KR101222608B1 - 지하수 관정 청소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 지하수 관정 청소장치는, 내부공간을 가진 원통형상으로, 압축가스공급부로부터 공급되는 압축가스가 관을 통해 상기 내부공간으로 유입되고, 지하수 관정 내로 투입되어 외면에 형성된 복수의 에어분사홀을 통해 유입된 압축가스가 분사되어 관정의 내부 측면을 정화시키되, 상기 에어분사홀은 외면의 접선방향에 대해 사선(斜線) 방향으로 뚫어져 형성된 압축가스 분사부 및 지하수 관정 내의 상기 관정정화부 하방에 투입되며, 상기 압축가스공급부로부터 공급되는 압축가스가 관을 통해 내부공간으로 유입되고, 일 측면에 형성된 지하수 유입구를 통해 상기 내부공간으로 지하수가 유입되어, 유입된 지하수를 배출되는 지하수 배출관이 형성된 지하수 배출부를 포함함으로써, 본 발명은 관정 내측면을 충분히 청소할 수 있고, 환경적이며 경제적인 지하수 관정 청소장치를 제공한다.

Description

지하수 관정 청소장치{APPARATUS OF CLEANING THE TUBE WELL}

본 발명은 지하수 관정 청소장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지하수를 이용하기 위해 시공된 관정의 내부를 청소하기 위한 장치에 관한 것이다.

지하수 관정은 지하수용 관정펌프를 지하수 심정 내부에 설치하여 지하수를 양수하기 위해 지표층 아래 압반부분을 굴착하여 만들어진 것이다.

대체적으로 풍화압이나 연압층 등에 형성된 파쇄 절리층에 흐르고 있는 지하수가 지하수 관정 내부로 흘러 들어와 이를 펌핑해 사용하고 있는 것으로서, 이처럼 지하수가 파쇄 절리층에서 유입되면서 모래나 점토 성분들이 지하수 관정 내부로 흘러 들어와 지하수 관정 바닥에 쌓이게 되어 슬라임이 된다. 또한, 일부 지하수 관정은 굴착된 공벽으로부터 박리된 압석 가루가 지하수 관정 바닥에 쌓임으로써 슬라임을 형성하기도 한다. 그리고, 장기간 지하수 관정을 사용 유지하게 되면 부유물질이나 이물질들이 지하수 관정의 굴착 공벽에 엉겨 붙게 되고 이러한 현상은 지하수 관정 펌프의 가동에 따른 지하수의 수위 변동에 따라 수위가 변화되는 전 구간 깊이에 엉겨 붙는 현상이 발생하게 된다. 특히, 도로가에 설치된 지하수 관정의 경우에는 지하수 관정 펌프가 가동될 때 지하수 수위가 내려가면서 체적 보상을 위한 공기가 흡입되어지게 되고 이러한 이유로 자동차 매연이 자연스럽게 지하수 관정 내부로 유입되면서 양수파이프나 지하수 굴착공벽 표면에 검은 매연이 누적되어 엉겨 붙는 현상이 발생되고 있으며, 일부 지하수 관정 바닥에 쌓여 슬라임을 형성하기도 한다. 극히 일부이긴 하나 귀뚜라미가 다량 서식하면서 이들의 사체로 인해 침전물이 형성되어 슬라임이 형성되기도 하며 부패된 찌꺼기가 관정 벽체에 붙어 지속적으로 지하수의 수질을 오염시키기도 한다.

이들 슬라임이나 엉겨붙은 이물질 등은 모두 지하수 관정 내부를 오염시키게 되고 결과적으로 지하수의 수질을 변질 오염시켜 위생적인 지하수 관정의 유지관리를 어렵게 한다.

이러한 현상을 방지하기 위해 사용중인 지하수 관정은 정기적으로 내부 청소를 시행하여 굴착공벽은 물론이거니와, 지하수 관정 바닥이나 벽면의 슬라임의 제거가 필요하고, 또한 고인 지하수의 제거도 필요하게 된다.

종래에는 지하수 관정의 벽면을 청소하기 위해 고압의 압축공기를 지하수 관정의 벽면에 강하게 분사시켜 벽면에 부착된 스케일 등의 오염물을 떼어내는 장치나, 브러시를 이용한 장치 등이 있었다.

압축공기를 이용하여 지하수 관정의 내벽을 청소하기 위한 종래의 청소장치는 에어컴프레서로부터 유도되는 가압공기를 이용하여 다수의 관체를 관정 내로 연결하여 관체의 끝단에 구비되는 노즐을 통해 가압공기가 분사되고, 이를 호스에 의해 외부로 배출시킬 수 있도록 구성된다.

