KR102537353B1 - 다중효용 해수담수화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중효용 해수담수화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해수의 담수화를 위한 다중효용단을 포함하되, 다단효용단의 형상을 원형 또는 나선형 형상으로 형성함으로서, 동일한 설치면적 대비 효율적인 생성수의 생성이 가능하고, 다중효용단으로 열에너지를 공급하는 열에너지공급부에서의 열원을 폐열 또는 공정열을 이용함으로써, 에너지 소비 측면에서 유리한 다중효용 해수담수화 장치에 관한 것이다.

Description

다중효용 해수담수화 장치{Multi-effect Desalination Equipment}

본 발명은 다중효용 해수담수화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐열 또는 공정열을 이용하여 열에너지를 공급하고, 이에 공급된 열에너지를 통한 다중효용법을 이용하여 담수를 생성하는 다중효용 해수담수화 장치에 관한 것이다.

해수를 담수화하기 위한 해수담수화의 방법에는 특수한 막을 이용하는 역삼투/정삼투법, 전기투석법, 증발법, 냉동법 및 태양열이용법 등이 있으며, 증발법과 역삼투법이 주로 사용되어 왔다.

특히 증발법은 해수를 증발시키면 용매인 물은 증발하고, 용질은 소금은 잔류하는 성질을 이용하는 방법으로서, 다단플래쉬법, 다단효용법 및 증가압축법 등이 있다.

증발되는 해수의 응축열을 이용하는 다중효용법은 다단으로 설치되는 다중효용단을 포함한다. 다중효용단은 응축이 이루어지는 응축면을 포함하는 플레이트와, 플레이트 응축면의 반대면에 윅이 접합되어 구비되며, 윅을 따라 해수가 하부로 유동하고, 응축잠열을 이용하여 윅을 따라 유동하는 해수는 가열되고, 플레이트의 응축면에서는 응축이 발생되어 생성수를 생성하게 된다.

이때 종래의 다단효용단은 선행기술(한국특허 제1425414호)에 개시된 바와 같이 판 형상으로 형성되어 선택되는 한 방향으로 다단으로 배치되고, 열에너지를 이용하여 윅에서의 증발, 효용단 사이의 증기 확산, 플레이트에서의 응축, 응축잠열의 전도를 통한 후단의 윅에서의 증발이 반복적으로 발생하게 된다.

이는 플레이트의 온도가 외기 온도가 될 때까지 반복해서 응축잠열을 회수하는 구조로서, 열에너지의 효율적인 사용이 가능하다.

