KR100976774B1 - 지하수 보호 관정 - Google Patents

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KR100976774B1 KR1020100000488A KR20100000488A KR100976774B1 KR 100976774 B1 KR100976774 B1 KR 100976774B1 KR 1020100000488 A KR1020100000488 A KR 1020100000488A KR 20100000488 A KR20100000488 A KR 20100000488A KR 100976774 B1 KR100976774 B1 KR 100976774B1
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Abstract

지하수를 취출하는 지하수 관정에 관한 것으로 보다 상세하게는 우천으로 인한 침수나 함몰을 방지할 수 있는 지하수 보호 관정에 관하여 개시한다.
본 발명은 지중을 향해 연직 방향으로 설치되는 취수관; 상기 취수관의 하단에 설치되어 지하수를 끌어 올리는 수중모터펌프; 상기 취수관의 주변을 감싸도록 설치되는 케이싱; 상기 케이싱의 상단에 설치되며, 상기 취수관을 상기 케이싱의 중앙에 고정시키는 받침대; 상기 케이싱의 상단에 연결되며 상부가 지면위로 노출되도록 형성되는 관정; 상기 관정의 상부면을 밀폐하며 탈부착 가능하도록 설치되는 덮개판; 상기 관정의 노출된 측면에 형성되는 흡기체크밸브; 상기 관정의 측면을 관통하여 형성되는 토출관; 상기 취수관과 토출관을 연결하는 연결관; 및 상기 토출관 상에 설치되는 고압체크밸브;를 포함하는 지하수 보호 관정을 제공한다.

Description

지하수 보호 관정{UPPER PROTECTIVE STRUCTURE OF UNDERGROUND WATER WELL}
본 발명은 지하수를 취출하는 지하수 관정에 관한 것으로 보다 상세하게는 우천으로 인한 침수나 함몰을 방지할 수 있는 지하수 보호 관정에 관한 것이다.
일반적으로, 지하수는 자하의 지층이나 암석 사이를 채우고 있거나 흐르는 물을 일컫는 것으로서, 자연환경이 주거환경 및 산업시설에 오염됨으로 인해 지하수의 대부분이 화학유기물과 혼합되어 수질이 악화되고 있는 실정이다.
특히, 도 1에 도시된 바와 같이 소구경의 심정(1) 즉, 50mm, 65mm, 75mm, 100mm, 125mm, 150mm, 200mm, 250mm 의 직경을 가지는 외부 케이싱(2)은 상단 개구부(3)가 개방된 상태로 외기에 노출되어 있기 때문에 평상시에 벌레와 같은 곤충이나 오염물질이 투입될 가능성이 높다.
따라서, 이러한 곤충과 이물질이 심정(1)에서 부폐하여 수질을 오염시키게 되므로, 심정(1)의 물을 펌핑하여 식수로 사용할 경우에는 2차 오염이 예상되므로 그 문제가 심각하다고 할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 현재 소구경 심정(1)에는 외부 케이싱(2)의 상단 개구부(3)를 밀폐하는 특별한 수단이 강구되지 않는바, 그 이유는 심정(1)의 깊이가 8m를 초과하는 대구경 심정의 경우에는 관정(4)의 펌프(5)만으로 효율적인 펌핑이 어렵고, 오히려 과도한 펌핑은 펌프(5)의 생명력을 저하시키므로, 외부 케이싱(2) 내부로 공기압을 강압적으로 주입시키고, 이때 발생하는 공기압의 반발력을 이용하여 펌프(5)가 펌핑을 시작하면 내부 공기압의 반발력에 의하여 손쉽게 펌핑될 수 있도록 하여야 하므로, 이러한 공기압을 이용한 펌핑 요구 시에는 외부 케이싱(2) 내에 공기압이 유지될 수 있도록 외부 케이싱(2)의 상단을 밀폐함과 동시에 양수관(6)과 공기를 주입하는 주입구(도시하지 않음)가 일체로 성형되는 덮개장치(도시하지 않음)를 설치하여야 한다.
