KR101556157B1 - 빗물의 여과 및 정화장치 - Google Patents

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Abstract

빗물의 여과 및 정화장치에 관한 것으로, 빗물이 흘러내리는 수직배관으로부터 편심되게 연결되어 유입되는 빗물에 포함되어 있는 입자가 큰 이물질을 여과시키는 제1 여과장치, 상기 메시망의 크기가 다른 다수의 메시망에 의해 상기 제1 여과장치보다 작은 이물질을 제거하는 제2 여과장치, 상기 제2 여과장치를 통해 이물질이 여과된 물이 저장되는 저장탱크, 상기 저장탱크의 일측에 고정되고 상기 저장탱크로부터 공급되는 물에 포함된 이물질을 제거하는 정화장치, 상기 정화장치로부터 공급되는 물에 포함된 세균을 살균하여 정화시키는 살균장치를 마련하여 제1 여과장치에서 1차 여과된 빗물을 제2 여과장치에 의해 빗물에 포함된 이물질을 제거할 수 있으며, 여과장치에 의해 0.5mm 이상의 입자로 된 이물질을 제거할 수 있음은 물론 정화장치에 의해 5㎛ 이상의 입자로 된 이물질을 제거하여 보다 청결한 생활용수를 얻을 수 있고, 물에 포함되어 있는 세균 등을 자외선 살균하여 음용 가능한 식수를 얻을 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

빗물의 여과 및 정화장치{Filtration and Purification Apparatus of Rainwater}
본 발명은 빗물의 여과 및 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빗물을 여과시킨 다음에 생활용수 또는 식수로 사용할 수 있도록 정화시키는 빗물의 여과 및 정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 빗물은 별도로 모아두지 않는 한 저지대를 따라 호수나 바다로 흘러 들어가게 된다. 강이나 호수로 흘러간 빗물은 농업용수로 활용될 수 있으나 자연적으로 방치할 경우 봄, 가을의 건기와 여름의 장마 등 편차가 심하여 제대로 활용되지 못하고 바다로 흘러 보내는 것이 대부분이다.
세계적으로 물 부족 현상이 곳곳에서 발생하고 있으며, 이로 인해 심각한 자연환경이 파괴되는 상황에 직면하게 됨으로써 빗물을 저장하여 활용할 수 있는 방안이 강구되고 있다.
급격한 도시화 및 집중화 현상에 따른 건물 및 포장지표면의 확대로 인하여 빗물의 유출량이 지붕이나 포장 지표면으로부터 지대가 낮은 곳으로 일시에 흘러 들어 도심을 유실시키고 침수시키는 일이 빈번해지고, 하천으로 일시에 유입돼 우수 수용 한계를 초과하여 그 피해의 위험성이 커지고 있다.
또한 이상기후 현상과 국지성 호우로 인하여 대도시에서 침수 피해가 반복되고 있으며, 지구 온난화로 인해 물 부족 현상이 갈수록 심화되고 있어 빗물을 받아 수자원으로 재활용해야 하는 당위성이 더욱 증가되고 있다.
따라서 빗물을 각각의 모든 건물과 포장면의 초기 발원지부터 모아 적절히 처리한 후에 생활용수, 조경용수, 소방용수 등으로 재이용하는 것은 수자원의 확보는 물론 침수피해를 방지할 수 있게 된다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '우수 저류조용 여과장치'가 개시되어 있다.
하기 특허문헌 1의 우수 저류조용 여과장치에는 내부에 소정의 용적을 갖는 한편 한쪽 측면에는 배출 라인이 마련되며 배출 라인의 중간에 여과수단이 설치되는 우수 저류조로서, 여과수단은 배출 라인의 지름에 비하여 상대적으로 큰 지름을 갖는 확관부, 확관부 내부 하측에 조립 설치되는 환 형상의 배수통로를 가지며 외곽에서 내곽을 향할수록 하향 경사가 진 상면에는 다수의 통공이 관통 형성되는 한편 배수통로의 한쪽 상에는 배출구가 형성된 여과부재 및 여과부재의 중앙 상측에 갓 형상으로 고정 설치된 확관부 상측에서 하측을 향해 낙하 되는 물이 여과부재의 배수통로 상측으로 퍼지도록 분산시키는 분산판이 개시되어 있다.
하기 특허문헌 2에는 '빗물 여과장치 및 그것이 구비된 빗물 저류탱크'가 개시되어 있다.
하기 특허문헌 2의 빗물 여과장치 및 그것이 구비된 빗물 저류탱크는 내부에 소정의 용적을 갖는 한편 상부에는 빗물이 유입되는 집수관, 하부에는 이물질을 배출할 수 있는 배출구가 각각 마련되며, 상기 집수관과 배출구의 중간에 여과수단이 설치된다.
