KR102245152B1 - Cool water ionizer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공급된 원수를 여과하는 필터모듈; 내부에 축냉재(phase change material : PCM)가 충진된 제1축냉모듈; 상기 제1축냉모듈에 내장되고 순환하는 냉매를 이용해 상기 제1축냉모듈의 축냉재를 냉각시키는 냉각모듈; 상기 제1축냉모듈을 거치면서 냉각된 원수를 냉각산성수와 냉각알칼리수로 전기분해하는 전해조; 일측에서 상기 제1축냉모듈의 주변 열을 흡열하고 타측에서 방열하는 열전소자; 상기 열전소자의 타측에 배치되는 방열모듈; 및 상기 방열모듈의 타측에 배치되고 상기 방열모듈을 냉각시키기 위해 내부에 축냉재가 충진된 제2축냉모듈;로 이루어지도록 구현함으로써, 상변화물질인 축냉재를 이용하여 원수 및 방열모듈을 냉각할 수 있도록 한 축냉식 냉이온수기에 관한 것이다.The present invention is a filter module for filtering the supplied raw water; A first cold storage module in which a phase change material (PCM) is filled therein; A cooling module built in the first storage cooling module and cooling the storage cooling material of the first storage cooling module using a circulating refrigerant; An electrolyzer for electrolyzing raw water cooled while passing through the first storage cooling module into cooling acidic water and cooling alkaline water; A thermoelectric element absorbing heat from the first heat storage module at one side and dissipating heat at the other side; A heat dissipation module disposed on the other side of the thermoelectric element; And a second cooling module disposed on the other side of the radiating module and filled with a storage cooling material therein to cool the radiating module, thereby cooling the raw water and the radiating module using the cooling material as a phase change material. It relates to a storage cooling type cold water ionizer.
Description
본 발명은 냉이온수기에 관한 것으로, 특히 축냉재(phase change material : PCM)가 충진된 축냉모듈을 이용하여 원수를 냉각시킨 후 전해조를 통해 냉각산성수와 냉각알카리수로 전기분해하고, 버려지는 냉각산성수를 이용하여 축냉모듈의 냉각 성능을 일정하게 유지할 수 있도록 한 축냉식 냉이온수기에 관한 기술이다.The present invention relates to a cold ionizer, and in particular, after cooling raw water using a storage cooling module filled with a phase change material (PCM), electrolysis is performed with cooling acidic water and cooling alkaline water through an electrolytic bath, and the cooling acid is discarded. It is a technology related to a storage cooling type cold water ionizer that uses water to keep the cooling performance of the storage cooling module constant.
근래에 들어 생활수준이 급속히 향상되면서 냉이온수기가 가정이나 사무실 등지에 널리 보급되고 있는 실정이다.In recent years, with the rapid improvement of living standards, cold water ionizers are being widely distributed in homes and offices.
이러한 냉이온수기를 사용하기 위해서는 작동 레버를 눌러서 개방신호를 가하여 출수구를 개방하고, 내부관로를 통하여 선택된 음용수를 이송하여 저수조에 공급하게 된다.In order to use such a cold water ionizer, an opening signal is applied by pressing the operating lever to open the water outlet, and the selected drinking water is transferred to the reservoir and supplied to the water tank.
이와 같이 종래의 냉이온수기는 정화된 음용수를 차갑게 하여 공급하기 위해 냉각유닛을 구비하고 있으며, 이러한 냉각유닛은 통상적으로 냉매 사이클에 의해 작동된다.As described above, the conventional cold water ionizer has a cooling unit to supply the purified drinking water cold, and such a cooling unit is typically operated by a refrigerant cycle.
냉매 사이클에서 상변화물질인 축냉제를 이용한 기술로는,As a technology using a refrigerant storage agent, a phase change material in the refrigerant cycle,
대한민국 특허등록 제10-1287610호 (2013.07.12.등록, 이하에서는 '문헌 1'이라고 함) 『냉이온수기의 냉각유닛』이 제시되어 있는바,Republic of Korea Patent Registration No. 10-1287610 (registered on July 12, 2013, hereinafter referred to as'document 1') 『Cold water ionizer cooling unit』 is presented.
