KR102079320B1 - Seawater desalination apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해수 담수화 장치에 관한 것으로, 원수가 유입되고 담수는 배출되는 담수 생성 유닛; 담수 생성 유닛에 연결되어 담수 생성 유닛을 냉각시키는 냉각 유닛; 및 담수 생성 유닛에 연결되어 초음파를 발생시켜서 응결핵이 생성될 수 있게 하는 초음파 발생 유닛;을 포함하는 해수 담수화 장치를 제공한다.The present invention relates to a seawater desalination apparatus, comprising: a freshwater generating unit into which raw water is introduced and freshwater is discharged; A cooling unit connected to the fresh water generating unit to cool the fresh water generating unit; And an ultrasonic wave generating unit connected to the fresh water generating unit to generate ultrasonic waves to generate condensed tuberculosis.

Description

해수 담수화 장치{SEAWATER DESALINATION APPARATUS}Seawater Desalination Units {SEAWATER DESALINATION APPARATUS}

본 발명은 해수 담수화 장치에 관한 것으로, 해수를 담수로 변환하는데 사용할 수 있는 해수 담수화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a seawater desalination apparatus, and relates to a seawater desalination apparatus that can be used to convert seawater into freshwater.

수자원은 지구의 70%를 덮고 있으며, 그 중 3% 만이 사용 가능한 담수이다. 기후변화와 인구증가로 인해 물 소비량은 증가 되었을 뿐만 아니라 물부족 현상으로 이어졌다. 해수담수화 기술은 이런 물 부족 현상을 해결할 수 있는 방안으로 제안되어 왔으며, 최근에는 역삼투 공정이 주 기술로 이용되고 있다.Water resources cover 70% of the world, of which only 3% is available fresh water. Climate change and population growth have increased water consumption as well as water shortages. Seawater desalination technology has been proposed as a way to solve this water shortage phenomenon, and the reverse osmosis process has recently been used as the main technology.

한편, 역삼투 공정에서 부산물로 형성되는 농축수를 처리하기 위한 비용은 전체 공정 비용에 5% 내지 33%를 차지한다. 뿐만 아니라, 역삼투 공정은 높은 압력을 가하기 위한 에너지 소비가 크다.On the other hand, the cost for treating the concentrated water formed as a by-product in the reverse osmosis process accounts for 5% to 33% of the total process cost. In addition, the reverse osmosis process consumes a large amount of energy to apply high pressure.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1822188호(2018.01.19 등록, 발명의 명칭: 고효율 저에너지 용암해수 담수화 시스템 및 담수화 방법)에 개시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1822188 (registered on January 19, 2018, the name of the invention: high efficiency low energy lava seawater desalination system and desalination method).

본 발명의 목적은 낮은 에너지를 사용하여 해수를 신속하게 담수화할 수 있는 해수 담수화 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a seawater desalination apparatus capable of quickly desalting seawater using low energy.

본 발명의 다른 목적은 전체적인 구조가 일체화될 수 있는 해수 담수화 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a seawater desalination apparatus in which the whole structure can be integrated.

본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치는 원수가 유입되고 담수는 배출되는 담수 생성 유닛; 상기 담수 생성 유닛에 연결되어 상기 담수 생성 유닛을 냉각시키는 냉각 유닛; 및 상기 담수 생성 유닛에 연결되어 초음파를 발생시켜서 응결핵이 생성될 수 있게 하는 초음파 발생 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Seawater desalination apparatus according to an embodiment of the present invention is a fresh water generating unit for the raw water is introduced and the fresh water is discharged; A cooling unit connected to the fresh water generating unit to cool the fresh water generating unit; And an ultrasonic wave generating unit connected to the freshwater generating unit to generate ultrasonic waves to generate a coagulated tuberculosis.

상기 담수 생성 유닛은, 내부공간을 포함하는 챔버 부재; 그물 형상으로 이루어지고, 상기 내부공간에 위치되어 응결핵을 포획하는 포획 부재; 상기 포획 부재를 회전시키는 동력 발생 부재; 및 상기 포획 부재와 상기 동력 발생 부재를 연결하는 연결 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fresh water generating unit, the chamber member including an inner space; A capture member made of a net shape and positioned in the inner space to capture coagulation tuberculosis; A power generating member for rotating the capture member; And a connecting member connecting the capture member and the power generating member.

상기 포획 부재는 복수이고, 상기 복수의 포획 부재는 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.The capturing member may be a plurality, and the plurality of capturing members may be spaced apart from each other.

상기 챔버 부재는 외형을 이루는 벽 전체가 상기 냉각 유닛에 의하여 냉각되는 것을 특징으로 한다. The chamber member is characterized in that the entire wall forming the outline is cooled by the cooling unit.

상기 포획 부재는 금속으로 이루어지고 판 형상인 것을 특징으로 한다.The capture member is made of metal and is plate-shaped.

상기 원수가 상기 담수 생성 유닛에 유입되게 하고, 담수 과정에서 발생되는 농축수 및 담수를 외부로 배출하는 펌핑 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The raw water is introduced to the fresh water generating unit, characterized in that it further comprises a pumping unit for discharging the concentrated water and fresh water generated in the fresh water process to the outside.

상기 펌핑 유닛은, 상기 원수를 상기 담수 생성 유닛으로 펌핑하는 제1 펌프 부재; 상기 담수를 외부로 배출하는 제2 펌프 부재; 및 상기 농축수를 외부로 배출하는 제3 펌프 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The pumping unit comprises: a first pump member for pumping the raw water to the fresh water generating unit; A second pump member for discharging the fresh water to the outside; And a third pump member for discharging the concentrated water to the outside.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 해수 담수화 장치는 프로브 타입 초음파 발생 유닛을 사용하여 원수의 어는점 부근에서 균질한 응결핵(빙정)을 생성함으로써, 과냉각을 용이하게 제어하고 이를 통해 냉각 에너지 사용을 저감시킬 수 있다As described above, the seawater desalination apparatus according to the present invention uses a probe-type ultrasonic wave generating unit to generate homogeneous condensation nuclei (freezing) near the freezing point of raw water, thereby easily controlling supercooling and thereby reducing the use of cooling energy. have

또한, 초음파 발생 유닛을 포함하지 않고, 냉각 유닛만 사용하여 얼음 결정을 생성하면, 얼음 결정이 발생되기까지의 시간이 오래 걸릴 수 있으나, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치는 초음파를 통하여 응결핵을 신속하게 생성시킬 수 있으며, 생성된 응결핵을 통하여 원수 내 얼음 결정 형성을 유도할 수 있다.In addition, if the ice crystal is generated using only the cooling unit without including the ultrasonic wave generating unit, it may take a long time until the ice crystal is generated, but the seawater desalination apparatus according to the present invention rapidly removes the coagulation tube via ultrasonic waves. It is possible to produce ice crystals in raw water through the generated clogged tuberculosis.

