KR102303905B1 - Rainwater collecting apparatus with initial rainwater exclusion device using IoT - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 빗물 집수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강우 시작 시 초기우수를 자동적으로 차단하여, 양호한 수질의 빗물만 집수할 수 있는 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rainwater collection device, and more particularly, to a rainwater collection device equipped with an initial rainwater exclusion device using the Internet of Things that can automatically block the initial rainwater at the start of rainfall and collect only good-quality rainwater. .
오늘날 점차 심해지는 환경오염과 지하수 고갈에 따른 물부족 현상이 글로벌적 이슈로 부각되고 있다. 특히 우리나라의 경우, 도로 포장율이 높아 내린 비의 상당량이 지하로 스며들지 못한 채 지표면을 타고 강이나 바다로 흘러가 활용되지 못하고, 그나마 계절별로 강수량의 편차가 심해, 하절기에 연중 강우량의 3분의 2가 집중 되고, 봄철에는 가뭄이 심한 환경의 특성상 물부족 문제가 더욱 심각하다. Today, environmental pollution that is getting worse and water shortage due to the depletion of groundwater is emerging as a global issue. In particular, in the case of Korea, due to the high pavement rate of roads, a significant amount of rain does not penetrate underground and flows down the surface to rivers or seas and is not utilized. The problem of water shortage is even more serious due to the nature of the environment, which is characterized by severe drought in spring.
이러한 물부족 현상에 대한 대책으로, 한 번 사용한 물을 재사용하는 중수도시스템이나 빗물저류시설 등 여러 가지 방법이나 정책이 제안되고 있다. 그러나 중수도시스템이나 빗물저류시설은 기본적으로 설치에 많은 비용이 소요되고 특히 빗물저류시설은 그 규모가 매우 크므로, 이를테면 택지개발지구나 신도시 조성 지역에나 설치 가능하지, 기존에 형성되어 있는 도심지나 주거지역에는 설치하기가 사실상 불가능하다. 중수도시스템도 기존의건물에 적용하기 위해서는 건물을 개조하여야 하므로, 신축건물 정도에나 적용되는 실정이다.As a countermeasure against this water shortage, various methods and policies have been proposed, such as a gray water system that reuses used water or a rainwater storage facility. However, heavy water systems and rainwater storage facilities are basically costly to install, and especially rainwater storage facilities are very large. is virtually impossible to install. In order to apply the gray water system to an existing building, the building needs to be remodeled, so it is applied only to new buildings.
한편, 최근에는, 활용되지 못하고 버려지는 빗물의 경제적 가치를 나름대로 극대화하기 위한 여러 가지 소규모빗물 재활용시설이 제안되고 있다. 이러한 시설에는 가령 지붕에 떨어지는 빗물을 집수조에 모아 필요시 청소용수나 조경수 또는 소방용수로 활용하는 것들도 포함된다.Meanwhile, in recent years, various small-scale rainwater recycling facilities have been proposed to maximize the economic value of rainwater that is not utilized and is discarded. These facilities include, for example, those that collect rainwater that falls on the roof into a cistern and use it for cleaning, landscaping or firefighting when necessary.
그런데 종래의 빗물 재활용시설은, 초기빗물에 섞여 있는 미세 오염물질에 관한 문제가 고려되지 않는 경우가 대부분이다. 초기빗물이라 함은, 강우가 시작된 직후부터 30분 간 내린 빗물이거나, 또는 강우 시작 후 5mm의 강우량을 채운 빗물이다.However, in most of the conventional rainwater recycling facilities, the problem of fine pollutants mixed in the initial rainwater is not considered. Initial rainwater refers to rainwater that has fallen for 30 minutes immediately after the start of rainfall or rainwater that has filled 5mm of rainfall after the start of rainfall.
알려진 바와 같이 초기빗물에는 대기 중의 미세먼지나 각종 공해물질이 섞여 있고, 또한 가령 지붕이나 유리창 등에 떨어질 때, 지붕이나 유리창에 쌓여있던 먼지나 중금속 등의 오염물질과 접할 수밖에 없으므로, 초기빗물에는 다양한 오염물질이 섞여 있어 오염처리를 한 후에나 사용해야 한다. As is known, the initial rainwater is mixed with fine dust or various pollutants in the atmosphere, and when it falls on the roof or glass window, it is inevitably in contact with pollutants such as dust or heavy metals accumulated on the roof or glass window. They are mixed with substances and should only be used after contamination treatment.
상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 빗물재활용 시스템의 하나로서, 국내 등록특허공보 제10-0908095호 (건축물의 우수 재활용 시스템)이 개시된 바 있다. 상기 빗물 재활용 시스템은, 지붕으로부터 흘러내려온 빗물을 침전 시키는 집수조와, 집수조 내에서 침전을 마친 후의 빗물을 받아 저장하며 정화하는 저장조 및 처리수조와, 처리수조에 활성이온을 혼합하는 혼합탱크와, 다수의 펌프 등으로 구성된다.As one of the rainwater recycling systems for solving the above problems, Korean Patent No. 10-0908095 (rainwater recycling system for buildings) has been disclosed. The rainwater recycling system includes a water collecting tank for precipitating rainwater flowing down from the roof, a storage tank and treatment tank for receiving and storing and purifying rainwater after sedimentation in the water collecting tank, a mixing tank for mixing active ions in the treatment tank, and a plurality of of pumps, etc.