그러나, 소구경이며 심정(1)의 깊이가 약 8m에 미치지 못하 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 관정(4)에 설치되는 펌프(5)만으로도 심정(1)의 지하수를 끌어올려 사용할 수 있기 때문에 별도로 덮개장치를 설치할 필요가 없으며, 이러한 덮개 장치의 설치유무는 관행적으로 행하고 있기 때문에 평상시에는 상술한 바와 같이 곤충 및 이물질 등의 오염원이 침투되었고, 우기 시에는 관정(4)으로 물이 범람하고 수위가 높아지게 됨에 따라 각종 병원균 및 오염된 물이 포함된 오염수가 심정으로 유입되는 문제점 등이 발생하였다.
또한, 종래의 소구경 심정들은 수직관으로만 형성되어 있어 유량감지센서의 설치가 용이하지 않았으며, 체크밸브가 구비되지 않아 펌프를 작동하지 않을 경우 취수관의 내부가 항상 비어있게 되어, 펌핑시마다 지하수를 지하수면으로부터 끌어 올려야 하므로 지하수가 배출될 때까지 지연시간이 발생하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 지하수 관정이 함몰되거나 외부의 오염 물질들이 유입될 수 없도록 한 지하수 보호관정을 제공하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은 외부에서 사용 유량의 검침이 용이한 지하수 보호관정을 제공하기 위함이다.
본 발명의 또 다른 목적은 지하수의 수질 검사를 용이하게 수행할 수 있는 지하수 보호 관정을 제공하기 위함이다.
본 발명의 또 다른 목적은 관정 내부의 점검과 유지 보수가 편리한 지하수 보호 관정을 제공하기 위함이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 지중을 향해 연직 방향으로 설치되는 취수관; 상기 취수관의 하단에 설치되어 지하수를 끌어 올리는 수중모터펌프; 상기 취수관의 주변을 감싸도록 설치되는 케이싱; 상기 케이싱의 상단에 설치되며, 상기 취수관을 상기 케이싱의 중앙에 고정시키는 받침대; 상기 케이싱의 상단에 연결되며 상부가 지면위로 노출되도록 형성되는 관정; 상기 관정의 상부면을 밀폐하며 탈부착 가능하도록 설치되는 덮개판; 상기 관정의 노출된 측면에 형성되는 흡기체크밸브; 상기 관정의 측면을 관통하여 형성되는 토출관; 상기 취수관과 토출관을 연결하는 연결관; 및 상기 토출관 상에 설치되는 고압체크밸브;를 포함하는 지하수 보호 관정을 제공한다.
상기 취수관의 상부에 취출되는 지하수의 유량을 측정하는 유량감지센서; 및 상기 유량감지센서와 연결되는 유량표시부;를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 연결관의 입측에 분기관을 설치하고, 상기 분기관에 연결되며 상기 관정의 상부 측면을 관통하는 출수관을 설치하며, 상기 출수관의 출구에 개폐밸브를 구비하면 더욱 바람직하다.
그리고, 상기 유량표시부와 상기 토출관은 상기 관정의 외측에 지상으로 노출되도록 형성된 검침박스에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 출수관의 출구는 상기 연결관의 상단보다 낮은 위치에 형성되어, 수중모터펌프의 동작없이도 출수관을 지하수가 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 연결관은 연질의 호스로 형성되며, 상기 취수관과 상기 토출관에 탈부착 가능하도록 형성되는 것이 바람직하고,
상기 받침대는 상기 관정 내부의 공기와 케이싱 내부의 공기가 소통할 수 있도록 해주는 통기공을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 취수관의 상단은 ㄷ자 형상으로 형성되어 수평부를 형성하고, 상기 수평부에 유량감지센서를 구비하는 것이 바람직하다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 지하수 보호 관정은 외부의 이물질 투입을 차단하여 관정을 통한 지하수의 오염을 방지할 수 있는 효과를 가져온다.
또한, 본 발명은 지하수의 사용량을 외부에서 손쉽게 검침할 수 있으며, 수질검사를 위한 지하수 채취를 용이하게 할 수 있는 효과도 가져온다.
