KR20180088362A - Heat source equipment for evaportation pond and method for improving evaporation rate of evaportation pond using the same - Google Patents

Heat source equipment for evaportation pond and method for improving evaporation rate of evaportation pond using the same Download PDF

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KR20180088362A
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최승덕
박광석
김주영
양혁
이현우
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박성국
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

The heat source equipment for an evaporation pond includes a concave mirror, a pedestal and an angle adjuster. The concave mirror is located toward the south from the north side of the evaporation pond and has a reflecting surface which condenses sunlight toward a precipitation layer to increase the temperature of the saline water and simultaneously causes convection and stirring of the saline water. The pedestal supports the concave mirror on the ground. The angle adjuster is coupled to the concave mirror and pedestal and adjusts the inclination angle of the concave mirror depending on seasonal changes so that the concave mirror follows the seasonal altitude of the sun. The reflecting surface is the curved surface set so that the angle of incidence of sunlight to the saline water is maintained at an angle of 30 to 50 degrees from the surface of the saline water, and the sunlight entering the saline water is reflected from the precipitation layer and re-reflected below the water surface to the water surface.

Description

증발 폰드용 열원 설비 및 이를 이용한 증발 폰드의 증발율 개선 방법 {HEAT SOURCE EQUIPMENT FOR EVAPORTATION POND AND METHOD FOR IMPROVING EVAPORATION RATE OF EVAPORTATION POND USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heat source equipment for an evaporation pond and a method for improving the evaporation rate of the evaporation pond using the same,

본 발명은 증발 폰드용 열원 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양열을 이용하여 증발 효율을 높이는 증발 폰드용 열원 설비 및 이를 이용한 증발 폰드의 증발율 개선 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat source facility for an evaporation pond, and more particularly, to a heat source facility for an evaporation pond that improves the efficiency of evaporation using solar heat and a method for improving the evaporation rate of the evaporation pond using the same.

증발 폰드는 자연적인 증발을 이용하여 자원을 생산하는 기술로서, 소금을 제조하는 천일염의 염전과, 염수를 증발 농축시켜 유효한 광석 또는 미네랄 성분을 얻는 염호 등이 여기에 속한다. 증발 폰드는 계절과 기후의 영향을 많이 받는 기술이므로, 연간 강수량이 적은 위도 20˚의 건조 기후('솔라 벨트'라 한다)에서 주로 사용된다.Evaporation pond is a technology to produce resources by using natural evaporation. It is the salt tanning of the salt to make salt and the salt which obtains effective ore or minerals by evaporating salt water. Evaporation pond is a technique that is highly seasonal and climate sensitive, so it is mainly used in a dry climate of 20 ° latitude ('solar belt') with low annual precipitation.

증발 폰드를 이용한 자원 생산 비용은 증발 폰드의 증발율에 의존하는데, 자연적인 증발은 동일 지역에서 고정된 특성을 나타내므로 증발율 향상이 어렵다. 그리고 여름철 대비 겨울철에서 증발율이 저하되므로 생산성이 낮아진다. 따라서 증발 폰드의 효율적인 운용을 위해서는 인위적으로 증발율을 높이고, 계절적 요인에 의한 증발율 편차를 저감시킬 필요가 있다.The cost of resource production using the evaporation pond depends on the evaporation rate of the evaporation pond. It is difficult to improve the evaporation rate because the natural evaporation shows fixed characteristics in the same area. And the evaporation rate is lowered in the winter compared to the summer, so the productivity is lowered. Therefore, in order to operate the evaporation pond efficiently, it is necessary to increase the evaporation rate artificially and to reduce the evaporation rate variation due to seasonal factors.

본 발명은 전력 소모 없이 증발 폰드에 열을 가하여 증발 폰드의 증발율을 높이고, 계절적 요인에 의한 증발율의 편차를 낮추어 증발 폰드의 생산성을 높일 수 있는 증발 폰드용 열원 설비 및 이를 이용한 증발 폰드의 증발율 개선 방법을 제공하고자 한다.The present invention relates to a heat source facility for an evaporation pond which can increase the evaporation rate of the evaporation pond by applying heat to the evaporation pond without consuming power and lower the variation of the evaporation rate due to seasonal factors to improve the productivity of the evaporation pond, and a method for improving the evaporation rate of the evaporation pond .

