KR101366083B1 - 빗물 이용 장치 - Google Patents

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KR101366083B1
KR101366083B1 KR20130077121A KR20130077121A KR101366083B1 KR 101366083 B1 KR101366083 B1 KR 101366083B1 KR 20130077121 A KR20130077121 A KR 20130077121A KR 20130077121 A KR20130077121 A KR 20130077121A KR 101366083 B1 KR101366083 B1 KR 101366083B1
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water collecting
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강영현
황필기
남기홍
허재규
김진성
노보미
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녹스 코리아(주)
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Abstract

본 발명은 빗물 이용 장치에 관한 것으로서, 건물의 지붕이나 옥상 또는 특정한 집수 시설을 이용하여 집수한 빗물을 이용해 음료용 수도나 중수도로 사용할 수 있도록 함으로써 빗물을 수자원으로써 적극 활용할 수 있도록 하고, 초기 우수인 세척수의 유입을 배제시켜 여재의 수명이 단축되는 것을 방지하며, 교체 및 재활용이 가능한 여재의 사용으로 여재의 교체 비용을 절감시키며, 빗물의 처리 효율을 지속적으로 유지하며 운영이 가능한 형태로 살균 및 소독이 이루어지도록 하여 필요한 음용수 용량을 얻을 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

빗물 이용 장치{Rainwater Harvesting Device}
본 발명은 빗물 이용 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 건물의 지붕이나 옥상 또는 특정 집수 시설을 통해 집수된 빗물을 이용해 음료용 수도나 중수도로 사용할 수 있도록 하는 빗물 이용 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 최근 들어 기후변화가 심화되면서 강우편중현상이 가중되고 불투수층이 상대적으로 많은 도심지역에서는 물 관리에 많은 어려움을 겪게 된다.
최근 도시화에 따른 불투수율 증가로 인해 발생하는 빗물 순환 장애는 기후변화에 따른 기온 상승, 강우패턴 변화 등과 맞물려 홍수 및 수질악화 등의 문제를 증폭시키게 되고, 빗물의 토양침투가 이루어지지 않아 강우 시 하수처리장의 수처리 부하를 증가시키게 된다.
따라서, 빗물은 수자원의 순환에서 가장 기본이 되는 공급원이므로 도시의 자원과 에너지의 효율적인 관리 측면에서 미래 수자원으로 빗물을 효과적으로 활용하기 위한 방안이 필요하다.
과거에는 빗물을 하수도관망에 유입시켜 처리하는 방식으로 운영하였으나, 최근에는 빗물을 자원으로 활용하고자 사무실과 가정에서 화장실용수, 정원수, 연못 · 호수의 수원, 냉각용수 등으로 활용하고 실정이다.
특히, 강우 시 발생하는 오염물질은 주로 미분해성, 입자성, 부유성 물질들로 간단한 여과를 통하여 처리가 가능하며, 추가적으로 살균 및 소독 과정을 포함하는 경우 음용수로도 활용 가능하다.
일반적으로 빗물은 건물이나 집수 장치를 이용하여 집수한 물과 지표면으로 떨어지는 물로 구분 지어진다.
지표면으로 떨어지는 물은 비점오염물질을 유발시키는 형태로 대부분 하수처리를 이용하거나 비점오염원 저감시설을 이용하여 처리하도록 한다.
그러나, 건물이나 집수 시설을 이용해 집수된 물의 오염원은 주로 빗물 집수 시설 주변의 공기 중에 포함된 먼지나 집수면의 모래, 나뭇잎 등의 협잡물로 이루어지기 때문에 지표면으로 떨어지는 빗물에 비하여 오염 정도가 매우 낮아 이용수로 활용하기 좋은 형태이다.
따라서, 건물에 내리는 빗물을 이용하기 위한 빗물 이용 시설을 도시에 설치하여 도시지역의 물 환경을 회복하도록 함으로써, 도시지역의 물 사용 정책에 있어 지속적인 이윤을 확대시켜 나갈 수 있도록 하는 한편 향후 물 부족 사태를 대비할 수 있도록 하는 것이 필요하다.
그러나, 종래 빗물 이용 장치들의 경우 초기우수인 세척수(Rinse Water) 유입에 따라 이에 포함된 오염물질들의 처리 과부하로 여재 카트리지의 수명이 짧아지게 되는 단점을 갖는다.
또한, 종래 빗물 이용 장치들의 경우 여재 카트리지를 일체형으로 사용하여 카트리지의 향후 유지관리에 어려움을 가질 뿐만 아니라 이용이 어려운 여재의 사용으로 여재 교체 비용을 증가시키게 되는 단점을 갖는다.
