KR20120083600A - 친환경 위생 축사 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축사의 바닥을 난방하여 세균 및 바이러스의 증식을 억제하고, 축사 내부의 오염 정도를 검출하여 자동으로 공기 정화가 가능하며, 축열매체를 이용하여 바닥에 축열 된 열에너지를 재사용할 수 있고, 풍력과 태양광 및 가축의 배설물에서 발생 되는 바이오 가스를 이용하여 에너지 효율을 높일 수 있는 친환경 위생 축사에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면 바닥에 온수 배관이 내설 된 축사 본체와, 이 축사 본체의 일측에 설치되며 온수 배관으로 가열된 온수를 공급하는 축열탱크부와, 축사 본체의 내부에 설치된 오존농도 검출센서에 의해서 작동되어 축사 본체 내부의 공기를 환기시키는 자동환기부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 위생 축사가 제공된다.

Description

친환경 위생 축사{ENVIRONMENT-FRIENDLY STABLE}
본 발명은 축사에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축사의 바닥을 영상 온도 및 위생적으로 유지할 수 있고 풍력과 태양광을 이용하여 에너지를 절감할 수 있는 친환경 위생 축사에 관한 것이다.
일반적으로 소, 닭, 돼지 등의 가축을 사육하는 축사는 시멘트 바닥에 우리를 설치하여 운영되고 있으며, 현재 국내에서 사용되는 각종 축사를 보면 사육되는 가축에 대한 한파 보호 기능이 거의 없고, 있어도 미약하게 형식적으로 운영되고 있다.
보편적으로 보면 사육장의 바닥은 동물의 배설물로 뒤범벅이 되어 있고, 시멘트로 된 바닥은 손상으로 인해 많은 바이러스 및 세균이 수분과 같이 침투되어 있다. 또한, 겨울에는 가축의 소변으로 인한 결빙으로 세균의 생존 기간이 연장될 뿐 아니라 시멘트 표면에 침투된 소변으로 동파 현상이 발생 된다.
축사 시멘트의 균열 및 파손이 발생 되면서 바이러스 및 세균 등이 장시간 시멘트 파손 부위에 숨어서 증식 온도 도달시 다시 구제역 등 악성 바이러스로서의 질병 유발 및 바람에 의하여 사방에 전파되어 문제를 일으키고 있다.
전술한 축사의 바닥을 난방하여 결빙되는 것을 방지하는 선행기술이 한국등록실용신안공보 제20-0214152호(2000.12.07) "전열관체와 열매체유를 이용한 비닐하우스 및 축사난방장치"에 개시되어 있다. 상기 선행기술은 전열수단을 갖는 전열관체에 열매체유를 충입 하여 전열관체를 구성한 다음 비닐하우스 및 축사의 바닥에 깔아 설치하거나 바닥으로부터 다소 상승 된 공간에 설치하고, 전열관체의 양측 단부는 일정수위의 열매체유가 공급되는 팽창탱크에 연결하고, 전열선의 양측 단부는 전원이 공급되는 제어기에 접속하고, 비닐하우스 및 축사의 실내에는 제어기에 접속되는 온도감지기)를 설치하여 비닐하우스 및 축사의 실내난방이 설정된 온도로 항온유지되도록 함을 특징으로 한다.
상기 선행기술은 축사의 바닥을 난방하여 바닥이 결빙되는 것을 방지하는 이점이 있으나, 축사 내부의 오염된 공기를 정화할 수 없고 자연 에너지를 사용하지 않으므로 에너지 효율이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로, 본 발명의 일 실시예는 축사의 바닥을 난방하여 세균 및 바이러스의 증식을 억제하고, 축사 내부의 오염 정도를 검출하여 자동으로 공기 정화가 가능하며, 축열매체를 이용하여 바닥에 축열 된 열에너지를 재사용할 수 있고, 풍력과 태양광 및 가축의 배설물에서 발생 되는 바이오 가스를 이용하여 에너지 효율을 높일 수 있는 친환경 위생 축사와 관련된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 바닥에 온수 배관이 내설 된 축사 본체와, 이 축사 본체의 일측에 설치되며 온수 배관으로 가열된 온수를 공급하는 축열탱크부와, 축사 본체의 내부에 설치된 오존농도 검출센서에 의해서 작동되어 축사 본체 내부의 공기를 환기시키는 자동환기부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 위생 축사를 제공한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면 축사의 바닥을 난방하여 세균 및 바이러스의 증식을 억제하고, 축사 내부의 오염 정도를 검출하여 자동으로 공기 정화가 가능하며, 축열매체를 이용하여 바닥에 축열 된 열에너지를 재사용할 수 있고, 풍력과 태양광을 이용하여 에너지 효율을 높일 수 있는 친환경 위생 축사를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 위생 축사를 도시한 사시도,
