KR101080096B1 - 지하수 또는 ｃｏ₂채취장치 및 이를 포함하는 채취 시스템 - Google Patents

지하수 또는 ｃｏ₂채취장치 및 이를 포함하는 채취 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지하수 또는 CO2 채취장치 및 이를 포함하는 채취 시스템에 관한 것으로, 복수개의 채취용 단위 유닛을 포함하되, 상기 채취용 단위 유닛은 합성 고무 재질로 구비되고, 20mm 이하의 외경을 갖는 채수관과, 상기 채수관의 양 단부에 각각 삽입되도록 외벽에 나사산을 포함하는 연결관과, 상기 연결관에 결합되며, 내부에 흡입공을 포함하여, 지하수 또는 이산화탄소를 상기 채수관 내부로 끌어 올리는 수중 모터 및 상기 수중 모터에 전원을 공급하는 전선을 포함하는 형태로 구비시킴으로써, 복수개의 채취용 단위 유닛이 일렬로 연결된 상태에서 지중 20m 내지 수백m의 심부까지 형성되는 관정 내부로 삽입되고, 상기 관정 저부에 존재하는 지하수 또는 이산화탄소를 지면 상부로 용이하게 끌어 올릴 수 있도록 구성되는 채취장치 및 시스템에 관한 발명이다.

Description

지하수 또는 ＣＯ₂채취장치 및 이를 포함하는 채취 시스템{PICKING APPARATUS OF UNDERGROUND WATER OR CO2 AND SYSTEM INCLUDE THEREOF}
본 발명은 지하수 또는 CO2 채취장치 및 이를 포함하는 채취 시스템에 관한 것으로, 지하 20m ~ 수백m의 심부에서도 샘플 채취가 용이하면서도, 휴대가 가능한 채취 시스템을 제공하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 지하수 시료 채취장치는 간단한 개폐장치를 이용하거나 양수 펌프 또는 수중 펌프를 이용하여 왔다.
그러나, 상기 장치들을 이용한 지하수 시료 채취기는 시료 채취장치를 밑으로 내리거나 위로 올리는 도중에 원하는 심도 이외의 심도에 존재하는 지하수가 채취기 내부로 스며들어 시료 채수가 원활히 수행되지 못하는 문제가 있었다.
또한, 양수 또는 수중 펌프로만은 20m ~ 수백m의 심도에서는 시료채취가 불가능한 문제가 있었다.
아울러, 최근 들어 CO2 등의 물질들에 대한 관심이 증대되면서, 이들을 물리 화학 생물학적 특성을 조사하여야 하는 빈도가 증가되고 있다.
특히, CO2 와 같은 경우 심도 800m에서도 샘플을 측정하여야 하는 경우가 발생할 수 있는데, 이러한 경우 채취장치의 규모 및 중량이 증가되어, 장치의 이동 및 설치가 용이하지 못한 문제가 있다.
본 발명은 채수장치 중에서 가장 많은 비율을 차지하는 채수관의 부피를 최소화하기 위하여 지름을 최소화 하되, 심부에 들어가더라도 원하는 심도 이외의 심도에 존재하는 지하수가 채취기 내부로 스며들지 못하는 소재를 사용하여 채수관을 제조하고, 양수 펌프 또는 수중 펌프 보다 효율이 뛰어난 소형 수중 모터를 사용함으로써, 지하 20m ~ 수백m의 심부 지하수 또는 CO2를 빠르게 채취 하면서도, 샘플을 다량 확보할 수 있도록 하고, 이동 및 설치 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 지하수 또는 CO2 채취장치 및 이를 포함하는 채취 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 채취장치는 복수개의 채취용 단위 유닛이 연결되어 지중에 형성되는 관정 내부로 삽입되고, 상기 관정 저부의 지하수 또는 이산화탄소를 지면 상부로 끌어 올릴 수 있도록 구성되는 채취장치에 있어서, 상기 채취용 단위 유닛은 합성 고무 재질로 구비되고, 20mm 이하의 외경을 갖는 채수관과, 상기 채수관의 양 단부에 각각 삽입되도록 외벽에 나사산을 포함하는 연결관과, 상기 연결관에 결합되며, 내부에 흡입공을 포함하여, 지하수 또는 이산화탄소를 상기 채수관 내부로 끌어 올리는 수중 모터 및 상기 수중 모터에 전원을 공급하는 전선을 포함하는 형 태로 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 채수관의 합성 고무 재질로 구비된 외피 및 내피 사이에 레이온 섬유막을 포함하는 3중막 구조이며, 이때 상기 채수관의 합성 고무 재질은 GR-S, 부나-N, 부나-S, 네오프렌 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무 중 선택된 어느 하나 이상의 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 채수관의 합성 고무 외피 표면에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리염화비닐(PVC), 폴리초산비닐(PVA), 폴리비닐알콜(PVAL), 폴리비닐브탈랄(PVB), 폴리염화비닐리덴(PVDC) 수지 중 선택된 하나 이상으로 구비되는 코팅층이 더 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 채수관의 외경은 14 ~ 20mm이고, 관두께는 3 ~ 5mm인 것이 바람직하고, 상기 채수관의 길이는 10 ~ 100m인 것을 특징으로 한다.