이러한 빗물 여과장치의 상기 여과수단은 상기 집수관의 지름에 비하여 상대적으로 큰 지름을 갖는 조립 확장부가 마련되고, 상기 조립 확장부 내부 하측에 조립 설치되며 환 형상의 배수통로를 가지며 외곽에서 내곽을 향할수록 하향 경사가 진 상면에는 그물망과 같은 다수의 통공이 관통 형성되는 한편 상기 배수통로의 한쪽에는 빗물이 유출되는 유출구가 형성되는 여과부재를 포함한다.
상기 여과부재의 중앙 상측 지지대에 의하여 회전체로 설치되며, 상기 조립 확장부의 상측에서 하측을 향해 낙하되는 빗물의 낙차 물 무게에 의해 회전되고, 상기 여과부재의 외벽 상측으로 퍼지도록 분산시키는 갓 형상의 회전분산판 및 상기 회전분산판의 하부에 부착되어 여과부재에 부착된 이물질을 안쪽으로 쓸어 모아 제거할 수 있도록 일정각도를 갖는 브러쉬를 포함한다.
대한민국 특허 공개번호 제10-2012-0063941호(2012년 6월 18일 공개) 대한민국 특허 등록번호 제10-1327197호(2013년 11월 3일 등록)
그러나 종래기술 1에 따른 우수 저류조용 여과장치는 건물 옥상이나 지붕 등을 통하여 집수 과정에서 유입된 낙엽 등 각종 이물질이 하부로 충분히 여과되지 않아 배출구가 막힐 뿐만 아니라 이를 제거하기 위해서는 장치를 분해한 후에 가능하므로 그 작업이 불편하고 번거로우며, 인력이 많이 소요되는 등 문제점이 있었다.
또한 종래기술 2에 따른 빗물 여과장치 및 그것이 구비된 빗물 저류탱크는 여과부재의 상면에 설치된 브러시에 의해 여과부재가 막히지 않도록 하고 있으나, 설치된 이후에는 여과부재를 교체할 수 없고, 빗물에 포함된 낙엽 등과 같이 일정 크기를 갖는 이물질만을 제한적으로 여과시키므로 생활용수 등으로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 빗물을 여과한 다음 정화시켜 생활용수 또는 식수 등으로 사용할 수 있는 빗물의 여과 및 정화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 빗물에 포함된 입자가 큰 이물질을 1차로 여과시킨 다음 보다 작은 입자로 이루어진 이물질을 백 필터 또는 마이크로 필터로 정화시킬 수 있는 빗물의 여과 및 정화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수의 필터장치를 하나의 컨테이너 내부에 장착시켜 간편하게 설치할 수 있는 빗물의 여과 및 정화장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 빗물의 여과 및 정화장치는 빗물이 흘러내리는 수직배관으로부터 편심되게 연결되어 유입되는 빗물에 포함되어 있는 입자가 큰 이물질을 여과시키는 제1 여과장치, 상기 메시망의 크기가 다른 다수의 메시망에 의해 상기 제1 여과장치보다 작은 이물질을 제거하는 제2 여과장치, 상기 제2 여과장치를 통해 이물질이 여과된 물이 저장되는 저장탱크, 상기 저장탱크의 일측에 고정되고 상기 저장탱크로부터 공급되는 물에 포함된 이물질을 제거하는 정화장치, 상기 정화장치로부터 공급되는 물에 포함된 세균을 살균하여 정화시키는 살균장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정화장치 및 살균장치를 하나의 공간에 수용시키는 컨테이너, 상기 컨테이너 내부에 설치되고 상기 여과장치, 정화장치 및 살균장치의 작동을 제어하는 제어반을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 여과장치는 상기 수직배관에 마련되는 빗물 감지센서, 상기 빗물 감지센서에 의해 빗물이 감지됨에 따라 동작되는 차단밸브, 상기 수직배관에 수평으로 연결된 수평배관을 통해 빗물이 유입되는 원통체, 상기 원통체 내부에 입자가 큰 이물질을 여과시키는 여과망, 상기 여과망의 내부에 유입된 빗물의 이동 속도를 증가시킴과 함께 원심력을 갖도록 외측을 향해 하향 경사지게 고정되는 나선 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 여과장치는 0.5mm 이상의 이물질을 제거할 수 있도록 메시망의 크기가 다수의 메시망이 겹쳐지게 적층되는 것을 특징으로 한다.
