KR20160057598A - 등수위조절수단, 이를 구비하는 벽면관수장치 및 관수시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상측 관로부의 저부에 삽입되는 헤드부(2200) 및 상기 헤드부와 연결되고 하측 관로부의 내부로 삽입되되 일부분이 하측 관로부의 저부과 수평하게 배열되는 수평부(2110)를 구비하는 연통관을 포함하며, 상기 헤드부는, 내부에 수용되는 수체의 저장수위로부터의 상측 관로부의 수두차와 수평부의 내부에 수용되는 수체의 저장수위로부터의 하측 관로부의 수두차에 의한 수두압을 평형시키도록 상측 관로부의 수체를 하측 관로부로 유동시키는 등수위조절수단을 제공한다. 따라서, 간단한 구조로서 효과적인 등수위의 조절과 저류량의 분배가 가능하다.

Description

등수위조절수단, 이를 구비하는 벽면관수장치 및 관수시스템{WATER LEVEL CONTROL MEANS, WATER SUPPLYING APPARATUS HAVING THE SAME AND WATER SUPPLY SYSTEM}

본 발명은 관수장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 높이방향을 따라 배열되는 관로부의 등수위 조절이 가능하도록 함으로써 불규칙한 우수가 있더라도 관수의 능력이 극대화될 수 있는 등수위조절수단, 이를 구비하는 벽면관수장치 및 관수시스템에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 다양한 강우의 조건에 대응 가능하고 저류된 우수의 효과적인 사용이 가능한 벽면관수장치 및 관수시스템에 관한 것이다.

농작물이나 나무 등의 식물을 재배하기 위하여 급수시설이 구비되어야 한다. 이러한 급수시설로서 관수장치를 사용하게 되는데, 관수란 식물에 물을 공급하는 것을 의미하며 관수장치는 다수의 식물에 대해 간편한 방법으로 물을 공급할 수 있도록 소정의 시설을 통하여 유로를 형성하는 장치를 의미한다.

이러한 관수장치는 일반적으로 식물의 줄기 측에서 토양측으로 살수하는 방식으로 이루어지는 분수살수장치와 토양측에서 직접 수분을 공급하는 지중관수장치로 나누어지기도 한다.

지중관수의 경우 종래 미세공이 다수 분포되는 튜브를 사용하였는데, 최근에는 점적호스나 점적테이프를 이용하는 방식이 많이 사용된다. 점적(點滴)이란 물방울을 하나씩 떨어지게 하거나 천천히 흘러나오도록 함으로써 원하는 부위에 대해 제한적으로 소량의 물을 지속적으로 공급하는 관수방법을 말한다.

도 1은 종래기술의 관수장치를 도시한 도면이다.

종래의 관수장치는 도시된 바와 같이 소정의 배관이나 호스와 같은 관로(10)에 하나 이상의 홀과 같은 배출부(11)가 열을 지어 배치되어 있다. 도면의 예는 상기의 다공의 튜브의 예를 도시하는데, 점적관수의 경우에도 기본적으로 마찬가지의 구조를 가지게 된다.

이러한 배출부(11)를 이루는 홀들은 일정한 간격을 두고 등간격으로 설치되어 지중 또는 토양에 물을 조금씩 균등하게 공급하도록 한다.

상기 관로(10)는 워터펌프와 같은 펌프(12)에 의하여 소정의 압력으로 물을 공급받게 되는데, 펌프(12)로부터 공급되는 물은 관로(10)의 내부를 따라 유입되어 관로(10)의 지류를 따라 유동되면서 단부측에서 막히면서 소정의 압력이 공급되고 이에 따라 배출부(11)들을 통하여 균등한 압력을 제공하는 것을 기본적인 구조로 삼고 있다.

그런데, 이러한 경우 지류의 유입측과 단부측에서 각각 압력이 균일하지 못하기 때문에 각각의 배출부(11)에서 배출되는 물의 양이 균일하지 않게 되는 문제를 가진다. 이는 지중이나 토양에 적절하게 물이 공급되지 않는 문제를 야기하게 되는데 결과적으로 식물의 생육에 영향을 미치게 된다. 이러한 문제는 점적관수의 경우에도 마찬가지로 작용하게 된다.

한편, 관로(10)에 물을 공급하기 위하여 별도의 동력원인 펌프(12)를 사용하여야 하기 때문에 과도한 동력의 소요가 발생되고 이렇게 사용되는 전력은 식물 생육비용의 증가로 이어지게 된다.

또한, 상수도의 연결이나 지하관정을 사용하는 외에 소정의 물을 저장하기 위한 저류시설인 탱크 등을 별도로 구비하는 경우가 일반적이며, 펌프(12)는 이러한 저류시설에 연결되어 물을 끌어올리는 동력으로서도 사용되어야 하기 때문에 부하가 증가되고, 시설을 구비함에 있어서 과도한 공간과 설비비용이 소요되는 문제를 야기한다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 높이방향을 따라 관로부를 배치하면서도 수위의 조절이 가능하도록 함으로써 균등한 수량의 물을 원활하게 공급할 수 있는 등수위조절수단 및 이를 구비하는 벽면관수장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 별도의 저류시설을 구비하지 않고도 관로 내부에 우수나 유수를 저장할 수 있도록 함으로써 설비에 따른 비용과 노력의 소모를 최소화하고 물의 공급을 위한 동력소모 없이 동작될 수 있는 벽면관수장치 및 관수시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 우수를 효과적으로 예측하고 이에 대응할 수 있으면서도 식생에 효과적으로 수분을 공급할 수 있는 벽면관수장치 및 관수시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은, 상측 관로부의 저부에 삽입되는 헤드부(2200) 및 상기 헤드부와 연결되고 하측 관로부의 내부로 삽입되되 일부분이 하측 관로부의 저부과 수평하게 배열되는 수평부(2110)를 구비하는 연통관을 포함하며, 상기 헤드부는, 내부에 수용되는 수체의 저장수위로부터의 상측 관로부의 수두차와 수평부의 내부에 수용되는 수체의 저장수위로부터의 하측 관로부의 수두차를 대응시키도록 상측 관로부의 수체를 하측 관로부로 유동시키는 등수위조절수단을 제공한다. 따라서, 간단한 구조로서 효과적인 등수위의 조절과 저류량의 분배가 가능하다.

상기 헤드부는, 외관을 형성하는 케이싱(2201)과, 상측 관로부의 내부와 연통되는 개구인 입수부(2221)와, 입수부로부터 유입되는 수체가 저장수위를 가지도록 형성되는 내부에 형성되는 격벽부(2210)와, 격벽부(2210)의 중심측에서 연통관으로 수체를 배출하는 출수부(2250)를 구비하여 이루어질 수 있다.

상기 헤드부는, 입수부로부터 하방으로 이어지는 입수유로(2222)와, 입수유로의 배열 사이에 배치되고 입수유로로부터의 수체를 격벽부의 상방으로 유동시키는 연통유로(2212)를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 입수유로는, 케이싱의 외부로 노출되도록 원주방향으로 등간격으로 3개가 배열되고, 상기 연통유로는, 상기 입수유로의 배열 사이에 등간격으로 3개가 케이싱에 덮인 상태로 형성될 수 있다.

상기 수평부는, 단부측이 폐쇄되며 관로부의 내부와 연통되도록 하방으로 개방된 제1홀을 구비할 수 있다.

상기 제1홀은, 수평부에서 연통관의 수직부위에 인접되어 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수평부는, 제1홀에 인접 배치되며 연통관 내부의 압력을 조정하는 제2홀을 더 구비할 수 있다.

