KR20010041407A

KR20010041407A - 물 생성 장치

Info

Publication number: KR20010041407A
Application number: KR1020007009540A
Authority: KR
Inventors: 호드그손토마스클래런스; 미쿨리식안톤루돌프
Original assignee: 워터 마스터 테크놀로지스 리미티드
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2001-05-15
Also published as: IL138045A; WO1999043990A1; AU3279799A; CN1198085C; CN1295662A; EP1056976A4; BR9908300A; AU763623B2; JP2002505409A; EP1056976A1; IL138045A0; US6588225B1; ID26106A

Abstract

본 발명은 공기로부터, 물, 특히 음료수를 생성하는 물 생성 장치에 관한 것이다. 물 생성 장치는 공기를 장치로 이동시키는 공기 흡입 장치와, 공기 흡입 장치로부터 유포되는 공기에 포함된 물을 결빙하는 증발기와, 증발기에 의하여 결빙된 물을 녹이는 해동 수단을 구비하며, 증발기의 해동 표면 위로 통과하는 공기의 용적은 공기 흡입 장치 또는 증발기에 의하여 제어된다. 변형예로서, 장치는 공기를 장치로 이동시키는 공기 흡입 장치와, 장치로 유입되는 공기의 온도를 제어하는 공기 온도 제어기와, 온도 제어기로부터 나오는 공기에 함유된 물을 결빙하도록 되어 있는 증발기와, 증발기에 의하여 결빙된 물을 녹이는 해동 수단을 구비한다. 본 발명의 장치는 일반 가정용으로 공기로부터 충분한 양의 물을 제거하기 위하여 사용될 수 있으며, 이 물을 필요한 경우 가열할 수 있다.

Description

물 생성 장치{WATER MAKING APPARATUS}

공기로부터 물을 제거하는 많은 공지의 시스템이 있다. 이러한 시스템은 통상적으로 "제습기(dehumidifier)"로 불리는 장치일 수 있다. 예컨대, EBAC 사에 허여되고 발명의 명칭이 "제습기"인 뉴질랜드 특허 제270431호가 해당의 경우이다. 이 뉴질랜드 특허는 빌딩에 있는 공기로부터 수분을 추출하는 장치를 개시하고 있다. 뉴질랜드 특허가 추구하는 발명은 제습기를 개시하고 있으며, 이 제습기에서는 냉매가 압축기에 의하여 순환되고, 증발기를 통하여 차갑게 되고, 응축기를 통하여 따뜻해지며, 공기는 공기 중의 임의의 수분이 증발기에 응축되도록 증발기를 통과하고, 뒤이어 공기는 제습기를 떠나기 전에 응축기를 통과하여 따뜻해진다. 증발기에서 수집된 물이 냉각되는 경우, 제습기는 주기적으로 성에 제거 모드로 되어 얼음을 녹인다. 그러므로, 이러한 형태의 제습기의 작동은 증발기 상에서 얼음이 생성되는 것과 관련한 문제이다. 이러한 제습기는 음료수의 생성에 관련된 것이 아니고, 오히려 공기로부터 수분을 제거하는 것에 관한 것이다.

특정하게 물의 생성과 관련한 장치도 또한 공지되어 있다. 소위 "물 생성기(WATERMAKER)"로 불리는 장치는 미국 텍사스주의 달라스에 소재하는 일렉트릭 앤드 가스 테크놀로지(Electric and Gas Technology) 사에서 제조하는 것이 있다. 이 장치는 실내 공기를 일회용 공기 필터를 통하여 장치로 유입시킴으로써 작동한다. 그에 따라, 이 여과된 공기는 폴리우레탄으로 코팅된 냉동기용 합금으로 제조되는 냉각 코일을 통과한다. 이 코일은 약 39℉의 온도로 유지된다. 여과된 공기에 있는 일부 수분은 이 코일 상에서 응축되어 증류수 방울이 된다. 물방울은 코일 아래로 떨어져, 물을 유지 탱크로 이송하는 깔때기에 수집된다. 이 탱크는 냉각 박스 내측에 유지되고, 이 냉각 박스는 자체의 냉각 시스템을 가지며 완전히 절연되어 있다. 이러한 기술에는 여러 단점이 존재한다. 장치는 주위 분위기에 습기 있는 공기를 필요로 한다. 일단 공기에서 습기가 제거되면, 장치는 정지된다. 추가로, 일단 코일에 얼음이 형성되면, 이 얼음은 비효율적인 방식으로 응축기로부터의 고온 기체를 이용하여 녹는다.

본 발명은 공기로부터 물을 생성하는 장치에 관한 것이다. 구체적으로 말하자면, 본 발명은 음료수를 생성하는 장치에 관한 것이다.

도 1은 물 제조 장치의 개략적인 절단도.

도 2는 고온 기체의 해빙 기능을 갖는 장치의 개략적인 도면.

도 3은 열 교환기를 구비하는 장치의 개략적인 도면.

도 4는 본 발명의 바람직한 형태를 도시한 도면.

본 발명의 목적은 종래 기술에 따른 장치의 일부 문제점을 해결하고, 적어도 일반 대중에게 유용한 선택을 하도록 하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 특징은 공기로부터 물을 생성하는 물 생성 장치에 관한 것으로, 이 장치는

a) 공기를 장치로 이동시키는 공기 흡입 장치와,

b) 상기 공기 흡입 장치로부터 유입되는 공기에 포함된 물을 얼리는 증발기와,

c) 증발기에 의하여 냉각된 물을 녹이는 해동 수단을 구비하며,

증발기의 해동 표면 위로 통과하는 공기의 용적은 공기 흡입 장치 또는 증발기에 의하여 제어된다.

공기 흡입 장치는 가변 용적의 공기를 증발기로 이동시키고, 증발기는 일정한 결빙 면적을 갖는 것이 바람직하다.

공기 흡입 장치는 일정 용적의 공기를 증발기로 이동시키고, 증발기는 가변 결빙 면적을 갖는 것이 바람직하다.

장치는 증발기의 해동으로 인하여 생성되는 물을 수집하는 저장조를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.

장치는 장치로 이동하는 공기를 여과하도록 위치된 공기 필터를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.

필터는 세척 가능한 필터나 일회용 필터인 것이 바람직하다.

필터는 200 미크론의 세척 가능한 필터인 것이 바람직하다.

해동 수단은 미리 정해진 양의 얼음 또는 성에가 증발기에 형성되는 때를 감지하는 해동 센서를 구비하는 것이 바람직하다.

공기 흡입 장치는 증발기를 통하여 장치로 공기를 흡입하는 팬인 것이 바람직하다.

공기 흡입 장치는 공기를 장치로 송출하는 송풍기인 것이 바람직하다.

증발기는 국제 특허 출원 번호 제 PCT/NZ93/00087에 개시되어 있고 청구된 바와 같은 하나 이상의 나선형으로 주름진 도관을 구비하는 것이 바람직할 수 있다.

변형적인 형태로서, 증발기는 복수의 상호 연결된 코일을 구비할 수 있다.

증발기는 코일 25㎜마다 4개 이상의 복수의 핀을 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 보다 바람직하게는, 증발기는 코일 25㎜마다 6개 이상의 핀을 구비한다.

