KR100928686B1 - 초기우수 배제시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초기우수 배제시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수배관에 정체되어 있는 우수를 배출하여 재활용하고자 하는 우수의 오염을 방지할 수 있고, 수위측정센서를 외부가 아닌 우수배관에 설치하여 작업의 편의성을 높이고, 비용을 절감할 수 있는 초기우수 배제시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 건축물의 지붕 또는 옥상의 빗물을 집수하는 집수수단과; 제1 수위측정센서가 배치된 제1 저수조와; 제2 수위측정센서가 배치된 제2 저수조와; 제3 수위측정센서가 배치되고, 제1 집수수단, 제1 저수조, 제2 저수조를 연결하는 우수배관과; 우수배관을 개폐하는 밸브; 및 제2 또는 제3 수위측정센서에서 측정된 수위, 기설정시간 중 어느 하나 또는 둘 이상에 의해 우수를 제1 저수조 또는 제2 저수조에 공급하도록 밸브를 제어하는 제어부; 를 포함한다.

초기우수, 집수수단, 저수조, 수위측정센서, 우수배관, 맨홀, 비점오염원

Description

초기우수 배제시스템{TREATMENT SYSTEM OF INCIPIENT RAINWATER}

본 발명은 초기우수 배제시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수배관에 정체되어 있는 우수를 배출하여 재활용하고자 하는 우수의 오염을 방지할 수 있고, 수위측정센서를 외부가 아닌 우수배관에 설치하여 작업의 편의성을 높이고, 비용을 절감할 수 있는 초기우수 배제시스템에 관한 것이다.

우리나라는 세계적으로 볼 때 물부족 국가에 속해 있고, 이를 해결하기 위한 효율적인 물의 관리와 확보 및 활용 방안이 시급히 요구되고 실정이며, 그 대안으로는 우수를 효율적으로 이용하는 방법들이 다각적으로 검토 및 개발되고 있다.

특히 빗물, 즉 우수를 저장 및 활용하는 방법으로서 학교, 공공시설 및 가정 등에서는 저장탱크를 만들어 우수를 저장하고, 저장된 물을 생활용수나 조경용수 및 소방용수로 활용하고 있다.

그런데, 우수는 대기 중의 여러 오염물질을 함께 씻어내리며, 지표면에서도 각종 오염물질이 포함된 상태로 이동하므로, 이러한 우수를 이용하기 위해서는 오 염 문제를 해결해야만 한다. 특히 비점오염물질은 초기 우천시 다량의 오염물질이 우수과 함께 흘러내리게 되는바, 이러한 초기 우수에 대한 대책이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다.

그러나 종래의 우수 저장 및 활용방법들은 단순히 우수를 모아 저장한 후, 음용수설비, 오염물질처리장치 및 생활용수, 조경용수, 공업용수, 소방용수 등의 재활용설비로 공급하는데 그치고 있는 실정이며, 더 나아가 집중호우나 평상시 저수량을 조절하는 역할을 하지 못하고, 초기 우수에 포함된 이물질이나 오염물질을 효과적으로 제거하지 못하고 있는 실정이다.

이에, 본 출원인은 우천시 비점오염물질이 상당량 포함된 초기 우수를 배제하고 이후 우수를 저수 처리하여, 후단처리시설이나 재활용시설로 공급 및 활용하는 기술을 출원하여 등록(대한민국 실용신안 등록 제398164호 "초기 빗물처리장치") 받은 바 있다.

이러한 "초기 빗물처리장치"는 전술한 문제점을 해결하는 데 탁월한 성능을 발휘하였으나, 우천시 건물 옥상 등에서 유입되는 초기우수가 우수저수조 유입배관과 우수맨홀로 분기되어 연결된 배관에 정체한 상태로 있다가 초기우수가 배제된 이후 우수유입시 우수저수조에 유입되어 오염이 발생할 수 있는 우려가 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 초기 빗물처리장치에서 기인하는 제반 문제점을 해결 보완하기 위한 것으로,