본 발명의 일 실시예에 따른 증발 폰드용 열원 설비는 오목 거울과 받침대 및 각도 조절부를 포함한다. 오목 거울은 증발 폰드의 북쪽에서 남쪽을 향해 위치하고, 침전층을 향해 태양광을 집광하여 염수의 온도를 높임과 동시에 염수의 대류와 교반 현상을 유발하는 반사면을 가진다. 받침대는 오목 거울을 지면에 받친다. 각도 조절부는 오목 거울과 받침대에 결합되며, 계절 변화에 따라 오목 거울의 경사각을 조절하여 오목 거울이 계절에 따른 태양의 고도를 추종하도록 한다. 반사면은 염수에 대한 태양광의 입사각이 염수의 수면으로부터 30° 내지 50°의 각도를 유지하도록 설정된 곡면으로 이루여지며, 염수로 입사한 태양광은 침전층에서 반사 후 수면 아래에서 재반사되어 침전층으로 향한다.The heat source equipment for an evaporation pond according to an embodiment of the present invention includes a concave mirror, a pedestal, and an angle adjusting unit. The concave mirror is located toward the south from the north side of the evaporation pond and has a reflecting surface that condenses solar light toward the sediment layer to raise the temperature of the saline water and simultaneously causes convection and agitation of the saline water. The pedestal supports the concave mirror on the ground. The angle adjuster is coupled to the concave mirror and pedestal and adjusts the inclination angle of the concave mirror according to the seasonal changes so that the concave mirror follows the seasonal altitude of the sun. The reflection surface has a curved surface that is set so that the angle of incidence of sunlight on the salt water is maintained at an angle of 30 to 50 degrees from the surface of the salt water. The sunlight incident on the salt water is reflected from the precipitation layer, Head to the floor.

오목 거울은 단면상에서 파라볼릭(parabolic) 형상일 수 있고, 동서 방향을 따라 길게 뻗은 반(半) 원통 구조로 이루어질 수 있다.The concave mirror may be parabolic in cross-section and may have a semi-cylindrical structure extending along the east-west direction.

각도 조절부는, 오목 거울의 후면에 서로간 높이 차를 두고 고정된 상측 지지대 및 하측 지지대와, 상측 지지대 및 하측 지지대에 결합된 중간 지지대와, 중간 지지대에 결합되어 중간 지지대를 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.The angle adjusting unit includes an upper support and a lower support fixed to the rear surface of the concave mirror with a height difference therebetween, an intermediate support coupled to the upper support and the lower support, and a drive coupled to the intermediate support to rotate the intermediate support .

본 발명의 일 실시예에 따른 증발 폰드의 증발율 개선 방법은, 수면이 대기 중으로 노출된 염수를 저장하고 바닥에 침전층이 위치하며 동서 방향과 나란하게 배치된 증발 폰드의 북쪽에 반사면을 가진 오목 거울을 배치하는 배치 단계와, 반사면의 집광 초점을 침전층에 맞추어 염수의 온도를 높임과 동시에 염수의 대류와 교반 현상을 유발하는 승온 단계와, 계절 변화에 따라 오목 거울의 경사각을 조절하여 계절에 따른 태양의 고도를 추종하는 경사각 조절 단계를 포함한다. 반사면은 염수에 대한 태양광의 입사각이 염수의 수면으로부터 30° 내지 50°의 각도를 유 지하도록 설정된 곡면으로 이루어진다. 승온 단계에서 염수로 입사한 태양광은 침전층에서 반사 후 수면 아래에서 재반사되어 침전층으로 향한다.The evaporation rate improving method of an evaporation pond according to an embodiment of the present invention is a method of improving the evaporation rate of an evaporation pond in which a water surface is exposed to the atmosphere and a salt precipitate layer is located on the bottom, A heating step of adjusting the inclination angle of the concave mirror according to the seasonal change and a seasoning step of adjusting the inclination angle of the concave mirror according to the seasonal change; And an inclination angle adjusting step for following the altitude of the sun according to the angle of the sun. The reflecting surface is formed of a curved surface whose angle of incidence of sunlight to the brine is set to maintain an angle of 30 to 50 degrees from the surface of the brine. The sunlight entering the brine at the temperature elevation step is reflected from the precipitation layer and then reflected again under the water surface to the precipitation layer.

