JP6174244B2 - 雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室 - Google Patents

Description

本開示（Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ）は、雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室に関し、サイフォンの原理と浮力を利用して、降雨時に下水処理場への雨水と土砂の流入を防止することで、下水処理費用を画期的に節減することができる、下水と雨水の区分排出を制御する雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室に関する。

ここでは、本開示に関する背景技術が提供され、これらが必ずしも公知技術を意味するものではない。
一般に、下水処理システムには、流入する下水及び雨水を同一の下水管に排出する合流式下水処理システムと、下水管と雨水管とを分離し別個の下水管を利用して排出する分類式下水処理システムと、がある。

これと関連した技術として、特許文献１には、雨水吐き室に具備された下水流入調節装置が提示されている。
大都市の下水道は、大部分が合流式下水処理システムからなっているが、前記合流式下水処理システムでは、下水及び雨水が一つの下水管を利用して流れ、雨水吐き室は、遮集管路の連結部品に位置する。

一方、環境部が制定した下水道施設基準によると、雨天時に汚水として取り扱うのは、計画された一日最大汚水量の３倍までであり、３倍以上に希釈された汚水は、河川及び湖などに放流可能であると規定されている。
従って、遮集管路を通じる雨水の下水処理場の流入量は、一日最大汚水量の３倍までと計画して流入されている状況であり、降雨時に一日最大汚水量の３倍以上に希釈された汚水を雨水吐き室で遮断しても、施設基準を違背するものではない。

一方、下水処理場では、降雨時に下水処理容量を超えて流入する容量に対して、沈殿後に放流する方式で対処しているが、降雨時に雨水吐き室から遮集管路に流入する雨水を遮断すれば、下水処理場における放流は不要となる。
また、降雨時には、速い流速により下水処理場に多くの土砂が流入しているが、雨水吐き室で下水処理場への土砂の流入を防止することができる装置があれば、下水処理場の運営に非常に役に立てられる。

韓国登録特許第０７７４５８８号

本開示は、雨水吐き室の貯蔵部に排出口と遮集口などの二個以上の管路を設置し、サイフォンの原理を利用して、排出口を通じた排出は、雨水吐き室内の水位が一定高さ以上である時のみに作動させる、雨水と土砂の区分排出が可能な雨水吐き室の提供を一目的とする。

本開示は、遮集口の入口に浮力により作動する装置を連結することで、雨水吐き室の貯蔵部内の水位が高くなれば、遮集口の入口を閉じて、下水処理の不要な低濃度の下水と雨水が下水処理場に流出することを防止して、下水処理費用を節減することができる雨水と土砂の区分排出が可能な雨水吐き室の提供を一目的とする。

ここでは、本開示の全体的な要約が提供され、これが本開示の範囲を制限すると理解されてはならない。
本開示の一態様によると、収容空間を有する収容部と、前記収容部の一側に形成される遮集口として、前記収容部に収容される被収容物の量を基準として選択的に開閉される遮集口と、前記収容部の他側に形成される排出口と、前記排出口に連通して具備される第１流出管として、上側に少なくとも１回が凸に折り曲げられる第１流出管と、を含む雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室が提供される。

本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記第１流出管は、前記排出口を河川に連結させ、前記排出口の入口側から前記被収容物が排出される方向にいくほど高くなり、再び低くなるように配置され、サイフォンの原理により、前記収容部内部に流入した被収容物を排出するか否かを決めることで提供される。
本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記遮集口と下水処理場を連結させる第２流出管を更に含む。

本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記収容部内部に流入した前記被収容物による浮力により、前記遮集口を選択的に開閉する開閉手段を更に含む。
本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記収容部内部に流入した前記被収容物の水位が設定された基準水位より低い場合、前記被収容物は、前記第１流出管に排出されず、開放された前記遮集口を通じて排出されることで提供される。

本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記収容部内部に流入した前記被収容物の水位が設定された基準水位より高い場合、前記被収容物は、サイフォンの原理により前記第１流出管のみに排出され、前記遮集口は、遮蔽されることで提供される。

本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記開閉手段は、前記遮集口を覆って選択的に開閉可能に具備される覆板と、浮力により前記被収容物に浮かぶように設けられ、上下方向に移動可能に具備されるフローターとして、前記フローターの上下方向運動に連動して前記覆板が上下方向に運動するように前記覆板と連結して具備されるフローターと、を含み、前記フローターが浮力により前記収容部内の上側に上昇すれば、前記覆板は、前記遮集口を遮蔽するように作動し、前記フローターが前記収容部内の下側に移動すれば、前記覆板は、前記遮集口を開放するように作動することで提供される。

