KR20100129463A - 비닐하우스의 제설장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 눈이 내리는지 여부와 대기온도를 감지하여 미리 설정된 온도 이하에서 눈이 감지되는 경우 자동으로 제설작업을 하는 비닐하우스의 제설장치에 관한 것이다.

본 발명은 스위칭제어신호가 인가될 때 교류전원이 출력으로 인가되도록 회로를 형성하는 스위치를 포함하는 전원장치와; 구조물의 상부에 설치되어 상기 전원장치로부터 교류전원이 인가될 때 발열되어 눈(snow)을 녹여 제설하는 적어도 하나의 발열시트와; 눈을 감지하여 눈감지신호를 출력하는 눈감지센서와; 대기온도를 감지하여 온도감지신호를 출력하는 온도센서와; 상기 온도감지신호를 수신받아 대기온도가 설정된 온도이하인지 확인하여 설정된 온도이하이고 상기 눈감지신호가 수신되면 상기 전원장치로부터 발열시트로 교류전원이 인가되어 발열시트가 눈을 녹여 제설하도록 상기 전원장치의 스위치로 스위칭제어신호를 출력하는 제어기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

비닐하우스, 눈감지센서, 온도센서, 발열케이블, 발열시트

Description

비닐하우스의 제설장치{Snow removing apparatus of vinyl house}

본 발명은 비닐하우스의 제설장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 눈이 내리는지 여부와 대기온도를 감지하여 미리 설정된 온도 이하에서 눈이 감지되는 경우 자동으로 제설작업을 하는 비닐하우스의 제설장치에 관한 것이다.

비닐하우스는 각종 작물이나 가축 등을 계절 특히 겨울철에 관계없이 재배하거나 사육하기 위해 사용된다. 비닐하우스는 겨울철에 작물이나 가축 등을 재배하거나 사육하기 위한 최적의 조건을 제공하나 눈이 내려 쌓일 경우에 적설량에 따라 눈의 하중에 의해 파손될 수 있다. 비닐하우스의 파손은 비닐하우스 내에서 재배되거나 사육되는 작물이나 가축에 피해를 발생시켜 경제적으로 큰 손실을 발생시킨다.

폭설로 인한 비닐하우스의 파손을 방지하는 하나의 방법은 비닐하우스를 지탱하는 구조물의 강도를 높이는 것이나, 미리 설정된 지지강도 이상으로 폭설이 내리는 것은 막지 못하며 또한 재료비용이 높아지는 단점이 있다.

비닐하우스의 파손을 방지하는 다른 하나의 방법은 전기적인 제설장치를 사용하여 비닐하우스에 눈이 쌓이지 않고 녹게 하는 것이다.

종래의 비닐하우스의 제설장치를 실용등록공보 제263469호(등록일: 2002.02.04)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 실용등록공보 제0263469호는 하우스용 비닐에 관한 것으로, 비닐하우스를 설치하기 위해 사용되는 비닐에 발열선을 병렬로 배치한 후 발열선에 온도조절기 및 전원케이블을 연결하여 구성된다. 온도조절기는 전원케이블을 통해 발열선으로 흐르는 전류의 세기를 조정하여 발연선의 발열온도를 조정한다. 즉, 작업자가 기상정보 등을 이용하여 눈이 내리는지 여부 및 외기온도를 판별하여 온도조절기를 조정하면 전원케이블을 통해 발열선으로 흐르는 전류의 세기가 조정되어 발연선의 온도가 조정되며, 발열선은 조정된 온도에 따라 비닐하우스에 쌓이는 눈을 녹여 제거하게 된다.

이와 같은 종래의 비닐하우스의 제설장치는 작업자가 수작업으로 발열선의 발열온도를 설정함으로써 예측되지 않은 기상변화나 작업자가 온도조절을 잘못 설정한 경우에 비닐하우스에 쌓이는 눈을 제거할 수 없게 됨에 따라 비닐하우스가 파손될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 눈이 내리는지 여부와 대기온도를 감지하여 미리 설정된 온도 이하에서 눈이 감지되는 경우 자동으로 제설작업을 하는 비닐하우스의 제설장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 미리 설정된 온도 이하에서 눈이 감지되는 경우에만 제설작업을 하도록 함으로써 대기 온도가 높아서 눈이 내려도 녹아 쌓이지 않은 경우에는 동작을 하지 않도록 하여 전력소모를 줄일 수 있는 비닐하우스의 제설장치를 제공함에 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 본 발명은 스위칭제어신호가 인가될 때 교류전원이 출력으로 인가되도록 회로를 형성하는 스위치를 포함하는 전원장치와; 구조물의 상부에 설치되어 상기 전원장치로부터 교류전원이 인가될 때 발열되어 눈(snow)을 녹여 제설하는 적어도 하나의 발열시트와; 눈을 감지하여 눈감지신호를 출력하는 눈감지센서와; 대기온도를 감지하여 온도감지신호를 출력하는 온도센서와; 상기 온도감지신호를 수신받아 대기온도가 설정된 온도이하인지 확인하여 설정된 온도이하이고 상기 눈감지신호가 수신되면 상기 전원장치로부터 발열시트로 교류전원이 인가되어 발열시트가 눈을 녹여 제설하도록 상기 전원장치의 스위치로 스위칭제어신호를 출력하는 제어기로 구성되는 것을 특징으로 제설장치를 제공한다.

