KR20070083441A - 오염된 수질을 깨끗한 물로 정화시켜주는 수문의 구성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수문의 하단부로 저수공간의 물을 배출할 때 최소한의 에너지로 배출되는 수량을 미세하게 조정할 수 있도록 하여 수질정화 효율을 높일 수 있도록 한 오염된 수질을 깨끗한 물로 정화시켜주는 수문의 구성방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 수문을 하단배출 가능하게 고정시킨 상태에서 작동실린더의 신축에 따라 배수량조절구가 전후진하면서 수문의 배수부위의 크기를 조절할 수 있으므로 수문의 하단부로 저수공간의 물을 배출하여 오염된 수질을 정화할 때 저수공간의 수압, 유입수량 등에 따라 미세하게 배출수량을 조절할 수 있는 이점이 있는 것이다.

수문, 정화, 배출수량, 조절

Description

오염된 수질을 깨끗한 물로 정화시켜주는 수문의 구성방법{Method to manufacture water gate puryfing pollouted water}

본 발명은 오염된 수질을 깨끗한 물로 정화시켜주는 수문의 구성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수문의 하단부로 저수공간의 물을 배출할 때 최소한의 에너지로 배출되는 수량을 미세하게 조정할 수 있도록 하여 수질정화 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피, 하천 또는 저수지와 같은 저수공간으로는 여러 경로를 통해 물이 유입되므로 유입되는 물중에 오염물질들이 다량 포함되어 있음은 자명하다. 따라서, 저수된 물을 정화하기 위해 여러 방법들이 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.

또한, 본 출원인에 의해 창안되어 공지된 특허 공개번호 제 2001-0000343호의 "다단 저수장치를 이용한 자연적인 수질개선방법"의 경우 한개의 수문으로 구성되는 방식이기 때문에 폭기에 의한 자연적인 자정효과가 매우 낮은 결점이 있었으며, 이러한 결점으로 인해 수문의 내부에 가두어져 있는 물과 오염물질들이 결합하면서 발생시키는 물질 뭉침 작용과 물질 결합 작용에 의해 오염이 가중되면서 녹조 현상을 유발시킴으로 인하여 저장된 물을 더욱 더 악화시키는 중대한 결점이 있었다.

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 유입되어 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 오염물질들을 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 물질 들 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 바다 에서 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 물의 오염을 가중시키는“물질 폭발 작용”에 대해 설명한다.

물속에는 다양한 종류의 화학적인 반응을 하게 되는 물질이 자연적으로 유입되게 되는데 종류미상의 이러한 물질들은 또 다른 물질을 만나면서 그 물질이 지니 고 있는 고유한 화학적 성분과 종류미상의 화학적 성분이 만나면 물질의 미립자가 폭발하면서 미세한 공기방울과 같은 물질을 만들어내면서 수면위로 부상하는 작용이 발생하게 된다. 즉 맥주잔속에서 미세한 방울이 계속하여 발생하는 것은 맥주 속에 함유된 미립자와 미립자가 만나면서 폭발하기 때문에 계속하여 방울이 발생되는 것이다.

이러한 물질 폭발 작용이 물속에서 계속하여 발생하는 것은 물질과 물질이 만나면서 폭발하는 물질 폭발작용 때문에 미세한 방울을 계속하여 만들어 내게 되는 것이다. 이러한 폭발작용이 발생 할 때에 생성되는 공기방울과 물속에 함유된 또 다른 미립자들이 물질결합을 하면서 또 다른 물질이 생성되는데 이때에 발생되는 미립자는 물의 분자구조보다도 비중이 무거워지면서 물의 저장하여 놓은 저수공간의 바닥 층에 침전 되면서 물의 오염을 가중시키게 되는 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 마도되어 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.이다라고 정의한다. 이러한 작용이 이루어지면서 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 또다 른 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 자연적으로 살아나게 되는 것이다, 이러한 작용이 연속적으로 과다하게 발생하게 되면 육상에서는 녹조현상이 바다에서는 적조 현상이 발생하게 되는 것이다.

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

일례로 철이 분해되면서 발생시키는 시뻘건 녹물들이 바로 물분자보다도 비중이 더 가벼운 미립자들로서 물 분자들에 의해 분해된 또다른 미립자들과 물질 결합작용이 이루어지면서 하상에 침전되게 되는 것이다 이러한 작용이 연속적으로 이루어질때에 발생하는 물질이 바로 퇴적오니인 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 저수장치의 하층부분에 포진하고 있기 때문에 저수장치의 즉 수문의 하단부를 통하여 배출하여 주게 되면 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 지 지 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 물을 수문의 하단부를 통해 수시로 방류하는 방법이 하천수의 오염을 방지할 수 있는 가장 좋은 방법이며, 또한 저수공간의 물을 수문의 하단부를 통하여 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 수문의 상단부로도 하천의 상류에서 유입되는 약간의 물을 배출하여 물의 상부에 부유하는 비중이 가벼운 오염된 물질들과 수문의 하단부를 통하여 배출되는 비중이 무거운 깨끗한 물들과 희석시켜주는 방법을 이용하여 오염된 수질을 정화 시켜줌이 가장 바람직한 것이다.

그러나, 전도식 수문의 경우에는 평상시 수문을 폐쇄한 상태에서 수위가 기준치를 넘는 경우 개방하게 되는 것이므로 수질오염에 매우 취약한 단점이 있으며, 물론 수문을 완전 개방시켜주게 되면 저수공간의 하층수를 배출할 수 있지만 이러한 경우 많은 에너지를 소모하는 것이므로 수질정화에는 적합하지 못한 단점이 있었다.

