KR101956452B1 - 빗물역류와 악취방지 및 비점오염 여과기능을 갖는 집수정 - Google Patents

빗물역류와 악취방지 및 비점오염 여과기능을 갖는 집수정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우천시 비점오염을 여과하며 폭우나 홍수시 빗물역류를 차단하고, 우천이 없는 경우 하수구로부터 올라오는 악취를 차단할 수 있고, 퇴적물을 침전시켜 제거가 용이토록 한 빗물역류와 악취방지 및 비점오염 여과기능을 갖는 집수정을 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 빗물역류와 악취방지 및 비점오염 여과기능을 갖는 집수정은, 노면의 빗물을 집수하여 하수관로로 배출시키기 위한 집수정에 있어서, 일정 깊이로 일정량 집수될 수 있도록 상방으로 개구를 갖는 집수실과, 집수실의 하부측에 연통된 집수정 배출구와, 집수실의 일측 또는 양측에 일정 깊이로 형성되어 상방으로 빗물유입구를 갖는 침전조와, 집수정 배출구보다 높은 위치에 배치되어 침전조와 집수실을 연통시키는 여과통로를 갖는 집수정 몸체와; 침전조의 내부에 설치되어 1차 오염물을 걸러내는 1차 거름망 유닛과; 여과통로에 설치되어 1차 거름망 유닛을 통과한 비점오염을 여과하는 비점오염 여과필터와; 침전조에서 집수실로 빗물 유입을 허용함과 동시에 집수실에서 침전조로 역방향 흐름을 차단하도록 개구측에 힌지로 설치되어 여과통로를 개폐시키는 빗물역류방지용 댐퍼와; 상기 집수정 몸체의 개구측에 개폐 가능한 집수정 덮개;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

빗물역류와 악취방지 및 비점오염 여과기능을 갖는 집수정{Collecting well for back flow and bad smell protection and nonpoint pollution fitering}
본 발명은 도로 또는 노면에 설치되어 빗물을 집수하여 하수관으로 배출시키는 집수정에 관한 것으로, 특히 우천시 비점오염을 여과하며 폭우나 홍수시 빗물역류를 차단하고, 우천이 없는 경우 하수구로부터 올라오는 악취를 차단할 수 있고, 우천시 침전된 퇴적물의 제거가 용이토록 한 빗물역류와 악취방지 및 비점오염 여과기능을 갖는 집수정에 관한 것이다.
일반적으로 도로나 노면에 설치된 집수정은 노면의 빗물을 집수시킨 후 하수관로로 배출시킨다. 집수정의 상면에는 노면의 빗물 유입을 허용하는 그레이팅 뚜껑이 설치된다. 빗물은 그레이팅 뚜껑을 통해 유입되어 집수된 후 하수관으로 배수 처리된다. 따라서 빗물에 함께 유입되는 쓰레기는 그레이팅 뚜껑을 통해 차단될 수 있다. 그러나 빗물에 휩쓸려 유입되는 모래나 토사 등의 퇴적물은 그대로 하수구로 흘려보낼 질 뿐만 아니라 대기오염물질 등도 그대로 집수정을 통과하기 때문에 수질오염을 일으키는 주원인이 된다. 또한 집수정은 하수구와 연결되어 있어 여름철과 같은 계절에는 악취가 심하게 발생하고, 집중 호우시에는 역류흐름으로 노면이 침수되는 문제가 있어 이에 대한 방안이 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1746524호로서, '비점오염뮬 저감을 위한 도로 및 교량용 집수정'이 제안되어 있다. 이는 상부가 개방되어 우수를 집수하면서 집수정의 외면을 형성시키는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되어 초기우수에 포함된 오염물을 여과시키는 정화관체와, 상기 하우징의 상부에 놓여지는 그레이팅으로 이루어지며, 상기 정화관체는, 하부가 폐쇄되어 퇴적부를 형성하고, 내부에는 유입된 우수에 와류가 형성되도록 스크류가 내장된 스크류관이 설치되며, 상기 정화관체의 내면과 스크류관의 외면 사이는 여과공간부를 형성하고, 상기 하우징의 내면과 정화관체의 외면 사이는 상기 여과공간부를 통과하여 여과된 정화우수 또는 후기우수가 배출될 수 있는 우수통과로를 형성하는 것을 특징으로 하여, 우수의 흐름을 상하로 이루어지게 하면서 그 사이의 여과수단을 통과하게 함으로써 집수정의 규모를 증가시키지 않으면서도 여과거리를 길게 하여 여과의 효율성을 극대화시키도록 한 것이다.
