KR20130086836A - 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동가옥에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빗물을 저장하여 저장된 빗물을 생활용수, 온수 및 식수로 활용하는 이동 가옥에 있어서, 태양광을 이용하여 물의 증발과 응축과정을 거쳐 식수를 생성하도록 우수 저장조와, 여과기와, 일반수 저장조와, 온수저장조를 구비하고 온수 저장조로부터 유입된 온수가 태양광을 통해 증발되도록 유도함으로써 응결된 증류수를 식수로 사용할 수 있도록 하는 이동이 가능한 가옥에 관한 것으로, 섬이나 격오지 등 지역적인 특성으로 인해 식수의 공급이 어려운 지역이나 가뭄이나 홍수 등 천재지변으로 에너지를 공급받지 못하는 상황에서도 태양열을 이용하여 최소한의 식수를 생성할 수 있고 태양광 발전 모듈로부터 전기를 생산하여 격리된 환경에서도 정상적인 생활을 유지할 수 있는 여건을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥 {Mobile homes available for drinking water production using solar power}
본 발명은 이동가옥에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빗물을 저장하여 저장된 빗물을 생활용수, 온수 및 식수로 활용하는 이동 가옥에 있어서, 태양광을 이용하여 물의 증발과 응축과정을 거쳐 식수를 생성하도록 우수 저장조와, 여과기와, 일반수 저장조와, 온수저장조를 구비하고 온수 저장조로부터 유입된 온수가 태양광을 통해 증발되도록 유도함으로써 응결된 증류수를 식수로 사용할 수 있도록 하는 이동이 가능한 가옥에 관한 것이다.
근자에 들어 레저 문화가 발달함에 따라 야외에 휴식공간을 제공하여 캠핑을 하거나 콘테이너 박스를 이용하여 소규모 주거공간을 제공하여 공사장 등의 현장 사무실 등 다양한 용도로 활용하고 있다.
그런데, 이러한 휴식공간 및 주거공간의 수요는 주로 휴가철과 같은 성수기에 집중되어 있고, 공사기간에 제한을 받아 많은 노력과 비용이 소모되는 가옥을 야외에 건축하는 것은 매우 비효율적이다.
이러한 문제점에 의거하여 어느 특정한 장소에서 제작되어 야외로 운반할 수 있는 이동식 가옥이 제시되고 있으며, 이러한 이동식 가옥은 수요가 많은 장소로 옮겨 다닐 수 있으므로 때와 장소를 바꾸면서 많은 수요를 감당할 수 있다. 또한, 이동식 가옥은 제조비용이 고정식 가옥의 건축비용에 비하여 월등히 저렴하다.
그러나 이동식 가옥에 설치되는 급수시설 및 전력설비는 야외 공간에서 제한적이며, 특히 자연재해 또는 정전 등의 비상시를 대비한 전기에너지의 생산과 축전 및 생활용수의 저장과 식수 생성 및 공급에 어려움이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 야외에 설치되는 이동가옥에 있어서, 우수, 지하수 및 지표수 등을 증발시켜 증발조 내의 포화증기를 응축시킴으로써 증류수를 식수로 활용하는 방법으로 섬이나 격오지 등 지역적인 특성으로 인해 식수의 공급이 어려운 지역이나 가뭄이나 홍수 등 천재지변으로 에너지를 공급받지 못하는 상황에서도 태양열을 이용하여 최소한의 식수를 생성할 수 있고 태양광 발전 모듈로부터 전기를 생산하여 격리된 환경에서도 정상적인 생활을 유지할 수 있는 여건을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 빗물을 저장하여 저장된 빗물을 생활용수, 온수 및 식수로 활용하는 이동 가옥에 있어서, 가옥의 지붕으로부터 우수를 유도하여 저장하는 우수 저장조와, 상기 우수 저장조에 수용된 우수를 정제하는 여과기와, 상기 여과기를 거치도록 펌핑하는 펌프를 구비하여, 상기 펌프를 통해 유입된 정제된 우수를 저장하고 생활용 일반수를 급수하는 일반수 저장조와, 상기 일반수 저장조로부터 유입된 일반수를 가열하는 온수가열용 전기열선을 구비하여, 유입된 일반수를 가열함으로써 가옥에 온수를 급수하고 순환 배관을 통해 난방을 공급하는 온수 저장조와, 상부가 빗면으로 구비되어 내부로 태양광이 유입되는 투광창과, 상기 투광창의 저면 하부 모서리를 따라 투광창의 저면에서 응결된 물이 유도되는 집수관이 구비되고 상기 온수 