KR102072469B1 - 태양열을 이용한 해수 처리 장치 - Google Patents

Abstract

태양열을 이용한 해수 처리 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 해수 처리 장치는, 적어도 하나의 집광 렌즈를 포함하는 집광부; 상기 집광 렌즈를 통해 집열된 태양열을 내부의 해수에 전달함으로써, 상기 해수를 가열하도록 구성되는 가열부; 및 상기 가열부의 일 측에 배치되어, 상기 가열부 내의 침전물을 분리 배출하도록 구성되는 침전물 분리부를 포함할 수 있다.

Description

태양열을 이용한 해수 처리 장치{APPARATUS FOR PROCESSING SEA-WATER USING SOLAR ENERGY}

본 발명은 태양열을 이용한 해수 처리 장치에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는 태양열을 이용하여 해수를 가열시킴으로써 해수를 담수화하는 동시에 소금을 획득하고, 해수 가열 시 발생하는 증기를 이용하여 전력을 생성하며, 가열판에서의 온도 차이를 이용하여 전력을 생성하도록 구성되는 해수 처리 장치에 관한 발명이다.

산업의 급속한 발전으로 인해 화석 연료의 사용은 꾸준히 급증하고 있으나, 화석 연료는 천연원료로서 그 매장량이 한정되어 있어, 현재의 사용 추세에 따르면 수십년 내에 연료원이 고갈될 수 있는 위기에 처해 있다. 이로 인해, 근래 대체에너지의 개발이 활발히 추진되고 있는데, 이러한 대체에너지는 상기 화석 연료의 고갈 문제에 대한 대응 방안이 될 수 있으며, 또한, 화석 연료 사용에 따른 이산화탄소의 발생을 최소화하여 지구 온난화 방지할 수 있는 훌륭한 대안이 될 수 있다.

대체에너지로는 태양열 에너지, 풍력에너지, 조력에너지 등 자연현상을 이용한 에너지원과, 연료전지, 2차 전지 등 재료의 물성을 이용하는 에너지원 등이 있다. 특히, 이들 중 태양열 에너지를 재활용하는 연구가 꾸준히 이루어지고 있는데, 그 일 분야로서, 태양열을 집열하여 물 등을 가열함으로써, 온수 또는 증기 등을 생산하는 태양열 집열 장치를 들 수 있다. 태양열 집열 장치는 기름, 가스, 전기 등을 연료로 사용하지 않고, 자연 에너지인 태양광을 이용하여 온수 또는 다른 장치를 구동하기 위한 증기를 생성해낼 수 있기 때문에, 상술한 화석 연료의 고갈 문제 및 환경 문제 등을 방지할 수 있게 된다.

또한, 전세계적으로 물 부족 문제가 심각하게 진행되고 있고, 우리나라에서도 농업용수의 부족으로 인하여 지표면 수백 미터 아래로부터 상당량의 지하수를 채취하여 사용하고 있는 실정이다. 전 세계는 인구증가, 도시화 및 산업화로 인하여 농업용수, 공업용수, 생활용수 등의 부족 문제를 심각하게 겪고 있으며, 따라서 물에 관한 기술 지원이나 물 문제 해결을 위한 과학기술의 조사 및 연구를 활발하게 진행하는 것이 필요하다.

이와 같은 물 부족 방안 중 하나로서 해수를 담수화하여 용수를 사용하는 경우가 많은데, 상기한 태양열 집열 장치를 이용하여 해수를 담수화하는 장치의 일 예로서, 대한민국등록특허번호 제10-1022367호(“태양광 해수 담수화 장치”)가 제안된 바 있다.

상기 등록 특허는 해수조; 상기 해수조로부터 내부 공간으로 해수가 유입되는 가열부; 원통형상의 집열관; 상기 집열관의 내부에 삽입되고, 일부가 상기 집열관에 의해 밀봉되는 적어도 하나 이상의 히트 파이프; 태양광이 통과할 수 있는 투명한 재질로 이루어지고, 상기 집열관이 삽입되는 투명관; 상기 투명관 외부의 일측에 위치하여 상기 태양광을 상기 집열관으로 반사시키기 위한 광반사부; 상기 히트 파이프에 의해 가열되는 상기 해수가 증발하여 생성되는 증기를 냉각시키기 위한 냉각부; 및 상기 냉각부로부터 배출되는 담수를 포집하기 위한 담수조를 포함한다.

그러나, 이와 같은 종래의 해수 담수화 장치는, 해수를 가열함에 있어 발생하는 소금, 결정체, 이물질 등의 침전물을 효과적으로 제거할 수 있는 수단을 제공하지 못하고, 해수 가열시 발생하는 증기와 고열의 태양열을 이용하여 전력을 생성할 수 있는 수단을 제공하지 못하고 있다.

그러므로, 태양열을 이용하여 해수를 가열시킴으로써 해수를 담수화 할 뿐만 아니라 해수 침전물의 처리를 통해 소금 등을 획득할 수 있고, 해수 가열시 발생하는 증기를 이용하여 전력을 생성하며, 가열판에서의 온도 차이를 이용하여 전력을 생성할 수 있는 새로운 형태의 해수 처리 장치에 관한 필요가 점점 증가하고 있는 상황이다.

