KR20130090477A - Marine vertical multistage desalinator - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A multi-stage fresh water generator for a marine vertical type is provided to improve a fresh water production capability per a unit time by installing multiple evaporators up and down vertically. CONSTITUTION: A multi-stage fresh water generator (200) for a marine vertical type comprises multiple evaporators for evaporating seawater (320). Multiple evaporators are comprised perpendicularly in one container, and implement a miniaturization of the fresh water generator and a minimum of an establishment area. Multiple evaporators manufacture a lot of fresh water (280) per a unit calorie. The seawater for an evaporation injected into the evaporator is injected into the evaporator of an upper part, and releases a steam. The seawater for the evaporation is flowed into a second evaporator (230) of a lower part along a fluid path by gravity, and prevents a heat loss to an outside. A temperature of the seawater is increased to a lower part of the evaporator of a multi-stage, and an evaporation generation rate of the steam increases.

Description

선박용 수직형 다단 조수기{Marine vertical multistage desalinator}Marine vertical multistage desalinator

본 발명은 선박의 엔진열이나 엔진을 사용하는 해상 구조물 등으로 부터 생성되는 고온수를 사용하여 해수를 증발시켜 담수를 얻는 증발식 해수 조수 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한 개의 케이스 안에 다수개의 증발기를 상하 수직으로 구성하여, 선박이나 해양 구조물에의 조수기 설치 면적을 크게 감소시켜 효과적으로 설치될 수 있도록 하고, 단일 통 내부에 다수개의 증발기가 위치함으로써 외부로의 열손실을 차단하며, 다단의 흐름으로 해수 온도가 상승하게 되어 담수 제조량이 크게 증가하게 되는 에너지 절감형 다수개의 수직 다단 증발기와 응축기가 설치된 조수기에 관한 것이다. The present invention relates to an evaporative seawater tide device that obtains fresh water by evaporating seawater using hot water generated from an engine heat of a ship or an offshore structure using an engine. The evaporator is configured vertically and vertically, which greatly reduces the installation area of the water heaters on ships or offshore structures, and effectively installs them.The multiple evaporators are located inside a single cylinder to block heat loss to the outside. The present invention relates to an energy-saving multi-stage vertical multi-stage evaporator and a condenser in which the seawater temperature is increased by the flow, which greatly increases the freshwater production.

선박이나 해상 구조물에서는 일반적으로 보일러 급수, 장비 세척 및 냉각, 발라스트 수처리, 생활용수 등을 위하여 필수적으로 담수를 생산하는 조수기가 필요하게 된다. 통상 해수로 부터 담수를 제조하는 방식은 증발법, 역삼투압법, 냉동법, 전기투석법 등이 있다. 이 중 선박의 엔진열이나 해양구조물의 발전용 엔진열을 이용한 담수 제조방법은 증발법이며, 증발기를 1개 채용한 단효용, 그리고 담수량을 늘리기 위하여 여러개의 증발기를 적용한 다단효용 시스템으로 구분된다. 이 다단 조수기는 다중효용 증발법(Multieffect evaporation, MED)과 다단 플래시 증류법 (Multlstage flash distillation, MSF)으로 구분되며, 주로 대량의 담수를 제조하는 육상의 대형 담수시스템에 적용되고 있다. 반면, 해상 선박의 조수기는 단효용 시스템으로 되어 있으며, 선박의 담수 요구량이 크면 조수기의 증발기와 응축기의 전열면적이 크게 필요하게 되어 조수기의 크기가 대형화됨으로써 설치 면적을 크게 차지하는 문제를 갖게 된다.Ships and offshore structures generally require fresh water producers for boiler feedwater, equipment cleaning and cooling, ballast water treatment, and household water. In general, the method of preparing fresh water from seawater includes evaporation, reverse osmosis, freezing, and electrodialysis. Among these, the freshwater manufacturing method using engine heat of ship or engine heat for power generation of offshore structures is evaporation method, and it is divided into single-effect system employing one evaporator and multi-stage effector system using several evaporators to increase the fresh water. This multi-stage water tank is divided into multi-effect evaporation (MED) and multi-stage flash distillation (MSF), and is mainly applied to a large land freshwater system producing a large amount of fresh water. On the other hand, the water tank of the marine vessel is a single-effect system, and if the fresh water demand of the vessel is large, the heat transfer area of the evaporator and the condenser of the tank is large, and the size of the tank is large, which causes a problem of occupying a large installation area. .

