KR101262748B1 - Desalination apparatus of sea water - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해수의 담수화 장치에 관한 것으로, 해수를 증기와 온수로 변환하도록 태양열을 이용하여 상기 해수를 가열하는 가열기와, 상기 가열기에 의해 변환된 상기 증기와 상기 온수를 분리하는 분리기를 포함하며, 상기 가열기는, 오목한 곡면을 갖는 반원통 형상으로 마련되고, 상기 반원통 형상의 길이방향을 따라 위치하는 다수의 초점을 향하여 내면으로 조사된 태양광을 반사하는 반사렌즈; 및 상기 반사렌즈에 의해 반사된 상기 태양광의 열 에너지에 의해 상기 해수를 가열하도록, 상기 반사렌즈의 초점이 위치하는 길이방향의 지점을 따라 상기 해수가 흐를 수 있도록 형성되는 유로관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus for desalination of seawater, comprising a heater for heating the seawater using solar heat to convert seawater into steam and hot water, and a separator for separating the steam and the hot water converted by the heater, The heater may include a reflection lens provided in a semi-cylindrical shape having a concave curved surface and reflecting sunlight irradiated to the inner surface toward a plurality of focal points located along the longitudinal direction of the semi-cylindrical shape; And a flow path tube formed such that the sea water flows along a longitudinal point where the focal point of the reflective lens is located to heat the sea water by the heat energy of the sunlight reflected by the reflective lens. It features.
Description
본 발명은 해수의 담수화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양 에너지를 이용함으로써 설비 및 유지 보수에 따른 비용을 줄이는 동시에 담수화하는데 필요한 에너지를 자체적으로 해결하여 경제적이고 효율적인 해수의 담수화 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a desalination apparatus of seawater, and more particularly, to an economical and efficient desalination apparatus of the seawater by using solar energy to solve the energy required for desalination while reducing costs associated with installation and maintenance.
물은 인간의 가장 중요한 천연 자원으로써, 지구 표면의 약 75%를 덮고 있다. 지구상에 존재하는 물의 약 97%는 바다에 있고, 나머지 3% 중의 약 2/3는 극 지방의 만년설이나 빙하로 존재한다.Water is the most important natural resource for humans, covering about 75% of the earth's surface. About 97% of the earth's water is at sea, and about two-thirds of the remaining 3% are polar ice caps or glaciers.
그러나 바다 또는 극지방의 만년설이나 빙하로 존재하는 해수는 인간의 생활용수나 산업용수로 이용하기에는 염도가 너무 높은바, 실제로 인간이 생활에 이용할 수 있는 담수는 매우 적다.However, seawater, which exists as sea or polar ice caps and glaciers, is too salty for human or industrial water use, and in fact, there is very little fresh water available for human life.
더욱이, 오늘날에는 계속하여 증가되고 있는 산업화와 이에 따른 환경오염으로 인해 인간의 생활에 이용할 수 있는 담수는 점차 그 양이 줄어들고 있으며, 이로 인해 담수 부족 및 고갈 현상이 점차 증가하고 있다.Moreover, the amount of freshwater available to human life is gradually decreasing due to the increasing industrialization and consequent environmental pollution, which is increasing the shortage and depletion of freshwater.
따라서 이러한 담수 부족 및 고갈 현상을 해결하기 위한 방안으로서, 전술한 바와 같이 많은 양의 해수를 담수로 전환하기 위한 방안이 모색되고 있으며, 이러한 방안을 구현하기 위하여 다양한 해수의 담수화 장치가 개발되고 있다.Therefore, as a solution for the depletion and depletion of fresh water, as described above, a method for converting a large amount of seawater into freshwater is being sought, and various desalination devices for seawater have been developed to implement such a method.
이러한 해수의 담수화 장치는 역삼투법을 이용한 장치와 전기 투석법을 이용한 장치 및 증류법을 이용한 장치로 대별될 수 있다. 이 중에서, 많은 양의 해수를 비교적 빨리 담수화할 수 있다는 이점으로 인해, 증류법을 이용한 해수의 담수화 장치가 약 70% 이상을 차지하고 있다.Such seawater desalination apparatus can be roughly classified into a reverse osmosis apparatus, an electrodialysis apparatus, and a distillation apparatus. Among these, the desalination apparatus of seawater using the distillation method occupies about 70% or more because of the advantage that a large amount of seawater can be desalted relatively quickly.
하지만, 이러한 증류법을 이용한 해수의 담수화 장치는 설치 및 유지 보수에 따른 비용이 과다하게 소요될 수 있다는 점에서 비경제적이며, 담수화하는데 필요한 에너지를 외부로부터 공급받아야 한다는 점에서 비효율적인 측면이 있다.
However, the desalination apparatus of the seawater using the distillation method is uneconomical in that the cost of installation and maintenance may be excessive, and inefficient in that the energy required for desalination must be supplied from the outside.
본 발명의 기술적 과제는, 태양 에너지를 이용함으로써 설비 및 유지 보수에 따른 비용을 줄이는 동시에 담수화하는데 필요한 에너지를 자체적으로 해결하여 경제적이고 효율적인 해수의 담수화 장치를 제공하는 것이다.The technical problem of the present invention is to provide an economical and efficient desalination apparatus of seawater by using solar energy to solve the energy required for desalination while reducing costs associated with installation and maintenance.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
상기 기술적 과제는, 본 발명에 따라, 해수를 증기와 온수로 변환하도록 태양열을 이용하여 상기 해수를 가열하는 가열기와, 상기 가열기에 의해 변환된 상기 증기와 상기 온수를 분리하는 분리기를 포함하는 해수의 담수화 장치에 의하여 달성될 수 있는데, 이때 상기 가열기는, 오목한 곡면을 갖는 반원통 형상으로 마련되고, 상기 반원통 형상의 길이방향을 따라 위치하는 다수의 초점을 향하여 태양광을 반사하는 반사렌즈; 및 상기 반사렌즈에 의해 반사된 상기 태양광의 열 에너지에 의해 상기 해수를 가열하도록, 상기 반사렌즈의 초점이 위치하는 길이방향의 지점을 따라 상기 해수가 흐를 수 있도록 형성되는 유로관;을 포함하여 구성될 수 있다.The technical problem, according to the invention, of the seawater comprising a heater for heating the seawater using solar heat to convert seawater into steam and hot water, and a separator for separating the steam and the hot water converted by the heater It can be achieved by a desalination device, wherein the heater is provided with a semi-cylindrical shape having a concave curved surface, the reflection lens for reflecting the sunlight toward a plurality of focal points located along the longitudinal direction of the semi-cylindrical shape; And a flow path tube formed to allow the sea water to flow along a longitudinal point where the focal point of the reflective lens is located so as to heat the sea water by the heat energy of the sunlight reflected by the reflective lens. Can be.
또한, 상기 가열기는 상기 반사렌즈의 개방된 상부에 마련된 투명한 지지판을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 반사렌즈의 내주면과 대면하여 상기 지지판의 하단면에 상기 유로관이 설치될 수 있다.The heater may further include a transparent support plate provided on an open upper portion of the reflective lens, and the flow path tube may be installed on a lower surface of the support plate to face an inner circumferential surface of the reflective lens.
아울러, 상기 가열기는 상기 반사렌즈를 덮는 커버를 더 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 반사렌즈의 상부를 덮는 상기 커버의 일부분은 투명하게 형성될 수 있으며, 상기 반사렌즈의 양 측면을 덮는 상기 커버의 일 부분은 상기 유로관의 유입구 및 배출구에 대향하는 제1 관통공 및 제2 관통공을 각각 구비할 수 있다.In addition, the heater may further comprise a cover covering the reflective lens, a portion of the cover covering the upper portion of the reflective lens may be formed transparent, the cover of the cover covering both sides of the reflective lens One portion may have a first through hole and a second through hole respectively facing the inlet and outlet of the flow passage.
