KR20100108875A - 폐열을 이용한 담수화장치 및 이에 따른 담수화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐열을 이용한 담수화장치 및 이에 따른 담수화방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발전기 등의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 담수화하도록 내부에 충진된 물을 가열 증발시키는 열교환 챔버와, 상기 열교환 챔버의 측면에 다단으로 설치되고 상기 열교환 챔버로부터 증발,전도,응축열에 의해 연속적으로 해수 및 오염수를 증발시켜 담수화시키는 다수개의 응축판과, 상기 응축판의 일측면에 부착되는 윅을 이용하여 해수 및 오염수를 공급하기 위한 분배탱크 및 임시 저장하는 헤드 탱크를 포함하여 구성된 소형 담수화장치로써, 소규모의 다중효용 담수화 설비의 구축이 가능하여 발전기를 통해 버려지는 폐열을 이용하여 식수 및 담수를 용이하게 확보하고, 그로 인해 상기 발전기의 총열효율이 향상되며, 또한 종래의 대규모 담수화 플랜트로부터의 수송비용 감소, 초기 담수설비의 투자비용 감소, 담수화장치의 운용/유지비 감소 및 담수화 설비의 유연성이 증대되는 특징이 있다.

폐열, 해수, 담수, 열교환 챔버, 윅, 응축판, 발전기

Description

폐열을 이용한 담수화장치 및 이에 따른 담수화방법{Freshwater equipment the utilization Exhaust Heat and Freshwater a method for The Same}

본 발명은 폐열을 이용한 담수화장치 및 이에 따른 담수화방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발전기 등의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 담수화하도록 내부에 충진된 물을 가열 증발시키는 열교환 챔버와, 상기 열교환 챔버의 측면에 다단으로 설치되고 상기 열교환 챔버로부터 증발,전도,응축열에 의해 연속적으로 해수 및 오염수를 증발시켜 담수화시키는 다수개의 응축판과, 상기 응축판의 일측면에 부착되는 윅을 이용하여 해수 및 오염수를 공급하기 위한 분배탱크 및 임시 저장하는 헤드 탱크를 포함하여 구성된 소형 담수화장치로써, 소규모의 다중효용 담수화 설비의 구축이 가능하여 발전기를 통해 버려지는 폐열을 이용하여 식수 및 담수를 용이하게 확보하고, 그로 인해 상기 발전기의 총열효율이 향상되며, 또한 종래의 대규모 담수화 플랜트로부터의 수송비용 감소, 초기 담수설비의 투자비용 감소, 담수화장치의 운용/유지비 감소 및 담수화 설비의 유연성이 증대되는 폐열을 이용한 담수화장치 및 이에 따른 담수화방법에 관한 것이다.

일반적으로 해수 및 오염수로부터 담수를 획득하기 위해서는 해수 및 오염수에 용존되어 있거나 부유하는 성분들을 용수 및 음용수 기준에 적합하도록 제거해야 하며, 해수담수화 방법에는 특수한 막을 이용하는 역 삼투법 및 전기투석법, 해수 및 오염수를 증기로 변화시켜서 담수화하는 증발법, 그 외에 냉동법, 태양열 이용법 등이 있다. 그러나 해수담수화에는 주로 증발법과 역 삼투법이 사용되고, 농담수 담수화에는 역삼투법과 전기투석법이 주로 사용되고 있다.

여기서, 상기 증발법은 지구상에서 발생하는 자연의 물순환 현상, 즉 해수면에서 증발한 수증기가 상승 대류권 상층부의 저온 분위기 중에서 응축하여 구름이 되고 다시 비의 형태로 지표 또는 해수면에 떨어지는 현상을 공학적으로 응용한 공법이다.

이때, 상기 증발법의 원리는 해수를 증발시키면 용매인 물은 증발하고, 용질인 소금은 잔류하는 성질을 이용하여 해수에서 담수를 분리한다. 이렇듯, 상기 증발법에는 증발 방법과 증기 재활용 방법에 따라 다단프래쉬법(Multi Stage Flash), 다중효용법, (Multi Effect), 증기압축법(Vapor Compression) 등으로 나누어진다.

