KR102006537B1 - 복합 스팀분사 방식의 제초장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스팀을 분사하는 방식으로 제초하는 장치에 있어서: 외통(11)과 내통(12)으로 구분되는 유동공간을 형성한 본체(10); 상기 본체(10)의 일측 유동공간에 증발코일(26)을 수용하고, 급수관(21)을 통하여 외부의 수조(22)와 연결되는 급수수단(20); 상기 본체(10)의 타측 유동공간에 가스발열체(31) 및 전기발열체(32) 중 적어도 하나를 수용하는 가열수단(30); 상기 급수수단(20)의 하류단에 연결되는 분사관(41)으로 스팀 분사를 유도하는 분사수단(40); 및 상기 급수수단(20), 가열수단(30), 분사수단(40)에 연결되어 설정된 제어를 수행하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 제초제와 같은 약품에 의존하지 않고 제초 작업을 수행함에 있어 일반적인 차량에 구비되는 복수의 구동원으로 제초용 스팀을 분사하여 친환경성을 기반으로 안전성과 편의성을 높이는 효과가 있다.

Description

복합 스팀분사 방식의 제초장치{Weeding apparatus having hybrid steam injection structure}

본 발명은 제초장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 제초제와 같은 약품에 의존하지 않고 물리적 방식으로 제초 작업을 수행하는 복합 스팀분사 방식의 제초장치에 관한 것이다.

지금까지의 농업에서 작물의 성장과 결실에 영향을 끼치지 않도록 잡초를 제거하는 김매기 작업이 대부분 대가족을 기반으로 하는 인력에 의존되었으나, 급속한 산업화에 따른 농촌 인구 감소와 고령화로 김매기 노동력이 부족한 실정이라 제초제와 같은 약품을 사용하는 추세로 변모되었다. 그러나 제초제를 장기간 사용 또는 과용하면 심각한 토양 오염과 인체 유해성을 초래하게 된다.

제초제에 대한 대안으로서 고온으로 분사되는 스팀으로 잡초의 생장점을 사멸시켜 제거하는 방식이 제안되기도 한다. 이와 관련되는 선행기술문헌으로서 하기의 한국 공개특허공보 제2003-0039354호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0988805호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.

선행문헌 1은 물통을 맨위 상단부에 설치하고 물호스를 연결하여 물의 양을 조절하는 스테인레스공으로 만들어진 자동밸브를 통하여 압력탱크로 물이 들어가도록 되여 있으며 그 압력탱크의 밑과 둘레를 부탄가스식 버너의 열기로 가열하여 고열의 수증기를 발산시킨다. 이에, 간편하고 가볍게 제작되며 병균과 벌레까지 제거하고 건강에 기여하는 효과를 도모한다.

선행문헌 2에 의하면 한쪽 끝은 몸체의 상면 중앙에 연결되고, 다른 쪽 끝은 이동용 농기계의 액추에이터에 연결되어 상기 몸체를 상승 또는 하강하게 하는 것으로서, 스팀호스를 통하여 상기 이동용 농기계에 구비된 보일러로부터 스팀을 공급받아 상기 몸체에 스팀을 공급한다. 이에, 작업자에게 안전하고 친환경적이며 농기계 장착으로 능률을 높이는 효과를 기대한다.

그러나, 이는 부주의에 의한 부탄가스 폭발 위험성이 수반되거나 보일러를 탑재한 특수한 차량이 필요하므로 일반적인 가정에서 안전하고 편리하게 스팀으로 제초하기에 한계성을 드러낸다.