KR 10-1022367 B1

담수화하기 위해 태양열을 이용해 해수를 증발시키는 과정에서 발생하는 침전물을 분리함으로써 소금을 생산할 수 있는 해수 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 해수의 증발 과정에서 발생하는 증기를 이용하여 전력을 생산할 수 있는 해수 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 해수를 가열하기 위한 가열 판의 고온을 이용하여 전력을 생산할 수 있는 해수 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치는, 적어도 하나의 집광 렌즈를 포함하는 집광부; 상기 집광 렌즈를 통해 집열된 태양열을 내부의 해수에 전달함으로써, 상기 해수를 가열하도록 구성되는 가열부; 및 상기 가열부의 일 측에 배치되어, 상기 가열부 내의 침전물을 분리 배출하도록 구성되는 침전물 분리부를 포함할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 가열부는 외부로부터 공급되는 해수를 1차 가열하도록 구성되는 예열부 및 상기 예열부에서 1차 가열되어 전달되는 해수를 2차 가열하도록 구성되는 가열 패널부를 포함하고, 상기 침전물 분리부는 상기 가열 패널부의 일 측에 배치될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 침전물 분리부는 복수의 날개 및 상기 복수의 날개 사이의 공간을 형성하는 복수의 리세스로 구성되는 롤러일 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 가열 패널부에 존재하는 침전물이 상기 복수의 리세스 중 어느 하나의 리세스로 수집되고, 상기 롤러를 회전시킴으로써 상기 리세스에 집결된 침전물이 분리 배출될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 가열 패널부는, 상기 가열 패널부의 바닥면에 존재하는 침전물을 상기 복수의 리세스 중 어느 하나의 리세스로 이동시키도록 구성되는 침전물 채집수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 침전물 분리부의 측에서, 상기 가열 패널부의 상판 및 하판 각각에는 대향하는 방향으로 돌출 형성되는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부 각각은 상기 침전물 분리부와 접촉하는 곡면부를 포함하며, 상기 날개의 외부 곡면의 곡률 반경은 상기 곡면부의 곡률 반경과 동일할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 돌출부 사이의 거리는 상기 복수의 날개 중 인접하는 두 날개 사이의 최대 거리와 동일할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 침전물 분리부는, 상기 가열 패널부의 일 측에 배치되어, 내부에 구비된 제 1 스크류를 통해 상기 침전물을 수집하는 제 1 분리부; 및 상기 제 1 분리부와 연결되어, 내부에 구비된 제 2 스크류를 통해 상기 제 1 분리부로부터 전달되는 상기 침전물을 분리 배출하는 제 2 분리부를 포함할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 제 1 분리부와 상기 제 2 분리부를 상호 연통 또는 차단시키는 개폐수단을 구비하는 연결부를 더 포함하고, 상기 제 1 스크류는 제 1 방향으로 회전함으로써 상기 침전물을 상기 연결부 측으로 수집하고, 상기 제 2 스크류는 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 회전함으로써, 상기 침전물을 상기 연결부와 반대 측으로 분리 배출할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 가열 패널부의 하측에 배치되어, 상기 가열 패널부에서 발생하는 고열을 이용하여 전력을 생성하도록 구성되는 발전부를 더 포함할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 발전부는; 일 면이 상기 가열 패널부의 후방 측과 결합하도록 배치되는 펠티어 발전소자; 및 상기 펠티어 발전소자의 타면에 결합하여 상기 펠티어 발전소자의 열을 방출시키도록 구성되는 방열부를 포함할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 가열 패널부는, 일 측에 상기 예열부로부터 전달되는 해수를 내부로 유입시키는 유입구가 형성되는 제 1 패널부; 및 상기 제 1 패널부의 상면에 부착되며, 상기 제 1 패널부로부터 전달되는 기화된 해수를 수집하는 제 2 패널부를 포함하고, 상기 제 2 패널부의 중심부에 소정의 관통홀이 형성되어 상기 제 1 패널부의 상판 중 일 영역을 노출시킴으로써, 상기 노출된 일 영역에 태양열이 집열되게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 해수 처리 장치에 의하면, 해수를 담수화하기 위해 태양열을 이용해 해수를 증발시키는 과정에서 발생하는 침전물을 분리 배출하고 그에 따라 보다 효율적이고 저비용의 고품질 소금의 생산이 가능하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 해수 처리 장치에 의하면, 해수의 증발 과정에서 발생하는 증기를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 해수 처리 장치에 의하면, 해수를 가열하기 위한 가열 판의 고온을 이용하여 전력을 생산하는 것이 가능하다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치(1000)를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치의 집광부(100)를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치의 예열부(200)를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치의 가열 패널부(300), 침전물 분리부(400) 및 발전부(500)의 결합 배치를 예시적으로 도시하고, 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 패널부(300)의 상판 구조를 예시적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치의 집광부(700)를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 예열부(200)의 횡 단면도를 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치의 가열 패널부(800), 침전물 분리부(400) 및 발전부(500)의 결합 배치를 예시적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전부(500)의 세부 구성도를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 침전물 분리부(400)의 예시적 동작을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치의 가열 패널부(800), 침전물 분리부(900) 및 발전부(500)의 결합 배치를 예시적으로 도시한다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 침전물 분리부(900)의 예시적 동작을 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치(1000)의 동작을 예시적으로 도시한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예들을 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 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, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치(1000)를 도시하고, 도 2는 도 1의 해수 처리 장치(1000) 중 집광부(100)를 도시하며, 도 3은 도 1의 해수 처리 장치(1000) 중 예열부(200)를 도시한다. 또한, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치의 가열 패널부(300), 침전물 분리부(400) 및 발전부(500)의 결합 배치를 예시적으로 도시하고, 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 패널부(300)의 상판 구조를 예시적으로 도시한다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치(1000)는 해수를 증발시킴에 있어 발생하는 증기를 이용하여 전력 생산을 실현함과 동시에 해수로부터 소금을 획득할 수 있으며, 전력 생산에 이용된 증기를 냉각하여 식수를 생산할 수 있다. 특히, 해수 처리 장치(1000)는 해수를 증발함에 있어 태양열을 이용하는 것을 특징으로 한다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치(1000)는 집광부(100), 가열부(200, 300), 침전물 분리부(400), 발전부(500) 및 태양광 추적부(610, 620, 630)를 포함할 수 있다.

집광부(100)는 입사되는 태양광을 굴절시켜 가열부(200, 300)의 소정의 영역에 집광하기 위한 유닛으로서, 예컨대 집광부(100)는 적어도 하나의 집광 렌즈(110, 120)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 집광부(100)는 중심부에 구비되는 제 1 집광 렌즈(110)와 제 1 집광 렌즈(110)의 둘레를 따라 배치되는 적어도 하나의 제 2 집광 렌즈(120)로 구성될 수 있다. 제 1 집광 렌즈(110) 및 제 2 집광 렌즈(120)는, 이하 상술되는 바와 같이, 가열 패널부(300) 및 예열부(200)의 상판에 각각 태양광을 집광시키도록 구성될 수 있다.