그 다음으로, 상기 수중 모터의 지름은 10 ~ 30mm이고, 길이는 1 ~ 15cm인 것을 사용하고, 상기 수중 모터는 상기 연결관과 일체형으로 구비되는 형태를 사용할 수 있으며, 상기 채취장치의 최하부에 있는 수중 모터는 망사형 흡입구를 포함하는 형태로 구비된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 수중 모터에 연결되는 상기 전선은 휴대용 전원 공급 유닛에 연결되도록 하되, 상기 수중 모터를 포함하는 상기 채취용 단위 유닛을 관통하는 형태로 연결되어, 상기 수중 모터를 직렬 연결시키거나, 상기 채취용 단위 유닛의 상기 수중 모터 마다 각각 연결되어, 상기 수중 모터를 병렬 연결시키는 것을 특징으 로 한다. 또한, 상기 전선은 상기 채취용 단위 유닛의 길이에 대응되는 길이로 각각 연결되며, 상기 전선의 각 연결부는 방수캡에 의해서 보호되도록 할 수 있다.
그 다음으로, 상기 채취장치는 일 채취용 단위 유닛과 타 채취용 단위 유닛 사이에 구비되는 상기 수중 모터 전면을 감싸는 보호캡을 더 포함할 수 있으며, 상기 보호캡은 상기 수중 모터 하부에 저장 영역이 형성되도록 구비될 수 있다.
그 다음으로, 상기 채수관에는 흡입되는 물질의 역류를 방지하는 체크 벨브가 더 삽입될 수 있으며, 상기 체크 밸브는 상기 채수관 100m를 기준으로 2 ~ 20개가 삽입되는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명에 따른 지하수 또는 이산화탄소 채취 시스템은 채취장치를 감거나 풀어서 길이 조절을 할 수 있도록 구비되는 호스릴 및 상기 전선에 연결되어, 상기 수중 모터의 구동을 조절하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 채취장치는 20 ~ 800m 의 길이로 구비되는 것을 특징으로 하고, 상기 제어부는 상기 수중 모터를 동시에 구동 시키거나, 시간차를 두고 최하부 수중 모터부터 순차적으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 채수관의 지름을 20mm 이하로 형성함으로써, 채수장치 전체 부피를 감소시키고, 호스릴과 같은 비교적 작은 장치에 의해서 감고 풀 수 있으며, 용이하게 휴대가 가능하도록 하여, 이동 및 설치에 들어가는 비용을 감소시키는 효과를 제공한다.
아울러, 채수관 중간 중간에 복수 개의 소형 수중 모터를 사용함으로써, 지하 20m ~ 수백m의 심부 지하수 또는 CO2를 빠르게 채취 하면서도, 샘플을 다량 확보할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
또한, 상기와 같은 소형 수중 모터를 사용함으로써, 전력 공급을 위한 발전장치를 소형화 시키거나, 휴대용 배터리를 이용할 수 있게 되므로 장치 규모를 더 감소시키고, 채수하고자 하는 관정에 따라서 장치를 용이하게 최적화시킬 수 있고, 전력 소모량을 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.
