KR20130141842A - 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치 - Google Patents

친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해수가 증발하여 증기가 응축되는 응축면을 친수성 패널로 형성하여, 응축수의 물방울형태가 퍼지면서 접촉각이 작아지도록 함으로써, 다단으로 상호간 이격배치된 효용단 상호간에 있어서, 증발된 증기가 응축되기 위한 확산거리를 좁힐 수 있어 응축량을 증가시킬 수 있도록 하며, 상기 다수의 효용단 상호간을 평행하게 유지할 수 있는 구조를 가짐으로써, 담수와 해수 상호간의 섞이는 문제점이 발생되지 않는 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치에 관한 것이다.

Description

친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치{Multi Effect Distiller with hydrophilic panel using Solar Thermal Energy}
본 발명은 증발된 증기가 응축되기 위한 확산거리를 감소시켜 응축량을 증가시킬 수 있으며, 해수와 담수가 섞이지 않는 설치구조를 가지는 다중효용 담수화장치에 관한 것이다.
개발도상국, 도서지역, 오지 등의 식수/담수 확보뿐만 아니라 및 전 세계적인 수자원 확보는 인류가 당면한 가장 큰 과제 중 하나이다.
이를 위해, 바닷물에 녹아있는 염을 제거하여 식수를 만드는 해수담수화 기술중에서 기존에는 증발법, 막여과법 등의 대용량 담수설비가 이용되어 왔지만, 이런 대용량 담수화 기술들은 초기 구축비용 및 유지관리비가 과다하여 도서지역 등과 같은 소용량을 필요로 하는 소규모 담수화장치에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 기존의 담수화 방법은 화석에너지를 에너지원으로 사용하기 때문에 고유가로 인한 고비용과 환경오염의 문제가 발생하여 대체 친환경 에너지의 사용이 요구되고 있다.
더불어, 상기 증발법 중 증발되는 해수의 응축열을 이용하는 다중 효용확산증류법의 경우, 다단으로 설치되는 확산층의 간격을 크게 하면 확산저항이 증가하여 응축효율이 저하되는 문제점이 있었다.
더불어, 확산층 간격의 축소를 위해 다수 효용단간의 간격을 너무 좁히게 되면, 전면에서 흐르는 해수와 후면에 응축되는 담수가 상호간 섞일 수 있기에, 확산거리의 제약이 발생했다.
더불어, 상기와 같은 해수와 담수가 섞이는 것은 다수 효용단간의 간격이 좁을 때와 더불어, 상기 다수 효용단 상호간의 수평을 이루지 않거나, 또는 효용단이 변형되는 경우에도, 해수와 담수가 섞이는 오염문제가 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상호간 소정간격 이격설치되는 다중 효용단에 있어서, 효용단의 플레이트 재질을 친수성 재질로 형성함으로써, 효용단 상호간의 이격거리를 협소하게 하여, 증발된 증기가 응축되기 위한 확산거리가 좁아져 응축량을 증가시킬 수 있도록 하고자 하며,
또한, 본 발명은 상호간 소정간격 이격설치되는 다수 효용단 상호간이 평행으로 설치될 수 있는 구조를 가지도록 함으로써, 공급된 해수와 응축된 담수간 섞이는 문제점이 발생하지 않도록 한 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 태양열을 열원으로 해수를 증발시켜 응축된 담수를 집수하는 태양열증류부(10); 상기 태양열증류부(10)의 일측에 설치되며, 증발되는 해수가 표면에 맺혀 담수로 낙하되는 플레이트(21)와, 증발되는 해수에서 발생되는 응축잠열을 통해 해수를 증발시키는 윅(22)으로 구성된 다수의 효용단(20)이 상호간 연속배열되어 이루어지는 다중효용 담수부(30); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 해수가 응축되는 응축면 자체를 친수성 응축면으로 형성함으로써, 담수의 물방울 형태가 퍼지는 형상을 가지도록 하여 효용단 상호간의 확산거리를 좁힐 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 증발된 증기가 응축되기 위한 확산거리가 좁아짐에 따라 응축효율이 상승되어 응축량이 증가되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다수의 효용단 상호간이 수직으로 평행하게 일정배치되는 구조를 가짐으로써, 상호간 평행배치되지 않을 경우 발생되었던 담수와 해수가 섞이는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양열 다중효용 담수화장치를 나타낸 일실시예의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 태양열 다중효용 담수화장치를 나타낸 일실시예의 정면 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 효용단을 나타낸 일실시예의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 태양열 다중효용 담수화장치의 응축잠열을 이용한 해수 담수화 방법을 나타낸 일실시예의 도면.
