KR101131601B1

KR101131601B1 - 무동력 역류 방지장치

Info

Publication number: KR101131601B1
Application number: KR1020090129993A
Authority: KR
Inventors: 김종선
Original assignee: 김종선
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2012-03-30
Also published as: WO2011078604A3; KR20110072887A; US8939169B2; WO2011078604A2; US20120279586A1; JP2013515884A; JP5661796B2

Abstract

본 발명은 무동력 역류 방지장치에 관한 것으로서, 하수가 유입되는 유입구와, 하수가 배출되는 배출구와, 상기 배출구를 향하여 경사지게 설치되며 상기 유입구와 배출구를 연통하는 연통구를 형성하는 단턱부가 마련된 관체 형상의 몸체부와; 상기 몸체부의 내측에 회전 가능하게 힌지 결합되어 상기 연통구를 개폐하는 도어몸체와, 상기 도어몸체의 양측부에 각각 연장 형성되어 상기 단턱부와 상기 몸체부의 내벽 사이를 차단하는 한 쌍의 차단판을 갖는 개폐도어와; 상기 개폐도어에 마련되어, 수면에 부유 가능하도록 속이 빈 통 형상을 가지며, 상기 하수가 상기 배출구로 역류하면 상기 개폐도어에 부력을 발생하여 상기 연통구를 폐쇄하도록 상기 개폐도어를 작동시키는 부유체와; 상기 단턱부와 상기 몸체부의 바닥면 사이에 마련되어, 상기 유입구로부터 유입된 하수가 상기 연통구를 통해 상기 배출구로 유동하도록 안내하는 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 본 발명에 따른 무동력 역류 방지장치는 하수관의 말단부에 연결되어 설치가 용이하고, 하수관으로부터 하수와 함께 부피가 크거나 길이가 긴 이물질이 유입되어도 막힘이 없이 신속하게 배수할 수 있으며, 하수의 역류시 관로를 개폐하는 개폐도어가 부력에 의해 작동하여 관로를 신속하게 폐쇄함으로써 하수의 역류 현상을 방지할 수 있다.

더불어, 하수관으로부터 하수와 함께 유입되는 모래, 찌꺼기, 협잡물 등의 이물질이 개폐도어의 작동을 방해하지 않도록 관로와 개폐도어 사이의 틈새를 차단 함으로써 개폐도어의 오작동이 발생하지 않게 되어 역류 방지의 성능을 향상시킬 수 있다.

하수관, 역류 방지, 개폐도어, 부유체, 부력

Description

무동력 역류 방지장치{POWERLESS APPARATUS FOR PROTECTING REVERSION OF SEWAGE}

본 발명은 무동력 역류 방지장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 집수정에서 하수관거로 연결되는 하수관의 말단부 또는 농수로 수문 등에 설치되어, 하수가 역류하는 것을 방지하는 무동력 역류 방지장치에 관한 것이다.

주거시설, 농경시설, 공공시설 및 산업시설 등의 각종 배수구로 배출되는 하수는, 기초 하수관에서 집수정, 하수관거 또는 하수 주관, 간선 하수관에 모아져 하천 및 바다로 직접 배출되거나, 또는 하수종말처리장이나 오수처리시설 등의 하수처리시설에 차집되어 하천이나 바다 등의 공공수면으로 배출 처리되고 있다.

상기와 같은 하수 처리시설에 설치되는 기초 하수관이나 하수 주관 및 간선 하수관의 규격은 해당 시설이나 장소에서 예상되는 정상적인 하수 배출량을 충분히 처리할 수 있는 적정 규격으로 형성되어 있다.

하수 배출시에 기초 하수관이나 하수 주관 및 간선 하수관은 자유수면을 갖는 개수로(開水路) 형태로 하수를 정상 배출 처리하지만, 일부 지역에 일시적인 폭우나 집중 호우가 발생하여 유입수가 단위시간당 하수관 처리용량(소통 능력)보다 많아질 때는, 자유수면이 없이 만수 상태로 하수를 배출하는 관수로 상태가 된다.

따라서, 해당 하수관으로 미처 배출되지 못하는 유입수는 도로나 지표면으로 범람하게 되고, 동시에 하수관로의 배출수압이 높아지면서 지대가 낮은 지역의 기초 하수관 측으로 역류하면서 하수 배출처인 주택이나 공공시설 및 산업시설의 배수구 및 집수정으로 역류하여 침수피해를 유발하고 도로나 정화조 및 제반 시설들도 침수피해를 입게 된다.