본 발명의 목적은 우수배관에 정체되어 있는 우수를 배출하여 재활용하고자 하는 우수의 오염을 방지할 수 있는 초기우수 배제시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 수위측정센서를 외부가 아닌 우수배관에 설치하여 작업의 편의성을 높이고, 비용을 절감할 수 있는 초기우수 배제시스템을 제공하는 데 있다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 건축물의 지붕 또는 옥상의 빗물을 집수하는 집수수단과; 제1 수위측정센서가 배치된 제1 저수조와; 제2 수위측정센서가 배치된 제2 저수조와; 제3 수위측정센서가 배치되고, 집수수단, 제1 저수조, 제2 저수조를 연결하는 우수배관과; 우수배관을 개폐하는 밸브; 및 제2 또는 제3 수위측정센서에서 측정된 수위, 기설정시간 중 어느 하나 또는 둘 이상에 의해 우수를 제1 저수조 또는 제2 저수조에 공급하도록 밸브를 제어하는 제어부; 를 포함하는 초기우수 배제시스템을 제공한다.

우수배관은 제1 우수배관과 제2 우수배관으로 이루어지며 이들 제1,2 우수배관 사이에 우수가 일시 정체되었다가 방류되는 맨홀이 연결되고, 집수수단에서 제1 우수배관을 통해 집수된 우수는 맨홀을 통해 일정시간 방류된 후 제2 우수배관을 따라 제1 저수조, 제2 저수조 중 어느 하나에 공급되도록 구성될 수 있다.

밸브는, 제1 저수조측에 연결된 우수배관을 개폐하는 제1 밸브; 및 제2 저수조측에 연결된 우수배관을 개폐하는 제2 밸브; 를 포함하도록 구성될 수 있다.

제1 저수조에는 배수펌프가 연결되고, 제어부는, 제1 수위측정센서에 의해 측정된 수위가 설정된 수위 이상일 경우 배수펌프를 구동시켜 제1 저수조에 저장된 우수를 배수하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 초기우수 배제시스템에 의하면, 우수배관에 정체되어 있는 우수를 배출하여 재활용하고자 하는 우수의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 수위측정센서를 외부가 아닌 우수배관에 설치하여 작업의 편의성을 높이고, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초기우수 배제시스템의 계통도이고, 도 2는 도 1에 도시된 초기우수 배제시스템의 요부를 나타낸 상세도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 초기우수 배제시스템은 크게 집수수단(10)과 제1 저수조(20), 제2 저수조(30), 우수배관(40), 밸 브(50a, 50b) 및 제어부(60)를 포함하여 구성된다.

집수수단(10)은 건축물(B)의 지붕 또는 옥상에 내린 우수를 집수하는 수단, 예를 들어 집수구이다. 이와 같이 우수를 집수하는 수단으로는 별도의 설비를 형성할 수도 있으나 건축물(B)의 지붕 또는 옥상 자체가 우수를 집수하는 수단이 될 수 있다.

제1 저수조(20)에는 우천시 일정시간, 예를 들어 약 10~60분간 초기 우수를 방류시킨 후의 우수가 저장되며 미관상, 유지관리상 지하에 배치될 수 있다. 제1 저수조(20)에는 제1 저수조(20)에 저장된 우수의 유량, 즉 수위를 측정하기 위한 제1 수위측정센서(22), 예를 들어 초음파 센서나 플로트 레벨 스위치 등이 연결된다. 여기서, 제1 저수조(20)에는 제1 수위측정센서(22)에 의해 측정된 수위에 따라 저장된 우수를 배수시킬 수 있도록 배수펌프(24)가 연결될 수 있다.

제2 저수조(30)는 제1 저수조(20)에 어느 정도 시간 동안 유입시킨 후의 우수가 저장되는 곳으로써 실질적으로 재활용, 예를 들어 건축물(B) 내부의 냉방을 위한 냉각수라던가 음용수, 오염물질처리장치 및 생활용수, 조경용수, 공업용수, 소방용수 등으로 사용되는 우수가 저장된다. 제2 저수조(30)는 제1 저수조(20)와 마찬가지로 지하에 배치될 수 있고, 제2 저수조(30)의 수위를 측정하기 위한 제2 수위측정센서(32)가 연결된다. 제2 수위측정센서(32)는 제1 수위측정센서(22)와 동일한 센서를 사용할 수도 있고, 다른 센서를 사용할 수도 있다.

