KR20150128378A - 태양열과 폐열을 이용한 담수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 태양열 및 폐열을 이용한 담수 장치는 해수를 저장하는 저장조, 해수와 접촉하도록 저장조 내에 설치되어 있는 유동관, 유동관과 연결되어 있으며 적어도 일면에 미러 가공이 되어 있는 복수의 반사휜, 저장조 위에 설치되어 있으며, 해수의 수면에 대해서 일정한 각도로 기울어져 있는 투과체, 해수가 증발되어 응축된 담수가 저장되는 집수부를 포함한다.

Description

태양열과 폐열을 이용한 담수장치{DESALINATION APPARATUS USING SOLAR THERMAL ENERGY AND WASTE HEAT}

본 발명은 담수 장치에 관한 것으로, 특히 태양열 또는 발전장치의 폐열 등을 열원으로 사용하여 해수를 담수화할 수 있는 담수 장치에 관한 것이다.

세계적으로 도서지역, 오지, 개발 도상국등과 같이 전력과 상수도 인프라가 동시에 부족한 곳이 많이 있다.

일반적으로 해수를 담수화하는 기술로서는 물의 증발현상을 이용하는 증발법과 막을 이용하는 막여과법이 있다. 막여과법으로서는 역삼투압법이 사용되는데, 상기 역삼투압법은 전기에너지 소모량이 많고 유지, 보수가 어려운 문제점이 있다.

증발법 중 감압 방식은 초기 구축비용 및 유지 관리비가 과다하여 도서지역과 같이 에너지 수급이 어려운 지역에는 사용하기 부적절한 문제점이 있다.

더불어, 해수를 증발시켜 담수화할 시, 사용되지 못하고 해수면에서 반사되어 버리는 태양광의 비율이 높아 태양에너지를 효율적으로 사용하지 못하는 문제점 또한 있었다.

또한, 일반적인 발전장치에서 발생되는 폐열이 이용되지 못하고 버려지는 경우가 있어 에너지 낭비 및 환경 오염의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 태양열을 이용하여 해수를 증발시켜 담수화시키되, 태양열과 함께 전력 및 발전장치/설비 등의 폐열을 통해 해수를 증발시킬 수 있도록 하고, 증발되는 해수의 응축열을 이용하여 연속적으로 해수를 증발시켜 담수화할 수 있는 담수 장치를 제공하는 것이다.

그리고 태양열을 통해 해수를 증발시킬 시, 사용되지 못하고 해수면에서 반사되어 버리는 태양광/태양열 에너지를 최대의 효율로 사용할 수 있도록 함으로써, 해수담수의 효율증대를 꾀할 수 있는 담수장치를 제공하는데 있다.

따라서 본 발명의 한 실시예에 따른 태양열 및 폐열을 이용한 담수 장치는 해수를 저장하는 저장조, 해수와 접촉하도록 저장조 내에 설치되어 있는 유동관, 유동관과 연결되어 있으며 적어도 일면에 미러 가공이 되어 있는 반사휜, 저장조 위에 설치되어 있으며, 해수의 수면에 대해서 일정한 각도로 기울어져 있는 투과체, 해수가 증발되어 응축된 담수가 저장되는 집수부를 포함한다.

상기 반사휜은 유동관을 중심으로 대칭되도록 연결되어 있을 수 있다.

상기 반사휜은 유동관의 표면에 형성된 홈에 고정되어 있을 수 있다.

상기 반사휜은 연결 부재에 의해서 유동관에 고정되어 있을 수 있다.

상기 유동관은 경사면을 포함할 수 있다.

상기 반사휜은 상기 경사면과 접촉할 수 있다.

상기 반사휜의 미러 가공된 일면은 해수면 위로 돌출되어 있으며, 미러 가공된 일면은 상기 투과체를 통과하는 태양광이 입사되는 면일 수 있다.

상기 반사휜의 타면은 저장조의 해수면과 마주하며, 해수면에 반사된 태양광을 흡수할 수 있다.

상기 반사휜의 타면은 흑색 코팅되어 있을 수 있다.

