KR101592927B1 - Ｌｉｄ 기법 검증용 이동―조립형 현장 강우 모사기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 현장조건에 따라 조립이 가능하며, 바퀴를 장착하여 이동이 용이하고, 또한 조립된 하나의 구조체(강우모사기)를 직렬 또는 병렬로 다수개 연결할 수 있어 광범위한 현장 조건에서 효율적인 강우 모의가 가능할 뿐만 아니라 오실레이터를 이용하여 강우 입자의 자유낙하를 유도하면서도 그 공간적인 분포가 일정하도록 함으로써 신뢰성 있는 실험 데이터를 확보할 수 있도록 하는, LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기에 관한 것이다.

Description

ＬＩＤ 기법 검증용 이동―조립형 현장 강우 모사기{Movable and Assemble Type Field Rainfall Simulator For LID Verification}

본 발명은 광범위한 현장 조건에서 효율적인 강우 모의가 가능할 뿐만 아니라 강우 입자의 자유낙하를 유도하면서도 그 공간적인 분포가 일정하도록 함으로써 신뢰성 있는 실험 데이터를 확보할 수 있도록 하는 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기에 관한 것이다.

일반적으로 급격한 도시화는 도시주변의 기후변화, 홍수지체시간의 감소, 첨두 유출량의 증가, 기저유출의 변화, 수질악화, 침투능 및 증발산량의 감소 등과 같은 문제를 유발시킨다. 또한 첨두 유출량의 증대 및 도달시간의 단축은 개발에 따른 2차적 토사유출의 증대와 함께 배수 구조물 내의 퇴적을 유발하여 2차적인 도시홍수를 유발하는 원인이 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 저류시설과 침투시설 등 우수유출저감시설들은 치수효과 적용을 위한 지침이 정부부처별로 차별화 되어 있으며, 정량적인 기준제시가 미흡하고 이를 활용하는 설계회사와 시공실적도 부족한 실정으로 강우 및 다양한 조건에 따른 유출총량을 정량화하여 물과 토사 유출량 등을 예측하는 정량적인 방법이 필요하다.

따라서, 이러한 도시화에 따른 물관리 쟁점을 해소하기 위한 대책으로서, LID(저영향개발 : Low Impact Development) 기법이 도입되고 있으며, 구체적으로 상기 LID 기법은 개발이전의 수문순환 상태를 모사하여 개발로 인한 영향을 최소화하고 물 순환구조를 개선하여 급격한 도시화로 인한 불투수면 증가와 기후변화에 따른 집중호우로 발생하는 침수 피해를 사전예방하기 위한 것으로, 최근 강우 유출관리의 키워드가 되고 있으며, 이러한 LID 요소기술들은 산재되어 있을 뿐만 아니라 신개발 지역에는 의무적으로 설치하도록 추진하고 있음에도 불구하고, 이에 대한 효율성 검정 기술 개발은 세계적으로도 미비한 실정이다.

한편, 상기와 같은 LID 기법의 효율성 검증하는 방법으로 기존에는 적용된 지역에 살수차를 이용하여 살수를 하거나, 실내 실험실에서 LID 요소기술을 시공하여 강우강도에 따라 효율성 검증을 하고 있다.

하지만, 상기와 같이 살수차를 이용하여 살수를 하는 경우는 정량적인 평가가 어려울 뿐만 아니라 실제 강우가 가지는 낙하 에너지 혹은 강우입자형태 등의 자연 상태와 흡사한 강우 특성을 고려할 수 없음에 따라 이를 통해 나타나는 결과의 신뢰성이 떨어지며, 실내 실험의 경우는 기존 설치된 LID 시설을 현장 조건까지 고려하여 실험실 내에 시공하는 것은 불가능하다.

