KR20110020077A - 해수 표면 취수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안정적인 원수(源水) 공급을 달성할 수 있게 한 해수 표면 취수장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 해수를 취수하는 과정에서 해수에 서식하는 홍합 씨앗류, 타개비, 기타 해조류 및 부유물질(이하, '조류(이물질)'라 칭한다.)의 침투를 방지하는 모래(沙)여과수단을 하향(下向) 통과시켜 얻은 여과수(濾過水)를 중앙부의 취수 하우징부로 모아지게 하고, 한 곳에 모아진 여과수를 취수수단을 통하여 표면 취수(바닷물의 담수화 시, 바닷물의 표면에 있는 물을 취수하게 되므로 이를 '표면 취수'라 한다.)할 수 있게 한 것이다. 이에 의해, 취수펌프 등의 고장없이 보다 원활하고 안정적으로 원수를 취수하여 공급할 수 있게 하는 특징이 있다.

해수, 표면, 취수, 모래(沙)여과수단, 조류침투방지, 수중 모터펌프, 육상 모터펌프, 담수화.

Description

해수 표면 취수장치{SEA WATER INTAKE APPARATUS}

본 발명은 해수 표면 취수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 취수구의 주위에 형성한 모래(沙)여과수단으로 하여금 해수(海水)를 하향 통과시켜 얻은 여과수를 하부의 취수 하우징부로 모아지게 하고, 이 곳으로부터 취수펌프(수중 모터펌프 또는 육상 모터펌프) 등의 취수수단을 이용하여 취수펌프의 고장없이 보다 원활하고 안정적으로 원수를 취수하여 공급할 수 있도록 한 해수 표면 취수장치에 관한 것이다.

해수 표면 취수장치는 오.폐수 및 생활하수의 오염 및 물 부족 현상 등을 해결하기 위하여 바닷물(이하, '해수(海水)'라 칭한다)을 담수화할 수 있도록 한 것이다.

최근에 들어 전 세계적으로 환경에 대한 중요성과 관심도가 높아져 가고 있는 실정이다. 특히, 물에 대한 중요성은 부각되고 있으나 기상 이변 및 지구온난화현상 등으로 안정적 수원확보가 어려울 뿐더러 산업이 고도 성장됨에 따라 발생되는 오.폐수 및 생활하수로 수질이 심각하게 오염되어 가고 있고, 또한 지하수가 고갈되어 가는 물 부족 현상을 볼 수 있다.

따라서, 천연자원인 해수를 담수화하여 사용하려는 많은 기술개발과 연구들이 활발히 이루지고 있다. 현재도 소량의 해수를 담수화하여 섬 등의 도서지역에 생활용수로 제한적으로 활용하고는 있으나 기술적인 측면과 고처리비용, 유지관리 인력 등의 한계점에 봉착하며 대량 생산에는 미온적으로 대처하고 있는 현실이다.

현재 섬 등의 도서지역 생활용수에 제한적으로 활용하고 있는 해수 담수화 처리 취수 방법은, 일반적으로 육상에서 민물을 취수하는 방법과 같이, 도8의 수중펌프(10)를 간조 수위 이하에 직접 설치하여 취수하고, 수중펌프(10)의 유출관(11)을 통해 담수화 처리장으로 공급하는 방법과, 도9의 구동펌프(20)를 육상에 설치하고 흡입관로(22)와 후드밸브(21)를 연결하여 간조 수위 이하에 취수구를 설치하여 해수를 취수해 구동펌프(20)의 유출관(23)을 통해 담수화 처리장으로 공급하는 방법 등 크게 2가지로 나누고 있다.

상기와 같이 해수를 취수하는 과정에서 해수에 서식하는 조류 등이 수중펌프(10)의 흡입구에 달라 붙어 관경을 좁힘과 동시에 펌프의 임페라 사이에 끼어 취수 기능을 저하 시키는 등 펌프고장을 발생시키는 문제점이 있었다.

