KR101336995B1 - 빗물 집수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빗물 집수 장치에 관한 것으로, 빗물을 모으기 위한 집수면을 선택적으로 개폐시켜, 예로서 우천시에만 집수면을 개방시키고 평상시에는 집수면을 폐쇄하여 보다 깨끗한 수질의 빗물을 선택적으로 모을 수 있고, 빗물 정수 설비를 별도로 구비할 필요가 없어 구조가 단순하고 제품 단가를 절감하고, 집수면의 개폐시간을 초기 강우가 시직된 시점으로부터 일정시간 이후로 지연시켜 오염된 초기 강우를 효율적으로 배제할 수 있다.

Description

빗물 집수 장치{APPARATUS FOR HARVESTING RAINWATER}

본 발명은 빗물 집수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물 옥상면이나 여유 공간에 설치하여 빗물을 모으기 위한 빗물 집수 장치에 관한 것이다.

일반적인 빗물 집수 장치는 빗물을 모을 수 있는 집수면, 집수홈통, 빗물 저장탱크 등으로 구성되며 필요에 따라 필터가 포함되며, 집수면은 옥상면 또는 지붕면 등에 설치되는 것이 일반적이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1061208호(2011.08.25)에는 오염된 초기 빗물을 걸러낼 수 있도록 작동하여 깨끗한 빗물을 제공할 수 있는 새로운 빗물 이용 장치가 개시되어 있다.

도 1은 개시된 종래기술에 따른 빗물이용시스템의 빗물 여과 계통도를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 빗물 이용 시스템은, 우수 유입용 맨홀(1); 상기 우수가 저장되는 저장조(200); 상기 우수 유입용 맨홀(1)과 저장로의 연결관로에 설치되어, 상기 맨홀(1)이 일정 수위에 이르면 초기 강우가 배제되도록 시간 지연되어 오픈되는 자동 밸브(50); 상기 저장조(200)의 우수를 여과하여 방류하는 여과기(4)를 포함하며, 상기 여과기(4)는 원통형 케이스에 내부에 격벽에 의해 좌우 격실이 형성되고, 하나의 격실에는 섬유상 여재가 충진되고, 다른 격실에는 선택적으로 탈취용 활성탄이 충진되는 것을 특징으로 한다.

그러나 이러한 종래의 빗물 이용 시스템은, 일반적으로 빗물을 수집하는 부분이 대기에 장시간 노출되어 있기 때문에 대기오염물질의 침적과, 동식물에 의해서 집수면이 오염이 되며, 강우 시에는 이러한 오염물질이 빗물에 씻겨서 빗물 저장조에 유입되어 빗물의 질을 떨어뜨리거나, 인간의 활동으로 인한 담배꽁초, 담뱃재, 등도 퇴적되어 집수된 빗물을 오염시키는 문제점이 있었다.

또한, 별도의 빗물 정수 장치를 구비하여야 하기 때문에 구조가 복잡하고 제품 단가가 상승하는 문제점도 있었다.

또한, 집수면이 항상 노출되어 있기 때문에 초기 강우를 효율적으로 배제할 수 없어 집수된 빗물에 오염물질이 포함되는 문제점도 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1061208호(2011.08.25)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 빗물을 모으기 위한 집수면을 선택적으로 개폐시켜 보다 깨끗한 수질의 빗물을 모을 수 있도록 하는 빗물 집수 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 별도의 빗물 정수 설비를 구비하지 않아 구조가 단순하고 제품 단가를 절감할 수 있도록 하는 빗물 집수 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

집수면의 개폐시간을 지연시켜 오염된 초기 강우를 효율적으로 배제할 수 있도록 하는 빗물 집수 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 빗물을 수집하는 집수면, 내부에 공간이 형성되어 상기 집수면을 수납하는 집수면 수납함체 및 상기 집수면에서 집수된 빗물을 저장하는 저류탱크를 포함하는 빗물 집수 장치를 제공한다.

