KR100896979B1

KR100896979B1 - 중력추를 이용한 지하수 시료 채수기 및 그의 채수방법

Info

Publication number: KR100896979B1
Application number: KR1020070120926A
Authority: KR
Inventors: 이봉주; 김용제
Original assignee: 한국지질자원연구원
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2009-05-14

Abstract

본 발명은 중력추를 이용한 지하수 시료 채수기 및 그의 채수방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 심도별 지하수를 채수하기 위해, 시료 채수기를 실린더 형태의 조절부와, 시료주사부가 구비되는 채수부와, 일단부에 상기 시료주사부를 결합하고 타단부를 상기 조절부에 삽입하여 피스톤 운동을 하는 가동부와, 채수한 시료가 수집되는 수집부로 이루어지도록 구성하여, 각 구성요소 간 분리가 가능하여 세척 및 이송이 간편하도록 하고, 상기 시료주사부의 일단과 결합된 가동부를 작동와이어의 인력으로 상기 시료주사부가 패킹부를 관통하며 수집된 시료를 채수통에 저장시키되, 시료 채수작업이 끝난 후, 상기 작동와이어에 가한 인력을 풀어주면 돌출된 가동부가 원위치로 이동되어 상기 시료주사부가 원상태로 복귀하도록 함으로써, 심도별 지하수 채수에 있어서 전기 또는 공기압 등 기타 동력의 필요없이 인력으로만 지하수 시료를 채수할 수 있도록 한 중력추를 이용한 지하수 시료 채수기 및 그의 채수방법에 관한 것이다.

심도, 채수, 시료, 지하수, 와이어, 주사기

Description

중력추를 이용한 지하수 시료 채수기 및 그의 채수방법{DEVICE AND METHOD FOR GROUNDWATER SAMPLING USING WEIGHT}

본 발명은 중력추를 이용한 지하수 시료 채수기 및 그의 채수방법에 관한 것이다.

지하수 수질 분석시 공내의 수직적 지하수 유동 패턴에 대한 면밀한 분석을 통한 채수 심도의 결정과 해당 심도의 대표 시료를 정확히 샘플링할 수 있는 장치의 개발이 요구된다.

이를 위해 대중적으로 활용되는 채수기는 suction lift pumps, down-well centrifugal pumps, multi-level down-well sampling systems 그리고 passive diffusional samplers 등이 있다. pump를 이용한 채수기들은 공내 지하수의 수직적 유동을 교란시키게 되어 그 정확도에 관해 엄밀히 정의할 수 없고, passive diffusional sampler의 경우, 지하수 유동의 교란이 없다는 장점이 있으나, 채수를 위해서는 1 주일 정도의 기간이 요구된다는 단점이 있다. grab sampling device(가장 일반적인 것이 bailer)의 경우 순간적으로 공내 지하수를 채수함으로써, 유동의 교란을 받을 가능성이 낮은 반면에 샘플링 심도를 측정할 수 없다는 단점이 있다.

도 1은 종래의 지하수 시료 채수기를 나타낸 것으로서, 상기와 같은 단점을 해결하기 위해 위한 "다중 심도 지하수 시료 채수기(출원번호 : 10-2004-0094855, 2004년 11월 19일)"이나, 상기 시료 채수기는 지하수공에 사용자가 원하는 심도인 까지 내린 후, 상기 채수기를 매단 스틸 와이어를 일정높이까지 들어올린 후 자유낙하시켜, 햄머가 충돌부를 타격함으로 인해 지하수를 채수하는 방식을 사용함으로써, 상기 채수기 내로 유입되는 지하수의 양에 따라 주사기가 채수하는 위치가 틀려지는 경우가 많아 사용자가 원하는 정확한 심도에서의 채수가 되지 않는다는 문제가 발생되었다.

