KR101257767B1 - 빗물이용장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하는 것을 과제로 한다. 구체적으로는 건물의 지붕에 내린 빗물에 포함되는 새의 날개나 매미 등 곤충의 사체·흙덩이·낙엽 등의 쓰레기를 다량으로 포함한 초기 빗물을 분리하여 저장함과 동시에, 초기 빗물 분리 후의 빗물을 취수 시 오염을 발생시키지 않고, 간단하게 쓰레기를 제거 및 여과·흡착하여 양질의 물을 얻을 수 있으며, 구멍 막힘이 일어나기 어렵고, 점검이나 보수가 용이하게 이루어질 수 있는 빗물이용장치를 제공한다.
본 발명에 따른 빗물이용장치는, 빗물탱크의 중공형 덮개와, 덮개 내부에 설치되는 복수개의 정화부와 여과부를 포함한다. 먼저, 덮개 내부에 설치된 돔 형상의 네트로 빗물주입관에서 흘러온 빗물에 포함된 굵은 쓰레기를 제거하고, 제1침전실에서 미세한 쓰레기를 침전시키며, 브러시부로 부유하는 쓰레기를 제거하고, 제2침전실에서 미세한 쓰레기를 침전시키고, 그 후 여과부에서 여과, 흡착시킨다. 이러한 장치들에 의해 하향 유동속도가 낮아지게 되지만, 유속을 높이기 위해 여과층의 하측에 많은 배출구를 형성하여 하향 유동속도의 저감을 저지한다. 또한, 덮개 중심부의 상통을 분리하는 것과, 덮개의 커버를 치우는 것에 의해 덮개 내부의 청소나 여재 교환을 용이하게 수행할 수 있다.

Description

빗물이용장치{RAINWATER USING APPARATUS}

본 발명은 빗물을 이용하기 위해 선홈통(지붕에서 받은 빗물을 지상으로 흘리는 배수장치부)에서 빗물을 취수하고 빗물에 포함된 쓰레기나 토사 등을 제거하여 빗물을 이용할 수 있도록 한 빗물이용장치에 관한 것이다.

선홈통으로부터 빗물을 취수하여 이용하는 장치로는 빗물을 그대로 취수하는 장치와, 필터를 붙인 것이 종래 기술로서 알려져 있다.

이러한 장치를 이용해 빗물을 그대로 취수하는 장치는 쓰레기가 많고, 뜰의 살수에 한정되어 이용되고 있다. 또한, 필터를 붙인 장치는 쓰레기로 막혀서 빗물이 넘쳐 나오거나, 필터에 쓰레기가 모여 그 쓰레기가 이후에 연속하여 내리는 비를 오염시키는 경우가 있다.

상기의 문제를 해결하기 위해 아래 문헌과 같이 중공의 덮개안에 굴곡이 자유로운 브랏시 형태의 정화 부재와 여과 부재를 설치한 것도 있었다. 그러나, 이 브랏시는 덮개안에 일정한 형상 없이 자유롭게 구부러질 수 있게 설치되어 있기 때문에, 브랏시가 없는 공간이 생기고, 이를 통해 쓰레기가 빠져나가며, 이 빠져나간 쓰레기로 여과 부재가 막힌다는 단점이 있다. 또한, 브랏시를 빗물의 유입구에서 꺼내기 어렵고, 덮개에 삽입되어 있는 브랏시의 오염상태를 파악할 수 없고, 유지 관리가 어렵다.

관련 선행기술은 일본 공개특허 2001－214471(2001.08.07. 공개, 발명의 명칭: 빗물정화장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하는 것을 과제로 한다. 구체적으로는 건물의 지붕에 내린 빗물에 포함되는 새의 날개나 매미 등 곤충의 사체·흙덩이·낙엽 등의 쓰레기를 다량으로 포함한 초기 빗물을 분리하여 저장함과 동시에, 초기 빗물 분리 후의 빗물을 취수 시 오염을 발생시키지 않고, 간단하게 쓰레기를 제거 및 여과·흡착하여 양질의 물을 얻을 수 있으며, 구멍 막힘이 일어나기 어렵고, 점검이나 보수가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것을 과제로 한다.