우수배관(40)은 본 발명을 이루는 각각의 구성요소, 즉 집수수단(10), 제1 저수조(20), 제2 저수조(30)를 연결하여 우수의 이동을 안내하게 된다. 우수배 관(40)에는 우수배관(40) 내의 수위를 측정하기 위한 제3 수위측정센서(42)가 배치된다. 제3 수위측정센서(42)는 제1 수위측정센서(22), 제2 수위측정센서(32)와 동일한 센서 또는 다른 센서를 사용할 수 있다.

밸브(50a, 50b)는 우수배관(40)을 통한 우수의 유입량을 제어하도록 개폐되어 우수가 제1 저수조(20) 또는 제2 저수조(30)로 유입되도록 하게 된다. 이때, 본 발명에서는 제1 저수조(20) 측에 연결된 우수배관(40)에 제1 밸브(50a)가 배치되고, 제2 저수조(30) 측에 연결된 우수배관(40)에 제2 밸브(50b)가 배치된다.

제어부(60)는 본 발명의 전체적인 동작을 제어하는 구성요소이며 제2 수위측정센서(32)에서 측정된 수위, 제3 수위측정센서(42)에서 측정된 수위, 기설정시간 중 어느 하나 또는 둘 이상에 의해 밸브(50a, 50b)를 제어하게 된다. 이에 따라 우수를 제1 저수조(20) 또는 제2 저수조(30)에 유입시키게 된다. 그리고, 제1 저수조(20)에 배수펌프(24)가 연결되어 있는 경우 배수펌프(24)를 구동시켜 제1 저수조(20)에 저장된 우수를 배수하도록 제어할 수 있다. 또한 우천시 일정시간, 예를 들어 약 10~60분간 초기 우수를 방류시키고자 하는 경우 제어부(60)에 의해 밸브(50a, 50b)가 모두 폐쇄되며, 이때 우수는 우수배관(40)에 연결된 배수배관(44)을 통해 방류된다. 이러한 배수배관(44)에는 우수에 포함되어 있는 침전물이나 부유성 오물, 유분이나 기타 오염물질을 분리, 제거할 수 있는 맨홀(70)이 배치되어 우수가 일시 정체되었다가 방류되도록 구성될 수 있다.

한편, 집수수단(10)이나 우수배관(40)에는 스크린(미도시) 등과 같이 우수에 포함되어 있는 쓰레기나 휴지, 낙엽, 조약돌 등과 같은 비교적 큰 오염물질을 제거 할 수 있는 별도의 여과장치가 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초기우수 배제시스템의 계통도이고, 도 4는 도 3에 도시된 초기우수 배제시스템의 요부를 나타낸 상세도이다.

도 3 및 도 4를 살펴보면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 초기우수 배제시스템은 전술한 제1 실시예와 거의 유사하나, 제1 실시예와는 달리 집수수단(10)에서 집수된 우수가 먼저 맨홀(70)에 공급되도록 구성된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 초기우수 배제시스템에 의하면, 우수배관(40)을 제1 우수배관(40a)과 제2 우수배관(40b)으로 구성하고 이들 제1,2 우수배관(40a)(40b) 사이에 우수가 일시 정체되었다가 방류되는 맨홀(70)이 연결되도록 구성하고 있는 것으로서, 집수수단(10)에서 집수된 우수는 제1 우수배관(40a)을 통해 맨홀(70)로 공급되어 일정시간 방류된 후 이어서 제2 우수배관(40b)을 따라 상기 제1 저수조(20), 상기 제2 저수조(30) 중 어느 하나에 공급되는 것이다.

이에 따라 맨홀(70)을 통해 우천시 일정시간, 예를 들어 약 10~60분간 초기 우수가 일시 정체되었다가 방류되며, 또한 우수에 포함되어 있는 침전물이나 부유성 오물, 유분이나 기타 오염물질 등이 분리, 제거된다.

즉, 집수수단(10)에서 집수된 우수는 맨홀(70)을 통해 1차적으로 여과된 상태로 제1 저수조(20) 또는 제2 저수조(30)에 공급되는 것이다.

