KR20160000775U - 하수관의 대용량 빗물 처리설비 - Google Patents

Abstract

본 고안은 집중 호우로 인해 방류되는 대용량의 빗물을 순차적으로 각 맨홀 내에 일시 저류하였다가 하류측으로 흐르도록 하여 저지대 도로나 주택가에서 일어나는 침수 현상을 방지하기 위한 하수관의 대용량 빗물 처리설비에 관한 것이다.
본 고안은 양측 하수관이 상호 연결되는 맨홀 내부에 빗물을 일시적으로 저류할 수 있는 원호형의 차폐판을 설치하여 한쪽 하수관을 통해 흘러 내려오는 빗물이 상기 차폐판의 상단부를 넘어 단계적으로 후속 하수관을 통해 흘러나갈 수 있도록 하고, 상기 차폐판의 저면부 중앙에는 댐퍼를 설치하여 맨홀 바닥에 형성된 원호형 유로를 따라 흐르는 오수의 방류량을 가변적으로 제어할 수 있도록 구성한 것이다.
본 고안은 빗물이 한꺼번에 집중적으로 쏟아져 내려가는 것을 차단하여 저지대 하수관에서의 빗물 흐름이 시간차를 두고 서서히 진행됨에 따라 월류현상을 근본적으로 차단하여 저지대에서의 침수가 일어나는 것을 방지할 수 있으며, 막대한 비용이 소요되는 대규모 빗물 저수조와 같은 시설을 필요로 하지 않음은 물론 최소한의 비용으로 기존 하수관에도 적용할 수 있다.

Description

하수관의 대용량 빗물 처리설비 {A rain water treatment device for drain pipes}

본 고안은 집중 호우시에 하수관 내로 흐르는 대용량의 빗물을 보다 효율적으로 처리하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 집중 호우로 인해 방류되는 대용량의 빗물을 순차적으로 각 맨홀 내에 일시 저류하였다가 하류측으로 흐르도록 하여 저지대 도로나 주택가에서 일어나는 침수 현상을 방지하기 위한 하수관의 대용량 빗물 처리설비에 관한 것이다.

우리나라의 기후 특성상, 여름철 홍수기(7∼8월경)에는 단시간 내에 집중적인 호우가 쏟아져 많은 침수 피해를 주고 있는 실정이며, 근래에 들어서는 대규모의 택지조성, 도로건설 등과 같이 치밀한 도시계획 없이 개발된 신시가지 등으로 인해 불투수층이 증가함으로써 빗물이 땅속으로 스며들지 않고 하수관으로 유입됨에 따라 하수관의 설계시에 반영한 강우량을 초과하는 경우 저지대에서의 월류현상이 필연적으로 발생하고 있다.

이로 인해, 호우 경보가 발령되는 경우 빗물이 집중적으로 유입될 우려가 있는 계단 출입문 등에 모래나 흙 등을 담은 부대를 쌓아 빗물의 유입을 최대한 방지하도록 하고 있으나 저지대에 밀집되어 있는 지하주택이나 상가는 물론 도로 등과 같은 곳에서는 매년 장마철이면 집중 호우로 인한 피해가 빈번히 발생되고 있다.

가까운 예로, 서울의 강남역, 사당역, 광화문 광장 등과 같은 도심지의 인구 밀집지역에서 조차 집중 호우로 인한 침수가 발생하여 큰 문제로 대두되고 있는 바, 이에 대한 대책이 시급히 요구되고 있다.

이러한 침수 방지와 관련하여, 국내 특허등록 제0663059호 공보에는 집중 호우로 인해 저지대 주택 등의 침수시에 가옥이 수면 위로 부상할 수 있도록 하여 침수 피해를 최소화할 수 있도록 한 기술이 개시되어 있고, 특허등록 제1147518호 공보에는 주택으로 범람하는 우수를 저수함과 동시에 저수되는 우수를 이용하여 우수 차단막이 전개되도록 함으로써, 우수가 주택으로 침범하는 것을 방지할 수 있도록 한 기술이 기재되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같이 주택 침수시에 가옥을 수면 위로 부상시킨다거나 우수 차단막 등을 이용하여 빗물의 유입을 저지하는 등의 방식은 단시간 내의 국지성 집중 호우가 쏟아지는 경우 초기에 대응을 할 수 없을 뿐만 아니라 각 주택이나 지역마다 개별적인 부대설비를 요하게 되므로 현실적으로 적용하기에 상당한 어려움이 있다.