도 2 는 도 1에 도시된 친환경 위생 축사에 채용된 축사 본체의 바닥을 도시한 단면도,
도 3 은 도 1에 도시된 친환경 위생 축사에 채용된 축열탱크부를 도시한 단면도,
도 4 는 도 1에 도시된 친환경 위생 축사에 채용된 태양광 집열부를 도시한 단면도,
도 5 는 도 4의 V-V선에 따른 단면도,
도 6 은 도 4에 도시된 집열부에 채용된 열흡수 코팅막의 변형 실시예를 도시한 단면도,
도 7 은 도 5에 도시된 집열부의 변형 실시예를 도시한 단면도,
도 8 은 도 1에 도시된 친환경 위생 축사에 채용된 풍력발전부의 작동 상태를 나타내는 블록도이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 위생 축사를 도시한 사시도이고, 도 2 는 도 1에 도시된 친환경 위생 축사에 채용된 축사 본체의 바닥을 도시한 단면도이고, 도 3 은 도 1에 도시된 친환경 위생 축사에 채용된 축열탱크부를 도시한 단면도이고, 도 4 는 도 1에 도시된 친환경 위생 축사에 채용된 태양광 집열부를 도시한 단면도이고, 도 5 는 도 4의 V-V선에 따른 단면도이고, 도 6 은 도 4에 도시된 집열부에 채용된 열흡수 코팅막의 변형 실시예를 도시한 단면도이고, 도 7 은 도 5에 도시된 집열부의 변형 실시예를 도시한 단면도이고, 도 8 은 도 1에 도시된 친환경 위생 축사에 채용된 풍력발전부의 작동 상태를 나타내는 블록도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 위생 축사(1)는 축사 본체(10), 축열탱크부(20), 자동환기부(30), 태양광 집열부(40), 풍력발전부(50)를 포함한다.
축사 본체(10)는 바람에 의해서 세균 감염 경로를 차단하기 위해서 도 1에 도시된 바와 같이 벽체에 의해서 밀폐되며, 그 바닥에는 도 2에 도시된 바와 같이 바닥이 결빙되는 것을 방지하기 위해서 온수 배관(11)이 설치된다. 또한, 축사 본체(10)의 바닥 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 바람직하게는 밀도가 높은 자갈, 인조 규석 등의 광물질 또는 기타 축열 할 수 있는 재질로 형성된 축열매체(12)가 설치되는 데, 이 축열매체(12)는 낮 동안에 온수 배관(11)에서 발생 되는 열이 축적되며 이 축적된 열은 밤에 배출되어 축사의 바닥을 난방하는 역할을 한다.
상기 축사 본체(10)의 외주면은 도 2에 도시된 바와 같이 바람직하게는 스티로폼 등의 단열부재(13)에 의해서 단열 되며, 단열부재(13)에 의해서 단열 된 바닥의 상층에는 도 2에 도시된 바와 같이 마감층(14)이 설치된다. 상기 마감층(14)은 석재 또는 석재와 콘크리트를 혼합하여 형성될 수도 있고, 열 흡수율이 적은 석재타일 등의 타일류를 사용할 수도 있으며, 원적외선이 발생 되어 항균 및 항바이러스 기능을 갖는 천연 옥 분말이나 은 나노 입자 분말 등을 사용하여 형성될 수 있다.
축열탱크부(20)는 온수 배관(11)으로 고온의 온수를 공급하고 가축이 마실 수 있는 물을 공급하는 것으로서 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 물 등의 유체가 수용되고 냉수유입구(21a)와 온수배출구(21b)가 설치된 물탱크(21)와, 상기 물탱크(21)의 내부에 설치되어 물을 가열하는 히터(22)와, 상기 물탱크(21)의 내부에 설치되는 탱크부 축열매체(23)와, 상기 물탱크(21)의 내부에서 탱크부 축열매체(23)의 주위에 나선형으로 감겨 지도록 설치되며 온수 배관(11)과 연결되어 사이클을 이루고 온수 배관(11)을 통해서 배출되는 저온의 유체를 물탱크(21)의 내부에서 열교환에 의해서 고온의 유체가 되게 하는 열교환코일(24)로 구성된다.
상기 온수 배관(11)과 연결되는 열교환코일(24)의 배관 사이에는 온수 배관(11)에 흐르는 유체가 원활히 흐를 수 있도록 순환 펌프(P)가 설치된다.