제 1 집광 렌즈(110) 및 제 2 집광 렌즈(120)는 프레즈널(fresnel) 렌즈, 볼록 렌즈 등으로 구성될 수 있으며, 렌즈의 직경, 굴절률 등의 물리적인 특성에 따라 고유의 기준 초점 및 초점 거리를 가지도록 구현될 수 있다. 특히, 제 1 집광 렌즈(110)의 직경을 제 2 집광 렌즈(120)보다 소정의 비율만큼 크게 구성함으로써, 제 1 집광 렌즈(110)의 초점 거리를 제 2 집광 렌즈(120)보다 길게 함과 동시에 보다 많은 태양광을 가열 패널부(300)에 집광할 수 있도록 구현될 수 있다.

여기서, 기준 초점은 태양광이 집광 렌즈(110, 120)에 수직 입사될 때(즉, 태양광의 입사 각도가 0°(도)일 때), 집광 렌즈(110, 120)를 투과한 태양광이 집중되는 가상의 점을 지칭할 수 있으며, 초점 거리는 집광 렌즈(110, 120)로부터 기준 초점까지의 거리를 지칭할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 집광부(100)의 전면 및 후면에는 보호 커버가 더 부착될 수 있다. 보호 커버는, 바람직하게는, 투광 필름 재질로 구현될 수 있으며, 집광 렌즈(110, 120)가 직접 외부 환경에 노출되지 않도록 함으로써 집광 렌즈(110, 120)를 이물질 등으로부터 보호하는 역할을 수행할 수 있다.

가열부(200, 300)는 집광 렌즈(110, 120)를 통해 집광된 태양광로 인하여 발생(또는, 집열)되는 열(즉, 태양열)을 이용하여 내부의 해수를 가열하도록 구성될 수 있다. 여기서 해수는 소정의 열용량 및 끓는점을 가지고, 상온에서는 액체 상태로 존재하며, 고온 가열 시에 해수 내의 수분은 증발하면서 소금 등이 결정체로서 잔류하게 된다.

참고로, 해수는 바닷물로 지칭될 수도 있고, 염도는 3.1 내지 3.8% 사이이며, 예컨대 3.5% 염도를 갖는 해수의 경우 산소(85.84%), 수소(10.82%), 염소(1.94%), 소듐(1.08%), 마그네슘(0.1292%), 황(0.091%), 칼슘(0.04%), 칼륨(0.04%), 브로민(0.0067%), 탄소(0.0028%) 등의 성분을 갖는다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부(200, 300)는 예열부(200) 및 가열 패널부(300)로 구성될 수 있다.

예열부(200)는 외부로부터 전달된 해수를 1차적으로 가열하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 예열부(200)는 집광부(100)로부터 제 2 집광 렌즈(120)의 초점 거리만큼 이격 배치되어, 상판의 적어도 일 영역이 제 2 집광 렌즈(120)의 기준 초점에 위치하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 2 집광 렌즈(120) 각각에 의해 굴절된 태양광은 예열부(200)의 상판의 적어도 일 영역에 집광될 수 있으며, 예열부(200)는 태양광에 의해 집열된 열을 내부의 해수에 전달함으로써, 해수에 대한 1차적 가열을 수행할 수 있다. 예컨대, 예열부(200)를 통해 1차적으로 가열된 해수의 온도는 50°C 내지 70°C일 수 있다.

예열부(200)는 제 1 집광 렌즈(110)에 의해 가열 패널부(300)에 집광되는 태양광의 경로를 차단하지 않도록 중심부가 관통된 사각형 또는 원형의 고리 형상으로 구현 또는 배치될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 예열부(200) 상판의 내면에는 내부의 해수와 직접 접촉되어 태양열을 해수에 전달하기 위한 소정의 열전달부(미도시)가 내측을 향하여 돌출 형성될 수 있다.

예열부(200)의 측면 중 적어도 하나에는 외부로부터 해수를 공급받기 위한 유입구(210), 및 1차 가열된 해수를 배출하기 위한 유출구(220)가 형성될 수 있다. 바람직하게는, 유입구(210) 및 유출구(220)가 예열부(200)의 동일한 측면에 나란하게 형성될 수 있다.

또한, 예열부(200) 내부의 유입구(210)와 유출구(220) 사이 영역에는 유입구(210)에서 유출구(220)로의 해수 흐름을 차단하기 위한 소정의 차단벽(미도시)이 형성될 수 있다. 이를 통해, 유입구(210)를 통해 내부로 유입된 해수가 바로 유출구(220)를 통해 배출되지 않고, 유출구(220)의 반대 방향으로 일 방향으로 회전하도록 하여 예열부(200) 내부에서의 해수의 체류 시간을 증대시킴으로써, 해수에 대한 최소한의 가열 시간을 확보할 수 있게 된다. 한편, 유출구(220)로부터 배출되는 1차 가열된 해수는 튜브 등을 통해 후술할 가열 패널부(300)로 전달될 수 있다.

가열 패널부(300)는 예열부(200)로부터 전달되는 해수에 대한 2차적 가열을 수행하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 가열 패널부(300)는 집광부(100)로부터 제 1 집광 렌즈(110)의 초점 거리만큼 이격 배치되어, 상판의 적어도 일 영역(특히, 중심 영역)이 제 1 집광 렌즈(110)의 기준 초점에 위치하도록 구성될 수 있다.

따라서, 제 1 집광 렌즈(110)에 의해 굴절된 태양광은 상판의 적어도 일 영역에 집광될 수 있으며, 가열 패널부(300)는 태양광에 의해 집열된 열을 내부의 해수에 전달함으로써, 해수에 대한 2차적 가열을 수행할 수 있다. 이때, 제 1 집광 렌즈(110)는 제 2 집광 렌즈(120)에 비해 높은 집광/집열 효율을 갖기 때문에, 가열 패널부(300)는 내부의 해수를 100°C 내지 200°C로 가열할 수 있게 된다.

