KR20140043895A

KR20140043895A - Ph20cp-휴대용 물 및 기후 생산 시스템

Info

Publication number: KR20140043895A
Application number: KR1020137031730A
Authority: KR
Inventors: 마리오 카지아노
Original assignee: 7142871 캐나다 인코포레이티드
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2014-04-11
Also published as: CN103889892B; JP2014517171A; EP2714585A4; US20110296858A1; EP2714585B1; KR101632743B1; WO2012164338A1; EP2714585A1; CN103889892A; JP2016121529A

Abstract

본 발명은 휴대용 물 및 기후 생산 시스템("PH2OCP")에 관한 것이다. 상기 선호되는 실시예에서, 상기 시스템은 제습 로터 휠을 사용하여 수증기를 캡처한다. 상기 제습 로터 휠은 이후 마이크로파 가열 챔버를 통해 회전하며 이로부터 물을 방출하며 상기 로터 휠로부터 방출된 물로 재수화될 때 상기 공기흐름을 가열한다. 상기 가열된, 수분 있는 공기흐름은 이후 냉각 및 응축 시스템을 통과하며 공기 조화된 공기흐름 및 물을 생성한다. 상기 "PH2OCP" 시스템은 대부분 매우 건조한 환경을 포함하는 광범위한 전세계 기후 조건에서 동작하며 물을 생산하도록 설계된다. 이것은 임의의 존재하는 주변 공기로부터 수증기 분자를 추출할 때 상기 제습 로터 기술의 매우 효과적인 성능 능력으로 인해 가능하게 된다. 상기 제습 기술은 상기 재생성 또는 재활성화 부분에 있는 상기 마이크로파 재활성화 시스템 및 상기 응축 부분에 위치된 냉각 코일 조립체와 함께 동작하도록 설계된다.

Description

PH20CP-휴대용 물 및 기후 생산 시스템{PH20CP-PORTABLE WATER AND CLIMATIC PRODUCTION SYSTEM}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 정식 특허 출원은 미국 특허 출원 제12/923,154호(발명의 명칭: "PH20CP-PORTABLE WATER AND CLIMATIC PRODUCTION SYSTEM")의 부분 계속 출원이고, 미국 특허 출원 제12/801,292호(발명의 명칭: "MICROWAVE REACTIVATION SYSTEM FOR STANDARD AND EXPLOSION-PROOF DEHUMIDIFICATION SYSTEM")의 부분 계속 출원이다. 본 출원은 상기 출원의 개시 내용 전체를 참조 문헌으로 병합한다.

우리를 둘러싸는 모든 것에, 우리가 호흡하는 공기에 및 우리의 환경에 수분(moisture)과 습도(humidity)의 존재는 생명의 본질을 유지시키는데 중요한 역할을 한다. 이와 같은 요소는 모든 생명의 소스인 물로부터 나오며 이 물은 최근 몇 년 동안 생명을 적절히 관리하고 유지하고 보호하는데 극히 중요하고 결정적으로 되고 있다. 이러한 생명 유지에 결정적인 자원은 재사용가능하고 깨끗한 음료용 물에 대해 점점 증가하는 전세계적인 수요 및 인구 요구조건으로 인해 매우 귀중한 상품이 되고 있다.

최근 몇 년 동안, 여러 물 생산 기술 공정 및 방법은 점점 증가하는 전세계적인 요구조건을 해결하기 위해 설계되고 개발되었다. 현재 시장에 있는 종래의 하이브리드 물 생산 시스템 중 일부는 공기를 가열하여 이 공기가 수분을 흡수하고 보유하는 능력을 확장시킨 다음, 이후 이 공기 온도를, 함유된 수분을 물 방울로 응축하는 이슬점 아래로 냉각시키는 것에 의해 기본적으로 동작한다. 대안적으로, 해양 염수를 음료용 물로 처리하도록 개발된 해수 탈염 시스템과 같은 기술이 등장하였다. 효과적이긴 하지만, 이러한 기술의 해법은 또한 음료용 물의 변환 및 생산 비용과 시스템 구매 및 유지보수 비용이 비싼 것으로 입증되었다.

게다가, 물 오염 제거 및 필터링 시스템과 같은 기술은 또한 여러 비-음료용 물 소스에서 유해한 입자 및 박테리아를 제거하는 것에 의해 음료용 물 생산 시스템으로 개발되었다. 이들 유형의 시스템은 위생 처리된(sanitized) 물을 전달하는지 또는 처리 및 생산 능력이 제한되어 있는지에 상관없이, 그럼에도 불구하고, 이들 시스템은 오염 제거된 필터링된 물을 전달하기 위하여 항상 존재하는 것은 아닐 수 있는 및 또는 사용가능한 것이 아닐 수 있는 물 소스를 여전히 요구한다.

(PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템(Portable Water and Climatic Production system)은 상이한 수증기 농도, 증기 압력 및 수증기 추출 방식인, 완전히 상이한 전제에서 동작하는 새로운 및 혁신적인 기술이다.

주변 공기 및 환경을 포함하는 모든 물질은 추출될 수 있는 수분 및 수증기를 보유한다.

공기에 수분(dampness) 및 습도가 많으면 많을수록, 수증기 농도가 더 높아진다. PH20CP 시스템은 3개의 동시에 동작하지만 분리된 공정; 즉 추출 공정(extraction process), 재활성화 공정(reactivation process) 및 응축 공정(condensation process)을 구비하는 제습 로터/휠(desiccant rotor/wheel)을 포함하도록 설계된다.

(PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템은 높은 정적 및 공기 속도, 공기스트림 내 수증기를 공격적으로 추출하기 위한 제습 물질, 제습 물질의 공기 팽창 및 재활성화를 위한 가열 및 마지막으로 수증기 응축 및 물 생산을 위한 냉각을 결합한다. 선호되는 실시예에서, 시스템은 또한 필터링 및 자외선 오염 제거 패키지를 구비하며 동작하여 최종적으로 입자들이 없고 위생 처리되어 이후 음료용 물로 사용될 수 있는 것을 보장할 수 있도록 설계된다. 이 시스템의 동작 원리는 추출 공정의 제습 코어 물질 부분(part)으로 구성된 건조한 제습 로터/휠을 포함하는 것이다. 선호되는 실시예에서, 제습 로터/휠의 코어는 매우 낮은 수증기 압력을 구비하는 실리카겔이 함침된다(impregnated). 수분이 있는 습한 높은 증기 압력 공기 분자들이 제습 로터/휠 표면 낮은 증기 압력과 접촉하게 되면, 이 분자들은 높은 곳으로부터 낮은 곳으로 이동하여 평형(equilibrium)을 달성하려고 한다. 습한 수분이 있는 공기흐름이 제습 로터/휠에 있는 천공된 제습 물질 코어를 통과할 때, 수증기 분자는 추출 공정의 제습 물질 부분에 의해 보유되고 최종적으로 방출되는(discharge) 공기흐름은 극히 건조한 상태로 배출(expelled)된다.

건조한 공기흐름의 온도는 이후 공기가 재활성화 공정의 과열(superheated)된 마이크로파 재활성화 시스템의 코일 조립체 부분을 통해 견인(pulled)될 때 실질적으로 대략 200 내지 250℉로 상승된다. 이 건조한 공기흐름은 인출(drawn)되어 제습 로터/휠 내 수분 함유 제습 코어 물질과 다시 접촉하게 된다. 이 제습 로터/휠은 회전 길이방향 축에 대해 천천히 회전하며 대략 8-10 분마다 1회전을 완료한다. 가열된 공기흐름은 제습 로터/휠 내 천공된 제습 코어 물질의 분리된 부분(section)을 통해 다시 견인될 때 그 경로를 지속한다. 열은 제습 코어 물질을 탈자화(demagnetizing)하고 비활성화(deactivating)하는 효과를 구비하여, 제습 물질이 누적된 수증기를 통과시키면서 가열된 건조한 공기흐름으로 방출(release)할 수 있게 한다.

공기흐름은 응축 공정에서 증발기의 냉각 코일을 통과하는 최종 부분을 통해 계속 인출되고 이 응축 공정에서 수증기는 바로 냉각되어 증기를 액화시켜 물로 응축하게 한다. 이 물은 증발기의 냉각 코일 바로 아래에 위치된 베이스 수용부(receptacle)로 떨어져(drip) 필터링 및 오염 제거 부분을 통해 흐르며 유닛의 베이스에 있는 밀봉된 물 저장소로 중력에 의해 가라앉는다. 여러 필터링, 정화 및 오염 제거 시스템이 적응되고 설치될 수 있지만, 선호되는 실시예에서, 필터링은 활성화된 카본 필터에 의하여 달성되고 물의 오염 제거와 정화는 투명한 보호 슬리브(sleeve)에 둘러싸인(enclosed) 자외선 UV 램프 조립체를 사용하여 달성된다.

이제 냉각되고 건조된 공기흐름은 여러 부분 및 공정을 통해 일정한 공기흐름을 유지하고 보장하는 높은 정적 압력 블로어(blower)에 의하여 공정 출구를 통해 배출된다. 배기된 공기는 이후 부산물로 사용되어 둘러싸인 공간 또는 영역 내에 보충적인 기후 조화 및 환경 온도를 제어할 수 있다.

주변 온도 및 동작 조건에 따라, PH20CP 시스템 제어 패널은 유닛의 공정 입구 및 출구에 위치된 온도, 습도 및 공기흐름을 포함하는 탑재 센서로부터 전달된 신호에 의해 보조(assisted)된다. 이들 센서는 데이터를 (PLC) 프로그래밍가능한 논리 제어기 패널에 제공하고 이 제어기 패널은 성분 및 공정의 적절한 동작 및 변조를 모니터링하고 제어하여 특정 기후 환경에서 물의 최대 추출 및 생산을 제공한다. 이들 동작 설정은 현지 기후 조건에 따라 (PLC) 프로그래밍가능한 논리 제어기 패널에 자동으로 또는 수동으로 활성화되어 PH20CP 시스템이 최대 공기 수증기를 유인하고 추출하여 물 생산을 최적화할 수 있다. PH20CP 시스템이 (PLC) 제어기 패널 및 센서의 입력을 통해 교대로 또는 동시에 동작하는 공정의 여러 조합을 사용하는 한, 이것은 이슬점의 공기 온도가 영하(freezing)로 강하할 때에도 증기를 추출하고 이 증기를 물로 응축하는 것을 효과적으로 지속할 수 있는 능력을 시스템에 부여한다.

그리하여, (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템의 성능 능력은 더 차가운 또는 더 더운 온도에서 수분 환경에서 동작하는지 또는 건조 환경에서 동작하는지에 상관없이 유지된다. PH20CP 성능 능력은 다른 종래의 시스템과 같은 온도 조건 및 변동에 의해 방해를 받거나 심지어 영향을 받지 않는다. 이들 동작 제한 및 단점은 통상 물 생산 출력이 기존의 기후 조건 및 변동에 의해 직접 영향을 받아 제한되는 종래의 냉각-기반 및 또는 하이브리드 가열/냉각 시스템과 연관된다. PH20CP 시스템의 새로운 설계는 교대로 또는 동시에 여러 성분을 사용하여 모든 기후 및 환경 조건에서 물을 효과적으로 동작하며 생성한다. 넓은 범위의 동작 능력은 더워 매우 건조한(arid) 또는 극히 차가운 기후 조건을 포함하는 주위 환경에서 주변 공기로부터 수증기를 추출한다. 그리하여, PH20CP 시스템은 세계 어디엔가에 있는 모든 기후 환경에서 대기에 떠 있는 수증기를 추출하고 이를 사용가능한 및 또는 음료용 물로 변환하는 것을 최대화할 수 있다. PH20CP 시스템의 높은 효율 및 물 추출 및 생산 능력은 공정에 제습 로터/휠 조립체를 포함하는 것으로 인해 가능하게 제공된다. 제습 로터/휠의 코어에 함침된 제습 물질은 극히 많은 수증기를 수집하여, 수증기의 건조 중량으로 10,000퍼센트까지 유인하여 보유할 수 있도록 설계된다. 이전에 설명된 바와 같이, 로터 제습 물질이 저장된 수증기를 방출할 수 있도록 이 제습 물질을 탈자화 및 비활성화하기 위하여, 공기흐름에서 높은 (가열) 온도의 상승이 로터 제습 물질을 건조시켜 통상 높은 에너지 요구조건으로 변환되는 수증기를 추출하기 위하여 재활성화 공정에 절대적으로 요구된다.

열의 생성은 이하 시스템; 전기 가열 뱅크 또는 요소, 화염(flame) 가스 버너(burner), 또는 재활성화 공정의 공기흐름으로 열을 복사하고 전달하는 방식으로 작용하는 공기흐름 경로에 위치된 코일을 통해 이동하는 유체에 침수된 침수가능한 히터(submersible heater)를 포함하나 이들로 제한되지 않는 시스템을 사용하여 달성될 수 있다. 이들 방법은 일반적으로 제습 물질을 가열하는데 일반적으로 널리 사용되는 수단이며, 공기흐름 온도가 제습 물질의 표면과 접촉하기 전에 온도 설정점(degree set point)으로 상승된다. 종래의 물 생산 시스템의 경우에 가열 및 또는 냉각 공정은 개별적으로 사용되거나 또는 하이브리드 시스템과 같은 조합으로 사용된다. 가열 부분의 역할은 온도를 상승시켜 공기 볼륨(volume)을 확장시켜 공기에 더 많은 수분을 보유할 수 있게 하는 것이다. 이 공기흐름은 이후 냉매 코일을 통과하며 공기흐름 온도를 신속히 냉각하여 함유된 수증기를 추출하고 응축할 수 있게 한다.

PH20CP 시스템 설계는 재활성화 공정에서 설치된 새로운 및 매우 에너지 효율적인 마이크로파 재활성화 시스템을 포함하는 것에 의해 이 열 생산 문제를 해결한다. 선호되는 실시예에서, 마이크로파 재활성화 시스템은 높은 열 생성 소스인 것으로 설계되고 의도된다. 이 높은 열 소스는 수분 함유 제습 코어 물질과 접촉하기 전에 재활성화 공정의 공기흐름의 온도를 원하는 설정 온도로 실질적으로 상승시키기 위하여 결정적으로 요구된다. PH20CP 시스템 내에 포함된 이 마이크로파 재활성화 시스템은 물질 및 유체를 통과하는 전자기파를 생성하는 것에 의해 열을 생성하여, 내부 분자들이 신속히 여기(excitation) 상태로 발진하여 열을 생성하게 한다.