먼저, 기존의 선박 엔진열을 열원으로 하는 단효용 조수기 시스템을 보면 도 1에서 보는 바와 같이 해수를 증발시키는 증발기(110), 증발된 수증기를 응축시키는 응축기(120), 증발기와 응축기 공간을 진공으로 만드는 이젝터(150), 그리고 응축기로 해수의 액적 유입을 방지하는 데미스터(Demister)로 구성된다. 그 원리는 선박 엔진으로 부터 생성된 약 60℃ 정도의 온수(130)가 증발기(110) 관 내부를 순환하면서 관 외부의 해수를 가열하여 수증기를 발생시킨다. 증발된 수증기는 상부의 데미스터를 거쳐 응축기 외표면에서 응축되어 담수(160)로 된다. 조수기에 유입되는 해수(140)는 먼저 응축기(120) 관내부에 주입되어 관외부의 수증기를 응축시켜 담수를 만들면서 온도가 상승하여 이젝터와 증발기에 주입된다. 이젝터(120)는 시스템의 압력을 진공으로 유지시켜 낮은 온도에서도 해수의 증발이 용이하도록 하는 기능을 한다.First, in the conventional single-effect water heater system using the ship engine heat as a heat source, as shown in Fig. 1, the evaporator 110 for evaporating sea water, the condenser 120 for condensing evaporated water vapor, the evaporator and the condenser space are vacuumed. Ejector 150 is made of, and a condenser (Demister) to prevent the inflow of seawater droplets into the condenser. The principle is that the hot water 130 of about 60 ° C generated from the ship engine circulates inside the tube of the evaporator 110 to heat the seawater outside the tube to generate water vapor. The vaporized water vapor is condensed on the outer surface of the condenser via the upper demister and becomes fresh water 160. The seawater 140 introduced into the water tank is first injected into the condenser 120, and condensed water vapor outside the pipe to make fresh water, and the temperature rises and is injected into the ejector and the evaporator. Ejector 120 functions to maintain the pressure of the system in a vacuum to facilitate the evaporation of sea water even at low temperatures.

또한, 육상에 적용되는 다중효용 증발법(MED)의 구조 및 원리는 도 3과 같이 단단 조수기와 달리 다수개의 증발기(410~430)가 연속적(Series)로 구성된다. 증발기가 3개인 3중 효용 MED(400)의 원리는, 엔진의 온수가 제 1 증발기의 내관으로 유입되어 관외부의 해수를 가열하여 수증기를 발생시킨다. 발생된 수증기는 제 1 증발기(410)에서 배관을 통하여 이송되어 측면에 가설된 제 2 증발기(420)의 관 내로 유입된다. 이 수증기는 제 2 증발기(420) 관 외부의 해수를 가열하여 다시 수증기를 생성하고 그 자신은 담수로 응축된다. 제 2 증발기에서 증발된 수증기는 배관을 통하여 제 3 증발기(430)로 주입되어 해수를 가열, 수증기를 추가 생성시키고 자신은 응축된다. 제 3 증발기에서 증발한 수증기는 최종적으로 응축기(440)에서 유입되는 해수에 의하여 담수가 된다. 이와 같이 제 1 증발기에 엔진자켓 온수의 주입으로 제 2 증발기와 제 3 증발기 그리고 응축기에서 담수를 얻게 되는 생산 수율이 높은 시스템이 되나 배관을 통한 해수기의 흐름으로 열에너지의 손실을 갖게 된다. In addition, the structure and principle of the multi-effect evaporation method (MED) applied to the land, unlike a single stage high pressure as shown in Figure 3, a plurality of evaporators (410 ~ 430) is composed of a series (Series). The principle of the triple-effect MED 400 having three evaporators, the hot water of the engine flows into the inner tube of the first evaporator to heat the sea water outside the tube to generate steam. The generated water vapor is transferred from the first evaporator 410 through the pipe and introduced into the pipe of the second evaporator 420 hypothesized on the side. This steam heats the seawater outside the second evaporator 420 tube to produce steam again and condenses itself into fresh water. The water vapor evaporated in the second evaporator is injected into the third evaporator 430 through a pipe to heat the seawater, generate additional water vapor, and condense itself. The water vapor evaporated in the third evaporator finally becomes fresh water by seawater introduced from the condenser 440. In this way, the injection of hot water from the engine jacket into the first evaporator results in a high yield system in which fresh water is obtained from the second evaporator, the third evaporator, and the condenser, but the loss of thermal energy is caused by the flow of the seawater through the pipe.