그런데 상기한 우수 재활용 시스템은, 그 구조가 복잡하고 오염물질을 처리하기 위한 매우 많은 프로세스를 필요로 함은 물론 펌프 등을 사용하기 위해 많은 전력을 필요로 한다는 등의 문제를 갖는다.However, the stormwater recycling system has problems such as a complex structure and a very large number of processes for treating pollutants, as well as requiring a lot of power to use a pump or the like.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 초기빗물의 유입을 자동으로 차단시켜 깨끗한 상태의 빗물만 집수할 수 있으므로, 그만큼 빗물의 활용범위가 넓고, 또한 구조가 간단하며 유지보수가 용이한 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, and since it can collect only clean rainwater by automatically blocking the inflow of initial rainwater, the scope of application of rainwater is wide, and the structure is simple and maintenance is easy. An object of the present invention is to provide a rainwater collection device equipped with an initial rainwater exclusion device using the Internet.
상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치는, 면적이 파악된 지붕의 경사면을 타고 내려오는 빗물을 받아들이는 리시빙챔버, 상기 리시빙챔버 내부의 빗물을 리시빙챔버 외부로 배출하는 배수관, 상기 배수관을 통해 배수되는 빗물의 유량을 측정하는 적산유량계, 상기 적산유량계의 측정 정보를 기초로 초기빗물이 배수된 후 배수관을 차단하는 차단밸브를 구비한 빗물배제기와; 상기 리시빙챔버와 연결되고 리시빙챔버 내부의 빗물을 내부 유동시키며 유도밸브에 의해 개폐되는 유도관과; 상기 유도관을 통과한 빗물을 정화 처리하는 필터와; 상기 필터에 의해 정화된 빗물을 받아 수용하는 빗물탱크와; 상기 빗물탱크의 내부에 위아래로 이격 배치되며, 빗물탱크 내부의 빗물의 최대수위와 최저수위를 감지하여 신호를 발생하는 상부신호발생기 및 하부신호발생기와; 상기 빗물탱크에 연결되고 상수밸브에 의해 개폐되는 상수관과; 상기 상부신호발생기 및 하부신호발생기와 접속되며, 빗물의 수위가 하부신호발생기보다 낮아지면 상수밸브를 개방하고, 빗물의 수위가 상부신호발생기보다 높아지면 상기 유도밸브를 차단하는 컨트롤러를 갖는다.The rainwater collection device having an initial rainwater exclusion device using the Internet of Things of the present invention as a means of solving the problem for achieving the above object is a receiving chamber that receives rainwater coming down the slope of the roof whose area is identified, the receiving chamber A drain pipe that discharges rainwater inside the ice chamber to the outside of the receiving chamber, an integrated flow meter that measures the flow rate of rainwater drained through the drain pipe, and a block that blocks the drain pipe after the initial rainwater is drained based on the measurement information of the integrated flow meter Rainwater drainage and a valve; an induction pipe connected to the receiving chamber, flowing rainwater inside the receiving chamber, and opened and closed by an induction valve; a filter for purifying rainwater that has passed through the guide pipe; a rainwater tank receiving and accommodating rainwater purified by the filter; an upper signal generator and a lower signal generator which are spaced apart up and down inside the rainwater tank and generate a signal by sensing the maximum and minimum water levels of rainwater inside the rainwater tank; a water pipe connected to the rainwater tank and opened and closed by a water supply valve; It has a controller connected to the upper signal generator and the lower signal generator, opening the constant valve when the level of rainwater is lower than the lower signal generator, and blocking the induction valve when the level of rainwater is higher than the upper signal generator.
또한, 상기 차단밸브는, 지붕경사면의 수직 투영면적에 5mm를 곱한 부피의 유량을 통과시킨 후 배수관을 차단한다.In addition, the shut-off valve blocks the drain pipe after passing the flow rate of the volume multiplied by 5 mm to the vertical projected area of the roof slope.
아울러, 본 발명의 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치는, 일정면적의 바닥판부와 측벽부로 이루어지고 빗물을 받아들이는 상부로 개방된 집수공간을 제공하고 지지프레임의 상부에 틸팅 가능하게 설치되는 빗물트레이, 상기 집수공간 내에 착탈 가능하게 설치되며 집수공간 내부의 이물질을 걸러내는 걸름망체, 일정폭을 가지며 길이방향으로 연장되고 양단부가 상기 측벽부에 회전 가능하도록 지지되며 상호 평행한 상태로 이격되고 회전운동을 통해 폭방향 단부가 겹쳐짐으로써 빗물트레이의 상부를 커버하는 다수의 차단플랩, 상기 다수의 차단플랩 중 일부 차단플랩에 연결되며 해당 차단플랩을 회전시키는 개폐레버, 상기 차단플랩을 연결시켜 모든 차단플랩이 동시에 회전하게 하는 동기화기구를 포함하는 가동형집수기와; 상기 지지프레임에 지지되며 빗물트레이를 틸팅시키는 틸팅기구와; 상기 빗물트레이로부터 배출되는 빗물을 받아들이는 리시빙챔버, 상기 리시빙챔버 내부의 빗물을 리시빙챔버 외부로 배출하는 배수관, 상기 배수관을 통해 배수되는 빗물의 유량을 측정하는 적산유량계, 상기 적산유량계의 측정 정보를 기초로 초기빗물이 배수된 후 배수관을 차단하는 차단밸브를 구비한 빗물배제기와; 상기 리시빙챔버와 연결되고 리시빙챔버 내부의 빗물을 내부 유동시키며 유도밸브에 의해 개폐되는 유도관과; 상기 유도관을 통과한 빗물을 정화 처리하는 필터와; 상기 필터에 의해 정화된 빗물을 받아 수용하는 빗물탱크와; 상기 빗물탱크의 내부에 위아래로 이격 배치되며, 빗물탱크 내부의 빗물의 최대수위와 최저수위를 감지하여 신호를 발생하는 상부신호발생기 및 하부신호발생기와; 상기 빗물탱크에 연결되고 상수밸브에 의해 개폐되는 상수관과; 상기 상부신호발생기 및 하부신호발생기와 접속되며, 빗물의 수위가 하부신호발생기보다 낮아지면 상수밸브를 개방하고, 빗물의 수위가 상부신호발생기보다 높아지면 상기 유도밸브를 차단하는 컨트롤러를 갖는다. In addition, the rainwater collection device having an initial rainwater exclusion device using the Internet of Things of the present invention is composed of a bottom plate portion and a side wall portion of a certain area, provides a water collecting space open to the upper portion to receive rainwater, and is tiltable on the upper part of the support frame Rainwater tray installed to be installed, a sieve that is detachably installed in the collecting space and filters foreign substances in the collecting space, has a certain width, extends in the longitudinal direction, both ends are