상기 유동관은 저장조의 해수와 접촉하는 복수의 직선관과 저장조 밖에 위치하며 직선관을 연결하는 연결관을 포함하는 태양광과 폐열을 이용할 수 있다.

상기 저장조와 이웃하여 설치되는 복수의 담수 부재를 더 포함하고, 각각의 담수 부재는 직립 설치되는 플레이트, 플레이트의 상측 일면에 위치하며 해수가 채워지는 해수 공급부,

상기 플레이트의 하측 일면에 위치하며 응축수가 집수되는 응축수 포켓,

상기 플레이트의 타면에 부착되어 해수 공급부로부터 해수를 흡수하여 흐르게 하는 윅으로 이루어질 수 있다.

상기 플레이트의 일면은 반사휜의 일면으로부터 반사된 태양광이 입사되는 면일 수 있다.

본 발명에서와 같이 담수 장치를 설치하면, 전력 및 발전 설치의 폐열 및 해수의 응축열을 이용하여 해수를 담수화시킴으로써 에너지 낭비를 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 태양열을 이용할 수 없는 야간시에도 해수의 담수화가 가능하여 생산성 및 효율을 증가시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에서와 같이 반사휜을 설치하면, 응축열을 이용하는 담수 부재에 전달되는 태양열을 증가시켜 생산성 및 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서와 같이 반사휜을 설치하면, 해수면에서 반사되는 태양열을 흡수하여 해수의 가열 열원으로 사용할 수 있으므로 담수화 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서와 같이 태양열 및 폐열을 동시에 사용할 수 있는 담수 장치를 설치하면, 지역적, 경제적 조건으로 인하여 전력시설이나 상수도시설이 부족한 도서, 해안지역, 오지의 친환경 소용량 담수화 설비뿐 만 아니라 물의 수송비용과 고유가를 고려하여 경제성이 확보되는 지역의 분산형 소규모 담수처리설비로 활용될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 구조가 간단하고, 그로 인하여 초기 구축 비용 및 운영비용을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 담수 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 담수 장치의 유동관 및 반사휜의 단면도이다.
도 3은 도1의 담수 장치의 유동관의 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동관 및 반사휜의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동관의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동관 및 반사휜의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동관의 평면도이다.
도 9는 도 1의 담수 장치의 담수 부재의 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 담수 장치를 이용하여 해수를 담수화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 담수 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 담수 장치의 유동관 및 반사휜의 단면도이고, 도 3은 도1의 담수 장치의 유동관의 평면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동관 및 반사휜의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동관의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동관 및 반사휜의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동관의 평면도이고, 도 9는 도 1의 담수 장치의 담수 부재의 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 담수 장치(1000)는 해수를 증발시켜 담수화하기 위한 제1 담수부(100)와 제2 담수부(200)를 포함한다.

제1 담수부(100) 및 제2 담수부(200)는 태양열을 이용하여 해수를 가열하고, 발생된 수증기를 응축하여 생성된 담수를 집수한다.

제1 담수부(100)는 해수(W1)를 저장하는 저장조(10), 태양광을 투과하는 투과체(20) 및 담수(W2)를 집수하는 집수조(30)를 포함한다.

저장조(10)는 제1 담수부(100)의 하부에 설치되어 있으며, 해수(W1)가 저장된다.

투과체(20)는 저장조(10)와 이격되어 저장조(10)의 상부에 설치되어 있다. 투과체(20)는 태양광(태양 복사 에너지)이 투과될 수 있는 투명 재질, 예를 들어 유리 또는 투명 고분자 물질 등으로 형성될 수 있다.

투과체(20)는 저장조(10)의 해수면에 대해서 일정한 각도를 가지고 기울어져 있다. 이러한 투과체(20)의 경사각도(α)는 사용자의 실시예에 따라, 본 발명의 담수장치가 설치되는 대상지역의 계절별, 위도별 등에 의해 다양하게 조절되어 설치될 수 있다.

한편, 저장조(10)에는 배기 가스와 같은 유체가 이동할 수 있는 유동관(14), 유동관(14)과 연결되어 있는 반사휜(reflecting fin)(16)이 설치되어 있다.

