KR101489204B1 - 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징의 상부 모서리에 다수의 암나사가 형성되고 우수 유입구 쪽 하면에 배플이 형성된 직육면체의 하우징, 상기 하우징의 일측에 형성된 우수 유입구, 상기 하우징의 하면에 형성된 깔대기 형상의 우수 저장집수구, 상기 하우징의 반대측에 형성된 방류배출구, 원통형 여과망을 수용 및 지지하도록 양단부에 홈이 형성되고 상기 하우징의 하면에 고정된 여과망 지지대, 여과망 지지대를 이탈하지 않도록 여과망 양측의 원주를 따라 외부에 돌출부가 형성된 원통형 여과망, 상기 여과망을 지지 및 고정하도록 홈(18a,18b)에 상응하는 홈이 형성된 덮개 지지대가 하우징 덮개의 하면과 일체로 형성되고 하우징의 암나사와 볼트가 체결되도록 덮개의 모서리 부분에 구멍이 형성된 하우징 덮개, 및 상기 하우징의 상부 모서리와 덮개를 밀폐하기 위한 가스켓으로 구성된 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치는 배관과 수평으로 연결하여 설치할 수 있어 실내외 공간 활용성이 좋고, 장치 내의 노즐에 의해 수압으로 여과망의 오염물질을 제거할 수 있고, 덮개 밀폐형이어서 유입되는 우수가 범람하거나 역류되는 현상이 없으며, 전기 전자 제어장치를 사용하지 않아도 되므로 안전성이 있고, 구조가 간단하고 설치 비용도 적게 든다.

Description

수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치{Horizontally Pipe-Connected Filtering Device For Excluding Early Rain Water}

본 발명은 배관으로 유입되는 우수(빗물)의 역류 발생을 방지하고, 배관과 수평으로 연결할 수 있으며, 여과망의 청소 및 관리가 용이한 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치에 관한 것이다.

우리나라의 강수량은 세계평균치보다는 많지만, 여름철의 집중 호우로 홍수로 인한 피해는 물론, 식수를 확보하는데 어려움을 겪고 있고, UN에서도 물부족 국가로 분류하고 있을 정도이다.

또한, 막대한 비용으로 정수한 수돗물이 일반 생활용수, 즉 조경용수, 살수용수, 화장실용수, 청소용수, 소방용수 등으로 사용하여 우수의 저장 및 활용이 어느 때보다도 절실한 실정이다. 그래서 정부에서도 일정 규모 이상의 종합운동장, 실내체육관, 공공청사, 학교, 공동주택, 골프장 등에 우수 처리시설을 의무화하고 있다.

통상적으로, 우수 처리시설은 오염물질을 물리적으로 제거하기 위한 초기 우수배제 여과장치; 우수 저장조; 살균, 탁도, BOD, 냄새, 수소이온농도(pH), 색도 등을 제어하기 위한 여과기; 및 처리수조로 이루어진다.

그런데, 우수에는 낙엽, 비닐, 각종 쓰레기 및 부유물 등의 오염물질이 존재하여 그 자체로는 생활용수로 쓸 수 없기 때문에, 여과장치를 반드시 설치하여야 한다.

종래에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 우수 저장조로 유입하기 전에 직육면체의 통에 그물망을 설치하여 사용하였다. 그러나 갑자기 많은 양의 우수가 유입되는 경우에는 우수가 배출구로 나가지 못하고 덮개(개방형)를 밀고 범람하거나 역류되는 경우가 있고, 또한 오염물질을 제거하거나 관리할 때는 사다리 등의 도구를 놓고 올라가 덮개를 열고 작업을 해야하는 불편함과 안전상의 문제점이 있다.

또한, 대다수의 우수 저장설비에는 독일, WISY AG 사의 제품“Vortex Rain Fine Filter"가 초기 우수배제 여과장치가 사용되고 있으나, 이 장치는 우수 유입배관, 그 유입배관 아래에 위치하는 자루 형상의 여과망, 그 아래에 단차를 두고 형성되고 우수 저장조로 들어가는 도입관, 및 우수 저장조의 용량을 초과하는 경우 시우수관(市雨水管) 방류 배관(시에서 설치한 우수용 방류배관)으로 배출시키는 배출 배관이 단차를 두고 형성되어 있다. 이와 같은 초기 우수배제 여과장치는 우수 유입배관, 여과망, 우수 도입관 및 배출 배관이 단차를 두고 형성되어 있기 때문에 수직형이어서 실외에 설치하는 경우 일정 공간을 확보해야 하고, 건물의 지하실 내에 설치할 경우 수직으로 공간을 점유하여 실내 공간 활용에 있어 문제가 있고, 청소 및 유지 관리를 위해 사다리 등의 도구를 사용하여 올라가서 덮개(개방형)를 열고 작업을 해야하는 불편한 점이 있다.

