KR20060000690A - 심층수 취수 장치 및 취수 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 심층수 취수 장치 및 취수 방법에 관해 개시한다. 개시된 본 발명은, 하단에 취수구가 형성되어 심층수가 유입되는 플렉시블한 취수관과; 상기 취수관이 하단에 연결되어 상기 취수관을 통해 유입된 심층수가 취합되는 취수탱크와;일단이 상기 취수탱크의 측면에 연결되어 취합된 심층수가 흐르는 플렉시블한 연결관과; 측면에 상기 연결관의 타단이 연결되어 상기 연결관을 통해 흐르는 심층수를 저장하는 저장탱크; 및 상기 저장탱크에 저장된 심층수를 양수관을 통해 외부로 배출시키는 양수펌프를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 소정 깊이의 심층수에 담가지는 취수관을 통해 유입된 심층수가 위치에너지차와 수압에 의해 물의 수면이 일정하게 유지되려는 원리에 의해 상승하는 것을 이용하여 무동력으로 심층수를 취수할 수 있고, 취수관에 역삼투 필터를 장착하여 별도의 에너지 소비없이 수압에 의해 담수화된 심층수를 취수할 수 있는 효과가 있다.
심층수, 취수관, 취수탱크, 저장탱크, 역삼투 필터
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 심층수 취수 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 심층수 취수 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 심층수 취수 장치의 복수개의 취수관 및 역삼투 필터를 구비한 것을 나타낸 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 취수관 110 : 취수구
112 : 부유물질 필터 120 : 역삼투 필터
200 : 취수탱크 300 : 연결관
400 : 저장탱크 210, 410 : 부력체
111, 220, 420 : 무게추
500 : 양수펌프 510 : 양수관
본 발명은 심층수 취수 장치 및 취수 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정 깊이의 심층수에 담가지는 취수관을 통해 유입된 심층수가 수압과 위치에너지차에 의해 물의 수면이 일정하게 유지되려는 원리에 의해 상승하는 것을 이용하여 무동력으로 심층수를 취수하거나, 취수관에 역삼투 필터를 장착하여 별도의 에너지 소비 없이 수압에 의해 담수화된 심층수를 취수할 수 있는 심층수 취수 장치 및 취수 방법에 관한 것이다.
해양 심층수는 해저 근처의 저층수와 위쪽의 중층수 사이에 있는 약 200~4000m의 수괴(水塊)로서 저온 고밀도의 해수를 말한다. 이러한 심층수는 빛이 닿지 않아 광합성이 이루어지지 않으므로 다량의 미네랄과 유기질이 풍부하게 함유되어 있어 최근 수산분야, 의학분야, 식품분야 등에서 이를 이용하고자 하는 시도가 다양하게 이루어지고 있다.
예를들어, 심층수를 취수하여 표층에 살포하는 경우 심층수의 부영양성과 청정성으로 인해 일대를 양질의 어장으로 조성할 수 있다. 또한 심층수를 취수하여 담수화하는 경우 환경오염의 영향에 의한 물부족 현상을 효과적으로 극복할 수 있고, 의학분야및 생수산업에 활용시 그 경제적 효용은 매우 크다 할 것이다.
그러나, 종래에는 이러한 심층수를 채취하는데 별도의 동력장비가 필요하며, 이를 담수화하기 위해서는 비교적 에너지 소비가 적은 역삼투법을 이용하더라도 약 50~80기압의 추진압력이 요구되는 바 고비용의 에너지 소비에 따른 문제점이 발생하였다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1의 목적은 소정 깊이의 심층수에 담가지는 취수관을 통해 유입된 심층수가 수압과 위치에너지차에 의해 물의 수면이 일정하게 유지되려는 원리에 의해 상승하는 것을 이용하여 무동력으로 심층수를 취수할 수 있는 심층수 취수 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 2의 목적은 취수관에 역삼투 필터를 장착하여 별도의 에너지 소비없이 수압에 의해 담수화된 심층수를 취수할 수 있는 심층수 취수 장치를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 심층수 취수 장치는, 하단에 취수구가 형성되어 심층수가 유입되는 플렉시블한 취수관과; 상기 취수관이 하단에 연결되어 상기 취수관을 통해 유입된 심층수가 취합되는 취수탱크와; 일단이 상기 취수탱크의 측면에 연결되어 취합된 심층수가 흐르는 플렉시블한 연결관과; 측면에 상기 연결관의 타단이 연결되어 상기 연결관을 통해 흐르는 심층수를 저장하는 저장탱크; 및 상기 저장탱크에 저장된 심층수를 양수관을 통해 외부로 배출시키는 양수펌프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 취수탱크와 상기 저장탱크는 각각 측면에 장착된 부력체에 의해 수면에 부양되며, 저면에 각각 장착된 무게추에 의한 중력이 상기 부력체에 의한 부양력과 힘의 평형을 이루는 것이 바람직하다.