본 발명에 따른 빗물이용장치는, 빗물탱크의 중공형 덮개와, 상기 덮개 내부에 설치되는 복수개의 정화부와, 상기 정화부에서 정화한 빗물을 여과층을 통해 여과하고 흡착층에서 흡착시키는 여과부를 포함하는 빗물이용장치이며, 상기 덮개 상단의 중심에 빗물주입관으로부터 빗물을 취수하는 상통이 있고, 상기 상통은 하통과 분리가능하다. 상기 상통 내에 있는 하측으로 갈수록 지름이 점차 증가하는 돔 형상의 네트와 얕은 바구니에 의해서 빗물에 포함된 크고 엉성한 쓰레기가 정화된다. 상기 하통의 바닥은 상기 덮개의 하부에 접하고, 상기 하통의 오버플로우형 제1침전실 하부에서 빗물에 포함된 비교적 무거운 쓰레기가 침전된다. 상기 제1침전실에서 침전된 쓰레기를 포함하지 않는 나머지의 빗물은 상기 얕은 바구니보다 약간 하측에서 상기 하통의 외주에 소정 간격으로 개방형성된 빗물배출구를 통해 상기 하통의 외측으로 흐르며, 상기 하통의 외측 벽면에 배치된 브러시부에 의해 부유하는 쓰레기가 걸러지며 U자형 단면 형상을 가지는 오버플로우형 제2침전실로 흐른다.

상기 제2침전실로 유동된 빗물은, 상기 제2침전실에서 더 미세한 쓰레기가 침전된 후, U자형 외측으로부터 상기 여과부로 유동된다. 상기 여과부 상측의 여과층에서는 야자껍질 활성탄 등 여러 종류의 여재에 의해 빗물을 여과하고, 하측의 흡착층에서는 화학 섬유나 부직포 등으로 빗물에 포함된 매우 미세한 쓰레기를 흡착시킨다. 상기와 같이 빗물에 포함된 쓰레기의 제거, 침전, 부유 쓰레기의 제거, 여과, 흡착을 행하는 복수개의 정화, 침전, 여과, 흡착 장치를 상기 덮개 내에 구비하였다.

본 발명에서는 초기 빗물 저장 후의 빗물을 빗물탱크의 상부개구에 피착한 중공형 덮개 내부의 복수개의 정화부에서 빗물에 포함된 쓰레기의 제거, 오버플로우형 제1침전실, 제2침전실에서 미세한 쓰레기의 침전, 브러시부에서 이물의 수집, 이에 더해 여과부에서 미세한 쓰레기를 분별 흡착시키는 것에 의해, 빗물을 이용 범위가 넓은 양질의 물로 바꿀 수 있다.

본 발명의 여과부는 오버플로우형 제2침전실의 용적의 약 2배, 제2침전실은 오버플로우형 제1침전실의 용적의 약 2배, 하통은 빗물주입관의 약 2배가 되도록 하고, 여과층의 하단에 빗물탱크를 향하는 복수개의 배출구가 있어, 다량의 강우에도 견딜 수 있다.

본 발명은 빗물탱크에 피착한 덮개내에서 빗물의 처리를 모두 실시하기 때문에, 이 덮개를 잡아떼는 것에 의해서 용이하게 보수·점검을 실시할 수 있다.

도 1은 빗물이용장치의 실시예를 도시한 것이다.
도 2는 빗물탱크의 중공형 덮개를 도시한 것이다.
도 3은 중공형 덮개의 A부분의 수평방향 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 상부가 개구된 지점에서 빗물탱크의 단면을 도시한 것이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 2는 덮개 4를 도시한 것이며, 화살표는 빗물의 흐름을 가리키고 있다. 이 실시예에 따른 빗물이용장치는 초기빗물저장통 22와, 덮개 4와, 빗물탱크 19로 구성된다. 초기빗물저장통 22은 10㎝에서 18㎝의 직경, 1m에서 2m의 높이(h)를 가지는 원통형 통이다. 초기빗물저장통 22의 상부는 상측을 향해 점차 가늘어지며, 초기빗물저장통의 상단 22-a는 선홈통 1(지붕에서 받은 빗물을 지상으로 흘리는 배수장치부)에 연결되고, 또한 T자형 분기 2에 연결된다. 초기빗물저장통 22의 하부는 첨단을 향해 점차 가늘어지며, 초기빗물저장통 22의 하단 22-b에는 나사식 뚜껑 27이 결합되며, 뚜껑 27은 착탈시킬 수 있다. 또한, 나사식 뚜껑 27의 중앙부분에 수전 28이 결합되고, 수전 28의 조인트부 26은 나사식 뚜껑 27을 경계로 초기빗물저장통 22내에 있으며, 수전 28의 개폐 콕 29는 나사식 뚜껑 27의 직하측에 있고, 항상 막힌 상태로 사용된다.

