KR101621825B1 - 다중 관정 유체 주입 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 관정 유체 주입 시스템에 관한 것으로, 대수층에 관정된 복수의 주입관정에 주입수를 주입하기 위한 다중 관정 유체 주입 시스템에 있어서, 외부로부터 공급되는 주입수를 복수의 주입관정에 주입할 수 있도록, 복수의 주입관정에 연결되는 주입배관; 및 주입관정 내부에 각각 구비되어, 주입배관을 통해 주입관정 내부에 유입되는 주입수의 수위에 의해 주입관정의 주입구를 차단하는 체크밸브들;을 포함하여 이루어져서, 주입수의 수위가 높아지는 도중에 주입구가 각 체크밸브에 의해 폐쇄됨으로써, 주입수가 역류되지 않게 함과 동시에 각 주입관정에 골고루 분산 주입시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

다중 관정 유체 주입 시스템{Fluid injecting system into multiple tube wells}

본 발명의 다중 관정 유체 주입 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자적인 제어를 하지 않고도, 주입수가 다중관정에 불균형하게 주입되는 것을 방지하도록, 그 기능이 개선된 다중 관정 유체 주입 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 지하수를 이용한 지열 냉난방 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 집수관정(1)에 저장된 지하수를 펌프(3)를 통해 집수관(4)을 이용하여 히트펌프(5)에 공급하고, 히트펌프(5)는 집수관정(1)으로부터 공급된 지하수를 통해 냉방 또는 난방을 수행한다. 이후, 히트펌프(5)를 통해 배출되는 주입수는 다시 집수관정(1)에 주입된다.

이와 같이, 종래 지하수를 이용한 지열 냉난방 시스템은 히트펌프(5)를 통해 냉방 또는 난방에 이용된 지하수가 다시 집수관정(1)에 반환하게 되는데, 주입수의 효율적인 주입을 위해서는 집수관정(1)을 대형화해야하는 문제점이 있다.

만약, 집수관정(1)을 대형화하지 못할 경우, 집수관정(1)에 주입되는 주입수의 양을 조절하거나 집수관정(1)에서 주입수를 차단해야 하는 기술이 필요하다.

이를 위해, 종래 관정 유체 주입 시스템은 관정내에서 발생하는 주입수의 압력을 측정하고 해당 주입수의 압력에 따른 제어신호에 통해 집수관정(1)을 개폐하는 밸브와 컨트롤러가 사용되고 있다.

그러나 종래 관정 유체 주입 시스템은 전자장비를 이용하고 있기 때문에 시스템을 구축하기 위한 비용이 상승하고, 시스템 또한 지하수 내에서 이용되어야 하기 때문에 방수 기능을 반드시 구비하고 있어야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고가의 전자장비를 이용하지 않고서도 다중 관정의 주입수를 효율적으로 주입할 수 있는 다중 관정 유체 주입 시스템을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 관정 유체 주입 시스템은 대수층에 관정된 복수의 주입관정에 주입수를 주입하기 위한 다중 관정 유체 주입 시스템에 있어서, 외부로부터 공급되는 주입수를 상기 복수의 주입관정에 주입할 수 있도록, 상기 복수의 주입관정에 연결되는 주입배관; 및 상기 주입관정 내부에 각각 구비되어, 상기 주입배관을 통해 상기 주입관정 내부에 유입되는 주입수의 수위에 의해 주입관정의 주입구를 차단하는 체크밸브들;을 포함하여 이루어져서, 상기 주입수의 수위가 높아지는 도중에 상기 주입구가 상기 각 체크밸브에 의해 폐쇄됨으로써, 상기 주입수가 역류되지 않게 함과 동시에 상기 각 주입관정에 골고루 분산 주입시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 채용된 상기 체크밸브는, 상기 주입관정에 삽입되고, 유체가 흐를 수 있는 통로가 중심에 형성되어 있는 차단리브; 및 상기 차단리브에 대해 승강 가능하도록 상기 주입관정 내부에 설치되고, 상하 승강 동작에 의해 상기 통로를 개방 및 폐쇄시키는 차단볼;을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 체크밸브는, 상기 통로 측으로 탄성 가압시키는 탄성부재; 및 상기 탄성부재를 상기 주입관정 내부에 지지시켜 주기 위한 것으로, 상기 탄성부재의 하단부가 접촉 지지되고, 상기 통로와 소통되는 소통구를 가지는 지지부재;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 주입수의 수위가 높아지는 도중에 주입구가 상기 각 체크밸브에 의해 폐쇄됨으로써, 상기 주입수가 역류되지 않게 함과 동시에 상기 각 주입관정에 골고루 분산 주입시킬 수 있는 효과가 있다.