본 실시예의 열원 설비는 자연 증발 방식을 사용하는 모든 증발 폰드에 적용이 가능하며, 특히 장기간의 증발 시간이 요구되는 칼륨(K), 붕소(B), 리튬(Li) 제조용 증발 폰드의 운용 효율 개선에 효과가 크다. 또한, 본 실시예의 열원 설비는 장치 구성이 단순하고 계절이 바뀔 때 오목 거울의 경사각을 조절하는 것 이외에 특별한 유지 보수가 필요하지 않으므로, 고지대 오지 등에 설치에 유리하다.The heat source equipment of this embodiment can be applied to all the evaporation ponds using the natural evaporation method. In particular, the operating efficiency of the evaporation pond for the production of potassium (K), boron (B) and lithium (Li) . In addition, the heat source equipment of this embodiment is simple in arrangement of apparatus, and it is advantageous to install on a highland oasis because it does not require special maintenance other than adjusting the inclination angle of the concave mirror when the season is changed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 폰드용 열원 설비의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 증발 폰드용 열원 설비의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 증발 폰드의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 폰드용 열원 설비의 구성도이다.
도 5와 도 6은 도 4에 도시한 증발 폰드용 열원 설비에서 오목 거울의 경사각이 조절된 상태를 도시한 구성도이다.
도 7은 용액의 온도 상승에 따른 증발량 변화에 대한 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a configuration diagram of a heat source equipment for an evaporation pond according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a sectional view of the heat source equipment for the evaporation pond shown in Fig. 1. Fig.
3 is an enlarged view of the evaporation pond shown in Fig.
4 is a configuration diagram of a heat source equipment for an evaporation pond according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are views showing a state in which the inclination angle of the concave mirror is adjusted in the heat source equipment for the evaporation pond shown in FIG.
FIG. 7 is a graph showing the experimental results on the variation of the evaporation amount with the temperature rise of the solution. FIG.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 폰드용 열원 설비의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 증발 폰드용 열원 설비의 단면도이다.FIG. 1 is a view illustrating a configuration of a heat source equipment for an evaporation pond according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a heat source facility for an evaporation pond shown in FIG.

도 1과 도 2를 참고하면, 증발 폰드(200)는 일정 깊이를 가지며 동서 방향을 따라 길게 배치된 인공 폰드일 수 있다. 증발 폰드(200)에는 예를 들어 염호의 염수가 저장될 수 있으며, 염수를 증발 및 농축하여 칼륨(K), 붕소(B), 리튬(Li) 등의 자원을 생산할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the evaporation pond 200 may be an artificial pond having a certain depth and arranged long along the east-west direction. In the evaporation pond 200, for example, brine can be stored, and the brine can be evaporated and concentrated to produce resources such as potassium (K), boron (B), and lithium (Li).

최근 수요가 많은 리튬의 경우, 리튬을 낮은 농도로 포함하고 있는 염수를 증발 폰드(200)로 유입시키고, 이를 1년 내지 2년 동안 장시간 자연 증발로 농축하여 고농도 용액을 만든 다음 이를 화학 처리하는 방법으로 리튬을 얻을 수 있다.In recent years, in the case of lithium having a high demand, a brine containing a low concentration of lithium is introduced into an evaporation pond (200) and concentrated by natural evaporation for a long period of time for one to two years to prepare a high concentration solution. Lithium can be obtained.

증발 폰드용 열원 설비(100)는 태양광을 증발 폰드(200)로 반사 및 집광하는 오목 거울(110)을 포함한다. 오목 거울(110)은 증발 폰드(200)의 북쪽에 설치되며, 증발 폰드(200)와 나란한 선형 구조로 이루어진다. 즉 오목 거울(110)은 단면상에서 파라볼릭(parabolic) 형태이고, 동서 방향을 따라 길게 뻗은 반(半) 원통 구조로 이루어진다.The heat source equipment 100 for the evaporation pond includes a concave mirror 110 that reflects and condenses the sunlight to the evaporation pond 200. The concave mirror 110 is installed on the north side of the evaporation pond 200 and has a linear structure parallel to the evaporation pond 200. That is, the concave mirror 110 is parabolic in cross section and has a semi-cylindrical structure extending along the east-west direction.

오목 거울(110)은 증발 폰드(200)를 향한 반사면을 가지며, 증발 폰드(200)에는 태양으로부터 직접 입사하는 태양광에 더하여 반사면에 의해 반사 및 집광된 태양광이 부가되어 입사한다. 따라서 증발 폰드(200)는 높아진 태양 광량에 의해 물의 증발이 촉진되어 증발율이 향상된다.The concave mirror 110 has a reflection surface toward the evaporation pond 200. In addition to the sunlight directly incident from the sun, sunlight reflected and condensed by the reflection surface is added to the evaporation pond 200 and incident thereon. Therefore, evaporation of the water is promoted by the amount of sunlight in the evaporation pond 200, and the evaporation rate is improved.

도 3은 도 2에 도시한 증발 폰드의 확대도이다.3 is an enlarged view of the evaporation pond shown in Fig.

도 3을 참고하면, 오목 거울(110)에 의해 반사되어 수중으로 입사하는 태양광이 수면에서 반사되는 경우 가열 효율이 저하되므로 표면 반사를 억제하기 위한 입사각 조절이 필요하다. 입사각 조절은 또한 수중에서 공기 중으로 태양광이 재반사되는 것을 억제하는 효과를 동시에 지닌다.Referring to FIG. 3, when the sunlight reflected by the concave mirror 110 and incident on the water is reflected at the water surface, the heating efficiency is lowered. Therefore, it is necessary to adjust the incident angle to suppress surface reflection. The angle of incidence also has the effect of restraining sunlight from re-reflecting into the air in the water.