수전 28의 조인트부 26에 10 수센치의 호스 25를 끼워 넣고, 그 첨단에 네트 24를 긴밀하게 연결하여, 폭죽의 불탄 찌꺼기, 흙덩이, 곤충 등의 사체가 들어오지 않게 한다. 이러한 쓰레기는 낙하해 나사식 뚜껑 27의 안쪽에 모이며, 강우 종료 후수전 28의 개폐 콕 29를 개방하여, 빗물을 배출한 후, 나사식 뚜껑 27을 떼어내 나사식 뚜껑 27의 안쪽에 모인 흙덩이나 곤충의 사체를 청소하여 쓰레기를 없애고 다시 나사식 뚜껑 27을 장착한다. 상기 호스 25의 첨단에 붙이는 네트 24는 차주전자 등의 따라내는 개방구에 끼워 넣어지는 반구상의 네트가 최적이다.

초기빗물저장통 22의 초기 빗물 저장 용량은 지붕 면적×0.5~1㎜÷선홈통의 갯수로 산출되며, 초기빗물저장통 22은 그 저장량을 허용하는 저장통이다. 초기빗물저장통 22의 크기(직경, 높이)에 관해 상기 설명한 바에 따른 중량이 걸리므로 외벽에 긴밀하게 결합하는 것이 바람직하다.

선홈통 1을 흘러 떨어지는 빗물은 강우가 있으면 우선 초기빗물저장통 22으로 흐른다. 초기빗물저장통 22내에는 플로트 23이 있으며, 강우와 동시에 플로트 23이 서서히 상승해, 만수가 되면 초기빗물저장통 22의 상단 22-a에 플로트가 접하며 닫혀지고, 빗물은 T자형 분기 2에 횡방향으로 형성된 빗물주입관 3을 통해, 빗물탱크 19의 덮개 4의 중심에 있는 상통 5로 안내된다.

빗물주입관 3은 선홈통 1의 지름과 동일하거나 그 이상의 크기를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 덮개 4는 T자형 분기 2보다 20㎝이상 아래의 위치에 있는 것이 좋고, 선홈통 1과 빗물탱크 19가 떨어져 위치되는 경우는 T자 분기 2와 덮개 4의 수직 간격 t는 30㎝이상인 것이 바람직하다. 낙차가 작으면 빗물주입관 3안에 빗물이 막힌다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 빗물이용장치의 중공형 덮개 4는, 상기 덮개 4 내부에 설치되는 복수개의 정화부 9와, 상기 정화부 9에서 정화한 빗물을 여과층17-a를 통해 여과하고 흡착층 17-b에서 흡착시키는 여과부 17를 포함한다. 상기 덮개 4 상단의 중심에 빗물주입관 3으로부터 빗물을 취수하는 상통 5이 있고, 상기 상통 5는 하통 11과 분리가능하다.

상통 5내에는 하측으로 갈수록 지름이 점차 증가하는 돔 형상의 돔형 네트 7이 있으며, 얕은 바구니 8의 날밑 부분에 돔형 네트 7 하단의 외주 부분이 실리고, 얕은 바구니 8은 하통 11 상단의 외주에 현가(懸架)되게 설치된다. 빗물에 포함되는 큰 쓰레기는 돔형 네트 7의 자락에 밀려나, 계속 내리는 빗물은 큰 쓰레기에 접하지 않는다. 다음의 빗물은 비교적 저항이 적은 다공질의 여재가 들어간 얕은 바구니 8에서 굵은 쓰레기가 제거된 후, 하통 11 하부의 오버플로우형 제1침전실 12로 이송되고 여기서 미세한 쓰레기가 침전하며, 그 나머지의 빗물은 얕은 바구니 8의 바로 아래에서 하통 11의 외주상에 등간격으로 형성된 빗물배출구멍 13에 의해 오버플로우형 제2침전실 15로 안내된다.