또한, 상기 유로관의 유입구에는 상기 해수를 유입시키는 유입관의 일측이 상기 제1 관통공을 관통하여 착탈가능하게 결합될 수 있으며, 상기 유로관의 배출구에는 상기 해수를 가열함으로써 변환시킨 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 유로관에서 가열된 해수를 배출시키는 배출관의 일측이 상기 제2 관통공을 관통하여 착탈가능하게 결합될 수 있다.In addition, one side of the inlet pipe through which the sea water is introduced may be detachably coupled to the inlet of the flow path through the first through hole, and the steam converted to the outlet of the flow pipe by heating the sea water; One side of the discharge pipe for discharging the hot water or the heated sea water from the flow path pipe may be detachably coupled through the second through hole.
이때, 상기 유로관의 단면적은 상기 유입관의 단면적보다 넓게 상기 가열기가 형성될 수 있다.In this case, the heater may be formed so that the cross-sectional area of the flow path tube is wider than that of the inlet pipe.
한편, 상기 분리기는, 상기 해수를 가열함으로써 변환시킨 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 유로관에서 가열된 해수를 상기 배출관을 통해 배출된 이후에 수용하는 수용부; 상기 수용부에 수용된 상기 온수 및 상기 해수가 중력에 의하여 하측으로 배출되도록 개방된 제1 배출공; 상기 수용부에 수용된 상기 증기가 상기 증기가 갖고 있는 증기압에 의하여 상측으로 배출되도록 개방된 제2 배출공; 및 상기 제2 배출공으로 배출되는 상기 증기가 상기 제1 배출공으로 배출되는 것을 차단하는 차단체;를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the separator, the accommodating portion for accommodating the steam converted by heating the sea water and the hot water or the sea water heated in the flow path pipe after being discharged through the discharge pipe; A first discharge hole opened to discharge the hot water and the sea water accommodated in the accommodation portion downward by gravity; A second discharge hole opened to discharge the steam accommodated in the accommodation portion upward by the steam pressure of the steam; And a blocker which blocks the vapor discharged to the second discharge hole from being discharged to the first discharge hole.
한편, 상기 반사렌즈에 의해 반사된 상기 태양광의 광 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있도록, 상기 유로관은 투명하게 형성될 수 있으며, 상기 유로관이 설치된 상기 지지판의 하단면에 반대되는 상단면에는 태양전지판이 마련될 수 있다.On the other hand, the flow path tube may be formed to be transparent so as to convert the light energy of the sunlight reflected by the reflective lens into electrical energy, the upper surface opposite to the lower surface of the support plate on which the flow path tube is installed Solar panels can be provided.
이때, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치는, 상기 태양전지판에 의해 변환된 상기 전기 에너지를 저장하는 축전기를 더 포함하여 구성될 수 있다.In this case, the desalination apparatus of the seawater according to the present invention may further comprise a capacitor for storing the electrical energy converted by the solar panel.
또한, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치는, 상기 유로관의 배출구와 상기 분리기 사이에 위치하는 상기 배출관의 일 지점에 마련되어, 상기 해수를 가열함으로써 변환시킨 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 유로관에서 가열된 해수가 상기 배출관을 통해 배출된 이후에 일시적으로 저장되는 저장용기를 더 포함하여 구성될 수 있는데, 이때 상기 저장용기에는 상기 저장용기에 저장된 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 해수의 온도를 측정하는 온도감지센서가 일측에 마련될 수 있고, 상기 온도감지센서에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상일 때 상기 분리기로 상기 저장용기에 저장된 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 해수가 흐를 수 있도록 개방되는 제1 밸브가 상기 저장용기에 연결될 수 있으며, 상기 제1 밸브가 폐쇄되어 있을 때 상기 유로관의 유입구로 상기 저장용기에 저장된 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 해수가 흐를 수 있도록 회송관이 상기 저장용기에 연결될 수 있다.In addition, the desalination apparatus of the sea water according to the present invention is provided at one point of the discharge pipe located between the discharge port of the flow path and the separator, and heated in the steam and the hot water or the flow path pipe converted by heating the sea water The container may further comprise a storage container which is temporarily stored after discharged through the discharge pipe, wherein the storage container has a temperature for measuring the temperature of the steam and the hot water or the sea water stored in the storage container. A first sensor may be provided at one side, and the first valve is opened to flow the steam and the hot water or the sea water stored in the storage container to the separator when the temperature measured by the temperature sensor is greater than or equal to a preset temperature. Can be connected to the reservoir, and the flow pipe when the first valve is closed Songgwan times the inlet flow to the said steam and the hot water or the water stored in the storage vessel can be coupled to the reservoir.
이때, 상기 제1 밸브는 상기 온도감지센서와 연동하는 솔레노이드 밸브로 형성될 수 있는데, 상기 솔레노이드 밸브는 상기 축전기에 저장된 상기 전기 에너지를 전원으로 하여 구동될 수 있다.In this case, the first valve may be formed as a solenoid valve interlocked with the temperature sensor, and the solenoid valve may be driven by using the electrical energy stored in the capacitor as a power source.
또한, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치는, 상기 유입관을 통해 상기 유로관의 유입구로 상기 해수를 유입시키기 이전에 일시적으로 상기 해수를 저장하는 해수 수집조를 더 포함하여 구성될 수 있는데, 이때 상기 해수 수집조에는 상기 해수 수집조에 저장된 상기 해수의 양을 측정하기 위한 수위감지센서가 내부에 마련될 수 있으며, 상기 해수 수집조에는 상기 수위감지센서에서 측정된 상기 해수의 양이 기설정된 양 이하일 때 외부로부터 새로운 해수를 유입할 수 있도록 개방되는 제2 밸브가 연결될 수 있다.In addition, the desalination apparatus of the seawater according to the present invention may further comprise a seawater collection tank for temporarily storing the seawater before the seawater is introduced into the inlet of the flow path through the inlet pipe, wherein The seawater collection tank may be provided with a water level sensor for measuring the amount of the seawater stored in the seawater collection tank therein, the seawater collection tank is the amount of the seawater measured by the water level detection sensor is less than a predetermined amount The second valve can be connected when the new valve can be introduced when the new sea water from the outside.
이때, 상기 제2 밸브는 상기 수위감지센서와 연동하는 솔레노이드 밸브로 형성될 수 있는데, 상기 솔레노이드 밸브는 상기 축전기에 저장된 상기 전기 에너지를 전원으로 하여 구동될 수 있다.In this case, the second valve may be formed as a solenoid valve interlocked with the water level sensor, and the solenoid valve may be driven by using the electric energy stored in the capacitor as a power source.
한편, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치에 있어서 전술한 바와 같은 상기 가열기는 복수 개 마련될 수 있다.Meanwhile, in the desalination apparatus of the seawater according to the present invention, a plurality of heaters as described above may be provided.
이때, 상기 복수 개의 가열기 중 제1 가열기에 마련된 유로관의 배출구는 제2 가열기에 마련된 유로관의 유입구와 연결되고, 상기 제2 가열기에 마련된 유로관의 배출구는 제3 가열기에 마련된 유로관의 유입구와 연결되어, 상기 복수 개의 가열기에 형성된 유로관은 직렬로 연결되도록 구성될 수 있다.At this time, the outlet of the flow path pipe provided in the first heater of the plurality of heaters is connected to the inlet of the flow path pipe provided in the second heater, the outlet of the flow path pipe provided in the second heater is the inlet of the flow path pipe provided in the third heater. Connected with, the flow pipe formed in the plurality of heaters may be configured to be connected in series.