증발기는 압축기 및 응축기 시스템을 이용하여 냉각되는 것이 바람직하다.

응축기는 국제 특허 출원 번호 제 PCT/NZ93/00087에 개시되어 있고 청구된 바와 같은 하나 이상의 나선형으로 주름진 도관을 구비하는 것이 바람직할 수 있다.

바람직하게는, 압축기 및 응축기 시스템은 압축기, 응축기 및 복수의 모세관 튜브를 구비하며, 상기 증발기는 복수의 상호 연결된 코일을 구비하며, 모세관 튜브는 이 증발기의 코일에 직접적으로 연결되며, 상기 압축기는 압력 작용 하의 기상 냉매를 응축기에 공급하며, 냉각된 냉매는 액체로서 압력 작용 하에 응축기로부터 배출되어 고압 피드(high pressure feed)를 매개로 모세관 튜브로 향하며, 뒤이어 모세관 튜브는 기상의 냉매를 증발기로 통과시키고, 이 증발기로부터 냉매가 낮은 압력 작용 하에 기체로서 배출되어 저압 피드를 매개로 압축기로 귀환하며, 시스템은 폐쇄 시스템이다.

본 발명에 따른 바람직한 형태의 장치에 있어서, 압축기 및 응축기 시스템은 압축기/증발기 라인을 추가로 구비할 수 있으며, 이 라인은 미리 정해진 상태 하에서 압축기로부터의 고온 기체 냉매를 증발기의 코일로 들어가게 하여 증발기 상에 형성된 임의의 얼음 또는 성에를 녹인다.

바람직하게는, 보조 라인에는 솔레노이드 밸브가 마련될 수 있으며, 이 밸브는 해동 센서(defrost sensor)에 의하여 제어될 수 있다.

바람직하게는, 복수의 모세관 튜브는 모세관 튜브와 응축기로부터의 고압 피드 사이에 위치되어 있는 필터로부터 나간다.

바람직하게는, 하나 이상의 모세관 파이프가 증발기의 베이스 또는 그 근처에서 증발기 코일에 들어간다.

바람직하게는, 모세관 튜브는 증발기 근처의 여러 위치에서 증발기 코일로 들어간다.

바람직하게는, 모세관 튜브 대신에 TX 밸브가 사용될 수 있다.

바람직하게는. 기상 냉매가 증발기의 상부로부터 증발기를 나간다.

바람직하게는, 응축기는 장치의 내측에 위치된 흡입 팬에 의하여 응축기를 가로질러 흡입되거나 장치의 외측에 위치된 송풍기에 의하여 응축기를 가로질러 송풍되는 공기에 의하여 냉각된다.

바람직하게는, 해동 수단, 공기 흡입 장치, 및 증발기의 온도는 단일의 중앙 처리 유닛에 의하여 제어된다.

바람직하게는, 장치는 두 개의 물 저장조를 구비하며, 제1 저장조는 증발기로부터의 얼음/성에가 녹아서 발생되는 물을 임시로 저장하는 데 사용되는 임시 저장조이고, 제2 저장조는 임시 저장조로부터의 물이 장기간 저장할 수 있게 물이 이동되는 영구 저장조이며, 하나의 영구 저장조가 사용될 수 있다.

바람직하게는, 임시 저장조는 임시 저장조에 저장된 물을 영구 저장조로 이동시키도록 펄프를 기동하는 수위 센서를 구비한다.

바람직하게는, 장치는 물을 추가로 정화하는 하나 이상의 살균 장치 또는 여과 장치를 추가로 구비한다. 필터는 오존 필터 또는 활성화된 목탄 필터(activated charcoal filter)인 것이 바람직하다. 살균 장치는 전기식 살균기인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 여과 및/또는 살균 장치는 임시 저장조와 영구 저장조 사이에 배치되며, 하나의 영구 저장조가 사용되는 경우 여과/살균 장치는 저장조 이전에, 또는 저장조를 지나서 물 배출 탭 이전에 배치될 수 있다.

추가의 바람직한 형태에 있어서, 본 발명의 장치는 압축기의 출구와 상호 연결될 수 있는 열 교환기를 구비할 수 있다.

바람직하게는, 열 교환기는 물탱크 내에 도관을 구비할 수 있다.

바람직하게는. 상기 도관은 솔레노이드 밸브를 매개로 압축기의 출구에 연결될 수 있다. 솔레노이드 밸브는 중앙 처리 유닛에 의하여 제어될 수 있는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 도관의 출구는 압축기의 출구로 귀환된다.

바람직하게는, 장치는 장치로 유입되는 공기의 온도를 제어하는 공기 온도 제어기를 추가로 구비한다.

본 발명의 제2 특징에 따른 장치는 공기로부터 물을 생성하는 물 생성 장치이며, 이 장치는

a) 공기를 장치로 이동시키는 공기 흡입 장치와,

b) 장치로 유입되는 공기의 온도를 제어하는 공기 온도 제어기와,

c) 상기 공기 온도 제어기로부터 배출되는 공기에 함유된 물을 결빙하는 증발기와,

d) 상기 증발기에 의하여 냉동된 물을 녹이는 해동기를 구비한다.

바람직하게는, 물 생성 장치는 증발기를 녹임으로써 생성되는 물을 수집하는 저장조를 추가로 구비한다.

바람직하게는, 장치는 장치로 이동하는 공기를 여과하도록 위치된 공기 필터를 추가로 구비한다.

필터는 200 미크론의 세척 가능한 필터인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 해동기는 미리 정해진 양의 얼음 또는 성에가 증발기에 형성되는 때를 감지하는 해동 센서를 구비한다.

바람직하게는, 해동기는 증발기를 따뜻하게 하고, 온도 제어기로부터 배출되는 공기의 온도를 증가시키는 조합체이다.

바람직하게는, 공기 흡입 장치는 공기 온도 제어기를 매개로 증발기를 통하여 공기를 장치로 흡입하는 팬이다.

바람직하게는, 공기 흡입 장치는 공기를 장치로 송출하는 송풍기이다.

바람직하게는, 증발기는 복수의 상호 연결된 코일을 구비한다.

바람직하게는, 코일 25㎜마다 4개 이상의 복수의 핀을 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 보다 바람직하게는, 증발기는 코일 25㎜마다 6개 이상의 핀을 구비한다.

바람직하게는, 증발기는 압축기 및 응축기 시스템을 이용하여 냉각된다.

바람직하게는, 공기 온도 제어기는 공기 흡입 장치의 입구 또는 그 입구에 인접하게 위치되는 제1 공기 온도 센서와, 제1 공기 온도 센서와 증발기 사이에 위치되는 공기 가열기/냉각기를 구비한다.

바람직하게는, 공기 온도 제어기는 공기 가열기/냉각기와 증발기 사이에 위치되는 제2 공기 온도 센서를 구비한다.

바람직하게는, 공기 온도 제어기는 증발기가 제2 공기 온도 센서와 제3 공기 온도 센서 사이에 끼워지도록 배치되는 제3 공기 온도 센서를 구비한다.

바람직하게는, 공기 온도 제어기 내의 가열기/냉각기는 공기 가열과 기류를 냉각하며, 냉각 기류는 제1 공기 온도 센서와 공기 가열기 사이를 향한다.