本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記開閉手段は、前記収容部内のいずれかの位置に固定されている係止部と、前記係止部に相対運動可能に係って具備され、前記覆板と前記フローターとを糸状に連結する連結部と、を更に含む。

本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記フローターは、前記覆板より更に重い材質で具備されることで提供される。
これにより、降雨時でない通常、遮集管路の入口、即ち、遮集口が開放された状態で維持される。

本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記被収容物は、下水、雨水及び土砂のいずれか一つ又は二つ以上が混合してなることで提供される。
本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記被収容物は、汚染度が設定された汚染濃度より高い下水又は雨水であることで提供される。
本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室において、前記被収容物は、汚染度が設定された汚染濃度より低い下水又は雨水であることで提供される。

本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室によると、収容部内の被収容物の量が多い場合（つまり、大量降雨時）、下水処理場に連結する遮集口が遮蔽されて、汚染濃度が相対的に低い被収容物（例えば、下水、雨水）が下水処理場に流入することが防止され、下水処理費用を節減させる利点を有する。

本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室によると、収容部内の被収容物の量が少ない場合（つまり、降雨のない時）、下水処理場に連結される遮集口が開放されて汚染濃度が相対的に高い被収容物（例えば、下水、雨水、土砂）を下水処理場に流入させ、サイフォンの原理により、排出口を通じて河川に排出されることを防止するので、汚染物質の排出による環境汚染を防止することができる。

本開示の一態様に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室によると、サイフォンの原理を利用した第１流出管と、浮力を利用した開閉手段とにより、被収容物の量によって排出口又は遮集口の正確な開閉制御が可能であるので、汚染物質が不用意に河川に放流するか、非汚染物質が下水処理場に流入することを防止することができる。

本開示の一実施形態に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室を示す図面である。 図１から開閉手段を分離して示す図面である。 本開示の一実施形態に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室を概略的に示す図面である。 図３の動作例を示す図面である。 本開示の他の実施形態に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室を概略的に示す図面である。 図５の動作例を示す図面である。

以下、本開示を添付の図面を参考として詳しく説明する。
但し、以下で開示する技術的思想の明瞭な理解のために、制限された実施形態を例として説明したが、これに限定されることはなく、特許請求の範囲に開示された技術的思想から当該技術分野の通常の知識を持った者が容易に導出することができる実施形態も本明細書に開示された実施形態として理解すべきである。

また、本明細書及び特許請求の範囲で使用された用語は、本発明者が説明の便宜のために選択した概念であり、その意味を把握するにあたって辞典的意味に限定されず、本開示の技術的思想に符合するように適切に解釈すべきである。

図１は、本開示の一実施形態に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室を示す図面であり、図２は、図１から開閉手段を分離して示す図面である。
図１乃至図２に示すように、本開示の好ましい実施形態に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室は、収容部１００、第１流出管２００、第２流出管３００、及び開閉手段４００を含む。

収容部１００は、内部に被収容物である下水、雨水、及び土砂の何れか一つ又は二つ以上の混合した液体が収容される収容空間が形成されたもので、その形状は制限されないが、製造の便宜及び原価を考慮すると、上面が開放された直方体で具備されることが好ましい。

収容部１００は、外部から流入する被収容物の流量が多い場合に、外部に溢れ出すことを緩和するために、溢れ出す被収容物を１次的に貯蔵して、収容部１００の内部に流入する被収容物の流量を減少させる緩衝貯蔵部１２０が収容部１００の周りに具備されることが好ましい。

また、緩衝収容部１２０に貯蔵された被収容物が再びで収容部１００に供給され得るように、緩衝収容部１２０の外側壁１２１の高さより収容部１００と共有する内側壁１２３の高さを低くすることが好ましい。

図１では、内側壁１２３の上端に波状を形成して、一部は緩衝収容部１２０の外側壁１２１の高さと同一にし、一部は緩衝収容部１２０の外側壁１２１の高さより低く形成した。
一方、外部から収容部１００に流れてくる被収容物の含まれた異物をろ過するろ過網１４０が更に具備されることが好ましい。また、ろ過網１４０によりろ過された異物が重力によって緩衝収容部１２０に流入するように、ろ過網１４０を傾斜して具備することも好ましい。

