WO2015108250A1 - 태양광을 이용한 조수기 - Google Patents

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WO2015108250A1
WO2015108250A1 PCT/KR2014/004458 KR2014004458W WO2015108250A1 WO 2015108250 A1 WO2015108250 A1 WO 2015108250A1 KR 2014004458 W KR2014004458 W KR 2014004458W WO 2015108250 A1 WO2015108250 A1 WO 2015108250A1
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water
sensor
air
drinking water
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PCT/KR2014/004458
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Inventor
송무상
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(주)오티에스
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    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/28—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from humid air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
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    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/152—Water filtration

Definitions

  • the present invention relates to a water tanker using solar light, and more specifically, in consideration of an environment in which power or water supply infrastructure is insufficient, electricity is accumulated and accumulated in solar cells by only solar light during the daytime without fuel such as electricity or oil.
  • electricity By using the electricity, it can condense moisture in the air during the night time when it is humid compared to the day time to generate drinking water harmless to the human body, so that the power and water supply base can supply enough drinking fresh water in the environment where it is not desired.
  • It relates to a solar water tanker.
  • fresh water is very difficult to obtain in fresh-water famine countries that lack power and water infrastructure, such as islands, developing countries, and remote areas of Africa, and many people suffer from water shortages, even when electricity-powered desalination facilities are installed. If the supply is insufficient, its use is almost impossible, and when the soil and the like are contaminated, the contaminated well water is consumed.
  • seawater desalination techniques include evaporation using multiple methods of decompression using the evaporation of water and membrane filtration using reverse osmosis using membranes.
  • Reverse osmosis uses a lot of electrical energy and is difficult to maintain.
  • the multi-utilization method of the decompression method has a problem that its use is very inappropriate in areas where energy supply is difficult, such as islands and remote areas due to excessive initial construction and maintenance costs.
  • the patent document 1 is installed inside the first case to form the outer condensation means for sucking the outside air to measure the moisture in the air to generate a predetermined amount of raw water, and is installed inside the second case to form another appearance
  • Water purification means for receiving and purifying the raw water generated by the condensation means, and a drinking water supply unit for cooling or heating the purified water through the water purification means for the user to drink or use, drinking water in ships, ships or islands It can be characterized in that to obtain.
  • Patent Document 2 the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0101639 (published on September 17, 2010; abbreviated as "Patent Document 2") is known a technology related to an energy-saving desalination device having a simple device configuration.
  • a mist is produced by heating seawater by the heat collection apparatus using solar light, and spraying seawater to the misting means formed by the rotating body which has a some collision member formed in the radial shape,
  • the steam generated from the mist is led to a heat exchanger installed in a horizontal direction through a demister on the flow of air by the airflow forming device, and is steamed by cold heat of low temperature seawater flowing upward from the vertical direction of the heat exchanger. By condensing the fresh water can be recovered.
  • the prior art may be useful for energy saving in areas where power supply and demand is insufficient, but since the overall operation of the desalination apparatus is performed based on seawater, its use is impossible at all in places without seawater.
  • the technical problem to be solved by the present invention in consideration of the environment in which power supply and supply infrastructure and lack of water supply infrastructure, lacks fuel such as electricity or oil in the daytime time, it accumulates electricity in the solar cell by solar only and uses the accumulated electricity Water is produced by condensing moisture in the air during the night time when it is humid against time, and the produced water is made of drinking water that is harmless to the human body through a filter, stored in the drinking water reservoir, and supplied to the user through the outlet of the reservoir.
  • a solar-powered water dispenser capable of supplying enough drinking fresh water in a famine country such as a water famine nation in which power supply and water supply facilities are insufficient and water that is not purified.
  • the air temperature, the humidity in the air, the illuminance caused by sunlight, the output of the solar cell, the potential of the secondary battery, the water level of the storage unit, the acidity (pH) or pollution degree of drinking water respectively
  • Sensor unit including one or more sensors for sensing, consisting of a plurality of solar panels for the condensation of solar light, the solar cell unit to collect the sunlight to produce electrical energy, directly receives the electrical energy produced by the solar cell unit It is driven and receives one or more sensor signals from the sensor unit as input signals to control the movement of the moisture adsorption unit according to air temperature, humidity in the air, sunlight intensity, and water level measurement results to condense moisture in the air at a time of high relative humidity.
  • the internal circuit includes a secondary battery unit, a power converter or a switching element, or a power control circuit for supplying the electrical energy to the operating power required for each part of the system, and the DC power provided from the secondary battery unit is converted into AC power. It includes a power conversion unit that converts and supplies the operating power of each part necessary for driving the compressor, the cooler and the sterilizer, and includes a suction fan, a cooler, a compressor, and a suction plate for sucking, cooling, and compressing the air.
  • the water tank according to the embodiment of the present invention the output of the solar cell measured in the sensor unit, the potential of the secondary battery, the water level of the drinking water reservoir, the acidity or contamination measurement results of the drinking water, and the relative humidity calculated from the main control unit, respectively It may be configured to further include one or more display unit to display separately.
  • the sensor unit is installed in the water adsorption unit, the temperature sensor and humidity sensor for sensing the temperature and humidity in the air, respectively, installed in any one of the plurality of solar cell panel and the solar light incident to the solar cell Illuminance sensor and solar cell power sensor to detect illuminance and output from solar panel, respectively, installed in the secondary battery unit, and supplied to the drinking water storage unit from the secondary battery potential sensor, filtration and collection unit, which detects the potential level of the secondary battery.
  • It is preferably configured to include a pH sensor installed on the flow path of the drinking water to be filtered and sterilized, pH sensor for detecting the pH and contamination of the sterilized drinking water, and a water level sensor for detecting the full water level of the reservoir. .
  • the filtration and collection unit is characterized by separating and collecting water particles from the adsorption plate by applying vibration to the adsorption plate of the water adsorption unit.
  • the main control unit stops the operation of the water adsorption unit when the relative humidity calculated by calculating the relative humidity based on the temperature detected by the sensor unit and the humidity measurement result in the air is lower than the preset first humidity reference value.
  • the moisture adsorption unit is operated by operating the moisture adsorption unit using the electrical energy accumulated in the secondary battery unit.
  • a series of tide process driving logics that stop the operation of the water adsorption unit and control the tide to be resumed by driving the water adsorption unit when the water level is not detected. It is characterized by equipped with.
