KR101186590B1 - 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치 - Google Patents
운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치는 해수공급부로부터 해수를 공급받아 무화시키는 노즐과, 노즐이 일측에 연통형성되며, 중공형상의 내부공간을 갖는 반응챔버와, 무화된 해수를 기화시키는 운반기체(carrier gas)를 반응챔버 내부로 공급하는 기체공급부와, 운반기체를 기체공급부로부터 반응챔버로 유입시키는 서큘레이터부와, 반응챔버 상부에 연통형성되어 기화된 증기를 배출시키는 증기 이송관과, 반응챔버 하면에 설치되어 기화되지 못한 해수를 배출시키는 미증발수 이송관으로 이루어진다.
본 발명에 따른 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치는 해수를 담수화하는 반응챔버 내에 공급되는 기체를 순환시키는 서큘레이터부를 설치하여 효율적으로 해수를 증발시키는 효과가 있으며, 해수를 증발시키는 운반기체로 불활성기체, 산소와 질소의 혼합기체 등을 이용하여 해수의 증발시 해수와 운반기체가 화학적 반응을 하지 않고 증발시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 증발된 해수로부터 수분을 흡수하는 다공성 부재를 회전 또는 진동시켜 수분을 분리시킴으로서 보다 효율적으로 수분을 분리시킬 수 있도록 하고자 한다.
운반기체, 불활성기체, 서큘레이터부, 다공성부재
Description
본 발명은 해수담수화 장치에 관한 분야이다. 구체적으로 운반기체를 이용하여 무화된 해수를 증발시켜, 담수화하는 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치에 관한 분야이다.
해수를 담수화하는 방법 중 증발법은 해수에 열 에너지를 공급하여 해수를 증발시킨다. 이때, 해수에 공급되는 열 에너지는 온도가 높은 공기를 이용하여 열 에너지를 공급하는 간접가열 방식이 일반적으로 사용된다.
간접가열 방식은 구조가 단순하므로 설비의 제작시 비용과 운행 중 보수 비용이 비교적 저렴하다는 장점이 있으나, 해수가 증발과정에서 공기에 포함된 화학물질과 반응하여 별도의 화합물이 생성되는 문제가 있었다.
본 발명에 따른 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치는 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
첫째, 해수를 담수화하는 반응챔버 내에 공급되는 기체를 순환시켜 보다 효율적으로 해수를 증발시키고자 한다.
둘째, 해수와 화학적 반응을 하지 않는 기체를 이용하여 해수를 담수화하고자 한다.
셋째, 증발된 해수로부터 수분을 효율적으로 분리시킬 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치는 해수공급부로부터 해수를 공급받아 무화시키는 노즐과, 노즐이 일측에 연통형성되며, 중공형상의 내부공간을 갖는 반응챔버와, 무화된 해수를 기화시키는 운반기체(carrier gas)를 반응챔버 내부로 공급하는 기체공급부와, 운반기체를 기체공급부로부터 반응챔버로 유입시키는 서큘레이터부와, 반응챔버 상부에 연통형성되어 기화된 증기를 배출시키는 증기 이송관과, 반응챔버 하면에 설치되어 기화되지 못한 해수를 배출시키는 미증발수 이송관으로 이루어진다.
여기서, 서큘레이터부는 반응챔버의 하부와 연통형성되며, 서큘레이터부에서는 와류가 발생되어, 운반기체를 와류를 통해 반응챔버내로 유입시키는 것이 바람직하다.
여기서, 운반기체는 불활성 기체인 것이 바람직하다.
여기서, 운반기체는 산소와 질소의 혼합기체인 것이 바람직하다.
여기서, 운반기체는 알콜 증기와 공기의 혼합기체인 것이 바람직하다.
또한, 반응챔버에는 노즐의 하부로 높이를 달리하여 배치되는 열전달 플레이트가 설치되는 것이 바람직하다.
여기서, 수분분리챔버는 반응챔버로부터 기화된 증기가 유입되는 수분분리챔버와, 수분분리챔버 내부에 배치되어, 반응챔버에서 이송된 증기로부터 수분을 흡수하는 복수 개의 다공성 부재와, 수분분리챔버의 일측에 설치되어, 다공성 부재에 흡수된 수분이 분리되도록 다공성 부재의 동작을 제어하는 구동부와, 수분분리챔버의 하부에 설치되어 분리된 담수를 담수저장조로 이송시키는 담수 이송관으로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 다공성 부재는 수분분리챔버와 일체로 연결되어, 구동부가 수분분리챔버를 회전 또는 진동시키면, 다공성 부재도 함께 회전 또는 진동되는 것이 바람직하다.