1. 한국 공개특허공보 제2003-0039354호 "무농약 스팀 제초기" (공개일자 : 2003.05.17.) 2. 한국 등록특허공보 제0988805호 "지면에 스팀을 분사하여 잡초를 제거하는 제초방법 및 이에 사용되는 스팀제초기" (공개일자 : 2009.08.05.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 제초제와 같은 약품에 의존하지 않고 물리적 방식으로 제초 작업을 수행함에 있어 일반적인 차량에 구비되는 복수의 구동원으로 제초용 스팀을 분사하기 위한 복합 스팀분사 방식의 제초장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스팀을 분사하는 방식으로 제초하는 장치에 있어서: 외통과 내통으로 구분되는 유동공간을 형성한 본체; 상기 본체의 일측 유동공간에 증발코일을 수용하고, 급수관을 통하여 외부의 수조와 연결되는 급수수단; 상기 본체의 타측 유동공간에 가스발열체 및 전기발열체 중 적어도 하나를 수용하는 가열수단; 상기 급수수단의 하류단에 연결되는 분사관으로 스팀 분사를 유도하는 분사수단; 및 상기 급수수단, 가열수단, 분사수단에 연결되어 설정된 제어를 수행하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체는 위치 이동이 용이하도록 주행대차 상에 탑재되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 급수수단은 급수관 상에 물공급을 단속하는 개폐밸브, 물의 무화를 유발하는 무화기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 가열수단은 가스발열체와 전기발열체를 교체 가능하게 결합한 제1구조 또는 가스발열체와 전기발열체를 일체로 결합한 제2구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 분사수단은 분사관의 단부에 각도변동 가능하게 결합되는 분사노즐, 분사노즐의 외부에 스팀을 가두도록 결합되는 분사갓을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 제어기를 통하여 배터리 전압, 수조의 수위를 검출하고 설정된 조건으로 급수수단, 가열수단, 분사수단의 작동을 단속하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 제어수단은 내통의 하류단으로 배출되는 가스 중 일부를 분사수단에 제공하기 위한 분배기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 제초제와 같은 약품에 의존하지 않고 제초 작업을 수행함에 있어 일반적인 차량에 구비되는 복수의 구동원으로 제초용 스팀을 분사하여 친환경성을 기반으로 안전성과 편의성을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 전체적으로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 단독 가열수단을 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 복합 가열수단을 나타내는 모식도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 주요 회로를 나타내는 블록도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 스팀을 분사하는 방식으로 제초하는 장치에 관하여 제안한다. 제초제와 같은 약품을 배제하고 스팀이라는 물리적 방식을 적용하여 친환경성을 도모한다. 일반 가정에서 통상적인 차량을 이용하여 제초하는 장치를 요체로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 본체(10)는 외통(11)과 내통(12)으로 구분되는 유동공간을 형성한 구조를 지닌다. 외통(11)과 내통(12)이 동심의 일체 구조로 결합되면 외부 유동공간과 그 내측의 내부 유동공간이 형성된다. 외통(11)에는 물(스팀)이 유동하는 주입구(15)와 배출구(16)가 형성된다. 내통(12)은 양단부를 개방한 상태 또는 폐쇄한 상태로 사용할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체(10)는 위치 이동이 용이하도록 주행대차(18) 상에 탑재되는 것을 특징으로 한다. 주행대차(18)는 본체(10)는 물론 후술하는 여타 구성품을 안정적으로 지지하는 동시에 저면에 장착된 주행휠에 의하여 이동 용이성을 제공한다. 제초 작업 과정에서 다소간의 위치 이동이 필요한 경우 인력에 의한 이동을 편리하게 한다.

또, 본 발명에 따르면 급수관(21)을 통하여 외부의 수조(22)와 연결되는 급수수단(20)이 상기 본체(10)의 일측 유동공간에 증발코일(26)을 수용하는 구조를 지닌다. 급수수단(20)은 스팀 생성에 소요되는 물을 수조(22)에 저장하고, 수조(22)는 본체(10)의 상측에서 중력으로 물을 공급한다. 본체(10)의 외부 유동공간에 내통(12)을 감싸도록 설치되는 증발코일(26)은 상류단과 하류단에서 각각 주입구(15) 및 배출구(16)와 연통된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 급수수단(20)은 급수관(21) 상에 물공급을 단속하는 개폐밸브(24), 물의 무화를 유발하는 무화기(25)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 급수관(21) 상의 상류측에 설치되는 개폐밸브(24)는 정전시 작동 가능한 수동조작부를 기본적으로 구비하고 원격으로 전자적 제어가 가능하도록 전기액츄에이터를 더 구비한다. 급수관(21) 상의 하류측에 설치되는 무화기(25)는 물의 입자를 쪼개어 신속한 증기화를 유발하는 노즐 구조이다. 무화기(25)는 압력을 높이기 위한 펌프와 더불어 역류를 방지하는 수단을 더 구비하는 것이 좋다.