자동환기부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 축사 본체(10)에 하나 이상 설치되는 환기팬(31)과, 축사 본체(10)의 내부에 설치되어 내부의 오염 정도를 검출하는 오존농도 검출센서(32)로 구성되며, 오존농도 검출센서(32)는 오존의 농도가 일정치 이상이 되면 전기적 신호를 제어부로 전달하고, 제어부에서는 이 신호에 의해서 환기팬(31)을 가동시켜 내부의 공기가 외부로 배출되도록 한다. 한편, 상기 자동환기부(30)에는 보조 배터리(미도시)를 설치하여 정전 시에도 정상적으로 오존이 포함된 내부 공기가 외부로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
태양광 집열부(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 바람직하게는 축사 본체(10)의 지붕에 설치되어 상기 축열탱크부(20)와 별도로 온수 배관(11)이나 가축용 온수를 공급하는 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 가축용 온수로 사용되는 유체의 유출입구가 되는 유체유입구(41a)와 유체유출구(41b)가 형성된 축열조(41)와, 상기 축열조(41)의 내부에 설치되며 축사 본체(10)의 온수 배관(11)과 연결되는 열교환기(42)와, 상기 축열조(41)의 하측에 설치되며 집광 되는 태양열에 의해서 축열조(41)에 수용된 유체를 가열하는 집열부(43)로 구성된다.
상기 집열부(43)는 도 4에 도시된 바와 같이 축열조(41)의 하측에 세로로 길게 설치되는 집열관(43a)과, 상기 집열관(43a)의 하측에 설치되어 집열관(43a)의 하부로 투사된 태양열을 저장 및 복사하여 집열관(43a)의 열효율을 향상시키는 단열층(43b)과, 상기 단열층(43b)의 상측에 설치되는 열흡수 코팅막(43c)으로 구성된다.
상기 집열관(43a)은 도 5에 도시된 바와 같이 상하 2개의 층을 이루도록 설치되는 경우 상층의 집열관(43a)은 동일 평면상에서 소정 간격 서로 이격 되어 다수열로 배치되고, 하층의 집열관(43a)은 상층의 집열관(43a) 하부의 동일 평면상에서 상층의 집열관(43a) 사이 공간에 각각 배치되도록 다수열로 배열되어 좌우 방향으로는 상층의 집열관(43a)과 하층의 집열관(43a)이 교대로 배치되게 하는 것이 바람직하다. 이 경우 상층의 집열관(43a) 사이의 이격 공간으로 투입된 태양열이 하층의 집열관(43a)에서 다시 집열 될 수 있으므로 집열 효율이 향상되는 이점이 있다.
상기 단열층(43b)은 스티로폼, 우레탄 수지 등 보온성과 단열성이 우수한 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 열흡수 코팅막(43c)에는 단열층(43b)의 표면에서 흡수되지 못하고 반사되는 태양열이 집열관(43a) 방향으로 반사될 수 있도록 도 6에 도시된 바와 같이 굴곡면(43ca)이 형성되다. 상기 굴곡면(43ca)은 집열관(43a)의 형상과 태양열 반사 방향 등의 설계 조건에 대응되는 단면 형상으로 형성될 수 있으며 도 6의 (a)에 도시된 반원형이나 (b)에 도시된 삼각 단면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 형상은 반사 각도 등 설계 조건에 따라 포물선형이나 사다리꼴형 등 다양한 형상으로 변경될 수 있다.
상기 집열부(43)는 도 7에 도시된 바와 같이 변형실시될 수 있다. 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 상층의 집열관(43a)이 배열되는 형태가 단면상 곡선(L)을 이루도록 배치될 수 있는데, 이때 상층의 집열관(43a)이 배열되는 형태에 대응하여 하층의 집열관(43a)의 배열도 단면상 곡선을 이루도록 배치되며, 단열층(43b)의 상부표면 역시 집열관(43a)의 배열 형태에 대응되도록 굴곡면(43ca)을 형성하여 전체적으로 단면상 곡선을 이루는 것이 바람직하다.
이때, 상층의 집열관(43a)이 배열되는 곡선 형태와 하측의 집열관(43a)이 배열되는 곡선 형태가 서로 다르게 형성되는 것도 가능하다. 즉, 상층의 집열관(43a)은 편평하게 배열되고 하층의 집열관(43a)은 아래로 오목하게 배열될 수 있고, 상층의 집열관(43a)은 위로 볼록하게 배열되고 하층의 집열관(43a)은 편평하거나 아래로 오목하게 배열될 수도 있는 것이며, 이러한 배열 형태는 설계 조건에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
또한, 단열층(43b)의 양측은 상측으로 약간 돌출되어 배열된 집열관(43a)의 양쪽 외측을 감싸는 형태로 형성되는 것이 바람직한데, 이러한 형태는 전술한 실시예에서의 단열층(43b)에도 적용 가능하다.
