KR101236861B1 - 에너지 절약형 담수 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 간편한 장치 구성을 갖추는 에너지 절약형의 담수화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
태양광을 이용한 집열장치에 의해서 해수를 가열하고, 이 해수를 방사 모양으로 형성된 복수의 충돌 부재를 갖추는 회전체로서 형성되는 미스트화 수단에 분사함으로써 미스트를 생성한다. 생성한 미스트로부터 발생한 수증기는, 기류 형성 장치에 의한 기류를 타고, 디미스터(demister)를 통하여 수평 방향으로 병설되어 있는 열교환기로 유도된다. 열교환기에는 연직 아래 방향으로부터 윗 방향으로 저온의 해수가 류과하고 있고, 도입된 수증기는, 해수의 냉열에 의해 응축하여 담수가 되어 회수된다.

Description

에너지 절약형 담수 제조장치{Energy saving fresh water production equipment}

본 발명은, 증발법에 따른 담수 제조장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 간편한 장치 구성을 갖추는 에너지 절약형의 담수 제조장치에 관한 것이다.

현재, 세계에서는 11억 명이 물을 충분히 이용할 수 없는 상태에 있으며, 서기 2025년에는, 30억인 분의 물이 부족할 것으로 예상되고 있다. 이 점을 감안한 것이며, 해수로부터 담수를 취득하는 방법이 여러 가지 검토되고 있으며, 특히 최근, 해수를 여과하여 담수를 생성하는 역침투막법 및 해수를 증류하여 담수를 생성하는 증발법이 실용화되고 있다.

특개 2007-309295호 공보(특허 문헌 1)는, 역침투막법에 따른 담수화 장치를 개시한다. 역침투막법은, 해수 안의 미립자를 미리 여과하여 제거하는 반투막을 이용하여, 해수 측에 침투압 이상의 압력을 더해 담수를 꺼내는 방법이지만, 처리 해수를 침투압 이상의 압력까지 가압하는데 과대한 동력 에너지를 필요로 한다는 문제가 있었다.

특개 2006-70889호 공보(특허 문헌 2) 및 특개 2004-136273호 공보(특허 문헌 3)는, 다단 플래시 증발법에 따른 담수화 장치를 개시한다. 다단 플래시 증발법에 있어서는, 복수의 감압실을 필요로 하기 때문에 장치가 복잡한 동시에 대형화시킬 수 없다고 하는 문제를 더해, 해수의 기화를 위해서 여전히 과대한 에너지를 필요로 하기 때문에, 화력 발전소 등에 병설하여 그 배열을 이용하지 않을 수 없으며, 담수화 장치의 설치 장소가 한정된다고 하는 문제가 있었다.

또한 특개 평9-52082호 공보(특허 문헌 4)가 개시하는 스프레이 플래시법을 이용한 증발법에 있어서는, 해수 중에 포함되는 스케일 성분이 스프레이 노즐에 가득 차기 쉽고, 장치의 보수 코스트가 과대하게 된다고 하는 문제가 있었다.

장래의 세계 규모의 물부족에 대처하기 위해서는, 온 세상의 모든 장소에 의해 많은 담수화 장치를 설치할 필요가 있다. 그 때문에, 담수 제조장치 1대 당의 설치 코스트 및 보수 코스트를 저감할 수 있고, 또, 그 설치 장소가 기존의 열원에 의존하지 않고 자유롭게 선택 가능하며, 또한, 태양광 에너지 등의 자연 에너지에 의해서 운전 가능한 에너지 절약형의 담수 제조장치의 창출이 바람직했다.

특허 문헌 1 : 특개 2007-309295호 공보

특허 문헌 2 : 특개 2006-70889호 공보

특허 문헌 3 : 특개 2004-136273호 공보

특허 문헌 4 : 특개 평9-52082호 공보

본 발명은, 상기 종래 기술에 있어서의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명은, 간편한 장치 구성을 갖추는 에너지 절약형의 담수화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 간편한 장치 구성을 갖추는 에너지 절약형의 담수화 장치에 대해 열심히 검토한 결과, 아래와 같이 나타내는 신규 구성에 상도(想到)하여, 본 발명에 이르렀다. 즉, 자연 에너지인 태양광을 이용하는 등 처리 대상인 원수를 가열하고, 이 원수를 노즐보다 미스트화 수단으로 분사하여, 해당 미스트화 수단을 가동시킨다. 이것에 의해서 원수는, 입경이 작은 안개 모양의 원수가 되어, 공기와의 접촉 면적이 증가하기 때문에, 기화 효율이 높아진다. 이와 같이 하여 발생한 수증기를 해당 미스트화 수단 혹은 미스트류에 의해서 야기 된 기류에 의해서 디미스터(demister)를 통과시키고, 열교환기로 이끌어, 포화 온도까지 응축하여, 담수 회수기로 회수해, 담수를 얻는다. 이때, 응축 잠열은, 원수로 냉각되어 있는 열교환기에 의해서 열 교환하여, 원수의 온도를 상승시킨다. 이 가열된 원수는, 다시 미스트 생성에 이용되기 때문에, 물의 잠열은 응축 잠열로서 회수할 수 있다.

