KR20230175243A - 필터 박스 및 필터 박스를 갖는 회수 가능한 해저 필터 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 종방향 압력-용기들의 적어도 하나의 그룹을 형성하는 복수의 압력-용기(1)를 갖는 해저 필터-박스에 관한 것이다. 제1 지지 플레이트(7) 및 제2 지지 플레이트(8)가, 각각 압력-용기 단부 섹션들(17, 6)을 지지하는, 복수의 고정 형상부(20)를 포함한다. 복수의 압력-용기는 각각, 제1 지지 플레이트 상의 고정부와 제2 지지 플레이트 상의 고정부 사이에서 연장된다. 압력-용기들의 각 그룹은, 중간 압력-용기(16)와 인접하며 그리고 액체 연결 상태에 놓이는, 적어도 하나의 진입 압력-용기(1), 하나의 단부 압력-용기(14); 그리고, 제1 지지 플레이트(7) 및 제2 지지 플레이트(8)를 복수의 압력-용기에 클램핑하는, 필터 박스 프레임을 포함한다. 적어도 하나의 필터 박스를 갖는 필터 모듈이, 또한 개시된다.
Description
본 발명은, 해저 필터 박스 및 그러한 해저 필터 박스를 갖는 회수 가능한 해저 필터 모듈에 관한 것이다. 해저 필터 모듈은, 특히, 그러한 해저 필터 모듈들을 위한 전용 구역들을 갖는 해저 템플릿들과 함께 사용되도록 마련된다.
해저 필터 박스 및 회수 가능한 해저 필터 모듈은, 특히, RO-멤브레인들을 통해 해수에 완전히 또는 부분적으로 압력을 가하기 위해 RO-멤브레인들 및 정수압을 사용하는, 담수화와 관련한 사용을 위해 의도된다.
해저에서 멤브레인들을 갖는 압력-용기들을 사용하는 것은, 또한, 압력-용기의 내부와 외부 사이의 압력 차이가 감소됨에 따라, 압력-용기의 요구되는 압력 등급을 감소시킨다.
여과 시, 공간은 문제가 될 수 있으며, 그리고 본 발명의 목적은, 이전의 해결책들보다 멤브레인을 갖는 압력-용기들의 더욱 콤팩트한 적층을 제공하는 것이다. 콤팩트한 적층은, 특히, 공간이 제한될 수 있음에 따라 그리고, 높은 공간 요건이, 일반적으로 대형 지원 선박들이 큰 템플릿들 및 모듈들을 설치 또는 회수하기 위해 요구되기 때문에, 생산 및 설치 양자 모두에서 비용을 유발함에 따라, 해저에서 모듈들 내에 멤브레인들을 갖는 압력-용기들을 사용할 때, 유용하다.
역삼투(RO) 멤브레인들은, 삼투압(π)보다 큰 정수압을 제공하는 수심에서 해수 내에 배치될 수 있다. π보다 큰 정수압이, 부가적인 압력을 요구하지 않는 가운데, 물 분자를 RO-멤브레인들을 통해 밀어내기 위해, 담수화 프로세스에서 활용될 수 있다. 해저 담수화가, RO-멤브레인들을 통한 유동을 제공하는 펌프가 RO-멤브레인들의 하류에 위치될 있고, 그에 따라 단지 해수의 전체 유동 대신에 담수화된 물의 유동만을 펌핑하도록 할 수 있기 때문에, 유리하다.
RO-멤브레인들을 위한 통상적인 압력-용기들은, 유입구 반대편의 짧은 측면들 중의 하나의 중심에 투과를 위한 배출구를 갖는다. 그러한 개소는, 압력-용기의 단부에 대한 접근을 요구하며, 그리고 이러한 접근은, 압력-용기들의 적층에 대한 특별한 요건을 둔다. 본 발명의 목적들 중 하나는, 압력-용기 적층에 있어서 더 큰 유연성을 제공하기 위해 이러한 제한을 생략하는 것이다. 더불어, 본 발명의 해저 필터 박스는, 해저 모듈에서의 사용에 적합하며 그리고 다수의 압력-용기 및 해저 필터 박스 구성을 위한 기초가 될 수 있는, 콤팩트한 구조를 제공한다.
본 발명은, 종방향 압력-용기들의 적어도 하나의 그룹을 형성하는 복수의 종방향 압력-용기를 갖는 해저 필터-박스에 관한 것이다. 각 압력-용기는, 멤브레인, 제1 단부 섹션 및 제2 단부 섹션을 포함한다. 각각의 제1 단부 섹션은, 제1 측면 및 제1 단부 섹션 끝단면을 포함한다. 각각의 제2 단부 섹션은, 제2 측면 및 제2 단부 섹션 끝단면을 포함한다. 제1 단부 섹션 끝단면은, 제2 단부 섹션 끝단면으로부터 멀어지게 지향한다.