상기 집수면이 접을 수 있는 구조로 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 집수면을 상기 집수면 수납함체의 내외부로 이동시키는 구동 모터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 집수면의 개폐 동작이 일정한 한계 위치에 도달하면 접점이 전환되어 상기 구동 모터를 온/오프시는 리미트 스위치를 포함할 수 있다.

또한, 빗물을 감지하는 우적감지센서, 상기 우적감지센서로부터 빗물이 감지될 경우, 상기 구동 모터를 구동시켜 상기 집수면을 상기 집수면 수납함체의 내부로 수납되거나 외부로 노출되도록 제어하는 장치제어 콘트롤러를 포함할 수 있다.

또한, 상기 장치제어 콘트롤러는, 상기 우적감지센서로부터 빗물이 감지될 경우, 일정시간동안 지연시킨 후, 상기 구동 모터를 구동시켜 상기 집수면이 상기 집수면 수납함체의 외부로 노출되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 집수면을 지지하는 집수면 지지대 및 상기 집수면 지지대의 일측에 형성되어 상기 집수면에서 수집된 빗물을 상기 저류탱크로 안내하는 빗물받이 홈통을 포함할 수 있다.

또한, 태양광을 수집하여 전기에너지로 변환시키는 태양광 모듈, 구동전원을 공급하는 축전지 및 상기 태양광 모듈에서 변환된 전기에너지를 상기 축전기에 충전시키는 태양전지충전 콘트롤러를 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 빗물 집수 장치에 의하면, 빗물을 모으기 위한 집수면을 선택적으로 개폐시켜, 예로서 우천시에만 집수면을 개방시키고 평상시에는 집수면을 폐쇄하여 더욱 깨끗한 수질의 빗물을 선택적으로 모을 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 빗물 정수 설비를 별도로 구비할 필요가 없어 구조가 단순하고 제품 단가를 절감할 수 있다.

또한, 집수면의 개폐시간을 초기 강우가 시직된 시점으로부터 일정시간 이후로 지연시켜 오염된 초기 강우를 효율적으로 배제할 수 있도록 하는 효과도 있다.

도 1은 종래기술에 따른 빗물이용시스템의 빗물 여과 계통도.
도 2는 본 발명에 따른 빗물 집수 장치의 바람직한 일실시예를 나타낸 외관 사시도.
도 3은 도 2의 집수면 수납함체 내부의 구성요소 배치상태를 나타낸 사시도.
도 4는 도 2의 빗물 집수 장치의 제어 블록을 나타낸 블록 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 빗물 집수 장치를 나타낸 외관 사시도, 도 3은 도 2의 집수면 수납함체 내부의 구성요소 배치상태를 나타낸 사시도, 도 4는 도 2의 빗물 집수 장치의 제어 블록을 나타낸 블록 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 빗물 집수 장치는, 빗물을 수집하는 집수면(105)와, 내부에 공간이 형성되어 상기 집수면(105)을 수납하는 집수면 수납함체(102) 및 상기 집수면(105)에서 집수된 빗물을 저장하는 저류탱크(101)를 포함한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 집수면(105)은 접을 수 있는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 집수면(105)을 접어서 보관할 때는, 도 2와 같이 "Ω"형상이 연속적으로 나열된 형태로 접어서 보관을 할 수 있도록 하였다. 집수면(105)의 보관시, 외부의 오염을 막기 위해 직사각형 모양의 박스로 구성된 집수면 수납함체(102) 안에서 보관할 수 있게 하였다. 집수면(105)은 테프론 필름이 일정한 형태로 모양을 유지할 수 있도록 구성하고, 양 방향으로 움직일 수 있는 기어부(113)를 설치한다. 또한, 가로방향으로는 테프론 필름을 가로 2cm 길이의 스테인레스 재질의 상기 지지대(109)에 완전히 고정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 집수면(105)은 다른 접이식 구조로서, 롤링 도어 셔터(rolling door shutter) 형상 또는 루버 셔터(louver shutter) 형상으로 형성되어 집수면 수납함체(102) 내부로 말리거나 접혀 보관되고, 사용시 외부로 펼쳐지도록 구성할 수 있다.

