KR102254829B1 - Evaporative desalination aparatus of sea water - Google Patents

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Abstract

증발식 해수담수화 장치가 개시된다. 상기 해수담수화 장치는 해수를 담은 수용 공간 및 내부에 설치된 히트펌프를 포함하는 해수 용기; 상기 해수를 상기 히트펌프의 열을 이용하여 증발시키고, 증발된 수분을 상기 히트펌프의 냉기를 이용하여 응결시키는 히트펌프 담수부; 및 상기 히트펌프 담수부에 의해 응결된 수분의 냉기를 이용하여 상기 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 제1 자가응결 담수부;를 포함한다.
본 발명의 증발식 해수담수화 장치는 히트펌프의 응축기에서 나오는 열을 해수에 공급하므로 해수를 직접적으로 가열하고, 히트펌프의 증발기에서 포화수증기를 응축시킴으로써 담수의 생성 속도를 현저히 증가시킬 수 있는 효과가 있다.Disclosed is an evaporative seawater desalination apparatus. The seawater desalination apparatus includes a seawater container including a receiving space containing seawater and a heat pump installed therein; A heat pump freshwater unit for evaporating the seawater using heat from the heat pump and condensing the evaporated moisture using cool air from the heat pump; And a first self-condensing fresh water unit for cooling and condensing the evaporated moisture using cold air of the moisture condensed by the heat pump fresh water unit.
Since the evaporative seawater desalination apparatus of the present invention supplies heat from the condenser of the heat pump to seawater, it directly heats the seawater and condenses saturated steam in the evaporator of the heat pump, thereby significantly increasing the rate of freshwater generation. have.

Description

증발식 해수담수화 장치{EVAPORATIVE DESALINATION APARATUS OF SEA WATER}Evaporative seawater desalination system {EVAPORATIVE DESALINATION APARATUS OF SEA WATER}

본 발명은 증발식 해수담수화 장치에 관한 것으로, 상세하게는 히트펌프 기술을 접목시킬 뿐만 아니라, 자가응결 기술을 통하여 그 효율성을 현저히 향상시킨 증발식 해수담수화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporative seawater desalination apparatus, and more particularly, to an evaporative seawater desalination apparatus that not only incorporates a heat pump technology, but also significantly improves its efficiency through self-condensing technology.

태양열 증발식 해수담수화 장치는 해수를 태양열로 증발시킨 후 다시 응축시켜 담수를 생산하는 방법으로 자연에서의 물의 순환과정을 그대로 이용하는 장치이다. 일반적인 태양열 증발식 해수담수화 장치는 햇빛을 통과하는 투명한 온실형 구조물 속에 해수를 담아놓고 투과된 햇빛으로 인한 태양열로 해수를 증발을 시킨 후, 상대적으로 차가운 태양광 투과창에 다시 응축된 담수를 회수하는 원리로 해수를 담수화시킨다. The solar evaporation type seawater desalination device is a method of producing fresh water by evaporating seawater with solar heat and then condensing it again. It is a device that uses the water circulation process in nature as it is. A general solar evaporation type seawater desalination device contains seawater in a transparent greenhouse-type structure that passes through sunlight, evaporates seawater with solar heat from the transmitted sunlight, and then recovers the fresh water condensed in a relatively cool solar light transmission window. In principle, seawater is desalized.

이러한 태양열 증발식 해수담수화 장치는 담수를 이송시키는 펌프를 제외하면 태양열만이 에너지원으로 사용되므로, 운전비나 가동비가 저렴하다는 장점이 있다. 또한, 원리가 비교적 간단하여 건설비나 유지관리비용이 아주 경제적이다. 하지만 에너지원을 절대적으로 태양열에 의존하므로 일기변화에 따른 변수를 제어할 수 없다는 것이 단점이다. 따라서 증발식 해수담수화 장치는 연중 일조량이 많고 더운 중동지방에서 중소형 규모의 담수화 장치로 많이 사용되고 있다. The solar evaporation type seawater desalination device has an advantage that only solar heat is used as an energy source except for a pump that transfers fresh water, and thus, operating costs and operating costs are inexpensive. In addition, the principle is relatively simple, so the construction cost and maintenance cost are very economical. However, since the energy source is absolutely dependent on solar heat, the disadvantage is that it is not possible to control variables according to weather changes. Therefore, evaporative seawater desalination devices are widely used as small and medium-sized desalination devices in the hot Middle East, where there is much sunlight throughout the year.

히트펌프는 전기를 공급받아 저온에서 열을 뽑아서 고온으로 보내주는 역할을 하는 장치로 주변에서 흔히 볼 수 있는 에어콘, 냉장고도 큰 범주에서 히트펌프로 분류된다. 제습기에서도 히트펌프를 사용하는데, 저온의 냉매가 흐르는 증발기에서는 주변의 공기보다 온도가 낮으므로 공기 중에 포함된 수분이 증발기 표면에 응축된다. 이는 온도가 낮아질수록 공기가 포함할 수 있는 최대 수분량이 줄어들기 때문이다. A heat pump is a device that receives electricity and draws heat from a low temperature and sends it to a high temperature. Air conditioners and refrigerators, which are commonly found in the surroundings, are also classified as heat pumps in a large category. A heat pump is also used in the dehumidifier. In the evaporator through which a low-temperature refrigerant flows, the temperature is lower than that of the surrounding air, so moisture contained in the air is condensed on the evaporator surface. This is because as the temperature decreases, the maximum amount of moisture that air can contain decreases.

특정 공기가 최대로 수분을 포함할 때의 온도를 이슬점이라고 하는데, 증발기의 온도가 이슬점의 온도보다 일반적으로 훨씬 낮기 때문에 수분의 응축 일어난다. 공기 중에 포함된 절대적인 수분의 양을 나타내는 절대습도가 높을수록 이슬점은 높아진다. 따라서 제습기는 증발기에서 응축된 수분을 제거함으로써 실질적으로 공기 중에 포함된 수분의 양을 줄이는 방식으로 제습을 구현한다. The temperature at which a particular air contains maximum moisture is called the dew point, and condensation of moisture occurs because the temperature of the evaporator is generally much lower than the temperature of the dew point. The higher the absolute humidity, which represents the absolute amount of moisture contained in the air, the higher the dew point. Accordingly, the dehumidifier implements dehumidification in a manner that substantially reduces the amount of moisture contained in the air by removing condensed moisture from the evaporator.

등록특허공보 제10-0768334호는 진공조건하에서 해수의 증발 및 응축을 촉진시켜 담수화 작업을 보다 신속하게 수행토록 하면서도, 담수화 작업에 자연에너지를 최대한으로 활용하여 시스템의 운전에 따른 비용을 최소화시킬 수 있도록 하는 발명이 개시되어 있다. 그러나 상기 선행기술문헌은 해수를 가열시키기 위한 에너지원으로써 여전히 자연에너지에 크게 의존하므로, 담수의 생성 속도가 높지 않고, 일기가 좋지 않을 때에는 담수의 생성 속도가 급격히 떨어진다는 문제점이 존재할 뿐만 아니라, 제한적으로 공급되는 에너지원을 효율적으로 사용할 수 있는 방안을 제시하지 못하고 있었다.Registered Patent Publication No. 10-0768334 promotes the evaporation and condensation of seawater under vacuum conditions so that desalination work can be performed more quickly, while minimizing the cost of operating the system by maximizing the use of natural energy for desalination work. The invention to enable is disclosed. However, the prior art document is still largely dependent on natural energy as an energy source for heating seawater, so there is a problem that the rate of freshwater generation is not high, and when the weather is bad, the rate of freshwater is rapidly decreased, as well as limited. It has not been able to suggest a way to efficiently use the energy source supplied with it.

등록특허공보 제10-0768334호Registered Patent Publication No. 10-0768334

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해수담수화 장치는 태양열뿐만 아니라 히트펌프 기술을 이용하여 담수부 내부의 온도를 증가시키는 것을 목적으로 한다.The present invention has been conceived to solve the above problems, and the seawater desalination apparatus of the present invention aims to increase the temperature inside the freshwater part by using not only solar heat but also a heat pump technology.

또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해수담수화 장치는 히트펌프 기술을 이용하되 그 해수담수화에 이용되는 에너지 효율을 최대화하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention has been devised to solve the above problems, and the seawater desalination apparatus of the present invention uses a heat pump technology, but aims to maximize the energy efficiency used for the seawater desalination.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 해수를 담은 수용 공간 및 내부에 설치된 히트펌프를 포함하는 해수 용기; 상기 해수를 상기 히트펌프의 열을 이용하여 증발시키고, 증발된 수분을 상기 히트펌프의 냉기를 이용하여 응결시키는 히트펌프 담수부; 및 상기 히트펌프 담수부에 의해 응결된 수분의 냉기를 이용하여 상기 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 제1 자가응결 담수부;를 포함한다. In order to solve the above problems, the present invention includes a seawater container including a receiving space containing seawater and a heat pump installed therein; A heat pump freshwater unit for evaporating the seawater using heat from the heat pump and condensing the evaporated moisture using cool air from the heat pump; And a first self-condensing fresh water unit for cooling and condensing the evaporated moisture using cold air of the moisture condensed by the heat pump fresh water unit.

상기 제1 자가응결 담수부에 의해 응결된 수분의 냉기를 이용하여 상기 히트펌프에 의해 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 제2 자가응결 담수부;를 더 포함할 수 있다. It may further include a second self-condensing desalination unit for cooling and condensing the moisture evaporated by the heat pump using the cold air of the moisture condensed by the first self-condensing fresh water unit.

또한, 상기 해수를 상기 응축기로 분사하는 해수분사장치;을 더 포함할 수 있다. In addition, a seawater spraying device for injecting the seawater to the condenser; may further include.

