KR102060680B1 - 조수 장치 - Google Patents

Abstract

조수 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 조수 장치는 해수를 유입시키는 해수유입부, 해수유입부를 통해 유입되는 해수를 냉각시키는 냉각부, 냉각부를 통해 냉각된 해수로부터 염분이 제거된 청수를 분류시키는 필터부 및 필터부를 통해 분류된 청수 이외의 나머지 해수를 배출시키는 해수배출부를 포함한다.

Description

조수 장치{FRESH WATER GENERATING APPARATUS}

본 발명은 조수 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박에서는 청수(FW; Fresh Water)가 생활용수뿐만 아니라 보일러, 드럼 및 각종 기기의 냉각수로 반드시 필요하므로 별도의 청수탱크를 두어 상기 청수를 저장해 두고 있으며, 이때의 청수는 육상으로부터 급수하거나 혹은, 조수기(FWG: Fresh Water Generator)를 이용하여 해수(SW: Sea Water)로부터 염분을 제거하여 얻게 된다.

즉, 조수기는 해수를 이용하여 증발 혹은 필터(filter)를 거쳐 염분을 제거하여 각종 장비류에 사용되는 증류수와 식수를 생산하는 장치이다. 주로 사용되는 조수 방식에는 증발식(Evaporation type)과 RO방식(Reverse Osmosis type)이 사용된다.

이와 같이 해수를 사용하여 청수를 생성하는 원리로 인해 해수의 상태가 조수기의 성능 및 유지관리 주기에 큰 영향을 미치게 되며, 해수를 직접 멤브레인 필터를 통해 염분을 제거하는 RO방식은 해수의 상태가 필터의 성능에 더욱 큰 영향을 끼친다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0117182호(2012. 10. 24, 청수 생산 시스템)

본 발명의 실시예는, 보다 효율적으로 청수를 생산할 수 있는 조수 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해수를 유입시키는 해수유입부, 해수유입부를 통해 유입되는 해수를 냉각시키는 냉각부, 냉각부를 통해 냉각된 해수로부터 염분이 제거된 청수를 분류시키는 필터부 및 필터부를 통해 분류된 청수 이외의 나머지 해수를 배출시키는 해수배출부를 포함하는 조수 장치가 제공된다.

여기서, 조수 장치는 해수유입부를 통해 유입되는 해수를 전처리하는 전처리부 및 전처리부를 통해 전처리된 해수를 필터부로 압송하는 펌프부를 더 포함할 수 있다.

냉각부는 필터부를 통해 분류된 청수 및 해수배출부를 통해 배출되는 해수 중 적어도 하나와 해수유입부를 통해 유입되는 해수를 서로 열교환시키는 열교환기를 포함할 수 있다.

조수 장치는 해수유입부를 통해 유입되는 해수의 온도를 측정하는 온도측정부 및 온도측정부에 의해 측정되는 해수의 온도에 따라 냉각부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 조수 장치는 필터부를 통해 분류된 청수의 수질을 측정하는 수질측정부 및 수질측정부에 의해 측정되는 청수의 수질에 따라 냉각부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 유입되는 해수를 냉각시킨 후 청수를 분류하므로, 보다 효율적으로 청수를 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조수 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조수 장치를 개략적으로 나타내는 도면.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 조수 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조수 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조수 장치(1000)는 해수유입부(100), 냉각부(200), 필터부(300) 및 해수배출부(400)를 포함하고, 전처리부(500), 펌프부(600), 온도측정부(700) 및 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.

해수유입부(100)는 해수를 유입시키는 부분으로, 유입펌프, 배관 및 밸브 등을 포함하여 외부의 해수를 조수 장치(1000) 내부로 유입시킬 수 있다.

냉각부(200)는 해수유입부(100)를 통해 유입되는 해수를 냉각시키는 부분으로, 필터부(300)에 도달하기 전의 해수를 냉각시킨 후 필터부(300)로 공급되도록 한다. 일반적으로 기타 조건이 동일한 상태에서는 반투과막 진입전의 해수 온도가 낮을수록 반투과막을 투과하는 이온이 적어지는 성질 상, 해수의 온도가 낮을수록 해수로부터 고순도의 청수를 분류하는 것이 용이할 수 있다.

