KR101186167B1 - 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온수 공급관이 다수의 증기 발생기를 순차적으로 거치며 각 증기 발생기 내부의 해수를 증발시켜 증기가 발생되도록 하는 다단 증기 발생기와, 상기 각 증기 발생기의 증기를 열원으로 사용하며, 공급되는 증기량에 따라 각 증발기 군에 배치되는 증발기의 개수가 조절되는 다수의 증발기 군을 형성하여, 각 증발기 군에서 증발튜브 내를 유동하는 증기의 열을 통해 내부의 해수를 증발튜브 외주연에서 증발시켜 담수를 생성하는 다중 효용 증발기와, 상기 다중 효용 증발기의 증기를 해수로 응축시켜 액체상태의 담수를 배출하고, 배출되는 해수의 일부를 다단 증기 발생기 및 다중 효용 증발기에 리턴하여 공급하는 배출부로 구성되도록 하여, 다단 및 다중으로 담수화장치를 구성함에 있어 담수 생산량 증대뿐 아니라, 기존 직렬구조의 담수화장치 문제점을 동시에 해결할 수 있는 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치에 관한 것이다.

Description

태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치{Evaporative Desalination Device of Multi-stages and Multi-effects Using Solar Heat}

본 발명은 증기를 발생시키는 증기 발생기를 다수 형성하고, 상기 각각의 증기 발생기에서 발생된 증기를 열원으로 하여 해수를 담수화시키는 다중의 증발기를 다수 군으로 연속배치하며, 다중의 증발기에서 배출된 증기가 응축기로 응축되도록 구성하여, 다단 및 다중으로 해수를 가열하여 담수를 생성하는 해수 담수화장치에 관한 것이다.

일반적으로 해수로부터 담수를 분리하는 공정은 에너지원에 따라 크게 열에너지, 기계/전기에너지, 재생에너지 시스템으로 구분되며, 담수 제조 방식에 따라서는 증발/증류법, 역삼투압법, 냉동법, 전기투석법 등이 있다. 이 중 태양열을 이용한 담수법은 열에너지를 이용하는 방법으로 증발기를 1개 적용한 단효용, 그리고 담수 수율을 높이기 위하여 여러 개의 증발기를 채택한 다단효용 시스템으로 구분된다. 이 다단 시스템은 크게 다단 플래시 증류법 (Multi-Stage Flash Distillation, MSF)과 다중효용 증발법(Multi-Effect Evaporation, MED)으로 구분되고 있다. 이러한 방식은 고온의 스템을 사용하거나 대량의 담수를 제조하는 대형 시스템에 적용되고 있다.

상기의 1단 담수기를 살펴보면, 태양열을 열원으로 한 고온수가 증발기 내에 제공되어 해수로부터 담수를 제조하는 것으로서, 그 구성은 해수를 기화시키는 증발기, 증발된 수증기를 액화시키는 응축기가 일체형으로 구성되는 된다.

하지만, 이러한 1단 담수기의 경우, 열에너지를 가지고 있는 고온수가 담수기 내 해수를 단일번 증발시켜 증기를 발생시키고, 나머지는 다소 농축된 형태의 가열된 액체상태로 외부배출되기에, 고온수가 가지고 있는 열에너지를 모두 사용하지 못하고 배출되는 문제점이 있었다.

이에 반해, 다단 담수기는 배출되는 배열을 재이용하도록 설계됨으로써, 증기 소비를 줄이고, 가열에너지를 줄일 수 있도록 한 것인데, 기존 다단 담수기의 경우, 해수를 증발시키기 위해 첫번째 담수기에 고온수를 공급하고 증기를 생산하여 두번째 증발기의 열원으로 사용하며, 두번째 증발기에서 발생된 증기는 세번째 증발기의 열원으로 사용하는 것을 그 원리로 하고 있다.