또한, 상기 역 삼투법은 (Reverse Osmosis: RO)은 반투막(Semi-permeable Membrane)과 삼투압을 이용하여 해수에 용해되어 있는 용질을 제거하여 순도가 높은 담수를 얻는 프로세스를 말하며, 현재 상용화된 해수담수화 설비에서 MSF 및 MED와 함께 가장 많이 적용되는 담수화 기술이다.

그리고, 상기 역 삼투법은 동일한 양의 저농도 용액과 고농도 용액을 반투막(Semi-permeable Membrane)을 사이에 두면 시간이 지남에 따라 고농도 용액의 양 이 점점 증가하는 현상이 발생하고, 일정 시간이 지나면 더 이상 고농도 용액의 양이 증가하지 않고 평형상태에 이르게 된다. 이를 삼투현상(Osmosis) 이라고 하며, 평형상태에서의 고농도 용액과 저농도 용액의 수두 차를 삼투압(Osmotic Pressure)이라고 한다. 평형상태에서 고농도 용액 측에 삼투압 이상의 압력을 가하게 되면 고농도의 용액의 용매인 물은 막을 통과하여 저농도 용액 쪽으로 이동하고, 용질은 막을 통과하지 못하게 되는데, 이를 역삼투현상(Reverse Osmosis)라고 한다. 이와 같이 반투막(Semi-permeable membrane)을 이용하여 가압된 염수에서 용매인 물을 용질과 분리하는 프로세스를 말한다.

그런데, 상기 증발법은 해수를 가열하기 위해 별도의 열원이 따로 필요하고, 상기 역 삼투법은 가압에 필요한 압축일을 받기 위한 역삼투막의 비용이 고가이고, 유지/보수 비용이 많이 드는 단점이 있어 주로 대규모 담수화설비에 채택되는데, 그렇게 되면, 소형 담수화장치를 필요로 하는 도서지방 또는 개발도산국 등의 나라에서는 사용하지 못하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

발전기 등의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 담수화하도록 내부에 충진된 물을 가열 증발시키는 열교환 챔버와, 상기 열교환 챔버의 측면에 다단으로 설치되고 상기 열교환 챔버로부터 증발,전도,응축열에 의해 연속적으로 해수 및 오염수를 증발시켜 담수화시키는 다수개의 응축판과, 상기 응축판의 일측면에 부착되는 윅을 이용하여 해수 및 오염수를 공급하기 위한 분배탱크 및 임시 저장하는 헤드 탱크를 포함하여 구성된 소형 담수화장치로써, 소규모의 다중효용 담수화 설비의 구축이 가능하여 발전기를 통해 버려지는 폐열을 이용하여 식수 및 담수를 용이하게 확보하고, 그로 인해 상기 발전기의 총열효율이 향상되며, 또한 종래의 대규모 담수화 플랜트로부터의 수송비용 감소, 초기 담수설비의 투자비용 감소, 담수화장치의 운용/유지비 감소 및 담수화 설비의 유연성이 증대되는 폐열을 이용한 담수화장치 및 이에 따른 담수화방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 담수화장치는 소형 담수화장치를 필요로 하는 도서지방, 개발도산국 등 대규모의 담수화 플랜트를 설치할 수 없는 나라에 지원할 수 있는 폐열을 이용한 담수화장치 및 이에 따른 담수화방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 발전기의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 담수화하는 장치에 있어서,

상기 발전기와 동관으로 연결되고, 상기 발전기의 배기가스 폐열로 내부에 충진된 물이 가열 증발되는 열교환 챔버와;

상기 열교환 챔버의 전면에 다단으로 설치되고, 상기 열교환 챔버로부터 응축,전도,증발의 열전달 메커니즘에 의해 해수 및 오염수를 연속적으로 증발시켜 담수화시키는 다수개의 응축판과;

상기 다수개의 응축판 전면에 각각 접촉 설치되어 해수 및 오염수를 표면장력에 의해 이송시키는 윅과;