이로 인해, 사용자가 원하는 정확한 심도에서 지하수를 채수할 수 있도록 하는 지하수 시료 채수기의 발명이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자가 원하는 심도에서 지하수를 채수하기 위한 채수기로서, 더 자세하세는 조절부와 지하수가 내부로 유입되는 시료유입구를 다수개 형성하는 채수부를 상호 연결하되, 상기 채수부의 시료주사부를 작동와이어로 당겨줌으로써 상기 시료주사부가 채수통의 패킹부를 관통하며 시료흡수구로 유입된 지하수 시료를 채수통에 수집하도록 하고, 시료 채수가 완료된 후 상기 작동와이어에 가한 힘을 제거하면, 상기 조절부와 피스톤 운동을 하는 가동부가 다시 압축되어 상기 시료주사부가 원상태로 복귀가능하도록 구성함으로써, 지하수 공내에 투하시킨 시료 채수기를 지상에서 전기 또는 공기압 등의 동력원 없이 인력만으로 지하수 시료를 채수할 수 있도록 한 지하수 시료 채수기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 실린더 형태의 조절부와; 길이방향으로 하향직선운동을 하는 주사기 바늘을 포함하는 시료주사부를 내부에 구비한 채수부와; 상기 조절부에 일단부가 삽입되어 수축과 팽창을 하는 피스톤운동이 가능하도록 하고, 타단부는 상기 시료주사부와 연결되어 외주면에 연 결된 작동와이어로 상기 시료주사부를 길이방향으로 하강시키는 가동부와; 상기 시료주사부의 일단을 가이드하며 수직하방운동이 가능하도록 튜브형상의 가이드와 상기 가이드의 하단에 마련되며 상기 주사기 바늘의 하향 직선운동을 안내하고자 마련된 주사기 바늘가이드와, 주사기 바늘의 고무 패킹 관통 정도를 조절하기 위한 상기 가이드의 하면에 장착된 안내 잠김부로 이루어지는 안내부와; 상기 안내부를 통과한 주사기 바늘이 분사한 채수 시료가 저장될 수 있도록 한 채수통이 형성된 수집부와; 상기 수집부의 일단에 형성된 이음고리에 매달려, 시료 채수기가 좌우로 회동하지 않고 부동 될 수 있도록 하며, 상기 작동와이어를 당겨 가동부를 하강시킬 경우, 상기 작동와이어에 가해지는 힘에 시료 채수기가 버틸 수 있을 정도의 하중을 제공하는 중력추; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 조절부와 지하수가 내부로 유입되는 시료유입구를 다수개 형성하는 채수부를 상호 연결하되, 상기 채수부의 시료주사부를 작동와이어로 당겨줌으로써 상기 시료주사부가 채수통의 패킹부를 관통하며 시료흡수구로 유입된 지하수 시료를 채수통에 수집하도록 하고, 시료 채수가 완료된 후 상기 작동와이어에 가한 힘을 제거하면, 상기 조절부와 피스톤 운동을 하는 가동부가 다시 압축되어 상기 시료주사부가 원상태로 복귀가능하도록 구성함으로 심도별 지하수 시료들을 전기나 공기압 등의 동력원이 없이 채수할 수 있음으로 인해, 동력원이 필요하지 않아 제작 단가가 낮으므로, 다수의 지하수공을 대상으로 지하수 시료를 채수할 경우에 기존 제품보다 시간, 경제적 측면에서 매우 효율적인 효과가 있다.

또한, 본 발명은 시료병체를 구성하는 모든 부분품들은 매우 쉽게 분리할 수 있으며, 시료 채수 후 잘 세척하여 다시 사용할 수 있으며, 특히 깊은 심도의 지하수 시료를 채수할 경우, 심도에 따라 비례적으로 증가하는 정수압만으로도 시료채수가 가능하므로 시료 채수병을 사전에 진공화 할 필요는 없는 효과가 있다.

더 나아가, 본 발명은 시료 채수병의 용량 조절이 가능함으로 원하는 만큼의 지하수 시료채수가 가능하며, 정수압이 높아질수록 지하수 채수가 용이해지므로 지하수 채수심도에 구애를 받지 않는 효과가 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

