JP3181375U - Water intake equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】大気中の水分を効率よく取入れ、熱交換器により冷却して凝縮し、温水または冷水として供給口から取り出せるようにし、逆浸透膜を通して浄水すると共に排水は廃棄することなく、リサイクルすると共に熱交換器の冷却能力を高めた、取水装置を提供する。
【解決手段】大気中の水分を取水する取水装置として、温度センサー2を有する空気中のゴミを取り除くフィルター3と、殺菌器4と、コンプレッサーを備えた熱交換器5と、一つ又は複数の吸気ファン6とから構成され、外気の温度変化によって風量または風速をコントロールする大気取入コントローラー7を設け、この大気取入コントローラー7と連動して熱交換器5の冷却能力をコントロールする冷却コントローラー8を設け、機器全体のコントロールを中央演算装置(CPU)9により制御した。
【選択図】図1[PROBLEMS] To efficiently take in moisture in the atmosphere, cool and condense it with a heat exchanger, take it out from a supply port as hot water or cold water, purify the water through a reverse osmosis membrane and recycle the wastewater without discarding it. To provide a water intake device with improved cooling capacity of a heat exchanger.
As a water intake device for taking moisture in the atmosphere, a filter 3 having a temperature sensor 2 for removing dust in the air, a sterilizer 4, a heat exchanger 5 equipped with a compressor, and one or more An air intake controller 7, which is composed of an intake fan 6 and controls the air volume or the wind speed according to the temperature change of the outside air, is provided, and the cooling controller 8 controls the cooling capacity of the heat exchanger 5 in conjunction with the air intake controller 7. And a central processing unit (CPU) 9 was used to control the entire device.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、大気中から水分を取出す取水装置に関するものであり、緊急時に水道の蛇口と接続して大気中の水分にプラスしてろ過浄水された温水または冷水を得る取水装置を提供するものである。外気温度に応じて取入れられる空気の風量又は風速を制御すると共に、熱交換器の冷却能力に応じて空気を効率よく冷却して水分を取り出せるようにしたものである。 The present invention relates to a water intake device that takes out moisture from the atmosphere, and provides a water intake device that is connected to a tap in an emergency to obtain hot or cold water that has been filtered and purified in addition to the moisture in the air. is there. The air volume or speed of air taken in according to the outside air temperature is controlled, and moisture can be taken out by efficiently cooling the air according to the cooling capacity of the heat exchanger.
さらに、熱交換器の冷却能力をより効率よくするため、逆浸透膜からの排水をコンプレッサーの冷却に利用して廃棄水の生じないリサイクルを実現しようとするものである。 Furthermore, in order to make the cooling capacity of the heat exchanger more efficient, the waste water from the reverse osmosis membrane is used for cooling the compressor to achieve recycling without generating waste water.
従来、大気中から水分を取入れ飲料水等の生活用水に用いる装置は、種々提案されており、それぞれ造水装置、取水装置の名称で、大気中の水分を熱交換器によって、温度差により凝縮して取り出している。 Various devices have been proposed in the past for taking water from the atmosphere and using it for domestic water, such as drinking water. Condensation of atmospheric moisture by a heat exchanger and temperature difference are performed under the names of fresh water generator and intake device, respectively. And take it out.
しかし、風量(風速)の制御と冷却器の制御を個別的に制御するだけではなく、大気取入れコントローラーと冷却コントローラーとが、外気温に応じてコントロールされる他、両者が連動して熱交換器の冷却能力を十分に働かせなくては、効率よく水分を取り出すことができない。 However, in addition to controlling the air volume (wind speed) and the cooler individually, the air intake controller and the cooling controller are controlled according to the outside air temperature. The water cannot be efficiently extracted unless the cooling capacity is fully utilized.
