KR20140088803A

KR20140088803A - 에너지 저감형 증류수 제조장치

Info

Publication number: KR20140088803A
Application number: KR1020130000758A
Authority: KR
Inventors: 조후갑; 류성혜; 노명균
Original assignee: (주)세진영테크
Priority date: 2013-01-03
Filing date: 2013-01-03
Publication date: 2014-07-11
Also published as: KR101534255B1

Abstract

본 발명은 증류수 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 가열 표면적을 넓혀 수증기의 발생량을 증가시키고 생산된 증류수의 오염을 줄일 수 있도록 수증기의 이동경로를 개선하여 고순도의 증류수를 생산할 수 있으며, 펠티어 소자를 적용하여 냉각수의 냉각효율을 높여줌으로써 증류수의 획득량을 늘릴 수 있는 에너지 저감형 증류수 제조장치에 관한 것이다.
본 발명은 내부에 저장된 공급수를 가열하여 수증기로 상변화시키는 히터가 보호관의 내부에 설치되는 증발관; 상기 증발관에서 발생된 수증기에 함유된 미세 액적을 분리하고 배출구를 통하여 증류수를 외부로 배출하는 분리관; 및 상기 분리관으로부터 유입된 수증기가 냉각수에 의해 냉각되어 증류수로 변환되는 냉각관;을 포함하고, 상기 히터는 상기 공급수의 가열 표면적을 넓힐 수 있도록 일정높이를 갖추고 상기 보호관의 내부에 높이방향을 따라 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치를 제공한다.

Description

에너지 저감형 증류수 제조장치{Apparatus for manufacturing distilled water}

본 발명은 증류수 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 가열 표면적을 넓혀 수증기의 발생량을 증가시키고 생산된 증류수의 오염을 줄일 수 있도록 수증기의 이동경로를 개선하여 고순도의 증류수를 생산할 수 있으며, 펠티어 소자를 적용하여 냉각수의 냉각효율을 높여줌으로써 증류수의 획득량을 늘릴 수 있는 에너지 저감형 증류수 제조장치에 관한 것이다.

물속의 오염물질이 유기물, 무기이온, 미생물 및 입자로 크게 구분되듯이 각 등급의 순수를 만드는 방법은 바로 이들 오염 물질을 선택적으로 제거하는 기술과 방법에 달려있다. 이들 오염 물질을 보편적으로 모두 제거하는 방법으로는 전통적인 증류방식과 최근 거의 모든 실험실에서 사용되는 역삼투(Reverse Osmosis)방법이 있다. 무기이온 제거는 이온교환 수지가 가장 효과적이며, 유기물의 경우 활성탄이 최적이다. 미생물과 입자의 경우 막(Membrane) 여과가 가장 좋은 방법이다.

현재 이화학, 생물학계통에서 사용하는 공급수의 경우 카본필터, 역삼투, 여과막, 이온교환 필터 등에 의한 2차, 3차 수 및 가열 증류에 의한 증류수를 말한다. 에너지 소비 및 생산효율 측면에서는 가열증류 방식보다 여과방식의 2차공급수 생산이 월등히 높은 편이지만 유기물 잔류 문제에 의해 정밀화학, 생물공학 등의 계통에서는 아직까지 가열증류에 의한 증류 방식을 채택하여 사용하고 있다.

증류는 물을 끓여 수증기를 형성한 후 그 수증기를 응축온도 이하로 냉각시키는 것을 포함하며 응축액이라 불리우는 최종 액체는 음용수로 수집한다. 종래의 수증기를 응축시키는 원리는 수증기가 통과하는 응축 주름관에 냉각 팬을 이용하여 공기를 세게 주입하여 냉각시키는 공냉방식과 냉각수가 모아져 있는 냉각수 통 안쪽으로 수증기가 지나가는 관을 원형 또는 그와 유사한 형상으로 배열하여 수증기의 열에너지를 냉각수로 환원케하고 이렇게 열에너지를 확보한 냉각수를 다시 가열장치부로 유입하여 열에너지 보존도를 높인 수냉방식이 존재한다.

