KR20080111754A - 수목의 동사방지를 위한 지중가온 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로변에 식재된 수목의 동사를 방지하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 도로변에 설치된 수목(1)의 뿌리분(2) 둘레에 발열 전선(10)을 설치하고, 이 발열 전선(10)은 주변 가로등(3), 정원등 등과 같은 주변의 전기시설을 전원공급원으로 한다. 제어부(50)는 온도센서(51)에서 검출한 대기온도를 입력하고 이 입력된 대기온도가 설정온도 이하인 경우에만 상기 가로등(3)의 전원을 상기 발열 전선(10)에 공급하여 수목(1)의 뿌리분(2) 둘레의 토양을 가열함으로써 수목 뿌리분 주위의 토양의 동결에 의한 수목 동사를 방지하는 것이다.

수목, 동사방지, 정온전선, 대기온도, 뿌리분, 토양가온, 온도센서

Description

수목의 동사방지를 위한 지중가온 장치{ Thermal device for preventing plants from freeze damage}

도 1은 본 발명에 따른 지중 가온장치의 바람직한 일 실시예를 도시한 개략도이고,

도 2는 본 발명에 따른 발열 전선이 수목의 뿌리분 주위에 설치된 일 실시예를 도시한 도면이고,

도 3a는 본 발명의 발열전선의 일실시예로서 정온전선의 구성을 도시한 사시도,

도 3b는 도 3a의 '3B-3B'선을 따라 도시한 단면도이고,

도 4a는 본 발명에 따른 발열 전선의 배치에 대한 다른 실시예를 도시한 단면도이고,

도 4b는 도 4a의 평면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 수목 2: 뿌리분

3: 가로등

10: 발열 전선 12: 발열 스트립

13,14: 도선 15: 반도체성 폴리머 매트릭스

17: 절연커버

30: 전원공급선 31: 커넥터

40: 전원 50: 제어부

51: 온도센서 60: 지지대

본 발명은 수목의 동사(凍死)를 방지하기 위한 지중 가온(加溫)장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 동절기에 갑작스러운 기온강하로 수목 뿌리 주변의 토양의 온도가 급격히 하강하여 수목을 동사시키는 현상을 방지하기 위하여 지중의 수목 뿌리 주변의 토양을 가온하여 수목 뿌리가 어는 것을 방지하는 수목이 지중 가온장치에 관한 것이다.

겨울철 기온이 갑자기 영하로 급강하하는 경우에 대기 온도에 직접적으로 영향을 받는 지표면 부근의 토양의 온도(이하, "지중온도"라 한다)가 갑자기 강하하게 된다. 이 경우, 도로변에 식재된 가로수나 정원에 식재된 정원수 등 수목은 갑자기 영하로 내려간 지중온도에 의해 뿌리가 얼어 동사하는 경우가 발생한다. 이러한 수목의 동사가 대부분 뿌리의 동사에 기인함에도 이러한 뿌리의 동사를 방지하기 위한 기술이 미흡했다.

이와 같이 기온하강에 의한 수목 동사를 방지하기 위하여 종래에는 수목 밑동 주변의 지표면을 짚이나 비닐과 같은 보온용 자재로 멀칭(muching)하는 것이 보통이고, 줄기나 가지를 새끼줄로 감는 등 보온재를 설치하여 겨울철 동사를 방지하고 있다.

그러나 상기한 종래의 방법은 보온재를 설치할 때 일일이 수작업에 의하여야 하므로 번거롭고, 뿐만 아니라 보온재가 미리 설치되지 않은 상태에서 갑자기 기온이 영하로 하강하는 경우에는 동사를 방지하지 못하는 문제점이 있다.

그리고, 상기 보온재를 이용하는 재래의 방법은 보온재가 외부로 노출되게 되므로 사람의 통행 등과 같은 외부 요인에 의하여 파손되거나 손상될 수가 있으므로, 이를 방지하기 위하여 주기적으로 보온재의 보수,유지를 위한 관리가 필요한 단점이 있다. 뿐만아니라 종래의 동사방지수단의 경우, 동절기가 지나면 멀칭재를 제거하여 소각하는 데, 이에 따른 환경오염 및 비용부담을 고려하지 않을 수 없다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 재래의 수목 동사방지 수단이 가진 단점을 개선하기 위하여 고안된 것으로서, 동절기 기온의 급강하로 인하여 뿌리 근처의 토양의 수분이 결빙됨으로써 수목이 동사하는 것을 방지하기 위한 지중 가온장치를 제공함에 목적이 있다.