rotatably supported on the side wall, and are parallel to each other A plurality of blocking flaps that are spaced apart from each other and overlap the ends in the width direction through rotational movement to cover the upper part of the rainwater tray, an opening/closing lever connected to some blocking flaps among the plurality of blocking flaps and rotating the blocking flap, the blocking flap a movable type collector including a synchronizing mechanism that connects and rotates all blocking flaps at the same time; a tilting mechanism supported by the support frame and tilting the rainwater tray; A receiving chamber for receiving rainwater discharged from the rainwater tray, a drain pipe for discharging rainwater from the inside of the receiving chamber to the outside of the receiving chamber, an integrated flow meter for measuring the flow rate of rainwater drained through the drain pipe, the cumulative flow meter After the initial rainwater is drained based on the measurement information, a rainwater drainer having a shut-off valve for blocking the drainpipe; an induction pipe connected to the receiving chamber, flowing rainwater inside the receiving chamber, and opened and closed by an induction valve; a filter for purifying rainwater that has passed through the guide pipe; a rainwater tank receiving and accommodating rainwater purified by the filter; an upper signal generator and a lower signal generator which are spaced apart from each other in the inside of the rainwater tank and generate a signal by sensing the maximum and minimum water levels of rainwater inside the rainwater tank; a water pipe connected to the rainwater tank and opened and closed by a water supply valve; It has a controller that is connected to the upper signal generator and the lower signal generator, opens the constant valve when the level of rainwater is lower than the lower signal generator, and blocks the induction valve when the level of rainwater becomes higher than the upper signal generator.
또한, 상기 빗물트레이의 일단부는 링크핀을 통해 지지프레임에 연결되고, 상기 틸팅기구는; 상기 지지프레임의 상단부에 고정되며 상부로 개방되고 내측면에 걸림턱이 형성되어 있는 실린더와, 상기 실린더 내에 승강 가능하도록 설치되며, 하강한 상태로 걸림턱에 지지되고 상단부가 빗물트레이의 타단부 저면에 접하는 승강바디와, 상기 승강바디 하부 공간에 공기를 압입하여 승강바디를 상승시켜, 승강바디가 빗물트레이를 틸팅시키게 하는 공기펌프를 갖는다.In addition, one end of the rainwater tray is connected to the support frame through a link pin, the tilting mechanism; A cylinder fixed to the upper end of the support frame and opened upward and having a locking jaw formed on the inner surface, and installed to be able to ascend and descend in the cylinder, is supported by the locking jaw in a lowered state, and the upper end is the lower surface of the other end of the rainwater tray It has a lifting body in contact with, and an air pump that presses air into the lower space of the lifting body to raise the lifting body, so that the lifting body tilts the rainwater tray.
그리고, 상기 차단밸브는, 상기 빗물트레이의 바닥판부 넓이에 5mm를 곱한 부피의 유량을 통과시킨 후 배수관을 차단한다.Then, the shutoff valve blocks the drain pipe after passing the flow rate of the volume multiplied by 5mm to the width of the bottom plate of the rainwater tray.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치는, 초기빗물의 유입을 자동으로 차단시켜 깨끗한 상태의 빗물만 집수할 수 있으므로, 그만큼 빗물의 활용범위가 넓고, 또한 구조가 간단하며 유지보수가 용이하다.The rainwater collection device having the initial rainwater exclusion device using the Internet of Things of the present invention as described above can collect only clean rainwater by automatically blocking the inflow of the initial rainwater, so the utilization range of rainwater is wide by that much, and The structure is simple and maintenance is easy.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치의 작동 원리를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치의 다른 예를 도시한 구성도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시한 가동형집수기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 도 3에 도시한 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치의 사용 방식을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram showing the structure of a rainwater collection device having an initial rainwater exclusion device using the Internet of Things according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram for explaining the operation principle of a rainwater collection device having an initial rainwater exclusion device using the Internet of Things according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram illustrating another example of a rainwater collection device having an initial rainwater exclusion device using the Internet of Things according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams for explaining the configuration of the movable type water collector shown in FIG. 3 .
FIG. 5 is a view for explaining a method of using a rainwater collection device having an initial rainwater exclusion device using the Internet of Things shown in FIG. 3 .
