KR102200910B1 - 스마트 조립형 물순환 배수 시스템 및 그 구동방법 - Google Patents

스마트 조립형 물순환 배수 시스템 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토목, 건설 및 건축 설비 관련 기술에 관한 것으로, 특히 배수관 상판, 배수관 하판, 개구부에 거치되는 거치대를 포함하는 배수관을 대상으로 하자보수 여부를 조기에 판단하고, 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 봄과 함께, 지하수 유입, 배수 집수와 유출, 및 배수 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보내는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템 및 그 구동방법에 관한 것이다.

Description

스마트 조립형 물순환 배수 시스템 및 그 구동방법{Smart assembly type water circulation drainage system and drive method of the Same}
본 발명은 토목, 건설 및 건축 설비 관련 기술에 관한 것으로, 특히 배수관 상판, 배수관 하판, 개구부에 거치되는 거치대를 포함하는 배수관을 대상으로 하자보수 여부를 조기에 판단하고, 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 봄과 함께, 지하수 유입, 배수 집수와 유출, 및 배수 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보내는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템 및 그 구동방법에 관한 것이다.
종래의 배수관((排水管)의 경우, 도 1에서도 알 수 있는 바와 같이, 포장표면의 경사로 인해 유도된 우수가 배수관의 측면 턱을 넘어서 배수가 이루어지는데 턱을 넘지 못한 우수는 턱 주변에 고여 있게 되어 배수가 가장 늦거나 미흡(마를 때까지 기다림)할 수 밖에 없어 턱 주변의 고인 물로 인한 2차 피해가 우려될 문제점을 가진다.
또한, 토목 조성시 배수관 주변의 다짐강도가 일반 포장표면의 다짐강도보다 부족하여 시간이 경과할수록 자연침하가 발생할 경우, 배수관 턱과 포장 표면의 경계부분은 단차가 더욱 커질 수 밖에 없어 이로 인해 부상위험 뿐만 아니라 고인물로 배수관 주변의 지반이 연약해져 부분침하 또는 겨울철 동토의 피해가 발생하는 문제점이 존재한다.
또한, 표면의 배수는 배수관 턱을 넘어서 이루어짐으로 배수관 주변 포장재와 분리된 재료는 대부분 비중이 낮아 유속에 의해 우수에 쓸려 내려오면서 배수관의 측면 턱을 넘어 유실되거나 턱주변에 쏠려있는 경우가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.
침투 포장면에 식재되어 있는 잔디의 경우 차량의 하중과 충분한 물공급의 부족으로 인하여 대부분 고사하며, 잡풀 및 외래 식물이 유입되어 미관을 저해하는 문제점 역시 있다. 이와 같은 이유로 적정한 침투가 가능한 포장층을 전제로 하여 콘크리트 블록으로 시공이 용이한 도로 포장면에 대한 개발이 필요하다.
한편, 투수면(透水面) 포장과 불투수면(不透水面) 포장의 온도 차이를 살펴보면, 투수면 포장, 즉 물이 존재하는 포장에서는 여름철에 평균 7℃ 정도의 온도 저감을 보였으며, 겨울철에는 온도를 높여주는 것으로 분석되고 있다.
포장지역에서의 물의 저류와 침투는 에너지 소비를 줄이는 중요한 인자로 나타나고 있다. 그럼에도 도시지역의 도로 및 단지조성은 인간의 편의를 제공하기 위하여 자연 상태의 공간을 다양한 구조물로 구축하는 과정을 의미하며, 도시공간에서 상당부분은 강우 시 물의 침투가 전혀 발생하지 않는 불투수성 도로로 구성되어 있어 다양한 환경수리학적 문제를 나타내고 있다.
불투수층의 증가는 자연적 물순환 시스템의 왜곡을 가져오면서 강우유출량 및 첨두유량의 증가와 더불어 다양한 비점오염물질의 유출도 증가시켜 도시홍수, 수생태계 파괴와 더불어 수질오염을 야기되고 있는 것이 현실이다.
도로와 단지를 포함하는 도시지역에서의 과거 물 관리는 개발지역으로부터 여분의 강우유출수를 빠르게 배수하는 시스템이었으며, 홍수에 관점을 두고 있었다. 그러나 기후변화, 온도상승, 물순환의 왜곡, 비점오염물질의 유출 증가 등은 건설 분야에 환경수리적 기능 보완을 요구하고 있으며, 이러한 변화의 노력은 선진국을 중심으로 녹색성장 및 스마트성장(smart growth)의 건설 분야 주요 내용으로 나타나고 있다.
또한, 서울시 등 대도시에서는 지하철, 지하 통신·전력구, 건축물 지하실에서 유출되는 지하수 및 강우시의 빗물을 별다른 용도가 없이 대부분 우수관거를 통해 배출하고 있으며, 이와 같이 지하수 및 빗물을 배출하게 되면 도시의 토양 사막화가 가속되고 토양의 습윤상태가 나빠져 물의 증발산 효율이 저하되고 도시 열섬화의 유발 및 미기후에 악영향을 주게 된다.
