KR101622222B1 - 가뭄과 수해대비와 싱크홀 예방을 위한 빗물이용장치 - Google Patents

가뭄과 수해대비와 싱크홀 예방을 위한 빗물이용장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가뭄과 수해대비와 싱크홀 예방을 위한 빗물이용장치에 관한 것으로서, 유입되는 원수의 양에 따라 유입구를 개폐하는 부유식 댐퍼와 스크린망을 포함하는 1차 여과부와, 상기 1차 여과부에서 여과된 여과수에 포함된 앙금을 유도하는 앙금유도플레이트와 상기 앙금유도플레이트에 의해 필터링된 앙금을 저장하는 앙금수집조를 포함하는 앙금처리부와, 상기 앙금처리부에 연결되어 앙금이 필터링된 여과수를 다시 여과하는 복수의 여과재를 포함하는 2차 여과부와, 상기 2차 여과부에 의해 여과된 여과수를 저장하며, 내벽면에 일정간격 이격되어 설치되는 복수의 수압방지 완충기둥과 외벽면에 일정간격 이격되어 설치되는 복수의 토압방지 완충기둥을 포함하는 저장조와, 상기 저장조에 연결되어 저장조 내의 원수를 지중에 침투시키는 지중침투관과, 상기 저장조 내에 설치되며 상기 저장조의 수위에 따라 상하로 이동하는 부유식 유출기와, 상기 부유식 유출기에 연결되어 상기 저장조의 수위의 상부의 여과수를 외부로 유출시키는 생활용수관을 구비하여, 빗물이나 계곡수의 물을 생활용수로 이용하고, 여과된 물을 하천으로 방류시키거나 지중 대수층으로 침투시켜 싱크홀을 방지하며, 하수처리수나 정화조처리수를 여과 및 저장시켜 수세식 화장실용수로 이용하거나 중수도로 이용할 수도 있으며, 지중 대수층으로 침투시켜 싱크홀을 방지하며, 건천을 막고 상시적으로 하천에 물이 흐르게 하여 가뭄과 수해룰 예방하며 하천의 수질정화 능력을 향상시킬 수 있고, 수압방지 완충기둥과 상기 토압방지 완충기둥에 의해 수압과 지중매립시 발생하는 토압을 방지할 수 있다.

Description

가뭄과 수해대비와 싱크홀 예방을 위한 빗물이용장치{RAINWATER UTILIZING APPARATUS FOR DROUGHT AND FLOOD DAMAGE AND SINK HOLE PREVENTION}
본 발명은 가뭄과 수해대비와 싱크홀 예방을 위한 빗물이용장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빗물이나 계곡수의 물을 생활용수로 이용하고, 여과된 물을 하천으로 방류시키거나 지중 대수층으로 침투시켜 싱크홀을 방지하며, 하수처리수나 정화조처리수를 여과 및 저장시켜 수세식 화장실용수로 이용하거나 중수도로 이용할 수도 있으며, 지중 대수층으로 침투시켜 싱크홀을 방지하며, 건천을 막고 상시적으로 하천에 물이 흐르게 하여 가뭄과 수해룰 예방하며 하천의 수질정화 능력을 향상시킬 뿐만 아니라, 수압과 지중매립시 발생하는 토압을 방지할 수 있는 빗물이용장치에 관한 것이다.
최근, 가뭄으로 인해 산간 도서지방의 생활용수의 공급에 많은 문제가 발생하고 있고, 도시는 물론 급격한 도시화로 인하여 농촌지역에서도 상당한 정도로 도로를 포함한 대부분의 땅이 불투수층인 콘크리트 등으로 포장되고 있고 이로 인해 대부분의 도로를 포함한 땅이 불투수층으로 형성되게 됨에 따라 싱크홀이 발생하며, 수해가 발생하고 빗물 등의 배수처리문제가 대두되고 있다.
또한, 대수층의 물 부족으로 하천이 건천화 되어 빗물 등의 활용문제가 매우 중요해지고 있다.
한편, 도시를 포함한 농촌의 대부분의 땅이 불투수층으로 형성되어지게 됨에 따라, 빗물 등이 지중으로 침투되지 못하고, 단순히 배수관 등을 통해 하천으로 흘려 보내지게 설계되어 있어, 결과적으로 지중으로 스며드는 빗물의 비중이 상대적으로 저조하여 지하수가 고갈되는 것과 동시에, 지하수를 생명유지원으로 하는 생태계를 파괴하는 한 원인으로 작용하고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 문제가 있음에도 불구하고, 현재는 빗물 등의 배수처리문제도 적절하게 해결하지 못하고 있는 실정으로, 빗물을 재이용하는 기술과 관련하여서는 거의 실현이 되고 있지 못하고 있다.
