KR101905810B1 - 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로의 인접 위치에 빗물정원을 구성하여 홍수나 지반 침하를 막고, 선택에 따라 펌프를 이용하여 빗물정원내 저수된 물을 강제배수시킴으로써 배수효율 향상은 물론 집수된 우수를 다목적으로 활용할 수 있도록 한 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조에 관한 것이다.

Description

도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조{ROAD STRUCTURE WITH WATER DRAIN OF ROAD SURFACE}

본 발명은 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로의 인접 위치에 빗물정원을 구성하여 홍수나 지반 침하를 막고, 선택에 따라 펌프를 이용하여 빗물정원내 저수된 물을 강제배수시킴으로써 배수효율 향상은 물론 집수된 우수를 다목적으로 활용할 수 있도록 한 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조에 관한 것이다.

일반적으로, 도로 토목 기술 분야 중 차량이 통행을 하는 도로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 아스팔트나 콘크리트 등을 포장하여 구성된 도로면(12)과, 이 도로면(12)의 양측에 매입설치되어 우수를 수집하는 집수정(10)과, 이 집수정(10)에 연결되어 수집된 우수를 하수도로 배출하는 우수배출관(20)이 구비된 것으로, 도로면(12)에 내린 우수는 도로면(12)의 측면을 따라 구비된 도시안된 우수받이덕트에 의해 상기 집수정(10)에 수집된 후, 우수배출관(20)을 통해 하수도로 배출된다.