이를 해결하기 위하여, 특허문헌 1 내지 4와 같은 강우 모사기가 공개되어 있으나, 이러한 종래의 강우 모사기는 대부분 일체형으로 이루어져 국한된 범위에서만 강우모의가 가능할 뿐만 아니라 강우 분사 높이가 낮아 강우가 낙하할 때 작용하는 부력, 마찰저항 그리고 중력에 대한 에너지가 고려되지 않음에 따라 이 역시 실험 데이터 결과의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-1270559호 "비점 및 LID 검정 모의기기" 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허공보 제10-1354452호 "LID 기술 검증용 소형-다중 강우-유출 모사기" 특허문헌 3 : 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0058478호 "이동식 자동 진동조절 인공강우기" 특허문헌 4 : 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0073406호 "인공강우 장치를 이용한 산사태 모형토조 시험기"

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로, LID 기법의 효율성 검증을 위한 LID 기법 검증용 이동-조립형 강우 모사기에 있어서, 현장조건에 따라 조립이 가능하며, 바퀴를 장착하여 이동이 용이하고, 또한 조립된 하나의 구조체(강우모사기)를 직렬 또는 병렬로 다수개 연결할 수 있어 광범위한 현장 조건에서 효율적인 강우 모의가 가능할 뿐만 아니라 오실레이터를 이용하여 강우 입자의 자유낙하를 유도하면서도 그 공간적인 분포가 일정하도록 함으로써 신뢰성 있는 실험 데이터를 확보할 수 있도록 함을 과제로 한다.

본 발명은 LID 기법 검증용 현장 강우 모사기에 있어서,

복수의 프레임 조립체(10);

상기 복수의 프레임 조립체(10)를 지지하는 프레임 지지보(20);

상기 프레임 지지보(20)의 하단부에 설치되는 강우 분사 배관(30); 및

상기 강우 분사 배관(30)에 결합되는 오실레이터(40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기를 과제의 해결 수단으로 한다.

여기서, 상기 프레임 조립체(10)는,

하단부에 바퀴(H)가 구비되는 L형 프레임(11);

상기 L형 프레임(11)의 상측에 조립되는 H형 프레임(12); 및

상기 H형 프레임(12)의 상측에 조립되는 A형 프레임(13);이 조립되어 구성되되,

복수개의 프레임 조립체(10)에 조립되는 각각의 H형 프레임(12)은 I형 바(14)에 의해 상호 연결되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 강우 분사 배관(30)은, 상기 유량공급 배관(50)을 매개로 물탱크(T) 및 유량공급펌프(P)와 연결되되,

상기 물탱크(T) 및 유량공급펌프(P)는 하부면에 바퀴(H)가 구비된 하나의 플레이트(60)에 부착되어 구성되며,

상기 유량공급 배관(50)의 일단에는 유량 조절 밸브(V1) 및 유량계(F)가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 강우 분사 배관(30)은, 복수의 노즐(N)이 탈,부착 가능하도록 구비되며, 각각의 노즐(N) 상측에는 노즐 밸브(V2)가 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 구성되는 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기는, 복수개가 상호 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.

본 발명은 LID 기법의 효율성 검증을 위한 LID 기법 검증용 이동-조립형 강우 모사기에 있어서, 현장조건에 따라 조립이 가능하며, 바퀴를 장착하여 이동이 용이하고, 또한 조립된 하나의 구조체(강우모사기)를 직렬 또는 병렬로 다수개 연결할 수 있어 광범위한 현장 조건에서 효율적인 강우 모의가 가능할 뿐만 아니라 오실레이터를 이용하여 강우 입자의 자유낙하를 유도하면서도 그 공간적인 분포가 일정하도록 함으로써 신뢰성 있는 실험 데이터를 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기의 측면도
도 2는 본 발명에 따른 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기의 주요부분 사시도
도 3은 본 발명에 따른 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기의 주요부분 분해 사시도
도 4는 본 발명에 따른 프레임 조립체를 구성하는 각 프레임 및 조립구조를 나타낸 사시도
도 5는 본 발명에 따른 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기의 직렬 연결 및 병열 연결구조를 나타낸 측면도
도 6은 본 발명에 따른 강우 분사 배관의 노즐 및 밸브를 나타낸 실물사진

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기의 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기의 주요부분 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기의 주요부분 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 프레임 조립체를 구성하는 각 프레임 및 조립구조를 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기의 직렬 연결 및 병열 연결구조를 나타낸 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 강우 분사 배관의 노즐 및 밸브를 나타낸 실물사진이다.

