KR100798127B1

KR100798127B1 - 지열공 보호 및 지하수순환장치

Info

Publication number: KR100798127B1
Application number: KR1020070069570A
Authority: KR
Inventors: 안근묵; 홍성술
Original assignee: (주)두안; 주식회사 대명엔지니어링
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2008-01-28

Abstract

본 발명은 지열공과 열교환수단을 이어주는 지하수 순환라인을 지중에 배설할 수 있게 함으로서 그 훼손과 동파가 없도록 하고 열손실을 최소화 한 지열공 보호 및 지하수순환장치를 제공함에 있다. 이러한 본 발명은 지하수층과 연락하는 지열공 위에 상부만이 지상으로 노출되게 지열공 보호관을 연결하고, 그 보호관의 내부에 지하수 유도수단을 설치하여 지중에 매설되는 보호관의 측벽 쪽으로 지하수를 토출할 수 있게 함으로서, 지열공과 열교환수단을 이어주는 지하수 순환라인을 지중으로 배설되게 하여 그 훼손과 혹한기 때 동파가 없도록 하고 열손실을 최소화 하도록 것이다.

지열공, 지하수, 열교환수단, 지하수 순환라인, 지중 배설

Description

지열공 보호 및 지하수순환장치{{Apparatus for Circulating Water and Preventing Pollution of Subterranean Water}

도1은 본 발명에 따른 제1실시예의 지열공 보호 및 지하수순환장치를 나타낸 도면,

도2는 도1에서 표시 A부분을 나타낸 확대도,

도3은 도2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,

도4는 본 발명에서 제1연결수단을 나타낸 사시도,

도5는 본 발명에서 지하수 흡수관 및 지하수 양수관의 구조를 보인 단면도,

도6은 도3의 변형예를 나타낸 도면,

도7은 본 발명에 따른 제2실시예의 지열공 보호 및 지하수순환장치를 나타낸 도면,

도8은 도7에서 표시 B부분을 나타낸 확대도,

도9는 도8의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,

도10은 본 발명에서 제2연결수단을 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

3:지하수 순환라인 5:열교환수단

10:지하수 양수수단 11:지열공

13:지하수 흡입관 13a:내경부

13b:외경부 14:보호관부

15:수중 모터펌프 17:관정 케이싱

20:지열공 보호관 21:밀폐덮개

23:전선주입구 50:지하수 유도수단

51:제1결합부 51a:배출구

51b:유입구 51c:홈

51d:가이드 돌기 53:지지돌부

53a:경사면 55:제1연결수단

55a:역경사면 55b:제1유로

55c:제2유로 55d:플랜지

57:설치 및 인양 손잡이 61:지하수 양수관

61a:내경부 61b:외경부

63:회수관체 71,73:패킹부재

150:지하수 유도수단 151:제2결합부

151a:배출구 153:유입관체

153a:경사면 155:제2연결수단

155a:역경사면 151c:제2홈

155b:제3유로 155c:제4유로

본 발명은 지열공 보호 및 지하수순환장치에 관한 것으로, 특히 지열공과 열교환수단을 이어주는 지하수 순환라인을 지중에 배설할 수 있게 함으로서 그 훼손과 동파가 없도록 하고 열손실을 최소화 하도록 한 지열공 보호 및 지하수순환장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하수의 지열을 이용하여 난방을 수행하는 열교환 구조를 보면, 지하수 300 내지 500m 깊이의 지열공 즉, 지하수 관정을 개발하고, 그 안에 수중 모터펌프를 설치하여 파이프 배관을 통해서 열교환기까지 연중 15℃ 내외의 온도를 가진 지하수를 보내고, 열교환기와 열교환이 이루어진 지하수는 지열공으로 다시 회수하는 구조로 되어 있다.

이중 최근의 지하수 열교환 구조를 보면, 200㎜의 공경으로 암반을 굴착하여 나공상태의 지열공을 개발하고, 그 안에는 약 50m까지 125㎜ 관경의 PVC 파이프를, 그 아래에는 100㎜의 PVC 파이프를 바닥까지 설치하면서 그 파이프 하단 측면부 약 12m 구간에 집수공(Strainer)을 제작하여 암반대수층에서 생산되는 지하수가 파이프 안으로 유입되게 한 뒤, 약 40m 지점의 파이프 내부에 수중 모터펌프를 설치하여 열교환기를 순환하는 지하수를 양수하도록 되어 있다.