문헌 1은 내부에 축냉제가 수용되는 수용공간이 마련된 축냉관과, 상기 축냉관 내부에 설치되며 내부에 원수가 유동하여 상기 축냉제와 열교환되는 원수관과, 상기 수용공간에 설치되어 상기 축냉제를 냉각시키는 냉각부와, 상기 수용공간에 설치되어 상기 축냉제의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 온도센서를 통해 측정된 온도정보를 토대로 상기 축냉제의 온도가 기설정된 온도 이하로 유지되도록 상기 냉각부를 제어하는 온도제어부를 구비함으로써, 원수와 열교환하는 축냉제의 온도에 따라 증발기의 냉매 온도를 조절할 수 있는 수단이 마련되어 있어 축냉제의 온도가 급격히 증가하더라도 냉매의 온도를 낮춰 축냉제를 냉각시키므로 냉수를 안정으로 공급할 수 있는 냉이온수기의 냉각유닛에 관한 기술이다.Document 1 relates to a cold storage pipe provided with a storage space for accommodating a storage coolant therein, a raw water pipe installed inside the cold storage pipe and exchanged with the storage coolant by flowing raw water therein, and a raw water pipe installed in the receiving space to provide the storage cooling agent. The cooling so that the temperature of the refrigerant is maintained below a preset temperature based on the cooling unit to cool, a temperature sensor installed in the accommodation space to measure the temperature of the refrigerant, and temperature information measured through the temperature sensor. By providing a temperature controller to control the unit, a means to adjust the refrigerant temperature in the evaporator according to the temperature of the refrigerant that heats with raw water is provided.Thus, even if the temperature of the refrigerant rapidly increases, the temperature of the refrigerant is lowered to cool the refrigerant. This is a technology related to a cooling unit of a cold water ionizer that can stably supply water.
본 발명은 원수를 냉각시키는 축냉모듈의 축냉재와 압전소자의 방열모듈을 냉각시키는 축냉모듈의 축냉재 각각에 냉기를 보충하여 일정 온도를 유지할 수 있도록 한 축냉식 냉이온수기를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a cold storage type cold water ionizer capable of maintaining a constant temperature by supplementing cold air to each of the cold storage material of the storage cooling module for cooling raw water and the storage cooling material of the heat storage module cooling the heat dissipation module of the piezoelectric element.
나아가 본 발명은 방열모듈을 냉각시키는 축냉모듈의 축냉재에 전기 분해되어 버려지는 냉각산성수를 이용하여 냉기를 보충(보상)하여 줌으로써, 방열모듈의 방열 효율성을 향상시킬 수 있도록 한 축냉식 냉이온수기를 제공하는데 그 목적이 있다.Furthermore, the present invention is a regenerated cooling type cold water ionizer capable of improving the heat dissipation efficiency of the heat dissipation module by supplementing (compensating) the cold air by using the cooling acid water that is electrolyzed and discarded in the regenerator material of the heat storage module cooling the heat dissipation module It has its purpose to provide.
아울러 본 발명은 냉각산성수를 대체하는 냉각시트를 이용하거나, 또는 냉각산성수와 냉각시트를 함께 이용하여 축냉모듈의 축냉재가 일정 온도를 유지할 수 있도록 한 축냉식 냉이온수기를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a cold storage type cold water ionizer in which a cooling sheet replacing the cooling acidic water is used, or by using a cooling acidic water and a cooling sheet together so that the cold storage material of the storage cooling module can maintain a constant temperature. .
상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 축냉식 냉이온수기는,In order to solve the above problems, the regenerated cold water ionizer according to the present invention,
공급된 원수를 여과하는 필터모듈;A filter module for filtering the supplied raw water;
내부에 축냉재(phase change material : PCM)가 충진된 제1축냉모듈;A first cold storage module in which a phase change material (PCM) is filled therein;
상기 제1축냉모듈에 내장되고 순환하는 냉매를 이용해 상기 제1축냉모듈의 축냉재를 냉각시키는 냉각모듈;A cooling module built in the first storage cooling module and cooling the storage cooling material of the first storage cooling module using a circulating refrigerant;
상기 제1축냉모듈을 거치면서 냉각된 원수를 냉각산성수와 냉각알칼리수로 전기분해하는 전해조;An electrolyzer for electrolyzing raw water cooled while passing through the first storage cooling module into cooling acidic water and cooling alkaline water;
일측에서 상기 제1축냉모듈의 주변 열을 흡열하고 타측에서 방열하는 열전소자;A thermoelectric element absorbing heat from the first heat storage module at one side and dissipating heat at the other side;
상기 열전소자의 타측에 배치되는 방열모듈; 및A heat dissipation module disposed on the other side of the thermoelectric element; And
상기 방열모듈의 타측에 배치되고 상기 방열모듈을 냉각시키기 위해 내부에 축냉재가 충진된 제2축냉모듈;A second heat storage module disposed on the other side of the heat radiation module and filled with a heat storage material therein to cool the heat radiation module;
로 이루어진 것을 특징으로 한다.It characterized in that it is made of.