상기 전원장치는 교류전원을 공급받아 출력하며 누전발생 시 교류전원의 공급을 차단하는 메인누전차단기와; 상기 메인누전차단기에 연결되어 스위칭제어신호가 수신되면 메인누전차단기를 통해 공급되는 교류전원을 출력하는 스위치와; 각각 일단부가 상기 스위치에 병렬 연결되고 타단부가 상기 발열시트에 연결되도록 상기 발열시트에 대응하여 설치되며 스위치를 통해 공급되는 교류전원을 상기 발열시트로 공급하며 발열시트에 누전발생 시 상기 발열시트로 공급되는 교류전원의 공급을 차단하는 적어도 하나의 보조누전차단기로 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 스위치는 마그네트 스위치(magnet switch)인 것이 바람직하다.

또한, 상기 적어도 하나의 발열시트는 각각 테두리에 다수의 홀이 배열되어 형성되며, 상기 홀은 발열시트를 비닐하우스에 설치하기 위한 고정선이 연결되는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 발열시트는 양단부로부터 중앙으로 향할수록 두께가 증가하는 단면 형상을 가지며 직사각형 판으로 이루어진 제1투명플레이트와; 상기 제1투명플레이트의 상부면에 설치되며 전원장치에 각각 병렬로 연결되는 다수의 발열케이블과; 상기 발열케이블의 양단이 노출되도록 상기 제1투명플레이트에 합착되는 제2투명플레이트로 구성되며, 상기 제1투명플레이트와 상기 제2투명플레이트는 각각 합성수지로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 발열시트는 합성수지로 이루어지며 양단부로부터 중앙으로 향할수록 두께가 증가하는 단면 형상을 가지며 직사각형 판 형상을 갖는 하우징의 상측에 복수의 발열케이블이 매입 설치되는 것도 가능하다.

이 경우, 상기 발열케이블은 셀프 레귤레이팅 발열케이블(self-regulating heating cable)일 수 있다.

상기 발열케이블은 전원장치와 연결되어 교류전원을 공급받으며 한쌍의 버스 와이어와; 상기 한쌍의 버스 와이어에 피복되어 버스 와이어로 교류전원이 공급되면 발열되는 셀프 레귤레이팅 도체와; 상기 셀프 레귤레이팅 도체에 피복되어 셀프 레귤레이팅 도체를 보호하는 절연자켓(insulation jacket)과; 상기 절연자켓에 피 복되어 절연자켓을 보호하는 금속 브레이드(metal braid)와; 상기 금속 브레이드(braid)에 피복되어 금속 브레이드를 보호하는 외부자켓으로 구성되며, 상기 셀프 레귤레이팅 도체는 전도성 탄소를 혼합한 폴리머로 이루어져 한쌍의 버스 와이어로 교류전원이 공급될 때 온도가 높아질수록 저항값이 증가하여 발열량이 감소하는 것이 바람직하다.

상기 제어기는 상기 온도감지신호를 수신받아 대기온도가 0℃ 이하인지 확인하여 0℃ 이하이고 상기 눈감지신호가 수신되면 스위칭제어신호를 발생한다.

상기 구조물은 예를 들어, 비닐하우스, 온실, 축사 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 스위칭제어신호가 인가될 때 교류전원이 출력으로 인가되도록 회로를 형성하는 스위치를 포함하는 전원장치와; 비닐하우스의 상부에 설치되어 상기 전원장치로부터 교류전원이 인가될 때 발열되어 눈(snow)을 녹여 제설하는 다수의 발열시트와; 눈을 감지하여 눈감지신호를 출력하는 눈감지센서와; 대기온도가 영하인 경우 온도감지신호를 출력하는 온도센서와; 상기 온도감지신호와 눈감지신호에 응답하여 상기 전원장치의 스위치를 작동시키기 위한 스위칭제어신호를 발생하는 스위칭신호발생부로 구성되는 것을 특징으로 하는 제설장치를 제공한다.