정부와 서울시 등 지방자치단체에서 도시 물순환의 핵심기술인 물순환 저영향개발(LID: Low Impact Development)의 요소기술로서 빗물을 머금고 침투시키는 기술을 도입하여 그린 인프라 사업 및 촉촉한 물순환 선도 도시사업 등에 적용하고는 있으나, 이러한 물순환 저영향개발기술(LID기술)을 활용하여 도로, 옥상 등 비산 미세먼지의 주요 발생원에서 근원적으로 비산 미세먼지를 감축하는 기술에 대해서는 아직 연구개발이 미흡한 실정이다.
우리나라의 강우특성은 계절별로 다양한 강우 형태를 보이고 있으며, 동일한 강우 현상에도 유역의 특성에 따라 오염물질의 다양한 유출이 다양한 형태로 발생하고 있다. 또한, 강우유출수에 포함되는 오염물질은 초기 강우시 발생하는 강우유출수에는 다량 포함되어 있는데 비하여 초기 이후 강우 시 발생하는 강우유출수에는 미량 포함되어 있으므로 초기 강우유출수에 대해서는 오염물질을 제거, 처리한 후 방류하고, 초기 이후 강우유출수에 대해서는 오염물질 제거 과정을 생략하고 그대로 방류하는 방식이 채용되고 있다.
대부분의 강우유출수의 선택적 처리 시스템에서는 오염물질 제거, 처리 과정을 거친 초기 강우유출수와 오염물질 제거, 처리 과정이 생략된 초기 이후 강우유출수를 그대로 방류수계로 방류하고 있다.
우리나라는 유엔이 지정한 물 부족 국가 중의 하나로서 지표수는 물론 지하수의 개발과 유지, 관리가 어느 때보다 중요시되는 시점에 있다. 따라서 향후 물 부족에 대비하여 도심지 내의 수자원을 효율적으로 활용하기 위하여 오염도가 낮은 도로 및 단지의 강우유출수를 재사용하기 위하여 물순환의 각 단계에서 발생하는 차집, 정화, 저류를 위한 핵심기술의 개발이 필요하다.
한국특허 등록번호 : 10-2140058-0000 한국특허 공개번호 : 10-2014-0146365 한국특허 등록번호 : 10-1592462-0000 한국특허 등록번호 : 10-1542568-0000
본 발명의 스마트 조립형 물순환 배수 시스템 및 그 구동방법은 앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 배수관 상판, 배수관 하판, 개구부에 거치되는 거치대를 포함하는 배수관을 대상으로 하자보수 여부를 조기에 판단하고, 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 봄과 함께, 지하수 유입, 배수 집수와 유출, 및 배수 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보내기 위함이다.
본 발명의 제 2 목적은 건축, 건설, 토목공사의 상황이나 시공의 편이성 및 배수면적에 따른 배수량 산출 근거에 따라 배수관, 배수 점검구, 집수정 등의 스마트 조립형 물순환 배수 시스템을 구축하기 위한 설비 사이즈를 맞춘 공간활용을 극대화한 입체적 구조로서 부동산 용적율, 건폐율에 맞게 제작 및 설치 가능하게 하기 위함이다.
본 발명의 제 3 목적은 지표면 단면적이 최소화된 배수관 상부의 개구부로 포장재와 분리된 토사재료 또는 부산물 (①인조잔디의 경우 : 칩, 규사, 마이크로플라스틱 ②탄성포장재의 경우 : 토핑된 칩, ③블록, 석재, 규사포장의 경우 : 모래나 규사) 또는 기타 오염물질이 배수관를 따라 지하수로, 하류로 내려갈 가능성을 현격히 줄이기 위함이다.
본 발명의 제 4 목적은 배수관에 유입된 배수가 수류를 따라 신속히 배수되게 하고 배수의 일부가 배수관 측면 또는 저면에 타공된 배수홀을 통해 지반에 침투되도록 하여 가급적 지하수화로 유도하거나 배수 시차를 조절해서 홍수기 때 저지대의 침수피해 등을 감소시키기 위함이다.