여기서, 다공성 부재의 단부는 지지판에 결합되고, 지지판과 구동부는 일체 로 연결되어, 구동부가 지지판을 회전 또는 진동시키면, 지지판에 결합된 다공성 부재가 회전 또는 진동되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치는 해수를 담수화하는 반응챔버 내에 공급되는 기체를 순환시키는 서큘레이터부를 설치하여 효율적으로 해수를 증발시키는 효과가 있으며, 해수를 증발시키는 운반기체로 불활성기체, 산소와 질소의 혼합기체 등을 이용하여 해수의 증발시 해수와 운반기체가 화학적 반응을 하지 않고 증발시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 증발된 해수로부터 수분을 흡수하는 다공성 부재를 회전 또는 진동시켜 수분을 분리시킴으로서 보다 효율적으로 수분을 분리시킬 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치에 관하여 구체적으로 설명하겠다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치 의 개념도이다.
본 발명에 따른 노즐(30)은 해수공급부로부터 해수를 공급받아 미세한 형태로 무화시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
노즐(30)은 도 1에 도시된 바와 같이, 해수를 공급하는 해수공급펌프(31)과 연통이 되며, 선단에 미세한 구멍을 형성하여 해수공급부로부터 공급된 해수를 무화시킨다.
본 발명에 따른 반응챔버(40)는 무화된 해수를 증기 상태로 탈염화하는 것으로 내부에는 노즐(30)이 연통형성되는 중공형상의 내부공간을 갖는다.
이러한 반응챔버(40)에는 무화된 해수를 기화시키는 기체공급부(50)가 설치되는 것이 바람직하다.
기체공급부(50)에서 운반된 기체는 100 도 미만의 공기로 후술할 서큘레이터부(60)에 의해 반응챔버(40)의 내부에서 와류 형태로 회전하며 무화된 해수에 열을 전달한다.
무화된 해수와 운반기체가 접촉하게되면, 운반기체로부터 열을 전달받아 기화된다. 이 과정에서 무화된 해수에 포함된 염은 수분과 분리된다.
본 발명에 따른 서큘레이터부(60)는 운반기체를 기체공급부(50)로부터 반응챔버(40)로 유입시키는 기능을 한다.
이러한 서큘레이터부(60)는 반응챔버(40)의 하부와 연통형성되며, 팬(fan, 도면 미도시)과 같은 송풍수단을 이용하여 와류를 발생시키며, 발생된 와류를 통해 운반기체는 와류의 형태로 반응챔버(40) 내로 유입된다.
와류에 의해 반응챔버(40)로 유입된 운반기체는 반응챔버(40) 내에서 연속적인 순환을 하며 무화된 증기와 접촉하게 된다.
본 발명에 따르면, 운반기체는 불활성 기체로 이루어지는 것이 바람직하다.
운반기체가 불활성 기체로 이루어지는 경우, 불활성 기체는 무화된 해수와 접촉하는 경우에도 무화된 해수에 포함된 각종 염 성분과 반응하지 않고 무화된 해스를 증기형태로 상변화시킬 수 있다.
또한, 운반기체는 불활성 기체 외에 산소와 질소의 혼합기체일 수도 있으며, 알콜 증기와 공기의 혼합기체일 수도 있다.
운반기체가 산소와 질소의 혼합기체의 경우, 산소와 질소의 부피비가 1: 3 또는 1: 1로 이루어지는 것이 바람직다.
또한, 운반기체가 알콜 증기와 공기의 혼합기체인 경우, 무화된 해수의 수분은 알콜 증기 흡수되어 증기형태로 상변화된다.
본 발명에 따르면, 반응챔버(40) 상부는 앞에서 살펴본 바와 같이 기화된 증기로 변화된 탈염화된 해수를 배출시키는 증기 이송관(41)이 형성되는 것이 바람직 하며, 반응챔버(40) 하면에는 기화되지 못한 해수를 배출시키는 미증발수 이송관(42)이 형성되는 것이 바람직하다.
증기 이송관(41)은 후술할 기화된 증기를 담수화하는 수분분리챔버(10)와 연통된다.
본 발명에 따르면 수분분리챔버(10)의 내부에는 본 발명의 다른 일실시예의 개념도인 도 2에 도시된 바와 같이, 다공성 부재(12)가 설치된다.
다공성 부재(12)는 수분의 흡수를 보다 원활하게 할 수 있도록 표면에 미세한 홀이 형성된 부재로, 레이온(rayon), 폴리에스테르(polyester) 등과 같은 합성소재, 면 등과 같은 천연소재, 합성소재와 천연소재 등으로 형성될 수 있다.
따라서, 다공성 부재(12)는 증기 이송관(41)을 통해 이송된 증기를 흡수한다.
수분분리챔버(10)의 일측에는 다공성 부재(12)에 흡수된 수분이 분리되도록 다공성 부재(12)의 동작을 제어하는 구동부(13)가 설치된다.