구체적으로 도 2를 참조하면, 유동관(14)은 적어도 일부가 저장조(10) 내에 저장된 해수에 잠겨 유동관(14)과 해수가 접촉하도록 설치된다. 유동관(14)은 도 3에서와 같이 저장조의 해수에 균일한 열전달을 위해서 일정한 간격으로 다양한 형태로 배치될 수 있으며, 예를 들어, 지그재그 형태일 수 있다. 유동관(14) 내부에는 본 발명의 담수 장치가 설치되는 해당 설치 지역의 발전/전력 설비(80)로부터 배출되는 배기 가스가 흐를 수 있다.

반사휜(16)은 판형 부재로 유동관(14)의 길이 방향으로 길게 연결될 수 있다.

반사휜(16)은 SUS와 같은 금속으로 이루어질 수 있으며, 반사휜(16)의 일면(M)은 미러 가공이 되어 있다. 미러 가공은 광을 반사할 수 있도록 표면 처리하는 것으로, 연마 공정 또는 백색 코팅 등으로 진행할 수 있다.

이처럼 반사휜(16)의 일면에 미러 가공을 하면, 투과체를 통과한 태양광이 반사휜(16)의 일면에 입사된 후 반사된다. 투과체(20)를 통과한 태양광을 담수 부재로 반사시키기 위해서 반사휜(16)은 해수면에 대해서 일정한 각도(β)로 기울어질 수 있으며, 각도는 해수면에 대해서 10° 내지 20°일 수 있다.

반사된 태양광은 후술하는 제2 담수부의 담수 부재로 전달되어 담수의 생산성을 증가시킬 수 있다. 이에 대해서는 제2 담수부와 함께 이후에 자세히 설명한다.

또한, 미러 가공이 되지 않은 반사휜(16)의 타면에는 흑색 코팅이 되어 있다. 투과체를 통과한 태양광 중 일부는 해수면에서 반사될 수 있으며, 해수면에서 반사된 태양광은 흑색 코팅된 반사휜(16)의 타면으로 전달되어 흡수된 후 반사휜(16)을 통해서 저장조(10)의 해수를 가열 시키는 열원이 된다.

도 2에서는 해수에 잠긴 부분에는 미러 가공이 되지 않고, 해수 밖에 위치하는 반사휜(16)의 일면에만 미러 가공을 하였으나, 필요에 따라서 해수에 잠긴 부분에도 선택적으로 미러 가공을 할 수 있다.

한편, 반사휜(16)은 SUS 와 같은 열 전달이 용이한 물질로 이루어져, 유동관(14) 내부를 흐르는 유체의 열을 신속하게 해수로 전달할 수 있다. 따라서 발전 시설과 연결된 유동관(14) 내를 흐르는 배기 가스 등의 폐열을 열원으로 이용할 수 있어, 일조량이 적은 계절에 해수 담수화의 열원을 보조하거나, 태양광을 열원으로 사용할 수 없는 야간에도 해수를 담수화할 수 있도록 하여 항상 일정한 수준의 담수를 확보할 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 반사휜(16)을 설치하면 투과체를 통과한 태양광을 제1 담수부(100)의 해수뿐 아니라, 후술하는 제2 담수부(200)의 해수를 함께 가열하고 담수화할 수 있는 열원으로 사용할 수 있다. 따라서 담수 장치의 생산성을 높이고 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반사휜을 설치하면, 발전기 배기 가스의 폐열을 효과적으로 회수하여 담수화에 필요한 열원으로 사용하여 태양광을 열원으로 사용할 수 없는 야간에도 해수를 담수화할 수 있어 담수 장치의 생산성을 높이고, 효율을 증대시킬 수 있다.

이상 설명한 반사휜(16)은 유동관(14)을 중심으로 대칭되게 설치되어 유동관(14) 내를 흐르는 유체, 예를 들어 발전/전력 설비로부터 배출되는 배기 가스의 열이 외부의 해수로 전달될 수 있도록 한다.도 2에서는 유동관(14)을 중심으로 대칭되도록 반사휜(16)이 연결되어 있으나, 필요에 따라서 더 많은 반사휜(16)을 연결하여 유동관 내를 흐르는 유체의 열이 해수에 좀 더 빠르고 균일하게 전달될 수 있도록 할 수 있다.

