KR0131423B1 - 수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉,온 정수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉, 온 정수기에 관한 것으로, 정수장치(1)에서 걸러지지 않은 물을 냉각수로 이용하는 수냉식 보조응축장치(12)를 정수기 냉각장치(2)의 압축기(10)와 응축기(13)사이에 설치하여 냉각효율을 더욱 배가시키고, 필요에 따라 수냉식 보조응축장치(12) 또는 공냉식 응축기(13)를 동시에 작동시키거나 선택적으로 작동시켜 냉각장치(2)의 부하를 방지하고, 고장을 예방하며, 냉각장치(2) 전체의 전기소모를 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉,온 정수기

본 발명은 수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉,온 정수기에 관한 것으로, 특히, 멤브레인을 통한 정수과정에서 걸러지지 않은 물을 냉각수로 이용하는수냉식 보조응축장치를 냉각장치의 압축기와 응축기 사이에 설치하여 냉각효율을 배가시킬 수 있도록 한 수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉, 온 정수기에 관한 것이다. 일반적으로 역삼투압 정수기의 정수과정은 삼투막(멤브레인)으로 공급수를 강제로 통과시킴으로서 상기 공급수내에 포함된 각종 박테리아, 바이러스, 페놀, 중금속, 방사능 물질 등의 모든 오염물질이 완전히 제거되도록 하는 방식이었다.

따라서, 삼투막이 극히 미세한 직경의 오염물질까지 제거하도록 되어 있으므로, 공급수가 상기 삼투막을 전부 통과하지 못하고 공급수의 20%-25%만이 상기 삼투막을 통과하여 순수한 물로 정수되어지고, 삼투막을 통과하지 못한 나머지 75%-80%의 물은 배수구를 통하여 외부로 배출되어지고 있는 실정이다.

또한 최근의 정수기는 단순히 물을 정수시키는 기능에만 국한되지 않고, 사람이 가장 마시기에 적합하며, 정수된 물이 쉽게 변질되지 않게 물의 온도를 약 8℃의 차가운 상태로 유지시켜 주도록 된 냉각통을 구비한 정수기가 다수 개발되어 시판되고 있는 실정이다.

한편, 상기 냉수를 공급시킬 수 있도록 된 정수기는 냉각통의 온도를 약 8℃의 차가운 상태로 유지시켜 주기 위하여 별도의 냉각장치가 구비되어 있는데, 이 냉각장치의 일반적인 구성은 예시도면 제3도에 도시된 바와 같이 냉각통(100)과의 열교환이 이루어져 저압, 고온 상태로 된 냉매가 압축기(200)를 통과하여 고압, 고온 상태로 변환되고, 다시 이 냉매는 공냉식 응축기(300)를 통과하여 고압, 저온 상태로 된 후, 팽창밸브(400)를 통과하면서 고압에서 저압으로 바뀌는데, 이때 고압, 저온 액체상태인 냉매가 기체화되면서 상대적으로 냉매보다 높은 온도인 냉각통(100)의 열을 흡수하여 이 냉각통(100)이 차가와지면서 동시에 냉각통(1000)내의 물이 냉각되도록 된 순환구조로 되어 있었다.

그러나, 상기 방식의 냉각장치에 있어서는, 압축기(200)를 통과한 고온의 냉매를 저온으로 변환시켜 주기 위한 응축기(300)의 구조가 공냉식(팬을 작동시켜 온도를 하강시킴)으로 되어 있기 때문에, 충분히 냉매의 온도를 낮춰주지 못하므로 냉각효율이 저하되는 문제점이 있었으며, 특히 날씨가 25℃∼35℃ 정도의 무더운 여름철일 경우에는 냉수의 공급량이 과다해지고 이에 따른 압축기(200) 및 응축기(300)의 팬이 작동되는 횟수가 증가함에 따라 냉각장치내의 외기온도가 상승하여 냉각효율이 급격히 떨어지며, 따라서 압축기(200) 등에 부하가 증가되어 고장이 많이 발생되는 문제점이 수반되었고, 또한 외기온도의 상승으로 고온의 공급수가 공급되므로 이 고온의 공급수를 효과적으로 냉각시키기에는 기계적으로 많은 어려움이 있었다.

