KR101106721B1 - 지하수 연속 채수기 및 이를 이용한 채수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하수 연속 채수기 및 이를 이용한 채수방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제 1관(pipe)과 제 2관, 그리고 제 1실린더부와 제 2실린더부로 구성되어 있다. 제 1관은 진공 시료 채수병 콘테이너로서의 역할을 담당하며 제 2관에 내입되어 고정되며, 제 2관은 2개의 실린더와 연결되어 있어 제 2실린더의 전진과 후퇴에 따라 제 1관을 감싸며 수직방향으로 상승 및 하강하게 되며, 제 1실린더의 전진과 후퇴에 따라서는 제 1실린더 피스톤 끝부분에 장착된 주사기 바늘을 제 1관 최하단부의 진공 시료 채수병 고무 마개를 관통시키거나 주사기 바늘을 진공 시료 채수병과 분리시키는 역할을 담당한다. 제 2실린더와 제 1실린더가 연속적으로 전진하면 제 1관 하단부의 진공 시료 채수병에 지하수 시료를 주입되게 되며, 제 1실린더와 제 2실린더가 연속적으로 후퇴하면 지하수 시료 주입이 완료된 진공 시료 채수병이 중력에 의해 제 1관으로부터 아래 방향으로 이탈하게 된다. 이러한 과정을 반복하면서 지하수 시추공 내 특정 심도의 지하수 시료를 연속적으로 채수하는 지하수 연속 채수기 및 이를 이용한 채수방법에 관한 것이다.

지하수 연속 채수기, 실린더, 진공 시료 채수병

Description

지하수 연속 채수기 및 이를 이용한 채수방법{SEQUENTIAL GROUNDWATER SAMPLER AND SAMPLING METHOD THEREOF}

본 발명은 지하수 시추공 내 특정 심도에서 지하수 시료를 연속해서 채수할 수 있도록 한 지하수 연속 채수기 및 이를 이용한 채수방법에 관한 것이다.

특정 조사 지역 지하수의 시간에 따른 수질 변화에 대한 면밀한 분석을 위해서는 지하수 시추공 내 특정 심도의 대표 시료를 연속적으로 채수할 수 있는 장치의 개발이 요구된다.

지하수 시추공 내 지하수 대표시료를 연속적으로 채수하는데 이용되는 채수기에는 suction lift pumps, down-well centrifugal pumps 등 pump를 이용한 채수기들이 대부분이다. 그러나 pump를 이용하여 지하수 시료 채취할 경우 시추공 내 지하수의 수직적 유동을 교란하게 되어 특정 심도의 지하수 대표시료를 채수하는데 어려움이 있고, 공기 접촉에 의한 폭기(aeration)의 가능성 그리고 휘발성 성분이 손실될 우려가 있다.