이와 같이 태양광의 입사각은 태양광의 열 효율과 직접적인 관계가 있으며, 오목 거울(110)의 곡면을 설계할 때 주된 결정 함수가 된다. 본 실시예의 증발 폰드용 열원 설비(100)에서, 오목 거울(110)의 반사면은 태양광의 입사각이 수면으로부터 30˚ 내지 50˚의 각도를 유지하도록 곡면이 설정될 수 있다.As described above, the angle of incidence of solar light is directly related to the thermal efficiency of sunlight and becomes a main decision function when designing the curved surface of the concave mirror 110. In the heat source equipment 100 for the evaporation pond of this embodiment, the reflecting surface of the concave mirror 110 can be set to have a curved surface such that the angle of incidence of sunlight is maintained at an angle of 30 to 50 degrees from the water surface.

오목 거울(110)에서 반사된 태양광의 입사각이 30˚보다 작거나 50˚보다 크면, 태양광의 대부분은 수분에서 전반사된다. 따라서 오목 거울(110)이 증발 폰드(200)를 향해 태양광을 제공하더라도 이로 인한 증발율 향상 효과는 낮아진다.If the angle of incidence of the sunlight reflected by the concave mirror 110 is less than 30 degrees or greater than 50 degrees, most of the sunlight is totally reflected from the water. Therefore, even if the concave mirror 110 provides solar light toward the evaporation pond 200, the evaporation rate improving effect due to this is lowered.

또한, 오목 거울(110)은 반사면의 집광 초점이 증발 폰드(200)의 바닥에 대응하도록 설치될 수 있다. 증발 폰드(200)의 바닥면은 누적된 수산화마그네슘이나 염화칼슘 등에 의해 백색을 나타낼 수 있다. 백색의 바닥면은 태양광을 흡수하지 않고 수중으로 태양광을 반사시킨다.Also, the concave mirror 110 may be installed so that the condensing focus of the reflecting surface corresponds to the bottom of the evaporation pond 200. The bottom surface of the evaporation pond 200 may exhibit white color due to accumulated magnesium hydroxide, calcium chloride, or the like. The bottom surface of white reflects sunlight in water without absorbing sunlight.

태양광에 의한 가열은 초점 부분에 집중되므로 바닥면과 가까운 물의 일부가 가열되어 온도가 상승한다. 이때 가열된 부분과 가열되지 않은 주변의 온도 차이로 인해 용액의 대류 현상이 발생하며, 결과적으로 증발 폰드(200) 내부의 물이 서서히 교반되는 부수적인 효과를 얻을 수 있다.Since the heating by the sunlight is focused on the focal point, a part of the water near the floor surface is heated and the temperature rises. At this time, the convection phenomenon of the solution occurs due to the temperature difference between the heated portion and the unheated periphery, and as a result, the water inside the evaporation pond 200 is slowly agitated.

다시 도 1과 도 2를 참고하면, 오목 거울(110)은 동서 방향으로 길게 배치되어 있으므로 하루 중 아침부터 오후로 이어지는 태양의 위치에 따른 각도 변경은 불필요하다. 다만 계절에 따라 태양의 고도가 변하므로, 본 실시예의 열원 설비(100)는 계절에 따라 태양의 고도를 추종할 수 있도록 오목 거울(110)의 경사각을 조절하는 기계 장치를 포함할 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 2, since the concave mirror 110 is arranged long in the east-west direction, it is unnecessary to change the angle depending on the position of the sun that runs from morning to afternoon during the day. However, since the altitude of the sun changes according to the season, the heat source equipment 100 of the present embodiment may include a mechanism for adjusting the inclination angle of the concave mirror 110 so as to follow the altitude of the sun according to the season.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발 폰드용 열원 설비의 구성도이다.4 is a configuration diagram of a heat source equipment for an evaporation pond according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 증발 폰드용 열원 설비(100)는 오목 거울(110)을 지면에 받치는 받침대(120)와, 오목 거울(110) 및 받침대(120)에 결합되어 오목 거울(110)의 경사각을 조절하는 각도 조절부(130)를 포함한다. 받침대(120)는 기둥 형태일 수 있고, 오목 거울(110)의 길이 방향을 따라 복수개로 설치될 수 있다.4, the heat source equipment 100 for an evaporation pond includes a pedestal 120 that supports the concave mirror 110 on the ground, a concave mirror 110, and a pedestal 120 that are coupled to the concave mirror 110, And an angle adjusting unit 130 for adjusting the angle of view. The pedestal 120 may be in the form of a column, and may be provided in plurality along the longitudinal direction of the concave mirror 110.

