KR101651044B1 - 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비닐하우스의 지붕 상단에 마련되고, 정단면이 "
"로 이루어지는 삼각프레임; 상기 삼각프레임의 양쪽 경사측에 상기 비닐하우스의 길이방향에 나란하도록 각각 설치되는 와인딩바; 상기 삼각프레임에 고정되어 상기 와인딩바 각각에 감겨지는 커버; 상기 와인딩바를 회전시키도록 설치되고, 상기 와인딩바가 회전에 의해 상기 커버를 감아서 상기 경사측을 따라 이동함으로써 상기 삼각프레임이 개방되도록 하거나, 역회전에 의해 상기 커버를 풀어서 상기 경사측을 따라 반대방향으로 이동하여 상기 삼각프레임을 차단시키도록 하는 모터어셈블리; 및 상기 모터어셈블리에 연결되어 끝단이 설치 장소에 힌지 결합됨으로써 상기 모터어셈블리가 상기 와인딩바를 회전시키면서 상기 와이딩바와 함께 이동하도록 가이드하는 가이드부재;를 포함하는 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 와이어나 고리 등의 설치를 최소화하여 상부를 편리하게 이동할 수 있고, 물홈 패드 등에 이물질이 고착되지 않도록 하여 수명을 늘릴 뿐만 아니라, 관리가 용이하도록 하며, 비닐 일부분의 교체가 가능하여 유지 및 보수가 용이할 뿐만 아니라, 바람의 영향을 덜 받도록 하여 구조적인 안정성을 도모하고, 비닐 개폐구간이 상단에 위치함으로써 열교환이 신속하게 이루어지도록 한다.
본 발명에 의하면, 와이어나 고리 등의 설치를 최소화하여 상부를 편리하게 이동할 수 있고, 물홈 패드 등에 이물질이 고착되지 않도록 하여 수명을 늘릴 뿐만 아니라, 관리가 용이하도록 하며, 비닐 일부분의 교체가 가능하여 유지 및 보수가 용이할 뿐만 아니라, 바람의 영향을 덜 받도록 하여 구조적인 안정성을 도모하고, 비닐 개폐구간이 상단에 위치함으로써 열교환이 신속하게 이루어지도록 한다.
Description
본 발명은 비닐하우스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내구성이 뛰어날 뿐만 아니라, 관리, 유지 및 보수가 용이하고, 구조적 안정성이 뛰어나며, 열교환이 신속하게 이루어지도록 하는 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스에 관한 것이다.
일반적으로, 비닐하우스는 합성수지나 경량 금속 등의 재질로 이루어진 기본 골조 파이프에 비닐을 덮어서 고정시키고, 내부와 외부를 차단하여 보온함으로써 계절에 관계없이 과일이나 채소, 꽃 등을 재배할 수 있게 하는 장치이다. 이와 같은 비닐하우스는 현대의 농가에서는 벼농사와 더불어 고부가가치를 창출하여 높은 경제력을 제공함에 따라 작물 재배뿐만 아니라, 고기 건조 등의 다양한 목적으로 광범위하게 사용되고 있다.
이와 같이 작물 재배에 비닐하우스를 이용하는 것은 뚜렷한 사계절로 인한 부족한 일조량과 작물이 성장하기에 적합하지 않은 생육 조건을 인공적으로 맞춰주기 위한 것으로서, 주로 일조량, 온도 등을 작물이 자라기에 적합한 조건으로 맞출 수 있기 때문이다. 특히 작물의 생육 조건 중에서 중요한 온도의 경우에는 비닐하우스 내에서 작물을 재배하게 되면 추운 겨울에도 작물을 재배할 수 있기 때문에 농가 소득 향상에 기여하게 되는데, 이를 위해 추운 겨울 비닐하우스를 보온할 수 있는 장치가 필요하게 되었다.
종래의 비닐하우스의 보온장치로는 한국공개특허 제10-2005-0042292호의 "비닐하우스 보온덮개의 개폐 시스템"이 개시된 바 있는데, 이는 비닐하우스의 천장에 설치된 수평봉에 다수개 설치되되, 일측 드럼 하우징의 외주면에 조임구를 결합하여 수평봉과 결속력을 향상시킨 드럼과, 단위 수평봉을 소정의 길이로 결합핀을 통해 연결시키는 연결 단관과, 비닐하우스의 양측 수직봉에 다수개 설치되되, 양측이 개방된 원통형 몸체의 중앙에 관통구가 결합된 롤러와, 연결로프와 결합되어 보온덮개를 집어서 들어올리거나 내리는 집게로 구성된다.
