KR101304128B1 - 무동력 빗물 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빗물 수집장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오염물질이 많이 포함되어 있는 초기 우수는 분리 배제하고 비교적 오염물질이 적게 포함된 빗물만을 집수할 수 있도록 우수관에 설치된 초기우수배제장치와 상기 초기우수배제장치의 하부에 일정거리 떨어지게 설치되어 초기우수배제장치에서 공급되는 빗물의 유속을 이용하여 회전하는 수차를 설치하고 상기 수차의 외면에 빗물은 통과시키고 빗물에 포함된 협잡물은 통과시키지 못하는 웨지 드럼을 설치하여 무동력으로 협잡물을 연속하여 제거할 수 있도록 한 무동력 빗물 처리장치에 관한 것이다.

Description

무동력 빗물 처리장치{Rainwater collection and filtration equipment without power}
본 발명은 빗물 수집장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오염물질이 많이 포함되어 있는 초기 우수는 분리하여 배제하고 비교적 오염물질이 적게 포함되어 있는 빗물을 수집하여 지붕이나 옥상에서 흘러내리는 빗물의 유속을 이용하여 무동력으로 협잡물을 분리 제거할 수 있는 있도록 한 무동력 빗물 처리장치에 관한 것이다.
환경오염과 대량의 산업용수를 필요로 하는 현대 산업사회의 특성상 수자원의 확보가 매우 중요한 문제이다. 따라서 수자원의 부족 현상을 해소하기 위한 수자원 정책으로 효율적인 물의 관리와 확보 및 활용 방안이 절실히 요구되고 있다.
이에 따라 빗물을 효율적으로 이용하기 위한 기술이 개발되고 있다. 우수 저장 설비(예. 빗물 저류조)는 지하에 설치하는 시설물로 우기에 빗물을 저장하였다가 필요한 곳에 사용할 수 있도록 한 것으로 자연친화적 환경조성과 빗물의 효율적 운용 등을 이유로 근래에는 일정크기 이상의 공공건축물이나 다중 이용 건축물 또는 16층 이상 건축물의 경우 그 설치를 의무화하고 있다.
이와 같은 우수 저장설비는 우기(雨期)에 집중호우가 발생할 때 빗물을 대량으로 저장하여 외부로 흐르는 빗물의 양을 조절함에 따라 하천이 범람하거나 하수도가 역류하는 등의 피해를 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 물부족 국가인 우리에게 필요한 각종 생활용수나 하천용수 등을 제공하는 역할도 하게 된다.
그런데 빗물에는 이물질이 다량으로 함유되어 있다. 이를 테면 흙, 모래 등과 같은 미립자 형태의 이물질들로부터 비닐, 나뭇잎 등 다양한 크기와 종류의 협잡물이 포함되어 있어 빗물의 효용성이 떨어진다. 이에 따라서 빗물을 효율적으로 이용하기 위해서는 빗물에 포함된 협잡물(식물성 이물질, 비닐, 모래 등)을 제거하기 위한 여과장치가 요구된다.
종래의 빗물 여과장치는 중력을 이용하여 미립자 형태의 이물질을 침전분리하거나 여과 망을 이용하여 협잡물을 분리시킨다. 그런데 종래의 여과장치를 연속적으로 운전하기 위해서는 주기적으로 침전물을 준설하거나 여과 망을 세척 또는 교체하여야 하므로 지속적으로 인력이나 에너지가 소모되게 된다.
