KR20170029268A - 수족관 에너지 공급 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전장치를 통해 생성된 전기에너지를 활용해 수족관 내에 산소공급과 온도조절 및 에너지 공급을 할 수 있는 수족관 에너지 공급 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수족관 에너지 공급 시스템은 태양광을 통해 전력을 생산하는 태양광 발전장치와, 상기 태양광 발전장치에서 생성된 전력을 통해 가동되며, 물을 수소 및 산소로 분해하는 수전해장치와, 상기 수전해장치에서 분리된 산소를 수족관 내부로 공급하는 산소공급기와, 상기 수전해장치에서 분리된 수로를 통해 전력을 생성하는 수소연료전지와, 상기 수소연료전지에서 생성된 전기를 저장하는 축전기와, 상기 수소연료전지에서 발전이 이루어지는 과정에서 발생하는 열에너지를 상기 수족관의 온도를 높이는데 사용하도록 상기 수족관에 설치되는 제1 방열기와, 열을 외부로 방열시키기 위한 제2 방열기를 더 구비하며, 상기 수소연료전지로부터 연장되어 열에너지를 전달하는 열전달부가 상기 제1 방열기와 제2 방열기로 각각 열전달이 이루어질 수 있도록 분기되어 있고, 상기 제1 방열기와 제2 방열기로 분기되는 분기점에는 열에너지의 이동 경로를 제어하기 위한 밸브가 구비된 것이 바람직하다.

Description

수족관 에너지 공급 시스템 {Energy supply system for Aquarium}

본 발명은 수족관 에너지 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전장치를 통해 생성된 전기에너지를 활용해 수족관 내에 산소공급과 온도조절 및 에너지 공급을 할 수 있는 수족관 에너지 공급 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 수족관은 집안의 응접실 벽면 또는 사무실이나 공공장소에 설치하여 관상용 어류들이 유영하는 것을 바라보는 장식적인 기능과 더불어 실내 습도 조절 기능을 겸하도록 되어 있다.

초기에는 분위기를 전환을 위하여 수족관을 설치하였지만, 시간이 지남에 따라 수족관에 대한 관심도가 떨어질 뿐만 아니라, 유지 관리에 어려움이 있어 지속적인 관리가 제대로 이루어지지 않은 문제가 있었으며, 이로 인해 수족관은 공간만 차지하는 애물단지로 전락하게 되었다.

한편, 상기와 같은 수족관의 유지관리에 어려움 주된 이유로는 수족관 내부로 공기를 공급시키는 에어공급장치가 정전에 의해 작동하지 않아 물고기가 폐사되는데 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 공개실용신안공보 "실1999-0038704호"와 같은 수족관의 산소공급 장치가 고안되기도 하였다.

한국등록특허 제10-1415938호 : 수족관용 무정전 에어공급시스템 한국공개특허 제10-2010-0097326호 : 차세대 어항

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 태양광 발전장치 및 수전해 장치를 포함하여 외부 전원의 공급 없이 수족관의 가동 및 유지를 위한 산소 및 에너지를 공급할 수 있는 수족관 에너지 공급 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 수족관 에너지 공급 시스템은 태양광을 통해 전력을 생산하는 태양광 발전장치와, 상기 태양광 발전장치에서 생성된 전력을 통해 가동되며, 물을 수소 및 산소로 분해하는 수전해장치와, 상기 수전해장치에서 분리된 산소를 수족관 내부로 공급하는 산소공급기와, 상기 수전해장치에서 분리된 수로를 통해 전력을 생성하는 수소연료전지와, 상기 수소연료전지에서 생성된 전기를 저장하는 축전기와, 상기 수소연료전지에서 발전이 이루어지는 과정에서 발생하는 열에너지를 상기 수족관의 온도를 높이는데 사용하도록 상기 수족관에 설치되는 제1 방열기를 구비한다.

