KR20200133656A

KR20200133656A - 초기 우수 배제 및 여과 장치

Info

Publication number: KR20200133656A
Application number: KR1020190156844A
Authority: KR
Inventors: 이승홍
Original assignee: 이승홍
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-11-30

Abstract

본 발명은 초기 우수 배제 및 여과 장치에 관한 것이다. 상기 초기 우수 배제 및 여과 장치는, 내부에 빗물이 수용되는 공간을 구비하고, 서로 대향되는 면에 빗물 유입구와 초기 우수 배출구가 형성되고, 일측면에 저장용 빗물 배출구가 형성된 하우징; 상기 하우징의 빗물 유입구에 연결된 빗물 유입관; 상기 하우징의 초기 우수 배출구에 연결된 초기 우수 방류관; 상기 하우징의 저장용 빗물 배출구에 연결된 저장조 집수관; 상기 하우징의 빗물 유입구와 초기 우수 배출구를 연결하는 수로 겸용 여과망; 을 구비하고, 상기 수로 겸용 여과망의 하부 영역은 수로의 형태로 이루어지고, 상기 수로 겸용 여과망의 나머지 영역은 복수 개의 관통홀들을 갖는 여과망으로 이루어져, 유입된 빗물의 일부는 수로를 통해 초기 우수 배출구로 흘러가고, 나머지는 수로 겸용 여과망의 여과망을 통해 여과된 후 저장용 빗물 배출구로 흘러가도록 구성된다.

Description

초기 우수 배제 및 여과 장치{Device for excluding early rainwater and filtering rainwater}

본 발명은 초기 우수 배제 및 여과 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 유량이 소량인 초기 우수는 수로를 통해 빗물 방류관으로 방류되고, 강우가 계속되어 유량이 많아지고 빗물의 수위가 증가되면 빗물이 여과망에 의해 여과되어 저장조 집수관을 통해 빗물 저장조로 배출되도록 구성된 수로 겸용 여과망을 이용함으로써, 무동력 방식으로 구동되면서도 초기 우수를 효율적으로 배제시키고 빗물을 여과하여 집수시킬 수 있는 초기 우수 배제 및 여과 장치에 관한 것이다.

물 부족 문제를 해결하고 집중 호우시 유출량 저감을 통해 침수 피해를 방지하기 위하여, 빗물을 이용하기 위한 방안들이 요구된다. 이러한 요구에 따라, 빗물을 모아 생활용수로 사용할 수 있도록 하는 빗물 이용 설비들이 다양하게 개발되어 사용되고 있다.

빗물 이용 설비는 물의 절약과 재이용을 위하여 지붕이나 옥상 등에 내린 빗물을 받아 저장하였다가 생활 용수로 사용하도록 하는 장치이다. 이러한 빗물 이용 설비는, 크게 집수 시설, 처리 시설 및 급수 시설을 포함하는 형태이며, 이들 중 집수 시설은 초기 우수를 배제하고 깨끗한 빗물들을 저장용 탱크에 집수하는 시설이다.

초기 우수는 강우시 초기에 내리는 빗물로서, 대기중의 먼지와 같은 부유물이나 유기 물질 등과 같은 여러 오염 물질이나, 지붕면이나 옥상에 쌓인 낙엽, 조류의 분변이나 진흙이나 모래 등과 같은 많은 오염물질이 포함되어 초기에 함께 내려오게 된다. 따라서, 이러한 초기 우수는 오염도 및 산성도가 높아 재사용하기가 어렵다. 따라서, 빗물 이용 설비는 오염 물질들이 포함된 초기 우수는 배제시키고 초기 우수에 의해 이물질이 씻겨 내려간 이후의 비교적 깨끗한 빗물을 저장하여 사용하는 것이 요구된다.

초기 우수 배제 및 여과 장치는, 빗물 이용 시설의 앞단에 설치되어, 오염물 또는 산성비가 많이 포함된 초기 우수가 빗물 이용 시설의 집수 탱크로 유입되지 않도록 하는 시설이다. 한편, 오염물질이 많은 초기 우수가 빗물 저장조로 유입되는 것을 차단하고 방류시킬 수 있도록 하는 기술 원리 또는 메커니즘에 따라 다양한 형태의 초기 우수 배제 및 여과 장치가 개발되고 있다.

