KR970006126B1 - 저온 저압 증류법에 의한 정수기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

저온 저압 증류법에 의한 정수기

제1도 본 발명에 따른 저온 저압 증류법에 의한 정수기의 구성을 보이는 개략도.

제2도 a 본 발명 정수기를 적용한 바람직한 실시예를 보이는 측면도.

제2도 b 제2도에 도시된 정수기의 정면도.

제2도 c 제2도에 도시된 정수기의 배면도.

제3도 본 발명 정수기를 싱크대에 적용한 다른 실시예의 개략사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 원수저수조 11 : 수도관

12 : 유입관 20 : 증류기

21,22,41,42 : 수위조절쎈서 23 : 냉매응축기

24 : 배출관로 24a,26,28 ; 솔레노이드 밸브

25,34 : 개폐구 27 : 기체펌프

29,36 : 관로 30 : 응축기

31,45 : 냉매증발기(흡열코일) 32,35,49 : 일방통행밸브

33 : 수동게이트 40 : 냉수저장조

43,53 : 공기출입구 44 : 냉수출구

46,47,51,52 : 온도조절쎈서 48 : 냉수순환관로

50 : 온수저장조 54 : 온수출구

55 : 가열기 60 : 흡입기(아스피레이터)

70 : 순환펌프 81 : 컴프레샤

82 : 예냉기 83 : 분리기

84 : 냉매순환관로 90 : 폐기구

100 : 하우징 101 : 전자표시판

102,102a : 수위관찰기 103 : 조정셋트

104 : 전기코드연결구 105 : 수도관 연결구

110,100a : 컵 200 : 싱크대

201 : 증발기 및 응축기 설치장소

본 발명은 저온 저압 증류법에 의한 정수기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 상수도 물, 하천수, 지하수, 우수, 해수 및 온천수 등 모든 형태의 자연수를 식수로 처리할 수 있을 뿐 아니라 정수된 물을 제약과정 공정수와 세척용 용수로도 이용할 수 있는 저온 저압 증류법에 의한 정수기에 관한 것이다.

종래에도 본 발명과 같은 저온 저압 증류법에 의한 정수 시스템이 PCT 출원(출원번호 : PCT/AU93/00372)에 개시된 바 있지만, 여기에 개시된 정수 시스템은 그 구조가 복잡할 뿐 아니라 폐기되는 폐수의 처리에 많은 문제점을 안고 있었다.

한편, 우리 나라와 같은 공업 입국의 길을 가야 할 경제구조에서는 필연적으로 수질오염이 발생하게 되었으며, 이러한 이유로 오늘날 식수로 이용되고 있는 하천수 및 지하수의 오염은 매우 심각하다. 이렇게 식수로써 이용되는 하천수 및 지하수가 오염됨에 따라 이를 원수로 이용하는 수돗물을 식수로 이용하지 않는 사람들이 실제로 늘어나고 있으며, 수돗물의 대용으로 이용하는 생수까지도 정수기로 정수한 후 식수로 이용되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 이와 같이 식수를 믿고 마실 수 있도록 한 정수기를 제공하고자 한 것으로, 그 목적은 저온 저압 증류법을 이용하되, 휠터와 이온교환수지 등을 사용하지 않기 때문에 폐기물 발생 가능성이 없고, 비교적 구조가 간단한 정수기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하는 저온 저압 증류법에 의한 정수기는 저온 저압 증류법으로 초기 유독 기체를 제거하고 아울러 잔류 양이온과 음이온 그리고 박테리아와 혼탁물을 배수 처리한 후, 중간층의 증류수만 냉매로 응축하여 사용하게 하는 것으로, 원수내 오물의 완전 제거와 물의 신선도를 유지시켜 식수로는 물론 여러 가지 제약과정 공정수와 세척용 용수로도 유용히 사용할 수 있는 순수한 물을 제공할 수 있는 것이다.

이러한 본 발명은 지상에서 증발한 물이 상공의 냉기류를 만나 응축수가 되는 원리를 이용한 것으로, 이하 본 발명을 첨부도면에 의거 상세히 설명하고자 한다.