종래의 열에너지 효율면에서 공냉 증류식 정수기 보다 우수하다는 수냉 증류식 정수기는 냉각수가 채워진 통 안쪽으로 수증기가 통과하는 원형의 관을 배치하고 이 관을 감싸고 있는 냉각수의 온도가 수증기가 통과하는 관과의 접촉을 통해 사전에 정해진 일정 온도이상으로 상승하게 되면 예열된 냉각수의 일부가 일정 온도의 주기에 따라 가열장치로 유입되고 나머지는 폐수로 배수되며 냉각수 통 안쪽이 비워진 만큼 다시 냉각수가 냉각수 통으로 채워지는 과정을 거치게 고안되고 있다.

그러나 이러한 종래의 방식은 에너지 효율면에서의 취약점, 즉 정해진 온도로까지 냉각수의 온도가 상승되어야 한다는 측면에서 단점을 가지고 있다. 냉각수의 온도가 일정 수준까지 상승하는 동안 수증기의 열에너지를 환수하는 속도의 효율은 시간이 경과 할수록 떨어지게 되며 가열부로 유입되는 예열된 원수 또한 일시에 가열부로 유입되어 가열부 전체의 온도가 일시에 비등점이하로 떨어져 가열부 전체의 온도를 다시 비등점(100℃)까지 끌어 올리기까지 에너지 효율이 감소되는 단점이 있어 전체 열에너지 효율을 완벽히 고려한 증류식 정수장치라 볼 수 없다.

또한, 원수가 과도하게 끓는 경우 수증기와 함께 물방울 형태의 미세 액적이 증류수가 저장되는 통으로 넘어가 증류수의 순도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 증발관의 내부에 설치되는 히터를 수직하게 배치하여 공급수와의 접촉면적을 넓혀줌으로써 가열에 의한 수증기의 발생량을 증가시킬 수 있는 에너지 저감형 증류수 제조장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 증발관과 냉각관 사이에 분리관을 배치하여 미세 액적이 냉각관 측으로 이동되는 것을 차단함으로써 순수한 증류수를 얻을 수 있는 에너지 저감형 증류수 제조장치를 제공하는 데 있다.

더욱이, 본 발명은 냉각관의 내부에 배치되어 수증기가 이동되는 유동관의 구조를 개선하여 보다 많은 양의 증류수를 생산할 수 있는 에너지 저감형 증류수 제조장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 저장된 공급수를 가열하여 수증기로 상변화시키는 히터가 보호관의 내부에 설치되는 증발관; 상기 증발관에서 발생된 수증기에 함유된 미세 액적을 분리하고 배출구를 통하여 증류수를 외부로 배출하는 분리관; 및 상기 분리관으로부터 유입된 수증기가 냉각수에 의해 냉각되어 증류수로 변환되는 냉각관;을 포함하고, 상기 히터는 상기 공급수의 가열 표면적을 넓힐 수 있도록 일정높이를 갖추고 상기 보호관의 내부에 높이방향을 따라 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 증발관의 전단에는 원수로부터 정제된 공급수가 일시적으로 저장되는 공급수 저장관이 추가적으로 구비되고, 상기 공급수 저장관은 상기 증발관의 하부에 형성되는 유입구와 수평하게 연결되는 토출구가 구비되어 위치에너지를 통하여 상기 증발관 측으로 공급수가 자연공급될 수 있다.

바람직하게는, 상기 분리관의 내부공간은 일정높이를 갖는 격벽관에 의해 상기 증발관과 연통되는 제1공간과 상기 냉각관과 연통되는 제2공간으로 구획되고, 상기 제1공간과 제2공간은 격벽관에 관통형성된 적어도 하나의 연통공에 의해 연통될 수 있다.

바람직하게는, 상기 격벽관은 일정높이를 갖추고 적어도 일부가 상기 분리관의 내경보다 더 작은 직경을 갖도록 구비되어 상기 분리관의 하부측에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2공간은 상기 격벽관의 높이중간에 설치되는 구획판에 의해 구획되어 상기 격벽관의 외부면과 상기 분리관의 내부면 사이의 공간에 진공부가 추가적으로 구비될 수 있다.

바람직하게는, 상기 냉각관은 외부로부터 냉각수가 유출입될 수 있도록 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구를 갖추고, 내부에 높이방향으로 설치되는 적어도 하나의 유동관이 배치되며, 상기 분리관으로부터 유입된 수증기가 상기 유동관을 통해 이동하면서 상기 냉각수에 의해 냉각될 수 있다.

