KR100645907B1 - 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배수시설물과 인접한 지반의 지하수를 배수시설물의 도랑으로 자연 배수시키기 위한 지하수 배제 장치에 관한 것으로, 특히 배수시설물을 통과하는 외수가 지반으로 역류되는 현상을 완벽하게 방지하면서 그 기능이 지속적이고도 항구적으로 유지되도록 한 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치에 관한 것이다.

본 발명은 하부에 지하수 유입구(13)가 구비되는 함체(10); 상기 함체(10)의 내부공간과 배수시설물(S)의 도랑을 연결하여 함체(10)의 내부로 유입되는 지하수가 도랑으로 배출되게 하거나 도랑물이 함체(10)내로 유입되게 하는 통수관(20); 상기 지하수 유입구(13)에 연결·접속되어 함체(10)내의 수위에 따라 상하로 변동하면서 지하수 유입구(13)를 통해 들어오는 지하수가 함체(10)내로 이동되게 하는 지하수 이송관(30); 상기 지하수 이송관(30)의 상부에 장착되고 부력에 의해 상기 함체(10)내의 수면위로 떠오르면서 상기 지하수 이송관(30)을 들어올려 지하수 이송관(30)의 토출구(31)가 항상 함체(10)내의 수면 상측부에 위치되도록 떠받쳐 함체(10)내의 물이 지하수 이송관(30)의 토출구(31)로 들어가지 않게 하는 부이(40);로 구성되는 것을 기본적인 특징으로 하는 기술구성을 제공한다.

배수시설물, 지하수 배제, 역류방지, 부이, 측구, 맨홀, 집수정

Description

역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치{Underground water blocking apparatus with means for preventing backward flow}

도1a, 도1b, 도1c는 지하수 배제 장치가 적용되는 산마루 측구·U형 측구·깎기부 집수정 구조물을 나타낸 도면

도2는 종래 유수량이 큰 배수시설물에서 역류수압에 의해 차단막이 닫히도록 한 기술구성을 나타낸 사시도

도3은 본 발명의 제1실시예에 의한 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치를 측구에 설치한 상태의 일측 단면도

도4는 본 발명의 제1실시예에 의한 지하수 배제 장치를 정면쪽에서 바라본 단면도

도5는 본 발명의 제1실시예에 의한 지하수 배제 장치의 주요 구성부재를 분리하여 나타낸 사시도

도6a는 본 발명의 배수시설물 내의 수위가 인근 지반의 지하수 수위보다 낮은 경우 제1실시예에 의한 지하수 배수장치의 배수 상황을 나타낸 도면

도6b는 배수시설물 내의 수위가 인근 지반의 지하수 수위보다 높은 경우 제1 실시예에 의한 지하수 배수장치의 지하수 이송관 상승으로 역류가 방지되는 상태를 나타낸 도면

도7은 본 발명의 제2실시예에 의한 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치를 측구에 설치한 상태의 일측 단면도

도8은 본 발명의 제2실시예에 의한 지하수 배제 장치를 평면에서 바라본 단면도

도9는 본 발명의 제2실시예에 의한 지하수 배제 장치의 주요 구성부재를 분리하여 나타낸 사시도

도10a는 본 발명의 배수시설물 내의 수위가 인근 지반의 지하수 수위보다 낮은 경우 제2실시예에 의한 지하수 배수장치의 배수 상황을 나타낸 도면

도10b는 배수시설물 내의 수위가 인근 지반의 지하수 수위보다 높은 경우 제2실시예에 의한 지하수 배수장치의 지하수 이송관 상승으로 역류가 방지되는 상태를 나타낸 도면

도11은 본 발명의 제3실시예에 의한 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치를 맨홀에 설치한 상태의 일측 단면도

도12는 본 발명의 제3실시예에 의한 지하수 배제 장치를 평면에서 바라본 단면도

도13은 본 발명의 제3실시예에 의한 지하수 배제 장치의 주요 구성부재를 분리하여 나타낸 사시도

도14a는 본 발명의 배수시설물 내의 수위가 인근 지반의 지하수 수위보다 낮 은 경우 제3실시예에 의한 지하수 배수장치의 배수 상황을 나타낸 도면