바람직하게는, 냉각 기류는 제3 공기 온도 센서에 인접한 영역으로부터 방향이 정해지고, 덕트 시스템을 매개로 제1 공기 온도 센서와 공기 가열기 사이의 영역으로 흐르며, 상기 덕트 시스템은 냉각 기류의 요구량에 반응하여 억제될 수 있다.

바람직하게는, 온도 제어기로부터의 기류의 온도는 약 25℃ 내지 약 36℃ 사이에 있으며, 보다 바람직하게는 약 29℃ 내지 약 32℃ 사이에 있다.

바람직하게는, 해동기, 공기 온도 제어기, 공기 흡입 장치, 및 증발기의 온도는 단일의 중앙 처리 유닛에 의하여 제어된다.

본 발명의 제3 특징에 따르면, 본원 명세서에서, 특히 도 4를 참고로 설명된 바와 같이 실질적으로 공기로부터 물을 생성하는 물 생성 장치가 제공된다.

제4 특징에 따른 본 발명은 폐쇄 루프 냉매 시스템이라는 것을 알 수 있으며, 이 냉매 시스템은 압축기, 응축기, 증발기 및 복수의 모세관 튜브를 구비하며, 상기 증발기는 복수의 상호 연결된 코일을 구비하며, 모세관 튜브는 이 증발기 코일로 직접적으로 연결되며, 압축기로부터 응축기를 통하여 증발기로의 냉매 피드는 고압 피드이며, 증발기로부터 압축기로의 냉매 피드는 저압 피드이며, 응축기로부터 증발기로의 고압 피드는 응축기로부터 나가는 단일 피드를 포함하며, 복수의 모세관 튜브는 증발기로 들어가며, 단일 피드는 모세관 튜브에 액체로서의 냉매를 공급하며, 모세관 튜브는 증발기에 기체로서 냉매를 공급한다.

바람직하게는, 응축기로부터의 단일 피드는 복수의 피드가 나가는 냉매 필터로 들어간다.

바람직하게는, 복수의 모세관 튜브는 약 3개 내지 10개의 모세관 튜브를 구비하며, 보다 바람직하게는 약 5개의 모세관 튜브를 구비한다.

바람직하게는, 하나 이상의 모세관 튜브는 기상 냉매를 증발기의 베이스 또는 그 베이스 인접한 증발기 튜브에 공급한다.

바람직하게는, 모세관 튜브는 증발기의 여러 위치에서 증발기 코일로 들어간다.

바람직하게는 기상 냉매는 증발기의 상부로부터 증발기의 증발기 튜브를 나간다.

본 발명을 도면에 도시된 바람직한 형태를 참고로 설명하기로 한다.

본 발명은 공기로부터 물을 생성하는 장치에 관한 것이다. 물은 적절한 필터 및 다른 처리 장치가 제공되는 경우 음료수로 사용될 수 있으며, 당업자에게 명백한 다른 용도로 사용될 수 있다.

증발기를 가로지르는 공기의 온도가 특정 온도 범위 내에서 유지되는 경우, 증발기 상에서 물을 얼림으로써 물이 공기로부터 효과적으로 제거될 수 있다고 알려졌다. 증발기의 냉동 용량(압축기 크기/증발기 크기에 기초함)은 증발기를 가로지르는 공기 용적(즉, 동일 속도의 팬이 사용되는 것이 바람직하다)과 마찬가지로 일정하다. 장치로 유입되는 공기의 용적은 필요한 경우, 장치로 유입되는 공기의 온도에 반응하여 사용된 팬의 속도를 바꿈으로써 변경될 수 있으나, 이것은 공기 온도가 정해진 온도 범위 내측에 유지되는 것으로 제한되었다. 변수는 공지 구조의 중앙 처리 유닛에 의하여 제어된다. 본원 명세서에 첨부된 도 1 내지 도 3과 이들 도면을 참고로 한 다음의 설명은 본 발명을 반복하여 개시한다.

도 1을 참고로, 장치(1)는 장치(1)를 둘러싸는 주변으로부터 공기 필터 스크린(3)을 통하여 공기 온도 센서(4)를 위로, 그에 따라 장치(1)로 공기를 흡입하는 흡입 팬(2)을 구비한다. 그 다음에, 공기는 공기 가열기(5)를 통하여 제2 공기 온도 센서(6)를 거치고, 뒤이어 증발기(7)를 통과한다. 냉각기를 지난 후의 공기 온도 센서(8)는 증발기(7)와 흡입 팬(2) 사이에 배치될 수 있다. 증발기(7)는 임시 물 저장조(9)에 연결된다. 이 임시 물 저장조(9)는 수위 센서(10)를 구비하며, 물 피드(12; water feed)를 통하여 메인 물 저장조(13)에 연결된다. 물 피드(12)는 물 필터(14), 물 펌프(15) 및 물 살균기(16)를 구비한다. 물 피드(12)는 재순환 귀환 밸브(17)를 매개로 임시 물 저장조(9)로 재순환시키는 선택 사항을 또한 포함할 수 있다.

장치(1)는 냉각 공기 덕트(18)를 또한 구비하며, 이 덕트는 제1 공기 온도 센서(4)와 공기 가열기(5) 사이의 공간으로 유도된다. 이 냉각 공기 덕트(18)는 공기 전향 플레이트(20, 20a) 상의 전향 플레이트 액츄에이터(19)의 작용에 의하여 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 전향 플레이트(20, 20a)는 공기가 덕트(18)를 통하여 흐르게 할 수 있는 위치에 있다. 공기는 주위의 분위기로부터 흡입 팬(2)을 통하여 증발기(7) 위로 흡입되며, 이제 증발기(7) 상에서 냉각되는 이 공기의 일부는 전향 플레이트(20a)를 매개로 덕트(18)로 전향된다. 전향 플레이트(20, 20a)가 전향 플레이트 액츄에이터(19)의 작용을 통하여 폐쇄 위치에 있는 경우, 전향 플레이트(20)는 공기 덕트(18)를 차단하고, 전향 플레이트(20a)는 흡입 팬(2)에 의하여 장치를 통하여 흡입되는 공기의 경로로부터 상승된다. 덕트(18)를 통과하는 냉각 공기의 온도는 증발기(7)와 팬(2) 사이에 위치된 냉각기를 지난 후의 공기 온도 센서(8)에 의하여 결정된다. 공기 온도 요구치와 증발기(7)를 떠나는 냉각 공기의 온도에 반응하여, 덕트(18)는 전향 플레이트(20)에 의하여 필요에 따라 억제될 수 있다. 센서(4, 6, 8)는 모두 중앙 처리 유닛(35)에 정보를 입력하며, 이 유닛(35)은 종래 기술에 공지된 바와 같이 상기 정보를 처리한다.

장치(1)는 증발기(7)를 통하여 냉매를 순환시키는 시스템을 또한 구비한다. 장치(1)에서 도 1에 도시된 시스템은 압축기(21)를 구비하는 폐쇄 시스템이며, 이 압축기는 고압 피드(23)를 매개로 응축기(22)에 결합된다. 흡입 팬(2)은 장치(1)를 둘러싸는 분위기로부터 메시 스크린(25)을 통하여 응축기(22) 위로 공기를 흡입한다. 그 다음에, 공기는 장치(1)를 통하여 연속해서 흐르고 메시 스크린(26)을 통하여 나간다.