다단 플래시 증류법은 스팀과 같은 고온의 열수가 필요한 공정으로 도 4와 같이 주입된 해수가 연속(Series)으로 설치된 응축기(520)를 흐르면서 다수개의 증발기(510)에서 증발된 수증기를 응축시키고, 열교환기에서 스팀 등에 의하여 추가 가열된 후 증발기 하부로 유입된다. 증발기 하부에 유입된 해수는 연속된 다수개의 증발기를 거치면서 자체 증발하며 다량의 담수를 생산한다. MSF 방식은 60℃ 정도의 선박 엔진열 온수 공정에는 효율이 낮아 적용이 되지 않는 시스템이 된다. Multi-stage flash distillation is a process requiring high temperature hot water such as steam, and condensed water vapor evaporated from the plurality of evaporators 510 while flowing the condenser 520 installed in series as shown in FIG. In the bottom of the evaporator is further heated by steam or the like. The seawater introduced in the lower part of the evaporator passes through a plurality of consecutive evaporators and evaporates itself to produce a large amount of fresh water. The MSF method is a system that is not applicable to the ship engine heat hot water process of about 60 ℃ low efficiency.

이와 같이 다중효용과 다단 플래시 증류법은 단단 조수기와 동일한 열량의 주입에도 불구하고 다량의 담수를 얻을 수 있으나, 다수개의 증발기가 수평으로 설치됨으로 인하여 넓은 설치 면적이 필요하게 되어 선박에는 적용되지 않고 육상에 가설되고 있다. In this way, the multi-utility and multi-stage flash distillation method can obtain a large amount of fresh water despite the injection of the same amount of heat as the single stage water heater. However, since a large number of evaporators are installed horizontally, a large installation area is required. It is hypothesized.

선박의 경우 조수기는 주엔진실에 설치되며 이로 인하여 설치 허용 면적이 매우 협소한 문제를 갖고 있다. 해양구조물도 해양(Ocean)에 가설됨으로써 설치 면적의 제약을 크게 받고 있으며, 선박과는 달리 발전용 엔진이 다수개로 이루어져 있고 이들의 부하 변동이 심하여 온수의 생산량이 일정하지 않게 된다. 이러한 발전기의 냉각수를 이용하여 담수를 제조하는 증발식 조수기의 운전에는, 온수량에 따른 해수량 조절, 열량 조절, 염도 조절, 낮은 수율 등의 많은 문제를 갖게 된다. In the case of ships, the water tank is installed in the main engine room, which causes a very narrow installation allowable area. Offshore structures are also limited to the installation area by being installed in the ocean (Ocean), unlike ships are composed of a number of engines for power generation, the load fluctuations are so severe that the production of hot water is not constant. The operation of the evaporative water heater for producing fresh water using the cooling water of such a generator has many problems such as seawater control, calorie control, salinity control, and low yield according to the amount of hot water.