즉, 본 발명에 의하면, 미스트 생성 송풍 팬(미스트화 수단)과 열교환기를 사용하는 담수 제조장치에 있어서, 태양광 등으로 가열한 해수로 당해 팬을 회전시키는 동시에, 해수를 입경이 작은 안개모양으로 하여 물을 증발시켜, 당해 팬 혹은 미스트류에 의해서 수증기를 열교환기으로 이끌고, 해수로 냉각된 열교환기로 포화 온도까지 응축하여 담수를 회수하는 회수 장치를 갖추고, 이 응축 잠열로 해수를 가열하여 다시 안개모양으로 하는 사이클형의 담수 제조장치가 제공된다. 본 발명의 담수 제조장치는, 상기 미스트 생성 송풍 팬으로 생성한 안개모양의 해수로부터, 수증기류와 무장 해수를 구분하는 개구율이 높은 미스트 비산 방지 격벽을 갖춘다. 또, 상기 미스트 생성 송풍 팬이 입경이 작은 안개모양의 원수를 생성하는 동시에, 상기 미스트 생성 송풍 팬의 축과 수직 방향으로의 미스트의 운동에 의해서 야기되는 공기류가 수증기를 동력 없이 열교환기까지 이끈다. 본 발명의 담수 제조장치는, 상기 미스트 생성 송풍 팬의 축과 수직 방향으로의 미스트의 운동을, 송풍에 이용하기 위해, 일부에 반사판을 갖추고, 특정의 각도의 미스트를 비산시켜, 이 각도 방향으로 송풍하는 동시에, 생성한 안개모양의 원수를, 비산하는 운동 에너지에 의해서 기화시킨다. 본 발명의 담수 제조장치에 있어서는, 미스트 생성부(증발부)와 열교환기부가 일체로 되어 있고, 생성 미스트가 저항이 적게 순환할 수 있는 구조 및 기구를 갖출 수 있고, 예를 들면, 일체화한 미스트 생성부와 열교환기 간의 공기의 순환을 저항없이 하기 위해, 전 장치의 단면 형상을 원형에 가까운 원통 형상으로 하여, 그 원주 방향으로 미스트 생성부와 열교환기를 배치할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 상기 미스트 생성 송풍 팬을 직렬 혹은 병렬로 복수 배치할 수 있고, 상기 미스트 생성 송풍 팬의 형상을, 해수를 입경이 작은 안개모양으로 하기 위해 프랙털(fractals) 구조로 할 수 있다. 본 발명의 담수 제조장치는, 집수율을 높게 하기 위해서, 복수단 혹은 연속 무한단이 되는 배치를 가능하게 하는 구조를 갖추고 있고, 그러한 구성에 있어서는, 상기 미스트 생성 송풍 팬의 회전축부와 미스트 생성부에 상당하는 팬을 같은 축상에 설치함으로써, 복수단의 모든 팬이 송풍과 미스트 생성의 양쪽 모두의 역할을 담당할 수 있다. 본 발명의 담수 제조장치는, 단순하게 겹쳐 쌓는 것에 의해서 용이하게 다단 시스템으로 확장할 수 있고, 미스트 생성 팬을 상하 방향으로 연장해, 상부에서, 미스트화 되지 않았던 원수를 반사판 등에서 하부의 팬으로 이끌고, 여기서 다시 미스트화 시킨다. 그때, 각각의 팬으로부터 발생한 미스트는 원주 방향에 층상으로 회전하여 응축되며, 각층이 독립한 단의 장치로서 움직이고, 층의 수를 늘리는 것으로, 그 수에 역 비례하여 외부 가열 에너지를 감소시킬 수 있으며, 그 결과, 염가로 효율적인 담수 제조장치가 제공된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 간편한 장치 구성을 갖추는 에너지 절약형의 담수화 장치가 제공된다.

도 1은, 본 실시형태의 담수 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 실시형태의 담수 제조장치가 담수를 제조하는 기구를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은, 미스트화 수단의 후방에 송풍기가 설치된 담수 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 4는, 복수의 미스트화 수단을 갖추는 담수 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 5는, 회전체의 회전축이 수평 방향에 있는 미스트화 수단을 나타내는 도면이다.
도 6은, 복수의 유닛을 연직 방향으로 연결함으로써 확장된 담수 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 7은, 연직 방향으로 연장함으로써 확장된 담수 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 8은, 장치의 열효율이 향상하는 기구를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는, 실험장치를 나타내는 도면이다.
도 10은, 연결한 유닛의 수와 단위시간 당에 취득된 물의 양(L/h)과 가열 장치가 소비한 전력의 관계를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시형태를 가지고 설명하지만, 본 발명은, 도면에 나타낸 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1은, 본 실시형태의 담수 제조장치(100)를 나타내는 도면이다. 도 1(a)는, 담수 제조장치(100)의 표면 투시도를 나타내고, 도 1(b)는, 측면 투시도를 나타낸다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 담수 제조장치(100)는, 연직 방향으로 입설되는 대체로 원통형의 용기(12)와, 용기(12)의 천정부에 설치되는 가열 장치(14)와, 미스트화 수단(16)과, 디미스터(demister)(18)와, 라디에이터(radiator)(20)를 포함하여 구성된다. 용기(12)의 내부에는, 용기(12)의 내벽면과 원주상에 형성된 지주(22)의 외주면에 의해서 도넛 모양의 공간이 화성(畵成)되어 있고, 해당 공간은, 디미스터(18)를 경계로 하여 원주 방향에 있어서 2개의 영역으로 분할되어 있다. 즉, 용기(12)의 내부에는, 처리 대상의 원수에 포함되는 물을 기화시키기 위한 증발부(X)와, 증발부(X)로 발생한 수증기를 응축하여 담수를 회수하기 위한 응축부(Y)가 디미스터(18)를 통하여 수평 방향으로 병설되어 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 처리 대상의 원수로서 해수를 예로 들어 설명한다.

본 실시형태의 담수 제조장치(100)에 있어서는, 가열 장치(14)에 의해서 따뜻해진 해수가 노즐(24)로부터 증발부(X)에 도입된다. 노즐(24)의 연직 방향 아래쪽에는, 도입된 해수를 분쇄하여 미소한 입경의 물방울 군(이하, 미스트로서 참조한다)을 생성하기 위한 미스트화 수단(16)이 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 노즐(24)로부터 미스트화 수단(16)으로의 해수의 도입은, 자연 낙하에 의한 방법이어도 좋고, 가압 수단을 이용하여 분사하여도 좋다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 후술하는 미스트화 수단(16)에 의해서 미스트를 생성하는 구성을 채용하고 있기 때문에, 노즐(24)의 지름은, 종래의 스프레이 플래시법에 있어서의 스프레이 노즐의 지름만큼 작게 할 필요가 없기 때문에, 해수에 포함되는 스케일 성분에 의한 막힘이 생기지 않는 정도의 크기(수mm∼수cm)로 설계할 수 있다. 그와 같이 설계함으로써, 보수 코스트가 매우 적합하게 저감된다.

미스트화 수단(16)은, 용기(12)의 천정부로부터 연직 하향으로 늘어나는 회전축(16a)과, 방사 모양으로 형성된 복수의 날개(16b)를 갖추는 회전체를 포함하여 구성되어 있고, 회전축(16a)에 대하여 복수의 회전체가 병설되어 있다. 회전축(16a)은, 회전 구동원(25)에 접속되어 있고, 복수의 회전체는, 회전 구동원(25)에 의해 고속 회전하도록 구성되어 있다.

또한, 증발부 X에는, 미스트화 수단(16)이 생성한 미스트가 기화함으로써 발생하는 수증기를 응축부(Y)로 옮기는 기류를 형성하기 위한 기류 형성수단이 설치되어 있다. 도 1에 나타내는 예에 있어서는, 미스트화 수단(16)과 그 근방에 배설된 반사판(26)이 상술한 기류 형성수단으로서 기능하고 있지만, 이 점에 대해서는, 후에 상세하게 설명한다.