따라서 이물질이 많이 포함되어 있는 초기 우수를 미리 배제하여 빗물 여과장치로 처리하기 위한 기술과 이물질 제거를 위해 건물 높이의 낙차 에너지를 무동력으로 이용하여, 효율적인 수자원 활용 및 에너지 절감 등의 여러 효과를 얻을 수 있는 기술 개발이 절실한 실정이다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 이물질이 많이 포함되어 있는 초기 우수를 분리하여 배제함으로써 후단에 설치된 빗물 여과장치의 과부하를 방지하고 여과 망의 교체주기를 연장할 수 있도록 한 무동력 빗물 처리장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 지붕이나 옥상에서 흘러내리는 빗물의 유속을 이용하여 빗물에 포함되어 있는 협잡물과 오염물질을 어떠한 동력도 사용하지 않고 분리하여 제거할 수 있는 무동력 빗물 처리장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 오염물질이 집중적으로 포함되어 있는 초기 우수를 배제하고 일정시간 경과 후부터 집수 되는 빗물을 집수토록 하여보다 건전한 상태의 빗물을 집수하고 활용할 수 있도록 함으로써 여과장치의 과부하를 방지하는 동시에 빗물의 낙차에 의한 운전으로 동력에 의한 운전방식에 소요되는 부대시설이 일절 필요 없으므로 유지관리가 비교적 쉬우며 장치비 또한 저가로 공급될 수 있는 무동력 빗물 처리장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치는,
초기 우수를 분리 배제하기 위한 초기우수배제장치와 수집된 빗물로부터 협잡물을 분리하기 위한 무동력여과장치를 포함하는 무동력 빗물 처리장치에 있어서,
상기 초기우수배제장치는,
지붕이나 옥상에서 흘러내리는 우수를 지표면이나 지하로 배출시킬 수 있도록 설치된 우수관과, 상기 우수관의 내부에 설치되어 우수관의 내주 면을 따라 흐르는 초기 우수는 그대로 통과시켜 배제하고 상기 우수관의 중심부를 따라 흐르는 빗물만을 집수할 수 있도록 상기 우수관의 내주 면과의 사이에 일정한 간격을 두고 설치되는 집수관과, 상기 집수관의 하단에 연결되어 빗물을 상기 무동력여과장치를 공급하는 빗물유입관을 포함하여 이루어지고;
상기 무동력여과장치는,
상기 빗물유입관을 통해서 공급되는 빗물의 유속에 의해 회전할 수 있도록 설치된 수차와, 상기 수차를 회전가능하게 지지하고 하부에 빗물이 저류하도록 하는 케이스와, 상기 수차의 외주에 설치되어 빗물은 통과시키고 빗물에 포함된 협잡물은 걸러내도록 하는 웨지 드럼과, 상기 웨지 드럼의 표면에 부착된 협잡물을 분리할 수 있도록 설치된 레이크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 집수관은 상기 우수관보다 지름이 작은 원통으로 이루어지고, 상단은 개방되어 상부로 갈수록 지름이 커지는 깔때기가 설치되고 하단에는 상기 빗물유입관이 설치되어 상기 우수관을 관통한다.
상기 수차는 두 개의 원형고정판과 상기 두 개의 원형고정판 사이에 일정한 간격으로 설치되고 상기 빗물유입관에서 토출되는 빗물과 충돌할 수 있도록 방사상으로 배열되는 다수 개의 날개와 상기 날개의 하단에서 상기 빗물유입관 쪽으로 경사지게 부착되어 빗물을 잘 받을 수 있도록 하는 버킷과, 상기 두 개의 원형고정판의 중심을 관통하여 상기 케이스의 측면에 고정되는 회전축을 포함하되, 상기 날개의 외 측단은 상기 웨지 드럼에 밀착되고 상기 버킷의 내 측단은 상기 회전축으로부터 일정 거리 이격되게 설치된다.
상기 케이스는 가운데에 수차가 회전가능하게 설치되고, 상기 빗물유입관 쪽에는 안내판을 수평으로 설치하여 빗물유입부를 형성하며, 상기 빗물유입관의 반대쪽에는 슈트를 경사지게 설치하여 협잡물배출구를 형성하고, 상기 수차의 하부에는 청수저류부를 형성한다.
상기 웨지 드럼의 양쪽 끝에는 빗물의 흐름을 안내할 수 있도록 다수 개의 경사판이 일정 간격으로 설치된 유도판이 더 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예는,
초기 우수를 분리 배제하기 위한 초기우수배제장치와 수집된 빗물로부터 협잡물을 분리하기 위한 무동력여과장치를 포함하는 무동력 빗물 처리장치에 있어서,
상기 초기우수배제장치는,
지붕이나 옥상에서 흘러내리는 우수를 지표면이나 지하로 배출시킬 수 있도록 설치된 우수관과, 상기 우수관의 내부에 설치되어 우수관을 흐르는 빗물의 저수위와 고수위를 감지하는 빗물감지센서와, 상기 우수관에 설치되고 상기 빗물감지센서의 저수위 신호에 따라 초기 우수를 바이패스관을 통해서 외부로 배출하고 고수위 신호에 따라 빗물을 빗물유입관을 통해서 무동력여과장치로 배출할 수 있도록 설치된 3웨이 전자밸브를 포함하여 이루어지고;
상기 무동력여과장치는,
상기 빗물유입관을 통해서 공급되는 빗물의 유속에 의해 회전할 수 있도록 설치된 수차와, 상기 수차를 회전가능하게 지지하고 하부에 빗물이 저류하도록 하는 케이스와, 상기 수차의 외주에 설치되어 빗물은 통과시키고 빗물에 포함된 협잡물은 걸러내도록 하는 웨지 드럼과, 상기 웨지 드럼의 표면에 부착된 협잡물을 분리할 수 있도록 설치된 레이크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 케이스의 하부에는 웨지 드럼을 통과한 청수를 저장하는 위한 청수저류부가 구비되고, 상기 청수저류부의 하단에는 청수를 빗물저류조로 배출하기 위한 배출관이 설치되고 상기 청수저류브의 상단에는 청수를 외부로 배출하기 위한 드레인관이 설치되되, 상기 배출관과 드레인관에는 상기 빗물저류조에 설치된 수위센서의 신호에 따라 개폐되는 2웨이 전자밸브가 각각 설치된다.