또한, 종래 빗물 이용 장치들의 경우 음용수를 포함해 생활용수로 사용하기 위해서는 살균·소독 처리 과정을 거처야 하기 때문에 그 동안 원활하게 물의 공급이 이루어지지 못하게 되는 단점을 갖는다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 건물의 지붕이나 옥상 또는 특정한 집수 시설을 이용하여 집수한 빗물을 이용해 음료용 수도나 중수도로 사용할 수 있도록 함으로써 빗물을 수자원으로써 적극 활용할 수 있도록 하고, 초기 우수인 세척수의 유입을 배제시켜 여재의 수명이 단축되는 것을 방지하며, 교체 및 재활용이 가능한 여재의 사용으로 여재의 교체 비용을 절감시키며, 빗물의 처리 효율을 지속적으로 유지하며 운영이 가능한 형태로 여과 및 살균 소독이 이루어지도록 하여 필요한 음용수 용량을 얻을 수 있도록 하는 빗물 이용 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 빗물 이용 장치는 우수 유입 배관을 통해 건물이나 집수시설로부터 집수되어 유입된 빗물을 담아 저장하는 집수조; 상기 우수 유입 배관의 상기 집수조쪽 단부에 교체 가능하게 연통 결합됨과 아울러 측부에 하향 경사지게 분지된 배출 분지 배관부을 통해 상기 집수조로 유입되는 빗물 중 초기에 유입되는 세척수를 배제시키거나 상기 집수조로 유입되는 빗물 중에 포함된 협잡물을 걸러 분리 배출시키도록 하는 초기우수 및 협잡물 배제 배관; 상기 집수조 내에서 침전 처리된 침전 처리수를 상기 집수조를 연결하는 이송 배관들을 통해 이송시켜 저장하는 적어도 하나 이상의 저장조; 및 상기 저장조에 저장된 상기 침전 처리수를 사용 용도에 따라 여과 또는 살균 소독하는 정수 처리기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 초기우수 및 협잡물 배제 배관은 상기 우수 유입 배관 상에 직선 형태로 연통 결합되어 상기 빗물이 상기 집수조로 유입될 수 있게 하는 집수 유입 배관부; 상기 집수 유입 배관부의 일측에서 기설정된 분지 경사각을 가지고 하향 경사지게 분지되는 배출 분지 배관부; 및 상기 집수 유입 배관부의 상기 배출 분지 배관부의 분지 부분 하측 내부에서 상측이 상기 배출 분지 배관부와 동일한 분지 경사각을 가지고 경사면 이루며 수납 설치되는 경사 여과부;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 경사 여과부는 상기 집수 유입 배관부 내에 길이 방향을 따라 간격을 두고 설치하는 한 쌍의 격자 고정판 사이에서 상기 배출 분지 배관부쪽 상측을 채우며 설치되는 여과 매트; 및 상기 격자 고정판 사이에서 상기 여과 매트의 하측을 채우는 다공의 입자성 여재;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 격자 고정판은 상기 배출 분지 배관부와 동일한 상기 분지 경사각을 가지고 경사면 이루며 고정 설치되는 제1 격자 고정판; 및 상기 제1 격자 고정판으로부터 이격되며 상기 여과 매트 및 상기 다공성 입자 여재의 수납 공간을 이루도록 고정 설치되는 제2 격자 고정판;으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 격자 고정판의 경사면이 이루는 경사각은 상기 분지 경사각과함께 50°내지 70°범위 이내로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 여과 매트는 코코넛, 팜을 포함하는 식물성 여과 매트 재질로 이루어지고, 상기 다공의 입자성 여재는 부석 또는 제올라이트 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 정수 처리기는 상기 이송 배관 상에 교체 가능하게 연통 설치되는 카트리지 케이스; 상기 카트리지 케이스 내부에서 간격을 두고 고정 설치되는 격자 고정판; 및 상기 격자 고정판 사이를 채우며 상기 이송 배관을 통해 상기 저장조로 공급되는 침전 처리수를 여과하는 여과 매트;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 정수 처리기는 상기 카트리지 케이스의 상기 저장조쪽 내부에 고정 설치되어 상기 식물성 여과 매트를 통과해 여과 처리된 침전 처리수를 살균 소독하는 유브이 램프(UV Lamp)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 정수 처리기는 상기 저장조 내에서 높이 방향을 따라 연장 설치되는 가이드바; 상기 가이드바를 따라 높이 방향으로 이송 가능하게 설치되는 복수의 여재 수납망; 상기 각 여재 수납망에 고정 설치되어 상기 저장조에 채워지는 상기 침전 처리수 상에 띄워 수위 변화에 따라 상기 여과 수납망을 상기 가이드바의 높이 방향으로 자동 이동시켜주는 부력체; 상기 부력체의 의해 띄워진 상기 여재 수납망 내부를 채우는 광촉매 부재; 및 상기 광촉매 부재가 채워진 상기 여재 수납망 내부에 설치되어 상기 광촉매 부재에 유브이 광(UV Light)을 조사하는 발생하는 상기 광촉매 반응에 의해 상기 침전 처리수를 살균 및 소독하도록 유브이 램프(UV Lamp);를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 광촉매 부재는 부석 입자에 광촉매를 코팅하여 만들어진 광촉매 코팅 부석인 것을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 빗물 이용 장치에 따르면, 건물의 지붕이나 옥상 