KR102306338B1 - 암반수 채수공 굴착 및 확장 공법 및 채수공 확장 장치 - Google Patents

암반수 채수공 굴착 및 확장 공법 및 채수공 확장 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지하 암반수 채수공 확장 공법 및 채수공 확장 장치에 관한 것으로, 암반 대수층에 형성된 채수공에 채수공 확장 장치의 밀폐부를 삽입하는 단계, 상기 밀폐부를 압축시켜 상기 채수공을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하고 상기 제1 공간을 밀폐하는 단계, 상기 제1 공간으로 공기를 주입하여 압력을 제2 공간의 압력보다 높이는 단계 및 상기 제1 공간의 공기와 슬러지가 상기 제2 공간으로 유동하도록 상기 제1 공간과 제2 공간을 연결하는 단계를 포함한다.

Description

암반수 채수공 굴착 및 확장 공법 및 채수공 확장 장치{A method to excavation and expand underground tunnel for a catchment of a bedrock aquifer and an apparatus to expand underground tunnel for a catchment of a bedrock aquifer}
본 발명은 암반수 채수공 굴착 및 확장 공법 및 채수공 확장 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 지표면의 하부에는 풍화 퇴적층(A), 연암층(B), 암반 대수층(C) 및 경암층(D)이 존재한다.
지하 암반수는 암반 대수층에 매장되어 있고, 천층수 또는 복류수보다 더 깨끗하다는 장점이 있다. 이러한 장점 덕에 지하 암반수는 천층수 또는 복류수에 비해 채수되기 어려우나, 지표수 개발에 비해 공사비가 저렴하고, 자연훼손을 최소화하기에 친환경적인 용수공급이 가능하다.
도면 도 1을 참고하면, 암반 대수층(C)에 매장된 암반수를 채수하기 위해 지표면으로부터 경암층(D)까지 수직 정호(10)를 굴착하고, 암반 대수층(C)에 채수공(30)을 형성한다. 매장된 암반수가 채수공(30)을 통해 수직 정호(10)에 채수된다.
수평굴착기(도시하지 않음)를 이용하여 채수공(30)을 형성하는 과정 중에 슬러지가 발생하게 되었다. 슬러지는 채수공(30)과 연결되는 물길을 막게되었다. 이에 지하 암반수의 채수량이 저해되었다. 또한 슬러지는 수직 정호(10)에 채수된 지하 암반수에 혼합되어 여과해야 하는 불편함이 있다. 수직 정호에서 지하 암반수를 펌핑하는 과정 중에서 슬러지에 의해 펌프 등이 손상되었다.
대한민국 등록특허 제10-0905202호 대한민국 등록특허 제10-0284857호
본 발명은 지하 암반수 채수를 위해 암반 대수층에 채수공 형성 시 발생한 슬러지를 제거하여 채수량을 증가시키는 암반수 채수공 굴착 및 확장 공법 및 채수공 확장 장치를 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 암반수 채수공 굴착 및 확장 공법은 암반 대수층에 형성된 채수공에 삽입되어 슬러지를 제거하는 것으로, 상기 채수공에 채수공 확장 장치의 밀폐부를 삽입하는 단계, 상기 밀폐부를 압축시켜 상기 채수공을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하고 상기 제1 공간을 밀폐하는 단계, 상기 제1 공간으로 공기를 주입하여 압력을 제2 공간의 압력보다 높이는 단계 및 상기 제1 공간의 공기와 슬러지가 상기 제2 공간으로 유동하도록 상기 제1 공간과 제2 공간을 연결하는 단계를 포함한다.
상기 제1 공간을 밀폐하는 단계는 상기 채수공 확장 장치의 몸체부에 배치된 밀폐부의 외부 둘레가 채수공의 둘레에 밀착되도록 상기 몸체부에 결합된 가압부로 상기 밀폐부를 가압하여 압축시키며, 상기 밀폐부는 압축되면서 길이는 줄어들고 외부 둘레 지름이 증가하면서 상기 채수공의 둘레에 밀착되어 상기 채수공이 제1 공간과 제2 공간으로 구획되고, 상기 제1 공간은 밀폐될 수 있다.