본 발명에 따르면, 이물질과 오염물질이 많이 포함되어 있는 초기 우수를 분리 배제함으로써 후단에 설치되는 빗물 여과장치의 과부하를 방지하고 여과 망의 교체주기를 연장할 수 있으며, 지붕이나 옥상에서 흘러내리는 빗물의 유속을 이용하여 빗물에 포함되어 있는 협잡물과 오염물질을 어떠한 동력도 사용하지 않고 분리하여 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 오염물질이 집중적으로 포함되어 있는 초기 우수를 배제하고 일정시간 경과 후부터 집수 되는 빗물을 집수토록 하여보다 건전한 상태의 빗물을 집수하고 활용할 수 있도록 함으로써 여과장치의 과부하를 방지하는 동시에 빗물의 낙차에 의한 운전으로 동력에 의한 운전방식에 소요되는 부대시설이 일절 필요 없으므로 유지관리가 비교적 쉬우며 장치비 또한 저가로 공급될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치의 일 실시 예를 보여주는 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 무동력 빗물 처리장치에 적용된 초기우수배제장치를 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명의 무동력 빗물 처리장치에 적용된 무동력여과장치를 보여주는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치의 다른 실시 예를 보여주는 개략적인 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치의 또 다른 실시 예를 보여주는 개략적인 평면도,
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치의 작용을 보여주는 개략적인 설명도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치의 바람직한 실시 예를 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 무동력 빗물 처리장치에 적용된 초기우수배제장치를 보여주는 사시도, 도 3은 본 발명의 무동력 빗물 처리장치에 적용된 무동력여과장치를 보여주는 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 무동력 빗물 처리장치(1)는, 건물의 지붕이나 옥상에서 흘러내리는 빗물을 생활용수 등으로 이용할 수 있도록 처리하기 위한 것으로서, 크게 이물질이 많이 포함된 초기우수를 배제하기 위한 초기우수배제장치(10)와, 빗물에 포함된 이물질이나 협잡물을 제거하기 위한 무동력여과장치(50)로 구성된다.
상기 초기우수배제장치(10)는 우수관(11)에 설치되어 오염물질이 많이 포함된 초기 우수는 그대로 통과시켜 배제하고 비교적 깨끗한 빗물만을 수집하여 무동력여과장치(50)로 공급할 수 있도록 구성된다. 우수관(11)은 지붕이나 옥상에서 모여진 빗물을 지표면이나 지하로 배수하기 위한 관로로서, 통상 건물의 외벽에 수직으로 설치되며 하단에는 하수관이 연결되어 있다.
상기 초기우수배제장치(10)는 협잡물이 많이 포함되고 초기 우수는 강우량이 적기 때문에 우수관(11)의 내측 면(11a)을 따라 흐르고, 오염물질이 비교적 적게 포함된 초기 이후의 우수는 비교적 강우량이 많기 때문에 우수관(11)의 중심부(11b)를 통해 흐르는 점을 이용한 것이다.
이어, 상기 무동력여과장치(50)는 초기우수배제장치(10)에서 공급되는 빗물의 유속을 이용하여 무동력으로 협잡물을 제거할 수 있도록 한다. 이를 위해서 상기 무동력여과장치(50)는 초기우수배제장치(10)로부터 일정 거리 떨어진 하부에 위치한다. 그리고 상기 초기우수배제장치(10)에서 떨어지는 빗물의 유속이 감소하지 않도록 빗물유입관(12)을 통해서 연결된다.