또한, 육상 펌프(20)도 흡입구의 후드밸브(21) 및 흡입관로(22)에 달라붙어 후드밸브(21)의 역할을 제대로 못하게 하는 등 흡입관로(22) 관경을 좁혀 취수기능을 저하되게 하여 펌프고장의 원인을 빈번하게 제공하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 취수구 의 주위에 형성한 모래(沙)여과수단으로 하여금 해수(海水)를 하향 통과시켜 얻은 여과수를 하부의 취수 하우징부로 모아지게 하고, 이 곳으로부터 취수펌프(수중 모터펌프 또는 육상 모터펌프) 등의 취수수단을 이용하여 취수펌프의 고장없이 보다 원활하고 안정적으로 원수를 취수하여 공급할 수 있도록 한 해수 표면 취수장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적은, 해저면과 인접된 위치에 설치되며, 상부가 개방되고 하부가 밀폐된 구조로 내부에 여과층이 구비된 여과기 본체와, 상기 여과기 본체의 하부에 위치되고 상기 여과층을 지지하고 여과수 수로를 형성하는 스트레이너가 착설된 집수판과 상기 여과층을 경유하면서 여과된 해수를 모아주는 집수공간으로 이루어진 집수본체를 갖는 모래(沙)여과수단; 상기 모래여과수단의 중앙부에 상접하고, 하부는 밀폐되고 상부는 해수의 원수(源水)와 여과수의 혼합을 방지하는 맹플랜지(Blind Flange)로 마감되되, 취수 하우징 내에 설치되는 취수펌프를 구비한 취수수단; 상기 여과기 본체의 상부 일측에 고정설치되고, 상기 여과기 본체를 통과하는 해수의 간조 수위에 대한 유지 여부를 감지하여 간조 수위 이하로 수위 변화가 있을 시 상기 취수펌프의 공회전을 방지할 수 있도록 한 센서부; 및 상기 모래여과수단과 이격된 상태로 상기 모래여과수단과 연락가능하게 설치되고, 상기 센서부에서 간조 수위 이하로 수위 변화가 감지하게 될 때 상기 취수펌프의 가동을 중지한 상태에서 저장된 물을 상기 모래여과수단으로 공급하여 상기 여과층을 가압하면서 상기 여과층에 현탁 해수질 및 염성분이 걸려 발생되는 응고현상을 방지할 수 있도 록 한 역세척 수조부를 포함하는 해수 표면 취수장치에 의해 달성된다.

상기 여과층은, 30~50m/m크기의 여과사리를 45~55m/m의 두께로 포설하여 해수를 여과할 수 있게 하는 표층과, 상기 표층의 아래쪽에 위치하고 0.45~2m/m 크기의 여과사를 395~405m/m로 포설하여 조류를 여과해 침투하지 못하게 하는 중간층과, 상기 중간층 아래의 최하층에 위치하고 2~20m/m 크기의 여과사리를 95~105m/m의 두께로 포설하여 여과사층을 유지할 수 있게 하는 하부층으로 구성될 수 있다.

상기 취수수단은, 내부에 일정크기의 수용공간이 형성된 취수 하우징과, 상기 취수 하우징의 내부에 설치되는 수중 모터펌프와, 상기 수중 모터펌프의 유출구와 외부 배관 사이에 구비되어 연결통로를 형성하는 장니플과, 상기 장니플과 연락되게 형성되어 상기 장니플과 밸브를 연결하는 단관과, 상기 단관의 일측에 구비되고 긴급 시 차수를 수행하는 밸브와, 상기 밸브의 일측에 구비되어 배관을 원하는 방향으로 유도하는 곡관과, 상기 곡관과 일정 형상의 연결구를 통해 연통되면서 일정길이로 연장형성되어 상기 역세척 수조부측으로 여과된 해수를 공급되게 하는 원수 공급관로인 유출관으로 이루어질 수 있다.

상기 취수수단은, 일측이 개방되어 여과된 해수를 흡입하는 취수구와, 상기 취수구와 연락되게 설치되는 관형(管形)의 하우징 취수관과, 상기 취수관과 거리를 두고 육상에 설치된 육상 모터펌프와, 내부에 상기 취수구 및 상기 하우징 취수관을 수용하는 수용공간이 형성된 취수 하우징과, 상기 취수 하우징의 상부에 구비되는 맹플랜지에 설치되어 상기 하우징 취수관과 외부 배관 사이에 구비되어 연결통로를 형성하는 장니플과, 상기 장니플과 연락되게 형성되는 단관과, 상기 단관의 일측에 구비되고 긴급 시 차수를 수행하는 밸브와, 상기 밸브의 일측에 구비되어 배관을 원하는 방향으로 유도하는 곡관과, 상기 곡관과 일정 형상의 연결구를 통해 연통되면서 일정길이로 연장형성되고 상기 연결구의 후단에 매설되는 취수관로로 이루어질 수 있다.

상기 센서부는, 내부에 일정크기의 수용공간이 형성된 보호통 몸체와, 상기 보호통 몸체의 중상위 위치에 설치되는 센서 고정소켓과, 상기 보호통 몸체의 내부에 위치하여 상기 센서 고정소켓과 연결설치되어 만수위(H.W.L.)나 저수위(L.W.L.)에서 선택적으로 상기 수중 모터펌프 또는 상기 육상 모터펌프를 온(On), 오프(Off)하는 수위센서와, 상기 보호통 몸체의 하부를 밀폐하는 하부판에 설치되어 여과사리의 유출방지와 원수통로를 형성하는 스트레이너와, 상기 하부판 및 상기 스트레이너의 위에 일정 높이로 포설되는 여과사리와, 상기 보호통 몸체의 상부에 설치되고 일정위치에 상기 보호통 몸체 내부 수위 변화에 따라 공기 조절을 수행하는 Φ1~10m/m 크기를 갖는 적어도 1개 이상의 공기구멍이 형성된 상부판과, 상기 보호통 몸체의 하부에 위치되고 상기 여과기 몸체의 상부에 고정되는 하부판으로 구성될 수 있다.

