KR20140147223A - 지하수 라돈 가스 저감 장치 - Google Patents

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Abstract

하우징 내에서 지하수가 충진물을 통과하면서 하우징 내로 골고루 퍼져서 낙하함과 동시에 하부에서 송풍구를 통해 유입된 공기가 충진물과 지하수를 통과하여 상승함으로써 지하수 내에 잔존하는 라돈 가스를 저감할 수 있는 지하수 라돈 가스 저감 장치에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 지하수 라돈 가스 저감 장치는 지하수가 내부에서 낙하되며, 다수의 충진물이 충진되어 있는 하우징; 상기 하우징의 하부에 형성되어, 하우징 내로 바람을 공급하는 송풍구; 상기 하우징 내부에 형성되어, 하우징 내로 라돈 가스를 포함하는 지하수를 공급하는 송수관; 상기 송수관과 연결되어 하우징의 상부에 형성되며, 상기 송수관으로부터 공급된 지하수가 충진물을 통과할 수 있도록 지하수를 분사시키는 분사구; 상기 하우징의 최상부에 형성되어, 지하수로부터 추출된 라돈 가스 및 바람을 배출하는 환풍구; 상기 하우징 내에 충진된 다수의 충진물을 통과하여 라돈 가스가 저감된 지하수가 저장되는 저장 탱크; 및 상기 하우징에서 저장 탱크로 지하수를 공급하는 급수관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

지하수 라돈 가스 저감 장치{REDUCTION APPARATUS OF RADON GAS IN THE GROUNDWATER}
본 발명은 지하수 라돈 가스 저감 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지하수 내에 잔존하는 발암 물질인 라돈 가스를 포함하고 있는 지하수를 하우징 내에서 낙하시킴으로써 지하수 내에 잔존하는 라돈 가스를 저감시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
최근 라돈(Radon, Rn-222)에 대한 관심의 증가, 국민소득 증대 및 경제적으로 여유 있는 사람들 중에 복잡하고 오염된 도시를 탈피하여 전원생활을 즐기려는 사람들이 늘어나고 있는 것과 비례하여 식수용으로 사용되는 지하수의 라돈에 의한 오염 여부를 측정하는 빈도가 높아져 가고 있다.
라돈은 폐암 및 위암을 유발시키는 발암물질로써 호흡기를 통해 유입되는 경우에는 폐암을 그리고 소화기관을 통해 유입되는 경우 위암의 원인이 된다고 할 수 있으며, 오염된 지하수를 식수로 사용하는 경우 위암의 발생 가능성이 커지게 되며 또한, 오염된 지하수를 식수로 사용하지 않고 생활용수로 사용한다고 하더라도 실내 공기의 2차 오염에 의한 폐암 가능성이 커질 수 있다.
라돈은 무색, 무취, 무미의 불활성 기체로 우라늄(U-238)의 자연붕괴 생성물질 중의 하나이다. 라돈은 반감기가 약 3.8일인 방사성동위원소의 하나로 방사성 붕괴 시 알파입자를 방출하여 인체에 유해한 물질로 알려져 있다. 상기에서 언급한 바와 같이 라돈의 인간에 대한 위해성은 기체상태의 라돈을 흡입하여 발생되는 폐암유발이 가장 큰 것으로 알려져 있으며 미국환경청(U.S. EPA) 자료에 의하면 흡연 다음으로 폐암의 유발요인으로 알려져 있다. 라돈에 대한 주요 국가별 규제동향을 보면, 미국은 4,000 pCi/L(가이드라인), 핀란드는 8,100 pCi/L (먹는물 기준), 노르웨이는 13,500 pCi/L(가이드라인) 등이다.
라돈의 측정결과를 발표한 보도자료에 의하면 국내 지하수의 약10% 정도가 라돈에 의해 오염되었다고 하며, 일부 지역의 지하수에서는 식수로 사용하기에 적합하지 않은 1리터당 수천 피코큐리의 라돈이 검출되었다고 한다.
즉, 국내에서도 1998년도 이래 환경부 주관 하에 지하수 중 자연방사성물질 함유실태조사 사업을 수행 중이며, 2008년도 조사결과에 의하면 지질특성상 자연방사성물질 함량이 높을 것으로 예상되는 전국 523곳의 마을상수도 등 지하수를 조사한 결과, 라돈은 124개 지점이 미국의 먹는물 제안치 등을 초과하는 것으로 확인되어 이에 대한 지하수 라돈 저감 장치가 필요한 실정이다.