상기 제1 공간과 제2 공간을 연결하는 단계는 상기 제1 공간은 밸브의 제어로 압축기와 연결되어 상기 압축기에 의해 상기 제1 공간의 압력이 높아지며, 상기 밸브의 제어로 상기 제1 공간과 상기 압축기의 연결이 차단되면고 상기 제1 공간과 제2 공간이 연결되면서 압력이 높은 제1 공간의 슬러지 및 암반 지하수가 압력이 낮은 제2 공간으로 배출될 수 있다.
상기 제1 공간과 제2 공간을 연결하는 단계는 상기 제1 공간과 연결된 니쁠에 결합된 캡이 제1 공간의 압력에 의해 니쁠에서 분리되어 상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연결되어 제1 공간의 슬러지 및 암반 지하수가 상기 니쁠을 통해 상기 제2 공간으로 배출될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 채수공 확장 장치는 암반 대수층에 형성된 채수공에 삽입되어 채수공의 슬러지를 제거하는 것으로, 상기 채수공에 삽입될 수 있는 몸체부, 상기 몸체부에 배치되어 상기 채수공을 막을 수 있고 상기 채수공을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하는 밀폐부, 상기 몸체부에 배치되어 상기 밀폐부를 압축시킬 수 있는 가압부 및 상기 몸체부와 결합되어 상기 제1 공간의 압력을 제2 공간의 압력보다 높일 수 있는 압력발생부를 포함한다.
압력이 높은 상기 제1 공간이 압력이 낮은 상기 제2 공간이 연결되면 압력차이에 의해 상기 제1 공간의 슬러지는 제2 공간으로 유동하여 배출될 수 있다.
상기 몸체부는 외부 둘레에 나사가 형성되어 있고 유로가 내부를 관통하고 있는 로드, 상기 로드에 결합되어 상기 밀폐부를 지지하는 지지플랜지 및 상기 로드와 상기 압력발생부를 연결하고 있는 연결탭을 포함할 수 있다.
상기 몸체부는 상기 지지플랜지에서 돌출되어 상기 밀폐부를 관통하고 있는 니쁠, 그리고 상기 니쁠을 막고 있는 캡을 더 포함할 수 있다.
상기 캡은 제1 공간의 압력이 제2 공간의 압력보다 높아지면 압력에 의해 밀리면서 상기 니쁠에서 분리되어 상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연결될 수 있다.
상기 밀폐부는 고무로 만들어질 수 있다.
상기 밀폐부는 상기 몸체부와 결합되어 있는 밀폐몸체, 그리고 상기 밀폐몸체의 외부 둘레에 배치되어 있는 밀착부재를 포함할 수 있다.
상기 밀착부재는 상기 밀폐몸체보다 연질일 수 있다.
상기 가압부는 상기 몸체부에 움직일 수 있게 배치되어 있고 상기 밀폐부와 접하는 가압부재, 그리고 상기 몸체부에 결합되어 상기 가압부재를 이동시킬 수 있는 가압조절부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 채수공이 밀폐부에 의해 제1 공간과 제2 공간으로 구획되고, 제1 공간의 압력이 제2 공간의 압력보다 높게 되면서 압력의 차이로 제1 공간에서 공기가 제2 공간으로 유동할 때 제1 공간의 슬러지가 함께 배출될 수 있다. 이때 물길을 막고 있는 슬러지 또한 함께 배출되므로 물길이 뚫려 채수량이 향상된 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공기의 압력차를 이용해 슬러지를 제거한 후 암반수가 공급되기 때문에 위생적인 암반수를 채수할 수 있다.
도 1은 종래의 암반수 채수공 굴착 및 확장 공법을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 채수공 확장 장치를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 분해도.
도 4는 도 2를 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 자른 단면도.
도 5는 도 4의 사용 상태도.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 지하 암반수 채수공 확장 공법을 나타낸 블록도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채수공 확장 장치를 나타낸 개략도.
도 8은 도 7을 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라 자른 단면도.
도 9은 도 8의 A 부분 확대도.
도 10은 도 8의 사용 상태도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채수공 확장 장치를 나타낸 개략도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 패커 및 이를 이용한 암반수 채수공 굴착 및 확장 공법에 대하여 도 2 내지 도 5를 참고하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 채수공 확장 장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해도이며, 도 4는 도 2를 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 자른 단면도이고, 도 5는 도 4의 사용 상태도이다.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 채수공 확장 장치(100)는 몸체부(110), 밀폐부(120), 가압부(130) 및 압력발생부(140)를 포함하며 암반 대수층(C)(도면 도 1 참조)에 형성된 채수공(20)에 삽입되어 채수공에 발생한 슬러지를 제거한다.
