KR101146131B1 - 부력을 이용한 관로 자동개폐장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강우 및 폭우로 인해 우수토실에 유입되는 우수 및 하수량이 증가할 때, 오염농도가 낮은 저농도의 하수가 하수처리장으로 유입되는 것을 방지 할 수 있는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 우수토실내에 설치되어, 평상시에는 하수처리장으로 유출되는 차집관로의 입구만 개방하고, 하천으로 유출되는 배출관로의 입구는 폐쇄하고, 강우 및 폭우 때에는 우수토실내 수위가 상승하면 부력에 의해 플로우터가 상승하여, 자동으로 차집관로의 입구를 폐쇄하고, 배출관로의 입구를 개방하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

Description

부력을 이용한 관로 자동개폐장치 및 그 제어 방법 {Using buoyancy for automatic closing pide door devices and method of control}
본 발명은 부력을 이용한 관로 자동개폐 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 하수 및 우수가 유입되는 우수토실 내에 설치되어, 별도의 배출관로를 만들어 평상시에는 우수토실에서 하수 및 오수가 차집관로를 통하여 하수처리장으로 유출되도록 하고, 강우시 빗물과 혼합된 저농도의 하수는 별도로 설치한 배출관로를 통하여 하천으로 유출되도록 우수토실 내의 수위변동에 따라 한쪽의 관로가 열리면 다른 한쪽의 관로입구는 자동으로 닫히도록 한 부력을 이용한 자동개폐장치에 관한 것이다.
일반적으로 하수 시스템에는, 유입되는 하수 및 우수를 동일 하수관으로 배출하는 합류식 하수 시스템과, 하수관과 우수관을 분리하여 별개의 하수로 배출하는 분류식 하수도 시스템이 있다.
대도시의 하수도는 대부분 합류식 하수 시스템으로 이루어져 있는데, 상기 합류식 하수시스템에서는 하수 및 우수가 하나의 하수관을 이용하며 흐르며, 환경부 제정 하수도 시설기준에 의하면 빗물의 유입으로 차집오수 계획량의 3배 이상 초과시 하천이나 바다 등으로 방출되도록 계획하고 있으며, 강우시에는 빗물과 혼합된 하수의 오염농도가 낮기 때문에 하수처리장으로 방출시켜 하수처리를 할 필요가 없게 된다.
도 1은 우수토실의 사시도에 관해 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 현재의 합류식 하수 시스템에서는 우수토실을 이용하여 평상시에는 계획된 유량의 하수가 차집관로로 유입되며, 강우시에는 빗물과 혼합된 많은 양의 하수가 우수토실로 유입되어 차집관로로 유출될 수 있는 한도 이상의 하수가 우수토실을 월류하여 하천으로 흘러나가게 된다.l
즉, 강우 시에 우수가 포함된 많은 양의 하수가 하수 처리장으로 공급되는 경우, 상기 하수 처리장의 처리 능력이 부족하게 되므로, 하수처리가 어렵게 되는 문제가 발생된다.
따라서, 강우시 우수가 혼합된 하수가 하수처리장으로 처리용량 이상으로 유입됨으로 인해 하수처리가 어려워지는 것을 방지하기 위하여 우수토실에서 빗물이 혼합된 하수가 차집관로로 유출되는 것을 방지할 필요가 있다.
또한, 합류식 하수 시스템에서 유입되는 하수 중에서 일정량의 하수는 차집관로로 유입하여 하수 처리장으로 보내고, 일정량을 초과하는 빗물이 혼합된 하수는 별도로 설치된 배출관로로 유출하여 하천 등의 수역으로 방류하는 기능을 가지는 장치가 필요한 실정이다.
도 2는 종래의 우수토실에 구비된 하수 유입 조절장치에 관해 도시하고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 한국공개특허 2007-002670의 종래 '우수토실에 구비된 하수 유입 조절장치'는 우수토실 내에 설치되어 차집관로와 연결되며, 상기 우수토실의 후방 벽에 설치되며 이동 결합수단을 통해 전, 후로 이동이 가능하게 구비된 회전축의 외측에 구비된 제 1연결수단(1)에 의해 연결되어 하수의 흐름에 따라 개폐하는 주 회전 개폐판(2)과, 상기 주 회전 개폐판에 대향되게 설치되며 이동 결합수단을 통해 상,하로 이동이 가능하게 구비된 회전축의 외측에 구비된 제 2연결수단(3)에 의해 연결되어 하수를 우수토실로 안내하거나 차단하는 보조 회전 개폐판(4)으로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 종래 기술은 우수토실에 유입되는 토사를 차단하는 효과가 있고, 강우시에도 많은 량의 우수 및 하수가 하수처리장으로 유출되는 것을 차단하며 일정량의 하수를 유출하는 효과가 있다.
