KR100982701B1

KR100982701B1 - 수처리 장치

Info

Publication number: KR100982701B1
Application number: KR1020080037298A
Authority: KR
Inventors: 김원년; 박상현; 조우성
Original assignee: 웅진코웨이주식회사
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2010-09-17
Also published as: EP1985589A1; ATE551300T1; CN103145278A; JP5413709B2; CN103145278B; EP1985589B1; KR20080095780A; JP2008264780A; US20080264846A1

Abstract

본 발명에 따른 수처리 장치는, 물을 여과하여 정수로 만드는 필터유닛; 상기 필터유닛에서 토출된 정수가 유동하는 정수관; 및 상기 정수관이 경유하고, 상기 정수관을 냉각시켜 냉수를 생성하는 냉각유닛;을 포함한다. 본 발명에 의하면, 냉수의 오염 및 재오염을 방지하고, 스케일이 축적되는 것을 방지하며, 원하는 pH 농도의 물을 취수할 수 있다.

수처리 장치, 냉각유닛

Description

수처리 장치{WATER PURIFING APPARATUS}

본 발명은 수처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수처리 장치는 물에 함유된 이물질이나 중금속 등을 여과하는 장치이다. 상기 수처리 장치에는 정수기, 이온수기 등이 있다.

상기 수처리 장치에는 필터에서 여과된 물이 저장되는 냉수탱크와 온수탱크가설치될 수 있다. 상기 냉수탱크에는 물이 미리 냉각된 상태로 저장되고, 상기 온수탱크에는 물이 미리 가열된 상태로 저장된다.

또한, 상기 수처리 장치에는 물을 전기 분해하여 알칼리수를 제공할 수 있도록 전해조(electrolyzer)가 설치될 수 있다. 이때, 상기 전해조에서 전해된 알칼리수가 취수부까지 유동할 수 있도록 펌프가 설치된다.

그러나, 상기 냉수탱크의 냉수가 장시간 저장되므로, 상기 냉수탱크에 외부의 이물질이 침투됨에 의해 냉수가 오염될 수 있다. 또한, 냉수에 함유된 여과되지 않은 물질이 냉수탱크의 내면에 붙어 물때가 끼이게 되므로, 상기 냉수탱크의 내부에 저장된 물이 재오염될 수 있다.

또한, 상기 냉수탱크의 내부에는 전기 분해시 발생되는 스케일이 냉수 탱크 에 축적되므로, 냉수에 스케일이 섞여 나올 수 있다.

또한, 상기 냉수탱크의 냉수가 일정 시간 동안 저장되는 경우 냉수의 pH 농도가 감소될 수 있다. 나아가, 상기 냉수의 pH 농도가 감소됨에 따라 원하는 pH 농도의 물을 취수하기 곤란했다.

상기한 제반 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 냉수의 오염 및 재오염을 방지하고, 스케일이 축적되는 것을 방지하며, 원하는 pH 농도의 물을 취수할 수 있는 수처리 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 물을 여과하여 정수로 만드는 필터유닛; 상기 필터유닛에서 토출된 정수가 유동하는 정수관; 및 상기 정수관이 경유하고, 상기 정수관을 냉각시켜 냉수를 생성하는 냉각유닛;을 포함하는 수처리 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 물을 여과하여 정수로 만드는 필터유닛; 상기 필터유닛에서 토출된 정수가 유동하는 정수관; 상기 정수관이 경유하고, 상기 정수관을 냉각시켜 냉수를 생성하는 냉각유닛; 및 상기 필터유닛에서 토출된 정수를 알칼리수와 산성수로 이온화시키는 전해조;를 포함하는 수처리 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 냉수의 오염 및 재오염을 방지하고, 스케일이 축적되는 것을 방지하며, 원하는 pH 농도의 물을 취수할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수처리 장치의 제1실시예를 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 상기 수처리 장치는 필터유닛(10), 정수관(20) 및 냉각유닛(110)을 포함할 수 있다.