또, 본 발명에 따르면 가열수단(30)이 상기 본체(10)의 타측 유동공간에 가스발열체(31) 및 전기발열체(32) 중 적어도 하나를 수용한다. 가열수단(30)은 내통(12)의 내부 유동공간에 설치되어 급수수단(20)의 증발코일(26)에 열에너지를 제공한다. 가스발열체(31)는 차량에서 배출되는 고온의 배기가스를 사용하는 것으로 가스와 열교환이 가능한 다공체나 격벽을 수용한다. 이 경우 내통(12)의 상류단에는 차량의 배기관과 결합되는 연결기(33)를 구비한다. 전기발열체(32)는 본체(10) 또는 차량에 탑재된 배터리(55)를 사용하는 것으로서 밀폐된 내통(12)에 열선이나 석영관을 수용하고 전선과 단자를 구성한다. 이 경우 내통(12)의 적어도 일부는 투명한 소재를 부가할 수 있다.

한편, 가열수단(30)의 방식과 무관하게 열손실을 방지하여 효율을 높이기 위해 도 2 및 도 3에 나타내는 것처럼 본체(10)의 외통(11)의 외면에 단열재(38)를 구비하는 것이 좋다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 가열수단(30)은 가스발열체(31)와 전기발열체(32)를 교체 가능하게 결합한 제1구조 또는 가스발열체(31)와 전기발열체(32)를 일체로 결합한 제2구조로 형성되는 것을 특징으로 한다. 제1구조에 의하면, 도 2(a)의 가스발열체(31) 및 도 2(b)의 전기발열체(32)를 본체(10)에 동시에 탑재하고 필요에 따라 배관연결 부재를 탈부착하여 교체가 가능하다. 도 3의 제2구조에 의하면, 하나의 본체(10)에 가스발열체(31)와 전기발열체(32)가 동심으로 수용되어 동시에 작동한다. 이 경우 전기발열체(32)는 가스발열체(31)를 감싸는 형태로 구성하는 것이 좋다.

이때, 상기 제1구조 또는 제2구조에서 내통(12)의 벽면에 긴밀하게 밀착되는 전열매체(35)를 더 구비할 수도 있다. 전열매체(35)는 전열면적을 증대하는 핀(fin), 고온측으로 열량을 증대하는 히트펌프, 열량 보존을 위한 고열용량 물질 등에서 선택하여 부가할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 분사수단(40)이 상기 급수수단(20)의 하류단에 연결되는 분사관(41)으로 스팀 분사를 유도한다. 분사수단(40)은 분사관(41)의 상류단에서 유연관(42)을 통하여 본체(10)의 배출구(16)와 연결된다. 분사관(41)은 사용자의 파지를 위한 핸들, 사용자의 조작을 위한 스위치(43)를 구비한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 분사수단(40)은 분사관(41)의 단부에 각도변동 가능하게 결합되는 분사노즐(45), 분사노즐(45)의 외부에 스팀을 가두도록 결합되는 분사갓(47)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 다공을 지닌 분사노즐(45)은 분사관(41)의 하단에 연결되는 동시에 분사갓(47)의 정중앙에 배치된다. 사용자가 다양한 자세로 작업하기 용이하도록 분사관(41)과 분사노즐(45)은 각도변동이 가능한 구조로 연결한다. 분사갓(47)은 대략 반구형으로 형성되며, 하단에 다수의 이동휠(48)을 구비하는 것이 좋다.

