KR100689114B1 - 집수정의 수평집수관 청소장치 및 청소방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집수정에서 방사상으로 결합된 수평집수관을 청소하는 장치 및 청소방법에 관한 것으로, 특히 수평집수관에 용수를 고압으로 주입하고 이를 배출하는 공정을 수회 반복하여 수평집수관의 끝단 주변에 형성된 대수층과 수평집수관의 내부를 청소하여 줌으로써 집수효율을 높일 수 있도록 한 장치 및 그 청소방법에 관한 것으로, 집수정의 하부에 방사상으로 결합된 수평집수관에 맞추어지는 유도관과; 상기 유도관과 수평집수관을 밀봉하기 위한 패킹과; 상기 유도관에 설치되는 3방향 밸브와; 상기 3방향 밸브에 연결되어 수평집수관에 유체를 고압으로 주입하기 위한 주입수단과; 상기 3방향 밸브에 연결되어 수평집수관에 물을 집수정의 외부로 배출하기 위한 배출수단과; 상기 3방향 밸브와 연결되는 주입수단과 배출수단을 택일적으로 작동시키며, 유체가 작동하는 방향으로 3방향 밸브를 구동하는 제어장치로 구성되며, 상기 장치를 이용하여 수평집수관 끝단 주변의 대수층과 수평집수관의 내부를 청소하는 방법.

집수정, 수평집수관, 에어써징 공법, 펌프, 컴프레셔

Description

집수정의 수평집수관 청소장치 및 청소방법{Device and method for cleaning of horizontal water-gathering pipe of a water catchment}

도 1은 통상적으로 사용되는 집수정의 횡단면도.

도 2는 통상적으로 사용되는 집수정의 종단면도.

도 3은 본 발명의 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 집수정 20 : 수평집수관
25 : 패킹 30 : 유도관
35 : 3방향 밸브 40 : 고압발생수단
50 : 펌프 60 : 제어장치

본 발명은 집수정에서 방사상으로 결합된 수평집수관을 청소하는 장치 및 청소방법에 관한 것으로, 특히 수평집수관에 용수를 고압으로 주입하고 이를 배출하는 공정을 수회 반복하여 수평집수관의 끝단 주변에 모래, 자갈, 균열이 많은 암반 등으로 이루어져 지하수가 잘 투과되도록 형성된 대수층(帶水層)과 수평집수관의 내부를 청소하여 줌으로써 집수 효율을 높일 수 있도록 한 집수정의 수평집수관 청소장치 및 청소방법에 관한 것이다.

최근 산업발전으로 인하여 물에 대한 수요가 증가하고 있는 상황하에서 국민의 생활에 필요한 수자원을 충분히 확보하기 위하여 막대한 예산이 투입되고 있음에도 불구하고, 각종 용수에 대한 부족현상은 여전하다.

이러한 용수부족을 해소하기 위하여 수자원을 개발함에 있어서 지표수뿐만 아니라, 지하수에 대한 수요가 증대되고 있는 점에서 더욱더 지하수의 중요성이 대두되고 있다.

지하수는 오염되지 않은 수자원으로서, 일반적으로 양호한 수질을 가지며, 경제적인 채취가 가능하고, 지표수를 대표하는 하천수의 개발시에 야기되는 지역적인 갈등의 발생을 촉발시키지 않는 등 지표수에 비하여 많은 장점들을 가지는 수자원이다. 이러한 장점을 갖는 지하수를 적절하게 개발하면 물부족 현상을 크게 개선할 수 있는데, 이 지하수를 수자원으로서 적절하게 이용하기 위해서는 정책적인 배려뿐만 아니라, 경제적으로나 기술적으로 구체적인 지하수의 취수방법이 제시되어야 한다.

이러한 조건을 만족시키기 위하여 집수정을 파고 상기 집수정의 하부에서 측방향으로 방사상으로 수평집수관을 설치하는 만주식 집수정이 개발되었다.

이 만주식 집수정은 도 1의 도시한 바와 같이, 토사층, 사력층 및 풍화·퇴적층까지 정호(1)를 수직으로 굴착한 후에 지층의 붕괴를 막기 위하여 콘크리트관(2)을 설치하고, 그 콘크리트관(2)의 측벽에서 대수층 속으로 수평 방사상으로 수평굴착공들을 굴착하고 그 속에 수평집수관을 끼워 집수함으로써 집수의 영향권을 확대하고, 수평집수관의 끝단 부분의 입구로부터 비교적 많은 량의 물을 얻을 수 있도록 한 것이며, 집수된 물은 펌프(3)를 이용하여 외부로 토출하여 사용한다.