하지만, 담수기의 규모에 따라 다단의 담수기를 만들게 될 경우, 각 단의 수가 많아짐에 따른 담수 생산량의 증대에 비해, 시동성과 효율대비 경제성에는 문제가 발생하고 있기에, 이를 해결할 수 있는 다단 및 다중효용 해수 담수화장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다단 담수기에 있어서, 유입되는 고온수의 온도에 따라 내부의 해수를 가열하여 증기를 발생시키는 다단의 증기 발생기와, 다단의 증기 발생기에서 발생된 증기를 열원으로 하여 해수를 담수화시키도록 다수의 군으로 이루어진 다중의 증발기를 형성함과 동시에, 다중의 증발기에서 배출되는 증기를 응축시켜 담수화하는 응축기로 구성하여, 배열을 곧바로 배출하지 않고 다중, 다단으로 재이용함으로써, 담수 생산량을 증대시키면서도 시동성 및 효율대비 경제성을 개선할 수 있는 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 연속배치된 다수의 증기 발생기(11)를 고온수 공급관(12)이 순차적으로 거치면서, 각 증기 발생기(11) 내 해수를 증발시켜 증기를 발생시키는 다단 증기 발생기(10); 상기 각 증기 발생기(11)의 증기를 열원으로 이용하여, 내부의 해수를 증발시켜 담수화하는 다중 효용 증발기(20); 해수를 이용하여, 상기 다중 효용 증발기(20) 내 증기를 냉각시키는 응축기(30); 상기 응축기(30)에서 사용된 해수를 외부로 배출하되, 배출되는 해수의 일부를 다단 증기 발생기(10) 및 다중 효용 증발기(20)에 리턴시켜 공급하고, 상기 다중 효용 증발기(20) 내 공기를 흡입하여 내부를 진공상태로 만드는 배출부(40); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다단 증기 발생기(10)는 상기 고온수 공급관(12) 내 고온수 온도에 따라 증기 발생기(11)의 개수가 정해지며, 각 증기 발생기(11)는 고온수 공급관(12)이 거치는 순서에 따라 점차 낮은 압력을 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다중 효용 증발기(20)는 저장된 해수를 다수의 천공홀(24)을 통해 낙하시키는 해수 저장탱크(23); 상기 증기 발생기(11)의 증기가 일단에 유입되어, 증기열에 의해 낙하되는 해수가 외주연에서 증발되도록 하는 증발튜브(25); 상기 증발튜브(25)에 의해 증발된 증기가 내부의 이물질이 여과되어 배출되도록 하는 여과장치(26); 상기 증발튜브(25)의 타단에 연결되어, 증발튜브(25) 내 응축수를 저장하는 담수 저장부(27); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다중 효용 증발기(20)는 상기 다수 증기 발생기(11)의 증기를 각각 열원으로 사용하는 다수의 증발기 군(22)으로 이루어지고, 상기 증발기 군(22) 내에 연속배치되는 증발기(21)의 개수는 각 증기 발생기(11)의 증기량에 따라 정해지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증발기(21)는 상기 증발기(21) 내에 발생된 증기가 인접한 후단측 증발기(21)의 열원으로 사용되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다중 효용 증발기(20)는 상기 다중 효용 증발기(20)를 구성하는 다수의 증발기 군(22)이 수평 또는 수직 배열로 배치되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고온수 공급관(12)의 고온수는 태양열 또는 산업공정에서 나오는 배열을 열에너지원으로 사용하여 가열되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 다단 및 다중으로 담수화장치를 구현함에 있어서, 고온수를 이용하여 내부 해수를 증발시켜 증기를 발생시키는 고온, 중온, 저온 등의 증기 발생기를 병렬로 배치하고, 배치된 각 증기 발생기의 증기량에 따라 각 증기 발생기 하단에 적절히 배치되어, 증기 발생기의 증기를 열원으로 하여 해수를 담수화시키는 다중의 증발기로 구성함으로써, 담수 효율의 증대뿐만 아니라, 다단 직렬구조 담수화장치의 문제점인 시동성과 효율대비 경제성 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기존 MED의 직렬 연결된 다중 효용 담수기에 비해, 시동성이 뛰어나 태양열과 같이 에너지원의 변화가 있는 경우, 작동 안전성이 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치의 2단 증기발생기 구성을 일실시예로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치의 3단 증기발생기 구성을 일실시예로 나타낸 도면.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도 1 또는 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치를 상세히 설명하도록 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치는 다단 증기 발생기(10), 다중 효용 증발기(20), 응축기(30), 배출부(40)를 포함한다.