또한, 가열 패널부(300)는 소정의 두께를 가지는 단일 판 형상으로 구현될 수 있고, 태양광이 집광되는 상판의 내면에는 복수의 열전달부(330)가 소정의 간격으로 이격 배치될 수 있다. 이러한 열전달부(330)가 내측을 향하여 돌출되도록 구성되어 내부의 해수와 직접 접촉됨으로써, 집열된 태양열을 해수에 신속하고 효율적으로 전달할 수 있게 된다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 열전달부(330)는 가열 패널부(300)의 상판에 부착되는 제 1 판(332)과 이에 수직으로 결합되는 제 2 판(334)으로 구성될 수 있다. 제 1 판(332) 및 제 2 판(334)은 각각 소정의 길이 및 두께를 가지는 판 형상으로 구성될 수 있으며, 제 1 판(332)과 제 2 판(334)의 결합은 제 2 판(334)의 체결홈에 제 1 판(332)의 일부가 삽입되는 끼움 결합 방식으로 수행될 수 있다. 하나의 제 1 판(332)에 다수의 제 2 판(334)이 결합됨으로써 해수와의 접촉 면적을 보다 극대화할 수 있으며, 이를 통해, 집열된 태양열을 보다 효과적으로 해수에 전달할 수 있게 된다.

또한, 가열 패널부(300)의 측면 중 적어도 하나에는 예열부(200)에서 1차 가열된 해수를 공급받도록 구성되는 유입구(310), 및 상기 가열 패널부(300)의 내부에서 해수의 가열에 의해 발생하는 증기를 외부로 배출하도록 구성되는 유출구(320)가 형성될 수 있다. 여기서, 유출구(320)를 통해 배출되는 증기는 기체 상태로서, 상기 증기가 외부의 다른 장치(예컨대, 전기 생산을 위한 증기 터빈 등)에 구동력을 전달함으로써 전력을 생성할 수 있다.

또한, 예열부(200) 및 가열 패널부(300)는 높은 내열성 및 내부식성을 가진 금속 재질로 구현될 수 있으며, 바람직하게는, 티타늄(Titanium) 또는 스테인리스(stainless) 재질로 구현될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 태양광이 집광되는 상판을 제외한 나머지 영역은 스티로폼 등의 단열 재질로 감싸지도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 외부로의 열 손실을 최소화함으로써, 해수에 대한 가열 효율을 증대할 수 있게 된다.

다만, 이러한 예열부(200) 및 가열 패널부(300)의 구성 및 재질은 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라, 다양한 구성 및 재질로 변형될 수 있다. 또한, 설명의 편의상 도시되어 있지는 않으나, 해수 처리 장치(1000) 는 외부의 해수 공급원, 예열부(200), 가열 패널부(300) 등을 상호 연결하고 해수를 이송하기 위한 튜브 등의 구성을 더 포함할 수 있으며, 예열부(200) 및 가열 패널부(300)의 유입구 및 유출구에는 해수 또는 증기 공급량 또는 배출량을 조절하기 위한 조절 밸브가 더 결합될 수 있다.

침전물 분리부(400)는 가열 패널부(300) 내의 침전물을 분리 배출할 수 있다. 즉, 예를 들어, 해수를 예열부(200)에서 1차 가열시키고, 1차 가열된 해수를 가열 패널부(300)에서 2차 가열시킴으로써 증발시킬 때에 해수 내에 존재하였던 소금 등의 침전물이 가열 패널부(300)의 일부 영역에, 특히 가열 패널부(300)에 적층될 수 있으며, 침전물 분리부(400)는 이러한 침전물을 가열 패널부(300)로부터 분리 배출할 수 있다. 침전물 분리부(400)는 가열 패널부(300)의 일 측에 배치될 수 있으며, 적어도 일부가 가열 패널부(300)의 내부와 연통하도록 구현될 수 있다. 바람직하게는, 침전물 분리부(400)는 가열 패널부(300)의 하방 경사진 일 측에 배치됨으로써, 중력에 의해 가열 패널부(300)에 존재하는 침전물이 침전물 분리부(400)로 수집되도록 구현될 수 있다.

일 실시예에서, 침전물 분리부(400)는 복수의 날개(410) 및 이러한 복수의 날개(410) 사이의 공간을 형성하는 복수의 리세스(420, recess)로 구성되는 롤러(roller)로 구현될 수 있다. 예컨대, 가열 패널부(300)의 경사로 인해 가열 패널부(300)에 존재하는 침전물이 복수의 리세스(420) 중 어느 하나로 수집되고, 이어서 침전물 분리부(400)가 일 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전함으로써 리세스에 수집된 침전물이 외부로 분리 배출될 수 있다. 침전물 분리부(400)의 리세스(420)에 수집된 침전물의 분리 배출에 대해서는 이하의 도 9a 및 도 9b에서 보다 상술하기로 한다.

또한, 일 실시예에서, 침전물 분리부(400)의 측에서 가열 패널부(300)의 상판 및 하판 각각에는 대향하는 방향으로 돌출 형성되는 돌출부(350)가 형성될 수 있다.

예를 들어, 돌출부(350)는 침전물 분리부(400)와 접촉하는 곡면부(351) 및 이러한 곡면부(351)의 일단으로부터 침전물 분리부(400)와 반대 방향 측으로 경사지어 연장 형성되는 평면부(352)를 포함할 수 있다. 이때, 날개(410)의 외부 곡면의 곡률 반경은 곡면부(351)의 곡률 반경과 동일하게 구현될 수 있다. 그에 따라, 침전물 분리부(400)의 회전 시 침전물 분리부(400)가 가열 패널부(300)와 밀접한 접촉 상태를 유지하게 된다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이 두 돌출부(350) 사이의 거리가 복수의 날개(410) 중 인접하는 두 날개 사이의 최대 거리와 동일하도록 형성됨으로써, 침전물 분리부(400)가 회전할 때에 가열 패널부(300) 내부의 해수 및/또는 증기가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

발전부(500)는 가열 패널부(300)의 하측(즉, 하단 면)에 배치되어, 가열 패널부(300)에서 발생하는 고열을 이용하여 전력을 생성할 수 있다. 여기서, 발전부(500)는 온도 차이를 이용하여 발전을 수행하는 펠티어(peltier) 소자를 적용하여 구현될 수 있다. 이러한 발전부(500)의 구체적인 동작 및 기능에 대해서는 이하의 도 8에서 보다 상술하기로 한다.

