KR101604465B1 - 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치 - Google Patents

무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치에 관한 것으로, 무동력으로 이물질이 포함된 초기우수의 일정량(계량수)을 배제한 후 양질의 청정우수만을 재활용이 가능하도록 유도하며, 계량수의 집수와 초기 우수의 배출 및 청정우수의 유도를 위한 모든 구성을 일체화하여 시공과 사용이 용이하도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치는, 우수를 집수하며 초기우수 유출실(11)과 부력실(12)이 구비된 집수탱크(10)와; 상기 집수탱크의 초기우수 유출실에 집수되는 우수를 방류 유도하는 초기우수 유출관(14)과; 상기 집수탱크의 부력실에 연결되어 상기 부력실에 집수되는 우수를 재활용을 위하여 저장부로 유도하는 청정우수 배출관(15)과; 상기 집수탱크 내부에 설치되며 상기 집수탱크 내부에 유입되는 우수 중에서 일부 우수를 계량수로 하여 상기 부력실로 유도하는 계량수 가이드(30)와; 상기 집수탱크에 유입되는 우수를 상기 집수탱크의 초기우수 유출실로 유도하는 한편, 상기 계량수 가이드에 의해 일정량의 계량수가 저장됨으로써 초기 우수가 상기 초기우수 유출관을 통해 배출되면 상기 집수탱크에 유입되는 우수를 상기 부력실로 유도하는 우수전환수단(40)을 포함한다.

Description

무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치{Non-motorized exclusion apparatus which removes a fixed quantity of early rainwater and guide store of rainwater}
본 발명은 무동력 초기우수 정량 배제장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동력을 사용하지 않고 우수를 계량수로 하여 강우시 오염도가 높은 초기 우수를 배제하고 청정우수를 재활용 가능하도록 유도하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치에 관한 것이다.
근래 들어, 지구온난화에 따른 기후변화로 인해 수자원 고갈, 지역별 수자원 편차 및 오염의 심화 등으로 물의 위기가 도래하고 있고, 향후 물 부족 문제가 점차 심화될 가능성이 있으며, 빗물의 가치가 주목을 받고 있다.
빗물이용시설은 전국적으로 설치사례가 증가하고 있으며, 기존 법적 대상 시설 외에도 확대되고 있는 추세이다.
초기우수에 포함된 이물질이 배제된 빗물은, 살균이나 소독이 불필요한 깨끗한 물이며 일반적으로 음용수로는 사용되어지지 않고 청소용수 및 조경용수, 소방용수, 화장실 용수 등으로 다양하게 활용되어 짐으로써 물 부족에 대한 좋은 대안으로 떠오르고 있다. 이러한 시대의 요구에 맞게 빗물을 효과적으로 확보하고 이용할 수 있는 기술들이 많이 개발되어 지고 있는 실정이며, 초기우수의 배제방법과 관련된 종래의 기술을 살펴보면 다음과 같은 문제점을 알 수 있다.
빗물 집수면에 축적된 곤충의 사체나 낙엽, 황사 등의 각종 이물질이 포함된 초기우수를 처리하는 방법은, 초기우수를 우수관거 등으로 직접 배제하는 방법과, 초기우수 저장조를 따로 구비하여 집수한 후 이를 여과 등의 공정을 거쳐 처리하는 방법으로 크게 나눌 수 있으며, 후자의 경우에는 별도의 저장시설과 공간이 필요하다.
초기우수에 포함된 이물질을 배제하는 방법에는 스크린에 의한 분리나 콩자갈,모래등을 이용한 여과장치 및 원심력을 이용한 와류장치 등이 이용되어 지고 있으며, 이러한 장치들은 강우시 이물질에 의해 막힘 현상이 발생하여 기능을 상실할 뿐만 아니라 강우종료시에는 이물질을 제거해 주어야 하는 단점이 있다.
『물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률』에서는 빗물집수면적에 0.05미터를 곱한 규모 이상의 용량으로 빗물 이용시설의 규모를 규정하고 있으며, 이물질이 포함되어진 초기우수의 배제량도 동일하게 규정하고 있다. 초기 우수의 배제량을 결정하는 방법으로는 강우를 감지한 후 일정한 시간이 경과하면 제어밸브가 작동하는 시간에 의한 제어 방법과, 우량계를 이용하여 일정한 양을 계측한후 제어밸브를 작동하는 강우량에 의한 제어 방법 등이 이용되어 지고 있으며, 이러한 방법은 모두 동력을 필요로 하고 있다. 한편, 강우의 불규칙한 특성으로 인해 일정시간이 경과 했다 하여도 강우량이 부족하면, 비교적 양질의 우수를 집수하기는 어려울 수 있으므로 시간에 의한 제어방법 보다는 강우량에 의한 제어방법이 바람직하다고 할 수 있다.