상기 필터유닛(10)은 세디먼트 필터(11)(sediment filter), 프리카본 필터(12)(pre-carbon filter), 역삼투 멤브레인 필터(13)(reverse omosis membrane filter) 및 포스트카본 필터(14)(post-carbon filter)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 필터유닛(10)에는 중공사막 필터(미도시)(ultra filtration filter)와 나노필터(미도시)(nano-filtration filter)이 더 포함될 수 있다.

상기 세디먼트 필터(11)는 부직포가 적용되어 원수에 함유된 이물질과 부유물질을 여과한다. 상기 프리카본 필터(12)는 계면 활성탄이 적용되어 원수에 함유된 염소 성분이나 냄새 등을 여과한다. 상기 역삼투 멤브레인 필터(13)는 0.001㎛ 정도의 미세한 입자를 여과한다. 상기 포스트 카본필터(14)는 프리카본 필터의 계면 활성탄보다 흡착력이 상대적으로 우수하여 색소와 냄새를 제거한다. 상기 중공사막 필터는 가운데가 비어 있는 실 모양의 막이 적용되어 원수에 함유된 세균을 여과한다.

상기 필터유닛(10)에서 여과된 정수는 정수관(20)을 따라 유동되어 상기 냉각유닛(110)에 유입된다. 이러한 냉각유닛(110)에 관해서는 아래에서 상세히 설명하기로 한다.

상기 정수관(20)에는 전해조(101)(electrolyzer)가 더 포함될 수 있다. 이 때, 상기 전해조(101)는 냉각유닛(110)의 정수 유입측 또는 또는 정수 토출측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 냉각유닛(110)과 전해조(101) 사이의 정수관 부분(21)에는 개폐밸브(22a)가 배치될 수 있다.

상기 필터유닛(10)과 냉각유닛(110) 사이의 정수관 부분(21)과 상기 전해조(101)를 직접 연결할 수 있도록 전해수관(25)이 더 포함될 수 있다. 이때, 상기 전해수관(25)의 흡입단에는 삼방밸브(21a)(three way valve)가 배치될 수 있다. 상기 삼방밸브(21a)는 필터유닛(10)에서 토출된 정수를 상기 냉각유닛(110)과 전해조(101) 중 어느 하나에 선택적으로 공급시킨다. 상기 전해수관(25)은 필터유닛(10)에서 토출된 정수가 상기 냉각유닛(110)을 거치지 않고 상기 전해조(101)에 제공되도록 한다.

상기 전해조(101)는 냉수를 전기 분해하여 산성수와 알칼리수로 이온화시킨다. 상기 전해조(101)의 알칼리수는 정수관(23)을 통해 취수부(60)에 제공되고, 상기 전해조(101)의 산성수는 드레인관(26)을 통해 배출된다. 상기 취수부(60)는 사용자가 물을 취수할 수 있는 콕과 같은 구성을 의미한다.

상기 전해조(101)와 취수부(60) 사이의 정수관 부분(23)과 상기 드레인관(26)이 연결되고, 상기 연결되는 부분에 삼방밸브(23a)(three way valve)가 배치될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 제1실시예의 작용에 관해 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 냉각 알칼리수가 선택되면, 상기 필터유닛(10)에는 원수가 공급된다. 상기 원수를 필터유닛(10)을 통과하면서 여과되어 정수가 된다.

이때, 상기 필터유닛(10)과 냉각유닛(110) 사이의 삼방밸브(21a)가 제어됨에 의해 상기 필터유닛(10)에서 토출된 정수는 상기 냉각유닛(110) 내부로 유입된다. 이때, 상기 정수관(20)은 냉각유닛(110)을 경유하도록 설치되므로, 상기 정수관(20)의 냉각수는 냉각유닛(110)을 통과하는 동안에 급속 냉각된다.

상기 냉각유닛(110)에서 냉각된 정수는 개폐밸브(22a)가 개방됨에 의해 전해조(101)로 유입된다. 상기 전해조(101)의 정수는 전기분해에 의해 산성수와 알칼리수로 이온화된다. 상기 산성수는 드레인관(26)을 통해 배출되고, 상기 알칼리수는 취수부(60)에 제공된다.