아울로, 지하수의 이동 경로상에 체크밸브를 구비하여 수중모터펌프가 정지하더라도 펌핑된 지하수가 관 내부에 잔류하여 지하수 펌핑시 초기에 발생하는 지연시간을 감소시킬 수 있는 효과도 가져온다.
도 1은 종래의 지하수 관정의 구조를 나타낸 수직단면도,
도 2는 도 2는 본 발명에 따른 지하수 보호 관정의 수직 구조를 나타낸 단면도임.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 지하수 보호 관정에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 지하수 보호 관정의 수직 구조를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지하수 보호 관정은 지중을 향해 연직 방향으로 설치되는 취수관(110)과, 상기 취수관(110)의 하단에 설치되어 지하수를 끌어 올리는 수중모터펌프(120)와, 상기 취수관(110)의 직경보다 큰 직경을 가지며 상기 취수관(110)의 주변을 감싸도록 설치되는 케이싱(130)과, 상기 케이싱(130)의 상단에 설치되며 상기 취수관(110)을 상기 케이싱(130)의 중앙에 고정시키는 받침대(140)와, 상기 케이싱(130)의 상단에 연결되며 상부면이 지면위로 노출되도록 형성되는 관정(160)과, 상기 관정(160)의 상부면을 밀폐하며 탈부착 가능하도록 설치되는 덮개판(162)과, 상기 관정(160)의 노출된 측면에 형성되는 흡기체크밸브(165)와, 상기 관정(160)의 측면을 관통하여 형성되는 토출관(170)과, 상기 취수관(110)의 출구측과 상기 토출관(170)의 입구측을 연결하는 연결관(180)과, 상기 토출관(170) 상에 설치되는 고압체크밸브(175)를 포함한다.
취수관(110)은 금속 재질의 강관으로 연직 방향으로 설치되며 하단이 지하수 수면 아래에 놓이도록 설치된다. 취수관(110)의 하단에는 수중모터펌프(120)가 연결되며, 수중모터펌프(120)는 도시하지 않은 별도의 전원에 연결되어 동작하게 된다. 취수관(110)은 케이싱(130)에 의하여 주변을 보호 받게된다. 실질적으로 지중에 설치되는 것은 케이싱(130)이며, 케이싱(130)의 내부에 취수관(110)이 배치되는 것이다. 케이싱(130)의 외부는 토사와 직접 접촉하게 되며, 내부에는 지하수가 올라오게 된다. 따라서 케이싱(130)은 내부식성이 뛰어난 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 대표적으로 스테인리스 스틸 재질, 엔지니어링 플라스틱 재질, 섬유강화 플라스틱 재질 등이 사용될 수 있다. 취수관(110)은 지하수를 공급하는 관으로 내식성이 강한 스테인레스스틸 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
취수관(110)은 케이싱(130)의 중심부에 고정되는 것이 바람직하다. 취수관(110)이 일측으로 치우치면 수중모터펌프(120)이 효율이 저하될 수 있으며 취수관(110)과 케이싱(130)의 충돌이 발생할 수도 있다. 취수관(110)과 케이싱(130)의 고정은 받침대(140)에 의하여 이루어진다.
받침대(140)는 케이싱(130)의 상단면에 부착되는 것으로, 그 중앙으로 취수관(110)을 관통시키며 고정하게 된다. 받침대(140)에는 통기공(142)이 형성되어 있다. 받침대(140)에 통기공이 설치되지 않으면 받침대(140)가 케이싱(130)의 상단면을 밀폐하게 되는데, 케이싱(130) 내부에는 지하수가 채워져 있으므로 수중모터펌프(120)를 동작시키게 되면 케이싱(130) 내부의 압력이 저하되어 지하수가 원활하게 펌핑되지 않는다. 따라서, 받침대(140)에 통기공을 구비하여 케이싱(130) 외부의 공기가 케이싱(130) 내부로 유입될 수 있도록 하는 것이다.
