KR100760552B1 - 투수 가능한 환경 친화형 스틸 그레이팅 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투수 가능한 환경 친화형 스틸 그레이팅에 관한 것이다.

본 발명은 장방형의 프레임 내측 공간에 적정한 간격을 두고 가로방향과 세로방향으로 격자상의 격판이 형성되는 공지된 스틸 그레이팅의 바닥면에 골재이탈 방지부재를 고정하고, 상기 격판 사이의 공간에 토르마린이 혼합된 투수성 골재를 충진하여 투수성 골재가 골재이탈 방지부재에 의하여 유지되는 것을 기술적인 특징으로 하는 것으로, 스틸 그레이팅을 별도로 제작하지 아니하고, 기존에 통상적으로 사용되고 있는 스틸 그레이팅의 구조를 적용할 수 있게 되어 장차 공지된 구조로 제작되는 스틸 그레이팅은 물론이고, 이미 제작되어져 있는 공지된 구조의 스틸 그레이팅을 이용하여 개선된 구조의 스틸 그레이팅을 제공함으로써, 제작이 용이하고, 기존의 자원을 재활용할 수 있게 하는 것이다.

투수, 배수, 스틸 그레이팅, 토르마린, 수질개선, 환경미화

Description

투수 가능한 환경 친화형 스틸 그레이팅{.}

도 1은 종래 스틸 그레이팅의 제조과정을 나타낸 사시도

도 2는 본 발명 실시예의 분리 사시도

도 3은 본 발명 실시예의 평면도

도 4는 본 발명 실시예의 종단면도

도 5는 본 발명의 다른 실시예의 단면도

도 6는 본 발명의 다른 실시예의 종단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 스틸 그레이팅 2 : 골재이탈 방지부재

3 : 투수성 골재 10 : 프레임

11 : 격판 12 : 배수공간

대한민국 실용신안등록 20-230696 ‘스틸 그레이팅의 오물 방지망’,

대한민국 실용신안등록 20-333116 ‘그레이팅 치합 세목 걸름망 틀’,

대한민국 실용신안등록 20-385529 ‘우수 유입용 맨홀의 오물 걸름 장치’,

대한민국 특허공개 10-2006-1907 ‘탄성그레이팅 및 그 제조 방법’

본 발명은 스틸 그레이팅에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 도로변에 설치되는 우수 유입용 배수구, 지하철, 주차장, 전력구, 통신구의 스틸 그레이팅에 수질 개선 기능을 가지고 우수를 배출하고, 오물을 여과시킬 수 있는 투수층을 형성하여 쓰레기와 흙이 하수관으로 유입되는 것을 방지하며, 악취가 역류하는 것을 방지할 수 있음은 물론이고, 외관을 미려하게 형성하여 주변 환경과 조화를 이루게 됨으로써 도시환경을 개선할 수 있는 투수 스틸 그레이팅에 관한 것이다.

일반적으로 도로변에는 우수의 범람을 방지하기 하기 위하여 배수가 바르게 진행되도록 긴 통로로 형성되는 배수구를 형성하고, 이 배수구의 상부에는 안전을 위하여 스틸 그레이팅을 설치하고 있다.

이러한 스틸 그레이팅은 도 2에서 보는 바와 같이 장방형의 사각체 프레임(1) 내부에 가로방향과 세로방향으로 일정한 간격을 유지하는 다수개의 격판(2)을 설치하여 안전을 도모하게 되는 것이다.

그러나 상기한 구조의 스틸 그레이팅은 격판 사이의 공간을 통하여 낙옆이 나, 담배꽁초를 비롯하여 각종 오물이 하수구로 유입됨으로써 배수구가 막히게 되어 배수 기능을 상실할 수 있으며, 또한 금속재로 제작되는 스틸 그레이팅이 외부에 노출된 상태에서는 외관이 좋지 않아서 도시의 미관을 저해시키는 요인이 되고 있음은 물론이고, 유모차, 휠체어, 쇼핑카트, 여행용 가방 등과 같은 운송수단의 바퀴가 바질 염려가 있어서 그레이팅 위를 지나갈 때에는 조심스럽게 옆으로 비스듬하게 통과하여야 하는 불편함이 있다.

