KR20230137943A - Evaporative salt water desalination device using solar energy - Google Patents

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KR20230137943A
KR20230137943A KR1020237028238A KR20237028238A KR20230137943A KR 20230137943 A KR20230137943 A KR 20230137943A KR 1020237028238 A KR1020237028238 A KR 1020237028238A KR 20237028238 A KR20237028238 A KR 20237028238A KR 20230137943 A KR20230137943 A KR 20230137943A
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박헌균
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주식회사 솔라리노
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치는, 서로 이격되어 마주보게 배열되는 복수의 증발 유닛을 포함하는 염수 담수화 장치로서, 상기 복수의 증발 유닛은, 태양열이 조사되는 최외곽에 배치되고, 염수가 흐르면서 증발되는 전방 심지층을 포함하는 전방 증발 유닛; 상기 전방 심지층과 마주 보고 상기 전방 심지층에서 증발된 수증기가 담수로 응축되는 제 1 방수층을 포함하는 제 1 증발 유닛; 상기 전방 심지층과 상기 제 1 방수층의 사이에 배치되는 제 1 스페이서; 및 상기 전방 심지층과 상기 제 1 스페이서 사이에 배치되는 단열층;을 포함한다.A salt water desalination device according to an embodiment of the present invention is a salt water desalination device including a plurality of evaporation units arranged to face each other and spaced apart from each other, wherein the plurality of evaporation units are disposed at the outermost part where solar heat is irradiated, and the salt water desalination device A front evaporation unit including a front deep layer that evaporates as it flows; A first evaporation unit facing the front core layer and including a first waterproof layer in which water vapor evaporated from the front core layer is condensed into fresh water; a first spacer disposed between the front core layer and the first waterproof layer; and a heat insulating layer disposed between the front core layer and the first spacer.

Description

태양 에너지를 이용한 증발식 염수 담수화 장치 Evaporative salt water desalination device using solar energy

본 발명은 태양 에너지를 이용한 증발식 염수 담수화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 높은 효율을 가지면서도 장치의 구조를 단순화하고 장치의 제작 비용을 절감할 수 있는 염수 담수화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporative salt water desalination device using solar energy, and more specifically, to a salt water desalination device that has high efficiency, simplifies the structure of the device, and reduces the manufacturing cost of the device.

최근 전 세계적인 물부족 현상으로 인하여 안정적인 수자원 확보가 전 세계적인 이슈로 떠오르면서 대체 수자원 개발에 대한 관심이 높아지고 있고, 이에 따라 세계 각국은 염수 담수화 기술, 중수도 건설, 빗물 이용 기술, 인공 강우 기술 등을 포함한 대체 수자원 기술에 대한 연구 개발에 많은 투자를 아끼지 않고 있다. 그 중 염수 담수화 기술이란 염수로부터 담수를 생산하는 것으로, 보다 상세하게는, 생활용수나 음용수로 직접 사용하기 힘든 바닷물로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거하여 순도 높은 음용수, 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 일련의 수처리 과정을 말하는 것이다.Recently, as securing stable water resources has emerged as a global issue due to global water shortage, interest in developing alternative water resources is increasing. Accordingly, countries around the world are developing technologies including saltwater desalination technology, gray water construction, rainwater utilization technology, and artificial rainfall technology. We are sparing no effort in investing heavily in research and development of alternative water resource technologies. Among them, salt water desalination technology is the production of fresh water from salt water. More specifically, it is a technology that removes dissolved substances, including salt, from sea water that is difficult to use directly as household water or drinking water, thereby obtaining high purity drinking water, domestic water, industrial water, etc. It refers to a series of water treatment processes.

염수 담수화 기술은 개발도상국, 도서지역, 오지 등의 식수/담수 확보뿐만 아니라 전세계적인 수자원 확보를 위해 인류가 당면한 가장 큰 과제 중 하나로 볼 수 있다.Saltwater desalination technology can be seen as one of the biggest challenges facing humanity, not only to secure drinking water/fresh water in developing countries, islands, remote areas, etc., but also to secure water resources around the world.

종래에는 염수 담수화 기술로서 증발법, 막여과법 등의 대용량 담수설비가 이용되어 왔다.Conventionally, large-capacity desalination facilities such as evaporation and membrane filtration have been used as saltwater desalination technologies.

대표적으로 염수를 담수화하는 방법은 증발법으로서, 소금기를 함유한 바닷물을 가열해 이때 발생한 증기를 응축시켜 담수를 뽑아내는 방식을 말한다.A representative method of desalinating salt water is the evaporation method, which involves heating sea water containing salt and condensing the steam generated to extract fresh water.

일반적으로 염수 담수화 장치는 인위적으로 에너지를 공급하여야 하며 구조가 복잡하고 기술수준이 높아 제조 및 설치하기 어려운 문제와 운용하는 데 소모되는 비용이 많은 문제가 있고, 이와 더불어 염수를 담수화함으로써 생산되는 담수에 염분이 완전히 제거되지 않는 등의 문제가 있다.In general, saltwater desalination devices require energy to be supplied artificially, and have complex structures and high technical standards, making them difficult to manufacture and install, and expensive to operate. In addition, the freshwater produced by desalinating saltwater There are problems such as salt not being completely removed.

또한 증발법, 막 여과법 등을 이용한 종래의 염수 담수화 장치의 경우에 대량의 염수를 담수화하는 기술이 적용되므로, 초기 구축비용 및 유지관리비가 과다한 문제가 있고, 도서지역 등과 같은 소용량을 필요로 하는 소규모 담수화 장치에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다.In addition, in the case of conventional salt water desalination devices using evaporation and membrane filtration, the technology to desalinate large amounts of salt water is applied, so there is a problem of excessive initial construction and maintenance costs, and it is used for small-scale desalination devices that require small capacity, such as in islands, etc. There were problems that made it difficult to apply desalination devices.

또한 기존의 담수화 방법은 화석에너지를 에너지원으로 사용하기 때문에 고유가로 인한 고비용과 환경오염의 문제가 발생하여 대체 친환경 에너지의 사용이 요구되고 있으나, 현재까지 중규모 또는 소규모의 염수 담수화 시스템을 구축하기 위해 필요한 염수 담수화 장치의 구성에 관해서는 많은 연구가 되지 않은 실정이다.In addition, because the existing desalination method uses fossil energy as an energy source, problems of high costs and environmental pollution due to high oil prices occur, and the use of alternative eco-friendly energy is required. However, to date, there is no need to build a medium- or small-scale saltwater desalination system. There has not been much research on the configuration of the necessary salt water desalination device.

본 발명의 일 측면은, 제작 비용을 절감할 수 있고 태양열에 의해 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있는 염수 담수화 장치를 제공하고자 한다.One aspect of the present invention is to provide a salt water desalination device that can reduce manufacturing costs and prevent parts from being damaged by solar heat.

본 발명의 일 실시예에 따른 서로 이격되어 마주보게 배열되는 복수의 증발 유닛을 포함하는 염수 담수화 장치로서, 상기 복수의 증발 유닛은, 태양열이 조사되는 최외곽에 배치되고, 염수가 흐르면서 증발되는 전방 심지층을 포함하는 전방 증발 유닛; 상기 전방 심지층과 마주 보고 상기 전방 심지층에서 증발된 수증기가 담수로 응축되는 제 1 방수층을 포함하는 제 1 증발 유닛; 상기 전방 심지층과 상기 제 1 방수층의 사이에 배치되는 제 1 스페이서; 및 상기 전방 심지층과 상기 제 1 스페이서 사이에 배치되는 단열층;을 포함한다.A salt water desalination device including a plurality of evaporation units arranged to face each other and spaced apart according to an embodiment of the present invention, wherein the plurality of evaporation units are disposed at the outermost part where solar heat is irradiated, and the front where salt water flows and evaporates. a forward evaporation unit comprising a deep stratum; A first evaporation unit facing the front core layer and including a first waterproof layer in which water vapor evaporated from the front core layer is condensed into fresh water; a first spacer disposed between the front core layer and the first waterproof layer; and a heat insulating layer disposed between the front core layer and the first spacer.

