KR101210316B1 - 해수 담수화 물병 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수 담수화 물병에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상에서 식수가 없을시 해수를 담수화하여 식수로 이용할 수 있도록 하는 해수 담수화 물병에 관한 것이다.
본 발명의 구성은 내부에 공간을 가지며 상부에 유출구를 갖는 통 형상의 본체; 상기 본체에 내장되며 그 일측으로부터 유입된 해수가 수압에 의해 둘레를 통과하는 과정에서 이물질 및 염분은 걸러지고 순수한 물만 본체에 채워지도록 하는 관 형상의 정제모듈; 상기 몸통의 유출구에 결합되어 개폐되는 마개; 로 구성되며, 상기 정제모듈은 해수가 유입될 수 있도록 다수의 구멍이 형성된 내측 지지판, 미세한 이물질의 유입을 방지하는 탄소 섬유 필터, 염분의 유입은 방지하고 순수한 물만 통과시키는 반투막 필터, 다수의 구멍이 형성된 외측 지지판이 중앙부터 순차적으로 배열되어 이루어진다.
이와 같은 구조로 이루어진 본 발명은 조난시나 선박에서 식수가 떨어졌을 때 물병을 해저에 투척하여 해수를 담수화함으로써 식수로 이용할 수 있는 효과가 있다.

Description

해수 담수화 물병{BOTTLE FOR SEAWATER FRESHWATER}

본 발명은 해수 담수화 물병에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상에서 식수가 없을시 해수를 담수화하여 식수로 이용할 수 있도록 하는 해수 담수화 물병에 관한 것이다.

일반적으로 장기간 바다에 나갈 때는 충분한 식량과 식수를 준비하여 항해를 한다. 항해도중 식수가 떨어지거나 얘기치 못한 사고를 당했을 때 즉, 선박의 충돌이나 태풍으로 인해 조난을 당했을 때 구명보트에 올라 구조를 기다리거나 구명조끼를 입고 바다에 떠다니면서 구조를 기다린다. 만약 조난자의 위치를 파악하기 어려워 구조시간이 오래 걸리면 탈수 증상이 동반되어 식수를 찾게 되지만 물이 널린 바다임에도 불구하고 염분이 포함되어 있으므로 먹지 못하여 사망하는 경우가 종종 있다. 물론 어쩔 수 없이 해수를 음용해야 한다고 생각할 수 있지만 해수를 마시면 더욱 빨리 탈수가 진행되어 더 빨리 사망하고 만다. 따라서 해수를 담수화하여 식수로 사용할 수 있도록 하는 구명 물품을 개발하여 선박에 비치함으로써 비상시 이용할 수 있도록 함이 매우 시급하다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 본 발명에 따른 해수 담수화 물병은 조난시 해저에 물병을 투척하여 해수를 담수화함으로써 식수로 사용할 수 있도록 하는 해수 담수화 물병을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해수 담수화 물병은,

내부에 공간을 가지며 상부에 유출구를 갖는 통 형상의 본체;

상기 본체에 내장되며 그 일측으로부터 유입된 해수가 수압에 의해 둘레를 통과하는 과정에서 이물질 및 염분은 걸러지고 순수한 물만 본체에 채워지도록 하는 관 형상의 정제모듈;

상기 본체의 유출구에 결합되어 개폐되는 마개; 로 구성되며,

상기 정제모듈은 해수가 유입될 수 있도록 다수의 구멍이 형성된 내측 지지판, 미세한 이물질의 유입을 방지하는 탄소 섬유 필터, 염분의 유입은 방지하고 순수한 물만 통과시키는 반투막 필터, 다수의 구멍이 형성된 외측 지지판이 중앙부터 순차적으로 배열됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 마개는 내부의 공기 및 물이 외부 쪽으로만 이동할 수 있도록 하는 체크 밸브가 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 유입공의 둘레에는 금속망이 설치됨을 특징으로 한다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 해수 담수화 물병은 조난시나 선박에서 식수가 떨어졌을 때 물병을 해저에 투척하여 수압에 의해 해수가 담수화됨으로써 식수로 이용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 해수 담수화 물병의 구조를 도시한 분리 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 해수 담수화 물병의 구조를 도시한 결합 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해수 담수화 물병의 구조를 도시한 예시도.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 해수 담수화 물병의 구조를 도시한 분리 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 해수 담수화 물병을 도시한 결합 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 해수 담수화 물병은 내부에 공간을 가지며 상부에 유출구(11)를 갖는 통 형상의 본체(10)와, 상기 본체(10)에 내장되며 그 일측으로부터 유입된 해수가 수압에 의해 둘레를 통과하는 과정에서 이물질 및 염분은 걸러지고 순수한 물만 본체(10)에 채워지도록 하는 관 형상의 정제모듈(20)과, 상기 본체(10)의 유출구(11)에 결합되어 유출구(11)를 개폐하는 마개(40)로 구성된다.