태양광 추적부(610, 620, 630)는 태양의 위치에 대응하여 해수 처리 장치(1000)의 적어도 일부를 수평 또는 수직 회전시킴으로써, 집광부(100)에 대한 태양광의 입사 각도를 조절할 수 있다. 이를 위해, 태양광 추적부(610, 620, 630)는 태양 감지부(610) 및 구동부(620, 630)로 구성될 수 있다.

태양 감지부(610)는 태양광의 입사 여부, 태양의 현재 위치 및/또는 태양광의 입사 각도를 감지할 수 있다. 이러한 태양 감지부(610)는 당해 분야에서 알려진 다양한 감지 장치를 이용하여 구현될 수 있다. 한편, 도 1에서는 태양 감지부(610)가 예열부(200)의 일 측에 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라, 태양 감지부(610)는 다양한 위치에 설치될 수 있다.

구동부(620, 630)는 태양 감지부(610)의 감지 결과에 따라 집광부(100)가 감지된 태양의 위치를 향하도록 해수 처리 장치(1000)의 적어도 일부를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(620, 630)는 트랙커(620) 및 액츄에이터(630)로 구성될 수 있다. 이러한 트랙커(620) 및 액츄에이터(630)는 전기 모터 등이 구동 수단으로 구현되며, 각각 집광부(100)를 포함한 해수 처리 장치(1000)의 적어도 일부를 수평 또는 수직 회전함으로써, 집광부(100)에 대한 태양광의 입사 각도를 조절하게 된다. 실시예에 따라, 구동부(620, 630)는 트랙커(620) 및 액츄에이터(630)의 동작을 제어하기 위한 제어 모듈을 더 포함할 수 있다.

이러한 태양광 추적부(610, 620, 630)를 통해, 집광 렌즈(110, 120)에 대한 태양광의 입사각을 소정의 범위(바람직하게는, 0°) 내로 유지함으로써, 해수 처리 장치(1000)에서의 태양열 집열 효율을 보다 증대시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치의 집광부(700)를 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 집광부(700)는 복수의(예컨대, 도 5에서는 2개로 예시) 제 1 집광 렌즈(710)를 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 제 1 집광 렌즈(710) 각각의 둘레를 따라, 적어도 하나의 제 2 집광 렌즈(720)가 각각 환형 배치될 수 있다. 이 경우, 예열부(200) 및 가열 패널부(300)는 제 1 집광 렌즈(710)의 개수에 대응하여 복수 개로 구비될 수 있고, 하나의 예열부(200)에 하나의 가열 패널부(300)가 튜브 등을 통해 각각 상호 연결되어, 해수를 전달받도록 구현될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치(1000)는 증기 생산량 및 생산 속도를 보다 증대시킬 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 예열부(200)의 횡 단면도를 도시한다.

도 6을 참조하면, 예열부(200)에는 해수를 예열부(200) 내부에서 일 방향으로 이동시키기 위한 유로(230)가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유로(230)는 예열부(200)의 유입구(210)로부터 유출구(220)까지 유체 연통되도록 연장 형성되되, 도 6에서 도시되는 바와 같이, 예열부(200)의 적어도 일 영역에서 일 방향과 반대 방향을 반복하여 왕복하는 지그재그(zigzag) 형태를 이루도록 구현됨으로써, 유로(230)의 총 길이가 소정의 길이 이상이 되도록 구성될 수 있다.

이와 같은 형태의 유로(230)를 통해, 해수 처리 장치(1000)의 예열부(200) 내부에서의 해수의 체류 시간이 소정 이상이 되도록 최소 잔류 시간을 확보함으로써, 해수의 가열을 위한 시간을 보다 증대시킬 수 있게 된다.

한편, 예열부(200)는 복수의 단위 블록(240)을 결합함으로써 구성될 수 있다. 이때, 각각의 단위 블록(240)의 내부에는 일부 유로(230)가 형성되며, 상기 결합을 통해 각각의 유로(230)가 유체 연통될 수 있게 된다. 이때, 각 모서리에 배치되는 2 개의 단위 블록(240)은 연결 튜브(250)를 통해 상호 결합되도록 구현될 수 있다. 이와 같이, 단위 블록(240)의 결합을 통해 예열부(200)를 구성함으로써, 해수 처리 장치(1000) 및/또는 집광부(100)의 크기에 적합하도록 예열부(200)의 크기를 용이하게 확장할 수 있게 된다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치의 가열 패널부(800), 침전물 분리부(400) 및 발전부(500)의 결합 배치를 예시적으로 도시한다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 가열 패널부(800)는 2층 구조를 가지도록 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 가열 패널부(800)는 제 1 패널부(800-1)의 상측에 제 2 패널부(800-2)가 결합됨으로써 2층 구조를 형성하게 된다.

제 1 패널부(800-1)는 예열부(200)로부터 전달되는 해수를 상판의 일 영역에 집열되는 태양열을 통해 가열하도록 구성될 수 있다. 한편, 제 2 패널부(800-2)는 제 1 패널부(800-1)와 소정의 연결공(미도시)을 통해 유체 연통하도록 구성되며, 제 1 패널부(800-1)에서 가열에 의해 기화된 증기를 전달받아 수집할 수 있다. 제 2 패널부(800-2)의 중심부에는 소정의 관통홀(340)이 형성될 수 있다. 이러한 관통홀(340)을 통해 제 1 패널부(800-1)의 상판 중 일 영역이 노출됨으로써 제 1 집광 렌즈(110)에 의해 굴절되는 태양광이 노출된 영역에 집광되며, 이를 통해 집열된 태양열은 상판에 결합된 열전달부에 의해 제 1 패널부(800-1) 내부의 해수에 전달될 수 있다.