그러나, 이러한 구성을 갖는 종래의 지하수 관정 청소장치는 단지 고압의 공기만을 분사하여 부착된 스케일 등의 오염물을 떼어내는 것으로 견고하게 부착된 스케일 등의 오염물질을 떼어내는 데 많은 시간이 소모되는 단점이 있을 뿐만 아니라, 에어컴프레서의 압력은 관정 내부를 청소하기에 충분하지 않고 이를 이용할 경우 외부의 오염된 공기가 관정으로 함께 유입되어 2차 오염의 문제 또한 발생할 수 있는 문제가 있었다. 또한 비용도 상당히 소모되어 효과에 비해 비경제적이었다.

그리고, 기존의 이와 같은 에어서징(Air-Surging) 방법은 관정의 내벽면에 견고히 붙은 슬러지 등을 효과적으로 제거하지 못하는 단점이 있다. 그래서, 이를 제거하기 위해 브러시를 이용하기 하나 정해진 직경의 관정에 브러시를 삽입하여 벽면을 청소하기 위해서는 브러시를 관정 내로 삽입 후 이를 이동시키기 위한 수단 등이 구비되어야 하고, 그에 의하더라도 여전히 벽면을 충분히 청소하지 못하는 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 고안된 것으로서, 본 발명은 관정 내측면을 충분히 청소할 수 있고, 환경적이며 경제적인 지하수 관정 청소장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 지하수 관정 청소장치는,

내부공간을 가진 원통형상으로, 압축가스공급부로부터 공급되는 압축가스가 관을 통해 상기 내부공간으로 유입되고, 지하수 관정 내로 투입되어 외면에 형성된 복수의 에어분사홀을 통해 유입된 압축가스가 분사되어 관정의 내부 측면을 정화시키되, 상기 에어분사홀은 외면의 접선방향에 대해 사선(斜線) 방향으로 뚫어져 형성된 압축가스 분사부 및 지하수 관정 내의 상기 압축가스 분사부 하방에 투입되며, 상기 압축가스공급부로부터 공급되는 압축가스가 관을 통해 내부공간으로 유입되고, 일 측면에 형성된 지하수 유입구를 통해 상기 내부공간으로 지하수가 유입되어, 유입된 지하수를 배출되는 지하수 배출관이 형성된 지하수 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 압축가스분사부와 일체로 형성되어 중심축을 기준으로 상기 압축가스분사부와 함께 회전되며, 외면에는 회전됨에 따라 관정의 내측 벽면에 맞닿아 관정의 측면을 청소하는 브러싱수단이 형성된 브러싱정화부 를 더 포함하는 구체적인 특징으로 하며,

상기 브러싱수단은, 상기 브러싱정화부의 외면상에 회전축과 평행하게 형성되는 레일 상에서 대향되게 배치되어 수직 운동되는 한 쌍의 유동볼, 상기 한 쌍의 유동볼과 일체로 형성되는 한 쌍의 로드, 관정의 내측 벽면을 청소하기 위한 브러쉬 및 상기 브러쉬와 상기 한 쌍의 로드의 결합을 위한 결합부를 포함하는 것을 보다 구체적인 특징으로 하고,

상기 브러싱수단은, 상기 브러싱정화부의 외면에 상기 결합부 간에 연결되며 복원력을 갖는 탄성체를 더 포함하는 것을 보다 더 구체적인 특징으로 한다.

또한, 상기 압축가스공급부로부터 상기 압축가스분사부 및 상기 지하수 배출부와 연결되는 관로 상에는 공급되는 압축가스를 제어하기 위한 압축가스 공급조절부가 더 구비되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면,

첫째, 브러시가 관정 벽면을 충분히 가압하며 회전됨으로써, 에어서징(Air-Surging) 방식이나 기존의 브러싱 방식에 비해서 벽면을 충분히 청소할 수 있다.

둘째, 브러시를 회전하기 위한 수단이 매우 간단하고 효과적이다.

셋째, 기존의 대용량 컴프레서를 사용하지 않고 친환경 압축가스를 사용하기 때문에 청소효율이 높을 뿐더러, 비용이 절감되고, 대기오염도 줄일 수 있다.

넷째, 고농도 오존수를 친환경 압축가스와 함께 주입하므로, 물리적 청소 이외에 화학, 생물학적 청소가 동시에 이루어질 수 있어 보다 효율적이다.

