KR101161297B1 - 시설하우스 빗물이용장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강우 초기에 먼지 등을 협잡물을 포함하고 있는 우수를 배제하고 일정시간 이후의 우수만을 저장할 수 있는 우수저장장치에 관한 것으로, 빗물을 수집하는 집수부; 상기 집수부로부터 공급되는 우수 중 최초 일정량 제거하는 초기우수배제장치; 상기 초기우수배제장치를 통과한 우수를 여과하는 여과부; 및 상기 여과부에 의해 여과된 우수를 저장하는 저장조를 포함하고,, 상기 초기우수배제장치는, 버퍼탱크; 상기 버퍼탱크의 상부측에 설치되고 상기 집수부와 연결되는 유입관; 상기 유입관의 측부에 일체로 고정되는 유출관; 상기 유입관의 내부로 삽입가능하고, 상기 유입관의 내부에 최대로 삽입된 상태에서 상기 유출관과 연통되는 연통구가 형성된 이동관; 및 상부에 상기 이동관이 고정되고 부유체가 설치되는 부유부를 포함한다.

우수저장장치, 초기우수배제

Description

시설하우스 빗물이용장치{Rainwater utilizing device for greenhouse}

본 발명은 초기 우수의 배제가 가능한 시설하우스 빗물이용장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강우 초기에 먼지 등을 협잡물을 포함하고 있는 우수를 배제하고 일정시간 이후의 우수만을 저장할 수 있는 시설하우스 빗물이용장치에 관한 것이다.

빗물을 저장하여 이용하기 위한 우수저장장치로는, 지붕에서 집수된 빗물을 여과재 등을 거쳐 모두 물탱크에 모아 사용하는 전량이용방식의 우수저장장치와, 강우 초기에 빗물을 배제하고 양질의 빗물만을 집수하는 초기빗물배제방식의 우수저장장치와, 빗물저장장치와 함께 지하침투시설을 설치하여 이용하지 않는 빗물을 땅속으로 침투시키는 지하침투방식의 우수저장장치 등이 공지되어 있다.

일반적으로 우수저장장치는 온실 지붕으로부터 빗물을 집수하는 물받이와, 물받이에서 모아진 물을 온실 측면 바닥으로 유도하는 우수관과, 여러 개의 우수관에서 공급되는 물을 한곳으로 모으는 집수관, 우수관에서 공급되는 우수의 양을 조 절하는 우수조절기구, 우수를 저장하는 저장조와, 상기 저장조에 저장된 물을 작물에 공급하기 위한 펌프가 포함될 수 있다.

이러한 우수저장장치에서, 초기빗물배제장치를 사용하지 않는 경우에는 초기우수에 의해 저장조 내의 수질을 저하시킬 수 있다. 또, 초기빗물배제장치를 사용한다고 해도, 종래기술은 수동식 밸브로 구성되서 비가 내릴 때마다 이를 조절해야 하는 번거로움이 있으며, 외출중이나 야간에는 사용에 한계가 있다.

또한, 빗물을 집수하는 물받이 시설이 하우스 구조물의 양쪽 측면 상부 또는 하부측에 설치되는 경우가 있는데, 이러한 시설은 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 하우스는 외부의 바람에 구조물을 안전하게 보호하기 위하여 대부분 유선형으로 바람이 빠져나가도록 설계되어 있다. 그런데 빗물받이 시설이 하우스 구조물의 외측에 부가적으로 설치됨으로써 강풍, 태풍 시 빗물받이 시설이 저항을 받게 되어 1차적으로는 빗물받이 시설이 파손되는 경우가 많으며, 2차적으로는 풍압력에 의한 하우스 구조물 안전성에도 영향을 주게 된다. 그리고 강풍시마다 파손된 빗물받이 부위를 재보수하는 작업도 번거로운 일이다.

둘째로, 하우스 구조물의 외부 상측 또는 하부에 설치 시 경제적 비용 측면을 들 수 있다. 설치 시 빗물받이뿐만 아니라 빗물받이를 지지하는 파이프 등 고정시설이 추가로 설치하여야 되기 때문이다.