그러나 상기 배경기술은 유입된 빗물의 흐름 경로상에 1차적으로 걸름을 수행하는 수단이 없어 배수통로가 막히기 쉽고, 이로 인해 비점오염을 제거하는 여과기능을 발휘하기가 어렵다. 또한 우천이 없는 경우 배수통로를 막는 수단이 없어 하수구로부터 올라오는 악취를 차단할 수 없다.
본 발명의 다른 배경기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0775441호로서, '역류방지용 하수 집수정구조'가 제안되어 있다. 이는 역류하는 하수의 수위에 따라 선택적으로 집수정의 상부를 개폐가능하도록 함으로써, 빗물의 유입을 위해 설치한 스틸그레이팅을 통해 역류하는 하수가 외부로 유출되는 것을 미연에 방지토록 한 것이다.
그러나 후자의 배경기술은 우천이 없는 경우 수위가 내려가 배수통로가 열리게 됨으로써 하수구로부터 올라오는 악취를 차단할 수 없고, 비점오염을 제거할 수 있는 수단이 없어 하천의 수질 개선에 도움이 되지 못한다.
한국 등록특허 등록번호 제10-1746524호 한국 등록특허 등록번호 제10-0775441호
본 발명은 우천시 비점오염을 여과하며 폭우나 홍수시 빗물역류를 차단하고, 우천이 없는 경우 하수구로부터 올라오는 악취를 차단할 수 있고, 퇴적물을 침전시켜 제거가 용이토록 한 빗물역류와 악취방지 및 비점오염 여과기능을 갖는 집수정을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 빗물역류와 악취방지 및 비점오염 여과기능을 갖는 집수정은, 노면의 빗물을 집수하여 하수관로로 배출시키기 위한 집수정에 있어서, 일정 깊이로 일정량 집수될 수 있도록 상방으로 개구를 갖는 집수실과, 집수실의 하부측에 연통된 집수정 배출구와, 집수실의 일측 또는 양측에 일정 깊이로 형성되어 상방으로 빗물유입구를 갖는 침전조와, 집수정 배출구보다 높은 위치에 배치되어 침전조와 집수실을 연통시키는 여과통로를 갖는 집수정 몸체와; 침전조의 내부에 설치되어 1차 오염물을 걸러내는 1차 거름망 유닛과; 여과통로에 설치되어 1차 거름망 유닛을 통과한 비점오염을 여과하는 비점오염 여과필터와; 침전조에서 집수실로 빗물 유입을 허용함과 동시에 집수실에서 침전조로 역방향 흐름을 차단하도록 개구측에 힌지로 설치되어 여과통로를 개폐시키는 빗물역류방지용 댐퍼와; 상기 집수정 몸체의 개구측에 개폐 가능한 집수정 덮개;를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 1차 거름망 유닛은, 격벽에 의해 분할되어 있는 빗물유입챔버와 여과챔버 및 여과챔버측에 형성된 여과배출구를 갖는 거름망 케이스와; 여과챔버의 상부에 위치되어 거름망 케이스에 힌지 개폐가능하게 설치된 필터교체용 도어와; 여과챔버의 하부에 타공이 분포되어 있는 1차 거름망;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 빗물역류방지용 댐퍼는, 개구측에 설치된 힌지브라켓과; 상기 힌지브라켓에 축설된 힌지축에 일단이 절곡 연결되어 무게 중심이 힌지축에서 일정 거리만큼 떨어진 위치에 편심되어 회전 개폐되는 개폐판과; 상기 개폐판의 내면에 설치된 수밀용 패킹으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 빗물역류와 악취방지 및 비점오염 여과기능을 갖는 집수정에 따르면, 침전조와 집수실의 사이에 비점오염 여과필터가 설치되어 우천시 집수실로 모여드는 비점오염을 여과할 수 있다. 또한 집수실에 빗물역류방지용 댐퍼가 설치되어 폭우나 홍수시 빗물역류를 차단하고 동시에 우천이 없는 경우 하수구로부터 올라오는 악취를 차단할 수 있다. 또한, 침전조가 설치되어 퇴적물을 침전시켜 집수실로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 우천 후 퇴적물의 제거가 용이하다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 집수정의 정단면도.
도 2는 도 1의 일측단면도.
도 3은 도 1에 적용된 집수정 몸체의 정단면도.
도 4는 도 1의 평면도.
도 5a는 본 발명에 적용되는 1차 거름망 유닛의 구성도.
