KR200461538Y1 - 담수 및 소금생산이 가능한 선박 - Google Patents

Abstract

담수 및 소금생산이 가능한 선박이 개시된다. 개시된 선박은 선박 엔진 및 상기 선박엔진에서 발생되는 폐열이 배출되는 엔진배출부를 구비한 선박 및, 상기 선박의 일측에 설치되어 해수를 담수로 변환하는 해수담수화 설비를 포함하며, 상기 해수담수화 설비는, 스팀쿨러탱크, 상기 스팀쿨러탱크의 상부에 설치된 스팀수용탱크, 상기 스팀쿨러탱크를 관통하고 상기 엔진배출부와 열교환되며 상기 스팀수용탱크의 내부와 연결되는 바닷물 순환튜브, 상기 스팀쿨러탱크와 상기 스팀수용탱크를 연결하는 제 1 연결튜브, 상기 스팀수용탱크로부터 배출되는 고염분 바닷물을 수용하며 상부에 증기 배출관이 형성된 소금발생탱크, 일측이 상기 스팀수용탱크와 연결되고, 상기 엔진배출부와 열교환되며 상기 소금발생탱크의 하부를 관통하는 고염분 바닷물 배출튜브 및, 상기 고염분 바닷물 배출튜브와 상기 소금발생 탱크를 연통시키는 제 2 연결튜브를 포함하며, 상기 바닷물 순환튜브로 유입된 바닷물은 상기 엔진배출부의 폐열에 의해 히팅되어 상기 스팀수용탱크에 배출되고, 상기 스팀수용탱크에 수용된 바닷물로부터 생성된 수증기가 상기 제 1 연결튜브를 통해 상기 스팀쿨러탱크로 이동된 후 상기 스팀쿨러탱크를 관통하는 바닷물 순환튜브 내의 차가운 바닷물에 의해 응축되어 담수가 생성되며, 상기 스팀수용탱크로부터 배출된 고염분 바닷물은 상기 고염분 바닷물 배출튜브를 통해 상기 엔진배출부로부터 폐열을 공급받아 히팅되고, 상기 제 2 연결튜브를 통해 상기 소금발생탱크에 유입된 후 소금결정체가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

담수 및 소금생산이 가능한 선박 {VESSEL GENERATING FRESHWATER AND SALT}

본 고안은 해수를 담수화 처리하며 미네랄이 풍부한 소금 생산이 가능한 선박에 관한 것이다.

일반적으로 해수담수화는 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 바닷물로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거하여 순도 높은 음용수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 일련의 수처리 과정을 말한다. 해수 탈염이라고도 하며, 해수를 담수로 생산하는데 사용되는 설비를 해수 담수화 설비 또는 해수 담수화 플랜트라 한다.

한편, 넓은 해양을 항해중인 선박에서는 이러한 해수담수화 설비의 설치 필요성이 강력하게 대두 되었으나, 종래에는 해수담수화 설비가 설치된 선박이 존재하지 않았다. 특히, 항해중인 선박이 비상사태에 의해 표류할 경우에 해수담수화 설비가 설치되지 않았을 경우, 선원들의 생명이 위협받는 상황을 초래하기도 한다.

아울러, 종래의 해수담수화 설비는 바닷물을 가열하기 위한 별도의 연료를 갖추어야 했으므로, 그 연료의 공급에 따른 비용이 지속적으로 소요된다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 선박의 폐열을 이용하여 해수를 담수화 할 뿐만 아니라, 소금생산이 가능한 선박을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 선박은 선박 엔진 및 상기 선박엔진에서 발생되는 폐열이 배출되는 엔진배출부를 구비한 선박 및, 상기 선박의 일측에 설치되어 해수를 담수로 변환하는 해수담수화 설비를 포함하며, 상기 해수담수화 설비는, 스팀쿨러탱크, 상기 스팀쿨러탱크의 상부에 설치된 스팀수용탱크, 상기 스팀쿨러탱크를 관통하고 상기 엔진배출부와 열교환되며 상기 스팀수용탱크의 내부와 연결되는 바닷물 순환튜브, 상기 스팀쿨러탱크와 상기 스팀수용탱크를 연결하는 제 1 연결튜브, 상기 스팀수용탱크로부터 배출되는 고염분 바닷물을 수용하며 상부에 증기 배출관이 형성된 소금발생탱크, 일측이 상기 스팀수용탱크와 연결되고, 상기 엔진배출부와 열교환되며 상기 소금발생탱크의 하부를 관통하는 고염분 바닷물 배출튜브 및, 상기 고염분 바닷물 배출튜브와 상기 소금발생 탱크를 연통시키는 제 2 연결튜브를 포함하며,