상기 무동력여과장치(50)는 빗물유입관(12)에서 토출되는 빗물의 유속에 의해서 회전될 수 있도록 설치된 수차(53)를 포함한다. 상기 수차(51)를 일정한 크기의 내부 공간을 형성하는 케이스(51)의 내부에 회전가능하게 설치된다. 그리고 상기 수차(53)의 외주에는 빗물은 그대로 통과시키고 빗물에 포함된 협잡물은 통과시키지 않는 웨지 드럼(56)이 설치된다. 그리고 상기 빗물유입관(12)의 반대쪽에는 웨지 드럼(56)의 표면에 부착되어 있는 협잡물을 분리하는 레이크(57)를 설치하여 이루어진다.
상기 무동력여과장치(50)는 빗물유입관(12)에서 토출되는 빗물을 이용하여 수차(53)를 연속적으로 회전시키고, 웨지 드럼(56)에 부착된 이물질을 레이크(57)를 이용하여 분리시킴으로써 무동력으로 빗물에 포함된 협잡물을 제거할 수 있다.
더욱 상세하게, 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 초기우수배제장치(10)는 우수관(11)의 내부에서 길이 방향으로 설치되어 우수관(11)의 내측 면(11a)을 따라 흐르는 초기 우수는 그대로 통과시켜 배제하고 우수관(11)의 중심부(11b)를 통해 흐르는 초기 우수 이후의 빗물만을 집수할 수 있도록 설치된 집수관(15)을 포함하여 이루어진다.
상기 집수관(15)은 우수관(11)보다 약간 작은 지름을 갖는 원통으로 이루어지고, 그 상단(15a)은 개방되어 우수관(11)을 통해 흐르는 빗물이 유입될 수 있도록 하고, 하단(15b)에는 빗물유입관(12)이 연결되어 수집된 빗물을 무동력여과장치(50)로 공급할 수 있도록 구성된다. 이때 빗물유입관(12)은 집수관(15)을 고정하는 역할도 수행한다.
상기 집수관(15)은 우수관(11)의 중심에 대해서 동심을 이루도록 설치된다. 그리고 집수관(15)의 상단(15a)에는 빗물이 용이하게 수집될 수 있도록 상부로 갈수록 지름이 확대되는 깔때기(16)가 더 설치될 수 있다. 이때 상기 깔때기(16)의 상단 외주 면(16a)과 우수관(11)의 내측 면(11a) 사이에는 일정한 크기로 간극(L)이 형성된다. 상기 간극(L)은 수집하고자 하는 빗물의 양에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 간극(L)이 커지면, 배제되는 초기 우수의 양이 많아지므로 수집되는 빗물의 양이 적어지고, 간극이 좁아지면 배제되는 초기 우수의 양이 적어져서 수집되는 빗물의 양은 커지게 된다.
그리고 우수관(11)의 일 측에는 바이패스관(13)이 설치된다. 바이패스관(13)의 상단은 깔때기(16)의 상부에 위치하고 하단은 집수관(15)의 하부에 위치한다. 따라서 초기우수배제장치(10)에서 처리하지 못하는 빗물이나 협잡물은 바이패스관(13)을 통해 외부로 배출되게 함으로써 우수관(11)이 막히는 것을 방지한다. 상기 집수관(15)에서 수집된 우수는 빗물유입관(12)을 통해 무동력여과장치(50)와 공급된다. 이때, 빗물유입관(12)은 빗물이 유속을 유지할 수 있도록 하향 경사지게 설치된다.
이어서, 무동력여과장치(50)는 일정한 크기의 내부 공간을 형성하는 케이스(51)를 포함하여 이루어진다. 상기 케이스(51)의 일 측면에는 빗물유입관(12)이 설치되고 반대 측면에는 협잡물이 배출되는 협잡물배출구(59)가 형성된다. 그리고 케이스(51)의 가운데에는 수차(53)가 회전가능하게 설치된다.
상기 수차(53)는 일정 간격으로 떨어지게 설치된 두 개의 원형 원형고정판(52)과 상기 두 개의 원형고정판(52) 사이에 설치되고 빗물유입관(12)에서 토출되는 빗물이 충돌할 수 있도록 설치된 다수 개의 날개(55)와, 상기 원형고정판(52)의 중심을 관통하고 상기 케이스(51)의 양 측벽에 회전 가능하게 설치된 회전축(58)을 포함하여 이루어진다.
