KR101553913B1 - 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템 - Google Patents

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KR101553913B1 KR1020150111089A KR20150111089A KR101553913B1 KR 101553913 B1 KR101553913 B1 KR 101553913B1 KR 1020150111089 A KR1020150111089 A KR 1020150111089A KR 20150111089 A KR20150111089 A KR 20150111089A KR 101553913 B1 KR101553913 B1 KR 101553913B1
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김종재
한석천
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Abstract

본 발명은 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템에 관한 것으로, 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거가 독립적으로 설치되어 종래 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거가 하나로 연결되어 있는 것에 비하여 각 지대별로 배출된 하수와 강우에 따라 발생한 우수를 지대별로 독립적으로 배출하게 되므로 고지대에서 발생한 하수와 우수가 중지대와 저지대에 영향을 주지 않게 되고, 중지대에서 발생한 하수와 우수가 저지대에 영향을 주지 않게 되고, 중지대와 저지대, 특히 저지대에서의 하수와 우수의 역류로 인한 침수피해를 방지할 수 있게 되며, 각 지대별 하수관거의 하수와 우수의 유량이 미리 설정된 유량값보다 많을 경우 각 지대별 하수관거의 하수와 우수를 저류함과 아울러 각 지대별 하수관거의 하수와 우수의 유량이 미리 설정된 유량값보다 적을 경우 저류조에 저류된 하수와 우수를 다시 각 지대별 하수관거로 배출할 수 있도록 하는 저류수단과 제어수단을 포함하여 각 지대별로 하수와 우수의 역류에 따른 침수피해를 방지할 수 있도록 함과 아울러 하수와 우수가 저류된 각 저류조의 저류여유용량에 따라 저류여유용량이 적은 저류조의 저류조를 저류여유용량이 큰 저류조로 차집함으로써 하수와 우수의 집중으로 인한 침수피해를 더욱 효과적으로 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템{Maintenance system of sewer pipe system}
본 발명은 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 고지대와 중지대 및 저지대에서 배출되는 하수와 강우에 의해 발생하는 우수를 기재별로 별도의 하수관거를 통해 방류수계로 배출함으로써 고지대와 중지대와 달리 상습적이고 심각하게 발생하는 하수와 우수의 역류에 의한 침수피해를 효과적으로 방지할 수 있으며, 각 지대별 하수관거의 유량이 미리 설정된 유량값보다 많은 경우에는 각 지대별 하수관거 내의 하수와 우수를 지중에 구축된 저류조에 저류시킴과 아울러 하수와 우수가 저류된 각 저류조의 저류여유용량에 따라 저류여유용량이 적은 저류조의 저류조를 저류여유용량이 큰 저류조로 차집함으로써 지대별로 하수와 우수의 역류에 의한 침수피해를 방지할 수 있도록 한 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 하수관로는 가정이나 빌딩 또는 영업장 등 하수배출처의 기초하수관에서 배출되는 하수는 집수정 또는 하수주관 및 간선하수관거를 통해 하수종말처리장이나 오폐수처리시설에서 차집 처리하여 하천이나 바다 등 방류수계로 배출하고 있으며, 우수는 우수받이와 우수관로를 통해 방류수계로 배출하거나 하수관거에 합류하여 하수종말처리시설에서 처리하여 방류수계로 배출하고 있다,
상기 기초하수관, 하수주관 및 간선하수관거는 하수배출처의 정상적인 하수배출량과 평균 강수량에 따라 적정 규격으로 설치된다. 특히 간선 하수관거는 일정 구역에서 발생하는 하수와 우수를 처리할 수 있는 규격으로 설치하고 있다.
그러나 폭우나 집중 호우에 의하여 하수관로의 처리용량보다 많은 하수와 우수가 유입되는 경우 또는 방류수계의 수위가 높아진 경우 하수와 우수가 하수관로를 통해 원활하게 배출되지 못하고 기초하수관이나 우수받이를 통해 가정이나 빌딩 또는 영업장 등의 하수배출처로 역류하여 침수 피해가 종종 발생하고 있다.
침수피해는 주로 저지대에서 심각한 상태로 발생하여 매년 상습적으로 피해를 입게 되는 실정이다.
이러한 침수피해를 방지하기 위하여 종래에는 다양한 역류방지 시스템이 개발되어 왔으나, 이론적으로는 성립될 수 있으나 실제 하수관로에 적용하여 역류에 의한 침수피해를 확실하게 방지할 수 있는 시스템은 그다지 많지 않다.
그 일예로서 하수관거의 말단에 스윙형(Swing type) 무동력 개폐밸브를 설치하여 하천 또는 바다의 수위에 따라 자동적으로 개폐되도록 하는 역류방지 시스템이 알려져 있다.
그러나 이러한 스윙형 무동력 개폐밸브를 이용한 역류방지 시스템은 하천수와 해수의 역류는 방지할 수 있지만 국지성 호우 등에 의하여 하수관로에 유입되는 하수와 우수의 유입량이 단시간에 급격히 증가한 경우에는 하수관거의 말단이 폐쇄되어 있기 때문에 하수관로에 유입된 하수와 우수가 역류하여 침수피해를 주게 된다.
이러한 침수피해를 방지하기 위한 하수관거의 역류방지 장치로서 대한민국 등록특허 제10-1111957호 (2012.01.27. 등록) "인상용 부재 및 이를 포함하는 하수관거의 우오수 분리벽"(이하, '선행기술 1'이라 함)은 우수와 오수를 분리하도록 하수관거의 바닥에 고정 설치되는 분리벽 본체 및 상기 분리벽 본체의 상부에 설치되는 인상용 부재를 포함하여 하수관거의 수위 변화에 따라 상기 인상용 부재를 선택적으로 설치할 수 있다. 본 발명의 우오수 분리벽은 저비용으로 신속하게 하수관거내에 구축 처리할 수 있으며, 하수관거 내 통수단면 장애를 최소화한다. 특히 일정 범위 내에서 인상용 부재를 이용하여 높이 조절이 용이하게 이루어진다. 인상용 부재는 필요시 교체와 원상복구가 저비용으로 신속히 이루어 질 수 있도록 한 기술을 개시하고 있다.
