KR101179933B1

KR101179933B1 - 유출빗물 연속샘플러

Info

Publication number: KR101179933B1
Application number: KR1020100091873A
Authority: KR
Inventors: 이봉주; 김용제
Original assignee: 한국지질자원연구원
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-09-07
Also published as: US20120144936A1; KR20120029809A; CN102419270B; JP2012063347A; CN102419270A; JP5187706B2; US8596149B2

Abstract

본 발명은 유출빗물 연속샘플러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일방향을 향해 하향설치되는 레일부재와, 상기 레일부재의 하향방향으로 이동되는 다수의 저장부재와, 상기 레일부재의 중단에 설치되어 저장부재의 이동을 단속하는 스톱퍼와, 상기 스톱퍼 전단에 대기중인 저장부재 내부에 빗물을 낙하시키고 소정시간 경과 후 빗물이 저장된 저장부재의 저장관체를 낙하시키는 낙하부재와, 유출빗물 취수펌프로 구성된다. 최초 상기 저장부재를 스톱퍼 전단에서 대기시킨 후, 강우감지기를 통해 강우 여부에 따른 신호를 전달받아 저장부재에 빗물을 저장하되, 저장부재 상단의 커플러를 분리시켜 빗물이 저장된 저장관체가 와이어로 연결되어 낙하되도록 함으로써, 저장관체가 스톱퍼를 통과하도록 하는 과정을 연속적으로 시행하여 빗물을 채집함과 동시에, 제어장치를 통해 낙하부재 내 전기액츄에이터부의 작동시간을 사용자가 사전지정한 시간간격에 따라 제어함으로써, 빗물을 시간별로 구분하여 자동적으로 손쉽게 샘플을 채집할 수 있도록 한 유출빗물 연속샘플러에 관한 것이다.

Description

유출빗물 연속샘플러{SEQUENTIAL SAMPLER FOR RUNOFF WATER}

본 발명은 사전 지정한 소정시간간격에 따라 유출빗물 시료를 연속 채집할 수 있도록 한 샘플러에 관한 것이다.

