KR20100131410A - Automatic water sampler and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해양 환경 정보를 측정하는 장치에 관한 것으로서, 특히, 해수를 위치별, 수층별로 자동으로 채수하는 장치 및 이에 적합한 채수 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring marine environment information, and more particularly, to an apparatus for automatically collecting sea water by location and by water layer, and a method for collecting water suitable therefor.
우리나라는 지형상 삼면이 바다와 접하고 있어 인근 해양 자원으로부터 많은 경제적인 효과를 거두고 있고, 이러한 해양자원이 오염되거나 온도 변화 등이 발생하는 경우, 주변의 기후 및 생활환경 등에 직간접적으로 영향을 끼치는 것이 현실이다. In Korea, the three sides of the terrain are in contact with the sea, which has many economic effects from nearby marine resources, and if such marine resources are polluted or temperature changes occur, it is directly or indirectly affected by the surrounding climate and living environment. It is a reality.
또한, 국토개발과 공업화 등에 의하여 육지의 토양이 인근 해양에 흘러들어가거나 각종 환경오염 물질이 유입 또는 투기되어 해양오염의 원인이 되고 있다. In addition, due to land development and industrialization, land soil flows into nearby oceans, or various environmental pollutants are introduced or dumped, causing marine pollution.
이러한 우리나라의 지형적 여건상 바다 특히 주변 해양환경은 실생활과 직간접적으로 밀접해 있고, 오염되는 경우 국민 건강과 국가 경제적으로도 많은 영향을 미치게 된다. Due to the topographical conditions of Korea, the sea, especially the surrounding marine environment, is directly or indirectly intimately connected with real life, and if it is polluted, it will affect national health and national economics.
이러한 주변 해양환경을 청정하게 관리하기 위해 육지로부터 토양이 유입되거나 각종 환경오염 물집이 유입되거나 투기되지 못하도록 방지하는 것도 중요하지만, 지구 온난화에 의한 온도변화 등에 의한 자연적인 영향 및 불가피한 상황 등에 의하여 해양환경이 심각하게 변화되는 경우에 대해서도 대비하기 위하여, 주변의 인근 해양환경 또는 지정된 특정지역의 해양환경의 상태를 신속하고 정확하게 조사하여 적절한 대응을 하여야 할 필요가 있다. It is also important to prevent the soil from entering the land, the introduction of various environmental pollution blisters, or the dumping to clean the surrounding marine environment.However, the marine environment is inevitable due to natural influences and unavoidable circumstances caused by temperature changes due to global warming. In order to be prepared for this serious change, it is necessary to promptly and accurately investigate the condition of the surrounding marine environment or the marine environment of the designated area and take appropriate response.
종래 기술에 의한 해양 환경 조사는 전문 지식을 갖춘 인력이 선박을 이용하여 특정 해양으로 항해하고 해당 해양을 직접 조사 및 샘플 채취를 통하여 검사 및 환경변화의 상태를 측정하는 방식이다. The prior art marine environment survey is a method in which a manpower with expertise navigates to a specific ocean using a vessel, and measures the state of inspection and environmental change through direct survey and sampling of the ocean.
그러나 전문지식을 갖춘 인력은 비교적 그 숫자가 많지 않고 업무에 숙련되기까지 많은 시간이 소요되는 동시에 조사할 해역이 매우 넓고 해양은 기후변화가 심하여 안전 항해에도 매우 위협적인 동시에 선박으로 항해를 할 수 있는 날짜도 매우 제한적이므로 정작 필요한 시기에 필요한 조사 및 측정을 하기 어려운 경우가 많다. 또한, 해양의 급속한 기후 변화 등에 의하여 실시간으로 연속적인 조사가 매우 어려운 현실이다. However, the number of people with expertise is relatively small and it takes a long time to be skilled at the same time, and the sea area to be investigated is very wide, and the ocean is severely threatened to safe voyage due to the severe climate change. Due to the very limited date, it is often difficult to make the necessary surveys and measurements. In addition, the continuous investigation in real time due to the rapid climate change of the ocean is very difficult reality.
따라서 상기와 같은 종래의 해양조사 방식은 매우 경제적으로 큰 부담이 되고, 연구원 또는 전문인력의 체력과 기후 조건에 의하여 시간적으로 제한되는 동시에 필요한 시기에 실시간으로 조사를 할 수 없는 문제가 있었다. Therefore, the conventional marine survey method as described above is very economically burdensome, and has been limited in time by the physical and climatic conditions of the researchers or specialists, and at the same time there is a problem that cannot be investigated in real time.