적어도 하나의 급송 액체 유입구가, 제1 단부 섹션 측면 상에 위치되고, 적어도 하나의 잔류물 배출구 및 적어도 하나의 투과물/여과물 배출구가, 제2 단부 섹션 측면 상에 위치된다. 해저 필터 박스는, 각각 제1 단부 섹션을 지지하는 복수의 고정 형상부를 갖는 제1 지지 플레이트, 각각 제2 단부 섹션을 지지하는 복수의 고정 형상부를 갖는 제2 지지 플레이트를 포함하고, 그로 인해, 복수의 압력-용기는 각각, 제1 지지 플레이트 상의 고정 형상부와 제2 지지 플레이트 상의 고정 형상부 사이에서 연장된다. 압력-용기들의 적어도 하나의 그룹은, 제1 단부 섹션 측면 상에 적어도 하나의 액체 배출구를 갖는 적어도 하나의 진입 압력-용기, 진입 압력-용기와 인접하며 그리고 액체 연결 상태에 놓이는, 제1 단부 섹션 측면 상에 적어도 하나의 액체 배출구, 제2 단부 섹션 측면 상에 적어도 하나의 투과물 유입구, 및 제2 단부 섹션 측면 상에 적어도 하나의 잔류물 유입구를 갖는, 적어도 하나의 중간 압력-용기를 포함한다. 하나의 단부 압력-용기가, 중간 압력-용기와 인접하며 그리고 액체 연결 상태에 놓인다. 클램프 구조물이, 제1 지지 플레이트 및 제2 지지 플레이트를 복수의 압력-용기에 클램핑한다.
진입 압력-용기는 5 포트 압력-용기일 수 있고, 단부 압력-용기는 4 포트 압력-용기일 수 있으며, 그리고 중간 압력-용기는 6 포트 압력-용기일 수 있을 것이다.
진입 압력-용기는, 더불어, 제2 단부 섹션 측면 상에 투과물/여과물 배출구를 포함할 수 있으며, 그리고 단부 압력-용기는, 이때, 제2 단부 섹션 측면 상에 잔류물 유입구를 포함할 수 있을 것이다.
압력-용기의 급송 액체 유입구, 잔류물 배출구 및 투과물/여과물 배출구는, 해제 가능한 액체 커플링들에 의해 인접 압력-용기의 개별적으로 급송 액체 배출구, 잔류물 유입구 및 투과물 유입구에 고정될 수 있다.
해제 가능한 액체 커플링은, 종방향 압력-용기들의 그룹 내에서 압력-용기들을 서로 기계적으로 고정하는, 강성 연결을 제공하는, 기계적 결합을 제공할 수 있을 것이다.
각 압력-용기는, 압력-용기의 투과물측을 밀봉하는, 투과물 단부 캡을 포함할 수 있을 것이다. 투과물 단부 캡은, 단부 캡을 투과물/여과물 배출 튜브에 대해 유지하도록, 투과물/여과물 배출 튜브 상에 나사 체결되는 내부 나사를 갖는 그리고 투과물이 튜브 밖으로 흘러 나가는 것을 허용하기 위한 측면 상의 포트들을 갖는 튜브로서 형성되는, 단부 캡 부착 브라켓에 의해, 압력-용기의 투과물/여과물 배출 튜브의 나사 가공 부분에 고정되는, 투과물 채널을 포함할 수 있을 것이다.
제1 단부 섹션 끝단면은, 제2 단부 섹션 끝단면과 평행할 수 있을 것이다.
멤브레인은, 역삼투(RO) 멤브레인일 수 있으며, 그리고 해저 필터 박스는, 급송 액체가 해수이고, 잔류물은 염수이며, 그리고 투과물은 담수인, 해저 담수화를 위해 사용되도록 마련될 수 있을 것이다.
더불어, 본 발명은, 각 진입 압력-용기 상의 각 급송 액체 유입구와 액체 연결 상태에 놓이는 급송 액체 유입 헤더를 더 포함하는 종방향 압력-용기들의 복수의 그룹을 포함하는, 이상에 설명된 바와 같은 적어도 하나의 필터 박스를 갖는 회수 가능한 해저 필터 모듈에 관한 것이다. 잔류물 헤더가, 각 진입 압력-용기 또는 각 단부 압력-용기 중의 하나 상의 각각의 잔류물 배출구와 액체 연결 상태에 놓인다. 투과물 헤더가, 각 진입 압력-용기 또는 각 단부 압력-용기 중의 하나 상의 각각의 투과물/여과물 배출구와 액체 연결 상태에 놓인다.
필터 모듈은, 2개의 필터 박스를 포함할 수 있고, 2개의 필터 박스 중의 제1 필터 박스가, 2개의 필터 박스 중의 제2 필터 박스 위에 위치되고, 그로 인해, 제1 필터 박스의 각 압력-용기의 종방향 중심선이, 제2 필터 박스의 압력-용기의 종방향 중심선과 일치하게 된다.
해저 필터 모듈은, 회수 가능한 해저 필터 모듈 구역을 갖는 해저 담수화 템플릿, 담수화 모듈로부터 연장되는 잔류물 배출 파이프, 담수화 템플릿으로부터 그리고 투과물 수용 시설로 연장되는 투과물 및 서비스 라인을 더 포함할 수 있을 것이다.
더불어, 본 발명은, 멤브레인을 갖는 종방향 압력-용기에 관한 것이다. 제1 단부 섹션이, 제1 측면 및 제1 단부 섹션 끝단면을 포함한다. 제2 단부 섹션이, 제2 측면 및 제2 단부 섹션 끝단면을 포함한다. 제1 단부 섹션 끝단면은, 제2 단부 섹션 끝단면으로부터 멀어지게 지향한다. 적어도 하나의 급송 액체 유입구가 제1 단부 섹션 측면 상에 위치된다. 적어도 하나의 잔류물 배출구 및 적어도 하나의 투과물/여과물 배출구가, 제2 단부 섹션 측면 상에 위치된다. 급송 액체 배출구 중의 적어도 하나는, 제1 단부 섹션 측면 상에 위치되고, 잔류물 유입구(33)가, 제2 단부 섹션 측면 상에 위치되며, 그리고 투과물 유입구가, 제2 단부 섹션 측면 상에 위치된다.