풍력발전부(50)는 바람직하게는 축사 본체(10)의 상측에 설치되며 풍력에 의해 회전하는 회전체(51)와, 상기 회전체(51)의 하부에 연결되어 전력을 발생시키도록 회전하는 회전자 및 이 회전자에 근접 배치된 고정자로 이루어진 발전부(52)와, 상기 발전부(52)에서 발생 된 교류를 직류로 변환시키는 정류부(53)와, 상기 정류부(53)에서 정류된 전력을 저장하는 축전부(54)와, 상기 축전부(54)로부터 공급되는 직류를 교류로 변환하는 인버터(55)와, 상기 인버터(55)로부터 변환된 교류를 각 전기시설에 분배하는 분배부(56)와, 상기 분배부(56)에 전기적으로 접속되어 분배부(56)로부터 각 전기시설로 전력공급을 제어하는 풍력제어부(57)로 구성된다.
이하에서 전술한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 위생 축사(1)의 사용 상태를 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 축사 본체(10)에 벽체를 형성하여 바람에 의해서 세균이 감염되는 경로를 차단할 수 있고, 축사 본체(10)의 바닥을 온수 배관(11)을 이용하여 난방하므로 바닥 및 실내 온도를 영상으로 유지할 수 있어 결빙이 방지되고 이로 인해 세균 및 바이러스로 인한 구제역 등의 질병을 억제할 수 있다. 또한, 축사 본체(10)의 바닥을 단열부재(13)로 단열하여 열 손실을 막을 수 있고, 마감층(14)을 열 흡수율이 적거나 원적외선이 방출되는 재질로 형성함으로써 항균 및 항바이러스 기능이 있어 각종 질병을 예방할 수 있다. 나아가, 축사 본체(10)의 내부에 설치되는 오존농도 검출센서(32)를 이용하여 내부의 공기를 정화할 수 있으며, 태양광 집열부(40)와 풍력발전부(50)를 이용하여 축사 바닥을 난방하거나 가축용 온수를 가열하는 데 사용할 수 있으므로 에너지 효율이 향상되는 이점이 있다. 한편, 본 발명의 바람직한 실시예는 축사 본체(10)의 마감층(14) 상면에 요철부를 형성하여 가축이 미끄러지는 것을 방지할 수 있고, 가축용 온수 제공시 온수에 설사 방지 약제 등을 첨가할 수 있다. 미 도시되었지만 공지 기술을 이용하여 가축분뇨로부터 메탄 또는 수소 등 바이오가스를 회수하여 재이용함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 요지를 벗어나지 않고도 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 본 발명의 기술보호범위는 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.
1 : 친환경 위생 축사 10 : 축사 본체
11 : 온수 배관 12 : 축열매체
13 : 단열부재 14 : 마감층
20 : 축열탱크부 21 : 물탱크
21a : 냉수유입구 21b : 온수배출구
22 : 히터 23 : 탱크부 축열매체
24 : 열교환코일 30 : 자동환기부
31 : 환기팬 32 : 오존농도 검출센서
40 : 태양광 집열부 41 : 축열조
41a : 유체유입구 41b : 유체유출구
42 : 열교환기 43 : 집열부
43a : 집열관 43b : 단열층
43c : 열흡수 코팅층 43ca : 굴곡면
50 : 풍력발전부 51 : 회전체
52 : 발전부 53 : 정류부
54 : 축전부 55 : 인버터
56 : 분배부 57 : 풍력제어부
P : 순환펌프

Claims (6)

  1. 바닥에 온수 배관이 내설 된 축사 본체;
    상기 축사 본체의 일측에 설치되며 상기 온수 배관으로 가열된 온수를 공급하는 축열탱크부; 및
    상기 축사 본체의 내부에 설치된 오존농도 검출센서에 의해서 작동되어 축사 본체 내부의 공기를 환기시키는 자동환기부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 위생 축사.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 축사 본체의 일측에 설치되며 집광 되는 태양광에 의해 냉수를 가열하여 상기 온수 배관으로 공급되도록 하는 태양광 집열부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 위생 축사.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 축사의 일측에 설치되며 풍력에 의해서 발전 되어 상기 축열탱크부로 전원을 공급하는 풍력발전부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 위생 축사.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축사의 바닥에는 상기 온수 배관에 의해서 가열된 바닥의 열이 바닥에 저장되도록 축열매체가 내설 된 것을 특징으로 하는 친환경 위생 축사.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축사 본체의 바닥은 단열부재로 마감된 것을 특징으로 하는 친환경 위생 축사.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 단열부재의 상층에는 열 흡수율이 적거나 항균 기능을 갖는 마감층이 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 위생 축사.
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