선호되는 실시예에서, 이 열을 저장하고 전달하는데 마이크로파 재활성화 시스템에 사용되는 매체(medium)는 열 유체이다. 이 유체는 공급 및 리턴 펌프에 의하여 이동되며, 폐쇄 루프 회로의 일부인 유리 세라믹 코일의 제1 평행한 시리즈를 통해 흘러, 마이크로파 가열 챔버를 통과하며, 여기서 유체 분자들이 전자기적인 파에 노출되어 처리되고 여기 상태를 야기하여 높은 열을 생성한다. 이러한 과열된 열 유체는 이후 공기흐름의 직접 경로에서 재활성화 공정에 위치된 금속 코일의 제2 평행한 시리즈를 통해 흐른다. 열 유체로부터 열 전도성 금속 코일로 이러한 열 전달은 코일의 표면과 접촉하며 지나갈 때 공기흐름의 온도를 실질적으로 상승시킨다. 이러한 가열된 공기흐름은 이후 통과할 때 제습 로터/휠 내에 함침된 천공된 제습 물질을 비활성화하는데 사용된다. 이러한 열 함유 공기흐름은 제습 물질에 탈자화 효과를 제공하여 이 물질이 수증기 추출 공정에서 재사용을 위해 다시 회전할 때 보유된 누적된 수증기를 방출하여 제습 로터/휠 내 제습 물질에서 증기 압력을 크게 저하시킬 수 있게 한다. 마이크로파 반응(reaction) 시스템은 선호되는 실시예의 일부일 수 있으나, 그럼에도 불구하고, 전기 가열 요소, 열 유체, 가스 화재(fired) 또는 다른 것에 침수된 침수가능한 가열 요소를 포함하나 이들로 제한되지 않는 약술된 종래의 다른 가열 수단이 반응 처리부에 포함되어 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 그리하여, (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템은 동작 환경이 어떠하든지 간에 모든 기후 조건에서 유용한 및 또는 음료용 물을 추출 변환 및 생산할 수 있다.

게다가, 새로운 매우 효율적인 시스템 및 공정은 시스템의 능력 및 성능을 손상시킴이 없이 실질적으로 전기 전력 수요 및 에너지 소비를 상당히 감소시켜, 현재 시장에서 사용되는 모든 기술을 능가한다.

본 발명의 일 실시예의 넓은 측면에 따라, 주변 환경으로부터 수증기를 추출하고 이 수증기를 사용가능한 물로 변환하도록 설계된 (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템이 제공된다. (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템은 3개의 분리된 공정; 즉 추출 공정, 재활성화 공정 및 응축 공정을 구비하는 제습 로터/휠을 설계상 포함하는 것에 의해 이 작업을 달성한다. 이 PH20CP는 또한 둘러싸인 영역 또는 공간을 조화(conditioning)하기 위하여 공정 출구로부터 방출된 공기흐름에서 공기 조화 및 탈습(dehumidifying) 능력을 부산물로 제공한다. (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템은 추출 공정, 재활성화 공정 및 응축 공정이라고 불리는 3개의 별개의 분리된 부분으로 구성된 캐비닛(cabinet) 내에 장착되고 회전하는 제습 로터/휠 조립체를 구비한다. 제습 로터/휠의 천공된 코어는 주변 공기 및 환경에 있는 수증기를 캡처하고 보유하는 능력을 구비하는 제습 유형 물질이 함침된다. 추출 공정이라고 불리는 제1 부분은 주변 공기흐름에 있는 수분/수증기를 수집하고 보유하기 위한 것으로 의도된다.

공정 출구에 위치된 높은 정적 블로어는 공기흐름을 높은 속도로 제습 로터/휠을 통해 공정 입구로 인출하도록 제공되고, 이 제습 로터/휠에서 제습 물질은 수증기를 수집하고 보유한다. 최종적으로 건조한 공기흐름은 재활성화 공정이라고 불리는 제2 부분으로 인출된다. 재활성화 공정에서, 이 공기흐름은 마이크로파 가열 챔버 및 2개의 분리된 시리즈의 중공의 구불구불한(serpentine) 코일로 구성된 마이크로파 재활성화 시스템과 접촉하며 이 시스템에 의해 가열되고 이 코일은 코일을 통해 흐르는 내부 가열된 열 유체를 구비한다. 이들 코일 조립체는 분리되어 있지만 폐쇄 루프 회로의 일부로서 2개의 순환 펌프에 의하여 상호연결된다. 하나의 유리-세라믹 코일 조립체는 재활성화 처리부 위에 별개로 위치된 마이크로파 가열 챔버 내에 구성되고 다른 금속 코일 조립체는 재활성화 공정에서 건조한 공기흐름의 경로 내에 직접 구성된다.

열 유체는 마이크로파 재활성화 챔버 내 유리-세라믹 코일 조립체를 통해 재활성화 처리부 내 금속성 코일 조립체 내로 펌핑되며 과열된다. 재활성화 공정의 금속 코일 조립체에서 펌핑된 열 유체로부터 복사된 높은 열은 건조한 공기흐름으로 전달되어, 제습 로터/휠 코어 표면과 접촉하기 전에 건조한 공기흐름 온도를 상당히 상승시킨다. 과열된 건조한 공기흐름이 제습 로터/휠 및 천공된 코어 물질을 통과하는 시스템을 통해 인출되므로, 이러한 가열된 건조한 공기흐름은 수분 함유 제습 코어 물질을 효과적으로 비활성화시켜, 수증기를 공기흐름으로 방출할 수 있게 한다.

이러한 수분 포화된 공기흐름은 이후 제습 로터/휠 코어 물질을 떠나 인출되어, 응축 공정이라고 불리는 제3 부분을 통해 수증기를 전달한다. 응축 처리부에서, 수증기를 전달하는 고온의 습윤 공기흐름은 유닛의 공기-조화 성분의 증발기의 냉각 코일 조립체 부분을 통과한다. 습윤 공기흐름의 온도는 신속히 냉각되고 최종적으로 응축물 또는 물을 생성한다. 이 물은 수용부로 중력에 의해 공급되고 이 수용부는 물을 시스템의 베이스에 위치된 유닛 저장소로 보낸다. 선호되는 실시예에서, 물은 응축 처리부 내 증발기의 냉각 코일 바로 아래에 위치된 활성(active) 카본 필터 및 자외선 UV 오염 제거 패키지를 통과한다. 이것은 임의의 존재하는 오염물, 입자 및 박테리아를 제거하고 파괴하여 최종적으로 위생 처리된, 깨끗한 음료용 물을 제공할 것을 보장할 수 있다. 수증기 없는 처리된 및 조화된 건조한 공기흐름은 이후 공정 출구에 위치된 높은 정적 블로어를 통해 인출되어, 주변 대기로 방출된다. 이 처리된 공기흐름은 인클로저 또는 공간을 조화시키는데 사용될 수 있는 부산물이다. 그리하여, (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에서 공정을 지속하면 시스템이 동작하는 기후 조건이 어떠하든 간에 모든 온도에서 연속적인 물 생산이 가능하다. 이하에서는 제습 로터/휠 조립체와 관련하여 동작하며 PH20CP 시스템 내에 포함된 2개의 별개의 서브-시스템을 간략히 설명한다. 제1 서브-시스템은 재활성화 공정의 마이크로파 재활성화 시스템 부분이고 제2 서브-시스템은 응축 공정의 공기 처리(treatment) 및 조화 시스템 부분이다.

이들 시스템은 (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템 설계의 일부로서 구성되고 포함된다. 제1 서브-시스템은 재활성화 공정의 마이크로파 재활성화 시스템 부분이다. 마이크로파 가열 챔버는 마이크로파 가열 챔버를 형성하는 내부 표면을 구비하는 공동을 포함하는 내부 케이싱을 구비하는 방폭 외부 캐비닛으로 구성된다. 마이크로파 가열 챔버 위에 위치된 구획을 형성하는 차폐 판은 마그네트론, 높은 전압 변환기, 다이오드, 커패시터 및 다른 동작 성분과 같은 마이크로파 전력 변환 성분을 위한 하우징을 내부에 제공하는 것이다.

선호되는 실시예에서, 마이크로파 재활성화 시스템은 단일 폐쇄 루프 회로 부분으로 결합된 2개의 별개의 코일 조립체로 구성된다. 이들 조립체는 시리즈의 내충격성 장착 브래킷을 사용하는 것에 의해 제 위치에 장착되고 견고히 고정된다. 마이크로파 가열 챔버에 장착된 유리-세라믹 코일 조립체 및 재활성화 처리부에 장착된 금속 코일 조립체가 있다. 이들 코일 조립체는 별개의 펌프, 즉, 공급을 위한 하나의 펌프 및 리턴을 위한 다른 하나의 펌프에 고정 연결된 연결구 및 밀봉부에 의하여 2개의 대향하는 점에서 견고히 링크된다. 이들 펌프는 마이크로파 부분으로부터 끊임없이 연속적으로 가열된 열 유체 흐름을 재활성화 부분으로 및 다시 역으로 흐르는 것을 보장한다. 이들 펌프는 마이크로파 가열 챔버 및 재활성화 처리부 사이에 구획을 형성하는 차폐 판에 대향하여 위치된다. 이 폐쇄 루프 회로는 PH20CP 시스템의 마이크로파 가열 챔버 및 재활성화 처리부를 모두 통과한다.

중공 코일은 하나의 길이로 구성되고, 열 에너지를 운반하는데 사용되는 열 오일 또는 히터 액체와 같은 열 유체가 흐르는 폐쇄 루프 라인으로 설계된다. 열 유체는 펌핑되고 순환할 때 마이크로파 가열 챔버 내에서 연속적으로 가열되어, 누적된 열 에너지/열을 코일에 전달하고 이 코일은 재활성화 처리부를 통과할 때 공기흐름으로 열을 복사한다. 열 유체의 중단없는 흐름은 마이크로파 재활성화 시스템 조립체 내에 2개의 펌프의 설치 및 동작에 의해 보장된다. 이것은 내부에 위치된 마이크로파 가열 챔버로부터 재활성화 처리부 상으로 및 연속적으로 지속하는 공정에서 다시 역으로 가열된 열 유체의 순환을 보장한다. 이러한 마이크로파 재활성화 시스템은 그리하여 열 소스를 생성하고, 제습 로터/휠 조립체에 있는 제습 코어 물질을 성공적으로 비활성화하는데 요구되는 적절한 공기흐름의 온도 상승을 가능하게 한다. 이것은 누적된 수분/수증기를 주변 대기로 방출되는 공기흐름으로 방출되게 한다. 마이크로파 재활성화 시스템의 엄청난 이익은 열 생성을 위한 에너지 요구조건 및 (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템의 전체 전력 소비를 크게 감소시키면서, 재활성화 공정 열 소스를 제공하는 기본적인 기능을 수행할 수 있다는 것이다. 이러한 중요한 에너지 절감은 PH20CP 시스템이 구체적으로 전력 공급 제한요건으로 인해 이전에 서비스될 수 없었던 영역에도 보다 동작가능하게 실행될 수 있게 한다. PH20CP 시스템 설계에 포함된 것과 같은 제습 기술을 사용하는 것과 통상 연관된 높은 에너지 요구조건이 이 마이크로파 재활성화 시스템의 적응으로 제거된다.

전기 요소 및 전기 가열 뱅크와 같은 제습 재활성화 시스템에 통상 설치되고 사용되는 현재 열 생성 소스는, 제습 또는 종래의 HVAC 가열 냉각 시스템의 동작 에너지의 대부분을 공유한다. 마이크로파 재활성화 시스템을 동작시키는데 필요한 크게 감소된 전기 전력 요구조건으로 인해, PH20CP 시스템은 전력 이용가능성이 제한되거나 및 또는 다른 중요한 동작 요구조건에 사용될 수 있는 육상, 해상, 해양 및 군용에서 찾을 수 있는 환경 및 응용에서 최적의 성능으로 동작할 수 있다. 선호되는 실시예에서, 마이크로파 재활성화 시스템의 마이크로파 가열 챔버 부분의 캐비닛은 방폭 구성이다.

PH20CP 시스템 내 제2 서브-시스템은 응축 공정의 공기 처리 및 조화 시스템 부분이다. 선호되는 실시예에서, 공기 처리 및 조화 시스템은 분할된 공기-조화 유닛과 동일한 성분 및 구성을 구비하게 구성된다. 시스템 설계는 압축기, 응축서 코일 조립체 및 팬, 팽창 밸브 또는 냉매 흐름 계측(metering) 디바이스, 증발기 냉각 코일 조립체 및 블로어, 응축기 유닛, 응축 공정 출구에 설치되고 (PLC) 프로그래밍가능한 논리 제어기 패널에 링크된 화학적 냉매 및 자동 온도 센서를 포함한다. 압축기는 시스템을 통해 냉매를 순환시키는 펌프로 작용한다. 압축기의 일은 가스 상태인 낮은-압력, 낮은-온도의 냉매를 인출하고 이 가스를 압축하여, 냉매의 압력과 온도를 상승시키는 것이다. 이 높은-압력, 높은-온도 가스는 이후 응축기 코일 조립체로 흐른다.

응축기 코일 조립체는 코일 조립체를 거쳐 외부 공기를 인출하는 팬을 구비하는 일련의 핀 부착(fined) 코일/파이프이다. 냉매가 응축기 코일 조립체를 통과하고 외부 공기가 코일 핀을 통과할 때, 냉매로부터 열이 외부 공기로 버려져 냉매를 가스 상태로부터 액체 상태로 응축하게 한다. 높은-압력, 높은-온도 액체는 이후 냉매 흐름 계측 디바이스에 도달한다. 냉매 흐름 계측 디바이스는 시스템의 관리자이고 PLC 제어기 패널로부터 입력으로 향한다. 응축 처리부에 위치된 증발기 냉각 코일의 온도 및/또는 압력을 감지하는 것에 의해, 액체 냉매는 매우 작은 오리피스를 통과하고, 이는 냉매를 낮은-압력, 낮은-온도 가스로 팽창하게 한다. 이 차가운 냉매는 증발기로 흐른다. 증발기의 냉각 코일은 높은 정적 블로어에 의해 보조되는 일련의 핀 부착 코일/튜브이고 이 블로어는 통과하는 응축 공정 공기흐름(process airflow)을 인출하여, 증발기의 냉각 코일이 공기로부터 열을 흡수하게 한다. 이 열 전달은 신속한 온도 강하를 야기하여, 습한 더운 공기흐름을 냉각시켜 수증기를 물로 응축한다. 부산물은 냉각되고 조화된 건조한 공기가 되고 이 건조한 공기는 높은 정적 블로어로 사이펀(siphoned)되어 공기-조화될 인클로저 및 또는 영역으로 방출된다. 냉매는 이후 압축기로 다시 흐르고 압축기에서 사이클이 다시 한번 재개한다.

제습 기술과 관련하여 이들 새로운 및 개선된 서브-시스템은 수많은 동작 다양성(versatility), 증가된 효율, 크게 감소된 에너지 소비 및 물 생산에 언매칭된 성능 능력을 구비하는 (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템 설계를 제공한다.

대안으로서, 재활성화 공정이 제습 로터 휠이 회전하는 마이크로파 가열 챔버를 구비하는 마이크로파 재활성화 시스템을 포함하는 변형된 재활성화 공정이 사용될 수 있다. 제습 로터 휠이 마이크로파 가열 챔버를 통해 회전할 때, 로터 휠 내 제습 물질은 가열되고 비활성화되어, 이에 의해 내부에 포함된 수분을 공기흐름으로 다시 방출한다. 이러한 설계는 재활성화 가열 코일 및 이 코일을 통해 흐르는 내부 가열된 열 유체에 대한 필요성을 제거한다.