그러나 이와 같은 종래 기술은 비닐하우스 보온덮개의 개폐가 불편할 뿐만 아니라, 개폐에 많은 시간이 소요되고, 대규모의 비닐하우스에 시공할 경우 보온덮개의 중량 증가로 인해 시공 및 동작에 어려움이 따르는 문제점을 가지고 있었다. 또한 종래 기술은 보온덮개만으로 비닐하우스의 보온을 유지하는데 한계가 있고, 시공 및 철거가 불편하다는 문제점을 가지고 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 본 출원인이 권리자인 한국등록특허 제10-1400245호의 비닐하우스의 보온 장치가 도출되었다. 이는 비닐하우스의 천장에 개폐 영역을 사이에 두고 양측에 경사지게 각각 설치되는 제 1 가이드파이프; 상기 제 1 가이드파이프로부터 상방으로 이격되어 나란하도록 경사지게 각각 설치되는 제 2 가이드파이프; 상기 제 1 가이드파이프 각각을 따라 제 1 대차가 휠에 의해 이동 가능하게 설치되고, 상기 제 1 대차에 제 1 모터가 설치되며, 상기 제 1 모터에 의해 회전하도록 상기 제 1 대차 사이에 제 1 와인딩바가 설치되는 제 1 와인딩어셈블리; 상기 제 2 가이드파이프 각각을 따라 제 2 대차가 휠에 의해 이동 가능하게 설치되고, 상기 제 2 대차에 제 2 모터가 설치되며, 상기 제 2 모터에 의해 회전하도록 상기 제 2 대차 사이에 제 2 와인딩바가 설치되는 제 2 와인딩어셈블리; 상기 제 1 가이드파이프의 상단측에 고정되고, 상기 제 1 와인딩바에 끝단이 고정되는 비닐시트; 상기 제 2 가이드파이프의 상단측에 고정되고, 상기 제 2 와인딩바에 끝단이 고정되는 보온커텐; 상기 비닐시트의 와인딩 경로에 설치되어 상기 비닐시트를 지지하는 제 1 와이어; 상기 보온커텐의 와인딩 경로에 설치되어 상기 보온커텐을 지지하는 제 2 와이어; 상기 제 1 대차에 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 제 1 대차의 이동을 가이드하도록 상기 비닐하우스에 힌지 결합되는 제 1 슬라이딩파이프; 및 상기 제 2 대차에 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 제 2 대차의 이동을 가이드하도록 상기 비닐하우스에 힌지 결합되는 제 2 슬라이딩파이프를 포함한다.
이와 같은 종래 기술은 비닐시트와 보온커텐을 포함하는 다단 보온방식으로 인해 보온 효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 개폐가 편리하며, 비닐시트와 보온커텐의 자중에도 불구하고 개폐 동작의 신뢰성이 우수하고, 소규모의 비닐하우스는 물론 대규모의 비닐하우스에도 안정적인 시공 및 동작이 가능하도록 하며, 시공과 철거가 용이하다. 다만, 종래 기술은 상부의 작업자 이동이 편리하도록 하고, 상부에 이물질 등이 고착되지 않도록 하여 수명을 증가시킬 뿐만 아니라, 관리의 용이함을 도모할 필요가 있었다. 또한 종래 기술은 열교환이 보다 빠르게 이루어지도록 할 필요가 있었다.
상기한 종래 기술에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 작업자가 상부를 편리하게 이동할 수 있고, 수명을 늘릴 뿐만 아니라, 관리가 용이하도록 하며, 유지 및 보수가 용이할 뿐만 아니라, 구조적인 안정성을 도모하고, 열교환이 신속하게 이루어지도록 하는데 목적이 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 비닐하우스의 지붕 상단에 마련되고, 정단면이 "
"로 이루어지는 삼각프레임; 상기 삼각프레임의 양쪽 경사측에 상기 비닐하우스의 길이방향에 나란하도록 각각 설치되는 와인딩바; 상기 삼각프레임에 고정되어 상기 와인딩바 각각에 감겨지는 커버; 상기 와인딩바를 회전시키도록 설치되고, 상기 와인딩바가 회전에 의해 상기 커버를 감아서 상기 경사측을 따라 이동함으로써 상기 삼각프레임이 개방되도록 하거나, 역회전에 의해 상기 커버를 풀어서 상기 경사측을 따라 반대방향으로 이동하여 상기 삼각프레임을 차단시키도록 하는 모터어셈블리; 및 상기 모터어셈블리에 연결되어 끝단이 설치 장소에 힌지 결합됨으로써 상기 모터어셈블리가 상기 와인딩바를 회전시키면서 상기 와이딩바와 함께 이동하도록 가이드하는 가이드부재;를 포함하는 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스가 제공된다.
상기 삼각프레임은, 상기 지붕의 아치형 프레임이 양단에 일체를 이루거나 연결될 수 있다.
상기 삼각프레임은, 정단면에서 상단이 이루는 각도가 15~60도일 수 있다.
상기 지붕은, 비닐이 설치되되, 상기 비닐이 상기 삼각프레임의 양측에 인접하는 위치까지 연장 설치될 수 있다.
상기 지붕 양측에 상기 길이방향을 따라 마련되는 배수로; 및 상기 배수로를 따라 설치되는 난간;을 더 포함할 수 있다.
상기 커버는, 비닐일 수 있다.