멤브레인은 RO-멤브레인일 수 있으며, 그리고 압력-용기는 담수화 압력-용기일 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 박스의 사시도이고;
도 2는 하부 지지 플레이트의 사시도이며;
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 하부 지지 플레이트의 평면도이고;
도 4는 하부 지지 플레이트의 도 3에 도시된 바와 같은 A-A 선 단면도이며;
도 5는 압력-용기의 측면도이고;
도 6은 압력-용기 하부 섹션의 단면도이며;
도 7은 압력-용기 제1 섹션/상부 섹션의 단면도이고;
도 8a, 도 8b 및 도 8c는, 6개의 압력-용기들의 열들의 상이한 실시예들에 대한 개략적 도면들이며;
도 9는, 도 1에 도시한 바와 같은 2개의 필터 박스를 갖는, 본 발명에 따른 해저 회수 가능한 필터 박스 모듈의 사시도이고;
도 10은 제1 측면으로부터의 도 9의 회수 가능한 필터 박스 모듈의 측면도이며;
도 11은 제2 측면으로부터의 도 9의 회수 가능한 필터 박스 모듈의 측면도이고; 그리고
도 12는 본 발명의 회수 가능한 필터 박스 모듈을 갖는 해저 담수화 템플릿의 개략도이다.
본 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명은, 첨부된 도면들을 참조한다.
도 2는 하부 지지 플레이트의 사시도이며;
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 하부 지지 플레이트의 평면도이고;
도 4는 하부 지지 플레이트의 도 3에 도시된 바와 같은 A-A 선 단면도이며;
도 5는 압력-용기의 측면도이고;
도 6은 압력-용기 하부 섹션의 단면도이며;
도 7은 압력-용기 제1 섹션/상부 섹션의 단면도이고;
도 8a, 도 8b 및 도 8c는, 6개의 압력-용기들의 열들의 상이한 실시예들에 대한 개략적 도면들이며;
도 9는, 도 1에 도시한 바와 같은 2개의 필터 박스를 갖는, 본 발명에 따른 해저 회수 가능한 필터 박스 모듈의 사시도이고;
도 10은 제1 측면으로부터의 도 9의 회수 가능한 필터 박스 모듈의 측면도이며;
도 11은 제2 측면으로부터의 도 9의 회수 가능한 필터 박스 모듈의 측면도이고; 그리고
도 12는 본 발명의 회수 가능한 필터 박스 모듈을 갖는 해저 담수화 템플릿의 개략도이다.
본 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명은, 첨부된 도면들을 참조한다.
도 1은 본 발명에 따른 필터 박스의 사시도이다. 필터 박스는, 다수의 압력-용기(1)를 포함한다. 압력-용기(1)는, 6개의 라인으로 도시되며, 각 라인은 10개의 압력-용기(1)를 구비하고, 총 60개의 압력-용기(1)가, 각각 6개의 압력-용기(1)의 10개의 행을 생성한다. 각 압력-용기는, 압력-용기 제1 섹션 또는 압력-용기 상부 섹션(17) 내의 액체 유입구(2), 및 압력-용기 제2 섹션/하부 섹션(6) 내의 잔류물 배출구(3) 및 투과물/여과물 배출구(4)를 포함한다. 압력-용기 중심 섹션(5)이, 압력-용기 하부 섹션(6)과 압력-용기 상부 섹션(17)을 연결하며, 그리고 RO-멤브레인들을 유지한다.
10개의 열은 각각, 4개의 6-포트 중간 압력-용기(16), 제1 열 단부에 있는 1개의 4-포트 단부 압력-용기(14) 및 제2 열 단부에 있는 1개의 5-포트 진입 압력-용기(15)를 포함한다. 5-포트 진입 압력-용기(15)는, 액체를 위한 진입 포트를 제공하고 있다. 하나의 열 내의 압력-용기들(1)은, 압력-용기들(1) 사이에서 액체의 유동을 허용하기 위해, 뿐만 아니라, 각 열 내에서 압력-용기들(1)을 함께 유지하도록, 압력-용기들을 기계적으로 결합하기 위해, 서로 액체 연결 상태에 놓인다. 급송 액체는, 전형적으로, 해수, 투과물(담수화된 물) 및 염수(고 염분 농도 해수)이다. 이상에 열거된 3개의 포트에 부가하여, 4-포트 압력-용기(14)는, 잔류물 유입구를 포함한다.
이상에 열거된 3개의 포트에 부가하여, 5-포트 압력-용기(15)는, 액체 배출구 및 투과물 유입구를 포함한다.
이상에 열거된 3개의 포트에 부가하여, 6-포트 압력-용기(16)는, 잔류물 유입구, 액체 배출구, 및 투과물 유입구를 포함한다.