상기 제1 자가응결 담수부는, 상기 히트펌프 담수부에서 응결된 수분을 수집하는 제1 집수부; 및 상기 수집된 수분이 이송되고, 상기 수집된 수분의 냉기를 이용하여 상기 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 제1 자가응결관을 포함한다. The first self-condensing freshwater unit may include: a first collecting unit collecting moisture condensed in the heat pump freshwater unit; And a first self-condensing pipe through which the collected moisture is transported and cooled by condensing the evaporated moisture using cold air of the collected moisture.

상기 제1 자가응결관은, 상기 해수 용기의 내측면을 따라 나선형으로 형성되되, 상기 증발된 수분과 접촉하는 면적을 넓히기 위하여 상기 제1 자가응결관의 외부면에 접촉하여 형성되는 제1 자가응결관 냉각부재;를 포함하는 것이 바람직하다.The first self-condensing pipe is formed in a spiral shape along the inner surface of the seawater container, and is formed by contacting the outer surface of the first self-condensing pipe to increase an area in contact with the evaporated moisture. It is preferable to include a; tube cooling member.

상기 히트펌프 담수부와 상기 제1 자가응결 담수부 사이에 일정 간격으로 이격된 공간에 형성되어, 상기 수용 공간 내부의 공기를 순환시키는 순환장치;를 더 포함할 수 있다. It may further include a circulation device that is formed in a space spaced apart from each other at a predetermined interval between the heat pump freshwater part and the first self-condensing freshwater part, and circulates air inside the accommodation space.

상기 제2 자가응결 담수부는, 상기 제1 자가응결 담수부에서 응결된 수분을 수집하는 제2 집수부; 및 상기 수집된 수분이 이송되고, 상기 수집된 수분의 냉기를 이용하여 상기 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 제2 자가응결관;을 포함한다. The second self-condensing freshwater unit may include a second collection unit configured to collect moisture condensed in the first self-condensing freshwater unit; And a second self-condensing tube through which the collected moisture is transported and cooled by condensing the evaporated moisture using cold air of the collected moisture.

상기 제2 자가응결관은, 상기 해수 용기의 내측면을 따라 나선형으로 형성되되, 상기 증발된 수분과 접촉하는 면적을 넓히기 위하여 상기 제2 자가응결관의 외부면에 접촉하여 형성되는 제2 자가응결관 냉각부재;를 포함하는 것이 바람직하다.The second self-condensing pipe is formed in a spiral shape along the inner surface of the seawater container, and is formed by contacting the outer surface of the second self-condensing pipe to increase an area in contact with the evaporated water. It is preferable to include a; tube cooling member.

상기 해수 용기는, 상기 히트펌프가 내부에 설치된 원기둥; 상기 원기둥을 둘러싸되 상기 원기둥의 반지름보다 큰 반지름 및 상기 원기둥의 높이보다 낮은 높이의 측벽을 가지고 그 내부에 상기 해수를 담을 수 있는 빈 공간을 구비하며 상부가 개방된 원통 하우징; 및 상기 원기둥의 상단에서 상기 원통 하우징 방향으로 하향 경사지도록 형성되며 상기 원통 하우징을 밀폐하는 덮개부;를 포함한다. The seawater container may include a cylinder having the heat pump installed therein; A cylindrical housing enclosing the cylinder, having a sidewall having a radius greater than the radius of the cylinder and a sidewall having a height lower than the height of the cylinder, and having an empty space in which the seawater can be contained, and an upper portion thereof being opened; And a cover portion formed to be inclined downward from an upper end of the cylinder in the direction of the cylindrical housing and sealing the cylindrical housing.

상기 원기둥의 상단면에 설치된 태양광 패널;을 더 포함하되, 상기 히트펌프는, 상기 태양광 패널로부터 전력을 공급받을 수 있다. A solar panel installed on the top surface of the cylinder may further include, wherein the heat pump may receive power from the solar panel.

상기 히트펌프는 열을 발생하는 응축기 및 냉기를 발생하는 증발기를 포함하되, 상기 증발기는, 상기 덮개부의 하부에 상기 원기둥의 외주면을 따라 형성되고, 상기 응축기는, 상기 증발기의 하부에 상기 원통 하우징의 측벽의 내주면을 따라 형성될 수 있다. The heat pump includes a condenser for generating heat and an evaporator for generating cool air, wherein the evaporator is formed along an outer circumferential surface of the cylinder under the cover part, and the condenser comprises: It may be formed along the inner circumferential surface of the sidewall.

상기 히트펌프는 열을 발생하는 응축기 및 냉기를 발생하는 증발기를 포함하되, 상기 증발기는, 상기 덮개부 하부에 형성된 제1 증발기; 및 상기 제1 증발기 하부에 형성된 제2 증발기;를 포함하고, 상기 응축기는 상기 제2 증발기의 하부에 형성되되, 상기 제1 증발기 및 상기 응축기는 상기 원기둥의 외주면을 따라 형성되고, 상기 제2 증발기는 상기 원통 하우징의 측벽의 내주면을 따라 형성될 수 있다. The heat pump includes a condenser for generating heat and an evaporator for generating cool air, wherein the evaporator includes: a first evaporator formed under the cover; And a second evaporator formed under the first evaporator, wherein the condenser is formed under the second evaporator, wherein the first evaporator and the condenser are formed along an outer circumferential surface of the cylinder, and the second evaporator May be formed along the inner circumferential surface of the sidewall of the cylindrical housing.

또한, 상기 해수 용기 내부를 기설정된 기압으로 낮추기 위한 진공형성부;를 더 포함할 수 있다. In addition, a vacuum forming unit for lowering the inside of the seawater container to a preset atmospheric pressure; may further include.

또한, 상기 해수를 태양열을 이용하여 증발시키고, 상기 태양열 또는 상기 히트펌프에 의하여 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 태양열 담수부;를 더 포함할 수 있다. In addition, it may further include a solar thermal desalination unit that evaporates the seawater using solar heat and cools and condenses the moisture evaporated by the solar heat or the heat pump.

이때, 상기 해수 용기는 상부가 개방되고, 상기 태양열 담수부는, 상기 해수 용기의 상부를 밀폐하면서 상기 해수에 태양광을 입사시키는 태양광 투과창; 및 상기 태양광 투과창에 응결되는 수분을 모으는 제2 집수부;를 포함한다. At this time, the top of the seawater container is opened, and the solar thermal freshwater unit includes: a solar light transmitting window for injecting sunlight into the seawater while sealing an upper portion of the seawater container; And a second collecting unit collecting moisture condensed in the solar light transmitting window.

상기 태양광 투과창은 상기 해수 용기의 중앙에서부터 외측으로 하향 경사지도록 형성되고, 상기 제2 집수부는 상기 태양광 투과창과 이격되되 그 하부에 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the solar transmission window is formed to be inclined downward from the center of the seawater container to the outside, and the second collecting portion is spaced apart from the solar transmission window, but is formed at a lower portion thereof.

상기한 바와 같은 본 발명의 해수담수화 장치는 히트펌프의 응축기에서 나오는 열을 해수에 공급하므로 해수를 직접적으로 가열하고, 히트펌프의 증발기에서 포화수증기를 응축시킴으로써 담수의 생성 속도를 현저히 증가시킬 수 있는 효과가 있다.Since the seawater desalination apparatus of the present invention as described above supplies heat from the condenser of the heat pump to seawater, it directly heats the seawater and condenses saturated water vapor in the evaporator of the heat pump to significantly increase the rate of freshwater generation. It works.

또한, 상기 해수담수화 장치는 히트펌프의 에너지원으로써 태양광 패널을 이용한 태양광발전을 이용하므로 추가적인 에너지원 없이도 효율적으로 담수의 생성 속도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the seawater desalination device uses photovoltaic power generation using a solar panel as an energy source of a heat pump, there is an effect of efficiently increasing the generation rate of freshwater without an additional energy source.

또한, 상기 해수담수화 장치는 1차 응축된 응축수의 냉기를 다시 활용하여 2차, 3차 등의 응축수를 형성함으로써, 제한적으로 공급될 수 밖에 없는 태양광 에너지원만으로도 매우 효율적인 해수담수화를 실현할 수 있는 효과가 있다.In addition, the seawater desalination device re-utilizes the cold air of the first condensed water to form secondary and tertiary condensed water, so that a very efficient seawater desalination can be realized with only a limited supply of solar energy sources. It works.

또한, 상기 해수담수화 장치는 제한적으로 공급될 수 밖에 없는 태양광 에너지원에서 발생하는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 다양한 솔루션들을 포함함으로써, 에너지 활용에 있어 매우 효율적인 해수담수화를 실현할 수 있는 효과가 있다. In addition, the seawater desalination apparatus includes various solutions that can efficiently utilize energy generated from a solar energy source that cannot but be supplied in a limited amount, so that a very efficient seawater desalination can be realized in energy utilization.

또한, 상기 해수담수화 장치는 태양광 에너지원만으로도 동작이 가능하므로 휴대성이 높아지는 효과가 있다.In addition, since the seawater desalination device can operate only with a solar energy source, there is an effect of increasing portability.