上記の課題を解決するため、大気中の水分を取水する装置であって、取水装置に、外気温度により吸気ファンの風量又は風速をコントロールさせる大気取入コントローラーを設け、この大気取入コントローラーと連動するように全体の制御装置(CPU)の指令により熱交換器の冷却能力をコントロールする冷却コントローラーを設けた。 In order to solve the above-mentioned problems, a device that takes in moisture from the atmosphere, and the intake device is provided with an atmospheric intake controller that controls the air volume or speed of the intake fan according to the outside air temperature. Thus, a cooling controller for controlling the cooling capacity of the heat exchanger according to a command from the entire control device (CPU) is provided.
さらに、逆浸透膜を通して出る排水を、コンプレッサーの冷却に利用することにより、冷却能力を向上させて、効率の良い水分の取出装置を提供するものである。 Furthermore, the waste water discharged through the reverse osmosis membrane is used for cooling the compressor, thereby improving the cooling capacity and providing an efficient water extraction device.
本考案では、ファンとコンプレッサーを制御基盤でコントロールするだけでなく、全体を中央演算装置(CPU)によりコントロールし、それぞれ風量(風速)規制及び熱交換器の冷却能力を制御できるようになっている。 In the present invention, not only the fan and compressor are controlled by the control base, but also the whole is controlled by a central processing unit (CPU), and the air volume (wind speed) regulation and the cooling capacity of the heat exchanger can be controlled respectively. .
さらに、逆浸透膜を使用し、この逆浸透膜から生じる排水を廃棄することなく、排水をコンプレッサーの外周に巻きつけられた銅管を通すことにより、コンプレッサーの温度上昇を抑え、冷媒温度を調整し、熱交換器の性能維持が極めて有効となった。従って、従来より15〜25%程度コンプレッサーの冷却速度が速くなり、大気中から得る水滴も同じく15〜25%効率よく取水することができるようになった。(表1参照) In addition, using a reverse osmosis membrane, the wastewater generated from this reverse osmosis membrane is passed through a copper tube wrapped around the compressor's outer circumference, preventing the compressor temperature rise and adjusting the refrigerant temperature. Therefore, maintaining the performance of the heat exchanger has become extremely effective. Accordingly, the cooling rate of the compressor has been increased by about 15 to 25% compared to the prior art, and water droplets obtained from the atmosphere can also be efficiently taken in by 15 to 25%. (See Table 1)
図1は取水機構であり、温度センサー2を有し、空気中のゴミを取り除くフィルター3と、殺菌器4と、コンプレッサーを備えた熱交換器5と、一つ又は複数の吸気ファン6とから構成されている。
FIG. 1 shows a water intake mechanism having a
殺菌器4は、プラズマイオン発生器などを用い機器のまわり及び機器周辺の約6畳〜8畳程度の範囲でウイルス、バクテリアなどを殺菌するようになっている。
The
7は大気取入コントローラーで、温度センサー2によって外気温を感知し、この温度に応じて熱交換器を通る風量(風速)を制御するようになっている。
8は冷却コントローラーで、大気取入コントローラー7と連動して、中央演算装置(CPU)の指令で冷却能力を最高位置に維持して、取水効果を向上させるようにした。
8 is a cooling controller, and in conjunction with the
熱交換器の冷却温度は一定であるが、冷却コントローラーを使用することにより、外気温の変化に対応して、外気温が高くなれば冷却温度を下げ,外気温が低くなれば、冷却温度を適宜上げることにより、より効率よく取水できる。 Although the cooling temperature of the heat exchanger is constant, by using a cooling controller, in response to changes in the outside air temperature, the cooling temperature is lowered when the outside air temperature rises, and when the outside air temperature becomes low, the cooling temperature is lowered. By raising it appropriately, water can be taken in more efficiently.
