KR101343933B1 - 무동력 초기우수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 여과부재가 구비되어 유입된 우수를 정화하는 초기우수 처리장치에 있어서, 상부에 우수유입구 형성되고 하부에는 처리수유출구가 형성된 저장탱크, 상기 저장탱크 내벽 사이를 가로질러 형성되는 지렛대지지대, 상기 지렛대지지대 위에 형성되어 받침점을 기준으로 상호 반대 방향으로 오르내리는 지렛대, 상기 지렛대 위에 일체로 형성되는 개폐축받침판, 상기 개폐축받침판의 중심에 형성되는 개폐축, 상기 개폐축의 상단에 고정되는 개폐뚜껑, 상기 저장탱크의 외부로 관통되어 연장된 지렛대의 일단에 결합되어 지렛대의 힘점 기능을 하는 물받이, 상기 물받이의 일측에 형성되는 물빠찜공을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 처리장치에 관한 것이다.

Description

무동력 초기우수 처리장치{First flush stormwater treatment appratus}

본 발명은 초기우수 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 처리장치를 작동시키는데 전기에너지나 화석에너지를 사용하는 기계장치를 사용하지 않고도 반복적으로 작동되어 초기우수에 포함된 오염물질이 목적하는 장치나 장소로 유출시키지 않고 처리할 수 있는 무동력 초기우수 처리장치에 관한 것이다.

우수에는 공기중의 오염물질이 포함되긴 하지만, 스모그나 산성비 등 특이한 경우를 제외하고는 농업용수나 생활용수로 사용하는데 있어서 적당한 청정도를 유지하고 있다.

이러한 우수를 모아서 농업용수로 사용하거나 생활용수인 화장실 변기, 화초 물주기, 의복의 세탁 등 식수를 제외한 상수도 대용으로 사용하여 수자원을 절약할 수 있다.

이와 같이 우수를 모아서 사용하면 경제적으로나 환경적으로 여러 가지 장점이 있지만 초기우수는 농업용수나 생활용수로 사용하는데 인체의 건강이나 환경적으로 몇 가지 문제점이 있다.

초기우수는 사전적으로 정의되진 않았지만 비가 오기 시작한 후 수분 이내를 의미하는 것이 통념이다.

초기우수라 해도 그 자체의 빗물에는 농업용수나 생활용수로 사용하는데 별 문제가 없지만, 초기우수가 지면에 떨어져 흐른 뒤 집수구에 모이면, 흐르는 과정에서 지면의 오염물질들이 빗물에 혼합되어 오염도가 높아진다. 즉, 지면에는 비오기전에 발생된 여러가지 오염물질이 산재해 있고, 대부분의 오염물질이 초기우수와 혼합되면서 집수구로 모이게 된다.

따라서, 우수를 사용할 때 초기우수만 정화하면 별도의 정화과정을 거치지 않고도 농업용수나 생활용수로 사용하는데 별다른 문제가 발생되지 않는다.

이러한 초기우수의 오염문제를 해결하기 위해서 최근에는 초기우수를 배제하거나 정화하는 처리장치나 구조들이 다수 개발되고 있다.

그런데 대부분의 처리장치나 구조들이 전기에너지나 화석에너지를 이용한 기계장치를 작동시킴으로써 초기우수를 우회시켜 배제하거나 정화한다.

초기우수 처리장치는 옥상이나 지붕의 빗물이 떨어지는 곳 등 실외에 설치되므로 지속적인 관리를 요하는 전기장치나 기계장치가 추가로 사용되면 에너지 소비 문제도 있지만 설치비용과 관리비용도 많이 들어가고 안전사고의 발생 가능성도 그만큼 높아진다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초기에 정화용량을 초과하는 다량의 우수가 유입되어도 전기에너지나 화석에너지를 이용한 장치들을 사용하지 않고 무동력으로 목적하는 집수구나 저장탱크에 오염된 초기우수가 유입되지 않도록 할 수 있는 무동력 초기우수 처리장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 내부에 여과부재가 구비되어 유입된 우수를 정화하는 초기우수 처리장치에 있어서, 상부에 우수유입구 형성되고 하부에는 처리수유출구가 형성된 저장탱크, 상기 저장탱크 내벽 사이를 가로질러 형성되는 지렛대지지대, 상기 지렛대지지대 위에 형성되어 받침점을 기준으로 상호 반대 방향으로 오르내리는 지렛대, 상기 지렛대 위에 일체로 형성되는 개폐축받침판, 상기 개폐축받침판의 중심에 형성되는 개폐축, 상기 개폐축의 상단에 고정되는 개폐뚜껑, 상기 저장탱크의 외부로 관통되어 연장된 지렛대의 일단에 결합되어 지렛대의 힘점 기능을 하는 물받이, 상기 물받이의 일측에 형성되는 물빠찜공을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 처리장치를 제공한다.