바람직하게는, 상기 냉각관은 내부에 유동관이 높이방향을 따라 설치되는 다수 개의 냉각관으로 구비되고, 상기 다수 개의 냉각관은 외부로부터 공급되는 냉각수가 다수 개의 냉각관을 순차적으로 유입된 후 배출될 수 있도록 서로 직렬연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 유동관은 구형상으로 형성되는 복수 개의 제1부분이 높이방향으로 배치되고 상기 복수 개의 제1부분이 상기 제1부분의 직경보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 복수 개의 연결관을 통해 각각 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 냉각수는 제1순환관 및 제2순환관을 매개로 상기 냉각관과 연결되는 냉각수 저장고에 저장되어 상기 제1순환관 및 제2순환관 중 어느 일측에 구비되는 펌프에 의해 순환될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1순환관 및 제2순환관의 사이에는 열교환기가 연결되어 펌프에 의해 순환되는 냉각수를 냉각할 수 있다.

바람직하게는, 상기 열교환기는 펠티어소자가 적용된 열교환기일 수 있다.

바람직하게는, 상기 증발관의 내부면 또는 외부면 중 적어도 일측에는 상기 히터로부터 발생된 열손실을 방지하기 위한 반사판이 구비될 수 있다.

본 발명에 의하면, 증발관의 내부에 설치되는 히터를 수직하게 배치하여 공급수와의 가열표면적을 최대화하고 복사열전달 방식의 근적외선 히터 및 반사율이 높은 알루미늄 반사판이 구비된 증발관을 사용함으로써 가열손실량을 최소화하여 가열에 의한 수증기의 발생량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 증발관과 냉각관 사이에 분리관을 배치하여 증기의 유동손실을 최소화할 수 있는 유로를 확보하고 액적비말동반에 의한 증류수의 오염을 줄일 수 있어 별도의 비말 포집기의 사용없이 고순도의 증류수를 얻을 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명은 낙하 액적을 통한 기체-액체 교차 냉각을 통해 생산된 증류수를 추가로 냉각하고 냉각관의 내부에 배치되어 수증기가 이동되는 유동관의 구조를 다단 다중 형태로 개선하여 잔류 수증기의 응축을 극대화할 수 있음으로써 벤트구를 통해 외부로 배출되는 수증기의 배출량을 최소화하여 증류수의 생산량을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 증류수 제조장치를 나타낸 개략도.
도 2는 도 1의 요부확대도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 증류수 제조장치를 나타낸 개략도.
도 4는 도 3의 요부확대도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

이하에서, 발명의 이해를 돕기 위해 도면부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되었다 하더라도 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증류수 제조장치(100,200)는 증발관(120), 분리관(130) 및 냉각관(140,240)을 포함한다.

상기 증발관(120)은 내부에 저장된 공급수(W))에 열을 가하여 공급수(W))를 수증기로 변환하기 위한 것으로, 공급수(W))가 유입되는 유입구(121)를 갖추고 일정높이를 갖는 중공형으로 구비된다. 이러한 증발관(120)의 내부에는 히터(123)가 내장설치되는 보호관(122)이 하부를 통하여 삽입배치된다.

이때, 상기 보호관(122)은 상부단이 밀폐되고 상기 증발관(120)의 내경보다 더 작은 외경을 갖도록 구비되어 상기 증발관(120)의 내부에 삽입배치된다. 이에 따라, 상기 유입구(121)를 통하여 유입된 공급수(W))는 보호관(122)의 외면과 증발관(120)의 내부면 사이의 공간에 저장된다.

