KR100553106B1 - 이중 식수생성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이싱(10)내로 습도를 갖는 공기를 유입시키기 위한 팬(77)과, 상기 팬(77)에 의해 유입된 공기가 통과하며 응결되는 증발기(75)와, 상기 증발기(75)와 연결되는 응축기(73)와, 상기 증발기(75) 및 응축기(73)로 제공되는 냉매를 압축하기 위한 압축기(71)를 포함하는 식수응결시스템(70)이 구비된 식수 생성장치에 있어서, 상기 증발기(75)는 관체로 이루어지며 외표면에 인체에 무해한 물질인 테프론으로 코팅되고, 결빙된 수분의 제상(除霜) 및 낙수가 원활하기 위하여 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하는 것으로서, 수직부가 길게 형성된 코일형태의 코일형 수직증발부(75a)를 포함하여 구성되며, 상기 증발기(75)는 코일형 수직증발부(75a)의 내부 공간에 지그재그형태의 서브 수직증발부(75b)가 일렬 이상, 또는 코일형태의 서브 수직증발부(75c)가 더 연장 설치될 수 있으며, 바람직하기는 상기 증발기(75)의 하부에 설치되는 집수판(55)은 상기 코일형 수직증발부의 하단부가 고정되기 위한 증발기 삽지홈(55a)이 형성되는 것이다.

이에 의하여 공기중 수분으로부터 생성된 물이 식수로서의 음용 안전성이 확보됨과 아울러 알미늄핀이 배제되어 열을 가해주지 않아도 자연적으로 제상 및 집수가 원활하게 이루어져 장치를 간단하게 하며, 에너지를 절감토록 하여 제조원가 및 운전비용을 감축시키게 된다.

Description

이중 식수생성장치{DUAL WATER-GENERATING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 따른 식수 생성장치의 측단면도,

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 증발기의 구성을 보이는 정면도(a) 및 측면도(b)

도 3은 본 발명에 따른 증발기의 다른 일 실시예의 정단면도(a) 및 측면도(b)

도 4는 본 발명에 따른 증발기의 또 다른 일 실시예의 정단면도(a) 및 측면도(b)

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 집수판의 일부 생략 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 본 발명의 식수 생성장치 10: 케이싱

20 : 식수탱크 30 : 급수장치

40: 정수필터 50: 집수탱크

55: 집수판 55a: 삽지홈

70: 식수응결시스템 71 : 압축기

73 : 응축기 75 : 증발기

75a: 코일형 수직증발부 75b: 지그재그형태의 서브 수직증발부

75c: 코일형태의 서브 수직증발부 77: 팬

본 발명은, 식수생성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공기 중의 수분을 이용하여 식수를 생성하는 식수응결시스템에서 증발기의 구성이 표면은 인체에 무해한 테프론으로 코팅하여 식수의 음용 안전성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 알미늄핀이 배제되고 수직상으로 설치되어 열을 가해주지 않아도 자연적으로 제상 및 집수가 원활하게 이루어져 장치를 간단하게 함과 동시에 에너지를 절감토록 하여 제조원가 및 운전비용을 감축시켜 주도록 하는 식수 생성장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기는 수증기의 형태로 많은 수분을 함유하고 있으며, 공기 중에 포함된 수분을 습도로 표시하고, 주로 주어진 온도에서 완전한 포화상태의 공기가 포함하는 수분의 양과 주어진 공기 내의 같은 온도에서의 수분의 양을 비교하여 퍼센트(%)로 표시하는 상대습도를 사용한다.

공기에 포함된 수분은 상대적으로 낮은 온도의 물체를 만나면 응축되어 물로 생성되는 데, 이는 공기가 상대적으로 낮은 온도의 물체와 접촉하여 온도가 낮아지면 수분에 대하여 포화상태로 변화하고 포화된 수분이 응축되므로 나타나는 현상이 다.

습도가 높을 경우, 인체는 불쾌감을 느낄 수 있으며, 이에, 종래에는 공기 중의 수분을 제거하기 위한 제습기가 개발되어 사용되고 있다. 제습기는, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기, 및 응축된 냉매를 증발시켜 냉각시키는 증발기로 구성되어 있다. 공기가 증발기를 통과하면, 공기 중의 수분이 증발기에 응축되며, 수분이 제거된 공기는 제습기를 떠나기 전에 응축기를 통과하여 따뜻해진 다음 공기 중으로 다시 배출된다. 이렇게 증발기에 응축된 물이 냉각되는 경우, 증발기의 온도를 순간적으로 상승시켜 응축된 물을 낙하시켜 집수하게 된다.