각도 조절부(130)는, 오목 거울(110)의 후면에 서로간 높이 차를 두고 고정된 상측 지지대(131) 및 하측 지지대(132)와, 상측 지지대(131)와 하측 지지대(132)를 연결하는 중간 지지대(133)와, 중간 지지대(133)에 결합되어 중간 지지대(133)를 회전시키는 구동부(140)를 포함할 수 있다.The angle adjusting unit 130 includes upper and lower supporting members 131 and 132 fixed to the rear surface of the concave mirror 110 with a height difference therebetween and an upper supporting member 131 and a lower supporting member 132 And a driving unit 140 coupled to the intermediate support 133 to rotate the intermediate support 133.

상측 지지대(131)와 하측 지지대(132)는 서로 나란하며, 상측 지지대(131)의 길이가 하측 지지대(132)의 길이보다 클 수 있다. 중간 지지대(133)의 하측 단부는 하측 지지대(132)에 고정되고, 하측 지지대(132)와 중간 지지대(133)는 받침대(120)에 힌지 결합된다. 즉 하측 지지대(132)와 중간 지지대(133)는 고정 힌지(134)에 의해 받침대(120)에 결합된다.The upper support base 131 and the lower support base 132 may be parallel to each other and the length of the upper support base 131 may be greater than the length of the lower support base 132. The lower end of the intermediate support 133 is fixed to the lower support 132 and the lower support 132 and the intermediate support 133 are hinged to the support 120. [ That is, the lower support 132 and the intermediate support 133 are coupled to the pedestal 120 by a fixed hinge 134.

중간 지지대(133)의 상측 단부는 가동 힌지(135)에 의해 상측 지지대(131)에 힌지 결합된다. 가동 힌지(135)는 예를 들어 중간 지지대(133)의 길이 방향을 따라 형성된 가이드 홀(136)과, 상측 지지대(131)에 고정되며 가이드 홀(136)에 끼워진 고정 핀(137)을 포함할 수 있다.The upper end of the intermediate support 133 is hinged to the upper support 131 by the movable hinge 135. The movable hinge 135 includes a guide hole 136 formed along the longitudinal direction of the intermediate support 133 and a fixed pin 137 fixed to the upper support 131 and fitted in the guide hole 136 .

구동부(140)는 상하 방향으로 움직이는 피스톤(141)을 구비한 구동 실린더(142)와, 중간 지지대(133)의 중앙부와 피스톤(141)의 단부를 연결하는 연결 암(143)을 포함할 수 있다. 구동 실린더(142)는 지면에서 설치될 수 있고, 받침대(120)보다 오목 거울(110)에서 더 멀리 위치할 수 있다. 연결 암(143)의 양단은 중간 지지대(133)의 중앙부 및 피스톤(141)의 단부에 힌지 결합된다.The driving unit 140 may include a driving cylinder 142 having a piston 141 moving in the up and down direction and a connecting arm 143 connecting the center of the intermediate support 133 and the end of the piston 141 . The drive cylinder 142 may be installed at the ground and may be located further away from the concave mirror 110 than the pedestal 120. Both ends of the connecting arm 143 are hinged to the middle portion of the intermediate support 133 and the end of the piston 141. [

도 5와 도 6은 도 4에 도시한 증발 폰드용 열원 설비에서 오목 거울의 경사각이 조절된 상태를 도시한 구성도이다.5 and 6 are views showing a state in which the inclination angle of the concave mirror is adjusted in the heat source equipment for the evaporation pond shown in FIG.

도 5를 참고하면, 구동 실린더(142)의 작동으로 피스톤(141)이 상승하면 연결 암(143)이 중간 지지대(133)의 중앙부를 밀게 된다. 그러면 중간 지지대(133)와 하측 지지대(132)가 고정 힌지(134)를 중심으로 반시계 방향으로 회전하면서 오목 거울(110)의 경사각을 변화시킨다. 피스톤(141)이 최고점에 위치할 때 상측 지지대(131)의 고정 핀(137)은 가이드 홀(136)의 최상단에 위치할 수 있다.5, when the piston 141 is moved up by the operation of the driving cylinder 142, the connecting arm 143 pushes the central portion of the intermediate support 133. Then, the intermediate support 133 and the lower support 132 rotate counterclockwise about the fixed hinge 134 to change the inclination angle of the concave mirror 110. The fixing pin 137 of the upper support base 131 can be positioned at the uppermost position of the guide hole 136 when the piston 141 is located at the highest point.

도 6을 참고하면, 구동 실린더(142)의 작동으로 피스톤(141)이 하강하면 연결 암(143)이 중간 지지대(133)의 중앙부를 잡아 당기게 된다. 그러면 중간 지지대(133)와 하측 지지대(132)가 고정 힌지(134)를 중심으로 시계 방향으로 회전하면서 오목 거울(110)의 경사각을 변화시킨다. 피스톤(141)이 최저점에 위치할 때 상측 지지대(131)의 고정 핀(137)은 가이드 홀(136)의 최하단에 위치할 수 있다. 6, when the piston 141 is lowered by the operation of the driving cylinder 142, the connecting arm 143 pulls the middle portion of the intermediate support 133. The intermediate support 133 and the lower support 132 rotate clockwise about the fixed hinge 134 to change the inclination angle of the concave mirror 110. The fixing pin 137 of the upper support base 131 can be positioned at the lowermost end of the guide hole 136 when the piston 141 is located at the lowest point.

