KR20070065856A - 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물을 경사진 다단의 칸 사이로 통과시켜 물에 포함된 각종 이물질을 제거토록 하고 깨끗한 물만 배출되도록 구성되는 정화통을 이용하여 오염된 물을 자연적으로 정화하야 깨끗한 물로 정수하는 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 물을 급수통에 연속적으로 급수해주고, 또 연속으로 배출하기만 하면 물이 각 칸막이의 하부에 형성된 배출구를 통해 차례차례 빠져나가게 되므로 물질 가속도 작용, 물질 새치기 현상, 물질 해탈 작용, 물질 부상 작용이 자연적으로 발생되어 수질을 정화할 수 있음은 물론 이러한 정화된 물이 최종적으로 배출될 수 있는 것이며, 이와 함께 오염물질은 각 공간의 상층부로 부유되어 이를 배출하거나, 자연 분해되게하거나, 걸름망을 통해 걸러주는 방식으로 수질을 자연정화할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명은 별도의 생화학적 방법을 사용하지 않고 물이 각 칸막이의 하부에 위치되는 배출구를 통해 빠져나가는 과정에서 물질 가속도 작용, 물질 새치기 현상, 물질 해탈 작용, 물질 부상 작용에 의해 수질을 개선하는 원리와, 중력에 의해 비중이 상대적으로 가벼운 오염물질이 각 공간의 상층부에 포진하고 상대적으로 비중이 무거운 순수한 물이 각 공간의 하층부에 포진하는 원리를 응용하여 물을 공급하기만 하면 정화통을 통과하면서 오염물질이 완전 정화된 상태의 깨끗한 물만 배출시킬 수 있는 것이므로 강, 하천, 저수지 등의 물을 빠른 시간내에 정화하여 생활용수로 공급할 수 있는 것이며, 또한 별도의 생화학적 처리가 필요치 않으므로 그 처리시간을 단축할 수 있음은 물론 처리비용이 전혀 들지 않는 이점이 있는 것이다.

물, 정화, 정화통, 칸막이, 조절판

Description

오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법{Method to purify to clean water by means of purifing polluted water naturally}

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 물 정화장치의 사시도.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 물 정화장치의 측단면도.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 적용되는 걸림망의 사시도.

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 물 정화장치의 측단면도.

도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따른 물 정화장치의 측단면도.

도 6은 본 발명의 제 4실시예에 따른 물 정화장치의 최상단부 정단면도.

도 7은 본 발명의 제 5실시예에 따른 물 정화장치의 각 공간의 부피가 최대화되는 상태의 측단면도.

도 8은 본 발명의 제 5실시예에 따른 물 정화장치의 각 공간의 부피가 최소화되는 상태의 측단면도.

도 9는 본 발명의 제 6실시예에 따른 물 정화장치의 각 공간의 부피가 최대화되는 상태의 측단면도.

도 10은 본 발명의 제 6실시예에 따른 물 정화장치의 각 공간의 부피가 최소화되는 상태의 측단면도.

도 11은 본 발명의 제 7실시예에 따른 물 정화장치의 측단면도.

도 12는 본 발명의 제 8실시예에 따른 물 정화장치의 측단면도.

도 13은 본 발명의 제 8실시예에 따른 물 정화장치의 평단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 정화통 11 : 배수구

12 : 경사판 13,31 : 가이드

14 : 지지턱 20 : 칸막이

21 : 배출구 22 : 전열선 또는 전열관

23,23' : 작동봉 24,24' : 전후진수단

25,25' : 힌지 26 : 승하강수단

27 : 지지대 30 : 조절판

41 : 작동실린더 42 : 피스톤로드

50 : 저수통 61 : 배출관

62 : 급수관 70 : 걸름망

80 : 프로펠러 81 : 공기압축기

82 : 공기분사관 83 : 오염물질 수거통

84 : 하수관로 91 : 부유물배출관

92 : 우회수로

본 발명은 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 경사진 다단의 칸 사이로 통과시켜 물에 포함된 각종 이물질을 제거토록 하고 깨끗한 물만 배출되도록 한 것이다.

주지하다시피, 식수로 제공되는 물은 대부분 강이나 하천, 저수지 등에 저수된 물을 정수하여 공급하게 되는데, 강, 하천, 저수지와 같은 공간으로는 여러 경로를 통해 물이 유입되므로 유입되는 물중에 오염물질들이 다량 포함되어 있음은 자명하다.

따라서, 이러한 저수된 물을 정화하기 위해 여러방법들이 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.

이외에도 광촉매를 이용하여 물을 정화하는 장치도 있으나, 이러한 광촉매를 이용한 정수장치의 경우 물이 한정된 공간내에서 유동되지 않은 상태로 정화되기 때문에 많은 양의 물을 연속적으로 정화하기 어려운 단점이 있어 많은 양의 물을 연속적으로 정화시킬 수 있는 장치가 요구되었다.

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 유입되 어 오는 또 다른 오염물질들과 결합하는 "물질 뭉침 작용"에 의해 오염이 악화 되게 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 빠져나가려고 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 오염물 질들을 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 정체된 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 배출하는 방식의 수중보를 이용하여 물을 가두어 두게 되면 저수 시스템의 내부에 물을 가두어 두는 동안 오염 물질과 물분자의 물질들 끼리 뭉치면서 발생시키는 물질 뭉침 작용과 물질 결합 작용에 의해 오염이 오히려 가중되게 되는 중대한 문제점들이 있는 것이다.

다음은 "물질보존 본능의 법칙'에 대하여 설명한다.

모든 물질들은 그 물질이 지니고 있는 구조적인 특성에 의해 그 물질만의 구조를 유지하려고 하는 자연적인 특성에 의해 그 물질이 지니고 있는 물질적인 구조 속에 다른 이물질이 침투하여 있으면 그 물질들을 거부하여 밀어내 버리거나 또는 그 물질 또는 오염물질들 속에서 이탈해 나오려고 하는 작용을 발휘하여 그 물질이 지니고 있는 순수한 구조들을 영구히 보존하려고 하는 작용을 본 발명에서는 "물질보존본능의 법칙"이다라고 정의한다.

다음은 "물질보존본능의 법칙"에 의해 발생하는 "물질 거부 작용"에 대하여 설명한다.

모든 물질은 물속에 들어가면 물속에 섞여 있는 물질들과 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 오염물질로 변형되게 되는 것이다. 이 물질들이 또다시 자연적으로 분해되면서 발생시키는 미립자들이 또다시 또다른 물질들과 결합되면서 물의 오염이 가중되는 것이다,이것이 활발히 이루어지면서 발생시키는 것이 바로 육지의 녹조 현상과 바다에서 발생되는 적조현상인 것이다. 태형동물이라고 칭하는 물질은 유기물질과 무기물질들과 뭉치면서 발생시키는 부산물인 것이다.

다음은 물질 분해 작용과 물질 결합 작용과 물질 부상 작용에 대하여 설명한다. 물의 순수 분자들은 순수 물 분자를 유지하고 있으려는 "물질 보존본능의 법칙"에 의해 물질 거부작용이 발생 되면서 또 다른 물질들과 결합하지 않으려고 반응하다가 오염물질들의 강한 점성력에 의해 어쩔 수 없이 다른 물 분자들과 결합하는 물질결합작용에 의해 결합 됨과 동시에 비중이 무거워지면서 하천의 바닥 층에 가라 앉아 있는 상태에서 자연적으로 발생하는 자연적 분해 작용에 의해 그 물질들이 분해되면서 미세한 미립자들을 발생시키게 되는데 미립자로 구성되는 물 분자와 상류에서 밀려오는 오염물질의 일부 물질들과 물질 결합 작용이 이루어지는 반복적인 작용이 발생하게 되는 것이다.

