KR101351718B1 - 자돈 인큐베이터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하부 보드 상면에 배치된 발열 필름과 하부 보드와 결합되는 상부 커버를 포함하며, 상기 하부 보드 중앙에는 길이 방향으로 선형적인 결합홈이 형성되어 있는 바닥 발열판; 내부 중앙에 면상 홈이 있는 안착 보드와, 안착 보드 표면에 배치되는 발열 필름 및 안착 보드와 결합되는 필름 덮개를 포함하며, 하단이 상기 바닥 발열판의 결합홈에 삽입되는 중앙 칸막이; 측벽과 내면, 외벽 및 경사진 상부면을 포함하며, 상기 바닥 발열판의 양단에 결합되는 두 개의 측면 마감부; 상기 측면 마감부 상부면에 배치되며, 하면 중앙에는 길이 방향으로 선형적인 결합홈이 형성되어 있고 이 결합홈에 상기 중앙 칸막이의 상단이 결합되는 상부 커버; 및 상기 바닥 발열판과 중앙 칸막이의 발열 필름의 온도를 제어하는 제어기를 포함하는 자돈 인큐베이터를 제공한다.
Description
본 발명은 자돈 인큐베이터에 관한 것으로, 상세하게는 온도 및 습도 조절이 용이하고 생산성 및 조립성이 뛰어난 지능형 자돈 인큐베이터를 제안한다.
생활수준이 향상되면서 돈육 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 돈육은 식용으로 가장 많이 사용되고 있으며, 각종 의료용 약품 생산 및 심장 판막과 같이 이식용 장기 생산에도 중요하게 사용되고 있다. 이와 같이 수요가 많음에도 불구하고 구제역 같은 질병에 의하여 폐사되는 경우가 있으므로 새끼 돼지의 생산량이 부족하다. 그러나 기존의 양돈 사육시설은 온도 및 습도 등 환경 조절이 원활하지 못하여 자돈의 발육이 어렵다.
따라서 쾌적한 환경에서 위생적으로 발육을 시킬 수 있는 자돈 인큐베이터가 절실히 필요하다.
한편, 대량으로 양돈 사육을 위해서는 보다 경제적이고 내구성이 뛰어날 뿐만 아니라, 관리가 용이한 자돈 인큐베이터가 요구된다. 기존에 사용되는 발열 상자는 백열전구식의 단점을 보완하여 설계되었으나 생산성이 떨어지고, 자돈의 생장에 적합하도록 온도 및 습도를 조절하기가 용이하지 않은 단점이 있다.
특히 양돈 축사마다 상이한 사육 환경에서 각 사육 환경에 적합하도록 맞춤형으로 배치할 수 있는 다목적 기능성 자돈 인큐베이터의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 생산성과 조립성이 용이한 자돈 인큐베이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 날씨와 실내 온도 변화에 따라 히터와 가습기, 환기 장치를 자동으로 제어 가능한 자돈 인큐베이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 자돈의 생활이 편리하고 유지 및 보수가 용이한 자돈 인큐베이터를 제공하는 것이다.
기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하부 보드 상면에 배치된 발열 필름과 하부 보드와 결합되는 상부 커버를 포함하며, 상기 하부 보드 중앙에는 길이 방향으로 선형적인 결합홈이 형성되어 있는 바닥 발열판; 내부 중앙에 면상 홈이 있는 안착 보드와, 안착 보드 표면에 배치되는 발열 필름 및 안착 보드와 결합되는 필름 덮개를 포함하며, 하단이 상기 바닥 발열판의 결합홈에 삽입되는 중앙 칸막이; 측벽과 내면, 외벽 및 경사진 상부면을 포함하며, 상기 바닥 발열판의 양단에 결합되는 두 개의 측면 마감부; 상기 측면 마감부 상부면에 배치되며, 하면 중앙에는 길이 방향으로 선형적인 결합홈이 형성되어 있고 이 결합홈에 상기 중앙 칸막이의 상단이 결합되는 상부 커버; 및 상기 바닥 발열판과 중앙 칸막이의 발열 필름의 온도를 제어하는 제어기를 포함하는 자돈 인큐베이터를 제공한다.