여기서, 상기 히터(123)는 근적외선 히터가 사용될 수 있으며, 상기 보호관(122)과 대략 동일한 높이를 갖도록 구비되어 상기 보호관(122)의 내부에 보호관(122)의 높이방향을 따라 수직하게 삽입배치된다. 이로 인해, 상기 보호관(122)의 외면을 둘러싸고 있는 공급수(W))는 상기 히터(123)에서 발생되는 열에 의해 가열된다. 이때, 상기 증발관(120)의 내부면과 외부면 중 적어도 일측에는 상기 히터(123)에서 발생되는 열이 외부로 방출되는 것을 방지하는 적어도 하나의 반사판(124)이 구비됨으로써 히터(123)에서 발생되는 복사열의 손실을 최소화할 수 있다. 여기서, 상기 반사판(124)은 반사율이 높은 알루미늄 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에서는 상기 히터(123)가 일정높이를 갖는 수직형으로 배치됨으로써 증발관(120)의 내부에 저장된 공급수(W))와의 접촉면적이 넓어짐으로써 공급수(W))의 가열 표면적이 넓어지게 된다. 더불어, 증발관(120)의 하부측에서 가열되어 상부로 이동되는 공급수(W))는 상부로 이동하는 과정에서도 히터(123)로부터 열을 제공받음으로써 수증기로 변화되어 증발되는 시간이 단축된다.

한편, 상기 증발관(120)에 저장되는 공급수(W))는 상기 유입구(121)를 통하여 직접 공급될 수도 있지만, 공급수가 일정량 저장되는 공급수 저장관(110)을 통하여 위치에너지를 통해 자연공급되도록 할 수도 있다. 이를 위해, 상기 공급수 저장관(110)은 상,하부단이 밀폐된 내부공간을 갖추고 일정높이를 갖는 함체형상으로 구비된다. 그리고, 상기 공급수 저장관(110)의 상부측과 하부측에는 공급수(W))가 외부로부터 유입되는 입구(114)와 상기 증발관(120) 측으로 공급수(W))를 공급하기 위한 토출구(112)가 각각 마련된다. 이때, 상기 토출구(112)와 증발관(120)의 유입구(121)는 서로 동일한 높이를 갖도록 배치되어 수평한 상태로 연결되도록 한다. 이에 따라, 상기 히터(123)의 가열을 통해 증발관(120) 내의 공급수(W))가 수증기로 상변화되어 증발관(120) 내에 저장된 공급수(W))의 양이 줄어들게 되면 상기 유입구(121)를 통하여 공급수 저장관(110)에 저장되어 있던 공급수(W))가 증발관(120) 측으로 이동됨으로써 증발관(120) 측으로 공급수(W))가 자동공급된다.

여기서, 상기 공급수(W))는 원수로부터 별도의 여과장치를 통하여 전처리된 후 상기 입구(114)를 통하여 공급수 저장관(110)에 일정량 저장된다.

상기 분리관(130)은 상기 증발관(120)의 상부에 연결되는 것으로, 상,하부단이 각각 개방되고 일정높이를 갖는 중공형으로 구비되며, 하부측에는 수증기가 냉각되어 생성된 증류수를 외부로 배출하기 위한 배출구(131)가 마련된다. 이러한 분리관(130)의 내부공간은 일정높이를 갖는 격벽관(132)에 의해 제1공간(134)과 제2공간(135)으로 구획된다.

여기서, 상기 제1공간(134)은 개방된 하부를 통하여 상기 증발관(120)의 내부와 연통되고, 상기 제2공간(135)은 개방된 상부를 통하여 상기 냉각관(140)의 내부와 연통되며, 상기 제1공간(134)과 제2공간(135)은 상기 격벽관(132)에 관통형성되는 적어도 하나의 연통공(133)을 통하여 서로 연통된다. 그리고, 상기 격벽관(132)은 하부가 개방되고 상부가 밀폐되어 일정높이를 갖도록 구비되고 적어도 일부가 상기 분리관(130)의 내경보다 더 작은 직경을 갖도록 구비되어 상기 분리관(130)의 내부에 배치되며, 상기 배출구(131)는 상기 제2공간(135)과 연통되도록 구비된다. 이에 따라, 상기 냉각관(140)에서 수증기가 냉각되어 응축된 증류수는 상기 제2공간(135) 측으로 유입된 후 상기 격벽관(132)의 외부면과 분리관(130)의 내부면 사이의 공간에 저장되며 분리관(130)의 일측에 구비된 배출구(131)를 통해 외부로 배출된다. 여기서, 상기 배출구(131)는 상기 증류수가 저장되는 증류수 저장고(160)와 연결되어 증류수가 저장되도록 한다.

