KR20160048502A

KR20160048502A - 스프레이 노즐 및 이를 포함하는 다중효용 증류장치

Info

Publication number: KR20160048502A
Application number: KR1020140145282A
Authority: KR
Inventors: 이건명; 김상문; 최현성; 강위관; 노영준
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2016-05-04
Also published as: KR101663310B1

Abstract

본 발명은 스프레이 노즐 및 이를 포함하는 다중효용 증류장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력손실이 0.5bar 이하이면서 대용량(100lpm 이상)에 적합하며 분사각이 110°이상으로 균일한 분무가 가능한 다중효용 증류장치(MED)에 적용하기 위한 스프레이 노즐에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 대용량(100 lpm 이상) 운전에서도 압력손실이 0.5bar 이하로 작으면서도, 110°이상의 넓은 분사각도를 가지며 공간 질량 유량 분포 및 분사 유효 영역이 균일하고, 경량재질(PE,PP 등)으로 사출 제작이 가능하여 제품 원가가 절감되며 대량생산이 가능하다는 효과가 있다.

Description

스프레이 노즐 및 이를 포함하는 다중효용 증류장치{SPRAY NOZZLE AND MULTI-EFFECT DISTILLATOR USING THE SAME}

본 발명은 스프레이 노즐 및 이를 포함하는 다중효용 증류장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력손실이 0.5bar 이하이면서 대용량(100lpm 이상)에 적합하며 분사각이 110°이상으로 균일한 분무가 가능한 다중효용 증류장치(MED)에 적용하기 위한 스프레이 노즐에 관한 것이다.

일반적으로 해수 담수화(Desalination) 설비는 해수 및 오수 등으로부터 생활용수나 공업용수로 사용할 수 있는 담수를 생산하는 설비로서, 다단 증발법(Multiple Stage Flash, MSF), 다중효용 증발법(Multi-effect Distillation, MED) 등이 주로 사용되며, 그 외에도 막 여과법으로서 압력을 이용하는 역삼투법(Reverse Osmosis, RO) 등이 사용되기도 하며, 근래에 들어서는 앞서 언급한 여러 방법들 중 둘 이상을 혼합하여 담수의 생산량과 효율성을 높이기 위한 하이브리드 타입(Hybrid tpye) 등도 사용되고 있다.

그 중 다중효용 증발법에 의한 담수화 설비는 여러 개의 단(Effect)으로 구성된 증발기가 구비되고, 각 단의 내부에 증발실과 고온의 스팀이 통과하는 응축기와 더불어 상부에는 해수를 분무하기 위한 분무노즐이 설치된다.

또한, 각 단은 첫 번째 단에서부터 증기 공급관으로 서로 연결되어 증기를 순차적으로 공급받도록 구성되어 있으며, 각 단의 응축기는 담수 회수관으로 연결되어 담수펌프에 의해 생성된 담수가 배출되고, 농염수(blowdown) 배출관으로 연결되어 농염수 배출펌프에 의해 형성되는 고농도의 농염수가 외부로 배출될 수 있도록 구성된다.

먼저 첫 번째 단의 응축기에 고온의 증기가 공급되고 분무노즐을 통해 해수가 공급되면서 응축기 튜브와 열교환을 이루게 된다. 그에 따라 각 단의 증발실 내부에 증기가 발생함과 동시에 응축기 튜브 내부의 증기가 응축되어 담수가 만들어지게 되는 것이며, 증기는 증기 공급관을 통해 다음 단의 열원으로 작용하게 된다.

종래의 다중효용 증발장치(MED)의 각 단 상부에 설치되는 노즐은 OPEX 절감 차원에서 많은 양의 처리수를 단기간에 분무하기 위해 큰 유량의 처리수(해수)를 공급할 경우, 노즐에서의 압력손실(압력강하)이 매우 커지게 되고 분모되는 영역의 외곽 지역에 처리수의 분무가 집중됨에 따라 균일한 분무가 이루어지지 않는 문제가 있어, 응축기 열교환 튜브 외벽에 처리수가 골고루 접촉되지 못함에 따라 스케일(scale)이 발생되고 배관이 부식되어 궁극적으로 열교환 효율 즉 증류 효율이 감소하는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 제2009-0067902호(2009.06.25. 공개, '하이브리드형 담수화설비의 열원공급방법')