물 분자속에 함유되어 있는 오염물질들은 자연분해되는 자정작용에 의해 미립자로 변하여서 또 다시 저수 층의 상층부로 이동하는 반복적 물질 부상 작용을 발휘하면서 또다시 또 다른 오염물질들과 재차 결합하는 물질 결합 작용에 의해 결합 된 물 분자들은 결합과 동시에 비중이 무거워지면서 저수 층의 바닥에 가라앉게 되는 반복적 작용이 이루어지면서 하천수의 오염을 가중시키게 되는 작용이 바로 "물질 분해 작용"과 "물질 결합 작용"과 "물질 부상 작용"인 것이다.

다음은 "물질마찰작용"과 "물질 분해 작용"과 "물질 결합작용"에 대하여 설명한다.

모든 물질들은 물보다도 가볍거나 물의 비중보다 무겁더라도 물속에 들어가는 순간 물에 가해지는 중력의 작용과 수압의 작용에 의해 발생하는 압력에 의해 깨끗한 물 분자를 이루는 미립자들의 뾰쪽한 부분과 또다른 깨끗한 물분자에 구성되어 있는 미립자의 뾰쪽한 부분들과 활발한 접촉이 이루어 질때에 물분자의 사이사이에 끼어 있는 오염물질의 미립자에 연속적인 타격이 자연적으로 가해지면서 물분자의 사이사이에 끼어 있는 오염물질의 미립자가 서서히 마모가 이루어지면서 오염물질을 이루는 미립자의 존재 자체가 마모되어 사라지게 되면서 오염된 수질이 깨끗한 수질로 변하게 되는 것이다.

이러한 작용에 의해 오염된 수질이 자연적으로 정화 되는 것은 "물질마찰작용에 의한 자연적인 수질정화작용"이다라고 정의하고 "학술용어"는 Hans action.이 다라고 정의 한다. 이러한 작용이 이루어 지면서 오염된 수질이 자연적으로 정화 되는 작용이 이루어질때에는 산소의 작용이 없이도 오염된 물질들이 자연 분해되는 것이다,

이러한 작용이 이루어지는 과정중에서 불완전 분해된 물질들의 미립자들은 미립자 속에 함유되어 있는 점성력 즉 자력과 또 다른 물질에서 분해된 미립자들 속에 함유되어 있는 점성력과 자력에 의해 오염물질과 깨끗한 물들과의 결합이 이루어지는데 이러한 작용이 바로 "물질 결합작용"인 것이다. 물질들이 분해되면서 발생시키는 미립자들이 점성력과 자력을 자연적으로 가지게 되는 이유는 물 분자들이 물의 내부에서 발생하는 부라운 운동을 활발히 하면서 즉 숫자로 셀수 없을 정도로 많은 이동하면서 물질과 물질을 마모 시키는 물질 마찰운동이 자연적으로 이루어지면서 물질의 표면에서는 표면 장력이 자연적으로 발생하기 때문에 물질의 뾰쪽한 부분에는 물질과 결합하려는 점성력과 물질을 당겨오는 자력이 자연적으로 강해지는 것이다.본 발명에서는 이러한 작용을 "물질 결합작용"이다라고 정의한다.

이러한 과정을 통하여 발생시키는 물질 결합 작용에 의해 탄생 되는 새로운 물질들은 물의 비중 보다도 무거워 지기 때문에 물질 결합이 이루어짐과 동시에 저수 되어있는 하층부분에 침전되면서 퇴적오니로 변하는 것이다.

이때에 발생되는 퇴적오니를 이루고 있는 오염물질들이 물질마찰작용과 또다른 분해작용에 의해 또다시 분해되는 연속적인 과정을 통하여 대량의 미립자들을 또다시 발생 시키게 되는 것이다, 이러한 작용에 의해 분해되면서 발생되는 미립자들 끼리 또다시 물질결합작용과 물질 마찰작용이 이루어지면서 오염된 수질이 자연 적으로 살아나게 되는 것이다,

모든 물질들은 물에 유입되는 순간 물 분자를 이루는 미립자들이 발휘하는 물질 마찰작용과 또다른 물질 분해 작용들에 의해 분해되게 되는 것이다.

일례로 철이 자연분해되면 물의 비중보다도 더 가벼운 미립자로 변형되게 되는 것인데 이때에 발생되는 시뻘건 녹물들이 바로 철의 미립자인 것이다,

물의 비중보다도 더 가벼운 미립자들이 물분자들에 의해 분해된 또다른 미립자들과 자연적으로 결합하는 물질 결합작용에 의해 물의 비중보다도 더무거운 상태가 되면서 하상에 가라앉게 되는 것이다, 이때에 발생하는 것이 바로 퇴적오니 또는 태형동물인 것이다.

즉 물질 마찰작용과 물질의 자연적인 분해작용에 의해 물질이 분해 될때에 발생하는 미립자와 미립자들이 또다시 결합하는 물질결합작용에 의해 퇴적오니 또는 태형동물이 발생하는 것이다.

수온의 온도가 높아지게 되면 물질 결합이 활발히 이루어지게 되면서 과다한물질결합작용이 발생하게 되면서 육상에서는 녹조현상이 바다에서는 적조 현상이 발생하게 되는 것이다.

녹조현상과 적조현상이 발생 할때에 나는 냄새는 물질 결합작용 의해 생성되는 또다른 물질이 물질마찰작용과 물질분해 작용에 의해 자연 분해되는 과정에서 생성되는 미립자들이 증발되거나 휘산되기 때문에 발생하는 것이다.

물속에 함유되어 있는 모든 유기물질들과 무기물질들과 인과 질소들이 물질 마찰작용과 산소와 미생물과 태양열의 작용과 물의 분자들에 자연적으로 분해되는 과정을 통하여 오염된 수질이 비중이 무거운 깨끗한 물로 변하게 되면서 다중으로 구성되는 저수장치의 하층부분에 포진하고 있기 때문에 다중으로 구성되는 저수장치의 하단부를 통하여 유입되는 물을 배출하여 주게 되면 중력의 작용에 의해 발생하는 물질 분리작용에 의해 깨끗한 물만을 연속적으로 생산하여 주게 되는 것이다.

이와 같이 물이 저수되어 있는 하층부를 통하여 상류에서 흘러 내려오는 물을 배출하여 주게 되면 물질 새치기 작용과 비중의 법칙에 따라 물질이 지니고 있는 비중의 차이에 따라 자연적으로 분류되는 층류 작용에 의해 물질이 지니고 있는 고유 질량 별로 포진하고 있는 위치가 틀리기 때문에 물질 결합 작용이 이루어 지지 않으므로 인하여 오염이 가중되지 아니하고 오히려 오염된 수질이 자연적으로 정화되는 작용이 이루어 지게 되는 것이다.