  • the water adsorption unit is further provided with an air filter for removing foreign matter in the air sucked into the front surface of the suction fan.
  • the present invention it is possible to generate electricity by condensing moisture in the air at night time when the daytime is humid compared to the daytime by accumulating electricity in the solar cell with sunlight only during the day time and using the accumulated electricity, And even in the environment lacking water supply infrastructure there is an advantage that can be used without fuel such as electricity or oil.
  • the water produced by the present invention is produced as a drinking water harmless to the human body through a filter and stored in the drinking water reservoir, and then can be provided through the outlet of the reservoir, the power supply and water supply facilities are not enough water not purified water In the famine countries where water must be ingested, there is an advantage that a sufficient amount of drinking fresh water can be supplied regardless of time.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the overall configuration of an air conditioner using sunlight according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a configuration of a tidal current process installed in the main control unit of FIG. 1.
  • the water purifier of the present invention includes a sensor unit 10, a solar cell unit 20, a main control unit 30, a secondary battery unit 40, a power converter 50, and a water adsorption unit.
  • the filtration and collection unit 70, and / or the drinking water storage unit 80, and the water tank of such a configuration may further include the display unit 90 in other embodiments. .
  • the sensor unit 10 detects air temperature, humidity in the air, illuminance caused by sunlight, the output of the solar cell, the potential of the secondary battery, the level of the drinking water reservoir, the pH of the drinking water, and / or the pollution degree, respectively. It is configured to include the above sensor, it is electrically connected to the input terminal of the main control unit 30 so that the measurement result by each sensor can be transmitted to the main control unit 30 as an input signal.
  • the sensor unit 10 includes a temperature sensor 11, a humidity sensor 12, an illuminance sensor 13, a solar cell power sensor 14, a secondary battery potential sensor 15, a pH sensor 16, and / or It is configured to include a water level sensor 17.
  • the temperature sensor 11 is installed in the moisture adsorption unit 60, detects the temperature of the air and transmits it to the main controller 30, and the humidity sensor 12 is installed in the moisture adsorption unit 60, the humidity in the air Detects and delivers to the main control unit 30.
  • the illuminance sensor 13 is installed on the front of any one of the plurality of solar panels constituting the light collecting plate, detects the illuminance caused by sunlight incident on the solar cell, and transmits the illuminance to the main controller 30, and the solar cell
  • the power sensor 14 is installed at the potential output terminal of any one of the plurality of solar panels, and detects the output from the solar panel and transmits the output to the main controller 30.
  • the secondary battery potential sensor 15 is installed at the output terminal of the secondary battery unit 40 and senses the potential level accumulated in the secondary battery and transmits it to the main control unit 30.
  • the pH sensor 16 is installed on the flow path of the drinking water supplied from the filtration and collection unit 70 to the drinking water storage unit 80, and detects the acidity (pH) and contamination of the filtered and sterilized drinking water and controls the main control unit 30. To pass).
  • the water level sensor 17 is installed in the water tank of the drinking water storage unit 80, and detects the full water level of the water tank and transmits it to the main control unit 30.
  • the solar cell unit 20 includes a plurality of solar cell panels for condensing sunlight, and collects sunlight to produce electrical energy to supply operation power to the main control unit 30 as well as to the secondary battery unit 40. Accumulate electrical energy.
  • the main control unit 30 is operated by receiving electrical energy produced by the solar cell unit 20 directly, and receiving one or more sensor signals of the sensor unit 10 as input signals to store temperature, humidity in the air, and drinking water. According to the negative water level measurement result, the operation of the water adsorption unit 60 is controlled, and a series of tidal processes are performed to condense moisture in the air to generate water at a time when the relative humidity is high.
  • the main control unit 30 performing the tidal process according to the present invention receives an output signal of each sensor input from the sensor unit 10 (S101), and a sensor unit.
  • the calculated relative humidity in the current air is a predetermined first humidity reference value
  • the predetermined first 1 Humidity reference value is a value for starting the tidal flow process, and it may be changed at the initial setting according to the water heater installation region. For example, it may be set as an average value or a lower limit value of relative humidity measured at night time in the water heater installation region.
  • Step (S103) when the relative humidity calculated as a result of the comparison is lower than the preset first humidity reference value (N branch of S103), the operation of the water adsorption unit 60 is stopped.
  • step S104 Producing electrical energy from solar light through the solar cell unit 20 in the encapsulated state and accumulating it in the secondary battery unit 40 (S104), when the relative humidity calculated as a result of the comparison is higher than the first humidity reference value (S103 of Y-branch), in step S105 of checking whether the water level of the water tank of the drinking water storage unit 80 detected by the water level sensor 17 of the sensor unit 10 is detected as a full water level (S105), and when the water level is confirmed as a result of the check (S105) Y branch of the control unit to control the operation to produce the electrical energy from the sunlight through the solar cell unit 20 to accumulate in the secondary battery unit 40 (S104) while the driving of the moisture adsorption unit is stopped, and the full water level is not detected.
  • the secondary battery unit 40 is configured as a secondary battery and accumulates electrical energy produced by the solar cell unit 20, and the power conversion unit can supply the accumulated DC power to the operating power required for each part of the system. Supply to 50.
  • the power converter 50 includes an internal circuit including a power converter such as an inverter or a switching device and a power control circuit.
  • the power converter 50 converts DC power provided from the secondary battery unit 40 to AC power, and a compressor, a cooler, and a sterilizer. It should be supplied with the operating power required for efficient driving of
  • the water adsorption unit 60 includes a conventional suction fan for sucking, cooling, and compressing external air, using a cooler and a compressor as air condensing means, and including a suction plate for adsorbing condensed moisture particles.
  • the external air is sucked in, and then cooled and compressed by a cooler and a compressor to condense moisture particles in the air, and adsorb the moisture in the condensed air to the adsorption plate.
  • the water adsorption unit 60 may be further provided with an air filter for removing the foreign matter in the air sucked in the front of the suction fan.
  • the filtration and collection unit 70 is installed below the water adsorption unit 60 to separate and collect water particles from the adsorption plate to generate water, and to filter and sterilize the generated water through a filter and a sterilizer, which is harmless to the human body. Prepare drinking water.
