KR101057472B1 - 순환식 수막난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 순환식 수막 난방장치는 시설재배를 위한 비닐하우스와, 상기 비닐하우스에 설치되어 비닐하우스에 수막을 형성하기 위해 물을 분사하는 복수개의 노즐들을 가진 급수관들과, 회수탱크의 물을 상기 급수관에 공급하는 급수수단과, 상기 비닐하우스에 분사되어 수막을 형성한 물을 회수탱크로 회수하기 위한 물회수수단을 구비하며, 상기 노즐들이 설치되는 급수관에 설치되어 급수관 내의 물을 가열하기 위한 가열수단을 구비한다.

본 발명에 따른 수막 난방장치는 수막을 형성하기 위한 물의 소비를 최소화하고, 난방효율을 극대화할 수 있다.

수막, 비닐하우스, 회수, 방제, 급수관, 히터.

Description

순환식 수막난방장치{Apparatus for water-curtain cultivation}

본 발명은 순환식 수막난방장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 지하수를 이용하여 시설하우스인 비닐하우스 표면에 온수막을 형성하여 시설하우스를 난방 할 수 있으며, 용수절감 및 병충해 방제가 가능한 순환식 수막 난방장치에 관한 것이다.

통상적으로 농업은 자연의 기상 조건에 따라서 생육 환경이 조성되므로 작황이 한 해의 기상 조건에 따라 변동이 심하다. 기존에 변동이 심한 자연 조건에만 의존하여 농업을 수행하는 대신에 많은 수확을 이루거나 또는 해당 지역의 자연 조건상 생산이 불가한 계절에 작물을 생육시켜 작물의 희소성으로 높은 부가가치를 얻을 수 있도록 하기 위하여 시설재배가 다양하게 이루어지고 있다. 대표적인 시설 재배로는 비닐하우스를 이용한 재배로, 일정한 생육 조건을 인공적으로 조성하여 계절적으로 재배가 어려운 시기에도 농업을 가능하게 하고 있다.

비닐하우스는 철제 파이프 등과 같은 프레임을 밴딩하여 터널 형태의 골격을 형성하고, 그 위에 염화비닐필름, 폴리에틸렌필름 등의 비닐필름 종류의 피복비닐을 덮어 고정한 것으로, 주로 채소류, 화훼류, 과실류의 재배에 쓰임은 물론, 축 산업계에서도 두루 사용되고 있다.

상기 비닐하우스는 단열특성이 좋지 않기 때문에 동절기에 농작물을 속성 재배시키거나 비닐하우스 즉, 시설 재배지 내의 농작물에 냉해를 방지하기 위하여 적절한 난방이 이루어져야 한다.

이러한 시설재배지인 비닐하우스의 난방은 비닐하우스를 이중으로 형성하여 내부 비닐하우스와 외부비닐하우스 사이에 난방공간을 형성하거나, 내부 비닐하우스를 별도의 보온재를 이용하여 덮거나 별도의 온풍 난방기를 이용하게 된다.

일반적으로, 국내의 시설재배용 비닐하우스 및 축양장의 난방은 시설비가 저렴한 온풍 난방기를 주요수단으로 사용하며 국내의 온실 난방면적의 95% 이상을 차지한다. 이러한 온풍난방은 공기를 가열하여 실내를 가열하므로 공기가 건조해지고 실내온도 변화가 심한 단점이 있다. 식물을 재배하는 시설재배용 비닐하우스의 경

우에 특히 잎이 마르면 생육에 영향을 주는 오이, 토마토 등의 작물에는 사용할 수 없는 단점을 가지고 있다. 또한 여름철에는 지나친 고온으로 작물이나 생물의 생육과 성장에 피해를 주므로 냉방을 위해서는 에어컨 및 냉수발생 장치를 별도로 설치하거나 시설에 환기팬 등으로 적정온도로 유지하고 있으므로, 작물이나 가축류 등의 적정온도를 위해 냉방이 필요한 실정이며, 이를 위하여 별도로 냉방시스템을 구비하여야 하는 문제점이 있다.