상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 종래의 방법으로, 한국등록특허 제1043661호(지중 침투형 빗물배수장치)는 도로 포장면과 보도면 사이에 빗물을 자연스럽게 지중으로 배수하도록 한 장치가 개시되어 있고, 한국등록특허 제1524682호(탈부착형 거름망을 구비한 맨홀과 GMT소재를 이용한 조립식 빗물저장시설)의 기술이 개발되어 있으나, 상기 기술들은 적절한 여과시설과 빗물저장 및 처리시에 가장 문제가 되고 있는 흙 또는 미세먼지 등으로 이루어진 앙금처리장치가 구비하고 있지 않고 지중으로 침투된 빗물이 역류하는 것을 막을수가 없어 현실적으로 빗물 등의 여과와 지중침투에는 효과적이지 않다는 문제가 있다.
따라서, 빗물 등의 처리를 효과적으로 행할 수 있고, 빗물 처리시 발생하는 앙금을 효과적으로 수집 및 처리할 수 있는 앙금수집조를 구비한 물 저장탱크와 여과된 빗물을 지중으로 효과적으로 침투시키는 방안이 필요한 실정이다.
한국특허 제1043661호(지중 침투형 빗물배수장치) 한국특허 제1524682호(탈부착형 거름망을 구비한 맨홀과 GMT소재를 이용한 조립식 빗물저장시설)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 빗물이나 계곡수의 물을 생활용수로 이용하고, 여과된 물을 하천으로 방류시키거나 지중 대수층으로 침투시켜 싱크홀을 방지하며, 하수처리수나 정화조처리수를 여과 및 저장시켜 수세식 화장실용수로 이용하거나 중수도로 이용할 수도 있으며, 지중 대수층으로 침투시켜 싱크홀을 방지하며, 건천을 막고 상시적으로 하천에 물이 흐르게 하여 가뭄과 수해룰 예방하며 하천의 수질정화 능력을 향상시킬 뿐만 아니라, 수압과 지중매립시 발생하는 토압을 방지할 수 있는 빗물이용장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 하수처리수나 정화조처리수를 여과 및 저장시켜 수세식 화장실용수로 이용하거나 중수도로 이용할 수도 있으며, 비가 그친 후에는 빗물이용 장치 하단에 구성된 여과조의 여과재를 역세척을 실시하여 상시적으로 비가와도 여과 및 정화가 가능한 빗물이용장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 빗물이용장치는 원수가 흐르는 우수관에 연결되어 원수가 유입되며, 유입되는 원수의 양에 따라 유입구를 개폐하는 부유식 댐퍼와 스크린망을 포함하는 1차 여과부와, 상기 1차 여과부에서 여과된 여과수에 포함된 앙금을 유도하는 앙금유도플레이트와 상기 앙금유도플레이트에 의해 필터링된 앙금을 저장하는 앙금수집조를 포함하는 앙금처리부와, 상기 앙금처리부에 연결되어 앙금이 필터링된 여과수를 다시 여과하는 복수의 여과재를 포함하는 2차 여과부와, 상기 2차 여과부에 의해 여과된 여과수를 저장하며, 내벽면에 일정간격 이격되어 설치되는 복수의 수압방지 완충기둥과 외벽면에 일정간격 이격되어 설치되는 복수의 토압방지 완충기둥을 포함하는 저장조와, 상기 저장조에 연결되어 저장조 내의 원수를 지중에 침투시키는 지중침투관과, 상기 저장조 내에 설치되며 상기 저장조의 수위에 따라 상하로 이동하는 부유식 유출기와, 상기 부유식 유출기에 연결되어 상기 저장조의 수위의 상부의 여과수를 외부로 유출시키는 생활용수관을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 수압방지 완충기둥과 상기 토압방지 완충기둥은 상기 저장조의 벽면을 따라 상하방향으로 길게 설치되며, 외부면에는 완충홀이 길이방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 앙금수집조의 하단에 설치되는 1차 드레인밸브를 포함하는 제 1 드레인배관과, 2차 드레인밸브가 설치되며 상기 지중침투관에 연결된 제 2 드레인배관을 구비하여 상기 1차 드레인밸브와 상기 2차 드레인밸브를 개방하여 역세척을 실행하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명의 빗물이용장치에 의하면, 빗물이나 계곡수의 물을 생활용수로 이용하고, 여과된 물을 지중 대수층으로 침투시켜 싱크홀을 방지하며, 건천을 막고 상시적으로 하천에 물이 흐르게 하여 가뭄과 수해룰 예방하며 하천의 수질정화 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 수압방지 완충기둥과 상기 토압방지 완충기둥에 의해 수압과 지중매립시 발생하는 토압을 방지할 수 있다.