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치(20)의 전체적인 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 빗물 집수장치의 작동 원리를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a view showing the overall structure of a
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 집수장치(20)는, 초기빗물배제기(25), 필터(33), 빗물탱크(41), 상하부신호발생기(43,45), 상수관(49), 컨트롤러(47)를 구비한다.As shown, the
초기빗물배제기(25)는 강우 시작 시의 초기우수가 빗물탱크(41)로 이동하는 것을 차단하는 역할을 한다. 위에 언급한 바와 같이, 초기우수에는 각종 오염물질이 포함되어 있기 때문에 초기우수의 유입을 차단하는 것이다.The
초기빗물배제기(25)는, 받이통(21), 도입관(23), 리시빙챔버(25a), 배수관(25b), 적산유량계(25c), 차단밸브(25d)를 갖는다. The
받이통(21)은 지붕(11)의 처마 하단에 위치하며 지붕(11)의 경사면을 타고 흘러 내려오는 빗물을 받아 도입관(23)으로 내려 보낸다. 받이통(21)에는 스크린망(22)이 장착된다. 스크린망(22)은 나뭇잎 등의 이물질을 걸러내는 역할을 한다. 도입관(23)을 통해 리시빙챔버(25a)로 유입한 빗물은, 하부로 빠져 배수관(25b)으로 내려가거나, 제1유도관(31)으로 이동하거나, 오버플로우관(27)으로 빠진다. 배수관(25b)으로 배수된 빗물을 버려진다.The
제1유도관(31)은 리시빙챔버(25a)와 필터(33)를 연결하는 파이프로서 유도밸브(32)에 의해 개폐된다. 유도밸브(32)는 컨트롤러(47)에 의해 제어된다.The
리시빙챔버(25a)로 유입한 빗물은, 유도밸브(32)가 닫혀 있을 때에는 배수관(25b)으로 빠지고, 차단밸브(25d)가 닫혀 있을 때에는 제1유도관(31)으로 배출된다. 또한 유도밸브(32)와 차단밸브(25d)가 모두 닫혀 있을 때에는 오버플로우관(27)으로 빠진다.Rainwater flowing into the receiving chamber (25a) is discharged to the drain pipe (25b) when the induction valve (32) is closed, and discharged to the first induction pipe (31) when the shut-off valve (25d) is closed. In addition, when both the
상기 적산유량계(25c)는 배수관(25b)에 장착되며 배수관(25b)을 통과하는 빗물의 유량을 측정하는 역할을 한다. 말하자면 통과한 빗물의 총 유량을 측정하는 것이다. 적산유량계(25c)의 계측정보는 컨트롤러(47)와 차단밸브(25d)로 전달된다.The integrated
아울러 차단밸브(25d)는 적산유량계(25c)의 측정 정보를 기초로, 초기빗물이 배수된 후 배수관(25b)을 차단한다. 차단밸브(25d)는 초기빗물이 배수될 때 까지만 개방되고, 초기빗물의 배수 후에는 닫힌다. 차단밸브(25d)의 작동은 컨트롤러(47)에 의해 이루어지며, 차단밸브의 종류에 따라, 차단밸브(25d)가 적산유량계(25c)와 연동하여 스스로 작동할 수도 있다.In addition, the shut-off
초기빗물은 지붕(11) 경사면의 수직 투영면적에 5mm를 곱한 부피의 유량에 해당하는 빗물이다. 가령 경사면의 수직 투영면적이 100제곱미터라면, 초기우수는 0.5m3이다. 차단밸브(25d)는 적산유량계(25c)가 0.5m3를 계측한 즉시 차단되어 더 이상의 빗물이 버려지지 않게 한다. The initial rainwater is rainwater corresponding to the flow rate of the volume multiplied by 5mm by the vertical projected area of the slope of the
차단밸브(25d)가 차단됨과 동시에 유도밸브(32)가 개방된다. 유도밸브(32)가 개방됨에 따라 리시빙챔버(25a)로 추가 유입되는 빗물은 제1유도관(31)을 통해 하부로 이동하여 필터(33)를 통과한다. 필터(33)는 빗물에 포함되어 있는 오염물질과 미생물을 처리하는 역할을 한다. 초기우수의 배출을 통해 대부분의 오염물질이나 불순물은 빠졌지만, 잔류할 수 있는 오염물과 미생물, 불순물을 걸러내는 것이다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 한 필터의 종류라 형식은 달라질 수 있다.The
필터(33)를 통과한 빗물은 제2유도관(35)을 거쳐 빗물탱크(41)로 유입한다. 빗물탱크(41)는 상부로 개방된 탱크본체(41a)와 뚜껑(41b)으로 구성되고, 탱크본체(41a)의 측부에 다수의 투광창(41c)을 갖는다. 투광창(41c)을 통해 빗물의 수위를 육안 확인할 수 있다. 또한 탱크본체(41a)의 하단부에는 사용밸브(67)가 설치된다. 사용밸브(67)를 이용해 빗물을 빼내어 사용할 수 있다. 사용밸브(67)는 마치 수도꼭지와 같은 구조를 갖는다.Rainwater passing through the