도14b는 배수시설물 내의 수위가 인근 지반의 지하수 수위보다 높은 경우 제3실시예에 의한 지하수 배수장치의 지하수 이송관 상승으로 역류가 방지되는 상태를 나타낸 도면

도15는 본 발명의 제3실시예에 의한 지하수 배제 장치가 청소 작용을 하는 상태를 순차적으로 나타낸 도면

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10:함체 11:몸체부 12:뚜껑부

13:지하수 유입구 14:돌기 15:걸림편

20:통수관 30:지하수 이송관 30a:막대형 관

30b:코일형 관 30c:주름관 31:토출구

32:회전식 연결구 33:저장통 34:산부

40:부이 41:스커트 51:다공성 필터

52:투수성 부직포 53:불투수성 시트 S:배수시설물

본 발명은 배수시설물과 인접한 지반의 지하수를 배수시설물의 도랑으로 자연 배수시키기 위한 지하수 배제 장치에 관한 것으로, 특히 배수시설물을 통과하는 외수(外水)가 지반으로 역류되는 현상을 완벽하게 방지하면서 그 기능이 지속적이고도 항구적으로 유지되도록 한 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사면 정상부에 설치하는 산마루 측구·도로 쌓기부의 비탈면 하부에 설치하는 V형 측구·시가지 도로 구간 등에 설치하는 U형 측구·맨홀이나 집수정·하천 옹벽 등의 배수시설물이 인접하는 지반은 비교적 지하수가 많이 존재하면서 이동이 심한 지역이다.

이와 같이 지반내 지하수의 과도한 존재 및 유동은 지반을 불안정하게 교란시켜서 상부지반에 시공되는 배수시설물 또는 도로시설물 등의 구조적 안정성을 해치게 된다.

종래, 배수시설물 주변 지반의 지하수를 배제하기 위한 수단으로서 콘크리트로 된 측구나 수로관 또는 옹벽 등의 구조물 측벽에 일정 크기의 관통구멍을 뚫어 놓거나 측벽 일부를 다공질 콘크리트로 구성하는 방법을 통해 지하수 배출을 유도하고 있다.

위와 같은 지하수 배수유도 구조는 배수시설물 내를 통과하는 외수가 지하수의 수위보다 낮을 경우에는 별 문제없이 지하수 배제기능을 수행한다. 하지만 배수시설물 내를 통과하는 외수가 지하수 수위보다 높을 경우에는 배수시설물 내의 외수가 구조물의 구멍이나 다공질 콘크리트부를 통해 지반쪽으로 역류하는 현상이 벌 어진다. 때문에 지하수 배제 기능에 역행하게 될 뿐만 아니라 지반쪽으로 역류한 외수가 다시 배수시설물 쪽으로 배출될 때 지반에 파이핑(piping) 현상을 일으키면서 지반에 악영향을 끼치는 문제점이 있다.

따라서, 지하수 배제 기능을 부작용 없이 수행토록 하기 위해서는 배수시설물 내를 통과하는 외수가 지하수 수위보다 높더라도 외수의 역류를 방지시키는 수단이 강구되어야 한다.

그러나, 종래의 역류방지 장치는 주로 관수로 내부·하천과 관수로 접속부·맨홀 뚜껑 등 유수량이 많은 곳에만 사용되어 왔으며, 도1a, 도1b, 도1c의 도시와 같이 산마루 측구(1)·U형 측구(2) 또는 깎기부 집수정(3) 등과 같이 비교적 유량과 유속이 작은 지하수를 대상으로 적합하게 안출된 방법이 없었다.

즉, 관수로나 도랑처럼 유수량이 큰 배수시설물의 경우에는 도2의 도시와 같이 역류수압에 의해 차단막(5)이 닫히도록 하여 배수시설물(4)의 배수구(6)를 막는 방법이 있었으나, 도랑물 내의 이물질이 차단막(5)과 배수구(6) 사이에 끼이면서 역류방지 장치의 기밀성을 떨어뜨리게 됨으로써, 차단막(5)과 배수구(6) 사이의 틈을 통해 도랑물이 역류하는 현상이 발생되게 된다.