그리고 수차(53)의 외주에는 빗물에 포함된 협잡물을 분리하기 위한 웨지 드럼(56)이 설치된다. 웨지 드럼(56)은 다수 개의 링을 일정한 간격으로 배열한 구조로 이루어진 것으로 특히 원주방향을 따라 일정한 간격으로 틈이 형성되어 빗물은 쉽게 통과할 수 있으나 빗물에 포함된 협잡물은 통과할 수 없는 구조로 이루어진다. 따라서 빗물유입관(12)에서 유입되는 빗물은 웨지 드럼(56)을 통과하여 수차(53)의 날개(55)와 충돌함으로써 수차(53)를 연속적으로 회전시키게 된다. 그리고 웨지 드럼(56)을 통과하지 못한 협잡물은 웨지 드럼(56)의 표면에 부착된 상태에서 수차(53)와 함께 반대쪽으로 회전하게 된다.
상기 수차(53)에 구비된 날개(55)는 회전축(58)을 중심으로 원주방향으로 균등하게 배열되도록 두 개의 원형고정판(52) 사이에 설치된다. 즉, 날개(55)의 바깥면은 웨지 드럼(56)에 밀접하게 설치되고 안쪽 면은 회전축(58)으로부터 일정 거리 이격되게 설치된다. 그리고 날개(55)의 안쪽 면은 빗물을 잘 받을 수 있도록 빗물유입관(12) 쪽으로 경사지게 설치된 버킷(54)이 더 구비된다. 이때, 상기 날개(55)와 버킷(54)은 120~150°각도로 경사지게 설치된다.
한편, 상기 케이스(51)는 가운데에 설치된 수차(53)를 중심으로 빗물유입관(12) 쪽에는 빗물유입부(61)가 형성되고, 수차(53)의 하부에는 청수저류부(63)가 형성되며, 상기 빗물유입관(12)의 반대쪽에는 협잡물배출부(62)가 형성된다. 상기 빗물유입부(61)는 케이스(51)의 측면과 수차(53) 사이에 수평으로 설치된 안내판(65)에 의해서 구획되고, 상기 협잡물배출구(59)는 케이스(51)의 타 측면과 수차(53) 사이에 경사지게 설치된 슈트(66)에 의해서 구획된다. 그리고 상기 청수저류부(63)는 케이스(51)의 바닥면과 상기 안내판(65), 수차(53) 및 슈트(66)에 의해서 구획된다.
이때, 협잡물배출구(62)에 구비되는 레이크(57)는 경사판 형태로 이루어지고 그 선단은 웨지 드럼(56)의 틈(56a) 사이에 삽입되는 포크(57a)가 일정 길이 돌출된다. 그리고 레이크(57)의 하단의 양쪽에는 웨지 드럼(56))과 레이크(57) 사이의 거리를 조절하는 조절손잡이(68)를 설치한다. 따라서 레이크(57)의 선단이 마모되어 웨지 드럼(56))과 레이크(57) 사이의 거리가 떨어지면 조절손잡이(68)를 돌려서 레이크(57)의 선단이 웨지 드럼(56)의 표면에 밀착되게 할 수 있다.
따라서 상기 빗물유입부(61)로 유입된 빗물은 수차(53)를 거쳐 청수저류부(63)로 이동하고, 상기 빗물에 포함된 협잡물은 웨지 드럼(56)을 통해서 협잡물배출부(62)로 이동한다. 그리고 상기 협잡물배출부(62)로 이동한 협잡물은 레이크(57)에 의해 분리된 후 상기 슈트(66)를 통해서 케이스(51)의 외부로 배출된다. 이를 위해서 슈트(58)는 케이스(51)의 협잡물배출구(59)를 관통하도록 설치되고, 케이스(51)의 외부에는 협잡물을 저장하기 위한 협잡물박스(69)가 별도로 구비된다.
그리고 상기 청수저류부(63)로 유입된 빗물은 하부에 설치된 배출관(75)을 통해서 도시되지 않는 빗물저류조로 배출된다. 또한, 청수저류부(63)에는 일정 수위를 넘는 빗물을 외부로 배출시키기 위한 드레인관(17)이 설치된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치(1)는 우수관(11)에 설치된 초기우수배제장치(10)를 이용하여 우수관(11)을 따라 흘러내리는 우수 중에서 오염물질이 많이 포함되어 있는 초기 우수는 그대로 통과시켜 배제하고 오염물질이 적게 포함된 빗물만을 수집하여 무동력여과장치(50)로 공급함으로써 후단의 여과장치에 과부하가 걸리지 않게 한다. 그리고 무동력여과장치(50)는 초기우수배제장치(10)에서 선별적으로 공급되는 빗물의 유속을 이용하여 수차(53)를 회전시키고, 상기 수차(53)의 외주에 설치된 웨지 드럼(57)을 이용하여 빗물에 포함된 협잡물을 무동력으로 분리할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치(1)의 다른 실시 예를 보여주는 개략적인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시 예는 우수관(11) 내에 빗물감지센서(21)와 3웨이 전자밸브(22)를 설치하여 초기 우수를 배제할 수 있도록 구성되어 있다.