다만, 종래의 다중효용 담수화장치는 측면에서 해수가 가열되고, 가열된 해수에 의해 열에너지를 공급받으므로, 설치면적이 증대된다. 또한, 다중효용단이 어느 한 방향으로 이격되어 배치됨으로써, 가열된 해수로부터 공급되는 열에너지는 한 방향으로만 확산되므로, 열에너지의 효율적인 사용이 어려운 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1425414호(2014.07.25.)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 해수의 담수화를 위한 다중효용단을 포함하되, 다단효용단의 형상을 원형 또는 나선형 형상으로 형성함으로서, 동일한 설치면적 대비 효율적인 생성수의 생성이 가능한 다중효용 해수담수화 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 다중효용단으로 열에너지를 공급하는 열에너지공급부에서의 열원을 폐열 또는 공정열을 이용함으로써, 에너지 소비 측면에서 유리한 다중효용 해수담수화 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 제작 공정이 단순하여 제작비용을 감소시킬 수 있는 다중효용 해수담수화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 다중효용 해수담수화 장치는 열에너지를 공급 가능하게 형성되는 열에너지공급부; 및 상기 열에너지공급부의 측면에 부착되어 증발면을 형성하는 윅으로 이루어지는 내측다중효용단과, 상기 내측다중효용단과 마주하는 응축면을 형성하는 플레이트와 그 반대면에 결합되는 윅으로 이루어지는 외측다중효용단을 포함하는 다중효용단과, 상기 윅으로 해수를 공급하는 해수공급부를 포함하는 담수화부;를 포함하여 이루어지되, 상기 외측다중효용단은 상기 내측다중효용단을 원형으로 감싸는 형상으로 형성되되, 반경 방향 적어도 하나 이상의 단으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다중효용단은 상기 플레이트와 접하여 하측에 생성수가 낙하되어 수집되는 생성수포켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 담수화부는 상기 외측다중효용단의 상측에 구비되는 스페이서수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 생성수포켓은 생성수가 낙하되도록 형성되는 생성수수집홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 생성수포켓은 상기 생성수수집홀이 반경 방향 동일선상에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 생성수포켓은 상기 생성수수집홀이 최하단에 위치하도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다중효용 해수담수화 장치는 상기 담수화부의 하부에 상부가 개방된 형상으로 형성되는 회수부몸체와, 상기 회수부몸체에 형성되어 상기 윅을 따라 낙하하는 해수를 회수하는 농축수회수부와, 상기 회수부몸체의 중심으로부터 반경 방향으로 상기 생성수수집홀에 대응하도록 형성되어 생성수를 회수하는 생성수회수부를 포함하는 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다중효용 해수담수화 장치는 열에너지를 공급 가능하게 형성되는 열에너지공급부; 및 상기 열에너지공급부의 측면에 부착되어 증발면을 형성하는 윅으로 이루어지는 내측다중효용단과, 상기 내측다중효용단과 마주하는 응축면을 형성하는 플레이트와 그 반대면에 결합되는 윅으로 이루어지는 외측다중효용단을 포함하는 다중효용단과, 상기 윅으로 해수를 공급하는 해수공급부를 포함하는 담수화부;를 포함하여 이루어지되, 상기 외측다중효용단은 길이 방향 일단이 상기 내측다중효용단과 처음으로 마주하도록 나선형으로 감싸는 형상으로 형성되되, 반경 방향 적어도 하나 이상의 단으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다중효용단은 상기 플레이트와 접하여 하측에 생성수가 낙하되어 수집되는 생성수포켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 담수화부는 상기 외측다중효용단의 상측에 구비되는 상측스페이서수단과, 상기 외측다중효용단의 길이 방향 일단과 타단에 높이 방향으로 형성되는 고정스페이서수단을 포함하는 스페이서수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 생성수포켓은 생성수가 낙하되도록 형성되는 생성수수집홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 생성수포켓은 상기 생성수수집홀이 반경 방향으로 동일선상에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외측다중효용단은 생성수포켓이 길이 방향 일단에서 길이 방향 타단으로 생성수가 유동하도록 경사를 가지는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다중효용 해수담수화 장치는 상기 담수화부의 하부에 상부가 개방된 형상으로 형성되는 회수부몸체와, 상기 회수부몸체에 형성되어 상기 윅을 따라 낙하하는 해수를 회수하는 농축수회수부와, 상기 회수부몸체의 중심으로부터 반경 방향으로 상기 생성수수집홀에 대응하도록 형성되어 생성수를 회수하는 생성수회수부를 포함하는 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다중효용 해수담수화 장치는 해수의 담수화를 위한 다중효용단을 다단으로 배치하되, 다단효용단의 형상을 원형 또는 나선형으로 형성함으로써, 동일한 설치면적 대비 효율적인 생성수의 생성이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 다중효용 해수담수화 장치는 담수화를 위한 열에너지를 폐열 또는 공정열로 이용함으로써, 에너지 소비 측면에서 유리한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 다중효용 해수담수화 장치는 윅과 플레이트가 결합된 다중효용단을 원형 또는 나선형으로 형성함으로써, 윅과 플레이트 간의 마찰력에 의한 접선방향 장력을 이용하므로, 윅과 플레이트간 접착을 위한 제작 시간을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 평면도로 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 단면도로 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 단면도로 나타낸 다른 도면
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치의 외측다중효용단을 단면도로 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 사시도로 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치의 회수부를 사시도로 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 평면도로 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 단면도로 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 단면도로 나타낸 다른 도면
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치의 외측다중효용단을 단면도로 나타낸 도면
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 사시도로 나타낸 도면
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치의 해수담수화를 나타난 도면

이하 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

<제1 실시예>

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 평면도로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 단면도로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 단면도로 나타낸 다른 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)는 열에너지를 공급 가능하게 형성되는 열에너지공급부(100)와, 열에너지공급부(100)를 외측에서 감싸는 형상으로 형성되며, 다중효용법을 이용하여 열에너지공급부(100)로부터 공급되는 열에너지를 통해 해수를 담수화하여 생성수(담수)를 생성하는 담수화부(200)를 포함하여 이루어진다.

열에너지공급부(100)는 내부에 유체가 저장되는 열에너지공급부몸체(110)와, 열에너지공급부몸체(110)의 내부에 저장된 유체로 열에너지를 공급하여 가열시키는 열에너지원(120)을 포함하여 이루어진다. 열에너지원(120)은 열에너지공급부몸체(110)의 내부에 저장된 유체를 가열하도록 외부의 열원을 열에너지공급부몸체(110) 내부로 유입시킬 수 있고, 유체와의 열 교환을 통해 유체를 가열한 열원을 열에너지공급부몸체(110)의 외부로 배출시킬 수 있는 파이프 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 다만 열에너지공급부몸체(110)의 내부에 저장된 유체를 수월하게 가열할 수 있다면 다양한 수단 및 형상으로 형성 가능함은 물론이다.

