KR101394517B1 - 담수화 장치 - Google Patents

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Abstract

담수화 장치가 개시된다. 본 실시예에 따른 담수화 장치는, 외부로부터 염수가 공급되어 저장 가능하도록 내부 공간이 형성되는 저장 탱크; 상기 저장 탱크에 저장된 염수를 가열하도록 상기 저장 탱크 내에 마련되는 가열수단; 및 상기 저장 탱크 내에 마련되되 상기 가열수단의 염수 가열에 의해 생성된 증기만을 투과시키는 소수성 멤브레인을 포함하되, 상기 소수성 멤브레인을 투과한 후 상기 저장 탱크의 상측 내부 영역으로 이동한 상기 증기는 상기 가열수단이 구비된 주변 공간과의 온도차에 의해 응축되어 담수화가 가능하게 되는 것을 특징으로 한다. 본 실시예에 의하면, 저장 탱크 내에 증기만을 투과할 수 있으면서 반영구적으로 사용 가능한 소수성 멤브레인을 구비함으로써 담수화 장치의 운용상 유지 및 보수 비용을 최대한 절감할 수 있으며, 담수화에 필요한 에너지 소모를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 특히 중동 지방이나 아프리카 지방과 같이 상대적으로 더운 지역에서 더욱 용이하게 실시 가능하게 된다.

Description

담수화 장치{APPARATUS FOR DESALINATING THE SEAWATER}
본 발명은, 담수화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 담수화에 필요한 에너지 소모를 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 담수화 장치의 운용상 유지 및 보수 비용을 최대한 절감할 수 있는 담수화 장치에 관한 것이다.
최근 수질환경 오염과 물 부족에 대한 사회적 관심이 고조되면서 과거 대형 선박에서 사용되었던 염수 담수화를 포함한 다양한 수처리 기술들의 응용 및 조합시스템, 이의 고효율화 기술개발이 진행되고 있다.
이러한 수처리 기술은 크게 증발 증류나 역삼투막 분리와 같은 물리적 처리방법, 생물분해 또는 화학적 산화 및 침전과 같은 생화학적 처리방법, 전기투석 또는 이온교환 등과 같은 전기화학적 처리방법 등으로 분류할 수 있다. 현재 상업적으로는 증발법과 막분리법, 그리고 이온교환 방법이 주로 적용되고 있다.
이 중 막분리법에 적용되는 역삼투(RO; Reverse Osmosis)는 삼투압보다 높은 압력을 가할 때 용액으로부터 순수한 용매가 반투막을 통해 빠져나오는 현상을 의미하며, 이러한 역삼투 현상을 이용하여 염수 등의 수용액에서 순수한 물을 분리함으로써 염수를 담수화시킬 수 있는 기술의 일 예가 아래 특허문헌인 한국 등록특허공보 제10-1068664호에 개시되어 있다. 그러나, 이러한 막분리법은 상대적으로 담수의 변환량이 적을 뿐만 아니라, 빈번한 막모듈 교환으로 인한 교체 비용이 크게 발생하는 단점을 갖고 있다. 또한, 증발법은 고순도의 담수를 얻을 수 있는 장점은 있으나 에너지 비용이 너무 높다는 문제가 있다.
현재 상시 더운 중동지방이나 아프리카 지방의 식수 해결을 위한 방안이 다각적으로 모색되고 있는 상황에서, 상대적으로 대규모 시설의 적용이 용이한 증발법이 보다 유리하게 적용 가능하지만 전술한 바와 같은 문제로 인해 쉽지 않은 것이 현실이다. 따라서, 기본적으로 증발법의 원리를 이용하되 종래에 비해 유지 보수 비용을 감소시킬 뿐만 아니라 담수화 효율을 상승시킬 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
한국 등록특허공보 제10-1068664호 (2011. 09. 22 등록)
본 발명의 목적은, 중동 지방이나 아프리카 지방과 같이 상대적으로 더운 지역에서 더욱 용이하게 실시 가능하며 저에너지 소모 및 고효율의 담수를 가능하게 하는 담수화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 종래의 역삼투 방식과 같이 고가의 막모듈 교체 비용이 거의 발생하지 않으면서 담수화를 위한 필터를 실질적으로 반영구적으로 사용 가능하므로 유지 보수 비용을 절감시킬 수 있는 담수화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기 목적은, 외부로부터 염수가 공급되어 저장 가능하도록 내부 공간이 형성되는 저장 탱크; 상기 저장 탱크에 저장된 염수를 가열하도록 상기 저장 탱크 내에 마련되는 가열수단; 및 상기 저장 탱크 내에 마련되되 상기 가열수단의 염수 가열에 의해 생성된 증기만을 투과시키는 소수성 멤브레인을 포함하되, 상기 소수성 멤브레인을 투과한 후 상기 저장 탱크의 상측 내부 영역으로 이동한 상기 증기는 상기 가열수단이 구비된 주변 공간과의 온도차에 의해 응축되어 담수화가 가능하게 되는 담수화 장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 저장 탱크의 내부 공간은, 외부로부터 공급된 염수가 저장됨과 더불어 상기 염수의 가열 과정이 이루어지는 염수 저장 구역 및 담수가 저장되는 담수 저장 구역으로 구획되되, 상기 염수 저장 구역 및 상기 담수 저장 구역은, 상기 저장 탱크의 마주보는 내벽을 연결하는 격벽 및 상기 격벽의 단부에 일측이 연결되는 상기 소수성 멤브레인에 의해 구획될 수 있다.