또, 본 발명에 따르면 제어수단(50)이 상기 급수수단(20), 가열수단(30), 분사수단(40)에 연결되어 설정된 제어를 수행한다. 제어수단(50)은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 구비한 제어기(52)를 기반으로 한다. 제어수단(50)의 주된 알고리즘은 사용자의 스위치(43) 조작에 의한 작동이지만 사용자가 예상치 못한 상황에 대응하는 경보와 비상정지를 포함한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(50)은 제어기(52)를 통하여 배터리 전압, 수조(22)의 수위를 검출하고 설정된 조건으로 급수수단(20), 가열수단(30), 분사수단(40)의 작동을 단속하는 것을 특징으로 한다. 본체(10) 또는 차량의 배터리(55)가 저전압 상태로 되면 경보하거나 작동을 중단한다. 수조(22)에 설치된 수위센서의 신호로 저수위에 이르면 경보하거나 작동을 중단한다. 도 4에서 검출기(54)는 전압센서와 수위센서로 예시하지만 이에 한정되지 않는다. 어느 경우에나 본체(10), 무화기(25), 가열수단(30) 등을 보호하고 내구성을 높인다.

본 발명의 변형예로서, 상기 제어수단(50)은 내통(12)의 하류단으로 배출되는 가스 중 일부를 분사수단(40)에 제공하기 위한 분배기(57)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 1 및 도 3에서 내통(12)의 하류측에 분배기(57)가 설치된 상태를 예시한다. 분배기(57)는 배출되는 배기가스의 일부를 외부로 인출하기 위한 배관부재와 유량조절밸브로 구성된다. 분배기(57)와 분사관(41) 사이에는 유연관(42)과 마찬가지로 유연한 소재로 형성된 보조관(56)이 연결된다. 이에, 분사노즐(45)을 통하여 스팀과 더불어 배기가스가 공급되면 스팀의 온도를 상승시켜 제초 능력을 높일 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 본체 11: 외통
12: 내통 18: 주행대차
20: 급수수단 21: 급수관
22: 수조 24: 개폐밸브
25: 무화기 26: 증발코일
30: 가열수단 31: 가스발열체
32: 전기발열체 33: 연결기
35: 전열매체 38: 단열재
40: 분사수단 41: 분사관
43: 스위치 45: 분사노즐
47: 분사갓 50: 제어수단
52: 제어기 54: 검출기
55: 배터리 56: 보조관
57: 분배기

Claims (7)

1. 스팀을 분사하는 방식으로 제초하는 장치에 있어서:
   차량에 연결하여 가스와 전기를 열원으로 사용하도록 외통(11)과 내통(12)으로 구분되는 유동공간을 형성하고, 위치 이동이 용이하도록 주행대차(18) 상에 탑재되는 본체(10);
   상기 본체(10)의 일측 유동공간에 증발코일(26)을 수용하고, 급수관(21)을 통하여 외부의 수조(22)와 연결되는 급수수단(20);
   상기 본체(10)의 타측 유동공간에 차량에서 배출되는 고온의 배기가스를 사용하는 가스발열체(31) 및 전기발열체(32) 중 적어도 하나를 수용하는 가열수단(30);
   상기 급수수단(20)의 하류단에 연결되는 분사관(41)으로 스팀 분사를 유도하는 분사수단(40); 및
   상기 급수수단(20), 가열수단(30), 분사수단(40)에 연결되어 설정된 제어를 수행하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지되,
   상기 급수수단(20)은 급수관(21) 상에 물공급을 단속하는 개폐밸브(24), 펌프를 기반으로 물의 입자를 쪼개어 신속한 증기화를 유발하는 무화기(25)를 구비하고,
   상기 가열수단(30)은 가스발열체(31)와 전기발열체(32)를 교체 가능하게 결합한 제1구조 또는 가스발열체(31)와 전기발열체(32)를 일체로 결합한 제2구조로 형성되며,
   상기 분사수단(40)은 분사관(41)의 단부에 각도변동 가능하게 결합되는 분사노즐(45), 분사노즐(45)의 외부에 스팀을 가두도록 결합되는 분사갓(47)을 구비하고,
   상기 제어수단(50)은 제어기(52)를 통하여 배터리 전압, 수조(22)의 수위를 검출하고 설정된 조건으로 급수수단(20), 가열수단(30), 분사수단(40)의 작동을 단속하며,
   상기 제어수단(50)은 내통(12)의 하류단으로 배출되는 가스 중 일부를 분사수단(40)에 제공하기 위한 분배기(57)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 스팀분사 방식의 제초장치.
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