위에서 살펴본 바와 같이, 종래의 초기우수 배제장치는 구조가 복잡하고 비교적 큰 규모가 필요하며 동력을 이용해야 하고 정량제어가 쉽지 않을 뿐만 아니라 강우종료시 초기우수 배제장치를 청소해 주어야하는 단점이 있었다.
특허문헌 1(등록특허 제10-1334423호)은 본 출원인에 의해 출원되어 특허받은 것으로, 건축물의 선홈통 등으로부터 우수를 공급받는 우수유입관과; 상기 우수유입관으로 부터 우수를 공급받아 이물질과 우수를 선별하는 스크린과; 상기 스크린을 통해 공급 되어지는 우수와 이물질을 포집하는 제1 집수조와; 계량수를 집수하여 제3 집수조로 수송하는 제2 집수조와; 상기 스크린에 의해 선별된 우수와 상기 제2 집수조로부터 공급되는 계량수를 집수하는 제3 집수조와; 상기 제1 집수조와 상기 제3 집수조를 구획하는 격벽과; 상기 스크린에 의해 선별된 우수를 상기 제3 집수조로 유도하는 청정우수 유도수로와; 상기 청정우수 유도수로와 연결된 부력체와; 상기 제3 집수조와 우수저장조를 연통시키는 청정우수 배출관과; 상기 제3 집수조의 잔류슈를 배출하는 싸이펀관과; 상기 제1 집수조의 우수와 이물질을 배출하는 우수유출관과; 상기 우수유입관과 계량수유입관이 구비된 상부커버를 포함하는 무동력 초기우수 정량 배제장치로서, 이물질이 다량으로 포함되어 있는 초기우수의 일정량을 무동력으로 배제하며, 또한, 계속강우에 포함되어진 이물질에 대해서도 연속하여 배제함으로써 양질의 우수만을 집수할 수 있고, 강우 종료후 잔류수가 자동으로 배출되어짐으로써 다음 강우에 대비하게 되며, 장치 내의 청소도 불필요하여 유지가 매우 용이할 뿐만 아니라 이러한 일련의 과정이 무동력으로 이루어져 그에 따른 비용을 절감하며, 또한 유량에 의해 자동적으로 반복되어 지므로 장치의 신뢰성을 향상시키고, 유지관리 비용을 절감시킬 수 있고, 또한, 소형, 경량으로 제작이 가능하므로 기존 물탱크에도 쉽게 응용할 수 있는 장점이 있지만, 계량수를 집수하는 제2집수조가 별도로 구성되어 별도로 운용(설치 등)되기 때문에 시공성이 좋지 못한 단점이 있다.
등록특허 제10-1334423호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무동력으로 이물질이 포함된 초기우수의 일정량(계량수)을 배제한 후 양질의 청정우수만을 재활용이 가능하도록 유도하며, 계량수의 집수와 초기 우수의 배출 및 청정우수의 유도를 위한 모든 구성을 일체화하여 시공과 사용이 용이한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치는, 우수를 집수하며 초기우수 유출실과 부력실이 구비된 집수탱크와; 상기 집수탱크 안에 설치되며 상기 집수탱크의 유입부를 통해 유입되는 우수에 포함된 이물질을 여과하는 스크린과; 상기 스크린을 통해 공급된 후 상기 초기우수 유출실에 집수되는 우수와 이물질을 상기 초기우수 유출실로 방류 유도하는 초기우수 유출관과; 상기 집수탱크의 부력실에 연결되어 상기 부력실에 집수되는 우수를 재활용을 위하여 저장부로 유도하는 청정우수 배출관과; 상기 집수탱크 내부에 설치되며 상기 집수탱크 내부에 유입되는 우수 중에서 일부 우수를 상기 부력실로 유도하는 계량수 가이드와; 상기 집수탱크에 유입되는 우수를 상기 집수탱크의 초기우수 유출실로 유도하는 한편, 상기 계량수 가이드에 의해 일정량의 계량수가 저장됨으로써 초기 우수가 상기 초기우수 유출관을 통해 배출되면 상기 집수탱크에 유입되는 우수를 상기 부력실로 유도하는 우수전환수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치에 의하면, 우수를 초기 우수의 계량수로 사용하여 동력을 사용하지 않고 이물질이 다량으로 포함되어 있는 초기우수를 배제하여 양질의 청정우수를 재활용이 가능하도록 함으로써 물 부족 현상을 방지하는 효과가 있고 계량수의 집수와 초기 우수의 배출 및 청정우수의 유도를 위한 모든 구성이 집수탱크에 일체화되어 간단하고 쉽게 설치 및 사용이 가능하므로 보급의 활성화가 가능하고, 산간지역이나 도서지역처럼 운반과 시공이 어려운 지역과 전력공급이 어려운 지역에서도 사용이 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치의 설치 예를 보인 도면.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치의 구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치에 적용된 격벽의 다른 예를 보인 단면도.