상기 바닥 발열판은 네 개의 모서리 부분에 각각 수평면으로부터 수직으로 연장되는 L 형 결합부가 형성되어 있고, 이 L 형 결합부는 상기 측면 마감부와 볼트 체결될 수 있다. 상기 바닥 발열판의 상면은 중앙의 선형적인 결합홈을 중심으로 지면에 대해 1° ~ 3°의 범위로 경사지도록 형성할 수 있으며, 상기 바닥 발열판 중앙의 선형적인 결합홈의 양 끝단으로 발열 필름의 전선이 배출되는 ㄷ 자형 홈을 형성할 수 있다.
상기 바닥 발열판의 하부 보드와 상부 커버, 및 상기 중앙 칸막이의 안착 보드 및 필름 덮개는 각각 외주부에 ㄹ 자 형태의 홈이 형성되어 있고, 이 홈을 통해 상호 끼움 결합될 수 있다.
상기 측면 마감부의 외벽에는 수직 방향으로 두 개의 돌출부가 형성되어 바닥 발열판으로부터 배출되는 발열 필름의 전선을 제어기에 연결되도록 할 수 있다.
상기 상부 커버는 상부면과 측면의 절곡면이 있는 상부 커버와, 경사면과 하방 수직면이 있고 상기 중앙 커버 양측으로 경사진 형태로 연결되는 상부 커버 가동부를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 상부 커버의 결합홈은 상기 상부 커버의 하면에 형성된다. 상기 상부 커버 가동부는 개폐가 가능하도록 상부 커버에 경첩으로 연결될 수 있다.
상기 측면 마감부의 상부면에는 경사 홈이 형성되어 있고, 상기 중앙 커버는 측면 마감부의 경사 홈에 위치가 정렬되어 볼트로 체결될 수 있다.
상기 자돈 인큐베이터의 내부 또는 외부에 설치되며, 상기 제어기에 의하여 가동이 제어되는 가습기를 더 포함할 수 있고, 또한 상기 제어기와 유선 또는 무선으로 통신하여 제어기의 동작을 조절하는 원격 조절기를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 온도와 습도 제어가 용이하고 자돈의 사육에 최적인 생활 환경을 마련해줄 수 있다. 자돈 인큐베이터를 구성하는 각 부분은 독립적으로 제조된 후 볼트 체결을 최소화하면서 끼움 방식으로 조립이 가능하여 누수나 누전의 위험이 적고 보수 비용을 줄일 수 있다. 또한, 자돈 인큐베이터를 저가로 대량 생산이 가능하고 자돈 사육 현장에서도 쉽게 자돈 인큐베이터를 조립하여 자돈 사육 현장에 맞게 최적으로 배치할 수 있다. 뿐만 아니라, 자돈의 건강한 사육 및 효율적인 유지 관리가 가능하여 양돈 농가의 산업 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자돈 인큐베이터의 외관을 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 자돈 인큐베이터의 내부를 보인 사시도.
도 3은 바닥 발열부를 보인 사시도.
도 4는 바닥 발열판을 보인 사시도.
도 5a 내지 5d는 바닥 발열판의 국부적 상세도.
도 6은 바닥 발열판 커버를 보인 사시도.
도 7은 중앙 칸막이를 보인 사시도.
도 8a 및 8b는 측면 마감부를 보인 사시도.
도 9a 내지 9d는 상부 커버를 보인 사시도 및 측면도.
도 10a 및 10b는 자돈 인큐베이터 제어부를 보인 구성도 및 사진.
도 11a 내지 11c는 온도 및 습도 제어 방법을 보인 순서도.
도 12는 원격 조절기를 보인 모식도.
도 13a 및 13b는 본 발명의 자돈 인큐베이터 온도분포 실험 결과를 보인 그래프.
도 2는 본 발명의 자돈 인큐베이터의 내부를 보인 사시도.
도 3은 바닥 발열부를 보인 사시도.
도 4는 바닥 발열판을 보인 사시도.
도 5a 내지 5d는 바닥 발열판의 국부적 상세도.
도 6은 바닥 발열판 커버를 보인 사시도.
도 7은 중앙 칸막이를 보인 사시도.
도 8a 및 8b는 측면 마감부를 보인 사시도.
도 9a 내지 9d는 상부 커버를 보인 사시도 및 측면도.