이러한 실시예는 볼륨 가열을 가능하게 한다. 여러 물질 안으로 전파가 투과되면 많은 응용에서 막대한 긍정적 결과를 제공한다. 이 볼륨 가열은 가열되는 물질에 매우 신속한 에너지 전달을 야기한다. 종래의 가열에서, 열 흐름은 물질의 표면에서 시작하고 열이 중심으로 흐르는 속도(rate)는 물질의 열 특성 및 온도 차이에 의존한다. 종래의 오븐은 요구되는 레벨 쪽으로 작업부하 온도의 상승이 비동시적이어서 물질 그 자체에서 요구되는 것보다 훨씬 더 높은 온도로 가열될 것이 요구되었다.

따라서, 최대 70%의 에너지 절감이 달성될 수 있다. (적절히 설계된 애플리케이터(applicator)에서 이용가능한 에너지의 대부분이 작업부하에서 소비되는 것과 함께) 작업부하의 신속한 가열로 인해 공동 주변(surrounding)과 연관된 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 복사, 전도 및 대류 열 손실이 감소된다. 이것은 최대 70%의 에너지 절감을 나타낼 수 있다. 이것은 또한 장비 사이즈를 감소(잠재적으로 20%까지 다운)시킬 수 있다.

이 구조물은 또한 전력이 공정 파라미터, 신속한 스타트업 및 셧다운에 더 우수한 제어를 순간적으로 제어하도록 제어될 수 있어서 순간적인 제어를 제공할 수 있다.

나아가, 전자기 에너지에 의해 가열되는 물질의 능력은 유전체 특성에 의존한다. 그리하여, 다수의 상이한 구성물을 포함하는 혼합물에서, 각각의 가열은 변할 수 있다. 이것은 선택적인 가열이 발생할 때 에너지 사용, 벌크 반응 온도, 수분 제거 및 공정의 간략화에 깊은 긍정적인 결과를 제공할 수 있다.

추가적으로, 전자기 에너지로부터 열 에너지로 에너지 전달 메커니즘이 물질의 전기적 특성의 함수이면, 에너지를 일부 물질로 연속적인 덤핑(dumping)하는 것이 가능하다. 열 손실이 제어될 수 있는 한, 매우 높은 물질 온도는 간단하고 상대적으로 낮은 전력 마이크로파 생성기를 통해 달성될 수 있다.

나아가, 마이크로파의 전자기 특성은 물질로 에너지 전달이 통상 물질 그 자체 내 분극 효과의 일부 형태를 통한 것을 의미한다. 에너지의 이러한 직접 전달은 최종 사용자를 위한 유기 연료 사용과 연관된 많은 문제를 제거한다.

마지막으로, 많은 화학적 반응은 마이크로파를 사용하여 가속될 수 있다. 무용매 반응(solution free reaction)이 많은 실험실에서 점점 대중화되고 있어서, 용매 및 다른 위험한 화학종의 폐기물 처분과 연관된 문제를 감소시킨다.

본 발명의 실시예는 이하 설명된 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 실시예의 이하 상세한 설명을 참조하여 보다 상세히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템의 개략 측면 사시도이다. 이에 대응하는 도면은 도 3-7-8 및 9에 확대 도시되어 있다;
도 2는 도 4, 5, 및 6에 도시된 추출, 재활성화 및 응축과 같은 (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템 공정의 개략 단면도이다. 이 도면은 제습 로터/휠의 회전을 위해 제공된 전기 구동 모터로 동작하는 동안 제습 로터/휠을 통해 높은 정적 블로어에 의해 인출된 대표적인 공기 흐름의 움직임을 도시한다(축척에 맞지는 않음). 이것은 또한 프론트 페이지 도면(Front Page View)으로 식별될 수 있다;
도 3은 도 1에 도시된 (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템의 개략 측면도;
도 4는 노출된 여러 동작 부분 및 공정; 추출 공정, 제습 로터/휠 조립체, 마이크로파 재활성화 시스템을 포함하는 재활성화 공정 및 마지막으로 공기 처리 및 조화 시스템(축척에 맞지는 않음)을 포함하는 응축 공정을 구비하는 도 1 및 도 3에 도시된 (PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템의 캐비닛의 개략 전체 단면도;
도 5는 마이크로파 재활성화 시스템 및 폐쇄 루프 코일 조립체의 구성으로 식별된 PH20CP 시스템의 서브시스템의 개략 단면도이다. 마이크로파 가열 챔버 코일 조립체는 커패시터, 다이오드, 고전압 변환기, 마그네트론, 교반기 블레이드(stirrer blade) 및 도파관(축척에 맞지는 않음)과 같은 주요 동작 성분의 일부와 함께, 도 4 및 도 6에 더 도시된 재활성화 공정의 코일 조립체에 2개의 대향하여 위치된 열 유체 순환 펌프를 통해 연결된다;
도 6은 공기 처리 및 조화 시스템으로 식별된 PH20CP 시스템의 서브시스템의 개략 단면도이다. 이 구성은 계측 디바이스 및 밸브를 포함하는 압축기, 응축기 코일이 추출 처리부 위에 장착되고 증발기의 냉각 코일은 응축 처리부 아래에 장착되고, 이들 모두는 도 4에 도시된 냉매 가스 파이프에 의해 링크된 것인 분할형 조립체이다;
도 7은 도 1에 도시된 높은 정적 직접 구동 축방향 유형 블로어를 포함하는 공기흐름 공정의 입구 및 출구 측의 개략 측면도;
도 8은 도 1에 도시된 개략 사시도;
도 9는 도 1에 도시된 개략 사시도;
도 10a는 로터 휠이 마이크로파 가열 챔버를 통해 회전하는 PH20CP 시스템의 재활성화 부분의 대안적인 실시예의 사시도;
도 10b는 도 10a의 PH20CP 시스템의 대안적인 재활성화 부분의 정면도;
도 11은 도 10a 및 도 10b에 도시된 대안적인 재활성화 부분이 설치된 PH20CP 시스템 공정의 개략 단면도.

이하 상세한 설명 및 여기에 설명된 실시예는 본 발명의 원리 및 측면의 특정 실시예를 예를 들어 예로써 제공된 것이다. 이들 예들은 본 발명의 원리를 설명하기 위하여 제공된 것일 뿐 본 발명을 제한하기 위하여 제공된 것이 전혀 아니다.

이하 상세한 설명에서, 동일한 부분은 명세서 및 도면 전체에서 동일한 참조 부호를 구비하게 제공된다.

용어에 있어서, "PH20CP"라는 용어는 본 명세서 전체에 걸쳐 사용될 때 일반적으로 참조 부호(72)(도 1)로 지시된 휴대용 물 및 기후 생산 시스템(도 3, 4, 7, 8, 9)을 식별한다. 본 명세서에서 PH20CP 시스템은 여러 성분 및 메인 서브시스템, 예를 들어, 제습 로터 또는 휠 기술, 마이크로파 재활성화 시스템, 공기 처리 및 조화 시스템, 및 모든 부분, 모듈 및 전기 성분을 포함한다. 도 3, 4, 7, 8, 9를 참조하면, 측면, 단면, 및 사시도로서 유닛 뷰(1, 2, 3, 및 4)(도 1)에 도시된 PH20CP 시스템이 도시된다.

아래에 보다 상세히 설명된 바와 같이, 추출, 재활성화 및 응축과 같은 공정을 통해 PH20CP 시스템은 주변 공기로부터 수증기를 추출하여 이 동일한 증기를 사용가능한 물 소스로 변환하도록 동작할 수 있다.

PH20CP 시스템은 새로운 및 개선된 공학적 설계로 인해 도 1의 유닛 뷰(1, 2, 3 및 4)에 도시되고, 이 시스템은 임의의 및 모든 기후 환경에서 성공적으로 사용가능한 물을 생성하도록 설치되고 동작될 수 있다. 선호되는 실시예에서, PH20CP 동작 설계는 2개의 이산 서브시스템; 즉 재활성화 공정의 마이크로파 재활성화 시스템 부분 및 응축 공정의 공기 처리 및 조화 시스템 부분과 연결된 제습 로터 기술을 포함한다. 선호되는 실시예에서, PH20CP 시스템(72)은 또한 물의 위생 처리를 가능하게 하는 성분을 구비하여, 최종적으로 깨끗한 오염 제거된 음료용 물이 되는 것을 보장할 수 있다. 이 물 위생 공정은 다음 성분; 즉 응축 처리부 내 증발기의 냉각 코일 바로 아래에 설치되고 위치된, 활성 카본 필터 또는 층상 필터 및 자외선(UV) 램프 조립체를 포함하는 것에 의해 달성된다. 이 물 위생 처리 공정은 물 정화 및 오염 제거를 가능하게 하여 임의의 존재하는 입자, 오염물 및 박테리아를 제거하거나 및 또는 파괴하여 최종적으로 필터링된, 위생 처리된 및 마실 수 있는 음료용 물을 제공하는 것을 보장한다. (PH20CP) 음료용 물 및 기후 생산 시스템의 동작 설계는 수 많은 다양성 및 적응성(adaptability)을 전달하여 시스템이 모든 기후 조건 및 환경에서 연속적으로 물을 생산하는 능력에서 최대 성능으로 효율적으로 기능할 수 있게 한다.

아래에 보다 상세히 설명된 바와 같이, PH20CP 시스템의 도 1의 유닛 뷰(1, 2, 3, 및 4)는 직사각형 박스-형상의, 강성의 스틸 프레임(18)(도 3, 4, 7, 8, 9) 내에 지지되고 장착된다.

이 프레임은 상부로부터 하부로 가면서; 길이방향 빔(19a (도 3, 8, 9), 19b (도 8, 9)), 길이방향 베이스 빔(69)(도 3, 7, 8, 9), 횡방향 빔(20, 21 및 22)(도 3, 7, 8, 9), 수직 포스트(vertical post)(23)(도 3, 7, 8, 9) 및 대각선 브레이스(diagonal brace) 부재(24)(도 3, 8, 9)로 조립된 여러 구조 부재로 구성된다.

제어 및 전기 부분은 또한 전기 패널 및 (PLC) 프로그래밍가능한 논리 제어기, 횡방향 빔(66a(도 7, 8 및 9), 66b(도 8, 9)), 수직 포스트(67a(도 7, 8, 9), 67b(도 9)), 길이방향 빔(68a(도 3, 8, 9), 68b(도 3)), 길이방향 베이스 빔(69a(도 3, 7, 9), 69b(도 7, 8)) 및 PLC 패널(71a(도 7, 8, 9) 및 71b(도 9))을 위한 횡방향 빔에 의해 지지된다. 프레임(18)(도 3, 4, 7, 8, 9)은 또한 구조적 지지 표면에 위치하기 위해 두 단부에 위치된 2개의 베이스 피트(base feet)(25)(도 3, 7, 8, 9) 및 포크 리프트(fork lift)를 위해 베이스 중심에 위치된 2개의 슬리브 채널(26)(도 3, 8, 9) 및 지붕, 바닥 또는 플랫폼에 배치하고 조작될 수 있도록 슬링(sling) 조립체의 후크(hook)를 삽입하기 위해 프레임의 상부 코너에 위치된 4개의 코너 리프팅 점(27)(도 3, 7, 8, 9)을 포함한다. PH20CP 시스템의 여러 동작 기계 성분 및 서브-시스템은 PH20CP 시스템(72)의 성분의 주기적인 검증 및 유지보수를 위한 여러 시스템 구획으로 침투할 수 있도록 여러 액세스 패널 유닛 뷰(1, 2, 3, 4(도 1) 및 (33a, b, c, d, e, f, g, h)(도 3))를 구비하는 직사각형 형상의 캐비닛(31 (도 3, 7, 8, 9) 내에 둘러싸이고 차폐된다. 유닛 뷰(3 및 4(도 1) 및 33a 내지 h(도 3))에 도시된 PH20CP 시스템(72)의 측벽은 두 측벽에서 대칭적인 이중 액세스 패널을 구비한다. 이것은 캐비닛(31)의 양측의 여러 동작 구획에 액세스가능성을 가능하게 하는 것에 의해 액세스 및 유지보수를 더 용이하게 할 수 있다.

선호되는 실시예에서, PH20CP 시스템(72)의 프레임(18) 및 전체 캐비닛(31)은 염분을 포함하는 해수에 근접하여 위치된 현장에 또는 앞바다 해상 영역과 같은 마모 환경에서 사용될 때에도 금속 표면이 녹의 누적, 부식 및 열화(deterioration)되는 것을 방지하기 위하여 바람직하게는 스테인레스 강 또는 알루미늄으로 구성된다. 대안적인 실시예에서 그러나 이 실시예로 제한되지 않는 실시예에서, 에폭시로 코팅된 내성 스틸 프레임(18) 및 캐비닛(31) 유형의 구성이 또한 사용될 수 있다. 그리하여, PH20CP 시스템(도 1 유닛 뷰(1, 2, 3 및 4))은 이 프레임 구조물(18)(도 3, 4, 7, 8, 9)에 의해 잘 지지되어 모든 환경 및 장소에서 개선된 및 보장된 휴대성으로부터 이익을 얻을 수 있다. 이것은 물의 소스에 액세스가능성이 없거나 제한되어 있는 여러 일시적 또는 영구적 작업 현장, 원격(remote) 장소 및 원거리(distant) 시설에 용이하게 전달되고 전개될 수 있다.

도 1, 3, 4, 7, 8 및 9에 도시된 바와 같이 프레임(18)은 성분을 검증하고 루틴 유지보수 체크 및 수리를 수행하기 위하여 개방되어 PH20CP 시스템의 전체 캐비닛(31)(도 3, 7, 8, 9), 제어 및 전기 패널(28, 29, 63)(도 3, 4, 7, 8, 9)에의 액세스를 용이하게 할 수 있다. 그러나 대안적인 실시예에서, 전체 프레임(18) 및 캐비닛(31)은 PH20CP 시스템 및 그 동작 성분 및 서브-시스템, 예를 들어, 제습 로터/휠 조립체, 마이크로파 재활성화 시스템, 공기 처리 및 조화시스템 뿐만 아니라 도 1 내지 9에 도시되고 설명된 바와 같이 제어 및 전기 패널을 수용하도록 설계되고 적응될 수 있는 인클로저를 캡슐화하고 형성할 수 있는 외부 쉘 또는 벽으로 커버될 수 있는 것으로 이해된다.

이러한 인클로저의 구성은 PH20CP 시스템이 동작될 것이 요구될 수 있는 위치에 따라 안전 상의 이유로 PH20CP 시스템 성분에 추가적인 보호 및 제한적인 액세스를 명확히 제공할 수 있다. PH20CP 시스템의 프레임(18) 및 캐비닛(31)을 둘러싸고 구성된 이 인클로저(미도시)는 PH20CP 시스템 기능에 적응하도록 설계될 수 있다. 이 새로운 기술의 사용을 더 정교하게 하기 위해; PH20CP 시스템의 도 1의 유닛 뷰(1, 2, 3 및 4)의 전개 및 동작은, 임의의 기후 또는 환경 조건에서, 궁극적으로 물을 생산하기 위하여 최대 수증기 추출을 제공하는 것을 보장할 수 있다.

