KR20150097865A - 적설 방지용 스마트 비닐하우스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적설 방지용 스마트 비닐하우스에 관한 것으로, 다수의 활형 골조가 일정한 간격으로 형성되고, 수평 골조가 수직으로 고정되어 상부에 비닐이 덮힌 구조를 형성하는 비닐하우스에 있어서, 상기 비닐하우스 중심 상단에 길이방향으로 설치된 관형 에어튜브; 상기 관형 에어튜브에 공기를 주입하거나 빼는 에어펌프; 상기 비닐 및 에어튜브 상부에 위치하여, 상기 비닐하우스 어느 한쪽 끝단에서 길이방향으로 이동하며 상기 비닐하우스를 덮거나 개방하는 제설 차단막 비닐; 눈을 감지하거나 눈의 적설량을 감지하는 적설 감지센서부; 및 상기 에어펌프, 엑츄에이터 및 적설 감지센서를 제어하는 통합제어부를 포함하되, 상기 통합제어부가 상기 적설 감지센서에서 일정량 적설이 감지되면 상기 차단막 비닐을 덮고, 주기적으로 상기 에어펌프를 구동하여 상기 관형 에어튜브를 팽창 또는 수축시켜 제설하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은 간단한 구성으로, 비닐하우스 중심 상단에 설치된 에어튜브의 팽창 및 수축 제어로 효율적이고 빠르게 자동으로 제설하도록 함으로써, 폭설에 따른 비닐하우스의 파손 또는 붕괴를 방지하고 농작물을 보호할 수 있는 낮은 단가의 적설 방지 스마트 비닐하우스를 제공한다.

Description

적설 방지용 스마트 비닐하우스{vinyl house for preventing drifted snow}

본 발명은 비닐하우스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폭설을 대비하여 간단한 구성으로 자동으로 제설해 주는 적설 방지용 스마트 비닐하우스에 간한 것이다.

일반적으로 비닐하우스는 내부의 보온을 통해 작물의 성장에 적당한 환경을 만들어 주는 역할을 하는 것으로, 동절기는 물론 하절기에도 널리 사용되고 있는 것이다.

통상적인 비닐하우스는, 지면에서 상측으로 볼록하게 돌출되는 활형골조를 길이방향의 일정간격으로 다수 설치하고, 상기 설치된 다수의 활형골조에는 길이방향으로 수평골조를 설치하여 활형골조가 길이방향으로 쓰러지는 것을 방지하도록 하고, 상기 활형골조와 수평골조에는 비닐커버로 덮어 내부 온도손실을 방지하는 구조로 형성된다.

이러한 비닐하우스는 내부 열손실을 최소화하는 것이 주목적이므로, 대부분에서 경량의 골조에 비닐커버를 덮는 구조로 설치되고 있다. 상기 구조의 비닐하우스는 동절기에 폭설이 내려 쌓이게 되면 골조에 전달되는 하중의 부담이 증가하게 되고, 특히 쌓인 눈의 하중이 활형골조의 허용하중 이상이 되면 비닐하우스가 붕괴되는 단점이 있다. 물론 활형골조의 강도를 증가시키는 방법이 사용될 수 있으나, 이는 겨울철에만 한시적으로 설치되는 경우 설치비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 상기 비닐하우스에 눈이 쌓이는 것을 방지하기 위해 실용신안등록 제0417363호(2006.05.22 등록)에서 온수 분사방식을 이용한 비닐하우스 제설장치를 제시하였다. 상기 종래 온수분사장치는, 비닐하우스의 외부 지붕측에 온수를 분사시키는 외부 분사관과; 상기 외부분사관에 온수를 공급하는 온수공급펌프;를 포함하여 구성되어, 상기 비닐하우스의 외부 지붕측에 일정량 이상의 눈이 적재되는 경우 일정 온도 이상의 온수를 발 생시켜 일정한 압력으로 상기 비닐하우스 외부 지붕측에 설치된 외부 분사관을 통해 온수를 분사하여 적재되어 있는 눈을 제설하도록 한 것이다.

또한, 특허등록 제0670126호(2007.01.10 등록)에서는 비닐하우스 지붕 적설 방지장치를 제시하였다. 상기 종래장치는 도 1을 참조한 바와같이 비닐하우스의 양측면에 각각 설치되는 수직 지지대(1)와; 상기 수직지지대의 상부면 일단에 설치되며 비닐하수의 지붕을 가로질러 2개 일개조가 결합 설치되는 가이드 장치(2)와; 상기 가이드 장치의 외측면을 이용하여 일정간격을 두고 다수개 결합 설치되는 캡 형태의 가이드 장치 지지대(3)와; 상기 가이드 장치 지지부를 연결고리로 연결하여 수직 지지대에 고정하는 가이드 장치 지지용 와이어(4)와; 양측면에 다수개의 롤러를 설치하고 상기 롤러를 상하패널로 감싸 이루어지고, 상기 롤러는 가이드 장치에 슬라이딩 결합되며, 상기 롤러를 감싸는 상부패널 양쪽에 각각 와이어를 설치하고, 하부패널에 눈쓸어내림부를 설치한 눈쓸어내림부 이송장치(6)와; 눈쓸어내림부 이송장치의 하부 패널에 결합된 호형태로서, 눈쓸어내림부 이송장치의 좌우 유동에 따라 비닐하우스 지붕을 왕복하면서 눈을 치우는 눈쓸어내림부(5)와; 상기 눈쓸어내림부 이송장치의 와이어(7)와 와이어 이송롤러를 통해 연결되어 전기장치의 작동으로 와이어를 감거나 또는 풀어 눈쓸어내림부 이송장치를 좌우로 이송시키는 와이어 감김용 모터(8)를 포함하여 구성된다.