본 발명의 비닐하우스의 제설장치는 눈이 내리는지 여부와 대기온도를 감지하여 미리 설정된 온도 이하에서 눈이 감지되는 경우에만 제설작업을 함으로써 눈이 내려도 녹아 쌓이지 않은 경우에는 동작을 하지 않도록 하여 전력소모를 줄일 수 있는 이점을 제공한다.

본 발명의 비닐하우스의 제설장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비닐하우스의 제설장치의 블록 구성도, 도 2는 도 1에 도시된 발열시트의 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 발열시트의 단면도이다.

도 1 내지 도 3에서와 같이 본 발명의 비닐하우스의 제설장치는 눈감지센서(10), 온도센서(20), 전원장치(30), 발열시트(40) 및 제어기(50)로 구성된다.

눈감지센서(10)는 눈을 감지하여 눈감지신호를 출력한다. 이러한 눈감지센서(10)는 노출형과 매입형이 있으며, 노출형은 도 7에 도시된 비닐하우스(3)의 옥외 노출된 부분에 설치하여 눈이 내리는 그 자체를 감지하며, 매입형은 실제 적용될 위치에 설치하여 그 위치의 상태를 감지한다. 본 발명의 비닐하우스의 제설장치는 비닐하우스(3: 도 7에 도시됨)의 옥외에서 눈이 내리는 상태를 감지하기 위해 노출형인 눈감지센서(10)가 사용된다.

온도센서(20)는 대기온도를 감지하여 온도감지신호를 출력한다. 온도센서(20)는 대기온도에 따라 출력전압을 변화시켜 출력한다. 이러한 온도센서(20)로부터 출력되는 출력전압을 제어기(50)에서 수신받아 현재 대기온도를 판단하게 된다.

전원장치(30)는 제어기(50)로부터 출력되는 스위칭제어신호를 수신받아 스위 칭하여 교류전원(AC)을 공급한다. 즉, 상용교류전원을 공급받아 제어기(50)로부터 스위칭제어신호가 수신되면 스위칭하여 발열시트(40)로 교류전원(AC)을 공급하게 된다.

발열시트(40)는 전원장치(30)로부터 공급되는 교류전원(AC)을 공급받아 발열되어 눈(snow)을 녹여 제설한다. 발열시트(40)는 비닐하우스(3: 도 7에 도시됨)에 설치된다. 비닐하우스(3)에 설치되는 발열시트(40)는 전원장치(30)로부터 교류전원(AC)을 공급받아 발열되어 눈이 내리는 경우에 비닐하우스(3)에 눈이 쌓이지 않도록 눈을 녹여 제설하게 된다.

상기 제어기(50)는 온도센서(20)로부터 온도감지신호를 수신받아 대기온도가 설정된 온도이하인지 확인하여 설정된 온도이하이고, 눈감지센서(10)로부터 눈감지신호가 수신되면 스위칭제어신호를 출력하여 전원장치(30)의 스위치(32)를 클로즈 상태로 설정하여 교류전원(AC)이 발열시트(40)로 공급되도록 회로를 구성한다.

즉, 제어기(50)는 온도감지신호를 수신받아 대기온도가 0℃ 이하인지 확인하여 0℃ 이하이고 눈감지신호가 수신되면 스위칭제어신호를 전원장치(30)의 스위치(32)로 출력하여 교류전원(AC)이 발열시트(40)로 인가됨에 따라 발열시트(40)가 발열하여 제설하도록 한다. 상기 제어기(50)는 필요에 따라 다양한 제어가 이루어질 수 있도록 마이콤(micom)을 사용하여 구현하거나, 온도센서(20)로부터의 온도감지신호와 눈감지센서(10)로부터의 눈감지신호가 동시에 수신되면 스위칭제어신호를 출력하는 AND 게이트를 사용하여 간단하게 구성할 수 있다. 상기 제어기(50)는 온도감지신호와 눈감지신호에 응답하여 전원장치(30)의 스위치(32)를 작동시키기 위 한 스위칭제어신호를 발생하는 스위칭신호발생부 역할을 한다.

상기 구성 중 전원장치(30)와 발열시트(40)의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

전원장치(30)는 메인누전차단기(31), 스위치(32) 및 보조누전차단기(33)로 구성된다.