상기 전방 증발 유닛은, 햇빛을 받아서 태양열을 흡수하는 흡열층, 및 상기 흡열층과 상기 전방 심지층 사이에 배치된 열전도층을 더 포함할 수 있다.The front evaporation unit may further include a heat-absorbing layer that receives sunlight and absorbs solar heat, and a heat-conducting layer disposed between the heat-absorbing layer and the front core layer.

상기 제 1 스페이서는 그물 형태를 가질 수 있다.The first spacer may have a net shape.

상기 제 1 증발 유닛은 상기 제 1 방수층에서 흐르는 담수를 수집하는 제 1 수집 포켓을 포함할 수 있다.The first evaporation unit may include a first collection pocket that collects fresh water flowing in the first waterproofing layer.

상기 제 1 증발 유닛은 상기 제 1 방수층의 후방에 배치되는 제 1 심지층을 더 포함할 수 있다.The first evaporation unit may further include a first core layer disposed behind the first waterproofing layer.

상기 제 1 심지층과 마주 보고 상기 제 1 심지층에서 증발된 수증기가 담수로 응축되는 제 2 방수층을 포함하는 제 2 증발 유닛; 및 상기 제 1 증발 유닛과 상기 제 2 증발 유닛 사이에 배치되는 제 2 스페이서를 더 포함할 수 있다.a second evaporation unit facing the first core layer and including a second waterproof layer in which water vapor evaporated from the first core layer is condensed into fresh water; And it may further include a second spacer disposed between the first evaporation unit and the second evaporation unit.

상기 전방 심지층 및 상기 제 1 심지층에 염수를 공급하며 염수가 저장된 염수 탱크를 포함하는 염수 공급부를 더 포함하고, 상기 염수 공급부는, 상기 염수 탱크와 상기 전방 심지층을 연결하는 전방 공급 심지 및 상기 염수 탱크와 상기 제 1 심지층을 연결하는 제 1 공급 심지를 포함할 수 있다.It further includes a salt water supply unit that supplies salt water to the front core layer and the first core layer and includes a salt water tank storing salt water, wherein the salt water supply unit includes a front supply core connecting the salt water tank and the front core layer, and It may include a first supply wick connecting the brine tank and the first wick layer.

상기 제 1 공급 심지보다 상기 전방 공급 심지를 통해 더 많은 양의 염수가 공급되도록 상기 전방 공급 심지의 단면적이 상기 제 1 공급 심지의 단면적보다 클 수 있다.The cross-sectional area of the front supply wick may be larger than that of the first supply wick so that a greater amount of salt water is supplied through the front supply wick than the first supply wick.

상기 염수 공급부는, 상기 전방 공급 심지 및 상기 제 1 공급 심지 사이에 배치되는 분리층을 더 포함하고, 상기 전방 공급 심지, 상기 제 1 공급 심지, 및 상기 분리층은 서로 적층될 수 있다.The salt water supply unit may further include a separation layer disposed between the front supply wick and the first supply wick, and the front supply wick, the first supply wick, and the separation layer may be stacked on each other.

상기 복수의 증발 유닛을 수용하는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징은, 상기 제 1 증발 유닛에서 응축된 담수가 취출되는 담수 취출구 및 상기 전방 증발 유닛에서 흘러내린 염수가 취출되는 염수 취출구가 구비될 수 있다.It may further include a housing for accommodating the plurality of evaporation units, wherein the housing may be provided with a fresh water outlet through which fresh water condensed in the first evaporation unit is discharged and a salt water outlet through which salt water flowing down from the front evaporation unit is discharged. there is.

상기 하우징의 외면에는 상기 하우징의 외면을 따라 흐르는 물이 수집되어 흐르도록 기울어지게 배열된 물받이가 구비될 수 있다.The outer surface of the housing may be provided with a water pan arranged at an angle to collect and flow water flowing along the outer surface of the housing.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 부품을 줄여서 제작 비용을 절감할 수 있고 태양열을 직접 받는 부분에 단열층과 열전도층을 구비함으로써, 태양열에 의해 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, manufacturing costs can be reduced by reducing the number of parts, and damage to parts by solar heat can be prevented by providing an insulating layer and a heat conduction layer in a portion that directly receives solar heat.

도 1은 종래 기술에 따른 다단 구조의 염수 담수화 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ 부분을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치에서 염수 공급부를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치에서 스페이서를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치의 하우징을 도시한 도면이다.
Figure 1 is a diagram for explaining a multi-stage salt water desalination device according to the prior art.
Figure 2 is a diagram showing a salt water desalination device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an enlarged view of part III of Figure 2.
Figure 4 is a diagram showing a salt water supply unit in a salt water desalination device according to an embodiment of the present invention.
Figures 5 and 6 are diagrams showing a spacer in a salt water desalination device according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the housing of a salt water desalination device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 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.Hereinafter, with reference to the attached drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are assigned the same reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함하다" 또는 "가지다" 라고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this means not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. "Includes cases where it is. Additionally, when a part is said to “include” or “have” a certain component, this does not mean that other components are excluded, but that it can further include other components, unless specifically stated to the contrary.

도 1은 종래 기술에 따른 다단 구조의 염수 담수화 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a diagram for explaining a multi-stage salt water desalination device according to the prior art.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 종래 기술에 따른 다단 구조의 염수 담수화 장치(100)는 장치 내에 적어도 하나 이상의 증발판을 포함하며, 증발판은 플레이트와 플레이트의 후방면에 형성된 윅(wick)으로 이루어짐으로써, 플레이트의 후방면에 형성된 윅(wick)쪽으로 염수가 흘러내리는 부분과 플레이트의 전방면쪽으로 염수가 태양에너지 등의 에너지원으로부터 증발되어 담수로 응축됨으로써, 응축된 담수가 플레이트의 전방면에 흘러내리는 구조를 갖는다.As shown in FIG. 1, the multi-stage salt water desalination device 100 according to the prior art includes at least one evaporation plate in the device, and the evaporation plate is composed of a plate and a wick formed on the rear surface of the plate. As a result, salt water flows down toward the wick formed on the rear side of the plate and salt water evaporates from an energy source such as solar energy toward the front side of the plate and condenses into fresh water, causing the condensed fresh water to flow to the front side of the plate. It has a flowing structure.

예컨대, 도 1에서는 적어도 4개 이상의 증발판을 구비할 수 있으며, 각각의 증발판을 제 1 증발판 내지 제 4 증발판으로 정의할 수 있다.For example, in Figure 1, at least four evaporation plates may be provided, and each evaporation plate may be defined as a first to fourth evaporation plate.