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 노즐 몸체의 말단부에 오리피스(orifice) 형태의 분사부가 형성되고 노즐 몸체 내부에 스월러(swirler)가 삽입되는 형태를 취함으로써, 100 lpm 이상의 높은 유량으로 운전하더라도 압력손실이 0.5bar 이하로 작으면서도 110°이상의 넓은 분무각으로 균일한 분무가 가능한 다중효용 증발장치용 스프레이 노즐을 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따라 상부에 설치되어 공급되는 유체를 하부를 향해 원추상으로 분무하는 스프레이 노즐(A)에 있어서, 내부에 상기 유체의 유로가 형성되는 중공형의 노즐 몸체(10); 상기 노즐 몸체(10)의 말단부에 구비되며, 하류 측을 향하여 상기 노즐 몸체(10)의 내벽이 테이퍼(taper)지도록 내부 직경(D)이 감소되어 최소 직경(d)을 이룬 후 오리피스(orifice) 구조로 소정 각도(Φ1) 벌어지는 분사구(21)가 형성되는 분사부(20); 및 상기 분사부(20) 상류 측의 상기 노즐 몸체(10) 내부 일정 구간에 삽입되며, 공급되는 유체가 상기 분사부(20)에서 분사되기 이전에 상기 유체에 선회운동(swirling movement)을 부여하는 스월러(swirler)(30);를 포함하는 스프레이 노즐을 제공한다.

이때, 상기 분사부(20)의 내부 직경(D)과 최소 직경(d)의 비율(d/D)은 25~35%일 수 있으며, 상기 분사부(20)의 상기 소정 각도(Φ1)는 100~120°인 것이 바람직하다.

또한, 상기 스월러(30)는, 상기 노즐 몸체(10) 내부에 삽입되는 스월러 몸체(31); 상기 스월러 몸체(31)에 중앙부에 형성되는 중앙유로(32); 및 상기 스월러 몸체(31)의 외곽부에 형성되며, 측 방향을 기준으로 상기 중앙유로(32)에 대하여 소정 각도(Φ2) 그루브(groove)지게 구비되는 적어도 하나 이상의 측면유로(33);를 포함할 수 있으며, 상기 측면유로(33)는 2~4개 구비되거나, 상기 중앙유로(32)를 기준으로 사방에 4개 구비되는 것이 바람직하며, 상기 중앙유로(32)의 단면적(S1)과 상기 측면유로(33)의 전체 단면적(S2)의 비율(S1/S2)은 10~20%이거나 상기 스월러 몸체(31)의 단면적(S)과 상기 중앙유로(32) 및 측면유로(33)의 단면적의 합(S1+S2)의 비율((S1+S2)/S)은 20~30%인 것이 더욱 바람직하다.

한편, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따라 연속 배치되는 다단 챔버 내부에 복수의 배관이 구비되어, 상기 배관 내에서 응축하는 수증기와 상기 배관 외벽으로 공급되는 해수 간의 열 교환을 통해, 해수를 증발 분리시켜 담수를 생산하기 위한 다중효용 증류장치(Multi-Effect Distillator, MED)(B)에 있어서, 상기 다단 챔버 상부 영역에는 해수를 하부를 향해 원추상으로 분무하여 상기 배관 외벽으로 해수를 공급하는 스프레이 노즐(A)이 구비되며, 상기 스프레이 노즐(A)은, 내부에 해수의 유로가 형성되는 중공형의 노즐 몸체(10); 상기 노즐 몸체(10)의 말단부에 구비되며, 하류 측을 향하여 상기 노즐 몸체(10)의 내벽이 테이퍼(taper)지도록 내부 직경(D)이 감소되어 최소 직경(d)을 이룬 후 오리피스(orifice) 구조로 소정 각도(Φ1) 벌어지는 분사구(21)가 형성되는 분사부(20); 및 상기 분사부(20) 상류 측의 상기 노즐 몸체(10) 내부 일정 구간에 삽입되며, 공급되는 해수가 상기 분사부(20)에서 분사되기 이전에 해수에 선회운동(swirling movement)을 부여하는 스월러(swirler)(30);를 포함하며, 상기 스프레이 노즐(A)의 압력 손실은 0.5 bar 이하이고, 해수가 상기 분사부(20)에서 분사되는 각도(θ)는 110~120°인 것을 특징으로 하는 다중효용 증류장치를 제공한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 스프레이 노즐 및 이를 포함하는 다중효용 증류장치는, 대용량(100 lpm 이상) 운전에서도 압력손실이 0.5bar 이하로 작으면서도, 110°이상의 넓은 분사각도를 가지며 공간 질량 유량 분포 및 분사 유효 영역이 균일하고, 경량재질(PE,PP 등)으로 사출 제작이 가능하여 제품 원가가 절감되며 대량생산이 가능하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 스프레이 노즐(A)의 측 단면도이다.
도 2는 본 발명의 스프레이 노즐(A) 내부에 삽입되는 스월러(30)의 사시도 및 평면도이다.
도 3은 본 발명의 스프레이 노즐(A)에 있어서 오리피스의 각도(Φ1)에 따른 노즐의 분사 각도(θ)를 나타낸 표이다.
도 4는 본 발명의 스프레이 노즐(A)에 있어서 오리피스의 각도(Φ1)에 따른 노즐에서 분사되는 모습을 나타낸 사진이다.
도 5는 유량(Q)과 스월 그루브(Swirl Groove) 즉, 측면유로(33)의 개수에 따른 압력강하 정도를 나타낸 그래프이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