메인누전차단기(31)는 교류전원(AC)을 공급받아 출력하며 누전발생 시 교류전원(AC)의 공급을 차단한다. 메인누전차단기(31)는 본 발명의 비닐하우스의 제설장치에서 누전이 발생되는 경우에 교류전원(AC)을 차단하여 누전으로 인한 화재 발생을 방지하여 본 발명의 비닐하우스의 제설장치를 보호함과 동시에 누전으로 인한 안전사고를 방지한다.

스위치(32)는 메인누전차단기(31)에 연결되어 스위칭제어신호가 수신되면 메인누전차단기(31)를 통해 공급되는 교류전원(AC)을 출력한다. 이러한 스위치(32)는 마그넷 스위치(magnet switch)가 사용될 수 있다.

보조누전차단기(33)는 스위치(32)에 연결되어 스위치(32)를 통해 공급되는 교류전원(AC)을 발열시트(40)로 공급하며 누전발생 시 발열시트(40)로 공급되는 교류전원(AC)의 공급을 차단한다. 보조누전차단기(33)는 발열시트(40)의 발열케이블(42)과 연결되어 다수의 발열케이블(42) 중 어느 하나의 발열케이블(42)에서 누전이 발생되면 발열시트(40)로 공급된 교류전원(AC)을 차단하여 보호한다. 이러한 보조누전차단기(33)는 보조누전차단기(33)에 병렬 연결된 다수의 발열케이블(42) 중 어느 하나에 결함이 발생하여 과전류가 흐르게 되는 경우 보조누전차단기(33)는 회로를 개방하도록 동작한다.

발열시트(40)는 테두리에 다수의 홀(40a)이 배열되어 형성되며, 홀(40a)은 발열시트(40)를 비닐하우스에 설치하기 위한 고정선(40b)이 연결된다. 고정선(40b)은 발열시트(40)가 강풍 등으로 인해 비닐하우스(3)에서 이탈되지 않도록 발열시트(40)를 비닐하우스(3)의 프레임(1: 도 7에 도시됨)이나 대지에 연결되도록 한다.

고정선(40b)에 연결되어 비닐하우스(3)에 설치되는 발열시트(40)는 제1투명플레이트(41), 다수의 발열케이블(42) 및 제2투명플레이트(43)로 구성된다.

제1투명플레이트(41)는 합성수지로 이루어진 베이스부재로서 상부면이 하단면의 양측으로부터 중앙으로 갈수록 폭이 증가하는 라운드 형상으로 이루어지며, 다수의 발열케이블(42)이 서로 일정한 간격으로 이격되어 상부면에 설치된다. 다수의 발열케이블(42)은 각각 제1투명플레이트(41)의 상부면에 설치되며 전원장치(30)에 각각 병렬로 연결된다. 제2투명플레이트(43)는 발열케이블(42)의 양단이 노출되도록 제1투명플레이트(41)의 상부면에 합착되어 일체화된다.

이러한 제2투명플레이트(43)와 제1투명플레이트(41)는 각각 제작된 후 발열케이블(42)을 매입하도록 일체화되거나, 또는 절연용 합성수지를 사용하여 인서트 몰딩방법으로 다수, 예를 들어 3개의 발열케이블(42)을 매입 설치하여 발열시트(40)를 제작할 수 있다.

상기 발열시트(40)는 비닐하우스(3)의 내부로 햇빛 등이 투과될 수 있도록 투명한 재료로 제작되는 것이 바람직하나, 불투명한 재료로 제작될 수 도 있다.

제1투명플레이트(41)에 배열되어 설치되는 발열케이블(42)은 그 양단에는 각 각 방수를 위한 방수커넥터(44)가 더 구비된다. 방수커넥터(44)는 발열케이블(42)과 발열케이블(42)을 연결하거나 발열케이블(42)과 교류전원(AC)의 공급라인(도시 않은)이나 접지라인(도시 않음)과 연결하기 위해 사용된다. 또한, 전원장치(30)와 연결 시 사용되며, 이러한 방수커넥터(44)는 공지된 기술이 적용됨으로 상세한 설명을 생략한다. 그러나, 상기 발열케이블(42)은 후단에 다른 발열케이블(42)이 접속되지 않는 경우 단순한 실링 처리에 의한 마감이 이루어진다.