이를 위해서. 상기 빗물감지센서(21)는 우수관(11)을 흐르는 강우량이 많은 경우(고수위)와 강우량이 적은 경우(저수위)를 구분하여 감지할 수 있다. 즉, 오염물질이 많이 포함되어 있는 초기 우수는 강우량이 적어 수위 낮고 초기 우수 이후에 내리는 빗물은 오염물질이 적고 강우량이 많아 수위가 높기 때문에 이를 구분하여 감지하는 것이다..
그리고 3웨이 전자밸브(22)는 하나의 입구와 두 개의 출구를 갖는다. 즉, 3웨이 전자밸브(22)의 제1 출구(22a)는 빗물유입관(12)이 설치되어 빗물을 무동력여과장치(50)로 공급하도록 하고, 제2 출구(22b)에는 바이패스관(13)이 연결되어 초기 우수나 초과하는 빗물을 외부로 배출할 수 있도록 한다.
따라서 빗물감지센서(21)가 저수위를 감지하면, 3웨이 전자밸브(22)의 제2 출구(22b)가 개방되고 제1 출구(22a)가 폐쇄되어 초기 우수가 바이패스관(13)을 통해서 외부로 흘러가게 한다. 반면에 빗물감지센서(21)가 고수위를 감지하면, 3웨이 전자밸브(22)의 제1 출구(22a)를 개방하고 제2 출구(22b)를 폐쇄하여 빗물이 빗물유입관(12)을 통해서 무동력여과장치(50)로 흘러들어가게 한다.
상기 무동력여과장치(50)는 전술한 실시 예의 무동력여과장치(50)와 마찬가지로 일정한 크기의 케이스(51)와 상기 케이스(51)의 내부에 회전가능하게 설치된 수차(53)와, 상기 수차(53)의 외주 면에 설치되어 빗물은 통과시키고 빗물에 포함된 협잡물은 통과시키지 못하는 웨지 드럼(56)과, 상기 웨지 드럼(56)의 표면에 접촉가능하게 설치되어 웨지 드럼(56)의 표면에 부착된 협잡물을 분리하는 레이크(57)를 포함하여 이루어진다.
따라서 웨지 드럼(56)을 통과한 빗물은 수차(53)의 날개(55)와 충돌하여 수차(53)를 연속적으로 회전시키고 웨지 드럼(56)()을 통과하지 못한 협잡물은 수차(53)와 함께 회전하여 레이크(57)에 의해서 분리된다. 그리고 웨지 드럼(56)을 통과한 빗물은 청수저류조(63)로 떨어지게 된다.
한편, 케이스(51)의 하부에는 웨지 드럼(56)을 통과한 청수가 저장되는 청수저류부(63)가 구비된다. 그리고 청수저류부(63)의 하단에는 배출관(75)이 연결되고, 상단에는 드레인관(16)이 연결된다. 그리고 배출관(75)은 빗물을 저장하여 생활용수 등으로 이용하기 위한 빗물저류조(77)와 연결되고 드레인관(17)은 분류식 우수관거와 연결되어 외부로 배출된다.
상기 빗물저류조(77)에는 수위센서(76)가 설치되고 상기 배출관(75)과 드레인관(17)에는 2웨이 전자밸브(24)(25)가 각각 설치된다. 따라서 빗물저류조(77)의 수위가 낮은 경우에는 드레인관(17)에 있는 2웨이 전자밸브(24)를 폐쇄하고 배출관(75)에 있는 2웨이 전자밸브(25)를 개방하여 청수저류조(63)의 빗물이 빗물저류조(77)로 배출되도록 하고, 빗물저류조(77)의 수위가 높은 경우에는 배출관(75)에 있는 2웨이 전자밸브(25)를 폐쇄하고 드레인관(17)에 있는 2웨이 전자밸브(24)를 개방하여 청수저류조(63)의 빗물이 드레인관(17)을 통해서 외부로 배출되도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치(1)의 다른 실시 예를 보여주는 개략적인 평면도로서, 특히, 웨지 드럼(56)의 양측에 유도판(83a,83b)이 설치된 모습을 보여준다. 상기 유도판(83a,83b)은 빗물유입관(12)을 통해 빗물유입부(61)로 들어온 빗물이 원활하게 웨지 드럼(56)을 통과하도록 안내하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 유도판(83a,83b)은 빗물이나 협잡물이 웨지 드럼(56)과 케이스(51)의 측벽 사이로 들어가는 것을 방지한다.