이하에서는 이러한 구성에 따른 본 발명에 따른 초기우수 배제시스템의 동작을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이때, 본 발명의 제2 실시예에 따른 초기우수 배제시스템의 경우 제1 실시예의 동작과 거의 유사하므로 여기에서는 제1 실시예에 대한 설명을 주로 하기로 한다.

비가 오지 않는 평상시, 즉 제2 우수배관(40b)에 연결된 제3 수위측정센서(42)에 의해 측정된 수위가 ⑦의 위치인 경우에는 제1 및 제2 밸브(50a, 50b)가 폐쇄되어 있게 된다. 이와 같이 제2 우수배관(40b)에는 제3 수위측정센서(42)에 의해 과다수위와 정상수위, 즉 ⑥, ⑦의 위치가 설정되어 있다.

이후, 비가 오게 되어 집수수단(10)에 의해 집수된 우수가 제1 및 제2 우수배관(40a,40b)으로 유입되기 시작하면, 제3 수위측정센서(42)를 통해 제2 우수배관(40b)의 우수 수위를 측정하게 된다. 이때 수위가 과다수위인 ⑥의 위치가 되면 타이머(미도시)에 의해 미리 설정되어 있는 시간(제1 기설정시간) 동안 제1 및 제2 밸브(50a, 50b)의 폐쇄상태를 유지함으로써 초기 우수를 배수배관(44)을 통해 방류시키게 된다. 이와 같이 초기 우수를 방류하는 이유는 초기 우수의 오염물질 농도가 매우 높고 중금속 등과 같은 불특정 다수의 유해물질이 많이 포함되어 있기 때문이다. 이 단계에서는 약 10~60분 간 제1 및 제2 밸브(50a, 50b)의 폐쇄상태를 유지하게 되며, 시간의 설정은 비의 양이나 비의 지속시간 등에 따라 다르게 설정 가능하다.

제1 실시예와는 다르게 제2 실시예에서는 집수수단(10)에 의해 집수된 우수가 제1 우수배관(40a)을 통해 먼저 맨홀(70)에 유입되고, 맨홀(70)로부터 제1 저수조(20), 제2 저수조(30)에 연결되어 있는 제2 우수배관(40b)으로 우수가 유입되면 제3 수위측정센서(42)를 통해 우수의 수위를 측정하여 초기 우수를 방류시키게 된다.

그리고 제1 기설정시간이 지난 후에는 제2 밸브(50b)가 폐쇄되어 있는 상태에서 제1 밸브(50a)를 개방하여 제2 기설정시간 동안 제1 저수조(20)에 우수를 유입시키게 된다. 제1 저수조(20)에는 제1 수위측정센서(22)에 의해 과다수위, 정상수위를 나타내는 ④와 ⑤의 위치가 설정되어 있다. 이에, 제1 수위측정센서(22)에 의해 과다수위인 ④의 위치가 측정되는 경우 정상수위인 ⑤의 위치까지 배수펌프(24)를 가동시켜 제1 저수조(20)의 우수를 별도의 배관을 통해 배수시키게 된다. 한편, 제2 기설정시간은 약 5~10분으로 설정되며, 이 또한 비의 양이나 비의 지속시간 등에 따라 다르게 설정 가능하다.

제2 기설정시간이 지나면 제1 밸브(50a)를 폐쇄하여 더 이상 제1 저수조(20)에 우수가 유입되지 않도록 하면서 제2 밸브(50b)를 개방하여 제2 저수조(30)에 우수를 유입시키게 된다.

제2 저수조(30)에는 제2 수위측정센서(32)에 의해 과다수위, 정상수위, 필요수위를 나타내도록 ①, ②, ③의 위치가 설정되어 있다. 이에, 우수가 유입되면서 제2 저수조(30)의 수위가 점차 높아지다가 제2 수위측정센서(32)에 의해 측정된 수위가 과다수위인 ①의 위치에 오게 되면 제2 밸브(50b)를 폐쇄하여 더 이상 우수가 제2 저수조(30)에 유입되지 않도록 한다.