필터부(300)는 냉각부(200)를 통해 냉각된 해수로부터 염분이 제거된 청수를 분류시키는 부분으로, 해수를 반투과막 등의 필터를 통과시키는 역삼투압 방식으로 해수로부터 염분이 제거된 청수를 분류시킬 수 있다.

이 경우, 필터부(300)는 고순도의 청수를 얻기 위해 2단의 반투과막 처리를 수행할 필요가 있으나, 상술한 바와 같이 필터부(300)로 공급되는 해수를 냉각부(200)를 통해 사전 냉각시킨 경우, 1단의 반투과막 처리만으로도 고순도의 청수를 얻을 수 있다.

해수배출부(400)는 필터부(300)를 통해 분류된 청수 이외의 나머지 해수를 배출시키는 부분으로, 배출펌프, 배관 및 밸브 등을 포함하여 조수 장치(1000) 내부에서 청수가 분류되고 남은 해수를 외부로 배출시킬 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 조수 장치(1000)는 유입되는 해수를 냉각부(200)를 통해 냉각시킨 후 필터부(300)에서 청수를 분류하므로, 보다 효율적으로 청수를 생산할 수 있다.

전처리부(500)는 해수유입부(100)를 통해 유입되는 해수를 전처리하는 부분으로, 해수를 조수 장치(1000) 내부로 유입시키는 과정에서 이물질 등을 제거하는 방식으로 전처리 작업을 수행할 수 있다.

펌프부(600)는 전처리부(500)를 통해 전처리된 해수를 필터부(300)로 압송하는 부분으로, 해수가 필터부(300)의 반투과막 등을 통과하기 위해 소정의 압력으로 해수를 압송할 수 있다.

한편, 도 1에는 해수의 이동 단계 상 냉각부(200)가 전처리부(500) 및 펌프부(600)의 이전에 설치되는 구성을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 냉각부(200)가 전처리부(500)와 펌프부(600) 사이에 배치되거나 냉각부(200)가 펌프부(600)와 필터부(300) 사이에 배치되는 등 다양하게 변형될 수 있다.

본 실시예에 따른 조수 장치(1000)에서, 냉각부(200)는 필터부(300)를 통해 분류된 청수 및 해수배출부(400)를 통해 배출되는 해수 중 적어도 하나와 해수유입부(100)를 통해 유입되는 해수를 서로 열교환시키는 열교환기(210)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 필터부(300)를 통과한 청수 및 해수는 이미 냉각부(200)를 통해 냉각된 상태이므로 상대적으로 낮은 온도를 갖는다. 그리고, 해수유입부(100)를 통해 유입되는 해수는 아직 냉각부(200)를 통과하기 이전이므로 상대적으로 높은 온도를 갖는다.

따라서, 상대적으로 낮은 온도를 갖는 필터부(300)를 통해 분류된 청수 및 해수배출부(400)를 통해 배출되는 해수 중 적어도 하나와 상대적으로 높은 온도를 갖는 해수유입부(100)를 통해 유입되는 해수를 서로 열교환시킨다면, 냉각부(200)에 필요한 부하가 상당히 줄어들 수 있다.

이 경우, 냉각부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 별도의 냉매를 통해 유입되는 해수를 냉각시킬 수도 있음은 당연하다. 이 때, 냉매는 냉동 사이클의 작동유체만을 의미하는 것이 아니라, 냉동 사이클에 사용되지는 않더라도 해수보다 저온으로서 해수를 냉각시킬 수 있는 다양한 유체를 포함한다. 예를 들어, LNG 재기화에 사용된 저온유체 등이 본 발명에서 냉매로 이용될 수 있다.

온도측정부(700)는 해수유입부(100)를 통해 유입되는 해수의 온도를 측정하는 부분으로, 별도의 온도 측정 센서 등을 포함하여 해수의 온도를 측정할 수 있다.