본 발명의 출원인은 "공기압 실린더를 이용한 지하수 시료 채수기 및 그 운용방법"(등록번호: 10-0557481, 등록일: 2006.02.24)를 기출원하여 지하수의 시료 를 지하수 교란과 폭기 그리고 휘발성 성분의 손실 없이 지하수를 채수할 수 있도록 하였지만, 지하수 시료를 연속적으로 채수할 경우, 지하수 채수한 다음 채수기를 들어 올려 시료를 수거한 후 다시 지하수 시추공에 설치해야 하는 번잡한 과정이 요구된다. 본 발명에서는 이를 개량하여 채수기의 재설치 없이 지하수 시료를 연속적으로 채수할 수 있는 채수기를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지하수 시추공 내에서 지하수의 시료를 채수함에 있어서, 채수기를 시추공 내 목적 심도에 설치한 후, 지하수의 시료를 연속적으로 채수할 있도록 한 지하수 연속 채수기 및 이를 이용한 채수방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 관(pipe) 내에 삽입된 다수개의 진공 시료 채수병과, 이들 진공 시료 채수병을 관(pipe) 내에서 아래 방향으로 중력 이동시키기 위한 무게추가 진공 시료 채수병 상단에 놓이게 되는 진공 시료 채수병 콘테이너인 제 1관과, 제 2실린더의 전진과 후퇴에 따라 제 1관을 감싸며 수직방향으로 상승 및 하강하는 제 2관, 그리고 목적 심도의 지하수가 진공 시료 채수병에 채수될 수 있도록 주사기 바늘을 진공 시료 채수병에 관통시키기 위한 제 1실린더부와, 제 2관과 제 1실린더부를 승강시켜 주입부를 통해 진공 시료 채수병에 시료를 채수할 수 있도록 하거나 또는 시료가 채수된 진공 시료 채수병을 외부로 배출시키는 역할의 제 2실린더부로 구성되는 것을 특징으로 한다. 제 1관 외주연에는 제 2관의 수직방향으로의 직선운동을 제어하기 위한 가이드편이 돌출 형성되며, 중간부에는 외측을 향해 호 형상을 이루며 돌출되는 판 스프링을 형성하여 제 1관에 장착된 진공 시료 채수병의 하향 이동을 제어한다. 그리고 제 1관이 제 2관 내에 소정길이 내설되어 부동될 수 있도록, 제 2관과 제 1, 2실린더부 상호간을 연결 고정하는 지지체와; 지하수 주입이 완료된 진공 시료 채수병이 외부로 배출될 수 있도록 하는 개구부와; 상기 개구부 내측에서 길이방향으로 하향 경사진 경사면에 천공 형성되어, 상기 주입부를 통해 진공 시료 채수병으로 시료를 채수할 수 있도록 하는 메인공과; 상기 개구부부터 외측으로 하향경사지도록 연장형성되어, 상기 진공 시료 채수병이 외부로 배출될 수 있도록 하는 배출라인과; 상기 배출라인의 하단에 연결되어, 지하수 주입이 완료된 후 채수기 외부로 배출되어 낙하하는 진공 시료 채수병을 담는 수거함; 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주입부는 상기 제 1실린더부에 의해 수직으로 승강되며, 일단에는 주사부가 형성되고, 외부의 시료가 주사부로 유입될 수 있도록 하는 내부 유입공이 천공형성되는 메인 주사부와; 상기 주사부의 외주연에 형성되어, 상기 주사부를 보호하는 고정체와; 상기 메인 주사부를 보호하기 위해 메인 주사부 외측에 결합되며, 시료가 채수병 내부로 유입되도록 외부 유입공이 외주연에 천공형성되는 보호관체; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지체는 제 1관의 외주연에 고정결합되어 있는 다수의 제 1고정판과; 상기 제 1실린더부의 외주연에 고정결합되어 다수의 제 2고정판과; 상기 제 1, 2고정판을 상호간 연결시켜, 상기 제 1관의 일단이 제 2관에 일정길이 내입된 상태로 고정되도록 하는 다수의 지지봉; 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1관은 외측을 향해 호 형상을 이루며 돌출되는 판 스프링을 중단에 형성하되, 상기 제 2관이 하강하는 경우, 상기 제 2관이 판 스프링의 외측을 누르며 압력을 가해, 제 1관 내의 진공 시료 채수병이 판 스프링에 가해진 압력에 의해 하강되지 않도록 하고, 상기 제 2관이 상승하는 경우, 상기 판 스프링이 제 2관 외주연에 천공형성된 개구홀에 대응 끼워지면서 상기 판 스프링에 가해졌던 압력이 사라져, 상기 제 1관 내의 진공 시료 채수병이 제 1관내의 무게추에 의해 하강되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 시료 채수기의 채수방법에 있어서는 제 2실린더부를 통해 제 2관과 제 1실린더부를 상승시켜, 제 2관 내부의 경사면이 제 1관의 하단부에 접촉되도록 하는 단계(S100); 상기 제 1관 내부에 고무마개부분이 하단을 향하도록 다수의 진공 시료 채수병을 채우는 단계(S110); 상기 다수개의 진공 시료 채수병 최상단에 무게추를 삽입 후, 상기 제 1관의 상단부에 커버를 결합하는 단계(S120); 지하수 시추공 내 목적심도에 채수기를 위치시키는 단계(S130); 상기 제 1실린더부를 통해 주입부의 메인 주사부를 상승시켜, 제 1관 내 최하단에 위치한 진공 시료 채수병의 고무마개를 메인 주사부가 관통되도록 하는 단계(S140); 상기 주입부의 외부 및 내부 유입공을 통해 시료가 주사부 내로 유입되어 진공 시료 채수병으로 시료가 저장되는 단계(S150); 상기 제 1실린더부를 통해 메인 주사부를 하강시켜 시료병을 관통하고 있는 주사기 바늘을 시료병으로부터 분리하는 단계(S160); 상기 제 2실린더부를 통해 제 2관과 제 1실린더부를 하강시켜, 제 2관 내부의 경사면이 제 1관의 하단부에 이격되도록 함으로써, 지하수 시료 주입이 완료된 진공 시료 채수병이 개 구부와 배출라인을 통해 외부로 배출되도록 하는 단계(S170); 외부로 배출된 진공 시료 채수병이 배출라인에 연결된 수거함으로 낙하되는 단계(S180); 무게추의 하중에 의해, 배출된 진공 시료 채수병의 위치에 다음 순서의 진공 시료 채수병이 하강되어 위치되는 단계(S190); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 지하수 시추공 내에서 지하수 시료를 채수함에 있어서, 채수 심도를 달리하거나 또는 동일 심도에서 연속적인 채수가 필요한 경우, 시료 채수기를 반복 설치하지 않고도, 시추공 내 목적 심도를 달리하면서 지하수 시료를 채수하거나 또는 동일 심도 내에서 일정 시간간격으로 지하수 시료를 채수할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