도 4 내지 도 6을 참고하면, 태양의 고도가 높은 여름철에는 도 6과 같이 피스톤(141)을 최저점에 위치시켜 오목 거울(110)이 여름철의 높은 태양 고도를 추종하도록 할 수 있다. 태양 고도가 낮은 겨울철에는 도 5와 같이 피스톤(141)을 최고점에 위치시켜 오목 거울(110)이 겨울철의 낮은 태양 고도를 추종하도록 할 수 있다.Referring to FIGS. 4 to 6, in the summer when the altitude of the sun is high, the piston 141 is located at the lowest point as shown in FIG. 6, so that the concave mirror 110 can follow the high sun altitude in summer. In the winter when the sun altitude is low, as shown in FIG. 5, the piston 141 is positioned at the highest point so that the concave mirror 110 follows the low sun altitude in winter.

그리고 봄과 가을에는 도 4와 같이 피스톤(141)을 중간 지점에 위치시켜 오목 거울(110)이 봄과 가을의 태양 고도를 추종하도록 할 수 있다. 이와 같이 전술한 구성의 각도 조절부(130)는 계절이 바뀌는 시점에서 구동 실린더(142)를 한번 작동시키는 단순한 작업만으로 계절에 따른 태양 고도에 용이하게 대처할 수 있다.In the spring and autumn, the piston 141 may be positioned at an intermediate point as shown in FIG. 4 so that the concave mirror 110 follows the sun altitude in spring and autumn. Thus, the angle adjusting unit 130 having the above-described configuration can easily cope with the sun altitude according to the season only by a simple operation of operating the drive cylinder 142 once at the time when the season changes.

오목 거울(110)을 가지는 열원 설비(100)는, 태양광을 전기로 변환하고 이렇게 얻은 전기로 증발 폰드의 물을 데우는 종래 기술과 비교할 때, 에너지 전환 수단 없이 증발율을 높이는 점에서 차별성을 가진다.The heat source equipment 100 having the concave mirror 110 has a difference in that the evaporation rate is increased without energy conversion means as compared with the prior art in which solar light is converted into electricity and the water of the thus obtained electric furnace evaporation pond is warmed.

전술한 열원 설비(100)는 증발 폰드(200)의 증발율을 향상시켜 증발 폰드(200)의 생산력을 높일 수 있고, 특히 여름철 대비 용액의 온도가 낮아 증발율이 떨어지는 겨울철의 증발율을 향상시켜 연간 안정적인 증발 폰드(200) 운영을 가능하게 한다. The heat source facility 100 described above can improve the evaporation rate of the evaporation pond 200 to increase the productivity of the evaporation pond 200 and improve the evaporation rate of the winter when the evaporation rate is low due to the low temperature of the solution compared with the summer, Thereby enabling operation of the fond 200.

또한, 본 실시예의 열원 설비(100)는 장치 구성이 단순하고 계절이 바뀔 때 오목 거울(110)의 경사각을 조절하는 것 이외에 특별한 유지 보수가 필요하지 않으므로, 고지대 오지 등에 설치에 유리하다.In addition, the heat source equipment 100 of the present embodiment is simple in construction and is advantageous for installation on a highland oasis because it requires no special maintenance other than adjusting the inclination angle of the concave mirror 110 when the season is changed.

하기 표 1에 아르헨티나 지역의 월간 증발량 및 연간 증발량을 나타내었다. 아르헨티나는 지구의 남반구에 위치하므로 지구의 북반구와 계절이 반대이다.Monthly evaporation and annual evaporation in Argentina are shown in Table 1 below. Because Argentina is located in the southern hemisphere of the earth, the season is opposite to that of the earth's northern hemisphere.

월 증발량(mm/month)Monthly evaporation (mm / month) 연간 증발량
(mm/year)
Annual Evaporation Rate
(mm / year)
1월January 2월February 3월In March 4월April 5월In May 6월June 7월In July 8월August 9월September 10월October 11월November 12월December 313313 300300 275275 250250 225225 200200 187187 200200 225225 250250 275275 300300 3,0003,000

표 1에 나타나 있듯이, 겨울철의 증발율은 여름철 대비 60% 수준이며, 이는 용액 온도 저하로 인한 증발량 감소가 주 원인이다.As shown in Table 1, the winter evaporation rate is about 60% of that in summer, mainly due to the decrease in evaporation due to the lowering of the solution temperature.