한편, 이해를 위해 본 명세서에서 '전방'과 '후방'을 각각 태양을 향하는 방향 및 그 반대 방향으로 정의한다.Meanwhile, for the sake of understanding, in this specification, 'front' and 'back' are defined as the direction toward the sun and the opposite direction, respectively.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 염수 담수화 장치(100)의 내부 구성은, 외부 에너지원으로부터 증발에너지를 공급받는 면상의 제 1 플레이트(111) 및 제 1 플레이트(111)의 후방면에 형성되어 염수가 적셔져서 흘러내리는 제 1 윅(wick)(112)을 포함하는 제 1 증발판(110)과, 제 1 증발판의 후방으로 서로 이격되어 마주보게 배열된 복수의 증발판(예를 들어, 제 2 내지 제 4 증발판, 120, 130, 140)이 구비된다. 복수의 증발판(110, 120, 130, 140)에서는, 전단(前段)의 증발판의 윅(wick)에서 증발된 염수증기가 증발되어 확산되고 확산된 염수증기가 후단(後段)의 증발판의 전방면에 응축되어 물방울로 맺혀서 하부를 따라 흘러내린 후 저장된다.Referring to FIG. 1, the internal configuration of the salt water desalination device 100 according to the prior art includes a first plate 111 on the side that receives evaporation energy from an external energy source and a rear surface of the first plate 111. A first evaporation plate 110 including a first wick 112 through which salt water is wetted and flows down, and a plurality of evaporation plates arranged to face each other and spaced apart from each other at the rear of the first evaporation plate (e.g. , second to fourth evaporation plates, 120, 130, 140) are provided. In the plurality of evaporation plates (110, 120, 130, 140), the salt water vapor evaporated from the wick of the front evaporation plate is evaporated and diffused, and the diffused salt water vapor is evaporated from the wick of the front evaporation plate. It condenses on the front surface and forms into water droplets, which flows down the bottom and is then stored.

즉, 염수를 증발시켜 담수를 얻기 위한 복수의 증발판 중 태양열이 조사되는방향에 가까운 최외곽에서 태양열을 직접 받는 제 1 증발판(110)에서는 윅을 타고 아래로 흐르는 염수가 태양열에 의해 증발되며, 그 이후의 증발판(120, 130, 140)에서는 전단의 증발판으로부터 전달된 태양열뿐만 아니라 전단의 증발된 염수증기가 각각의 증발판의 플레이트(121, 131, 141)의 전방면에 맺힐 때 방출하는 응축잠열을 이용하여 윅을 타고 흐르는 염수를 증발시킬 수 있다.That is, among the plurality of evaporation plates for obtaining fresh water by evaporating salt water, the salt water flowing down through the wick is evaporated by solar heat in the first evaporation plate 110, which directly receives solar heat at the outermost area close to the direction in which solar heat is irradiated. , In the subsequent evaporation plates (120, 130, 140), not only the solar heat transferred from the front evaporation plate but also the evaporated salt water vapor at the front is formed on the front surface of the plates (121, 131, 141) of each evaporation plate. The brine flowing through the wick can be evaporated by using the latent heat of condensation released.

이 때, 각각의 증발판(110, 120, 130, 140)은 후방면에 구비된 윅에 염수를 공급하는 염수탱크(114, 124, 134, 144)를 포함하며, 염수탱크에 저장되어 있는 염수는 윅으로 흐르면서 일부가 증발되게 된다.At this time, each evaporation plate (110, 120, 130, 140) includes a salt water tank (114, 124, 134, 144) that supplies salt water to the wick provided on the rear surface, and the salt water stored in the salt water tank As it flows into the wick, some of it is evaporated.

또한, 제 1 증발판을 제외한 다음 단계의 각각의 증발판(120, 130, 140)은 응축면 상에 맺혀 흐르는 증류수를 저장할 수 있는 담수탱크(123, 133, 143)을 포함하는 구조로 되어 있다.In addition, each of the evaporation plates (120, 130, 140) of the next stage, excluding the first evaporation plate, is structured to include fresh water tanks (123, 133, 143) that can store distilled water flowing on the condensation surface. .

참고로, 도 1에서는 설명의 편의를 위해 각각의 증발판 간의 간격을 과장하여 크게 도시하였으나 실제로는 전단의 증발판으로부터 증발된 염수를 응축하기 위해서나, 응축열을 염수증발을 위한 열원으로 사용하기 위해서 각 증발판은 도 1에 도시되어 있는 것 보다 밀접하게 설치된다.For reference, in Figure 1, the distance between each evaporation plate is exaggerated and shown large for convenience of explanation, but in reality, each plate is used to condense the brine evaporated from the front evaporation plate or to use the heat of condensation as a heat source for brine evaporation. The evaporation plates are installed closer together than shown in Figure 1.

다만, 전술한 종래 기술에 따른 염수 담수화 장치(100)는 효율적인 담수화 메카니즘을 위해 이웃한 증발판 간 밀접하게 배치하여야 하는데, 이 때, 전단의 윅과 이웃한 후단의 플레이트가 구조적인 결함에 의하거나 또는 사고 등의 돌발적 상황에 의해 접촉하여 담수화 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.However, the salt water desalination device 100 according to the prior art described above must be placed closely between adjacent evaporation plates for an efficient desalination mechanism. In this case, the wick at the front end and the plate at the adjacent rear end are damaged due to structural defects or Alternatively, problems with desalination efficiency may occur due to contact due to unexpected situations such as accidents.

또한, 복수의 증발판이 밀접하게 배치됨에 따라, 최 전방에 조사되는 태양열에 의하여 인접한 후단의 증발판의 부품이 손상되는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 증발판의 전면에 방수를 위한 폴리머 재질의 필름을 코팅하거나, 인접한 두 증발판 사이에 일정 간격을 유지하기 위한 폴리머 재질의 스페이서를 설치할 수 있는데, 최 전방의 증발판에 흡수된 강한 태양열에 의하여 바로 후단의 방수 필름이나 스페이서가 변형되거나 손상될 수 있다.Additionally, as a plurality of evaporation plates are placed closely together, a problem may occur in which components of adjacent rear evaporation plates are damaged by solar heat irradiated to the front end. For example, a polymer film can be coated on the front of the evaporation plate for waterproofing, or a polymer spacer can be installed to maintain a certain gap between two adjacent evaporation plates. The waterproof film or spacer at the rear may be deformed or damaged by solar heat.

본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수와 장치(300)는 전술한 종래의 문제점을 해결할 수 있도록 구성되었는 바, 이하 상세히 설명한다.The salt water desalination device 300 according to an embodiment of the present invention is configured to solve the above-described conventional problems, and will be described in detail below.

참고로 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치(300)의 구성은 전술한 도 1에 도시된 종래의 염수 담수화 장치와 차별하여 설명하기 위해서 일부 구성요소의 이름을 달리 정의하였다.For reference, in order to differentiate the configuration of the salt water desalination device 300 according to an embodiment of the present invention from the conventional salt water desalination device shown in FIG. 1, the names of some components are defined differently.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ 부분을 확대한 도면이다.Figure 2 is a diagram showing a salt water desalination device according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an enlarged view of part III of Figure 2.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치는 전술한 종래의 다단 구조를 가진 염수 담수화 장치에서 염수를 담수화하는 동일 원리를 사용하되 그 구조를 일부 달리하여 종래 기술에서 발생되는 문제를 해결할 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the salt water desalination device according to an embodiment of the present invention uses the same principle of desalination of salt water in the conventional salt water desalination device with a multi-stage structure described above, but has a slightly different structure, compared to the prior art. Problems that arise can be resolved.

본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치(300)는 서로 이격되어 마주보게 배열되는 복수의 증발 유닛(310, 320)을 포함한다. 설명의 편의를 위하여 본 명세서에서 도면부호 320은 전방 증발 유닛(310)의 후방에 배치된 하나의 증발 유닛을 의미할 수도 있고, n 개의 증발 유닛(예를 들어, 제 1 내지 제 n 증발 유닛 (320-1, 320-2,…, 320-n))을 의미할 수도 있다. 여기서, 제 n 증발 유닛(320-n)은 복수의 증발 유닛 중 전방 증발 유닛(310)을 제외하고 전방으로부터 n 번째 증발 유닛을 의미한다. The salt water desalination device 300 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of evaporation units 310 and 320 that are spaced apart from each other and arranged to face each other. For convenience of description, the reference numeral 320 in this specification may refer to one evaporation unit disposed behind the front evaporation unit 310, and may refer to n evaporation units (e.g., first to nth evaporation units ( It may also mean 320-1, 320-2,…, 320-n)). Here, the nth evaporation unit 320-n refers to the nth evaporation unit from the front, excluding the front evaporation unit 310, among the plurality of evaporation units.