상기와 같은 종래 기술의 문제를 일부 개선한 것이 고정식 부이를 설치하는 방식이다. Some improvement of the problems of the prior art as described above is a method of installing a fixed buoy.
부이(BUOY)는 계선부표(繫船浮漂)를 이야기하고, 해상의 특정 지역에 떠내려가지 않도록 고정되며 다양한 계측 및 관측장비를 구비하여, 바람, 기압, 기온, 습도, 수온, 파고, 유속 등이 포함되는 각종 해양환경 정보를 실시간으로 취득하는 장점이 있다. BUOY talks about mooring buoys, is fixed not to float in a specific area of the sea, and it is equipped with various measuring and observing equipment, so that wind, air pressure, temperature, humidity, water temperature, digging, flow rate, etc. There is an advantage of acquiring various marine environment information included in real time.
상기 부이는 지정된 특정 해상에 고정되어 있는 관계로 정보를 취득하는 해역이 매우 제한적이고, 넓은 해역의 해양환경 정보를 취득하기 위하여서는 많은 해역에 부이를 설치하여야 하므로 경제적으로 큰 부담이 되는 등의 문제가 여전히 남아 있다. Since buoys are fixed on a specific specific sea, there are very limited sea areas for obtaining information, and in order to acquire marine environment information in a large sea area, buoys need to be installed in many sea areas, which is economically burdensome. Still remains.
또한, 특정 해상에 고정되어 설치되므로 각종 부착생물이 기생하여 정밀한 고가 측정 장비들의 성능을 저하시키거나 훼손시키므로 주기적인 관리를 필요로 하는 등과 같이 시간이 지날수록 측정된 정보의 신뢰성이 떨어지고 유지보수 비용이 많이 소요되는 등의 문제가 있다. In addition, since it is fixedly installed at a specific sea, various attached organisms are parasitic and degrade or degrade the performance of precise high-value measuring equipment, requiring periodic management, such as the reliability of the measured information decreases over time and maintenance costs. This takes a lot of trouble and so on.
상기의 문제점을 해결하기 위한 다른 하나의 방안은 넓은 해역을 적정한 비용으로 안전하게 무인 자동 항해하여 지정된 해역에 도착하고 해양 또는 해수 샘플을 수집하며 해양환경 정보를 정밀하게 측정하여 실시간으로 제공하는 무인 측정 선박을 운용하는 것이다.Another solution to the above problem is an unmanned measuring vessel that safely and automatically navigates a large sea area at a reasonable cost, arrives at a designated sea area, collects marine or sea water samples, and precisely measures marine environment information in real time. To operate.
이러한 무인 측정 선박은 GPS 장비를 탑재하고, 해양 센터의 제어하에 지정된 해역을 항행하면서 해수 측정, 해수채수 등을 수행하게 된다. These unmanned measuring vessels are equipped with GPS equipment and perform seawater measurement, seawater collection, etc. while navigating the designated sea area under the control of the marine center.
무인측정선박은 숙달된 전문 기술 인력이 승선하지 않으므로 악천후 속에서도 지정된 해역으로의 운항이 가능하고 유지비용이 적게 소요되며, 지정된 해역의 해양환경 정보를 신속하고 정확하게 실시간 측정하는 장점이 있다. Unmanned measuring vessels are not embarked by skilled technical personnel, so they can operate in designated areas even in bad weather and require low maintenance costs, and have the advantage of quickly and accurately measuring real-time marine environment information in designated areas.
이러한 무인 측정 선박을 이용하여 해수를 채수하기 위해서는 위치별, 수층별로 해수를 채수하기 위한 자동 채수 장치가 필요하게 된다.In order to collect seawater using such an unmanned measuring vessel, an automatic water collecting device for collecting seawater by location and water layer is required.