도 4와 도 5는 각각 본 발명의 실시예 1에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치에 적용된 계량수 가이드의 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치에 적용된 계량수 가이드가 관형인 예를 보인 도면.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치의 작동 상태를 보인 사시도.
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명의 실시예 2에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치의 정면도.
<실시예 1>
도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치(100)는, 우수를 집수하며 내부가 격벽(13)에 의해 초기우수 유출실(11)과 부력실(12)이 구획 형성되는 집수탱크(10), 집수탱크(10)에 유입되는 우수에 포함된 이물질을 여과하는 스크린(20), 집수탱크(10)의 초기우수 유출실(11)에 연결되어 초기우수 유출실(11)에 집수되는 우수를 우수관거(200) 등으로 방류 유도하는 초기우수 유출관(14), 집수탱크(10)의 부력실(12)에 연결되어 부력실(12)에 집수되는 청정수를 우수 저장부(300) 등의 재활용시설로 유도하는 청정우수 배출관(15), 오염도가 높은 초기우수가 초기우수 유출관(14)을 통해 배출되도록 한 후 오염도가 낮은 우수가 우수 저장부(300)에 저장되도록 하는 계량수 가이드(30), 집수탱크(10)에 유입되는 우수(오염도가 높은 초기우수)를 집수탱크(10)의 초기우수 유출실로 유도하는 한편, 계량수 가이드(30)에 의해 일정량의 계량수가 저장됨으로써 초기 우수가 초기우수 유출관(14)을 통해 배출되면 집수탱크(10)에 유입되는 우수를 부력실(12)로 유도하는 우수전환수단(40)으로 구성되며, 이하 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.
먼저 본 발명은 집수탱크(10)에 모든 구성요소가 일체로 구성[집수탱크(10)에 일체 형성되는 것, 단품 제작 후 집수탱크(10)에 결합되는 것]되기 때문에 집수탱크(10)만을 설치하고 초기우수 유출관(14)과 청정우수 배출관(15)에 관로를 연결함으로써 시공이 완료되므로 시공이 매우 단순하고 용이한 특징이 있다.
집수탱크(10)는 오염도가 높은 초기 우수를 배제한 후 청정수를 재활용 가능한 우수 저장부(300)에 저장하도록 우수를 일시 저장하고 아울러 우수의 배출 경로[하수관거(200)측 배출 경로, 우수 저장부(300)측 배출 경로] 전환이 가능한 공간을 제공한다.
집수탱크(10)는 내부에 공간이 형성된 박스 형태이며 스크린(20) 등의 설치와 유지 보수 및 청소 등을 위하여 상부를 향해 개방되는 탱크 본체(10a) 및 탱크 본체(10a)의 상부인 개방부를 개폐하는 덮개(10b)로 구성되는 것이 바람직하다. 덮개(10b)는 둘레부가 탱크 본체(10a)의 외주면에 끼워지는 방식, 스크류 방식 등 다양한 방식을 통해 탱크 본체(10a)에 분리 가능하게 결합된다.
격벽(13)은 집수탱크(10)의 내부를 초기우수 유출실(11)과 부력실(12)로 구획하기 위하여 집수탱크(10)의 바닥부에 일정 높이로 세워지는 형태이다. 즉, 격벽(13)을 중심으로 하여 양측에 초기우수 유출실(11)과 부력실(12)이 형성되고, 초기우수 유출실(11)에는 초기우수 유출관(14)이, 부력실(12)에는 청정우수 배출관(15)이 형성된다.
격벽(13)은 집수탱크(10)에 고정형으로 형성될 수도 있지만, 현장 기후 조건 등에 따라 계량수의 양을 변경할 수 있도록 위치 가변형으로 형성되는 것도 가능하다. 후자의 경우 예를 들어, 도 3에서 보이는 것처럼, 집수탱크(10) 바람직하게 서로 마주하는 양 측벽에는 레일형태로 이루어진 격벽 조립부(10c)가 2단 이상으로 형성되고, 격벽(13)은 폭방향 양측이 격벽 조립부(10c)에 선택적으로 슬라이드 조립됨으로써 위치가 변경된다.
조립식의 격벽(13)은 우수의 누수 방지를 위하여 집수탱크(10)의 측벽 및 바닥부와 맞닿는 둘레부에 패킹이 형성되는 것이 바람직하다.