또는, 상기 복수 개의 가열기 중 제1 가열기에 마련된 유로관의 유입구는 제2 가열기에 마련된 유로관의 유입구와 연결되고, 상기 제1 가열기에 마련된 유로관의 배출구는 상기 제2 가열기에 마련된 유로관의 배출구와 연결되어, 상기 복수 개의 가열기에 형성된 유로관은 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다.
Alternatively, the inlet of the flow pipe provided in the first heater of the plurality of heaters is connected to the inlet of the flow pipe provided in the second heater, the outlet of the flow pipe provided in the first heater of the flow pipe provided in the second heater. Connected to the outlet, the flow path pipe formed in the plurality of heaters may be configured to be connected in parallel.
본 발명에 따른 해수의 담수화 장치에 의하면, 반사렌즈에 의해 초점을 향해 반사되는 태양광이 갖고 있는 열 에너지를 이용하여 해수를 손쉽게 증기와 온수로 분리할 수 있는바, 그 설비 및 유지 보수에 과다한 비용이 들어가지 않으므로 경제적이다.According to the desalination apparatus of the seawater according to the present invention, the seawater can be easily separated into steam and hot water by using the heat energy of the sunlight reflected toward the focal point by the reflection lens, and the facilities and maintenance are excessive. It is economical because there is no cost.
또한, 반사렌즈에 의해 초점을 향해 반사되는 태양광이 갖고 있는 광 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 태양전지판 및 태양전지판으로부터 변환된 전기 에너지를 저장하는 축전기를 구비하여, 담수화하는데 필요한 전기 에너지를 자체적으로 해결할 수 있는바, 에너지적인 측면에서 볼 때 효율적이다.
In addition, a solar panel for converting the light energy of the sunlight reflected toward the focus by the reflective lens into electrical energy, and a capacitor for storing the electrical energy converted from the solar panel, to self-dedicate the electrical energy required to desalination It can be solved by energy efficiency from the energy point of view.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수의 담수화 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가열기를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대하여 도시한 확대 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 분리기의 일부를 절개하여 도시한 절개 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 해수 수집조의 일부를 절개하여 도시한 절개 사시도이다.1 is a perspective view showing a desalination apparatus of seawater according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating an exploded view of the heater shown in FIG. 1.
3 is an enlarged perspective view illustrating an enlarged portion A of FIG. 2.
FIG. 4 is a cutaway perspective view of a portion of the separator shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a cutaway perspective view illustrating a portion of the seawater collection tank shown in FIG. 1;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions are not described in order to simplify the gist of the present invention.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치의 일 실시예의 전반적인 구성을 설명한다.First, referring to Figures 1 to 5, the overall configuration of an embodiment of the seawater desalination apparatus according to the present invention.
여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수의 담수화 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 가열기를 분해하여 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 A부분을 확대하여 도시한 확대 사시도이다. 한편, 도 4는 도 1에 도시된 분리기의 일부를 절개하여 도시한 절개 사시도이고, 도 5는 도 1에 도시된 해수 수집조의 일부를 절개하여 도시한 절개 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a desalination apparatus of seawater according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the decomposition of the heater shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a portion A of FIG. 2. It is an enlarged perspective view which shows the enlarged view. On the other hand, Figure 4 is a cutaway perspective view showing a portion of the separator shown in Figure 1, Figure 5 is a cutaway perspective view showing a portion of the seawater collection tank shown in FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치의 일 실시예는, 가열기(100), 분리기(200), 유입관(300), 배출관(400), 축전기(500) 등을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in Figure 1, one embodiment of the seawater desalination apparatus according to the present invention, the
가열기(100)는 해수를 증기와 온수로 변환하도록 상기 해수를 가열하는 구성요소이다. 즉, 가열기(100)는 상기 해수를 가열함으로써 염분 함유량이 적은 증기를 상기 해수로부터 분리하는 역할을 한다.
이러한 가열기(100)는 다양한 방법으로 구성될 수 있는데, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치의 일 실시예에 포함되는 가열기(100)는 태양열을 이용하여 해수를 가열할 수 있도록, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.The
즉, 가열기(100)는 반사렌즈(110), 유로관(120), 지지판(130), 커버(140)를 포함하여 구성될 수 있다.That is, the
여기서, 반사렌즈(110)는 태양광을 후술할 유로관(120)을 향하여 조사(irradiation)될 수 있도록 반사하는 역할을 하는 구성요소이다. 이러한 역할을 하기 위해서, 반사렌즈(110)는 오목한 곡면을 갖는 반원통 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 반사렌즈(110)는 상부가 개방되며 폭방향의 단면이 반원 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 이와 같이 형성된 반사렌즈(110)는 반원통 형상의 길이방향을 따라 다수의 초점이 위치할 수 있다. 또한, 반사렌즈(110)의 하부가 오목하게 되어 있어, 좌우측으로 흔들릴 가능성이 있는 바, 이를 고정시켜주는 받침대(910)가 마련될 수 있으며, 도시되지는 않았지만, 받침대(910)는 태양이 이동하는 경로를 고려하여 이동되도록 구성될 수도 있다.Here, the
