KR101913329B1 - 무동력 회전을 통한 고효율 정화가 가능한 빗물 정화 필터 카트리지 모듈 및 이를 포함하는 빗물 정화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빗물 정화 카트리지 모듈 및 이를 포함하는 빗물 정화 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예들에 따른 무동력 회전을 통한 고효율 정화가 가능한 빗물 정화 필터 카트리지 모듈은 빗물 유입구 및 배출구를 포함하는 통 형상의 외부케이스, 상기 외부케이스 내측에 회전가능하게 구비된 필터 카트리지 및 상기 필터 카트리지 외측 둘레에 빗물의 이동방향을 따라 형성된 스크류를 포함하여 상기 스크류는 빗물의 이동에 따라 상기 필터 카트리지를 회전시켜 상기 필터 카트리지로 유입되는 빗물의 유입 위치를 계속 변화시키는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 빗물 정화 필터 카트리지 모듈을 배관에 지표면과 수평하게 설치함으로써 필터 카트리지 전체를 빗물 정화에 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

무동력 회전을 통한 고효율 정화가 가능한 빗물 정화 필터 카트리지 모듈 및 이를 포함하는 빗물 정화 시스템{Rainwater Purification Filter Module and Rainwater Purification System using Same}

본 발명은 빗물 정화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빗물 정화 필터 카트리지 모듈 및 이를 포함하는 빗물 정화 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 빗물은 별도로 저장하지 않는 이상 저지대를 따라 호수나 바다로 유입되거나, 투수층에 의해 침투 또는 불투수층에 의해 증발된다. 강이나 호수로 유입된 빗물은 농업용수 및 관개용수로 활용될 수 있으나 자연적으로 방치할 경우 봄, 가을의 건기와 여름의 장마 등 편차가 심하여 제대로 활용되지 못하고 증발되거나 바다로 흘러 보내는 것이 대부분이다.

세계적으로 물 부족 현상이 곳곳에서 발생하고 있으며, 이로 인해 심각한 자연환경이 파괴되는 상황에 직면하게 됨으로써 이에 대한 대안중의 하나로 빗물을 저장하여 활용할 수 있는 방안이 강구되고 있다.

급격한 도시화 및 집중화 현상에 따른 건물 및 불투수층의 확대로 인하여 빗물의 유출량이 지붕이나 불투수층으로부터 저지대로 일시에 유입되어 도심을 유실시키고 침수시키는 일이 빈번해지고, 하천으로 일시에 유입되어 우수 수용 한계를 초과하여 그 피해의 위험성이 커지고 있다.

또한, 이상기후 현상과 국지성 호우로 인하여 대도시에서 침수 피해가 반복되고 있으며, 지구 온난화로 인해 물 부족 현상이 갈수록 심화되고 있어 빗물을 받아 수자원으로 이용해야 하는 당위성이 더욱 증가되고 있다.

이에 이와 같은 빗물을 이용하고자 하는 다양한 장치 및 시설이 소개되고 있으나 이와 같은 기존의 장치 및 시설은 빗물의 정화 효율이 떨어지거나 정화 효율을 높이기 위해 별도의 에너지원을 투입하게 하여 빗물 정화 장치 및 시설의 가치를 저하시킨다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명은 필터 카트리지의 사용 효율을 극대화할 수 있으며, 빗물이 흐르는 배관에 효율적으로 사용할 수 있는 빗물 정화 필터 카트리지 모듈 및 이를 포함하는 빗물 정화 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들에 따른 무동력 회전을 통한 고효율 정화가 가능한 빗물 정화 필터 카트리지 모듈은 빗물 유입구 및 배출구를 포함하는 통 형상의 외부케이스, 상기 외부케이스 내측에 회전가능하게 구비된 필터 카트리지 및 상기 필터 카트리지 외측 둘레에 빗물의 이동방향을 따라 형성된 스크류;를 포함하여 상기 스크류는 빗물의 이동에 따라 상기 필터 카트리지를 회전시켜 상기 필터 카트리지로 유입되는 빗물의 유입 위치를 계속 변화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들에 따른 빗물 정화 시스템은 하나 이상의 상기 빗물 정화 필터 카트리지 모듈, 상기 빗물 정화 필터 카트리지 모듈로 유입되는 빗물 중 초기 빗물을 배제시키는 초기 빗물 배제부, 상기 빗물 정화 필터 카트리지 모듈로부터 배출되는 정화된 빗물을 저장하는 정화 빗물 저장부, 상기 정화 빗물 저장부로부터 빗물을 공급받아 사용자에게 제공하는 정화 빗물 제공부 및 상기 정화 빗물 저장부로부터 빗물을 공급받아 상기 빗물 정화 필터 카트리지 모듈의 오염물질을 제거하는 역세부를 포함한다.