압력-용기들(1)은, 양자 모두 각 압력-용기(1)를 위한 고정 형상부를 형성하는 원형 리세스를 갖는, 제1 지지 플레이트/상부 지지 플레이트(7)와 제2 지지 플레이트/하부 지지 플레이트(8) 사이에서 제자리에 유지된다. 제1 지지 플레이트/상부 지지 플레이트(7) 및 제2 지지 플레이트/하부 지지 플레이트(8)는, 클램프 구조물에 의해 함께 클램핑된다. 클램프 구조물은, 상부 지지 플레이트(7)를 지지하는 상측 프레임 부분(9)과 하부 지지 플레이트(8)를 지지하는 하측 프레임 부분(10)을 포함할 수 있을 것이다. 상측 프레임 부분(9) 및 하측 프레임 부분(10)은 각각, 부품들을 함께 클램핑하도록, 4개의 프레임 조인트(12)에서, 또한 클램프 구조물을 일부를 형성하는, 2개의 중앙 프레임 부분(11)에 연결된다. 압력-용기 지지 클램프들(13)이, (4-포트 압력-용기들(14)을 하나의 중앙 프레임 부분(11)에 대해 그리고 5-포트 압력-용기들(15)을 다른 중앙 프레임 부분(11)에 대해) 외측 라인들에서 압력-용기들을 유지한다. 압력-용기 지지 클램프들(13)은, 일반적으로, 압력-용기들을 둘러싸는 클램프들이다. 압력-용기들 중의 일부는, 압력-용기들 사이에서 액체를 전달하기 위한, 잔류물 유입구(33) 및 투과물 유입구(34)를 포함한다.
도 1에 제시된 실시예는, 또한, 유입구(2)에 진입하는 급송 유동이 압력-용기들(1) 내부에 위치되는 임의의 유형의 필터 카트리지들에 의해 배출구(4)에서의 여과물 유동 및 배출구(3)에서의 잔류물 유동으로 여과되는, 황산염 제거와 같은 다른 시스템들에도 적용 가능할 것이다.
도 2는, 또한 도 1에 도시된 상부 지지 프레임(7)과도 유사한, 하부 지지 플레이트(8)의 사시도이다. 하부 지지 플레이트(8)는, 지지 플레이트가 유지하도록 의도되는 각 압력-용기를 위한 하나의 원형 리세스 또는 고정 형상부(20)를, 이 경우, 6개의 라인 및 10개의 열의 고정 형상부를 갖는 패턴으로 60개의 고정 형상부(20)를 포함한다. 고정 형상부들은, 서로 일렬로 놓인다.
고정 형상부들(20)은, 압력-용기들의 측방향 및 종방향 변위를 방지하는 형상부들이다. 고정 형상부들은, 압력-용기들의 단부들의 형상 및 크기에 맞춰진다.
도 3 및 도 4에, 대략적인 치수들이, 지지 플레이트들의 크기의 순서를 나타내기 위해 포함된다.
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 하부 지지 플레이트(8)의 평면도이다. 원형 리세스들로서 성형되는 각각의 고정 형상부(20) 사이의 거리(c)가, 전형적으로 36 cm이다. 플레이트의 폭(w)은, 전형적으로 230cm이며, 그리고 플레이트의 길이(l)는, 전형적으로 370cm이다.
도 4는, 30cm인 고정 형상부들(20)의 직경(D) 및 3cm인 각 리세스의 중심에 있는 지지 플레이트를 통한 보어의 직경(d)을 도시하는, 하부 지지 플레이트(8)의 도 3에 도시된 바와 같은 A-A 선 단면도이다. 지지 플레이트의 두께(t)는 13cm이며 그리고 각 리세스의 깊이(h)는 6cm이다.
도 5는, 액체 유입구(2), 잔류물 배출구(3), 투과물/여과물 배출구(4), 급송 액체 배출구(32), 잔류물 유입구(33), 및 투과물 유입구(34)를 갖는 압력-용기의 측면도이다. 상부 플러그(35)가, 압력-용기의 액체 유입 챔버에 대한 접근을 허용한다. 투과물 단부 캡(30)이, 압력-용기의 투과물측을 밀봉하며, 그리고 투과물 채널을 포함한다. 압력-용기는, 압력-용기 제1 단부 섹션(상부)(17) 및 압력-용기 제2 단부 섹션(하부)(6)을 포함한다.
도 6은, 잔류물 배출구(3), 잔류물 유입구(33), 투과물/여과물 배출구(4) 및 투과물 유입구(34)를 갖는, 압력-용기 하부 섹션(6)의 단면도이다. 압력-용기의 투과물측을 밀봉하는, 투과물 단부 캡(30)은, 유입구와 배출구로부터의 유동을 가이드하기 위해 베이스로부터 천공된 중공 채널로서 연장되는, 투과물 채널(31)을 포함한다. 투과물 단부 캡(30)은, 제2/하부 압력-용기 단부 섹션 끝단면(22) 및 제2/하부 압력-용기 단부 섹션 측면(24)을 포함한다. 단부 캡(30)은, 투과물/여과물 배출 튜브(38) 상에 나사 체결되는 내부 나사를 갖는 그리고 투과물이 튜브 밖으로 흘러 나가는 것을 허용하기 위한 측면 상의 포트들을 갖는 튜브로서 형성되는 단부 캡 부착 브라켓(36)에 의해, 압력-용기의 투과물/여과물 배출 튜브(38)의 나사 가공 부분에 고정된다. 가스켓들 또는 시일들(37)이, 압력-용기의 단부 캡(30)과 끝단면 사이에서 밀봉한다. 단부 캡 부착 브래킷(36)은, 단부 캡(30)을 압력-용기에 대해 유지한다. 단부 캡(30)은, 육각 키/앨런 키 또는 6각 별형(Torx) 키를 수용하기 위한 리세스와 같은, 공구 부착 부분(25)을 포함한다.
