물 생성기 {Water Making Machine}
현재 우리나라와 같이 우리가 마시는 물은 무한한 자원이 아니라 석유보다도 귀한 경제재라는 중요한 의식과 전환이 필요한 시기이다. 지하의 물은 무한한 보물이 될 수는 없다. 일반적으로 보통물질은 3 가지의 형태로 존재한다. 그 형태는 고체와 액체,그리고 기체의 3 가지의 형태이다. 일반적으로 물의 경우의 예를 들면 상온에서 액체, 열을 빼앗기면 고체(얼음), 그리고 열을 흡수하면 기체가 되는것과 동일한 에너지 변화의 법칙이다. 본 발명의 원리는 기존의 열역학 법칙과 에너지 보존 법칙을 응용하여 되었다. 이를 바탕으로 제작된 물 생성기는 지금까지의 냉,온수기, 냉,온수정수기 등과 같이 별도의 설치(수돗물, 일반공급용물) 로 물을 공급받아 필요한 기능을 부착 또는 제작 설치하여 사람이 마실 수 있도록 되어 있어 물 공급이 필요하여 항상 불편하게 되어있다. 그러나 본 발명은 물 생성기 자체에서 생성(발생)되어지는 물을 고기능성의 필터를 이용하여 인간이 마실 수 있는 장치이다 또한 신선한 물과 적당한 습도를 유ㅣ지 할수 있는 등의 여러 가지 효과를 동시에 얻을수 있다. 이 물 생성기는 4 단계-5 단계의 정수기능을 가지고 있어 항상 깨끗한 물을 마실수 있으면 주변의 공기를 맑게 하여주고, 또한 별도의 제습기의 설치가 필요치 않아 제습효과를 동시에 얻을수 있으며 사람들에게 쉽게 감기나 질병등에 걸리지 않고 신선하고 산뜻한 물을 마실수가 있는 고안이다. 또한 일반 정수기나 제습기를 설치 시 필요한 동일한 전력이나 장소를 이용 하므로서 더욱더 겨제적이고 많은 이익을 창출 할수 있는 것이 이 발명의 특징이다.
이 원리는 열역학 법칙과 에너지 보존법칙을 이용하여 열전모듈을 사용 냉각/가열을 행한다. 반도체 소자가 직렬로 접합되고 해당접합부를 통하여 전류가 흐르면 전류가 흐르는 방향에 대응하여 어떤 일측의 소자에서는 열이 발생하고 다른 일측의 소자에서는 열이 흡수되는 열전소자와 열전소자의 열발생부에 밀겹합되어 있으며 발생되는 열을 전달받아 대기중으로 방출시키는 방열판과, 열전소자의 열흡수부에 밀겹합되어 있으며 대기중으로부터 보다 많은 습기를 전달받는 냉각판과, 열전소자의 접합부에 일정전압의 전류를 도통시키는 열전소자 구동부로 구성된 냉각기에 관한 것임. 특히, 냉각판과 방열판은 각각 열전소자를 중심으로 서로 반대 방향에 밀착되며 각각 열전소자와의 밀겹합면이 일정거리 이상의 이격거리를 갖도록 형성된다. 이때, 열전소자를 중심으로 서로 반대 방향에 설치된 냉각판과 방열판의 구조를 양판사이의 거리를 더욱 이격시키도록 변형시키고, 방열판과 냉각판의 동작방향이 직각이 되도록 하여서 방열판에서 방출되는 열이 냉각판으로 역류되는 것을 감소시켜 냉각효과를 향상시키며, 입력전압을 직/교류 겸용으로 하고 냉각판을 냉각기 외함 외부로 돌출시켜서 사용자의 편의를 도모한다 이렇게 냉각된 방열판에서는 외부로부터 들어온 공기가 냉각이 되어 물이 생성되며 그물을 이용하여 우리가 먹을수 있는 것이다. 현재 냉장고나 제습기의 원리는 일상생활에서는 상기과정에 의해 이용되고 있다. 그러나 현재의 기기(냉온수기,냉온정수기)등은 물을 반듯이 외부로부터 물을 공급받아야만 되는 불편한 과정이 있다. 상기 현실을 극복하기 위하여 내부에 설치된 (도면 1-3) 냉각판의 길이를 조절하고 내부는 알류미늄 방열판을 이용하여 기동시 물의생성시 인체에 해로운 화학반응이 작용할 때 인체에 해로운 이물질 발생을 제거하기 위하여 인체에 무해한 열처리 코팅,세라믹코팅을 하여 빠른 시간내에 많은 물이 토출될수 있도록 설계되어 있다. 또한 고 기능성의 필터(카본,침전,등)를 공정에 의해 통과시킴으로서 우리가 원하는 최적의 물을 얻을수 있는 것이 특징이다. 또한 공정형태에 따라 냉수 ,온수 , 얼음등을 얻을수 있으면 물이 부족한 국가를 목표로 고안 되었다. 그리고 본 발명은 전기 에너지를 만들 수 있게 설계(도면 1-16)되었으며 전기가 없는 곳에서도 태양에너지를 이용하여 물 생성을 할수 있게 고안되었다.