본 발명에 따른 축냉식 냉이온수기는,The storage cooling type cold ionizer according to the present invention,
축냉모듈에 의해 냉각된 원수를 전기분해 한 후 분해된 냉각산성수를 1차 및 2차 걸쳐 냉각 처리에 활용함으로써, 친환경적이고 에너지절감형인 냉이온수기를 제공할 수 있는 가장 큰 효과가 있다.It has the greatest effect of providing an eco-friendly and energy-saving cold water ionizer by electrolyzing the raw water cooled by the storage cooling module and then using the decomposed cooling acidic water for the first and second cooling treatment.
도 1은 본 발명에 따른 제1구현예의 축냉식 냉이온수기를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 제2구현예의 축냉식 냉이온수기를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 제3구현예의 축냉식 냉이온수기를 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 제4구현예의 축냉식 냉이온수기를 나타낸 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 제5구현예의 축냉식 냉이온수기를 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing a storage cooling type cold water ionizer of a first embodiment according to the present invention;
2 is a block diagram showing a storage cooling type cold water ionizer of a second embodiment according to the present invention;
3 is a block diagram showing a storage cooling type cold water ionizer of a third embodiment according to the present invention;
4 is a block diagram showing a storage cooling type cold water ionizer of a fourth embodiment according to the present invention;
Figure 5 is a block diagram showing a storage cooling type cold water ionizer of the fifth embodiment according to the present invention.
이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and various equivalents that can replace them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 축냉식 냉이온수기는,1 to 5, the cold storage type cold ionizer according to the present invention,
크게 필터모듈(10), 제1축냉모듈(20), 냉각모듈(30), 전해조(40), 열전소자(50), 방열모듈(60) 및 제2축냉모듈(70)로 이루어진다.It is largely composed of a
각 구성에 대해 살펴보면,Looking at each configuration,
필터모듈(10)은The
도 1에 도시된 바와 같이,As shown in Figure 1,
공급된 원수를 여과하기 위한 것으로,It is to filter the supplied raw water,
원수 공급관(11),Raw water supply pipe (11),
상기 공급관(11)에 연결되는 제1필터(12), 그리고A
연결관(13)에 의해 상기 제2필터(13)와 상호 연결되는 제2필터(14)A second filter (14) interconnected with the second filter (13) by a connection pipe (13)
를 포함하여 이루어진다.It is made including.
이때 상기 공급관(11) 상에는 개폐밸브(15)가 구비되되, 상기 개폐밸브(15)는 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하고, 또한 상기 공급관(11) 상에는 원수의 압송을 위해 펌프 등이 더 구비될 수 있다.At this time, an on/off
아울러 상기 제1 및 제2 필터(12, 14)를 상호 연결하는 상기 연결관(13) 상에는 원수의 유량을 측정할 수 있는 유량계(16)가 구비되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a
결국 상기 공급관(11)을 통해 공급되는 원수는 상기 제1 및 제2 필터(12, 14)를 순차적으로 거치면서 여과된다. 이렇게 여과된 원수는 상기 제1축냉모듈(20) 측으로 공급된다.Eventually, the raw water supplied through the
제1축냉모듈(20)은The first
도 1에 도시된 바와 같이,As shown in Figure 1,
내부에 축냉재(phase change material : PCM)가 충진된 챔버 구조로 이루어진다.It consists of a chamber structure filled with a phase change material (PCM) inside.
우선, 상기 축냉재는 상변화물질로서, 상변화과정을 통하여 많은 양의 열에너지를 축적하거나 저장된 열에너지를 방출하며, 어떤 물질이 고체에서 액체상태, 액체에서 고체상태, 액체에서 기체, 기체에서 액체상태 등, 하나의 상태에서 다른 상태로 변하는 일종의 물리적 변화과정을 이용하여 열을 축적하거나 저장한 열을 방출하는 물질이다.First, the cold storage material is a phase change material, accumulating a large amount of thermal energy or releasing stored thermal energy through the phase change process, and a material is in a solid to liquid state, a liquid to a solid state, a liquid to a gas, a gas to a liquid state. It is a substance that accumulates heat or releases stored heat by using a kind of physical change process that changes from one state to another.
이러한 상변화물질은 크게 유기물질과 무기물질로 분류할 수 있으며 4천여 종이 상변화물질로 분류되고 있지만 실질적으로 적용 가능한 물질은 약 200여종이며, 유기물질의 예로는 탄소와 수소로 이루어진 탄화수소계열의 테트라데칸, 옥타데칸, 노나데칸 등의 물질이 있으며, 무기물질의 예로는 6개의 물분자가 결합된 수화물형태의 염화칼슘 등이 있다.These phase change materials can be largely classified into organic and inorganic substances, and about 4,000 species are classified as phase change materials, but there are about 200 types of substances that can be practically applied, and examples of organic substances are hydrocarbon-based substances consisting of carbon and hydrogen. There are substances such as tetradecane, octadecane, and nonadecane, and examples of inorganic substances include calcium chloride in the form of a hydrate in which six water molecules are bound.