이에 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 역삼투압 냉, 온 정수기의 정수과정에서 발생되는 잔수(멤브레인을 통과하지 못한 정화되지 않은 물)을 냉각장치의 냉매를 식혀주기 위한 냉각수로 사용하여 냉각효율을 높히고, 아울러 냉각장치의 고장을 감소시킬 수 있는 수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉,온 정수기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성시키기 위한 본 발명에 따른 수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉,온정수기는, 멤브레인을 통과하여 정화된 물이 저장통내에 저장 되어지고, 이 저장되어진 정화수가 냉각통내에 유입되어진 후 냉각장치에 의해 냉각되어져 배출구를 통하여 배출되어지도록 된 역삼투압 냉,온 정수기에 있어서, 상기 역삼투압 냉,온 정수기의 냉각장치는, 압축기와 응축기 사이에 보조응축장치를 설치하되, 이 보조응축장치에는 멤브레인을 통과하지 못한 잔수를 유입시켜 냉매를 냉각시키도록 하는 냉각수로 사용한 것에 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 역삼투압 냉, 온 정수기의 상세한 구조를 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉·온 정수기의 개략적인 계통도.

제2도는 본 발명에 따른 수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압냉·온 정수기의 냉각장치.

제3도는 종래 역삼투압 냉·온 정수기의 냉각장치를 개략적으로 나타낸 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정수장치 2 : 냉각장치

3 : 멤브레인 4 : 압력조절기

5 : 저장통 6 : 정화수 공급파이프

7 : 냉각수 공급파이프 8 : 냉각통

9 : 냉각파이프 10 : 압축기

11 : 냉각수 배출구 12 : 수냉식 보조응축장치

13 : 응축기 14 : 연결파이프

15 : 팽창밸브 16 : 냉수공급 파이프

17 : 작동버튼 18 : 배출구

100 : 냉각통 200 : 압축기

300 : 응축기 400 : 팽창밸브

본 발명은 정수장치(1)와 냉각장치(2)로 구분된다. 정수장치(1)의 구성은 공급수를 정화시켜 주기 위한 멤브레인(3), 이 멤브레인(3)에서 분리된 정화수와 잔수가 분류되어지는 압력조절기(4), 상기 압력조절기(4)를 통과한 정화수가 저장되어지는 저장통(5), 이 저장통(5)에 저장된 정화수가 냉각장치(2)쪽으로 배출되도록 연결된 정화수 공급파이프(6), 상기 압력조절기(4)를 거친 잔수(멤브레인에서 정화되지 못한 물)가 냉각장치(2)쪽으로 흘러가도록 연결된 냉각수 공급파이프(7)로 구성되어 있다.

한편, 냉각장치(2)의 구성은, 상기 정수장치(1)의 정화수 공급파이프(6)와 상호 연결된 냉각통(8), 이 냉각통(8)의 외벽 모체에 나선형으로 권취된 냉각파이프(9), 냉각파이프(9)의 하단에 연결되고 이 냉각파이프(9)에서 유입된 저압의 냉매를 압축시키는 압축기(10), 상기 압축기(10)를 통과한 고온, 고압 상태의 냉매를 식혀주고 공급장치(1)의 냉각수 공급파이프(7)와 연결되며, 그 하단은 냉각수 배출구(11)가 구비된 보조응축장치(12), 이 보조 응축장치(12)를 통과하여 냉각된 냉매를 더욱 냉각시켜 주기 위한 응축기(13), 이 응축기(13)의 하단과 상기 냉각파이프(9)의 상단을 상호 연결시켜주는 연결파이프(14) 및 이 연결파이프(14)의 냉각파이프(9) 입구 선단에 장착된 팽창밸브(15) 등으로 구성되어 있다.

