조)

또, 출구(31)가 개방되어 외부 강물을 배출한 바스켓(3,3')은 회전체(22)의 회전으로 점차 회전 하강하면서 최저점(하사점)에 이르게 되면 역시 출구(31)측 개방되었던 개폐판(4)이 다시 하강하면서 이번에는 출구(31)를 막게 되고, 출구(31)가 막힌 바스켓(3,3')은 강물이 담겨 퍼올려지게 된다. (도 10 참조)

상기 출구(31)의 개폐과정에서 개폐판(4) 상하단의 돌출부(41,41')는 개폐판(4)이 작동공(33)에서 분리되지 않게 함과 동시에 개폐판(4)이 자중에 의해 하강할 때 무게추로 역할하여 개폐판(4)의 개폐작동을 돕는다.

상기한 개폐과정에서 강물이 담긴 바스켓(3,3')이 상승되는 과정에서 출구(31)측 개폐판(4)이 하향기울기를 갖게 되면 개폐판(4) 일부의 하향작동이 개시될 수 있으나 작동공(33)상의 개폐판(41)은 작동공(33)에 걸린 하측면의 미끄럼부하를 받는 정도에 불과하여 그 개방정도가 적어 강물의 누수가 미미하고 최고점에 이르기 직전과 최고점에 다다르면 완전개방되어 담긴 강물이 배출되고 다음의 바스켓(3,3')을 통해 지속적으로 강물을 퍼올려 회수로(1)로 배출하므로 강물의 양수에 문제가 없다.

상기와 같이 회전체(22)의 바스켓(3,3') 최고점에서 출구(31)에서 나오는 강물을 받아 입수로(11)로 유입된 강물은 이송로(12)에 흘러들어간다.

한편, 도 11과 같이 상기 회전체(22)의 바스켓(3,3')은 일측으로(회전체(22)의 반대방향으로) 강물이 담겨지는 저수부(34)를 오목하게 형성하여 강물이 바스켓(3,3') 내로 확실하게 담아지도록 실시할 수 있다.

상기와 같이 바스켓(3,3')에 저수부(34)를 형성한 경우에도 저수부(34)를 제외한 바스켓(3,3')의 출구(31)측으로 개폐판(4)을 형성하여 이미 전술한 바와 같이 개폐작동되게 한다.

또, 바스켓(3,3')이 형성되는 회전체(22) 외측에는 도 11과 같이 회전체(22)가 강물의 흐름에 크게 저항을 받아 회전력을 높일 수 있도록 회전날개(25,25')를 다수개 형성한다. 상기 회전날개(25,25')는 바스켓(3,3')에 외측으로 연이어 형성하거나 바스켓(3,3') 사이 회전체(22) 외측으로 형성하는 등으로 실시할 수 있다.

도 12, 13은 바스켓(3,3')에 담겨진 강물을 배출하는 배출구조의 다른 실시예를 보인 것으로, 바스켓(3,3')의 출구(31)측에 개폐판(4)을 설치하지 않고 물막이판(7)과 출수구(71)로서 퍼올린 바스켓(3,3')내의 강물을 배출시킬 수 있게 구성한 예이다.

바스켓(3,3')이 형성된 회전체(22)의 일측으로 물막이판(7)을 고정설치하여 바스켓(3,3')의 출구(31)를 물막이판(7)으로 밀착시켜서 막도록 하고 최상부에 바스켓(3,3')의 출구(31)에 연통되어 개방되는 출수구(71)를 형성하여 바스켓(3,3')이 회전하는 중에 최고점에 도달하면 최고점의 바스켓(3,3') 출구(31)측에 형성된 출수구(71)를 통해 바스켓(3,3')내의 강물이 배출되도록 한다.

상기 출수구(71)는 바스켓(3,3')의 11시~1시 방향 사이에 형성하여 바스켓(3,3')이 최고점에 오르는 부분과 최고점에서 내리는 사이에서 강물이 출수되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기한 경우에도 바스켓(3,3')의 바닥면(32)을 출구(31)측으로 경사지게 형성하여 바스켓(3,3') 내 강물이 출구(31)를 향해 흘러나가도록 구성하고, 막이판(7)의 출수구(71)에는 입수로(11)로 연결되는 유도로(61)를 형성한다.