대체 수자원으로서의 빗물의 재활용과, 물의 순환 과정에서 빗물에 의해 하천 또는 지하로 유입되는 비점오염의 저감을 위해 유출 빗물의 수질을 일정 수준 이상이 되도록 유지 관리하여야 하며, 이를 위해서는 강우 초기 빗물의 씻김 현상(first flush phenomenon), 즉 유출빗물의 수질 변화에 대한 연구가 필요하다. 일반적으로 집수면의 오염으로 인하여 강우 초기의 유출빗물은 강우 후기의 유출빗물에 비해 상대적으로 더 오염된 특성을 보인다. 이에 따라 초기의 유출빗물을 강우 초기의 유출빗물을 수처리(water treatment)하거나 분리 배제시켜 실제 이용되는 빗물의 수질을 향상시키려는 연구가 활발하다. 유출빗물의 수질은 계절별은 물론이고 강우진행 시간대별로 차이를 보이며, 특히 집수면의 종류 및 그 특성에 따라 오염의 종류 및 오염의 정도 차이가 크게 나타나기 때문에 유출빗물 수질의 정확한 분석을 위해서는 강우 개시시점으로부터 강우 종료시까지 유출빗물을 연속적으로 채취 가능하여야 하며, 유출빗물 시료 채취 이후 시료가 증발되거나 휘발성 유기물(Volatile Organic Compounds)의 손실 등을 막기 위해 시료채취 완료 직후 샘플병의 밀봉이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 빗물시료를 채집하고자 하는 지역에서 빗물의 지표면 유출이 발생시 이를 자동으로 감지하여, 사전에 정한 시간에 따라 유출빗물 시료를 연속적으로 채집할 수 있도록 한 것이다. 강우시 하향경사진 레일부재를 따라 다수개의 저장부재가 하향이동 하도록 하되, 상기 레일부재의 중단에 스톱퍼를 설치하여, 전기액츄에이터를 이용하여 저장부재에서 저장관체를 탈거시켜 스톱퍼를 통과할 수 있도록 한다. 즉, 본 발명은 저장관체가 탈거된 저장부재만 스톱퍼를 통과하는 과정을 연속 시행함으로써, 사용자가 정한 시간에 따라 빗물 채집을 연속적으로 시행할 수 있도록 한 유출빗물 연속샘플러를 제공하는데 있다. 저장관체와 저장부재가 유압커플러로 연결되어 있어, 저장부재로부터 저장관체의 탈거는 유압커플러의 소켓과 플러그의 분리를 의미하며, 이는 저장관체를 밀봉하는 수단이 된다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 일방향을 향해 하향경사지게 설치되는 레일부재(10); 상기 레일부재(10)의 하향방향으로 이동되되, 하단에 개폐수단(22)을 구비하는 저장관체(21)와, 상기 저장관체(21)의 상단에 일체형으로 결합되는 플러그(23) 및 상기 플러그(23)에 착탈가능토록 대응결합되는 소켓(24)으로 이루어진 커플러부(25)로 이루어지는 저장부재(20); 상기 저장부재(20)의 이송을 단속하기 위해 레일부재(10)의 중단에 설치되는 스톱퍼(30); 상기 스톱퍼(30) 전단에 위치되는 저장부재(20)에 빗물을 유입시키며, 빗물이 저장된 저장관체(21)를 소켓(24)에서 탈거시킬 수 있도록 하는 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치(40); 상기 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치(40)에 제공하기 위한 빗물을 수집하는 취수펌프(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저장부재(20)는 상기 레일부재(10)에 대응되도록 소켓(24)의 양측으로 연장형성되어 회전되는 구동부재(28); 상기 소켓(24)과 저장관체(21) 상호간을 연결하는 와이어(29);가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치(40)는 상, 하로 승강운동하는 전기액츄에이터부(41); 상기 전기액츄에이터부(41)의 하단에서 상, 하로 작동하되, 하강운동에 의해 상기 커플러부(25)의 소켓(24)이 플러그(23)와 탈거되도록 상기 소켓(24)을 가압하는 유입관(43); 으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스톱퍼(30)는 중단부에 수직방향으로 개구된 이동로(31)를 형성하되, 상기 이동로(31)는 저장관체(21)의 지름(D)보다 상대적으로 작은 폭(W)을 가지도록 함으로써, 상기 저장관체(21)가 탈거되어 커플러부(25)의 소켓(24)에 와이어(29)로 매달려 있게 되는 경우에만 상기 저장부재(20)가 통과되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 강우 여부에 따라, 전기액츄에이터부(41)의 승강작동을 제어함으로써, 다수의 저장부재(20)에 사용자가 사전지정한 소정시간간격으로 빗물을 연속 채집할 수 있도록 하는 제어장치(60)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 비가 내릴 경우, 이를 감지하여 유출빗물 연속샘플러를 자동적으로 작동시킴으로써 빗물을 연속적으로 채집할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 채집하고자 하는 빗물을 시간별로 구분하여 자동적으로 손쉽게 샘플을 채취할 수 있으며, 그로 인해 채집한 빗물의 수질분석 정확도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 시간대별 빗물 시료를 채취하기 위하여 작업자가 손수 작업을 하지 않아도 됨으로 인한 인적 및 물적 절감의 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유출 빗물을 채수한 후, 저장관체를 곧 바로 밀봉함으로써 유출 빗물의 증발 및 휘발성유기물의 손실을 줄이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유출빗물 연속샘플러를 나타낸 일실시예의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 저장부재와 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치를 나타낸 일실시예의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치에 의해 저장관체가 분리되는 모습을 나타낸 일실시예의 측면도.
도 4는 도 3의 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 유출빗물 연속샘플러의 작동을 나타낸 일실시예의 작동도.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)" 및 "제 2(second)"등과 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유출빗물 연속샘플러를 상세히 설명하도록 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유출빗물 연속샘플러는 레일부재(10), 저장부재(20), 스톱퍼(30), 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치(40), 취수펌프(50), 제어장치(60)를 포함한다.