본 발명에 따른 일 실시예는 지하수 시추공 내 지하수 시료를 채취하고자 하는 목적심도에 설치되어, 지하수 시료를 연속적으로 채수하는 지하수 시료 채수기에 있어서, 직립설치되는 제 2관과; 상기 제 2관의 상부 끝단에서 길이방향으로 소정길이 내설되고, 외주연에 가이드편이 돌출형성되며, 다수의 진공 시료 채수병이 내부에 채워지는 제 1관과; 상기 제 2관의 하단에 설치되는 제 1실린더부와; 상기 제 1실린더부에 의해 상, 하로 승강되며, 상기 제 2관 내부에 위치되는 주입부와; 상기 제 1실린더부 하단에 설치되어, 상기 제 1실린더부와 제 1관을 상, 하로 승강시키는 제 2실린더부와; 상기 제 1관이 제 2관 내에 소정길이 내설되어 부동될 수 있도록, 상기 제 1관과 제 2실린더부 상호간을 연결고정하는 지지체와; 상기 제 1관 내부 최상단에 고무마개부분이 하단을 향하도록 채워지는 상기 진공 시료 채수병을 제 1관의 아래 방향으로 중력이동시키기 위해 삽입되는 무게추; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2관은 상기 가이드편이 대응되며 끼워져, 상기 제 2관이 상, 하 승강시 가이드될 수 있도록 하는 가이드라인과; 상기 진공 시료 채수병이 외부로 배출될 수 있도록 하는 개구부와; 상기 개구부 내측에서 길이방향으로 하향 경사진 경사면에 천공 형성되어, 상기 주입부를 통해 진공 시료 채수병으로 시료를 채수할 수 있도록 하는 메인공과; 상기 개구부부터 외측으로 하향경사지도록 연장형성되어, 상기 진공 시료 채수병이 외부로 배출될 수 있도록 하는 배출라인과; 상기 배출라인의 하단에 연결되어, 시료가 저장되어 낙하되는 진공 시료 채수병이 담기는 수거함; 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한,상기 주입부는 상기 제 1실린더부에 의해 수직으로 승강되며, 일단에는 주사기 바늘이 형성되고, 외부의 시료가 주사기 바늘로 유입될 수 있도록 하는 내부 유입공이 천공형성되는 메인 주사부와; 상기 주사기 바늘의 외주연에 형성되어, 상기 주사기 바늘을 보호하는 고정체와; 상기 메인 주사부를 보호하기 위해 메인 주사부 외측에 결합되며, 시료가 내부로 유입될 수 있도록 외부 유입공이 외주연에 천공형성되는 보호관체; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지체는 상기 제 1관의 외주연에 고정결합되어 있는 다수의 제 1고정판과; 상기 제 1실린더부의 외주연에 고정결합되어 있는 다수의 제 2고정판과; 상기 제 1, 2고정판을 상호간 연결시켜, 상기 제 1관의 일단이 제 2관에 일정길이 내입된 상태로 고정되도록 하는 다수의 지지봉; 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1관은 외측을 향해 호 형상을 이루며 돌출되는 판 스프링을 중단에 형성하되, 상기 제 2관이 하강하는 경우, 상기 제 2관이 판 스프링의 외측을 누르며 압력을 가해, 제 1관 내의 진공 시료 채수병이 판 스프링에 가해진 압력에 의해 하강되지 않도록 하고, 상기 제 2관이 상승하는 경우, 상기 판 스프링이 제 2관 외주연에 천공형성된 개구홀에 대응 끼워지면서 상기 판 스프링에 가해졌던 압력이 사라져, 상기 제 1관 내의 진공 시료 채수병이 하강되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일실시예를 위한 방법으로로는, 제 2실린더부를 통해 제 2관과 제 1실린더부를 상승시켜, 제 2관 내부의 경사면이 제 1관의 하단부에 접촉되도록 하는 단계(S100); 상기 제 1관 내부에 고무마개부분이 하단을 향하도록 다수의 진공 시료 채수병을 채우는 단계(S110); 상기 다수개의 진공 시료 채수병 최상단에 무게추를 삽입 후, 상기 제 1관의 상단부에 커버를 결합하는 단계(S120); 지하수 시추공 내 목적심도에 채수기를 위치시키는 단계(S130); 상기 제 1실린더부 통해 주입부의 메인 주사부를 상승시켜, 제 1관 내 최하단에 위치한 진공 시료 채수병의 고무마개를 메인 주사부가 관통되도록 하는 단계(S140); 상기 주입부의 외부 및 내부 유입공을 통해 시료가 주사기 바늘 내로 유입되어 진공 시료 채수병으로 시료가 저장되는 단계(S150); 상기 제 1실린더부를 통해 메인 주사부를 하강시켜 진공 시료 채수병을 관통하고 있는 주사기 바늘을 진공 시료 채수병으로부터 분리하는 단 계(S160); 상기 제 2실린더부를 통해 제 2관과 제 1실린더부를 하강시켜, 제 2관 내부의 경사면이 제 1관의 하단부에 이격되도록 함으로써, 지하수 시료 주입이 완료된 진공 시료 채수병이 개구부와 배출라인을 통해 외부로 배출시키는 단계(S170); 외부로 배출된 진공 시료 채수병이 배출라인에 연결된 수거함으로 낙하되는 단계(S180); 무게추의 하중에 의해, 배출된 진공 시료 채수병의 위치에 다음 순서의 진공 시료 채수병이 하강되어 위치되는 단계(S190); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하수 연속 채수기 및 이를 이용한 채수방법을 상세히 설명하도록 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 지하수 연속 채수기 및 이를 이용한 채수방법은 제 1관(10), 제 2관(20), 제 1실린더부(30), 주입부(40), 제 2실린더부(50), 지지체(60), 무게추(70)를 포함한다.

상기 제 1관(10)은 후술 될 제 2관(20)과 동일하게, 양단이 개구되어 있고, 길이방향으로 내부가 관통되어 있는 원형 단면의 관 형상을 가진다. 다만, 상기 제 2관(20)보다 상대적으로 작은 직경을 가지도록 하여, 상기 제 2관(20)의 상부끝단 에 일정길이가 내입되어 위치되도록 한다. (물론, 상기 제 1관(10)이 제 2관(20)의 상단에서 길이방향으로 소정길이 내설된 후 위치가 고정되는 것은 후술될 지지체(60)에 의해 해결될 수 있다. 이는 하기에서 상세히 설명하도록 한다.)

상기 제 1관(10) 내부에는 원형 단면을 가지며, 일단에 고무재질의 고무마개(81)가 캡 형식으로 결합되어 있는 진공 시료 채수병(80)이 다 수개 채워지는데, 이때, 상기 진공 시료 채수병(80)은 고무마개(81) 부분이 하단을 향하도록 하여 상기 제 1관(10)에 길이방향으로 채워진다. 상기와 같은 형태로 다수의 진공 시료 채수병(80)을 제 1관(10) 내부에 채운 후, 마지막으로 채운 진공 시료 채수병(80)의 상단, 즉, 제 1관(10)의 내부 최상단에 소정무게를 가지는 무게추(70)를 제 1관(10) 내부에 삽입함으로써, 채수기를 연속적으로 작동할 때 제 진공 시료 채수병(80)이 제 1관(10)의 아래 방향으로 중력 이동하게 하는 역할과 제 1실린더와 제 2실린더의 상승에 의해 주사기 바늘이 진공 시료 채수병을 고무마개를 관통할 때 진공 시료 채수병들이 상방으로 밀리지 않게 하는 역할을 담당한다.