"제 1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 발명은 바람직한 일 실시예에 따라 중공형의 노즐 몸체(10)와, 오리피스 구조로 분사되는 분사부(20)와, 노즐 몸체(10) 내부에 삽입되는 스월러(30)를 포함하여 구성되어, 장치 상부에 설치되어 공급되는 유체를 하부를 향해 원추상으로 분무하는 스프레이 노즐(A)을 제공한다. 본 발명의 스프레이 노즐(A)의 측 단면도가 도 1에 도시되어 있다.

먼저 본 발명의 일 구성요소인 노즐 몸체(10)는 내부에 공급 유체가 이동하기 위한 유로가 형성되는 중공형의 부재이며, 다른 구성요소들의 전체 하우징 역할을 수행하는 부재이다. 노즐 몸체(10)는 분무가 요구되는 장치 상부에 하향 되도록 설치된다.

노즐 몸체(10)의 말단부 측에는 공급되는 유체가 분무되는 분사부(20)가 마련된다. 분사부(20)는 노즐 몸체(10)의 내벽의 형상이 변하여 형성되는 영역으로, 노즐 몸체(10) 내벽이 일정 영역에서부터 하류 측을 향하여 테이퍼(taper)지도록 내부 직경(D)이 감소되어 최소 직경(d)을 이룬 후, 오리피스(orifice) 구조로 소정 각도(Φ1) 벌어져 분사구(21)가 형성된다.

이때, 분사부(20)를 이루는 영역에서 노즐 몸체(10) 내벽의 내부 직경(D)과 최소 직경(d)의 비율(d/D)은 25~35%인 것이 바람직하다. 상기 비율(d/D)이 25% 미만인 경우에는 분사부(20)를 이루는 최소 직경(d) 영역이 너무 협소하여 충분한 분사각도를 얻을 수 없게 되며 압력강하가 과도하게 커지게 되고, 상기 비율(d/D)이 35%를 초과할 경우에는 충분한 유속을 확보할 수 없으며 균일한 분사가 용이하지 않게 되는 문제가 있다.

또한, 분사부(20)의 말단부를 이루는 오리피스 영역에서 분사구(21)가 벌어진 각도(Φ1)는 100~120°로 형성되는 것이 바람직하다. 벌어진 각도(Φ1)를 상기 범위 이내로 제어해야만 충분한 유속, 적은 압력강하, 대용량 공급유량 조건 하에서 110°이상의 분사각도(θ)와 넓고 균일한 분사영역을 확보할 수 있다.

한편, 본 발명의 스프레이 노즐(A)을 이루는 다른 구성요소인 스월러(Swirler)(30)는 분사부(20) 상류 측의 노즐 몸체(10) 내부 일정 구간에 삽입되어, 공급 유체가 분사부(20)를 통해 분사되기 이전에 공급 유체에 선회운동(Swirling Movement)을 부여하기 위한 부재이다. 도 2에는 스월러(30)의 사시도와 평면도가 도시되어 있다.

