KR20130006052A

KR20130006052A - 태양열을 이용한 담수화 장치

Info

Publication number: KR20130006052A
Application number: KR1020110067863A
Authority: KR
Inventors: 정대영
Original assignee: 주식회사 제이 티 씨
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2013-01-16

Abstract

본 발명은 태양열을 이용한 담수화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양열 에너지로 해수를 가열하여 수증기를 발생시켜 이 수증기를 다시 응축하여 담수를 생산하는 친환경적인 담수화 장치에 관한 것이다.

본 담수화 장치는 태양열 집열판과 스케일 제거장치, 해수 저장조, 응축기, 냉각 수조(水槽)) 및 팬 쿨러를 포함한 구조로서, 태양열 집열판으로 해수를 가열한 후 해수 저장조에서 증발된 수증기를 응축기에서 응축하여 담수를 만드는 과정에서 가열된 응축용 냉각수를 팬 쿨러로 냉각하고, 아울러 집열판의 해수가 흐르는 관에 부착하는 이물질을 스케일 제거장치로 제거함으로서 담수화의 생산성을 향상시키는 매우 실용적이고 경제적인 효과가 있다.

담수화 장치, 태양열 집열판, 해수 저장조, 응축기, 냉각 수조, 팬 쿨러

Description

태양열을 이용한 담수화 장치{Freshwater Apparatus used Solar}

본 발명은 그린에너지인 태양열을 이용하여 해수에서 담수를 친환경적으로 생산하는 담수화 장치에 관한 것이다.

본 발명은 태양열을 이용하여 해수를 담수화시키는 장치에 관한 것이다.

종래에는 해수에서 담수를 생산하는 방식으로 증발법이나 막 여과법(역삼투압법)등이 사용되었으나, 상기 증발법은 대용량의 담수화시설에는 적합하나 화석연료를 에너지원(原)으로 많이 사용함으로서 생산원가가 증가하게 되며, 상기한 막 여과법을 사용할 경우 에너지 소비는 적으나 해수의 전(前)처리공정이 별도로 필요하고 유지비가 많이 드는 등의 단점이 있다.

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본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 이의 발명요지는 해수를 가열하는 태양열 집열판과 스케일 제거장치, 해수 저장조와 응축기 그리고 냉각 수조 및 팬 쿨러를 포함한 구조로서, 이는 주간에 태양열 집열판에 의해 해수에서 증발된 수증기를 담수로 응축되는 과정에서 열교환 되어 가열된 냉각수를 야간동안 팬 쿨러로 냉각시키고, 아울러 태양열 집열판의 해수가 흐르는 관에 부착하는 이물질을 스케일 제거장치로 제거하여 열효율을 높여 담수화의 생산성을 향상시키는 등의 특징이 있다.

본 발명은 태양열을 이용하여 해수에서 담수를 효율적으로 생산하는 담수화 장치에 관한 것이다. 이 담수화 장치는 종래의 증발법이나 막 여과법(역삼투압법)에 비하여 구조가 간단하고 유지 보수비가 적게 들며, 생산에너지로 태양열을 사용함으로서 생산비가 저렴하고 탄소 배출이 없는 그린 에너지를 사용함으로서 친환경적일 뿐만 아니라, 특히 해수를 응축시켜 담수를 생산하는 과정에서 가열된 냉각수를 팬 쿨러를 사용하여 밤의 기온차이로 냉각수의 온도를 낮추며, 스케일 제거장치를 사용하여 태양열 집열판의 해수가 흐르는 관에 부착하는 이물질을 제거함으로서 담수화의 생산성을 증대시키는 매우 실용적이고 경제적인 효과가 있는 것이다.

도 1은 태양열을 이용한 담수화 장치의 주간 사용 개요도이고,

도 2는 도1의 야간 사용 개요도이다.

본 발명은 그린에너지인 태양열을 이용하여 친환경적으로 생산할 수 있는 담수화 장치에 관한 것으로서, 이를 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 담수화 장치는 해수 유입관과 태양열 집열판과 해수 저장조, 응축기, 냉 각 수조 및 팬 쿨러(fan cooler)를 포함하되, 상기의 해수 유입관과 태양열 집열판과 해수 저장조 및 냉각 수조가 연결된 구조이다.

이를 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 담수화 장치(100)의 저단부에 설치된 해수 유입관(1)의 일측에는 해수 순환 펌프(12)와 해수 유입구(5)가 각각 설치되고 해수 유입관(1)의 타측단에 태양열 집열판(7)을 경사지게 설치하며, 상기한 태양열 집열판(7)의 하단부의 브러쉬(6)는 태양열 집열판(7)의 상단부에 있는 스케일 제거장치(8)의 와이어 로프에 조립되고 이 스케일 제거장치(8)의 후방에는 해수 저장조(9)가 설치된다. 상기 해수 저장조(9)의 상부에는 자켓(jacket)형태의 응축기(10)를 해수 저장조(9)와 일체되게 설치되고 이 응축기(10)의 내부에는 튜브 코일(11)이 내설되며, 또한 상기 응축기(10)의 하부 일측에는 담수 배출구(13)를 개재한 담수 저장조(14)가 설치된다. 상기한 해수 저장조(9)의 하측에 밸브(2)를 개재한 염수 배출구(3)가 형성되고, 해수 저장조(9)의 후측에는 냉각 수조(15)를 설치하되 이 냉각 수조(15)는 팬 쿨러(16), 응축기(10) 및 튜브 코일(11)이 연통되는 냉각수 순환 펌프(17) 그리고 밸브(18)가 구성된다.