도 14, 15는 회전체(22)에 형성되는 바스켓(30,30')의 다른 실시예를 보인 것으로, 바스켓(30,30')을 회전체(22)의 외주연을 따라 깊게 형성하여 강물이 담아지게 하고, 바스켓(30,30')에 담겨진 강물은 회전체(22)의 회전방향으로 배출되게 한 것이다.

이를 위해 바스켓(30,30')에는 입구측에 경사면(35)을 회전방향으로 형성하여 도시한 예와 같이 바스켓(30,30')내 강물의 배출이 용이하게 한다.

한편, 도 15와 같이 물레바퀴(2) 일측에는 물레바퀴(2)의 회전력을 증대시키기 위해 보조 물레바퀴(20)를 회전축(21)과 동축상에 설치하여 보조 물레바퀴(20)의 회전으로 물레바퀴(2)의 회전을 도울 수 있게 함으로써 강물의 유속이 다소 느린 경우에도 동축 상에 설치한 보조 물레바퀴(20)의 회전력 제공으로 원활한 회전운동이 이루어지게 구성할 수 있다.

상기한 보조 물레바퀴(20)는 전술한 모든 실시예의 물레바퀴(2)에 회전력 증대를 위해 설치하여 실시할 수 있음은 당연하다.

상기에서와 같이 물레바퀴(2)로부터 양수된 강물이 유입되는 입수로(11)에 이은 이송로(12)는 출수로(13)측으로 하향 경사지게 형성되고 여기에 정수설비(5)를 구성되어 유입된 강물을 정수시켜서 상류로 흘러보낸다.

상기 정수설비(5)는 하향경사진 이송로(12) 상에 상부가 개방된 삼각형상의 포켓(51,51')을 수개 돌출 형성하여 내부에 정화부재(200)를 채울 수 있게 하고 포켓(51,51') 외벽에는 망체나 통공으로 이루어지는 출수공(52)(52')을 형성하여 입수로(11)에서 유입된 강물이 이송로(12)를 지나면서 포켓(51,51')에 의해 자연 정화가 이루어지게 한다.

상기 포켓(51,51')에는 왕자갈(가로세로 크기 12~15mm), 콩자갈(가로세로 크기 5mm내외), 왕마사토(1mm내외)로 구성된 정화부재(200)를 충진하여 강물이 이들을 통과면서 이물질 등이 자연적으로 걸러지고 이물질 등이 걸러진 강물을 출수공(52,52')을 통해 배출되는 과정을 포켓(51,51')을 통해 여러 단계 거치게 됨으로써 정수된다.

상기 정화부재(200)는 자갈, 모래 등 다양한 자연 소재를 사용하여 실시할 수 있으며, 왕마사토 등과 같이 강물에 쉽게 쓸려내려갈 수 있는 소재는 포대 등에 담아서 사용하고 왕자갈, 콩자갈 등과 혼합하여 포켓(51,51')에 내장하거나 또는 왕자갈, 콩자갈, 왕마사토 등을 각 포켓(51,51')에 차례로 내장하는 등으로 다양하게 실시할 수 있다.

또 돌출된 포켓(51,51')은 이동중 강물이 부딪혀 물살을 일으키고 층층히 낙하됨으로써 공기와의 맣은 접촉으로 용존산소량이 풍부하게 되어 이송로(12)를 지나는 강물이 자체 정화기능을 갖게 되므로 자연 정화가 이루어진다.

상기와 같이 이송로(12)에서 정화된 강물은 출수로(13)를 통해 상류로 배출되어 다시 보(100)가 있는 하류로 흘러내려가고 보(100)가 있는 수역의 강물은 회수로(1)를 통해 유입되는 과정을 반복한다.

상기와 같이 회수로(1)에 의해 보(100)가 설치된 수역에는 조류(潮流)가 형성되고 강 양측의 조류는 강물 중앙에 빠른 흐름으로 유도하게 됨으로써 강물 중앙의 빠른 유속은 보(100)의 상류에서 보(100)를 향한 하류로 밀려내려가는 강한 흐름을 가지고 흐르게 되어 보(100)가 없는 강물과 같은 정상적인 유속을 유도하게 된다.

