KR101703415B1 - 나선안내부를 갖는 배수분산장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 배수분산장치(100)는, 세로로 설치되는 배수관(10); 배수관(10)의 내측면을 따라 나선형으로 설치되는 나선안내부(20); 및 나선안내부(20)를 타고 나선형으로 휘돌면서 밑으로 떨어지는 빗물이 빗각으로 부딪혀 사방으로 분산되도록 배수관(10)의 하단에 설치되며 가운데가 위로 볼록한 콘 형상을 하는 배수분산콘(30); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 빗물이 나선안내부(20)에 의해 애초부터 배수관(10) 내에서 나선형으로 휘돌면서 원심력이 가미된 상태로 낙하되어 배수분산콘(30)에 빗각으로 부딪혀 사방으로 분산되기 때문에 분산 효율이 매우 뛰어나다.

Description

나선안내부를 갖는 배수분산장치{drain spray apparatus having spiral guider}

본 발명은 배수분산장치에 관한 것으로서, 상세하게는 나선안내부의 도움을 받아 빗물이 사방으로 퍼지면서 분산 낙하되도록 하는 배수분산장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배수분산장치는 특히 교량 상판에 집수되는 우수를 교량 밑으로 배출시킬 때에 특히 유용하다.

일반적으로 교량의 자유낙하구간에 설치되는 배수관은 교량상판의 집수구를 통하여 유입되는 우수를 교량 하부공간으로 자유 낙하시켜 배출시키도록 설치된다.

도 1은 교량에 설치되는 종래의 배수관(3)을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 배수관(3)은 교량상판에 설치되는 집수구(1)를 통해 유입되는 우수를 교량 하부공간으로 자유 낙하시키도록 설치되는데, 이렇게 빗물이 직접 밑으로 자유 낙하되면 이로 인하여 교량 하부의 토사가 움푹 파이거나 유실되기 쉽고, 교량 하부 통행인의 안전이 위협받는 등 문제의 소지가 많다.

이를 해결하기 위한 일환으로 대한민국 등록특허 제683053호(2007.02.16.공고)과 제1123128호(2012.03.19.공고)에 우수가 사방으로 퍼지면서 분산 낙하되도록 하는 회전식 분산배수장치가 개시된 바 있다.

상기 등록특허 제683053호에서는 회전가능한 방사형 배수구(회전판)를 통하여 분산 낙하를 도모하고, 상기 등록특허 제1123128호(2012.03.19.공고)에서는 회전경사판(회전판)을 통하여 분산 낙하를 도모하는데, 결국 양자 모두 배수관의 끝단에 낙하수의 분산을 위한 회전판을 설치하는 것을 골자로 한다.

그러나 이들은 상기 회전판을 회전시킴에 있어 단지 빗물이 수직으로 낙하되는 힘을 이용하기 때문에 회전판을 회전시키는 데에 원심력 성분의 힘에 의한 기여가 약하여 회전판이 원활하게 회전되지 않는 경우가 허다하며 그 회전력도 미미하여 분산효율이 떨어진다. 특히 낙하되는 빗물의 양의 작을 경우에는 이러한 문제점이 심하게 나타난다. 뿐만 아니라, 회전축을 회전시키는 데 기여하는 힘이 약하므로 회전축에 이빗물질이 조그만 끼어도 회전이 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생한다.

대한민국 등록특허공보 제683053호(2007.02.16.공고) 대한민국 등록특허공보 제1123128호(2012.03.19.공고)