도 5는 본 발명에 따른 플레이트를 친수성 응축면으로 형성할 경우 맺히는 물방울 형태를 나타낸 일실시예의 예시도.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
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 아니 되며, 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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 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.
본 발명의 일실시예를 살펴보면, 태양열을 열원으로 해수를 증발시켜 응축된 담수를 집수하는 태양열증류부(10); 상기 태양열증류부(10)의 일측에 설치되며, 증발되는 해수가 표면에 맺혀 담수로 낙하되는 플레이트(21)와, 증발되는 해수에서 발생되는 응축열원을 통해 해수를 증발시키는 윅(22)으로 구성된 다수의 효용단(20)이 상호간 연속배열되어 이루어지는 다중효용 담수부(30); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플레이트(21)는 낙하되는 응축수의 물방울이 퍼질 수 있도록 한면을 친수성 처리하거나 재질을 친수성 응축면으로 형성함으로써, 다수 효용단(20) 상호간의 배치간격을 좁힐 수 있어, 증발되는 증기의 확산거리(D)를 감소시켜 응축량을 증가시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수 효용단(20)은 각 플레이트(21)의 일면에, 전단 효용단(20)의 윅(22)에 대응접촉되는 평행유지물(25)을 다수 돌출형성함으로써, 다수 효용단(20) 상호간 수직으로 평행하게 배치될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수 효용단(20)은 연속배열되는 다수 효용단(20)이 교번으로 평행유지물(25)의 돌출위치를 변경하여 돌출형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 플레이트(21)는 상기 플레이트(21)의 상측 일면에 해수가 채워지되, 윅(22)의 상단이 담궈져 해수가 윅(22)을 따라 흡입되어 흐를 수 있도록 하는 해수포켓(23); 상기 플레이트(21)의 하측 일면에 설치되어 응축수가 집수되는 응축수 포켓(24); 이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 태양열증류부(10)는 해수가 저장된 해수저장조(11) 내에 엔진의 배기가스가 유동되는 유동관을 설치하여, 해수를 증발시키는데 폐열이 사용되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 효용단(20)는 상기 태양열증류부(10)와 인접되어 최초로 설치되는 제 1단 효용단(20a)의 경우, 상기 태양열증류부(10)에서 증발된 수증기가 플레이트(21)에서 응축되어 낙하저장되되, 상기 수증기의 응축잠열과 플레이트(21)의 전면에 입사된 태양 복사에너지가 열원으로 사용되어 윅(22)에 흐르는 해수를 가열하도록 하고, 상기 제 1단 효용단(20a)에 대응되어 연속 설치되는 다수개 효용단(20)의 경우, 상기 각 플레이트(21)의 전면에 맺힌 응축수는 흘러내리면서 응축잠열을 상기 윅(22)에 흐르는 해수에 전도시켜 해수를 증발시키고, 증발된 증기는 확산을 통하여 인접한 다음 단의 플레이트(21)의 전면에 응축되어 낙하저장되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치를 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치(100)는 태양열증류부(10), 다중효용 담수부(30)를 포함한다.
상기 태양열증류부(10)는 태양광을 통해 해수를 가열하고, 이로 인해 증발된 해수가 응축되면 이를 집수하는 곳으로, 해수저장조(11), 투과체(12), 담수집수로(13)로 이루어진다.
상기 해수저장조(11)는 태양열증류부(10) 내 저면에서 해수가 저장되는 곳이다.
상기 투과체(12)는 해수저장조(11)의 상부에 이격설치되되, 일방향으로 소정각도 기울어져, 길이방향을 향해 하향 경사진 형태를 가지는 것으로서, 태양광(태양 복사에너지)이 투과될 수 있는 투명재질(ex: 유리 등)로 형성되어 해수저장조(11) 내 해수를 증발시킬 수 있도록 한다.
더불어, 이러한 상기 투과체(12)의 경사각도(α)는 사용자의 실시예에 따라, 본 발명의 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치가 설치되는 대상지역의 계절별, 위도별 등에 의해 다양하게 조절되어 설치될 수 있음이다.