본 발명에 따른 일 실시예는 실린더 형태의 조절부와; 길이방향으로 하향직선운동을 하는 주사기 바늘을 포함하는 시료주사부를 내부에 구비한 채수부와; 상기 조절부에 일단부가 삽입되어 수축과 팽창을 하는 피스톤운동이 가능하도록 하고, 타단부는 상기 시료주사부와 연결되어 외주면에 연결된 작동와이어로 상기 시료주사부를 길이방향으로 하강시키는 가동부와; 상기 시료주사부의 일단을 가이드하며 수직하방운동이 가능하도록 튜브형상의 가이드와 상기 가이드의 하단에 마련되며 상기 주사기 바늘의 하향 직선운동을 안내하고자 마련된 주사기 바늘가이드와, 주사기 바늘의 고무 패킹 관통 정도를 조절하기 위한 상기 가이드의 하면에 장착된 안내 잠김부로 이루어지는 안내부와; 상기 안내부를 통과한 주사기 바늘이 분사한 채수 시료가 저장될 수 있도록 한 채수통이 형성된 수집부와; 상기 수집부의 일단에 형성된 이음고리에 매달려, 시료 채수기가 좌우로 회동하지 않고 부동 될 수 있도록 하며, 상기 작동와이어를 당겨 가동부를 하강시킬 경우, 상기 작동와이어에 가해지는 힘에 시료 채수기가 상부로 끌어올려지지 않고 버틸 수 있을 정도의 하중을 제공하는 중력추; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 채수부는 튜브형상을 가지며, 외주연에 천공된 다수개의 시료유입구를 통해 외부의 지하 지하수를 내부로 유입되도록 하고, 외주연에 복수개의 회전도르래를 형성하여 상기 작동와이어의 당겨짐과 풀어짐이 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시료주사부는 작동와이어의 당겨짐으로 인해 길이방향으로 하강하여 수집부 상면에 접합되어 있는 패킹부를 관통한 후, 채수한 시료를 상기 채수통에 분사하되, 상기 작동와이어에 가한 인력을 제거하면 상기 조절부는 내부의 공기압 실린더가 원상태로 복귀하면서 돌출된 상기 가동부를 내부로 흡입하여 상기 가동부와 연결된 시료주사부가 원상태로 복귀되도록 하며, 단부에는 상기 안내부의 외주면 크기보다 상대적으로 더 큰 외주면으로 형성되어 상기 시료주사부가 작동와이어로 인해 하강되는 경우, 일정길이 이상 하강되지 않도록 제어하는 지지편을 형성하여 상기 가동부와 결합하되 상기 지지편의 외주면에는 주사기 바늘과 연통되어 있는 다수개의 시료흡수구가 천공되어 지하수가 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수집부는 안내부의 안내 잠김부에 대응하며 형성되어 내부는 개방되도록 형성된 채수 잠김부와, 상기 채수 잠김부의 상면에 장착된 패킹부와, 상 기 채수 잠김부의 하단에 장착되며, 시료를 수집하고자 마련된 채수통으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 수집부의 채수통 내의 공기를 진공펌프를 통하여 진공시키는 단계와; 상기 단계 후, 목적하는 심도별로 채수기를 위치하는 단계와; 상기 단계 후, 가동부 외주연에 일단이 고정된 작동와이어를 잡아당겨 상기 가동부가 수직하방운동을 하도록 하는 단계와; 상기 단계 후, 가동부 일단에 결합되어 있는 시료주사부의 주사기 바늘이 안내부내의 주사기 바늘가이드를 통하여 하향 직선운동하여 수집부의 패킹부를 관통하는 단계와; 상기 단계 후, 상기 시료주사부의 시료흡수구를 통하여 채수된 시료가 주사기 바늘 내로 유입되어 채수통으로 시료가 저장되는 단계와; 상기 단계 후, 상기 작동와이어에 가한 힘을 제거하여 압축된 상기 조절부의 공기압 실린더가 원상태로 복귀하면서 일정거리 돌출된 상기 가동부를 내부로 흡입하여 주사기 바늘이 채수통에서 이탈되며, 상기 시료주사부가 원상태로 복귀되도록 하는 단계; 를 포함하여 지하수 시료를 채수하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중력추를 이용한 지하수 시료 채수기 및 그의 채수방법을 설명하도록 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 중력추를 이용한 지하수 시료 채수기 및 그의 채수방법은 심도별 지하수 내의 시료의 채취하기 위한 시료 채취기에 관한 것으로, 전기, 공압 등의 동력없이 인력(人力)만으로 지하수를 채취할 수 있도록 하기 위해 와이어에 인력(引力)을 가해 채수부가 지하수 시료를 채취한 후 이를 채수통에 수집되도록 하되, 작업이 끝난 후 상기 와이어에 가한 인력(引力)을 제거하면, 조절부와 가동부 간의 피스톤 운동에 의해 시료주사부가 원상태로 복귀되도록 한 시료 채수기에 관한 것으로, 조절부(10), 채수부(40)와, 가동부(20), 안내부(50), 수집부(60)를 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 시료 채수기의 설치를 나타낸 예시도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 시료 채수기를 도르래가 장착된 삼발이를 이용하여 시추공 내 목적 심도까지 투입시킨 상태를 나타내고 있다.

