KR100966167B1 - 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 및 구성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지열 열교환기로 사용하기 위해 굴착된 지하수 심정에 내부케이싱을 바닥까지 설치하면서 내부케이싱 상부에 펌프하우징을 슬라이딩 결합이 가능하도록 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 및 구성방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는 지열 열교환기장치를 구성함에 있어, 지열을 이용하기 위해 지표 아래 암반 심층부까지 굴착한 굴착공과; 굴착공 바깥쪽으로 상층 오염지하수가 유입되는 것을 방지하기 위해 설치되는 그라우팅 차수벽과; 암반 심층부까지 굴착된 굴착공 내부에 삽입 설치된 인케이싱과; 인케이싱 하부에 집중적으로 배치하여 연결 설치된 유공관과; 인케이싱 상단에 연결 설치된 점감결합부와; 점감 결합부 상부에 결합된 펌프하우징과; 펌프하우징 내부에서 양수파이프와 고정 결합되는 심정 수중모터펌프와; 심정 수중모터펌프에 연결하여 지상에 설치된 열교환기로 지하수를 공급할 수 있도록 구성된 양수파이프와; 열교환기를 순환하는 환수 지하수를 지열 굴착공 내부 지하수중으로 유입되도록 연결 구성한 환수관유니트와; 인케이싱 상단에 설치되어 굴착공 중심과 인케이싱의 중심이 일치 또는 근접할 수 있도록 유지시켜 주는 기능을 갖는 인케이싱브라켓과; 지표로부터 오염물질이 굴착공 내부로 유입되지 않도록 보호해주는 상부보호공으로 이루어진 장치와 그 구성방법에 관한 것이다.

지열 굴착공, 점감결합부, 인케이싱브라켓, 환수관유니트, 인케이싱, 유공관,

Description

점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 및 구성방법{omitted}

본 발명은 지열 열교환기로 사용하기 위해 굴착된 지하수 심정에 내부케이싱을 바닥까지 설치하면서 내부케이싱 상부에 펌프하우징을 슬라이딩 결합이 가능하도록 한 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 및 구성방법에 관한 것이다.

즉, 지열을 이용하기 위해 설치되는 지열 열교환기장치에서 지열 굴착공의 구성 형태와 지열 굴착공 내부에 삽입 설치되는 인케이싱과 유공관, 그리고 순환 지하수를 지열 열교환기장치와 지상에 설치된 이차 열교환기 및 순환배관의 내부를 순환시킬 수 있도록 지열 굴착공 내부에 설치되는 심정 수중모터펌프와 양수파이프의 구성형태에 관한 것이며 특히 점감결합부와 인케이싱브라켓을 포함시킴으로써 지열 열교환기장치의 지중 전열 효과의 상승은 물론 조립과 분리가 용이하고 사후관리를 위한 에어써징시 바닥에 쌓인 모래를 효과적으로 외부로 배출시킬 수 있게 하여 지열 열교환기장치의 폐색을 방지할 수 있도록 한 것이며 이를 구성하기 위한 구체적이고 세부적인 구성방법을 발명한 것이다.

지열이란 지하수를 굴착하여 형성된 지열 굴착공 내부에서 양수되는 지하수가 갖고 있는 고유 열과 지중의 열을 통칭하는 것으로서 일반적으로 지표하부를 100미터이상 500미터 내외의 깊은 깊이로 굴착한 후 이곳에 열교환을 위한 고밀도폴리에칠렌(PE)파이프를 묻거나 일반 지하수를 사용하여 지하수 심정시설과 동일하게 심정 수중모터펌프와 양수파이프를 설치하여 지하수를 양수한 후 지하수가 갖고 있는 열을 지상에 설치한 2차 열교환기나 히트펌프를 사용하여 열을 이용한 후 열교환된 순환 지하수를 환수관을 이용하여 다시금 지열 굴착공 내부에 환수시키는 열교환시스템을 구성하여 사용하고 있다.

지중 온도는 사계절 변함없이 17도씨 내지 18도씨의 온도를 년중 유지하고 있게 되어 이 온도를 갖고 있는 지하수를 양수하여 지열 열교환기장치를 거치게 하여 전열된 열을 이용하게 되는 경우 지하수 심정 펌프의 양수량이 시간당 1000리터에 이르고 온도차가 4도씨인 경우 시간당 4000킬로칼로리에 이르는 열량 확보가 가능하고 이렇게 열교환되어 상승되거나 혹 낮아진 순환 지하수의 온도는 환수관을 통해 지열 굴착공 내부로 유입되어 지중의 열에 의해 다시금 열교환되어 순환 지하수의 온도는 낮아지거나 혹 다시금 높아진 상태를 유지하게 되면서 이러한 사이클이 지속적으로 사용가능한 상태를 유지할 수 있게 된다.

물론, 이러한 순환 지하수의 열을 이용하기 위해서는 히트펌프라는 열 이동장치의 구성이 필요하게 되며 히트펌프는 통상 수냉식 에어컨의 원리를 이용한 시스템으로 이해될 수 있다 하겠다. 즉, 지열을 함유한 순환 지하수가 에어컨의 증발기측으로 유입되어 열교환됨으로써 얻는 열효과는 응축기쪽의 고열을 난방과정에서 사용하게 되며 지열을 함유한 순환 지하수가 에어컨의 응축기측으로 유입되어 열교환됨으로써 얻는 열효과는 증발기측의 저온을 냉방으로 사용하게 되는 것이다. 본 발명의 명세서에서는 이러한 히트펌프의 기능에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이처럼 지중의 열을 이용하기 위해 지표로부터 100∼500 미터에 이르는 암반 심층부까지 굴착하고 열교환용 순환 지하수를 지상에 설치된 이차 열교환기까지 순환시켜 직접 이용하는 통칭 개방형 지열시스템을 사용하거나 또는 굴착공 내부에 폐쇄된 코일을 삽입하여 설치하고 이 코일 내부에 브라인(Brine)을 순환시켜 열 이동을 시킨 다음 이 브라인을 지상에 설치된 이차 열교환기까지 순환시켜 이용하는 시설이 지열을 이용하는 통칭 폐쇄형 지열시스템이 모두 지열을 이용하는 냉난방시스템이다. 이러한 지열 냉난방시스템에서 필수적인 시설은 바로 굴착된 지하수 심정과 유사하게 구성된 지열 굴착공으로 이루어진 지열 열교환기 장치이며 특히 지하수를 양수하여 작접 열교환을 위한 개방형 지열 열교환기장치인 경우에는 심정 수중모터펌프와 양수파이프 및 환수관을 다시금 굴착된 지열 굴착공 내부에 연결되도록 하는 것은 반드시 갖춰져야 하는 시스템이라 할 것이다.

잘 알다시피 지하수(地下水: groundwater)라 함은 지하의 지층이나 암석 사이의 빈틈을 채우고 있거나 흐르는 물을 말하는 것으로서 지하수 개발과정에서는 당연히 토사층과 풍화암층을 천공하게 되고 이러한 천공되는 구간은 이어서 연암층과 보통암,경암층을 관통하여 구성되어지게 된다.

지열을 이용하기 위한 굴착된 지열 굴착공 역시 지하수를 사용하여야 하며 지하수용 심정 수중펌프모터와 양수파이프를 설치하여야 함에는 일반 지하수 심정과 큰 차이가 없으며 단지 열을 이용한 후 다시금 지열 굴착공 내부로 유입시키는 환수관 및 환수관 유니트 시설만이 다를 뿐이어서 지하수 오염방지를 위한 지표하부보호벽 시설 또한 당연히 일반 지하수 심정과 동일하게 시설되어야 하고 또 고려되어야 할 부문이라 할 수 있다.

또 다른 문제는 일반 지하수 심정과는 달리 지열 굴착공은 다량의 지하수를 양수하여 사용함으로써 없어지는 것이 아니라 단지 순환 지하수가 보유한 열량만을 열교환하여 사용한 후 양수했던 지하수량은 그대로 다시금 지열 굴착공 내부로 환수되도록 시설이 이루어져 있다는 것이고 이러한 이유로 인해 지하수량을 소모하며 사용하는 지하수 심정과는 달리 시설비를 낮추기 위해 가능한 지하수 심정 수중모터펌프와 양수파이프가 설치되는 최소한의 공간을 확보할 수 있는 직경으로 굴착이 이루어지게 되고 이로 인해 열교환 후 되돌아 오는 환수된 지하수를 환수관을 따라 지하수 심정의 깊은 깊이까지는 투입될 수 있도록 시설하는데는 현실적으로 어려움이 있는 문제가 있었다.

대체적으로 상부에 위치한 지하수 환수관은 환수되어 돌아오는 환수 지하수를 지열 굴착공 상부에서 토출이 이루어지도록 연결되어지고 토출된 환수 지하수는 지열 굴착공 내부에서 낙수되면서 지열 굴착공 내부에서 열교환된 상태로 심정 수중모터펌프로 흡입되어 양수파이프를 통해 열교환시스템 내부를 다시금 순환하게 된다.