복수의 증발 유닛은, 태양열이 조사되는 최외곽(즉, 최전방)에 배치되는 전방 증발 유닛(310), 전방 증발 유닛(310)과 소정간격 이격되어 마주보게 배치되는 제 1 증발 유닛(320-1), 전방 증발 유닛(310)과 제 1 증발 유닛(320-1)의 사이에 배치되는 제 1 스페이서(314-1), 및 전방 증발 유닛(310)과 제 1 스페이서(314-1) 사이에 배치되는 단열층(317)을 포함한다.The plurality of evaporation units includes a front evaporation unit 310 disposed at the outermost (i.e., front) area where solar heat is irradiated, and a first evaporation unit 320-1 disposed facing the front evaporation unit 310 at a predetermined distance apart. ), the first spacer 314-1 disposed between the front evaporation unit 310 and the first evaporation unit 320-1, and between the front evaporation unit 310 and the first spacer 314-1 It includes an insulating layer 317 that is disposed.

도 2 및 도 3을 참조하면, 전방 증발 유닛(310)은 다층 구조로 이루어질 수 있으며, 흡열층(311) 및 전방 심지층(312)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , the front evaporation unit 310 may have a multi-layer structure and may include a heat absorption layer 311 and a front wick layer 312.

흡열층(311)은 태양열이 조사되는 부분으로, 태양열을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 흡열층(311)은 열흡수율을 높일 수 있도록 검은색의 플레이트로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 후술할 제 1 내지 제 n 증발 유닛들의 방수층과 동일한 구성일 수도 있고, 방수층의 전방면에 검은색의 코팅층이 적층된 다층으로 이루어질 수도 있다.The heat absorption layer 311 is a part where solar heat is irradiated and can absorb solar heat. For example, the heat absorption layer 311 may be made of a black plate to increase the heat absorption rate, but is not limited thereto, and may have the same configuration as the waterproof layer of the first to nth evaporation units to be described later, and the waterproof layer It may be composed of multiple layers of black coating layers laminated on the front surface of the .

전방 심지층(312)은 흡열층(311)의 후방에 배치되며, 염수가 흐르면서 증발되는 부분이다. 전방 심지층(312)은 염수가 적셔져서 흘러내리는 재질, 예를 들어 헝겊, 패브릭, 또는 종이 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 상단부로부터 염수를 공급받아 중력과 모세관 현상에 의해 염수가 아래로 흘러내릴 수 있다.The front core layer 312 is disposed behind the heat absorbing layer 311, and is a part where salt water evaporates as it flows. The front core layer 312 may be made of a material that is wetted with salt water and flows down, for example, cloth, fabric, or paper, and receives salt water from the upper part so that the salt water flows down by gravity and capillary action. You can.

일 실시예에 따르면, 전방 심지층(312)은 전방의 층에 접합되거나 접착되는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 전방 심지층(312)은 친수성으로 표면처리되거나, 표면에 친수성 입자를 포함할 수 있다. 또한, 전방 심지층(312)은 염수가 증발되는 표면적을 넓힐 수 있도록 표면이 구김 처리될 수 있다.According to one embodiment, the front core layer 312 may be configured to be bonded or adhered to the front layer. Additionally, the front core layer 312 may be surface treated to be hydrophilic or may include hydrophilic particles on the surface. Additionally, the front core layer 312 may have a wrinkled surface to expand the surface area where salt water evaporates.

일 실시예에 따르면, 전방 심지층(312)과 흡열층(311)의 사이에는 열전도층(315)이 구비될 수 있다. 열전도층(315)은 높은 열전도성을 가진 소재, 예를 들어 금속 판 또는 금속 호일로 이루어질 수 있으며, 태양열에 의해 흡열층(311)으로 흡수된 열에너지를 전방 심지층(312)으로 균일하게 전달할 수 있다.According to one embodiment, a heat conductive layer 315 may be provided between the front core layer 312 and the heat absorbing layer 311. The heat-conducting layer 315 may be made of a material with high thermal conductivity, for example, a metal plate or metal foil, and can uniformly transfer the heat energy absorbed into the heat-absorbing layer 311 by solar heat to the front core layer 312. there is.

보다 상세히 설명하면, 흡열층(311)을 통해 흡수된 열은 전방 심지층(312)의 전체 면적에 균일하게 전달되지 않고, 일부 영역(예를 들어, 염수가 증발되어 건조된 영역)에 국소적으로 집중되어 전달될 수 있는데, 일부 영역에 국소적으로 집중된 열은 전방 심지층(312)의 후방으로 맞닿은 부분인 후술할 제 1 스페이서(324-1)의 열변형을 유발할 수 있다. 따라서, 열전도층(315)에 의하여 흡열층(311)으로 흡수된 열에너지를 전방 심지층(312)의 전체 면적에 균일하게 전달할 수 있다.In more detail, the heat absorbed through the heat absorbing layer 311 is not uniformly transmitted to the entire area of the front deep layer 312, but is localized in some areas (for example, areas where the brine is evaporated and dried). The heat concentrated locally in some areas may cause thermal deformation of the first spacer 324-1, which will be described later, which is the portion in contact with the rear of the front core layer 312. Accordingly, the heat energy absorbed by the heat-conducting layer 315 into the heat-absorbing layer 311 can be uniformly transferred to the entire area of the front core layer 312.

제 1 스페이서(324-1)는 전방 증발 유닛(310)과 제 1 증발 유닛(320-1)의 사이에 배치되는 부분으로, 마주보게 배열되는 전방 증발 유닛(310)과 제 1 증발 유닛(320-1)를 서로 이격시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 스페이서(324-1)는 제 1 증발 유닛(320-1)의 전방면에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제 1 증발 유닛(320-1)의 제 1 방수층(321-1)과 전방 증발 유닛(310)의 전방 심지층(312)과의 간격을 일정하게 이격시켜 줌으로써, 전방 심지층(312)에서 흐르는 염수가 제 1 방수층(321-1) 상의 담수와 섞이는 것을 방지할 수 있다.The first spacer 324-1 is a part disposed between the front evaporation unit 310 and the first evaporation unit 320-1, and the front evaporation unit 310 and the first evaporation unit 320 are arranged to face each other. -1) can be spaced apart from each other. For example, the first spacer 324-1 may be disposed on the front surface of the first evaporation unit 320-1. Accordingly, by maintaining a constant distance between the first waterproofing layer 321-1 of the first evaporation unit 320-1 and the front core layer 312 of the front evaporation unit 310, the front core layer 312 ) can be prevented from mixing with fresh water on the first waterproof layer (321-1).

한편, 도 2에서는 전방 증발 유닛(310)(또는 단열층(317))과 제 1 스페이서(324-1)는 이격된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 스페이서(324-1)의 전방면은 전방 증발 유닛(310)(또는 단열층(317))의 후방면에 맞닿게 배열될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 2, the front evaporation unit 310 (or heat insulating layer 317) and the first spacer 324-1 are shown to be spaced apart, but this is not limited to this. The front surface may be arranged to abut the rear surface of the front evaporation unit 310 (or the heat insulating layer 317).