또한 학교에서는 아이들이 작은 공이나 연필이 스틸 그레이팅이 설치된 배수구로 빠질 경우에는 격판으로 형성되는 배수공간 사이로 손을 넣어 다치는 경우도 있기 때문에 학교에서는 어린이 보호차원에서 스틸 그레이팅의 구조적 개선이 절대적으로 필요하다.

스틸 그레이팅을 통하여 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 것으로는 실용신안등록 20-230696 ‘스틸 그레이팅의 오물 방지망’, 실용신안등록 20-333116 ‘그레이팅 치합 세목 걸름망 틀’, 실용신안등록 20-385529 ‘우수 유입용 맨홀의 오물 걸름 장치’, 특허공개 10-2006-1907 ‘탄성그레이팅 및 그 제조 방법’ 이 알려져 있다.

상기한 실용신안등록 20-230696 ‘스틸 그레이팅의 오물 방지망’은 작은 오물이 침투되지 못할 정도의 크기로 타원공과, 미끄러짐을 방지하는 요철부를 형성하여, 보울트를 이용하여 고정하게 되는 것이다.

상기한 실용신안등록 20-333116 ‘그레이팅 치합 세목 걸름망 틀’은 그레이 팅과 빗물받이 사이에 그레이팅과 조합되는 요철형 세목 철판망 틀을 제작하여 설치하는 것이다.

상기한 실용신안등록 20-385529 ‘우수 유입용 맨홀의 오물 걸름 장치’는 그레이팅 하부에 쓰레기를 걸러주는 1차 여과망을 설치하고, 그 밑에는 유입되는 흙을 걸러주는 2차 여과용 수거함을 설치하여 그레이팅을 통하여 유입되는 각종 쓰레기를 걸러서 수거할 수 있게 되는 것이다.

이러한 스틸 그레이팅은 오물이 배수구로 유입되는 것을 나름대로 방지할 수 있으나, 금속재의 프레임과 격판이 그대로 외부로 노출되면서 악취의 역류를 방지할 수가 없어서 여전히 도시의 미관을 해치고, 이동수단의 바퀴가 빠지거나 어린이들의 안전을 위협하는 요인이 되고 있는 것이다.

한편 도 1은 상기한 특허공개 10-2006-1907 ‘탄성 그레이팅 및 그 제조 방법’에 의한 도면을 나타내고 있다.

이 도면을 참조하면 격자형태의 스틸골조 외면에 대하여 그 하부에는 EPDM, 우레탄, 폐타이어 중 일군 이상의 분쇄칩을 열경화성 응고재와 교반한 제1탄성 혼합재(140)가 스틸 골조의 하부를 완전히 커버하는 상태로 성형틀(200)에서 일정 높이까지 압착 성형되고, 그 상부에는 고탄성재의 EPDM, 우레탄, 폐타이어 중 일군 이상의 분쇄칩과 열경화성 응고재 및 유색안료가 혼합되어 외부로 안료의 색상이 표출되는 제2탄성 혼합재(160)가 스틸골조의 상부를 완전히 커버하는 상태로 일체로 압착 성형되면서, 상기 압착 성형되는 제1, 2 탄성 혼합재(140,160)에 대하여 상기 스틸 골조의 각 격자 중앙에 해당하는 위치에 배수공(180)이 상하로 관통 형성되는 것이다.