상기 취수구에는 상기 취수구로 유입되는 부유물질을 걸러주는 부유물질 필 터가 장착되는 것이 바람직하다.
상기 취수관의 소정 위치에 역삼투 필터를 장착하여 유입된 심층수를 수압에 의해 담수화하는 것이 바람직하다.
상기 취수관 및 상기 역삼투 필터는 각각 다수개가 상기 취수탱크에 연결되어 담수화율을 높이는 것이 바람직하다.
한편, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 심층수 취수 방법은,하단에 취수구가 구비된 취수관을 중력에 의해 소정 깊이의 심층수에 담그는 단계와; 상기 취수관을 통해 해수가 유입되어 흐르는 단계와; 하단에 상기 취수관이 연결된 취수탱크에 상기 취수관을 통해 유입된 심층수가 취합되는 단계와; 상기 취수탱크에 취합된 심층수가 상기 취수탱크의 측면에 연결된 연결관을 통해 흐르는 단계와; 측면이 상기 연결관과 연결된 저장탱크를 구비하여 상기 연결관을 통해 흐르는 심층수를 저장하는 단계; 및 상기 저장탱크에 저장된 심층수를 양수관을 구비한 양수펌프를 통해 외부로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 취수구에는 부유물질 필터가 장착되어 심층수 유입시 부유물질을 걸러주는 것이 바람직하다.
상기 취수관의 소정 위치에 역삼투 필터를 장착하여 유입된 심층수를 수압에 의해 담수화 하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 취수관 및 상기 역삼투 필터는 각각 다수개가 상기 취수탱크에 연결되어 담수화율을 높이는 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 심층수 취수 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 심층수 취수 장치는 크게 하단에 취수구(110)가 형성된 플렉시블한 취수관(100), 취수관(100)이 연결된 취수탱크(200), 저장탱크(400), 취수탱크(200)와 저장탱크(400)를 연결하는 플렉시블한 연결관(300), 양수관(510)을 구비한 양수펌프(500)로 구성된다.
취수탱크(200)와 저장탱크(400)는 각각 측면에 부력체(210, 410)가 장착되며, 저면에 각각 무게추(220, 420)가 장착되어 무게추(220, 420)에 의한 중력이 부력체(210, 410)에 의한 부양력과 힘의 평형을 이룬다.
한편, 취수구(110)에는 무게추(111)가 장착되어 중력에 의해 안정적으로 심층수로 잠수가 가능하게 되며 부유물질 필터(112)가 장착되어 부유물질의 유입을 막게 된다.
본 발명에 따른 심층수 취수장치의 기술적 원리를 살펴보면, 취수구(110)를 구비한 취수관(100)이 장착된 무게추(111)에 의해 심층으로 잠수되면, 심층수가 수압과 수면차(h)에 의한 위치에너지의 차에 의해 상승하게 되며, 상승된 심층수는 먼저 취수탱크(200)에 저장되게 된다.
심층수는 수면차(h)가 완전히 극복되기 전에 연결관(300)을 통해 저장탱크(400)로 빠져나가게 되며, 저장탱크(400)에 저장된 심층수는 별도의 양수펌프(500)를 통해 외부로 배출되어 저장되게 된다.
이때, 취수관(100)이 심층으로 잠수되는 과정을 보다 상세히 살펴보면, 취수 초기에는 취수관(100)의 잠수와 함께 표층수부터 중층수까지 해수의 일부가 혼합되어 취수탱크(200)를 통해 저장탱크(400)에 저장되게 된다. 이는 혼합수로 순수한 심층수를 저장하기 위해서는 별도의 양수펌프(500)가 이를 바다로 배출하여야 한다.
이러한 초기 절차가 완료되면 수압과 수면차(h)에 따른 위치에너지차에 의해 표면까지 물이 상승하는 원리를 이용하여 별도의 에너지 소비 없이 지속적으로 심층수의 취수가 이루어지며 양수펌프에 의해 필요한 양만큼 외부로 배출되어 별도로 저장되게 된다.
한편, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 심층수 취수 장치의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 심층수 취수 장치의 복수개의 취수관 및 역삼투 필터를 구비한 것을 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 심층수 취수 장치에는 상기 취수장치의 취수관(100)에 별도의 역삼투 필터(120)가 장착된다.