도 1은 종래의 태양열 증발식 해수담수화 장치의 원리를 나타낸 개념도이다.
도 2는 히트펌프 기술을 이용한 해수담수화 장치의 원리를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수담수화 장치의 단면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수담수화 장치 내부를 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수분사장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수분사장치를 이용한 해수공급과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수담수화 장치 내부를 확대한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수담수화 장치 내부를 확대한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수담수화 장치 내부를 확대한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따라 1차, 2차 및 3차 응축수를 형성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 해수담수화 장치의 외관을 나타낸 도면이다.1 is a conceptual diagram showing the principle of a conventional solar evaporation type seawater desalination apparatus.
2 is a conceptual diagram showing the principle of a seawater desalination apparatus using a heat pump technology.
3 is a cross-sectional view of a seawater desalination apparatus according to a first embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of the interior of the seawater desalination apparatus according to the first embodiment of the present invention.
5 is a view showing a seawater injection device according to a first embodiment of the present invention.
6 is a view showing a seawater supply process using the seawater injection device according to the first embodiment of the present invention.
7 is an enlarged view of the interior of the seawater desalination apparatus according to the second embodiment of the present invention.
8 is an enlarged view of the interior of the seawater desalination apparatus according to the second embodiment of the present invention.
9 is an enlarged view of the interior of the seawater desalination apparatus according to the second embodiment of the present invention.
10 is a view showing a process of forming primary, secondary and tertiary condensed water according to the second embodiment of the present invention.
11 is a view showing the appearance of a seawater desalination apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the present invention, various transformations may be applied and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to be limited to a specific embodiment of the present invention, it is to be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

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.Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

본 발명에서 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, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, and all things that are equivalent or equivalent to the claims as well as the claims to be described later fall within the scope of the spirit of the present invention. .

이하, 본 발명과 관련하여, 태양열 증발식 해수담수화 장치의 원리와 히트펌프 기술을 이용한 해수담수화 장치의 원리를 도 1 및 도 2를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the principle of the solar evaporative seawater desalination apparatus and the principle of the seawater desalination apparatus using the heat pump technology will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 in connection with the present invention.

도 1은 종래의 태양열 증발식 해수담수화 장치의 원리를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the principle of a conventional solar evaporation type seawater desalination apparatus.

도 1에 따르면, 태양광 투과창(100)을 투과한 햇빛이 온실형 구조물 속에 담긴 해수를 증발시키면, 상대적으로 차가운 태양광 투과창(100)에 증발된 해수가 응축되고, 응축된 담수를 회수하는 원리로 해수를 담수화 시킨다. 담수를 이송시키는 펌프를 제외하면 태양열만이 에너지원으로 사용된다. According to FIG. 1, when sunlight transmitted through the solar light transmission window 100 evaporates seawater contained in the greenhouse-type structure, the seawater evaporated in the relatively cool solar light transmission window 100 is condensed, and the condensed fresh water is recovered. The principle of desalination of seawater. Except for pumps that transport fresh water, only solar heat is used as an energy source.

도 2는 히트펌프 기술을 이용한 해수담수화 장치의 원리를 나타낸 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing the principle of a seawater desalination apparatus using a heat pump technology.

도 2에 따르면, 히트펌프의 고온부인 히트펌프 응축기(520)가 해수에 잠기게 설치하여 해수의 온도를 올리는데 사용되고, 히트펌프의 저온부인 히트펌프 증발기(510)는 용기의 담수 집수부 위에 설치되어 담수를 응결시키는데 사용된다. 히트펌프 증발기(510)는 외기의 온도보다 현저히 낮으므로 담수의 생성 속도를 극적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to FIG. 2, a heat pump condenser 520, which is a high-temperature part of the heat pump, is installed to be submerged in seawater and used to raise the temperature of the seawater, and a heat pump evaporator 510, which is a low-temperature part of the heat pump, is installed on the freshwater collecting part of the container. It is used to condense fresh water. Since the heat pump evaporator 510 is significantly lower than the temperature of the outside air, there is an effect of dramatically improving the generation rate of fresh water.

히트펌프는 압력차를 만드는 압축기, 팽창 밸브, 열을 흡수하는 증발기(510), 증발기(510) 입출구 포트, 열을 방출하는 응축기(520) 및 응축기(520) 입출구 포트로 구성된다. The heat pump is composed of a compressor that makes a pressure difference, an expansion valve, an evaporator 510 that absorbs heat, an inlet port of the evaporator 510, a condenser 520 for discharging heat, and an inlet port of the condenser 520.

압축기로부터 생성된 고온·고압의 증기가 응축기(520) 입구 포트를 통해서 응축기(520)로 전달된다. 응축기(520)는 해수에 잠기게 배치될 수 있으며 응축기(520)로부터 방출되는 열에 의해 직접적으로 해수를 가열한다. 따라서, 태양열에만 의존하여 열을 공급하는 것보다 빠른 속도로 해수가 증발한다. 응축기(520)에서 나오는 열이 해수에 공급되어 해수의 온도를 상승시켜 포화수증기의 압력을 높임으로써 더욱 많은 양의 수분이 공기 중에 존재하도록 한다.The high-temperature and high-pressure steam generated from the compressor is delivered to the condenser 520 through the inlet port of the condenser 520. The condenser 520 may be disposed to be immersed in seawater and directly heats seawater by heat emitted from the condenser 520. Therefore, seawater evaporates at a faster rate than relying solely on solar heat to supply heat. Heat from the condenser 520 is supplied to the seawater to increase the temperature of the seawater to increase the pressure of saturated steam, thereby allowing a greater amount of moisture to exist in the air.

응축기(520)가 열을 방출한 후 고압의 액체 냉매를 응축기(520) 출구 포트를 통해서 팽창 밸브로 배출한다. 팽창 밸브가 상기 고압의 액체 냉매를 팽창시켜 저온·저압의 액체 상태로 증발기(510) 입구 포트를 통해 증발기(510)로 전달시킨다. After the condenser 520 discharges heat, the high-pressure liquid refrigerant is discharged to the expansion valve through the outlet port of the condenser 520. An expansion valve expands the high-pressure liquid refrigerant and transfers it to the evaporator 510 through an inlet port of the evaporator 510 in a low-temperature/low-pressure liquid state.

증발기(510)는 담수를 응결시키는 역할을 하며, 증발기(510)가 열을 흡수한 후 완전한 가스로 변환된 냉매를 증발기(510) 출구 포트를 통해서 압축기로 배출한다. 이러한 과정을 통해서 증발기(510)는 증발된 수분을 응결시킬 수 있는 충분한 냉기를 생성한다. The evaporator 510 serves to condense fresh water, and after the evaporator 510 absorbs heat, the refrigerant converted into a complete gas is discharged to the compressor through an outlet port of the evaporator 510. Through this process, the evaporator 510 generates enough cool air to condense the evaporated moisture.

정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 해수담수화 장치는 응축기(520)로부터 방출되는 열이 해수를 빠르게 증발시키고, 외기의 온도보다 현저히 낮은 증발기(510)가 응결의 역할을 수행함으로써 담수의 생성 속도를 극적으로 향상시킬 수 있는 것이다.In summary, in the seawater desalination apparatus according to an embodiment of the present invention, the heat emitted from the condenser 520 rapidly evaporates seawater, and the evaporator 510, which is significantly lower than the temperature of the outside air, plays the role of condensation, thereby generating the rate of freshwater. Can be dramatically improved.

도 1 및 도 2에 형성된 원리는 본 발명의 바람직한 실시예들에 공통적으로 적용되며, 이하 동일한 설명은 가급적 생략하도록 한다.The principles formed in FIGS. 1 and 2 are commonly applied to preferred embodiments of the present invention, and the same description will be omitted as far as possible.

이하, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른, 히트펌프 기술을 이용한 증발식 해수담수화 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an evaporative type seawater desalination apparatus using a heat pump technology according to a first embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수담수화 장치의 단면이다. 3 is a cross-sectional view of a seawater desalination apparatus according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 실시예에 따른 해수담수화 장치는, 해수 용기(300), 히트펌프 담수부, 제1 자가응결 담수부(700)를 포함할 수 있다. The seawater desalination apparatus according to the first embodiment of the present invention may include a seawater container 300, a heat pump desalination unit, and a first self-condensing desalination unit 700.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수담수화 장치는, 진공형성장치 및 해수분사장치를 더 포함할 수도 있다.In addition, the seawater desalination apparatus according to the first embodiment of the present invention may further include a vacuum forming apparatus and a seawater spray apparatus.

해수 용기(300)는 해수를 담을 수 있는 수용 공간을 구비한 장치를 말하며, 그 내부에 히트펌프를 포함하는 것이 바람직하다. The seawater container 300 refers to a device having an accommodation space capable of containing seawater, and it is preferable to include a heat pump therein.

도 3에 따르면, 해수 용기(300)의 내부는 공기(수증기 포함)의 순환을 돕기 위하여 곡면으로만 이루어져 있다. 특히, 해수 용기(300)는 중앙에 원기둥(400) 및 원기둥(400)을 둘러싸는 측벽을 구비하는 원통 하우징을 포함한다. 이러한 곡면구성으로 인하여, 해수 용기(300)의 내부 공기는 원통 하우징의 내곡면을 따라 회전하게 된다. According to FIG. 3, the interior of the seawater container 300 is made only of a curved surface to aid circulation of air (including water vapor). In particular, the seawater container 300 includes a cylindrical housing having a cylinder 400 in the center and a side wall surrounding the cylinder 400. Due to this curved configuration, the air inside the seawater container 300 rotates along the inner curved surface of the cylindrical housing.

원기둥(400)은 그 내부에 히트펌프 중 일부 구성이 설치된다. 구체적으로, 응축기(520) 및 증발기(510)는 원기둥(400)의 외부, 즉 해수를 담을 수 있는 수용 공간에 설치된다. 경우에 따라, 원기둥(400)의 내부는 빈공간이거나, 원기둥(400)의 내부에는 해수담수화를 위한 전력 등을 공급하기 위한 장치가 그 설치될 수도 있을 것이다. The cylinder 400 has some components of the heat pump installed therein. Specifically, the condenser 520 and the evaporator 510 are installed outside the cylinder 400, that is, in a receiving space that can contain seawater. In some cases, the inside of the cylinder 400 may be an empty space, or a device for supplying electric power for seawater desalination may be installed therein.