그런데, 이러한 도로는 자연적인 물의 흐름을 이용하여 도로면(12)에 내린 우수를 배수하므로, 배수량이 작고, 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제0733586호(2007.06.22.) '배수처리가 용이한 도로구조'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 도로의 인접 위치에 빗물정원을 구성하여 홍수나 지반 침하를 막고, 선택에 따라 펌프를 이용하여 빗물정원내 저수된 물을 강제배수시킴으로써 배수효율 향상은 물론 집수된 우수를 다목적으로 활용할 수 있도록 한 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 아스팔트나 콘크리트를 포장하여 구성된 도로면(12)과, 이 도로면(12)의 양측에 매입설치되어 우수를 수집하는 집수정(10)과, 이 집수정(10)에 연결되어 수집된 우수를 하수도로 배출하는 우수배출관(20)이 구비된 도로구조에 있어서,
상측에 개구부(34)가 형성되며 상기 도로면(12)에 삽입설치되는 하우징(32)과; 이 하우징(32)에 상단이 상측으로 출몰되도록 승강가능하게 장착되며 그 일측에는 랙기어(31)가 하향연장된 승강블록(30)과; 이 승강블록(30)의 하측에 연결되어 승강블록(30)을 상승가압하는 스프링(40)과; 상기 랙기어(31)에 치합되는 피니언기어(50)와; 피니언기어(50)에 회전가능하게 축결합되며 래칫(61)을 통해 상기 피니언기어(50)에 연결되어 상기 랙기어(31)의 하강시에만 정회전되는 구동축(60)과; 이 구동축(60)에 결합되어 구동축(60)이 정회전방향으로만 회전되도록 제한하는 회전제한장치(70)와; 원통형으로 구성되며 중심축선상의 일측면에는 상기 구동축(60)이 회전가능하게 삽입되는 관통공(81a)이 형성된 하우징(81)과, 고탄성 강판을 나선형으로 말아 중심단(82a)과 외측단(82b)을 갖도록 구성되어 하우징(81)에 내설되며 중심단(82a)은 하우징(81)의 내부로 연장된 구동축(60)에 연결되고 외측단(82b)은 하우징(81)의 내주면에 고정되는 태엽(82)과, 상기 구동축(60)과 동축선상에 위치되도록 하우징(81)의 외측에 결합되어 하우징(81)과 함께 회전되는 회전축(83)이 구비되어, 구동축(60)의 회전력을 회전축(83)에 전달함과 동시에, 상기 태엽(82)이 압축되어 구동축(60)의 회전력을 일차 저장할 수 있도록 된 동력저장장치(80)와; 상기 회전축(83)에 결합되는 마찰판(121)과, 이 마찰판(121)에 동심축선상에 배치되는 클러치판(122)과, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 사이에 배치되어 마찰판(121)과 클러치판(122)이 상호 이격되도록 가압하는 스프링(123)과, 상기 클러치판(122)에 스프라인결합된 출력축(124)과, 상기 클러치판(122)의 배면에 밀착되어 회전시 클러치판(122)을 마찰판(121) 쪽으로 가압하여 클러치판(122)과 마찰판(121)이 상호 밀착되도록 하는 캠축(125)과, 이 캠축(125)의 단부에 결합되는 회동레버(126)와, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 외부에 결합되며 브라켓(128)에 의해 위치고정되는 하우징(127)으로 구성되어, 상기 회동레버(126)를 회동시키면 상기 캠축(125)에 의해 클러치판(122)이 마찰판(121)에 밀착되어 회전축(83)의 구동력을 출력축(124)으로 전달하는 클러치기구(120)와; 상기 집수정(10)의 내부에 회동승강가능하게 장착되며 상기 클러치기구(120)의 회동레버(126)에 연결되어 승강시 회동레버(126)를 회동시키는 회동아암(131)과, 이 회동아암(131)의 선단부에 구비된 부력체(132)로 이루어져, 집수정(10) 내부의 수위에 따라 회동아암(131)이 회동승강되면서 클러치기구(120)를 작동시키는 플로터(130)와; 상기 클러치기구(120)의 출력축(124)에 연결되는 변속기어와 출력축(92)이 구비되어 클러치기구 출력축(124)의 회전속도를 증속시키는 변속장치(90)와; 상기 변속장치(90)의 출력축(92)에 연결된 임펠러(103)를 갖으며 상기 집수정(10)에 내장되어 집수정(10)에 수집된 우수를 상기 우수배출관(20)으로 강제 배출하는 펌프(100);를 포함하고;
상기 도로면(12)중 침수가 잦은 저지대 도심 도로면(12)의 일측 갓길쪽에 그보다 낮게 위치하도록 지중에 탱크형태의 빗물정원(200)이 더 설치되며; 다수의 상기 우수배출관(20)을 연장하여 상기 빗물정원(200)과 연통되게 배관하며; 상기 저지대 도심 도로면(12)의 일측 갓길쪽 일정구간에 걸쳐 도로와 평행한 상태로 가이드레일(210)이 설치되고; 상기 가이드레일(210)에는 모터에 의해 구동되어 가이드레일(210)을 타고 이동하는 분사기본체(220)가 안착되며; 상기 분사기본체(220)에는 솔레노이드밸브에 의해 개폐되는 분사기(230)가 설치되고; 상기 가이드레일(210)과 간격을 두고 평행하게 선호스가이드(240)가 설치되며;
상기 선호스가이드(240)는 하방 일부가 개구된 원통형상이고, 상기 선호스가이드(240)에는 일정반경의 볼(242)이 다수개 끼워지며, 다수개의 상기 볼(242)의 각 외표면 일부에는 로드(244)가 일체로 고정되고, 상기 로드(244)의 단부에는 지지링(246)이 일체로 형성되며, 상기 지지링(246)에는 배선용 리드선(L)과 물 공급용 호스(H)가 플렉시블한 구조를 갖도록 물결무늬 형태로 배열되고;
상기 빗물정원(200)의 일측에는 살수펌프(250)가 설치되며, 상기 물 공급용 호스(H)는 상기 살수펌프(250)의 출력단에 연결되고, 상기 살수펌프(250)에는 살수펌프(250) 및 분사기본체(220)를 구동시키는 모터와 분사기(230)의 개폐를 제어하기 위한 컨트롤러가 실장된 컨트롤패널(260)이 더 설치되며, 상기 컨트롤패널(260)에는 전원박스(270)로부터 분기된 배전선이 연결되고, 상기 컨트롤패널(260)에는 무선통신부(280)가 더 구비되어 원격지에서 제어할 수 있도록 구성되며, 상기 빗물정원(200)의 내부에는 수위검출센서(290)가 설치되고, 상기 수위검출센서(290)는 상기 컨트롤패널(260)에 연결되어 수위가 일정수위 이하일 때는 작동을 멈추도록 제어되며;
상기 빗물정원(200)의 개방된 상부에는 비가 올 때 빗물이 빗물정원(200)에 곧바로 유입되지 못하도록 밀폐하는 다수개의 밀폐판(300)을 더 설치하되 상기 밀폐판(300)은 내부에 턱(312)과 격자망공(314)이 다수 형성된 안전격자판(310)과, 상기 턱(312)에 안착되면서 격자망공(314)을 막아 미세한 기공을 형성하는 투수조절판(320)을 포함하고;
상기 투수조절판(320)은 제1사각판(322)과 제2사각판(324)이 다층으로 적층된 판상의 구조물로서, 제1사각판(322)은 플라이애쉬와 소듐실리케이트가 1:2의 중량비로 혼합된 혼합분말 25중량%와, 3-7mm의 입도를 갖도록 소성된 다공성 규조토 20중량%와, 무수석고 4.5중량%와, 탄산칼슘 8중량% 및 나머지 물로 이루어져 투수계수 1.0mm/sec 이상, 압축강도 10N/㎟ 을 유지하도록 구성되며;
상기 제2사각판(324)은 육각벌집 모양의 흡수공간을 갖도록 상부층을 구성하는 상부프레임필라멘트(F1)와, 하부층을 구성하는 하부프레임필라멘트(F2)가 육각벌집 형상으로 제직되고, 상기 상,하부프레임필라멘트(F1,F2) 사이를 상하로 연결하는 다수의 결속필라멘트(F3)로 이루어지고;
상기 상,하부프레임필라멘트(F1,F2)는 60필라멘트-300데니어 굵기의 실로 제직되며, 상기 결속필라멘트(F3)는 상,하부프레임필라멘트(F1,F2) 보다 얇은 필라멘트로서 활시위 형태로 배열되고;
상기 제2사각판(324)는 알로펜 분말 20.5중량%와; 알루미늄하이드록사이드(Aluminum hydroxide) 분말 4.5중량%와; 애타풀자이트 3.5중량%와; 그래뉼 형태의 셀루로오스 섬유 3.5중량% 및 나머지 액상 불포화폴리에스테르 수지로 이루어진 함침액에 24시간 함침된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조를 제공한다.