  • the filtration and collection unit 70 vibrates the adsorption plate of the water adsorption unit 60 to quickly separate the water particles from the adsorption plate.
  • the drinking water storage unit 80 stores the filtered and sterilized drinking water through the filtration and collection unit 70 in a reservoir, and such a reservoir has a discharge port at one side thereof so as to be discharged as needed so that the stored drinking water can be used. It is composed.
  • the display unit 90 separately displays the output of the solar cell measured by the sensor unit, the potential of the secondary battery, the level of the drinking water reservoir, the acidity or contamination measurement result of the drinking water, and the relative humidity calculated by the main control unit.
  • the solar cell unit 20 composed of a solar cell panel implemented by a plurality of light collecting plates which are the main components of the present invention
  • the main controller 30 composed of a microprocessor
  • the secondary battery unit 40 composed of a storage battery
  • an inverter and a power conversion unit 50 including a switching element in turn, so that the electrical energy produced by the solar cell unit 20 is the operating power of the main control unit 30 and the accumulated energy of the secondary battery unit 40, respectively.
  • the suction fan, the cooler, and the compressor of the water adsorption unit 60 are connected to each other by the power converter 50 so as to be driven.
  • the filter and the sterilizer of the filtration and collecting unit 70 is installed below the adsorption plate of the water adsorption unit 60 to allow the water from the filter and the sterilizer to flow into the reservoir of the drinking water storage unit 80, one or more
  • the display portion 90 constituted by the display means is operatively connected by the main control portion 30.
  • the temperature sensor 11 and the humidity sensor 12 are installed in the moisture adsorption part 60 so as to detect the temperature of the air sucked into the suction fan, and the temperature detection signal and the humidity detection signal are the main control part 30.
  • An electrical light sensor connected to the front panel of any one of the plurality of solar panels so as to be electrically connected so as to be transmitted as an input signal of the solar cell, and to detect the illumination and the output from the solar panel. (13) is installed, and the solar cell power sensor 14 is installed at the potential output terminal of the solar cell to electrically connect the illumination detection signal and the solar cell potential detection signal to the input signal of the main controller 30. do.
  • a secondary battery potential sensor 15 is installed at the output terminal of the secondary battery unit 40 so that the potential level accumulated in the secondary battery can be sensed, and the acidity (pH) and pollution degree of the filtered and sterilized drinking water can be detected.
  • the pH sensor 16 is installed on the flow path of the drinking water supplied from the filtration and collection unit 70 to the drinking water storage unit 80 so as to be able to detect the full level of the storage tank, and within the reservoir of the drinking water storage unit 80.
  • the water level sensor 17 is installed and electrically connected so that the secondary battery potential detection signal, the pH (pH) and pollution level detection signal of the drinking water, and the low water level detection signal of the reservoir can be transmitted to the input signal of the main controller 30, respectively. .
  • the main controller 30 receives one or more sensor signals of the sensor unit 10 as an input signal and controls the operation of the moisture adsorption unit 60 according to the temperature, the humidity in the air, and the water level measurement result of the drinking water storage unit. It is equipped with a set of tidal process logic to condense moisture in the air during times of high relative humidity to produce water.
  • the tidal process logic mounted on the main control unit 30 is provided.
  • the main control unit 30 receives the output signal of each sensor input from the sensor unit 10 as illustrated in the operation flowchart of FIG. 2, and is detected by the sensor unit 10.
  • the relative humidity in the current air is calculated from the result of measuring the current temperature and the current humidity in the air (S102).
  • the main control unit 30 compares the calculated relative humidity in the current air with a preset first humidity reference value (S103), and when the calculated relative humidity is lower than the preset first humidity reference value (N branch of S103), In the state in which the driving of the water adsorption unit 60 is stopped, the solar cell unit 20 generates electrical energy from sunlight and accumulates in the secondary battery unit 40 (S104). On the other hand, when the relative humidity calculated in the comparison step (S103) is higher than the first humidity reference value (Y branch of S103), the main control unit 30 is drinking water detected by the water level sensor 17 of the sensor unit 10 again. It is checked whether the water level of the water tank of the storage unit 80 is detected as the full water level (S105).
  • the solar cell unit 20 is stopped while driving the water adsorption unit. Control the operation to produce electrical energy from sunlight through the secondary battery unit 40 to accumulate (S104), and if the low water level of the reservoir is not detected (N branch of S105), the electricity accumulated in the secondary battery unit 40
  • the water adsorption unit 60 is driven (S106) with energy to control water to be generated by condensing moisture in the air.
  • the main control unit 30 While repeating this process, the main control unit 30 generates solar energy by the solar cell unit 20 and accumulates in the secondary battery unit 40 during the daytime when there is sunlight and the relative humidity is low. In the night time zone where the relative humidity is relatively high compared to the day time zone, the DC power accumulated in the secondary battery unit 40 is converted into AC power through the power converter 50 to be supplied to the operating power required for each part of the system.
  • the suction fan, the compressor and the cooler of the water adsorption unit 69, the filter and the sterilizer of the filtration and collection unit 70 can be driven respectively.
  • the moisture adsorption unit 60 removes the foreign matter in the outside air through the air filter, sucks the outside air with the suction fan, and cools and compresses the sucked outside air with the cooler and the compressor to condense the water particles in the air, It is possible to adsorb the moisture particles in the air to the adsorption plate.
  • the filtration and collection unit 70 by vibrating the adsorption plate of the water adsorption unit 60, it is possible to quickly separate and collect the water particles from the adsorption plate to generate water. It is stored in the drinking water storage unit 80 as the drinking water harmless to the human body in the filtered and sterilized state through the sterilizer.
  • the output of the solar cell measured by each sensor unit, the potential of the secondary battery, the water level of the drinking water reservoir, the acidity or pollution degree measurement results of the drinking water, and the relative humidity calculated from the main control unit are respectively displayed on the display unit 90. It can be displayed separately.
  • the air in the night time zone where the humidity is relatively high compared to the day time by using the accumulated electric energy to produce electrical energy by accumulating in the secondary battery by using the solar power generation Since it is possible to efficiently generate water by collecting the moisture in the water, there is an advantage that the drinking water can be easily provided at a low cost to areas where water supply infrastructure or power supply is not desired.