몸체부(110)는 로드(111), 지지플랜지(112) 및 연결탭(113)을 포함하며 일측이 채수공(20)에 삽입될 수 있다.
로드(111)는 환봉형의 형태로 이루어져 외부 둘레에 나사가 형성되어 있다. 로드(111)의 형태를 환봉형으로 한정하는 것은 아니다. 로드(111)의 내부에는 슬러지, 공기 및 암반 지하수가 유동할 수 있는 유로(111a)가 길이 방향을 따라 형성되어 있다. 도면에는 도시하지 않았지만 로드(111)는 복수로 이루어져 분리 가능하게 연결될 수 있다. 채수공(30)의 깊이에 따라 로드(111)의 길이를 조절할 수 있다. 로드(111)가 복수로 이루어져 분해 시 이동이 용이할 수 있다.
지지플랜지(112)는 로드(111)의 일측에서 원주 방향을 따라 형성되어 있다. 지지플랜지(112)의 외부 둘레 지름은 로드(11)의 외부 둘레 지름 보다 크다.
연결탭(113)은 로드(111)의 타측에서 돌출되어 있다. 연결탭(113)의 외부 둘레에는 나사가 형성되어 있다. 연결탭(113)은 내부는 관통되어 유로(111a)와 연결되어 있다. 로드(111)가 복수로 이루어질 때 이웃한 로드(111)는 일측과 연결탭(113)이 서로 나사 결합되어 연결될 수 있다.
밀폐부(120)는 외력에 의해 압축되어 길이는 줄어들고 외부 둘레 지름은 증가할 수 있는 고무 따위로 만들어질 수 있다. 밀폐부(120)의 내부는 길이 방향을 따라 관통되어 있으며 로드(111)가 관통하고 있다. 밀폐부(120)는 로드(111)의 일측에 위치하여 지지플랜지(112)와 접하고 있다. 밀폐부(120)의 외부 둘레 지름은 지지플랜지(112)의 외부 둘레 지름보다 크다. 그러나 밀폐부(120)의 외부 둘레 지름과 지지플랜지(112)의 외부 둘레 지름은 같을 수 있다. 밀폐부(120)는 몸체부(110)에 의해 채수공(30)으로 삽입될 수 있다.
가압부(130)는 가압부재(131), 그리고 가압조절부재(132)를 포함한다.
가압부재(131)는 로드(111)의 외부 둘레를 감싸고 있다. 가압부재(131)의 내부 둘레 지름은 로드(111)의 외부 둘레 지름보다 크다. 이에 가압부재(131)의 내부 둘레와 로드(111)의 외부 둘레 사이에 유격이 있다. 가압부재(131)는 로드(111)의 길이 방향을 따라 움직일 수 있다. 가압부재(131) 또한 로드(111)와 같이 복수로 이루어져 서로 분리 가능하게 연결될 수 있다. 복수로 이루어진 가압부재(131)는 커플러(도시하지 않음)를 통해 서로 연결될 수 있다.
가압부재(131)의 일측에는 가압플랜지(131a)가 원주 방향을 따라 형성되어 있다. 가압플랜지(131a)는 지지플랜지(112)와 대응되며 밀폐부(120)를 사이에 두고 마주하고 있다.
가압조절부재(132)는 내부가 관통되어 있고 내부 둘레에 나사가 형성되어 있다. 가압조절부재(132)는 로드(111)와 나사 결합되어 있다. 가압조절부재(132)의 외부 둘레에는 손잡이(132a)가 형성되어 있다. 손잡이(132a)를 이용하여 가압조절부재(132)를 일방향으로 회전시키면 가압조절부재(132)는 로드(111)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 손잡이(132a)를 이용하여 밀폐부(120)가 위치한 몸체부(110)의 일측을 채수공(30)으로 밀어넣을 수 있다.
가압조절부재(132)는 로드(111)와 결합된 상태에서 가압부재(131)의 타측과 접할 수 있으며 가압부재(131)를 밀폐부(120)의 방향으로 이동시킬 수 있다. 가압부재(131)의 이동으로 가압플랜지(131a)는 밀폐부(120)에 압력을 가할 수 있으며 밀폐부(120)는 탄성력에 의해 길이가 줄어들면서 압축될 수 있다. 밀폐부(120)의 외부 둘레 지름은 증가하여 채수공(30)의 둘레와 접할 수 있다. 채수공(30)은 밀폐부(120)에 의해 제1 공간(31)과 제2 공간(32)으로 구획될 수 있다. 제1 공간(31)은 밀폐부(120)에 의해 외부와 차단되어 밀폐된 상태가 될 수 있다.