한편, 환수관을 통해 높고 강한 토출 수압으로 낙수되는 순환 지하수는 특히 풍화암층의 암반공벽을 침식하여 다량의 모래를 지하수 심정 내부로 유입되게 작용하게 되고 결국 이들의 모래들로 인해 지하수 심정 수중모터펌프의 임펠라 침식과 지상에 설치되는 순환배관과 열교환기에 모래가 침적되어 순환 지하수의 소통을 저해하게 되어 정상적인 시스템 운용에 장애가 되는 문제가 있었다.

또한, 좁은 굴착 직경을 갖는 지열용 지하수 심정 내부에 이미 설치된 심정 수중모터펌프와 연결된 양수파이프와 심정 수중모터펌프를 가동시키기 위한 동력케이블과 수위선이 설치되어 있어 활용가능한 공간이 없음에도 불구하고 이곳에 다시금 환수배관을 수위 깊숙한 곳까지 함께 설치하여 구성한다는 것은 큰 직경의 굴착공을 구성하여야 가능하고 이는 시설비의 증가를 가져올 수 밖에 없어 현실적으로 큰 어려움이 있었던 것이 사실이다.

이러한 결과 열교환 된 순환 지하수가 환수되어 지하수 심정과 다름없는 지열 굴착공 내부로 유입되는 경우 상부에 떨어지는 지하수는 지중 열교환이 충분히 이루어지지 않은 상태에서 심정 수중모터펌프로 즉시 유입되어 지상의 열교환기로 이동됨으로써 순환 지하수의 온도차가 작아지게 되고 결과적으로 지열의 핵심기능 장치인 히트펌프의 효율을 떨어뜨리는 중요한 요인으로 작용되는 문제점을 가지고 있었으며 단순히 배열된 유공관의 설치깊이는 미쳐 열교환이 마쳐지지 않은 순환 지하수를 심정 수중모터펌프로 흡입되도록 함으로써 결과적으로 지열용 히트펌프의 열교환 효율을 떨어뜨리는 동일한 요인으로 작용하게 하였다.

한편 대체적인 지열 열교환기인 지열 굴착공은 그 직경의 크기가 150밀리미터∼250밀리미터의 구경으로 시설되어 지게 되고 인케이싱의 크기 역시 아예 삽입 설치를 하지 않거나 설치되는 경우에도 150밀리미터∼200밀리미터의 구경으로 하여 통상 4인치(100밀리미터) 직경을 갖는 심정 수중모터펌프를 설치하는데 장애가 없 는 시설을 갖추었다.

이러한 굴착공의 구경과 인케이싱 구경은 굴착비용의 상승과 시설비의 상승을 가져오게 되었고 그나마 시설비의 절감을 위해 인케이싱을 설치하지 않은 경우 일부 지열 열교환기의 지열 굴착공은 심정 수중모터펌프가 설치된 상태에서 내부가 무너져 지열 열교환기 자체를 폐기, 폐공하는 사례도 발생하였다.

더욱이 지금까지 시설된 대다수의 지열 열교환기장치가 이러한 기본 형태를 벗어나지 못한 상태에 있어 이들에 대한 시설개선을 통해 효율 높은 시설로의 전환을 위한 새로운 신기술의 개발 필요성이 크게 대두되고 있는 실정이다.

또한, 통상적인 순환 지하수를 열매체로 사용하고 있는 개방형 지열 열교환기장치의 경우 지열 굴착공의 공벽에서 떨어져 박리되거나 암반 수맥 또는 상층부의 풍화암층으로부터 유입되는 모래등으로 인해 그나마 설치된 인케이싱과 지열 굴착공의 굴착 공벽 사이에 이들이 퇴적되어지게 됨으로써 순환 지하수의 순환장애가 발생되는 사례가 증가되고 있으며 이러한 모래등 이물질을 배출하기 위한 청소방법 또한 개발되어 있지 않아 어려움이 많은 형편에 처해 있는게 현실이다. 특히, 지열 열교환기장치 중 200미터가 넘는 깊이의 고심도 지열 굴착공의 바닥과 인케이싱과 굴착 골벽사이에 퇴적된 모래제거를 위한 적정한 청소방법의 개발은 시급히 요구되는 사안이기도 하였다.

또한, 주변 지하수의 사용 증가에 따른 운전 중 꾸준히 안정되도록 유지되어야 할 지하수 안정수위의 저하는 지열 열교환기장치 운용에 직접적인 장애요인으로 작용하게 되고 운전 수위의 증가는 자연스럽게 운전동력비의 증가로 이어지게 되어 에너지절감시설이 오히려 에너지 낭비시설로 전락되거나 시설 자체를 활용하지 못하는 문제를 안고 있었으나 이에 대한 마땅한 대처방안이 마련되어 있지 않은 상황에 처해 있는 상태이다.

한편, 이러한 문제를 일부 해소하기 위해 특허 출원 제10-2006-0091897호(등록번호제 10-0716763호, 특허명칭;지하수 및 지열 이송용 파이프 장치)가 개발된 바 있으며 이 기술의 특징은 청구항 1에 기재된 바와 같이 수중모터펌프가 내장 설치되게 직경이 넓게 형성된 모터보호관과, 모터보호관의 상 하단에 연이어 다수개가 설치되며, 지하수 공의 유지관리를 위해 인양 및 제거할 수 있도록 한 파이프, 그리고 모터보호관과 각각의 파이프사이에 설치되어 상호 연결 및 기밀을 유지시키는 연결수단으로 구비됨을 특징으로 한 것이었다.

그러나, 지열 열교환기로 사용되는 굴착공은 통상 100∼500미터에 달하는 깊이를 형성하게 되는데 특히 500미터 내외의 깊이로 구성되는 장치의 경우에는 모터보호관과 양수파이프의 하중을 견딜 수 있도록 하기 위해 양수파이프의 규격을 대형화 시킬 수 밖에 없는 한계를 가지고 있어 시설비의 증가를 가져올 수 밖에 없었으며 별도의 인케이싱의 설치가 없을 경우 굴착공의 함몰이 발생되었을 때 양수파이프와 모터보호관이 묻힐 수 밖에 없어 시설폐쇄의 가능성이 상존하는 위험이 있었다.

또한, 실용신안등록 출원 제20-2007-0002348호(등록번호 제20-0436894호, 실용신안등록명칭;지열 및 지하수 공급장치)에서는 모터 보호관 하부에 연결되는 양수파이프 대신 유연성과 열전도율이 낮은 수지를 재질로 한 유도관으로 변경함으로 써 관체 비용을 절감하고 설치와 인출이 용이하게 한 효과를 얻고자 하였으나 이 고안 역시 지열 굴착공을 청소하거나 관리하기 위해서는 유도관을 모두 외부로 인양하여 제거하여야 하는 불편함은 상존할 수 밖에 없으며 이는 굴착공의 깊이가 500미터에 이르게 될 경우에는 인양 및 설치, 그리고 운전 중 발생되는 하중의 유지관리에 높은 주의력을 기울일 수 밖에 없는 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여, 지열을 이용하기 위해 지표 아래 암반 심층부까지 굴착한 지열 굴착공과; 지열 굴착공 바깥 쪽으로 상층 오염지하수가 유입되는 것을 방지하기 위해 설치되는 그라우팅 차수벽과; 암반 심층부까지 굴착된 굴착공 내부에 삽입 설치된 인케이싱과; 인케이싱 하부에 집중적으로 배치하여 인케이싱과 연결 설치된 유공관과; 인케이싱 상단에 설치되어 굴착공 중심과 인케이싱의 중심이 일치 또는 근접할 수 있도록 유지시켜 주는 기능을 갖는 인케이싱브라켓과; 양수파이프와 연결 결합된 펌프하우징과; 펌프하우징 하부에 결합되어 인케이싱브라켓 상단에 슬라이딩 결합이 될 수 있도록 구성된 점감결합부와; 펌프하우징 내부에서 양수파이프와 연결 결합되는 심정 수중모터펌프와; 심정 수중모터펌프와 연결되어 지상에 설치된 이차 열교환기로 순환 지하수를 공급할 수 있도록 구성된 양수파이프와; 지상에 설치된 이차 열교환기를 순환하여 환수되는 순환 지하수를 지열 굴착공 내부로 유입되도록 연결 구성한 환수관유니트와; 지표로부터 오염물질이 굴착공 내부로 유입되지 않도록 보호해주는 상부보호공으로 이루어진 것을 특징으로 구성하였다.

본 발명이 이루어짐으로써 지열을 이용하기 위해 굴착한 지열 굴착공에 인케이싱을 삽입 설치하지 않고 운용되던 지열 열교환기에 새롭게 그 직경이 100밀리미터∼50밀리미터 범위의 인케이싱을 삽입설치하여 운용할 수 있는 기술을 공급할 수 있게 되었다. 이러한 효과는 종래 단순히 인케이싱의 용도를 지열 열교환기장치라 할지라도 심정 수중모터펌프와 양수파이프를 그 내부에 설치할 수 있는 공간을 확보하여야 한다는 사고로 인해 인케이싱 직경을 150밀리미터 이상 요구할 수 밖에 없었던 한계를 극복하여 인케이싱을 인케이싱 외주연과 굴착공 공벽사이를 순환 지하수가 이동하면서 전열이 이루어진 상태에서 굴착공 상부로부터 바닥 근처에 까지 설치된 유공관을 통해 인케이싱 내부로 유입되어 심정 수중모터펌프를 통해 순환되는 일종의 순환 배관으로서의 기능으로 그 구성을 변화시킴으로써 가능하게 된 것이다.