수족관 에너지 공급 시스템은 상기 수소연료전지에서 발생된 열을 외부로 방열시키기 위한 제2 방열기를 더 구비하며, 상기 수소연료전지로부터 연장되어 열에너지를 전달하는 열전달부가 상기 제1 방열기와 제2 방열기로 각각 열전달이 이루어질 수 있도록 분기되어 있고, 상기 제1 방열기와 제2 방열기로 분기되는 분기점에는 열에너지의 이동 경로를 제어하기 위한 밸브가 구비된 것이 바람직하다.

상기 밸브는 상기 수족관에 설치되어 수온 또는 수족관 내부 온도를 측정하는 온도계의 측정 온도에 따라 열에너지의 이동경로를 제어하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 수족관 에너지 공급 시스템은 태양광 발전을 통해 생성된 전원을 통해 수족관에 산소 및 전기 또는 열에너지를 공급할 수 있기 때문에 외부 에너지의 공급이 최소화 됨에 따라 수족관의 유지비용이 최소화될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수족관 에너지 공급 시스템의 일 실시예를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 수족관 에너지 공급 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수족관 에너지 공급 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 수족관(300) 에너지 공급 시스템(10)은 수족관(300)의 가동 및 유지에 필요한 산소공급과 전원공급 및 열에너지 공급을 할 수 있도록 형성된 것이며, 외부 에너지의 공급을 최소화하고, 태양광 발전을 통해 자체적으로 에너지를 생성 및 공급할 수 있는 시스템이다.

본 발명의 수족관(300) 에너지 공급 시스템(10)은 태양광 발전장치(100)와, 수전해장치(200), 산소공급기(310), 수소연료전지(400), 축전기(410), 제1 방열기(320)와 제2 방열기(330) 및 밸브(500)를 포함한다.

수족관(300)은 보통 열대어나 관상어 등 어류를 키우면서 관찰할 수 있도록 형성되기 때문에 어류의 생장환경을 유지시켜줄 수 있는 산소공급과 온도제어가 필요하며, 어류를 관찰할 수 있도록 조명시설이 필요하다.

이렇게 산소공급과 온도제어 및 조명시설의 가동을 위해 전기를 비롯한 에너지 공급이 필요하다.

상기 태양광 발전장치(100)는 수족관(300)과 인접한 창가나 외부에 태양광이 조사될 수 있도록 설치되며, 프레임에 태양전지가 부착된 형태이다.

상기 태양전지는 창문에 부착될 수도 있으며, 상기 프레임은 태양광의 입사각이 수직에 가깝게 유지될 수 있도록 태양의 위치를 추적하는 트래킹수단이 구비될 수 있다.

상기 수전해장치(200)는 태양광 발전장치(100)에서 발전된 전원에 의해 구동되며 물을 수소와 산소로 전기분해하며, 수전해장치(200)를 통해 생성된 수소와 산소는 분리된 상태로 보관 스테이지에 저장된다.

상기 산소공급기(310)는 수족관(300)의 내부에 설치된다. 산소공급기(310)는 수전해장치(200)에서 생성된 산소를 공급받아 수족관(300) 내에 산소를 배출한다. 도시되지는 않았으나, 수족관(300)의 일측에 용존산소량을 체크하는 별도의 센서를 부착하고, 상기 센서에서 측정된 용존산소량에 따라 산소공급을 제어하여 어류가 생장하기 적합한 용존산소량을 유지시킬 수 있다.

상기 수소연료전지(400)는 수소를 연료로, 산소를 산화제로 사용하는 연료전지로서, 상기 수전해장치(200)에서 분리된 수소를 연료로 사용하며, 공기 중의 산소를 산화제로 이용하여 발전(發電)을 한다.

수소연료전지(400)에서 생성된 전기는 축전기(410)에 충전되며, 수족관(300)의 조명설비 또는 기다 전기로 구동되는 설비의 구동에너지로 사용된다.

아울러 수소연료전지(400)에서 전기를 생산하는 과정에서 발생하는 부생열은 수족관(300)의 온도제어에 사용될 수 있다.

상기 수소연료전지(400)에서 발생한 부생열은 열전달부를 통해 전달될 수 있는데, 상기 열전달부는 두 갈래로 분기된다.

