KR20140073917A - 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기 - Google Patents

레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온수를 보관하는 온수조(11)와, 냉수를 보관하는 냉수조(12)와, 상기 온수조(11)의 온수 또는 상기 냉수조(12)의 냉수를 선택하는 냉온 선택밸브(13)와, 외기를 입구(21) 및 유도로(22)로 유입시키면서 출구(23)로 배출시키는 팬(24)과, 상기 유도로(22)로 유입되는 외기를 이슬점 온도에서 결로화시키는 결로 생성기(30)와, 상기 유도로(22)에 낙하되는 결로를 집수하여 원수로 보관하는 저수조(41)와, 상기 저수조(41)의 원수를 필터링하는 필터군(53)을 통해 상기 온수조(11) 또는 냉수조(12)로 공급하는 펌프(42)를 포함하고, 상기 필터군(53)은 상기 저주조(41)로부터 상기 펌프(42)를 통해 원수를 공급받아 원수에 포함된 레지오넬라균을 멸균 내지는 살균시키는 레지오넬라 필터(53a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기에 관한 것이다.

Description

레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기{WATER PURIFIER USING THE ROTATING TYPE MAKING AIR WATER ENABLE STERILIZING LEGIONELLA}
본 발명은 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 결로화 효율 및 에너지 효율을 극대화시키면서 레지오넬라균을 멸균시킬 수 있는 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기에 관한 것이다.
일반적으로 물은 모든 생물이 살아가는 데 가장 기본이 되는 요소이다.
그런데, 근래 들어 각종 환경오염이나 공해로 인해 마실 수 있는 물이 갈수록 고갈되고 있고, 특히 사막을 비롯한 건조 지대의 경우 강우량이 적어 자연수를 찾아보기가 극히 어려운 실정이며, 나아가 아열대 지역 역시 환경오염 등으로 식수로의 활용이 쉽지 않고, 세계 곳곳에서 수자원 부족으로 인한 각종 부작용이 발생되고 있는 것이 현실이다.
이러한 현실을 고려하여 최근에는 대기 중의 수증기를 응축시켜 물을 얻는 장치 및 방법이 다양하게 제안되고 있다.
통상적으로 대기 중에 포함된 수증기의 양을 습도라 일컫는다. 절대습도는 공기 1㎤에 포함되어 있는 수증기의 양(g)을 나타내며, 단위는 g/㎤이다. 또, 상대습도는 포화수증기량에 대한 현재 수증기량의 비로서 ％단위로 나타낸다.
포화수증기량은 공기의 온도와 압력에 따라 변화되므로 일정량의 공기에 동일한 양의 수증기가 포함되어 있더라도 공기의 온도와 압력이 변화되면 상대습도 역시 변화된다.
상대습도가 높아져 100％가 되는 온도를 이슬점 온도라 하며, 이슬점 온도에서는 포화수증기량과 절대습도가 동일하게 된다. 따라서 공기의 온도가 이슬점 온도 이하로 내려가게 되면, 포화수증기량을 초과하는 수증기가 응결되어 물로 변화하게 된다.