상기 염수 저장 구역 내에서 상기 가열수단의 하측에는, 외부로부터 유입된 염수에 포함된 이물질을 필터링함과 더불어 염수를 투과 가능하게 하는 친수성 멤브레인이 더 마련될 수 있다.
상기 소수성 멤브레인 및 상기 저장 탱크의 상면은 상기 담수 저장 구역을 향해 경사지게 배치 및 형성되며, 상기 소수성 멤브레인을 투과한 증기는 응축되어 액적 상태로 상변화하며, 상기 액적은 상기 소수성 멤브레인의 상면 및 상기 저장 탱크의 경사진 내측 상면을 따라 상기 담수 저장 구역으로 이동할 수 있다.
상기 저장 탱크의 상부에는, 상기 소수성 멤브레인을 투과한 증기의 응축 효율을 증대시키기 위한 히트 싱크가 더 구비될 수 있다.
상기 가열수단은 카본 히터 또는 마그네트론으로 적용될 수 있다.
상기 가열수단이 상기 마그네트론으로 적용되는 경우, 상기 저장 탱크의 재질은 플라스틱으로 이루어지거나 상기 저장 탱크의 내벽에 세라믹 코팅이 이루어질 수 있다.
상기 저장 탱크로의 염수 공급 유로를 형성하는 염수 공급 배관이 구비되며, 상기 염수 공급 배관을 따라 유동하는 염수를 태양열을 이용하여 프리 히팅하도록 태양열 집열판이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 담수화 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 저장 탱크 내에 증기만을 투과할 수 있으면서 반영구적으로 사용 가능한 소수성 멤브레인을 구비함으로써, 담수화 장치의 운용상 유지 및 보수 비용을 최대한 절감할 수 있다.
둘째, 염수 공급 배관을 따라 유동하는 염수를 태양열 집열판을 이용하여 프리 히팅함으로써, 실질적으로 저장 탱크 내에서 가열수단에 의한 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.
셋째, 가열수단 및 태양열에 의해 저장 탱크 내에 저장된 염수를 일정 온도 이상으로 가열할 수 있으므로, 담수화에 필요한 에너지 소모를 절감시킬 수 있으며 특히 중동 지방이나 아프리카 지방과 같이 상대적으로 더운 지역에서 더욱 용이하게 실시 가능하게 된다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 담수화 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 3은 도 1에서 가열수단이 다른 예로 적용된 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 담수화 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 담수화 장치는, 증류(distillation) 방식을 이용하여 일정 농도 이상의 염분을 함유하고 있는 염수를 음용 가능한 담수로 정화시키는 장치로서, 일 예로 염수의 공급이 원활한 해안가 주변의 적절한 장소에 설치 가능하다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이러한 담수화 장치는, 외부로부터 염수가 공급되어 저장 가능하도록 내부 공간이 형성되는 저장 탱크(100), 저장 탱크(100)에 저장된 염수를 가열하도록 저장 탱크(100) 내에 마련되는 가열수단(110), 및 저장 탱크(100) 내에 마련되되 가열수단(110)의 염수 가열에 의해 증발된 증기만을 투과시키는 소수성 멤브레인(120)을 포함한다.