도 5b는 도 5a의 일측면도.
도 6은 본 발명에 따른 집수정의 정단면도로서 우천시 빗물 흐름경로를 나타내는 사용상태도.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1에 도시된 본 발명의 집수정(10)은 노면의 빗물에서 침전물을 침전시킨 후, 1차 걸름을 수행하고, 2차적으로 비점오염물질을 여과시켜 집수하여 하수관로(6)로 배출시킨다. 또한 집수정(10)은 빗물 유입이 없는 경우 하수관로(6)를 통해 배출되는 악취를 차단한다. 또한 집수정(10)은 폭우 또는 홍수시 하수관로(6)로부터 역으로 역류가 발생되면 그 역류를 차단하는 기능을 발휘한다.
도 3 및 도 4와 같이 집수정(10)은 철근 콘크리트로 제작된 집수정 몸체(100)를 갖는다. 집수정 몸체(100)는 일정 깊이로 일정량 집수될 수 있도록 상방으로 개구(102a)를 갖는 집수실(102)과, 집수실(102)의 하부에 연통된 집수정 배출구(104)와, 집수실(102)의 양측에 일정 깊이로 형성되어 상방으로 빗물유입구(106a)를 갖는 침전조(106)와, 빗물유입구(106a)보다 높은 위치에 배치되어 침전조(106)와 집수실(102)을 연통시키는 여과통로(107)를 갖는다. 개구(102a)에는 후술할 집수정 덮개(120)가 설치되고, 빗물유입구(106a)에는 그레이팅(2)이 설치된다.
본 발명의 다른 실시 예로서, 침전조(106)는 집수실(102)의 일측에만 구성될 수도 있다.
이때 집수실(102)은 여과통로(107)가 형성된 벽면이 상향으로 벌어지도록 경사되게 형성됨이 바람직하다. 이는 후술할 빗물역류방지용 댐퍼(110)측 개폐판(116)이 자중에 의해 닫힘되어 수밀용 패킹(118)을 여과통로(107)가 있는 벽면에 밀착시키기 위함이다.
본 실시 예에서 집수실(102)의 깊이는 침전조(106)와 동일하게 구성하였으나 더 깊게 구성할 수도 있다.
침전조(106)에는 1차 거름망 유닛(210)이 설치된다. 1차 거름망 유닛(210)은 침전조(106)의 내부에 설치되어 1차 오염물을 걸러서 여과통로(107)로 배출시킨다. 여기서 1차 오염물은 침전이 되지 않은 부유물질(쓰레기, 낙엽 등)이 된다.
도 5a 및 도 5b에서와 같이 1차 거름망 유닛(210)은, 격벽(212a)에 의해 분할되어 있는 빗물유입챔버(212b)와 여과챔버(212c) 및 여과챔버(212c)측에 형성된 여과배출구(212d)를 갖는 거름망 케이스(212)와, 여과챔버(212c)의 상부에 위치하여 거름망 케이스(212)에 힌지 개폐가능하게 설치된 필터교체용 도어(214)와, 여과챔버(212c)의 하부에 타공(116a)이 분포되어 있는 1차 거름망(216)을 포함하여 구성된다.
따라서 도 6과 같이 우천시 빗물유입구(106a)를 통해 유입된 우수는 1차 거름망 유닛(210)의 빗물유입챔저(112b)를 통해 침전조(106)로 흘러들어가고, 침전조(106)는 침전물을 침전 퇴적시킨다. 이와 함께, 침전되지 않은 부유물은 1차 거름망 유닛(210)의 1차 거름망(216)을 통해 걸러져 여과통로(107)로 유입된다.
여과통로(107)에는 비점오염 여과필터(200)가 설치된다. 비점오염 여과필터(200)는 1차 거름망 유닛(210)을 통과한 비점오염을 여과한다. 비점오염 여과필터(200)는 예로, 외부카트리지를 갖고 내부에 여과재가 충전되어 있는 것이 될 수 있다. 여과재는 활성탄 등이 될 수 있다. 따라서 차 거름망 유닛(110)의 1차 거름망(216)을 통과한 오염물질은 여과통로(107)에 설치된 비점오염 여과필터(200)에 여과되어져 집수실(102)로 집수된 후, 집수정 배출구(104)에 연결된 하수관로(6)로 배출된다.
