KR200196210Y1 - 사이펀식 지하철지하수이송장치 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 사이펀식 지하철지하수이송장치는 일단부는 하향절곡되어 유출시킬 저수조에 침지되는 침지부가 형성되고 타단부는 하향절곡되어 지하수가 송출되는 송출부가 형성된 주사이펀관과, 상기 주사이펀관의 송출부의 말단에 연장형성된 호형저류관과, 저수조에 침지되며 상기 주사이펀관의 침지부에 인접하게 하향으로 연장설치된 사이펀유발관과, 상기 주사이펀관의 송출부에 인접한 수평부에서 상기 호형저류관에 인접한 송출부로 경사지게 연장되어 주사이펀관내의 공기를 배출시키는 공기배출관 및 그 부속 기구로 구성되어 있으며, 경사구배가 대단히 적은 곳에 사용이가능하여 특히 지하철지하수저수조에 지하수를 이송하는 장치로 사용이 가능하고, 그외에도 농수로와 같은 곳에도 사용이 가능하여 그 용도가 다양하게 되었으며 적은 직경의 사이펀관을 사용하여 저수조에 저장된 지하수를 강제적으로 일시에 다량의 지하수를 신속하게 배출시킬 수 있으므로, 작은 직경의 배수관을 사용하는 것이 가능하게되어 토목공사비용이 대폭적으로 절감됨은 물론 금속제의 관을 사용하므로서 관의 보강구조물이 필요없게되어 토목비용이 절감되고 강제배수 방식으로서 배수속도가 현저하게 증대되어 배수효율이 대폭적으로 향상되어 선로의 침수를 최소화 할 수 있으며, 만약의 경우 선로의 침수시에도 신속하게 지하수가 유출되는 것이 가능하여 철로나 신호전송관의 침수가 방지되어 지하철의 안전운행이 보장되고 무동력으로 배수처리를 가능하게 함으로서 유지관리비용이 저렴하게되는 우수한 효과가 있다.

Description

사이펀식 지하철지하수이송장치{a siphon}

본 고안은 사이펀식 지하철용 지하수이송장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 지하철의 배수로으로서의 설치가 용이하여 지하철건설비용이 대폭적으로 절감되고 배수효율이 높아 철로나 신호전송관의 침수가 방지되어 지하철의 안전운행이 보장되는 사이펀식 지하철용 지하수이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하철은 선로주위의 옹벽과 지하에서 물이 분출되거나 새어나오는 지하수를 토관을 통하여 일차적으로 '맨홀'이라 불리우는 1차저수조에 저장되고 이와같이 1차저수조에 저장된 물은 배관을 통하여 집수조에 저장되고 집수조에서 펌프로 퍼올려져, 일부는 자체 용수로 사용되고 나머지는 외부로 배출되는 구조이다. 따라서, 배수를 위하여 일차적으로 선로의 하부에, 도2에 도시된 바와같이, 다수의 세관(71)이 분기된 토관(7)을 설치할 경우 토관(7)내를 흐르는 지하수는 최대로 흐를경우 토관(7)의 단면적의 절반만이 채워져흐르게 되므로 다량의 유량을 흐르게 하고자 할 경우에는 토관(7)의 단면적을 크게하여야 하나 이러한 경우는 토관의 설치비용이 증대 될 뿐만 아니라 토관의 보강을 위하여 토관주위에는 콘크리트보강구조물을 타설하여야 하므로 토목공사비가 높아지게 되어 선로건설비용이 대폭적으로 증대된다는 문제점이 있었다.

