KR101299207B1 - 간이전동장치를 이용한 관정 청소 장치 - Google Patents

간이전동장치를 이용한 관정 청소 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 청소 회전장치와 내부 청소장치를 이용하여 양수관의 내부를 청소하고, 브러쉬와 청소 안내장치를 이용하여 관정 내의 이물질과 스케일 등을 고압공기와 물을 혼합 분사하면서 제거하여 각종 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 지하수 관정의 청소장치에 관한 것으로, 가진빔에 진동을 가하는 진동부; 상기 가진빔의 단부에 설치돼서, 관정의 내부에 삽입되는 브러쉬부; 및 상기 진동부와 상기 브러쉬부 사이에서 상기 가진빔 상에 설치되고, 상기 관정 위에 배치돼서, 상기 가진빔의 위치를 고정하는 완충부를 포함한다.

Description

간이전동장치를 이용한 관정 청소 장치{Apparatus for groundwater well clean using portable transmission device}
본 발명은 지하수 관정의 청소장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 청소 회전장치와 내부 청소장치를 이용하여 양수관의 내부를 청소하고, 브러쉬와 청소 안내장치를 이용하여 관정 내의 이물질과 스케일 등을 고압공기와 물을 혼합 분사하면서 제거하여 각종 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 지하수 관정의 청소장치에 관한 것이다.
우리나라 지하수 개발 및 이용량은 2006년말 현재 375천만/년으로 전체 수자원 이용량 3,375×107㎥/년의 약 11%를 차지하며 이에 따라 지하수 이용시설은 지난 10여년동안 약 2배 가량 증가하였다.
산업의 발달에 따른 각종 유해물질 및 폐기물의 증가로 인한 지하수 오염이 심각한 사회위험으로 대두되면서 방치공이 산업폐수, 비료 등 지표 오염원의 지하유입 창구, 지하심부로의 이동통로 역할을 하고 있다는 우려가 제기되었다. 환경부 지하수질측정망 조사결과 수질기준(생활용수) 초과비율이 2002년 3.7%에서 2006년 6.3%로 증가하였다.. 지하수조사연보(건설교통부, 2007)에 수록된 2006년말 현재 전국의 지하수 방치관정 조사에 의하면 58,343개의 불용공이 전국에 산재해 있는 것으로 나타났으며, 이 중 7.9%인 4,600개의 불용공이 처리되지 않은 상태로 방치되어 있는 것으로 조사되었다.
불용공은 서울 32%(19,141개), 경기 13%(7,865개), 대전 8%(4,563개) 순으로 분포하였다. 지하수 이용 중 발생하는 불용공은 채수량이 감소되거나 수질이 이용목적에 부적합하여 사용하지 못하는 경우이다. 실제 지하수 조사연보에 기재된 불용공의 발생원인을 살펴보면 수량부족, 수질악화, 상수도대체 등의 원인으로 불용공이 발생하는 것으로 나타났다.
지하수조사연보(2007, 건설교통부)에 따르면 가장 높은 비율을 차지하는 불용공 발생원인은 사용중지, 수량부족, 상수도대체, 토지형질변경, 수질악화 순으로 나타났다. 방치공의 대부분의 경우 주기적인 관정 청소 등 유지관리가 이루어진다면 충분히 활용이 가능한 자원이라고 보았을 때, 방치공을 단순 폐공 처리하는 것은 국가 자원의 낭비이다. 따라서 적절하고도 용이한 관정 청소 장치의 개발을 통하여 관련 담당자들의 주기적인 관정 관리를 통해 불용공 증가를 억제하고 양질의 지하수 자원을 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
종래의 기술들은 한국등록특허 제10-0790516호(지하수 관정의 청소장치 및 그 방법)와 같이 대형 중장비를 동원한 압축공기 투입 및 대형 브러쉬를 통한 세척을 함으로써 과도한 비용 및 자원을 투입해야 하는 단점이 있다. 또한 관정이 대형장비가 접근하기 어려운 경우는 관리가 어려우며, 약품을 사용하는 경우 2차적인 오염이 발생할 우려가 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 휴대가 간편하면서, 관정 크기에 따라 세척브러쉬의 크기를 조절할 수 있도록 하여 다양한 종류의 관정에 적용할 수 있는 관정 청소 장치를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가진빔에 진동을 가하는 진동부; 상기 가진빔의 단부에 설치돼서, 관정의 내부에 삽입되는 브러쉬부; 및 상기 진동부와 상기 브러쉬부 사이에서 상기 가진빔 상에 설치되고, 상기 관정 위에 배치돼서, 상기 가진빔의 위치를 고정하는 완충부를 포함하는 관정 청소장치이다.
