KR20090005164U - 역 가압식 관정 스크린 슬롯의 미세입자 제거장치 - Google Patents

Abstract

지상의 에어콤프레셔에서 공급된 가압공기를 이용하여 관정 내부 스크린 슬롯에 집적된 이물질을 제거하는 장치로, 가압공기를 관정 내부에 공급하여 역 가압을 유도하기 위한 공기공급관(20)과, 역 가압에 의해 스크린 슬롯에서 탈착된 이물질을 관정 외부로 배출시키기 위한 배출관(10)을 포함하여 이루어지며, 상기 배출관(20)의 하단부 일측에는 관정 내부의 스크린 슬롯을 향하여 개방된 흡입구(30)가 형성되고, 상기 배출관(20)의 하단부 타측에는 상기 흡입구(30)를 스크린(60)에 근접되게 위치시키기 위한 배출관 지지대(40)가 형성되어 충적층의 스크린 구간에서 배출관(10)의 흡입구(30)를 회전 및 상하로 위치이동시키면서 스크린(60)의 전 구간에 걸쳐 미세입자를 제거할 수 있도록 한 역 가압식 관정 스크린 슬롯의 미세입자 제거장치가 제공된다.

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Description

역 가압식 관정 스크린 슬롯의 미세입자 제거장치 {A Removal device of fine particle screen slot well by back pressure}

본 고안은 관정 스크린 슬롯에 끼인 미세입자를 제거하는 장치로서, 더욱 상세하게는 스크린 슬롯에 부착되어 있는 세립질 모래나 점토, 철/망간 성분, 미생물막 등을 제거하기 위한 장치로 에어콤프레셔의 가압공기를 미세입자 배출관에 역으로 분사시켜 관정 내부의 지하수압과 미세입자 배출관 내부의 압력차를 발생시켜 관정 스크린 슬롯에 부착된 미세입자를 지하수와 함께 배출관을 통해 외부로 배출시킴으로써 시간의 경과에도 불구하고 양수효율을 일정하게 유지할 수 있도록 한 것이다.

최근 들어 미래의 수자원이라고 할 수 있는 지하수는 하천수나 호소수에 비하여 오염에 상대적으로 안전하고 갈수기에도 풍부한 물을 공급할 수 있는 것으로 보고되어 국내는 물론 해외 각국에서도 이에 대한 연구과 개발이 활발히 전개되어가고 있다. 이 중에서 강변여과수는 풍부한 수량이 있어 현재 본 출원인인 한국수자원공사에서도 이를 적극적으로 개발하고 있다.

한편, 충적층 관정은 개발 당시에는 양수 효율이 매우 좋으나, 시간이 경과함에 따라 관정 스크린 슬롯에 세립질 모래나 철/망간 성분에 의한 집적(clogging) 현상이 발생하여 양수 효율이 점차로 감소되는 현상이 있다. 양수 효율의 감소는 결국, 폐공처리의 문제점을 낳고 있는데, 특히 강변 여과수와 같이 안정적인 수량/수질의 확보를 위해 개발된 관정은 스크린 슬롯의 clogging 현상을 미연에 방지하여 장기적으로 효율적인 취수가 이루어져야 한다.

종래에는 관정의 내부에 도 1에 도시된 바와 같은 에어 서징(air surging)방식 즉, 관정(1) 내부에 에어콤프레셔(2)에서 생성된 가압공기를 주입호스(3)를 사용하여 관정(1)의 바닥부분에 그대로 주입하여 이 가압공기의 부상력에 의해 지하수를 들어올려 관정의 바닥 부분에 침착되어 있는 미세입자를 제거하는 방식을 사용하고 있는데, 이는 고압의 공기를 관정(1) 내부에 그대로 주입하여 그 관정(1)을 통해 지하수와 미세입자가 섞여 외부로 방출되게 하였으나, 관정(1) 내부에 가압공기를 분사할 때 스크린이 설치된 필터층(관정 외부)에서 미세입자가 제거되기보다는 필터층에서 교란이 발생하여 미세입자를 완전히 제거하는데 어려움이 있었다.