본 발명의 제 5 목적은 배수홀을 통해 지반으로 침투되어 지하수로 저장된 침투수를 생성시켜 자원순환의 원활화, 토양건조 방지를 통한 미세먼지의 저감, 포장 표면 온도상승 저지에 기여하며, 토양수분이 포화상태일 경우엔 토양수분을 배수관 측면 또는 저면에 마련된 배수홀로 재유입되도록 하여 다시 배수가 효율적으로 이루어지도록 하기 위함이다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 조립형 물순환 배수 시스템은, 배수관 상판, 상기 배수관 상판 하부에 배치된 배수관 하판, 상기 배수관 상판 위에 마련된 개구부에 거치되는 거치대를 포함하는 배수관; 상면 개폐를 통해 배수의 흐름을 실시간 혹은 주기적으로 파악해 상기 배수관의 막힘 및 상기 배수관의 하자보수 여부를 조기에 판단하고, 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 보면서 상기 배수관 중 지정위치를 통과하는 상기 배수의 유수상태를 확인하는 배수 점검구; 및 상기 배수관에 흐르는 배수를 집수하고, 상기 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보내는 집수정을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 조립형 물순환 배수 시스템의 구동방법은, 배수관이 배수관 상판, 상기 배수관 상판 하부에 배치된 배수관 하판, 상기 배수관 상판 위에 마련된 개구부에 거치되는 거치대를 구비해 외부로부터 유입되는 배수를 처리하는 단계; 배수 점검구가 상면 개폐를 통해 배수의 흐름을 실시간 혹은 주기적으로 파악해 상기 배수관의 막힘 및 상기 배수관의 하자보수 여부를 조기에 판단하는 단계; 상기 배수 점검구가 상기 배수관을 대상으로 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 보면서 상기 배수관 중 지정위치를 통과하는 상기 배수의 유수상태를 확인하는 단계; 및 집수정이 상기 배수관에 흐르는 배수를 집수하고, 상기 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보내는 단계를 포함한다.
본 발명의 스마트 조립형 물순환 배수 시스템 및 그 구동방법은 배수면적에 따른 배수량 산출에 근거하여 맞춘 개구부의 폭만큼만 배수관이 포장 지표면에만 노출됨으로 인해 공간활용을 극대화한 입체적 구조로서 원래 부동산 용도에 맞는 용적율, 건폐율을 확보할 수 있어 여유 공간 확장 및 다양한 부대시설을 마련하는데 도움을 주는 제 1 효과를 준다.
또한, 본 발명은 배수관 상부의 노출을 최소화함을 통해 배수관 단면적을 감소시켜 도로 또는 포장 지표면과 배수관 간의 이질적인 공사 전개에 따른 2차 피해(미끄러짐, 마찰 등으로 인한 골절 등의 부상)를 상당히 줄일 수 있는 제 2 효과를 준다.
또한, 본 발명은 지표면 단면적이 최소화된 배수관 상부의 개구부로 포장재와 분리된 토사재료 또는 부산물 (①인조잔디의 경우 : 칩, 규사, 마이크로플라스틱 ②탄성포장재의 경우 : 토핑된 칩 ③블록, 석재 : 규사포장의 경우 모래나 규사) 또는 기타 오염물질이 배수관를 따라 지하수로, 하류로 내려갈 가능성을 현격히 줄이는 제 3 효과를 준다.
또한, 본 발명은 배수관에 유입된 배수가 수류를 따라 신속히 배수되게 하고 배수의 일부가 배수관 측면 또는 저면에 타공된 배수홀을 통해 지반에 침투되도록 하여 가급적 지하수화로 유도하거나 배수 시차를 조절해서 홍수기 때 저지대의 침수피해 등을 감소시키는 제 4 효과를 준다.
또한, 본 발명은 배수홀을 통해 지반으로 침투되어 지하수로 저장된 침투수를 생성시켜 자원순환의 원활화, 토양건조 방지를 통한 미세먼지의 저감, 포장 표면 온도상승 저지에 기여하며, 토양수분이 포화상태일 경우엔 토양수분을 배수관 측면 또는 저면에 마련된 배수홀로 재유입되도록 하여 다시 배수가 효율적으로 이루어지도록 하는 제 5 효과를 준다.
도 1은 종래의 배수 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 조립형 물순환 배수 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 조립형 물순환 배수 시스템의 배수관을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 조립형 물순환 배수 시스템의 배수 점검구, 배수관, 집수정의 결합상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 조립형 물순환 배수 시스템의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예에 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 조립형 물순환 배수 시스템을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 스마트 조립형 물순환 배수 시스템(2000)은 배수관 상판(110), 배수관 하판(120), 개구부에 거치되는 거치대(130)를 포함하는 배수관(1000)을 대상으로 하자보수 여부를 조기에 판단하고, 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 봄과 함께, 지하수 유입, 배수 집수와 유출, 및 배수 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보내는 시스템으로, 배수관(1000), 배수 점검구(200) 및 집수정(300)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 조립형 물순환 배수 시스템(2000)은 타 여러 곳에서 온 배수(排水) 혹은 우수(雨水)를 배수관(1000)의 개구부와 배수관 상판(110) 측면의 제 1, 2 배수홀(101, 102)로 신속한 배수케 하며, 배수관 상판(110) 개구부 및 제 1, 2 배수홀(101, 102)로 동시에 배수가 이루어짐으로 노면 포장재의 유실이나 노면 포장재 유실로 인해 2차적으로 발생될 수 있을 노면의 쏠림현상을 감소시킨다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 조립형 물순환 배수 시스템(2000)은 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이 배수관(1000) 측면 또는 저면 부위에 투수패드(부직포, 400)를 부착함을 통해 오염도 저감 및 마이크로플라스틱의 유출을 상당 부분 줄일 수 있게 하고, 수명기간(수율)이 경과해 유기물이나 마이크로플라스틱 등으로 공극이 막혀 기능이 부족할 경우 최소한의 토목으로 투수패드(400)의 교체로 역활을 회복할 뿐만 아니라 특히 마이크로플라스틱으로 인한 해양생태계 파괴를 저감시킬 수 있다.