9は中央演算装置(CPU)であり、外気温の変化に応じて、個別に大気取入コントローラー7及び冷却コントローラー8を制御する他、熱交換器の冷却能力、冷媒状況等を考慮して総合的に制御するようになっている。
外気温35℃で、湿度45%のとき、コンプレッサーを備えた熱交換器5の作動が冷却温度一定であるなら、吸気ファン6の風量(風速)を小さくして効率を高めるようにした。
If the operation of the
これは、35℃の温風を熱交換器に当てることは、温度が上昇し、取水の効率が下がることになるので、吸気ファンの風量(風速)を小さくすることにより熱交換器の温度を上げることなく、効率よく取水するものである。 This is because applying hot air of 35 ° C to the heat exchanger increases the temperature and lowers the efficiency of water intake. Therefore, by reducing the air volume (wind speed) of the intake fan, the temperature of the heat exchanger can be reduced. Efficient water intake without raising.
外気温15℃で湿度45%の大気状態のとき、吸気ファンの風量(風速)を大きくして大量の外気を取り込むことにより、より多くの取水を得ることができる。外気温を感知する温度センサー2のデータDTをコントローラー7に送り、制御データDT1 をファン6に送る。
When the outside air temperature is 15 ° C. and the humidity is 45%, more intake water can be obtained by increasing the air volume (wind speed) of the intake fan and taking in a large amount of outside air. Data DT of the
図2は取水システムを示す。
空気を熱交換器による温度差によって冷却し、水滴が生成され、貯水タンク10(14リットル)に一旦貯水する。一定量貯水後逆浸透膜15にポンプ13で加圧して送水し、ろ過浄水後、温水タンク16又は冷水タンク18に送水される。適宜飲料水として、供給口17より85〜95℃の温水として取り出すことができ、また供給口19から冷水5〜15℃を取り出せるようにした。
FIG. 2 shows a water intake system.
Air is cooled by the temperature difference by the heat exchanger, water droplets are generated, and temporarily stored in the water storage tank 10 (14 liters). After a certain amount of water is stored, the
5は熱交換器で、コンプレッサー22の起動により、冷媒を圧縮して冷たくし、冷媒パイプとステンレスフィンの表面を冷やすことで、大気中からファン6により取入れられた空気を冷却して水滴をつくる。
A
10は貯水タンクで、水滴を約14リットル貯水できる。フロートスイッチつきである。
A
12は携帯バケツなどの水容器で、手動切替バルブ11を作動して、取水を取り出せるようにした。
12 is a water container such as a portable bucket, and the
13はポンプで、加圧ポンプとして貯水タンク10の水を逆浸透膜15に送り、ろ過させる。
14はプレフィルターで、10ミクロンセディメントフィルターと5ミクロンカーボンフィルターによって粗ごみを処理する。 14 is a pre-filter, which treats coarse waste with a 10 micron sediment filter and a 5 micron carbon filter.
15は逆浸透膜メンブレンで、0.0001ミクロンの微細孔を持つ複合膜であり、バクテリア、ウイルス、重金属などの有害物を限りなく除去する。最後にはポストカーボンを用い、前記フィルターと共に総称して全体が4層構造の逆浸透膜になっている。
16は温水タンクで、タンク周縁に460Wのヒートバンド16aを設けて加熱可能とし、85〜95℃の熱湯を得る。
A
18は冷水タンクで、周縁には冷却パイプ18aを設け、冷媒を送り、冷水を得るようになっている。
冷水タンク18には、温水タンク16からの熱湯を電磁弁(H)を介してポンプ20により冷水タンクへ移入させ、殺菌することができる。なお、タイマーで3分程度殺菌してから、貯水タンク10に流入させリサイクルさせる。
The
リサイクルについては、一日一回熱湯殺菌方式を採用できる。これは深夜時間(例えば午前1時)になると、冷水タンク18下の電磁弁(S)を開放して全ての貯水を放出する(時間設定)。次に満水状態(HL)にある温水タンク16のヒーター16aをONにし、タンク内の温水を再沸騰させ、例えば80〜90℃に達すると電磁弁(H)をONとし、ポンプ20により、温水タンク16から冷水タンク18へ送水する。温水タンク16で、温水がレベルLLになったことを検知後、電磁弁とポンプをOFFとする。