선행기술문헌(특허출원 제2004-0044068호; 식수 제조 시스템) 도 1은 선행기술문헌에 따른 식수 제조 시스템의 공정도이고, 도 2는 선행기술문헌에 따른 식수제조 시스템을 설명하기 위한 부품배관도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 선행기술문헌에 따른 식수 제조 시스템은 공기를 흡입하여 응축수단을 통과시켜 공기 중에 포함된 수분을 응축하고 이를 집수하여 원수(原水)를 마련하여 저장하는 원수생성단계(P1); 이 단계에서 생성되어 저장된 원수를 일차적으로 정수하여 원수에 포함된 세균번식을 방지하고 이물질을 제거하는 원수정수단계(P2); 상기 단계를 거친 원수를 공급받아 중금속 및 기타 유해물질을 정화하여 제거하는 정수단계(P3); 상기 정화된 물을 사용자가 마시거나 사용할 수 있도록 소정의 온도로 냉각하거나 가열하는 냉각/가열단계(P4)를 포함한다. 상기 원수생성단계(P1)는 공기를 이슬점 이하로 냉각하여 공기 중에 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 기체상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(10)와, 이 압축기(10)에서 배출되는 고온 고압의 냉매가스를 응축시키는 응축기(12)와, 응축기(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 증발기(14)의 전면에는 흡입되는 공기중의 이물질을 제거하는 에어필터(18)가 설치되고, 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. 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 흡입되면서 에어필터(18)에서 오염물질이 제거된 후, 증발기(14)를 지나면서 냉매에 의하여 흡입된 공기가 이슬점 이하로 냉각되면서 응축되어 공기 중에 포함된 습기는 이슬로 맺혀져 물받이(20)에 고이게 되며, 이와 같은 원수생성단계(P1)를 통하여 소정량의 원수를 계속적으로 얻을 수 있게 된다. 원수생성단계(P1)를 통하여 얻은 원수는 저수조(24)에 저장되는데, 이 저수조(24)에는 수위조절 센서(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. 이와 같이 저수조(24)에 저장된 원수는 일차적으로 원수정수단계(P2)를 거쳐 정화된 후, 저수조(24)로 다시 저장된다. 그리고 원수에 함유된 중금속 및 기타 유해물질을 제거하는 정수단계(P3)를 통하여 다시 정화된 후, 뒤에서 설명되는 냉수탱크 및 온수탱크에 공급되어 냉각/가열단계(P4)를 거쳐 사용자가 사용할 수 있도록 이루어지는데, 사용자가 일정량의 물을 사용하면 저수조(24)에 저장되었던 원수가 상기와 같은 정수단계(P3) 및 냉각/가열단계(P4)를 행하여 항상 일정량의 정수된 물이 저장된 상태를 유지하게 된다. 그러나, 정수된 물을 사용하지 않으면 저수조(24)에 집수된 원수는 저수조(24)에 계속 머무르게 되므로 세균이 번식하거나 이물질이 생성되는데, 이와 같은 것을 방지하기 위하여 저수조(24)에 집수된 물을 강제적으로 정수하는 원수정수단계(P2)를 행하도록 구성된다. 상기 원수정수단계(P2)는 정수기에 제공된 통상적인 정수수단(6)을 이용하여 원수를 정화할 수 있으며, 상기 정수수단(6)은 다수의 필터부재로 구성될 수 있다. 필터부재는 예를 들면 침전필터(28a), 전처리 카본필터(28b), 멤브레인필터(28c), 후처리 카본필터(28d)가 관로를 통하여 순차적으로 연결된 구조로 이루어질 수 있으며, 침전필터(28a)의 선단부는 관로(30)를 통하여 저수조(24)와 연결되며, 침전필터(28a), 전처리 카본필터(28b) 사이에는 저수조(24)의 물을 필터부재로 강제적으로 통과시키는 펌프(32)로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 정수수단(6)을 구성하는 필터부재 말단부에는 살균램프(34)가 설치될 수도 있다. 상기 정수수단(6)은 그 끝단부가 관로(35)와 연결되며, 이 관로(35)의 타측단은 분기관로(L1)(L2)로 나뉘어져 제1관로(L1)는 저수조(24)와 연결되고, 제2관로(L2)는 냉각/가열수단(8)을 구성하는 냉수탱크(36)와 연결된다. 