이때, 열에너지원(120)의 열원으로는 폐열 또는 공정열을 이용할 수 있다. 즉 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)는 열에너지공급부(100)로부터의 열에너지를 생성하기 위한 열원을 폐열 또는 공정열을 이용함으로써, 에너지 소비의 효율을 증대시킬 수 있다.

담수화부(200)는 윅(201)으로 이루어지는 내측다중효용단(211), 윅(201)과 플레이트(202)로 이루어지는 외측다중효용단(212)을 포함하는 다중효용단(210) 및 다중효용단(210)의 상부에 해수가 유입되어 저장되며 이를 윅(201)으로 공급하여 낙하시키는 해수공급부(220)를 포함하여 이루어진다.

내측다중효용단(211)은 열에너지공급부몸체(110)의 외주면에 윅(201)이 결합되어 이루어지며, 해수공급부(220)로부터 공급되는 해수가 윅(201)을 따라 흐르면서 열에너지에 의해 증발되도록 형성된다.

외측다중효용단(212)은 상술된 바와 같이, 윅(201)과 플레이트(202)를 포함하여 이루어지며, 열에너지공급부(100)를 중심으로 내측에 플레이트(202)가 구비되고, 외측 방향으로 윅(201)이 플레이트(202)에 부착되어 이루어진다. 즉 외측다중효용단(212)은 플레이트(202)가 윅(201)에서 증발된 증기가 응축되는 응축면을 형성하고, 응축면의 후면에는 윅(201)이 결합되어 해수가 증발하는 증발면을 형성한다.

해수공급부(220)는 해수가 저장되며, 일정량이 유동하도록 내부에 스펀지(sponge)가 구비될 수 있다. 스펀지는 내측다중효용단(211)과 외측다중효용단(212)을 포함하는 다중효용단(210)을 구성하는 윅(201)으로 고르게 해수를 공급하도록 한다. 또한 스펀지는 단열재로 작용할 수 있으므로, 열효율을 증대시킬 수 있다.

이때 스펀지는 검은색으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)가 외부에 설치될 경우, 태양복사에너지를 직접 받아 공급되는 해수를 가열하는 기능을 수행할 수 있다.

아울러, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)의 다중효용단(210)은 열에너지공급부(100)를 원형으로 감싸는 형상으로 형성되되, 상술된 바와 같이 다중효용법을 이용하여 생성수를 생성하도록 상이한 직경을 가지는 적어도 둘 이상이 열에너지공급부(100)로부터 선택되는 간격으로 이격되어 배치된다.

즉, 다중효용단(210)은 열에너지공급부(100)에 우선 배치되는 내측다중효용단(211)을 포함하고, 외부 방향으로 제1 외측다중효용단, 제2 외측다중효용단, 제3 외측다중효용단, ... , 그리고, 마지막 외측다중효용단의 외측다중효용단(212)을 포함하여 이루어진다.

상술된 구성을 통한 동작을 설명하자면, 열에너지공급부(100)로부터 발생되는 열에너지에 의해 내측다중효용단(211)의 윅(201)에서 해수가 증발하고, 외측다중효용단(212)의 제1 외측다중효용단의 응축면에서 응축이 이루어진다. 이에 발생된 응축잠열은 제1 외측다중효용단의 윅(201)을 따라 낙하하는 해수를 가열하여 증발시킨다. 증발된 증기는 제2 외측다중효용단의 응축면으로 확산되어 응축된다. 즉, 증발, 증기확산, 응축의 과정이 다중효용단(210)의 수 만큼 반복됨으로써, 열 효율과 담수생산량을 증가시킨다.

특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)는 열에너지공급부(100)를 따라 담수화부(200)가 원형으로 감싸는 형상으로 형성됨으로써, 어느 한 방향으로의 열에너지 전달이 아닌, 모든 반경 방향으로 열에너지가 전달된다. 즉 어느 한 반향으로 열에너지가 전달되는 종래기술에 비해 증발면적이 증대됨으로써, 동일한 부지 면적 대비 생성수의 생산량을 향상시킬 수 있다.

이때 열에너지공급부(110)는 담수화부(200)와의 일정한 간격을 유지하고, 이를 감싸는 외측다중효용단(212)으로 열에너지를 고르게 전달하도록 원기둥 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)는 다중효용단(210)이 원형으로 형성됨으로써, 윅(201)과 플레이트(202)의 마찰력에 의한 접선방향 장력에 의해 윅(201)과 플레이트(202)간의 분리를 방지할 수 있다.

