KR101555950B1 - 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관거에 흐르는 유체 중 일부를 일시 저류하기 위한 저류시설의 유입로에 설치되어 관거의 유체가 저류시설로 유입되는 것을 제어하기 위한 수문으로서, 중공의 관거 내에 설치되는 도어와, 도어의 일측에 결합되어 유체에서 도어를 상승하게 하는 부유체와, 도어의 타측에 설치되어 도어를 관거 내에서 회전 가능하게 하는 회동축으로 구성됨을 특징으로 하는 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조에 대한 것이다.

Description

취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조 {FLOODGATES AND WATER-STORAGE TANK FOR THE INTAKE CONDUIT}
본 발명은 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조에 대한 것으로, 관거에 흐르는 유체 중 일부를 일시 저류하기 위한 저류시설의 유입로에 설치되어 관거의 유체가 저류시설로 유입되는 것을 제어하기 위한 수문에 대한 것이다.
일반적으로 취수관에 흐르는 유체는 낮은 수위로 일정하게 처리시설을 향해 흐르지만, 단시간에 많은 양의 비가 내리게 되면 다수의 우수관을 통하여 유입된 빗물들이 취수관으로 모이게 되면서 갑작스레 유량이 폭증하게 된다. 폭증하는 유량을 신속히 처리하기 위해 빗물 펌프장이 가동되어 취수관에 유입된 유체를 신속히 처리하지만, 만약 유체의 양이 빗물 펌프장의 처리 용량을 넘어서면 이동할 곳 없이 계속 취수관내에 쌓인 유체는 결국 역류하여 도심이나 주택가에 침수피해를 주게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 처리시설 및 빗물 펌프장으로 향하는 유체의 양을 제어할 수 있도록 취수관의 유체 중 일부를 일시 저류하는 저류조가 필요하게되었다. 저류조는 취수관 내에 유량이 크게 증가했을 때 필요로 한 시설이기 때문에 평소에는 저류조로 향하는 관거가 차단되어 저류조로 유체가 유입되지 않게 해야 하는데, 그렇게 하기 위해 저류조로 향하는 관거에는 유체의 흐름을 제어할 수 있는 수문이 설치된다.
취수관에 유체가 증가했을 때 수문이 즉시 개방되면 저류조가 조기에 가득 차게 되어 정작 필요한 때에 사용할 수 없게 되기 때문에 수문은 취수관에 다량의 유체가 일정시간 이상 흐른 후 개방될 필요가 있다. 이렇게 수문 개방이 일정시간 지연 후 이루어지기 때문에 그것을 제어하기 위해, 원격으로 개폐를 제어할 수 있는 전기적 구성이 포함된 수문이 고안되었다.
그러나 전기적인 구성들로 제어되는 수문은 취수관 및 저류조 시설이 모두 지하에 매립되어있는 환경에서는 보수하기가 용이하지 않고, 보수비용도 많이 발생하는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명은 고가의 전자 제어식 수문의 기능을 수행하면서도 단순한 구조를 가져 관리와 보수가 편리한 취수관용 수문을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조는, 중공의 관거(200) 내에 설치되는 도어(210)와, 상기 도어(210)의 일측에 결합되어 유체에서 도어(210)를 회동하게 하는 부유체(230)와, 상기 도어(210)의 타측에 설치되어 도어(210)를 관거(200) 내에서 회전 가능하게 하는 회동축(220)으로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 관거(200)의 측벽(240)에는 중공의 부력실(242)이 형성되고, 상기 부유체(230)는 상기 도어(210)의 양측에 결합되고, 상기 부력실(242)에 수납되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 측벽(240)에는 일측에 부력실(242)로 유체가 유입되게 하는 유입구(244)가 형성되고, 타측에는 부력실(242)의 유체를 배출하는 배출구(246)가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 부력실(242)에 수납된 부유체(230)와 도어(210) 사이의 결합매개가 되는 연결부재(235)가 구비되고, 상기 측벽(240)에는 높아지는 수위를 따라 상승하는 부유체(230)의 이동경로를 따라서 부력실(242)까지 관통된 가이드구(248)가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 배출구(246)는 유입구(244)보다 더 작은 직경으로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조에 따르면, 취수관 내 유량이 증가하게 되면 지연 후 수문이 자동으로 열리게 되어 취수관을 흐르던 유체의 일부가 저류조에 유입된다.