또한, 인케이싱이 단순히 순환 지하수의 유동에만 관여하게 되도록 함으로써 인케이싱의 설치구간의 지열 굴착공의 직경을 보다 작게 구성할 수 있게 되어 굴착비가 크게 절감될 수 있으며 인케이싱의 직경 또한 작게 설치되어 시설비의 절감 효과가 있게 된다.

또한, 펌프하우징 또는 펌프하우징과 양수파이프를 인케이싱과 분리하여 인발제거 하고 적정한 규격(대체적으로 100밀리미터 내외)의 청소용 유도케이싱을 인케이싱 상부에 연결하여 구성할 수 있게 됨으로써 인케이싱과 지열 굴착공의 굴착 공벽 사이에 퇴적된 모래등 이물질들을 인케이싱 내부로 고압의 압축공기 또는 압축수를 직접 주입하거나 인젝터를 활용하여 주입함으로써 인케이싱 내부로나 인케이싱과 지열 굴착공의 굴착 공벽 사이를 통해 외부로 배출하는데 더욱 용이한 구조를 취할 수 있게 되어 유지관리의 편의성을 높힐 수 있게 되는 효과를 얻게 되었다.

이러한 청소 과정에서도 종래에는 청소를 위해서는 바닥에까지 청소용 고압압축공기 호스나 배관을 연결 설치하여 시행하였으나, 본 발명에서는 인케이싱의 상부에 연결 설치된 청소용 유도케이싱 상부에 직적 고압 압축공기 또는 압축수 주입을 위한 주입관을 연결하여 구성하고 점감결합부와 인케이싱브라켓을 이용하여 밀실하게 결합하여 고압압축공기나 압축수를 공급할 수 있게 되어 청소 공정을 단순화시키고 경제적으로 시행할 수 있게 되어 결과적으로 순환 지하수의 순환 장애없는 지열 열교환기장치의 운용이 가능하게 되는 효과가 있다 하겠다. 물론, 인젝터를 사용하게 되는 경우에도 유도케이싱에 점감결합부를 결합하여 구성함으로써 밀실하게 결합이 가능하게 되어 청소효과를 더욱 높힐 수 있는 효과가 있다 하겠다.

또한, 양수파이프 또는 연장된 펌프하우징의 설치 길이는 그 깊이가 심정 수중모터펌프가 가동되더라도 수위에 변화가 없는 안정수위보다 약 10미터 깊이부분까지 설치되게 되어 통상 약 30미터의 길이로 시설이 가능하게 되어진다. 이러한 시설 형태는 지열 열교환기장치 지열 굴착공의 굴착 깊이가 아무리 깊다 할지라도 항시 일정하게 유지할 수 있어 시공비를 크게 절감할 수 있는 효과가 있음은 물론 설계의 표준화가 가능하게되는 효과를 더불어 얻을 수 있게 된다.

본 발명을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용된 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 는 도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명의 기술적 구성의 특징은 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치에 관한 것으로서,

지열을 이용하기 위해 지표 아래 암반 심층부까지 굴착한 지열 굴착공과; 지열 굴착공 바깥 쪽으로 상층 오염지하수가 유입되는 것을 방지하기 위해 설치되는 그라우팅 차수벽과; 암반 심층부까지 굴착된 굴착공 내부에 삽입 설치된 인케이싱과; 인케이싱 하부에 집중적으로 배치하여 인케이싱과 연결 설치된 유공관과; 인케이싱 상단에 설치되어 굴착공 중심과 인케이싱의 중심이 일치 또는 근접할 수 있도록 유지시켜 주는 기능을 갖는 인케이싱브라켓과; 양수파이프와 연결 결합된 펌프하우징과; 펌프하우징 하부에 결합되어 인케이싱브라켓 상단에 슬라이딩 결합이 될 수 있도록 구성된 점감결합부와; 펌프하우징 내부에서 양수파이프와 연결 결합되는 심정 수중모터펌프와; 심정 수중모터펌프와 연결되어 지상에 설치된 이차 열교환기로 순환 지하수를 공급할 수 있도록 구성된 양수파이프와; 지상에 설치된 이차 열교환기를 순환하여 환수되는 순환 지하수를 지열 굴착공 내부로 유입되도록 연결 구성한 환수관유니트와; 지표로부터 오염물질이 굴착공 내부로 유입되지 않도록 보호해주는 상부보호공으로 이루어진 것을 특징으로 구성하였다.

또한, 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치의 구성방법에 있어서는, 지표 아래 암반 심층부까지 지열 열교환기 굴착공을 굴착하는 공정과;

유공관을 하단에 집중적으로 배치하여 연결 설치한 인케이싱을 삽입 설치하는 공정과;

점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 양수파이프에 연결설치하여 인케이싱 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과;

흙막이케이싱에 상부보호공을 연결 설치하는 공정과;

상부보호공 내부에 양수파이프와 연결된 공급관과 지상에 설치된 이차 열교환기로부터 연결된 환수관을 환수관유니트에 연결 설치하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.

이하 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

지열을 이용하기 위하여 굴착된 지열 굴착공(1)은 오염된 상층지하수가 지열 굴착공(1) 내부로의 유입을 방지하기 위해 그라우팅케이싱(22)을 암반선 1미터 깊이까지 삽입한 후 그라우팅케이싱(22)의 외주연으로 5센티미터 폭으로 지표면에서 부터 그라우팅케이싱(22) 삽입깊이까지 시멘트액등으로 구성된 그라우팅액을 주입하여 양생함으로써 지표하부보호벽인 그라우팅 차수벽(37)을 구성하게 된다.

물론, 표토층과 풍화암층에 이르는 초기 굴착구간에 대하여는 굴착 공벽의 무너짐 현상을 방지하기 위해 흙막이케이싱(3)을 삽입하여 구성하게 된다.

지열을 이용하기 위해 지표 아래 암반 심층부까지 굴착되는 지열 굴착공(1)은, 차수벽(37)을 구성한 다음 시공되는 경우와 지열 굴착공(1)의 시공을 완료한 후 차수벽(37)을 나중에 시공하는 형태를 취할 수도 있다.

지열을 이용하기 위한 지열 굴착공(1)은 대체적으로 100∼500미터의 깊이로 굴착하여 이루어지게 되는데 차수벽(37) 구간을 제외하고 그라우팅 케이싱(22)의 내경과 동일하거나 근접한 직경으로 바닥까지 형성하게 되는 경우와,

펌프하우징(50)이 설치되는 구간이 형성되는 구간은 대구경의 굴착공으로 이루어진 시설굴착부(20)을 구성하고 인케이싱(31)이 삽입 설치되며 실질적으로 지열을 이용하기 위한 암반 심층부는 소구경의 굴착공으로 이루어진 전열굴착부(30)로 된 2단 형태로 형성할 수도 있다. 이러한 경우 시설 굴착부(20)의 직경은 300∼500밀리미터 이내로 하여 충분한 구경 확보를 꾀하도록 한다. 시설굴착부(20)의 깊이를 낮게 하는 경우에는 통상 지열 굴착공(1) 내부에 설치되는 다단 고양정의 심정 수중모터펌프(21)의 형태를 일반 수중모터펌프로 변경할 수 있음은 물론 일반적으로 수중모터펌프에 적용하여 레일을 이용하여 설치와 인양이 편리하도록 설치되는 자동탈착장치를 채택할 수도 있어 유지관리의 편의성을 크게 높힐 수 있는 효과를 가질 수 있게 된다.

소구경으로 굴착되는 전열굴착부(30)는 굴착에 소요되는 비용을 절감하기 위해 순환 지하수(17)의 유동에 장애가 없는 범위에서 최소화시켜 나갈 수 있도록 하였으며 그 굴착 직경은 150밀리미터 이내로 하도록 하였다. 특히 인케이싱(31)의 직경을 50∼80밀리미터 이내로 하는 경우 전열굴착부(30)의 굴착직경은 100밀리미터로 할 수 있도록 하여 굴착비용을 획기적으로 절감할 수 있도록 하였다.

물론, 인케이싱(31)을 삽입하는 경우에는 인케이싱(31)의 중심과 전열 굴착부(30)의 중심이 근접하도록 위치하여 전열 교환과 순환 지하수(17)의 유동이 용이하도록 실용신안 출원 제20-1999-0007981호(실용신안등록 제20-0294379호, 실용신안등록명칭; 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치)에서와 같이 판스프링이나 동일한 기능을 할 수 있도록 연결소켓에 돌기부를 부착하여 연결 설치할 수도 있다.