돔형 네트 7의 모눈은, 그물코 1mm 정도가 바람직하다. 돔형 네트 7과 얕은 바구니 8은 초기빗물저장통 22가 만수가 된 후, 빗물을 직접 받으므로 더러워지기 쉽다. 빗물주입관 3과 상통 5는 상통 5의 내경이 빗물주입관 3의 외경보다 조금 크며, 상통 5는 빗물주입관 3을 따라 상하로 이동할 수 있다. 또한, 상통 5는 하통 11의 상단보다 2㎝ 아래에서 하통 11의 외주에 링 형상으로 나사 고정된 상통받이 6에 걸려 정지된다. 돔형 네트 7과 얕은 바구니 8의 세정은 빗물주입관 3을 따라 상통 5를 직상방으로 끌어올리면 생기는 공간을 통해 돔형 네트 7을 꺼내 세정할 수 있다. 또한, 돔형 네트 7을 꺼낸 뒤 얕은 바구니 8을 꺼내 세정하거나, 여재를 교환할 수 있다. 또한, 오버플로우형 제1침전실 12의 세정도 할 수 있다.

브러시부 14는 하통 11의 빗물배출구멍 13의 외주 직하측에 외주를 따라 칸막이처짐벽 16과의 사이에 있다. 칸막이처짐벽 16은 하통 11에 연결된 파이프형 가로대 16-a에 걸쳐 수개소에서 볼트로 고정된 통 모양의 칸막이처짐벽 16이며, 브러시부 14는 가로대 16-a 위에 놓인다. 브러시부 14는 축 14-a에 복수개의 침체 14-b를 방사상으로 이식한 링 형상의 브러시부 14다. 오버플로우형 제1침전실 12에 쓰레기가 침전된 후 남은 빗물이 빗물배출구멍 13을 통해 오버플로우형 제2침전실 15에 이를 때, 브러시부 14에 의해 빗물안에 포함된 부유 쓰레기가 제거된다.

브러시부 14에 형성된 복수개의 침체 14-b는 자동차의 배기가스에 포함되는 입자상 부유물질이나 춘기에 많은 황사 등의 제거에 도움이 된다.

오버플로우형 제2침전실 15에서는 오버플로우형 제1침전실 12에서 침전되지 않은 미세한 쓰레기를 침전시킨다. 오버플로우형 제2침전실 15는 오버플로우형 제1침전실 12보다 용적이 거의 배이상이 되며, 단면에는 오버플로우형 제2침전실 15의 중간에 칸막이처짐벽 16이 형성되고 바닥으로부터 3㎝정도의 틈새가 빗물의 통로를 이루기 때문에, 빗물의 유수 속도가 감속되어 미세한 쓰레기가 오버플로우형 제2침전실 15의 바닥에 쌓이기 쉬운 구조를 가진다. 또한, 오버플로우형 제1침전실과 오버플로우형 제2침전실의 바닥의 구석 부분은 라운드지게 형성하는 것이 바람직하다. 빗물의 흐름을 부드럽게 하며, 구석 부분에 흙이나 모래, 쓰레기 등이 퇴적하기 어렵게 한다.

오버플로우형 제2침전실 15에서 한층 더 미세한 쓰레기가 제거된 빗물은 오버플로우형 제2침전실 15의 외측의 여과부 17로 유동된다. 여과층 17-a에서는 그 지역의 특성이나 비에 포함되는 물질, 주거 환경에 따라 여재의 내용을 바꾸는 것이 바람직하다. 일반적으로는 데오라이트나 야자껍질 활성탄을 이용해, 지역에 따라서 암모니아 등의 제거, 질소산화물의 제거, 유황산화물의 제거 등을 실시할 수 있는 여과재를 구성하고, 흡착층 17-b에서는 세균의 흡착을 목적으로 한 화학 섬유나 부직포등으로 만들어진 흡착 매트를 조합하는 것에 의해 빗물탱크 19에 양질의 물을 보낼 수 있다. 빗물탱크 19의 용량은 설치 장소나 지붕 면적, 선홈통 1의 갯수에 따르나, 200L에서 600L가 바람직하다.