한편, 유로관(120)은 반사렌즈(110)에 의해 조사된 태양광에 의해 해수가 가열될 수 있도록, 반사렌즈(110)의 초점이 위치하는 길이방향을 따라 해수가 흐를 수 있도록 형성된 구성요소이다. 이러한 유로관(120)은 유입구(122)와 배출구(124)가 형성되는 양단부만을 고정시켜 반사렌즈(110)의 초점 위치에 배치될 수 있지만, 유로관(120)을 따라 해수가 유동하면서 발생되는 진동으로 반사렌즈(110)의 초점 위치로부터 이탈될 염려가 있다.On the other hand, the
이와 같은 염려를 덜기 위하여, 지지판(130)을 반사렌즈(110)의 개방된 상부에 마련하여, 반사렌즈(110)의 내주면에 대면하는 지지판(130)의 하단면에 유로관(120)을 설치할 수 있다. 이때, 지지판(130)은 태양광이 반사렌즈(110)까지 도달할 수 있도록 투명하게 형성되어야 할 것이며, 반사렌즈(110)의 초점 위치를 결정하기 용이하도록 특별한 형상을 갖는 것보다 평면 형상을 갖는 것이 유리하다고 할 것이다.In order to alleviate such concerns, the
한편, 커버(140)는 반사렌즈(110)를 덮어 반사렌즈(110)의 내주면에 이물질이 묻는 것을 방지하기 위한 구성요소로서, 반사렌즈(110)의 내주면에 이물질이 묻는 것을 방지하기만 하면 그 형상에 대한 제한은 없다. 그러나 제조상의 편의를 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 반원통 형상의 반사렌즈(110)에 대응하여, 양 측부가 원형이 될 수 있도록 커버(140)도 반원통 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같이 커버(140)가 반원통 형상으로 형성되면, 반사렌즈(110)의 상부에 마련된 지지판(130)도 덮게 되어 지지판(130)에 이물질이 들어갈 수 있는 것도 방지할 수 있을 것이다.On the other hand, the
이와 같은 커버(140)는, 전술한 바와 같이 태양광이 반사렌즈(110)까지 도달할 수 있도록, 반사렌즈(110)의 상부를 덮는 커버의 상측(146)은 투명하게 형성할 수 있다. 또한, 반사렌즈(110)의 양 측면을 덮는 커버의 측부는, 후술할 유입관(300) 및 배출관(400)이 유로관(120)의 유입구(122) 및 배출구(124)와 연결될 수 있도록, 유로관(120)의 유입구(122) 및 배출구(124)에 대향하여 제1 관통공(142)과 제2 관통공(144)을 구비할 수 있다.As described above, the
이와 같이 구성될 수 있는 가열기(100)에는, 해수가 유입되고 가열된 해수 또는 해수가 가열되어 변환된 증기와 온수가 배출될 수 있도록, 유입관(300) 및 배출관(400)이 연결된다.In the
이때, 후술하는 바와 같이 가열기(100)를 다수 구비하여 서로 연결하여 사용될 수 있도록 가열기(100)에 연결되는 유입관(300) 및 배출관(400)은 착탈가능하게 결합되도록 구성될 수 있다.In this case, as described below, the
즉, 유로관(120)의 유입구(122)에는 해수를 유입시키는 유입관(300)의 일측이 제1 관통공(142)을 관통하여 착탈가능하게 결합될 수 있다. 또한, 유로관(120)의 배출구(124)에는 해수를 가열함으로써 변환시킨 증기 및 온수 또는 유로관(120)에서 가열된 해수를 배출시키는 배출관(400)의 일측이 제2 관통공(144)을 관통하여 착탈가능하게 결합될 수 있다.That is, one side of the
이때, 착탈가능하게 결합되는 방법으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 수나사부로 형성된 유입관(300) 또는 배출관(400)의 일측이 암나사부로 형성된 유로관(120)의 유입구(122) 또는 배출구(124)에 나사 결합되는 방법이 이용될 수 있다. 그러나 이러한 나사 결합되는 방법에 한정되지 않음은 당연하다.In this case, as a detachably coupled method, as shown in FIG. 3, one side of the
한편, 유로관(120)의 단면적은 유입관(300)의 단면적보다 넓게 형성될 수 있다. 이는 유입관(300)에서 유로관(120)으로 유입되는 해수의 유동 속도를 낮추기 위함이다. 즉, 유입관(300)에서 해수가 흐르는 속도는 빨라도 무방하나, 유로관(120)에서 해수가 흐르는 속도를 유입관(300)에서 해수가 흐르는 속도와 같이 빠르게 할 경우 태양광에 의해 충분히 가열되지 않고 배출관(400)으로 해수가 빠져나갈 수 있기 때문이다.On the other hand, the cross-sectional area of the
이와 같은 유로관(120)의 단면적과 유입관(300)의 단면적의 차이 비율은 반사렌즈(110)에 의해 조사되는 광량 및 유로관(120)의 길이를 고려하여 조절할 수 있으며, 궁극적으로 이로부터 해수를 담수화하는 속도를 조절할 수 있을 것이다.The ratio of the difference between the cross-sectional area of the
한편, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치의 일 실시예에 포함되는 가열기(100)는 태양전지판(150)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the
전술한 바와 같이 반사렌즈(110)를 통해 조사된 태양광이 갖고 있는 에너지는 유로관(120)을 따라 흐르는 해수를 가열하기 위한 열 에너지만을 갖고 있는 것이 아니다. 즉, 태양광은 열 에너지뿐만 아니라, 전기 에너지로 변환할 수 있는 광 에너지도 갖고 있다.As described above, the energy of the sunlight irradiated through the
따라서, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치의 일 실시예는 반사렌즈(110)로부터 조사된 태양광을 해수를 가열하기 위한 열 에너지원으로서만 이용하지 않고, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치의 일 실시예의 다른 구성요소를 구동하기 위한 광 에너지원으로서도 이용하게 되는데, 이때 필요한 구성요소가 바로 태양전지판(150)이다.Therefore, one embodiment of the seawater desalination apparatus according to the present invention does not use the solar light irradiated from the
이러한 태양전지판(150)은 반사렌즈(110)의 초점 위치에 배치되는 것이 효율적인 측면에서 유리하므로, 반사렌즈(110)의 초점 위치에 전술한 바와 같이 이미 배치된 유로관(120)의 관계를 고려하여야 할 것이다.Since the
이와 관련하여, 반사렌즈(110)의 초점 위치에 유로관(120)과 태양전지판(150)을 함께 배치하는 방법은 다양하게 제안될 수 있을 것이다. 그러나 더욱 구체적인 설명을 위하여, 도 2 및 도 3에 도시된 일 형태로 예를 들어 설명한다.In this regard, a method of arranging the
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유로관(120)을 투명하게 형성하고, 태양전지판(150)은 유로관(120)이 설치된 지지판(130)의 하단면에 반대되는 상단면에 마련할 수 있다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
이와 같이 태양전지판(150)을 구성하는 경우, 태양광이 장시간 태양전지판(150)에 조사되더라도 태양전지판(150)은 손상되지 않도록 하는 장점이 있다. 즉, 반사렌즈(110)에 의해 반사되는 태양광이 직접적으로 태양전지판(150)으로 조사되지 않고, 해수를 통해 태양광의 적외선 성분을 필터링하여 조사되기 때문에, 태양광이 장시간 태양전지판(150)에 조사되더라도 태양전지판(150)은 손상되지 않게 된다.When the
이때, 유로관(120)의 내측 단면을 해수의 유동시 발생될 수 있는 마찰력을 고려하여 원형으로 형성함은 별론으로, 전술한 바와 같은 태양광의 적외선 성분을 필터링하는 효과를 높이기 위하여 유로관(120)의 외측 단면을 태양전지판(150)의 폭과 동일한 폭을 갖는 직사각형으로 형성할 수도 있다. At this time, the inner cross-section of the
한편, 이러한 태양전지판(150)에 의해 변환된 전기 에너지는 후술하는 바와 같이, 저장용기(600) 또는 해수 수집조(800)에 각각 마련된 제1 밸브(620) 또는 제2 밸브(820)를 구동하는데 곧바로 제공될 수 있다. 하지만 제1 밸브(620) 또는 제2 밸브(820)는 후술하는 바와 같이 기설정된 조건을 만족하여야 작동하게 되므로, 태양전지판(150)에 의해 변환된 전기 에너지는 태양전지판(150)으로부터 연장된 케이블(152)을 통해 축전기(500)에 저장하여 두는 것이 유리하다.Meanwhile, the electrical energy converted by the
한편, 해수를 담수화하는 속도 및 양을 조절하는데 가장 중요한 조절 변수인 가열기(100)에서 가열되는 속도 및 가열되는 해수의 양은, 반사렌즈(110), 유로관(120), 지지판(130), 커버(140), 태양전지판(150)과 같이 가열기(100)를 구성하는 각각의 구성요소의 길이 및 너비를 조정함으로써, 조절할 수 있다.On the other hand, the rate of heating and the amount of sea water heated in the