또한, 상기 제 1관(10)의 외주연에는 소정길이를 가지며 제 1관(10)의 길이방향으로 돌출되는 가이드편(11)이 돌출형성되는데, 상기 제 1관(10)은 제 2관(20)에 일정길이 내입되되, 상기 가이드편(11)이 제 2관(20)의 가이드라인(21)에 끼워지도록 설치함으로써, 상기 제 2관(20)의 후술될 제 2실린더부(50)에 의해 상승 또는 하강 될 시, 상기 가이드편(11)이 제 2관(20)의 가이드라인(21)을 따라 승강되는 형태를 가지도록 하여, 상기 제 2관(20)의 승강이 직립으로 승강될 수 있도록 승강위치를 가이드하도록 한다.

또한, 상기 제 1관(10)의 외주연에는 돌출형성된 가이드편(11) 보다 상대적으로 상측에 위치되도록 판 스프링(12)을 형성하는데, 상기 판 스프링(12)은 제 1관(10)의 외주연에서 호 형상을 이루며 제 1관(10)의 외측으로 돌출형성되도록 한다. 이는 상기 제 1관(10)을 내입하는 제 2관(20)이 상, 하로 유동시, 상기 제 2관(20)의 내주연이 상기 제 1관(10)의 외주연에 돌출형성된 판 스프링(12)에 압력을 가함으로써, 압력이 가해진 판 스프링(12)이 제 1관(10) 내부에 길이방향으로 채워지는 진공 시료 채수병(80)을 가압함으로써, 상기 진공 시료 채수병(80)이 하강되지 않도록 하는 것이다. 즉, 도 2를 참조하면, 도 2의 우측에 도시된 바와 같이, 상기 제 2관(20)이 제 1관(10)을 내입한 채로 하강하게 되면, 상기 제 1관(10)에 돌출형성된 판 스프링(12)이 상기 제 2관(20)의 내주연에 의해 압력이 가해지면서 내부의 진공 시료 채수병(80)이 하강되지 못하도록 고정시키는 것이고, 상기 도 2의 좌측에 도시된 바와 같이, 상기 제 2관(20)이 제 1관(10)을 내입한 채로 상승하여, 상기 제 2관(20)에 천공형성된 개구홀(27)에 대응되며 끼워지게 되면, 상기 판 스프링(12)이 개구홀(27)에 끼워지면서 원상태로 복귀되어 가해졌던 압력이 사라짐으로, 상기 제 1관(10) 내에 채워진 진공 시료 채수병(80)이 하강할 수 있게 되는 것이다. 다시 말해, 상기 판 스프링(12)에 가해졌던 압력이 사라져 원상복귀되는 경우는 상기 판 스프링(12)이 개구홀(27)에 끼워지는 순간, 즉 상기 진공 시료 채수병(80)에 시료를 채수하기 위해 상기 제 2관(20)을 상측으로 이송시켜, 제 1관(10)의 하단부와 제 2관(20)의 경사면(23)이 접촉되어 있는 경우이다. (즉, 상기 제 1관(10)의 중간부에는 외측을 향해 호 형상을 이루며 돌출되는 판 스프링(12)을 형성하여, 상기 제 2관(20)이 하강시, 제 2관(20)의 상단부 내주연이 판 스프링(12)을 누르게 되어 제 1관(10)내의 진공 시료 채수병이 더 이상 하강하지 않도록 그 위치를 고정시키는 역할을 담당하며, 제 2관(20)이 상승할 때에는 개구홀(27)에 의해 판 스프링(12)에 가해진 압력이 해소되어 제 1관(10) 내부의 진공 시료 채수병(80)은 하향 이동하게 된다.)

상기 제 1관(10)에 다수개의 진공 시료 채수병(80)과 무게추(70)를 삽입한 후, 상기 제 1관(10)의 최상단에는 설치고리(14)가 형성되어 있는 커버(13)를 결합한다. 상기 설치고리(14)에는 본 발명의 채수기가 지하수 시추공(110)에 설치될 수 있도록 지상과 연결되어 있는 고정와이어(90)가 연결되도록 한다.

또한, 상기 제 1관(10)의 외주연에는 길이방향으로 향해 등간격 이격시키며 다수의 개구공(16)을 천공형성하도록 하여, 상기 제 1관(10) 내부에 채워지는 진공 시료 채수병(80)의 위치가 확인되도록 함과 동시에, 제 1관 내부에서의 지하수 유동을 자유롭게 하여 진공 시료 채수병 하향 이동이 순조롭게 하기 위함이다.

상기 제 2관(20)은 양단이 개구되고, 내부가 길이방향으로 관통되어 있는 원형 단면의 관 형상을 갖는다. (물론, 사용자의 선택에 의해서 다양한 형상을 가질 수 있으며, 상기 제 2관(20)이 원형 단면의 관 형상을 가짐으로 인하여, 이후, 상기 제 2관(20)과 결합 또는 연결되는 다른 구성요소들 또한 동일한 형상을 가짐은 당연할 것이다.)