즉, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치는 응결핵 생성 및 성장의 조절을 어는점 부근에서 시작 할 수 있으므로 용액을 냉각 시키는 시간을 줄일 수 있으며, 유도된 응결핵 생성을 통해 원수의 결정화가 즉시 일어나게 된다. 따라서 해수를 담수화하는 전체 공정 운전 시간이 감소될 수 있으므로, 단위 시간 당 생산율을 높일 뿐만 아니라 균질한 얼음 결정이 생성되어 담수의 순도를 높일 수 있다.That is, the seawater desalination apparatus according to the present invention can start the control of the formation and growth of tuberculosis near the freezing point to reduce the time to cool the solution, crystallization of the raw water immediately occurs through the induced clot production. Therefore, the overall process operation time for desalination of seawater can be reduced, thereby increasing production rate per unit time, and homogeneous ice crystals can be generated to increase freshwater purity.

그리고, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치에서 연결 부재에 결합된 복수의 포획 부재는 얼음 결정이 성장할 수 있는 지지대 역할과 농축수와 얼음 결정을 분리 시켜주는 역할을 한다. 이를 통해, 추가적인 분리 공정이 실시되지 않더라도 농축수와 순수한 얼음을 효과적으로 분리할 수 있다.In addition, the plurality of capture members coupled to the connection member in the seawater desalination apparatus according to the present invention serves as a support for growing ice crystals and separates concentrated water and ice crystals. This allows effective separation of concentrated water and pure ice, even if no additional separation process is carried out.

따라서 본 발명에 따른 해수 담수화 장치를 통하여 냉동 해수 담수화 공정에 필요한 면적을 감소시키고, 농축수와 얼음을 분리하기 위한 추가적인 에너지 사용을 절약시킬 수 있으며, 결과적으로 얻는 얼음의 순도 및 생산율을 높일 수 있다.Therefore, the seawater desalination apparatus according to the present invention can reduce the area required for the frozen seawater desalination process, save additional energy use for separating concentrated water and ice, and increase the purity and yield of the resulting ice. .

그리고, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치는 그물 형상의 포획 부재로 응결핵을 포획하여 얼음 결정이 자라나게 되므로 농축수와 담수화된 얼음을 분리하는데 있어서 압력을 필요로 하지 않는다. 따라서, 감압 분리 공정을 실시하지 않고도 담수를 생성할 수 있으므로, 감압 분리 공정을 제거하여 에너지 소비를 저감하고 공정 운전 면적을 줄일 수 있다.In addition, the seawater desalination apparatus according to the present invention does not require pressure to separate concentrated water and desalted ice since ice crystals grow by capturing coagulated tuberculosis with a net-shaped trapping member. Therefore, since fresh water can be generated without performing the pressure reduction separation process, the pressure reduction separation process can be eliminated, thereby reducing energy consumption and reducing the process operating area.

또한, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치는 차지하는 면적을 종래의 해수 담수화 장치보다 현저하게 감소시킬 수 있다. 그러므로, 해수를 담수화하는데 있어서 두 가지의 핵심 공정(얼음 결정화 공정, 농축수와 담수 분리 공정)이 담수 생성 유닛에서 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치는 담수 생성 용량을 증가시키기 위하여 전체적인 규모를 키우는 스케일-업(Scale-up) 시에 담수 생성 유닛의 크기만 증가시키면 됨으로써, 다양한 챔버를 이동하면서 원수가 담수로 변환되는 종래의 해수 담수화 장치와 비교하여 면적을 많이 필요로 하지 않을 수 있다.In addition, the seawater desalination apparatus according to the present invention can significantly reduce the area occupied than the conventional seawater desalination apparatus. Therefore, two key processes for desalination of seawater can be carried out in the freshwater generating unit: ice crystallization process, concentrated water and freshwater separation process. Therefore, the seawater desalination apparatus according to the present invention only needs to increase the size of the freshwater generating unit during scale-up to increase the freshwater generating capacity, thereby moving the various chambers to the freshwater. Compared to the conventional seawater desalination apparatus to be converted may not require a lot of area.

그리고, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치는 초음파 에너지를 사용하여 더욱 많은 응결핵 생성을 유도하고, 이를 통해 담수화에 필요한 운전 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 어는점 부근에서 운전이 가능함으로써, 온도 저감을 위한 에너지 사용을 줄일 수 있다. 이와 같이 운전 시간을 줄이고 운전 온도까지 높일 수 있으므로, 염 제거율이 높은 얼음을 높은 회수율로 얻을 수 있다.In addition, the seawater desalination apparatus according to the present invention uses ultrasonic energy to induce more coagulation and to reduce the operating time required for desalination, and to operate near a freezing point, thereby reducing energy for temperature. Reduced use Thus, since the operation time can be reduced and the operating temperature can be increased, ice with high salt removal rate can be obtained at high recovery rate.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치는 전체적인 구조가 종래의 해수 담수화 장치보다 간소화될 수 있으므로, 다양한 공정을 실시하기 위하여 많은 챔버를 포함하는 종래의 해수 담수화 장치와 비교하여 공정 리스크를 완화할 수 있다.In addition, since the overall structure of the seawater desalination apparatus according to the present invention can be simplified than the conventional seawater desalination apparatus, process risks can be alleviated compared with the conventional seawater desalination apparatus including many chambers to perform various processes. have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 원수가 냉각된 이후에 발생된 초음파에 의하여 응결핵이 생성되는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 원수가 교반된 이후에 교반이 정지되는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 응결핵이 얼음 결정으로 성장되고, 교반을 통하여 열교환되는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 초음파가 챔버 부재 내부에 발생되고, 교반이 실시되는 과정이 반복적으로 실시된다는 것을 도시한 도면이다.
도 6은 농축수가 외부로 배출되고, 얼음 결정이 융해되는 과정을 도시한 도면이다.
1 is a view showing a seawater desalination apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a process in which coagulation tuberculosis is generated by ultrasonic waves generated after cooling of raw water.
3 is a view illustrating a process in which stirring is stopped after the raw water is stirred.
4 is a view illustrating a process in which coagulation tubers are grown as ice crystals and heat exchanged through stirring.
5 is a view showing that the ultrasonic wave is generated inside the chamber member, and the process of stirring is repeatedly performed.
6 is a view illustrating a process in which concentrated water is discharged to the outside and ice crystals are melted.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 해수 담수화 장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the seawater desalination apparatus according to the present invention. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing a seawater desalination apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치(100)는 담수 생성 유닛(110), 냉각 유닛(120) 및 초음파 발생 유닛(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the seawater desalination apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a freshwater generating unit 110, a cooling unit 120, and an ultrasonic wave generating unit 130.

담수 생성 유닛(110)은 원수가 유입되고 담수는 배출될 수 있다. 담수 생성 유닛(110)은 일례로, 챔버 부재(111), 포획 부재(112), 동력 발생 부재(113) 및 연결 부재(114)를 포함할 수 있다.Fresh water generating unit 110 may be raw water is introduced and fresh water may be discharged. The freshwater generating unit 110 may include, for example, a chamber member 111, a capture member 112, a power generation member 113, and a connection member 114.