먼저, 저장 탱크(100)는 일정 이상의 내부 공간을 가지며, 내부에는 염수가 저장될 뿐만 아니라 후술하는 담수화 과정을 통해 생성된 담수 또한 저장 가능하게 된다. 즉, 저장 탱크(100)의 내부 공간은 염수 저장 구역(101) 및 담수 저장 구역(102)으로 구획 가능하다.
구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 염수 저장 구역(101) 및 담수 저장 구역(102)은, 저장 탱크(100)의 마주보는 내벽을 연결하는 격벽(103) 및 격벽(103)의 단부에 일측이 연결되는 소수성 멤브레인(120)에 의해 구획 가능하다. 덧붙여, 소수성 멤브레인(120)은 격벽(103)에 일단부가 연결되면서 나머지 가장자리는 저장 탱크(100)의 내벽에 연결되어 염수 저장 구역(101)을 구획하게 된다. 한편, 저장 탱크(100)의 일측에는 염수 공급 유로를 형성하는 염수 공급 배관(104)이 연결되며, 염수 공급 배관(104)에는 염수를 흡입하여 이송시키도록 이송압을 제공하는 별도의 이송펌프(미도시)가 설치 가능하다. 또한, 저장 탱크(100)의 염수 저장 구역(101)에는 후술하는 담수화 공정을 통해 생성된 담수 이외의 염분 등을 외부로 배출 가능하도록 별도의 제1 드레인 밸브(106)가 더 마련된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 가열수단(110)은 저장 탱크(100)에 저장된 염수를 대략 80~120도의 온도로 가열하여 증발시키기 위한 것으로서, 일 예로 카본 히터 또는 마그네트론으로 적용 가능하다. 여기서, 가열수단(110)은, 저장 탱크(100) 내에 염수가 일정량 이상 수용된 경우 수중에 위치할 수도 있으므로 방수 가능하게 마련되는 것이 바람직하다. 한편, 마그네트론은 극초단파를 발생하여 마이크로 웨이브를 생성함으로써 염수 분자끼리의 충돌 및 마찰을 유도하여 가열하는 것으로서, 이러한 경우 저장 탱크(100) 및 후술하는 격벽(103)의 재질은 마그네트론의 구동에 의해 염수를 충분히 가열 가능하도록, 플라스틱 또는 강화유리 계열로 이루어지질 수 있다. 덧붙여, 저장 탱크(100)의 내벽에 세라믹 코팅이 이루어질 수도 있다. 한편, 전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 담수화 장치는 해안가 근처에 주로 설치되는 것이 바람직하며, 가열수단(110)의 동작 전원은 친환경적인 풍력 발전 및 조력 발전 등에 의해 생성된 전기인 것이 바람직하다.
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또한, 본 실시예에 따른 담수화 장치는, 특히 중동 지방이나 아프리카 지방과 같이 상시 더운 지역에서 더욱 용이하게 적용 가능하며, 이때 저장 탱크(100) 내에 저장된 염수를 가열하기 위한 가열원으로는 태양열도 적용 가능하다. 이를 위해, 저장 탱크(100)의 재질은 태양열 투과가 용이한 투명 재질의 플라스틱 및 유리 계열(강화 유리 포함)로 적용되는 것이 바람직하다. 즉, 본 실시예는, 후술하는 바와 같이 저장 탱크(100)로 유입되기 전의 염수를 일차적으로 프리 히팅하고 이어서 가열수단(110) 및 태양열을 이용하여 다시 재가열함으로써 염수의 가열 및 증발 작용이 더욱 신속하게 발생하도록 하여 결국에는 담수화 효율을 증대시킬 수 있다. 부연하자면, 대한민국과 같이 계절 변화가 뚜렷한 국가보다는 중동이나 아프리카 지방과 같이 상시 더운 지방에서 전술한 바와 같은 염수의 가열 효과가 더욱 증대되는 것이 확실하며 이를 다시 한번 밝히는 바이다.