또한, 유체의 수위에 따라 자동으로 구동될 수 있게 구성되어 임의의 제어를 필요로 하지 않는다.
또한, 단순한 구조와 복잡하지 않은 구성으로 이루어져 유지/보수가 용이하고 기성의 전기적 구성으로 이루어진 수문보다 더 저렴하게 관리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조의 평면도 및 부분확대도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조의 도어 닫힘 상태를 설명하기 위한 측면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조의 도어 열림 상태를 설명하기 위한 측면도.
도 4는 취수관에 관거를 매개로 연결되는 저류조의 형태를 개략적으로 나타낸 사시도.
이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조의 평면도 및 부분확대도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1, 2 실시예에 따른 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조는 관거(200)에 흐르는 유체 중 일부를 일시 저류하기 위한 저류시설의 유입로에 설치되어 취수관(300)의 유체가 저류시설로 유입되는 것을 제어하기 위한 것으로, 취수관(300)의 유체가 일정량 이상 되면 부유체(230)가 부력에 의해 떠오르게 되고, 그렇게 되면 부유체(230)에 연결되어 있는 수문이 함께 열리게 되는 것이다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 취수관용 수문의 구성에 대해 설명한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 취수관용 수문은 크게 관거(200) 내에 설치되는 도어(210)와, 도어(210)의 일측에 결합되어 유체에서 도어(210)를 회동하게 하는 부유체(230)와, 도어(210)의 타측에 설치되어 도어(210)를 관거(200) 내에서 회전 가능하게 하는 회동축(220)으로 구성된다.
이와 같은 구성에 의하면, 본 발명의 제 1 실시예가 적용된 관거(200)를 취수관(300)과 저류조(100)를 연결하는 통로로 이용하면 취수관(300)의 유체가 일정 수위 이상이 되었을 때 부유체(230)가 유체 위에 떠오르게 되면서 부유체(230)와 연결된 수문이 함께 열리게 되어 저류조(100)로 취수관(300)의 유체가 흘러들어갈 수 있게 된다.
아래에서는 상기 각 구성들을 중심으로 본 발명의 제 1 실시예에 따른 취수관용 수문의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 관거(200)의 내부 측벽(240)에는 일측에 유입구(244)가 형성되는 특징을 가진다. 유입구(244)는 측벽(240) 내부에 형성된 부력실(242)로 유체를 유입시키기 위한 것으로, 취수관(300)과 연결되는 방향에서 부터 부력실(242)까지 관통된 구멍이 될 수 있다.
또한, 양측이 측벽(240)에 고정되는 회동축(220)이 구성되는데, 회동축(220)은 부유체(230)의 상승에 의해 회동하게 되는 도어(210)의 회전축이 된다. 도어(210)의 하강상태에서는 관거(200)의 유체 출입을 차단하고, 상승상태에서는 유체 출입을 허용하므로 회동축(220)은 측벽(240)의 상측에 인접하게 고정되는 것이 바람직할 것이다. 또한 회동축(220)이 견고하게 고정되기 위하여 회동축(220)의 양끝은 측벽(240)에 매립되는 형태로 결합될 수 있을 것이다.
수문의 역할을 하는 도어(210)는 회동축(220)에 의해 관거(200)내에서 회동 가능하게 고정된다. 도어(210)가 하강해 있는 상태에서는 유체가 이동하지 않게 차단되어야 하기 때문에 도어(210)와 측벽(240)의 간격은 최소한으로 좁게 구성되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 도어(210)는 갑작스럽게 유체가 불어났을 때, 유체의 밀어내는 힘으로 열리는 일을 방지하기 위해 어느 정도 무게가 나가는 소재가 사용될 수도 있을 것이다.
그리고, 도어(210)가 회동할 수 있는 힘을 제공하기 위해 도어(210)의 일측에 결합되는 부유체(230)가 구성되는데, 도어(210)는 회동축(220)을 중심으로 회동하게 구성되므로, 부유체(230)는 도어(210)에서 회동축(220)과 가능한 멀리 떨어진 위치에 결합되어야 부유체(230)의 힘으로 도어(210)를 들어올리기가 용이해질 것이다. 부유체(230)는 물에서 떠올라야 하므로, 물보다 작은 중량을 가지는 재료가 이용되거나, 스티로폼과 같이 자체에 공기층을 가지는 소재를 이용할 수 있고, 중공의 블록이 될 수도 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조의 도어 닫힘 상태를 설명하기 위한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 취수관용 수문 및 이를 구비한 빗물 저류조의 도어 열림 상태를 설명하기 위한 측면도이다.