하지만, 상기 종래 기술은 강우 시에도 항상 일정량의 하수를 하수처리장으로 유출하는 구성으로서, 하수 처리를 할 필요가 없을 정도의 저 농도로 오염된 우수 및 하수가 하수처리장으로 유입되는 것을 완벽하게 방지 할 수 없으며, 이로 인해 하수처리장에서는 오염농도가 낮은 하수처리를 하는 실정이다.
한국공개특허 2007-002670(2007.03.08)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 우수토실 내에 하천으로 흐르는 배출구를 별도로 구성하여, 평상시에는 차집관로의 입구를 개방하고, 배출구의 입구를 폐쇄함으로써 우수토실내로 유입된 하수를 차집관로로 유출하고, 강우시에는 차집관로의 입구를 폐쇄하고, 배출구의 입구를 개방함으로써 우수토실 내에 유입된 오염농도가 낮은 하수가 배출구를 통해 하천으로 유출 할 수 있는 부력을 이용한 관로 자동개페장치 및 그 제어 방법을 제공하려는 것이다.
본 발명은 부력을 이용한 관로자동개폐장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 본 발명은 원형으로 중공된 차집구(41)가 구비되어 있는 우수토실(40)에 있어서, 상기 우수토실의 바닥면에 중공되어 형성된 배출구(100); 상기 배출구(100)를 관통하여 일단이 하천과 연결되고, 타단이 상기 우수토실(40)의 내측으로 돌출 연결된 제 1유출관(220)과 일정영역이 상기 배출구(100)와 대향되게 중공된 패널형태로 형성되어, 상기 제 1유출관(220)의 상기 우수토실(40)로 돌출된 외면에 중공된 단면이 결합되고, 일측면이 상기 우수토실(40)의 내면에 접합되는 제 1접합판(210)과 상기 제 1접합판(210)과 힌지 결합되고 원반 형태로 형성되는 제 1덮개부(230)와 상기 제 1덮개부(230)의 측면 상부에 힌지 결합되는 제 1플로터(240)가 구비되어 있는 배출부재(200); 상기 차집구(41)를 관통하여 일단이 차집관로(30)와 연결되고, 타단이 상기 우수토실(40)의 내측으로 돌출 연결된 제 2유출관(420)과 일정영역이 상기 배출구(100)와 대향되게 중공된 패널형태로 형성되어, 상기 제 2유출관(420)의 상기 우수토실(40)로 돌출된 외면에 중공된 단면이 결합되고, 일측면이 상기 우수토실(40)의 내면에 접합되는 제 2접합판(410)과 상기 제 2접합판(420)과 힌지 결합되고 원반 형태로 형성되는 제 2덮개부(430)와 상기 우수토실(40)의 정면과 후면의 내면에 접합되어 일정영역이 각각 대향되게 중공된 한 쌍의 안착판(440)과 상기 한 쌍의 안착판(440)의 중공된 부분에 양단이 결합되는 회동관(450)과 상기 제 2덮개부(430)와 결합되는 연결부(460)와 상기 연결부(460)와 힌지 결합되는 제 2플로터(470)가 구비되어 있는 차집부재(400); 를 포함하여 이루어지며, 우수토실 내에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부력을 이용한 관로 자동개폐장치(1000)는 일단이 상기 제 2유출관(420)의 내부와 연결되고, 타단이 상기 우수토실(40)의 상측 외부와 연결되는 통기관(300); 을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통기관(300)은 타단이 상기 우수토실(40) 측으로 굽혀지는 갈고리 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제 2유출관(420)은 상기 차집구(41)가 상기 우수토실(40) 바닥면의 우측에 배치될 경우, 우측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭이 넓게 형성되고, 상기 차집구(41)가 상기 우수토실(40)의 우측면에 배치될 경우, 상기 우수토실(40)의 바닥면 측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭이 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배출구(100)는 상기 우수토실(40) 바닥면의 좌측 또는 상기 우수토실(40)의 좌측면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1유출관(220)은 상기 배출구(100)가 상기 우수토실(40) 바닥면의 좌측에 배치될 경우, 좌측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭이 넓게 형성되고, 