본 발명에 빗물 정화 필터 카트리지 모듈 및 이를 포함하는 빗물 정화 시스템은 빗물의 흐름에 의해 필터 카트리지를 회전시켜 필터 카트리지로 유입되는 빗물의 유입 위치를 계속 변화시킴으로써 필터 카트리지 전체를 빗물 정화에 사용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 또한 빗물 정화 필터 카트리지 모듈을 배관에 지표면과 수평하게 설치함으로써 필터 카트리지 전체를 빗물 정화에 사용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 또한 빗물의 흐름에 의해 필터 카트리지를 회전시킴으로써 필터 카트리지에 부착된 오염물질을 원심력에 의해 제거할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 또한 필터 카트리지에 부착된 스크류를 통해 빗물이 필터 카트리지 전체면으로 분배되어 유입됨으로서 필터 카트리지의 사용 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빗물 정화 필터 카트리지 모듈의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빗물 정화 필터 카트리지 모듈의 작동 예시도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빗물 정화 필터 카트리지 모듈을 포함하는 빗물 정화 시스템의 구성도이다.

본 발명에 따른 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명은 이하의 상세한 설명 또는 첨부 도면에 도시된 구성에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 사용되거나 수행될 수 있다.

또한, 본 명세서에 사용되는 표현이나 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 한정을 위한 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에 사용되는, "장착된", "설치된", "접속된", "연결된", "지지된", "결합된" 등의 표현은 다른 것을 나타내는 것으로 지시하거나 한정하고 있는 않는 한 직접적인 그리고 간접적인 장착, 설치, 접속, 연결, 지지, 및 결합을 모두 포함하는 광범위한 표현으로 사용되고 있다. "접속된", "연결된", "결합된"이라고 하는 표현은 물리적인 또는 기계적인 접속, 연결 또는 결합에 한정되지 않는다.

그리고 본 명세서에서, 상부, 하부, 하향, 상향, 후방, 바닥, 전방, 후부 등과 같이 방향을 나타내는 용어는 도면을 설명하기 위해 사용되고 있지만, 이러한 용어는 편의를 위해 도면에 대해 상대적인 방향(정상적으로 봤을 때)을 나타내는 것이다. 이러한 방향을 나타내는 용어는 어떠한 형태로든 본 발명을 그 문자대로 한정하거나 제한하는 것으로 받아들여져서는 안 된다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "제1", "제2", "제3" 등의 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 상대적인 중요도를 의미하는 것으로 고려되어서는 안 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무동력 회전을 통한 고효율 정화가 가능한 빗물 정화 필터 카트리지 모듈(10)(이하 "필터 카트리지 모듈"로 칭하기로 한다.)의 구성도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 카트리지 모듈(10)은 크게 외부케이스(200) 및 필터 카트리지(100)로 이루어진다.

먼저 상기 외부 케이스(200)는 빗물의 유입 및 유출을 안내하고 필터 카트리지(100)를 지지하기 위한 구조체로서 원통형상의 지지부(210), 상기 지지부(210) 양측단에 구비되는 빗물 유입부(220)와 빗물 유출부(240) 및 상기 빗물 유입부(220)와 빗물 유출부(240)에 각각 구비되며 상기 필터 카트리지(100)를 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 필터 카트리지 지지부(230, 250)로 이루어진다.