또한 이러한 침수피해를 방지하기 위한 하수관거의 역류방지 장치로서 대한민국 등록특허 제10-0827566호 (2008.04.29. 등록) "하수관로의 역류 방지장치"(이하, "선행기술 2"라 함)는 하수 유입관과 배출관을 갖는 수평관체의 밸브 본체와; 상기 밸브 본체의 내부 중간 부분에서 중심축선 하단면 일부를 삼각단면 형상의 통공부를 구비하고, 평상시에는 상기 통공부를 차단하고, 상승 시에는 하수 배출관의 내벽에 그 선단면이 밀착하여 배수통로를 개폐하는 개폐체로 형성되도록 상단부재가 밸브 본체의 중간 양 측단에 힌지부재로 회동 자유롭게 축설되는 역지변과; 상기 역지변의 하면에 일체로 부착되며 상기 통공부에 출입될 수 있는 단면 형상을 가지는 부구체와: 상기 힌지부재와 통공부와 역지변과 부구체를 외부로 부터 밀폐성으로 보호하면서 부구체와 역지변의 작동 공간을 제공하며, 하수 배출관의 선단 하방에 일체로 부착되는 역류감지구를 선단에 구비하는 감지관체로 구성됨을 특징으로 하여, 하수관거, 하천, 바다 등에 각종 하수를 배출하는 하수관이나 수문 등의 하수관로 말단부에 설치되어, 평상시에는 완전 개방형의 하수관로 말단부재 기능을 수행하고, 감지관체의 내부로 하수, 하천수 또는 해수가 역류되면 부구체의 부력에 의하여 역지변이 승강되면서 하수 유입관과 배출관 간의 배수통로를 개폐시켜서, 하수 유입관 측으로의 역류를 방지하도록 한 기술을 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술 1, 2는 하수배출처에서 배출되는 하수배출량과 강우에 의하여 발생한 우수유입량의 총량이 하수관로 전체가 수용할 수 있는 용량을 넘어서는 경우에는 하수와 우수가 하수배출처로 역류되어 침수피해가 발생할 수밖에 없다.
일반적으로 장마 또는 태풍의 영향으로 강우량이 증가하는 경우, 저지대에서는 심각한 상태로 나타나지만 고지대 및 중지대에서는 발생하지 않는다.
따라서 상기 선행기술 2와 같이 하천이나 바다의 수위가 상승하여 하수관로의 말단을 폐쇄하는 경우 저지대와 고지대 및 중지대에서 하수관로에 유입된 하수와 우수가 하천이나 바다 등 방류수계로 배출되지 못하고, 하수관로에 갇히게 되는데, 이 경우 고지대와 중지대에서는 하수와 우수가 하수배출처로 역류하지 않아 침수피해를 보지 않게 될 수 있지만, 저지대에서는 그 지대를 통과하는 하수관로에는 자체에서의 발생 하수와 유입 우수뿐만 아니라 고지대와 중지대에서의 발생 하수와 유입 우수가 유입되는 상태이므로 저지대에서의 하수와 우수의 역류에 의한 침수피해가 더욱 가중되는 문제점이 있다.
따라서 저지대에서의 상습적이고 심각하게 발생하는 하수와 우수의 역류에 의한 침수피해를 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1111957호 (2012.01.27. 등록) "인상용 부재 및 이를 포함하는 하수관거의 우오수 분리벽" 대한민국 등록특허 제10-0827566호 (2008.04.29. 등록) "하수관로의 역류 방지장치"
따라서 본 발명의 목적은 고지대와 중지대 및 저지대에서 배출되는 하수와 강우에 의해 발생하는 우수를 기재별로 별도의 하수관거를 통해 방류수계로 배출함으로써 고지대와 중지대와 달리 상습적이고 심각하게 발생하는 하수와 우수의 역류에 의한 침수피해를 효과적으로 방지할 수 있으며, 각 지대별 하수관거의 유량이 미리 설정된 유량값보다 많은 경우에는 각 지대별 하수관거 내의 하수와 우수를 지중에 구축된 저류조에 저류시킴과 아울러 하수와 우수가 저류된 각 저류조의 저류여유용량에 따라 저류여유용량이 적은 저류조의 저류조를 저류여유용량이 큰 저류조로 차집함으로써 지대별로 하수와 우수의 역류에 의한 침수피해를 방지할 수 있도록 한 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템을 제공하려는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 지대에 따라 개별적으로 설치되는 고지대 하수관거와, 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거; 상기 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거가 매설된 지중에는 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거의 하수와 우수를 저류할 수 있는 고지대 저류수단, 중지대 저류수단 및 저지대 저류수단과; 상기 고지대 저류조와 중지대 저류조에 저류된 저류수를 상호 차집할 수 있는 고지대 중지대간 차집수단과, 상기 중지대 저류조와 저지대 저류조에 저류된 저류수를 상호 차집할 수 있는 중지대 저지대간 차집수단; 및 상기 고지대 저류수단과 중지대 저류수단과 저지대 저류수단, 고지대 중지대간 차집수단 및 중지대 저지대간 차집수단을 제어하는 제어수단;을 포함하며,
상기 고지대 저류수단은 지중에 구축되는 고지대 저류조와, 상기 고지대 하수관거와 고지대 저류조를 연결하는 고지대 저류관과 고지대 저류수 배출관과, 상기 고지대 저류관에 설치되는 고지대 저류밸브와 고지대 저류펌프와, 상기 고지대 저류수 배출관에 설치되는 고지대 배출밸브와 고지대 배출펌프를 포함하여 구성되고,
상기 중지대 저류수단은 지중에 구축되는 중지대 저류조와, 상기 중지대 하수관거와 중지대 저류조를 연결하는 중지대 저류관과 중지대 저류수 배출관과, 상기 중지대 저류관에 설치되는 중지대 저류밸브와 중지대 저류펌프와, 상기 중지대 저류수 배출관에 설치되는 중지대 배출밸브와 중지대 배출펌프를 포함하여 구성되며,