게다가, 제습 로터/휠 기술 7과 같은 PH20CP 시스템에 효과적인 및 효율적인 성분 및 서브시스템을 병합하는 것에 의해, 재활성화 공정(9)(도 2, 4, 5, 6) 내 마이크로파 재활성화 시스템(36) 및 응축 공정(15)(도 2, 4, 6) 내 공기 처리 및 조화 시스템(61)은, 물 생산 시스템의 성능 및 능력을 손상시킴이 없이 제습 로터/휠 기술을 사용하는 동안 전기 전력 요구조건 및 소비량을 엄청나게 감소시킬 수 있게 한다. 재활성화 공정(9)의 일부로 마이크로파 재활성화 시스템(36)을 이렇게 중요하게 추가하는 것은, 전력 공급 가능성이 제한된 영역, 응용 및 현장에서도 수증기를 유용한 물로 효과적으로 변환하는데 PH20CP 시스템(72)의 이익과 장점을 손상시킴이 없이 상당한 에너지 감소 및 절감을 가능하게 한다.

PH20CP 시스템(72)을 참조하면 내부 구성(도 2, 4, 5, 6)은 PH20CP 시스템(72)(도 1)의 공정, 서브-시스템 및 성분을 도시한다. 여기에는 제습 로터/휠 조립체(7)를 구비하는 추출 처리부(6), 마이크로파 가열 챔버(35) 및 재활성화 가열 코일(34)을 포함하는 마이크로파 재활성화 시스템(36)을 구비하는 재활성화 처리부(9)가 포함된다. 마지막으로 압축기(59)(도 4, 6), 응축기 코일 조립체(58)(도 4, 6), 배기 팬 및 모터 조립체(61)(도 4, 6, 8, 9), 계측 밸브(64)(도 4, 6), 및 성분(미도시)에 링크된 증발기의 냉각 코일 조립체(14)를 포함하는 공기 처리 및 조화 시스템(61)의 분할된 설계를 구비하는 응축 처리부(15)가 있다. PH20CP 시스템(72)의 공정 공기흐름(11a, b, c 및 d)(도 2)은 공정 출구(17)(도 2, 3, 4, 6, 7 및 9)에 위치된 높은 정적 직접 구동 축방향 유형 블로어 및 모터 조립체(16) (도 2, 4, 6, 7)에 의하여 유지된다.

(PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템(72)의 공정 및 동작이 이제 보다 상세히 설명된다. 주변 공기흐름(11a)(도 2, 4, 6)은 높은 정적 직접 구동 축방향 유형 블로어 및 모터 조립체(16)(도 2, 4, 6 및 7)에 의하여 공정 입구(5)(도 2, 3, 4, 6, 7, 9)로 인출된다. 이 높은 정적 블로어 및 모터 조립체(16)는 공정 출구(17)(도 2, 3, 4, 6, 7, 9)에 위치되고 PH20CP 시스템(72)을 통해 공기흐름 압력 및 속도를 모두 유지한다. 공정 공기흐름(11a, b, c, d)(도 2)은 이후 주변 공기에 있는 수분/수증기의 수집 및 보유를 수행하도록 의도된 추출 공정(6)(도 2, 4, 5, 6)이라고 불리는 제1 부분을 통해 인출된다.

제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 5, 6) 구성은, 수증기를 수집하고 보유하는 실리카겔이 함침된 제습 코어 물질(8)(도 2)을 포함한다. 최종적으로 건조한 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5, 6)은 재활성화 공정(9)(도 2, 4, 5 및 6)이라고 불리는 제2 부분으로 인출된다. 재활성화 공정(9)에서, 이 건조한 공기흐름은 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 2, 4, 5 및 6)의 재활성화 가열 코일(10) 부분과 접촉하고 이에 의해 가열된다. 마이크로파 재활성화 시스템(36)은 마이크로파 가열 챔버(35) 및 분리된 시리즈의 중공의 구불구불한(serpentine) 코일 조립체(도 4, 5, 6)를 각각 구비하는 재활성화 가열 코일(10)(도 2, 4, 5, 6); 코일을 통해 흐르는 내부 가열된 열 유체(미도시)를 구비하는 유리 세라믹 34 및 금속 10으로 구성된다.

이들 코일 조립체(34 및 10)(도 4, 5, 6)는, 분리되어 있지만 폐쇄 루프 회로의 일부로 2개의 순환 펌프(43)(도 4, 5, 6)에 의하여 상호 연결된다. 하나의 유리-세라믹 코일 조립체(34)(도 4, 5, 6)는 재활성화 처리부(9)(도 2, 4, 5, 6) 위에 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5, 6) 내에 별개로 위치되고 구성된다. 다른 금속 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5, 6)는 건조한 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5 및 6)의 경로 내에 직접 재활성화 공정(9)(도 2, 4, 5, 6)에 위치되고 구성된다. 열 유체(미도시)는 마이크로파 가열 챔버(35) 내 유리-세라믹 코일 조립체(34)를 통해 재활성화 처리부(9) 내 금속 코일 조립체(10)로 펌핑될 때 과열된다.

재활성화 공정(9)의 금속 코일 조립체(10)에서 펌핑된 열 유체(미도시)로부터 복사된 높은 열은 건조한 공기흐름(11b)으로 전달되고, 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4 및 6) 내 제습 코어 물질(8)과 접촉하기 전에 공기흐름 온도를 상당히 상승시킨다.

과열된 건조한 공기흐름(11b)이 제습 로터/휠 조립체(7) 및 천공된 제습 코어 물질(8)을 통과하여 시스템을 통해 인출될 때, 이 공기흐름은 수분 함유 제습 코어 물질(8)을 효과적으로 비활성화하고, 모든 수증기를 다시 더운 공기흐름(11c)(도 2, 4 및 6)으로 방출할 수 있게 한다. 이 수분 포화된 더운 공기흐름(11c)(도 2, 4, 6)은 이후 제습 로터/휠(7) 및 코어 물질(8)(도 2, 4, 6)을 떠나 인출되어, 응축 공정(15)(도 2, 4 및 6)이라고 불리는 제3 부분을 통해 수증기를 전달한다. 응축 처리부(15)에서, 수분 포화된 더운 공기흐름(11c)은 공기 처리 및 조화 시스템(61)(도 4 및 6)의 증발기의 냉각 코일 조립체(14)(도 2, 4, 6), 부분을 통과하여 수증기를 전달한다. 습한 공기흐름 온도는 신속히 냉각되고 최종적으로 응축물을 생성하여 물(70)(도 4 및 6)로 변환된다. 이 물(70)은 증발 냉각 코일 조립체(14) 바로 아래에 위치된 베이스 퍼널(base funnel)(미도시)로 중력에 의해 공급되고, 이후 PH20CP 시스템(72)의 베이스에 위치된 시스템 저장소(48)(도 4, 6) 쪽으로 아래쪽으로 물 스트림을 향하게 한다. 선호되는 실시예에서, 물(70)로 변환되는 응축물은 응축 처리부(15) 바로 아래에서 일어나는 물 위생 처리 공정을 통과한다.

이 물 위생 처리 공정은 응축 처리부(15)(도 2, 4 및 6) 내 증발기의 냉각 코일 조립체(14) 바로 아래에 위치된, 오염 제거를 위한 활성 카본 필터(39) 및 자외선(UV) 램프 조립체(40)(도 4, 6)를 병합한다. 이것은 임의의 존재하는 오염물, 입자 및 박테리아를 제거하고 파괴하여 최종적으로 위생 처리된 깨끗한 음료용 물을 제공하는 것을 보장할 수 있다. 선호되는 실시예에서, 물 위생 처리 공정을 구성하는 카본 필터(39) 및 자외선 UV 램프 조립체(40)(도 4, 6)와 같은 성분은 캐비닛(31)의 액세스 패널(33f)(도 3) 중 하나를 통해 액세스가능하다. 이들 성분은 또한 최종적으로 음료용 물을 사용하여야 할 때 PH20CP 시스템의 물 세정(cleansing) 및 정화 능력을 유지하고 최적화하기 위하여 대체가능하다. 대안적인 실시예에서, 다른 물 세정 필터는 환경 요구조건에 따라 사용될 수 있다.

선호되는 실시예에서, 단일 또는 중첩된 트윈(twin) 카본 필터(39) 팩(pack)이 산업용 램프 및 튜브 구성을 포함하는 "고출력 살균 UV" 유형의 램프 조립체(40)(미도시)와 연결되게 설치된다. 이 고출력 살균(UV) 자외선 램프 조립체(40)는 넓은 온도 스펙트럼에 걸쳐 높은 (UV) 자외선 출력을 제공하며, PH20CP 시스템(72) 내 동작에 필요한 긴 동작 수명 및 우수한 살균력을 제공한다. 이 UV 램프 조립체(40)는 상이한 사이즈로 이용가능하고 단일 변환기 또는 높은 전압 변환기 매체를 통해 시리즈로 동작될 수 있다.

수증기가 없는 처리된 및 조화된 건조한 공기흐름(11d)(도 2#, 도 2, 4, 6)이 이후 공정 출구(17)(도 2, 3, 4, 6, 7, 9)에 위치된 높은 정적 직접 구동 축방향 블로어(16)(도 2, 4, 6, 7)를 통해 인출되어, 주변 대기로 방출된다. 이 처리된 공기흐름(11d)은 유용한 부산물이고, 이는 인클로저 또는 공간의 공기 조화에 사용될 수 있다. 전자 제어 패널(PLC) 또는 보다 구체적으로 프로그래밍가능한 논리 제어기(29)(도 3, 4, 7, 8, 9)는 모든 성분을 포함하는 여러 PH20CP 서브-시스템의 동작을 지배하고 동기화하는 일을 담당한다.

PLC 제어 패널(29)은 또한 PH20CP 시스템(72)의 2개의 메인 동작 성분인 제습 로터/휠 조립체(7) 및 회전 모터 조립체(12)(도 2, 4, 6)의 동작을 지배한다. 전기 패널(63)(도 7, 8, 9), (PLC) 프로그래밍가능한 논리 제어기(29)(도 3, 4, 7, 8, 9), 및 플러그인 전력 케이블 커넥터 패널(28)(도 3, 4, 7, 9)은 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 설계 내수성(water resistant) 보호 인클로저에 수용된다. PLC 패널(29)은 힌지로 연결된 리드(lid) 및 이 리드의 부착 및 타이트한 밀봉을 위해 여러 점에서 나사 유형 패스너 및 앵글을 구비한다. 전기 패널(63), PLC 패널(29) 및 플러그인 전력 케이블 커넥터 패널(28)의 보호 유형 인클로저는 PH20CP 시스템(72)의 여러 동작 환경에 적응하도록 설계될 수 있다. 선호되는 설계에서, PLC 패널(29), 전기 패널(63), 및 플러그인 전력 케이블 커넥터 패널(28)은 스테인레스 강 또는 알루미늄으로 구성된다.

도 2, 3, 4, 5, 6을 참조하면, PH20CP 시스템(72)의 제습 로터/휠 조립체(7)는 직사각형 박스 형상의 캐비닛(31)(도 1, 3, 7, 8, 9)에 수용되고, 크로스 부재(cross member)(미도시) 상에 지지되는 패널(33c)(도 3)을 통해 액세스가능하다.

선호되는 실시예에서, 캐비닛(31)은 부식에 저항하는 스테인레스 강으로 구성되거나 내구성 있는 저항성 에나멜로 코팅된 용접된 알루미늄으로 구성되거나 또는 공기-건조된 폴리우레탄 내부식성 페인트로 구성된다. 캐비닛(31)(도 1, 3, 7, 8, 9)은 도시된 바와 같이 상부 및 하부 벽, 전방 및 후방 이격된 벽 및 대향하는 측벽을 포함한다. 하부 벽에 인접한 도 1의 유닛 뷰(1, 2, 4)(도 3, 7, 9)에 도시된 바와 같이 전방 벽은 공기 공정 입구(5)(위)(도 2, 3, 4, 6, 7, 9), 및 공기 처리 출구(17)(아래)(도 2, 3, 4, 6, 7 및 9)를 구비한다. 공정 입구(5)는 주변 공기(11a)(도 2, 3, 4, 6, 7, 9)를 추출 처리부(6)(도 2, 4, 5, 6), 및 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 5 및 6)를 통해 PH20CP 시스템(72)으로 흐르게 한다. 선호되는 실시예에서, 공정 입구의 유입구(intake)에는, 추출 처리부(6)(도 2, 4, 5, 6)로 들어가 제습 로터/휠(7)의 천공된 제습 코어 물질(8)(도 2)을 통해 흐르기 전에 주변 공기에 있는 부유하는 오염물 또는 먼지 입자를 제거하는 입구 필터(5a)(도 2)가 설치될 수 있다.

필터를 설치하면 장기간 노출되는 경우 성능 및 전체 동작 PH20CP 시스템(72)에 영향을 미칠 수 있는 먼지 입자들이 PH20CP 시스템(72) 내에 누적되는 것과 제습 로터/휠 코어 물질(8)(도 2)이 막히는 것을 방지할 수 있다.

선호되는 실시예에서, 공정 입구(5)의 필터(5a)는 세척가능한 금속 메쉬 필터이고, 먼지 입자를 세정하고 린싱(rinsing)하기 위해 제거되고 재설치될 수 있다. 또한 뷰(2)(도 1)에 도시된 바와 같이, 전방 벽은 또한 공정 출구(17)의 건조한 공기 방출(11d)를 구비한다. 이 방출된 공기흐름(11d)은 PH20CP 시스템(72)이 인클로저 또는 공간을 기후 조건에 맞추는데 사용될 수 있는 건조하며 조화된 공기를 부산물로 제공할 수 있게 한다. 공정 출구(17)에는 공정 출구(17)에서 공기 흐름을 선택적으로 제한하는 적어도 하나(1) 이상의 회전 루버(louver)를 포함하는 수동으로 동작되는 댐퍼 조립체(미도시)가 설치될 수 있다. 이러한 특징을 사용하면 공기 압력 및 온도를 모두 증가시킬 수 있어서 재활성화 처리부(9) 내에 더 많은 열 보유를 가능하게 하여 제습 로터/휠(7) 및 코어 물질(8)의 효율을 증가시킬 수 있다. 온도 상승은 응축 처리부에서 수증기의 방출을 가속시키고 제습 코어 물질(8)을 건조시켜 추출 처리부(6)로 다시 회전할 때 동작 사이클을 재개할 수 있게 한다. 그리하여, 기후 조건에 따라, PH20CP 시스템(72)에 있는 이 기계적인 특징은 제습 로터/휠(7) 내 제습 코어 물질(8)이 더 많은 양의 누적된 수분을 방출하게 하여 필요한 물 생산 능력을 증가시킬 수 있다는 점에서 유리할 수 있다. 선호되는 실시예에서, 일정한 공기흐름(11a, b, c, d), 및 압력은 케이싱에 설치되고 고정되는 공정 출구(17)에 위치된 전기 모터(미도시)(도 2, 4, 6, 7)에 의해 구동되는 하나(1)의 높은 정적 직접 구동 축방향 유형 블로어(16)에 의하여 제공되고 유지된다.