상기 다단 증기 발생기(10)는 내부에 채워진 해수를 고온수 공급관(12)이 거치면서, 고온수 공급관(12)의 열에 의해 해수를 증발시켜 다단 증기 발생기(10) 내에 증기가 발생되도록 하는 곳으로서, 상기 다단 증기 발생기(10)는 연속배열되는 다수의 증기 발생기(11)로 이루어진다.

상기 고온수 공급관(12)에는 태양열 또는 산업공정에서 발생되는 배열(배출열)을 열에너지원으로 이용하여 가열된 고온수가 유동되며, 이러한, 상기 고온수 공급관(12)이 연속으로 배치되는 다수의 증기 발생기(11) 내부를 순차적으로 거치도록 하는데, 상기 다수의 증기 발생기(11)의 개수는 고온수 공급관(12)의 고온수 온도에 따라, 고온 증기 발생기(A), 저온 증기 발생기(C)로 이루어지는 2단 증기 발생기(도 1) 또는 고온 증기 발생기(A), 중온 증기 발생기(B), 저온 증기 발생기(C)의 3단 증기 발생기(도 2)로 구성될 수 있다.

상기와 같이, 2단 또는 3단으로 증기 발생기(11)를 구성하는 다단 증기 발생기(10)의 경우, 고온수 공급관(12)은 당연히 고온 증기 발생기(A), 중온 증기 발생기(B), 저온 증기 발생기(C)(또는 고온 증기 발생기(A), 저온 증기 발생기(C))순으로 거치게 되며, 연속적으로 배치되는 각 증기 발생기(11)는 증기의 흐름을 위해서, 고온, 중온, 저온 증기 발생기(A, B, C) 순으로 낮은 압력을 유지해야 함은 당연하다.

이러한, 상기 다단 증기 발생기(10)의 각 증기 발생기(11) 내부에는 해수가 일정수위 채워지게 되고, 채워진 해수 내에 고온수 공급관(12)이 거치도록 하여, 상기 고온수 공급관(12)의 열을 통해 해수가 가열됨으로 인하여 내부에 증기가 발생되도록 한 것이다.

또한, 각 증기 발생기(11)에서 발생된 증기는 각 증기 발생기(11) 내부에 형성되어 있는 여과장치(13)(본 발명에서는 데미스터(Demister)가 사용되었다.)를 통해 증기 내 이물질이 여과되도록 하였으며, 여과장치(13)를 거친 각 증기 발생기(11)의 증기들은 후술될 다중 효용 증발기(20)의 각 증발기 군(22)에 열원으로 사용된다. 이는 하기에서 상세히 설명하도록 한다.

더불어, 상기 다단 증기 발생기(10)의 각 증기 발생기(11) 내부에는 내부를 구획하는 분리벽(14)을 각각 별도로 형성하여, 상기 고온수 공급관(12)이 설치되는 저장공간(15) 내의 수위를 조절하기 위해, 증기 발생기(11) 내부에서 증발되지 못하고 넘치게 되는 해수를 외부로 배출하도록 할 수 있다.

상기 다중 효용 증발기(20)는 전술된 다단 증기 발생기(10)의 하단에 연속배열되어 설치되는 것으로서, 상기 다단 증기 발생기(10)의 각 증기 발생기(11)에서 발생된 증기의 열을 열원으로 사용하여 내부의 해수를 증발시킴으로써, 해수를 담수화시키는 곳이다.

상기 다중 효용 증발기(20)는 연속으로 배치되는 다수의 증발기(21)를 군(群, 집단)으로 묶어, 상기에서 전술된 증기 발생기(11)의 설치개수에 따라 증발기 군(22)을 다수 형성하게 된다.