본 발명의 저온 저압 증류법에 의한 정수기는, 솔레노이드 밸브(28)을 구비한 원수 유입관(12)이 상부에 연결 구성되어 있고 냉매응축기(23) 및 원수내 휘발성 기체를 흡입 폐기하는 기체펌프(27)와 관로(29)를 구비하여 유입되는 원수에서 휘발성 물질을 제거하고 저온 저압에서 증류시키는 증류기(20)아 상기 증류기에서 증류된 것을 응축시키는 응축기(30)와 응축된 응축수를 냉수 저장하는 냉수저장조(40)와 상기 냉수저장조(40)를 통해 응축수를 공급받아 별도의 가열기(55)로 가온시키는 온수저장조(50)와 상기 응축기(30)에서 응축된 응축수를 냉수순환관로(48)을 통해 상기 냉수저장조(40)에 순환 공급시키는 순환펌프(70)와 상기 순환펌프(70)의 작동에 따라 응축기(30)의 물, 공기 및 수증기를 흡입하여 증발기(20)내의 압력을 떨어뜨리는 흡입기(60)와 컴퓨레샤(81)의 작동으로 압축된 냉매가 냉매순환관(84)을 따라 예냉기(82)에서 과열을 피하고, 증발기(20) 하부의 냉매응축기(23)로 들어가 냉매가 응축되면서 원수의 증발을 돕고, 다시 냉매순환관을 통해 분리기(83)에서 기, 액 분리되어 액상 냉매는 냉수저장조(40) 하부의 냉매증발기(47)로 들어가 증발 및 팽창하면서 냉수를 차게 유지시키고, 다시 냉매순환관을 따라 응축기(30) 하부의 다른 냉매증발기(31)에 들어가 상기 증류기(20)에서 증류된 증기를 응축시키며, 그런 다음 컴퓨레샤(81)에 의해 같은 동작을 되풀이하는 냉매순환수단(80)으로 구성된다.

본 발명에 있어서, 증류기(20)로의 유입되는 원수는 별도의 원수저장조(10)를 구비하여 여기에 물을 채워서 공급할 수도 있고, 직접 수도관(11)에 연결하여 공급할 수도 있는 것이다.

상기 증류기(20)는 외부로부터 솔레노이드 밸브(28)가 장착된 원수 유입관(12)이 연결되어 있고, 상부에 증류된 휘발성 물질 및 증류수의 유출구를 통해 휘발성 물질은 기체펌프(27)의 작동에 관로(29)를 통해 별도 구비된 폐기구(90)에 폐기되며, 증류수는 일방통행밸브(35)를 통해 응축기로 유입되게 한 구조이다. 아울러, 두 개의 수위조절쎈서(21)(22)를 구비하여 유입되는 원수가 고수위 조절쎈서(21)를 넘치면 원수 유입관(12)에 구비된 솔레노이드 밸브(28)가 닫혀 증류기(20)가 작동되고, 아울러 저수위조절쎈서(22)까지 원수의 양이 줄어들면 하부에 구비된 배출관로(24)의 솔레노이드 밸브(24a)가 자동으로 열려 증류기 내의 잔류수를 폐기구(90)로 버릴 수 있도록 된 구조이다. 또한, 증류기(20)의 상부에 하나의 개폐구(25)를 설치하여 증류기(30) 내부의 청소를 용이하게 할 수 있게 하였다.

상기 응축기(30)는 증류기(10)로부터의 증류수 유입관로(26)가 상부에 연결 구성되며, 하부에는 냉매증발기(31)을 구비하여 증류수를 응축시키며 또한 응축된 응축수의 배출관을 하부에 구성하되, 일방통행밸브(32)를 장착하여 역류를 방지하였고, 별도의 수동게이트(33)를 구비하여 응축기(30)내의 물을 외부로 배출할 수 있게 한 구조이다.