좀 더 상세하게 설명하자면, 종래의 판 형상으로 형성되어 선택되는 한 방향으로만 이격되어 배치되는 구성일 경우, 플레이트(202)에 윅(201)을 접하도록 하기 위해서는 접착제 등의 접착수단을 이용하게 된다. 이는 접착 공정에 많은 시간과 비용이 추가적으로 발생될 뿐만 아니라, 열응력, 접착 공정의 불완전성 및 접착제의 경화 등에 의해 윅(201)이 플레이트(202)로부터 쉽게 분리될 우려가 있다.

이는 열저항의 증가로 인한 생성수의 생산량을 감소시킬 뿐만 아니라, 윅(201)이 다중효용단(210)의 응축면에 닿을 경우, 윅(201)을 따라 유동하는 해수와 응축면에 형성되는 생성수와 혼합될 우려가 있다.

이에 반해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)는 다중효용단(210)이 판 형상이 아닌 완곡된 원형 형상으로 형성됨으로써, 장력에 의해 윅(201)과 플레이트(202)간 분리를 방지할 수 있다. 특히 윅(201)의 이탈을 방지할 수 있어 윅(201)과 플레이트(202)간 접합을 위한 접착제 등의 접착수단 또한 필요로 하지 않는다.

아울러, 외측다중효용단(212)은 플레이트(202)의 응축면 하부에 형성되어, 생성수가 낙하되어 수집되는 생성수포켓(213)을 포함하여 이루어진다. 생성수포켓(213)은 생성수의 수집이 원활한 형상이라면 다양한 실시예가 가능하다.

다만, 생성수포켓(213)은 생성수가 수집되기 위한 홈이 플레이트(202)의 응축면에 접하도록 형성되고, 턱은 윅(201) 방향으로 연장되어 해수가 유입되지 않도록 형성됨으로서, 다중효용단(210) 사이에서 스페이서 역할까지 수행하도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 담수화부(200)는 다중효용단(210) 사이에 거리를 이격시킴과 함께게, 위치의 이탈을 방지하도록 스페이서 역할을 수행하는 스페이서수단(230)을 더 포함할 수 있으며, 스페이서수단(230)은 내측다중효용단(211) 및 외측다중효용단(212)의 각각 사이에 상측에 형성됨으로써, 생성수포켓(213)과 더불어 스페이서 역할을 수행할 수 있다.

아울러, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)는 생성수포켓(213)에 생성수가 형성되어 저장되고, 생성수의 생성을 위해 윅(201)을 따라 낙하하는 농축수는 하부로 배출된다. 이때 생성수의 효율적인 수집을 위해 외측다중효용단(212)에 구비되는 생성수포켓(213)은 원주 방향 중 선택되는 위치를 최고점으로 결정하고, 고점의 반대 위치를 최하점이 되도록 형성함으로써, 생성수포켓(213)에 수집되는 생성수가 최하점으로 이동되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 대한 구성을 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치의 외측다중효용단을 단면도로 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 외측다중효용단(212)은 일정 길이와 높이를 가지는 판 형상을 원형으로 형성하여 열에너지공급부(100)를 감싸도록 형성되며, 상술된 바와 같이, 생성수포켓(213)에 저장된 생성수를 어느 한 방향으로 흐르도록 유도함으로써, 생성수의 수월한 수집이 가능하도록 할 수 있다.

도 4의 (a)를 참조하면, 생성수포켓(213)은 외측다중효용단(212)의 길이 방향 중심이 최고점이 되도록 형성하고, 이로부터 양측 방향으로 하부 방향으로 경사지도록 형성함으로써, 생성수가 양측 방향으로 이동되도록 형성된다. 아울러, 생성수포켓(213)의 길이는 외측다중효용단(212)의 길이보다 작게 형성함으로써, 외측다중효용단(212)이 길이 방향 양단이 접하여 원통형으로 형성될 시, 생성수포켓(213)의 양단 사이를 통해 간극이 형성되는 생성수수집홀이 형성되며, 생성수수집홀을 통해 생성수가 낙하되어 배출되도록 할 수 있다.

아울러, 도 4의 (b)를 참조하면, 외측다중효용단(212)의 윅(201)은 길이 방향 양측 하부에서 모따기된 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 윅(201)은 길이 방향 양측 하부에 모따기된 형상으로 형성됨으로써, 윅(201)을 따라 유동하는 농축수가 길이 방향 양단에 형성된 생성수수집홀로 유입되는 것을 방지하여, 생성수의 오염을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 사시도로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 사시도로 나타낸 도면이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)는 담수화부(200)의 하부에 형성되어 담수화 작업을 통해 생성되어 생성수포켓(213)에 저장된 생성수와, 생성수의 생성을 위해 해수가 가열되어 윅(201)을 따라 낙하하는 농축수를 회수하도록 형성되는 회수부(300)를 더 포함하여 이루어진다.