상기 시료 채수기를 목적 심도까지 투하하기 위해서 고정와이어(80)가 사용되며, 이때, 상기 시료 채수기를 작동하기 위한 작동와이어(22) 또한 결합되어 투입되도록 한다.

상기 고정와이어(80)와 작동와이어(22)로는 스틸 와이어가 사용되지만 이는 사용자에 의해 다른 재질의 와이어로 변경 가능함은 당연할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 시료 채수기의 일실시예를 나타낸 사시도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 본 발명의 지하수 시료 채수기는 내부가 비어있는 튜브형상을 가지며, 일단에는 커버(12)를 결합하되, 상기 커버(12)에는 내부와 연통되어 있는 공급통로(14)가 형성되어 있고, 상기 공급통로는 호스(15)와 연결되어 공기 등이 유입되도록 구성된 밀폐되어 있는 조절부(10)와, 지하수가 내입되는 시료유입구(11')를 외주면에 다수개 형성하여 내부로 지하수가 유입되도록 한 채수부(40)와, 채수한 상기 지하수 시료를 저장하는 채수통(63)을 구비하는 수집부(60)로 이루어진다.

더불어, 상기 조절부(10)와 채수부(40)의 결합부위에는 패킹(71)을 삽입하고, 상기 채수통(63)은 우선 채수통(63)으로의 지하수 유입량과 유입 속도가 증가되도록 채수기 설치 이전에 미리 진공 펌프를 이용하여 채수통(63) 내의 공기를 빼낸 다음 채수부(40)에 장착한다.

또한, 상기 채수부(40)는 외주면에 다수개의 회전도르래(41)를 돌출형성하도록 하는데, 이는 하기에서 설명될 가동부(20)의 외주면에 형성된 고정고리(21)와 함께 사용되는 것이다. 즉, 본 발명에 따른 지하수 시료 채수기를 작동하기 위한 작동와이어(22)가 시료 채수기에 고정되는 부분이 상기 가동부(20)의 고정고리(21)이고, 상기 고정고리(21)에서 연장되는 작동와이어(22)의 유동을 원활하도록 상기 작동와이어(22)를 지탱해주는 것이 상기 회전도르래(41)이다.

도 3은 본 발명에 따른 조절부 내부의 일실시예를 나타낸 사시도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 상기 조절부(10) 내부에는 하기에서 설명될 가동부(20)의 일단부의 피스톤(13)이 삽입되며, 상기 가동부(20)의 일단부는 조절부(10)의 내부에서 길이방향으로 피스톤 운동을 하게 된다. 더불어, 상기 조절부(10)의 내부와 연결되는 공급통로(14)를 통해 호스(15)로부터 공기가 유입되어 피스톤 운동을 가능하도록 구성한다.

상기 조절부(10)는 일단에 커버(12)를 결합하여 밀폐되도록 한다. 상기 커버(12)의 외측에는 이음고리(70)를 형성하여, 본 발명에 따른 시료 채수기가 지하수 시추공내에 삽입될 때 고정와이어(80)가 고정되는 부분으로 사용된다.

도 4는 본 발명에 따른 가동부와 시료주사부의 일실시예를 나타낸 사시도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 상기 도 3에서 일측이 상기 조절부에 삽입되어 피스톤 운동을 하는 가동부(20) 및 시료주사부(30)를 나타내고 있다.

즉, 상기 도 4의 가동부(20) 및 시료주사부(30)는 도 2의 채수부(40) 내부에 구비되는 구성요소들이다.