이때, 상기 연통공(133)은 격벽관(132)의 측부에 설치되는 것이 바람직하며, 측부 상부측에 구비되는 것이 더욱 바람직하다. 이는, 상기 증발관(120)에서 생성된 수증기 중에 함유된 미세 액적이 수증기와 함께 상기 제2공간(135) 측으로 이동되는 것을 방지하기 위함이다.

통상적으로, 증발관(120)에서 히터(123)에 의해 공급수(W))의 급속가열이 이루어지는 경우 공급수(W))의 상변화에 의해 기화된 수증기와 함께 미세한 물입자인 미세 액적이 발생된다. 이러한 미세 액적은 기화된 수증기와 함께 상부로 이동된다. 이때, 상기 미세 액적은 완전 기화된 수증기보다는 상대적으로 낮은 온도를 갖으며 무기 이온과 같은 불순물이 함유된 상태이다. 이러한 미세 액적은 수증기와 함께 분리관(130)의 제1공간(134) 측으로 이동된 후 상기 냉각관(140)에서 응축된 증류수 - 더욱 자세하게는, 상기 격벽관(132)의 외부면과 상기 분리관(130)의 내부면 사이로 낙하된 응축 증류수에 의해 냉각됨으로써 상기 연통공(133)을 통하여 제2공간(135)측으로 이동하지 못하고 응축됨으로써 하부로 낙하하게 된다. 이로 인해, 상기 연통공(133)을 통하여 제2공간(135) 측으로 이동하는 수증기는 미세 액적이 제거되어 순수한 상태를 유지함으로써 최종 생산되는 증류수의 순도를 높일 수 있게 된다.

한편, 상기 제2공간(135)은 상기 격벽관(132)의 높이중간에 설치되는 구획판(136)에 의해 상기 냉각관(140)과 연통되는 상부공간과 밀폐된 하부공간으로 구획될 수 있다. 여기서, 상기 하부공간은 제2공간(135)의 하부측에 배치되고 상기 격벽관(132)의 외부면과 분리관(130)의 내부면 및 구획판(136)에 의해 둘러싸여 밀폐되는 진공부(137)를 형성하게 된다. 이러한 진공부(137)는 내부를 진공상태로 만들어 단열층을 형성함으로써 상기 냉각관(140)에서 냉각되어 낙하되는 증류수가 증류관(120)에서 생성된 수증기에 의해 가열되는 것을 차단하게 된다. 이에 따라, 상기 배출구(131)를 통해 배출되는 증류수의 배출온도를 낮출 수 있게 된다.

상기 냉각관(140,240)은 상기 분리관(130)의 상부에 배치되어 상기 분리관(130)의 제2공간(135)으로부터 유입된 수증기를 냉각수를 통하여 응축시킴으로써 상기 수증기를 증류수로 응축하기 위한 것이다.