일 실시예에 따르면, 제 1 스페이서(324-1)는 그물 형태를 가질 수 있으며, 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 제 1 스페이서(324-1)는 전방 증발 유닛(310)과 제 1 증발 유닛(320-1)을 이격시키면서 전방 증발 유닛(310)에서 증발된 수증기가 제 1 증발 유닛(320-1)으로 연통되는 기능을 효과적으로 발휘할 수 있다. 또한, 제 1 스페이서(324-1)를 구성하는 소재를 최소한으로 절약할 수 있으므로, 염수 담수화 장치의 제작 비용을 절감할 수 있다. 제 1 스페이서(324-1)의 상세 구성과 제작 방법은 뒤에서 다시 설명한다.According to one embodiment, the first spacer 324-1 may have a net shape and may be made of a polymer material. Accordingly, the first spacer 324-1 separates the front evaporation unit 310 from the first evaporation unit 320-1 and allows the water vapor evaporated in the front evaporation unit 310 to flow into the first evaporation unit 320-1. ) can effectively perform the function of communication. Additionally, since the material constituting the first spacer 324-1 can be saved to a minimum, the manufacturing cost of the salt water desalination device can be reduced. The detailed configuration and manufacturing method of the first spacer 324-1 will be described later.

전방 증발 유닛(310)과 제 1 스페이서(324-1)의 사이에는 단열층(317)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 전방 증발 유닛(310)의 전방 심지층(312)과 제 1 스페이서(324-1)의 사이에 단열층(317)이 배치될 수 있다.A heat insulating layer 317 may be disposed between the front evaporation unit 310 and the first spacer 324-1. For example, the heat insulating layer 317 may be disposed between the front core layer 312 of the front evaporation unit 310 and the first spacer 324-1.

단열층(317)은 태양열에 의한 열에너지에 의하여 열에 약한 물질로 이루어지는 제 1 스페이서(324-1)가 변형되는 것을 방지하기 위한 부분이다. 단열층(317)은 수증기는 통과시키면서 열에 의한 변형이 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 종이, 헝겊, 부직포, 솜, 유리솜 등을 포함할 수 있다.The insulation layer 317 is a part to prevent the first spacer 324-1, which is made of a heat-vulnerable material, from being deformed by heat energy from solar heat. The insulation layer 317 may be made of a material that allows water vapor to pass through but has low thermal deformation. For example, it may include paper, cloth, non-woven fabric, cotton, glass wool, etc.

일 실시예에 따르면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 단열층(317)은 전방 증발 유닛(310)을 구성하는 다층 구조 중 하나의 층을 구성할 수 있다. 또는, 단열층(317)은 전방 심지층(312)과 동일한 소재로 이루어지거나 전방 심지층(312)과 일체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전방 심지층(312)은 후술한 제 1 내지 제 n 심지층(322-1, 322-2,…, 322-n)에 비해 두께가 클 수 있으며, 제 1 내지 제 n 심지층(322-1, 322-2,…, 322-n)의 두께의 3배 이상의 두께를 가질 수 있다.According to one embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the heat insulating layer 317 may form one layer of a multi-layer structure constituting the front evaporation unit 310. Alternatively, the insulation layer 317 may be made of the same material as the front core layer 312 or may be made integral with the front core layer 312. For example, the front core layer 312 may be thicker than the first to nth core layers (322-1, 322-2,..., 322-n) described later, and the first to nth core layers It may have a thickness that is three times or more than the thickness of (322-1, 322-2,…, 322-n).

이하, 제 1 증발 유닛(320-1)을 설명한다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 증발 유닛(320-1)에 이어서 제 2 증발 유닛(320-2),…, 제 n 증발 유닛(320-n)을 더 포함할 수 있다. 다만, 제 1 내지 제 n 증발 유닛은 그 구성이 동일하므로, 제 1 증발 유닛(320-1)을 위주로 설명한다.Hereinafter, the first evaporation unit 320-1 will be described. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the first evaporation unit 320-1 is followed by a second evaporation unit 320-2,... , may further include an nth evaporation unit (320-n). However, since the first to nth evaporation units have the same configuration, the description will focus on the first evaporation unit 320-1.

제 1 증발 유닛(320-1)은 제 1 방수층(321-1), 제 1 심지층(322-1), 및 제 1수집 포켓(323-1)을 포함할 수 있다. 일 실시예예 따르면, 제 1 증발 유닛(320-1)은 제 1 방수층(321-1)과 제 1 심지층(322-1)이 서로 접합되어 있는 다층 구조로 이루어질 수 있고, 제 1 방수층(321-1)의 하부에 제 1 수집 포켓(323-1)이 설치될 수 있다.The first evaporation unit 320-1 may include a first waterproof layer 321-1, a first core layer 322-1, and a first collection pocket 323-1. According to one embodiment, the first evaporation unit 320-1 may be made of a multilayer structure in which the first waterproofing layer 321-1 and the first core layer 322-1 are bonded to each other, and the first waterproofing layer 321 A first collection pocket 323-1 may be installed in the lower part of -1).

제 1 방수층(321-1)은 물이 투과되거나 적셔지지 않는 방수가 가능한 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 고분자 필름으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 전방 심지층(312)을 흐르는 염수가 증발되어 제 1 방수층(321-1) 상에서 응축되어 흘러내릴 수 있다.The first waterproof layer 321-1 may be made of a waterproof material that does not allow water to pass through or get wet, and may be made of, for example, a polymer film. Accordingly, the salt water flowing through the front core layer 312 may evaporate and condense on the first waterproof layer 321-1 and flow down.

제 1 방수층(321-1)의 하부에는 제 1 방수층(321-1)에서 응축되어 흘러내리는 담수를 취합하는 제 1 수집 포켓(323-1)이 구비될 수 있다.A first collection pocket 323-1 may be provided at the lower part of the first waterproofing layer 321-1 to collect fresh water condensed and flowing down from the first waterproofing layer 321-1.

제 1 심지층(322-1)은 제 1 증발 유닛(320-1)의 후방면에 배치되며, 전술한 전방 심지층(312)와 동일한 구성을 가질 수 있다.The first core layer 322-1 is disposed on the rear surface of the first evaporation unit 320-1 and may have the same configuration as the front core layer 312 described above.

한편, 제 1 증발 유닛(320-1)의 후방에는 제 2 증발 유닛(320-2)이 배열될 수 있으며, 제 1 증발 유닛(320-1)과 제 2 증발 유닛(320-2) 사이에는 제 2 스페이서(324-2)가 배치될 수 있다. 제 2 증발 유닛(320-2)은 전술한 제 1 증발 유닛(320-1)과 동일한 구성을 가지므로, 제 2 방수층(321-2), 제 2 심지층(322-2), 및 제 2 수집 포켓(323-2)을 포함할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치(300)는 제 1 증발 유닛(320-1), 제 2 증발 유닛(320-2),…, 제 n 증발 유닛(320-n)이 차례대로 배열되어, 전방 증발 유닛(310)을 제외하고 n 개의 동일한 구조의 증발 유닛(320)으로 구성될 수 있다. 제 n 증발 유닛(320-n)의 전방에는 제 n 스페이서(324-n)가 배치되고, 제 n 증발 유닛(320-n)은 제 n 방수층(321-n), 제 n 심지층(322-n), 및 제 n 수집 포켓(323-n)을 포함할 수 있다.Meanwhile, a second evaporation unit 320-2 may be arranged behind the first evaporation unit 320-1, and between the first evaporation unit 320-1 and the second evaporation unit 320-2. A second spacer 324-2 may be disposed. Since the second evaporation unit 320-2 has the same configuration as the above-described first evaporation unit 320-1, the second waterproof layer 321-2, the second core layer 322-2, and the second It may include a collection pocket (323-2). Alternatively, the salt water desalination device 300 according to an embodiment of the present invention includes a first evaporation unit 320-1, a second evaporation unit 320-2,... , the nth evaporation units 320 - n are arranged in sequence, and may be composed of n evaporation units 320 of the same structure except for the front evaporation unit 310 . An n-th spacer (324-n) is disposed in front of the n-th evaporation unit (320-n), and the n-th evaporation unit (320-n) includes an n-th waterproofing layer (321-n) and an n-th core layer (322-n). n), and an nth collection pocket 323-n.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치(300)는 전술한 복수의 증발 유닛에 염수를 공급하는 염수 공급부(370)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the salt water desalination device 300 according to an embodiment of the present invention may include a salt water supply unit 370 that supplies salt water to the plurality of evaporation units described above.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치에서 염수 공급부를 도시한 도면이다.Figure 4 is a diagram showing a salt water supply unit in a salt water desalination device according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 4를 참조하면, 염수 공급부(370)는 염수가 저장된 염수 탱크(375), 공급 심지(371)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 4 , the salt water supply unit 370 may include a salt water tank 375 storing salt water and a supply wick 371.