회수부(300)는 담수화부(200)의 형상에 대응하여 상부가 개방된 형상으로 형성되는 회수부몸체(310), 회수부몸체(310) 내부에 농축수가 이동되어 회수되는 농축수회수부(320) 및 생성수가 회수되는 생성수회수부(330)를 포함하여 이루어진다.

회수부몸체(310)는 내부에 농축수회수부(320)와 생성수회수부(330)를 형성하도록 상부가 개방된 공간을 형성하며, 이때 열에너지공급부(100)에 간섭되지 않도록 열에너지공급부(100)의 위치에 대응하여 벽이 형성될 수 있다.

농축수회수부(320)는 회수부몸체(310) 내부에 일정 공간을 가지도록 형성되며, 윅(201)을 따라 흐르는 농축수가 회수된다. 생성수회수부(330)는 외측다중효용단(212)에 형성된 생성수수집홀에 대응하여 형성되며, 생성수수집홀을 통해 낙하하는 생성수를 수집하도록 형성된다. 이때 생성수회수부(330)는 회수부몸체(310)의 중심으로부터 반경 방향으로 일정 길이를 가지면서 폭은 생성수수집홀에 크기와 대응하거나 조금 크게 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 생성수수집부(330)는 중심으로부터 외측 방향으로 하부 측으로 경사가 지도록 형성하여 생성수회수부(330) 내에서도 수월하게 생성수를 회수할 수 있는 실시예가 가능하다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)는 회수부(300)의 형상 및 다중효용단(200)의 형상에 따라 농축수회수부(320)와 생성수회수부(330)를 별도로 구획하여 농축수 및 생성수를 회수할 수 있다,

이는 농축수 및 생성수를 각각 분리되어 회수 가능함으로써, 농축수회수부(320)와 생성수회수부(330)로부터 농축수 및 생성수를 외부로 배출시키기 위한 복잡한 유로를 형성하지 않아도 된다. 이는 다중효용 해수담수화 장치를 제조하기 위한 구성이 간단하고, 이에 따라 종래의 다중효용 해수담수화 장치에 비해 제조비용을 감소시킬 수 있다.

<제2 실시예>

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 평면도로 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 단면도로 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 단면도로 나타낸 다른 도면이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(2000)는 열에너지를 공급 가능하게 형성되는 열에너지공급부(500), 열에너지공급부(500)를 외측에서 감싸는 형상으로 형성되며, 다중효용법을 이용하여 열에너지공급부(500)로부터 공급되는 열에너지를 통해 해수를 담수화하여 생성수를 생성하는 담수화부(200)를 포함하여 이루어진다.

열에너지공급부(500)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열에너지공급부(100)와 동일한 구성 및 동작을 수행하며, 이에 대응하여 열에너지공급부(500)는 내부에 유체가 저장되는 열에너지공급부몸체(510)와, 열에너지공급부몸체(510)의 내부에 저장된 유체로 열에너지를 공급하여 가열시키는 열에너지원(520)을 포함하여 이루어진다.

담수화부(600)는 윅(601)으로 이루어지는 내측다중효용단(611), 윅(601)과 플레이트(602)를 포함하는 외측다중효용단(612)으로 이루어지는 다중효용단(610)을 포함하며, 다중효용단(610)의 상부에 해수가 유입되어 저장되며 이를 윅(601)으로 공급하여 낙하시키는 해수공급부(620)를 포함하여 이루어진다.

내측다중효용단(611)은 열에너지공급부몸체(510)의 외주면에 윅(601)이 결합되어 이루어지며, 해수공급부(620)로부터 공급되는 해수가 윅(601)을 따라 흐르면서 열에너지에 의해 증발되도록 형성된다.

외측다중효용단(612)은 윅(601)과 플레이트(602)를 포함하여 이루어지며, 열에너지공급부(500)를 중심으로 내측에 플레이트(602)가 구비되고, 외측 방향으로의 면에 윅(601)이 부착되어 이루어진다. 즉 외측다중효용단(612)은 플레이트(602)가 윅(601)에서 증발된 증기가 응축되는 응축면을 형성하고, 응축면에 후면에는 윅(601)이 결합되어 해수가 증발하는 증발면을 형성한다.

해수공급부(620)는 본 발명의 제1 실시예에의 해수공급부(220)와 구성 및 동작이 유사하므로, 상세한 설명은 생략한다.