따라서,물을 일정한 장소에 오랜시간 가두어두게 되면 물질분해작용과 물질 결합작용에 의해 오염이 더욱더 가중되므로 저수공간에 저수되어 있는 물은 항상 만수위를 유지하면서 상류에서 내려오는 물 또는 오수 또는 생활하수를 다중의 칸막이 하단부를 통해 수시로 방류하는 방법이 하천수의 오염을 방지할 수 있는 가장 좋은 방법이며, 또한 저수공간의 물을 다중으로 구성되는 칸막이의 하단부를 통과 시킨후 방류하는 방법을 이용하여 주게 되면 물속에 함유된 물질끼리 결합하는 물질결합작용에 의해 뭉쳐진 퇴적오니와 같은 오염물질을 배출하여주면서 동시에 물질 가속도 현상, 물질 새치기 현상, 물질 분해 작용, 물질 부상 작용 등을 발생 시켜 오염된 수질을 자연적으로 정화 시켜줌과 함께 다중의 칸막이로 구성되는 정수장치의 상단부로도 유입되어 오는 약간의 물을 배출하여 물의 상부에 부유하는 비 중이 가벼운 오염된 물질들과 다중으로 구성되는 칸막이의 하단부를 통하여 배출되는 비중이 무거운 깨끗한 물들과 희석시켜주는 방법을 이용하여 오염된 수질을 정화 시켜줌이 가장 바람직한 것과 같이 다중의 칸막이를 구성한후 그 하단부를 통하여 유입수를 배출하는 방식을 이용하면 오염된 하천수 또는 오수 또는 생활하수를 자연적으로 정화 시켜줄수가 있는 것이다

본 발명은 상기와 같은 물의 정화 원리를 적용하여 물을 손쉽게 정화하기 위한 것으로, 하부에 배출구가 형성된 다단의 칸막이를 경사지게 설치하고, 최하부측에는 배수관을 연결하며, 배수관 연결위치 반대측에는 급수관을 연결하여 구성함으로써 물을 급수관을 통해 연속 공급하면 중력과 부력에 의해 부유하는 비중이 가벼운 오염된 물은 배출되지 않고 하부의 깨끗한 물만 배출되는 정화통의 원리를 이용하여 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

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

[제 1실시예]

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 물 정화장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 물 정화장치의 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 적용되는 걸림망의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 물 정화장치는 바닥부가 하향 경사진 정화통(10)이 구비되고, 이러한 정화통(10)에는 하부 일측에 각각 배출구(21)가 형성되어 있는 칸막이(20)가 등간격으로 다단 설치되며, 정화통(10)의 최하부측에는 배수구(11)가 형성되고, 승하강하면서 배수구(11)의 개방 정도를 조절하는 조절판(30)이 배수구(11)의 앞쪽에 위치되며, 조절판(11)의 상부에는 정화통(10)에 고정된 작동실린더(41)의 피스톤로드(42) 선단부가 연결되고, 배수구(11)의 하부에는 배출관(61)을 갖는 저수통(50)이 위치되며, 정화통(10)의 배수구 위치 반대측 상부에는 급수관(62)이 위치되고, 정화통(10)과 칸막이(20)의 사이 또는 각 칸막이(20)의 사이에 형성되는 공간(이하, 공간이라 통칭함)에는 걸름망(30)이 삽탈가능하게 각각 위치되어 이루어진다.

이때, 걸름망(70)은, 침전하는 슬러지를 담아 외부로 배출할 수 있도록 바닥부(71)는 폐쇄된 형상으로 이루어지고, 나머지부위는 물이 통과될 수 있도록 망(72)으로 구성되며, 상부에는 견인줄(73)이 연결되어 이루어진다.

또한, 조절판(30)이 항상 정해진 위치에서 승하강할 수 있도록 정화통(10)의 조절판 양측 위치에는 가이드(31)가 각각 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제 1실시예에 따른 물을 정화하는 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 정화통(10) 최하부측에 형성된 배수구(11)를 조절판(30)을 통해 완전히 폐쇄한 상태에서 급수관(62)을 통해 물을 공급하게 되면 물이 각 공간 중 상부측의 공간부터 채워지면서 각 칸막이(20) 하부 일측에 위치한 배출구(21)를 통해 물이 이동하여 하부측의 공간으로 순차적으로 채워지게 된다.

모든 공간에 물이 채워질 때 급수관(62)을 통해서는 물을 지속적으로 공급하면서 작동실린더(41)를 수축시켜 조절판(30)을 상승시키게 되면 배수구(11)가 개방되어 물이 배출되는데, 물속에 포함되어 있는 오염물질의 비중은 순수한 물보다는 가벼우므로 중력에 의해 각 공간의 상층부에 포진하게 되어 각 공간으로부터 물이 각 칸막이(20)에 형성된 배출구(21)를 통해 인접한 아래쪽의 공간으로 이동할 때 상대적으로 깨끗한 물만 빠져나가게 되며, 이러한 과정이 각 공간을 거치면서 순차적으로 진행되므로 이러한 물의 배출과정에서 물질 가속도 작용, 물질 새치기 현상, 물질 해탈 작용, 물질 부상 작용이 자연적으로 발생되어 순차적으로 수질이 정화된 상태로 빠져나가면서 오염물질은 상층부로 부유시켜 수질을 자연정화할 수 있는 것이며, 따라서 최종적으로 배수구(11)를 통해 배출되는 물은 매우 순수한 상태가 되는 것이다.

배수구(11)를 통해 빠져나간 물은 그 아래에 위치하고 있는 저수통(50)에 모인 후 배출관(61)을 통해 외부로 배출되는 것으로, 이때 배수구(11)의 개방 정도는 급수량과 배수량이 동등해지는 정도가 되게 하여 깨끗한 물이 정화통(10) 내에서 정체되지 않도록 함으로써 물질뭉침작용에 의한 2차 오염이 발생되지 않는 상태로 깨끗한 물이 지속적으로 배출될 수 있도록 하는 것이며, 이러한 배수구(11)의 개방 정도는 도시하지는 않았지만 급수량 또는 급수 속도를 센서를 통해 측정하여 그 감지신호에 따라 종합 컨트롤 시스템을 통해 작동실린더를 제어함으로써 자동으로 조작되게 할 수 있고, 또 급수속도에 맞게 수동으로 조절판(30)의 개방 정도를 조작 할 수도 있는 것이다.

한편, 물이 각 공간 사이를 이동함에 따라 입자가 큰 이물질은 걸림망(70)에 걸러지게 되고, 또 걸림망(70)을 통과할 정도로 미세한 슬러지 성분도 각 공간에서 배출되지 않고 부유하다가 물질뭉침작용에 의해 오염물질끼리 뭉쳐져 하방향으로 침전이 발생되며, 이러한 침전물이 걸림망(70)의 폐쇄된 바닥부(71)에 모이게 되므로 이를 주기적으로 견인줄(73)을 통해 외부로 빼내어 소제해주면 이물질의 소제 역시 매우 간편해지는 것이다.

따라서, 본 발명의 제 1실시예에 따른 급수관(62)을 통해 강, 하천, 저수지의 물을 지속적으로 공급 및 배출해주기만 하면 물이 정화통(10)을 통과하는 과정에서 깨끗한 물만 배출될 수 있어 물을 손쉽게 정화할 수 있는 것이며, 특히 본 발명의 제 1실시예에 따른 방식은 물을 연속 급수하면서 또 그 급수량만큼 연속 배출하면서 자연 정화되게 하는 것이므로 정화통(10)을 대규모로 구성하고, 또 급수가 많은 량 이루어지도록 하면 아무리 큰 강, 하천, 저수지의 물이라도 단시간내에 손쉽게 정화처리할 수 있는 것이다.