한편, 제 1 패널부(800-1) 및 제 2 패널부(800-2)의 일 측면에는 예열부(200)로부터 1차 가열된 해수를 유입시키기 위한 유입구(310)와 기화된 증기를 외부로 배출하기 위한 유출구(320)가 각각 형성될 수 있다. 참고로, 유출구(320)를 통해 배출되는 증기는 외부의 다른 장치(예컨대, 전기 생산을 위한 증기 터빈 등)에 구동력을 전달함으로써 전력 생성에 이용될 수 있다.

도 7b는 도 7a에 도시된 장치의 단면도를 도시하는데, 도 4c에 도시되는 장치의 가열 패널부(300)가 단일 층으로 구성됨에 반해 도 7b에 도시되는 장치의 가열 패널부(800)는 2층 구조로 구성된다는 차이가 있을 뿐, 다른 구성들은 모두 기술한 바와 실질상 동일하므로 본 단락에서는 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전부(500)의 세부 구성도를 도시한다.

이미 기술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치(1000)는 가열 패널부(300, 800)의 하측에 배치되어 가열 패널부(300, 800)에서 발생하는 고열을 이용하여 전력을 생성하도록 구성되는 발전부(500)를 더 포함할 수 있고, 그 발전부(500)의 세부 구성도가 도 8에 예시적으로 도시된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 발전부(500)는 펠티어 발전소자(510)와, 방열 수단(520)과, 그리고 방열팬(530)으로 구성될 수 있다. 여기서, 펠티어(peltier) 발전소자(510)는 열전자소자(TEM; thermoelectric module)로 지칭될 수 있고, 온도 차이에 의해서 폐회로 상에서 전위차가 발생하는 제어백(Seebeck) 효과를 기반으로 한다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따르면, 발전부(500)의 펠티어 발전소자(510)의 일 면은 가열 패널부(300, 800)의 하단면과 접촉되고, 따라서, 가열 패널부(300, 800)로부터 열을 직접 전달받아 매우 높은 온도를 갖는다.

또한, 방열 수단(520)은, 예를 들어, 방열핀으로 구성될 수 있으며, 펠티어 발전소자(510)의 타면에 결합되어 펠티어 발전소자(510)의 타면을 냉각하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 방열 수단(520)의 하부에 추가 설치되는 방열팬(530)은 팬을 가동하여 공기의 흐름을 유도함으로써 냉각(또는, 방열) 효과를 더욱 증가시킬 수 있다. 그에 따라, 펠티어 발전소자(510)의 타면(예컨대, B면)은 그 대향면과 비교하여 상대적으로 낮은 온도를 갖게 된다.

이에 따라, 펠티어 발전소자(510)의 양 면에 상당한 온도차가 형성되고, 제어백 효과에 의해 펠티어 발전소자(510)에 전위차가 발생하게 되며, 이렇게 발생된 전위차를 이용해서 전력을 생성할 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 침전물 분리부(400)의 예시적 동작을 도시한다.

이미 기술한 바와 같이, 해수 처리 장치(1000)의 구동부(620, 630)는 태양 감지부(610)의 감지 결과에 따라, 집광부(100)가 감지된 태양의 위치를 향하도록 해수 처리 장치(1000)의 적어도 일부를 회전시킬 수 있고, 그에 따라 도 9a에 도시되는 바와 같이 가열 패널부(800) 또한 태양의 위치에 따라 회전 위치될 수 있다. 이와 같은 가열 패널부(800)의 회전 및 경사에 의해 가열 패널부(800) 내부에 존재 또는 생성되는 침전물이 침전물 분리부(400)의 복수의 리세스(420) 중 어느 하나의 리세스로 수집될 수 있다. 또한, 이어서, 도 9b에 도시된 바와 같이, 침전물 분리부(400)를 소정의 방향으로(예컨대, 시계 방향) 회전시킴으로써 리세스에 수집된 침전물을 분리 배출할 수 있다.

일 실시예에서, 침전물 분리부(400)의 회전은 주기적으로 또는 비주기적으로 수행될 수 있다. 전자의 경우, 침전물 분리부(400)는 일정한 시간 간격(예컨대, 매 3시간 마다, 매 6시간 마다, 등)으로 회전되도록 미리 설정될 수 있다. 또한, 후자의 경우, 침전물 분리부(400)는 일정한 조건(예컨대, 리세스에 집결되는 침전물의 양이 미리 정의된 양을 초과하는 경우)이 충족할 경우에 회전되도록 미리 설정될 수 있다.

한편, 일 실시예에서, 가열 패널부(800)는 내부에 침전물 채집수단(360)을 더 구비할 수 있다. 이는, 경우에 따라, 가열 패널부(300)에 존재하는 침전물이 그 바닥면에 고착되어 침전물 분리부(400) 측으로 제대로 전달되지 않을 수도 있는 문제를 해결하기 위한 것으로서, 이러한 침전물 채집수단(360)을 통해 복수의 리세스(420) 중 어느 하나의 리세스로 이동시킬 수 있게 된다.

예컨대, 침전물 채집수단(360)은 가열 패널부(300)의 바닥면에서 침전물 분리부(400)의 반대 측으로부터 침전물 분리부(400)로 이동하면서 바닥면에 고착된 침전물을 긁어 침전물 분리부(400)의 리세스로 집결시키도록 구성될 수 있다.

참고로, 도 9b에 도시되는 바와 같이 분리 배출되는 침전물은 침전물 분리부(400) 외부에 설치되는 처리 장치(미도시)로 전달될 수 있고, 그 처리 장치에서 소금, 이물질 등을 포함하는 침전물로부터 고순도의 천연소금만을 선별하여 가공 처리하는 작업이 추가로 수행될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치의 가열 패널부(800), 침전물 분리부(900) 및 발전부(500)의 결합 배치를 예시적으로 도시한다.