상기 역세척 수조부는 상기 수중 모터펌프를 이용하되, 내부에 일정크기의 수용공간이 형성된 역세척 수조와, 상기 역세척 수조의 상부 일측에 설치된 관형의 유입관과, 상기 역세척 수조의 내부에 인입된 상기 유입관의 일측에 설치된 정수위밸브와, 일측이 상기 유입관과 이격되어 상기 역세척 수조의 하부에 연락가능하게 설치되고 일부위가 상기 유입관과 연결됨과 아울러 상기 취수수단을 연락되게 연결 하는 수조유출관과, 상기 유입관과 상기 원수 공급관로인 유출관이 만나는 지점과 인접설치되는 역지변과, 상기 원수 공급관로인 유출관의 일부위에서 분기됨과 아울러 상기 모래여과수단의 상기 집수본체측과 연락가능하게 설치된 관형의 역세척 인입관과, 상기 원수 공급관로인 유출관으로부터 분기된 상기 역세척 인입관의 일측에 구비된 역세척 밸브로 구성될 수 있다.

상기 역세척 수조부는 상기 육상 모터펌프를 이용하되, 내부에 일정크기의 수용공간이 형성된 역세척 수조와, 상기 역세척 수조의 상부 일측에 설치된 유입관과, 상기 역세척 수조의 내부에 인입된 상기 유입관의 일측에 설치된 정수위밸브와, 일측이 상기 유입관과 이격되어 상기 역세척 수조의 하부에 연락가능하게 설치되고 일부위가 상기 유입관과 연결됨과 아울러 상기 취수수단을 연락되게 연결하는 수조유출관과, 상기 유입관과 상기 원수 공급관로인 유출관이 만나는 지점과 인접설치되는 역지변과, 상기 역세척 수조와 상기 취수수단을 연결하는 상기 원수 공급관로인 유출관의 일정위치에 구비되는 역세척 밸브와, 상기 역세척 밸브와 연락되게 설치된 역세척 인입관으로 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 해수 표면 취수장치에 의하면, 해수를 처리하여 담수화하기 위해 취수하는 과정에서 해수에 서식하는 조류가 취수구에 달라 붙어 관을 폐쇄시킴과 아울러 펌프의 임페라 사이에 끼어 취수 기능을 저하시키는 등 펌프고장의 원인을 빈번하게 제공하는 것을 방지하기 위한 수단으로 해수 여과와 여과수 취수 기능을 동시에 갖게 하는 장치와, 해수 수위 변화에 따라 취수펌프 동작을 온(on), 오프(off)되도록 하는 수위 센서를 보호하는 장치, 여과층에 현탁 물질 및 염 성분이 걸려 응고되는 현상으로 여과 능력이 저하되면 역세척을 할 수 있는 장치가 일조로 되게 한 해수 여과 장치를 간조 수위 이하에 설치하여 해수를 표면 취수함으로서, 보다 원활하고 안정적으로 원수를 취수하여 공급하고 취수펌프를 고장으로부터 보호하는 효과를 창출할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 수중 모터펌프가 설치된 해수 표면 취수장치를 도시한 종단도이고, 도 2는 본 발명에 따른 육상 모터펌프가 설치된 해수 표면 취수장치를 도시한 종단도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수중 모터펌프 설치 시 여과수단 및 취수수단와의 연결관계를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 육상 모터펌프 설치 시 여과수단 및 취수수단과의 연결관계를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 센서부를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 센서부의 하부판을 도시한 구성도이며, 도 7은 본 발명에 따른 역세척 수조부를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 해수 표면 취수장치(100)에 의하면, 여과층이 구비된 모래(沙)여과수단(110)과, 모래여과수단(110)과 상접된 취수수단(120)과, 여과기 본체(111)의 상부에 설치된 센서부(130) 및 여과수단(110)과 연락되게 설치된 역세척 수조부(140)로 구성된다.

모래여과수단(110)은 여과기 본체(111)와 집수본체(112)로 이루어져 해저면 과 인접된 위치에 설치된다.

여과기 본체(111)는 상부가 개방되고 하부가 밀폐된 원통형 또는 각형(角形) 등 다양한 형태의 구조로 마련되고, 그 내부에는 여과층(113)이 구비된다.

여과층(113)은 30~50m/m크기의 여과사리를 45~55m/m(바람직하게는, 약 50m/m 정도)의 두께로 포설하여 해수를 여과할 수 있도록 하면서 여과재 유실을 방지하는 표층(113a)과, 표층(113a)의 아래쪽에 위치하고 0.45~2m/m 크기의 여과사를 395~405m/m(바람직하게는, 약 400m/m 정도)로 포설하여 조류를 여과해 침투하지 못하게 하는 중간층(113b)과, 중간층(113b) 아래의 최하층에 위치하고 2~20m/m 크기의 여과사리를 대략 95~105m/m(바람직하게는, 약 100m/m)의 두께로 포설하여 여과사층을 유지할 수 있게 하는 하부층(113c)으로 이루어진다.

집수본체(112)는 집수판(112a)과 집수공간(112b)으로 구성된다.

집수판(112a)은 여과기 본체(111)의 하부에 위치되고 여과층(113)을 지지하는 역할을 수행한다.