상기 모터어셈블리는, 모터; 상기 모터에 결합되는 감속기; 상기 감속기의 축에 연결되고, 상기 와인딩바에 연결되는 연결부재; 상기 감속기의 하측에 상기 가이드부재가 결합되도록 마련되는 결합부; 및 상기 모터에 외부 전원을 인가하도록 상기 결합부에 마련되는 커넥터부;를 포함할 수 있다.
상기 가이드부재는, 길이방향으로 서로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 및 제 2 파이프로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스에 의하면, 와이어나 고리 등의 설치를 최소화하여 작업자가 상부를 편리하게 이동할 수 있고, 물홈 패드 등에 이물질이 고착되지 않도록 하여 수명을 늘릴 뿐만 아니라, 관리가 용이하도록 하며, 비닐 일부분의 교체가 가능하여 유지 및 보수가 용이할 뿐만 아니라, 바람의 영향을 덜 받도록 하여 구조적인 안정성을 도모하고, 비닐 개폐구간이 상단에 위치함으로써 열교환이 신속하게 이루어지도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스의 개방 동작을 설명하기 위한 정면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스의 차단 동작을 설명하기 위한 정면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스에서 와인딩어셈블리와 슬라이딩파이프의 설치 모습을 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 실시례 1에 사용된 비닐하우스의 규격을 나타낸 도면이고,
도 6은 비교례 1 및 2에 사용된 비닐하우스(일반 하우스)의 규격을 나타낸 도면이고,
도 7은 연동 비닐하우스의 규격 및 개별 상세도이고,
도 8은 본 발명의 실시례 1, 비교례 1 및 2를 나타낸 도면이고,
도 9는 도 8에 대한 단독 비닐하우스의 연간 실내온도 비교를 나타낸 것이고,
도 10은 도 8에 대한 단독 비닐하우스의 하절기 실내온도 비교를 나타낸 것이고,
도 11은 도 8에 대한 연중 최대 온도 값이 측정되는 8월 4일의 케이스별 온도 변화를 나타낸 것이고,
도 12는 도 8에 대한 연중 최대 온도 값이 측정되는 8월 4일의 케이스별 온도 강하 차이를 나타낸 것이고,
도 13은 연동 비닐하우스의 모델 및 존 설정을 나타낸 것이고,
도 14는 도 13에 비교례 1 적용시 존별 연간 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 15는 도 13에 비교례 2 적용시 존별 연간 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 16은 도 13에 실시례 1 적용시 존별 연간 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 17은 도 13에 비교례 1 적용시 존별 여름철 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 18은 도 13에 비교례 2 적용시 존별 여름철 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 19는 도 13에 실시례 1 적용시 존별 여름철 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 20은 도 13에 비교례 1 및 2와 실시례 1 적용시 중간기 연동 비닐하우스 미들 존의 온도 변화(5월28일 기준)를 나타낸 것이고,
도 21은 도 13에 비교례 1 및 2와 실시례 1 적용시 하절기 연동 비닐하우스 미들 존의 온도 변화 (8월4일 기준)를 나타낸 것이고,
도 22는 비교례 3에 따른 일반 비닐하우스 축소 모델을 나타낸 것이고,
도 23은 비교례 3의 단방향 26.92m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 24는 속도분포에 대한 기준색상을 나타낸 도면이고,
도 25는 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 26은 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포(왼쪽)를 나타낸 것이고,
도 27은 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포(중앙)를 나타낸 것이고,
도 28은 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포(오른쪽)를 나타낸 것이고,
도 29는 비교례 3의 높이 2.40m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 30은 비교례 3의 높이 3.68m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 31은 비교례 3의 높이 4.13m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 32는 본 발명에 따른 실시례 2의 축소모델이고,
도 33은 실시례 2의 단방향 25.32m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 34는 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 35는 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포(왼쪽)를 나타낸 것이고,
도 36은 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포(중앙)를 나타낸 것이고,
도 37은 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포(오른쪽)를 나타낸 것이고,
도 38은 실시례 2의 높이 2.05m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 39는 실시례 2의 높이 3.56m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 40은 실시례 2의 높이 4.47m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스의 개방 동작을 설명하기 위한 정면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스의 차단 동작을 설명하기 위한 정면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스에서 와인딩어셈블리와 슬라이딩파이프의 설치 모습을 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 실시례 1에 사용된 비닐하우스의 규격을 나타낸 도면이고,
도 6은 비교례 1 및 2에 사용된 비닐하우스(일반 하우스)의 규격을 나타낸 도면이고,
도 7은 연동 비닐하우스의 규격 및 개별 상세도이고,
도 8은 본 발명의 실시례 1, 비교례 1 및 2를 나타낸 도면이고,
도 9는 도 8에 대한 단독 비닐하우스의 연간 실내온도 비교를 나타낸 것이고,
도 10은 도 8에 대한 단독 비닐하우스의 하절기 실내온도 비교를 나타낸 것이고,
도 11은 도 8에 대한 연중 최대 온도 값이 측정되는 8월 4일의 케이스별 온도 변화를 나타낸 것이고,