본 발명에 따르면, 도로의 인접 위치에 빗물정원을 구성하여 홍수나 지반 침하를 막고, 선택에 따라 펌프를 이용하여 빗물정원내 저수된 물을 강제배수시킴으로써 배수효율 향상은 물론 집수된 우수를 다목적으로 활용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 도로구조를 도시한 참고도,
도 2는 본 발명에 따른 도로구조를 도시한 정단면도,
도 3은 본 발명에 따른 도로구조를 도시한 측단면도,
도 4 는 본 발명에 따른 도로구조의 회전제한장치를 도시한 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 도로구조의 동력저장장치를 도시한 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 도로구조의 플로터를 도시한 요부확대단면도,
도 7은 본 발명에 따른 도로구조의 클러치를 도시한 참고도,
도 8은 본 발명에 따른 도로구조의 펌프를 도시한 평단면도,
도 9는 본 발명에 따른 펌프형 배수구를 갖는 공공 배수라인의 승강블록의 설치상태를 도시한 참고도,
도 10은 본 발명에 따른 도로구조의 빗물정원 형성예를 보인 예시적인 평면도,
도 11은 도 10의 요부 발췌도,
도 12는 도 10의 밀폐판을 보인 예시도.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 후술되는 선등록특허 제0733586호를 그대로 이용한다. 때문에, 이하 설명되는 장치 구성상 특징들은 모두 등록특허 제0733586호에 기재된 사항들이다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제0733586호에 개시된 구성들 중 목적을 달성하기 위해 특정 구성 일부를 개선한 추가 실시예 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제0733586호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도로구조는 도로면(12)의 인근에 매입설치되어 우수를 수집하는 집수정(10)과, 이 집수정(10)에 연결되어 수집된 우수를 배출하는 우수배출관(20)이 구비된 공공배수관에 구비것은 종래와 동일하다.

이때, 상기 집수정(10)은 도로면(12)의 양측에 구비되며, 집수정(10)의 측면에는 도시안된 우수받이덕트에 연결되는 개구부(21)가 형성된다.

그리고, 이 도로구조에는 상측에 개구부(34)가 형성되며 상기 도로면(12)에 삽입설치되는 하우징(32)과, 이 하우징(32)에 상단이 상측으로 출몰되도록 승강가능하게 장착되며 그 일측에는 랙기어(31)가 하향연장된 승강블록(30)과; 이 승강블록(30)의 하측에 연결되어 승강블록(30)을 상승가압하는 스프링(40)과; 상기 랙기어(31)에 치합되는 피니언기어(50)와, 래칫(61)을 통해 상기 피니언기어(50)에 연결되어 상기 랙기어(31)의 하강시에만 정회전되는 구동축(60)과; 이 구동축(60)에 결합되어 구동축(60)이 정회전방향으로만 회전되도록 제한하는 회전제한장치(70)와; 원통형으로 구성된 하우징(81)과, 하우징(81)에 내설되어 상기 구동축(60)에 연결되는 태엽(82)과, 상기 하우징(81)에 결합되어 하우징(81)과 함께 회전되는 회전축(83)이 구비된 동력저장장치(80)와; 상기 회전축(83)에 연결되며 일측에 출력축(124)이 구비되어 작동에 따라 회전축(83)과 출력축(124)의 연결을 단속하는 클러치기구(120)와; 상기 집수정(10)의 내부에 회동승강가능하게 장착되며 상기 클러치기구(120)에 연결되어 승강작동에 따라 클러치기구(120)를 조작하는 회동아암(131)과, 이 회동아암(131)의 선단부에 구비된 부력체(132)를 포함하는 플로터(130)와, 상기 클러치기구(120)의 출력축(124)에 연결된 변속장치(90)와, 이 변속장치(90)의 출력축(92)에 연결되며 상기 집수정(10)에 내장되어 집수정(10)에 수집된 우수를 상기 우수배출관(20)으로 강제 배출하는 펌프(100)가 더 구비된다.

상기 하우징(32)은 승강블록(30)을 비롯하여 내부에 설치되는 각종 장치를 보호할 수 있도록 강도가 높은 강철케이스로 제작된다.

상기 승강블록(30)은 상기 하우징(32)에 승강가능하게 장착되며, 그 상단이 도로(12)의 상면으로 상단이 노출되어, 도로(12)를 운행하는 차량이 그 상부를 통과할 때, 차량의 하중에 이해 하측으로 눌려 하강되는 것으로, 차량이 상부를 통과할 때 발생되는 압력과 충격을 견딜 수 있는 합성고무재질로 구성된다.

이때, 이 승강블록(30)의 하단에는 도시안된 금속재질의 프레임이 구비되어, 이 프레임에 상기 랙기어(31)가 연결된다.

상기 스프링(40)은 압축스프링으로서, 승강블록(30)의 하단과 하우징(32)의 내부 상면사이에 배치되어, 차량의 하중에 의해 하강된 승강블록(30)을 상승가압한다.

상기 피니언기어(50)는 랙기어(31)와 치합되어, 랙기어(31)의 승강운동을 회전운동으로 전환시키는 기능을 한다.

상기 구동축(60)은 상기 하우징(32)의 내부 하측에 수평방향으로 배치되는 것으로, 이 구동축(60)과 피니언기어(50)를 연결하는 래칫(61)은 상기 구동축(60)에 축결합되는 래칫기어(62)와, 상기 피니언기어(50)에 구비되어 스프링(63)에 의해 상기 래칫기어(62)와 맞물리도록 탄성가압되는 키(64)로 구성되어, 상기 승강블록(30) 및 랙기어(31)가 하강될 때만, 상기 래칫기어(62)와 키(64)가 상호 맞물려 구동축(60)에 회전력을 전달하여 구동축(60)을 정회전시키고, 랙기어(31)가 상승될 때는 래칫기어(62)와 키(64)가 상호 결합해제되어, 피니언기어(50)가 공회전되도록 한다.

이때, 상기 승강블록(30)은 도 4에 도시한 바와 같이, 도로(12)에 표시된 차선별로, 즉, 한차선에 승강블록(30)이 하나씩 배치되어, 각 차선을 통과하는 차량이 교대로 승강블록(30)을 승강시킬 수 있도록 구성된다.

즉, 본 실시예와 같이, 왕복 4차선으로 이루어진 도로(12)의 경우, 4개의 승강블록(30)을 각 차선에 대응되도록 도로(12)에 매입설치하여, 차선을 따라 통과하는 차량이 각 승강블록(30)을 교대로 작동시키므로써, 상기 구동축(60)이 지속적으로 회전될 수 있도록 구성된다.