상기 레일부재(10)는 상호간 대향되어 소정간격 이격되는 복수열의 레일(11)로 이루어진다. 이러한, 상기 레일부재(10)는 일방향을 향해 하향경사진 형태를 가지도록 하여, 후술될 저장부재(20)가 상기 레일부재(10)를 따라 하향 이동되도록 한다.

상기 레일부재(10)의 양단은 높이 조절이 가능토록 하여, 레일부재(10)의 하향 각도가 조절되도록 할 수 있음이다.

상기 저장부재(20)는 전술된 레일부재(10)를 따라 하향이동되는 것으로서, 저장관체(21), 커플러부(25), 구동부재(28), 와이어(29)로 이루어진다.

상기 저장관체(21)는 빗물이 저장되는 양단이 개구된 원형관체 형상을 가지며, 하단에는 개폐가 가능한 커버 형식의 개폐수단(22)이 착탈가능하게 결합되어, 내부의 빗물을 배출시키거나 또는 세척이 용이해지도록 한다.

상기 커플러부(25)는 저장관체(21)의 상단에 결합형성되는 것으로서, 상기 커플러부(25)는 저장관체(21)의 상단에 일체형으로 결합되는 플러그(23)와, 상기 플러그(23)에 착탈가능하게 결합되는 소켓(24)으로 이루어진다. 상기 커플러부(25)는 소켓(24)과 플러그(23)가 결합되어 있는 경우, 소켓(24)과 플러그(23)가 연통됨으로써, 저장관체(21)의 내부에 빗물이 유입되어 저장될 수 있도록 커플러부(25)의 상단에 결합된 소켓(24)이 개방된 형태를 가지게 되고, 상기 소켓(24)이 저장관체(21)의 플러그(23)에서 분리되면 상기 소켓(24)의 일단은 밀폐되어 빗물의 유입 및 유출을 차단하는 작동을 하는 것으로, 이러한 커플러부(25)는 공지된 기술이기에 상세한 설명은 생략한다.

상기 구동부재(28)는 저장관체(21)의 플러그(23)에 착탈가능토록 결합되어 있는 소켓(24)의 양측에 연장형성되는 것으로서, 더욱 자세히 설명하면, 상기 플러그(23)의 외주연에서 양측으로 연장형성되는 복수개의 지지체(26)와, 상기 복수개의 지지체(26)의 단부에 형성되는 회전가능한 롤러(27)로 이루어진다.

즉, 상기 복수개의 롤러(27)가 복수열 레일(11)에 각각 대응되어 설치됨으로써, 저장부재(20)를 하향경사진 레일부재(10)의 길이방향으로 이동될 수 있도록 하는 것이다.

상기 와이어(29)는 전술된 소켓(24)의 외주연과 빗물이 저장되는 저장관체(21)의 외주연에 양단이 고정되어 상기 소켓(24)과 저장관체(21)를 연결하는 것으로서, 상기 와이어(29)는 플러그(23)를 형성한 저장관체(21)가 소켓(24)과 분리되어 낙하될 시, 상기 저장관체(21)가 일정길이 낙하 후 와이어(29)를 통해 소켓(24)에 매달리게 되는 형태를 가지도록 함으로써, 저장관체(21)의 스톱퍼(30) 통과가 가능토록 한 것이다.

상기 스톱퍼(30)는 전술된 레일부재(10)의 중단에 직립설치되는 것으로서, 레일부재(10)의 하향방향을 따라 이동되는 다수의 저장부재(20)의 이동을 단속하기 위한 것이다.

더욱 자세히 설명하면, 상기 스톱퍼(30)는 레일부재(10)를 따라 햐향이동되는 다수의 저장부재(20)를 스톱퍼(30)의 전단에서 이동을 차단시켜, 스톱퍼(30)의 전단에서 다수의 저장부재(20)가 순차적으로 대기되도록 한 후, 상기 스톱퍼(30)에 맨처음 이동이 단속된 저장부재(20)부터 내부에 유출빗물을 유입시킨 후, 저장관체(21) 커플러의 플러그(23)가 소켓(24)과 분리되면서 스톱퍼(30)의 후단으로 이동될 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해, 상기 스톱퍼(30)는 중단부에 수직방향으로 개구된 이동로(31)를 형성하는데, 상기 이동로(31)의 폭(W)은 저장관체(21)의 지름(D)보다 상대적으로 더 작은 폭을 가지도록 형성함으로써, 상기 레일부재(10)를 따라 이동된 저장부재(20)는 스톱퍼(30)의 개구된 이동로(31) 앞에서 이동로(31)를 빠져나가지 못하고 멈추게 되는 것이다.