한편, 산업화가 크게 진전됨에 따라 하천을 끼고 발달한 공업지구의 각종폐수와 생활하수로 인하여 현재의 물리화학적 정수시설로는 필요한 생활용수의 정화가 어렵다는 문제가 제기되고 있으며, 특히 단순한 여과장치나 염소처리로 제거되지 아니하는 중금속 또는 화학물질은 그대로 생활용수로 공급되고 있는 것이다. 이러한 사실은 물속에 녹아있는 물질들의 양을 말하는 TDS(Total Dissolved Material) 수치로 추정해 볼 수 있는데, 물론 이 TDS 수치에 나타난 물질은 몸에 해로운 것일 수도 있고 아닐 수도 있다. 그러나 미국 수돗물의 TDS 수치는 약 70~300 정도이고, 유럽 일부 지역의 수돗물은 500, 일부 중동지역은 5,000에 이른다는 점을 볼 때, TDS 수치가 높을수록 몸에 해로운 물질이 많이 첨가되었을 가능성이 높다고 볼 수 있다.

따라서 TDS 수치를 낮추게 되면 이론적으로 물속에 남아있는 성분을 없애주 기 때문에 물의 오염가능성을 감소시킬 수 있다. 이에, 각종 정수기가 시판되고 있으며 역삼투압 방식의 정수기들은 TDS 수치를 10 이하로 낮출 수 있다. 그러나 역삼투압 방식의 정수기는 정수된 1리터의 물을 얻기 위해 4리터의 물을 버려야 한다는 문제점이 있다. 그리고 이러한 역삼투압 방식의 정수기를 비롯한 거의 대부분 정수기의 가격이 고가임은 물론, 원하는 수준으로 정수가 될 수 있는 것인지 알 수 없으며, 그 기능이 의심스러운 각종 정수기가 난립하고 있어, 최근에는 생수를 구입하여 음용하여야 하는 지경에 이르고 있는 것이다.

이에, 공기 중의 수분은 깨끗하고 순수하다는 점을 착안하여 종래의 제습기의 기능을 응용하여 집수된 물을 식수로 사용할 수 있도록 하는 물 생성장치가 제시되어 있다. 물 생성장치는, 공기 중의 수분으로 음용수를 생성하기 위한 장치로서, 기존의 제습기 구조와 정수기 구조를 단순 조합함으로써 제습기에서 생성된 응결수를 정수처리하여 음용수로 제공하는 방식이었다.

종래의 물 생성장치는, 등록실용신안 제20-152006호인 "대기수분을 이용한 물생성장치"에 제시된 바와 같이, 압축기와 열교환기 및 응축기를 포함한 제습기 구조에 수조 및 여과필터를 포함한 정수수단을 단순조합시켜 물을 생성하도록 하고 있다. 그러나 공기 중의 수분을 응결시키기 위해서는 공기의 온도와 열교환기의 온도가 10℃이상 차이 나는 것이 효율적이며, 특히, 외기온도가 영하를 밑도는 겨울에는 외부공기를 직접 유입시켜 응축기 표면에 통과시켜도 응축수를 얻기 어려우므로, 시스템의 효율성이 매우 떨어진다.

뿐만 아니라, 오염된 대기를 그대로 응축시킬 때에 각종 이물질이 혼입되며, 증발기는 일반적으로 동파이프로 제작되므로, 증발기에 응결된 수분을 식수로 직접 사용한다는 것도 중금속 등이 유입될 수 있다는 문제점을 가지고 있다. 즉, 생성된 물이 음용수로서의 안전성을 보장할 수 없다는 커다란 문제점을 갖는다.

또한, 증발기에 수분이 응결되되 대체로 0℃ 이하가 되기 때문에 결빙이 이루어지고, 이러한 결빙이 해빙되는 제상(除霜)이 이루어져야 비로소 물이 흘러내려 집수하게 된다. 그러나 종래 기술에서는 증발기의 파이프가 수평상으로 형성되고 거기에 알미늄핀이 조밀하게 부여됨으로써 제상(除霜)이 지연되어 히터나 온풍기 등 별도의 가열수단을 인위적으로 가동시켜야 됨으로 장치가 복잡하게 되어 제조원가가 상승되고, 에너지가 낭비되며, 낙수 및 집수가 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 공기 중의 수분을 이용하여 식수를 생성하는 식수응결시스템에서 증발기의 구성이 표면은 인체에 무해한 테프론으로 코팅하여 식수의 음용 안전성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 알미늄핀이 배제되고 수직상으로 설치되어 열을 가해주지 않아도 자연적으로 제상 및 집수가 원활하게 이루어져 장치를 간단하게 함과 동시에 에너지를 절감토록 하여 제조원가 및 운전비용을 현저히 감축시키도록 하는 식수 생성장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 케이싱(10)내로 습도를 갖는 공기를 유입시키기 위한 팬(77)과, 상기 팬(77)에 의해 유입된 공기가 통과하며 응결되는 증발기(75)와, 상기 증발기(75)와 연결되는 응축기(73)와, 상기 증발기(75) 및 응축기(73)로 제공되는 냉매를 압축하기 위한 압축기(71)를 포함하는 식수응결시스템(70)이 구비된 식수 생성장치에 있어서,