상기 배출구(100)가 상기 우수토실(40)의 좌측면에 배치될 경우, 상기 우수토실(40)의 바닥면 측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭이 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 연결부(460)는 상기 회동관(450)과 결합되는 실형태의 제 2체결부(461)와 상기 제 2체결부(461)와 결합되는 제 1연결관(462)과 상기 제 1연결관(462)과 결합되어 중공된 부분이 상기 회동관(450)에 끼움결합된 후, 중공된 부분의 내측단면이 상기 회동에 접합되는 고리형태의 제 3체결부(465)와 상기 제 3체결부(465)와 결합되는 제 2연결관(463)으로 형성되는 것과 상기 제 2덮개부(430)와 결합되는 실형태의 상기 제 2체결부(461)와 상기 회동관에 결합되는 갈고리 형태의 고정부(464)가 형성되는 것 중에서 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2플로터(470)는 상기 제 2접합판(410)보다 무게가 더 무겁게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1, 2덮개부(230, 430)는 하부 측면에 고무재질로 이루어지며, 원반 형태로 형성되는 제 1, 2막음부(235, 435)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 부력을 이용한 관로 자동개폐장치를 이용하여, 유입된 하수의 배출관로 및 하천관로로의 유출을 제어하는 방법에 있어서, 상기 부력을 이용한 관로 개폐 장치(1000)는 평상시 하수량이 유지될 때, 낮은 수위로 인해 상기 제 1, 2플로터(240, 470)가 낮은 곳으로 배치되어, 상기 제 1덮개부(230)가 하강함으로써, 하천(20)과 연결되는 상기 배출구(100)가 폐쇄되어, 우수토실(40)로 유입된 하수가 하천으로 유출되지 않고, 상기 제 2덮개부(430)가 상승함으로써, 차집관로(30)와 연결되는 상기 차집구(41)가 개방되어, 우수토실(40)로 유입된 하수가 하수처리장으로 유출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부력을 이용한 관로 자동개폐장치를 이용하여, 유입된 하수의 배출관로 및 하천관로로의 유출을 제어하는 방법에 있어서, 상기 부력을 이용한 관로 자동개폐장치(1000)는 평상시 하수량을 초과할 때, 수위상승으로 인한 부력에 의해 상기 제 1, 2플로터(240, 470)가 높은 곳으로 상승 배치되어, 상기 제 1덮개부(230)가 상승함으로써, 하천(20)과 연결되는 상기 배출구(100)가 개방되어, 우수토실(40)로 유입된 하수가 하천으로 유출되고, 상기 제 2덮개부(430)가 하강함으로써, 차집관로(30)와 연결되는 상기 차집구(41)가 폐쇄되어, 우수토실로 유입된 하수가 하수처리장으로 유출되지 않는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개폐장치는 강우 및 폭우 시에 빗물과 혼합되어 유입된 하수를 별도로 설치한 배출관로로 흐르게 하여 저농도의 하수가 하수처리장으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개폐장치는 평상시에는 하천으로 유출되는 배추관로의 입구는 뚜껑과 플로우터의 무게로 인하여 닫혀 있으나 뚜껑에 연결된 플로우터가 우수토실내 수위가 상승하면 플로우터에 부력이 발생되므로 일정높이에 도달하면 닫혀있던 뚜껑이 열리면서 우수토실내 하수가 배출구를 통하여 배출된다.
반면, 평상시 플로우터와 뚜껑사이에 우수토실 같은 높이로 양측벽에 설치된 지지봉을 두고 직각방향으로 상기 제 2연결관으로 연결하여 플로우터의 무게를 뚜껑무게보다 무겁게하면 평상시에는 플로우터의 무게로 인하여 플로우터는 우수토실 바닥면에 있게되며 반대편의 차집관로 뚜껑은 열려있게 된다.
그러나, 강우시 우수토실내 빗물과 혼합된 하수가 다량으로 유입되면 차집관로로 유출되지 못한 하수로 인하여 우수토실의 수위가 상승하며 수위상승으로 인하여 플로우터에 부력이 발생하고, 이에 대응하여 플로우터가 상승하면 반대로 열려있던 차집관로는 내려오게되어 차집관로의 입구가 닫히게 된다.
따라서, 별도로 설치된 배출관로 입구는 플로우터의 상승에 따라 입구가 자동으로 열리게 되며, 반대로 차집관로 입구는 플로우터의 상승시 닫히게 되어 빗물과 혼합된 저농도의 하수가 차집관로로 유출되지 않게 된다.