예를 들어, 도 1과 같이, 다중 효용 증발기(20)가 고온 증기 발생기(A)와 저온 증기 발생기(C)로 이루어지는 2단 증기 발생기로 이루어지는 경우, 고온 증기 발생기(A)에서 발생되는 증기를 열원으로 하는 다수의 증발기(21)로 이루어지는 증발기 군(22)과, 저온 증기 발생기(C)에서 발생되는 증기를 열원으로 하는 다수의 증발기(21)로 이루어지는 또 다른 증발기 군(22)이 설치되는 것이다. 물론, 도 2에 도시된 바와 같이, 다단 증기 발생기(10)가 3단으로 이루어지는 경우라면, 다중 효용 증발기(20) 또한 각 증기 발생기(11)의 증기를 열원으로 하는 3개의 증발기 군(22)이 존재해야만 할 것이다.

이러한, 상기 증발기 군(22)의 증발기(21)는 해당 증기 발생기(11)에서 공급되는 증기량에 따라 연속배치되는 증발기(21)의 개수가 정해지게 되는데, 상기 고온수 공급관(12) 제일 먼저 거치게 되어 가장 높은 온도로 해수가 가열됨으로써 가장 많은 증기를 공급할 수 있는 고온 증기 발생기(A)의 경우, 중온 증기 발생기(B) 또는 저온 증기 발생기(C) 보다 더 많은 수의 증발기(21)로 이루어지는 증발기 군(22)을 형성할 수 있을 것이다.

그 일실시예를 살펴보면, 도 1에서와 같이, 다단 증기 발생기(10)가 2단으로 이루어지는 경우, 고온 증기 발생기(A)의 증기를 열원으로 사용하는 증발기 군(22)은 3개의 증발기(21)가 사용되고, 상기 고온 증기 발생기(A)의 증기보다 상대적으로 적은 증기를 공급하는 저온 증기 발생기(C)의 경우에는 2개의 증발기(21)로 이루어지는 증발기 군(22)이 사용된다.(상기 고온 증기 발생기(A) 하단에 3중의 증발기로 이루어지는 다중 효용 증발기와 저온 증기 발생기(C) 하단에 2중의 증발기로 이루어지는 다중 효용 증발기가 있으며, 후술될 응축기(30)까지 포함하면 총 6중 효용 효과가 있게 되는 것이다.)

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 다단 증기 발생기(10)가 3단을 이루어지는 경우, 고온 증기 발생기(A)는 4개의 증발기(21)로 이루어지는 증발기 군(22)에 증기를 공급하고, 중온 증기 발생기(B)는 3개의 증발기(21)로 이루어지는 증발기 군(22)에 증기를 공급하며, 저온 증기 발생기(C)는 2개의 증발기(21)로 이루어지는 증발기 군(22)에 증기를 공급하게 된다.(고온 증기 발생기(A)의 하단에 4중의 증발기로 이루어지는 다중 효용 증발기, 중온 증기 발생기(B)의 하단에 3중의 증발기로 이루어지는 다중 효용 증발기, 저온 증기 발생기(C) 하단에 2중의 증발기로 이루어지는 다중 효용 증발기, 후술될 응축기(30)까지 모두 포함하면 10중 효용 효과가 있는 것이다.)

즉, 고온수 공급관(12)이 거치는 증기 발생기(11)의 순서에 따라 각 증기 발생기(11)에서 발생되는 증기량도 감소하기 때문에, 당연히 각 증기 발생기(11)와 연결되는 증발기 군(22)의 증발기(21) 개수도 점차 감소해야만 할 것이다.