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배수관 내에서 빗물이 애초부터 나선형으로 휘돌면서 낙하되어 원심력이 가미되도록 함으로써 효율적으로 분산 낙하가 이루어지도록 하는 배수분산장치를 제공하는데 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배수분산장치는,
교량 상판에 집수되는 우수를 교량 밑으로 배출시킬 수 있도록 설치되어지는 집수구를 구성하는 배수관의 내측면에 우수가 휘돌아가면서 낙수되어질 수 있도록 하는 나선안내부가 니은자형을 이루며 형성되어 있고;
상기 배수관의 내부에는 나선안내부를 타고 나선형으로 휘돌면서 밑으로 떨어지는 빗빗물이 빗각으로 부딪혀 사방으로 분산되도록 가운데가 위로 볼록한 콘 형상을 하는 배수분산콘이 회전축과 연동하도록 말단과 연결 설치되어지되, 상기 배수분산콘은 부딪히는 빗빗물이 사방으로 잘 분산되도록 윗면에 곡선형태의 유도날개(guide vane)가 방사상으로 복수개가 돌출 형성됨과 동시에 유도날개는 상기 배수분산콘의 중심에 대해 점 대칭되게 배치형성되어 있고, 평탄한 밑면에는 바람개비날개가 아래쪽으로 돌출되도록 형성되어 있으며;
상기 배수관의 내부에 축 지지수단이 설치되고, 상기 축 지지수단은 상기 배수관에 대해 가로로 놓이도록 상기 배수관 내에 위아래로 서로 이격되게 고정 설치되는 상측고정부와 하측고정부를 포함하여 이루어지되, 상기 상측고정부와 하측고정부 각각의 양단에는 위 또는 아래로 절곡되는 각각의 절곡부가 형성되어 있어 상기 절곡부를 통하여 상기 배수관의 측벽에 고정되고, 상기 상측고정부와 하측고정부에는 회전축이 상기 상측고정부와 하측고정부를 관통하여 회전 가능하도록 베어링을 매개로 설치되며;

상기 상측고정부와 하측고정부 사이에 위치하도록 상기 회전축에 프로펠러가 설치되고, 상기 프로펠러와 상기 배수분산콘이 상기 회전축과 함께 동일한 방향으로 회전하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 의하면, 빗물이 나선안내부에 의해 애초부터 배수관 내에서 나선형으로 휘돌면서 원심력이 가미된 상태로 낙하되어 배수분산콘에 빗각으로 부딪혀 사방으로 분산되기 때문에 분산 효율이 매우 뛰어나며, 배수분산콘과 프로펠러가 상승적으로 상호작용하면서 회전하도록 설치되기 때문에 이와 같은 분산 효율이 더욱 배가된다.

도 1은 교량에 설치되는 종래의 배수관(3)을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 배수분산장치(100)를 설명하기 위한 도면들;
도 5는 바람개비날개(36)를 설명하기 위한 도면;
도 6은 나선안내부(20)의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.

도 2는 본 발명에 따른 배수분산장치(100)를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 분해도, 도 4는 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 배수분산장치(100)는 세로로 설치되는 배수관(10)의 내측면을 따라 나선형(spiral)의 나선안내부(20)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

이렇게 나선안내부(20)를 설치하는 이유는, 마치 총열의 내부에 나선형 강선홈을 형성하여 총알이 우선회 또는 좌선회되면서 발사되도록 하는 것과 같은 이치로, 배수관(10)에 유입되는 빗물이 나선안내부(20)의 안내를 받아 나선형으로 휘돌면서 밑으로 떨어지도록 하기 위함이다.

배수관(10)의 하단에는 나선안내부(20)를 타고 나선형으로 휘돌면서 밑으로 떨어지는 빗물이 빗각(oblique angle)으로 부딪혀 사방으로 분산되도록 가운데가 위로 볼록한 콘 형상의 배수분산콘(30)이 설치된다.

빗물이 배수관(10)에서 나선형으로 휘돌면서 밑으로 떨어지기 때문에 배수분산콘(30)에 부딪히는 빗물에는 이미 원심력 성분의 힘이 가미되어 있다. 이 때, 배수분산콘(30)이 위로 볼록한 콘 형상을 하기 때문에 원심력의 힘 성분을 가지는 빗물이 배수분산콘(30)의 윗면에 빗각(oblique angle)으로 부딪히게 되어 사방으로 멀리 분산된다.

이와 같이 본 발명은 나선안내부(20)와 배수분산콘(30)의 간단한 조합을 통하여 효율적인 분산 낙하 효과를 얻는 것을 특징으로 한다.

배수분산콘(30)의 윗면에는 마치 바람개비 날개와 같은 유도날개(guide vane, 35)가 형성되는 것이 바람직한데, 이는 배수분산콘(30)에 부딪히는 빗물이 유도날개(35)의 안내를 받아 더욱 큰 원심력으로 분산되도록 하기 위함이다. 유도날개(35)는 나선안내부(20)에 의해 나선형으로 휘몰아치면서 떨어지는 빗물에 의해 배수분산콘(30)이 더욱 잘 회전되도록 하기 위한 것이므로, 유도날개(35)의 방향은 나선안내부(20)의 방향에 의해 결정될 것이다.