한편, 상온의 알칼리수가 선택되면, 상기 필터유닛(10)과 냉각유닛(110) 사이의 삼방밸브(21a)가 제어됨에 의해 상기 필터유닛(10)에서 토출된 정수는 전해수관(25)을 따라 유동된다. 이때, 상기 냉각유닛(110)에는 상기 필터유닛(10)에서 정수된 정수가 공급되지 않을 수 있다.

상기 냉각유닛(110)에서 이온화된 알칼리수는 곧 바로 취수부(60)에 제공되어 사용자는 정확한 pH 농도의 상온 알칼리수를 얻을 수 있게 된다. 또한, 이온화된 산성수는 드레인관(26)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

상기한 수처리 장치는 알칼리수가 이온화된 직후에 곧 바로 취수부(60)에 제공되므로, 사용자가 원하는 pH 농도의 냉각 알칼리수를 취수할 수 있게 된다. 따라서, 이온화된 알칼리수가 일정 시간 동안 저장됨에 의해 알칼리수의 pH 농도가 감소되는 문제를 원천적으로 해소시킬 수 있다.

또한, 상기 전해조(101)에서 이온화된 알칼리수가 취수부(60)에 곧 바로 배출되므로, 상기 전해조(101)에서 전기분해에 의해 스케일이 발생되더라도 상기 전해조(101) 내부에 누적되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 수처리 장치에는 냉수탱크가 별도로 설치되지 않고 정수관(20)을 따라 물이 유동되므로 물의 유동 저항이 현저히 감소된다. 따라서, 상기 정수관(20)의 물은 필터유닛(10)의 유입측에서 작용하는 수압에 의해 상기 취수부(60)까지 유동될 수 있게 되므로, 상기 수처리 장치에는 정수관(20)에 물을 유동시키기 위한 펌프를 별도로 설치하지 않아도 된다. 상기 펌프가 설치되지 않으므로 수처리 장치에서 발생되는 소음을 현저히 감소시킬 수 있다.

상기한 수처리 장치는 이온화된 정수를 제공할 수 있는 기기이다. 이러한 수처리 장치는 사용자의 선택에 따란 냉각 이온수 또는 상온 이온수를 제공한다.

다음으로, 본 발명에 따른 수처리 장치의 제2실시예을 설명하기로 한다.

상기 제2실시예에 따른 수처리 장치는 이온수를 제공하는 구성과 이온화되지 않은 정수를 제공하는 구성으로 이루어진다. 상기 제2실시예에서 이온수를 제공하는 구성에 관해서는 상술한 제1실시예와 실질적으로 동일하다. 그러므로, 상기 제2실시예를 설명함에 있어 이온화되지 않은 정수를 제공하는 구성에 관해서만 설명하고, 제1실시예와 실질적으로 동일한 구성에 관해서는 도일한 도번을 부여하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 수처리 장치의 제2실시예를 도시한 구성도이이다.

도 2를 참조하면, 상기 냉각유닛(110)과 취수부(60)를 직접 연결하는 냉수 관(28)이 더 포함될 수 있다. 이러한 냉수관(28)은 냉각유닛(110)의 냉수가 전해조(101)를 거치지 않고 취수부(60)에 공급되도록 한다.

또한, 상기 필터유닛(10)과 냉각유닛(110) 사이의 정수관 부분(21)과 상기 냉수관(28)을 직접 연결하는 바이패스관(28)이 더 포함될 수 있다. 이러한 바이패스관(28)은 필터유닛(10)에서 토출된 정수가 상기 냉각유닛(110)와 전해조(101)를 거치지 않고 취수부(60)에 공급되도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수처리 장치의 제2실시예의 작용에 관해 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 상기 수처리 장치는 사용자의 선택에 따라 이온수 또는 이온화되지 않은 정수를 제공하는 과정으로 구분된다. 또한, 상기 이온수를 제공 과정은 냉각 알칼리수와 상온 알칼리수를 제공하는 과정으로 구분되고, 상기 이온화되지 않은 정수 제공 과정은 냉각수와 상온 정수를 제공하는 과정으로 구분된다. 상기 이온수를 제공하는 과정은 제1실시예와 실질적으로 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.