또한, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 역 가압방식으로 관정 내부의 미세입자를 제거하는 방식이 사용되고 있는데, 이는 관정(1) 내부에 관정보다 소구경의 배출관(2)을 삽입하고, 가압공기를 이 배출관(2)의 하부 내측에 공급함으로써 배출관(2) 내부만이 역 가압상태 즉, 배출관(2) 내부로 공급된 가압공기가 자체의 부상 력에 의해 배출관(2)을 따라 상단부(2a)로 배출되면 배출관(20) 내부는 부압상태가 되는데, 이때 관정(1) 내부는 지하수 자체에 압력이 걸려 있으므로 이 압력차에 의해 관정(1) 내부의 지하수는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳을 향해 자연히 배출관(2)을 통해 외부로 배출되려는 상태가 되어 지하수가 배출관(2) 쪽으로 딸려나가게 되며, 이와 동시에 관정의 바닥부분에 침적되어 있던 미세입자들도 배출관(2)에서 발생한 부압에 의해 흡입되어 지하수와 함께 외부로 배출될 수 있도록 되어 있었다.

한편, 위에서 설명한 역 가압식 관정 내부 미세입자 제거장치는 관정 내부 바닥에 침착된 이물질만을 제거하는 단점이 있었으며, clogging 현상의 주원인인 스크린 슬롯 부분에 집적된 이물질을 제거할 수는 없었다.

본 고안은 상기한 종래 미세입자 제거장치의 한계를 극복하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 충적층에 관정을 설치하여 장기간 지하수의 양수시 스크린 슬롯에 집적되는 미세입자 등의 이물질을 효과적으로 제거함으로써 양수효율의 회복 및 관정의 수명을 연장하여 효율적인 지하수자원의 이용을 도모할 수 있도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 지상의 에어콤프레셔에서 공급된 가압공기를 이용하여 관정 내부 스크린 슬롯에 집적된 이물질을 제거하는 장치로, 가압공기를 관정 내부에 공급하여 역 가압을 유도하기 위한 공기공급관과, 역 가압에 의해 스크린 슬롯에서 탈착된 이물질을 관정 외부로 배출시키기 위한 배출관을 포함하여 이루어지며, 상기 배출관의 하단부 일측에는 관정 내부의 스크린 슬롯을 향하여 개방된 흡입구가 형성되고, 상기 배출관의 하단부 타측에는 상기 흡입구를 스크린 슬롯에 근접되게 위치시키기 위한 배출관 지지대가 형성되어 충적층의 스크린 구간에서 배출관의 흡입구를 회전 및 상하로 위치이동시키면서 스크린의 전 구간에 걸쳐 미세입자를 제거할 수 있도록 한 역 가압식 관정 스크린 슬롯의 미세입자 제거장치를 제공한다.

본 고안은 충적층 관정의 스크린 슬롯에 집적된 이물질을 역 가압방식을 이용해 제거하는 장치로 clogging 현상이 발생되어 양수효율이 감소된 관정을 상당부분 정상상태의 양수효율로 복원하기 위한 방법으로 적용할 수 있으며, 충적층 관정에 대해 정기적인 스크린 슬롯의 이물질을 제거해줌으로써 clogging 현상의 사전 억제가 가능하고, 충적층 관전에 대한 복원 및 관리로 인해 지하수자원의 효율적인 이용을 도모하는데 일조할 수 있는 효과를 갖는다.

이하, 본 고안을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안에 의한 역 가압식 관정 스크린 슬롯의 미세입자 제거장치를 도시한 개념도이고, 도 4는 본 고안에 의한 역 가압식 스크린 슬롯 미세입자 제거장치의 평단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 고안은 지상의 에어콤프레셔(50)에서 공급된 가압공기를 이용하여 관정 내부 스크린(60)에 집적된 이물질을 제거하는 장치로, 가압공기를 관정 내부에 공급하여 역 가압을 유도하기 위한 공기공급관(20)과, 역 가압에 의해 스크린(60)의 슬롯(62)에서 탈착된 이물질을 관정 외부로 배출시키기 위한 배출관(10)을 포함하여 이루어지며, 상기 배출관(10)의 하단부 일측에는 관정 내부의 스크린(60)을 향하여 개방된 흡입구(30)가 형성되고, 상기 배출 관(10)의 하단부 타측에는 상기 흡입구(30)를 스크린(60)에 근접되게 위치시키기 위한 배출관 지지대(40)가 형성되어 충적층의 스크린 구간에서 배출관(10)의 흡입구(30)를 회전 및 상하로 위치이동시키면서 스크린의 전 구간에 걸쳐 미세입자를 제거할 수 있도록 되어 있다.

