KR20190095848A - 해수 양수장치 - Google Patents

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이경녕
이무송
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Abstract

본 발명은 해수 양수장치에 관한 것으로서, 이미 양수된 해수의 위치에너지를 활용하여 해수상승수단과 해수하강수단을 구동하고, 파도의 파고에 따른 높이 차이를 이용하여 인공적인 추가 에너지의 투입없이 연속적인 해수의 양수가 가능하도록 하는 해수 양수장치에 관한 것이다.
본 발명의 해수 양수장치는 해수면 높이 이상의 위치에 구비되는 상층수조; 상기 상층수조에서 상기 해수면으로 해수가 하강하는 경로를 제공하도록 배치되는 해수하강수단; 상기 해수하강수단과 나란히 배치되며, 상기 해수면에서 상기 상층수조로 상기 해수가 상승하는 경로를 제공하는 해수상승수단; 상기 해수하강수단 및 상기 해수상승수단과 상호 결합되며, 상기 상층수조에서 상기 해수하강수단에 의해 해수가 외부로 배출되는 경우, 상기 상층수조에서 외부로 배출되는 해수의 하중 또는 압력을 상기 해수상승수단으로 전달함으로써, 외부의 해수가 상기 상층수조로 유입되도록 하는 동력전달수단으로 구성되며, 상기 상층수조의 수량이 일정 수준 이상을 유지하기 위하여, 상기 해수상승수단에서 유입되는 해수량은 상기 해수하강수단에서 배출되는 해수량을 초과하도록 하는 기술적인 특징이 있다.

Description

해수 양수장치{Sea water pumping apparatus}
본 발명은 해수 양수장치에 관한 것으로서, 이미 양수된 해수의 위치에너지를 활용하여 해수상승수단과 해수하강수단을 구동하고, 파도의 파고에 따른 높이 차이를 이용하여 인공적인 추가 에너지의 투입없이 연속적인 해수의 양수가 가능하도록 하는 해수 양수장치에 관한 것이다.
일반적으로 해수의 지속적인 공급이 요구되는 어류 양식장, 발전소의 냉각설비 등은 해수를 유입하여 어류가 필요로 하는 산소의 공급 또는 설비를 냉각할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 용존산소나 온도 등의 해수의 속성중 일부만 활용하고 다시 바다로 배출한다. 그리고 염전에서는 해수의 대부분을 증발시켜 소금을 얻도록 하고 있다.
그러나, 해수면보다 높은 고도에 위치하는 어류 양식장, 발전소의 냉각설비 및 염전 등과 같은 시설에서 해수 양수에 소요되는 비용은 전기의 사용 등과 같은 인위적으로 가공된 에너지를 사용하여야 함으로써 상대적으로 높으며, 이를 개선하기 위한 지속적인 기술개발이 이루어지고 있다.
이와 관련된 기술로서는 파랑의 상하 운동에너지를 이용하여 해저에서 펌프를 작동시켜 송수관을 통해 양수하는 장치가 제안된 바 있으나, 시설의 규모가 크고 복잡하여 경제성이 떨어지고 태풍 등에 의해 시설이 파손되거나 유실되는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위한 종래의 기술로서는 대한민국 등록특허 제1469955호의 "파력 에너지를 이용한 양식장의 물 순환 구조"가 제안된 바 있다. 이러한 종래의 기술은 도1에 도시된 바와 같이, 수조(10), 수조배출구(11), 고정대(21), 레버부재(22), 부력체(23), 피스톤로드(24), 피스톤(25), 실린더(26), 유입구(27), 내부배출구(28), 해수공급관(30), 해수배출관(40), 발전기(50)를 포함하여 구성된다.