상기 제1관로(L1)상에는 개폐밸브(V1)가 연결되고, 제2관로(L2)의 끝단부에는 플로팅밸브(V2)가 연결되며, 이들 밸브(V1)(V2)들은 원수의 압력 또는 냉수탱크(36)에 담긴 수량에 따라서 개방되거나 폐쇄되도록 작동된다. 개폐밸브(V1)는 일방향 밸브로 이루어지고, 플로팅밸브(V2)는 냉수탱크(36)에 물이 일정량 채워지면 닫혀 제2관로(L2)를 폐쇄하고, 냉수탱크(36)의 물이 일정량 배출되면 개방되어 제2관로(L2)를 개방하여 냉수탱크(36)로 급수되는 정수의 유입을 조절하여 냉수탱크(36)에 일정량의 물이 항상 저장되어 있도록 제어한다. 이러한 플로팅밸브(V2)의 제어에 의하여 개폐밸브(V1)가 작동되는데, 플로팅밸브(V2)가 오픈되면 개폐밸브(V1)는 닫혀 제1관로(L1)를 폐쇄하고, 플로팅밸브(V2)가 닫히면 개폐밸브(V1)는 오픈되어 제1관로(L1)를 개방한다. 따라서, 원수정수단계(P2)는 냉수탱크(36)에 일정량의 정수가 채워지면 플로팅밸브(V2)가 닫히면서 진행되는데, 플로팅밸브(V2)가 닫히면 관로(35)로 배출되는 물의 압력이 개폐밸브(V1)로 작용하여 개폐밸브(V1)가 오픈되면서 제1관로(L1)를 개방하고, 이에 따라 저수조(24)의 원수는 정수수단(6)을 통과하면서 침전, 여과, 살균 등의 과정을 거쳐 원수에 함유된 중금속 및 기타 유해물질이 일차적으로 제거된 후, 제1관로(L1)를 통하여 저수조(24)로 리턴된다. 이러한 원수정수단계(P2)를 통하여 정수된 물을 사용하지 않아, 집수된 물이 저수조(24)에 계속 머무르게 됨으로서 발생될 수 있는 세균번식이나 이물질이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은 것을 더욱 완벽하게 할 수 있도록, 원수정수단계(P2)는 일정한 주기(예를 들어 12시간마다)로 일정시간 동안 강제적으로 행하도록 하면, 저수조(24)의 원수는 항상 정수된 상태를 유지시킬 수 있다. 원수정수단계(P2)의 하나의 예로서 제어부에 타이머를 설치하여 일정시간 간격으로 펌프(32)가 구동되도록 하여 일정한 시간 간격으로 저수조(24)의 원수를 계속 정화하도록 할 수 있다. 이렇게 원수정수단계(P2)가 완료되어 정화된 원수는 저수조(24)에 저장되며, 사용자가 일정량의 물을 사용하면, 저수조(24)의 원수는 정수수단(6)을 통하여 필터부재들을 통과하면서 여과, 살균 등의 과정을 거쳐 원수에 함유된 중금속 및 기타 유해물질을 제거하는 정수단계(P3)를 행하게 된다. 이러한 정수단계(P3)시 이용되는 필터부재는 원수정수단계(P2)시 이용되는 것을 그대로 사용할 수 있으며, 이렇게 정수된 물은 그대로 사용할 수도 있고, 아니면 냉각/가열수단(8)으로 소정의 온도로 냉각하거나 가열하는 냉각/가열단계(P4)를 통하여 냉수 또는 온수를 사용할 수도 있다. 냉각/가열수단(8)은 정수단계(P3)를 통하여 정화된 물이 저장되는 냉수탱크(36)와, 이 냉수탱크(36)와 관로를 통하여 연결된 온수탱크(38)와, 냉수탱크(36)의 물을 소정 온도 이하로 냉각하는 냉각장치(40)와, 상기 온수탱크(38)에 저장된 물을 소정 온도로 가열하는 가열장치(미도시)를 포함한다. 냉각장치(40)와 가열장치는 필요에 따라 어느 하나의 장치만이 설치될 수 있다. 냉수탱크(36)에는 수위조절 센서(46)가 설치되어 냉수탱크(36)에 일정량의 물이 항상 채워져 있도록 형성되는데, 이 수위조절 센서(46)와 저수조(24)의 수위조절센서(26)는 통상적으로 수위를 조절하기 위하여 사용되는 것이 적용될 수 있다. 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), 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(P4)를 행하면, 냉수탱크(36)와 온수탱크(38)에는 소정 온도로 냉각되거나 가열된 물이 저장되며, 사용자가 냉수탱크(36)와 온수탱크(38)에 각각 연결된 배출콕(42)(44)을 조작하여 물을 마시거나 사용하면 된다. 상기한 실시예에서 정수수단(6)의 필터부재 말단부에 설치된 살균램프(34)를 통하여 정수단계(P3)에서 정수된 물에 세균 및 미생물이 존재할 경우 이를 살균하는 살균단계(P5)를 더욱 행할 수도 있다. 이러한 선행출원 이외에도 대기 중의 수증기를 응축시켜 물을 얻는 장치 및 방법들이 다수 제시되어 있고, 본원 출원인은 선행기술들을 더욱 개량 진보시켜 본 발명으로 제안하고자 한다.