저장조로부터 온수가 유입되어 수증기로 증발되는 증발조를 포함하여 구성되어, 집수관을 통해 증류된 물을 식수로 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 증발조의 측부에 포화증기 배출구를 구비하고, 배출된 포화증기가 유입되어 응결되는 응축기와, 일반수 저장조로부터 유입되는 일반수가 공급되는 열교환기를 구비하여, 배출된 고온의 포화증기가 응축기로 유도되어 응결되고 열교환기로 유도되어 냉각됨으로써 식수로 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 일반수 저장조로부터 유입된 일반수가 열교환기와 응축기로 유도되어 온수로 변환되어 온수 저장조로 유입됨으로써 온수가열용 전기열선을 구동하지 않고도 온수 및 난방을 공급할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 증발조의 내부에 증발용 전기열선이 추가로 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 가옥의 지붕에 고정 설치되는 태양광 발전 모듈판과, 축전지를 포함하여 구성되는 태양광 발전 시스템을 설비하여 가옥 내부에 전기를 공급하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 우수 저장조에 지하수 및 지표수를 저장하도록 보조펌프가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 본 발명은 야외에 설치되는 이동가옥에 있어서, 우수, 지하수 및 지표수 등을 증발시켜 증발조 내의 포화증기를 응축시킴으로써 증류수를 식수로 활용하는 방법으로 섬이나 격오지 등 지역적인 특성으로 인해 식수의 공급이 어려운 지역이나 가뭄이나 홍수 등 천재지변으로 에너지를 공급받지 못하는 상황에서도 태양열을 이용하여 최소한의 식수를 생성할 수 있고 태양광 발전 모듈로부터 전기를 생산하여 격리된 환경에서도 정상적인 생활을 유지할 수 있는 여건을 제공하는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 식수생성 과정을 도시한 상태도.
도 2는 본 발명에 의한 우수 저장조를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 의한 일반수 저장조를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명에 의한 온수 저장조를 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명에 의한 증발조를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명에 의한 응축기와 열교환기를 나타낸 개략도.
도 7은 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템을 나타낸 개략도.
이하, 본 발명에 따른 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥의 구성 및 작용에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 도 1은 본 발명에 의한 식수생성 과정을 도시한 상태도이고, 도 2는 본 발명에 의한 우수 저장조를 나타낸 개략도이며, 도 3은 본 발명에 의한 일반수 저장조를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명에 의한 온수 저장조를 나타낸 개략도이며, 도 5는 본 발명에 의한 증발조를 나타낸 개략도이고, 도 6은 본 발명에 의한 응축기와 열교환기를 나타낸 개략도이며, 도 7은 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와같이, 본 발명은 빗물을 저장하여 저장된 빗물을 생활용수, 온수 및 식수로 활용하는 이동 가옥에 있어서, 가옥의 지붕으로부터 우수를 유도하여 저장하는 우수 저장조(10)와, 상기 우수 저장조에 수용된 우수를 정제하는 여과기와, 상기 여과기를 거치도록 펌핑하는 펌프를 구비하여, 상기 펌프를 통해 유입된 정제된 우수를 저장하고 생활용 일반수를 급수하는 일반수 저장조(20)와, 상기 일반수 저장조로부터 유입된 일반수를 가열하는 온수가열용 전기열선을 구비하여, 유입된 일반수를 