본 실시예와 같이 태양광을 집광하여 증발 폰드의 용액 온도를 상승시키는 경우 겨울철의 증발율을 개선할 수 있고, 여름철의 경우에는 증발율을 더 높여 연간 30% 이상의 증발율 개선 효과를 얻을 수 있고, 계절별 증발율 편차를 저감시킬 수 있다. 그 결과 증발 폰드의 공정 효율을 개선할 수 있다.When the solution temperature of the evaporation pond is increased by concentrating sunlight as in the present embodiment, the evaporation rate in the winter season can be improved, and in the summer season, the evaporation rate can be further increased, The deviation can be reduced. As a result, the process efficiency of the evaporation pond can be improved.

도 7은 용액의 온도 상승에 따른 증발량 변화에 대한 실험 결과를 나타낸 그래프이다. 실험은 외기의 흐름 즉 바람이 존재하는 상황에서 실시되었다.FIG. 7 is a graph showing the experimental results on the variation of the evaporation amount with the temperature rise of the solution. FIG. Experiments were conducted in the presence of ambient air, or wind.

도 7을 참고하면, 상온(20℃)을 기준으로 온도가 10℃ 상승할 때마다 증발율이 2배가 되는 것을 확인할 수 있다. 실제 본 실시예의 열원 설비는 증발 폰드의 용액을 고온으로 가열하는 것이 아니라 용액의 온도를 대략 10℃ 내지 20℃ 증가시키는 것이 목적이므로, 도 7의 결과로부터 본 실시예의 열원 설비가 증발율 향상에 효과적이라는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, it is confirmed that the evaporation rate is doubled every time the temperature rises by 10 ° C based on normal temperature (20 ° C). The purpose of the actual heat source equipment of the present embodiment is not to heat the solution of the evaporation pond to a high temperature but to increase the temperature of the solution by about 10 ° C to 20 ° C. From the result of FIG. 7, .

즉 태양광을 이용하는 가열 방식으로 충분한 증발량 개선이 가능하며, 추가의 기계 장치나 가열 에너지 소요 없이 기존 증발 폰드의 운영 효율을 극대화할 수 있다. 또한, 태양광 집광에 의해 용액 일부의 온도가 상승하며, 상승된 온도 구간 및 주변의 온도 편차로 인해 대류 현상이 발생한다. 대류 현상은 20℃ 기준으로 10℃씩 상승함에 따라 대류량의 증가 양상을 보이며, 증발 폰드 내부의 용액이 서서히 교반되는 결과를 나타낸다.That is, it is possible to improve the evaporation amount sufficiently by the heating method using the sunlight, and it is possible to maximize the operating efficiency of the existing evaporation pond without requiring additional mechanical device or heating energy. In addition, the temperature of a part of the solution rises due to the sunlight condensation, and convection occurs due to a temperature interval and an ambient temperature range. The convective phenomenon shows an increase in the amount of convection as the temperature rises by 10 ° C at 20 ° C, and the solution in the evaporation pond is gradually stirred.

이상과 같은 결과는 자연 증발 방식을 사용하는 모든 증발 폰드에 적용이 가능하며, 특히 장기간의 증발 시간이 요구되는 칼륨(K), 붕소(B), 리튬(Li) 제조용 증발 폰드의 운용 효율 개선에 효과가 크다. 또한, 칼륨(K), 붕소(B), 리튬(Li) 제조용 증발 폰드는 대부분 고지대 오지의 건조기후 지역에 위치하므로 장치 구성이 단순하고 유지 보수가 간편한 본 실시예의 열원 설비가 큰 효과를 발휘할 수 있다.The above results can be applied to all evaporation ponds using natural evaporation method. Especially, it is necessary to improve the operation efficiency of evaporation pond for potassium (K), boron (B) and lithium (Li) The effect is great. Since the evaporation pond for the production of potassium (K), boron (B), and lithium (Li) is mostly located in the area after the dryer of the highland area, the heat source equipment of this embodiment, which is simple in structure and simple in maintenance, have.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

100: 증발 폰드용 열원 설비 200: 증발 폰드
110: 오목 거울 120: 받침대
130: 각도 조절부 131: 상측 지지대
132: 하측 지지대 133: 중간 지지대
140: 구동부 141: 피스톤
142: 구동 실린더 143: 연결 암
100: Heat source facility for evaporation pond 200: Evaporation pond
110: concave mirror 120: pedestal
130: Angle adjusting part 131: Upper support part
132: lower support 133: intermediate support
140: driving part 141: piston
142: driving cylinder 143: connecting arm

Claims (4)