따라서 보(100)는 저수기능을 그대로 유지하게 되고 또 강물의 유속 역시 정상적인 흐름으로 유도되어 강물의 정체 등으로 인한 녹조발생을 사전에 방지할 수 있고 강물의 순환 중에 정화되는 과정을 거치면서 자연정화가 이루어져 수질이 개선되는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시내용을 구체적으로 설명하기 위하여 첨부 도면에 사용한 부호에 대해 간략히 설명하면 하기와 같다.
1:회수로 11:입수로
12:이송로 13:출수로
2;물 20:보조 물레바퀴
21:회전축 22:회전체
23:지지대 24:측벽
25,25':회전날개
3,3', 30,30':바스켓 31:출구
32:바닥면 33:작동공
34:저수부 35:경사면
4:개폐판 41,41':돌출부
5:정수설비 51,51':포켓
52,52':출수공 6,61:유도로
7:물막이판 71:출수구
100:보 200:정화부재
상기한 부호의 설명을 비롯하여 본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위의 기재에 사용된 용어는 본 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위한 것으로, 발명의 목적과 구성 및 첨부도면 등을 포함한 전체의 기재내용을 통해 종합적이고 객관적으로 이해할 수 있도록 해석하여야 하는 것이지 사전적 의미에 한정함으로써 용어의 의미와 개념이 불분명하게 해석하여서는 아니될 것이다.

Claims (11)

1. 보(100)가 설치된 수역에 설치된 설치되어 강물을 양수하는 물레바퀴(2)와; 상기 물레바퀴(2)로 양수한 강물을 상류로 송수하여 다시 하류로 흘러보낼 수 있도록 보(100)가 설치된 수역에서 상류로 연결되는 회수로(1)와; 상기 회수로(1)에서 강물을 정화시켜 상류로 흘려보내는 정수설비(5)로 4대강 녹조방지 시스템을 구성함에 있어서,
   상기 물레바퀴(2)는;
   회전체(22) 외주면에 일정 깊이로 오목한 바스켓(3,3')을 수개 형성하여 강물 흐름에 의해 회전되게 하며,
   상기 바스켓(3,3') 일측에는 회수로(1)가 설치된 방향으로 출구(31)를 형성하고 바닥면(32)은 출구(31)측으로 경사지게 형성하며,
   상기 출구(31)에는 물레바퀴(2)의 회전에 의해 자동개폐되는 개폐판(4)을 설치하여 바스켓(3,3')에 담긴 강물을 출구(31) 방향으로 배출시킬 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 4대강 녹조방지 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 물레바퀴(2)는;
   회전체(22) 외주면에 일정 깊이로 오목한 바스켓(3,3')을 수개 형성하여 강물 흐름에 의해 회전되게 하며,
   상기 바스켓(3,3') 일측에는 회수로(1)가 설치된 방향으로 출구(31)를 형성하고 바닥면(32)은 출구(31)측으로 경사지게 형성하며,
   상기 회전체(22) 일측에는 바스켓(3,3')의 출구(31)를 막는 물막이판(7)을 설치하고 최상부에 바스켓(3,3')의 출구(31)에 연통되어 개방되는 출수구(71)를 형성하여 바스켓(3,3')이 회전 중 최고점에 도달하면 최고점의 바스켓(3,3')내의 강물이 배출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 4대강 녹조방지 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 개폐판(4)은;
   상기 바스켓(3,3')의 출구(31)에 작동공(33)을 형성하여 개폐판(4)이 상하로 이동되게 결합하며,
   상기 개폐판(4)의 상하단에는 개폐판(4)이 작동공(33)에 걸려 분리되지 않게 하고 개폐판(4)의 상하 이동시 무게추로 역할하는 돌출부(41,41')를 형성한 것을 특징으로 하는 4대강 녹조방지 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 바스켓(3,3') 일측으로 강물이 담겨지는 저수부(34)를 오목하게 형성한 것을 특징으로 하는 4대강 녹조방지 시스템.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 바스켓(3,3')이 형성된 회전체(22) 외측에 회전날개(25,25')를 다수개 형성한 것을 특징으로 하는 4대강 녹조방지 시스템.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 물레바퀴(2) 일측에는 물레바퀴(2)의 회전력을 증대시키기 위해 동축상에 보조 물레바퀴(20)를 설치한 것을 특징으로 하는 4대강 녹조방지 시스템.
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