아울러 탱크본체(41a)의 내부에는 상부신호발생기(43)와 하부신호발생기(45)가 구비된다. 상부신호발생기(43)와 하부신호발생기(45)는 수직방향 위아래로 이격 배치된다. In addition, an
상부신호발생기(43)는 빗물의 최대수위를 결정하고, 하부신호발생기(45)는 빗물의 최저수위를 결정한다. 즉, 제2유도관(35)을 통해 유입한 빗물의 수위가 상부신호발생기(43)를 넘으면, 상부신호발생기(43)가 신호를 출력하여 컨트롤러(47)로 보내고, 컨트롤러(47)가 유도밸브(32)를 차단하게 하는 것이다. The
이와 같이 컨트롤러(47)를 이용해 집수장치를 유기적으로 제어하는 것은, 통상의 사물인터넷 방식의 제어방식의 하나이다. 즉, 컨트롤러가, 차단밸브(25d), 유도밸브(32), 상하부신호발생기(43,45), 상수밸브(49a), 적산유량계(25c)와 인터넷으로 연결되어, 정보를 수집하고 수집된 정보를 기초로 제어 및 관리하는 것이다. The organic control of the water collection device using the
또한 수위가 하부신호발생기(45) 보다 내려가면, 하부신호발생기(45)가 신호를 출력하여 컨트롤러(47)가 상수밸브(49a)를 열어 탱크본체(41a)에 상수가 공급되게 하는 것이다. Also, when the water level is lower than the
이러한 기능을 수행할 수 있도록, 상하부신호발생기(43,45)는 컨트롤러(47)와 유선 또는 무선 방식으로 접속되어 있다. 컨트롤러(47)는 상하부신호발생기(43,45)에서 발생하는 신호를 받아 유도밸브(32)와 상수밸브(49a)를 동작시킨다.In order to perform these functions, the upper and
상기 구성을 갖는 빗물 집수장치(20)의 작동은 다음과 같이 이루어진다. 강우가 시작되면 빗물이 지붕(11)의 경사면을 타고 흘러 내려 받이통(21)으로 들어간다. 이 때 낙엽 등의 부피가 큰 이물질은 스크린망(22)에 의해 걸러진다. 이 때 차단밸브(25d)는 개방되어 있고, 유도밸브(32)는 차단된 상태이다.The operation of the
받이통(21)으로 유입하는 빗물은 하부로 흘러 적산유량계(25c)를 통과하면서 계측된 후 차단밸브(25d)를 통해 배수된다. 적산유량계(25c)에 의해 초기우수에 해당하는 유량의 빗물이 통과 완료되었다면, 컨트롤러(47)는 유도밸브(32)를 개방하고 차단밸브(25d)를 닫는다. 차단밸브(25d)는 종류에 따라 스스로 개폐될 수도 있다.Rainwater flowing into the receiving
유도밸브(32)가 개방된 후, 리시빙챔버(25a) 내부의 빗물은 제1유도관(31)과 필터(33)와 제2유도관(35)을 거쳐 빗물탱크(41)에 채워진다. 탱크본체(41a)에 채워지는 빗물의 수위가 점차 올라가 마침내 상부신호발생기(43)를 넘으면, 컨트롤러(47)가 유도밸브(32)를 차단한다. After the
유도밸브(32)의 차단에 의해 빗물탱크(41)로의 빗물의 유입은 정지되고, 리시빙챔버(25a) 내의 수위를 상승한다. 리시빙챔버(25a)의 수위가 계속 상승하여 만수위에 도달하면 빗물이 오버플로우관(27)을 통해 배출되어 배수관(25b)을 통해 배출된다.By blocking the
한편, 예를 들어, 갈수기 때, 빗물탱크(41) 내부의 수위가 점차 낮아져, 마침내 빗물의 수위가 하부신호발생기(45) 보다 하부로 내려가면, 컨트롤러(47)는 하부신호발생기(45)의 신호를 받아 상수밸브(49a)를 개방한다. 상수밸브(49a)를 개방함에 의해 수돗물이 빗물탱크(41)에 채워진다.On the other hand, for example, during dry season, the water level inside the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치(20)의 다른 예를 도시한 구성도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시한 가동형집수기의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 5은 도 3의 빗물 집수장치의 사용 방식을 설명하기 위한 도면이다.3 is a configuration diagram illustrating another example of a
이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재로서 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the same reference numerals as the above-described reference numerals refer to the same members having the same function, and a description thereof will be omitted.