이러한 종래의 기술은 고정대(21)는 수직으로 세워진 기둥 형태의 부재로서 수조(10)가 설치된 해안으로부터 멀리 떨어지지 않은 바닷속의 단단한 지반에 하부가 고정 설치되며, 부력체(23)가 해수면의 상하운동에 의해 상승시 피스톤(25)도 함께 상승하게 되고 부력체(23)의 하강시 피스톤도(25) 따라서 하강하게 되도록 하며, 피스톤(25)이 실린더(26) 상부의 내부를 관통하여 상하 운동을 하면 실린더(26)의 유입구(27)를 통해 실린더(26) 내부로 해수가 유입되어 내부배출구(28)를 통과해 해수공급관(30)으로 해수가 배출되도록 하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 기술은 양식장의 물 순환과 더불어 발전에 필요한 해수를 모두 파도의 힘으로 양수하고, 양수된 해수의 배출시 해수의 위치에너지를 터빈을 통하여 전기에너지로 회수하는 구조로 되어 있어서, 해수를 양수하는 모든 힘이 파도의 힘으로부터 추출되어야 하므로 파력장치의 크기가 방대해지고, 해수를 양수하기 위하여 많은 에너지를 요구되는 해수면 근처가 아닌 내륙 등의 높은 장소에 위치하기 어려운 문제점이 있으며, 터빈을 이용하여 해수의 위치에너지를 전력으로 전환하는 효율은 상대적으로 한계점이 있다는 또 다른 문제점이 있다.
이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 이미 양수된 해수의 위치에너지를 활용하여 새로운 해수를 양수할 수 있도록 함과 동시에, 설치되는 해수 양수장치에 요구되는 에너지를 파도의 파고에 따른 높이 차이를 이용하여 발생시켜 해수상승수단과 해수하강수단을 구동함으로써, 전체적으로 인공적인 추가 에너지의 투입 없이도 연속적인 해수의 양수가 가능하도록 하기 위한 목적이 있다.
또한, 기존의 해수 양수장치와 같이 해안 근처에 설치되는 경우, 해수 양수에 필요한 설비의 규모 감축에 따른 설비 구축비용의 절감 및 운영비용의 절감을 가능하게 하기 위한 또 다른 목적이 있다.
또한, 해안에 위치하는 해수 양수가 필요한 시설에 비하여 상대적으로 해수의 양수에 소요되는 에너지가 높은, 해수면에서 일정 거리 이상 떨어져 있는 지점에서도 활용이 가능하도록 하기 위한 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 해수 양수 장치에 있어서, 해수면 높이 이상의 위치에 구비되는 상층수조; 상기 상층수조에서 상기 해수면으로 해수가 하강하는 경로를 제공하도록 배치되는 해수하강수단; 상기 해수하강수단과 나란히 배치되며, 상기 해수면에서 상기 상층수조로 상기 해수가 상승하는 경로를 제공하는 해수상승수단; 상기 해수하강수단 및 상기 해수상승수단과 상호 결합되며, 상기 상층수조에서 상기 해수하강수단에 의해 해수가 외부로 배출되는 경우, 상기 상층수조에서 외부로 배출되는 해수의 하중 또는 압력을 상기 해수상승수단으로 전달함으로써, 외부의 해수가 상기 상층수조로 유입되도록 하는 동력전달수단으로 구성되며, 상기 상층수조의 수량이 일정 수준 이상을 유지하기 위하여, 상기 해수상승수단에서 유입되는 해수량은 상기 해수하강수단에서 배출되는 해수량을 초과하도록 하는 기술적인 특징에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명의 해수 양수장치는 이미 양수된 해수의 위치에너지를 활용하여 새로운 해수를 양수할 수 있도록 함과 동시에 설치되는 해수 양수장치에 요구되는 에너지를 파도의 파고에 따른 높이 차이를 이용하여 발생시켜 해수상승수단과 해수하강수단을 구동함으로써, 전체적으로 인공적인 추가 에너지의 투입 없이도 연속적인 해수의 양수가 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 해수 양수에 필요한 설비의 규모 감축에 따른 설비 구축비용의 절감 및 운영비용의 절감을 가능하기 위한 또 다른 효과가 있다.