외부에서 관으로 연결되어 해수 및 오염수를 관을 통해 유입시켜 저장하는 헤드 탱크와;

상기 헤드 탱크에 연결된 관을 통해 해수 및 오염수가 내부에 유입되어 임시 저장된 뒤, 상기 윅에 해수 및 오염수가 공급되는 분배탱크;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 담수화장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 발전기의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 담수화하는 장치의 담수화방법에 있어서,

상기 발전기에서 동관을 통해 이송된 배기가스 폐열에 의해 열교환 챔버 내에 충진된 물을 가열하여 증발시키고, 상기 물의 수증기에 의해 열교환 챔버의 측면에 부착된 윅을 따라 흐르는 해수에 열을 가하여 증발시키며,

이때, 상기 윅은 다수개로 형성된 분배탱크 내에 각각 일측을 설치하여 윅의 표면장력에 의해 분배탱크 내에 저장된 해수 및 오염수를 이송시키고, 상기 분배탱크에는 외부에서 유입된 해수 및 오염수를 저장한 헤드 탱크에서 관을 통해 해수 및 오염수를 유입시키며,

상기 증발된 수증기는 일정간격 이격되어 다수개로 형성된 응축판 중 제 1단의 응축판 일측면에 접촉되면서 응축되고 이때의 응축열은 응축판을 통해 타 측면으로 전도되어 타 측면에 부착된 윅을 따라 흐르는 해수 및 오염수를 증발시키며,

상기 증발된 수증기는 제 2단의 응축판 일측면에 접촉하여 응축하고, 이때의 응축열은 응축판을 통해 타 측면으로 전도되어 타 측면에 부착된 또 다른 윅을 따라 흐르는 해수 및 오염수를 증발시키는 방식이 복수단으로 이루어져 버려지는 열을 최소화하며,

이때, 상기 다수개의 응축판 일측면에서 담수화된 응축수는 각각 응축판을 따라 하측으로 합수하고, 합수된 응축수는 각각 형성된 담수 유로를 따라 담수 탱크로 이송하여 저장하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 담수화방법에 관한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 폐열을 이용한 담수화장치 및 이에 따른 담수화방법은 발전기 등의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 담수화하도록 내부에 충진된 물을 가열 증발시키는 열교환 챔버와, 상기 열교환 챔버의 측면에 다단으로 설치되고 상기 열교환 챔버로부터 증발,전도,응축열에 의해 연속 적으로 해수 및 오염수를 증발시켜 담수화시키는 다수개의 응축판과, 상기 응축판의 일측면에 부착되는 윅을 이용하여 해수 및 오염수를 공급하기 위한 분배탱크 및 임시 저장하는 헤드 탱크를 포함하여 구성된 소형 담수화장치로써, 소규모의 다중효용 담수화 설비의 구축이 가능하여 발전기를 통해 버려지는 폐열을 이용하여 식수 및 담수를 용이하게 확보하고, 그로 인해 상기 발전기의 총열효율이 향상되며, 또한 종래의 대규모 담수화 플랜트로부터의 수송비용 감소, 초기 담수설비의 투자비용 감소, 담수화장치의 운용/유지비 감소 및 담수화 설비의 유연성이 증대되는 효과가 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 발전기의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 담수화하는 장치에 있어서,

상기 발전기와 동관으로 연결되고, 상기 발전기의 배기가스 폐열로 내부에 충진된 물이 가열 증발되는 열교환 챔버와;

상기 열교환 챔버의 전면에 다단으로 설치되고, 상기 열교환 챔버로부터 응축,전도,증발의 열전달 메커니즘에 의해 해수 및 오염수를 연속적으로 증발시켜 담수화시키는 다수개의 응축판과;

상기 다수개의 응축판 전면에 각각 접촉 설치되어 해수 및 오염수를 표면장력에 의해 이송시키는 윅과;

외부에서 관으로 연결되어 해수 및 오염수를 관을 통해 유입시켜 저장하는 헤드 탱크와;