상기 본체(10)는 내부에 공간을 갖는 원통 형상으로 이루어지며, 그 상부에는 내부의 내용물이 나올 수 있도록 유출구(11)가 형성된다. 이러한 본체(10)는 수분에 강한 스테인리스 스틸로 제조되어 부식이 되지 않으며 내구성이 우수하므로 얇게 성형할 수 있으면서도 외부의 충격으로부터 충분히 견딜 수 있다. 그리고 본체(10)의 둘레에는 견인 줄(15)이 연결되고 이 견인 줄(15)에 와이어(W)를 연결하여 물통을 해저로 내리고 올릴 수 있도록 한다.

이와 같은 본체(10)의 바닥에는 받침대(30)가 수밀하게 설치되는데, 받침대(30)의 조립을 위해 본체(10)의 바닥에는 조립공(12)이 형성된다. 여기서 상기 조립공(12)은 본체(10)의 바닥 중앙이 내부 방향으로 상향 돌출 형성되고 그 내주연에 암나사산이 형성된다.

그리고 상기 받침대(30)는 본체(10)의 바닥과 동일한 면적으로 형성되면서 그 중앙에 상부로 돌출된 모듈 지지대(31)가 돌출 형성된다. 상기 모듈 지지대(31)는 그 둘레에 수나사산이 형성되어 본체(10)의 조립공(12)에 체결되며, 상부에 정제모듈(20)이 고정되도록 하는 원형의 고정 홀(32)이 형성된다. 또한, 모듈 지지대(31)의 중앙에는 수직의 해수 안내 통로(33)가 형성되고, 받침대(30) 하부 둘레에 다수의 해수 유입공(34)이 형성되어 수직의 안내 통로(33)와 연통된다. 아울러 받침대(30)와 본체(10)의 바닥 사이에는 패킹(P)이 설치되어 체결시 수밀한 결합이 이루어지도록 한다. 이러한 받침대(30)는 무게가 무거운 재질로 성형하여 추와 같은 역할을 함으로써 해저에 가라앉도록 한다. 이와 같은 구조에 의해 상기 유입공(34)으로 해수가 유입되면 수직의 안내통로(33)를 통해 받침대(30) 상부의 정제모듈(20)로 안내된다.

상기 정제모듈(20)은 본체(10)의 내부 중앙에 위치되는 것으로, 내부가 빈 관 형상으로 이루어지되 중앙부터 내측 지지판(21), 탄소 섬유 필터(23), 반투막 필터(24), 외측 지지판(26)이 순차적으로 감싸는 구조를 갖되, 일단은 막히고 타단은 오픈된 구조를 갖으며, 오픈된 단부가 받침대(30)의 고정 홀(32)에 끼워져 결합된다.

상기 내측 지지판(21) 및 외측 지지판(26)은 스테인리스 스틸로 제조되면서 이물질의 유입을 방지하는 다수의 구멍(H)이 형성되는데, 내측 지지판(21)은 해수와 같이 유입되는 비교적 큰 이물질의 유입을 차단하고, 외측 지지판(26)은 담수화된 물이 물통 내로 유입되도록 하면서 양 지지판(21)(26) 내에 설치된 탄소 섬유 필터(23) 및 반투막 필터(24)를 보호하면서 견고히 지지한다.

그리고 상기 탄소 섬유 필터(23)는 내측 지지판(21) 둘레를 여러 겹으로 감싸며 설치되는 것으로, 눈으로 보이지 않는 미세한 구멍이 무수하게 뚫려 있어 내측 지지판(21)을 통해 유입된 작은 이물질의 유입을 효과적으로 차단하면서 해수는 통과되도록 한다. 이러한 탄소 섬유 필터(23)는 탈취효과도 있어 해수가 통과하는 과정에서 비릿한 향도 제거되며 가볍고 수분에 강해 부식 없이 오래 보관할 수 있는 특징이 있다.