챔버 부재(111)는 내부공간을 포함할 수 있다. 챔버 부재(111)는 특정 두께의 벽으로 이루어진 실린더 형상의 부재일 수 있다. 챔버 부재(111)는 외형을 이루는 벽 전체가 냉각 유닛(120)에 의하여 냉각될 수 있다. The chamber member 111 may include an inner space. The chamber member 111 may be a cylindrical member made of a wall of a specific thickness. The chamber member 111 may be cooled by the cooling unit 120 in its entirety.

예를 들어, 챔버 부재(111)는 냉각 재킷일 수 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 챔버 부재(111)는 일례로 벽 내부에 냉매가 이송되는 배관이 설치될 수 있다. 이와 다르게, 액체 냉매가 챔버 부재(111)는 일례로 벽 내부로 순환되도록 이루어진 것도 가능할 수 있다.For example, the chamber member 111 may be a cooling jacket. In more detail, the chamber member 111 may be provided with, for example, a pipe through which refrigerant is transferred into the wall. Alternatively, the liquid refrigerant may be configured such that the chamber member 111 is circulated into the wall, for example.

포획 부재(112)는 그물(mesh) 형상으로 이루어지고, 챔버 부재(111)의 내부공간에 위치되어 응결핵을 포획할 수 있다. 포획 부재(112)가 그물 형상으로 이루어짐으로써, 포획 부재(112)가 응결핵을 더욱 용이하게 포획할 수 있다.The capture member 112 may be formed in a mesh shape and positioned in an inner space of the chamber member 111 to capture condensation nuclei. Since the trap member 112 is formed in a net shape, the trap member 112 can more easily trap the coagulation tuberculosis.

포획 부재(112)는 복수이고, 복수의 포획 부재(112)는 이격되게 배치될 수 있다. 더욱 상세하게 복수의 포획 부재(112)는 챔버 부재(111)의 내부공간에서 상하방향으로 일정 간격마다 위치될 수 있다. The capture members 112 may be plural, and the plurality of capture members 112 may be spaced apart from each other. In more detail, the plurality of capture members 112 may be located at regular intervals in the vertical direction in the internal space of the chamber member 111.

포획 부재(112)는 금속으로 이루어지고 판 형상일 수 있다. 전술한 바와 같이 챔버 부재(111)가 실린더 형상인 경우, 포획 부재(112)의 외경은 챔버 부재(111)의 내경보다 약간 작게 이루어질 수 있다. The capture member 112 is made of metal and may be plate-shaped. As described above, when the chamber member 111 is cylindrical, the outer diameter of the capture member 112 may be slightly smaller than the inner diameter of the chamber member 111.

동력 발생 부재(113)는 포획 부재(112)를 회전시킬 수 있다. 동력 발생 부재(113)는 일례로 회전 모터일 수 있으나, 이에 한정하지는 않으며, 포획 부재(112)를 회전시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 무방할 수 있다. 동력 발생 부재(113)는 챔버 부재(111)로부터 상방으로 이격되게 위치될 수 있으나, 이에 한정하지는 않으며 챔버 부재(111)로부터 하방으로 이격되게 위치된 것도 가능할 수 있다.The power generating member 113 may rotate the catching member 112. The power generating member 113 may be, for example, a rotating motor, but is not limited thereto, and any one may be used as long as the capture member 112 may be rotated. The power generating member 113 may be positioned to be spaced upward from the chamber member 111, but is not limited thereto and may be positioned to be spaced downward from the chamber member 111.

다만, 동력 발생 부재(113)는 챔버 부재(111)의 상방에 위치된 것이 아래에 위치된 것보다 유리할 수 있다. 이유인 즉, 챔버 부재(111)의 하측으로 챔버 부재(111) 내에서 생성된 담수가 배출되는 배관이 연결될 수 있으므로, 동력 발생 부재(113)와 배관과의 간섭을 방지하고, 챔버 부재(111)의 공간을 효율적으로 활용할 수 있다는 측면에서 유리할 수 있다.However, the power generating member 113 may be advantageously positioned above the chamber member 111 than may be positioned below. That is, since the pipe for discharging fresh water generated in the chamber member 111 may be connected to the lower side of the chamber member 111, the interference between the power generating member 113 and the pipe is prevented and the chamber member 111 is prevented. It can be advantageous in terms of being able to utilize the space of) efficiently.

연결 부재(114)는 포획 부재(112)와 동력 발생 부재(113)를 연결할 수 있다. 연결 부재(114)는 일례로 봉 형상의 부재일 수 있다. 연결 부재(114)는 챔버 부재(111)의 상측 또는 하측을 관통하여 상하방향으로 위치될 수 있다. 전술한 복수의 포획 부재(112)가 연결 부재(114)의 길이방향을 따라서 연결 부재(114)에 연결될 수 있다.The connection member 114 may connect the capture member 112 and the power generating member 113. The connection member 114 may be, for example, a rod-shaped member. The connection member 114 may be positioned vertically through the upper side or the lower side of the chamber member 111. The plurality of capture members 112 described above may be connected to the connection member 114 along the longitudinal direction of the connection member 114.

냉각 유닛(120)은 담수 생성 유닛(110)에 연결되어 담수 생성 유닛(110)을 냉각시킬 수 있다. 담수 생성 유닛(110)에 유입된 원수는 냉각 유닛(120)에서 생성된 냉기에 의하여 예비 냉각 과정을 거치면서 어는점 이하의 온도를 갖게 될 수 있다.The cooling unit 120 may be connected to the fresh water generating unit 110 to cool the fresh water generating unit 110. The raw water introduced into the fresh water generating unit 110 may have a temperature below the freezing point while undergoing a preliminary cooling process by cold air generated in the cooling unit 120.

냉각 유닛(120)은 일례로, 액화천연가스 저장 장치일 수 있다. 액화천연가스가 저장된 부분은 영하 162도의 극저온이다. 액화천연가스에 포함된 냉기가 원수에 포함된 열에너지를 제거하는 냉기로 사용될 수 있다.The cooling unit 120 may be, for example, a liquefied natural gas storage device. Liquefied natural gas is stored at a very low temperature of minus 162 degrees. Cold air included in the liquefied natural gas may be used as a cold to remove the thermal energy contained in the raw water.

일반적으로 냉각을 실시하기 위하여 전기를 필요로 하는데, 이와 같이 액화천연가스에 포함된 냉기를 냉각 유닛(120)의 냉기로 사용하는 경우, 냉각에 필요한 전기를 별도로 사용하지 않아도 됨으로써, 해수를 담수화하는데 사용되는 전력 소비를 현저하게 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치(100)는 액화천연가스 저장 시설에 인접하게 설치된 것도 가능할 수 있다.In general, electricity is required to perform cooling. When using the cold air included in the liquefied natural gas as the cold air of the cooling unit 120, it is not necessary to separately use the electricity required for cooling, thereby desalination of seawater. The power consumption used can be significantly reduced. As such, the seawater desalination apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may be installed adjacent to the liquefied natural gas storage facility.