도 12는 도 8에 대한 연중 최대 온도 값이 측정되는 8월 4일의 케이스별 온도 강하 차이를 나타낸 것이고,
도 13은 연동 비닐하우스의 모델 및 존 설정을 나타낸 것이고,
도 14는 도 13에 비교례 1 적용시 존별 연간 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 15는 도 13에 비교례 2 적용시 존별 연간 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 16은 도 13에 실시례 1 적용시 존별 연간 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 17은 도 13에 비교례 1 적용시 존별 여름철 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 18은 도 13에 비교례 2 적용시 존별 여름철 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 19는 도 13에 실시례 1 적용시 존별 여름철 실내온도 변화를 나타낸 것이고,
도 20은 도 13에 비교례 1 및 2와 실시례 1 적용시 중간기 연동 비닐하우스 미들 존의 온도 변화(5월28일 기준)를 나타낸 것이고,
도 21은 도 13에 비교례 1 및 2와 실시례 1 적용시 하절기 연동 비닐하우스 미들 존의 온도 변화 (8월4일 기준)를 나타낸 것이고,
도 22는 비교례 3에 따른 일반 비닐하우스 축소 모델을 나타낸 것이고,
도 23은 비교례 3의 단방향 26.92m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 24는 속도분포에 대한 기준색상을 나타낸 도면이고,
도 25는 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 26은 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포(왼쪽)를 나타낸 것이고,
도 27은 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포(중앙)를 나타낸 것이고,
도 28은 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포(오른쪽)를 나타낸 것이고,
도 29는 비교례 3의 높이 2.40m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 30은 비교례 3의 높이 3.68m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 31은 비교례 3의 높이 4.13m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 32는 본 발명에 따른 실시례 2의 축소모델이고,
도 33은 실시례 2의 단방향 25.32m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 34는 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 35는 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포(왼쪽)를 나타낸 것이고,
도 36은 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포(중앙)를 나타낸 것이고,
도 37은 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포(오른쪽)를 나타낸 것이고,
도 38은 실시례 2의 높이 2.05m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 39는 실시례 2의 높이 3.56m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이고,
도 40은 실시례 2의 높이 4.47m 지점의 기류 분포를 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변경에 의하여 여러 가지의 실시례를 가질 수 있으므로, 특정 실시례를 예로서 도면에 나타내어 설명하고자 한다. 또한 본 발명은 이러한 특정 실시례로 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례에 대해서 상세히 설명하기로 하며, 도면 부호에 관계없이 동일 내지 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대하여 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스를 도시한 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스의 개방 및 차단 동작을 각각 설명하기 위한 정면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스(100)는 삼각프레임(110), 와인딩바(120), 커버(130), 모터어셈블리(140) 및 가이드부재(150)를 포함할 수 있다.
삼각프레임(110)은 비닐하우스의 지붕(160) 상단에 마련되고, 정단면이 "
"로 이루어지고, "
"의 단면구조를 제공하는 범위 내에서, 비닐하우스의 특성에 맞도록 가로바, 세로바 또는 경사바 등을 비롯하여 다양한 프레임 구조를 제공할 수 있는데, 본 실시례에서처럼, 비닐하우스의 길이방향을 따라 다수로 배열되는 "
" 형상의 제 1 프레임(111)과, 제 1 프레임(111)을 서로 연결시키도록 비닐하우스의 길이방향을 따라 배치되는 제 2 프레임(112)을 포함할 수 있다.
삼각프레임(110)은 일례로 아치형을 이루는 지붕(160)에 얹혀지는 구조를 가질 수 있는데, 이 경우, 삼각형의 밑변에 해당하는 부분에 지붕(160)의 아치형 프레임(161)이 위치할 수 있다. 또한 삼각프레임(110)은 다른 예로서 본 실시례에서처럼, 지붕(160)과 연속적으로 연결됨으로써 삼각형의 밑변에 해당하는 부분에 프레임이 생략되도록 구성될 수 있는데, 이를 위해 삼각프레임(110)은 지붕(160)의 아치형 프레임(161)이 양단에 일체를 이루거나 연결될 수 있다.
삼각프레임(110)은 정단면에서 상단이 이루는 각도가 15~60도일 수 있는데, 15도 미만인 경우 후술하게 될 본 발명의 신속한 열교환을 어렵게 하고, 60도 초과인 경우 풍하중으로 인한 문제를 유발할 수 있다.
와인딩바(120)는 한 쌍으로 이루어지고, 삼각프레임(110)의 양쪽 경사측에 비닐하우스의 길이방향에 나란하도록 각각 설치된다. 따라서, 와인딩바(120)는 삼각프레임(110)의 경사측에 지지되어 회전하면서 이동할 수 있도록 설치된다. 와인딩바(120)는 삼각프레임(110)보다 길게 형성될 수 있다.
커버(130)는 삼각프레임(110)에 고정되어 와인딩바(120) 각각에 감겨지는데, 예컨대 와인딩바(120) 각각에 대응하도록 한 쌍으로 이루어질 수 있고, 삼각프레임(110)의 상단에 일단이 고정되고, 타단이 와인딩바(120)에 고정되어 와인딩바(120)의 회전에 의해 와인딩바(120)의 외주면에 감겨질 수 있도록 한다. 또한 커버(130)는 비닐일 수 있으며, 이로 인해 다른 부분의 비닐(162,174)과 연속성 및 동일 특성을 가지도록 할 수 있다.