초기 우수 배제 및 여과 장치의 일 유형은 밸브를 조작하여 초기 우수로 간주되는 일정 유량을 배출하는 것인데, 밸브 조작 메커니즘으로는 관리자가 밸브를 수동으로 조작하는 방식, 및 강우량계나 빗물 감지 센서와 같은 정밀 제어 장치를 이용하여 밸브를 자동으로 제어하는 방식 등이 있다. 하지만, 수동으로 밸브를 조작하는 방식은 관리자가 강우를 예상하고 밸브를 조작하여야 되므로 비현실적이며 정확하지 않을 수 있는 단점이 있으며, 밸브를 자동 제어하는 방식은 설치 및 관리 비용이 많이 들고 기기의 오동작이나 고장 등 유지가 용이하지 않는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 하나의 장치내에서 초기 우수를 분리하는 분리 장치를 이용하는 방법들이 개발되고 있다. 이러한 방법들은, 초기 우수가 소량의 빗물임을 고려하여 빗물 유입구의 근처에 배플이나 턱막이를 설치하고, 초기 우수가 배플이나 턱막이에 걸려 빗물 저장조로 유입되는 것을 차단시키도록 구성된다. 하지만, 이러한 분리에 의한 방법들도 초기 우수에 포함된 이물질이나 진흙, 모래 등이 분리 장치의 배플이나 턱막이에 걸리거나 쌓이게 되어, 시간이 경과되면 초기 우수를 제대로 방류하지 못하는 문제점들이 발생하고 있다.

한국공개특허공보 제 10-2019-0023778호 한국등록특허공보 제 10-170337호

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수로와 여과망의 기능을 모두 갖는 수로 겸용 여과망을 이용함으로써, 소량인 초기 우수는 여과시키지 않고 수로를 통해 빗물 방류관으로 방류시키고, 빗물의 수위가 증가되면 빗물의 일부는 수로를 통해 빗물 방류관으로 방류시키고 나머지는 여과망을 통해 여과시켜 빗물 저장조로 배출되도록 하는 초기 우수 배제 및 여과 장치를 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치는, 내부에 빗물이 수용되는 공간을 구비하고, 서로 대향되는 제1면과 제2면에 각각 빗물 유입구와 초기 우수 배출구가 형성되고, 제3면에 저장용 빗물 배출구가 형성된 하우징; 상기 하우징의 빗물 유입구에 연결된 빗물 유입관; 상기 하우징의 초기 우수 배출구에 연결된 초기 우수 방류관; 상기 하우징의 저장용 빗물 배출구에 연결된 저장조 집수관; 상기 하우징의 빗물 유입구와 초기 우수 배출구를 연결하는 수로 겸용 여과망; 을 구비하고,

상기 수로 겸용 여과망의 하부 영역은 빗물이 흘러갈 수 있는 수로의 형태로 이루어지고, 상기 수로 겸용 여과망의 나머지 영역인 상부 영역은 복수 개의 관통홀들을 갖는 여과망으로 이루어지고,

빗물 유입구로 유입된 빗물의 일부는 수로 겸용 여과망의 수로를 통해 초기 우수 배출구로 흘러가고, 빗물 유입구로 유입된 빗물의 일부는 수로 겸용 여과망의 여과망을 통해 여과된 후 저장용 빗물 배출구로 흘러가도록 구성된다.

전술한 특징에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 상기 수로 겸용 여과망은 하우징의 상부면 또는 하부면에 대해 수평 방향으로 배치되고, 수로 겸용 여과망의 양단부는 각각 빗물 유입구 및 초기 우수 배출구와 연결되어 하우징의 내부에 고정 장착된 것이 바람직하다.

전술한 특징에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 상기 저장용 빗물 배출구는 상기 하우징의 하부면에 형성되고, 상기 저장조 집수관은 상기 저장용 빗물 배출구에 장착되되 상기 하우징의 하부면에 대해 수직 방향으로 장착되거나,

상기 저장용 빗물 배출구는 상기 수로 겸용 여과망의 측면과 마주보는 상기 하우징의 일측면에 형성되고, 상기 저장조 집수관은 상기 저장용 빗물 배출구에 장착되되 상기 하우징의 일측면에 대해 수직 방향으로 장착된 것이 바람직하다.