냉각수가 선택되면, 상기 필터유닛(10)에서 토출된 정수는 삼방밸브(21a)제어에 의해 냉각유닛(110)으로 유입된다. 이때, 상기 전해수관(25)과 바이패스관(28)에는 정수가 유입되지 않는다.

상기 냉각유닛(110)에서 유입된 정수는 냉각유닛(110)에 의해 냉각되어 냉각수가 된다. 상기 냉각유닛(110)과 전해조(101) 사이의 개폐밸브(21a)는 유로를 폐쇄시키고, 상기 냉수관(28)의 삼방밸브(28a)는 냉수관(28)의 유로를 개방시킨다.

상기 정수관(20)은 냉각유닛(110)을 경유하므로, 상기 정수관(20)의 냉각수는 냉각유닛(110)을 통과하는 동안에 급속 냉각된다. 상기 냉각유닛(110)의 냉각수는 냉수관(28)을 따라 유동되어 취수부(60)에 유입된다. 따라서, 사용자는 냉각수를 취수할 수 있게 된다.

한편, 상온 정수가 선택되면, 상기 필터유닛(10)과 냉각유닛(110) 사이의 삼방밸브(21a)가 폐쇄된다. 이때, 상기 필터유닛(10)의 정수는 냉각유닛(110) 및 전해수관(25)으로 유입되지 않는다.

상기 필터유닛(10)의 상온 정수는 상기 바이패스관(27) 따라 유동된다. 이때, 상기 바이패스관(28)의 토출단에 배치된 삼방밸브(28a)가 제어됨에 따라 상기 바이패스관(28)의 상온 정수가 취수부(60)에 유입된다. 따라서, 사용자는 상온의 정수를 취수할 수 있게 된다.

또한, 상기 수처리 장치에는 냉수탱크가 별도로 설치되지 않으므로, 상기 수처리 장치에 이온수가 유동될 경우 또는 이온화되지 않은 정수가 유동되는 어느 경우에도 정수관(20)을 따라 물이 유동되므로, 물의 유동 저항이 현저히 감소된다. 따라서, 상기 수처리 장치에는 정수관(20)에 물을 유동시키기 위한 펌프를 별도로 설치하지 않아도 되므로, 수처리 장치에서 발생되는 소음을 현저히 감소시킬 수 있다.

상기한 수처리 장치의 제1,2실시예에는 정수를 급속 냉각시키기 위한 냉각유닛(110)이 공통적으로 적용된다. 아래에서는 제1,2실시예에 적용될 수 있는 냉각유닛(110)의 실시예들에 관해 설명하기로 한다.

도 3은 수처리 장치를 구성하는 냉각유닛의 제1실시예를 도시한 구성도이다.

도 3을 참조하면, 상기 냉각유닛(110)은 증발기(111) 및 열교환부(118)를 포함할 수 있다.

상기 증발기(111)는 압축기(미도시), 응축기(미도시) 및 팽창장치(미도시)를 포함하는 냉매 시스템의 일부를 구성한다. 상기 냉각 시스템이 가동되면, 상기 압축기에서 압축된 냉매는 응축기 및 팽창장치에 유입된 후 팽창되어 상기 증발기(111)에 저온 저압의 냉매가 공급된다.

상기 열교환부(118)에는 순환관(116)과 정수관(31)이 경유하도록 배치된다. 이러한 열교환부(118)에는 열전달 유체가 수용될 수 있다.

이때, 상기 열교환부(118)를 경유하는 정수관 부분(31)은 직선 형태로 열교환부(118)의 내부에 수용되거나 나선형으로 감겨진 형태로 수용될 수 있다. 상기 정수관이 나선형으로 감겨진 형태를 가지를 경우, 상기 정수관이 열교환부(118)와 열교환하는 시간이 증가할 것이다.