상기 헤드부는, 외주방향으로 돌출 형성되는 걸림링(2231)과, 걸림링의 상측에 형성되며 상측관부에 밀착되는 체결부재(2300)가 결합되는 상측체결부(2232)와, 걸림링의 하측에 형성되며 연통관에 연결되는 연결부재(2400)가 결합되는 하측체결부(2233)를 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명은, 상기 등수위조절수단을 포함하는 벽면관수장치로서, 높이방향으로 배열되는 복수의 관로부(110), 최상단의 관로부로 우수를 유입하는 유입부(310) 및 최하단의 관로부로부터 우수를 배출하는 유출부(320)를 포함하며, 상기 등수위조절수단은, 관로부를 상호 연결하며 양측으로 지그재그 형태로 배열되는 벽면관수장치를 제공한다.

상기 복수의 관로부의 정면을 감싸도록 배치되는 시트부(500), 상기 시트부에 의하여 마련되는 관로부 사이의 공간에 배치되는 토양부(22) 및 상기 토양부(22)에 배치되는 식생부(20)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 시트부는, 관로부의 후방측으로 만입되어 토양부를 상면에 지지하는 상측만입부(520)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 제8항의 벽면관수장치를 포함하는 관수시스템으로서, 상단측의 관로부와 상수라인의 연통을 개폐하는 투입밸브(710), 유출부를 개폐하는 방류밸브(720) 및 기상서버(610)와 연결되고 상기 투입밸브와 방류밸브의 개폐를 제어하는 제어부(620)를 포함하는 관수시스템을 제공한다. 따라서, 기상상황에 따라 미리 대비가 가능하다.

상기 제어부는, 저류량과 예상 강우량의 합이 설정용량보다 큰 경우 강우 전에 미리 방류밸브를 개방하여 관로부에 저류된 우수를 방류하며, 저류량이 기준저류량보다 작은 경우 투입밸브를 개방하여 관로부에 상수를 유입시킬 수 있다.

본 발명에 따라, 각각의 관로부가 벽체 등에 설치된 식생부에 물을 공급하는 동시에 내부에 우수를 저장함으로써 불규칙한 강우 또는 건기와 같은 환경에서도 상수의 공급 없이도 관수가 가능한 효과가 있다. 이에 더하여 예상되는 강우량에 따라 벽면관수장치에 저류되는 양을 보충하거나 방류할 수 있으므로 우수에 대한 관리의 효율은 극대화된다.

또한, 각각의 관로부가 등수위조절수단에 의하여 상시적으로 등수위를 유지할 수 있기 때문에 저류가 상시적으로 일정하게 이루어질 수 있고 친환경적이면서도 에너지의 절감이 가능한 효과가 있다.

또한, 추가적으로 시트부의 배치에 따라 토양부를 지지함에 있어서 신뢰성이 있으면서도 구조적으로 단순한 벽면관수장치가 제공되며, 이러한 토양부에 대한 수분을 공급하기 위한 저면관수심지가 효과적으로 저류된 수체를 분할 공급할 수 있으므로 식생의 기능은 현저하게 향상된다.

도 1은 종래기술의 관수저류장치를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 등수위조절수단을 설명하기 위한 정단면도.
도 3은 도 2의 등수위조절수단을 측면에서 바라본 측단면도.
도 4는 도 2의 등수위조절수단에 대한 바람직한 실시예를 나타내는 정면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 등수위조절수단을 나타내는 측단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 등수위조절수단의 헤드부를 설명하기 위한 사시도.
도 7은 도 6의 헤드부를 각각 다른 방향에서 절개한 모습을 나타내는 정단면도.
도 8 및 도 9는 도 6의 헤드부에 대한 절개사시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 등수위조절수단의 분해사시도.
도 11은 본 발명의 개념에 따른 벽면관수장치를 나타내는 도면.
도 12는 도 11의 벽면관수장치의 측면도.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 벽면관수장치의 토양 지지구조를 나타내는 측면도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 관수시스템을 설명하기 위한 블록도
도 16은 도 15의 관수시스템의 작동을 나타내는 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 등수위조절수단, 이를 구비하는 벽면관수장치 및 관수시스템을 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 개념에 따른 등수위조절수단을 설명하기 위한 정단면도이다.

본 발명의 개념에서는 기본적으로 상하방향으로 배열되는 두 개의 관로부를 연결하며, 상측 관로부의 저부에 삽입되는 헤드부와 상기 헤드부와 연결되어 상측관로부의 수체를 하측관로부로 유동시키도록 하측관로부의 내부로 삽입되되 일부분이 하측관로부와 수평하게 배열되는 수평부를 포함하는 연통관을 구비하는 등수위조절수단을 제공한다.

본 발명의 등수위조절수단(200)은 벽면에 부착되거나 소정의 벽면을 구성하는 벽면관수장치의 관로부들에 저장되는 우수와 같은 수체의 수위를 조절하도록 기능하는데, 이러한 관로부의 형태나 배치상태는 도시사항에 한정되는 것은 아니다.

상기 관로부들은 대략 수평한 상대로 배치되고 상호 간에 수직한 방향으로 평행하게 배열되는 상태를 주로 설명하나 경우에 따라 관로부들이 상호 간에 평행하지 않거나, 중력방향에 대하여 소정 각도 경사진 방향으로 배열되는 경우도 본 발명의 상하방향으로의 배열의 개념에 포함된다.

설명의 편의상, 본 발명에서는 상측의 관로부는 제1관로부(111)로, 하측의 관로부를 제2관로부(112)로 정의하며, 도 2의 배치상태에서 마주보는 방향을 정면으로 설명하도록 한다.

제1관로부(111)와 제2관로부(112)는 상하측으로 대략 평행하게 배열되며 도시된 바와 같이 내부의 공간에 우수를 저장하도록 기능한다. 이로 인하여 후술될 바와 같이 벽면관수장치를 구성함에 있어서 별도의 저장 공간 없이도 자체적으로 관로부 내부에 우수를 저장할 수 있으므로 우수의 관리효율과 공간적인 이점이 향상된다.

상기 제1관로부(111)와 제2관로부(112)는 배열된 상태로서 벽면관수장치 또는 그 일부를 이루며, 각각 상하방향으로 소정 간격 이격 배치된다.

본 발명의 등수위조절수단(200)은 이러한 이격공간에서 상측의 제1관로부(111)와 하측의 제2관로부(112)에 탈착이 가능하므로 유지보수성 또한 비약적으로 향상될 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1관로부(111)의 저부에는 등수위조절수단(200)의 헤드부(2200)가 삽입될 수 있는 저부삽입홀(참조번호 미표시)이 형성되고, 제2관로부(112)의 상부에는 등수위조절수단(200)의 연통관(210)이 삽입될 수 있는 상부삽입홀(참조번호 미표시)이 형성될 수 있다.

상기 저부삽입홀과 상부삽입홀은 상호 마주보도록 배치되는 것이 적절하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 결합관계에서, 3개 이상의 관로부들이 배열되어 관로부를 형성하는 경우에는 각각의 관로부들에 저부삽입홀과 상부삽입홀이 형성되어 상호 간에 등수위조절수단(200)을 통하여 연통될 수 있다.

이때, 상하측의 연결관계의 장애를 방지하기 위하여 등수위조절수단(200)은 양측에서 지그재그 형태로 배열되는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어 제1관로부(111)의 일측에서 하측의 제2관로부(112)와 등수위조절수단(200)에 의하여 연통이 이루어지는 경우, 제2관로부(112)는 타측에서 그 하측의 다른 관로부와 등수위조절수단(200)에 의하여 연통되는 식으로 등수위조절수단(200)이 배치될 수 있는 것이다.