전술한 특징에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 상기 수로 겸용 여과망은 원통 형상으로 이루어지고, 상기 수로 겸용 여과망의 수로는 원통의 원둘레의 25% ~ 33% 에 해당하는 하부 영역으로 이루어지고, 상기 수로 겸용 여과망의 여과망은 원통의 원둘레의 67% ~ 75%에 해당하는 상부 영역으로 이루어져, 동일 시간에 빗물 유입구로 유입될 수 있는 총유량의 적어도 9%가 초기 우수 배출구를 통해 초기 우수 방류관으로 흘러나가도록 구성된 것이 바람직하다.

전술한 특징에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 상기 수로 겸용 여과망의 반지름은 상기 빗물 유입구의 반지름보다 1.25배 이상 크게 구성하여, 수로 겸용 여과망을 통과하는 빗물의 유속이 빗물 유입관으로 유입되는 빗물의 유속보다 느려지도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치는 하우징내에 수로와 여과망으로 이루어지는 수로 겸용 여과망을 구비함으로써, 간단한 구조로 초기 우수 배제 기능 및 여과 기능을 한꺼번에 수행할 수 있게 된다. 따라서, 제작 비용도 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전기 장비나 전기적 제어 등이 필요하지 않으므로 고장이 없고 유지 관리가 매우 편리하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치는 빗물 유입구와 초기 우수 배출구의 사이에 수로 겸용 여과망을 수평하게 연결하여 고정 장착시키고, 빗물이 유입되는 영역에 별도의 배플이나 턱막이가 없기 때문에, 하우징의 내부에 이물질이나 모래, 흙 등이 퇴적되는 현상이 발생하지 않게 된다.

또한, 본 발명에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치는 수로 겸용 여과망의 반지름을 빗물 유입구의 반지름보다 1.25배 크게 구성함으로써, 수로 겸용 여과망을 통과하는 빗물의 유속이 빗물 유입구를 통과하는 빗물의 유속의 0.64배 가 되어 유속이 느려지게 되며, 그 결과 빗물의 수로 겸용 여과망내의 체류 시간이 늘어나게 됨으로써, 장치의 길이가 짧아도 초기 우수의 유출 및 빗물의 여과가 용이하게 되고 빗물의 집수 효과도 향상된다.

도 1의 (a), (b), (c)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치를 전체적으로 도시한 사시도, 정면도 및 우측면도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 1의 초기 우수 배제 및 여과 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3의 (a), (b), (c)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치의 다른 실시 형태를 전체적으로 도시한 사시도, 정면도 및 우측면도이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 수로 겸용 여과망(20)을 도시한 사시도 및 A-A 방향에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 수로 겸용 여과망에서의 수로 영역과 여과망 영역의 비율을 도시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 유입된 빗물이 배출되는 과정을 도시한 사시도이다.
도 7는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 소량의 초기 우수가 수로 겸용 여과망의 수로를 통과하여 빗물 방류관으로 방류되는 것을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 빗물의 수위가 증가되어 많은 량의 빗물이 유입되면 수로 겸용 여과망에 의해 일부는 수로를 통과하여 방류되고 나머지는 여과망에 의해 여과된 후 저장조 집수관을 통해 빗물 저장조로 배출되는 과정을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.

본 발명에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치는 수로와 여과망의 기능을 할 수 있는 수로 겸용 여과망을 하우징내에 고정 장착시킴으로써, 소량의 초기 우수가 유입되면 수로를 통해 방류시키고, 많은 양의 빗물이 유입되면 일부는 수로를 통해 방류시키고 나머지는 여과시켜 빗물 저장조로 배출되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치의 구성 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1의 (a), (b), (c)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치를 전체적으로 도시한 사시도, 정면도 및 우측면도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치를 도시한 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치(1)는 하우징(10), 수로 겸용 여과망(20), 여과망 지지대(30), 빗물 유입관(40), 초기 우수 방류관(50) 및 저장조 집수관(60)을 구비한다. 상기 초기 우수 방류관(50)은 외부의 방류 배관 또는 방류용 저장조에 연결되며, 상기 저장조 집수관(60)은 빗물 저장조에 연결된다.