상기 헤드 탱크에 연결된 관을 통해 해수 및 오염수가 내부에 유입되어 임시 저장된 뒤, 상기 윅에 해수 및 오염수가 공급되는 분배탱크;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 발전기의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 담수화하는 장치의 담수화방법에 있어서,

상기 발전기에서 동관을 통해 이송된 배기가스 폐열에 의해 열교환 챔버 내에 충진된 물을 가열하여 증발시키고, 상기 물의 수증기에 의해 열교환 챔버의 측면에 부착된 윅을 따라 흐르는 해수에 열을 가하여 증발시키며,

이때, 상기 윅은 다수개로 형성된 분배탱크 내에 각각 일측을 설치하여 윅의 표면장력에 의해 분배탱크 내에 저장된 해수 및 오염수를 이송시키고, 상기 분배탱크에는 외부에서 유입된 해수 및 오염수를 저장한 헤드 탱크에서 관을 통해 해수 및 오염수를 유입시키며,

상기 증발된 수증기는 일정간격 이격되어 다수개로 형성된 응축판 중 제 1단의 응축판 일측면에 접촉되면서 응축되고 이때의 응축열은 응축판을 통해 타 측면으로 전도되어 타 측면에 부착된 윅을 따라 흐르는 해수 및 오염수를 증발시키며,

상기 증발된 수증기는 제 2단의 응축판 일측면에 접촉하여 응축하고, 이때의 응축열은 응축판을 통해 타 측면으로 전도되어 타 측면에 부착된 또 다른 윅을 따라 흐르는 해수 및 오염수를 증발시키는 방식이 복수단으로 이루어져 버려지는 열 을 최소화하며,

이때, 상기 다수개의 응축판 일측면에서 담수화된 응축수는 각각 응축판을 따라 하측으로 합수하고, 합수된 응축수는 각각 형성된 담수 유로를 따라 담수 탱크로 이송하여 저장하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 담수화장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1의 A-A부분을 나타낸 측면도이고, 도 3은 도 2의 B부분을 나타낸 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 열교환 챔버를 나타낸 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 폐열을 이용한 담수화장치는 발 전기(70) 등의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 증발시켜 담수로 변환시키는 장치로써, 열교환 챔버(10)와, 분배탱크(20)과. 윅(30)과, 응축판(40)과, 헤드 탱크(60)로 구성된다.

상기 열교환 챔버(10)는 도 4에 도시한 바와 같이, 내부가 밀폐된 몸통으로 내부에 물을 충진하고, 상기 발전기(70) 등의 배기가스 폐열을 이용하여 충진된 물을 가열 증발시키며, 증발된 물의 수증기는 열교환 챔버(10)의 내부에서 외부에 열을 전달하여 응축이 되고, 상기 응축수는 다시 하측으로 흘러 배기가스 폐열에 의해 다시 증발되는 구조이다.

여기서, 상기 열교환 챔버(10)의 하단부 측면에는 발전기(70)에서 연결된 동관(80)이 관통 형성되고, 상기 동관(80)을 통해 발전기(70)의 배기가스가 열교환 챔버(10) 내로 이송되는 것이다.

이때, 상기 동관(80)은 발전기(70)에서 연결된 일측이 열교환 챔버(10)의 하부 측면으로 관통 연결되어 상기 열교환 챔버(10)의 폭 방향 내측으로 형성되다 다시 리턴되어 열교환 챔버(10)의 하부 측면 일단부(동관(80)이 관통된 부위 하측면)를 통해 다시 외부로 관통되고, 외부로 관통된 동관(80)은 배기가스를 대기로 방출한다. 즉, 상기 동관(80)의 형태는 "⊂" 형상으로써, 다수개로 형성되고, 상기 동관(80)은 열교환 챔버(10) 내의 물이 충진된 부위에 구비되어 상기 물을 배기가스의 폐열에 의해 증발시킨다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 응축판(40)은 열교환 챔버(10)의 전면에 복수 단으로 설치되고, 상기 열교환 챔버(10)로부터의 증발,응축,전도의 열전 달 메커니즘에 의하여 해수 및 오염수를 연속적으로 담수화시킨다.