상기 정화장치는 내부에 원형으로 배열되는 다수의 필터, 상기 다수의 필터는 중공 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 살균장치는 다수의 자외선 살균램프가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 빗물의 여과 및 정화장치에 의하면, 제1 여과장치에서 1차 여과된 빗물을 제2 여과장치에 의해 빗물에 포함된 이물질을 제거할 수 있으며, 여과장치에 의해 0.5mm 이상의 입자로 된 이물질을 제거할 수 있음은 물론 정화장치에 의해 5㎛ 이상의 입자로 된 이물질을 제거하여 보다 청결한 생활용수를 얻을 수 있고, 물에 포함되어 있는 세균 등을 자외선 살균하여 음용 가능한 식수를 얻을 수 있다는 효과가 얻어진다.
본 발명에 따른 빗물의 여과 및 정화장치에 의하면, 우기 또는 건기에 따라 저장탱크에 물을 지속으로 채울 수 있어 생활용수 또는 식수를 지속적으로 공급할 수 있고, 정화장치가 컨테이너 내부에 장착되므로 간단하면서도 용이하게 설치할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 제1 여과장치를 보인 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 제2 여과장치를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 정화화장치를 보인 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치가 수납되는 컨테이너를 보인 평단면도,
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 제1 여과장치를 보인 단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 제2 여과장치를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 정화화장치를 보인 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치는 빗물이 흘러내리는 수직배관(11)으로부터 편심되게 연결되어 유입되는 빗물에 포함되어 있는 입자가 큰 이물질을 여과시키는 제1 여과장치(10). 상기 제1 여과장치(10)를 통과한 빗물이 포함되어 있는 입자가 작은 이물질을 여과시키는 제2 여과장치(20), 상기 제2 여과장치(20)를 통해 이물질이 여과된 물이 저장되는 저장탱크(30), 상기 저장탱크(30)의 일측에 고정되고 상기 저장탱크(30)로부터 공급되는 물에 포함된 이물질을 제거하는 정화장치(40), 상기 정화장치(40)로부터 공급되는 물에 포함된 이물질을 살균하는 살균장치(50)를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 여과장치(10)는 일정 길이를 갖는 수직배관(11), 수직배관(11)에 대하여 수평으로 연결되는 수평배관(12), 빗물의 흐름을 감지하는 빗물 감지센서(13), 수직배관(11)의 유로를 차단시키는 차단밸브(14), 수평배관(12)의 선단에 연결되는 일정 크기의 원통체(16), 원통체(16) 내부에 이물질을 여과시키는 여과망(17), 여과망(17)의 내부에 마련되는 나선 임펠러(18), 원통체(16)의 하면으로부터 수직배관(11)에 연결되는 빗물 배수관(19)을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수직배관(11)은 일정 길이로 이루어지고, 수직배관(11)의 상부에는 일정 길이를 갖는 수평배관(12)이 연결될 수 있다. 또 수직배관(11)에는 빗물을 감지하는 빗물 감지센서(13)가 장착될 수 있다.
이러한 빗물 감지센서(13)는 움직임을 감지하는 동작센서 또는 빗물 감지판에 빗방울이 떨어져 감지선의 양극 사이가 물기로 채워지면 비가 오는 것으로, 판단(간주)하는 레인 센서(rain sensor) 등을 사용할 수 있다.
수직배관(11)에는 빗물 감지센서(13)에 의해 작동되는 차단밸브(14)가 장착될 수 있고, 차단밸브(14)의 상부에는 관리자 등에 의해 수동으로 조작되는 수동 개폐밸브(15)가 설치될 수 있다.
즉, 차단밸브(14)는 빗물 감지센서(13)에 의해 자동으로 개폐되는 밸브로써, 빗물 감지센서(13)에서 빗물이 감지된 후 설정된 시간인 5~10분 이후에 수직배관(11)을 차단하게 된다. 아울러 수동 개폐밸브(15)는 빗물을 저장탱크(20)에 집수하지 않고자 하는 경우에 수동으로 조작될 수 있다.
또 수평배관(12)의 선단에는 일정 크기 즉, 일정 직경 및 높이로 이루어진 원통체(16)에 연결되는데, 수평배관(12)은 원통체(16)의 일측으로 편심되게 연결될 수 있다.
이러한 수평배관(12)은 원통체(16)에 대하여 일측으로 편심된 나선형으로 연결함으로써, 수평배관(12)을 통해 유입되는 빗물이 와류에 의해 이동 속도가 증가되도록 하기 위함이다. 이와 달리 수평배관(12)은 원통체(16)의 중심선과 직각으로 연결될 수도 있다.