도시한 바와 같이, 다른 예에 따른 빗물 집수장치(20)에는 가동형집수기(53)가 포함된다. 가동형집수기(53)는 강우시 빗물을 받아 리시빙챔버(25a)로 보내는 역할을 한다. 경사식 지붕이 없는 경우 가동형집수기(53)가 지붕을 대신하는 것이다. 이러한 가동형집수기(53)를 적용함으로써, 건물 옥상은 물론, 논이나 밭 또는 벌판에도 빗물 집수장치(20)를 설치하여 빗물을 활용할 수 있다.As shown, the
가동형집수기(53)는 지지프레임(51)의 상부에 수평으로 지지되며, 도 6에 도시한 바와 같이. 후술할 틸팅기구(60)에 의해 화살표 a방향으로 들어 올려져 틸팅 가능하다.The
지지프레임(51)은 가동형집수기(53)를 틸팅 가능하게 지지하는 것으로서, 그 사이즈나 구조는 필요에 따라 달라진다. 지지프레임(51)의 상단부 일측에는 링크핀(51a)이 구비된다. 링크핀(51a)은 지지프레임(51)과 가동형집수기(53)를 연결하는 연결부속으로서, 빗물트레이(53a)의 일단부 양측에 연결되어, 빗물트레이(53a)의 틸팅 운동 시 지지력을 제공한다.The
아울러 지지프레임(51)의 타측에는 틸팅기구(60)가 설치된다. 틸팅기구(60)는, 실린더(61), 승강바디(63), 공기펌프(65), 연결튜브(65a)를 포함한다.In addition, a
실린더(61)는 지지프레임(51)의 상단부에 고정되며 상부로 개방되고 내측면에 걸림턱(61a)이 형성되어 있는 원통형 부재이다. 실린더(61)는 지지프레임(51)에 수직으로 고정된다. 걸림턱(61a)은 실린더(61)의 내주면에 형성된 돌기로서 승강바디(63)를 지지한다. 승강바디(63)는 하강한 상태에서 걸림턱(61a)에 지지된다. 걸림턱(61a)에 의해 승강바디(63) 하부에 밀폐공간부(61b)가 마련되게 된다.The
승강바디(63)는 실린더 내에 승강 가능하도록 설치된 부재로서, 하강한 상태로 걸림턱(61a)에 걸려 지지된다. 승강바디(63)의 상단부는 빗물트레이(53a)의 저면에 항상 접한다.The elevating
공기펌프(65)는 밀폐공간부(61b)내에 공기를 압입하여 승강바디(63)가 상승되게 하는 것으로서, 연결튜브(65a)를 통해 실린더(61)와 연결된다. 연결튜브(65a)의 일단부는 밀폐공간부(61b)로 개방되고, 타단부는 공기펌프(65)의 토출구에 연결된다. The
한편, 가동형집수기(53)는 도 4 및 도 5의 구성을 갖는다.Meanwhile, the
도시한 바와 같이, 가동형집수기(53)는, 빗물트레이(53a), 다수의 걸름망체(54), 차단플랩(56), 개폐레버(59), 동기화기구를 구비한다.As shown, the
빗물트레이(53a)는, 일정두께를 갖는 사각판 형태의 바닥판부(53n)와, 바닥판부(53n)의 테두리부에 수직으로 세워지는 측벽부(53m)를 포함하며, 상부로 개방된 집수공간(53b)을 제공한다. 강우 시 빗물이 집수공간(53b)에 모임은 물론이다. 아울러 빗물트레이(53a)의 일측에는 관연결구멍(53c)이 형성되어 있다. 관연결구멍(53c)은 주름관(24)이 장착되는 구멍이다. 주름관(24)은 도입관(23)의 단부에 연결된 가요성 튜브이다.The
이러한 빗물트레이(53a)는, 지지프레임(51)의 상부에 틸팅 가능하게 설치된다. 즉 위에 언급한 바와 같이, 빗물트레이(53a)의 일단부는 링크핀(51a)을 통해 지지프레임(51)에 연결되고, 타단부는 틸팅기구(60)의 승강바디(63)에 받쳐 지는 것이다.The
또한 상호 대향하는 좌우측 측벽부(53m)의 내향면에는 지지브라켓(53d)이 구비된다. 지지브라켓(53d)은 걸름망체(54)의 양단부를 지지하는 역할을 한다. 걸름망체(54)는 지지브라켓(53d)에 지지된 상태로 바닥판부(53n)에 밀착한다. 필요에 따라 걸름망체(54)를 지지브라켓(53d)으로부터 분리할 수도 있다.In addition,
이러한 걸름망체(54)는 가동형집수기(53)가 도 6의 화살표 a방향으로 기울어졌을 때 화살표 b방향으로 흐르는 빗물을 통과시키며 빗물에 섞여 있는 나뭇잎 등의 이물질을 걸러낸다.The
아울러 상기 지지브라켓(53d)이 고정되어 있는 측벽부(53m)의 상단부에는 다수의 플랩지지돌기(53e)가 형성되어 있다. 플랩지지돌기(53e)는 지지샤프트(57)를 축회전 가능하게 지지하는 돌출부로서, 지지샤프트(57)가 끼워지는 샤프트구멍(53f)을 갖는다.In addition, a plurality of
차단플랩(56)은, 일정폭을 가지며 길이방향으로 수평 연장된 사각판상 부재로서 길이방향 양단부에 지지샤프트(57)을 갖는다. 위에 언급한 바와 같이 지지샤프트(57)는 플랩지지돌기(53e)의 샤프트구멍(53f)에 축회전 가능하게 삽입된다.The blocking
상기 구성을 갖는 차단플랩(56)은 다수 개가 상호 평행하게 이격된 상태로, 지지샤프트(57)를 중심축으로 삼아 축회전 가능하며, 회전운동을 통해 폭방향 단부가 겹쳐짐으로써 빗물트레이의 상부를 커버한다. 또한 개폐레버(59)를 도 5의 화살표 c방향으로 회전함에 의해 개방되어 빗물을 통과시킨다.A plurality of blocking
또한 각 차단플랩(56)의 폭방향 일단부에는 사이드홈(56a)이 형성되 어 있다. 사이드홈(56a)은 동기화기구가 끼워지는 홈이다.In addition, a side groove (56a) is formed at one end of each blocking flap (56) in the width direction. The side groove 56a is a groove into which the synchronization mechanism is fitted.