상기 저지대 저류수단은 지중에 구축되는 저지대 저류조와, 상기 저지대 하수관거와 저지대 저류조를 연결하는 저지대 저류관과 저지대 저류수 배출관과, 상기 저지대 저류관에 설치되는 저지대 저류밸브와 저지대 저류펌프와, 상기 고지대 저류수 배출관에 설치되는 저지대 배출밸브와 저지대 배출펌프를 포함하여 구성되고,
상기 고지대 중지대간 차집수단은 상기 중지대 저류조의 하수를 고지대 저류조로 차집하는 중지대-고지대 차집관과, 상기 고지대 저류조의 저류수를 중지대 저류조로 차집하기 위한 고지대-중지대 차집관과, 상기 중지대-고지대 차집관과 고지대-중지대 차집관에 각각 설치되는 중지대-고지대 차집밸브와 고지대-중지대 차집밸브와, 중지대-고지대 차집펌프와 고지대-중지대 차집펌프를 포함하여 구성되며,
상기 중지대 저지대간 차집수단은 상기 저지대 저류조의 하수를 중지대 저류조로 차집하는 저지대-중지대 차집관과, 중지대 저류조의 하수를 저지대 저류조로 차집하기 위한 중지대-저지대 차집관과, 상기 저지대-중지대 차집관과 중지대-저지대 차집관에 각각 설치되는 저지대-중지대 차집밸브와 중지대-저지대 차집밸브와, 저지대-중지대 차집펌프와 중지대-저지대 차집펌프를 포함하여 구성되고,
상기 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거에 설치되어 각 하수관거의 유량을 감지하기 위한 유량감지센서와, 상기 고지대 저류조와 중지대 저류조 및 저지대 저류조에 설치되어 각 저류조의 수위를 감지하는 수위감지센서와, 상기 유량감지센서의 감지신호와 미리 설정된 유량값을 비교, 판단하여 고지대 저류밸브와 고지대 배출밸브, 중지대 저류밸브와 중지대 배출밸브, 저지대 저류밸브와 저지대 배출밸브의 개폐제어명령과, 상기 고지대 저류펌프와 고지대 배출펌프, 중지대 저류펌프와 중지대 배출밸브 및, 저지대 저류펌프와 저지대 배출펌프의 작동제어명령과, 상기 수위감지센서의 감지신호에 따라 각 저류조의 저류여유용량을 연산처리하여 중지대-고지대 차집밸브, 고지대-중지대 차집밸브, 저지대-중지대 차집밸브 및, 중지대-저지대 차집밸브의 개폐제어명령과, 중지대-고지대 차집펌프, 고지대-중지대 차집펌프, 저지대-중지대 차집펌프 및, 중지대-저지대 차집펌프의 작동제어명령을 출력하는 제어부와, 상기 제어부의 개폐제어신호에 따라 고지대 저류밸브와 고지대 배출밸브, 중지대 저류밸브와 중지대 배출밸브, 저지대 저류밸브와 저지대 배출밸브의 개폐구동신호를 출력하는 저류밸브구동부 및, 상기 고지대 저류펌프와 고지대 배출펌프, 중지대 저류펌프와 중지대 배출밸브 및, 저지대 저류펌프와 저지대 배출펌프의 작동구동신호를 출력하는 저류펌프구동부와, 상기 중지대-고지대 차집밸브, 고지대-중지대 차집밸브, 저지대-중지대 차집밸브 및, 중지대-저지대 차집밸브의 개폐구동신호를 출력하는 차집밸브구동부 및, 상기 중지대-고지대 차집펌프, 고지대-중지대 차집펌프, 저지대-중지대 차집펌프 및, 중지대-저지대 차집펌프의 작동구동신호를 출력하는 차집펌프구동부를 포함하여 구성되는 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템을 제공한다.
본 발명의 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템에 의하면, 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거가 독립적으로 설치되어 있으므로 종래 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거가 하나로 연결되어 있는 것에 비하여 각 지대별로 배출된 하수와 강우에 따라 발생한 우수를 지대별로 독립적으로 배출하게 되므로 고지대에서 발생한 하수와 우수가 중지대와 저지대에 영향을 주지 않게 되고, 중지대에서 발생한 하수와 우수가 저지대에 영향을 주지 않게 되므로 중지대와 저지대, 특히 저지대에서의 하수와 우수의 역류로 인한 침수피해를 방지할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템에 의하면, 각 지대별 하수관거의 하수와 우수의 유량이 미리 설정된 유량값보다 많을 경우 각 지대별 하수관거의 하수와 우수를 저류함과 아울러 각 지대별 하수관거의 하수와 우수의 유량이 미리 설정된 유량값보다 적을 경우 저류조에 저류된 하수와 우수를 다시 각 지대별 하수관거로 배출할 수 있도록 하는 저류수단과 제어수단을 포함하여 각 지대별로 하수와 우수의 역류에 따른 침수피해를 방지할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템에 의하면, 각 조류조에 저류된 하수와 우수의 수위에 따라 수위가 높은 저류조의 저류수를 수위가 낮은 저류조로 차집함으로써 하수와 우수의 집중으로 인한 침수피해를 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 의한 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도1 은 본 발명에 의한 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템의 전체 구성을 보인 사시도,
도 2는 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거를 구분하여 보인 종단 측면도,
도 3은 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거를 보인 횡단면도,
도 4는 밸브와 펌프를 제어하는 제어부를 보인 기능블록도이다.