본 발명은 상기의 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로서 위치별, 수층별로 해수를 채수 및 저장하는 자동 채수 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an automatic water harvesting device that collects and stores seawater by location and by water layer, which is devised to meet the above requirements.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 자동 채수 장치에 적합한 채수 방법을 제공하는 것에 있다.Still another object of the present invention is to provide a water collecting method suitable for the above automatic water collecting device.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동 채수 장치는 Automatic collection device according to the present invention for achieving the above object
해수를 채수하기 위한 호스(202),A
호스(202)를 지정된 수층까지 입수시키는 윈치 시스템(204),
호스(202)를 통하여 해수를 흡입시키기 위한 흡입력을 발생하는 흡입 펌프(206),
호스(202) 및 흡입 펌프(206)를 통하여 취수된 해수가 복수의 채수통들(210a ~210n) 중의 하나에 담기도록 분배하는 채수 분배기(208);A
지정된 수층의 해수가 흡입되어 지정된 채수통에 저장되도록 상기 윈치 시스템, 흡입 펌프 및 채수 분배기를 제어하는 제어기(212)를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a
여기서, 상기 윈치 시스템(204)은 Here, the
호스(202)를 감기 위한 윈치드럼(204a), Winch drum 204a for winding the
윈치드럼(204a)에 구동력을 전달하기 위한 풀리 수단(204c), 윈치드럼(204a)의 회전수 및 위상을 검출하기 위한 로터리 엔코더(204d) 그리고 풀리 수단(204c)에 구동력을 전달하는 윈치 구동 모터(204e)를 포함하는 것이 바람직하다.Pulley means 204c for transmitting the driving force to the
상기 윈치 시스템(204)는 호스(202)를 풀림 및 감김시 호스(202)를 가이드하기 위한 호스 인출 가이드 기구(204b)를 더 구비하는 것이 바람직하다. The
여기서, 채수 분배기(208)는 상기 흡입 펌프(206)에 의해 흡입된 해수가 유입되는 주관로(402), 주관로(402)로부터 각각의 채수통들(210a ~ 210n)에 이르는 분배 관로(404a ~ 404n) 그리고 채수통(210a ~ 210n)과 분배관로(404a ~ 404n) 사이에 각각 설치되는 복수의 전자밸브(406a ~ 406n) 그리고 드레인 밸브(410)을 포함하는 것이 바람직하다.Here, the water dispensing
상기 전자밸브 및 드레인 밸브는 전자적으로 개방/폐쇄가 제어되는 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다.Preferably, the solenoid valve and the drain valve are solenoid valves which are electronically controlled to open / close.
여기서, 상기 자동 채수 장치는 상기 호스(202)의 끝단에 설치되는 디지털 수심계를 더 구비하며, 상기 제어기(212)는 상기 디지털 수심계를 참조하여 상기 호스(202)의 입수 깊이를 측정하는 것이 바람직하다.Here, the automatic water collecting device further includes a digital depth gauge installed at the end of the
상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 채수 방법은 Water collection method according to the present invention to achieve the above another object
호스(202), 호스(202)를 설정된 깊이만큼 입수시키는 윈치 시스템(204), 호스(202)를 통하여 해수를 흡입시키기 위한 흡입력을 발생하는 흡입 펌프(206), 호스(202) 및 흡입 펌프(206)를 통하여 취수된 해수가 복수의 채수통들(210a ~210n) 중의 하나에 담기도록 분배하는 채수 분배기(208) 그리고 지정된 수층의 해수가 흡입되어 지정된 채수통에 저장되도록 제어하는 제어기(212)를 포함하는 채수 장치의 제어 방법에 있어서,
윈치 시스템(204)을 작동시켜 호스(202)를 채수하고자 하는 수층까지 입수시키는 과정;
상기 흡입 펌프를 소정 시간 동안 가동하여 상기 채수 분배기(208)를 세정하기 위한 드레인(drain) 과정; 및A drain process for cleaning the
상기 흡입펌프를 가동시키면서 상기 채수분배기를 통하여 복수의 채수통들 중의 하나에 흡입된 채수를 저장하는 채수 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a water collection process for storing the suctioned water in one of the plurality of water collection tanks through the water distributor while operating the suction pump.
여기서, 상기 윈치 모터 구동 과정은Here, the winch motor driving process
윈치 모터를 작동시켜 호스(202)를 내리기 시작하는 과정;Starting to lower the
소정의 지연시간이 지나기를 기다려 호스(202)가 지정된 수층에 도달하였는지를 판단하는 과정; 그리고Waiting for a predetermined delay time to determine whether the
지정된 수층에 도달하였다면, 윈치 시스템을 정지시키는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.Once the designated water level has been reached, it is desirable to include a step of stopping the winch system.
여기서, 상기 드레인 과정은Here, the drain process
드레인 밸브(410)를 개방시키는 과정;Opening the drain valve 410;
흡입 펌프(206)를 가동시키는 과정;Operating the
소정의 지연시간이 경과되기를 기다려서 흡입 펌프(206)를 정지시키는 과정; 그리고 Stopping the
드레인 밸브(410)를 폐쇄시키는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to include the process of closing the drain valve 410.