상기 바닷물 순환튜브로 유입된 바닷물은 상기 엔진배출부의 폐열에 의해 히팅되어 상기 스팀수용탱크에 배출되고, 상기 스팀수용탱크에 수용된 바닷물로부터 생성된 수증기가 상기 제 1 연결튜브를 통해 상기 스팀쿨러탱크로 이동된 후 상기 스팀쿨러탱크를 관통하는 바닷물 순환튜브 내의 차가운 바닷물에 의해 응축되어 담수가 생성되며,

상기 스팀수용탱크로부터 배출된 고염분 바닷물은 상기 고염분 바닷물 배출튜브를 통해 상기 엔진배출부로부터 폐열을 공급받아 히팅되고, 상기 제 2 연결튜브를 통해 상기 소금발생탱크에 유입된 후 소금결정체가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 해수담수화 설비는, 상기 스팀쿨러탱크의 하부에 연통되도록 설치되어 상기 스팀쿨러탱크 내에서 생성된 담수를 수용하는 담수저장탱크를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 소금발생탱크에 수용된 고염분 바닷물은 상기 소금발생탱크의 하부를 관통하는 상기 고염분 바닷물 배출튜브의 히팅된 고염분 바닷물의 열에 의해 히팅되어 지속적으로 수증기가 생성되도록 구성할 수 있다.

상기 제 2 연결튜브의 설치위치는 상기 고염분 바닷물 배출튜브의 배출구의 위치보다 낮으며, 상기 소금발생탱크에 수용되는 고염분 바닷물은 상기 고염분 바닷물 배출튜브의 배출구 높이까지만 수용되도록 구성할 수 있다.

상기한 바에 따르면, 본 고안은 해수담수화 설비가 선박에 설치되기 때문에 선박에서 필요한 물(담수)을 자체적으로 생산하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 선박의 엔진에서 발생되는 폐열을 이용해 바닷물을 히팅시켜 해수를 담수로 변환하기 때문에, 별도의 연료비가 소요되지 않는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 해수로부터 담수를 얻을 뿐 아니라, 소금결정체를 추출해 낼 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예에 따른 담수 및 소금생산이 가능한 선박을 간략하게 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 해수담수화 설비를 나타낸 도면이다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 고안의 일 실시 예에 따른 담수 및 소금생산이 가능한 선박(10)을 설명한다.

해수담수화 설비(100)는 도 1과 같이, 선박(10)의 내부에 설치될 수도 있으며, 간판에 설치될 수도 있다.

본 실시 예에 따른 해수담수화 설비(100)는 바닷물 순환튜브(101)가 스팀쿨러탱크(103)의 하부를 관통하고, 엔진 배출부(105)의 상부를 스프링 코일 형상으로 감싸 접촉시킨 후, 스팀수용탱크(102) 내부와 연결되도록 설치된다.

스팀수용탱크(102)는 스팀쿨러탱크(103)의 상부에 설치된다.

바닷물 순환튜브(101)는 스팀쿨러탱크(103)의 내부에서 충분한 열교환이 이뤄질 수 있도록 지그재그 형상으로 설치된다.

바닷물 순환튜브(101) 상에는 펌프(110)가 설치된다.

또한, 바닷물 순환튜브(101) 상에는 바닷물 순환튜브(101)의 압력이 일정치 이상상승했을 때, 바닷물 순환튜브(101) 상의 물을 배출시키기 위한 압력조절밸브(107)가 설치된다.

바닷물 순환튜브(101)의 일측단은 바다속에 잠겨 있도록 설치되며, 바닷물 순환 튜브(101)의 타측단은 스팀수용탱크(102)의 상부를 관통하여 스팀수용탱크(102) 내부와 연결된다. 바닷물 순환 튜브(101)의 타측단에는 다수의 노즐공(113a)이 형성된 분무파이프(113)가 설치된다.

스팀쿨러탱크(103)와 스팀수용탱크(102)는 제 1연결튜브(115)로 연결되어 스팀쿨러탱크(103)와 스팀수용탱크(102)의 내부가 서로 연통된다.

엔진 배출부(105)를 통해 선박 엔진(106)으로부터 고온의 폐열이 배출된다. 선박엔진(106) 및 엔진배출부(105)의 구성은 일반적인 선박의 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

스팀쿨러탱크(103)의 하부에는 담수 배출튜브(118)를 통해 연결된 담수저장탱크(119)가 설치된다. 담수저장탱크(119)는 일정높이의 측면에 수위유지용 파이프(120)를 구비한다. 또한, 담수저장탱크(119)는 하부에 저장된 담수를 사용하기 위한 수도꼭지기능을 하는 담수배출밸브(119a)를 구비한다.