도 10 및 도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 침전물 분리부(900)는 제 1 분리부(910), 제 2 분리부(920) 및 연결부(930)를 포함하며, 내부에 구비된 복수의 스크류(912, 922)를 통해 가열 패널부(800) 내부의 침전물을 분리 배출하도록 구현될 수 있다.

제 1 분리부(910)는 가열 패널부(800)의 일 측에 배치되되, 적어도 일 영역이 가열 패널부(800)의 내부와 연통되도록 구현될 수 있다. 또한, 제 1 분리부(910)의 내부에는 제 1 스크류(912)가 구비될 수 있다. 이러한 제 1 스크류(912)는 제 1 방향으로 회전함으로써, 가열 패널부(800)의 경사로 인해 전달되는 침전물을 연결부(930) 측으로 수집하도록 구성될 수 있다.

제 2 분리부(920)는 일 단이 연결부(930)를 통해 제 1 분리부(910)의 일 단과 연결되며, 내부에는 제 2 스크류(922)가 구비될 수 있다. 이러한 제 2 스크류(922)는 제 1 스크류(912)의 회전 방향(즉, 제 1 방향)과 반대되는 제 2 방향으로 회전함으로써, 연결부(930)를 통해 제 1 분리부(910)로부터 전달되는 침전물을 분리 배출할 수 있다.

연결부(930)는 제 1 분리부(910)와 제 2 분리부(920)의 일 단을 연결할 수 있다. 이때, 연결부(930)의 일 영역에는 소정의 제 1 개폐수단(932)이 구비될 수 있다. 이러한 제 2 개폐수단(932)을 통해 제 1 분리부(910)와 제 2 분리부(920)의 내부는 상호 연통되거나, 차단(또는 밀폐)될 수 있다. 제 1 개폐수단(932)은, 바람직하게는, 다양한 종류의 밸브(valve)로 구현될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

한편, 제 1 스크류(912) 및 제 2 스크류(922)는 소정의 시간 간격 또는 조건 도달 여부 등에 따라 주기 또는 비주기로 회전할 수 있으며, 동시 또는 순차적으로 회전하도록 구현될 수 있다.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 침전물 분리부(900)의 예시적 동작을 도시한다.

도 11a 내지 도 11c를 참조하여, 침전물 분리부(900)의 예시적 동작을 정리하면 다음과 같다.

먼저, 도 11a에서 도시되는 바와 같이, 가열 패널부(800)의 경사로 인해 침전물이 제 1 분리부(910)로 전달되면, 제 1 스크류(912)가 제 1 방향으로 회전함으로써, 침전물을 연결부(930) 측으로 이동 및 수집할 수 있다. 이때, 연결부(930)는 닫혀진 상태(즉, 제 1 분리부(910)와 제 2 분리부(920)가 차단된 상태)를 유지할 수 있다. 이를 통해, 압력 차이로 인하여 가열 패널부(800)의 해수 또는 증기가 급격히 제 2 분리부(920)로 누설되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이어서, 도 11b를 참조하면, 연결부(930)가 개방되어 수집된 침전물이 제 2 분리부(920)로 전달되면, 제 2 스크류(922)가 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 회전함으로써, 침전물을 연결부(930)의 반대 측으로 이동할 수 있다. 이때, 연결부(930)는 제 2 분리부(920)의 내부 압력이 제 1 분리부(910)의 내부 압력 대비 소정의 범위 내에 도달하는 경우에만 개방되도록 구현될 수 있다.

이어서, 도 11c를 참조하면, 제 2 분리부(920)의 반대 측 단부로부터 침전물이 외부로 분리 배출될 수 있다. 이를 위해, 제 2 분리부(920)의 반대 측 단부에는 제 2 개폐수단(924)이 형성될 수 있다. 즉, 예를 들어, 제 2 스크류(922)가 회전 이후 소정의 시간이 경과되면, 제 1 개폐수단(924)을 폐쇄하고, 제 2 개폐수단(924)을 개방함으로써 침전물을 외부로 분리 배출하도록 구현될 수 있다.

다만, 이러한 침전물 분리부(900)의 동작은 예시적인 것으로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 처리 장치(1000)의 동작을 예시적으로 도시한다.

도 12를 참조하여, 해수 처리 장치(1000)의 동작을 정리하면 다음과 같다.

태양광 추적부(610, 620, 630)의 구동에 따라 집광부(100)에 태양광이 수직으로 입사하면, 제 1 집광 렌즈(110)에 의해 굴절된 태양광은 가열 패널부(300, 800)의 상판에 집광되고, 제 2 집광 렌즈(120)에 의해 굴절된 태양광은 예열부(200)에 집광된다. 한편, 외부로부터 예열부(200)로 공급된 해수는 제 2 집광 렌즈(120)를 통해 상판에 집열된 태양열을 전달받아, 예를 들어, 50 내지 70°C까지 1차 가열될 수 있다. 예열부(200)에서 1차 가열된 해수는 튜브 등을 통해 연결된 가열 패널부(300, 800)로 전달될 수 있다. 가열 패널부(300, 800)로 전달된 해수는 제 1 집광 렌즈(110)를 통해 상판에 집열된 태양열을 전달받아, 예를 들어, 100°C 내지 200°C로 2차 가열될 수 있다.

한편, 증기 등의 형태로 사용되기 위해 가열 패널부(300, 800)로부터 증기가 배출됨에 따라, 예열부(200) 내부의 해수가 튜브를 통과하여 가열 패널부(300, 800)로 이동되며, 또한, 이에 따라, 외부로부터 해수가 추가적으로 공급되어 예열부(200) 내부에 새롭게 채워지게 된다. 이러한 방식을 통해, 해수 처리 장치(1000)는 연속적으로 해수가 유입되고 해수 증발에 따른 증기가 연속적으로 배출할 수 있게 된다.