또한 어느 일 지역에서의 폭우나 집중 호우에 의하여 간선 하수관이 관수로 상태가 되거나 하천의 수위가 단시간 동안 높아지는 경우, 장마에 의하여 장시간 동안 하천의 수위가 높아지는 경우, 바다의 해수 수위가 높아지는 경우 등에도 낮은 지대의 하수관거나 간선 하수관 측으로 또는 관개수로의 농수로 측으로 하수 및 하천수 또는 해수가 역류하여 침수피해가 발생한다.

근래에 들어서는 상기와 같은 하수나 하천수 또는 해수 역류에 의한 침수피해를 방지하기 위해 다양한 하수 역류방지장치가 개발되고 있으며, 이러한 하수 역류방치로는 한국 공개특허 공개번호 10-2008-0078974(이하 종래기술)의 "하수역류 방지장치"를 들 수 있다.

상기 종래기술은 하수관의 외경에 맞추어 하수관에 연결된 연결관과, 연결관의 내측에 고정된 회전축에 의해 회전가능하게 설치되며 연결관의 관로를 개폐하는 개폐기와, 연결관 내측에 마련되어 하수관을 폐쇄한 개폐기를 안착시키는 개폐기 걸림턱으로 이루어진다.

즉, 평상시에는 개폐기가 연결관의 관로를 폐쇄하고 있으며, 하수관으로부터 연결관의 관로를 통해 하수가 유입되면 하수의 수압에 의해 하수가 유입되는 방향으로 회전 가능하게 설치된 개폐기가 개방된다. 반대로 하수가 역류하면 개폐기가 폐쇄되면서 개폐기 걸림턱에 지지되어 연결관의 관로를 밀폐시킨다.

그러나, 이러한 종래기술은 하수의 수압에 의해서만 개폐기가 개방됨으로써, 하수관을 통해 배출되는 하수의 양이 적어지면 개폐기가 개방되지 않게 되는 문제점이 발생할 수 있으며, 이로 인해 폐쇄된 개폐기에 의해 하수가 하수관으로 역류하게 된다.

또한, 개폐기가 하수의 흐름을 방해하여 원활한 하수 배출이 어렵고, 연결관의 관로를 완전 개방형으로 형성할 수 없어 부피가 크거나 길이가 긴 이물질의 배출도 어려운 단점이 있다.

더욱이, 개폐기가 관로를 차단한 상태에서 개폐기의 가장자리와 연결관의 내벽 사이의 틈새로 모래, 찌꺼기, 협잡물 등의 이물질이 유입되면, 개폐기 작동의 방해요소로 작용하여 개폐기가 개방되지 않는 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 관로를 개폐하는 개폐도어가 항상 개방되어 있어 유량에 관계없이 하수를 수월하게 배수할 수 있고, 하수와 함께 부피가 크거나 길이가 긴 각종 이물질이 유입되어도 막힘이 없이 신속하게 배수할 수 있는 고 배수성의 무동력 역류 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 하수관으로부터 하수와 함께 유입되는 모래, 찌꺼기, 협잡물 등의 이물질이 관로와 개폐도어 사이의 틈새에 유입되어 개폐도어 작동을 방해하지 않도록 관로와 개폐도어 사이의 틈새를 차단하여 개폐도어의 오작동이 없는 무동력 역류 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 배출구를 통해 하수의 역류시 관로를 신속하게 차단할 수 있으며, 역류 해소시에는 관로를 완전히 개방할 수 있는 무동력 역류 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 하수관의 말단부에 연결설치함으로써 설치가 간편하고, 하수관의 규격에 따라 소형부터 대형에의 적용이 용이한 확장성을 갖는 무동력 역류 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하수가 유입되는 유입구와, 하수가 배출되는 배출구와, 상기 배출구를 향하여 경사지게 설치되며 상기 유입구 와 배출구를 연통하는 연통구를 형성하는 단턱부가 마련된 관체 형상의 몸체부와; 상기 몸체부의 내측에 회전 가능하게 힌지 결합되어 상기 연통구를 개폐하는 도어몸체와, 상기 도어몸체의 양측부에 각각 연장 형성되어 상기 단턱부와 상기 몸체부의 내벽 사이를 차단하는 한 쌍의 차단판을 갖는 개폐도어와; 상기 개폐도어에 마련되어, 수면에 부유 가능하도록 속이 빈 통 형상을 가지며, 상기 하수가 상기 배출구로 역류하면 상기 개폐도어에 부력을 발생하여 상기 연통구를 폐쇄하도록 상기 개폐도어를 작동시키는 부유체와; 상기 단턱부와 상기 몸체부의 바닥면 사이에 마련되어, 상기 유입구로부터 유입된 하수가 상기 연통구를 통해 상기 배출구로 유동하도록 안내하는 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체부의 단턱부의 둘레에는 상기 단턱부와 상기 개폐도어 사이를 밀폐하는 패킹부재가 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부유체에는 역류된 하수가 유입되는 부력 감지홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무동력 역류 방지장치는 하수관의 말단부에 연결되어 설치가 용이하고, 하수관으로부터 하수와 함께 부피가 크거나 길이가 긴 이물질이 유입되어도 막힘이 없이 신속하게 배수할 수 있으며, 하수의 역류시 관로를 개폐하는 개폐도어가 부력에 의해 작동하여 관로를 신속하게 폐쇄함으로써 하수의 역류 현상을 방지할 수 있다.