본 담수화 장치(100)의 상기한 각 구성 요소들은 별도 설치된 전자 제어부(미도시)에 의해 자동으로 제어되는 구조이다.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

담수화 장치(100)의 저단부에 설치된 해수 유입관(1)의 일측단에 설치된 해수 순환 펌프(12)를 가동함으로서 해수가 해수 유입구(5)를 통해 유입하며 유입된 해수는 태양열 집열판(7)에 의해 뜨겁게 가열된 후 해수 저장조(9)에 유입되어 증발된다. 증발된 수증기는 상부에 설치된 응축기(10) 자켓의 차가운 표면과 튜브 코일(11)의 차가운 표면에서 응축되어 물방울이 생성된 후 물방울이 아래로 떨어져 담수 저장조(14)에 모여 담수 배출구(13)를 통해 배출된다. 그리고 해수 저장조(9)에 유입된 증발되지 못한 해수는 해수 순환 펌프(12)에 의하여 태양열 집열판(7)에서 재가열되어 증발을 반복하며 증발로 인하여 해수 저장조(9)의 수위가 떨어지면 전자 제어장치(미도시)에 의해 밸브(2)조작으로 해수 유입구(5)를 통하여 해수가 해수 저장조(9)에 보충된다.

상기의 해수는 많은 이물질(소금,프랑크톤 등)을 포함하고 있다. 따라서 이 이물질이 태양열 집열판(7)의 해수가 흐르는 관 내부에 부착되어 스케일(또는 파울링)이 생성되어 해수에 태양열이 효과적으로 흡수되는 것을 저해함으로 이를 제거하고자 태양열 집열판(7) 상단에 스케일 제거장치(8) 및 와이어 로프 휠(wheel)을 설치하고 스케일 제거장치(8)의 반대편인 태양열 집열판(7)하단에도 휠(wheel)을 설치한 후 상기 상, 하측 휠을 와이어 로프로 연결하고 이 로프에 브러쉬(6)를 설치하고 이 브러쉬(6)가 전자 제어장치(미도시)에 의하여 태양열 집열판(7)의 해수가 흐르는 관 내부를 왕복하게 하여 브러쉬(6)가 스케일을 효과적으로 제거하게 된다.

상기의 수증기가 응축되는 응축기(10)의 자켓 표면과 튜브 코일(11)의 표면에서 수증기가 응축되도록 냉각수를 냉각 수조(15)에서 냉각수 순환 펌프(17)로 응축기(10)의 자켓과 튜브 코일(11)에 공급하고 수증기를 응축하는 과정에서 열교환 으로 온도가 높아진 냉각 수조(15)의 냉각수의 열을 식히기 위하여 팬 쿨러(16)를 가동함으로서 냉각수를 신속하게 냉각시키는 방식으로 구성한 특징이 있다. 특히 담수화 장치(100)는 낮(주간)의 높은 태양열을 흡수하여 해수를 담수화 시키고 밤(야간)에는 낮은 기온으로 냉각수를 냉각시켜 낮의 담수화 과정에 냉매로 사용하는 것이 발명의 취지다.

도 1은 태양열을 이용한 담수화 장치의 주간 사용 개요도.

도 2는 도1의 야간 사용 개요도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 - 해수 유입관 2 - 밸브 3 - 염수 배출구

5 - 해수 유입구 6 - 브러쉬

7 - 태양열 집열판 8 - 스케일 제거장치 9 - 해수 저장조

10 - 응축기 11 - 튜브 코일 12 - 해수 순환 펌프

13 - 담수 배출구 14 - 담수 저장조 15 - 냉각 수조

16 - 팬 쿨러 17 - 냉각수 순환 펌프 18 - 밸브

100 - 담수화 장치

Claims

본 담수화 장치(100)의 저단부에 설치된 해수 유입관(1)의 일측에는 해수 순환 펌프(12)와 해수 유입구(5)가 각각 설치되고 타측에는 태양열 집열판(7)을 경사지게 설치하며 태양열 집열판(7)의 상단에 스케일 제거장치(8) 및 와이어 로프 휠(wheel)을 설치하고 스케일 제거장치(8)의 반대편인 태양열 집열판(7)하단에도 휠(wheel)을 설치한 후 상기 상, 하측 휠을 와이어 로프로 연결하고 이 로프에 브러쉬(6)를 설치하고 이 브러쉬(6)가 전자 제어장치(미도시)에 의하여 태양열 집열판(7)의 해수가 흐르는 관 내부를 왕복하게 하여 브러쉬(6)가 스케일을 효과적으로 제거하게 하며, 스케일 제거장치(8)의 후방에는 해수 저장조(9)가 설치하며, 해수 저장조(9)의 후측에는 냉각 수조(15)를 설치함을 특징으로 하는 태양열을 이용한 담수화 장치.
청구항1에 있어서, 상기 해수 저장조(9)의 상부에는 응축기(10)를 해수 저장조(9)와 일체되게 설치하고 이 응축기(10)의 내부에는 튜브 코일(11)을 내설하며, 상기 응축기(10)의 하부 일측에는 담수 배출구(13)를 개재한 담수 저장조(14)를 설치하고 상기 해수 저장조(9)의 하측에 밸브(2)를 개재한 염수 배출구(3)를 형성함을 특징으로 하는 태양열을 이용한 담수화 장치.
청구항1에 있어서, 해수 저장조(9)의 후측에 냉각 수조(15)를 설치하되 이 냉각 수조(15)는 팬 쿨러(16), 응축기(10) 및 튜브 코일(11)이 연통되는 냉각수 순환 펌프(17) 및 밸브(18)를 구성함을 특징으로 하는 태양열을 이용한 담수화 장치.