여과부 17은 덮개 4의 최외측에 위치하며, 그 용적은 오버플로우형 제2침전실 15의 약 2배이다. 여과부 17은 여재나 흡착 매트에 의한 저항이 크기 때문에 표면적을 크게 하여 여재나 흡착 매트에 의한 빗물의 유동 속도 저감을 억제해 빗물의 하향 유동 속도를 일정하게 유지한다.

도 3을 참조하면, 여과부 17 바닥의 배출구 18은 도너츠 형상으로 대략 4㎝폭으로 일주하고, 이 안에 8mm에서 1㎝의 직경φ를 가지는 구멍이 200개이상 열려있어, 여재나 흡착 매트로 유속이 저감된 빗물을 단번에 빗물탱크 19로 보낼 수 있다.

덮개 4 상부는 링 형상의 커버 10를 가진다. 링 형상의 커버 10의 내측에는 하통 11가 있다. 커버 10의 크기는, 커버 10의 외틀부가 여과부 17의 외틀부와 동일하고, 커버 10의 외주에 등간격으로 형성한 몇 개의 손톱 형상 걸림턱 10-a에 의해 덮개 4에 실린다. 커버 10의 내측 지름은 상통 5의 외경보다 조금 크다. 브러시부 14, 오버플로우형 제2침전실 15, 브러시부 14, 여과부 17의 세정은 커버 10을 상통 5를 따라 상측에 위치하는 빗물주입관 3의 상부까지 들어올려 이동시키는 것에 의해, 브러시부 14를 꺼내 세정할 수 있다. 또한, 오버플로우형 제2침전실 15의 세정은 브러시부 14를 꺼낸 후, 오버플로우형 제2침전실 15의 세정을 실시할 수 있다. 또한, 여과부 17를 구성하는 여재의 세정이나 교환, 흡착 매트의 교환을 실시할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 빗물의 정화, 여과 작용에 대해 설명하기로 한다. 상기 정화부 9에서는 상기 상통 5내에 있는 하측으로 갈수록 지름이 점차 증가하는 돔형 네트 7과 얕은 바구니 8에 의해서 빗물에 포함된 크고 엉성한 쓰레기가 정화된다. 상기 하통 11의 바닥은 상기 덮개 4의 하부에 접하고, 상기 하통 11의 오버플로우형 제1침전실 12 하부에서 빗물에 포함된 비교적 무거운 쓰레기가 침전된다. 상기 제1침전실 12에서 침전된 쓰레기를 포함하지 않는 나머지의 빗물은 상기 얕은 바구니 8보다 약간 하측에서 상기 하통 11의 외주에 소정 간격으로 개방형성된 빗물배출구 13를 통해 상기 하통 11의 외측으로 흐르며, 상기 하통 11의 외측 벽면에 배치된 브러시부 14에 의해 부유하는 쓰레기가 걸러지며 U자형 단면 형상을 가지는 오버플로우형 제2침전실 15로 흐른다.

상기 제2침전실 15로 유동된 빗물은, 상기 제2침전실 15에서 더 미세한 쓰레기가 침전된 후, U자형 외측으로부터 상기 여과부 17로 유동된다. 상기 여과부 17 상측의 여과층17-a에서는 야자껍질 활성탄 등 여러 종류의 여재에 의해 빗물을 여과하고, 하측의 흡착층17-b에서는 화학 섬유나 부직포 등으로 빗물에 포함된 매우 미세한 쓰레기를 흡착시킨다. 상기와 같이 빗물에 포함된 쓰레기의 제거, 침전, 부유 쓰레기의 제거, 여과, 흡착을 행하는 복수개의 정화, 침전, 여과, 흡착 장치를 상기 덮개 4내에 구비하였다.