따라서, 미소한 역류수에 의해서도 장기적으로 포화되는 지반에 위와 같은 배수구용 역류장치를 적용시킬 경우에는 역류되는 외수에 의해 지반이 부실해지는 현상을 피할 수 없게 되고, 결과적으로 그 주변 지반에 설치되는 배수시설물의 구조적 안정성을 해치는 문제를 해결할 수 없게 된다.

이에 따라, 본 발명은 산마루 측구·도로의 V형 측구나 U형 측구·맨홀이나 집수정 또는 하천 옹벽 등의 배수시설물과 인접하는 지반의 지하수를 역류에 의한 부작용 없이 배제시키기 위해 창안한 것으로, 본 발명은 배수시설물 내를 통과하는 외수와 지반내 지하수의 수위에 따라 유로가 자동적으로 개폐되도록 함으로써, 배수시설물 내를 통과하는 외수가 지반으로 역류되는 현상을 완벽하게 방지하면서 지반내의 지하수가 배수시설물의 도랑으로 자연 배수되도록 한 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 유로를 이루는 구성부재에서 이물질에 의한 기계적인 폐색이나 협착 또는 퇴적 현상이 발생될 소지를 근원적으로 제거하여 줌으로써, 지반속으로 미소한 양의 누수도 발생되지 않도록 완벽하게 방지할 수 있고, 배수 기능과 역류방지 기능이 지속적이고 항구적으로 유지되도록 한 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 지하수 이동 통로에 잔류되는 슬러지가 자동적으로 청소되게 함으로써, 기능 저하를 최대한 방지시킬 수 있도록 한 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치는 배수시설물과 인접한 지반의 지하수를 배수시설물의 도랑으로 자연 배수시 키기 위한 지하수 배제 장치에 있어서, 하부에 지하수 유입구가 구비되고 그 상단부가 최소한 상기 배수시설물 도랑의 상단부 높이로 설치되는 함체; 상기 함체의 내부공간과 배수시설물의 도랑을 연결하여 함체의 내부로 유입되는 지하수가 도랑으로 배출되게 하거나 도랑물이 함체내로 유입되게 하는 통수관; 상기 지하수 유입구에 그 하단부가 연결·접속되어 상기 함체의 내부공간에 위치되며 상단부의 토출구가 함체내의 수위에 따라 상하로 변동하면서 지하수 유입구를 통해 들어오는 지하수가 함체내로 이동되게 하는 지하수 이송관; 상기 지하수 이송관의 상부에 장착되고 부력에 의해 상기 함체내의 수면위로 떠오르면서 상기 지하수 이송관을 들어올려 지하수 이송관의 토출구가 항상 함체내의 수면 상측부에 위치되도록 떠받쳐 함체내의 물이 지하수 이송관의 토출구로 들어가지 않게 하는 부이(buoy);로 구성되는 것을 기술구성상의 기본적인 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 지하수 유입구에는 이물질의 유입을 차단시키기 위한 다공성 필터가 설치되고, 상기 함체의 외표면에는 일정간격으로 배치되면서 외측으로 돌출되는 다수의 돌기가 형성되며, 그 돌기들의 외측에는 투수성 부직포가 둘러싸여서, 지하수가 광범위하게 집수되도록 하면서 상기 지하수 유입구 쪽으로 원활하게 흘러가도록 유도하여 준 것을 특징으로 하는 기술구성을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 함체는 그 내부의 바닥면이 배수시설물의 도랑쪽으로 하향 경사지는 면으로 형성되고, 상기 통수관은 입면상 배수시설물의 도랑쪽으로 하향 경사지게 설치되어서 함체의 내부로 유입되는 슬러지가 지하수 배수시 원활하게 배출되도록 하는 한편, 상기 통수관은 평면상 도랑 하류방향을 향해 경사지게 설치되어서 도랑내 유체의 흐름속도를 이용해 도랑 만수시에도 다소의 배수가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 기술구성을 제공한다.