이러한 점을 감안하여 실록실용신안공보 제20-0362982호에는 계절적 요인에 대하여 관정을 개발하여 수온의 변화가 적은 지하수를 이용하여 겨울철에는 제설용으로, 여름에는 비닐하우스의 온도를 조절하는 기술적 구성이 개시되어 있다. 그리 고 공개특허 제 2003-0023912호에는 비닐하우스가 내,외측의 2중 구조로 하고, 상기 내측 비닐하우스 상단에 설치된 급수호스를 설치하여 수막을 형성함으로써 수막을 형성함으로써 난방하는 기술적 구성이 개시되어 있다.

또한 공개 특허 제 2008-0072235호에는 지하수를 이용한 수막 재배시설난방 및 지하수 환원장치가 개시되어 있다. 개시된 환원장치는 비닐 하우스에 분사되어 수막을 형성하는 물을 회수하여 정화한 후 지하로 리턴 시키는 구조를 가진다. 그러나 이러한 구성은 지하수를 오염시킬 우려가 있다.

특허등록 제 0597373호에는 수막 난방용 용수 공급장치가 개시되어 있다. 개시된 수막난방용 용수공급장치는 회수되는 물을 보일러를 이용하여 가열한 후 비닐하우스에 분사하는 구조를 가진다. 이러한 구성은 보일러에 의해 가열된 물이 상대적으로 긴 관을 통하여 이동되는 과정에서 냉각되어 가열효율을 극대화 시킬 수 없는 문제점이 있다.

한편, 종래의 수막형성장치는 지하수의 소모량이 상대적으로 많아 지하수를 고갈시키게 되는 문제점이 있으며, 나아가서는 비닐하우스가 밀집된 지역에서는 수량이 절대 부족하여 충분한 수막 형성을 통한 비닐하우스 난방 효과를 기대하기 어렵다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수막을 형성하기 위한 물을 분사되는 노즐과 인접된 관로에서 가열하여 물의 가열에 따른 효과를 극대화 시킬 수 있으며, 겨울철 난방비용을 최소화 할 수 있는 순환식 수막 난방장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 수막을 형성하기 위한 물을 절략하여 비닐하우스 단지에서 수막형성으로 인한 지하수의 고갈을 근본적으로 방지할 수 있는 순환식 수막 난방장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 비닐하우스 내의 식물에 약재를 살포할 수 있는 순환식 수막 난방장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 순환식 수막 난방장치는 시설재배를 위한 비닐하우스와, 상기 비닐하우스에 설치되어 비닐하우스의 상부에 물을 분사하는 복수개의 노즐들을 구비한 급수관들과, 회수탱크의 물을 상기 급수관에 공급하는 급수수단과, 상기 수막을 형성한 물을 회수탱크로 회수하기 위한 물회수수단을 구비하며,

상기 노즐들이 설치되는 급수관에 설치되어 급수관으로 공급되는 물을 가열하기 위한 가열수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 가열수단은 상기 급수관을 따라 매립되는 적어도 하나의 전열히터를 구비한다. 그리고 상기 급수관과 연결되어 병충해 방제를 위하여 액재를 살포하는 약제공급수단을 더 구비한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 순환식 수막 난방장치는 수막 난방장치는 비닐하우스 내부의 온도 유지를 위한 수막형성에 사용된 물을 재활용할 수 있으므로 하루 수 십톤씩의 지하수의 소모량을 최소화 시킬 수 있다. 또한 비닐하우스에 수막을 형성하기 위한 물의 가열효율을 극대화 할 수 있다.

그리고 지하수의 소모량이 상대적으로 적으므로 지하수 취수를 위한 관정시공비를 줄일 수 있으며, 난방을 위한 유지비용이 상대적으로 저렴하고, 비닐하우스에서 재배하는 식물의 병충해를 방제할 수 있으므로 장비의 이용도를 높일 수 있다.