초기우수 유출실(12)과 부력실(13)은 격벽(13)에 의해 집수탱크(10) 안에 마련되는 공간이며, 초기우수 유출실(12)은 초기 우수가 우수 배출관(14)을 통해 하수관거(200) 등을 통해 방류되도록 하고 부력실(13)은 초기 우수가 배제된 청정수가 청정우수 배출관(15)을 통해 우수 저장부(300)에 유도 배수되도록 한다.
유입부(16)는 많은 양의 우수를 유입할 수 있도록 상광하협의 관형으로서 덮개(10b)의 상부에 상부를 향해 개방되도록 형성되며, 초기우수 유출실(11)의 직상부 즉 부력실(12)과 대응되지 않는 곳에 형성된다. 왜냐하면 유입부(16)가 부력실(12) 상부에 형성되면 오염도가 높은 초기 우수가 우수 저장부(300)로 유도되어 우수 저장부(300)에 저장되는 우수의 오염도가 높아지기 때문이다.
유입부(16)는 선홈통 등을 통해 우수를 공급받으며 대기를 향해 개방되어 있기 때문에 우천시는 물론 평상시에도 각종 이물질이 침투할 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 입구에 스크린이 적용될 수 있다.
초기우수 유출관(14)은 직선 관의 형태로서 초기우수 유출실(11)의 바닥부에 배출단이 저부를 향해 개방되도록 형성되어 초기 우수의 신속한 배수가 가능하도록 하며, 청정우수 배출관(15)은 계량수의 저장을 위하여 바닥부보다 위쪽인 측벽에 배출단이 저부를 향해 개방되는 엘보우 형태로 형성된다.
초기우수 유출관(14)과 청정우수 배출관(15)은 집수탱크(10)[탱크 본체(10a)]에 일체로 형성된다.
부력실(13)은 청정우수 배출관(15)의 형성 구조 상 바닥부에 잔류수가 남게 되고, 이 잔류수는 오랜 기간 정체되는 경우 부패되어 추후 우수를 오염시킬 수 있으며, 본 발명은 잔류수에 의한 오염 방지를 위하여 잔류수 배출관(17)이 적용된다.
잔류수 배출관(17)은 청정우수 배출관(15)의 관경에 비해 통수면적이 월등히 작은 관형으로서 길이방향 양측의 개방부보다 중앙부가 상부를 향해 볼록한 " ∩ "형태이며, 유입단은 잔류수의 유입을 위하여 부력실(12)의 바닥보다 조금 높게 위치하되 청천시의 후술하는 부력체의 바닥보다는 낮게 배치되고 한편 반대쪽의 배출단은 부력실(12)의 바닥보다 더 낮게 위치함으로써 수위차를 유지하여 잔류수를 배출하는 싸이펀관 방식이다. 따라서, 부력실(12)에 남아있는 잔류수가 싸이펀 원리에 의해 우수저장부(300) 또는 별도의 탱크 또는 하수관거(200)[잔류수는 초기 우수일 수 있고 따라서 오염도가 높을 수 있으므로 하수관거(200)를 통해 방류하는 것도 가능하다]로 배출되게 되는 것이다. 이 과정에서 우수전환수단(40)이 평상시로 복귀되어 다음 강우를 대비할 수 있게 된다.
잔류수 배출관(17)은 청정우수 배출관(15)의 내부에 설치되는 것으로 한정되지 아니하고, 청정우수 배출관(15)의 외부에도 설치[단, 집수탱크(10)에 배관구멍을 천공]될 수도 있다.
한편, 잔류수 배출관(17)은 부력실(12)의 바닥부에 형성되는 것도 가능하다. 예를 들어 부력실(12)에는 계량수 가이드(30)에 의해 일정량의 우수가 저장되어 우수전환수단(40)의 가동을 제어하며, 이때의 우수는 초기 우수이므로 재활용하지 않고 우수전환수단(40)의 가동 제어만을 위한 계량수로만 사용하고 추후 배출하도록 구성될 수 있다.
스크린(20)은 집수탱크(10) 안에 유입되는 우수에 포함되는 이물질을 걸려내는 것이며, 특히 이물질이 부력실(13)에 침투하지 못하도록 걸러내는 기능을 한다.
스크린(20)은 격자형의 망 구조, 종방향 또는 횡방향으로 다수의 막대가 배열되는 구조 등 이물질을 선별하는 다양한 구조가 가능하다.
스크린(20)은 예를 들어 사각의 판형일 수 있으며 유입부(16)의 저부에 일정 거리를 두고 배치되며, 우수의 흐름을 간섭하지 않도록 일측[우수 배출관(14)과 근접한 측벽을 향하는 방향]을 향해 하향 경사지게 설치된다.