또한, 하수처리수나 정화조처리수를 여과 및 저장시켜 수세식 화장실용수로 이용하거나 중수도로 이용할 수도 있으며, 비가 그친 후에는 빗물이용 장치 하단에 구성된 여과조의 여과재를 역세척을 실시하여 상시적으로 비가와도 여과 및 정화가 가능하다.
도 1은 본 발명에 의한 빗물이용장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의앙금처리부와 2차 여과부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 부유식 유출기를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 저장조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 빗물이용장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 가뭄과 수해대비와 싱크홀 예방을 위한 빗물이용장치에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 가뭄과 수해대비와 싱크홀 예방을 위한 빗물이용장치(1)는 1차 여과부(10)와, 앙금처리부(20)와, 2차 여과부(30)와, 저장조(40)와, 지중침투관(50)과, 부유식 유출기(60)와, 생활용수관(70)을 포함하여 구성된다.
본 발명에 의한 빗물이용장치(1)는 우수 또는 계곡수 등의 원수가 저장조(40)에 저장되기 전에 1차 여과부(10)를 통해 1차적으로 여과시킴과 동시에 유입되는 원수의 양과 수위에 따라 원수를 유입시키거나 차단할 수 있도록 구성된다.
상기 1차 여과부(10)는 우수 또는 계곡수 등의 원수가 흐르는 우수관(2)에 연결되며 상기 우수관(2)으로부터 우수관스크린(2a)을 통해 원수가 유입된다. 상기 1차 여과부(10)의 유입측에는 부유식 댐퍼(12)와 부유체(12a)가 설치된다. 상기
원수가 유입됨에 따라 상기 1차 여과부 및 저장조의 수위가 상승하게 되고, 이에 따라 상기 부유체(12a)가 상승하여 상기 부유식 댐퍼(12)를 폐쇄하게 되므로, 유입되는 원수의 양과 수위에 따라 원수를 유입시키거나 차단할 수 있도록 구성된다.
상기 1차 여과부(10)는 여과부본체(11)의 내부에 상기 부유식 댐퍼와 부유체의 일측에 중간벽체(11a)가 형성되고, 상기 중간벽체(11a)의 상하부에는 여과부 상부스크린과 여과부 하부스크린(13a, 13b)이 설치되고, 상기 중간벽체의 내부에는 상기 1차 여과제(15)가 설치되어, 유입되는 원수를 필터링하도록 구성된다.
유입된 원수가 상기 1차 여과부의 상기 여과부 상부스크린과 여과부 하부스크린(13a, 13b)과 상기 1차 여과제를 통과하면서 필터링된 원수는 개폐밸브(15)와 체크밸브(16)를 통해 연결관(17)으로 배출되도록 구성된다.
상기 개폐밸브(15)와 상기 체크밸브(16)를 개폐하여 저장조로 유입되는 원수의 양을 조절할 수 있다.
상기 연결관(17)의 하부에는 앙금처리부(20)가 형성되어, 상기 1차 여과부를 통과한 원수가 보다 맑은 물로 여과되어 후술하는 저장조로 유입되도록 구성된다. 상기 앙금처리부(20)는 앙금유도플레이트(21)와 앙금수집조(22)를 포함하여 구성된다.
상기 앙금유도플레이트(21)는 상기 앙금수집조(22)와의 경계에 설치된 앙금스크린망(22a) 또는 상기 연결관(17)의 벽면으로부터 경사져 설치되며, 단면이 물결모양으로 형성되어 있다. 상기 앙금유도플레이트(21)는 빗물저장 및 처리시에 가장 문제가 되고 있는 흙 또는 미세먼지 등으로 이루어진 앙금을 걸러내도록 구성된다. 상기 앙금유도플레이트(21)의 하부에는 앙금수집조(22)가 설치되어, 상기 앙금유도플레이트(21)에 의해 걸러진 앙금을 일시적으로 저장하도록 구성된다.