이후, 소켓(24)과 플러그(23)가 연결되어 상부가 개구된 저장관체(21) 내부로, 후술 될 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치(40)를 통해 빗물이 유입되고, 소정시간간격 후 상기 소켓(24)과 플러그(23)가 분리되면서 저장관체(21)가 하강하여 소켓(24)에 와이어(29)로 매달리게 되는 형태를 가지게 된다.

이렇게 되면, 상기 이동로(31)를 통과할 수 없었던 저장관체(21)는 저장관체(21)를 막고 있던 스톱퍼(30)보다 하단에 위치하여 소켓(24)과 와이어(29)로 매달린 상태가 되어, 저장관체(21)와 소켓(24)을 연결해주는 와이어(29)가 이동로(31) 전단에 위치되어 이동로(31)를 통과할 수 있게 되므로, 결론적으로 저장부재(20)가 스톱퍼(30)를 통과하게 되는 것이다.

통과한 저장부재(20)는 하향경사진 레일부재(10)를 따라 이동 후, 레일부재(10)의 최하단에서 걸려 멈추게 되고, 이후 다른 저장부재(20)들 또한 상기와 같은 작동을 반복 후 스톱퍼(30)를 통과하여 순차적으로 레일부재(10)의 일단에 멈추게 되는 것이다.

상기 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치(40)는 스톱퍼(30) 전단 상부에 설치되어 전술된 저장부재(20)에 유출빗물을 유입시키고, 저장부재(20)의 상단에 일체로 결합된 플러그(23)를 소켓(24)과 탈거시키는 역할을 하기 위해, 전기액츄에이터부(41), 유입관(43)으로 이루어진다,

상기 전기액츄에이터부(41)는 본 발명의 레일부재(10)가 내설되는 하우징 또는 천장 등에 수직하방으로 설치되어 상, 하로 승강 운동한다. (상기 전기액츄에이터부(41)의 전원공급장치(42)로는 별도로 설치된 배터리 또는 태양광 에너지 등이 사용된다.)

상기 유입관(43)은 저면이 개구되고 내부가 비어있는 관체 형상을 가지며, 전기액츄에이터부(41)의 최하단부에 고정설치되는 것으로, 상기 전기액츄에이터부(41)와 일체형으로 이루어져 있음으로 인하여 상기 전기액츄에이터부(41)가 상, 하로 승강 운동을 할 시 상, 하로 승강 운동을 하게 된다.

이러한, 상기 유입관(43)은 스톱퍼(30)에 의해 이동이 차단되어 대기중인 첫번째 저장부재(20)의 상단에 가깝게 위치되는 것으로, 더욱 자세히 설명하면, 상기 저장부재(20)의 소켓(24) 상부에 위치가 된다.

이러한 상기 유입관(43)은 소켓(24)과 플러그(23)가 결합된 상태의 저장부재(20)의 저장관체(21)로 빗물을 유입하는 역할을 하는데, 상기 유입관(43)의 외주연에는 후술될 취수펌프(50)와 연결되어 있는 플렉시블(flexible)한 유입호스(46)의 일단이 내설되어 상기 취수펌프(50)로부터 유입된 유출빗물이 유입관(43)으로 내입된 후 연통된 소켓(24)과 플러그(23)를 통과하여 저장관체(21) 내부로 유입되는 것이다.