이때 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(2000)의 다중효용단(610)은 외측다중효용단(612)이 열에너지공급부(500) 및 내측다중효용단(611)과 외측으로 일정 이격되되, 나선형으로 열에너지공급부(500)를 감싸는 형상으로 형성된다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(2000)의 외측다중효용단(612)은 나선형으로 열에너지공급부(500)를 감싸는 형상으로 형성되며, 감기는 횟수에 따라 열에너지공급부(500)로부터 외측 방향으로 선택되는 단을 형성할 수 있다.

특히, 외측다중효용단(612)은 판 형태의 외측다중효용단(612)을 우선 형성하고, 이를 선택되는 단을 형성하도록 나선형으로 완곡시켜 형성한다는 점에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 외측다중효용단(212)과 차이가 있다.

이는 열에너지 전달이 어느 한 방향으로가 아닌 모든 반경 방향으로 열에너지가 전달되어 종래기술에 비해 증발면적이 증대됨으로써, 동일한 부지 면적 대비 생성수의 생산량을 향상시킬 수 있는 장점과 더불어, 판 형상의 하나로 이루어지는 외측다중효용단(612)을 선택되는 단을 가지도록 나선형으로 완곡시켜 외측다중효용단(612)을 형성할 수 있어, 제작이 용이하고, 제조비용을 줄일 수 있다.

아울러, 본 발명의 제2 실시예에 다따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)는 다중효용단(610)이 일정 곡률을 가지는 나선형으로 형성됨으로서, 윅(601)과 플레이트(602)의 마찰력에 의한 접선방향 장력에 의해 윅(601)과 플레이트(602)간의 분리를 방지할 수 있다.

좀 더 상세하게 설명하자면, 종래의 판 형상으로 형성되어 선택되는 한 방향으로만 이격되어 배치되는 구성일 경우, 플레이트(602)에 윅(601)을 접하도록 하기 위해서는 접착제 등의 접착수단을 이용하게 된다. 이는 접착 공정에 많은 시간과 비용이 추가적으로 발생될 뿐만 아니라, 열응력, 접착 공정의 불완전성 및 접착제의 경화 등에 의해 윅(601)이 플레이트(602)로부터 쉽게 분리될 우려가 있다.

이는 열저항의 증가로 인한 생성수의 생산량을 감소시킬 뿐만 아니라, 윅(601)이 다중효용단(610)의 응축면에 닿을 경우, 윅(601)을 따라 유동하는 해수와 응축면에 형성되는 생성수와 혼합될 우려가 있다.

이에 반해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)는 다중효용단(210)이 판 형상이 아닌 완곡된 나선형 형상으로 형성됨으로써, 장력에 의해 윅(601)과 플레이트(602)간 분리를 방지할 수 있다. 특히 윅(601)의 이탈을 방지할 수 있어 윅(601)과 플레이트(602)간 접합을 위한 접착제 등의 접착수단 또한 필요로 하지 않는다.

아울러, 외측다중효용단(612)은 플레이트(602)의 응축면 하부에 형성되어, 생성수가 낙하되어 수집되는 생성수포켓(613)을 포함하여 이루어진다. 생성수포켓(613)은 생성수의 수집이 원활한 형상이라면 다양한 실시예가 가능하다.

다만, 생성수포켓(613)은 생성수가 수집되기 위한 홈이 플레이트(602)의 응축면에 접하도록 하고, 턱은 윅(601) 방향으로 연장되어 해수가 유입되지 않도록 형성됨으로써, 다중효용단(610) 사이에서 스페이서 역할까지 수행하도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 담수화부(600)는 다중효용단(610) 사이에 거리를 이격시킴과 함께, 위치의 이탈을 방지하도록 스페이서 역할을 수행하는 스페이서수단을 더 포함할 수 있다. 이때 스페이서수단은 내측다중효용단(611) 및 외측다중효용단(612)의 각각 사이의 상측에 형성됨으로써, 생성수포켓(613)과 더불어 스페이서 역할을 수행하는 상측스페이서수단(631)을 포함한다.

상측스페이서수단(631)은 외측다중효용단(612) 사이를 이격시킴으로써, 윅(601)과 플레이트(602)가 접하지 못하도록 하여 생성수와 농축수가 혼합되지 않도록 할 수 있다. 상측스페이서수단(631)은 담수화 동작에 방해되지 않도록 생성수포켓(613)에 대응하여 외측다중효용단(612)의 상측에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 스페이서수단(630)은 내측다중효용단(611)과 나선형의 외측다중효용단(612) 중 내측인 일단을 연결하도록 형성됨과 함께, 열에너지공급부(500)로부터 가장 먼 외측다중효용단(612)의 타단을 고정할 수 있는 고정스페이서수단(632)을 더 포함하여 이루어진다.