이하, 본 발명에 의한 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.
도1 은 본 발명에 의한 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템의 전체 구성을 보인 사시도, 도 2는 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거를 구분하여 보인 종단 측면도, 도 3은 고지대 하수관거와 중지대 하수관거 및 저지대 하수관거를 보인 횡단면도이다.
본 실시예에 따른 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템은 고지대 하수관거(100)와, 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)를 개별적으로 설치하여 각 지대에서 발생한 하수와 우수를 각각 개별적으로 하수처리시설(SW)로 이송하도록 구성된다.
상기 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)는 평면에서 볼 때, 일정 간격을 두고 나란히 배치될 수 있다(도 2 참조).
상기 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)는 각 지대에 위치하는 하수배출처에서 하수를 배출하는 분기관이 연결되는 것인바, 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.
상기 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)가 매설된 지중에는 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)의 하수와 우수를 저류할 수 있는 고지대 저류수단(400)과 중지대 저류수단(500) 및 저지대 저류수단(600)이 구비된다.
상기 고지대 저류수단(400)은 지중에 구축되는 고지대 저류조(410)와, 상기 고지대 하수관거(100)와 고지대 저류조(410)를 연결하는 고지대 저류관(420)과 고지대 저류수 배출관(430)과, 상기 고지대 저류관(420)에 설치되는 고지대 저류밸브(440)와 고지대 저류펌프(450)와, 상기 고지대 저류수 배출관(430)에 설치되는 고지대 배출밸브(460)와 고지대 배출펌프(470)를 포함하여 구성된다.
상기 중지대 저류수단(500)은 지중에 구축되는 중지대 저류조(510)와, 상기 중지대 하수관거(100)와 중지대 저류조(510)를 연결하는 중지대 저류관(520)과 중지대 저류수 배출관(530)과, 상기 중지대 저류관(520)에 설치되는 중지대 저류밸브(540)와 중지대 저류펌프(550)와, 상기 중지대 저류수 배출관(530)에 설치되는 중지대 배출밸브(560)와 중지대 배출펌프(570)를 포함하여 구성된다.
상기 저지대 저류수단(600)은 지중에 구축되는 저지대 저류조(610)와, 상기 저지대 하수관거(300)와 저지대 저류조(610)를 연결하는 저지대 저류관(620)과 저지대 저류수 배출관(430)과, 상기 저지대 저류관(620)에 설치되는 저지대 저류밸브(640)와 저지대 저류펌프(650)와, 상기 고지대 저류수 배출관(630)에 설치되는 저지대 배출밸브(660)와 저지대 배출펌프(670)를 포함하여 구성된다.
상기 고지대 저류관(420), 중지대 저류관(520) 및 저지대 저류관(620)은 각각 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)의 바닥에서 하수관거 높이의 1/3 ~ 1/2 높이에 연결하는 것이 바람직하다.
상기 고지대 저류수 배출관(430)과 중지대 저류수 배출관(530) 및 저지대 저류수 배출관(630)은 그 하단이 고지대 저류조(410)와 중지대 저류조(510) 및 저지대 저류조(610)의 바닥에 근접하도록 설치되며, 각각의 하단에는 석션헤드(480, 580, 680)가 설치된다.
상기 고지대 저류수 배출관(430)과 중지대 저류수 배출관(530) 및 저지대 저류수 배출관(630)은 각각 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)의 옹벽 상단부에 연결하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 의한 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템은 상기 고지대 저류조(410)와 중지대 저류조(510)에 저류된 저류수를 상호 차집할 수 있는 고지대 중지대간 차집수단(700)과, 상기 중지대 저류조(510)와 저지대 저류조(610)에 저류된 저류수를 상호 차집할 수 있는 중지대 저지대간 차집수단(800)을 더 포함한다.
상기 고지대 중지대간 차집수단(700)은 상기 중지대 저류조(510)의 하수를 고지대 저류조(410)로 차집하는 중지대-고지대 차집관(710)과, 상기 고지대 저류조(410)의 저류수를 중지대 저류조(510)로 차집하기 위한 고지대-중지대 차집관(740)과, 상기 중지대-고지대 차집관(710)과 고지대-중지대 차집관(740)에 각각 설치되는 중지대-고지대 차집밸브(720)와 고지대-중지대 차집밸브(750)와, 중지대-고지대 차집펌프(730)와 고지대-중지대 차집펌프(760)를 포함하여 구성된다.
상기 중지대 저지대간 차집수단(800)은 상기 저지대 저류조(610)의 하수를 중지대 저류조(510)로 차집하는 저지대-중지대 차집관(810)과, 중지대 저류조(510)의 하수를 저지대 저류조(610)로 차집하기 위한 중지대-저지대 차집관(840)과, 상기 저지대-중지대 차집관(810)과 중지대-저지대 차집관(840)에 각각 설치되는 저지대-중지대 차집밸브(820)와 중지대-저지대 차집밸브(840)와, 저지대-중지대 차집펌프(830)와 중지대-저지대 차집펌프(860)를 포함하여 구성된다.