이하에서는 본 발명에 따른 지하수 또는 CO2 채취장치 및 이를 포함하는 채취 시스템에 관하여 상세히 설명하는 것으로 한다.
본 발명의 이점 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알 려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 채수장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 채취장치는 복수개의 채취용 단위 유닛이 일렬로 연결된 형태를 갖는다. 이에 따른 분해 사시도를 살펴보면 먼저 상부에서부터 20mm 이하의 외경을 갖는 채수관(100)이 구비된다.
여기서, 채수관(100)의 외경(Dp)은 14 ~ 20mm이고, 관두께(dp)는 3 ~ 5mm인 것이 바람직하며, 채취용 단위 유닛에 포함되는 하나의 채수관(100)의 길이(Hp)는 10 ~ 100m인 것이 바람직하다. 이때, 채수관(100)은 외벽을 통하여 지중의 수분이나 가스 등이 침투되지 못하도록 하는 소재를 사용하되, 호스릴과 같은 장치에 의해서 용이하게 감고 풀 수 있도록 합성 고무 재질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하며, 이에 대한 설명은 하기 도 2에서 보다 상세히 설명하는 것으로 한다.
채수관의 외경(Dp)이 14mm 미만인 경우 관두께에 의해서 내경이 지나치게 감소되므로, 흡입력이 증가되어 채취 효율성이 저하될 수 있고, 채수관(100)의 외경(Dp)이 20mm를 초과하는 경우에는 호스릴에 감을 수 있을 정도의 유연성이 감소되고, 전체 채취장치의 중량 및 부피가 증가되며, 흡입 시 관내에 채워지는 샘플양이 증가되므로 채취 시간이 증가되어 채취 효율성이 저하될 수 있다. 아울러, 이와 같 은 원리에서 채수관(100)의 외경(Dp)이 14 ~ 20mm인 범위 내에서, 관두께(dp)는 3 ~ 5mm가 되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 외경(Dp)이 14mm 인 경우 관두께(dp)는 3mm인 것이 적당하고, 외경(Dp)이 20mm인 경우에는 관두께(dp)가 5mm 인 바람직하다.
아울러, 채수관(100)의 길이(Hp)는 10 ~ 100m인 것이 바람직 한데, 10m 미만인 경우에는 그 활용범위가 제한되므로 실효성이 떨어질 수 있으며, 100m를 초과하는 경우에는 채수관(100) 상부로 끌어 올릴 수 있는 수중 모터의 흡입력이 증가되어야 하므로, 장치의 부피가 증가될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 채수관 구조를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 채수관(100)으로 합성 고무 재질의 외피재(100c) 및 내피재(100a) 사이에 레이온 섬유막(100b)을 포함하는 3중막 구조를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 합성 고무 재질은 GR-S, 부나-N, 부나-S, 네오프렌 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무 중 선택된 어느 하나 이상의 재질로서 내오존성, 내유성, 내열성, 내식성 및 내화학성 등이 우수한 재질을 사용함으로써, 채수관이 고온 및 고압에서도 충분히 견딜 수 있도록 하며, 가스 침투 및 누수를 완벽하게 방지할 수 있도록 한다.
여기서 또한, 외피재(100c)의 표면에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리염화비닐(PVC), 폴리초산비닐(PVA), 폴리비닐알콜(PVAL), 폴리비닐브탈랄(PVB), 폴리염화비닐리덴(PVDC) 수지 중 선택된 하나 이상으로 구비되는 코팅층을 더 형성함 으로써, 이산화탄소와 같은 가스 또는 수분의 침투를 보다 완벽하게 방지할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 채취장치의 채수관(100)은 이상에서 설명한 바와 같이 구비되도록 하는 것이 바람직하며, 다음으로 채수관(100) 하부에는 지하수 또는 이산화탄소를 끌어 올리기 위한 소형 수중 모터(120, 130)가 결합 되어야 한다.
이때, 소형 수중 모터(120, 130)는 그 결합 위치에 따라서 중간 연결부용 수중 모터(120)와, 최하부의 샘플 채취용 수중 모터(130) 2가지 종류로 분류될 수 있는데, 이는 일례를 들어서 도시한 것일 뿐이므로, 반드시 이 분류 관계가 지켜져야 하는 것은 아니다.