이에 따라, 본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개페장치는 빗물과 혼합된 저농도의 하수가 하수처리장으로 유입되는 것을 우수토실에서 차단하여 하수처리장의 가동을 원활하게 유지할 수 있으며, 하수 처리 비용도 절감시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 우수토실의 사시도
도 2는 종래 기술의 우수토실에 구비된 하수 유입 조절장치
도 3은 본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개폐장치의 사시도
도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9는 본 발명의 여러 실시예의 단면도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개폐장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 평상시 수위일 때 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평상시 수위를 초과할 때의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 평상시 수위일 때 단면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 평상시 수위를 초과할 때의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 연결부가 실로 형성되었을 때에 따른 평상시 수위일 때 단면도이고, 도 9는 본 발명의 연결부가 실로 형성되었을 때에 따른 평상시 수위를 초과할 때의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부력을 이용한 관로 자동개폐장치(1000)는 우수 및 하수가 유입되는 우수토실 내에 설치되어, 우수토실내에 중공되어 형성된 배출구(100)와 배출부재(200)와 통기관(300) 및 차집부재(400)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 배출구(100)는 상기 우수토실(40) 바닥면의 좌측 또는 상기 우수토실(40)의 좌측면에 배치된다.
상기 배출부재(200)는 제 1접합판(210), 제 1유출관(220), 제 1덮개부(230), 제 1플로터(240)를 포함하여 형성된다.
보다 상세하게, 상기 제 1유출관(220)은 상기 배출구(100)를 관통하여 일측 단면이 하천과 연결되며, 타측 단면이 상기 우수토실(40)의 내측으로 돌출 형성된다.
이에 따라, 본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개폐장치는 강우 및 폭우 시에 빗물과 혼합되어 유입된 하수를 별도로 설치한 배출관로로 흐르게 하여 저농도의 하수가 하수처리장으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 1접합판(210)은 일정영역이 상기 배출구(100)와 대향되게 중공된 패널형태로 형성되며, 상기 제 1유출관(220)의 상기 우수토실(40)로 돌출된 외면에 중공된 단면이 결합되고, 일측면이 상기 우수토실(40)의 내면에 접합된다.
또한, 상기 제 1덮개부(230)는 원반형태로 형성되고, 상기 제 1유출관(220)과 힌지 결합되며, 상기 제 1유출관(220)의 중공된 부분보다 측면이 더 넓게 형성된다.
즉, 상기 제 1덮개부(230)는 상기 제 1유출관(220)의 중공된 부분을 완전히 폐쇄하고 개방하는 개폐기능을 가진다.
또한, 상기 제 1유출관(220)의 상기 우수토실(40)내로 돌출되는 측면의 폭은 상기 제 1유출관(220)의 중공된 부분을 상기 제 1덮개부(230)가 자중 및 수압으로 간편하게 덮기 위해, 상기 배출구(100)가 상기 우수토실(40) 바닥면의 좌측에 형성될 경우, 좌측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭을 넓게 형성하고, 상기 우수토실(40)의 좌측면에 형성될 경우, 상기 우수토실(40)의 바닥면 측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭을 넓게 형성하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고, 좀 더 다양한 형태로 적용이 가능하다.
또한, 상기 제 1플로터(240)는 일정영역에 고리형태가 구비되어, 상기 제 1덮개부(230)의 측면 상부와 힌지 결합되며, 상기 우수토실(40)의 수위에 따라 승 하강된다.
상기 차집부재(400)는 제 1접합판(410), 제 2유출관(420), 제 2덮개부(430), 한 쌍의 안착판(440), 회동관(450), 연결부(460), 제 2플로터(470)를 포함하여 형성된다.
보다 상세하게, 상기 제 2유출관(420)은 일측단면이 상기 배출관로와 연결되며, 상기 차집구(41)를 관통하여 타측단면이 상기 우수토실(40)의 내측으로 돌출 형성된다.
이 때, 상기 제 2유출관(420)의 상기 우수토실(40)내로 돌출되는 측면의 폭은 상기 제 2유출관(420)의 중공된 부분을 상기 제 2덮개부(430)가 자중 및 수압으로 간편하게 덮기 위해, 상기 차집구(41)가 상기 우수토실(40) 바닥면의 우측에 치될 경우, 우측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭을 넓게 형성하고, 상기 수조의(100)의 우측면에 배치될 경우, 상기 우수토실(40)의 바닥면 측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭을 넓게 형성 하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고, 좀 더 다양한 측면의 폭과 형태로 적용이 가능하다.