상기 가진빔의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 진동부 내부에는 상기 가진빔을 파지하는 크램프와, 상기 크램프와 일체로 연결되는 바이브레이터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 진동부 내부에는 상기 가진빔의 나사산과 나합하여 상기 가진빔을 상하로 이동시키는 구동나사와, 상기 구동나사를 회전시키는 구동모터가 설치되며, 상기 가진빔과 상기 구동나사는 서로 착탈이 가능한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 브러쉬부는, 상기 관정의 내벽면에 맞닿아 상기 브러쉬부의 자세를 유지시키는 가이드블럭과, 상기 가이드블럭과 일체로 연결되는 브러쉬몸체와, 상기 브러쉬몸체에 일체로 고정되는 브러쉬솔을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 브러쉬몸체의 외주면에는 복수의 이중분사노즐이 설치되고, 상기 이중분사노즐에는 상기 관정의 외부로부터 연결되는 물공급관과 공기공급관이 연결되며, 상기 이중분사노즐은 상기 물공급관에 연통되어 물을 분사시키는 내부 노즐과, 상기 공기공급관에 연통되어 압축공기를 분사시키고 상기 내부노즐의 주위에 기설정된 간격을 두고 설치된 외부노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 가진빔은 2이상을 서로 연결가능도록 연결부를 가지는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 연결부는, 상기 가진빔의 일단부에 형성되는 돌출부와, 상기 가진빔의 타단부에 형성돼서 상기 돌출부가 수용되는 삽입부를 포함하고, 상기 돌출부와 상기 삽입부는 각각 핀홀이 형성되며, 상기 돌출부와 상기 삽입부는 연결핀으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 고안에서는 휴대가 간편한 전동드릴 장비에 긴 연장선과 연장선 끝 부분에 세척 브러쉬를 설치하여 1~2인이 쉽게 관정 청소를 할 수 있게 하였다. 또한 관정 크기에 맞게 세척 브러쉬 크기를 조절할 수 있게 하여 다양한 종류의 관정에 적용할 수 있게 하였으며, 관정 세척시 발생하는 충격을 최소화하기 위하여 완충장치를 설치하였다.
본 발명을 통해 간이 관정청소장치를 통하여 관리자 1~2인이 손쉽게 주기적인 관정청소를 할 수 있으므로 관리 소홀로 인한 방치 및 불용공이 되는 관정을 최소화하여 경제적인 손실을 막을 수 있다. 또한 관정 크기와 심도에 따라 간단한 탈부착을 통하여 연결축의 길이와 청소용 세척솔의 지름을 조절할 수 있어 편리하며, 완충장치가 있어 전동장치와 관정 케이싱 사이의 충격을 최소화하여 시설의 내구성을 증가시킬 수 있도록 하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관정 청소장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 관정 청소장치의 진동부의 내부의 모습이다.
도 3은 도 1의 관정 청소장치의 브러쉬부에 장착된 이중분사노즐의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 가진빔의 길이를 연장하기 위하여, 가진빔이 서로 연결되는 부분의 결합전 및 결합후의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1에서 도면부호 100은 본 발명의 실시예에 따른 관정 청소장치를 지시한다.
상기 관정 청소장치(100)는 크게 가진빔(130)에 진동을 가하는 진동부(110)와, 상기 가진빔(130)의 단부에 설치돼서 관정(10)의 내부에 삽입되는 브러쉬부와, 상기 진동부(110)와 상기 브러쉬부 사이에서 상기 가진빔(130) 상에 설치되고, 상기 관정(10) 위에 배치되는 완충부(140)를 포함한다.
상기 진동부(110)는 기본적으로 상기 가진빔(130)에 진동을 부가하지만, 이에 추가하여, 상기 가진빔(130)을 상하로 이동시켜 관정(10)의 깊이에 상관없이 자유롭게 청소할 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 상기 가진빔을 진동 및 이동의 2가지 운동을 부여하기 위해서, 상기 관정 청소장치(100)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가진빔(130)의 외주면에는 나사산을 형성시키고, 상기 가진빔(130)에 바이브레이터(114)와 연결되는 크램프(116)를 결합시키고, 추가적으로 상기 가진빔(130)에 착탈가능한 구동나사(120)를 설치한다.
상기 바이브레이터(114)는 공지의 장치이므로 자세한 설명은 생략한다. 상기 크램프(116)는 내부에 나사산이 형성되어, 상기 가진빔(130)에 진동을 가할 때 확실하게 상기 가진빔(130)을 파지할 수 있다.
또, 상기 구동나사(120)는 구동모터(118)에 연결되며, 상기 구동모터(118)는 도시되지 않은 전력원에 연결된다. 그리고, 상기 구동나사(120)의 착탈을 위하여, 리니어모터(미도시)를 상기 구동모터(118)에 고정하여, 상기 리니어모터를 제어하는 것에 의해 상기 구동나사(120)를 상기 가진빔(130)에 대하여 착탈할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는, 상기 구동모터(118)에 착탈손잡이(119)를 일체로 연결하고, 상기 착탈손잡이(119)를 상기 진동부(110)의 외측으로 노출시켜서, 상기 착탈손잡이(119)를 사용자가 전후진시키는 것으로 상기 구동나사(120)를 상기 가진빔(130)에 대하여 착탈할 수 있다.