상기 등수위조절수단(200)은 각각의 관로부에 저장되는 우수의 수위를 조절하여 일정하게 배분할 수 있도록 한다. 중력이 작용되는 방향에 의하여 우수는 자중에 따라 하측으로 유동되고, 등수위조절수단(200)이 배제되어 단순 연통되는 경우는 상측의 관로부와 하측의 관로부의 수위가 균일하게 유지될 수 없다. 본 발명의 등수위조절수단(200)은 상하측의 관로부를 연통하는 동시에 수위를 조절함으로써 저장을 위한 관로 내부의 공간활용성을 극대화하는 것이다.

구체적으로, 등수위조절수단(200)은 헤드부(2200)가 상측 관로부의 저부에 삽입되고, 연통관(210)이 하측의 관로부에 삽입되어 하측 관로인 제2관로부(112)의 내부를 따라 연장된다.

본 발명의 개념에서 상기 헤드부(2200)는 사이펀관(Siphon Tube)의 원리를 이용하여 수위를 조절하는데, 더욱 정확하게는 제2관로부(112)에서의 저장된 우수의 수위와 제1관로부(111)에서의 저장된 우수의 수위의 차이를 평형상태로 조절함으로써 수위를 조절하는 것이다.

이러한 수위는 등수위인 것이 바람직하나, 우수의 저장량을 배분할 수 있는 개념이라면 어느 정도의 수위의 차이는 수용 가능하다.

후술될 바와 같이 수두의 차이의 감지를 위하여, 연통관(210)은 하측 관로인 제2관로부(112)의 내부를 따라 연장되되 말단측으로부터 최소한 일부분이 저부에 인접되어 평행하게 배치되는 수평부(2110)를 구비한다.

도시된 예에서는 상기 연통관(210)은 헤드부(2200)와 이격공간에서 결합된 상태에서 제2관로부(112)의 상부삽입홀로 삽입되고, 제2관로부(112)의 내부에서 절곡되어 수평부(2110)에서 제2관로부(112)의 저부와 인접되어 수평하게 배치되었다.

이러한 제2관로부(112)와의 이격 간격은 선택에 따라 형성될 수 있는데, 이는 후술될 바와 같이 수두차를 결정하는 요인이 된다.

상기 연통관(210)의 일단은 헤드부(2200)와 직접 또는 간접적으로 연결되고, 타단은 폐쇄부(2120)에 의하여 밀폐된 상태로서 제2관로부(112)의 내부에 배치된다. 이러한 연통관(210)의 타단, 더욱 정확하게는 수평부(2110)의 단부측에는 제2관로부(112)의 내부와 연통될 수 있도록 개방된 유통부(2130)가 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 등수위조절수단의 작동을 설명하기 위하여 측면에서 바라본 도면이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 등수위조절수단(200)은 헤드부(2200)가 제1관로부(111)의 저부에 삽입되고, 연통관(210)이 제2관로부(112)의 상측으로부터 관통되어 수평부(2110)에서 제2관로부(112)의 저부에 인접되어 평행한 상태로 배치됨으로써 제1관로부(111)와 제2관로부(112)의 연통상태를 유지한다.

도시된 바와 같이 제1관로부(111) 및 제2관로부(112)에서 소정의 우수를 저장하여 수위를 갖게 되고, 이러한 수위는 각각의 관로부의 저부로부터 저류 표면까지의 높이를 의미한다.

본 발명에서는 등수위조절수단(200)이 사이펀관의 원리에 따른 작동을 위하여, 헤드부(2200)가 소정의 높이까지 물을 저장하고 연통관(210), 더욱 정확하게는 수평부(2110)가 저부로부터 소정의 높이까지 물을 저장하게 된다.

따라서, 등수위조절수단(200)의 작동은 상기 제1관로부(111) 및 제2관로부(112)에서의 수위와 헤드부(2200) 내부 및 수평부(2110) 내부의 유체의 저장수위에 따라 결정된다.

본 발명에서 중요한 의미를 가지는 요소는 헤드부(2200)의 저장수위와 수평부(2110)의 저장수위일 수 있다. 사이펀관으로서 상기 헤드부(2200)는, 제1관로부(111)의 수용공간에서의 수위와 헤드부(2200) 내부의 저장수위 사이의 제1수두차(h1)와 제2관로부(112)에서의 수용공간에서의 수위와 수평부(2110) 내부의 저장수위 사이의 제2수두차(h2)에 의한 수두압의 평형을 유지하도록 능동적으로 작동이 이루어진다.

즉, 본 발명은 등수위조절수단(200)의 사이펀관으로서의 작동 및 수두압의 평형의 원리를 이용하는데, 제1관로부(111) 내부에 수위가 높아짐에 따라 헤드부(2200)로 우수가 유입되면 연통관(210) 내부로 유동되고, 이러한 연통관(210) 내부와 제2관로부(112) 내부에서의 수위의 차이에 의한 압력의 평형을 이룰 때까지 유동이 이어지는 것이다. 이러한 평형상태는 관내의 공기의 압력에 의하여 결정된다.

이러한 등수위조절수단(200)은 상기 수두차들을 평형상태로 맞추도록 기능하는데, 등수위조절수단(200)에 의하여 조절되는 제1관로부(111)와 제2관로부(112)의 수위를 평형하게 맞출 수 있도록 등수위조절수단(200)과 관로 사이의 결합관계, 더욱 정확하게는 결합되는 높이가 조정될 필요성이 있다.

즉, 여기서 수위에 대해 헤드부(2200)가 삽입되는 높이와 수평부(2110)의 배치되는 높이가 중요한 영향을 미치게 되는바, 이를 조절할 수 있는 체결부재(2300)와 연통유로(2212)와 같은 구성들이 추가적으로 배치될 수 있다. 이와 관련하여서는 후술하도록 한다.

한편, 관로부와 등수위조절수단(200) 내부에 수용된 공기의 압력은 수용되는 우수의 양과 관련될 수 있다. 제1관로부(111)와 제2관로부(112)는 등수위조절수단(200)에 의하여서만 연통이 이루어지며 바람직하지 않은 누수를 방지하기 위하여 어느 정도의 실링이 이루어지는데, 상기 압력은 수두차의 조절에 영향을 미칠 가능성이 존재한다. 이러한 압력은 관로 내부의 수위와 온도에 의하여 변동이 이루어질 수 있다.

이러한 공기의 압력에 의한 변화를 실측한 결과, 관내의 수위의 10cm의 변동에 대하여 공기의 부피는 0.99%의 변화가 발생하였고, 기온의 10도 변동에 따라 공기의 부피는 3.7%의 변화가 발생하였다. 일반적인 벽면관수장치의 배치환경의 조건과 수위의 변동량에 대한 허용폭에서 수위의 오차범위는 4.7%가 한도로서 이러한 범위는 상기한 바와 같이 우수의 저류량 배분 측면에서 수용할만한 정도의 수치임이 확인되었다. 따라서, 본 발명의 개념은 기본적으로 공기의 양과 온도의 변화에 따른 수위의 조절에 미치는 영향이 미미하므로 수두차와 수용된 공기의 양에 의한 압력을 중심으로 설명될 수 있는 것이다. 다만, 상기 수두의 조절의 개념에서 관로부의 용적이나 배치환경에 따라 추가적인 조절이 가능하며 이 또한 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

도 4는 상기된 등수위조절수단의 더욱 구체적인 실시예를 나타내는 도면이다.