도 10a 및 10b는 자돈 인큐베이터 제어부를 보인 구성도 및 사진.
도 11a 내지 11c는 온도 및 습도 제어 방법을 보인 순서도.
도 12는 원격 조절기를 보인 모식도.
도 13a 및 13b는 본 발명의 자돈 인큐베이터 온도분포 실험 결과를 보인 그래프.
본 발명의 자돈 인큐베이터는 자돈 사육 공간, 발열 히터와 환기 장치 등을 갖춘 자돈 인큐베이터 하우징과, 히터, 센서, 모터 등을 제어하는 제어부로 구성된다. 발열 히터와 환기 장치를 갖춘 하우징은 자돈 수용 개체수에 적합하도록 구조를 형성하며, 수세가 가능하고 공기 순환이 원활하도록 설계되며, 특히 자돈 생활 환경에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 발열 히터가 적절히 배치된다. 또한, 히터, 센서, 모터 등을 제어하는 제어기는 자돈 인큐베이터 하우징과 연계되어 최적의 온도 분포를 유지하면서 자돈 생활 환경을 엄격하게 제어할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
자돈
인큐베이터 구조
도 1은 본 발명에 따른 자돈 인큐베이터의 외관을 보인 것이다. 도시된 바에 따르면 자돈 인큐베이터(100)는 양측이 개방되어 있고 중앙이 칸막이로 막혀 있는 2실 일체형 자돈사이며, 인큐베이터를 구성하는 각 부분은 별도로 성형된 후 하나의 구조물로 조립된다.
본 발명의 자돈 인큐베이터는 온도, 습도를 조절하면서 환기까지도 조절이 가능하도록 설계되었다. 자돈을 건강하게 사육하기 위한 공간을 마련하기 위하여 본 인큐베이터는 크게 바닥 발열판(120), 중앙 칸막이(130), 두 개의 측면 마감부(140), 상부 커버(150)로 구성된다. 상부 커버 또는 측면 마감부 상면에는 온도와 습도를 동시에 제어하는 제어부(110)가 배치될 수 있으며, 온도 습도 제어기는 후술하는 바와 같이 자돈 인큐베이터 외부에 배치될 수도 있다. 측면 마감부에는 자돈 인큐베이터 내부의 공기를 순환시키기 위한 환풍기를 설치하기 위한 환풍구(160)가 형성될 수 있다.
이와 같은 자돈 인큐베이터의 내부에는 발열 히터, 온도 센서, 습도 센서가 적절한 위치에 내장되며, 인큐베이터 내부 또는 외부에 가습기 및 환풍기가 설치되고, 제어기와 원격 통신을 통해 온도 및 습도를 조절하는 원격 조절기가 인큐베이터 외부에 더 설치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 자돈 인큐베이터의 내부를 보인 것으로, 중앙 칸막이에 의해 두 개의 공간으로 분리되어 있으며, 상부 커버는 중앙 커버(150a) 양측으로 경사진 형태로 연결되어 있는 상부 커버 가동부(150b)를 포함하고 있다. 자돈 인큐베이터의 사이즈는 예를 들어 바닥 면적이 1600 × 800 mm2 로 한쪽 방당 자돈 10 ~ 12 마리가 생활할 수 있는 공간이 되도록 설계하였다.
이하에서는 자돈 인큐베이터를 구성하는 각 구성부에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 바닥 발열판의 구성 부품을 보인 것으로, 두 개의 바닥면이 구분되어 있는 하부 보드(120a) 상면에 각각 면상의 발열 히터가 배치되고, 그 위로 각각 상부 커버(120b1, 120b2)가 배치되어 하부 보드와 결합된다.
도 4는 바닥 발열판의 하부 보드(120a)를 보인 것으로, 중앙에는 길이 방향으로 선형적으로 형성된 결합홈(121)이 있고, 네 개의 모서리 부분에는 각각 수평면으로부터 수직으로 연장되는 L 형 결합부(122)가 형성되어 있다. 상기 결합홈(121)은 중앙 칸막이가 삽입되도록 함으로써 중앙 칸막이의 위치를 고정하는 역할을 한다. 또한, 상기 L 형 결합부는 예를 들어 3 mm 두께로 지상으로부터 35 mm 상승한 L 형태의 판으로 형성할 수 있으며, 인큐베이터의 측면 마감부와 바닥 발열판이 결합될 때 결합 위치를 고정하는 기능과 더불어 측면 마감부와 바닥 발열판 사이에 부가적으로 볼트 체결이 필요할 경우 체결면을 제공한다.