펌프(110)에 의해 바닷물 순환튜브(101)의 일측으로부터 바닷물이 유입되어, 스팀쿨러탱크(103) 내부를 통과한 후, 엔진 배출부(105)의 폐열에 의해 바닷물이 히팅된다. 히팅된 바닷물은 분무파이프(113)의 노즐공(113a)을 통해 스팀수용탱크(102)에 분출된다. 스팀수용탱크(102) 내부로 분출된 바닷물 중 기화된 수증기는 제 1 연결튜브(115)를 통해 스팀쿨러탱크(103) 내부로 배출된다. 스팀쿨러탱크(103) 내부로 배출된 수증기는 스팀쿨러탱크(103)를 관통하는 바닷물 순환 튜브(101)의 차가운 바닷물과 만나 온도가 내려가면서 응축되어 담수로 변환된다. 스팀쿨러탱크(103) 내에서 생성된 담수는 담수 배출튜브(118)를 통해 담수저장탱크(119)에 배출되어 저장된다. 담수는 담수저장탱크(119)의 수위유지용 파이프(120)가 설치된 높이까지만 저장되고, 그 이상 유입되는 담수는 수위유지용 파이프(120)를 통해 외부에 배출된다. 선원들은 담수배출밸브(119a)를 개방시켜 담수를 사용할 수 있다.

본 고안에 따른 해수담수화 설비(100)는 해수를 담수로 변환할 수 있을 뿐 아니라, 해수로부터 소금결정체를 추출해 낼 수 있다.

이하에서는 본 실시 예에 따른 해수담수화 설비(100)로 소금결정체를 추출해 내기 위한 구성에 대해서 설명한다.

고염분 바닷물 배출튜브(121)는 스팀수용탱크(102)의 하부와 연결된다. 고염분 바닷물 배출튜브(121)는 엔진 배출부(105)의 하부에 코일 스프링 형상으로 감겨 접촉된다. 고염분 바닷물 배출튜브(121)는 스팀쿨러탱크(103)보다 낮은 위치에 설치된 소금발생탱크(123)의 하부를 관통하되, 스팀발생탱크(123) 내에 설치된 가열판(124)의 하면에 접촉되도록 설치된다.

소금발생탱크(123)를 관통한 고염분 바닷물 배출튜브(121)는 소금발생탱크(123)의 일정높이까지 연장된다. 고염분 바닷물 배출튜브(121)는 제 2 연결튜브(125)를 통해 소금발생탱크(123)의 내부로 연결된다. 제 2 연결튜브(125)는 고염분 바닷물 배출튜브(121)의 배출구(121b)의 높이보다 낮은 위치에 설치된다.

소금발생탱크(123)의 상단에는 증기가 배출되는 증기배출관(128)이 형성되고, 소금발생탱크(123)의 상단 일부는 개방되고, 개방된 상단 일부를 덮기 위한 도어(130)가 설치된다. 도어(130)는 슬라이딩 방식으로 소금발생탱크(123)의 개방된 상단을 덮을 수 있다.

상기한 구성에 따르면, 일정량의 수증기가 스팀쿨러탱크(103)로 배출되어 염분이 높아진 스팀수용탱크(102)의 고염분 바닷물이 고염분 바닷물 배출튜브(121)를 통해 배출되어 엔진배출부(105)의 폐열에 의해 히팅된다. 히팅된 고염분 바닷물은 소금발생탱크(123)의 하부를 거친 후, 제 2 연결튜브(125)를 통해 소금발생탱크(123)에 배출되어 수용된다. 소금발생탱크(123) 내부에 수용되는 고염분 바닷물은 고염분 바닷물 배출튜브(121)의 배출구(121b)의 높이까지만 채워진다. 고염분 바닷물은 도 2에 표시된 소금발생탱크(123)의 레벨포인트(P)까지 수용되고, 그 이후에는 고염분 바닷물 배출튜브(121)의 배출구(121b)를 통해 외부로 배출된다.

소금발생탱크(123) 내부의 고염분 바닷물은 히팅된 상태이기 때문에, 수증기가 생성되어 증기배출관(128)을 통해 배출됨으로써 고염분 바닷물로부터 소금결정체가 추출된다. 즉, 소금발생탱크(123)의 하부를 지나는 고염분 바닷물 배출튜브(121)에 의해 열에 의해 가열판(124)이 가열되어, 소금발생탱크(123) 내부에 수용된 고염분 바닷물이 가열판(124)의 열에 의해 지속적으로 열을 공급받아 히팅된 상태를 유지함으로써 수증기가 생성되어 증기배출관(128)을 통해 배출된다. 이에 따라, 소금발생탱크(123)에 저장된 고염분 바닷물의 염분농도는 높아지고, 고염분 바닷물의 수위가 소금발생탱크(123)의 레벨 포인트(P) 아래로 내려가 제 2 연결튜브(125)를 통해 고염분 바닷물이 유입되어 다시 고염분 바닷물의 수위가 레벨 포인트(P)에 이르게 된다. 이러한 과정이 지속적으로 일어나면 소금발생탱크(123) 내에는 소금결정체가 레벨포인트(P)까지 차게 되며, 더 이상 제 2연결튜브(125)를 통해 고염분 바닷물이 들어오지 않고 고염분 바닷물 배출튜브(121)의 배출구(121b)를 통해 외부로 배출된다. 이렇게 소금발생탱크(123)에서 생산된 소금결정체는 선원들이 도어(130)을 열어 소금결정체를 퍼내서 사용할 수 있다.