또한, 상기 냉각장치(2)의 냉각통(8)상단에는 냉수공급 파이프(16), 작동버튼(17), 배출구(18)가 순차적으로 연결되어진 구조로 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉,온정수기의 작용 및 효과는 다음과 같다.

본 발명은 예시도면 제1도 및 제2도에 도시된 바아 같이, 정화되지 않은 공급수(일정한 수압을 갖는 수도물에 직결시킴)는 우선 각 멤브레인(3)을 통과하며, 이 멤브레인(3)을 통과하여 정화된 물은 압력조절기(4)를 통하여 저장통(5)내에 유입되어진다. 상기와 같이 유입되어진 정화수가 일정한 수위에 도달하게 되면 자동적으로 압력조절기(4)가 작동하여 멤브레인(3)으로부터의 정화수 유입이 차단되어지고, 저장통(5)내의 정화수는 정화수 공급파이프(6)를 거쳐 냉각통(8)내에 유입되어진다.

한편, 상기 저장통(5)내에 정화수가 냉각통(8)에 투입되어지는 시점은 냉각통(8)내에 유입된 정화수가 일정수위 이하로 떨어질 때, 상기 저장통(5)내의 물이 투입되어지며, 이 저장통(5)내의 물의 양이 일정수위 이하로 떨어질 경우에는 자동적으로 공급수가 멤브레인(3)을 통하여 유입되도록 하는 방식이 바람직하다.

한편, 본 발명은 공급수가 멤브레인(3)을 통한 정수과정에서 정화되지 못한 저온 상태(약 15℃∼20℃)의 물은 냉각수 공급파이프(7)를 통하여 냉각장치(2)의 보조응축장치(12)에 투입되어 고온으로 상승된 냉매를 식혀주기 위한 냉각수로 사용하도록 되어 있는데, 즉, 제2도에 구체적으로 나타난 바와 같이, 냉각통(8)과의 열교환으로 온도가 상승된 기체상태의 냉매는 압축기(10)를 통과하면서 고온, 고압상태로 변환된다. 그리고, 고온, 고압상태로 변화된 냉매는 종래에는 팬·구동에 의한 냉각방식인 공냉식 응축기(13)를 통과하여 냉매를 냉각시키도록 하였으나, 본 발명은 압축기(10)를 통과한 고온의 냉매가 공냉식 응축기(13)를 통과하기 전에, 상기 냉각수 공급파이프(7)를 통하여 공급되는 정화되지 못한 잔수를 냉각수로 이용하는 보조응축장치(12)내를 통과시킴으로서 냉매의 냉각효울을 약 25%∼39%정도(자체실험결과임)향상시키고 이에 반비례하여 전력소모 절감할 수 있는 것이다.

따라서, 종래의 공냉식 응축장치만으로 냉각시키는 것보다 냉각효과가 매우 우수하며, 특히 날씨가 무더운 여름철에 냉매의 순환 싸이클이 빠른 속도로 반복되더라도 냉각통(8)내의 정화수를 효과적으로 냉각시키기에 충분한 온도만큼 냉매온도를 상기 수냉식 보조응축장치(12)로써 하강시킬 수 있으므로 냉동장치에 무리가 가지 않아 고장을 미연에 방지하는 효과가 있다.

또한, 상기 보조응축장치(12)내에 공급되어지는 물은 멤브레인(3)을 통한 정수장치(1)의 정수과정에서 필연적으로 발생되는 잔수(정화된 물의 4∼5배)를 이용함으로써 별도의 냉각수를 사용하지 않아 매우 실용적이며, 필요에 따라서는 수냉식 보조응축장치(12)만을 선택적으로 가동되도록 하여 공냉식 응축기(13)의 팬을 정지시킴으로서 전기도 절약시킬 수 있는 장점이 있다.

