KR100497815B1

KR100497815B1 - 관정 세척장치

Info

Publication number: KR100497815B1
Application number: KR1020040082706A
Authority: KR
Inventors: 이동헌
Original assignee: 이동헌
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2005-07-01

Abstract

본 발명은 지하수를 채수하는 관정(管井)의 세척에 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 관정 내부로 공급되는 압축공기가 측방으로 배출됨과 동시에 와류를 생성하여 강력한 세척력에 의해 내벽에 고착된 오염물질이 말끔히 제거됨은 물론 막힌 암반공을 뚫어주며, 관정의 바닥면에 적재된 오수 및 슬러지 등을 양력을 이용하여 상부로 자동 흡입하여 외부로 완전하게 배출시킬 수 있도록 하는 관정 세척장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 관정 내부로 투입된 세척파이프에서 분사되는 압축공기를 이용하여 관정을 세척하는 관정 세척장치에 있어서,

상기 세척파이프 하단에 나사 결합되고 방사상으로 다수의 지지격판이 형성된 체결부가 내부 중앙에 형성된 세척케이싱과;

상기 세척케이싱의 하부에 삽입 설치되고 세척파이프로부터 공급되는 압축공기를 와류로 변환함과 동시에 측방으로 배출시켜 세척력을 증대시키는 임펠라와;

상기 임펠라의 하부에 밀착되고 체결부재에 의해 세척케이싱에 일체로 결합되어 임펠라를 유동없이 지지하는 지지캡을 구비시키므로써 이루어지는 것이다.

Description

관정 세척장치{Well washer}

일반적으로 농업용, 공업용 등의 용수 및 농어촌의 생활용수를 공급하기 위해서는 지반에 관정을 뚫고, 관정에 양수관을 삽입한 다음, 펌프를 사용하여 지하수를 양수하여 사용하고 있는 것이 관례이다.

즉 종래의 일반적인 지하수개발을 위한 양수장치는 도 7에 도시된 바와 같이 지반을 굴착하여 관정(1)을 형성한 후 이 관정(1)의 내벽에 원형파이프인 케이싱(2)을 관정(1)의 적정위치까지 밀착되도록 삽입 설치하고, 하부에는 수중모터펌프(3)가 설치된 양수관(4)을 관정(1)에 삽입하며, 어댑터(5)를 이용하여 상기 양수관(4)과 송수관을 연결하게 된다.

이러한 양수장치는 통상 암반(6) 사이에 흐르고 있는 지하수가 암반공(6a)을 통하여 관정(1)에 모이게 되고, 관정(1)에 모인 지하수는 수중모터펌프(3)의 작동으로 강제 흡입된 후 양수관을 따라 송수관으로 공급되는 것이었다.

그러나 통상 지하수는 개발된 후 약 5~10년이 경과하게 되면 지하수가 풍성하게 잔존 매장되어 있는 상황임에도 불구하고 관정 내부로 지하수가 유입되는 수로인 암반공(6a)이 지하수와 함께 유입되는 토사 슬러지등에 의해 점차 막혀가고 종국에는 연결된 암반공(6a)이 막히면서 채수되는 지하수가 급감하므로써 제역할을 다하지 못해 폐공처리하고 있는 실정이다.

또한 지하수의 관정을 정기적으로 청소하지 않을 경우 관정의 내벽에는 물때, 스케일 등의 각종 오염물질이 고착됨은 물론 암반공(6a)을 따라 유입된 토사 슬러지가 관정의 바닥면에 적재하게 되고, 이는 정도가 심할 경우 수중모터펌프(3)에까지 도달하여 지하수의 수질을 악화시킴은 물론 수중모터펌프가 손상되는 일이 빈번하게 발생되는 것이었다.

따라서 종래에도 관정을 주기적으로 청소하게 되고, 이러한 청소방법으로는 공기압축기와 연결된 세척파이프(7)를 관정(1) 내에 주입한 후 이를 통해 고압의 압축공기를 분사하여 부양력과 팽창력을 이용한 써징이라는 작업을 시행하여 관정(1)의 청소와 막힌 암반공(6a)을 뚫어주는 것이었다.