압력발생부(140)는 밸브(141), 그리고 압축기(142)를 포함한다. 압력발생부(140)는 유로(111a)를 통해 제1 공간(31)으로 공기를 주입할 수 있다.
밸브(141)는 삼방밸브 구조를 갖는다. 밸브(141)는 연결탭(113)에 결합되어 있다. 밸브(141)의 제1 밸브로(141a)는 연결탭(113)을 통해 유로(111a)와 연결되어 있다. 압축기(142)는 공기 따위를 압축하며 밸브(141)의 제2 밸브로(141b)와 연결되어 있다. 압축기(142)의 구동으로 제1 공간(31)에는 공기가 주입될 수 있으며 제1 공간(31)의 압력은 제2 공간(32)의 압력보다 높아질 수 있다. 밸브(141)와 압축기(142)의 세부적인 구성은 공지된 삼방밸브, 압축기와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 여기서 제1 공간(31)으로 공기를 주입하는 것을 압축기(142)로 한정하는 것은 아니다. 제1 공간(31)으로 공기를 주입할 수 있는 것이라면 다양한 구성이 적용될 수 있다.
한편, 밸브(141)에는 제1 공간(31)으로 주입되는 공기의 압력을 측정하기 위한 압력게이지(도시하지 않음)가 배치될 수 있다.
다음은 도 5 및 도 6을 더 참고하여 본 실시예에 따른 지하 암반수 채수공 확장 공법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 지하 암반수 채수공 확장 공법을 나타낸 블록도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 지하 암반수 채수공 확장 공법은 지표면에서 지하로 수직하게 형성한 수직 정호의 연암층에 채수공(30)을 형성하는 과정에서 발생하는 슬러지와, 채수공(30)과 연결된 물길을 막고 있는 슬러지를 제거하여 채수공(30)을 확장하는 것으로, 밀폐부를 채수공으로 삽입하는 단계(S10), 채수공을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하여 제1 공간을 밀폐하는 단계(S20), 제1 공간의 압력을 제2 공간의 압력보다 높이는 단계(S30) 및 제1 공간과 제2 공간을 연결하는 단계(S40)를 포함한다.
먼저, 암반 대수층(C)에 매장된 암반수를 채수하기 위해 지표면으로부터 경암층(D)까지 수직 정호(10)를 굴착하고, 암반 대수층(C)에 채수공(30)을 형성한다(도면 도 1 참조).
수직 정호(10)에서 몸체부(110)에 밀폐부(120)와 가압부(130), 그리고 연결탭(113)에 밸브(141)가 연결된 상태에서 밀폐부(120)가 위치한 몸체부(110)의 일측을 채수공(30)에 삽입한다. 이때 밀폐부(120)의 외부 둘레와 채수공(30)의 둘레는 틈새가 있어 몸체부(110) 삽입이 용이하다(S10).
한편, 밀폐부(120)를 원하는 위치까지 이동시키기 위해 손잡이(132a)를 잡고 밀면서 손잡이(132a)를 회전시킬 수 있다.
몸체부(110)를 채수공(30)에 삽입할 때 밀폐부(120)가 설정한 위치까지 도달하지 않을 경우 몸체부(110)와 가압부(130) 들을 더 연결하여 길이를 연장할 수 있다.
가압조절부재(132)를 일방향으로 회전시켜 가압부재(131)를 밀폐부(120)의 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때 가압플랜지(131a)가 밀폐부(120)를 지지플랜지(112)의 방향으로 가압한다. 밀폐부(120)는 압축되면서 길이는 줄어들고 외부 둘레 지름은 증가하여 외부 둘레가 채수공(30)의 둘레에 밀착되며 채수공(30)은 제1 공간(31)과 제2 공간(32)으로 구획되며 제1 공간(31)은 밀폐된 상태가 될 수 있다(S20).
