KR100524151B1 - 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비가 오기 시작한 초기의 우수를 제외한 비교적 깨끗한 우수만을 포집할 수 있도록 한 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치에 관한 것이다.

본 발명의 장치는, 상향 개방형 홈통(G)이 상판(P_U)에 구비된 함체상의 초기 우수 분리 배출조(11)와; 초기 우수 분리 배출조 홈통(G)의 바닥면 관통공(H)에 상단부가 결합되어 바닥판(P_D) 직상까지 연장되며 내부에 플로우트 볼(B)이 내장된 유공관(12)과; 상기 판넬상의 필터링 부재(F)에 의해 청정 우수 저류조(13A)와 여과조(13B)의 2칸으로 내부가 구분되는 함체상의 우수 저장조(13)와; 집수면으로부터 상기 초기 우수 분리 배출조의 홈통(G)에 연결된 후 연장되어 우수 저장조(13)의 여과조(13B)까지 연결되는 우수 유입관(14)으로 구성된다.

본 발명의 청정 우수 포집 장치는 오염물이 많이 함유되는 초기 우수를 자동적으로 분리하기 때문에 초기 우수를 함께 포집하는 경우에 비하여 빈번한 필터 막힘이 방지되어 집수 효율이 향상되며, 포집된 우수의 질이 좋아지게 된다.

Description

초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치{The collecting appratus for purified rainwater excluding the first flush}

본 발명은 빗물을 모아 활용하기 위한 우수 포집 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 비가 오기시작한 초기에 우수 포집 대상 장소의 전체 집수면에 축적된 각종 오염물이 쓸려 들어간 초기 우수가 그 후의 비교적 깨끗한 우수에 섞이지 않도록 자동적으로 분리 배제시킴으로써, 집수면에 축적되었던 각종 오염물이 거의 없는 비교적 깨끗한 우수만을 모으고, 필터링 하여 청정 우수만을 포집할 수 있도록 한 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치에 관한 것이다.

모든 생물체의 생명 현상에 필수적인 물은 크게 민물인 담수와 해수로 구분할 수 있는 바, 사람의 생활에 필요한 물은 담수로서 사람이 사용할 수 있는 수자원은 거의 무한정하다고 할 수 있으나, 열대 우림 지역이 있는가 하면 사막 지역이 있듯이 가용 수자원의 양은 지구 상의 위치에 따라 그 편차가 매우 크며, 우리나라는 향후 물 부족 국가로 분류되고 있는 실정이다.

따라서, 우리나라는 향후 물 부족에 따라 야기될 수 있는 심각한 사회적 문제가 발생되지 않도록 생활 용수의 절약, 다목적 댐의 건설 등 수자원 관리에 만전을 기하여야 하며, 특히 거의 활용되지 못하고 버려지고 있는 우수에 대한 사용 방안이 강구되어야 한다.

특히, 우리나라는 비가 집중적으로 내리는 우기와 비가 거의 오지 않는 건기가 뚜렸이 구분되어 댐만으로는 수자원 관리에 한계가 있을 수 밖에 없으며, 우기의 빗물을 모아 일년을 사용하기 위해서는 댐의 규모를 크게 하여야 하고, 그에 따라 댐 건설 비용의 과다한 상승과 수몰 면적의 확대에 의한 환경 파괴를 피할 수 없는 바, 우수의 효율적인 저장과 활용이 무엇 보다도 시급한 실정이다.

그러나, 비가 오는 양과 필요로 되는 생활 용수의 양 및 용도는 지역에 따라 매우 큰 차이를 갖기 때문에 우수를 광역적으로 저장하고 일률적으로 활용할 수는 없으며, 각 건물 내지는 인접한 다수 건물들을 묶어 지역별로 우수를 포집한 후 사용하는 방식으로 우수를 활용하는 것이 가장 합리적일 것이다.

그리고, 포집된 우수의 경우 정수 처리를 실시하지 않으면 음용수로는 사용할 수 없겠으나, 화장실용, 세탁용, 청소용, 수목용, 농업용 등 그 활용처가 매우 많기 때문에 우수를 포집하여 사용할 수만 있으면 향후 우리나라에 초래될 물 부족의 문제를 충분히 해결할 수 있을 것이다.

상기와 같이 우수를 포집하여 활용하고 있는 예는 외국의 경우 흔한 일이나, 우리나라의 경우에는 근래에 들어 우수의 활용에 대한 관심이 시작된 실정으로서, 여러 종류의 우수 포집 장치가 개발되었으나 종래의 우수 포집 장치를 살펴보면 다음과 같다.