도1은 본 발명에 따른 지하수 관정 청소장치를 도시한 것이다.
도2는 본 발명에 따른 지하수 관정 청소장치의 일 구성을 부분 도시한 것이다.
도3 및 도4는 본 발명에 따른 지하수 관정 청소장치의 작동상태를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도5 및 도6은 본 발명에 따른 지하수 관정 청소장치의 작동원리를 설명하기 위해 도시한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 지하수 관정 청소장치를 도시한 것이고, 도2는 본 발명에 따른 지하수 관정 청소장치의 일 구성을 부분 도시한 것이며, 도3 및 도4는 본 발명에 따른 지하수 관정 청소장치의 작동상태를 나타낸 것이고, 도5 및 도6은 본 발명에 따른 지하수 관정 청소장치의 작동원리를 설명하기 위해 도시한 것이다.

도1 내지 도6을 참조하면, 본 발명에 따른 지하수 관정 청소장치(100)는 압축가스공급부(110), 오존수공급부(120), 압축가스 분사부(150), 브러싱 정화부(160) 및 지하수 배출부(170)로 구성된다.

압축가스공급부(120)는 압축가스 분사부(150)와 지하수 배출부(170)에 최대 1,500psi(105kgf/cm², 수심 1,000m 심도압)의 압축된 친환경적인 압축가스를 제공하기 위한 것으로 친환경압축가스는 질소 등일 수 있다.

본 발명에서는 이러한 친환경 압축가스를 이용하여 관정의 내부를 청소함으로써, 기존의 Air-Surging 공법과 같이 많은 에너지를 사용하지 않고 CO₂ 등의 발생이 없어 친환경적이며, 압력이 높아 고심도에도 적용이 가능하다.

압축가스는 압축가스공급부(110)로부터 제1 에어공급호스(130) 및 제2 에어공급호스(140)를 통해 각각 압축가스 분사부(150) 및 지하수 배출부(170)에 공급되도록 하여, 압축가스 분사부(150)에서는 분사홀(151)을 통해 관정 내벽으로 고압 분사되도록 하며, 지하수 배출부(170)에서는 유입된 지하수를 압력차에 의해서 지하수 배출부(170)를 통해 관정 외부로 배출될 수 있도록 하는 것이다.

압축가스가 공급되는 관로 상에는 압축가스 공급조절부(111)가 구비되어 필요에 따라 압축가스분사부(150)와 지하수 배출부(170)에 선택적으로 압축가스를 공급할 수 있도록 하고, 관정 내부에 분사되는 압력을 적절히 조절할 수 있도록 한다.

또한, 부스터가 부가되어 압축가스의 압력이 떨어진 경우 승압 조절이 가능하도록 할 수도 있다.

그리고, 오존수 공급부(120)는 관정 내로 공급되는 압축가스에 고농도의 오존수가 함께 공급되도록 하여 관정 내의 화학적 정화도 가능하도록 한다. 특히 관정은 미생물의 번식이 가능한 점이 있으므로 물리적 정화 뿐 아니라 화학적 정화도 동시에 구현시키는 데 의미가 있다.

다음으로, 관정내에 투입되는 압축가스분사부(150)와 브러싱 정화부(160)는 회전을 위해 원통형상을 가지며, 내부공간이 있어 제1 에어공급호스(130)를 통해 오존수가 가미된 압축가스가 유입될 수 있도록 한다.

압축가스분사부(150)의 외면에는 복수 개의 보호패드(152)가 구비되어 좁은 관정을 드나들거나 청소를 하는 동안 관정 내벽과 간섭이 최소화되도록 한다.

압축가스분사부(150)에 유입된 압축가스는 압축가스분사부(150)의 외면에 형성되는 분사홀(151)에 의해 관정의 내벽으로 고압 분사되어 관정의 내벽에 쌓인 슬러지 등을 떼어낼 수 있게 된다.

이때 분사홀(151)은 도5에 위에서 본 형상으로 간단히 나타낸 바와 같이, 외면의 접선방향에 비스듬한 사선(斜線) 방향으로 뚫린 형태를 갖는다. 즉, 본 발명에서는 이와 같은 분사홀의 구성으로 인해 압축가스 분사부(150)는 중심축을 기준으로 화살표 방향으로의 회전이 이루어져 관정 내벽을 빠짐없이 청소할 수 있도록 하며, 궁극적으로 압축가스분사부(150)와 일체로 형성되는 브러싱정화부(160)가 회전되도록 하여 브러싱정화부(160)의 브러싱수단에 의해 수평청소공법의 적용이 가능하여 관정 내벽을 보다 효율적으로 청소할 수 있도록 하는 것이다.