지열 굴착공(1) 바깥 쪽으로 상층 오염지하수가 유입되는 것을 방지하기 위해 설치되는 그라우팅 차수벽(37)은 지하수법에 따른 오염방지시설중 하나로서 지표면으로부터 암반(연암층)선 1미터 이상 깊이까지 5센티미터 두께로 시공하게 된다. 물론, 이러한 그라우팅 차수벽(37)을 형성하기 위한 지열 굴착공(1)의 형태를 모두 고려한다면 결과적으로 지열 굴착공(1)의 형태는 그라우팅케이싱(22)과 직경을 동일하게 하는 경우에는 직경의 크기가 각각 다른 2단이 되고 펌프하우징(50)이 설치되는 구간이 형성되는 구간은 대구경의 굴착공으로 이루어진 시설굴착부(20)을 구성하게 되는 경우에는 3단의 형태를 취하게 되는 겻은 당연하다 하겠다.

암반 심층부까지 굴착된 지열 굴착공(1) 내부에는 인케이싱(31)이 삽입 설치되어진다. 인케이싱(31)은 대체적으로 수도용 피브이시(PVC) 직관이나 고밀도폴리 에칠렌(PE)관, 또는 스테인레스강관이 사용되어진다. 물론, 부식이나 유해성분 용출에 따른 지하수 수질의 오염을 방지하기 위해 내부식성 재질 또는 중금속등 유해성분의 용출이 없는 재질의 중공의 파이프를 사용하게 된다.

인케이싱(31)과 인케이싱(31)의 연결은 고밀도폴리에칠렌(PE)관의 경우에는 열융착방법을 사용하게 되며, 수도용 피브이시(PVC) 직관은 통상적으로 지하수 심정에 설치되는 내부케이싱과 동일하게 스테인레스판을 밴딩하여 나사못홀(33)을 천공한 연결소켓(32)에 인케이싱(31)을 서로 끼워 연결하고 나사못(34)을 체결하여 결합하도록 한다. 스테인레스강관과 같이 용접이 가능한 재질의 경우에는 용접을 통해 연결하면 된다.

인케이싱(31) 하부에는 순환되어 지열 굴착공(1)으로 유입되어 굴착 공벽(2)과 인케이싱(31) 외주면 사이로 내려오면서 전열된 순환 지하수(17)가 인케이싱(31) 내부로 유입되어질 수 있도록 개공부(40)를 갖는 유공관(35)을 집중적으로 연결하여 배치하게 된다.

다만, 개공부(40)가 협소한 경우 순환 지하수(17)가 굴착공벽(2)과 인케이싱(31) 외주면 사이로 내려오면서 일부 지하수 수맥에서 유출된 모래(99)나 굴착공벽(2)에서 박리된 모래(99)등이 유공관(35)을 통과하지 못하고 쌓여지게 되고 쌓여진 모래(99)는 순환 지하수(17)의 유동저항을 증가시키게 되고 결과적으로 지상에 설치된 이차 열교환기(미도시)를 거쳐 지열 굴착공(1)에 유입된 순환 지하수(17)가 인케이싱(31)의 내부를 통해 심정 수중모터펌프(21)로 양수되어 다시금 지상의 이차열교환기(미도시)로 순환되어져야 할 적정 순환 지하수(17)의 수량이 극감하게 되고 결과적으로 지열 시스템에 심각한 악영향을 미치게 된다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 단관파이프(36a)와 단관파이프(36b) 사이를 지지봉(38)을 이용하여 구성하고 환형링(39) 또는 나선형으로 감은 와이어선의 간격을 크게 하여 개구부(40)의 크기를 크게 하도록 하여 인케이싱(31) 내부로 유입되는 순환 지하수(17)와 함께 모래(99)등이 굴착 공벽(2)과 인케이싱(31) 외주면 사이에 쌓이지 않고 일단은 모두 인케이싱(31) 내부로 유입되어질 수 있도록 함으로써 순환 지하수(17)의 유동 통로를 확보할 수 있도록 하였다. 한편, 스테인레스 강관을 레이져로 절단하거나 플라즈마 절단기로 절단하여 개구부(40)를 크게 구성할 수도 있다.

물론, 유공관(35)은 바닥에서부터 일정한 높이까지 충분한 길이로 설치하여 혹시 모래(99)등 슬라임이 높게 쌓일지라도 순환 지하수(17)의 유동에는 장애가 없도록 하였다.

인케이싱(31) 상단에는 펌프하우징(50)의 하단에 결합된 점감결합부(60)가 인케이싱(31) 상단에 정확하게 슬라이딩 삽입이 이루어질 수 있도록 하기 위해 지열 굴착공(1) 중심과 인케이싱(31)의 중심이 일치 또는 근접할 수 있도록 유지시켜 주는 기능을 함께 갖는 인케이싱브라켓(51)을 삽입하여 구성하였다.

인케이싱브라켓(51)은 인케이싱(31)의 외경보다 약간 크게 내경을 갖도록 스테인레스 강판을 원형으로 밴딩하여 제작하고 인케이싱(31)과 고정하기 위한 나사못용 나사못홀(33)을 하단에 천공하여 가공하도록 하였다. 인케이싱브라켓(51) 외주연에는 3∼4개의 가이드부(52)를 부착하였다. 가이드부(52)는 지열 굴착공(1)의 내경보다는 작게 하되 대체적으로 지열 굴착공(1)의 중심과 인케이싱(31)의 중심이 일치하거나 근접하여 위치가 고정될 수 있도록 기능하게 하였다.

물론, 시설굴착부(20)의 직경을 350밀리미터 이상 1000밀리미터 이내의 직경으로 하여 크게 구성하게 되는 경우 가이드부(52)는 단지 시설굴착부(20)와 전열굴착부(30) 사이에 형성되는 단위에 걸쳐지거나 높이와 위치를 수정 및 고정하는 장치로 사용되어지게 될 수도 있다. 이러한 경우에는 가이드부(52)에 높이조절장치(미도시)를 부가하여 시설될 수도 있다 하겠다.

한편, 각 가이드부(52) 끝단을 이은 원주 측에는 원통형으로 밴딩한 고정케이싱(53)을 구성하였다. 고정케이싱(53)의 외주연에는 지열 굴착공(1)의 굴착공벽(2)과 고정케이싱(53) 사이를 차폐할 수 있도록 압축공기를 주입튜브(54)를 통해 주입하면 팽창되는 팩커(55)를 설치하였다. 물론 팩커(55)는 물을 머금으면 팽창되는 특성을 이용한 수팽창고무제재를 사용하여 동일한 효과를 얻을 수 있으며 여러 다양한 방법들과 장치로 동일한 차폐효과를 얻을 수 있음은 당연하다.

차폐가 이루어지면 주입튜브((54)를 통해 시멘트액으로 이루어진 그라우팅액을 주입하여 그라우팅(92)을 형성시켜 인케이싱브라켓(51)을 굴착 공벽(2)에 고정시킨다. 물론, 인케이싱브라켓(51)의 설치깊이가 깊지 않는 경우에는 이러한 그라우팅 고정 방법외에 굴착 공벽(2)에 앙카볼트를 설치하여 부대시설을 행함으로써 고정효과를 얻을 수도 있음은 당연하다.

그라우팅(92)이 형성되어지면 인케이싱브라켓(51)의 중심은 지열 굴착공(1)의 중심과 일치 또는 근접된 상태에서 고정되어질 수 있게되어 점감결합부(60)가 자체 하중이나 나사조임누름장치(10)에 의한 강제 결합이 이루어 진다 할지라도 움직임이 없어 더욱 정확하고 강력한 결합이 달성되고 그 효과를 지속시킬 수 있게 된다.

인케이싱브라켓(51)의 내통 케이싱(56)의 상단 선단부는 테이퍼부(57)를 형성하도록 하여 가능한 한 내경은 인케이싱(1)과 동일하게 유지하면서도 외경은 최소화하도록 하여 점감결합부(60)와 슬라이딩 결합시 어긋남이 발생되는 것을 예방하는데 일조하게 하였다.

인케이싱브라켓(51)의 하단은 통상의 연결소켓(32) 구조를 갖도록 하였다. 즉, 전술한 바와 같이 인케이싱(31)과 고정하기 위한 나사못용 나사못홀(33)을 천공하여 가공하도록 한 것이다. 물론 인케이싱(31)을 인케이싱브라켓(51)을 관통하여 인케이싱(31)이 연결 과정없이 내통 케이싱(56)의 구성으로 가름될 수 있도록 하고, 이러한 구성을 통해 결과적으로 그 선단이 인케이싱브라켓(51)의 선단이 되도록 구성할 수도 있다. 이러한 경우 인케이싱(31) 선단의 외경 외주면을 깍아 테이퍼부(57)를 구성하여 인케이싱브라켓(31)의 테이퍼부(57)와 동일한 효과를 얻게 할 수도 있음은 당연하다 하겠다.

펌프하우징(50) 하단에는 점감결합부(60)를 구성하여 인케이싱 상단에 구성된 인케이싱브라켓(51)과 슬라이딩 결합이 이루어지도록 하였다.

점감결합부(60)는 그 형태를 두가지로 정리하여 실시예를 구분할 수 있다 하겠다.

실시에 1로서는,

도 7에서와 같이 대체적으로 전체적인 외경은 펌프하우징(50)과 동일하게 구성하고 인케이싱브라켓(51)과 슬라이딩 결합되는 하단 결합부분은 내부에 삿갓형태로 상부로 갈수록 직경이 점감되어질 수 있도록 레듀싱부(49)를 형성하게 한 것이다.