상기 진동부(110)의 하측에는 상기 가진빔(130)을 안내하는 가진빔가이드(132)가 추가로 설치될 수 있다.
그리고, 상기 진동부(110)의 외부에는 상기 진동부(110)를 사용자가 손으로 잡고 작업할 수 있도록 메인손잡이(112)가 형성된다.
상기 완충부(140)는 우레탄 등의 소재로 이루어질 수 있으며, 상기 완충부(140)의 중심에는 상기 가진빔(130)이 이동할 때 상기 완충부(140)를 손상시키지 않도록 부싱(142)이 설치된다. 상기 완충부(140)는 상기 관정(10)의 상부를 덮어서 상기 가진빔(130)의 이동이나 진동시의 충격이 상기 관정(10)에 전달되지 않도록 하면서, 상기 관정(10)에 상기 가진빔(130)의 위치가 정확히 중심에 위치하도록 하는 역할을 한다.
상기 브러쉬부는, 상기 관정(10)의 내벽면에 맞닿아 상기 브러쉬부의 자세를 유지시키는 가이드블럭(152)과, 상기 가이드블럭(152)과 일체로 연결되는 브러쉬몸체(150)와, 상기 브러쉬몸체(150)에 일체로 고정되는 브러쉬솔(154)을 포함한다.
상기 브러쉬몸체(150)는 상기 가이드블럭(152)보다 단면적이 작다. 그리고, 상기 가이드블럭(152)에는 상기 가진빔(130)의 회전에도 불구하고 상기 브러쉬부가 회전하지 않도록 베어링(156)이 설치될 수 있다. 상기 베어링(156)은 상기 가이드블럭(152)에 착탈하고, 상기 가진빔(130)에 일체로 고정되므로, 상기 브러스부를 상기 관정(10)의 크기에 맞게 교체하는 것이 가능하다.
그리고, 청소효과를 향상시키기 위하여, 상기 브러쉬몸체(150)의 외주면에는 복수의 이중분사노즐(158)이 설치되고, 상기 이중분사노즐(158)에는 상기 관정의 외부로부터 연결되는 물공급관(162)과 공기공급관(160)이 상기 각각의 이중분사노즐(158)에 연결된다. 상기 물공급관(162)은 도시되지 않은 압축수공급원에 연결되고, 상기 공기공급관(160)은 도시되지 않은 압축공기공급원에 연결된다.
상기 이중분사노즐(158)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 물공급관(162)에 연통되어 물을 분사시키는 내부 노즐(170)과, 상기 공기공급관(160)에 연통되어 압축공기를 분사시키고 상기 내부노즐(170)의 주위에 기설정된 간격을 두고 설치된 외부노즐(172)을 포함한다.
상기 내부노즐(170)은 상기 물공급관(162)과 연통되는 내측관체(176)에 연결되고, 상기 외부노즐(172)은 상기 공기공급관(160)에 연통되는 외측관체(174)에 연결된다.
상기와 같이 내부노즐(170)의 유출구가 상기 외부노즐(172)의 유출구보다 내측에 설치되면, 상기 내부노즐(170)에서 압축수가 분사되면서 곧바로 상기 외부노즐(172)의 압축공기에 의해 압축수가 분산되므로 압축수의 분무 입자를 더욱 미세화시키면서 강한 압력으로 배출시키므로, 이로 인해 관정 청소효율도 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 관정 청소장치(100)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 이하, 상기 관정 청소장치(100)에 의한 관정 청소공정을 설명한다.
먼저, 상기 베어링(56)에 상기 관정(10)의 크기에 적합한 브러쉬부를 장착한다. 이 때, 상기 브러쉬부에는 상기 물공급관(162)과 상기 공기공급관(160)을 상기 완충부(140)를 관통하여 연결시킨다.
그리고, 상기 구동모터(118)를 작동시켜 상기 가진빔(130)을 내려서 상기 브러쉬부를 청소하고자 하는 위치에 도달하도록 한다.
다음으로, 상기 착탈손잡이(119)에 의해 상기 구동나사(120)를 상기 가진빔(130)으로부터 이격시킨다. 그리고, 상기 바이브레이터(114)를 작동시켜 상기 관정(10) 내를 청소한다.
이 때, 상기 물공급관(162)과 상기 공기공급관(160)으로 압축수와 압축공기를 공급하면, 상기 이중분사노즐(158)을 통해 상기 관정(10)의 내벽면에 압축수와 압축공기를 분사하면서 청소할 수 있다.