상기 고지대 저류밸브(440)와 고지대 배출밸브(460), 중지대 저류밸브(540)와 중지대 배출밸브(560), 저지대 저류밸브(640)와 저지대 배출밸브(660), 중지대-고지대 차집밸브(720), 고지대-중지대 차집밸브(750), 저지대-중지대 차집밸브(820) 및 중지대-저지대 차집밸브(850)는 전자개폐밸브를 사용하며, 고지대 저류펌프(450)와 고지대 배출펌프(470), 중지대 저류펌프(550)와 중지대 배출펌프(570) 및 저지대 저류펌프(650)와 저지대 배출펌프(670), 그리고 중지대-고지대 차집펌프(730), 고지대-중지대 차집펌프(760), 저지대-중지대 차집펌프(830) 및, 중지대-저지대 차집펌프(860)는 하수 또는 우수로부터 보호할 수 있도록 함과 아울러 유지보수가 용이하도록 지중에 설치되는 맨홀(도시 생략) 내에 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템은 상기 고지대 저류수단(400)과 중지대 저류수단(500)과 저지대 저류수단(600), 고지대 중지대간 차집수단(700) 및 중지대 저지대간 차집수단(800)을 제어하는 제어수단(900)을 더 포함한다.
상기 제어수단(900)은 상기 고지대 저류밸브(440)와 고지대 배출밸브(460), 고지대 저류펌프(450)와 고지대 배출펌프(470), 중지대 저류밸브(440)와 중지대 배출밸브(560), 중지대 저류펌프(550)와 중지대 배출펌프(570) 및, 저지대 저류밸브(640)와 저지대 배출밸브(660), 저지대 저류펌프(650)와 저지대 배출펌프(670), 그리고 중지대-고지대 차집밸브(720)와 고지대-중지대 차집밸브(750), 저지대-중지대 차집밸브(820)와 중지대-저지대 차집밸브(850), 중지대-고지대 차집펌프(730)와 고지대-중지대 차집펌프(760), 저지대-중지대 차집펌프(830)와 중지대-저지대 차집펌프(860)를 제어하도록 구성된다.
상기 제어수단(900)은 상기 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)에 설치되어 각 하수관거의 유량을 감지하기 위한 유량감지센서(S11, S12, S13)와, 상기 고지대 저류조(410)와 중지대 저류조(510) 및 저지대 저류조(610)에 설치되어 각 저류조의 수위를 감지하는 수위감지센서(S21, S22, S23)와, 상기 유량감지센서(S11, S12, S13)의 감지신호와 미리 설정된 유량값을 비교, 판단하여 고지대 저류밸브(440)와 고지대 배출밸브(460), 중지대 저류밸브(540)와 중지대 배출밸브(560), 저지대 저류밸브(640)와 저지대 배출밸브(660)의 개폐제어명령과, 상기 고지대 저류펌프(450)와 고지대 배출펌프(470), 중지대 저류펌프(550)와 중지대 배출밸브(570) 및, 저지대 저류펌프(650)와 저지대 배출펌프(670)의 작동제어명령과, 상기 수위감지센서(S21, S22, S23)의 감지신호에 따라 각 저류조의 저류여유용량을 연산처리하여 중지대-고지대 차집밸브(720), 고지대-중지대 차집밸브(750), 저지대-중지대 차집밸브(820) 및, 중지대-저지대 차집밸브(850)의 개폐제어명령과, 중지대-고지대 차집펌프(730), 고지대-중지대 차집펌프(760), 저지대-중지대 차집펌프(830) 및, 중지대-저지대 차집펌프(860)의 작동제어명령을 출력하는 제어부(910)와, 상기 제어부(910)의 개폐제어신호에 따라 고지대 저류밸브(440)와 고지대 배출밸브(460), 중지대 저류밸브(540)와 중지대 배출밸브(560), 저지대 저류밸브(640)와 저지대 배출밸브(660)의 개폐구동신호를 출력하는 저류밸브구동부(920) 및, 상기 고지대 저류펌프(450)와 고지대 배출펌프(470), 중지대 저류펌프(550)와 중지대 배출밸브(570) 및, 저지대 저류펌프(650)와 저지대 배출펌프(670)의 작동구동신호를 출력하는 저류펌프구동부(930)와, 상기 중지대-고지대 차집밸브(720), 고지대-중지대 차집밸브(750), 저지대-중지대 차집밸브(820) 및, 중지대-저지대 차집밸브(850)의 개폐구동신호를 출력하는 차집밸브구동부(940) 및, 상기 중지대-고지대 차집펌프(730), 고지대-중지대 차집펌프(760), 저지대-중지대 차집펌프(830) 및, 중지대-저지대 차집펌프(860)의 작동구동신호를 출력하는 차집펌프구동부(950)를 포함하여 구성된다(도 4 참조).
상기 유량감지센서(S11, S12, S13)는 통상적인 유량을 감지하기 위한 감지센서를 사용할 수 있고, 상기 수위감지센서(S21, S22, S23)는 통상적인 수위를 감지하기 위한 감지센서를 사용할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.
상기 제어부(900)는 하수관로를 관리하는 관청의 하수관거 관리소에 설치하여 원격지에서 하수관로의 상황을 모니터링하고, 관리할 수 있도록 할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 하수관거의 역류 방지 작용에 대하여 설명한다.
고지대에서 배출되는 하수와 강우에 따라 발생한 우수는 고지대 하수관거(100)를 통해 방류수계로 배출되고, 중지대에서 배출되는 하수와 강우에 따라 발생한 우수는 중지대 하수관거(200)를 통해 방류수계로 배출되며, 저지대에서 배출되는 하수와 강우에 따라 발생한 우수는 저지대 하수관거(300)를 통해 방류수계로 배출된다.