또한, 특허등록 제0582121호, 제0952605호, 제0988806호 등의 공보에는 우수를 일시적으로 저장하였다가 하천으로 방류하여 빗물의 유출량을 조절하거나 혹은 서서히 지하로 침투시킬 수 있도록 조립형 저류조에 대한 기술이 기재되어 있다.

그러나, 이러한 기술들은 저류조 자체의 구조가 복잡하고 상당한 제작비용을 들여야 함은 물론 저류조의 설계 용량에 따라 본체 형틀을 각각 제작해야만 하는 문제가 있고, 더구나 각 지역마다 설치장소의 제약을 받아야 할 뿐만 아니라 유지 관리에 막대한 예산을 필요로 한다는 문제를 내포하고 있는 것이었다.

특허등록 제0663059호(2006.12.22. 등록) 발명의 명칭: 신도시 저지대 주택 침수방지시설. 특허등록 제1145518호(2012.05.11. 등록) 발명의 명칭: 도심지 저지대의 주택 침수방지 시설. 특허등록 제0582121호(2006.05.15. 등록) 발명의 명칭: 우수 저류조. 특허등록 제0952605호(2010.04.06. 등록) 발명의 명칭: 우수 저류조. 특허등록 제0988806호(2010.10.13. 등록) 발명의 명칭: 조립형 우수 저류조 및 그 시공방법.

본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 통상 하수관에서의 월류는 최하류부인 하수 암거에서 대부분 발생되며, 상류의 원형관은 설계강우가 발생하더라도 관거의 사용률이 50% 미만으로 관거내 여유 공간을 가지고 있는 바, 본 고안은 강우시 기존 하수관망 체계의 저류능력을 극대화하여 유출을 저감시킴에 따라 하수관의 월류를 억제하기 위한 하수관의 대용량 빗물 처리 설비를 제공하는데 목적이 있다.

본 고안은 하수관이 연결되는 맨홀 내에 소정 높이의 차폐판을 설치하여 빗물을 일시적으로 저류한 상태에서 초과하여 저류되는 빗물만을 단계적으로 방류시킬 수 있도록 함으로써, 빗물이 한꺼번에 집중적으로 쏟아져 내려가는 현상을 방지하여 하수관의 월류를 근본적으로 예방할 수 있는 하수관의 대용량 빗물 처리 설비를 제공하는데 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 하수관의 대용량 빗물 처리설비는, 도심지 도로나 주택가에서의 집중 호우로 인해 발생되는 저지대 하수관의 월류현상을 방지하기 위한 대용량 빗물 처리 설비로서, 상류측 및 하류측 하수관이 상호 연결되는 맨홀 내부에 빗물을 일시적으로 저류할 수 있는 원호형의 차폐판을 설치하고, 상류측 하수관을 통해 흘러 내려오는 빗물이 상기 차폐판의 상단부를 넘어 단계적으로 하류측 하수관을 통해 흘러나갈 수 있도록 하며, 상기 상,하류측 하수관은 맨홀의 수평면에 대하여 각도 3°∼15°의 범위 내에서 경사지도록 설치되고, 상기 맨홀 내에 설치되는 차폐판의 양 선단부는 맨홀 내면에 고정 설치되는 결속 가이드를 개재하여 조립되도록 구성한 것에 그 특징이 있다.

또, 상기 차폐판의 저면부에는 요입홈이 형성되어 있고, 이 요입홈 내에는 축을 중심으로 회동하는 댐퍼가 장착되어 맨홀의 바닥에 형성된 원호형 유로를 따라 흐르는 오수의 방류량을 가변적으로 제어할 수 있으며, 상기 차폐판은 최대 높이를 조절할 수 있도록 분할 구성됨과 동시에 상기 차폐판의 상,하단부에 각각 형성된 돌기 및 요홈에 의해 상호 결속시킬 수 있다.

본 고안에 따른 하수관 내의 대용량 빗물 처리설비에 의하면, 맨홀을 기준으로 양측에 각각 매설되는 통상의 하수관을 통해 대용량의 빗물이 흘러 내려가는 과정에서 각각의 맨홀 내에 설치된 소정 높이의 차폐판에 의해 빗물이 일시적으로 저류된 후에 차폐판의 상단부를 통해 넘치는 빗물만이 단계적으로 방류되도록 할 수 있다.