본 발명에 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0927438호(2009.11.11. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 발전 시스템이 구비된 지하수 라돈 저감장치가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 지하수가 하우징 내에 분사되어 충진물을 통과하면서 낙하함과 동시에, 하우징의 바닥면에 형성된 송풍구를 통해 유입된 바람이 충진물과 지하수를 통과하며 상승하면서 지하수 내에 잔존하는 라돈 가스를 보다 효과적으로 저감시킬 수 있는 지하수 라돈 가스 저감 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 지하수 라돈 가스 저감 장치는 지하수가 내부에서 낙하되며, 다수의 충진물이 충진되어 있는 하우징; 상기 하우징의 하부에 형성되어, 하우징 내로 바람을 공급하는 송풍구; 상기 하우징 내부에 형성되어, 하우징 내로 라돈 가스를 포함하는 지하수를 공급하는 송수관; 상기 송수관과 연결되어 하우징의 상부에 형성되며, 상기 송수관으로부터 공급된 지하수가 충진물을 통과할 수 있도록 지하수를 분사시키는 분사구; 상기 하우징의 최상부에 형성되어, 지하수로부터 추출된 라돈 가스 및 바람을 배출하는 환풍구; 상기 하우징 내에 충진된 다수의 충진물을 통과하여 라돈 가스가 저감된 지하수가 저장되는 저장 탱크; 및 상기 하우징에서 저장 탱크로 지하수를 공급하는 급수관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 지하수 라돈 가스 저감 장치는 하우징 내에서 지하수가 충진물을 통과하면서 하우징 내로 골고루 퍼져서 낙하함과 동시에 하부에서 송풍구를 통해 유입된 공기가 충진물과 지하수를 통과하여 상승함으로써 지하수 내에 잔존하는 라돈 가스를 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수 라돈 가스 저감 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 분사 노즐을 보다 상세하게 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 다수의 동결 방지홀을 보다 상세하게 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 지하수 라돈 가스 저감 장치에 관하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지하수 라돈 가스 저감 장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 라돈 가스 저감 장치(100)는 하우징(110), 송풍구(120), 송수관(130), 분사구(140), 환풍구(150) 및 저장 탱크(160), 급수관(170)을 포함할 수 있다.
하우징(110)은 내부에 공간을 구비하는 구조로 형성되며, 내부에 충진되어 있는 다수의 충진물(180)을 지하수가 통과하며 낙하함으로써, 지하수 내에 잔존하는 라돈 가스를 저감시킬 수 있다. 지하수가 하우징(110) 내에서 낙하하는 동안 다수의 충진물(180)에 의해 지하수가 고르게 퍼져 라돈 가스가 보다 효과적으로 제거될 수 있다.
하우징(110) 내부에 다수의 충진물(180)이 다른 구성장치들로 이탈되지 않도록 메쉬구조의 거름망을 하우징(110) 내부의 송수관(130)과 분사구(140) 사이의 공간에 상하로 설치하는 것이 바람직하다. 따라서, 다수의 충진물(180)이 상기 공간 외부로 이탈되어 고장을 유발하는 문제점을 방지할 수 있다.
송풍구(120)는 일단이 하우징(110)과 연통 연결되어 하우징(110) 내에 바람을 공급할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 지하수 라돈 가스 저감 장치(100)는 하우징(110) 내에 연통 연결되는 송풍구(120)의 일단에 이격된 위치에 바람역류방지장치(10)를 형성할 수 있다.
바람역류방지장치(10)는 하우징(110) 내에 공급되는 바람이 하부로 이동하지 못하고 바람역류방지장치(10)에 충돌하여 하우징(110) 상부로 원활하게 이동할 수 있도록 해준다. 바람이 하우징(110)의 상부로 이동할 때, 낙하하는 지하수와 교차되면서 지하수의 낙하 속도를 낮춰줌으로써, 라돈 가스의 제거를 보다 원활하게 해준다. 또한, 후술할 급수관(170)으로 오버 플로우 형태로 라돈 가스가 저감된 지하수가 유입되므로 지하수는 일정 시간 하우징(110)의 바닥면에 잔류하게 된다. 이때, 지하수 내에 잔존하던 미량의 라돈 가스가 배출될 경우, 상기 미량의 라돈 가스가 급수관(170)으로 흘러 들어가는 것을 방지할 수도 있다.