또한, 현재 지하철이나 철도는 선로의 침수를 방지하기 위하여 지하에서 침출되는 지하수를 저장하기위하여 역사나 선로에 근접하게 다수의 저수조가 마련되어 있으나 이러한 저수조는 장마나 급격한 강우시에는 저수조가 범람하여 선로가 침수되고 이로 인하여 전자제어계통이 마비되어 지하철이나 전철의 운행이 불가능하게 되는 문제점이 있었다. 즉 현재의 지하철의 배수설비방식인 토관을 통하여 맨홀로 지하수를 이송하는 방식은 저수조에 모인 물이 자연적으로 흐를 수 있도록 일정한 경사를 갖게 경사구배를 준 수로로 지하수가 자연적으로 이송되므로 그 이송되는 지하수의 양은 제한될 수 밖에 없으며, 물의 양이 급격히 증대되는 장마철이나 집중호우시에는 1차저수조에서 집수조로 유출되는 지하수의 양은 일정하므로 1차저수조내로 유입되는 지하수의 양을 극히 일부만을 이송시킬 수 있으므로 강우량이 급격히 불어나는 때에는 선로가 침수되어 선로와 함께 설치된 신호전송관등의 부속시설이 손상되고 습기로 인하여 지하철의 전자제어장비가 오작동을 하게되는 등의 지하철을 안전운행을 저해하게되는 우려가 발생되는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 지하철선로의 토목공사을 용이하게 하는 것이 가능하게 되어 선로에 대한 토목공사비용이 현저하게 절감되는 사이펀식 지하철지하수이송장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 강제배수 방식으로서 배수속도가 현저하게 증대되어 배수효율이 대폭적으로 향상되어 선로의 침수를 최소화 할 수 있으며 선로의 침수시에도 신속하게 지하수가 유출되는 것이 가능한 사이펀식 지하철지하수이송장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 무동력으로 배수처리를 가능하게 함으로서 유지관리비용이 저렴하게되는 사이펀식 지하철지하수이송장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 아직 다른 목적은 유체가 흐르는 경사구배가 완만한 장소에서도 상용이 가능하게되어 과도한 낙차를 필요로하지 않게되므로 별도의 설비없이 사용범위가 넓어지게되어 일반 농수로나 상하수도에서도 사용이 가능하고 지하수를 퍼올리는 데에도 사용이 가능하여 다용도로 사용가능한 사이펀식 지하철지하수이송장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 이러한 목적들은 일정각도로 경사지게 배치되며 유출시킬 유량이 흐르며 일단부는 하향절곡되어 유출시킬 저수조에 침지되는 침지부가 형성되고 타단부는 하향절곡되어 지하수가 송출되는 송출부가 형성된 주사이펀관과, 상기 주사이펀관의 송출부의 말단에 연장형성되며 반원형으로 상향으로 만곡절곡된 호형저류관과, 저수조에 침지되며 상기 주사이펀관의 침지부에 인접하게 하향으로 연장설치되며 사이펀작동을 유발시키는 사이펀 유발관과, 상기 주사이펀관의 송출부에 인접한 수평부에서 상기 호형저류관에 인접한 송출부로 경사지게 연장되어 주사이펀관내의 공기를 배출시키는 공기배출관으로 구성된 본 고안에 따른 사이펀식 지하철지하수이송장치에 의하여 달성된다.

본 고안의 사이펀식 지하철지하수이송장치는 첨부된 도면을 참고로 하며 이하에 상세히 기술되는 실시예에의하여 그 장점 및 특징들을 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

도1은 본 고안에 따른 사이펀식 지하철지하수이송장치의 개략적인 단면도

도2는 종래의 지하철선로의 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 주사이펀관 2. 호형저류관 3. 사이펀유발관

