KR101344693B1 - 막 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빗물 집수용 막 구조물에 관한 것으로서 상기 막 구조물은, 입구가 상측을 향하도록 지면에서 세워지는 메인파이프;와 상측을 향하여 방사형으로 확장된 모양을 갖도록 형성되며 상기 메인파이프의 상단에서 입구의 둘레를 따라 결합되는 프레임; 및 상기 메인파이프 입구에서 둘레를 따라 확장된 면을 형성하도록 프레임에 결합되는 집수막;을 포함하며, 상기 집수막은 표면에는 코팅층이 형성되되 상기 코팅층은, 가소제 및 안정제와 혼합되어 상기 집수막의 표면 위로 코팅되는 염화비닐수지층;과 상기 염화비닐수지층의 표면 위로 코팅되며, 불소와 아크릴 및 디메틸아세타미드를 함유하는 불소아크릴수지혼합층;과 상기 불소아크릴수지혼합층 위로 코팅되며, 실리카와 알코올을 함유하는 내후성조성물층; 및 상기 내후성조성물층 위로 코팅되며 아크릴과 염화파라핀을 함유하는 방염성조성물층;으로 구성된다.

Description

막 구조물{Membrane structure}

본 발명은 빗물을 집수하되 빗물의 저장 및 정화 장치를 추가적으로 포함하는 막 구조물 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 내후성과 방염성능이 향상되도록 코팅된 집수막을 가지며 낙하하는 빗물이 상기 집수막을 통해 한 곳으로 모아지도록 구성된 막 구조물과 상기 막 구조물을 통하여 유입된 빗물을 저장하고 필터를 통해 여과시켜 정화하는 장치에 관한 것이다.

지구 온난화와 같은 기후 변화에 따라 세계적으로 물부족 현상이 발생하고 있다.

우리나라의 경우, 연평균 강수량은 세계 평균을 상회하나 높은 인구밀도 때문에 실질적으로 이용가능한 수자원은 한정된다.

따라서, 중수도시설(사용한 수돗물을 생활 또는 공업용수 등으로 재활용 가능하도록 처리하는 시설)과 빗물의 집수 및 정화 시설에 관한 연구가 진행되고 있다.

이중 빗물의 집수장치는 별도의 추가적 발생비용이 적어 고지대나 건물옥상 등에서 정원용수, 청소용수, 소방용수 등을 공급하기 용도로 사용되었었다.

한편, 통상적인 빗물의 집수 및 저장장치는 밀폐형통을 저장조로 사용하되 빗물이 내부로 유입될 수 있도록 깔대기 모양의 투수구를 연결한 구조로서 외부 노출되는 부분은 미관상 좋지 않고, 담수된 빗물은 모기서식지가 될 수 있으며 빗물에 함유된 유기물의 부패 발생시 악취가 발생하는 문제로 유동인구가 많은 구역이나 지역에서는 별로 사용되지 않는 문제점이 있었다.

그러므로, 이와 같은 제약조건을 극복하여 공공장소는 물론 주거시설에서도 빗물을 담수하고 정화할 수 있는 장치의 개발이 요구되었다. 이러한 빗물의 집수 및 정화장치는 주변 경관을 해치지 않을 수 있도록 심미감과 안정성 및 내구성이 추가적으로 요구된다.

따라서, 본 발명은 내후성 및 방염성능이 향상되고 도심에서도 설치가능한 심미감을 갖는 막 구조물을 제공할 뿐만 아니라, 상기 막 구조물을 이용한 빗물을 집수하여 저장하되 모기의 서식을 억제하며 부유물 발생을 방지하도록 빗물을 정화하여 재활용할 수 있는 장치를 제공하는 것에 주목적이 있다. 아울러, 본 발명은 버스정류소나 주유소, 공공휴게용 스탠드 등으로 제작되어 공간 활용 측면에서도 더 유용하게 사용될 수 있는 막 구조물을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 막 구조물에 있어서, 입구가 상측을 향하도록 지면에서 수직으로 세워지는 메인파이프;와 상측을 향하여 방사형으로 확장된 모양을 갖도록 형성되며 상기 메인파이프의 상단에서 입구의 둘레를 따라 결합되는 프레임; 및 상기 메인파이프 입구에서 둘레를 따라 확장된 면을 형성하도록 프레임에 결합되는 집수막;을 포함하며, 상기 집수막은 표면에는 코팅층이 형성되되 상기 코팅층은, 가소제 및 안정제와 혼합되어 상기 집수막의 표면 위로 코팅되는 염화비닐수지층;과 상기 염화비닐수지층의 표면 위로 코팅되며, 불소와 아크릴 및 디메틸아세타미드를 함유하는 불소아크릴수지혼합층;과 상기 불소아크릴수지혼합층 위로 코팅되며, 실리카와 알코올을 함유하는 내후성조성물층; 및 상기 내후성조성물층 위로 코팅되며 아크릴과 염화파라핀을 함유하는 방염성조성물층;으로 구성된다.