그러나 이와 같이 가열기(100)를 구성하는 각각의 구성요소의 길이 및 너비를 조정하는 것은, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치의 일 실시예가 설치되는 장소 및 위치에 따라 불가능할 수도 있다는 문제가 있을 수 있다.However, adjusting the length and width of each component constituting the
따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여, 가열기(100) 복수 개 마련하고, 각각의 가열기(100)를 연결하는 방안을 구현할 수 있다. 그런데, 단순히 각각의 가열기(100)를 연결하는 것이 아니라, 각각의 가열기(100)에 의해 가열되는 해수의 흐름이 끊어지지 않도록 연결하여야 하므로, 가열기(100)를 연결하는 방안은 유로관(120)을 연결하는 방법에 따라 직렬 연결과 병렬 연결 두 가지 방안이 있을 것이다.Therefore, in order to solve such a problem, a plurality of
구체적으로, 복수 개의 가열기(100)를 직렬로 연결한다는 것은 가열기(100) 각각에 형성된 유로관(120)을 직렬로 연결한다는 것을 의미한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개의 가열기(100) 중 제1 가열기(100a)에 마련된 유로관(120)의 배출구(124)는 제2 가열기(100b)에 마련된 유로관(120)의 유입구(122)와 연결되고, 제2 가열기(100b)에 마련된 유로관(120)의 배출구(124)는 제3 가열기(100c)에 마련된 유로관(120)의 유입구(122)에 연결될 수 있다.Specifically, connecting the plurality of
여기서, 제1 가열기(100a), 제2 가열기(100b), 제3 가열기(100c)는 가열기(100)와 실질적으로 동일한 구성요소를 포함하며, 후술할 해수 수집조(800)에 제일 인접한 가열기(100) - 도 1에서는 제1 가열기(100a)에 해당 - 의 유로관(120)의 유입구(122)는 유입관(300)과 연결되고, 후술할 분리기(200)에 제일 인접한 가열기(100) - 도 1에서는 제3 가열기(100c)에 해당 - 의 유로관(120)의 배출구(124)는 배출관(400)과 연결될 것이다.Here, the first heater (100a), the second heater (100b), the third heater (100c) includes substantially the same components as the
이와 같이 가열기(100) 각각에 형성된 유로관(120)을 직렬로 연결하면, 해수가 가열되는 시간이 길어지므로, 후술할 회송관(700)을 따라 회송될 해수의 양이 감소되기 때문에, 해수를 담수화하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있으며, 이로 인해 해수를 담수화하는 속도를 증가시킬 수 있을 것이다.When the
반면, 복수 개의 가열기(100)를 병렬로 연결한다는 것은 가열기(100) 각각에 형성된 유로관(120)을 병렬로 연결한다는 것을 의미한다. 즉, 도면으로 도시되지는 않았지만, 복수 개의 가열기(100) 중 제1 가열기에 마련된 유로관(120)의 유입구(122)는 제2 가열기에 마련된 유로관(120)의 유입구(122)와 연결되고, 제1 가열기에 마련된 유로관(120)의 배출구(124)는 제2 가열기에 마련된 유로관(120)의 배출구(124)와 연결될 수 있다.On the other hand, connecting the plurality of
여기서, 제1 가열기 및 제2 가열기는 가열기(100)와 실질적으로 동일한 구성요소를 포함하며, 제1 가열기 및 제2 가열기의 유로관(120)의 유입구(122) 모두와 유입관(300)이 연결되고, 제1 가열기 및 제2 가열기의 유로관(120)의 배출구(124) 모두와 배출관(400)이 연결될 것이다.Here, the first heater and the second heater includes the same components as the
이와 같이 가열기(100) 각각에 형성된 유로관(120)을 병렬로 연결하면, 가열되는 해수의 양이 많아지므로, 해수를 담수화하는 양을 늘릴 수 있을 것이다.As such, when the
그런데, 이와 같이 가열기(100)를 병렬로 연결하는 경우에는, 가열기(100)를 직렬로 연결하는 경우와 달리, 해수를 담수화하는 양이 늘어남으로 인해 후술할 분리기(200), 저장용기(600) 등의 구성요소의 크기 또한 조절할 필요가 있을 수 있다. 하지만 해수의 담수화하는 양을 늘릴 필요가 있을 큰 경우에는 다른 구성요소의 크기를 조절하는 것이 전술한 바와 같이 가열기(100)를 구성하는 각 구성요소의 크기를 조절하는 것보다는 용이할 수 있을 것이다.However, when the
한편, 분리기(200)는, 전술한 바와 같은 가열기(100)와 함께 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치의 일 실시예를 구성하는 일 구성요소로서, 가열기(100)에 의해 변환된 증기와 온수를 서로 분리시키는 역할을 한다.On the other hand, the
이러한 분리기(200)는 가열기(100)에 의해 변환된 증기와 온수를 서로 분리시킬 수 있다면 어떠한 구성을 갖더라도 무방하다. 그러나 더욱 구체적인 설명을 위하여 도 4에 도시된 분리기(200)를 일례로 들어 설명한다.The
도 4에 도시된 바와 같이, 분리기(200)는 수용부(210), 제1 배출공(220), 제2 배출공(240), 차단체(230)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 4, the
여기서, 수용부(210)는 배출관(400)과 연결되어, 배출관(400)을 통해 배출된 해수를 가열함으로써 변환시킨 증기 및 온수 또는 유로관(120)에서 가열된 해수를 일시적으로 수용하는 구성요소이다. 이러한 수용부(210)는 배출관(400)과, 후술할 제1 배출공(220) 및 제2 배출공(240)이 연결되는 일종의 하우징으로, 내부에는 후술할 차단체(230)가 구비된다.Here, the receiving
한편, 제1 배출공(220)은 수용부(210)에 수용된 온수 및 해수가, 중력에 의하여 배출되도록, 수용부(210)의 하측에 개방된 구성요소이다. 즉, 제1 배출공(220)은 담수화되지 않은 온수 또는 해수를 분리시키는 구성요소로서, 후술할 회송관(700)이 연결된다. On the other hand, the
반면, 제2 배출공(240)은 수용부(210)에 수용된 증기가, 상기 증기가 갖고 있는 증기압에 의하여 배출되도록, 수용부(210)의 상 즉, 제2 배출공(240)은 담수화된 증기를 분리시키는 구성요소로서, 사용처(미도시)와 연결된다.On the other hand, the
한편, 차단체(230)는 제2 배출공(240)으로 배출되는 증기가 제1 배출공(220)으로 배출되는 것을 차단하기 위하여 마련된 구성요소이다. 이러한 차단체(230)는 수용부(210)의 내부에 마련되는데, 수용부(210) 내부에서 온수와 변환되지 않은 해수에 증기가 다시 혼합되는 것을 방지하도록 격벽 형태로 구성될 수 있다. 즉, 수용부(210)에 수용된 증기는 온수와 변환되지 않은 해수보다 가볍기 때문에 수용부(210)의 상측에 위치하게 되는데, 증기가 수용부(210)의 상측에 위치한 이후에는 다시 수용부(210)의 하측으로 내려오는 것이 차단체(230)에 의하여 차단되므로, 증기는 온수와 변환되지 않은 해수와 혼합되지 않게 되는 것이다.On the other hand, the
전술한 바와 같이 구성될 수 있는 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치의 일 실시예는, 가열기(100) 및 분리기(200) 이외에도, 저장용기(600), 회송관(700), 해수 수집조(800)를 더 포함하여 구성될 수 있다.One embodiment of the seawater desalination apparatus according to the present invention can be configured as described above, in addition to the
여기서, 저장용기(600)는 유로관(120)의 배출구(124)와 분리기(200) 사이에 위치하는 배출관(400)의 일 지점에 마련되어, 해수를 가열함으로써 변환시킨 증기 및 온수 또는 가열된 해수를, 분리기(200)에서 분리할 수 있을 정도로 충분히 해수가 가열되었는지를 판단하기 이전에, 일시적으로 저장되는 구성요소이다. 즉, 저장용기(600)는 분리기(200)에 증기 및 온수로 변환되지 않고 가열만 된 많은 양의 해수가 분리기(200)로 유입되는 경우, 차단체(230)의 상측까지 해수로 채워져서 차단체(230)의 역할을 구현하지 못하는 위험성을 제거하는 기능을 한다.Here, the
이러한 저장용기(600)의 기능을 실현하기 위하여, 저장용기(600)의 일측에는 온도감지센서(610)가 마련될 수 있다. 즉, 온도감지센서(610)를 이용하여, 저장용기(600)에 일시적으로 저장되어 있는 가열된 해수 또는 변환된 증기 및 온수의 온도를 측정함으로써, 저장용기(600)에서 분리기(200)로 가열된 해수 또는 변환된 증기 및 온수를 흘려보낼 시기를 결정한다.In order to realize the function of the
이와 같이 온도감지센서(610)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상일 때, 즉 변환된 증기가 충분하여 분리기(200)의 차단체(230) 역할을 구현할 정도의 온도 이상일 때에는 제1 밸브(620)가 개방되고, 분리기(200)로 저장용기(600)에 저장된 증기 및 온수 또는 해수가 흐르게 된다.As such, when the temperature measured by the