또한, 해안에 위치하는 해수 양수가 필요한 시설에 비하여 상대적으로 해수의 양수에 소요되는 에너지가 높은 해수면에서 일정 거리 이상 떨어져 있는 지점에서도 활용이 가능하도록 함으로써 설비의 구축에 요구되는 입지에 대한 유연성을 확보할 수 있다는 또 다른 효과가 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 파력 에너지를 이용한 양식장의 물 순환 구조 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 해수 양수장치의 제1 실시예를 도시한 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 해수 양수장치의 제2 실시예를 도시한 예시도,
도 4는 본 발명의 해수수용용기의 변형례를 도시한 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 해수 양수장치의 제3 실시예를 도시한 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 해수 양수장치의 설치 예시도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 해수 양수장치의 제1 실시예를 도시한 예시도로서, 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)이 관형상으로 이루어진 것을 예시하여 도시한 것이다.
이하의 설명에서는 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)이 관형상으로 이루어지는 것을 포함하여 본 발명의 다른 실시예를 포괄하는 기재가 포함되어 있음을 참조하여야 한다.
본 발명은 해수면(100) 높이 이상의 위치하며, 양식장 또는 냉각이 필요한 산업설비에 해수를 공급하기 위한 상층수조(110)를 구비한다.
또한, 본 발명의 해수 공급장치에는 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)이 구비되며, 해수하강수단(200)은 상층수조(110)에서 해수면(100)으로 해수가 하강하는 경로를 제공하며, 해수상승수단(300)은 해수면(100)에서 상층수조(110)로 해수가 상승하는 경로를 제공한다.
여기서, 해수면의 기재는 해수면 부근을 의미하는 것으로, 해수면 이하인 것이 더욱 바람직하며, 또한, 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)은 나란히 배치되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)에서 해수의 하강 및 상승이 발생되도록 하기 위해서는 동력전달수단(400)이 구비되며, 동력전달수단(400)은 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)과 상호 결합되며, 상층수조(110)에서 해수하강수단(200)에 의해 해수가 외부로 배출되는 경우, 상층수조(110)에서 외부로 배출되는 해수의 하중 또는 압력을 해수상승수단(300)으로 전달함으로써, 외부의 해수가 상층수조(110)로 유입되도록 한다.
여기서, 상층수조(110)에서 해수하강수단(200)에 의해 해수가 외부로 배출되는 경우, 해수는 양식장의 양식수조(111)에 산소를 공급하는 기능 또는 냉각이 필요한 산업설비를 냉각하는 기능을 수행한 후 해수가 외부로 배출되도록 한다.
여기서, 양식수조(111)은 상층수조(110)의 한 부분으로써 구성될 수 있다.
또한, 상층수조(110)의 수량이 해수의 증발 등에 의하여 일정 수준 이상을 유지하지 못하는 경우에는 해수 양수에 의한 기능을 연속적으로 수행하는 것이 불가능한 경우가 발생될 수 있으므로, 상층수조(110)에는 일정 수준 이상의 수량이 안정적으로 유지되어야 하고, 따라서, 해수상승수단(300)에서 상층수조(110)로 유입되는 해수량은 해수하강수단(200)에서 배출되는 해수량을 초과하여야 한다.
여기서, 초과된 해수량중 과도하게 초과된 해수의 경우 상층수조(110)에서 흘러 넘치게 하여 자연 배출하거나, 강제 배출수단을 추가로 구비하여 과도한 해수의 수량을 해소하는 것이 가능함을 물론이고, 염전처럼 이를 활용할 방안을 강구할 수 있다.
이와 같이 해수상승수단(300)에서 상층수조(110)으로 유입되는 해수량이 해수하강수단(200)에서 배출되는 해수량을 초과하도록 하기 위해서는 행정거리의 측면에서는 해수하강수단(200)이 해수상승수단(300)보다 길어야 하며, 또한 동시에 관의 직경 측면에서는 해수하강수단(200)의 해수 총중량이 해수상승수단(300)의 해수 총중량보다 크도록 하는 직경범위 내에서 해수상승수단(300)을 해수하강수단(200)보다 커지도록 형성한다.
여기서, 행정거리는 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)이 관형상으로 형성되는 경우에는 관의 유로 길이를 의미한다.
또한, 동력전달수단(400)은 전동기, 엔진, 파력장치 또는 풍력장치 중 어느 하나 이상으로 구성되는 제1 동력발생수단을 추가로 구비함으로써 위치에너지의 차이에 의한 해수의 상층수조(110)에서의 배출과 이에 따른 유입에 의한 수량과 더불어 추가적인 수량을 효율적으로 증대시키는 것이 가능하다.