For recycling, a hot water sterilization system can be adopted once a day. At midnight (for example, 1:00 am), the electromagnetic valve (S) under the
設定時間後(例30分)、コンプレッサーを起動させ、冷却パイプ18aに冷媒を送り、冷水を造る。一度殺菌された水は、水温9℃以下になると菌の増殖が極端に低くなる。冷水タンク18内に流入する水は逆浸透膜によりろ過されているので、菌は除去されており、リサイクルが支障なく行われる。
After the set time (for example, 30 minutes), the compressor is started, the refrigerant is sent to the
逆浸透膜から生じる排水は、コンプレッサー22に巻きつけられた銅管の中を通すことによりコンプレッサーを冷却し、熱交換の安定的な冷却温度を維持し、安定した効率によって大気中から水滴を作り出すようになっている。
Wastewater generated from the reverse osmosis membrane cools the compressor by passing through a copper pipe wound around the
コンプレッサー22の位置は、貯水タンク10と同じであり、逆浸透膜からの排水は巻き込まれた銅管内を循環して、冷却を効果的にしている。
The position of the
5〜15℃の冷水タンク部分で、一般細菌が多く発生するが、本製品では温水タンクから熱湯水を冷水タンクへ移送して行う熱湯殺菌と逆浸透膜による浄水作用を用いているので、ほぼ完全に菌の発生を1cc/100個以内という水道法基準以下が得られ、ほぼ0にすることに成功した。 A lot of general bacteria are generated in the 5-15 ° C cold water tank, but this product uses hot water sterilization performed by transferring hot water from the hot water tank to the cold water tank and the water purification action by the reverse osmosis membrane. The generation of bacteria was 1cc / 100 or less, which was below the water supply standard, and it was successfully reduced to almost zero.
殺菌手段としては、塩素殺菌、熱湯殺菌がもっとも有効であり、銀、UVなどから比べると、数段殺菌能力がある。 As the sterilization means, chlorine sterilization and hot water sterilization are the most effective, and have several sterilization ability compared with silver, UV and the like.
図中の符号25は、熱交換器から冷却されて出てくる水滴を受けて貯水タンクに貯める
ときのフィルターを示している。
表1は本考案で逆浸透膜からの排水を、コンプレッサーの外周に巻きつけた銅管の中を通すことにより、コンプレッサーを冷却した場合に増量される取水効果を示す表である。
熱交換器 : ケイワイ技研製(ステンレスフィン仕様)
冷媒 : 代替フロンR134a
コンプレッサー: ことハイリー(海立)製BSA645CR-RIEWC
銅管 : 7重巻き (6Φ)
Heat exchanger: Made by KAI GIKEN (Stainless steel fin specification)
Refrigerant: Alternative Freon R134a
Compressor: Koto Hailey BSA645CR-RIEWC
Copper tube: 7 rolls (6Φ)
温度センサーによって感知した外気温において、環境条件1,2,3の場合、逆浸透膜の排液を利用した場合(本考案)と利用しない場合との比較表である。冷却ファンによる風速を一定として得たデータである。
It is a comparison table between the case of using the drainage of the reverse osmosis membrane (invention) and the case of not using the reverse osmosis membrane drainage in the case of the
外気温9.3℃で得られた水分の量は、17%の増量が認められ、外気温25℃前後で20〜25%の増量が認められた。 The amount of water obtained at an outside temperature of 9.3 ° C. was found to increase by 17%, and an increase of 20 to 25% was observed at around 25 ° C. outside temperature.