또한, 응축부(Y)에는, 열교환기로서의 라디에이터(20)가 설치되어 있고, 바다로부터 길어 올려진 저온의 해수가 압송 장치(30)에 의해서 라디에이터(20)에 압송되도록 구성되어 있다. 라디에이터(20) 내에는, 복수의 방열 핀을 관통하는 형태로, 연직 아래방향으로부터 윗 방향으로 파이프(28)가 배관되어 있고, 라디에이터(20)로부터 나온 파이프(28)는, 가열 장치(14)에 접속되어 있다. 이상, 본 실시형태의 담수 제조장치(100)의 물리적 구성에 대해 개설해 왔지만, 다음으로, 도 2를 참조하여, 본 실시형태의 담수 제조장치(100)가 담수를 제조하는 기구에 대해 설명한다.

도 2는, 담수 제조장치(100)가 담수를 제조하는 기구를 설명하기 위한 개념도이며, 도 2(a)는, 담수 제조장치(100)의 표면 투시도를 나타내고, 도 2(b)는, 측면 투시도를 나타낸다. 또한, 도 2에 있어서는, 도 1과 공통되는 구성요소에 대해서는 같은 부호를 이용하여 그 설명을 생략 한다(이하, 도 3∼도 9에 있어서 마찬가지).

우선, 압송 장치(30)에 의해서, 해수가 길어 올려지며, 파이프(28)를 통하여 라디에이터(20)에 도입된다. 이때, 도입하는 해수의 온도는 낮을수록 바람직하고, 심해로부터 저온의 해수를 길어 올려 도입하는 것이 바람직하다. 해수는, 라디에이터(20) 내를 연직 윗 방향을 향해 배관된 파이프(28) 안이 압송되는 과정에서, 라디에이터(20)의 방열 핀을 통하여 응축부(Y)의 공기 중에 포함되는 수증기와 열교환함으로써, 그 온도를 올리면서, 연직 윗 방향에 옮겨지며, 용기(12)의 천정부에 설치된 가열 장치(14)에 도입된다. 또한, 도 1에 나타낸 라디에이터(20)의 형상은, 개념적으로 나타낸 것이며, 본 발명에 있어서의 열교환기는, 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다.

가열 장치(14)에 도입된 해수는, 소정의 온도가 될 때까지 가열된 후, 노즐(24)로부터, 그 연직 방향 아래 쪽에 위치하는 미스트화 수단(16)을 향해서 방출된다. 가열 장치(14)는, 해수를 비점에 이를 때까지 가열할 필요는 없고,70∼90℃정도까지 가열하면 충분하다. 또한, 본 발명은, 가열 장치(14)에 대해 특히 한정하는 것은 아니지만, 에너지 코스트 저감의 관점으로부터 태양광을 이용한 집열장치를 적용하는 것이 바람직하다. 아울러, 태양광의 빛 에너지나 열에너지를 회전운동에 변환시키는 기존의 기구에 의해서 상술한 회전 구동원(25)을 구성할 수도 있다.

미스트화 수단(16)에 도입된 해수는, 회전 구동원(25)에 의해서 고속으로 회전되는 복수의 회전체의 날개(16b)에 충돌함으로써, 그 일부가, 충돌 충격에 의해서 분쇄되며, 원심력에 의해서 비산하는 과정에서 풍압에 의해 한층 더 분열하여 미소한 물방울이 되며, 증발부(X)의 대기중에 방산된다. 방산된 미스트는, 용기(12)의 증발부(X) 내를 부유하는 사이에 그 일부가 자연 증발하여 수증기가 된다. 또한, 기화하지 않았던 미스트 및 미스트화 되지 않았던 해수는, 그대로 연직 아래 방향으로 낙하하여 증발부(X)의 저부에 도달한 후, 배수관(32)으로부터 외부에 배출된다.

증발부(X)에 있어서 발생한 수증기는, 상술한 기류 형성수단에 의해서 형성된 기류를 타고 응축부(Y)로 옮겨진다. 이 점에 대해서, 도 2(a)를 참조하여 설명한다. 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 미스트화 수단(16)의 근방에는, 횡단면이 약 원호 모양으로 형성된 반사판(26)이 배설되어 있다. 미스트화 수단(16)으로부터 비산하는 미스트는 회전축(16a)에 대해 수직 방향으로 등방적(等方的)으로 운동하지만, 반사판(26)에 의해 그 일부의 비산이 차단됨으로써, 반사판(26)의 반사 방향으로 미스트의 흐름이 형성된다. 이 미스트류가 공기의 흐름을 야기하여, 그 결과, 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 향하는 원주 방향의 기류가 발생한다. 증발부(X)에서 발생한 수증기는, 이 기류를 타고 응축부(Y)로 옮겨진다.

도 2(a)에 나타낸 실시형태에 있어서는, 미스트화 수단(16)과 그 근방에 배설된 반사판(26)이 기류 형성수단으로서 기능하고 있고, 기류 형성을 위한 추가적인 에너지를 필요로 하지 않는 점으로 유리하다. 그렇지만, 본 발명은, 기류 형성수단을 상술한 구성으로 한정하는 것이 아니라, 도 3에 나타내는 바와 같이, 미스트화 수단(16)의 후방에 송풍기(34)를 설치함으로써, 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 향하는 원주 방향의 기류를 강제적으로 형성할 수도 있다. 또한, 본 실시형태의 담수 제조장치(100)는, 용기(12)가 원통 모양으로 형성되어 있기 때문에, 증발부(X)로부터 응축부(Y)에 이르는 매끄러운 공기의 흐름이 형성되기 쉽고, 공기의 송풍에 필요로 하는 에너지를 크게 절약할 수 있다.

증발부(X) 내에서 발생한 수증기는, 상술한 기류 형성수단에 의해서 형성된 기류와 함께 디미스터(18)를 통과하여 응축부(Y)에 도입된다. 또한, 같은 이 기류에 포함되는 미스트 성분은, 디미스터(18)에 의해서 포착되어 응축부(Y)로의 침입이 저지된다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 예를 들면, 가열 장치(14)가 생성하는 열 등을 이용하여 디미스터(18)를 가열함으로써, 더 증발량을 증가시킬 수 있다.

