KR890004911B1 - Method for heating the ground-water - Google Patents

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    • E03B3/00Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/06Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground

Abstract

The water (W) filled in the water pipe (2) which is set in the excavated hot spring (1) flows out thru. a filtration net (2'). The water level of hot spring gradually rises according to the outflowed water and the outflowing speed of water gradually slows down as the water level of hot spring rises. When the water is up to a cover (6) , which is provided for cutting water off from the atmosphere, the balance between the pressure of the outlet valve (7) and that of water tank (5) is kept up so that the water in hot spring can flow out and be pumped without operation of a water pump. The water mixed with the thermal water is heated and the rich mineral resources are dissolved in the water.

Description

온천의 가수 가열방법Hot water heating method

제1도는 본 발명의 방법을 설명하는 실시예시도.1 is an exemplary embodiment illustrating the method of the present invention.

제2도는 종래의 일반적인 온천수의 양수방법의 예시도2 is an illustration of a conventional method of pumping hot spring water

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 나공(螺孔) 2 : 도수관1: Nagong 2: Water pipe

3,7 : 유출밸브 4 : 펌프3,7 Outflow valve 4 Pump

5 : 수조 6 : 카버이다 .5: Tank 6: Carver.

본 발명은 지하에 굴착된 온천의 나공에 도수관을 깊게 설치하고 도수관의 상단부에서 물을 온천의 나공으로 주입하여 주입된 물과 나공내의 온천수가 함께 가열된체 도수관 주위의 나공을 상승하여 대기압에 의하여 자연 외부로 유출할 수 있게함을 특징으로한 온천수의 가수가열(加水加熱)방법에 관한 것이다.The present invention deeply installs the water pipe in the hole of the hot spring excavated underground and injects water from the upper end of the water pipe into the hot air of the hot spring, and the hot water in the hot air together with the hot water in the air rises the pores around the water pipe by the atmospheric pressure The present invention relates to a hydrothermal heating method of hot spring water, characterized by allowing it to flow out of nature.

본 발명은 지하 500-700m로 굴착된 깊은 온천 나공의 물을 나공 내부에 펌프를 설치함이 없이 무동력으로 대기압을 이용하여 양수하는 동시 지상의 물을 지열로 가열하여 지열 에너지를 보다 경제적으로 얻으려는데 그 목적이 있다.The present invention is to obtain geothermal energy more economically by heating the ground water with geothermal heat while simultaneously pumping the water of deep hot springs excavated in the underground 500-700m underground without using a pump inside the hole The purpose is.

일반적으로 온천은 지하 수 100m로 깊게 굴착한 나공 내부에 양수 펌프를 설치하여 제2도에 표시된 바와 같이 나공에 설치한 펌프를 가동하여 지하 온천수를 양수하고 있으나 양수펌프의 능력이 강하다고 해도 현실적으로는 200m 이상의 높이로 양수하는 것은 무리이고 실제 온천수가 솟아 오를수 있는 나공의 깊이는 지형 조건에 따라 다르지만 양수 펌프의 양수 능력보다 수배의 깊이에서 나오는 경우가 허다하며 대부분의 경우는 나공의 하단부에서 솟은 온천수가 나공위로 채워져서 펌프는 나공의 수중에 있게 되기 때문에 깊은곳의 온천수를 펌프의 양수능력이 미칠수 있는 깊이에서 유효하게 위로 양수하고 나공은 일종의 도관의 기능을 가진다.In general, hot springs are pumped inside Nagong, which is deeply excavated with 100m underground water, and pumped underground hot spring water by operating a pump installed in Nagong as shown in FIG. 2. However, even if the power of the pump is strong, It is difficult to pump water at a height of more than 200m, and the depth of Nagong, where actual hot spring water can rise, varies depending on the terrain conditions, but it is often more than several times deeper than the pumping capacity of the pump.In most cases, the hot spring water from the lower part of Nagong Filled above the perforations, the pump is in the hands of the perforations, so deep hot spring water is effectively pumped up to the depth of the pump's pumping capacity, and the perforations function as a kind of conduit.

이때 물의 하중을 나공에서 수 100m 위로 물을 양수하는대는 상당한 동력비가 들게될뿐 아니라 양수 기구의 빈번한 수리로 인하여 경제적 부담이 높게되는 문제점이 있다.At this time, pumping the water load up to several hundred meters from Nagong costs a lot of power, and there is a problem that the economic burden is high due to frequent repair of the pumping mechanism.