이에, 본 발명의 일 실시예에서는, 주입수의 주입 효율을 높이기 위한 전자장비를 각 주입관정에 설치하지 않고도, 물리적인 방식으로 주입관정의 주입수 주입효율을 높여줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 채용된 체크밸브에 따르면, 주입수의 주입 여부에 관계없이 주입관정의 통로를 기본적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 지하수를 이용한 지열 냉난방 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 관정 유체 주입 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 2의 'Ⅲ' 확대도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 관정 유체 주입 시스템의 사용상태도이다.

이하, 하기에서는 본 발명의 실시예에 따른 다중 관정 유체 주입 시스템에 대하여 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 관정 유체 주입 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 'Ⅲ' 확대도이며, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 관정 유체 주입 시스템의 사용상태도이다.

상기 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 관정 유체 주입 시스템은 대수층에 관정된 복수의 주입관정에 주입수를 주입하기 위한 다중 관정 유체 주입 시스템에 관한 것으로 주입배관(100)과 체크밸브(200)를 포함하여 이루어진다.

이러한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 관정 유체 주입 시스템은 지하수를 이용한 지열 냉난방 시스템에 적용되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 다중 관정 유체 주입 시스템이 적용되는 지하수를 이용한 지열 냉난방 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 집수관정(1)에 저장된 지하수를 펌프(3)를 통해 집수관(4)을 이용하여 히트펌프(5)에 공급하고, 히트펌프(5)는 집수관정(1)으로부터 공급된 지하수를 통해 냉방 또는 난방을 수행한다. 이후, 히트펌프(5)를 통해 배출되는 주입수는 복수개의 주입관정(10)에 주입된다.

이에, 주입배관(100)은 외부로부터 공급되는 주입수를 복수의 주입관정(10)에 주입할 수 있도록, 복수의 주입관정(10)에 연결된다. 이렇게 주입배관(100)은 연결된 모든 주입관정(10)에 주입수를 주입한다. 본 발명의 일 실시예에서는 3개의 주입관정을 예로 설명하였으나, 그 개수를 한정하는 것이 아니다.

그리고 체크밸브(200)는 주입관정(10) 내부에 각각 구비되어, 주입배관(100)을 통해 주입관정(10) 내부에 유입되는 주입수의 수위에 의해 주입관정(10)의 주입구를 차단한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주입수의 수위가 높아지는 도중에 주입구가 상기 각 체크밸브에 의해 폐쇄됨으로써, 상기 주입수가 역류되지 않게 함과 동시에 상기 각 주입관정에 골고루 분산 주입시킬 수 있는 효과가 있다.

이에, 외부로부터 유입되는 주입수가 주입관정의 한계치에 다다르면, 추가적인 전자기기의 제어 없이도, 다른 주입관정으로 주입수가 유입되도록 체크밸브가 주입관정의 주입구를 차단하여 불균질한 주입수를 효율적으로 배분하여 주입할 수 있게 해줌으로써, 주입수의 주입 효율을 상향시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 하기에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 관정 유체 주입 시스템의 동작과정에 대하여 도 4 내지 도 6을 참고하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 히트펌프(5)로부터 배출되는 주입수가 주입배관(100)을 통해 주입관정(10)에 유입된다.

이후, 주입관정(10)의 투수성 차이로 인해 복수의 주입관정(10) 중 어느 하나의 주입관정(10)내 주입수의 수위가 먼저 차오를 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙 주입관정(10)의 주입수가 먼처 차올라 중앙 주입관정(10)의 체크밸브(200)가 차단되었으나 이를 한정하는 것은 아니다.

이와 같이, 중앙에 구비된 체크밸브(200)가 먼저 차단됨에 따라, 주입수는 양측의 주입관정(10)으로 유입된다.

이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 주입수가 유입되지 않도록 차단된 중앙의 주입관정(10)의 경우, 먼저 주입된 주입수는 투수되어 수위가 낮아지게 된다. 이렇게 주입수의 수위가 낮아지게 되면 다시 체크밸브(200)는 개방되고, 좌측의 주입관정(10)에 구비된 체크밸브(200)가 차단된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 관정 유체 주입 시스템에 따르면, 외부로부터 유입되는 주입수가 주입관정의 한계치에 다다르면, 추가적인 전자기기의 제어 없이도, 다른 주입관정으로 주입수가 유입되도록 체크밸브가 주입관정의 주입구를 차단하여 불균질한 주입수를 효율적으로 배분하여 주입할 수 있게 해줌으로써, 주입수의 주입 효율을 상향시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 채용된 체크밸브(200)는 차단리브(210)와 차단볼(220)을 포함하여 이루어진다.