송수관(130)은 일단이 하우징(110)과 연통 연결되어, 하우징(110) 내에 지하수를 상부에서 낙하하도록 공급할 수 있다. 송수관(130)에서 공급하는 지하수는 발암 물질인 라돈 가스를 포함하고 있으므로 식수로 바로 사용하기 어렵다. 따라서, 하우징(110) 내부에서 낙하함으로써, 식수로 사용할 수 있도록 라돈 가스를 저감시키는 것이 바람직하다.
또한, 도면으로는 도시하지 않았지만, 송수관(130)의 일단에는 여과망을 형성하여 지하수와 함께 외부 이물질이 하우징(110) 내부로 유입되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
상술한 송풍구(120) 및 송수관(130)은 하우징(110)의 외부에 형성된 모터로부터 동력을 공급받아 구동되어 하우징(110) 내로 바람 및 지하수를 공급할 수 있다.
분사구(140)는 송수관(130)의 일단에 형성되어 지하수를 하우징(110) 내에 고루 분사할 수 있다. 분사구(140)의 바닥면에는 서로 이격된 위치에 형성되는 다수의 분사 노즐(30)을 구비하여 지하수를 골고루 분사하는 것이 바람직하다.
환풍구(150)는 하우징(110)의 상부에 형성되어, 하우징(110) 내에서 낙하하며 지하수로부터 추출된 라돈 가스 및 송풍구(120)로부터 공급된 바람이 배출될 수 있다. 환풍구(150)는 산모양 또는 반구형으로 중앙부가 높고 외주면으로 갈수록 기울기가 낮아지는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 외부로부터 곤충이나 비, 눈 등과 같은 이물질이 하우징(110) 내로 유입되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 이때, 환풍구(150)는 반드시 하나로 제한하는 것이 아니라 복수개 설치될 수도 있다.
또한, 환풍구(150)는 내부에 회전부재를 구비하여, 회전부재의 회전에 따라 라돈 가스 및 바람이 외부로 배출될 수 있다.
저장 탱크(160)는 하우징(110)에서 지하수가 낙하함에 따라, 라돈 가스가 저감된 지하수를 사용자에게 공급하기 전에 일시적으로 저장하는 공간이다. 저장 탱크(160)는 하우징(110)의 하부에 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 저장 탱크(160)의 위치를 이에 제한하는 것은 아니다.
급수관(170)은 일단이 하우징(110)과 연통 연결되고 타단이 저장 탱크(160)와 연통 연결되어 하우징(110)에서 낙하함으로써, 라돈 가스가 저감된 지하수가 저장 탱크(160)로 이동할 수 있도록 연결해 준다. 급수관(170)과 하우징(110)은 오버 플로우 형태로 연결되어 지하수가 일정량 모여 넘쳐흐르는 형태로 급수관(170)으로 유입될 수 있다. 이에 따라, 라돈 가스가 저감된 지하수가 급수관(170)으로 바로 이동하지 않고 일정 시간 하우징(110)내에 잔류하면서 추가로 라돈 가스를 더 배출할 수도 있고, 지하수 내의 부유물이 바닥에 가라 앉아 보다 깨끗한 지하수를 저장 탱크(160)로 공급할 수 있다. 또한, 지하수가 잔류할 때, 미량의 라돈 가스가 더 배출될 수 있는데, 이는 바람역류방지장치(10)가 상기 미량의 라돈 가스가 급수관(170)으로 흘러 들어가는 것을 방지할 수도 있다.
이때, 하우징(110)의 바닥면과 접하는 급수관(170)에는 다수의 동결 방지홀(20)을 형성하여 겨울철 하우징(110)의 바닥면에 고여있는 지하수가 어는 것을 방지할 수도 있다.
또한, 도면으로는 도시하지 않았지만, 급수관(170)의 일단에 여과망을 형성하여 지하수 내에 잔존하는 이물질이 저장 탱크(160) 내부로 유입되지 않도록 방지하는 것이 보다 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 분사 노즐을 보다 상세하게 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다수의 분사노즐(30)의 내부는 그 직경이 점차 좁아지다가 넓어지는 모래시계 형태로 형성됨으로써, 길이 방향으로 직경이 좁아지는 분사구(140)의 중간지점에서 압력이 점차 증가하게 되며, 이에 따라, 지하수를 분사하는 분사구(140)의 일단에서 하우징(110) 내부로 지하수를 고압으로 분사하여 지하수가 보다 고르게 하우징(110) 내에서 낙하함으로써, 라돈 가스의 제거가 보다 용이하다.