상기 하우징(10)은 상부가 개방된 몸체부(12)와 몸체부의 상부를 덮는 덮개부(14)로 이루어지며, 상기 몸체부는 상기 덮개부에 의해 밀봉되어 기밀 상태를 유지하게 된다. 상기 몸체부(12)는 내부에 빗물이 수용되는 공간을 구비하고, 서로 대향되는 제1면과 제2면에 각각 빗물 유입구(15)와 초기 우수 배출구(16)가 형성되고, 제3면에 저장용 빗물 배출구(17)가 형성된다.

상기 몸체부의 상단부의 모서리 영역과 덮개부의 대응 영역은 볼트와 너트로 체결되어 안정되게 고정되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 몸체부의 상단부의 모서리는 일정 두께가 바깥쪽으로 절곡되고, 상기 덮개부의 모서리는 상기 몸체부의 상단부의 모서리에 대응되게 절곡되어 몸체부의 상단부의 모서리를 감싸는 형태로 이루어지도록 함으로써, 볼트 체결된 몸체부와 덮개부의 사이가 전체적으로 균일하게 기밀 상태가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 빗물 유입관(40)은 상기 하우징(10)의 빗물 유입구(15)에 연결되어 장착되며, 강우시 빗물이 상기 빗물 유입관을 통해 상기 하우징의 수로 겸용 여과망으로 유입된다.

상기 초기 우수 방류관(50)의 일단은 상기 하우징(10)의 초기 우수 배출구(16)에 연결되어 장착되며, 타단은 외부의 빗물 방류 배관이나 방류용 빗물 저장조 등에 연결된다. 수로 겸용 여과망의 수로로부터 흘러나오는 빗물 및 수로 겸용 여과망의 여과망에서 여과되지 못하고 흘러나오는 빗물이 상기 초기 우수 배출구 및 초기 우수 방류관을 통해 외부로 방류된다.

상기 저장조 집수관(60)의 일단 상기 하우징(10)의 저장용 빗물 배출구(17)에 연결되어 장착되고, 타단은 빗물 저장조에 연결된다. 상기 저장용 빗물 배출구는 상기 수로 겸용 여과망의 측면과 마주보는 상기 하우징의 일측면에 형성되고, 상기 저장조 집수관은 상기 저장용 빗물 배출구(17)에 연결되어 장착되되 상기 하우징의 일측면에 대해 수직 방향으로 장착된다.

본 발명의 초기 우수 배제 및 여과 장치의 하우징의 다른 실시 형태는, 저장용 빗물 배출구(17)가 상기 하우징의 하부면에 형성되고, 저장조 집수관(60)은 상기 저장용 빗물 배출구(17)에 연결되어 장착되되 상기 하우징의 하부면에 대해 수직 방향으로 장착된다. 도 3의 (a), (b), (c)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 하우징의 다른 실시 형태를 전체적으로 도시한 사시도, 정면도 및 우측면도이다. 도 3을 참조하면, 하우징의 하부면에 저장조 집수관(60)이 형성되고, 수로 겸용 여과망을 통해 여과된 빗물이 하부의 저장조 집수관을 흘러나가게 된다.

한편, 본 발명에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 상기 수로 겸용 여과망(20)은 상기 하우징의 상부면 또는 하부면에 대해 수평 방향으로 배치되고, 수로 겸용 여과망의 양단부는 각각 상기 하우징의 빗물 유입구 및 초기 우수 배출구와 연결되어 하우징의 내부에 수평 방향으로 고정 장착된다.

도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 수로 겸용 여과망(20)을 도시한 사시도 및 A-A 방향에 대한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 상기 수로 겸용 여과망(20)의 하부 영역(22)은 빗물이 흘러갈 수 있는 수로(22)의 형태로 이루어지고, 상기 수로 겸용 여과망의 나머지 영역인 상부 영역(24)은 복수 개의 관통홀들(26)을 갖는 여과망(24)으로 이루어진다. 상기 수로 겸용 여과망(20)은 원통 형상으로 이루어져, 빗물의 흐름을 원활하게 진행되도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 빗물 유입구(15)로 유입된 빗물의 일부는 수로 겸용 여과망(20)의 수로(22)를 통해 초기 우수 배출구(16)로 흘러가고, 빗물 유입구(15)로 유입된 빗물 중 수로의 높이를 초과하는 빗물은 수로 겸용 여과망(20)의 여과망(24)에 의해 여과되고 집수되어 저장용 빗물 배출구(17)로 흘러나가도록 구성된다.