또한, 부상식 수문의 경우 하단배출식으로 작동되므로 수질정화에는 유리한 측면이 있으나, 이 역시 저수공간의 물을 배출하기 위해서는 수문을 어느 정도 개방시켜주어야 하므로 그에 필요한 에너지가 소모될 수밖에 없는 것이며, 특히 폭우 또는 홍수 시 큰 이물질이 물과 함께 유입되는 경우 이러한 이물질이 수문에 걸려 수문을 파손시킬 우려가 큰 것이었다.

이러한 전도식 수문과 부상식 수문의 단점을 보완한 것이 회전식 수문으로서 수문을 회전시켜 수문판을 최상단에 위치시키면 부상식 수문과 동일한 작용을 하게 되고, 수문을 회전시켜 수문판을 바닥부와 밀착시키면 전조식 수문과 동일한 작용을 하게 되며, 수문을 폐쇄 상태에서 조금 더 들어주면 저수공간의 물이 수문의 하단부로 배출되면서 물의 자연적인 정화원리에 의해 수질이 정화될 수 있는 것이다.

그러나, 이러한 회전식 수문의 경우에도 수문을 폐쇄상태에서 더 회전시켜 수문판의 하단부로 저수공간의 물을 배출하면서 수질을 정화할 때에도 저수공간의 수위, 유입수량 등에 따라 그 배출되는 수량을 조절할 필요가 있으며, 따라서 저수공간의 배출 수량을 조절하기 위해서는 위치가 다른 다수의 스토퍼 또는 리미트 스위치를 구비하여 이러한 스토퍼 또는 리미트스위치에 의해 수문의 위치를 단계별로 멈춰주어 수문의 개방 정도를 조정해주어야 하므로 이러한 단계별 멈춤장치를 구비하는데 많은 비용이 소요되고, 또 회전수문을 다단으로 개방시키기 위한 에너지가 더 필요하여 유지비용이 많이 소요된다고 할 수 있다.

본 발명은 수문의 하단부로 저수공간의 물을 배출하면서 오염된 수질을 정화할 때 수문을 일정한 부위에 멈추어준 상태에서도 그 배출수량을 조절할 수 있도록 하여 수위에 따른 배출수량의 조절이 용이함은 물론 최소의 에너지로 최대의 정화효과를 얻을 수 있도록 하는 오염된 수질을 깨끗한 물로 정화시켜주는 수문의 구성방법을 제공하고자 하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 회전수문을 회전시켜 수문판과 지지구조체의 바닥부 사이에 공간을 형성하거나, 전도식 수문의 하단부에 배출구를 형성한 상태에서 수문의 저수공간측에 배수량조절구를 위치시키고, 지지구조체의 밀폐공간에는 작동실린더를 회전가능하게 설치하며, 작동실린더의 피스톤로드와 배수량조절구의 사이에는 다단의 링크를 연결하여 작동실린더의 신축 정도에 따라 배수량조절구가 수문과 바닥부 사이의 공간의 크기 또는 수문에 형성된 배출구의 크기를 조절토록 한 것이다.

본 발명은 수문을 하단배출 가능하게 고정시킨 상태에서 작동실린더의 신축에 따라 배수량조절구가 전후진하면서 수문의 배수부위의 크기를 조절할 수 있으므로 수문의 하단부로 저수공간의 물을 배출하여 오염된 수질을 정화할 때 저수공간의 수압, 유입수량 등에 따라 미세하게 배출수량을 조절할 수 있는 이점이 있는 것 이다.

또한, 이러한 시스템을 적용하게 되면 대형 하천의 경우에도 적은 비용을 들여서 손쉽게 오염된 하천수를 정화시킬 수 있으며, 자연에 의해 자연적으로 발생되는 자연정화 시스템을 이용하기 때문에 완전무결한 깨끗한 하천수를 만들어 낼 수 있고, 염소와 불소와 같은 화학 약품을 사용하지 않고서도 깨끗한 물을 만들어 낼 수 있는 작용효과가 있는 것이다. 대형 댐에 적용되는 경우 댐 내부에서의 퇴적오니의 발생을 줄일 수 있고, 상기와 같은 작용들로 인하여 발생되는 녹조현상들을 원천적으로 방지할 수 있는 중대한 작용효과가 있는 것이다.

또한, 육지의 하천에서 발생되는 오염된 하천수들이 바다로 흘러 들어가면서 발생시키는 적조 현상을 원천적으로 차단시켜주는 중대한 작용효과가 있다.

또한 아무리 많은 물을 가두어 두어도 저장된 물이 썩지 않기 때문에 대용량의 물을 가두어 둘 수가 있을 뿐만 아니라 물을 가두어 둠으로 인하여 발생되는 모세관 현상에 의해 하천 인근의 산과 들에는 수분의 함유량이 높은 상태의 토질의 상태를 유지하고 있음으로 인하여 산에서 자라나는 나무들의 성장을 촉진하여 주는 동시에 산불을 사전에 예방하여주는 중대한 작용효과가 있으며 이러한 작용에 의해 가뭄에 따른 토지의 사막화를 막아주는 작용이 이루어지면서 사막을 옥토로 바꾸어주는 중대한 작용효과가 있다.

또한, 수문의 하단부로 저수공간의 하층수를 배출하거나, 수문을 폐쇄한 상태에서도 수문에 형성된 배출구를 통해 저수공간의 하층수를 배출할 수 있으므로 하천수를 지속적으로 정화할 수 있음은 물론 저수위를 적정수준으로 유지할 수 있 는 것이며, 물고기가 수문에 형성된 배출구를 통해 상류로 이동할 수 있어 생태계를 복원 또는 유지할 수 있는 것이다.