그러나 이러한 방법으로는 관정의 내벽에 대한 섬세한 청소가 곤란하며, 충분한 가압력을 가지고 있지 않아 청소효과가 미비함은 물론 관정의 바닥에 적재된 토사나 슬러지를 완벽하게 외부로 배출할 수 없는 문제점이 야기되는 것이었다.

결과적으로 상기한 방법은 단순하게 세척파이프를 이용하여 압축공기를 하방으로 분사하는 것에 지나지 않아 효과적인 청소작업이 이루어질 수 없는 난관에 봉착해 있는 실정이다.

본 발명은 종래 관정의 세척작업에 따른 효율성 저하의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세척파이프에 선택적으로 결합되는 세척장치의 임펠러를 이용하여 압축공기가 와류를 생성함과 동시에 측방으로 배출되도록 하여 세척효과를 극대화 시킴은 물론 암반공을 보다 효과적으로 뚫어주도록 하고, 상기 임펠라를 관통하여 지지캡으로 공급되는 압축공기의 유속을 증가시켜 관정의 바닥면 사이에 발생되는 양력을 이용하여 자동으로 바닥면에 적재되는 오수 및 슬러지를 상부로 흡입하여 외부로 완전하게 배출할 수 있게 함을 발명의 주된 목적으로 하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적으로는 유속이 빠른 세척파이프의 외주에 내측 하향으로 만곡진 바이패스관을 형성하여 관정의 상부로 부상되는 공기 및 물을 세척파이프의 내부로 재유입시켜 세척의 용도로 재활용할 수 있게 함을 발명의 또 다른 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 목적을 보다 효과적으로 달성하기 위한 바람직한 실시예의 구성에 대해 설명하기로 한다.

본 발명은 관정 내부로 공급되는 압축공기가 소용돌이를 일으키는 와류를 생성함과 동시에 이를 측방으로 배출하여 관정(1) 내부를 말끔하게 청소하는 동시에 세척장치와 관정(1)의 바닥면과의 압력차에 따른 양력을 이용하여 바닥면에 적재된 오수 및 슬러지를 상부로 흡입하여 더욱 효과적으로 외부로 배출할 수 있음을 발명의 특징적인 요지로 한다.

상기한 특징적인 요지를 달성하고자 하는 본 발명의 개략적인 구성은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 관정(1) 내부로 투입된 세척파이프(7)에서 분사되는 압축공기를 이용하여 관정(1)을 세척하는 관정 세척장치에 있어서,

상기 세척파이프(7)의 하단에 선택적으로 나사 결합되는 세척케이싱(10)과, 상기 세척케이싱(10)의 하부에 삽입 설치되고 압축공기를 와류로 변환함과 동시에 측방으로 배출시키는 임펠라(20)와, 상기 임펠라(20)의 하부에 체결부재(40)에 의해 세척케이싱(10)에 일체로 결합되어 임펠라(20)를 유동없이 지지하는 지지캡(30)으로 구성됨을 알 수 있다.

이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 가능하도록 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

관정(1) 내부로 투입되는 세척파이프(7)의 하단에 선택적으로 나사 결합되는 세척케이싱(10)은 상부에 나사부(11)가 형성되고 일정구간 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 커지다가 동일한 직경을 갖는 형상으로 이루어지며, 상기 동일 직경을 갖는 내면부위에는 중앙의 단면적이 좁게 형성되는 반면 상,하부로 갈수로 단면적이 점진적으로 넓어지는 만곡부(12)를 형성하게 된다.

이때 상기 만곡부(12)를 형성하는 이유는 세척파이프(7)로부터 공급되는 압축공기가 단면적이 좁아지는 만곡부(12)를 통과함과 동시에 유속이 급격하게 빨라진 후 임펠라(20)로 공급되도록 하므로써 더욱 원활한 압축공기의 공급이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

상기 세척케이싱(10)의 내부 중앙에는 방사상으로 다수의 지지격판(13)이 일체로 형성된 체결부(14)가 배치되며, 상기 지지격판(13)은 만곡부(12)에 일체로 고정된다.