다만, 동력전달수단(400)에 제1 동력발생수단을 추가로 구비하여 수량을 추가로 확보하는 경우에도 해수하강수단(200)은 중력가속도 이하로 해수가 하강되도록 함으로써 중력가속도를 초과하여 해수의 하중 또는 압력에 의한 것이 아닌 제1 동력발생수단에 의한 작용만이 이루어지는 것을 방지하여야만 해수 양수에 소요되는 에너지 사용을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 해수 양수장치는 상층수조(110)와 해수면(100) 사이에 전동기, 엔진, 파력장치 또는 풍력장치 중 어느 하나 이상으로 구성되는 제2 동력발생수단(미도시) 및 제2 동력발생수단에 의하여 구동되어 해수면에서 상층수조(110)로 해수를 공급할 수 있도록 하는 해수상승보조수단(미도시)을 추가로 구비함으로써, 상층수조(110)의 안정적인 수량 확보를 보조하는 것이 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 해수 양수장치의 실시예중 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)이 관형상으로 이루어진 것을 도시한 것으로, 동력전달수단(400)은 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)의 내부공간을 서로 연결하며, 해수하강수단(200)의 내부공간에서 해수 하강에 의하여 작동되며, 해수상승수단(300)의 내부공간에서 해수 상승을 일으키는 복수개의 날개로 구성되는 날개부(410)를 구비한다.
다만, 해수상승수단(300)에 구비되는 날개부(410)는 파도의 저점과 9.8미터 이하로 이격되어 배치되도록 함으로써 9.8미터를 초과하여 이격 배치되는 경우에 발생될 수 있는 해수상승수단(300)에 발생될 수 있는 해수상승수단(300)의 내부공간에서 진공이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
도 2(a)에서는 동력전달수단(400)이 1개의 회전중심축(420), 도 2(b)에서는 2개의 회전중심축(420)을 구비하는 것을 각각 예시하여 도시하였다.
이와 같이 동력전달수단(400)이 1개의 회전중심축(420)을 구비하는 경우에는 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)의 사이에 위치하며, 2개의 회전중심축(420)을 구비하는 경우에는 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300) 내부에 회전중심축(420)이 각각에 위치하도록 한다.
여기서, 동력전달수단(400)이 1개의 회전중심축(420)을 구비하는 경우에는 도 2(a)에 도시한 바와 같이, 동력전달수단(400)은 회전중심축(420)을 중심으로 타원형상 하우징(430) 내부면을 접촉하여 회전하는 날개부(410)를 구비하며, 해수의 하강에 의하여 해수하강수단(200)에 구비된 날개부(410)에 해수의 하중 또는 압력이 전달되고, 해수하강수단(200)에 구비된 날개부(410)에 전달된 하중 또는 압력이 해수상승수단(300)에 구비된 날개부(410)에 전달되어 해수가 상승되도록 한다.
또한, 동력전달수단(400)이 2개의 회전중심축(420)을 구비하는 경우, 동력전달수단(400)은 회전중심축(420)을 중심으로 하우징 내부에서 회전하는 날개부(410)를 각각 구비하며, 해수의 하강에 의하여 해수하강수단(200)에 구비된 날개부(410)에 해수의 하중 또는 압력이 전달되고, 해수하강수단(200)에 구비된 날개부(410)에 전달된 하중 또는 압력이 해수상승수단(300)에 구비된 날개부(410)에 전달되어 해수가 상승되도록 한다.
여기서, 해수하강수단(200)의 하중 또는 압력은 해수상승수단(300)으로 기어, 체인, 축, 유압수단, 공압수단 중 어느 하나에 의하여 전달되도록 하나 이들 수단에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 따른 해수 양수장치의 제2 실시예를 도시한 예시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예와 달리 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)은 "∪"자 형상으로 개구부가 형성된 복수 개의 해수수용용기(210) 및 해수수용용기(210)를 이송하는 이송부(220)로 구성되며, 이송부(220)를 지지하는 회전지지체(450)를 구비한 동력전달수단(400)에 결합된다.