  • the present invention can provide a solar water dispenser that can supply a sufficient amount of drinking fresh water in a famine country, such as a water famine country in which power supply and water supply facilities do not have enough water to consume unpurified water.
  • a solar water dispenser that can supply a sufficient amount of drinking fresh water in a famine country, such as a water famine country in which power supply and water supply facilities do not have enough water to consume unpurified water.

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Abstract

본 발명은 태양광을 이용한 조수기에 관한 것으로, 전력 수급 및 상수도 기반 시설이 부족한 환경에서 전기나 기름 등의 연료 없이 낮 시간대에 단지 태양광으로 전기 에너지를 생산 및 축적하고 축적된 전기를 이용하여 낮 시간 대비 습기가 많은 밤 시간대에 공기 중의 습기를 응축시켜 물을 생성하기 위한 것이다.

Description

태양광을 이용한 조수기
본 발명은 태양광을 이용한 조수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력이나 상수도 기반시설이 부족한 환경을 고려하여 전기나 기름 등의 연료 없이 낮 시간대에 단지 태양광으로 태양전지에 전기를 축적하고 축적된 전기를 이용하여 낮 시간 대비 습기가 많은 밤 시간대에 공기 중의 습기를 응축시켜 인체에 무해한 음용수를 생성할 수 있도록 함으로써, 전력 및 상수도 기반이 원할하지 못한 환경에서 음용 가능한 담수를 충분하게 공급할 수 있도록 한 태양광을 이용한 조수기에 관한 것이다.
일반적으로 도서지역, 개발 도상국, 아프리카 오지 등과 같이 전력과 상수도 기반 시설이 부족한 물 기근 국가에서는 신선한 담수를 구하기가 매우 어려워 많은 사람들이 물부족을 겪고 있으며, 전기로 가동되는 담수화 시설이 설치되어 있더라도 전력 공급이 부족한 경우 그 사용이 거의 불가능하고, 또한 토양 등이 오염될 경우 오염된 우물물을 섭취하게 되어 알 수 없는 질병에 시달리고 있다.
한편, 해수를 담수화하는 기술로서는 물의 증발현상을 이용한 감압 방식의 다중 효용법을 사용하는 증발법과 막을 이용한 역삼투압법을 사용하는 막여과법이 있는데, 역삼투압법은 전기 에너지 소모량이 많고 유지 보수가 어려운 문제점이 있고, 감압 방식의 다중 효용법은 초기 구축비용 및 유지 관리비가 과다하여 도서지역이나 오지 등과 같이 에너지 수급이 어려운 지역에는 그 사용이 매우 부적절한 문제점이 있다.
이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2005-0031163호(2005.04.06 공개; 이하 '특허문헌1'이라 약칭함)에는 공기 중에 포함된 습기를 응축시켜 이를 집수하고 정수처리하여 식수로 사용할 수 있도록 하면서, 설치공간을 최소화할 수 있고 실내에서 소음을 줄일 수 있는 식수 제조장치에 관한 기술이 공지되어 있다.
상기 특허문헌 1에 의하면, 외형을 이루는 제1케이스 내부에 설치되어 외부공기를 흡입하여 공기 중의 수분을 응측하여 소정량의 원수를 생성하는 응축수단, 또 다른 외형을 이루는 제2케이스 내부에 설치되어 응축수단에서 생성된 원수를 공급받아 정화하는 정수수단, 및 정수수단을 통하여 정화된 정수를 냉각 또는 가열하여 사용자가 마시거나 사용할 수 있도록 하는 식수공급부를 포함하여, 선박이나 함정 또는 도서지역 등에서 손쉽게 식수를 얻을 수 있게 하는 것을 특징으로 하고 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 기술은 전기나 기름을 사용하는 압축기를 필수로 하므로, 전력 수급이 어려운 지역에서는 그 사용이 불가능한 단점이 그대로 남아 있다.
한편, 대한민국 공개특허 제10-2010-0101639호(2010.09.17 공개; 이하 '특허문헌2'이라 약칭함)에는 간편한 장치 구성을 갖추는 에너지 절약형의 담수화 장치에 관한 기술이 공지되어 있다.
상기 특허문헌 2에 의하면, 태양광을 이용한 집열장치에 의해서 해수를 가열하고, 해수를 방사 모양으로 형성된 복수의 충돌 부재를 갖추는 회전체로 형성되는 미스트화 수단에 분사함으로써 미스트를 생성하며, 생성된 미스트로부터 발생된 수증기는 기류 형성 장치에 의한 기류를 타고 디미스터(demister)를 통하여 수평 방향으로 병설되어 있는 열교환기로 유도되며, 열교환기의 연직 아래 방향으로부터 윗 방향으로 흐르는 저온 해수의 냉열에 의해 수증기를 응축시켜 담수를 회수할 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.