상기 냉수저장조(40)는 상기 응축기(30)의 배출관으로 배출된 응축수가 순환펌프(70)의 작동에 따라 흡입기(60)로 흡입, 순환되어 저장되는 곳으로, 하부에는 순환관로(48)의 입, 출구가 개설되어 있고 내부에는 냉매순환수단(80)에 연결되는 냉매증발기(45)를 구비하여서 내부 냉수의 온도를 일정하게 유지토록 하였으며, 일측단에 냉수출구(44)를 구비한 구조이다. 아울러, 수위조절쎈서(41)(42)를 상, 하에 구비하여 냉수가 상부 쎈서(41)를 넘으면 순환펌프(70)의 작동을 중지시켜 냉수의 유입을 막고, 냉수의 사용으로 수위가 하부 쎈서(42)의 하부로 내려오면 순환펌프(70)를 재 작동시켜 원소의 증류가 시작되어 냉수이 유입이 시작된다. 또한, 온도조절쎈서(46)(47)를 구비하여 냉수의 온도가 일정온도 이하로 내려오면 쎈서(47)가 감지하여 컴프레샤(81)의 작동을 중지시키고 반대로 온도가 일정온도 이상으로 상승되면 쎈서(46)가 감지하여 컴프레샤(81)를 재작동시킴으로써 냉매증발기(45)에 의해 냉수의 온도가 적정하게 유지되도록 하였다.

상기 온수저장조(50)는 일방통행밸브(49)를 장착한 냉수저장조(40)으로부터의 냉수 유입관로가 구비되고, 내부에 별도의 가열기(55)를 구비하여 온도조절쎈서(51)(52)에 의해 내부 수온이 일정하게 유지되도록 하였다. 아울러, 온수출구(54)를 측단에 구비하였으며, 냉수저장조(40)와 동일한 구조로 상단에 공기출입구(43)를 개설한 구조이다.

상기 냉매순환수단(80)에서는 냉매로서 R22, HFC134a, HFC152a, HF32, MP 시리즈 52, 39 등을 사용하였다.

이와 같은 본 발명의 저온 저압 증류법에 의한 정수기의 작용, 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 원수가 수도관에서 직접 증발기(20)로 유입되거나 또는 일단의 저수조(10)에 원소를 저장하게 한 다음 증발기(20로 유입되게 된다. 증발기(20)로의 원수의 유입은 솔레노이드 밸브(28)에 의해 조절되며, 증발기(20)에 원수가 유입되어 물은 약 1분 동안 기체펌프(27)를 작동시키고 솔레노이드 밸브(26)를 열면 증발기 내의 물에 녹아 있는 휘발성 물질이 먼저 증발하여 관로(29)을 통하여 폐기구(90)로 버려진다. 이 때에 휘발성 물질은 순수한 물보다 비점이 낮으므로 완전 제거되게 된다.

그런 다음, 솔레노이드 밸브(26)을 닫고 기체펌프(27)를 정지시킨 다음 순환 펌프(70)를 작동시키면 증발기(20) 내의 압력이 떨어지므로 순수한 물이 증발되어 일방통행밸브(35)을 거쳐 관로(36)을 따라 응축기(30)로 들어오게 된다. 이 때에, 냉수저장조(40)에는 순수한 물이 들어 있어야 하고 냉수순환관로(48)를 따라 순환모터(70)가 돌아가면 흡입기(60)가 응축기(30)의 공기, 수증기 및 물을 흡입하게 되므로 결국, 증발기(20)의 내부압력이 떨어져서 자연히 순수한 물이 증발되게 된다. 아울러, 증발기에서의 증발에 필요한 열은 컴프레샤(81)의 작동으로 냉매가 압축되고, 압축된 냉매가 예냉기(82)를 거쳐 과열을 피하면서 냉매순환관로(84)를 따라 증발기(20)의 하부에 구성된 냉매응축기(23)에 들어가서 냉매가 더욱 응축되면서 발열되는 에너지가 증발을 돕게 된다.

따라서, 증발기(20)에서는 계속 3℃~8℃를 유지하면서 저온 증발이 계속되고, 응축된 냉매가 냉매순환관로(84)를 따라 분리기(83)를 넘어 오면서 액상의 냉매는 냉수저장조(40)의 하부에 구비된 냉매증발기(45)에서 증발되고, 응축기(30)속의 냉매증발기(31)에서 증발 및 팽창하면서 내부 온도를 낮게, 즉 3℃~8℃ 유지시켜 증발기에서 들어온 수증기를 응축시킨다. 그러면 응축기(30)내의 증발된 순수한 물은 액체 또는 차가운 기체로 흡입기(60)로 유입되어 냉수순환관로(48)을 따라 냉수저장조(40)로 들어가면서 액화되어 냉수로 저장된다.