또한, 상기 제 2관(20)에는 외주연에 길이방향을 향해 개구되는 가이드라인(21)이 형성되어 있으며, 상기 가이드라인(21)은 후술 될 제 1관(10)의 가이드 편(11)이 대응되며 끼워지는 부분이다. 상기 제 2관(20)의 가이드라인(21) 일단에는 개구부(22)가 길이방향으로 천공형성되어 있으며, 상기 개구부(22) 내측에는(제 2관(20) 내부) 길이방향으로 하향 경사진 경사면(23)이 형성되어 있는데, 상기 경사면(23)은 상기 개구부(22)를 향해 하향경사진 형태가 되도록 하며, 이러한 상기 개구부(22)에는 메인공(24)이 천공형성되도록 하고, 상기 개구부(22)부터 외측으로 하향경사지도록 배출라인(25)이 연장형성되어 있는데, 상기 배출라인(25)은 경사면(23)과 동일한 각도를 이루며 하향경사지도록 형성되어 있다.

더불어, 상기 제 2관(20)은 원형단면을 가지되, 상기 가이드라인(21)이 형성된 부분보다 개구부(22)가 형성된 부분의 직경이 상대적으로 좁아지도록 한다.(도 8의 'A'부분)

또한, 상기 배출라인(25)의 끝단에는 개구부(22)를 통해 배출되어 중력 낙하하는 진공 시료 채수병(80)을 수거할 수 있도록, 수거함(100)이 연결되어 있다.

(상기 수거함(100) 또한 지하수 시추공 내에 설치되는 것이기에, 수거함(100)은 망 형상으로 가지며, 저면에는 무게추가 별도로 설치되어야 할 것이며, 사용자의 다양한 실시예에 따라서, 지하수 시료가 주입되어 중력 낙하하는 진공 시료 채수병(80)을 수거함(100)에 안전하고 정확하게 수거할 수 있는 형태라면, 상기 수거함(100)과 배출라인(25)을 상호 연결하되, 외주연에 지하수가 유동될 수 있는 유동공(102)이 다수 천공된 관 형태의 가이드관(101)를 구비되도록 하는 등 상기 배출라인(25)에서부터 수거함(100)으로 진공 시료 채수병(80)이 원할히 낙하될 수 있는 형태로 다양히 변형될 수 있음이다.)

상기 제 1실린더부(30)는 제 2관(20)의 하단에 직립설치되는 것으로, 상기 제 1실린더부(30)의 상단에는 제 1실린더부(30)에 의해 승강되는 주입부(40)가 결합되어 있다. 즉, 상기 제 1실린더부(30)는 제 2관(20)의 하단에 설치되되, 상기 제 1실린더부(30)에 상단에 결합되어 있는 주입부(40)는 제 2관(20)의 타단 내부에 위치되도록 하는 것이다.

상기 주입부(40)는 제 1실린더부(30)에 의해 승강되되, 외부의 시료가 내부로 유입될 수 있도록 상단부 외주연에 다수의 내부 유입공(43)이 천공형성되는 메인 하우징(42)과, 상기 메인 하우징(42) 상단부 끝단에 수직방향으로 형성되어, 상기 메인 하우징(42)과 연통되는 주사기 바늘(44)로 이루어지는 메인 주사부(41)와, 바늘형태의 상기 주사기 바늘(44)을 보호하기 위해 상기 주사기 바늘(44) 외주연에서 상기 메인 하우징(42)과 주사기 바늘(44) 연결부위에 결합되는 고정체(45)와, 상기 고정체(45) 및 메인 주사부(41)를 보호하기 위해, 상기 메인 주사부(41) 외주연에 결합되되, 외주연에 다수의 외부 유입공(47)을 천공형성하는 보호관체(46)로 이루어진다.

(물론, 상기 제 1실린더부(30)에 의해 주입부(40)가 승강하기 위해서는 상기 제 1실린더부(30)의 제 1피스톤(31)과 메인 하우징(42)의 타단이 연결고정되어 있어야 함은 당연하다.)

즉, 상기 제 1실린더부(30)에 의해 주입부(40)가 상승하게 되면, 주사기 바 늘(44)이 경사면(23)의 메인공(24)을 통해 제 1관(10) 내 진공 시료 채수병(80) 고무마개(81)를 관통하게 되고, 이와 동시에, 보호관체(46)의 외부 유입공(47)을 통해 지하수가 메인 주사부(41)의 내부 유입공(43)을 통해 주사기 바늘(44)로 이동되어, 주사기 바늘(44)을 통해 진공 시료 채수병(80) 내부로 지하수가 분사되는 것이다.

상기 제 2실린더부(50)는 제 1실린더부(30)의 하단에 직립되도록 고정설치되는 것으로, 상기 제 2실린더부(50)의 피스톤(51)이 제 1실린더부(30) 하단에 연결고정되도록 하여, 상기 제 2실린더부(50)에 의해 제 1실린더부(30)가 승강되며, 상기 제 1실린더부(30)의 상단에는 제 2관(20)이 직립되게 고정설치되어 있기 때문에, 상기 제 1실린더부(30)는 제 2관(20)과 함께 승강되는 것이다.

(상기 제 1, 2실린더부(30, 50)는 동일하게 복수개의 호스(91)가 상, 하단에 각각 연결되어 있으며, 상기 호스(91)를 통해(본 발명에서는 공압을 사용하였다.) 선택적으로 공기가 주입되어 상기 제 1, 2실린더부(30, 50)의 제 1, 2피스톤(31, 51)을 각각 승강시키는 것임은 당연할 것이며, 상기 제 1, 2실린더부(30, 50)와 일단이 연결되어 있는 다 수개의 호스(91)들은 지상으로부터 공압을 공급받아야 함 또한 당연할 것이며, 이를 위해 지상에는 공압 펌프가 구비되어 있어야 한다.)