원기둥(400)의 상단면에는 태양광 패널(200)이 설치될 수 있다. 이 경우, 태양광 패널(200)에서 생성된 전력을 히트펌프에 공급하거나, 순환장치의 전동모터에 공급하는 것이 바람직하다. 이때, 태양광 패널(200)에서 생성된 전력을 공급하기 위한 전선은 원기둥(400) 내부에 설치되므로, 해수로 인한 감전 사고나 누전 사고가 발생하지 않게 된다.A solar panel 200 may be installed on the top surface of the cylinder 400. In this case, it is preferable to supply the power generated by the solar panel 200 to a heat pump or to an electric motor of a circulation device. At this time, since the wire for supplying power generated by the solar panel 200 is installed inside the cylinder 400, an electric shock accident or an electric leakage accident due to seawater does not occur.

원통 하우징은 원기둥(400)을 둘러싸되 원기둥(400)의 반지름보다 큰 반지름을 가진다. 또한, 원통 하우징의 높이는 원기둥(400)의 높이보다 낮은 것이 바람직하며, 원통 하우징의 상부는 개방되는 것이 바람직하다. The cylindrical housing surrounds the cylinder 400 and has a radius greater than the radius of the cylinder 400. In addition, the height of the cylindrical housing is preferably lower than the height of the cylinder 400, and the upper portion of the cylindrical housing is preferably opened.

해수 용기(300)는 개방된 원통 하우징의 상부를 밀폐하는 덮개부(100)를 더 포함할 수 있다. 원통 하우징의 높이(정확히는, 원통 하우징의 측벽의 높이)는 원기둥(400)의 높이보다 낮으므로, 덮개부(100)는 원기둥(400)의 상단에서 원통 하우징의 측벽의 방향으로 하향 경사지도록 형성되는 것이 바람직하다.The seawater container 300 may further include a cover part 100 for sealing an upper portion of the open cylindrical housing. Since the height of the cylindrical housing (to be precise, the height of the side wall of the cylindrical housing) is lower than the height of the cylinder 400, the cover portion 100 is formed to incline downward from the top of the cylinder 400 in the direction of the side wall of the cylindrical housing. It is desirable.

또한, 본 발명에 따른 제1 실시예의 해수담수화 장치가 태양열 담수부를 더 포함하는 경우, 덮개부(100)는 투명한 재질의 태양광 투과창(100)일 수 있다. 따라서, 이 경우의 덮개부(100)는 본 발명에 따른 다른 실시예의 태양광 투과창(100)과 동일한 특징을 가진다. In addition, when the seawater desalination apparatus of the first embodiment according to the present invention further includes a solar thermal desalination unit, the cover unit 100 may be a solar light transmitting window 100 made of a transparent material. Accordingly, the cover portion 100 in this case has the same characteristics as the solar light transmitting window 100 of another embodiment according to the present invention.

또한, 해수 용기(300)가 곡면만으로 이루어지는 특징 이외에도, 해수 용기(300) 내부에 공기가 순환할 수 있는 공간을 확보하기 위하여 여러 담수부들의 배치를 달리할 수 있다. In addition, in addition to the characteristic that the seawater container 300 is formed only with a curved surface, the arrangement of various freshwater parts may be different in order to secure a space through which air can circulate inside the seawater container 300.

히트펌프 담수부는, 해수를 히트펌프의 응축기(520)에서 발생하는 열을 이용하여 증발시키고, 증발된 수분을 히트펌프의 증발기(510)에서 발생하는 냉기를 이용하여 응결시키는 과정을 통하여, 해수를 담수화한다. The heat pump desalination unit evaporates seawater using heat generated from the condenser 520 of the heat pump, and condenses the evaporated moisture using cold air generated from the evaporator 510 of the heat pump. Desalination.

이때, 응축기(520)는 해수 용기(300) 내부에 구비되며, 해수에 잠기는 것이 바람직하다.At this time, the condenser 520 is provided inside the seawater container 300, and is preferably immersed in seawater.

또한, 히트펌프에는, 응축기(520)가 해수와 접촉하는 면적을 넓히기 위하여 응축기(520)의 외부면에 접촉하여 형성되는 가열부재(521)가 더 포함되거나, 증발기(510)가 증발된 수분(즉, 수증기)과 접촉하는 면적을 넓히기 위하여 증발기(510)의 외부면에 접촉하여 형성되는 냉각부재(511)가 더 포함될 수 있다. In addition, the heat pump further includes a heating member 521 formed in contact with the outer surface of the condenser 520 in order to increase the area in which the condenser 520 contacts seawater, or the evaporator 510 is evaporated water ( That is, a cooling member 511 formed in contact with the outer surface of the evaporator 510 may be further included in order to increase an area in contact with water vapor.

가열부재(521) 및 냉각부재(511)는, 열전도성이 뛰어난 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 그 표면적을 최대화할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가열부재(521) 및 냉각부재(511)는 매우 얇은 판형 구조를 가지거나, 그 내부가 비어있는 공간을 포함하도록 형성될 수 있을 것이다.The heating member 521 and the cooling member 511 are preferably made of a material having excellent thermal conductivity, and preferably have a structure capable of maximizing their surface area. For example, the heating member 521 and the cooling member 511 may have a very thin plate-like structure, or may be formed to include a space in which the interior thereof is empty.

제1 자가응결 담수부(700)는, 히트펌프 담수부에 의해 응결된 수분의 냉기를 이용하여 증발된 수분을 냉각하여 응결시킨다. 즉, 히트펌프의 증발기(510)의 냉기는 증발된 수분을 응결시키기에 충분하며, 이때 응결된 수분 역시 다른 증발된 수분을 응결시키기에 충분한 냉기를 가질 수 있다. The first self-condensing desalination unit 700 cools and condenses the evaporated moisture using cold air of moisture condensed by the heat pump desalination unit. That is, the cool air of the evaporator 510 of the heat pump is sufficient to condense the evaporated moisture, and at this time, the condensed moisture may also have sufficient cool air to condense other evaporated moisture.

이와 같이, 응결된 수분의 냉기를 재활용하여 증발된 수분을 응결시키는 과정을 통하여, 해수담수화 장치 내부의 에너지 효율을 극대화할 수 있다.In this way, the energy efficiency inside the seawater desalination apparatus can be maximized through the process of condensing the evaporated moisture by recycling the cold air of the condensed moisture.

이때, 자가응결이란 1차(또는 N차, 이때 N은 자연수) 응결된 수분의 냉기를 이용하여 증발된 다른 수분(즉, 수증기)을 응결시키는 것을 의미하는 것으로 정의한다.At this time, self-condensation is defined to mean condensing other moisture (that is, water vapor) evaporated using the cold air of the first (or N-order, where N is natural water) condensed moisture.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수담수화 장치 내부를 확대한 도면이다.4 is an enlarged view of the interior of the seawater desalination apparatus according to the first embodiment of the present invention.

도 4에 따르면, 제1 자가응결 담수부(700)는, 제1 집수부(710), 제1 응축수 수집홀(711), 제1 이송관(720), 제1 순환펌프(730), 제1 자가응결관(740) 및 제1 토출포트(750)를 포함한다. According to FIG. 4, the first self-condensing desalination unit 700 includes a first collection unit 710, a first condensate collection hole 711, a first transfer pipe 720, a first circulation pump 730, and It includes one self-condensing pipe 740 and a first discharge port 750.

제1 집수부(710)는 히트펌프 담수부에서 응결된 수분(또는 응축수)을 수집하는 장치를 말하며, 아래로 오목하여 응결된 수분을 한 곳으로 모아주는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 해당 오목한 지점에는 제1 응축수 수집홀(711)이 구비되며, 제1 응축수 수집홀(711)에 제1 이송관(720)이 연결된다. The first water collecting unit 710 refers to a device that collects condensed moisture (or condensed water) in the heat pump freshwater unit, and preferably has a shape that is concave downward and collects condensed moisture into one place. A first condensate collection hole 711 is provided at the concave point, and a first transfer pipe 720 is connected to the first condensate collection hole 711.

제1 이송관(720)은 응축수를 제1 응축수 수집홀(711)에서 제1 자가응결관(740)으로 전달한다. The first transfer pipe 720 transfers the condensed water from the first condensate collection hole 711 to the first self-condensing pipe 740.

제1 자가응결관(740)은 해수 용기(300)의 측벽의 내주면을 따라 나선형으로 형성되며, 증발된 수분(즉, 수증기)와 접촉하는 면적을 넓히기 위하여 그 외부면에 접속하여 형성되는 제1 자가응결관 냉각부재(831)를 포함할 수 있다. The first self-condensing pipe 740 is formed in a spiral shape along the inner circumferential surface of the sidewall of the seawater container 300, and is formed by connecting to the outer surface thereof to increase the area in contact with the evaporated moisture (ie, water vapor). A self-condensing tube cooling member 831 may be included.

제1 자가응결관 냉각부재(831)는 열전도성이 뛰어난 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 그 표면적을 최대화할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 자가응결관 냉각부재(831)는 매우 얇은 판형 구조를 가지거나, 그 내부가 비어있는 공간을 포함하도록 형성될 수 있을 것이다.The first self-condensing tube cooling member 831 is preferably made of a material having excellent thermal conductivity, and preferably has a structure capable of maximizing its surface area. For example, the first self-condensing tube cooling member 831 may have a very thin plate-like structure, or may be formed to include an empty space therein.

도 4에 따르면, 히트펌프의 증발기(510), 제1 자가응결관(740) 및 응축기(520)는 원통 하우징(정확히는, 원통 하우징의 측벽)의 내주면 또는 원기둥(400)의 외주면을 따라 형성될 수 있다. According to FIG. 4, the evaporator 510, the first self-condensing pipe 740 and the condenser 520 of the heat pump are formed along the inner circumferential surface of the cylindrical housing (precisely, the side wall of the cylindrical housing) or the outer circumferential surface of the cylinder 400. I can.