다음에, 응축기(22)는 고압 냉매 피드(27), 냉매 필터(28) 및 모세관 튜브(29)를 매개로 증발기(9)에 연결된다. 도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 도시된 바와 같이, 냉매 필터(28)로부터 나가서 냉매를 고압으로 증발기(7)로 이송하는 5개의 모세관 튜브가 있다. 모세관 튜브(29)는 여러 위치, 예컨대 입구(30)에서 증발기(7)로 들어가고, 냉매는 저압 냉매 귀환 라인(31)을 통하여 증발기(7)의 상부로부터 압축기(21)로 나간다.

도 1에 도시된 바와 같이, 장치(1)는 메인 물 저장조(13) 내에 수위 센서와 숨구멍(breather)을 또한 구비한다. 숨구멍과 수위 센서(32)는 숨구멍 필터(33)를 또한 구비한다. 물이 제어되는 방식으로 메인 물 저장조(13)를 나갈 수 있는 탭(34)이 메인 물 저장조(13)에 결합된다.

장치(1)는 증발기(7) 상의 기류의 온도와 양, 응축기(22) 상의 기류의 온도와 양, 그리고 증발기(7)의 온도를 제어하는 중앙 처리 유닛(35)을 추가로 구비한다. 중앙 처리 유닛(35)은 해동 센서(도시 생략)를 또한 구비하며, 이 센서는 증발기(7) 내에 충분한 얼음 및 성에가 형성되는 때를 결정하고, 그 결과 냉매가 증발기(7)로 유입되는 것이 정지되는 때를 결정하고, 증발기(7)를 가로질러 흐르는 공기의 온도가 증발기(7) 상에서 가열기(5)를 매개로 얼음/성에를 녹이도록 최대화되는 때를 결정한다. 중앙 처리 유닛(35)은 본질적으로 장치(1)의 작동을 전체적으로 제어한다.

한 가지 형태의 증발기(7)는 일련의 코일을 구비하며, 이 코일은 약 30 내지 약 50개 사이의 연결 튜브를 구비한다. 바람직하게는, 증발기(7)는 약 40개의 연결 튜브를 포함한다. 각각의 튜브는 복수의, 바람직하게는 각을 이룬 핀을 구비한다. 증발기(7) 내에서 연결 튜브 20 내지 30 ㎜마다 4개 내지 8개 사이의 핀이 배치될 수 있으며, 각 튜브 25 ㎜마다 6개의 각을 이룬 핀이 있을 수 있다. 연결 튜브는 1㎜의 튜브로 형성되는 것이 바람직하지만, 이것은 종래 기술에 공지되어 있는 적절한 형태의 튜브에 의하여 대체될 수 있다. 증발기(7)는 이러한 튜브를 4층으로 구비할 수 있으며, 이들 튜브는 냉매가 증발기(7)를 통하여 흐를 수 있도록 상호 연결될 수 있다. 튜브의 층수는 필요에 따라 약 3층 내지 약 6층 사이에 있을 수 있다. 증발기는 종래 기술에 공지되어 있는 바와 같은 임의의 적절한 메시가 이용될 수 있지만, 선택적으로 약 3 내지 5㎜, 보다 바람직하게는 4㎜의 구멍이 있는 메시 물질로 형성될 수 있다. 가장 바람직한 형태로, 메시의 구멍은 초기의 기류 유입 라인으로부터 각도를 이룬다. 플레이트를 냉각하도록 증발기의 후방에 증발기 튜브를 구비하고 증발기의 전방에 각을 이룬 플레이트를 이용하여 각을 이룬 플레이트에 얼음/성에가 형성되도록 하는 추가의 변형이 있을 수 있다.

선택적으로, 그리고 바람직한 형태로, 증발기(7)는 하나 이상의 나선형으로 주름진 도관을 구비할 수 있으며, 이 도관 또는 각각의 도관은 국제 특허 출원 번호 제 PCT/NZ93/00087호에 개시되고 청구된 바와 같은 도관이며, 이 특허는 본원 명세서에 참고로 구체적으로 인용된다.

이러한 나선형으로 주름진 도관은 또한 응축기의 코일을 형성할 수 있다.

공기 필터(3)는 임의의 적절한 형태일 수 있다. 바람직하게는, 필터는 필요한 경우 세정을 위하여 제거될 수 있는 200 미크론의 세척 가능한 필터이다. 이 필터는 도 1에 도시된 장치(1)의 작동에 필수적인 것은 아니며, 당업자는 이를 용이하게 알 수 있다. 장치(1)는 물 필터(14)와 살균기(16)를 또한 구비한다. 이들은 임의의 적절한 형태일 수 있지만, 종래 기술에 공지되어 있는 것과 같은 전기 충전 살균기가 바람직하다. 예컨대, 오존 필터와 같은 물 필터와 활성 목탄 필터가 사용될 수 있다. 용이하게 알 수 있는 바와 같이, 필터와 살균기는 필요한 경우 생략될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 팬(2, 24)이 장치(1)로 공기를 흡입하는 데 이용된다. 팬은 800cfm 팬인 것이 바람직하지만, 종래 기술에 공지되어 있는 임의의 적절한 장치로 대체될 수 있다. 팬은, 예컨대 송풍기 또는 유사한 장치로 대체될 수 있다. 장치(1)로 흐르는 기류는 장치의 효율적 작동에 중요하다. 팬의 속도는 일반적으로 장치의 크기에 따라 280cfm 내지 800cfm 사이에 있다. 가장 효율적인 기류를 결정하도록 공기 속도 센서를 구비하는 것은 장치(1)의 선택 사항이다. 기류가 너무 빠른 경우, 증발기에는 얼음/성에가 형성되지 않는다. 기류가 너무 느린 경우, 증발기의 초기 부분에 얼음/성에가 형성되어 기류가 증발기로 가는 것을 방해한다.

도 1에 도시된 바와 같은 공기 온도 센서(4, 6, 8)는 증발기(7)를 통과하는 공기의 온도가 설정된 온도 범위 내에서 유지되도록 존재한다. 증발기(7)를 통과하는 공기의 온도는 약 25℃ 내지 약 39℃ 사이에 있어야 한다. 약 29℃ 내지 약 32℃ 사이의 온도가 바람직하다. 공기 온도 센서(4, 6, 8)는 임의의 적절한 형태일 수 있으며, 장치(1)의 중앙 처리 유닛(35)에 연결된다. 이러한 방식으로, 중앙 처리 유닛(35)은 공기 가열기(5) 조합체를 매개로 증발기(7)를 가로질러 흐르는 공기의 온도와, 전향 플레이트(20,20a)를 매개로 덕트(18)로부터의 냉각 기류의 온도를 제어할 수 있다. 공기 가열기(5)는 임의의 적절한 형태일 수 있지만, 약 3 내지 약 5㎟의 메시를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 약 4㎟이다. 공기 가열기(5)는 폭이 약 15 내지 약 25㎜ 사이이어야 하며, 약 20㎜의 폭이 바람직하다. 폭과 메시의 치수는 본 발명의 필수 요소는 아니며, 공기 입자가 가열기를 통과할 때 균일하게 가열될 수 있게 하는 단지 선택 요소이다. 공기 가열기의 치수는 장치(1)의 크기에 따라 변경되는데, 이는 당업자에게 명백하다. 그러나, 이를 수행할 수 있는 다양한 방법이 있으며, 가열기(5)를 통한 공기 온도와 덕트(18)를 통하는 냉각 기류를 제어하는 기술은 여러 다양한 다른 방법에 의하여 대체될 수 있다. 가열기(5)의 위치에 있는 하나의 가열기/냉각기 유닛(도 1에 도시)은 가열기/냉각기 유닛이 공기 온도를 전술한 온도 밴드 내에 유지하기에 충분하다.