여기서, 관로부(110)는 헤드부(2200)가 연결되는 관로부를 의미하며, 도시의 편의를 위하여 관로부(110)에 대해 등수위조절수단(200)이 수평방향으로 회전된 상태를 나타내었다. 경우에 따라 등수위조절수단(200)이 관로부(110)에 대해 회동되는 설치상태도 고려될 수 있다.

헤드부(2200)는 상측의 관로부에 삽입되어 내부에 저장된 우수의 저장수위와 제1관로부(111)의 수위의 차이인 제1수두차(h1)를 결정하고, 수평부(2110)는 하측의 관로부에 삽입되어 내부에 저장된 우수의 저장수위와 제2관로부(112)의 수위의 차이인 제2수두차(h2)를 결정함은 상기한 바와 같다.

상기 헤드부(2200)는 내부에서 상하로 연통되는 소정의 내부유로를 구비하며, 이러한 상하방향으로의 지그재그 형태의 유로 형성을 위하여 내부에는 격벽부(2210)를 구비한다.

상기 격벽부(2210)는 외주측으로 소정의 저장공간을 형성하여 우수가 저장될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 제1수두차(h1)는 정확하게는 격벽부(2210)의 상단과 제1관로부(111)의 수위의 높이의 차이일 수 있다.

또한, 수평부(2110)에 저장된 우수에 의하여 마찬가지로 제2관로부(112) 내부에 제2수두차(h2)가 형성될 수 있는데, 이 경우 수평부(2110) 내부에도 소정의 수위의 설정을 위한 조절격벽(2133)이 구비될 수 있다.

상기된 바와 같이 수평부(2110)는 말단측이 폐쇄부(2120)에 의하여 폐쇄되고, 이에 인접되어 하측으로 개방된 유통부(2130)가 형성될 수 있다.

이때, 상기 유통부(2130)는 비교적 구경이 큰 제1홀(2131)과 이에 인접 형성되어 제2관로부(112) 내부의 압력을 조정하거나 제1홀의 작동을 보완하기 위한 제2홀(2132)을 포함하며, 상기 조절격벽(2133)은 수평부(2110)의 내부에서 제1홀(2131)을 감싸는 원기둥 형상의 벽체로서 이루어질 수 있다.

어느 정도의 우수가 제2관로부(112)에 저장된 상태를 고려하면, 제2수두차(h2)는 상기 조절격벽(2133)의 상단으로부터 제2관로부(112) 내부에 수용된 우수의 수위까지의 높이일 수 있다. 다만, 상기 제2수두차(h2)는 반드시 조절격벽(2133)에 의하여서만 결정되는 것은 아니며 경우에 따라 연통관(210)의 대략 수직하게 배치되는 부위에서의 우수의 높이 등에 의하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 조절격벽(2133)은 수두차를 형성하기 위한 하한으로서 이해될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 등수위조절수단을 설명하기 위한 측단면도이다.

상기 실시예에서는 유통부(2130)가 연통관(210)의 단부측에 형성되는 경우가 설명되었는데, 일반적으로 연통관(210)의 배치에서 수직부위와 수평부(2110) 사이에 곡관 형태의 절곡 형태가 배치됨으로 인하여 수두차의 형성에 문제가 발생될 우려가 있다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 유통부(2130)가 수평부(2110)에서 연통관(210)의 수직부위에 인접되어 배치되는 경우를 제시한다.

수직부위에 인접된다 함은, 수평부(2110)에서 상방으로 상승이 개시되는 지점을 의미할 수 있으며, 상기 수직부위와 수평부가 직각으로 교차되는 경우는 연결부위를 의미할 수도 있다.

이 경우 유통부(2130)는 단일의 홀로서 배치되는 것이 바람직하며, 조절격벽과 관련하여 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도 6은 상기된 등수위조절수단의 헤드부에 대한 바람직한 실시예를 나타낸다.

헤드부(2200)는 제1관로부(111)의 저부에 삽입되고 수평 방향으로 균등한 압력이 작용될 수 있도록 기본적으로 원기둥 내지는 평면상 원형의 형태로서 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 헤드부(2200)의 상단측은 관로부의 저부에 삽입되어 연통이 이루어질 수 있도록 하나 이상의 개구인 입수부(2221)가 형성되며, 이러한 입수부(2221)와 연통관(210)까지의 연통관계는 후술하도록 한다.

상기 헤드부(2200)는 외주측으로 돌출되는 걸림링(2231)에 의하여 상측부위와 하측부위로 구분될 수 있으며, 상측부위는 관로부의 저부삽입홀에 삽입되는 이러한 관로부와의 결합은 직접 또는 간접적으로 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 관로부와의 밀착성의 향상 및 높이의 조절기능을 부가하기 위하여 상기 헤드부(2200)의 상측부위에는 체결부재(2300)가 결합될 수 있다. 이러한 체결부재(2300)의 바람직한 실시예의 구조는 후술하도록 한다. 이때, 걸림링(2231)은 상면에서 체결부재(2300)의 저부를 지지하도록 기능할 수 있다.

또한, 상기 걸림링(2231)의 하측부위에는 하측체결부(2233)가 형성되어 연결부재(2400)와 결합될 수 있고, 이러한 연결부재(2400)는 연통관(210)과 헤드부(2200)의 연결을 위하여 그 사이에 개재되는 방식으로 배치된다.

상기 상측체결부(2232)와 하측체결부(2233)에는 체결의 용이성을 위하여 나사산이 형성되고 체결부재(2300)와 연결부재(2400)는 이에 대응되는 나사홈이 형성될 수 있다.

도 7 내지 도 9에서는 상기 실시예의 헤드부에서 내부의 연통 및 저장수위를 결정하기 위한 내부구조가 도시된다. 도 7의 (a)는 도 6의 A-A선을 따라 절개된 단면도이며, (b)는 B-B선을 따라 절개된 단면도이다. 또한, 도 8은 도 7의 (a)에 대응되는 절개 형태의 사시도이며, 도 9는 도 7의 (b)에 대응되는 절개 사시도이다.

도 7의 (a) 및 도 8과 관련하여 입수부의 배치상태를 먼저 설명하도록 한다.

헤드부(2200)는 제1관로부(111)의 내부에서 소정의 높이까지 우수를 저장하며 수두차를 결정하고 사이펀관으로서 기능할 수 있도록 내부에 격벽부(2210)를 구비함은 상기한 바와 같다.

입수부(2221)는 헤드부(2200)의 상측으로 형성되는 개구로서 제1관로부(111)의 내부의 수용공간과 헤드부(2200)의 내부를 연통하도록 기능한다.

헤드부(2200)의 외관은 케이싱(2201)에 의하여 감싸진 형태로 이루어지며, 상기 입수부(2221)는 헤드부(2200)의 상방 및/또는 측방을 지향하여 배치될 수 있다. 또한, 입수효율의 향상을 고려하여 케이싱(2201)의 원주방향을 따라 소정 간격으로 배열될 수 있는데 본 발명에의 실시예에서는 원주방향을 따라 등간격으로 3개가 배치된 예가 도시되나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 케이싱(2201) 내부에서 입수부(2221)의 배열 사이에는 연통유로(2212)가 배치될 수 있는데 이와 관련하여서는 후술하도록 한다.

상기 입수부(2221)는 케이싱(2201)의 내부로 입수유로(2222)에 의하여 하방 연장되는 형태로 이루어지고, 그 중심측에는 출수부(2250)가 형성된다. 측단면상 상기 입수유로(2222)와 출수부(2250)는 소정의 격벽에 의하여 차단된 상태로 배치되며, 이러한 입수유로(2222)와 출수부(2250) 사이에는 연통유로(2212)에 의한 연결이 이루어질 수 있다.