상기 지지체(60)는 제 1관(10)이 제 2관(20) 상단에서 길이방향으로 일정길이 내입된 상태로 위치가 고정되도록 하기 위한 것으로, 상기 제 1관(10)의 외주연 에 돌출형성되는 다수개의 제 1고정판(61)과, 상기 제 2실린더부(50)의 외주연에 돌출형성되는 제 2고정판(62)과, 상기 다수개의 제 1, 2고정판(61, 62) 상호간을 연결시키는 다수개의 지지봉(63)으로 이루어진다.

이하에서는 상기와 같은 구성 및 구조를 갖는 본 발명의 바람직한 실시예의 작용 및 원리를 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 채수기를 통해 지하수의 시료를 채수하기 위해, 사용자가 지정한 지역에 지하수를 채수하기 위한 시추공(110)을 천공형성하는 준비작업이 사전에 이루어져 있어야 함은 당연하다.

1. 상기 제 2실린더부(50)를 통해 제 2관(20)과 제 1실린더부(30)를 상승시켜, 제 2관(20) 내부의 경사면(23)이 제 1관(10)의 하단부에 접촉되도록 한다. 즉, 상기 제 2관(20)을 상부로 상승시켜, 상기 제 2관(20) 내부의 경사면(23)이 제 1관(10)의 하단부에 접촉되도록 함으로써, 상기 제 1관(10) 내부에 채워지는 다수개의 진공 시료 채수병(80)이 상기 제 1관(10)의 하단측을 통해 빠져나가지 않도록 한다.(S100 단계);

2. 상기 S100 단계 후, 상기 제 1관(10) 내부에 채워지는 진공 시료 채수병(80)의 고무마개(81)부분을 주입부(40)의 주사기 바늘(44)이 관통하도록 해야 하기 때문에, 상기 제 1관(10) 내부에 고무마개(81)부분이 하단을 향하도록 다수의 진공 시료 채수병(80)을 채운다. (S110 단계);

3. 상기 S110 단계 후, 상기 다수개의 진공 시료 채수병(80) 최상단에 무게 추(70)를 삽입 후, 상기 제 1관(10)의 상단부에 커버(13)를 결합하는 단계로, 진공 시료 채수병(80)이 채워진 본 발명의 채수기가 지하수 시추공(110)에 설치되어 지하수 내에 위치하게 되면, 지하수에 의해 내부가 비어있는 진공 시료 채수병(80)이 제 1관(10)의 상부로 뜨기 때문에 이를 상기 무게추(70)의 하중으로 눌러 진공 시료 채수병을 아래 방향으로 중력이동 시키기 위한 것이다. 이때, 상기 제 1관(10)의 외주연에 돌출형성되어 있는 판 스프링(12)은 제 2관(20)의 개구홀(27)에 끼워져 있기 때문에, 상기 판 스프링(12)은 진공 시료 채수병(80)의 위치가 고정되도록 압력을 가하지 않는다. (S120 단계);

4. 상기 S120 단계 후, 상기 제 1관(10)의 최상단에 결합되어 있는 커버(13)의 설치고리(14)에 고정와이어(90)를 연결시키고, 지상에서부터 고정와이어(90)를 풀면서 본 발명의 채수기를 지하수 공(110) 내 목적심도에 채수기를 위치시킨다. 물론, 상기 채수기를 내리기 전, 상기 제 1, 2실린더부(30, 50)를 승강시키기 위한 복수개의 호스(91)를 각각 연결시켜야 함은 당연하다. (S130 단계);

5. 상기 S130 단계 후, 본 발명의 채수기가 일정심도에 위치하게 되면, 제 1실린더부(30)로 공기를 주입하여 제 1실린더부(30)의 제 1피스톤(31)이 상승하도록 함으로써 상기 주입부(40)의 메인 주사부(41)를 상승시킨다. 상기 메인 주사부(41)는 상승하면서 제 1관(10) 내 최하단에 위치한 진공 시료 채수병(80)의 고무마개(81)를 관통하게 되는데, 상기 고무마개(81)를 메인 주사부(41)가 관통시 상기 다수개의 진공 시료 채수병(80)에 하중을 가하는 무게추(70)로 인하여, 상기 메인 주사부(41)가 진공 시료 채수병(80)을 관통시에도 진공 시료 채수병(80)이 상부로 들어올려지지 않고 고정되는 것이다. (S140 단계);

6. 상기 S140단계를 통해 메인 주사부(41)가 진공 시료 채수병(80)의 고무마개(81)를 관통하게 되면, 그와 동시에, 상기 보호관체(46)의 외부 유입공(47)을 통해 지하수가 보호관체(46) 내부로 유입하게 되고, 상기 보호관체(46) 내부에 유입된 시료는 상기 메인 주사부(41)의 내부 유입공(43)을 통해 주사기 바늘(44)로 이동하게 되어, 지하수 시료가 진공 시료 채수병(80)에 분사되어 저장되도록 한다. (S150 단계);

7. 상기 S150단계 후, 상기 제 1실린더부(30)를 통해 메인 주사부(41)를 하강시켜, 상기 메인 주사부(41)의 주사기 바늘(44)이 진공 시료 채수병(80)의 고무마개(81)로부터 분리되도록 한다. (S160 단계);

8. 상기 S160단계 후, 공압용인 상기 제 2실린더부(50)로 공기를 주입하여, 상기 제 2관(20)과 제 2실린더부(50)를 하강시키고 이로 인하여 제 2관(20) 내부의 경사면(23)이 제 1관(10)의 하단부와 떨어져 이격됨과 동시에, 제 2관(20)이 하강시, 제 2관(20)의 개구홀(27)에 끼워져 있던 판 스프링(12)은 개구홀(27)에서 빠져나오면서, 상기 제 2관(20)의 내주연이 제 1관(10)의 판 스프링(12)을 누르게 되어 제 1관(10)내의 진공 시료 채수병(80)이 더 이상 하강하지 않도록 그 위치가 고정되며, 지하수 시료 주입이 완료되어 일정무게를 가지게 된 제 1관(10) 내 최하단에 위치한 진공 시료 채수병(80)은 개구부(22)와 배출라인(25)을 통해 아래 방향으로 중력 이동하게 된다. (S170 단계);