[제 2실시예]

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 물 정화장치의 측단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 물 정화장치는 모든 기술적 구성은 본 발명의 제 1실시예와 동일하며, 다만 각 칸막이(20)를 통해 형성되는 공간에 프로펠러(80)를 각각 설치한 차이가 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제 2실시예에 따른 물 정화장치를 사용하여 물 을 정화하는 모든 방법은 본 발명의 제 1실시예와 동일하며, 이러한 작용과 함께 물이 각 공간에 채워졌을 때 프로펠러(80)를 구동하면 강제적으로 와류가 형성되면서 이러한 와류에 의해 폭기가 이루어지고, 폭기에 의해 기포가 부유할 때 물속에 포함된 오염된 물질이 물분자로부터 분리되어 기포와 함께 상층부로 부유함으로써 물을 더욱 깨끗하게 정화할 수 있는 것이다.

물론, 이러한 프로펠러(80)는 각 공간에 모두 설치할 수도 있고, 군데군데 설치할 수도 있는 것이므로 이러한 프로펠러(80)의 설치 개수는 특별하게 한정하지는 않는다.

또한, 프로펠러(80)의 구동은 물의 정화시 상시 가동할 수도 있고, 어느 정도의 시간동안만 가동 후 휴지하는 동작을 반복하게 할 수도 있고, 조작자의 조작시에만 가동하게 할 수도 있는 것으로, 이러한 프로펠러(80)의 가동 패턴 역시 특별하게 한정하지는 않는다.

[제 3실시예]

도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따른 물 정화장치의 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예에 따른 물 정화장치는 상하방향으로 긴 길이를 갖는 정화통(10)에 하향 경사지게 다단의 경사판(12)이 지그재그 형상으로 각각 고정되고, 각 경사판(12)에는 하부 일측에 각각 배출구(21)가 형성되어 있는 칸막이(20)가 등간격으로 다단 설치되며, 정화통(10)의 상단부에는 급수관(62)이 위치되고, 정화통(10)의 하부 공간이 저수통 역할을 하게 되고, 정화 통(10)의 하부 측벽에는 배출관(61)이 연결되어 물을 외부로 배출할 수 있도록 구성된다.

이때, 도면상에 도시하지는 않았지만 각 칸막이(20)를 통해 형성되는 공간에는 본 발명의 제 1실시예 또는 제 2실시예에 적용되는 것과 동일한 걸름망(70), 프로펠러(80)를 각각 구비할 수도 있다.

또한, 각 칸막이(20)에는 전열선 또는 전열관(22)을 상하 2개씩 내장하고, 이러한 전열선 또는 전열관(22)을 발열시킬 수 있도록 전기를 연결하거나, 열을 전달하기 위해 태양광전지판을 정화통의 외측에 설치하고 이러한 태양광전지판과 전열선 또는 전열관(22)을 열전달가능하게 연결하거나, 전열관을 보일러와 같은 발열장치와 연결할 수도 있다. 도면상에는 각 칸막이(20)에 전열선 또는 전열관(22)을 내장한 것만 도시하고, 이러한 전열선 또는 전열관(22)에 열을 전달하거나 발열시키기 위한 장치에 대해서는 도시를 생략하였다.

이와 같이 구성한 상태에서 물을 급수관(62)을 통해 공급하게 되면 상부로부터 물이 순차적으로 채워지면서 점차 하방향으로 내려오게 되고, 하나의 정화통(10)에 지그재그 형상으로 경사판(12)이 형성되어 여기에 다단의 칸막이(20)가 등간격 설치되므로 물은 각 경사판(12)을 따라 지그재그로 흐르면서 본 발명의 제 1실시예 또는 제 2실시예와 마찬가지로 오염물질은 각 공간의 상부로 부유하고, 상대적으로 깨끗한 물이 각 칸막이(20)의 배출구(21)를 통해 하방향으로 인접한 다른 공간으로 내려오는 과정을 순차적으로 수행하면서 물질 가속도 작용, 물질 새치기 현상, 물질 해탈 작용, 물질 부상 작용이 자연적으로 발생되어 순차적으로 수질이 정화된 상태로 빠져나가면서 오염물질은 상층부로 부유시켜 수질을 자연정화할 수 있는 것이며, 따라서 최종적으로 배출관(61)을 통해 배출되는 물은 매우 순수한 상태가 되는 것이다.

이때, 본 발명의 제 3실시예에 따를 경우 본 발명의 제 1실시예 또는 제 2실시예에 비해 그 이동경로가 경사판(12)의 개수에 비례하여 길어지게 되는 반면 이러한 경사판(12)이 상하방향으로 긴 형상의 정화통(10)에 지그재그 형상으로 배치되므로 부피는 그다지 크게 차지하지 않으면서 그 수질 정화효과는 더욱 높여줄 수 있는 이점이 있는 것이다.

또한, 정화통(10)의 하부는 그 자체로 저수통의 역할을 하게 되어 별도의 저수통이 필요치 않고 정화된 물을 곧바로 배출할 수 있는 이점도 있게 된다.

이러한 본 발명의 제 3실시예에도 도시하지는 않았지만 각 공간에 걸름망(70) 또는 프로펠러(80)를 설치하여 침전되는 슬러지를 걸러주고, 또 강제적으로 와류를 형성하여 폭기에 의해 기포가 부유할 때 오염물질이 물분자로부터 떨어져나와 기포와 함께 같이 부유하게 함으로써 수질 정화의 효과를 더욱 높여줄 수 있음은 자명하다.

또한, 각 칸막이(20)에 상하 2개씩 내장되어 있는 전열선을 발열시키거나, 전열관을 통해 열기를 공급하게 되면 이러한 전열선 또는 전열관(22) 부근의 수온이 다른 부위에 비해 높아지게 되어 물이 수온차이에 의해 대류하면서 물질마찰작용에 의해 오염물질이 잘게 부수어져 상층부로 부유하게 함으로써 수질을 보다 효율적으로 정화할 수 있게 된다. 이때, 전열선 또는 전열관(22)을 각 칸막이(20)에 상하 2개씩 내장한 이유는 전열선 또는 전열관(22)을 하나씩만 구비할 경우 대류 속도가 너무 느리기 때문에 대류가 보다 빠른 속도로 일어나도록 한 것이다.

물론, 본 발명의 제 3실시예에서 각 칸막이(20)에 내장되는 전열선 또는 전열관(22)의 개수는 2개 이상이 될 수도 있으므로 그 개수를 변경하여 실시하였다하더라도 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

[제 4실시예]

도 6은 본 발명의 제 4실시예에 따른 물 정화장치의 최상단부 정단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4실시예는 본 발명의 제 1실시예 내지 제 3실시예를 적용할 때 각 공간의 측방으로 부유물배출관(91)을 연결하고, 부유물배출관(91)의 배출부위 하부에는 우회수로(92)를 연결하며, 급수관(62)의 급수부위는 적어도 정화통(10)과 칸막이(20)가 이루는 공간의 1/3지점까지 침지하여서 되는 것으로, 이와 같이 하면 물이 정화통(10)과 칸막이(20)가 이루는 공간의 1/3지점으로 공급되므로 물이 기존에 있던 물을 밀어내면서 오염물질을 상층부로 더욱 부유시키게 되고, 물이 부유물배출관(91)보다 높은 위치까지 차오르게 되면 상층부의 물이 부유물배출관(91)을 통해 배출되면서 최상부측 공간의 상층부에 포진하고 있던 오염물질 또는 부유물들이 같이 배출되어 별도의 장치없이 부유물을 제거할 수 있는 것이며, 부유물배출관(91)을 통해 배출된 오염물질 또는 부유물은 우회수로(92)를 통해 폐기장소로 이동하여 폐기될 수 있는 것이다.