상기 가동부(20)는 외주면에 다수개의 고정고리(21)를 형성하게 되는데, 이는 하기에서 자세히 설명될 작동설명에서 사용되는 작동와이어(22)의 일단이 결합되는 부분이다.

즉, 상기 작동와이어(22)의 일단을 상기 고정고리(21)에 결합한 후, 상기 작 동와이어(22)의 타단을 잡아당겨 상기 가동부(20) 및 시료주사부(30)가 수직 하강하도록 하는 것이다.

상기 가동부(20)의 타단은 시료주사부(30)와 연결되어 있으며, 상기 시료주사부(30)는 지지편(31)과 주사기 바늘(33)로 구성되어져 있다.

상기 지지편(31)의 외주면에는 다수개의 시료흡수구(32)가 천공되어 있으며, 상기 시료흡수구(32)는 주사기 바늘(33)과 연통되도록 하여, 상기 시료흡수구(32)로 유입된 지하수 시료가 주사기 바늘(33)을 통해 이동되도록 한다.

더불어, 상기 지지편(31)의 형상은 가동부(20)를 향할수록 점차 외주면의 크기가 증가되도록 하고, 그 크기는 하기에서 설명될 안내부(50)의 가이드(51)의 외주면 크기보다 상대적으로 크도록 하여, 상기 시료주사부(30)가 일정길이 이상 하강하지 않도록 단속하도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 안내부의 일실시예를 나타낸 단면도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 상기 안내부(50)는 튜브형상의 가이드(51)와 상기 가이드(51)의 하단에 마련되며, 상기 주사기 바늘(33)의 하향 직선운동을 안내하고자 마련된 주사기 바늘가이드(52)와, 주사기 바늘(33)의 고무 패킹 관통 정도를 조절하기 위한 상기 가이드(51)의 하면에 장착된 안내 잠김부(53)로 이루어져 있다.

상기 도 4에서 시료주사부(30)에 형성된 주사기 바늘(33)이 상기 가이드(51) 내부에 위치하게 되어 주사기 바늘가이드(52)를 따라 수직 하강하게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 수집부의 일실시예를 나타낸 단면도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 상기 수집부(60)는 상기 도 5에서 설명된 안내부(50)의 안내 잠김부(53)에 대응하며 형성되어 내부는 개방되도록 형성된 채수 잠김부(62)와, 상기 채수 잠김부(62)의 상면에 장착된 패킹부(61)와, 상기 채수 잠김부(62)의 하단에 장착되며, 시료를 수집하고자 마련된 채수통(63)으로 이루어지는데, 본 발명에 따른 지하수 시료 채수기가 작동될 경우 도 5에서 설명된 상기 안내부(50)의 주사기 바늘가이드(52)를 따라 수직 하강된 시료주사부(30)의 주사기 바늘(33)은 상기 패킹부(61)를 관통하여 채수통(63)에 시료를 분출하게 된다.

도 7a는 본 발명에 따른 시료 채수기의 작동 전 상태를 나타낸 예시 단면도이고, 도 7b는 도 7a의 작동 후 상태를 나타낸 예시 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 시료 채수기에 지하수가 유입되는 흐름도를 나타낸 단면도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 지하수 시료 채수기는 외부에서 보이는 형태로 분리해보면 조절부(10), 채수부(40), 수집부(60)로 구성되어지며, 상기 각각의 구성들은 나사결합 형태로 분리 및 결합이 가능하도록 되어 있다.

상기 도 7a 및 7b에 표시된 'A'는 나사결합을 나타내는데 그로 인해, 착탈이 용이함을 의미한다. 하지만, 상호간 착탈이 용이하다면 다른 결합수단을 이용하여 변경될 수도 있음이다.

이하에서는 상기 도 7a 및 7b를 바탕으로 본 발명에 따른 지하수 시료 채수기의 작동 및 구성을 설명하도록 한다.

상기 조절부(10)와 채수부(40)는 결합 및 분리가 가능하도록 되어 있되, 내부가 비어 있는 형상을 가지며 상호간의 연결부위에서도 연통되도록 형성한다.