또한, 상기 제 2접합판(410)은 일정영역이 상기 배출구(100)와 대향되게 중공된 패널형태로 형성되어, 상기 제 2유출관(420)의 상기 우수토실(40)로 돌출된 외면에 중공된 단면이 결합되고, 일측면이 상기 우수토실(40)의 내면에 접합된다.
또한, 상기 제 2덮개부(430)는 우측단면이 상기 제 2접합판(410)과 힌지 결합되어, 상기 제 2유출관(420)의 중공된 부분보다 측면이 크게 형성되고, 측면 상부에 한 쌍의 단면이 결합되며 일정영역이 중공된 한 쌍의 패널과 상기 한 쌍의 패널의 중공된 부분에 양단이 끼움 결합된 관으로 형성되는 제 1체결부(432)가 구비된다.
즉, 상기 제 2덮개부(430)는 상기 제 2유출관(420)을 완전히 폐쇄하고 개방하는 개폐기능을 가진다.
또한, 상기 한 쌍의 안착판(440)은 상기 제 2유출관(420)에서 일정거리 이격되어, 상기 우수토실(40)의 바닥면과 수직하게 배치된 후, 상기 우수토실(40)의 정면과 후면의 내면에 접합되며, 일정영역이 원형으로 각각 대향되게 중공된다.
아울러, 상기 회동관(450)는 상기 한 쌍의 안착판(440)의 중공된 부분에 양단면이 각각 결합되며, 상기 안착판(440)의 중공된 부분을 회동축으로 회동이 가능하게 된다.
도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(460)는 상기 회동관(450)과 결합되는 실형태의 상기 제 2체결부(461)와 상기 제 2체결부(461)와 결합되는 제 1연결관(462)과 상기 제 1연결관(462)과 결합되어 중공된 부분이 상기 회동관(450)에 끼움결합된 후, 중공된 부분의 내측단면이 상기 회동에 접합되는 고리형태의 제 3체결부(465)와 상기 제 3체결부(465)와 결합되는 제 2연결관(463)으로 형성되는 것과 상기 제 2덮개부(430)와 결합되는 실형태의 상기 제 2체결부(461)와 상기 회동관에 결합되는 갈고리 형태의 고정부가 형성되는 것 중에서 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제 2체결부(461)는 수압 및 부식에 영향 받지 않는 스테인리스 강, 알루미늄, PVC 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 좀더 다양한 범위로도 적용이 가능하다.
또한, 제 2플로터(470)는 상기 연결부(460)의 타측 단면에 결합되어, 상기 우수토실(40)의 수위에 따라 승 하강 되며, 평상시 수위일 때, 하부에 위치될 수 있도록, 상기 제 2덮개부(430)보다 무겁게 형성된다.
또한, 상기 통기관(300)은 일단이 상기 제 1유출관(220)의 내부와 연결되고, 타단이 상기 우수토실(40)의 상측 외부와 연결되며, 타단의 중공된 부분을 통해 우수가 들어오는 것을 방지하기 위해, 타단이 상기 우수토실(40) 측으로 굽혀지는 갈고리 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 통기관(300)은 상기 제 2덮개부(430)가 상기 제 2유출관(420)의 중공된 부분을 덮을 때, 일시적으로 관내 압력이 높아짐에 따라, 발생할 수 있는 상기 제 2유출관(420)의 손상과 균열을 방지하기 위해, 외부공기와 상기 제 2유출관(420)의 내부를 연결함으로써, 관내 압력을 낮춘다.
또한, 상기 제 1, 2덮개부(230, 430)는 하부 측면에 고무재질로 이루어지며, 원반 형태로 형성되는 제 1, 2막음부(235, 435)를 더 포함하여 이루어지며, 상기 제 1, 2막음부(235, 435)는 상기 제 1, 2덮개부(230, 430)가 상기 제 1, 2유출관(220, 420)의 중공된 부분을 덮을 때, 벌어지는 틈을 막음으로써, 원치 않는 하수 및 우수가 관로로 유입되지 않도록 밀폐한다.
본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개폐장치(1000)는 힌지결합의 회동과 수위에 따라 부력을 받아 승하강하는 상기 제 1, 2플로터(240, 470)에 의해 하천(20)로 유출되는 입구인 상기 제 1덮개부(230)와 차집관로(30)로 유출되는 입구인 상기 제 2덮개부(430)의 개폐가 제어되며, 이러한 원리에 대해 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 구성된 힌지결합의 구조와 회동원리부터 상세히 설명한다.