상기 회전제한장치(70)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 구동축(60)에 장착된 래칫기어(71)와, 브라켓(72)에 의해 위치고정된 하우징(73)에 장착되어 상기 래칫기어(71)와 치합되는 키(74)와, 이 키(74)를 탄성가압하는 스프링(75)으로 구성된 것으로, 구동축(60)이 정회전할 때는 상기 래칫기어(71)와 키(74)의 결합이 해지되어 구동축(60)이 회전되고, 구동축(60)이 역회전될 경우 래칫기어(71)와 키(74)가 치합되어 구동축(60)이 역회전되는 것을 방지한다.

상기 동력저장장치(80)는 도 6에 도시한 바와 같이, 태엽(82)을 이용하여 상기 승강블록(30)의 승강에 따라 불규칙하게 회전되는 구동축(60)의 회전력을 일차 저장하여, 지속적으로 회전력을 발생시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

이를 자세히 설명하면, 상기 하우징(81)은 원통형으로 주물제작되어 지속적인 회전력을 발생시키는 플라이휠의 기능을 할 수 있도록 된 것으로, 중심축선상의 일측면에는 상기 구동축(60)이 삽입되는 관통공(81a)이 형성되며, 중심축선상의 타측면에는 상기 회전축(83)이 결합되는 브라켓(81b)이 형성된다.

상기 태엽(82)은 고탄성의 강판을 나선형으로 말아 중심부의 중심단(82a)과 외부의 외측단(82b)을 갖도록 구성된 것으로, 외측단(82b)은 상기 하우징(81)의 내주면에 고정되며, 중심단(82a)은 관통공(81a)을 통해 하우징(81)의 내부로 연장된 구동축(60)의 단부에 고정된다.

상기 회전축(83)은 하우징(81)의 브라켓(81b)에 선단부가 고정되어 하우징(81)과 함께 회전된다.

이때, 상기 구동축(60)과 하우징(81) 및 회전축(83)은 동일 중심축선상에 일체로 연결된다.

따라서, 상기 구동축(60)이 회전되면, 상기 태엽(82)이 압축되며, 이 태엽(82)이 풀리는 힘에 따라 하우징(81)이 회전된다.

그리고, 하우징(81)보다 구동축(60)이 빨리 회전될 경우, 상기 태엽(82)이 압축되면서 하우징(81)은 천천히 회전되며, 구동축(60)이 하우징(81)보다 천천히 돌때는 태엽(82)이 풀리면서 하우징(81)이 회전된다.

상기 클러치기구(120)는 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 회전축(83)에 결합되는 마찰판(121)과, 이 마찰판(121)에 동심축선상에 배치되는 클러치판(122)과, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 사이에 배치되어 마찰판(121)과 클러치판(122)이 상호 이격되도록 가압하는 스프링(123)과, 상기 클러치판(122)에 스프라인결합된 출력축(124)과, 상기 클러치판(122)의 배면에 밀착되어 회전시 클러치판(122)을 마찰판(121) 쪽으로 가압하여 클러치판(122)과 마찰판(121)이 상호 밀착되도록 하는 캠축(125)과, 이 캠축(125)의 단부에 결합되는 회동레버(126)와, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 외부에 결합되며 브라켓(128)에 의해 위치고정되는 하우징(127)으로 구성되어, 상기 회동레버(126)를 회동시키면, 상기 캠축(125)에 의해 클러치판(122)이 마찰판(121)에 밀착되어 회전축(83)의 구동력을 출력축(124)으로 전달한다.

상기 플로터(130)의 회동아암(131)은 도 7에 도시한 바와 같이, 집수정(10)의 내부에 구비된 브라켓(128)에 힌지결합되어, 집수정(10) 내부의 우수의 수위변화에 따라 승강되는 것으로, 기단부 일측에는 연장아암(134)이 구비되며, 이 연장아암(134)의 단부에 힌지결합된 연결바(135)가 상기 클러치기구(120)의 회동레버(126)에 연결된다.

이때, 상기 하우징(32)의 일측에는 상기 집수정(10)의 내부로 연장되는 돌출부(36)가 구비되며, 상기 연결바(135)는 이 돌출부(36)에 형성된 통공(37)을 통해 상기 회동레버(126)에 연결된다.

상기 부력체(132)는 내부가 빈 플라스틱볼로 구성되어, 회동아암(131)에 부력을 제공할 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 집수정(10) 내부의 수위가 낮은 상태에서는 상기 플로터(130)의 회동아암(131)이 하측으로 기울어진 상태를 유지하며, 이때, 상기 클러치기구(120)의 마찰판(121)과 클러치판(122)은 상호 이격되어 동력을 차단한다(도 8의 a).

그리고, 상기 집수정(10) 내부의 수위가 높아지면, 상기 부력체(132)에 의해 회동아암(131)이 회동상승되어 상기 연결바(135)를 잡아당기고, 이에따라 상기 회동레버(126)와 캠축(125)이 회전되어, 클러치판(122)이 마찰판(121)에 밀착되므로써, 회전축(83)의 회전력이 상기 출력축(124)으로 전달된다(도 8의 b).

상기 변속장치(90)는 하우징(91)의 내부에 상기 클러치기구(120)의 출력축(124)에 연결되는 변속기어가 구비되어 상기 회전축(83)의 회전속도를 증속시키는 것으로, 그 하단에서 수평바향으로 연장되는 출력축(92)이 상기 펌프(100)의 구동축(102)에 연결된다.

상기 펌프(100)는 9에 도시한 바와 같이, 상부가 개방된 원통형으로 구성되어 상기 집수정(10)에 삽입설치되는 하우징(101)과, 구동축(102)이 구비되며 하우징(101)에 내설된 임펠러(103)로 구성된 것으로, 상기 하우징(101)의 측면에는 상기 우수배출관(20)과 연결되는 배출구(104)가 형성된다.