또한, 최상부측 공간 이외의 공간에서는 물이 각 칸막이(20)의 배출구(21)를 통해 하부로 유입되므로 이 역시 기존에 있던 물을 새로운 물이 밀어내면서 오염물질을 상층부로 더욱 부유시키게 되고, 물이 부유물배출관(91)보다 높은 위치까지 차오르면서 최상부층의 오염물질 또는 부유물을 부유물배출관(91)을 통해 배출하여 폐기시킬 수 있는 것이다.

이때, 도 6에서는 편의상 최상부측 공간부만을 예시하여 도시한 것이고, 나머지 다른 공간 역시 각 공간의 상부 측방으로 부유물배출관(91)이 연결되고, 부유물배출관(91)의 하부에는 우회수로(92)가 위치되어 있음은 자명하다.

또한, 걸름망을 여러개로 나누어서 설치하는 방법과 다중으로 구성되는 칸막이의 내부에 공기펌프를 설치하여 미립자들의 브라운 운동을 활성화시키는 방법들을 이용하여 오염된 수질을 정화시키는 방법 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

[제 5실시예]

도 7은 본 발명의 제 5실시예에 따른 물 정화장치의 각 공간의 부피가 최대화되는 상태의 측단면도이고, 도 8은 본 발명의 제 5실시예에 따른 물 정화장치의 각 공간의 부피가 최소화되는 상태의 측단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 5실시예는 본 발명의 제 1실시예 내지 제4실시예에 따라 물 정화장치를 구성하되, 각 칸막이(20)의 하단부를 정화통(10)에 회전가능하게 힌지(25)로 연결하고, 각 칸막이(20)의 상단부를 하나의 작동봉(23)에 각각 연결하며, 작동봉(23)의 일단부에는 작동봉(23)을 전후진시켜주는 실린더 와 같은 전후진수단(24)을 연결하여 전후진수단(24)의 전후진운동에 따라 각 칸막이(20) 사이의 공간 부피를 변화시키고, 각 칸막이(20) 사이의 공간 부피 변화에 따라 각 칸막이(20) 사이의 공간에서 수위를 변화시켜 와류가 발생되게 하며, 이러한 와류에 의해 오염물질을 물로부터 분리시키는 원리를 이용하여 오염된 물을 정화하도록 구성하는 것이다.

이때, 본 발명의 제 5실시예에 적용되는 전후진수단(24)은 실린더, 크랭크, 스크류 등 다양하게 구성할 수 있으므로 그 종류에 대해서는 특별하게 한정하지 않으며, 도면상에는 이러한 전후진수단(24)으로 실린더를 적용한 것을 예로 하여 도시하였다.

이와 같이 구성한 상태에서 물을 급수관(62)을 통해 공급하면서 전후진수단(24)을 통해 작동봉(23)을 전후진시키면 작동봉(23)에 회전가능하게 연결되어 있는 각 칸막이(20)의 상단부가 작동봉(23)과 같이 전후진함과 동시에 하단부의 힌지(25) 연결부위를 중심으로 회전하게 되고, 이러한 각 칸막이(20)의 회전에 따라 각 칸막이(20) 사이의 간격이 변화되며, 각 칸막이(20) 사이의 간격이 변화되면 각 칸막이(20) 사이의 공간 부피가 변화되어 여기에 채워지는 물의 수위가 달라지게 되고, 이러한 물의 수위 변화에 따라 강제적으로 와류가 형성되면서 이러한 와류에 의해 폭기가 이루어지며, 폭기에 의해 기포가 부유할 때 물속에 포함된 오염된 물질이 물분자로부터 분리되어 기포와 함께 상층부로 부유함으로써 물을 더욱 깨끗하게 정화할 수 있는 것이다.

이러한 전후진수단(24)은 물의 정화시 상시 가동할 수도 있고, 어느 정도의 시간동안만 가동 후 휴지하는 동작을 반복하게 할 수도 있고, 조작자의 조작시에만 가동하게 할 수도 있는 것으로, 이러한 전후진수단(24)의 가동 패턴 역시 특별하게 한정하지는 않는다.

[제 6실시예]

도 9는 본 발명의 제 6실시예에 따른 물 정화장치의 각 공간의 부피가 최대화되는 상태의 측단면도이고, 도 10은 본 발명의 제 6실시예에 따른 물 정화장치의 각 공간의 부피가 최소화되는 상태의 측단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 6실시예는 본 발명의 제 1실시예 내지 제4실시예에 따라 물 정화장치를 구성하되, 정화통(10)의 각 칸막이 하부위치에는 각 칸막이(20)의 두께와 동일한 두께로 지지턱(14)을 각각 형성하고, 각 칸막이(20)는 지지턱(14)과 일정한 간격을 두고 상부에 위치되게 하여 그 사이 공간이 배출구를 이루도록 하며, 각 칸막이(20)의 상부 일측은 회전가능하게 힌지(25')로 각각 연결하고, 각 칸막이(20)의 상단부를 하나의 작동봉(23')에 각각 연결하며, 작동봉(23')의 일단부에는 작동봉(23')을 전후진시켜주는 실린더와 같은 전후진수단(24')을 연결하여 전후진수단(24')의 전후진운동에 따라 각 칸막이(20) 사이의 공간 부피를 변화시키고, 각 칸막이(20) 사이의 공간 부피 변화에 따라 각 칸막이(20) 사이의 공간에서 수위를 변화시켜 와류가 발생되게 하며, 이러한 와류에 의해 오염물질을 물로부터 분리시키는 원리를 이용하여 오염된 물을 정화하도록 구성하는 것이다.

이때, 본 발명의 제 5실시예에 적용되는 전후진수단(24)은 실린더, 크랭크, 스크류 등 다양하게 구성할 수 있으므로 그 종류에 대해서는 특별하게 한정하지 않으며, 도면상에는 이러한 전후진수단으로 실린더를 적용한 것을 예로 하여 도시하였다.

또한, 각 지지턱(14)의 사이에는 본 발명의 제 1실시예 또는 제 2실시예에 적용된 것과 동일한 형상의 걸름망(70)을 설치하게 된다.

이와 같이 구성한 상태에서 물을 급수관(62)을 통해 공급하면서 전후진수단(24')을 통해 작동봉(23')을 전후진시키면 작동봉(23')에 회전가능하게 연결되어 있는 각 칸막이(20)의 상단부가 작동봉(23')과 같이 전후진함과 동시에 그 힌지(25') 연결부위를 중심으로 회전하게 되고, 이러한 각 칸막이(20)의 회전에 따라 각 칸막이(20) 사이의 간격이 변화되며, 각 칸막이(20) 사이의 간격이 변화되면 각 칸막이(20) 사이의 공간 부피가 변화되어 여기에 채워지는 물의 수위가 달라지게 되고, 이러한 물의 수위 변화에 따라 강제적으로 와류가 형성되면서 이러한 와류에 의해 폭기가 이루어지며, 폭기에 의해 기포가 부유할 때 물속에 포함된 오염된 물질이 물분자로부터 분리되어 기포와 함께 상층부로 부유함으로써 물을 더욱 깨끗하게 정화할 수 있는 것이다.

또한, 상기에 설명한 것과 같이 각 칸막이(20)가 그 상부 일측에 위치하는 힌지(25') 연결부위를 중심으로 회전되므로 그 회전시 정화통(10)에 채워진 물을 보다 많이 출렁거리게 하여 와류를 보다 크게 형성할 수 있으며, 이러한 작용에 의해 폭기작용을 더욱 활발하게 일으킬 수 있어 물의 정화 효능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 정화통(10)의 각 칸막이 하부위치에서는 지지턱(14)과 걸름망(70)이 항상 고정되어 있어 물이 급수위치로부터 하방향으로 차례차례 채워지면서 물속에 포함된 비중이 무거운 침전물이 걸름망(70)을 통해 걸러지게 되므로 물의 정화가 더욱 양호하게 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명의 제 6실시예에 적용되는 전후진수단(24')은 본 발명의 제 5실시예와 마찬가지로 물의 정화시 상시 가동할 수도 있고, 어느 정도의 시간동안만 가동 후 휴지하는 동작을 반복하게 할 수도 있고, 조작자의 조작시에만 가동하게 할 수도 있는 것으로, 이러한 전후진수단(24')의 가동 패턴 역시 특별하게 한정하지는 않는다.