상기 원통형상의 지지부(210)는 사용자의 선택에 따라 재질, 크기 및 형상을 다양하게 형성하여 줄 수 있다. 그리고 상기 지지부(210)에는 상기 필터 카트리지 모듈(10)이 설치되는 배관에서 상기 필터 카트리지 모듈(10)을 배관 내에 적당한 위치에 위치시킨 후 고정 지지하기 위한 별도의 지지장치(도시하지 않음)가 구비된다.

다음으로 상기 지지부(210) 양측단에 구비되는 빗물 유입부(220)와 빗물 유출부(240)는 빗물의 유입 및 유출을 안내하는 장치로서 도 2의 하단에 도시된 바와 같은 형상을 가진다.

먼저 상기 빗물 유입부(220)는 원판 형상으로 빗물이 상기 원통형상의 지지부(210) 내측으로 유입되 상기 필터 카트리지(100)에는 외측으로 유입될 수 있도록 원판형상으로 원판의 둘레를 따라 복수의 유입구(224)가 형성된다. 상기 유입구(224)의 형상, 크기 및 개수는 사용자의 선택에 따라 자유롭게 실시가능하다. 즉, 상기 빗물 유입부(220) 하부 측으로 빗물 유입이 주로 이루어지도록 하거나 크기가 큰 이물질의 통과가 용이하게 하거나, 크기가 큰 이물질의 통과가 어렵게 하도록 하부측 상기 유입구(224)의 크기를 크게 해주거나 개수를 늘려주거나, 크기를 작게 하며 개수를 줄여줄 수 있다.

그리고 상기 빗물 유입부(220)에 상기 필터 카트리지 지지부(230)가 결합되는 부분에는 상기 필터 카트리지(100)를 회전 가능하게 지지하도록 베어링(222)이 구비된다.

다음으로 빗물 유출부(240)는 마찬가지로 상기 필터 카트리지 지지부(250)가 결합되는 부분에는 상기 필터 카트리지(100)를 회전 가능하게 지지하도록 베어링(224)이 구비되며 빗물이 유출되는 유출구(246)는 필터를 통과하여 정화 된 빗물이 유출될 수 있도록 상기 원판 형상의 빗물 유출부(240) 중심부에 형성된 통공(246)을 포함한다.

다음으로 상기 필터 카트리지(100)에 대하여 설명하면, 상기 필터 카트리지(100)는 통 형상으로 빗물이 유입되는 복수의 타공(120)이 형성되어 있는 외부층(110), 상기 외부층(110) 내측에 형성된 제1필터층(112) 및 상기 제1필터층(112) 내측에 형성되는 제2필터층(114), 상기 외부층(110)양측에 결합되는 한쌍의 필터 카트리지 지지부(230, 250)로 이루어진다.

상기 한쌍의 필터 카트리지 지지부(230, 250)에는 중공(116)을 통해 유출되는 정화된 빗물이 상기 빗물 유출부(240)의 유출구(246)를 통해 외부로 유출될 수 있도록 중공(116)과 연통된 통공(도시하지 않음)이 각각 형성된다.

상기 외부층(110)은 사용자의 선택에 따라 다양한 크기 및 재질로 형성될 수 있으며 상기 외부층(110)에 형성되어 빗물이 제1필터층(112)층으로 유입되도록 하는 타공(120)의 크기 및 형상도 사용자의 선택에 따라 자유롭게 실시 가능하다.

다음으로 상기 제1필터층(112) 및 제2필터층(114)은 빗물에 포함되는 오염물질의 크기 및 종류에 따라 사용자가 오염물질을 효율적으로 정화시킬 수 있도록 선택적으로 적용가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빗물 정화 필터 카트리지 모듈(10)은 이와 같이 필터 카트리지(100)를 다단으로 형성하여, 빗물을 여과할 수 있는 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있으며, 교체 가능하게 구성하여 줌으로써 필터 카트리지(100)에 오염 물질이 많이 쌓인 경우 분리하여 세척할 수 있는 등 사용자의 사용 편의성을 높일 수 있다.