바닥 발열판의 중앙 양측(도 4의 A 부분)에는 도 5a의 확대도에서 볼 수 있는 바와 같이 안쪽으로 만입된 ㄷ 형태의 홈(123)이 형성되어 있다. 이 홈은 바닥 발열판에 내장되는 발열 히터의 전선 처리 공간 내지는 센서 삽입 공간으로 작용한다. 한편, 바닥 발열판의 하면에는 도 5b에 도시한 바와 같이 홈이 선형적으로 형성되어 있어, 발열 히터로부터 연장되는 전선이 통과하는 경로를 제공하며, 이 홈을 통해 바닥 발열판으로부터 전선이 측면 마감부를 통해 자돈 인큐베이터의 상부의 제어부에 연결될 수 있다. 또한 상기 바닥 발열판의 ㄷ 형태의 홈 내부에는 도 5c에 도시한 바와 같이 고무 패킹(123a)이 삽입되어 필름 내부에 습기가 침투 하는 것을 방지한다.
바닥 발열판의 하부 보드는 발열 히터의 열전달과 발열 히터에 연결되는 전선의 두께 등을 고려하여 부분적으로 소재를 달리하거나 두께를 변화시킬 수 있다. 한편, 하부 보드는 도 5d에 도시한 바와 같이 상면(125)을 지면에 대하여 경사지게, 바람직하게는 1°~ 3°의 경사각으로 형성할 수 있다. 이와 같은 경사진 면은 돼지의 배설물이 인큐베이터 외부로 흘러내려 갈 수 있게 하며, 인큐베이터 내부의 청소 및 관리에도 유효하다. 다만, 배설물이나 오물을 흘려보내기 위해 너무 경사를 높게 설정한다면 자돈의 생활에 불편을 야기할 수 있기 때문에 과도한 경사각은 바람직하지 않다.
도 6은 바닥 발열판의 상부 커버(120b)를 보인 것으로, 끝단(126)이 ㄹ 형태의 홈으로 처리된 것을 볼 수 있다. 이러한 홈은 상부 커버를 통해 바닥 발열판 내부로 물이나 습기가 스며들지 않게 하는 한편, 이 홈을 통해 바닥 발열판 하부 보드와 상부 커버가 이와 이가 물리는 형태로 기구적인 결합이 가능하다.
도 7은 중앙 칸막이(130)를 보인 것으로, 내부 중앙에 면상 홈이 있는 발열 필름 안착 보드(130a)와 필름 덮개(130b)를 포함한다. 안착 보드 표면에 발열 필름(미도시)이 배치된 상태로 필름 덮개를 결합하여 일체화된다. 상기 안착 보드와 필름 덮개는 예를 들어 전술한 바닥 발열판과 마찬가지로 외주부에 ㄹ 형태의 홈을 형성하여 상호 끼움 방식으로 결합되도록 할 수 있다. 중앙 칸막이의 하단은 바닥 발열판 중앙의 결합홈(121)에 삽입되어 고정된다.
도 8a 및 8b는 측면 마감부를 보인 것으로, 동일한 형태의 두 마감부가 바닥 발열판의 양 측에 결합되어 도 1에 도시한 자돈 인큐베이터를 구성하게 된다. 측면 마감부는 상부면(141), 측벽(142), 그리고 내면(143)으로 구성되며, 상부면은 경사진 지붕 형태로 형성되어 내부 공기의 온도가 상승하여 위로 올라갈 때 공기가 중앙으로 모여 외부로 나가는 공기의 양을 최소화한다. 또한, 상기 내면에는 바닥 발열판과 중앙 칸막이가 삽입되어 구조적으로 일체화된다. 필요에 따라 측면 마감부와 바닥 발열판 간에 부가적인 볼트 체결을 수행할 수도 있다.