本考案では、温度センサーの感知した外気温に応じて制御されるファンによる風量(風速)の制御手段と、この制御手段と連動して熱交換器の冷却能力を制御するコンプレッサーにより大気中の水分を凝縮する手段と、生じた水を一旦貯水タンクに集め、加圧ポンプによりプレフィルター、逆浸透膜を通してろ過し浄水する手段と、ろ過された浄水を温水タンク又は冷水タンクへ送水する手段と、温水タンクの周縁に設けたヒートバンドと、冷水タンクの周辺に設けた冷却パイプと、必要に応じて温水又は冷水として供給口から取り出せる手段と、冷水タンクに移送された浄水は、一定時間後又は随時電磁弁を経て貯水タンクへ還元するリサイクル手段と、前記逆浸透膜からの排水を廃棄することなく、熱交換器のコンプレッサーの外周に巻きつけた銅管を通して、コンプレッサーを冷却する手段とから成る取水装置としている。 In the present invention, air content (air speed) is controlled by a fan that is controlled according to the outside air temperature detected by the temperature sensor, and a compressor that controls the cooling capacity of the heat exchanger in conjunction with the control means is used to control the moisture content in the atmosphere. Means for condensing the water generated, once collected in a water storage tank, filtered through a pre-filter and reverse osmosis membrane by a pressure pump, purified water, and filtered filtered water to a hot water tank or a cold water tank, The heat band provided at the periphery of the hot water tank, the cooling pipe provided around the cold water tank, the means that can be taken out from the supply port as hot water or cold water as necessary, and the purified water transferred to the cold water tank are Recycling means that returns to the water storage tank via a solenoid valve at any time, and the waste water from the reverse osmosis membrane is wound around the outer periphery of the compressor of the heat exchanger without being discarded. Through wearing copper tube, and a water intake system comprising a means for cooling the compressor.
本考案の取水装置によると、100% のリサイクルが実現できた。通常飲料水として使用する場合、(20リットル/日)で、一切捨て水が発生しないようになっている。 According to the water intake device of the present invention, 100% recycling was realized. When used as normal drinking water, it is (20 liters / day) so that no waste water is generated.
通常は大気中から熱交換器によって10リットルを生成するが、外気温25℃、湿度70%で12から14リットル、また外気温10℃、湿度40%で8から、災害非常時には、家庭用の災害救済手段を搭載し、池、一般河川、風呂の残り湯等を飲料水にするシステムを付設することができる。 Normally, 10 liters is produced from the atmosphere by a heat exchanger, but it is 12 to 14 liters at an outside air temperature of 25 ° C and 70% humidity, and from 8 at an outside air temperature of 10 ° C and 40% humidity. A disaster relief means can be installed, and a system can be added to make ponds, general rivers, hot water from baths, etc. into drinking water.
この場合、水温25℃の場合、200ml/min x 60 x 24時間で、288
リットルが生成される。2リットルペットボトルに換算すると。144本分に匹敵する。
In this case, at a water temperature of 25 ° C., 200 ml / min × 60 × 24 hours, 288
Liter is produced. When converted to a 2-liter plastic bottle. Comparable to 144.
本製品では、給水工事が一切不要であり、電源があれば、大気中より水を作ることがで
きる。また災害時用の給水口を設けておけば、水道水を足して使用することができる。この場合、水道水と直結させるような水道工事を一切不要とした。
従って、場所を選ばず、どこでも設置可能である。
This product does not require any water supply work, and if it has a power supply, it can produce water from the atmosphere. If a water supply port for disasters is provided, tap water can be added. In this case, there was no need for waterworks to be directly connected to tap water.
Therefore, it can be installed anywhere regardless of location.
本製品の原水は、熱交換器によって、温度差を利用して大気中から水を作るので、蒸留水のようにカルシュウム、マグネシュウムのような硬度分が極めて少ない水であり、軟水である。軟水は、逆浸透膜の除去性能に与える負荷を大幅に軽減し、リサイクルを可能としている。 Since the raw water of this product is made from the atmosphere using a temperature difference by a heat exchanger, it is water with extremely low hardness such as calcium and magnesium like distilled water and soft water. Soft water significantly reduces the load on reverse osmosis membrane removal performance and enables recycling.