상기 담수집수로(13)는 태양열증류부(10) 내 해수저장조(11)의 양측에 길이방향으로 설치되는 것으로서, 투과체(12)를 통해 투과된 태양광을 통해 해수저장조(11)의 해수가 가열되고, 가열된 해수는 수증기가 되어 투과체(12)의 저면과 제 1단 효용단의 후면에 물방울 형태로 맺히게 된다. 이후, 상기 물방울 형태의 수증기는 담수집수로(13)를 저면에서 하향경사진 일측을 향해 흘러내려, 상기 담수집수로(13) 내에 집수되도록 하는 것이다.
또한, 일실시예로, 이러한 상기 태양열증류부(10)는 해수저장조(11) 내부에 배기가스가 유동할 수 있는 유동관을 지그재그 형태 등 다양한 배치로 설치하여, 본 발명의 담수화장치가 설치되는 해당설치지역의 발전설비의 배기가스를 유동관을 통해 해수 내부를 거쳐 외부로 배출될 수 있도록 함으로써, 상기 배기가스가 가지고 있는 폐열을 열원으로 사용하여 해수저장조(11) 내 해수가 가열될 수 있도록 하는 것이다. 이러한 폐열을 열원으로 이용하는 구성은 일조량이 적은 계절시 해수담수화의 열원을 보조하거나, 또는 태양에너지를 사용할 수 없는 야간시에도 해수 담수화를 할 수 있게 해주는 것이다.
상기 다중효용 담수부(30)는 태양열증류부(10)의 일측(또는 해수저장조(11)의 타측)에 다수개의 효용단(20)이 상호간 소정간격 이격되며 직립설치되는 것으로서, 해수의 응축열을 통해 해수를 담수화하기 위한 것이다.
설명의 편의를 위하여, 상기 태양열증류부(10)와 인접되어 최초 설치되는 효용단(20)을 제 1단 효용단(20a)이라 칭하겠으며, 상기 제 1단 효용단(20a)의 일측에 순차적으로 설치되는 또 다른 효용단(20)들을 제 2단 효용단(20b), 제 3단 효용단(20c), 제 4단 효용단(20d)… 이라 칭하겠다.
이러한, 상기 다수의 효용단(20)은 플레이트(21)와 윅(22)으로 이루어진다.
상기 플레이트(21)는 지면에 직립설치되며, 후면측 상단에는 별도의 해수 저장탱크로부터 해수가 공급되어 저장되는 해수포켓(23)이 형성되어 있고, 후면측 하단에는 응축된 담수를 모아 저장할 수 있는 응축수 포켓(24)이 형성되어 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 플레이트(21)의 응축면을 친수성(親水性) 재질(ex: PVA(폴리비닐알콜)섬유를 이용한 친수성 응축면 등, 이하 친수성 응축면이라 칭함.)로 형성하거나 친수성 처리를 하도록 하는데, 상기 친수성 응축면의 경우, 친수성 응축면이 아닌 플레이트(21)(금속재, 유리 등)의 일면에 맺혀 낙하되어 흐르게 되는 물방울이 비교적 동그란 형태를 가지게 되지만, 상기 플레이트(21)를 친수성 응축면으로 형성할 경우에는 응축되어 맺힌 물방울의 형상이 친수성 응축면이 아닌 경우와 대비하여, 상대적으로 더 넓게 퍼지면서 접촉각이 작아진 상태로 낙하되는 형태를 가진다.
즉, 상기와 같이 다수의 효용단(20) 각 플레이트(제 1단 플레이트(21a), 제 2단 플레이트(21b), 제 3단 플레이트(21c), 제 4단 플레이트(21d))를 친수성 응축면으로 형성하게 되면, 상호간 수직으로 소정간격 이격되어 배치되는 다수 효용단(20)의 배치간격을 좀 더 가깝고 협소하게 배치할 수 있게 되므로, 일예로, 제 2단 효용단(20b)의 제 2단 윅(22b)에서 해수가 증발되어 확산에 의해 인접한 제 3단 효용단(20c)의 제 3단 플레이트(21c)의 일면에 담수로 맺히게 될 시, 제 2단 효용단(20b) 제 2단 윅(22b)에서부터 대향되어 있는 제 3단 효용단(20c) 제 3단 플레이트(21c)로 확산되는 확산거리(D)를 줄일 수 있게 되므로, 이는 응축량을 증가시킬 수 있게 되는 것이다.