상기 증발기(75)는 관체로 이루어지며 외표면에 인체에 무해한 물질인 테프론으로 코팅되고,

결빙된 수분의 제상 및 낙수를 원활하기 위하여 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하는 것으로서, 수직부가 길게 형성된 코일형태의 코일형 수직증발부(75a)를 포함하여 구성되는 식수 생성장치에 의해 달성된다.

이하, 본 발명의 식수 생성장치에 대한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 식수 생성장치(1)의 구성을 개략적으로 보이는 측단면도이다.

본 발명에 따른 일 실시예의 식수 생성장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 케이싱(10)으로 외관을 형성하고 있으며, 상기 케이싱(10)의 내부에는, 상부에서 하부까지 구획된 방을 형성하여 각각 식수탱크(20), 급수장치(30), 식수응결시스템(70), 집수탱크(50) 등이 설치된다. 미설명 부호 (18)은 에어필터, (40)은 정수필터, (60)은 집수된 물을 살균처리하기 위한 UV램프이다.

여기에서, 공기 중의 수분을 응결시켜 식수를 생성하기 위한 상기 식수응결 시스템(70)은 냉매를 압축하는 압축기(71)와, 압축기(71)로부터 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(73)와, 응축기(73)의 후방에 나란히 설치되며 응축기(73)에서 응축된 냉매를 증발시켜 냉각시키는 증발기(75)를 포함하여 구성된다.

상기 증발기(75)의 후방에는 에어필터(18)가 설치되어 있고, 응축기(73)의 전방에는 팬(77)이 설치된다. 이에 따라, 압축기(71)와 팬(77)이 작동하면, 증발기(75)의 온도가 저하되고, 필터(18)를 통해 공기가 유입되며, 증발기(75)에 도달한 공기는 증발기(75)의 표면에 응결되고, 응축기(73)를 통과하면서 온도가 상승된 공기는 외부로 배출된다.

본 발명에 따른 상기 증발기(75)는 관체로 이루어지고 표면에 인체에 무해한 테프론으로 코팅되며, 이러한 테프론에 의해 증발기(75)에 응결된 수분에 종래와 같이 중금속 등의 오염물질이 유입되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 응결된 수분이 녹아 낙하할 경우 테프론의 점착도가 낮으므로 수분의 낙하를 촉진시킬 수 있게 되므로, 집수시간을 단축시킬 수 있게 된다. 또한, 테프론은 내연성을 가지며 기계적 강도가 좋기 때문에 기기의 수명을 연장시킬 수 있다. 여기서는, 테프론을 사용하였으나, 인체에 무해하고 수분의 낙하를 촉진시킬 수 있으며 내연성이나 기계적 강도가 좋은 다른 화학물질로 얼마든지 대체할 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명에 따른 증발기(75)의 구성을 보이는 정단면도(a) 및 측면도(b)이다. 상기 증발기(75)는 도 2에 도시된 바와 같이, 결빙된 수분의 제상(除霜) 및 낙수를 원활하기 위하여 수직으로, 다시 말하면, 증발관이 수직상으로 세워지도록 설치된다.

상기 증발기(75)는 수직부가 길게 형성된 코일형태의 코일형 수직증발부(75a)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

상기 코일형 수직증발부(75a)는 상하방향으로 길게 형성되고 수평방향으로는 상대적으로 짧은 길이로 라운드 형성된다.

상기 증발기(75)는 도 3에 정단면도(a) 및 측면도(b)가 도시된 바와 같이, 코일형 수직증발부(75a)가 형성하는 내부 공간에 지그재그형태의 서브 수직증발부(75b)가 일렬 이상 연장 설치되거나, 도 4에 정단면도(a) 및 측면도(b)가 도시된 바와 같이, 코일형 수직증발부(75a)가 형성하는 내부 공간에 다시 코일형태의 서브 수직증발부(75c)가 더 연장 설치되어도 무방하다.

이와 구성의 본 발명에 따른 증발기의 큰 특징은 종래 기술에서 통상적으로 증발관 표면에 부여되어 제상을 지연시켰던 알미늄핀이 배제되는 것이다.

따라서, 가열수단을 별도로 가동하지 않아도 결빙된 수분의 제상 해빙이 원활하게 이루어짐과 동시에 수직부를 타고 낙수가 원활하게 이루어짐으로 집수효율을 현저히 향상시키게 된다.