또한 원통체(16)의 내부에는 원통체(16)보다 작은 직경의 원통형으로 이루어진 여과망(17)이 장착될 수 있으며, 여과망(17)은 금속 또는 합성수지 재질의 메시 망 또는 부직포 등을 사용할 수 있다.
아울러 여과망(17)의 내부에는 외측을 향해 나선형으로 하향 경사지게 형성된 나선 임펠러(18)가 장착될 수 있으며, 여과망(17)의 저면에는 여과되지 않은 빗물(모래, 자갈, 낙엽 등을 포함한다)이 흘러 내려갈 수 있도록 배출구가 마련될 수 있다.
원통체(16)의 하면 즉, 여과망(17)의 하단에는 여과되지 않은 빗물이 수직배관(11)으로 이동되도록 빗물 배수관(19)이 연결될 수 있다. 수직배관(11)의 하단에는 빗물받이 배관(1)이 연결될 수 있다.
상기 제1 여과장치(10)의 원통체(16)에는 제1 여과장치(10)에서 이물질이 여과된 빗물이 저장탱크(30)로 이송되도록 연결배관(21)이 설치될 수 있으며, 연결배관(21)에는 제2 여과장치(20)가 설치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 제2 여과장치를 도시한 도면이다. 도 3(a)는 제2 여과장치(20)를 보인 평단면도이고, 도 3(b)는 제2 여과장치(20)를 보인 측단면도이다.
도 3에 도시된 바와 갈이, 제2 여과장치(20)는 제1 여과장치(10) 또는 차량에 의해 이송된 빗물 등의 오수를 여과시키는 것으로, 제2 여고장치(20)의 일측에는 제1 여과장치(10)와 연결되는 제1 연결배관(21)이 설치될 수 있으며, 차량에 설치된 배관과 연결되는 제2 연결배관(22)이 설치될 수 있다.
상기 제1 연결배관(21)은 제1 여과장치(10)와 연결될 수 있고, 제2 연결배?(22)은 차량과 연결될 수 있는 것으로, 제1 연결배관(21) 및 제2 연결배관(22)은 본체(23)의 일측면 상부에 연결 설치될 수 있고, 이들 제1 연결배관(21) 및 제2 연결배관(22)에 각각 대응되는 배출관(24)은 본체(23)의 타측면 하부에 연결 설치될 수 있다.
상기 본체(23)는 대략 사각형 형상으로 이루어질 수 있으며, 본체(23)의 내부에는 다수의 메시망(25)이 적층될 수 있다. 상기 메시망(25)은 큰 입자의 이물질을 걸러낼 수 있도록 메시(mesh)의 크기가 2mm 이상으로 이루어진 메시망과 메시의 크기가 0.5mm 이상으로 이루어진 메시망을 겹치게 설치할 수 있다.
즉, 메시망의 크기가 큰 메시망을 상측에 위치시키고, 메시망의 크기가 작은 메시망을 하측에 위치시켜 빗물 등에 포함되어 있는 입경을 갖는 이물질을 제거할 수 있도록 한다.
아울러 제1 연결배관(21)은 메시망(25)의 일측에 설치될 수 있으며, 제2 연결배관(22)은 메시망(25)의 상측에 설치될 수 있다. 상기 제1 연결배봔(21)은 메시망(25)의 일측에 개방된 형태로 설치될 수 있는 것으로, 제1 연결배관(21)으로 유입된 빗물은 메시망(25)으로 이동될 수 있도록 개방되어 있으며, 그 끝단에는 소정의 높이를 갖는 격벽이 설치될 수 있다.
상기 제1 연결배관(21) 및 제2 연결배관(22)으로 유입된 빗물은 메시망(25)에 의해 입경을 갖는 이물질을 제거하게 되며, 제1 연결배관(21)에서 흘러 넘친 빗물은 제1 배출관(24a)으로 배출되며, 메시망(25)을 통과하면서 여과된 빗물은 제2 배출관(24b)으로 배출된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이물질이 여과된 빗물은 배관을 통해 저장탱크(30)로 유입되며, 저장탱크(30)은 여과된 빗물을 대량으로 저장할 수 있도록 한다.
상기 저장탱크(30)는 저장탱크(30)에 저장된 물을 수동으로 배출시킬 수 있는 드레인(31)이 설치될 수 있으며, 저장탱크(30)의 외측에는 저장탱크(30)에 저장되어 있는 물을 이송시킬 수 있는 펌프(32)가 설치될 수 있고, 관리자 등이 저장탱크(30)의 내부를 파악할 수 있도록 사다리(33), 상기 펌프(32)의 구동을 제어하는 제어반(34) 등을 포함할 수 있다.