상기 도면을 참조하면, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 프레임 조립체(10), 프레임 지지보(20), 강우 분사 배관(30) 및 오실레이터(40)를 포함하여 구성된다.

상기 프레임 조립체(10)는, 본 발명에 따른 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기의 기본 틀을 형성하는 것으로, 도 2 내지 도 4a에 도시된 바와 같이, 하단부에 바퀴(H)가 구비되는 L형 프레임(11)의 상측에 H형 프레임(12)이 조립되고, 상기 H형 프레임(12)의 상측에 A형 프레임(13)이 조립된 후, 복수개의 프레임 조립체(10)에 조립되는 각각의 H형 프레임(12)이 I형 바(14)에 의해 상호 연결되어 구성된다.

이때, 상기 I형 바(14)의 연결 구조는, 도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, H형 프레임(12)의 상,하측에 용접 등으로 연장부(12a)를 형성시키고 이 연장부(12a)에 I형 바(14)를 끼운 후, 별도의 조임새(12b)에 의해 고정되도록 함으로써, 각각의 H형 프레임(12)을 상호 연결하며, 상기와 같은 조임새(12b)는 L형 프레임(11)과 H형 프레임(12)의 연결 또는, H형 프레임(12)과 A형 프레임(13)의 연결에도 사용된다.

여기서, 상기 각 프레임 및 바의 크기 및 갯수는 강우 모사기의 설치 현장의 조건, 범위 등을 고려하여 다양한 크기 및 갯수로 설정할 수 있으며, 특정 수치에 한정하지는 않는다.

아울러, 상기와 같이 조립된 프레임 조립체(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 후술되어질 프레임 지지보(20), 강우 분사 배관(30) 및 오실레이터(40)와 조립되어 하나의 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기를 구성하게 되며, 상기와 같이 구성되는 강우 모사기는 현장 조건 및 범위 등을 고려하여 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 복수개가 상호 직렬로 연결되거나 또는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 복수개가 상호 병렬로 연결된다.

한편, 상기 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 복수개의 강우 모사기가 상호 직렬로 연결될 경우, 통상의 결합너트(30a)에 의해 각각의 강우 분사 배관(30)을 상호 직렬로 연결함으로써 직렬연결을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 복수개의 강우 모사기가 상호 병렬로 연결될 경우, 각각의 강우 분사 배관(30) 별로 후술되어질 유량공급 배관(50, 50') 등이 각각 별도로 구비되어 연결된다.

상기 프레임 지지보(20)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 프레임 조립체(10)의 상측에 연결되어 이를 지지하는 것이다.

상기 강우 분사 배관(30)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 프레임 지지보(20)의 하단부에 설치되며, 도 1에 도시된 바와 같이 유량공급 배관(50)을 매개로 물탱크(T) 및 유량공급펌프(P)와 연결된다.

이때, 상기 물탱크(T) 및 유량공급펌프(P)는 하부면에 바퀴(H)가 구비된 하나의 플레이트(60)에 부착되어 일체형으로 구성되며, 상기 유량공급 배관(50)의 일단에는 유량 조절 밸브(V1) 및 유량계(F)가 설치되어 강우강도의 조절 및 유량자료의 확보가 가능하도록 한다.

아울러, 별도의 바이패스(미도시) 등을 설치하여 펌프에 가해지는 힘을 최소화할 수도 있다.

이때, 상기 강우 분사 배관(30)에는 도 6에 도시된 바와 같이 오리피스 직경이 각각 다른 복수의 노즐(N)이 탈,부착 가능하도록 구비되어 강우 강도의 범위가 큰 폭으로 모의가 가능하며, 이때 상기 노즐(N)의 간격이나 오리피스 직경은 실험하고자 하는 대상의 종류, 조건 및 환경에 따라 다양한 간격 및 직경으로 설정할 수 있으며, 특정 수치에 한정하지는 않는다.