상기 필터 카트리지(100)는 사용자의 선택에 따라 상기 필터 카트리지 지지부(230, 250)에 탈부착 가능하게 결합되거나, 상기 필터 카트리지 지지부(230, 250)를 구비한 상태에서 상기 외부 케이스(200)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

다음으로 상기 스크류(130)는 날개형상으로 상기 필터 카트리지(100) 외부측(110) 둘레에 빗물의 이동방향을 따라 길게 연장되어 형성된다. 상기 스크류(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 빗물이 상기 빗물 유입부(220)의 유입구(224)를 통해 상기 외부케이스(200) 내측으로 유입되어 외부케이스(200) 내측벽을 따라 빗물이 흐르는 경우 상기 필터 카트리지(100) 하부측 부분만 필터 작용이 이루어져 필터 카트리지(100) 하부의 부하가 증가되는 것을 방지하기 위하여 상기 필터 카트리지(100)를 회전시켜 상기 필터 카트리지(100) 전체가 필터로서 작동되도록 한다.

그리고 이와 같은 필터 카트리지(100)의 회전을 별도의 에너지원 투입 없이 유입되어 흐르는 유체의 힘으로 회전시킴으로써 필터 카트리지 모듈(10)의 구성을 간소화시킬 수 있다.

또한 상기 외부케이스(200) 내측벽을 따라 흐르는 빗물이 상기 날개 형상의 스크류(130)와 접촉하여 상기 스크류(130)의 날개면을 타고 빗물이 상기 필터 카트리지(100) 상하부 전체로 분배되게 함으로써 더욱 필터 카트리지(100)의 사용 효율을 더욱 높인다.

본 발명은 이와 같은 스크류(130) 회전에 따른 필터 카트리지(100)의 사용 효율을 더욱 높이기 위하여 필터 카트리지 모듈(10)을 배관내에 지표면과 수평한 방향으로 위치시킨다.

즉, 중력을 이용하여 지표면에 수직하게 형성하는 경우 스크류(130)에 따른 필터 카트리지(100)의 회전에 따라 빗물이 원심력에 의해 상기 외부케이스(200) 내측벽으로 편중되어 필터 카트리지(100)로의 유입이 균등하지 않아 필터 카트리지(100) 하부에서만 빗물이 집중되어 유입되어 필터 카트리지(100)의 하부 부하를 높이기 때문이다.

그러나 본 발명은 지표면에 수평하게 위치시키기 때문에 빗물을 중력에 의해 안정적으로 필터 카트리지(100) 하부에서 회전하는 필터 카트리지(100)를 따라 유입되도록 하며 상기 스크류(130)를 통해 상기 필터 카트리지(100) 상부로 분배된 빗물도 중력에 의해 자연스럽게 낙하하면서 상기 필터 카트리지(100)로 유입되도록 한다.

이하에서는 이와 같은 필터 카트리지 모듈(10)을 포함하는 빗물 정화 시스템에 대하여 설명하기로 한다. 도 4 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빗물 정화 필터 카트리지 모듈을 포함하는 빗물 정화 시스템의 구성도로서, 도 4는 사용자가 빗물의 이용량에 따라 상기 필터 카트리지 모듈(10)을 복수개로 형성하여 준 형상을 나타낸 구성도이며, 도 5는 이와 같은 복수개의 상기 필터 카트리지 모듈(10)을 포함하는 빗물 정화 시스템(600)의 전체 구성도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빗물 정화 시스템(600)은 하나 이상의 필터 카트리지 모듈(10), 상기 필터 카트리지 모듈(10)로 유입되는 빗물 중 초기 빗물을 배제시키는 초기 빗물 배제부, 상기 빗물 정화 필터 카트리지 모듈로부터 배출되는 정화된 빗물을 저장하는 정화 빗물 저장부, 상기 정화 빗물 저장부로부터 빗물을 공급받아 사용자에게 제공하는 정화 빗물 제공부 및 상기 정화 빗물 저장부로부터 빗물을 공급받아 상기 빗물 정화 필터 카트리지 모듈의 오염물질을 제거하는 역세부를 포함한다.

먼저 초기 빗물 배제부는 유입 우수(410)로부터 초기 빗물 여부를 탐지하는 초기빗물배제감지센서(412), 상기 초기빗물배제감지센서(412)의 작동에 따라 초기 빗물이 필터 카트리지 모듈(10)로 유입되지 않고 외부로 흘려보내는 드레인부(411)를 를 포함한다.