여기서, 해수수용용기(210)의 개구부는 해수면(100) 반대방향을 향하도록 이송부(220)에 결합되며, 상층수조(110) 근처에서 결합 방향이 전환되어 해수를 상층수조(110)에 방수하고 해수면(100) 근처에서 해수면(100) 방향으로 전환되어 해수를 담수하도록 한다.
여기서, 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)은 "∪"자 형상으로 개구부가 형성된 복수개의 해수수용용기(210)를 구비하며, 해수상승수단(300)에서 상층수조(110)으로 유입되는 해수량이 해수하강수단(200)에서 배출되는 해수량을 초과하도록 하기 위해서, 행정거리의 측면에서는 해수하강수단(200)이 해수상승수단(300)보다 길어야 하며, 해수하강수단(200)의 해수 총중량이 해수상승수단(300)의 해수 총중량보다 크도록 하는 범위 내에서 해수상승수단(300)이 해수하강수단(200)보다 더 큰 해수수용용기(210)을 사용하거나, 이송부(200)에 결합된 용기의 배치간격을 좁게 형성함으로써 상층수조(110)으로 유입되는 해수량이 배출되는 해수량을 초과할 수 있도록 한다.
여기서, 행정거리는 이송부(200)이 1회전하는 길이를 의미한다.
여기서, 도 3에서는 회전지지체(450)이 상하에 2개로 배치되는 바람직한 실시예를 도시하였으나, 회전지지체(450)가 상부에만 1개 배치되어 이송부(220)를 지지하는 구조를 가지는 것으로도 본 발명의 구현이 가능하며, 회전지지체(450)의 배치 형태 및 회전지지체(450)의 갯수는 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
또한, 해수하강수단(200) 또는 해수상승수단(300)중 어느 하나 이상에는 각각의 해수수용용기(210)에 일정한 양의 해수를 수용하기 위하여 해수 정량 로딩수단(미도시)를 추가로 구비하는 것이 보다 바람직하며, 이러한 정량 로딩수단은 해수하강수단(200)인 경우에는 상층수조(110), 해수상승수단(300)인 경우에는 해수면 근처에 위치되는 해수 공급장치(미도시)를 구비하며, 이와 관련된 기술적인 사항은 일반적인 수용용기에 정량을 수용을 위한 것과 동일하므로 이에 대한 기재는 생략한다.
또한, 회전지지체(450) 및 이송부(220)는 스프라켓-체인 또는 기어-타이밍 벨트의 조합중 어느 하나로 형성한다.
도 4는 본 발명의 해수수용용기(210)의 변형례를 도시한 예시도이다. 도 3에 도시된 것과 달리 해수수용용기(210)의 개구부가 서로 반대방향을 향하도록 도 4(a)와 같이 수직 또는 도 4(b)와 같이 수직방향으로 결합되며, 해수수용용기(210)는 도 3과 달리 해수수용용기(210)의 방향전환이 요구되지 않으므로 이송부(220)에 고정 결합된다.
여기서, 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)은 이송부(220)의 이동방향에 대하여 해수수용용기(210)의 개구부가 서로 반대방향으로 향하도록 하며, 해수하강수단(200)에 의해 발생되는 하중 또는 압력을 해수상승수단(300)에 전달함으로써 해수 양수가 이루어지도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 해수 양수장치의 제3 실시예를 도시한 예시도로서, 다른 실시예에서 설명한 부분은 그 기재를 생략한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본발명의 해수 양수장치는 파도의 최저점을 기준으로 형성되는 파저수면 유지수단(520)을 갖는 파저수조(510) 및 파도의 최고점을 기준점으로 파고수면 유지수단(540)을 갖는 파고수조(530)중 어느 하나 이상을 추가로 구비하여 파도가 만드는 파도의 높이 차이를 활용함으로써 해수 양수장치의 작동에 필요한 에너지를 보충하는 것도 가능하다.