셋째로, 하우스 구조물의 외부 상측에 설치 시 빗물받이와 고정시설의 골조재로 인한 하우스내에 그늘이 형성되기 마련이다. 이 그늘은 매일 일정한 방향으로 그늘이 형성됨으로 그늘 부위의 작물은 충분한 태양광에 의한 광합성 작용을 할 수 없어 작물생육이 불량해지고 수확량도 감소하게 된다. 또한, 하우스내는 작물이 자랄 수 있도록 관수시설 등으로 물을 주게 되는데, 그늘진 부위에는 축축하여 각종 곰팡이 병이 발생될 수 있으며, 한번 발생된 병은 쉽게 하우스내로 번지는 특징이 있다.

일반적으로 비닐하우스는 여름철 환기를 위해 측창개폐장치를 설치하는데, 하우스 외부 하측에 빗물받이 시설 설치 시 측창개폐장치 작동에 지장을 줄 우려가 있다. 또한, 하우스 측창개폐장치 아래에서 지면사이에는 공간이 협소할 뿐만 아니라 하우스 외피복, 즉 비닐이 바람에 펄럭이지 않도록 고정 밴드를 약 1m 간격으로 설치되고 밴드를 고정하는 외부 지지파이프, 철항 등 고정시설이 있어 설치하기가 어려운 점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 강우 초기에 먼지 등을 협잡물을 포함하고 있는 우수를 배제하고 일정시간 이후의 우수만을 저장할 수 있는 시설하우스 빗물이용장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 외부 에너지의 공급없이 부력을 이용해서 초기 우수를 배제할 수 있는 시설하우스 빗물이용장치를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 빗물을 수집하는 집수부; 상기 집수부로부터 공급되는 우수 중 최초 일정량 제거하는 초기우수배제장치; 상기 초기우수배제장치를 통과한 우수를 여과하는 여과부; 및 상기 여과부에 의해 여과된 우수를 저장하는 저장조를 포함하고,, 상기 초기우수배제장치는, 버퍼탱크; 상기 버퍼탱크의 상부측에 설치되고 상기 집수부와 연결되는 유입관; 상기 유입관의 측부에 일체로 고정되는 유출관; 상기 유입관의 내부로 삽입가능하고, 상기 유입관의 내부에 최대로 삽입된 상태에서 상기 유출관과 연통되는 연통구가 형성된 이동관; 및 상부에 상기 이동관이 고정되고 부유체가 설치되는 부유부를 포함하는 초기 우수의 배제가 가능한 시설하우스 빗물이용장치이다.

상기 집수부는, 하우스 외측 지면에 홈을 파고 우수가 땅속으로 스며들지 않도록 형성된 집수거의 바닥부에 배치되는 집수관과, 상기 집수관 주위로 형성되는 여과층을 포함하여, 상기 하우스 지붕에 떨어진 빗물이 여과층을 통과하면서 1차적으로 협잡물이 제거되고 빗물만이 상기 집수관의 표면에 형성된 유통홀을 통해 상기 집수관내로 집수 가능한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 여과부는 펄라이트(Pearlite)층, 활성탄층, 및 안쓰라사이트층(Anthracite)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 이동관의 외주면에는 상기 이동관이 상기 유입관의 내부에 최대로 삽입된 상태에서 상기 유입관과 상기 이동관의 사이를 밀봉하는 실링부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 부유부는 그 외측에 설치되는 케이싱에 의해 수직방향으로 이동이 안내되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 케이싱의 내부에는 상기 부유부의 최저위치를 제한하는 멈춤돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 부유부는 상기 이동관이 고정되는 부유상판과, 상기 부유상판과 관통관에 의해 연결되는 부유하판과, 상기 부유상판과 상기 부유하판 사이에 설치되는 부유체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 통하여, 오염물질을 다량 포함하고 있는 초기우수를 안정적으로 배제할 수 있어서, 우수저장장치 내 수질을 향상시킬 수 있다.

구조가 간단하고, 전력 등의 에너지를 사용하지 않으므로 저비용으로 설치할 수 있고, 유지관리비가 적게 든다.