한편, 도 1과 같이 집수정(10)으로 빗물 유입이 없는 경우, 하수관로(6)를 통해 배출되는 악취를 차단하고, 폭우 또는 홍수시 하수관로(6)로부터의 역류를 차단하는 빗물역류방지용 댐퍼(110)가 설치된다. 빗물역류방지용 댐퍼(110)는 침전조(106)에서 집수실(102)로 빗물 유입을 허용함과 동시에 집수실(102)에서 침전조(106)로 역방향 흐름을 차단하도록 개구(102a)측에 힌지로 설치되어 여과통로(107)를 개폐시킨다.
빗물역류방지용 댐퍼(110)는, 집수정 몸체(100)의 개구(102a)측에 설치된 힌지브라켓(112)과, 힌지브라켓(112)에 축설된 힌지축(114)에 일단이 절곡 연결되어 무게 중심이 힌지축(114)에서 일정 거리만큼 떨어진 위치에 편심되어 회전 개폐되는 개폐판(116)과, 개폐판(116)의 내면에 설치된 수밀용 패킹(118)으로 구성되어 있다.
이때 수밀용 패킹(118)은 고무 또는 실시콘으로 제작되며, 그의 직경은 여과통로(107)의 단면보다 크게 형성되어 있다. 따라서 도 1과 같이 빗물역류방지용 댐퍼(110)가 닫혀 있을 경우, 수밀용 패킹(118)은 여과통로(107)에 완전히 밀착된다. 한편, 개폐판(116)의 고정단은 절곡되어져 힌지축(114)에 연결되어 있으므로 개폐판(116)의 무게 중심은 힌지축(114)에서 일정 거리만큼 떨어진 편심 위치에 존재한다. 따라서 개폐판(116)은 편심 위치에 무게 중심이 작용하여 항시 닫히는 방향으로 이동하여 여과통로(107)의 방향에 대하여 직각 방향으로 놓여지는 힘을 받게 된다.
상기 집수정 몸체(100)의 개구(102a)측에 개폐 가능한 집수정 덮개(120)가 설치되어 있다. 집수정 덮개(120)는 개구(102a)에 해당하는 면적을 갖는다. 집수정 덮개(120)는 강도가 강한 금속, 콘크리트 등등으로 제작될 수 있다.
한편, 집수정 덮개(120)를 고정하기 위해 집수정 덮개(120)의 중앙에 회전 가능하게 수직으로 설치된 피봇 볼트(130)와, 상기 피봇 볼트(130)에 결합되어 집수실(102)의 대향하는 벽측에 형성된 잠금홈(102a)에 끼움 결합 및 해제되는 덮개 아암(132)을 구비한다. 따라서 집수정 덮개(120)를 피봇 볼트(130)의 회전 조작만으로 간단히 여닫을 수 있고, 덮개아암(132)이 잠금홈(102a)에 끼움 결합되면, 집수정 덮개(120)가 집수정 몸체(100)에 고정되어 도난을 방지할 수 있다.
미설명 부호 '5'는 '도로 경계석'이다.
이와 같이 구성된 집수정(10)의 작용을 설명한다.
먼저, 노면으로부터 빗물의 유입이 없는 경우, 도 1과 같이 집수정(10)의 집수실(102)에는 빗물 고임이 없게 된다. 따라서 빗물역류방지용 댐퍼(110)의 개폐판(116)은 자중에 따른 회전력에 의해 대략 수직적으로 위치하여 도 1과 같이 집수정 유입구(104)를 폐쇄시키고 있게 된다. 따라서 하수관로(6)로부터 악취가 새어나오더라도 집수정 덮개(120) 및 빗물역류방지용 댐퍼(110)에 차폐되어 여과통로(107)가 차단됨으로써 빗물유입구(106a)로부터 발생되어 나오는 악취는 없게된다.
한편, 우천이 시작되면 빗물유입구(106a)로부터 빗물이 도 6과 같이 화살표 방향을 따라 침전조(106)로 유입된다. 이후, 개폐판(116)을 열고 여과통로(107)를 통과하여 집수정(10)으로 빗물이 집수된 후 하수관로(6)를 통해 배출된다.
이때 집수실(102)로 유입되는 빗물은 유속으로 도 6과 같이 빗물역류방지용 댐퍼(110)의 개폐판(116)을 상방으로 회전 상승시킨다. 이같이 회전 상승으로 개폐판(116)이 열려지면 집수실(102)로 빗물이 유입되어 집수정 배출구(106)에 접속된 하수관로(6)로 원활히 배출된다.