지하수의 사용 유량을 측정하기 위해서는 유량감지센서를 구비하는 것이 바람직하다. 유량감지센서(192)는 취수관(110)의 상단부에 설치된다. 유량감지센서(192)는 일정한 방향으로 흐르는 유량을 감지하는 것이므로 지하수의 역류가 발생하지 않는 부분에 설치되어야 한다. 따라서, 취수관(110)의 상단부를 ㄷ자 형상으로 형성하여 지하수가 수평으로 흐르는 부분을 마련하고, 수평부분의 말단에 유량감지센서(192)를 설치하는 것이 바람직하다. 취수관(110) 상단부의 ㄷ자형상으로 형성된 부분은 받침대(140) 위쪽에 형성되어 취수관(110)이 받침대 아래쪽으로 이탈하지 않도록 하는 역할도 수행한다.
유량감지센서(192)에서 검출된 유량은 유량표시부(194)에 표시된다. 유량표시부(194)는 지면위쪽에 설치되어 외부에서 지하수 사용유량을 쉽게 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
유량표시부(194)는 후술하는 관정(160)에 인접하게 설치되며 지상으로 노출되는 검침박스(190)에 설치되는 것이 바람직하다.
케이싱(130)의 위쪽으로는 관정(160)이 설치된다. 관정(160)은 작업자가 드나들 수 있도록 충분한 직경을 가지도록 설치된다.
관정(160)의 일측에는 취수관(110)과 연결되어 펌핑된 지하수를 관정(160)의 외부로 배출하는 토출관(170)이 구비된다. 토출관(170)은 관정(160)의 내측상부에서 하부로 형성되고, 하단이 관정(160)을 관통하여 외부로 연결된다.
토출관(170)의 하부에는 고압체크밸브(175)가 구비된다. 고압체크밸브(175)는 수중모터펌프(120)의 동작이 멈추었을 때 지하수가 역류하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
관정(160)의 상단은 지면위로 노출되도록 형성되며, 상단면에는 탈부착 가능한 덮개판(165)이 설치된다. 덮개판(162)을 탈부착 가능하게 형성하는 이유는 관정(160)의 내부로 작업자가 출입하며 설비의 점검이나 유지 보수 작업을 수행할 수 있도록 하기 위함이고, 덮개판(162)을 밀폐하는 이유는 오염물이 관정(160)의 내부로 유입되지 않도록 하기 위함이다. 관정(160)의 지면 위로 노출된 측면에는 흡기체크밸브(165)가 구비된다.
흡기체크밸브(165)는 외부의 공기가 관정(160)의 내부로 유입되는 방향으로만 공기를 소통시킨다.
본 발명에 따른 지하수 보호 관정은 관정의 상단면을 통해 곤충, 토사 또는 기타 이물질들이 유입될 수 없도록 밀폐된 구조를 제공하고 있는데, 완전히 밀폐하게 되면 지하수를 펌핑하여 사용할 때 마다 관정(160) 내부의 압력이 낮아져 펌핑이 원활하게 이루어질 수 없기 때문에 지하수가 빠져나가는 만큼 공기가 관정(160)의 내부로 유입될 수 있도록 흡기체크밸브(165)가 구비되는 것이다.
관정(160)의 내부에서 취수관(110)과 토출관(170)은 탈부착 가능한 연결관(180)에 의하여 서로 연결된다. 연결관(180)은 연질의 호스재질인 것이 바람직하다. 이는 연결관(180)의 탈부착 작업을 용이하게 하고, 관정(160) 내부에서의 작업을 용이하게 해준다.
관정(160)의 외부 일측에는 검침박스(190)가 구비된다. 검침박스(190)에는 유량표시부(194)와 개폐밸브(198)가 구비된다.
개폐밸브(198)는 취수관(110)에 연결된 분기관(196)과 연결된 출수관(197)의 출구에 형성된 것으로, 개폐밸브(198)를 개방하면 취수관(110) 내부의 물이 출수관(197)을 따라 이동하여 배출된다.