모터어셈블리(140)는 와인딩바(120)를 회전시키도록 설치되고, 와인딩바(120)가 회전에 의해 커버(130)를 감아서 경사측을 따라 이동함으로써 삼각프레임(110)이 개방되도록 하거나, 역회전에 의해 커버(130)를 풀어서 경사측을 따라 반대방향으로 이동하여 삼각프레임(110)을 차단시키도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 모터어셈블리(140)는 모터(141)와, 모터(141)에 결합되는 감속기(142)와, 감속기(142)의 축에 연결되고, 와인딩바(120)에 연결되는 연결부재(143)와, 감속기(142)의 하측에 가이드부재(150)가 결합되도록 마련되는 결합부(144)와, 모터(141)에 외부 전원을 인가하도록 결합부(144)에 마련되는 커넥터부(145)를 포함할 수 있다. 모터(141)는 외부의 유선 또는 무선을 이용한 조작부의 조작신호를 수신받아 정회전 또는 역회전의 동작을 수행하도록 제어부가 마련될 수 있다. 이러한 제어부는 다른 예로서 모터(141)와는 별개로 이격되게 마련될 수도 있다.
연결부재(143)는 축이음에 의해 와인딩바(120)에 고정될 수 있다. 결합부(144)는 모터어셈블리(140)가 직선구간인 삼각프레임(110)의 경사측을 따라 이동시, 가이드부재(150)와의 상대적인 회전을 허용하도록 힌지축에 의해 가이드부재(150)가 회동할 수 있도록 결합될 수 있다. 또한 커넥터부(145)는 전원케이블이 접속되도록 하고, 전원케이블의 전원을 모터(141)에 전달하기 위한 단자 내지 케이블 등이 마련될 수 있다.
모터어셈블리(140)는 다른 예로서, 모터(141)의 구동에 의해 회전하는 롤러(미도시)를 가짐으로써 이러한 롤러에 의해 삼각프레임(110)의 제 1 프레임(111)에 나란하도록 비닐하우스에 배치되는 가이드프레임을 따라 이동하도록 설치될 수도 있다.
가이드부재(150)는 모터어셈블리(140)에 연결되어 끝단이 설치 장소, 예컨대 지면이나 하우스본체(170) 또는 삼각프레임(110) 등에 힌지 결합됨으로써 모터어셈블리(140)가 와인딩바(120)를 회전시키면서 와이딩바(120)와 함께 이동하도록 가이드한다. 또한 가이드부재(150)는 모터어셈블리(140)가 직선구간인 삼각프레임(110)의 경사측을 따라 이동하게 됨으로써 모터어셈블리(140)의 회전반경이 변화되는 것에 대응하도록 길이방향으로 서로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 및 제 2 파이프(151,152)로 이루어질 수 있다. 여기서 제 1 파이프(151)는 제 2 파이프(152)보다 큰 직경을 가지고서, 제 2 파이프(152)의 외측에 끼워져서 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있으며, 제 2 파이프(152)보다 상단에 위치함으로써 우수 등과 같은 수분이 제 2 파이프(152)와의 결합부위로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 제 2 파이프(152)는 하단에 설치 장소와의 힌지 결합을 위하여 힌지결합부(153)가 마련될 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스(100)에서, 지붕(160)은 비닐(162)이 설치되되, 비닐(162)이 삼각프레임(110)의 양측에 인접하는 위치까지 연장 설치될 수 있다. 따라서, 비닐(162)이 삼각프레임(110)의 모든 영역을 제외하여 설치됨으로써 삼각프레임(110)의 환기력을 보다 높일 수 있다.
지붕(160)이 상부에 마련되는 하우스본체(170)는 프레임 구조를 제공하기 위하여, 다수의 가로프레임(171)과 다수의 세로프레임(172)이 브라켓이나 볼트나 스크루 등의 체결부재를 사용하여 서로 연결될 수 있고, 세로프레임(172)이 기초(173) 상에 수직되게 설치될 수 있으며, 외관이 비닐(174)로 차단될 수 있고, 도시하지 않았으나, 출입을 위한 도어가 마련될 수 있다.
지붕(160) 양측에는 길이방향을 따라 배수로(181)가 각각 마련될 수 있으며, 이러한 배수로(181)에 의해 지붕(160) 등에 가해지는 우수의 압력을 해소하도록 하고, 배수로(181)가 비닐하우스 상부의 작업자 이동 통로 역할을 할 수도 있다. 또한 배수로(181)를 따라 난간(182)이 설치될 수 있으며, 이로 인해 배수로(181)를 따라 이동하는 작업자의 안전을 도모할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스의 동작을 설명하기로 한다.
