KR101301329B1 - 지붕용 제설 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지붕용 제설 장치에 관한 것으로, 지붕 위에 설치되는 지지대와, 상기 지지대에 힌지 결합되어 상하 방향으로 회동하는 판상체 및 상기 판상체의 상단부와 상기 지붕을 연결하는 탄성체를 기본 구성으로 하여 무동력으로 각종 구조물의 지붕에 쌓인 눈을 제거하고, 상기 판상체에 자석, 완충재, 통풍구 등을 추가적으로 형성하여 기타 다른 환경 요소에 의한 파손을 방지할 수 있는 지붕용 제설 장치를 제공한다.

Description

지붕용 제설 장치{APPARATUS FOR REMOVING SNOW OF ROOF}
본 발명은 지붕용 제설 장치에 관한 것으로, 특히, 각종 구조물의 지붕에 쌓인 눈을 동력원 없이 신속하게 제거할 수 있는 지붕용 제설 장치에 관한 것이다.
최근 각종 산업 활동의 부산물로 이산화탄소(CO2)의 배출량이 급증하면서 지구 온난화 현상이 가속화되고 있으며, 이에 따라 전세계적으로 지진, 폭우, 폭설 등과 같이 예상치 못한 자연재해가 증가하고 있다.
우리나라의 경우에는 상술한 여러 종류의 자연재해 중에서 겨울철 폭설로 인한 피해가 특히 큰 것으로 보고되고 있으며, 구체적으로, 밤사이 내린 눈이 수십 센티미터 이상 쌓여 도로, 공항, 하천, 항만 등의 기간시설을 무력화하거나, 주택, 축사, 창고, 비닐하우스 등과 같은 소규모 구조물을 붕괴시키는 등 그 피해규모가 매년 증가하고 실정이다.
이에, 종래부터 폭설로 인한 피해를 방지하기 위해 다양한 형태의 제설 장치가 개발되어 왔다.
예컨대, 등록특허 제10-0570922호에는 도 1a에 도시된 바와 같이 비닐하우스 양측에 설치되는 가이드레일(30)과, 상기 가이드레일(30)에 결합되어 전후 방향으로 이동하는 반원형의 지지프레임(11) 및 보조프레임(12)과, 상기 지지프레임(11) 및 보조프레임(12)을 이동시키는 구동부(15) 및 상기 지지프레임(11)의 상단에 형성되는 제설부재(20)로 구성되어 비닐하우스에 쌓인 눈을 신속하게 쓸어내릴 수 있는 비닐하우스용 제설 장치(이하, “종래기술 1”이라 함)가 개시되어 있다.
또한, 등록특허 제10-0684695호에는 도 1b에 도시된 바와 같이 비닐하우스의 지붕에 종방향으로 설치되는 가이더(100)와, 상기 가이더(100)에 결합되어 종방향으로 이동하는 눈쓸개(200)와, 상기 눈쓸개(200)를 이동시키는 연결부재(300) 및 상기 연결부재(300)에 동력을 부여하는 모터(400)로 구성되어 비닐하우스의 지붕에 쌓인 눈을 제거할 수 있는 비닐하우스용 제설 장치(이하, “종래기술 2”라 함)가 개시되어 있다.
그러나 상술한 종래기술 1은 비닐하우스에 쌓인 눈을 쓸어내리기 위해 상기 지지프레임(11)을 수동으로 이동시켜야 하고, 전동모터를 이용하는 것도 가능하나 전력소모가 많아 비용면에서 바람직하지 못하다. 또한, 종래기술 2의 경우에도 종래기술 1과 마찬가지로 눈을 제거하기 위해서는 상기 모터(400)를 가동시켜야 하기 때문에 경제적이지 못한 것은 마찬가지이다.