동기화기구는, 다수의 차단플랩(56)을 연결시켜 모든 차단플랩이 동시에 열리거나 닫히게 하는 역할을 한다. 동기화기구는, 차단플랩(56)과 직교하는 방향으로 연장된 전동로드(58), 전동로드(58)의 하측에 위치하며 사이드홈(56c)에 삽입되는 삽입팁부(58a), 삽입팁부(58a)를 관통하며 양단부가 사이드홈(56c)의 내측면에 끼워지는 연결핀(58b)으로 이루어진다. The synchronization mechanism serves to connect a plurality of shutoff flaps 56 so that all shutoff flaps open or close at the same time. The synchronization mechanism includes an
연결핀(58b)은 길이방향 중앙부가 삽입팁부(58a)를 관통한 상태로 양단부가 차단플랩(56)에 결합한다. 상기 전동로드(58)를 화살표 d방향이나 그 반대방향으로 직선 이동시킴에 따라, 모든 차단플랩(56)이 동시에 회전운동 하게 됨은 물론이다.Both ends of the connecting
아울러 다수의 차단플랩(56) 중 일측 차단플랩(56)의 지지샤프트(57)에는 톱니부(57a)가 형성되어 있다. 톱니부(57a)는 지지샤프트(57)의 외주면에 형성된 톱니형 부분으로서 개폐레버(59)의 축홀더부(59a)와 결합한다.In addition, a
개폐레버(59)는 사용자에 의해 조작되어 차단플랩(56)를 회전시키는 막대형 손잡이로서, 일단부에 축홀더부(59a)를, 타단부에 자석고정부(59b)를 갖는다. 축홀더부(59a)는 톱니부(57a)와 결합하는 링형부분이다. 축홀더부(59a)의 내주면에도 톱니가 형성되어 있음은 물론이다.The opening/closing
또한 자석고정부(59b)는 자석에 붙는 금속부재이다. 자석고정부(59b)는 개폐레버(59)를 화살표 c 방향으로 완전히 회전시킨 상태에서 자석(55)에 흡착 고정된다. 자석고정부(59b)를 자석(55)에 고정시킴으로써, 차단플랩(56)이 수직으로 세워진다.Further, the
이러한 차단플랩(56)은 강우시에만 개방되고, 그 외의 경우에는 차단되어 집수공간(53b)내에 오염물질이 유입하는 것을 방지한다. 이를테면 장마철에는 개방되고, 봄이나 겨울 등 비가 오지 않는 계절에는 닫힌 상태를 유지하는 것이다.This blocking
상기 구성을 갖는 집수장치(20)의 작동은 다음과 같다. 강우가 시작되면, 관리자가 틸팅기구(60)에 접근하여 공기펌프(65)를 작동시킨다. 공기펌프(65)가 작동됨에 따라 승강바디(63)가 상승하여 빗물트레이(53a)가 화살표 a방향으로 회전하여 기울어진 상태가 된다. 또한, 이와 동시에, 중력의 작용에 의해 수직으로 쳐져 있는 개폐레버(59)를 화살표 c방향으로 회전시켜 자석(55)에 부착시킨다.The operation of the
강우가 본격화 되어 빗물트레이(53a)로 들이치는 빗물은, 도 6의 화살표 b방향으로 흘러내려 주름관(24)과 도입관(23)을 통과한 후 리시빙챔버(25a)로 흘러가고, 상기한 과정을 통해 빗물탱크(41)에 모인다.Rainwater that rains in earnest and pours into the
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail through specific embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible by those of ordinary skill within the scope of the technical spirit of the present invention.
11:지붕 20:집수장치 21:받이통
22:스크린망 23:도입관 24:주름관
25:초기빗물배제기 25a:리시빙챔버 25b:배수관
25c:적산유량계 25d:차단밸브 27:오버플로우관
31:제1유도관 32:유도밸브 33:필터
35:제2유도관 41:빗물탱크 41a:탱크본체
41b:뚜껑 41c:투광창 43:상부신호발생기
45:하부신호발생기 47:컨트롤러 49:상수관
49a:상수밸브 51:지지프레임 51a:링크핀
53:가동형집수기 53a:빗물트레이 53b:집수공간
53c:관연결구멍 53d:지지브라켓 53e:플랩지지돌기
53f:샤프트구멍 53m:측벽부 53n:바닥판부
54:걸름망체 55:자석 56:차단플랩
56c:사이드홈 57:지지샤프트 57a:톱니부
58:전동로드 58a:삽입팁부 58b:연결핀
59:개폐레버 59a:축홀더부 59b:자석고정부
60:틸팅기구 61:실린더 61a:걸림턱
61b:밀폐공간부 63:승강바디 65:공기펌프
65a:연결튜브 67:사용밸브11: Roof 20: Water collecting device 21: Receptacle
22: screen network 23: introduction hall 24: corrugated tube
25:
25c: Accumulated
31: first induction pipe 32: induction valve 33: filter
35: second guide pipe 41:
41b:
45: lower signal generator 47: controller 49: water pipe
49a: water valve 51:
53:
53c:
53f:
54: girmemangche 55: magnet 56: blocking flap
56c: side groove 57:
58:
59: opening/
60: tilting mechanism 61:
61b: sealed space 63: lifting body 65: air pump
65a: connection tube 67: use valve
Claims (5)
상기 지지프레임에 지지되며 빗물트레이를 틸팅시키는 틸팅기구와;
상기 빗물트레이로부터 배출되는 빗물을 받아들이는 리시빙챔버, 상기 리시빙챔버 내부의 빗물을 리시빙챔버 외부로 배출하는 배수관, 상기 배수관을 통해 배수되는 빗물의 유량을 측정하는 적산유량계, 상기 적산유량계의 측정 정보를 기초로 초기빗물이 배수된 후 배수관을 차단하는 차단밸브를 구비한 빗물배제기와;
상기 리시빙챔버와 연결되고 리시빙챔버 내부의 빗물을 내부 유동시키며 유도밸브에 의해 개폐되는 유도관과;
상기 유도관을 통과한 빗물을 정화 처리하는 필터와;
상기 필터에 의해 정화된 빗물을 받아 수용하는 빗물탱크와;
상기 빗물탱크의 내부에 위아래로 이격 배치되며, 빗물탱크 내부의 빗물의 최대수위와 최저수위를 감지하여 신호를 발생하는 상부신호발생기 및 하부신호발생기와;
상기 빗물탱크에 연결되고 상수밸브에 의해 개폐되는 상수관과;
상기 상부신호발생기 및 하부신호발생기와 접속되며, 빗물의 수위가 하부신호발생기보다 낮아지면 상수밸브를 개방하고, 빗물의 수위가 상부신호발생기보다 높아지면 상기 유도밸브를 차단하는 컨트롤러를 갖는,
사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치.A rainwater tray consisting of a bottom plate portion and a side wall portion of a certain area and providing an open water collection space to the upper portion for receiving rainwater and tiltably installed on the upper part of the support frame, is detachably installed in the water collection space, and foreign substances inside the water collection space Filtering mesh, having a certain width, extending in the longitudinal direction, both ends are rotatably supported on the side wall, are spaced apart in parallel to each other, and cover the upper part of the rainwater tray by overlapping the ends in the width direction through rotational movement A movable type water collector comprising a plurality of blocking flaps that ;