도 7의 (b) 및 도 9과 관련하여 연통유로의 배치관계를 설명하면, 이러한 연통유로(2212)는 입수유로(2222)의 측방에 구획된 공간에 형성된 상하방향의 유로로서, 격벽부(2210)에 의하여 소정 높이로서 형성된다.

상기 격벽부(2210)는 상단측에서 케이싱(2201)의 저부와의 사이에 소정의 물넘이유로(2213)를 형성하고 입수유로(2222)로부터 유입된 우수는 연통유로(2212)를 통하여 이동된 이후 물넘이유로(2213)를 거쳐서 출수부(2250)로 배출되는 것이다.

이러한 입수유로(2222)와 연통유로(2212)는 케이싱(2201)의 내부에서 높이방향을 형성되며 각각 원주방향으로 교번하여 배치되는 것이 바람직하다. 도시사항과 같이 원주방향으로 입수부(2221)가 3개가 배치되는 경우 상기 연통유로(2212)는 평면상 입수부(2221)의 배치된 사이에 3개가 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 입수유로(2222)와 연통유로(2212)는 공간 활용성을 고려하여 서로 다른 단면 형태를 가질 수 있는데, 평단면상 입수유로(2222)는 반원 내지 부채꼴 형태의 단면을 가지며 연통유로(2212)는 원형의 단면을 가질 수 있다. 우수의 흐름을 원활하게 할 수 있도록 상기 단면의 면적들은 균일하게 이루어질 수 있다.

상기 격벽부(2210) 및 연통유로(2212)는 케이싱(2201)의 내부에 수용된 상태로서 외부로 노출되지 않는데, 격벽부(2210)는 연통유로(2212)와 출수부(2250)를 연결하도록 상단측에서 케이싱(2201)의 저부와 이격되며, 입수유로(2222) 측에서는 바로 출수부(2250)로 유동되지 않고 연통유로(2212)를 거칠 수 있도록 내벽측이 밀폐된 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 격벽부(2210)는 연통유로(2212)의 배치관계를 따라 물넘이유로(2213)를 이루며 형성되고 그 나머지 부분, 즉 입수유로(2222)가 배치되는 측에서는 케이싱(2201)에 상단이 연결되어 형성될 수 있다.

도 10은 상기된 헤드부와 체결부재 및 연결부재를 나타내는 분해사시도이다.

헤드부(2200)의 상단측은 제1관로부(111)의 저부로 삽입되어 고정되는데, 이때 헤드부(2200)의 상측부위에 형성되는 상측체결부(2232)에는 체결부재(2300)가 결합되어 관로부와 헤드부(2200)의 결합이 확실하게 이루어질 수 있도록 한다.

상기 체결부재(2300)는 링 형태로 이루어지고 내주측에 상측체결부(2232)에 대응되는 나사홈이 형성되는 체결몸체(2310)와, 상기 체결몸체(2310)의 외주방향으로 돌출되어 관로부의 저면측에 접촉되는 접촉부(2320)로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 체결부재(2300)가 링 형태로 이루어지거나 헤드부(2200)가 관로부에 직결되는 경우는 관로부의 형상의 측면상 곡면을 이루기 때문에 체결이 원활하게 이루어지지 않거나 실링이 완전하지 않아 누수가 발생될 우려가 있다.

이를 고려하여, 상기 접촉부(2320)는 상면이 관로부의 하측에 대응되는 형상으로 이루어지도록 곡면을 구비하는 것이 바람직하다. 도시사항과 같이 접촉부(2320)는 전체적으로 원반 형상으로서 원기둥의 외면에 대응되도록 상방으로 굽어진 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 접촉부(2320)와 체결몸체(2310)의 연결된 사이에는 관로부와의 실링성을 향상하기 위하여 링 형상으로 돌출되는 부위(참조번호 미표시)나 실링부재가 추가적으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 접촉부(2320)의 하측에는 걸림링(2231)과 접촉될 수 있는 소정의 돌출부위(미도시)가 형성되어 삽입 높이의 한도를 정하는 스토퍼로서 기능할 수 있다.

한편, 헤드부(2200)의 하측에는 연통관(210)과의 연결을 위하여 연결부재(2400)가 결합될 수 있다. 이러한 연결부재(2400)는 하측체결부(2233)의 나사산에 대응되는 나사홈을 구비하고 원기둥 형상으로 이루어지는 헤드연결부(2410)와, 상기 헤드연결부(2410)의 하측에서 연통관(210)과 연결을 위한 관연결부(2420)가 구비될 수 있다.

상기된 본 발명에 따른 등수위조절수단에 의하여, 수위조절을 위한 구조가 더욱 간단하여지면서도 확실하게 등수위의 조절이 이루어질 수 있는데, 이는 설비상의 경제성 및 유지보수성의 향상의 이점으로 이어진다.

도 11은 상기된 등수위조절수단을 구비하는 벽면관수장치의 실시예를 나타내는 정면도이다.

본 발명은 상측으로부터 유수가 유입되는 유입부(310)와, 상기 유입부(310)와 연결되고 높이방향으로 배열되며 상기 유입부로부터 유입되는 물을 저장하는 복수의 관로부(110)와, 상기 관로부의 말단에 배치되어 우수를 지중 또는 지상으로 배출하는 유출부(320)와, 상기 관로부(110)들의 사이에 배치되어 각각의 수위를 조절하는 등수위조절수단(200) 및 관로부(110)들로부터 일정하게 물을 배출하여 식생이 가능하도록 하는 저면관수심지(400)를 포함하는 벽면관수장치(100)를 제공한다.

본 발명의 개념에서는 후술될 바와 같이 일면에 식생부가 형성되는 벽체에 높이방향으로 설치되는 관수저류장치의 예를 주로 설명하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 옹벽, 담장, 건물의 외벽 또는 경사진 비탈면이나 벽체 등의 다양한 수분의 공급이 필요한 부위에 적용될 수 있다. 이하, 상기와 같이 관수저류장치가 배치되는 부위를 벽체로 정의하여 사용하도록 한다.

관로부(110)는 중공의 파이프 형상으로 이루어지며 내부, 더욱 정확하게는 저부로부터 소정의 물을 저장할 수 있도록 내부에 공간을 형성하게 된다. 이러한 관로부는 기본적으로 벽체에 고정설치되는데, 벽체의 적어도 일면에는 식생부(도 11의 20)가 배치되고, 식생부의 식물의 생육에 필요한 물을 공급하게 된다.

따라서, 관로부(110)는 벽체에 수평 설치되고 상호 연통설치되는데, 각각의 관로부(110)들은 각각 밀폐된 형태로 이루어지며, 저부삽입홀 및/또는 상부삽입홀을 구비하여 상호 간에 등수위조절수단(200)에 의하여 우수의 교환 내지는 유동이 이루어진다.

도면에서는 최상단측에 배치되는 관로부(110)의 바로 하측의 관로부(110)가 일측에서 등수위조절수단(200)에 의하여 연결되며, 다음의 관로부와 하측의 관로부는 연통되지 않은 상태로서 도시되어있다.

이는 등수위조절수단(200) 간의 간섭을 방지하기 위함인데, 상기한 바와 같이 수평부(2110)가 하측의 관로부의 저부에 인접 배치되는 경우 그 아래의 헤드부(2200)가 이와 접촉될 우려가 있기 때문이다. 따라서, 공간활용성을 고려하여, 상기 등수위조절수단(200)은 양측에서 교번되는 지그재그 방식으로 높이방향의 관로부에 대한 연결을 수행하는 것이 바람직하다.