또한, 증발기(510), 제1 자가응결관(740) 및 응축기(520)는 해수 용기(300)의 내부 곡면(원통 하우징의 내주면 또는 원기둥(400)의 외주면)을 따라 나선형으로 형성될 수도 있다. In addition, the evaporator 510, the first self-condensing pipe 740, and the condenser 520 may be formed in a spiral shape along the inner curved surface of the seawater container 300 (the inner circumferential surface of the cylindrical housing or the outer circumferential surface of the cylinder 400). .

구체적으로, 히트펌프의 증발기(510)는 해수 용기(300)의 덮개부(100)의 하부에 형성되되 원기둥(400)의 외주면을 따라 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 자가응결관(740)은 증발기(510)의 하부에 형성되되 원통 하우징의 내주면을 따라 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 히트펌프의 응축기(520)는 제1 자가응결관(740)의 하부에 형성되되 원기둥(400)의 외주면을 따라 형성되는 것이 바람직하다. Specifically, the evaporator 510 of the heat pump is preferably formed under the cover portion 100 of the seawater container 300 and is formed along the outer circumferential surface of the cylinder 400. In addition, the first self-condensing pipe 740 is formed under the evaporator 510 and is preferably formed along the inner circumferential surface of the cylindrical housing. In addition, the condenser 520 of the heat pump is preferably formed under the first self-condensing pipe 740 and is formed along the outer circumferential surface of the cylinder 400.

반대로, 히트펌프의 증발기(510)는 해수 용기(300)의 덮개부(100)의 하부에 형성되되 원통 하우징의 내주면을 따라 형성되고, 제1 자가응결관(740)은 증발기(510)의 하부에 형성되되 원기둥(400)의 외주면을 따라 형성되며, 응축기(520)는 제1 자가응결관(740)의 하부에 형성되되 원통 하우징의 외주면을 따라 형성될 수도 있다. Conversely, the evaporator 510 of the heat pump is formed under the cover part 100 of the seawater container 300 and is formed along the inner circumferential surface of the cylindrical housing, and the first self-condensing pipe 740 is the lower part of the evaporator 510 The condenser 520 is formed below the first self-condensing pipe 740 and may be formed along the outer circumferential surface of the cylindrical housing.

이와 같이, 증발기(510), 제1 자가응결관(740) 및 응축기(520)는 엇갈리게 이격되게 형성되는 것이 바람직하다. 엇갈리게 이격되게 형성됨으로써, 해수 용기(300) 내부의 공간을 효율적으로 활용할 수 있게 된다. 즉, 해수가 증발되고 증발된 수분이 다시 응결될 수 있는 충분한 공간을 형성함으로써, 해수담수화 장치 내부의 에너지를 활용할 수 있는 효율성이 극대화될 수 있는 것이다. As such, the evaporator 510, the first self-condensing pipe 740, and the condenser 520 are preferably formed to be alternately spaced apart. By being formed to be spaced apart from each other, it is possible to efficiently utilize the space inside the seawater container 300. That is, by forming a sufficient space in which seawater is evaporated and the evaporated moisture is condensed again, the efficiency of utilizing the energy inside the seawater desalination apparatus can be maximized.

도 4에 따르면, 순환장치는 해수 용기(300) 내부(즉, 수용 공간)의 공기(수증기를 포함)를 순환시킨다. 구체적으로, 순환장치는 송풍을 위한 회전날개를 구비하는 적어도 하나의 팬(fan, 930) 및 팬(fan, 930)을 회전시키는 전동모터를 포함할 수 있다. 순환장치는 팬(fan, 930)을 회전시켜 해수 용기(300) 내부의 공기를 강제로 순환시키기 위함이다.According to FIG. 4, the circulation device circulates air (including water vapor) inside the seawater container 300 (ie, the accommodation space). Specifically, the circulation device may include at least one fan (fan, 930) having rotation blades for blowing air and an electric motor that rotates the fan (fan, 930). The circulation device is for forcibly circulating air in the seawater container 300 by rotating a fan 930.

이와 같이, 해수 용기(300) 내부의 공기를 강제로 순환시키는 구성은, 해수 용기(300) 내부의 증발된 수분(즉, 수증기)이 히트펌프의 증발기(510) 또는 제1 자가응결관(740) 등에 더 많이 접촉하게 되어 응축수를 형성효율의 향상을 가져올 수 있다. In this way, in the configuration of forcibly circulating air inside the seawater container 300, the evaporated moisture (ie, water vapor) inside the seawater container 300 is transferred to the evaporator 510 or the first self-condensing pipe 740 of the heat pump. ), etc., and condensate formation efficiency can be improved.

이는 진공형성장치를 활용하여 해수 용기(300) 내부의 기압을 기설정된 값만큼 낮춰주는 것과 비슷한 효과가 발생하여, 태양열 또는 히트펌프의 응축기(520)의 열로 인하여 해수가 쉽게 증발될 수 있도록 도와준다.This has an effect similar to that of lowering the air pressure inside the seawater container 300 by a preset value using a vacuum forming device, and helps the seawater to be easily evaporated due to solar heat or the heat of the condenser 520 of the heat pump. .

뿐만 아니라, 해수 용기(300) 내부의 공기가 순환됨으로써 해수 용기(300) 내부의 열 에너지(또는 냉기)가 고루 전달될 수 있도록 공기 대류가 형성되어 응축수를 형성하는 효율의 향상을 가져올 수도 있을 것이다.In addition, by circulating the air inside the seawater container 300, air convection may be formed so that the heat energy (or cold air) inside the seawater container 300 can be evenly transmitted, thereby improving the efficiency of forming condensate. .

또한, 순환장치는 해수 용기(300)에 담긴 해수의 표면에 인접하도록 설치된다. 또는 순환장치는 해수분사장치 및 히트펌프 응축기(520)의 상부에 인접하도록 설치될 수 있다. 순환장치가 해당 위치에서 작동되면, 이미 증발된 수분(즉, 수증기)이 대류하여 순환되므로 보다 해수의 증발 효율에 도움을 줄 수 있다.In addition, the circulation device is installed so as to be adjacent to the surface of seawater contained in the seawater container 300. Alternatively, the circulation device may be installed to be adjacent to the top of the seawater injection device and the heat pump condenser 520. When the circulation device is operated at the corresponding position, moisture (ie, water vapor) that has already been evaporated is convectively circulated, and thus, it is possible to help the evaporation efficiency of seawater more.

뿐만 아니라, 히트펌프의 증발기(510)와 제1 자가응결관(740)은 서로 일정 간격으로 이격되어 형성되되, 순환장치(특히, 팬(fan, 930))는 증발기(510) 및 제1 자가응결관(740) 사이에 이격된 간격 사이에 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the evaporator 510 and the first self-condensing pipe 740 of the heat pump are formed to be spaced apart from each other at regular intervals, and the circulation device (particularly, the fan 930) is the evaporator 510 and the first self-condensing pipe 740. It is preferable that the condensation pipes 740 are formed between spaced apart intervals.

이러한 순환장치의 위치구성은, 해수 용기(300) 내부의 공기 순환이 더 잘 될 수 있도록 하는 효과가 있다.The configuration of the location of the circulation device has an effect of allowing better air circulation inside the seawater container 300.

제1 순환펌프(730)는 응축수를 보관함과 동시에 제1 자가응결관(740)을 통하여 해수 용기(300) 내부를 순환하도록 압력을 가하고, 제1 토출포트(750)는 해수 용기(300) 내부를 순환하여 그 온도가 높아진 응축수를 해수담수화 장치 외부로 배출하는 구성이다. The first circulation pump 730 stores condensed water and simultaneously applies pressure to circulate the inside of the seawater container 300 through the first self-condensing pipe 740, and the first discharge port 750 is inside the seawater container 300. It is a configuration to circulate and discharge the condensed water whose temperature has increased to the outside of the seawater desalination system.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수분사장치를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해수분사장치를 이용한 해수공급과정을 나타낸 도면이다. 5 is a view showing a seawater injection apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view showing a seawater supply process using the seawater injection apparatus according to the first embodiment of the present invention.

도 5에 따르면, 응축기(520)가 해수 용기(300) 내부에 구비되되, 해수에 일부만 잠기거나 잠기지 않도록 배치될 수 있다. 이 경우, 해수를 끌어올려 압축하여 응축기(520)로 분사하는 해수분사장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.According to FIG. 5, the condenser 520 is provided inside the seawater container 300, but may be disposed so as to be partially immersed or not submerged in seawater. In this case, it is preferable to further include a seawater spraying device for drawing up and compressing seawater and spraying it to the condenser 520.

도 6에 따르면, 해수분사장치는 해수를 작은 물방울로 분사하는 해수분사노즐(641), 해수분사노즐(641)로 해수를 압축하여 이송시키는 해수분사관(640) 및 해수이송관(630)을 포함한다.According to FIG. 6, the seawater injection device includes a seawater injection nozzle 641 for injecting seawater into small droplets, a seawater injection pipe 640 for compressing and transporting seawater with the seawater injection nozzle 641, and a seawater transfer pipe 630 do.

이와 같이, 해수분사장치를 이용하여 응축기(520)에 해수를 분사함으로써, 해수가 응축기(520)에 닿는 표면적을 최대화함과 동시에 응축기(520)의 열이 분사된 해수 물방을에 효과적으로 전달될 수 있는 효과가 발생한다. 즉, 해수분사장치를 구비함으로써 해수담수화 장치의 담수효율이 극대화될 수 있는 것이다.In this way, by spraying seawater into the condenser 520 using the seawater spraying device, the surface area of the seawater contacting the condenser 520 is maximized and the heat of the condenser 520 can be effectively transferred to the sprayed seawater droplets. There is an effect that occurs. That is, by providing the seawater spraying device, the freshwater efficiency of the seawater desalination device can be maximized.

