KR102212179B1 - 공기응결을 이용한 물 생성 구조물 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 자연에서 구할 수 있는 흙과 자갈을 이용해 건설할 수 있어 자연친화적임은 물론 시공비용이 상대적으로 적게 소요될 뿐만 아니라 반 영구적 사용이 가능한 공기응결을 이용한 물 생성 구조물에 관한 것이다.
하나의 실시 예로서 개시된 내용은 지면으로부터 소정 높이를 갖으며 상부면이 평평한 제 1 구조물과, 상기 제 1 구조물의 내부에 수직방향으로 형성되며 하측보다 차가운 상측의 공기가 응결될 수 있도록 상기 제 1 구조물보다 큰 공극률을 갖는 응결통로와, 상기 제 1 구조물의 측면에 적어도 한 개 이상 일체로 연결되되 그 상부면은 상기 제 1 구조물의 평평한 상부면과 연결되도록 경사지게 형성되는 제 2 구조물과, 상기 제 2 구조물의 하측에 지중으로 형성되되 상기 응결통로의 하단과 연결되어 상기 응결통로에서 응결 형성된 물이 집수되어 외부로 흐르도록 하는 수로가 포함되는 것을 특징으로 하는 공기응결을 이용한 물 생성 구조물에 대해 기술하고 있다.

Description

공기응결을 이용한 물 생성 구조물{WATER PRODUCING STRUCTURES USING AIR CONDENSATION}

개시된 내용은 아프리카 대륙이나 사막 등 물을 직접 얻기 어려운 자연환경을 갖는 지역에서 고도에 따른 온도차로 공기중의 수분이 응결되는 원리를 이용해 손쉽게 물을 얻을 수 있도록 한 물 생성 구조물에 관련된다.

일반적으로 아프리카 대륙이나 사막과 같은 지역은 강수량이 적고 지하수도 풍부하지 않은 건조지역 환경을 갖고 있다. 이러한 건조지역의 면적은 전세계 육지면적의 약 3분의 1 가량을 점하고 있으며, 건조지 중에서 연강수량 200∼500㎜의 반건조지대에서는 관목류와 일부 초원이 있어 약간의 목축과 농경이 영위되고 있는 실정이다.

이러한 반건조지대는 현재도 빠르게 사막화가 되어가고 있으며, 급격한 산업화에 따른 지구 온난화 현상으로 사막화 되어가는 면적은 빠르게 증가되고 있는 실정이다. 사막 지역은 낮과 밤의 기온차가 심한 건조한 지역으로 강수량이 충분하지 않아 사람은 물론 동, 식물들에 필요한 물이 절대적으로 부족한데, 사막 지역에 물을 공급하는 방법으로 바닷물을 담수로 바꾸는 설비를 사용하거나 지하수를 개발하는 방법 등이 사용되고 있다.

하지만, 바닷물을 담수로 바꾸거나 지하수를 개발하는 방법에는 막대한 건설예산이 소요되기 때문에 대부분이 빈곤국가인 아프리카 대륙 등에서 사용되기 어려운 문제가 있었다.

최근에는 와카워터(warka water)라는 낮과 밤의 일교차를 이용해 이슬을 모아 생활에 필요한 물을 자급자족하는 장치가 보급되고 있다. 이러한 와카워터는 나무를 이용해 뼈대를 세우고 뼈대의 하부에 나이론 소재의 그물을 설치해 그물에 맺힌 이슬이 하단으로 흐르면 이를 모아서 사용하는 원리를 갖고 있다.

그런데 이러한 와카워터는 건설비용이 적게 소요되는 장점이 있지만 사용 연한에 5년 정도로 제한적이고 많은 물이 충분히 공급되지 못하는 한계가 있었다. 뿐만 아니라 견고한 구조를 갖지 못해 강풍 등에 파손될 수 있는 문제가 있었다.