이상과 같은 특징적 구성을 갖는 본 발명은 함체 내의 수위가 배수시설물의 수위와 동일하게 형성되며, 지반내의 지하수 수위가 상기 배수시설물의 도랑물 수위보다 높을 경우에는 지하수가 상기 지하수 유입구 및 지하수 이송관을 통해 함체내로 이동된 후 통수관을 통해 배수시설물의 도랑으로 자연 배출된다.

한편으로 배수시설물의 도랑물 수위가 지하수 수위보다 높을 경우에는 배수시설물 내를 통과하는 도랑물이 함체 내로 유입되는데, 이때 본 발명은 상기 지하수 이송관의 토출구가 부이의 부력에 의해 함체내의 수면위로 떠오르면서 배수구조물의 수위보다 더 높은 공간상에 위치되므로 유로가 차단된다.

따라서, 본 발명에 의하면 배수기능의 저하 없이 배수시설물 주변 지반의 지하수를 장기적으로 배제하여 주어서 배수시설물이나 주변 포장층의 구조적 안정성을 보장하여 줄 뿐만 아니라, 우천 등의 이유로 배수시설물 내를 통과하는 유수량이 많더라도 외수가 지반쪽으로 역류되는 현상이 전혀 발생하지 않게 되며, 이에 따라 역류수에 의해 지반이 부실해지는 현상을 전혀 발생시키지 않게 된다. 또한, 통수관이 도랑하류방향으로 약간 경사져 있어 만수에 가까운 빠른 흐름에서는 함체 내부의 수위가 다소 낮아서 어느 정도 배수를 할 수 있다.

이하, 본 발명의 기술구성을 본 발명의 실시예들에 의한 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도3 내지 도6b는 직선 막대형 관을 사용한 본 발명의 제1실시예를 도시하고 있고, 도7 내지 도10b는 코일형 관을 사용한 본 발명의 제2실시예를 나타내고 있으며, 도11 내지 도15는 주름관을 사용한 본 발명의 제3실시예를 도시하고 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 지하수 배제 장치는 내부의 빈 공간부로 지하수가 유입되는 함체(10)와, 함체(10)의 내부로 유입되는 지하수가 배수시설물(S)의 도랑으로 배출되게 하거나 도랑물이 함체(10)내로 유입되게 하는 통수관(20)과, 함체(10)내의 수위에 따라 상하로 변동하면서 지하수가 함체(10)내로 이동되게 하는 지하수 이송관(30)과, 부력에 의해 지하수 이송관(30)을 들어올리는 부이(40)가 필수 구성요소로 구비된다.

상기 함체(10)는 첨부도면들에 도시된 바와 같이 콘크리트 구체인 배수시설물(S) 인근의 지반속에 매설하거나 도시하지는 않았지만 배수시설물(S)의 측벽속에 장착시킬 수 있는데, 그 상단부가 최소한 상기 배수시설물(S) 도랑의 상단부 높이로 설치되어서 배수시설물(S) 내를 통과하는 유수가 최대치일 경우에도 지하수 배제 및 역류 방지 기능이 유지되도록 하고 있다.

상기 함체(10)는 4각통형 또는 원통형의 형태로서, 배수시설물(S)의 도랑쪽으로 하향 경사지게 형성되는 바닥과, 상기 바닥의 가장자리로부터 상측으로 측벽으로 둘러싸여 내부공간을 형성하면서 일측 측벽의 하부에 지하수 유입구(13)가 형성되고, 경사진 바닥의 저점부와 만나는 측벽부분에 배출구가 형성되는 몸체부(11)와, 상기 몸체부(11)의 상부를 덮어주는 뚜껑부(12)로 구성되어, 몸체부(11)의 상측에 뚜껑부(12)를 분리시키거나 또는 결합시킬 수가 있게 형성된다.
상기 몸체부(11)의 내부 바닥면이 배수시설물(S)의 도랑쪽으로 하향 경사지게 형성되는 이유는 함체(10)의 내부공간으로 지하수와 함께 유입되는 슬러지를 바닥 저점부의 위치로 모여지게 함으로써 지하수 배수시 배수시설물(S)의 도랑으로 원활하게 배출시키고자 함이다.