열전달부에서 분기된 일측은 상기 수족관(300)으로 연장되며, 수족관(300)의 내부에 제1 방열기(320)가 설치된다. 제1 방열기(320)는 수족관(300)의 물 속에 수장되도록 설치되며, 제1 방열부에서 방열되는 열에 의해 수족관(300)의 수온이 상승하게 된다.

아울러 열전달부에서 분기된 타측 경로는 건물의 외부 또는 지중으로 연장되며, 외부로 열을 발산할 수 있도록 제2 방열기(330)가 설치된다.

그리고 상기 분기점에는 제1 방열기(320)와 제2 방열기(330)로 전달되는 열에너지의 전달방향을 제어하기 위한 밸브(500)가 설치되어 상기 밸브(500)의 구동에 의해 제1 방열기(320) 또는 제2 방열기(330)로 열에너지가 전달되도록 한다.

상기 밸브(500)는 수족관(300)에 설치되는 온도계(510)에 의해 구동이 제어될 수 있다. 즉, 수족관(300)에 설치된 온도계(510)의 측정온도가 설정된 기준 온도 범위보다 낮을 때에는 승온시키기 위해 수소연료전지(400)에서 발생한 부생열이 상기 제1 방열기(320)를 통해 방열되도록 열에너지의 이동경로를 제어한다. 반대로 온도계(510)에서 측정된 온도가 설정된 기준 온도 범위 내에 있는 경우에는 열에너지가 제2 방열부로 이동하도록 하여 수족관(300)의 온도가 높아지지 않도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 수족관(300) 에너지 공급 시스템(10)은 태양광 발전장치(100)를 통해서 에너지를 생성함으로써 수족관(300)에 필요한 전기, 산소 및 열에너지의 공급을 실시함으로써, 외부에너지의 유입을 최소화하고 자체적인 에너지 공급을 실시함에 따라 수족관(300)의 유지 및 관리에 소요되는 비용을 최소화할 수 있고, 정전 등과 같은 이유로 외부전원의 공급이 차단되더라도 자체적인 에너지 공급을 실시하여 수족관(300)의 환경 유지가 안정적으로 유지될 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

10; 수족관 에너지 공급 시스템
100; 태양광 발전장치
200; 수전해장치
300; 수족관
310; 산소공급기
320; 제1 방열기
330; 제2 방열기
400; 수소연료전지
410; 축전기
500; 밸브
510; 온도계

Claims (3)

1. 태양광을 통해 전력을 생산하는 태양광 발전장치와;
   상기 태양광 발전장치에서 생성된 전력을 통해 가동되며, 물을 수소 및 산소로 분해하는 수전해장치와;
   상기 수전해장치에서 분리된 산소를 수족관 내부로 공급하는 산소공급기와;
   상기 수전해장치에서 분리된 수로를 통해 전력을 생성하는 수소연료전지와;
   상기 수소연료전지에서 생성된 전기를 저장하는 축전기와;
   상기 수소연료전지에서 발전이 이루어지는 과정에서 발생하는 열에너지를 상기 수족관의 온도를 높이는데 사용하도록 상기 수족관에 설치되는 제1 방열기를 구비하는 것을 특징으로 하는 수족관 에너지 공급 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수소연료전지에서 발생된 열을 외부로 방열시키기 위한 제2 방열기를 더 구비하며,
   상기 수소연료전지로부터 연장되어 열에너지를 전달하는 열전달부가 상기 제1 방열기와 제2 방열기로 각각 열전달이 이루어질 수 있도록 분기되어 있고,
   상기 제1 방열기와 제2 방열기로 분기되는 분기점에는 열에너지의 이동 경로를 제어하기 위한 밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 수족관 에너지 공급 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 밸브는 상기 수족관에 설치되어 수온 또는 수족관 내부 온도를 측정하는 온도계의 측정 온도에 따라 열에너지의 이동경로를 제어하도록 형성된 것을 특징으로 하는 수족관 에너지 공급 시스템.

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