그러나 이러한 집수정은 풍화 퇴적층에서 측방으로 굴착된 수평굴착공에 수평집수관이 설치되므로, 설치 후 사용기간이 경과함에 따라 풍화 퇴적층의 세립사 또는 미립사, 흙 등이 대수층과 수평집수관의 입구를 메우게 되어 막히므로 우물의 수명이 짧게 되는 결함이 있으며, 또한 지하수를 집수하는 층이 비교적 지표수에 크게 영향을 받는 풍화·퇴적층 내에 있는 대수층이므로 지표수의 상태에 따라 그 집수하는 물의 량이 크게 영향을 받을 뿐만 아니라, 양질의 수질을 기대하기가 곤란한 결함이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 수평집수관의 끝단 주변에 형성된 대수층과 수평집수관의 내부를 청소해 주어야 하는데 종래에는 에어써징 공법을 사용하여 수평집수관의 대수층 및 내부를 청소하였다. 즉 착정공사 후 공기압을 이용하여 대수층 내의 미립자를 제거하여 공극률을 증가시키고 유입통로를 확충하여 지하수의 유입이 자유롭게 하는 작업으로 지하수 개발수량을 개략적으로 파악할 수가 있다. 또한, 에어써징은 사용중인 정호에 대해서도 주기적으로 실시하여 정호의 수명을 유지하고 재개발 비용을 줄일 수 있다. 지하수위의 강하와 고갈을 방지하기 위해 정기적으로 정호 공내의 슬라임 및 이물질의 제거로 수명을 연장하고 효율성을 높여야 하는데, 이때 실시하는 것이 주로 에어써징이 정호의 모터펌프를 제거하여 공 내에 고압에어를 주입시켜 누적된 이물질을 정호 밖으로 불어내고, 인양한 모터펌프를 점검하고 수리하거나 교체하여 사용한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로 수평집수관의 끝단 주변에 형성된 대수층과 수평집수관의 내부의 청소를 효율적으로 하여 집수효과를 향상시킬 수 있도록 함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 집수정의 하부에 방사상으로 결합된 수평집수관에 맞추어지는 유도관과; 상기 유도관과 수평집수관을 밀봉하기 위한 패킹과; 상기 유도관에 설치되는 3방향 밸브와; 상기 3방향 밸브에 연결되어 수평집수관에 유체를 고압으로 주입하기 위한 주입수단과; 상기 3방향 밸브에 연결되어 수평집수관에 물을 집수정의 외부로 배출하기 위한 배출수단과; 상기 3방향 밸브와 연결되는 주입수단과 배출수단을 택일적으로 작동시키며, 유체가 작동하는 방향으로 3방향 밸브를 구동하는 제어장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징은 집수정의 내부의 물을 배출하는 공정과; 상기 공정을 통해 노출되는 수평집수관에 유도관을 설치한 후 밀봉하는 과정과; 상기 유도관을 통해 수평집수관의 내부에 고압으로 물을 주입하는 과정과; 상기 과정에 의해 주입된 물을 펌프를 이용하여 외부로 배출하는 과정과; 상기 물 주입과정과 배출과정을 수회 반복하는 공정에 의해 수평집수관의 끝단 주변에 형성된 대수층 및 수평집수관의 내부를 청소하는 방법을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 하기와 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기의 실시 예는 설명을 위한 것이며, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다.

이하 본 발명의 구성을 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면 집수정의 하부에 방사상으로 결합된 수평집수관(20)에 맞추어지는 유도관(30)과; 상기 유도관(30)과 수평집수관(20)을 밀봉하기 위한 패킹(25)과; 상기 유도관(30)에 설치되는 3방향 밸브(35)와; 상기 3방향 밸브(35)에 연결되어 수평집수관(20)에 물을 고압으로 주입하기 위한 고압발생수단(40)과; 상기 3방향 밸브(35)에 연결되어 수평집수관(20)에 물을 집수정(10)의 외부로 배출하기 위한 펌프(50)와; 상기 고압발생수단(40)과 펌프(50) 중 어느 하나만을 선택적으로 작동시키며, 상기 선택받은 고압발생수단(40) 또는 펌프(50)가 작동하는 방향으로 3방향 밸브(35)를 구동하는 제어장치(60)로 구성되어 있다.