유도날개(35)가 없더라도 상술한 바와 같은 이유로 배수분산콘(30)에 부딪히는 빗물이 원심력을 가지면서 사방으로 분산될 것이지만, 이러한 원심력이 배가되는 방향으로 유도날개(35)가 곡선형태를 하면서 배수분산콘(30)의 중심에 대해 점대칭되게 배수분산콘(30)의 윗면에 복수개가 방사상으로 돌출 형성되면, 이러한 분산 효율이 급격히 증가한다.

나선안내부(20)는 배수관(10)의 내측면에 나선형으로 돌기나 홈이 형성됨으로써 구현될 수 있다. 돌기형일 경우 보다 더 강한 나선류가 형성되도록 하기 위해서는 도 3에서와 같이 배수관(10)의 내측면에서 안쪽으로 돌출된 후 옆으로 절곡되어 대략 'ㄴ'자 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 6에서는 단순한 돌기형태의 경우가 예로서 도시되었다.

여기서, 나선형이라 함은 빗물이 나선형으로 휘돌면서 떨어질 수 있는 구성이기만 하다면, 하나의 강선이 연속적으로 이어지면서 나선형을 이루는 경우뿐 만 아니라 도면에서와 같이 여러 개의 강선이 독립적으로 나선 형태로 형성되는 경우도 포함되는 개념이다.

배수관(10)에 유입되는 빗물이 나선형으로 휘돌면서 밑으로 떨어지도록 배수관(10) 내에 프로펠러(60)가 더 설치되는 것이 바람직하다. 프로펠러(60)는 빗물이 어느 한 방향으로 선회하는 것을 도와줄 뿐만 아니라 프로펠러(60)에 의해서 빗물이 나선안내부(20)가 있는 옆쪽으로 튀기 때문에 나선안내부(20)의 효과를 배가시키는 역할도 한다.

배수관(10)의 내부에는 상측고정부(41)와 하측고정부(42)를 포함하는 축 지지수단(40)이 설치되며, 상측고정부(41)와 하측고정부(42)는 배수관(10)에 대해 가로로 놓이도록 배수관(10)의 내부에 위아래로 서로 이격되게 설치된다.

축 지지수단(40)은 빗물이 낙하되는 것을 방해하지 않도록 설치되는 것이 바람직하므로, 상측고정부(41)와 하측고정부(42) 각각은 가로로 일자 형상을 하고, 양단에는 위 또는 아래로 절곡되는 절곡부(41a, 42a)가 형성되며, 이러한 절곡부(41a, 42a)를 통하여 배수관(10)의 측벽에 결합 설치되는 것이 바람직하다.

회전축(50)은 상측고정부(41)와 하측고정부(42)를 관통하여 회전 가능하도록 설치되며, 프로펠러(60)는 상측고정부(41)와 하측고정부(42) 사이에서 회전축(50)과 함께 회전하도록 회전축(50)에 설치된다.

회전축(50)의 회전에 도움이 되도록 회전축(50)이 관통하는 상측고정부(41)와 하측고정부(42) 부위에는 베어링(80)이 설치되는 것이 바람직하고, 베어링(80)이 빠지지 않도록 베어링(80)이 설치되는 부위에는 베어링커버(70)가 설치되는 것이 바람직하다.

배수분산콘(30)은 회전축(50)과 함께 회전하도록 하측고정부(42)의 밑으로 관통하여 빠져나온 회전축(50)의 밑단에 설치되는 것이 바람직하다.

배수관(10)을 통해서 빗물이 낙하되는 빗물은 나선안내부(20)에 의해 나선형으로 휘돌면서 밑으로 떨어지게 되고, 이러한 효과는 프로펠러(60)의 존재로 인해 배가된다. 프로펠러(60)가 회전축(50)과 함께 회전하도록 설치되기 때문에 배수분산콘(30)은 프로펠러(60)의 회전에 의해 함께 회전력을 부여받을 뿐만 아니라 나선형으로 휘돌면서 배수분산콘(30)에 떨어지는 빗물이 유도날개(35)에 부딪힘으로 인해서도 회전력을 부여받는다. 따라서 배수분산콘(30)이 종래에 비하여 매우 힘 있게 회전하게 된다. 이러한 배수분산콘(30)의 회전력은 다시 프로펠러(60)로 귀환(feedback)되어 프로펠러(60)의 회전력을 배가시킴으로써 배수분산콘(30)과 프로펠러(60)가 서로 상승적으로 상호작용하면서 회전하게 된다.