이러한 스틸 그레이팅은 고무재에 의하여 유색성 고무층이 상부에 형성되어 앞서 설명한 스틸 그레이팅이 운반수단의 바퀴가 빠지고 도시 미관을 저해시키는 요인을 해소할 수 있게 되었으나, 종래의 구조와는 다른 장방형의 성형틀(200)과 환봉이 다각적으로 결합된 스틸 골조(120)를 별도로 준비하여야 하고, 0.5~3mm의 입도를 가지고 열경화성 응고제로 압착 성형되는 유색성 고무층은 투수성이 없기 때문에 별도의 배수공을 형성하기 위하여 사각체로 되는 다수개의 성형돌기(220)를 성형 공정 중에 사용한 다음 제거하여야 하는 제조 공정상의 어려움이 있는 것이며, 상기 성형돌기(220)에 의하여 형성되는 배수공(180)은 우수의 신속한 배출이 가능하도록 일정 이상의 크기로 형성되어야 함으로써 이 배수공(180)을 통하여 여전히 오물이 유입되는 문제점과 하수관의 악취가 역류하는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 스틸 그레이팅에 내재되어 있는 문제점들을 해결함에 있어서, 스틸 그레이팅을 별도로 제작하지 아니하고, 기존에 통상적으로 사용되고 있는 스틸 그레이팅의 구조를 적용할 수 있게 되어 장차 공지된 구조로 제작되는 스틸 그레이팅은 물론이고, 이미 제작되어져 있는 공지된 구조의 스틸 그레이팅을 이용하여 토르마린을 구비하는 투수층을 형성하여 개선된 구조의 스틸 그레이팅을 제공함으로써, 제작이 용이하고, 안전하며, 기존의 자원을 재활용하면서, 스틸 그레이팅에서 토르마린 세라믹 분말의 작용에 의하여 음이온이 방출되면서 스틸 그레이팅을 통하 여 배수되는 물을 정화하고 수질을 개선함으로써 시민들의 건강에 이바지할 수 있게 하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 장방형의 프레임 내측 공간에 적정한 간격을 두고 가로방향과 세로방향으로 격자상의 격판이 형성되는 공지된 스틸 그레이팅의 바닥면에 골재이탈 방지부재를 고정하고, 상기 격판 사이의 공간에 투수성 골재를 충진하여 투수성 골재가 골재이탈 방지부재에 의하여 유지되는 것을 기술적인 특징으로 하는 것이다.

상기 골재이탈 방지부재는 금속재의 판재의 안쪽면이 블랭킹 가공되어 스틸 그레이팅의 저면에서 안쪽으로 공간을 형성하며 고정되는 판체이거나, 다공판으로 형성될 수도 있다.

투수성 골재 상부에 투수성 고무칩이 이중 구조로 형성될 수도 있으며, 이러한 투수성 골재와 투수성 고무칩에는 적정한 분량의 토르마린 세라믹 분말이 혼합된다.

일반적으로 음이온이 인체에 미치는 유익한 작용은 신경계통 및 혈액, 세포, 임파액 등에 생기를 주어 약화된 기능을 강화시키고 활력을 주는 자율신경계 조절 작용을 하게 되는데, 혈액 중에 미네랄 성분인 칼슘, 나트륨, 칼륨 등의 이온화 율을 상승시켜 알칼리화의 진행을 통해 혈액을 정화해주고, 엔돌핀, 엔케피린이라는 물질을 발생시켜서 혈청 속에 칼슘과 나트륨의 이온화율의 상승으로 혈액정화, 피로회복, 체력의 회복뿐 아니라 강한 통증이 있던 부분의 세포를 건강하게 활성화시켜서 통증을 완화시키고, 세포막에서의 전기적 물질교류로 혈액을 정화해 주면서, 작용혈청 중에 포함된 면역 성분인 글로부린의 양을 증가시켜서 감염증세에 대한 저항력을 높여주는 작용을 하며, 또한 공기 중에 존재하는 여러 가지 오염물질, 즉 담배연기 아황산가스, 질소산화물, 일산화 탄소, 오존 및 각종 유기물질 들의 양이온을 침전시켜 제거하므로 공기를 깨끗하고 신선하게 유지하는 공기정화기능과 세균이나 먼지, 곰팡이, 오염된 입자들을 중화 및 제거하는 작용을 하는 것이다.

토르마린(Tourmaline)은 6각 주상형의 결정을 갖는 붕규산염으로 육방정계에 속하는 천연광물로서 결정 자체가 전기를 발생하는 특성을 가지고 있는 것으로, 원석이나 분말은 수분에 닿으면 순간적으로 수분에 방전을되며, 분리된 수소이온(H+)은 마이너스 전극에 끌려서 방출되는 전자와 결합되어 중화되고 수소가스(H2)가 되어 증발하여 물이 알카리 이온화가 된다.

또 수산이온(OH-)은 주변의 물 분자와 결합하여 히드록실(H₃O₂)이라고 하는 계면활성물질이 된다.