収容部１００は、側壁又は底面に貫通した孔で形成される排出口１１０及び遮集口１５０を有する。
排出口１１０及び遮集口１５０は、図１に示すように、収容部１００の一側壁に並んで具備され、円形及び角形などその形状が制限されない。

遮集口１５０は、収容部１００の一側壁下部に円形で形成され、排出口１１０は、収容部１００の前側壁下部に角形で且つ横方向に長い長方形の断面を有するように形成される。横方向に長い長方形の断面を有する排出口１１０は、収容部１００の底に積もった土砂の排出を円滑にする利点を有する。

また、排出口１１０と遮集口１５０とは、収容部１００の底面に形成されてもよいことはもちろんである。
収容部１００の排出口１１０には第１流出管２００が連結されるが、第１流出管２００は、河川などと連通して収容部１００内に流入した低濃度の雨水を河川などに排出する管である。

このような第１流出管２００は、排出口１１０の入口側から後方にいくほど高くなり、再び低くなるように配置されている。つまり、第１流出管２００は、排出口１００の入口側からある程度の高さまで高くなり、再び排出口１００の入口側と同一の高さに低くなり、略逆「Ｕ」字状である。第１流出管２００の高さは、第１流出管２００の下端部が遮集口１５０の上端高さになる程度が好ましい。

このように、第１流出管２００が排出口１１０の入口側から後方にいくほど高くなり、再び低くなるように配置されており、別途の開閉手段なしにもサイフォンの原理により、収容部１００内の水位変動によって収容部１００内の下水を排出するか否かが決められる。

即ち、通常、収容部１００内の水位が低い場合は、収容部１００内の液面に作用する大気圧が低くなり、収容部１００内の下水は、第１流出管２００を通じて排出されず、雨天時に雨水が流入して収容部１００内の水位が高くなった場合は、収容部１００内の液面に作用する高い大気圧により、収容部１００内に流入した低濃度の雨水及び土砂などが第１流出管２００を通じて排出される。

従って、別途の開閉手段なしでも、通常は流入する下水が排出口１１０を通じて排出されず、雨天時に下水と混合した低濃度の雨水と土砂などが収容部１００内に流入して、収容部１００内の水位が高くなる場合のみに、低濃度の雨水と土砂が排出口１１０を通じて第１流出管２００に流出されることができる。

収容部１００の遮集口１５０には、第２流出管３００が連結されるが、第２流出管３００は、高濃度の下水、雨水を下水処理場に輸送するための遮集管路と連通して、収容部１００内の下水を遮集管路に遮集するための輸送管である。
開閉手段４００は、収容部１００内で受ける浮力により遮集口１５０を開閉する手段であり、以下の実施形態で具体的に示される。

＜開閉手段の第１の実施形態＞
図３は、本開示の一実施形態に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室を概略的に示す図面であり、図４は、図３の動作例を示す図面である。
図３及び図４に示すように、開閉手段４００は、覆板４１０と、フローター４３０と、係止部４５０と、連結部４５５と、を含み、これらが結合されるフレーム４６０を有する。

覆板４１０は、遮集口１５０を覆うように設けられ、本実施形態において、覆板４１０は円板状であるが、遮集口１５０全体を全て覆われる形状であれば充分であるので、四角板や多様な形態の板であってもよい。また、本実施形態で遮集口１５０は、収容部１００の前側壁に形成されているので、覆板４１０は、前側壁に沿って上下に移動可能である。

フローター４３０は、浮力により水に浮かばれるように設けられ、上下に移動可能に設けられている。本実施形態において、フローター４３０は、覆板４１０が配置された前側壁と向かい合う後側壁に配置され、上下に移動可能である。
また、フローター４３０は、下記で説明する連結部４５５で覆板４１０と連結されている。

係止部４５０は、収容部１００内のある位置に固定されており、下記で説明する連結部４５５が係るように設ければよい。
本実施形態において、係止部４５０は、収容部１００の最上側に固定されており、フローター４３０の上側と覆板４１０の上側にそれぞれ一つずつ配置されている。

係止部４５０は、滑車又はプーリー（ｐｕｌｌｅｙ）で具備される。
連結部４５５は、覆板４１０とフローター４５０を索状に連結し、係止部４５０に係って自由に移動可能である。即ち、一端が覆板４１０に連結された連結部４５５は、覆板４１０の上側に配置された係止部４５０に係って方向が転換され、再びフローター４５０の上側に配置された係止部４５０に係って方向が転換されて、他端がフローター４５０に連結されている。