여기서, 파저수면 유지수단(520)은 파저수조(510)에서 일방향으로 해수를 배출시키는 플랩 또는 체크밸브이거나 배수펌프 중 어느 하나 이상으로 구성되며, 파고수면 유지수단(540)은 일방향으로 파고수조(530)로 해수를 유입시키는 월파형 언덕, 체크밸브, 플랩 또는 양수펌프 중 어느 하나 이상으로 구성하는 것이 가능하며, 도 5에서는 편의상 파저수면 유지수단(520) 및 파고수면 유지수단(540)으로 플랩을 예시하였다.
도 6은 본 발명에 따른 해수 양수장치의 설치 예시도이다. 도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 해수 양수장치에서 양수한 해수를 양식장에 적용한 것을 예시하였다.
도 6에서는 해수면(100) 높이 이상의 위치하여 양식장에 필요한 해수를 공급하기 위한 상층수조(110)을 구비하고 있으며, 해수하강수단(200) 및 해수상승수단(300)에서 해수의 하강 및 상승이 발생되도록 하기 위한 동력전달수단(400)이 구비되며, 상층수조(110)에서 해수하강수단(200)에 의해 해수가 외부로 배출되는 경우, 상층수조(110)에서 외부로 배출되는 해수의 하중 또는 압력을 해수상승수단(300)으로 전달함으로써, 외부의 해수가 상층수조(110)로 유입되도록 한다.
여기서, 상층수조(110)으로 유입된 해수는 양식수조(111)으로 공급되어 어류 등의 양식에 필요한 산소 등을 공급한 후 해수하강수단(200)을 경로로 하여 외부로 배출되며, 도 6에서는 파저수면 유지수단(520)으로는 플랩, 파고수면 유지수단(540)으로는 월파형 언덕과 플랩을 동시에 사용하는 것을 예시하여 도시하였다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100 : 해수면 110 : 상층수조
111 : 양식수조
200 : 해수하강수단 210 : 해수수용용기
220 : 이송부
300 : 해수상승수단
400 : 동력전달수단 410 : 날개부
420 : 회전중심축 430 : 타원형상 하우징
440 : 축 450 : 회전지지체
510 : 파저수조 520 : 파저수면 유지수단
530 : 파고수조 540 : 파고수면 유지수단

Claims (21)

  1. 해수 양수 장치에 있어서,
    해수면 높이 이상의 위치에 구비되는 상층수조;
    상기 상층수조에서 상기 해수면으로 해수가 하강하는 경로를 제공하도록 배치되는 해수하강수단;
    상기 해수하강수단과 나란히 배치되며, 상기 해수면에서 상기 상층수조로 상기 해수가 상승하는 경로를 제공하는 해수상승수단;
    상기 해수하강수단 및 상기 해수상승수단과 상호 결합되며, 상기 상층수조에서 상기 해수하강수단에 의해 해수가 외부로 배출되는 경우, 상기 상층수조에서 외부로 배출되는 해수의 하중 또는 압력을 상기 해수상승수단으로 전달함으로써, 외부의 해수가 상기 상층수조로 유입되도록 하는 동력전달수단으로 구성되며,
    상기 상층수조의 수량이 일정 수준 이상을 유지하기 위하여, 상기 해수상승수단에서 유입되는 해수량은 상기 해수하강수단에서 배출되는 해수량을 초과하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 해수하강수단에 수용되는 해수 총중량은 상기 해수상승수단에 수용되는 해수 총중량을 초과하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 해수하강수단의 행정거리는 상기 해수상승수단의 행정거리 이상인 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동력전달수단은 전동기, 엔진, 파력장치 또는 풍력장치 중 어느 하나 이상의 제1 동력발생수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 해수하강수단은 중력가속도 이하로 해수가 하강되도록 하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 해수하강수단 및 상기 해수상승수단은 관형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 동력전달수단은 상기 해수하강수단 및 상기 해수상승수단의 내부공간을 서로 연결하며, 상기 해수하강수단 내부공간에서 해수 하강에 의하여 작동되며 상기 해수상승수단의 내부공간에서 해수 상승을 일으키는 복수개의 날개로 구성되는 날개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 해수상승수단에 구비되는 상기 날개부는 파도의 저점과 9.8미터 이하로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 동력전달수단은 1 또는 2개의 