또한, 중간 연결부용 수중 모터(120)는 상부 및 하부면에 흡입공(125)을 포함하는 형태로 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 최하부의 샘플 채취용 수중 모터(130)는 그 하부에 망사형의 흡입구(135)를 포함하는 형태로 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 소형 수중 모터(120, 130) 역시 반드시 도시된 형태에 국한된 것은 아니며 다양한 형태가 모두 사용 가능하다. 특히, 흡입공(125)이 돌출된 형태로 도시되었으나, 이는 이해를 용이하게 하기 위하여 강조한 것일 뿐 제한적인 사항은 아니다.
다만, 본 발명에 따른 소형 수중 모터(120, 130)의 지름(Dm)은 10 ~ 30mm인 것이 바람직하고, 그 전체 길이(Hm)는 1 ~ 15cm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 소형 수중 모터(120, 130)의 지름(Dm)이 10mm 미만이거나, 전체 길이(Hm)가 1cm 미만인 경우에는 모터의 크기가 지나치게 작아서 원하는 흡입력을 얻기 어려워지고, 지름(Dm) 30mm를 초과하거나, 전체 길이(Hm)가 15cm를 초과하는 경우에는 채수관(100)과의 연결 상태가 불안정해지고, 전체 채수장치의 부피가 증가되어 휴대성이 떨어질 수 있다.
여기서, 채수관(100)과 소형 수중 모터(120, 130)의 결합을 용이하게 하기 위하여, 본 발명에서는 채수관(100)의 양 단부에 각각 삽입되도록 외벽에 나사산을 포함하는 연결관(110)을 활용한다. 이때, 연결관(110)은 내식성이 강한 스테인레스 계열의 금속박막을 이용하여 형성된 것을 이용하는 것이 바람직하며, 외벽의 나사산 사이에는 방수처리가 수행된 제품을 사용하는 것이 바람직하다. 아울러, 연결관(110)은 자바라 형태로 구비되어 채수장치의 굴곡에 용이하게 대응될 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 소형 수중 모터(120, 130)에 일체형으로 형성되어, 채수관(100)과의 결합이 더 용이해지도록 할 수 있다.
또한, 연결관(110)은 반드시 채수관(100)과 소형 수중 모터(120, 130) 사이에만 구비되도록 해야 하는 것은 아니며, 필요에 따라서는 채수관(100)과 또 다른 채수관(100)을 연결하는 경우에도 사용될 수 있다.
또한, 소형 수중 모터(120, 130)의 지름(Dm)이 연결관(110)의 내경 보다 작은 것이 사용되는 경우, 소형 수중 모터(120, 130)는 연결관(110) 내부에 삽입된 형태로도 본 발명에 따른 채수장치가 구비될 수 있다. 그리고 이때, 채수관(100)과 또 다른 채수관(100) 사이에 연결관(110)이 위치하게 되는 경우가 될 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 채수장치는 채수관(100), 연결관(110) 및 소형 수중 모터(120)를 하나의 채수용 단위 유닛으로 하여, 채수용 단위 유닛이 반복 결합된 형태를 갖는다. 따라서, 원하는 심도의 관정 길이에 따라서 얼마든지 확장이 가능하며, 본 발명에 따른 채수용 단위 유닛은 유연성을 가지므로 길이 조절이 용이하다.