상기 저장탱크의 하부에는 저장탱크에 유입된 우수를 정화하는 다단의 여과부재가 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 개폐축(150)에는 개폐축이 상하 이동시 요동하지 않고 위치를 잡아줄 수 있도록 상기 저장탱크의 내벽면에 지지되어 연결되는 개폐축지지대가 더 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 지렛대지지대는 동일수평면상에 이격되어 한쌍이 형성되고, 각각의 지렛대지지대 위에 지렛대가 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 물받이에 형성되는 물빠짐공은 다수 형성되어 선택적으로 개폐시킴으로써 물빠짐량을 조절하여 우수의 유입량에 따른 지렛대 작동조건을 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 초기우수가 처리용량 이상으로 저장탱크에 유입되면, 우수가 유입되는 우수유입구를 차단함으로써 초기우수가 처리되지 않고 처리수유출구로 배출되는 것을 방지할 수 있고, 자연유하방식으로 작동되는 물받이와 지렛대 방식을 이용하여 우수유입구를 개폐시킴으로 전기에너지와 화석에너지가 투입되지 않아 에너지 절약이 되고 친환경적이며, 물받이에 물빠짐공이 형성되어 우수의 유입량에 따라 반복적으로 작동되므로 한번 설치되면 별도의 조작 없이도 지속적으로 초기우수 처리장치의 목적을 달성할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 초기우수 처리장치가 설치되면 농업용수가 생활용수로 우수를 사용할 때 정화되지 않는 초기우수를 신뢰성 있고 항상성 있게 배제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 처리장치의 주요부 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 처리장치의 측단면도이다.
도 3a 는 본 발명에 따른 처리장치에 우수가 유입되는 초기상태이다.
도 3b 는 본 발명에 따른 처리장치에 우수가 과도하게 유입되어 저장탱크 외부로 흘러 넘치는 상태를 나타낸 것이다.
도 3c 는 본 발명에 따른 처리장치에 우수가 유입되어 넘칠때 물받이를 통해 지렛대가 상향 작동됨으로써 우수유입구가 차단되는 상태를 나타낸 것이다.
도 3d 는 본 발명에 따른 처리장치에 우수의 유입이 그치면 물받이의 물이 빠져나가 지렛대가 하향 작동됨으로써 우수유입구가 다시 열린 상태를 나타낸 것이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상부에는 우수유입구(112)가 형성되고 하부에는 처리수유출구(114)가 형성된 저장탱크(110)가 구비된다. 저장탱크는 용량이 1톤 정도로서, 옥상이나 지붕 밑의 집수구 등 상당한 면적의 공유하는 집수구의 하부에 설치된다. 즉 우수유입구(112)는 집수구의 하부에 위치되도록 형성되어 자연유하 방식으로 우수가 모이도록 되어 있다.

저장탱크(110) 내부의 대략 중심에는 저장탱크 내벽 사이를 가로질러 볼팅이나 끼워 맞춤으로 고정되는 한쌍의 지렛대지지대(120) 형성된다. 지렛대지지대(120)는 동일 수평면상에 형성되어 후술하는 지렛대받침판이 설치되었을 때 안정적으로 균형을 유지할 수 있도록 한다.

지렛대지지대(120) 위에는 받침점(sp)을 기준으로 한쪽이 올라가면 다른 한쪽은 내려가고, 한쪽이 내려가면 다른 하쪽은 올라가는 지렛대(130)가 형성된다.

지렛대(130)의 받침점을 기준으로 내측의 지렛대 위에는 지렛대(130)와 일체로 결합되어 연동하는 개폐축받침판(140)이 형성된다. 개폐축 받침판은 작용점 기능을 한다.

개폐축받침판(140)의 중심에는 우수유입구 까지의 거리를 계산한 길이를 갖는 상향되는 개폐축(150)이 형성되고, 개폐축(150)의 상단에는 우수유입구에 밀착되어 수밀을 유지할 수 있도록 내면 형태와 대응되는 윗면이 우산처럼 경사진 개폐뚜껑(160)이 형성된다. 개폐뚜껑과 우수유입구의 밀착면에는 수밀을 유지하기 위해 고무와 같은 쿠션부재를 형성할 수도 있다.