도 7은, 급송 액체 유입구(2), 급송 액체 배출구(32)를 갖는, 압력-용기 제1 섹션/상부 섹션(17)의 단면도이다. 상부 플러그(35)는, 압력-용기의 급송 액체 유입 챔버에 대한 접근을 허용한다. 제1/상부 압력-용기 단부 섹션 끝단면(21) 및 제1/상부 압력-용기 단부 섹션 측면(23).
도 1과 관련하여 설명되는 4-포트 압력-용기(14)에는, 급송 액체 배출구(32) 및 투과물 유입구(34)가 가려져 있거나 또는 생략되어 있다.
도 1과 관련하여 설명되는 5-포트 압력-용기(15)에는, 잔류물 유입구(33)가, 가려져 있거나 또는 생략되어 있다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는, 6개의 압력-용기(1)의 열에 대한 개략적 도면들이다. 도면들은, 약간 상이한 배출구 구성을 갖는 상이한 실시예들을 도시한다. 도 8a에서, 압력-용기들은, 4개의 중간 6-포트 압력-용기(16), 제1-열 단부에 있는 4포트 단부 압력-용기(14), 및 제2-열 단부에 있는 5포트 진입 압력-용기(15)를 포함한다. 하나의 열 내의 압력-용기들(1)은, 압력-용기들(1) 사이에서 (압력-용기들이 담수화를 위해 사용되는 경우에) 해수, 투과물(담수화된 물) 및 염수(고 염분 농도 해수)의 유동을 허용하기 위한, 뿐만 아니라, 각 열 내에서 압력-용기들(1)을 함께 유지하도록, 압력-용기들을 기계적으로 결합하는, 해제 가능한 액체 커플링들(18)에 의해, 서로 액체 연결 상태에 놓인다. 포트들은, 급송 액체 유입구들(2) 각각에, 잔류물 배출구들(3) 및 투과물/여과물 배출구들(4)에 있는 것을 포함하는, 해제 가능한 액체 커플링들(18)을 갖도록 제공된다. 이상에 열거된 3개의 포트에 부가하여, 4-포트 압력-용기(14)는, 잔류물 유입구(33)를 포함한다. 이상에 열거된 3개의 포트에 부가하여, 5-포트 압력-용기(15)는, 급송 액체 배출구(32) 및 투과물 유입구(34)를 포함한다. 이상에 열거된 3개의 포트에 부가하여, 6-포트 압력-용기(16)는, 잔류물 유입구(33), 급송 액체 배출구(32) 및 투과물 유입구(34)를 포함한다.
해제 가능한 액체 커플링들(18)은, 클램프 커넥터들/연결 클램프들과 같은, 나사 가공된 커넥터들로서 형성될 수 있을 것이다. 적절한 커플링들이, 빅타릭 커플링들로서 판매될 수 있으며, 여기서 빅타릭(Victaulic)은 상품명이다. 투과물 단부 캡들(30)은, 각각의 압력-용기(1)의 바닥에 위치된다.
6개의 압력-용기(1) 사이의 유일한 차이는, 포트들의 개수이다. 모든 압력-용기들은, 동일한 치수들을 갖는다.
도 8b는, 진입 압력-용기(15)가, 6개의 포트를 포함하는, 그리고 투과물/여과물 배출구(4), 잔류물 배출구(3), 투과물 유입구(34) 및 잔류물 유입구(33)를 포함하는, 상이한 실시예를 도시한다. 단부 압력-용기(14)는, 단지 3개의 포트만을 포함하며, 그리고 그에 따라 잔류물 유입구 또는 투과물 유입구들을 포함하지 않는다.
도 8c는, 진입 압력-용기(15)가, 4개의 포트를 포함하며, 그리고 급송 액체 배출구(32), 투과물/여과물 배출구(4) 및 잔류물 배출구(3)를 포함하지만, 투과물 유입구 또는 잔류물 유입구를 포함하지 않는, 상이한 실시예를 도시한다. 단부 압력-용기(14)는, 5개의 포트를 포함하며, 그리고 그에 따라 잔류물 및 투과물을 위한 유입구들 및 배출구들 양자 모두를 포함한다(투과물 유입구(34) 및 잔류물 유입구(33)).
도 9는, (10개의 열 대신에 압력-용기들의 14개의 열을 갖는) 위아래로 놓이는, 도 1에 도시된 바와 같은 2개의 필터 박스를 갖는, 본 발명에 따른 필터 박스 모듈의 사시도이다. 압력-용기들(1)은, 각 라인에 14개의 압력-용기(1)를 갖는 6개의 라인, 총 168개의 압력-용기(1)로 도시된다. 압력-용기(1)의 14개의 열 각각은, 필터-박스들의 각 층을 위한 하나의 급송 액체 헤더(42)와의 액체 연결 상태에서 2개의 유입 필터(40)를 통해 급송 액체를 급송 받게 된다. 도 9에, 필터 박스들의 2개의 층 그리고 그에 따라 2개의 급송 액체 헤더(42)가 존재한다. 급송 액체 헤더들(42)은, 압력-용기들의 각 열을 위한 급송 액체 유입구(2)와 액체 연결 상태에 놓이는 하나의 유입 튜브 및 플레넘 튜브를 포함한다.
압력-용기(1)의 10개의 열 각각으로부터의 투과물은, 필터-박스들의 각 층을 위한 하나의 투과물 헤더(44)로 유도된다. 도 9에, 필터 박스들의 2개의 층 그리고 그에 따라 2개의 투과물 헤더(44)가 존재한다. 투과물 헤더들(44)은, 압력-용기들의 각 열을 위한 투과물/여과물 배출구(4)와 액체 연결 상태에 놓이는 하나의 배출 튜브 및 플레넘 튜브를 포함한다.