냉각 유닛(120)은 다른 일례로 압축기, 응축기 및 증발기 등을 포함하면서 대상물을 냉각시키는데 사용되는 일반적인 냉각 장치인 것도 가능할 수 있다.The cooling unit 120 may also be a general cooling device used to cool an object, including, for example, a compressor, a condenser, an evaporator, and the like.

한편, 전술한 바와 같이 담수 생성 유닛(110)에 포함된 포획 부재(112)가 금속 재질의 그물 형상으로 이루어짐으로써, 냉각 유닛(120)에서 생성된 냉기가 포획 부재(112)에 효과적으로 전달될 수 있다. 이에 따라, 포획 부재(112)에 부착된 응결핵이 얼음 결정으로 신속하게 성장할 수 있다.Meanwhile, as described above, since the capture member 112 included in the fresh water generating unit 110 is formed in a metal net shape, cold air generated in the cooling unit 120 may be effectively transmitted to the capture member 112. have. Thereby, the condensation nucleus adhering to the capture member 112 can grow rapidly into ice crystals.

초음파 발생 유닛(130)은 담수 생성 유닛(110)에 연결되어 초음파를 발생시켜서 응결핵이 생성될 수 있게 한다. 생성된 응결핵은 원수보다 밀도가 낮으므로 원수 내에서 위로 부유하게 되면서 금속 소재의 포획 부재(112)에 부착될 수 있다.The ultrasonic generating unit 130 is connected to the fresh water generating unit 110 to generate ultrasonic waves so that coagulation tuberculosis can be generated. The resultant coagulated tuberculosis may be attached to the capture member 112 of the metal material while floating up in the raw water because it is less dense than raw water.

이러한 응결핵은 냉각 유닛(120)에서 공급된 냉기를 받아서 얼음 결정으로 성장될 수 있다. 그리고, 초음파 에너지를 통해 생성된 응결핵은 포획 부재(112)에 포획되어 결정 성장을 이룰 뿐만 아니라, 원수 내의 얼음 결정 형성을 유도할 수 있는 이차 응결핵(secondary nucleation)의 응결핵으로서의 역할을 할 수 있다.Such tuberculosis may be grown into ice crystals by receiving the cold air supplied from the cooling unit 120. In addition, the clogged tuberculosis generated through the ultrasonic energy may be trapped by the capture member 112 to achieve crystal growth, and may serve as a clogged tuberculosis of secondary nucleation that may induce ice crystal formation in raw water.

초음파 발생 유닛(130)은 일례로 제어부와 프로브를 포함할 수 있다. 제어부는 프로브의 동작을 제어할 수 있다. 프로브는 끝부분의 일부가 챔버 부재(111)의 측면에 연통될 수 있다.The ultrasonic wave generation unit 130 may include, for example, a controller and a probe. The controller may control the operation of the probe. A portion of the tip may be in communication with the side of the chamber member 111.

프로브는 챔버 부재(111)에서 포획 부재(112)와 간섭되지 않는 부분에 연통될 수 있다. 예를 들어, 프로브는 포획 부재(112)의 아래에 위치되거나 위에 위치될 수 있다. 프로브는 챔버 부재(111)의 내부를 향하여 초음파를 생성할 수 있다.The probe may be in communication with a portion of the chamber member 111 that does not interfere with the capture member 112. For example, the probe may be located below or above the capture member 112. The probe may generate ultrasonic waves toward the inside of the chamber member 111.

초음파가 프로브로부터 발생되어 원수를 통과하면, 원수에서 응결핵이 발생될 수 있다. 이와 동시에 원수에 포함된 입자들이 초음파에 의해 진동하면서 열에너지가 생성될 수 있다. 전술한 포획 부재(112)가 동력 발생 부재(113)에 의해 회전되면서 초음파 발생 유닛(130)에 의해 발생된 열에너지가 냉각 유닛(120)에 의하여 생성된 냉기에 의해 상쇄될 수 있다.When ultrasound is generated from the probe and passes through the raw water, clogged tuberculosis may be generated in the raw water. At the same time, thermal energy may be generated while particles included in the raw water vibrate by ultrasonic waves. As the capture member 112 is rotated by the power generating member 113, the heat energy generated by the ultrasonic generating unit 130 may be offset by the cold air generated by the cooling unit 120.

이와 같은 초음파의 적용은 응결핵 생성 속도와 균질한 결정 생성 및 성장의 조절을 가능하게 할 수 있다. 초음파에 의한 응결 생성 과정을 더욱 상세하게 설명하면, 해수 계에서 초음파의 확산은 탄력적인 진동을 발생시킨다. 진동은 어쿠스틱 사이클을 형성시키고, 이는 급격한 기포의 성장과 붕괴를 일으킬 수 있다.The application of such ultrasound may allow the control of tuberculosis formation and control of homogeneous crystal formation and growth. In more detail, the condensation generation process by the ultrasonic wave, the diffusion of the ultrasonic wave in the seawater generates an elastic vibration. Vibration forms an acoustic cycle, which can cause rapid bubble growth and collapse.

기포가 붕괴됨에 따라 방출되는 기체로 인하여, 국부 기압은 단시간에 5 Gpa까지 증가하게 되며, 이러한 고압은 과냉각 수준을 감소시키고, 응결핵 생성의 추진력을 공급하게 된다.Due to the gas released as the bubble collapses, the local air pressure increases to 5 Gpa in a short time, and this high pressure reduces the level of supercooling and provides the driving force for tuberculosis production.

따라서, 어는점에서의 응결핵 생성 및 단 시간의 응결핵 생성은 균질하고 작은 크기의 얼음 결정을 얻을 수 있다. 이러한 과정은 결과적으로 얼음의 순도를 높이는 역할을 하게 된다.Thus, the formation of tuberculosis at a freezing point and in a short time can produce homogeneous and small size ice crystals. This process eventually serves to increase the purity of the ice.

이와 다르게, 냉각 유닛(120)만 포함하는 해수 담수와 장치에서는 원수가 과도하게 냉각되어 원수 자체가 얼어버릴 수 있으며, 냉동 과정에서 얼음 결정 생성의 시발점인 응결핵 생성이 자발적이고 확률적일 뿐만 아니라 약간의 과냉각이 필요한 부분이므로 냉각 온도의 정밀한 조절이 매우 어려울 수 있다.Alternatively, in freshwater and seawater containing only cooling unit 120, the raw water may be excessively cooled to freeze the raw water itself, and the formation of tuberculosis, the starting point of ice crystal formation during the freezing process, is not only spontaneous and probabilistic, As it is necessary to supercool, precise control of the cooling temperature can be very difficult.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치(100)는 프로브 타입 초음파 발생 유닛(130)을 사용하여 원수의 어는점 부근에서 균질한 응결핵(빙정)을 생성함으로써, 과냉각을 제어하고 이를 통해 냉각 에너지 사용을 저감시킬 수 있다.However, the seawater desalination apparatus 100 according to an embodiment of the present invention uses the probe type ultrasonic wave generation unit 130 to generate homogeneous coagulated tuberculosis (frozen ice) near the freezing point of raw water, thereby controlling supercooling and cooling through the same. Energy use can be reduced.