집수판(112a)에는 여과사 유출방지와 여과수 수로를 형성하는 스트레이너(112c)가 착설된다.

집수공간(112b)은 집수판(112a)의 아래쪽에 배치되어 여과층(113)을 경유하면서 여과된 해수를 모아주는 역할을 수행한다.

상기 여과기 본체(111) 및 집수판(112a)은 해수에 강한 STS 또는 PE계통의 재질로 형성하고, 스트레이너(112c)는 PE계통의 재질로 형성함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 모래여과수단(110)의 여과 과정은 해수를 화살표 ⓐ방향 으로 유입되게 하여 여과속도 약 240m/D정도 하향 여과시킴으로서 조류가 여과재로 인해 침투하지 못하는 상태로 여과되어 집수공간(112b)으로 모아진다. 이와 같이, 집수공간(112b)에 모아진 여과수는 화살표 ⓑ방향으로 이동되어 중앙의 취수 하우징(123)내로 모아진다(도 3 또는 도 4 참조).

모래여과수단(110)에 사용되는 여과재(여과사, 여과사리) 크기, 포설두께 및 여과속도는 현지의 환경 조건에 따라 적절하게 설계하여 적용할 수 있다.

취수수단(120)은 모래여과수단(110)의 중앙부에 상접한다.

취수수단(120)은 하부가 밀폐되고 상부가 해수의 원(源水)와 여과수의 혼합을 방지하는 맹플랜지(Blind Flange, 122)로 마감되되, 취수 하우징(123)의 내부에 설치되는 수중 모터펌프(121a) 또는 취수 하우징(123)과 일정 간격 이격설치되는 육상 모터펌프(121b) 중 어느 하나로 이루어져 해수를 취수하는 취수펌프(121)로 구성된다.

상기 맹플랜지(122)는 해수의 원수(源水)와 여과수가 혼합되지 않게 단절시킴과 아울러 취수 하우징(123)의 내부에 설치되는 수중 모터펌프(121a) 또는 취수구(121b-1)의 점검 및 관리를 용이하게 수행할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.

이를 위해, 맹플랜지(122)는 취수 하우징(123)으로부터 분해 조립이 가능한 구조로 형성함이 바람직하다.

이러한, 취수 하우징(123) 및 맹플랜지(122) 등은 해수에 강한 STS 또는 PE계통의 재질로 마련함이 바람직하다.

상기 모래여과수단(110)의 집수공간(112b) 바닥과 취수 하우징(123)의 바닥 은 상접되고, 몸체 부위는 통공되어 여과된 해수를 화살표 ⓑ방향으로 보내 취수하게 된다.

취수수단(120)을 통한 취수방법은 수중 모터펌프(121a)로 취수할 경우와 육상 모터펌프(121b)로 취수할 경우 2가지로 구분할 수 있다.

수중 모터펌프(121a)에 의한 취수 시 취수수단(120)은 취수 하우징(123), 수중 모터펌프(121a), 장니플(124), 단관(125), 밸브(126), 곡관(127) 및 원수 공급관로인 유출관(128)으로 이루어진다.

취수 하우징(123)의 내부에는 일정크기의 수용공간이 형성된다.

수중 모터펌프(121a)는 취수 하우징(123)의 수용공간에 설치되어 여과된 해수를 취수하게 된다.

장니플(124)은 맹플랜지(122)측(예를 들어, 수중 모터펌프(121a)의 유출구와 외부 배관(단관)사이)에 구비되어 연결통로를 형성함으로서 여과된 해수가 이동될 수 있도록 한다.

단관(125)은 일정길이를 이루는 관형으로 마련되어 장니플(124)과 밸브(126)를 연결하게 된다.

밸브(126)는 단관(125)의 일측에 구비되고 긴급 시 차수를 수행하게 된다.

곡관(127)은 밸브(126)의 일측에 구비되어 배관을 원하는 방향으로 유도하게 된다.

원수 공급관로인 유출관(128)은 곡관(127)과 일정 형상의 연결구(129)를 통해 연통되면서 일정길이로 연장형성되어 역세척 수조(140)측으로 여과된 해수를 공 급하게 된다.

수중 모터펌프(121a)를 이용하여 취수를 할 경우에는 맹플랜지(122)측에 수중 모터펌프(121a)로의 동력전선이 공급되는 전선소켓(121a-1)이 설치된다.

육상 모터펌프(121b)에 의한 취수 시 취수수단(120)은 취수구(121b-1), 하우징 취수관(121b-2), 취수 하우징(123), 장니플(124), 단관(125), 밸브(126), 곡관(127), 취수관로(121b-3) 및 육상 모터펌프(121b)로 구성된다.

이 중 취수 하우징(123), 장니플(124), 단관(125), 밸브(126), 곡관(127), 여과기 본체(111)는 수중 모터펌프(121a)에서 살펴본 바와 동일유사하다.

취수구(121b-1)는 일측이 개방되어 여과된 해수를 흡입하게 된다.