상기 관로부(110)의 사이에는 식생부를 이루는 토양부나 마감부가 배치될 수 있고, 각각의 관로부(110)에 연결되는 저면관수심지(400)에 의하여 물의 공급이 이루어지게 된다. 다만, 벽면관수장치(100)에서 관수수단은 반드시 도시된 배치상태에 한정되는 것은 아니다.

이러한 관로부(110)의 형상, 크기, 재질 및 배치관계 내부에 수용되는 물의 용적이나 배치되는 벽체에 따라 선택적으로 이루어질 수 있다.

최상단측에 배치되는 관로부(110)에는 상측의 유입부(310)가 연결되어 유수나 우수 등이 자중에 의하여 순차적으로 유입될 수 있도록 하고, 최하단측에 배치되는 관로부(110)는 저장 용량을 초과하는 물이 배출될 수 있도록 유출부(320)가 연결된다. 이러한 유입부(310) 및 유출부(320)와 관련하여서는 후술하도록 한다.

이러한 등수위조절수단(200)은 상대적으로 많은 물이 저장되는 관로부(110)의 물을 상대적으로 적은 물이 저장되는 관로부로 능동적으로 유동시킴으로써 등수위를 조절 및 유지하는 기능을 하는데 이와 관련하여 중복되는 설명은 생략한다.

이러한 벽면관수장치(100)는 유출부(320) 측에서 관수저류장치의 용량을 초과하는 물의 유동을 외부로 배출할 수 있는 구성으로서 침투부(330)를 더 구비할 수 있다.

이러한 침투부(330)는 유출부(320)측에서 연장되는 관로부의 형태로 이루어질 수 있으며, 지중에 매설되는 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 침투부(330)는 외주로 물을 배출할 수 있도록 관통홀이 형성될 수 있는데, 이렇게 침투부(330)의 일부는 메쉬타입의 유공관 및/또는 필터포 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 유입부(310) 측에서는 과도한 양의 우수가 유입되는 경우 이를 월류하여 지중, 하수 또는 침투부(330)로서 배출할 수 있는 월류유로(미도시)를 더 형성될 수 있고, 또한 관로부(110) 또는 등수위조절수단(200)에서의 폐색 등을 방지할 수 있도록 소정의 필터수단(미도시)가 더 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 필터수단은, 주로 오염상태가 심한 초기우수를 처리하는데 우선적으로 기능할 수 있다.

도 12는 상기된 벽면관수장치에서 식생부가 형성된 형태를 나타내는 측면도이다.

본 발명의 관수저류장치는 도면에 도시된 바와 같이 벽체의 일면에 고정 설치되거나 벽체에 매립되는 방식으로 설치될 수 있고, 벽체의 전면에 배치되는 식생부(20)에 수분을 지속적 또는 간헐적으로 공급하게 된다.

상기 식생부(20)는 식물의 뿌리 부위의 고정 및 저장된 수분과 영양을 공급할 수 있는 토양부(22)에 연장된 형태로 이루어질 수 있다.

상기 토양부(22)는 각각의 관로부(110)의 사이에 충진되는 방식으로 배치되며 토양부(22)의 내부와 관로부(110)의 내부를 연통하는 저면관수심지(400)에 의하여 물의 공급이 이루어진다.

예를 들어, 저면관수심지(400)는 일부가 관로부(110)에 삽이된 상태로서 외부로 연장되어 배치되며, 관로부(110) 사이의 공간에서 토양부(22)의 수평방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 이와 관련된 바람직한 실시예는 후술하도록 한다.

최상단측의 관로부(110) 내부로 유입된 물은 순차적으로 등수위조절수단(200)을 통하여 수위가 조절되면서 하측으로 저류가 이루어지게 되고, 이렇게 각각의 관로부(110)에 등수위로 저류된 물은 저면관수심지(400)를 통하여 식생부(20)의 토양부(22)에 우수가 없는 시기에도 물을 공급하게 된다.

상기된 본 발명에 따른 등수위조절수단, 이를 구비하는 벽면관수장치 및 관수시스템은 종래의 경우 우수를 저장 활용하는 장치가 부재하여 상수 등을 공급하여 사용하는 경우에 비하여 에너지 및 자원의 절감 면에서 현저한 효과를 나타낸다.

또한, 경우에 따라 건물의 옥상이나 지붕 등에서 유입되는 우수를 지중의 저장조로 저장하는 방식이 제안되기도 하나, 이 경우에도 지중의 저장수를 정화하여 벽체의 상단측으로 끌어올림에 있어서 추가적인 동력이 필요하기 때문에 본 발명의 경우 유수의 자중 및 삼투압을 활용하여 물의 저장 및 공급이 이루어지기 때문에 워터펌프와 같은 동력원이나 정화설비가 불필요하므로 에너지의 소모가 전혀 없는 이점을 가짐에 유의하여야 한다.

한편, 본 발명의 추가적인 개념에서는 상기 토양부(22)의 배치를 위한 더욱 효율적인 구조를 제시한다.

상기 관로부(110)들은 벽체에 지지부(120)에 의하여 고정 배치되는데, 파이프 형태로 이루어지는 관로부(110)의 특성상 그 사이에 토양을 충진하고 이에 식생부를 결합하는 공정이 까다로울 뿐만 아니라 적절한 형태의 유지도 어려운 문제가 있었다.

이를 해결하기 위하여 본 발명에서는 관로부(110)들 사이를 연결하는 시트부(500)가 배치되는 개념이 제공된다.

도 13 및 도 14는 상기된 벽면관수장치에서 시트부에 의한 토양의 배치의 개념을 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 추가적인 개념에서는 관로부(110)들의 배치가 완료된 이후에 관로부들 사이의 상측, 전방측 및 하측을 감싸는 형태로서 상하방향의 관로부들을 연결하는 시트부(500)가 제시된다.

상기 시트부(500)는 최소한 두 개 이상의 관로부(110)들의 외면을 연결하는 형태로 이루어지며, 관로부(110)의 상측에 배치되는 시트부(500)의 부위에서는 그 상측에 토양부(22)를 지지하게 된다.

이러한 시트부(500)의 배치공정을 설명하면, 예를 들어, 하단측의 관로부(110)로부터 시작된다고 하면, 도 13과 같이 최하단측의 전면을 상측으로 감싸는 방식으로 시트부(500)가 말려 올려가고 해당 관로부(110)의 후방측으로는 하방으로 만입되는 상측만입부(520)가 형성된다.

토양부(22)는 상기 상측만입부(520)에 의하여 형성되는 공간에서 지지되고 주로 상측만입부의 상면에서 안착되는 것이다.

이렇게 최하단측의 상방 및 후방측으로 토양부(22)의 배치가 완료되면, 다시 차하단측 관로부(110) 하방, 전방 및 상방을 감싸는 방식으로 시트부(500)가 이를 감싸고 다시 후방측에서 만입되어 상측만입부(520)를 형성하여 그 공간에 토양부(22)가 배치된다.

이러한 방식으로 최상단까지 시트부(500)의 배치가 완료되면 식생부(20)가 결합되어 완전하게 식생에 대한 수체의 공급 및 우수의 저장이 가능한 벽면관수장치(100)가 형성될 수 있는 것이다.

