KR20050031164A - 식수 제조방법 - Google Patents

Abstract

공기중에 포함된 습기를 응축시켜 이를 집수하고 정수처리하여 식수로 사용할 수 있는 식수 제조방법에 관한 것이다.

그러한 식수 제조방법은, 공기를 이슬점 이하로 냉각하여 공기중에 포함된 수분을 응측하여 소정량의 원수(原水)를 마련하는 원수생성단계;

상기 단계에서 생성된 원수를 공급받아 중금속 및 기타 유해물질을 정화하여 제거하는 정수단계;

상기 정화된 물을 사용자가 마시거나 사용할 수 있도록 소정의 온도로 냉각하거나 가열하는 냉각/가열단계를 포함하는 식수 제조방법을 제공한다.

상기 정수단계와 냉각/가열단계 사이에는 정수된 물에 포함된 세균 및 미생물을 살균하는 살균단계가 더욱 제공된다.

Description

식수 제조방법{METHOD TO MAKE DRINKING WATER}

본 발명은 식수 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기중에 포함된 습기를 응축시켜 이를 집수하고 정수처리하여 식수로 사용할 수 있는 식수 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업화 및 공해물질로 인한 수질오염이 심각해짐에 따라 수돗물에 대한 불신이 높아지면서 수돗물을 정수기로 정화하여 식수로 사용하거나, 시중에서 판매되는 생수를 식수로 많이 사용하고 있다.

통상적으로 사용되는 정수기는 수돗물을 여러 개의 필터를 통과시켜 침전, 여과, 살균 등의 과정을 거쳐 수돗물에 함유된 중금속 및 기타 유해물질을 제거할 수 있도록 이루어지며, 정화된 물을 소정온도로 냉각하거나 가열하여 냉수 및 온수를 선택적으로 마실 수 있도록 되어 있다.

또한, 생활여건이 향상되면서 낚시나 등산과 같은 여가활동에 대한 관심이 높아지고, 이에 따른 용품들이 다양화되면서 야외에서 강물이나 시냇물 또는 호수의 물을 여과하여 식수나 취사용수로 사용할 수 있는 휴대용 정수기가 개발되어 사용되고 있다.

이와 같이 일상생활이나 여가활동시 다양한 방법으로 원수(原水)를 정화하여 식수로 사용하게되지만, 바다를 운항하는 선박이나 함정 등에서는 운항시 필요한 식수를 선박이나 함정에 저장한 상태로 출항하거나 또는 조수기를 이용하여 필요한 식수를 확보하게 된다.

상기 조수기는 역삼투압현상을 이용하여 해수를 담수로 제조하는 장치로서, 해수를 고압펌프로 이송시켜 삼투압 이상의 높은 압력을 가하여 분리막을 통과시키면 해수 속의 담수만 분리막을 통과하고 염분은 분리되도록 이루어진 것으로서, 강우량이 적은 지역이나 외부로부터 급수를 받아야 생활이 가능한 도서지역에서도 사용되고 있다.

그러나, 종래와 같은 식수 제조방법은 수돗물이나 강물, 시냇물 또는 바닷물과 같이 존재하고 있는 물(원수)을 정수처리하여 식수를 제조하는 방식이므로, 원수(原水)가 없으면 식수를 얻을 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공기중에 포함된 습기를 응축시켜 원수를 생성한 후, 이를 집수하고 정수처리하여 식수로 사용할 수 있도록 이루어진 식수 제조방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 공기를 흡입하여 응축수단을 통과시켜 공기중에 포함된 수분을 응측하여 소정량의 원수(原水)를 마련하는 원수생성단계;

상기 단계에서 생성된 원수를 공급받아 중금속 및 기타 유해물질을 정화하여 제거하는 정수단계;

상기 정화된 물을 사용자가 마시거나 사용할 수 있도록 소정의 온도로 냉각하거나 가열하는 냉각/가열단계를 포함하는 식수 제조방법을 제공한다.