국내 등록실용신안공보 제312341호에는 '빗물이용 및 교육용 빗물저장 탱크"가 제295999호에는 "이물질 제거기능을 갖는 빗물의 저장 및 이용장치"가 개시되어 있는 바, 상기의 탱크와 장치는 모두 집수면과 빗물 저장 탱크를 연결하는 우수로에 필터를 장착한 구조로서, 모아진 빗물이 저장 탱크로 유입되기전 빗물에 함유된 오염물이 제거됨으로써, 저장 탱크에는 깨끗한 빗물이 저장되나 다음과 같은 문제가 있다.

일반적으로 연일 비가 내리는 장마철을 제외하고는 비가 내린 후, 다음 비가 내릴 때까지는 수 일 또는 수 십일이라는 시간적 간격이 있게 되며, 그 사이에는 각종 먼지 등의 오염물이 집수면에 쌓이게 되는 것이 필연적이다.

따라서, 비가 오기 시작한 후 일정량의 초기 빗물에는, 물로서 청소하듯이, 집수면에 쌓였던 각종 오염물이 대부분 쓸려 들어가게 되며, 이와 같이 집수면에 쌓였던 오염물이 대부분 쓸려 들어가게 되는 일정량의 초기 빗물이 흐른 후에야 비교적 깨끗한 빗물이 집수면으로부터 저장 탱크로 유입되게 된다.

즉, 비와 비 사이의 시간 간격이 길어져 집수면에 다량의 오염물이 쌓이게 되면 초기 빗물에 상당량의 오염물이 쓸려 함유됨으로써 빗물의 집수 초기에 필터가 막히게 될 수 있게 되는 바, 상기 두 등록공보상에 개시된 탱크와 장치는 비와 비 사이의 시간 간격이 긴 경우 비가 오기 전에 집수면을 청소하지 않으면 초기 우수의 많은 오염물에 의해 우수로에 구비된 필터가 집수 초기에 빈번히 막히게 됨으로써 필터를 여러 차례 교체하여야 하는 등 집수 효율이 떨어지게 된다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 우수로에 구비된 필터를 눈이큰 것으로 사용하게 되면 포집된 우수의 품질이 떨어져 사용 용도 상의 제약을 받을 수 있게 되거나, 눈이 작은 또 다른 필터를 필요로 하게 된다.

본 발명은 종래의 우수 포집 장치가 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 초기 우수가 포집 장치 외부로 자동 분리 배출되도록 하며, 초기 우수 이후의 비교적 깨끗한 우수만을 모은 후 이를 다시 필터링 함으로써 필터링 부하를 줄이는 동시에 더욱 깨끗한 우수를 저장, 공급할 수 있는 청정 우수 포집 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 초기 우수를 분리한 후 외부로 배출시키기 위한 초기 우수 분리 배출조와, 칸막이 역할을 하는 필터링 부재가 구비된 우수 저장조에 의하여 달성된다.

본 발명의 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치는, 오염물이 많은 초기 우수가 유입되는 탱크인 상기 초기 우수 분리 배출조(이하 줄여서 '분리 배출조'라 함)에 구조적 특징이 있는 바, 이 분리 배출조에 일정량의 초기 우수가 채워지면 그 내부에 구비된 플로우트 볼이 분리 배출조로 우수가 유입되는 유입구를 막음으로써, 초기 우수 이후에 유입되는 비교적 깨끗한 우수를 분리 배출조에 접한 우수 저장조로 유도하는 역할을 하게 된다.

이때, 우수는 집수면으로 연결되는 우수 유입관을 통하여 유입되는 바, 우수 유입관은 상기 분리 배출조와 연결된 후 그 연결부로부터 연장되어 분리 배출조와 완전히 분리된 우수 저장조에 최종 연결된다.

그리고, 상기 우수 유입관은 분리 배출조의 상판에 구비된 홈통에 연결되며, 홈통의 바닥면에 형성된 관통공에, 내·외주면을 관통하는 다수의 통공들이 형성되며 내부에 플로우트 볼이 구비되고 그 하단부가 분리 배출조 내부 바닥면 직상에 위치하게 되는 유공관의 상단부가 결합되는 구조이다.

따라서, 초기 우수는 상기 우수 유입관과 홈통 및 유공관을 통하여 분리 배출조에 채워지게 되며, 오염물이 많이 함유된 일정량의 초기 우수가 분리 배출조에 채워짐에 따라 유공관 내부의 플로우트 볼이 상승하여 홈통의 관통공에 연결된 유공관의 상단부인 유입구를 막게 됨으로써, 일정량의 초기 우수 이후의 우수는 유공관을 통하여 분리 배출조로 유입되지 못하고 우수 저장조로 유입되게 된다.