본 발명의 목적은 유도로로 유입되는 외기를 이슬점 온도에서 결로화시키는 결로 생성기 및 유도로에 낙하되는 결로를 집수하여 원수로 보관하는 저수조에서 발생할 수 있는 레지오넬라균을 살균 및 멸균시킬 수 있는 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 각종 부유 물질, 인체에 유해한 화학물질, 세균 및 불쾌한 냄새 등을 제거할 수 있는 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
온수를 보관하는 온수조와, 냉수를 보관하는 냉수조와, 상기 온수조의 온수 또는 상기 냉수조의 냉수를 선택하는 냉온 선택밸브와, 외기를 입구 및 유도로로 유입시키면서 출구로 배출시키는 팬과, 상기 유도로로 유입되는 외기를 이슬점 온도에서 결로화시키는 결로 생성기와, 상기 유도로에 낙하되는 결로를 집수하여 원수로 보관하는 저수조와, 상기 저수조의 원수를 필터링하는 필터군을 통해 상기 온수조 또는 냉수조로 공급하는 펌프를 포함하는 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기에 있어서,
상기 필터군은 상기 저주조로부터 상기 펌프를 통해 원수를 공급받아 원수에 포함된 레지오넬라균을 멸균 내지는 살균시키는 레지오넬라 필터를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
본 발명은 유도로로 유입되는 외기를 이슬점 온도에서 결로화시키는 결로 생성기 및 유도로에 낙하되는 결로를 집수하여 원수로 보관하는 저수조에서 발생할 수 있는 레지오넬라균을 살균 및 멸균시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 각종 부유 물질, 인체에 유해한 화학물질, 세균 및 불쾌한 냄새 등을 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 선행기술문헌에 따른 식수 제조 시스템의 공정도.
도 2는 선행기술문헌에 따른 식수제조 시스템을 설명하기 위한 부품배관도.
도 3은 본 발명에 따른 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기를 나타내는 구조도.
도 4는 본 발명에 따른 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기에 적용된 결로 생성기를 나타내는 구조도.
본 발명에 따른 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기를 나타내는 구조도이고, 도 4는 본 발명에 따른 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기에 적용된 결로 생성기를 나타내는 구조도이다.
본 발명에 따른 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 온수를 보관하는 온수조(11)와, 냉수를 보관하는 냉수조(12)와, 온수조(11)의 온수 또는 냉수조(12)의 냉수를 선택하는 냉온 선택밸브(13)와, 외기를 입구(21) 및 유도로(22)로 유입시키면서 출구(23)로 배출시키는 팬(24)과, 유도로(22)로 유입되는 외기를 이슬점 온도에서 결로화시키는 결로 생성기(30)와, 유도로(22)에 낙하되는 결로를 집수하여 원수로 보관하는 저수조(41)와, 저수조(41)의 원수를 필터링하는 필터군(53)을 통해 온수조(11) 또는 냉수조(12)로 공급하는 펌프(42)를 기본적으로 포함한다.
필터군(53)은 레지오넬라 필터(53a), 세디먼트 필터(53b), 프리 카본필터(53c), 역삼투막 필터[또는 중공사막 필터; 수십에서 수백 나노미터(nm) 크기의 기공을 가진 기공성 필터로서 막 표면에 분포하는 무수히 많은 미세기공을 통해 물 속의 오염물질을 제거한다](54d) 및 포스트 카본필터(54e)를 포함할 수 있다.
레지오넬라 필터(53a)는 저주조(41)로부터 펌프(42)를 통해 원수를 공급받아 원수에 포함된 레지오넬라균을 멸균 내지는 살균시키는 기능을 한다.
레지오넬라균은 유도로(22)로 유입되는 외기를 이슬점 온도에서 결로화시키는 결로 생성기(30) 및 유도로(22)에 낙하되는 결로를 집수하여 원수로 보관하는 저수조(41)에서 발생할 수 있으며 호흡기를 통해 전파된다. 이 레지오넬라균에 감염되면 감기처럼 목이 붓고 고열 설사 등의 증세를 보이며 폐렴으로 발전할 경우 치사율이 높아 위험하다.