또한, 초음파 발생 유닛(130)을 포함하지 않고, 냉각 유닛(120)만 사용하여 얼음 결정을 생성하면, 얼음 결정이 발생되기까지의 시간이 오래 소요될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치(100)는 초음파를 통하여 응결핵을 신속하게 생성시킴으로써, 단위 시간 당 생산율을 높일 뿐만 아니라 균질한 얼음 결정이 생성되어 담수의 순도를 높일 수 있다.In addition, if the ice crystal is generated using only the cooling unit 120 without including the ultrasonic wave generating unit 130, it may take a long time until the ice crystal is generated, but according to an embodiment of the present invention The desalination apparatus 100 rapidly generates clot tube via ultrasonic waves, which not only increases the production rate per unit time, but also generates homogeneous ice crystals, thereby increasing the purity of fresh water.

즉, 초음파 에너지는 더 많은 응결핵 생성을 유도하고, 이를 통해 담수화에 필요한 운전 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 어는점 부근에서 운전이 가능함으로써, 온도 저감을 위한 에너지 사용을 줄일 수 있다. 이와 같이 운전 시간을 줄이고 운전 온도까지 높일 수 있으므로, 염 제거율이 높은 얼음을 높은 회수율로 얻을 수 있다.That is, the ultrasonic energy induces more coagulation tuberculosis, thereby reducing the operating time required for desalination and operating near a freezing point, thereby reducing energy use for temperature reduction. Thus, since the operation time can be reduced and the operating temperature can be increased, ice with high salt removal rate can be obtained at high recovery rate.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치(100)는 펌핑 유닛(140)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the seawater desalination apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a pumping unit 140.

펌핑 유닛(140)은 원수가 담수 생성 유닛(110)에 유입되게 하고, 담수 과정에서 발생되는 농축수 및 담수를 외부로 배출할 수 있다.The pumping unit 140 may allow raw water to flow into the freshwater generating unit 110 and discharge the concentrated water and freshwater generated in the freshwater process to the outside.

펌핑 유닛(140)은 일례로 제1 펌프 부재(141), 제2 펌프 부재(142) 및 제3 펌프 부재(143)를 포함할 수 있다. The pumping unit 140 may include, for example, a first pump member 141, a second pump member 142, and a third pump member 143.

제1 펌프 부재(141)는 원수를 담수 생성 유닛(110)으로 펌핑할 수 있다. 제1 펌프 부재(141)는 챔버 부재(111)에 연결된 제1 배관(P1) 상에 설치될 있다. 원수는 제1 배관(P1)을 통하여 챔버 부재(111)로 이송될 수 있다. The first pump member 141 may pump raw water to the fresh water generating unit 110. The first pump member 141 may be installed on the first pipe P1 connected to the chamber member 111. Raw water may be transferred to the chamber member 111 through the first pipe P1.

제2 펌프 부재(142)는 담수를 외부로 배출할 수 있다. 제2 펌프 부재(142)는 챔버 부재(111)에 연결된 제2 배관(P2) 상에 설치될 있다. 담수는 융해되어 제2 배관(P12을 통하여 챔버 부재(111)로부터 외부로 배출될 수 있다. 담수는 제2 배관(P2)에 의하여 미도시된 저장 탱크에 저장될 수 있다.The second pump member 142 may discharge fresh water to the outside. The second pump member 142 may be installed on the second pipe P2 connected to the chamber member 111. The fresh water may be melted and discharged to the outside from the chamber member 111 through the second pipe P12. The fresh water may be stored in a storage tank not shown by the second pipe P2.

한편, 포획 부재(112)에 부착된 얼음 결정이 목표 염도에 도달 할 수 있도록 약간의 융해 과정을 통하여 얼음 결정 표면의 염을 제거하고, 이때 융해된 용액도 농축수와 함께 제3 펌프 부재(143)에 의하여 펌핑되어 외부로 배출될 수 있다. 이후 모든 얼음 결정이 융해되면, 생성된 담수는 제2 펌프 부재(142)를 통해 배출될 수 있다. 여기서, 융해 과정은 냉각 유닛(120)의 동작을 제한하여 구현될 수 있다.Meanwhile, the salt on the surface of the ice crystal is removed through a slight melting process so that the ice crystal attached to the capture member 112 reaches the target salinity, and the molten solution is also concentrated with the concentrated water in the third pump member 143. It may be pumped by) to be discharged to the outside. Then, when all the ice crystals are melted, the generated fresh water may be discharged through the second pump member 142. Here, the melting process may be implemented by limiting the operation of the cooling unit 120.

제3 펌프 부재(143)는 농축수를 외부로 배출할 수 있다. 제3 펌프 부재(143)는 챔버 부재(111)에 연결된 제3 배관(P3) 상에 설치될 있다. 농축수는 제3 배관(P3)을 통하여 챔버 부재(111)로부터 외부로 배출될 수 있다.The third pump member 143 may discharge the concentrated water to the outside. The third pump member 143 may be installed on the third pipe P3 connected to the chamber member 111. The concentrated water may be discharged to the outside from the chamber member 111 through the third pipe P3.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치(100)의 동작 과정을 도면을 참조하여 순차적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation process of the seawater desalination apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described sequentially with reference to the drawings.

도 2는 원수가 냉각된 이후에 발생된 초음파에 의하여 응결핵이 생성되는 과정을 도시한 도면이다.2 is a view showing a process in which coagulation tuberculosis is generated by ultrasonic waves generated after cooling of raw water.

도 2를 참조하면, 원수가 챔버 부재(111)로 유입되고, 유입된 원수는 냉각 유닛(120)에 의하여 냉각될 수 있다. 이때, 포획 부재(112)가 동력 발생 부재(113)에 의하여 회전되면서 원수가 교반(a)됨으로써, 냉각 효율이 향상될 수 있다. 원수의 온도가 어는점 미만 부근에 도달하면, 교반을 정지하고 초음파 발생 유닛(130)이 동작되어 초음파를 발생(b)시킨다.Referring to FIG. 2, raw water may be introduced into the chamber member 111, and the introduced raw water may be cooled by the cooling unit 120. At this time, the raw water is stirred (a) while the capture member 112 is rotated by the power generating member 113, thereby improving cooling efficiency. When the temperature of the raw water reaches near the freezing point, the stirring is stopped and the ultrasonic wave generating unit 130 is operated to generate ultrasonic waves (b).