이때, 스마트 조립형 물순환 배수 시스템(2000)에 맞는 배수관 공사시, 시공현장에 적합한 다양한 소재(예 : 콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 선택된 적어도 하나)의 사용으로 배수관(1000)의 성능(품질) 및 시공의 편이성 그리고 원가를 절감할 수 있는 탁월한 효과를 기대한다.
또한, 다른 일실시예로, 포장표면의 내구연한이 경과하거나, 변경 등으로 배수관의 철거가 필요할 경우, 스마트 조립형 물순환 배수 시스템(2000)의 배수관 상판(110) 및 하판(120)을 분리하여 재활용하거나, 하판만 별도(측구수로 등)로 사용할 수 있으며, 배수관 전체(1000)를 동일소재(콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 선택된 적어도 하나)로 설치하고자 할 시 상판 및 하판(110, 120)으로 나누어서 제작된 것, 상판 및 하판(110, 120)의 구분 없이 한 덩어리(통)으로 제작된 것, 혹은, 좌판 및 우판으로 나누어서 제작된 것을 사용한다 할 것이다.
여기서, 배수관 상판(110)의 주소재로는 ①골재(조약돌, 자갈, 모래)와 물을 경화제(시멘트 또는 석회)와 혼합해 만든 콘크리트; ②아연도강판, 알루미늄, SUS를 포함하는 비철금속류; ③폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC)를 포함하는 합성수지류; 및 ④블렌드폴리머, 폴리에스테르, 폴리스티렌 및 폴리에틸렌을 포함하는 플라스틱류 중 적어도 하나임에 유의한다.
배수관 하판(120)의 주소재로는 콘크리트류(콘크리트, 콘크리트에 철근이 더 들어간 철근 콘크리트, 콘크리트에 폴리머(Polymer)가 더 들어간 폴리머 콘크리트), 금속류, 비금속류, 합성수지류, 플라스틱류 중 적어도 하나임에 유의한다.
배수관 하판(120)의 가로방향 중심에는 지선연결용으로 개폐나 탈착이 가능한 원형 또는 사각형의 지선연결 브라켓(미도시)을 별도로 설치하여 지선 즉, 다시 말해 맹암거 지선 파이프을 다수개 연결함으로, 종래 지하면에 설치되어 지선과 연결된 맹암거 간선의 역할을 배수관(1000)이 겸해서 수행한다 할 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 배수관(1000)은 배수관 상판(110), 배수관 상판(110) 하부에 배치된 배수관 하판(120), 배수관 상판(110) 위에 마련된 개구부에 거치되는 거치대(130)를 포함한다.
배수관(1000)은 상하분리형, 좌우분리형, 일체형 중 선택된 하나의 타입으로 시공 설비된다.
즉, 상하분리형의 배수관은 콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 적어도 하나를 이용해 배수관 상판(110) 및 배수관 하판(120)을 각각 분리 제작한 후, 상하 고정핀, 리벳이나 암숫나사로 배수관 상판(110)과 배수관 하판(120)을 연결 고정시키고 배수관 공간에 설치한 시설물이라 할 것이다.
또한, 좌우분리형 배수관은 콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 적어도 하나를 이용해 배수관 좌측판, 배수관 우측판을 각각 분리 제작한 후, 좌우 고정핀, 리벳이나 암숫나사로 배수관 좌측판과 배수관 우측판을 연결 고정시키고 배수관 공간에 설치한 시설물이라 하겠다.
좌우분리형 배수관은 배수관 공간의 좌우 양측 중 어느 한 일측의 작업공간이 나오지 않거나 밀착시켜야 할 경우, 또는 배수관(1000)의 교체 및 리모델링을 할 경우, 어느 한 일측의 지반 지지력이 부족해 지반 붕괴의 우려가 있을 것이라 가정하에 배수관 공간에 설비 가능하다.
일체형의 배수관은 콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 적어도 하나를 이용해 배수관 상판(110) 및 배수관 하판(120)을 하나의 몸체로 일체화시켜 제작한 후, 배수관 공간에 설치한 시설물이라 할 것이다.
일체형 배수관은 배수관 공간이 협소하거나 배수량이 소규모일 시 상하분리형 배수관, 좌우분리형 배수관과 대비해 상대적으로 선호하는 시설물이기도 하겠다.
배수관 상판(110)은 도로 또는 지면상에 존재하는 포장재로부터 분리된 토사재료 또는 오염물질이 배수관(1000)으로 인입되는 것을 방지하도록 개구부와 연결된 수맥류관(103), 수맥류관(103)의 하부 양측면을 좌우 지지해 주는 침투수 유도관(104)을 포함하는 역 Y자 형태를 갖는 시설물로 제작된다.
수맥류관(103)은 배수관 상판(110)이 배수관 공간에 매립될 시 외부 토양영역, 외부 지각영역, 혹은 외부 암반영역과 맞닿는 좌우 양쪽 평면 부분에 다수의 제 1 배수홀(101)을 타공해 구비한다.