フローター４３０がフローター４３０自体の重さによって収容部１００内の下側に位置すれば、フローター４３０と連結部４５５によって連結された覆板４１０は、収容部１００の上側に位置して遮集口１５０を開放する。

これと反対に、フローター４３０が浮力により浮かんで収容部１００内の上側に位置すれば、フローター４３０と連結部４５５によって連結された覆板４１０は、収容部１００の下側に位置して遮集口１５０を閉鎖する。

このような作動が円滑になされるために、フローター４３０の重さは、覆板４１０より更に重く形成されることが好ましい。

＜開閉手段の第２の実施形態＞
図５は、本開示の他の実施形態に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室を概略的に示す図面であり、図６は、図５の動作例を示す図面である。
図５及び図６に示すように、本実施形態において、開閉手段４００は、覆板４１０と、フローター４３０と、係止部４５０と、連結部４５５とを含む。

覆板４１０は、遮集口１５０を覆うように設けられ、本実施形態において、覆板４１０は円板状であるが、遮集口１５０全体を全て覆う形状であれば充分であるので、四角板や多様な形態の板であってもよい。
また、本実施形態で遮集口１５０は、収容部１００の底面に形成されているので、覆板４１０は、収容部１００の底面から上下に移動可能である。

フローター４３０は、浮力により水に浮くように設けられ、上下に移動可能に設けられている。本実施形態において、フローター４３０は、覆板４１０の前方及び後方にそれぞれ配置されている。即ち、フローター４３０は、収容部１００の前側壁と後側壁にそれぞれ配置されて、上下に移動可能である。

また、フローター４３０は、下記で説明する連結部４５５により覆板４１０と連結されている。
係止部４５０は、収容部１００内のある位置に固定されており、下記で説明する連結部４５５が係るように設ければよい。

本実施形態において、係止部４５０は、収容部１００の最上側に固定されており、フローター４３０の上側にそれぞれ一つずつ配置され、覆板４１０の上側に二つが配置されている。即ち、本実施形態においては、全４つの係止部４５０が設けられている。

連結部４５５は、覆板４１０とフローター４５０を糸状に連結し、係止部４５０に係って自由に移動可能である。即ち、一端が覆板４１０に連結された連結部４５５は、覆板４１０の上側に配置された係止部４５０に係って方向が転換され、再びフローター４５０の上側に配置された係止部４５０に係って方向が転換されて、他端がフローター４５０に連結されている。

上記のように構成された開閉手段４００の動作は、フローター４３０がフローター４３０自体の重さによって収容部１００内の下側に位置すれば、フローター４３０と連結部４５５によって連結された覆板４１０は、収容部１００の上側に位置して遮集口１５０を開放する。

これと反対に、フローター４３０が浮力により浮かんで収容部１００内の上側に位置すれば、フローター４３０と連結部４５５によって連結された覆板４１０は、収容部１００の下側に位置して遮集口１５０を閉鎖する。

このような作動が円滑になされるために、フローター４３０の重さは、覆板４１０より更に重く形成されることが好ましい。
以下、上記のように構成された本発明の好ましい実施形態に係る雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室の制御方法を説明すると、以下の通りである。

先ず、図３及び図５のように、通常、収容部１００内に流入する下水量が一定量以下であるか、雨が止んで流入水量が流出水量より少なくなれば、水位が下降する。このように雨水吐き室１００内の水位が基準水位より低い場合は、収容部１００内に流入する下水は第１流出管２００に排出が行われない。即ち、図３及び図５のように、収容部１００内の水位が低ければ、液面に作用する大気圧が低くなり、収容部１００内の下水は第１流出管２００を通じて排出されない。

また、図３及び図５のように、フローター４３０が重さによって下降するので、蓋板４１０は遮集口１５０を開放し、これにより遮集口１５０が開放されて、収容部１００内に流入した高濃度の下水と雨水は、第２流出管３００に排出されて遮集管路に遮集される。

次に、図４及び図６のように、雨天時に収容部１００内に流入する雨水量が一定量以上で、流入水量が流出水量より多くなれば、雨水吐き室内の水位が上昇し、一定高さ以上に水位が上昇すれば、収容部１００内に流入する雨水及び土砂などは、サイフォンの原理によって第１流出管２００に排出される。即ち、図４及び図６のように、雨天時に低濃度の下水、雨水、土砂などが流入して収容部１００内の水位が高くなれば、液面に作用する高い大気圧により、収容部１００内の雨水及び土砂は、第１流出管２００を通じて排出されて河川に流入する。