밸브(141)의 제1 밸브로(141a)와 유로(111a)가 연결된 상태에서 압축기(142)를 밸브(141)의 제2 밸브로(141b)와 연결할 수 있다. 밸브(141)의 제3 밸브로(141c)는 제1 밸브로(141a) 및 제2 밸브로(141b)와 차단되어 있다. 압축기(142)가 구동하게 되면 제2 밸브로(141b), 제1 밸브로(141a) 및 유로(111a)를 통해 제1 공간(31)으로 공기가 주입될 수 있다. 제1 공간(31)은 밀폐부(120)에 의해 막혀 있으므로 제1 공간(31)의 공기는 배출되지 못한다. 이때 지속해서 주입되는 공기에 의해 제1 공간(31)의 압력은 제2 공간(32)의 압력보다 높아진 상태가 될 수 있다(S30). 이때 압력 게이지를 통해 제1 공간(31)의 압력을 확인할 수 있다.
제1 공간(31)의 압력이 제2 공간(32)의 압력보다 높아지면 압축기(142)는 정지할 수 있다. 밸브(141)의 조작으로 제1 밸브로(141a)와 제3 밸브로(141c)는 연결될 수 있다. 압력이 높은 제1 공간(31)의 공기는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하려는 성질로 인해 유로(111a)로 유입되어 유동할 수 있다. 이에 제1 공간(31)의 공기는 유로(111a), 제3 밸브로(141c)를 통해 압력이 낮은 제2 공간(32)으로 유동하여 배출될 수 있다. 공기의 배출 속도에 의해 제1 공간(31)의 슬러지와 지하 암반수는 공기와 함께 제1 공간(31)에서 배출될 수 있다(S40). 그리고 제1 공간(31)과 연결된 물길(G)을 막고 있던 슬러지 또한 배출될 수 있다.
본 실시예에 따르면 제1 공간(31)과 제2 공간(32)의 압력 차이로 제1 공간(31)의 슬러지가 배출된다. 그리고 물길(G)을 막고 있는 슬러지 또한 배출되면서 물길(G)이 뚫려 채수량이 향상된다. 제1 공간(31)으로 공기를 주입하여 발생한 압력 차이로 슬러지를 제거하므로 좁은 공간에서의 작업자의 작업성이 우수하다.
다음으로 도 7 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 채수공 확장 장치를 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채수공 확장 장치를 나타낸 개략도이고, 도 8은 도 7을 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라 자른 단면도이며, 도 9은 도 8의 A 부분 확대도이고, 도 10은 도 8의 사용 상태도이다.
먼저, 도 7 내지 도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 채수공 확장 장치(100a)는 도 2 내지 도 6을 참고하여 설명한 실시예의 구성 요소를 대부부 가진다. 다만 본 실시예의 몸체부(110)는 니쁠(114), 그리고 캡(115)을 포함한다. 몸체부(110)는 이탈방지끈(116)을 더 포함할 수 있다.
니쁠(114)은 지지플랜지(112)에서 가압플랜지(131a)의 방향으로 돌출되어 밀폐부(120)와 가압플랜지(131a)를 관통하고 있다. 니쁠(114)의 외부 둘레 지름이 가압플랜지(131a)를 관통하고 있는 홀의 지름보다 작아 니쁠(114)과 가압플랜지(131a)의 홀 사이에 틈새가 형성되어 있다. 가압플랜지(131a)가 밀폐부(120)를 가압할 때 니쁠(114)은 가압플랜지(131a)에서 돌출될 수 있다. 니쁠(114)의 내부는 길이 방향을 따라 관통되어 있다. 제1 공간(31)으로 주입되는 공기는 니쁠(114)의 내부로 유입되어 유동할 수 있다.
캡(115)은 가압플랜지(131a)의 부분에 위치하여 니쁠(114)의 내부로 삽입되어 니쁠(114)의 내부를 막고 있다. 캡(115)은 고무 따위로 만들어질 수 있다. 캡(115)과 니쁠(114)의 접촉면적을 극대화하기 위해 캡(115)의 외부 둘레와 니쁠(114)의 내부 둘레 사이에는 걸림요철(115a)들이 형성되어 있다. 니쁠(114)의 내부로 유입된 공기는 캡(115)에 압력을 가할 수 있고, 캡(115)은 니쁠(114)에서 빠질 수 있다.