그러나 이 구조에서, 지열공과 열교환기 사이를 연결하는 지하수 순환라인은 지열공의 상부로부터 지상으로 빠져나와 배설되기 때문에 외부에 그대로 노출되어 겨울철 혹한기 때에 특히, 열교환이 이루어진 지하수를 지열공으로 다시 회수하는 라인이 동파될 우려가 크고, 또한 외부의 물리적 충격을 받아 쉽게 훼손될 우려가 클 뿐 아니라, 외기 온도의 영향으로 상당한 지하수의 열손실을 초래할 수 있는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지하수 순환라인을 지중에 배설할 수 있게 함으로서 그 훼손과 동파가 없도록 하고 열손실을 최소화 하기 위한 지열공 보호 및 지하수순환장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 지하수층과 연락하는 지열공과, 상부에 직경보다 크게 형성된 보호관부를 갖고 상기 지열공에 장입되는 지하수 흡입관과, 상기 보호관부 안에 설치되어 상기 지하수 흡입관을 통해서 지하수를 양수하기 위한 수중 모터펌프로 이루어진 지하수 양수수단; 밀폐덮개를 갖는 상부만이 지상으로 노출되게 상기 지열공에 연결되어 상기 지열공의 상부를 폐쇄하는 지열공 보호관; 및 상기 지열공 보호관에 설치되어 상기 수중 모터펌프를 지지함으로서 상기 지하수 흡입관을 지지함과 아울러 외부의 열교환수단을 순환하는 지하수 순환라인과도 연락하여, 상기 수중 모터펌프가 양수한 지하수를 상기 지열공 보호관의 측벽 쪽으로 배출함으로서 상기 지하수 순환라인을 지중에 배설되게 한 지하수 유도수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지열공 보호관은 상기 지열공 주변을 동결선(凍結線) 이하까지 터파기를 한 후 그 깊이에 해당하는 상기 지열공의 부위를 절단하여 그 위에 설치되고 터 파기한 구덩이를 다시 메움으로서 매설됨이 바람직하다.

또, 상기 지하수 흡입관은 내경부 위에 외경부가 거리를 두고 감싸는 2중 파이프임이 바람직하다.

또, 상기 지하수 유도수단은 지중에 매설되는 상기 지열공 보호관의 측벽에 일체로 설치되며 외부를 향하는 일측에는 상기 지열공 보호관의 내부와 연락하면서 상기 지하수 순환라인과 각각 연결되는 배출구와 유입구가 형성된 제1결합부; 상기 제1결합부와 대응하는 상기 지열공 보호관의 내측벽으로부터 돌출되는 선단에 경사면을 형성한 지지돌부; 및 상기 지지돌부와 대응하는 부위에 상기 경사면과 대응하는 역경사면을 갖고 상기 지지돌부와 제1결합부의 사이에 수밀하게 끼움 결합되며, 내부에는 상기 수중 모터펌프를 지지하기 위한 제1지하수 양수관을 끼워 상기 수중 모터펌프와 배출구와의 사이를 연락함으로서 상기 수중 모터펌프가 양수한 지하수를 상기 배출구로 배출하기 위한 제1유로와, 상기 유입구와 연락하여 상기 유입구로부터 유입되는 상기 열교환수단과 열교환이 이루어진 후 상기 지하수 순환라인을 따라 회귀하는 지하수를 상기 지열공으로 회수(回收)하기 위한 제2유로가 각각 나란히 형성된 제1연결수단으로 이루어짐이 바람직하다.

또, 상기 지열공 보호관의 내부를 향하는 상기 제1결합부의 타측에는 상기 지열공 보호관의 직경을 크게 하기 위한 제1홈이 더 형성됨이 바람직하다.

또, 상기 제1홈의 좌우 내측벽에는 상기 제1연결수단을 끼워 그 승강을 가이드하기 위한 제1가이드 돌기들이 더 돌출 형성됨이 바람직하다.