아울러, 상기와 같이 채수용 단위 유닛이 지정되는 경우, 각 단위 유닛에 전원을 인가하는 전선 연결 방식에 따라서 본 발명에 따른 실시예가 정해질 수 있으며, 그 구체적인 사항을 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 채수장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 먼저 채수관(200), 연결관(210) 및 소형 수중 모터(220 or 230)를 포함하는 본 발명에 따른 채수용 단위 유닛을 관통하는 형태로 전선(250)이 구비된 경우를 나타낸 것이다. 이와 같은 방식은 휴대용 발전기 또는 배터리와 같은 하나의 전원 공급 장치를 사용하는 경우에 형성될 수 있으며, 하나의 전원 공급 장치에 소형 수중 모터(220, 230) 들이 직렬로 연결된다. 따라서, 각 모터들이 동시에 구동될 수 있도록 하는데, 이러한 구조는 각 단위 유닛의 길이가 비교적 짧아서 흡입되는 물질이 하부에서 최상부로 도달되는 시간차가 거의 없는 경우에 사용될 수 있다. 이때, 전선(250)은 각 단위 유닛에 대응되는 길이로 형성되는데, 이 경우 전선 연결부가 수중에 노출될 수 있으므로, 각 연결부위에는 방수캡(260)을 형성하여 전극의 단락이 발생되지 않도록 할 수 있다. 이와 같은 소형 수중 모터(220, 230)에 전선(250)의 관통되는 구조를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 사용된 소형 수중 모터 종류를 도시한 사시도이다.
도 4의 (a)는 중간 연결부용 수중 모터(220)를 나타낸 것이고, 도 4의 (b)는 최하부의 샘플 채취용 수중 모터(230)를 나타낸 것이다. 중간 연결부용 수중 모터(220)의 경우에는 상부 및 하부를 완전히 관통하는 형태로 전선(250)이 구비되지만, 최하부의 샘플 채취용 수중 모터(230)는 하부 쪽에 전선(250)이 구비될 필요가 없다. 그리고, 전선(250)의 각 단부에는 방수캡(260a, 260b)이 구비된다.
아울러, 상기 두 종류 모두 전선(250)이 중심부를 관통하는 형태로 도시되었으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 흡입공(225) 주변 또는 측벽을 따라서 전선(250)이 관통되어도 본 실시예를 구현하는데 에는 전혀 지장이 없다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 채수장치를 도시한 사시도이다.
도 5는 채수관(300), 연결관(310) 및 소형 수중 모터(320 or 330)를 포함하는 본 발명에 따른 채수용 단위 유닛들 마다 각각 전선(350a, 350b)이 연결되는 경우를 나타낸 것이다. 이와 같은 방식은 휴대용 발전기 또는 배터리와 같은 하나 이상의 전원 공급 장치를 사용하는 경우에 형성될 수 있으며, 전원 공급 장치에 소형 수중 모터(320, 330) 들이 병렬로 연결된다. 따라서, 각 모터들이 시간차를 두고 구동될 수 있도록 하는데, 이러한 구조는 각 단위 유닛의 길이가 상기 제 1 실시예의 경우 보다 길어서 흡입되는 물질이 하부에서 최상부로 도달되는 시간차가 일정부분 발생하는 경우에 사용될 수 있다. 이때, 전선(350a, 350b)은 상부에서부터 각 단위 유닛까지 도달 할 수 있도록 조절 가능하게 형성되어야 한다. 아울러, 도시되지는 않았으나, 이러한 경우 전선 연결부가 관정 내에 노출될 수 있으므로, 전선(350a, 350b)의 피복이 방수형태로 구비될 수 있으며, 연결부분이 존재하는 경우 상기 제 1 실시예에서와 같이 방수캡에 의해서 보호될 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 채수장치는 상기한 바와 같이 전원 인가 방식에 따라서 분류될 수 있는데, 각 채수용 단위 유닛 간 결합 방식에 따라서도 그 실시예가 정해질 수 있으며, 그에 대한 일 실시예를 들면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 채수장치를 도시한 사시도이다.
도 6을 상기 도 3과 비교하면, 채수관(400), 연결관(410) 및 소형 수중 모터(420 or 430)을 포함하는 채수용 단위 유닛 사이의 영역에, 소형 수중 모터(420)를 감싸는 보호캡(450)이 더 형성된 것을 볼 수 있다. 여기서, 보호캡(450)은 관정 내에 노출된 소형 수중 모터(420)를 보호하는 기능을 수행할 수 있으며, 도시된 바와 같이 소형 수중 모터(420) 하부에 소정의 탱크 공간을 형성함으로써, 중간 연결부용 수중 모터(420)의 부하를 감소시킬 수 있는 역할도 수행할 수 있다.