도 3은 본 발명에 따른 다수의 동결 방지홀을 보다 상세하게 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 하우징(110)의 바닥면과 맞닿는 부분의 급수관(170)에 다수의 동결 방지홀(20)을 형성할 수 있다. 다수의 동결 방지홀(20)을 형성함으로써, 겨울철 하우징(110)의 바닥면에 고여있는 지하수가 어는 것을 방지할 수 있다.
보다 상세하게는, 라돈 가스가 저감된 지하수는 하우징(110)의 하부에 일정량이 채워질 경우 넘쳐 흐름으로써 급수관(170)을 통과하여 저장탱크(도1의 160)로 이동할 수 있다. 따라서, 지하수는 일정량이 모일 때까지 하우징(110)의 바닥면에 고여있게 되는데, 겨울철에는 고여있던 지하수가 얼어 동파의 위험이 있었다. 이에 따라, 본 발명에서는 하우징(110)의 바닥면과 맞닿는 부분의 급수관(170)에 다수의 동결 방지홀(20)을 형성함으로써, 미량의 지하수가 지속적으로 흐를 수 있도록 하여 지하수의 동결을 방지할 수 있다.
또한, 다수의 동결 방지홀(20)은 개폐가 가능한 구조로 형성되어 겨울철에만 동결 방지홀(20)을 열어둠으로써 지하수가 어는 것을 방지하고, 겨울철이 아닌 시기에는 닫아둘 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 지하수 라돈 가스 저감 장치는 다수의 충진물로 가득차 있는 하우징 내에서 지하수가 골고루 퍼진 상태로 낙하하면서 통과함과 동시에, 바닥면에서 바람을 공급함으로써, 지하수 내에 잔존하는 라돈 가스를 보다 효과적으로 저감할 수 있는 지하수 라돈 가스 저감 장치를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 지하수 라돈 가스 저감 장치
10 : 바람역류방지장치 20 : 동결 방지홀
30 : 분사 노즐
110 : 하우징 120 : 송풍구
130 : 송수관 140 : 분사구
150 : 환풍구 160 : 저장 탱크
170 : 급수관 180 : 충진물

Claims (10)

  1. 지하수가 내부에서 낙하되며, 다수의 충진물이 충진되어 있는 하우징;
    상기 하우징의 하부에 형성되어, 하우징 내로 바람을 공급하는 송풍구;
    상기 하우징 내부에 형성되어, 하우징 내로 라돈 가스를 포함하는 지하수를 공급하는 송수관;
    상기 송수관과 연결되어 하우징의 상부에 형성되며, 상기 송수관으로부터 공급된 지하수가 충진물을 통과할 수 있도록 지하수를 분사시키는 분사구;
    상기 하우징의 최상부에 형성되어, 지하수로부터 추출된 라돈 가스 및 바람을 배출하는 환풍구;
    상기 하우징 내에 충진된 다수의 충진물을 통과하여 라돈 가스가 저감된 지하수가 저장되는 저장 탱크; 및
    상기 하우징에서 저장 탱크로 지하수를 공급하는 급수관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 라돈 가스 저감 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지하수 라돈 가스 저감 장치는
    상기 송풍구의 일단과 이격되어 형성되며, 송풍구를 통해 유입되는 바람이 하우징의 상부로 이동할 수 있도록 해주는 바람역류방지장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 라돈 가스 저감 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 급수관은
    상기 하우징의 바닥면과 맞닿는 지점에 다수의 동결 방지홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 라돈 가스 저감 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 동결 방지홀은
    개폐가 가능한 구조인 것을 특징으로 하는 지하수 라돈 가스 저감 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 급수관은
    상기 하우징의 바닥면에 지하수가 일정량 정체된 후, 넘쳐흘러 급수관으로 유입되는 오버 플로우 구조인 것을 특징으로 하는 지하수 라돈 가스 저감 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 송풍구 및 송수관은
    모터의 동력으로 바람 및 지하수를 하우징 내로 공급하는 것을 특징으로 하는 지하수 라돈 가스 저감 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 송수관 및 급수관은
    상기 하우징과 연통 연결되는 일단에 여과망을 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 라돈 가스 저감 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분사구는
    바닥면에 서로 이격된 위치로 형성되는 다수의 분사 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 라돈 가스 저감 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다수의 분사 노즐은
    내부가 모래시계 형태인 것을 특징으로 하는 지하수 라돈 가스 저감 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 환풍구는
    중심부에서 외주면으로 갈수록 기울기가 점점 낮아지는 형태인 것을 특징으로 하는 지하수 라돈 가스 저감 장치.
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