수문의 하단부를 통하여 하천의 상류로부터 유입되는 물의 양 만큼을 배출하도록 구성되는 본 발명의 수문을 이용하여 물을 가두어 두게 되면 하천의 상류로부터 유입되는 유입수를 수문의 하단부를 통하여 유입되는 유입수 만큼만을 상시 배출하여 줄 수가 있기 때문에 물의 오염이 가중되지 않을 뿐만 아니라 물속에 함유되어 있는 오염물질들이 회전 수문을 이용하여 가두어둔 저수공간에서 발휘하는 10대 작용에 의해 자연적으로 분해 되어 깨끗한 물로 정화되게 되는 것이다.

“자연적으로 발휘되는 10대 자연정화작용이란”

① 물속에 함유된 용존산소에 의한 오염물질이 자연적으로 정화되는 작용

② 미생물에 의해 오염물질이 자연적으로 분해 되어 정화되는 작용

③ 브라운운동에 의해 이동하는 물 분자의 마찰작용에 의한 오염물질의 자연정화작용

④ 태양열에 의해 오염된 물질이 자연적으로 분해 되는 정화작용

⑤ 공기와 맞닿는 대수층의 마찰력에 의해 오염물질이 자연분해 되는 자연정화작용

⑥ 삼투압작용에 의해 오염물질이 자연 분해 되는 정화작용

⑦ 중력의 압력에 의해 발생하는 압착력에 의해 오염물질이 자연 분해 되는 자연정화작용

⑧ 모세관 현상에 의해 발생하는 물질 침투작용에 의한 오염물질의 분해작용

⑨ 물질 보존 본능의 법칙에 의한 오염물질의 자연적인 분해작용

⑩ 물속에 함유되어 있는 미립자와 미립자들이 부딪치면서 발생하는 물질 마찰작용에 의한 오염물질의 분해 작용 때문에 물속에 함유된 오염물질들이 자연적으로 자연 정화 되는 것이다.

“오염물질이 자연적으로 정화되는 "물질 분해 작용"과 "물질결합작용"에 대한 정의”

질소와 인과 같은 모든 오염물질들은 오염물질들이 지니고 있는 점성력에 의해 물 분자들과 결합하는 물질결합작용이 이루어짐과 동시에 물분자의 비중보다도 무거워지면서 중력에 의해 하천의 바닥 층에 가라앉게 된다.

물질결합이 이루어진 오염물질들이 하천의 바닥에 퇴적된 상태에서 자연적으로 발생하는 10대 분해 작용에 의해 퇴적오니들이 또다시 분해 되는 과정을 통하여 미세한 미립자들을 또다시 발생시키게 된다(철은 비중이 7.85이지만 자연 분해 되면서 발생하는 빨간 녹물은 비중이 0.97정도이다).

자연적인 분해 작용에 의해 발생되는 오염물질의 미립자들은 기존의 물 분자들과 상류에서 흘러들어오는 또 다른 오염물질들과 물질 결합 작용이 또다시 이루어지는 반복적인 작용이 발생하게 되면서 물의 오염을 더욱더 가중 시키게 되는 것이다.

이러한 작용이 바로 "물질 분해 작용"과 "물질결합작용"인 것이다. 그러나 수문의 하단부를 통하여 유입수를 배출하여 주게 되면 중력의 작용에 의해 발생 하는 층류작용으로 인하여 비중이 틀린 다른 물질과 결합하는 물질 결합 작용이 절대로 발생 하지 않기 때문에 오염된 수질이 자연 정화 되면서 더욱더 깨끗해지게 되는 것이다.

“오염물질이 자연적으로 정화되는 "물질보존본능의 법칙"에 대한 정의“

물질이 지니고 있는 물질적인 구조 속에 다른 이물질이 침투하여 결합 하려고 하면 무조건 거부하여 결합하지 않으려고 하는 작용이 바로 “물질 보존 본능의 법칙”인 것이다.

깨끗한 상태를 유지하고 있는 물분자들이 물분자 속에 끼어 있는 오염물질들을 털어내 버리려고 하는 작용을 자연적으로 발휘함으로 인하여 아무리 오염된 물들도 결국은 깨끗해지게 되는 것이다. 이러한 작용이 바로 "물질보존본능의 법칙"인 것이다(물에 기름을 부으면 금방 희석되지 않고 물에 기름이 뜨는 원리와 같다).

모든 물분자들은 오염 물질들이 물분자속에 유입되더라도 물에 기름이 뜨는 원리와 같이 즉시 결합 하지 않고 순수한 물분자 구조들을 영구히 보존하려고 하는 “물질 보존본능의 법칙”에 따른 작용에 의해 쉽게 결합하지 않는 것이다.

이러한 작용에 의해 아무리 오염된 물들도 항상 깨끗해지려고 하는 물질 보존 본능의 법칙에 따른 작용에 의해 항상 깨끗한 상태를 항상 유지하게 되는 것이다.

“오염물질이 자연적으로 정화되는“물질 뭉침 작용에 대한 정의”

모든 오염물질들은 자연 분해 되는 10대 과정을 통하여 극 미립자로 변형되면서 수분이 증발되면서 발생 시키는 대류작용에 의해 지상의 대기권으로 증발되어 구름을 형성하는 것이다. 이러한 순환과정을 통하여 수시로 발생되는 따른 오염물질들과 대기권의 공간에서 뭉쳐지는 “물질 뭉침 작용”에 의해 수분의 비중보다도 더 무거운 물질로 변하면서 빗물과 섞여 지상으로 떨어지거나 공기 중에 함유된 수분과 결합하여 지상으로 낙하하면서 하천수에 함유된 또 다른 오염물질들과 뭉쳐지는 물질 뭉침 작용에 의해 하천 바닥에 가라앉게 되면서 하천수의 수질을 더욱더 악화 시키는 것이다.