제2 저수조(30)의 수위가 ①의 위치인 상태에서 제2 저수조(30)에 저장되어 있는 우수를 재활용, 예를 들어 음용수설비, 오염물질처리장치 및 생활용수, 조경용수, 공업용수, 소방용수 등의 재활용설비로 배출하여 사용하게 되면 제2 저수조(30)의 수위는 정상수위인 ①의 위치, 우수의 유입이 필요한 필요수위인 ②의 위치까지 하강하게 된다.

그런데, 제2 저수조(30)의 수위가 ①~②의 위치를 유지하는 경우 제2 밸브(50b)는 개방되지 않는 상태이므로 우수는 제2 우수배관(40b) 내에 머물러 있게 되는데 제2 우수배관(40b) 내의 우수의 수위가 ⑥의 위치인 경우 이를 방치하면 다음의 우천시 제2 우수배관(40b) 내에 방치된 우수가 제2 저수조(30)에 유입될 가능성이 있게 된다.

따라서, 이러한 경우 제1 밸브(50a)를 개방하여 제2 우수배관(40b)에 머물러 있는 우수를 제1 저수조(20)에 유입시키게 되며, 이에 따라 제3 수위측정센서(42)에 의해 측정된 제2 우수배관(40b)의 수위가 ⑦의 위치가 되면 제1 밸브(50a)가 폐쇄되어 비가 오기 전인 평상시의 상태로 돌아가게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명의 동작은 제1 내지 제3 수위측정센서(42)에서 측정된 수위에 대한 데이터와 기설정시간(제1 및 제2 기설정시간)을 취합하여 연산하며, 그 결과에 따라 제1 및 제2 밸브(50a, 50b)와 배수펌프(24)를 동작시키는 제어부(60)에 의해 이루어지게 되며, 제어부(60)에는 시간을 측정하기 위한 타이머가 구비된다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초기우수 배제시스템의 계통도이다.

도 2는 도 1에 도시된 초기우수 배제시스템의 요부를 나타낸 상세도이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초기우수 배제시스템의 계통도이다.

도 4는 도 3에 도시된 초기우수 배제시스템의 요부를 나타낸 상세도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 집수수단 20: 제1 저수조

22: 제1 수위측정센서 24: 배수펌프

30: 제2 저수조 32: 제2 수위측정센서

40,40a,40b: 우수배관 42: 제3 수위측정센서

44: 배수배관 50a, 50b: 제1, 제2 밸브

60: 제어부 70: 맨홀

B: 건축물

Claims (5)

1. 건축물의 지붕 또는 옥상의 빗물을 집수하는 집수수단과;

   제1 수위측정센서가 배치된 제1 저수조와;

   제2 수위측정센서가 배치된 제2 저수조와;

   제3 수위측정센서가 배치되고, 상기 집수수단, 상기 제1 저수조, 상기 제2 저수조를 연결하는 우수배관과;

   상기 우수배관을 개폐하는 밸브; 및

   상기 제2 또는 제3 수위측정센서에서 측정된 수위, 기설정시간 중 어느 하나 또는 둘 이상에 의해 우수를 상기 제1 저수조 또는 상기 제2 저수조에 공급하도록 상기 밸브를 제어하는 제어부를 포함하며;

   상기 밸브는,

   상기 제1 저수조측에 연결된 우수배관을 개폐하는 제1 밸브; 및

   상기 제2 저수조측에 연결된 우수배관을 개폐하는 제2 밸브;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초기우수 배제시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 우수배관은 제1 우수배관과 제2 우수배관으로 이루어지며 이들 제1,2 우수배관 사이에 우수가 일시 정체되었다가 방류되는 맨홀이 연결되고,

   상기 집수수단에서 제1 우수배관을 통해 집수된 우수는 상기 맨홀을 통해 일정시간 방류된 후 제2 우수배관을 따라 상기 제1 저수조, 상기 제2 저수조 중 어느 하나에 공급되는 것을 특징으로 하는 초기우수 배제시스템.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 저수조에는 배수펌프가 연결되고,

   상기 제어부는,

   상기 제1 수위측정센서에 의해 측정된 수위가 설정된 수위 이상일 경우 상기 배수펌프를 구동시켜 상기 제1 저수조에 저장된 우수를 배수하는 것을 특징으로 하는 초기우수 배제시스템.
5. 삭제

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