점감결합부(60)의 상단은 펌프하우징(50)과 결합되도록 구성하였는데 펌프하우징(50)의 하단 내측으로 내주면을 따라 암나사를 가공한 원판고정링(48)을 용접을 통해 고정하고 암나사에 대응하는 고정볼트(47)를 이용하여 점감결합부(60)의 상단 외주면측에 구성한 볼트홀에 삽입하여 펌프하우징(50)과 점감결합부(60)가 볼트결합 되도록 하였다.

이렇게 구성된 점감결합부(60)를 지열 굴착공(1) 내부로 삽입 설치하게 되면 이미 지열 굴착공(1)에 삽입 설치되어 있는 인케이싱(31)의 상단에 장착된 인케이싱브라켓(51)의 테이퍼부(57)가 점감결합부(60)의 레듀싱부(49)의 내부로 끼워지게 되고 지상에서 펌프하우징(50) 또는 양수파이프(23)에 압박 힘을 가하게 되면 슬라이딩 결합이 완성되어지게 되는 것이다. 이때 점감 결합부(60) 내부에 삽입설치된 팩킹(26b)은 인케이싱브라켓(51)의 테이퍼부(57)에 압착되어 누설없는 결합에 도움을 주게 된다.

한편, 지열 열교환기장치를 최초에 시공하는 경우에는 인케이싱(31)과 펌프하우징 (50)또는 펌프하우징(50)이 연결된 양수파이프(23)를 동시에 지열 굴착공(1)에 삽입하여 시설하게 되는데 이 경우에는 점감 결합부(60)의 레듀싱부(49)에 설치된 잠금돌기편(15)을 인케이싱브라켓(51)의 테이퍼부(57)에 형성한 잠금 요( 凹)홈부(16)에 삽입하게 하여 점감결합부(60)와 인케이싱(31)이 일체로 조립된 형태로 지열 굴착공(1)에 삽입 설치하도록 함으로써 작업 편의성을 높힐 수 있도록 하였다. 물론 잠금돌기편(15)과 잠금 요(凹)홈부(16)로 구성된 점감 결합부(60)의 잠금장치는 그 설치 위치를 변경하거나 설치구조를 달리할 수도 있음은 당연하다 하겠다.

점감결합부(60)의 실시예 2는,

도 4에서와 같이, 점감결합부(60)의 상단이 펌프하우징(50)과 결합되도록 구성되는 형태는 실시예 1과 동일하게 구성하고 하부는 깔떼기 형태로 직경이 하단으로 갈수록 감소되는 경사부(45)를 갖도록 한 형태로 한 것이다. 경사부(45)의 외주면에는 요(凹)홈을 가공하고 0 링 팩킹((26b)을 삽입할 수 있도록 하였다. 이에 결합되는 인케이싱브라켓(51)의 상단은 내통케이싱(56)의 상단에 확관부(58)를 형성하여 점감결합부(60)의 경사부(45)가 쉽게 유도되어 안착될 수 있도록 하였다.

한편 실시예 2에서의 잠금장치를 구성하는 잠금돌기편(15)은 점감결합부(60)의 경사부(45)에 설치되며 인케이싱브라켓(51)에 설치되는 잠금 요(凹)홈부(16)는 실시예 1과 다름없이 시행할 수 있다.

점감 결합부(60) 상부에는 펌프하우징(50)을 볼트 결합하여 구성한 반면, 펌프하우징(50)의 상단은 도넛츠 형태의 덮개원판(27)을 설치하고 덮개원판(27)의 중심으로 결합관(29)이 관통하여 설치되고 결합관(29) 상단은 양수파이프(23)와 결합될 수 있도록 나사소켓(미도시) 또는 후렌지(미도시)가 구성되도록 하고 펌프하우징(50) 안쪽에 위치하게 되는 결합관(29) 하단은 심정 수중모터펌프(21)와 결합될 수 있도록 펌프토출구(25)와 일체로 나사관(미도시) 또는 후렌지(43)가 구성되도록 하였다.

물론, 덮개원판(27)과 결합관(29)은 일체형으로 제작되어 설치될 수도 있으며 단순히 얇은 판으로 제작하고 별도의 양수파이프(23)의 하중을 견딜 수 있도록 통상 수직상태로 설치되는 입상파이프를 고정하는데 사용되는 고정 브라켓(미도시)을 결합관(29)에 고정하여 운용할 수도 있다 하겠다.

한편, 펌프하우징(50)은 통상적으로 수평배관이 지나치게 길어 일차 일차 펌프로는 계획된 길이까지나 또는 높이까지 압송이 어려울 경우 수평배관의 중간에 설치되는 일종의 가압 라인펌프용 케이싱과 유사한 형태로 이해하면 된다 하겠다. 다만, 본 발명에서는 심정 수중모터펌프(21)의 흡입 측에 점감결합부(60)를 결합하도록 함으로써 수직 설치시 별도의 볼트 결합등 절차없이도 인양과 조립이 용이하도록 하는 효과를 갖도록 한 것이다.

펌프하우징(50)을 연장하여 상부보호공 안쪽까지 설치되는 경우에는 펌프하우징(50) 상단 내주면 안쪽으로 형성된 덮개판링(8)에 나사홀(미도시)과 덮개원판(9)에 가공된 볼트홀(미도시)을 일치시키고 볼트(6)로 결합하여 누수가 없도록 함으로써 환수관(5)을 통해 상부보호공(70) 안쪽으로 유입되는 순환 지하수(17)가 바로 지열 굴착공(1)으로 떨어지게 하는 경우일지라도 원판덮개(9) 상부를 통해 펌프하우징(50) 바깥쪽으로 흘러 내릴 수 있도록 하였다. 이러한 형태를 취함으로써 펌프하우징(50) 내부로 흘러 들어와 심정 수중모터펌프(21)로 유입되어 순환 지하수(17)가 전열 과정없이 순환되는 현상을 방지할 수 있도록 하였다.

순환 지하수(17) 수중에 원판덮개(9)가 위치한다 할지라도 수밀성이 높지 않을 경우에는 심정 수중모터펌프(21)의 흡인력으로 인해 순환 지하수(17)가 전열과정없이 바로 펌프하우징(50) 내부로 유입될 수 있음으로 유의하여야 한다. 물론, 펌프하우징(50)의 연장이 없는 경우에도 원판덮개(9)은 누수가 없이 양수파이프(23)와 결합이 이루어지도록 구성됨은 당연하다 하겠다.

또한, 점감결합부(60)와 인케이싱브라켓(51)의 슬라이딩 결합과정에서도 팩킹(26b)이 있음에도 불구하고 수밀성이 유지되지 않는 경우에는 전술한 문제가 발생될 수 있어 당연히 점감결합부(60)와 인케이싱브라켓(51)의 결합 역시 수밀성이 확보될 수 있어야 한다.

점감결합부(60)와 인케이싱브라켓(51)의 슬라이딩 결합은 양수파이프(23)나 펌프하우징(50), 그리고 심정 수중모터펌프(21)가 갖는 자체 하중으로 인해 팩킹(26b)의 누름 효과가 있어 어느 정도의 수밀성이 확보될 수 있다 하겠으나 수밀성 결합을 더욱 강력하고 지속적으로 유지될 수 있도록 하기 위해 상부보호공(70)에서 양수파이프(23)나 펌프하우징(50) 상부에 암나사를 갖는 나사조임받침판(11)을 상부보호공(70) 내부에 고정하도록 하고 나사조임받침판(11)에는 너트(미도시)를 구성하고, 한편에는 볼트바에 회전 핸들을 부착한 나사조임누름장치(10)를 이 너트내에 회전 결합 설치하여 점감결합부(60)와 인케이싱브라켓(51)의 결합력을 더욱 강하게 더할 수 있게 할 수도 있다. 물론, 강제 누름을 위한 여러 방식들이 고안될 수 있다 하겠으나 본 발명의 범주에 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 펌프하우징(50) 외주면에는 펌프하우징(50)의 중심과 지열 굴착공(1) 중심과 일치 또는 근접하여 시설될 수 있도록 가이드봉(44)을 용접하여 고정하였다. 이렇게 시설됨으로써 인케이싱브라켓(51)에 점감결합부(60)를 슬라이딩 결합시키는 경우 정확하게 인케이싱브라켓(51)의 중심과 점감결합부(60)의 중심이 일치되어지게 되어 상호 결합이 용이하도록 구성하였다.

상부보호공(70)은 맨홀식이거나 밀폐식으로 설치되어진다. 상부보호공(70)에는 양수파이프(23)와 관통되어 인입된 공급관(4)을 결합시켜주는 배관 결합부(42)와 상부보호공(70) 내부로 환수관포켓(69)을 통해 관통되어 인입된 환수관(5)이 연결된 환수관유니트(100)으로 구성된다.

환수관유니트(100)는 크게 두가지 실시예로 구분되어질 수 있다.

실시예 1은,

환수관유니트(100)는 하부에 환수관(5)을 통해 유입된 순환 지하수(17)가 펌프하우징(50) 외주연과 지열 굴착공(1) 공벽 사이 간극을 통해 환수될 수 있도록 라운드바관(66)을 내려 설치하고 순환 지하수(17) 수중에 위치 할 수 있도록 분배구(67)를 가공하였다.