상기 집수막의 재질은 폴리에스터(Polyester) 또는 글라스파이버(Glass fiber) 중 어느 하나이다.

그리고, 상기 염화비닐수지층은 염화비닐, 가소제 및 안정제를 함유하고, 상기 불소아크릴수지혼합층은 일정량의 불소 성분이 첨가된 아크릴수지 및 디메틸아세타미드를 함유하며, 상기 내후성조성물층은 실리카 및 알코올을 함유하고, 상기 방염성조성물층은, 일정량의 아크릴 성분이 첨가된 방염제, 클로로화합물 및 파라핀을 함유한다.

상기 방염성조성물층은 이 중으로 코팅되어, 내후성조성물층 상에 코팅되는 제1방염성조성물층;과 상기 제1방염성조성물층 상에 코팅되는 제2방염성조성물층으로 구성된다. 그리고, 상기 프레임은, 상기 메인파이프의 둘레를 따라 방사형으로 배치되되 메인파이프를 향하는 일측 끝단 보다 반대측 끝단이 더 높은 위치에 놓이도록 적어도 두 개 이상이 장착되는 지지부; 및 상기 지지부들 각각의 끝단에 거치되는 테두리부;로 구성된다. 상기 막 구조물은 다수 개가 열을 이뤄 연속적으로 세워지도록 상기 테두리부는 사각형 모양으로 형성되며, 이웃하는 테두리부들 사이의 마주하는 양측 모서리는 고정될 수 있도록 구성될 수 있다.

아울러, 본 발명은 상기 막 구조물을 이용하여 빗물을 집수하고 저장 및 정화하는 장치를 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는, 입구가 상측을 향하도록 지면에서 수직으로 세워지는 메인파이프와, 상측을 향하여 방사형으로 확장된 모양을 갖도록 형성되며 상기 메인파이프의 상단에서 입구의 둘레를 따라 결합되는 프레임 및 상기 메인파이프 입구에서 둘레를 따라 확장된 면을 형성하도록 프레임에 결합되는 집수막을 포함하여 구성된 막 구조물;과 상기 메인파이프의 출구를 통해 빗물이 유입되는 침전조;와 제1배관을 통해 상기 침전조와 연결되는 집수조;와 제2배관을 통해 상기 집수조와 연결되는 정화조; 및 제3배관을 통해 상기 정화조와 연결되는 저장조;를 포함하며, 상기 제1배관은 침전조의 바닥면에서 일정한 높이로 상승한 위치에서 연결되고, 상기 제2배관과 제3배관 각각에는 여과필터가 장착된 것을 특징으로 한다. 상기 여과필터는 폴리에틸렌 재질로서 다수 개의 여과공(濾過孔)이 형성된 여과막이다.

상기와 같은 구성의 본 발명의 막 구조물은 집수막의 표면에 형성된 코팅층이 다층으로 형성되어 집수막의 두께를 늘리거나 여러 겹으로 적층하지 않고도 내후성과 방염성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

상기 막 구조물은 프레임과 집수막이 지면에서 이격되어 설치됨으로서 공공장소나 공터 등에서 햇빛 차단용 스탠드는 물론 다양한 목적의 구조물로 설치될 수 있으며 심미감을 갖도록 설계되기 용이하며 광고시설이나 조명시설이 추가적으로 부설될 수 있다.

아울러, 상기의 막 구조물을 이용하여 집수된 빗물은 본 발명에서 제공하는 저장 및 정화 장치를 통해 여과되어 저장되므로 생활용수 및 공업용수 등으로 재활용될 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 막 구조물의 사시도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 막 구조물의 분해사시도 및 집수막의 단면 확대도,
도 3 은 본 발명의 막 구조물을 이용한 빗물의 저장 및 정화 장치가 설치된 모습을 도시한 도면,
도 4 는 본 발명의 막 구조물의 적용례가 나타난 이미지.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 막 구조물을 더욱 상세히 설명한다.

도 1 과 도 2 를 참조하면, 본 발명의 막 구조물(100)은 입구가 상측을 향하도록 세워지는 메인파이프(10)와 상기 메인파이프(10) 상단에 결합되는 프레임(20) 및 빗물을 메인파이프(10)의 상측 입구로 모을 수 있도록 상기 프레임(20)에 결합되는 집수막(30)을 포함한다.

상기 메인파이프(10)는 빗물이 (지면 아래에 위치한) 저장 및 정화장치 측으로 이동되도록 하단은 소정의 깊이만큼 묻히며, 상기 프레임(20)은 중력에 의해 빗물이 중심으로 모여질 수 있도록 상측을 향하여 방사형으로 확장된 모양을 갖도록 형성된다.