상기 냉각유닛(110)에는 축열부(112)와 부동액 순환부(115)를 더 포함할 수 있다. 이러한 축열부(112)와 부동액 순환부(115)는 상기 증발기(111)의 냉기를 열교환부(118)에 전달한다.

상기 축열부(112)는 상기 증발기(111)가 경유하는 수용부재(113)와, 상기 수용부재(113)의 내부에 수용되는 열교환 매체(114)를 포함할 수 있다. 상기 열교환 매체(114)로는 열전달 유체 또는 얼음이 적용될 수 있다.

상기 부동액 순환부(115)는 내부에 부동액이 유동되는 순환관(116)과, 상기 순환관(116)의 부동액을 유동시키는 순환펌프(117)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 부동액에는 염화칼슘 용액, 염화마그네슘 용액, 에틸렌글리콜 용액 또는 에틸알콜 용액 등이 적용될 수 있다.

상기와 같이 구성된 냉각유닛의 제1실시예의 작용에 관해 설명하기로 한다.

상기 냉매 시스템이 가동되면, 상기 증발기(111)에는 저온의 냉매가 유입된다. 상기 증발기(111)의 냉기는 축열부(112)에 수용된 물을 냉각시켜 얼려 축열부(112) 내에 얼음을 형성한다. 이때, 상기 축열부(112)는 얼음에 의해 냉기를 축열시키므로, 실질적으로는 빙축열부(112)로 작용한다.

또한, 상기 부동액 순환부(115)의 펌프가 가동되면, 상기 순환관(116)을 따라 부동액이 순환하게 된다. 상기 순환관(116)의 부동액은 축열부(112)의 냉기를 열교환부(118)에 전달하여 열교환부(118)를 냉각시킨다. 이때, 상기 정수관(31)은 열교환부(118)를 경유하도록 설치되므로, 상기 정수관(31)의 정수는 열교환부(118)를 통과하면서 급속 냉각된다.

이와 같이, 상기 수처리 장치는 정수관을 따라 유동되는 정수를 급속 냉각시킨 후 취수부(60)를 통해 곧 바로 취수되는 구성을 갖는다. 이러한 수처리 장치는 냉수탱크가 별도로 설치되지 않기 때문에, 외부의 오염물질이 냉수탱크 내부로 유입되어 냉수가 오염되는 문제를 원천적으로 해소할 수 있다. 또한, 상기 냉수탱크가 별도로 설치되지 않은 만큼 수처리 장치의 크기를 감소시킬 수 있다.

도 4는 수처리 장치를 구성하는 냉각유닛의 제2실시예를 도시한 구성도이다.

도 4를 참조하면, 상기 냉각유닛(120)은 증발기(121) 및 열교환부(123)를 포 함할 수 있다.

상기 열교환부(123) 내부에는 열전달 유체(124)가 수용된다. 이때, 상기 열전달 유체(124)로는 물, 부동액 등 다양한 열전달 유체가 적용될 수 있다.

상기 정수관(33)은 감긴 형태로 열교환부(123)에 수용되고, 상기 증발기(121)는 감겨진 형태의 정수관 부분(33)을 둘러싸도록 감긴 형태를 가질 수 있다. 이때, 상기 증발기(121)는 감겨진 형태의 정수관 부분(33)을 둘러싸도록 형성되므로, 상기 열교환부(123)에 수용되는 냉매관의 길이를 상대적으로 길게 할 수 있다. 나아가, 상기 열교환부(123)의 냉각 용량을 증대시킬 수 있다.

상기 증발기(121)는 정수관의 감겨진 부분(33)과 서로 이격되어 상기 정수관 부분(33)의 정수가 어는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 증발기(121)는 열전도성이 우수한 알루미늄 판과 같은 열전달부재와, 상기 열전달부재의 내부에 지그재그 형태로 설치된 냉매관을 포함할 수 있다. 이때, 상기 열전달부재는 상기 정수관(33)의 주위를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이러한 구조에 관해서는 도시하지 않았다.