또는 특정한 집수 시설로부터 집수된 빗물을 이용해 음료용 수도나 중수도로 사용할 수 있도록 함으로써 원양어선, 건물, 식수 공급이 어려운 섬이나 고립지역 등에서 다양하게 활용할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 빗물 이용 장치에 따르면, 초기우수배출배관을 설치하여 강우 초기에 집수조로 유입되는 세척수를 배제시켜 여과필터의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 빗물 이용 장치에 따르면, 여과필터를 초기우수배관 상에서 카트리지 형태로 교체 가능하도록 설치함과 아울러 및 재활용이 가능한 여재의 사용으로 여재의 교체 비용이 증가하는 것을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 빗물 이용 장치에 따르면, 빗물의 처리 효율을 지속적으로 유지하며 운영이 가능한 형태로 소독 및 살균 과정을 거쳐 음용수로 사용할 수 있도록 하는 빗물 이용 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 빗물 이용 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 초기우수 및 협잡물 배제 배관을 확대 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 1의 정수 처리부를 확대 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 1의 정수 처리부에 대한 변형예를 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 빗물 이용 장치를 도시한 개략도이다.
도 6은 도 5의 저장조 및 이에 설치되는 정수 처리기를 확대 도시한 측단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 빗물 이용 장치를 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 빗물 이용 장치(1)는 집수된 빗물을 용도에 따라 정수 처리하여 이용할 수 있도록 우수 유입 배관(20), 집수조(10), 초기우수 및 협잡물 배제 배관(30), 저장조(40) 및 이송 배관(45) 및 정수 처리기(50)을 포함하도록 구성된다.
먼저, 집수조(10)는 우수 유입 배관(20)을 통해 건물의 지붕이나 옥상 또는 특정 집수시설로부터 집수되어 유입된 빗물을 담아 침전 처리 과정을 거칠 수 있도록 내부에 기설정된 수용 공간을 갖도록 형성된다.
초기우수 및 협잡물 배제 배관(30)은 상기 우수 유입 배관(20)의 상기 집수조(10)쪽 단부에 교체 가능하게 연통 결합됨과 아울러 측부에 하향 경사지게 분지된 배출 분지 배관부(32)을 통해 상기 집수조(10)로 유입되는 빗물 중 초기에 유입되는 세척수를 배제시키거나 상기 집수조(10)로 유입되는 빗물 중에 포함된 협잡물을 걸러 분리 배출시키도록 한다.
따라서, 초기우수 및 협잡물 배제 배관(30)은 상기 우수 유입 배관(20)을 통해 상기 집수조(10)로 유입되는 빗물중에서 초기에 유입되는 초기 우수 즉, 다량의 오염물질들을 함유하고 있는 세척수(Rinse Water)의 유입을 배제시킴과 아울러 상기한 빗물의 집수 과정에서 빗물에 포함된 대부분 나뭇잎, 모래(분진 형태의 미세한 모래 포함)등의 입자성 협잡물들의 유입을 배제시킬 수 있게 된다.
여기서, 입자성 협잡물은 중금속이 포함하지 않고 대부분 낮은 농도의 오염 물질(T-N, T-P, NO3-N, NH3-N, 미생물)을 포함하고 있으며, 상기한 오염 물질들은 역시 대부분 초기우수에 60% 이상이 포함되어 있기 때문에 이러한 초기우수 배제하면 대부분 사용 빗물의 재사용이 가능한 형태이다.
이처럼, 본 실시예에서는 초기우수 및 협잡물 배제 배관(30)을 통해 상기한 오염물질이 포함된 세척수 및 협잡물들을 집수조(10) 내로 유입되는 것을 배제시킴으로써, 후술하는 정수 처리기(50)의 여재를 통한 여과 부하를 줄여 지속적으로 빗물의 정수 처리 효율을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
도 2는 도 1의 초기우수 및 협잡물 배제 배관을 확대 도시한 측단면도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 상기 초기우수 및 협잡물 배제 배관(30)은 집수 유입 배관부(31), 배출 분지 배관부(32), 경사 여과부(33) 및 빗물 모음판(34)를 포함하여 구성된다.
집수 유입 배관부(31)는 상기 우수 유입 배관(20) 상에 직선 형태로 수직하게 연통 결합되어 빗물이 경사 여과부(33)를 통과해 여과되어 상기 집수조(10)로 유입될 수 있게 한다.
배출 분지 배관부(32)는 상기 집수 유입 배관부(31)의 일측에서 "y" 형태를 이루며 기설정된 분지 경사각(θ1)을 가지고 하향 경사지게 분지되어, 전술한 바와 같이 상기 집수조(10)로 유입되는 빗물 중 초기에 유입되는 세척수의 유입을 배제시키거나 상기 집수조(10)로 유입되는 빗물 중에 포함된 협잡물을 걸러 분리 배출시키도록 한다.