공정 출구(17)의 높은 정적 직접 구동 축방향 블로어(16)는 PH20CP 시스템(72)의 공정을 통해 처리되고 조화될 인클로저 또는 공간으로 직접 인출되는 건조한 조화된 공기흐름(11d)의 방출을 가능하게 한다. 공정 출구(17)에는, 요구될 때 공정 출구(17)(건조한 조화된 공기 공급(11d))에서 인클로저 또는 공간으로 공기 흐름을 선택적으로 제한하는 적어도 하나(1) 이상의 회전 루버를 포함하는 수동으로 동작되는 댐퍼 조립체(미도시)가 설치될 수 있다.

대안적인 실시예에서, 더 큰 공기흐름 및 압력을 구비하는 더 큰 PH20CP 시스템(72)의 설계가 물 생산 능력을 증가시키는데 요구되는 경우, 2개(2) 의 높은 정적 직접 구동 축방향 유형 블로어, 즉 공정 입구(5)에 위치된 블로어 및 공정 출구(17)에 위치된 다른 블로어가 설치될 수 있다. 이러한 설계는 더 큰 시스템을 설계할 때 2개의 블로어 중 하나가 동작을 중지하는 경우에도 시스템 연속성 및 중복성(redundancy)뿐 아니라 증가된 공기흐름 및 압력 요구조건이 유지될 수 있는 것을 보장할 수 있다.

그러나 PH20CP 시스템(72)의 높은 정적 직접 구동 축방향 유형의 블로어(16)를 구동하는 전기 모터(미도시)는 반드시 전기 유형 모터일 필요는 없는 것으로 이해된다. 대안적인 실시예에서, PH20CP 시스템(72)의 공정의 높은 정적 축방향 블로어(16)를 구동하는 동일한 작업 달성하는데 사용될 수 있는 설계된 및 승인된 유압, 공압 또는 스팀으로 구동되는 모터가 설치될 수 있다. 공정 출구(17)의 공급 포트는 조화된 건조한 공기를 처리될 특정 타깃 영역으로 분배하도록 유연성이 있거나 강성의 덕트를 수용하도록 적응된 연장부를 구비한다. 도 1의 유닛 뷰(1, 3, 4)(도 3, 8, 9)에 도시된 바와 같이, 각 측벽은 캐비닛(31)의 양측에 대칭적으로 구성된 외부 액세스 패널(33a 내지 h)을 구비하고, 볼트 및 클립 너트 조립체(미도시)를 구비하는 캐비닛에 부착될 수 있거나 또는 임의의 공기 분배 덕트 또는 전기 전력 공급 케이블을 해체하거나 분리할 필요 없이 서비스 및 유지보수 동안 손쉬운 액세스를 위해 패널을 개방하고 잠금 해제(unlock)하는 래치 조립체(미도시)를 구비할 수 있다. 이들 여러 패널(33a 내지 h)은 PH20CP 시스템(72)의 동작 서브-시스템 및 관련된 성분, 예를 들어; 추출 처리부(6), 제습 로터/휠 조립체(7), 재활성화 처리부 성분(9), 필터링 및 오염 제거 패키지(39 및 40)을 포함하는 응축 처리부(15) 성분을 수용하는 모든 유닛 구획에 신속한 액세스를 가능하게 한다.

이들 액세스 패널 모두는 여러 동작 서브-시스템 및 성분을 포함하나 이들로 제한되지 않는 시각적 검사를 가능하게 하기 위해 작은 윈도우(미도시)를 구비하게 설계될 수 있다. 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 5, 6)와 관련하여, 이 조립체는 제습 로터/휠 조립체(7)(도 4 및 6)의 선단(forward) 및 후부(aft)에 위치된 도 4, 6에 도시된 2개의 내부 벽(미도시) 사이, 액세스 패널(33c)(도 3) 내 캐비닛(31)(도 3) 내에 장착된다.

제습 로터/휠 조립체(7)는 롤러 베어링(2) 조립체(41) 세트(도 6) 위에, 즉 제습 로터/휠(7)이 회전 및 동작하는 동안 안착하는 제습 로터/휠 조립체(7)(도 6)의 베이스 양측에 하나씩 지지되는 제습 로터/휠(7)을 포함한다.

선호되는 실시예에서, 길이방향 축을 따라 제습 로터/휠 조립체(7)를 회전 구동하는 전기 구동 회전 모터(12)(도 2, 4, 6)가 있다. 전기 구동 회전 모터는 하우징(미도시) 내에 캡슐화된다. 일부 응용에 적응된 대안적인 설계에서, 전기 구동 회전 모터는 구동 모터를 냉각시키는 내부 환기 팬을 포함할 수 있다. 선호되는 실시예가 전기 구동 회전 모터(12)의 사용을 기술하고 있으나, 다른 대안적인 실시예에서, 구동 회전 모터(12)는 동일한 기능을 수행하기 위하여 전력이 공급되거나 공압적으로 또는 유압적으로 구동될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 전기 구동 회전 모터(12)는 자가 장력 구동 벨트(13) 배열(도 2, 4 및 6)을 구동하는 기어박스(미도시)에 의하여 제습 로터/휠 조립체(7)에 연결된다. 기어박스(미도시)는 구동 모터 속력을 감소시켜 지정된 제습 로터/휠 조립체(7) 회전이 달성될 수 있게 한다. 선호되는 실시예에서, 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 5, 6)는 시간당 8 내지 10회의 완전 회전 사이에서 동작하도록 구동된다. 회전은 제습 코어 물질(8)의 유형, 제습 로터/휠(7)의 직경 및 두께, 및 사용될 수 있는 특정 응용 분야에 따라 변할 수 있다. 전기 구동 회전 모터(12)는 전기 케이블에 의하여 정션 박스(미도시)에 연결된다. 정션 박스 전기 케이블은 프레임(18)의 베이스 길이방향 빔(69a)을 통해 캐비닛(31) 내 아래로 전기 도관(미도시)을 통해 연장하고 외부 요소로부터 보호하기 위해 PLC 프로그래밍가능한 논리 제어 패널(29)에 연결된 수직 포스트(23) 위로 연장한다.

이 전기 도관(미도시)은 PH20CP 시스템의 절연된 전기 케이블 및 와이어(미도시)를 수용한다. 대안적인 실시예에서, 전기 도관 시스템은, 전기 케이블을 수용하고 와이어 배선은 유닛 프레임(18)에서 외부에 설계되고 수용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 도 2에서 최상으로 도시된 바와 같이, 제습 로터/휠 조립체(7)는 외부 금속 쉘 또는 케이싱 및 제습 물질(8)인 단일 코어를 포함한다. 선호되는 실시예에서 제습 로터/휠(7)의 외부 케이싱 또는 쉘은 알루미늄으로 만들어지지만, 대안적인 실시예에서 다른 합금 또는 금속이 또한 제습 로터/휠(7)의 외부 쉘 또는 케이싱의 제조에 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 도 2에서 8로 도시된 제습 물질의 코어는 천공되고, 작은 균일한 터널 또는 채널에 벌집 형상의 벽을 구비하는 것으로 만들어진 매트릭스를 구비한다. 이들 작은 균일한 터널은 3개의 공정; 추출(6), 재활성화(9) 및 응축(15)을 통해 이동하는 공정 공기흐름(11a, b, c, d)의 축과 평행하게 연장한다. 제습 코어 물질(8)(도 2), 터널 벽은 비-금속성, 비-부식성 불활성 복합물(composite)로 구성된다. 벽은 직경이 적어도 5미크론(micron)인 개구를 구비하는 압출된 섬유유리 페이퍼 섬유로 만들어지고, 선호되는 실시예에서 실리카겔일 수 있으나 이로 제한되지 않는 고체 제습 유형 물질로 코팅/함침된다. 반복된 온도 변동 및 수분 보유 및 방출 사이클에 견딜 수 있는 다른 유형의 제습 물질을 포함하는 분자체(molecular sieve)와 같은 물을 오염시키지 않는 다른 제습 물질이 사용될 수 있다. 제습 유형의 물질은 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어(8)(도 2)를 통해 균일하게 확산된다.

추출 공정(6)에서, 제습 코어 물질(8)(도 2)의 증기 수분 함량은 매우 낮아서 건조하여 부유하는 수증기를 유인하여 수착(sorption)이라고 불리는 공정 입구(5)의 공기흐름(11a)으로부터 이를 추출한다. 이 처리부에서 제습 코어 물질(8)은 수분이 있는 습한 주변에서 유입되는 공정 입구(5)의 공기흐름(11a)에 비해 매우 낮은 증기 압력/매우 낮은 수분 농도를 구비한다. 그 반대로, 재활성화 처리부(9)에서, 제습 코어 물질(8)은 소위 탈착(desorption)을 통과할 때 누적된 수증기를 더운 건조한 공정 공기흐름(11b)으로 방출한다.

이것은, 생성된 조건 하에서, 제습 코어 물질이 공정 공기흐름(11b)에 비해 높은 증기 압력/높은 수분 농도를 구비하는 것으로 인해 가능하게 된다. 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 5, 6)는 길이방향 축에 대해 연속적으로 회전하며, 추출(6), 재활성화(9) 및 응축(15) 공정을 지나 지속하는 사이클의 일부로 다시 되돌아가며 수착 및 탈착 작업을 수행하는 것으로 인해 활성 성분인 것으로 고려된다. 추출(6) 및 재활성화(9) 공정과 같은 높은 압력으로부터 낮은 증기 압력으로 교번하는 사이클은 PH20CP 시스템(72)에 주변 공기흐름(11a, b, c, d)(도 2)으로부터 수증기의 엄청난 양을 흡수하고 방출하는 능력을 제공한다. 선호되는 실시예에서, PH20CP 시스템(72)은 재활성화 처리부(9) 내에 위치된 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 2)으로 식별된 서브-시스템의 재활성화 가열 코일(10) 부분에 의해 가열된 재활성화 공정(9)의 공기흐름(11b)을 사용한다.

이 가열된 재활성화 공정(9)의 공기흐름(11b)은 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2) 내 제습 코어 물질(8)을 탈자화한다. 제습 코어 물질(8)은 높은 온도로 가열될 때 수증기를 보유하는 능력을 잃어서 이 수증기를 다시 공정 공기흐름(11c)으로 방출한다. 제습 로터/휠(7)에서 수분의 제거는 증기 상태에서 일어나기 때문에, 액체 응축물이 없다. 그리하여, PH20CP 시스템(72)은 공정 공기흐름(11a)의 이슬점이 영하인 경우에도 추출 공정(6)의 공기흐름(11a)으로부터 수증기를 계속 추출할 수 있다. 그 결과, 종래의 수분 추출 시스템에 비해, PH20CP 시스템(72)은 훨씬 더 동작이 다양하고, 전세계에 있는 여러 환경 및 기후 조건에서 완전히 기능하고 완전히 적응할 수 있다. 선호되는 실시예에서, PH20CP 시스템(72) 내에 설치되고 사용된 제습 로터/휠 조립체(7)는 승인된 장비 성능 사양 및 산업 표준을 충족하는 임의의 승인된 제습 로터/휠 제조사에 의해 구성되고 공급될 수 있다.

선호되는 실시예에서, 재활성화되거나 재생성된 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2)의 제습 코어 물질(8) 부분은 캐비닛(31)에 장착된 V자 형상의 파티션 부재(도 2)에 의해 분할된다. 이 V자 형상의 파티션 부재는 제습 로터/휠 조립체(7)의 재활성화 처리부(9)(도 2)를 한정하는 제습 코어 물질의 나머지 부분으로부터 제습 로터/휠(7) 코어 물질(8)의 대략 1/4(one-quarter)의 파이 형성된 부분(pie-shaped section)을 분리한다.

제습 로터/휠(7)의 코어 물질(8)(도 2)의 나머지 대략 3/4(three-quarter) 부분은 제습 로터/휠 조립체(7)의 추출 처리부(6)(도 2)를 한정한다. 선호되는 실시예에서, 제습 로터/휠 조립체(7)의 재활성화 공정(9) 부분은 제습 로터/휠 조립체(7)의 표면 제습 코어 물질(8) 영역 중 1/4 내지 1/3을 커버할 수 있다. 대안 실시예에서, 추출(6) 및 재활성화(9) 공정은 표면 제습 코어 물질 영역의 1/2(50%)를 각각 커버할 수 있다. PH20CP 시스템(72)의 동작 동안, 추출 처리부(6 도 2) 및 재활성화 처리부(9)(도 2)를 한정하는 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어 물질(8) 부분은 일정하게 변한다. 이것은 회전 벨트(13)(도 2)에 의해 링크된 전기 구동 회전 모터(12)(도 2)에 의하여 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2)의 회전 결과로 발생한다.

따라서, 추출 공정(6)의 공기흐름(11a)(도 2)에 노출되는 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어 물질(8) 부분은 추출 처리부(6)(도 2)를 한정하고, 마찬가지로, 재활성화 공정(9)의 공기흐름(11b)(도 2)에 노출되는 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어 물질(8) 부분은 재활성화 처리부(9)(도 2)를 한정한다. 이들 2개의 공정으로부터 공기흐름(11a 및 11b)만이 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어 물질(8)에 도입되어, 증기 수착 및 탈착 반응을 유도한다. 응축 처리부(15)(도 2)는 공정 공기흐름(11c)의 더운 수증기를 응축시켜 최종적으로 방출 공정의 공기흐름(11d)(도 2)에서 처리 및 조화된 물(70)(도 4, 6)로 변환하는 일만을 한다.

제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 5, 6), 코어 물질(8)(도 2)의 표면 영역, 추출 공정(6)(도 2, 4, 5, 6)의 3/4(75%) 부분을 통과하면, 공기흐름(11a)(도 2, 4, 5, 6)은 공정 입구(5)(도 2, 3, 4, 6, 7 및 9)를 통해 인출된다. 수분을 제습 코어 물질(8)(도 2)로 전달하면, 공정 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5, 6)은 순환 과열된 열 유체(미도시)를 포함하는, 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 4, 5, 6)의 일부인 재활성화 가열 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5, 6)로 식별된 금속 코일 조립체를 통해 재활성화 처리부(9)(도 2, 4, 5, 6)로 인출될 때 그 경로를 지속한다. 이 건조한 및 가열된 공정 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5, 6)은 이후 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 5, 6), 코어 물질 표면(8)(도 2)의 V자 형상의 1/4(25%) 부분을 통해 다시 통과하여 재지향된 좁은 굴곡된 경로를 통과할 때 그 속도를 증가하여 인출된다. 수증기로 포화된 제습 코어 물질(8)(도 2)의 이 부분은, 이 증기를 다시 건조한 가열된 공정 공기흐름(11b)(도 2, 4, 6)으로 방출하며 이는 통과될 때 제습 코어 물질(8)(도 2)을 탈자화된다. 이제 수증기로 포화되어 제습 코어 물질(8)(도 2)을 떠나는 공정 공기흐름(11c)(도 2, 4, 6)은 응축 처리부(15)(도 2, 4, 6)를 통과하고, 여기서 수증기가 신속히 냉각되고, 응축되어 물 방울(70)(도 4, 6)로 변환되어, 유닛 베이스 저장소(48)(도 4 및 6)로 아래쪽으로 퍼넬링(funneled)된다. 다시 한번 건조되고 조화된 최종 공정 공기흐름(11d)(도 2, 4, 6)은 이후 공기흐름 방출 공정 출구 1(도 2, 3, 4, 5, 7, 9)에 위치된 높은 정적 직접 구동 축방향 블로어(16)(도 2, 4, 6, 7, 9)에 의하여 배출된다.