상기 펌프(32)는 정화장치(40)에 연결 설치될 수 있으며, 펌프(32)는 저장탱크(30)에 있는 물을 펌핑하여 정화장치(40)로 보낼 수 있도록 배관으로 연결될 수 있다.
정화장치(40)는 저장탱크(30)로부터 공급된 물에 포함되어 있는 이물질을 제거하는 것이다. 정화장치(40) 또한 제2 여과장치(20)를 통과한 물에 포함되어 있는 이물질을 제거하는 것으로, 제1 여과장치(10) 및 제2 여과장치(20)에 비해 보다 작은 입자로 된 이물질을 제거하는 것이다.
즉, 제1 여과장치(10)에서는 모래, 자갈, 낙엽 등과 같이 빗물에 포함되어 있는 큰 입자로 된 이물질을 제거하고, 제2 정화장치(20)는 여과된 물에 포함되어 있는 0.5mm 이상의 이물질을 제거하며, 저장탱크(30)로부터 공급된 물에 포함되어 있는 이물질을 정화장치(40)에서 보다 작은 입자로 된 이물질을 제거하게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 정화화장치를 보인 도면으로, 도 4(a)는 정화장치(40)를 보인 반 단면도이고, 도 4(b)는 평단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 저장탱크(30)와 정화장치(40)는 서로 배관으로 연결되는데, 정화장치(40)는 상부에 저장탱크(30)와 배관으로 연결될 수 있도록 인렛(43)이 형성될 수 있다.
제1 연결관(41)은 저장탱크(30)로부터 물이 공급되도록 저장탱크(30)와 인렛(43)으로 연결될 수 있고, 제2 연결관(42)은 저장탱크(30)에서 공급된 물을 살균장치(50)로 이송할 수 있도록 배관으로 연결될 수 있다.
또 정화장치(40)의 내부에는 비교적 입자가 큰 이물질을 제거할 수 있도록 필터(44)가 내장될 수 있으며, 필터(33)는 50㎛ 이상의 입자로 된 이물질을 제거할 수 있는 백 필터(bag filter) 등을 사용할 수 있다.
또한 정화장치(40)의 하부에는 정화장치(40)를 지지하는 다수의 다리(44)가 고정될 수 있으며, 정화장치(40)의 상면에는 필터(44)를 교체할 수 있도록 뚜껑이 마련될 수 있다.
상기 정화장치(40)의 내부에는 보다 작은 입자로 된 이물질을 제거할 수 있도록 필터(44)가 내장되는데, 필터(44)는 5㎛ 이상의 입자로 된 이물질을 제거할 수 있는 마이크로 필터(micro filter) 등을 사용할 수 있다.
즉, 필터(44)는 생활용수로 사용하고자 할 경우 50㎛이상의 이물질을 제거할 수 있는 백필터를 사용하거나 식수로 사용하고자 할 경우 5㎛ 이상의 입자로 된 이물질을 제거할 수 있는 마이크로 필터(micro filter)를 선택적으로 사용할 수 있다.
도 4a에서와 같이, 필터(44)는 일정 직경을 갖는 중공의 원통 형상으로 이루어져 있으며, 필터(44)의 하단은 개방되어 있어 저장탱크(30)에서 공급된 물은 필터(44)의 외측에서 내측으로 이동되면서 물에 포함되어 있는 입자를 갖는 이물질을 제거할 수 있게 된다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 정화장치(40)에는 다수의 필터(44)가 마련되며, 이들 다수의 필터(44)는 다수의 필터(43)가 등각도로 다수개가 장착될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 살균장치(50)는 자외선 살균장치로써, 자외선을 이용하여 물 속에 포함되어 있는 세균 등을 살균하여 음용이 가능하도록 하는 것으로, 살균장치(50)에는 다수의 자외선 살균램프(미도시)가 내장되어 있다.
상기 자외선 살균램프에서 발생되는 자외선은 적리균, 티브스균, 콜레라균 화농균, 결핵균, 녹농균, 고초균 등의 그램음성균을 살균할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치가 수납되는 컨테이너를 보인 평단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 컨테이너(55)에는 정화장치(40) 및 살균장치(50)가 내장될 수 있으며, 저장탱크(30)와 연결된 펌프(32)를 제어하는 제어반(34)이 내장될 수 있다.
이러한 컨테이너(55)는 정화장치(40) 및 살균장치(50)를 하나의 조립체(유닛: unit)로 제작하여 정화장치(30)와 살균장치(50)의 이동을 용이하게 함은 물론 설치를 보다 용이하게 하도록 하기 위함이다.