이로 인해, 빗물이 한꺼번에 집중적으로 쏟아져 내려가는 것을 차단하여 저지대 하수관에서의 빗물 흐름이 시간차를 두고 서서히 진행됨에 따라 월류현상을 근본적으로 차단하여 저지대에서의 침수가 일어나는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 고안은 막대한 비용이 소요되는 대규모 빗물 저수조와 같은 시설을 필요로 하지 않으며, 최소한의 비용으로 기존 하수관에도 즉각 적용할 수 있으므로 가장 효과적인 침수 방지대책이 될 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 실시예의 개념을 설명하기 위한 개략 도면,
도 2는 맨홀 부분의 확대 단면도,
도 3은 맨홀 내부를 평면에서 본 도면,
도 4는 일체형 차폐판이 설치된 상태의 정면도,
도 5는 또 다른 맨홀 내부상태를 나타낸 평면도,
도 6은 차폐판을 분할 구성하여 나타낸 경우의 정면도,
도 7a, 도 7b는 차폐판이 결속되는 예를 나타낸 정면도 및 측단면도,
도 8은 댐퍼가 설치된 차폐판의 정면 구성을 나타낸 도면,
도 9는 도 8의 측단면도이다.

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

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

또한, 본 고안의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다.

첨부된 도 1은 본 고안에 따른 실시예의 개념을 설명하기 위한 개략 도면, 도 2는 맨홀 부분의 확대 단면도, 도 3은 맨홀 내부를 평면에서 본 도면, 도 4는 일체형 차폐판이 설치된 상태의 정면도, 도 5는 또 다른 맨홀 내부상태를 나타낸 평면도, 도 6은 차폐판을 분할 구성하여 나타낸 경우의 정면도, 도 7a, 도 7b는 차폐판이 결속되는 예를 나타낸 정면도 및 측단면도, 도 8은 댐퍼가 설치된 차폐판의 정면 구성을 나타낸 도면, 도 9는 도 8의 측단면도이다.

각 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 지면(G) 내에는 빗물이나 생활 오수를 방류하여 처리하기 위한 상,하류측 하수관(100)들이 매립되어 있으며, 이들 하수관 (100)이 접속되는 도로나 주택가에는 작업자의 출입이 가능하도록 덮개(201)를 갖는 맨홀(200)이 배설된다.

통상, 상기 상,하류측 하수관(100)들은 지역별 도시계획에 따른 설계 위치에 배치됨과 동시에 빗물을 정해진 장소로 유도할 수 있도록 구획되는 것으로서, 대개 유역의 상류에서 300㎜ 내외의 소규모 원형관으로부터 시작하여 하천 방류지점인 최하류부에서는 대규모 암거로 설치되며 90％ 정도는 원형관으로 구성된다.

본 고안에 있어서의 상기 상,하류측 하수관(100)들이 상호 접속되는 맨홀 (200) 내부에는 하수관(100)을 따라 방류되는 빗물(w)을 일시적으로 저류할 수 있는 원호형의 차폐판(300)이 소정 높이(h)로 설치된다.

상기 하수관(100)들은 맨홀(200)의 수평면에 대하여 일정 각도(x), 즉 3°∼15°정도로 경사지도록 설치할 수 있으며, 상기 차폐판(300)들은 각각의 맨홀(200) 내에 배설될 수 있다.

상기 각도(x)의 범위에 의해 각 하수관(100)들이 조합되는 경우 빗물(w)을 정해진 설계 장소로 바람직하게 유도할 수 있는 것이며, 상기 각도(x)의 범위를 벗어나게 되면 빗물(w)의 유속이나 저류량을 효율적으로 제어할 수 없다.

이러한 구성에 의해, 상류측 하수관(100)을 통해 흘러 내려오는 빗물(w)은 상기 차폐판(300)에 의해 높이(h)에 해당하는 만큼 일시적으로 저류되며, 이 저류량을 초과하는 경우 차폐판(300)의 상단부를 월류하여 단계적으로 하류측 하수관 (100)을 통해 흘러나갈 수 있게 된다.

또한, 상기 맨홀(200) 내에 설치되는 차폐판(300)의 양 선단부에는 결속 가이드(400)를 개재하여 맨홀(200) 내면에 설치되는 것이며, 상기 결속 가이드(400)는 통상의 브래킷(bracket)이나 레일(rail) 등의 다양한 형태로 제작될 수 있다.

또, 상기 차폐판(300)의 경우, 도로나 주택가에 배설되는 맨홀(200)마다 설치할 수 있음은 물론 주변 상황에 따라 높이(h)를 적절히 조절하여 배치할 수 있는 것이기 때문에 저류해야 할 빗물의 양을 가감시킬 수 있다.

즉, 도 6에서와 같이 차폐판(300)을 각각의 높이(h1,h2,h3)에 따라 분할 제작하여 양 결속 가이드(400)에 순차로 조립시킴으로써 빗물(w)의 월류량에 대응하여 적절한 높이로 유지시킬 수 있다.