또한, 후술하는 저장조의 설치위치가 상기 우수관보다 낮을 경우에는 저장조 일측에 구성된 상기 앙금수집조의 하단에 펌프(미도시)를 투입시켜 빗물과 함께 유입된 이물질을 배출할 수 있도록 구성할 수 있다.
상기 앙금처리부(20)를 통과한 원수는 2차 여과부(30)로 유입된다. 상기 2차 여과부(30)는 상기 앙금처리부에 연결되어 앙금이 필터링된 여과수를 다시 여과하는 복수의 여과재(31, 32, 33)를 포함한다.
상기 2차 여과부(30)는, 상기 앙금처리부(20)측에 설치된 유입스트레이너(34)를 통해 원수에 포함된 오염물질을 우선 제거한 후, 제 1 여과재(31)와 제 2 여과재(32)와 제 3 여과재(33)를 순차적으로 거치면서 오염물질이 더욱 여과되도록 구성되고, 상기 복수의 여과재를 통과한 원수는 유출스트레이너(35)를 통해 다시 한번 오염물질이 제거되도록 구성된다.
상기 복수의 여과재(31, 32, 33)에 설치된 여과재는 규사, 활성탄 등 기타 흡착재 등으로 구성될 수 있다.
상기 2차 여과부에 의해 여과된 여과수는 저장조(40)에 저장된다. 본 실시예에 있어서, 상기 저장조(40)는 대략 직방체 형상 또는 원기둥 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 저장조(40)의 저장조본체(41)의 벽면에는 복수의 수압방지완충기둥(42)과 복수의 토압방지완충기둥(43)이 설치된다.
상기 수압방지 완충기둥(42)은 상기 저장조본체(41)의 내벽면에 일정간격 이격되어 설치되며 상기 저장조본체의 벽면을 따라 상하방향으로 길게 설치된다.
상기 토압방지 완충기둥(43)은 상기 저장조본체(41)의 외벽면에 일정간격 이격되어 설치되며 상기 저장조본체의 외벽면을 따라 상하방향으로 길게 설치된다.
여기서, 상기 수압방지 완충기둥과 상기 토압방지 완충기둥에는 내측면으로 오목하게 절개된 완충홀(44)이 형성되어 있다.
상기 완충홀(44)을 구비한 상기 수압방지완충기둥(42) 및/또는 상기 토압방지 완충기둥(43)을 구성하여, 지중에 매립할 경우에는 저장조 내부에 물이비어 있을 경우 등 현장여건에 따라 발생하는 수압과 토압을 방지 할 수 있고, 국부적인 수압으로 인해 저장조의 변형이나 파손을 예방할 수 있다.
상기 저장조(40)는 스테인리스, 스틸, 콘크리트, PE 등의 재료를 이용하거나 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete)를 이용할 수도 있으며, 프리캐스트 콘크리트로 구성할 경우에는 STS, PE, PVC 등 녹이 슬지않는 매끄러운 물질을 코팅하여 사각형 원통형 타원형 등의 형상으로 현장 여건에 따라 건물의 옥상, 지상, 건물의 지하실, 지중 매립 등 다양하게 구성 및 설치할 수 있다.
상기 저장조(40)의 일측에는 지중침투관(50)이 배치된다. 상기 저장조(40) 내부에 저장된 여과된 물을 지중침투조절밸브(51)를 통하여 지중 대수층으로 침투시켜 땅의 싱크홀을 방지하도록 구성된다.
본 발명에 의한 빗물이용장치는 부유식 유출기(60)와, 플렉서블한 관으로 형성된 생활용수관(70)을 더욱 구비할 수 있다.
상기 부유식 유출기(60)는 상기 저장조 내에 설치되며, 제 2 부유체(62)가 일체로 설치되어 상기 저장조의 수위에 따라 상하로 이동하도록 구성된다. 또한, 상기 부유식 유출기(60)는 연결플랜지(62)를 통해 상기 생활용수관(70)에 연결되며, 상기 연결플랜지(70)의 하부에는 여과필터(63)를 설치하여, 상기 저장조 내에 저장된 여과수를 다시 한번 여과하여 상기 생활용수관(70)으로 배출하도록 구성된다.
상기 부유식 유출기(70)를 통해 상기 저장조(40) 내부의 물 중에서 상부에 위치하는 보다 더 맑은 물만을 생활용수로 이용하도록 유출시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 빗물이용장치(1)는 역세척을 위하여 제 1 드레인배관(81)과 제 2 드레인배관(82)을 구비한다.