질소와 같은 비중이 가벼운 오염 물질들은 물질이 분해 되어 극 미립자로 변형되면서 수시로 발생되는 대류작용에 의해 또 다른 오염물질들과 뭉쳐지는 "물질 뭉침 작용"에 의해 물의 비중보다도 더 무거운 물질로 변하면서 전도식 수문 또는 고무댐 또는 사력식 또는 콘크리트중력식 댐으로 구성되는 수변 공간으로 가라앉으면서 또 다른 오염물질들과 또 다시 뭉쳐지는 물질 뭉침 작용에 의해 또 다른 오염물질을 만들어 내어 물의 오염을 가중시키게 되는 것이다. 이러한 “물질 뭉침 작용”에 의해 생성되는 물질이 바로 퇴적오니인 것이다.

“오염물질이 자연적으로 정화되는“물질 결합 작용”에 대한 정의“

불완전 분해 된 물질들의 미립자들은 미립자가 발휘하는 점성력과 물질이 지 니고 있는 자력에 의해 또 다른 물질에서 분해 된 미립자들이 발휘하는 점성력과 자력에 의해 물분자의 미립자와 오염물질의 미립자들 끼리 결합하는 과정을 통하여 물분자의 비중보다도 더 무거운 미립자로 변형되면서 하천의 바닥에 침전 되게 되는 것이다. 이러한 "물질 결합작용"에 의해 생성되는 것이 퇴적오니 인 것이다.

“오염물질이 자연적으로 정화되는“물질 마찰 작용”에 대한 정의“

물의 끝부분은 뾰쪽한 형태로 구성되어 있다. 물이 계속하여 유동하는 브라운 운동에 의해 물의 뾰족한 부분들과 물로 유입되는 모든 물질들의 표면 사이에서 철저한 마찰이 발생되면서 물에 유입된 모든 물질들은 완전분해 되어 물질 자체의 존재자체가 없어지게 되는 것이다. 물질 마찰작용을 이용하여 사람들이 물로 세수하고 목욕하여 인체에 해로운 물질들을 씻어내는 것이다.

물속에 함유된 오염된 물질들이 자연적으로 분해 되는 원리를 정확히 정의한다면 “물질마찰작용” 때문에 아무리 오염된 물질이라고 해도 물이 지니고 있는 최대의 무기인 뾰족한 부분에 의해 철저하게 자연 분해 되어 물질 자체의 존재 자체가 물에 의해 자연 분해 되어 없어지는 것이다.

"오염물질이 자연적으로 정화되는“층류작용과 물질 새치기 작용에 의해 오염된 수질이 자연적으로 정화 되는 작용“에 대한 정의”

깨끗한 물분자의 구조 속에 다른 이물질이 침투하여 물분자와 결합 하려고 하면 그 물질들을 거부하는 물질 거부작용에 의해 쉽게 희석 되지 않는 것이다 (물 에 기름을 부으면 물과 기름이 즉시 희석되지 않는 현상이 발생되는 것은 “물질 거부작용” 때문인 것이다). 이러한 작용으로 인하여 수문의 하단부를 통하여 유입수를 배출하여 주게 되면 중력의 작용에 의해 물질 별로 층을 이루면서 흐르는 층류 작용이 자연적으로 발생되어 비중이 가벼운 오염된 물들은 상층부로 이동하고 비중이 무거운 깨끗한 물들은 힘의 논리에 따라서 수문의 하단부를 통하여 우선 배출되는 “층류작용과 물질 새치기 작용”에 의해 물질 분리 작용이 발생되면서 오염이 안 된 깨끗한 물들은 하류로 이동하게 되고 오염된 하천수들은 수문의 내부에 정체된 상태에서 자연적으로 발생되는 10대 정화작용에 자연적으로 깨끗해지는 것이다.

“오염된 수질을 더욱더 악화 시키는“물질 가속도 현상”에 대한 정의“

모든 하천수에 함유된 물질들은 즉 지구상에 존재하는 2천4백여만종의 물질들은 중력에 의해 작용과 물질이 지니고 있는 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 서서히 흐르고, 비중이 가벼운 오염된 물들은 하천수의 상층부에 포진한 상태를 이루면서 빠르게 흐르게 된다. 이러한 작용이 발생하는 것은 "물질 가속도 현상" 때문인 것이다.

상단부를 통하여 배출되는 전도식 수문과 고무댐 그리고 사력식 또는 콘크리 트 중력식 댐 등을 이용하여 물을 가두게 되면 이러한 물질 가속도 작용과 물질 뭉침 작용에 의해 물의 오염이 더욱더 가중되게 되는 것이다.

“오염물질이 자연적으로 정화되는 작용을 도와주는"물질 새치기 작용"에 대한 정의”

상류에서 유입되어 오는 하천수들이 수문의 하단부를 통과하려고 할 때에 비중이 무거운 깨끗한 물들이 비중이 가벼운 오염된 물들을 상층부로 밀어 올려놓은 다음 비중이 가벼운 오염된 물들의 하층부를 통하여 먼저 빠져나가려고 하는 “물질 새치기 작용”을 발휘하게 되는데 이러한 작용이 발생되는 것은 중력의 작용 때문인 것이다.