본 고안은 관정 내부에 관정보다 소구경의 배출관(10)을 삽입하고, 공기공급관(20)을 통해 가압공기를 배출관(10)의 하부 내측에 공급함으로써 배출관(10) 내부만이 역 가압상태 즉, 배출관(10) 내부로 공급된 가압공기가 자체의 부상력에 의해 배출관(10)을 따라 상단부로 배출되면 배출관(10) 내부는 부압상태가 되는데, 이때, 관정 내부는 지하수 자체에 압력이 걸려 있으므로 이 압력차에 의해 관정 내부의 지하수는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳을 향해 자연히 배출관(10)을 통해 외부로 배출되려는 상태가 되어 지하수가 배출관(10)의 흡입구(30) 쪽으로 딸려나가게 되며, 이와 동시에 충적층의 스크린(60)에 집적되어 슬롯(62)을 막고 있던 미세 입자들도 배출관(10)에서 발생한 부압에 의해 흡입되어 지하수와 함께 배출관(10)을 통해 외부로 배출되므로 스크린 슬롯을 막고 있는 미세입자를 효과적으로 제거할 수 있는 것이다.

또한, 본 고안은 관정 외부에서 배출관(10)을 회전 및 상하로 승강시키면서 충적층의 스크린 구간에서 배출관(10)의 흡입구(30) 위치를 스크린(60)의 전 구간에 위치하도록 하면 배출관 지지대(40)에 의해 흡입구(30)가 스크린의 전 구간에 항상 일정한 간격으로 이격된 상태에서 근접하게 되므로 스크린(60)의 슬롯(62)에 집적된 미세입자를 효과적으로 제거할 수 있다.

또, 본 고안은 도 4의 평단면도에서 알 수 있는 바와 같이 배출관(10) 하단의 흡입구(30)가 스크린(60) 쪽을 향하여 개방되어 있고, 흡입구(30)의 반대편에 원호 형의 배출관 지지대(40)가 형성되어 있으므로 배출관(10)의 회전 및 승강동작시 흡입구(30)가 항상 원통형 스크린(60)과 일정한 간격을 유지한 상태에서 흡입작용이 이루어지게 되므로 관정 스크린의 전 구역에 집적된 미세 입자를 효과적으로 제거해 줄 수 있으며, 기존의 에어 서징 방식에서의 문제점이었던 필터층에서의 교란도 발생하지 않는다.

도 4에서 가는 화살표(70)는 미세입자가 배출관(10)의 흡입구(30)로 흡입되는 것을 도시한 것이고, 굵은 화살표(80)는 배출관(10)의 회전을 의미한다.

도 1은 종래 에어 서징 방식을 이용한 미세입자 제거장치의 개념도,

도 2는 종래의 역가압에 의한 관정 내부 미세입자 제거장치의 개념도,

도 3은 본 고안에 의한 역 가압식 스크린 슬롯 미세입자 제거장치의 개념도,

도 4는 본 고안에 의한 역 가압식 스크린 슬롯 미세입자 제거장치의 평단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 배출관 20 : 공기공급관

30 : 흡입구 40 : 배출관 지지대

50 : 에어콤프레셔 60 : 스크린

62 : 슬롯

Claims (2)

1. 지상의 에어콤프레셔에서 공급된 가압공기를 이용하여 관정 내부 스크린에 집적된 이물질을 제거하는 장치로,

   상기 에어콤프레셔(50)에서 발생한 가압공기를 관정 내부에 공급하여 역 가압을 유도하기 위한 공기공급관(20)과, 역 가압에 의해 스크린(60)의 슬롯(62)에서 탈착된 이물질을 관정 외부로 배출시키기 위한 배출관(10)을 포함하여 이루어지며, 상기 배출관(10)의 하단부 일측에는 관정 내부의 스크린(60)을 향하여 개방된 흡입구(30)가 형성되고, 상기 배출관(10)의 하단부 타측에는 상기 흡입구(30)를 스크린(60)에 근접되게 위치시키기 위한 배출관 지지대(40)가 형성된 것을 특징으로 하는 역 가압식 관정 스크린 슬롯의 미세입자 제거장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 흡입구(30)는 스크린(60) 쪽을 향하여 개방되고, 이 흡입구(30)의 반대편에 원호 형의 배출관 지지대(40)가 형성된 것을 특징으로 하는 역 가압식 관정 스크린 슬롯의 미세입자 제거장치.

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