상기 정수단계와 냉각/가열단계 사이에는 정수된 물에 포함된 세균 및 미생물을 살균하는 살균단계가 더욱 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 식수 제조방법의 공정도이고, 도 2는 본 발명의 공정에 따라서 식수의 제조과정을 설명하기 위한 식수 제조장치의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 식수 제조방법을 설명하기 위하여 도 2에 제공된 식수 제조장치를 케이스를 제거한 상태로 도시한 부품배관도를 나타낸다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 식수 제조방법은, 공기를 흡입하여 응축수단을 통과시켜 공기중에 포함된 수분을 응측하여 소정량의 원수(原水)를 마련하는 원수생성단계(P1);

상기 단계에서 생성된 원수를 공급받아 중금속 및 기타 유해물질을 정화하여 제거하는 정수단계(P2);

상기 정화된 물을 사용자가 마시거나 사용할 수 있도록 소정의 온도로 냉각하거나 가열하는 냉각/가열단계(P3)를 포함한다.

상기 원수생성단계(P1)는 공기를 이슬점 이하로 냉각하여 공기중에 포함된 수분을 응축하여 소정량의 원수를 생성하는 응축수단(4)을 이용할 수 있는데, 이 응축수단(4)은 통상의 공기정화기와 유사한 구조의 냉각기가 사용될 수 있다.

즉, 응축수단(4)은 케이스(2) 내부에 설치되어 기체상태의 냉매를 고온, 고압으로 압축하는 압축기(10)와, 이 압축기(10)에서 배출되는 고온, 고압의 냉매가스를 응축시키는 응축기(12)와, 상기 응측기(12)를 거쳐 팽창튜브(모세관)를 통과한 저압의 냉매를 증발시키는 증발기(14)를 포함하는 냉각시스템이 사용될 수 있으며, 상기 응축기(12)의 후방에는 공기를 응축수단(4)측으로 흡입하는 팬(16)이 설치된다.

그리고 상기 증발기(14)의 전면에는 흡입되는 공기중의 이물질을 제거하여 주는 에어필터(18)가 설치되고, 상기 증발기(14)의 하부에는 공기가 증발기(14)를 통과할 때 습기가 결로되어 낙하되는 물을 모으는 물받이(20)가 설치되며, 이 물받이(20)의 하부에는 관로(22)를 통하여 저수조(24)와 연결되어 물받이(20)의 물이 저수조(24)로 채워질 수 있도록 형성된다.

상기 케이스(2)의 전면 또는 전면 및 측면에는 응축수단(4)의 작동시 케이스(2) 외부 공기가 응축수단(4)으로 흡입될 수 있도록 도시되지 않은 공기 흡입구가 형성되며, 케이스(2)의 배면에는 건조된 공기와 응축열이 응축수단(4)을 거쳐 케이스(2) 외부로 배출되도록 공기 배출구가 형성된다.

이와 같은 응축수단(4)은 압축기(10)를 통하여 냉매는 증발기(14)로부터 응축기(12)와 팽창튜브(25)를 통해 다시 증발기(14)로 순환되도록 구성되는데, 이때 팬(16)의 회전으로 공기가 케이스(2) 내부로 흡입되면 에어필터(18)에서 오염물질이 제거된 후, 증발기(14)를 지나면서 냉매에 의하여 흡입된 공기가 이슬점 이하로 냉각되면서 응축되어 공기중에 포함된 습기는 이슬로 맺혀져 물받이(20)에 고이게 되며, 이와 같은 원수생성단계(P1)를 통하여 소정량의 원수를 계속적으로 얻을 수 있게된다.

원수생성단계(P1)를 통하여 얻은 원수는 저수조(24)에 저장되는데, 이 저수조(24)에는 수위조절센서(26)가 설치되어 저수조(24)에 일정량의 물이 채워지면 응축수단(4)의 작동이 중지되고, 저수조(24)의 수위가 일정수준 이하로 내려가면 응축수단(4)이 작동되도록 구성된다.

상기와 같은 원수생성공정(P1)을 행하여 소정량의 원수가 마련되면, 생성된 원수에 포함된 중금속 및 유해물질를 정화하는 정수단계(P2)를 행한다.

이 정수단계(P2)는 통상적인 정수기에 제공된 정수수단(6)을 이용하여 원수를 정화할 수 있는데, 상기 정수수단(6)은 다수의 필터부재로 구성될 수 있다.

상기 필터부재는 예를 들면 침전필터(28a), 전처리카본필터(28b), 멤브레인필터(28c), 후처리카본필터(28d)가 관로를 통하여 순차적으로 연결된 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 침전필터(28a)의 선단부는 관로(30)를 통하여 저수조(24)와 연결되며, 침전필터(28a), 전처리카본필터(28b) 사이에는 저수조(24)의 물을 필터부재로 강제적으로 통과시키는 펌프(32)로 이루어질 수 있다.