회전식 수문을 이용하여 유입되는 물을 수문의 하단부를 통하여 배출하여 주게 되면 아무리 오염된 물들이라고 하여도 깨끗한 물로 자연 정화되는 것은 깨끗한 물들이 오염된 물들을 제쳐두고 수문의 하단부를 통하여 먼저 빠져나가는 "물질 새치기작용" 때문에 아무리 오염된 물들이라고 하여도 깨끗한 물로 자연정화 되는 것이다.

“오염물질이 자연적으로 정화되는"물질 결합 작용과 물질 분해 작용"에 의한 수질정화작용의 정의”

오염물질들이 지니고 있는 강한 점성력에 의해 어쩔 수 없이 다른 오염물질 분자들과 결합하는 물질결합작용이 이루어짐과 동시에 물의 비중보다도 비중이 무 거운 물질로 변형되면서 하천의 바닥 층에 가라앉게 되는 것이다. 하천의 바닥 층에 가라 앉아 있는 상태에서 자연적으로 발생하는 10대 분해 작용에 의해 그 물질들이 또다시 분해 되면서 미세한 오염물질의 미립자들을 또다시 발생시키게 되는 것이다. 이때에 발생되는 오염물질의 미립자와 상류에서 밀려오는 오염물질들과 물질 결합 작용이 또다시 이루어지는 반복적인 작용이 발생하게 되면서 퇴적오니를 만들어내게 되는 것이다. 이러한 작용이 바로 "물질 결합 작용과 물질 분해 작용"인 것이다.

“오염물질이 자연적으로 정화되는“물질 해탈 작용”에 대한 수질정화 작용의 정의“

물 분자구조 속에 침투 해 있는 오염물질들을 털어 내어 순수 물분자를 만들기 위하여 물에 일정한 충격을 가해주게 되면 물의 순수 분자 구조 속에 함유되어 있는 오염물질들은 물분자 속에서 즉시 이탈해 나오는 "물질 해탈 작용"이 발생되면서 오염된 하천수가 깨끗한 물로 환원되게 되는 것이다.

또한 수문의 하단부를 통하여 하천의 상류에서 유입되는 하천수를 배출하여 주도록 구성되는 본 발명의 수문을 설치하여 주게 되면 이상과 같은 작용들이 자연적으로 발생되기 때문에 아무리 오염된 하천수라고 하여도 깨끗한 물로 자연 정화되는 절대적인 장점이 있는 것이다.

이하, 본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 도면 및 각 실시예에 따라 상세히 설명한다.

[제 1실시예]

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 회전수문에 적용되는 배수량 조절구의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 회전수문에서 배수량 조절구 폐쇄시 상태도이며, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 회전수문에서 배수량 조절구의 개방시 상태도이다.

본 발명의 제 1실시예는 회전수문을 폐쇄 상태에서 조금더 회전시켜 수문(30)의 하단부로 저수공간의 하층수를 배출할 때 배수량조절구(50)를 통해 수문(30)의 하단부와 양측 지지구조체(10)의 바닥부 사이의 공간 크기를 조절하여 배수량을 조절하기 위한 것으로, 양측 지지구조체(10)의 사이에 수로(11)가 형성되고, 호형의 수문판(31) 양단부에 직각방향으로 양측판(32)이 고정되면서 양측판(32)의 상부에서 외측 방향으로 각각 회전축(33)이 구비된 수문(30)이 양측 지지구조체(10)의 사이에 회전가능하게 고정되며, 양측 지지구조체(10)의 내측에는 밀폐공간(미도시)이 형성되고, 밀폐공간에는 동력수단(미도시)이 구비되며, 밀폐공간)내에서 수문(30)의 회전축(33)에 동력수단이 연결되어 동력수단의 기동에 따라 수문(30)이 회전되면서 수로(11)를 개폐하는 회전수문에 있어서, 수문(30)의 저수공간측에는 배수량조절구(50)를 위치시키고, 지지구조체(10)의 밀폐공간에는 작동실린더(61)를 회전가능하게 설치하며, 작동실린더(61)의 피스톤로드(62) 선단부와 배수량조절구(50)의 사이에는 다단의 링크(70)를 연결하고, 수문(30)을 회전시켜 수문판(31)과 지지구조체(10)의 바닥부 사이에 공간을 형성한 상태에서 수문(30)에 의해 형성되는 저수공간의 수위 또는 유입수량에 따라 작동실린더(61)를 작동시켜 작동실린더(61)의 신축 정도에 따라 배수량조절구(50)가 수문(30)과 지지구조체(10)의 바닥부 사이의 공간의 크기를 조절토록 하는 것이다.

이때, 본 발명의 제 1실시예에 적용되는 배수량조절구(50)는 수로(11)의 전단면 전폭에 걸쳐 수문(30)의 하단부와 양측 지지구조체(10)의 바닥부 사이의 공간을 개폐할 수 있는 길이를 가지며, 그 형상은 양측 지지구조체(10)의 바닥부와 밀착되면서 전진시 수문(30)의 하단부와 양측 지지구조체(10)의 바닥부 사이의 공간측으로 원활히 안내되어 끼워질 수 있도록 선단부측의 각도가 45°보다 작은 각도를 가진 직각 삼각형상으로 구성된다.

또한, 배수량조절구(50)의 상하면과 양측면에는 수문(30)과 지지구조체(10)의 바닥부 사이의 공간을 막아줄 때 완벽한 패킹을 위해 패킹부재(미도시)를 부착하거나 피복할 수 있다.