회전축(50)이 회전 불가능하게 설치되고 베어링(80)이 프로펠러(60)와 회전축(50) 사이에 설치됨으로써 프로펠러(60)만 회전 가능하고 배수분산콘(30)은 회전 불가능하도록 설치되는 경우도 본 발명의 기술적 사상 범주에 당연히 포함되는 것임을 밝혀둔다.

도 5는 바람개비날개(36)를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 배수분산콘(30)의 밑면에는 바람개비날개(36)가 아래쪽으로 돌출되도록 설치되는 것이 바람직하다. 배수분산콘(30)은 외부 환경에 노출되도록 설치될 것이므로 외부에서 부는 바람이 바람개비날개(36)에 부딪히면서 배수분산콘(30)의 회전에 더욱 도움을 줄 것이다. 바람개비날개(36)의 방향은 유도날개(35)의 방향과 같아야 바람직하다. 바람개비날개(36)가 제기능을 발휘하기 위해서는 바람개비날개(36)가 설치되는 배수분산콘(30)의 밑면이 평평하거나 아래로 돌출되어야 할 것이며, 위쪽으로 오목하게 들어가서는 아니 될 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 빗물이 나선안내부(20)에 의해 애초부터 배수관(10) 내에서 나선형으로 휘돌면서 원심력이 가미된 상태로 낙하되어 배수분산콘(30)에 빗각으로 부딪혀 사방으로 분산되기 때문에 분산 효율이 매우 뛰어나며, 배수분산콘(30)과 프로펠러(60)가 상승적으로 상호작용하면서 회전하도록 설치되기 때문에 이와 같은 분산 효율이 더욱 배가된다.

1: 집수구 3, 10: 배수관
20: 나선안내부 30: 배수분산콘
35: 유도날개 36: 바람개비날개
40: 축 지지수단 41: 상측고정부
41a, 42a: 절곡부 42: 하측고정부
50 : 회전축 60: 프로펠러
70: 베어링커버 80: 베어링
100: 배수분산장치

Claims (7)

1. 교량 상판에 집수되는 우수를 교량 밑으로 배출시킬 수 있도록 설치되어지는 집수구(1)를 구성하는 배수관(10)의 내측면에 우수가 휘돌아가면서 낙수되어질 수 있도록 하는 나선안내부(20)가 니은자형을 이루며 형성되어 있고;
   상기 배수관(10)의 내부에는 나선안내부(20)를 타고 나선형으로 휘돌면서 밑으로 떨어지는 빗빗물이 빗각으로 부딪혀 사방으로 분산되도록 가운데가 위로 볼록한 콘 형상을 하는 배수분산콘(30)이 회전축(50)과 연동하도록 말단과 연결 설치되어지되, 상기 배수분산콘(30)은 부딪히는 빗빗물이 사방으로 잘 분산되도록 윗면에 곡선형태의 유도날개(guide vane)가 방사상으로 복수개가 돌출 형성됨과 동시에 유도날개(35)는 상기 배수분산콘(30)의 중심에 대해 점 대칭되게 배치형성되어 있고, 평탄한 밑면에는 바람개비날개(36)가 아래쪽으로 돌출되도록 형성되어 있으며;
   상기 배수관(10)의 내부에 축 지지수단(40)이 설치되고, 상기 축 지지수단(40)은 상기 배수관(10)에 대해 가로로 놓이도록 상기 배수관(10) 내에 위아래로 서로 이격되게 고정 설치되는 상측고정부(41)와 하측고정부(42)를 포함하여 이루어지되, 상기 상측고정부(41)와 하측고정부(42) 각각의 양단에는 위 또는 아래로 절곡되는 각각의 절곡부(41a)(42a)가 형성되어 있어 상기 절곡부를 통하여 상기 배수관(10)의 측벽에 고정되고, 상기 상측고정부(41)와 하측고정부(42)에는 회전축(50)이 상기 상측고정부(41)와 하측고정부(42)를 관통하여 회전 가능하도록 베어링(80)을 매개로 설치되며;
   상기 상측고정부(41)와 하측고정부(42) 사이에 위치하도록 상기 회전축(50)에 프로펠러(60)가 설치되고, 상기 프로펠러(60)와 상기 배수분산콘(30)이 상기 회전축(50)과 함께 동일한 방향으로 회전하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 배수분산장치.
   
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