또한, 함체(10)에는 지반의 지하수를 유입시키기 위한 지하수 유입구(13)가 몸체부(11)의 하부에 형성되며, 이 지하수 유입구(13)의 외측에는 함체(10)내로 이물질의 유입을 재차 차단시키고 지하수가 모여 들어가기 쉽도록 하여 주기 위한 다공성 필터(51)가 설치된다.

함체(10)의 외표면에는 일정간격으로 배치되면서 외측으로 돌출되는 다수의 돌기(14)가 일체로 형성되고, 그 돌기(14)들의 외측에는 지하수는 통과시키면서 이물질을 차단하는 투수성 부직포(52)가 둘러싸인다. 이러한 돌기(14)와 투수성 부직포(52)의 구성은 지하수가 광범위하게 집수되도록 하면서 집수되는 지하수가 상기 지하수 유입구(13) 쪽으로 원활하게 흘러가도록 유도하여 주는 역할을 수행한다.

이때, 제1실시예 및 제2실시예에 의한 지하수 배제장치는 함체(10)의 측벽중 상부의 일부영역은 불투수성 시트(53)로 둘러싸서 혼탁한 지표수가 유입되는 것을 차단하게 되며, 제3실시예에 의한 지하수 배제장치는 함체(10)의 상부를 그대로 둔 채 투수성 부직포(52)가 하부만을 감싸는 형태로 설치되어 지표면을 흐르는 지표수가 유입되지 않도록 하고 있다.

이와 같이 지표수가 함체(10)내로 유입되지 않도록 구성하는 이유는 지표수의 특성상 지하수와 달리 세립분을 함유하는 경우가 많기 때문이며, 지표수가 본 발명의 배제장치 내로 들어가는 것을 차단할 수 있다면 위 2가지 방식 중 어느 하나를 택하거나 또는 다른 방식을 사용해도 무방하다.

상기 통수관(20)은 함체(10)의 경사진 바닥의 저점부의 측벽에 형성된 배출구와 배수시설물(S)의 측벽 하단을 관통하여 하향 연결설치되는 구성으로서, 함체(10)의 내부공간과 배수시설물(S)의 도랑 하부를 연결하여 함체(10)의 내부로 유입되는 지하수가 도랑으로 배출되게 하거나 도랑물이 함체(10)내로 유입되게 하는 역할을 수행한다.

이러한 통수관(20)은 유연하면서도 길이의 신축이 가능한 관체(예를 들어, 주름관 등)를 사용하여서, 본 발명에 의한 지하수 배제 장치의 설치시 또는 설치후 지반속에 묻히는 함체(10)의 위치변화에 따라 능동적으로 대처할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 통수관(20)은 도7의 도시와 같이 상기 함체(10)의 바닥면과 마찬가지로 배수시설물(S)의 도랑쪽으로 하향 경사지게 설치하여서, 함체(10)의 내부로 유입되는 슬러지가 원활하게 배출되도록 하는 동시에, 도8의 도시와 같이 만수시의 빠른 흐름에서도 배수가 일어날 수 있도록 도랑 하류쪽으로 다소 경사지게 설치하는 것이 바람직하다.

상기 지하수 이송관(30)은 상기 지하수 유입구(13)에 그 하단부가 연결·접속되어 상기 함체(10)의 내부공간에 위치되며, 상단부의 토출구(31)가 함체(10)내의 수위에 따라 상하로 변동하면서 지하수 유입구(13)를 통해 들어오는 지하수가 함체(10)내로 이동되게 하는 역할을 수행한다.

이러한 지하수 이송관(30)은 본 발명의 실시예들에 따른 첨부도면에서 도시하는 바와 같이 여러 유형으로 변형하여 실시할 수 있는데, 무엇보다 지하수 이송관(30)이 폐색되지 않고 작동되도록 하여 도랑물내 이물질에 의한 역류 차단성능의 저하를 근본적으로 방지할 수 있게 하는 것이 중요하다.