한편, 본 실시 예에 따른 해수담수화 설비(100)는 동파로 인한 설비의 손상을 방지하기 위해서 도 2와 같이, 선박 엔진(106) 및 엔진 배출부(105)의 일부를 제외한 모든 구성 요소에 단열재(A)가 감싸지도록 구성될 수 있다.

이상, 본 고안의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였으나, 본 고안은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 실용신안청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 고안에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 고안의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

101...바닷물 순환 튜브 102...스팀수용탱크
103...스팀쿨러탱크 105...엔진 배출부
106...선박 엔진 110...펌프
113a...노즐공 113...분무파이프
115...제 1연결튜브 118...담수 배출 튜브
119...담수저장탱크 119a...담수배출밸브
121...고염분 바닷물 배출튜브 123...소금발생탱크
125...제 2 연결튜브 128...증기배출관
130...도어 121b...배출튜브의 배출구

Claims (4)

1. 선박 엔진 및 상기 선박엔진에서 발생되는 폐열이 배출되는 엔진배출부를 구비한 선박 및, 상기 선박의 일측에 설치되어 해수를 담수로 변환하는 해수담수화 설비를 포함하며, 상기 해수담수화 설비는,
   스팀쿨러탱크;
   상기 스팀쿨러탱크의 상부에 설치된 스팀수용탱크;
   상기 스팀쿨러탱크를 관통하고, 상기 엔진배출부와 열교환되며 상기 스팀수용탱크의 내부와 연결되는 바닷물 순환튜브;
   상기 스팀쿨러탱크와 상기 스팀수용탱크를 연결하는 제 1 연결튜브;
   상기 스팀수용탱크로부터 배출되는 고염분 바닷물을 수용하며, 상부에 증기 배출관이 형성된 소금발생탱크;
   일측이 상기 스팀수용탱크와 연결되고, 상기 엔진배출부와 열교환되며 상기 소금발생탱크의 하부를 관통하는 고염분 바닷물 배출튜브; 및
   상기 고염분 바닷물 배출튜브와 상기 소금발생 탱크를 연통시키는 제 2 연결튜브를 포함하며,
   상기 바닷물 순환튜브로 유입된 바닷물은 상기 엔진배출부의 폐열에 의해 히팅되어 상기 스팀수용탱크에 배출되고, 상기 스팀수용탱크에 수용된 바닷물로부터 생성된 수증기가 상기 제 1 연결튜브를 통해 상기 스팀쿨러탱크로 이동된 후 상기 스팀쿨러탱크를 관통하는 바닷물 순환튜브 내의 차가운 바닷물에 의해 응축되어 담수가 생성되며,
   상기 스팀수용탱크로부터 배출된 고염분 바닷물은 상기 고염분 바닷물 배출튜브를 통해 상기 엔진배출부로부터 폐열을 공급받아 히팅되고, 상기 제 2 연결튜브를 통해 상기 소금발생탱크에 유입된 후 소금결정체가 형성되는 것을 특징으로 하는 담수 및 소금생산이 가능한 선박.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 해수담수화 설비는,
   상기 스팀쿨러탱크의 하부에 연통되도록 설치되어 상기 스팀쿨러탱크 내에서 생성된 담수를 수용하는 담수저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 담수 및 소금생산이 가능한 선박.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 소금발생탱크에 수용된 고염분 바닷물은 상기 소금발생탱크의 하부를 관통하는 상기 고염분 바닷물 배출튜브의 히팅된 고염분 바닷물의 열에 의해 히팅되어 지속적으로 수증기가 생성되는 것을 특징으로 하는 담수 및 소금생산이 가능한 선박.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 2 연결튜브의 설치위치는 상기 고염분 바닷물 배출튜브의 배출구의 위치보다 낮으며,
   상기 소금발생탱크에 수용되는 고염분 바닷물은 상기 고염분 바닷물 배출튜브의 배출구 높이까지만 수용되는 것을 특징으로 하는 담수 및 소금생산이 가능한 선박.

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