더불어, 하수관으로부터 하수와 함께 유입되는 모래, 찌꺼기, 협잡물 등의 이물질이 개폐도어의 작동을 방해하지 않도록 관로와 개폐도어 사이의 틈새를 차단함으로써 개폐도어의 오작동이 발생하지 않게 되어 역류 방지의 성능을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 무동력 역류 방지장치의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무동력 역류 방지장치의 구조를 보여주는 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 도 2의 A-A 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무동력 역류 방지장치(100)는, 하수가 유입 및 배출되는 관체 형상의 몸체부(10)와, 몸체부(10)의 내측을 개폐하는 개폐도어(20)와, 개폐도어(20)에 마련되는 부유체(30)와, 몸체부(10) 내로 하수의 유동을 안내하는 가이드(40)로 이루어진다.

몸체부(10)는 사각 단면을 갖는 관체로 형성되어 하수관에 연결되며, 일측에는 하수관으로부터 하수가 유입되는 유입구(11)가 형성되어 있고, 타측에는 하수가 배출되는 배출구(13)가 형성되어 있다.

여기서 본 실시 예의 몸체부(10)는 사각형의 단면을 갖지만 다각형, 원형, 타원형의 단면을 갖는 관체로도 형성될 수 있다.

몸체부(10)의 내측에는 관로에 대해 경사지게 설치되어 유입구(11)와 배출구(13)를 연통하는 연통구(17)를 형성하는 단턱부(15)가 마련된다. 즉, 단턱부(15) 는 사각 틀 형상으로 이루어져 있어, 몸체부(10)의 배출구(13)를 향하여 상향 경사지게 설치되며, 몸체부(10)의 양측벽과 단턱부(15)의 양측 틀 사이에는 각각 소정 간격의 틈새부(16)가 형성되어 있다.

개폐도어(20)는 몸체부(10)의 내측에 회전가능하게 마련되어, 몸체부(10)의 연통구(17)를 개방하거나 폐쇄한다. 즉, 배출구(13)를 통해 하수가 배출될 때에 연통구(17)를 개방하고, 배출구(13)로 하수가 역류할 때에는 배출구(13)를 폐쇄한다.

이러한 개폐도어(20)는 몸체부(10)의 내측에 힌지 결합되는 도어몸체(21)와, 도어몸체(21)의 양측부에 각각 연장 형성되어 단턱부(15)와 몸체부(10)의 내벽 사이를 차단하는 한 쌍의 차단판(25)으로 이루어진다.

상기 도어몸체(21)는 양측부에 각각 힌지공(23)이 형성되어 있고, 이 힌지공(23)과 대향하는 몸체부(10)의 내벽에는 각각 힌지축(19)이 돌출 형성되어 있어 도어몸체(21)의 힌지공(23)에 힌지 결합된다. 따라서, 도어몸체(21)가 몸체부(10)의 힌지축(19)을 중심으로 회전할 수 있게 된다.

상기 한 쌍의 차단판(25)은 도어몸체(21)의 양측부로부터 각각 상향 절곡되어 몸체부(10)의 내벽과 밀착되며, 도어몸체(21)의 회전에 따라 단턱부(15)와 몸체부(10)의 내벽 사이의 틈새부(16)로 삽입되어 회전하게 된다.