이를 위해 도3 내지 도6b에 도시되는 제1실시예에서는 상기 지하수 이송관 (30)으로서 직선 막대형 관(30a)을 사용하고, 일종의 베어링과 같은 회전식 연결구 (32)를 통해 상기 지하수 유입구(13)에 연결·접속한 구조를 보여 주고 있다. 이러한 제1실시예에 의한 지하수 이송관(30)은 회전식 연결구(32)를 중심으로 막대형 관(30a)이 상하로 회전하면서 토출구(31)의 높낮이가 변동됨으로써 함체(10)내 수위 변화에 적응하게 된다.

도7 내지 도10b에 도시되는 제2실시예 및 도11 내지 도15에 도시되는 제3실시예에서는 상기 지하수 이송관(30)을 유연한 재질로 이루어진 것을 사용하여서, 함체(10)내 수위의 변화에 따라 지하수 이송관(30)이 유연하게 구부러지거나 펴지면서 토출구(31)의 높낮이가 변동되도록 한 것을 보여준다.

즉, 본 발명의 제2실시예는 지하수 이송관(30)으로서 나선형으로 감긴 형태의 코일형 관(30b)이 사용된 것을 예시하며, 본 발명의 제3실시예는 지하수 이송관 (30)으로서 상하 길이방향으로 신축이 가능하면서 신장시에는 내경이 커지고 축소시에는 내경이 작아지는 주름관(30c)이 사용된 것을 예시한다.

상기 부이(40)는 지하수 이송관(30)의 상부에 장착되며 부력에 의해 상기 함체(10)내의 수면위로 떠오르면서 상기 지하수 이송관(30)을 들어올려 지하수 이송관(30)의 토출구(31)가 항상 함체(10)내의 수면 상측부에 위치되도록 떠받쳐 함체 (10)내의 물이 지하수 이송관(30)의 토출구(31)로 들어가지 않게 하는 역할을 수행한다.

이러한 부이(40)는 지하수 이송관(30)을 매달고 물위로 떠오를 수 있는 정도의 부력을 항상 지녀야 하며, 그 예로서 내부 공간이 밀폐된 구조로 제작된 합성수지 통이나 우레탄수지계 재질로 제작되면서 내부에 다수의 공기 포집실을 갖는 단열재 등을 들 수 있다.

한편, 부이(40)의 움직임이 배수시설물(S) 내의 수위에 따라 매끈하게 작동되어 지하수가 서서히 배출되면 배출수에 의한 장치의 내부 청소가 다소 부족할 수도 있으므로, 본 발명은 상기의 제3실시예에서 지하수 이동 통로에 있을 수 있는 미소한 먼지를 자동으로 청소할 수 있게 하여 기능을 강화하는데 주안점을 둔 기술구성을 제공한다.

이 제3실시예는 지하수 이송관(30)으로 사용하는 주름관(30c)이 상기 함체 (10)의 하부공간에 설치되어 지하수를 일정량 저장하는 저장통(33)을 통해 상기 지하수 유입구(13)에 연결·접속시킨 구조를 예시하는데, 지하수 저장통(33)의 일측이 상기 지하수 유입구(13)에 접속되면서 상기 주름관(30c)의 하단에서 넓은 직경을 이루는 산부(34)가 상기 저장통(33)의 상면에 접속되며, 상기 함체(10)는 내주면의 일정 높이마다 유연성 재질로 된 걸림편(15)이 고정·설치되고, 상기 부이 (40)는 그 외주면으로 돌출되어 상기 걸림편(15)에 걸쳐지는 스커트(41)가 형성된 구조로 이루어진다.

이러한 구조를 갖는 제3실시예에 의하면, 배수시설물(S) 내의 외수가 줄어들 때 지하수 배제 장치의 내부로 유입된 물이 일종의 펌핑작용을 통해 수차례에 걸쳐 급격하게 흐르면서 청소를 강화하여 준다.

즉 그 작용을 살펴보면, 도15와 같이 배수시설물(S)에 있는 외수의 높이가 저하되는 경우 부이(40)가 하강하는데, 이때 함체(10)의 걸림편(15)에 부이(40)의 스커트(41)가 걸리면서 하강이 일시적으로 정지된다.