침투수 유도관(104)은 수맥류관(103)의 하부 양측면과 일체형으로 제작되며, 수맥류관(103)의 하부 양측면과 90 내지 180도의 비탈 기울기를 갖도록 하고 면적비율이 0.1 내지 100%를 갖도록 형성된 다른 좌우 양쪽 평면 부분에 다수의 제 2 배수홀(102)을 타공해 구비한다.
수맥류관(103)의 좌우 양쪽 평면 부분 및 침투수 유도관(104)의 다른 좌우 양쪽 평면 부분에는 부직포, 인조 특수천, 합성섬유를 포함하는 투수패드(400)를 부착 설치하고, 포장재가 불투수 재료이거나, 토사재료 및 오염물질이 소량이거나 배수량이 적을 경우, 제 1, 2 배수홀(101, 102)의 타공 생략 또는 개구부의 폭을 좁게 설치하면서 투수패드(400)의 부착을 생략 설치할 수 있을 것이다.
제 1, 2 배수홀(101, 102)은 배수관 공간 밖 외부 토양영역, 외부 지각영역, 혹은 외부 암반영역으로 배수를 유출케 하거나 외부 토양영역, 외부 지각영역, 혹은 외부 암반영역에 존재하는 지하수를 배수관(1000)으로 유입케 한다.
계속해서, 배수관 하판(120)은 콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 선택된 하나의 재질을 활용해
Figure 112020094353987-pat00001
자 모양, U자 모양으로 제작되어 좌우 양쪽 측면 또는 저면에 다수의 제 3 배수홀(121)을 타공해 구비한다.
배수관 하판(120)은 좌우 양쪽 측면 또는 저면에 투수패드(400)가 부착되고, 배수관 상판(110)과 연결되어 배수관 상판(110)의 하중을 지지하면서 배수 유출에 따른 지하수화를 유도하거나 혹은 지하수 인입에 따른 배수를 유도한다.
배수관 상판(110)과 배수관 하판(120)이 서로 맞닿은 연결 부분은 배수관 상판(110)과 배수관 하판(120) 간의 충격 완화와 기밀도 유지를 위해 골판지, 스폰지, 종이, 고무, 유전체 PZT 및 페라이트 소재를 포함하는 충격 흡수재(500)를 부착한다.
또한, 배수관 하판(120)의 저면에도 배수관 상판(110)로부터 전해지는 충격, 압력을 흡수하거나 완화해 주는 충격 흡수재(500)를 더 부착한다.
더불어, 배수관(1000)은 배수관 상판(110) 위에 배수 점검구(200)를 적어도 하나 이상 구비하고, 배수 막힘 및 배수관(1000)의 하자 보수, 배수관 하판(120) 아래 기설치된 집수정(300)의 하자 보수 발생시, 배수 점검구(200)의 상부면에 뚜껑 형태로 개폐되는 점검홀(201)을 오픈해 배수 막힘, 배수관 하자 보수, 집수정(300)의 하자 보수를 실시한다.
배수관(1000)은 배수관 하판(120)의 저면에 적어도 하나의 집수홀(122)을 내고 배수관 하판(120)의 저면에 탈부착된 투수패드(400)를 활용해 배수관 상판(110), 배수관 하판(120)으로 유입된 토사재료 또는 오염물질을 다시 걸러내거나 수거하며, 집수홀(122)을 통과해 흐르는 배수를 박스형으로 제작된 집수정(300)에 모아지게 한 후 다수의 제 4 배수홀(302)이 타공된 집수정(300)의 외면상에 탈부착된 투수패드(400)를 통과시키게 하여 지하수화를 유도한다.
또한, 배수관(1000)과 연결하고자 하는 다른 배수관(1000) 사이를 잇는 이음 브라켓(600)의 좌우 양쪽 하부에는 지지브릿지가 복수개 부착되어 배수관(1000)이 배수관 공간에 안착 및 안정되도록 도와줌에 따라 외부 기초 콘크리트 공사나 외부 보강 콘크리트 타설로 인해 일어날 만한 틀어짐, 뒤틀림, 비틀림 현상을 미연에 방지케 한다.
거치대(130)는 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 선택된 하나를 이용해 개구부의 가로 폭보다 1.1배 내지 2배 크게 제작되며, 상면에 개구홀을 타원형, 삼각형, 사각형, 직사각형, 다이아몬드형, 다각형으로 다수개 형성시켜 배수 외에 토사재료 및 오염물질의 인입을 방지케 한다.
배수 점검구(200)는 상면 개폐를 통해 배수의 흐름을 실시간 혹은 주기적으로 파악해 배수관(1000)의 막힘 및 배수관의 하자보수 여부를 조기에 판단하고, 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 보면서 배수관 중 지정위치를 통과하는 배수의 유수상태를 확인한다.