본 발명에 따른 순환식 수막 난방장치는 온수를 이용하여 비닐하우스에 수막을 형성하여 식물의 재배공간 또는 축사를 난방할 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 순환식 수막 난방장치(10)는 외부비닐하우스(11)의 내부에 내부비닐하우스(12)를 설치하여 난방공간(13)을 형성하고, 상기 내부 비닐하우스(12)의 표면에 수막을 형성하기 위한 것으로, 상기 난방공간에 설치되어 상기 내부 비닐하우스(12)의 표면에 수막을 형성하기 위해 물을 분사하는 복수개의 노즐(21)들을 구비한 급수관(20)들과, 회수탱크의 물을 상기 급수관에 공급하는 급수수단(30)과, 상기 급수관(20)으로부터 분사되어 수막을 형성한 물을 상기 회수탱크로 회수하는 물회수수단(40)과, 상기 노즐(21)이 설치되는 급수관(20)에 설치되어 급수관(20)을 통하여 공급되는 물을 가열하기 위한 가열수단(50)을 구비한다. 그리고 상기 급수관(20)을 통하여 병충해 방제를 위한 약제를 공급하는 약제 공급수단(60)을 더 구비한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 순환식 수막 난방장치(10)를 구성요소 별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 급수수단(30)은 회수탱크(100)와 급수관(20)을 연결하는 제 1연결관(31)과 상기 제1연결관(31)의 관로 상에 설치되는 순환펌프(32)와 보조가열수단(80)을 구비한다. 상기 순환펌프(32)는 상기 노즐(21)을 통하여 물을 무화시킬 수 있도록 압송하는 원심펌프가 이용될 수 있다.

그리고 상기 보조 가열수단(80)은 열교환매체(81)가 저장되는 보조탱크(82)와, 상기 보조탱크(82)의 내부에 설치되어 제1연결관(31)과 연결되어 이를 통과하는 물을 가열하기 위한 코일유니트(83)과, 상기 보조탱크(82)에 설치되어 상기 열교환 매체(81)를 가열하기 위한 보조히터(84)를 구비한다. 상기 보조 가열수단(80)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 상기 제1연결관을 통하여 압송되어 수막을 형성하기 위한 물을 1차 가열할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 예컨대, 보일러, 전열히터, 히트펌프 등이 이용될 수 있다.

상기 노즐(21)들이 설치되는 급수관(20)은 금속 또는 합성수지관으로 이루어질 수 있는데, 이 급수관(20)에는 노즐(21)들을 통하여 분사되는 물을 가열하기 위한 가열수단(50)이 설치된다. 이 가열수단(50)은 도 3에 도시된 바와 같이 급수관(20)에 매립되는 전열히터(51)들을 포함한다. 이 전열히터(51)는 급수관(20)이 합성수지로 이루지는 경우 사출 시 인서트 몰딩 될 수 있다. 상기 가열수단(50)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 도 4에 도시된 바와 같이 급수관(20)의 외주 면에 설치되는 히터(52)로 이루어질 수 있다 여기에서 상기 히터(52)는 밴드 히터로 이루어질 수 있다.

상기 물 회수수단(40)은 상기 급수관(21)의 노즐(21)들로부터 무화상태로 분사되어 내부 비닐하우스(12)를 따라 흐른 물을 회수탱크(100)로 회수하기 위한 것으로, 상기 내부 비닐하우스(12)와 외부비닐 하우스(11)의 사이의 지면 측에 설치되는 회수용 물받이(41)와, 회수용 물받이(41)와 상기 회수탱크(100)를 연결하는 제 2연결관(42)을 구비한다. 상기 회수용 물받이(41)에 의해 회수된 물을 별도의 저장탱크(미도시)에 저수된 후 제 2연결관(42)을 통하여 회수탱크(100)로 회수될 수도 있다. 그리고 상기 제 2연결관(42)에는 회수되는 물로부터 이물질을 제거하기 위한 여과기(44)와 회수펌프(45)가 설치된다.

한편, 상기 제 2연결관(42)에는 회수되는 물을 지하관정으로 유입시키기 위한 분기관(46)을 더 구비할 수 있는데, 이에 한정되지 않고 제2연결관(42)에는 회수되는 물을 지하관정을 통하여 가열된 후 회수탱크로 유입될 수 있도록 열교환관(미도시)을 더 구비 할 수 있다.