수면이 대기 중으로 노출된 염수를 저장하고, 바닥에 침전층이 위치하며, 동서 방향과 나란하게 배치된 증발 폰드용 열원 설비에 있어서,
상기 증발 폰드의 북쪽에서 남쪽을 향해 위치하고, 상기 침전층을 향해 태양광을 집광하여 상기 염수의 온도를 높임과 동시에 상기 염수의 대류와 교반 현상을 유발하는 반사면을 가지는 오목 거울;
상기 오목 거울을 지면에 받치는 받침대; 및
상기 오목 거울과 상기 받침대에 결합되며, 계절 변화에 따라 상기 오목 거울의 경사각을 조절하여 상기 오목 거울이 계절에 따른 태양의 고도를 추종하도록 하는 각도 조절부를 포함하고,
상기 반사면은 상기 염수에 대한 태양광의 입사각이 상기 염수의 수면으로부터 30° 내지 50°의 각도를 유지하도록 설정된 곡면으로 이루여지며, 상기 염수로 입사한 태양광은 상기 침전층에서 반사 후 수면 아래에서 재반사되어 상기 침전층으로 향하는 증발 폰드용 열원 설비.
A heat source equipment for an evaporation pond which stores saline water whose surface is exposed to the atmosphere, a sediment layer is located at the bottom, and is arranged in parallel with the east-west direction,
A concave mirror positioned toward the south of the evaporation pond and having a reflecting surface for condensing sunlight toward the settling layer to increase the temperature of the salt water and to cause convection and stirring of the salt water;
A pedestal supporting the concave mirror on the ground; And
And an angle adjusting unit coupled to the concave mirror and the pedestal and adjusting the inclination angle of the concave mirror according to a seasonal change so that the concave mirror tracks the altitude of the sun according to the season,
Wherein the reflective surface has a curved surface set so that the angle of incidence of sunlight with respect to the saline water is maintained at an angle of 30 to 50 from the surface of the saline water, And is directed to the precipitation layer.
제1항에 있어서,
상기 오목 거울은 단면상에서 파라볼릭(parabolic) 형상이고, 동서 방향을 따라 길게 뻗은 반(半) 원통 구조로 이루어지는 증발 폰드용 열원 설비.
The method according to claim 1,
Wherein the concave mirror is parabolic in cross section and has a semi-cylindrical structure extending along the east-west direction.
제1항에 있어서,
상기 각도 조절부는,
상기 오목 거울의 후면에 서로간 높이 차를 두고 고정된 상측 지지대 및 하측 지지대와,
상기 상측 지지대 및 상기 하측 지지대에 결합된 중간 지지대와,
상기 중간 지지대에 결합되어 상기 중간 지지대를 회전시키는 구동부를 포함하는 증발 폰드용 열원 설비.
The method according to claim 1,
Wherein the angle-
An upper support and a lower support fixed to the rear surface of the concave mirror with a height difference therebetween,
An intermediate support coupled to the upper support and the lower support,
And a driving unit coupled to the intermediate support to rotate the intermediate support.
수면이 대기 중으로 노출된 염수를 저장하고, 바닥에 침전층이 위치하며, 동서 방향과 나란하게 배치된 증발 폰드의 북쪽에 반사면을 가진 오목 거울을 배치하는 배치 단계;
상기 반사면의 집광 초점을 상기 침전층에 맞추어 상기 염수의 온도를 높임과 동시에 상기 염수의 대류와 교반 현상을 유발하는 승온 단계; 및
계절 변화에 따라 상기 오목 거울의 경사각을 조절하여 계절에 따른 태양의 고도를 추종하는 경사각 조절 단계를 포함하며,
상기 반사면은 상기 염수에 대한 태양광의 입사각이 염수의 수면으로부터 30° 내지 50°의 각도를 유 지하도록 설정된 곡면으로 이루어지고,
상기 승온 단계에서 상기 염수로 입사한 태양광은 상기 침전층에서 반사 후 수면 아래에서 재반사되어 상기 침전층으로 향하는 증발 폰드의 증발율 개선 방법.
Disposing a concave mirror having a reflective surface on the north side of the evaporation pond, the surface of which is exposed to the atmosphere, the precipitate layer is located on the bottom and the evaporation pond is arranged in parallel with the east-west direction;
A temperature raising step of raising the temperature of the brine by adjusting the converging focus of the reflecting surface to the precipitation layer and simultaneously causing convection and agitation of the brine; And
And an inclination angle adjusting step of adjusting the inclination angle of the concave mirror according to the seasonal change to follow the altitude of the sun according to the season,
Wherein the reflective surface comprises a curved surface configured to maintain an angle of incidence of sunlight with respect to the saline solution at an angle of 30 to 50 degrees from the surface of the saline solution,
Wherein the solar light incident on the brine in the heating step is reflected by the precipitation layer and is reflected under the water surface to the precipitation layer, thereby improving the evaporation rate of the evaporation pond.
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