여기서, 상기 채수 과정은 Here, the harvesting process
지정된 채수통에 해당하는 전자밸브를 개방시키고 나머지 전자밸브들은 폐쇄상태를 유지하는 과정;Opening the solenoid valve corresponding to the designated reservoir and keeping the remaining solenoid valves closed;
흡입 펌프(206)를 가동시켜 지정된 수층의 해수를 흡입하는 과정;Operating the
소정의 지연 시간이 경과하기를 기다려서 드레인 밸브(410)를 개방시키는 과정;Opening the drain valve 410 by waiting for a predetermined delay time to elapse;
지정된 전자밸브를 폐쇄시키는 과정; 그리고Closing the designated solenoid valve; And
소정의 지연시간이 경과되기를 기다린 후 흡입 펌프(206)를 정지시키는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.
It is preferable to include a process of stopping the
본 발명에 따른 자동 채수 장치는 지정된 해역의 해수를 위치별, 수층별로 자동 채수할 수 있게 함으로써 무인 선박에 의한 해수 채수를 용이하게 하는 효과를 갖는다.The automatic water collecting device according to the present invention has an effect of facilitating seawater collection by an unmanned vessel by automatically collecting seawater in a designated sea area by position and water layer.
도 1은 무인 측정 선박의 개략적인 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 채수 장치의 상세한 구성을 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 윈치 시스템의 상세한 구성을 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 각각 도 2에 도시된 채수 분배기(208)의 평면도, 측면도 그리고 정면도를 도시한다.
도 5는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 자동 채수 장치에 의한 채수 방법을 흐름도이다.
도 6은 도 5에 도시된 윈치 시스템 구동 과정을 상세히 도시한다.
도 7은 도 5에 도시된 드레인 과정을 상세하게 도시한다.
도 8은 도 5에 도시된 채수 과정을 상세하게 도시한다. 1 shows a schematic configuration of an unmanned measuring vessel.
2 shows a detailed configuration of the automatic water collecting device according to the present invention.
3 shows a detailed configuration of the winch system shown in FIG.
4A-4C show top, side and front views, respectively, of the
5 is a flowchart illustrating a water collecting method by the automatic water collecting device according to the present invention shown in FIG.
FIG. 6 shows the winch system driving process shown in FIG. 5 in detail.
FIG. 7 illustrates the drain process shown in FIG. 5 in detail.
FIG. 8 illustrates the water harvesting process shown in FIG. 5 in detail.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
자동 채수 장치는 임의로 설정된 지점에서 수층별(예를 들어, 1m, 5m, 10m 등)로 해수를 채수하는 장치이다. 이때 위치별, 수층별로 해수를 채수함에 있어서 다른 지점 혹은 다른 수층의 해수가 서로 섞여서는 안된다. 이를 위해 각 위치에서 채취된 해수간의 혼합을 방지하기 위해 충분한 세척 과정을 거쳐야 한다.The automatic water collecting device is a device that collects seawater by water layer (for example, 1m, 5m, 10m, etc.) at a predetermined point. At this time, seawater from different points or layers should not be mixed with each other when collecting seawater by location and water column. To this end, sufficient cleaning should be done to prevent mixing between seawater collected at each location.
도 1은 무인 측정 선박의 개략적인 구성을 도시한다.1 shows a schematic configuration of an unmanned measuring vessel.