따라서, 상기 집수정(10)으로 수집된 우수는 하우징(101)의 상측 개방부를 통해 임펠러(103)로 공급되어 임펠러(103)가 회전되면, 원심력에 의해 상기 배출구(104)로 강제 배출된다.

이때, 상기 하우징(101)의 하측에는 상기 임펠러(103)의 구동축(102)이 연장되는 별도의 기계실(105)이 구비되며, 상기 변속장치(90)의 출력축(92)은 상기 하우징(101)의 측면을 관통하여 기계실(105)로 연장되어, 배벨기어(106)로 펌프(100)의구동축(102)에 연결된다.

이와같이 구성된 펌프형 배수구를 갖는 공공 배수라인의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 도로(12)를 통행하는 차량의 타이어(110)가 상기 승강블록(30)을 밟아 하측으로 누르면, 상기 랙기어(31)가 하강되면서, 피니언기어(50)가 정회전된다.

그리고, 상기 래칫(61)에 의해 구동축(60)이 정회전되면서, 구동축(60)에 연결된 동력저장장치(80)의 태엽(82)이 압축되고, 이에따라 하우징(81)이 회전되어, 상기 변속장치(90)를 통해 펌프(100)의 임펠러(103)를 회전키다.

따라서, 집수정(10)에 모인 우수가 우수배출관(20)로 강제 배출된다.

그리고, 차량의 타이어(110)가 상기 승강블록(30)의 상측을 완전히 통과하면, 상기 스프링(40)에 의해 승강블록(30)이 상승되며, 이때, 래칫(61)의 작용에 의해 래칫(61)은 공회전된다.

또한, 상기 구동축(60)은 회전제한장치(70)에 의해 역회전되지 않고 고정되며, 상기 하우징(81)은 상기 승강블록(30)이 하강될 때 압축된 태엽(82)의 힘에 의해 지속적으로 회전된다.

그리고, 도로(12)를 통행하는 차량의 타이어(110)가 상기 승강블록(30)을 밟아 하측으로 누르는 동작이 반복되면서, 상기 태엽(82)이 지속적으로 압축되어, 태엽(82)의 탄성력에 의해 동력저장장치(80)의 하우징(81)이 지속적으로 회전되어, 상기 펌프(100)의 임펠러(103)를 지속적으로 회전시킨다.

이때, 상기 집수정(10)의 우수의 수위가 낮을 경우, 상기 플로터(130)와 클러치기구(120)의 작용에 의해, 상기 회전축(83)의 회전력이 상기 펌프(100)로 전달되지 않고 차단되어, 펌프(100)가 작동되지 않으며, 많은 양의 비가 내려서 집수정(10) 내부의 우수의 수위가 높아지면, 상기 플로터(130)와 클러치기구(120)에 의해 회전축(83)의 회전력이 상기 펌프(100)에 전달되어 펌프(100)가 작동되어 집수정(10) 내부의 우수를 강제로 배출시킨다.

이와 같이 구성된 펌프형 배수구를 갖는 공공 배수라인은 차량의 하중을 이용하여 상기 펌프(100)를 작동시키므로써, 집수정(10)에 모인 빗물을 강제로 배출시킬 수 있으므로, 배수효율이 높을 뿐 아니라, 한꺼번에 많은 비가 오더라도 모두 배수하여 처리할 수 있으며, 별도의 동력원이 필요없는 장점이 있다.

또한, 차량이 불규직한 간격으로 상기 승강블록(30)의 상면을 통과함에 따라, 상기 구동축(60)이 불규직한 패턴으로 회전되고, 이에따라 상기 펌프(100)의 임팰러가 불규칙한 회전을 할 수 있으나, 본 실시예는 상기 동력저장장치(80)를 이용하여, 차량이 통과할 때 발생되는 회전력을 일차 저장하여, 균일하게 펌프(100)를 작동시킬 수 있도록 하므로써, 펌프(100)의 작동효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 플로터(130)와 클러치를 이용하여, 비가 내리지 않거나, 비가 내리더라도 충분히 자연배수가 가능한 정도의 비가 내릴 경우, 상기 펌프(100)가 작동되지 않고, 많은 양의 비가 내려 자연배수로는 원활한 배수가 불가능할 경우, 펌프(100)를 작동시켜 우수를 강제배출시키므로써, 펌프(100)의 사용빈도를 낮춰 펌프(100)의 수명을 늘릴 수 있을 뿐 아니라, 건조한 상태에서 펌프(100)가 불필요하게 작동되어, 패킹 등 펌프(100)의 각 부분이 손상되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이에 더하여, 본 발명에서는 우수의 활용도를 높이면서 특히, 저지대에 위치하여 침수가 잦은 도심지 도로 주변에 홍수 피해를 막으면서 침식에 따른 지반침하, 지반 공동화에 따른 싱크홀 발생을 미연에 방지하고, 가뭄시 가로수 및 도로 살수용으로 활용될 수 있도록 빗물정원을 더 구비한다.

이를 위해, 본 발명은 도 10 내지 도 11에 예시된 바와 같이, 침수가 잦은 저지대 도심 도로의 일측에 그보다 낮게 위치하도록 지중에 탱크형태의 빗물정원(200)이 설치된다.

그리고, 승강블록(30)의 동작에 의해 우수배출관(20)을 통해 배출되는 우수가 빗물정원(200)에 모일 수 있도록 우수배출관(20)을 연장하여 빗물정원(200)과 연통되게 배관한다.