반사휜(16)은 유동관(14)과 일체형으로 형성될 수 있으며, 용접으로 유동관에 연결될 수 있다. 또한, 반사휜(16)은 후술하는 도 5 및 도 7에 도시한 바와 같이 연결 부재로 연결될 수 있으며 다양한 형태로 형성될 수 있다.

구체적으로, 반사휜(16)은 도 4에 도시한 바와 같이, 유동관(14)의 외면에 형성되어 있는 홈(V)에 삽입되어 연결될 수 있다.

이때, 반사휜(16)은 홈(V)으로부터 분리되지 않도록 돌기를 포함할 수 있으며, 돌기는 홈(V)의 측벽에 형성되어 있는 오목부에 맞물려 반사휜(16)이 분리되지 않도록 한다.

그리고 도 5에 도시한 바와 같이, 반사휜(16)은 연결 부재(18)에 의해서 유동관(14)에 연결될 수 있다.

연결 부재(18)는 유동관(14)을 감싸도록 굽어져 있으며, 연결 부재(18)의 양 끝단은 반사휜(16)과 접촉하도록 절곡되어 있으며, 절곡된 부분에는 반사휜(16)과 결합할 수 있는 체결 구멍이 형성되어 있다.

또한, 반사휜(16)에도 체결 구멍이 형성되어 있으며 반사휜(16) 및 연결 부재(18)의 체결 구멍을 관통하는 볼트 및 너트(19)를 이용하여 유동관(14)과 반사휜(16)을 연결할 수 있다.

이때, 연결 부재(18)는 유동관(14)의 외면 또는 반사휜(16)의 일면과 접촉하도록 설치하는 것이 바람직하다. 이는 유동관(14) 내부를 이동하는 배기 가스의 열을 반사휜(16)을 통해서 용이하게 해수로 전달시킬 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 도 6및 도 7에 도시한 바와 같이, 유동관(14)의 외면은 경사면(S)을 포함할 수 있으며, 경사면(S)은 반사휜(16)과 접촉하도록 설치된다.

유동관(14)은 도 1에서와 같이 횡단면이 원형으로 내면 및 외면 전체가 곡면만으로 이루어진 유동관(14)일 수 있으나, 도 6 및 도 7에서와 같이 유동관 외면의 일부를 평면 가공하여 경사면을 형성할 수 있다.

경사면(S)은 반사휜(16)과 접촉하도록 배치되어 유동관(14)과 반사휜(16)의 접촉 면적을 증가시킨다.

이처럼 유동관(14)과 반사휜(16)의 접촉 면적이 증가하면 유동관(14)의 배기 가스와 같은 유체의 열이 반사휜(16)을 통해서 외부의 해수로 용이하게 전달될 수 있다.

한편, 유동관(14)은 도 3에서와 같이 유체가 유입되고 배출되는 전체 관이 하나로 이루어질 수 있다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이 유동관(14)은 복수의 소 유동관이 연결되어 이루어질 수 있다. 즉, 유동관(14)은 도 8에서와 같이 저장조 내에 위치하며, 해수와 접촉하는 복수의 직선관(4)과 이웃하는 직선관(4)을 연결하기 위한 연결관(6)을 포함한다.

직선관(4)과 연결관(6)의 일단은 나사산이 형성되어 나사 결합(도시하지 않음)될 수 있으며, 별도의 나사산이 형성된 체결관(8)으로 연결될 수 있다.

이처럼 유동관(14)을 복수의 직선관(4)과 연결관(6)을 포함하도록 형성하면, 유동관(14)의 제거, 교체 및 수리를 용이하게 진행할 수 있다. 즉, 외부 충격 또는 해수에 의해서 유동관(14)의 일부분이 손상되거나 부식되더라도, 유동관(14)이 하나의 관으로 이루어질 경우 손상되거나 부식된 부분을 포함하는 유동관(14) 전체를 교체해야 한다. 그러나 도 8에서와 같이 복수의 직선관(4) 및 연결관(6)으로 연결된 경우 손상되거나 부식된 부분이 위치하는 직선관 또는 연결관 만을 용이하게 교체할 수 있다.