도 1에 도시된 무인 측정 선박(100)은 자동 채수 장치(200)를 탑재한다. 자동 채수 장치는 해수 흡입구(102)를 통하여 해수를 흡입하는 흡입 펌프(206), 흡입된 해수를 저장하는 복수의 채수통, 흡입된 해수를 위치별, 수층별로 복수의 채수통 각각에 분배하는 채수 분배기(208), 무인 측정 선박(100)의 운행에 필요한 구동력을 얻기 위한 모터 그리고 흡입 펌프(206), 채수 분배기(208), 모터를 제어하는 제어부(212)를 구비한다.Unmanned measuring
도 1을 참조하여, 무인측정선박의 제어부(212)는 해양 센터로부터 인가되는 명령신호에 따라 운항한다. 또한, 지정된 해역서 본 발명에 따른 자동 채수 장치를 제어하여 위치별, 수층별로 해수를 채수하여 채수통에 저장하는 것을 제어한다.Referring to FIG. 1, the
도 2는 본 발명에 따른 자동 채수 장치의 상세한 구성을 도시한다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자동 채수 장치(200)는 2 shows a detailed configuration of the automatic water collecting device according to the present invention. 2, the automatic
해수를 채수하기 위한 호스(202),A
호스(202)를 설정된 깊이만큼 입수시키는 윈치 시스템(204),
호스(202)를 통하여 해수를 흡입시키기 위한 흡입력을 발생하는 흡입 펌프(206),
호스(202)를 통하여 취수된 해수가 복수의 채수통들(210a ~210n) 중의 하나에 담기도록 분배하는 채수 분배기(208);A
상기 윈치 시스템 및 채수 분배기를 제어하는 제어기(212)를 포함한다.And a
여기서, 호스(202)는 해수에 대한 내부식성이 우수한 재질로 형성된 것으로서 채수하고자 하는 최대 깊이에 충분히 대응할 정도의 길이로 구비된다. 또한, 호스(202)는 윈치드럼(204a)에 감겨진 상태에서도 해수 흡입에 지장을 주지 않도록 원형 유지 특성이 우수한 것이 바람직하다.Here, the
도 3은 도 2에 도시된 윈치 시스템의 상세한 구성을 도시한다. 윈치(winch)는 원통형의 드럼에 윈치 로프를 감아 중량물을 높은 곳으로 끌어올리거나 끌어당기는 장치를 말한다. 본 발명에서는 이러한 윈치를 이용하여 호스(202)를 지정된 수층에 위치시킨다. 윈치 시스템(204)은 원하는 깊이만큼 호스(202)를 풀거나 감을 수 있도록 설계된다.3 shows a detailed configuration of the winch system shown in FIG. A winch is a device that winds a winch rope around a cylindrical drum to lift or pull a heavy object to a high place. In this invention, the winch is used to position the
도 3을 참조하면, 윈치 시스템(204)은 호스(202)를 감기 위한 윈치드럼(204a), 호스(202)를 풀림 및 감김시 호스(202)를 가이드하기 위한 호스 인출 가이드 기구(204b), 윈치드럼(204a)을 회전시키기 위한 풀리 수단(204c), 윈치드럼(204a)의 회전수 및 위상을 검출하기 위한 로터리 엔코더(204d, 미도시) 그리고 풀리 수단(204c)에 구동력을 전달하는 윈치 구동 모터(204e)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
호스(202)는 도 1에 도시된 해수 흡입구(102)를 통하여 지정된 수심까지 내려가게 된다. 이때, 윈치 시스템(204)과 해수 흡입구(102)가 고정되어 있으므로, 호스(202)가 해수 흡입구(102)를 통하여 입수된 수심은 윈치드럼(204a)의 회전수에 비례한다. 도시되지는 않았지만, 호스(202)가 수중으로 원활하게 입수하도록 또한 해류의 흐름에 영향받지 않고 지정된 수층에 안정되게 머무르도록 호스(202)의 끝단에는 무게추가 설치된다. 한편, 호스(202)는 도 1에 도시된 무인 측정 선박(100)의 저면에 설치된 해수 흡입공(102)에 의해 규제되며, 이 해수 흡입공(102)의 수위를 기준으로 입수 깊이가 측정된다.The
로터리 엔코더(rotary encoder, 204d)는 윈치드럼(204a)의 회전수 및 위상을 파악하기 위하여 사용된다. 제어부(212)는 로터리 엔코더(204d)의 회전수 및 위상에 근거하여 호스(202)가 입수된 깊이를 측정한다.The rotary encoder 204d is used to determine the rotation speed and phase of the
로터리 엔코더(204d)에 의해 호스(202)의 입수 깊이를 측정하는 것 이외에도 디지털 심도계를 이용하는 방법이 강구될 수 있다. 이러한 디지털 심도계는 호스(202)의 끝단에 설치되고, 측정된 결과를 제어부(212)로 전송하게 될 것이다.
In addition to measuring the depth of intake of the
윈치 시스템(204)를 통하여 호스(202)가 지정된 수심에 도달하면, 흡입 펌프(206)가 동작하여 해수를 흡입한다. 흡입 펌프(206)는 해수에 대한 내부식성이 우수한 것을 사용하며, 흡입 펌프(206)는 원하는 수심 이하의 깊이에서도 충분히 펌핑할 수 있을 정도의 배수 용량을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 흡입 펌프(206)로서 DC 서보 모터가 적합하다.When the
흡입 펌프(206)에 의해 흡입된 해수는 채수 분배기(208)에 의해 복수의 채수통(210a ~ 210n) 중의 하나에 저장된다. The seawater sucked by the
도 4a 내지 도 4c는 각각 도 2에 도시된 채수 분배기(208)의 평면도, 측면도 그리고 정면도를 도시한다. 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 채수 분배기(208)는 주관로(402), 주관로(402)로부터 각각의 채수통들(210a ~ 210n)에 이르는 분배 관로(404a ~ 404n) 그리고 채수통(210a ~ 210n)과 분배관로(404a ~ 404n) 사이에 각각 설치되는 복수의 전자밸브(406a ~ 406n) 그리고 드레인 밸브(410)을 포함한다.4A-4C show top, side and front views, respectively, of the
여기서, 전자밸브는 전자적으로 개방/폐쇄를 제어하는 밸브로서 솔레노이드 밸브 등이 이에 해당한다.Here, the solenoid valve is a valve for electronically controlling the opening / closing of the solenoid valve and the like.