이러한 냉각관(140)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일정높이를 갖는 중공형으로 구비되며, 내부에는 상기 제2공간(135)으로부터 유입된 수증기가 이동하는 복수 개의 유동관(146)이 배치된다. 그리고, 상기 냉각관(140)의 상부측과 하부측에는 수증기를 냉각시키기 위한 냉각수가 유출입되는 냉각수 유출구(142)와 냉각수 유입구(141)가 각각 구비되며 최상부 측에는 수증기가 외부로 배출되는 벤트구(143)가 구비된다. 이로 인해, 상기 유동관(146)을 따라 상부로 이동하던 수증기는 유동관(146)의 외부를 둘러싸는 냉각수와의 열교환을 통해 비등점 이하로 냉각되어 증류수로 응축되고, 응축된 증류수는 분리관(130)의 제2공간(135) 측으로 낙하한 후 배출구(131)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 상기 냉각관은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 유동관(146)이 높이방향을 따라 설치되는 다수 개의 냉각관(240)으로 구비되고, 상기 다수 개의 냉각관(240)은 외부로부터 공급되는 냉각수가 다수 개의 냉각관(240)을 순차적으로 순환될 수 있도록 서로 직결연결될 수도 있다. 여기서, 상기 다수 개의 냉각관(240) 중 어느 하나에는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(241)가 구비되고 다른 하나에는 냉각수가 유출되는 냉각수 유출구(242)가 각각 구비되며, 복수 개의 냉각관(240)은 연결호스(247)를 매개로 각각 직렬연결된다. 그리고, 다수 개의 냉각관(240)의 상부측에는 수증기를 외부로 배출하는 벤트구(243)가 각각 마련된다. 이에 따라, 수증기는 분리관(130)의 제2공간(135)으로부터 상기 다수 개의 냉각관(240)의 내부에 각각 배치된 유동관(146)을 따라 상부로 이동하여 다수 개의 냉각관(240) 내부에 각각 배치된 유동관(146)의 외부를 둘러싸는 냉각수와의 열교환을 통해 개별적으로 냉각되어 증류수로 응축되고, 응축된 증류수는 분리관(130)의 제2공간(135) 측으로 낙하한 후 배출구(131)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 상기 유동관(146)은 구형상으로 형성되는 복수 개의 제1부분(146a)과 상기 복수 개의 제1부분(146a)이 연결관(146b)을 매개로 각각 연결되어 상기 제1부분(146a)과 연결관(146b)이 높이방향을 따라 교번적으로 배열되도록 구비된다. 여기서, 상기 연결관(146b)은 구형상으로 형성되는 제1부분(146a)보다 상대적으로 더 작은 직경을 갖도록 구비된다. 이에 따라, 상기 유동관(146)으로 유입된 수증기는 순차적으로 제1부분(146a)과 연결관(146b)을 통해 상부로 이동하면서 단면적의 변화에 의해 충돌-압축-팽창을 반복하면서 증발잠열의 소실 및 냉각수와의 열교환이 일어난다. 이로 인해, 상기 수증기는 유동관(146)을 따라 상부로 이동하면서 냉각수에 의해 대다수가 응축되어 증류수로 변하게 되고 상기 벤트구(143)를 통해 외부로 배출되는 수증기의 양이 최소로 되게 된다.

여기서, 상기 냉각관(140)의 개방된 상부측과 하부측에는 복수 개의 관통공(144a,145a)을 갖는 판상의 격판(144,145)이 각각 구비되고, 상기 복수 개의 관통공(144a,145a)에 유동관(146)의 상부단과 하부단이 각각 연결됨으로써 외부로부터 유입된 냉각수가 상기 냉각관(140)의 내부를 채우게 된다.

한편, 상기 냉각관(140)은 상기 냉각수 유출구(142) 및 냉각수 유입구(141)에 각각 연결되는 제1순환관(181) 및 제2순환관(182)을 매개로 냉각수 저장고(150)와 연결되어 펌프(183)에 의해 냉각수가 순환되도록 한다. 이에 따라, 열교환을 통하여 수증기를 냉각시키는데 사용되는 냉각수는 펌프(183)에 의해 순환됨으로써 계속적인 재사용이 가능하게 된다.

이때, 상기 냉각관(140)과 냉각수 저장고(150)를 연결하는 제1순환관(181) 및 제2순환관(182) 사이에는 순환되는 냉각수를 냉각시키기 위한 열교환기(170)가 추가적으로 구비될 수 있다. 이러한 열교환기(170)는 펠티어소자가 적용된 열교환기(170)를 사용함으로써 냉각수의 냉각효율을 더욱 높일 수 있다.

여기서, 펠티어소자는 np반도체의 접합체로써 전기에너지와 열에너지의 상호변환이 가능한 소자를 말하며 전원을 입력하면 전류의 방향에 따라 한쪽에서는 흡열하고 반대쪽에서는 발열을 일으키는 소자이다. 이러한 펠티어소자는 공지기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

즉, 상기 냉각수 유입구(141)와 연결되는 제1순환관(181)은 상기 열교환기의 흡열부(172)측을 통과하도록 하여 냉각수가 흡열부(172)를 통해 냉각되도록 하고 냉각수 유출구(142)와 연결되는 제2순환관(182)은 상기 열교환기의 발열부(174) 측으로 통과하도록 한다.

상기에서 본 발명의 특정 실시예와 관련하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명을 이와 같은 특정구조에 한정하는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않고서도 용이하게 수정 또는 변경할 수 있을 것이다. 그러나 이러한 단순한 설계변형 또는 수정을 통한 등가물, 변형물 및 교체물은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속함을 미리 밝혀둔다.