하우징 취수관(121b-2)은 관형을 이루어 취수구(121b-1)와 연락가능하게 설치된다.

취수 하우징(123)은 내부에 일정크기의 수용공간을 형성하여 취수구(121b-1) 및 하우징 취수관(121b-2)을 수용할 수 있도록 한다.

장니플(124)은 취수 하우징(123)의 상부에 구비되는 맹플랜지(122)에 설치되어 하우징 취수관(121b-2)과 외부 배관(단관) 사이에 구비되어 연결통로를 형성하게 된다.

장니플(124)의 아래쪽에는 취수구(121b-1)와 하우징 취수관(121b-2)을 결합한 것을 접합시키고, 위쪽에는 단관(125), 밸브(126), 곡관(127) 및 연결구(129)를 일체화되게 접합하여 설치한다.

취수관로(121b-3)는 곡관(127)과 일정 형상의 연결구(129)를 통해 연통되면 서 일정길이로 연장형성되어 연결구(129)의 후단에 매설된다.

육상 모터펌프(121b)는 취수관로(121b-3)상의 일정위치에 설치되어 여과층(113)에 의해 여과된 해수를 취수하는 역할을 수행한다.

상기한 수중 모터펌프(121a) 또는 육상 모터펌프(121b)에 의한 취수방식 2가지 모두 여과된 해수를 취수하여 담수화 처리장으로 보내질 수 있도록 한 것이다.

센서부(130)는 여과기 본체(111)의 상부 일측에 고정설치된다. 센서부(130)는 간조 수위 이하로 수위 변화가 있을 시 취수펌프(수중 모터펌프 또는 육상 모터펌프)의 공회전을 방지할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.

센서부(130)는 보호통 몸체(131), 센서 고정소켓(132), 수위센서(133), 스트레이너(134), 여과사리(135), 상부판(136) 및 하부판(137)으로 구성된다.

보호통 몸체(131)의 내부에는 일정크기의 수용공간이 마련된다. 보호통 몸체(131)는 원통형 또는 각형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

센서 고정소켓(132)은 보호통 몸체(131)의 중상위 위치에 설치된다.

수위센서(133)는 일정변위의 파도, 밀물 또는 썰물 시 물살에 의해 파손되지 않도록 보호통 몸체(131)의 내부에 위치하여 센서 고정소켓(132)과 연결설치된다. 수위센서(133)는 볼탑 형식으로 형성함이 바람직하다. 수위센서(133)는 만수위(H.W.L.)나 저수위(L.W.L.)에서 수중 모터펌프(121a) 또는 육상 모터펌프(121b)를 온(On), 오프(Off)하는 역할을 수행한다.

스트레이너(134)는 보호통 몸체(131)의 하부를 밀폐하는 하부판(137)에 설치되어 보호통 몸체(131)내로 조류가 침투하여 수위센서(133)에 붙어 오작동되는 것 을 방지하기 위해 여과사리(135)를 포설하는 데, 그 여과사리(135)의 유출방지와 원수통로의 역할을 한다.

여과사리(135)는 하부판(137) 및 스트레이너(112c)의 위에 일정 높이로 포설된다.

상부판(136)은 보호통 몸체(131)의 상부에 설치된다. 상부판(136)의 일정위치에는 보호통 몸체(131) 내부 수위 변화에 따라 공기 조절을 수행하는 Φ1~10m/m 크기를 갖는 적어도 1개 이상의 공기구멍(136a)이 형성된다. 상부판(136)은 수위센서(133)의 유지관리를 취해 분해조립이 가능하게 하고 고정볼트 및 너트로 이루어진 고정수단으로 고정한다.

하부판(137)은 보호통 몸체(131)의 하부에 위치되고 여과기 본체(111)의 상부에 고정볼트 및 너트로 이루어진 고정수단(138)으로 고정한다.

역세척 수조부(140)는 모래여과수단(110)과 이격된 상태로 모래여과수단(110)과 연락가능하게 설치된다.

역세척 수조부(140)는 센서부(130)에서 간조 수위 이하로 수위 변화가 감지하게 될 때 취수펌프(121)의 가동을 중지한 상태에서 저장된 물을 모래여과수단(110)으로 역공급하여 여과층(113)을 가압(교란)하면서 여과층(113)에 현탁 해수질 및 염성분이 걸려 발생되는 응고현상을 방지하는 역할을 수행한다.

수중 모터펌프(121a)를 이용한 역세척 수조부(140)는 역세척 수조(141), 유입관(142), 정수위밸브(143), 원수 공급관로인 유출관(128), 역지변(144), 역세척 인입관(145), 역세척 밸브(146) 및 수조유출관(147)으로 구성된다.

역세척 수조(141)는 내부에 일정크기의 수용공간이 형성된다. 역세척 수조(141)는 염 성분에 강한 STS 또는 PE계통의 재질로 형성함이 바람직하다. 역세척 수조(141)는 해수를 취수하여 담수화 처리장으로 보내지는 원수 공급관로인 유출관(128)의 일측(육상)에 설치하되, 수위 유지를 위해 담수화 처리장보다 낮은 장소에 설치되도록 한다.