청소가 완료되면, 다시 상기 착탈손잡이(119)에 의해 상기 구동나사(120)를 상기 가진빔(130)에 나합시키고, 상기 구동모터(118)를 작동시켜 상기 가진빔(130)을 내려서 상기 브러쉬부를 청소하고자 하는 다음 위치에 도달하도록 한다. 그리고, 상술한 봐와 같이 청소작업을 반복한다.
관정(10) 전체에 대하여 청소가 완료되면, 상기 착탈손잡이(119)에 의해 상기 구동나사(120)를 상기 가진빔(130)에 나합시키고, 상기 구동모터(118)를 작동시켜 상기 가진빔(130)을 올리고, 상기 브러쉬부를 상기 가진빔(130)으로부터 분리시킨다.
따라서, 사용자가 현장에서 간단하게 관정(10)을 청소할 수 있으며, 장치 전체의 크기가 작고 가진빔(130) 및 브러쉬부의 분리가 가능하여 휴대도 용이하다.
또, 관정(10)의 깊이가 깊은 경우에는, 복수의 가진빔(130)을 서로 연결하여 전체 길이를 연장시킬 것이 요구된다. 따라서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 가진빔(130)에 연결부를 형성하여 인접하는 가진빔(130)를 서로 연결시키는 것이 바람직하다.
상기 연결부는, 상기 가진빔(130)의 일단부에 형성되는 돌출부(132)와, 상기 가짐(130)빔의 타단부에 형성돼서 상기 돌출부(132)가 수용되는 삽입부(134)를 포함한다.
그리고, 상기 돌출부(132)와 상기 삽입부(134)에는 각각 핀홀(131,133)가 형성되고, 상기 핀홀(131,133)에 연결핀(136)을 삽입하여, 인접하는 가진빔(130)을 서로 결합시킬 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 관정 100: 관정 청소장치
110: 진동부 112: 메인손잡이
114: 바이브레이터 116: 크램프
118: 구동모터 119: 착탈손잡이
120: 구동나사 130: 가진빔
131,133: 핀홀 132: 돌출부
134: 삽입부 136: 연결핀
132: 가진빔가이드 140: 완충부
142: 부싱 150: 브러쉬바디
152: 가이드블럭 154: 브러쉬솔
156: 베어링 158: 이중분사노즐
160: 공기공급관 162: 물공급관
170: 내부노즐 172: 외부노즐
174: 외측관체 176: 내측관체

Claims (7)

  1. 가진빔에 진동을 가하는 진동부;
    상기 가진빔의 단부에 설치돼서, 관정의 내부에 삽입되는 브러쉬부; 및
    상기 진동부와 상기 브러쉬부 사이에서 상기 가진빔 상에 설치되고, 상기 관정 위에 배치돼서, 상기 가진빔의 위치를 고정하는 완충부를 포함하고,
    상기 가진빔의 외주면에는 나사산이 형성되고,
    상기 진동부 내부에는 상기 나사산과 나합하여 상기 가진빔을 파지하는 크램프와, 상기 크램프와 일체로 연결되는 바이브레이터가 설치되며,
    상기 진동부 내부에는 상기 가진빔의 나사산과 나합하여 상기 가진빔을 상하로 이동시키는 구동나사와, 상기 구동나사를 회전시키는 구동모터가 설치되며, 상기 가진빔과 상기 구동나사는 서로 착탈이 가능한 것을 특징으로 하는 관정 청소장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 브러쉬부는, 상기 관정의 내벽면에 맞닿아 상기 브러쉬부의 자세를 유지시키는 가이드블럭과, 상기 가이드블럭과 일체로 연결되는 브러쉬몸체와, 상기 브러쉬몸체에 일체로 고정되는 브러쉬솔을 포함하는 것을 특징으로 하는 관정 청소장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 브러쉬몸체의 외주면에는 복수의 이중분사노즐이 설치되고, 상기 이중분사노즐에는 상기 관정의 외부로부터 연결되는 물공급관과 공기공급관이 연결되며,
    상기 이중분사노즐은 상기 물공급관에 연통되어 물을 분사시키는 내부 노즐과,
    상기 공기공급관에 연통되어 압축공기를 분사시키고 상기 내부노즐의 주위에 기설정된 간격을 두고 설치된 외부노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 관정 청소장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가진빔은 2이상을 서로 연결가능도록 연결부를 가지는 것을 특징으로 하는 관정 청소장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 연결부는, 상기 가진빔의 일단부에 형성되는 돌출부와, 상기 가진빔의 타단부에 형성돼서 상기 돌출부가 수용되는 삽입부를 포함하고, 상기 돌출부와 상기 삽입부는 각각 핀홀이 형성되며, 상기 돌출부와 상기 삽입부는 연결핀으로 결합되는 것을 특징으로 하는 관정 청소장치.
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