또한, 침수가 잦은 도로의 일정구간(길이)에 걸쳐 도로 폭의 일측에 도로와 평행한 상태로 가이드레일(210)이 설치되고, 상기 가이드레일(210)에는 모터에 의해 구동되어 가이드레일(210)을 타고 이동하는 분사기본체(220)가 안착되며, 상기 분사기본체(220)에는 솔레노이드밸브에 의해 개폐되는 분사기(230)가 설치된다.

이때, 상기 분사기(230)는 도포의 폭방향으로 배열되어 도로 표면은 물론 가로수쪽으로 집수된 우수를 분사할 수 있도록 구성되는데, 이는 가뭄시 살수하기 위함이며, 또한 침수 후 혹은 도로 표면이 오염되었을 때 살수하여 이를 씻어내기 위함이다.

뿐만 아니라, 상기 가이드레일(210)과 간격을 두고 평행하게 선호스가이드(240)가 설치되는데, 이는 상기 분사기본체(220)가 일정구간에서만 왕복이동하기 때문에 유선으로 관리 제어하기 위함이다.

이를 위해, 상기 선호스가이드(240)는 하방 일부가 개구된 원통형상이며, 상기 선호스가이드(240)에는 일정반경의 볼(242)이 다수개 끼워지며, 다수개의 상기 볼(242)의 각 외표면 일부에는 로드(244)가 일체로 고정되고, 상기 로드(244)의 단부에는 지지링(246)이 일체로 형성된다.

그리고, 상기 지지링(246)에는 배선용 리드선(L)과 물 공급용 호스(H)가 플렉시블한 구조를 갖도록 물결무늬 형태로 배열된다.

또한, 상기 빗물정원(200)의 일측에는 살수펌프(250)가 설치되고, 상기 물 공급용 호스(H)는 상기 살수펌프(250)의 출력단에 연결된다.

아울러, 상기 살수펌프(250)에는 살수펌프(250) 및 분사기본체(220)를 구동시키는 모터와 분사기(230)의 개폐를 제어하기 위한 컨트롤러가 실장된 컨트롤패널(260)이 더 설치되고, 상기 컨트롤패널(260)에는 전원박스(270)로부터 분기된 배전선이 연결되며, 또한 무선통신부(280)가 구비되어 관리원이 상주하는 원격지관리실(미도시)의 제어서버로부터 전송되는 신호를 수신하여 그 신호에 따라 상기 분사기본체(220) 및 살수펌프(250)를 구동하도록 구성된다.

특히, 상기 빗물정원(200)의 내부에는 수위검출센서(290)가 설치되고, 상기 수위검출센서(290)는 상기 컨트롤패널(260)에 연결되어 수위가 일정수위 이하일 때는 작동을 멈추도록 제어됨이 바람직하다.

이에 더하여, 본 발명에서는 비가 올 때 빗물이 빗물정원(200)에 곧바로 유입되지 못하도록 빗물정원(200)의 개방된 상부를 밀폐하는 다수개의 밀폐판(300)을 더 구비한다.

상기 밀폐판(300)은 안전사고의 위험도 방지하면서 우수의 흡수가 서서히 일어나도록 하여 빗물정원(200) 주변의 식물들이 우수를 충분히 흡수할 수 있는 시간을 주어 식생에 도움이 되도록 하고, 과한 우수는 흡수하여 저장함으로써 홍수조절 기능이 동시에 이루어지도록 구성되어야 한다.

이를 위해, 상기 밀폐판(300)은 도 12에서와 같이, 내부에 턱(312)과 격자망공(314)이 다수 형성된 안전격자판(310)을 포함한다.

상기 안전격자판(310)은 빗물정원(200)의 개방된 상부에 안착되어 충분한 지지력을 제공함으로써 사람들이나 동물들이 지나가도 빠지지 않도록 하여 안전사고를 예방하는 수단이다.

그리고, 상기 안전격자판(310)의 상부에는 턱(312)에 안착되면서 격자망공(314)을 막아 미세한 기공을 형성하는 투수조절판(320)이 구비되어 하나의 밀폐판(300)을 구성하게 된다.

이때, 상기 투수조절판(320)은 제1사각판(322)과 제2사각판(324)이 다층으로 적층된 판상의 구조물로서, 제1사각판(322)은 플라이애쉬와 소듐실리케이트가 1:2의 중량비로 혼합된 혼합분말 25중량%와, 3-7mm의 입도를 갖도록 소성된 다공성 규조토 20중량%와, 무수석고 4.5중량%와, 탄산칼슘 8중량% 및 나머지 물로 이루어져 투수계수 1.0mm/sec 이상, 압축강도 10N/㎟ 을 유지하도록 구성된다.

여기에서, 플라이애쉬와 소듐실리케이트는 투수성 및 생물의 활착성을 높이는데 유효하며, 규조토는 비정질(非晶質)의 무정형 함수규산을 주성분으로 하는 친환경성 점토 광물로서 공극률을 높여 투수성을 좋게 하기 위함이다.

또한, 무수석고(Calcium SulfateCalcined)는 플라이애쉬, 실리케이트 등과 반응하여 초기 유동성 및 응결특성을 높여 강도 향상에 기여하기 위해 첨가되며, 탄산칼슘(Calcium Carbonate)은 비시멘트 무기바인더인 혼합분말의 시멘타이트를 구성하여 결합성과 내구성을 향상시키기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 제2사각판(324)은 육각벌집 모양의 흡수공간을 갖도록 상부층을 구성하는 상부프레임필라멘트(F1)와, 하부층을 구성하는 하부프레임필라멘트(F2)가 육각벌집 형상으로 제직되고, 상기 상,하부프레임필라멘트(F1,F2) 사이를 상하로 다수의 결속필라멘트(F3)가 연결하여 상,하부프레임필라멘트(F1,F2) 사이를 연결하면서 흡수력을 높이면서 탄성력을 갖도록 구성된다.