100,200 : 증류수 제조장치 110 : 공급수 저장관
112 : 입구 114 : 토출구
120 : 증발관 121 : 유입구
122 : 보호관 123 : 히터
124 : 반사판 130 : 분리관
131 : 배출구 132 : 격벽관
133 : 연통공 134 : 제1공간
135 : 제2공간 136 : 구획판
137 : 진공부 140,240 : 냉각관
141,241 : 냉각수 유입구 142,242 : 냉각수 유출구
143,243 : 벤트구 144,145 : 격판
144a,145a : 관통공 146 : 유동관
146a : 제1부분 146b : 연결관
150 : 냉각수 저장고 160 : 증류수 저장고
170 : 열교환기 172 : 흡열부
174 : 발열부 181 : 제1순환관
182 : 제2순환관 183 : 펌프

Claims

내부에 저장된 공급수를 가열하여 수증기로 상변화시키는 히터가 보호관의 내부에 설치되는 증발관;
상기 증발관에서 발생된 수증기에 함유된 미세 액적을 분리하고 배출구를 통하여 증류수를 외부로 배출하는 분리관; 및
상기 분리관으로부터 유입된 수증기가 냉각수에 의해 냉각되어 증류수로 변환되는 냉각관;을 포함하고,
상기 히터는 상기 공급수의 가열 표면적을 넓힐 수 있도록 일정높이를 갖추고 상기 보호관의 내부에 높이방향을 따라 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 증발관의 전단에는 원수로부터 정제된 공급수가 일시적으로 저장되는 공급수 저장관이 추가적으로 구비되고, 상기 공급수 저장관은 상기 증발관의 하부에 형성되는 유입구와 수평하게 연결되는 토출구가 구비되어 위치에너지를 통하여 상기 증발관 측으로 공급수가 자연공급되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 분리관의 내부공간은 일정높이를 갖는 격벽관에 의해 상기 증발관과 연통되는 제1공간과 상기 냉각관과 연통되는 제2공간으로 구획되고, 상기 제1공간과 제2공간은 격벽관에 관통형성된 적어도 하나의 연통공에 의해 연통되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 3항에 있어서,
상기 격벽관은 일정높이를 갖추고 적어도 일부가 상기 분리관의 내경보다 더 작은 직경을 갖도록 구비되어 상기 분리관의 하부측에 배치되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 4항에 있어서,
상기 제2공간은 상기 격벽관의 높이중간에 설치되는 구획판에 의해 구획되어 상기 격벽관의 외부면과 상기 분리관의 내부면 사이의 공간에 진공부가 추가적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 냉각관은 외부로부터 냉각수가 유출입될 수 있도록 냉각수 유입구 및 냉각수 유출구를 갖추고, 내부에 높이방향으로 설치되는 적어도 하나의 유동관이 배치되며, 상기 분리관으로부터 유입된 수증기가 상기 유동관을 통해 이동하면서 상기 냉각수에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 냉각관은 내부에 유동관이 높이방향을 따라 설치되는 다수 개의 냉각관으로 구비되고, 상기 다수 개의 냉각관은 외부로부터 공급되는 냉각수가 다수 개의 냉각관을 순차적으로 유입된 후 배출될 수 있도록 서로 직렬연결되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 유동관은 구형상으로 형성되는 복수 개의 제1부분이 높이방향으로 배치되고 상기 복수 개의 제1부분이 상기 제1부분의 직경보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 복수 개의 연결관을 통해 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 냉각수는 제1순환관 및 제2순환관을 매개로 상기 냉각관과 연결되는 냉각수 저장고에 저장되어 상기 제1순환관 및 제2순환관 중 어느 일측에 구비되는 펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 9항에 있어서,
상기 제1순환관 및 제2순환관의 사이에는 열교환기가 연결되어 펌프에 의해 순환되는 냉각수를 냉각하는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 10항에 있어서,
상기 열교환기는 펠티어소자가 적용된 열교환기임을 특징으로 하는 증류수 제조장치.
제 1항에 있어서,
상기 증발관의 내부면 또는 외부면 중 적어도 일측에는 상기 히터로부터 발생된 열손실을 방지하기 위한 반사판이 구비되는 것을 특징으로 하는 증류수 제조장치.