사용자의 조작에 의해 모터(141)를 구동시킴으로써, 도 2에서와 같이, 모터어셈블리(140)가 와인딩바(120)를 회전시킴으로써 와인딩바(120; 도 1에 도시)가 회전에 의해 커버(130)를 감아서 삼각프레임(110)의 경사측을 따라 이동, 예컨대 상방향으로 이동함으로써 삼각프레임(110)이 개방되도록 할 수 있다. 또한 사용자의 조작에 의해 모터(141)를 반대로 구동시킴으로써 도 3에서와 같이, 모터어셈블리(140)가 와인딩바(120)를 역회전시킴으로써 커버(130)를 풀어서 경사측을 따라 반대방향으로 이동, 예컨대 하방향으로 이동하도록 하여, 삼각프레임(110)이 커버(130)에 의해 차단되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스의 작용을 비교례를 이용하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 이를 위해, 도 5에서는 본 발명의 실시례 1에 사용된 비닐하우스의 규격을 나타내고, 도 6에서는 비교례 1 및 2에 사용된 일반 비닐하우스의 규격을 나타낸다. 이러한 단독 사용의 경우와 달리, 연동으로 사용하는 연동 비닐하우스의 규격 및 개별 상세도를 도 7에 나타낸다.
시뮬레이션 조건 및 환경 설정에 대해서 알아보기로 한다.
온열환경 부분은 분석 방법으로 Apache 분석툴을 이용하여 실내 온도분포를 분석하였다. 또한 도 8은 본 발명의 비교례 1(a), 비교례 2(b) 및 실시례 1(c)를 나타낸 도면이다.
이러한 온열환경 부분에서 시뮬레이션 조건은 아래에서와 같다.
- Room type : Internal void or warm roof
- Heating & Cooling : Off continuously
- Solar reflected fraction : 0.05
- Air Exchanges : Natural Ventilation(Max flow : 0.7ach on continuously)
- Constructions Material :
* Roof, External Wall : Polyethylene Film
* Ground/Exposed Floor : Soil 750mm [BS EN 12524]
* External Window, Roof Light : Perfectly Clear Glazing Material
* Internal Partition : Air(Left, Middle, Right zone virtual partition)
* Characteristic
- Time Step : 2분 / Reporting Interval : 10분 / Preconditioning Period : 10일
- Location & Site & Weather Data : Jeju, Korea; Republic of
- Weather Data : [IWEC] 한국 광주 데이터
또한 기류환경 부분에 대해서, MacroFlo 분석툴을 이용하여 내부 기류를 분석하되, 태풍 평균 풍속(50㎧) 기준이다. 또한 시뮬레이션 조건은 아래와 같다.
- Exposure Type : Exterior Wall
- Opening Threshold(℃) : 25
- Degree of Opening : On continuously
- Wind Velocity : 50㎧
- Turbulence Model : K-e
- Discretisation Scheme : Upwind, Power-low
- Display Settings
- Maximum vector length(m/s) : 3.3
- Minimum displayed value(m/s) : 0.3
먼저 본 발명의 온열환경개선 효과를 살펴보면, 아래 표 1의 조건에 따라 측면하단부 개방면적은 가로 30.00m × 세로 1.00m × 2면 × 10동 = 600㎡이고, 비교례 2의 상단(좌우측) 개방 면적은 가로 30.00m × 세로 1.00m × 2면 × 10동 = 600㎡이고, 실시례 1의 삼각 프레임 개방 면적은 가로 29.90m × 세로 0.94m × 2면 × 10동 = 563㎡이다.
| 구분 | 상단 개폐 | 하단 개폐 | 비닐하우스 종류 |
| 비교례 1 | Ｘ | Ｘ | 일반 하우스 |
| 비교례 2 | ○ | ○ | 일반 하우스 |
| 실시례 1 | ○ | ○ | 삼각고환기창 하우스 |
도 9에서는 비교례 1 및 2와 실시례 1에 대한 단독 비닐하우스의 연간 실내온도 비교를 나타내고, 도 10은 비교례 1 및 2와 실시례 1에 대한 단독 비닐하우스의 하절기 실내온도 비교를 나타내며, 도 11은 비교례 1 및 2와 실시례 1에 대한 연중 최대 온도 값이 측정되는 8월 4일의 케이스별 온도 변화를 나타내고, 도 12는 비교례 1 및 2와 실시례 1에 대한 연중 최대 온도 값이 측정되는 8월 4일의 케이스별 온도 강하 차이를 나타낸다. 여기서 "밀폐"는 비교례 1을 나타내고, "일반"은 비료례 2를 나타내며, "삼각고창"은 실시례 1을 나타내는 의미로 사용되며, 이하에서도 마찬가지이다.