발열케이블(42)은 예를 들어, 셀프 레귤레이팅 발열케이블(self-regulating heating cable)이 사용된다. 이러한 발열케이블(42)은 항상 일정한 온도를 유지하는 정온전선으로서 도 4에 도시된 바와 같이 교류전원(AC)이 인가되는 한쌍의 버스 와이어(bus wire)(42a), 셀프 레귤레이팅(self regulating) 도체(42b), 절연자켓(insulation jacket)(42c), 금속 브레이드(metal braid)(42d) 및 외부자켓(42e)으로 구성된다.

한쌍의 버스 와이어(42a)는 전원장치(30)와 연결되어 교류전원(AC)을 공급받으며, 셀프 레귤레이팅 도체(42b)는 한쌍의 버스 와이어(42a)에 피복되어 한쌍의 버스 와이어(42a) 사이에 배치된 병렬 가변 저항체로서 출력이 온도에 따라 가변되는 발열체로서 역할을 하며 버스 와이어(42a)로 교류전원(AC)이 공급되면 발열이 이루어진다.

즉, 상기 셀프 레귤레이팅 도체(42b)는 전도성 탄소를 혼합한 폴리머로 이루어지며 한쌍의 버스 와이어(42a)로 교류전원(AC)이 공급되면, 한쌍의 버스 와이어(42a) 사이에서 소자의 온도변화에 따라 폴리머 자체의 수축 팽창에 의해 밀도변 화가 발생되고 이는 전도성 탄소의 접촉빈도를 변하게 하여 폴리머 내부의 저항이 변하게 된다. 결국, 한쌍의 버스 와이어(42a) 사이의 저항변화에 따라 전류값이 변하여 발열량이 차이가 나도록 발열된다. 그 결과, 온도가 높아질수록 저항값이 커지고 온도가 낮아질수록 저항값이 작아지며, 온도가 올라갈수록 발열량이 작아지고 온도가 내려갈수록 발열량이 증가하여, 따라서 미리 설정된 일정한 온도를 유지하게 된다.

절연자켓(42c)은 셀프 레귤레이팅 도체(42b)의 외부에 피복되어 셀프 레귤레이팅 도체(42b)와 절연자켓(42c) 외부에 피복된 금속 브레이드(42d)를 절연시켜 셀프 레귤레이팅 도체(42b)를 보호하며, 금속 브레이드(42d)는 절연자켓(42c)에 피복되어 절연자켓(42c)을 물리적으로 보호하거나 접지에 연결된다. 금속 브레이드(42d)는 금속부재를 꼬아서 절열자켓(42c)에 피복되어 발열케이블(42)의 강도를 보강하기 위한 것이다. 즉, 금속 브레이드(42d)는 발열케이블(42)이 직선형태를 유지되도록 한다. 외부자켓(42e)은 금속 브레이드(42d)에 피복되어 금속 브레이드(42d)를 보호한다. 즉, 외부자켓(42e)은 발열케이블(42)의 내측으로 습기나 수분 등이 침투되는 것을 차단한다.

이러한 특징을 갖는 발열케이블(42)은 첨부된 도 5a 및 도 5b에서와 같이 온도가 높아질수록 저항값이 커지게 되며, 저항값이 커지면 흐르는 전류가 감소하여 온도가 올라갈수록 발열량은 작아지는 특성을 갖는다. 즉, 발열케이블(42)은 한쌍의 버스와이어(42a)로 교류전원(AC)이 공급되면 셀프 레귤레이팅 도체(42b)로부터 발열이 이루어지고 이에 따라 온도가 증가하면 저항값도 증가한다. 또한, 저항값이 증가하면 전류가 감소하여 발열량은 작아지게 되어 발열케이블(42)은 미리 설정된 온도를 유지하게 된다.

상기한 발열케이블(42)은 최대 65도까지 온도 유지에 사용될 수 있고 일정 온도 유지가 필요한 곳은 모두 사용될 수 있는 자율 온도 제어형 히팅 케이블로서 안전한 히팅 케이블이다. 또한, 상기 발열케이블(42)은 한쌍의 버스와이어(42a)를 피복한 셀프 레귤레이팅 도체(42b)의 외주에 절열자켓(42c) 및 금속 브레이드(42d)가 피복되어 있어 케이블이 겹쳐져도 국부 과열이나 단선, 화재 등이 발생하지 않는다. 더욱이, 상기 발열케이블(42)은 임계온도에 도달할 경우, 미세 전류만 공급되도록 자동 조절되는 전도성 탄소를 혼합한 폴리머를 셀프 레귤레이팅 도체(42b)에 포함하고 있어 주위 온도에 따라 발열량을 조절함에 따라 절전 효과를 기할 수 있

본 발명의 비닐하우스의 제설장치의 다른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 6 내지 도 8에서와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 비닐하우스의 제설장치는 눈감지센서(10), 온도센서(20), 전원장치(30), 다수의 발열시트(40) 및 제어기(50)로 구성된다.