공급 심지(371)는 염수 탱크(375)와 전방 증발 유닛(310)의 전방 심지층(312)을 연결하며, 전방 심지층(312)에 염수를 공급할 수 있다(이하, 전방 공급 심지라고 지칭함). 또한, 공급 심지(371)는 염수 탱크(375)와 제 1 증발 유닛(320-1)의 제 1 심지층(322-1)을 연결하며, 제 1 심지층(322-1)에 염수를 공급할 수 있다(이하. 제 1 공급 심지라고 지칭함). 또한, 공급 심지(371)는 염수 탱크(375)와 제 2 증발 유닛(320-2)의 제 2 심지층(322-2)을 연결할 수 있고(이하, 제 2 공급 심지라고 지칭함), 공급 심지(371)는 염수 탱크(375)와 제 n 증발 유닛(320-n)의 제 n 심지층(322-n)을 연결할 수 있다(이하, 제 n 공급 심지라고 지칭함).The supply wick 371 connects the brine tank 375 and the front wick layer 312 of the front evaporation unit 310, and can supply brine to the front wick layer 312 (hereinafter referred to as the front supply wick). . In addition, the supply wick 371 connects the salt water tank 375 and the first wick layer 322-1 of the first evaporation unit 320-1, and supplies salt water to the first wick layer 322-1. (hereinafter referred to as the first supply wick). In addition, the supply wick 371 may connect the brine tank 375 and the second wick layer 322-2 of the second evaporation unit 320-2 (hereinafter referred to as the second supply wick), and the supply wick 371 may connect the brine tank 375 and the nth wick layer 322-n of the nth evaporation unit 320-n (hereinafter referred to as the nth supply wick).

공급 심지(371)은 전술한 전방 공급 심지, 제 1 내지 제 n 공급 심지 각각의 사이에 분리층을 개재하여 상호 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 공급 심지(371)는 종이 또는 패브릭 재질의 개개의 심지(예를 들어, 전방 공급 심지, 제 1 내지 제 n 공급 심지)가 서로의 사이에 물이 투과되지 않는 재질의 분리층을 개재하여 상호 적층된 구조를 가질 수 있다.The supply wick 371 may be formed by stacking the aforementioned front supply wick and the first to nth supply wicks with each other with a separation layer interposed between them. For example, the supply wick 371 has a separation layer between each wick made of paper or fabric (e.g., the front supply wick, first to nth supply wicks) made of a material that does not transmit water. It may have a mutually laminated structure with an intervening layer.

이 때, 염수가 공급 심지(371)로 원활히 공급될 수 있도록 염수가 공급되는 상단부에는 분리층이 존재하지 않을 수 있다. 즉, 공급 심지(371)의 상단부는 개개의 심지가 서로 접촉하므로, 염수가 전체의 공급 심지(371)에 같은 밀도로 전달될 수 있다.At this time, a separation layer may not exist at the upper end where the salt water is supplied so that the salt water can be smoothly supplied to the supply wick 371. That is, since the individual wicks at the upper end of the supply wick 371 are in contact with each other, salt water can be delivered to the entire supply wick 371 at the same density.

일 실시예에 따르면, 전방 공급 심지의 단면적이 제 1 공급 심지의 단면적보다 클 수 있다. 또는 전방 공급 심지의 두께(D1)가 제 1 공급 심지의 두께(D2)보다 클 수 있다. 이에 따라, 제 1 공급 심지보다 전방 공급 심지를 통해 더 많은 양의 염수가 공급될 수 있다. 보다 상세히, 태양 에너지가 조사되는 전방에 가까울수록 증발이 활발히 일어나므로, 전방에 가까울수록 더 많은 염수가 공급될 필요가 있기 때문이다. 또한, 제 1 증발부(320-1)의 후방으로 순차적으로 제 2 내지 제 n 증발부가 배열되어 있다면, 제 1 공급 심지에서 제 n 공급 심지로 갈수록 공급 심지의 단면적 또는 두께가 순차적으로 작아질 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 D1>D2>D3의 관계를 가질 수 있다.According to one embodiment, the cross-sectional area of the front supply wick may be larger than the cross-sectional area of the first supply wick. Alternatively, the thickness (D1) of the front supply wick may be greater than the thickness (D2) of the first supply wick. Accordingly, a larger amount of salt water can be supplied through the front supply wick than through the first supply wick. More specifically, the closer to the front where solar energy is irradiated, the more actively evaporation occurs, so the closer to the front, the more salt water needs to be supplied. In addition, if the second to nth evaporation units are sequentially arranged behind the first evaporation unit 320-1, the cross-sectional area or thickness of the supply wick may sequentially decrease from the first supply wick to the nth supply wick. there is. For example, in FIG. 4, the relationship may be D1>D2>D3.

한편, 공급 심지(371)는 복수의 증발부의 각각의 심지층에 접촉하는 방식으로 연결될 수 있으며, 복수의 증발부의 각각의 심지층과 동일한 소재로 이루어질 수 있다. 공급 심지(371)의 염수는 중력 및 모세관 현상에 의해 복수의 증발부의 각각의 심지층으로 공급될 수 있다.Meanwhile, the supply wick 371 may be connected in a way that contacts each wick layer of the plurality of evaporation units, and may be made of the same material as each wick layer of the plurality of evaporation units. The salt water of the supply wick 371 may be supplied to each wick layer of the plurality of evaporation units by gravity and capillary action.

이와 같이 간단한 구조의 염수 공급부(370)를 통해, 적은 비용으로도 효과적으로 복수의 증발 유닛에 염수를 배분하는 수단을 구성할 수 있다.Through the salt water supply unit 370 of this simple structure, it is possible to construct a means for effectively distributing salt water to a plurality of evaporation units at a low cost.

한편, 각 증발 유닛의 사이에 배치되는 제 1 내지 제 n 스페이서의 상세 구조와 예시적인 제작 방법을 이하 설명한다. 설명의 편의를 위하여, 동일한 구조를 갖는 제 1 내지 제 n 스페이서를 총칭하여 '스페이서'라 칭하고 도면부호를 324로 총칭하여 설명한다.Meanwhile, the detailed structure and exemplary manufacturing method of the first to nth spacers disposed between each evaporation unit will be described below. For convenience of explanation, the first to nth spacers having the same structure are collectively referred to as 'spacers' and are collectively referred to as 324.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치에서 스페이서를 도시한 도면이다. 도 5는 스페이서(324)가 염수 담수화 장치(300)에 설치되기 전의 모습을 도시하였고, 도 6은 염수 담수화 장치(300)에 설치된 상태의 스페이서(324)의 모습을 도시하였다.Figures 5 and 6 are diagrams showing a spacer in a salt water desalination device according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows the spacer 324 before being installed in the brine desalination device 300, and FIG. 6 shows the spacer 324 installed in the brine desalination device 300.

스페이서(324)는 가볍고 물이 투과되거나 적셔지지 않으며 완충 작용이 가능한 고분자 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 스페이서(324)는 폴리스티렌폼보드 또는 폴리에틸렌폼 재질로 이루어질 수 있다.The spacer 324 may be made of a polymer material that is light, does not permeate or get wet with water, and has a cushioning effect. For example, the spacer 324 may be made of polystyrene foam board or polyethylene foam material.