상기 프레임(20)은, 메인파이프(10)의 입구에서 둘레를 따라 방사형으로 배치되는 지지부(22)와 상기 지지부들(22) 각각의 끝단에 거치되는 테두리부(21)로 구성된다. 따라서, 상기 지지부(22)는 메인파이프(10)와 인접하는 끝단 보다 테두리부(21)와 연결되는 끝단이 더 높은 위치에 놓이도록 장착된다. 상기 지지부(22)가 중앙에 모이는 지점에는 (알루미늄재 및/또는 스테인레스 스틸재로 제조되는) 지지대(11)가 삽입되고 빗물이 유입될 수 있도록 소정의 직경을 갖는 개구부(23)가 형성된다. 그리고, 상기 프레임(20)의 상측으로 (또는 아래측으로) 프레임(20)의 크기에 맞도록 집수막(30)이 장착된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 막 구조물(100)의 구조적 안정성 및 강성을 향상시키기 위해 지지대(11)가 추가적으로 부설될 수 있다. 상기 지지대(11)는 메인파이프(10)의 소정의 깊이까지 삽입되고 프레임(20) 또는 메인파이프(10) 중 어느 한 곳 이상에 고정되며 테두리부(21)의 각 부분과 와이어 등을 통하여 연결된다.

한편, 상기 집수막(30)의 재질은 폴리에스터원착사(Dope-dyed yarn)나 PET(Polyester) 또는 유리섬유(Glass fiber) 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 집수막(30)의 내후성(耐候性)과 방염성능(防焰性能)을 향상시키기 위해 표면에는 코팅층이 형성된다.

상기 코팅층은 집수막(30)의 상면(및 하면)에 형성되되, 염화비닐수지층(PVC혼합물층)(31), 불소아크릴수지혼합층(32), 내후성조성물층(33) 및 방염성조성물층(34)이 순차적으로 적층되도록 코팅된다.

상기 염화비닐수지층(31)은 염화비닐, 가소제 및 안정제를 함유한다. 상기 염화비닐수지층(31)의 코팅 및 건조 후 불소아크릴수지혼합층(32)이 그 위로 코팅되며 상기 불소아크릴수지혼합층(32)은 일정량의 불소 성분이 첨가된 아크릴수지 15 내지 20 중량% 및 디메틸아세타미드 80 내지 85 중량% 로 이뤄지며 0.1 내지 0.5 mm 의 두께를 갖도록 코팅된다.

상기 불소아크릴수지혼합층(32)의 코팅 후 100 내지 120℃ 에서 30 내지 100 초 동안 건조한 후에 내후성조성물층(33)이 그 위로 코팅된다. 상기 내후성조성물층(33)은 실리카 및 알코올을 함유하며 코팅 후에는 전술한 바와 같은 건조 과정(100 내지 120℃ 에서 30 내지 100 초 동안 건조)을 거친 후에 그 위로 방염성조성물층(34)이 코팅된다.

상기 방염성조성물층(34)은 일정량의 아크릴 성분이 첨가된 방염제 80 내지 90 중량%, 클로로화합물 5 내지 10 중량% 및 파라핀 5 내지 10 중량% 로 이뤄지되, 이 중으로 코팅된다. 즉, 내후성조성물층(33) 위로 먼저 제1방염성조성물층(34a)이 코팅된 후, 건조 과정(120 내지 150℃ 에서 60 내지 180 초 동안 건조)을 거치고 상기 제1방염성조성물층(34a)과 동일한(또는 유사한) 성분의 제2방염성조성물층(34b)이 추가적으로 코팅된다.

한편, 상기 제2방염성조성물층(34b)은 제1방염성조성물층(34a) 보다 더 두껍게 코팅되는 것이 바람직하며, (염화비닐수지층부터 제2방염성조성물층까지) 모든 코팅층은 1 내지 5 mm 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

종래에는 내후성 및 방염성능을 향상시키기 위해 개별적인 조성물층이 코팅된 두 장 이상의 집수막들을 부착하여 사용한 반면, 상기와 같이 코팅된 본 발명의 집수막은 내후성과 방염성능을 동시에 향상시킬 수 있으므로, 보다 경량화될 수 있을 뿐만 아니라 생산성이 향상되어 원가를 절감할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 코팅구조는 방염성능 및 내후성이 향성되고 코팅재와 피코팅재 사이의 접착력이 우수하여 산성비나 염분은 물론 강풍에도 더 향상된 내구성을 제공할 수 있다. 그리고, 상기 막 구조물(100)은 다수 개가 열을 이뤄 연속적으로 세워지도록 테두리부(21)는 사각형 모양으로 형성되되, 도 4 에 도시된 바와 같이 이웃하는 테두리부들(21) 사이의 마주하는 양측 모서리는 고정되도록 연결될 수 있다. 아울러, 설치장소나 설치 목적에 따라서 메인파이프(10)는 단순 기둥형태 뿐만 아니라 다양한 형태로 변형될 수 있다.