도면상의 미설명 부호 71은 링크(70)를 회전가능하게 고정하는 지지대를 나타낸다.

이와 같이 구성된 상태에서 회전수문을 폐쇄상태에서 조금 더 회전시키게 되면 수문(30)의 수문판(31)과 지지구조체(10)의 바닥부 사이에 공간이 발생되고, 이러한 공간을 통해 저수공간의 하층수가 배출됨과 동시에 저수공간의 하층부에 포진하고 있는 퇴적오니와 같은 오염물질이 물과 함께 배출되면서 물질 마찰작용, 물질 부상작용, 물질 새치기작용 등에 의해 물속에 포함된 오염물질이 분해되어 수질이 정화될 수 있음은 주지의 사실이다.

그런데, 회전수문을 통한 하단배출시에도 저수공간으로 유입되는 수량 및 수압에 따라 그 배출부위의 크기를 조절해주어야 하며, 이를 위해 종래에는 회전수문을 단계별로 회전시켜 수문(30)과 지지구조체(10)의 바닥부 사이의 공간의 크기를 조절해주는 방법을 취하였으므로 회전수문 자체를 회전시키기 위해 많은 에너지가 필요하고, 회전수문을 단계별로 멈추어주기 위한 별도의 스토퍼가 구비되어야 하는 등 많은 문제가 있음은 전술한 바 있다.

본 발명의 제 1실시예에서는 이를 감안하여 수문(30)의 저수공간측에는 배수량조절구(50)를 위치시키고, 지지구조체(10)의 밀폐공간에는 작동실린더(61)를 회전가능하게 설치하며, 작동실린더(61)의 피스톤로드(62) 선단부와 배수량조절구(50)의 사이에는 다단의 링크(70)를 연결하여 구성한 것으로, 수문(30)을 폐쇄위치보다 조금 더 회전시켜 멈추어 줌으로써 수문판(31)과 지지구조체(10)의 바닥부 사이에 일정한 크기의 공간을 형성한 상태에서 작동실린더(61)를 수축시키게 되면 이러한 힘이 다단의 링크(70)를 통해 배수량조절구(50)에 전달되어 배수량조절구(50)가 전진함과 동시에 수문(30)과 지지구조체(10)의 바닥부 사이의 공간이 점차 작아져 물의 배출량도 점차 작아지게 되고, 작동실린더(61)를 계속 수축시키게 되면 결국 배수량조절구(50)가 수문(30)과 지지구조체(10)의 바닥부 사이의 공간이 막혀 물이 배출되지 않게 된다.

이러한 상태에서 수문(30)에 의해 형성되는 저수공간의 수압 또는 유입수량에 따라 작동실린더(61)를 신장시키게 되면 수문(30)과 지지구조체(10)의 바닥부 사이에 끼워져 있던 배수량조절구(50)가 이로부터 이탈되고 작동실린더(61)를 멈추게 되면 배수량조절구(50) 역시 멈추게 되며, 배수량조절구(50)의 상면과 수문(30)의 하면 사이의 공간을 통해 저수공간의 하층수가 배출될 수 있다.

즉, 배수량조절구(50)의 전진 또는 후진에 따라 배수량조절구(50)의 상면과 수문(30)의 하면 사이의 공간 크기가 변화될 수 있으며, 실질적으로 배수량조절구(50)의 상면과 수문(30)의 하면 사이의 공간이 배수공간을 이루게 되므로 배수량조절구(50)를 저수공간으로 유입되는 유입수량 또는 수압에 따라 적정하게 전진 또는 후진시키게 되면 수문(30) 하단부에 적정한 크기의 배수공간이 형성되어 배수량을 조절해줄 수 있는 것이다.

따라서, 회전시 많은 에너지가 필요한 회전수문을 단계별로 회전시키지 않고 상대적으로 적은 에너지를 소모할 수 있는 작은 크기의 배수량조절구(50)를 전후진시키는 것으로도 저수공간의 하층수를 배출하는 배출부위의 크기를 조절해줄 수 있어 그 배수량을 조절할 수 있는 이점이 있는 것이다.

또한, 배수량조절구(50)를 구동하는 작동실린더(61)가 지지구조체(10)의 밀폐공간에 위치되어 있으므로 저수공간의 물이 작동실린더(61)와 접촉되는 것을 방지할 수 있어 장치의 수명을 오래도록 유지할 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명의 제 1실시예에 따른 작동실린더(61)와 배수량조절구(50) 사이를 연결해주는 링크(70)의 구조는 얼마든지 다른 구조로 변경하여 이와 동등한 작용을 구현할 수 있는 것이므로 링크(70)의 구조를 변경하는 다른 실시예들 역시 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

[제 2실시예]

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전도식 수문과 배수량 조절구의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전도식 수문에서 배수량 조절구 폐쇄시 상태도이며, 도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전도식 수문에서 배수량 조절구의 개방시 상태도이다.

주지하다시피, 전도식 수문은 개방시 바닥과 밀착되므로 배출되는 물속에 이물질이 포함되더라도 수문의 파손을 방지할 수 있는 이점이 있는 반면 수문을 전도시키지 않는 한 저수공간의 하층수를 배출할 수 없는 단점도 있는 것이다.

따라서, 전도식 수문을 통해 저수공간의 하층수를 배출할 수 있다면 전도식 수문의 단점도 보완할 수 있고, 또 본 발명에 전도식 수문을 적용할 수 있음은 자명하다.