이탈방지끈(116)은 기설정된 길이를 가지며 금속 와이어로 형성될 수 있다. 이탈방지끈(116)의 일단은 캡(115)과 결합되어 있고 타단은 가압부재(131)와 결합되어 있다. 이탈방지끈(116)은 캡(115)이 니쁠(114)에서 빠질 때 분실되는 것을 방지한다. 밀폐부(120)가 채수공(30)에 삽입된 상태에서 이탈방지끈(116)의 가상의 중심(116c)은 채수공(30)을 벗어나 수직 정호(10)에 위치한다(도면 도 10 참조). 작업자는 수직 정호(10)에서 이탈방지끈(116)을 이용하여 캡(115)을 니쁠(114)에서 분리할 수 있다.
한편, 작업자가 캡(115)과 연결된 이탈방지끈(116)의 일측을 쉽게 확인할 수 있도록 이탈방지끈(116)은 길이 방향의 가상 중심(116c)을 기준으로 일측은 제1 색상으로 형성되고 타측은 제1 색상과 구별되는 제2 색상으로 형성될 수 있다. 이에 캡(115)이 니쁠(114)에 결합된 상태에서 작업자가 이탈방지끈(116)의 제1 색상 부분을 끌어 당기면 캡(115)은 니쁠(114)에서 빠질 수 있다.
다음은 도 10을 더 참고하여 본 실시예에 따른 지하 암반수 채수공 확장 공법에 대하여 설명한다.
본 실시예에 따른 지하 암반수 채수공 확장 공법은 도 5 및 도 6을 참고하여 설명한 실시예의 구성 요소를 대부분 가진다. 다만 본 실시예는 제1 공간과 제2 공간을 연결하는 단계(S41)에서 압축기(142)는 제1 공간(31)을 공기를 지속해서 주입할 수 있다.
캡(115)이 니쁠(114)에 결합된 상태에서 밀폐부(120)는 몸체부(110)에 의해 채수공(30)에 삽입된다. 그리고 가압부(130)에 의해 밀폐부(120)는 압축되어 외부 둘레가 채수공(30)의 둘레에 밀착될 수 있다. 채수공(30)은 제1 공간(31)과 제2 공간(32)으로 구획되며 제1 공간(31)은 밀폐된다. 한편 가압플랜지(131a)의 이동으로 니쁠(114)의 단부는 가압플랜지(131a)에서 돌출된 상태가 될 수 있다. 캡(115)이 니쁠(114)과 결합된 상태에서 압축기(142)는 밸브(141)와 유로(111a)를 통해 제1 공간(31)으로 공기를 주입한다. 제1 공간(31)의 공기는 니쁠(114)의 내부로 유입될 수 있다. 지속해서 주입되는 공기에 의해 제1 공간(31)의 압력은 제2 공간(32)의 압력보다 높아질 수 있다(S31).
제1 공간(31)의 압력이 제2 공간(32)보다 높아지고, 니쁠(114)의 내부로 유입된 공기는 캡(115)에 압력을 가할 수 있다. 니쁠(114)의 결합력 보다 공기의 압력이 크면 캡(115)은 니쁠(114)에서 이탈할 수 있다. 캡(115)은 이탈방지끈(116)에 의해 분실되지 않을 수 있다. 제1 공간(31)의 공기가 니쁠(114)의 내부를 통해 제2 공간(32)으로 유동하며 공기의 유동 속도에 의해 제1 공간(31)의 슬러지, 지하 암반수가 제2 공간(32)으로 유동하여 제거될 수 있다(S41).
한편, 캡(115)이 니쁠(114)로부터 이탈되지 않을 경우 작업자는 이탈방지끈(116)의 제1 색상 부분을 당기어 캡(115)을 니쁠(114)에서 분리할 수도 있다.
밀폐부(120)가 채수공(30)에 삽입된 상태에서 압축기(142)가 지속적으로 작동하면 공기는 제1 공간(31)으로 유입되어 니쁠(114)을 통해 배출되며 이때 공기의 배출 속도에 의해 제1 공간(31)의 슬러지와 물길(G)을 막고 있는 슬러지가 제1 공간(31)에서 제2 공간(32)으로 배출될 수 있다. 슬러지의 제거로 채수량이 향상된다.
이외 다른 구성은 도 2 내지 도 6의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
다음으로 도 11을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 채수공 확장 장치를 설명한다.
본 발명의 다른 실시예는, 도 2 내지 도 10을 참고하여 설명한 실시예의 구성 요소를 대부분 가진다. 다만 본 실시예에 따른 채수공 확장 장치(100c)는 밀폐부(120a)가 다른 구조를 갖는다.