따라서 길이방향 축에 대해 회전할 때 PH20CP 시스템(72)을 통해 단 하나의 공정 공기흐름(11a 내지 11d)만이 통과할 수 있으나 제습 로터/휠 조립체(7) 및 코어 물질(8)(도 2, 4, 5, 6)은 완전히 분리된 공정; 추출 공정(6), 재활성화 공정(9) 및 응축 공정(15)에 노출되는 것으로 이해된다. 외부 쉘 림(rim)의 극단(extremity)에 및 V자 형상의 파티션 부재(미도시)의 에지에 제습 로터/휠 조립체(7)(도 5, 6)의 선단(fore) 및 후부에 장착된 압력 밀봉부(2)(42)(도 5, 6)는, 3개의 공정 추출(6), 재활성화(9), 응축(15)을 완전히 분리하여 PH20CP 시스템(72)의 캐비닛(31)(도 1, 3, 7, 8 및 9)에 위치된 3개의 동작 처리부 내에 임의의 가능한 공기 또는 수분 교차 누설을 제거하도록 제공된다. 선호되는 실시예에서, 프레임(18)(도 3, 4, 7, 8, 9)은 접지로 사용될 수 있으나, 다른 실시예에서, 전기 접지를 포함하는 대안적인 접지 시스템이 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 도 2, 4, 5, 6을 참조하면, H20CP 시스템의 동작 서브-시스템; 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 4, 5, 6) 및 공기 처리 및 조화 시스템(61)(도 4, 6)이 이제 보다 상세히 설명된다. 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 4, 5, 6)은 PH20CP 시스템(72) 내 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 6), 코어 물질(8)(도 2)을 재생성하고 재활성화하는 수단을 제공한다. 선호되는 실시예에서, 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 4, 5, 6)의 일부로 마이크로파 성분 및 고전압 부분(49)(도 5)을 포함하는 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5, 6)는 개선된 동작 안전을 위해 및 유해한 노출을 방지하기 위해 방폭 유형의 케이싱으로 캡슐화된다.

대안적인 실시예에서, 이들 동일한 성분은 동작하는데 안전한 것으로 고려될 수 있는 산업 표준 케이싱 내에 설치될 수 있다. 이 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 4, 5, 6)은 물질 및 유체를 통과하여, 내부 분자를 신속히 여기시켜, 원자 운동을 야기하여 열을 생성하는 전자기 RF 파를 생성하는 것에 의해 열을 생성한다. 선호되는 실시예에서, 이 열을 저장하고 전달하는데 사용되는 매체(medium)는 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 4, 5, 6)의 폐쇄 루프 회로의 중공 코일 조립체(34 및 10)(도 5)에 위치된 합성 열 유체(미도시)이다. 이 유체는 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5 및 6) 아래 분리된 구획에 위치된 공급 펌프(43a)(도 4, 5, 6)에 의하여 이동된다. 열 유체는 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5, 6)에 위치된 제1 시리즈의 평행한 유리 세라믹 코일 조립체(34)(도 4, 5, 6)를 통과하여 흐르며, 여기서 유체 분자는 전자기파에 노출되어 처리되고 여기되어, 열 유체(미도시) 내에 높은 온도 상승 및 열 생성을 야기한다.

이 과열된 열 유체는 이후 재활성화 처리부(9)(도 2, 4, 5 및 6)라 불리는, 공정 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5, 6)의 경로에 바로 아래에 있는 분리된 구획에 위치된, 제2 시리즈의 평행한 금속 코일(10)(도 2, 4, 5, 6)을 통해 펌핑되고 흐른다. 열은 재활성화 처리부(9)(도 2, 4, 5, 6) 내 시리즈의 평행한 금속 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5, 6) 내 더운 열 유체(미도시)로부터 공정 공기흐름(11b)으로 전달되고, 금속 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5 및 6)의 표면과 접촉하며 지나갈 때 공정 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5, 6)의 온도를 실질적으로 상승시킨다. 이 가열된 재활성화 공정(9)(도 2, 4, 5, 6)의 공정 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5, 6)은 이후 통과할 때 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 6) 내 천공된 제습 코어 물질(8)(도 2)을 비활성화시키는데 사용된다. 이 건조한 및 가열된 공정 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5, 6)은 PH20CP 시스템(72) 내 캐비닛(31)(도 4, 6)의 공정 공기흐름 공기 터널을 통해 다시 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 6)로 재지향되고, 여기서 제습 코어 물질(8)(도 2)에 탈자화 효과를 제공한다. 이 처리된 재활성화 공정(9)(도 2, 4, 5, 6) 및 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5, 6)은 제습 코어 물질(8)이 보유된 누적된 수분을 이 공기흐름에 방출하게 한다.

이 효과는 제습 코어 물질(8)(도 2) 내 증기 압력을 크게 저하시켜, 코어 물질이 추출 처리부(6)(도 2, 4, 5 및 6)로 다시 회전할 때 수분 보유 또는 수착 능력을 재시작하게 한다. 더운 및 수분 포화된 공정 공기흐름(11c)(도 2, 4, 6)은 공기 처리 및 조화를 위해 응축 처리부(15)(도 2, 4, 6)로 인출된다. 선호되는 실시예에서, 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 4, 5, 6)의 전력 생성은 2개의 부분, 즉 제어 부분 및 고전압 부분으로 분할된다. 제어 부분은 프로그래밍가능한 논리 제어기(PLC)(29)(도 3, 4, 7, 8 및 9)이다. PLC(29)는 전력 출력 및 원하는 동작 설정을 제어하고 지배하여, 여러 시스템의 기능을 모니터링하고, 보호 및 안전 디바이스를 연동(interlock)시킨다. 또한 선호되는 실시예에서, 동작 안전을 보장하기 위하여, 고전압 부분(49)(도 5)에 있는 성분은 방폭 등급 하우징에 캡슐화된다. 이들 성분은 전압을 훨씬 더 높은 고전압으로 상승시키는 기능을 한다.

이 고전압은 이후 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5 및 6)에서 마이크로파 에너지로 변환(converted)된다. 일반적으로, 제어 부분(미도시)는 전기기계 릴레이 또는 트라이악(triac)(미도시)이라고 불리는 전자 스위치를 포함한다. 시스템이 일단 턴온되면, 모든 시스템이 "동작하는" 것을 감지하고 프로그래밍가능한 논리 제어기 패널(29) 내 제어 회로는, 릴레이 또는 트라이악을 활성화시켜 전압 경로를 고전압 변환기(50)(도 5)에 생성하는 신호를 생성한다. 이 활성화 신호의 온-오프 비(on-off ratio)를 조절하는 것에 의해, 제어 부분은 고전압 변환기(50)로의 전압 흐름을 지배하여 마그네트론(51)(도 5) 내 튜브의 온-오프 비 및 그리하여 마이크로파 가열 챔버(35)(도 5)로의 출력 전력을 제어한다. 고전압 부분(49)(도 5)에서, 고전압 변환기(50)(도 5)는 특수 다이오드(53)(도 5) 및 커패시터(52)(도 5) 배열과 함께 전압을 마그네트론(51)(도 5)을 위한 극히 높은 고전압으로 증가시키는 역할을 한다. 마그네트론(51)은 수신하는 고전압을 전자기 에너지의 파동으로 동적으로 변환한다. 이 마이크로파 에너지는 이후 도파로(55)(도 5)로 식별된 금속 직사각형 채널로 전달되고, 이 도파로는 마이크로파 에너지 또는 전파를 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5 및 6)로 보낸다.

전체 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5, 6) 내에서 전자기 에너지 또는 전파의 효과적이고 균일한 분배는 모터 조립체(56)(도 5)에 의해 전력 공급된 회전하는 금속 교반기의 블레이드(54)(도 5)에 의해 달성된다. 금속 도관(57)(도 5)은 교반기의 블레이드(54)의 모터 조립체(56)(도 5)에 대한 고전압 부분의 성분(49)(도 5)들 사이의 전기 배선을 수용한다.

선호되는 실시예에서, 높은 내인성(tensile resistant) 유리 세라믹 중공 튜브가 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5 및 6)에 위치된 유리 세라믹 코일 조립체(34)(도 4, 5, 6)의 구조물에 사용된다. 마그네트론(51)(도 5)에 의해 생성된 전자기 에너지 또는 전파는 금속 교반기의 블레이드(54)(도 5)에 의해 분산되어 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5 및 6) 내에 위치된 전체 유리 세라믹 코일 조립체(34)(도 4, 5, 6)와 접촉한다. 이들 중공 코일로 흐르는 히터 유체(미도시)는 이후 이 전자기 에너지로 동시에 노출되어 처리되어 분자 여기, 원자 운동, 250 내지 300℉의 높은 온도 상승 및 열 생성을 야기한다. 이 과열된 유체(미도시)는 사이펀되고 공급 및 리턴 펌프(43)(도 4, 5, 6)에 의하여 추진되어, 재활성화 처리부(9)(도 2, 4, 5 및 6)라고 불리는 아래 구획에 위치된 금속 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5, 6) 내로 및 이를 통해 흐른다.

선호되는 실시예에서, 재활성화 처리부(9)(도 2, 4, 5, 6)에 위치된 금속 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5, 6)의 중공 튜브는 극한 온도 변동에 적응될 수 있고 열을 효과적으로 보유하고 전달할 수 있는 스틸, 알루미늄 또는 다른 높은 내열 금속으로 구성된다. 재활성화 처리부(9)에서 금속 코일 조립체(10)의 튜브의 직경은 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5 및 6)에서 유리-세라믹 코일 조립체(34)의 직경보다 더 작은 것이 중요하다.

또한 선호되는 실시예에서, 재활성화 처리부(9)(도 2, 4, 5, 6)에서 금속 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5, 6)의 코일들 사이의 거리는 더 좁고 실제 코일의 수는 1.5이지만 대안적인 설계에서는 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5 및 6)에 위치된 유리- 세라믹 코일 조립체(34)(도 4, 5, 6)에 비해 코일의 수가 최대 2배 더 많을 수 있다. 이러한 구성은 표면과 접촉하며 재활성화 처리부(9)(도 2, 4, 5 및 6) 내 금속 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5, 6)를 통과할 때 재활성화 공정(9) 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5, 6)으로 더 높은 온도 상승 및 더 효율적인 열 전달 및 분배를 가능하게 한다. 그리하여, 금속 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5, 6)의 타이트하게 이격된 코일 설계는, 열 유체(미도시)로부터 금속 코일로 그리고 마지막으로 재활성화 공정(9) 공기흐름(11b)(도 2, 4, 5 및 6)으로 복사되는 보다 효과적이고 상당한 열 전달을 가능하게 한다. 170 내지 200℉의 재활성화 공정(9) 공기흐름(11b)의 상당한 온도 상승은 재활성화 처리부(9)(도 2, 4, 5 및 6)에서 금속 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5, 6)를 통과할 때 달성된다.

재활성화 공정(9) 공기흐름(11b)의 이 온도 상승은 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 5, 6) 내 제습 함침된 코어 물질(8)(도 2)을 비활성화하여, 건조한 더운 공기흐름(11b)이 제습 함침된 코어 물질(8)을 통과할 때 그 증기 압력을 저하시킨다. 매우 낮은 증기 압력 및 농도를 구비하는 이 건조한 가열된 공기흐름(11b)은 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어(8)을 통과할 때 제습 코어 물질(8)이 보유된 누적된 수분을 이 공기흐름(11b)으로 신속히 방출할 수 있게 한다.

이렇게 나타나는 습한 더운 공정 공기흐름(11c)은 이후 응축 처리부(15)(도 2 4, 5 및 6)에서 공기 처리 및 조화 시스템(61)(도 6)의 일부인 증발기의 냉각 코일 조립체(14)(도 2, 4, 5, 6)를 통해 견인된다. 제습 코어 물질(8)(도 2)은 이후 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 5, 6)가 길이방향 축에 대해 회전하여 추출 처리부(6)(도 2, 4, 5 및 6)로 다시 들어갈 때 재사용 준비가 된다. 히터 유체(미도시)는 열 전달을 계속하며, 재활성화 처리부(9)(도 2, 4, 5 및 6)에서 금속 코일 조립체(10)(도 2, 4, 5, 6)를 통해 흐른다. 열 유체는 이후 리턴 펌프(43b)(도 4, 5, 6)에 의하여 사이펀되어 폐쇄 루프 유체 회로의 일부로서 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5, 6)에서 유리-세라믹 코일 조립체(34)(도 4, 5, 6)로 다시 추진된다.

그리하여, 지속적인 사이클에서, 열 유체는 마이크로파 전자기 에너지에 반복적으로 노출되어 분자 여기, 원자 운동, 250 내지 300℉의 높은 온도 상승 및 열 생성을 야기한다. 그 결과, 열 유체(미도시)는 매체가 열을 흡수(absorb)하거나 과열되는 마이크로파 가열 챔버(35)를 통해 재활성화 처리부(9)로 통과하며 이리 저리 이동하는 매체이고 여기서 매체는 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 4, 5 및 6)의 일부로서 열을 발산하고 방사한다. 대안적인 실시예에서, 마이크로파 재활성화 시스템(36)은 성능 능력의 변동을 허용하는 설계 변경을 포함하는 것으로 이해된다. 이 변형은 임의의 PH20CP 시스템(72) 성능 요구조건에 적응하기 위하여 사이즈, 출력 용량, 및 동작 범위를 결정할 수 있다.