압력-용기(1)의 10개의 열 각각으로부터의 염수는, 필터-박스들의 각 층을 위한 하나의 잔류물 헤더(43)로 유도된다. 도 9에, 필터 박스들의 2개의 층 그리고 그에 따라 2개의 잔류물 헤더(43)가 존재한다. 잔류물 헤더(43)는, 압력-용기들의 각 열을 위한 잔류물 배출구와 액체 연결 상태에 놓이는 하나의 유입 튜브 및 플레넘 튜브를 포함한다.
압력-용기들(1)은, 제1 지지 플레이트/상부 지지 플레이트(7)와 제2 지지 플레이트/하부 지지 플레이트(8) 사이에서 제자리에 유지된다. 상부 지지 플레이트(7) 및 하부 지지 플레이트(8)는, 개별적으로, 각 필터-박스의 상측 프레임 부분(9) 및 하측 프레임 부분(10) 내에 위치된다.
투과물 템플릿 연결부(45) 및 잔류물 템플릿 연결부(46)가, 개별적으로, 투과물 헤더(44) 및 잔류물 헤더(43)와 액체 연결 상태에 놓인다. 템플릿 연결부들(45, 46)은, 필터 박스 모듈이 해저 담수화 템플릿 상에 설치될 때, 담수화 템플릿에 연결된다.
도 9에 제시된 실시예는, 또한, 해수 유입 필터(40)를 통과하는 급송 해수 유동이 압력-용기들(1) 내부에 위치되는 임의의 유형의 필터 카트리지들에 의해 여과되는, 여과물 유동이 템플릿 연결부(45)에서 빠져나가며 그리고 잔류물이 배출구(46)에서 빠져나가는, 다른 시스템들에도 적용 가능할 것이다.
도 10은 제1 측면으로부터의 도 9의 필터 박스 모듈의 측면도이며, 그리고 도 11은 제2 측면으로부터의 도 9의 필터 박스 모듈의 측면도이다. 각각의 필터 박스는, 상부 플레이트(7), 상측 프레임(9), 하부 플레이트(8) 및 하측 프레임(10)을 포함한다. 밸브들 및 액체 파라미터 센서들이, 잔류물 헤더들(43)과 잔류물 템플릿 연결부(46) 사이의 유동 경로 내에 위치된다. 밸브들 및 액체 파라미터 센서들이, 투과물 헤더들(44)과 투과물 템플릿 연결부(45) 사이의 유동 경로 내에 위치된다. 해수 헤더들(42)은, 해수 유입 필터들(40)과 액체 연결 상태에 놓인다.
액체 파라미터 센서들은, 온도 센서들, 염도 센서들, 압력 센서들, 질량 유량 센서들, 오염 센서들 등을 포함할 수 있을 것이다.
도 12는, 회수 가능한 해저 필터 모듈 구역(57) 내의, 본 발명의 회수 가능한 필터 모듈들(51)을 갖는 해저 담수화 템플릿(50)의 개략도이다. 필터 모듈들(51)은, 지원/서비스 선박(55)으로부터 설치되거나, 또는 담수화 템플릿으로부터 회수된다. 잔류물 배출 파이프(53)가, 담수화 템플릿(50)으로부터 그리고 필터 모듈들(51)을 위한 급송 액체 유입구로부터 멀리 떨어진 개소로 연장된다. 투과물 및 서비스 라인(52)이, 담수화 템플릿으로부터 그리고 투과물 수용 시설(54)로 연장된다. 투과물 수용 시설(54). 제어 스테이션(56)이, 해저 담수화 템플릿(50)에 연결될 수 있으며, 그리고 해저 담수화 템플릿(50)에 전력 및 제어를 제공할 수 있을 것이다. 해저 담수화 템플릿(50)은, 급송 액체를 위한 하나 또는 여러 개의 순환 펌프, 투과물을 위한 하나 또는 여러 개의 운반 펌프를 갖고, 별도의 유입 필터들, 작동을 모니터링 하기 위한 시스템들 등을 갖는, 시스템의 일부를 형성할 수 있을 것이다.
해저 템플릿(50)은, 본 발명의 필터 모듈들(51)을 위한 전용 구역들을 포함할 수 있으며, 그리고 투과물 유입구, 잔류물 유입구 및 급송 액체 배출구 중 적어도 하나를 위한 연결부들을 포함할 수 있을 것이다.
압력-용기들은, 물의 염분 제거를 위한 RO-압력-용기들이다. 다른 필터링 압력-용기들이, 또한, 본 발명에 활용될 수 있을 것이다.
상기한 설명은, 염분 제거 목적을 염두에 두고 압력-용기들 내부에 설치되는 RO-멤브레인들에 대해 이루어진다. 그러나, 다른 시스템들에서, 다른 유형의 멤브레인들이 설치될 수 있으며, 그리고 문구는 상이할 수 있을 것이다.