도 13은 연동 비닐하우스의 모델 및 존 설정을 나타낸 것이다. 실내온도 25℃ 이상일 경우 상, 하단 자동개방(비교례 2, 실시례 1)이고, 측면 하단부 개방 면적이: 가로 30.00m × 세로 1.00m × 2면 × 10동 = 600㎡이고, 일반하우스 상단(좌우측) 개방 면적은 가로 30.00m × 세로 1.00m × 2면 × 10동 = 600㎡이며, 삼각프레임(삼각고 환기창) 개방 면적은 가로 29.90m × 세로 0.94m × 2면 × 10동 = 563㎡이다. 이에 따라, 도 14는 비교례 1 적용시 존별 연간 실내온도 변화를 나타내고, 도 15는 비교례 2 적용시 존별 연간 실내온도 변화를 나타내며, 도 16은 실시례 1 적용시 존별 연간 실내온도 변화를 나타내고, 도 17은 비교례 1 적용시 존별 여름철 실내온도 변화를 나타내며, 도 18은 비교례 2 적용시 존별 여름철 실내온도 변화를 나타내고, 도 19는 실시례 1 적용시 존별 여름철 실내온도 변화를 나타내며, 도 20은 비교례 1 및 2와 실시례 1 적용시 중간기 연동 비닐하우스 미들 존의 온도 변화(5월28일 기준)를 나타내고, 도 21은 비교례 1 및 2와 실시례 1 적용시 하절기 연동 비닐하우스 미들 존의 온도 변화 (8월4일 기준)를 나타낸다.
도 22는 비교례 3에 따른 일반 비닐하우스 축소 모델을 나타낸 것이고, 도 32는 본 발명에 따른 실시례 2의 축소모델이고, 도 24는 속도분포에 대한 기준색상을 나타낸 도면이다. 이러한 기류해석을 위한 시뮬레이션 조건은 아래의 표 2와 같다.
| 사례 | 풍속 | 상단 개폐 | 하단 개폐 | 종류 |
| 비교례 3 | 50㎧ | ○ | ○ | 일반 하우스 |
| 실시례 2 | ○ | ○ | 삼각고환기창 하우스 |
풍속 : 50㎧ (태풍 볼라벤의 최대 풍속)
기류방향: 비닐하우스 장방향 (→)
측면 하단부 개방 면적은 가로 30.00m ×세로 1.00m ×2면 ×10동 = 600㎡이고, 일반하우스 상단(좌우측) 개방 면적은 가로 30.00m ×세로 1.00m ×2면 ×10동 = 600㎡이고, 삼각프레임(삼각고 환기창) 개방 면적운 가로 29.90m ×세로 0.94m ×2면 ×10동 = 563㎡이다.
비교례 3은 강풍 조건에서의 일반 비닐하우스 상, 하단 개방(50㎧)이고, 시뮬레이션 한계 상 축소모델로 구동(길이 30m에서 10m로 축소)하였다. 또한 실시례 2는 강풍 조건에서의 삼각프레임(삼각고 환기창)의 상, 하단 개방(50㎧)이고, 시뮬레이션 한계 상 축소모델로 구동(길이 30m에서 10m로 축소)하였다. 이에 따르면, 도 23은 비교례 3의 단방향 26.92m 지점의 기류 분포를 나타내고, 도 25는 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포를 나타내며, 도 26은 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포(왼쪽)를 나타내고, 도 27은 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포(중앙)를 나타내며, 도 28은 비교례 3의 장방향 13.49m 지점의 기류 분포(오른쪽)를 나타내고, 도 29는 비교례 3의 높이 2.40m 지점의 기류 분포를 나타내며, 도 30은 비교례 3의 높이 3.68m 지점의 기류 분포를 나타내고, 도 31은 비교례 3의 높이 4.13m 지점의 기류 분포를 나타내며, 도 33은 실시례 2의 단방향 25.32m 지점의 기류 분포를 나타내고, 도 34는 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포를 나타내며, 도 35는 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포(왼쪽)를 나타내고, 도 36은 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포(중앙)를 나타내며, 도 37은 실시례 2의 장방향 5.57m 지점의 기류 분포(오른쪽)를 나타내고, 도 38은 실시례 2의 높이 2.05m 지점의 기류 분포를 나타내며, 도 39는 실시례 2의 높이 3.56m 지점의 기류 분포를 나타내고, 도 40은 실시례 2의 높이 4.47m 지점의 기류 분포를 나타낸다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 와이어나 고리 등의 설치를 최소화하여 작업자가 상부를 편리하게 이동할 수 있고, 물홈 패드 등에 이물질이 고착되지 않도록 하여 수명을 늘릴 뿐만 아니라, 관리가 용이하도록 하며, 비닐 일부분의 교체가 가능하여 유지 및 보수가 용이할 뿐만 아니라, 바람의 영향을 덜 받도록 하여 구조적인 안정성을 도모하고, 비닐 개폐구간이 상단에 위치함으로써 열교환이 신속하게 이루어지도록 한다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기한 실시례에 국한되어 정해져서는 아니되며, 특허청구범위, 그리고 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 삼각프레임 111 : 제 1 프레임
112 : 제 2 프레임 120 : 와인딩바
130 : 커버 140 : 모터어셈블리
141 : 모터 142 : 감속기
143 : 연결부재 144 : 결합부
145 : 커넥터부 150 : 가이드부재
151 : 제 1 파이프 152 : 제 2 파이프
153 : 힌지결합부 160 : 지붕
161 : 아치형 프레임 162 : 비닐
170 : 하우스본체 171 : 가로프레임
172 : 세로프레임 173 : 기초
174 : 비닐 181 : 배수로