상기 회수탱크(100)는 지하관정(300)으로부터 물을 급수받기 위한 양수수단(70)을 구비한다. 상기 양수수단(70)은 양수펌프(71)와 이 양수펌프(71)와 물회수탱크(100), 보조탱크(82) 및 후술하는 약제탱크를 연결하는 제 3연결관(72)을 구비한다. 상기 물회수탱크(100), 보조탱크(82) 약제탱크를 연결하는 제 3연결관(72)의 분기부에는 제 2,3,4밸브(202)(203)(204)들이 설치될 수 있다.

상기 약제 공급수단(60)은 내부하우스(12)의 비닐이 벗겨진 상태에 재배되 는 식물의 병충해를 방제하기 위한 것으로 약제 탱크(61)와 상기 약제탱크(61)와 순환펌프(32)가 연결될 수 있도록 상기 제 6연결관(35)과 연결되는 제 4연결관(63)과, 상기 순환펌프와 급수관(20)과 연결되는 측의 제1연결관(31)과 연결되는 제 5연결관(64)를 구비한다. 미설명부호 205 내지 208은 밸브들이며 미설명부호 73은 지하수를 여과하기 위한 여과기이다. 그리고 90은 약재의 살포시 약재를 노즐 측으로 압송하기 위한 압축기이다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 순환식 수막 난방장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 비닐하우스 즉, 내부 비닐하우스(12)의 외면에 수막을 형성하기 위해서는 상기 양수수단(70)의 양수펌프(71)를 구동시켜 외기의 온도보다 상대적으로 높은 지하수를 회수탱크(100)와 보조탱크(82)에 공급한다. 이 상태에서 상기 보조탱크(82)에 설치된 보조히터를 이용하여 상기 보조탱크(82) 내의 물을 설정된 온도로 가열한다. 여기에서 상기 보조탱크(82)의 내의 물은 보조 히터에 의해 반드시 가열할 필요는 없다

그리고 이 상태에서 상기 순환펌프(32)를 구동시켜 회수탱크(100) 내의 물을 펌핑하여 상기 보조탱크(82)의 내부에 설치된 코일유니트(83)와 제 1연결관(31)을 통하여 상기 급수관(20)으로 압송한다. 이 과정에서 상기 급수관(20)에는 급수관(20)을 통과하는 물을 가열하기 위한 가열수단(50)인 전열히터(51)가 설치되어 있으므로 급수관으로 공급되는 물이 가열되게 된다. 따라서 상기 순환펌프(32)에 의해 펌핑되어 상기 제 1연결관(32)을 통과하면서 냉각된 물을 가열할 수 있다.

상기와 같이 급수관(20)에 설치된 히터(51)에 의해 가열된 물은 상기 급수관(20)에 설치된 노즐(21)을 통하여 무화되어 상기 내부 하우스(12)에 외면에 분사되어 수막을 형성하게 되다. 이때에 상기 노즐로부터 무화된 물은 내부 비닐하우스(12)와 외부 비닐하우스(11) 사이의 단열공간에 분사된 후 내부비닐하우스(12)에 도포되므로 단열공간에서 물의 체공시간이 상대적으로 길어져 단열효과를 극대화 시킬 수 있으며 나아가서는 내부 비닐하우스(12)에 의해 구획된 식물의 성장공간을 난방 할 수 있게 된다. 또한 상기 내부 비닐 하우스의 외면과 외부 비닐 하우스(11)의 내면 사이에 수막을 형성하는 물은 상기 급수관(20)에 설치된 전열히터(51)에 의해 가열된 물이 이용되므로 난방효과를 극대화 시킬 수 있다.

상기와 같이 수막을 형성한 물은 내부비닐하우스(12)의 외면과 외부비닐하우스(11)의 내면을 따라 흘러 상기 회수용 물받이(41)와 제 2연결관(42)과 이에 설치된 회수펌프(45)를 통하여 회수탱크(100)로 회수된다. 이 과정에서 상기 회수되는 물은 제 2연결관(42)에 설치된 여과기(44)에 의해 여과된다. 상기와 같이 회수된 물은 상술한 바와 같은 방법으로 반복하여 내외부 비닐하우스(12)(11)에 수막을 형성하게 된다. 그리고 상기와 같이 회수되는 물은 제 2연결관(43)과 분기관(46)을 통하여 지하관정으로 리턴 될 수 있다. 이때에 상기 제 2연결관에는 여과기가 설치되어 있으므로 지하수를 오염시킬 우려는 없다.