유입관(142)은 관형을 이루어 역세척 수조(141)의 상부 일측에 설치된다.

정수위밸브(143)는 역세척 수조(141)의 내부에 인입된 유입관(142)의 일측에 설치된다.

수조유출관(147)은 일측이 유입관(142)과 이격되어 역세척 수조(141)의 하부에 연락가능하게 설치되고 일부위가 유입관(142)과 연결됨과 아울러 취수수단(120)을 연락되게 연결한다.

역지변(144)은 유입관(142)과 원수 공급관로인 유출관(128)이 만나는 지점과 인접된 위치에 설치된다.

역세척 인입관(145)은 원수 공급관로인 유출관(128)의 일부위에서 분기됨과 아울러 여과수단(110)의 집수본체(112)측과 연락가능하게 설치된다.

역세척 밸브(146)는 원수 공급관로인 유출관(128)으로부터 분기된 역세척 인입관(145)의 일측에 구비된다.

육상 모터펌프(121b)를 이용한 역세척 수조부(140)는 역세척 수조(141), 유입관(142), 정수위밸브(143), 원수 공급관로인 유출관(128), 역지변(144), 역세척 밸브(146), 역세척 인입관(145) 및 수조유출관(147)으로 구성된다.

상기 역세척 수조(141), 유입관(142), 정수위밸브(143), 원수 공급관로인 유출관(128), 역지변(144) 및 수조유출관(147)은 수중 모터펌프(121a)를 이용한 역세척 수조(140)에서 살펴본 바와 동일유사하다.

역세척 밸브(146)는 역세척 수조(141)와 취수수단(120)을 연결하는 원수 공급관로인 유출관(128)의 일정위치에 구비된다.

역세척 인입관(145)은 역세척 밸브(146)와 연락되게 설치된다.

역세척 수조부(140)는 염 성분에 강한 STS, 또는 PE계통의 재질로 하는 것이 바람직하다.

역세척 수조부(140)는 해수를 취수하여 담수화 처리장으로 보내지는 원수 공급관로인 유출관(128)에서 분기하고, 역세척 수조부(140)의 유입관(142)과 수조유출관(147)으로 다시 분기하여 육상에 설치하되, 역세척 수조부(140)의 수위 유지를 위해 담수화 처리장보다 낮은 장소에 설치하도록 한다.

역세척 수조부(140)에 물을 저수하는 방법은 원수 공급관로인 유출관(128)중에서 분기한 여과된 해수를 유입관(142)과 정수위밸브(143)를 통해 역세척 수조부(140)에 유입시켜 저수하게 된다. 이 때, 담수화 처리장으로 보내지는 수압에 의해 수조유출관(147)에 부착된 역지변(144)은 닫히고(Close), 역세척 수조부(140)의 수위가 만수위(H.W.L.)에 달하면 정수위밸브(143)에 의해 차수된다.

수중 모터펌프(121a)가 설치된 상태에서의 여과수단(110)이 역세척 시기에 달했을 시 역세척 방법은 후술하는 과정에 의해 이루어진다.

먼저, 수중 모터펌프(121a)의 가동을 중단하고 역세척 밸브(146)를 오 픈(Open)시킨다. 이와 같이, 역세척 밸브(146)를 오픈시키면 역세척 수조부(140)의 수조유출관(147)에 부착된 역지변(144)이 오픈되어 역세척 수조부(140)에 저장되어 있던 물이 소정의 압력에 의해 원수 공급관로인 유출관(128)을 통해 역류하여 역세척 인입관(145)으로 유입되어 모래여과수단(110)의 집수공간(112b)로 보내진다.

육상 모터펌프(121b)가 설치된 상태에서의 모래여과수단(110)이 역세척 시기에 달했을 시 역세척 방법은 후술하는 과정에 의해 이루어진다.

이 경우, 육상 모터펌프(121b) 가동을 중단하고 역세척 밸브(146)를 오픈시키면 역세척 수조부(140)의 수조유출관(147)에 부착된 역지변(144)이 역세척 수조부(140)에 저장되어 있던 물의 압에 의해 오픈된다. 이에 의해, 그 물이 원공 공급관로인 유출관(128)을 통해 역류하여 역세척 인입관(145)으로 유입되고 취수관로(121b-3), 하우징 취수관(121b-2), 취수구(121b-1)를 통해 취수 하우징(123)를 거쳐 여과수단(110)의 집수공간(112b)으로 보내진다.

이와 같이, 집수공간(112b)에 달한 물은 집수판(112a)에 부착된 스트레이너(112c)를 통해 여과사리 및 여과사에 수량과 수압이 전달되어 여과층을 교란시키며 여과사 표면에 응고되었던 현탁 물질 및 염 성분을 제거하게 된다.

상기 역세척 밸브(146) 및 역세척 인입관(145)을 설치하는 목적은 수중 모터펌프(121a) 또는 육상 모터펌프(121b)의 임페라와 펌프 자체에 붙어있는 역지변에 의해 물이 역류 되지 않아 수로 형성을 위해 우회 시키는 역할을 하는 것이다.