상기 열교환부(123)에는 상기 열전달 유체(124)를 강제 유동시킬 수 있도록 교반기(126)가 더 포함될 수 있다. 상기 교반기(126)는 모터(127)와 팬(128)을 포함할 수 있다. 이러한 교반기(126)의 팬(128)은 정수관(20)을 따라 정수가 유동되는 방향과 반대 방향으로 회전될 수 있다.

상기와 같이 구성된 냉각유닛의 제2실시예의 작용에 관해 설명하기로 한다.

상기 냉매 시스템이 가동되면, 상기 증발기(121)의 냉매는 감겨진 부분을 따 라 유동된다. 또한, 상기 교반기(126)의 팬(128)이 상기 증발기(121)의 냉매 유동 방향과 반대방향으로 회전될 경우, 상기 열교환부(123)의 열전달 유체(124)는 상기 냉매의 유동방향과 반대로 수류를 형성하게 된다. 따라서, 상기 열전달 유체(124)와 냉매의 열교환 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 정수관(33)은 열교환부(123)를 경유하는 부분이 감겨진 형태를 가지므로, 상기 열교환부(123)를 경유하는 동안 충분히 냉각될 수 있다.

이와 같이, 상기 수처리 장치는 정수관(33)을 따라 유동되는 정수를 급속 냉각시킨 후 취수부(60)를 통해 곧 바로 취수되는 구성을 갖는다. 이러한 수처리 장치는 냉수탱크가 별도로 설치되지 않기 때문에, 외부의 오염물질이 냉수탱크 내부로 유입되어 냉수가 오염되는 문제를 원천적으로 해소할 수 있다. 또한, 냉수탱크가 별도로 설치되지 않은 만큼 수처리 장치의 크기를 감소시킬 수 있다.

도 5는 수처리 장치를 구성하는 냉각유닛의 제3실시예를 도시한 구성도이고, 도 6은 냉각유닛을 도시한 단면도이고, 도 7은 냉각유닛에서 전산유체해석 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 냉각유닛(130)은 정수관(35)의 상측에 배치되는 증발기(131)와, 상기 증발기(131)와 정수관(35)을 열교환시키는 열전달 유체를 수용하는 열교환부(133)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 열전달 유체가 물인 경우, 상기 증발기(131)는 상기 정수관(35)의 상측을 통과하도록 배치되어 냉각시 형성되는 얼음과 상기 정수관(35)이 서로 간섭되지 않도록 할 수 있다.

상기 정수관(35)은 상기 열교환부(133)를 경유하고, 상기 증발기(131)는 상기 정수관(35)의 상부에 정수관과 이격되도록 배치될 수 있다.

상기 정수관(35)은 감긴 형태로 열교환부(133)의 하측에 배치될 수 있다. 이러한 정수관은 감겨진 부분(35)이 나란하게 배열되도록 감겨질 수 있다.

상기 증발기(131)는 냉매관이 감긴 형태로 형성되어 상기 정수관(35)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 증발기(131)에는 열교환핀이 형성될 수도 있다.

또한, 상기 증발기(131)는 열전도성이 우수한 알루미늄 판과 같은 열전달부재와, 상기 열전달부재의 내부에 지그재그 형태로 설치된 냉매관을 포함할 수 있다. 이러한 구조에 관해서는 도시하지 않았다.

상기 열교환부(136)의 내부에는 열전달 유체(134)가 수용된다. 이때, 상기 열전달 유체(134)로는 물, 부동액 등 다양한 열전달 유체가 적용될 수 있다

상기 냉각유닛(130)에는 상기 열전달 유체(134)를 강제로 유동시킬 수 있도록 교반기(136)가 더 포함될 수 있다. 상기 교반기(136)는 모터(137)와 팬(138)을 포함할 수 있다. 이러한 교반기(136)의 팬(138)은 정수관(35)을 따라 정수가 유동되는 방향과 반대 방향으로 회전되어 상기 정수가 유동하는 방향과 열전달 유체(134)의 수류를 반대로 형성할 수 있다. 따라서, 상기 열전달 유체(134)와 정수관(35)의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 냉각유닛의 제3실시예의 작용에 관해 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 상기 증발기(131)의 감긴 부분은 열교환부(133)의 상측에 배치되므로, 상기 열교환부(133)의 열전달 유체(134)는 증발기(131) 근처에서 가장 먼저 냉각된다.