a tilting mechanism supported by the support frame and tilting the rainwater tray;
A receiving chamber for receiving rainwater discharged from the rainwater tray, a drain pipe for discharging rainwater from the inside of the receiving chamber to the outside of the receiving chamber, an integrated flow meter for measuring the flow rate of rainwater drained through the drain pipe, the cumulative flow meter After the initial rainwater is drained based on the measurement information, a rainwater drainer having a shut-off valve for blocking the drainpipe;
an induction pipe connected to the receiving chamber, flowing rainwater inside the receiving chamber, and opened and closed by an induction valve;
a filter for purifying rainwater that has passed through the guide pipe;
a rainwater tank receiving and accommodating rainwater purified by the filter;
an upper signal generator and a lower signal generator which are spaced apart up and down inside the rainwater tank and generate a signal by sensing the maximum and minimum water levels of rainwater inside the rainwater tank;
a water pipe connected to the rainwater tank and opened and closed by a water supply valve;
Having a controller connected to the upper signal generator and the lower signal generator, opening the constant valve when the level of rainwater is lower than the lower signal generator, and blocking the induction valve when the level of rainwater becomes higher than the upper signal generator,
A rainwater collection device equipped with an initial rainwater exclusion device using the Internet of Things.
상기 빗물트레이의 일단부는 링크핀을 통해 지지프레임에 연결되고,
상기 틸팅기구는;
상기 지지프레임의 상단부에 고정되며 상부로 개방되고 내측면에 걸림턱이 형성되어 있는 실린더와,
상기 실린더 내에 승강 가능하도록 설치되며, 하강한 상태로 걸림턱에 지지되고 상단부가 빗물트레이의 타단부 저면에 접하는 승강바디와,
상기 승강바디 하부 공간에 공기를 압입하여 승강바디를 상승시켜, 승강바디가 빗물트레이를 틸팅시키게 하는 공기펌프를 갖는,
사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치.4. The method of claim 3,
One end of the rainwater tray is connected to the support frame through a link pin,
The tilting mechanism;
A cylinder fixed to the upper end of the support frame and opened upward and having a locking jaw formed on the inner surface thereof;
an elevating body installed so as to be able to elevate in the cylinder, supported on the sill in a lowered state, and whose upper end is in contact with the lower surface of the other end of the rainwater tray;
Having an air pump that presses air into the lower space of the elevating body to raise the elevating body and tilts the elevating body to the rainwater tray,
A rainwater collection device equipped with an initial rainwater exclusion device using the Internet of Things.
상기 차단밸브는, 상기 빗물트레이의 바닥판부 넓이에 5mm를 곱한 부피의 유량을 통과시킨 후 배수관을 차단하는,
사물인터넷을 이용한 초기빗물 배제기를 구비한 빗물 집수장치.4. The method of claim 3,
The shut-off valve blocks the drain pipe after passing the flow rate of the volume multiplied by 5 mm to the width of the bottom plate of the rainwater tray,
A rainwater collection device equipped with an initial rainwater exclusion device using the Internet of Things.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020200051354A KR102303905B1 (en) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | Rainwater collecting apparatus with initial rainwater exclusion device using IoT |
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---|---|---|---|---|
KR100908095B1 (en) | 2008-05-14 | 2009-07-16 | 비손푸른엔지니어링 주식회사 | The rainwater reuse system in a structure |
KR20120038303A (en) * | 2010-10-13 | 2012-04-23 | 이메트릭스 주식회사 | Smart system for using rainwater and waterworks and control method thereof |
KR101556157B1 (en) * | 2015-01-20 | 2015-10-01 | 김희곤 | Filtration and Purification Apparatus of Rainwater |
KR101838899B1 (en) | 2017-08-07 | 2018-03-15 | 농업회사법인 유한회사 초록 | Filter installation structure of rainwater recycling system and rainwater catcher |
-
2020
- 2020-04-28 KR KR1020200051354A patent/KR102303905B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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