'물'은 생명과 문명의 원천이다. 모든 생명체는 물로 구성되어 있으며 물에 의해 생명을 유지해 간다. 우리의 몸도 70％ 이상이 물로 이루어져 있으며, 이 중 1∼3％만 부족해도 갈증을 느끼고, 12％가 부족하면 사경을 헤매게 된다고 한다. 생명의 근원이자 인간 생존에 필수적 자원인 물은 지천으로 널려 있는 것 같지만 정작 인간이 안전하게 마실 수 있는 식수는 그리 많지 않은 것 같다. 인구 증가와 도시화, 산업화, 기상이변, 각종 오염의 영향 등으로 수자원은 점차 고갈돼 가고 있기 때문이다. 우리나라는 인구밀도가 높아 1 인당 물의 사용평균치는 세계평균의 12％에 지나지 않는다. 이 때문에 유엔은 우리나라도 '물 부족 국가'로 분류하고 있다. 20 세기의 인구는 2 배가 증가한 것에 반해 물 사용량은 6 배까지 급증하고 있다. 우리나라는 물을 언제, 어디서나 쉽게 얻을 수 있는 국가이다. 그러나 비가 매월 일정하게 내리는 것이 아니고 장마철에 집중적으로 내려 홍수의 원인이 되기도 한다. 우리가 사용하는 물은 전체 내리는 비와 눈이 지하수 또는 강물로 흐르는 것을 담수하여 사용한다. 장마철 폭우로 내리는 양을 제외하면 전체양의 20％도 사용하지 못하는 것이 현실이다. 이러한 상태가 지속된다면 2050 년에는 물 수요량이 40％정도로 증가가 예상되기 때문에 이러한 물 소비 추세로 생태계 악화와 생물의 다양성이 손실될 가능성이 경고 되고 있다. 이러한 현실은 지구의 온난화등에 의한 지구의 기온변화가 원인으로 우리나라에서도 나타나고 있다. 지구상의 어떠한 나라는 물이 없어 몇 시간씩 걸어서 물을 길어다 먹는 마을도 있고 가뭄으로 농사를 짖지 못해 먹을 것이 모자라 굶어죽는 사람들도 있다. 물 부족으로 고통을 받는 인구는 현재 1 억 3 천만이 넘어 서울인구의 13 배나 된다. 그러나 25 년 후에는 10 억이 넘는 인구가 물 부족의 고통을 받을 것이라 한다. 그때는 국가 간 물 전쟁이 일어날 수도 있다. 아프리카나 중동이 물이 부족하다는 사실은 비단 새로운 것이 아니지만, 현재 아랍의 민주화 운동이 진행되고 있는 국가들이 시리아,리비아를 포함해서 예맨 까지 하나도 빠짐없이 모도 다 심각한 물 부족 현상을 경험하고 있다, 유엔은 벌써 지난 90 년에 리비아,모로코 등 7 개국과 함께 한국을 물 부족국으로 분류하고 있다. 우리나라는 사람들이 쓰는 물의 양은 프랑스나 영국에 비해 두 배 가까이 되고, 우리가 사용할 수 있는 물의 양도 세계 평균치의 12％정도 불과하니 10 여년도 지나기 전에 물 부족이 인간의 생존에 큰 문제가 될 것이다. 더구나 사용이 가능한 물의 양도 오염으로 인해 수질이 악화되므로 물을 확보하기 위해 댐을 건설하지만 댐 건설은 환경 파괴뿐만 아니라 막대한 국가재정이 소요되어 논란의 대상이 되기도 한다. 물 부족의 심각성을 해결하는 길은 물을 아껴 쓰고 적게 오염시키는 길밖에 없다. 