빗물 모음판(34)은 상기 집수 유입 배관부(31) 내측에서 상기 배출 분지 배관부(32)가 분지된 상측에 하향 경사지게 돌출 형성되어 상기 우수 유입 배관(20)을 통해 유입된 빗물이 분산되거나 상기 배출 분지 배관부(32)로 바로 방류될 수 있는 상황에서 안정적으로 경사 여과부(33)를 통해 집수조로 유입될 수 있게 경사 경과부(33)의 경사면쪽으로 유도해주는 역할을 한다.
경사 여과부(33)는 상기 집수 유입 배관부(31)의 상기 배출 분지 배관부(32)의 분지 부분 하측 내부에서 상측이 상기 배출 분지 배관부(32)와 동일한 분지 경사각과 동일한 경사각을 가지고 경사면 이루도록 수납 설치되어, 이를 통해 우수 유입 배관(20)을 통해 유입되는 빗물 중 초기에 유입되는 세척수 또는 입자성 협잡물들을 걸러 상기한 배출 분지 배관부(32)를 통해 분리 배출될 수 있도록 한다.
경사 여과부(33)는 집수 유입 배관부(31) 내에서 이격 설치되는 한 쌍의 경자 여과 격자 고정판(35), 상기 경사 여과 격자 고정판(35)들 사이를 채우는 제1 여과 매트(38) 및 다공의 입자성 여재(39)로 이루어진다.
상기한 경사 여과 격자 고정판(35)들은 상기 배출 분지 배관부(32)와 동일한 상기 분지 경사각을 가지고 경사면 이루며 고정 설치되는 제1 격자 고정판(36)과, 상기 제1 격자 고정판(36)으로부터 하측으로 이격되며 상기 제1 여과 매트(38) 및 상기 다공성 입자 여재(39)의 수납 공간을 이루도록 고정 설치되는 제2 격자 고정판(37)으로 이루어진다.
본 실시예에서 상기 제1 격자 고정판(36) 및 제2 격자 고정판(37)은 기설정된 크기의 통공을 가지는 피이(PE; Polyethylene) 재질의 격자망 형태로 이루지고, 상기 제1 여과 매트(38)는 코코넛, 팜 등의 식물성 여과 매트 재질로 이루어지며, 다공성의 입자형 여재(39)는 흡착성이 강한 부석 및 제올라이드로 재질로 이루어지는 것을 예시한다.
이처럼, 상기 제1 격자 고정판(36) 및 제2 격자 고정판(37) 사이를 채우는 여재를 친환경적인 식물성의 제1 여과 매트(38) 및 화산석인 부석의 다공성의 입자형 여재(39)를 사용함으로써, 장기간 운영시 발생하는 오염원에 의해 공극 폐색 등의 문제가 발생하면 여재를 간단하게 세척후 재사용할 수 있게 구성하여 집수 유입 배관부(31)를 통해 집수조(10)로 유입되는 빗물 중에서 기설정된 크기의 입자형 협잡물 및 오염 물질들을 여과 흡착시켜 정화 처리할 수 있게 된다.
한편, 제1 격자 고정판(36)의 경사면이 이루는 경사각(θ2)은 상기 배출 분재 배관부(32)가 이루는 분지 경사각도(θ1)와 동일하게 이루어지며, 상기 장치의 설치 환경 및 협잡물 발생량에 따라 경사각(θ2)은 변경가능하나 집수 유입 배관부(31)를 통해 집수조(10)로 유입되는 우수량과 배출 분지 배관부(32)를 통해 유실되는 우수량의 비가 10:1 범위에서 조절되도록 50°내지 70°범위 이내로 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 우수 유입 배관(20)을 통해 유입된 초기 우수 즉, 세척수는 대부분 상기 초기우수 및 협잡물 배제 배관(30)의 제1 격자 고정판(36) 경사면을 따라 흘러 내려 상기 배출 분지 배관부(32)를 통해 배출된다. 이때, 세척수와 함께 유입되는 대부분의 입자형 협잡물들 역시 걸러진 후 제1 격자 고정판(36)의 경사면을 따라 흘러내려 상기 배출 분지 배관부(32)를 통해 배출되게 된다.
그리고, 초기 우수인 세척수의 유입이 배제된 이후에는 추가 유입되는 빗물은 흡착성이 강한 제1 여과 매트(38) 및 다공성의 입자형 여재(39)들에 통과하여 협잡물들이 걸러진 상태로 집수 유입 배관부(31)를 통해 집수조(10)로 유입되게 된다.
따라서, 제1 격자 고정판(36)의 경사면이 이루는 경사각이 50°미만인 경우 제1 여과 매트(38) 및 다공성의 입자형 여재(39)들에 의해 여과되어 집수 유입 배관부(31)를 통해 상기 집수조(10) 내로 유입되는 우수량 보다 배출 분지 배관부(32)를 통해 유실되는 우수량이 더 커져 빗물의 이용율이 저하되게 되는 단점을 갖는다.
또한, 제1 격자 고정판(36)의 경사면이 이루는 경사각이 70°를 초과하게 되는 경우 초기 우수인 세척수가 배제되지 못하고 제1 여과 매트(38) 및 다공성의 입자형 여재(39)들을 통과해 집수조(10)로 유입되게 되어 상기한 여과 매트(38) 및 다공성의 입자형 여재(39)들의 여과 부하를 높여 교체 시기를 단축시키게 되거나 세척수와 함께 유입된 상대적으로 많은 량의 입자형 협잡물들이 제1 격자 고정판(36)에 쌓이며 통공을 막아 초기 우수 이후 정상적으로 유입되는 빗물들이 상기한 제1 여과 매트(38) 및 다공성의 입자형 여재(39)들 통과하며 여과되어 집수 유입 배관부(31)를 통해 상기 집수조(10) 내로 유입되는 것을 차단하게 단점을 갖는다.
이처럼, 상기한 초기우수 및 협잡물 배제 배관(30)을 사용하여 집수조(10)로 유입되는 빗물 중에서 초기 우수인 세척수 및 협잡물을 배제시키는 경우, 처리된 협잡물들은 현장에서 바로 유출시킬 수 있게 되어 별도의 저장 공간을 없애 구성을 단순화 시킬 수 있게 되고 아울러 5mm이하의 강우발생에도 집수가 가능한 형태로 무동력에 유지관리가 거의 필요 없게 되는 장점을 가지게 된다.