여기서, 상기 응축판(40)은 강판(stainless steel plate)으로 구성되어 상기 윅(30)을 따라 이송되는 해수가 열교환 챔버(10)의 열에 의해 증발되고, 상기 증발된 해수의 수증기가 응축판(40)의 일측 표면에서 접촉하여 응축되어 담수로 변환시키는 구조이다. 상세한 담수화방법은 아래에서 기술한다.

이때, 상기 응축판(40)은 열교환 챔버(10)의 전면에서 일정간격 이격되어 다수개로 형성되고, 상기 응축판(40)과 응축판(40) 사이의 상단부에는 분배탱크(20)가 각각 설치된다.

또한, 상기 응축판(40)의 일단면에는 해수 및 오염수의 수증기가 응축되어 담수화된 담수가 표면을 따라 하측으로 합수(合水)되고, 상기 응축판(40)의 하측부에는 가장자리 방향으로 각각 합수된 담수가 외부에 형성된 담수 탱크(50)에 이송될 수 있도록 담수 유로가 형성된다.

상기 분배탱크(20)는 해수 및 오염수를 임시저장할 수 있는 구조로써, 상기 헤드 탱크(60)에 연결된 관을 통해 헤드 탱크(60) 내에 저장된 해수가 분배탱크(20) 내부에 유입되어 임시 저장되고, 본 발명에서 다수개로 형성되는 분배탱크(20)마다 하나의 윅(30)이 분배탱크(20) 내부 즉 해수와 접촉되도록 설치된다.

여기서, 상기 분배탱크(20)는 응축판(40)과 응축판(40) 사이의 상단부에 설치되고, 이때, 상기 분배탱크(20)는 해수 및 오염수를 저장하면서 윅(30)의 일측이 내부에 놓여지는 구조로써, 그 형태는 설계변경에 의해 다양하게 제작할 수 있기에 별도의 설명은 하지 않는다.

상기 윅(30)은 상기에서 기술했듯이, 다수개로 형성되어 각각의 분배탱크(20) 내부와 연결되어 윅(30)의 일측이 해수에 담기도록 설치되고, 이때, 상기 윅(30)은 열교환 챔버(10)와 응축판(40)의 사이 일단면에 접촉 부착하도록 그물망 형태로 형성되어 표면장력에 의해 해수 및 오염수를 일측으로 이송시킬 수 있는 구조이다.

여기서, 상기 윅(30)의 하측부에는 윅(30)을 따라 증발되고 남은 농염수가 외부에 배출되도록 연결부재(미도시)가 외부와 연결된다.

여기서, 상기 분배탱크(20)와 윅(30)과 응축판(40)는 담수량을 증가시키기 위해 열교환 챔버(10)의 전과 후면에 동시에 다수개로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 담수 탱크(50)는 각각의 응축판(40) 표면에 응축된 담수가 연결부재에 의해 이송되어 저장되는 저장탱크로써, 그 형태는 설계변경에 의해 다양한 구조로 제작할 수 있으므로 별도의 기술은 하지 않는다.

또한, 상기 담수 탱크(50)와 연결되는 관은 응축판(40)의 하측부와 연결되어 상기 응축판(40)의 표면에 응축된 담수가 표면을 따라 하측으로 합수(合水)되고, 이 합수된 담수가 관을 통해 담수 탱크(50)로 이송되는 것이다. 이때, 상기 관은 상기 응축판(40)의 하측부에 각각 연결되어 다수개를 이루는데, 상기 담수 탱크(50)에 연결하기 위해 하나의 관에 다수개의 관이 연결되는 구조이다.

도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 헤드 탱크(60)는 분배탱크(20)와 관으로 연결되어 해수 및 오염수를 분배탱크(20)에 이송시키고, 상기 헤드 탱크(60)의 일단부에는 외부의 해수가 헤드 탱크(60) 내에 펌프에 의해 유입되어 저장되도 록 관이 더 설치된다. 이때, 상기 헤드 탱크(60)는 해수가 저장되는 구조로 설계변경에 의해 제작할 수 있기에 별도의 구조적 특징을 기술하지 않는다.