사용 시에, 도 1에 도시된 장치(1)를 참고로, 증발기(7) 상에 얼음 및 성에가 형성되는 효율을 최대화하도록 합체되는 것은 증발기(7)를 통하는 기류, 그 공기의 온도, 증발기(7) 내의 핀 및 튜브의 치수이다. 전술한 바와 같이, 얼음으로 얼려서 전술한 장치의 효율을 감소시키는 다양한 제습기 장치가 있다. 이러한 제습기는 제습기가 효율적으로 작동하는 것을 보장하도록 그렇게 형성된 얼음을 제거하도록 설계된 기구를 구비한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 장치는 충분한 물을 생성하도록 증발기에 얼음과 성에를 효율적으로 생성하는 것에 의존하여 장치(1)를 음료수 생성기로 만든다. 냉매를 증발기에 공급하는 시스템은 증발기(7)에 균일하게 평형을 이룬 냉각 효과를 제공하여, 얼음과 성에의 형성이 증발기(7) 내내 제어되는 것을 보장한다. 얼음이 공기 입구에 가장 가까운 증발기의 전방 부분에 너무 급속도로 형성되는 경우, 이것은 증발기(7)를 통과하는 기류를 정지시키고 그 전방 부분에 얼음이 형성되는 것을 제한함으로써 장치가 효율적으로 작동하는 것을 방지한다.

따뜻한 공기가 증발기(7)로 유입됨에 따라, 따뜻한 공기 내의 수분은 냉각되어 증발기(7) 내에서 제어되는 방식으로 성에 및 얼음이 형성된다. 충분한 성에 및 얼음이 증발기(7)에 형성된 경우, 중앙 처리 유닛(35)의 해동 센서(도시 생략)에 의하여 결정되는 바와 같이, 증발기(7)로의 냉매 공급은 정지되고, 가열기(5)에 의하여 공급되는 열은 최대로 되어 기류가 증발기 내의 얼음과 성에를 녹이고, 이 것은 임시 물 저장조(9)에 물로서 수집된다. 선택적으로, 기류의 온도는 정상 주행 온도로 유지될 수 있다. 물론, 이것은 얼음/성에가 덜 빠르게 녹는 것을 의미한다.

추가의 실시예는 도 1에 도시된 바와 같이 장치(1)의 외측에 위치된 고온 공기 송풍기(도시 생략)의 설치를 포함하며, 이 송풍기는 공기를 설정된 온도로 공기 필터(3)를 통하여 증발기(7)로 송풍한다. 송풍기로부터의 공기의 온도가 적절하게 제어될 수 있다면, 도 1에 도시된 바와 같은 장치(1)는 온도 센서(4, 6, 8)의 전체 또는 일부, 전향 플레이트(20, 20a)의 냉각 조합체와 덕트(18) 뿐 아니라 공기 가열기(5) 및 흡입 팬(2)을 배제하는 선택 사항을 갖는다. 본원 명세서에서 이전에 사용된 용어를 이용하도록, 공기 송풍기는 "공기 흡입 장치", "공기 온도 제어기" 및 "해동기"의 일부일 수 있다.

도 2 및 도 3은 고온 기체 발열을 이용하여 증발기를 해빙 또는 제빙하는 추가의 수단 또는 선택적인 수단을 도시한다.

도 2를 참고로, 전술한 전기 가열 시스템은 압축기(42)와 응축기(43) 사이에서 라인(41)과 상호 연결되는 보조 라인(40)을 포함함으로써 대체될 수 있다. 냉매의 유량을 제어하도록 솔레노이드 밸브와 같은 밸브(44)를 구비하며, 이 단계에서 냉매는 보조 라인(40)을 통하여 증발기(45)로 흐르는 고온 기체의 형태이다. 또한, 응축기(43)와 증발기(45) 사이에 압력 밸브(46)와 건조기(47)를 구비할 수 있으며, 증발기(45)와 압축기(42) 사이에 필터(48)를 구비할 수 있다. 이러한 시스템에 있어서, 매우 빠른 해빙 또는 제빙은 압축기를 정지시키지 않고도 발생될 수 있다.

증발기의 고온 기체를 발열할 수 있는 이러한 형태의 압축기/응축기 시스템이 제습기와 큰 물 생성 장치가 있는 임의의 공기 조화 플랜트에 사용될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있다.

임시 저장조(9)에서 물이 수집된 후에, 이 물은 필터(14), 펌프(15) 및 살균기(16)를 통과한다. 중앙 처리 유닛(35)과 통신되는 물 수위 센서(10)에 의하여 결정되는 바와 같이 일단 충분한 물이 임시 물 저장조(9)에 수집되면, 펌프(15)는 물을 임시 물 저장조(9)로부터 필터(14)와 살균기(16)를 통하여 메인 물 저장조(13)로 이동시키도록 작동된다. 장치(14, 15, 16)가 선택 사항이라는 것을 용이하게 알 수 있다. 활성 목탄과 같은 필터 및 다른 표준 여과 장치 뿐 아니라, 존재할 수 있는 미세 생물학적 유기물을 제거하기 위한 살균기는 제공되는 물이 사람 또는 동물의 소비를 위하여 요구되는 경우에만 필요할 수 있다. 펌프(15)는 없어도 되며, 저장조 외측에 간단한 중력 피드(gravity feed)가 필요한 경우 제공될 수 있다. 추가로, 장치는 장치에 저장되지 않고 즉시 사용될 수 있게 간단한 중력 피드를 매개로 장치 밖으로 배출되도록 물을 간단하게 생성할 수 있다. 그러나, 도 1에 참조부호 9로 지시된 하나 이상의 임시 저장조를 구비하는 것이 바람직하다. 용이하게 알 수 있는 바와 같이, 펌프(15)는 종래 기술에 공지되어 있는 임의의 적절한 형태일 수 있다.

냉매를 증발기(7)로 공급하기 위한 바람직한 시스템은 폐쇄 시스템이다. 도 1에 도시된 장치(1)가 특정한 압축기/응축기 시스템을 도시하고 있지만, 이 시스템이 다양한 표준 냉매 공급 시스템에 의하여 대체될 수 있다는 것을 당업자는 용이하게 알 수 있다. 예컨대, 시스템은 공지의 펌프 기술, 압축 시스템 또는 회전식 압력 장치로 대체될 수 있다. 이러한 시스템이 바람직하지는 않지만, 전술한 목적을 달성하기 위하여 이러한 시스템을 사용하는 것은 당업자의 능력 범위 내에 있다. 당업자에게 공지되어 있는 바와 같이, 액체 냉매를 압력 작용 하에 순환시키고, 그 액체 냉매를 증발기로 공급하기 위하여 기체로 변환시키는 냉매 공급 시스템이 공지되어 있다. 이러한 시스템은 본원 명세서의 물 생성 시스템에 사용될 수 있다.