또, 상기 배출구 및 유입구와 대면하는 상기 제1연결수단에는 상기 제1및 제 2유로들에 수밀성을 부여하기 위한 제1패킹부재들이 더 설치됨이 바람직하다.

또, 상기 제1지하수 양수관은 내경부 위에 외경부가 거리를 두고 감싸는 2중 파이프임이 바람직하다.

또, 상기 제2유로에는 회수되는 지하수를 상기 지열공으로 회수하기 위한 제1회수관체가 더 연결 설치됨이 바람직하다.

한편, 상기 지하수 유도수단은 지중에 매설되는 상기 지열공 보호관의 측벽에 일체로 설치되며 외부를 향하는 일측에는 상기 지열공 보호관의 내부와 연락하면서 상기 지하수 순환라인과 연결되는 배출구가 형성된 제2결합부; 상기 제2결합부과 대응하는 상기 지열공 보호관의 측벽을 관통하여 설치되어 상기 지하수 순환라인과 연결되며 상기 지열공 보호관의 내부에 위치하는 선단에는 경사면이 형성된 유입관체; 및 상기 유입관체와 대응하는 부위에 상기 경사면과 대응하는 역경사면을 갖고 상기 유입관체와 제2결합부의 사이에 수밀하게 끼움 결합되며, 내부에는 상기 수중 모터펌프를 지지하기 위한 제2지하수 양수관을 끼워 상기 수중 모터펌프와 배출구와의 사이를 연락함으로서 상기 수중 모터펌프가 양수한 지하수를 상기 배출구로 배출하기 위한 제3유로가 형성되고, 그 제3유로의 반대측에는 상기 유입관체와 연락하여 상기 유입관체로부터 유입되는 상기 열교환수단과 열교환이 이루어진 후 상기 지하수 순환라인을 따라 회귀하는 지하수를 상기 지열공으로 회수하기 위한 제4유로가 형성된 제2연결수단으로 이루어짐이 바람직하다.

상기 지열공 보호관의 내부를 향하는 상기 제2결합부의 타측에는 상기 지열공 보호관의 직경을 크게 하기 위한 제2홈이 더 형성됨이 바람직하다.

또, 상기 제2홈의 좌우 내측벽에는 상기 제2연결수단을 끼워 그 승강을 가이드하기 위한 제2가이드 돌기들이 더 돌출 형성됨이 바람직하다.

또, 상기 배출구 및 유입관체와 대면하는 상기 제2연결수단에는 상기 제3및 제4유로들에 수밀성을 부여하기 위한 제2패킹부재들이 더 설치됨이 바람직하다.

또, 상기 제2지하수 양수관은 내경부 위에 외경부가 거리를 두고 감싸는 2중 파이프임이 바람직하다.

또, 상기 제4유로에는 회수되는 지하수를 상기 지열공으로 회수하기 위한 제2회수관체가 더 연결 설치됨이 바람직하다.

상기 목적 및 장점 그리고 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 아래의 설명으로 부터 명백할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도면 전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 표시한다.

도1은 본 발명에 따른 제1실시예의 지열공 보호 및 지하수순환장치를 나타낸 도면, 도2는 도1에서 표시 A부분을 나타낸 확대도, 도3은 도2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도, 도4는 본 발명에서 제1연결수단을 나타낸 사시도, 도5는 본 발명에서 지하수 흡입관 및 지하수 양수관의 구조를 보인 단면도, 도6은 도3의 변형예를 나타낸 도면이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 제1실시예의 지열공 보호 및 지하수순환장치는 지하수층으로부터 열을 함유하는 지하수를 양수하기 위한 지하수 양 수수단(10)을 구비하고 있다. 상기 지하수 양수수단(10)이 양수한 지하수는 지하수 순환라인(3)을 통해서 지상에 설치되는 열교환수단(5)을 경유하며, 상기 열교환수단(5)은 그 통과하는 지하수로부터 열 즉, 지열을 빼앗아 난방 등에 사용한다.