이에 본 발명자는 상술한 종래기술들의 제반 문제점을 예의주시하여 별도의 동력원 없이 지붕 위의 눈을 제거하는 기술에 대한 연구, 개발을 거듭한 끝에 본 발명에 이르게 된 것이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 지붕 위에 쌓인 눈을 무동력을 자동 제거하고, 기타 다른 환경적인 요소에 의한 파손을 최소화할 수 있는 지붕용 제설 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
본 발명은, 지붕 위에 설치되는 지지대와, 상기 지지대에 힌지 결합되어 상하 방향으로 회동하는 판상체 및 상기 판상체의 상단부와 상기 지붕을 연결하는 탄성체를 포함하여 구성되는 지붕용 제설 장치를 제공한다.
이 경우, 상기 판상체의 상단부는 자석에 의해 상기 지붕과 접지 및 분리될 수 있다.
이 경우, 상기 판상체의 하단부에는 완충재가 설치될 수 있다.
이 경우, 상기 판상체에는 적어도 하나 이상의 통풍구가 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 지붕용 제설 장치는 다단 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 지렛대의 원리와 탄성력을 이용하여 지붕 위에 판상체를 설치함으로써 무동력으로 지붕 위에 쌓인 눈을 제거할 수 있다.
또한, 판상체의 상단에 자석을 설치하여 자력에 의해 지붕과 접지 및 분리되도록 구성함으로써 판상체의 위치를 일정하게 유지할 수 있다.
뿐만 아니라, 판상체의 하단에 완충재를 설치하여 회동시 발생할 수 있는 지붕의 파손을 방지할 수 있다.
아울러, 판상체에 통풍구를 적절하게 형성함으로써 강풍에 의한 파손을 방지할 수 있다.
게다가, 지붕용 제설 장치를 다단으로 설치함으로써 바람에 의한 영향을 최소화하고 폭설에도 신속한 대응이 가능하다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 제설 장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치의 측면도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치에서 판상체가 회동하는 모습을 도시한 측면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치가 설치된 모습을 도시한 사시도,
도 6은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치의 측면도,
도 7은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치가 설치된 모습을 도시한 사시도,
도 8은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치가 설치된 모습을 도시한 사시도.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치의 측면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치(100)는 지지대(110)와, 판상체(120) 및 탄성체(130)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 지지대(110)는 상기 판상체(120)를 지지하기 위한 구성으로 주택, 축사, 창고, 비닐하우스 등과 같은 각종 구조물의 지붕(200) 위에 설치된다. 본 실시예에서는 상기 지지대(110)로 ㄴ자의 단면 구조를 가지고 상기 지붕(200)의 길이 방향을 따라 설치된 것을 사용하였다. 그러나 상기 지지대(110)의 형태 및 설치 방향이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 적절하게 변형할 수 있음은 물론이다.
다음, 상기 판상체(120)는 상기 지붕(200) 위로 내리는 눈을 받아 지면으로 낙하시키기 위한 구성으로 상기 지지대(110)에 설치된다. 여기서, 상기 판상체(120)를 상기 지지대(110)에 설치할 때에는 상기 판상체(120)가 상기 지지대(110)를 중심으로 상하 회동할 수 있도록 상기 지지대(110)에 힌지 결합되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 판상체(120)를 상술한 바와 같이 회동 가능하게 구성하면 적설량이 증가함에 따라 상기 판상체(120)가 하방으로 기울어져 쌓인 눈이 자연스럽게 떨어질 수 있기 때문이다. 이 경우, 상기 판상체(120)가 눈의 무게에 의해 하방으로 기울어지도록 하기 위해 상기 판상체(120)의 무게중심이 상단부 쪽에 위치해야 하는 것은 당연하다.