도 3는 원수가 교반된 이후에 교반이 정지되는 과정을 도시한 도면이다.3 is a view illustrating a process in which stirring is stopped after the raw water is stirred.

도 3를 참조하면, 초음파 발생 유닛(130)에 의하여 발생된 초음파로 인하여 응결핵이 생성될 수 있다. 이때, 생성된 응결핵의 밀도는 농축수보다 낮으므로 부유하게 된다. 그러고 나서 초음파 발생 유닛(130)은 초음파의 발생을 정지(a)하고, 포획 부재(112)의 회전도 정지(b)될 수 있으며, 응결핵들이 부유하면서 금속망에 포획되도록 유도할 수 있다. 여기서, 포획 부재(112)의 회전이 정지되는 시간 즉, 교반이 정지되는 시간은 설계에 따라 가변될 수 있으므로, 특정 시간으로 한정하지는 않는다.Referring to FIG. 3, clogged tuberculosis may be generated due to the ultrasonic waves generated by the ultrasonic wave generating unit 130. At this time, since the density of the generated coagulation tuberculosis is lower than that of the concentrated water, it becomes suspended. Then, the ultrasonic wave generation unit 130 may stop (a) the generation of the ultrasonic wave, stop the rotation of the capture member 112 (b), and may induce coagulation nuclei to be captured in the metal network while floating. Here, the time at which the rotation of the capture member 112 is stopped, that is, the time at which stirring is stopped may vary depending on the design, and is not limited to a specific time.

도 4는 응결핵이 얼음 결정으로 성장되고, 교반을 통하여 열교환되는 과정을 도시한 도면이다.4 is a view illustrating a process in which coagulation tubers are grown as ice crystals and heat exchanged through stirring.

도 4를 참조하면, 냉각 온도가 유지되면서 응결핵들은 포획 부재(112)에서 얼음 결정으로 성장(a)하게 된다. 응결핵들이 포획되고 얼음 결정으로 성장을 시작할 때 포획 부재(112)가 재차 회전되면서 교반이 실시(b)되어 열 교환이 진행되어 얼음의 성장을 최대화 시킬 수 있다.Referring to FIG. 4, while the cooling temperature is maintained, the coagulation nuclei grow (a) into ice crystals in the capture member 112. When the clogged tuberculosis is captured and begins to grow into ice crystals, the capture member 112 is rotated again, and stirring is performed (b) to maximize heat growth by performing heat exchange.

도 5는 초음파가 챔버 부재 내부에 발생되고, 교반이 실시되는 과정이 반복적으로 실시된다는 것을 도시한 도면이다.5 is a diagram showing that the ultrasonic wave is generated inside the chamber member, and the process of stirring is repeatedly performed.

도 5를 참조하면, 동력 발생 부재(113)의 동작이 정지되어 교반을 정지(a)한 뒤, 초음파 발생 유닛(130)이 동작되어 초음파 에너지를 재차 발생시켜 새로운 응결핵 생성을 촉진할 수 있다. 전술한 바와 같이 생성된 응결핵은 이차 응결핵으로써 원수 내 얼음 결정 형성을 유도할 수 있으며, 생성된 얼음 결정 및 응결핵은 포획 부재(112)에 포획될 수 있다. 그리고, 응결핵은 성장중인 얼음 결정에 부착되어 얼음 결정의 성장이 신속하게 진행될 수 있게 할 뿐만 아니라, 응결핵으로써의 역할을 통하여 원수를 응결시킬 수 있고, 재차 교반이 실시(b)될 수 있다. 즉, 초음파 에너지를 통해 생성된 응결핵은 포획 부재(112)에 포획되어 결정 성장을 이룰 뿐만 아니라, 원수 내의 얼음 결정 형성을 유도할 수 있는 이차 응결핵(secondary nucleation)의 응결핵으로서의 역할을 할 수 있다.Referring to FIG. 5, after the operation of the power generating member 113 is stopped to stop stirring (a), the ultrasonic generating unit 130 may be operated to generate ultrasonic energy again, thereby facilitating the formation of new clot tuberculosis. The coagulation tuberculosis produced as described above may induce ice crystal formation in raw water as secondary coagulation tuberculosis, and the generated ice crystals and coagulation tuberculosis may be captured by the capture member 112. Then, the tuberculosis can be attached to the growing ice crystals so that the growth of the ice crystals can proceed rapidly, and the raw water can be condensed through the role of the tuberculosis, and the stirring can be carried out again (b). That is, the clogged tuberculosis generated through the ultrasonic energy may be trapped by the capture member 112 to achieve crystal growth, and may serve as a clogged tuberculosis of secondary nucleation, which may induce ice crystal formation in raw water.

전술한 바와 같이 교반, 초음파 발생을 통한 응결핵 생성, 교반을 통한 열교환, 교반을 정지하고 얼음 결정을 포획, 응결핵으로부터 얼음 결정 성장 및 교반을 통한 열교환의 일련의 과정은 충분한 얼음 결정들이 포획 부재(112)에서 지속적으로 성장할 때까지 반복해서 순차적으로 실시될 수 있다.As described above, a series of processes of stirring, generating tuberculosis through ultrasonic generation, heat exchange through stirring, stopping agitation and capturing ice crystals, growing ice crystals from the tuberculosis, and heat exchange through agitation are sufficient ice crystals to capture members 112. May be repeated sequentially until it continues to grow.

도 6는 농축수가 외부로 배출되고, 얼음 결정이 융해되는 과정을 도시한 도면이다.6 is a view illustrating a process in which concentrated water is discharged to the outside and ice crystals are melted.

도 6를 참조하면, 얼음 결정의 성장이 완료된 후, 농축수(F)는 펌핑 유닛(140)에 의하여 외부로 배출(a)될 수 있다. 여기서, 농축수(F)는 미도시된 별도의 저장 탱크에 저장될 수 있다. 이후, 얼음 결정은 목표 염도에 도달할 수 있도록 약간의 융해 과정을 거치면서 얼음 결정 표면의 염이 제거될 있고, 이때 융해된 용액 또한 농축수(F)와 함께 외부로 유출될 수 있다.Referring to FIG. 6, after the growth of the ice crystals is completed, the concentrated water F may be discharged to the outside by the pumping unit 140. Here, the concentrated water (F) may be stored in a separate storage tank not shown. Thereafter, the ice crystals undergo a slight melting process to reach the target salinity, and the salts on the surface of the ice crystals are removed, and the molten solution may also flow out together with the concentrated water (F).

최종적으로, 담수화된 얼음이 생성되면, 모든 얼음 결정을 융해(b)시키고, 생성된 담수(W)는 제2 펌프 부재(142)를 통하여 배출될 수 있다. 이와 같은 해수 담수화 과정은 담수 생성 유닛(110) 내부에서 전술한 과정들이 반복적으로 실시되어 구현될 수 있다.Finally, when fresh water is produced, all ice crystals are melted (b), and the generated fresh water (W) can be discharged through the second pump member 142. Such a seawater desalination process may be implemented by repeatedly performing the above-described processes inside the freshwater generating unit 110.