상기 지하수 양수수단(10)은 암반을 굴착하여 지하수층과 연락하는 지열공(11)을 개발하고, 그 지열공(11) 안에 상부에 직경보다 크게 형성된 보호관부(14)를 갖는 지하수 흡입관(13)을 장입하되, 상기 보호관부(14)에 수중 모터펌프(15)를 설치하여, 상기 수중 모터펌프(15)가 상기 지하수 흡입관(13)을 통해서 상기 열교환수단(5)과 열교환하는 지하수를 양수하도록 되어 있다. 상기 보호관부(14)는 상기 수중 모터펌프(15)의 설치 및 인양시 걸리지 않도록 사각형상을 모딴(trim) 육각형상으로 이루어짐이 바람직하고, 상기 지하수 흡입관(13)의 하단 측면부에는 지하수를 집수하기 위한 흡입 통로인 집수공(Strainer)이 설치됨이 바람직하다. 이때, 상기 수중 모터펌프(15)를 감싸는 상기 보호관부(14)는 하기의 제1지하수 양수관(61)에 수밀하게 장착됨으로써 설치되고, 상기 지하수 흡입관(13)은 상기 보호관부(14) 아래에서 그 내부와 연락하면서 상기 지열공(11)의 바닥까지 길게 설치된 것이다. 따라서 상기 수중 모터펌프(15)는 상기 지하수 흡입관(13)으로 흡입되어 상기 보호관부(14)에 고인 지하수를 양수한다.

또한 상기 지하수 흡입관(13)은 도5에 도시된 바와 같이 내경부(13a) 위에 외경부(13b)가 거리를 두고 감싸는 2중 파이프 구조를 취하여 지하수의 열손실을 최소화함이 바람직하다. 이 때문에 일정한 온도의 지하수를 이용할 수 있다.

참조부호(17)은 상기 지열공(11)의 상부가 붕괴되지 않도록 지지하기 위해 설치되는 금속재질의 관정 케이싱을 나타낸 것이다.

이처럼 지하수 양수수단(10)이 구비되면, 상기 지열공(11)에는 지열공 보호관(20)이 연결된다. 상기 지열공 보호관(20)은 상부에 밀폐덮개(21)를 설치하여 상기 지열공(11)의 상부를 폐쇄함으로서 상기 지열공(11)의 상부 오염을 방지한다. 상기 밀페덮개(21)는 시건장치 등을 구비하여 쉽게 열지 못하도록 설치됨이 바람직하다. 이러한 상기 지열공 보호관(20)은 상기 밀폐덮개(21)를 갖는 상부만이 지상에 노출되게 상기 지열공(11)에 연결된다.

즉, 상기 지열공 보호관(20)은 상기 지열공(11) 주변 즉, 관정 케이싱(17)의 주변을 동결선(凍結線) 이하까지 터파기를 한 후 그 깊이에 해당하는 상기 관정 케이싱(17)의 부위를 절단하여 그 위에 설치되고 터파기한 구덩이(30)를 다시 메움으로서 상기 밀폐덮개(21)를 갖는 상부만이 지상에 노출되게 매설된다. 상기 지열공 보호관(20)과 관정 케이싱(17)은 서로 마주하는 플랜지를 형성하여 볼트 체결됨으로서 연결됨이 바람직하다.

참조부호(23)은 지중에 매설되는 상기 지열공 보호관(20)의 측벽에 설치되는 전선주입구로서, 상기 수중 모터펌프(15) 등에 전원 등을 공급하기 위한 전선들을 지중으로 배선되게 하여 감전이나 그 훼손 등이 없도록 한다. 또한 상기 전선주입구(23)는 전선들을 수밀하게 상기 보호관(20)을 관통시킴으로서 그를 통한 지하수의 오염을 방지하고 있다.

이와 같이 상기 지열공(11)에 상기 지열공 보호관(20)이 연결되면, 상기 지열공 보호관(20)의 내부에는 지중에 매설되는 상기 지열공 보호관(20)의 측벽 쪽으 로 지하수가 토출되도록 유도하여 상기 지하수 순환라인(3)을 지중에 배설되게 한 지하수 유도수단(50)이 설치된다. 상기 지하수 유도수단(50)에 의해서 상기 지하수 순환라인(3)이 지중에 배설되면 지상으로 노출되는 일이 없기 때문에, 겨울철 혹한기에도 동파되는 일이 없고, 또한 외기 온도의 영향을 받지 않아 열손실이 거의 없어 상기 열교환수단(5)에 일정한 온도의 지하수를 보낼 수가 있다. 또한 외부로부터 물리적 충격을 받지 않아 훼손될 우려가 없다.