이 경우, 상기 상,하부프레임필라멘트(F1,F2)는 굵은 실, 이를 테면 60필라멘트-300데니어 굵기의 실로 제직됨이 바람직하다.

이것은 틀을 유지하기 위함이며, 이 보다 얇은 실을 사용하게 되면 형태가 무너져 버려서 제2사각판(324)의 형상을 유지하기 어렵다.

특히, 상기 결속필라멘트(F3)는 상,하부프레임필라멘트(F1,F2) 보다 얇은 필라멘트로서 이들 상,하부프레임필라멘트(F1,F2)를 구속함과 동시에 상호간에 간격을 유지시키면서 탄성복원력을 강화시키도록 일종의 활시위 형태, 즉 일측으로 배부른 만곡진 형상으로 굽어진 형태로 제직되게 하여 공간을 형성함으로써 우수 흡수력을 높여 투수성을 향상시키면서 우수를 머금었다 뱉을 수 있도록 구성되어 우수 조절기능도 갖는다.

뿐만 아니라, 상기 제2사각판(324)는 내화학성, 내구성, 식생성을 강화시킬 수 있도록 알로펜 분말 20.5중량%와; 알루미늄하이드록사이드(Aluminum hydroxide) 분말 4.5중량%와; 애타풀자이트 3.5중량%와; 그래뉼 형태의 셀루로오스 섬유 3.5중량% 및 나머지 액상 불포화폴리에스테르 수지로 이루어진 함침액에 24시간 함침된 것을 사용한다.

이때, 알로펜 분말은 화산재의 풍화과정에서 생기는 점토광물로서 예외적으로 결정구조를 갖지 않는 이른 바 비정질점토 분말로서 식생성을 높이기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 알루미늄하이드록사이드 분말은 산을 중화하는 역할을 하며, 무기질과의 바인딩성이 향상되어 내구성을 증진시키기 위해 첨가된다.

또한, 애타풀자이트는 보통 증점 및 벌킹을 위해 첨가하는 재료지만, 본 발명에서는 유해물질 배출을 차단한 상태에서 섬유상 구조의 특성을 이용하여 우수 흡수능력을 증대시키기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 그래뉼 형태의 셀루로오스 섬유는 천연 흡착제로서, 독소 흡수 및 유분 흡수력이 뛰어나고, 친환경적인 재료로서 악취제거에도 기여하기 위해 첨가된다.

10; 집수정, 20; 우수배출관,
30; 승강블록, 40; 스프링,
50; 피니언기어, 60; 구동축,
70; 회전제한장치, 80; 동력저장장치

Claims (1)