스크린(20)은 설치 각도를 자유롭게 변경할 수 있도록 집수탱크(10)에 설치될 수도 있다.
집수탱크(10) 안에 설치되는 스크린(20)은 필수적으로 구성되지 않고 필요에 따라 선택적으로 적용되며, 특히 유입부(16)에 스크린이 적용되는 경우 적용되지 않을 수 있다.
계량수 가이드(30)는 일정량의 초기 우수를 배제[초기 우수는 대기 중의 각종 오염물이 포함되어 오염도가 높아 재활용이 부적합하고, 본 발명에서 배제는 일정량의 초기 우수를 우수 저장부(300)에 저장하지 않도록 제외, 즉 초기우수 유출관(14)으로 배출하는 것을 의미한다]하기 위한 것이며, 집수탱크(10)에 유입되는 일부 우수를 부력실(13)에 집수하는 방법을 통해 초기 우수의 배제량을 결정한다.
계량수 가이드(30)는 유입부(16)를 통해 낙하하는 우수를 부력실(13)로 유도하기 위한 위치로서 유입부(16)의 직하부를 설치 위치로 하며, 배제량이 소량이므로 유입부(16)의 가장자리로서 부력실(12)과 근접되는 가장자리가 바람직하다.
계량수 가이드(30)는 유입부(16)를 통해 낙하하는 우수를 비산에 의해 부력실(12)로 유도하는 판형이며 부력실(12)을 향하도록 경사지게 설치된다.
계량수 가이드(30)는 부력실(12)에 저장되는 계량수의 양을 변경 즉, 계량수의 양을 조절하는 것이 바람직하며, 왜냐하면 설치 지역의 오염 정도나 강우량 등에 따라 계량수의 양을 달리하는 것이 바람직하기 때문이다.
계량수 가이드(30)에 의한 계량수의 양 조절 방식은 계량수 가이드(30)의 설치 각도와 위치 변경에 의해 이루어진다.
예를 들어 도 4에서 보이는 바와 같이, 계량수 가이드(30)는 양측에 회전축(31)이 형성되어 이 회전축(31)을 통해 집수탱크(10)에 회전 가능하게 장착됨으로써 각도를 변경한다. 계량수 가이드(30)의 각도 조정은 회전축(31)에 형성되는 노브(32)의 수동 조작에 의한 수동식, 회전축(31)에 연결된 액추에이터(모터, 솔레노이드, 실린더 등)의 스위치 조작에 의한 전동식 등이 가능하다.
다르게는 도 5에서 보이는 바와 같이, 계량수 가이드(30)는 부력실(12)을 향해 전진 또는 반대로 후진하는 위치 조정형도 가능하다. 예를 들어 집수탱크(10)의 마주하는 측벽에 가이드레일(18)이 형성되고 계량수 가이드(30)는 폭방향 양측의 슬라이더(32)가 가이드레일(18)에 각각 전후진 이동 가능하게 조립된다. 계량수 가이드(30)의 전후진 위치 조정은 슬라이더(32)의 수동 조작에 의한 수동식, 슬라이더(32)에 연결된 액추에이터(모터, 솔레노이드, 실린더 등)의 스위치 조작에 의한 전동식 등이 가능하다.
또는 도 4와 도 5를 조합한 형태로서 계량수 가이드(30)는 각도 조정 및 전후진에 의한 위치 조정이 조합된 형태도 가능하다.
지금까지는 계량수 가이드(30)를 판형인 것으로 설명하였으나, 도 6에서 보이는 것처럼, 계량수 가이드(30)는 밀폐형의 경로를 제공하는 관형(배출단이 부력실 내부와 연통)인 것도 가능하다.
관형의 계량수 가이드(30)는 유입부(16)의 내벽면에 상하 종방향을 따라 배열 및 고정되는 것이 바람직하고 상측의 유입단은 상부를 향하고 하측의 배출단은 부력실(12)을 향하도록 설치된다. 계량수 가이드(30)는 밴드 등을 통해 교체가 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.
관형의 계량수 가이드(30)는 우수를 비산없이 부력실(12)로 유도하기 때문에 판형의 계량수 가이드보다 정확한 계량이 가능한 이점이 있다.
우수전환수단(40)은, 격벽(13)에 회동 가능하게 연결되어 집수탱크(10)에 유입되는 우수를 초기우수 유출실(11) 또는 부력실(12)로 유도하는 우수 전환판(41), 우수 전환판(41)에 설치되며 부력실(12)에 저장되는 계량수에 의해 부유하면서 우수 전환판(41)을 회전시켜 우수 전환판(41)에 의해 우수를 청정우수 배출관(15)으로 유도하도록 하는 부력체(42)를 포함한다.