가열함으로써 가옥에 온수를 급수하고 순환 배관을 통해 난방을 공급하는 온수 저장조(30)와, 상부가 빗면으로 구비되어 내부로 태양광이 유입되는 투광창과, 상기 투광창의 저면 하부 모서리를 따라 투광창의 저면에서 응결된 물이 유도되는 집수관이 구비되고 상기 온수 저장조로부터 온수가 유입되어 수증기로 증발되는 증발조(40)를 포함하여 구성되어, 집수관을 통해 증류된 물을 식수로 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 2에 도시된 바와같이, 상기 우수 저장조(10)는 가옥의 처마에 구비되어 지붕으로부터 흘러내리는 우수를 모아 유도하는 우수받이(11)이 구비되고, 우수 저장조(10)에 저장된 우수가 우수 저장조(10)의 용량을 초과하여 우수받이(11)로 역류하는 것을 방지하기 위하여 배출유도관(12)이 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 우수 저장조(10)의 내부에 지하수 및 지표수를 저장할 수 있도록 보조펌프(13)가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와같이, 상기 일반수 저장조(20)는 우수 저장조(10)와 연통되어 우수 저장조에 수용된 우수가 유입되어 정제되는 여과기(21)와, 여과기(21)로부터 정제된 우수를 펌핑하는 펌프(22)를 구비하고, 상기 펌프(22)를 통해 유입된 정제된 우수를 저장하고 가옥의 내부로 생활용 일반수를 급수하는 일반수 공급관(23)을 포함하여 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 자연재해 및 비상시에 외부로부터 전력 공급이 차단된 상태에서도 사용이 가능할 수 있도록 상기 펌프(22)와 보조펌프(13)은 사람의 인력 등으로 구동이 가능한 수동펌프를 사용하는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와같이, 상기 온수 저장조(30)는 상기 일반수 저장조(20)로부터 유입된 일반수를 가열하는 온수가열용 전기열선(31)을 내부에 구비하여, 유입된 일반수를 가열함으로써 가옥의 내부에 온수 공급관(32)을 통해 온수를 급수하는 것이 바람직하고, 가옥의 벽체 내부로 순환 배관(33)을 통해 난방하고자 하는 난방면(34)에 난방을 공급하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 순환 배관(33)의 일부에 발열되어 온수를 가열하는 예비열원(35)을 추가로 구비하여 가옥의 난방이 용이하게 이루어질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 상기 예비열원(35)에 의해 가열된 온수를 온수 공급관(32)로 유도하여 가옥의 내부로 급탕이 이루어질 수 있도록 구성되어도 무방하다.
도 5에 도시된 바와같이, 상기 증발조(40)는 상부가 투명한 유리재질로 형성되어 빗면으로 구비되어 내부로 태양광이 유입되는 투광창(41)과, 상기 투광창의 저면 하부 모서리를 따라서 투광창의 저면에서 응결된 물이 유도되는 집수관(42)이 구비되고, 상기 온수 저장조(30)로부터 유입된 온수가 투광창(41)을 통해 유입되는 태양광에 의해 수증기로 증발되어 투광창(41)의 저면에서 응결되어 집수관(42)으로 유도될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 상기 일반수 저장조(20)로부터 정제된 일반수가 유입되어 증발이 이루어질 수 있도록 구성되어도 무방하다.
상기 투광창(41)은 투명한 유리재질로 형성된 판형상체로 형성되되, 상부면의 일부 또는 모서리를 따라 방열구조가 형성된 방열부(43)를 구비하여 투광창(41)이 상온에서 용이하게 방열되어 냉각됨으로써 증발조(40)의 내부에서 발생된 고온의 수증기와 접촉하여 온도 차이에 의해 수증기가 쉽게 응결될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 방열부(43)는 공지된 열전도율이 높은 금속재질로 형성되어 공기와의 접촉면적을 향상시켜 공기중에 노출되어 공기와 접촉함으로써 냉각되는 공냉식 방열구조로 형성되는 것이 바람직하나, 일반수 저장조(20)로부터 일반수를 유도하여 순환토록 함으로써 냉각시키는 수냉식 방열구조로 형성되어도 무방하다.