따라서 본 발명의 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템은 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)가 독립적으로 설치되어 있으므로 종래 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)가 하나로 연결되어 있는 것에 비하여 각 지대별로 배출된 하수와 강우에 따라 발생한 우수를 지대별로 독립적으로 배출하게 되므로 고지대에서 발생한 하수와 우수가 중지대와 저지대에 영향을 주지 않게 되고, 중지대에서 발생한 하수와 우수가 저지대에 영향을 주지 않게 되므로 중지대와 저지대, 특히 저지대에서의 하수와 우수의 역류로 인한 침수피해를 방지할 수 있게 된다.
또한 각 하수관거(100, 200, 300)를 통해 하수와 우수를 배출하는 과정에서 상기 각 하수관거(100, 200, 300)에 설치된 유량감지센서(S11, S12, S13)에서 감지된 유량감지신호는 제어부(910)에 전달되며, 제어부(910)는 미리 설정된 유량값과 비교, 판단하게 된다.
또한 이 경우에는 유량감지센서(S11, S12, S13)에서 감지된 유량감지값이 미리 설정된 유량값보다 적으므로 제어부(910)는 밸브폐쇄신호와 펌프정지신호를 출력하게 되며, 이에 따라 저류밸브구동부(920)는 각 저류밸브(440, 540, 640)와 배출밸브(460, 560, 660)에 대하여 폐쇄구동신호를 보내게 되어 각 저류밸브(440, 540, 640)와 배출밸브(460, 560, 660)가 폐쇄된 상태를 유지하게 됨과 아울러 저류펌프구동부(930)는 각 저류펌프(450, 550, 650)와 배출펌프(470, 570, 670)에 대하여 정지구동신호를 보내게 되어 각 저류펌프(450, 550, 650)와 배출펌프(470, 570, 670)는 정지된 상태를 유지하게 된다.
강우에 따라 각 지대별 하수관거(100, 200, 300)의 유량이 증가하게 되면, 하수와 우수가 각 하수관거(100, 200, 300)를 통해 역류하게 되며, 최종적으로 하수배출처의 기초하수관에서 가정이나 빌딩 및 영업장으로 유출되고 우수받이에서 도로로 유출되어 도로 가정이나 빌딩 및 영업장, 그리고 도로 등을 침수시킬 염려가 있게 된다.
이 경우 상기 각 하수관거(100, 200, 300)에 설치된 유량감지센서(S11, S12, S13)가 미리 설정된 유량 이상으로 되고, 이러한 유량감지신호를 전달받은 제어부(910)는 각 저류밸브(440, 540, 640)에 대한 밸브개방신호를 출력함과 아울러 각 저류펌프(450, 550, 650)에 대한 펌프가동신호를 출력하게 되며, 이에 따라 저류밸브구동부(920)는 각 저류밸브(440, 540, 640)에 대하여 밸브개방구동신호를 출력하게 되어 각 저류밸브(440, 540, 640)가 개방되며, 저류펌프구동부(930)는 각 저류펌프(450, 550, 650)에 대하여 펌프가동구동신호를 보내게 되어 각 저류펌프(450, 550, 650)가 가동된다.
각 저류밸브(440, 540, 640)가 개방되고 저류펌프(450, 550, 650)가 가동되면, 각 하수관거(100, 200, 300) 내의 하수와 우수가 각 저류관(420, 520, 620)을 통해 각 저류조(410, 510, 610)에 저류된다.
이에 따라 각 하수관거(100, 200, 300)의 유량이 감소하게 되고, 하수관거(100, 200, 300)를 통한 하수와 우수의 역류가 방지되어 하수배출처에서의 하수와 우수의 역류에 의한 침수피해를 방지할 수 있게 된다.
이러한 하수와 우수의 역류방지 작용은 각 지대별로 이루어지게 되며, 특히 고지대와 중지대에 비하여 상습적인 침수피해가 발생하는 저지대의 경우에는 역류에 의한 침수피해를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
한편, 강우가 멈춤에 따라 각 지대별 유량감지센서(S11, S12, S13)에 의해 감지된 각 지대별 하수관거(100, 200, 300)의 유량이 미리 설정된 유량값보다 적어지고 하수와 우수의 배출이 정상적으로 이루어지게 되면, 제어부(910)는 각 저류밸브(440, 540, 640)에 대한 밸브폐쇄제어신호와 각 저류펌프(450, 550, 650)에 대한 펌프정지제어신호를 출력하게 되고, 이에 따라 저류밸브구동부(920)는 각 저류밸브(440, 540, 640)에 대한 밸브폐쇄구동신호와 각 저류펌프(450, 550, 650)에 대한 펌프정지구동신호를 출력하게 되어 각 저류밸브(440, 540, 640)가 폐쇄되고 저류펌프(450, 550, 650)가 정지하게 되어 각 하수관거(100, 200, 300)의 하수와 우수에 대한 저류가 중지된다.
이와 아울러 제어부(910)는 각 배출밸브(460, 560, 660)에 대한 밸브개방제어신호와 각 배출펌프(470, 570, 670)에 대한 펌프가동제어신호를 출력하게 되며, 이에 따라 저류밸브구동부(920)는 각 배출밸브(460, 560, 660)에 대한 밸브개방구동신호와 각 배출펌프(470, 570, 670)에 대한 펌프가동구동신호를 출력하게 되어 각 배출밸브(460, 560, 660)가 개방되고, 각 배출펌프(470, 570, 670)가 가동되어 각 저류조(410, 510, 610)에 저류된 하수와 우수가 각 하수관거(100, 200, 300)로 배출되고 각 하수관거(100, 200, 300)를 통해 방류수계로 배출된다.