이때, 제1 밸브(620)는 온도감지센서(610)와 연동하는 솔레노이드 밸브(전자변)으로 형성할 수 있으며, 이와 같이 솔레노이드 밸브로 형성된 제1 밸브(620)를 구동하는 전원은 전술한 바와 같은 축전기(500)에 저장된 전기 에너지일 수 있다.In this case, the
한편, 온도감지센서(610)에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이하일 때에는 저장용기(600)에 저장된 증기 및 온수 또는 해수가 분리기(200)로 흘러서는 안되므로, 제1 밸브(620)는 폐쇄되고, 회송관(700)으로 흐르게 된다.On the other hand, when the temperature measured by the
여기서, 회송관(700)은 증기 및 온수로 변환하지 않고 가열만 된 해수를 저장용기(600)에서 유입관(300)으로 흘러보내는 구성요소이다. 즉, 일단부는 저장용기(600)에 연결되고, 타단부는 유입관(300)에 연결되어, 제1 밸브(620)가 개방되지 않을 때 가열만 된 해수를 저장용기(600)에서 유입관(300)으로 흘러보내도록 한다.Here, the
뿐만 아니라, 회송관(700)은, 분리기(200)의 제1 관통공(142)을 통해 배출된 온수 및 해수 중 일부를 다시 유입관(300)으로 흘러보내도록, 제1 관통공(142)에서 사용처(미도시)로 연결된 배관으로부터 분기되어 유입관(300)과 연결되도록 구성될 수도 있다.In addition, the
한편, 해수 수집조(800)는 유입관(300)을 통해 유로관(120)의 유입구(122)로 해수를 유입시키기 이전에 일시적으로 저장하는 구성요소이다. 즉, 전술한 바와 같은 회송관(700)으로 회수되는 해수의 양은 분리기(200)를 통해 분리된 증기의 양만큼 줄어들기 때문에 유입관(300)을 통해 유입되는 해수의 양을 보충해줄 필요가 있는데, 보충하기 이전에 해수를 저장하는 역할을 한다. On the other hand, the
이러한 해수 수집조(800)는 해수를 일시적으로 저장하는 역할을 수행할 수 있다면 어떠한 구조로 구성되어도 무방하나, 유입관(300)으로의 해수 유입이 멈추지 않도록 자동으로 항상 채워지도록 구성되는 것이 유리하며, 일례는 도 5에 도시된 바와 같다.The
즉, 도 5를 참조하여, 해수 수집조(800)의 일례를 구체적으로 설명하면, 해수 수집조(800) 내부에는 해수 수집조(800)에 저장된 해수의 양을 측정하기 위한 수위감지센서(810)가 마련될 수 있다. 이때, 수위감지센서(810)는 수위를 측정할 수 있다면, 부력을 이용하는 기계식이든, 물과의 접촉을 인식하는 전자식이든 무방하다. That is, referring to FIG. 5, an example of the
이와 같은 수위감지센서(810)에 의해 측정된 해수의 양이 기설정된 양 이하일 때, 해수 수집조(800)의 일측에 연결되어 있는 제2 밸브(820)를 개방시켜 외부로부터 새로운 해수를 유입할 수 있다. 이때, 기설정된 해수의 양은 사용자가 임의로 조정할 수 있지만, 해수가 담수화되는 속도를 고려하여 조정하여야 할 것이다.When the amount of seawater measured by the
한편, 해수 수집조(800)에 연결되는 제2 밸브(820)도, 제1 밸브(620)와 유사하게, 수위감지센서(810)와 연동하는 솔레노이드 밸브로 형성할 수 있으며, 제2 밸브(820)를 구동하는 전원을 전술한 바와 같은 축전기(500)에 저장된 전기 에너지로 할 수 있다.
Meanwhile, similar to the
이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 해수의 담수화 장치의 일 실시예의 작동을 해수의 유동 방향을 중심으로 설명한다. 여기서, 도 1은, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수의 담수화 장치를 도시한 사시도이다.Hereinafter, with reference to Figure 1, the operation of one embodiment of the seawater desalination apparatus according to the present invention will be described with respect to the flow direction of the seawater. 1 is a perspective view illustrating a desalination apparatus of seawater according to an embodiment of the present invention as described above.
먼저, 도 1의 좌측 하단에 도시된 해수 수집조(800)에 저장된 해수가 유입관(300)을 따라 가열기(100)로 유입된다. 이때, 유로관(120)의 유입구(122)의 단면적이 유입관(300)의 단면적보다 넓기 때문에 해수의 유입시 해수의 유동 속도는 감소하게 된다.First, seawater stored in the
이와 같이 유로관(120)으로 유입된 해수는 유로관(120)을 따라 흐르면서 반사렌즈(110)에 의해 조사된 태양광의 열 에너지를 흡수하여 가열된다. 이때, 해수를 가열시키는 소요되는 열량과 반사렌즈(110)의 크기와의 관계를 정리하면 다음과 같다.As such, the seawater introduced into the
즉, 물 1기압에서 100℃ 올리기 위한 필요한 열량은 539cal/g이 필요하다. 이를 기화열이라고 하는 데, 이에 따라 유로관(120)의 단위 면적당 통과하는 해수의 양을 500mL로 하고, 유로관(120)을 통과하는 시간은 30sec로 할 경우에, 기화 시키는데 필요한 에너지는 8,983 cal/ sec이다. 이를 watts로 변환하면 4.189 joules/cal * [watt *(joules/sec)]으로써, 37,604watt가 필요하다.That is, the amount of heat required to raise 100 ° C. at 1 atmosphere of water is required at 539 cal / g. This is called heat of vaporization. Accordingly, when the amount of seawater passing per unit area of the
따라서 유로관(120)의 단위 면적당 공급되는 태양광의 열 에너지가 1,000watt라고 가정하면, 유로관(120)의 길이는 30m정도가 필요하며, 이에 따라 반사렌즈(110)의 길이도 30m정도로 구성되어야 할 것이다. 이때, 이러한 길이를 하나의 가열기(100)에서 구현하기는 어려울 수 있으므로, 전술한 바와 같이 가열기(100)를 복수 개 구비하여, 직렬로 연결할 수 있다.Therefore, assuming that the heat energy of the solar light supplied per unit area of the
한편, 해수가 유로관(120)을 따라 흐르면서 가열되는 동안 태양광의 광 에너지는 유로관(120)의 상측에 위치하는 태양전지판(150)을 통하여 전기 에너지로 변환되고, 케이블(152)을 따라 이동되어 축전기(500)에 저장될 수 있다.On the other hand, while the seawater is heated while flowing along the
이와 같이 유로관(120)을 따라 흐르면서 가열된 해수는 증기 및 온수로 변환될 수 있으며, 가열된 해수와 변환된 증기 및 온수는 유로관(120)의 배출구(124)에 연결된 배출관(400)을 통해 배출된다.As such, the heated sea water flowing along the
그 후, 가열된 해수와 변환된 증기 및 온수는 일시적으로 저장용기(600)에 저장될 수 있으며, 온도감지센서(610)에 의해 온도가 측정된다.Thereafter, the heated seawater and the converted steam and hot water may be temporarily stored in the
이때, 분리기(200)에서 문제없이 가열된 해수 및 온수와, 증기를 분리할 수 있을 정도의 온도가 온도감지센서(610)에 의해 측정되면, 제1 밸브(620)는 개방되고 저장용기(600)에 저장되어 있던 가열된 해수와 변환된 증기 및 온수는 분리기(200)로 유동한다.At this time, when the temperature enough to separate the seawater and hot water and steam heated without problems in the
그러나, 가열기(100)에서 충분히 가열되지 않아 전술한 바와 같은 기설정된 온도 미만으로 측정되는 경우, 회송관(700)을 통해 가열된 해수와 변환된 증기 및 온수는 다시 유입관(300)으로 유동하게 된다.However, if the
한편, 저장용기(600)에서 분리기(200)로 유동하게 된 가열된 해수와 변환된 증기 및 온수는 분리기(200)에서 각각 분리되게 되는데, 그 기준은 해수의 담수화 여부이다. 즉, 제1 배출공(220)을 통해 배출되는 가열된 해수와 변환된 온수는 담수화되지 않아 많은 염분을 포함하고 있으나, 제2 배출공(240)을 통해 배출되는 증기는 담수화되어 많은 염분을 포함하고 있지 않다.On the other hand, the heated sea water and the converted steam and hot water flows from the