그러므로 선박용 조수기는 동일한 담수 제조 용량을 기준하여 설치 면적을 최소화 할 수 있고 열손실을 최소화 할 수 있는 새로운 조수기의 고안이 요구되고 있다.Therefore, a marine water tanker is required to devise a new water tanker that can minimize the installation area and minimize heat loss based on the same fresh water production capacity.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 통(Case) 안에 수직으로 다수개의 증발기를 설치함으로써 담수의 생산량은 다중효용과 동일하게 다량의 담수량을 얻는 반면, 설치 면적은 단효용과 동일하게 되는 컴펙트(Compact)한 공간 축소형 수직형 조수장치를 제공하는 데 있다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention by installing a plurality of evaporators vertically in one casing (Case), while the production of fresh water to obtain a large amount of fresh water in the same way as multi-utilization, The installation area is to provide a compact space-reduced vertical tidal device which is the same as the single effect.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기 실시에에 의하여 설명될 것이며, 특허청구범위의 수단 및 조합에 의하여 실현될 수 있을 것이다. Other objects and advantages of the present invention will be described by the following embodiments, which may be realized by means and combinations of the claims.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 선박의 증발식 해수 조수기에 있어서, 해수가 증발되는 제 1 증발기; 증발된 수증기가 상부로 유동하여 해수를 다시 가열 증발시키는 상부의 제 2 증발기; 제 2 증발기에서 증발된 수증기가 상부로 유동하여 해수를 재가열 시키는 제 3 증발기; 증발된 수증기가 응축되는 응축기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention as a means for solving the above problems, in the evaporative seawater tanker of the vessel, the first evaporator to the seawater evaporated; An upper second evaporator for evaporating water vapor flowing upwards to heat evaporate the seawater again; A third evaporator for reheating the sea water by flowing water vapor evaporated in the second evaporator to the upper portion; Evaporated water vapor is characterized in that it comprises a condenser to condense.

또한, 상기 제 2 증발기는 제 1 증발기에서 증발한 수증기가 관 내부를 흐르면서 관 외부의 해수를 가열하며, 상기 제 3 증발기는 제 2 증발기에서 증발한 수증기가 관 내부를 흐르면서 관 외부의 해수를 가열하여 수증기를 발생시키는 것을 특징으로 한다 In addition, the second evaporator heats the seawater outside the tube while the water vapor evaporated in the first evaporator flows inside the tube, and the third evaporator heats the seawater outside the tube while the water vapor evaporated in the second evaporator flows inside the tube. It characterized in that to generate water vapor

또한, 제 1 증발기의 상부에는 선박의 유동으로 해수가 제 2 증발기 관 내부로 유입되지 않도록 2중의 유로와 해수 회수 격막이 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper portion of the first evaporator is characterized in that the dual flow path and seawater recovery diaphragm is configured so that the seawater does not flow into the second evaporator tube by the flow of the vessel.

또한, 제 3 증발기 관 외부의 해수는 증발관 내부의 수증기에 의하여 수증기를 분출하고 온도가 상승된 후 중력에 의하여 제 2 증발기로 유입되며, 제 2 증발기의 해수는 수증기를 방출 후 온도가 상승하여 제 1 증발기로 유입되므로써, 증발기 내부 해수 온도 상승을 위한 에너지 소요량이 감소하게 되며 단위 시간당 담수 생산 능력이 크게 증가하게 되는 특징을 갖는다.In addition, the sea water outside the third evaporator tube ejects water vapor by the water vapor inside the evaporator tube, and after the temperature rises, enters the second evaporator by gravity, and the sea water of the second evaporator rises after the water vapor is discharged. By entering the first evaporator, the energy requirement for increasing the seawater temperature inside the evaporator is reduced and the fresh water production capacity per unit time is greatly increased.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 선박의 엔진열과 같이 온수를 사용하여 해수를 증발시켜 담수를 얻는 증발식 조수기에 있어서, 다수개의 증발기를 상하 수직으로 설치함으로써 단위 시간당 담수 생산 능력을 크게 증가시킬 수 있는 반면, 소요되는 설치 면적은 증발기와 응축기가 한개씩인 단단 조수기의 면적만이 필요하게 된다. 이는 장치 설치면적에 제약을 갖는 선박이나 해상 구조물에 매우 효과적인 장치 기술이다. As described above, the present invention, in the evaporative water tanker to obtain fresh water by evaporating the sea water using hot water, such as the engine heat of the vessel, by installing a plurality of evaporators vertically up and down to greatly increase the fresh water production capacity per unit time On the other hand, the required installation area requires only the area of a single stage water tank with one evaporator and one condenser. This is a very effective device technology for ships or offshore structures with limited installation area.

또한, 외부에 노출된 배관을 통한 수증기의 흐름이 없으므로 열손실을 막아 시스템 효율을 크게 높일 수 있으며, 해수가 상부 증발기로 하부 증발기로 이동하면서 해수가 가열되어 포화 증발온도에 근접하게 되므로 담수생성량 증가와 초기 담수 생산력이 빨라지는 효과를 제공한다.In addition, since there is no flow of water vapor through the pipes exposed to the outside, the system efficiency can be greatly improved by preventing heat loss, and as the seawater moves from the upper evaporator to the lower evaporator, the seawater is heated to approach the saturated evaporation temperature, thereby increasing the freshwater production amount. And early freshwater productivity.