4.공기배출관 5. 공기배출밸브 11. 관본체

12.침지부 13. 송출부

본 고안의 일실시예에 따른 사이펀식 지하철지하수이송장치(A)는, 도1에 도시된 바와같이, 일정각도로 경사지게 배치되며 유출시킬 유량이 흐르는 관본체(11)와 상기 관본체(11)의 일단부에서 하향절곡되어 유출시킬 저수조(S)에 침지되는 침지부(12)와 상기 관본체(11)의 타단부는 하향절곡되어 지하수가 송출되는 송출부(13)가 형성된 주사이펀관(1)과, 상기 주사이펀관(1)의 송출부(13)의 말단에 연장형성되며 반원형으로 상향으로 만곡절곡된 호형저류관(2)과, 저수조(S)에 침지되며 상기 주사이펀관(1)의 침지부(12)에 인접하게 하향으로 연장설치되며 사이펀작동을 유발시키는 사이펀유발관(3)과, 상기 주사이펀관(1)의 송출부(13)에 인접한 관본체(11)에서 상기 호형저류관(2)에 인접한 송출부(13)로 경사지게 연장되어 주사이펀관내의 공기를 배출시키는 공기배출관(4)으로 구성된다. 상기 주사이펀관(1)의 침지부(12)와 보조사이펀관(3)사이의 주사이펀관(1)의 관본체(11)상에는 관내의 공기를 일방향으로 배출하는 공기배출밸브(5)가 설치되어 있다. 상기 주사이펀관(1)의 관본체(11)와 공기배출관(4)사이에는 상기 관들의 관내의 압력을 균등하게 하는 압력평형관(6)으로 연통되어 있다. 지하수가 흐르는 상기 주사이펀(1)관의 관본체(11)는 본실시예에서 상기 침지부(12)의 상단에서 상기 송출부(13)의 상단까지 약 5도정도의 경사각도를 갖게 하향경사지게 배치되어 있다. 상기 사이펀유발(3)관의 주사이펀(1)관과 합류되는 상단부는 용이하게 사이펀작동을 유발시키도록 약 45도로 하류방향으로 경사지게 연결되어 있다. 상기 공기배출관(4)은 관본체(11)로부터 약 70도의 경사각도를 갖도록 배치되어 있으나, 상기 송출부(13)의 길이에 따라 그 경사각도는 조정될 수 있으며, 가장 바람직한 경사각도는 공기배출관(4)을 따라 흐르는 지하수가 공기배출관(4)을 따라 낙하시 호형저류관(2)의 만곡부에 낙하.되도록 설계되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 공기배출관(4)은 직선상으로 형성되었으나 가속력을 주기위하여 절곡 또는 만곡상으로 형성될 수도 있다. 상기 공기배출관(4)의 상단부의 일부는 관본체(11)의 저면에서 일정높이를 갖도록 차단부(41)가 돌출형성되어 관본체(11)를 흐르는 물이 우선적으로 공기배출관(4)을 흐르도록 설계되어 있으며 공기배출관(4)의 하단부의 일부는 송출부(13)내로 차단부(42)가 돌출형성되어 송출부(13)를 흐르는 물의 영향을 최소로 하였다. 상기 공기배출관(4)의 하단부는 공기배출관을 흐르는 물이 상기 호형저류관(2)의 상부만곡면(21)의 하방, 더욱 바람직하게는 하방으로 2센티미터지점,에 낙하되도록 배치되어 있다. 상기 공기배출관(4)은 물이 낙하시 관내의 공기를 외부로 물과함께 배출시키는 기능을 갖는다. 상기 주사이펀관(1)의 송출부(13)에서 연장되는 호형저류관(2)은 반원상으로 절곡되어 외부공기의 유입을 방지한다.