제어부(900)는 온도측정부(700)에 의해 측정되는 해수의 온도에 따라 냉각부(200)의 작동을 제어하는 부분으로, 해수의 온도에 따라 냉각부(200)의 작동 여부 및 냉각 온도 설정을 변경할 수 있다.

즉, 유입되는 해수의 온도가 상대적으로 높은 것으로 측정되는 경우에는, 제어부(900)에서 냉각부(200)의 냉각 온도를 낮게 설정하여 필터부(300)로 공급되기 전에 해수의 온도가 적절하게 냉각되도록 할 수 있다.

반면, 유입되는 해수의 온도가 상대적으로 낮은 것으로 측정되는 경우에는, 냉각부(200)를 별도로 가동하지 않고 그대로 해수가 필터부(300)로 공급되도록 제어할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조수 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조수 장치(2000)는 해수유입부(100), 냉각부(200), 필터부(300) 및 해수배출부(400)를 포함하고, 전처리부(500), 펌프부(600), 수질측정부(800) 및 제어부(900)를 더 포함할 수 있다.

수질측정부(800)는 필터부(300)를 통해 분류된 청수의 수질을 측정하는 부분으로, 별도의 염분도 측정 센서 등을 포함하여 청수 중의 염분도 등을 측정할 수 있다.

제어부(900)는 수질측정부(800)에 의해 측정되는 청수의 수질에 따라 냉각부(200)의 작동을 제어하는 부분으로, 청수의 수질에 따라 냉각부(200)의 작동 여부 및 냉각 온도 설정을 변경할 수 있다.

즉, 청수 중의 염분도가 상대적으로 높은 것으로 측정되는 경우에는, 제어부(900)에서 냉각부(200)의 냉각 온도를 낮게 설정하여 필터부(300)로 공급되기 전에 해수의 온도가 적절하게 냉각되도록 할 수 있다.

반면, 청수 중의 염분도가 상대적으로 낮은 것으로 측정되는 경우에는, 냉각부(200)를 별도로 가동하지 않고 그대로 해수가 필터부(300)로 공급되도록 제어할 수도 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조수 장치(2000)는 상술한 구성을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 조수 장치(1000)의 주요 구성과 동일 또는 유사하므로, 중복되는 내용에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 해수유입부 200: 냉각부
210: 열교환기 300: 필터부
400: 해수배출부 500: 전처리부
600: 펌프부 700: 온도측정부
800: 수질측정부 900: 제어부
1000, 2000: 조수 장치

Claims (5)

1. 해수를 유입시키는 해수유입부;
   상기 해수유입부를 통해 유입되는 해수를 냉각시키는 냉각부;
   상기 냉각부를 통해 냉각된 해수로부터 염분이 제거된 청수를 분류시키는 필터부;
   상기 필터부를 통해 분류된 청수 이외의 나머지 해수를 배출시키는 해수배출부;
   상기 필터부를 통해 분류된 청수의 수질을 측정하는 수질측정부; 및
   상기 수질측정부에 의해 측정되는 청수의 수질에 따라, 상기 냉각부의 작동 여부 및 냉각 온도 설정을 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 냉각부는, 해수가 역삼투압 방식으로 상기 필터부의 필터를 통과하여 처리되게, 해수를 사전 냉각시키는 조수 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 해수유입부를 통해 유입되는 해수를 전처리하는 전처리부; 및
   상기 전처리부를 통해 전처리된 해수를 상기 필터부로 압송하는 펌프부;를 더 포함하는 조수 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 냉각부는
   상기 필터부를 통해 분류된 청수 및 상기 해수배출부를 통해 배출되는 해수 중 적어도 하나와 상기 해수유입부를 통해 유입되는 해수를 서로 열교환시키는 열교환기를 포함하는, 조수 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 해수유입부를 통해 유입되는 해수의 온도를 측정하는 온도측정부를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 온도측정부에 의해 측정되는 해수의 온도에 따라 상기 냉각부의 작동을 제어하는 조수 장치.
5. 삭제

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