이처럼 상기 지하수 순환라인(3)을 지중에 배설되게 하는 상기 지하수 유도수단(50)은 제1결합부(51), 지지돌부(53) 및 제1연결수단(55)으로 대별된다.

상기 제1결합부(51)는 지중에 매설되는 상기 지열공 보호관(20)의 측벽에 일체로 설치되며 외부를 향하는 일측에 상기 지열공 보호관(20)의 내부와 연락하면서 상기 지하수 순환라인(3)과 각각 연결되는 배출구(51a)와 유입구(51b)가 형성된 것이다. 이러한 상기 제1결합부(51)는 상기 지열공 보호관(20)을 성형할 때에 일체로 형성됨이 바람직하나 기술적으로 다소 어려움이 있기 때문에, 상기 지열공 보호관(20)에 구멍을 낸 후 그 구멍에 용접 등을 통해서 일체로 설치됨이 바람직하다.

상기 지지돌부(53)는 상기 제1결합부(51)와 대응하는 상기 지열공 보호관(20)의 내측벽으로부터 돌출 형성된 것으로, 그 선단에 경사면(53a)을 형성하고 있고, 상기 제1결합부(51)에 안착되는 상기 제1연결수단(55)을 지지하면서 상기 제1결합부(51) 쪽으로 밀어 상기 제1연결수단(55)이 상기 제1결합부(51)에 수밀하게 안착되게 한다.

상기 제1연결수단(55)은 상기 지지돌부(53)와 대응하는 부위에 상기 경사 면(53a)과 대응하는 역경사면(55a)을 갖고 상기 지지돌부(53)와 제1결합부(51)의 사이에 수밀하게 끼움 결합된다. 이때 도3에 도시된 바와 같이 상기 제1결합부(51)는 상기 지열공 보호관(20)의 내부를 향하는 타측에 상기 지열공 보호관(20)의 직경을 크게 하기 위한 제1홈(51c)을 형성하여 상기 제1연결수단(55)을 가이드하고 있고, 또한 상기 제1홈(51c)의 좌우 내측벽에 그 제1홈(51c)에 끼워지는 상기 제1연결수단(55)의 일단을 끼워 그 승강을 가이드하기 위한 제1가이드 돌기들(51d)을 돌출 형성하여, 상기 제1연결수단(55)이 상기 제1결합부(51)에 안정되게 안착되도록 하고 있다.

상기 제1연결수단(55)은 상기 제1홈(51c)에 끼워지는 상기 제1연결수단(55)의 일단에 플랜지(55d)를 형성하여 상기 제1가이드 돌기들(51d)의 가이드를 받도록 하고 있고, 상기 제1가이드 돌기들(51d)에 끼워진 채로 하강하는 동안, 상기 경사면들(53a,55a)의 영향을 받아 상기 제1결합부(51) 쪽으로 밀림으로서 상기 제1결합부(51)에 수밀하게 안착된다.

이와 같이 상기 지지돌기(53)의 지지를 받으면서 상기 제1결합부(51)에 수밀하게 안착되는 상기 제1연결수단(55)의 내부에는 상기 배출구(51a) 및 유입구(51b)와 각각 연락하는 제1및 제2유로(55b,55c)가 나란히 형성되어 있다.

상기 제1유로(55b)는 상기 수중 모터펌프(15)를 지지하기 위한 제1지하수 양수관(61)을 끼워 상기 수중 모터펌프(15)와 배출구(51a)와의 사이를 연락함으로서 상기 수중 모터펌프(15)가 양수한 지하수를 상기 배출구(51a) 쪽으로 배출하도록 유도한다. 상기 제1연결수단(55)은 상기 제1유로(55b)에 연결되는 상기 제1지하수 양수관(61)을 통해서 상기 수중 모터펌프(15)를 지지하여 상기 지하수 흡입관(13)을 지지한다. 상기 제1지하수 양수관(61)은 도5에 도시된 바와 같이 지하수가 일정 온도를 유지하도록 상기 지하수 흡입관(13)과 마찬가지로 내경부(61a) 위에 외경부(61b)가 거리를 두고 감싸는 2중 파이프 구조를 취함이 바람직하다.