레지오넬라균은 25∼42℃ 정도의 따뜻한 물을 좋아해 자연적 인공적 급수 시설에서 흔히 발견된다.
따라서, 본 발명에서는 펌프(42)에 의해 저수조(41)의 원수가 온수조(11) 또는 냉수조(12)에 공급되기 전에 레지오넬라 필터(53a)를 통해 멸균 또는 살균될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명에 따라 레지오넬라 필터(53a)는 35∼45wt％의 고령토, 6∼13wt％의 석회석, 9∼14wt％의 일라이트, 17∼25wt％의 규석, 3∼5wt％의 은분말, 3∼5wt％의 희토류, 15∼25wt％의 알칼리실리케이트 수용액으로 이루어진다.
고령토의 주성분은 카올리나이트 Al2O3·2SiO2·2H2O 및 할로이사이트 Al2O3 ·SiO2·4H2O이고, 석회석의 주성분은 탄산칼슘(CaCO3)이며, 일라니트는 단사정계에 속하는 운모족 광물로서 화학식은 (K,H3O)Al2(Si,Al)4O10(H2O,OH)2이고, 은(Ag)은 주기율표 11족 5주기에 속하는 전이금속으로 원자량 108g/mol, 녹는점 961.78℃, 끓는점 2162℃, 밀도 10.49 g/cm3이고, 희토류는 란탄(lanthanum), 세륨(cerium), 디스프로슘(dysprosium) 등의 원소를 일컫고, 알칼리실리케이트(alkali silicate) 수용액은 위 고령토, 석회석, 일라이트, 규석, 은분말, 희토류와 실리카(SiO2)와 결합되어 레지오넬라균을 멸균 또는 살균하는 것으로서, 본 발명에서는 고령토를 35∼45wt％로 하면서 알칼리실리케이트 수용액을 그 다음의 3∼5wt％로 함과 동시에 석회석 6∼13wt％, 일라이트 9∼14wt％, 규석 17∼25wt％, 은분말 3∼5wt％ 그리고 희토류 3∼5wt％의 중량비로 혼합시켜 레지오넬라균을 없앨 수 있도록 하는 것이다.
세디먼트 필터(53b)는 저주조(41)의 원수를 레지오넬라 필터(53a)를 통해 공급받아 원수에 포함된 비교적 큰 입자상의 부유 물질, 모래 등의 고형 물질을 흡착 제거하는 기능을 한다.
프리 카본필터(53c)는 세디먼트 필터(53b)를 통과한 물을 공급받아 활성탄의 흡착 방식을 통해 물에 포함된 휘발성 유기 화합물, 발암물질, 합성세제, 살충제 등 인체에 유해한 화학물질과 잔류염소(예를 들어, HOCl 또는 ClO) 성분을 제거하는 기능을 한다.
역삼투막 필터(53d)는 프리 카본필터(53c)에서 여과된 물을 제공받아 미세한 기공을 지닌 멤브레인을 통해 물에 포함된 중금속 및 기타 금속이온과 세균 같은 미세한 유기/무기 물질을 제거한다.
포스트 카본필터(53e)는 역삼투막 필터(53d)를 거치며 여과된 물의 불쾌한 맛, 냄새, 색소 등을 흡착 제거하는 기능을 한다.
한편, 이슬점 온도는 수증기를 포함한 외기의 기압과 수증기량을 변화시키지 않고 기온을 떨어뜨렸을 경우 수증기가 포화상태에 달할 때의 온도를 말하는 것으로, 보통 10 내지 17℃ 이상의 온도 차이가 있을 경우 결로를 생성시킬 수 있게 된다.
유도로(22)에 낙하되는 결로를 집수하여 저수조(41)에서 원수로 보관하고, 이 저수조(41)의 원수에 펌프(42)를 연결시켜 수위센서(S)에 의해 자동으로 펌핑되도록 하면서 필터군(53)을 통과하여 온수조(11) 및 저수조(41)로 공급하며, 유도로(22)에 낙하된 결로는 드레인 필터(54)를 통해 저수조(41)에 유입될 수 있도록 하는 것이다.