한편, 각 지대별 하수관거(100, 200, 300)로부터 저류관(420, 520, 620)을 통해 각 지대별 저류조(410, 510, 610)에 저류되는 저류수의 수위는 각 지대별 강우특성과 하수배출처의 배출특성에 따라 저류량이 다르게 나타나고, 이에 따라 각 저류조(410, 510, 610)의 저류여유용량이 서로 다르게 된다.
각 지대별 저류조(410, 510, 610) 중 저류여유용량이 적은 저류조에 대응하는 하수관거에서는 유입되는 하수와 우수를 저류조로 저류할 수 없는 사태가 발생할 수 있으며, 이 경우 해당 지대에서는 하수와 우수의 역류에 의한 침수피해를 입게 된다.
본 발명에 의한 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템에서는 각 지대별 저류조(410, 510, 610)에 수위감지센서(S21, S22, S23)를 설치하여 각 저류조(410, 510, 610)의 수위를 감지하며, 수위감지센서(S21, S22, S23)에서 감지된 수위를 제어부(810)가 각 지대별 저류조(410, 510, 610)의 저류여유용량을 연산처리하여 저류여유용량이 적은 저류조의 저류수를 저류여유용량이 큰 저류조로 차집하도록 하는 명령을 출력하게 되고, 이에 따라 차집밸브구동부(940)가 중지대-고지대 차집밸브(720), 고지대-중지대 차집밸브(750), 저지대-중지대 차집밸브(820), 중지대-저지대 차집밸브(850)를 개방하도록 구동하고, 차집펌프구동부(950)가 중지대-고지대 차집펌프(730), 고지대-중지대 차집펌프(760), 저지대-중지대 차집펌프(830), 중지대-저지대 차집펌프(860)를 가동하도록 구동함으로써 저류여유용량이 적은 저류조의 저류수가 저류여유용량이 큰 저류조로 차집되도록 한다.
예컨대, 저지대 저류조(610)의 저류여유용량이 적고, 중지대 저류조(510)의 저류여유용량이 큰 경우, 제어부(910)와 차집밸브구동부(940)의 제어와 구동에 의하여 저지대-중지대 차집밸브(820)가 개방되고, 제어부(910)와 차집펌프구동부(950)의 제어와 구동에 의하여 저지대-중지대 차집펌프(830)가 가동하게 되며, 이에 따라 저지대 저류조(610) 내의 저류수가 저지대-중지대 차집관(810)을 통해 중지대 저류조(510)로 차집되어 저류된다.
이로써 저류여유용량이 적은 저지대 저류조(610)의 수위가 낮아지고 저류여유용량이 증가하게 되어 저지대에서의 역류에 의한 침수피해를 방지할 수 있게 된다.
반대로, 중지대 저류조(510)의 저류여유용량이 적고, 저지대 저류조(610)의 저류여유용량이 큰 경우, 제어부(910)와 차집밸브구동부(940)의 제어와 구동에 의하여 중지대-저지대 차집밸브(850)가 개방되고, 제어부(910)와 차집펌프구동부(950)의 제어와 구동에 의하여 중지대-저지대 차집펌프(860)가 가동하게 되며, 이에 따라 중지대 저류조(510) 내의 저류수가 중지대-저지대 차집관(840)을 통해 저지대 저류조(610)로 차집되어 저류된다.
이로써 저류여유용량이 적은 중지대 저류조(510)의 수위가 낮아지고 저류여유용량이 증가하게 되어 저지대에서의 역류에 의한 침수피해를 방지할 수 있게 된다.
또한 고지대 저류조(410)와 저지대 저류조(510) 간의 차집 및 저류는 고지대 중지대간 차집수단(700)에 의하여 이루어지게 되는바, 상술한 차집 및 저류 작동과 대등한 방식으로 이루어지게 되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300 : 하수관거 110, 210, 310 : 하수관거 개폐수단
400, 500, 600 : 저류수단 410, 510, 610 : 저류조
420, 520, 620 : 저류관 430, 530, 630 : 배출관
440, 540. 640 : 저류밸브 450, 550, 650 : 저류펌프
460, 560, 660 : 배출밸브 470, 570, 670 : 배출펌프
700 : 고지대-중지대간 차집수단 800 : 중지대-저지대간 차집수단
710 : 중지대-고지대 차집관 740 : 고지대-중지대 차집관
720, 750 : 차집밸브 730, 760 : 차집펌프
800 : 중지대-저지대간 차집수단 810 : 저지대-중지대 차집관
840 : 중지대-저지대 차집관 820, 850 : 차집밸브
830, 860 : 차집펌프 900 : 제어수단
S11, S12, S13 : 유량감지센서 S21, S22, S23 : 수위감지센서
910 : 제어부 920 : 저류밸브구동부
930 : 저류펌프구동부 940 : 차집밸브구동부
950 : 차집펌프구동부

Claims (1)

  1. 지대에 따라 개별적으로 설치되는 고지대 하수관거(100)와, 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300); 상기 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)가 매설된 지중에는 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)의 하수와 우수를 저류할 수 있는 고지대 저류수단(400), 중지대 저류수단(500) 및 저지대 저류수단(600)과; 상기 고지대 저류조(410)와 중지대 저류조(510)에 저류된 저류수를 상호 차집할 수 있는 고지대 중지대간 차집수단(700)과, 상기 중지대 저류조(510)와 저지대 저류조(610)에 저류된 저류수를 상호 차집할 수 있는 중지대 저지대간 차집수단(800); 및 상기 고지대 저류수단(400)과 중지대 저류수단(500)과 저지대 저류수단(600), 고지대 중지대간 차집수단(700) 및 중지대 저지대간 차집수단(800)을 제어하는 제어수단(900);을 포함하며,