다시 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 초기우수 및 협잡물 배제 배관(30)을 통해 초기 우수인 세척수 및 협잡물들이 1차적으로 걸러져 집수조(10)로 유입된 빗물은 집수조 내에서 일정 기간 동안의 침전 과정을 통해 걸러지지 않은 협잡물들을 추가적으로 침전 분리시키게 된다.
그리고, 집수조(10) 내의 상측 침전 처리수는 저장조(40)를 연결하는 이송 배관(45)를 통해 이송 펌프(46)를 동작시켜 이송 공급하고, 하측에 침전된 협잡물은 침전물 배출 배관(미도시)을 통해 분리 배출시키도록 한다.
한편, 집중 호우 등으로 집수조(10) 내의 집수 유량보다 더 많은 량의 빗물이 유입되는 경우 집수조(10)에 설치되는 바이패스 배관(15)을 통해 배출하여 집수조(10) 내에 일정 유량을 유지하도록 함으로써 바닥에 침전된 침전물들이 혼합되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
정수 처리기(50)는 상기 저장조(40)에 저장된 상기 침전 처리수를 사용 용도에 따라 2차 여과 처리하거나 또는 여과 처리와 함께 살균 소독하도록 구성된다.
도 3은 도 1의 정수 처리부를 확대 도시한 측단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 정수 처리기(50)는 카트리지 케이스(51), 한 쌍의 격자 고정판(55; 56, 57) 및 정수 처리 격자 고정판(55; 56, 57) 들 사이를 채우는 여과 매트(58)를 포함하여 구성된 수 있다.
카트리지 케이스(51)는 상기 이송 배관 상에 교체 가능하게 연통 설치되며 내부에 침전 처리수의 여과를 위한 기설정된 내부 수용 공간을 형성하도록 한다. 한편, 카트리지 케이스(51)는 용수의 사용 목적에 따라 PVC, SUS, 엑셀관들 중에서 다양하게 선택하여 사용할 수 있다.
정수 처리 격자 고정판(55; 56, 57)은 상기 카트리지 케이스(51) 내부에서 간격을 두고 한 쌍이 서로 이격 설치되어 상기 카트리지 케이스(51)의 양측 개방 단부(통로, 51, 52)를 막아 여재인 제2 여과 매트(58)를 수납하기 위한 수납 공간을 형성하도록 한다. 상기한 정수 처리 격자 고정판(55; 56, 57)들은 전술한 바와 같이 기설정된 크기의 통공을 가지는 피이(PE; Polyethylene) 재질의 격자망 형태로 이루지는 것을 예시한다.
제2 여과 매트(58)는 상기 격자 고정판(55; 56, 57) 사이를 채우며 상기 이송 배관(45)을 통해 상기 저장조(40)로 공급되는 침전 처리수를 여과하도록 한다. 여기서 제2 여과 매트(58)는 전술한 제1 여과 매트(38)와 같이 코코넛, 팜 등의 식물성 여과 매트 재질로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 정수 처리기(50)는 카트리지 케이스(51) 내에서 정수 처리 격자 고정판(55; 56, 57)들 사이에 식물성의 여과 매트만을 사용하여 침전 처리수를 여과하도록 하는 것을 예시하고 있으나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 침전 처리수의 성상에 따라 전술한 부석 및 제올라이트 등의 다공성의 입자형 여재를 추가 사용할 수 있음은 당연하다.
이처럼, 카트리지 케이스(51) 내에서 정수 처리 격자 고정판(55; 56, 57)들 사이에 채우는 여재를 친환경적인 식물성 여과 매트(32)를 사용하도록 함으로써, 장기간 운영시 발생하는 오염원에 의해 공극 폐색 등의 문제가 발생하면 여재를 간단하게 세척후 재사용할 수 있다.
한편, 상기한 정수 처리기(50)를 통해 정수된 후 저장조에 저장된 용수가 화장실 변기물이나 음용수로 사용될 경우에는 별도의 살균 소독 과정을 거쳐야 한다. 이 경우 상기한 정수 처리기(50)의 카트리지 케이스(51) 내부에 살균 소독을 위한 별도의 수단을 추가 하도록 변형하여 사용할 수 있다.
도 4는 도 1의 정수 처리부에 대한 변형예를 도시한 측단면도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 정수 처리기(150)는 카트리지 케이스(51) 내에 여재를 구성하는 조건은 동일하나 상기 카트리지 케이스(51)의 상기 저장조(10)쪽 내부에 고정 설치되어 상기 제2 여과 매트(58)를 통과해 여과 처리된 침전 처리수를 살균 소독하는 유브이 램프(60: UV Lamp)를 더 설치하여 유브이 광에 의해 용수를 살균 및 소독 처리하도록 하는 것도 가능하다.
따라서, 집수조(10)로부터 이송 배관(45)을 통해 정수 처리기(150)의 카트리지 케이스(51) 내부로 이송 공급된 침전 처리수는 여재층을 형성하는 식물성 여과 매트(58)를 통과하며 여과 처리된 후 유브이 램프(60: UV Lamp)에 의해 살균 및 소독 처리되게 된다.