상기와 같이 빗물탱크 19의 상부개구(19-a)(도 4 참조)에 피착되는 중공형 덮개 4는, 덮개 4 내에서 빗물을 순환시켜 빗물에 포함되는 쓰레기의 제거·침전·부유물질의 제거·여과·흡착을 덮개 4내에서 실시하는 것에 의해 빗물을 양질의 물로 바꾸어 빗물의 이용 범위를 확장시킨다. 각 장치의 세정이나 교환 등의 유지 관리가 쉽고, 장소에 구애받지 않는 컴팩트한 빗물이용장치이다. 일본의 연간 강우량의 평균이 1700 mm~1800mm이므로 이러한 효과를 내려면 덮개 4의 직경이 30㎝이상인 것이 바람직하고, 다우지대나 집중호우지역은 직경 40㎝정도가 바람직하다. 또한, 초기빗물저장통 22는 반드시 필요하지는 않지만, 본 발명의 빗물이용장치의 부담을 경감하고, 한층 현저한 효과를 내기 위해서 설치하는 것을 권한다. 또한, 덮개 4의 직경이 50 ㎝이상이 되면 강우 시 덮개 4의 무게가 늘어나는 것만큼 빗물탱크 19 전체의 강도를 높일 필요가 있다.

1 : 선홈통 2: T자형 분기
3 : 빗물주입관 4 : 덮개
5 : 상통 6 : 상통받이
7 : 돔형 네트 8 : 얕은 바구니
9 : 정화부 10 : 커버
10-a : 걸림턱 11 : 하통
12 : 오버플로우형 제1침전실 13 : 빗물배출구멍
14 : 브러시부 14-a : 축
14-b : 침체 15 : 오버플로우형 제2침전실
16 : 칸막이처짐벽 16-a : 가로대
17 : 여과부 17-a : 여과층
17-b : 흡착층 18 : 배출구
19 : 빗물탱크 19-a : 상부개구
20 : 오버플로우 21 : 빗물탱크수전
22 : 초기빗물저장통 22-a : 초기빗물저장통의 상단
22-b : 초기빗물저장통의 하단 23 : 플로트
24 : 네트 25 : 호스
26 : 조인트부 27 : 나사식 뚜껑
28 : 수전 29 : 개폐 콕
30 : U자 도랑

Claims (2)

1. 상부개구와 바닥을 가지는 빗물탱크와, 상기 빗물탱크의 상부개구에 피착되는 중공형 덮개를 포함하며, 상기 덮개는, 상기 덮개 내부에 복수개의 정화부 및 여과부를 가지고, 상기 덮개의 중앙에 직립되게 설치되는 빗물주입관과, 상부에 오버플로우형 빗물배출구를 가지는 제1침전실과, 상기 제1침전실의 외주를 따라 형성되고 상기 빗물배출구의 하부에 위치되어 빗물에 혼재하는 이물을 수집하는 브러시부와, 상기 브러시부에서 적하된 빗물을 저장하고 쓰레기를 침전시키는 일정 공간을 이루는 칸막이처짐벽이 형성된 제2침전실을 포함하며, 상기 여과부는 상기 제2침전실의 칸막이처짐벽의 외측으로 오버플로우된 빗물에 포함된 미세한 쓰레기를 분별 흡착시키며, 미세한 쓰레기를 흡착시킨 후의 빗물을 배출시키게 상기 여과부의 하단에 설치된 복수개의 배출구를 포함하며,
   내측에 플로트가 구비된 초기빗물저장통의 상부는 상측을 향해 점차 가늘어지며, 상기 초기빗물저장통의 상단은 선홈통과 T자형 분기에 연결되며, 상기 초기빗물저장통의 하부는 점차 가늘어지며, 상기 빗물저장통의 하단에는 나사식 뚜껑이 결합되며,
   상기 T자형 분기에 횡방향으로 형성된 빗물주입관을 통해 상기 덮개의 중심에 있는 상통으로 빗물이 안내되며, 상기 상통과 하통은 분리 가능하며, 상기 하통의 하부에 상기 제1침전실이 구비되며,
   상기 브러시부는 축에 복수개의 침체를 방사상으로 이식한 링 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 빗물이용장치.
2. 삭제

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