KR20110007829A - 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 지하수 배수장치의 필터 막힘 검출장치는 지하수를 집수하기 위해 필터에 의해 감싸여진 유공관 또는 홀드레인보드를 구비한 배수부와, 상기 지하수의 수위 또는 압력을 이용하여 배수부의 필터나 유공관 또는 홀드레인보드가 세립자에 의해 막힘여부를 검측하는 것으로, 상기 배수부의 필터와 하단부 측의 유입부가 인접되게 설치되며 높이가 설계안전 수두의 높이를 가진 검측관과, 상기 검측관에 설치되어 검측관의 수두를 검출하여 상기 필터의 막힘을 관리자에게 인식시키기 위한 검출수단을 구비한다.

본 발명은 검측관의 수위가 상승하는 것을 관리자에게 용이하게 인식시켜 양압력이 비정상적으로 증가함으로써 건물이 손상되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.

지하수, 배수, 필터, 막힘.

Description

지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치{clog detecting device of apparatus for draining subsurface water}

본 발명은 지하수 배수장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 배수부를 이루는 유공관 또는 홀드레인 보드에 세립자가 쌓여 막히거나 유공관이나 홀드레인 보드를 감싸는 필터의 투수상태를 검측하고 이를 알리기 위한 구조가 개선된 지하수 배수장치의 필터 막힘 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축구조물의 최종 바닥이 지하수위 하부에 설치될 경우, 건축물에 의해 배제된 공간 즉, 건축구조물의 바닥과 건축구조물의 지하외벽의 지하수 수두 차에 의해 양압력(부력)이 발생된다. 이러한 양압력은 건축물의 자중에 대한 반 반력으로 작용하게 되어 건축구조물에 손상을 줄 수 있으므로 지하수의 수위를 조절할 필요가 있다.

특히 아파트와 같은 대규모 건축물의 신축 시에는 최근 법적으로 지하주차장이 의무화되었고, 입주자의 차량증가 추세 및 입주자의 녹지 공간 확보에 대한 욕구 등으로 인해 아파트 지하 주차장이 더욱 낮은 지대에 위치하게 됨으로써 지하수에 의한 양압력이 건축물에 미치는 영향은 더욱 커지고 있다. 따라서, 지하수의 수위 가변에 따른 양압력이 건축구조물에 영향을 미치는 것을 방지 위해 앵커공법(Permanent Anchor)과, 배수공법(Dewatering)이 사용되고 있다.

배수공법의 예로서 대한민국 특허등록 제 317530호에는 지하구조물의 양압력 해소 시스템이 개시되어 있으며, 등록 실용신안 제 0195274호에는 지하 건축물 부력 방지용 연직 배수관이 개시되어 있다.

특허등록 제 0443640호에는 지하 건축물 부력방지용 연직 배수관의 설치 시스템이 개시되어 있다.

상술한 예들의 건물에 부력이 작용하는 것을 방지하기 위한 배수시스템은 배수관을 감싸고 있는 필터 즉, 배수되는 지하수에 편승한 세립자에 의해 필터인 부직포가 막히게 되어 지하수의 배수가 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제점을 가지고 있다.

이와 같이 지하수의 배수가 원활하게 이루어지지 않게 되는 경우 지하수의 수두가 상승하게 되고 이에 따른 양압력에 의해 건축 구조물에 손상되는 문제점이 있다.