그러나, 도 1을 참고로 설명한 시스템은 이러한 시스템과 비교하여 현저한 장점을 갖는다. 공지의 시스템은 인 라인(in-line)으로 조정 가능한 밸브와 같은 방법에 의하여 액체를 기체 냉매로 변환시키고, 이 밸브는 기상 냉매를 단일 라인을 매개로 증발기의 상부로 공급한다. 제습기 및 냉동기 기술에 적합하기는 하지만, 이러한 시스템은 증발기의 전체에 걸쳐서 균일한 냉각을 제공하지 못한다.

도 1에 도시된 냉매 공급 시스템 형태에서, 이 시스템에 사용된 냉매는 종래 기술에 공지되어 있는 임의의 적절한 형태일 수 있다. 클로르풀루오르카본, 하이드로클로프플루오르카본, 또는 하이드로풀루오르카본과 같은 냉매가 모두 사용될 수 있다. 이러한 시스템에 사용하기에 적합한 임의의 선택적인 냉매가 채용될 수도 있다.

압력 작용 하에 냉매를 공급하는 데에 이용되는 압축기(21)와 응축기(22)는 여러 형태 중 어느 하나일 수 있다. 임의의 저압, 중간압 또는 고압 압축기가 사용될 수 있다. 예컨대, 약 100psi 내지 10,000 psi를 제공하는 압축기가 사용될 수 있지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 예컨대, 단포스(Danfoss)의 연금술에 의하여 제공되는 220V 내지 240V 압축기 또는 팬 냉각식 형태와 같은 압축기가 사용될 수 있다. 응축 유닛(22)도 또한 당업자에게 공지되어 있는 임의의 적절한 형태일 수 있으며, 예컨대 단포스에 의하여 공급되는 220V 팬 냉각식 응축 유닛이 바람직하다. 추가로, 특별한 용도에 적합하다면, 220V 내지 240V 압축기와 12V 및 24V 압축기가 또한 사용될 수 있다. 임의의 다양한 응축 유닛이 사용될 수 있으며, 엠브라코 아스페라(Embraco Aspera), 브리스톨 압축기(Bristol Compressor), 코펠랜드 압축기(Copeland Compressor)에 의하여 공급되는 유닛이 또한 모두 적절할 수 있다.

냉매는 도 1에 도시된 바와 같이 다양한 위치(예컨대, 30의 위치)에서 냉각 상태로 증발기(7)로 공급된다. 냉각된 냉매는 필터(28)를 통과하여, 복수의 모세관 튜브(29)를 매개로 증발기(7)로 유입된다. 바람직한 형태로, 이러한 모세관 튜브(29)는 약 1㎜의 보어를 가지는 반면, 고압 피드 튜브(27)는 약 6㎜의 보어를 갖는다. 바람직한 형태로, 필터(28)를 나가서 증발기(7)로 들어가는 5개의 모세관 튜브가 있다. 모세관 튜브는 감소된 보어를 가지며, 스프링과 유사하게 코일에 감기는 것이 바람직하다. 고압 냉매와 연결되는 보어 크기의 감소는 냉매를 분쇄하여 그 냉매를 액체 형태(예컨대, 오일)로부터 기체 형태로 변화시킨다. 이제 기상 냉매는 다양한 위치에서 증발기(7)의 코일 시스템으로 직접적으로 침투하며, 이로 인하여 냉매 기체를 증발기(7)에서 균일하게 분배할 수 있다. 뒤이어, 기상 냉매는 증발기(7)의 상부(31로 지시됨)로부터 증발기의 코일을 나와서 저압 작용 하에 피드(31)를 통하여 압축기(21)로 들어가며, 여기서 냉매는 응축기(22)로 밀어 넣어져 액체로 다시 응축된다.

사용된 모세관 튜브의 길이는 모세관의 보어 직경과 사용된 증발기 코일의 길이에 의존한다. 응축기로부터의 피드 튜브가 약 8 내지 5㎜의 보어를 가지는 경우, 모세관의 보어는 약 1.5㎜이다. 응축기로부터 보어가 12㎜인 피드 튜브가 사용된 경우, 모세관의 보어는 약 2㎜이다. 이러한 요구치는 당업자에 의하여 용이하게 계산된다. 모세관 튜브의 길이와 수는 적어도 부분적으로는 압축기/응축기 이송 튜브의 와트수에 의하여 결정된다. 액상 냉매를 기상 냉매로 변환하고, 이 냉매를 다양한 위치의 증발기 코일로 직접적으로 이송할 수 있는 바람직한 냉매 시스템의 용량은 증발기를 균일하게 냉각하는 시스템의 효율을 최대로 한다. 액체 냉매를 기체로 변환시키고, 뒤이어 그 기체를 증발기의 베이스를 포함한 여러 다양한 위치에서 증발기 코일로 이송하여 증발기 상부로부터 제거하는 시스템의 용량은 비용과 효율, 그리고 증발기의 균일한 냉각과 관련하여 현저한 장점을 갖는다. 보어의 직경을 감소시켜 기체로 변화시키기에 적절한 인 라인 밸브(또는 일련의 밸브)를 이용하는 것과 같은 선택적인 공지의 방법은 이전에 설명한 바와 같이 장치(1)에 또한 사용될 수 있다. 조절 가능한 밸브를 이용하는 이러한 시스템은 압력이 3000psi 이상일 때 사용되며, 모세관을 이용하는 경우보다 훨씬 비쌀 뿐 아니라 저압 시스템과 함께 사용하는 데에 한계가 있다.

도 1로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 모세관 튜브(29)는 여러 다양한 위치〔예컨대, 증발기의 베이스(30)에서〕에서 증발기(7)로 들어가며, 증발기(7)에서의 냉각 효과의 균일성과, 그에 따른 얼음/성에의 형성을 최대로 하도록 설계된 상부(31로 지시됨)에서 제거된다. 공지의 냉배 시스템과는 달리, 사용된 모세관 튜브(29)는 튜브 상의 여러 위치에서 직접적으로 증발기(7)의 연결 튜브로 들어간다. 일단 냉매가 증발기(7)를 통과하면, 냉매는 증발기(7)의 상부 근처 또는 상부에서 배출된다. 이제, 냉매는 저압 상태이며, 저압 피드(31)를 통하여 배출되어, 압축기(21)로 귀환되어, 장치에 의하여 제공되는 폐 루프 시스템을 완성한다. 시스템을 보다 효율적으로 작동할 수 있도록 증발기를 균일하게 냉각하는 것이 이러한 시스템의 능력이다.