복수의 전자밸브(406a ~ 406n)들 중의 하나를 선택하여 개방시키고 나머지를 폐쇄시킴으로써 주관로(402)에 채워진 해수가 채수통(210a ~ 210n)들 중에서 선택된 채수통에 채수된다. 채수통(210a ~ 210n)은 채수 분배기(208)로부터 착탈이 용이하고, 진동 및 충격에 의한 내구성이 강한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.By selecting and opening one of the plurality of
위치별, 수층별 해수들이 서로 섞이지 않도록 하기 위해, 채수 과정의 전단계에서 주관로(402) 및 분배관로(404a ~ 404n)이 충분히 세정될 필요가 있다. 이를 위해 주관로(402)에는 별도의 드레인 밸브(410, 미도시)가 설치된다. 이 드레인 밸브(410)도 전자밸브로 구현될 수 있다. In order to prevent the seawater by location and water layer from mixing with each other, the
도 5는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 자동 채수 장치에 의한 채수 방법을 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 먼저 윈치 시스템(204)을 작동시켜 호스(202)를 채수하고자 하는 수층까지 입수시키는 윈치 시스템 구동 과정이 수행된다.(s502)5 is a flowchart illustrating a water collecting method by the automatic water collecting device according to the present invention shown in FIG. Referring to FIG. 5, first, the winch system driving process of operating the
다음으로, 상기 흡입 펌프(206)를 소정 시간 동안 가동하여 주관로(402) 및 분배관로(404)를 세정하기 위한 드레인(drain) 과정이 수행된다.(s504)Next, a drain process for cleaning the
다음으로, 상기 흡입펌프(206)를 가동시키면서 상기 채수분배기(208)를 통하여 복수의 채수통들 중의 하나에 흡입된 채수를 저장하는 채수 과정이 수행된다.(s506)Next, while the
도 6은 도 5에 도시된 윈치 시스템 구동 과정을 상세히 도시한다. 도 6을 참조하면, 먼저, 윈치 모터를 작동시켜 호스(202)를 내리기 시작한다.(s602)FIG. 6 shows the winch system driving process shown in FIG. 5 in detail. Referring to FIG. 6, first, the winch motor is operated to start lowering the
소정의 지연시간(예를 들어, 1초)이 지나기를 기다려(s604) 호스(202)가 지정된 수층에 도달하였는지를 판단한다.(s606) 지정된 수층에의 도달 여부는 로터리 엔코더(204d)에 의해 판단한다. 로터리 엔코더(204d)에 의해 윈치 드럼(204a)의 회전수를 파악하고 그에 상응하는 호스(202)의 풀림 거리가 지정된 수층의 수심과 같은지를 판단한다.It waits for a predetermined delay time (for example, 1 second) to pass (s604). It is determined whether the
지정된 수층에 도달하지 않았다면 s604과정으로 복귀한다.If no water column is reached, return to step s604.
지정된 수층에 도달하였다면, 윈치구동모터(204e)를 정지시킨다.(s608)If the water level is reached, the
도 7은 도 5에 도시된 드레인 과정을 상세하게 도시한다. 도 7을 참조하면, 먼저, 드레인 밸브(410)를 개방시킨다.(s702)FIG. 7 illustrates the drain process shown in FIG. 5 in detail. Referring to FIG. 7, first, the drain valve 410 is opened (s702).
흡입 펌프(206)를 가동시킨다.(s704) 흡입 펌프(206)를 통해 흡입된 해수가 주관로(402) 및 분배관로(404)를 거쳐 드레인 밸브(410)를 통해 배수된다. 이 과정에서 이전의 채수 과정에서 주관로(402) 및 분배관로(404)에 남아있던 잔존 해수가 세정된다. 이러한 드레인 과정을 통해 위치별, 수층별 해수가 서로 섞이지 않고 채수될 수 있게 된다.The
소정의 지연시간(예를 들어, 10초)이 경과되기를 기다려(s706) 흡입 펌프(206)를 정지시킨다.(s708)Waiting for a predetermined delay time (for example, 10 seconds) to pass (s706) and stopping the suction pump 206 (s708).