본 실시예에 따른 밀폐부(120a)는 밀폐몸체(121), 그리고 밀착부재(122)를 포함한다. 밀폐몸체(121)와 밀착부재(122)는 고무 따위로 만들어질 수 있다. 밀폐몸체(121)와 밀착부재(122)는 가압플랜지(131a)에 의해 가압될 수 있다.
밀폐몸체(121)는 내부가 관통되어 로드(111)가 관통하고 있다. 밀폐몸체(121)는 몸체부(110)의 일측에 위치하여 지지플랜지(112) 및 가압플랜지(131a)의 사이에 있다. 밀폐몸체(121)는 기설정된 탄성계수를 갖는다.
밀착부재(122)는 밀폐몸체(121)의 외부 둘레를 따라 배치되어 있다. 밀착부재(122)는 밀폐몸체(121)보다 연질로 형성되어 있다. 도면에는 도시하지 않았으나, 밀착부재(122)와 밀폐몸체(121)의 사이에는 접촉면적을 높이기 위한 요철들이 형성되어 있다. 밀착부재(122)의 외부 둘레는 채수공의 둘레와 접할 수 있다. 연질의 밀착부재(122)는 압축될 때 채수공의 둘레 표면을 따라 변형되어 채수공(30)의 둘레와 밀착부재(122)의 사이에 틈새가 발생하지 않도록 하여 제1 공간(31)의 밀폐력을 높인다.
이외 다른 구성은 도 2 내지 도 10의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
A: 풍화·퇴적층 B: 연암층
C: 암반 대수층 D: 경암층
10: 수직 정호 30: 채수공
31: 제1 공간 32: 제2 공간
100, 100a, 100c: 채수공 확장 장치
110: 몸체부 111: 로드
111a: 유로 112: 지지플랜지
113: 연결탭 114: 니쁠
115: 캡 115a: 걸림요철
116: 이탈방지끈 120, 120a: 밀폐부
121: 밀폐몸체 122: 밀착부재
130: 가압부 131: 가압부재
131a: 가압플랜지 132: 가압조절부재
132a: 손잡이 140: 압력발생부
141: 밸브 141a: 제1 밸브로
141b: 제2 밸브로 141c: 제3 밸브로
142: 압축기

Claims (10)

  1. 암반 대수층에 매장된 암반수를 채수하기 위해 지표면으로부터 경암층까지 수직 정호를 굴착하고, 상기 암반 대수층에 채수공을 형성하여 상기 채수공과 연결된 물길을 막고 있는 슬러지를 제거하여 상기 채수공을 확장하는 것으로,
    상기 수직 정호에서 암반 대수층에 형성된 채수공으로 채수공 확장 장치의 유로가 형성된 몸체부 및 상기 몸체부와 결합된 밀폐부를 삽입하는 단계,
    상기 몸체부에 결합된 가압부로 상기 밀폐부를 압축시켜 상기 채수공을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하고 상기 제1 공간을 밀폐하는 단계,
    밸브의 제어로 상기 유로를 통해 제1 공간과 연결된 압축기에 의해 상기 제1 공간으로 공기를 주입하여 압력을 상기 제2 공간의 압력보다 높이는 단계 및
    상기 제1 공간의 공기와 슬러지가 상기 제2 공간으로 유동하도록 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 연결하는 단계
    를 포함하며,
    상기 밀폐부에는 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 연결하는 니쁠이 형성되어 있고, 상기 제2 공간과 연결된 상기 니쁠 부분에는 캡이 결합되어 있으며, 상기 캡은 이탈방지끈으로 상기 가압부와 연결되어 있고, 상기 이탈방지끈은 길이 방향의 가상 중심을 기준으로 일측은 제1 색상으로 형성되어 상기 캡과 연결되어 있으며 타측은 제2 색상으로 형성되어 상기 가압부와 연결되어 있고, 상기 이탈방지끈의 가상의 중심은 상기 채수공을 벗어나 상기 수직 정호에 위치하며,
    상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 연결하는 단계는
    상기 제2 공간에서 상기 제1 공간과 연결된 니쁠에 결합된 상기 캡이 제1 공간의 압력에 의해 상기 니쁠에서 분리되어 상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연결되고, 상기 제1 공간의 슬러지 및 암반 지하수가 상기 니쁠과 상기 유로를 통해 상기 제2 공간으로 배출되며, 상기 캡이 상기 니쁠로부터 이탈되지 않을 경우 작업자는 상기 이탈방지끈의 제1 색상 부분을 당기어 상기 캡을 상기 니쁠에서 분리할 수 있는
    암반수 채수공 굴착 및 확장 공법.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 공간을 밀폐하는 단계는
    상기 채수공 확장 장치의 몸체부에 배치된 밀폐부의 외부 둘레가 채수공의 둘레에 밀착되도록 상기 몸체부에 결합된 가압부로 상기 밀폐부를 가압하여 압축시키며, 상기 밀폐부는 압축되면서 길이는 줄어들고 외부 둘레 지름이 증가하면서 상기 채수공의 둘레에 밀착되어 상기 채수공이 제1 공간과 제2 공간으로 구획되고, 상기 제1 공간은 밀폐되는
    암반수 채수공 굴착 및 확장 공법.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 공간과 제2 공간을 연결하는 단계는
    상기 제1 공간은 밸브의 제어로 압축기와 연결되어 상기 압축기에 의해 상기 제1 공간의 압력이 높아지며, 상기 밸브의 제어로 상기 제1 공간과 상기 압축기의 연결이 차단되면 상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연결되면서 압력이 높은 상기 제1 공간의 슬러지 및 암반 지하수가 압력이 낮은 상기 제2 공간으로 배출되는
    암반수 채수공 굴착 및 확장 공법.