응축부(Y)에 도입된 수증기는, 라디에이터(20)의 방열 핀의 사이에 형성된 극간을 통과할 때에, 방열 핀을 통하여 파이프(28) 안을 압송되는 해수와 열 교환함으로써 응축하여, 액화한다. 이와 같이 하여 생성된 담수는, 방열 핀의 벽면을 연직 아래 방향으로 떨어뜨려 최종적으로 응축부(Y)의 저부에 저장된다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 담수 제조장치는, 우선, 증발부(X)에 있어서, 높은 온도의 해수를 미스트화함으로써 기화 효율을 향상시켜, 해수로부터 수증기를 발생시킨다. 다음에, 이 수증기를 기류 형성수단에 의해서 형성된 기류와 함께 응축부(Y)로 이동시킨다. 응축부(Y)로 이동한 수증기를 포함한 공기는, 해수가 가지는 냉열로 냉각되며, 그 결과, 포화 농도를 넘는 수분이 응축하여 액화한다.

또한, 도 1에 나타낸 미스트화 수단(16)의 형태는, 단순한 예시이며, 본 발명에 있어서의 미스트화 수단은, 상술한 형태에 한정되는 것이 아니라, 해수를 효율적으로 세세하게 분쇄하여, 보다 입경이 작은 물방울로 변환하기 위해, 그 형태에 대하여 최적화를 도모하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 미스트화 수단(16)의 회전체의 날개의 형상을 프랙털 형으로 할 수 있고, 회전체의 형상을 풍차형 혹은 물레방아형으로 할 수도 있다. 또, 미스트화 수단의 회전체를, 도입되는 해수의 동압에 의해서 회전하도록 터빈 모양으로 구성하고, 미스트화 수단의 회전 구동원을 생략 할 수도 있다.

또, 미스트화 수단은, 그 설치수 및 크기에 대해서도 최적화를 도모하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 해수를 대량으로 도입하는 경우, 하나의 큰 미스트화 수단에 대해서, 1개의 대경 노즐로부터 큰 유량으로 도입하는 것보다도, 도입하는 해수를 복수의 노즐에 분산하여, 복수의 것보다 작은 미스트화 수단의 각각에 대하여, 보다 작은 유량으로 도입하는 쪽이, 해수를 보다 효율적으로 미스트화할 수 있다. 이 점에 대해, 도 4는, 복수의 미스트화 수단(16(1)∼16(4))을 갖추는 담수 제조장치(100)를 나타낸다. 도 4에 나타나는 예에 있어서는, 각 노즐(24(1)∼24(4))로부터, 미스트화 수단(16(1)∼16(4))에 대해서 알맞은 유량의 해수가 도입된다. 본 발명에 있어서는, 담수 제조장치(100)에 도입하는 해수의 유량에 의거하여, 설치하는 미스트화 수단(16)의 수를 설계하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서의 미스트화 수단은, 도 1에 나타낸 미스트화 수단(16)과 같이, 회전체의 회전축이 연직 방향으로 연재하는 것에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 회전체의 회전축이 수평 방향으로 연재하는 것을 채용할 수도 있다. 도 5에 나타내는 미스트화 수단(40)은, 용기(12) 위에서 매달아 지지된 5개의 회전축(42)에 복수의 바람개비(44)가 병설되어 있고, 각 바람개비(44)에 대응하여 위치가 결정된 복수의 노즐(46)로부터 해수가 도입되도록 구성되어 있다.

이상, 설명한 것으로부터, 본 발명에 있어서의 미스트화 수단은, 낙하해 오는 해수를, 충돌 충격에 의해서 분쇄하고, 미소한 물방울로서 대기중으로 비산시키는 것의 가능한 모든 구성을 포함하는 것이 이해될 것이다.

이상, 본 발명의 담수 제조장치에 대해 설명해 왔지만, 본 발명의 담수 제조장치는, 그 구조를 연직 방향으로 확장함으로써, 열 효율적으로 유리한 다단 시스템을 용이하게 실현할 수 있다. 이하, 이 점에 대해서, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.

도 6은, 연직 방향으로 확장된 담수 제조장치(200)를 나타낸다. 이미 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명해 온 담수 제조장치(100)의 기본 구성을 1개의 유닛으로 하고, 이것을 연직 방향으로 복수 연결함으로써 용이하게 담수 제조장치(200)를 구축할 수 있다. 또한, 본 발명은, 유닛의 연결 방향을 한정하는 것이 아니라, 예를 들면, 유닛을 수평 방향으로 병설할 수도 있지만, 장치의 구조의 간략화의 관점으로부터, 각 유닛을 연직 방향으로 연결하는 것이 바람직하다.

도 6에 나타낸 예에 있어서는, 부호(U1∼U5)로 나타내는 5대의 유닛이 연직 방향으로 연결되어 있다. 구체적으로는, 각 유닛 간에 있어서, 응축부(Y)의 라디에이터(20)의 출구와 입구가 접속되며, 각 유닛 간에 있어서, 증발부(X)의 저부와 노즐(24)이 접속되어 있다.

압송 장치(30)에 의해서 길어 올려진 해수는, 최초로, 유닛(U5)에 도입된 후, 유닛(U4), 유닛(U3), 유닛(U2), 유닛(U1)의 순서로, 각 라디에이터(20) 내에 배관된 파이프(28)를 통하여 연직 아래 방향으로부터 윗 방향으로 류과한 후, 가열 장치(14)에 도입된다. 가열 장치(14)에 도입된 해수는, 소정의 온도까지 온도가 상승 된 후, 노즐(24)로부터 유닛(U1)의 증발부(X)에 도입된다. 유닛(U1)에 도입된 해수의 일부는, 미스트화 수단(16)에 의해서 일부가 미스트화되어 증발하고, 기화하지 않았던 미스트 및 미스트화 되지 않았던 해수가 그대로 연직 아래 방향으로 낙하하여 유닛(U1)의 저부에 도달한다. 유닛(U1)의 저부에 도달한 미처리의 해수는, 직하에 연결된 유닛(U2)에 도입되며, 미스트화 수단(16)에 의해서 일부가 미스트화 되어 증발하고, 나머지가 유닛(U2)의 저부에 도달한다. 유닛(U2)의 저부에 도달한 해수는, 그 후, 같은 순서로, 유닛(U3), 유닛(U4), 유닛(U5)에 차례차례 도입되며, 각 유닛에 있어서, 수증기를 발생한다. 최종적으로 유닛(U5)의 저부에 도달한 미처리의 해수는, 배수관(32)으로부터 외부에 배수된다.

또한, 유닛(U1∼U5)의 증발부(X)에서 발생한 수증기는, 디미스터(18)를 거쳐, 각 유닛의 응축부(Y)에 도입되며, 라디에이터(20)에 있어서 응축하여 액화한다. 생성된 담수는, 각 유닛의 저부에 저장된 후, 파이프(35)를 통하여 담수 저장조(36)에 모아진다. 이상, 도 6을 참조하고, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명해 온 담수 제조장치(100)의 기본 구성을 1개의 유닛으로 하고, 이것을 복수 연결하여 확장하는 모양에 대해 설명해 왔지만, 다음에, 도 7을 참조하여, 본 발명에 있어서의 다른 확장 모양에 대해 설명한다.