배수 점검구(200)의 하부면에 CCTV 또는 적외선 카메라가 부착됨에 따라, CCTV 또는 적외선 카메라에 의해 실시간으로 혹은 분/시/일/주/월별 주기적으로 촬영된 영상 데이터는 근거리 통신망, 유무선 통신망 또는 클라우드 통신망과 기연결된 관리자 통신 단말기(미도시)로 전달된다.
또한, 관리자 통신 단말기(미도시)는 영상 데이터를 참조해 배수 막힘, 배수관 하자 보수 및 집수정 하자보수가 요구되는 배수 점검구의 위치를 파악한 후, 클라우드 통신망을 통해 기연결된 공사 담당자 통신 단말기(미도시)에게 배수 점검구(200)의 위치와 더불어 배수관(1000), 집수정 공사 및 하자보수에 관한 실시명령 신호를 신속히 전송한다.
집수정(300)은 배수관에 흐르는 배수를 집수하고, 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보낸다.
박스형의 집수정 상부에 부착된 배수 브라켓(303)은 집수정(300)이 만수위에 도달하기 전이거나 도달에 임박하였을 시에 배수를 하류 수로로 흘러가도록 유도한다.
지면상에 존재하는 포장재의 투수층으로 유입된 침투수는 지면 하부에 기설치된 다수의 맹암거 지선 파이프관(미도시)으로 스며들어간 후, 배수관 하판(200)으로 배수를 위해 모집되며, 다수의 맹암거 지선 파이프관(미도시)은 상부에 다수의 유입홀이 형성되어 있어 침투수를 흡수하며, 지면 하부에 설치시 사다리꼴 형태나 H 타임 형태로 제작되어 서로 서로를 잇는 그물망 구조를 갖는다.
포장재의 마감이 인조잔디일 경우, 인조잔디 측면에 기형성된 고정부재가 배수관 상판(110)의 수맥류관(103) 측면에 마련해 둔 인조잔디 감기바(700)에 고리 걸림형태로 결탁됨에 따라, 인조잔디는 인조잔디 감기바(700)에 감겨 고정됨으로 말미암아 외부 이탈의 우려없이 안정감과 스마트 조립형 물순환 배수 시스템(2000) 간의 일체감을 향상시켜 준다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 조립형 물순환 배수 시스템을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 스마트 조립형 물순환 배수 시스템은 배수관 상판, 배수관 하판, 개구부에 거치되는 거치대를 포함하는 배수관을 대상으로 하자보수 여부를 조기에 판단하고, 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 봄과 함께, 지하수 유입, 배수 집수와 유출, 및 배수 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보내는 시스템의 구동방법이다.
즉, 배수관은 배수관 상판, 배수관 상판 하부에 배치된 배수관 하판, 배수관 상판 위에 마련된 개구부에 거치되는 거치대를 구비해 외부로부터 유입되는 배수를 처리한다.(S100)
배수 점검구는 상면 개폐를 통해 배수의 흐름을 실시간 혹은 주기적으로 파악해 배수관의 막힘 및 배수관의 하자보수 여부를 조기에 판단한다.(S200)
배수 점검구는 배수관을 대상으로 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 보면서 배수관 중 지정위치를 통과하는 배수의 유수상태를 확인한다.(S300)
집수정은 배수관에 흐르는 배수를 집수하고, 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보낸다.(S400)
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
2000 : 스마트 조립형 물순환 배수 시스템
1000 : 배수관
110 : 배수관 상판 120 : 배수관 하판
130 : 개구부에 거치되는 거치대
200 : 배수 점검구 300 : 집수정
400 : 투수패드 500 : 충격 흡수재
600 : 이음 브라켓 700 : 인조잔디 감기바

Claims (18)

  1. 배수관 상판, 상기 배수관 상판 하부에 배치된 배수관 하판, 상기 배수관 상판 위에 마련된 개구부에 거치되는 거치대를 포함하는 배수관;
    상면 개폐를 통해 배수의 흐름을 실시간 혹은 주기적으로 파악해 상기 배수관의 막힘 및 상기 배수관의 하자보수 여부를 조기에 판단하고, 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 보면서 상기 배수관 중 지정위치를 통과하는 상기 배수의 유수상태를 확인하는 배수 점검구; 및
    상기 배수관에 흐르는 배수를 집수하고, 상기 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보내는 집수정을 포함하며, 상기 배수관 상판은,
    도로 또는 지면상에 존재하는 포장재로부터 분리된 토사재료 또는 오염물질이 배수관으로 인입되는 것을 방지하도록 상기 개구부와 연결된 수맥류관, 상기 수맥류관의 하부 양측면을 좌우 지지해 주는 침투수 유도관을 포함하는 역 Y자 형태를 갖는 시설물로 제작된 것이고, 상기 배수관 하판은,
    콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 선택된 하나의 재질을 활용해
    Figure 112021500052087-pat00008