라운드바관(66)은 지열 굴착공(1)의 내부 체적을 최소한으로 차지할 수 있도록 그 형태를 납작하게 하면서 지열 굴착 공벽(2)의 내주면의 곡률반경과 근접하게 라운드 형태로 구성하여 지열 굴착공(1)의 굴착 공벽(2)면에 밀착되어 설치될 수 있도록 하였다.

실시예 2는,

또한, 상부보호공(70) 내부에 환수분배햇더(80)를 별도 구성하고 환수분배햇 더(80)는 측면에 환수관(5)을 연결하고 하부에는 지열 굴착공(1)의 굴착 공벽(2)과 펌프하우징(50) 또는 양수파이프(23) 사이 공간을 통해 균등히 배분되어 환수, 유입될 수 있도록 하기 위해 분배튜브(75)를 설치한 도너츠형태의 중공된 햇더격실(77)을 설치하였다.

환수분배햇더(80) 하부에 분배튜브(75)를 결합하는 방식은 통상의 밸브소켓을 이용하거나 또는 열융착, 용접등 다양한 방법을 적용하여 환수분배햇더(80) 하부에 결합할 수 있음은 물론이다.

또한, 분배튜브(75) 하단에는 설치된 다수개의 분배튜브(75)가 일정한 간격을 유지하며 정렬될 수 있도록 튜브고정판(79)을 설치하였다. 튜브고정판(79)은 분배튜브(75)를 와이어나 노끈등으로 고정할 수 있도록 한 10센티미터 내외의 폭을 가지면서 와이어나 노끈등을 넣어 묶을 수 있는 홀을 중앙에 연속하여 배열한 밴드형태로 제작되어 설치된다. 또한, 튜브고정판(79)은 펌프하우징(50)의 외주연에 스라이딩하면서 내려가 위치될 수 있도록 펌프하우징(50)보다는 내경을 크게 구성하도록 하여 필요시에는 튜브고정판(79)과 분배튜브(75)를 지상 외부로 모두 인양하여 제거할 수도 있게 하였다,

특히, 환수분배햇더(80)는 상부보호공(70)과 일체형으로 밀실하게 제작되어질 수도 있으나, 환수분배햇더(80)의 상부를 밀폐되도록 햇더덮개(78)를 설치하고 수밀성을 보호하기 위해 통상적인 고무판 또는 0 링으로 된 팩킹을 삽입한 후 볼트를 이용하여 결합하도록 함으로써 환수관(5)에서의 순환압력이 환수분배햇더(80) 내부에서도 일정 크기로 유지될 수 있도록 함으로써 순환효율을 높힐 수 있도록 할 수도 있다. 환수분배햇더(80)와 햇더덮개(78)는 공히 도너츠 형태로 가운데 공간이 비어 있는 중공 구조이며 이 공간을 통해 양수파이프(23)가 관통하여 공급관(4)에 결합될 수 있도록 하였다.

특히, 라운드바관(66)의 단면적이나 분배튜브(75)의 직경이 클 경우 환수관(5)을 통해 유입되는 순환 지하수(17)는, 순환 지하수(17)의 무게와 낙차로 인해 지열 굴착공(1)으로 떨어지게 되면서 순간적으로 라운드바관(66)이나 분배튜브(75) 내부에는 진공이 형성되어지게 되고 이때 외부의 공기가 환수관 포켓(69) 또는 환수분배햇더(80) 내부로 유입하게 되거나 순환 지하수(17)의 증발이 일어나는등 정상적인 순환 시스템에 장애를 일으킬 수 있게 될 여지가 있음은 물론, 수밀성이 없거나 개방된 구조인 경우에는 지하수위와 환수관(5)의 끝단이 있는 낙차에 해당되는 높이가 실질적으로 심정 수중모터펌프(21)의 양정이 높아지는 결과를 갖게 되어 운전동력비의 상승이 발생하게 된다.

따라서, 순환수두압력의 저감효과를 높이고 운전동력비의 절감을 위해 라운드바관(66)의 분배구(67) 또는 분배튜브(75)의 끝단은 지열 굴착공(1)의 지하수위보다 낮게 하여 순환 지하수(17) 중에 잠길 수 있도록 하고 그 직경의 합은 환수관(5)의 직경을 초과하지 않도록 조정하여 구성할 필요가 있다.

점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치의 구성방법으로서는,

지표 아래 암반 심층부까지 지열 열교환기장치용 지열 굴착공(1)을 굴착하는 공정과;

유공관(35)을 하단에 집중적으로 배치하여 연결 설치한 인케이싱(31)을 삽입 설치하는 공정과;

점감결합부(60)가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프(21)가 내장된 펌프하우징(50)을 양수파이프(23)에 연결설치하여 인케이싱(31) 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과;

흙막이케이싱(3)에 상부보호공(70)을 연결 설치하는 공정과;

상부보호공(70) 내부에 양수파이프(23)와 연결된 공급관(4)과 지상에 설치된 이차 열교환기로부터 연결된 환수관(5)을 환수관유니트(100)에 연결 설치하는 공정으로 이루어지도록 하였다.

특히, 지열 열교환기장치의 지열 굴착공(1)의 형태는 지표 아래 암반까지 대구경의 시설 굴착부(20)와 그 아래에 단을 형성하여 암반 심층부까지 소구경의 전열 굴착부(30)로 구성할 수도 있도록 하였다.

한편, 이미 굴착하여 지열 열교환기장치로 사용중인 지열 굴착공(1)에 본 발명을 적용하여 시설을 개량하는 경우에 적용하는 방법으로서는,

유공관(35)을 하단에 집중적으로 배치하여 연결 설치한 인케이싱(31)을 삽입 설치한 후 점감결합부(60)가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프(21)가 내장된 펌프하우징(50)을 인케이싱(31) 상부에 슬라이딩 결합시키게 된다. 그후 상부보호공(70) 내부에 양수파이프(23)와 연결된 공급관(4)과 지상에 설치된 이차 열교환기로부터 연결된 환수관(5)을 환수관유니트(100)에 연결 설치하는 공정으로 이루어지도록 하였다.

또한, 이미 인케이싱(31)이 설치되어 운용중인 지열 열교환기장치의 시설을 본 발명을 적용하여 시설 개량을 하는 경우의 구성방법으로서는,

본 발명의 시설 기준에 부적합한 인케이싱(31)을 외부로 인발하여 제거하는 공정과, 유공관(35)을 하단에 집중적으로 배치하여 연결 설치하고 인케이싱브라켓(51)이 설치된 인케이싱(31)을 삽입 설치하는 공정과, 점감결합부(60)가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프(21)가 내장된 펌프하우징(50)을 인케이싱(31) 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과, 상부보호공(70) 내부에 양수파이프(23)와 연결된 공급관(4)과 지상에 설치된 이차 열교환기로부터 연결된 환수관(5)을 환수관유니트(100)에 연결 설치하는 공정으로 이루어지도록 하였다.

또한, 내부 청소를 하기 위한 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치의 구성방법은,

점감결합부(60)가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프(21)가 내장된 펌프하우징(50)을 인케이싱(31) 상부에서부터 슬라이딩 분리하여 지상으로 인발하여 지열 열교환기장치의 지열 굴착공(1)으로부터 제거하는 공정과;

상단에 압축공기 또는 압축수 주입용 유도케이싱(85)을 인케이싱브라켓(51) 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과, 써징햇더(82)를 유도케이싱(85) 상부에 설치 조립하는 공정과, 고압의 압축공기 또는 압축수를 청소용 주입관(81) 내부를 통해 인케이싱(31) 내부를 통해 주입하여 모래등 이물질들을 인케이싱(31)과 굴착 공벽(2) 사이를 통해 외부로 배출시키는 공정으로 이루어지도록 하였다.

특히, 압축공기 또는 압축수를 청소용 주입관(81)과 인케이싱(31) 내부를 통해 주입하여 모래등 이물질들을 인케이싱(31)과 굴착 공벽(2) 사이를 통해 외부로 배출시키는 공정은 써징햇더(82)에 덮혀진 써징덮개(83)를 관통해 설치된 주입관(81)으로 고압의 압축공기 또는 압축수를 주입하여 공급하고, 배출되는 모래(99)와 순환 지하수(17)의 혼합물은 집합관(84)을 통해 배출되도록 한 것이다.

한편, 써징햇더(82)를 유도케이싱(85) 상부에 조립하여 설치한 후 고압의 압축공기 또는 압축수를 유도케이싱(85)과 굴착 공벽(2)사이에 고압으로 단시간 내에 다량으로 주입함으로써 인케이싱(31) 내부와 유도케이싱(85) 내부를 거쳐 외부로 배출시키는 방법 역시 효과적으로 굴착 공벽(2)과 인케이싱(31) 사이에 쌓인 모래(99)등을 외부로 배출하여 청소할 수 있는 방법이라 할 수 있다.