따라서 상기 체결부(14)를 이용하여 지지캡(30)을 결합할 수 있으며, 각각의 지지격판(13) 사이에는 자연적으로 세척파이프(7)로부터 공급되는 압축공기가 유동할 수 있는 유로를 형성하게 된다.

상기 세척케이싱(10)의 하부에 삽입 설치되는 임펠라(20)는 상부로부터 공급되는 압축공기를 측방으로 유도 배출할 수 있도록 상부에서 하부 외향으로 가면서 만곡지게 유도곡면(21)이 형성되고, 상기 유도곡면(21)에는 압축공기를 측방으로 배출함에 있어 소용돌이를 일으키는 와류를 생성할 수 있도록 방사상으로 다수의 와류날개(22)가 설치된다.

여기에서 와류날개(22)는 와류를 생성함에 용이하도록 평면에서 보았을 때 도 4와 같이 곡면의 형상으로 형성됨이 보다 바람직하며, 외측 상부는 세척케이싱(10)에 삽입된 상태에서 만곡부(12)에 밀착될 수 있도록 동일한 만곡면(23)을 형성하므로써 공급되는 압축공기를 빠짐없이 와류로 변환시켜 측방으로 배출할 수 있게 된다.

그리고 상기 임펠라(20)는 중앙에 체결부재(40)에 관통된 상태로 결합되는 관통홀(24)이 형성되고, 이 관통홀(24)을 중심으로는 하단에 결합되는 지지캡(30)에 일부의 압축공기를 공급하는 통로의 역할을 하는 소직경을 갖는 다수의 유로(25)가 방사상으로 형성된다.

한편, 임펠라(20)의 하부에 밀착된 상태로 결합되어 임펠라(20)를 유동없이 지지하는 지지캡(30)은 임펠라(20)에 형성된 유로(25)를 통해 공급되는 압축공기를 유속을 증가시키는 동시에 압력을 저하시킨 후 이를 측방으로 유도 배출하는 다수의 유속증가홀(31)이 형성된다.

상기 유속증가홀(31)은 상단부가 임펠라(20)의 유로(25)와 연통하도록 배치되고, 지지캡(30)의 내부를 경유하여 지지캡(30)의 외주연을 관통하도록 형성되므로써 임펠라(20)의 유로(25)로부터 유입되는 압축공기를 측방으로 배출할 수 있게 된다.

이때 상기 유속증가홀(31)의 선단부에는 지지캡(30)의 저면과 연통하는 다수의 흡입유로(32)가 회류되게 형성된다.

즉 상기한 흡입유로(32)는 유속증가홀(31)과 대칭된 형태로 하단부가 지지캡(30)의 저면과 연통하도록 배치되고, 지지캡(30)의 내부를 경유하여 유속증가홀(31)의 선단부와 회류상태로 형성되므로써 상기 회류상태의 유속증가홀(31) 및 흡입유로(32)의 선단부는 지지캡(30)의 외주연을 관통하여 측방을 향하도록 형성될 수 있게 된다.

이러한 유속증가홀(31)은 빠른 유속으로 인해 비교적 압력이 낮은 반면 흡입유로(32)는 압력이 높아 상기 유속증가홀(31)과 흡입유로(32) 사이에는 양력이 발생하므로써 마치 빨대로 물을 빨아 들이는 현상과 같이 관정(1)의 하부에 적재되는 오수 및 각종 슬러지 등을 상부로 자동 흡입한 후 흡입유로(32) 및 유속증가홀(31)을 경유하여 외부로 완전하게 배출할 수 있게 된다.

결과적으로 본 발명은 임펠라(20)에 의한 와류생성 및 이를 관정(1)의 내벽에 직접 분출하여 세척력을 극대화시키며, 이와 동시에 양력작용을 십분 활용하여 관정(1)의 저부에 적재되는 오수 및 슬러지를 말끔하게 제거할 수 있는 일석이조의 효과를 제공하게 된다.