또한 지하 수 100m를 굴착했다고 해도 아무데서나 온천이 있는 것은 아니며 막대한 비용을 들여 애써 굴착한 온천이라 해도 수질이 법정 기준에 미달하면 온천수로 사용할 수 없고 또한 수온이 아무리 높다고 해도 물의 양이 부족하면 역시 영업적 수지계산이 성립되지 않기 때문에 온천으로 사용할 수 없는 문제점이 있다.Even if 100m underground water is excavated, there is no hot spring anywhere, and even hot springs excavated with enormous costs cannot be used as hot spring water if the water quality does not meet the legal standards. There is a problem that cannot be used as a hot spring because the resin calculation is not established.

최근에는 온천의 수질과 물의 양에 주안점을 두던 종래와는 달리 지열을 에너지원으로 이용하려는 관심이 점차 높게 되면서 온천에 대한 관념이 변하게 되었다.In recent years, the concept of hot springs has changed as the interest in using geothermal heat as an energy source has increased, unlike the conventional one, which focuses on the quality and quantity of hot springs.

즉 온천수로 적합한 수질이 아니더라도 더운물만 많이 나올수 있다면 이를 열원으로할 수 있고 또한 수온 높아도 물의 량이 부족한 경우에는 지상에서 물을 주입하여 지열로 가열하여 회수사용할 수도 있다.In other words, even if the water quality is not suitable for hot spring water, if only a lot of hot water can come out as a heat source, and if the amount of water is insufficient even if the water temperature is high, water may be injected from the ground, heated by geothermal heat, and used.

본 발명은 이러한 온천에 수반하여 지하의 지열을 회수할 수 있는 가장 경제적인 방법에 대하여 실제 온천을 발굴 및 굴착하는 작업을 계속하면서 연구한 결과 새로운 지하열 회수 방법을 개발하였다.According to the present invention, a new underground heat recovery method has been developed as a result of continuing research on the most economical method of recovering geothermal heat underground with these hot springs.

본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명 방법의 실시 예시도이고 제2도는 일반 온천수의 양수 방법을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view illustrating an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exemplary view showing a method of pumping general hot spring water.

물리탐사등에 의하여 시추한 결과 발굴하게된 온천의 수질과 물의 량이 법정 기준에 접합할 경우에는 그 온수 자체가 상당한 경제적 가치를 유지하고 있으므로 제2도에 표시한 종래의 방법대로 나공(1)의 양수 가능 한 깊이로 도수관(2)를 설치하여 외단부에 유출 밸브(3)를 설치하고 도수관(2)의 하단부에는 펌프(4)를 설치하여 펌프에 의하여 도수관(2)을 통하여 나공(1)의 외부로 양수하여 온천수로 사용한다.When the water quality and amount of water of the hot springs discovered as a result of drilling by physical exploration, etc. are joined to the legal standard, the hot water itself maintains considerable economic value, so the pumping of Nagong (1) is carried out according to the conventional method shown in FIG. Install a water pipe 2 to the depth as far as possible to install an outlet valve 3 at the outer end and a pump 4 at the lower end of the water pipe 2 so that the pores 1 can be pumped through the water pipe 2 by the pump. It is pumped to the outside and used as hot spring water.

그러나 시추하여 발굴한 온천이 법정 기준에 미달되는 수질이거나 수온은 높아도 물의 량이 적어서 정상적으로 온천 영업을 하기 어려운 조건으로된 경우에는 나공(1) 내부에 도수관(2)을 나공의 하단부까지 깊게 설치하고 도수관(2)의 하단부에는 통상의 여과망(2')을 설치하며 도수관(2)의 상단부에는 유효하게 물을 주입할 수 있는 수조(5)를 지상의 적절한 높이로 설치한다.However, when the hot springs that have been drilled and excavated do not meet the legal standards or the water temperature is high, but the water volume is small and it is difficult to operate the hot spring normally, the water pipes (2) are deeply installed inside the Nagong (1) to the bottom of the Nagong water pipe. At the lower end of (2), a normal filter net 2 'is installed, and at the upper end of the water pipe 2, a water tank 5 capable of effectively injecting water is installed at an appropriate height on the ground.

또한 나공(1)의 상단부에는 지반 깊게 대기압 차단 카버(6)를 형성하여 카버(6)의 리측에 물의 유출 밸브(7)을 설치한다. 수조(5)에는 연속적으로 급수할 수 있는 펌프등의 급수 기구 (8)를 부대적으로 사용한다. 나공(1)의 내벽은 처음 시추할때부터 지층의 붕괴를 방지하고 물의 유실을 방지하기 위하여 시멘트 그라우팅 공사가 실시되어 있어서 나공(1)은 하나의 수직관으로 되어 있고 온천수는 나공(1)의 하부에서 주로 나오게 되어 있다.In addition, an atmospheric pressure shut-off coverr 6 is formed deep in the upper end of the cavity 1, and a water outlet valve 7 is installed on the back side of the cover 6. In the water tank 5, water supply mechanisms 8, such as a pump which can continuously supply water, are used additionally. The inner wall of Nagong (1) has been cement grouting construction to prevent the collapse of the strata and to prevent the loss of water from the first drilling, so Napo (1) is one vertical pipe and the hot spring water of Napo (1) It is supposed to come mainly from the bottom.

