KR101194585B1 - 해수의 담수생산용 배관구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수의 담수생산용 배관구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연에너지로부터 얻어지는 고온의 열매체를 이용하여 해수를 가열시키게 되면 해수로부터 수증기가 발생되고, 이 수증기를 냉각 응결시켜 담수화하도록 구성되는 해수의 담수생산용 배관구조를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 담수용 해수가 공급되는 해수파이프(14)와; 그 상부에 수증기유입구(18)가 구비되면서 상기 해수파이프(14)에 내장되는 담수포집파이프(12)와; 상기 담수포집파이프(12)에 내장되면서 냉각용 해수가 공급되는 냉각파이프(11)와; 상기 해수파이프(14)의 내주면과 담수포집파이프(12)의 외주면 사이에 위치하면서 상기 담수포집파이프(12)의 하부측에 위치하도록 상기 해수파이프(14)에 내장되어 열매체가 공급되는 다수의 가열파이프(13)로 구성하되, 가열파이프(13)의 열매체에 의하 가열되는 해수파이프(14)의 담수용 해수로부터 수증기가 발생되어 수증기유입구(18)를 통해 담수포집파이프(12)내로 유입되면 냉각파이프(11)의 외주면에 응결되면서 담수로 포집되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 해수의 담수생산용 배관구조를 제공하게 된다.

해수의 담수화, 배관, 수증기, 응결

Description

해수의 담수생산용 배관구조{PIPING STRUCTURE FOR DISTILLATING SEAWATER}

본 발명은 해수의 담수생산용 배관구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 열매체에 의해 가열되는 해수로부터 수증기가 발생되면 이를 냉각시켜 담수화하도록 구성되는 해수의 담수생산용 배관구조에 관한 것이다.

산업의 급속한 발전에 따른 공업용수의 사용이 크게 늘어나고 아울러 식생활의 개선에 따른 일일 생활용수의 사용량이 증가하는 추세이이고, 최근 환경오염의 영향에 의한 지구촌 가뭄현상에 따른 물부족으로 댐의 오염은 물론, 식수 공급이 위협받을 뿐만 아니라 산업체의 용수난 또한 심각한 문제로 대두되고 있는 현실이다.

선진국에서는 오래전부터 바닷물을 담수화하여 식수나 공업용수로 사용하고 있는 실정이며, 뒤늦게나마 국내에서도 점점 심각해져 가는 물부족 현상을 해결하기 위한 대책방안으로 삼면이 바다로 둘러싸인 국토 특성을 충분히 활용하여 해수 를 담수화시키는 방법들이 적극적으로 추진되고 있다.

일반적으로, 고농도염이 함유된 해수를 담수화하여 식수화시키는 담수의 생산시설은 해수를 어떠한 수단으로 수증기로 변환하고 이를 응결시켜 염분을 제거한 담수를 생산하도록 구성되어 있다.

이때, 종래의 담수생산방식은 해수를 직접 가열하여 수증기를 발생시키는 직접가열방식과, 해수용기의 압력을 포화증기압 이하로 떨어뜨려 수증기를 발생시키는 자가증발법(플래쉬증발법)으로 크게 대별할 수 있다.

그러나, 상기 직접가열방식의 경우에는 연료의 직접적인 공급을 위한 공급시설이 별도 설치되어야 하고, 담수생산시설이 주로 필요한 도서지방이나 오지대에는 연료공급이 원활하지 않은 문제점이 있으며, 화석연료의 사용은 또 다른 환경파괴를 초래하는 등의 문제가 있다.

또한, 담수생산방식중 자가증발법의 경우에는 담수생산시설의 크기에 비해 담수의 생산량이 적기 때문에 필요한 만큼의 담수량을 생산하기 위해서 담수생산시설의 크기가 비대해져야 하므로 도서지방 또는 오지대에 설치가 매우 어렵다는 등의 문제가 있다.

따라서, 본 출원인은 별도의 연료공급시설이 필요없고, 담수의 생산효율을 극대화할 수 있는 콤팩트한 담수생산시설을 가짐으로써, 도서지방이나 오지대에 용이하게 담수생산시설을 설치할 수 있는 담수생산구조를 제안하고자 한다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 자연에너지로부터 얻어지는 고온의 열매체를 이용하여 해수를 가열시키게 되면 해수로부터 수증기가 발생되고, 이 수증기를 냉각 응결시켜 담수화하도록 구성되는 해수의 담수생산용 배관구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 담수용 해수가 공급되는 해수파이프와; 그 상부에 수증기유입구가 구비되면서 상기 해수파이프에 내장되는 담수포집파이프와; 상기 담수포집파이프에 내장되면서 냉각용 해수가 공급되는 냉각파이프와; 상기 해수파이프의 내주면과 담수포집파이프의 외주면 사이에 위치하면서 상기 담수포집파이프의 하부측에 위치하도록 상기 해수파이프에 내장되어 열매체가 공급되는 다수의 가열파이프로 구성하되, 가열파이프의 열매체에 의하 가열되는 해수파이프의 담수용 해수로부터 수증기가 발생되어 수증기유입구를 통해 담수포집파이프내로 유입되면 냉각파이프의 외주면에 응결되면서 담수로 포집되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 해수의 담수생산용 배관구조를 제공하게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 연료를 사용하지 않아 환경오염 등을 유발시키지 않으면서 연료공급설비가 불필요하고, 그 구조가 콤팩트하면서 담수효율이 매우 높으며, 도서지방이나 오지대 등과 같은 열악한 지형에도 설치 및 운영이 가 능하는 등의 효과를 제공하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 해수의 담수생산용 배관구조를 설명하는 단면도이고, 도2는 본 발명에 따른 해수의 담수생산용 배관구조를 이용한 담수화설비를 예시하는 구성도이다.