이하, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른, 증발식 해수담수화 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an evaporative type seawater desalination apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

참고로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수담수화 장치 중 본 발명의 제1 실시예와 특징이 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략하고 다른 점만을 설명하기로 한다. For reference, descriptions of components having the same or similar characteristics to those of the first embodiment of the seawater desalination apparatus according to the second embodiment of the present invention will be omitted, and only differences will be described.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수담수화 장치 내부를 확대한 도면이다.7 to 9 are enlarged views of the interior of the seawater desalination apparatus according to the second embodiment of the present invention.

태양열 담수부는 해수 용기(300)에 담긴 해수를 태양열을 이용하여 증발시키고 증발된 수분을 냉각하여 응결시킨다. 또한, 태양열 담수부는 태양광 투과창(100) 및 담수 집수부를 포함하는 구성이다.The solar thermal desalination unit evaporates seawater contained in the seawater container 300 using solar heat, and cools the evaporated moisture to condense. In addition, the solar thermal freshwater unit is configured to include a solar light transmitting window 100 and a freshwater collecting unit.

태양광 투과창(100)은 그 재질이 투명한 것이 바람직하다. 태양광 투과창(100)은 상부가 개방된 해수 용기(300)의 상부를 밀폐하면서, 해수 용기(300) 내부에 태양광을 입사시켜 태양열로 인하여 해수를 증발시키기 위한 구성이다. It is preferable that the material of the solar transmission window 100 is transparent. The solar transmission window 100 is configured to evaporate seawater due to solar heat by injecting sunlight into the seawater container 300 while sealing the upper part of the seawater container 300 with an open top.

태양광 투과창(100)은 해수담수화 장치의 외부와 연결되어 있으므로 상대적으로 그 온도가 낮다. 따라서, 태양열(또는 히트펌프의 열)에 의해 증발된 수분이 태양광 투과창(100)의 낮은 온도에 의하여 응결된다. Since the solar light transmitting window 100 is connected to the outside of the seawater desalination apparatus, its temperature is relatively low. Accordingly, moisture evaporated by solar heat (or heat of a heat pump) is condensed by the low temperature of the solar light transmitting window 100.

도 7에 따르면, 태양광 투과창(100)은 해수 용기(300)의 중앙에서부터 외측으로 하향 경사지도록 형성될 수 있다. 태양광 투과창(100)에 수분이 응결되므로, 응결된 수분은 중력에 의하여 태양광 투과창(100)의 경사를 타고 내려간다.According to FIG. 7, the solar transmission window 100 may be formed to incline downward from the center of the seawater container 300 to the outside. Since moisture condenses in the solar light transmitting window 100, the condensed moisture goes down the slope of the solar light transmitting window 100 by gravity.

도 7에 따르면, 제2 집수부(810)는, 태양광 투과창(100)에서 응결된 수분(또는 응축수)을 수집하는 장치를 말하며, 아래로 오목하여 응결된 수분을 한 곳으로 모아주는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 해당 오목한 지점에는 제2 응축수 수집홀(811)이 구비되며, 제2 응축수 수집홀(811)에 제2 이송관(820)이 연결된다. 이때, 제2 이송관(820)은 응축수를 제2 응축수 수집홀(811)에서 제2 토출포트(830)로 이송하며, 이송된 응축수는 제2 토출포트(830)를 통하여 해수 용기(300)의 외부로 배출된다. According to FIG. 7, the second water collecting unit 810 refers to a device that collects condensed moisture (or condensed water) in the solar transmission window 100, and is concave downward to collect condensed moisture into one place. It is preferable to have. A second condensate collection hole 811 is provided at the concave point, and a second transfer pipe 820 is connected to the second condensate collection hole 811. At this time, the second transfer pipe 820 transfers the condensed water from the second condensate collection hole 811 to the second discharge port 830, and the transferred condensate water is transferred to the seawater container 300 through the second discharge port 830. Is discharged to the outside.

제2 집수부(810)는, 태양광 투과창(100)과 이격되되 그 하부에 형성된다. 바람직하게는, 하향 경사지게 형성된 태양광 투과창(100)의 최하단의 하부에 형성될 수 있다. 경사진 태양광 투과창(100)의 최하단에 응결된 수분이 모이게 되므로 좀 더 효율적으로 담수를 집수할 수 있게 된다.The second collecting part 810 is spaced apart from the solar light transmitting window 100 but is formed under the solar light transmitting window 100. Preferably, it may be formed under the lowermost end of the solar light transmitting window 100 formed to be inclined downward. Since the condensed moisture is collected at the bottom of the inclined solar light transmitting window 100, it is possible to more efficiently collect fresh water.

즉, 도 7 내지 도 9와 같이, 하향 경사지도록 형성되는 태양광 투과창(100)의 최하단은 해수 용기(300)의 측벽에 인접하게 형성된다. 이 경우, 제2 집수부(810)가 해수 용기(300)의 측벽에 의하여 지지되도록 형성되고, 따라서 제2 집수부(810)는 태양광 투과창(100)의 최하단의 하부에 형성될 수 있다. That is, as shown in FIGS. 7 to 9, the lowermost end of the solar light transmitting window 100 formed to be inclined downward is formed adjacent to the sidewall of the seawater container 300. In this case, the second collecting part 810 is formed to be supported by the sidewall of the seawater container 300, and thus the second collecting part 810 may be formed under the lowermost end of the solar light transmitting window 100. .

도 7에 따르면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 해수담수화 장치는 진공형성부를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7, the seawater desalination apparatus according to the second embodiment of the present invention may further include a vacuum forming unit.

도 7에 따르면, 진공형성부는 밀폐된 해수 용기(300) 내부의 기압을 기설정된 기압으로 낮추기 위한 구성이다. 진공형성부는 밀폐된 해수 용기(300) 내부의 기압을 낮추기 위한 진공펌프 및 진공펌프와 해수 용기(300) 내부를 연결하는 진공포트(910)를 포함할 수 있다. 이때, 진공펌프는 해수 용기(300)의 원기둥(400) 내부에 형성되는 것이 바람직하다.According to FIG. 7, the vacuum forming unit is configured to lower the atmospheric pressure inside the sealed seawater container 300 to a preset atmospheric pressure. The vacuum forming unit may include a vacuum pump for lowering the air pressure inside the sealed seawater container 300 and a vacuum port 910 connecting the vacuum pump and the inside of the seawater container 300. At this time, the vacuum pump is preferably formed in the cylinder 400 of the seawater container 300.

이러한 진공형성을 통하여 해수 용기(300) 내부의 불응축 기체인 질소의 농도를 줄임으로써, 해수담수화에 있어서 보다 쉽게 수분을 응결시킬 수 있는 효과가 발생한다. By reducing the concentration of nitrogen, which is a non-condensable gas inside the seawater container 300 through such vacuum formation, an effect of more easily condensing moisture occurs in the seawater desalination.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따라 1차, 2차 및 3차 응축수를 형성하는 과정을 나타낸 도면이다. 10 is a view showing a process of forming primary, secondary and tertiary condensed water according to the second embodiment of the present invention.

도 10에 따르면, 태양광 투과창(100)에 의하여 형성되는 1차 응축수, 증발기(510)에 의하여 형성되는 2차 응축수 및 제1 자가응결 담수부(700)에 의하여 형성되는 3차 응축수가 나타나 있다. According to FIG. 10, primary condensate formed by the solar transmission window 100, secondary condensed water formed by the evaporator 510, and tertiary condensed water formed by the first self-condensing fresh water portion 700 are shown. have.

도 10에 따르면, 태양광 투과창(100)과 담수 집수부 사이에 제1 자가응결 담수부(700)의 제1 이송관(720)이 형성될 수 있다. 이 경우, 1개의 담수 집수부만으로 태양열 담수부에서 응결되는 수분과 제1 자가응결 담수부(700)에서 응결되는 수분을 모두 집수할 수 있게 된다. According to FIG. 10, the first transfer pipe 720 of the first self-condensing fresh water part 700 may be formed between the solar transmission window 100 and the fresh water collecting part. In this case, it is possible to collect both moisture condensed in the solar desalination unit and moisture condensed in the first self-condensing freshwater unit 700 with only one freshwater collecting unit.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 해수담수화 장치의 외관을 나타낸 도면이다. 11 is a view showing the appearance of a seawater desalination apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 11에 따르면, 원기둥(400) 및 원통 하우징과, 해당 해수 용기(300)의 상부를 덮는 태양광 투과창(100)이 투명하게 형성되어 그 내부가 관찰됨을 알 수 있다. 또한, 원기둥(400)의 상단면에는 태양광 패널(200)이 설치되어 있으며, 증발기(510)가 냉각부재(511)를 구비하여 원형으로 형성되어 있다. Referring to FIG. 11, it can be seen that the cylinder 400 and the cylindrical housing, and the solar light transmitting window 100 covering the upper portion of the seawater container 300 are transparently formed so that the interior thereof is observed. In addition, the solar panel 200 is installed on the top surface of the cylinder 400, and the evaporator 510 is formed in a circular shape with a cooling member 511.

이하, 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른, 증발식 해수담수화 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an evaporative type seawater desalination apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

참고로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 해수담수화 장치 중 본 발명의 다른 실시예와 특징이 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략하고 다른 점만을 설명하기로 한다. For reference, descriptions of components having the same or similar features as other embodiments of the present invention among the seawater desalination apparatus according to the third embodiment of the present invention will be omitted, and only differences will be described.

제3 실시예에 따른 해수담수화 장치는 제1 자가응결 담수부(700)를 포함하지 않을 수도 있다. 대신, 히트펌프의 증발기를 2단으로 구성하여 해수담수화 효율을 극대화시킨다. 다만, 경우에 따라서는 제1 자가응결 담수부(700)와 함께 구성될 수도 있을 것이다.The seawater desalination apparatus according to the third embodiment may not include the first self-condensing desalination unit 700. Instead, it maximizes the efficiency of seawater desalination by configuring the evaporator of the heat pump in two stages. However, in some cases, it may be configured with the first self-condensing freshwater unit 700.