여기서 역삼투압법이란 삼투압의 반대 원리로 물은 통과하지만 염분은 통과하지 못하는 성질을 가진 반투막을 이용하여 농도가 높은 물쪽으로 압력을 가하여 염들은 남고 순수한 물만 통과하여 담수를 얻는 방법을 말한다.
이러한 역삼투압법은 반투막을 통해 해수를 통과시키기 위해 약 50~80기압의 추진압력이 요구되어 고비용의 에너지 소비가 필요하다.
그러나, 이러한 역삼투압법을 이용한 역삼투 필터(120)를 취수관(100)에 장착하면 심층수의 높은 수압에 의해 별도의 에너지 소비 없이 담수화가 이루어지고 이렇게 생성된 담수는 취수관(100)을 통해 상기한 취수탱크(200)에 취합되고 연결관(300)을 통해 저장탱크(400)에 담수의 형태로 저장되게 된다.
이때, 역삼투압 필터에 의해 담수화되는 과정에서 생성된 고농도의 염분액은 별도의 파이프(미도시) 등을 통해 배출되어 염분을 생산하는 원료로 활용될 수 있다. 이러한 농축해수 또한 상부로 배출되는 원리는 상기에서 설명한대로 수압과 수면차에 따른 에너지차에 의해 물이 표층까지 상승하는 원리에 의한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 취수관(100)을 다수개 배치하고 각각 역삼투 필터(120)를 장착시 담수화율을 높일 수 있다.
한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 심층수 취수 장치 및 취수 방법에 의하면, 소정 깊이의 심층수에 담가지는 취수관을 통해 유입된 심층수가 수압과 위치에너지차에 의해 물의 수면이 일정하게 유지되려는 원리에 의해 표수면까지 상승하는 것을 이용하여 무동력으로 심층수를 취수할 수 있는 효과가 있다.
또한, 취수관에 역삼투 필터를 장착하여 별도의 에너지 소비없이 수압에 의해 담수화된 심층수를 취수할 수 있는 효과가 있다.
Claims (9)
- 하단에 취수구가 형성되어 심층수가 유입되는 플렉시블한 취수관과;상기 취수관이 하단에 연결되어 상기 취수관을 통해 유입된 심층수가 취합되는 취수탱크와;일단이 상기 취수탱크의 측면에 연결되어 취합된 심층수가 흐르는 플렉시블한 연결관과;측면에 상기 연결관의 타단이 연결되어 상기 연결관을 통해 흐르는 심층수를 저장하는 저장탱크; 및상기 저장탱크에 저장된 심층수를 양수관을 통해 외부로 배출시키는 양수펌프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 심층수 취수 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 취수탱크와 상기 저장탱크는 각각 측면에 장착된 부력체에 의해 수면에 부양되며, 저면에 각각 장착된 무게추에 의한 중력이 상기 부력체에 의한 부양력과 힘의 평형을 이루는 것을 특징으로 하는 심층수 취수 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 취수구에는 상기 취수구로 유입되는 부유물질을 걸러주는 부유물질 필터가 장착되는 것을 특징으로 하는 심층수 취수 장치.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 취수관의 소정 위치에 역삼투 필터를 장착하여 유입된 심층수를 수압에 의해 담수화하는 심층수 취수 장치.
- 제 4항에 있어서,상기 취수관 및 상기 역삼투 필터는 각각 다수개가 상기 취수탱크에 연결되어 담수화율을 높이는 것을 특징으로 하는 심층수 취수 장치.
- 하단에 취수구가 구비된 취수관을 중력에 의해 소정 깊이의 심층수에 담그는 단계와;상기 취수관을 통해 해수가 유입되어 흐르는 단계와;하단에 상기 취수관이 연결된 취수탱크에 상기 취수관을 통해 유입된 심층수가 취합되는 단계와;상기 취수탱크에 취합된 심층수가 상기 취수탱크의 측면에 연결된 연결관을 통해 흐르는 단계와;측면이 상기 연결관과 연결된 저장탱크를 구비하여 상기 연결관을 통해 흐르는 심층수를 저장하는 단계; 및상기 저장탱크에 저장된 심층수를 양수관을 구비한 양수펌프를 통해 외부로 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심층수 취수 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 취수구에는 부유물질 필터가 장착되어 심층수 유입시 부유물질을 걸러주는 것을 특징으로 하는 심층수 취수 방법.
- 제 6항 또는 제 7항에 있어서,상기 취수관의 소정 위치에 역삼투 필터를 장착하여 유입된 심층수를 수압에 의해 담수화 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심층수 취수 방법.
- 제 8항에 있어서,상기 취수관 및 상기 역삼투 필터는 각각 다수개가 상기 취수탱크에 연결되어 담수화율을 높이는 것을 특징으로 하는 심층수 취수 장치.
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