물은 생명과 같으니 물의 소중함을 인식하여 물 부족 시대에 적극 대비하는 자세가 필요하다. 세계적으로 지금 우리가 사용하는 물을 아껴야만 되는 시기가 되었다는 세계보건기구의 제시를 우리는 항상 듣고 있다. 더구나 사막지역이나 아프리카지역,중동지역등 열대나 아열대국가와 같은 기후의 국가등과 경제사정이 좋지 않은 많은 나라의 국민들이 물이 부족해 사경을 헤매고 있으며 더럽고 불순물 등이 포함된 물을 살기 위해 먹어야만 되는 실정을 우리는 뉴스나 신문등을 통해 요즈음은 항상 많이 접하고 있다. 또 물이 있는 나라에서도 자연의 물을 직접 마실수 있는 나라는 몇 개국에 불과하다. 동남 아시아국가나 , 서남 아시아국가들도 물은 있으나 꼭 정수를 하여 마셔야만 되는 실정이다. 더구나 동남아시아의 경우는 습도가 많아 일상생활과 기업 생산성에 많은 지장을 주고 있으며 이를 해소하는 방법으로 이 고안은 신선한 물과 적당한 습도를 유지 할 수 있는 2 가지의 효과를 동시에 얻을 수 있다. 이 물 생성기는 4 단계의 정수기능을 가지고 있어 항상 깨끗한 물을 마실 수 있다. 세계에 물 부족 국가가 생기는 원인 1. 자연을 생각치 않은 무리한 개발과 산업화로 인한 지구의 온난화 현상. 우리는 개발중심의 산업화로 인한 생태계 파괴와 온실가스 과대방출로 인한 지구온난화 등에 의한 기후변화, 대기 불안정 등으로 인한 홍수와 가뭄등의 자연재해에 무대책으로 생활하고 있다. 물론 이를 위해 많은 국가들이 물의 중요성을 알고 물의 보존과 오염물질 줄이기 등의 일상화를 추진하고 있다. 2. 국내,외 다국적 기업의 수질오염화 국내,외의 다국적기업들은 식수대신 음료수나 미네랄워터 등을 우리들에게 공급하므로써 자기들의 이윤은 증폭되지만 기업확산을 위해 지하의 많은 식수를 이용하며 주민들이 먹어야될 물 까지 부족현상을 크게 일으키고 있으며 지역개발로 인한 수질오염과 환경오염을 발생시키고 있다. 3. 전쟁문제 등의 요인 모든 국가가 자기들의 이익을 위해 전쟁을 일삼고 전쟁 문제로 인한 생태계 파괴로 자연환경의 변화 시키고 있다. 이는 하늘이 내린 인간에게 주는 벌 리라고 생각한다. 또한 우리는 평화로운 삶과 맑고 신선한 공기와 물을 얻어야만 된다. 이 발명은 이러항 세계적인 현실과 물부족 현실을 해결하고져 발명이 되었으며 인류의 물 해결에 기어코져 한다. 그러나 현재의 모든 정수기등의 물 공급장치의 경우는 반듯이 외부로부터 물을 공급받아야 되는 불평한 과정이 있다. 본 발명은 상기와 같은 문제점 즉, 외부로부터 별도의 물을 공급받는 문제를 해결 하자고 본 발명의 물 생성과 고기능성의 필터를 통해 외부로부터 물을 공급받지 않고 자체적(외부 공기)으로 물을 생성시켜 설치된 과정을 통해 우리가 원하는 온수, 냉수, 얼음등을 얻을수 있는 방법으로 경제성이 뛰어난 것이 특징이고 앞으로의 물 부족사태에 대비하여 우리의 일상생활에 편리함을 추구하는데 목적이 있다.