증발기(510)는 덮개부(100) 하부에 형성된 제1 증발기(510) 및 제1 증발기 하부에 형성된 제2 증발기(미도시)를 포함한다. 본 실시예는 2단의 증발기(미도시)로 설명하고 있으나, 본 발명의 권리범위는 이러한 증발기의 개수에 한정되지 않는다. The evaporator 510 includes a first evaporator 510 formed under the cover part 100 and a second evaporator (not shown) formed under the first evaporator. Although this embodiment is described as a two-stage evaporator (not shown), the scope of the present invention is not limited to the number of such evaporators.

제1 증발기(510) 및 응축기(520)는 덮개부(100)의 하부에 원기둥(400)의 외주면을 따라 형성되고, 제2 증발기(미도시)는 제1 증발기(510)의 하부에 원통 하우징의 내주면을 따라 형성되는 것이 바람직하다.The first evaporator 510 and the condenser 520 are formed along the outer circumferential surface of the cylinder 400 under the cover part 100, and the second evaporator (not shown) is a cylindrical housing under the first evaporator 510 It is preferably formed along the inner circumferential surface of.

반대로, 제1 증발기(510) 및 응축기(520)는 덮개부(100)의 하부에 원통 하우징의 내주면을 따라 형성되고, 제2 증발기(미도시)는 제1 증발기의 하부에 원기둥(400)의 외주면을 따라 형성될 수도 있다. Conversely, the first evaporator 510 and the condenser 520 are formed along the inner circumferential surface of the cylindrical housing under the cover part 100, and the second evaporator (not shown) is formed of the cylinder 400 under the first evaporator. It may be formed along the outer circumferential surface.

이와 같이, 제1 증발기(510), 제2 증발기(미도시) 및 응축기(520)는 서로 엇갈리게 이격되게 형성되는 것이 바람직하다. 엇갈리게 이격되게 형성됨으로써, 해수 용기(300) 내부의 공간을 효율적으로 활용할 수 있게 된다. 즉, 해수가 증발되고 증발된 수분이 다시 응결될 수 있는 충분한 공간을 형성함으로써, 해수담수화 장치 내부의 에너지를 활용할 수 있는 효율성이 극대화될 수 있는 것이다. As such, it is preferable that the first evaporator 510, the second evaporator (not shown), and the condenser 520 are formed to be alternately spaced apart from each other. By being formed to be spaced apart from each other, it is possible to efficiently utilize the space inside the seawater container 300. That is, by forming a sufficient space in which seawater is evaporated and the evaporated moisture is condensed again, the efficiency of utilizing the energy inside the seawater desalination apparatus can be maximized.

이하, 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른, 증발식 해수담수화 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an evaporative type seawater desalination apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

참고로, 본 발명의 제4 실시예에 따른 해수담수화 장치 중 본 다른 실시예와 특징이 동일하거나 유사한 구성들에 대한 설명은 생략하고 다른 점만을 설명하기로 한다. For reference, descriptions of components having the same or similar characteristics to the other embodiments of the seawater desalination apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be omitted and only differences will be described.

본 발명의 제4 실시예에 따른 해수담수화 장치는, 제2 자가응결 담수부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The seawater desalination apparatus according to the fourth embodiment of the present invention may further include a second self-condensing desalination unit (not shown).

제2 자가응결 담수부(미도시)는 제1 자가응결 담수부(700)에 의해 응결된 수분의 냉기를 이용하여 히트펌프에 의해 증발된 수분을 냉각하여 응결시킨다. The second self-condensing fresh water unit (not shown) cools and condenses the moisture evaporated by the heat pump using the cold air of the moisture condensed by the first self-condensing fresh water unit 700.

또한, 제2 자가응결 담수부(미도시)는, 제3 집수부(미도시), 제3 응축수 수집홀(미도시), 제3 이송관(미도시), 제3 순환펌프(미도시) 및 제2 자가응축관(미도시)을 포함한다.In addition, the second self-condensing desalination unit (not shown) includes a third collection unit (not shown), a third condensate collection hole (not shown), a third transfer pipe (not shown), and a third circulation pump (not shown). And a second self-condensing tube (not shown).

제3 집수부(미도시)는 제1 자가응결 담수부(700)에서 응결된 수분(또는 응축수)을 수집하는 장치를 말하며, 아래로 오목하여 응결된 수분을 한 곳으로 모아주는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 해당 오목한 지점에는 제3 응축수 수집홀(미도시)이 구비되며, 제3 응축수 수집홀에 제3 이송관(미도시)이 연결된다. The third water collecting unit (not shown) refers to a device that collects condensed moisture (or condensed water) in the first self-condensing freshwater unit 700, and has a shape that is concave down and collects condensed moisture into one place. desirable. A third condensate collection hole (not shown) is provided at the concave point, and a third transfer pipe (not shown) is connected to the third condensate collection hole.

제3 이송관(미도시)은 응축수를 제3 응축수 수집홀에서 제2 자가응결관으로 이송한다. The third transfer pipe (not shown) transfers the condensed water from the third condensate collection hole to the second self-condensing pipe.

제2 자가응결관(미도시)은 해수 용기(300)의 측벽의 내주면을 따라 나선형으로 형성되며, 증발된 수분(즉, 수증기)와 접촉하는 면적을 넓히기 위하여 그 외부면에 접속하여 형성되는 제2 자가응결관 냉각부재(미도시)를 포함할 수 있다. The second self-condensing pipe (not shown) is formed in a spiral shape along the inner circumferential surface of the sidewall of the seawater container 300, and is formed by connecting to the outer surface to increase the area in contact with the evaporated moisture (ie, water vapor). 2 It may include a self-condensing tube cooling member (not shown).

또한, 제2 자가응결관(미도시)은 제1 자가응결관(740)과 일정 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 제1 자가응결관(740)이 해수 용기(300)의 측벽의 내주면을 따라 형성되는 경우, 제2 자가응결관(미도시)은 해수 용기(300)의 내벽의 외주면을 따라 형성될 수 있다. In addition, the second self-condensing pipe (not shown) may be formed to be spaced apart from the first self-condensing pipe 740 at a predetermined interval. That is, when the first self-condensing pipe 740 is formed along the inner circumferential surface of the side wall of the seawater container 300, the second self-condensing pipe (not shown) may be formed along the outer circumferential surface of the inner wall of the seawater container 300. have.

또한, 제1 자가응결관(740)이 해수 용기(300)의 내벽의 외주면을 따라 형성되는 경우, 제2 자가응결관(미도시)은 해수 용기(300)의 측벽의 내주면을 따라 형성될 수 있다. In addition, when the first self-condensing pipe 740 is formed along the outer circumferential surface of the inner wall of the seawater container 300, the second self-condensing pipe (not shown) may be formed along the inner circumferential surface of the sidewall of the seawater container 300. have.

제2 자가응결관 냉각부재(미도시)는 열전도성이 뛰어난 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 그 표면적을 최대화할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 자가응결관 냉각부재(미도시)는 매우 얇은 판형 구조를 가지거나, 그 내부가 비어있는 공간을 포함하도록 형성될 수 있을 것이다.The second self-condensing tube cooling member (not shown) is preferably made of a material having excellent thermal conductivity, and preferably has a structure capable of maximizing its surface area. For example, the second self-condensing tube cooling member (not shown) may have a very thin plate-like structure, or may be formed to include an empty space therein.

이와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 해수담수화 장치는, 제1 자가응결 담수부(700), 제2 자가응결 담수부(미도시) 및 제3 내지 제N 자가응결 담수부(미도시)를 포함할 수 있다(이때, N은 자연수). 즉, 자가응결 담수부는 다수개가 설치될 수 있으며 그 개수에 제한되지 않는다. As described above, the seawater desalination apparatus according to the fourth embodiment of the present invention includes the first self-condensing freshwater unit 700, the second self-condensing freshwater unit (not shown), and the third to Nth self-condensing freshwater units (not shown). ) (Where N is a natural number). That is, a plurality of self-condensing freshwater units may be installed, and the number is not limited thereto.

다만, 히트펌프 증발기(510)에서 응결된 수분 자체가 가진 냉기만으로는 제1 자가응결 담수부(700) 및 제2 자가응결 담수부(미도시)를 구비하는 것이 가장 효율적일 것이다. 제3 자가응결 담수부(미도시) 이후로는 본 발명의 제4 실시예에 따른 해수담수화 장치의 크기가 너무 커질 우려가 존재하며, 증발된 수분을 응결시키기 위한 충분한 냉기가 형성되기 어려울 수 있다.However, it will be most efficient to have the first self-condensing fresh water part 700 and the second self-condensing fresh water part (not shown) only with the cold air that the moisture itself condensed in the heat pump evaporator 510 has. After the third self-condensing desalination unit (not shown), there is a concern that the size of the seawater desalination apparatus according to the fourth embodiment of the present invention may become too large, and sufficient cold air for condensing the evaporated moisture may be difficult to form. .