또한, 상기 유도판(83a,83b)에는 일정한 간격으로 경사판(85)을 설치하여 빗물이 웨지 드럼(56)의 가운데 쪽으로 원활하게 흐를 수 있도록 한다. 또한, 안내판(65)에도 빗물의 흐름을 원활하게 할 수 있는 배플(86)을 설치할 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치(1)의 작용에 대해서 설명한다.
먼저, 도 6은 초기 우수를 배제하는 공정을 보여준다. 즉 강우 초기에 내리는 초기 우수는 강우량이 적기 때문에 우수관(11)의 내측 면(11a)을 따라 나선형으로 흘러내리게 된다. 따라서 이러한 초기 우수는 초기우수배제장치(10)의 깔때기(16)와 우수관(11)의 내측 면(11a) 사이에 형성된 간극(L)을 통해서 그대로 하부로 이동하게 되므로 상기 무동력여과장치(50)로 공급되지 않게 된다.
이어서, 도 7에서 보는 바와 같이, 점차 강우량이 증가하면 빗물은 우수관(11)의 중심부(11b)를 통해서 흘러내리게 된다. 이와 같이 우수관(11)의 중심부(11b)을 통해 내리는 빗물은 깔때기(16)와 집수관(15)을 통해서 집수된 후 빗물유입관(12)을 통해서 무동력여과장치(50)로 공급된다.
이와 같이 무동력여과장치(50)로 공급되는 빗물을 초기우수배제장치(10)와 무동력여과장치(50) 사이의 낙차에 의해서 일정한 유속을 갖게 된다. 따라서 빗물유입관(12)에서 토출되는 빗물은 수차(53)의 외주에 설치된 웨지 드럼(56)을 통과하여 날개(55)와 충돌하여 수차(53)를 연속적으로 회전시키게 된다. 그리고 웨지 드럼(56)을 통과한 빗물을 청수저류부(63)에 저장된다. 반면에 빗물에 포함된 협잡물을 웨지 드럼(56)을 통과하지 못하고 웨지 드럼(56)의 표면에 부착된 상태로 회전하게 된다. 그리고 웨지 드럼(56)에 부착된 협잡물은 레이크(57)에 의해 분리된 후 슈트(66)를 통해서 케이스(51)의 외부에 설치된 협잡물박스(66)로 배출된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무동력 빗물 처리장치는 강우 초기에 유입되는 우수에 함유된 이물질과 오염물질을 고려하여 특정시간 동안 이를 완전히 배출시켜 사용가능한 우수에서 완전히 배제시키고 빗물에 포함되어 있는 이물질은 수차에 의해 회전하는 웨지 드럼을 이용하여 제거함으로써 동력에 의한 운전방식에 소요되는 부대시설이 일절 필요 없으므로 유지관리가 비교적 쉬우며 장치비 또한 저가로 공급될 수 있도록 하는 매우 유용한 발명이다
1: 무동력 빗물 처리장치 10: 초기우수배제장치
11: 우수관 12: 빗물유입관
13: 바이패스관 15: 집수관
16: 깔때기 17: 드레인관
21: 빗물감지센서 22: 3웨이 전자밸브
50: 무동력여과장치 51: 케이스
52: 원형고정판 53: 수차
54: 버킷 55: 임폘러
56: 웨지 드럼 57: 레이크
58: 회전축 59: 협잡물배출구
61: 빗물유입부 62: 협잡물배출부
63: 청수저류부 65: 안내판
66: 슈트 69: 협잡물박스
75: 배출관 77: 빗물저류조

Claims (7)

  1. 초기 우수를 분리 배제하기 위한 초기우수배제장치와 수집된 빗물로부터 협잡물을 분리하기 위한 무동력여과장치를 포함하는 무동력 빗물 처리장치에 있어서,
    상기 초기우수배제장치는,
    지붕이나 옥상에서 흘러내리는 우수를 지표면이나 지하로 배출시킬 수 있도록 설치된 우수관과, 상기 우수관의 내부에 설치되어 우수관의 내주 면을 따라 흐르는 초기 우수는 그대로 통과시켜 배제하고 상기 우수관의 중심부를 따라 흐르는 빗물만을 집수할 수 있도록 상기 우수관의 내주 면과의 사이에 일정한 간격을 두고 설치되는 집수관과, 상기 집수관의 하단에 연결되어 빗물을 상기 무동력여과장치를 공급하는 빗물유입관을 포함하여 이루어지고;
    상기 무동력여과장치는,