이때, 유브이 램프(60)의 살균 및 소독 처리 효율을 높이기 위해 유입되는 침전 처리수의 오염 정도에 따라 체류시간을 45sec~300sec 범위 이내에서 선택적으로 조정 가능하며, 침전 처리수의 유입과 유출 유량은 정수 처리기의 카트리지 케이스 전, 후 단부에 설치되는 자동 밸브들을 통해 조절 가능하다.
한편, 카트리지 케이스(51) 내에 상기 여과재 만을 적용한 여과형 정수 처리기(50)나 여과제와 유브이 램프(60)를 병행 사용한 유브이형 정수 처리기(150) 모두 용수의 사용 목적에 따라 적절히 교체 사용 가능 구성될 수 있음은 당연하다.
특히, 상기한 유브이형 정수 처리기(150)를 사용하는 경우 음료용 수도나 중수도로 사용할 수 있도록 함으로써, 식수 공급이 어려운 섬이나 고립지역, 원양어선 및 빗물 이용 시설을 사용하고 있는 건물, 상수도 공급이 불가능한 지역 등에 다양하게 적용할 수 있도록 한다.
이처럼, 본 실시예의 빗물 이용 장치(1)는 건물의 지붕이나 옥상 또는 특정한 집수 시설을 이용하여 집수한 빗물을 이용해 음료용 수도나 중수도로 사용할 수 있도록 함으로써 빗물을 수자원으로써 적극 활용할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 빗물 이용 장치를 첨부한 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하되, 전술한 제1 실시예와 동일 및 유사 구성에 대해서는 동일 참조부호를 사용하고 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 빗물 이용 장치를 도시한 개략도이고, 도 6은 도 5의 저장조 및 이에 설치되는 정수 처리기를 확대 도시한 측단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 빗물 이용 장치(1)는, 상기한 제1 실시예와 비교하여, 정수 처리기(250)가 저장조(40) 내에서 설치되어 저장조 내에 채워진 침전 처리수 상측에 플로팅 방식으로 띄워져 상기 침전 처리수를 살균 및 소독하도록 하는 구성의 차이를 갖는다.
정수 처리기(250)는 광촉매 반응을 통해 저장조(40) 내부에 저장된 침전 처리수를 살균 및 소독하도록 가이드바(251), 여재 수납망(252), 부력체(255), 광촉매 부재(253) 및 유브이 램프(254)를 포함하여 구성된다.
먼저, 가이드바(251)는 상기 저장조(40) 내에서 상기 부력체에 의한 상기 부유 방향을 가이드할 수 있도록 높이 방향을 따라 수직 연장되게 설치된다.
여재 수납망(252)은 저장조(40) 내에서 상기 가이드바(251)를 따라 높이 방향으로 이송 가능하게 고정 설치되며, 내부에 광촉매 부재(253) 및 유브이 램프(254)를 수납하기 위한 망 형태로 이루어진다. 여기서, 여과 수납망(252)은 가이드바(251) 주위로 복수 개 설치될 수 있다.
부력체(255)는 상기 각 여재 수납망(252)의 상부 일측에 고정 설치되어 상기 저장조(40)에 채워지는 상기 침전 처리수 상에 띄워 수위 변화에 따라 상기 가이드바(251)의 높이 방향을 따라 스스로 수직 이동할 수 있도록 한다.
이처럼 부력체(255)를 이용해 광촉매 부재(253)가 수납된 여재 수납망(252)을 상기 저장조(40)에 채워지는 상기 침전 처리수 상에 띄워지도록 함으로써, 전기 공급이 원활하지 못하는 지역에서 태양광을 이용해 광촉매 부재(253)에 직접 유브이 광을 조사하도록 하거나, 태양열을 이용하여 유브이 램프에 전기를 공급하는 형태로 사용할 수 있다.
광촉매 부재(253)는 상기 부력체(255)의 의해 띄워진 상기 여재 수납망(252) 내부를 채워진다. 여기서, 광촉매 부재(253)는 부석 입자 광촉매를 코팅하여 만들어진 광촉매 코팅 부석으로 구성할 수 있다.
유브이 램프(254)는 상기 광촉매 부재(253)가 채워진 상기 여재 수납망(252) 내부에 설치되어, 광촉매 부재(253)에 유브이 광을 조사하여 발생된 광촉매 반응에 의해 상기 침전 처리수를 살균 및 소독하도록 한다.
따라서, 본 실시예의 빗물 이용 장치는 저장조 내에 플로팅 방식으로 정수 처리기를 띄워 광촉매 부재(253)에 유브이 광을 조사하여 발생된 광촉매 반응에 의해 상기 침전 처리수를 살균 및 소독하도록 함으로써, 빗물의 처리 효율을 지속적으로 유지하며 운영이 가능한 형태로 살균 및 소독이 이루어지도록 하여 필요한 음용수 용량을 얻을 수 있게 된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 빗물 이용 장치 10: 집수조
15: 바이패스 배관 20: 우수 유입 배관
30: 초기 우수 및 협잡물 배제 배관 31: 집수 유입 배관부
32: 배출 분지 배관부 33: 경사 여과부
34: 빗물 모음판 35: 경사 여과 격자 고정판
36: 제1 격자 고정판 37: 제2 격자 고정판
38: 제1 여과 매트 39: 다공성의 입자형 여재
40: 저장조 45: 이송 배관
46: 이송 펌프 50, 150, 250: 정수 처리기
51: 카트리지 케이스 52, 53: 개방 단부(통로)
55: 정수 처리 격자 고정판 58: 제2 여과 매트
60: 유브이 램프 251: 가이드바
252: 여재 수납망 253: 광촉매 부재
254: 유브이 램프 255: 부력체