히드록실 이온은 물을 최적의 pH7.4로 약 알카리화 시키고, 발생되는 원적외선은 경이적으로 높은 수치를 나타내서, 강력한 열효과와 높은 침투력으로 인체에 혈액순환촉진, 혈액 정화 및 혈전용해 효과가 있고, 인체내에서 면역기능을 향상시키면서 자율신경을 자극하여 교감신경의 흥분을 억제하며 산성화된 인체를 환원시 키는 역할을 하는 것이다.

이와 같이 토르마린 세라믹 분말을 포함하는 투수층을 구비하는 본 발명은 바닥면에 골재이탈 방지부재가 고정된 공지된 구조의 스틸 그레이팅의 격자상 공간에 투수성 골재를 충진함으로써 우수가 신속하게 배수되면서 이물질이 유입되거나 운반수단의 바퀴가 빠지는 위험 요소를 완전히 배제할 수 있음은 물론이고, 수질을 정화하고, 하수시설로부터 악취가 역류하는 것을 방지하고 도시 미관을 효과적으로 개선할 수 있게 된다.

본 발명의 특징과 장점들은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 더욱 명확하게 될 것이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 스틸 그레이팅과 골재이탈 방지부재가 분리된 상태의 사시도를 나타내고 있다.

이 도면을 참조하면, 스틸 그레이팅(1)의 하부에 골재이탈 방지부재(2)가 고정되는 구조로 된다.

스틸 그레이팅(1)은 장방형의 프레임(10) 내측 공간에 가로방향과 세로방향으로 일체로 고정되는 격자상의 격판(11)에 의하여 구획되는 다수의 배수공간(12)이 형성되는 공지된 구조로 형성되어 있다.

골재이탈 방지부재(2)는 금속재 철판으로 되면서 배수가 가능하도록 일정한 간격으로 다수개의 배수공(20)이 형성되어 스틸 그레이팅(1)의 바닥면에 융착되어 고정된다.

도 3은 본 발명의 스틸 그레이팅의 평면도를 나타내고 있으며, 도 4는 단면도를 나타내고 있다.

이 도면을 참조하면 도 2을 통하여 설명된 바와 같이 골재이탈 방지부재(2)가 고정된 스틸 그레이팅(1)의 상부를 통하여 모든 배수공간(12)에 투수성 골재(3)가 채워져 있다.

투수성 골재(3)는 20~35%의 공극률을 가지는 투수층으로, 일반적인 도로 포장용에 사용되는 쇄석이나 질석, 부석, 난석, 진주암으로부터 선택되는 다공질 원석일 수도 있다.

쇄석인 경우에는 평균 입도가 8mm~12mm인 골재 10kg 당 바인더 200g~1.5kg을 혼합하여 스틸 그레이팅(1)의 배수공간(12)에 개입된다.

바인더가 혼합되는 고무칩은 칩은 바람직하게 8mm체의 통과중량 백분율이 100%이고, 5mm체의 통과중량 백분률이 70~100%이며, 2.5mm체의 통과중량 백분율이 10~15%의 입도 분포를 가지며, 이러한 우레탄 칩 85~95중량%에 대하여 바인더 15~19중량%가 혼합된다.

바인더는 통상적으로 시멘트 모르타르에 첨가할 수 있는 천연고무와 합성고무를 포함하는 모든 혼화제, 예를 들면 SBN · NBR · 에폭시계 · 아크릴계 · 우레탄계의 수지가 사용될 수 있다. 이러한 바인더는 통상적으로 에멀젼으로 첨가할 수도 있다.

고무칩은 통상 8mm체의 통과중량 백분율이 100%이지만, 이것보다 큰 입도를 가지는 것이 사용될 수도 있다. 그러나 8mm체를 통과하지 못하는 우레탄 칩이 다량 포함되면 외관이 투박하고, 노면이 균일하게 되지 않기 때문에 1㎥당 최대 5% 이하가 되는 것이 바람직하다.

이러한 투수성 골재(3)는 바인더에 의하여 격판(11)의 측면에 부착력을 가지게 되며, 또한 스틸 그레이팅(1)의 바닥면에 일체로 고정된 골재이탈 방지부재(2)에 바인더로 부착되면서 견고한 고정력을 형성하여 배수공간(12)으로부터 이탈되지 않게 된다.