이때, 분리 배출조에 채워진 우수를 비가 멈춘 후 다음 비가 오기전에 외부로 배출시킴으로써 다음 비의 초기 우수를 분리할 준비가 이루어진다.

그리고, 비교적 깨끗한 우수가 유입되는 상기 우수 저장조는 그 내부에 칸막이의 역할을 할 수 있도록 판넬 형태로 만들어져 탈부착이 가능한 필터링 부재에 의해 두 칸으로 분리되어 청정 우수 저류조와 여과조로 구분되는 바, 우수 유입관을 통하여 유입되는 우수는 상기 여과조로 유입된 후 상기 필터링 부재를 통하여 오염물이 제거된 상태에서 청정 우수 저류조로 이동하게 되며, 이때, 상기 필터링 부재로는 부직포류가 적합하다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명 일실시예 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치의 개략 구성도를 도시하였다.

도시된 바와 같이 본 발명의 포집 장치는, 상판(P_U)에서 바닥판(P_D)측을 향하며 바닥면에 관통공(H)이 형성된 상향 개방형 홈통(G)이 상판(P_U) 일측에 형성되고, 하부 일측에 배출 밸브(V1)가 설치된 함체상의 분리 배출조(11)와;

상기 분리 배출조(11) 홈통(G) 저면의 관통공(H)에 중심이 일치되도록 상단부가 결합되어 분리 배출조(11)의 바닥판(P_D) 직상까지 연장되며, 내부에 상·하 유동 가능한 플로우트 볼(B)이 내장되고, 상단부 내주면에 환상의 부상 방지턱(J)이 직립 형성된 유공관(12)과;

상기 분리 배출조(11)와 격벽(W)을 사이에 두고 인접하며, 유체의 이동이 가능하도록 내부를 분리하는 칸막이의 역할을 하는 판넬상의 필터링 부재(F)가 구비되어 바닥판(P_D) 직상에서 상판(P_U)을 관통하여 외부로 연장되는 잉여 우수 배출관(p)과 하부 일측의 배출 밸브(V2)가 구비된 청정 우수 저류조(13A)와, 하부 일측에 배출 밸브(V3)가 구비된 여과조(13B)로 구분되는 함체상의 우수 저장조(13)와;

상기 분리 배출조(11) 상판의 홈통(G) 상단부에 연결된 후 연장되어 우수 저장조(13)의 여과조(13B)로 연결되며, 홈통(G)과의 연결전 부위에 분리 가능한 내부 스크린(S)이 구비된 함체상의 침사조(14A)가 설치된 우수 유입관(14)으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 포집 장치에 우수가 저장되는 방식을 살펴보면 다음과 같다.

지붕 등의 집수면에서 모아진 초기 우수가 우수 유입관(14)을 따라 침사조(14A)를 통과하면서 비교적 직경이 큰 모래나 부유성 입자 등이 그 내부에 침전되거나 스크린(S)에 의해 제거된 후 분리 배출조 상판의 홈통(G)에 일시적으로 모아지면서 유공관(12)을 통하여 분리 배출조(11)에 모아진다.

그리고, 초기 우수가 일정량 만큼 계속 유입되어 분리 배출조(11)의 수위가 유공관 내부의 플로우트 볼(B)과 함께 상승하면서 플로우트 볼(B)이 유공관 상단부 내주면의 부상 방지턱(J)에 밀착됨으로써, 더 이상의 우수가 홈통(G)을 통하여 유입되지 않고 여과조(13B)로 유입된다.

이때, 상기 분리 배출조의 상판(P_U)에 홈통(G)을 형성시키지 않고, 유공관(12)이 상판(P_U)을 관통하도록 한 다음 상판(P_U) 위를 지나 여과조(13B)로 연결되는 우수 유입관(14)에 상기 유공관(12)의 상단부를 직결하여도 관계는 없으며, 이러한 경우 유공관(14) 상단부 내주면에 구비된 부상 방지턱(J)의 위치가 분리 배출조(11)의 상판(P_U) 보다 낮은 위치에 있도록 하여야 한다.

그러나, 상기와 같이 유공관(12)과 우수 유입관(14)이 직결되며, 그 연결부에 상기 홈통(G)이 개재되지 않는 경우, 초기 우수의 일부가 유속에 따른 관성력에 의해 유공관(12)으로 유입되지 못하고 통과하여 우수 저장조의 여과조(13B)로 유입되는 것을 방지하고, 초기 우수의 포집이 완료되어 플로우트 볼(B)에 의해 유공관(12)의 유입구가 막히는 경우에는 여과조(13B)로 유입되는 우수에 함유될 수 있는 오염물이 여과조(13B)로 유입되기전에 침강시킴으로써, 더욱 깨끗한 우수를 포집할 수 있도록 하기 위하여 상기 홈통(G)을 구비하는 것이 바람직하다.