그리고 상기 정화 빗물 저장부는 정화된 빗물을 저장하는 정화 빗물 저장조(442), 상기 정화 빗물 저장조의 수위등을 감지하는 센서부(도시하지 않음)로 이루어진다.

그리고 상기 정화 빗물 제공부는 상기 정화 빗물 저장조(442)에 정화된 빗물중 상기 정화 빗물 저장조(442)에 사용하지 않는 빗물을 배출하는 토목 우수관(450) 및 상기 정화 빗물 저장조(442)에 저장된 정화 빗물을 제공하는 빗물 공급부(460)로 이루어진다.

다음으로 역세부는 상기 정화 빗물 저장조(442)에 정화된 빗물에 수압을 제공하는 펌프부(464) 및 상기 펌프부(462)를 통해 높은 수압을 가지는 정화 빗물을 상기 필터 카트리지 모듈(10)로 이송시켜 상기 필터 카트리지 모듈(10)을 세척하며 세척된 오염수를 배출하는 역세부로 이루어진다.

본 발명에 따른 빗물 정화 시스템(600)은 효율적인 필터사용과 유지관리가 용이한 빗물 정화 시스템을 구성함으로써 사용자들의 편의성을 높이고 필터 카트리지(100)를 반영구적으로 사용할 수 있으며 추가 동력을 사용하지 않아 시스템의 간소화 및 비용절감의 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10: 필터 카트리지 모듈 100: 필터 카트리지 200: 외부케이스
220: 빗물 유입부 240: 빗물 유출부

Claims (6)

1. 빗물 유입구 및 배출구를 포함하며 회전하지 않고 고정된 통 형상의 외부케이스;
   상기 외부케이스 내측에 회전가능하게 구비된 필터 카트리지 및
   상기 필터 카트리지 외측 둘레에 빗물의 이동방향을 따라 형성된 스크류;를 포함하여 상기 스크류는 빗물의 이동에 따라 상기 필터 카트리지를 회전시켜 상기 필터 카트리지로 유입되는 빗물의 유입 위치를 계속 변화시키며,
   상기 필터 카트리지는,
   통 형상으로 빗물이 유입되는 복수의 타공이 형성되어 있는 외부층, 상기 외부층 내측에 형성된 제1 필터층 및 상기 제1필터층 내측에 형성되며 정화된 빗물이 이동하는 중공이 형성된 제2필터층;을 포함하고,
   상기 외부케이스의 유입구는 빗물이 상기 필터 카트리지 외측으로 유입되도록 형성되고, 상기 배출구는 상기 제2필터층의 통공과 연통되도록 형성되며,
   상기 빗물 정화 필터 카트리지 모듈은 건물의 배관에 지표면과 수평한 방향으로 형성되고,
   상기 스크류는 상기 필터 카트리지 외측에 형성되어,
   상기 빗물은 상기 회전하는 필터 카트리지 하부 및 상기 회전하는 필터 카트리지 외측에 형성된 스크류를 따라 상기 필터 카트리지 상부로 이동하여 분배된 후 중력에 의해 낙하하며 상기 필터 카트리지로 유입되는 것을 특징으로 하는 무동력 회전을 통한 고효율 정화가 가능한 빗물 정화 필터 카트리지 모듈.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 따른 하나 이상의 빗물 정화 필터 카트리지 모듈;
   상기 빗물 정화 필터 카트리지 모듈로 유입되는 빗물 중 초기 빗물을 배제시키는 초기 빗물 배제부;
   상기 빗물 정화 필터 카트리지 모듈로부터 배출되는 정화된 빗물을 저장하는 정화 빗물 저장부;
   상기 정화 빗물 저장부로부터 빗물을 공급받아 사용자에게 제공하는 정화 빗물 제공부;
   상기 정화 빗물 저장부로부터 빗물을 공급받아 상기 빗물 정화 필터 카트리지 모듈의 오염물질을 제거하는 역세부;를 포함하는 빗물 정화 시스템.

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