도 7은, 연직 방향으로 확장된 담수 제조장치(300)를 나타낸다. 담수 제조장치(300)는, 도 6에 나타낸 담수 제조장치(200)와 같이, 복수의 유닛을 연직 방향으로 연결하는 것이 아니라, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명해 온 담수 제조장치(100)의 구조 자체를 단지 연직 방향으로 연장함으로써, 담수 제조장치(200)와 마찬가지로, 열 효율적으로 유리한 시스템을 실현한다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 담수 제조장치(300)의 용기(12) 내에는, 증발부(X) 및 응축부(Y)가 충분한 높이를 가진 연속한 공간으로서 형성되어 있다. 담수 제조장치(300)에 있어서, 압송 장치(30)에 의해서 길어 올려진 해수는, 라디에이터(20)에 배관된 파이프(28)를 통하여 연직 윗 방향으로 압송된 후, 용기(12)의 천정부에 설치된 가열 장치(14)에 도입된다. 가열 장치(14)에 도입된 해수는, 소정의 온도까지 온도가 상승 된 후, 노즐(24)로부터 증발부(X)에 도입된다.

담수 제조장치(300)에 있어서는, 증발부(X)가 충분한 높이를 가지고 있고, 미스트화 수단(16)은, 용기(12)의 천정으로부터 저부에 이를 때까지 길게 연속하여 존재하고 있다. 노즐(24)로부터 미스트화 수단(16)의 최상부에 도입된 해수는, 그 일부가 미스트화 되며, 미스트화 되지 않았던 해수는, 더 하부에 위치하는 미스트화 수단(16)에 의해서 미스트화 될 기회가 부여되면서 증발부(X) 내를 낙하한다. 증발부(X)의 저부에 이를 때까지 기화하지 않았던 미스트 및 해수는, 배수관(32)으로부터 외부에 배수된다.

또한, 증발부(X) 내의 상부에서 하부에 이르는 각 장소에서 미스트의 일부는 기화하여 수증기가 되지만, 각 장소에서 발생한 수증기는, 도시하지 않는 기류 형성수단에 의한 기류를 타고, 도면 중의 화살표가 나타내는 바와 같이, 증발부(X) 내의 발생한 장소로부터 응축부(Y)를 향하여 원주 방향으로 옮겨진다. 응축부(Y)에 도입된 수증기는, 증발부(X) 내의 수증기가 발생한 장소에 대해서 원주 방향에 위치하는 라디에이터(20)에 있어서 응축하여 액화한다. 이와 같이 하여 생성된 담수는, 라디에이터(20)의 방열 핀의 벽면을 연직 아래 방향으로 떨어뜨려, 최종적으로 응축부(Y)의 저부에 저장된다.

다음에, 상술한 본 실시형태의 담수 제조장치(200) 및 담수 제조장치(300)에 있어서, 장치의 열효율이 현격히 향상하는 점에 대해서, 도 8에 나타내는 개념도를 참조하여, 설명한다. 또한, 도 8에 있어서는, 설명의 편의를 위해, 미스트화 수단 및 열교환기를 생략하여 나타내고, 용기(12) 내의 공간을, 위에서부터 순서대로, A층, B층, C층, D층, E층이라는 5개의 층으로 나누어 나타낸다. 담수 제조장치(200)에 대해서는, A층∼E층은, 유닛(U1∼U5)에 대응하는 것으로서 참조하고 싶다. 또, 담수 제조장치(300)에 대해서는, A층∼E층은, 용기(12) 내가 연속하는 공간을 가상적으로 분할한 것으로서 참조하고 싶다.

도 8에 나타낸 개념도에 의거하여, 담수의 제조 공정을 가상적인 수치(온도)를 사용하여 이하에 설명한다. 최초로, 압송 장치(30)에 의해서 바다로부터 저온의 해수(20℃)가 길어 올려져 담수 제조장치(200)에 도입된다. 담수 제조장치(200)에 도입된 해수는, 응축부(Y) 내를 연직 윗 방향을 향하여 배관된 파이프(28)를 통하여, 용기(12)의 천정에 설치된 가열 장치(14)에 도입된다. 여기서, 증발부(X)에 도입하는 해수의 초기 온도를 80℃로 하는 경우, 장치의 시동 개시에 있어서, 가열 장치(14)는, 해수를 20℃부터 80℃까지 가열할 필요가 있다.

다음에, 가열되어 80℃가 된 해수가 노즐(24)로부터 A층의 증발부(X)에 도입된다. A층에 도입된 해수(W)의 일부는, 미스트화 되며, A층을 통과하는 과정에서 그 일부가 수증기(V1)로 된다. 발생한 수증기(V1)는, 도시하지 않는 기류 형성 장치가 형성하는 기류와 함께, 디미스터(18)를 거쳐, 같은 A층을 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 이동한다. 또한, A층에 있어서 기화하지 않았던 나머지의 해수(W(미스트를 포함한, 이하 동일))는, 수증기(V1)의 증발 잠열을 빼앗긴 결과, 70℃까지 온도를 내려 B층에 도입된다.

B층에 도입된 해수(W)의 일부는, 미스트화 되며, B층을 통과하는 과정에서 그 일부가 수증기(V2)로 된다. 발생한 수증기(V2)는, 마찬가지로, B층을 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 이동한다. 또한, B층에 있어서 기화하지 않았던 나머지의 해수(W)는, 수증기(V2)의 증발 잠열을 빼앗긴 결과, 60℃까지 온도를 내려 C층에 도입된다.

C층에 도입된 해수(W)의 일부는, 미스트화 되며, C층을 통과하는 과정에서 그 일부가 수증기(V3)로 된다. 발생한 수증기(V3)는, 마찬가지로, 같은 C층을 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 이동한다. 또한, C층에 있어서 기화하지 않았던 나머지의 해수(W)는, 수증기(V3)의 증발 잠열을 빼앗긴 결과, 50℃까지 온도를 내려 D층에 도입된다.

D층에 도입된 해수(W)의 일부는, 미스트화 되며, D층을 통과하는 과정에서 그 일부가 수증기(V4)로 된다. 발생한 수증기(V4)는, 마찬가지로, 같은 D층을 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 이동한다. 또한, D층에 있어서 기화하지 않았던 나머지의 해수(W)는, 수증기(V4)의 증발 잠열을 빼앗긴 결과, 40℃까지 온도를 내려 E층에 도입된다.