다시 말해, 기존에 다수의 효용단(20) 상호간의 이격거리를 아무리 좁혀도, 플레이트(21) 표면에 담수로 맺히는 물방울의 크기(또는 직경)보다는 넓게 벌려놔야만, 제 2단 효용단(20b)의 제 2단 윅(22b)에 흐르는 해수와, 이에 인접한 제 3단 효용단(20c)의 제 3단 플레이트(21c)에 맺히는 응축수가 상호간 접촉되면서 혼합되지 않게 되는 것인데, 본 발명에서는 플레이트(21(21a, 21b, 21c, 21d))를 친수성 응축면으로 이용함으로써, 이러한 다수의 효용단(20) 상호간의 거리를 더욱 좁혀 확산거리(D)를 기존에 비해 더욱 협소하게 유지할 수 있도록 한 것이다.
더불어, 이러한 다수의 효용단(20) 각 플레이트(21)는 일면을 향해 다수의 평행유지물(25)이 돌출형성하도록 하는데, 이러한 상기 평행유지물(25)이 돌출되는 방향은, 다수의 효용단(20) 중 전단에 위치된 효용단(20)의 윅(22)을 향해 돌출되도록 한다. 즉, 제 2단 효용단(20b)의 제 2단 플레이트(21b)에 돌출된 다수 평행유지물(25)은 제 1단 효용단(20a)의 제 1단 윅(22a)을 향해 돌출되어 제 1단 윅(22a)에 대응접촉되는 형태를 가지고, 제 3단 효용단(20c)의 제 3단 플레이트(21c)에 돌출된 다수 평행유지물(25)은 제 2단 효용단(20b)의 제 2단 윅(22b)을 향해 돌출되어 제 2단 윅(22b)에 대응접촉되는 형태를 가지게 되는 구조이다.
이때, 각 플레이트(21a, 21b, 21c, 21d)에 돌출되는 다수의 평행유지물(25)은 동일한 크기로 돌출되도록 하여, 상호간 이격배치되어 다중효용 담수부(30) 형태를 가지는 다수의 효용단(20) 상호간이 동일한 간격을 유지하며 평행을 이룰 수 있도록 한다. 이로써, 상기 다수의 효용단(20) 상호간이 평행을 유지않아, 상호간 인접하게 배치된 다수의 효용단(20) 상호간의 담수와 해수가 접촉되어 섞이는 문제가 발생되지 않는 것이다.
본 발명에서는 각 플레이트(21a, 21b, 21c, 21d)에 돌출되어 전단에 배치된 윅(22a, 22b, 22c, 22d)에 접촉되는 평행유지물(25)의 개수를 9 ~ 12개로 하였으며, 그 크기는 가로, 세로, 높이 모두 5mm가 되도록 하였지만, 이는 사용자에 의해 다양하게 변경될 수 있음이다. (또한, 담수가 물방울 형태로 맺혀 하강되어 수집되는 플레이트(21)의 일면에 다수의 평행유지물(25)이 돌출되어, 전단 효용단(20)의 해수가 흐르는 윅(22)에 접촉되는 형태로써, 상호간의 접촉만으로 해수와 담수가 섞일수도 있겠지만, 전술된 바와 같이, 평행유지물(25)은 5mm 크기인 것에 비해, 평행유지물(25)이 형성되는 플레이트(21) 또는 평행유지물(25)이 접촉되는 윅(22)의 전체 크기는 가로와 세로 각각이 1000mm 정도이기에, 평행유지물(25)이 해수가 흐르는 윅(22)에 접촉되어 해수와 담수가 접촉되는 량은 미량이라 할 수 있다.)