1: 압력-용기
25: 공구 부착 부분
2: 급송 액체 유입구 30: 투과물 단부 캡
3: 잔류물 배출구 31: 투과물 채널
4: 투과물/여과물 배출구 32: 급송 액체 배출구
5: 압력-용기 중심 섹션 33: 잔류물 유입구
6: 제2 단부 섹션 34: 투과물 유입구
7: 제1 지지 플레이트 35: 상부 플러그
8: 제2 지지 플레이트 36: 단부 캡 부착 브라켓
9: 상측 프레임 부분 37: 단부 캡 시일
10: 하측 프레임 부분 38 투과물/여과물 배출 튜브
11: 중앙 프레임 부분 40: 급송 액체 유입 필터
12: 프레임 조인트 42: 급송 액체 헤더
13: 압력-용기 지지 클램프 43: 잔류물 헤더
14: 4-포트 단부 압력-용기 44: 투과물 헤더
15: 5-포트 진입 압력-용기 45: 투과물 템플릿 연결부
16: 6-포트 중간 압력-용기 46: 잔류물 템플릿 연결부
17: 제1 단부 섹션 50: 담수화 템플릿
18: 해제 가능한 액체 커플링 51: 필터 모듈
20: 고정 형상부/원형 리세스 52: 투과물 및 서비스 라인
21: 제1 단부 섹션 끝단면 53: 잔류물 배출 파이프
22: 제2 단부 섹션 끝단면 54: 투과물 수용 시설
23: 제1 단부 섹션 측면 55: 지원 선박
24: 제2 단부 섹션 측면 56: 제어 스테이션
57: 회수 가능한 해저 필터 모듈 구역
2: 급송 액체 유입구 30: 투과물 단부 캡
3: 잔류물 배출구 31: 투과물 채널
4: 투과물/여과물 배출구 32: 급송 액체 배출구
5: 압력-용기 중심 섹션 33: 잔류물 유입구
6: 제2 단부 섹션 34: 투과물 유입구
7: 제1 지지 플레이트 35: 상부 플러그
8: 제2 지지 플레이트 36: 단부 캡 부착 브라켓
9: 상측 프레임 부분 37: 단부 캡 시일
10: 하측 프레임 부분 38 투과물/여과물 배출 튜브
11: 중앙 프레임 부분 40: 급송 액체 유입 필터
12: 프레임 조인트 42: 급송 액체 헤더
13: 압력-용기 지지 클램프 43: 잔류물 헤더
14: 4-포트 단부 압력-용기 44: 투과물 헤더
15: 5-포트 진입 압력-용기 45: 투과물 템플릿 연결부
16: 6-포트 중간 압력-용기 46: 잔류물 템플릿 연결부
17: 제1 단부 섹션 50: 담수화 템플릿
18: 해제 가능한 액체 커플링 51: 필터 모듈
20: 고정 형상부/원형 리세스 52: 투과물 및 서비스 라인
21: 제1 단부 섹션 끝단면 53: 잔류물 배출 파이프
22: 제2 단부 섹션 끝단면 54: 투과물 수용 시설
23: 제1 단부 섹션 측면 55: 지원 선박
24: 제2 단부 섹션 측면 56: 제어 스테이션
57: 회수 가능한 해저 필터 모듈 구역
Claims (13)
- 종방향 압력-용기들의 적어도 하나의 그룹을 형성하는 복수의 종방향 압력-용기(1)를 갖는 해저 필터 박스로서, 각 압력-용기(1)는, 멤브레인, 제1 단부 섹션(17) 및 제2 단부 섹션(6)을 포함하는 것인, 해저 필터 박스에 있어서,
각각의 제1 단부 섹션(17)은, 제1 측면(23) 및 제1 단부 섹션 끝단면(21)을 포함하고;
각각의 제2 단부 섹션(6)은, 제2 측면(24) 및 제2 단부 섹션 끝단면(22)을 포함하며;
제1 단부 섹션 끝단면(21)은, 제2 단부 섹션 끝단면(22)으로부터 멀어지게 지향하고;
제1 단부 섹션 측면(23) 상에 적어도 하나의 급송 액체 유입구(2)를 구비하며;
제2 단부 섹션 측면(24) 상에 적어도 하나의 잔류물 배출구(3) 및 적어도 하나의 투과물/여과물 배출구(4)를 구비하고;
해저 필터 박스는:
각각 제1 단부 섹션(17)을 지지하는, 복수의 고정 형상부(20)를 갖는 제1 지지 플레이트(7),
각각 제2 단부 섹션(6)을 지지하는, 복수의 고정 형상부(20)를 갖는 제2 지지 플레이트(8)로서, 복수의 압력-용기는 각각, 제1 지지 플레이트(7) 상의 고정 형상부(20)와 제2 지지 플레이트(8) 상의 고정 형상부(20) 사이에서 연장되는 것인, 제2 지지 플레이트(8)를 포함하고;
압력-용기들의 적어도 하나의 그룹은, 적어도:
제1 단부 섹션 측면(23) 상에 적어도 하나의 급송 액체 배출구(32)를 갖는 하나의 진입 압력-용기(15);
적어도 하나의 중간 압력-용기(16)로서,
제1 단부 섹션 측면(23) 상에 적어도 하나의 급송 액체 배출구(32),
제2 단부 섹션 측면(24) 상에 적어도 하나의 투과물 유입구(34),
제2 단부 섹션 측면(24) 상에 적어도 하나의 잔류물 유입구(33)를 갖고,
진입 압력-용기(15)와 인접하며 그리고 액체 연결 상태에 놓이는 것인, 적어도 하나의 중간 압력-용기(16);
중간 압력-용기(16)와 인접하며 그리고 액체 연결 상태에 놓이는 하나의 단부 압력-용기(14)
를 포함하고;
제1 지지 플레이트(7) 및 제2 지지 플레이트(8)를 복수의 압력-용기(1)에 클램핑하는, 클램프 구조물을 포함하는 것인, 해저 필터 박스. - 제1항에 있어서,