상기 연결부위에는 가동부(20)가 삽입되되, 상기 가동부(20)는 일측을 상기 조절부(10) 내부에 삽입하여 상기 커버(12)의 공급통로(14)로 호스(15)를 통해 공기가 유입되어 길이방향으로 상, 하 피스톤 운동이 가능하도록 하고, 타측은 상기 채수부(40) 내의 시료주사부(30)와 결합되어 있다.

즉, 상기 조절부(10)에 삽입되어 있던 가동부(20)가 외부의 힘에 의해 당겨져 외부로 일정길이 이상 돌출되어도, 상기 힘을 제거하면 상기 가동부(20)는 원상태의 위치로 복귀될 수 있다.

상기 시료주사부(30)는 가동부(20)와 결합되는 일단에 지지편(31)을 형성하고, 타단에는 주사기 바늘(33)을 길이방향으로 수직으로 형성한다.

또한, 상기 주사기 바늘(33)은 하기에서 설명될 안내부(50)의 내측에 삽입되되, 상기 안내부(50)의 주사기 바늘가이드(52)를 통해 흔들리지 않고 수직하방(垂直下方)으로 이동될 수 있도록 한다.

상기 가동부(20)는 일측에 조절부(10)를 결합하고, 타측에는 수집부(60)를 결합하는 형태를 가진다.

상기 수집부(60)는 조절부(10) 및 채수부(40)와 마찬가지로 내부가 비어있으며, 상기 수집부(60)와 채수부(40) 간에는 길이방향으로 동일 중심선을 가지며 연통가능하도록 구성한다.

즉, 상기 수집부(60)는 채수부(40)의 타단에 결합 및 분리가 가능하며 내부 가 연통되도록 내부로 삽입되며 결합되되, 삽입된 상기 수집부(60)의 일단은 채수부(40)의 내부에서 다시 안내부(50)와 연통결합되도록 한다.

상기 채수통(63)의 타단에는 조절부(10)의 일단과 마찬가지로 이음고리(70')를 형성하고 있으며, 상기 이음고리(70')에 일정무게의 중력추(72)를 매달아 사용하게 되는데, 이는 상기 가동부(20)를 하강시켜 시료주사부(30)를 수직하방으로 이동시킬 경우, 상기 조절부(10)에 일단이 연결되어 피스톤 운동을 하는 가동부(20)를 하강시키는 작동와이어(22)의 힘을 지탱하여 시료 채수기 자체가 상기 작동와이어(22)에 가해진 당김 힘으로 상기 시료주사부(30)가 하강되지 않고 시료 채수기 자체가 상기 작동와이어(22)와 함께 상부로 끌려 올라가는 일이 없도록 일정한 하중을 공급하는 역활과 함께, 상기 시료 채수기가 좌, 우로 흔들리지 않고 부동되도록 하는 부가적인 역활 또한 하게 된다.

상기 도 7b는 본 발명에 따른 지하수 시료 채수기가 작동된 후의 모습을 나타내고 있는데, 이를 설명하면 상기 작동와이어(22)에 인력(引力)을 가해 당기게 되면, 상기 가동부(20)는 수직하방으로 이동하게 되고, 상기 가동부(20)의 일단에 연결되어 있는 시료주사부(30) 또한 수직으로 하강하게 된다.

하강시에, 상기 시료주사부(30)의 일단에 형성되어 있는 주사기 바늘(33)은 상기 안내부(50)의 주사기 바늘가이드(52)를 따라 수직으로 하강하게 되어, 상기 수집부(60)의 일단에 형성된 패킹부(61)를 관통하게 된다.

이때 채수통(63) 내의 공기압은 채수기 주변의 정수압에 비해 낮으므로 시료주사부(30)의 지지편(31)에 형성된 상단에 형성된 다수개의 시료흡수구(32)를 통해 지하수가 유입되고, 상기 채수된 지하수 시료는 상기 주사기 바늘(33)을 통해 채수통(63)에 수집되게 된다.

상기 채수통(63)에 지하수 시료가 가득 찰 때까지 약 20분(수두 높이 50m 기준)을 기다린다.