차단리브(210)는 주입관정(10)에 삽입되고, 유체가 흐를 수 있는 통로가 중심에 형성된다. 이러한, 차단리브(210)는 상기 밸브의 상측 내부에 구비되어, 상기 주입수에 의해 상승하는 차단볼(220)이 상부로 이탈하는 것을 억제하고, 상기 차단볼(220)과 함께 주입관정(10)의 통로를 차단하는 역할을 한다.

그리고, 차단볼(220)은 차단리브(210)에 대해 승강 가능하도록 주입관정(10) 내부에 설치되고, 상하 승강 동작에 의해 통로를 개방 및 폐쇄시킨다. 본 발명의 일 실시예에 채용된 차단볼(220)은 주입관정(10)의 주입수와 같이 상승될 수 있는 재질인 것이 바람직하다. 예를 들어, 스티로폼과 같은 재질이거나, 내부에 공기가 차있는 구조물도 가능하다.

또한, 본 발명의 일실시예에 채용된 체크밸브(200)는, 탄성부재(230)와 지지부재(240)를 더 포함할 수 있다.

탄성부재(230)는 통로 측으로 탄성 가압시키는 역할을 하는 것으로, 스프링인 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.

그리고, 지지부재(240)는 탄성부재(230)를 상기 주입관정(10) 내부에 지지시켜 주기 위한 것으로, 탄성부재(230)의 하단부가 접촉 지지되고, 상기 통로와 소통되는 소통구를 갖는다.

이와 같이, 탄성부재(230)가 차단볼(220)을 통로측으로 탄성 가압시킴으로써, 주입수가 주입관정(10)에 유입되지 않은 상태에서는 차단볼(220)이 주입관정(10)의 통로를 폐쇄하고, 주입관정(10)으로 주입수가 유입되면 주입수의 유압에 의해 차단볼(220)이 통로로부터 떨어지면서 유입수가 주입관정(10)으로 유입되며, 주입관정(10)에 주입수가 상승하게 되면서 주입수의 수위에 의해 차단볼(220)이 다시 주입관정(10)의 통로를 폐쇄하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 채용된 체크밸브에 따르면, 주입수의 주입 여부에 관계없이 주입관정의 통로를 기본적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 채용된 체크밸브(200)에 나사산(251)이 구비되고, 주입관정(10)의 종단에 나사산(252)과 같은 체결 수단(250)이 더 구비될 수 있다. 이와 같이, 체크밸브(200)와 주입관정(10)에 체결 수단(250)이 구비됨에 따라, 체크밸브(200)에 이상이 발생할 경우, 교체가 용이해지는 장점이 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 나사 결합이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.

이상, 본 발명에 대한 바람직한 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명 이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있음은 자명하다.

100 : 주입배관 200 : 체크밸브
210 : 차단리브 220 : 차단볼
230 : 탄성부재 240 : 지지부재

Claims (3)

1. 대수층에 관정된 복수의 주입관정에 주입수를 주입하기 위한 다중 관정 유체 주입 시스템에 있어서,
   외부로부터 공급되는 주입수를 상기 복수의 주입관정에 주입할 수 있도록, 상기 복수의 주입관정에 연결되는 주입배관; 및
   상기 주입관정 내부에 각각 구비되어, 상기 주입배관을 통해 상기 주입관정 내부에 유입되는 주입수의 수위에 의해 주입관정의 주입구를 차단하는 체크밸브들;을 포함하여 이루어지고,
   상기 체크밸브는
   상기 주입관정에 삽입되고, 유체가 흐를 수 있는 통로가 중심에 형성되어 있는 차단리브;
   상기 차단리브에 대해 승강 가능하도록 상기 주입관정 내부에 설치되고, 상하 승강 동작에 의해 상기 통로를 개방 및 폐쇄시키는 차단볼;
   상기 통로 측으로 탄성 가압시키는 탄성부재; 및
   상기 탄성부재를 상기 주입관정 내부에 지지시켜 주기 위한 것으로, 상기 탄성부재의 하단부가 접촉 지지되고, 상기 통로와 소통되는 소통구를 가지는 지지부재;를 포함하여 이루어져서
   상기 주입수의 수위가 높아지는 도중에 상기 주입구가 상기 각 체크밸브에 의해 폐쇄됨으로써, 상기 주입수가 역류되지 않게 함과 동시에 상기 각 주입관정에 골고루 분산 주입시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한 다중 관정 유체 주입 시스템.
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