여기서, 롤링 도어 셔터(일반적으로 샷다, 셔터 또는 셔터문이라 칭한다)는 일반적으로 금속제의 가늘고 긴 부재를 발 모양으로 조합시켜 이를 감아서 수납할 수 있는 통상의 셔터문 형태의 구조를 의미한다. 또한, 상기 루버란 일반적으로 폭이 좁은 판을 비스듬히 일정 간격을 두고 수평으로 배열한 것으로, 채광, 일조조정, 통풍, 환기 등의 목적으로 사용되는 것과 유사한 형태의 구조를 의미한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 집수면(105)의 재질은 테프론 재질을 이용하여 집수면 자체의 재질에 의한 빗물의 오염을 최소화하였으며, 목적, 상황에 따라 집수면의 재질 및 크기 등을 선택하여 제작할 수 있다. 예로서, 그 재질은 집수된 빗물의 2차오염을 방지하기 위하여 수질에 영향을 미치지 않는 PVC, 스테인레스 스틸, 폴리에테르 수지 등이 이용될 수 있다.

상기 집수면 수납함체(102)는 집수면을 외부의 오염원으로부터 보호하여 청정 빗물을 집수할 수 있도록, 외부의 오염을 방지할 수 있도록 전면에 개폐가 가능한 도어(미도시)를 갖춘 형태로 구성될 수 있다. 이 도어는 비강우시에는 수납함체(102) 전면부를 차단하고, 강우시에는 집수면이 원활히 펼쳐질 수 있도록 개방될 수있다.

따라서, 본 발명은 종래의 빗물 집수 및 이용시설들이 외부의 오염원으로부터의 오염에 취약하여 각종 오염물질에 오염되어 집수단계나 사용 전에 빗물정수 시설이 필요한 것에 비하여 오염된 빗물을 배제하고, 집수면을 안전하게 관리하여 빗물을 안전하게 집수하여 용도에 맞게 사용할 수 있다.

또한, 상기 집수면(105)을 상기 집수면 수납함체(102)의 내외부로 이동시키는 구동 모터(108)와, 상기 집수면(105)의 개폐 동작이 일정한 한계 위치에 도달하면 접점이 전환되어 상기 구동 모터(108)를 온/오프시는 리미트 스위치(106)가 구비된다.

도 2에는 본 발명의 집수면(105)이 이동되는 거리를 제어하는 리미트 스위치(106)를 나타낸 것으로, 리미트 스위치(106)는 구동 모터(108)와 기어 및 체인으로 구성된 기어부(113)에 의해서 동력을 전달받아 펼쳐지게 될 때 완전히 펼쳐졌을 때 또는 완전히 접혀졌을 때 집수장치의 양 끝단에 설치되어 구동 모터(108)의 회전 동작을 제어하여 집수면이 집수장치 양 끝단에서 안전하게 멈출 수 있도록 설치된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 일실시예에서 리미트 스위치(106)는 집수면(105)의 시작점과 끝점인 두 지점에 설치되어 있다. 이것은 장치제어 콘트롤러(110)에 의해 전자적으로 제어될 수 있다.

또한, 구동장치용 구동모터(108)는 후술할 기어부(113)를 이용하여 집수면(105)을 펼치거나 접는 장치로 집수면(105)의 크기에 따라 구동모터(108)의 파워는 재산정될 수 있다. 본 발명의 구동모터(108)는 정방향과 역방향으로의 회전이 가능한 직류모터를 이용하여 단일 모터로 집수면(105)을 펼치거나 접는 것이 가능하다.