본 발명에 따른 구동부(13)는 수분분리챔버(10)의 일측에 설치되어 다공성 부재(12)에 흡수된 수분이 분리되도록 다공성 부재(12)의 동작을 제어한다.
본 발명에 따른 수분분리챔버(10)의 개념도인 도 3을 참조하면, 다공성 부재(11)는 수분분리챔버(10)의 내부에서 수분분리챔버(10)와 일체로 연결되며, 구동부(13)는 수분분리챔버(10)의 하부에 설치되어 수분분리챔버(10)를 회전 또는 진동 시킨다.
수분분리챔버(10)가 구동부(12)에 의해 회전 또는 진동하게 되면 수분분리챔버(10)에 일체로 연결된 다공성부재(11)는 회전 또는 진동하게 되어 흡수한 수분을 수분분리챔버(10)의 내측으로 배출하게 된다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 수분분리챔버(10)의 개념도인 도 4를 참조하면, 수분분리챔버(10)의 상부에는 구동부(12)과 연결되는 지지판(13)이 설치되고, 다공성 부재(11)는 지지판(13)과 결합된다.
따라서 구동부(12)가 지지판(13)을 회전 또는 진동시키는 경우, 다공성 부재(11)는 지지판(13)의 회전 또는 진동에 따라 흡수한 수분을 수분분리챔버(10)의 내측으로 배출하게 된다.
이러한 수분분리챔버(10)의 하부에는 다공성부재(11)에서 분리된 담수를 상기 담수저장조(20)로 이송시키는 담수 이송관(21)이 형성되며, 다공성부재(11)에서 분리된 담수는 담수 이송관(21)을 따라 담수저장조(20)에 저장된다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아 님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수분분리챔버의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 수분분리챔버의 개념도이다.
<도면의 주요부분에 관한 부호의 설명>
10 : 수분분리챔버 11 : 다공성 부재
12 : 구동부 13 : 지지판
20 : 담수저장조 30 : 노즐
40 : 반응챔버 41 : 증기이송관
42 : 미증발수 이송관 50 : 기체공급부
60 : 서큘레이터부
Claims (9)
- 수분분리챔버와, 담수저장조를 포함하는 해수담수화 장치에 있어서,해수공급부로부터 해수를 공급받아 무화시키는 노즐; 상기 노즐이 일측에 연통형성되며, 중공형상의 내부공간을 갖는 반응챔버; 무화된 해수를 기화시키는 운반기체(carrier gas)를 상기 반응챔버 내부로 공급하는 기체공급부; 상기 운반기체를 기체공급부로부터 반응챔버로 유입시키는 서큘레이터부; 상기 반응챔버 상부에 연통형성되어 기화된 증기를 배출시키는 증기 이송관; 및 상기 반응챔버 하면에 설치되어 기화되지 못한 해수를 배출시키는 미증발수 이송관을 포함하며,상기 서큘레이터부는 상기 반응챔버의 하부와 연통형성되며, 상기 서큘레이터부에서는 와류가 발생되어, 운반기체를 와류를 통해 반응챔버내로 유입시키며,상기 수분분리챔버는 상기 반응챔버로부터 기화된 증기가 유입되는 수분분리챔버; 상기 수분분리챔버 내부에 배치되어, 상기 반응챔버에서 이송된 증기로부터 수분을 흡수하는 복수 개의 다공성 부재; 상기 수분분리챔버의 일측에 설치되어, 상기 다공성 부재에 흡수된 수분이 분리되도록 상기 다공성 부재의 동작을 제어하는 구동부; 상기 수분분리챔버의 하부에 설치되어 분리된 담수를 상기 담수저장조로 이송시키는 담수 이송관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 운반기체는 불활성 기체인 것을 특징으로 하는 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치.
- 제1항에 있어서,상기 운반기체는 산소와 질소의 혼합기체인 것을 특징으로 하는 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치.
- 제1항에 있어서,상기 운반기체는 알콜 증기와 공기의 혼합기체인 것을 특징으로 하는 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치.
- 제1항에 있어서,상기 반응챔버에는 상기 노즐의 하부로 높이를 달리하여 배치되는 열전달 플레이트가 설치되는 것을 특징으로 하는 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키 는 해수담수화 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 다공성 부재는 상기 수분분리챔버와 일체로 연결되어,상기 구동부가 상기 수분분리챔버를 회전 또는 진동시키면, 상기 다공성 부재도 함께 회전 또는 진동되는 것을 특징으로 하는 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치.
- 제1항에 있어서,상기 다공성 부재의 단부는 지지판에 결합되고, 상기 지지판과 상기 구동부는 일체로 연결되어,상기 구동부가 상기 지지판을 회전 또는 진동시키면, 상기 지지판에 결합된 상기 다공성 부재가 회전 또는 진동되는 것을 특징으로 하는 운반기체를 이용하여 담수효율을 증가시키는 해수담수화 장치.
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