스월러(30)는 노즐 몸체(10) 내부에 삽입 고정되는 스월러 몸체(31)와, 스월러 몸체(31)의 중앙부에 중공형으로 형성되는 중앙유로(32)와, 스월러 몸체(31)의 외곽부에 그루브(groove)진 홈 형태로 형성되는 적어도 하나 이상의 측면유로(33)로 구성될 수 있다.

특히 측면유로(33)는 도 1에 도시된 바와 같이 측 방향을 기준으로 할 때, 중앙유로(32)에 대하여 소정 각도(Φ2) 그루브지게 기울어 있는 형태로 특정할 수 있는데, 기울어진 각도(Φ2)는 20~40°인 것이 바람직하다. 상기 각도(Φ2)가 20°미만으로 형성될 경우에는 공급 유체에 충분한 선회운동을 부여할 수 없어 결과적으로 분무 각도가 작아지는 단점이 있으며, 상기 각도(Φ2)가 40°를 초과할 경우에는 오히려 측면유로(33)가 과도하게 기울어짐에 따라 분무 각도는 별론으로 분무 영역에 질량 분포가 깨지는 결과를 초래하여 균일한 분포를 어렵게 만든다.

한편, 중앙유로(32)의 단면적(S1)과 측면유로(33)의 전체 단면적(S2)의 비율(S1/S2)은 10~20%인 것이 바람직하다. 상기 비율(S1/S2)이 10% 미만인 경우에는 중앙유로(32)의 단면적이 과도하게 협소하게 되어 측면유로(33)를 통해 선회운동이 부여된 유체만이 과도하게 분무됨으로써 균일한 분무가 이루어지지 않게 되며, 상기 비율(S1/S2)이 20%를 초과할 경우에는 반대로 중앙유로(32)를 통해 이동되는 유체의 양이 과도하게 많아져 마찬가지로 분무가 불균일하게 이루어지는 문제가 있다.

또한, 스월러 몸체(31)의 전체 단면적(S1, 유로가 형성된 영역을 포함한 전체 단면적)과 중앙유로(32) 및 측면유로(33) 모두의 단면적, 즉 유로가 형성된 영역의 전체 단면적(S1+S2)의 비율((S1+S2)/S)은 20~30%인 것이 바람직하다. 유로가 형성된 영역에 대한 비율이 20% 미만일 경우에는 스월러가 과도한 압력을 받게 되며 스월러를 통해 배출되는 유체의 유속이 과도하게 높아져 가장자리가 아닌 중앙부의 분무 영역에는 충분한 분무가 이루어지지 않는 문제가 있으며, 30%를 초과할 경우에는 유로가 형성된 영역의 넓이가 과도하게 넓어, 삽입된 스월러가 충분히 회전할 수 있을 만큼의 압력이 가해지지 못하여 가장자리 영역 분무 영역에 분무가 충분하지 못한 문제가 있어, 종국적으로 넓은 분사각도와 전체적으로 균일한 분무를 도출해 내기가 용이하지 못하다.

한편, 본 발명은 바람직한 다른 실시예에 따라 연속 배치되는 다단 챔버 내부에 복수의 배관이 구비되어, 배관 내에서 응축하는 수증기와 상기 배관 외벽으로 공급되는 해수 간의 열 교환을 통해, 해수를 증발 분리시켜 담수를 생산하기 위한 수처리 장치에 있어서, 다단 챔버 상부 영역에 해수를 하부를 향해 원추상으로 분무하여 배관 외벽으로 해수를 균일하게 공급하는 스프레이 노즐(A)이 구비된 다중효용 증류장치(MED)를 제공한다.

각 챔버 상부에 마련되는 스프레이 노즐(A)은 상술한 바와 같이 노즐 몸체(10)와, 분사부(20)와, 스월러(30)를 포함하여 구성되며, 스프레이 노즐(A)을 통해 100 lpm(liter per minute) 이상의 대용량의 해수를 공급하여 처리하는 조건 하에서도 압력손실이 0.5bar 이하이고 분사각도(θ)가 110~120° 수준이며, 분사되는 영역의 질량분포가 균일한 효과를 얻을 수 있다.