1. 아스팔트나 콘크리트를 포장하여 구성된 도로면(12)과, 이 도로면(12)의 양측에 매입설치되어 우수를 수집하는 집수정(10)과, 이 집수정(10)에 연결되어 수집된 우수를 하수도로 배출하는 우수배출관(20)이 구비된 도로구조에 있어서,
   상측에 개구부(34)가 형성되며 상기 도로면(12)에 삽입설치되는 하우징(32)과; 이 하우징(32)에 상단이 상측으로 출몰되도록 승강가능하게 장착되며 그 일측에는 랙기어(31)가 하향연장된 승강블록(30)과; 이 승강블록(30)의 하측에 연결되어 승강블록(30)을 상승가압하는 스프링(40)과; 상기 랙기어(31)에 치합되는 피니언기어(50)와; 피니언기어(50)에 회전가능하게 축결합되며 래칫(61)을 통해 상기 피니언기어(50)에 연결되어 상기 랙기어(31)의 하강시에만 정회전되는 구동축(60)과; 이 구동축(60)에 결합되어 구동축(60)이 정회전방향으로만 회전되도록 제한하는 회전제한장치(70)와; 원통형으로 구성되며 중심축선상의 일측면에는 상기 구동축(60)이 회전가능하게 삽입되는 관통공(81a)이 형성된 하우징(81)과, 고탄성 강판을 나선형으로 말아 중심단(82a)과 외측단(82b)을 갖도록 구성되어 하우징(81)에 내설되며 중심단(82a)은 하우징(81)의 내부로 연장된 구동축(60)에 연결되고 외측단(82b)은 하우징(81)의 내주면에 고정되는 태엽(82)과, 상기 구동축(60)과 동축선상에 위치되도록 하우징(81)의 외측에 결합되어 하우징(81)과 함께 회전되는 회전축(83)이 구비되어, 구동축(60)의 회전력을 회전축(83)에 전달함과 동시에, 상기 태엽(82)이 압축되어 구동축(60)의 회전력을 일차 저장할 수 있도록 된 동력저장장치(80)와; 상기 회전축(83)에 결합되는 마찰판(121)과, 이 마찰판(121)에 동심축선상에 배치되는 클러치판(122)과, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 사이에 배치되어 마찰판(121)과 클러치판(122)이 상호 이격되도록 가압하는 스프링(123)과, 상기 클러치판(122)에 스프라인결합된 출력축(124)과, 상기 클러치판(122)의 배면에 밀착되어 회전시 클러치판(122)을 마찰판(121) 쪽으로 가압하여 클러치판(122)과 마찰판(121)이 상호 밀착되도록 하는 캠축(125)과, 이 캠축(125)의 단부에 결합되는 회동레버(126)와, 상기 마찰판(121)과 클러치판(122)의 외부에 결합되며 브라켓(128)에 의해 위치고정되는 하우징(127)으로 구성되어, 상기 회동레버(126)를 회동시키면 상기 캠축(125)에 의해 클러치판(122)이 마찰판(121)에 밀착되어 회전축(83)의 구동력을 출력축(124)으로 전달하는 클러치기구(120)와; 상기 집수정(10)의 내부에 회동승강가능하게 장착되며 상기 클러치기구(120)의 회동레버(126)에 연결되어 승강시 회동레버(126)를 회동시키는 회동아암(131)과, 이 회동아암(131)의 선단부에 구비된 부력체(132)로 이루어져, 집수정(10) 내부의 수위에 따라 회동아암(131)이 회동승강되면서 클러치기구(120)를 작동시키는 플로터(130)와; 상기 클러치기구(120)의 출력축(124)에 연결되는 변속기어와 출력축(92)이 구비되어 클러치기구 출력축(124)의 회전속도를 증속시키는 변속장치(90)와; 상기 변속장치(90)의 출력축(92)에 연결된 임펠러(103)를 갖으며 상기 집수정(10)에 내장되어 집수정(10)에 수집된 우수를 상기 우수배출관(20)으로 강제 배출하는 펌프(100);를 포함하고;
   상기 도로면(12)중 침수가 잦은 저지대 도심 도로면(12)의 일측 갓길쪽에 그보다 낮게 위치하도록 지중에 탱크형태의 빗물정원(200)이 더 설치되며; 다수의 상기 우수배출관(20)을 연장하여 상기 빗물정원(200)과 연통되게 배관하며; 상기 저지대 도심 도로면(12)의 일측 갓길쪽 일정구간에 걸쳐 도로와 평행한 상태로 가이드레일(210)이 설치되고; 상기 가이드레일(210)에는 모터에 의해 구동되어 가이드레일(210)을 타고 이동하는 분사기본체(220)가 안착되며; 상기 분사기본체(220)에는 솔레노이드밸브에 의해 개폐되는 분사기(230)가 설치되고; 상기 가이드레일(210)과 간격을 두고 평행하게 선호스가이드(240)가 설치되며;
   상기 선호스가이드(240)는 하방 일부가 개구된 원통형상이고, 상기 선호스가이드(240)에는 일정반경의 볼(242)이 다수개 끼워지며, 다수개의 상기 볼(242)의 각 외표면 일부에는 로드(244)가 일체로 고정되고, 상기 로드(244)의 단부에는 지지링(246)이 일체로 형성되며, 상기 지지링(246)에는 배선용 리드선(L)과 물 공급용 호스(H)가 플렉시블한 구조를 갖도록 물결무늬 형태로 배열되고;
   상기 빗물정원(200)의 일측에는 살수펌프(250)가 설치되며, 상기 물 공급용 호스(H)는 상기 살수펌프(250)의 출력단에 연결되고, 상기 살수펌프(250)에는 살수펌프(250) 및 분사기본체(220)를 구동시키는 모터와 분사기(230)의 개폐를 제어하기 위한 컨트롤러가 실장된 컨트롤패널(260)이 더 설치되며, 상기 컨트롤패널(260)에는 전원박스(270)로부터 분기된 배전선이 연결되고, 상기 컨트롤패널(260)에는 무선통신부(280)가 더 구비되어 원격지에서 제어할 수 있도록 구성되며, 상기 빗물정원(200)의 내부에는 수위검출센서(290)가 설치되고, 상기 수위검출센서(290)는 상기 컨트롤패널(260)에 연결되어 수위가 일정수위 이하일 때는 작동을 멈추도록 제어되며;
   상기 빗물정원(200)의 개방된 상부에는 비가 올 때 빗물이 빗물정원(200)에 곧바로 유입되지 못하도록 밀폐하는 다수개의 밀폐판(300)을 더 설치하되 상기 밀폐판(300)은 내부에 턱(312)과 격자망공(314)이 다수 형성된 안전격자판(310)과, 상기 턱(312)에 안착되면서 격자망공(314)을 막아 미세한 기공을 형성하는 투수조절판(320)을 포함하고;
   상기 투수조절판(320)은 제1사각판(322)과 제2사각판(324)이 다층으로 적층된 판상의 구조물로서, 제1사각판(322)은 플라이애쉬와 소듐실리케이트가 1:2의 중량비로 혼합된 혼합분말 25중량%와, 3-7mm의 입도를 갖도록 소성된 다공성 규조토 20중량%와, 무수석고 4.5중량%와, 탄산칼슘 8중량% 및 나머지 물로 이루어져 투수계수 1.0mm/sec 이상, 압축강도 10N/㎟ 을 유지하도록 구성되며;
   상기 제2사각판(324)은 육각벌집 모양의 흡수공간을 갖도록 상부층을 구성하는 상부프레임필라멘트(F1)와, 하부층을 구성하는 하부프레임필라멘트(F2)가 육각벌집 형상으로 제직되고, 상기 상,하부프레임필라멘트(F1,F2) 사이를 상하로 연결하는 다수의 결속필라멘트(F3)로 이루어지고;
   상기 상,하부프레임필라멘트(F1,F2)는 60필라멘트-300데니어 굵기의 실로 제직되며, 상기 결속필라멘트(F3)는 상,하부프레임필라멘트(F1,F2) 보다 얇은 필라멘트로서 활시위 형태로 배열되고;
   상기 제2사각판(324)는 알로펜 분말 20.5중량%와; 알루미늄하이드록사이드(Aluminum hydroxide) 분말 4.5중량%와; 애타풀자이트 3.5중량%와; 그래뉼 형태의 셀루로오스 섬유 3.5중량% 및 나머지 액상 불포화폴리에스테르 수지로 이루어진 함침액에 24시간 함침된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 도로표면의 다기능 배수라인을 갖는 도로구조.
   

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