컨테이너(55)에는 관리자 등이 드나들 수 있도록 문(door)이 마련되며, 환기를 위한 팬(fan) 또는 창문 등이 설치될 수 있으며, 컨테이너(55) 내부에는 정화장치(40)를 거치면서 정화된 물을 살균하기 위한 살균장치(50) 등이 설치될 수 있다.
한편 컨테이너(55)는 지면에 설치할 수 있음은 물론 지하에 일정 깊이로 매립되게 할 수도 있으며, 이와 같이 컨테이너(55)에 설치된 정화장치(40)와 살균장치(50)를 지하에 매립하여 지면을 확보할 수도 있다.
다음 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 결합관계를 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 빗물의 여과 및 정화장치는 건물의 지붕 등으로부터 흘러내리는 빗물을 받아 여과시킬 수 있도록 제1 여과장치(10)를 빗물받이 배관(1)에 설치할 수 있다.
이러한 제1 여과장치(10)는 수직배관(11)에 수평배관(12)을 연결할 수 있고, 수직배관(11)에는 빗물의 흐름을 감지하기 위한 빗물 감지센서(13)를 장착할 수 있으며, 빗물 감지센서(13)에 의해 수직배관(11)을 차단하는 차단밸브(14)를 설치할 수 있다.
또 수평배관(12)의 선단에는 일정 직경으로 이루어진 원통체(16) 내부에 여과망(17) 및 나선 임펠러(18)를 분리 가능하게 장착할 수 있다. 이들 여과망(17) 및 나선 임펠러(18)는 사용 주기 또는 교체 주기에 따라 교체할 수 있도록 분리 또는 결합 가능하게 설치되며, 여과망(17)은 모래, 자갈, 낙엽 등과 같은 입자가 매우 큰 이물질을 제거하도록 한다.
수평배관(12)은 원통체(16)의 일측으로 편심되게 연결되는데, 이는 원통체(16) 내부로 유입되는 빗물이 와류에 의해 신속하게 이동되게 하며, 나선 임펠러(18)는 빗물이 원심력을 갖도록 외측을 향해 하향 경사지게 형성할 수 있다.
즉, 나선 임펠러(18)는 흐르는 빗물이 원심력에 의해 보다 빠르게 흘러내리게 함은 물론 빗물과 함께 유입된 모래, 자갈, 낙엽 등의 이물질을 제외한 물이 여과망(17)의 외측으로 걸러지게 한다.
원통체(16)의 하부에는 제2 여과장치(20)의 제1 연결배관(21)을 배관으로 연결하고, 원통체(16)의 저면에는 모래, 자갈, 낙엽 등 걸러지지 않은 이물질이 빗물과 함께 배출되도록 빗물 배수관(19)을 수직배관(11)에 연결할 수 있다.
아울러 수직배관(11)의 하측에는 빗물받이 배관(1)을 연결하며, 여과장치(10)에는 여과망(17)에 의해 모래, 자갈, 낙엽 등이 여과된 물이 제1 여과장치(20)로 이동되도록 배관을 제2 여과장치(20)의 제1 연결관(21)으로 연결할 수 있다.
또한 제2 여과장치(20)에는 차량으로부터 물이 투입될 수 있도록 제2 연결관(22)을 연결 설치할 수 있고, 제2 여과장치(20)의 본체(23) 내부에는 메시망(25)이 다수로 적층하여 이물질을 여과할 수 있도록 설치할 수 있다.
아울러 제2 여과장치(20)의 본체(23)에는 제1 연결관(21)으로부터 공급되면서 넘친 물을 배출시킬 수 있는 제1 배출관(24a)을 연결할 수 있고, 메시망(25)을 통과한 물을 저장탱크(30)로 보낼 수 있도록 제2 배출관(24b)을 연결할 수 있다.
또 저장탱크(20)에는 관리자 등이 저장탱크(30)의 상태를 파악할 수 있도록 사다리(33)를 고정할 수 있고, 필요에 따라 저장탱크(30)에 저장된 물을 배수할 수 있도록 드레인(31)를 연결할 수 있다.
저장탱크(30)는 제2 정화장치(30)와 배관으로 연결할 수 있으며, 저장탱크(30)의 일측에는 저장탱크(30)에 수용된 물을 이송시킬 수 있는 펌프(32)를 설치할 수 있고, 펌프(32)의 구동을 제어하는 제어반(34)을 연결 설치할 수 있다.
정화장치(40)에는 이물질을 제거하는 필터(44)를 내장하며, 필터(44)는 50㎛ 이상의 이물질을 정화시킬 수 있는 백 필터(bag filter)를 사용할 수 있다.