그러나 상기 종래기술은 전력 수급이 부족한 지역에서 에너지 절약에는 도움이 될 수 있으나, 담수화 장치의 전체적인 동작이 해수를 기반으로 하여 이루어지게 되므로 해수가 없는 곳에서는 그 사용이 전혀 불가능하게 되는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전력 수급 및 상수도 기반 시설이 부족한 환경을 고려하여 전기나 기름 등의 연료 없이 낮 시간대에 단지 태양광으로 태양전지에 전기를 축적하고 축적된 전기를 이용하여 낮 시간 대비 습기가 많은 밤 시간대에 공기 중의 습기를 응축시켜 물을 생성하며 생성된 물은 필터를 거쳐 인체에 무해한 음용수로 제조하여 음용수 저수조에 저장한 후 저수조의 배출구를 통해 필요시 사용자에게 공급할 수 있도록 함으로써, 전력 공급 및 상수도 시설이 충분하지 못해 정수되지 않은 물을 섭취해야만 하는 물 기근 국가 등에서 음용 가능한 담수를 충분하게 공급할 수 있도록 한 태양광을 이용한 조수기를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 기온, 공기 중의 습도, 태양광에 의한 조도, 태양전지의 출력, 이차전지의 전위, 저장부의 수위, 음용수의 산도(pH) 또는 오염도를 각각 감지하는 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부, 태양광의 집광을 위한 다수의 태양전지 패널로 구성되며 태양광을 집광하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지부, 태양 전지부에서 생산되는 전기 에너지를 직접 공급받아 구동되며 센서부의 하나 이상의 센서신호를 입력신호로 공급받아 기온과 공기 중의 습도, 태양광의 조도, 저장부의 수위 측정결과에 따라 수분 흡착부의 동작을 제어하여 상대 습도가 높은 시간대에 공기 중의 습기를 응축시켜 물을 생성하기 위한 일련의 조수 프로세스를 실행하는 주제어부, 태양 전지부에 의해 생산되는 전기 에너지를 축적하며 상기 전기 에너지를 시스템의 각 부분에 필요한 동작 전원으로 공급하는 이차 전지부, 전력 변환장치 또는 스위칭 소자 또는 전력 제어회로를 포함하여 내부 회로가 구성되며 이차 전지부에서 제공되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 압축기와 냉각기 및 살균기의 구동에 필요한 각 부분의 동작 전원을 공급하는 전력 변환부, 공기를 흡입, 냉각 및 압축시키기 위한 흡입 팬과 냉각기와 압축기 및 흡착판을 포함하여 구성되며 흡입 팬으로 공기를 흡입한 후 냉각기와 압축기로 냉각 및 압축시켜 공기 중의 수분 입자를 응축시키고 응축된 공기 중의 수분을 흡착판에 흡착시키는 수분 흡착부, 수분 흡착부의 흡착판으로부터 수분 입자를 분리 및 포집하여 물을 생성하고 생성된 물을 여과하고 살균하여 인체에 무해한 음용수로 제조하는 여과 및 포집부, 및 여과 및 포집부를 거쳐 여과 및 살균된 음용수를 저장하는 음용수 저장부를 포함하는 태양광을 이용한 조수기이다.
상기 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조수기는, 센서부에서 측정되는 태양 전지의 출력, 이차 전지의 전위, 음용수 저수조의 수위, 음용수의 산도 또는 오염도 측정 결과, 및 주제어부에서 산출되는 상대습도를 각각 구분하여 표시하는 하나 이상의 표시부를 더 구비하여 구성될 수 있다.
상기 본 발명의 각 실시 형태에서, 센서부는 수분 흡착부에 설치되며 기온과 공기 중의 습도를 각각 감지하는 온도 센서 및 습도 센서, 다수 개의 태양전지 패널 중의 어느 하나에 설치되며 태양전지로 입사되는 태양광에 의한 조도 및 태양전지 패널에서의 출력을 각각 감지하는 조도 센서 및 태양전지 전원 센서, 이차 전지부에 설치되며 이차 전지의 전위 레벨을 감지하는 이차전지 전위 센서, 여과 및 포집부에서 음용수 저장부로 공급되는 음용수의 유로 상에 설치되며 여과 및 살균된 음용수의 산도(pH)와 오염도를 감지하는 pH 센서, 및 음용수 저장부의 저수조 내에 설치되며 저수조의 만수위를 감지하는 수위 센서를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 각 실시 형태에서, 여과 및 포집부는 수분 흡착부의 흡착판에 진동을 가하여 수분 입자를 흡착판으로부터 분리 및 포집하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 각 실시 형태에서, 주제어부는 센서부에서 감지되는 기온과 공기 중의 습도 측정 결과로 상대 습도를 산출하여 산출된 상대 습도가 기 설정된 제1습도 기준치보다 낮은 경우 수분 흡착부의 동작을 정지시킨 상태에서 태양 전지부를 통해 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하여 이차 전지부에 축적하고, 산출된 상대 습도가 제1습도 기준치보다 높은 경우 이차 전지부에 축적된 전기 에너지로 수분 흡착부를 동작시켜 공기 중의 습기를 응축시켜 물을 생성하면서 음용수 저장부에서 감지되는 수위 센서에 의해 만수위가 감지되면 수분 흡착부의 작동을 정지시키고 만수위가 감지되지 않으면 수분 흡착부를 구동시켜 조수가 재개되도록 제어하는 일련의 조수 프로세스 구동 로직을 탑재한 것으로 특징으로 한다.
상기 본 발명의 각 실시 형태에서, 수분 흡착부는 흡입 팬의 전면에 흡입되는 공기 중의 이물질을 제거하기 위한 에어 필터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 낮 시간대에 단지 태양광으로 태양전지에 전기를 축적하고 축적된 전기를 이용하여 낮 시간 대비 습기가 많은 밤 시간대에 공기 중의 습기를 응축시켜 물을 생성할 수 있게 되므로, 전력 수급 및 상수도 기반 시설이 부족한 환경에서도 전기나 기름 등의 연료 없이 사용할 수 있게 되는 이점이 있다.
또한 본 발명에 의해 생성된 물은 필터를 거쳐 인체에 무해한 음용수로 제조되어 음용수 저수조에 저장된 다음, 상기 저수조의 배출구를 통해 제공될 수 있게 되므로, 전력 공급 및 상수도 시설이 충분하지 못해 정수되지 않은 물을 섭취해야만 하는 물 기근 국가 등에서 시간에 관계없이 음용 가능한 담수를 충분하게 공급할 수 있게 되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 태양광을 이용한 조수기의 전체적인 구성을 예시한 블록도이다
도 2는 도 1의 주제어부에 탑재되는 조수 프로세스의 구성 예를 도시한 동작 흐름도이다.
* 부호의 설명
10 : 센서부 11 : 온도 센서
12 : 습도 센서 13 : 조도 센서
14 : 태양전지 전원 센서 15 : 이차전지 전위 센서
16 : pH 센서 17 : 수위 센서
20 : 태양 전지부 30 : 주제어부
40 : 이차 전지부 50 : 전력 변환부
60 : 수분 흡착부 70 : 여과 및 포집부
80 : 음용수 저장부 90 : 표시부
이하, 본 발명에 의한 태양광을 이용한 조수기의 구성 및 전체적인 동작을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 태양광을 이용한 조수기의 전체적인 구성을 예시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 주제어부에 탑재되는 조수 프로세스의 구성 예를 도시한 동작 흐름도로서, 도 1에 예시된 바와 같이 본 발명의 조수기는, 크게 센서부(10), 태양 전지부(20), 주제어부(30), 이차 전지부(40), 전력 변환부(50), 수분 흡착부(60), 여과 및 포집부(70), 및/또는 음용수 저장부(80)를 포함하여 구성되며, 또한 이러한 구성의 조수기는 표시부(90)를 더 포함하여 다른 실시 형태로도 구성될 수도 있다.