기어부(113)는 통상의 기어와 체인 부분으로 구성되어 집수면(105)에 구동모터(108)의 회전력을 전달하는 부분이다. 본 발명은 단일모터를 이용하여 집수면(105)의 전후 이동을 구현하므로 기어는 집수장치의 집수면 수납 함체와 집수장치 끝단부에 각각 설치되며 집수면의 이동은 기어에 맞물린 체인에 의해 이동된다.

또한, 빗물을 감지하는 우적감지센서(103)와, 상기 우적감지센서(103)로부터 빗물이 감지될 경우, 상기 구동 모터(108)를 구동시켜 상기 집수면(105)을 상기 집수면 수납함체(102)의 내부로 수납되거나 외부로 노출되도록 제어하는 장치제어 콘트롤러(110)가 구비된다.

본 발명의 우적감지센서(103)는 적외선 및 광산란 방식의 우적감지 센서와 빗물이 센서 부위에 저항을 일으키는 원리를 이용한 전류저항방식을 포함할 수 있다.

따라서, 집수장치의 오염에 가장 큰 원인이 되는 대기 중 오염물질의 침적이나, 야생 동식물의 오염으로부터 집수면을 안전하게 보호하기 위해 상기와 같이 집수면(105)은 우적감지센서(103)와, 구동모터(108)를 이용하여, 비강우시에는 수납함체(102)속에 보관하고, 강우시에만 우적감지센서(103)의 감지에 의해 펼쳐지게 하고 비가오지 않을 때에는 다시 수납함체(102)속에 접어서 보관함으로써, 집수면(105)을 외부 오염으로부터 최대한 보호하면 양질의 빗물을 집수할 수 있다.

또한, 상기 집수면(105)을 지지하는 집수면 지지대(109) 및 상기 집수면 지지대(109)의 일측에 형성되어 상기 집수면(105)에서 수집된 빗물을 상기 저류탱크(101)로 안내하는 빗물받이 홈통(107)을 구비하여, 집수된 빗물을 효과적으로 저장할 수 있고, 견고하게 지지구조를 제공할 수 있다.

따라서, 지지대(109)는 상부의 집수면(105), 집수면 수납함체(102), 구동 모터(108) 및 기어부(113)가 위치하는 컨트롤러를 지지하는 구조물로 상부에 위치하는 각종 구조물의 무게를 견딜 수 있는 재질을 선택하여 설치한다. 지지대(109)의 재질은 무게를 견디는 것도 중요하지만, 본 발명인 청정 자동집수장치는 설치 장소가 기본적으로 외부에 위치하므로 습기에 의한 녹 발생이나(기본적인 철재 등), 햇빛에 의한 구조물의 변성(PVC, 플라스틱) 또한 대비하여 적절한 재질을 선택할 수 있다.

빗물받이 홈통(107)은 저류탱크(101) 방향으로 경사져 있으며 재질은 집수면(105)이나 저류탱크(101)와 마찬가지로 수질에 영향을 주지 않는 재질을 선택하여야한다. 빗물받이 홈통(107)은 비강우시에는 상단부의 덮개가 닫혀져 있으며 강우시 집수면 수납함체 자동도어와 연계하여 열고 닫을 수 있는 구조로 구성될 수 있다. 이외에도 원형홈통을 이용하면 별도의 덮개 구조물이 필요하지 않도록 구성할 수 있다.

또한, 태양광을 수집하여 전기에너지로 변환시키는 태양광 모듈(104)과, 구동전원을 공급하는 축전지(112) 및 상기 태양광 모듈(104)에서 변환된 전기에너지를 상기 축전기(112)에 충전시키는 태양전지충전 콘트롤러(111)를 구비한다.

태양전지 충전 컨트롤러(111)는 태양광 모듈(104)에서 발생하는 전력을 축전지(112)에 축전이 가능하도록 하는 장치로 본 발명에 필요한 전력량에 따라 태양광 모듈(104)의 크기를 결정하고 태양광 모듈(104)의 크기에 따라 충전 콘트롤러(111)를 결정할 수 있다. 또한 태양광 축전이 어려울 경우에는 장치제어 콘트롤러(110)에 설치된 인버터를 이용하여 교류(AC)전원을 직류(DC)전원으로 전환하여 이용할 수도 있다.