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at around its preferred embodiments. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative point of view rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

100: 덮개부 또는 태양광 투과창
200: 태양광 패널
300: 해수 용기
400: 원기둥
510: 히트펌프의 증발기
511: 냉각부재
520: 히트펌프의 응축기
521: 가열부재
610: 해수흡입포트
620: 해수순환펌프
630: 해수이송관
640: 해수분사관
641: 해수분사노즐
700: 제1 자가응결 담수부
710: 제1 집수부
711: 제1 응축수 수집홀
720: 제1 이송관
730: 제1 순환펌프
740: 제1 자가응결관
750: 제1 토출포트
810: 제2 집수부
811: 제2 응축수 수집홀
820: 제2 이송관
830: 제2 토출포트
831: 제1 자가응결관 냉각부재
910: 진공포트
920: 해수공급포트
930: 팬(fan)100: cover portion or solar light transmission window
200: solar panel
300: seawater container
400: cylinder
510: evaporator of heat pump
511: cooling member
520: condenser of heat pump
521: heating member
610: seawater suction port
620: seawater circulation pump
630: seawater transfer pipe
640: seawater injection pipe
641: sea water injection nozzle
700: first self-condensing freshwater section
710: first catchment unit
711: first condensate collection hole
720: first transfer pipe
730: first circulation pump
740: first self-condensing tube
750: first discharge port
810: second catchment unit
811: second condensate collection hole
820: second transfer pipe
830: second discharge port
831: first self-condensing pipe cooling member
910: vacuum port
920: seawater supply port
930: fan

Claims (16)

해수를 담은 수용 공간 및 내부에 설치된 히트펌프를 포함하는 해수 용기;
상기 해수를 상기 히트펌프의 열을 이용하여 증발시키고, 증발된 수분을 상기 히트펌프의 냉기를 이용하여 응결시키는 히트펌프 담수부; 및
상기 히트펌프 담수부에 의해 응결된 수분의 냉기를 이용하여 상기 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 제1 자가응결 담수부;를 포함하며,
상기 해수 용기는,
상기 히트펌프가 내부에 설치된 원기둥;
상기 원기둥을 둘러싸되 상기 원기둥의 반지름보다 큰 반지름 및 상기 원기둥의 높이보다 낮은 높이의 측벽을 가지고 그 내부에 상기 해수를 담을 수 있는 빈 공간을 구비하며 상부가 개방된 원통 하우징; 및
상기 원기둥의 상단에서 상기 원통 하우징 방향으로 하향 경사지도록 형성되며 상기 원통 하우징을 밀폐하는 덮개부;를 포함하는, 증발식 해수담수화 장치.
A seawater container including a receiving space containing seawater and a heat pump installed therein;
A heat pump freshwater unit for evaporating the seawater using heat from the heat pump and condensing the evaporated moisture using cool air from the heat pump; And
Including; a first self-condensing fresh water unit for cooling and condensing the evaporated moisture using cold air of the moisture condensed by the heat pump fresh water unit,
The seawater container,
A cylinder in which the heat pump is installed;
A cylindrical housing enclosing the cylinder, having a sidewall having a radius greater than the radius of the cylinder and a side wall having a height lower than the height of the cylinder, and having an empty space to contain the seawater therein, and having an open upper portion; And
Containing, an evaporative seawater desalination apparatus comprising; a cover part formed to be inclined downward from the upper end of the cylinder in the direction of the cylindrical housing and sealing the cylindrical housing.
 제1항에 있어서,
상기 제1 자가응결 담수부에 의해 응결된 수분의 냉기를 이용하여 상기 히트펌프에 의해 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 제2 자가응결 담수부;를 더 포함하는, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 1,
A second self-condensing desalination unit that cools and condenses the moisture evaporated by the heat pump using the cold air of the moisture condensed by the first self-condensing fresh water unit.
 제1항에 있어서,
상기 해수를 응축기로 분사하는 해수분사장치;을 더 포함하는, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 1,
Seawater spraying device for injecting the seawater into a condenser; further comprising, evaporative seawater desalination device.
 제1항에 있어서,
상기 제1 자가응결 담수부는,
상기 히트펌프 담수부에서 응결된 수분을 수집하는 제1 집수부; 및
상기 수집된 수분이 이송되고, 상기 수집된 수분의 냉기를 이용하여 상기 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 제1 자가응결관을 포함하는 것인, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 1,
The first self-condensing freshwater part,
A first collecting unit collecting moisture condensed in the heat pump freshwater unit; And
The evaporation type seawater desalination apparatus comprising a first self-condensing pipe for transporting the collected moisture and cooling and condensing the evaporated moisture using cold air of the collected moisture.
 제4항에 있어서,
상기 제1 자가응결관은,
상기 해수 용기의 내측면을 따라 나선형으로 형성되되,
상기 증발된 수분과 접촉하는 면적을 넓히기 위하여 상기 제1 자가응결관의 외부면에 접촉하여 형성되는 제1 자가응결관 냉각부재;를 포함하는 것인, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 4,
The first self-condensing tube,
Is formed in a spiral along the inner surface of the seawater container,
Including; evaporative seawater desalination apparatus comprising; a first self-condensing pipe cooling member formed in contact with the outer surface of the first self-condensing pipe to increase an area in contact with the evaporated moisture.
 제4항에 있어서,
상기 히트펌프 담수부와 상기 제1 자가응결 담수부 사이에 일정 간격으로 이격된 공간에 형성되어, 상기 수용 공간 내부의 공기를 순환시키는 순환장치;를 더 포함하는, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 4,
A circulation device formed in a space spaced apart from the heat pump freshwater part and the first self-condensing freshwater part at a predetermined interval to circulate air in the accommodation space; further comprising, an evaporative seawater desalination device.
 제2항에 있어서,
상기 제2 자가응결 담수부는,
상기 제1 자가응결 담수부에서 응결된 수분을 수집하는 제2 집수부; 및
상기 수집된 수분이 이송되고, 상기 수집된 수분의 냉기를 이용하여 상기 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 제2 자가응결관;을 포함하는 것인, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 2,
The second self-condensing freshwater part,
A second collecting unit collecting moisture condensed in the first self-condensing freshwater unit; And
Containing, an evaporative seawater desalination apparatus comprising; a second self-condensing pipe for transporting the collected moisture and cooling and condensing the evaporated moisture using cold air of the collected moisture.
 제7항에 있어서,
상기 제2 자가응결관은,
상기 해수 용기의 내측면을 따라 나선형으로 형성되되,
상기 증발된 수분과 접촉하는 면적을 넓히기 위하여 상기 제2 자가응결관의 외부면에 접촉하여 형성되는 제2 자가응결관 냉각부재;를 포함하는 것인, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 7,
The second self-condensing tube,
Is formed in a spiral along the inner surface of the seawater container,
Containing; a second self-condensing pipe cooling member formed in contact with the outer surface of the second self-condensing pipe to increase an area in contact with the evaporated moisture.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 원기둥의 상단면에 설치된 태양광 패널;을 더 포함하되,
상기 히트펌프는,
상기 태양광 패널로부터 전력을 공급받는 것인, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 1,
Including a solar panel installed on the top surface of the cylinder;
The heat pump,
To receive power from the solar panel, evaporative seawater desalination device.
 제1항에 있어서,
상기 히트펌프는,
열을 발생하는 응축기 및 냉기를 발생하는 증발기를 포함하되,
상기 증발기는,
상기 덮개부의 하부에 상기 원기둥의 외주면을 따라 형성되고,
상기 응축기는,
상기 증발기의 하부에 상기 원통 하우징의 측벽의 내주면을 따라 형성되는 것인, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 1,
The heat pump,
Including a condenser generating heat and an evaporator generating cold air,
The evaporator,
It is formed along the outer circumferential surface of the cylinder under the cover part,
The condenser,
The evaporation type seawater desalination device is formed along the inner circumferential surface of the side wall of the cylindrical housing below the evaporator.
 제1항에 있어서,
상기 히트펌프는,
열을 발생하는 응축기 및 냉기를 발생하는 증발기를 포함하되,
상기 증발기는,
상기 덮개부 하부에 형성된 제1 증발기; 및
상기 제1 증발기 하부에 형성된 제2 증발기;를 포함하고,
상기 응축기는 상기 제2 증발기의 하부에 형성되되,
상기 제1 증발기 및 상기 응축기는 상기 원기둥의 외주면을 따라 형성되고,
상기 제2 증발기는 상기 원통 하우징의 측벽의 내주면을 따라 형성되는 것인, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 1,
The heat pump,
Including a condenser generating heat and an evaporator generating cold air,
The evaporator,
A first evaporator formed under the cover; And
Including; a second evaporator formed under the first evaporator,
The condenser is formed under the second evaporator,
The first evaporator and the condenser are formed along the outer circumferential surface of the cylinder,
The second evaporator is formed along the inner circumferential surface of the side wall of the cylindrical housing, evaporative seawater desalination apparatus.
 제1항에 있어서,
상기 해수 용기 내부를 기설정된 기압으로 낮추기 위한 진공형성부;를 더 포함하는, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 1,
Evaporative seawater desalination apparatus further comprising; a vacuum forming unit for lowering the inside of the seawater container to a preset atmospheric pressure.
 제1항에 있어서,
상기 해수를 태양열을 이용하여 증발시키고, 상기 태양열 또는 상기 히트펌프에 의하여 증발된 수분을 냉각하여 응결시키는 태양열 담수부;를 더 포함하는, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 1,
A solar thermal desalination unit that evaporates the seawater using solar heat and cools and condenses the water evaporated by the solar heat or the heat pump.
 제14항에 있어서,
상기 해수 용기는 상부가 개방되고,
상기 태양열 담수부는,
상기 해수 용기의 상부를 밀폐하면서 상기 해수에 태양광을 입사시키는 태양광 투과창; 및
상기 태양광 투과창에 응결되는 수분을 모으는 제2 집수부;를 포함하는 것인, 증발식 해수담수화 장치.
The method of claim 14,
The seawater container has an open top,
The solar thermal fresh water unit,
A solar light transmitting window for sealing an upper portion of the seawater container and allowing sunlight to enter the seawater; And
Containing; evaporative seawater desalination apparatus comprising; a second collecting unit for collecting moisture condensed in the solar light transmission window.
 제15항에 있어서,
상기 태양광 투과창은 상기 해수 용기의 중앙에서부터 외측으로 하향 경사지도록 형성되고,
상기 제2 집수부는 상기 태양광 투과창과 이격되되 그 하부에 형성되는, 증발식 해수담수화 장치.

The method of claim 15,
The solar light transmission window is formed to be inclined downward from the center of the seawater container to the outside,
The second collection unit is spaced apart from the solar light transmitting window and is formed under the evaporative seawater desalination device.
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