또한, 해안가, 간척지의 지하수 염분농도 과다, 지하수 고갈 등으로 인한 시설하우스 물 부족 문제에도 기여할 수 있다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초기 우수의 배제가 가능한 시설하우스 빗물이용장치(100)의 개략도이다.

상기 시설하우스 빗물이용장치(100)는 온실(102) 등의 시설물에 설치되며, 크게 우수를 모으는 집수부(104)와, 상기 집수부(104)로부터 집수된 우수 중 최초 일정량 제거하는 초기우수배제장치(110)와, 상기 초기우수배제장치(110)를 통과한 우수를 저장하는 저장조(112)를 포함하여 이루어진다.

상기 집수부(104)는 온실(102) 등의 시설물의 주변에 설치되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 지면으로부터 홈을 파고, 우수가 땅속으로 스며들지 않도록 집수거(120)를 형성한 후, 상기 집수거(120)의 바닥부에 집수관(126)을 배치하고, 상기 집수관(126)의 주위로 모래 또는 왕겨 등을 충전하여 여과층2(124)을 형성한 후, 상기 여과층2(124) 위로 쇄석 등을 덮는 여과층1(122)을 형성한다.

따라서, 주변으로부터 공급되는 우수의 협잡물이 1차적으로 상기 여과층1(122)과 상기 여과층2(124)에 의해 제거되고, 우수는 상기 집수관(126)의 표면에 형성된 유통홀(128)을 통해 상기 집수관(126)의 내부로 유입되어 흐르게 된다.

상기 집수부(104)에 의해 집수된 우수는 초기우수배제장치(110)로 유입된다.

상기 초기우수배제장치(110)는 비가 내리는 초기에 온실 주위의 이물질이 함유되어 오염된 우수가 상기 저장조(112)에 공급되는 것을 방지할 수 있다.

상기 초기우수배제장치(110)는 버퍼탱크(130)와, 상기 버퍼탱크(130)의 상부측에 설치되고 상기 집수부와 연결되는 유입관(132)과, 상기 유입관(132)의 측부에 일체로 고정되는 유출관(134)과, 상기 유입관(132)의 내부로 삽입가능하고 상기 유입관(132)의 내부에 최대로 삽입된 상태에서 상기 유출관(134)과 연통되는 연통구(139)가 형성된 이동관(136)과, 상부에 상기 이동관(136)은 부유체(142)에 고정되어 있어 부유체(142)가 이동됨에 따라 이동관(138)도 따라서 상하로 이동되게 되어 있다.

상기 연통구(139)는 유입되는 물량에 따라 여러 개로 설치 가능하다.

상기 버퍼탱크(130)는 밀폐되어 있으며, 유입관(132)에 의해서만 우수가 유입되고, 유출관(134)을 통해서 우수가 배출된다.

그리고 초기 우수는 버퍼탱크(130)내에 저장되고 이 높이에 따라 부유체(142)도 상하로 움직이도록 되어 있다.

또한, 미도시되어 있지만 상기 버퍼탱크(130)내에는 수중펌프가 설치되어 있 어 수중펌프의 레벨센서 높이 조절에 따라 초기 우수 배제량을 조절할 수 있게 되어 있다.

상기 이동관(136)은 상기 유입관(132)의 내부에 삽입되는 연직방향으로 이동가능하며, 상기 이동관(136)이 최대로 상측으로 삽입된 경우에는 유입관(132)을 통해 유입되는 우수는 상기 유출관(134)으로 유출될 수 있도록 되어 있다.

또, 상기 이동관(136)의 외주면에는 상기 이동관(136)이 최대로 상측으로 삽입된 상태에서 상기 이동관(136)과 상기 유입관(132) 사이의 간극을 통해 우수가 유입되거나 유출되는 것을 방지하기 위한 실링부재(152)가 설치된다. 상기 실링부재(152)로는 고무 등의 소재로 된 오링을 사용할 수 있다.