부유체(230)는 측벽(240)의 한 부분에 형성된 부력실(242)에 수납되는데, 부력실(242)에 수납된 부유체(230) 및 도어(210)가 물리적으로 결합되기 위하여 두 구성을 연결하는 매개수단으로 연결부재(235)가 구성될 수 있다. 연결부재(235)는 부유체(230)의 외주면 중 어디든 결합될 수 있는데, 도어(210)의 양측에 부유체(230)가 구성된 본 실시예에서는 연결부재(235)가 부유체(230)의 측면에 연결되는 것이 바람직할 것이다. 그리고 도어(210)측에는 위에서 도어(210)와 부유체(230)의 결합에 대하여 언급한 바와 같이, 연결부재(235)가 가능한 회동축(220)과 먼 위치에 결합되는 것이 바람직하다. 연결부재(235)는 도어(210)와 부유체(230)를 견고하게 연결해주는 와이어 또는 연결 구조에 대응하여 적절히 구부러진 봉이 될 수 있을 것이다.
측벽(240)에 형성된 부력실(242)에 부유체(230)가 수납된 환경에서 연결부재(235)에 의해 도어(210)와 부유체(230)가 물리적으로 연결되기 위해서는 측벽(240)에 부력실(242)까지 관통된 구멍이 필요하다. 이를 위해, 측벽(240)에는 높아지는 수위를 따라 상승하는 부유체(230)의 이동경로를 따라서 부력실(242)까지 관통된 가이드구(248)가 형성될 수 있을 것이다. 도어(210)가 회동축(220)을 중심으로 회동하기 때문에 가이드구(248)는 도시된 바와 같이, 도어(210)의 회동반경을 따라 곡선으로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
또한, 측벽(240)에는 유입구(244)가 형성된 위치에서 대향된 방향으로 관통되어 부력실(242)과 연결되는 배출구(246)가 형성될 수 있는데, 배출구(246)는 부력실(242)에 차오르는 유체를 배출시키는 역할을 가진다. 다만, 배출구(246)의 크기가 유입구(244)보다 크면 유입되는 유체가 부력실(242)에 차오를 틈 없이 모두 배출되기 때문에 배출구(246)는 유입구(244)보다 작은 직경으로 형성되는 것이 바람직하다.
부력실(242)에 유체가 유입되면 배출구(246) 및 앞서 설명한 가이드구(248)를 통해서 유체가 배출되는데, 세로 방향으로 길게 관통된 가이드구(248)의 특성상 부력실(242) 내 수위가 높아질수록 빠져나가는 유체의 양도 많아지게 된다. 그러므로 취수관(300)의 수위에 따라 유입되는 유체의 양도 함께 많아지도록, 유입구(244)도 가이드구(248)와 마찬가지로 세로로 길게 형성된다면 부력실(242)에서 부유체(230)가 떠오를 정도로 충분히 정도로 수위가 높아질 수 있을 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 취수관용 수문의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
취수관(300)을 흐르는 유체의 수위가 높아지면 유체 중 일부는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 취수관용 수문에 다다르게 된다. 도어(210)가 닫혀있기 때문에 상당량의 유체는 저류조(100)로 유입되지 못하지만, 측벽(240)에 형성된 유입구(244)로는 일부 유체가 유입되게 된다. 유입구(244)로 유입된 유체는 부력실(242)에 차오르게 되는데, 배출구(246) 때문에 일부 유체는 빠져나가지만 그래도 유입되는 유량이 더 많기 때문에 부력실(242)에는 유체가 서서히 차오르게 된다.
서서히 부력실(242)에 유체가 차올라 마침내 부력실(242)에 수납된 부유체(230)가 떠오르게 되면 부유체(230)에 연결된 도어(210)가 함께 회동하게 되고, 도어(210)의 열림에 의해서 취수관(300)의 유체 중 일부가 저류조(100)로 흘러들어가게 되므로, 이로써 빗물 펌프장으로 향하는 유체의 양을 감소시켜 빗물 펌프장의 처리 가능 용량 이상이 되지 않게 하여 역류로 인한 침수피해를 방지하고자 하는 본 발명의 목적을 달성하게 된다.