또한, 대한민국 특허 제 10-1010391 호는 강우 감지를 이용한 우수 처리 및 사용 시스템과 그 제어방법에 관한 것으로서, 강우상태 감지센서와, 컨트롤러를 설치하여 급수 밸브, 배수밸브 등을 제어하는 우수처리 및 사용시스템에 대하여 기술하고 있다. 그러나, 이 장치도 덮개를 7∼8개의 볼트로 밀폐하고 있고 오염물질을 제거할 때 사다리 등의 도구를 이용하여 올라가서 볼트를 풀고 덮개를 열고 작업을 해야 하므로 청소작업이 매우 불편할 뿐만 아니라, 역시 우수 유입배관, 집수로 이송배관 및 시우수관 방류배관이 단차로 이루어져 수직형이므로 지하실 내에 설치할 때 일정 공간을 차지하게 되어 실내 공간 활용성을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 그 외에도, 전자장비를 이용하여 가동시키기 때문에 단전이나 전자 장치 오류로 인한 예측 불가능한 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 특허 제 10-1010391 호(2011년 1월 17일 등록)

본 발명자는 이러한 문제점들을 해결하고자 연구를 거듭한 결과, 특수 고안된 수평 배관연결형 및 밀폐형의 초기 우수배제 여과장치를 사용함으로써, 우수의 범람 및 역류를 방지하고, 실내외의 공간 활용성이 좋으며, 청소 및 유지 관리가 쉬울 뿐만 아니라 전기 제어가 필요 없으므로 전자 장비의 오작동이나 사고로 인한 폐해를 방지할 수 있다는 사실을 알아내고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 우수의 범람 및 역류를 방지하고, 실내외의 공간 활용성이 좋으며, 청소 및 유지 관리가 용이한 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 하우징의 상부 모서리에 다수의 암나사가 형성되고 우수 유입구 쪽 하면에 배플(baffle)이 형성된 직육면체의 하우징, 상기 하우징의 일측에 형성된 우수 유입구, 상기 하우징의 하면에 형성된 깔대기 형상의 우수 저장집수구, 상기 하우징의 반대측에 형성된 방류배출구, 원통형 여과망을 수용 및 지지하도록 양단부에 하부 홈이 형성되고 상기 하우징의 하면에 고정된 여과망 지지대, 여과망 지지대를 이탈하지 않도록 여과망 양측의 원주를 따라 외부에 돌출부가 형성된 원통형 여과망, 상기 여과망을 지지 및 고정하도록 하부 홈에 상응하는 상부 홈이 형성된 덮개 지지대가 하우징 덮개의 하면과 일체로 형성되고 하우징의 암나사와 볼트가 체결되도록 덮개의 모서리 부분에 구멍이 형성된 하우징 덮개, 및 상기 하우징의 상부 모서리와 덮개를 밀폐하기 위한 가스켓으로 구성된 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 여과망의 우수 유입구 측이 하우징의 하면과 1 내지 2°의 각(θ)을 이루어 지지대의 우수 유입구 측 하부 홈이 방류 배출구 측 하부 홈보다 높게 하여 방류 배출구 측으로 하향 경사지도록 형성되어 있는 수평 배관 연결형 초기 우수배제 여과장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 배플의 높이가 우수 유입구 측 지지대에 형성된 하부 홈의 높이와 일치하도록 하우징의 바닥에 형성되어 있는 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 나선형의 와류 발생구가 원통형 여과망의 좌측 단부로부터 우측 단부까지 1회 이상 선회되어 있으며, 원통형 여과망의 내면에 용접 등에 의해 설치된 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 원통형 여과망(8)의 길이방향을 따라 외부 하측 및 양측에 3방향으로 설치된 노즐관(15) 및 다수의 노즐(16)을 포함하는 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치는 배관과 수평으로 연결하여 설치할 수 있어 실내외 공간 활용성이 좋고, 장치 내의 노즐에 의해 수압으로 여과망의 오염물질을 제거하기 때문에 여과망이 수명을 다하여 교체하기 전까지는 덮개를 열 필요가 없어서 거의 반영구적으로 사용 가능하고, 덮개 밀폐형이어서 유입되는 우수가 범람하거나 역류되는 현상이 없으며, 전기 전자 제어장치를 사용하지 않아도 되므로 안전성이 있고, 구조가 간단하고 설치 비용도 적게 드는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 초기 우수배제 여과장치의 예시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 또 다른 초기 우수배제 여과장치의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치의 A-A선 수직 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치의 B-B선 단면도이다.
도 8은 여과망의 오염물질을 제거하는 상태를 나타낸 본 발명에 따른 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치의 단면 사시도이다.