그리고, 유도로(22)의 입구(21)에 UV 램프(51)나 LED(52)를 설치하여 외기를 미리 살균 처리할 수 있도록 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기는 유도로(22) 내부에 설치되어 외기를 예냉(미리 냉각)시켜 결로 생성기(30)로 보내는 히트파이프 모듈(60)과, 온수조(11)에 온열을 공급하고 히트파이프 모듈(60)에 냉열을 공급하는 제 1 펠티어 소자(71)와, 외기의 온도가 기준온도 이상일 경우 제 1 펠티어 소자(71)를 구동시키는 컨트롤 박스(80)를 포함한다.
제 1 펠티어 소자(Peltier element; 71)는 전기를 공급하면 한쪽은 냉각되고 반대쪽은 가열되는 소자로서 온수조(11)와 히트파이프 모듈(60) 사이에 설치되어 컨트롤 박스(80)의 제어에 따라 외기의 온도가 기준온도(예를 들면, 10∼20℃) 이상일 경우 구동되어 온수조(11)에는 온열을 공급하고 히트파이프 모듈(60)에는 냉열을 공급하여 외기를 미리 냉각시켜 결로 생성기(30)로 보낼 수 있도록 함으로써 보다 효과적으로 외기의 온도를 낮추고 결로의 생성을 극대화시킬 수 있음과 동시에 결로 생성기(30)에 걸리는 부하 역시 낮추어 수명을 보장할 수 있도록 한다.
결로 생성기(30)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 냉매를 고온고압으로 변환시키는 압축기(31)와, 압축기(31)로부터 공급된 고온고압의 냉매를 저온고압으로 변환시켜 유도로(22)로 유입된 외기를 이슬점 온도에서 결로화시키는 응축기(32)와, 응축기(32)를 경유한 저온고압의 냉매를 저온저압으로 팽창 감압시키는 팽창변(33)과, 팽창변(33)을 경유한 저온저압의 냉매를 액화시켜 압축기(31)로 보냄과 동시에 고온 건조된 외기를 출구(23)로 배출시키는 증발기(34)를 포함할 수 있다.
압축기(31)에 의해 고온고압으로 변환된 냉매가 응축기(32)에서 저온고압으로 변환될 때 히트파이프 모듈(60)에서 예냉된 외기의 온도가 급격하게 떨어지면서 이슬점 온도 환경이 조성되어 결로를 생성하게 되고, 이 결로는 유도로(22) 및 드레인 필터(54)를 통해 원수로서 저수조(41)에 모여지게 되며, 수위센서(S)에 따라 펌프(42)가 구동되어 필터(54)를 통해 정수됨과 동시에 온수조(11) 및 냉수조(12)로 공급되어 사용자가 냉온 선택밸브(13)를 선택함으로써 정수된 물을 먹을 수 있게 된다.
그리고, 응축기(32)를 경유한 저온고압의 냉매는 팽창변(33)에서 저온저압으로 팽창 감압되어 증발기(34)로 보내지고, 증발기(34)에서는 팽창변(33)을 경유한 저온저압의 냉매를 액화시켜 압축기(31)로 보냄과 동시에 고온 건조된 외기를 출구(23)로 배출시키게 된다.
나아가, 본 발명에 따른 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기는 컨트롤 박스(80)의 제어를 받아 온수조(11)에 온열을 공급하고 냉수조(12)에 냉열을 공급하는 제 2 펠티어 소자(72)를 포함할 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명에 따른 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기는 히트파이프 모듈(60)에 의해 예냉된 외기를 고밀도로 압축시켜 결로 생성기(30)로 보내는 에어 게이트(90)를 구비하여 결로의 생성을 더욱 원활하게 실현할 수 있도록 할 수 있다.
바람직하게, 히트파이프 모듈(60)은 제 1 펠티어 소자(71)로부터 공급된 냉열을 유도로(22)로 발산하는 주 히트파이프(61)와, 제 1 펠티어 소자(71)로부터 공급된 냉열을 전달하는 보조 히트파이프(62)와, 보조 히트파이프(62)로부터 전달된 냉열을 축냉시키는 마이크로 PCM(Micro Phase Change Material; 63)을 포함할 수 있다.