그리고, 상기 부유부는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 그 외측에 설치되는 케이싱(140)에 의해 수직방향으로 이동이 안내된다. 그리고, 상기 부유부는 상기 이동관(136)이 고정되는 부유상판(138)과, 상기 부유상판(136)과 관통관(141)에 의해 연결되는 부유하판(137)과, 상기 부유상판(136)과 상기 부유하판(137) 사이에 설치되는 부유체(142)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 실시예에서는 상기 부유하판(137)의 직경을 상기 부유상판(136)보다 크게 하고, 상기 부유하판(137)의 외주면이 상기 케이싱(140)의 내주면에 맞닿도록 하였다.

그리고, 상기 케이싱(140)의 벽체에는 상기 이동관(136)의 연통구(139)로부터 공급되는 우수가 통과할 수 있는 우수출구(148)가 더 형성될 수 있다. 상기 케이싱(140)이 상기 버퍼탱크(130)의 바닥면으로부터 이격되어 설치된 경우에는 상기 우수출구(148)는 불필요하다.

또, 상기 케이싱(140)의 내부에는 상기 부유부의 최저위치를 제한하는 멈춤돌기(150)가 도 4에 도시된 바와 같이 형성된다.

상기 케이싱(140)의 형태는 원형뿐만 아니라 사각형 등 기타 형상으로도 변형 가능하다.

그리고, 상기 초기우수배제장치(110)와 상기 저장조(112) 사이에는 상기 초기우수배제장치(110)로부터 공급되는 우수를 2차 여과하는 여과부(111)가 더 설치될 수 있다.

상기 여과부는 펄라이트(Pearlite)층, 활성탄층, 안쓰라사이트층(Anthracite)을 포함하여 여과효율을 향상시킬 수 있으며, 상기 펄라이트층, 상기 활성탄층, 상기 안쓰라사이트층은 상당 오랜 기간후 여과기능이 약해졌을 때는 교체하여 사용함으로써 제 기능을 유지시킬 수 있다.

그리고, 상기 저장조(112)의 내부에는 레벨센서(미도시)를 두어 저장조(112) 내의 수위를 체크할 수 있도록 한다.

또, 상기 저장조(112)는 공급펌프(108)와 연결되어, 상기 저장조(112) 내에 저장된 우수를 작물 등에 공급할 수 있으며, 상기 공급펌프(108)는 제어부(106)에 의해 제어된다.

본 발명의 실시예에 따른 초기 우수의 배제가 가능한 시설하우스 빗물이용장치(100)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 이하, 상기 시설하우스 빗물이용장치(100)의 작동방법에 대해 설명한다.

비가 오면 집수부(104)를 통해 비가 1차적으로 여과되면서 수집된다. 이 때 비의 양이 많은 경우를 대비하여, 상기 집수부(104)와 상기 초기우수배제장치(110) 사이에는 조절밸브(114)를 설치하여 상기 저장조(112)의 수위가 최고수위에 이른 경우에 더 이상의 우수의 유입을 차단하는 것이 바람직하다.

상기 집수부(104)의 여과층1(122) 및 여과층2(124)에 의해 1차적으로 여과된 물은 집수관(126)을 통해 상기 초기우수배제장치(110)로 유입관(132)으로 유입된다.

상기 초기우수배제장치(110)는 초기 상태에서 상기 버퍼탱크(130) 내에 물이 없으므로, 상기 부유부가 최저상태, 즉 상기 멈춤돌기(150)에 의해 지지되어 있는 상태이다. 이 때, 상기 이동관(136)은 상기 유입관(132)으로부터 하방으로 최대한 돌출된 상태로, 상기 연통구(139)는 상기 유입관(132)의 외부에서, 즉 상기 케이싱(140) 내에서 개방된 상태이다.

따라서, 상기 유입관(132)을 통해 유입된 우수는 상기 연통구(139)를 통해 상기 버퍼탱크(130) 내로 공급된다. 상기 버퍼탱크(130)의 수위가 높아지면서 상기 부유체(142), 부유하판(137) 및 부유상판(138)은 부력에 의해 상승하게 되고, 부유상판(138)에 고정 설치된 상기 이동관(136)도 따라서 상승하면서 상기 유입관(132)의 내부로 점점 삽입된다.