이 발명은 기존 온수를 사용하는 선박용 단단 시스템과 비교하여 동일한 온수 열량과 동일한 면적을 기준할 때, 수직형 3중 효용의 경우 2.7배의 담수가 얻어지는 선박용 조수기로는 매우 유용한 발명이다.This invention is a very useful invention as a marine water tanker that obtains 2.7 times of fresh water in the case of vertical triple use based on the same hot water calories and the same area compared to a ship single stage system using hot water.

도 1은 선박 엔진 온수를 이용한 단단 조수기의 실시 예를 도시한 시스템도
도 2는 본 발명에 따른 실시 예로 수직형 다단 증발기를 채용한 일체형 조수기를 도시한 시스템도
도 3은 육상의 다중효용 증발기의 실시 예를 도시한 시스템도
도 4는 육상의 다단 플래시 증류법의 실시 예를 도시한 시스템도
1 is a system diagram showing an embodiment of a single stage water tanker using a marine engine hot water
2 is a system diagram showing an integrated water dispenser employing a vertical multi-stage evaporator according to an embodiment of the present invention.
3 is a system diagram showing an embodiment of an onshore multi-effect evaporator
4 is a system diagram showing an embodiment of onshore multistage flash distillation

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 조수기 내 다수개의 증발기를 단일 용기(Case) 내에 다단으로 구성함으로써 소형화 및 설치 면적을 최소화하고 열손실을 극소화하여, 보다 많은 양의 담수를 얻을 수 있도록 하는 선박용 조수장치를 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention consists of a plurality of evaporators in a water tank in a single casing (Case) by miniaturizing and minimizing the installation area and minimizing heat loss for ships to obtain a greater amount of fresh water It is to provide a tidal device.

이하에서는, 첨부 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 성능이 향상된 저압 증발식 조수기를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figure 2 will be described in detail the low-pressure evaporator is improved performance according to a preferred embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 조수기는 쉘 케이스(Shell case, 200), 제1 증발기(220), 제2 증발기(230), 제 3증발기(240), 응축기(250), 이젝터(300), 데미스터 및 분리격막(260), 해수 회수유로(270), 해수펌프(290), 담수펌프(310)로 이루어 진다. 그 구조는 한개의 케이스(200) 내부에 상부로 부터 응축기, 제3 증발기, 제2 증발기, 제1 증발기가 위치하며, 증발기와 응축기는 다수개의 관(Tube) 다발로 제작된다. As shown, the vertical type water purifier according to the present invention is a shell case 200, a first evaporator 220, a second evaporator 230, a third evaporator 240, a condenser 250, an ejector ( 300), the demister and the separator 260, seawater recovery passage 270, consists of a seawater pump 290, fresh water pump (310). The structure is located in the case 200 from the top of the condenser, the third evaporator, the second evaporator, the first evaporator is located, the evaporator and the condenser is made of a plurality of tubes (Tube) bundle.

동작 원리를 보면, 해수(320)는 해수펌프(290)에 의하여 바다로 부터 유입되어 응축기를 거쳐 대부분의 해수는 이젝터(300)로 흐르고, 일부는 조수기의 제3 증발기(240)로 유입된다. 해수는 응축기(230)를 거치면서 제3 증발기에서 최종 증발한 수증기를 응축시킨다. 이젝터에서는 고속의 해수가 조수기 본체의 공기를 흡입하여 조수기의 압력이 저압이 유지되도록 한다. Referring to the operating principle, the sea water 320 is introduced from the sea by the sea water pump 290 through the condenser most of the sea water flows to the ejector 300, and some of the water is introduced into the third evaporator 240 of the water tank. . The seawater condenses the water vapor finally evaporated in the third evaporator while passing through the condenser 230. In the ejector, high-speed seawater sucks air in the body of the water tank so that the pressure of the water tank is maintained at a low pressure.