이러한 상기 증발기(21)의 구성을 살펴보면, 해수가 저장되되 천공형성된 다수의 천공홀(24)을 통해 해수가 증발기(21) 내에서 낙하되도록 하는 해수 저장탱크(23)와, 상기 증발기(21) 내부에서 해수 저장탱크(23)의 하단에 설치되되, 열원이 되는 증기가 일단에서 길이방향을 향해 내부로 유동되어, 증기의 증기열에 의해 외주연에 낙하되는 해수를 증발시켜 증기를 발생시키는 증발튜브(25)와, 상기 증발기(21) 내부를 거친 증발튜브(25)의 타단에 연결됨으로써, 해수를 증발시키면서 응축된 해수(담수)를 저장하여 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 담수 저장부(27)와, 상기 증발튜브(25)의 외주연에서 증발된 증기를 연속배치된 후단의 다른 증발기(21)로 전달하되, 증기 내에 포함되어 있는 이물질이 여과되도록 하는 여과장치(26)(본 발명에서는 데미스터가 사용되었다.)로 구성된다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 증발기(21) 중 가장 첫번째 설치된 증발기(21, a)의 증발튜브(25)에 해당 증기 발생기(11)의 증기가 열원으로 공급되는 것이며, 상기 증발튜브(25)의 외주연에 낙하되는 해수는 증발튜브(25) 내에서 유동되는 증기의 열에 의해 증발되고, 증발된 증기는 후단의 증발기(21)(두번째 증발기(b))의 증발튜브(25)에 유입되어 열원으로 사용되는데, 상기 두번째 증발기(b) 또한 첫번째 증발기(a)에서 공급받은 증발튜브(25) 내 증기의 열을 이용하여 낙하되는 해수를 증발시켜 증기가 발생되도록 한 후, 발생된 증기를 세번째 증발기(c)의 증발튜브(25)로 공급함으로써, 상기 세번째 증발기에서도 증발튜브(25) 외주연에 낙하되는 해수가 증발튜브(25) 내 증기의 열에 의해 증발되도록 하는 방식이다.

이로써, 각 증발기(a, b, c) 내를 유동하는 증기는 해수를 증발시키며 액체 상태로 응축되어, 상기 각 증발튜브(25)의 타단을 통해 담수 저장부(27)에 저장됨으로써, 각 증발기에서 담수를 얻을 수 있게 되는 것이다.

더불어, 이러한 각 증발기 군(22) 내의 다수 증발기(21)들은 다단 증기 발생기(10) 하단에서 수평 또는 수직으로 연속배치되어 설치될 수 있다.

상기 응축기(30)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전술된 다중 효용 증발기(20)에서 각 증발기 군(22)의 마지막 증발기(21)의 증기가 유입되는 곳이다.

다시 말해, 도 1에서는 3개의 증발기(21)로 이루어진 증발기 군(22)(첫번째 고온 증기 발생기(A)의 증기를 열원으로 하는 증발기 군(22))의 마지막 증발기(21)에서의 증기가 응축기(30)에 유입되고, 이와 함께, 2개의 증발기(21)로 이루어진 증발기 군(22)(두번째 고온 증기 발생기(C)의 증기를 열원으로 하는 증발기 군(22))의 마지막 증발기(21)에서의 증기 또한 응축기(30)로 유입되는 것이다.

이러한, 상기 응축기(30)는 다중 효용 증발기(20)로부터 유입되는 증기를 응축시켜 담수화하는 것으로, 상기 증기를 응축시키기 위해, 해수를 해수 공급관(31)을 통해 유동시킨 후, 상기 해수 공급관(31)에 의해 응축기(30) 내부로 유입되는 증기가 응축되어 담수가 되도록 하는 것이다.

물론, 상기 응축기(30) 내에서 발생되는 담수 및 다중 효용 증발기(20)의 각 증발기(21)에서 발생되는 담수 또한 사용하기 위해서는 별도의 배출관 등을 구비하여 외부로 배출되어야만 할 것이다.

상기 배출부(40)는 전술된 응축기(30)의 해수 공급관(31) 일단에 연통연결되는 것으로서, 상기 해수가 사용되어 유동되는 해수 공급관(31)에서, 유입되는 증기를 응축시킨 해수를 외부(바다)로 배출하도록 하는 것이다.

즉, 상기 배출부(40)는 전술된 응축기(30)의 해수 공급관(31)에 연통되는 해수 배출관(41) 형태를 가지며, 이러한 해수 배출관(41) 중단에는 통상의 이젝터(42)와 벤츄리관(43)을 구비하여, 해수의 배출이 용이하도록 한다.