눈감지센서(10)는 눈을 감지하여 눈감지신호를 출력하며, 온도센서(20)는 대기온도를 감지하여 온도감지신호를 출력한다. 전원장치(30)는 스위칭제어신호를 수신받아 스위칭하여 교류전원(AC)을 공급한다. 다수의 발열시트(40)는 전원장치(30)와 병렬 연결되며 전원장치(30)부터 공급되는 교류전원(AC)을 공급받아 발열되어 눈(snow)을 녹여 제설한다. 제어기(50)는 온도감지신호를 수신받아 대기온도가 설정된 온도이하인지 확인하여 설정된 온도이하이고 눈감지신호가 수신되면 스위칭제어신호를 출력하여 다수의 발열시트(40)가 눈을 녹여 제설하도록 한다.

상기 구성 중 본 발명의 다른 실시예에 따른 비닐하우스의 제설장치는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 비닐하우스의 제설장치의 구성과 동일하다. 다만 본 발명의 다른 실시예에 따른 비닐하우스의 제설장치는 전원장치(30)에 다수의 발열시트(40)가 연결되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 전원장치(30)에는 다수의 발열시트(40)를 연결하기 위해 스위치(32)에 병렬 접속된 다수의 보조누전차단기(33)를 구비하며, 다수의 보조누전차단기(33)는 각각에 하나의 발열시트(40)가 연결되어 다수의 발열시트(40)를 비닐하우스(3)에 배열시켜 설치할 수 있도록 한다. 즉, 하나의 발열시트(40)는 하나의 보조누전차단기(33)에 연결되도록 하여, 발열시트(40)에서 누전이 발생되면 누전이 발생된 발열시트(40)로 공급되는 교류전원(AC)을 차단하여 보호하도록 한다.

발열시트(40)에 설치되는 다수의 발열케이블(42)은 어느 하나에 이상이 발생되면 다수의 발열케이블(42)이 보조누전차단기(33)를 통하여 스위치(32)에 서로 병렬로 연결됨으로 인하여 누전으로 인한 결함이 있는 발열케이블(42)과 연결된 해당 보조누전차단기(33)만이 회로가 분리되고, 나머지 보조누전차단기(33)는 정상적으로 클로즈된 상태를 유지하여 나머지 발열케이블(42)이 정상적으로 동작하여 제설작업을 하게 된다. 이러한 다수의 발열시트(40)는 각각 테두리에 다수의 홀(40a)이 배열되어 형성되며, 홀(40a)은 발열시트(40)와 발열시트(40)를 연결하거나 발열시 트(40)를 비닐하우스(3)에 설치하기 위한 고정선(40b)이 연결된다.

다수의 발열시트(40)의 크기는 예를 들어, 각각 길이가 5m 내지 10m가 되며, 폭이 10cm 내지 30cm가 되도록 구성할 수 있다. 바람직하게는 발열시트(40)의 길이와 폭이 각각 10m 및 10cm가 되도록 하여 통상적으로 30m길이로 이루어진 비닐하우스(3) 한 동당 3개의 발열시트(40)를 사용하여 전체를 커버할 수 있게 구성할 수 있다. 또한, 양측면에 설치되는 발열시트(40)는 비닐하우스(3) 내부로 햇빛이 입사되는 것을 방해하지 않도록 폭을 10cm 미만으로 설정하는 것이 바람직하다.

다수의 발열시트(40)의 길이가 10m가 되는 경우에 발열케이블(42)의 길이는 10m 이상이 되도록 한다. 또한, 발열케이블(42)은 비닐하우스(3)의 프레임(1)과 교차되는 방향으로 설치되도록 발열시트(40) 내부에 배열되어 설치된다. 즉, 금속 브레이드(42d)에 의해 어느 정도가 힘을 받을 수 있는 발열케이블(42)이 프레임(1)과 교차되며, 더욱 바람직하게는 종방향 및 길이방향 프레임에 의해 동시에 지지되도록 발열시트(40)를 비닐하우스(3)의 비닐(2)에 설치함으로써 바람이나 작은 적설량에 의해 비닐하우스(3)가 손상되는 것을 방지하게 된다.