한편, 상기 판상체(120)의 색과 소재는 상기 지붕(200)의 구조, 형태, 강성 등을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다. 예컨대, 상기 지붕(200)에 태양열 집열판이 설치되어 있는 경우에는 태양광이 입사할 수 있도록 상기 판상체(120)를 투명하게 처리하는 것이 바람직하며, 또한, 상기 지붕용 제설 장치(100)의 설치로 하중이 증가하여 상기 지붕(200)이 붕괴될 우려가 있는 경우에는 상기 판상체(120)를 가볍고, 강도가 우수한 강화 플라스틱 소재로 구성하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 탄성체(130)는 적설량이 증가함에 따라 상기 판상체(120)의 회동 각도가 급변하는 것을 방지하고, 상기 판상체(120)가 하방으로 기울어져 눈이 떨어진 후에는 상기 판상체(120)를 원위치로 복원시키기 위한 구성으로 후크(131)(132)를 이용하여 상기 판상체(120)와 상기 지붕(200) 사이에 설치된다. 이 경우, 상기 탄성체(130)로는 스프링이나 고무줄 등을 적의 선택하여 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
한편, 상기 탄성체(130)의 설치시에는 탄성력을 최대한 확보하여 상기 판상체(120)가 안정적으로 회동 및 복귀할 수 있도록 상기 후크(131)(132) 사이의 거리를 최대한 이격시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면 폭설로 한 번에 다량의 눈이 쌓이더라도 상기 판상체(120)가 하방으로 서서히 기울어져 안정성을 확보할 수 있고, 눈이 떨어진 후에는 상기 판상체(120)가 원위치로 확실하게 복원되어 지속적인 제설 작업이 가능한 장점이 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치의 구성에 대해 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치의 작용에 대해 도면을 참고하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치의 측면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치에서 판상체가 회동하는 모습을 도시한 측면도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치가 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 판상체(120)는 최초 지면에 수평한 상태를 유지(도 2)하다가 지속적으로 눈이 쌓이면 상기 지지대(110)를 중심으로 하방으로 회동(도 3)하여 기울어지게 된다. 이후, 눈이 더 쌓여 눈의 무게가 상기 탄성체(130)의 탄성력보다 커지면 상기 판상체(120)가 하방으로 더 회동(도 4)하게 되고, 이에 따라 그 동안 쌓인 눈이 상기 지붕(200) 아래로 떨어지게 된다. 이처럼 눈이 제거된 후에는 상기 판상체(120)가 상기 탄성체(130)에 의해 원위치로 다시 복귀(도 2)하고, 상술한 과정을 반복적으로 수행하게 된다. 즉, 본 발명에서는 지렛대의 원리와 탄성력을 이용하여 눈을 지속적으로 제거함으로써 종래 모터와 같은 동력원을 사용함에 따른 제반 비용과 불편함을 최소화한 것이다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치의 구성 및 작용에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 구성 외에도 효과적인 제설 작업을 위해 다른 구성을 추가적으로 구비할 수 있는 바, 이하에서는 이러한 추가적인 구성에 대해 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치의 측면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치가 설치된 모습을 도시한 사시도이며, 도 8은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 지붕용 제설 장치가 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 판상체(120)는 자석(140)과 금속편(141)을 이용하여 상기 지붕(200)에 탈착될 수 있다. 구체적으로, 앞서 설명한 실시예에서처럼 상기 판상체(120)의 회동 운동을 상기 탄성체(130), 특히, 스프링만으로 제어하면 상기 판상체(120)의 회동수가 증가함에 따라 상기 스프링에 과도한 응력이 반복적으로 가해지고, 이로 인해 일정한 시간이 경과한 후에는 피로한도(fatigue limit)에 이르게 되어 결국 소성변형을 야기하게 된다. 따라서 본 발명에서는 이러한 스프링의 피로파괴로 인한 내구성 저하를 방지하고자 상기 판상체(120)에는 상기 자석(140)을, 상기 지붕(200)에는 상기 금속편(141)을 각각 설치하여 자력에 의해 접지 및 분리되도록 한 것으로, 이하에서는 이러한 구성에 따른 작용을 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 눈이 오지 않을 때에는 상기 자석(140)과 상기 금속편(141)이 접지되어 상기 판상체(120)가 수평을 유지하게 된다. 이후, 눈이 내려 상기 판상체(120)에 쌓이게 되면 하중이 점차 증가하고, 증가된 하중이 상기 자석(140)의 자력보다 커져 임계치를 초과하는 순간 상기 판상체(120)가 상기 지붕(200)으로부터 분리되어 하방으로 회동하게 된다. 이 경우, 상기 스프링의 탄성력은 상기 판상체(120)의 복원에 필요한 최소값으로 조절되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 스프링의 탄성력이 크게 되면 상기 판상체(120)가 상기 지붕(200)으로부터 분리된 후 서서히 회동하게 되어 쌓인 눈이 한 번에 쏟아지지 않아 확실한 제설 효과를 얻을 수 없기 때문이다. 따라서 본 실시예에서 상기 스프링의 탄성력은 제설 후 상기 판상체(120)가 복원될 수 있을 정도이면 족하며, 이처럼 상기 스프링의 탄성력을 최소로 조절하면 외력이 최소화되어 피로수명이 연장될 수 있다.