한편, 냉각 유닛만 포함하는 해수 담수와 장치에서는 과냉각 상태를 정밀하게 제어하기가 어려워서 원수가 과도하게 냉각되어 원수 자체가 얼어버릴 수 있으며, 냉동 과정에서 얼음 결정 생성의 시발점인 응결핵 생성이 자발적이고 확률적일 뿐만 아니라 약간의 과냉각이 필요한 부분으로 정밀한 온도 조절이 매우 어려울 수 있다.On the other hand, in seawater freshwater and devices containing only cooling units, it is difficult to precisely control the supercooling state, and thus the raw water may be excessively cooled to freeze the raw water itself. In addition to being small, it can be very difficult to precisely control the temperature as it requires some subcooling.

또한, 얼음 결정의 크기가 크고, 균질하지 않은 얼음 결정을 얻는 결과로 이어질 수 있다. 그리고, 큰 크기의 얼음 결정과 오랜 운전 시간은 낮은 염 제거율로 이어질 수 있다. 운전 시간을 줄이기 위해 공정 운전 온도를 낮출 수도 있으나, 이는 비효율적인 냉동 에너지 사용과 응결핵 생성 조절의 어려움으로 인한 급속 결정화를 일으켜 염이 미처 분리되지 못한 큰 얼음 결정이 생성될 수 있다.In addition, the size of the ice crystals may be large, resulting in obtaining non-homogeneous ice crystals. And large size ice crystals and long run times can lead to low salt removal rates. Although process operating temperatures can be lowered to reduce operating time, this can lead to rapid crystallization due to inefficient use of refrigeration energy and difficulty in controlling tuberculosis production, resulting in large ice crystals that cannot be separated by salts.

그리고, 일반적인 해수의 담수화 공정의 최종 단계는 얼음 슬러리로부터 농축수를 분리하는 공정을 실시할 수 있다. 적절한 분리 공정이 없이 순수한 얼음은 농축수와의 접촉으로 인해 오염되고, 이는 낮은 순도로 이어질 수 있다.In addition, a final step of the general desalination process of seawater may be performed to separate the concentrated water from the ice slurry. Without the proper separation process, pure ice is contaminated due to contact with concentrated water, which can lead to low purity.

농축수와 얼음을 분리하기 위하여 감압 분리 방법이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 감압 분리는 아이스 슬러리를 별도의 분리 장치로 이동시키고, 아이스 슬러리에서 얼음 결정과 농축수를 분리하는데 많은 에너지가 많이 소비될 수 있다. 뿐만 아니라, 감압 분리 규모를 확장하기 위해서는 더욱 큰 공간이 필요하게 된다.In order to separate the concentrated water and the ice, a vacuum separation method is generally used. However, vacuum separation may move a lot of energy to the ice slurry to a separate separation device, and to separate the ice crystals and concentrated water from the ice slurry. In addition, more space is needed to expand the reduced pressure separation scale.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치(100)는 프로브 타입 초음파 발생 유닛(130)을 사용하여 원수의 어는점 부근에서 균질한 응결핵(빙정)을 생성함으로써, 과냉각을 용이하게 제어하고 이를 통해 냉각 에너지 사용을 저감시킬 수 있다However, the seawater desalination apparatus 100 according to an embodiment of the present invention uses the probe-type ultrasonic wave generation unit 130 to generate homogeneous coagulation (freezing) near the freezing point of raw water, thereby easily controlling the supercooling. Can reduce cooling energy use

또한, 초음파 발생 유닛(130)을 포함하지 않고, 냉각 유닛(120)만 사용하여 얼음 결정을 생성하면, 얼음 결정이 발생되기까지의 시간이 오래 걸릴 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 담수화 장치(100)는 초음파를 통하여 응결핵을 신속하게 생성시킬 수 있으며, 생성된 응결핵을 통하여 원수 내 얼음 결정 형성을 유도할 수 있다.In addition, when the ice crystal is generated using only the cooling unit 120 without including the ultrasonic wave generating unit 130, it may take a long time until the ice crystal is generated, but according to an embodiment of the present invention The desalination apparatus 100 may rapidly generate clot tuber via ultrasonic waves, and may induce ice crystal formation in raw water through the generated clot tuberculosis.

즉, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치(100)는 응결핵 생성 및 성장의 조절을 어는점 부근에서 시작 할 수 있으므로 용액을 냉각 시키는 시간을 줄일 수 있으며, 유도된 응결핵 생성을 통해 원수의 결정화가 즉시 일어나게 된다. 따라서 해수를 담수화하는 전체 공정 운전 시간이 감소될 수 있으므로, 단위 시간당 생산율을 높일 뿐만 아니라 균질한 얼음 결정이 생성되어 담수의 순도를 높일 수 있다.That is, the seawater desalination apparatus 100 according to the present invention can start the control of the formation and growth of tuberculosis near the freezing point, thereby reducing the time to cool the solution, and crystallization of raw water occurs immediately through the induced tuberculosis production. . Therefore, the overall process operation time for desalination of seawater can be reduced, thereby increasing production rate per unit time, and homogeneous ice crystals can be generated to increase freshwater purity.

그리고, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치(100)에서 연결 부재(114)에 결합된 복수의 포획 부재(112)는 얼음 결정이 성장할 수 있는 지지대 역할과 농축수와 얼음 결정을 분리 시켜주는 역할을 한다. 이를 통해, 추가적인 분리 공정이 실시되지 않더라도 농축수와 순수한 얼음을 효과적으로 분리할 수 있다.In addition, the plurality of capture members 112 coupled to the connection member 114 in the seawater desalination apparatus 100 according to the present invention serves as a support for growing ice crystals and separates concentrated water and ice crystals. . This allows effective separation of concentrated water and pure ice, even if no additional separation process is carried out.

따라서 본 발명에 따른 해수 담수화 장치(100)를 통하여 냉동 해수 담수화 공정에 필요한 면적을 감소시키고, 농축수와 얼음을 분리하기 위한 추가적인 에너지 사용을 절약시킬 수 있으며, 결과적으로 얻는 얼음의 순도 및 생산율을 높일 수 있다.Therefore, through the seawater desalination apparatus 100 according to the present invention, it is possible to reduce the area required for the frozen seawater desalination process, to save additional energy use for separating the concentrated water and the ice, and to obtain the purity and production rate of the resulting ice. It can increase.

그리고, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치(100)는 그물 형상의 포획 부재(112)로 응결핵을 포획하여 얼음 결정이 자라나게 되므로 농축수와 담수화된 얼음을 분리하는데 있어서 압력을 필요로 하지 않는다. 따라서, 감압 분리 공정을 실시하지 않고도 담수를 생성할 수 있으므로, 감압 분리 공정을 제거하여 에너지 소비를 저감하고 공정 운전 면적을 줄일 수 있다.The seawater desalination apparatus 100 according to the present invention does not require pressure to separate concentrated water and desalted ice since ice crystals are grown by trapping condensation nuclei with a net-shaped trapping member 112. Therefore, since fresh water can be generated without performing the pressure reduction separation process, the pressure reduction separation process can be eliminated, thereby reducing energy consumption and reducing the process operating area.