また、フローター４３０が浮力により上昇するので、覆板４１０は、遮集口１５０を閉鎖して、収容部１００内の下水及び土砂は、第２流出管３００に排出されなくなる。
これにより、本開示による雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室は、貯蔵部内に遮集管路の他の一つ以上の別途の管路が連結される排出口を設置し、収容部内の水位が基準水位より低い場合、収容部内に流入する高濃度の下水、雨水は、遮集口と第２流出管を通じて下水処理場に排出され、収容部内の水位が基準水位より高い場合、収容部内に流入する低濃度の下水、雨水、土砂は、サイフォンの原理によって排出口、第１流出管を通じて河川に排出されるという効果がある。

また、本開示による雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室は、収容部内の被収容物の量が多い場合（つまり、大量の降雨時）、下水処理場に連結される遮集口が遮蔽されて、汚染濃度が相対的に低い被収容物（例えば、下水、雨水）が下水処里場に流入することが防止され、下水処理費用を節減することができるという利点を有する。

また、本開示による雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室は、収容部内の被収容物の量が少ない場合（つまり、降雨のない時）、下水処理場に連結される遮集口が遮閉されて汚染濃度が相対的に高い被収容物（例えば、下水、雨水、土砂）を下水処里場に流入させ、サイフォンの原理により、排出口を通じて河川に排出することを防止するので、汚染物質の排出による環境汚染を防止することができる。

更に、本開示による雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室は、サイフォンの原理を利用した第１流出管と、浮力を利用した開閉手段により、被収容物の量によって排出口又は遮集口の正確な開閉制御が可能であるので、汚染物質が不意に河川に放流するか、非汚染物質が下水処理場に流入することを防止することができる。

Claims (8)

1. 下水、雨水、土砂のいずれか一つ又は二つ以上が混合してなる被収容物を収容するための収容空間を有する収容部と、
   前記収容部の一側壁下部に形成され、前記被収容物の量を基準として選択的に開閉される遮集口と、
   前記収容部の他側壁下部に形成され、角形で且つ横方向に長い長方形の断面を有し、長方形の断面の長辺が前記収容部の底面と面一になるように設けられた前記被収容物を河川に排出するための排出口と、
   前記排出口に連通して具備され、配管の断面積形状が角形で且つ横方向に長い長方形であり、上側に少なくとも１回が凸に折り曲げられる第１流出管と、を含み、
   前記収容部内部に流入した前記被収容物の水位が設定された基準水位より高い場合、前記被収容物は、サイフォンの原理により前記第１流出管から河川に排出し、前記遮集口が遮蔽して下水処理場への排出が停止することを特徴とする雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室。
2. 前記第１流出管は、
   前記排出口を河川に連結させ、
   前記排出口の入口側から前記被収容物が排出される方向にいくほど高くなり、再び低くなるように配置され、サイフォンの原理により、前記収容部内部に流入した被収容物を排出するか否かを決めることを特徴とする請求項１に記載の雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室。
3. 前記遮集口と下水処理場を連結させる第２流出管を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室。
4. 前記収容部内部に流入した前記被収容物による浮力により、前記遮集口を選択的に開閉する開閉手段を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室。
5. 前記収容部内部に流入した前記被収容物の水位が設定された基準水位より低い場合、前記被収容物は、前記第１流出管に排出されず、開放された前記遮集口を通じて排出されることを特徴とする請求項１に記載の雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室。
6. 前記開閉手段は、
   前記遮集口を覆って選択的に開閉可能に具備される覆板と、
   浮力により前記被収容物に浮かぶように設けられ、上下方向に移動可能に具備されるフローターとして、前記フローターの上下方向運動に連動して前記覆板が上下方向に運動するように前記覆板と連結して具備されるフローターと、
   を含み、
   前記フローターが浮力により前記収容部内の上側に上昇すれば、前記覆板は、前記遮集口を遮蔽するように作動し、
   前記フローターが前記収容部内の下側に移動すれば、前記覆板は、前記遮集口を開放するように作動することを特徴とする請求項４に記載の雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室。
7. 前記開閉手段は、
   前記収容部内のいずれかの位置に固定されている係止部と、
   前記係止部に相対運動可能に係って具備され、前記覆板と前記フローターとを糸状に連結する連結部と、
   を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室。
8. 前記フローターは、前記覆板より更に重い材質で具備されることを特徴とする請求項６に記載の雨水と土砂の排出が可能な雨水吐き室。
   

Images