182 : 난간
112 : 제 2 프레임 120 : 와인딩바
130 : 커버 140 : 모터어셈블리
141 : 모터 142 : 감속기
143 : 연결부재 144 : 결합부
145 : 커넥터부 150 : 가이드부재
151 : 제 1 파이프 152 : 제 2 파이프
153 : 힌지결합부 160 : 지붕
161 : 아치형 프레임 162 : 비닐
170 : 하우스본체 171 : 가로프레임
172 : 세로프레임 173 : 기초
174 : 비닐 181 : 배수로
182 : 난간
Claims (8)
- 비닐하우스의 지붕(160) 상단에 마련되고, 정단면이 ""로 이루어지는 삼각프레임(110);
상기 삼각프레임(110)의 양쪽 경사측에 상기 비닐하우스의 길이방향에 나란하도록 각각 설치되는 와인딩바(120);
상기 삼각프레임(110)에 고정되어 상기 와인딩바(120) 각각에 감겨지는 커버(130);
상기 와인딩바(120)를 회전시키도록 설치되고, 상기 와인딩바(120)가 회전에 의해 상기 커버(130)를 감아서 상기 경사측을 따라 이동함으로써 상기 삼각프레임(110)이 개방되도록 하거나, 역회전에 의해 상기 커버(130)를 풀어서 상기 경사측을 따라 반대방향으로 이동하여 상기 삼각프레임(110)을 차단시키도록 하는 모터어셈블리(140); 및
상기 모터어셈블리(140)에 연결되어 끝단이 설치 장소에 힌지 결합됨으로써 상기 모터어셈블리(140)가 상기 와인딩바(120)를 회전시키면서 상기 와인딩바(120)와 함께 이동하도록 가이드하는 가이드부재(150); 를 포함하고,
상기 삼각프레임은, 비닐하우스의 길이방향을 따라 다수로 배열되는 "" 형상의 제 1 프레임(111)과, 제 1 프레임(111)을 서로 연결시키도록 비닐하우스의 길이방향을 따라 배치되는 제 2 프레임(112)을 포함하고,
상기 가이드부재(150)는 모터어셈블리(140)가 직선구간인 삼각프레임(110)의 경사측을 따라 이동하게 됨으로써 모터어셈블리(140)의 회전반경이 변화되는 것에 대응하도록 길이방향으로 서로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 및 제 2 파이프(151,152)로 이루어지고,
상기 제 1 파이프(151)는 제 2 파이프(152)보다 큰 직경을 가지고서, 제 2 파이프(152)의 외측에 끼워져서 슬라이딩 가능하게 결합되고, 제 2 파이프(152)보다 상단에 위치함으로써 우수와 같은 수분이 제 2 파이프(152)와의 결합부위로 침투하는 것을 방지할 수 있고, 제 2 파이프(152)는 하단에 설치 장소와의 힌지 결합을 위하여 힌지결합부(153)가 마련된 것을 특징으로 하는 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스. - 청구항 1에 있어서,
상기 삼각프레임(110)은,
상기 지붕(160)의 아치형 프레임(161)이 양단에 일체를 이루거나 연결되는 것을 특징으로 하는 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 삼각프레임(110)은,
정단면에서 상단이 이루는 각도가 15~60도인 것을 특징으로 하는 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스. - 청구항 1에 있어서,
상기 지붕(160)은,
비닐(162)이 설치되되, 상기 비닐(162)이 상기 삼각프레임(110)의 양측에 인접하는 위치까지 연장 설치되는 것을 특징으로 하는 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스. - 청구항 1에 있어서,
상기 지붕(160) 양측에 상기 길이방향을 따라 마련되는 배수로(181); 및
상기 배수로(181)를 따라 설치되는 난간(182);
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스. - 청구항 1에 있어서,
상기 커버(130)는,
비닐인 것을 특징으로 하는 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스. - 청구항 1에 있어서,
상기 모터어셈블리(140)는,
모터(141);
상기 모터(141)에 결합되는 감속기(142);
상기 감속기(142)의 축에 연결되고, 상기 와인딩바(120)에 연결되는 연결부재(143);
상기 감속기(142)의 하측에 상기 가이드부재(150)가 결합되도록 마련되는 결합부(144); 및
상기 모터(141)에 외부 전원을 인가하도록 상기 결합부(144)에 마련되는 커넥터부(145);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기용 삼각 탑루프를 가지는 비닐하우스. - 삭제
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| KR20110051795A (ko) * | 2009-11-11 | 2011-05-18 | 김순일 | 비닐하우스 |
| KR20140000106A (ko) * | 2012-06-22 | 2014-01-02 | 임선호 | 시설재배하우스의 환기장치 |
| KR101400245B1 (ko) * | 2013-11-14 | 2014-05-28 | 주식회사 유진 | 비닐하우스의 보온 장치 |
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- 2015-11-06 KR KR1020150156064A patent/KR101651044B1/ko active IP Right Grant
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