또한, 유동관(14) 전체를 제거하는 경우에도 하나로 제거하는 것보다 분리하면 용이하게 제거할 수 있다.

다시 도1을 참조하면, 집수조(30)는 제1 담수부(100) 내 저장조(10)의 일측에 설치되어 있으며, 저장조(10)의 해수(W1)가 가열 및 증발하여 생성된 담수(W2)가 저장된다.

태양광은 투과체(20)를 통해 투과되어 저장조(10)의 해수(W1)를 가열하고, 가열된 해수는 수증기 상태로 증발되어 투과체(20)의 저면에 물방울 형태로 맺히게 된다. 이후, 투과체(20)의 저면에 맺힌 물방울은 경사진 투과체(20)의 저면을 따라서 투과체(20)의 하부로 흘러 내리게 되며, 투과체(20)의 하부에 위치하는 집수조(30)에 저장된다.

한편, 제2 담수부(200)는 증발된 수증기의 응축열과 입사된 태양열을 이용하여 해수를 담수화하기 위한 것으로, 제1 담수부(100)의 일측에 설치되며, 상호간 일정 간격으로 이격되어 직립 설치된 복수의 담수 부재(40)를 포함한다.

구체적으로 도 9를 참조하면, 각각의 담수 부재(40)는 플레이트(43)와 윅(45)을 포함한다.

플레이트(43)는 지면에 직립 설치되며, 상측 일면에는 해수(W1)가 채워지는 해수 공급부(47)가 형성되어 있고, 하측 일면에는 응축된 담수(W2)가 모이는 응축수 포켓(49)이 형성되어 있다.

윅(45)은 플레이트(43)의 후면에 부착되어 설치되는 것으로, 최상단이 절곡되어 해수 공급부(47)로부터 해수를 흡입하여 플레이트(43)를 따라 흐르게 한다.

즉, 윅(45)은 최상단을 절곡하여 플레이트(43)의 해수 공급부(47)에 담궈져 내입되도록 함으로써, 윅(45)이 해수 공급부(47)의 해수를 표면 장력으로 흡수하여 플레이트(43)의 길이방향으로 해수(W1)를 흐르게 한다.

윅(45)은 도 9에서와 같이 플레이트(43) 전체 길이를 따라서 길게 형성할 수 있으며, 이때 윅(45)은 플레이트(43)와 접촉하도록 형성할 수 있다.

이상의 담수장치를 이용하면 태양열 및 폐열 등을 열원으로 하여 용이하게 해수를 담수화할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 담수 장치를 이용하여 해수를 담수화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 제1 담수부(100)에서 담수를 얻는 과정을 설명한다.

제1 담수부(100)의 저장조(10)의 해수(W1)는 투과체(20)을 통해서 전달되는 태양광에 의해서 가열되고, 이로 인해서 해수(W1)가 증발되어 수증기가 된다. 이후, 증발된 수증기는 투과체(20)의 저면에 맺혀 물방울이 되고, 일정 크기로 커진 물방울은 기울어진 투과체(20)의 저면을 따라 흘러 내려 집수조(30)로 모이게 된다.

이때, 저장조(10)의 해수는 태양열뿐 아니라 폐열을 이용하여 가열될 수 있다. 폐열은 본 발명의 담수장치가 설치되는 해당 설치 지역의 발전/전력 설비로부터 배출되는 배기 가스를 이용하여 얻을 수 있다. 즉, 유동관(14)을 발전/전력 설비와 연결하여 배기 가스가 유동관 내부를 흐르도록 한다. 배기 가스가 유동관을 흐르는 동안 배기 가스의 열은 유동관(14)과 접촉하는 해수(W1)와 열교환이 발생하여 해수(W1)가 가열되어 증발된다.

이처럼, 발전/전력 설비의 배기 가스의 폐열을 열원으로 사용하면, 일조량이 적은 계절에 해수 담수화의 열원을 보조하거나, 태양 에너지를 사용할 수 없는 야간에도 해수를 담수화할 수 있도록 하여 항상 일정한 수준의 담수를 확보할 수 있다.

그리고 제2 담수부(200)에서 담수를 얻는 과정을 설명한다.