상기 배출부재(200)의 힌지 결합은 상기 제 1접합판(210)에 한 쌍의 단면이 결합되며 일정영역이 중공된 한 쌍의 패널과 상기 한 쌍의 패널의 중공된 부분에 양단이 끼움 결합된 관으로 형성되는 제 1회동축부(221)와 상기 제 1덮개부(230)의 단면에 일단이 결합되고, 일정영역이 중공된 패널로 형성되며, 중공된 부분이 상기 제 1회동축부(221)의 관에 끼움 결합되어 상하로 회동하는 제 1회동부(231)의 구성으로 이루어진다.
이에 따라, 상기 제 1덮개부(230)는 상기 제 1회동축부(221)를 회동축으로 회동하게 된다.
상기 차집부재(400)의 힌지결합은 상기 제 2접합판에 한 쌍의 단면이 결합되며 일정영역이 중공된 한 쌍의 패널과 상기 한 쌍의 패널의 중공된 부분에 양단이 끼움 결합된 관으로 형성되는 제 2회동축부(421)와 상기 제 2덮개부(430)의 일측단면에 일단이 결합되어 양단면을 통과하는 중공된 패널로 형성되며, 중공된 부분이 상기 제 2회동축부(421)의 관에 끼움결합되어 상하로 회동하는 제 2회동부(431)의 구성으로 이루어진다.
이에 따라, 상기 제 2덮개부(430)는 상기 제 2회동축부(421)를 회동축으로 회동하게 된다.
또한, 상기 차집부재(400)의 힌지결합은 상기 회동관(450)을 회동축으로 회동하는 상기 연결부(460)의 구성으로 이루어진다.
보다 상세하게, 상기 연결부(460)는 구성요소인 상기 제 3체결부(465) 또는 상기 고정부(464)가 상기 회동관(450)에 접합됨으로써, 상기 회동관(450)을 중심축으로 시소처럼 회동하게 되며, 상기 연결부(460)의 일측에 힌지 결합된 제 2덮개부(430)가 시소의 한쪽이 되며, 상기 연결부(460)의 타측에 결합된 상기 제 2플로터(470)가 시소의 다른 한쪽이 된다.
즉, 상기 연결부(460)가 상기 회동관(450)을 중심축으로 시소처럼 회동하기 때문에, 상기 제 2플로터(470)가 하강하면, 상기 제 2덮개부(430)는 상승하며, 상기 제 2플로터(470)가 상승하면, 상기 제 2덮개부(430)는 하강한다.
이 때, 상기 제 2플로터(470)는 상기 제 2덮개부(430)보다 무겁게 형성되므로, 평상시에는 상기 제 2덮개부(430)가 상승된 상태로 유지된다.
다음으로 이러한 힌지결합에 따른 본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개폐장치(1000)가 수위에 따라, 부력을 받아 승하강하는 상기 제 1, 2플로터(240, 470)에 의해 하천(20)로 유출되는 입구인 상기 제 1덮개부(230)와 차집관로(30)로 유출되는 입구인 상기 제 2덮개부(430)의 개폐가 제어되는 방법의 원리에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 평상시 수위일 때, 상기 제 1, 2플로터(240, 470)는 낮은 곳에 위치된다.
이에 따라, 상기 제 1플로터(240)와 결합된 상기 제 1덮개부(230)도 낮은 곳에 위치되며, 상기 제 1덮개부(230)가 상기 제 1유출관(220)을 완전히 덮게 됨으로써 하천으로 유출되는 하천(20)의 입구가 막히게 된다.
또한, 상기한 바와 같이 시소처럼 회동하는 상기 연결부(460)에 의해 시소의 한쪽이 된 상기 제 2플로터(470)가 낮은 곳에 위치되면, 시소의 다른 한쪽이 된 상기 제 2덮개부(430)는 높은 곳에 위치되게 된다.
이에 따라, 상기 제 2덮개부(430)가 상기 제 2유출관(420)을 덮지 않게 됨으로써, 하수처리장으로 유출되는 차집관로(30)의 입구가 열리게 된다.
아울러, 강우나, 폭우에 따라 평상시 수위를 초과하여, 우수 및 하수가 유입될 때, 수위 상승으로 인해 상기 제 1, 2플로터(240, 470)는 상승되어 높은 곳에 위치된다.