이러한 나공대의 온수를 양수하기 위하여 나공대에 펌프를 사용함이 없이 수조(5)의 물(W)을 도수관(2)을 통하여 나공(1)의 하단부까지 주입한다. 이는 동력을 사용할수도 있으나 수직 나공은 인력의 낙하 방향과 일치하므로 동력을 사용하지 않더라도 물의 자중으로 매우 강력하게 가속도적으로 도수관(2) 내부로 하강하여 도수관(2)의 하단 여과망(2')을 통하여 나공(1) 내부로 유출된다. 처음의 나공(1)의 수위(WL)는 제2도에 표시된 바와 같이 지하 상당한 깊은 위치에 있으나 점차 물이 주입된 량이 증가됨에 따라 나공내의 수위는 점차 상승하며 수위 상승에 따라 점차 낙차가 낮아지면서 도수관(2)내의 물의 주입속도가 느려진다. 그러나 기본적으로 물의 유출밸브(7)와 물의 주입용 수조(5)가 상하의 낙차를 유지하고 있기 때문에 나공(1)의 물이 카버(6) 위로 차이면 유출 밸브(7)로 유출하며 그 후부터는 수조(5)에서 나공(1)으로 급수하는 물에 의하여 지하수(100m) 깊이의 나공내의 온수를 나공내의 펌프를 설치하여 않고도 양수하게 양수하게 된다.In order to pump the hot water of the air cavity, the water W of the water tank 5 is injected to the lower end of the air cavity 1 through the water pipe 2 without using a pump in the air chamber. It can use power, but the vertical hole is the same as the direction of the fall of gravity, so even without power, it descends into the water pipe 2 very strongly by the weight of water so that the bottom filter network 2 'of the water pipe 2 is closed. It flows out through the pores 1 through. The water level WL of the initial pore 1 is located at a considerable depth in the basement as shown in FIG. 2, but as the amount of water injected gradually increases, the water level in the pore gradually increases, and as the level rises, the drop decreases gradually. The injection speed of water in the water pipe 2 becomes slow. However, since the water outlet valve 7 and the water injection tank 5 for water maintain the top and bottom drops of water, if the water of the pores 1 diverges above the cover 6, it flows out to the outlet valve 7 and thereafter the water tank ( By 5) the water supplied to the pores (1) is to pump the hot water in the pores of the groundwater (100m) depth without installing a pump in the pores.

또한 온천의 물은 나공내에서 지역에 따라 수압으로 인하여 지상으로 분출되는 경우도 있지만 국내 지역에서는 지상으로 분출되는 일을 드물고 대개의 경우 나공내의 어는 높이에서 수압과 대기압이 평형을 이루면서 일정한 수위를 이루고 있다. 그러나 나공의 하단부에는 지하의 무한한 수원과 연관되어 있어서 나공(1)의 물을 양수하여 그 수위가 낮아져도 곧 지하의 온수가 보충되어서 나공내의 수위는 거의 일정하게 된다.In addition, the hot spring water may be ejected to the ground due to water pressure in some areas of Nagong. However, in Korea, it is rarely ejected to the ground. have. However, at the lower end of Nagong, it is associated with an infinite water source underground, so even if the water level of Nagong (1) is pumped down and the water level is low, the water level in Nagong becomes almost constant.

따라서 본 발명에서는 나공(1)내의 온천수의 수위에서 지상까지의 나머지 나공의 공간 용적에 해당하는 물을 주입하면 나공(1)내의 온천수의 수위는 대기와 차단시킨 카버(6)에 도달되며 그후에는 수조(5)의 물을 의도적으로 강제주입하지 않아도 나공의 수위를 인위적으로 지상으로 상승시키었기 때문에 지하의 온천수가 유출밸브(7)로 계속 유출된다.Therefore, in the present invention, when the water corresponding to the space volume of the remaining pores from the level of the hot spring water in the nagong (1) to the ground is injected, the level of the hot spring water in the nagong (1) reaches the carver (6) which is blocked from the atmosphere. Even if the water in the water tank 5 is not intentionally forcedly injected, the hot spring water in the basement continues to flow out to the outlet valve 7 because the level of the pores is artificially raised to the ground.