그리고, 활용하고자 하는 우수로부터 오염물이 많은 초기 우수를 분리하기 위한 분리 배출조(11)의 용량은 집수 면적과 오염상태에 따라 달라지나, 하수도 시설 기준 상의 초기 우수 차집 기준인 시간 최대 오수 발생량(Q) + 2mm/hr를 참고하여 2mm × 집수 면적의 용량으로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 과정을 거쳐 여과조(13B)로 유입된 우수는 필터링 부재(F)을 통과하면서 여과된 후 청정 우수 저류조(13A)에 저장되며, 상기 필터링 부재(F)는 탈부착이 가능토록 하여 주기적으로 세척한 후 다시 사용할 수 있도록 하는 것이 좋다.

그리고, 상기 청정 우수 저류조(13A)의 용량을 초과하여 지속적으로 유입되는 우수는 청정 우수 저류조(13A)의 바닥판(P_D) 직상에서 상판(P_U)을 관통하여 외부로 연장되는 잉여 우수 배출관(p)을 통하여 침강된 오염물이 있을 수 있는 저류조 바닥의 우수부터 배출되도록 하는 것이 좋다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 장치에 포집된 우수는 청정 우수 저류조에 연결되는 우수 이용 라인을 통하여 사용된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 청정 우수 포집 장치는 오염물이 많이 함유되는 초기 우수를 자동적으로 분리한 후 비교적 깨끗한 우수만을 포집함으로써, 초기 우수 포집시 발생될 수 있는 빈번한 필터 막힘이 방지되어 집수 효율을 향상시킬 수 있으며, 1차 초기 우수가 분리되기 때문에 포집된 우수의 질이 좋아지게 된다.

도 1 은 본 발명 일실시예 청정 우수 포집 장치의 개략 구성도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

11. 초기 우수 분리 배출조

12. 유공관 13. 우수 저장조

14. 우수 유입관 13A. 청정 우수 저류조

13B. 여과조 14A. 침사조

B. 플로우트 볼 F. 필터링 부재

G. 홈통 H. 관통공

J. 부상 방지턱 P_D. 하판

P_U. 상판 p. 잉여 우수 배출관

S. 스크린 V1,V2,V3. 배출 밸브

W. 격벽

Claims (6)

1. 바닥판(P_D)측을 향하며, 그 바닥면에 관통공(H)이 형성된 상향 개방형 홈통(G)이 상판(P_U) 일측에 형성된 함체상의 초기 우수 분리 배출조(11)와;

   상기 초기 우수 분리 배출조(11) 홈통(G)의 관통공(H)에 상단부가 결합되어 바닥판(P_D) 직상까지 연장되며, 내부에 상·하 유동 가능한 플로우트 볼(B)이 내장되고, 상단부 내주면에 환상의 부상 방지턱(J)이 직립 형성된 유공관(12)과;

   상기 초기 우수 분리 배출조(11)와 인접하며, 탈부착 가능한 판넬상의 필터링 부재(F)에 의해 잉여 우수 배출관(p)이 구비된 청정 우수 저류조(13A)와, 여과조(13B)의 2칸으로 내부가 구분되는 함체상의 우수 저장조(13)와;

   집수면으로부터 상기 초기 우수 분리 배출조(11) 상판의 홈통(G) 상단부에 연결된 후 연장되어 우수 저장조(13)의 여과조(13B)까지 연결되는 우수 유입관(14)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 초기 우수 분리 배출조(11)의 용적은 (집수 대상 면적)×2mm 인 것을 특징으로 하는 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 분리 배출조(11)와 청정 우수 저류조(13A) 및 여과조(13B)의 각 하부 일측에는 배출 밸브(V1)(V2)(V3)가 구비된 것을 특징으로 하는 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 분리 배출조의 홈통(G)과 연결되기전의 우수 유입관(14)에는 분리 가능한 내부 스크린(S)이 구비된 함체상의 침사조(14A)가 부가적으로 설치된 것을 특징으로 하는 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 필터링 부재(F)는 부직포로 이루어진 것을 특징으로 하는 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 잉여 우수 배출관(p)은 바닥판(P_D) 직상에서 연장되어 상판(P_U)을 관통하여 외부로 연장된 것을 특징으로 하는 초기 우수를 배제한 청정 우수 포집 장치.