9. 상기 S170단계 후, 상기 배출라인(25)을 통해 채수기 외부로 배출된 진공 시료 채수병(80)은 지하수 시추공(110) 내로 낙하하게 되는데, 낙하하는 진공 시료 채수병(80)은 배출라인(25)에 의해 가이드된 후 낙하되어 상기 배출라인(25)과 연결된 수거함(100)으로 수집되도록 한다. (S180 단계);

10. 상기 S180단계 후, 제 2실린더부(50)를 작동하여 제 2관(20)을 상승시키면, 상기 제 2관(20)은 상승되어 개구홀(27)에 제 1관(10)의 판 스프링(12)이 끼워지게 되고, 이에, 상기 판 스프링(12)에 가해진 압력이 해소되어 상기 제 1관(10) 내부 최상단에 위치된 무게추(70)의 하중에 의해 제 1관(10) 내부의 비어있는 다수의 진공 시료 채수병(80)은 하단으로 이동하게 되고, 이로 인해, 상기 제 1관(10)에서 배출된 진공 시료 채수병(80)의 위치에 다른 진공 시료 채수병(80)이 위치된다. (S190 단계);

(물론, 상기 S190단계 이후에, S140단계와 같이 제 1실린더부(30)로 공기를 주입하여 제 1실린더부(30)의 제 1피스톤(31)이 상승하도록 함으로써 상기 주입부(40)의 메인 주사부(41)를 상승시켜, 상기 제 1관(10)에서 배출된 진공 시료 채수병(80) 위치에 배치된 진공 시료 채수병(80) 내부로 시료가 주입되도록 함으로써, 연속적인 시료의 채수가 가능해 지는 것이다.)

상기에서 설명되지 않은 도면의 부호 '26'은 연통공으로써, 상기 메인 주사부(41)가 경사면(23) 하단측 제 2관(20) 내에서 원활하게 승강될 수 있도록 상기 제 2관(20) 내에 지하수가 유입될 수 있는 구멍을 나타낸다. 더불어, 상기 진공 시료 채수병(80)은 제 1관(10)에 내입되는 순서에 따라 순번을 매긴 라벨을 부착할 수도 있음이다. 또한, 도면의 부호 '15'는 식별공으로써, 주입부(40)로부터 시료가 분사되어 저장될 진공 시료 채수병(80)이 제 1관(10)의 최하단에 위치되어 있는지를 확인하기 위한 구멍이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 시료 채수기의 설치 모습을 나타낸 예시도.

도 2는 본 발명에 따른 제 2실린더부를 통해 제 1실린더부와 제 2관의 승강되는 모습을 나타낸 일실시예의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 제 1실린더부를 통해 주입부가 승강되는 모습을 나타낸 일실시예의 단면도.

도 4는 도 3에서 시료채수병에 시료를 채수 후, 제 1실린더부를 통해 주입부를 하강시킨 후, 제 2실린더부를 통해 제 1실린더부와 제 2관을 하강시키는 모습을 나타낸 일실시예의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 주입부를 나타낸 일실시예의 분해 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 주입부의 시료 채수작동을 나타낸 일실시예의 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 제 1관을 나타낸 일실시예의 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 판 스프링을 나타낸 일실시예의 단면도.

도 9는 본 발명에 따른 채수기를 통해 시료가 저장된 시료채수병이 배출되는 모습을 나타낸 일실시예의 단면도.

도 10은 본 발명에 따른 시료 채수기의 모습을 나타낸 일실시예의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 표시>

10: 제 1관 11: 가이드편

12: 판 스프링 13: 커버

14: 설치고리 15: 식별공

16: 개구공 20: 제 2관

21: 가이드라인 22: 개구부

23: 경사면 24: 메인공

25: 배출라인 26: 연통공

27: 개구홀 30: 제 1실린더부

31: 제 1피스톤 40: 주입부

41: 메인 주사부 42: 메인 하우징

43: 내부 유입공 44: 주사기 바늘

45: 고정체 46: 보호관체

47: 외부 유입공 50: 제 2실린더부

51: 제 2피스톤 60: 지지체

61: 제 1고정판 62: 제 2고정판

63: 지지봉 70: 무게추

80: 진공 시료 채수병 81: 고무마개

90: 고정와이어 100: 수거함

101: 가이드관 102: 유동공

Claims (6)

1. 지하수 시추공 내 지하수 시료를 채취하고자 하는 목적심도에 설치되어, 지하수 시료를 연속적으로 채수하는 지하수 시료 채수기에 있어서,

   직립설치되는 제 2관(20)과;

   상기 제 2관(20)의 상부 끝단에서 길이방향으로 소정길이 내설되고, 외주연에 가이드편(11)이 돌출형성되며, 다수의 진공 시료 채수병(80)이 내부에 채워지는 제 1관(10)과;

   상기 제 2관(20)의 하단에 설치되는 제 1실린더부(30)와;

   상기 제 1실린더부(30)에 의해 상, 하로 승강되며, 상기 제 2관(20) 내부에 위치되는 주입부(40)와;

   상기 제 1실린더부(30) 하단에 설치되어, 상기 제 1실린더부(30)와 제 1관(10)을 상, 하로 승강시키는 제 2실린더부(50)와;