즉, 개폐뚜껑(150)은 우수유입구(112) 아래에 위치되어 상승되면 우수유입구에 밀착되어 공간을 막아 우수의 유입을 차단하고 하강하면 공간이 열리면서 우수가 유입되도록 한 것이다. 또한, 개폐축(150)에는 개폐축이 상하로 슬라이딩 되면서 이동시 요동하지 않고 위치를 잡아줄 수 있도록 상기 저장탱크의 내벽면에 지지되어 연결되는 개폐축지지대(155)가 형성된다.

저장탱크(110)의 외주에는 저장탱크와는 분리된 상태로 상부가 개방되어 위에서 떨어지는 물을 가두어 저장할 수 있는 물받이(170)가 형성되고, 물받이(170)는 저장탱크(110)에 형성된 가이드홈(116)을 통해 외측으로 연장된 지렛대(130)와 결합된다.

물받이(170)는 대략 6 리터 정도의 물을 저장할 수 있고, 하부에는 작은 물빠짐공(172)이 형성되어 있어서 물받이(170)에 지속적으로 일정량 이상의 물이 유입되지 않으면 물이 채워지지 않게 설계되었다. 또한 물빠짐공은 수개를 형성하여 패킹(도시되지 않음)으로 선택적으로 막을 수 있도록 함으로써 물받이(170)에 저장된 물이 빠져나가는 속도를 조절할 수 있도록 되어 있다.

물받이(170)의 용량은 지렛대(130)를 통해 연동하는 개폐축받침판(140), 개폐축(150), 개폐뚜껑(160)의 무게를 감안하여 설계한 것으로, 물받이(170) 용량의 절반인 3리터 정도의 물이 채워지면 지렛대(130)가 작동하여 개폐뚜껑(160)이 닫히도록 되어 있다. 따라서 물받이(170)의 용량은 저장탱크(110)의 크기에 따른 개폐축받침판(140), 개폐축(150), 개폐뚜껑(160)의 무게에 맞춰서 용량을 더 크거나 작게 할 수 있다.

물받이(170)에 형성되는 물빠짐공(172)은 물받이에 채워진 물이 20분 만에 모두 빠질 수 있도록 설계한 것으로, 3 리터가 채워지면 개페뚜껑(160)이 상승하는 방향으로 지렛대(130)가 작동하고, 반대로 3리터 이하일 때에는 개폐뚜껑이 하강하는 방향으로 작동하여 개폐뚜껑(160)이 내려오면서 우수유입구(112)가 열려 우수가 저장탱크 안으로 유입된다. 위에서도 언급한 바와 같이 물빠짐공(172)은 수개 형성되어 있어 물받이(170)의 물이 빠져나가는 시간을 선택적으로 조절할 수 있다.

물빠짐공(172)의 크기나 갯수를 조절하여 지렛대의 작동 간격을 조절할 수 있는데, 이는 단위시간당 비의 양을 고려한 것으로, 일정량 이상의 비가 내리지 않으면, 즉 우수의 유입이 적어지면 개폐뚜껑이 개방되면서 최초의 상태로 복귀되도록 하는 조건을 조절할 수 있도록 한 것이다.

저장탱크(110)의 하부에는 우수를 정화하는 발포 폴리프로필렌으로 이루어지는 제1여과부재(190a), 폴리 프로필렌으로 이루어지는 제2여과부재(190b), 입상 활성탄으로 이루어지는 제3여과부재(190c), 입상 활성탄과 폴리 프로필렌으로 이루어지는 제4여과부재(190d)가 순차적으로 적층된다. 제1,2여과부재(190a,190b)에서는 부유물이나 입상의 오염물질을 여과 방식으로 제거하고, 활성탄을 포함하는 제3,4여과부재(190c,190d)에서는 흡착방식에 의해 유제와 같은 유기오염물질을 제거한다. 또한 제1,2,3,4 여과부재는 교체가능하도록 하여 일정기간 마다 교체하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 무동력 초기우수 처리장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 우수유입구(112)와 개폐두껑(160) 사이가 이격된 초기 상태에서 집수구를 통해 초기우수가 유입되면, 개폐뚜껑의 상면을 타고 저장탱크(110) 내부로 흘러들어가 제1,2,3,4 여과부재(190a,190b,190c,190d)를 통해 정화되어 처리수유출구(114)를 통해 목적하는 농업용수나 생활용수로 사용한다.