이 상태에서 외수의 수위가 더 낮아지는 경우 부이(40)의 부력 감소가 크게 일어나면서 부이(40)의 자중과 이송관(30)의 무게가 작용하여 부이(40)가 걸림편 (15)을 제치고 급작스럽게 하강하게 된다.

이와 동시에 주름관(30c)이 축소되면서 주름관(30c) 내부 직경이 크게 줄어들고, 이에 따라 주름관(30c) 내부와 저장통(33)에 고여 있는 물이 함체(10)의 내부로 일시적으로 배출되며, 배출되는 물이 함체(10)의 내부를 급격히 휩쓸면서 통수관(20)을 통해 배수시설물(S)의 도랑으로 빠져나가 함체(10)의 내부를 청소하여 주도록 작용하는 것이다.

따라서, 제3실시예의 구성은 위와 같은 이물질 청소작용을 통해 유로를 기계적으로 폐색하지 않고 지속적인 작동을 유지할 수 있게 되며, 도랑물내 이물질에 의한 역류차단부의 성능저하를 근본적으로 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예들 외에도 다양한 유형으로 변형하여 산마루 측구·도로의 V형 측구나 U형 측구·맨홀이나 집수정 또는 하천 옹벽 등의 배수시설물과 인접하는 지반의 지하수를 배제시킬 수 있는 것으로, 본 발명의 기술사상에 따르면 또 다른 실시예들의 도출이 얼마든지 가능한 것임을 밝힌다.

이상과 같이 본 발명에 따른 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치는, 배수시설물 내를 통과하는 외수와 지반내 지하수의 수위에 따라 유로가 자동적으로 개폐되도록 함으로써, 배수시설물 내를 통과하는 외수가 지반으로 역류되는 현상을 완벽하게 방지하면서 지반내의 지하수가 배수시설물의 도랑으로 자연 배수되도록 하여 준다.

또한, 본 발명은 유로를 이루는 구성부재에서 이물질에 의한 기계적인 폐색이나 협착 또는 퇴적 현상이 발생될 소지를 근원적으로 제거하여 줌으로써, 지반속으로 미소한 양의 누수도 발생되지 않도록 완벽하게 방지할 수 있고, 배수 기능과 역류 방지 기능이 지속적이고 항구적으로 유지된다.

또한, 지하수 이동 통로에 잔류되는 슬러지가 자동적으로 청소됨으로써, 기능 저하를 최대한 막을 수 있다.

또한, 본 발명의 지하수 배제장치는 사면 정상부에 설치하는 산마루 측구·도로 쌓기부의 비탈면 하부에 설치하는 V형 측구·시가지 도로 구간 등에 설치하는 U형 측구·맨홀이나 집수정·하천 옹벽 등의 주변 지반 지하수를 역류 없이 장기적으로 배수시킬 수 있게 되며, 간만의 차이가 있는 간척지의 지하수 배제에도 사용될 수 있는 등 범용성이 대단히 높다.

따라서, 본 발명에 의하면 각종 배수시설물의 주변 지반을 안정시키는데 크게 기여할 수 있게 되며, 궁극적으로 배수시설물이나 주변 도로 포장층의 구조적 안정성을 보장하여 줄 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (10)

1. 배수시설물(S)과 인접한 지반의 지하수를 배수시설물(S)의 도랑으로 자연 배수시키기 위한 지하수 배제 장치에 있어서,

   배수시설물(S)의 도랑쪽으로 하향 경사지게 형성되는 바닥과, 상기 바닥의 가장자리로부터 상측으로 측벽으로 둘러싸여 내부공간을 형성하면서 일측 측벽의 하부에 지하수 유입구(13)가 형성되고, 경사진 바닥의 저점부와 만나는 측벽부분에 배출구가 형성되는 몸체부(11)와, 상기 몸체부(11)의 상단부가 최소한 상기 배수시설물(S) 도랑의 상단부 높이로 설치되면서 몸체부의 상부를 덮어주는 뚜껑부(12)로 이루어지는 함체(10);

   상기 함체(10)의 경사진 바닥의 저점부의 측벽에 형성된 배출구와 배수시설물(S)의 측벽 하단을 관통하여 하향 연결설치되어 함체의 내부로 유입되는 지하수가 도랑으로 배출되게 하거나 도랑물이 함체(10)내로 유입되게 하는 통수관(20);