본 발명의 비닐하우스의 제설장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

눈감지센서(10)는 눈이 내리는지 여부를 감지하여 눈이 내리면 눈감지신호를 발생하여 출력한다. 또한, 온도센서(20)는 비닐하우스(3)가 설치되는 장소의 대기온도를 감지하여 온도감지신호를 출력한다. 제어기(50)는 마이콤으로 구성되는 경우 현재 대기온도가 0℃ 이하 이고 눈감지센서(10)로부터 눈감지신호가 수신되면 스위칭제어신호를 발생하여 출력하도록 미리 프로그래밍된다. 이러한 제어기(50)는 온도센서(20)로부터 출력되는 온도감지신호를 수신받아 대기온도가 미리 설정된 0℃ 이하 이고, 눈감지센서(10)로부터 눈감지신호가 수신되는지 여부를 확인한다.

제어기(50)는 현재 대기온도가 0℃ 이하 이고 눈감지센서(10)로부터 눈감지신호가 수신되지 않으면 스위칭제어신호를 발생하지 않는다. 제어기(50)에서 스위칭제어신호가 발생되지 않으면 전원장치(30)는 교류전원(AC)이 발열시트(40)로 공급되지 않도록 한다. 즉, 전원장치(30)는 발열시트(40)로 공급되는 교류전원(AC)을 차단하여 불필요하게 교류전원(AC)이 소모되는 것을 방지한다.

또한, 제어기(50)는 현재 대기온도가 0℃ 이상 이고 눈감지센서(10)로부터 눈감지신호가 수신되어도 스위칭제어신호를 발생하지 않는다. 제어기(50)에서 스위칭제어신호가 발생되지 않으면 전원장치(30)는 교류전원(AC)이 발열시트(40)로 공급되지 않도록 한다. 즉, 대기온도가 0℃ 이상이어서 내리는 눈이 저절로 녹는 경우일 때, 전원장치(30)는 발열시트(40)로 공급되는 교류전원(AC)을 차단하여 불필요하게 교류전원(AC)이 소모되는 것을 방지한다.

제어기(50)는 또한, 현재 대기온도가 0℃ 이하 이고 눈감지센서(10)로부터 눈감지신호가 수신되면 제어기(50)는 스위칭제어신호를 발생하여 전원장치(30)로 출력한다. 전원장치(30)는 수신된 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 교류전원(AC)을 발열시트(40)로 공급한다. 발열시트(40)는 전원장치(30)를 통해 공급되는 교류전원(AC)를 수신받아 발열되어 비닐하우스(3)로 내리는 눈을 녹여 눈이 쌓이지 않도록 제설한다.

이상과 같이 본 발명의 비닐하우스의 제설장치는 눈이 내려 비닐하우스(3)에 쌓이는 경우에만 눈을 녹여 제설하도록 함으로써 자동으로 눈을 제설할 수 있으며, 대기온도가 따뜻할 때 눈이 내리는 경우에는 동작되지 않도록 함으로써 전력소모를 줄일 수 있게 된다.

상기한 실시예 설명에서는 본 발명의 제설장치가 비닐하우스에 적용하여 비닐하우스에 싸이는 눈을 제거하는 것을 예시하였으나, 본 발명의 제설장치는 온실이나, 축사 등과 같이 구조물의 강도가 견고하지 않은 모든 구조물에 적용할 수 있다.

상기 실시예 설명에서는 발열시트(40)로서 셀프 레귤레이팅 발열케이블(정온전선)을 사용하여 구현한 것을 예시하였으나, 다른 종류의 히터를 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 비닐하우스의 제설장치는 작물의 재배나 가축 사육에 사용되는 하우스의 제설분야에 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비닐하우스의 제설장치의 블록 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 발열시트의 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 발열시트의 단면도,

도 4는 도 2에 도시된 발열케이블의 부분확대 사시도,

도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 발열케이블의 특성을 나타낸 표,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비닐하우스의 제설장치의 블록 구성도,

도 7은 도 6에 도시된 비닐하우스의 제설장치의 사용 상태도,

도 8은 도 7에 도시된 비닐하우스의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

1: 비닐 2: 프레임

3: 비닐하우스 10: 눈감지센서

20: 온도센서 30: 전원장치

40: 발열시트 50: 제어기

Claims (11)

1. 스위칭제어신호가 인가될 때 교류전원이 출력으로 인가되도록 회로를 형성하는 스위치를 포함하는 전원장치와;

   구조물의 상부에 설치되어 상기 전원장치로부터 교류전원이 인가될 때 발열되어 눈(snow)을 녹여 제설하는 적어도 하나의 발열시트와;