이에, 본 발명의 제 2실시예에서는 전도식 수문을 폐쇄한 상태에서도 수문(30')의 하단부로 저수공간의 하층수를 배출할 수 있도록 하고, 이러한 수문(30')의 하단부로 저수공간의 하층수를 배출할 때 배수량조절구(50')를 통해 배수부위의 크기를 조절하여 배수량을 조절하기 위한 것으로, 양측 지지구조체(10)의 사이에 수로(11)가 형성되고, 양측 지지구조체(10)의 하부에 수문이 회전가능하게 고정되며, 양측 지지구조체(10)의 내측에는 밀폐공간(미도시)이 형성되고, 밀폐공간에는 동력수단(미도시)이 구비되며, 밀폐공간내에서 수문(30')의 회전축(33')에 동력수단이 연결되어 동력수단의 기동에 따라 수문이 회전되면서 수로(11)를 개폐 하는 회전수문에 있어서, 수문(30')과 회전축(33')의 사이를 다수의 연결대(32')를 통해 연결하여 수문(30')과 회전축(33')의 사이에 다수의 배출구(31')를 형성하며, 수문(30')의 저수공간측 다수의 배출구 대응위치에는 이와 대응되는 크기와 개수를 가진 배수량조절구(50')를 위치시키고, 지지구조체(10)의 밀폐공간에는 작동실린더(61)를 회전가능하게 설치하며, 작동실린더(61)의 피스톤로드(62) 선단부와 배수량조절구(50')의 사이에는 다단의 링크(70)를 연결한 상태에서 수문(30')에 의해 형성되는 저수공간의 수압 또는 유입수량에 따라 작동실린더(61)를 작동시켜 작동실린더(61)의 신축 정도에 따라 배수량조절구(50')가 각 배출구(31')의 크기를 조절토록 구성한 것이다.

이때, 본 발명의 제 2실시예에 적용되는 배수량조절구(50')는 수로(11)의 전단면 전폭에 걸쳐 수문(30')에 형성된 배출구(31')를 개폐할 수 있는 길이를 가지며, 그 형상은 양측 지지구조체(10)의 바닥부와 밀착되면서 전진시 수문(30')과 회전축(33') 사이에 형성된 배출구(31')로 원활히 안내되어 끼워질 수 있도록 선단부측의 각도가 45°보다 작은 각도를 가진 직각 삼각형상으로 구성된다.

또한, 배수량조절구(50')는, 각 배출구(31')와 동일 개수로 나란히 구비한 상태에서 이를 서로 고정하여 구성할 수도 있고 각각의 배출구(31')와 동일한 개수로 이루어지면서 그 후단부가 하나의 몸체를 공유하도록 구성할 수도 있다.

또한, 배수량조절구(50') 개개의 상하면과 양측면에는 각 배출구(31')를 막아줄 때 완벽한 패킹을 위해 패킹부재(미도시)를 부착하거나 피복할 수 있다.

도면상의 미설명 부호 71은 링크(70)를 회전가능하게 고정하는 지지대를 나 타낸다.

이와 같이 구성된 상태에서 전도식 수문을 폐쇄하게 되면 수문(30')의 하부에 형성된 각 배출구(31')를 통해 저수공간의 하층수가 배출됨과 동시에 저수공간의 하층부에 포진하고 있는 퇴적오니와 같은 오염물질이 물과 함께 배출되면서 물질 마찰작용, 물질 부상작용, 물질 새치기작용 등에 의해 물속에 포함된 오염물질이 분해되어 수질이 정화될 수 있다.

그런데, 저수공간의 물을 수문(30')의 하단으로 배출하는 때에도 저수공간으로 유입되는 수량 및 저수공간의 수위에 따라 그 배출부위의 크기를 조절해주어 항상 적정 수위를 유지토록 함이 바람직한데, 전도식 수문에 형성된 배출구(31')는 그 크기를 조절할 수 없는 단점이 있게 된다.

본 발명의 제 2실시예에서는 이를 감안하여 수문(30')의 저수공간측 다수의 배출구 대응위치에는 이와 대응되는 크기와 개수를 가진 배수량조절구(50')를 위치시키고, 지지구조체(10)의 밀폐공간에는 작동실린더(61)를 회전가능하게 설치하며, 작동실린더(61)의 피스톤로드(62) 선단부와 배수량조절구(50')의 사이에는 다단의 링크(70)를 연결하여 구성한 것으로, 수문(30')을 폐쇄시켜 각 배출구(31')를 통해 저수공간의 하층수를 배출하는 상태에서 작동실린더(61)를 수축시키게 되면 이러한 힘이 다단의 링크(70)를 통해 배수량조절구(50')에 전달되어 배수량조절구(50')가 전진함과 동시에 각 배출구(31')의 크기가 점차 작아지게 되어 배출수량 역시 점차 줄어들게 되고, 작동실린더(61)를 계속 수축시키게 되면 결국 배수량조절구(50')가 각 배출구(31')를 막아주어 물이 더이상 배출되지 않게 된다.

이러한 상태에서 저수공간의 수압 또는 유입수량에 따라 작동실린더(61)를 신장시키게 되면 각 배출구(31')에 끼워져 있던 배수량조절구(50')가 이로부터 이탈되어 후진하게 되고, 작동실린더(61)를 멈추어주면 배수량조절구(50')의 상면과 수문(30')의 하면 사이의 공간을 통해 저수공간의 하층수가 배출될 수 있는 것이다.