브러싱정화부(160)의 브러싱수단은 한 쌍의 유동볼(161)이 브러싱정화부의 외면상에 회전축과 평행하게 형성되는 레일(미도시) 상에서 상하로 대향되게 배치되고, 한 쌍의 유동볼(161)과 한 쌍의 로드(162)가 각각 일체로 형성되어 한 쌍의 로드(162)는 결합부(163)에 결합되고, 결합부(163)의 다른 측에는 브러쉬(164)가 형성되고, 한 쌍의 유동볼(161)의 사이에는 브러싱정화부(160)의 외면과 결합부(163) 간에 연결된 탄성체(165)로 구성된다.

이렇게 구성됨에 따라 브러싱정화부(160)가 압축가스분사부(150)와 일체로 중심축을 기준으로 회전하게 되면, 회전에 의한 원심력에 의해 한 쌍의 로드(162)는 수평방향으로 기울어지게 되고 그에 따라 한 쌍의 유동볼(161)은 레일 상에서 서로 거리가 가까워지도록 되어 결과적으로 브러쉬(164)가 관정의 내벽에 접하여 관정의 내벽을 회전력에 의해 계속적으로 압박하면서 청소가 이루어지게 하는 것이다.

결합부(163)는 도시와 같이 한 쌍의 로드(162)의 회전을 허용할 수 있도록 구현되어야 하며 원심력이 작용하지 않는 경우에 브러시(164)가 정위치되기 위해서 결합부(163)와 브러싱정화부(160)의 외면 간에는 스프링 등의 탄성체(165)로 연결되어 복원이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 구성됨에 의해, 본 발명에 의하면 물리적, 화학적 방법을 동시에 사용하여 관정의 청소가 가능하고 친환경적이고 에너지 효율적, 즉 경제적인 관정의 사후관리를 도모하게끔 한다.

그리고 압축가스의 회전분사 및 브러쉬를 이용하여 압축가스만에 의해 부족한 관정 내벽 청소를 보다 효율적으로 수행가능하다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100 : 지하수 관정 청소장치
110 : 압축공기 공급부
120 :오존수 고급부
130 : 제1 에어공급호스
140 : 제2 에어공급호스
150 : 압축가스 분사부
160 : 브러싱 정화부
170 : 지하수 배출부

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 내부공간을 가진 원통형상으로, 압축가스공급부로부터 공급되는 압축가스가 관을 통해 상기 내부공간으로 유입되고, 지하수 관정 내로 투입되어 외면에 형성된 복수의 에어분사홀을 통해 유입된 압축가스가 분사되어 관정의 내부 측면을 정화시키되, 상기 에어분사홀은 외면의 접선방향에 대해 사선(斜線) 방향으로 뚫어져 형성된 압축가스 분사부;
   지하수 관정 내의 상기 압축가스 분사부 하방에 투입되며, 상기 압축가스공급부로부터 공급되는 압축가스가 관을 통해 내부공간으로 유입되고, 일 측면에 형성된 지하수 유입구를 통해 상기 내부공간으로 지하수가 유입되어, 유입된 지하수를 배출되는 지하수 배출관이 형성된 지하수 배출부; 및
   상기 압축가스분사부와 일체로 형성되어 중심축을 기준으로 상기 압축가스분사부와 함께 회전되며, 외면에는 회전됨에 따라 관정의 내측 벽면에 맞닿아 관정의 측면을 청소하는 브러싱수단이 형성된 브러싱정화부; 를 포함하고,
   상기 브러싱수단은,
   상기 브러싱정화부의 외면상에 회전축과 평행하게 형성되는 레일 상에서 대향되게 배치되어 수직 운동되는 한 쌍의 유동볼;
   상기 한 쌍의 유동볼과 일체로 형성되는 한 쌍의 로드;
   관정의 내측 벽면을 청소하기 위한 브러쉬; 및
   상기 브러쉬와 상기 한 쌍의 로드의 결합을 위한 결합부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
   지하수 관정 청소장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 브러싱수단은,
   상기 브러싱정화부의 외면에 상기 결합부 간에 연결되며 복원력을 갖는 탄성체; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   지하수 관정 청소장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 압축가스공급부로부터 상기 압축가스분사부 및 상기 지하수 배출부와 연결되는 관로 상에는 공급되는 압축가스를 제어하기 위한 압축가스 공급조절부; 가 더 구비되는 것을 특징으로 하는
   지하수 관정 청소장치.
   
6. 삭제
7. 삭제

Images