역세척 시기는 간헐적 또는 주기적으로, 수동 또는 자동으로 현지 여건에 맞도록 선택하는 것이 바람직하며, 역세척 시간은 4~6분 정도가 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본원 발명의 권리 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 본원 발명이 속하는 당업자에게 자명한 범위는 본원 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에 속하는 것으로 해석하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수중 모터펌프가 설치된 해수 표면 취수장치를 도시한 종단도,

도 2는 본 발명에 따른 육상 모터펌프가 설치된 해수 표면 취수장치를 도시한 종단도,

도 3은 본 발명에 따른 수중 모터펌프 설치 시 모래여과수단 및 취수수단과의 연결관계를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 육상 모터펌프 설치 시 모래여과수단 및 취수수단과의 연결관계를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 센서부를 도시한 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 센서부의 하부판을 도시한 구성도,

도 7은 본 발명에 따른 역세척 수조부를 도시한 단면도,

도 8은 종래 기술에 따른 수중펌프를 이용한 해수 표면 취수장치를 도시한 종단도,

도 9는 종래 기술에 따른 육상펌프를 이용한 해수 표면 취수장치를 도시한 종단도이다.

** 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 해수 표면 취수장치, 110 : 모래(沙)여과수단,

111 : 여과기 본체, 112 : 집수본체,

112a : 집수판, 112b : 집수공간,

112c : 집수본체용 스트레이너, 113 : 여과층,

113a : 표층, 113b : 중간층,

113c : 하부층, 120 : 취수수단,

121 : 취수펌프, 121a : 수중 모터펌프,

121a-1 : 전선소켓, 121b : 육상 모터펌프,

121b-1 : 취수구, 121b-2 : 하우징 취수관,

121b-3 : 취수관로, 122 : 맹플랜지(Blind Flange),

123 : 취수 하우징, 124 : 장니플,

125 : 단관, 126 : 밸브,

127 : 곡관, 128 : 유출관,

129 : 연결구, 130 : 센서부,

131 : 보호통 몸체, 132 : 센서 고정소켓,

133 : 수위센서, 134 : 센서부용 스트레이너,

135 : 센서부용 여과사리, 136 : 상부판,

136a : 공기구멍, 137 : 하부판,

140 : 역세척 수조, 141 : 역세척 수조,

142 : 유입관, 143 : 정수위밸브,

144 : 역지변, 145 : 역세척 인입관,

146 : 역세척 밸브, 147 : 수조유출관.

Claims (7)

1. 해저면과 인접된 위치에 설치되며, 상부가 개방되고 하부가 밀폐된 구조로 내부에 여과층이 구비된 여과기 본체와, 상기 여과기 본체의 하부에 위치되고 상기 여과층을 지지하고 여과수 수로를 형성하는 스트레이너가 착설된 집수판과 상기 여과층을 경유하면서 여과된 해수를 모아주는 집수공간으로 이루어진 집수본체를 갖는 모래(沙)여과수단;

   상기 모래여과수단의 중앙부에 상접하고, 하부는 밀폐되고 상부는 해수의 원수(源水)와 여과수의 혼합을 방지하는 맹플랜지(Blind Flange)로 마감되되, 취수 하우징 내에 설치되는 취수펌프를 구비한 취수수단;

   상기 여과기 본체의 상부 일측에 고정설치되고, 상기 여과기 본체를 통과하는 해수의 간조 수위에 대한 유지 여부를 감지하여 간조 수위 이하로 수위 변화가 있을 시 상기 취수펌프의 공회전을 방지할 수 있도록 한 센서부; 및

   상기 모래여과수단과 이격된 상태로 상기 모래여과수단과 연락가능하게 설치되고, 상기 센서부에서 간조 수위 이하로 수위 변화가 감지하게 될 때 상기 취수펌프의 가동을 중지한 상태에서 저장된 물을 상기 모래여과수단으로 공급하여 상기 여과층을 가압하면서 상기 여과층에 현탁 해수질 및 염성분이 걸려 발생되는 응고현상을 방지할 수 있도록 한 역세척 수조부를 포함하는 해수 표면 취수장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 여과층은,

   30~50m/m크기의 여과사리를 45~55m/m의 두께로 포설하여 해수를 여과할 수 있게 하는 표층과,

   상기 표층의 아래쪽에 위치하고 0.45~2m/m 크기의 여과사를 395~405m/m로 포설하여 조류를 여과해 침투하지 못하게 하는 중간층과,

   상기 중간층 아래의 최하층에 위치하고 2~20m/m 크기의 여과사리를 95~105m/m의 두께로 포설하여 여과사층을 유지할 수 있게 하는 하부층으로 구성됨을 특징으로 하는 해수 표면 취수장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 취수수단은,