상기 반투막 필터(24)는 탄소 섬유 필터(23)의 둘레를 감싸 설치되는 것으로, 염분의 유입은 방지하고 순수한 물만 통과시키기 위한 것이다. 반투막의 구멍은 머리 굵기의 100만 분의 1 정도에 해당되는 아주 미세한 구멍을 갖는 멤브레인이 이용되며, 이러한 멤브레인은 미세한 이물질은 물론 염분의 유입을 방지하고, 물 분자만 통과시킴으로써 담수화된 순수한 물을 얻게 된다.

이와 같이 상기 정제모듈(20)을 내측 지지판(21), 탄소 섬유 필터(23), 반투막 필터(24), 외측 지지판(26)을 기본 구성으로 하고, 도면에 도시된 바와 같이 망체 필터(22) 및 탄소 섬유 필터(25)를 선택적으로 더 구비할 수 있다. 즉, 상기 망체 필터(22)를 내측 지지판(21)과 탄소 섬유 필터(23) 사이에 구비하여 내측 지지판(21)을 통해 유입된 이물질을 한번 더 걸러내도록 한 것으로 다수의 눈을 갖는 스테인리스 스틸 망체를 여러 번 감아 형성하며, 상기 탄소 섬유 필터(25)를 반투막 필터(24)와 외측 지지판(26) 사이에 한 번 더 설치한 것으로 혹여나 반투막을 보호하기 위한 것이다. 이와 같이 필터를 더 구비함으로써 이물질의 유입을 최소화할 수 있다.

상기 마개(40)는 상하 관통된 원통 형상으로 이루어지되, 그 내주연에 나사산이 형성되어 물통 본체(10)의 유출구(11)와 나선 결합되도록 한다. 또한, 중앙부에 밸브공(42)이 형성된 수평의 격벽(41)이 형성되어 격벽(41)을 기준으로 그 하부는 유출구(11)가 결합되고, 그 상부는 체크 밸브(50)가 설치된다. 상기 체크 밸브(50)는 마개(40)의 내주연에 나선 결합되도록 그 외주연에 나사산이 형성된 원통형의 밸브 몸체(51)가 구비되고, 밸브 몸체(51)의 내부에는 하부로 오픈된 공간(52)이 형성되며, 그 상단에는 공간과 연통된 배기공(53)이 형성된다. 이러한 공간(52)에는 격벽(41)의 밸브공(42)을 차단하는 볼(54)이 설치되고, 볼(54)의 상부에는 압축 스프링(55)이 설치되어 볼(54)을 격벽(41)으로 밀착시켜 밸브공(42)을 차단하도록 한다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 해수 담수화 물병을 해저에 투입하여 해수가 담수화되는 과정을 상세히 설명한다.

바다에서 조난됐을 경우 또는 선박에서 식수가 떨어진 경우 본 발명의 물병을 해저에 투척한다. 이때, 견인 줄(15)에 와이어(W)를 연결한 상태에서 투척한다. 그러면, 무거운 받침대(30)에 의해 물병이 해저로 가라앉게 되는데, 물병이 점차 내려가는 과정에서 수압이 발생하고, 이는 해저 깊숙이 내려갈수록 그 압력은 더욱 커져 정제모듈(20)에서 역삼투압 현상이 발생하여 내부가 빈 물통으로 해수가 밀려 들어온다.

이때, 해수는 받침대(30)의 유입공(34)을 통해 유입되고 유입공(34)과 연통된 안내 통로(33)로 한데 모아져 상부의 정제모듈(20) 내부로 안내된 후 정제모듈(20)을 통과하여 물통 내로 유입된다. 이 과정에서 해수는 내측 지지판(21)의 구멍(H)을 통해 유입이 되는데, 구멍(H)보다 큰 이물질의 유입은 방지하고 해수만 통과시킨다. 내측 지지판(21)을 통과한 해수는 망체 필터(22)를 통과하는 과정에서 망체(22)의 눈보다 큰 이물질이 걸러지며, 망체 필터(22)를 통과한 해수는 탄소 섬유 필터(23)를 통과하는 과정에서 미세한 이물질이 걸러진다. 이와 같이 반투막 필터(24)에 도달하기 전까지 대부분의 이물질이 순차적으로 걸러져 해수만 반투막 필터(24)를 통과함으로써 반투막 필터(25)의 효과는 극대화된다. 해수가 반투막 필터(24) 즉 멤브레인을 통과할 때 염분의 입자는 통과하지 못하고 염분의 입자보다 작은 물 분자만 통과함으로써 순순한 물이 외측 지지판(26)의 구멍(H)을 통해 물통 내로 유입된다. 이 과정에서 대부분의 이물질은 멤브레인을 통과하지 못하므로 실질적으로 멤브레인을 통과한 물은 순수한 물이 된다.