여기서, 상기 노즐(N)은 도 6에 도시된 바와 같이 별도의 나사산이 형성되어 강우 분사 배관(30)에 탈,부착 가능하도록 구비된다.

한편, 상기 각각의 노즐(N) 상측에는 도 6에 도시된 바와 같이 노즐 밸브(V2)가 구비됨으로써, 조건 및 상황에 따라 각각의 노즐(N)을 개별적으로 사용할 수 있도록 한다.

상기 오실레이터(40)는, 강우 분사 배관(30) 및 노즐(N)을 요동시키는 수단으로써, RPM 0 ~ 60의 범위 내에서 다양한 RPM으로 강우 분사 배관(30) 및 노즐(N)을 요동시킴으로써, 강우 입자의 자유낙하를 유도하면서도 그 공간적인 분포가 일정하도록 한다.

즉, 본 발명은 LID 기법의 효율성 검증을 위한 LID 기법 검증용 이동-조립형 강우 모사기에 있어서, 상기와 같은 구조에 의해 현장조건에 따라 조립이 가능하며, 바퀴(H)를 장착하여 이동이 용이하고, 또한 조립된 하나의 구조체(강우모사기)를 직렬 또는 병렬로 다수개 연결할 수 있어 광범위한 현장 조건에서 효율적인 강우 모의가 가능할 뿐만 아니라 오실레이터(40)를 이용하여 강우 입자의 자유낙하를 유도하면서도 그 공간적인 분포가 일정하도록 함으로써 신뢰성 있는 실험 데이터를 확보할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10 : 프레임 조립체 11 : L형 프레임
12 : H형 프레임 12a : 연장부
12b : 조임새 13 : A형 프레임
14 : I형 바 20 : 프레임 지지보
30 : 강우 분사 배관 30a : 결합너트
40 : 오실레이터 50 : 유량공급 배관
60 : 플레이트 H : 바퀴
T : 물탱크 P : 유량공급펌프
V1 : 유량 조절 밸브 F : 유량계
N : 노즐 V2 : 노즐 밸브

Claims (5)

1. LID 기법 검증용 현장 강우 모사기에 있어서,
   복수의 프레임 조립체(10);
   상기 복수의 프레임 조립체(10)를 지지하는 프레임 지지보(20);
   상기 프레임 지지보(20)의 하단부에 설치되는 강우 분사 배관(30); 및
   상기 강우 분사 배관(30)에 결합되는 오실레이터(40);를 포함하여 구성되되,
   상기 프레임 조립체(10)는, 하단부에 바퀴(H)가 구비되는 L형 프레임(11); 상기 L형 프레임(11)의 상측에 조립되는 H형 프레임(12); 및 상기 H형 프레임(12)의 상측에 조립되는 A형 프레임(13);이 조립되어 구성되고, 복수개의 프레임 조립체(10)에 조립되는 각각의 H형 프레임(12)은 I형 바(14)에 의해 상호 연결되며,
   상기 강우 분사 배관(30)은, 유량공급 배관(50)을 매개로 물탱크(T) 및 유량공급펌프(P)와 연결되고, 상기 물탱크(T) 및 유량공급펌프(P)는 하부면에 바퀴(H)가 구비된 하나의 플레이트(60)에 부착되어 구성되며, 상기 유량공급 배관(50)의 일단에는 유량 조절 밸브(V1) 및 유량계(F)가 구비되고,
   상기 강우 분사 배관(30)은, 복수의 노즐(N)이 탈,부착 가능하도록 구비되며, 각각의 노즐(N) 상측에는 노즐 밸브(V2)가 구비되고,
   상기와 같이 구성되는 LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기는 복수개가 상호 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는, LID 기법 검증용 이동-조립형 현장 강우 모사기.
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