이러한 점을 감안하여 본 발명은 건축구조물의 양압력을 해소하기 위하여 배수시스템에 대해 지속적으로 연구하는 과정에서, 세립자에 의해 필터가 막힘 여부의 판단이 어렵고, 시공된 배수시스템의 필터가 막히거나 유공관이나 홀드레인 보드에 세립자가 쌓여서 지하수의 배수가 원활하게 이루어지지 않은 경우 대형사고로 이어질 수 있다. 이러한 점을 고려하여 배수부의 막힘여부을 감지하는 장치와, 필터 및 배수부가 막힌 경우, 이 필터와 배수부를 세척하기 위한 세척장치를 개발 하여 출원한 바 있으며, 이들을 더욱 연구 개발하여 본원 발명을 출원하기에 이르렀다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지하수를 배출하기 위한 세립자를 거르는 필터의 막힘여부 또는 유공관, 홀드레인보드가의 막힘여부를 검출하고 이 막힘 상태를 관리자에게 용이하게 인식시킬 수 있는 지하수 배수장치의 필터 막힘 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 필터 막힘 여부의 결과 표시에 따른 신뢰성을 높일 수 있는 지하수 배수장치의 필터 막힘 검출장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치는 지하수를 집수하기 위해 필터에 의해 감싸여진 유공관 또는 홀드레인보드를 구비한 배수부와, 상기 지하수의 수위 또는 압력을 이용하여 배수부의 필터의 막힘여부, 세립자에 의해 유공관과 홀드레인보드의 막힘여부 검측하는 것으로, 상기 배수부의 필터와 하단부 측의 유입부가 인접되게 설치되며 높이가 설계안전 수두의 높이를 가진 검측관과, 상기 검측관에 설치되어 검측관의 수두를 검출하여 상기 배수부 막힘을 관리자에게 인식시키기 위한 검출수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 검출수단은 상기 검측관의 내부에 설계 안전수위 보 다 높게 설치되어 필터의 막힘으로 인하여 수두의 상승 시 스위칭 되는 한쌍의 전극들과, 상기 각각의 전극들과 전선에 의해 연결되며 상승하는 물에 의한 전극들의 스위칭 시 경보를 발생하는 경보 발생부를 구비한다. 상기 경보 발생부는 점멸하는 램프로 이루어지거나 알람발생기를 포함할 수 있다.

상기 검출수단은 상기 검측관의 측면에 필터의 막힘 시 수위의 표시가 가능한 사이트 글라스를 구비하거나 상기 검측관이 수위를 인식할 수 있도록 투명한 관으로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 검측관의 내부에는 시인성을 향상시키기 위한 부구가 설치될 수 있다.

상기 검출수단은 상기 검측관의 내부 설치되어 수위에 따라 승강되는 부구와, 상기 부구와 로프에 의해 연결되며 필터 및 배수부의 막힘 상태를 나타내는 위한 웨이트 부재와, 상기 검측관의 측면에 설치되어 웨이트 부재의 위치에 따라 필터의 막힘여부를 표시하는 표시부를 구비한다.

본 발명 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치는 필터 또는 배수부의 막힘으로 인하여 검측관의 수위가 상승하는 것을 관리자에게 용이하게 인식시켜 양압력이 비정상적으로 증가함으로써 건물이 손상되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.

그리고 발명의 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치는 필터가 막힘으로써 검측관 내의 수위 상승을 가시화시켜 관리자로 하여금 배수부의 필터 막힘에 따른 경각심을 고취시킬 수 있다.

본 발명에 따른 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치는 건축물을 부상시키는 양압력을 발생시키는 지하수를 배출시키기 위한 것으로, 지하수를 배출하는 배수부를 감싸는 필터의 막힘 상태를 관리자에게 용이하게 인식시킬 수 있는 것이다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치의 실시예들을 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 지하수 배수장치(10)는 지하수를 집수하기 위한 필터에 의해 감싸여진 유공관 또는 필터에 의해 감싸여진 홀드레인보드로 이루어진 배수부(20)와, 상기 배수부(20)와 연결되며 건축물의 벽체의 내벽에 인입 또는 노출되며 높이가 지하수의 설계 안정수위보다 상대적으로 낮은 연직관(40)을 포함하며, 상기 지하수의 수위 또는 압력을 이용하여 유공관을 감싸는 필터(30)의 투수여부를 점검하는 검측관(50)과, 상기 검측관(50)에 설치되어 검측관(50)의 수두를 인식하여 상기 필터의 막힘을 관리자에게 인식시키기 위한 검출수단(60)을 구비한다.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 배수부(20)는 집수된 지하수를 집수하여 집수정(100)으로 토출하기 위한 것으로, 이 배수부(20)의 단부에는 물의 배출을 단속하기 위한 밸브(11a)가 설치된다. 상기 배수부(20)는 건축 구조물이 설치되는 지반에 따라 그 구조가 달라질 수 있는데, 연약지반의 경우 필터(30) 등에 의해 감싸여지며 다수의 관통공이 형성된 유공관(21)들로 이루어질 수 있으며, 암반지반의 경우 지하수를 집수하기 위한 필터 및 홀드레인 보드(배수판)들로 이루어질 수 있 다. 상기 연직관(40)은 상기 유공관(21)과 연결되며 기초 콘크리트층을 관통하는 수직연결관(41)들과, 상기 수직연결관들을 상호 연결하며 상부 콘크리트층에 매립되는 수평연결관(42)들과, 상기 수평연결관과 연결되며 건축물의 벽체에 인입 또는 노출되는 제 1연직관(43)을 구비한다. 그리고 상기 제 1연직관(43)과 나란하게 건축물의 내벽에 배수용관(44)이 수직으로 설치될 수 있는데, 집수정(100)부에 설치되는 상기 제 1연직관(43)과 배수용관(44)은 연통관(45)에 의해 상호 연통되도록 상호 연결된다. 상기 제 1 연직관(43)과 배수용관(44)을 상호 연통시키는 연통관(45)은 지하수의 설계안정 수위 또는 상기 제 1연직관(43)의 높이 보다 상대적으로 낮은 위치에 설치될 수 있다. 또한 설계안정수위 내에서 제1연직관(43)보다 상대적으로 높은 제 2연직관(45)이 설치될 수 있다. 상기 제 1,2연직관중 하나는 그 높이가 지하수의 설계안전 수위까지 형성될 수 있다.