    자 모양, U자 모양으로 제작되어 좌우 양쪽 측면 또는 저면에 다수의 제 3 배수홀을 타공해 구비하며, 상기 좌우 양쪽 측면 또는 저면에 투수패드가 부착되고, 상기 배수관 상판과 연결되어 상기 배수관 상판의 하중을 지지하면서 상기 배수 유출에 따른 지하수화를 유도하거나 혹은 지하수 유입에 따른 배수를 유도하는 것이며, 상기 거치대는,
    금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 선택된 하나를 이용해 상기 개구부의 가로 폭보다 1.1배 내지 2배 크게 제작되며, 상면에 개구홀을 타원형, 삼각형, 사각형, 직사각형, 다이아몬드형, 다각형으로 다수개 형성시켜 상기 배수 외에 토사재료 및 오염물질의 인입을 방지케 하는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배수관은,
    상하분리형, 좌우분리형, 일체형 중 선택된 하나의 타입으로 시공 설비되며,
    상기 상하분리형의 배수관은 콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 적어도 하나를 이용해 상기 배수관 상판 및 배수관 하판을 각각 분리 제작한 후, 상하 고정핀, 리벳이나 암숫나사로 상기 배수관 상판과 배수관 하판을 연결 고정시키고 배수관 공간에 설치한 시설물이고,
    상기 좌우분리형 배수관은 상기 콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 적어도 하나를 이용해 배수관 좌측판, 배수관 우측판을 각각 분리 제작한 후, 좌우 고정핀, 리벳이나 암숫나사로 상기 배수관 좌측판과 배수관 우측판을 연결 고정시키고 상기 배수관 공간에 설치한 시설물이며
    상기 일체형의 배수관은 상기 콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 적어도 하나를 이용해 상기 배수관 상판 및 배수관 하판을 하나의 몸체로 일체화시켜 제작한 후, 상기 배수관 공간에 설치한 시설물인 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 좌우분리형 배수관은 상기 배수관 공간의 좌우 양측 중 어느 한 일측의 작업공간이 나오지 않거나 밀착시켜야 할 경우, 또는 상기 배수관의 교체 및 리모델링을 할 경우, 상기 어느 한 일측의 지반 지지력이 부족해 지반 붕괴의 우려가 있을 것이라 가정하에 상기 배수관 공간에 설비 가능한 시설물이고,
    상기 일체형 배수관은 상기 배수관 공간이 협소하거나 배수량이 소규모일 시 상기 상하분리형 배수관, 좌우분리형 배수관과 대비해 상대적으로 선호하는 시설물인 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수맥류관은 상기 배수관 상판이 상기 배수관 공간에 매립될 시 외부 토양영역, 외부 지각영역, 혹은 외부 암반영역과 맞닿는 좌우 양쪽 평면 부분에 다수의 제 1 배수홀을 타공해 구비하며,
    상기 침투수 유도관은 상기 수맥류관의 하부 양측면과 일체형으로 제작되며, 상기 수맥류관의 하부 양측면과 90 내지 180도의 비탈 기울기를 갖도록 형성된 다른 좌우 양쪽 평면 부분에 다수의 제 2 배수홀을 타공해 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수맥류관의 좌우 양쪽 평면 부분 및 상기 침투수 유도관의 다른 좌우 양쪽 평면 부분에 부직포, 인조 특수천, 합성섬유를 포함하는 투수패드를 부착 설치하고,
    상기 포장재가 불투수 재료이거나, 상기 토사재료 및 오염물질이 소량이거나 배수량이 적을 경우, 상기 제 1, 2 배수홀의 타공 생략 또는 상기 개구부의 폭을 좁게 설치하면서 상기 투수패드의 부착을 생략 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1, 2 배수홀은
    상기 배수관 공간 밖 외부 토양영역, 외부 지각영역, 혹은 외부 암반영역으로 상기 배수를 유출케 하거나 상기 외부 토양영역, 외부 지각영역, 혹은 외부 암반영역에 존재하는 지하수를 상기 배수관으로 유입케 하는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 배수관 상판과 배수관 하판이 서로 맞닿은 연결 부분은 상기 배수관 상판과 배수관 하판 간의 충격 완화와 기밀도 유지를 위해 골판지, 스폰지, 종이, 고무, 유전체 PZT 및 페라이트 소재를 포함하는 충격 흡수재를 부착하며,
    상기 배수관 하판의 저면에도 상기 배수관 상판로부터 전해지는 충격, 압력을 흡수하거나 완화해 주는 상기 충격 흡수재를 더 부착하는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 배수관은
    상기 배수 막힘 및 배수관의 하자 보수, 배수관 하판 아래 기설치된 집수정의 하자 보수 발생시, 상기 배수 점검구의 상부면에 뚜껑 형태로 개폐되는 점검홀을 오픈해 상기 배수 막힘, 배수관 하자 보수, 집수정의 하자 보수를 실시하는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 배수 점검구의 하부면에 CCTV 또는 적외선 카메라가 부착됨에 따라, 상기 CCTV 또는 적외선 카메라에 의해 실시간으로 혹은 분/시/일/주/월별 주기적으로 촬영된 영상 데이터는 근거리 통신망, 유무선 통신망 또는 클라우드 통신망과 기연결된 관리자 통신 단말기로 전달되며,