상기와 같은 동작이 끝난 후 시료 채수가 종료되면 상기 작동와이어(22)에 가했던 인력(引力)을 제거해 주면 되는데, 상기 작동와이어(22)를 당기던 힘을 제거해주면, 상기 조절부(10)에 일단부가 삽입되어 수직하방으로 일정길이 돌출되었던 가동부(20)가 상기 조절부(10)와의 피스톤 운동에 의해 원상태로 압축되면서, 상기 수집부(60)의 패킹부(61)을 관통한 주사기 바늘(33)을 포함하는 시료주사부(30)와 가동부(20)를 수직상방(垂直上方)으로 상승시켜 상기 가동부(20) 및 시료주사부(30)가 원상태로 복귀된다.

상기와 같이 외부로 일정길이 돌출된 가동부(20)가 원상태로 복귀가능한 것은 공기압 실린더의 복원력 때문이며, 상기 도 2 또는 도 7a와 7b에서처럼 호스(15)를 이용함으로써 공기압 실린더의 전진 후퇴가 더욱 용이하게 하여 상기 가동부(20)를 원상태의 위치로 복귀시키게 되는 것이다.

하지만, 상기와 같이 조절부(10)와 가동부(20) 간의 피스톤 운동은 상기 조절부(10)에 내부에 탄성부재를 구비하여 상기 탄성부재의 인장, 압축의 탄성력을 이용하거나, 상기 조절부(10) 자체를 공기압 실린더가 내부에 구비된 실린더 형태의 조절부(10)로 사용하는 등 사용자에 의해 여러형태로 변경하여 시행할 수 있음은 당연할 것이다.

모든 작업이 완료된 후, 본 발명에 따른 지하수 채수기를 지상으로 인양할 때 채수통(63) 내부의 압력은 채수기 주변의 정수압보다 높으므로 목적 심도 상위의 지하수가 채수통(63)으로 유입될 가능성은 없다.

지상으로 인양된 본 발명에 따른 지하수 채수기로부터 채수통(63)을 분리시켜 외부 공기와의 접촉 없이 실험실 또는 분석실로 이동될 수 있으며, 사용 후 세척하여 재사용할 수 있다. 또한, 채수통(63)의 용량을 조절할 수 있으므로 원하는 양만큼의 지하수 시료 채수가 가능하다.

이상과 같이, 본 발명의 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되진 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 시료 채수기의 설치를 나타낸 예시도.

도 2는 본 발명에 따른 시료 채수기의 일실시예를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 조절부 내부의 일실시예를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 가동부와 시료주사부의 일실시예를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 안내부의 일실시예를 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 수집부의 일실시예를 나타낸 단면도.

도 7a는 본 발명에 따른 시료 채수기의 작동전 상태를 나타낸 예시 단면도.

도 7b는 도7a의 작동 후 상태를 나타낸 예시 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 시료 채수기에 지하수가 유입되는 흐름도를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 표시>

10: 조절부 11': 시료유입구

12: 커버 13: 피스톤

14: 공급통로 15: 호스

20: 가동부 21: 고정고리

22: 작동와이어 30: 시료주사부

31: 지지편 32: 시료흡수구

33: 주사기 바늘 40: 채수부

41: 회전도르래 50: 안내부

51: 가이드 52: 주사기 바늘가이드

53: 안내 잠김부 60: 수집부

61: 패킹부 62: 채수 잠김부

63: 채수통 70, 70': 이음고리

71: 패킹 80: 고정와이어

Claims

실린더 형태의 조절부(10)와;

길이방향으로 하향직선운동을 하는 주사기 바늘(33)을 포함하는 시료주사부(30)를 내부에 구비한 채수부(40)와;

상기 조절부(10)에 일단부가 삽입되어 수축과 팽창을 하는 피스톤운동이 가능하도록 하고, 타단부는 상기 시료주사부(30)와 연결되어 외주면에 연결된 작동와이어(22)로 상기 시료주사부(30)를 길이방향으로 하강시키는 가동부(20)와;

상기 시료주사부(30)의 일단을 가이드하며 수직하방운동이 가능하도록 튜브형상의 가이드(51)와 상기 가이드(51)의 하단에 마련되며 상기 주사기 바늘(33)의 하향 직선운동을 안내하고자 마련된 주사기 바늘가이드(52)와, 주사기 바늘(33)의 고무 패킹 관통 정도를 조절하기 위한 상기 가이드(51)의 하면에 장착된 안내 잠김부(53)로 이루어지는 안내부(50)와;