상기 여과망 지지대(30)는 상부 지지대(32) 및 하부 지지대(34)로 이루어지며, 상부 지지대(32)는 하우징의 덮개부(14)와 수로 겸용 여과망(20)의 상부 표면의 사이에 삽입되고, 하부 지지대는 하우징의 몸체부(12)와 수로 겸용 여과망(20)의 하부 표면의 사이에 삽입되어, 수로 겸용 여과망을 하우징의 내부에 안정되게 고정시킬 수 있도록 한다. 상기 상부 지지대와 하부 지지대는 수로 겸용 여과망과 닿는 부분은 수로 겸용 여과망의 표면 형상에 대응되는 형상으로 이루어지도록 하여, 수로 겸용 여과망이 보다 안정적으로 고정되도록 하는 것이 바람직하다. 예컨데, 도 2에 도시된 바와 같이, 수로 겸용 여과망이 원통형인 경우, 상부 지지대의 하부면과 하부 지지대의 상부면은 각각 반원형의 홈이 형성되도록 하고, 상기 반원형의 홈들에 상기 수로 겸용 여과망이 안착되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 수로 겸용 여과망에 있어서, 초기 우수의 배제 기능과 빗물의 여과 기능을 모두 고려하여 상기 수로는 수로 겸용 여과망의 둘레의 25 % ~ 33% 로 이루어지고, 여과망은 수로 겸용 여과망의 둘레의 67% ~ 75% 로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 상기 수로가 적어도 25% 로 구성되어 수로에 의해 초기 우수가 원활하게 방출될 수 있도록 하며, 수로가 최대 33%를 넘지 않도록 하여 빗물 수위가 높아지더라도 빗물이 원활하게 여과되어 빗물 저장조로 충분히 집수될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 수로 겸용 여과망에서의 수로 영역과 여과망 영역의 비율을 도시한 모식도이다.

도 5를 참조하면, 상기 수로 겸용 여과망의 수로는 원통의 전체 둘레의 적어도 25%에 해당하는 하부 영역(도 5의 'd1')으로 이루어지고, 상기 수로 겸용 여과망의 여과망은 원통의 둘레의 적어도 75%에 해당하는 상부 영역(도 5의 'd2')으로 이루어진다. 이 경우, 원통형의 수로 겸용 여과망의 단면적을 4등분하면, 1 구간에 해당하는 수로는 전체 둘레의 1/4이 되며 전체 둘레의 25% 된다. 이때, 수로로 통과 가능한 유량은 단면적에 비례하게 된다. 전체 단면적은

이며, 빗금친 영역의 면적은

이므로, 빗금친 수로의 영역의 단면적은 전체 단면적의 9%가 된다. 이와 같이, 수로 겸용 여과망(20)을 수로를 25%로, 여과망을 75%로 구성함으로써, 동일시간내에 수로 겸용 여과망을 통과할 수 있는 총유량의 9%가 초기 우수로 배제되어 방류될 수 있다. 즉, 수로를 25%로 구성하는 경우, 동일시간내에 수로 겸용 여과망을 통과할 수 있는 총유량의 9%가 초기 우수 배출구를 통해 초기 우수 방류관으로 흘러나가게 되고, 총유량의 9%가 넘는 빗물은 여과망에 의해 여과되어 하우징의 내부로 흘러간 후 하우징의 저장용 빗물 배출구(17)를 통해 저장조 집수관으로 흘러나가게 된다.

한편, 상기 수로 겸용 여과망의 수로를 최대 33%로, 여과망을 67%로 구성하는 경우, 전체 단면적은

이며, 수로의 단면적은

이므로, 빗금친 수로의 영역의 단면적은 전체 단면적의 20 %가 된다. 이와 같이, 수로 겸용 여과망(20)을 수로를 33%로 구성하는 경우, 동일시간내에 수로 겸용 여과망을 통과할 수 있는 총유량의 20 %가 초기 우수로 배제되어 방류될 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 유입된 빗물이 배출되는 과정을 도시한 사시도이다.