상기 제2유로(55c)는 상기 유입구(51b)와 연락하여 상기 유입구(51b)로부터 유입되는 상기 열교환수단(5)과 열교환이 이루어진 후 상기 지하수 순환라인(3)을 따라 회귀하는 상기 배출구(51a)으로부터 배출된 지하수를 상기 지열공(11)으로 회수(回收)하는 역할을 한다. 상기 제2유로(55c)에는 길이를 갖는 제1회수관체(63)를 연결하여 회수되는 지하수가 상기 보호관부(14) 및 지하수 흡입관(13)에 닿지 않도록 함이 바람직하다. 상기 제1회수관체(63)에서 떨어지는 지하수는 상기 지열공(11)의 바닥으로 이동하는 동안 공벽으로부터 지열을 얻어, 즉 열교환하여 최초 온도로 복원된 후 다시 상기 지하수 흡입관(13)으로 흡입됨으로써 상기 지하수 순환라인(3)을 순환한다.

그리고 상기 배출구(51a) 및 유입구(51b)와 대면하는 상기 제1연결수단(55)에는 제1패킹부재들(71,73)을 설치하여 상기 제1및 제2유로들(55b,55c)에 수밀성을 부여하고 있다.

참조부호(57)은 상기 제1연결수단(55)을 설치 및 인양하기 위한 손잡이를 나타낸 것이다.

이와 같은 구조의 상기 지하수 유도수단(50)은 상기 지하수 순환라인(3)을 지중에 배설되게 함으로서 상기와 같은 효과를 달성하게 한다.

한편 도6에 도시된 바와 같이, 상기 제1및 제2유로(55b,55c)가 Y자 형태로 형성되어 상기 지하수 순환라인(3)고 각각 연결될 수 있음을 밝혀둔다.

도7은 본 발명에 따른 제2실시예의 지열공 보호 및 지하수순환장치를 나타낸 도면, 도8은 도7에서 표시 B부분을 나타낸 확대도, 도9는 도8의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도, 도10은 본 발명에서 제2연결수단을 나타낸 사시도이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 제2실시예의 지열공 보호 및 지하수순환장치는 제1실시예의 지열공 보호 및 지하수순환장치와 비교하여 지하수 유도수단(150)만이 차이가 남을 알 수 있다. 따라서 이하에서는 상기 지하수 유도수단(150)만을 설명하고, 그 나머지 구성요소는 제1실시예의 지열공 보호 및 지하수순환장치의 도면부호와 동일한 도면부호를 부여하여 서로 동일성을 표시하였고, 이 때문에 그 설명을 생략함과 아울러 제1실시예와 구분하기 위해서 이하 및 청구범위에서 "제2-"로 기재함을 밝혀둔다. 예컨대, 제1지하수 양수관(61)을 제2지하수 양수관(61)으로 표시하였음을 이해하기 바란다.

상기 지하수 유도수단(150)은 제2결합부(151), 유입관체(153) 및 제2연결수단(155)으로 대별된다.

상기 제2결합부(151)는 지중에 매설되는 상기 지열공 보호관(20)의 측벽에 상기 제1결합부(51)와 동일한 방식으로 일체로 설치되며 외부를 향하는 일측에는 상기 지열공 보호관(20)의 내부와 연락하면서 상기 지하수 순환라인(3)과 연결되는 배출구(151a)가 형성된 것이다. 또한 상기 제1홈(51c)과 동일한 제2홈(151c)이 형성된 것이다.

상기 유입관체(153)는 상기 제2결합부(151)과 대응하는 상기 지열공 보호관(20)의 측벽을 관통하여 설치되어 상기 지하수 순환라인(3)과 연결되며, 상기 지열공 보호관(20)의 내부에 위치하는 선단에 경사면(153a)을 형성하고 있고, 상기 제2결합부(151)에 안착되는 상기 제2연결수단(155)을 지지하면서 상기 제2결합부(151) 쪽으로 밀어 상기 제2연결수단(155)이 상기 제2결합부(151)에 수밀하게 안착되게 한다.