이하, 도면을 참고로 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4에서 나타낸 바와 같이, 우수는 건물 옥상이나 집수장으로부터 우수 유입구(1)로 유입된 후, 하우징 내의 여과망(8)을 통과하여 오염물질이 제거된 우수는 우수 저장조(4)로 연결되는 우수 저장집수구(2)로 배출되고, 우수 저장집수구(2)로 유입되지 않은 우수는 오염물질을 함유한 채로 시우수 방류관(도시하지 않음)에 연결되는 방류배출구(3)로 배출된다.

본 발명에 따른 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치는 하우징(5)의 상부 모서리에 다수의 암나사(7)가 형성되고 우수 유입구(1)쪽 하면에 배플(13)이 형성된 직육면체의 하우징(5);

상기 하우징(5)의 일측에 형성된 우수 유입구(1), 상기 하우징(5)의 하면에 형성된 깔대기 형상의 우수 저장집수구(2);

상기 하우징(5)의 반대측에 형성된 방류배출구(3);

원통형 여과망(8)을 수용 및 지지하도록 양단부에 하부 홈(18a,18b)이 형성되고 상기 하우징(5)의 하면에 고정된 여과망 지지대(6);

여과망 지지대(6)를 이탈하지 않도록 여과망(8) 양측의 원주를 따라 외부에 돌출부(7)가 형성된 원통형 여과망(8),

상기 여과망(8)을 지지 및 고정하도록 하부 홈(18a,18b)에 상응하는 상부 홈이(19a,19b) 형성된 덮개 지지대(6a)가 하우징 덮개(10)의 하면과 일체로 형성되고 하우징(8)의 암나사(7)와 볼트(11)가 체결되도록 덮개(10)의 모서리 부분에 구멍이 형성된 하우징 덮개(10), 및

하우징(5)의 상부 모서리와 덮개(10)를 밀폐하기 위한 가스켓(12)으로 구성된다.

비가 처음 오기 시작할 때 우수는 유입량이 적고 오염물질을 많이 포함하고 있어서 초기 우수는 이용가치가 적기 때문에 배제시킬 필요가 있다. 따라서, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 우수 유입구(1)를 통해 적은 양으로 유입되는 초기 우수는 배플(13)에 의해 여과망(8)을 통과하지 않고 지지대(6) 양측으로 우회하여 방류배출구(3)로 배출된다.

상기 배플(13)은 우수 유입구(1) 측 지지대(6)에 형성된 하부 홈(18a)의 높이와 일치하도록 하우징(5)의 바닥에 형성되어 있고, 삼각 기둥 형상을 갖는 것이 바람직하다. 배플(13)의 높이는 여과망(8)의 길이가 500 mm 일 경우, 1 cm 정도로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 배플(13)의 높이와 우수 유입구(1)의 높이는 일치한다.

비오는 시간이 경과함에 따라 우수 유입량이 증가하면 유입된 우수는 여과망(8)을 통해 오염물질이 여과된 후 우수 저장조(4)와 연결된 우수 저장집수구(2)로 배출된다.

우수 유입구(1)는 집수장으로부터 오는 관(도시하지 않음), 방류배출구(3)는 시우수방류관 배관(도시하지 않음), 그리고 우수 저장집수구(2)는 우수 저장조(4)의 관(도시하지 않음)과 플랜지(14)에 의해 각각 연결된다.

원통형의 여과망(8)에 형성된 메쉬의 크기는 우수를 이용하기에 허용된 크기, 즉 0.28 내지 0.38 mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 여과망을 통과하여 오염물질이 제거된 우수는 지지대(6)의 하면에 형성된 깔대기 모양의 우수 저장집수구(2)를 통해 우수 저장조(4)로 들어가게 된다. 우수 저장조(4)의 허용 용량까지 물이 차면 자동밸브에 의해 더 이상 우수가 유입되지 않도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 여과망(8)의 우수 유입구(1) 측은 하우징(8)의 하면과 1 내지 2°의 각(θ)을 이루어 지지대(6)의 우수 유입구(1)측 하부 홈(18a)은 방류 배출구(3)측 하부 홈(18b)보다 높게 형성되어 방류 배출구(3) 쪽으로 하향 경사지도록 형성되어 있다. 이러한 경사 구조로 인해 우수 유입구(1)를 통해 우수 집수장으로부터 들어오는 우수 중에 포함된 오염물질들은 여과망(8)에 남지않고 방류 배출구(3)로 빠져나가게 된다. 특히. 우수 유입량이 많아 유속이 빨라지면 대부분 방류 배출구(3)로 통해 배출되므로 오염물질은 여과망(8)에 거의 남지 않게 된다. 그러나 우수 유입량이 적어 유속이 느린 경우에 오염물질들은 여과망(8)에 걸려 남아있을 수 있다.