[제 7실시예]

도 11은 본 발명의 제 7실시예에 따른 물 정화장치의 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제 7실시예에 따른 물 정화장치는 본 발명의 제 1실시예 내지 제4실시예에 따라 물 정화장치를 구성하되, 정화통(10)의 각 칸막이 접촉부위에는 가이드(13)를 각각 형성하고, 각 가이드(13)에는 각 칸막이(20)를 승하강 가능하게 끼워 칸막이(20)의 하단부와 정화통(10)의 바닥부 사이의 공간이 배출구(21)를 이루도록 하며, 각 칸막이(20)의 상부에는 실린더와 같은 승하강수단(26)을 연결하여 배출구(21)의 크기 변화에 따른 물의 배출속도 차이에 의해 와류가 발생되게 하고, 이러한 와류에 의해 오염물질을 물로부터 분리시키는 원리를 이용하여 오염된 물을 정화하는 것이다.

이때, 본 발명의 제 7실시예에 적용되는 승하강수단(26)은 실린더, 크랭크, 스크류 등 다양하게 구성할 수 있으므로 그 종류에 대해서는 특별하게 한정하지 않으며, 도면상에는 이러한 승하강수단(26)으로 실린더를 적용한 것을 예로 하여 도시하였다.

도면상의 미설명 부호 27은 승하강수단(26)을 지지하는 지지대를 나타낸다.

이와 같이 구성한 상태에서 물을 급수관(62)을 통해 공급하면서 승하강수단(26)을 통해 각 칸막이(20)를 승하강시켜 각 칸막이(20)와 정화통(10) 바닥부 사이의 배출구 폭이 각각 달라지게 하면 물이 각기 다른 폭을 갖는 배출구(21)를 통해 인접한 다른 공간으로 이동할 때 그 배출속도가 달라지게 되어 와류가 형성되면서 이러한 와류에 의해 폭기가 이루어지고, 폭기에 의해 기포가 부유할 때 물속에 포함된 오염된 물질이 물분자로부터 분리되어 기포와 함께 상층부로 부유함으로써 물을 더욱 깨끗하게 정화할 수 있는 것이다.

이러한 승하강수단(26)은 물의 정화시 상시 가동할 수도 있고, 어느 정도의 시간동안만 가동 후 휴지하는 동작을 반복하게 할 수도 있고, 조작자의 조작시에만 가동하게 할 수도 있는 것으로, 이러한 승하강수단(26)의 가동 패턴 역시 특별하게 한정하지는 않는다.

그리고, 본 발명의 각 실시예에 따른 물 정화장치를 정화조 또는 하수처리장 등에 적용하게 되면 오염된 물을 별도의 생화학적 처리없이 본 발명에 따른 자연적인 처리 방식에 의해 빠른 시간내에 많은 량의 물을 정화할 수 있어 설비비는 물론 차후 유지관리 비용 측면에서 획기적인 시스템을 구축할 수 있는 것이다.

[제 8실시예]

도 12는 본 발명의 제 8실시예에 따른 물 정화장치의 측단면도이고, 도 13은 본 발명의 제 8실시예에 따른 물 정화장치의 평단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제 8실시예에 따른 물 정화장치는 제 1실시예 내지 제 3실시예를 더욱 개량한 것으로, 제 1실시예 또는 제 2실시예에 적용된 것을 예로 하여 설명하면 다음과 같다.

바닥부가 하향 경사진 정화통(10)이 구비되고, 이러한 정화통(10)에는 하부 일측에 각각 배출구(21)가 형성되어 있는 칸막이(20)가 등간격으로 다단 설치되며, 정화통(10)의 최하부측에는 배수구(11)가 형성되고, 승하강하면서 배수구(11)의 개방 정도를 조절하는 조절판(30)이 배수구(11)의 앞쪽에 위치되며, 조절판(11)의 상부에는 정화통(10)에 고정된 작동실린더(41)의 피스톤로드(42) 선단부가 연결되고, 배수구(11)의 하부에는 배출관(61)을 갖는 저수통(50)이 위치되며, 정화통(10)의 배수구 위치 반대측 상부에는 급수관(62)이 위치되는 것으로, 도시하지는 않았지만 정화통(10)과 칸막이(20)의 사이 또는 각 칸막이(20)의 사이에 형성되는 공간(이하, 공간이라 통칭함)에는 걸름망(미도시)을 각각 위치시킬 수 있음은 당연하다.

이러한 물 정화장치에 있어서, 본 발명의 제 8실시예에서는 정화통(10)과 칸막이(20)의 사이 또는 각 칸막이(20)의 사이에 형성되는 공간의 중간부에 프로펠러(80)를 각각 하방을 향해 설치하고, 공기압축기(81)와 연결되어 있는 공기분사 관(82)을 각 공간의 하부로부터 각각 수밀성있게 삽입하되, 그 배출부위는 각 프로펠러(80)의 하부에 위치되도록 배치한 것이다.

또한, 정화통(10)의 양측벽은 각 칸막이(20)와 정화통(10) 전후벽의 높이보다는 낮게 구성하여 이러한 양측벽을 통해 상층부의 물이 넘쳐 흐르도록 구성하게 되며, 정화통(10) 양측벽의 외부에는 넘쳐 흐르는 물을 담아주는 오염물질 수거통(83)을 형성하고, 오염물질 수거통(83)에는 하수처리장과 통하는 하수관로(84)를 연결하여 구성하게 된다.

이와 같이 구성된 상태에서 정화통(10) 최하부측에 형성된 배수구(11)를 조절판(30)을 통해 완전히 폐쇄하고 급수관(62)을 통해 물을 공급하게 되면 물이 각 공간 중 상부측의 공간부터 채워지면서 각 칸막이(20) 하부 일측에 위치한 배출구(21)를 통해 물이 이동하여 하부측의 공간으로 순차적으로 채워지게 된다.

모든 공간에 물이 채워질 때 급수관(62)을 통해서는 물을 지속적으로 공급하면서 작동실린더(41)를 수축시켜 조절판(30)을 상승시키게 되면 배수구(11)가 개방되어 물이 배출되고, 물속에 포함되어 있는 오염물질의 비중은 순수한 물보다는 가벼우므로 중력에 의해 각 공간의 상층부에 포진하게 되어 각 공간으로부터 물이 각 칸막이(20)에 형성된 배출구(21)를 통해 인접한 아래쪽의 공간으로 이동할 때 상대적으로 깨끗한 물만 빠져나가게 되며, 이러한 과정이 각 공간을 거치면서 순차적으로 진행되므로 이러한 물의 배출과정에서 물질 가속도 작용, 물질 새치기 현상, 물질 해탈 작용, 물질 부상 작용이 자연적으로 발생되어 순차적으로 수질이 정화된 상태로 빠져나가면서 오염물질은 상층부로 부유시킬 수 있다.