각각의 관로부(110)들은 벽체로 밀착되는 경우도 고려될 수 있으나, 상기와 같이 시트부(500)에 의하여 토양부(22)가 지지되는 경우는 토사의 지지능력이 현저하게 향상되므로 토양부(22)의 수용공간의 확보를 위하여 벽체의 전방측으로 이격 배치가 가능하다. 이는 식생부(20)를 형성하는 식물들이 자리잡을 수 있는 공간이 더욱 크게 확보됨을 의미하는 것으로 추가적인 구조물이 없이도 친환경적인 생육이 가능한 충분한 공간이 마련될 수 있는 이점으로 이어진다.

이에 따라, 토양부(22)는 상측의 관로부(110)의 저면을 감싸는 형태로 배치되는 상측의 하측지지부(510)와 그 하측의 관로부(110)를 감싸면서 하방으로 만입된 형태로 형성되는 상측만입부(520)가 이를 상하측에서 감싸도록 배치되는 것이다.

한편, 상기의 예에서는 상향식으로 시트부(500)를 배치하되 각각의 감싸는 공정에서 토양부(22)를 배치하는 방법을 설명하였으나, 반드시 이러한 시설방법에 한정되는 것은 아니며 경우에 따라 하향식으로 이루어질 수 있으며 시트부(500)의 배치가 완료된 이후에 토양부(22)의 형성이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 11의 설명에서 저면관수심지(400)가 관로부(110)로부터 연장되어 토양부(22)측으로 지속적으로 수체를 공급하여 식물 등을 생육할 수 있음은 상기한 바와 같다.

일반적인 심지의 경우 부직포와 같이 투수 및 흡습성이 좋은 재질로서 이루어지는데, 이러한 경우 관로부(110)와의 연결부위와 인접되는 부위에서의 심지의 부위에는 수분의 공급이 과도하고, 멀어질수록 관수의 성능이 저하되는 문제가 있었다. 심각한 경우 관로부와의 연결부위에서 먼 말단측에서는 수분이 전혀 공급되지 않는 경우도 있다.

이를 해결하기 위하여 저면관수심지(400)가 길이방향으로 소정의 경로를 구분하여 수분을 공급할 수 있는 것이 바람직하다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 벽면관수장치의 관수시스템을 나타내는 블록도이다.

상기 벽면관수장치(100)는 이러한 관수시스템에 적용될 수 있는데, 이러한 벽면관수장치(100)는 상수라인(730) 및 제어부(620)를 더 구비할 수 있다.

상기 벽면관수장치(100)는 그 자체로서 외부의 동력원이 없이도 능동적으로, 우수의 저류 및 저류량의 조절이 가능하다.

그런데, 강우가 지나치게 많은 경우 저류량을 초과하므로 지중이나 하수의 처리능력을 초과하여 심각한 경우 수해를 발생할 수 있고, 반대로 강우가 지나치게 적은 경우는 식생부(20)의 식생에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.

이를 고려하여, 본 발명에서는 기상정보를 수신하여 예측된 강우량에 따라 저류량을 조절할 수 있는 개념을 제시한다.

상기 벽면관수장치(100)에는 상수라인(730)과 연결되는 부위에 투입밸브(710)를 구비하고, 유출부(320)측에는 방류밸브(720)를 구비할 수 있다. 이러한 투입밸브(710)는 상수의 관로부(110)로의 투입량을 제어하며, 방류밸브(720)는 관로부(110)에 저류된 우수를 미리 배출할 수 있도록 한다.

상기 투입밸브(710) 및 방류밸브(720)는 전자적인 제어의 편리성과 정확성을 고려하여 솔레노이드밸브로 이루어지는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되지는 않는다.

이러한 투입밸브(710) 및 방류밸브(720)는 제어부(620)에 연결되어 제어신호에 따라 유로를 개폐하며, 상기 제어부(620)는 기상정보를 제공하는 기상서버(610)에 연결될 수 있다.

상기 기상서버(610)는 강우량을 예측하는 별도의 시스템을 의미하며 상기 연결은 와이파이, 랜, 통신망 등을 이용한 다양한 유무선의 연결 방식이 적용될 수 있을 것이다.

상기 제어부(620)는 기상서버(610)로부터의 기상정보를 수집하고, 해당 벽면관수장치(100)가 배치되는 위치의 예상 강우량에 대해 저류량과 대비하여 상기 밸브들을 조절할 수 있도록 한다. 이러한 제어부(620)의 작동과 관련하여서는 도 18의 설명에서 후술하도록 한다.

상기 제어부(620)는 노트북이나, 소정의 서버와 같이 기상정보를 수신하여 처리하고 이를 밸브들의 제어신호로서 송출할 수 있는 마이콤을 구비하는 장치들이 다양하게 적용될 수 있다.

소정의 시간 단위별로 강우량 예측정보를 수신한 제어부(620)는 소정 기간 동안 강우량이 지나치게 적어서 벽면관수장치(100)에 저류되는 우수가 기준 저류량에 미달하는 경우 상수라인(730)이 관로부(110)로 유입될 수 있도록 투입밸브(710)를 개방한다. 이러한 경우, 가뭄의 기간 동안에도 저류량을 유지할 수 있으므로 이는 식생을 원활하게 유지할 수 있는 이점으로 이어진다.

또한, 소정 기간 내에 설정용량을 초과하는 강우량, 더욱 정확하게는 예측되는 강우량과 저수량의 양이 설정용량을 초과하는 경우 내부에 저류되어 있는 우수를 방류밸브(720)를 개방함으로써 방류할 수 있도록 한다. 이러한 경우, 미리 많은 강우 즉, 폭우나 장마에 대비하여 버퍼링할 수 있는 공간을 마련하여둘 수 있으므로, 짧은 시간 동안 과도하게 지중이나 하천으로 유입되는 우수의 양을 어느 정도 제어가 가능하다.

도 16은 상기된 관수시스템의 작동을 설명하기 위한 흐름도이다.

이러한 관수시스템의 작동은 제어부(620)의 제어명령으로 이해될 수 있고 추가적 또는 선택적으로 밸브들에 의한 관로부의 작동을 의미할 수도 있다.

기상서버(610)로부터 강우의 예보를 수신(S210)하면, 제어부(620)는 설정용량과 대비하여 방류판단단계(S220)를 수행하게 된다.

상기 방류판단단계(S220)와 후술될 투입판단단계(S110)를 포함하는 판단단계는 기본적으로 강우가 상한을 초과할 것인가 하한보다 못 미칠 것인가를 판단하게 되는데, 더욱 정확하게는 초과의 개념은 강우량과 저류량을 합한 값과 설정용량을 대비하여 이루어지고, 못 미치는지 여부는 저류량과 기준 저류량을 대비하여 이루어질 수 있다. 여기서, 강우와 저류는 시간과 관계될 수 있는데, 이러한 강우량과 저류량은 시간에 대한 유량의 값으로 이해될 수 있다.

예상되는 강우량(또는 저류량과의 합)이 소정의 설정용량을 초과하는 경우로 판단되는 경우, 예를 들어 폭우가 예상되는 경우는 방류밸브(720)를 개방하여 소정의 초과량을 방류(S230)하여 이에 대비할 수 있다.

상기 설정용량과 대비하여 방류판단되지 않은 경우는 방류의 필요성이 없으므로, 저류량을 측정(S100)하는 단계를 수행할 수 있다. 본 발명의 벽면관수장치(100)에서는 심지에 의하거나 증발 또는 누수로 인하여 저류되는 우수의 양이 줄어들게 되고 이 또한 마찬가지로 시간에 연관될 수 있다.