저장탱크(30)에서 정화장치(40) 사이에 설치된 배관에는 관리자 등에 의해 개폐되는 개폐밸브를 설치할 수 있으며, 이들 개폐밸브는 관리자 등에 의해 수동 또는 제어반(34)에 의해 자동으로 작동되는 밸브를 사용할 수 있다.
아울러 정화장치(40)의 내부에는 일정 길이를 갖는 중공의 필터(44)를 장착할 수 있으며, 다수의 중공 필터(44)는 5㎛ 이상의 이물질을 걸러낼 수 있는 마이크로 필터(micro filter)를 사용할 수 있다.
이러한 중공 필터(44)는 제1 연결관(41)을 통해 유입된 물에 포함되어 있는 이물질을 제거할 수 있으며, 이물질이 제거된 물은 내부의 중공을 통해 정화장치(40) 하부로 배출되어 살균장치(50)로 공급될 수 있다.
또 정화장치(40) 내부에는 다수의 필터(44)가 설치될 수 있으며, 다수의 필터(44)에 의해 물을 정화시킴으로써 정화 효율을 높임은 물론 공급된 물을 신속하게 정화할 수 있도록 하기 위함이다.
한편 정화장치(40)는 컨테이너(55) 내부에 수용된 상태로 설치할 수 있으며, 이는 정화장치(40)와 살균장치(50)를 간단하게 연결 설치될 수 있도록 하기 위함이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 정화장치(40)와 살균장치(50)는 바이패스 배관인 제2 연결관(42)으로 연결할 수 있으며, 바이패스 배관은 저장탱크(30)에 저장된 물이 정화장치(40)를 거치지 않고서 곧바로 살균장치(50)에 의해 물을 살균할 수 있도록 한다.
컨테이너(55)에는 관리자 등이 드나들 수 있도록 문을 설치하며, 컨테이너(55) 내부를 청결하기 유지할 수 있도록 팬(환풍기) 등이 설치됨은 물론이다.
다음 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 빗물의 여과 및 정화장치의 작동방법을 상세하게 설명한다.
비가 내리게 되면, 빗물은 건물의 지붕에 고정된 빗물받이 홈통(미도시)을 따라 흘러내리게 되고, 빗물은 빗물받이 배관(1)을 통해 제1 여과장치(10)의 수직배관(11)으로 흐르게 된다.
이렇게 수직배관(11)으로 물이 흐르게 됨에 따라 빗물 감지센서(13)에서는 빗물이 흐르는 것을 감지하게 되고, 컨트롤러(36)에서는 빗물이 흐르는 시간을 측정하여 설정된 시간 이후에 차단밸브(14)를 작동시키게 된다.
이때 컨트롤러(36)에서는 빗물이 흐르기 시작한 이후 5~10분 이후에 차단밸브(14)를 작동시켜 수직배관(11)의 유로를 차단하게 된다. 한편 차단밸브(14)의 작동 시간은 10~30분으로 설정할 수 있으며, 이는 관리자 등에 의해 적절하게 달리 설정될 수 있다.
차단밸브(14)가 수직배관(11)을 차단함에 따라 빗물은 수평배관(12)을 따라 이동하게 되고, 수평배관(12)으로 유입된 빗물은 여과장치(20)의 여과망(17) 내부에 마련된 나선 임펠러(18)를 따라 나선형으로 흐르게 된다.
이와 같이 빗물은 외측을 향해 하향 경사지게 형성된 나선 임펠러(18)를 따라 흐르게 됨에 따라 원심력에 의해 모래, 자갈, 낙엽 등의 이물질을 제외한 물이 여과망(17)의 외측으로 여과된다.
한편 모래, 자갈, 낙엽 등의 이물질은 여과망(17)에 의해 걸러지게 되고, 이들 모래, 자갈 등을 포함한 이물질이 제거되지 않은 빗물은 빗물 배수관(19)을 통해 배출된다.
제1 여과장치(10)의 여과망(17)을 통해 여과된 물은 배관을 따라 제2 여과장치(20)로 이동되고, 제2 여과장치(20)로 이송된 물은 메시망(25)을 통해 입경을 갖는 이물질을 제거하게 된다.
제2 여과장치(20)를 통과한 물은 저장탱크(20)에 채워지게 된다.
빗물은 제1 여과장치(10)의 여과망(17)에 의해 모래, 자갈, 낙엽 등과 같은 입자가 큰 이물질이 제거되며, 제2 여과장치(20)에 의해 0.5mm 이상의 입경을 갖는 이물질을 제거하게 된다.