상기에서 기술된 폐열을 이용한 담수화장치에 관한 담수화방법에 대해 이하에서 기술한다.

우선, 발전기(70)에서 배출되는 배기가스 폐열을 상기 발전기(70)와 연결된 동관(80)을 통해 이송시켜 열교환 챔버(10) 내에 충진된 물을 가열하여 증발시키고, 상기 물의 수증기에 의해 열교환 챔버(10)의 전면에 부착된 윅(30)을 따라 흐르는 해수 및 오염수를 가열하여 증발시켜 수증기를 발생시킨다.

그런 다음, 상기 해수 및 오염수가 증발된 수증기는 일정간격 이격되어 다수개로 형성된 응축판(40) 중 제 1단의 응축판(40) 일측면에 접촉되면서 응축되고, 이때의 응축열은 응축판(40)을 통해 타 측면(반대 측면)으로 전도되어 타 측면에 부착된 윅(30)을 따라 흐르는 해수 및 오염수를 가열하여 다시 수증기로 증발시킨다.

그리고, 다시 증발된 수증기는 제 2단의 응축판(40) 일측면에 접촉되어 응축되고, 이때의 응축열은 응축판(40)을 통해 타 측면으로 전도되어 타 측면에 부착된 또 다른 윅(30)을 따라 흐르는 해수 및 오염수를 가열하여 증발시킨다.

이런 과정을 상기 다수개의 응축판(40)에 맞춰 복수 단으로 행하여 다수개의 응축판(40)에 많은 양의 응축수를 발생시켜 해수 및 오염수를 담수화하는 것이다.

이때, 상기 윅(30)은 다수개로 형성된 분배탱크(20) 내에 각각 일측을 설치 하여 윅(30)의 표면장력에 의해 분배탱크(20) 내에 저장된 해수 및 오염수를 이송시키고, 상기 분배탱크(20)는 외부에서 유입된 해수 및 오염수를 저장한 헤드 탱크(60)에서 관을 통해 해수를 유입한다.

또한, 상기 다수개의 응축판(40) 일측면에서 담수화된 응축수는 각각 응축판(40)을 따라 하측으로 합수하고, 합수된 응축수는 각각 연결된 담수 유로를 통해 담수 탱크(50)로 이송하여 담수를 저장한다.

그리고, 상기 윅(30)을 따라 증발되고 남은 해수는 농염수(고농도의 염분으로 이루어진 해수)가 되어 윅(30)의 하단부에 연결된 연결부재(미도시)를 통해 외부로 배출한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 담수화장치를 나타낸 정면도이고,

도 2는 도 1의 A-A부분을 나타낸 측면도이고,

도 3은 도 2의 B부분을 나타낸 확대도이고,

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 열교환 챔버를 나타낸 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 열교환 챔버 20 : 분배탱크

30 : 윅 40 : 응축판

50 : 담수 탱크 60 : 헤드 탱크

70 : 발전기 80 : 동관

Claims (7)

1. 발전기(70)의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 담수화하는 장치에 있어서,

   상기 발전기(70)와 동관(80)으로 연결되고, 상기 발전기(70)의 배기가스 폐열로 내부에 충진된 물이 가열 증발되는 열교환 챔버(10)와;

   상기 열교환 챔버(10)의 전면에 다단으로 설치되고, 상기 열교환 챔버(10) 로부터 응축,전도,증발의 열전달 메커니즘에 의해 해수 및 오염수를 연속적으로 증발시켜 담수화시키는 다수개의 응축판(40)과;

   상기 다수개의 응축판(40) 전면에 각각 접촉 설치되어 해수 및 오염수를 표면장력에 의해 이송시키는 윅(30)과;

   외부에서 관으로 연결되어 해수 및 오염수를 관을 통해 유입시켜 저장하는 헤드 탱크(60)와;

   상기 헤드 탱크(60)에 연결된 관을 통해 해수 및 오염수가 내부에 유입되어 임시 저장된 뒤, 상기 윅(30)에 해수 및 오염수가 공급되는 분배탱크(20);