우수 전환판(41)은 우천시 초기 우수가 초기우수 유출관(14)을 통해 방류되도록 즉 초기 우수의 흐름을 간섭하지 않는 위치에 배치되는 한편 초기 우수의 방류가 끝나면 집수탱크(10)에 유입되는 우수를 우수 저장부(300)로 유도하는 위치에 배치되며, 이는 부력실(12)에 집수되는 계량수에 의해 결정된다.
도면에 도시되지는 않았지만 우수 전환판(41)의 단부[유입부(16)측 단부]에는 특히 초기 우수를 우수 배출관(14)으로 유도하기 위한 날개부가 더 형성될 수 있다. 상기 날개부는 예를 들어 계량수가 계량수 가이드(30)를 통해서만 부력실(12)로 유도되도록 하는 한편 계량수 가이드(30)를 통하지 않은 우수를 초기우수 유출관(14)으로 유도하도록 평상시를 기준으로 할 때 우수 전환판(41)의 단부에서 상부의 유입부(16)를 향해 벌어지는 상향 경사일 있고 물론 그 반대로 하향 경사지는 형태도 가능하다.
우수 전환판(41)은 구멍이 없는 구조가 바람직하고, 단 우수에 의해 회전이 가능한 전제 하에 일부 우수가 통과하는 구멍이 형성될 수도 있다.
우수 전환판(41)은 격벽(13)의 부력실(12)쪽에서 회전핀(회전안내핀도 가능)(43) 등을 통해 자유회전 가능하게 연결된다. 회전핀(43)은 우수 전환판(41)의 중심에서 부력체(42)와 근접되는 위치이다.
격벽(13)은 우수 전환판(41)의 회전을 구속하는 스토퍼(13a)가 형성된다.
우수 전환판(41)은 스토퍼(13a)에 의해 더 이상의 회전이 구속되며 따라서 청정우수 배출관(15)의 막힘 현상없이 우수의 유도가 가능하다.
도면에서 스토퍼(13a)는 회전핀(43)을 격벽(13)의 상단부보다 아래쪽에 연결함으로써 회전핀(43) 위쪽에 형성되는 것으로 도시되었으나 이에 한정되지 아니하고 집수탱크(10)의 측벽에서 우수 전환판(41)의 가장자리를 상부에서 눌러 정지시키는 형태 등 다양한 형태가 가능하다.
부력체(42)는 내부에 공기 등의 부력재가 충진된 형태, 바람직하게 부력재 양의 조절과 보충이 가능한 형태이며, 우수 전환판(41)의 저부 일측에 연결[예를 들어 회동 가능하게 연결]된다.
평상시 부력체(42)의 자중과 회전핀(43)의 위치에 따라 부력체(42)는 부력실(12)의 바닥부에 자리 잡고 있으며, 우천시 부력실(12)에 집수되는 계량수에 의해 부유하면서 우수 전환판(41)을 강제로 회전시켜 유입부(16)를 통해 유입되는 우수를 청정우수 배출관(15)으로 유도하도록 한다.
본 발명의 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치(100)는 초기우수 유출관(14)이 우수관거(200) 등의 우수처리계통과 연결되고 청정우수 배출관(15)이 우수저장부(300)(탱크 등)와 연결되도록 다양한 방법으로 설치 가능하며, 예를 들어 지면에 지지되는 기초 프레임 등을 통해 일정 높이로 설치되어 운용된다.
본 발명에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치의 작용은 다음과 같다.
1. 평상시.
도 2와 같이 부력체(42)의 자중에 의해 우수 전환판(41)이 집수탱크(10)의 유입부(16)의 직하부를 벗어난 곳에 경사진 상태를 유지한다. 즉 강우 개시와 함께 유입부(16)를 통해 유입되는 초기 우수가 신속하게 우수 배출관(14)을 통해 하수관거(200)로 방류되도록 준비 상태를 유지한다.
2. 강우시.
강우시 초기 우수는 유입부(16)를 통해 집수탱크(10) 내부에 유입된다. 이때, 소량의 초기 우수가 계량수 가이드(30)를 통해 부력실(12)로 유도[판형의 경우 초기 우수가 튕겨 부력실(12)로 유도, 관형의 경우 초기 우수가 관로를 따라 부력실(12)로 유도]되지만 극히 소량일 뿐이며, 대부분의 초기 우수는 초기우수 유출관(14)을 통해 하수관거(200)로 유도된다.