설명의 편의를 위하여, 도 10에서와 같이 4개의 담수 부재로 이루어지는 제2 담수부(200)를 예로 들어 설명한다. 제1 담수부(100)와 인접하게 설치되는 담수 부재부터, 제1 담수 부재(40a), 제2 담수 부재(40b), 제3 담수부재(40c) 및 제4 담수 부재(40d)라 한다. 도 11에서는 4개의 담수 부재를 도시하였으나, 필요에 따라서 4개보다 적게 또는 더 많게 설치할 수 있다.

제1 담수부(100)에 의해서 담수가 생산될 때, 제1 담수부(100)에서 증발된 수증기가 투과체(20)뿐 아니라, 제1 담수부(100)와 인접한 제1 담수 부재의 플레이트(40a)방향으로 확산될 수 있다. 확산된 수증기는 제1 담수 부재의 플레이트(40a)와 접촉하여 물방울 형태로 응축되어 응축수 포켓(49a)에 낙하 저장된다.

이때, 수증기가 응축되면서 발생하는 응축 잠열은 윅(45a)에 흡수되어 흐르는 해수를 가열 증발시키는 열원으로 이용된다.

즉, 해수 공급부(47)에 잠겨진 윅(45)을 통해서 흡수된 해수(W1)는 윅(45a)을 따라서 흐르게 되며 응축 잠열에 의해서 가열되어 증발된다.

또한, 윅(45a)을 따라서 흐르는 해수는 투과체(20)를 통하여 플레이트(40a)에 직접 입사된 태양열 및 반사휜(16)으로부터 반사되어 입사된 태양열을 열원으로 가열 증발될 수 있다.

즉, 투과체(20)를 통과한 태양광은 반사휜(16)의 미러 가공 면에 입사되어 반사된 후 플레이트(42a)의 전면으로 전달되어 윅(45a)을 따라서 흐르는 해수의 열원으로 사용될 수 있다.

이처럼, 윅(45a)을 따라서 흐르는 해수(W1)는 응축 잠열, 투과체를 통한 직접 입사 및 반사휜(16)에 의해서 반사되는 태양광을 열원으로 가열되어 증발될 수 있으며, 증발된 수증기는 확산되어 인접한 다음 단의 플레이트(45b)의 전면에서 응축되어 응축수 포켓(49b)에 저장될 수 있다.

즉, 저장조(10)의 해수가 증발된 후 제 1 플레이트(43a)의 전면에서 응축될 시, 이때 발생하는 응축잠열이 제 1 플레이트(43a)를 통해 제 1 윅(45a)에 전도되어 제 1 윅(45a)에 흐르는 해수를 가열하게 되는 것이며, 제 1플레이트(43a)의 전면에는 투과체(20)를 통해 입사되는 태양열 또한 윅(45a)에 흡수되어, 제1 윅(45a)에 흐르는 해수의 가열에 필요한 추가 열원으로 사용될 수 있다.

이때, 제1 플레이트(43a)의 전면에는 흑색으로 코팅하여 태양광의 흡수율을 높일 수도 있다.

제 1윅(45a)에서 증발한 증기는 인접해 있는 제 2 플레이트(45b)의 전면에서 응축되어 하단으로 흘러내리게 된다.

이때, 제 2 플레이트(45b)의 전면에서 발생하는 응축잠열은 제 2 플레이트(45b)를 통하여 제 2 윅(45b)에 전도되고, 제 2 윅(45b)을 따라 흐르는 해수를 가열하는 열원으로 적용된다.

그리고 연속하여 제 2윅(45b)에서 가열된 해수는 또다시 증발이 일어나고, 인접한 제 3 플레이트(43c)의 전면에서 응축되며, 이러한 응축잠열은 제 3 윅(45c)의 가열 열원으로 전도된 후 제 3 플레이트(43c)의 응축수 포켓(49c)으로 집수되는 것이다.

이상에서와 같이, 해수의 증발, 응축, 전도, 증발, 응축의 과정이 이후의 플레이트(43d, ...)에서도 반복적으로 일어나서 응축수를 회수하는 구조가 되며, 이론적으로 플레이트(43)의 벽면온도가 외기온도가 될 때까지 반복해서 응축수가 생성되어 회수하는 구조가 된다.