또한, 각 효용단(20)의 플레이트(21)마다 돌출형성되는 평행유지물(25)들은 인접한 플레이트(21)에 형성된 평행유지물(25)의 위치가 겹쳐지지 않도록 형성하는데, 다시 말해, 연속배열되는 다수 효용단(20)이 교번으로 평행유지물(25)의 돌출위치가 변경되어 돌출되도록 한 것으로, 제 2단 효용단(20b)의 제 2단 플레이트(21b)에 돌출된 평행유지물(25)의 위치가 제 3단 효용단(20c)의 제 3단 플레이트(21c)에 돌출된 평행유지물(25)의 위치와 상이토록 하되, 제 4단 효용단(20d)의 제 4단 플레이트(21d)에 돌출된 평행유지물(25)은 제 2단 효용단(20b)의 제 2단 플레이트(21b)에 돌출된 평행유지물(25)의 돌출위치가 동일토록 하는 것이다. (제 2, 4단 효용단…의 각 플레이트(21)에 돌출된 평행유지물(25)은 돌출위치는 동일하고, 제 3, 5단 효용단…의 플레이트(21)에 돌출된 평행유지물(25)은 돌출위치는 동일하게 되는 방식. 제 1단 효용단(20a)의 제 1단 플레이트(21a)는 전단에 효용단(20)이 존재하지 않기 때문에 사용자의 실시예에 따라 평행유지물(25)을 돌출형성하지 않아도 될 수 있음이다.)
상기 윅(22)은 각 효용단(20)의 플레이트(21) 전면에 각각 부착설치되는 것으로, 상기 윅(22)은 최상단을 절곡하여 플레이트(21)의 해수포켓(23)에 담궈져 내입되도록 함으로써, 상기 윅(22)이 해수포켓(23)의 해수를 표면장력으로 흡수하여 길이방향으로 해수를 흐르게 하는 구조를 가지도록 한다. 상기 윅(22)은 전술된 플레이트(21)와 각각 별도 형성하여 접착 및 부착하여 사용되거나, 또는 윅(22)과 플레이트(21)가 단일개의 일체형으로 이루어질 수 있으며, 해수를 흡수할 수 있는 용도라면 부직포 등 다양한 재질이 사용될 수 있음이다.
상기의 구조를 가지는 다수 효용단(ex: 제 1, 2, 3, 4단 효용단(20a, 20b, 20c, 20d))의 작동을 살펴보면,
상기 태양열증류부(10)와 인접되어 최초로 설치되는 제 1단 효용단(20a)의 경우, 상기 태양열증류부(10)(더욱 자세히는 해수저장조(11))에서 태양열에 의해 증발된 해수는 투과체(12)의 저면뿐만 아니라 상기의 제 1단 효용단(20a)의 후면에도 응축되는데, 제 1단 플레이트(21a)가 수직설치되어 있으므로 인하여, 제 1단 플레이트(21a)를 따라 후면에서 증기가 응축되면서 하단으로 흘러내려 응축수 포켓(24)에 저장된 후 수거되는 것이다.
또한, 상기와 같이 해수저장조(11)의 해수가 증발된 후 제 1단 플레이트(21a)의 후면에서 응축될 시, 이때 발생하는 응축잠열이 제 1단 플레이트(21a)를 통해 제 1단 윅(22a)에 전도되어 제 1단 윅(22a)에 흐르는 해수를 가열하게 되는 것이며, 상기 제 1단 플레이트(21a)의 전면에는 투과체(12)를 통해 입사되는 태양열이 흡수되기에 사용자의 실시예에 따라 제 1단 플레이트(21a)의 후면에는 흑색으로 코팅을 함으로써 흡수율을 높일 수도 있음이다. 이러한 태양에너지가 제 1단 윅(22a)에 흐르는 해수의 가열에 필요한 추가 열원으로 사용되는 것이다. 제 1단 윅(22a)에서 증발한 증기는 인접해 있는 제 2단 플레이트(21b)의 후면에 응축되어 하단으로 흘러내리게 된다.
이때, 상기 제 2단 플레이트(21b)의 후면에 발생하는 응축잠열은 제 2단 플레이트(21b)를 통하여 제 2단 윅(22b)에 전도되고, 상기 제 2단 윅(22b)을 따라 흐르는 해수를 가열하는 열원으로 적용된다. 이때 제 2단 윅(22b)에서 가열된 해수는 또다시 증발이 일어나고, 인접한 제 3단 플레이트(21c)의 후면에서 응축되며, 이러한 응축잠열은 제 3단 윅(22c)의 가열 열원으로 전도된 후 제 3단 플레이트(21c)의 응축수 포켓(24)으로 집수되는 것이다. 상기와 같은 응축, 전도, 증발, 확산, 응축의 과정이 이하 연속배치되는 다른 단의 플레이트(21)에서도 반복적으로 일어나서, 이론적으로 플레이트(21)의 벽면온도가 외기온도가 될 때까지 반복해서 응축열을 회수하는 구조가 된다.