    상기 관리자 통신 단말기는 상기 영상 데이터를 참조해 상기 배수 막힘, 배수관 하자 보수 및 집수정 하자보수가 요구되는 상기 배수 점검구의 위치를 파악한 후, 상기 클라우드 통신망을 통해 기연결된 공사 담당자 통신 단말기에게 상기 배수 점검구의 위치와 더불어 상기 배수관, 집수정 공사 및 하자보수에 관한 실시명령 신호를 신속히 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 배수관은,
    상기 배수관 하판의 저면에 적어도 하나의 집수홀을 내고 상기 배수관 하판의 저면에 탈부착된 투수패드를 활용해 상기 배수관 상판, 배수관 하판으로 유입된 토사재료 또는 오염물질을 다시 걸러내거나 수거하며,
    상기 집수홀을 통과해 흐르는 상기 배수를 박스형으로 제작된 상기 집수정에 모아지게 한 후 다수의 제 4 배수홀이 타공된 상기 집수정의 외면상에 탈부착된 투수패드를 통과시키게 하여 지하수화를 유도하는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 박스형의 집수정 상부에 부착된 배수 브라켓은 상기 집수정이 만수위에 도달하기 전이거나 도달에 임박하였을 시에 상기 배수를 하류 수로로 흘러가도록 유도하는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 배수관과 연결하고자 하는 다른 배수관 사이를 잇는 이음 브라켓의 좌우 양쪽 하부에는 지지브릿지가 복수개 부착되어 상기 배수관이 배수관 공간에 안착 및 안정되도록 도와줌에 따라 외부 기초 콘크리트 공사나 외부 보강 콘크리트 타설로 인해 일어날 만한 틀어짐, 뒤틀림, 비틀림 현상을 미연에 방지케 하는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    지면상에 존재하는 포장재의 투수층으로 유입된 침투수는 상기 지면 하부에 기설치된 다수의 맹암거 지선 파이프관으로 스며들어간 후, 상기 배수관 하판으로 배수를 위해 모집되며,
    상기 다수의 맹암거 지선 파이프관은 상부에 다수의 유입홀이 형성되어 있어 상기 침투수를 흡수하며, 상기 지면 하부에 설치시 사다리꼴 형태나 H 타임 형태로 제작되어 서로 서로를 잇는 그물망 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 포장재의 마감이 인조잔디일 경우
    인조잔디 측면에 기형성된 고정부재가 배수관 상판의 수맥류관 측면에 마련해 둔 인조잔디 감기바에 고리 걸림형태로 결탁됨에 따라, 상기 인조잔디는 상기 인조잔디 감기바에 감겨 고정되는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템.
  18. 배수관이 배수관 상판, 상기 배수관 상판 하부에 배치된 배수관 하판, 상기 배수관 상판 위에 마련된 개구부에 거치되는 거치대를 구비해 외부로부터 유입되는 배수를 처리하는 단계;
    배수 점검구가 상면 개폐를 통해 배수의 흐름을 실시간 혹은 주기적으로 파악해 상기 배수관의 막힘 및 상기 배수관의 하자보수 여부를 조기에 판단하는 단계;
    상기 배수 점검구가 상기 배수관을 대상으로 배수관 공사 및 하자보수에 관한 대응방안 모색, 상황인지 및 긴급조치를 미리 견주해 보면서 상기 배수관 중 지정위치를 통과하는 상기 배수의 유수상태를 확인하는 단계; 및
    집수정이 상기 배수관에 흐르는 배수를 집수하고, 상기 집수로 모아진 대용량 배수를 하류 수로로 내보내는 단계를 포함하며, 상기 배수관 상판은,
    도로 또는 지면상에 존재하는 포장재로부터 분리된 토사재료 또는 오염물질이 배수관으로 인입되는 것을 방지하도록 상기 개구부와 연결된 수맥류관, 상기 수맥류관의 하부 양측면을 좌우 지지해 주는 침투수 유도관을 포함하는 역 Y자 형태를 갖는 시설물로 제작된 것이고, 상기 배수관 하판은,
    콘크리트, 금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 선택된 하나의 재질을 활용해
    Figure 112021500052087-pat00009
    자 모양, U자 모양으로 제작되어 좌우 양쪽 측면 또는 저면에 다수의 제 3 배수홀을 타공해 구비하며, 상기 좌우 양쪽 측면 또는 저면에 투수패드가 부착되고, 상기 배수관 상판과 연결되어 상기 배수관 상판의 하중을 지지하면서 상기 배수 유출에 따른 지하수화를 유도하거나 혹은 지하수 유입에 따른 배수를 유도하는 것이며, 상기 거치대는,
    금속, 비철금속, 합성수지 및 플라스틱 중 선택된 하나를 이용해 상기 개구부의 가로 폭보다 1.1배 내지 2배 크게 제작되며, 상면에 개구홀을 타원형, 삼각형, 사각형, 직사각형, 다이아몬드형, 다각형으로 다수개 형성시켜 상기 배수 외에 토사재료 및 오염물질의 인입을 방지케 하는 것을 특징으로 하는 스마트 조립형 물순환 배수 시스템의 구동방법.
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