다공질 원석의 하나인 질석은 화산암 계통이 마그마 상태에서 가스가 빠지면서 형성된 무기질 소재로 다공질이어서 흡수력이 좋고 비중 및 질량이 상당히 가벼워서 하중의 영향을 받는 옥상 슬라브 등의 기초 토양과 내열재료 그리고 방음재로도 많이 사용되고 있는 것으로 본 발명과 같이 금속재로 구성되는 스틸 그레이팅의 중량을 고려한 재료로서 적합한 것이다.

부석은 마그마가 대기 중으로 방출될 때 압력이 갑자기 감소한 결과로 마그마 중의 휘발성 성분이 빠져 나가서 수많은 기공이 생긴 것으로 외관상 비중이 작아서 물에 뜰 만큼 가볍고, 구조용 콘크리트를 비롯하여 지붕이나 빙고(氷庫) ·욕조, 그 밖에 차열벽용 콘크리트의 골재로 사용되는 것으로 또한 본 발명의 주재료로서 적합한 것이다.

난석은 무기물질로서 주로 원예용으로 사용되는 것으로 자체적으로 기공이 많고 경량체이면서, 보수성과 배수성이 양호하여 또한 본 발명의 주재료로서 적합 한 것이다.

그리고 진주암은 고온에서 팽창시킨 후 경량골재 원료로서 산업용, 건축용 및 농업용으로 사용되는 것으로 또한 본 발명의 주재료로서 적합한 것이다.

따라서 질석, 부석, 난석 및 진주암에서 선택되는 다공질 원석을 소성하여 기공을 확대시키고, 스틸 그레이팅의 투수층을 구성하게 된다면 소성된 발포 다공질 원석으로 구성되는 경량 포장재로서 투수성을 나타내면서 운반 수송 및 시공이 용이하여 물류 수송에 따르는 비용을 절감할 수 있으며, 이러한 다공질 원석을 다양한 색상의 염료로 매염을 하여 미화된 도시의 환경을 제공할 수 있게 될 것이다.

이러한 다공질 원석은 자연에서 채취되는 0.5~1.5mm 크기의 질석, 부석, 난석, 진주암으로부터 선택되는 것을 300~1000℃에서 소성하여 기공을 팽창시키고, 기공이 팽창된 다공질 원석 50~65중량%를 톨루엔 13~28중량%와, 액상의 수지 3~13중량%와, 경화제 3~13중량%를 혼합한 액상의 수지에 침지하여 수지를 침투시킨 다음 경화시켜서 표면이 단단하게 된 것이 사용된다.

질석, 부석, 난석, 진주암 등의 다공질 원석은 소성되는 과정에서 공극이 6~20배로 팽창하게 되어 경량체이면서도 투수성이 좋은 도로 포장체로 사용할 수 있게 되며, 수지를 톨루엔으로 묽게 만들어서 침투시킴으로서 침투되는 수지가 소성된 다공질 원석 체적의 95% 이상 침투되며, 이를 경화시키면 일정한 바닥재의 형상으로 성형하는 것이 가능하게 된다.

이렇게 소성된 다공질 원석은 색상의 단조로움을 극복하고 도시 미관을 개선 하기 위하여 매염 및 천연염료를 염색할 수도 있다.

상기와 같이 얻어진 다공질 원석 60~80중량%와 수지 바인더 20~40중량%를 현장 플랜트 또는 트럭 믹서에서 4~7분 동안 균등하게 혼합한 다음 30분 이내에 스틸 그레이팅(1)의 배수공간(12)에 포설하여 다짐을 하면 된다.

이와 같은 본 발명은 20~30%의 공극률을 가지는 투수성 골재(3)가 스틸 그레이팅(1)의 배수공간(12) 상부면까지 채워지면서 스틸 그레이팅(1)의 바닥면에 일체로 고정되어 있는 골재이탈 방지부재(2)에 의하여 격판(11)이 형성하고 있는 배수공간(12)으로 이물질이 유입되거나 운반수단의 바퀴가 빠지는 일이 없으며, 우수가 신속하게 배출될 수 있고 또한 하수관의 악취가 역류하여 대기 중에 확산될 우려도 없다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 스틸 그레이팅(1a)의 골재이탈 방지부재(2a) 상부에 채워지는 투수성 골재(3a)의 상부에 고무칩층(4)을 형성한 것이다.