또한 본 발명은 대기의 온도에 따라 자동으로 지표면 아래 뿌리 근처의 토양을 직접 가온함으로써 갑자기 기온강하로 인한 수목의 동사를 방지하는 효과가 큰 지중 가온장치를 제공하고자 하는 것으로서, 한번 설치하면 유지보수가 필요없는 자동관리가 가능한 지중 가온장치를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지중 가온장치는,

수목의 뿌리분 둘레에 설치하고, 전원공급시 일정한 온도범위를 유지하도록 발열량을 자율조절하여 뿌리분 주위의 토양을 가열하는 발열 전선과,

상기 발열 전선을 발열시키기 위해 공급되는 전원과,

수목이 식재된 장소의 대기온도를 검출하는 온도센서와,

상기 온도센서에서 검출한 대기온도와 설정온도를 비교하여 상기 온도센서에서 검출한 대기온도가 설정온도 이하인 경우 상기 전원공급원의 전원을 상기 정온전선에 공급하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명은 바람직하게는 상기 발열 전선을 정온전선으로 구성하여도 좋다. 상기 정온전선은, 서로 일정한 간격을 유지하도록 사이에 반도체성 폴리머 매트릭스를 개재하고, 상기 전원공급원에 연결되는 2가닥의 도선과, 상기 2가닥의 도선의 외주에 장착되는 발열 스트립과, 상기 도선, 반도체성 폴리머 매트릭스 및 발열 스트립을 한꺼번에 둘러싸는 절연커버를 포함한다.

또한 상기 정온전선은 상기 수목을 분뜨기할 때 뿌리분 둘레에 다양한 형태로 미리 장착하는 것이 바람직하다.

또 본 발명은 상기 전원공급원을 도로변에 식재된 수목에 인접한 가로등의 전원공급원으로 사용하는 것에 특징이 있다.

그리고, 본 발명은 상기 제어부가 상기 설정온도를 조절하는 설정온도 조절부를 더 구비한 것에 특징이 있는 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 겨울철 갑자기 기온이 영하 이하의 온도로 하강하는 경우에, 발열 전선에 전원을 공급하여 수목의 뿌리분 주위의 토양을 가온함으로써 수목의 뿌리가 어는 것을 방지함으로써 수목의 동사를 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 갑작스러운 기온변화에 따라 자동으로 발열 전선에 전원을 공급하게 되므로 혹한기의 수목 관리가 편리하며, 가로등의 전원공급원을 전원공급원으로 활용하므로 배선 등의 설치가 간단하고 비용을 절감할 수 있다.

뿐만아니라 본 발명을 작동개시하게 하는 설정온도를 조절할 수 있으므로 편리한 장점이 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 지중 가온장치의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 지중 가온장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도 1의 수목(1)은 가로등(3)이 설치된 도로변을 따라 일정한 간격을 두고 설치되는 예를 도시한 것이지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고 정원등 주위에 식재된 정원수와 같은 다른 조경수도 포함한다. 수목(1)의 뿌리분(2)(뿌리 주위 일정한 범위의 토양을 지칭한다, 이하, "뿌리분"이라 한다) 둘레에는 발열 전선(10)이 배치되어 있다. 이 발열 전선(10)은 전원(40)에 의해 발열하여 수목의 뿌리 주변의 토양을 가온함으로써 뿌리가 어는 것을 방지하게 된다.

이러한 발열 전선(10)은 수목을 도로 변에 이식하기 전 원래 식재장소에서 분뜨기 할 때 뿌리분(2) 둘레에 감는 것이 바람직하다. 발열 전선(10)은 뿌리분(2) 둘레에 다양한 형태로 감을 수 있고, 도 2 도시된 바와 같이, 뿌리분(2) 둘레에 감는 것이 바람직하다.