그리고 수막난방장치를 이용하여 재배중인 식물의 병충해를 방제하기 위해서는 상기 내부 비닐하우스(12)의 비닐을 양측을 걷어 노즐(21)에 대해 식물들이 노출되도록 한다.

그리고 하절기에는 상술한 바와 같은 방법으로 지하수를 분사하여 내부 비닐하우스 내의 온도를 낮출 수 있다.

이 상태에서 상기 약제탱크(61)에 양수수단(70)에 의해 물을 공급받은 후 살포하고자 하는 약제를 희석시킨다. 그리고 회수탱크(100)와 제 1연결관(31)을 연결하는 밸브(206)를 차단한 후 제 4연결관(64)과 제 6연결관(35)이 연결되도록 하고, 순환펌프(32)와 제 5연결관(65)을 통하여 제 1연결관(31)과 연결되도록 한다.

이 상태에서 상기 순환펌프(32)를 구동시켜 약제 탱크(61) 내의 약제를 제 1연결관(31)과 급수관(20) 및 노즐(21)을 통하여 무화 상태로 상기 식물에 분사하여 방제작업을 수행한다. 약제의 살포작업이 완료되면 상기 압축기(90)의 압축공기를 이용하여 관로상의 잔여 약제를 노즐을 통하여 배출한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 순환식 수막 난방장치는 수막을 형성하는 지하수를 회수하여 재사용할 수 있으므로 수막을 형성하기 위한 물을 절약할 수 있으며, 나아가서는 대단위 시설재배단지에서 수막 형성을 위한 지하수의 부족문제를 근본적으로 방지할 수 있다. 특히 수막을 형성하는 과정에서 노즐을 통하여 분사되기 직전에 물을 가열할 수 있으므로 물의 가열효율을 높일 수 있으며, 수막의 형성에 따른 가열효과를 극대화 시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 순환식 수막 난방장치는 시설 비닐 하우스 뿐만아니라 축사, 가건물 등에 널이 적용 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 순환식 수막 난방장치를 개략적으로 나타내 도면,

도 2는 본 발명에 따른 순환식 수막 난방장치를 발체하여 도시한 일부절 제 사시도,

도 3은 급수관을 발췌하여 도시한 사시도,

도 4는 급수관의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 시설재배를 위한 비닐하우스와,

   상기 비닐하우스에 설치되어 비닐하우스에 수막을 형성하기 위해 물을 분사하는 복수개의 노즐들을 가진 급수관들과,

   회수탱크의 물을 상기 급수관에 공급하는 급수수단과, 상기 비닐하우스에 분사되어 수막을 형성한 물을 회수탱크로 회수하기 위한 물회수수단과,

   상기 노즐들이 설치되는 급수관에 설치되어 급수관 내의 물을 가열하기 위한 가열수단과,

   상기 급수관과 연결되어 병충해 방제를 위하여 액재를 살포하는 약제공급수단을 구비하며,

   상기 약제 공급수단은 약제탱크와, 상기 급수관에 물을 공급하기 위한 제1연결관에 설치되는 순환펌프를 연결하는 제 4,6연결관을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 순환식 수막 난방장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 급수수단은 회수탱크와 급수관을 연결하는 상기 제 1연결관과, 상기 제1연결관의 관로상에 설치되는 순환펌프와 보조가열수단을 구비하며,

   상기 비닐하우스는 외부비닐하우스와, 상기 외부비닐하우스의 내부에 설치되는 내부비닐하우스를 포함하고,

   상기 물 회수수단은 상기 내부 비닐하우스와 외부비닐 하우스의 사이의 지면측에 설치되는 회수용 물받이와, 상기 회수용 물받이와 상기 회수탱크를 연결하는 제 2연결관를 구비하며,

   상기 제 2연결관과 연결되며 지하관정으로 물을 되돌리기 위한 분기관을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 순환식 수막 난방장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 보조 가열수단은 보조탱크와, 상기 보조탱크에 설치되며 상기 제 1연결관과 연결되는 코일 유니트와, 상기 보조탱크 내의 열교환 매체를 가열하기 위한 히터를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 순환식 수막 난방장치.

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