이는 나공내에 온천수가 수압으로 분출하는 것처럼 양수에 드는 동력 비용이나 부대시설이 절감되는 이점이 있다.This has the advantage of reducing power costs and additional facilities for pumping water, such as hot spring water jetting in Nagong.

또한 본 발명에서 도수관(2)을 통하여 나공(1) 내부로 물을 주입하여도 주입된 물은 나공의 하단부의 다른 지하 온수와 혼합되기도 하고 다른 지하 온수와 함께 지하수 맥으로 흘러가는 경우도 있기 때문에 나공(1)으로 상승하여 외부로 유출하는 물증에는 주입된 물의 일부가 혼합되었을 뿐이며 이 혼합수에도 저하의 많은 광물질이 용해되고 가열되어 있기 때문에 처음 주입된 수질과 일치 하지 않다. 이는 지하의지열에 의하여 지상의 물을 가열시키는 동시 온천수와 근사한 수질로 개선시킬 수 있음을 의미한다.In addition, even if water is injected into the pores 1 through the water pipe 2 in the present invention, the injected water may be mixed with other underground hot water at the lower end of the pores, or may flow into the groundwater vein together with the other underground hot water. The water vapor rising to the pores 1 and flowing out to the outside is only a part of the injected water mixed, and the mixed water does not coincide with the quality of the first injected water because many depleted minerals are dissolved and heated. This means that the geothermal heat of the ground can improve the quality of the hot spring water and the water at the same time.

또한 본 발명에서는 경제적으로 저렴하게 양수하게 되므로 지하의 온천수의 량이 적어도 어는 정도의 온도가 유지되어 있다고 하면 지상에서 도수관을 통하여 물을 나공에 주입하여 지열로 가입된 온수를 지상으로 유출수킬 수 있어서 수질과는 관계없이 지열 에너지를 회수할 수 있다. 이 회수된 지열에 의하여 난방이나 농업 또는 수산업에 이용할 수 있다. 이는 무한한 지열 에너지를 이용하는 것이므로 일단 비용을 들여 설치한 후에는 영구적으로 지열 에너지를 취득할 수 있는 경제제적 이점이 있고 특히 에너지 고갈시대에는 지열의 이용 방한의 확대가 기대된다.In addition, in the present invention, since it is economically inexpensively pumped, if the temperature of the underground hot spring water is maintained at least a degree of freezing, water can be injected into the pores through the water pipe from the ground and the geothermally joined hot water can be discharged to the ground. Geothermal energy can be recovered regardless of The recovered geothermal heat can be used for heating, agriculture or fisheries. Since it uses infinite geothermal energy, there is an economic control advantage that can acquire geothermal energy permanently once it is installed at a cost. In particular, it is expected to expand the use of geothermal energy in the era of energy depletion.

특히 본 발명에서는 나공에 설치한 도수관을 통하여 지상에서 나공 내부로 물을 주입한 다음 주입된 물이나 지하의 온천수가 도수관이 아닌 나공으로 상승하여 지상으로 유출하기 때문에 나공에서는 물의 이동 방향이 중력과 상반된 상향 이동하기 때문에 나공의 내주벽의 여러지층 조건에 따라 나공으로 떨어지는 모래나 토양등이 물과 함께 위로 나오게 되어서 나공의 깊은 하단부에 침적물의 퇴적 현상을 유효하게 방지할 수 있어서 종래 도수관으로 물을 양수 하던 것에 비하여 나공의 사용 수명이 훨씬 연장되는 이점이 있다.In particular, in the present invention, after the water is injected from the ground through the water pipe installed in Nagong, the injected water or the hot spring water from the underground rises to Nagong instead of the water pipe, and flows out to the ground. Due to the upward movement, sand or soil falling into the pores come out with the water depending on the various strata conditions of the inner circumferential wall of the pores, which effectively prevents the deposition of deposits in the deep lower end of the pores, thereby pumping water into the conventional water pipe. Compared to that, there is an advantage that the service life of the pores is much extended.

Claims (1)

통상의 지하에 굴착된 온천 나공의 하단 내부에 도수관을 통하여 지상에서 물을 공급 주입하여 나공내의 수위를 지상으로 상승시키어서 지열로 가열된 물을 나공의 상부로 자연 유출되게 함을 특징으로 한 온천수의 가수 가열방법.Hot spring water, characterized by supplying water from the ground through a water pipe inside the bottom of the hot spring Nagung excavated in a normal basement to raise the water level in Nagong to the ground, allowing geothermally heated water to naturally flow out to the top of Nagong. Method of heating of water.
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