도 5를 참조하면, 염수 담수화 장치(300)에 설치되기 전의 스페이서(324)는 얇은 판 형태를 갖고, 슬릿 형태의 복수의 개구(325)를 가질 수 있다. 예를 들어, 얇은 판형의 폴리스티렌폼보드 또는 폴리에틸렌폼에 서로 어긋나게 복수의 칼집을 내어서 스페이서(324)를 제작할 수 있다.Referring to FIG. 5, the spacer 324 before being installed in the salt water desalination device 300 may have a thin plate shape and a plurality of openings 325 in the form of a slit. For example, the spacer 324 can be manufactured by making a plurality of cuts in a thin plate-shaped polystyrene foam board or polyethylene foam at an angle to each other.

도 6을 참조하면, 염수 담수화 장치(300)에 설치된 상태의 스페이서(324)는 도 5의 도시된 스페이서(324)의 좌우를 잡아당긴 형태를 가지며, 도 5에 도시된 형태의 스페이서(324)를 늘여서 슬릿 형태의 개구(325)가 충분히 넓은 면적의 도형 형태의 개구(325)로 변형된 상태로 염수 담수화 장치(300)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 염수 담수화 장치(300)에 설치된 상태의 스페이서(324)는 사각형, 마름모, 다이아몬드형, 원형, 타원형 등의 형태의 개구(325)를 가질 수 있다. 이에 따라, 적은 자재를 이용하여 효율적으로 스페이서(324)를 제작할 수 있으므로, 제작 비용을 절감할 수 있다.Referring to FIG. 6, the spacer 324 installed in the salt water desalination device 300 has a shape in which the left and right sides of the spacer 324 shown in FIG. 5 are pulled, and the spacer 324 in the form shown in FIG. 5 By extending the slit-shaped opening 325, the slit-shaped opening 325 can be transformed into a figure-shaped opening 325 with a sufficiently large area and installed in the salt water desalination device 300. For example, the spacer 324 installed in the salt water desalination device 300 may have an opening 325 in a square, diamond, diamond, circular, or oval shape. Accordingly, the spacer 324 can be manufactured efficiently using less material, thereby reducing manufacturing costs.

본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치(300)는 앞서 설명한 복수의 증발 유닛(310, 320)을 수용하는 하우징(350)을 포함할 수 있다.The salt water desalination device 300 according to an embodiment of the present invention may include a housing 350 that accommodates the plurality of evaporation units 310 and 320 described above.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치의 하우징을 도시한 도면이다.Figure 7 is a diagram showing the housing of a salt water desalination device according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 하우징(350)은 전방면과 후방면이 개방된 몸체에 전면 지지체(351) 및 후면 지지체(356)가 결합된 구조를 가질 수 있다. 또한, 상부에는 염수 공급부(370)가 설치될 수 있다.Referring to FIG. 7, the housing 350 may have a structure in which a front support body 351 and a rear support body 356 are coupled to a body with open front and rear surfaces. Additionally, a salt water supply unit 370 may be installed at the top.

전면 지지체(351)는 태양열을 통과시켜서 전방 증발 유닛(310)으로 전달할 수 있도록 투명한 소재로 이루어질 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 후면 지지체(356)는 복수의 증발 유닛을 포함한 하우징 내부의 구성들을 고정시키고 지지할 수 있다.The front support 351 may be made of a transparent material to allow solar heat to pass through and be transferred to the front evaporation unit 310, but is not limited thereto. The rear support 356 may secure and support components within the housing including a plurality of evaporation units.

일 실시예에 따르면, 하우징(350)은 담수 취출구(353) 및 염수 취출구(352)가 구비될 수 있다.According to one embodiment, the housing 350 may be provided with a fresh water outlet 353 and a salt water outlet 352.

담수 취출구(353)는 제 1 증발 유닛(320-1)에서 응축된 담수가 취출될 수 있다. 예를 들어, 담수 취출구(353)는 제 1 수집 포켓(323-1)과 연결되어 제 1 수집 포켓(323-1)에서 수집된 담수가 취출될 수 있다. 또한, 담수 취출구(353)는 제 2 내지 제 n 수집 포켓(323-2,…, 323-n)과 연결되어 제 2 내지 제 n 수집 포켓(323-2,…, 323-n)에서 수집된 담수가 취출될 수 있다.Fresh water condensed in the first evaporation unit 320-1 may be discharged from the fresh water outlet 353. For example, the fresh water outlet 353 may be connected to the first collection pocket 323-1 to discharge fresh water collected in the first collection pocket 323-1. In addition, the fresh water outlet 353 is connected to the second to nth collection pockets (323-2,..., 323-n) to collect the water collected in the second to nth collection pockets (323-2,..., 323-n). Fresh water may be withdrawn.

염수 취출구(352)는 전방 증발 유닛(310)에서 흘러내린 염수가 취출될 수 있다. 예를 들어, 염수 취출구(352)는 전방 심지층(312)과 연결되어 전방 심지층(312)을 따라 흘러내린 염수가 취출될 수 있다. 또한, 염수 취출구(352)는 제 1 내지 제 n 심지층(322-1,…, 322-n)과 연결되어 제 1 내지 제 n 심지층(322-1,…, 322-n)을 따라 흘러내린 염수가 취출될 수 있다.The salt water outlet 352 may discharge salt water flowing down from the front evaporation unit 310. For example, the salt water outlet 352 is connected to the front deep stratum 312 so that salt water flowing down the front deep stratum 312 can be discharged. In addition, the salt water outlet 352 is connected to the first to nth deep ground layers 322-1,..., 322-n and flows along the first to nth deep ground layers 322-1,..., 322-n. The brine that has fallen may be drawn out.

일 실시예에 따르면, 하우징(350)의 외면에는 물받이(357)이 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, 하우징(350)의 전방면, 즉 전면 지지체(351)의 외면에는 전면 지지체(351)의 외면을 따라 흐르는 물(예를 들어, 빗물)이 수집되도록 물받이(357)가 구비될 수 있다. 이 때, 물받이(357)는 물이 잘 수집되도록 오목한 홈(358)이 물받이(357)의 연장 방향을 따라 형성될 수 있고, 홈(358)에 수집된 물이 일측으로 흐를 수 있도록 물받이(357)는 기울어지게 배열될 수 있다. 이에 따라, 물받이(357)를 통해 수집된 물을 염수 담수화 장치(300)에 염수 대신 재활용하여 담수화할 수 있다.According to one embodiment, a water pan 357 may be provided on the outer surface of the housing 350. For example, referring to FIG. 7, the front surface of the housing 350, that is, the outer surface of the front support 351, is provided with a water gutter (for example, rainwater) flowing along the outer surface of the front support 351 to collect it. 357) may be provided. At this time, the water pan 357 may have a concave groove 358 formed along the extending direction of the water pan 357 so that water can be well collected, and the water pan 357 may be formed so that the water collected in the groove 358 can flow to one side. ) can be arranged at an angle. Accordingly, the water collected through the water pan 357 can be recycled to the salt water desalination device 300 instead of salt water and desalinated.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 담수화 장치(300)는, 부품과 자재를 줄이고 구조를 간단하게 하여 제작 비용을 절감할 수 있고, 태양열을 직접 받는 전방 증발 유닛(310) 부분에 단열층(317)과 열전도층(315)을 구비함으로써, 태양열에 의해 스페이서 등의 부품이 변형되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the salt water desalination device 300 according to an embodiment of the present invention can reduce manufacturing costs by reducing parts and materials and simplifying the structure, and the front evaporation unit 310 portion that directly receives solar heat. By providing the heat insulating layer 317 and the heat conductive layer 315, it is possible to prevent components such as spacers from being deformed or damaged by solar heat.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.Although the present invention has been described through preferred embodiments as described above, the present invention is not limited thereto and various modifications and variations are possible without departing from the concept and scope of the claims described below. Those working in the relevant technical field will easily understand.