이하 본 발명의 스프레이 노즐 및 이를 포함하는 다중효용 증류장치에 대한 실시예를 살펴본다. 그러나 이는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

<분무각도(θ) 측정>

본 발명의 스프레이 노즐(A)을 사용하여 분무각도(θ)를 측정하는 실험을 수행하였다. 장치 상부에 스프레이 노즐(A)을 설치하고 설치된 영역으로부터 400~500㎜ 아래의 500~600㎜ 길이의 영역에 대하여 분무되는 각도(θ)를 측정하였다. 또한, 노즐 출구 각도(Φ1)를 각각 0°와 120°로 변경하여 측정하였다.

도 3은 측정된 분무각도(θ)를 개략적으로 도시한 모식도이며, 도 4는 분사되는 모습을 촬영한 사진이다.

도 3과 도 4를 참조할 때 노즐 출구 각도(Φ1)를 120° 수준으로 형성하였을 때, 110° 이상의 분사각도(θ)를 얻을 수 있었으며, 전체 분무 영역에 대하여 균일한 질량분포를 갖는 것을 확인할 수 있었다.

<스월러(30)의 측면유로(33) 개수와 공급 유량에 따른 압력강하 측정>

공급 유체의 유량(Q, lpm)과 스월 그루브(Swirl Groove) 개수 즉, 측면유로(33)의 개수에 따른 압력강하를 측정하였다. 도 5는 측정된 결과 그래프이다.

도 5를 참조할 때 유량 50 lpm을 기준으로 50 lpm 이하에서는 측면유로(33)의 개수가 2개인 경우가, 50 lpm 이상에서는 측면유로(33)의 개수가 4개인 경우가 더욱 향상된 압력강하 값을 나타내었으며, 구체적으로 0.5 bar 수준 내지 그 이하 수준의 압력강하 값을 보였다. 따라서, 100 lpm 이상의 대용량 해수를 취급할 경우에는 4개의 측면유로(33)를 구비하는 것이 0.5bar 이하의 압력강하 값을 획득하는데 보다 유리하다는 점을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

A : 스프레이 노즐
D : 노즐 몸체(10)의 내부 직경
d : 노즐 몸체(10)의 최소 직경
Φ1 : 분사부(20)에서 오리피스의 벌어진 각도
Φ2 : 스월러(30)에서 중앙유로(32)에 대하여 측면유로(33)의 그루브(groove)진 각도
θ : 스프레이 노즐(A)의 분사각도
S : 스월러 몸체(31)의 전체 단면적
S1 : 중앙유로(32)의 단면적
S2 : 측면유로(33)의 전체 단면적
10 : 노즐 몸체
20 : 분사부
21 : 분사구
30 : 스월러
31 : 스월러 몸체
32 : 중앙유로
33 : 측면유로