드레인 밸브(410)를 폐쇄시킨다.(s710)The drain valve 410 is closed (s710).
도 8은 도 5에 도시된 채수 과정을 상세하게 도시한다. 도 8을 참조하면, 먼저 지정된 채수통에 해당하는 전자밸브를 개방시킨다.(s802) 나머지 전자밸브들은 폐쇄상태를 유지한다.FIG. 8 illustrates the water harvesting process shown in FIG. 5 in detail. Referring to FIG. 8, first, the solenoid valve corresponding to the designated water tank is opened (s802). The remaining solenoid valves remain closed.
흡입 펌프(206)를 가동시켜 지정된 수층의 해수를 흡입한다.(s804) 이에 따라 흡입 펌프(206)를 통하여 흡입된 해수가 지정된 채수통에 저장된다.The
소정의 지연 시간(예를 들어, 1분)이 경과하기를 기다려서(s806) 드레인 밸브(410)를 개방시킨다.(s808)Waiting for a predetermined delay time (for example, one minute) to elapse (s806) and open the drain valve 410. (s808)
지정된 전자밸브를 폐쇄시킨다.(s810) 이에 의해, 지정된 채수통에의 채수가 종료된다. 여기서, s808과정에서의 지연 시간은 지정된 채수통에 충분한 양의 해수가 저장되기에 알맞은 시간으로 설정된다.The designated solenoid valve is closed (s810). By this, the water collection to the designated water collection container is finished. Here, the delay time in step s808 is set to a time suitable for storing a sufficient amount of seawater in the designated reservoir.
소정의 지연시간이 경과되기를 기다린 후(s812), 흡입 펌프(206)를 정지시킨다.(s814) s808과정에서와 같이 지정된 채수통에 충분한 정도의 해수가 저장된 이후에도 소정 시간 동안 흡입 펌프(206)를 가동하면서 드레인 밸브(410)를 개방 상태로 두는 것은 세정을 위한 것이다.After waiting for a predetermined delay time to elapse (s812), the
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동 채수 장치는 윈치 시스템을 이용하여 호스를 지정된 수층에 위치시키고 채수분배기를 통하여 복수의 채수통들 중의 하나를 지정하여 채수된 해수가 저장되도록 함으로써 서로 다른 수층의 해수를 별도로 분리하여 채수하는 것과 이러한 과정을 자동으로 수행하게 하는 것을 가능하게 하는 효과를 갖는다. As described above, the automatic water collecting device according to the present invention uses the winch system to position the hose in the designated water bed and assigns one of the plurality of water tanks through the water dispenser so that the seawater of the different water layers is stored. It has the effect of making it possible to carry out this process automatically by separating and harvesting.
100...무인 측정 선박 102...해수 흡입구
200...자동 채수 장치
202...호스 204...윈치시스템
206... 홉입 펌프 208...채수분배기
210...채수통 212...제어부
404...주관로 404...분배관로
406...전자밸브 410.,..드레인 밸브100 ...
200 ... automatic water collecting device
202
206 ...
210
404.Main pipeline 404.Distribution pipeline
406 Solenoid valve 410 Drain valve
Claims (10)
해수를 채수하기 위한 호스;
상기 호스를 지정된 수층까지 입수시키는 윈치 시스템;
상기 호스를 통하여 해수를 흡입시키기 위한 흡입력을 발생하는 흡입 펌프;
상기 호스 및 상기 흡입 펌프를 통하여 취수된 해수가 복수의 채수통들 중의 하나에 담기도록 분배하는 채수 분배기;
지정된 수층의 해수가 흡입되어 지정된 채수통에 저장되도록 상기 윈치 시스템, 상기 흡입 펌프 및 상기 채수 분배기를 제어하는 제어기를 포함하는 자동 채수 장치.In a water harvesting device that collects seawater from different water layers and stores in each reservoir,
Hoses for collecting seawater;
A winch system for receiving the hose to a designated water level;
A suction pump generating a suction force for suctioning seawater through the hose;
A water distributor for dispensing the seawater taken through the hose and the suction pump into one of a plurality of water tanks;
And a controller for controlling said winch system, said suction pump, and said water dispenser so that seawater in a designated water bed is sucked in and stored in a designated reservoir.