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빗물 저류조의 구성에 대해 설명한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 빗물 저류조는 제 1 실시예의 특징을 가지는 취수관용 수문을 포함하는 저류조(100)에 대한 것으로, 제 1 실시예의 목적과 동일하다.
도 4는 취수관에 관거를 매개로 연결되는 저류조의 형태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 빗물 저류조는 크게, 취수관(300)의 중간에 관거(200)를 통해 연결되어 유체를 일시 저류하는 저류조(100)와, 관거(200) 내에 설치되는 도어(210)와, 도어(210)의 일측에 결합되어 유체에서 도어(210)를 회동하게 하는 부유체(230)와, 도어(210)의 타측에 설치되어 도어(210)를 관거(200) 내에서 회전 가능하게 하는 회동축(220)으로 구성된다.
이와 같은 구성에 의한 본 발명의 제 2 실시예가 적용된 빗물 저류조(100)를 취수관(300)의 일측에 연결하면 취수관(300)의 유체가 일정 수위 이상이 되었을 때 부유체(230)가 부력에 의해 떠오르게 되면서 부유체(230)와 연결된 도어(210)가 함께 열리게 되어 저류조(100)로 취수관(300)의 유체가 흘러들어갈 수 있게 된다.
아래에서는 상기 각 구성들을 중심으로 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빗물 저류조의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.
다만, 제 1 실시예와 동일한 특징을 가지는 구성 요소에 대한 중복되는 설명을 생략하는 것으로 한다.
저류조(100)는 빗물을 지하로 침투시켜서 일시 저류하는 시설로, 시가지화에 의해 저하된 지면의 보수 능력을 보완하기 위한 것으로 우수 침투 시설의 일종이다. 이를 위해, 저류조(100)는 유체를 보관하기 위한 넓은 공간을 갖고, 취수관(300)의 유체가 유입되는 관거(200)와, 도시되지는 않았지만 보관된 유체를 배출하기 위한 배출로가 구비된다. 배출로는 유량이 안정된 취수관(300)으로 유체를 흘려보내거나 지면으로 흡수되게 하여 저류조(100)의 유체를 배출할 수 있게 한다.
관거(200) 내의 양쪽 측벽(240)에는 부유체(230)를 수납하는 부력실(242)이 형성되고, 부력실(242)로 유체를 유입시키기 위한 유입구(244)가 형성된다. 유입구(244)는 유체가 흘러들어오는 방향인 취수관(300) 방향으로 형성되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 부력실(242)의 유체가 배출되기 위한 배출구(246)가 형성되는데, 배출구(246)는 유입구(244)와 대향되는 저류조(100) 방향으로 형성될 수 있을 것이다.
이밖에 회동축(220)에 의해 회동 가능하게 결합되는 도어(210), 도어(210)의 일측에 결합되고, 부력실(242)에 수납되는 부유체(230) 및 도어(210)와 부유체(230)를 연결하는 연결부재(235)가 구성에 포함되는데, 이 구성들의 특징은 위 본 발명의 제 1 실시예에서 설명된 각 구성의 특징과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
그리고 관거(200)의 내부 저면부에는 소정의 높이로 단턱(250)이 형성된다. 단턱(250)은 일정 수위 이하의 유체의 유입을 막으므로 취수관(300) 내 유체의 양이 많지 않은 상황, 예를 들어 비가 오지 않는 일반적인 상황에서는 저류조(100) 방향으로 유체가 흘러들어가지 않게 하여 저류조(100)가 불필요한 상황에서 사용되어 오염되는 것을 방지하게 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빗물 저류조의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
취수관(300)을 흐르는 유체의 수위가 높아지면 유체 중 일부는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 빗물 저류조(100)의 관거(200)에 다다른다. 단턱(250) 이상의 수위가 된 유체는 도어(210)까지 이르지만 도어(210)가 닫혀있기 때문에 상당량의 유체는 저류조(100)로 유입되지 못한다. 하지만, 측벽(240)에 형성된 유입구(244)로는 일부 유체가 유입되는데, 유입된 유체는 부력실(242)에 차오르게 된다. 서서히 부력실(242)에 유체가 차올라 마침내 부력실(242)에 수납된 부유체(230)가 떠오르게 되면 부유체(230)에 연결된 도어(210)가 함께 회동하게 되어 관거(200)가 개방되고, 이제 취수관(300)의 유체 중 일부는 저류조(100)로 흘러들어가게 된다.