이 과정에서 침전조(106)에서는 침전물을 침전시킨 후, 1차 거름망 유닛(210)의 1차 거름망(216)에서 1차 걸름을 수행하고, 비점오염 여과필터(200)에서 2차적으로 비점오염물질을 여과시켜 집수하여 하수관로(6)로 배출시킨다. 따라서 하수관로(6)로 배출되는 우수는 침전물이 없고 비점오염물질이 제거된 상태가 되므로 하천오염을 방지할 수 있다.
다른 한편, 폭우나 홍수로 인해 하수관로(6)를 통해 빗물이 역류되면 집수실(102)내의 수압이 상승하게 된다. 이 상승 수압이 빗물역류방지용 댐퍼(110)의 개폐판(116)을 여는 힘보다 크게 되면 반대 방향으로 개폐판(116)을 밀어 여과통로(107)를 차단하게 된다(도 1 참조). 따라서 빗물의 역류시에는 집수정(10) 자체가 역류를 허용하지 않게 되어 집수정(10)이 설치된 도로나 노면의 침수를 예방할 수 있다. 또한 집수실(102)로 유입되는 량이 증가함에 따라 자동으로 빗물역류방지용 댐퍼(110)의 개폐판(116)이 크게 열려져 배수효율이 향상된다.
한편, 비점오염 여과필터(200)의 교체가 필요하게 되면, 1차 거름망 유닛(210)측 필터교체용 도어(214)를 열어서 비점오염 여과필터(200)를 용이하게 교체할 수 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
100: 집수정 몸체
120: 집수정 덮개
110: 빗물역류방지용 댐퍼
200: 비점오염 여과필터
210: 1차 거름망 유닛

Claims (3)

  1. 노면의 빗물을 집수하여 하수관로(6)로 배출시키기 위한 집수정(10)에 있어서,
    일정 깊이로 일정량 집수될 수 있도록 상방으로 개구(102a)를 갖는 집수실(102)과, 집수실(102)의 하부측에 형성되고 하수관로(6)와 연통되게 연결된 집수정 배출구(104)와, 집수실(102)의 일측 또는 양측에 일정 깊이로 형성되어 상방으로 빗물유입구(106a)를 갖고 퇴적물을 침전시키는 침전조(106)와, 집수정 배출구(104)보다 높은 위치에 배치되어 침전조(106)와 집수실(102)을 연통시키는 여과통로(107)를 갖는 집수정 몸체(100)와; 침전조(106)의 내부에 설치되어 부유물질인 1차 오염물을 걸러내는 1차 거름망 유닛(210)과; 여과통로(107)에 설치되어 1차 거름망 유닛(210)을 통과한 비점오염물질을 여과하는 비점오염 여과필터(200)와; 침전조(106)에서 집수실(102)로 빗물 유입을 허용함과 동시에 집수실(102)에서 침전조(106)로 역방향 흐름을 차단하도록 개구(102a)측에 힌지로 설치되어 여과통로(107)를 개폐시키는 빗물역류방지용 댐퍼(110)와; 상기 집수정 몸체(100)의 개구(102a)측에 개폐 가능한 집수정 덮개(120);를 포함하되;
    1차 거름망 유닛(210)은, 격벽(212a)에 의해 분할되어 있는 빗물유입챔버(212b)와 여과챔버(212c) 및 여과챔버(212c)측에 형성된 여과배출구(212d)를 갖는 거름망 케이스(212)와; 여과챔버(212c)의 상부에 위치되어 거름망 케이스(212)에 힌지 개폐가능하게 설치된 필터교체용 도어(214)와; 여과챔버(212c)의 하부에 타공(116a)이 분포되어 있는 1차 거름망(216);을 포함하며,
    상기 빗물역류방지용 댐퍼(110)는, 개구(102a)측에 설치된 힌지브라켓(112)과; 상기 힌지브라켓(112)에 축설된 힌지축(114)에 일단이 절곡 연결되어 무게 중심이 힌지축(114)에서 일정 거리만큼 떨어진 위치에 편심되어 회전 개폐되는 개폐판(116)과; 상기 개폐판(116)의 내면에 설치된 수밀용 패킹(118)을 포함하며,
    상기 침전조(106)를 통해 노면의 빗물에서 침전물을 침전시킨 후 1차 거름망 유닛(210)을 통해 1차로 부유물질을 거르고 2차로 상기 비점오염 여과필터(200)를 통해 비점오염물질을 여과시켜 집수실(102)에 집수한 후 하수관로(6)로 배출시키는 것을 특징으로 하는 빗물역류와 악취방지 및 비점오염 여과기능을 갖는 집수정.
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