이와 같이 제1 배출공(220)을 통해 배출되는 가열된 해수와 변환된 온수는 회송관(700)을 통해 유입관(300)으로 다시 보내지거나 온수가 필요한 사용처(미도시)로 보내진다. 반면, 제2 배출공(240)을 통해 배출되는 변환된 증기는 이를 다시 냉각하여 물로 다시 변환시키는 냉각기(미도시)를 거쳐 담수가 필요한 사용처(미도시)로 보내진다.As such, the heated sea water discharged through the
한편, 회송관(700)을 통해 유입관(300)으로 다시 보내지는 가열된 해수와 변환된 온수의 양은 최초 유입관(300)을 통해 유입된 해수의 양보다 적다. 따라서 이를 보충하기 위하여 해수 수집조(800)에서 유입관(300)으로 일정량의 해수를 제공한다.On the other hand, the amount of the heated sea water and the converted hot water is sent back to the
이때, 해수 수집조(800) 내부에 있는 해수(S)의 양은 감소하게 될 것이고, 이를 수위감지센서(810)가 측정하여, 기설정된 양 이하이면 제2 밸브(820)를 개방하여 해수 수집조(800) 내부에 해수(S)의 양이 보충되도록 한다. 이와 같이 해수(S)의 양을 자동으로 보충함으로써, 해수를 계속하여 담수화할 때의 연속성을 보장할 수 있다.
At this time, the amount of seawater (S) in the
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
While specific embodiments of the invention have been described and illustrated above, it is to be understood that the invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is self-evident to those who have. Accordingly, such modifications or variations should not be individually understood from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and modified embodiments should be included in the claims of the present invention.
100 : 가열기 110 : 반사렌즈
120 : 유로관 122 : 유로관의 유입구
124 : 유로관의 배출구 130 : 지지판
140 : 커버 142 : 제1 관통공
144 : 제2 관통공 146 : 커버의 상측
150 : 태양전지판 152 : 케이블
200 : 분리기 210 : 수용부
220 : 제1 배출공 230 : 차단체
240 : 제2 배출공 300 : 유입관
400 : 배출관 500 : 축전기
600 : 저장용기 610 : 온도감지센서
620 : 제1 밸브 700 : 회송관
800 : 해수 수집조 810 : 수위감지센서
820 : 제2 밸브 900 : 연결관
910 : 받침대100: heater 110: reflective lens
120: flow path pipe 122: flow path of the flow pipe
124: outlet of the flow path 130: support plate
140: cover 142: first through hole
144: second through hole 146: upper side of the cover
150: solar panel 152: cable
200: separator 210: receiving portion
220: first discharge hole 230: blocking body
240: second discharge hole 300: inlet pipe
400
600: storage container 610: temperature sensor
620: first valve 700: return pipe
800: seawater collection tank 810: water level sensor
820: second valve 900: connector
910: Pedestal
Claims (14)
상기 가열기는, 오목한 곡면을 갖는 반원통 형상으로 마련되고, 상기 반원통 형상의 길이방향을 따라 위치하는 다수의 초점을 향하여 태양광을 반사하는 반사렌즈; 상기 반사렌즈에 의해 반사된 상기 태양광의 열 에너지에 의해 상기 해수를 가열하도록, 상기 반사렌즈의 초점이 위치하는 길이방향의 지점을 따라 상기 해수가 흐를 수 있도록 형성되는 유로관; 상기 반사렌즈의 개방된 상부에 마련된 투명한 지지판; 및 상기 반사렌즈를 덮는 커버를 포함하되,
상기 반사렌즈의 내주면과 대면하여 상기 지지판의 하단면에 상기 유로관이 설치되고, 상기 반사렌즈의 상부를 덮는 상기 커버의 일부분은 투명하게 형성되며, 상기 반사렌즈의 양 측면을 덮는 상기 커버의 일 부분은 상기 유로관의 유입구 및 배출구에 대향하는 제1 관통공 및 제2 관통공을 각각 구비하고,
상기 유로관의 유입구에는 상기 해수를 유입시키는 유입관의 일측이 상기 제1 관통공을 관통하여 착탈가능하게 결합되며, 상기 유로관의 배출구에는 상기 해수를 가열함으로써 변환시킨 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 유로관에서 가열된 해수를 배출시키는 배출관의 일측이 상기 제2 관통공을 관통하여 착탈가능하게 결합되고, 상기 유로관의 단면적은 상기 유입관의 단면적보다 넓은 것을 특징으로 하는,
해수의 담수화 장치.
A heater for heating the seawater using solar heat to convert seawater into steam and hot water, and a separator for separating the steam and the hot water converted by the heater,
The heater may include a reflection lens provided in a semi-cylindrical shape having a concave curved surface and reflecting sunlight toward a plurality of focal points located along the longitudinal direction of the semi-cylindrical shape; A flow path tube formed such that the sea water flows along a longitudinal point where the focal point of the reflective lens is located to heat the sea water by thermal energy of the sunlight reflected by the reflective lens; A transparent support plate provided on an open upper portion of the reflective lens; And a cover covering the reflective lens,
The flow path tube is installed on the bottom surface of the support plate to face the inner circumferential surface of the reflective lens, and a portion of the cover covering the upper portion of the reflective lens is transparent, and one cover of the cover covering both sides of the reflective lens. The portion has a first through hole and a second through hole, respectively, facing the inlet and outlet of the flow passage,
One side of the inlet pipe for introducing the sea water is detachably coupled to the inlet of the flow path through the first through hole, and the steam and the hot water or the hot water converted to the outlet of the flow pipe by heating the sea water. One side of the discharge pipe for discharging the heated sea water from the flow path pipe is detachably coupled through the second through hole, characterized in that the cross-sectional area of the flow pipe is wider than the cross-sectional area of the inlet pipe,
Desalination device of sea water.
상기 분리기는,
상기 해수를 가열함으로써 변환시킨 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 유로관에서 가열된 해수를 상기 배출관을 통해 배출된 이후에 수용하는 수용부;
상기 수용부에 수용된 상기 온수 및 상기 해수가 중력에 의하여 하측으로 배출되도록 개방된 제1 배출공;
상기 수용부에 수용된 상기 증기가 상기 증기가 갖고 있는 증기압에 의하여 상측으로 배출되도록 개방된 제2 배출공; 및
상기 제2 배출공으로 배출되는 상기 증기가 상기 제1 배출공으로 배출되는 것을 차단하는 차단체;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
해수의 담수화 장치.