이렇게 측정된 저류량이 기준저류량에 미달하는지를 판단하는 투입판단단계(S110)를 수행할 수 있고, 예를 들어 소정 기간 동안 강우가 없는 가뭄으로 예상되는 경우는 모자란 저류량을 보충하기 위하여 투입밸브(710)를 개방하고 상수라인(730)으로부터 상수를 유입(S120)하는 것이다.

상기된 저류량의 측정은 기본적으로 벽면관수장치(100)의 저류량을 고려하여 주기적으로 이루어질 수 있는데, 72시간 간격으로 측정하는 것이 적절하나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 기준저류량은 총 저류 가능용량에 대하여 0%로 설정될 수 있으나 그 이상의 값으로 설정될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 상수를 투입하는 상수유입(S120)단계에서 지나치게 많은 양을 투입할 필요는 없으므로 총 저류 가능용량에 대하여 실질적으로 10% 정도가 적절하다.

상기된 강우예보의 수신(S210) 또한 주기적으로 설정된 시간 간격마다 이루어질 수 있으며, 제어부(620)는 이에 대해 방류판단단계(S220)와 투입판단단계(S110)를 지속적으로 수행한다.

다만, 상기 투입판단단계(S110)와 방류판단단계(S220)의 순서는 상호 치환될 수 있으며 이에 따른 방류(S230)이나 투입(S120)의 단계는 적절하게 적용될 수 있으며, 상기 저류량의 측정(S100)은 상기 판단단계들이 진행되기 이전에 미리 수행되는 것이 바람직하다.

상기된 본 발명의 개념에 따른 등수위조절수단, 이를 구비하는 벽면관수장치 및 관수시스템에 따라, 각각의 관로부가 벽체 등에 설치된 식생부에 물을 공급하는 동시에 내부에 우수 등의 자연발생된 물을 저장함으로써 불규칙한 강우 또는 건기와 같은 환경에서도 상수의 공급 없이도 관수가 가능한 이점을 가진다.

또한, 각각의 관로부가 등수위조절수단에 의하여 상시적으로 등수위를 유지할 수 있기 때문에 저류가 상시적으로 일정하게 이루어질 수 있고 친환경적이면서도 에너지의 절감이 가능한 이점이 있다.

또한, 추가적으로 시트부의 배치에 따라 토양부를 지지함에 있어서 신뢰성이 있으면서도 구조적으로 단순한 벽면관수장치가 제공되며, 이러한 토양부에 대한 수분을 공급하기 위한 저면관수심지가 효과적으로 저류된 수체를 분할 공급할 수 있으므로 식생의 기능은 현저하게 향상된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 관수시스템에 의하여 예상되는 강우량에 따라 벽면관수장치에 저류되는 양을 보충하거나 방류할 수 있으므로 우수에 대한 관리의 효율은 극대화된다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

20...식생부 22...토양부
100...벽면관수장치 110...관로부
111...제1관로부부 112...제2관로부부
120...지지부 200...등수위조절수단
210...연통관 310...유입부
320...유출부 330...침투부
400...저면관수심지 500...시트부
510...하측지지부 520...상측만입부
610...기상서버 620...제어부
710...투입밸브 720...방류밸브
730...상수라인 2110...수평부
2120...폐쇄부 2130...유통부
2131...제1홀 2132...제2홀
2133...조절격벽 2200...헤드부
2201...케이싱 2210...격벽부
2212...연통유로 2213...물넘이유로
2221...입수부 2222...입수유로
2231...걸림링 2232...상측체결부
2233...하측체결부 2250...출수부
2300...체결부재 2310...체결몸체
2320...접촉부 2400...연결부재
2410...헤드연결부 2420...관연결부

Claims (12)

1. 상측 관로부의 저부에 삽입되는 헤드부(2200); 및
   상기 헤드부와 연결되고 하측 관로부의 내부로 삽입되되 일부분이 하측 관로부의 저부과 수평하게 배열되는 수평부(2110)를 구비하는 연통관(210);을 포함하며,
   상기 헤드부는,
   내부에 수용되는 수체의 저장수위로부터의 상측 관로부의 수두차와 수평부의 내부에 수용되는 수체의 저장수위로부터의 하측 관로부의 수두차에 의한 수두압을 평형시키도록 상측 관로부의 수체를 하측 관로부로 유동시키는 등수위조절수단.
2. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부는,
   외관을 형성하는 케이싱(2201)과, 상측 관로부의 내부와 연통되는 개구인 입수부(2221)와, 입수부로부터 유입되는 수체가 저장수위를 가지도록 형성되는 내부에 형성되는 격벽부(2210)와, 격벽부(2210)의 중심측에서 연통관으로 수체를 배출하는 출수부(2250)를 구비하는 것을 특징으로 하는 등수위조절수단.
3. 제2항에 있어서,
   상기 헤드부는,
   입수부로부터 하방으로 이어지는 입수유로(2222)와, 입수유로의 배열 사이에 배치되고 입수유로로부터의 수체를 격벽부의 상방으로 유동시키는 연통유로(2212)를 구비하는 것을 특징으로 하는 등수위조절수단.
4. 제3항에 있어서,
   상기 입수유로는,
   케이싱의 외부로 노출되도록 원주방향으로 등간격으로 3개가 배열되고,
   상기 연통유로는,
   상기 입수유로의 배열 사이에 등간격으로 3개가 케이싱에 덮인 상태로 형성되는 것을 특징으로 하는 등수위조절수단.
5. 제1항에 있어서,
   상기 수평부는,
   단부측이 폐쇄되며 관로부의 내부와 연통되도록 하방으로 개방된 제1홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 등수위조절수단.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1홀은,
   수평부에서 연통관의 수직부위에 인접되어 형성되는 것을 특징으로 하는 등수위조절수단.
7. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부는,
   외주방향으로 돌출 형성되는 걸림링(2231)과, 걸림링의 상측에 형성되며 상측관부에 밀착되는 체결부재(2300)가 결합되는 상측체결부(2232)와, 걸림링의 하측에 형성되며 연통관에 연결되는 연결부재(2400)가 결합되는 하측체결부(2233)를 포함하는 것을 특징으로 하는 등수위조절수단.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 등수위조절수단을 포함하는 벽면관수장치로서,
   높이방향으로 배열되는 복수의 관로부(110);
   최상단의 관로부로 우수를 유입하는 유입부(310); 및
   최하단의 관로부로부터 우수를 배출하는 유출부(320);를 포함하며,
   상기 등수위조절수단은,
   관로부를 상호 연결하며 양측으로 지그재그 형태로 배열되는 벽면관수장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 복수의 관로부를 감싸도록 배치되는 시트부(500);
   상기 시트부에 의하여 마련되는 관로부 사이의 공간에 배치되는 토양부(22); 및
   상기 토양부(22)에 배치되는 식생부(20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 벽면관수장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 시트부는,
    관로부의 후방측으로 만입되어 토양부를 상면에 지지하는 상측만입부(520)를 구비하는 것을 특징으로 하는 벽면관수장치.
11. 제8항의 벽면관수장치를 포함하는 관수시스템으로서,
    상단측의 관로부와 상수라인의 연통을 개폐하는 투입밸브(710);
    유출부를 개폐하는 방류밸브(720); 및
    기상서버(610)와 연결되고 상기 투입밸브와 방류밸브의 개폐를 제어하는 제어부(620);를 포함하는 관수시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    저류량과 예상 강우량의 합이 설정용량보다 큰 경우 강우 전에 미리 방류밸브를 개방하여 관로부에 저류된 우수를 방류하며,
    저류량이 기준저류량보다 작은 경우 투입밸브를 개방하여 관로부에 상수를 유입시키는 것을 특징으로 하는 관수시스템.
    
    
    
    

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