아울러, 본 발명은 상기와 같은 막 구조물을 이용한 빗물의 저장 및 정화 장치(200)를 제공한다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 저장 및 정화 장치(200)는 막 구조물(100)의 메인파이프(10)와 배관을 통해 연결되되 침전조(40), 집수조(50), 정화조(60) 및 저장조(70)를 포함하여 구성된다. 메인파이프의 출구를 통해 빗물이 유입되는 침전조(40)는 상기 메인파이프 보다 더 낮은 위치에 매설되며, 집수조(50)와는 제1배관(80a)을 통해 연결된다.

빗물에 함유된 침전물이 침전조(40)의 바닥면으로 중력에 의해 낙하하여 정화조로 유입되지 않도록 상기 제1배관(80a)은 침전조(40)의 바닥면에서 일정한 높이로 상승한 위치에서 연결된다. 그리고, 집수조(50)와 정화조(60)를 연결하는 제2배관(80b)과 상기 정화조(60)와 저장조(70)를 연결하는 제3배관(80c)에는 폴리에틸렌 재질로 제조된 여과필터(81a, 81b)가 장착된다. 상기 여과필터(81a, 81b)는 소정의 두께를 가지며 다수 개의 여과공이 형성된 여과막으로 제조되며 제2배관(80b)과 제3배관(80c)에서 탈착가능하게 장착된다.

그리고, 상기 저장조(70)에는 담수된 빗물의 용존 산소량을 증가시키기 위해 산소발생장치(90)가 추가적으로 장착될 수 있으며, 저장된 빗물은 펌프(91)를 통해 외부로 배출되도록 구성된다.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 메인파이프
20 : 프레임
30 : 집수막
100 : 막 구조물

Claims (8)

1. 막 구조물에 있어서,
   입구가 상측을 향하도록 지면에서 세워지는 메인파이프;와
   상측을 향하여 방사형으로 확장된 모양을 갖도록 형성되며 상기 메인파이프의 상단에서 입구의 둘레를 따라 결합되는 프레임; 및
   상기 메인파이프 입구에서 둘레를 따라 확장된 면을 형성하도록 프레임에 결합되는 집수막;을 포함하며,
   상기 집수막은 표면에는 코팅층이 형성되되 상기 코팅층은,
   가소제 및 안정제와 혼합되어 상기 집수막의 표면 위로 코팅되는 염화비닐수지층;과
   상기 염화비닐수지층의 표면 위로 코팅되며, 불소와 아크릴 및 디메틸아세타미드를 함유하는 불소아크릴수지혼합층;과
   상기 불소아크릴수지혼합층 위로 코팅되며, 실리카와 알코올을 함유하는 내후성조성물층; 및
   상기 내후성조성물층 위로 코팅되며 아크릴과 염화파라핀을 함유하는 방염성조성물층;으로 구성된 것을 특징으로 하는 막 구조물.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 집수막의 재질은 폴리에스터(Polyester) 또는 글라스파이버(Glass fiber) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 막 구조물.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 방염성조성물층은 이 중으로 코팅되어, 내후성조성물층 상에 코팅되는 제1방염성조성물층;과 상기 제1방염성조성물층 상에 코팅되는 제2방염성조성물층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 막 구조물.
   
5. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프레임은,
   상기 메인파이프의 둘레를 따라 방사형으로 배치되되 메인파이프를 향하는 일측 끝단 보다 반대측 끝단이 더 높은 위치에 놓이도록 적어도 두 개 이상이 장착되는 지지부; 및
   상기 지지부들 각각의 끝단에 거치되는 테두리부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 막 구조물.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 막 구조물은 다수 개가 열을 이뤄 연속적으로 세워지도록 상기 테두리부는 사각형 모양으로 형성되며, 이웃하는 테두리부들 사이의 마주하는 양측 모서리는 고정될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 막 구조물.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인파이프의 출구를 통해 빗물이 유입되는 침전조;와
   제1배관을 통해 상기 침전조와 연결되는 집수조;와
   제2배관을 통해 상기 집수조와 연결되는 정화조; 및
   제3배관을 통해 상기 정화조와 연결되는 저장조;를 더 포함하여 구성되며,
   상기 제1배관은 침전조의 바닥면에서 일정한 높이로 상승한 위치에서 연결되고, 상기 제2배관과 제3배관 각각에는 여과필터가 장착된 것을 특징으로 하는 막 구조물.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 여과필터는 폴리에틸렌 재질로서 다수 개의 여과공이 형성된 여과막인 것을 특징으로 하는 막 구조물.

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