그러나, 본 발명의 발열전선은 도 2에 도시된 바와 같이 감는 것에 국한되는 것이 아니라 그물형상 등 다양한 패턴으로 감을 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 발열 전선(10)은 커넥터(31)를 통하여 가로등(3)의 전원공급선(30)에 연결된다. 그리고 수목(1) 또는 인접한 가로등(3)의 등주에는 대기 온도를 검출하는 온도센서(51)가 설치된다.

그리고, 본 발명에 따른 지중 가온장치는, 대기온도가 설정온도 이하로 강하하는 경우에 상기 전원공급선(30)을 통하여 가로등(2)의 전원을 공급하도록 제어하는 제어부(50)를 구비한다.

이 제어부(50)는 상기 온도센서(51)에서 검출한 대기온도를 미리 설정된 설정온도와 비교하여 대기온도가 설정온도보다 낮은 경우에 상기 가로등(3)의 전원(40)을 상기 발열 전선(10)쪽으로 인가하고, 반대로 대기온도가 설정온도보다 높 은 경우에는 상기 가로등(3)의 전원이 발열 전선(10)쪽으로 인가되지 않도록 차단한다.

그리고, 상기 제어부(50)는 상기 설정온도를 가변 조절할 수 있는 설정온도 조절수단(도시생략)을 더 구비할 수도 있다. 이 경우, 사용자가 수종에 따라 작동 개시온도를 조절할 수 있는 편리한 점이 있다.

상기 발열 전선(10)은 다양한 종류의 것이 사용될 수 있지만, 발열온도를 일정하게 유지하도록 발열량을 조절하게 되어 있는 정온전선으로 구성하는 것이 바람직하다. 정온전선은 도전성 고분자 재료를 이용하여 연속적인 병렬회로 구조를 갖는 특수한 발열체로서 주위 온도 변화에 따라 내부저항이 자동으로 변하여 발열량이 자동적으로 조절되는 발열 전선이다.

본 발명에 따른 발열전선의 일 실시예로서 사용되는 정온전선이 도 3a 및 도 3b에 개략적으로 도시되어 있다. 정온전선은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 도 1의 커넥터(31)를 통하여 전원공급선(30)에 연결되는 2가닥의 평행한 도선(13,14)과, 상기 2가닥의 평행도선(13,14) 사이에 개재되어 이들 도선(13,14)들의 간격을 일정하게 유지시키면서 정온도계수(Positive Temperature Coefficient;PTC)특성을 가지는 반도체성 폴리머 매트릭스(15)와, 상기 2가닥의 도선(13,14)과 폴리머 매트릭스(15)의 외주에 피복되거나 감겨지는 발열 스트립(12)과, 상기 도선(13,14), 반도체성 폴리머 매트릭스(15) 및 발열 스트립(12)을 한꺼 번에 둘러싸는 절연커버(17)로 이루어진다.

상기한 구성으로 된 정온전선은 다음과 같이 작동한다.

전원공급선(30)을 통하여 도선(13,14)에 전원이 공급되면 반도체성 폴리머 매트릭스(15)는 발열하게 되고, 이 발열온도가 일정한 온도 이상이 되면 폴리머 매트릭스(15)는 정온도특성에 의해 저항이 증가하게 됨으로써 출력(발열량)이 감소한다. 즉, 본 발열 전선(10)인 정온전선은 온도에 따라 발열량이 가변조절되므로, 일정한 온도 이상으로 증가하지 않고 자가 온도조절되는 것이다. 일정한 온도 이상으로 발열되지 않는 특성상 과도한 발열을 막을 수 있는 장점이 있다.

도 4a는 본 발명에 따른 지중 가온장치에서 발열 전선(10)의 배치에 대한 다른 실시예를 도시한 길이방향 설치단면도이고, 도 4b는 도 4a의 평면도이다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 발열 전선(10)이 정온전선으로 구성되고, 도전성이 양호한 재질의 지지대(60)의 외주면에 상기 발열 전선(10)을 감고, 이렇게 발열 전선(10)이 감겨진 지지대(60)를 수목의 뿌리분(2) 둘레를 따라 일정한 간격으로 지중에 매설하는 것도 가능하다.