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 담수화장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 발전기(70)와 연결된 동관(80)은 일측이 열교환 챔버(10)의 하부 측면 으로 관통 연결되어 열교환 챔버(10)의 폭 방향 내측으로 길게 형성되다 다시 리턴되어 열교환 챔버(10)의 하부측면 일단부를 통해 관통되어 외부로 연결되고, 상기 형태의 동관(80)이 다수개 형성되며, 상기 열교환 챔버(10) 내의 동관(80)은 물이 충진된 부위에 형성되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 담수화장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 응축판(40)은 단수량을 최대한 늘리기 위해 열교환 챔버(10)의 전,후면으로 각각 복수 단으로 형성되고, 상기 응축판(40)은 윅(30)을 따라 이송되는 해수 및 오염수가 열교환 챔버로부터의 열전달에 의해 증발된 수증기를 표면에서 응축시켜 담수화시키는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 담수화장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 응축판(40)은 열교환 챔버(10)의 전,후면에서 일정간격 이격되어 다수개로 형성되고, 상기 분배탱크(20)는 응축판(40)과 응축판(40) 사이의 상단부에 설치되며, 상기 윅(30)은 다수개로 형성되어 일측이 분배탱크(20)의 내부에 설치되되, 하나의 윅(30)은 열교환 챔버(10)의 전면 전체면적에 접촉되고, 나머지 다수개의 윅(30)은 다수개의 응축판(40) 일측면에 각각 동일하게 접촉 설치되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 담수화장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 응축판(40)의 일단면에는 해수 및 오염수의 수증기가 응축되어 담수화된 담수가 표면을 따라 하측으로 합수(合水)되고, 상기 응축판(40)의 하측부에는 가장자리 방향으로 각각 합수된 담수가 외부에 형성된 담수 탱크(50)에 이송될 수 있도록 담수 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 담수화장치.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 윅(30)의 하측부에는 윅(30)을 따라 증발되고 남은 농염수가 외부에 배출되도록 연결부재에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 담수화장치.
7. 발전기(70)의 배기가스 폐열을 이용하여 해수 및 오염수를 담수화하는 장치의 담수화방법에 있어서,

   상기 발전기(70)에서 동관(80)을 통해 이송된 배기가스 폐열에 의해 열교환 챔버(10) 내에 충진된 물을 가열하여 증발시키고, 상기 물의 수증기에 의해 열교환 챔버(10)의 측면에 부착된 윅(30)을 따라 흐르는 해수에 열을 가하여 증발시키며,

   이때, 상기 윅(30)은 다수개로 형성된 분배탱크(20) 내에 각각 일측을 설치하여 윅(30)의 표면장력에 의해 분배탱크(20) 내에 저장된 해수 및 오염수를 이송시키고, 상기 분배탱크(20)에는 외부에서 유입된 해수 및 오염수를 저장한 헤드 탱크(60)에서 관을 통해 해수 및 오염수를 유입시키며,

   상기 증발된 수증기는 일정간격 이격되어 다수개로 형성된 응축판(40) 중 제 1단의 응축판(40) 일측면에 접촉되면서 응축되고 이때의 응축열은 응축판(40)을 통해 타 측면으로 전도되어 타 측면에 부착된 윅(30)을 따라 흐르는 해수 및 오염수를 증발시키며,

   상기 증발된 수증기는 제 2단의 응축판(40) 일측면에 접촉하여 응축하고, 이때의 응축열은 응축판(40)을 통해 타 측면으로 전도되어 타 측면에 부착된 또 다른 윅(30)을 따라 흐르는 해수 및 오염수를 증발시키는 방식이 복수단으로 이루어져 버려지는 열을 최소화하며,

   이때, 상기 다수개의 응축판(40) 일측면에서 담수화된 응축수는 각각 응축판(40)을 따라 하측으로 합수하고, 합수된 응축수는 각각 형성된 담수 유로를 따라 담수 탱크(50)로 이송하여 저장하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 담수화방법.

Images