본 발명에서는 일실시예로 제 4단 효용단(20d)까지 총 4개의 효용단(20)으로 이루어진 형태만을 도시하였지만, 설치되는 플레이트(21)의 단수는 제 1단 플레이트(21a)에 흡수되는 총 열량(태양복사에너지와 응축잠열)과 해수온도 및 유량 등을 고려하여 감소 또는 증가될 수 있음은 당연할 것이다.
더불어, 상기 다중효용 담수부(30)의 윅(22)을 통해 하단으로 유동하면서, 증발되고 남은 잔여 해수는 상기 윅(22)의 최하단으로 유동되어 외부로 배출된다.
상기에서 설명되지 않은 도면 부호인 'S'는 해수, 'C'는 응축수, 'B'는 증발되고 남은 잔여 해수를 나타낸다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 태양열증류부 11: 해수저장조
12: 투과체 13: 담수집수로
20: 효용단 20a: 제 1단 효용단
20b: 제 2단 효용단 20c: 제 3단 효용단
20d: 제 4단 효용단 21: 플레이트
21a: 제 1단 플레이트 21b: 제 2단 플레이트
21c: 제 3단 플레이트 21d: 제 4단 플레이트
22: 윅 22a: 제 1단 윅
22b: 제 2단 윅 22c: 제 3단 윅
22d: 제 4단 윅 23: 해수포켓
24: 응축수 포켓 25: 평행유지물
30: 다중효용 담수부

Claims (7)

  1. 태양열을 열원으로 해수를 증발시켜 응축된 담수를 집수하는 태양열증류부(10);
    상기 태양열증류부(10)의 일측에 설치되며, 증발되는 증기가 표면에 맺혀 담수로 낙하되는 플레이트(21)와, 응축되는 증기에서 발생되는 응축잠열을 통해 해수를 증발시키는 윅(22)으로 구성된 다수의 효용단(20)가 상호간 연속배열되어 이루어지는 다중효용 담수부(30);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 플레이트(21)는
    낙하되는 담수의 물방울 사이즈가 퍼질 수 있도록 물방울의 접촉각을 감소시키기 위하여 친수성 응축면으로 형성함으로써, 다수 효용단(20) 상호간의 배치간격을 좁힐 수 있어, 증발되는 증기의 확산거리(D)를 감소시켜 응축량을 증가시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 다수 효용단(20)은
    각 플레이트(21)의 일면에, 전단 효용단(20)의 윅(22)에 대응접촉되는 평행유지물(25)을 다수 돌출형성함으로써, 다수 효용단(20) 상호간이 상호간 수직으로 평행하게 배치될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 다수 효용단(20)은
    연속배열되는 다수 효용단(20)이 교번으로 평행유지물(25)의 돌출위치를 변경하여 돌출형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 플레이트(21)는
    상기 플레이트(21)의 상측 일면에 해수가 채워지되, 윅(22)의 상단이 담궈져 해수가 윅(22)을 따라 흡입되어 흐를 수 있도록 하는 해수포켓(23);
    상기 플레이트(21)의 하측 일면에 설치되어 응축수가 집수되는 응축수 포켓(24);
    이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 태양열증류부(10)는
    해수가 저장된 해수저장조(11) 내에 배기가스가 유동되는 유동관을 설치하여, 해수를 증발시키는데 폐열이 사용되도록 하는 것을 특징으로 하는 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 효용단(20)은
    상기 태양열증류부(10)와 인접되어 최초로 설치되는 제 1단 효용단(20a)의 경우, 상기 태양열증류부(10)에서 증발된 수증기가 플레이트(21)에서 응축되어 낙하저장되되, 상기 수증기의 응축잠열과 플레이트(21)의 전면에 입사된 태양 복사에너지가 열원으로 사용되어 윅(22)에 흐르는 해수를 가열하도록 하고,
    상기 제 1단 효용단(20a)에 대응되어 연속 설치되는 다수개 효용단(20)의 경우, 상기 각 플레이트(21)의 전면에 맺힌 응축수는 흘러내리면서 응축잠열을 상기 윅(22)에 흐르는 해수에 전도시켜 해수를 증발시키고, 증발된 증기는 확산을 통하여 인접한 다음 단의 플레이트(21)의 후면에 응축되어 낙하저장되는 것을 특징으로 하는 친수성 패널을 이용한 태양열 다중효용 담수화장치.
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