측면 마감부 상부면에는 경사 홈(141a)이 형성되어 있으며, 이 홈은 상부 ㅋ커버를 측면 마감부 상면에 배치할 때 위치를 정확하게 맞추는 역할을 한다. 한편, 측면 마감부 외벽 중앙에는 두 개의 수직 돌출부(144)가 형성되어 있으며, 이 돌출부는 인큐베이터를 각 돈방의 벽에 고정시키는 기능을 수행하여 자돈들이 섞이지 않고 각 방에서 생활할 수 있게 한다. 또한, 돌출부 사이의 홈은 바닥 발열판의 ㄷ 형태의 홈(123)을 통해 빠져나온 전선이 밖으로 노출 되지 않고 제어부까지 연장되는 통로를 제공한다.
도 9a 내지 9d는 상부 커버를 보인 사시도 및 측면도로서, 상부 커버의 중앙 커버(150a)는 도 9a에 도시한 바와 같이 상부면(151)과 측면의 절곡면(152)을 포함하며, 하면에는 도 9b에 도시한 바와 같이 길이 방향으로 선형적인 중앙 결합홈(153)이 형성되어 있다. 이 중앙 결합홈에 전술한 중앙 칸막이의 상단이 끼워져 상호 결합될 수 있다. 한편, 중앙 커버는 측면 마감부의 경사 홈(141a)에 위치가 정렬되어 고정되며, 볼트 등의 별도 체결 수단으로 상호 결합될 수 있다.
중앙 커버 양측으로 경사진 형태로 연결되어 있는 상부 커버 가동부(150b)는 도 9c 및 9d에 도시한 바와 같이 경사면(154)과 하방 수직면(155)을 포함한다. 상부 커버 가동부는 경사면(154)이 자돈 인큐베이토에서 양쪽 측면 마감부 사이의 상부 공간을 덮어 주며, 하방 수직면(155)은 자돈의 통행에는 지장을 주지 않으며 따듯한 공기가 외부로 유출 되는 것을 어느 정도 막아주는 역할을 한다. 상부 커버 가동부는 예를 들어 경첩으로 중앙 커버(150a)에 연결함으로써 개폐가 가능하도록 할 수 있으며, 투명 재질의 소재를 사용하여 물청소나 자돈 관리가 용이하도록 할 수 있다.
한편, 중앙 커버와 상부 커버 가동부는 조립 및 관리의 편의성을 위하여 하나의 구조물로 일체적으로 형성될 수도 있다.
이와 같은 자돈 인큐베이터의 구성품은 각각 별도로 제조하여 각 부분을 간단히 끼우거나 결합함으로써 쉽게 조립이 가능할 뿐만 아니라, 분해가 용이하여 이동이 쉽다. 또한, 각 구성품을 BMC(Bulk Molding Compound) 소재를 이용하여 대량으로 생산한 후 해당 양돈 농가나 축사에 저가로 보급할 수 있다. 또한, 현장에서 쉽게 인큐베이터를 조립한 후 해당 축사의 공간에 맞게 적절히 배치함으로써 자돈 사육을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
온도 및 습도 제어
본 발명에 있어서, 자돈 인큐베이터 내부의 온도와 습도를 효과적으로 제어하기 위하여 온도 및 습도를 제어하는 제어기의 개발이 필수적이다. 도 10a 및 10b에 본 발명에서 개발한 자돈 인큐베이터 제어부를 보인 구성도 및 실제 제품 사진을 도시하였다.
본 발명의 제어기에는 온도 센서, 습도센서가 연결되며, 환기 장치를 구동할 수 있도록 하였다. 제어기 회로로 ATmega128을 MCU로 사용하였고, 온도 센서로는 써미스터(thermistor)를 사용하였다. 온도에 따른 저항 변화가 전압 신호로 나타나며, 이를 A/D converter를 통해 받아 온도를 측정한 후 포토커플러를 이용한 전원분리로 각 발열 필름을 제어한다. 또한, LCD를 통해 현재 상태 및 입력 값과 출력 값을 확인할 수 있다.
도 11a 내지 11c는 온도 및 습도 제어 방법의 예를 보인 순서도이다. 온도 및 습도의 제어는 수동 및 원격 조정을 선택할 수 있고, 설정치 보다 실제 측정치가 낮으면 히터나 가습기를 가동하여 설정치에 이르도록 자동 제어한다.