상기한 지지캡(30) 및 임펠라(20)는 관통공(34)(24)이 체결부재(40)로 관통된 상태에서 상기 체결부재(40)가 세척케이싱(10)의 체결부(14)에 형성된 체결공(15)에 나사 결합되므로써 유동 및 분리되지 않는 견고한 결합상태를 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 것으로, 세척파이프(7)의 외주에 소정간격으로 내측 하향으로 만곡진 바이패스관(50)이 관정(1) 내부와 연통하게 설치됨을 나타낸 것이다.

이는 세척과정시 관정(1)의 상부로 부상되는 공기 및 물 가운데 일정량이 비교적 유속이 빠른 세척파이프(7)의 내부로 자동 유입되므로써 세척의 용도로 재활용하여 세척작업의 효과를 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 관정(1)의 세척과정에 대해 설명하기로 한다.

우선적으로 세척파이프(7)의 하단에 본 발명의 세척장치가 결합된 상태에서 공기압축기의 가동에 따라 압축공기가 공급되면 상기 압축공기는 세척케이싱(10)의 만곡부(12)를 통과함과 동시에 유속이 급격하게 증가된 상태에서 임펠라(20)로 유입된다.

상기 임펠라(20)로 유입되는 대부분의 공기는 유도곡면(21) 및 와류날개(22)의 복합적인 구성에 따라 소용돌이를 일으키는 와류로 변환됨과 동시에 측방으로 유도되어 관정(1)의 내벽을 향하도록 집중적으로 분출된다.

따라서 와류생성에 의해 강력한 세척력으로 관정(1)의 내벽에 달라 붙은 각종 오염물질을 말끔하게 제거함은 물론 막혀 있던 암반공(6a)을 보다 효과적으로 뚫어 주어 지하수가 관정(1) 내로 충분하게 유입되어 지하수의 채수량을 획기적으로 개선할 수 있게 된다.

또한 관정(1) 내부에서 소용돌이를 일으키므로써 부상력이 뛰어나 외부로 오수 및 각종 이물질을 더욱 효과적으로 배출할 수 있으며, 특히 지지캡(30)의 유속증가홀(31)로 공급되는 압축공기의 낮은 압력과 지지캡(30)의 흡입유로(32) 및 관정(1) 바닥면의 높은 압력 사이에 발생하는 양력작용에 의해 바닥면에 적재되는 오수 및 슬러지를 상부로 자동 흡입하여 외부로 원활하게 배출할 수 있게 된다.

그리고 상기 다른 실시예의 바이패스관(50)을 통해 관정 내부로 부상하는 공기와 물을 세척파이프(7)의 내부로 재유입시켜 이를 세척작업의 용도로 사용하므로써 더욱 뛰어난 세척력을 제공하게 된다.

본 발명은 세척파이프를 통해 관정 내부로 공급되는 압축공기가 임펠러를 통과하면서 와류를 생성함과 동시에 측방으로 배출되므로써 강력한 세척력에 의해 관정의 내면에 고착된 각종 오염물질을 말끔하게 제거함은 물론 막힌 암반공을 효과적으로 뚫어주어 지하수의 채수능력을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.

또한 이와 동시에 상기 임펠러를 관통하여 하단의 지지캡으로 공급되는 압축공기의 유속이 증가됨과 동시에 압력이 낮아지므로써 관정 바닥면과의 양력작용으로 인해 바닥면에 적재된 오수 및 슬리지 등이 상부로 강제 부상되면서 흡입유로를 통해 외부로 완전하게 배출될 수 있게 된다.