도 7는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 소량의 초기 우수가 수로 겸용 여과망의 수로를 통과하여 배제되는 것을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다. 도 7의 (a)는 도 6의 B-B 방향에 대한 단면도이며, 도 7의 (b)는 도 6의 C-C 방향에 대한 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치는, 소량의 초기 우수가 빗물 유입관(40)을 통해 하우징(10)의 내부로 유입되면, 빗물이 수로 겸용 여과망의 수로를 통해 초기 우수 방류관(50)으로 흘러나가게 되고, 빗물이 저장조 집수관(60)으로는 흘러나가지 않게 된다.

한편, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치에 있어서, 많은 량의 빗물이 유입되면 수로 겸용 여과망에 의해 일부는 수로를 통과하여 배제되고 나머지는 여과망을 통해 여과되어 저장조 집수관으로 흘러가는 과정을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다. 도 8의 (a)는 도 6의 B-B 방향에 대한 단면도이며, 도 8의 (b)는 도 6의 C-C 방향에 대한 단면도이다.

도 6 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치는, 빗물의 수위가 높아져 많은 양의 빗물이 빗물 유입관(40)을 통해 하우징(10)의 내부로 유입되면, 일부는 수로 겸용 여과망(20)의 수로를 통해 초기 우수 방류관(50)으로 흘러나가게 되고, 수로의 높이를 초과하는 빗물은 여과망에 의해 여과되어 하우징의 내부로 집수되고, 하우징(10)의 내부로 집수된 빗물은 저장용 빗물 배출구를 통해 저장조 집수관(60)으로 흘러나가게 된다.

한편, 상기 수로 겸용 여과망의 반지름은 상기 빗물 유입구의 반지름보다 크게 구성하여, 수로 겸용 여과망을 통과하는 빗물의 유속이 빗물 유입관으로 유입되는 빗물의 유속보다 느려지도록 하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 수로 겸용 여과망은 원통 형상으로 이루어진 경우, 상기 수로 겸용 여과망의 반지름(R1)을 상기 빗물 유입구의 반지름(R2)보다 1.25배 크게 구성함에 따라(R1=1.25×R2), 수로 겸용 여과망의 단면적(A1)은 반지름(R1)의 제곱에 비례하게 되고, 수로 겸용 여과망의 단면적(A1)은 빗물 유입구의 단면적(A2)보다 ×(1.25)² 만큼 증가하게 된다. ,

만약 같은 유량(Q)이 흐를 때 유속(V)은 통과하는 수로의 단면적(A)에 반비례하게 되므로( V = Q/A), 단면적(A)이 증가하게 되면 유속은 느려진다. 따라서, 수로 겸용 여과망을 통과하는 유속(V1)은 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있으며, 빗물 유입구를 통과하는 유속(V2)은 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

수로 겸용 여과망을 통과하는 유속(V1)은 빗물 유입구를 통과하는 유속(V2)의 1/1.56 으로서 0.64 배가 된다. 따라서, 수로 겸용 여과망을 통과하는 빗물의 유속은 빗물 유입구를 통과하는 유속의 0.64배 만큼 느려지게 된다. 즉, 수로 겸용 여과망을 통과하는 빗물의 유속이 빗물 유입관으로 유입되는 빗물의 유속보다 0.64배 느려지게 되고, 그 결과 빗물의 여과 시간이 늘어나게 되어 여과 효율이 향상된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 초기 우수 배제 및 여과 장치는 수로 겸용 여과망의 직경을 빗물 유입구의 직경보다 1.25배 크게 구성함으로써, 수로 겸용 여과망을 통과하는 빗물의 유속이 빗물 유입구의 유속의 0.64배로 느려지게 되어, 빗물의 수로 겸용 여과망내의 체류 시간이 늘어나게 되고, 그 결과, 장치의 길이가 짧아지더라도 초기 우수 배출구로 배출되는 빗물보다 많은 빗물이 여과되어 집수되어, 초기 우수의 유출 및 빗물의 여과가 용이하게 되고 빗물의 집수 효과도 향상된다. 이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 초기 우수 배제 및 여과 장치
10 : 하우징
20 : 수로 겸용 여과망
30 : 여과망 지지대
40 : 빗물 유입관
50 : 초기 우수 방류관
60 : 저장조 집수관