충분한 시간이 지나면 물통 내로 담수화된 물이 유입되면서 물통 내의 압력과 물통 외의 수압이 평형상태가 되어 담수화되는 과정이 자연스레 중단된다. 따라서 소정의 시간이 지나면 와이어(W)를 당겨 물통을 들어올리게 되는데, 물통이 해수면으로 근접할 수 록 물통 내의 압력이 물통 외의 수압보다 점차 높아져 정제모듈(20)을 통해 역류하려는 현상이 발생한다. 이때, 마개(40)의 체크밸브(50)가 자동으로 열려 물통 내의 압축공기가 빠지면서 정제모듈(20)을 통해 역류하려는 현상을 방지한다. 즉, 물통 내에 발생한 압력이 볼(54)을 밀어 격벽(41)으로부터 이격시키고, 격벽(41)의 밸브공(42)이 열리면서 밸브(50)의 공간(52) 및 배기공(53)을 통해 배출되며, 압축공기가 빠져 나가 내부의 압력이 약해지면 압축 스프링(55)의 탄성 복원력에 의해 볼(54)은 다시 격벽(41)에 밀착되면서 밸브공(42)을 차단한다. 이 과정을 반복하며 해수면 위로 물병이 올라오면 마개(40)를 열어 담수화된 물을 사용한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해수 담수화 물병의 구조를 도시한 예시도로서, 도면에 도시된 바와 같이 큰 이물질이 유입공(34)을 막는 현상을 방지한 구조이다.

상기 유입공(34)이 형성된 받침대(30)의 둘레에 금속망(60)을 설치한다. 상기 금속망(60)은 받침대(30)의 둘레를 감싸면서 조립될 수 있도록 상부가 오픈된 통 형상으로 이루어지며, 바닥 중앙에는 나사(S)가 삽입될 수 있는 작은 구멍(H)이 형성된다. 그리고 상기 받침대(30)의 바닥 중앙에는 나사(S)가 체결될 수 있는 나사공(39)이 형성되어 상기 금속망(60)을 받침대(30)의 하부로부터 씌운 후 나사(S)를 체결하여 고정한다. 이와 같이 받침대(30)에 금속망(60)이 설치된 경우 큰 이물질이 유입공(34)을 막아 해수의 유입을 방해하는 것을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 해수 담수화 물병은 출항하는 선박이나 구명보트 등에 필수적으로 구비토록 함으로써 비상시 언제든지 이용할 수 있도록 해야 할 것이다.

10 : 본체 11 : 유출구 12 : 조립공
15 : 견 인줄 20 : 정제모듈 21 : 내측 지지판
22 : 망체 필터 23, 25 : 탄소 섬유 필터 24 : 반투막 필터
26 : 외측 지지판 30 : 받침대 31 : 모듈지지대
32 : 고정 홀 33 : 안내 통로 34 : 유입공
39 : 나사공 40 : 마개 41 : 격벽
42 : 밸브공 50 : 체크 밸브 51 : 밸브몸체
52 : 공간 53 : 배기공 54 : 볼
55 : 압축 스프링 60 : 금속망 H : 구멍
S : 나사 W : 와이어

Claims (3)

1. 내부에 공간을 가지며 상부에 유출구(11)를 갖는 통 형상의 본체(10);
   상기 본체(10)에 내장되며 그 일측으로부터 유입된 해수가 수압에 의해 둘레를 통과하는 과정에서 이물질 및 염분은 걸러지고 순수한 물만 본체(10)에 채워지도록 하는 관 형상의 정제모듈(20);
   상기 몸체(10)의 유출구(11)에 결합되어 개폐되는 마개(40); 로 구성되며,
   상기 정제모듈(20)은 해수가 유입될 수 있도록 다수의 구멍(H)이 형성된 내측 지지판(21), 미세한 이물질의 유입을 방지하는 탄소 섬유 필터(23), 염분의 유입은 방지하고 순수한 물만 통과시키는 반투막 필터(24), 다수의 구멍(H)이 형성된 외측 지지판(26)이 중앙부터 순차적으로 배열됨을 특징으로 하는 해수 담수화 물병.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마개(40)는 내부의 공기 및 물이 외부 쪽으로만 이동할 수 있도록 하는 체크 밸브(50)가 설치됨을 특징으로 하는 해수 담수화 물병.
3. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유입공(34)의 둘레에는 금속망(60)이 설치됨을 특징으로 하는 해수 담수화 물병.

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