출수관(197)은 상술한 바와 같이, 일측은 관정(160) 내부의 분기관에 연결되고, 타측은 관정(160)을 관통하여 검침박스(190) 내부 연결된다. 개폐밸브(198)는 수질검사시 소량의 물을 추출할 때 사용되는 것이다.
그리고 출수관(197)의 출구는 상기 연결관의 상단보다 낮은 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 출수관(197)으로 배출되는 물은 소량이므로 수중모터펌프(120)의 작동없이 연결관에 저장되어 있는 물이 높이차에 의하여 출수관(197)으로 배출될 수 있도록 하기 위함이다.
이하 본 발명에 따른 지하수 보호 관정의 동작 및 효과에 관하여 설명한다.
본 발명에 따른 지하수 보호 관정은 지상으로 노출된 부분을 밀폐하되 외부의 공기는 주입될 수 있는 구조를 제공함으로써, 관정을 통한 지하수의 오염을 방지할 수 있으며 관정 내부의 압력 저하를 방지하여 원활한 펌핑 작동이 이루어지는 효과를 가져온다.
또한, 취수관의 상단을 ㄷ자 형상으로 절곡 형성하고, 거기에 유량감지센서를 구비함으로써 추출되는 지하수의 유량을 측정할 수 있는 효과를 가져오며, 지하수의 수질검사를 위한 별도의 출수관을 구비하여 수중모터펌퍼의 작동 없이도 수질검사를 위한 시편을 채취할 수 있는 효과도 가져온다.
아울러, 지하수의 이동관로상에 고압체크밸브를 구비하여 수중모터펌프의 작동이 멈추더라도 끌어올려진 지하수들이 역류하지 않도록 함으로써, 항상 관로상에 지하수가 채워진 상태를 유지할 수 있다. 따라서 수중모터펌프를 동작시키면 시간지연 없이 즉시 지하수가 배출되는 효과도 가져온다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110 : 취수관
120 : 수중모터펌프
130 : 케이싱
140 : 받침대
160 : 관정
165 : 덮개판
170 : 토출관
180 : 연결관

Claims (8)

  1. 지중을 향해 연직 방향으로 설치되는 취수관;
    상기 취수관의 하단에 설치되어 지하수를 끌어 올리는 수중모터펌프;
    상기 취수관의 주변을 감싸도록 설치되는 케이싱;
    상기 케이싱의 상단에 설치되며, 상기 취수관을 상기 케이싱의 중앙에 고정시키는 받침대;
    상기 케이싱의 상단에 연결되며 상부가 지면위로 노출되도록 형성되는 관정;
    상기 관정의 상부면을 밀폐하며 탈부착 가능하도록 설치되는 덮개판;
    상기 관정의 노출된 측면에 형성되는 흡기체크밸브;
    상기 관정의 측면을 관통하여 형성되는 토출관;
    상기 취수관과 토출관을 연결하는 연결관; 및
    상기 토출관 상에 설치되는 고압체크밸브;를 포함하되,
    상기 연결관의 입측에 분기관을 설치하고, 상기 분기관에 연결되며 상기 관정의 상부 측면을 관통하는 출수관을 설치하며, 상기 출수관의 출구에 개폐밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 보호 관정.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 취수관의 상부에 취출되는 지하수의 유량을 측정하는 유량감지센서; 및
    상기 유량감지센서와 연결되는 유량표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 보호 관정.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 유량표시부와, 상기 토출관은 상기 관정의 외측에 지상으로 노출되도록 형성된 검침박스에 배치되는 것을 특징으로 하는 지하수 보호 관정.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 출수관의 출구는 상기 연결관의 상단보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 지하수 보호 관정.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 출수관은 연질의 호스로 형성되며, 상기 취수관과 상기 토출관에 탈부착 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 지하수 보호 관정.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 받침대는 상기 관정 내부의 공기와 케이싱 내부의 공기가 소통할 수 있도록 해주는 통기공을 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 보호 관정.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 취수관의 상단은 ㄷ자 형상으로 형성되어 수평부를 형성하고, 상기 수평부에 유량감지센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 보호 관정.
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