한편, 저장 탱크(100) 내로의 염수 공급을 위해 저장 탱크(100)의 일측에는 염수 공급 배관(104)이 구비되며, 본 실시예에서, 염수 공급 배관(104)을 따라 유동하는 염수는 저장 탱크(100)로 유입되기 전에 미리 일정 온도로 가열되는 것이 바람직하다. 덧붙이자면, 염수가 저장 탱크(100)로 유입되기 전에 미리 가열됨으로써, 저장 탱크(100) 내에서의 가열수단(110)에 의한 염수 가열 시간을 단축하여 더욱 신속한 담수화 작업을 실행할 수 있다. 또한, 본 실시예는, 가열수단(110)에 의한 실질적인 가열 에너지 소모량을 감소시켜 에너지를 절약할 수 있는 경제적인 이점이 있다. 일 예로, 염수 공급 배관(104)을 따라 이동하는 염수는 대략 40 ~ 70도의 온도로 프리 히팅 가능하며, 이를 위해, 도 1에 도시한 바와 같이, 염수 공급 배관(104)의 상측에는 태양의 복사열을 이용하여 염수를 프리 히팅하도록 태양열 집열판(105)이 더 마련되는 것이 바람직하다. 이외에도 염수 공급 배관(104)의 재질을 투명 재질로 적용하여 태양 복사열이 염수 공급 배관(104)을 통과한 후 염수를 일정 온도 이상으로 가열하도록 할 수도 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 소수성 멤브레인(120)은, 저장 탱크(100) 내에서 가열수단(110)의 상측에 마련되며 가열수단(110)의 염수 가열에 의해 생성된 증기만을 투과시키게 된다. 소수성(hydrophobic)은 물분자에 대해 친화력이 없어 물에 녹지 않거나 그 표면에서 물을 밀어내는 성질을 의미하며, 소수성 물질로는 수산기, 아미노기, 카르복실기 등이 있다. 따라서, 가열수단(110)이 염수를 일정 온도 이상으로 가열함에 따라 생성된 증기는 소수성 멤브레인(120)의 미세 기공을 투과하여 상측으로 이동하되, 상대적으로 입자가 큰 염수 물 분자는 소수성 멤브레인(120)을 투과하지 못하게 된다. 여기서, 소수성 멤브레인(120)을 통과한 증기는 순수한 수증기이며, 일 예로 수증기보다 상대적으로 분자수가 큰 솔벤트 증기 등은 소수성 멤브레인(120)을 통과하지 못하도록 하는 것이 바람직하며 이를 위해서는 소수성 멤브레인(120)의 미세 기공 사이즈를 조절함으로써 가능하게 된다.
이와 같이, 소수성 멤브레인(120)을 투과한 후 저장 탱크(100)의 상측 내부 영역으로 이동한 증기(즉, 수증기)는 온도차에 의해 응축되어 음용 가능한 담수로 된다. 즉, 저장 탱크(100)의 상측 내부 영역은 저장 탱크(100)의 상측 외부 영역의 온도가 쉽게 전달 가능한 구역으로서, 일 예로 해안가에 부는 바람의 상대적으로 낮은 온도가 전달된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 염수 저장 구역(101) 내에서 가열수단(110)의 하측에는, 외부로부터 유입된 염수에 포함된 이물질을 필터링함과 더불어 염수를 투과 가능하게 하는 친수성 멤브레인(130)이 더 마련된다. 여기서, 친수성 멤브레인(130)은 염수에 포함된 부유 이물질 및 염수 분자 입자에 비해 상대적으로 큰 모든 입자를 필터링하도록 적절한 사이즈의 기공이 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 본 실시예는, 친수성 멤브레인(130) 및 소수성 멤브레인(120)의 2단 필터링 구조를 가지며, 염수가 친수성 멤브레인(130)을 통과하면서 일정 크기 이상의 입자가 우선적으로 필터링되며, 이후 가열되어 소수성 멤브레인(120)을 통과하면서 순수한 수증기만 필터링 가능하게 된다. 참고로, 염수 공급 배관(104)에 설치된 이송펌프의 이송압력에 의해 염수는 친수성 멤브레인(130)을 통과 가능하게 된다.
이와 같이, 본 실시예는 대략 반영구적으로 사용 가능한 소수성 멤브레인(120) 및 친수성 멤브레인(130)이 적용되므로, 담수화 장치의 운용에 있어서 멤브레인들의 주기적인 교체가 거의 필요없으므로 유지 및 보수에 소요되는 비용이 절감되는 경제적인 이점이 있다.