   눈을 감지하여 눈감지신호를 출력하는 눈감지센서와;

   대기온도를 감지하여 온도감지신호를 출력하는 온도센서와;

   상기 온도감지신호를 수신받아 대기온도가 설정된 온도이하인지 확인하여 설정된 온도이하이고 상기 눈감지신호가 수신되면 상기 전원장치로부터 발열시트로 교류전원이 인가되어 발열시트가 눈을 녹여 제설하도록 상기 전원장치의 스위치로 스위칭제어신호를 출력하는 제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 제설장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전원장치는 교류전원을 공급받아 출력하며 누전발생 시 교류전원의 공급을 차단하는 메인누전차단기와;

   상기 메인누전차단기에 연결되어 스위칭제어신호가 수신되면 메인누전차단기를 통해 공급되는 교류전원을 출력하는 스위치와;

   각각 일단부가 상기 스위치에 병렬 연결되고 타단부가 상기 발열시트에 연결되도록 상기 발열시트에 대응하여 설치되며 스위치를 통해 공급되는 교류전원을 상기 발열시트로 공급하며 발열시트에 누전발생 시 상기 발열시트로 공급되는 교류전 원의 공급을 차단하는 적어도 하나의 보조누전차단기로 구성됨을 특징으로 하는 제설장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 스위치는 마그네트 스위치(magnet switch)인 것을 특징으로 하는 제설장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 발열시트는 각각 테두리에 다수의 홀이 배열되어 형성되며, 상기 홀은 발열시트를 비닐하우스에 설치하기 위한 고정선이 연결되는 것을 특징으로 하는 제설장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 발열시트는

   양단부로부터 중앙으로 향할수록 두께가 증가하는 단면 형상을 가지며 직사각형 판으로 이루어진 제1투명플레이트와;

   상기 제1투명플레이트의 상부면에 설치되며 전원장치에 각각 병렬로 연결되는 다수의 발열케이블과;

   상기 발열케이블의 양단이 노출되도록 상기 제1투명플레이트에 합착되는 제2투명플레이트로 구성되며,

   상기 제1투명플레이트와 상기 제2투명플레이트는 각각 합성수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제설장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 발열시트는 합성수지로 이루어지며 양단부로부터 중앙으로 향할수록 두께가 증가하는 단면 형상을 가지며 직사각형 판 형상을 갖는 하우징의 상측에 복수의 발열케이블이 매입 설치되는 것을 특징으로 하는 제설장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 발열케이블은 셀프 레귤레이팅 발열케이블(self-regulating heating cable)인 것을 특징으로 하는 제설장치.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 발열케이블은

   전원장치와 연결되어 교류전원을 공급받으며 한쌍의 버스 와이어와;

   상기 한쌍의 버스 와이어에 피복되어 버스 와이어로 교류전원이 공급되면 발열되는 셀프 레귤레이팅 도체와;

   상기 셀프 레귤레이팅 도체에 피복되어 셀프 레귤레이팅 도체를 보호하는 절연자켓(insulation jacket)과;

   상기 절연자켓에 피복되어 절연자켓을 보호하는 금속 브레이드(metal braid)와;

   상기 금속 브레이드(braid)에 피복되어 금속 브레이드를 보호하는 외부자켓으로 구성되며,

   상기 셀프 레귤레이팅 도체는 전도성 탄소를 혼합한 폴리머로 이루어져 한쌍의 버스 와이어로 교류전원이 공급될 때 온도가 높아질수록 저항값이 증가하여 발열량이 감소하는 것을 특징으로 하는 제설장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 온도감지신호를 수신받아 대기온도가 0℃ 이하인지 확인하여 0℃ 이하이고 상기 눈감지신호가 수신되면 스위칭제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 제설장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 구조물은 비닐하우스, 온실, 축사 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 제설장치.
11. 스위칭제어신호가 인가될 때 교류전원이 출력으로 인가되도록 회로를 형성하는 스위치를 포함하는 전원장치와;

    비닐하우스의 상부에 설치되어 상기 전원장치로부터 교류전원이 인가될 때 발열되어 눈(snow)을 녹여 제설하는 다수의 발열시트와;

    눈을 감지하여 눈감지신호를 출력하는 눈감지센서와;

    대기온도가 영하인 경우 온도감지신호를 출력하는 온도센서와;

    상기 온도감지신호와 눈감지신호에 응답하여 상기 전원장치의 스위치를 작동시키기 위한 스위칭제어신호를 발생하는 스위칭신호발생부로 구성되는 것을 특징으로 하는 제설장치.

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