상기 버퍼탱크(130) 내의 수위가 일정량이 되면, 상기 이동관(136)은 상기 유입관(132)의 내부로 최대로 삽입되며, 이 상태에서 상기 실링부재(152)가 상기 유입관(132)과 상기 이동관(136)의 사이를 밀폐하여, 우수가 상기 버퍼탱크(130) 내로 더 이상 유입되지 않게 된다.

이 경우, 상기 연통구(139)는 상기 유출관(134)과 연통되므로, 상기 유입관(132)으로 유입되는 우수는 곧바로 상기 유출관(134)으로 배출되게 된다.

상기 버퍼탱크(130)내의 수위는 미도시된 수중펌프의 레벨센서에 의해 상기 버퍼탱크(130)내의 물을 외부로 배출시킴으로써 조절 가능하다.

상기 유출관(134)으로부터 공급되는 우수는 상기 여과부(111)를 거쳐 상기 저장조(112)로 유입된다.

그리고, 상기 저장조(112) 내의 우수가 일정수위까지 이르면 상기 조절밸브(114)를 폐쇄하여, 상기 집수부(104)로부터의 우수의 유입을 차단한다.

상기와 같은 과정을 거쳐 상기 저장조(112)에 저장된 우수는 공급펌프(108)에 의해 작물에 공급된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초기 우수의 배제가 가능한 시설하우스 빗물이용장치의 개략도이다.

도 2는 도 1의 시설하우스 빗물이용장치의 초기우수배제장치의 개략적인 사시도이다.

도 3은 도 2의 초기우수배제장치의 단면도이다.

도 4는 도 2의 초기우수배제장치의 단면도이다.

도 5는 도 1의 우수저장치의 집수부의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 시설하우스 빗물이용장치 102: 온실

104: 집수부 106: 제어부

108: 공급펌프 110: 초기우수배제장치

111: 여과부 112: 저장조

114: 조절밸브 120: 집수거

122: 여과층1 124: 여과층2

126: 집수관 128: 유통홀

130: 버퍼탱크 132: 유입관

134: 유출관 136: 이동관

137: 부유하판 138: 부유상판

139: 연통구 140: 케이싱

141: 관통관 142: 부유체

148: 우수출구 150: 멈춤돌기

152: 실링부재 154: 드레인관

Claims (3)

1. 빗물을 수집하는 집수부;

   상기 집수부로부터 공급되는 우수 중 최초 일정량 제거하는 초기우수배제장치;

   상기 초기우수배제장치를 통과한 우수를 여과하는 여과부; 및

   상기 여과부에 의해 여과된 우수를 저장하는 저장조를 포함하고,

   상기 초기우수배제장치는,

   버퍼탱크;

   상기 버퍼탱크의 상부측에 설치되고 상기 집수부와 연결되는 유입관;

   상기 유입관의 측부에 일체로 고정되는 유출관;

   상기 유입관의 내부로 삽입가능하고, 상기 유입관의 내부에 최대로 삽입된 상태에서 상기 유출관과 연통되는 연통구가 형성된 이동관; 및

   상부에 상기 이동관이 고정되고 부유체가 설치되는 부유부를 포함하고,

   상기 부유부는 상기 이동관이 고정되는 부유상판과, 상기 부유상판과 관통관에 의해 연결되는 부유하판과, 상기 부유상판과 상기 부유하판 사이에 설치되는 부유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 우수의 배제가 가능한 시설하우스 빗물이용장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 집수부는, 하우스 외측 지면에 홈을 파고 우수가 땅속으로 스며들지 않도록 형성된 집수거의 바닥부에 배치되는 집수관과, 상기 집수관 주위로 형성되는 여과층을 포함하여, 상기 하우스 지붕에 떨어진 빗물이 여과층을 통과하면서 1차적으로 협잡물이 제거되고 빗물만이 상기 집수관의 표면에 형성된 유통홀을 통해 상기 집수관내로 집수 가능한 것을 특징으로 하는 초기 우수의 배제가 가능한 시설하우스 빗물이용장치.
3. 삭제

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