이러한 정수수단(6)을 통하여 원수가 필터부재들을 통과하면서 침전, 여과, 살균 등의 과정을 거쳐 원수에 함유된 중금속 및 기타 유해물질을 제거하는 정수단계(P2)를 행하게 되는데, 이 정수단계(P2)가 완료되면 정수된 물을 그대로 사용할 수도 있고, 아니면 냉각/가열수단(8)으로 소정의 온도로 냉각하거나 가열하는 냉각/가열단계(P3)를 통하여 냉수 또는 온수를 사용할 수도 있다.

상기 냉각/가열수단(8)은 정수단계(P2)를 통하여 정화된 물이 저장되는 냉수탱크(36)와, 이 냉수탱크(36)와 관로를 통하여 연결된 온수탱크(38)와, 상기 냉수탱크(36)의 물을 소정 온도 이하로 냉각하는 냉각장치(40)와, 상기 온수탱크(38)에 저장된 물을 소정 온도로 가열하는 가열장치(미도시)를 포함한다.

상기 냉각장치(40)와 가열장치는 필요에 따라 어느 하나의 장치만이 설치될 수 있다.

상기 냉수탱크(36)에는 수위조절센서(46)가 설치되어 냉수탱크(36)에 일정량의 물이 항상 채워져 있도록 형성되는데, 이 수위조절센서(46)와 상기 저수조(24)의 수위조절센서(26)는 통상적으로 수위를 조절하기 위하여 사용되는 것이 적용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 냉각장치(40)는 본 발명에 제공된 응축수단(4)의 냉동사이클을 이용한 구성으로 이루어질 수 있다. 즉, 기체상태의 냉매를 고온, 고압으로 압축하는 압축기(48), 이 압축기(48)에서 배출되는 고온, 고압의 냉매가스를 응축시키는 응축기(50), 상기 응측기(50)를 거친 저압의 냉매를 증발시키는 증발기(52)로 이루어질 수 있으며, 압축기(48)를 통하여 냉매는 증발기(52)로부터 응축기(50)를 통해 다시 증발기(52)로 순환되도록 구성된다.

이와 같은 냉각/가열수단(8)에 제공된 냉각장치(40)와 가열장치(미도시)를 통하여 냉각/가열단계(S3)를 행하면, 냉수탱크(36)와 온수탱크(38)에는 소정 온도로 냉각되거나 가열된 물이 저장되며, 사용자가 냉수탱크(36)와 온수탱크(38)에 각각 연결되는 배출콕(42)(44)을 조작하여 물을 마시거나 사용하면 된다.

상기한 실시예에서 정수수단(6)의 필터부재 말단부에는 살균램프(34)를 설치하여, 정수단계(P2)에서 정수된 물에 세균 및 미생물이 존재할 경우 이를 살균하는 살균단계(P4)를 더욱 행할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명의 식수 제조방법은, 선박이나 함정 또는 식수를 구하기 어려운 도서지방이나 사막에서 사용할 수 있는데, 본 발명의 식수 제조방법에 의하여 식수를 제조하려면, 먼저 도시되지 않은 전원스위치를 온 하여 식수제조장치에 전원을 인가하면, 인가된 전원에 의해 응축수단(4), 정수수단(6), 냉각/가열수단(8)이 각각 작동하거나 작동 가능한 상태로 전환된다.

그러한 상태에서 제일먼저 원수생성단계(P1)가 행하여지는데, 이 단계에서는 팬(16)이 구동하면 케이스(2) 외부의 공기가 케이스(2) 내부로 흡입되면서 에어필터(18)에서 공기중의 오염물질이 제거된 후, 증발기(14)를 지나면서 냉매에 의하여 흡입된 공기가 이슬점 이하로 냉각되면서 공기중에 포함된 습기는 이슬로 맺혀지고, 이러한 이슬이 일정량 모이게되면 물방울로 형성되어 물받이(20)로 물방울이 자유낙하하여 소정량의 원수를 얻게되며, 습기가 제거된 공기는 응축기(20)를 거쳐 케이스(2) 외부로 배출된다.

이러한 원수생성단계(P1)를 통하여 물받이(2)에 물이 모이면, 이 물은 관로(22)를 통하여 저수조(24)로 저장되는데, 원수의 생성은 상기의 과정을 통하여 계속적으로 진행된다.