한편 저장탱크(30)에는 저장통을 구비한 차량 등에 의해 물(빗물)이 채워질 수 있으며, 이는 건기(乾期)와 같이 장기간에 걸쳐 비가 내리지 않을 경우 차량 등에 의해 외부로부터 물을 공급받을 수 있게 된다.
즉, 우기(雨期), 건기(乾期)에 따라 저장탱크(30)에는 물이 지속적으로 채워질 수 있다.
이렇게 저장탱크(30)에 채워진 물은 정화장치(40)로 공급되고, 정화장치(40)에서는 필터(44)에 의해 물에 포함되어 있는 50㎛ 이상의 이물질을 걸러낼 수 있게 된다.
정화장치(40)에서 정화된 물은 워터 펌프(32)에 의해 정화장치(40)로 공급되며, 정화장치(40)에서는 물에 포함되어 있는 5~50㎛ 이상의 이물질을 걸러낼 수 있게 된다. 이렇게 정화된 물은 살균장치(50)로 공급된다.
한편 정화장치(40) 및 살균장치(50)는 컨테이너(55) 내부에 장착되므로, 물에 포함되어 있는 세균 등을 멸균하기 위하여 살균장치(50)를 거쳐 건물의 내부로 공급되게 할 수 있다.
또 정화장치(40) 및 살균장치(50)가 설치된 컨테이너(55)는 지중(地中)에 매립된 상태로 설치할 수 있으며, 지중에 매립되어 지상의 공간을 보다 넓게 확보할 수 있다. 이때 지중에 매립되는 컨테이너(55)는 필터의 교체 또는 제어반(34)을 점검할 수 있도록 뚜껑을 여닫는 맨홀 구조로 이루어질 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10: 여과장치 11: 수직배관
12: 수평배관 13: 빗물 감지센서
14: 차단밸브 15: 수동 개폐밸브
16: 원통체 17: 여과망
18: 나선 임펠러 19: 빗물 배수관
20: 제2 여과장치 21: 제1 연결배관
22: 제2 연결배관 23: 본체
24: 배출관 24a: 제1 배출관
24b: 제2 배출관 25: 메시망
30: 저장탱크 31: 드레인
32: 펌프 33: 사다리
34: 제어반 40: 정화장치
41: 제1 연결관 42: 제2 연결관
43: 인렛 44: 필터
45: 다리 50: 살균장치
55: 컨테이너

Claims (6)

  1. 빗물이 흘러내리는 수직배관으로부터 편심되게 연결되어 유입되는 빗물에 포함되어 있는 입자가 큰 이물질을 여과시키는 제1 여과장치,
    크기가 서로 다른 다수의 메시망에 의해 상기 제1 여과장치보다 작은 이물질을 제거하는 제2 여과장치,
    상기 제2 여과장치를 통해 이물질이 여과된 물이 저장되는 저장탱크,
    상기 저장탱크의 일측에 고정되고 상기 저장탱크로부터 공급되는 물에 포함된 50㎛ 이상의 입자로 된 이물질을 제거하는 정화장치,
    상기 정화장치로부터 공급되는 물에 포함된 세균을 살균하여 정화시키는 살균장치를 포함하고,
    상기 정화장치 및 살균장치가 하나의 공간에 수용되는 컨테이너,
    상기 컨테이너 내부에 설치되고 상기 여과장치, 정화장치 및 살균장치의 작동을 제어하는 제어반을 포함하며,
    상기 제1 여과장치는 상기 수직배관에 마련되며 빗물이 흐르는 시간을 측정하여 설정된 시간 이후에 차단밸브를 작동시키는 빗물 감지센서, 상기 빗물 감지센서에 의해 빗물이 감지됨에 따라 동작되는 차단밸브, 상기 수직배관에 수평으로 연결된 수평배관을 통해 빗물이 유입되는 원통체, 상기 원통체 내부에 입자가 큰 이물질을 여과시키는 여과망, 상기 여과망의 내부에 유입된 빗물의 이동 속도를 증가시킴과 함께 원심력을 갖도록 외측을 향해 하향 경사지게 고정되는 나선 임펠러를 포함하고,
    상기 제2 여과장치는 0.5mm 이상의 이물질을 제거할 수 있도록 메시망의 크기가 다수의 메시망이 겹쳐지게 적층되는 것을 특징으로 하는 빗물의 여과 및 정화장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정화장치는 내부에 원형으로 배열되는 다수의 필터,
    상기 다수의 필터는 중공 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 빗물의 여과 및 정화장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 살균장치는 다수의 자외선 살균램프가 구비되는 것을 특징으로 하는 빗물의 여과 및 정화장치.
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