300: 염수 담수화 장치 310: 전방 증발 유닛
311: 흡열층 312: 전방 심지층
315: 열전도층 317: 단열층
320-1, 320-2, 320-n: 제 1 증발 유닛, 제 2 증발 유닛, 제 n 증발 유닛
321-1, 321-2, 321-n: 제 1 방수층, 제 2 방수층, 제 n 방수층
322-1, 322-2, 322-3: 제 1 심지층, 제 2 심지층, 제 n 심지층
323-1, 323-2, 323-n: 제 1 수집 포켓, 제 2 수집 포켓, 제 n 수집 포켓
324-1, 324-2, 324-n: 제 1 스페이서, 제 2 스페이서, 제 n 스페이서
350: 하우징 351: 전면 지지체
352: 염수 취출구 353: 담수 취출구
356: 후면 지지체 357: 물받이
358: 유도홈 370: 염수 공급부
371: 공급 심지 372: 분리층
375: 염수 탱크
300: brine desalination device 310: front evaporation unit
311: endothermic layer 312: anterior deep stratum
315: heat conduction layer 317: heat insulation layer
320-1, 320-2, 320-n: first evaporation unit, second evaporation unit, n-th evaporation unit
321-1, 321-2, 321-n: 1st waterproofing layer, 2nd waterproofing layer, nth waterproofing layer
322-1, 322-2, 322-3: 1st deep stratum, 2nd deep stratum, nth deep stratum
323-1, 323-2, 323-n: first collection pocket, second collection pocket, nth collection pocket
324-1, 324-2, 324-n: first spacer, second spacer, n-th spacer
350: Housing 351: Front support
352: salt water outlet 353: fresh water outlet
356: rear support 357: water pan
358: Guide groove 370: Salt water supply unit
371: supply wick 372: separation layer
375: Brine tank

Claims (11)

서로 이격되어 마주보게 배열되는 복수의 증발 유닛을 포함하는 염수 담수화 장치로서,
상기 복수의 증발 유닛은,
태양열이 조사되는 최외곽에 배치되고, 염수가 흐르면서 증발되는 전방 심지층을 포함하는 전방 증발 유닛;
상기 전방 심지층과 마주 보고 상기 전방 심지층에서 증발된 수증기가 담수로 응축되는 제 1 방수층을 포함하는 제 1 증발 유닛;
상기 전방 심지층과 상기 제 1 방수층의 사이에 배치되는 제 1 스페이서; 및
상기 전방 심지층과 상기 제 1 스페이서 사이에 배치되는 단열층;
을 포함하는, 염수 담수화 장치.
A brine desalination device comprising a plurality of evaporation units arranged to face each other and spaced apart from each other,
The plurality of evaporation units are,
A front evaporation unit disposed at the outermost part where solar heat is irradiated and including a front deep layer where salt water flows and evaporates;
A first evaporation unit facing the front core layer and including a first waterproof layer in which water vapor evaporated from the front core layer is condensed into fresh water;
a first spacer disposed between the front core layer and the first waterproof layer; and
a heat insulating layer disposed between the front core layer and the first spacer;
A salt water desalination device comprising:
제 1 항에 있어서,
상기 전방 증발 유닛은,
햇빛을 받아서 태양열을 흡수하는 흡열층, 및
상기 흡열층과 상기 전방 심지층 사이에 배치된 열전도층을 더 포함하는, 염수 담수화 장치.
According to claim 1,
The front evaporation unit,
A heat absorbing layer that receives sunlight and absorbs solar heat, and
A salt water desalination device further comprising a heat-conducting layer disposed between the heat absorbing layer and the front deep layer.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 스페이서는 그물 형태를 갖는, 염수 담수화 장치.
According to claim 1,
A salt water desalination device, wherein the first spacer has a net shape.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 증발 유닛은 상기 제 1 방수층에서 흐르는 담수를 수집하는 제 1 수집 포켓을 포함하는, 염수 담수화 장치.
According to claim 1,
The first evaporation unit includes a first collection pocket for collecting fresh water flowing in the first waterproofing layer.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 증발 유닛은 상기 제 1 방수층의 후방에 배치되는 제 1 심지층을 더 포함하는, 염수 담수화 장치.
According to claim 1,
The first evaporation unit further includes a first wick layer disposed behind the first waterproof layer.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 심지층과 마주 보고 상기 제 1 심지층에서 증발된 수증기가 담수로 응축되는 제 2 방수층을 포함하는 제 2 증발 유닛; 및
상기 제 1 증발 유닛과 상기 제 2 증발 유닛 사이에 배치되는 제 2 스페이서를 더 포함하는, 염수 담수화 장치.
According to claim 5,
a second evaporation unit facing the first core layer and including a second waterproof layer in which water vapor evaporated from the first core layer is condensed into fresh water; and
The brine desalination device further comprising a second spacer disposed between the first evaporation unit and the second evaporation unit.
제 6 항에 있어서,
상기 전방 심지층 및 상기 제 1 심지층에 염수를 공급하며 염수가 저장된 염수 탱크를 포함하는 염수 공급부를 더 포함하고,
상기 염수 공급부는,
상기 염수 탱크와 상기 전방 심지층을 연결하는 전방 공급 심지 및 상기 염수 탱크와 상기 제 1 심지층을 연결하는 제 1 공급 심지를 포함하는, 염수 담수화 장치.
According to claim 6,
It further includes a salt water supply unit that supplies salt water to the front core layer and the first core layer and includes a salt water tank in which salt water is stored,
The salt water supply unit,
A salt water desalination device comprising a front supply wick connecting the brine tank and the front deep formation and a first supply wick connecting the brine tank and the first deep formation.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 공급 심지보다 상기 전방 공급 심지를 통해 더 많은 양의 염수가 공급되도록 상기 전방 공급 심지의 단면적이 상기 제 1 공급 심지의 단면적보다 큰, 염수 담수화 장치.
According to claim 7,
A salt water desalination device, wherein the cross-sectional area of the front supply wick is larger than the cross-sectional area of the first supply wick so that a larger amount of salt water is supplied through the front supply wick than the first supply wick.
제 7 항에 있어서,
상기 염수 공급부는,
상기 전방 공급 심지 및 상기 제 1 공급 심지 사이에 배치되는 분리층을 더 포함하고,
상기 전방 공급 심지, 상기 제 1 공급 심지, 및 상기 분리층은 서로 적층된, 염수 담수화 장치.
According to claim 7,
The salt water supply unit,
Further comprising a separation layer disposed between the front supply wick and the first supply wick,
The front supply wick, the first supply wick, and the separation layer are stacked on each other.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 증발 유닛을 수용하는 하우징을 더 포함하고,
상기 하우징은,
상기 제 1 증발 유닛에서 응축된 담수가 취출되는 담수 취출구 및 상기 전방 증발 유닛에서 흘러내린 염수가 취출되는 염수 취출구가 구비되는, 염수 담수화 장치.
According to claim 1,
Further comprising a housing accommodating the plurality of evaporation units,
The housing is,
A salt water desalination device comprising a fresh water outlet through which fresh water condensed from the first evaporation unit is blown out, and a salt water outlet through which salt water flowing down from the front evaporation unit is blown out.
제 10 항에 있어서,
상기 하우징의 외면에는
상기 하우징의 외면을 따라 흐르는 물이 수집되어 흐르도록 기울어지게 배열된 물받이가 구비되는, 염수 담수화 장치.
According to claim 10,
On the outside of the housing
A salt water desalination device comprising a water pan arranged at an angle to collect and flow water flowing along the outer surface of the housing.
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