위와 같이 구성되는 본 발명은 우선 집수정(10)을 청소하기 위하여서는 우선 집수정에 고인 물을 펌프를 이용하여 외부로 배출하여 집수정 하부에 설치한 수평집수관의 입구가 노출되도록 한 후 수평집수관(20)에 유도관(30)을 삽입한 후 패킹(25)으로 밀폐하여 공기나 물이 유입되거나 유출되지 않도록 한다. 이후 상기 유도관(30)으로 물을 주입하게 되는데 이때에는 물이 흐르는 유속에 의해 수평집수관(20)의 내부와 수평집수관(20)의 끝단 주변에 형성된 대수층을 청소하게 되므로 유속을 증가시키기 위하여 고압발생수단(40)인 펌프 또는 컴프레셔를 이용하여 고압으로 물을 주입한다. 이때에 3방향 밸브(35)는 펌프로부터 유도관(30)이 개방되어 있는 상태이므로 물이 고압으로 수평집수관(20)으로 주입되며, 주입된 물은 수평집수관(20)에 쌓인 누적물을 외부로 밀어내게 되는 것과 동시에 수평집수관(20)을 통과하여 고압으로 분출되는 물이 수평집수관(20)의 끝단 주변에 형성된 대수층의 모래 부분을 흩뿌려주어 모래층의 공극을 발생시킴으로써, 수평집수관(20)의 끝단 주변의 대수층을 청소하게 되고, 지표층의 물을 대수층을 통하여 수평집수관(20)으로 잘 집수시키도록 하는 역할을 하게 된다.

이후 3방향 밸브(35)의 물 주입방향 통로를 폐쇄하고 펌프측을 개방한 후 펌프(50)를 작동시키면 수평집수관(20)으로 주입되었던 물이 유도관(30)을 통해 배출되면서 수평집수관(20) 내부의 누적물을 집수정(10)의 외부로 배출하게 된다.

위와 같은 동작을 수회 반복하게 되면 수평집수관(20) 내부의 누적물이 제거됨과 동시에 수평집수관 끝단부로 물을 배출할 때에는 대수층의 공극이 발생하고, 물을 인입하는 방향으로 이동할 때에는 대수층의 모래층이 다시 모이는 현상이 수회 반복됨에 따라 암반의 균열로 발생한 틈에 누적된 모래를 제거할 수 있게 되는 것이며, 대수층의 배열이 최초 수평집수관을 설치할 때와 동일한 상태로 환원되어 집수효율을 높일 수 있게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 수평집수관에 쌓인 누적물을 제거함과 동시에 수평집수관의 끝단 주변에 형성된 대수층 및 수평집수관 내부의 청소를 효율적으로 하여 최초에 집수정을 설치한 것과 같은 상태로 환원시킴으로써 집수정의 집수효과를 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Claims (5)

1. 수평집수관에 맞추어지는 유도관, 상기 유도관에 설치되는 밸브, 상기 밸브에 연결되어 수평집수관에 물을 주입 및 배출하기 위한 펌프, 상기 수평집수관에 물의 주입 및 배출이 수회 반복되도록 택일적으로 작동시키며 유체가 작동하는 방향으로 상기 밸브를 구동하는 제어장치가 구비된 집수정의 수평집수관 청소장치에 있어서,

   상기 유도관과 집수정의 하부에 방사상으로 결합된 수평집수관이 패킹으로 밀봉되고, 상기 유도관에 설치되는 밸브로 3방향 밸브가 설치되며, 상기 3방향 밸브에는 상기 수평집수관에 물을 고압으로 주입하기 위한 펌프, 컴프레셔 중에서 선택된 어느 하나의 고압발생수단과 상기 수평집수관에 물을 집수정의 외부로 배출하기 위한 펌프가 연결된 구성을 특징으로 하는 집수정의 수평집수관 청소장치.
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4. 수평집수관에 유도관을 통해 물을 펌프, 컴프레셔 중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 고압으로 주입하는 과정과, 상기 유도관에 주입된 물을 배출하는 과정과, 상기 물 주입과정과 배출과정을 수회 반복하여 청소하는 집수정의 수평집수관 청소방법에 있어서,

   상기 수평집수관에 유도관을 통해 물을 주입하는 과정 전에, 수평집수관에 유도관을 삽입한 후 패킹으로 밀폐하는 과정이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 집수정의 수평집수관 청소방법.
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