이때, 상기 열전달 유체(134)로서 물이 적용되는 경우, 물은 4℃일 때에 밀도가 가장 크기 때문에 온도가 하강할수록 밀도 구배의 차이에 의해 얼음은 상측으로부터 얼게 된다. 이때, 상기 증발기는 상기 정수관의 상측을 통과하도록 배치되어 냉각시 형성되는 얼음과 상기 정수관이 서로 간섭되지 않도록 할 수 있다.

상기 증발기(131)에 의해 물의 온도가 급격하게 하강되는 경우, 상기 열교환부(133)의 물은 얼음 영역(141)과 열교환 영역(142)이 상하로 구분된다.

도 7을 참조하면, 상기 열교환부(133)의 온도분포를 전산유체해석으로 시물레이션을 수행한 결과, 물의 온도가 하강하더라도 얼음은 열교환부(133)의 상측에서만 성장하고 하측으로는 거의 성장하지 않는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 열교환부(133)의 열전달 유체(134)로 물이 적용되더라도 상기 정수관(35)의 정수가 결빙되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 증발기(131)의 하측으로 얼음이 거의 성장하지 않게 됨에 따라 상기 얼음이 정수관(35)과 서로 간섭되지 않으므로, 상기 정수관(35)의 정수가 어는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 얼음이 성장하는 영역(141)이 열교환 영역(142)으로 침범하는 것을 방지할 수 있다.

앞서 설명된 실시예들 이외에도 본 발명이 그 취지와 범주에서 벗어남 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 상세한 설명에 한정되지 않 고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

본 발명은 냉수의 오염 및 재오염을 방지하고, 스케일이 축적되는 것을 방지하며, 원하는 pH 농도의 물을 취수할 수 있으므로, 산업상으로 현저한 이용 가능성이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수처리 장치의 제1실시예를 도시한 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 수처리 장치의 제2실시예를 도시한 구성도이이고,

도 3은 수처리 장치를 구성하는 냉각유닛의 제1실시예를 도시한 구성도이고,

도 4는 수처리 장치를 구성하는 냉각유닛의 제2실시예를 도시한 구성도이고,

도 5는 수처리 장치를 구성하는 냉각유닛의 제3실시예를 도시한 구성도이고,

도 6은 도 5의 냉각유닛을 도시한 단면도이고,

도 7은 도 5의 냉각유닛에서 전산유체해석 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 필터유닛 20,31,33: 정수관

60: 취수부 101: 전해조

110,120,130: 냉각유닛 111,121: 증발기

112: 축열부 115: 부동액 순환부

118,123,133: 열교환부 126,136: 교반기

124,134: 열전달 유체

Claims

물을 여과하여 정수로 만드는 필터유닛;

상기 필터유닛에서 토출된 정수가 유동하는 정수관; 및

상기 정수관이 경유하고, 상기 정수관을 냉각시켜 냉수를 생성하는 냉각유닛;을 포함하며,

상기 냉각유닛은:

증발된 냉매가 유입되는 증발기; 및

상기 정수관이 경유하고, 상기 증발기의 냉기가 상기 정수관에 전달되도록 열전달 유체로서의 물을 수용하는 열교환부를 포함하고,

냉각시 형성되는 얼음과 상기 정수관이 서로 간섭되지 않도록 상기 증발기는 상기 열교환부 내부에서 상기 정수관의 상측을 통과하도록 배치되거나, 상기 정수관의 주위를 둘러싸도록 감기어 배치되는 수처리 장치.
삭제
물을 여과하여 정수로 만드는 필터유닛;