상기 현실을 극복하기 위하여 내부에 설치된(도면 1-3)흡열판의 길이를 조절하고 냉각기 내부는 열도전율이 높은 알류미늄을 이용하여 가동시 물의 생성을 화학반응이 작용할 때 인체에 해로운 이물질 발생을 제거하기 위하여 인제에 무해한 열처리 코팅, 세라믹 코팅을 하여 빠른 시간내에 많은 물이 토출 될수 있도록 설계 되어 있다. 또한 고 기능성의 필터(카본,침전,등)를 공정에 의해 통과시킴으로써 우리가 원하는 최적의 물을 얻을수 있는 것이 특징이다. 또한 공정형태에 따라 냉수, 온수, 얼음등을 얻을수 있으며 물이 부족한 국가를 목표로 발명 되었다. 1. 열 전 소 자 : 도면 1-1 에 의해 열전소자의 냉각 및 방열과정이 시작된다. 2. 열전소자의 냉각과정 : 냉각과정을 통해 냉각판 도면 1-3 에서 물 생성한다. 3. 열전소자의 방열과정 : 발열과정을 통해 방열판 도면 1-2 에서 열을 방출한다. 4. 1 차 집 수 용 물통 : 냉각판에서 수집된 물이 모아지는 물통(도면 1-4)이다 냉각판의 하부에 설치하여 자연적으로 낙하하게 만든다. 5. 집 수 통 (도면 1-5) :냉각판에서 발생(생성)된 물이 1 차집수통에서 아래쪽으로 흘러 집수통에 모여지게 된다. 6. 물공급펌프(도면 1-6):집수통에서 받은물을 동력에 의거 여과장치로 보내주는 역활을 한다. 7. 미세필터 (도면 1-7) :여러고장의 여과기에서 물을 정수한다. 아래는 여과기의 종류이다. ※ 여과기의 특징과 역할 1. 1 단계 : 전처리 침전 필터 (Sediment Pre-Filter) (Sedlment Filter) 전처리 침전필터는 공기중의 녹이나 흙, 먼지, 모래등을 비롯한 각종 찌꺼기등 5 마이크론 크기의 미세한 불순물까지 걸러주는 역할을 함으로써 초기단계에서부터 정수효과를 극대화 한다. 2. 2 단계 : 전처리 카본필터 (Pre-Carbon Filter) 활성탄의 흡착방식을 이용한 프리카본필터는 염소성분(트리할로메탄)과 같은 유기화학물질과 냄새를흡착 제거하여 자연에 가까운 물을 만들어 준다. 대기중에 수집된 물속의 중금속, 염소, 인체에 유해한 발암물질 등을 제거 하거나 걸러주는 역할을 한다. 3. 3 단계 중공사막필터 0.01-0.001 마이크론으로 구성되어 있어 물분자의 변형없이 정수가 가능해 약알카리화된 물이며 미네랄은 거리지 않는 선택적 여과기능을 가지고 있어 물속에 용해되어 있는 물이 살아 있다. 정수의 속도가 빨라서 내부에 세균이 중식되지 않으며 물속에 남아있는 불순물을 깨끗하게 걸러내고 미네랄 성분이 그대로 함유된 깨끗한 물만을 통과시키는 기능을 가진 필터이다. 현재는 선진국에서 많이 사용되고 있다. 4. 4 단계 : 포스트 카본 필터(Post Carbon Filter) 정수기 마지막 단계로 물에 스며든 불쾌한 냄새, 맛, 색소성분 등을 제거하여 무색, 무취의 깨끗한 물을 만드는 기능을 가진 필터입니다. 8. 상부 물탱크 (도면 1-8) : 여과기를 통과한 물은 상부탱크로 공급되어 보관되며 구조형식에 따라 냉수탱크, 온수탱크,얼음탱크로 공급된다. 9. 냉,온수 및 얼음장치(도면 1-9,10) : 본 장치는 아래와 같다. ※냉수의 생성과정 냉각되는 과정에서 공급되는 열전소자를 이용해 물탱크에서 내려온 물을 냉각 시킬수 있도록 소형탱크의 물통에 부착하여 냉각시키는 과정. ※온수의 생성과정 물탱크에서 공급받은 물은 소형탱크에 부착한 열전소자를 이용하여 가열한다. 온수통에 있는 물은 항상 온수를 마실 수 있도록 한 장치다. ※얼음의 생성과정 열전소자는 한쪽에는 열기 한쪽에는 냉기가 발생하는 것으로 일반적인 냉매방식보다는 적은 공간과 무게가 가벼운 장점등을 가지고 있으므로 순간적인 온도변화를 요구하는 곳에서는 아주 효과와 장점이다. 10. 물 출구꼭지(토출구)(도면 1-11) : 냉,온수가 나오는 부분이다. 얼음의 경우는 토출구의 형태가 바뀐다. 11. 외부 전원판넬(도면 1-12) : 모든 전자제어를 (물생성기,물공급펌프,방출휀 및 기타등) 제어할수 있는 역할을 한다. 12. 방출휀 (도면 1-13) : 흡입된 내부의 공기를 밖으로 방출하는 역할을 한다. 13. 공기 흡입필터 (도면 1-14) : 외부의 공기가 흡입될 때 공기중의 이물질을 걸러주는 역할을 한다. 14. 상부물통뚜껑 (도면 1-15) : 물통에서 물의 수위를 육안으로 확인 수 있게 하는역할이다. 15. 태양전지판넬 (도면 1-16) : 태양에너지를 전기에너지로 만들어 물생성에 필요한 전기를 만드는 역할을 하는 장치이다. 16. 인버터 12DC/220V (도면 1-17) : 태양전지판넬에서 전기를 모아 DC/220V 만드는 역할을 하는 장치이다. 17. 리튬이온 밧데리 (도면 1-18) : 도면 1-16 에서 전기를 모아 전기발생을 못할 때 쓸수 있게 만드는 역할을 한다.
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