原水は大気中の水分として、常に10PPM程度の水となる。原水を97%除去率の逆浸透膜を使用してろ過した場合、逆浸透膜の排水は逆浸透原水に約1.8を掛けた数値となり、冷水タンク又は温水タンク内の飲料水は、逆浸透膜の浄水と同じである。 The raw water is always about 10 PPM as atmospheric moisture. When raw water is filtered using a 97% removal rate reverse osmosis membrane, the reverse osmosis membrane drainage is a value obtained by multiplying the reverse osmosis raw water by about 1.8, and the drinking water in the cold water tank or hot water tank is reverse It is the same as osmosis membrane water purification.
また、逆浸透膜の負担係数は300PPM以上になると、負荷が大幅に大きくなるので、リサイクル回数を6回程度に限定するのが普通であるが、本考案の場合は、原水が大気中の水分であり、雑菌を除いて逆浸透膜でろ過した場合、6回にとどまらずリサイクル回数を伸ばすことを可能とした。 In addition, when the load factor of the reverse osmosis membrane is 300 PPM or more, the load increases greatly. Therefore, it is normal to limit the number of recycling to about 6 times. However, in the case of the present invention, the raw water is water in the atmosphere. In the case of filtering through a reverse osmosis membrane excluding various bacteria, it was possible to increase the number of recycles, not limited to six.
本製品では、原水が蒸留水の総溶解固形物、無機イオン(TDS)と比較して値が低い水であるので、リサイクル可能となっている。なお、リサイクルの途中で、大気中から取水するので、排水が希釈され理論値では、リサイクルは何回でも問題なく行われることとなる。 In this product, the raw water is water that has a lower value compared to the total dissolved solids of distilled water, inorganic ions (TDS), so it can be recycled. In addition, since water is taken from the air in the middle of recycling, the waste water is diluted and the theoretical value means that the recycling can be performed any number of times without problems.
取水機構による大気中の水分を原水とし、外気温に応じてファンによる風量(風速)を最適な状態とし、熱交換器の冷却能力を冷却コントローラーで制御しているので、取水効率が極めて高くなっている。しかも、水道工事を必要とせず、逆浸透膜を通してリサイクルを実現しているので、場所を選ばず、電源さえ確保できれば、運転が容易である。 Water intake efficiency is extremely high because the moisture in the atmosphere by the intake mechanism is the raw water, the air volume (air speed) by the fan is optimized in accordance with the outside air temperature, and the cooling capacity of the heat exchanger is controlled by the cooling controller. ing. Moreover, since water supply work is not required and recycling is realized through a reverse osmosis membrane, operation is easy if a power source can be secured regardless of location.
1:取水機構
2:温度センサー
3:フィルター
4:殺菌器
5:熱交換器
6:ファン
7:大気取入コントローラー
8:冷却コントローラー
9:全体の制御装置(CPU)
10:貯水タンク
11:手動バルブ
12:災害時用の貯水タンク
13:ポンプ
14:プレフィルター
15:逆浸透膜
16:温水タンク
17:温水供給口
18:冷水タンク
19:冷水供給口
20:ポンプ
21:電磁弁
22:コンプレッサー
23:排水
24:銅管
1: Water intake mechanism 2: Temperature sensor 3: Filter 4: Sterilizer 5: Heat exchanger 6: Fan 7: Atmospheric intake controller 8: Cooling controller 9: Overall controller (CPU)
10: Water tank 11: Manual valve 12:
Claims (6)
6. In the event of an emergency or disaster, a water tap is connected to the water supply port, tap water is added to the water storage tank, and filtered and purified with water in the atmosphere to obtain hot or cold water intake according to claim 4 or 5. apparatus.
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JP2014224398A (en) * | 2013-05-16 | 2014-12-04 | 株式会社廣林 | Water intake device |
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