   내부에 일정크기의 수용공간이 형성된 취수 하우징과,

   상기 취수 하우징의 내부에 설치되는 수중 모터펌프와,

   상기 수중 모터펌프의 유출구와 외부 배관 사이에 구비되어 연결통로를 형성하는 장니플과,

   상기 장니플과 연락되게 형성되어 상기 장니플과 밸브를 연결하는 단관과,

   상기 단관의 일측에 구비되고 긴급 시 차수를 수행하는 밸브와,

   상기 밸브의 일측에 구비되어 배관을 원하는 방향으로 유도하는 곡관과,

   상기 곡관과 일정 형상의 연결구를 통해 연통되면서 일정길이로 연장형성되어 상기 역세척 수조부측으로 여과된 해수를 공급되게 하는 원수 공급관로인 유출관으로 이루어짐을 특징으로 하는 해수 표면 취수장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 취수수단은,

   일측이 개방되어 여과된 해수를 흡입하는 취수구와,

   상기 취수구와 연락되게 설치되는 관형(管形)의 하우징 취수관과,

   상기 취수관과 거리를 두고 육상에 설치된 육상 모터펌프와,

   내부에 상기 취수구 및 상기 하우징 취수관을 수용하는 수용공간이 형성된 취수 하우징와,

   상기 취수 하우징의 상부에 구비되는 맹플랜지에 설치되어 상기 하우징 취수관과 외부 배관 사이에 구비되어 연결통로를 형성하는 장니플과,

   상기 장니플과 연락되게 형성되는 단관과,

   상기 단관의 일측에 구비되고 긴급 시 차수를 수행하는 밸브와,

   상기 밸브의 일측에 구비되어 배관을 원하는 방향으로 유도하는 곡관과,

   상기 곡관과 일정 형상의 연결구를 통해 연통되면서 일정길이로 연장형성되고 상기 연결구의 후단에 매설되는 취수관로로 이루어짐을 특징으로 하는 해수 표면 취수장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 센서부는,

   내부에 일정크기의 수용공간이 형성된 보호통 몸체와,

   상기 보호통 몸체의 중상위 위치에 설치되는 센서 고정소켓과,

   상기 보호통 몸체의 내부에 위치하여 상기 센서 고정소켓과 연결설치되어 만수위(H.W.L.)나 저수위(L.W.L.)에서 선택적으로 상기 수중 모터펌프 또는 상기 육 상 모터펌프를 온(On), 오프(Off)하는 수위센서와,

   상기 보호통 몸체의 하부를 밀폐하는 하부판에 설치되어 여과사리의 유출방지와 원수통로를 형성하는 스트레이너와,

   상기 하부판 및 상기 스트레이너의 위에 일정 높이로 포설되는 여과사리와,

   상기 보호통 몸체의 상부에 설치되고 일정위치에 상기 보호통 몸체 내부 수위 변화에 따라 공기 조절을 수행하는 Φ1~10m/m 크기를 갖는 적어도 1개 이상의 공기구멍이 형성된 상부판과,

   상기 보호통 몸체의 하부에 위치되고 상기 여과기 몸체의 상부에 고정되는 하부판으로 구성됨을 특징으로 하는 해수 표면 취수장치.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 역세척 수조부는 상기 수중 모터펌프를 이용하되,

   내부에 일정크기의 수용공간이 형성된 역세척 수조와,

   상기 역세척 수조의 상부 일측에 설치된 관형의 유입관과,

   상기 역세척 수조의 내부에 인입된 상기 유입관의 일측에 설치된 정수위밸브와,

   일측이 상기 유입관과 이격되어 상기 역세척 수조의 하부에 연락가능하게 설치되고 일부위가 상기 유입관과 연결됨과 아울러 상기 취수수단을 연락되게 연결하는 수조유출관과,

   상기 유입관과 상기 원수 공급관로인 유출관이 만나는 지점과 인접설치되는 역지변과,

   상기 원수 공급관로인 유출관의 일부위에서 분기됨과 아울러 상기 모래여과수단의 상기 집수본체측과 연락가능하게 설치된 관형의 역세척 인입관과,

   상기 원수 공급관로인 유출관으로부터 분기된 상기 역세척 인입관의 일측에 구비된 역세척 밸브로 구성됨을 특징으로 하는 해수 표면 취수장치.
7. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 역세척 수조부는 상기 육상 모터펌프를 이용하되,

   내부에 일정크기의 수용공간이 형성된 역세척 수조와,

   상기 역세척 수조의 상부 일측에 설치된 유입관과,

   상기 역세척 수조의 내부에 인입된 상기 유입관의 일측에 설치된 정수위밸브와,

   일측이 상기 유입관과 이격되어 상기 역세척 수조의 하부에 연락가능하게 설치되고 일부위가 상기 유입관과 연결됨과 아울러 상기 취수수단을 연락되게 연결하는 수조유출관과,

   상기 유입관과 상기 원수 공급관로인 유출관이 만나는 지점과 인접설치되는 역지변과,

   상기 역세척 수조와 상기 취수수단을 연결하는 상기 원수 공급관로인 유출관의 일정위치에 구비되는 역세척 밸브와,

   상기 역세척 밸브와 연락되게 설치된 역세척 인입관으로 구성됨을 특징으로 하는 해수 표면 취수장치.

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