이와같은 구성을 갖는 본 고안의 일실시예에 따른 사이펀식 지하철지하수이송장치(A)는 저수조(S)의 수면이 상기 사이펀유발관(3)의 상단부보다 높이 위치할 경우에는 저수조에 저장된 지하수는 중력에의하여 자연발생적으로 저수조에 침지된 사이펀유발관(3)의 하단을 통하여 주사이펀관(1)의 관본체(11)로 흐르면서 공기배출관(4)의 차단부(41)에의하여 공기배출관(4)쪽으로 낙하되면서 상기 관본체(11)내의 공기를 하방으로 끌어내린다. 이와같이 공기배출관(4)을 통하여 하방으로 관내의 공기와 함께 낙하하는 지하수는 호형저류관(2)으로 낙하되면서 물과함께 관내의 공기를 외부로 배출시키므로 관내의 공기가 외부로 배출되는 만큼 관내의 압력은 점차로 감소되어 송출관(13)내의 수위는 점차로 상승하게되고 주사이펀관(1)내의 공기가 공기배출밸브(5)와 공기배출관(4)에의하여 점차로 감소되면서 관내의 수위가 주사이펀관(1)의 침지부(12)와 동일하게되는 순간 즉,주사이펀관내의 압력이 극도로 낮아진 상태에서는 저수조(S)내의 물은 관의 직경이 큰 침지부(12)를 통하여 배출되게되므로 대량의 물이 신속하게 강제적으로 배출되게되는 것이다. 이와같이 배출되는 지하수는 관본체의 전체단면적으로 흐르게되며 특히 관내의 압력이 극히 낮은 상태를 유지하므로 자연적인 배수와는 상이하게 대량이 신속하게 적은 직경을 갖는 주사이펀관이라도 지하수를 대량으로 배출시킬 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 고안에 따른 사이번식 지하철지하수이송장치는 일단부는 하향절곡되어 유출시킬 저수조에 침지되는 침지부가 형성되고 타단부는 하향절곡되어 지하수가 송출되는 송출부가 형성된 주사이펀관과, 상기 주사이펀관의 송출부의 말단에 연장형성된 호형저류관과, 저수조에 침지되며 상기 주사이펀관의 침지부에 인접하게 하향으로 연장설치된 사이펀유발관과, 상기 주사이펀관의 송출부에 인접한 수평부에서 상기 호형저류관에 인접한 송출부로 경사지게 연장되어 주사이펀관내의 공기를 배출시키는 공기배출관으로 구성되어, 경사구배가 대단히 적은 곳에 사용이가능토록하여 지하철지하수저수조에 지하수를 이송하는 장치로 사용이 가능하게 되었으며 그외에도 농수로와 같은 곳에도 사용하여 그 용도가 다양하게 되었으며 적은 직경의 사이펀관을 사용하여 저수조에 저장된 지하수를 강제적으로 다량의 지하수를 신속하게 배출시킬 수 있으므로 작은 직경의 배수관을 사용하는 것이 가능하게되어 토목공사비용이 대폭적으로 절감됨은 물론 금속제의 관을 사용하므로서 관의 보강구조물이 필요없게되어 토목비용이 절감되고 강제배수 방식으로서 배수속도가 현저하게 증대되어 배수효율이 대폭적으로 향상되어 선로의 침수를 최소로 할 수 있으며 선로의 침수시에도 신속하게 지하수가 유출되는 것이 가능하여 철로나 신호전송관의 침수가 방지되어 지하철의 안전운행이 보장되고 무동력으로 배수처리를 가능하게 함으로서 유지관리비용이 저렴하게되는 우수한 효과가 있다.

이상에 설명된 사이펀식 지하철지하수이송장치는 본고안을 설명하기위하여 예시적으로 설명된 것으로 본고안을 제한하려는 의도는 없으며, 본고안의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정, 예를들면, 농수로에의 사용 또는 상하수도에의 사용등도 본고안의 범위에 해당된다 할 것이다.

Claims (4)

1. 일정각도로 경사지게 배치되며 유출시킬 유량이 흐르는 관본체와 상기 관본체의 일단부에서 하향절곡되어 유출시킬 저수조에 침지되는 침지부와 상기 관본체의 타단부는 하향절곡되어 지하수가 송출되는 송출부가 형성된 주사이펀관과, 상기 주사이펀관의 송출부의 말단에 연장형성되며 반원형으로 상향으로 만곡절곡된 호형저류관과, 저수조에 침지되며 상기 주사이펀관의 침지부에 인접하게 하향으로 연장설치되며 사이펀작동을 유발시키는 사이펀유발관과, 상기 주사이펀관의 송출부에 인접한 관본체에서 상기 호형저류관에 인접한 송출부로 경사지게 연장되어 주사이펀관내의 공기를 배출시키는 공기배출관으로 구성된 것을 특징으로 하는 사이펀식 지하철지하수이송장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 공기배출관의 관본체와 연통되는 상단에는 관본체의 저면에서 일정높이를 갖도록 차단부가 돌출형성되어 관본체를 흐르는 물이 우선적으로 공기배출관을 흐르도록 된 것을 특징으로 하는 사이펀식 지하철지하수이송장치.
3. 제1항에 있어서, 공기배출관의 하단부의 일부는 송출부내로 차단부가 돌출형성되고 상기 공기배출관의 하단부는 공기배출관을 흐르는 물이 상기 호형저류관의 상부만곡면의 하방에 낙하되도록 배치된 것을 특징으로 하는 사이펀식 지하철지하수이송장치
4. 제1항에 있어서, 상기 주사이펀관의 관본체와 공기배출관사이에는 상기 관들의 관내의 압력을 균등하게 하는 압력평형관으로 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 사이펀식 지하철지하수이송장치.