또한, 상기 판상체(120)의 하단부에는 도 6에 도시된 바와 같이 완충재(150)가 설치될 수 있다. 상기 완충재(150)는 적설로 인해 상기 판상체(120)가 회동할 때 하단부가 상기 지붕(200)에 충격을 가해 파손시키는 것을 방지하기 위한 구성으로, 본 발명에서 상기 완충재(150)의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 스폰지, 스티로폼 또는 고무 등 충격을 흡수할 수 있는 소재라면 어떤 것도 사용 가능하다.
아울러, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 판상체(120)에 통풍구(160)가 형성되는 것도 가능하다. 상기 통풍구(160)는 겨울철 강한 바람으로 상기 판상체(120)가 파손되는 것을 방지하기 위한 구성으로 상기 판상체(120)에 적어도 하나 이상 형성된다. 이 경우, 상기 통풍구(160)의 형태, 개수, 크기 등은 설치 지역의 기후 조건을 고려하여 적절하게 조절할 수 있으나, 상기 통풍구(160)를 통해 상기 지붕(200) 위로 눈이 쌓일 수 있기 때문에 가급적 상기 판상체(120)의 하단에 형성하여 눈이 쉽게 떨어지도록 설계하는 것이 바람직하다.
한편, 이상에서는 상기 지붕용 제설 장치(100)가 1단으로 설치된 형태에 대해서만 설명하였으나 도 8에 도시된 바와 같이 상기 지붕용 제설 장치(100)를 다단으로 설치하는 것도 물론 가능하다. 이와 같이 구성할 경우 상기 판상체(120)의 면적이 좁아져 바람에 의한 영향을 최소화할 수 있을 뿐 아니라 상대적으로 적은 양의 눈을 하단으로 빠르게 이송시켜 제거할 수 있어 폭설이 내릴 때에도 신속한 대응이 가능한 장점이 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위, 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 지붕용 제설 장치 110 : 지지대
120 : 판상체 130 : 탄성체
131, 132 : 후크 140 : 자석
141 : 금속편 150 : 완충재
160 : 통풍구 200 : 지붕

Claims (5)

  1. 지붕의 상단에 설치되는 지지대와;
    상기 지지대에 힌지 결합되어 상기 지지대를 중심으로 상하 방향으로 회동하는 판상체; 및
    상기 판상체의 상단부와 상기 지붕을 연결하는 탄성체;
    를 포함하여, 상기 판상체에 눈이 쌓일 경우 상기 판상체가 상기 지지대를 중심으로 하방으로 회동하여 눈이 제거되고, 눈이 제거된 후에는 상기 탄성체의 탄성력에 의해 상기 판상체가 원상태로 복원되도록 한 것을 특징으로 하는 지붕용 제설 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판상체의 상단부는 자석에 의해 상기 지붕과 접지 및 분리되는 것을 특징으로 하는 지붕용 제설 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 판상체의 하단부에는 완충재가 설치되는 것을 특징으로 하는 지붕용 제설 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 판상체에는 적어도 하나 이상의 통풍구가 형성되는 것을 특징으로 하는 지붕용 제설 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지붕용 제설 장치는 다단 설치되는 것을 특징으로 하는 지붕용 제설 장치.
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