여기에서 상기 필터(30)에 의해 감싸여진 유공관(21) 또는 필터에 의해 감싸여진 홀드레인 보드(24, 도 3참조) 만으로 영구 배수부를 이루는 경우 상기 연직관(40)이 반드시 설치될 필요는 없다. 상기 연직관이 설치되지 않은 경우 필터(30)의 막힘을 검출하기 위하여 후술하는 검측관(50)이 설계안전 수두 높이로 설치될 수 있다.

상기 검측관(50)은 지하수의 수위 또는 압력을 이용하여 배수부(20)를 이루는 필터(30)의 투수여부 즉, 필터가 유입되는 지하수에 편승된 세립자에 의해 막혀 충분한 지하수의 배출이 이루어지고 있지 않는지, 유공관과 홀드레인보드에 세립자에 의해 막혀 배수가 이루어지고 있지 않는지를 검측할 수 있는 것으로, 기초 지반이 세립토사지역에 설치되는 배수부와 일반토사 및 암반지역에 설치되는 배수부에 따라 시공상태가 달라질 수 있다.

상기 검측관(50)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외주면의 필터(30)에 의해 감싸여진 유공관(21) 또는 상기 유공관(21)을 감싸는 투수층(모래나 작은 자갈 또는 모래와 작은 자갈의 혼합골재로 이루어짐) 주위로부터 기초콘트리트층과 상부 콘트리트층을 관통하여 그 높이가 연직관(40)의 높이와 같거나 높게 설치될 수 있다.

상기 검측관(50)의 배수부(20)의 필터(30)와 인접되는 지하수 유입부(51a)의 외주면에는 다수개의 관통공(51b)이 형성되고, 상기 유입부(51a)는 지하수의 배출 시 토사 또는 세립자에 이해 막히는 것을 방지하기 위하여 보조 필터(미도시)가 설치될 수 있다.

상기 검측관(50)은 도 3에 도시된 바와 같이 홀드레인 보드와 이를 감싸는 필터(30)에 의해 이루어진 배수부에 설치될 수 있다. 이 검측관(50)은 홀드레인보드(24)의 하부에 모래에 의해 채워진 집부수(25)가 설치되고, 이 집수부(25)에 검측관(50)의 유입부(51a)가 위치된다. 이 검측관(50)은 기초콘크리트와 상부콘트리층을 관통하여 상기 연직관(40)의 높이와 동일하거나 상대적으로 높게 형성된다. 즉, 설계최대 안전수위까지 형성된다.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이 검측관(50)은 필터(30)에 의해 감싸여진 유공관(21)과 인접되는 부위 또는 유공관(21)을 감싸는 모래에 의해 이루어진 투수층(22)으로부터 기초콘크리트층과 상부콘크리트층을 관통하여 설치되며, 이 검측 관(50)에는 지하수의 수두에 따른 압력을 측정하기 위한 압력센서(81)가 설치된다. 여기에서 상기 검측관(50)의 단부에는 연직관(40)의 수위에 따른 압력보다 상대적으로 높은 압력이 작용할 때에 지하수를 배출하는 밸브가 더 구비되거나 개방상태로 설치될 수 있다.