결국 상기한 축냉재는 특정한 온도에서 다량의 에너지를 저장 및 방출할 수 있는 잠재 잠열이 높은 물질이고, 상변화에 의해 액체에서 고체로 변하거나 고체에서 액체로 변하면서 현열보다 약 100배 이상의 잠열 융점의 형태로 열을 저장하는 물질인 것이다.Eventually, the above-described regenerator material is a material with high latent latent heat that can store and release a large amount of energy at a specific temperature, and it changes from liquid to solid or from solid to liquid by phase change, and has a latent heat melting point of about 100 times more than sensible heat. It is a material that stores heat in the form of.
일예로, 물의 융해 잠열은 약 334kJ/kg이며, 25℃에서의 현열은 약 4.18kJ/kg이다. 응고 과정에서 열을 방출하고 용융과정에서 다량의 열을 흡수하게 되며 대표적인 물질로는 물과 왁스를 들 수 있다.For example, the latent heat of fusion of water is about 334kJ/kg, and the sensible heat at 25°C is about 4.18kJ/kg. It releases heat during the solidification process and absorbs a large amount of heat during the melting process. Representative materials include water and wax.
냉각모듈(30)은The
도 1에 도시된 바와 같이,As shown in Figure 1,
상기 제1축냉모듈(20)에 내장되고 순환하는 냉매를 이용해 상기 제1축냉모듈(20)의 축냉재를 냉각시키기 위한 것으로,It is for cooling the cold storage material of the first
상기 제1축냉모듈(20)을 이루는 챔버 내를 순환할 수 있는 형태로 배치되는 관체와, 이 관체 내에 주입한 냉매로 이루어진다. 이때에 콤프레셔 등을 이용해 상기 냉매를 순환시키게 된다.A tube body disposed in a form capable of circulating in a chamber constituting the first
따라서 상기 냉매가 관체를 따라 순환하면서 상기 제1축냉모듈(20)의 축냉재를 냉각시킴으로써, 축냉재가 일정 온도를 유지할 수 있는 것이다.Accordingly, the refrigerant is circulated along the tube body and cools the regenerator material of the
전해조(40)는The
도 1에 도시된 바와 같이,As shown in Figure 1,
상기 제1축냉모듈(20)을 거치면서 냉각된 원수를 냉각산성수와 냉각알칼리수로 전기분해하기 위한 것으로,To electrolyze raw water cooled while passing through the first
전기 분해를 이용해 화합물을 분해하는 장치로서, 음극과 양극 사이에 격막을 설치하고 직류 전기를 흘려 물을 전기 분해함으로써, 음극 쪽에는 칼슘이온, 마그네슘이온, 칼륨이온, 나트륨이온 등의 알칼리성 이온이 모인 알칼리수가 되고, 양극 쪽에서는 염화이온, 황이온 등의 산성이온이 모인 산성수가 되는 구조로 이루어진다.A device that decomposes a compound using electrolysis. A diaphragm is installed between the cathode and the anode, and by passing direct current to electrolyze water, alkaline ions such as calcium ions, magnesium ions, potassium ions, and sodium ions are collected on the cathode side. Alkaline water is formed, and acidic water is formed in which acidic ions such as chloride ions and sulfur ions are collected on the anode side.
좀 더 상세하게는, 전자를 잃고 얻는 전기화학반응에 의하여 이온화된 물을 의미하며, 알카리 이온수 및 산성 이온수로 분류됩니다. 물을 전기분해하면 (-)극에서는 수소기체(H₂) 발생반응에 의하여 수산기 이온이 다량 함유되어 있고 (pH범위 7.5 ~11), Caㅂ+, Mgㅂ+, K+ 등의 미네랄이 풍부한 알카리 이온수가 생성되고, 한편 (+)극에서는 산소기체(O₂)발생반응에 의하여 수소이온이 다량 함유되어 있으며 (pH범위 3.5~6.5), Cl-, S2-, P3- 등의 이온이 풍부한 산성이온수가 생성된다.In more detail, it refers to water that is ionized by an electrochemical reaction obtained by losing electrons, and is classified into alkaline ionized water and acidic ionized water. When water is electrolyzed, the (-) pole contains a large amount of hydroxyl ions due to hydrogen gas (H₂) generation reaction (pH range 7.5 ~ 11), and alkaline ionized water rich in minerals such as Ca+, Mg+, and K+. On the other hand, in the (+) electrode, a large amount of hydrogen ions are contained by the reaction of generating oxygen gas (O₂) (pH range 3.5 to 6.5), and acidic ionized water rich in ions such as Cl-, S2-, and P3- Is created.