1. 대한민국 특허등록 제10-1191712호(2012.10.10) 2. 대한민국 특허공개 제10-2014-0099100호(2014.08.11)

해당 지역에서 구할 수 있는 자재를 이용해 온도차에 따라 공기중의 수분이 응결원리에 의해 반 영구적으로 물이 생산될 수 있도록 한 공기응결을 이용한 물 생성 구조물을 제공하고자 한다.

하나의 실시 예로서 개시된 내용은 지면으로부터 소정 높이를 갖으며 상부면이 평평한 제 1 구조물과, 상기 제 1 구조물의 내부에 수직방향으로 형성되며 하측보다 차가운 상측의 공기가 응결될 수 있도록 상기 제 1 구조물보다 큰 공극률을 갖는 응결통로와, 상기 제 1 구조물의 측면에 적어도 한 개 이상 일체로 연결되되 그 상부면은 상기 제 1 구조물의 평평한 상부면과 연결되도록 경사지게 형성되는 제 2 구조물과, 상기 제 2 구조물의 하측에 지중으로 형성되되 상기 응결통로의 하단과 연결되어 상기 응결통로에서 응결 형성된 물이 집수되어 외부로 흐르도록 하는 수로가 포함되는 것을 특징으로 하는 공기응결을 이용한 물 생성 구조물에 대해 기술하고 있다.

이상에서와 같은 공기응결을 이용한 물 생성 구조물에 따르면 자연에서 구할 수 있는 흙과 자갈을 이용해 건설할 수 있어 자연친화적임은 물론 시공비용이 상대적으로 적게 소요될 뿐만 아니라 반 영구적 사용이 가능한 탁월한 장점을 갖는다.

도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 공기응결을 이용한 물 생성 구조물의 측단면도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 공기응결을 이용한 물 생성 구조물의 사용상태도.

개시된 내용의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 개시된 내용은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 개시된 내용의 개시가 완전하도록 하고, 개시된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시된 내용의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 개시된 내용은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

개시된 내용의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 개시된 내용의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 개시된 내용의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 및 도 2는 개시된 내용에 따른 하나의 실시 예를 도시하고 있다. 도 1은 측단면도이고, 도 2는 사용상태도이다.

이하에는 도 1 및 도 2를 참조하여 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 공기응결을 이용한 물 생성 구조물(1)에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 전술한 제 1 구조물(10)은 추후에 설명될 응결통로(20)가 소정 고도까지 연장될 수 있게 하는 역할을 하는 것이다. 이를 위해 전술한 제 1 구조물(10)은 지면으로부터 소정 높이를 갖으며 상부면이 평평한 구조를 갖는다.

이러한 제 1 구조물(10)은 지면으로부터 50m 내지 2000m 높이를 갖는데 지역과 기후에 따라 그 높이가 결정된다. 그리고 제 1 구조물(10)은 해당 지역에서 쉽게 구할 수 있는 흙과 자갈로 건설되는데 추후에 설명될 응결통로(20)에 비해서 흙이 자갈보다 더 많이 포함된다. 이는 제 1 구조물(10) 측으로 덤프트럭 등 중장비의 이동이 가능할 정도의 견고함을 갖기 위함인데, 이를 이해서 필요에 따라 콘크리트나 철근과 같은 보조 구조물이 보조적으로 사용될 수도 있다.

한편, 전술한 제 1 구조물(10) 내부에는 응결통로(20)가 형성된다. 이 응결통로(20)는 그 내부에서 수분이 응결되어 하측으로 물이 수집되게 하는 통로의 역할을 한다. 이러한 응결통로(20)는 제 1 구조물(10)의 상단에서 하단까지 수직방향으로 형성되며 하측보다 차가운 상측의 공기가 응결될 수 있도록 제 1 구조물(10)과 제 2 구조물(30)보다 큰 공극률을 갖는데, 이를 위해 응결통로(20)는 전술한 제 1 구조물(10) 및 제 2 구조물(30)보다 상대적으로 큰 공극률을 갖도록 흙보다 자갈이 더 많이 포함된다.