또한 비교적 유속이 빠른 세척파이프의 내부로 연통된 바이패스관에 의해 관정의 상부로 부상되는 공기 및 물을 세척파이프의 내부로 유입되므로써 이를 세척의 용도로 재활용하여 세척작업의 효과를 더욱 극대화시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명 세척장치의 저부 분해사시도

도 2는 본 발명 세척장치의 상부 분해사시도

도 3은 본 발명의 결합상태 종단면도

도 4는 본 발명의 평단면도

도 5는 본 발명에 의한 관정의 세척상태 종단면도

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 관정의 세척상태 종단면도

도 7은 종래 관정에 적용되는 양수장치의 종단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 관정 6a: 암반공

7: 세척파이프 10: 세척케이싱

12: 만곡부 13: 지지격판

20: 임펠라 21: 유도곡면

22: 와류날개 25: 유로

30: 지지캡 31: 유속증가홀

32: 흡입유로 50: 바이패스관

Claims

관정(1) 내부로 투입된 세척파이프(7)에서 분사되는 압축공기를 이용하여 관정(1)을 세척하는 관정 세척장치에 있어서,

상기 세척파이프(7) 하단에 나사 결합되고 방사상으로 다수의 지지격판(13)이 형성된 체결부(14)가 내부 중앙에 형성된 세척케이싱(10)과;

상기 세척케이싱(10)의 하부에 삽입되고 세척파이프(7)로부터 공급되는 압축공기를 와류로 변환함과 동시에 측방으로 배출시켜 세척력을 증대시키는 임펠라(20)와;

상기 임펠라(20)의 하부에 밀착되고 체결부재(40)에 의해 세척케이싱(10)에 일체로 결합되어 임펠라(20)를 유동없이 지지하는 지지캡(30)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 관정 세척장치.
청구항 1에 있어서,

세척케이싱(10)은 지지격판(13)이 연결되는 내면부위에 임펠라(20)로 공급되는 압축공기의 유속이 빨라지도록 단면적이 좁게 형성되고 상기 임펠라(20) 쪽으로 갈수록 단면적이 넓어지는 만곡부(12)를 형성하는 것을 특징으로 하는 관정 세척장치.
청구항 1에 있어서,

임펠라(20)는 공급되는 압축공기를 측방으로 유도 배출시키는 유도곡면(21)이 하부 외향으로 만곡지게 형성되고, 상기 유도곡면(21)에는 압축공기를 와류로 변환시키는 다수의 와류날개(22)가 방사상으로 형성되며, 중앙의 관통홀(24)을 중심으로 다수의 유로(25)가 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 관정 세척장치.
청구항 1에 있어서,

임펠라(20)의 하부에 밀착되는 지지캡(30)은 유로(25)를 통해 공급되는 압축공기를 유속증가, 압력저하시킨 후 이를 측방으로 유도 배출하는 다수의 유속증가홀(31)이 유로(25)와 연통 설치되고, 상기 유속증가홀(31)의 선단부에는 지지캡(30)의 저면과 연통하는 다수의 흡입유로(32)가 회류되며, 상기 흡입유로(32)는 비교적 압력이 높은 관정(1)의 하부에 적재된 오수 및 슬러지를 양력을 이용하여 상부로 자동 흡입한 후 유속증가홀(31)을 경유하여 외부로 완전하게 배출하는 것을 특징으로 하는 관정 세척장치.
청구항 4에 있어서,

회류되는 유속증가홀(31)과 흡입유로(32)의 선단부는 지지캡(30)의 외주연을 관통하여 측방으로 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 관정 세척장치.
청구항 1에 있어서,

체결부재(40)는 지지캡(30) 및 임펠라(20)를 관통하여 세척케이싱(10)의 체결부(14)에 나사 결합되어 견고한 결합상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는 관정 세척장치.
청구항 1에 있어서,

세척파이프(7)의 외주에는 내측 하향으로 만곡진 바이패스관(50)이 관정(1) 내부와 연통하게 설치되고, 상기 바이패스관(50)은 관정(1)의 상부로 부상되는 공기 및 물을 유속이 빠른 세척파이프(7)의 내부로 재유입시켜 세척의 용도로 재활용하여 세척효과를 배가시키는 것을 특징으로 하는 관정 세척장치.