즉, 본 발명의 제 1실시예와 마찬가지로 배수량조절구(50')의 전진 또는 후진에 따라 배수량조절구(50')의 상면과 배출구(31')의 상면 사이의 간격이 변하게 되며, 실질적으로 배수량조절구(50')의 상면과 배출구(31')의 상면 사이의 공간이 배수공간을 이루게 되므로 배수량조절구(50')를 저수공간으로 유입되는 유입수량 또는 수압에 따라 적정하게 전진 또는 후진시키게 되면 배출구(31')가 적정한 크기로 조절되어 그 배수량을 조절해줄 수 있는 것이다.

따라서, 전도식 수문에 배출구(31')를 형성하여 수문(30')을 폐쇄한 상태에서 저수공간의 하층수를 배출토록 구성하면서도 그 배출구(31')의 크기를 간편한 장치를 통해 조절할 수 있어 저수공간으로 유입되는 유입수량 또는 수압에 따라 항상 적정한 저수위를 유지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 배수량조절구(50')를 구동하는 작동실린더(61)가 지지구조체(10)의 밀폐공간에 위치되어 있으므로 저수공간의 물이 작동실린더(61)와 접촉되는 것을 방지할 수 있어 장치의 수명을 오래도록 유지할 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명의 제 2실시예에 따른 작동실린더(61)와 배수량조절구(50') 사이를 연결해주는 링크(70)의 구조는 얼마든지 다른 구조로 변경하여 이와 동등한 작용을 구현할 수 있는 것이므로 링크(70)의 구조를 변경하는 다른 실시예들 역시 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 회전수문에 적용되는 배수량 조절구의 사시도.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 회전수문에서 배수량 조절구 폐쇄시 상태도.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 회전수문에서 배수량 조절구의 개방시 상태도.

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전도식 수문과 배수량 조절구의 사시도.

도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전도식 수문에서 배수량 조절구 폐쇄시 상태도.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전도식 수문에서 배수량 조절구의 개방시 상태도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 지지구조체 11 : 수로

30,30' : 수문 31 : 수문판

31' : 배출구 32 : 양측판

32' : 연결대 33,33' : 회전축

50,50' : 배수량조절구 61 : 작동실린더

62 : 피스톤로드 70 : 링크

71 : 지지대

Claims (2)

1. 양측 지지구조체(10)의 사이에 수로(11)가 형성되고, 호형의 수문판(31) 양단부에 직각방향으로 양측판(32)이 고정되면서 상기 양측판(32)의 상부에서 외측 방향으로 각각 회전축(33)이 구비된 수문(30)이 상기 양측 지지구조체(10)의 사이에 회전가능하게 고정되며, 상기 양측 지지구조체(10)의 내측에는 밀폐공간이 형성되고, 상기 밀폐공간에는 동력수단이 구비되며, 상기 밀폐공간내에서 상기 수문(30)의 회전축(33)에 상기 동력수단이 연결되어 상기 동력수단의 기동에 따라 상기 수문(30)이 회전되면서 상기 수로(11)를 개폐하는 회전수문에 있어서,

   상기 수문(30)의 저수공간측에는 배수량조절구(50)를 위치시키고, 상기 지지구조체(10)의 밀폐공간에는 작동실린더(61)를 회전가능하게 설치하며, 상기 작동실린더(61)의 피스톤로드(62) 선단부와 상기 배수량조절구(50)의 사이에는 다단의 링크(70)를 연결하고, 상기 수문(30)을 회전시켜 상기 수문판(31)과 상기 지지구조체(10)의 바닥부 사이에 공간을 형성한 상태에서 상기 수문(30)에 의해 형성되는 저수공간의 수압 또는 유입수량에 따라 상기 작동실린더(61)를 작동시켜 상기 작동실린더(61)의 신축 정도에 따라 상기 배수량조절구(50)가 상기 수문(30)과 상기 지지구조체(10)의 바닥부 사이의 공간의 크기를 조절토록 하는 것을 특징으로 하는 오염된 수질을 깨끗한 물로 정화시켜주는 수문의 구성방법.
2. 양측 지지구조체(10)의 사이에 수로(11)가 형성되고, 상기 양측 지지구조 체(10)의 하부에 수문(30')이 회전축(33')을 통해 회전가능하게 고정되며, 상기 양측 지지구조체(10)의 내측에는 밀폐공간(미도시)이 형성되고, 상기 밀폐공간에는 동력수단이 구비되며, 상기 밀폐공간내에서 상기 회전축(33')에 상기 동력수단이 연결되어 상기 동력수단의 기동에 따라 상기 수문(30')이 전도 또는 기립되면서 상기 수로(11)를 개폐하는 전도식 수문에 있어서,

   상기 수문(30')과 상기 회전축(33')의 사이를 다수의 연결대(32')를 통해 연결하여 상기 수문(30')과 상기 회전축(33')의 사이에 다수의 배출구(31')를 형성하며, 상기 수문(30')의 저수공간측 상기 다수의 배출구 대응위치에는 이와 대응되는 크기와 개수를 가진 배수량조절구(50')를 위치시키고, 상기 지지구조체(10)의 밀폐공간에는 작동실린더(61)를 회전가능하게 설치하며, 상기 작동실린더(61)의 피스톤로드(62) 선단부와 상기 배수량조절구(50')의 사이에는 다단의 링크(70)를 연결한 상태에서 상기 수문(30')에 의해 형성되는 저수공간의 수압 또는 유입수량에 따라 상기 작동실린더(61)를 작동시켜 상기 작동실린더(61)의 신축 정도에 따라 상기 배수량조절구(50')가 상기 각 배출구(31')의 크기를 조절토록 하는 것을 특징으로 하는 오염된 수질을 깨끗한 물로 정화시켜주는 수문의 구성방법.

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