또한, 가열 패널부(300, 800)의 일 측에 그리고 하단면에 각각 결합되는 침전물 분리부(400) 및 발전부(500)에 의해, 가열 패널부(300, 800) 내에서 해수 증발에 의해 발생하는 침전물을 용이하게 분리 배출하는 것이 가능하고 나아가 침전물에 포함되어 있는 고순도 및 고품질의 소금을 획득할 수 있고, 또한 가열 패널부(300)의 고열을 이용하여 펠티어 소자 기반으로 전력을 생성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 해수 처리 장치에 의하면, 해수를 담수화하기 위해 태양열을 이용해 해수를 증발시키는 과정에서 발생하는 침전물을 분리 배출하고 그에 따라 보다 효율적이고 저비용의 고품질 소금의 생산이 가능하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 해수 처리 장치에 의하면, 해수의 증발 과정에서 발생하는 증기를 이용하여 전력을 생산할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열을 이용한 해수 처리 장치에 의하면, 해수를 가열하기 위한 가열 패널부(300, 800)의 고온을 이용하여 전력을 생산하는 것이 가능하다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100, 700: 집광부 110, 710: 제 1 집광 렌즈
120, 720: 제 2 집광 렌즈 200: 예열부
210: 유입구 220: 유출구
230: 유로 240: 단위 블록
250: 연결튜브 300, 800: 가열 패널부
800-1: 제 1 패널부 800-2: 제 2 패널부
310, 810: 유입구 320, 820: 유출구
330, 830: 열전달부 332: 제 1 판
334: 제 2 판 350, 850: 돌출부
351, 851: 곡면부 352, 852: 평면부
400, 900: 침전물 분리부 410: 날개
420: 리세스 500: 발전부
510: 펠티어 발전소자 520: 방열수단
530: 방열팬 610: 태양 감지부
620: 트랙커 630: 액츄에이터
840: 관통홀 860: 침전물 채집수단
910: 제 1 분리부 912: 제 1 스크류
920: 제 2 분리부 922: 제 2 스크류
924: 제 2 개폐수단 930: 연결부
932: 제 1 개폐수단 1000: 해수 처리 장치

Claims (12)

1. 해수 처리 장치로서,
   적어도 하나의 집광 렌즈를 포함하는 집광부;
   상기 집광 렌즈를 통해 집열된 태양열을 내부의 해수에 전달함으로써, 상기 해수를 가열하도록 구성되는 가열부; 및
   상기 가열부의 일 측에 배치되어, 상기 가열부 내의 침전물을 분리 배출하도록 구성되는 침전물 분리부를 포함하고,
   상기 가열부는 외부로부터 공급되는 해수를 1차 가열하도록 구성되는 예열부 및 상기 예열부에서 1차 가열되어 전달되는 해수를 2차 가열하도록 구성되는 가열 패널부를 포함하고,
   상기 침전물 분리부는 상기 가열 패널부의 일 측에 배치되되, 복수의 날개 및 상기 복수의 날개 사이의 공간을 형성하는 복수의 리세스로 구성되는 롤러이고,
   상기 침전물 분리부의 측에서, 상기 가열 패널부의 상판 및 하판 각각에는 대향하는 방향으로 돌출 형성되는 돌출부가 형성되고,
   상기 돌출부 각각은 상기 침전물 분리부와 접촉하는 곡면부를 포함하며,
   상기 날개의 외부 곡면의 곡률 반경은 상기 곡면부의 곡률 반경과 동일한, 해수 처리 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 가열 패널부에 존재하는 침전물이 상기 복수의 리세스 중 어느 하나의 리세스로 수집되고,
   상기 롤러를 회전시킴으로써 상기 리세스에 집결된 침전물이 분리 배출되는, 해수 처리 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 가열 패널부는, 상기 가열 패널부에 존재하는 침전물을 상기 복수의 리세스 중 어느 하나의 리세스로 이동시키도록 구성되는 침전물 채집수단을 더 포함하는, 해수 처리 장치.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌출부 사이의 거리는 상기 복수의 날개 중 인접하는 두 날개 사이의 최대 거리와 동일한, 해수 처리 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 침전물 분리부는,
   상기 가열 패널부의 일 측에 배치되어, 내부에 구비된 제 1 스크류를 통해 상기 침전물을 수집하는 제 1 분리부; 및
   상기 제 1 분리부와 연결되어, 내부에 구비된 제 2 스크류를 통해 상기 제 1 분리부로부터 전달되는 상기 침전물을 분리 배출하는 제 2 분리부를 포함하는, 해수 처리 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 1 분리부와 상기 제 2 분리부를 상호 연통 또는 차단시키는 개폐수단을 구비하는 연결부를 더 포함하고,
   상기 제 1 스크류는 제 1 방향으로 회전함으로써 상기 침전물을 상기 연결부 측으로 수집하고, 상기 제 2 스크류는 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 회전함으로써, 상기 침전물을 상기 연결부와 반대 측으로 분리 배출하는, 해수 처리 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 패널부의 하측에 배치되어, 상기 가열 패널부에서 발생하는 고열을 이용하여 전력을 생성하도록 구성되는 발전부를 더 포함하는, 해수 처리 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 발전부는;
    일 면이 상기 가열 패널부의 후방 측과 결합하도록 배치되는 펠티어 발전소자; 및
    상기 펠티어 발전소자의 타면에 결합하여 상기 펠티어 발전소자의 열을 방출시키도록 구성되는 방열부를 포함하는, 해수 처리 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 패널부는,
    일 측에 상기 예열부로부터 전달되는 해수를 내부로 유입시키는 유입구가 형성되는 제 1 패널부; 및
    상기 제 1 패널부의 상면에 부착되며, 상기 제 1 패널부로부터 전달되는 기화된 해수를 수집하는 제 2 패널부를 포함하고,
    상기 제 2 패널부의 중심부에 소정의 관통홀이 형성되어 상기 제 1 패널부의 상판 중 일 영역을 노출시킴으로써, 상기 노출된 일 영역에 태양열이 집열되게 하는, 해수 처리 장치.

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