선박 엔진의 온수(210)는 제1 증발기(220)의 관 내부로 유입되어 관외부의 해수를 증발시켜 수증기를 방출시킨 후 배출된다. 증발된 수증기는 상부에 위치한 데미스터와 격막(260)을 따라 흘러 제2 증발기(230) 내부 관으로 흐르면서 제2 증발기 외부의 해수를 가열하여 제2 수증기를 발생시키고 자신은 응축되어 담수가 된다. 이 때 수증기의 잠열인 539kcal/kg 열량만큼 해수를 증발시키고, 수증기는 이 잠열을 잃으면서 액체인 물이 된다.The hot water 210 of the ship engine is introduced into the tube of the first evaporator 220 and is discharged after discharging the water vapor by evaporating the sea water outside the tube. The evaporated water vapor flows along the demister and the diaphragm 260 located in the upper portion and flows into the inner tube of the second evaporator 230 to heat the seawater outside the second evaporator to generate the second water vapor, which is condensed and becomes fresh water. At this time, the seawater is evaporated by 539 kcal / kg of heat, which is the latent heat of steam, and the steam becomes liquid water while losing this latent heat.

제2 증발기에서 증발된 수증기는 다시 상부에 위치한 격막(270)을 따라 흘러 제3 증발기(240) 내부 관으로 흐르면서 제3 증발기 외부의 해수를 가열하여 제3 수증기를 발생시키고 자신은 응축되어 담수가 된다.The water vapor evaporated from the second evaporator flows again along the upper diaphragm 270 to the inner tube of the third evaporator 240 and heats the seawater outside the third evaporator to generate third water vapor and condenses itself into fresh water. do.

제3 증발기에서 발생된 수증기는 상부에 위치한 격막을 통과한 후 최종 응축기(250)에서 냉각되어 담수가 된다.The water vapor generated in the third evaporator passes through the diaphragm located above and is cooled in the final condenser 250 to become fresh water.

한편, 파도에 의하여 선박 조수기 내부의 해수는 롤링(Rolling) 등의 유동이 발생하게 되어 격막이 없으면 해수가 담수와 섞이는 문제가 발생하게 된다. 모든 선박용 단단 조수기에는 이러한 혼합을 막기 위하여 격막에 의한 증기 유로가 형성되어 있다. 본 발명에서는 이러한 격막에 해수 회수 유로(270)를 가설하여 해수가 담수와 섞이는 것을 차단하였다. On the other hand, the seawater inside the ship's water tank due to the waves will cause a flow such as rolling (rolling), so that there is a problem that the seawater is mixed with fresh water without a diaphragm. In all marine single stage steamers, a vapor flow path is formed by a diaphragm to prevent such mixing. In the present invention, a seawater recovery passage 270 is installed in the diaphragm to prevent seawater from mixing with fresh water.

증발기에 유입되는 해수의 흐름을 보면, 해수 펌프(290)로 부터 유입된 해수(320)는 먼저 응축기를 거친 후 제3 증발기(240)에 유입되어 일부 물이 증발하고 온도가 상승하여 하부에 위치한 제2 증발기로 통로(310)를 통하여 흘러 내린다. 제2 증발기에서 추가로 수증기를 방출한 해수는 포화온도에 근접한 온도가 되어 하부에 위치한 제1 증발기로 중력에 의하여 통로(310)로 흘러 내린다. 또한, 각 증발기에서 생성된 담수(280)는 담수 펌프(310)에 의하여 포집된다.Looking at the flow of seawater flowing into the evaporator, the seawater 320 introduced from the seawater pump 290 first passes through the condenser and then flows into the third evaporator 240 so that some water evaporates and the temperature rises. It flows down through the passage 310 to the second evaporator. The seawater further discharged by the second evaporator becomes a temperature close to the saturation temperature and flows down into the passage 310 by gravity with the first evaporator located below. In addition, fresh water 280 generated in each evaporator is collected by a fresh water pump 310.

만약, 증발기가 2개인 2단 조수기라면 제2 증발기(230)에서 증발한 수증기는 바로 응축기로 주입되어 담수화 될 것이다.If the two evaporator is a two-stage water vaporizer, the water vapor evaporated from the second evaporator 230 will be directly injected into the condenser and desalted.