상기 제 1 드레인배관(81)은 상기 앙금수집조의 하단에 설치되며 1차 드레인밸브(81a)를 포함하고, 상기 제 2 드레인배관(82)은 일끝단이 상기 지중침투관(50)에 연결되고 타끝단이 상기 제 1 드레인배관에 연결되며 2차 드레인밸브(82a)를 포함한다.
비가 그친 후에는 상기 1차 여과부의 개폐밸브와 체크밸브(15, 16)를 닫고 상기 1차 드레인밸브와 상기 2차 드레인밸브를 개방하여, 상기 저장조(40)에 저장된 물의 수압을 이용하여 상기 2차 여과부(30)와 상기 앙금처리부(20)의 이물질을 역세척한다. 역세척이 끝난 후에는 다시 상기 1차 여과부의 개폐밸브와 체크밸브를 열고 상기 1차 드레인밸브와 상기 2차 드레인밸브를 닫아 상시적으로 비가 와도 상기 2차 여과부 및 상기 앙금처리부가 원활하게 기능하도록 구성한다.
이로써, 건천을 막고 상시적으로 하천에 물이 흐르게 하여 가뭄과 수해룰 예방하며 하천의 수질정화 능력을 향상시킬 수 있도록 하며, 하수처리수나 정화조처리수를 여과 및 저장시켜 수세식 화장실용수로 이용하거나 중수도로 이용할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 빗물이용장치(1)는 약품투입관(90)과 약품분사관(91)을 더욱 구비할 수 있다.
유입되는 원수에 포함된 악취물질이나 중금속 등의 이물질을 여과하기 위해서 상기 저장조(40) 내부에 악취제나 수질정화약품을 등을 상기 약품투입관(90)과 약품분사관(91)을 통해 골고루 분사 및 혼합할수 있도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 저장조(40)에 수위센서를 설치하여 수위, 강우량, 역세척, 물의 지중침투 등을 사무실 등에서 무선으로 원격 조정과 관리가 가능하도록 구성할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
1 : 빗물이용장치
2 : 우수관
10 : 1차 여과부
20 : 앙금처리부
30 : 2차 여과부
40 : 저장조
50 : 지중침투관
60 : 부유식 유출기
70 : 생활용수관

Claims (3)

  1. 원수가 흐르는 우수관에 연결되어 원수가 유입되며, 유입되는 원수의 양에 따라 유입구를 개폐하는 부유식 댐퍼와 스크린망을 포함하는 1차 여과부와,
    상기 1차 여과부에서 여과된 여과수에 포함된 앙금을 유도하는 앙금유도플레이트와 상기 앙금유도플레이트에 의해 필터링된 앙금을 저장하는 앙금수집조를 포함하는 앙금처리부와,
    상기 앙금처리부에 연결되어 앙금이 필터링된 여과수를 다시 여과하는 복수의 여과재를 포함하는 2차 여과부와,
    상기 2차 여과부에 의해 여과된 여과수를 저장하며, 내벽면에 일정간격 이격되어 설치되는 복수의 수압방지 완충기둥과 외벽면에 일정간격 이격되어 설치되는 복수의 토압방지 완충기둥을 포함하는 저장조와,
    상기 저장조에 연결되어 저장조 내의 원수를 지중에 침투시키는 지중침투관과,
    상기 저장조 내에 설치되며 상기 저장조의 수위에 따라 상하로 이동하는 부유식 유출기와,
    상기 부유식 유출기에 연결되어 상기 저장조의 수위의 상부의 여과수를 외부로 유출시키는 생활용수관을 구비하며,
    상기 수압방지 완충기둥과 상기 토압방지 완충기둥은 상기 저장조의 벽면을 따라 상하방향으로 길게 설치되며, 외부면에는 완충홀이 길이방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가뭄과 수해대비와 싱크홀 예방을 위한 빗물이용장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 앙금수집조의 하단에 설치되는 1차 드레인밸브를 포함하는 제 1 드레인배관과,
    2차 드레인밸브가 설치되며 상기 지중침투관에 연결된 제 2 드레인배관을 구비하여 상기 1차 드레인밸브와 상기 2차 드레인밸브를 개방하여 역세척을 실행하는 것을 특징으로 하는 가뭄과 수해대비와 싱크홀 예방을 위한 빗물이용장치.
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