E층에 도입된 해수(W)의 일부는, 미스트화 되며, E층을 통과하는 과정에서 그 일부가 수증기(V5)로 된다. 발생한 수증기(V5)는, 마찬가지로, 같은 E층을 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 이동한다. 또한, E층에 있어서 기화하지 않았던 해수(W)는, 수증기(V5)의 증발 잠열을 빼앗긴 결과, 30℃까지 온도를 내려 최종적으로, 배수관(32)으로부터 배출된다.

E층을 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 이동한 수증기(V5)는, 도시하지 않는 라디에이터를 통하여, 파이프(28)를 통과하는 해수와 열 교환함으로써 응축하여, 담수(F5)가 된다. 파이프(28)를 통과하는 해수(20℃)는, E층을 통과하는 과정에서, 수증기(V5)의 응축 잠열을 받은 결과, 30℃까지 온도를 올려 D층에 유입한다.

D층을 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 이동한 수증기(V4)는, 마찬가지로 파이프(28)를 통과하는 해수와 열 교환함으로써 응축하여, 담수(F4)가 된다. 파이프(28)를 통과하는 해수는, D층을 통과하는 과정에서, 수증기(V4)의 응축 잠열을 받은 결과, 40℃까지 온도를 올려, C층에 유입한다.

C층을 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 이동한 수증기(V3)는, 마찬가지로, 파이프(28)를 통과하는 해수와 열 교환함으로써 응축하여, 담수(F3)가 된다. 파이프(28)를 통과하는 해수는, C층을 통과하는 과정에서, 수증기(V3)의 응축 잠열을 받은 결과, 50℃까지 온도를 올려, B층에 유입한다.

B층을 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 이동한 수증기(V2)는, 마찬가지로, 파이프(28)를 통과하는 해수와 열 교환함으로써 응축하여, 담수(F2)가 된다. 파이프(28)를 통과하는 해수는, B층을 통과하는 과정에서, 수증기(V2)의 응축 잠열을 받은 결과, 60℃까지 온도를 올려, A층에 유입한다.

A층을 증발부(X)로부터 응축부(Y)로 이동한 수증기(V1)는, 마찬가지로, 파이프(28)를 통과하는 해수와 열 교환함으로써 응축하여, 담수(F1)가 된다. 파이프(28)를 통과하는 해수는, A층을 통과하는 과정에서, 수증기(V1)의 응축 잠열을 받은 결과, 70℃까지 온도를 올린 상태에서 용기(12)로부터 압송되어 가열 장치(14)에 도입된다.

상술한 바와 같이, 압송 장치(30)에 의해서 바다로부터 길어 올려진 저온의 해수(20℃)는, 응축부(Y)를 연직 윗 방향으로 압송되는 과정에 있어서, 증발부(X)로부터 원주 방향으로 차례차례 이동해 오는 수증기의 응축 잠열을 받는 것으로 점차 가열되며, 가열 장치(14)에 도입될 때에는 그 온도는 70℃까지 상승한다. 따라서, 장치의 시동 개시시야말로, 가열 장치(14)에 의해서, 해수를 20℃에서 80℃까지 가열할 필요가 있지만, 후의 연속 운전시에 있어서는, 해수를 70℃에서 80℃까지 가열하면 충분하기 때문에, 가열을 위한 과대한 에너지를 필요로 하지 않고, 가열 장치(14)로서 예를 들면, 태양광을 이용한 집열 장치를 채용해도 충분히 운전을 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 담수 제조장치는, 또한, 기존의 냉각 수단을 부가함으로써, 해수의 농축 장치로서 구성할 수 있다. 그 경우, 해수가 증발부(X)와 응축부(Y)와의 사이를 순환 가능하게 하기 위해서, 증발부(X)의 최하부와 응축부(Y)의 라디에이터의 최하부에 위치하는 입구를, 기존의 냉각 수단을 통하여 접속하고, 증발부(X)의 최하부에 도달한 해수를 냉각한 후에 다시 응축부(Y)의 라디에이터에 도입할 수 있게 한다. 도 8을 예로 들면, 배수관(32)으로부터 배출되는 배수(30℃)는, 냉각 수단에 의해서 20℃까지 냉각된 후, 응축부(Y)에 도입되며, 이것을 반복함으로써 장치 내를 순환한다. 그 사이에, 해수는, 반복 수분이 증발 제거됨으로써 농축도를 올려 간다. 마지막으로, 상술한 순서에서 농축도가 한계까지 오른 농축 해수를 회수하고, 해당 농축 해수로부터 소망한 성분(나트륨, 칼륨, 마그네슘 등)을 정밀 제조할 수 있다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 담수 제조장치는, 간편한 장치 구성을 채용하고 있고, 감압실 등이 복잡한 구성을 필요로 하지 않기 때문에, 낮은 설치 코스트로 구축할 수 있으며, 또, 그 보수 코스트도 저감하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 담수 제조장치는, 용이하게 다단화하여 열효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 태양광 에너지 등의 자연 에너지에 의해서도 충분히 운전할 수 있다.

이하, 본 발명의 담수 제조장치에 대해서, 실시예를 이용하여 보다 구체적으로 설명을 행하지만, 본 발명은, 후술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1에 나타낸 예를 모방하여 담수 제조장치를 제작했다. 구체적으로는, 직경 약 800mm, 높이 약 200mm의 원통형의 용기(12)를 준비하고, 미스트화 수단(16)은, 16장의 날개(16b)를 가지는 직경 약 70mm의 회전체를 2개 병설하여 제작하고, 증발부(X)에 1대 설치했다.

본 실시예에 있어서는, 처리 대상수로서 물에 먹물을 분산시킨 검은 원수를 준비하고, 이하의 순서로 실험을 행했다. 상술한 담수 제조장치에 대해, 15℃의 처리 대상수를 라디에이터(20)의 입구로부터 유량 6L/min으로 압송하고, 라디에이터(20)의 출구로부터 송출된 처리 대상수를 가열 장치(14)로 가열하여 60℃까지 온도가 상승 한 후, 이 처리 대상수를 미스트화 수단(16)에 대해서 유량 6L/min으로 분사한다고 하는 조건으로 1시간 운전했는데, 4181mL의 투명한 물이 얻어졌다. 상기 조건으로 운전중, 라디에이터(20)의 출구에 설치한 온도계는 약 25℃를 나타내고 있었다.

도 3에 나타낸 예를 모방하여 반사판(26) 대신에 송풍기(34)를 갖춘 담수 제조장치를 제작했다. 또한, 다른 조건에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지로 했다. 1시간 운전한 결과, 6002mL의 투명한 물이 얻어졌다.