<담수 생산량 비교>Freshwater Production Comparison

단단 조수기와 본 발명에 의한 조수기의 담수 생성량을 비교하면 다음과 같다.Comparing the fresh water generation amount between the single stage water tank and the water tank according to the present invention is as follows.

증발기가 1개인 단단 조수기의 담수 생산량은 증발기에 엔진 냉각수에서 시간당 5,390kcal의 열량이 공급된다면, 물의 증발열이 1kg당 539kcal이므로 담수는 10kg/h가 얻어지게 된다. If the fresh water output of a single evaporator with one evaporator is 5,390 kcal / hour of heat from the engine cooling water in the evaporator, 10 kg / h of fresh water is obtained since the heat of evaporation of water is 539 kcal / kg.

본 발명에 의한 다단 조수기의 이론적 담수 생성량을 보면, 증발기가 3개인 3단 조수기의 제1 증발기에 엔진 냉각수로부터 시간당 5,390kcal의 열량이 공급된다면, 물의 증발열이 1kg당 539kcal이므로 According to the theoretical freshwater generation amount of the multi-stage water tank according to the present invention, if 5,390 kcal of heat per hour is supplied from the engine cooling water to the first evaporator of the three-stage water tank, the evaporation heat of water is 539 kcal per kg.

. 제1 증발기의 증발량(320) : 10kg/h. Evaporation amount 320 of the first evaporator: 10 kg / h

. 증발 수증기에 의한 제2 증발기의 증발량(340) : 10kg/h. Evaporation amount of the second evaporator 340 by evaporation steam: 10 kg / h

→ 제1 증발기의 수증기가 제2 증발기에서 응축되어 담수(340) : 10kg/h   ¡Æ the water vapor of the first evaporator is condensed in the second evaporator, resulting in fresh water (340): 10 kg / h

. 제2 증발기에서 증발한 수증기에 의한 제3 증발기의 증발량 : 10kg/h. Evaporation amount of the third evaporator by the water vapor evaporated in the second evaporator: 10kg / h

→ 제3 증발기에서 응축 담수 생성량(350) : 10kg/h        ¡Æ condensed freshwater generation in the third evaporator (350): 10 kg / h

. 최종 응축기의 응축량(360) : 10kg/h. Condensation amount of the final condenser (360): 10 kg / h

그러므로 증발기가 3개인 3단 증발식 조수기의 총 담수 생성량은 담수 340, 350, 360을 합한 30kg/h가 된다. 이는 종래 일중효용 조수기의 3배가 되는 담수량이 얻어지는 것이며, 만약 열손실을 10%로 간주한다면 27kg/h로 2.7배가 된다.Therefore, the total freshwater production of the three stage evaporator with three evaporators is 30 kg / h, which is the sum of fresh water 340, 350 and 360. This is the amount of fresh water that is three times that of the conventional single-use water tanker, and if the heat loss is regarded as 10%, it is 2.7 times at 27 kg / h.

본 발명에 의한 증발기는 2단, 3단, 4단 등 다수개의 증발기를 적용할 수 있으며, 단단 조수기와 동일한 면적으로 2단 증발기의 경우 담수 생성량은 1.8배, 4중효용은 3.6배 등으로 증가된 담수를 얻게 된다. The evaporator according to the present invention can be applied to a plurality of evaporators, such as two stages, three stages, and four stages.In the same area as the single stage water dispenser, the two stage evaporator has a fresh water generation amount of 1.8 times and quadruple effect of 3.6 times. Fresh water is obtained.

도 3과 도 4는 종래의 다중효용과 다단 플래시 증발 조수기의 도면을 나타내는 것으로 제1 증발기, 제2 증발기, 제3증발기, 응축기가 각기 연속적으로 구성되어 있다. 이는 담수 생성량은 증가하나 설치 공간이 크게 요구되고 열손실이 발생되는 문제를 지니고 있다.3 and 4 show a diagram of a conventional multi-effect and multi-stage flash evaporator, in which a first evaporator, a second evaporator, a third evaporator, and a condenser are continuously configured. This has the problem that the amount of fresh water is generated but installation space is greatly required and heat loss is generated.