고정스페이서수단(632)은 외측다중효용단(612)의 높이와 동일하게 형성되는 것이 바람직하며, 외측다중효용단(612)의 일단에 형성되는 고정스페이서수단(632)은 내측다중효용단(611)과 외측다중효용단(612)간 결합 및 위치 이탈을 방지할 수 있다. 외측다중효용단(612)의 타단에 형성되는 고정스페이서수단(632)은 외측다중효용단(612)의 끝단이 외부의 힘에 의해 위치가 이탈되거나 하중에 의해 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 내부 증기가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(2000)는 생성수포켓(613)에 생성수가 형성되어 저장되고, 생성수의 생성을 위해 윅(601)을 따라 낙하하는 농축수는 하부로 배출된다. 이때 생성수의 효율적인 수집을 위해 외측다중효용단(612)에 구비되는 생성수포켓(613)은 양단 중 선택되는 어느 하나가 최고점에 위치되도록 하고, 양단 중 나머지 하나는 최하점에 위치되도록 하여 생성수가 최하점 방향으로 이동되도록 함으로써, 수월한 생성수의 수집이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 이에 대한 구성을 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치의 외측다중효용단을 단면도로 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 외측다중효용단(612)은 일정 길이를 가지는 판 형상을 나선형으로 감아 형성하며, 상술된 바와 같이, 생성수포켓(613)에 저장된 생성수를 어느 한 방향으로 흐르도록 유도함으로써, 생성수의 수월한 수집이 가능하도록 할 수 있다.

생성수포켓(613)은 외측다중효용단(612)의 길이 방향 양단 중 선택되는 하나를 최고점이 되도록 형성하고, 이로부터 길이 바향 양단 중 나머지 하나가 최하점이 되도록 타단 방향으로 경사를 가지도록 형성됨으로써, 생성수포켓(613)에 수용된 생성수가 경사가 낮은 방향으로 흐르도록 유도할 수 있다.

이때 생성수포켓(613)의 형상에 따라 외측다중효용단(612) 또한 하부가 경사지게 형성될 수 있으며, 이는 제작 비용을 감소시킬 수 있다. 물론 외측다중효용단(612)은 나선형으로 감겨 형성될 시, 증기가 누출되는 것을 방지하기 위해 생성수포켓(613)은 외측다중효용단(612)의 길이 방향 일단이 최고점이 되도록 형성하고, 길이 방향 타단이 최하점이 되도록 형성함으로써, 외측다중효용단(612)의 가장 최외측에 위치하는 단에서 외부로 증기가 누출되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

아울러, 생성수포켓(613)은 생성수가 낙하되도록 관통되어 형성되는 생성수수집홀을 포함하여 이루어진다. 이때 생성수수집홀은 원활한 생성수의 낙하를 통한 회수가 가능하도록 다수 형성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 생성수의 원활한 회수를 위해 반경 방향으로 일치하도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 생성수는 생성수수집홀을 통해 낙하될 시 윅(601)과 접촉되지 않도록 생성수수집홀의 위치에 대응하여 윅(601)은 절삭되어 형성되는 것이 바람직하다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치를 사시도로 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치의 해수담수화를 나타난 도면이다.

도 11과 도 12를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(2000)는 담수화부(200)의 하부에 형성되어 담수화 작업을 통해 생성수포켓(613)에 저장된 생성수와, 생성수의 생성을 위해 해수가 가열되어 윅(601)을 따라 낙하하는 농축수를 회수하도록 형성되는 회수부(700)를 더 포함하여 이루어진다.

회수부(700)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(1000)와 동일한 구성을 가지도록 담수화(600)의 수평 방향으로의 형상에 대응하여 상부가 개방된 형상으로 형성되는 회수부몸체(710), 회수부몸체(710)의 내부에 농축수가 이동되어 회수되는 농축수회수부(720) 및 생성수포켓(613)에 저장된 생성수가 이동되어 회수되는 생성수회수부(730)를 포함하여 이루어진다.

회수부몸체(710)는 내부에 농축수회수부(720)와 생성수회수부(730)를 형성하도록 상부가 개방된 공간을 형성하며, 이때 열에너지공급부(500)에 간섭되지 않도록 열에너지공급부(500)의 위치에 대응하여 벽이 형성될 수 있다.