센서부(10)는 공기의 온도, 공기 중의 습도, 태양광에 의한 조도, 태양전지의 출력, 이차전지의 전위, 음용수 저수조의 수위, 음용수의 산도(pH) 및/또는 오염도를 각각 감지하는 하나 이상의 센서를 포함하여 구성되며, 각각의 센서에 의한 측정 결과를 주제어부(30)에 입력신호로 전달할 수 있도록 주제어부(30)의 입력단자와 전기적으로 연결된다. 이러한 센서부(10)는 온도 센서(11), 습도 센서(12), 조도 센서(13), 태양전지 전원 센서(14), 이차전지 전위 센서(15), pH 센서(16), 및/또는 수위 센서(17)를 포함하여 구성된다.
온도 센서(11)는 수분 흡착부(60)에 설치되며, 공기의 온도를 감지하여 주제어부(30)로 전달하고, 습도 센서(12)는 수분 흡착부(60)에 설치되며, 공기 중의 습도를 감지하여 주제어부(30)로 전달한다.
조도 센서(13)는 집광판을 구성하는 다수 개의 태양 전지 패널 중의 어느 하나의 패널의 전면에 설치되며, 태양 전지로 입사되는 태양광에 의한 조도를 감지하여 주제어부(30)에 전달하고, 태양전지 전원 센서(14)는 다수 개의 태양전지 패널 중의 어느 하나의 태양전지의 전위 출력단자에 설치되며, 해당 태양전지 패널에서의 출력을 감지하여 주제어부(30)에 전달한다.
이차전지 전위 센서(15)는 이차 전지부(40)의 출력단에 설치되며, 이차 전지에 축적된 전위 레벨을 감지하여 주제어부(30)에 전달한다.
pH 센서(16)는 여과 및 포집부(70)에서 음용수 저장부(80)로 공급되는 음용수의 유로 상에 설치되며, 여과 및 살균된 음용수의 산도(pH)와 오염도를 감지하여 주제어부(30)에 전달한다.
수위 센서(17)는 음용수 저장부(80)의 저수조 내에 설치되며, 저수조의 만수위를 감지하여 주제어부(30)에 전달한다.
태양 전지부(20)는 태양광의 집광을 위한 다수의 태양전지 패널로 구성되며, 태양광을 집광하여 전기 에너지를 생산하여 주제어부(30)에 동작 전원을 공급함과 아울러 이차 전지부(40)에 전기 에너지를 축적시킨다.
주제어부(30)는 태양 전지부(20)에서 생산되는 전기 에너지를 직접 공급받아 동작이 구동되며, 센서부(10)의 하나 이상의 센서신호를 입력신호로 공급받아 기온, 공기 중의 습도 및 음용수 저장부의 수위 측정결과에 따라 수분 흡착부(60)의 동작을 제어하며, 상대 습도가 높은 시간대에 공기 중의 습기를 응축시켜 물을 생성하는 일련의 조수 프로세스를 실행한다. 특히 본 발명에 의한 조수 프로세스를 수행하는 주제어부(30)는, 도 2의 동작 흐름도에 예시된 바와 같이 센서부(10)에서 입력되는 각 센서의 출력신호를 입력받는 단계(S101), 센서부(10)에서 감지되는 현재 기온과 공기 중의 현재 습도를 측정한 결과로 현재 공기 중의 상대 습도를 산출하는 단계(S102), 산출된 현재 공기 중의 상대 습도를 미리 설정된 제1습도 기준치(상기 미리 설정된 제1습도 기준치는 조수 프로세스를 가동시키기 위한 값으로서, 조수기 설치 지역에 따라서 초기 세팅시 달라질 수 있으며, 예를 들면 조수기 설치 지역에서 밤 시간대에 측정되는 상대 습도의 평균치 또는 하한치 등으로 설정될 수 있음)와 비교하는 단계(S103), 비교결과 산출된 상대습도가 기 설정된 제1습도 기준치보다 낮은 경우(S103의 N분기) 수분 흡착부(60)의 동작을 정지시킨 상태에서 태양 전지부(20)를 통해 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하여 이차 전지부(40)에 축적하는 단계(S104), 비교 결과 산출된 상대 습도가 제1습도 기준치보다 높은 경우(S103의 Y분기), 다시 센서부(10)의 수위 센서(17)에서 감지되는 음용수 저장부(80)의 저수조의 수위가 만수위로 감지되는지를 확인하는 단계(S105), 확인 결과 만수위가 확인되면(S105의 Y분기) 수분 흡착부의 구동을 정지시킨 상태에서 태양 전지부(20)를 통해 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하여 이차 전지부(40)에 축적(S104)하도록 동작을 제어하고, 만수위가 감지되지 않으면(S105의 N분기) 이차 전지부(40)에 축적된 전기 에너지로 수분 흡착부(60)를 구동시켜 공기 중의 습기를 응축시키고 물을 생성하도록 제어하는 단계(S106)로 이루어지는 일련의 조수 프로세스 구동 로직을 탑재한다.
이차 전지부(40)는 이차 전지로 구성되며 태양 전지부(20)에 의해 생산되는 전기 에너지를 축적하였다가, 축적된 직류전원을 시스템의 각 부분에 필요한 동작 전원으로 공급될 수 있도록 전력 변환부(50)로 공급한다.
전력 변환부(50)는 인버터 등의 전력 변환장치 또는 스위칭 소자와 전력 제어회로로 내부 회로가 구성되며, 이차 전지부(40)에서 제공되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하며, 압축기, 냉각기 및 살균기의 효율적 구동에 필요한 동작 전원으로 공급되도록 한다.
수분 흡착부(60)는 외부 공기를 흡입, 냉각 및 압축시키기 위한 통상적인 흡입 팬, 냉각기와 압축기를 공기 응축수단으로 사용하고, 응축된 수분 입자를 흡착시키기 위한 흡착판을 포함하여 구성되며, 흡입 팬으로 외부 공기를 흡입한 후 냉각기와 압축기로 냉각 및 압축시켜 공기 중의 수분 입자를 응축시키고, 응축된 공기 중의 수분을 흡착판에 흡착시키도록 구성된다. 상기 수분 흡착부(60)에는 흡입 팬의 전면에 흡입되는 공기 중의 이물질을 제거하는 에어 필터가 더 설치될 수도 있다.