마이크로 PCM(63)은 열을 흡수, 저장, 방출하는 자동 온도 조절 능력으로 열의 특성을 확장하는 통상의 상변환 물질로서 잠열재, 축열재, 축냉재, 열조절성 물질이라 할 수 있는데, 본 발명에서는 통상의 축냉재에 해당하며, 제 1 펠티어 소자(71)로부터 공급된 냉열을 보조 히트파이프(62)를 통해 축냉시켜 활용토록 함으로써 에너지 절감을 기할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 활용한 정수기는 갈수록 식수난에 허덕이고 있는 사막 지대나 동남아 등지의 기후 환경을 고려하여 외기를 효율적으로 결로화시켜 식수로서 활용토록 하는 것으로, 특히 제 1 펠티어 소자(71)에 연동되는 히트파이프 모듈(60)에 의한 예냉으로 결로 생성기(30)의 이슬점 온도를 보다 신속하게 마련토록 함으로써 결로화 효율 및 에너지 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 외기를 이슬점 온도에서 결로화시켜 식수로 활용토록 하는 산업분야에 활용될 수 있다.
11 : 온수조 12 : 냉수조
13 : 냉온 선택밸브 21 : 입구
22 : 유도로 23 : 출구
24 : 팬 30 : 결로 생성기
31 : 압축기 32 : 응축기
33 : 팽창변 34 : 증발기
41: 저수조 42 : 펌프
51 : UV 램프 52 : LED
53 : 필터군 53a : 레지오넬라 필터
53b : 세디먼트 필터 53c : 프리 카본필터
53d : 역삼투막 필터 53e : 포스트 카본필터
54 : 드레인 필터 60 : 히트파이프 모듈
61 : 주 히트파이프 62 : 보조 히트파이프
63 : 마이크로 PCM 71 : 제 1 펠티어 소자
72 : 제 2 펠티어 소자 80 : 컨트롤 박스
90 : 에어 게이트 S : 수위센서

Claims (3)

  1. 온수를 보관하는 온수조(11)와, 냉수를 보관하는 냉수조(12)와, 상기 온수조(11)의 온수 또는 상기 냉수조(12)의 냉수를 선택하는 냉온 선택밸브(13)와, 외기를 입구(21) 및 유도로(22)로 유입시키면서 출구(23)로 배출시키는 팬(24)과, 상기 유도로(22)로 유입되는 외기를 이슬점 온도에서 결로화시키는 결로 생성기(30)와, 상기 유도로(22)에 낙하되는 결로를 집수하여 원수로 보관하는 저수조(41)와, 상기 저수조(41)의 원수를 필터링하는 필터군(53)을 통해 상기 온수조(11) 또는 냉수조(12)로 공급하는 펌프(42)를 포함하는 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기에 있어서,
    상기 필터군(53)은 상기 저주조(41)로부터 상기 펌프(42)를 통해 원수를 공급받아 원수에 포함된 레지오넬라균을 멸균 내지는 살균시키는 레지오넬라 필터(53a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레지오넬라 필터(53a)는 35∼45wt％의 고령토, 6∼13wt％의 석회석, 9∼14wt％의 일라이트, 17∼25wt％의 규석, 3∼5wt％의 은분말, 3∼5wt％의 희토류, 15∼25wt％의 알칼리실리케이트 수용액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필터군(53)은 상기 저주조(41)의 원수를 상기 레지오넬라 필터(53a)를 통해 공급받아 원수에 함유된 부유 물질 및 모래의 고형 물질을 흡착 제거하는 세디먼트 필터(53b)와, 상기 세디먼트 필터(53b)를 통과한 물을 공급받아 활성탄의 흡착 방식을 통해 물에 포함된 휘발성 유기 화합물, 발암물질, 합성세제, 살충제 등 인체에 유해한 화학물질과 잔류염소 성분을 제거하는 프리 카본필터(53c)와, 상기 프리 카본필터(53c)에서 여과된 물을 제공받아 미세한 기공을 지닌 멤브레인을 통해 물에 함유된 중금속 및 금속이온의 미세한 유기/무기 물질을 제거하는 역삼투막 필터(53d)와, 상기 역삼투막 필터(53d)를 거치며 여과된 물의 불쾌한 맛, 냄새, 색소를 흡착 제거하는 포스트 카본필터(53e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지오넬라균 멸균 가능한 순환식 에어 워터 생성을 이용한 정수기.
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