이와 같은 응결통로(20)는 그 상측이 하측에 비해서 공기의 온도가 낮고, 온도차에 따라 상측에서부터 응결되는 공기중의 수분이 응결통로(20)를 따라서 상측에서 하측으로 흐름에 따라 물이 계속되서 수집될 수 있게 된다.

전술한 제 1 구조물(10) 측면 중 적어도 한 곳에는 제 2 구조물(30)이 일체로 연결된다. 이 제 2 구조물(30)은 작업을 위한 덤프트럭 등이 이동될 수 있도록 그 상부면에 경사로가 형성되며 이 경사로는 제 1 구조물(10)의 상부면과 연결된다. 이와 같은 제 2 구조물(30)은 전술한 제 1 구조물(10)과 같이 해당 지역에서 쉽게 구할 수 있는 흙과 자갈로 건설되는데 제 2 구조물(30) 또한 전술한 응결통로(20)에 비해서 흙이 자갈보다 더 많이 포함된다. 이는 제 1 구조물(10)과 마찬가지로 제 2 구조물(30) 측으로 덤프트럭 등 중장비의 이동이 가능할 정도의 견고함을 갖기 위함인데, 이를 이해서 필요에 따라 콘크리트나 철근과 같은 보조 구조물이 보조적으로 사용될 수도 있다.

또한 전술한 제 2 구조물(30)의 하측에는 지중으로 수로(40)가 형성된다. 이 수로(40)는 응결통로(20)를 통해 수집되는 물이 외부로 흐를 수 있게 하는 역할을 하는 것이다. 이를 위해 전술한 수로(40)는 응결통로(20)의 하단과 연결되어 응결통로(20)에서 응결 형성된 물이 집수되어 외부로 흐르도록 한다. 개시된 내용에서 전술한 수로(40)는 지중에 그대로 형성될 수도 있으나 오염예방 등 수질관리를 위해서 별도의 관이 매설될 수도 있으며, 이 관에는 응결통로(20)를 통해 집수되는 물의 양에 따라 유속 및 토출량이 제어되는 벨브 등이 추가적으로 설치될 수도 있음은 물론이다.

이상에서와 같은 공기응결을 이용한 물 생성 구조물(1)에 따르면 자연에서 구할 수 있는 흙과 자갈을 이용해 건설할 수 있어 자연친화적임은 물론 시공비용이 상대적으로 적게 소요될 뿐만 아니라 반 영구적 사용이 가능하다.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술자라면 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.

1 : 공기응결을 이용한 물 생성 구조물
10 : 제 1 구조물
20 : 응결통로
30 : 제 2 구조물
40 : 수로

Claims (3)

1. 지면으로부터 소정 높이를 갖으며 상부면이 평평한 제 1 구조물;
   상기 제 1 구조물의 내부에 수직방향으로 형성되며 하측보다 차가운 상측의 공기가 응결될 수 있도록 상기 제 1 구조물보다 큰 공극률을 갖는 응결통로;
   상기 제 1 구조물의 측면에 적어도 한 개 이상 일체로 연결되되 그 상부면은 상기 제 1 구조물의 평평한 상부면과 연결되는 제 2 구조물; 및
   상기 제 2 구조물의 하측에 지중으로 형성되되 상기 응결통로의 하단과 연결되어 상기 응결통로에서 응결 형성된 물이 집수되어 외부로 흐르도록 하는 수로;가 포함되고,
   상기 제 1 구조물, 응결통로 및 제 2 구조물은 흙과 자갈로 이루어지되 상기 응결통로는 상기 제 1 구조물 및 제 2 구조물보다 상대적으로 큰 공극률을 갖도록 흙보다 자갈을 더 많이 포함하며,
   상기 제 2 구조물의 상부면에는 중장비의 이동이 가능한 경사로가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기응결을 이용한 물 생성 구조물.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 구조물은 지면으로부터 50m 내지 2000m 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 공기응결을 이용한 물 생성 구조물.

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