이러한 경우, 도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 원통형 여과망(8)의 하측 및 양측의 3방향으로 노즐관(15)에 있는 다수의 노즐(16)을 통해 물을 분사함으로써 여과망(8)의 오염물질들은 모두 제거될 수 있다. 노즐관(15)에는 일반 수도관에 연결되어 수돗물 정도의 수압으로 오염물질을 충분히 제거할 수 있다.

비가 오기 시작할 때, 원통형 여과망(8)의 바닥으로부터 1/3 내지 1/2 정도까지 우수가 흐르게 되면, 빗물이 우수 저장조(4)로 잘 들어가지 않고 그대로 흘러나가기 때문에 여과망(8) 내에서 우수를 와류로 만들어 여과망(8) 내의 우수 체류 시간을 연장하기 위해 여과망(8) 내에는 와류 발생구(17)를 설치할 수 있다.

와류 발생구(17)는 폭 1 내지 2 cm , 두께 1 mm 정도의 나선형으로서 원통형 여과망(8)의 좌측 단부로부터 우측 단부까지 한 번만 선회되어 있으며, 필요한 경우 여러 번 선회된 것을 사용해도 좋다. 또한 와류 발생구(17)는 원통형 여과망(8)의 내면에 용접함으로써 고정될 수 있다.

1: 우수 유입구 2: 우수 저장집수구
3: 방류 배출구 4: 우수 저장조
5: 하우징 6: 지지대
7: 암나사 8: 여과망
9: 돌출부 10: 하우징 덮개
11: 볼트 12: 가스켓
13: 배플 14: 플랜지
15: 노즐관 16: 노즐
17: 와류 발생구 18a,18b: 하부 홈
19a,19b: 상부 홈

Claims (5)

1. 하우징(5)의 상부 모서리에 다수의 암나사(7)가 형성되고 우수 유입구(1) 쪽 하면에 배플(13)이 형성된 직육면체의 하우징(5),
   상기 하우징(5)의 일측에 형성된 우수 유입구(1),
   상기 하우징(5)의 하면에 형성된 깔대기 형상의 우수 저장집수구(2),
   상기 하우징(5)의 반대측에 형성된 방류배출구(3),
   원통형 여과망(8)을 수용 및 지지하도록 양단부에 하부 홈(18a,18b)이 형성되고 상기 하우징(5)의 하면에 고정된 여과망 지지대(6),
   여과망 지지대(6)를 이탈하지 않도록 여과망(8) 양측의 원주를 따라 외부에 돌출부(7)가 형성된 원통형 여과망(8),
   상기 여과망(8)을 지지 및 고정하도록 하부 홈(18a,18b)에 상응하는 상부 홈(19a,19b)이 형성된 덮개 지지대(6a)가 하우징 덮개(10)의 하면과 일체로 형성되고 하우징(8)의 암나사(7)와 볼트(11)가 체결되도록 덮개(10)의 모서리 부분에 구멍이 형성된 하우징 덮개(10), 및
   상기 하우징(5)의 상부 모서리와 덮개(10)를 밀폐하기 위한 가스켓(12)으로 구성된 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치.
2. 제 1항에 있어서, 여과망(8)의 우수 유입구(1) 측이 하우징(8)의 하면과 1 내지 2°의 각(θ)을 이루어 지지대(6)의 우수 유입구(1)측 하부 홈(18a)이 방류 배출구(3)측 하부 홈(18b)보다 높게 하여 방류 배출구(3) 측으로 하향 경사지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치.
3. 제 1항에 있어서, 배플(13)의 높이가 우수 유입구(1) 측 지지대(6)에 형성된 홈(18a)의 높이와 일치하도록 하우징(5)의 바닥에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치.
4. 제 1항에 있어서, 나선형의 와류 발생구(17)가 원통형 여과망(8)의 좌측 단부로부터 우측 단부까지 1회 이상 선회되어 있으며, 원통형 여과망(8)의 내면에 설치된 것을 특징으로 하는 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치.
5. 제 1항에 있어서, 여과망(8) 내의 오염물질들을 제거하기 위하여 원통형 여과망(8)의 길이방향을 따라 외부 하측 및 양측에 3방향으로 노즐관(15) 및 다수의 노즐(16)이 설치된 것을 특징으로 하는 수평 배관연결형 초기 우수배제 여과장치.

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