Claims

상부에 설치되어 공급되는 유체를 하부를 향해 원추상으로 분무하는 스프레이 노즐(A)에 있어서,
내부에 상기 유체의 유로가 형성되는 중공형의 노즐 몸체(10);
상기 노즐 몸체(10)의 말단부에 구비되며, 하류 측을 향하여 상기 노즐 몸체(10)의 내벽이 테이퍼(taper)지도록 내부 직경(D)이 감소되어 최소 직경(d)을 이룬 후 오리피스(orifice) 구조로 소정 각도(Φ1) 벌어지는 분사구(21)가 형성되는 분사부(20); 및
상기 분사부(20) 상류 측의 상기 노즐 몸체(10) 내부 일정 구간에 삽입되며, 공급되는 유체가 상기 분사부(20)에서 분사되기 이전에 상기 유체에 선회운동(swirling movement)을 부여하는 스월러(swirler)(30);
를 포함하는 스프레이 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 분사부(20)의 내부 직경(D)과 최소 직경(d)의 비율(d/D)은 25~35%인 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 분사부(20)의 상기 소정 각도(Φ1)는 100~120°인 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 스월러(30)는,
상기 노즐 몸체(10) 내부에 삽입되는 스월러 몸체(31);
상기 스월러 몸체(31)에 중앙부에 형성되는 중앙유로(32); 및
상기 스월러 몸체(31)의 외곽부에 형성되며, 측 방향을 기준으로 상기 중앙유로(32)에 대하여 소정 각도(Φ2) 그루브(groove)지게 구비되는 적어도 하나 이상의 측면유로(33);
를 포함하는 스프레이 노즐.
청구항 4에 있어서,
상기 측면유로(33)는 2~4개 구비되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐.
청구항 4에 있어서,
상기 측면유로(33)는 상기 중앙유로(32)를 기준으로 사방에 4개 구비되는 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐.
청구항 4에 있어서,
상기 중앙유로(32)의 단면적(S1)과 상기 측면유로(33)의 전체 단면적(S2)의 비율(S1/S2)은 10~20%인 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐.
청구항 4에 있어서,
상기 스월러 몸체(31)의 단면적(S)과 상기 중앙유로(32) 및 측면유로(33)의 단면적의 합(S1+S2)의 비율((S1+S2)/S)은 20~30%인 것을 특징으로 하는 스프레이 노즐.
연속 배치되는 다단 챔버 내부에 복수의 배관이 구비되어, 상기 배관 내에서 응축하는 수증기와 상기 배관 외벽으로 공급되는 해수 간의 열 교환을 통해, 해수를 증발 분리시켜 담수를 생산하기 위한 다중효용 증류장치(Multi-Effect Distillator, MED)(B)에 있어서,
상기 다단 챔버 상부 영역에는 해수를 하부를 향해 원추상으로 분무하여 상기 배관 외벽으로 해수를 공급하는 스프레이 노즐(A)이 구비되며,
상기 스프레이 노즐(A)은,
내부에 해수의 유로가 형성되는 중공형의 노즐 몸체(10);
상기 노즐 몸체(10)의 말단부에 구비되며, 하류 측을 향하여 상기 노즐 몸체(10)의 내벽이 테이퍼(taper)지도록 내부 직경(D)이 감소되어 최소 직경(d)을 이룬 후 오리피스(orifice) 구조로 소정 각도(Φ1) 벌어지는 분사구(21)가 형성되는 분사부(20); 및
상기 분사부(20) 상류 측의 상기 노즐 몸체(10) 내부 일정 구간에 삽입되며, 공급되는 해수가 상기 분사부(20)에서 분사되기 이전에 해수에 선회운동(swirling movement)을 부여하는 스월러(swirler)(30);
를 포함하며,
상기 스프레이 노즐(A)의 압력 손실은 0.5 bar 이하이고, 해수가 상기 분사부(20)에서 분사되는 각도(θ)는 110~120°인 것을 특징으로 하는 다중효용 증류장치.
청구항 9에 있어서,
상기 분사부(20)의 내부 직경(D)과 최소 직경(d)의 비율(d/D)은 25~35%인 것을 특징으로 하는 다중효용 증류장치.
청구항 9에 있어서,
상기 분사부(20)의 상기 소정 각도(Φ1)는 100~120°인 것을 특징으로 하는 다중효용 증류장치.
청구항 9에 있어서,
상기 스월러(30)는,
상기 노즐 몸체(10) 내부에 삽입되는 스월러 몸체(31);
상기 스월러 몸체(31)에 중앙부에 형성되는 중앙유로(32); 및
상기 스월러 몸체(31)의 외곽부에 형성되며, 측 방향을 기준으로 상기 중앙유로(32)에 대하여 소정 각도(Φ2) 그루브(groove)지게 구비되는 적어도 하나 이상의 측면유로(33);
를 포함하는 다중효용 증류장치.
청구항 12에 있어서,
상기 측면유로(33)는 2~4개 구비되는 것을 특징으로 하는 다중효용 증류장치.
청구항 12에 있어서,
상기 측면유로(33)는 상기 중앙유로(32)를 기준으로 사방에 4개 구비되어, 상기 스프레이 노즐(A)의 처리 가능 유량이 100 lpm(liter per minute) 이상인 것을 특징으로 하는 다중효용 증류장치.
청구항 12에 있어서,
상기 중앙유로(32)의 단면적(S1)과 상기 측면유로(33)의 전체 단면적(S2)의 비율(S1/S2)은 10~20%인 것을 특징으로 하는 다중효용 증류장치.
청구항 12에 있어서,
상기 스월러 몸체(31)의 단면적(S)과 상기 중앙유로(32) 및 측면유로(33)의 단면적의 합(S1+S2)의 비율((S1+S2)/S)은 20~30%인 것을 특징으로 하는 다중효용 증류장치.