한편, 본 실시예에서는, 저장 탱크(100)의 상측 내부 영역과 저장 탱크(100)의 상측 외부 영역 사이의 열교환을 더욱 용이하게 하도록, 즉 소수성 멤브레인(120)을 투과하여 상측으로 이동한 증기의 응축 효율을 증대시키기도록 히트 싱크(107)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 저장 탱크(100)의 상부에는 가열수단(110)에 비해 상대적으로 낮은 온도를 가지며 저장 탱크(100)의 상측을 이동하는 해안가 바람의 온도를 저장 탱크(100) 내로 전달하기 위한 금속성 재질의 히트 싱크(107)가 마련된다. 이러한 히트 싱크(107)는 플레이트 형상, 파이프 형상과 같이 다양한 구조로 이루어질 수 있으며, 통상적으로 열 발산 및 열 흡수를 위한 기술분야에서 사용되는 것이라면 적용 가능하므로 보다 구체적인 설명은 생략한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 소수성 멤브레인(120) 및 저장 탱크(100)의 상면은 담수 저장 구역(102)을 향해 경사지게 배치 및 형성되는 것이 바람직하다.
부연하자면, 소수성 멤브레인(120)을 투과한 증기는 히트 싱크(107) 및 상대적인 저온을 전달받아 윽축되어 액적 상태로 상변화한다. 이후 액적은 소수성 멤브레인(120)의 상면 및 저장 탱크(100)의 경사진 내측 상면을 따라 담수 저장 구역(102)으로 보다 용이하게 이동 가능하게 된다. 여기서, 소수성 멤브레인(120)을 투과한 후 저장 탱크(100)의 내측 상면에 도달하기 전에 응축되어 하강하거나 저장 탱크(100)의 내측 상면에 형성되어 낙하한 액적은 소수성 멤브레인(120)의 상면을 따라 이동하게 되며, 마찬가지로 저장 탱크(100)의 내측 상면에 형성되지만 소수성 멤브레인(120) 측으로 낙하하지 못한 액적은 저장 탱크(100)의 내측 상면을 따라 담수 저장 구역(102)으로 이동하게 된다. 한편, 저장 탱크(100)의 담수 저장 구역(102)에는 담수를 외부로 배출 가능하도록 별도의 제2 드레인 밸브(108)가 더 마련된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 담수화 장치를 이용한 담수화 과정을 설명한다.
먼저, 이송펌프(미도시)는 염수(해수)를 흡입하여 염수 공급 배관(104)을 통해 저장 탱크(100) 측으로 공급한다. 이때, 염수 공급 배관(104)을 따라 유동하는 염수는 태양열 집열판(105)에 의해 대략 40 ~ 70도의 온도로 프리 히팅된다.
이후, 저장 탱크(100) 내로 유입된 염수는 친수성 멤브레인(130)에 의해 염수에 포함된 일정 크기 이상의 이물질이 분리되며 이물질이 제거된 염수는 친수성 멤브레인(130)의 상측으로 이동하게 된다. 부연하자면, 이송펌프(미도시)의 지속적인 구동에 의해 염수는 저장 탱크(100) 내부로 지속적으로 공급되는 경우, 이물질은 친수성 멤브레인(130)에 의해 필터링되어 상측으로의 이동이 제한되며 염수 저장 구역(101) 내에서 염수의 수위는 점차 상승하게 된다.
이어서, 가열수단(110)에 의해 대략 80 ~ 120도의 온도로 가열된 염수는 그 표면으로부터 순차적으로 증발되어 증기화되며, 이때 증기는 소수성 멤브레인(120)을 투과하여 상측으로 이동하게 된다.
이후, 증기는 저장 탱크(100)의 내측 상부 영역에 형성된 저온에 의해 응축되어 액적상태로 변하며, 이러한 액적은 소수성 멤브레인(120)의 경사진 상면 및 저장 탱크(100)의 내측 경사진 상면을 따라 담수 저장 구역(102) 내로 이동하게 된다.
정리하자면, 본 실시예는, 소수성 멤브레인(120)을 이용하여 염분이 제거된 수증기만을 쉽게 분리 가능하게 되며, 이러한 수증기를 응축하여 담수를 얻을 수 있으므로 담수화를 위한 공정상 효율이 상승할 뿐만 아니라 저가로 컴팩트한 구조의 설계가 가능해지는 이점을 갖게 된다. 또한, 본 실시예는, 반영구적으로 사용 가능한 소수성 멤브레인(120)에 의해 실질적으로 유지 및 보수 비용이 크게 절감되는 경제적인 이점이 있다. 덧붙여, 중동 지방이나 아프리카 지방과 같이 상시 태양열을 사용 가능한 지역에 설치되는 경우, 담수화를 위한 전체적인 에너지 소모를 크게 절감시킬 수 있는 이점이 발생한다.