본 발명의 담수 제조장치에 대해서, 연직 방향으로 확장한 경우의 열효율에 대해 검증했다. 본 실시예에 있어서는, 도 6에 나타낸 예를 모방하고, 실시예 2에서 제작한 담수 제조장치를 하나의 유닛으로 하여, 이것을 도 9에 나타내는 모양으로 복수대 연결하여 실험을 행했다. 구체적으로는, 각 유닛 간에 있어서, 라디에이터(20)의 출구와 입구를 비닐 호스로 접속하여, 처리 대상수의 도입 측에서 보아 가장 끝의 유닛의 라디에이터(20)의 출구를 가열 장치(14)에 접속하고, 또한, 가열 장치(14)를 그 가장 끝의 유닛의 노즐(24)에 접속하고, 각 유닛 간에 있어서, 배수관(32)과 노즐(24)을 비닐 호스로 접속함으로써, 최고 6대의 유닛을 연결했다.

상술한 담수 제조장치에 대해, 20℃의 처리 대상수를 유량 6L/min으로 최초의 유닛의 라디에이터(20)의 입구로부터 압송하고, 가장 끝의 유닛의 라디에이터(20)의 출구로부터 송출된 처리 대상수를 가열 장치(14)로서의 전열기로 가열하여 80℃까지 온도를 상승시킨 후, 이 처리 대상수를 가장 끝의 유닛의 미스트화 수단(16)에 대해서 유량 6L/min으로 분사한다고 하는 조건으로 운전했다. 또한, 운전중, 각 유닛의 라디에이터(20)의 출구 및 노즐(24)의 앞에 설치한 각각의 온도계(T)에 의해서 온도를 계측했다. 또, 운전 종료 후, 각 유닛의 저부에 저장된 담수를 모두 회수하여, 그 전량에 대해 계량했다.

아래의 표는, 유닛 6대를 연결하여 운전한 경우에 있어서의, 각 유닛의 라디에이터(20)의 출구 및 노즐(24)의 앞에 설치한 각각의 온도계(T)의 측정치를 나타낸다. 또한, 아래의 표에 있어서, 처리 대상수가 최초로 도입되는 유닛을 유닛 No.1로서 나타내고, 그 후, 연결순서에 No.2∼No.6으로 하여 나타냈다.

도 10은, 연결한 유닛의 수와 단위시간당 취득된 물의 양(L/h)과 가열 장치(14)가 소비한 전력의 관계를 나타낸다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 유닛 1대로 운전한 경우, 단위시간당 취득된 물의 양은 6L/h이었던 것에 대해, 유닛 2대를 연결하여 운전한 경우, 단위시간당 취득된 물의 양은 14L/h, 유닛 4대를 연결하여 운전한 경우, 단위시간당 취득된 물의 양은 16L/h, 유닛 6대를 연결하여 운전한 경우, 단위시간당 취득된 물의 양은 18L/h로 되었다.

또한, 운전을 위해서 소비한 전력(즉, 가열 장치(14)가 소비한 전력)은, 유닛 1대로 운전한 경우, 19KW이었던 것에 대해, 유닛의 연결수가 증가함에 따라 소비 전력은 감소하고, 유닛 6대를 연결하여 운전한 경우, 소비 전력은 10KW로 되었다. 유닛 6대를 연결하여 운전한 경우, 단위시간당 취득된 물의 양은, 유닛 1대로 운전한 경우와 비교하여 3배로 증가했음에도 불구하고, 소비 전력은, 유닛 1대로 운전한 경우와 비교하여 약 절반까지 저감된 것이 나타났다.

100, 200, 300. 담수 제조장치 12. 용기
14. 가열 장치 16. 미스트화 수단
18. 디미스터 20. 라디에이터
22. 지주(支柱) 24. 노즐
25. 회전 구동원 26. 반사판
28. 파이프 30. 압송 장치
32. 배수관 34. 송풍기
35. 파이프 36. 담수 저장조
40. 미스트화 수단 42. 회전축
44. 바람개비 46. 노즐

Claims (25)