   상기 지하수 유입구(13)에 그 하단부가 연결·접속되어 상기 함체(10)의 내부공간에 위치되며 상단부의 토출구(31)가 함체(10)내의 수위에 따라 상하로 변동하면서 지하수 유입구(13)를 통해 들어오는 지하수가 함체(10)내로 이동되게 하는 지하수 이송관(30);

   상기 지하수 이송관(30)의 상부에 장착되고 부력에 의해 상기 함체(10)내의 수면위로 떠오르면서 상기 지하수 이송관(30)을 들어올려 지하수 이송관(30)의 토출구(31)가 항상 함체(10)내의 수면 상측부에 위치되도록 떠받쳐 함체(10)내의 물이 지하수 이송관(30)의 토출구(31)로 들어가지 않게 하는 부이(40);로 구성되는 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 함체(10)의 외표면에는 일정간격으로 배치되면서 외측 으로 돌출되는 다수의 돌기(14)가 형성되고, 그 돌기(14)들의 외측에는 투수성 부직포(52)가 둘러싸여서, 지하수가 광범위하게 집수되도록 하면서 상기 지하수 유입구(13) 쪽으로 원활하게 흘러가도록 유도하여 준 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 지하수 유입구(13)에는 이물질의 유입을 재차 차단시키고, 투수성 부직포(52)를 통과한 지하수가 원활하게 집수되도록 하는 다공성 필터(51)가 설치되는 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 함체(10)의 측벽중 상부의 일부영역을 불투수성 시트 (53)로 둘러싸서 지표수가 유입되지 않게 한 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 함체(10)는 그 내부의 바닥면이 배수시설물(S)의 도랑쪽으로 하향 경사지는 면으로 형성되고, 상기 통수관(20)은 입면상 배수시설물(S)의 도랑쪽으로 하향 경사지게 설치되어서 함체(10)의 내부로 유입되는 슬러지가 지하수 배수시 원활하게 배출되도록 하는 한편, 상기 통수관(20)은 평면상 도랑 하류방향을 향해 경사지게 설치되어서 도랑내 유체의 흐름속도를 이용해 도랑 만수시에도 다소의 배수가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 지하수 이송관(30)은 직선 막대형 관(30a)이 사용되고, 회전식 연결구(32)를 통해 상기 지하수 유입구(13)에 연결·접속되어서, 함체 (10)내 수위의 변화에 따라 회전식 연결구(32)를 중심으로 상하로 회전하면서 토출구(31)의 높낮이가 변동되도록 한 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 지하수 이송관(30)은 유연한 재질로 형성되어서, 함체 (10)내 수위의 변화에 따라 유연하게 구부러지거나 펴지면서 토출구(31)의 높낮이가 변동되도록 한 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 지하수 이송관(30)은 나선형으로 감긴 형태의 코일형 관(30b)이 사용됨을 특징으로 하는 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 지하수 이송관(30)은 상하의 길이방향으로 신축이 가능하면서 신장시에는 내경이 커지고 축소시에는 내경이 작아지는 주름관(30c)이 사용되어서, 함체(10)내의 수위 변화에 따라 상하로 신축하면서 토출구(31)의 높낮이가 변동되도록 한 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 주름관(30c)은 상기 함체(10)의 하부공간에 설치되어 지하수를 일정량 저장하는 저장통(33)을 통해 상기 지하수 유입구(13)에 연결·접속되어지되, 상기 지하수 유입구(13)는 지하수 저장통(33)의 일측에 접속되고 상기 주름관(30c)은 넓은 직경을 이루는 산부(34)가 상기 저장통(33)의 상면에 접속되며, 상기 함체(10)는 내주면의 일정 높이마다 유연성 재질로 된 걸림편(15)이 고정·설치되고, 상기 부이(40)는 그 외주면으로 돌출되어 상기 걸림편(15)에 걸쳐지는 스커트(41)가 형성된 것을 특징으로 하는 역류방지수단이 구비된 지하수 배제 장치.

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