스틸 그레이팅의 높이는 통상적으로 30mm로 되는데, 여기서 투수성 골재(3a)의 높이는 20mm 내외로 하고, 고무칩층(4)은 10mm 내외로 하는 것이 바람직하다.

고무칩층(4)은 재생 고무칩, 또는 우레탄칩 10kg 당 바인더 2kg~3kg을 혼합하여 스틸 그레이팅 안에 넣는다.

이때 재생 고무칩, 또는 우레탄칩은 주변환경에 맞게 유색성 도료가 혼합된 것을 사용하면 더욱 좋다.

이러한 고무칩층(4)은 합성수지재 산업폐기물을 포함하여 다양한 종류의 합성수지재를 사용할 수도 있다.

본 발명에 있어서 보다 바람직한 실시예는 토르마린 세라믹 분말은 투수성 골재(3)의 표면 1㎡당 0.2~1kg이 도포되는 것이 바람직하며, 투수성 골재(3)의 표면에 도포되는 고무칩층(4)은 우레탄 70~90중량%에 바인더 15~19중량%와 토르마린 세라믹 분말 1~8중량%를 혼합하는 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같은 본 발명은 인체에 무해하게 소성된 다공질 원석에 수지가 침투되어 경화가 됨으로써, 경질이면서도 매우 가벼워서 물류 수송에 따르는 비용을 절감할 수 있음은 물론이고, 다공질 원석의 투수성 골재로 되는 경량 포장재로서 투수성이 좋고, 원자재 구입이 용이하여 시공을 용이하게 할 수 있다.

또한 시공이 된 다음에는 배수공간을 막고 있는 투수성 골재로 인하여 이물질의 유입이 방지되어 하수관이 각종 오물로 막히지 않고, 여행용 가방 휠체어, 운반용 가방 등과 같은 운반수단의 바퀴나 어린이의 신체가 빠져서 다칠 염려가 없다.

그리고 배수공간에 채워져 있더라도 우수의 배출이 용이한 투수성 골재로 우수가 신속하게 배출되어 우수로 인한 재해를 막을 수 있을 뿐만 아니라 투수층에 포함되어 있는 토르마린에 의한 원적외선 방사 효과와 음이온의 계면활성 및 환원작용에 의하여 인체에 유익하고, 지중에 스며드는 물의 수질을 개선하여 하수의 악 취를 방지하고 지하수 자원을 최적의 상태로 보존하며, 도시의 환경을 미려하게 할 수 있다.

Claims (4)

1. 스틸 그레이팅의 격자상 격판 사이에 투수성 골재를 충진함에 있어서,

   스틸 그레이팅의 바닥면에 금속재 철판에 다수개의 배수공(20)이 천공된 골재이탈 방지부재(2)를 고정하고,

   상기 골재이탈 방지부재(2)의 상부에는 0.5~1.5mm 크기의 질석, 부석, 난석, 진주암으로부터 선택되는 다공질 원석을 300~1000℃에서 소성하여 기공을 팽창시키고, 기공이 팽창된 다공질 원석 50~65중량%를 톨루엔 13~28중량%와, 액상의 수지 3~13중량%와, 경화제 3~13중량%를 혼합한 액상의 수지에 침지하여 수지를 침투시킨 다음 경화시켜서 20~30%의 공극률을 가지는 투수성 골재(3a)를 형성하고,

   상기 투수성 골재(3a)의 상부에는 8mm체의 통과중량 백분율이 100%이고, 5mm체의 통과중량 백분률이 70~100%이며, 2.5mm체의 통과중량 백분율이 10~15%의 입도 분포를 가지는 우레탄 칩 85~95중량%에 바인더 15~19중량%가 혼합된 투수성 고무칩(4)을 이중 구조로 형성하여서 되는 것을 특징으로 하는 투수 가능한 환경 친화형 스틸 그레이팅.
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