    상기 고지대 저류수단(400)은 지중에 구축되는 고지대 저류조(410)와, 상기 고지대 하수관거(100)와 고지대 저류조(410)를 연결하는 고지대 저류관(420)과 고지대 저류수 배출관(430)과, 상기 고지대 저류관(420)에 설치되는 고지대 저류밸브(440)와 고지대 저류펌프(450)와, 상기 고지대 저류수 배출관(430)에 설치되는 고지대 배출밸브(460)와 고지대 배출펌프(470)를 포함하여 구성되고,
    상기 중지대 저류수단(500)은 지중에 구축되는 중지대 저류조(510)와, 상기 중지대 하수관거(100)와 중지대 저류조(510)를 연결하는 중지대 저류관(520)과 중지대 저류수 배출관(530)과, 상기 중지대 저류관(520)에 설치되는 중지대 저류밸브(540)와 중지대 저류펌프(550)와, 상기 중지대 저류수 배출관(530)에 설치되는 중지대 배출밸브(560)와 중지대 배출펌프(570)를 포함하여 구성되며,
    상기 저지대 저류수단(600)은 지중에 구축되는 저지대 저류조(610)와, 상기 저지대 하수관거(300)와 저지대 저류조(610)를 연결하는 저지대 저류관(620)과 저지대 저류수 배출관(430)과, 상기 저지대 저류관(620)에 설치되는 저지대 저류밸브(640)와 저지대 저류펌프(650)와, 상기 고지대 저류수 배출관(630)에 설치되는 저지대 배출밸브(660)와 저지대 배출펌프(670)를 포함하여 구성되고,
    상기 고지대 중지대간 차집수단(700)은 상기 중지대 저류조(510)의 하수를 고지대 저류조(410)로 차집하는 중지대-고지대 차집관(710)과, 상기 고지대 저류조(410)의 저류수를 중지대 저류조(510)로 차집하기 위한 고지대-중지대 차집관(740)과, 상기 중지대-고지대 차집관(710)과 고지대-중지대 차집관(740)에 각각 설치되는 중지대-고지대 차집밸브(720)와 고지대-중지대 차집밸브(750)와, 중지대-고지대 차집펌프(730)와 고지대-중지대 차집펌프(760)를 포함하여 구성되며,
    상기 중지대 저지대간 차집수단(800)은 상기 저지대 저류조(610)의 하수를 중지대 저류조(510)로 차집하는 저지대-중지대 차집관(810)과, 중지대 저류조(510)의 하수를 저지대 저류조(610)로 차집하기 위한 중지대-저지대 차집관(840)과, 상기 저지대-중지대 차집관(810)과 중지대-저지대 차집관(840)에 각각 설치되는 저지대-중지대 차집밸브(820)와 중지대-저지대 차집밸브(840)와, 저지대-중지대 차집펌프(830)와 중지대-저지대 차집펌프(860)를 포함하여 구성되고,
    상기 고지대 하수관거(100)와 중지대 하수관거(200) 및 저지대 하수관거(300)에 설치되어 각 하수관거의 유량을 감지하기 위한 유량감지센서(S11, S12, S13)와, 상기 고지대 저류조(410)와 중지대 저류조(510) 및 저지대 저류조(610)에 설치되어 각 저류조의 수위를 감지하는 수위감지센서(S21, S22, S23)와, 상기 유량감지센서(S11, S12, S13)의 감지신호와 미리 설정된 유량값을 비교, 판단하여 고지대 저류밸브(440)와 고지대 배출밸브(460), 중지대 저류밸브(540)와 중지대 배출밸브(560), 저지대 저류밸브(640)와 저지대 배출밸브(660)의 개폐제어명령과, 상기 고지대 저류펌프(450)와 고지대 배출펌프(470), 중지대 저류펌프(550)와 중지대 배출밸브(570) 및, 저지대 저류펌프(650)와 저지대 배출펌프(670)의 작동제어명령과, 상기 수위감지센서(S21, S22, S23)의 감지신호에 따라 각 저류조의 저류여유용량을 연산처리하여 중지대-고지대 차집밸브(720), 고지대-중지대 차집밸브(750), 저지대-중지대 차집밸브(820) 및, 중지대-저지대 차집밸브(850)의 개폐제어명령과, 중지대-고지대 차집펌프(730), 고지대-중지대 차집펌프(760), 저지대-중지대 차집펌프(830) 및, 중지대-저지대 차집펌프(860)의 작동제어명령을 출력하는 제어부(910)와, 상기 제어부(910)의 개폐제어신호에 따라 고지대 저류밸브(440)와 고지대 배출밸브(460), 중지대 저류밸브(540)와 중지대 배출밸브(560), 저지대 저류밸브(640)와 저지대 배출밸브(660)의 개폐구동신호를 출력하는 저류밸브구동부(920) 및, 상기 고지대 저류펌프(450)와 고지대 배출펌프(470), 중지대 저류펌프(550)와 중지대 배출밸브(570) 및, 저지대 저류펌프(650)와 저지대 배출펌프(670)의 작동구동신호를 출력하는 저류펌프구동부(930)와, 상기 중지대-고지대 차집밸브(720), 고지대-중지대 차집밸브(750), 저지대-중지대 차집밸브(820) 및, 중지대-저지대 차집밸브(850)의 개폐구동신호를 출력하는 차집밸브구동부(940) 및, 상기 중지대-고지대 차집펌프(730), 고지대-중지대 차집펌프(760), 저지대-중지대 차집펌프(830) 및, 중지대-저지대 차집펌프(860)의 작동구동신호를 출력하는 차집펌프구동부(950)를 포함하여 구성되는 하수관거의 유지관리 방법이 적용된 시스템.
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KR101540111B1 (ko) 2014-09-30 2015-08-07 (주)포웰 하수관거의 통합 관리시스템

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