또한, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치(100)는 차지하는 면적을 종래의 해수 담수화 장치(100)보다 현저하게 감소시킬 수 있다. 그러므로, 해수를 담수화하는데 있어서 두 가지의 핵심 공정(얼음 결정화 공정, 농축수와 담수 분리 공정)이 담수 생성 유닛(110)에서 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치(100)는 담수 생성 용량을 증가시키기 위하여 전체적인 규모를 키우는 스케일-업(Scale-up) 시에 담수 생성 유닛(110)의 크기만 증가시키면 됨으로써, 다양한 챔버를 이동하면서 원수가 담수로 변환되는 종래의 해수 담수화 장치(100)와 비교하여 면적을 많이 필요로 하지 않을 수 있다.In addition, the seawater desalination apparatus 100 according to the present invention may significantly reduce the area occupied by the conventional seawater desalination apparatus 100. Therefore, two key processes in the desalination of seawater (ice crystallization process, concentrated water and freshwater separation process) can be carried out in the freshwater generation unit 110. Therefore, the seawater desalination apparatus 100 according to the present invention only needs to increase the size of the freshwater generating unit 110 during scale-up to increase the overall size in order to increase the freshwater generating capacity, thereby creating various chambers. Compared with the conventional seawater desalination apparatus 100 in which raw water is converted into fresh water while moving, it may not require much area.

그리고, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치(100)는 초음파 에너지를 사용하여 더욱 많은 응결핵 생성을 유도하고, 이를 통해 담수화에 필요한 운전 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 어는점 부근에서 운전이 가능함으로써, 온도 저감을 위한 에너지 사용을 줄일 수 있다. 이와 같이 운전 시간을 줄이고 운전 온도까지 높일 수 있으므로, 염 제거율이 높은 얼음을 높은 회수율로 얻을 수 있다.In addition, the seawater desalination apparatus 100 according to the present invention induces more coagulation of tuberculosis by using ultrasonic energy, thereby reducing the operating time required for desalination, and operating at a freezing point, thereby reducing temperature. To reduce energy use. Thus, since the operation time can be reduced and the operating temperature can be increased, ice with high salt removal rate can be obtained at high recovery rate.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 해수 담수화 장치(100)는 전체적인 구조가 종래의 해수 담수화 장치(100)보다 간소화될 수 있으므로, 다양한 공정을 실시하기 위하여 많은 챔버를 포함하는 종래의 해수 담수화 장치(100)와 비교하여 공정 리스크를 완화할 수 있다.In addition, since the overall structure of the seawater desalination apparatus 100 according to the present invention may be simplified than the conventional seawater desalination apparatus 100, the conventional seawater desalination apparatus 100 including many chambers in order to perform various processes. In comparison, process risks can be mitigated.

이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 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 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While various embodiments of the present invention have been described above, the drawings and the detailed description of the present invention have been exemplified only as examples of the present invention, which are merely used for the purpose of describing the present invention and are intended to limit the meaning or claims of the present invention. It is not used to limit the scope of the invention described in the scope. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

100: 해수 담수화 장치 110: 담수 생성 유닛
111: 챔버 부재 112: 포획 부재
113: 동력 발생 부재 114: 연결 부재
120: 냉각 유닛 130: 초음파 발생 유닛
140: 펌핑 유닛 141: 제1 펌프 부재
142: 제2 펌프 부재 143: 제3 펌프 부재
100: seawater desalination device 110: freshwater generating unit
111: chamber member 112: capture member
113: power generating member 114: connecting member
120: cooling unit 130: ultrasonic generation unit
140: pumping unit 141: first pump member
142: second pump member 143: third pump member

Claims (7)

원수가 유입되고 담수는 배출되는 담수 생성 유닛;
상기 담수 생성 유닛에 연결되어 상기 담수 생성 유닛을 냉각시키는 냉각 유닛; 및
상기 담수 생성 유닛에 연결되어 초음파를 발생시켜서 응결핵이 생성될 수 있게 하는 초음파 발생 유닛;을 포함하고,
상기 담수 생성 유닛은,
내부공간을 포함하는 챔버 부재;
그물 형상으로 이루어지고, 상기 내부공간에 위치되어 응결핵을 포획하는 포획 부재;
상기 포획 부재를 회전시키는 동력 발생 부재; 및
상기 포획 부재와 상기 동력 발생 부재를 연결하는 연결 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 장치.
Fresh water generating unit in which raw water is introduced and fresh water is discharged;
A cooling unit connected to the fresh water generating unit to cool the fresh water generating unit; And
And an ultrasonic wave generating unit connected to the fresh water generating unit to generate ultrasonic waves so that coagulation tuberculosis can be generated.
The fresh water generating unit,
A chamber member including an inner space;
A capture member made of a net shape and positioned in the inner space to capture coagulation tuberculosis;
A power generating member for rotating the capture member; And
Seawater desalination apparatus comprising a; connecting member for connecting the capture member and the power generating member.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 포획 부재는 복수이고,
상기 복수의 포획 부재는 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 장치.
The method of claim 1,
The capture member is plural,
Seawater desalination device, characterized in that the plurality of capture members are spaced apart.
제1항에 있어서,
상기 챔버 부재는 외형을 이루는 벽 전체가 상기 냉각 유닛에 의하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 장치.
The method of claim 1,
The chamber member is a seawater desalination device, characterized in that the entire wall forming the appearance is cooled by the cooling unit.
제1항에 있어서,
상기 포획 부재는 금속으로 이루어지고 판 형상인 것을 특징으로 하는 해수 담수화 장치.
The method of claim 1,
The capture member is made of metal and seawater desalination device, characterized in that the plate-like.
제1항에 있어서,
상기 원수가 상기 담수 생성 유닛에 유입되게 하고, 담수 과정에서 발생되는 농축수 및 담수를 외부로 배출하는 펌핑 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 장치.
The method of claim 1,
Seawater desalination apparatus further comprises a pumping unit for allowing the raw water to enter the fresh water generating unit, and discharges the concentrated water and fresh water generated in the fresh water process to the outside.
제6항에 있어서,
상기 펌핑 유닛은,
상기 원수를 상기 담수 생성 유닛으로 펌핑하는 제1 펌프 부재;
상기 담수를 외부로 배출하는 제2 펌프 부재; 및
상기 농축수를 외부로 배출하는 제3 펌프 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 장치.
The method of claim 6,
The pumping unit,
A first pump member for pumping the raw water to the fresh water generating unit;
A second pump member for discharging the fresh water to the outside; And
Seawater desalination apparatus comprising a; third pump member for discharging the concentrated water to the outside.
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