본 발명의 시스템은 사람의 손이 닿지 않는 곳에서도 실행될 수 있도록 자동으로 작동되며, 집수면(105)을 펼치거나 접기 위한 동력 에너지는 태양열 모듈(104)의 직광판과 축전지(112)를 통해서 장치 자체 내에서 에너지를 생산 및 공급받을 수 있다. 따라서 전기 공급이 차단된 경우나, 전기 공급이 어려운 지형에도 적용이 가능하도록 하였다.

한편, 일반적으로 강우 초기의 유출 빗물은 강우 후기의 빗물에 비해 상대적으로 오염된 특성을 보인다. 이에 따라 초기의 유출 빗물을 강우 초기의 유출 빗물을 저류시설에 저장하기 전에 수처리하거나 분리 배제시켜 실제 이용되는 빗물의 수질을 향상시킬 필요성이 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 빗물 집수 장치에서는, 장치제어 콘트롤러(110)에서는 상기 우적감지센서(103)로부터 빗물이 감지될 경우, 상기 구동 모터(108)를 즉시 구동시키지 않고, 일정시간동안 지연시켜 초기 강우를 배제시킨 후에, 구동 모터(108)를 구동시켜 상기 집수면(105)을 상기 집수면 수납함체(102)의 외부로 노출시켜 깨끗한 빗물이 집수되도록 제어할 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

101 : 저류탱크 102 : 집수면 수납함체
103 : 우적감지센서 104 : 태양광 모듈
105 : 집수면 106 : 리미트 스위치
107 : 빗물받이 홈통 108 : 구동 모터
109 : 집수면 지지대 110 : 장치 제어 콘트롤러
111 : 태양전지 충전 콘트롤러 112 : 축전지
113 : 기어부

Claims (8)

1. 다수개의 판이 연결된 롤링도어셔터 또는 루버셔터 형상으로 형성되어 상기 판들이 서로 접혀지거나 펼쳐지도록 형성되고, 그 표면에 테프론 필름이 형성되어 빗물을 수집하는 집수면;
   내부에 공간이 형성되어 접혀지는 상기 집수면을 수납하거나 펼쳐진 상기 집수면을 외부로 노출시키는 집수면 수납함체; 및
   상기 집수면 하부에 형성되어 상기 집수면에서 집수된 빗물을 저장하는 저류탱크를 포함하는 빗물 집수 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 집수면을 상기 집수면 수납함체의 내외부로 이동시키는 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 집수 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 집수면의 개폐 동작이 일정한 한계 위치에 도달하면 접점이 전환되어 상기 구동 모터를 온/오프시는 리미트 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 집수 장치.
   
5. 제 3항에 있어서,
   빗물을 감지하는 우적감지센서;
   상기 우적감지센서로부터 빗물이 감지될 경우, 상기 구동 모터를 구동시켜 상기 집수면을 상기 집수면 수납함체의 내부로 수납되거나 외부로 노출되도록 제어하는 장치제어 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 집수 장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 장치제어 콘트롤러는;
   상기 우적감지센서로부터 빗물이 감지될 경우, 일정시간동안 지연시킨 후, 상기 구동 모터를 구동시켜 상기 집수면이 상기 집수면 수납함체의 외부로 노출되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 빗물 집수 장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 집수면을 지지하는 집수면 지지대; 및
   상기 집수면 지지대의 일측에 형성되어 상기 집수면에서 수집된 빗물을 상기 저류탱크로 안내하는 빗물받이 홈통을 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 집수 장치.
8. 제 1항에 있어서,
   태양광을 수집하여 전기에너지로 변환시키는 태양광 모듈;
   구동전원을 공급하는 축전지; 및
   상기 태양광 모듈에서 변환된 전기에너지를 상기 축전지에 충전시키는 태양전지충전 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 빗물 집수 장치.

Images