저장탱크(110)에 유입된 우수의 정화시간은 대략 20분 정도로서, 20분 이내에 처리용량을 감안한 저장탱크 용량 보다 더 많은 우수가 유입되면 우수를 정화하지 못하고 넘쳐서 처리수유출구(114)로 배출된다.

지면의 오염물질은 대부분 초기우수에 포함되어 저장탱크(110)로 유입되므로 초기우수만 정화하면 그 이후의 우수는 정화되지 않아도 농업용수나 식수를 제외한 생활용수로 사용하는데 별다른 문제가 발생 되지 않는다.

따라서 다량의 우수가 유입되어 정화되기 전에 저장탱크를 넘치는 우수에 초기우수가 포함되지 않도록 하면 된다.

도 3c와 같이, 저장탱크(110)에 유입된 우수가 너무 빨리 유입되어 정화되지 못하고 넘치면 저장탱크의 외벽을 타고 내려가다가 물받이에 떨어져 1/2 이상 차오르면 물받이(170)가 내려가면서 지렛대가 상향 작동된다.

지렛대(130)가 작동되면 받침점(sp)을 기준으로 내측의 지렛대(130)는 물받이(170)와 반대로 상승하여 이와 결합된 개폐축받침판(140), 개폐축(150), 개폐뚜껑(160)이 일체로 상승하면서 우수유입구(112)를 막아 저장탱크 안으로 우수의 유입을 차단한다. 즉 초기우수를 저장탱크(110)에 가두어둔 상태에서 그 이후에 유입되는 우수를 정화하지 않고 바로 처리수유출구(114)로 흘러보낸다.

도 3d에 도시된 바와 같이, 우수의 유입이 감소하면 물빠짐공(172)을 통해 물받이(170)의 우수가 빠져나가 1/2 이하로 줄어들면 지렛대(130)가 초기와는 반대로 작동하여 개폐뚜껑(160), 개폐축(150), 개폐축받침판(140)이 일체로 하강하면서 우수유입구(112) 다시 열러 우수가 저장탱크(110) 안으로 유입된다. 개폐뚜껑(160)이 우수유입구(112)를 막고 있는 동안에 저장탱크의 우수가 모두 정화되므로 우수가 다시 유입되더라도 정화되지 않은 초기우수가 넘쳐서 처리수유출구(114)로 배출되는 것이 방지된다.

이와 같이, 개폐뚜껑(160)은 저장탱크(110)의 처리용량 보다 우수의 유입이 많아지면 물받이(170)에 의한 지렛대(130)가 작동하여 별도의 동력을 사용하지 않고도 지속적이고 반복적으로 이루어져 처리되지 않는 초기우수가 처리수유출구(114)로 배출되지 않는다.

110 : 저장탱크 112 : 우수유입구
114 : 처리수유출구 116 : 가이드홈
120 : 지렛대지지대 130 : 지렛대
140 : 개폐축받침대 150 : 개폐축
155 : 개폐축지지대 160 : 개폐뚜껑
170 : 물받이 172 : 물빠짐공

Claims (5)

1. 내부에 여과부재가 구비되어 유입된 우수를 정화하는 초기우수 처리장치에 있어서,
   상부에 우수유입구 형성되고 하부에는 처리수유출구가 형성된 저장탱크(110);
   상기 저장탱크 내벽 사이를 가로질러 형성되고, 동일수평면상에 이격되어 한쌍이 형성되는 지렛대지지대(120);
   상기 지렛대지지대 위에 형성되어 받침점을 기준으로 상호 반대 방향으로 오르내리는 지렛대(130);
   상기 지렛대 위에 일체로 형성되는 개폐축받침판(140);
   상기 개폐축받침판의 중심에 형성되는 개폐축(150);
   상기 개폐축의 상단에 고정되는 개폐뚜껑(160);
   상기 저장탱크의 외부로 관통되어 연장된 지렛대의 일단에 결합되어 지렛대의 힘점 기능을 하는 물받이(170); 및
   상기 물받이(170)에는 선택적으로 개폐시킴으로써 물빠짐량을 조절하여 우수의 유입량에 따른 지렛대 작동조건을 변경할 수 있도록 형성된 다수의 물빠찜공(180);
   을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 처리장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 저장탱크의 하부에는 저장탱크에 유입된 우수를 정화하는 다단의 여과부재(190a,190b,190c,190d)가 설치되는 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 처리장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 개폐축(150)에는 개폐축이 상하 이동시 요동하지 않고 위치를 잡아줄 수 있도록 상기 저장탱크의 내벽면에 지지되어 연결되는 개폐축지지대(155)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 처리장치.
   
4. 삭제
5. 삭제

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