1. 증발법에 의해 처리 대상인 원수(原水)로부터 담수를 제조하는 담수 제조장치이며,
   내부에 증발부와 응축부를 가지는 용기와,
   상기 용기 내에 있어서, 상기 증발부로부터 상기 응축부로 흐르는 기류를 형성하는 기류 형성수단과,
   처리대상인 원수를 상기 원수의 비점(沸點)에 이르지 않는 온도까지 가열하는 원수 가열수단과,
   상기 원수 가열수단에 의해 가열된 원수를 상기 증발부의 위쪽에 있어서 상기 용기 내로 도입하기 위한 원수 도입부와,
   상기 원수 도입부에서의 가열된 원수를 받도록 상기 용기 내의 상기 증발부에 배치되며, 상기 원수 도입부에서의 가열된 상기 원수에 기계적인 분쇄작용을 가해 상기 원수의 적어도 일부를 수증기와 미소한 물방울로 이루어지는 미스트와의 혼합물로 하는 미스트화 수단과,
   상기 증발부와 상기 응축부와의 사이에 설치되며, 용기 내의 기류에 따라 운반되어 온 상기 수증기와 미스트의 혼합물에 있어서의 수증기를 미스트로부터 분리하여 실질적으로 상기 수증기만을 상기 응축부로 향하여 통과시키는 디미스터(demister)와,
   상기 응축부에 설치된 열 교환기와,
   처리대상인 원수를 상기 열교환기를 통하여 상기 디미스터로부터의 수증기와 열교환을 행하게 하고, 상기 수증기를 응축시키는 과정에서 온도가 상승한 원수를 상기 원수 가열도입수단으로 유도하도록, 상기 열교환기로 통과된 원수 도입 유로가 설치된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 원수 가열수단은, 원수를 70℃∼90℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 원수 가열수단은, 태양광을 이용한 집열장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 미스트화 수단은,
   연직 방향의 회전축과 상기 회전축에 장착된 방사방향으로 늘어나는 복수의 날개 부재로 이루어지며, 상기 기류의 흐름 방향으로 보아 상기 미스트화 수단에 대해 상기 응축부와는 반대측에 위치하도록 반사판이 상기 용기 내에 설치되며, 상기 반사판이 상기 미스트화 수단과 함께 상기 기류 형성수단을 형성하는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 회전축에 장착된 복수의 날개 부재로 이루어지는 회전체가 복수조, 상기 회전축의 축 방향에 배열된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 기류 형성수단은, 상기 기류의 흐름 방향으로 보아 상기 미스트화 수단에 대해 상기 응축부와는 반대측에 위치하도록 상기 용기 내에 배치된 송풍기인 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 원수 도입부는, 중력의 근원에서의 자연 낙하에 의해 원수를 도입하도록 구성된 특징으로 하는 담수 제조장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 원수 도입부는, 가압상태의 원수를 도입하도록 구성된 가압수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 용기는 원주형상이며, 중심부에 지주가 배치되고, 상기 지주와 상기 용기와의 사이에 원주방향으로 상기 기류의 순환경로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 원수 가열수단은, 상기 지주의 상부에 배치되며,
    상기 원수 가열수단의 열이 상기 지주를 통하여 상기 디미스터로 전달되도록 구성된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 미스트화 수단의 아래쪽에는, 미스트화되지 않았던 원수를 받는 수용기가 배치되며, 상기 수용기에, 미스트화되지 않았던 원수를 용기 밖으로 배출하는 배수관이 설치된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 배수관은 상기 원수 도입부에 접속되며, 미스트화되지 않았던 원수가 장치를 재순환하도록 된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 배수관은 냉각수단을 통하여 상기 원수 도입부에 접속된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
14. 증발법에 의해 처리 대상인 원수로부터 담수를 제조하는 담수 제조장치이며,
    내부에 증발부와 응축부를 가지는 용기와,
    상기 용기 내에 있어서, 상기 증발부로부터 상기 응축부로 흐르는 기류를 형성하는 기류 형성수단과,
    원수를 상기 증발부의 위쪽에 있어서 상기 용기 내에 도입하기 위한 원수 도입부와,
    상기 원수 도입부로부터의 원수를 받도록 상기 용기 내의 상기 증발부에 배치되며, 상기 원수 도입부로부터의 상기 원수에 기계적인 분쇄작용을 가해 상기 원수의 적어도 일부를 수증기와 미소한 물방울로 이루어지는 미스트와의 혼합물로 하는 미스트화 수단과,
    상기 증발부와 상기 응축부와의 사이에 설치되며, 용기 내의 기류에 따라 운반되어 온 상기 수증기와 미스트의 혼합물에 있어서의 수증기를 미스트로부터 분리하여 실질적으로 상기 수증기만을 상기 응축부로 향하여 통과시키는 디미스터와,
    상기 응축부에 설치된 열 교환기와,
    처리대상인 원수를 밑에서 위로 상기 열교환기를 통하여 상기 디미스터로부터의 수증기와 열교환을 행하게 하고 상기 수증기를 응축시키는 과정에서 원수를 온도 상승시키도록, 상기 열교환기로 통과된 원수 유로와,
    상기 미스트화 수단의 아래쪽에 배치되며, 미스트화되지 않았던 원수를 받는 수용기와,
    상기 수용기에 설치되며, 미스트화되지 않았던 원수를 용기 밖으로 배출하는 배수관을 갖추는 담수 제조유닛이 복수조, 위쪽에 배치되며,
    처리대상인 원수를 상기 원수의 비점에 이르지 않는 온도까지 가열하는 원수 가열수단이 설치되며, 상기 원수 가열수단은, 상기 최상부의 담수 제조유닛의 상기 원수 도입부에 접속되어 가열된 원수를 상기 최상부의 담수 제조유닛에 공급하도록 되어 있고,
    상하로 인접하는 2개의 담수 제조유닛에 있어서, 상측 유닛의 상기 배수관은 하측 유닛의 상기 원수 도입부에 접속되며, 하측 유닛의 상기 원수 유로의 출구가 상측 유닛의 상기 원수 유로의 입구에 접속되며,
    최하단의 담수 제조유닛의 상기 원수 유로의 입구는, 원수 공급장치에 접속되며, 상기 최상단의 담수 제조유닛의 상기 원수 유로의 출구는 상기 원수 가열수단에 접속된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
15. 제 14항에 있어서,
    상기 원수 가열수단은, 원수를 70℃∼90℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
16. 제 14항에 있어서,
    상기 원수 가열수단은, 태양광을 이용한 집열장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
17. 제 14항에 있어서,
    각 담수 제조유닛에 있어서의 상기 미스트화 수단은, 연직 방향의 회전축과 상기 회전축에 장착된 방사방향으로 늘어나는 복수의 날개 부재로 이루어지며, 상기 기류의 흐름 방향으로 보아 상기 미스트화 수단에 대해 상기 응축부와는 반대측에 위치하도록 반사판이 상기 용기 내에 설치되며, 상기 반사판이 상기 미스트화 수단과 함께 상기 기류 형성수단을 형성하는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
18. 제 17항에 있어서,
    상기 회전축에 장착된 복수의 날개 부재로 이루어지는 회전체가 복수조, 상기 회전축의 축 방향에 배열된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
19. 제 14항에 있어서,
    각 담수 제조유닛에 있어서의 상기 기류 형성수단은, 상기 기류의 흐름 방향으로 보아 상기 미스트화 수단에 대해 상기 응축부와는 반대측에 위치하도록 상기 용기 내에 배치된 송풍기인 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
20. 제 14항에 있어서,
    각 담수 제조유닛에 있어서의 상기 원수 도입부는, 중력의 근원에서의 자연 낙하에 의해 원수를 도입하도록 구성된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
21. 제 14항에 있어서,
    각 담수 제조유닛에 있어서의 상기 원수 도입부는, 가압상태의 원수를 도입하도록 구성된 가압수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
22. 제 14항에 있어서,
    각 담수 제조유닛에 있어서의 상기 용기는 원주형상이며, 중심부에 지주가 배치되고, 상기 지주와 상기 용기와의 사이에 원주방향으로 상기 기류의 순환경로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
23. 제 22항에 있어서,
    상기 원수 가열수단은, 상기 지주의 상부에 배치되며,
    상기 원수 가열수단의 열이 상기 지주를 통하여 상기 디미스터로 전달되도록 구성된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
24. 제 14항에 있어서,
    최하부의 상기 담수 제조유닛에 있어서의 상기 미스트화 수단의 아래쪽에 배치된 상기 수용기에 접속된 상기 배수관은, 상기 최하부의 담수 제조유닛의 상기 원수 유로의 상기 입구에 접속되며,
    미스트화되지 않았던 원수는 상기 원수 유로에 되돌려져 재순환되는 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.
25. 제 24항에 있어서,
    상기 최하부의 담수 제조유닛에 있어서의 상기 미스트화 수단의 아래쪽에 배치된 상기 수용기에 접속된 상기 배수관은, 냉각수단을 통하여 상기 최하부의 담수 제조유닛의 상기 원수 유로의 상기 입구에 접속된 것을 특징으로 하는 담수 제조장치.

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