한편, 상기 증발기(75)의 하부에는 집수판(55)이 설치되되, 상기 집수판은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 코일형 수직증발부(75a)의 하단부가 고정되기 위한 증발기 삽지홈(55a)이 형성되고,증발기의 상부에도 삽지부가 형성되어 증발기가 견고하게 지지되도록 구성됨이 바람직하다.

상기한 구성을 지닌 본 발명에 따른 식수 생성장치(1)는 증발기(75)의 표면 이 테프론으로 코팅되어 있으므로, 생성수에는 유해성 물질이 침투하지 않을 뿐만 아니라, 테프론에 의해 낙하속도가 상승되어 집수속도가 신속해진다.

또한, 증발기(75)가 종래 기술에서 수반되었던 알미늄핀이 배제됨으로 제상이 원활하고 신속하게 이루어진다. 대략 증발기를 30분 가동하고 8분 휴식하는 주기로 제어되는 것으로 수분결빙 - 제상 - 집수가 자연적으로 이루어지며, 이 때 별도의 가열수단은 불필요하다.

이와 같이 알미늄핀이 배제되어 제상이 원활하게 이루어지는 대신 수분생산을 위한 결빙 표면적을 극대화하기 위하여 증발기가 코일형 수직증발부로 형성됨으로써 제한된 설치공간 안에서 수직부가 조밀하게 들어찰 수 있어 그 길이 및 표면적을 현저히 연장토록 하고, 동시에 내부공간을 형성하게 되어 그 내부공간을 이용하여 수직상 지그재그형 또는 코일형태의 서브 수직증발부(75b)(75c)를 더 연장 설치할 수 있어 증발부의 표면적을 극대화시키게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 식수 생성장치는, 공기 중의 수분을 이용하여 식수를 생성하되 증발기(75)의 표면을 인체에 무해한 테프론으로 코팅함으로써, 생성되는 식수의 음용 안전성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 알미늄핀이 배제되고 수직상으로 설치되어 열을 가해주지 않아도 자연적으로 제상 및 집수가 원활하게 이루어져 장치를 간단하게 하며, 에너지를 절감토록 하여 제조원가 및 운전비용을 감축시켜 준다.

이와 더불어 증발기의 구성이 수직부가 긴 코일형태로 형성하고 내부에 서브 수직증발부를 추가 형성할 수 있도록 됨으로써 물생성량을 극대화시키게 된다.

이와 아울러, 생활공간의 습기를 제거하여 보다 쾌적한 공간을 조성하게 되는 한편, 상기 증발기(75)는 집수판에 형성된 삽지홈(55a)에 코일형 하단이 안착되어 안정적인 지지가 이루어진다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 식수 생성기는,

공기 중의 수분을 이용하여 식수를 생성하는 식수응결시스템에서 증발기의 구성이 표면은 인체에 무해한 테프론으로 코팅하여 식수의 음용 안전성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 알미늄핀이 배제되고 수직상으로 설치되어 열을 가해주지 않아도 자연적으로 제상 및 집수가 원활하게 이루어져 장치를 간단하게 함과 동시에 에너지를 절감토록 하여 제조원가 및 운전비용을 현저히 감축시켜 주는 잇점을 갖는 기술이다.

Claims (5)

1. 케이싱(10)내로 습도를 갖는 공기를 유입시키기 위한 팬(77)과, 상기 팬(77)에 의해 유입된 공기가 통과하며 응결되는 증발기(75)와, 상기 증발기(75)와 연결되는 응축기(73)와, 상기 증발기(75) 및 응축기(73)로 제공되는 냉매를 압축하기 위한 압축기(71)를 포함하는 식수응결시스템(70)이 구비된 식수 생성장치에 있어서,

   상기 증발기(75)는 관체로 이루어지며 외표면에 인체에 무해한 물질인 테프론으로 코팅되고,

   결빙된 수분의 제상(除霜) 및 낙수를 원활하게 하기 위하여 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하는 식수 생성장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 증발기(75)는 수직부가 길게 형성된 코일형태의 코일형 수직증발부(75a)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 식수 생성장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 증발기(75)는 코일형 수직증발부(75a)의 내부 공간에 지그재그형태의 서브 수직증발부(75b)가 일렬 이상 연장 설치되는 것을 특징으로 하는 식수 생성장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 증발기(75)는 코일형 수직증발부(75a)의 내부공간에 코일형태의 서브 수직증발부(75c)가 더 연장 설치되는 것을 특징으로 하는 식수 생성장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 증발기(75)의 하부에 집수판(55)이 설치되되, 상기 집수판(55)은 상기 코일형 수직증발부의 하단부가 고정되기 위한 증발기 삽지홈(55a)이 형성됨을 특징으로 하는 식수 생성장치.

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