한편, 상기 검출수단(60)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 필터가 막힘으로 인하여 검측관(50)의 수두 상승을 관리자에게 인식시키기 위한 것으로, 검측관(50)의 내부에 설치되는 한 쌍의 전극(61)(62)들과, 상기 각각의 전극들과 전선(63)에 의해 연결되어 수두의 상승으로 인한 전극(61)(62)의 스위칭 시 경보를 발생하는 경보 발생부(64)를 구비한다. 상기 경보 발생부(64)는 점멸하는 램프 유니트로 이루어지거나 필터의 막힘을 알리는 알람발생기로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지 않고, 램프의 점멸됨과 동시에 경고음을 발생시킬 수 있다.

그리고 상기 검출수단(60)의 다른 실시예로서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 검측관(50)의 측면에 설치되어 필터의 막힘 시 수두를 관찰할 수 있는 사이트 글라스(65)로 이루어지거나 검측관(50)이 투명한 관으로 이루어진다. 여기에서 사이트 글라스(65)가 설치되거나 투명관으로 이루어진 검측관(50)의 내부에는 시인성을 향상시키기 위한 부구(66)가 설치될 수 있다. 이 부구(66)는 시인성을 높이기 위하여 외주면에 형광체가 코팅된 발광 코팅층이 형성될 수 있다. 그리고 상기 부구는 연결선으로 검측관 상부 끝단과 연결함이 바람직하다.

도 4에는 본 발명에 따른 검출수단의 또 다른 실시예를 나타내 보였다. 도면을 참조하면, 상기 검출수단(70)은 상기 검측관(50)의 내부 설치되어 수위에 따 라 승강되는 부구(71)와, 상기 부구(71)와 로프(72)에 의해 연결되는 웨이트 부재(73)와, 상기 검측관의 검측관(50)의 측면에 설치되며 필터의 막힘 정도를 나타내는 표시부(74)를 구비한 표시판(75)을 포함한다. 상기 웨이트 부재(73)에는 상기 시표부를 가리키는 지침(73a)이 더 구비될 수 있다.

상기 검출수단은 검측관의 수두를 검출하여 필터의 막힘여부를 나타내는 것에 한정되지 않고 검측관에 작용하는 수압을 이용할 수도 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이 검출수단(80)은 검측관 내부의 수압을 측정하는 압력게이지(81)와, 상기 압력게이지(81)의해 측정된 압력이 필터의 막힘으로 인하여 설정된 압력 이상으로 상승 시 필터의 막힘을 알리는 경보 발생부(82)를 구비한다. 상기 경고 발생부(82)는 상술한 실시예와 같이 램프의 점멸 또는 경고음을 발생시키는 밸을 구비할 수 있다.

상기와 같이 구성된 검출수단의 설치위치는 관리자의 상시 관리 영역 내에 설치함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 지하수의 배수장치는 지하수 수위의 상승 시 홀드레인보드와 이를 감싸는 필터(30) 또는 필터에 의해 감싸여진 유공관(21)에 의해 이루어진 배수부(20)를 통하여 집수정(100)으로 지하수가 배출됨으로써 지하수의 수위를 설계안전 수위 또는 이 이하로 유지하게 된다. 특히 배수부(20)를 통하여 지하수의 배출이 충분히 이루어지는 경우 연직관(40)을 통하여 지하수가 월류되어 지하수의 수위를 유지하게 된다.

이러한 과정에서 지하수의 배출 시 이에 편승하여 이동하는 세립자에 의해 필터(30)가 막히거나 배수부를 이루는 유공관(21) 또는 홀드레인보드(24)에 세립자가 쌓여 막히게 되면, 지하수의 배출이 원활하게 이루어지지 않게 되며, 지하수의 수두가 설계 안전수위 이상으로 상승하게 된다. 이 경우 필터(30)인 부직포가 막혀 있거나 배수부에 세립자가 쌓여 막혀 있으므로 연직관(40)을 통하여 월류가 발생하지 않게 된다.