상기 필터유닛에서 토출된 정수가 유동하는 정수관; 및

상기 정수관이 경유하고, 상기 정수관을 냉각시켜 냉수를 생성하는 냉각유닛;을 포함하며,

상기 냉각유닛은:

증발된 냉매가 유입되는 증발기; 및

상기 정수관이 경유하고, 상기 증발기의 냉기가 상기 정수관에 전달되도록 열전달 유체을 수용하는 열교환부를 포함하고,

상기 냉각유닛에는,

상기 증발기에 의해 냉각되도록 냉각매체가 수용되는 축열부; 및

상기 축열부와 열교환부를 경유하는 순환관을 포함하고, 상기 순환관을 통해 부동액이 순환되는 부동액 순환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 정수관은 상기 열교환부를 경유하고,

상기 증발기는 정수관과 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 열교환부에는 상기 열전달 유체를 강제 유동시키는 교반기가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 열교환부를 경유하는 정수관 부분은 감긴 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 냉각유닛과 취수부를 연결하는 냉수관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제9항에 있어서,

상기 필터유닛과 냉각유닛 사이의 배관과 상기 취수부를 연결하는 바이패스관을 더 포함하는 수처리 장치.
물을 여과하여 정수로 만드는 필터유닛;

상기 필터유닛에서 토출된 정수가 유동하는 정수관;

상기 정수관이 경유하고, 상기 정수관을 냉각시켜 냉수를 생성하는 냉각유닛; 및

상기 필터유닛에서 토출된 정수를 알칼리수와 산성수로 이온화시키는 전해조;를 포함하며,

상기 냉각유닛은:

증발된 냉매가 유입되는 증발기; 및

상기 정수관이 경유하고, 상기 증발기의 냉기가 상기 정수관에 전달되도록 열전달 유체로서의 물을 수용하는 열교환부를 포함하고,

냉각시 형성되는 얼음과 상기 정수관이 서로 간섭되지 않도록 상기 증발기는 상기 열교환부 내부에서 상기 정수관의 상측을 통과하도록 배치되거나, 상기 증발기는 상기 정수관의 주위를 둘러싸도록 감기어 배치되는 수처리 장치.
삭제
물을 여과하여 정수로 만드는 필터유닛;

상기 필터유닛에서 토출된 정수가 유동하는 정수관;

상기 정수관이 경유하고, 상기 정수관을 냉각시켜 냉수를 생성하는 냉각유닛; 및

상기 필터유닛에서 토출된 정수를 알칼리수와 산성수로 이온화시키는 전해조;를 포함하며,

상기 냉각유닛은:

증발된 냉매가 유입되는 증발기; 및

상기 정수관이 경유하고, 상기 증발기의 냉기가 상기 정수관에 전달되도록 열전달 유체를 수용하는 열교환부를 포함하고,

상기 냉각유닛에는,

상기 증발기에 의해 냉각되도록 냉각매체가 수용되는 축열부; 및

상기 축열부와 열교환부를 경유하는 순환관을 포함하고, 상기 순환관을 통해 부동액이 순환되는 부동액 순환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제11항에 있어서,

상기 정수관은 감긴 형태로 열교환부에 수용되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
삭제
제11항에 있어서,

상기 정수관은 상기 열교환부를 경유하고,

상기 증발기는 정수관과 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제11항 또는 제13항에 있어서,

상기 열교환부에는 상기 열전달 유체를 강제 유동시키는 교반기가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제11항 또는 제13항에 있어서,

상기 필터유닛과 냉각유닛 사이의 배관과 상기 전해조를 연결하는 전해수관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제11항 또는 제13항에 있어서,

상기 냉각유닛과 취수부를 연결하는 냉수관을 더 포함하고,

상기 필터유닛과 냉각유닛 사이의 배관과 상기 취수부를 연결하는 바이패스관을 더 포함하는 수처리 장치.
제11항 또는 제13항에 있어서,

상기 전해조는 냉각유닛의 냉각수 토출측에 배치되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.