이와 동시에 각 공간의 중간부에 배치된 각 프로펠러(80)를 구동하면서 공기분사관(82)을 통해 공기를 분사하게 되면 물 분자와 결합 되어 있는 오염물질들이 프로펠러(80)의 회전력과 공기압축기(81)에서 발생시키는 공기들의 마찰력에 의해 물 분자 속에 결합 되어 있는 오염물질들과 물 분자들을 초미립자로 변형시키게 되고, 이 과정을 통하여 비중이 무거운 물 분자들은 중력의 작용과 부력의 작용에 의해 다단계로 구성되는 정화통(10)의 하층부로 자연스럽게 이동되면서 깨끗한 물을 확보하게 되며, 물질 마찰작용에 의해 물분자로부터 이탈되어 나온 비중이 가벼운 오염물질들은 중력의 작용과 부력의 작용에 의해 정화통(10)의 상층부 쪽으로 자연스럽게 부유하면서 계속하여 밀려 올라오는 비중이 가벼운 오염물질들이 앞쪽에 있는 물질을 밀어내는 물질밀림작용에 의해 정화통(10)의 양측벽을 통해 외부로 넘쳐 흐르게 된다.

상기와 같이 오염물질을 포함한 상층수가 정화통(10)의 양측벽을 통해 외부로 넘쳐흐르게 되면 이를 오염물질 수거통(83)을 통해 모아서 하수관로(84)로 보내게 되고, 상기의 과정을 통하여 수집한 오염물질들을 하수처리장에서 처리해주면 되는 것이다.

즉, 상기와 같이 배출구(21)를 통한 물의 배출이 이루어지면서도 급수관(62)을 통해서는 지속적으로 물을 급수하게 되므로 물은 항상 만수위를 유지하게 되며, 이러한 상태에서 각 프로펠러(80)의 구동, 각 공기분사관(82)을 통한 공기의 분사가 이루어지므로 이물질을 포함한 각 공간 상층부의 물이 정화통(10)의 양측벽 위로 넘쳐흘러 이물질이 제거될 수 있는 것이다.

따라서 배출구(21)를 통해 배출되는 물은 부피기준으로 최초 급수된 것의 90~95% 정도가 되지만 상기와 같이 각 칸막이(20)를 통과하는 과정, 프로펠러(80) 구동에 따른 와류 발생, 공기분사관(82)의 공기 분사를 통한 폭기에 의해 오염물질이 제거된 순수한 상태의 물만 배출될 수 있는 것이다.

그리고, 오염물질을 포함한 상층수는 정화통(10)의 양측벽을 통해 오염물질 수거통(83)으로 넘쳐 배출되는 것이므로 정화통(10)의 배수구(11)를 통해 배출되는 깨끗한 물과는 완전히 분리될 수 있으며, 정화통(10)의 배수구(11)를 통해 배출된 물은 정화가 완료된 물이므로 저수통(50)에 1차로 받아두었다가 그대로 하천으로 배출하면 되는 것이다.

물론, 상기와 같은 구조의 정화통(10)은 강, 하천, 저수지 등 정화가 필요한 장소에 2개소 이상 다단으로 순차 배치하여 별도의 화학약품의 첨가없이도 수질을 완벽하게 정화할 수 있도록 구성할 수도 있으며, 따라서 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

또한, 본 발명의 제 8실시예에 적용되는 프로펠러(80)는 각 공간에 모두 설치할 수도 있고 군데군데 설치할 수도 있는 것이므로 이러한 프로펠러(80)의 설치 개수는 특별하게 한정하지는 않으며, 공기분사관(82) 역시 각 공간에 모두 설치할 수도 있고 군데군데 설치할 수도 있는 것이므로 이러한 공기분사관(82)의 설치 개수 역시 특별히 한정하지는 않는다.

또한, 프로펠러(80)와 공기분사관(82)의 구동은 물의 정화시 상시 가동할 수도 있고, 어느 정도의 시간동안만 가동 후 휴지하는 동작을 반복하게 할 수도 있 고, 조작자의 조작시에만 가동하게 할 수도 있는 것으로, 이러한 프로펠러(80)와 공기분사관(82)의 가동 패턴 역시 특별하게 한정하지는 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 물을 급수통에 연속적으로 급수해주고, 또 연속으로 배출하기만 하면 물이 각 칸막이의 하부에 형성된 배출구를 통해 차례차례 빠져나가게 되므로 물질 가속도 작용, 물질 새치기 현상, 물질 해탈 작용, 물질 부상 작용이 자연적으로 발생되어 수질을 정화할 수 있음은 물론 이러한 정화된 물이 최종적으로 배출될 수 있는 것이며, 이와 함께 오염물질은 각 공간의 상층부로 부유되어 이를 배출하거나, 자연 분해되게하거나, 걸름망을 통해 걸러주는 방식으로 수질을 자연정화할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명은 별도의 생화학적 방법을 사용하지 않고 물이 각 칸막이의 하부에 위치되는 배출구를 통해 빠져나가는 과정에서 물질 가속도 작용, 물질 새치기 현상, 물질 해탈 작용, 물질 부상 작용에 의해 수질을 개선하는 원리와, 중력에 의해 비중이 상대적으로 가벼운 오염물질이 각 공간의 상층부에 포진하고 상대적으로 비중이 무거운 순수한 물이 각 공간의 하층부에 포진하는 원리를 응용하여 물을 공급하기만 하면 정화통을 통과하면서 오염물질이 완전 정화된 상태의 깨끗한 물만 배출시킬 수 있는 것이므로 강, 하천, 저수지 등의 물을 빠른 시간내에 정화하여 생활용수로 공급할 수 있는 것이며, 또한 별도의 생화학적 처리가 필요치 않으므로 그 처리시간을 단축할 수 있음은 물론 처리비용이 전혀 들지 않는 이점이 있는 것이다.

이와 함께 각 공간에 프로펠러를 설치하여 강제적으로 폭기를 일으키게 되므로 물 자체의 자연 정화작용과 함께 폭기에 의한 이물질 부유를 통해 보다 적극적인 수질정화를 구현할 수 있게 되며, 이러한 본 발명에 따른 경사진 칸막이 구조를 지그재그로 다단 형성하게 되면 부피의 증가는 크지 않으면서 물의 정화처리 길이는 길게 할 수 있어 물의 정화효율을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.

따라서, 이러한 방법을 적용하게 되면 아무리 오염된 저장수라 할지라도 적은 비용을 들여서 손쉽게 오염된 하천수를 정화하여 생활용수로 공급할 수 있으며, 하천 또는 강의 중간 경로나, 수로에 정화통을 설치하여 물이 이를 경유하여 통과되게 하면 염소와 불소와 같은 화학 약품을 사용하지 않고서도 깨끗한 물을 만들어 하천수를 정화할 수 있게 되고, 퇴적오니의 발생을 줄일 수 있으며, 상기와 같은 작용들로 인하여 발생시키는 물질 결합작용을 원천적으로 방지 시켜줌으로 인하여 녹조현상들을 원천적으로 방지할 수 있는 중대한 작용효과가 있고, 육지의 하천에서 발생되는 오염된 하천수들이 바다로 흘러들어가면서 물질 결합하는 과정을 통하여 자연스럽게 발생시키는 적조 현상을 원천적으로 차단시켜 주는 중대한 작용효과가 있다.