상기 제2연결수단(155)은 상기 유입관체(153)와 대응하는 부위에 상기 경사면(153a)과 대응하는 역경사면(155a)을 갖고 상기 유입관체(153)와 제2결합부(151)의 사이에 수밀하게 끼움 결합된다. 이와 같이 설치되는 상기 제2연결수단(155)의 내부에는 상기 배출구(151a)와 연락하는 제3유로(155b)가 형성되고, 그 제3유로(155c)의 반대측에는 상기 유입관체(153)와 연락하는 제4유로(155c)가 형성된다.

상기 제3유로(155b)는 상기 수중 모터펌프(15)를 지지하기 위한 제2지하수 양수관(61)을 끼워 상기 수중 모터펌프(15)와 배출구(151a)와의 사이를 연락함으로서 상기 수중 모터펌프(15)가 양수한 지하수를 상기 배출구(151a) 쪽으로 배출하도록 유도한다.

상기 제4유로(155c)는 상기 유입관체(153)와 연락하여 상기 유입관체(153)로부터 유입되는 상기 열교환수단(5)과 열교환이 이루어진 후 상기 지하수 순환라인(3)을 따라 회귀하는 상기 배출구(151a)로부터 배출된 지하수를 상기 지열공으로 회수하기 위한 역할을 한다.

이와 같은 구조의 상기 지하수 유도수단(150)은 상기 지하수 순환라인(3)을 지중에 배설되게 함으로서 지상으로 노출되는 일을 없게 하여, 겨울철 혹한기에도 동파되는 일을 없게 하고, 또한 외기 온도의 영향을 받지 않아 열손실이 거의 없어 상기 열교환수단(5)에 일정한 온도의 지하수를 보낼 수 있도록 한다. 또한 외부로부터 물리적 충격을 받지 않아 훼손될 우려가 없도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 지열공과 열교환수단을 이어주는 지하수 순환라인을 지중에 배설되게 함으로서 기존과 같이 지상으로 노출되는 일을 없게 하여, 겨울철 혹한기에도 동파되는 일을 없게 하고, 또한 외기 온도의 영향을 받지 않아 열손실이 거의 없어 열교환수단에 일정한 온도의 지하수를 보낼 수 있도록 함과 아울러 외부로부터 물리적 충격을 받지 않아 훼손될 우려가 없기 때문에, 시설물을 효율적으로 유지 관리하도록 한 효과가 있다.

Claims

지하수층과 연락하는 지열공과, 상부에 직경보다 크게 형성된 보호관부를 갖고 상기 지열공에 장입되는 지하수 흡입관과, 상기 보호관부 안에 설치되어 상기 지하수 흡입관을 통해서 지하수를 양수하기 위한 수중 모터펌프로 이루어진 지하수 양수수단;

밀폐덮개를 갖는 상부만이 지상으로 노출되게 상기 지열공에 연결되어 상기 지열공의 상부를 폐쇄하는 지열공 보호관; 및

상기 지열공 보호관에 설치되어 상기 수중 모터펌프를 지지함으로서 상기 지하수 흡입관을 지지함과 아울러 외부의 열교환수단을 순환하는 지하수 순환라인과도 연락하여, 상기 수중 모터펌프가 양수한 지하수를 상기 지열공 보호관의 측벽 쪽으로 배출함으로서 상기 지하수 순환라인을 지중에 배설되게 한 지하수 유도수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제1항에 있어서, 상기 지열공 보호관은 상기 지열공 주변을 동결선(凍結線) 이하까지 터파기를 한 후 그 깊이에 해당하는 상기 지열공의 부위를 절단하여 그 위에 설치되고 터파기한 구덩이를 다시 메움으로서 매설됨을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제1항에 있어서, 상기 지하수 흡입관은 내경부 위에 외경부가 거리를 두고 감싸는 2중 파이프인 것을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제1항에 있어서, 상기 지하수 유도수단은

지중에 매설되는 상기 지열공 보호관의 측벽에 일체로 설치되며 외부를 향하는 일측에는 상기 지열공 보호관의 내부와 연락하면서 상기 지하수 순환라인과 각각 연결되는 배출구와 유입구가 형성된 제1결합부;