진입 압력-용기(15)는, 5-포트 압력-용기이고, 단부 압력-용기(14)는, 4-포트 압력-용기이며, 그리고 적어도 하나의 중간 압력-용기(16)는, 6-포트 압력-용기인 것인, 해저 필터 박스. - 제2항에 있어서,
진입 압력-용기(15)는, 제2 단부 섹션 측면(24) 상에 투과물/여과물 배출구(4)를 더 포함하며, 그리고 단부 압력-용기(14)는, 제2 단부 섹션 측면(24) 상에 잔류물 유입구(33)를 포함하는 것인, 해저 필터 박스. - 제1항에 있어서,
압력-용기의 액체 유입구(2), 잔류물 배출구(3), 및 투과물/여과물 배출구(4)는, 해제 가능한 액체 커플링(18)에 의해 인접 압력-용기의 개별적으로 급송 액체 배출구(32), 잔류물 유입구(33) 및 투과물 유입구(34)에 고정되는 것인, 해저 필터 박스. - 제4항에 있어서,
해제 가능한 액체 커플링(18)은, 종방향 압력-용기들의 그룹 내에서 압력-용기들을 서로 기계적으로 고정하는, 강성 연결을 제공하는, 기계적 결합을 제공하는 것인, 해저 필터 박스. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서
각 압력-용기는, 압력-용기(1)의 투과물측을 밀봉하는 투과물 단부 캡(30)을 포함하고, 투과물 단부 캡(30)은, 단부 캡(30)을 투과물/여과물 배출 튜브(38)에 대해 유지하도록, 투과물/여과물 배출 튜브(38) 상에 나사 체결되는 내부 나사를 갖는 그리고 투과물이 튜브 밖으로 흘러 나가는 것을 허용하기 위한 측면 상의 포트들을 갖는 튜브로서 형성되는, 단부 캡 부착 브라켓(36)에 의해, 압력-용기의 투과물/여과물 배출 튜브(38)의 나사 가공 부분에 고정되는, 투과물 채널(31)을 포함하는 것인, 해저 필터 박스. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서
제1 단부 섹션 끝단면은, 제2 단부 섹션 끝단면과 평행할 수 있는 것인, 해저 필터 박스. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서
멤브레인은, 역삼투(RO) 멤브레인이며, 그리고 해저 필터-박스는, 급송 액체가 해수이고, 잔류물이 염수이며, 그리고 투과물이 담수인, 해저 담수화를 위해 사용되도록 마련되는 것인, 해저 필터 박스. - 종방향 압력-용기들(1)의 복수의 그룹을 포함하는, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 해저 필터 박스를 갖는 회수 가능한 해저 필터 모듈로서,
각 진입 압력-용기(15) 상의 각 액체 유입구(2)와 액체 연결 상태에 놓이는 액체 유입 헤더(42);
각 진입 압력-용기(15) 또는 각 단부 압력-용기(14) 중 하나 상의 각 잔류물 배출구(3)와 액체 연결 상태에 놓이는 잔류물 헤더(43); 및
각 진입 압력-용기(15) 또는 각 단부 압력-용기(14) 중 하나 상의 각 투과물/여과물 배출구(4)와 액체 연결 상태에 놓이는 투과물 헤더(44)
를 더 포함하는 것인, 회수 가능한 해저 필터 모듈. - 제9항에 있어서,
2개의 해저 필터 박스를 포함하고, 2개의 해저 필터 박스 중의 제1 해저 필터 박스가, 2개의 해저 필터 박스 중의 제2 해저 필터 박스 위에 위치되고, 그로 인해, 제1 해저 필터 박스의 각 압력-용기의 종방향 중심선이, 제2 해저 필터 박스의 압력-용기의 종방향 중심선과 일치하게 되는 것인, 회수 가능한 해저 필터 모듈. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
회수 가능한 해저 필터 모듈 구역(57)을 갖는 해저 담수화 템플릿(50);
담수화 모듈(50)로부터 연장되는 잔류물 배출 파이프(53); 및
담수화 템플릿으로부터 그리고 투과물 수용 시설(54)로 연장되는 투과물 및 서비스 라인(52)
을 더 포함하는 것인, 회수 가능한 해저 필터 모듈. - 종방향 압력-용기(1)로서,
멤브레인;
제1 측면(23) 및 제1 단부 섹션 끝단면(21)을 포함하는, 제1 단부 섹션(17);
제2 측면(24) 및 제2 단부 섹션 끝단면(22)을 포함하는, 제2 단부 섹션(6)
을 포함하며,
제1 단부 섹션 끝단면(21)은, 제2 단부 섹션 끝단면(22)으로부터 멀어지게 지향하고;
제1 단부 섹션 측면(23) 상에 적어도 하나의 급송 액체 유입구(2)를 포함하며;
제2 단부 섹션 측면(24) 상에 적어도 하나의 잔류물 배출구(3) 및 적어도 하나의 투과물/여과물 배출구(4)를 포함하고; 그리고
제1 단부 섹션 측면(23) 상의 급송 액체 배출구(32), 제2 단부 섹션 측면(24) 상의 잔류물 유입구(33), 및 제2 단부 섹션 측면(24) 상의 투과물 유입구(34) 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 종방향 압력-용기 - 제12항에 있어서,
멤브레인은 RO-멤브레인이며, 그리고 압력-용기는, 담수화 압력-용기(1)인 것인, 종방향 압력-용기.
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