이 실시예의 경우, 수목을 심은 후에 정온전선과 같은 발열 전선(10)을 뿌리분(2) 주위에 설치하는 것이 더욱 간단하고 편리하므로 시공비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 지중 가온장치에 의하면, 대기의 온도가 갑자기 영하로 하강하게 되면, 온도센서(51)에서 검출된 대기온도가 제어부(50)에 입력된다. 제어부(50)는 입력된 대기온도와 미리 설정된 설정온도와 비교하여 대기온도가 설정온도 이하인 경우에 가로등(3)으로 공급되는 전원을 전원공급선(30)을 통하여 발열전선(10)에 인가한다.

발열전선(10)에 인가된 전원에 의해 발열하면서 뿌리분(2) 주위의 지중 토양을 가온함으로써 뿌리분(2)의 토양이 어는 것을 방지함으로써 수목의 동사를 방지하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정하는 것이 아니라 여러가지 치환, 변형이 가능하다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 동절기 갑자기 기온이 영하로 강하하더라도 대기온도를 자동으로 감지하여 수목의 뿌리주위의 지중토양을 가열하여 토양의 온도를 적절히 유지하므로, 수목의 뿌리 주변의 토양의 동결에 의한 동사를 방지할 수 있고, 겨울철 수목 동사방지를 위한 관리유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 특히 수목의 주변에 위치한 가로등의 전력을 이용하므로 설치가 간편할 뿐아니라 시공비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명은 내한성이 약한 식물에 적용가능하여 중부지장에서의 열대식물의 식재도 가능하게 하고, 이상 한파로 인한 식물의 동사를 방지할 수 있으며, 서릿발을 방지하는 효과를 기대할 수도 있다.

Claims (6)

1. 수목(1)의 뿌리분(2) 둘레에 설치되고, 입력 전원에 의해 발열하면서 뿌리분(2)주의의 토양을 가열하는 발열 전선(10)과,

   상기 발열 전선(10)을 발열시키기 위한 전류를 공급하는 전원(40)과,

   수목이 식재된 장소의 대기의 온도를 검출하는 온도센서(51)와,

   상기 온도센서(51)에서 검출한 대기온도와 설정온도를 비교하여 상기 온도센서(51)에서 검출한 대기온도가 설정온도 이하인 경우에만 상기 전원을 상기 발열 전선(10)에 공급하도록 제어하는 제어부(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수목 동사방지용 지중 가온장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 발열 전선(10)은 상기 전원(40)에 연결되는 2가닥의 평행한 도선(13,14)과, 상기 2가닥의 평행 도선(12,3) 사이에 개재되어 이들 도선(13,14)들의 간격을 일정하게 유지시키면서 정온도계수(Positive Temperature Coefficient;PTC)를 가지는 반도체성 폴리머 매트릭스(15)와, 상기 2가닥의 도선(13,14)과 반도체성 폴리머 매트릭스(15)의 외주에 피복되거나 감겨진 발열 스트립(12) 및, 상기 도선(13,14), 반도체성 폴리머 매트릭스(15), 발열 스트립(12)을 한꺼번에 둘러싸도록 피복되는 절연커버(17)로 이루어진 정온전선인 것을 특징으로 하는 수목의 동사방지용 지중 가온장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 전원(4)은 식재된 수목(1)에 인접한 전기시설의 전원공급원에 접속되는 것을 특징으로 하는 수목의 동사방지용 지중 가온장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 발열 전선(10)은 상기 수목(1)의 분뜨기할 때 뿌리분(2) 둘레에 감기는 것을 특징으로 하는 수목의 동사방지용 지중 가온장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 발열전선(10)은 상기 수목의 뿌리분(2)의 외측에 일정한 간격을 두고 뿌리분(2) 둘레의 지중으로 직립설치되는 복수개의 지지대(60)의 외주면에 지지되게 설치되는 것을 특징으로 하는 수목의 동사방지용 지중 가온장치.
6. 제3항에 있어서,

   상기 제어부(50)는 상기 설정온도를 조절하는 설정온도 조절부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 수목의 동사방지용 지중 가온장치.

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