농축수회수부(720)는 회수부몸체(710)의 내부에 일정 공간을 가지도록 형성되며, 윅(201)을 따라 흐르는 농축수가 회수된다. 생성수회수부(730)는 외측다중효용단(612)에 형성된 생성수수집홀에 대응하여 반경 방향으로 형성될 수 있다. 이때 생성수회수부(730)는 회수부몸체(710)의 중심으로부터 반경 방향으로 일정 길이를 가지면서 폭은 생성수수집홀에 크기와 대응하거나 조금 크게 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 생성수수집부(730)는 중심으로부터 외측 방향으로 하부 측으로 경사가 지도록 형성하여 생성수회수부(730) 내에서도 수월하게 생성수를 회수할 수 있다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(2000)의 외측다중효용단(612)은 나선형으로 감싸는 형상으로 형성되되, 생성수의 수월한 회수를 위해 하부가 경사를 가지고 형성되며, 이에 대응하여 생성수회수부(730) 또한 반경 방향 내측에서 외측으로 일정 경사를 가지도록 형성됨으로써, 생성수의 수집이 원활하도록 하는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치(2000)는 회수부(700)의 형상 및 다중효용단(600)의 형상에 따라 농축수회수부(720)와 생성수회수부(730)를 별도로 구획하여 농축수 및 생성수를 회수할 수 있다, 이는 농축수 및 생성수를 각각 분리되어 회수 가능함으로써, 농축수회수부(720)와 생성수회수부(730)로부터 농축수 및 생성수를 외부로 배출시키기 위한 복잡한 유로를 형성하지 않아도 된다. 이는 다중효용 해수담수화 장치를 제조하기 위한 구성이 간단하고, 이에 따라 종래의 다중효용 해수담수화 장치에 비해 제조비용을 감소시킬 수 있다.

1000 : 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치
100 : 열에너지공급부
110 : 열에너지공급부몸체 120 : 열에너지원
200 : 담수화부
201 : 윅 202 : 플레이트
210 : 다중효용단 211 : 내측다중효용단
212 : 외측다중효용단 213 : 생성수포켓
220 : 해수공급부
230 : 스페이서수단
300 : 회수부 310 : 회수부몸체
320 : 농축수회수부 330 : 생성수회수부
2000 : 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중효용 해수담수화 장치
500 : 열에너지공급부
510 : 열에너지공급부몸체 520 : 열에너지원
600 : 담수화부
601 : 윅 602 : 플레이트
610 : 다중효용단 611 : 내측다중효용단
612 : 외측다중효용단 613 : 생성수포켓
620 : 해수공급부
631 : 상측스페이서수단 632 : 고정스페이서수단
700 : 회수부 710 : 회수부몸체
720 : 농축수회수부 730 : 생성수회수부

Claims (14)

1. 열에너지를 공급 가능하게 형성되는 열에너지공급부; 및
   상기 열에너지공급부의 측면에 부착되어 증발면을 형성하는 윅으로 이루어지는 내측다중효용단과, 상기 내측다중효용단과 마주하는 응축면을 형성하는 플레이트와 그 반대면에 결합되는 윅으로 이루어지는 외측다중효용단을 포함하는 다중효용단과,
   상기 윅으로 해수를 공급하는 해수공급부를 포함하는 담수화부;를 포함하여 이루어지되,
   상기 외측다중효용단은
   상기 내측다중효용단을 원형으로 감싸는 형상으로 형성되며, 반경 방향으로 적어도 하나 이상의 단으로 배치되며,
   상기 외측다중효용단에 포함되는 플레이트는 단면이 원형이며,
   상기 외측다중효용단에 포함되는 윅은 단면이 원형으로, 상기 플레이트를 감싸도록 상기 플레이트에 결합되는 다중효용 해수담수화 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 다중효용단은
   상기 플레이트와 접하여 하측에 생성수가 낙하되어 수집되는 생성수포켓을 포함하는, 다중효용 해수담수화 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 담수화부는
   상기 외측다중효용단의 상측에 구비되는 스페이서수단을 더 포함하는, 다중효용 해수담수화 장치.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 생성수포켓은
   생성수가 낙하되도록 형성되는 생성수수집홀을 포함하는, 다중효용 해수담수화 장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 생성수포켓은
   상기 생성수수집홀이 반경 방향 동일선상에 위치하도록 형성되는, 다중효용 해수담수화 장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 생성수포켓은
   상기 생성수수집홀이 최하단에 위치하도록 경사지게 형성되는, 다중효용 해수담수화 장치.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 다중효용 해수담수화 장치는
   상기 담수화부의 하부에 상부가 개방된 형상으로 형성되는 회수부몸체와,
   상기 회수부몸체에 형성되어 상기 윅을 따라 낙하하는 해수를 회수하는 농축수회수부와,
   상기 회수부몸체의 중심으로부터 반경 방향으로 상기 생성수수집홀에 대응하도록 형성되어 생성수를 회수하는 생성수회수부를 포함하는 회수부를 더 포함하는, 다중효용 해수담수화 장치.
   
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제

Images