상기 호스를 감기 위한 윈치드럼;
상기 윈치드럼에 구동력을 전달하기 위한 풀리 수단;
상기 윈치드럼의 회전수 및 위상을 검출하기 위한 로터리 엔코더;
그리고 상기 풀리 수단에 구동력을 전달하는 윈치 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 채수 장치.The winch system of claim 1, wherein
A winch drum for winding the hose;
Pulley means for transmitting a driving force to the winch drum;
A rotary encoder for detecting the rotational speed and phase of the winch drum;
And a winch drive motor for transmitting a driving force to the pulley means.
상기 주관로로부터 각각의 채수통들에 이르는 분배 관로;
상기 채수통들과 분배관로 사이에 각각 설치되는 복수의 전자밸브들; 및
드레인 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 채수 장치.According to claim 1, wherein the water distributor is a main passage for introducing the seawater sucked by the suction pump;
A distribution conduit from the main conduit to respective collection vessels;
A plurality of solenoid valves respectively installed between the water collection vessels and the distribution pipe; And
An automatic water collecting device comprising a drain valve.
상기 제어기는 상기 디지털 수심계를 참조하여 상기 호스의 입수 깊이를 측정하는 것을 특징으로 하는 자동 채수 장치.The apparatus of claim 5, further comprising a digital depth gauge installed at an end of the hose,
And the controller measures the depth of intake of the hose with reference to the digital depth gauge.
상기 윈치 시스템을 작동시켜 호스를 채수하고자 하는 수층까지 입수시키는 과정;
상기 흡입 펌프를 소정 시간 동안 가동하여 상기 채수 분배기를 세정하기 위한 드레인(drain) 과정; 및
상기 흡입펌프를 가동시키면서 상기 채수분배기를 통하여 복수의 채수통들 중의 하나에 흡입된 채수를 저장하는 채수 과정을 포함하는 자동 채수 방법.A hose, a winch system for obtaining the hose to a set depth, a suction pump for generating suction force for sucking seawater through the hose, and seawater taken through the hose and the suction pump by an solenoid valve. A water collection method of a water collecting device, comprising: a water dispenser having a drain valve for cleaning and dispensing to be contained in one of the controllers; and a controller for controlling sea water of a designated water layer to be sucked in and stored in a designated water reservoir.
Operating the winch system to obtain a hose to the water layer to be taken;
A drain process for operating the suction pump for a predetermined time to clean the water distributor; And
And a water collecting process for storing the water sucked in one of the plurality of water collecting tanks through the water distributor while operating the suction pump.
상기 윈치 시스템을 작동시켜 상기 호스를 내리기 시작하는 과정;
소정의 지연시간이 지나기를 기다려 상기 호스가 지정된 수층에 도달하였는지를 판단하는 과정; 및
지정된 수층에 도달하였다면, 상기 윈치 시스템을 정지시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 채수 방법.The method of claim 7, wherein the winch motor driving process
Operating the winch system to start lowering the hose;
Waiting for a predetermined delay time to determine whether the hose has reached the designated water bed; And
And stopping the winch system if it reaches a designated water level.
상기 채수 분배기의 드레인 밸브를 개방시키는 과정;
상기 흡입 펌프를 가동시키는 과정;
소정의 지연시간이 경과되기를 기다려서 상기 흡입 펌프를 정지시키는 과정; 그리고
상기 배수 분배기의 드레인 밸브를 폐쇄시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 채수 방법.The method of claim 7, wherein the drain process
Opening the drain valve of the water distributor;
Operating the suction pump;
Stopping the suction pump by waiting for a predetermined delay time to elapse; And
And automatically closing the drain valve of the drain distributor.
지정된 채수통에 해당하는 전자밸브를 개방시키고 나머지 전자밸브들은 폐쇄상태를 유지하는 과정;
상기 흡입 펌프를 가동시켜 지정된 수층의 해수를 흡입하는 과정;
소정의 지연 시간이 경과하기를 기다려서 상기 드레인 밸브를 개방시키는 과정;
상기 지정된 전자밸브를 폐쇄시키는 과정; 그리고
소정의 지연시간이 경과되기를 기다린 후 상기 흡입 펌프를 정지시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 채수 방법.The method of claim 7, wherein the harvesting process
Opening the solenoid valve corresponding to the designated reservoir and keeping the remaining solenoid valves closed;
Operating the suction pump to suck seawater of a designated water layer;
Opening the drain valve by waiting for a predetermined delay time to elapse;
Closing the designated solenoid valve; And
And stopping the suction pump after waiting for a predetermined delay time to elapse.
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