상기와 같이 지하수의 배출이 충분히 이루어지지 않게 되면, 상기 지하수의 수위가 상승하게 되고, 이 지하수는 검측관(50)을 통하여 유출되거나 수두가 상승하게 되는데, 상기 검출수단(60)의 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 두개의 전극(61)(62)들이 설치되어 있으므로 이들 전극들이 검측관(50)을 통하여 상승하는 물에 의해 스위칭된다. 따라서 전극(61)(62)들과 연결된 경보 발생부(64)의 램프가 점멸되거나 경고음을 발생시켜 관리자에가 배수관의 필터가 막혔음을 인지시킨다.

그리고 도 3 및 도 4에 도시된 검출수단은 검측관(50)의 부구(67)가 검측관(50)의 내부의 수두가 상승하게 되면 부구의 위치가 상승하게 되는데, 검측관(50)이 투명환 관상의 부재로 이루어지거나 사이트 글라스가 장착된 경우 관리자가 정기적인 점검을 통하여 쉽게 인식할 수 있다. 특히 도 4에 도시된 바와 같이 부구(71)와 로프(72)에 의해 웨이트 부재(73)가 연결된 경우 웨이트 부재(73)가 하강하여 필터(30)의 막힘 상태를 나타내는 표시를 가리키게 되므로 관찰자가 쉽게 확인할 수 있다.

한편, 필터의 막힘으로 인하여 지하수의 수위가 상승하게 되고 검측관(50)과 내부의 압력이 상승하여 압력게이지에 검출되는 압력이 설정된 이상이 되면 상술한 바와 같이 경보 발생부에 의해 램프의 점멸 또는 알람이 발생된다.

따라서 상기 검측관(51)을 통하여 지하수가 배출되는 경우 필터(30)가 세립자에 의해 막히거나 배수부가 막혀 지하수의 배출이 원활하게 이루어지지 않게 됨을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 검출수단에 의해 필터가 막힌 것이 인지되면 필터세척수단에 의해 유공관(21)을 감싸는 필터(30) 또는 홀드레인보드를 감싸는 필터(30)를 세척한다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 지하수 배수장치를 나타내 보인 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 지하수 배수장치의 필터 막힘 검출장치를 나타내 보인 사시도,

도 3 및 도 5는 본 발명에 다른 지하수 배수장치의 필터막힘 검출장치를 나타내 보인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 지하수 배수장치의 필터 막힘 검출장치의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도.

Claims (6)

1. 지하수를 집수하기 위해 필터에 의해 감싸여진 유공관 또는 홀드레인보드를 구비한 배수부와, 상기 지하수의 수위 또는 압력을 이용하여 배수부의 필터와 유공관 및 홀드레인보드의 막힘여부를 검측하는 것으로, 상기 배수부의 필터와 하단부 측의 유입부가 인접되게 설치되며 높이가 설계안전 수두의 높이를 가진 검측관과, 상기 검측관에 설치되어 검측관의 수두를 인식하여 상기 배수부의 막힘을 관리자에게 인식시키기 위한 검출수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 검출수단은 상기 검측관의 내부에 설계안전수위 보다 높게 설치되어 필터의 막힘으로 인하여 수두의 상승 시 스위칭 되는 한쌍의 전극들과, 상기 각각의 전극들과 전선에 의해 연결되며 물에 의한 전극의 스위칭 시 경보를 발생하는 경보 발생부를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 검출수단은 상기 검측관의 측면에 필터의 막힘 시 수위의 표시가 가능한 사이트 글라스를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 검출수단은 검측관이 수위를 인식할 수 있도록 투명한 관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 검측관의 내부에 외주면에 형광체 코팅층이 형성된 부구가 설치된 것을 특징으로 하는 필터 및 배수부 막힘 검출장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 검출수단은 상기 검측관의 내부 설치되어 수위에 따라 승강되는 부구와, 상기 부구와 로프에 의해 연결되며 필터의 막힘 상태를 나타내는 위한 웨이트 부재와, 상기 검측관의 측면에 설치되어 웨이트 부재의 위치에 따라 필터의 막힘여부를 표시하는 표시부를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 지하수 배수장치의 필터 및 배수부 막힘 검출장치.

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