여과 및 포집부(70)는 수분 흡착부(60)의 하방에 설치되며, 흡착판으로부터 수분 입자를 분리 및 포집하여 물을 생성하고, 생성된 물을 필터 및 살균기를 통해 여과 및 살균하여 인체에 무해한 음용수를 제조한다. 이러한 여과 및 포집부(70)는 수분 흡착부(60)의 흡착판에 진동을 가하여 흡착판으로부터 수분 입자를 신속하게 분리한다.
음용수 저장부(80)는 여과 및 포집부(70)를 거쳐 여과 및 살균된 음용수를 저수조 등에 저장하며, 이러한 저수조에는 그 일측 하방에 배출구를 구비하여 저장된 음용수를 사용할 수 있도록 필요에 따라 배출 가능하게 구성된다.
표시부(90)는 센서부에서 측정되는 태양 전지의 출력, 이차 전지의 전위, 음용수 저수조의 수위, 음용수의 산도 또는 오염도 측정 결과, 및 주제어부에서 산출되는 상대습도를 각각 구분하여 표시한다.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 조수기의 동작 및 그에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 주요 구성 요소인 다수 개의 집광판으로 구현된 태양전지 패널로 구성되는 태양 전지부(20), 마이크로프로세서로 구성되는 주제어부(30), 축전지로 구성되는 이차 전지부(40), 및 인버터와 스위칭 소자로 구성되는 전력 변환부(50)를 차례로 연결하여, 태양 전지부(20)에서 생산된 전기 에너지가 각각 주제어부(30)의 동작 전원 및 이차 전지부(40)의 축적 에너지로 저장될 수 있도록 하고, 전력 변환부(50)에 의해 수분 흡착부(60)의 흡입팬, 냉각기 및 압축기가 구동 가능하도록 연결한다. 그리고 수분 흡착부(60)의 흡착판 하방에 여과 및 포집부(70)의 필터와 살균기를 설치하고 필터와 살균기를 거쳐 나온 물이 음용수 저장부(80)의 저수조로 유입될 수 있도록 하며, 하나 이상의 표시수단으로 구성되는 표시부(90)를 주제어부(30)에 의해 구동 가능하게 연결한다.
다음으로 흡입 팬으로 흡입되는 공기의 온도를 감지할 수 있도록 온도 센서(11)와 습도 센서(12)를 수분 흡착부(60)에 설치하며, 기온 감지신호와 습도 감지신호가 주제어부(30)의 입력신호로 전달될 수 있도록 전기적으로 연결하고, 태양 전지로 입사되는 태양광에 의한 조도 및 태양전지 패널에서의 출력을 감지할 수 있도록 다수 개의 태양 전지 패널 중의 어느 하나의 패널의 전면에 조도 센서(13)를 설치하고, 태양전지의 전위 출력단자에 태양전지 전원 센서(14)를 설치하여 조도 감지신호와 태양전지 전위 감지신호가 주제어부(30)의 입력신호로 전달될 수 있도록 전기적으로 연결한다.
또한, 이차 전지부(40)에는 이차 전지에 축적된 전위 레벨을 감지할 수 있도록 그 출력단에 이차전지 전위 센서(15)를 설치하고, 여과 및 살균된 음용수의 산도(pH)와 오염도를 감지할 수 있도록 여과 및 포집부(70)에서 음용수 저장부(80)로 공급되는 음용수의 유로 상에 pH 센서(16)를 설치하며, 저수조의 만수위를 감지할 수 있도록 음용수 저장부(80)의 저수조 내에 수위 센서(17)를 설치하며, 이차전지 전위 감지신호, 음용수의 산도(pH)와 오염도 감지신호 및 저수조의 만수위 감지신호가 주제어부(30)의 입력신호로 각각 전달될 수 있도록 전기적으로 연결한다.
이와 함께, 주제어부(30)에는 센서부(10)의 하나 이상의 센서신호를 입력신호로 공급받아 기온, 공기 중의 습도 및 음용수 저장부의 수위 측정결과에 따라 수분 흡착부(60)의 동작을 제어하여 상대 습도가 높은 시간대에 공기 중의 습기를 응축시켜 물을 생성하기 위한 일련의 조수 프로세스 로직을 탑재하여 실행 가능하게 한다.
이와 같이 연결 및 탑재가 완료된 상태에서 태양 전지부(20)에서 생산된 전기 에너지가 주제어부(30) 및 시스템 각 부에 동작 전원으로 공급되게 되면, 상기 주제어부(30)에 탑재된 조수 프로세스 로직이 수행되게 되며, 상기 주제어부(30)는 도 2의 동작 흐름도에 예시된 바와 같이 센서부(10)에서 입력되는 각 센서의 출력신호를 입력(S101)받아, 센서부(10)에서 감지되는 현재 기온과 공기 중의 현재 습도를 측정한 결과로부터 현재 공기 중의 상대 습도를 산출(S102)한다.
주제어부(30)는 산출된 현재 공기 중의 상대 습도를 미리 설정된 제1습도 기준치와 비교(S103)하며, 비교결과 산출된 상대습도가 기 설정된 제1습도 기준치보다 낮은 경우(S103의 N분기), 수분 흡착부(60)의 구동을 정지시킨 상태에서 태양 전지부(20)를 통해 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하여 이차 전지부(40)에 축적(S104)한다. 반면에 상기 비교단계(S103)에서 산출된 상대 습도가 제1습도 기준치보다 높은 경우(S103의 Y분기), 주제어부(30)는 다시 센서부(10)의 수위 센서(17)에서 감지되는 음용수 저장부(80)의 저수조의 수위가 만수위로 감지되는지를 확인(S105)하고, 확인 결과 저수조의 만수위가 확인되면(S105의 Y분기) 수분 흡착부의 구동을 정지시킨 상태에서 태양 전지부(20)를 통해 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하여 이차 전지부(40)에 축적(S104)하도록 동작을 제어하고, 저수조의 만수위가 감지되지 않으면(S105의 N분기) 이차 전지부(40)에 축적된 전기 에너지로 수분 흡착부(60)를 구동(S106)시켜 공기 중의 습기를 응축시킴으로써 물을 생성하도록 제어한다.