상기 전해조(40)의 원리는 전술한 바와 같고, 일반적인 구성이며 본 발명의 특징이 아니기에 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.The principle of the
열전소자(50)는The
도 1에 도시된 바와 같이,As shown in Figure 1,
일측에서 상기 제1축냉모듈(20)의 주변 열을 흡열하고 타측에서 방열하기 위한 것으로,It is for absorbing heat around the
N형 반도체와 P형 반도체를 이용하고 전력을 공급하면 반도체 사이에서 열전효과(Peltier effect)가 일어나 일측면에서는 흡열이, 타측면에서는 방열이 되는 구조로 이루어진다.When an N-type semiconductor and a P-type semiconductor are used and power is supplied, a Peltier effect occurs between the semiconductors, resulting in heat absorption on one side and heat dissipation on the other side.
결국 상기 열전소자(50)를 통해 상기 제1축냉모듈(20)의 주변 열을 흡열함으로써, 상기 제1축냉모듈(20)의 주변이 냉각됨에 따라 상기 제1축냉모듈(20)의 축냉재가 일정 온도를 유지할 수 있도록 도와주게 된다.Eventually, by absorbing heat around the first
방열모듈(60)은The
도 1에 도시된 바와 같이,As shown in Figure 1,
상기 열전소자(50)의 타측에 배치되는 것으로,It is disposed on the other side of the
다수의 핀을 갖는 블록 구조로 이루어져, 상기 열전소자(50)의 타측면에 배치된다.It consists of a block structure having a plurality of fins, and is disposed on the other side of the
결국 상기 열전소자(50)의 타측면에서 방열되는 열기가 상기 방열모듈(60)을 거쳐 방열됨으로써, 방열 효율성을 높일 수 있다.As a result, heat radiated from the other side of the
제2축냉모듈(70)은The second
도 1에 도시된 바와 같이,As shown in Figure 1,
상기 방열모듈(60)의 타측에 배치되고 상기 방열모듈(60)을 냉각시키기 위해 내부에 축냉재가 충진된 챔버 구조로 이루어진다.It is disposed on the other side of the
상기 열전소자(50)의 타측면이 방열에 의해 고온 상태이고, 이러한 고온 상태가 지속되는 경우 방열 효율이 떨어질 뿐만아니라 상기 열전소자(50)에도 영향을 줄 수 있으므로, 상기 제2축냉모듈(70)의 축냉재를 통해 상기 방열모듈(60)을 냉각시킴으로써, 상기 방열모듈(60)의 방열 효율성을 높일 수 있다.The other side of the
한편, 상기 제2축냉모듈(70)의 축냉재가 상기 방열모듈(60)을 냉각시키는 과정에서 점차 온도가 상승하게 되므로, 이를 해결하기 위해 본 발명은 산성수공급관(80) 및 중계관(90)을 더 포함한다.On the other hand, since the cooling material of the
상기 산성수공급관(80)은The acidic
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이,1 and 2,
상기 전해조(40)를 거쳐 전기분해 된 냉각산성수가 상기 제2축냉모듈(70) 측으로 공급되도록 하기 위하여, 일단이 상기 전해조(40)의 냉각산성수 출구 측에 연결되고 타단이 상기 제2축냉모듈(70)의 입구 측에 연결되는 관체 구조로 이루어진다.In order to supply the cooling acidic water electrolyzed through the
특히 상기 산성수공급관(80)은 상기 제2축냉모듈(70)의 상단 입구에 연결된 상태에서 연장되어 상기 제2축냉모듈(70) 내부를 지나 상기 제2축냉모듈(70)의 하단 출구까지 이어지는 형태를 갖는 것이 바람직하다. 이는 상기 산성수공급관(80)을 통해 공급된 냉각산성수가 상기 제2축냉모듈(70) 내부를 지나면서 상기 제2축냉모듈(70) 내에 충전된 축냉재를 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 하기 위함이다.In particular, the acidic
따라서 냉각산성수를 외부로 배출시켜 버리는 것이 아니라 상기 산성수공급관(80)을 통해 상기 제2축냉모듈(70)의 내부를 지나도록 함으로써, 상기 제2축냉모듈(70)의 축냉재를 냉각시켜 상기 방열모듈(60)에 대한 냉각 작용으로 인해 손실된 냉기를 보충할 수 있는 것이다.Therefore, by passing the inside of the second
상기 중계관(90)은The
도 2에 도시된 바와 같이,As shown in Figure 2,