이로써 빗물 펌프장의 처리가능 용량 이상이 되지 않게 하어 역류로 인한 침수피해를 방지하고자 하는 본 발명의 목적을 달성하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
100 : 저류조 200 : 관거
210 : 도어 220 : 회동축
230 : 부유체 235 : 연결부재
240 : 측벽 242 : 부력실
244 : 유입구 246 : 배출구
248 : 가이드구 250 : 단턱
300 : 취수관

Claims (10)

  1. 중공의 관거(200) 내에 설치되는 도어(210)와,
    상기 도어(210)의 일측에 결합되어 유체에서 도어(210)를 회동하게 하는 부유체(230)와,
    상기 도어(210)의 타측에 설치되어 도어(210)를 관거(200) 내에서 회전 가능하게 하는 회동축(220)으로 구성되며,
    상기 관거(200)의 측벽(240)에는 중공의 부력실(242)이 형성되고,
    상기 부유체(230)는 상기 도어(210)의 양측에 결합되어 상기 부력실(242)에 수납되고,
    상기 측벽(240)에는 일측에 부력실(242)로 유체가 유입되게 하는 유입구(244)가 형성되고, 타측에는 부력실(242)의 유체를 배출하는 배출구(246)가 형성되며,
    상기 유입구(244)는 수위에 따라 유입되는 유체의 양도 증가하도록 세로방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 하는 취수관용 수문.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 부력실(242)에 수납된 부유체(230)와 도어(210) 사이의 결합매개가 되는 연결부재(235)가 구비되고, 상기 측벽(240)에는 높아지는 수위를 따라 상승하는 부유체(230)의 이동경로를 따라서 부력실(242)까지 관통된 가이드구(248)가 형성된 것을 특징으로 하는 취수관용 수문.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 배출구(246)는 유입구(244)보다 더 작은 직경으로 형성된 것을 특징으로 하는 취수관용 수문.
  6. 취수관(300)의 중간에 관거(200)를 통해 연결되어 유체를 일시 저류하는 빗물 저류조에 있어서,
    상기 관거(200) 내에 설치되는 도어(210)와,
    상기 도어(210)의 일측에 결합되어 유체에서 도어(210)를 회동하게 하는 부유체(230)와,
    상기 도어(210)의 타측에 설치되어 도어(210)를 관거(200) 내에서 회전 가능하게 하는 회동축(220)으로 구성되며,
    상기 관거(200)의 측벽(240)에는 중공의 부력실(242)이 형성되고,
    상기 부유체(230)는 상기 도어(210)의 양측에 결합되어 상기 부력실(242)에 수납되고,
    상기 측벽(240)에는 일측에 부력실(242)로 유체가 유입되게 하는 유입구(244)가 형성되고, 타측에는 부력실(242)의 유체를 배출하는 배출구(246)가 형성되며,
    상기 유입구(244)는 수위에 따라 유입되는 유체의 양도 증가하도록 세로방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 하는 빗물 저류조.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 부력실(242)에 수납된 부유체(230)와 도어(210) 사이의 결합매개가 되는 연결부재(235)가 구비되고, 상기 측벽(240)에는 높아지는 수위를 따라 상승하는 부유체(230)의 이동경로를 따라서 부력실(242)까지 관통된 가이드구(248)가 형성된 것을 특징으로 하는 빗물 저류조.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 배출구(246)는 유입구(244)보다 더 작은 직경으로 형성되고, 상기 관거(200) 내 저면부에는 유체의 유입을 차단하는 단턱(250)이 형성됨을 특징으로 하는 빗물 저류조.
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KR101131601B1 (ko) * 2009-12-23 2012-03-30 김종선 무동력 역류 방지장치
KR101224119B1 (ko) * 2012-07-27 2013-01-21 (주)조화엔지니어링 무동력으로 작동하는 암거 수문

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