예를 들어 제어기의 LCD에 현재 인큐베이터 온도가 24.5℃로 표시되고, 설정된 온도는 31℃ 인 경우 제어기에서 발열 필름을 작동시켜 온도를 상승시킨다. 인큐베이터 온도가 설정된 온도인 31℃에 도달한 것이 온도 센서를 통해 감지되면 제어기는 포토커플러를 통해 전원을 차단하여 발열 필름의 작동을 멈춘다.
도 12는 자돈 축사 외부에서 인큐베이터의 온도 및 습도를 제어하기 위한 원격 조절기(170)를 보인 것이다. 이 조절기는 제어기와 유무선 통신으로 연결되어 자돈 인큐베이터의 실제 온도 및 습도를 확인하거나 원하는 온도 및 습도로 제어할 수 있다. 이 조절기에는 LCD 창(171)과 온도 및 습도 설정부(173), 온도 및 습도의 증가 감소 제어부(174), 그리고 각 온도 및 습도의 레벨을 표시하는 표시부(173)가 포함될 수 있다. 이러한 조절기는 제어기 자체에 포함될 수도 있고, 제어기와 분리되어 별도의 부품으로 구성할 수도 있을 것이다.
온도 분포 실험
본 발명에 따른 자돈 인큐베이터에 있어서, 자돈 사육에 가장 중요한 온도 분포를 확인하기 위해 온도분포 실험을 수행하였다.
BMC 소재의 발열판 샘플과, 발열 필름, 온도 센서 등을 설치하고 온도 측정기를 이용하여 표면의 온도를 측정하였다. 실험에 사용된 발열 필름은 난방필름(250mm)으로 220 ~ 240V, 27.5W~ 33W 의 출력을 내며 길게 연결할 시 110W/m 의 출력을 낸다. 실험 조건으로는 발열판 샘플을 일정 시간 주변 온도에 노출시켜 각 판의 온도를 주변의 온도와 같아지게 한 후 바람이 불지 않는 공간에서 주변 온도의 변화를 주고 실험을 하였다.
주변 온도가 21℃ 인 건물 내부에서의 온도는 다음과 같이 나타났다.
초기 | 1시간 경과 | |
중앙 온도 | 21℃ | 40℃ |
위판 온도 | 21℃ | 36℃ |
밑판 온도 | 21℃ | 36℃ |
또한, 주변 온도가 9℃ 인 야외 천막에서의 온도 변화는 다음과 같이 나타났다.
초기 | 1시간 경과 | |
중앙 온도 | 9℃ | 28℃ |
위판 온도 | 9℃ | 26℃ |
밑판 온도 | 9℃ | 26℃ |
두 실험 모두 밑판과 위판으로 비슷하게 열이 전달되는 것을 알 수 있었으며 주변 온도가 1시간 뒤에 미치는 영향을 알 수 있었다. 발열판 샘플의 물성치에서 열전달 계수를 알아내어 초기 조건을 이용하여 ANSYS 열 해석을 하면 발열판 샘플의 열 분포를 알 수 있게 되는데, 이 온도가 실제 실험한 온도와 오차가 적게 되면 물성치 값으로 입력한 열전달 계수가 실제와 유사하다고 판단할 수 있다. 이러한 열전달 계수를 알게 되면 3D로 설계한 인큐베이터 모형에 적용하여 인큐베이터의 온도 분포를 알 수 있다.
도 13a 및 13b는 3D 로 설계한 본 발명의 자돈 인큐베이터 온도분포 실험 결과를 보인 것이다. 도 13a는 주변 온도를 21℃로 설정한 경우, 3D로 설계한 인큐베이터 형상에 대해 ANSYS 프로그램을 이용하여 열해석한 모습이다. 발열 필름은 340×1500 mm2 사이즈, 출력은 실험에서 사용한 필름과 동일한 사양인 110W/m, 인큐베이터 중앙 칸막이와 바닥 발열판의 열전도 두께는 3mm 로 가정하였다. 이렇게 해석 하였을 때 최대 온도가 43.94℃이며 최저온도는 중앙 칸막이 부분이 25.88℃로 가장 낮게 나왔다. 이 경우 같은 소재로 얇은 면에 열을 가해주었기 때문에 주변온도가 21℃로 같은 상황에서 온도가 더 올라간다고 판단할 수 있다. 최대 출력을 가 했을 때 43.94℃이기 때문에 컨트롤러를 이용하여 조절한다면 자돈이 생활할 수 있는 좋은 환경을 만들어 줄 수 있을 것으로 판단된다.