상기 제2축냉모듈(70)을 거친 냉각산성수를 상기 방열모듈(60) 측으로 공급되도록 하기 위하여, 일단이 상기 제2축냉모듈(70)의 하단 출구에 연결되고 타단이 상기 방열모듈(60) 측에 연결되는 관체 구조로 이루어진다.In order to supply the cooling acidic water that has passed through the
특히 상기 방열모듈(60) 측에 연결되는 관체는 상기 방열모듈(60)의 내부를 관통하거나 또는 상기 방열모듈(60)을 상부에서 하부로 에워싸면서 지나가는 형태로 이루어질 수 있다.In particular, the tube body connected to the side of the
냉각산성수가 상기 산성수공급관(80)을 통해 이송되면서 상기 제2축냉모듈(70) 내에서 축냉재에 대해 1차 냉각을 하고, 외부로 배수 처리할 수도 있으나 상기 방열모듈(60)의 방열 온도 보다 낮은 것을 감안하여 상기 중계관(90)을 통해 이송되도록 하여 상기 방열모듈(60)에 대해 2차 냉각을 하도록 함으로써, 버려지는 냉각산성수를 최대한 활용할 수 있도록 한 것이다. 결국 상기 중계관(90)을 통해 공급된 냉각산성수를 이용하여 상기 방열모듈(60)을 냉각시키는 것이다.As cooling acidic water is conveyed through the acidic
한편, 도 1 내지 도 3에서와 같이 상기 제1축냉모듈(20)의 출구와 상기 전해조(40)의 입구를 상호 연결하는 이송관(100)이 구비되고, 상기 이송관(100)에서 분기되는 최종배수관(110)이 구비되며, 상기 최종배수관(110) 상에는 유로 개폐를 담당하는 배수밸브(130)가 구비된다.Meanwhile, as shown in FIGS. 1 to 3, a
이때 도 1에서와 같이, 상기 중계관(90)이 구비되어 있지 않는 경우, 냉각산성수의 외부 배수 처리를 위한 배수관(120)이 상기 제2축냉모듈(70)의 하단 출구와 상기 최종배수관(110)을 상호 연결하는 형태로 배치된다.At this time, as shown in FIG. 1, when the
도 2에서와 같이, 상기 중계관(90)이 구비되어 있는 경우, 냉각산성수의 외부 배수 처리를 위한 배수관(120)이 상기 방열모듈(60)을 지나는 상기 중계관(90)과 상기 최종배수관(110)을 상호 연결하는 형태로 배치된다.2, when the
결국 상기 제1축냉모듈(20)을 거쳐 냉각된 원수는 상기 배수밸브(130)의 개폐에 따라 개방 시에는 상기 최종배수관(110)을 통해 외부로 배수 처리되고, 폐쇄 시에는 상기 전해조(40) 측으로 이송된다. 아울러 냉각산성수는 상기 산성수공급관(80)을 거쳐 1차 냉각 작용을 한 이후 또는 상기 중계관(90)까지 거쳐 2차 냉각 작용을 한 이후에 상기 배수관(120)을 지나 상기 최종배수관(110)을 통해 외부로 배수 처리된다.Eventually, the raw water cooled through the first
한편, 본 발명은 상기 산성수공급관(80)을 통해 공급된 냉각산성수를 이용하여 상기 제2축냉모듈(70)의 축냉재를 냉각시키게 되는데, 다른 실시예로 상기 제2축냉모듈(70)의 타측에 배치되는 냉각시트(140)를 이용하여 상기 제2축냉모듈(70)의 축냉재를 냉각시킬 수도 있다. 이를 위해 도 3에서와 같이, 상기 냉각시트(140)는 접착제나 별도의 홀더 등에 의해 상기 제2축냉모듈(70)의 챔버 타측면에 고정 부착될 수 있는 시트 구조로 이루어진다.On the other hand, the present invention cools the storage cooling material of the second
상기 냉각시트(140)만으로 상기 제2축냉모듈(70)의 축냉재를 냉각시킬 수도 있지만, 정수 사용량이나 공급량 등을 고려하여 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 산성수공급관(80)로 공급되는 냉각산성수와 상기 냉각시트(140)를 함께 이용할 수도 있다.Although the cooling material of the second
여기서 상기 냉각시트(140)는 방열 효과가 큰 소재로 이루어지는 것이 바람직한데, 통상적으로 탄소 재료인 흑연, 그래핀, 탄소나노튜브를 포함하는 조성물을 성형하여 제조된 냉각시트나 알루미늄 패널로 이루어진 냉각시트를 사용할 수 있다.Here, the
본 발명에서는 상기와 같은 통상의 냉각시트보다 방열 효과를 더 향상시킬 수 있도록 알루미늄 패널의 표면에 팽창흑연과 티타늄계 층간 화합물인 H2Ti3O7(HTO)의 혼합물을 도포하여 제조한 냉각시트를 사용한다.In the present invention, a cooling sheet manufactured by applying a mixture of expanded graphite and a titanium-based interlayer compound H 2 Ti 3 O 7 (HTO) on the surface of an aluminum panel to further improve the heat dissipation effect than the conventional cooling sheet as described above. Use.