이때 저수조(24)에 설치된 수위조절센서(26)로 인하여 저수조(24)에 일정량의 물이 채워지면 응축수단(4)의 작동이 중지되고, 저수조(24)의 수위가 일정수준 이하로 내려가면 응축수단(4)이 작동되어 저수조(24)의 수위는 항상 일정한 범위를 유지하게 된다.

이렇게 원수생성단계(P1)를 통하여 저수조(24)에 소정량의 원수가 모이면 원수를 필터부재로 정화하는 정수단계(P2)를 행하는데, 이 정수단계(P2)에서는 펌프(32)의 작동으로 원수를 필터부재(28a)(28b)(28c)(28d)들을 통과시키면 침전, 여과, 살균 등의 과정을 거쳐 원수에 함유된 중금속 및 기타 유해물질이 제거된다.

정수단계(P2)가 완료된 물은 사용자가 마시거나 사용할 수 있는데, 더욱 완벽한 정화를 위하여 정화된 물을 살균램프(34)를 통과시켜 제거되지 않은 세균이나 인체에 해로운 미생물을 다시한번 살균하는 살균단계(P4)를 행할 수도 있다.

상기와 같이 정수단계(P2)가 완료되면, 정화된 물은 냉수탱크(36)로 유입되어 저장되는데, 이 냉수탱크(36)의 물의 일부분은 수압에 의하여 온수탱크(38)로 보내져 냉수탱크(36)와 온수탱크(38)에는 항상 소정량의 물이 채워진 상태가 되는데, 이때 냉수탱크(36)와 온수탱크(38)에 각각 제공된 냉각장치(40)와 가열장치(도시생략)를 통하여 냉각/가열단계(P3)를 행하면, 냉수탱크(36)와 온수탱크(38)의 물은 소정의 온도로 각각 냉각/가열된 상태로 저장된다.

이 상태에서 사용자가 냉수탱크(36)와 온수탱크(38)에 각각 연결된 배출콕(42)(44)을 조작하여 냉수 또는 온수를 컵이나 용기에 적당량을 배출시켜 사용하면 된다.

그리고 냉수탱크(36) 또는 온수탱크(38)의 물이 일정량 배출되면, 배출된 양만큼의 원수가 상기와 같은 원수생성단계(P1), 정수단계(P2)를 거쳐 냉수탱크(36)와 온수탱크(38)에 채워지며, 탱크에 채워진 물은 냉각/가열단계(P3)를 통하여 소정의 온도로 냉각되거나 가열된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 식수 제조방법은, 수돗물, 강물, 시냇물 또는 바닷물이 없는 지역에서도 공기중에 포함된 습기를 응축시켜 원수를 생성한 후, 이를 집수 및 정수하여 식수로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 식수 제조방법의 공정도.

도 2는 본 발명의 공정에 따라서 식수의 제조과정을 설명하기 위한 식수 제조장치의 사시도.

도 3은 본 발명의 식수 제조방법을 설명하기 위하여 도 2에 제공된 식수 제조장치를 케이스를 제거한 상태로 도시한 부품배관도.

Claims (4)

1. 공기를 이슬점 이하로 냉각하여 공기중에 포함된 수분을 응측하여 소정량의 원수(原水)를 마련하는 원수생성단계;

   상기 단계에서 생성된 원수를 공급받아 중금속 및 기타 유해물질을 정화하여 제거하는 정수단계;

   상기 정화된 물을 사용자가 마시거나 사용할 수 있도록 소정의 온도로 냉각하거나 가열하는 냉각/가열단계를 포함하는 식수 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 정수단계와 냉각/가열단계 사이에는 정수된 물에 포함된 세균 및 미생물을 살균하는 살균단계가 더욱 제공되는 식수제조방법.
3. 공기를 이슬점 이하로 냉각하여 공기중에 포함된 수분을 응측하여 소정량의 원수(原水)를 마련하는 원수생성단계;

   상기 단계에서 생성된 원수를 공급받아 중금속 및 기타 유해물질을 정화하여 제거하는 정수단계를 포함하는 식수 제조방법.
4. 청구항 1 또는 3에 있어서, 상기 원수생성단계는 생성된 원수가 저장되는 저수조에 일정량의 원수가 채워지면 원수의 생성을 중지하고, 저수조의 수위가 일정수준 이하로 내려가면 원수의 생성을 다시 시작하는 식수제조방법.