Claims (8)

1. 물을 정화하는 방법에 있어서,

   바닥부가 하향 경사진 정화통 내부에는, 하부 일측에 각각 배출구가 형성되어 있는 칸막이를 등간격으로 다단 설치하고, 상기 정화통의 최하부측에는 배수구를 형성하며, 승하강하면서 상기 배수구의 개방 정도를 조절하는 조절판을 상기 배수구의 앞쪽에 위치시키고, 상기 조절판의 상부에는 상기 정화통에 고정된 작동실린더의 피스톤로드 선단부를 연결하며, 상기 배수구의 하부에는 배출관을 갖는 저수통을 위치시키고, 상기 정화통의 배수구 위치 반대측 상부에는 급수관을 위치시키며, 상기 정화통과 칸막이의 사이 또는 상기 각 칸막이의 사이에 형성되는 공간에는 걸름망을 삽탈가능하게 각각 위치시켜 물을 상기 급수관을 통해 연속 공급함과 동시에 상기 배수구를 통해 연속 배출하면서 중력에 의해 비중이 가벼운 오염된 물은 상기 정화통과 칸막이의 사이 또는 상기 각 칸막이의 사이에 형성되는 공간의 상층부에 그대로 위치되게하고 상대적으로 깨끗한 물만 상기 각 배출구와 상기 배수구를 통해 통과되는 원리를 이용하여 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법.
2. 물을 정화하는 방법에 있어서,

   상하방향으로 긴 길이를 갖는 정화통에 하향 경사지게 다단의 경사판을 지그재그 형상으로 각각 고정하고, 상기 각 경사판에는 하부 일측에 각각 배출구가 형 성되어 있는 칸막이를 등간격으로 다단 설치하며, 상기 정화통의 상단부에는 급수관을 위치시키고, 상기 정화통의 하부 공간이 저수통을 이루도록 하며, 상기 정화통의 하부 측벽에는 배수관을 연결하여 물을 상기 급수관을 통해 연속 공급함과 동시에 상기 배수관을 통해 연속 배출하면서 중력에 의해 비중이 가벼운 오염된 물은 상기 정화통과 칸막이의 사이 또는 상기 각 칸막이의 사이에 형성되는 공간의 상층부에 그대로 위치 되게하고 상대적으로 깨끗한 물만 상기 각 배출구와 상기 배수관을 통해 통과되는 원리를 이용하여 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 정화통과 칸막이의 사이 또는 상기 각 칸막이의 사이에 형성되는 공간 내부에는 프로펠러를 설치하고 이를 회전시켜 물질 마찰 작용을 발생시킴과 함께;

   상기 프로펠러를 작동시키는 과정을 이용하여 물속에 함유되는 오염물질들이 중력의 작용에 의해 강제적으로 뜨게 하고, 상기 정화통과 칸막이의 사이 또는 상기 각 칸막이의 사이에 형성되는 공간의 측방으로 부유물배출관을 연결하며, 상기 부유물배출관의 배출부위 하부에는 우회 하수관로를 연결하여 상기 발생된 물질 마찰작용에 의해 폭기가 일어나면서 발생되는 부유물질성 기포들을 상기 부유물배출관과 상기 우회 하수관로를 통하여 하수처리장으로 배출하는 원리를 이용하여 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 정화통과 칸막이의 사이 또는 상기 각 칸막이의 사이에 형성되는 공간의 측방으로 부유물배출관을 연결하고, 상기 부유물배출관의 배출부위 하부에는 우회수로를 연결하며, 상기 급수관의 급수부위는 적어도 상기 정화통과 상기 칸막이가 이루는 공간의 1/3지점까지 침지하여 물이 상기 부유물배출관보다 높게 차오를 때 상기 각 공간의 상층부에 포진하는 부유물 또는 오염물질이 자동 배출되는 원리를 이용하여 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 정화통과 칸막이의 사이 또는 상기 각 칸막이의 사이에 형성되는 공간의 중간부에 프로펠러를 각각 하방을 향해 설치하고 이를 회전시켜 물질 마찰 작용에 의한 폭기를 발생시킴과 동시에 공기압축기와 연결되어 있는 공기분사관을 상기 정화통과 칸막이의 사이 또는 상기 각 칸막이의 사이에 형성되는 공간의 하부로부터 각각 수밀성 있게 삽입하되 그 배출부위는 상기 각 프로펠러의 하부에 위치되도록 배치하여 물 분자와 결합 되어 있는 오염물질들이 프로펠러의 회전력과 공기압축기에서 발생시키는 공기들의 마찰력에 의해 물 분자 속에 결합 되어 있는 오염물질들과 물 분자들을 초미립자로 변형시키는 과정;

   상기 과정을 통하여 비중이 무거운 물 분자들은 중력의 작용과 부력의 작용에 의해 다단계로 구성되는 상기 정화통의 하층부로 자연스럽게 이동되면서 깨끗한 물을 확보하는 과정;

   물질 마찰작용에 의해 물분자로부터 이탈되어 나온 비중이 가벼운 오염물질들은 중력의 작용과 부력의 작용에 의해 상기 정화통의 상층부 쪽으로 자연스럽게 부유하면서 계속하여 밀려 올라오는 비중이 가벼운 오염물질들이 앞쪽에 있는 물질을 밀어내는 물질밀림작용에 의해 상기 각 정화통의 외부로 넘쳐 흐르게 하는 과정; 및

   상기 넘쳐 흐른 오염물질을 포함한 물을 모아서 하수관로로 보내는 과정; 및

   상기의 과정을 통하여 수집한 오염물질을 포함한 물을 하수처리장에서 처리하는 과정을 통하여 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 각 칸막이의 하단부를 상기 정화통에 회전가능하게 연결하고, 상기 각 칸막이의 상단부를 하나의 작동봉에 각각 연결하며, 상기 작동봉의 일단부에는 상기 작동봉을 전후진시켜주는 전후진수단을 연결하여 상기 전후진수단의 전후진운동에 따라 상기 각 칸막이 사이의 공간 부피를 변화시키고, 상기 각 칸막이 사이의 공간 부피 변화에 따라 상기 각 칸막이 사이의 공간에서 수위를 변화시켜 와류가 발생되게 하며, 이러한 와류에 의해 오염물질을 물로부터 분리시키는 원리를 이용하여 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 정화통의 각 칸막이 하부위치에는 상기 각 칸막이의 두께와 동일한 두 께로 지지턱을 각각 형성하고, 상기 각 칸막이는 상기 지지턱과 일정한 간격을 두고 상부에 위치되게 하여 그 사이 공간이 배출구를 이루도록 하며, 상기 각 칸막이의 상부 일측은 회전가능하게 힌지로 각각 연결하고, 상기 각 칸막이의 상단부를 하나의 작동봉에 각각 연결하며, 상기 작동봉의 일단부에는 상기 작동봉을 전후진시켜주는 전후진수단을 연결하여 상기 전후진수단의 전후진운동에 따라 상기 각 칸막이 사이의 공간 부피를 변화시키고, 상기 각 칸막이 사이의 공간 부피 변화에 따라 상기 각 칸막이 사이의 공간에서 수위를 변화시켜 와류가 발생되게 하며, 이러한 와류에 의해 오염물질을 물로부터 분리시키는 원리를 이용하여 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 정화통의 각 칸막이 접촉부위에는 가이드를 각각 형성하고, 상기 각 가이드에는 상기 각 칸막이를 승하강 가능하게 끼워 상기 칸막이의 하단부와 상기 정화통의 바닥부 사이의 공간이 배출구를 이루도록 하며, 상기 각 칸막이의 상부에는 승하강수단을 연결하여 상기 배출구의 크기 변화에 따른 물의 배출속도 차이에 의해 와류가 발생되게 하고, 이러한 와류에 의해 오염물질을 물로부터 분리시키는 원리를 이용하여 오염된 물을 자연적으로 정화하여 깨끗한 물로 정수하는 방법.

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