상기 팽창흑연은 열전달 속도가 800W/mk로서, 일반적으로 방열 재료로 사용되는 알루미늄이 167W/mk인 것을 고려하면, 약 4배 이상 열전달 및 방출 속도가 증가될 수 있다. 또한, 상기 HTO는 층상 구조를 가진 화합물로서 팽창흑연과 함께 열 전달 효율을 향상시킬 수 있는 재료로 파악되었다.The expanded graphite has a heat transfer rate of 800 W/mk, and considering that aluminum generally used as a heat dissipating material is 167 W/mk, the heat transfer and release rate may be increased by about 4 times or more. In addition, the HTO, as a compound having a layered structure, was identified as a material capable of improving heat transfer efficiency together with expanded graphite.
상기 팽창흑연 및 HTO는 1:0.5 내지 1:0.8의 중량비로 배합되는 것이 바람직한 것으로 나타났는데, 상기 HTO의 함량이 지나치게 적으면 흑연만 사용할 때와 비교하여 방열 효과에서 거의 차이가 없으며, HTO의 함량이 지나치게 많으면 내구성이 저하되어 냉각시트의 수명이 짧아지는 문제점이 있는 것으로 나타났다.It has been shown that the expanded graphite and HTO are preferably blended in a weight ratio of 1:0.5 to 1:0.8, but if the content of HTO is too small, there is little difference in heat dissipation effect compared to when using only graphite, and the content of HTO It was found that there is a problem in that the durability of the cooling sheet is shortened due to a decrease in durability when this is too large.
상기 팽창흑연 및 HTO의 혼합물로 알루미늄 패널에 도포할 코팅제를 제조하여 상기 알루미늄 패널의 전면에 도포하고 건조 및 300 내지 400℃에서 1 내지 5시간 동안 하소하여 냉각시트를 제조할 수 있는데, 바인더로는 수산화알루미늄, 인산, 탄산칼륨을 혼합한 수용액을 교반하여 제조한 슬러리를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 바인더는 pH를 고려하여 수산화알루미늄 10 내지 20 중량부에 대하여 인산 40 내지 50 중량부, 탄산칼륨 5 내지 10 중량부, 물 10 내지 20 중량부의 비율로 혼합하여 슬러리를 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 바인더는 5 내지 50 중량부의 범위에서 사용하는데 바인더의 함량이 지나치게 적으면 코팅성이 저하되며 지나치게 많아도 입자의 뭉침 현상이 발생하여 내구성을 저하시킬 수 있으므로 상기 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.A coating agent to be applied to an aluminum panel is prepared with the mixture of the expanded graphite and HTO, applied to the entire surface of the aluminum panel, dried and calcined at 300 to 400° C. for 1 to 5 hours to prepare a cooling sheet. It is preferable to use a slurry prepared by stirring an aqueous solution of aluminum hydroxide, phosphoric acid, and potassium carbonate. At this time, the binder is preferably mixed in a ratio of 40 to 50 parts by weight of phosphoric acid, 5 to 10 parts by weight of potassium carbonate, and 10 to 20 parts by weight of water based on 10 to 20 parts by weight of aluminum hydroxide in consideration of pH to prepare a slurry. . In addition, the binder is used in the range of 5 to 50 parts by weight. If the content of the binder is too small, the coating property is deteriorated, and even if the amount of the binder is too large, agglomeration of particles may occur, thereby reducing durability.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "축냉식 냉이온수기"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above description of the present invention, a "cold storage cold water ionizer" having a specific shape and structure has been mainly described with reference to the accompanying drawings, but the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and such modifications and changes are the present invention. It should be construed as falling within the scope of protection.