이에 따라, 상기 제 1플로터(240)와 결합된 상기 제 1덮개부(230)도 상승되어 높은 곳에 위치되게 되며, 상기 제 1덮개부(230)가 상기 제 1유출관(220)을 덮지 않게 됨으로써, 하천으로 유출되는 하천(20)의 입구가 열리게 된다.
또한, 상기한 바와 같이 시소처럼 회동하는 상기 연결부(460)에 의해 시소의 한쪽이 된 상기 제 2플로터(470)가 상승되어 높은 곳에 위치됨에 따라, 시소의 다른 한쪽이 된 상기 제 2덮개부(430)는 하강되어 낮은 곳에 위치되게 된다.
이에 따라, 상기 제 2덮개부(430)가 상기 제 2유출관(420)을 덮게 됨으로써, 하수처리장으로 유출되는 차집관로(20)의 입구가 막히게 된다.
그러므로, 본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개폐장치는 평상시 수위일 때, 하천으로 유출되는 배출관로의 입구를 폐쇄하고, 하수처리장으로 유출되는 차집관로의 입구를 개방함으로써, 고농도로 오염된 우수 및 하수가 하천으로 유출되는 것을 방지하고, 하수처리장으로 유출하여, 고농도로 오염된 우수 및 하수의 하수 처리를 원활하게 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개폐장치는 강우 및 폭우로 인해 평상시 수위량을 초과할 때, 배출관로의 입구를 자동으로 개방하고, 차집관로의 입구를 자동으로 폐쇄하고, 폭우로 인해 저농도로 오염된 우수 및 하수를 하천으로 유출하고, 하수처리장으로 유출되는 것을 방지 하며, 우수 및 하수가 하수처리장으로 유출되는 것을 방지 하여, 하수처리장의 가동을 원활하게 하고, 하수 처리비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 종래 기술의 우수토실에 구비된 하수 유입 조절장치
1 : 제 1연결수단 2 : 주 회전 개폐판
3 : 제 2연결수단 4 : 보조회전 개폐판
20 : 배출관로 30 : 차집관로
40 : 우수토실 41 : 차집구
1000 : 본 발명의 부력을 이용한 관로 자동개폐장치
100 : 배출구 200 : 배출부재
210 : 제 1접합판 220 : 제 1유출관
221 : 제 1회동축부 230 : 제 1덮개부
231 : 제 1회동부 235 : 제 1막음부
240 : 제 1플로터 300 : 통기관
400 : 차집부재 410 : 제 2접합판
420 : 제 2유출관 421 : 제 2회동축부
430 : 제 2덮개부 431 : 제 2회동부
432 : 제 1체결부 435 : 제 2막음부
440 : 한 쌍의 안착판 450 : 회동관
460 : 연결부 461 : 제 2체결부
462 : 제 1연결판 463 : 제 2연결판
464 : 고정부 465 : 제 3체결부
470 : 제 2플로터

Claims (11)

  1. 바닥면의 우측 또는 우측면에 원형으로 중공된 차집구(41)가 구비되어 있는 우수토실(40)에 있어서,
    상기 우수토실의 바닥면에 중공 형성된 배출구(100);
    상기 배출구(100)를 관통하여 일단이 하천과 연결되고, 타단이 상기 우수토실(40)의 내측으로 돌출 연결된 제 1유출관(220)과 일정영역이 상기 배출구(100)와 대향되게 중공된 패널형태로 형성되어, 상기 제 1유출관(220)의 상기 우수토실(40)로 돌출된 외면에 중공된 단면이 결합되고, 일측면이 상기 우수토실(40)의 내면에 접합되는 제 1접합판(210)과 상기 제 1접합판(210)과 힌지 결합되고 원반 형태로 형성되는 제 1덮개부(230)와 상기 제 1덮개부(230)의 측면 상부에 힌지 결합되는 제 1플로터(240)가 구비되어 있는 배출부재(200);
    상기 차집구(41)를 관통하여 일단이 차집관로(30)와 연결되고, 타단이 상기 우수토실(40)의 내측으로 돌출 연결된 제 2유출관(420)과 일정영역이 상기 배출구(100)와 대향되게 중공된 패널형태로 형성되어, 상기 제 2유출관(420)의 상기 우수토실(40)로 돌출된 외면에 중공된 단면이 결합되고, 일측면이 상기 우수토실(40)의 내면에 접합되는 제 2접합판(410)과 상기 제 2접합판(420)과 힌지 결합되고 원반 형태로 형성되는 제 2덮개부(430)와 상기 우수토실(40)의 정면과 후면의 내면에 접합되어 일정영역이 각각 대향되게 중공된 한 쌍의 안착판(440)과 상기 한 쌍의 안착판(440)의 중공된 부분에 양단이 결합되는 회동관(450)과 상기 제 2덮개부(430)와 결합되는 연결부(460)와 상기 연결부(460)와 힌지 결합되는 제 2플로터(470)가 구비되어 있는 차집부재(400); 를 포함하여 이루어지며, 우수토실 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 부력을 이용한 관로 자동개폐장치(1000)는
    일단이 상기 제 2유출관(420)의 내부와 연결되고, 타단이 상기 우수토실(40)의 상측 외부와 연결되는 통기관(300); 을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 통기관(300)은