이 경우, 상기 차폐판(300)의 상,하단부에는 돌기(301a) 및 요홈(301b)이 상호 대응하도록 각각 형성함으로써 조립이 가능하도록 하여 차폐판(300)의 높낮이를 조절할 수 있다.

한편, 도 5, 도 6 및 도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 맨홀(200)의 바닥에 원통형으로 제작된 양 하수관(100)의 형상에 맞춰 원호형 유로(202)가 형성될 수 있으며, 이 경우에는 상기 차폐판(300)의 저면부에 적정 형태의 댐퍼(302)를 장착하여 상기 유로(202)를 따라 흐르는 빗물이나 오수의 양을 가변적으로 조절할 수 있다.

상기 댐퍼(302)는 차폐판(300)에 형성된 요입홈(303) 내에 축(304)을 중심으로 회동할 수 있도록 설치됨과 동시에 이 축(304)을 기준으로 양측으로 분할된 날개편(305a,305b)을 구비하고 있다.

이러한 구성에 의해, 상기 유로(202)를 따라 흐르는 빗물이나 오수의 양이 적을 경우에는 상기 댐퍼(302) 하단부의 원호부분이 열려 흐름을 방해하지 않지만 양이 점차 많아지게 되면 댐퍼(302)가 도 8에서의 축(304)을 중심으로 반시계 방향으로 회동하면서 유로(202)를 차단시키게 된다.

따라서, 상기 맨홀(200) 내에는 빗물이나 오수가 점차 저류됨에 따라 차폐판 (300)의 최 상단부 높이(h)를 월류하여 하류측 하수관(100)을 통해 서서히 흘러 내려가게 된다.

상술한 바와 같이, 상기 하수관(100)들을 통해 방류되는 빗물이 한꺼번에 쏟아져 내려가는 현상을 방지할 수 있으므로, 저지대 하수관(100)에서의 빗물 흐름이 시간차를 두고 서서히 진행됨에 따라 월류현상을 근본적으로 차단하여 침수가 일어나는 것을 방지할 수 있는 것이다.

또, 종전의 대규모 빗물 저수조와 같이 막대한 비용이 소요되는 시설을 필요로 하지 않으며, 최소한의 비용으로 기존 하수관에도 즉각 적용할 수 있으므로 한층 효과적인 침수 방지대책이 될 수 있다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 고안의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술사상과 아래에 기재될 실용신안등록청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

100: 하수관 200: 맨홀
201: 덮개 202: 유로
300: 차폐판 301a: 돌기
301b: 요홈 302: 댐퍼
303: 요입홈 304: 축
305a,305b: 날개편 400: 결속 가이드
G: 지면 h: 높이
w: 빗물 x: 각도

Claims (3)

1. 도심지 도로나 주택가에서의 집중 호우로 인해 발생되는 저지대 하수관의 월류현상을 방지하기 위한 대용량 빗물 처리설비로서,
   상류측 및 하류측 하수관(100)이 상호 연결되는 맨홀(200) 내부에 빗물을 일시적으로 저류할 수 있는 원호형의 차폐판(300)을 설치하고,
   상류측 하수관(100)을 통해 흘러 내려오는 빗물이 상기 차폐판(300)의 상단부를 넘어 단계적으로 하류측 하수관(100)을 통해 흘러나갈 수 있도록 하며,
   상기 상,하류측 하수관(100)은 맨홀(200)의 수평면에 대하여 각도(x) 3°∼15°의 범위 내에서 경사지도록 설치되고,
   상기 맨홀(200) 내에 설치되는 차폐판(300)의 양 선단부는 맨홀(200) 내면에 고정 설치되는 결속 가이드(400)를 개재하여 조립되도록 구성한 것을 특징으로 하는 하수관의 대용량 빗물 처리설비.
2. 제1항에 있어서,
   상기 차폐판(300)의 저면부에는 요입홈(303)이 형성되어 있고, 이 요입홈(303) 내에는 축(304)을 중심으로 회동하는 댐퍼(302)가 장착되어 맨홀(200)의 바닥에 형성된 원호형 유로(202)를 따라 흐르는 오수의 방류량을 가변적으로 제어할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 하수관의 대용량 빗물 처리설비.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 차폐판(300)은 최대 높이(h)를 조절할 수 있도록 분할 구성됨과 동시에 상기 차폐판(300)의 상,하단부에 각각 형성된 돌기(301a) 및 요홈(301b)에 의해 상호 결속되는 것을 특징으로 하는 하수관의 대용량 빗물 처리설비.
   

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