  4. 삭제
  5. 암반 대수층에 형성된 채수공에 삽입되어 채수공의 슬러지를 제거하는 것으로,
    상기 채수공에 삽입될 수 있는 몸체부,
    상기 몸체부에 배치되어 상기 채수공을 막을 수 있고 상기 채수공을 제1 공간과 제2 공간으로 구획하는 밀폐부,
    상기 몸체부에 배치되어 상기 밀폐부를 압축시킬 수 있는 가압부 및
    상기 몸체부와 결합되어 상기 제1 공간의 압력을 제2 공간의 압력보다 높일 수 있는 압력발생부
    를 포함하며,
    상기 몸체부는
    외부 둘레에 나사가 형성되어 있고 유로가 내부를 관통하고 있는 로드,
    상기 로드에 결합되어 상기 밀폐부를 지지하는 지지플랜지,
    상기 로드와 상기 압력발생부를 연결하고 있는 연결탭,
    상기 지지플랜지에서 돌출되어 상기 밀폐부를 관통하고 있는 니쁠,
    상기 니쁠을 막고 있는 캡 및
    상기 캡과 상기 가압부를 연결하는 이탈방지끈
    을 포함하고,
    상기 이탈방지끈은 길이 방향의 가상 중심을 기준으로 일측은 제1 색상으로 형성되어 상기 캡과 연결되어 있고, 타측은 제2 색상으로 형성되어 상기 가압부와 연결되어 있으며,
    상기 캡은 제1 공간의 압력이 제2 공간의 압력보다 높아지면 압력에 의해 밀리면서 상기 니쁠에서 분리되어 상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연결되며, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간의 압력차이에 의해 상기 제1 공간의 슬러지는 제2 공간으로 유동하여 배출될 수 있고, 상기 캡이 상기 니쁠로부터 이탈되지 않을 경우 작업자는 상기 이탈방지끈의 제1 색상 부분을 당기어 상기 캡을 상기 니쁠에서 분리할 수 있는
    채수공 확장 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에서,
    상기 캡의 외부 둘레와 상기 니쁠의 내부 둘레 사이에는 걸림요철들이 형성되어 상기 캡과 상기 니쁠의 접촉면적을 극대화하는
    채수공 확장 장치.
  8. 제5항에서,
    상기 밀폐부는 고무로 만들어진 채수공 확장 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 밀폐부는
    상기 몸체부와 결합되어 있는 밀폐몸체,
    상기 밀폐몸체의 외부 둘레에 배치되어 있는 밀착부재 및
    상기 밀착부재와 상기 밀폐몸체의 사이에 형성되어 상기 밀착부재와 상기 밀폐몸체의 접촉면적을 높이는 요철
    을 포함하며,
    상기 밀착부재는 상기 밀폐몸체보다 연질인
    채수공 확장 장치.
  10. 제5항에서,
    상기 가압부는
    상기 몸체부에 움직일 수 있게 배치되어 있고 상기 밀폐부와 접하는 가압부재, 그리고
    상기 몸체부에 결합되어 상기 가압부재를 이동시킬 수 있는 가압조절부재
    를 포함하는
    채수공 확장 장치.
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