상기 집수관(42)은 상부가 개방된 홈통형상으로 구비되어 투광창(41)의 저면에서 응결된 증류수가 유도될 수 있도록 설치되되, 상기 투광창(41)의 저면에 밀착되어 상기 집수관(42)의 상부에서 집수관(42)의 내측을 향해 하부로 돌출되는 안내돌기(44)가 구비됨으로써 응결된 증류수가 집수관(42)의 내측으로 유도되어 떨어질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 증발조(40)의 내부에 증발용 전기열선(45)이 추가로 구비되어 일조량이 적은 기후나 환경에서도 안정적으로 증발조(40) 내부에서 수증기가 발생될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥(100)은 증발조(40)의 내부에서 태양광 또는 증발용 전기열선(45)에 의해 가열된 온수로부터 증발이 이루어져 투광창(41)의 저면에서 수증기가 응결되고, 응결된 증류수가 집수관(42)으로 유도됨으로써 상기 집수관(42)을 통해 배출된 증류수를 식수로 사용하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 따른 우수 저장조(10)와 일반수 저장조(20)와 온수 저장조(30) 및 증발조(40)는 가옥의 지붕에 설치되는 것이 바람직하며, 각각의 저장조와 증발조의 사이에 발생되는 물의 흐름은 플로팅 밸브 또는 체크 밸브로 구성되는 기계적인 잠금수단에 의해 역류와 과공급을 방지하도록 구성되는 것만 아니라, 수위조절센서 및 유량감지센서 등의 센서부와 전자밸브로 구성되어도 무방한 것으로, 본 발명의 일 실시예들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 6에 도시된 바와같이, 상기 증발조(40)의 측부에는 태양광 또는 증발용 전기열선(45)으로부터 가열된 온수가 증발될 때 다량으로 발생되는 포화증기가 배출되는 포화증기 배출구(46)를 구비하고, 배출된 포화증기가 유입되어 응결되는 응축기(50)와, 일반수 저장조(20)로부터 유입되는 일반수가 공급되는 열교환기(60)를 구비하여 상기 포화증기 배출구(46)와 연통되도록 설치함으로써, 배출된 고온의 포화증기가 응축기(50)로 유도되어 응결되고 열교환기(60)로 유도되어 냉각됨으로써 식수로 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 집수관(42)을 통해 배출되는 증류수를 상기 응축기(50)의 내부로 투입하여 포화증기와 접촉하도록 함으로써 포화증기가 쉽게 응결되어 응결되는 수증기의 량이 증가될 수 있도록 구성되어도 무방하다.
상기 응축기(50)와 열교환기(60)는 공지된 배관기술로써 격벽체의 내부로 열전도율이 높은 동관 동의 금속재질로 형성된 다수의 튜브와 냉각핀이 내삽되어 설치되되, 상기 응축기(50)는 증발조(40)에서 유입된 고온의 포화증기가 튜브 내측으로 유동하되 튜브 외측으로 방열되어 냉각됨으로써 액화를 유도하는 장치이고, 상기 열교환기(60)는 집수관(42) 및 응축기(50)로부터 응결된 고온의 증류수가 일반수 저장조(20)로부터 유입된 일반수와 서로 열교환이 이루어짐으로써 냉각시키는 장치이다.
또한, 상기 일반수 저장조(20)로부터 유입된 저온의 일반수는 열교환기(60)와 응축기(50)로 유도되어 증류수와 포화증기로부터 열을 흡수함으로써 온수로 변환되어 온수 저장조(30)로 유입됨으로써 온수가열용 전기열선(31)을 구동하지 않고도 가옥에 온수 및 난방을 공급할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명은 증발조(40)로 유입된 온수 또는 일반수를 태양광에 의해 증발되어 응결되는 증류수를 식수로 활용이 가능하며, 배출되는 고온의 증류수와 포화증기를 냉각 및 응결하는 과정을 통해 발생되는 온수를 온수 저장조(30)에 수용하여 가옥의 내부로 온수를 공급하거나 난방할 수 있도록 하는 것이 가능해진다.