본 발명에서는 한 실시예로 4 개의 담수부재(40)로 이루어진 형태만을 도시하였지만, 설치되는 플레이트(43)의 단수는 제 1플레이트(43a)에 흡수되는 총 열량(태양복사에너지와 응축잠열)과 해수온도 및 유량 등을 고려하여 감소 또는 증가될 수 있음은 당연할 것이다.

더불어, 담수 부재(40)의 윅(45)을 통해 하단으로 유동하면서, 증발되고 남은 잔여 해수는 윅(45)의 최하단으로 유동되어 외부로 배출된다.

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.

4: 직선관 6: 연결관
8: 체결관 10: 저장조
14: 유동관 16: 반사휜
18: 연결 부재 19: 볼트 및 너트
20: 투과체 30: 집수조
40: 담수 부재 43: 플레이트
45: 윅 47:해수 공급부
49: 응축수 포켓 80: 전력 설비
100: 제1 담수부 200: 제2 담수부
1000, 1002: 담수 장치

Claims (12)

1. 해수를 저장하는 저장조,
   상기 해수와 접촉하도록 상기 저장조 내에 설치되어 있는 유동관,
   상기 유동관과 연결되어 있으며 적어도 일면에 미러 가공이 되어 있는 반사휜,
   상기 저장조 위에 설치되어 있으며, 상기 해수의 수면에 대해서 일정한 각도로 기울어져 있는 투과체,
   상기 해수가 증발되어 응축된 담수가 저장되는 집수부
   를 포함하는 태양열과 폐열을 이용한 담수장치.
2. 제1항에서,
   상기 반사휜은 상기 유동관을 중심으로 대칭되도록 연결되어 있는 태양열과 폐열을 이용한 담수장치.
3. 제2항에서,
   상기 반사휜은 상기 유동관의 표면에 형성된 홈에 고정되어 있는 태양열과 폐열을 이용한 담수장치.
4. 제2항에서,
   상기 반사휜은 연결 부재에 의해서 상기 유동관에 고정되어 있는 태양열과 폐열을 이용한 담수장치.
5. 제4항에서,
   상기 유동관은 경사면을 포함하는 태양열과 폐열을 이용한 담수장치.
6. 제5항에서,
   상기 반사휜은 상기 경사면과 접촉하는 태양열과 폐열을 이용한 담수장치.
7. 제2항에서,
   상기 반사휜의 미러 가공된 일면은 해수면 위로 돌출되어 있으며,
   상기 반사휜의 미러 가공된 일면은 상기 투과체를 통과하는 태양광이 입사되는 면인 태양열과 폐열을 이용한 담수장치.
8. 제7항에서,
   상기 반사휜의 타면은 상기 저장조의 해수면과 마주하며, 상기 해수면에 반사된 태양광을 흡수하는 태양열과 폐열을 이용한 담수 장치.
9. 제8항에서,
   상기 반사휜의 타면은 흑색 코팅되어 있는 태양열과 폐열을 이용한 담수 장치.
10. 제1항에서,
    상기 유동관은 상기 저장조의 해수와 접촉하는 복수의 직선관과 상기 저장조 밖에 위치하며 상기 직선관을 연결하는 연결관을 포함하는 태양열과 폐열을 이용한 담수장치.
11. 제1항에서,
    상기 저장조와 이웃하여 설치되는 복수의 담수 부재를 더 포함하고,
    각각의 상기 담수 부재는
    직립 설치되는 플레이트,
    상기 플레이트의 상측 일면에 위치하며 해수가 채워지는 해수 공급부,
    상기 플레이트의 하측 일면에 위치하며 응축수가 집수되는 응축수 포켓,
    상기 플레이트의 타면에 부착되어 상기 해수 공급부로부터 해수를 흡수하여 흐르게 하는 윅
    으로 이루어지는 태양열과 폐열을 이용한 담수장치.
12. 제11항에서,
    상기 플레이트의 일면은 상기 반사휜의 일면으로부터 반사된 태양광이 입사되는 면인 태양열과 폐열을 이용한 담수장치.

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