   상기 제 1관(10)이 제 2관(20) 내에 소정길이 내설되어 부동될 수 있도록, 상기 제 1관(10)과 제 2실린더부(50) 상호간을 연결고정하는 지지체(60)와;

   상기 제 1관(10) 내부 최상단에 고무마개(81)부분이 하단을 향하도록 채워지는 상기 진공 시료 채수병(80)을 제 1관의 아래 방향으로 중력이동시키기 위해 삽입되는 무게추(70);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하수 연속 채수기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2관(20)은

   상기 가이드편(11)이 대응되며 끼워져, 상기 제 2관(20)이 상, 하 승강시 가이드될 수 있도록 하는 가이드라인(21)과;

   상기 진공 시료 채수병(80)이 외부로 배출될 수 있도록 하는 개구부(22)와;

   상기 개구부(22) 내측에서 길이방향으로 하향 경사진 경사면(23)에 천공 형성되어, 상기 주입부(40)를 통해 진공 시료 채수병(80)으로 시료를 채수할 수 있도록 하는 메인공(24)과;

   상기 개구부(22)부터 외측으로 하향경사지도록 연장형성되어, 상기 진공 시료 채수병(80)이 외부로 배출될 수 있도록 하는 배출라인(25)과;

   상기 배출라인(25)의 하단에 연결되어, 시료가 저장되어 낙하되는 진공 시료 채수병(80)이 담기는 수거함(100);

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하수 연속 채수기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 주입부(40)는

   상기 제 1실린더부(30)에 의해 수직으로 승강되며, 일단에는 주사기 바늘(44)이 형성되고, 외부의 시료가 주사기 바늘(44)로 유입될 수 있도록 하는 내부 유입공(43)이 천공형성되는 메인 주사부(41)와;

   상기 주사기 바늘(44)의 외주연에 형성되어, 상기 주사기 바늘(44)을 보호하는 고정체(45)와;

   상기 메인 주사부(41)를 보호하기 위해 메인 주사부(41) 외측에 결합되며, 시료가 내부로 유입될 수 있도록 외부 유입공(47)이 외주연에 천공형성되는 보호관체(46);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하수 연속 채수기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 지지체(60)는

   상기 제 1관(10)의 외주연에 고정결합되어 있는 다수의 제 1고정판(61)과;

   상기 제 1실린더부(30)의 외주연에 고정결합되어 있는 다수의 제 2고정판(62)과;

   상기 제 1, 2고정판(61, 62)을 상호간 연결시켜, 상기 제 1관(10)의 일단이 제 2관(20)에 일정길이 내입된 상태로 고정되도록 하는 다수의 지지봉(63);

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하수 연속 채수기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1관(10)은

   외측을 향해 호 형상을 이루며 돌출되는 판 스프링(12)을 중단에 형성하되, 상기 제 2관(20)이 하강하는 경우, 상기 제 2관(20)이 판 스프링(12)의 외측을 누르며 압력을 가해, 제 1관(10) 내의 진공 시료 채수병(80)이 판 스프링(12)에 가해진 압력에 의해 하강되지 않도록 하고,

   상기 제 2관(20)이 상승하는 경우, 상기 판 스프링(12)이 제 2관(20) 외주연에 천공형성된 개구홀(27)에 대응 끼워지면서 상기 판 스프링(12)에 가해졌던 압력이 사라져, 상기 제 1관(10) 내의 진공 시료 채수병(80)이 하강되도록 하는 것을 특징으로 하는 지하수 연속 채수기.
6. 제 2실린더부(50)를 통해 제 2관(20)과 제 1실린더부(30)를 상승시켜, 제 2관(20) 내부의 경사면(23)이 제 1관(10)의 하단부에 접촉되도록 하는 단계(S100);

   상기 제 1관(10) 내부에 고무마개(81)부분이 하단을 향하도록 다수의 진공 시료 채수병(80)을 채우는 단계(S110);

   상기 다수개의 진공 시료 채수병(80) 최상단에 무게추(70)를 삽입 후, 상기 제 1관(10)의 상단부에 커버(13)를 결합하는 단계(S120);

   지하수 시추공(110) 내 목적심도에 채수기를 위치시키는 단계(S130);

   상기 제 1실린더부(30)를 통해 주입부(40)의 메인 주사부(41)를 상승시켜, 제 1관(10) 내 최하단에 위치한 진공 시료 채수병(80)의 고무마개(81)를 메인 주사부(41)가 관통되도록 하는 단계(S140);

   상기 주입부(40)의 외부 및 내부 유입공(43)을 통해 시료가 주사기 바늘(44) 내로 유입되어 진공 시료 채수병(80)으로 시료가 저장되는 단계(S150);

   상기 제 1실린더부(30)를 통해 메인 주사부(41)를 하강시켜 진공 시료 채수병(80)을 관통하고 있는 주사기 바늘(44)을 진공 시료 채수병(80)으로부터 분리하는 단계(S160);

   상기 제 2실린더부(50)를 통해 제 2관(20)과 제 1실린더부(30)를 하강시켜, 제 2관(20) 내부의 경사면(23)이 제 1관(10)의 하단부에 이격되도록 함으로써, 지하수 시료 주입이 완료된 진공 시료 채수병(80)이 개구부(22)와 배출라인(25)을 통해 외부로 배출시키는 단계(S170);

   외부로 배출된 진공 시료 채수병(80)이 배출라인(25)에 연결된 수거함(100)으로 낙하되는 단계(S180);

   무게추(70)의 하중에 의해, 배출된 진공 시료 채수병(80)의 위치에 다음 순서의 진공 시료 채수병(80)이 하강되어 위치되는 단계(S190);

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지하수 연속 채수기의 채수방법.

Images