또한, 외부로부터 전력의 공급이 원활한 평상시에는 온수가열용 전기열선(31) 및 예비열원(35)을 통해 공급된 일반수를 가열하여 온수를 생산하여 쾌적한 난방이 이루어질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
한편 도 7에 도시된 바와같이, 상기 가옥의 지붕에 고정 설치되는 태양광 발전 모듈판(71)과, 축전지(72)를 포함하여 구성되는 태양광 발전 시스템(70)을 설비하여 태양광 발전 모듈판(71)로부터 발생된 전기를 축전지(72)에 저장하고, 저장된 전기를 온수가열용 전기열선(31), 예비열원(35) 및 증발용 전기열선(45)에 공급하거나 가옥 내부에 배전부(73)를 통하여 공급하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 이동가옥은 각각의 저장조와 증발조의 내부에 남아있는 물을 배출하기 위한 하부 배출구를 구비하고, 각각의 저장조와 증발조를 탈부착이 가능하도록 함으로써 관리 및 유지보수가 간편해지고 이동시 하부 배출구를 통해 일반수 및 온수를 배출함으로써 이동이 용이할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명은 빗물을 저장하여 저장된 빗물을 생활용수, 온수 및 식수로 활용하는 이동 가옥에 있어서, 가옥의 지붕으로부터 우수를 유도하여 저장하는 우수 저장조(10)와, 펌프를 통해 유입된 정제된 우수를 저장하고 생활용 일반수를 급수하는 일반수 저장조(20)와, 상기 일반수 저장조로부터 유입된 일반수를 가열함으로써 가옥에 온수를 급수하고 순환 배관을 통해 난방을 공급하는 온수 저장조(30)와, 태양광이 유입되는 투광창과, 상기 투광창의 저면 하부 모서리를 따라 투광창의 저면에서 응결된 물이 유도되는 집수관이 구비되고 상기 온수 저장조로부터 온수가 유입되어 수증기로 증발되는 증발조(40)를 포함하여 구성되어, 집수관을 통해 증류된 물을 식수로 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥(100)에 관한 것으로, 당업자로서는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 설명을 고려하여 충분히 변경, 변환, 치환 및 대체할 수 있을 것이고, 상술한 실시예에만 한정되지는 않는다.
100: 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥
10: 우수 저장조 11: 우수받이
12: 배출유도관 13: 보조펌프
20: 일반수 저장조 21: 여과기
22: 펌프 23: 일반수 공급관
30: 온수 저장조 31: 온수가열용 전기열선
32: 온수 공급관 33: 순환 배관
34: 난방면 35: 예비열원
40: 증발조 41: 투광창
42: 집수관 43: 방열부
44: 안내돌기 45: 증발용 전기열선
46: 포화증기 배출구 50: 응축기
60: 열교환기 70: 태양광 발전 시스템
71: 태양광 발전 모듈판 72: 축전지
73: 배전부

Claims (6)

  1. 빗물을 저장하여 저장된 빗물을 생활용수, 온수 및 식수로 활용하는 이동 가옥에 있어서,
    가옥의 지붕으로부터 우수를 유도하여 저장하는 우수 저장조;
    상기 우수 저장조에 수용된 우수를 정제하는 여과기와, 상기 여과기를 거치도록 펌핑하는 펌프를 구비하여, 상기 펌프를 통해 유입된 정제된 우수를 저장하고 생활용 일반수를 급수하는 일반수 저장조;
    상기 일반수 저장조로부터 유입된 일반수를 가열하는 온수가열용 전기열선을 구비하여, 유입된 일반수를 가열함으로써 가옥에 온수를 급수하고 순환 배관을 통해 난방을 공급하는 온수 저장조;
    상부가 빗면으로 구비되어 내부로 태양광이 유입되는 투광창과, 상기 투광창의 저면 하부 모서리를 따라 투광창의 저면에서 응결된 물이 유도되는 집수관이 구비되고 상기 온수 저장조로부터 온수가 유입되어 수증기로 증발되는 증발조;를 포함하여 구성되어,
    집수관을 통해 증류된 물을 식수로 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 증발조의 측부에 포화증기 배출구를 구비하고, 배출된 포화증기가 유입되어 응결되는 응축기와, 일반수 저장조로부터 유입되는 일반수가 공급되는 열교환기를 구비하여, 배출된 고온의 포화증기가 응축기로 유도되어 응결되고 열교환기로 유도되어 냉각됨으로써 식수로 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 일반수 저장조로부터 유입된 일반수가 열교환기와 응축기로 유도되어 온수로 변환되어 온수 저장조로 유입됨으로써 온수가열용 전기열선을 구동하지 않고도 온수 및 난방을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 증발조는 증발조의 내부에 증발용 전기열선이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가옥의 지붕에 고정 설치되는 태양광 발전 모듈판과, 축전지를 포함하여 구성되는 태양광 발전 시스템을 설비하여 가옥 내부에 전기를 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 우수 저장조에 지하수 및 지표수를 저장하도록 보조펌프가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용하여 식수 생산이 가능한 이동가옥.
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