Claims (10)

  1. 우수 유입 배관을 통해 건물이나 집수시설로부터 집수되어 유입된 빗물을 담아 저장하는 집수조;
    상기 우수 유입 배관의 상기 집수조쪽 단부에 교체 가능하게 연통 결합됨과 아울러 측부에 하향 경사지게 분지된 배출 분지 배관부을 통해 상기 집수조로 유입되는 빗물 중 초기에 유입되는 세척수를 배제시키거나 상기 집수조로 유입되는 빗물 중에 포함된 협잡물을 걸러 분리 배출시키도록 하는 초기우수 및 협잡물 배제 배관;
    상기 집수조 내에서 침전 처리된 침전 처리수를 상기 집수조를 연결하는 이송 배관을 통해 이송시켜 저장하는 적어도 하나 이상의 저장조; 및
    상기 이송배관 상에 설치되어 상기 저장조로 이송 공급되는 상기 침전 처리수를 사용 용도에 따라 여과 또는 살균 소독하는 정수 처리기;를 포함하고,

    상기 초기우수 및 협잡물 배제 배관은,
    상기 우수 유입 배관 상에 직선 형태로 연통 결합되어 상기 빗물이 상기 집수조로 유입될 수 있게 하는 집수 유입 배관부;
    상기 집수 유입 배관부의 일측에서 기설정된 분지 경사각을 가지고 하향 경사지게 분지되는 배출 분지 배관부;
    상기 집수 유입 배관부의 상기 배출 분지 배관부의 분지 부분 하측 내부에서 상측이 상기 배출 분지 배관부와 동일한 분지 경사각을 가지고 경사면 이루며 수납 설치되는 경사 여과부; 및
    상기 집수 유입 배관부 내측에서 상기 배출 분지 배관부가 분지된 상측에 하향 경사지게 돌출 형성되어 상기 우수 유입 배관을 통해 유입된 빗물을 경사 여과부쪽으로 유입되게 유도하는 빗물 모음판;을 포함하며,