물론, 도 13에서와 같이 배출관(89) 하단에 통상의 인젝터(86)를 연결 설치하고 인젝터(86)에 고압의 압축공기 또는 압축수를 공급함으로써 배출구(87)를 통해 모래(99)와 순환 지하수(17)의 혼합물을 효과적으로 외부로 배출시킬 수도 있다. 특히 200미터가 넘는 고심도의 지열 굴착공(1)의 경우 적용하기에 용이한 방법이라 할 수 있다. 여기에서, 인젝터(86)의 하단에는 흡입관(88)을 연결 설치하여 인케이싱(31) 내부에 내려 설치함으로써 인젝터(86) 가동시 모래(99)등이 효과적으로 흡인될수 있도록 하였다.

특히, 인젝터(86) 하단에 흡입관(88)을 연결하여 인케이싱(31) 내부에 내려 설치하되 점감결합부(60)와 인케이싱브라켓(51)의 결합을 통해 인젝터(86)가 설치된 시설 굴착부(20) 구간과 인케이싱(31) 내부구간을 수밀성있게 차폐하도록 함으로써 흡입관(88)을 통해 흡인되는 환수 지하수(17)와 모래(99)등 혼합물이 인케이싱(31) 안쪽에 쌓여 있는 분량 뿐 아니라 인케이싱(31)과 굴착 공벽(2) 사이에 쌓 인 분량까지도 빠른 수류를 형성시켜 인케이싱(31) 내부로 유인한 다음 흡인할 수 있도록 하였다.

이는 유공관(35)에 다량의 개공부(40)가 형성되어 있고 인케이싱(31) 상단에서도 순환 지하수(17)가 유입됨으로써 흡입관(88)에서 흡인이 이루어진다 할지라도 빠른 수류를 형성할 수 없어 단순히 인케이싱 안쪽에 쌓인 모래(99)등 만을 흡인할 수 밖에 없는 문제를 해결하기 위함이다. 즉, 점감결합부(60)와 인케이싱브라켓(51)의 결합이 이루어지기 전에는 인케이싱(31) 상단을 통해 유입되는 순환 지하수(17)의 양도 클 수 밖에 없어 이를 차단하도록 하여 오로지 유공관(35)을 통해서만 순환 지하수(17)가 유입 및 배출이 될 수 있도록 하여 수류변화를 발생시킬 수 있도록 한 것이다.

한편, 전술한 방법에 더하여 배출관(89) 및 인젝터(86)와 굴착 공벽(2) 사이의 공간을 지상에서 덮개를 이용하여 차폐하고 이 공간에 청수나 물탱크에 모아놓은 순환 지하수(17)를 가압송수펌프(미도시)를 사용하여 단시간내에 다량의 유량을 투입함으로써 전열 굴착부(30) 구간의 인케이싱(31)과 굴착 공벽(2) 사이에 퇴적된 모래등을 효과적으로 유공관(35) 안쪽으로 유입시켜 흡인할 수 있도록 할 수 있다.

참고로, 점감결합부(60)를 구성한 지열 열교환기장치와 구성방법에서 공히 인케이싱(31)은 연결과정에서 누설없는 열융착이나 용접등의 방법을 사용하게 되며 부득이 수도용 피브이씨 직관등 연결이 필요한 관을 사용하게 되는 경우일지라도 인케이싱(31)과 인케이싱(31)을 연결하는 연결소켓(32)과 인케이싱(31)의 연결틈새는 코킹처리등을 통해 수밀성이 확보될 수 있도록 하여 순환지하수(17)의 순환을 위한 심정 수중모터펌프(21)의 흡입과정에서 연결부위의 누수로 인한 순환장애가 발생되지 않도록 함은 물론 인젝터(86)를 이용한 청소시에도 누설에 따른 배출 효율저하가 발생되지 않도록 하였다.

한편, 참고로 대수층 지하수 수맥으로 인해 순환 지하수(17)의 유실 현상이 발생되어 순한 지하수(17)의 안정수위가 저하되는 현상이 발생되는 경우에는 지하수 수맥을 조사하여 부분 그라우팅을 시행하도록 하여 재굴착하거나 통상의 2단 그라우팅 팩커를 이용하여 지하수 수맥에 그라우팅 제재를 주입하여 지하수 수맥을 폐쇄시키는 방법을 사용함으로써 주변 지하수 수위와 상관없이 순환 지하수(17)의 순환수량에 의해서만 시스템이 운영되도록 하게 할 수도 있다.

미설명부호 62는 경사면으로서 라운드바관(66)에 의해 심정 수중모터펌프(21) 인양시 끝단이 걸리지 않도록 하기 위해 형성한 것이다. 63a, 63b는 환수관유니트(100)를 결합하기 위한 상하 후렌지이며, 64는 볼트구멍, 65는 케이싱 단관, 71은 덮개이다.

한편, 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 은 본 발명의 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치의 구성을 나타낸 전체 단면도

도 2 는 본 발명의 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치에서 펌프하우징을 연결하여 구성한 형태를 나타낸 전체 단면도

도 3 은 본 발명의 환수관유니트의 실시예 1의 사시도

도 4 는 본 발명의 점감결합부의 결합상태 단면도

도 5 는 본 발명의 펌프하우징 조립 사시도

도 6 은 본 발명의 펌프하우징과 점감결합부의 결합상태를 나타낸 단면도

도 7은 본 발명의 점감결합부의 레듀싱부를 표현한 단면도

도 8은 본 발명의 인케이싱브라켓의 구조를 표현한 사시도

도 9는 본 발명의 인케이싱브라켓의 설치상태를 나타낸 단면도

도 10은 본 발명의 유공관 형태를 표현한 사시도

도 11은 본 발명의 구성에 의해 내부를 청소하는 상태를 나타 낸 단면도

도 12는 본 발명의 환수관 유니트의 실시예 2를 표현한 단면도

도 13은 본 발명의 인젝터를 구성하여 내부를 청소하는 상태를 나타 낸 단면도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1: 지열 굴착공 2: 굴착 공벽 3: 흙막이 케이싱 9: 원판덮개

21: 심정 수중모터펌프 23: 양수파이프 30: 전열굴착부

31: 인케이싱 32: 연결소켓 35: 유공관 37: 차수벽 45: 경사부

49: 레듀싱부 50:펌프하우징 53:고정케이싱 57:테이퍼부 60:점감결합부

62: 경사면 66:라운드바관 69:환수관포켓 70:상부보호공 75:분배튜브

82: 써징햇더 85:유도케이싱 99:모래 100:환수관유니트

Claims (33)

1. 지열을 이용하기 위해 지표 아래 암반 심층부까지 굴착한 지열 굴착공과;

   지열 굴착공 바깥 쪽으로 상층 오염지하수가 유입되는 것을 방지하기 위해 설치되는 그라우팅 차수벽과;

   암반 심층부까지 굴착된 굴착공 내부에 삽입 설치된 인케이싱과;

   인케이싱 하부에 집중적으로 배치하여 인케이싱과 연결 설치된 유공관과;

   인케이싱 상단에 설치되어 굴착공 중심과 인케이싱의 중심이 일치 또는 근접할 수 있도록 유지시켜 주는 기능을 갖는 인케이싱브라켓과;

   양수파이프와 연결 결합된 펌프하우징과;

   펌프하우징 하부에 결합되어 인케이싱브라켓 상단에 슬라이딩 결합이 될 수 있도록 구성된 점감결합부와;

   펌프하우징 내부에서 양수파이프와 연결 결합되는 심정 수중모터펌프와;

   심정 수중모터펌프와 연결되어 지상에 설치된 이차 열교환기로 순환 지하수를 공급할 수 있도록 구성된 양수파이프와;

   지상에 설치된 이차 열교환기를 순환하여 환수되는 순환 지하수를 지열 굴착공 내부로 유입되도록 연결 구성한 환수관유니트와;

   지표로부터 오염물질이 굴착공 내부로 유입되지 않도록 보호해주는 상부보호공으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   지열 굴착공은 펌프하우징이 설치되는 구간이 형성되는 대구경 굴착공으로 된 시설 굴착부와 인케이싱이 삽입설치되는 소구경의 암반 심층부 굴착공으로 이루어진 전열굴착부로 된 2단 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   시설굴착부는 그 직경이 300∼500밀리미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
4. 청구항 2에 있어서,

   전열굴착부는 그 직경이 80∼150밀리미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   인케이싱은 스테인레스강관 또는 수도용 pvc 또는 PE 관으로 된 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   유공관은 모래등 이물질이 인케이싱 내부로 쉽게 유입될 수 있도록 단관파이 프와 단관파이프 사이를 지지봉을 이용하여 구성하도록 함으로써 개공부의 크기를 크게 한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   유공관은 스테인레스 파이프를 레이져 또는 플라즈마를 이용하여 개구부를 절단구성함으로써 개공부의 크기를 크게 한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   점감결합부는 상부는 펌프하우징과 결합되도록 고정 결합부가 구성되고 하부는 깔떼기 형태로 직경이 점감되도록 한 형태로 한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
9. 청구항 1에 있어서,

   점감결합부는 하부의 외경은 상부와 동일하게 구성하고 내부에 삿갓형태로 상부로 갈수록 직경이 점감되어질 수 있도록 레듀싱부를 형성하게 한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
10. 청구항 1에 있어서,