다시 말해서, 차단판(25)은 몸체부(10)의 내벽에 밀착된 채로 틈새부(16)를 통하여 삽입되기 때문에 단턱부(15)와 몸체부(10)의 내벽 사이를 차단하여, 몸체부(10)의 유입구(11)를 통하여 하수와 함께 유입되는 모래, 찌꺼기, 협잡물 등이 도어몸체(21)와 몸체부(10)의 내벽 사이로 유입되는 것을 막는다. 도어몸체(21)와 몸체부(10)의 내벽 사이에 모래, 찌꺼기, 협잡물 등이 쌓이게 되면 도어몸체(21)가 몸체부(10)의 연통구(17)를 폐쇄하는데 방해요소로 작용하기 때문이다.

부유체(30)는 수면에 부유 가능하도록 속이 빈 통 형상을 가지며, 개폐도어(20)의 하측에 고정되어, 하수가 배출구(13)로 역류하면 개폐도어(20)에 부력을 발생시켜 연통구(17)를 폐쇄하도록 개폐도어(20)를 작동시킨다.

즉, 개폐도어(20)가 개방된 상태에서는 부유체(30)가 몸체부(10)의 바닥에 지지되어 있으며, 배출구(13)를 통해 하수가 역류하면 부유체(13)는 배출구(13)로 유입된 하수의 수면에 부유되어 개폐도어(20)를 들어올리며, 이로 인해 개폐도어(20)가 힌지축(19)을 중심으로 상향 회전하게 된다.

더욱이, 배출구(13)를 통해 역류하는 하수의 양이 많아지면 부유체(30)에 의해 개폐도어(20)가 점차 회전하게 되어 몸체부(10)의 단턱부(15)에 밀착되며 연통구(17)를 완전히 폐쇄하게 된다.

여기서 단턱부(15)는 연통구(17)를 폐쇄한 개폐도어(20)가 더 이상 회전 회전하지 않도록 게폐도어(20)의 회전을 제한하고, 폐쇄된 개폐도어(20)의 가장자리 틈새로 역류된 하수가 유입되는 것을 방지한다.

이때, 단턱부(15)의 둘레에 패킹부재(18)를 부착하면 단턱부(15)와 개폐도어(20) 사이를 긴밀하게 밀폐시킬 수 있다. 즉, 개패도어(20)가 회전하여 연통구(17)를 폐쇄하게 되면, 단턱부(15)의 패킹부재(18)에 개폐도어(20)의 판면이 밀착되어 단턱부(15)와 개폐도어(20) 사이에 틈새가 생기지 않도록 긴밀하게 밀폐되는 것이다.

또한, 부유체(30)의 하부면에는 반원 형상의 단면을 갖는 부력 감지홈(31)이 형성되어 있어, 배출구(13)를 통해 역류하는 하수가 부력 감지홈(31)으로 유입됨으로써, 부유체(30)가 수월하게 부유할 수 있게 된다. 즉, 배출구(13)로 역류하는 하수가 부유체(13)의 부력 감지홈(13)에 유입되면 부유체(13)에 부력이 발생되어 하수의 수면에 부유하게 되는 것이다.

가이드(40)는 단턱부(15)와 몸체부(10)의 바닥면 사이에 마련되어, 몸체부(10)의 유입구(11)로부터 유입된 하수가 연통구(17)를 통해 배출구(13)로 유동하도록 안내한다. 더불어, 가이드(40)는 유입구(11)를 통해 유입되는 하수가 개폐도어(20)의 하측으로 유입되는 것을 차단함으로써 하수 배출시 부유체(30)에 의해 개폐도어(20)가 회전하는 것을 방지한다.

또한, 가이드(40)는 유입구로부터 하수와 함께 유입되는 모래, 찌꺼기, 협잡물 등이 개폐도어(20)의 하측으로 유입되지 않도록 차단하는 역할도 한다.

다음에는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 무동력 역류 방지장치의 작동상태에 대해 설명한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 무동력 역류 방지장치의 작동상태를 보여주는 도면이다.

본 발명의 무동력 역류 방지장치(100)는 도로 집수정, 하수관거, 농수로 수문 등에 설치될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 무동력 역류 방지장치(100)는 하수관(50)의 말단 부에 연결되어 하수관(50)으로부터 몸체부(10)의 유입구(11)로 하수가 유입된다. 그리고, 유입된 하수는 몸체부(10)의 내측의 연통구(17)를 거쳐서 배출구(13)로 배출된다.

즉, 하수관(50)으로부터 몸체부(10)의 유입구(11)로 하수가 유입될 시에는 개폐도어(20)가 연통구(17)를 개방하고 있으며, 부유체(30)가 몸체부(10)의 바닥에 지지되어 있어 하수가 연통구(17)를 통해 배출구(13)로 수월하게 배출된다.