더불어, 상기 이젝터(42)는 전술된 해수 공급관(31)과 연결됨과 더불어, 다중 효용 증발기(20)의 각 증발기 군(22)에 연속배치되어 있는 다수의 증발기(21)에 연결되어, 상기 다수의 증발기(21) 내에서 해수의 증발이 촉진되도록 각 증발기(21) 내부를 진공상태로 만드는 역할을 한다.

또한, 상기 배출부(40)의 해수 배출관(41)은 응축기(30) 내에서 증기를 응축시키는데 사용한 해수를 바다로 배출하되, 바다로 배출되는 해수의 일부는 다단 증기 발생기(10)의 각 증기 발생기(11) 및 다중 효용 증발기(20)의 각 증발기(21) 내 해수 저장탱크(23)에 리턴되어 공급된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 다단 증기 발생기 11: 증기 발생기
12: 고온수 공급관 13, 26: 여과장치
14: 분리벽 15: 저장공간
20: 다중 효용 증발기 21: 증발기
22: 증발기 군 23: 해수 저장탱크
24: 천공홀 25: 증발튜브
27: 담수 저장부 30: 응축기
31: 해수 공급관 40: 배출부
41: 해수 배출관 42: 이젝터
43: 벤츄리관

Claims (7)

1. 연속배치된 다수의 증기 발생기(11)를 고온수 공급관(12)이 순차적으로 거치면서, 각 증기 발생기(11) 내 해수를 증발시켜 증기를 발생시키는 다단 증기 발생기(10);
   상기 각 증기 발생기(11)의 증기를 열원으로 이용하여, 내부의 해수를 증발시켜 담수화하는 다중 효용 증발기(20);
   해수를 이용하여, 상기 다중 효용 증발기(20) 내 증기를 냉각시키는 응축기(30);
   상기 응축기(30)에서 사용된 해수를 외부로 배출하되, 배출되는 해수의 일부를 다단 증기 발생기(10) 및 다중 효용 증발기(20)에 리턴시켜 공급하고, 상기 다중 효용 증발기(20) 내 공기를 흡입하여 내부를 진공상태로 만드는 배출부(40);
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 다단 증기 발생기(10)는
   상기 고온수 공급관(12) 내 고온수 온도에 따라 증기 발생기(11)의 개수가 정해지며, 각 증기 발생기(11)는 고온수 공급관(12)이 거치는 순서에 따라 점차 낮은 압력을 유지하는 것을 특징으로 하는 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 다중 효용 증발기(20)는
   저장된 해수를 다수의 천공홀(24)을 통해 낙하시키는 해수 저장탱크(23);
   상기 증기 발생기(11)의 증기가 일단에 유입되어, 증기열에 의해 낙하되는 해수가 외주연에서 증발되도록 하는 증발튜브(25);
   상기 증발튜브(25)에 의해 증발된 증기가 내부의 이물질이 여과되어 배출되도록 하는 여과장치(26);
   상기 증발튜브(25)의 타단에 연결되어, 증발튜브(25) 내 응축수를 저장하는 담수 저장부(27);
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 다중 효용 증발기(20)는
   상기 다수 증기 발생기(11)의 증기를 각각 열원으로 사용하는 다수의 증발기 군(22)으로 이루어지고, 상기 증발기 군(22) 내에 연속배치되는 증발기(21)의 개수는 각 증기 발생기(11)의 증기량에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 증발기(21)는
   상기 증발기(21) 내에 발생된 증기가 인접한 후단측 증발기(21)의 열원으로 사용되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 다중 효용 증발기(20)는
   상기 다중 효용 증발기(20)를 구성하는 다수의 증발기 군(22)이 수평 또는 수직 배열로 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 고온수 공급관(12)의 고온수는 태양열 또는 산업공정에서 나오는 배열을 열에너지원으로 사용하여 가열되는 것을 특징으로 하는 태양열 다단 및 다중효용 증발식 해수 담수화장치.
   

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