상기 안내부(50)를 통과한 주사기 바늘(33)이 분사한 채수 시료가 저장될 수 있도록 한 채수통(63)이 형성된 수집부(60)와;

상기 수집부(60)의 일단에 형성된 이음고리(70')에 매달려, 시료 채수기가 좌우로 회동하지 않고 부동 될 수 있도록 하며, 상기 작동와이어(22)를 당겨 가동부(20)를 하강시킬 경우, 상기 작동와이어(22)에 가해지는 힘에 시료 채수기가 상부로 끌어올려지지 않고 버틸 수 있을 정도의 하중을 제공하는 중력추(72);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중력추를 이용한 지하수 시료 채 수기.
제 1항에 있어서,

상기 채수부(40)는 튜브형상을 가지며, 외주연에 천공된 다수개의 시료유입구(11')를 통해 외부의 지하수를 내부로 유입되도록 하고, 외주연에 복수개의 회전도르래(41)를 형성하여 상기 작동와이어(22)의 당겨짐과 풀어짐이 용이하도록 하는 것을 특징으로 하는 중력추를 이용한 지하수 시료 채수기.
제 1항에 있어서,

상기 시료주사부(30)는 작동와이어(22)의 당겨짐으로 인해 길이방향으로 하강하여 수집부(60) 상면에 접합되어 있는 패킹부(61)를 관통한 후, 채수한 시료를 상기 채수통(63)에 분사하되, 상기 작동와이어(22)에 가한 인력을 제거하면 상기 조절부(10)는 내부의 공기압 실린더가 원상태로 복귀하면서 돌출된 상기 가동부(20)를 내부로 흡입하여 상기 가동부와 연결된 시료주사부(30)가 원상태로 복귀되도록 하며, 단부에는 상기 안내부(50)의 외주면 크기보다 상대적으로 더 큰 외주면으로 형성되어 상기 시료주사부(30)가 작동와이어(22)로 인해 하강되는 경우, 일정길이 이상 하강되지 않도록 제어하는 지지편(31)을 형성하여 상기 가동부(20)와 결합하되 상기 지지편(31)의 외주면에는 주사기 바늘(33)과 연통되어 있는 다수개의 시료흡수구(32)가 천공되어 지하수가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 중력추를 이용한 지하수 시료 채수기.
제 1항에 있어서,

상기 수집부(60)는 안내부(50)의 안내 잠김부(53)에 대응하며 형성되어 내부는 개방되도록 형성된 채수 잠김부(62)와, 상기 채수 잠김부(62)의 상면에 장착된 패킹부(61)와, 상기 채수 잠김부(62)의 하단에 장착되며, 시료를 수집하고자 마련된 채수통(63)으로 이루어진 특징으로 하는 중력추를 이용한 지하수 시료 채수기.
수집부(60)의 채수통(63) 내의 공기를 진공펌프를 통하여 진공시키는 단계와;

상기 단계 후, 목적하는 심도별로 채수기를 위치하는 단계와;

상기 단계 후, 가동부(20) 외주연에 일단이 고정된 작동와이어(22)를 잡아당겨 상기 가동부(20)가 수직하방운동을 하도록 하는 단계와;

상기 단계 후, 가동부(20) 일단에 결합되어 있는 시료주사부(30)의 주사기 바늘(33)이 안내부(50)내의 주사기 바늘가이드(52)를 통하여 하향 직선운동하여 수집부(60)의 패킹부(61)를 관통하는 단계와;

상기 단계 후, 상기 시료주사부(30)의 시료흡수구(32)를 통하여 채수된 시료가 주사기 바늘(33) 내로 유입되어 채수통(63)으로 시료가 저장되는 단계와;

상기 단계 후, 상기 작동와이어(22)에 가한 힘을 제거하여 압축된 상기 조절부(10)의 공기압 실린더가 원상태로 복귀하면서 일정거리 돌출된 상기 가동부(20)를 내부로 흡입하여 주사기 바늘(33)이 채수통(63)에서 이탈되며, 상기 시료주사 부(30)가 원상태로 복귀되도록 하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 중력추를 이용한 지하수 시료 채수기의 채수방법.