Claims

내부에 빗물이 수용되는 공간을 구비하고, 서로 대향되는 제1면과 제2면에 각각 빗물 유입구와 초기 우수 배출구가 형성되고, 제3면에 저장용 빗물 배출구가 형성된 하우징;
상기 하우징의 빗물 유입구에 연결된 빗물 유입관;
상기 하우징의 초기 우수 배출구에 연결된 초기 우수 방류관;
상기 하우징의 저장용 빗물 배출구에 연결된 저장조 집수관;
상기 하우징의 빗물 유입구와 초기 우수 배출구를 연결하는 수로 겸용 여과망;
을 구비하고, 상기 수로 겸용 여과망의 하부 영역은 빗물이 흘러갈 수 있는 수로의 형태로 이루어지고, 상기 수로 겸용 여과망의 나머지 영역인 상부 영역은 복수 개의 관통홀들을 갖는 여과망으로 이루어지고.
빗물 유입구로 유입된 빗물의 일부는 수로 겸용 여과망의 수로를 통해 초기 우수 배출구로 흘러가고, 빗물 유입구로 유입된 빗물의 일부는 수로 겸용 여과망의 여과망을 통해 여과된 후 저장용 빗물 배출구로 흘러가도록 구성된 것을 특징으로 하는 초기 우수 배제 및 여과 장치.
제1항에 있어서,
상기 수로 겸용 여과망은 하우징의 상부면 또는 하부면에 대해 수평 방향으로 배치되고,
수로 겸용 여과망의 양단부는 각각 빗물 유입구 및 초기 우수 배출구와 연결되어 하우징의 내부에 고정 장착된 것을 특징으로 하는 초기 우수 배제 및 여과 장치.
제1항에 있어서,
상기 저장용 빗물 배출구는 상기 하우징의 하부면에 형성되고,
상기 저장조 집수관은 상기 저장용 빗물 배출구에 장착되되 상기 하우징의 하부면에 대해 수직 방향으로 장착된 것을 특징으로 하는 초기 우수 배제 및 여과 장치.
제1항에 있어서,
상기 저장용 빗물 배출구는 상기 수로 겸용 여과망의 측면과 마주보는 상기 하우징의 일측면에 형성되고,
상기 저장조 집수관은 상기 저장용 빗물 배출구에 장착되되 상기 하우징의 일측면에 대해 수직 방향으로 장착된 것을 특징으로 하는 초기 우수 배제 및 여과 장치.
제1항에 있어서,
상기 수로 겸용 여과망은 원통 형상으로 이루어지고, 원통의 양단이 각각 빗물 유입구와 초기 우수 배출구에 연결되어 고정 장착된 것을 특징으로 하는 초기 우수 배제 및 여과 장치.
제1항에 있어서,
상기 수로 겸용 여과망의 수로는 수로 겸용 여과망의 둘레의 25% ~ 33% 에 해당하는 하부 영역으로 이루어져,
동일 시간에 빗물 유입구로 유입될 수 있는 총유량의 적어도 9%가 초기 우수 배출구를 통해 초기 우수 방류관으로 흘러나가도록 구성된 것을 특징으로 하는 초기 우수 배제 및 여과 장치.
제1항에 있어서, 상기 수로 겸용 여과망의 단면적은 상기 빗물 유입구의 단면적보다 크게 구성하여, 수로 겸용 여과망을 통과하는 빗물의 유속이 빗물 유입관으로 유입되는 빗물의 유속보다 느려지도록 하는 것을 특징으로 하는 초기 우수 배제 및 여과 장치.
제7항에 있어서,
상기 수로 겸용 여과망의 반지름은 상기 빗물 유입구의 반지름보다 1.25배 이상 크게 구성하여, 수로 겸용 여과망을 통과하는 빗물의 유속이 빗물 유입구를 통과하는 빗물의 유속의 0.64배가 되어, 수로 겸용 여과망속의 빗물의 체류 시간을 길게 하여 초기 우수 배출구로 배출되는 빗물보다 많은 빗물이 여과 및 집수되도록 구성된 것을 특징으로 하는 초기 우수 배제 및 여과 장치.