우수가 계량수 가이드(30)를 통해 부력실(12)에 저장됨에 따라 부력체(42)가 서서히 상승하고, 부력체(42)가 상승함에 따라 우수 전환판(41)이 도면 기준 반시계 방향으로 회전하여 도 7과 같은 상태로 전환된다. 우수 전환판(41)은 스토퍼(13a)에 접촉되는 순간 회전이 정지되며 이때, 배출단이 자연스럽게 청정우수 배출관(15)의 입구에 대응한다. 즉, 우수 전환판(41)은 청정우수 배출관(15)을 막지 않으면서 유입부(16)와 대응하는 일측에서 청정우수 배출관(15)과 대응하는 반대쪽의 타측을 향해 하향 경사지는 상태로 전환된다.
따라서 유입부(16)를 통해 낙하하는 우수는 우수 전환판(41)을 따라 흘러 내려가다가 청정우수 배출관(15)을 통해 우수저장부(300)로 유도 저장된다.
이 과정에서 일부 우수는 계량수 가이드(30)를 통해 부력실(12)로 유도되며, 이는 우수 전환판(41)에 의해 청정우수 배출관(15)으로 유도되는 우수와 동일한 것이므로 전혀 문제될 것이 없다.
즉, 강우시 오염도가 높은 초기 우수를 우수 배출관(14)에 의해 배출하고, 이와 같은 방법에 의해 초기 우수가 배제된 청정수를 우수저장부(300)에 저장하도록 한다.
한편, 부력실(12) 바닥의 잔류수는 잔류수 배출관(17)을 통해 집수탱크(10)의 외부로 배출되며, 따라서, 강우량이 적어지게 되어 부력실(12)에 유입되는 우수의 양이 적어지게 되면 부력실(12) 내부의 수위가 낮아지게 되고 결과적으로 부력체(42)가 하강하게 된다.
부력체(42)의 하강에 의해 우수 전환판(41)이 도 7 기준으로 시계 방향으로 회전하게 되며, 본 발명의 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치는 평상시 상태로 복귀된다.
<실시예 2>
도 8에서 보이는 바와 같이, 본 실시예에 의한 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치는, 실시예 1에 적용된 계량수 가이드(판형, 관형)(30)가 집수탱크(10)의 유입부(16)에 설치되지 않고 집수탱크(10)의 바닥부에 적용되는 점에서 특징이 있다.
먼저 격벽(13)에는 계량수 안내홀(13b)이 형성된다. 계량수 안내홀(13b)은 싸이펀원리의 청정우수 배출관(15)의 입구보다 높은 위치에 형성된다.
계량수 안내홀(13b)은 도면에 하나의 원형으로 도시되었으나 이에 한정되지 아니하고 2개의 이상도 가능하고 또한 타원형 등 장공형태도 가능하다.
본 실시예에서 계량수 가이드(30-1)는 집수탱크(10) 안에 유입되는 우수를 계량수 안내홀(13b)을 통해 부력실(12)로 유도하는 저장 공간(박스형)의 형태로서, 격벽(13)의 부력실(12) 반대쪽에 상부를 향해 개방되는 형태로 형성(일체, 장착 등)되는 벽(33)에 의해 형성된다.
저장형의 계량수 가이드(30-1)는 집수탱크(10)에 유입되는 우수를 저장한 후 계량수 안내홀(13b)을 통해 부력실(12)에 급수하는 모든 형태와 위치가 가능하고 유입부(16)에서 직하부로 낙하는 우수가 저장되는 위치가 바람직하다. 물론 이 위치에 한정되는 것은 아니며 왜냐하면 유입부(16)에서 낙하하는 우수가 스크린(20)에 부딪친 후 유입되기 때문이다.
저장형의 계량수 가이드(30-1)를 형성하는 벽(33)은 도 9와 같이 집수탱크(10)의 바닥부에서부터 세워질 수 있다.
또한, 저장형 계량수 가이드(30-1)는 도 10에서 보이는 것처럼 관(34)(바람직하게 엘보우 형태)에 의해 형성되는 것도 가능하다. 관(34)은 배출측이 격벽(13)의 계량수 안내홀(13b)에 연결(일체, 관이음 등)되고 유입측이 유입부(16)를 향하도록 구성되어 초기 우수를 부력실(12)로 유도한다.
본 실시예에 따르면, 우천시 초기우수가 저장형의 계량수 가이드(30-1) 내부에 채워지게 되고[대부분의 초기 우수는 초기우수 배출관(14)을 통해 배수됨], 저장형의 계량수 가이드(30-1) 안에 채워진 초기 우수는 계량수 안내홀(13b)을 통해 부력실(12)에 급수되며, 일정량의 초기 우수가 부력실(12)에 채워지면 실시예 1처럼 집수탱크(10)에 유입되는 우수가 부력실(12)을 통해 우수 저장부에 저장되도록 유로가 전환되고, 이는 실시예 1과 동일하다.