이러한 과정을 반복하면서 주제어부(30)는 태양광이 있고 상대 습도가 낮은 낮시간대에는, 태양 전지부(20)에 의해 전기 에너지를 생산하여 이차 전지부(40)에 축적하게 되며, 태양광이 없고 낮 시간대 대비 상대 습도가 비교적 높은 밤시간대에는, 이차 전지부(40)에 축적된 직류 전원을 전력 변환부(50)를 통해 교류 전원으로 변환하여 시스템의 각 부분에 필요한 동작 전원으로 공급되도록함으로써, 수분 흡착부(69)의 흡입팬, 압축기 및 냉각기, 여과 및 포집부(70)의 필터와 살균기를 각각 구동시킬 수 있게 된다.
따라서 수분 흡착부(60)에서는 에어 필터를 통해 외부 공기 중의 이물질을 제거한 후 흡입 팬으로 외부 공기를 흡입하고, 흡입된 외부 공기를 냉각기 및 압축기로 냉각 및 압축시켜 공기 중의 수분 입자를 응축시키며, 응축된 공기 중의 수분입자를 흡착판에 흡착시킬 수 있게 된다.
마지막으로 여과 및 포집부(70)에서는 수분 흡착부(60)의 흡착판에 진동을 가함으로써, 흡착판으로부터 수분 입자를 신속하게 분리 및 포집하여 물을 생성할 수 있게 되며, 이렇게 생성된 물은 필터 및 살균기를 통해 여과 및 살균된 상태에서 인체에 무해한 음용수로 음용수 저장부(80)에 저장된다.
한편, 상기와 같이 각 센서부에서 측정되는 태양 전지의 출력, 이차 전지의 전위, 음용수 저수조의 수위, 음용수의 산도 또는 오염도 측정 결과, 및 주제어부에서 산출되는 상대습도는 표시부(90)를 통해 각각 구분되어 개별적으로 표시할 수 있게 된다.
이상의 본 발명에 의하면, 태양광이 충분한 낮 시간대에는 태양광을 이용한 자가 발전으로 전기 에너지를 생산하여 이차전지에 축적하였다가 축적된 전기 에너지를 이용하여 낮 시간 대비 비교적으로 습도가 높은 밤 시간대의 공기 중의 수분을 모아서 효율적으로 물을 생성할 수 있게 되므로, 상수도 기반 시설이나 전력 수급이 원할하지 않은 지역에 저가의 비용으로 용이하게 음용수를 제공할 수 있게 되는 이점이 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 전력 공급 및 상수도 시설이 충분하지 못해 정수되지 않은 물을 섭취해야만 하는 물 기근 국가 등에서 음용 가능한 담수를 충분하게 공급할 수 있도록 한 태양광을 이용한 조수기를 제공할 수 있어 조수기분야에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 기온, 공기 중의 습도, 태양광에 의한 조도, 태양전지의 출력, 이차전지의 전위, 음용수 저장부의 수위, 음용수의 산도(pH) 또는 오염도를 각각 감지할 수 있는 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부;
    태양광의 집광을 위한 다수의 태양전지 패널로 구성되며, 태양광을 집광하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지부;
    상기 태양 전지부에서 생산되는 전기 에너지를 직접 공급받아 구동되며, 상기 센서부의 하나 이상의 센서신호를 입력신호로 공급받아 기온, 공기 중의 습도 및 음용수 저장부의 수위 측정결과에 따라 수분 흡착부의 동작을 제어하여 상대 습도가 높은 시간대에 공기 중의 습기를 응축시켜 물을 생성하는 조수 프로세스 실행을 위한 주제어부;
    태양 전지부에 의해 생산되는 전기 에너지를 축적하며, 축적된 상기 전기 에너지를 시스템의 각 부분에 필요한 동작 전원으로 공급하는 이차 전지부;
    전력 변환장치, 스위칭 소자 또는 전력 제어회로를 포함하여 내부 회로가 구성되며, 상기 이차 전지부에서 제공되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 압축기, 냉각기 및 살균기의 구동에 필요한 각 부분의 동작 전원으로 공급하는 전력 변환부;
    공기를 흡입, 냉각 및 압축시키기 위한 흡입 팬과, 냉각기, 압축기 및 흡착판을 포함하여 구성되며, 흡입 팬으로 공기를 흡입한 후 냉각기와 압축기로 냉각 및 압축시켜 공기 중의 수분 입자를 응축시키고 응축된 공기 중의 수분을 흡착판에 흡착시키는 수분 흡착부;
    상기 수분 흡착부의 흡착판으로부터 수분 입자를 분리 및 포집하여 물을 생성하고 생성된 물을 여과 및 살균하여 인체에 무해한 음용수로 제조하는 여과 및 포집부; 및
    상기 여과 및 포집부를 거쳐 여과 및 살균된 음용수를 저장하는 음용수 저장부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 조수기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부에서 측정되는 태양 전지의 출력, 이차 전지의 전위, 음용수 저수조의 수위, 음용수의 산도 또는 오염도 측정 결과, 및 주제어부에서 산출되는 상대습도를 각각 구분하여 표시하는 하나 이상의 표시부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 조수기.
  3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    수분 흡착부에 설치되며, 기온과 공기 중의 습도를 각각 감지하는 온도 센서 및 습도 센서;
    다수 개의 태양전지 패널 중의 어느 하나에 설치되며, 태양전지로 입사되는 태양광에 의한 조도 및 태양전지 패널에서의 출력을 각각 감지하는 조도 센서 및 태양전지 전원 센서;
    이차 전지부에 설치되며, 이차 전지의 전위 레벨을 감지하는 이차전지 전위 센서;
    여과 및 포집부에서 음용수 저장부로 공급되는 음용수의 유로 상에 설치되며, 여과 및 살균된 음용수의 산도(pH)와 오염도를 감지하는 pH 센서; 및
    음용수 저장부의 저수조 내에 설치되며, 저수조의 만수위를 감지하는 수위 센서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 조수기
  4. 제1항에 있어서,
    상기 여과 및 포집부는,
    수분 흡착부의 흡착판에 진동을 가하여 수분 입자를 흡착판으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 조수기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수분 흡착부는,
    흡입 팬의 전면에 흡입되는 공기 중의 이물질을 제거하기 위한 에어 필터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 조수기.
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