선호되는 실시예에서, 열 히터 유체(미도시) 순환 펌프(43a 및 43b)(도 4, 5, 6)는 산업용 등급이고 열 유체로 인해 높은 온도에서 동작하는 등급이다. 고전압 부분(49)(도 5)으로의 전력을 변조하고 사이클링하는 것은 온도 열전쌍 및 공기흐름 압력 유형 센서(44a 및 44b)(도 5 및 6)에 의해 지배된다. 하나의 온도 센서(44a)가 마이크로파 가열 챔버(35)(도 5, 6)에 위치되면, 또 다른 온도 및 공기흐름 압력 센서(44b)가 제습 로터/휠 조립체(7)(도 2, 4, 5 및 6)의 바로 선단에 재활성화 처리부(9)(도 4, 5, 6)에 위치된다. 2개 이상의 온도 및 공기흐름 압력 센서(44c 및 44d)가 위치되고; 하나의 공기흐름 및 온도 센서(44c)(도 6)가 추출 처리부(6)(도 6)에 있고 다른 것(44d)(도 6)은 공정 공기흐름 출구(17)(도 6)에 위치된다. 모든 센서는 제어 부분의 금속 도관(미도시)의 시스템에 및 (PLC) 프로그래밍가능한 논리 제어기 패널(29)(도 3, 4, 7, 8 및 9)의 회로에 설치된 지지 브래킷(미도시) 및 배선에 의하여 제 위치에 장착된다. 이들 센서는 추출(6), 재활성화(9) 및 응축(15) 공정에서 온도 및 공기 압력 변동을 검출하고, 이 정보를 여러 성분 및 서브-시스템을 지배하는 PLC 패널(29) 및 구체적으로 고전압 부분(49)(도 5)에 중계(relay)하여 출력 전력을 마이크로파 가열 챔버(35)(도 4, 5, 6)로 전달하여, 제습 로터/휠 조립체(7) 및 코어 물질(8)인 PH20CP 시스템(72)의 메인 성분의 재활성화를 위한 열을 생성한다.

그 결과, 마이크로파 가열 챔버(35)에 위치된 온도 열전쌍 유형 센서(44a)(도 5, 6)는 시스템이 마이크로파 가열 챔버(35) 내 코일 조립체(34)를 통해 재활성화 처리부(9) 내 재활성화 가열 코일 조립체(10)로 흐를 때 열 유체의 원하는 높은 온도를 유지하는데 필요한 마이크로파 에너지를 자동으로 생성하도록 필요한 만큼 동작하고 변조하는 것을 보장한다. 이 열전쌍 유형 센서는 열 방사 열 유체를 포함하는 유리-세라믹 코일 조립체(34)에서 방출되는 마이크로파 가열 챔버(35) 내 생성된 온도를 검출한다. PH20CP 시스템(72) 내 마이크로파 재활성화 시스템(36)의 전체 동작의 일부로서 온도 및 공기흐름 압력 센서(44a, b, c, d), 고전압 부분(49), 제어 부분 또는 PLC(29) 사이의 이 상호작용은 지정된 재활성화 공정 공기흐름(11b)의 온도 상승이 제습 로터/휠 조립체(7) 코어 물질(8)의 효과적인 재생성을 위해 달성되고 유지되는 것을 보장한다. 이것은 제습 로터/휠(7)의 코어 물질(8)로부터 수증기를 PH20CP 시스템(72)의 일부로서 응축 공정(15)에 의해 응축물 및 물로 변환하는 양을 최대로 방출하는 것을 보장한다. 그리하여 추출(6), 재활성화(9) 및 응축(15) 처리부에서 온도 및 공기흐름 압력 센서는 적절한 공정 공기흐름(11a, b, c, d), 온도 및 정적 압력이 PH20CP 시스템(72)의 동작에 걸쳐 일관적으로 유지되는 것을 보장한다. 이들 센서는 또한 동작 동안 낮은 재활성화 공정(9)의 온도 또는 공정 공기흐름(11a, b, c, d), 압력 강하와 같은 오기능을 식별하고 이 오기능이 있는 경우 PLC(29) 터치 스크린(37)(도 3, 4, 9)에 알람을 신호하는 안전 디바이스이다.

이들 센서는 또한 온도가 제조사에 의해 설정된 규정된 고온 동작 한계를 초과하는 경우 또는 PH20CP 시스템(72)에서 공정 공기흐름(11a, b, c, d), 압력에 상당한 강하 또는 손실이 있는 경우 PLC 패널(29) 내 제어 회로에 신호하는 것에 의해 Ph20CP 시스템(72)을 셧다운(shut down)시킬 수 있다. 선호되는 실시예에서, 이들 성분을 서로 및 제어 부분 또는 PLC 패널(29)에 전기적으로 연결하는 것은 PH20CP 시스템(72)의 프레임(18)(미도시)에 부분적으로 연결되거나 구성된 여러 전기 도관에 의하여 달성되지만, 유지보수 및 검증을 위하여 액세스가능하다. 선호되는 실시예에서, PH20CP 시스템에서 전기 도관 및 배선 전체는 산업용 등급으로 설계된다.

이하는 PH20CP 시스템(72)(도 1, 3, 4, 7, 8 및 9) 내 동작 서브-시스템으로 마이크로파 재활성화 시스템(36)(도 4, 5, 6) 및 공기 처리 및 조화 시스템(61)(도 6)의 동작을 재시작하는 것이다.

(PH20CP) 휴대용 물 및 기후 생산 시스템(72)의 전개시에, 제습 로터/휠 조립체(7)는 길이방향 축을 따라 전기 구동 모터(12) 및 회전 벨트 조립체(13)에 의해 회전하도록 구동된다. 공정 공기흐름(11a)은 주변 공기를 사이펀하는 공정 출구(17)에서 높은 정적 직접 구동 축방향 블로어(16)에 의하여 PH20CP 시스템(72)의 공정 입구(5)를 통해 이동하며 동시에 인출된다. 공정 공기(11a)는 공정 입구(5) 및 필터(5a)를 통해 주변으로부터 추출 처리부(6)로 및 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어 물질(8)을 통해 흐른다.

공정 공기흐름(11a)이 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어 물질(8)을 통과할 때, 제습 로터/휠 조립체(7)의 일부로서 제습 물질(실리카겔)에 의해 내부 벽 내에 함침된 제습 코어 물질(8)에 의해 수분이 제거된다. 그 결과 건조한 공정 공기흐름(11b)이 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어 물질(8)로부터 배기된다. 높은 정적 직접 구동 축방향 블로어(16)는 적어도 2.0 내지 3.0 + 인치의 물 기둥(water column: WC)의 여러 흐름 율(rate)(분당 입방 피트 - CFM(cubic feet per minute))에 권고된 공기흐름 및 정적 압력을 유지하여 PH20CP 시스템(72) 공정에 걸쳐 효과적인 공기흐름 분배를 제공하여 영역 또는 둘러싸인 공간 내에 공기 처리 및 조화를 위한 적절한 조화된 공기 방출 온도 및 최대 물 생산 출력을 항상 보장할 수 있다.

선호되는 실시예에서, 재활성화 공정(9)의 공기흐름(11b) 율(rate)은 적어도 분당 15입방 미터/분당 530입방 피트로 유지될 수 있다. 공기흐름(11b)이 재활성화 처리부(9)를 통과할 때, 그 온도는 마이크로파 재활성화 시스템(36)의 일부인 금속 코일 조립체(10) 내 열 유체(미도시)로부터 복사되는 강한 열 전달의 결과 크게 증가한다. 재활성화 공정(9)의 공기흐름(11b)의 온도의 변동이 허용가능할 수 있으나, 재활성화 공정(9)의 공기흐름(11b)의 권고된 동작 온도는 120℃ 내지 150℃ (170℉ 내지 300℉)에 이를 수 있다. 이후, 매우 낮은 증기 압력/수분 농도를 가지는 과열된 재활성화 공정(9)의 공기흐름(11b)은 수분으로 포화되어 높은 증기 압력을 가지는 제습 코어 물질(8)을 통과한다.

이 과열된 재활성화 공정(9)의 건조한 공기흐름(11b)은 천공된 제습 코어 물질(8)의 내부 벽을 가열하는 것에 의해 제습 로터/휠 조립체(7)의 "V"자 형상의 부분을 재생하는 역할을 한다. 그 결과, 이 건조한 가열된 공기흐름(11b)은 제습 코어 물질(8)이 탈에너지화/탈자화하게 하여 누적된 수분을 다시 공기흐름(11c)으로 방출하게 한다. 다시 한번 수분 포화된 이 공정 공기흐름(11c)은 응축 처리부(15)를 통해 인출되어 여기서 공기흐름이 공기 처리 및 조화 시스템(61)의 일부로서 증발기의 냉각 코일 조립체(14)에 의하여 냉각된다. 공정 공기흐름(11c) 내 수증기는 응축물을 물(70)로 변환하는 증발기의 냉각 코일(14)을 따라 아래로 신속히 냉각될 때 응축한다. 이 물(70)은 증발기의 냉각 코일(14) 아래에 위치된 퍼널(미도시)로 중력에 의해 공급되어, 필터링(39) 및 살균(40) 유닛을 통과하며 유닛 베이스 저장소(48)에 안착된다. 처리된 및 조화된 공정 공기흐름(11d)인 부산물은 공정 출구(17)를 통해 처리될 공간 또는 인클로저로 방출된다. 제습 로터/휠 조립체(7)의 회전 동안, 추출 처리부(6)에 재입력하기 전에, 재활성화 공정(9)의 공기흐름(11b)의 효과로 인해 수증기를 다시 응축 공정(15)의 공기흐름(11c)으로 방출하여 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어 물질(8)은 다시 한번 매우 낮은 증기 압력을 구비한다. 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어 물질(8)의 동작 능력에 의해 가능하게 된 수착 및 탈착의 이러한 매우 효과적인 공정은, 코어 물질이 추출 공정(6)에서 수증기 보유 동작을 다시 시작할 수 있게 한다.

매 8분 내지 10분마다 1회전하는 제습 로터/휠 조립체(7)의 느린 회전 속력이 제습 로터/휠 조립체(7)의 코어 물질(8)을 냉각시키는데 요구되어, 여러 동작 PH20CP 시스템(72) 공정을 통해 회전할 때 최대 성능을 달성할 수 있게 한다.

응축 공정(15) 내 공기 처리 및 조화 시스템(61)(도 6)은 공정 공기흐름(11c)을 냉각시키고 수증기를 응축하여 이를 물(70)로 변환하는 수단을 제공한다. 이 물(70)은 퍼널(미도시)을 통해 아래쪽으로 흐르고 여기서 이 물은 카본 필터(39)를 통해 세정되고, 유닛 베이스 저장소(48)에 배치된 (UV) 자외선 램프 조립체(40)로 위생 처리되고 정화된다(purified). 레벨 플로터(level floater)(47) 및 샤프트 조립체는 PH20CP 시스템(72)의 베이스 저장소(48) 내에 수직으로 고정되고 장착된다. 이 레벨 플로터(47)는 오버플로우를 피하기 위하여 베이스 저장소 내 물의 볼륨에 따라 샤프트 조립체에서 수직으로 위 아래로 이동할 수 있다. 샤프트의 상부 극단(top extremity)에는 압력 센서(미도시)가 위치되고 레벨 플로터가 이 샤프트의 상부까지 상승하여 압력 센서와 접촉하면 레벨 플로터가 활성화되어 압력 센서는 마이크로파 재활성화 시스템(36) 및 공기 처리 및 조화 시스템(61)의 동작을 모두 종료시키는 신호를 PLC 제어기 패널(29)에 전달한다. 유닛 베이스 저장소(48)가 충전되면, 이들 2개의 서브-시스템의 동작을 중지시키는 것에 의해, PLC 제어기(29)는 PH20CP 시스템(72)의 물 생산 공정을 중지한다. 그럼에도 불구하고, PLC 제어기(29)는 여전히 PH20CP 시스템(72)의 성분이 제습 로터/휠 조립체(7)의 회전 및 높은 정적 직접 구동 축방향 블로어(16)의 동작과 같은 동작을 계속 수행하게 하여 제습 로터/휠을 냉각시키고 PH20CP 시스템(72)을 적절히 셧다운(shut-down)시켜 필요 시에 재시작될 수 있다. 선호되는 실시예에서, PH20CP 시스템(72)의 유닛 베이스 저장소(48)는 유닛 베이스 저장소(48)의 대향하는 단부에 위치된 2개의 오수 펌프(sump pump)(45a,b)(도 4, 6)를 구비하며 캐비닛(31) 후방 벽에 위치된 물 매니폴드 및 공급 배수(drain) 조립체(32)(도 4, 6)에 공급하는 압력 라인(46)(도 4, 6)과 상호 연결된다. 이 물 매니폴드 및 공급 배수(drain) 조립체(32)는 공급 배수(drain) 레버(미도시)를 누를 때 신선한 물 생산의 가압된 흐름을 전달한다. 공기 처리 및 조화 시스템(61)은 공정 공기흐름(11c)의 경로 내에 직접 응축 처리부(15)에 위치된 증발 냉각 코일 조립체(14)를 포함한다. 이 증발성 냉각 코일(14)의 중공 설계는 냉매 가스(미도시)가 내부에서 흐를 수 있게 하여, 냉매 가스를 열을 추출하는 것에 의해 공정 공기흐름(11c)의 온도를 신속히 냉각시킬 수 있게 한다. 증발기의 냉각 코일 조립체(14)는 2개의 금속 파이프(65); 공급 및 리턴 파이프 또는 라인에 의하여 압축기(59) 및 응축기 코일(58)을 포함하는 다른 성분에 연결된다.

이들 공급 및 리턴 중공 파이프/라인(65)은 냉매 가스를 증발기 냉각 코일 조립체(14)로부터 압축기(59)로 그리고 응축 코일 조립체(58)로 순환시키는 역할을 한다. 냉매 가스는 이후 응축기 코일 조립체(58)를 떠나 수신기 드라이어(미도시) 및 팽창/계측 밸브(64)를 통과하여 다시 폐쇄 루프 분할된 유형의 공기 처리 및 조화 시스템(61)의 일부로서 증발기의 냉각 코일 조립체(14)로 공급된다. 응축기 코일 조립체(58)의 중공 설계 및 핀(미도시)은 내부에 흐르는 열을 함유하는 냉매 가스를 냉각시키는 역할을 한다.

이 냉각 효과는 압축기(59) 및 응축기 코일 조립체 위 PH20CP 시스템(72)의 캐비닛(31)의 상부에 위치된 고속 배기 팬 및 모터 조립체(60)에 의하여 제공된다.

이 배기 팬 모터 조립체(60)는 주변 공기를 캐비닛(31)의 측벽 유입구(intake)(30)를 통해 응축기의 코일 조립체(58)를 가로질러 인출하여 내부에서 순환하는 더운 가스에 의하여 응축기 코일(58)로부터 방출되는 열을 수집하고 배출한다. 배기 팬 모터 조립체(60)는 더운 공기스트림을 응축기 코일 조립체(58)로부터 위쪽 주변으로 사이펀하여 배출한다. 이 효과는 응축기 코일 조립체(58)를 냉각시키고 이 조립체는 이 분할된 유형의 공기 처리 및 조화 시스템(61)의 증발기 코일 조립체(14) 부분으로 다시 순환될 때 냉매 가스를 냉각시킨다. 임의의 합법적인 냉매 가스가 PH20CP 시스템(72)에 사용될 수 있으나, 선호되는 실시예에서, 안전 상의 이유로 환경 표준을 충족하도록 사용되는 냉매 가스는 R22를 대체하는 R417A 또는 대안적인 가스, 예를 들어 R134A, R407C, R410A이다. 이들 냉매 가스는 여전히 사용될 수 있지만 환경에 보다 유해한 것으로 고려되는 R22와 같은 가스에 비해 낮은 염소 함량 및 오존 파괴 지수(ODP)를 구비한다. 증발기 냉각 코일 조립체(14)는 응축 처리부(15)에 위치되지만, 다른 성분, 예를 들어 응축기 코일 조립체(58), 압축기(59), 고속 배기 팬 및 모터 조립체(60), 수용기 드라이어(미도시) 및 팽창/계측 밸브(64)들이 추출 처리부(6) 위 캐비닛(31) 내 분리된 구획에 위치된다.