    상기 빗물유입관을 통해서 공급되는 빗물의 유속에 의해 회전할 수 있도록 설치된 수차와, 상기 수차를 회전가능하게 지지하고 하부에 빗물이 저류하도록 하는 케이스와, 상기 수차의 외주에 설치되어 빗물은 통과시키고 빗물에 포함된 협잡물은 걸러내도록 하는 웨지 드럼과, 상기 웨지 드럼의 표면에 부착된 협잡물을 분리할 수 있도록 설치된 레이크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무동력 빗물 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집수관은 상기 우수관보다 지름이 작은 원통으로 이루어지며, 상단은 개방되고 상부로 갈수록 지름이 커지는 깔때기가 설치되며 하단에는 상기 빗물유입관이 설치되어 상기 우수관을 관통하는 것을 특징으로 하는 무동력 빗물 처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수차는 두 개의 원형고정판과 상기 두 개의 원형고정판 사이에 일정한 간격으로 설치되고 상기 빗물유입관에서 토출되는 빗물과 충돌할 수 있도록 방사상으로 배열되는 다수 개의 날개와 상기 날개의 하단에서 상기 빗물유입관 쪽으로 경사지게 부착되어 빗물을 잘 받을 수 있도록 하는 버킷과, 상기 두 개의 원형고정판의 중심을 관통하여 상기 케이스의 측면에 고정되는 회전축을 포함하되, 상기 날개의 외 측단은 상기 웨지 드럼에 밀착되고 상기 버킷의 내 측단은 상기 회전축으로부터 일정 거리 이격되는 것을 특징으로 하는 무동력 빗물 처리장치..
  4. 제3항에 있어서,
    상기 케이스는 가운데에 수차가 회전가능하게 설치되고, 상기 빗물유입관 쪽에는 안내판을 수평으로 설치하여 빗물유입부를 형성하며, 상기 빗물유입관의 반대쪽에는 슈트를 경사지게 설치하여 협잡물배출구를 형성하고, 상기 수차의 하부에는 청수저류부를 형성하는 것을 특징으로 하는 무동력 빗물 처리장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 웨지 드럼의 양쪽 끝에는 빗물의 흐름을 안내할 수 있도록 다수 개의 경사판이 일정 간격으로 설치된 유도판이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 무동력 빗물 처리장치.
  6. 초기 우수를 분리 배제하기 위한 초기우수배제장치와 수집된 빗물로부터 협잡물을 분리하기 위한 무동력여과장치를 포함하는 무동력 빗물 처리장치에 있어서,
    상기 초기우수배제장치는,
    지붕이나 옥상에서 흘러내리는 우수를 지표면이나 지하로 배출시킬 수 있도록 설치된 우수관과, 상기 우수관의 내부에 설치되어 우수관을 흐르는 빗물의 저수위와 고수위를 감지하는 빗물감지센서와, 상기 우수관에 설치되고 상기 빗물감지센서의 저수위 신호에 따라 초기 우수를 바이패스관을 통해서 외부로 배출하고 고수위 신호에 따라 빗물을 빗물유입관을 통해서 무동력여과장치로 배출할 수 있도록 설치된 3웨이 전자밸브를 포함하여 이루어지고;
    상기 무동력여과장치는,
    상기 빗물유입관을 통해서 공급되는 빗물의 유속에 의해 회전할 수 있도록 설치된 수차와, 상기 수차를 회전가능하게 지지하고 하부에 빗물이 저류하도록 하는 케이스와, 상기 수차의 외주에 설치되어 빗물은 통과시키고 빗물에 포함된 협잡물은 걸러내도록 하는 웨지 드럼과, 상기 웨지 드럼의 표면에 부착된 협잡물을 분리할 수 있도록 설치된 레이크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무동력 빗물 처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 케이스의 하부에는 웨지 드럼을 통과한 청수를 저장하는 위한 청수저류부가 구비되고, 상기 청수저류부의 하단에는 청수를 빗물저류조로 배출하기 위한 배출관이 설치되며, 상기 청수저류부의 상단에는 청수를 외부로 배출하기 위한 드레인관이 설치되되, 상기 배출관과 드레인관에는 상기 빗물저류조에 설치된 수위센서의 신호에 따라 개폐되는 2웨이 전자밸브가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 무동력 빗물 처리장치.
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