한편, 저장형의 계량수 가이드(30-1)는 계량수 안내홀(13b)의 위치 상 일정량의 초기 우수가 잔류하게 될 것이며, 이 초기 우수를 배수하기 위하여 벽(33)의 바닥부에 배수공이 형성될 수 있다. 상기 배수공은 계량수 안내홀(13b)보다 작은 직경으로서 초기 우수가 저장형의 계량수 가이드(30-1) 안에 채워지는 것을 지연시키지 않으면서도 잔류하는 우수를 배수하도록 한다.
10 : 집수탱크, 11 : 초기우수 유출실
12 : 부력실, 13 : 격벽
14 : 초기우수 유출관, 15 : 청정우수 배출관
16 : 유입부, 20 : 스크린
30 : 계량수 가이드, 40 : 우수전환수단

Claims (12)

  1. 우수를 집수하며 내부에 세워지는 격벽(13)을 통해 초기우수 유출실(11)과 부력실(12)이 구획 형성되는 집수탱크(10)와;
    상기 집수탱크의 초기우수 유출실에 집수되는 우수를 방류 유도하는 초기우수 유출관(14)과;
    상기 집수탱크의 부력실에 연결되어 상기 부력실에 집수되는 우수를 재활용을 위하여 저장부로 유도하는 청정우수 배출관(15)과;
    상기 부력실을 향해 하향 경사지는 판형, 배출단이 상기 부력실 내부와 연통하는 관형 및 상기 부력실 내부와 연통하는 저장 공간을 갖는 박스형 중 어느 하나의 형태로서 상기 집수탱크 내부에 설치되며 상기 집수탱크 내부에 유입되는 우수 중에서 일부 우수를 계량수로 하여 상기 부력실로 유도하는 계량수 가이드(30)와;
    상기 집수탱크에 유입되는 우수를 상기 집수탱크의 초기우수 유출실로 유도하는 한편, 상기 계량수 가이드에 의해 일정량의 계량수가 상기 부력실에 저장되고, 초기 우수가 상기 초기우수 유출관을 통해 배출되면 상기 집수탱크에 유입되는 우수를 상기 부력실을 통해 우수 저장부로 유도하는 우수전환수단(40)을 포함하고,
    상기 우수전환수단은, 상기 격벽에 회동 가능하게 연결되어 상기 집수탱크에 유입되는 우수를 상기 초기우수 유출실 또는 부력실로 유도하는 우수 전환판, 상기 우수 전환판에 설치되며 상기 부력실에 저장되는 계량수에 의해 부유하면서 상기 우수 전환판을 회전시켜 상기 우수 전환판에 의해 우수를 상기 청정우수 배출관으로 유도하도록 하는 부력체를 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 계량수 가이드는 판형으로 이루어지며, 상기 집수탱크의 내부에 상기 집수탱크의 유입부의 가장자리에 상기 부력실을 향해 하향 경사지도록 설치되어 상기 유입부를 통해 낙하하는 우수를 상기 부력실로 유도하는 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 계량수 가이드는 관형으로 이루어지며 상기 집수탱크의 유입부에 설치되어 우수를 상기 부력실로 유도하는 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 계량수 가이드는 상기 집수탱크에 각도 조정 가능하게 설치되거나 상기 부력실을 향해 전후진 가능하게 설치되어 상기 부력실에 저장되는 계량수의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 격벽은 상기 부력실과 통하는 계량수 안내홀(13b)을 포함하며, 상기 계량수 가이드(30-1)는 상기 격벽의 부력실 반대쪽에 상부를 향해 개방 형성되며 상기 집수탱크에 유입되는 초기 우수를 상기 계량수 안내홀을 통해 상기 부력실로 유도하는 저장 공간의 형태인 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 저장 공간의 형태인 계량수 가이드(30-1)는 상기 격벽 또는 상기 집수탱크의 바닥부에 연결되는 벽(33)에 의해 상부를 향해 개방 형성되며, 상기 벽에는 상기 계량수 가이드(30-1) 안의 잔류수를 배수하는 배수공이 형성되는 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 계량수 가이드(30-1)는 배출측이 상기 격벽의 계량수 안내홀에 연결되는 한편 유입측이 집수탱크의 유입부를 향하도록 설치되어 초기 우수를 상기 부력실로 유도하는 관형인 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 우수 전환판의 회전을 구속하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 집수탱크의 부력실에 잔류하는 잔류수를 배출하는 잔류수 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 집수탱크에 설치되며 상기 집수탱크의 유입부를 통해 유입되는 우수에 포함된 이물질을 여과하는 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 초기우수 정량 배제 및 우수 저장 유도 장치.
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