공기 처리 및 조화 시스템(61)의 증발(14) 및 응축(58) 부분을 링크하는 공급 및 리턴 파이프(65)는 내부 캐비닛(31)의 일부로서 구성된 밀봉되고 분리된 금속 도관 또는 채널(미도시) 내에 설치된다.

이 금속 도관 또는 채널(미도시)은 응축 유닛 구획(액세스 패널(33e))으로부터, 내부 캐비닛(31) 아래로, 추출 처리부(6) 및 응축 처리부(15)(액세스 패널(33d))를 통해 연장한다.

대안적인 실시예에서, 변형된 재활성화 공정(9A)이 도 10a, 10b 및 11에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 이 대안적인 실시예에서, 재활성화 공정(9A)은 제습 로터 휠(7)이 회전하는 마이크로파 가열 챔버(35A)를 구비하는 마이크로파 재활성화 시스템(36A)을 포함한다. 제습 로터 휠(7)이 마이크로파 가열 챔버(35A)를 통해 회전할 때, 로터 휠(7) 내 제습 물질(8)이 가열되고 비활성화되어서, 내부에 포함된 수분을 다시 공기흐름으로 방출된다. 이러한 설계는 재활성화 가열 코일(10) 및 이를 통해 흐르는 내부 가열된 열 유체에 대한 필요성을 제거한다.

도 10a 및 10b에서 볼 수 있는 바와 같이, 마이크로파 가열 챔버(35A)는 회전 제습 로터 휠(7)의 일부분이 마이크로파 가열 챔버(35A)를 직접 통과하도록 구성된다. 제습 로터 휠(7)을 수용하기 위하여, 마이크로파 가열 챔버(35A)의 적어도 하나의 벽은 제습 로터 휠(7)을 수용하도록 사이즈 및 형상이 정해진 관통홀 또는 절삭부(cutout)를 포함한다. 도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이, 마이크로파 가열 챔버(35A)의 벽(84 및 86)은 로터 휠(7)이 통과할 수 있는 절삭부를 포함한다. 밀봉 물질은 마이크로파 가열 챔버(35A) 및 제습 로터 휠(7)의 벽들 사이에 사용되어 이들 둘 사이에 밀봉을 유지하면서 제습 로터 휠(7)이 여전히 회전할 수 있게 할 수 있는 것으로 이해된다. 이러한 밀봉 물질은 바람직하게는 마이크로파 재활성화 시스템(36A) 내 마이크로파로 인한 극한 가열 및 손상에 저항하는 것일 수 있다.

공기흐름 출구(80)는 또한 도 10a 및 도 10b에서 볼 수 있다. 실질적으로 유사한 공기흐름 입구(82)가 또한 공기흐름 출구(80) 반대쪽 마이크로파 가열 챔버(35A)에 제공되는 것으로 이해된다. 공기흐름 입구(82)는 마이크로파 재활성화 시스템(36A)의 배향 때문에 그려져 있지 않으나, 그 위치는 도 10a에 도시된다. 마이크로파 재활성화 시스템(36A)에 있는 공기흐름 입구(82) 및 공기흐름 출구(80) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 공기흐름을 보조하는 전술한 팬 또는 블로어를 포함할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 주변 공기흐름(11a)이 PH20CP 시스템으로 견인된 후에, 이 공기흐름은 추출 처리부(6)에 들어가고 전술한 바와 같이 제습 로터 휠(7)을 통과한다. 공기흐름(11a)은 이에 의해 제습 로터 휠(7)을 내부 수증기로 함침하여, 건조한 공기흐름(11b)을 생성한다. 도 1 내지 도 9와 관련하여 전술한 실시예에서, 건조한 공기흐름(11b)은 이후 건조한 공기흐름(11b)을 가열하기 위하여 열 유체(이는 마이크로파 가열 챔버(35A)에서 이전에 가열되었음)의 재활성화 가열 코일(10)을 통과한다. 가열된, 제습된(dried) 공기흐름(11b)은 이후 제습 물질(8)을 비활성화하기 위해 제습 로터 휠(7)을 다시 통과할 수 있다. 가열된, 제습된(dried) 공기흐름(11b)은 재수화(rehydrate)되어, 가열된, 수분 포화된 공기흐름(11c)을 형성한다.

그러나, 도 11의 대안적인 실시예에서, 제습 로터 휠(7)로부터 오는 건조한 공기흐름(11b)은 재활성화 가열 코일(11)을 통과하지 않는다. 대신, 이 공기흐름은 다음으로 마이크로파 가열 챔버(35A)로 직접 통과된다. 제습 로터 휠(7)이 마이크로파 가열 챔버(35A)를 통해 회전하면, 마이크로파 가열 챔버(35A)는 마이크로파를 생성하고 이 마이크로파는 제습 물질(8) 및/또는 제습 물질에 보유된 물을 가열하여, 제습 물질(8)을 활성화시킨다. 건조한 공기흐름(11b)이 마이크로파 가열 챔버(35A)에 들어가 제습 로터 휠(7)의 가열된 및 비활성화 부분을 다시 통과하면, 이 부분은 제습 로터 휠(7)로부터 이제 방출된 물 분자를 픽업하여, 재수화된다. 나아가, 마이크로파 가열 챔버(35A) 내 마이크로파, 및/또는 물 및 제습 로터 휠(7)의 열 때문에, 공기흐름은 자체 가열된다. 공기흐름은 그리하여 도 2에 제습 로터 휠(7)이 존재하는 것으로 도시된 바와 같이 마이크로파 가열 챔버(35A)가 존재할 때 동일한 가열된, 수분 포화된 공기흐름(11c)이 된다. 포화된 더운 공기흐름(11c)은 이후 전술한 바와 같이 응축 처리부(15)로 이동하고, 탈습되고, 공기 조화된 공기흐름(11d)으로 존재한다. 상기와 같이, 응축 처리부(15)는 압축기(59), 응축기 코일 조립체(58), 배기 팬 및 모터 조립체(60), 계측 밸브(64), 및 성분(미도시)에 링크된 증발기 냉각 코일 조립체(14)를 포함하는 공기 처리 및 조화 시스템(61)의 분할된 설계를 포함할 수 있다.

도 10a, 10b 및 11에 도시된 실시예에서, 공기흐름(11a 내지 11d)은 도 1 내지 9에 도시된 실시예와 함께 전술한 것과 동일한 높은 정적 직접 구동 축방향 유형의 블로어 및 모터 조립체에 의하여 유지될 수 있다.

상기 상세한 설명 및 첨부 도면은 본 발명의 특정 선호되는 실시예 및 본 발명자에 의해 현재 고려된 PH20CP 시스템(72)을 위한 특정 서브-시스템, 방법 및 공정에 관한 것이지만, 여러 변형, 변경, 및 적응이 본 발명의 사상을 임의의 방식으로 벗어남이 없이 이루어질 수 있는 것으로 이해된다.

Claims

휴대용 물 및 기후 생산 시스템(Portable Water and Climatic Production system)에 사용하기 위한 조립체로서, 상기 조립체는,
캐비닛(cabinet);
상기 캐비닛 내에 장착되고, 제습 유형 물질이 함침된 내부 코어 및 제습 코어 물질을 둘러싸는 금속 외부 쉘을 구비하는 제습 로터 휠;
상기 캐비닛 내 기 제습 로터 휠을 회전시키는 모터; 및
내부에 마이크로파를 생성하는 마이크로파 가열 챔버를 포함하되,
상기 제습 로터 휠은 적어도 부분적으로 상기 마이크로파 가열 챔버를 통해 회전하는 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제1항에 있어서, 상기 코어는 압출된 페이퍼 섬유로 구성된 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제2항에 있어서, 상기 압출된 섬유는 적어도 5 내지 6 미크론의 직경을 구비하는 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제1항에 있어서, 상기 제습 코어 물질은, 조직이 고체이고 과립형(granular type) 물질은 아닌 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제4항에 있어서, 상기 제습 코어 물질은 실리카겔 및 분자체 중 적어도 하나로 구성된 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제1항에 있어서, 상기 제습 로터 휠의 상기 외부 쉘은 알루미늄 또는 도금된 금속으로 구성된 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제1항에 있어서, 상기 모터는 전기 모터인 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제1항에 있어서, 모터는 전기적으로, 공압적으로 또는 유압적으로 구동되는 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제1항에 있어서, 상기 캐비닛은 상기 제습 로터 휠을 설치하기 위한 공간을 식별하는 복수의 벽을 포함하는 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제9항에 있어서, 상기 복수의 벽은 하부 벽 및 상기 하부 벽으로부터 위쪽으로 이격 연장된 선단(forward) 및 후부(aft) 벽 쌍을 포함하며, 상기 제습 로터 휠은 상기 선단 및 후부 벽들 사이에 길이방향으로 회전축이 있게 설치되고 위치된 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제1항에 있어서, 상기 조립체는 롤러 캐스터(caster) 조립체 세트에서 지지되는 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
제1항에 있어서, 상기 캐비닛은 프레임에 의해 지지되고 상기 프레임은 또한 상기 접지로 작용하는 것인, 휴대용 물 및 기후 생산 시스템에 사용하기 위한 조립체.
휴대용 물 및 기후 생산(PH20CP) 시스템으로서,
추출 처리부, 재활성화 처리부 및 응축 처리부를 구비하는 캐비닛;
마이크로파를 생성하고 내부에 상기 마이크로파를 포함하는 마이크로파 가열 챔버를 포함하는, 마이크로파 재활성화 시스템으로서, 상기 마이크로파 가열 챔버가 상기 재활성화 처리부 내에 위치된 것인, 상기 마이크로파 재활성화 시스템;
상기 캐비닛 내에 장착되고 제습 유형 물질이 함침된 내부 코어 및 제습 코어 물질을 둘러싸는 금속 외부 쉘을 구비하는 제습 로터 휠로서, 상기 제습 로터 휠이 상기 제습 로터 휠 내 제습 물질을 비활성화하기 위해 상기 추출 처리부 및 적어도 부분적으로 상기 재활성화 처리부의 상기 가열 챔버를 통해 동시에 회전하는 것인, 상기 제습 로터 휠;
상기 캐비닛 내에서 상기 제습 로터 휠을 회전시키는 모터;
수분-포화된 공기흐름을 냉각하여, 내부 수증기를 응축하여 물 생산으로 변환하기 위해 상기 응축 처리부 내에 위치된 증발기 냉각 코일 조립체; 및
공정 공기흐름(process airflow)을 주변 환경으로부터 상기 제습 로터 휠을 통해 인출하여 내부 상기 제습 물질에 주변 공기흐름으로부터 오는 수증기를 함침시켜, 이후 상기 공정 공기흐름을 상기 마이크로파 가열 챔버로 인출하여, 상기 공기흐름을 상기 비활성화 제습 로터 휠에 의해 방출된 물로 가열되고 재수화하며, 상기 증발기 냉각 코일 조립체를 통해 상기 공기흐름을 냉각하여 물을 상기 공기흐름에서 응축하여, 공기-조화된 공기흐름 및 물을 생성하는 수단을 제공하는 높은 정적 흡입 블로어(blower)를 포함하는 휴대용 물 및 기후 생산 시스템.
제13항에 있어서, 상기 캐비닛을 지지하고 또한 접지로 기능하는 프레임을 더 포함하는 휴대용 물 및 기후 생산 시스템.
제13항에 있어서, 상기 모터는 전기적으로, 공압적으로 또는 유압적으로 구동되는 것인 휴대용 물 및 기후 생산 시스템.
제13항에 있어서, 조건부 공정 공기흐름을 주변 대기로 또는 조화 및 습도 제어될 영역으로 배기하기 위하여 상기 제습 로터 휠 및 응축 처리부의 다운스트림에 위치된 공정 출구를 포함하는 휴대용 물 및 기후 생산 시스템.
제16항에 있어서, 상기 높은 정적 흡입 블로어는 상기 응축 처리부의 공정 출구 후부에 위치된 것인 휴대용 물 및 기후 생산 시스템.
제17항에 있어서, 상기 높은 정적 흡입 블로어는 전기적으로 구동되는 모터, 공압적으로 구동되는 모터 및 유압적으로 구동되는 모터 중 어느 하나에 의해 구동되는 것인 휴대용 물 및 기후 생산 시스템.
제13항에 있어서, 상기 마이크로파 재활성화 시스템은 표준 전기 메인 또는 전력 그리드 에너지, 전기기계적 또는 전자기적 동력으로 생성된 에너지, 광전(태양광 전력) 에너지, 풍력 에너지, 및 전기화학(배터리 또는 연료 전지) 에너지를 포함하는 여러 그룹으로부터 생성된 전력 소스로서 전기 에너지를 사용하는 것인 휴대용 물 및 기후 생산 시스템.
물 생산을 위해 수증기를 추출하고 응축하는 방법으로서,
제습 로터 휠 조립체를 회전시키는 단계로서, 상기 제습 로터 휠 조립체가 외부 금속 쉘에 의해 둘러싸인 제습 물질이 함침된 천공된 코어를 구비하며, 상기 제습 로터 휠 조립체의 코어가 내부에 한정된 추출 처리부 및 재활성화 처리부를 구비하는 것인, 상기 회전시키는 단계;
공정 공기흐름을 주변으로부터 상기 여러 처리부를 통해 인출하는 단계로서, 상기 추출 공정 공기흐름에 있는 수분이 상기 제습 로터 휠 조립체 내 상기 제습 코어 물질에 의해 제거되는 것인, 상기 인출하는 단계;
마이크로파 재활성화 시스템을 통해, 상기 마이크로파 재활성화 시스템을 적어도 부분적으로 통과한 상기 제습 로터 휠 조립체의 일부분을 가열하여 상기 제습 로터 휠 조립체 내 상기 제습 코어 물질을 재생성하고 탈자화해서, 수증기를 상기 재활성화 공정을 통해 인출된 상기 가열된 공기흐름으로 방출하는 가열 단계; 및
상기 공기흐름이 증발기 냉각 코일을 거쳐 응축 처리부로 인출될 때 상기 가열된, 수분을 함유하는 공정 공기흐름으로부터 수분을 응축하여 상기 공정 공기흐름을 냉각하여 수증기를 물로 응축할 수 있게 하는 응축 단계를 포함하는, 물 생산을 위해 수증기를 추출하고 응축하는 방법.