The method of claim 1,
The separator,
An accommodating unit accommodating the steam and the hot water converted by heating the sea water and the sea water heated in the flow path pipe after being discharged through the discharge pipe;
A first discharge hole opened to discharge the hot water and the sea water accommodated in the accommodation portion downward by gravity;
A second discharge hole opened to discharge the steam accommodated in the accommodation portion upward by the steam pressure of the steam; And
And a blocker which blocks the steam discharged to the second discharge hole from being discharged to the first discharge hole.
Desalination device of sea water.
상기 반사렌즈에 의해 반사된 상기 태양광의 광 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있도록,
상기 유로관은 투명하게 형성되고,
상기 유로관이 설치된 상기 지지판의 하단면에 반대되는 상단면에는 태양전지판이 마련되는 것을 특징으로 하는,
해수의 담수화 장치.
The method according to claim 6,
To convert the light energy of the sunlight reflected by the reflective lens into electrical energy,
The flow path tube is formed transparent,
Characterized in that the solar panel is provided on the upper surface opposite to the lower surface of the support plate is installed the flow pipe,
Desalination device of sea water.
상기 태양전지판에 의해 변환된 상기 전기 에너지를 저장하는 축전기를 더 포함하는,
해수의 담수화 장치.
The method of claim 7, wherein
Further comprising a capacitor for storing the electrical energy converted by the solar panel,
Desalination device of sea water.
상기 유로관의 배출구와 상기 분리기 사이에 위치하는 상기 배출관의 일 지점에 마련되어, 상기 해수를 가열함으로써 변환시킨 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 유로관에서 가열된 해수가 상기 배출관을 통해 배출된 이후에 일시적으로 저장되는 저장용기를 더 포함하되,
상기 저장용기에는,
상기 저장용기에 저장된 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 해수의 온도를 측정하는 온도감지센서가 일측에 마련되고,
상기 온도감지센서에서 측정된 온도가 기설정된 온도 이상일 때, 상기 분리기로 상기 저장용기에 저장된 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 해수가 흐를 수 있도록 개방되는 제1 밸브가 연결되며,
상기 제1 밸브가 폐쇄되어 있을 때, 상기 유로관의 유입구로 상기 저장용기에 저장된 상기 증기 및 상기 온수 또는 상기 해수가 흐를 수 있도록 회송관이 연결되는 것을 특징으로 하는,
해수의 담수화 장치.
9. The method of claim 8,
It is provided at a point of the discharge pipe located between the discharge port of the flow path and the separator, the steam and the hot water or the sea water heated in the flow path pipe converted by heating the sea water is temporarily discharged through the discharge pipe It further includes a storage container stored as,
The storage container,
A temperature sensor for measuring the temperature of the steam and the hot water or the sea water stored in the storage container is provided on one side,
When the temperature measured by the temperature sensor is a predetermined temperature or more, the separator is connected to the first valve which is open to flow the steam and the hot water or the sea water stored in the storage vessel,
When the first valve is closed, the return pipe is connected to the inlet port of the flow path so that the steam and the hot water or the sea water stored in the storage vessel can flow,
Desalination device of sea water.
상기 제1 밸브는 상기 온도감지센서와 연동하는 솔레노이드 밸브로 형성되되, 상기 솔레노이드 밸브는 상기 축전기에 저장된 상기 전기 에너지를 전원으로 하여 구동되는 것을 특징으로 하는,
해수의 담수화 장치.
10. The method of claim 9,
The first valve is formed as a solenoid valve in conjunction with the temperature sensor, the solenoid valve is characterized in that driven by the electric energy stored in the capacitor as a power source,
Desalination device of sea water.
상기 유입관을 통해 상기 유로관의 유입구로 상기 해수를 유입시키기 이전에 일시적으로 상기 해수를 저장하는 해수 수집조를 더 포함하되,
상기 해수 수집조에는,
상기 해수 수집조에 저장된 상기 해수의 양을 측정하기 위한 수위감지센서가 내부에 마련되고,
상기 수위감지센서에서 측정된 상기 해수의 양이 기설정된 양 이하일 때, 외부로부터 새로운 해수를 유입할 수 있도록 개방되는 제2 밸브가 연결되는 것을 특징으로 하는,
해수의 담수화 장치.
9. The method of claim 8,
Further comprising a seawater collection tank for temporarily storing the seawater before introducing the seawater through the inlet pipe to the inlet of the flow path pipe,
In the seawater collection tank,
A water level sensor for measuring the amount of seawater stored in the seawater collection tank is provided therein,
When the amount of the sea water measured by the water level sensor is less than a predetermined amount, characterized in that the second valve which is opened so that new sea water can be introduced from the outside is connected,
Desalination device of sea water.
상기 제2 밸브는 상기 수위감지센서와 연동하는 솔레노이드 밸브로 형성되되, 상기 솔레노이드 밸브는 상기 축전기에 저장된 상기 전기 에너지를 전원으로 하여 구동되는 것을 특징으로 하는,
해수의 담수화 장치.
The method of claim 11,
The second valve is formed as a solenoid valve in conjunction with the water level sensor, the solenoid valve is characterized in that driven by the electric energy stored in the capacitor as a power source,
Desalination device of sea water.
상기 가열기는 복수 개 마련되되,
상기 복수 개의 가열기 중 제1 가열기에 마련된 유로관의 배출구는 제2 가열기에 마련된 유로관의 유입구와 연결되고, 상기 제2 가열기에 마련된 유로관의 배출구는 제3 가열기에 마련된 유로관의 유입구와 연결되어,
상기 복수 개의 가열기에 형성된 유로관은 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는,
해수의 담수화 장치.
The method according to any one of claims 1 and 6 to 12,
The heater is provided in plurality,
The outlet of the flow pipe provided in the first heater of the plurality of heaters is connected to the inlet of the flow pipe provided in the second heater, the outlet of the flow pipe provided in the second heater is connected to the inlet of the flow pipe provided in the third heater. Became,
Characterized in that the flow path tube formed in the plurality of heaters are connected in series,
Desalination device of sea water.
상기 가열기는 복수 개 마련되되,
상기 복수 개의 가열기 중 제1 가열기에 마련된 유로관의 유입구는 제2 가열기에 마련된 유로관의 유입구와 연결되고, 상기 제1 가열기에 마련된 유로관의 배출구는 상기 제2 가열기에 마련된 유로관의 배출구와 연결되어,
상기 복수 개의 가열기에 형성된 유로관은 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는,
해수의 담수화 장치.
The method according to any one of claims 1 and 6 to 12,
The heater is provided in plurality,
The inlet of the flow path pipe provided in the first heater of the plurality of heaters is connected to the inlet of the flow path pipe provided in the second heater, the outlet of the flow path pipe provided in the first heater and the outlet of the flow path pipe provided in the second heater; Connected,
Characterized in that the flow path pipe formed in the plurality of heaters are connected in parallel,
Desalination device of sea water.
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KR1020100138935A KR101262748B1 (en) | 2010-12-30 | 2010-12-30 | Desalination apparatus of sea water |
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---|---|---|---|---|
US5373839A (en) | 1994-01-05 | 1994-12-20 | Hoang; Shao-Kuang | Solar collector assembly for a solar heating system |
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- 2010-12-30 KR KR1020100138935A patent/KR101262748B1/en active IP Right Grant
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