또한, 상기 저장관체(21)로 빗물이 유입되도록 한 후, 사용자가 사전지정한 소정시간이 경과하면, 상기 전기액츄에이터부(41)가 작동하게 되고, 이로써 유입관(43)이 하강하면서 소켓(24)의 상부를 가압하여 하단으로 밀게 되며, 이로써, 상기 플러그(23)와 체결되어 있던 소켓(24)은 플러그(23)와 분리되면서 플러그(23)가 상단에 결합되어 있는 저장관체(21)가 하단으로 낙하되는 것이다.

다시말해, 상기 유입관(43)은 저장관체(21) 내부로 빗물을 낙하시키는 역할과 함께 상기와 같이 소켓(24)과 플러그(23)를 분리하는 역할과 한다.

상기 취수펌프(50)는 강우가 지속되는 동안 전술된 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치(40)에 유출빗물을 지속적으로 공급하는 역할을 담당한다.

상기 제어장치(60)는 전기액츄에이터부(41), 강우감지기(51)와 전기적으로 연결되어, 강우시 전기액츄에이터부(41)의 승강작동을 제어함으로써, 다수의 저장부재(20)에 사용자가 사전지정한 소정시간간격으로 빗물을 연속 채집할 수 있도록 하는 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 레일부재 20: 저장부재
21: 저장관체 22: 개폐수단
23: 플러그 24: 소켓
25: 커플러부 27: 롤러
28: 구동부재 29: 와이어
30: 스톱퍼 31: 이동로
40: 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치
41: 전기액츄에이터부 42: 전원공급장치
43: 유입관 44: 바이패스관
45: 제어밸브 46: 유입호스
50: 취수펌프 51: 강우감지기
60: 제어장치

Claims

일방향을 향해 하향경사지게 설치되는 레일부재(10);
상기 레일부재(10)의 하향방향으로 이동되되, 하단에 개폐수단(22)을 구비하는 저장관체(21)와, 상기 저장관체(21)의 상단에 일체형으로 결합되는 플러그(23) 및 상기 플러그(23)에 착탈가능토록 대응결합되는 소켓(24)으로 이루어진 커플러부(25)로 이루어지는 저장부재(20);
상기 저장부재(20)의 이송을 단속하기 위해 레일부재(10)의 중단에 설치되는 스톱퍼(30);
상기 스톱퍼(30) 전단에 위치되는 저장부재(20)에 빗물을 유입시키며, 빗물이 저장된 저장관체(21)를 소켓(24)에서 탈거시킬 수 있도록 하는 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치(40);
상기 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치(40)에 제공하기 위한 빗물을 수집하는 취수펌프(50);
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유출빗물 연속샘플러.
제 1항에 있어서,
상기 저장부재(20)는
상기 레일부재(10)에 대응되도록 소켓(24)의 양측으로 연장형성되어 회전되는 구동부재(28);
상기 소켓(24)과 저장관체(21) 상호간을 연결하는 와이어(29);
가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 유출빗물 연속샘플러.
제 1항에 있어서,
상기 유출빗물 공급 및 저장관체 낙하유발 장치(40)는
상, 하로 승강운동하는 전기액츄에이터부(41);
상기 전기액츄에이터부(41)의 하단에서 상, 하로 작동되되, 하강운동에 의해 상기 커플러부(25)의 소켓(24)이 플러그(23)와 탈거되도록 상기 소켓(24)을 가압하는 유입관(43); 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유출빗물 연속샘플러.
제 1항에 있어서,
상기 스톱퍼(30)는
중단부에 수직방향으로 개구된 이동로(31)를 형성하되,
상기 이동로(31)는 저장관체(21)의 지름(D)보다 상대적으로 작은 폭(W)을 가지도록 함으로써, 상기 저장관체(21)가 탈거되어 커플러부(25)의 소켓(24)에 와이어(29)로 매달려 있게 되는 경우에만 상기 저장부재(20)가 통과되도록 하는 것을 특징으로 하는 유출빗물 연속샘플러.
제 3항에 있어서,
강우 여부에 따라, 전기액츄에이터부(41)의 승강작동을 제어함으로써, 다수의 저장부재(20)에 사용자가 사전지정한 소정시간간격으로 빗물을 연속 채집할 수 있도록 하는 제어장치(60)가 구비되는 것을 특징으로 하는 유출빗물 연속샘플러.