    상기 경사 여과부는,
    상기 집수 유입 배관부 내에 길이 방향을 따라 간격을 두고 설치하는 한 쌍의 경사 여과 격자 고정판 사이에서 상기 배출 분지 배관부쪽 상측을 채우며 설치되는 제1 여과 매트; 및
    상기 격자 고정판 사이에서 상기 제1 여과 매트의 하측을 채우는 다공의 입자성 여재;를 포함하여 구성되고,

    상기 경사 여과 격자 고정판은,
    상기 배출 분지 배관부와 동일한 상기 분지 경사각을 가지고 경사면 이루며 고정 설치되는 제1 격자 고정판; 및
    상기 제1 격자 고정판으로부터 이격되며 상기 제1 여과 매트 및 상기 다공성 입자 여재의 수납 공간을 이루도록 고정 설치되는 제2 격자 고정판;으로 이루어지고,

    상기 제1 격자 고정판의 경사면이 이루는 경사각은 상기 분지 경사각과 동일하게 50°내지 70°범위 이내로 형성되며,

    상기 정수 처리기는,
    상기 이송 배관 상에 교체 가능하게 연통 설치되는 카트리지 케이스;
    상기 카트리지 케이스 내부에서 간격을 두고 고정 설치되는 한 쌍의 정수 처리 격자 고정판;
    상기 격자 고정판 사이를 채우며 상기 이송 배관을 통해 상기 저장조로 공급되는 침전 처리수를 여과하는 제2 여과 매트; 및
    상기 카트리지 케이스의 상기 저장조쪽 내부에 고정 설치되어 상기 제2 여과 매트를 통과해 여과 처리된 침전 처리수를 살균 소독하는 유브이 램프(UV Lamp);를 포함하여 구성되는 빗물 이용 장치.
  2. 삭제
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  4. 삭제
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  6. 제1항에서,
    상기 제1 여과 매트 및 상기 제2 여과 매트는 코코넛, 팜을 포함하는 식물성 여과 매트 재질로 이루어지고,
    상기 다공의 입자성 여재는 부석 또는 제올라이트 재질로 이루어지는 빗물 이용 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 우수 유입 배관을 통해 건물이나 집수시설로부터 집수되어 유입된 빗물을 담아 저장하는 집수조;
    상기 우수 유입 배관의 상기 집수조쪽 단부에 교체 가능하게 연통 결합됨과 아울러 측부에 하향 경사지게 분지된 배출 분지 배관부을 통해 상기 집수조로 유입되는 빗물 중 초기에 유입되는 세척수를 배제시키거나 상기 집수조로 유입되는 빗물 중에 포함된 협잡물을 걸러 분리 배출시키도록 하는 초기우수 및 협잡물 배제 배관;
    상기 집수조 내에서 침전 처리된 침전 처리수를 상기 집수조를 연결하는 이송 배관들을 통해 이송시켜 저장하는 적어도 하나 이상의 저장조; 및
    상기 저장조에 저장된 상기 침전 처리수를 사용 용도에 따라 여과 또는 살균 소독하는 정수 처리기;를 포함하고,

    상기 초기우수 및 협잡물 배제 배관은,
    상기 우수 유입 배관 상에 직선 형태로 연통 결합되어 상기 빗물이 상기 집수조로 유입될 수 있게 하는 집수 유입 배관부;
    상기 집수 유입 배관부의 일측에서 기설정된 분지 경사각을 가지고 하향 경사지게 분지되는 배출 분지 배관부;
    상기 집수 유입 배관부의 상기 배출 분지 배관부의 분지 부분 하측 내부에서 상측이 상기 배출 분지 배관부와 동일한 분지 경사각을 가지고 경사면 이루며 수납 설치되는 경사 여과부; 및
    상기 집수 유입 배관부 내측에서 상기 배출 분지 배관부가 분지된 상측에 하향 경사지게 돌출 형성되어 상기 우수 유입 배관을 통해 유입된 빗물을 경사 여과부쪽으로 유입되게 유도하는 빗물 모음판;을 포함하며,

    상기 경사 여과부는,
    상기 집수 유입 배관부 내에 길이 방향을 따라 간격을 두고 설치하는 한 쌍의 경사 여과 격자 고정판 사이에서 상기 배출 분지 배관부쪽 상측을 채우며 설치되는 제1 여과 매트; 및
    상기 격자 고정판 사이에서 상기 제1 여과 매트의 하측을 채우는 다공의 입자성 여재;를 포함하여 구성되고,

    상기 경사 여과 격자 고정판은,
    상기 배출 분지 배관부와 동일한 상기 분지 경사각을 가지고 경사면 이루며 고정 설치되는 제1 격자 고정판; 및
    상기 제1 격자 고정판으로부터 이격되며 상기 여과 매트 및 상기 다공성 입자 여재의 수납 공간을 이루도록 고정 설치되는 제2 격자 고정판;으로 이루어지고,

    상기 제1 격자 고정판의 경사면이 이루는 경사각은 상기 분지 경사각과 동일하게 50°내지 70°범위 이내로 형성되며,

    상기 정수 처리기는,
    상기 저장조 내에서 높이 방향을 따라 연장 설치되는 가이드바;
    상기 가이드바를 따라 높이 방향으로 이송 가능하게 설치되는 복수의 여재 수납망;
    상기 각 여재 수납망에 고정 설치되어 상기 저장조에 채워지는 상기 침전 처리수의 수위 변화에 따라 수면 위로 띄워지도록 상기 여과 수납망을 상기 가이드바의 높이 방향으로 자동 이동시켜주는 부력체;
    상기 부력체의 의해 수면 위로 띄워진 상기 여재 수납망 내부를 채우는 광촉매 부재; 및
    상기 광촉매 부재가 채워진 상기 여재 수납망 내부에 설치되어 상기 광촉매 부재에 유브이 광(UV Light)을 조사하는 발생하는 상기 광촉매 반응에 의해 상기 침전 처리수를 살균 및 소독하도록 유브이 램프(UV Lamp);를 포함하는 빗물 이용 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 광촉매 부재는 부석 입자에 광촉매를 코팅하여 만들어진 광촉매 코팅 부석인 것을 포함하는 빗물 이용 장치.
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