도 3은 도 2의 장치를 도시하지만, 추가의 열 교환기를 구비한다. 그에 따라, 압축기(42) 출구로부터의 추가의 라인(50)이 고온 냉매 기체를 압축기로부터 물탱크(53)에 위치된 코일(52)로 가져갈 수 있다. 그 다음에, 냉매는 코일(52)의 출구(54)는 냉매를 압축기(41)의 출구로부터 전달한다. 솔레노이드 밸브와 같은 밸브(51)가 추가의 라인(50)에 배치되어, 이러한 라인을 통한 냉매의 전달을 제어할 수 있다. 물탱크(53)의 용량은 압축기(51)의 크기에 의존한다. 코일(52)은 임의의 크기, 형상 및 열 전도 물질(예컨대, 구리 또는 스테인리스 강)로 제조될 수 있다. 코일의 파이프는 표면적을 증가시키고 파이프로부터 연장하는 박판과 보다 많이 접촉하도록 약간 평평할 수 있다. 물탱크 내의 코일 또는 파이프 시스템의 구조는 열 교환을 용이하게 하도록 한다.

그에 따라, 열 교환기를 통과하는 고온 기체는 다른 목적을 위하여 사용되도록 물을 가열한다. 그 다음에, 기체는 응축기를 통과하기 전에 냉각을 위하여 압축기의 공급측으로 귀환한다.

장치는 장치로 유입되는 공기와 증발기 위로 흐르는 공기의 온도를 제어하는 공기 온도 제어기가 필요 없이 효율적으로 작동될 수 있다는 것을 또한 알 수 있었다.

도 1 내지 도 3에 도시된 장치를 참고로, 장치로 유입되어 증발기의 결빙 영역을 통과하는 공기의 용적이 제어되는 경우 장치는 공기 온도 제어기〔즉, 공기 가열기(5), 냉각 공기 덕트(18)〕없이 증발기 상의 얼음 형성을 통하여 공기로부터 물을 효율적으로 생성할 수 있다. 증발기의 결빙 영역은 공기 내의 물이 어는 증발기의 표면이다. 장치의 모든 다른 참조 부호는 도 1 내지 도 3을 참고로 설명한 장치에 대하여 설명한 것이다.

장치로 유입되는 공기의 온도가 찬 경우(말하자면, 약 10℃ 미만인 경우), 증발기의 결빙 표면 위로 통과하는 공기의 용적은 클 수 있으며, 공기의 온도가 높은 경우(말하자면, 약 25℃ 이상), 공기의 용적은 작아야 한다. 이것은 필연적으로 공기로부터 물을 결빙하는 데에 요구되는 에너지와 시간의 함수이다. 용적과 공기 온도의 관계는 당업자에게 공지되어 있다.

공정은 공기 내의 물을 냉각하는 증발기의 효율에 또한 의존한다. 이것은 종래 기술에 공지되어 있는 바와 같이 증발기(도 1의 참조 부호 7) 크기와 비교된 압축기(도 1의 참조 부호 21)의 크기의 함수이다. 실제로, 임의의 주어진 장치 유닛의 증발기의 효율은 일정할 수 있으며, 얼음을 효율적으로 생성하는 변수 요소는 중앙 처리 유닛 등을 포함하는 것이 바람직한 공지의 기술에 의하여 제어될 수 있다. 다시, 결빙 효율은 당업자에게 공지된 요소이다.

덜 바람직한 선택 사항이기는 하지만, 선택적으로, 증발기를 가로지르는 공기 흐름 용적을 일정하게 유지하면서 증발기의 결빙 표면의 면적을 증가시킬 수 있다. 이것은 증발기의 부품으로 냉매가 흐르는 것을 정지시키거나, 증발기의 덮개 부분 또는 제거 부분에 의하여 간단하게 달성될 수 있다. 이들은 한정적으로 될 수 없으며, 당업자에게 명백한 변형이 또한 이용될 수 있다.

도 4는 장치로 유입되는 공기의 온도를 제어하기 위하여 공기의 용적을 제어하는 것을 채용하고 공기 온도 제어기는 배제하는 바람직하고 선택적인 장치를 도시한다.

도 4a에 도시된 장치에 있어서는 도 1에 도시된 바와 같은 모세관 튜브 대신에 TX 밸브(153)가 사용된다. TX 밸브는 당업자에게 공지된 밸브이며, 이러한 밸브에 대한 변형이 또한 사용될 수 있다.

도 4는 증발기(110), 팬(120), 압축기 유닛(130)을 구비하는 장치(100)를 도시한다. 압축기 유닛은 압축기 자체를 둘러싸는 코일〔131; 압축기 자체가 코일(131)에 잘 보이지 않으므로, 도 4에는 도시되어 있지 않음〕을 포함한다.

압축기 유닛으로부터의 냉매는 피드(140)를 통하여 증발기(110)로 이동한다.

장치는 벽(150)에 의하여 2개의 격실로 분류되어 있다. 격실은 고압 격실(151)과 저압 격실(152)이다. 격실은 서로 기밀하게 밀봉되는 것이 바람직하지만, 기밀하지 않은 경우 그다지 효율적이지는 않지만 장치는 작동될 수 있다. 고압 영역(151)으로부터 피드(140)를 통한 저압 영역(152)으로의 냉매의 이동은 냉매의 온도 강하를 야기하여 증발기(110)를 냉각하는 데 사용된다.

도 4에 도시된 장치에 대한 기밀한 밀봉은 장치(100) 위에 설치되는 커버(도시 생략)에 의하여 제공될 수 있으며, 이 커버는 바람직하게 해제될 수 있는 방식으로 벽(150)의 단부와 밀봉 가능하게 결합된다.

장치(100)는 증발기(110)와 응축기 유닛(130) 사이에 위치된 하나의 팬(120)을 또한 구비한다. 팬(120)은 증발기(110) 상부와, 응축기 유닛(130)을 통하는 기류가 유지되는 경우 장치(100)의 임의의 위치〔예컨대, 응축기 유닛(130)의 위〕에 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같은 팬의 위치 설정이 바람직한 사항이다. 명백한 바와 같이, 예컨대 도 1을 참고로, 2개의 팬이 선택 사항으로 또한 사용될 수 있지만, 이것은 장치의 크기를 크게 하는 결과를 야기하는데, 이는 여건에 따라 바람직할 수도 있고 바람직하지 않을 수도 있다. 2개의 팬이 선택 사항으로 사용되는 경우, 장치를 구분할 필요가 없다.

증발기(110) 상에 형성된 얼음은 도 2 및 도 3과 관련하여 설명된 바와 같이 녹을 수 있으며(이와 관련한 설명은 반복된다), 형성된 물은 장치의 베이스에 있는 저장조에 수집되어 필터(160)를 통하여 탭(161)으로 송출된다.

또한, 장치(100)는 장치(100) 외측의 공기 온도를 결정하는 온도 센서(도시 생략)를 구비하여, 중앙 처리 유닛이 온도에 반응하여 팬 속도를 조절함으로써 공정의 효율을 최대화한다. 그러나 실제로는, 장치는 사용된 주변의 표준 온도 상태를 위하여 표준 방식으로 설정될 수 있다.

필수적으로, 얼음 형성을 통하여 공기로부터 물을 추출하는 공정은 장치로 유입되는 공기의 온도, 증발기의 표면 영역 위를 통과하는 공기의 용적 및 증발기의 효율과 같은 변수의 범위에 의존하는 것으로 판명되었다.

도 1에 도시된 바와 같이, 장치로 유입되는 공기의 온도가 제어되고, 증발기의 효율이 공지되어 있는 경우, 증발기를 가로지르는 공기의 용적은 표준화될 수 잇다.