본 발명의 사상은 선박이나 해상 구조물의 조수기에 있어 한 개의 용기에 수직으로 다수개의 증발기와 응축기가 구성됨으로써 소형화가 가능하도록 하여 공간의 제약을 받는 선박 등에 용이하게 적용될 수 있도록 창안한 것으로, 용량의 증가에 따라 상하로 다수개의 증발기 가설이 가능하며, 단일 용기 다중효용 조수기 세트(Set)를 병렬로 연결하여 담수 생성 용량을 증가시킬 수 있는 사상을 포함하는 것이다. The idea of the present invention is to create a miniaturization by allowing a large number of evaporators and condensers in one vessel in the water tank of the vessel or offshore structure, so that it can be easily applied to ships that are limited by space, capacity It is possible to hypothesize a number of evaporator up and down with the increase of, and includes the idea to increase the freshwater generation capacity by connecting a single vessel multi-effect air conditioner set in parallel.

이상에서 본 발명의 실시 예를 중심으로 기술하였으나, 본 발명의 사상을 응용한 증발식과 역삼투압식의 혼합형에의 적용 등 각종 변형된 기술은 청구범위에서 정의하는 기술사상의 범주인 단일 용기 내 다수 다단 증발기 구조 및 원리에 포함된다는 것을 밝혀둔다. Although described above with reference to the embodiments of the present invention, various modified technologies, such as the application of a mixed type of evaporation and reverse osmosis applied the spirit of the present invention, many within a single container which is a category of technical idea defined in the claims. It is noted that it is included in the multi-stage evaporator structure and principle.

또한, 본 발명은 선박용 뿐만 아니라, 설치 공간의 제약을 받는 육상용에도 널리 적용될 수 있음은 자명한 일이다.In addition, it is obvious that the present invention can be widely applied not only for ships, but also for land use, which is restricted in installation space.

100: 단단조수기 110: 증발기 120; 응축기
130: 엔진 온수 140,290: 해수펌프 150,300; 이젝터
160,280; 담수 170; 데미스터 200; 수직형 다단 조수기
210; 엔진온수 220; 제1 증발기 230; 제2 증발기
240; 제3 증발기 250; 응축기 260; 데미스터 및 격막
270; 해수 회수 유로 310; 해수 강하 유로 320; 해수
330; 담수펌프 400; 다중효용 증발 담수기 410,420,430; 증발기 440; 응축기 500; 다단 플래시 담수기 510; 증발기
520; 응축기
100: forging water heater 110: evaporator 120; Condenser
130: engine hot water 140,290: seawater pump 150,300; Ejector
160,280; Freshwater 170; Demister 200; Vertical Multistage Tanker
210; Engine hot water 220; First evaporator 230; Second evaporator
240; Third evaporator 250; Condenser 260; Demister and Diaphragm
270; Seawater recovery passage 310; Seawater descent Euro 320; sea water
330; Fresh water pump 400; Multi-effect evaporative desalers 410,420,430; Evaporator 440; Condenser 500; Multi-stage flash freshener 510; evaporator
520; Condenser

Claims (2)

선박이나 해상구조물에서 담수를 제조하는 증발식 조수기에 있어서, 해수를 증발시키는 다수개의 증발기를 한 개의 단일 용기에 수직으로 구성하여 조수기의 소형화, 설치 면적의 극소화, 그리고 단위 열량 당 많은 양의 담수를 생산하는 것을 특징으로 하는 조수장치.In evaporative water tanks that produce fresh water from ships or offshore structures, multiple evaporators that evaporate sea water are constructed vertically in one single vessel, miniaturizing the water tanks, minimizing the installation area, and producing a large amount per unit calorie. A tidal device characterized by producing fresh water. 제 1항에 있어서, 증발기에 주입되는 증발용 해수는 제일 상부의 증발기에 주입되어 수증기를 방출하고, 하부의 제2 증발기로 유로를 따라 중력에 의하여 유입됨으로써 외부로의 열손실을 막고, 다단의 증발기 하부로 갈수록 해수의 온도가 상승되어 수증기의 증발 발생량이 증가하는 특징을 갖는 조수기The method of claim 1, wherein the evaporated seawater injected into the evaporator is injected into the evaporator of the uppermost to release water vapor, and by the gravity flows along the flow path to the lower second evaporator to prevent heat loss to the outside, Water tank which has the characteristic that the temperature of sea water rises toward the lower part of the evaporator and the evaporation amount of water vapor increases.
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