한편, 본 실시예에서, 도 3에 도시한 바와 같이 가열수단(210)은 다른 형태로 적용 가능하다.
구체적으로, 가열수단(210)은 히트 파이프로도 적용 가능하다. 구체적으로, 저장 탱크(100)와 이격된 위치에는 태양열을 집광하기 위한 태양열 집광기(211)가 설치된다. 이러한 태양열 집광기(211)는 일 예로 다수의 반사렌즈를 가지며 일 포인트에 초점이 집중되는 구조로 이루어질 수 있다. 이와 같이 초점이 형성된 부분에는 일 예로 구리 재질의 히트 파이프(212)의 단부가 마련되며 히트 파이프(212)는 저장 탱크(100) 내의 전술한 가열수단(110)이 설치된 위치까지 연장된다. 히트 파이프(212)의 내부에는 물 등과 같은 열매체가 수용되며, 이러한 열매체는 태양열 집광기(211)로부터 집중된 태양빛의 열을 전달받아 저장 탱크(100) 내의 염수를 가열하게 된다. 여기서, 히트 파이프(212)에 의한 염수 가열 효과를 더 증대시키도록, 즉 열발산 면적을 증대시키도록, 저장 탱크(100) 내에 배치된 히트 파이프(212)의 단부 영역은 대략 코일 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100: 저장 탱크 101: 염수 저장 구역
102: 담수 저장 구역 103: 격벽
104: 염수 공급 배관 105: 태양열 집열판
107: 히트 싱크 110: 가열수단
120: 소수성 멤브레인 130: 친수성 멤브레인

Claims (8)

  1. 외부로부터 염수가 공급되어 저장 가능하도록 내부 공간이 형성되는 저장 탱크;
    상기 저장 탱크에 저장된 염수를 가열하도록 상기 저장 탱크 내에 마련되는 가열수단; 및
    상기 저장 탱크 내에 마련되되 상기 가열수단의 염수 가열에 의해 생성된 증기만을 투과시키는 소수성 멤브레인을 포함하고,
    상기 저장 탱크의 내부 공간은, 외부로부터 공급된 염수가 저장됨과 더불어 상기 염수의 가열 과정이 이루어지는 염수 저장 구역 및 담수가 저장되는 담수 저장 구역으로 구획되며,
    상기 소수성 멤브레인을 투과한 후 상기 저장 탱크의 상측 내부 영역으로 이동한 상기 증기는 상기 가열수단이 구비된 주변 공간과의 온도차에 의해 응축되어 담수화가 가능하게 되고,
    상기 염수 저장 구역 내에서 상기 가열수단의 하측에는, 외부로부터 유입된 염수에 포함된 이물질을 필터링함과 더불어 염수를 투과 가능하게 하는 친수성 멤브레인이 더 마련되는 담수화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 염수 저장 구역 및 상기 담수 저장 구역은, 상기 저장 탱크의 마주보는 내벽을 연결하는 격벽 및 상기 격벽의 단부에 일측이 연결되는 상기 소수성 멤브레인에 의해 구획되는 담수화 장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 소수성 멤브레인 및 상기 저장 탱크의 상면은 상기 담수 저장 구역을 향해 경사지게 배치 및 형성되며,
    상기 소수성 멤브레인을 투과한 증기는 응축되어 액적 상태로 상변화하며, 상기 액적은 상기 소수성 멤브레인의 상면 및 상기 저장 탱크의 경사진 내측 상면을 따라 상기 담수 저장 구역으로 이동 가능한 담수화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저장 탱크의 상부에는, 상기 소수성 멤브레인을 투과한 증기의 응축 효율을 증대시키기 위한 히트 싱크가 더 구비되는 담수화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가열수단은 카본 히터 또는 마그네트론으로 적용되는 담수화 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가열수단이 상기 마그네트론으로 적용되는 경우, 상기 저장 탱크의 재질은 플라스틱으로 이루어지거나 상기 저장 탱크의 내벽에 세라믹 코팅이 이루어지는 담수화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 저장 탱크로의 염수 공급 유로를 형성하는 염수 공급 배관이 구비되며, 상기 염수 공급 배관을 따라 유동하는 염수를 태양열을 이용하여 프리 히팅하도록 태양열 집열판이 구비되는 담수화 장치.

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