아울러, 이러한 경우 탱크 공간 내에 저장되는 채수물질의 하중에 의해서 역 류가 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 채수관(400) 내에 역류 방지용 체크 밸브(460)를 더 형성할 수 있다.
여기서, 체크 밸브(460)가 사용되는 경우에는 상기 제 2 실시예와 같이 전선이 병렬로 연결되는 방식이 바람직하며, 체크 밸브(460)가 사용되지 않는 경우에는 상기 제 1 실시예와 같이 전선이 직렬로 연결되는 방식이 사용될 수 있다. 그러나, 반드시 이러한 경우에 한정되는 것이 아니며, 상기 제 1 내지 제 3 실시예가 조합된 어느 형태든 사용이 가능하다.
아울러, 본 발명에 따른 체크 밸브(460)는 채수관(400)의 길이를 기준으로 할 때, 100m 당 적어도 2개 이상이 사용되도록 하는 것이 바람직하다. 체크 밸브(460)의 개수가 증가할수록 수중 모터의 용량을 감소시킬 수 있는 장점이 있으나, 도시된 바와 같이 체크 밸브를 채수관(400)에 삽입하기 위해서는 채수관을 절단한 후 연결관(410)을 이용하여야 하므로, 체크 밸브(460)의 개수가 무리하게 증가되면 채수관(400)의 유연성이 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 체크 밸브는 100m 채수관을 기준으로 2 ~ 20개가 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 채수장치는 심부 채취 용이성 및 휴대성 이외에도 그 활용범위가 매우 다양한 특성을 가진다. 상기와 같은 채취용 단위 유닛들을 조합하여 사용함으로써, 관정의 상태 및 채수물의 종류에 따라서 다양한 형태로 변형이 가능하면서도, 채취 효율을 높일 수 있다.
종래에 채취가 용이하지 못했던 20m 이상의 심부 지하수뿐만 아니라 지하 800m에 존재하는 이산화탄소까지도 용이하게 채취할 수 있으며, 그 외에 온천수 및 기타 액화된 가스 등 다양한 채수물에 적용될 수 있으며, 이를 위한 채취 시스템 구성은 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 채수 시스템을 도시한 개략도이다.
도 7의 배경은 일반적으로 지층(600) 하부에 채수물(620)이 존재하는 형태를 도시한 것이다. 이때, 지중 깊이(Hunder)는 20 ~ 800m가 되며, 상기 깊이로 타공을 한 후 관정(610)을 형성하여 채취 준비를 완료 한다.
이와 같은 상태에서 본 발명에 따른 채수 시스템은, 관정(610) 내에 삽입할 수 있는 상기와 같은 채취장치를 포함한다. 이때, 본 발명의 채취장치는 상술한 바와 같이 채수관(500)에 소형 수중 모터(520, 530, 540)들이 결합된 형태로 구비되므로, 호스릴(550)에 용이하게 감기고, 휴대가 용이하다. 아울러, 수중 모터는 3개만 도시되었으나, 본 발명은 이에 제한된 것이 아니며, 채수관의 전체 길이 또는 상술한 체크 밸브 등의 구성 요소에 따라서 그 개수가 변경될 수 있다.
여기에, 각 소형 수중 모터(520, 530, 540)들을 구동시키기 위한 전선(565)이 연결되며, 지상에는 전선(565)에 전원을 공급하는 전원 공급장치(560)가 구비된다. 이때, 전원 공급 장치(560)는 12 ~ 220V의 출력을 가지는 휴대용 발전기 또는 배터리가 사용될 수 있으며, 각 소형 수중 모터(520, 530, 540)의 구동을 제어하기 위한 제어장치(570)와 연결된다.
상기와 같은 시스템에 의해서, 심부의 채수물(620)은 지상으로 용이하게 끌어 올려질 수 있으며, 끌어 올려진 채수물이 호스릴에 도달하기 전에 샘플을 채취하여 원하는 심도의 채수물 상태를 조사할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 채수관의 지름을 20mm 이하로 형성함으로써, 채수장치 전체 부피를 감소시키고, 휴대성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 채수 시스템을 이동시키고, 설치하는 것이 용이해지며, 여기에 들어가는 비용을 절감시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 채수 시스템은 채수물을 지상까지 채수관을 통하여 끌어 올리므로, 원하는 양 만큼의 샘플을 다량 확보할 수 있다. 또한, 지하수 및 이산화 탄소를 비롯한 다양한 채수물에 모두 적용이 가능하므로, 그 활용 범위 또한 광범위하므로, 각각의 경우에 맞는 장치를 변경하는 것 보다 비용을 절감시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 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.