본 발명은 그 일 실시예에 따르면, 도1에 도시한 바와 같이 중저온의 해수를 공급하는 해수파이프(14)와, 해수파이프에 삽입 내장되는 담수포집파이프(12)와, 담수포집파이프에 삽입 내장되는 냉각파이프(11)와, 해수파이프의 내주면과 담수포집파이프의 외주면 사이에 위치하되, 담수포집파이프의 하부측에 위치하도록 설치되는 다수의 가열파이프(13)로 구성되어 있다.

이때, 해수파이프(14)에는 그 내주면과 담수포집파이프(12)의 외주면 사이 공간을 통해 중저온의 해수를 공급하되, 그 수위가 중간이하를 이루도록 해수의 공급량을 조절하면서 공급하게 된다.

여기서, 담수포집파이프(12)는 그 외주면이 해수파이프(14)의 내주면과 일정 간격을 이루도록 설치되고, 그 상부를 따라 수증기유입구(18)가 구비되어 해수파이프의 해수가 가열되면서 상승되는 해수수중기를 흡입할 수 있도록 구성되어 있다.

그리고, 냉각파이프(11)는 저온의 해수가 공급되어 담수포집파이프(12)내의 해수수증기를 냉각하게 되고, 이때 그 외주면에 해수수증기가 응결되면서 담수포집 파이프에 집수되도록 구성되어 있다.

또한, 가열파이프(13)는 해수파이프(14)의 해수에 잠기도록 설치되면서 그 내부를 흐르는 고온의 열매체를 이용하여 해수를 가열하도록 구성되어 있고, 그 설치개수는 해수파이프내를 흐르는 해수량에 따라 결정된다.

이때, 가열파이프(13)에 공급되는 열매체는 태양광집열기에 의해 가열되어 공급되거나, 지하의 온천수 또는 산업체에서 발생하는 폐열 등을 사용하여 공급하게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 해수의 담수생산용 배관구조를 도2에 도시한 바와 같이 담수생산량에 따라 병렬연결하게 되는데, 냉각용해수순환펌프(22)에 의해 냉각용해수공급라인(11-1)을 통해 저온의 냉각용 해수가 냉각파이프(11)에 공급되면서 냉각작용을 한 후, 다시 냉각용해수회수라인(11-2)을 거쳐 해수열교환기(23)로 회수된다.

여기서, 해수열교환기(23)에서는 해수회수라인(14-2)으로부터 회수되는 고염분이면서 고온의 해수와, 냉각용해수회수라인(11-2)으로부터 회수되는 저온의 냉각용 해수를 열교환하여 저온의 냉각용 해수를 중저온의 해수로 가열하여 다시 해수공급라인(14-1)을 통해 각 해수파이프(14)로 분기 공급시키는 동시에 고온의 담수용 해수를 중저온으로 냉각하여 해수배출라인(17)을 통해 외부로 배출하게 된다.

또한, 태양열집열기 또는 산업용 폐열에 의해 가열되거나 온천수 등과 같은 열매체는 열에너지생산장치(30)에서 생산되고, 열매체순환펌프(21)에 의해 열매체공급라인(13-1)을 통해 가열파이프(13)에 공급된 후, 열매체회수라인(13-2)을 거쳐 다시 열에너지생산장치로 회수된다.

그리고, 담수포집파이프(12)내에 포집된 담수는 담수회수라인(15)을 통해 담수저장탱크(20)로 집수되어 저장되도록 구성되어 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 이는 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 실질적인 범위는 상술된 실시예에 의해 한정되어져서는 안되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 청구범위와 균등한 구성에 의해 정해져야 함은 당연하다.

도1은 본 발명에 따른 해수의 담수생산용 배관구조를 설명하는 단면도,

도2는 본 발명에 따른 해수의 담수생산용 배관구조를 이용한 담수화설비를 예시하는 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 담수 11: 냉각파이프 12: 담수포집파이프 13: 가열파이프 14: 해수파이프

Claims (1)

1. 담수용 해수가 공급되는 해수파이프(14)와; 그 상부에 수증기유입구(18)가 구비되면서 상기 해수파이프(14)에 내장되는 담수포집파이프(12)와; 상기 담수포집파이프(12)에 내장되면서 냉각용 해수가 공급되는 냉각파이프(11)와; 상기 해수파이프(14)의 내주면과 담수포집파이프(12)의 외주면 사이에 위치하면서 상기 담수포집파이프(12)의 하부측에 위치하도록 상기 해수파이프(14)에 내장되어 열매체가 공급되는 다수의 가열파이프(13)로 구성하되, 가열파이프(13)의 열매체에 의해 가열되는 해수파이프(14)의 담수용 해수로부터 수증기가 발생되어 수증기유입구(18)를 통해 담수포집파이프(12)내로 유입되면 냉각파이프(11)의 외주면에 응결되면서 담수로 포집되도록 구성되며,

   상기 해수파이프(14)는 내부에서 가열된 해수가 해수회수라인(14-1)을 통해 해수열교환기(23)로 배출되어 상기 냉각파이프(11)로부터 공급되는 냉각용 해수와 열교환된 후 회수되도록 구비되고,

   상기 냉각파이프(11)는 냉각해수공급라인(11-1)을 통해 냉각용 해수가 해수열교환기(23)로 공급되어 가열된 해수와 열교환되고 나서 해수배출라인(17)을 통해 배출됨에 따라,

   저온의 냉각용 해수는 중저온의 해수로 가열된 후 상기 해수회수라인(14-1)을 통해 각 상기 해수파이프(14)로 분기 공급되는 것을 특징으로 하는 해수의 담수생산용 배관구조.

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