여기서 계속 순환되는 냉매는 증발기(20)에는 열을 주고, 냉수저장조(40)와 응축기(30)에서는 계속 저온(3℃~8℃)을 유지시키게 하는 역할을 하는 것이다.

냉수저장조(40)에 유입된 순수한 물은 자체 구비된 쎈서(46)(47)에 의해 수온을 감지하여 3℃ 이하로 내려가면 컴프레샤(81)의 작동을 멈추게 하고, 수온이 8℃ 이상이 되면 다시 작동하게 하여 위의 냉각 온도를 유지토록 한다. 이렇게 냉수저장조(40)에 물이 채워지면서 일방통행밸브(49)을 거쳐 온수저장조(50)로 물이 넘어가고 계속 작동에 의해 냉수 저장조(40)에는 냉수가 공급되게 된다. 냉수 및 온수저장고(40)(50)에 물이 가득 차서 냉수저장고(40)에 구비된 수위조절쎈서(41) 위로 물이 넘치면 쎈서의 감지에 의해 순환펌프(70)의 작동을 멈추게되며 증발기(20)로부터 계속 증발되는 수증기는 응축기(30)에서 응축되어 물로 고이게 된다.

냉수를 계속 사용하여 냉수저장조(40)의 하부에 구비된 수위조절쎈서(42) 까지 수위가 내려오면 순환펌프(70)는 재작동되고, 따라서 증발기(20)와 응축기(30)가 재작동하게 되므로 다시 물의 정수가 이루어지게 된다.

한편, 냉수저장조(40)에 물이 가득차 있어서 순환펌프(70)가 작동되지 않더라도 냉수저장조(40)는 온도쎈서(46)(47)에 의해 수온을 일정하게 유지시키고, 온소저장조에서는 자체 구비된 가열기(55)에 의해 가열되어 온도쎈서(51)(52)에 의해 수온이 79℃~96℃로 유지되게 된다.

이와 같이 물이 정수되어 증발기(20)의 수위가 낮아지면 자체 구비된 하부수위쎈서(22)가 이를 감지하여 증발기(20)의 수위가 낮아지면 자체 구비된 하부수위쎈서(22)가 이를 감지하여 증발기(20)의 하부에 구비된 배출관로(24)의 솔레노이드 밸브(24a)를 열어 증발기(20) 내의 모든 물이 배수된다. 이 때에 관로(36)에 구비된 일방통행밸브(35)는 폐쇄되어 증류된 기체가 역행하지 못하도록 한다. 그런 다음, 작동적으로 원수 유입관(12)의 솔레노이드 밸브(28)가 열려 원수가 증발기(20)로 유입되고, 다시 같은 방법으로 원수가 유입관(12)의 솔레노이드 밸브(28)가 열려 원수가 증발기(20)로 유입되고, 다시 같은 방법으로 원수가 정수되게 되는 것이다(제1도 참조).

제2도 a, b 및 c는 위와 같은 본 발명의 정수기의 바람직한 일실시예를 보이는 것으로, 도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 구성요소 중에 컴푸레샤(81), 순환펌프(70) 및 기체펌프(15)를 하우징(100)의 하단부에 설치하되, 잡음을 없애도록 고무깔판위에 설치하고, 중단부에는 증발기(20)와 응축기(30)를 설치하며 상단부에는 냉, 온수 저장조(40)(50)를 설치하여서 된 것이다. 이 때에 하우징(100)의 하단부에는 공기의 통풍구(82a)(82b)를 설치하여 모터의 열을 식힐 수 있도록 하였고, 하우징(100)의 정면에는 현재 정수기의 상태를 알 수 있도록 전자표시판(101) 및 냉, 온수의 수위관찰기(102)(102a)를 구비하였다.

미설명 부호 103은 전자조절, 104는 전원연결구, 105는 수도관 연결구, 110, 100a는 컵이다.