상기 제1결합부와 대응하는 상기 지열공 보호관의 내측벽으로부터 돌출되는 선단에 경사면을 형성한 지지돌부; 및

상기 지지돌부와 대응하는 부위에 상기 경사면과 대응하는 역경사면을 갖고 상기 지지돌부와 제1결합부의 사이에 수밀하게 끼움 결합되며, 내부에는 상기 수중 모터펌프를 지지하기 위한 제1지하수 양수관을 끼워 상기 수중 모터펌프와 배출구와의 사이를 연락함으로서 상기 수중 모터펌프가 양수한 지하수를 상기 배출구로 배출하기 위한 제1유로와, 상기 유입구와 연락하여 상기 유입구로부터 유입되는 상기 열교환수단과 열교환이 이루어진 후 상기 지하수 순환라인을 따라 회귀하는 지하수를 상기 지열공으로 회수(回收)하기 위한 제2유로가 각각 나란히 형성된 제1연결수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제4항에 있어서, 상기 지열공 보호관의 내부를 향하는 상기 제1결합부의 타측에는 상기 지열공 보호관의 직경을 크게 하기 위한 제1홈이 더 형성됨을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제5항에 있어서, 상기 제1홈의 좌우 내측벽에는 상기 제1연결수단을 끼워 그 승강을 가이드하기 위한 제1가이드 돌기들이 더 돌출 형성됨을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제4항에 있어서, 상기 배출구 및 유입구와 대면하는 상기 제1연결수단에는 상기 제1및 제2유로들에 수밀성을 부여하기 위한 제1패킹부재들이 더 설치됨을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제4항에 있어서, 상기 제1지하수 양수관은 내경부 위에 외경부가 거리를 두고 감싸는 2중 파이프인 것을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제4항에 있어서, 상기 제2유로에는 회수되는 지하수를 상기 지열공으로 회수하기 위한 제1회수관체가 더 연결 설치됨을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제1항에 있어서, 상기 지하수 유도수단은

지중에 매설되는 상기 지열공 보호관의 측벽에 일체로 설치되며 외부를 향하는 일측에는 상기 지열공 보호관의 내부와 연락하면서 상기 지하수 순환라인과 연결되는 배출구가 형성된 제2결합부;

상기 제2결합부과 대응하는 상기 지열공 보호관의 측벽을 관통하여 설치되어 상기 지하수 순환라인과 연결되며 상기 지열공 보호관의 내부에 위치하는 선단에는 경사면이 형성된 유입관체; 및

상기 유입관체와 대응하는 부위에 상기 경사면과 대응하는 역경사면을 갖고 상기 유입관체와 제2결합부의 사이에 수밀하게 끼움 결합되며, 내부에는 상기 수중 모터펌프를 지지하기 위한 제2지하수 양수관을 끼워 상기 수중 모터펌프와 배출구와의 사이를 연락함으로서 상기 수중 모터펌프가 양수한 지하수를 상기 배출구로 배출하기 위한 제3유로가 형성되고, 그 제3유로의 반대측에는 상기 유입관체와 연락하여 상기 유입관체로부터 유입되는 상기 열교환수단과 열교환이 이루어진 후 상기 지하수 순환라인을 따라 회귀하는 지하수를 상기 지열공으로 회수하기 위한 제4유로가 형성된 제2연결수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제10항에 있어서, 상기 지열공 보호관의 내부를 향하는 상기 제2결합부의 타측에는 상기 지열공 보호관의 직경을 크게 하기 위한 제2홈이 더 형성됨을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제11항에 있어서, 상기 제2홈의 좌우 내측벽에는 상기 제2연결수단을 끼워 그 승강을 가이드하기 위한 제2가이드 돌기들이 더 돌출 형성됨을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제10항에 있어서, 상기 배출구 및 유입관체와 대면하는 상기 제2연결수단에는 상기 제3및 제4유로들에 수밀성을 부여하기 위한 제2패킹부재들이 더 설치됨을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제10항에 있어서, 상기 제2지하수 양수관은 내경부 위에 외경부가 거리를 두고 감싸는 2중 파이프인 것을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.
제10항에 있어서, 상기 제4유로에는 회수되는 지하수를 상기 지열공으로 회수하기 위한 제2회수관체가 더 연결 설치됨을 특징으로 하는 지열공 보호 및 지하수순환장치.