도 1은 본 발명에 따른 채수장치를 도시한 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 채수관 구조를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 채수장치를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 사용된 소형 수중 모터 종류를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 채수장치를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 채수장치를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 채수 시스템을 도시한 개략도.

Claims (20)

  1. 복수개의 채취용 단위 유닛이 연결되어 지중에 형성되는 관정 내부로 삽입되고, 상기 관정 저부의 지하수 또는 이산화탄소를 지면 상부로 끌어 올릴 수 있도록 구성되는 채취장치에 있어서,
    상기 채취용 단위 유닛은
    합성 고무 재질로 구비되고, 20mm 이하의 외경을 갖는 채수관;
    상기 채수관의 양 단부에 각각 삽입되도록 외벽에 나사산을 포함하는 연결관;
    상기 연결관에 결합되며, 내부에 흡입공을 포함하여, 지하수 또는 이산화탄소를 상기 채수관 내부로 끌어 올리는 수중 모터; 및
    상기 수중 모터에 전원을 공급하는 전선을 포함하는 형태로 구비되고,
    상기 전선은 상기 채취용 단위 유닛의 상기 수중 모터마다 각각 연결되어, 상기 수중 모터를 병렬 연결시키는 것을 특징으로 하는 채취장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 채수관의 합성 고무 재질로 구비된 외피 및 내피 사이에 레이온 섬유막을 포함하는 3중막 구조인 것을 특징으로 하는 채취장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 채수관의 합성 고무 재질은 GR-S, 부나-N, 부나-S, 네오프렌 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 실리콘 고무 중 선택된 어느 하나 이상의 재질인 것을 특징으로 하는 채취장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 채수관의 합성 고무 외피 표면에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리염화비닐(PVC), 폴리초산비닐(PVA), 폴리비닐알콜(PVAL), 폴리비닐브탈랄(PVB), 폴리염화비닐리덴(PVDC) 수지 중 선택된 하나 이상으로 구비되는 코팅층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 채취장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 채수관의 외경은 14 ~ 20mm이고, 관두께는 3 ~ 5mm인 것을 특징으로 하는 채취장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 채수관의 길이는 10 ~ 100m인 것을 특징으로 하는 채취장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수중 모터의 지름은 10 ~ 30mm이고, 길이는 1 ~ 15cm인 것을 특징으로 하는 채취장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수중 모터는 상기 연결관과 일체형으로 구비되는 것을 특징으로 하는 채취장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 채취장치의 최하부에 있는 수중 모터는 망사형 흡입구를 포함하는 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 채취장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전선은 휴대용 전원 공급 유닛에 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 채취장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 채취장치는 일 채취용 단위 유닛과 타 채취용 단위 유닛 사이에 구비되는 상기 수중 모터 전면을 감싸는 보호캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채취장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 보호캡은 상기 수중 모터 하부에 저장 영역이 형성되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 채취장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 채수관에는 흡입되는 물질의 역류를 방지하는 체크 밸브가 더 삽입되는 것을 특징으로 하는 채취장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 체크 밸브는 상기 채수관 100m를 기준으로 2 ~ 20개가 삽입되는 것을 특징으로 하는 채취장치.
  18. 제 1 항 내지 제 10 항 및 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 채취장치를 감거나 풀어서 길이 조절을 할 수 있도록 구비되는 호스릴; 및
    상기 전선에 연결되어, 상기 수중 모터의 구동을 조절하는 제어부;를 포함하는 지하수 또는 이산화탄소 채취 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 채취장치는 20 ~ 800m 의 길이로 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수 또는 이산화탄소 채취 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수중 모터를 동시에 구동 시키거나, 시간차를 두고 최하부 수중 모터부터 순차적으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 지하수 또는 이산화탄소 채취 시스템.
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