상기와 같이 평상적인 하수 배출 작용상태에서, 하수관(50)으로 하천이 범람하거나 또는 바다의 수위가 높아지는 등의 이유로, 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체부(10)의 배출구(13)로 하수가 일정 수위 이상 역류하게 되면, 역류한 하수가 배출구(13)를 통해 부유체(30) 하부면의 부력 감지홈(31)으로 서서히 유입된다.

이때, 부력 감지홈(31)으로 유입되는 하수의 양이 많아짐에 따라 부유체(30)가 하수의 수면에 부유되어 개폐도어(20)를 들어올리고 힌지축(19)을 중심으로 회전시키며 역류하는 하수를 차단한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 몸체부(10)의 배출구(13)를 통해 역류하는 하수의 수위가 높아지면, 부유체(30)에 계속 부력이 작용하여 개폐도어(20)가 회전하게 되어 몸체부(10)의 단턱부(15)에 밀착되며 연통구(17)를 폐쇄하게 된다.

이때, 단턱부(15)의 둘레에 마련된 패킹부재(18)와 개폐도어(20)의 판면이 긴밀하게 밀착되어 배출구(13)를 통해 역류하는 하수가 연통구(17)로 유입되지 않도록 밀폐하게 된다.

한편, 상기와 같이 개폐도어(20)가 연통구(17)를 완전히 폐쇄한 상태에서 배 출구(13)를 통해 역류하는 하수의 수위가 점차 낮아지게 되면, 부유체(30)가 하강하여 개폐도어(20)를 하강시키게 되며, 이로 인해 개폐도어(20)를 통해 폐쇄되었던 연통구(17)가 점차 개방되어진다.

그리고, 역류하는 하수의 수위가 더 낮아져 배출구(13)에 못 미치게 되면, 부유체(30)에 부력이 작용하지 않게 됨으로써 개폐도어(20)가 몸체부(10)의 바닥에 지지되어 연통구(17)가 완전히 개방되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 하수관(50)으로부터 유입된 하수를 배출구(13)를 통해 배출하게 된다.

상기와 같은 본 실시 예의 무동력 역류 방지장치(100)는 사각 단면을 갖는 몸체부(10)를 갖지만, 사각 단면의 몸체부(10) 이외에도 다각형, 원형, 타원형의 단면을 갖는 몸체부로 형성될 수 있으며, 이 몸체부에 대응 형성되어 작동하는 개폐도어, 부력체, 가이드를 포함할 수 있다.

본 발명은, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 무동력 역류 방지장치의 구조를 보여주는 사시도

도 2는 본 발명에 따른 무동력 역류 방지장치의 구조를 보여주는 측단면도

도 3은 본 발명에 따른 도 2의 A-A 단면도

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 무동력 역류 방지장치의 작동상태를 보여주는 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 몸체부 11: 유입구

13: 배출구 15: 단턱부

17: 연통구 18 패킹부재

20: 개폐도어 21: 도어몸체

25: 차단판 30: 부유체

31: 부력 감지홈 40: 가이드

50: 하수관

Claims

하수가 유입되는 유입구와, 하수가 배출되는 배출구와, 상기 배출구를 향하여 경사지게 설치되며 상기 유입구와 배출구를 연통하는 연통구를 형성하는 단턱부가 마련된 관체 형상의 몸체부와;

상기 몸체부의 내측에 회전 가능하게 힌지 결합되어 상기 연통구를 개폐하는 도어몸체와, 상기 도어몸체의 양측부에 각각 연장 형성되어 상기 단턱부와 상기 몸체부의 내벽 사이를 차단하는 한 쌍의 차단판을 갖는 개폐도어와;

상기 개폐도어에 마련되어, 수면에 부유 가능하도록 속이 빈 통 형상을 가지며, 상기 하수가 상기 배출구로 역류하면 상기 개폐도어에 부력을 발생하여 상기 연통구를 폐쇄하도록 상기 개폐도어를 작동시키는 부유체와;

상기 단턱부와 상기 몸체부의 바닥면 사이에 마련되어, 상기 유입구로부터 유입된 하수가 상기 연통구를 통해 상기 배출구로 유동하도록 안내하는 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 역류 방지장치.
제 1항에 있어서,

상기 몸체부의 단턱부의 둘레에는 상기 단턱부와 상기 개폐도어 사이를 밀폐하는 패킹부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 무동력 역류 방지장치.
제 1항에 있어서,

상기 부유체에는 역류된 하수가 유입되는 부력 감지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 무동력 역류 방지장치.