10 : 필터모듈
11 : 공급관
12 : 제1필터
13 : 연결관
14 : 제2필터
15 : 개폐밸브
16 : 유량계
20 : 제1축냉모듈
30 : 냉각모듈
40 : 전해조
50 : 열전소자
60 : 방열모듈
70 : 제2축냉모듈
80 : 산성수공급관
90 : 중계관
100 : 이송관
110 : 최종배수관
120 : 배수관
130 : 배수밸브
140 : 냉각시트10: filter module
11: supply pipe
12: first filter
13: connector
14: second filter
15: on-off valve
16: flow meter
20: first storage cooling module
30: cooling module
40: electrolyzer
50: thermoelectric element
60: heat dissipation module
70: second storage cooling module
80: acid water supply pipe
90: relay
100: transfer pipe
110: final drainage pipe
120: drain pipe
130: drain valve
140: cooling sheet
Claims (5)
내부에 축냉재(phase change material : PCM)가 충진된 제1축냉모듈(20);
상기 제1축냉모듈(20)에 내장되고 순환하는 냉매를 이용해 상기 제1축냉모듈(20)의 축냉재를 냉각시키는 냉각모듈(30);
상기 제1축냉모듈(20)을 거치면서 냉각된 원수를 냉각산성수와 냉각알칼리수로 전기분해하는 전해조(40);
일측에서 상기 제1축냉모듈(20)의 주변 열을 흡열하고 타측에서 방열하는 열전소자(50);
상기 열전소자(50)의 타측에 배치되는 방열모듈(60); 및
상기 방열모듈(60)의 타측에 배치되고 상기 방열모듈(60)을 냉각시키기 위해 내부에 축냉재가 충진된 제2축냉모듈(70);
로 이루어지되,
상기 전해조(40)를 거쳐 전기분해 된 냉각산성수가 상기 제2축냉모듈(70) 측으로 공급되도록 하는 산성수공급관(80)을 더 포함함으로써, 상기 산성수공급관(80)을 통해 공급된 냉각산성수를 이용하여 상기 제2축냉모듈(70)의 축냉재를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 축냉식 냉이온수기.
A filter module 10 for filtering the supplied raw water;
A first cold storage module 20 filled with a phase change material (PCM) therein;
A cooling module 30 for cooling the storage cooling material of the first storage cooling module 20 by using a refrigerant circulating and built in the first storage cooling module 20;
An electrolyzer 40 for electrolyzing the raw water cooled while passing through the first storage cooling module 20 into cooling acidic water and cooling alkaline water;
A thermoelectric element 50 absorbing heat from the first heat storage module 20 from one side and radiating heat from the other side;
A heat dissipation module 60 disposed on the other side of the thermoelectric element 50; And
A second heat storage module 70 disposed on the other side of the heat dissipation module 60 and filled with a cool storage material therein to cool the heat dissipation module 60;
Is made of,
The cooling acidic water supplied through the acidic water supply pipe 80 by further comprising an acidic water supply pipe 80 for supplying the cooling acidic water electrolyzed through the electrolyzer 40 to the side of the second storage cooling module 70 A cold storage type cold ionizer, characterized in that cooling the cold storage material of the second storage cooling module 70 by using.
상기 제2축냉모듈(70)을 거친 냉각산성수를 상기 방열모듈(60) 측으로 공급되도록 하는 중계관(90)을 더 포함함으로써, 상기 중계관(90)을 통해 공급된 냉각산성수를 이용하여 상기 방열모듈(60)을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 축냉식 냉이온수기.
The method of claim 1,
By further comprising a relay pipe 90 for supplying the cooling acidic water passed through the second storage cooling module 70 to the heat dissipation module 60, the cooling acidic water supplied through the relay pipe 90 is used. A storage cooling type cold water ionizer, characterized in that cooling the heat dissipation module (60).
상기 제2축냉모듈(70)의 타측에 배치되는 냉각시트(140)를 더 포함함으로써, 상기 냉각시트(140)를 통해 상기 제2축냉모듈(70)의 축냉재를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 축냉식 냉이온수기.
The method of claim 1,
By further comprising a cooling sheet 140 disposed on the other side of the second storage cooling module 70, the cooling material of the second storage cooling module 70 through the cooling sheet 140 is cooled. Cold water ionizer.
상기 냉각시트(140)는 알루미늄 패널의 표면에 팽창흑연과 티타늄계 층간 화합물인 H2Ti3O7(HTO)의 혼합물을 도포하여 제조한 것을 특징으로 하는 축냉식 냉이온수기.The method of claim 4,
The cooling sheet 140 is manufactured by applying a mixture of expanded graphite and H2Ti3O7 (HTO), which is a titanium-based interlayer compound, on the surface of an aluminum panel.
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