    펌프하우징 상단은 양수파이프와 볼트와 너트를 이용하여 수밀성있는 결합으 로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
11. 청구항 1에 있어서,

    펌프하우징은 몸체를 연장하여 상부보호공 내부까지 도달하게 구성한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
12. 청구항 11에 있어서,

    펌프하우징 상단에는 원판덮개를 설치하여 순환관을 통해 환수된 순환 지하수가 펌프하우징 내부로 유입되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
13. 청구항 1에 있어서,

    상부보호공은 외부 오염물질이 유입되지 않도록 밀폐식으로 한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
14. 청구항 1, 청구항 13에 있어서,

    상부보호공 내부에는 점감결합부와 인케이싱브라켓의 결합이 강력하게 유지될 수 있도록 나사조임누름장치가 구성된 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
15. 청구항 1에 있어서,

    환수관유니트는 환수관을 통해 유입된 순환 지하수가 펌프하우징 외주연과 지열 굴착공의 굴착 공벽 사이 간극을 통해 환수될 수 있도록 라운드바관을 내려 설치한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
16. 청구항 1에 있어서,

    환수관유니트는 상부보호공 내부에 환수분배햇더를 별도 구성하고 환수분배햇더는 측면에 환수관을 연결하고 하부에는 지열 굴착공의 굴착 공벽과 펌프하우징 또는 양수파이프 사이 공간을 통해 균등히 배분되어 환수, 유입될 수 있도록 하기 위해 분배튜브를 설치한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
17. 청구항 1, 청구항 15, 청구항16에 있어서,

    환수관유니트는 라운드바관의 분배구 또는 분배튜브 끝단이 지하수 수중에 위치하게 한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
18. 청구항 1에 있어서,

    인케이싱 브라켓은 인케이싱 외주면에 삽입될 수 있도록 원형밴드가 구성되고 원형밴드의 외주연에는 가이드판이 부착된 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
19. 청구항 1에 있어서,

    인케이싱 브라켓은 굴착 공벽에 고정하여서 된 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
20. 청구항 1에 있어서,

    인케이싱 브라켓 상단은 테이퍼부를 구성하여 점감결합부와 결합이 용이하게 한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
21. 청구항 1에 있어서,

    소구경 암반 심층부 굴착공 부분인 전열 굴착부는 그 직경이 150밀리미터 이하의 구경으로 한 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
22. 청구항 1에 있어서,

    인케이싱은 그 직경이 100밀리미터 이하의 구경으로 설치된 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
23. 청구항 1에 있어서,

    유공관은 굴착공의 바닥에서부터 설치된 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치.
24. 지표 아래 암반 심층부까지 지열 열교환기장치의 지열 굴착공을 굴착하는 공정과;

    유공관을 하단에 집중적으로 배치하여 연결 설치한 인케이싱을 삽입 설치하는 공정과;

    점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 양수파이프에 연결설치하여 인케이싱 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과;

    흙막이케이싱에 상부보호공을 연결 설치하는 공정과;

    상부보호공 내부에 양수파이프와 연결된 공급관과 지상에 설치된 이차 열교환기로부터 연결된 환수관을 환수관유니트에 연결 설치하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 구성방법.
25. 지표 아래 암반까지 대구경의 지열 열교환기장치의 지열 굴착공을 굴착하는 공정과;

    대구경 지열 열교환기장치의 지열 굴착공 아래에 단을 형성하여 암반 심층부까지 소구경의 지열 열교환기장치의 지열 굴착공을 굴착하는 공정과;

    유공관을 하단에 집중적으로 배치하여 연결 설치한 인케이싱을 삽입 설치하는 공정과;

    점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 인케이싱 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과;

    흙막이 케이싱에 상부보호공을 결합 연결 설치하는 공정과;

    상부보호공 내부에 양수파이프와 연결된 공급관과 지상에 설치된 이차 열교환기로부터 연결된 환수관을 환수관유니트에 연결 설치하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 구성방법.
26. 유공관을 하단에 집중적으로 배치하여 연결 설치한 인케이싱을 삽입 설치하는 공정과;

    점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 인케이싱 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과;

    상부보호공 내부에 양수파이프와 연결된 공급관과 지상에 설치된 이차 열교환기로부터 연결된 환수관을 환수관유니트에 연결 설치하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 구성방법.
27. 인케이싱을 외부로 인발하여 제거하는 공정과;

    유공관을 하단에 집중적으로 배치하여 연결 설치하고 인케이싱브라켓이 설치된 인케이싱을 삽입 설치하는 공정과;

    점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 인케이싱 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과;

    상부보호공 내부에 양수파이프와 연결된 공급관과 지상에 설치된 이차 열교환기로부터 연결된 환수관을 환수관유니트에 연결 설치하는 공정으로 이루어진 것 을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 구성방법.
28. 점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 인케이싱 상부에서부터 슬라이딩 분리하여 지상으로 인발하여 지열 열교환기장치의 지열 굴착공으로부터 제거하는 공정과;

    상단에 압축공기 또는 압축수 주입용 유도케이싱을 인케이싱브라켓 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과;

    압축공기 또는 압축수를 청소용 주입관 내부와 인케이싱 내부를 통해 주입하여 모래등 이물질들을 인케이싱과 굴착 공벽 사이를 통해 외부로 배출시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 구성방법.
29. 점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 인케이싱 상부에서부터 슬라이딩 분리하여 지상으로 인발하여 지열 열교환기장치의 지열 굴착공으로부터 제거하는 공정과;

    상단에 압축공기 또는 압축수 주입용 유도케이싱을 인케이싱브라켓 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과;

    써징햇더를 유도케이싱 상부에 설치 조립하는 공정과;

    고압의 압축공기 또는 압축수를 청소용 주입관과 인케이싱 내부를 통해 주입하여 모래등 이물질들을 인케이싱과 굴착 공벽 사이를 통해 외부로 배출시키는 공 정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 구성방법.
30. 점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 인케이싱 상부에서부터 슬라이딩 분리하여 지상으로 인발하여 지열 열교환기장치의 지열 굴착공으로부터 제거하는 공정과;

    상단에 유도케이싱을 인케이싱브라켓 상부에 슬라이딩 결합시키는 공정과;

    써징햇더를 유도케이싱 상부에 설치 조립하는 공정과;

    고압의 압축공기 또는 압축수를 유도케이싱과 굴착 공벽사이에 고압으로 단시간 내에 다량으로 주입함으로써 인케이싱 내부와 유도케이싱 내부를 거쳐 외부로 배출시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 구성방법.
31. 점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 인케이싱 상부에서부터 슬라이딩 분리하여 지상으로 인발하여 지열 열교환기장치의 지열 굴착공으로부터 제거하는 공정과;

    상단에 압축공기 또는 압축수를 주입할 수 있도록 주입관이 연결된 인젝터를 결합하고 인젝터 하단에 흡입관을 연결하여 인케이싱 내부에 내려 설치하는 공정과;

    고압의 압축공기 또는 압축수를 청소용 주입관 내부를 통해 인젝터에 공급하 여 모래등 이물질들을 유도케이싱을 거쳐 배출구를 통해 외부로 배출시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 구성방법.
32. 점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 인케이싱 상부에서부터 슬라이딩 분리하여 지상으로 인발하여 지열 열교환기장치의 지열 굴착공으로부터 제거하는 공정과;

    상단에 압축공기 또는 압축수를 주입할 수 있도록 주입관이 연결된 인젝터를 결합하고 인젝터 하단에 흡입관을 연결하여 인케이싱 내부에 내려 설치하되 점감결합부와 인케이싱브라켓의 결합을 통해 인젝터 설치구간과 인케이싱 내부구간을 수밀성있게 차폐하는 공정과;

    고압의 압축공기 또는 압축수를 청소용 주입관 내부를 통해 인젝터에 공급하여 모래등 이물질들을 유도케이싱을 거쳐 배출구를 통해 외부로 배출시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 구성방법.
33. 점감결합부가 결합되고 내부에 심정 수중모터펌프가 내장된 펌프하우징을 인케이싱 상부에서부터 슬라이딩 분리하여 지상으로 인발하여 지열 열교환기장치의 지열 굴착공으로부터 제거하는 공정과;

    상단에 압축공기 또는 압축수를 주입할 수 있도록 주입관이 연결된 인젝터를 결합하고 인젝터 하단에 흡입관을 연결하여 인케이싱 내부에 내려 설치하되 점감결합부와 인케이싱브라켓의 결합을 통해 인젝터 설치구간과 인케이싱 내부구간을 수밀성있게 차폐하는 공정과;

    배출관 및 인젝터와 굴착 공벽 사이의 공간을 지상에서 덮개를 이용하여 차폐하고 이 공간에 청수 또는 물탱크에 모아놓은 순환 지하수를 가압송수펌프를 사용하여 단시간 내에 다량의 유량을 투입하는 공정과;

    고압의 압축공기 또는 압축수를 청소용 주입관 내부를 통해 인젝터에 공급하여 모래등 이물질들을 유도케이싱을 거쳐 배출구를 통해 외부로 배출시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 점감결합부를 구성한 지열 열교환기장치 구성방법.

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