제3도는 본 발명의 정수기의 다른 실시예를 보이는 것으로, 저온 저압 증류법에 의한 정수기를 싱크대(200)에 부착시키되, 싱크대 밑 내부의 비어있는 공간에 증류기와 응축기의 설치장소(201)를 마련하여 설치하고 내, 온수 저장조는 싱크대 상부에 설치함으로써 별도의 정수기 하우징 없이도 가정에서 이용할 수 있도록 한 것이다. 이 때에 원수는 싱크대(200)에서 사용하는 수도에 연결하여 공급하고 폐수구는 싱크대의 하구관에 연결하여 폐수를 배출하도록 한 구조이다.

이상에서 상세히 설명하였듯이, 본 발명은 원수의 수질에 관계없이 원수내 휘발성 기체를 먼저 제거하고 물을 저온 저압에서 정수하여 순수한 물을 제공할 수 있으며, 비교적 구조가 간단하고 폐수의 처리가 용이한 저온 저압 정류법에 의한 정수기를 제공한다.

Claims (3)

1. 솔레노이드 밸브(28)를 구비한 원수 유입관(12)이 상부에 연결 구성되어 있고 냉매응축기(23) 및 원수내 휘발성 기체를 흡입 폐기하는 기체펌프(27)와 관로(29)를 구비하여 유입되는 원수에서 휘발성 물질을 제거하고 저온 저압에서 증류시키는 증류기(20)와 상기 증류기(20)에서 증류된 것을 응축시키는 응축기(30)와 응축된 응축수를 냉수 저장하는 냉수저장조(40)와 상기 냉수저장조(40)를 통해 응축수를 공급받아 별도의 가열기(55)로 가온시키는 온수저장조(50)와 상기 응축기(30)에서 응축된 응축수를 냉수순환관로(48)을 통해 상기 냉수저장조(40)에 순환 공급시키는 순환펌프(70)와 상기 순환펌프(70)의 작동에 따라 응축기(30)의 물, 공기 및 수증기를 흡입하여 증발기(20) 내의 압력을 떨어뜨리는 흡입기(60)와 컴퓨레샤(81)의 작동으로 압축된 냉매가 냉매순환관(84)을 따라 예냉기(82)에서 과열을 피하고, 증발기(20) 하부의 냉매응축기(23)로 들어가 냉매가 응축되면서 원수의 증발을 돕고, 다시 냉매순환관을 통해 분리기(83)에서 기, 액 분리되어 액상 냉매는 냉수저장조(40) 하부의 냉매증발기(47)로 들어가 증발 및 팽창하면서 냉수를 차게 유지시키고, 다시 냉매순환관을 따라 응축기(30) 하부의 다른 냉매증발기(31)에 들어가 상기 증류기(20)에서 증류된 증기를 응축시키고, 그런 다음 컴퓨레샤(81)에 의해 같은 동작을 되풀이 하는 냉매순환수단(80)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 저온 저압 증류법에 의한 정수기.
2. 제1항에 있어서, 저온 저압 증류법에 의한 정수기를 정면에 정수기의 상태를 알 수 있도록 한 전자표시판(101) 및 냉, 온수의 수위관찰기(102)(102a)를 구비한 하우징(100)내에 설치하되, 공기의 통풍구(82a)(82b)를 구비한 하단부에는 컴푸레샤(81), 순환펌프(70) 및 기체펌프(15)를 고무깔판을 깔아 설치하고, 중단부에는 증발기(20)와 응축기(30)를 설치하며, 상단부에는 냉, 온수 저장조(40)(50)를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 저온 저압 증류법에 의한 정수기.
3. 제1항에 있어서, 저온 저압 증류법에 의한 정수기를 싱크대(200)에 부착시키되, 싱크대(200) 밑 내부의 비어있는 공간에 증류기와 응축기의 설치장소(201)를 마련하고 냉, 온수 저장조는 싱크대 상부에 설치하며, 원수는 싱크대(200)에서 사용하는 수도에 연결하여 공급하고 페수구는 싱크대의 하수관에 연결하여 폐수를 배출토록 한 것을 특징으로 하는 저온 저압 증류법에 의한 정수기.