회전중심축을 구비하며, 1개인 경우에는 상기 해수하강수단 및 상기 해수상승수단의 사이에 위치하며, 2개인 경우에는 상기 해수하강수단 및 상기 해수상승수단 내부에 각각에 위치하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 동력전달수단이 1개의 회전중심축을 구비하는 경우, 상기 동력전달수단은 상기 회전중심축을 중심으로 타원형상 하우징 내부면을 접촉하여 회전하는 날개부를 구비하며, 상기 해수의 하강에 의하여 상기 해수하강수단에 구비된 상기 날개부에 해수의 하중 또는 압력이 전달되고, 상기 해수하강수단에 구비된 상기 날개부에 전달된 하중 또는 압력이 상기 해수상승수단에 구비된 상기 날개부에 전달되어 해수가 상승되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 동력전달수단이 2개의 회전중심축을 구비하는 경우, 상기 동력전달수단은 상기 회전중심축을 중심으로 하우징 내부에서 회전하는 날개부를 각각 구비하며, 상기 해수의 하강에 의하여 상기 해수하강수단에 구비된 상기 날개부에 해수의 하중 또는 압력이 전달되고, 상기 해수하강수단에 구비된 상기 날개부에 전달된 하중 또는 압력이 상기 해수상승수단에 구비된 상기 날개부에 전달되어 해수가 상승되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 해수하강수단의 하중 또는 압력은 상기 해수상승수단으로 기어, 체인, 축, 유압수단, 공압수단 중 어느 하나에 의하여 전달되는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 해수하강수단 및 상기 해수상승수단은 "∪"자 형상으로 개구부가 형성된 복수개의 해수수용용기 및 상기 해수수용용기를 이송하는 이송부로 구성되며, 상기 이송부를 지지하는 회전지지체를 구비한 동력전달수단에 결합되는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 해수하강수단 또는 상기 해수상승수단 중 어느 하나 이상에는 각각의 상기 해수수용용기에 일정한 양의 해수를 수용하기 위하여 해수 정량 로딩장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 회전지지체 및 상기 이송부는 스프라켓-체인 또는 기어-타이밍 벨트의 조합중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 해수수용용기의 상기 개구부는 해수면 반대방향을 향하도록 상기 이송부에 결합되며, 상기 상층수조 근처에서 결합 방향이 전환되어 해수를 상기 상층수조에 방수하고 해수면 근처에서 해수면 방향으로 전환되어 해수를 담수하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 해수수용용기의 상기 개구부가 서로 반대방향을 향하도록 수평 또는 수직방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 해수하강수단 및 상기 해수상승수단 각각은 상기 회전지지체 및 상기 회전지지체에 지지되는 상기 이송부를 구비하며, 상기 이송부의 이동방향에 대하여 상기 개구부가 서로 반대방향으로 향하도록 결합된 상기 해수수용용기를 상기 이송부에 각각 결합하여 이루어지고, 상기 해수하강수단에 의해 발생되는 하중 또는 압력을 상기 해수상승수단에 전달하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 해수 양수장치는 파도의 최저점을 기준으로 형성되는 파저수면 유지수단을 갖는 파저수조 및 파도의 최고점을 기준점으로 파고수면 유지수단을 갖는 파고수조중 어느 하나 이상을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 파저수면 유지수단은 상기 파저수조에서 일방향으로 해수를 배출시키는 플랩 또는 체크밸브이거나 배수펌프 중 어느 하나 이상으로 구성되며, 상기 파고수면 유지수단은 일방향으로 상기 파고수조로 해수를 유입시키는 월파형 언덕, 체크밸브, 플랩 또는 양수펌프 중 어느 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 해수 양수장치는 상기 상층수조와 상기 해수면 사이에 전동기, 엔진, 파력장치 또는 풍력장치 중 어느 하나 이상으로 구성되는 제2 동력발생수단 및 상기 제2 동력발생수단에 의하여 구동되어 상기 해수면에서 상기 상층수조로 해수를 공급할 수 있도록 하는 해수상승보조수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 해수 양수장치.
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