도 13b는 동일한 조건에서 주변 온도만 9℃로 설정해주어 열분포를 해석한 모습이다. 이 경우도 발열판 샘플 보다 두께가 얇아져 열전도가 더 잘되어 온도가 더욱 상승된 것을 확인할 수 있었다. 최대 온도가 32.94℃에서 최저온도 14.88℃로 비교적 낮은 온도 분포를 보이고 있고 발열판 윗면에서는 24.917℃의 온도 분포를 보이고 있어 출력을 높여줄 필요가 있다.
이와 같은 온도 분포 열해석 결과를 토대로 자돈 인큐베이터의 온도를 자돈 사육에 적절하게 더욱 효과적으로 제어할 수 있을 것이다.
이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
100:자돈 인큐베이터 110:제어부
120:바닥 발열판 130:중앙 칸막이
140:측면 마감부 150:상부 커버
160:환풍구 170:원격 조절기
120:바닥 발열판 130:중앙 칸막이
140:측면 마감부 150:상부 커버
160:환풍구 170:원격 조절기
Claims (10)
- 하부 보드 상면에 배치된 발열 필름과 하부 보드와 결합되는 상부 커버를 포함하는 바닥 발열판; 내부 중앙에 면상 홈이 있는 안착 보드와, 안착 보드 표면에 배치되는 발열 필름 및 안착 보드와 결합되는 필름 덮개를 포함하는 중앙 칸막이; 측벽과 내면, 외벽 및 경사진 상부면을 포함하며, 상기 바닥 발열판의 양단에 결합되는 두 개의 측면 마감부; 상기 측면 마감부 상부면에 배치되는 상부 커버; 및 상기 바닥 발열판과 중앙 칸막이의 발열 필름의 온도를 제어하는 제어기;를 포함하되,
상기 하부 보드 중앙에 길이방향으로 선형적인 결합홈이 형성되고, 상기 상부 커버의 하면 중앙에는 길이 방향으로 선형적인 결합홈이 형성되어, 상기 중앙 칸막이의 하단이 상기 하부 보드의 결합홈에 삽입됨과 아울러 상기 중앙 칸막이의 상단이 상기 상부 커버의 결합홈에 결합되며,
상기 바닥 발열판의 하부 보드와 상부 커버, 및 상기 중앙 칸막이의 안착 보드 및 필름 덮개는 각각 외주부에 ㄹ 자 형태의 홈이 형성되어 있고, 이 홈을 통해 상호 끼움 결합되며,
상기 측면 마감부의 외벽에는 수직 방향으로 두 개의 돌출부가 형성되며,
상기 측면 마감부의 외벽에는 환풍구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자돈 인큐베이터. - 제1항에 있어서, 상기 바닥 발열판은 네 개의 모서리 부분에 각각 수평면으로부터 수직으로 연장되는 L 형 결합부가 형성되어 있는 자돈 인큐베이터.
- 제2항에 있어서, 상기 L 형 결합부는 상기 측면 마감부와 볼트 체결되는 자돈 인큐베이터.
- 제1항에 있어서, 상기 바닥 발열판의 상면은 중앙의 선형적인 결합홈을 중심으로 지면에 대해 1° ~ 3°의 범위로 경사진 것을 특징으로 하는 자돈 인큐베이터.
- 제1항에 있어서, 상기 바닥 발열판은 중앙의 선형적인 결합홈의 양 끝단으로 발열 필름의 전선이 배출되는 ㄷ 자형 홈이 형성되어 있고, 이 홈에는 고무 패킹이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 자돈 인큐베이터.있는 자돈 인큐베이터.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 자돈 인큐베이터의 내부 또는 외부에 설치되며, 상기 제어기에 의하여 가동이 제어되는 가습기를 더 포함하는 자돈 인큐베이터.
- 제1항에 있어서, 상기 제어기와 유선 또는 무선으로 통신하여 제어기의 동작을 조절하는 원격 조절기를 더 포함하는 자돈 인큐베이터.
- 삭제
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