    타단이 상기 우수토실(40) 측으로 굽혀지는 갈고리 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 2유출관(420)은
    상기 차집구(41)가 상기 우수토실(40) 바닥면의 우측에 배치될 경우, 우측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭이 넓게 형성되고,
    상기 차집구(41)가 상기 우수토실(40)의 우측면에 배치될 경우, 상기 우수토실(40)의 바닥면 측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭이 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 배출구(100)는
    상기 우수토실(40) 바닥면의 좌측 또는 상기 우수토실(40)의 좌측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1유출관(220)은
    상기 배출구(100)가 상기 우수토실(40) 바닥면의 좌측에 배치될 경우, 좌측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭이 넓게 형성되고,
    상기 배출구(100)가 상기 우수토실(40)의 좌측면에 배치될 경우, 상기 우수토실(40)의 바닥면 측으로 갈수록 돌출되는 측면의 폭이 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 연결부(460)는
    상기 회동관(450)과 결합되는 실형태의 제 2체결부(461)와 상기 제 2체결부(461)와 결합되는 제 1연결관(462)과 상기 제 1연결관(462)과 결합되어 중공된 부분이 상기 회동관(450)에 끼움결합된 후, 중공된 부분의 내측단면이 상기 회동에 접합되는 고리형태의 제 3체결부(465)와 상기 제 3체결부(465)와 결합되는 제 2연결관(463)으로 형성되는 것과
    상기 제 2덮개부(430)와 결합되는 실형태의 상기 제 2체결부(461)와 상기 회동관에 결합되는 갈고리 형태의 고정부(464)가 형성되는 것 중에서 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제 2플로터(470)는
    상기 제 2접합판(410)보다 무게가 더 무겁게 형성되는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제 1, 2덮개부(230, 430)는
    하부 측면에 고무재질로 이루어지며, 원반 형태로 형성되는 제 1, 2막음부(235, 435)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동 개폐장치.
  10. 제 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 의한, 상기 부력을 이용한 관로 자동개폐장치를 이용하여, 유입된 하수의 배출관로 및 하천관로로의 유출을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 부력을 이용한 관로 개폐 장치(1000)는
    평상시 하수량이 유지될 때, 낮은 수위로 인해 상기 제 1, 2플로터(240, 470)가 낮은 곳으로 배치되어, 상기 제 1덮개부(230)가 하강함으로써, 하천(20)과 연결되는 상기 배출구(100)가 폐쇄되어, 우수토실(40)로 유입된 하수가 하천으로 유출되지 않고, 상기 제 2덮개부(430)가 상승함으로써, 차집관로(30)와 연결되는 상기 차집구(41)가 개방되어, 우수토실(40)로 유입된 하수가 하수처리장으로 유출되는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치의 제어 방법.
  11. 제 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 의한, 상기 부력을 이용한 관로 자동개폐장치를 이용하여, 유입된 하수의 배출관로 및 하천관로로의 유출을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 부력을 이용한 관로 자동개폐장치(1000)는
    평상시 하수량을 초과할 때, 수위상승으로 인한 부력에 의해 상기 제 1, 2플로터(240, 470)가 높은 곳으로 상승 배치되어, 상기 제 1덮개부(230)가 상승함으로써, 하천(20)과 연결되는 상기 배출구(100)가 개방되어, 우수토실(40)로 유입된 하수가 하천으로 유출되고, 상기 제 2덮개부(430)가 하강함으로써, 차집관로(30)와 연결되는 상기 차집구(41)가 폐쇄되어, 우수토실로 유입된 하수가 하수처리장으로 유출되지 않는 것을 특징으로 하는 부력을 이용한 관로 자동개폐장치의 제어 방법.
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