도 4와, 온도 제어기가 없는 도 1 내지 도 3을 참고로 설명한 바와 같이, 장치로 유입되는 공기의 온도가 제어되지 않지만, 증발기의 효율이 임의의 주어진 장치에 대하여 공지되어 있는 경우, 공기에 있는 물을 결빙하는 것은 증발기의 표면 영역을 가로지는 공기의 용적을 변경시킴으로써 달성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 장치로부터 공기 온도 제어 시스템을 제거함으로써, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이 보다 작은 장치 유닛을 형성할 수 있다.

본 발명의 장치는 일반 가정용을 위하여 공기로부터 충분한 양의 물을 제거하기 위하여 사용될 수 있으며, 이러한 물을 필요에 따라 가열할 수 있다. 종래의 표준 가열 기술이 또한 이용될 수 있다.

이러한 특정 분야의 당업자에게 명백한 바와 같이, 설명된 장치는 많은 상이한 형태일 수 있는 복수의 구성 요소를 이용한다. 본 발명은 특정 구성 요소로 한정되는 것은 아니며, 설명한 바와 같이 임의의 적절한 선택적인 구성 요소가 사용될 수 있다. 본원 명세서에는 복수의 범위가 언급되어 있다. 이러한 범위 내에 있는 수의 임의의 개별적 형태, 또는 조합은 본 발명의 범위 내에 있도록 의도된다.

전술한 설명은 바람직한 형태를 포함한 본 발명을 개시한다. 당업자에게 명백한 변형 및 수정이 첨부의 청구범위에 설명된 바와 같이 본 발명의 사상과 범위 내에서 있을 수 있다.

Claims

주변의 공기로부터 물을 생성하는 물 생성 장치로서,

a) 공기를 장치로 이동시키는 공기 흡입 장치와,

b) 상기 공기 흡입 장치로부터 유입되는 공기에 포함된 물을 얼리는 증발기와,

c) 증발기에 의하여 냉각된 물을 녹이는 해동 수단을 구비하며,

증발기의 해동 표면 위로 통과하는 공기의 용적은 공기 흡입 장치 또는 증발기에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항에 있어서, 상기 공기 흡입 장치는 가변 용적의 공기를 증발기로 이동시키고, 증발기는 일정한 결빙 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항에 있어서, 상기 공기 흡입 장치는 일정 용적의 공기를 증발기로 이동시키고, 증발기는 가변 결빙 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 증발기를 녹임으로써 생성되는 물을 수집하는 저장조를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 장치로 이동하는 공기를 여과하기에 적합한 공기 필터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제5항에 있어서, 상기 필터는 세척 가능한 필터 또는 일회용 필터인 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 해동 수단은 미리 정해진 양의 얼음 또는 성에가 증발기에 형성되는 때를 감지하는 해동 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 공기 흡입 장치는 증발기를 통하여 공기를 장치로 흡입하는 팬인 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 증발기는 국제 특허 출원 번호 제 PCT/NZ93/00087에 개시되어 청구된 하나 이상의 나선형으로 주름진 도관을 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 증발기는 복수의 상호 연결된 코일을 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제10항에 있어서, 증발기는 코일 25㎜마다 4개 이상의 복수의 핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 증발기는 압축기 및 응축기 시스템을 이용하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제12항에 있어서, 상기 응축기는 국제 특허 출원 번호 제 PCT/NZ93 /00087에 개시되어 청구된 하나 이상의 나선형으로 주름진 도관을 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제12항에 있어서, 상기 압축기 및 응축기 시스템은 압축기, 응축기 및 복수의 모세관 튜브를 구비하며, 상기 증발기는 복수의 상호 연결된 코일을 구비하며, 모세관 튜브는 이 증발기의 코일에 직접적으로 연결되며, 상기 압축기는 압력 작용 하의 기상 냉매를 응축기에 공급하며, 냉각된 냉매는 액체로서 압력 작용 하에 응축기로부터 배출되어 고압 피드(high pressure feed)를 매개로 모세관 튜브로 향하며, 뒤이어 모세관 튜브는 기상의 냉매를 증발기로 통과시키고, 이 증발기로부터 냉매가 낮은 압력 작용 하에 기체로서 배출되어 저압 피드를 매개로 압축기로 귀환하며, 시스템은 폐쇄 시스템인 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제12항에 있어서, 상기 압축기 및 응축기 시스템은 압축기/증발기 라인을 추가로 구비할 수 있으며, 이 라인은 미리 정해진 상태 하에서 압축기로부터의 고온 기체 냉매를 증발기의 코일로 들어가게 하여 증발기 상에 형성된 임의의 얼음 또는 성에를 녹이는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제12항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 응축기는 장치 내측에 위치된 흡입 팬에 의하여 응축기를 가로질러 흡입되는 공기에 의하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 해동 수단, 공기 흡입 장치 및 증발기의 온도는 단일 중앙 처리 유닛에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서, 물 필터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 있어서, 압축기의 출구와 연결될 수 있는 열 교환기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제1항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서, 장치로 유입되는 공기의 온도를 제어하는 공기 온도 제어기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
주변의 공기로부터 물을 생성하는 장치로서,

a) 공기를 장치로 이동시키는 공기 흡입 장치와,

b) 장치로 유입되는 공기의 온도를 제어하는 공기 온도 제어기와,

c) 상기 공기 온도 제어기로부터 배출되는 공기에 함유된 물을 결빙하는 증발기와,

d) 상기 증발기에 의하여 냉동된 물을 해동하는 해동기

를 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 공기 온도 제어기는 공기 흡입 장치의 입구 또는 그 입구에 인접하게 위치되는 제1 공기 온도 센서와, 제1 공기 온도 센서와 증발기 사이에 위치되는 공기 가열기/냉각기를 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제22항에 있어서, 공기 온도 제어기는 공기 가열기/냉각기 및 증발기 사이에 위치되는 제2 공기 온도 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제20항 또는 제21항에 있어서, 온도 제어기로부터의 기류의 온도는 약 25℃ 내지 36℃ 사이에 있으며, 보다 바람직하게는 약 29℃ 내지 32℃ 사이에 있는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
제21항에 있어서, 해동 수단, 공기 온도 제어기, 공기 흡입 장치, 증발기의 온도는 단일의 중앙 처리 유닛에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 물 생성 장치.
압축기, 응축기, 증발기 및 복수의 모세관 튜브를 구비하며, 상기 증발기는 복수의 상호 연결된 코일을 구비하며, 모세관 튜브는 이 증발기 코일로 직접적으로 연결되며, 압축기로부터 응축기를 통하여 증발기로의 냉매 피드는 고압 피드이며, 증발기로부터 압축기로의 냉매 피드는 저압 피드이며, 응축기로부터 증발기로의 고압 피드는 응축기로부터 나가는 단일 피드를 포함하며, 복수의 모세관 튜브는 증발기로 들어가며, 단일 피드는 모세관 튜브에 액체로서의 냉매를 공급하며, 모세관 튜브는 증발기에 기체로서 냉매를 공급하는 것을 특징으로 하는 폐 루프 냉매 시스템.
첨부 도면 중 하나를 참고로 하여 명세서에 설명된 바와 실질적으로 같은 물 생성 장치.