이는, 냉각수 공급 파이프(7)를 거쳐 보조응축장치(12)로 공급되어지는 냉각수(잔수)가 별도의 공급장치에 의해 공급되는 것이 아닌 수도직결식이므로 수도물 자체의 압력에 의해 자연적으로 보조응축장치(12)내로 공급되므로 동력이 필요없는 것이다. 한편, 보조응축장치(12)의 구성은 내부에 냉매가 흐르는 파이프의 외벽에 냉각수가 접촉되도록 하여 냉매를 냉각시키는 구조가 바람직하며, 이 구성은 일반적으로 냉각장치가 구비되는 소형 에어콘, 소형 냉동, 냉장고의 수냉식 열교환장치에 널리 적용시킬 수도 있는 것이다.

한편, 상기 수냉식 보조응축장치(12) 또는 공냉식 응축기(13)를 통과한 저온의 냉매는 연결파이프(14)를 거쳐 팽창밸브(15)을 통과하면서 저압, 고온으로 변환되면서 냉각통(8)자체의 열을 흡수하여 냉각통(8)내의 정화수를 냉각시키는 한편, 냉각통(8)과의 열교환으로 온도가 상승된 냉매는 다시 압축기(10)로 재유입되어지는 순한구조로 되어 있다.

그리고, 상기 냉각통(8)내에 유입된 정화수는 약 8℃의 냉각된 상태로 유지시켜 사람이 마시기에 쾌적하도록 하고 세균의 번식을 억제할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 냉각통(8)내의 물 온도를 감지할 수 있는 별도의 온도감지기(미도시)와 냉각장치(2)의 외기온도를 감지하도록 하는 센서(미도시)를 각각 소정의 위치에 장착시켜 냉각통(8)내의 물 온도가 일정기준을 상승하면 자동적으로 냉각장치(2)가 작동되도록 하고, 또한 냉각장치(2)내의 외기온도를 감지하여, 냉각장치(2)에 부하가 발생될 우려가 있으면 수냉식 보조응축장치(12)와 공냉식 응축기(13)가 동시에 작동되도록 함으로써 외기의 온도 상승에 의한 냉각장치(1)의 부하를 줄여 줄 수 있도록 하여 고장을 미연에 방지하므로 기계의 수명연장을 꾀할 수 있다. 그리고, 상기 저장통(5)에 정화수가 가득차 있고, 냉각통(8)내에도 물이 일정한 수위이상 저장되어 있을 경우에는, 정수장치(1)가 미가동되므로 이에 따라 공냉식응축기(13)가 자동적으로 작동하도록 되어 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉,온정수기는 별도의 수냉식 보조응축장치(12)가 구비되고, 멤브레인(3)을 통한 정수과정에서 발생되는 잔수를 냉각장치(2)의 냉매를 더욱 효과적으로 식혀 주기 위한 수냉식 보조 응축장치(12)의 냉각수로 사용함으로써, 냉각효율을 기존의 공냉식 냉각장치보다 향상시키고 필요에 따라 수냉식 보조응축장치(12)또는 공냉식 응축기(13)를 동시에 작동시키거나 선택적으로 하나만 작동시켜, 냉각장치(2)의 부하를 방지하고, 냉각장치(2)전체의 전력소모를 감소시킬 수가 있는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 정수장치(1)의 멤브레인(3)을 통과하여 정화된 물이 저장통(5)에 1차 저장된 후 다시 냉각통(8)으로 유입되어 공냉식 냉각장치(2)에 의하여 냉각되도록 구성된 역삼투압 냉,온 정수기에 있어서, 상기 공냉식 냉각장치(2)의 압축기(10)와 응축기(13)사이에는 수냉식 보조응축장치(12)가 설치되어지되, 이 수냉식 보조응축장치(12)는 그 상부 일단에 상기 정수장치(1)의 멤브레인(3)을 통과하지 못한 잔수가 냉각수 공급파이프(7)를 통하여 유입되고 하부의 냉각수 배출구(11)로 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수냉식 보조응축장치가 구비된 역삼투압 냉,온 정수기.