그러나 상기 종래건은 상부의 눈쓸어내림부 및 눈쓸어내림부 이송장치를 지지하기 위해 수직지지대 및 가이드 장치의 구조강도를 증가시켜야 한다. 또한, 비닐하우스의 길이방향으로 이동되는 눈쓸어내림부는 구동신 길이 방향에 쌓인 눈을 한거번에 밀어서 제거하기 때문에 적설량이 많은 경우 모터에 과부하가 발생될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해서는 모터의 용량을 증가시켜야됨으로 시설비용이 증가된다.

이와 같이 구조강도 및 모터용량의 증가는 설치비용을 증대시킴으로 소규모 작물을 재배하는 농가에서는 쉽게 설치할 수 없으므로, 비교적 저렴한 비용으로 보급할 수 있는 새로운 장치의 개발이 필요한 실정이다.

실용신안등록 제0417363호(2006.05.22 등록) 특허등록 제0670126호(2007.01.10 등록)

상술한 문제를 해결하고자 하는 본 발명의 과제는 간단한 구조와 구성으로, 폭설이 내리는 경우 비닐하우스의 눈을 치우기 위해 별도의 장비나 인력을 동원하지 않고, 일정량이 적설 되었을 때 자동으로 제설해 주어 비닐하우스의 파손을 방지하고 농작물의 피해를 줄일 수 있는 적설 방지용 스마트 비닐하우스를 제공하기 위함이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은, 다수의 활형 골조가 일정한 간격으로 형성되고, 수평 골조가 수직으로 고정되어 상부에 비닐이 덮힌 구조를 형성하는 비닐하우스에 있어서, 상기 비닐하우스 중심 상단에 길이방향으로 설치된 관형 에어튜브; 상기 관형 에어튜브에 공기를 주입하거나 빼는 에어펌프; 상기 비닐 및 에어튜브 상부에 위치하여, 상기 비닐하우스 어느 한쪽 끝단에서 길이 방향으로 이동하며 상기 비닐하우스를 덮거나 개방하는 제설 차단막 비닐; 눈을 감지하거나 눈의 적설량을 감지하는 적설 감지센서부; 및 상기 에어펌프, 엑츄에이터 및 적설 감지센서를 제어하는 통합제어부를 포함하되, 상기 통합제어부가 상기 적설 감지센서에서 일정량 적설이 감지되면 상기 차단막 비닐을 덮고, 주기적으로 상기 에어펌프를 구동하여 상기 관형 에어튜브를 팽창 또는 수축시켜 제설하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 비닐하우스 양쪽 하단에 길이방향으로 설치되어, 상기 차단막 비닐의 이동을 가이드 하는 차단막 가이드; 및 상기 가이드를 따라 상기 차단막의 이동을 구동하거나 상기 차단막 비닐의 인장력을 설정하도록 감아주거나 풀어주는 구동 엑츄에이터를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 바람직하게는 상기 적설 감지 센서는 박스형 센서로서, 초음파 센서인 것일 수 있고, 상기 적설 감지센서부는 마이크로프로세서를 포함하고, 상기 마이크로프로세서는 상기 엑츄에이터 및 에어펌프 및 상기 통합제어부와 연결된 것일 수 있다.

더하여, 상기 차단막 가이드는, 상기 차단막 비닐을 길이 방향으로 이동시키는 볼 스크류 구조인 것이 바람직하고, 상기 엑츄에이터는, 상기 가이드를 따라 이동시키는 제1 모터와, 상기 제1 모터 상부에 위치하여 상기 차단막 비닐을 감아주거나 풀어주는 제2 모터를 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명은 간단한 구성으로, 비닐하우스 중심 상단에 설치된 에어튜브의 팽창 및 수축 제어로 효율적이고 빠르게 자동으로 제설하도록 함으로써, 폭설에 따른 비닐하우스의 파손 또는 붕괴를 방지하고 농작물을 보호할 수 있는 낮은 단가의 적설 방지 스마트 비닐하우스를 제공한다.

또한, 짧은 시간에 폭설이 내리는 경우에도 제설 작업의 반복 주기를 짧게 하여 적설을 방지하도록 함으로써, 비닐하우스와 농작물을 안전하게 보호할 수 있게 된다.

더하여, 인력의 관리나 투입 없이 자동으로 눈의 적설량을 정확하게 감지하여 적시에 대응함으로써, 전력소비를 최소화할 수 있는 효율적인 적설 방지용 스마트 비닐하우스를 제공한다.

도 1은 종래의 비닐하우스용 적설 방지장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적설 방지용 스마트 비닐하우스의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 명세서에서 "및/또는"이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적설 방지용 스마트 비닐하우스(100)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 적설 방지용 스마트 비닐하우스(100)는, 다수의 활형 골조가 일정한 간격으로 형성되고, 수평 골조가 수직으로 고정되어 상부에 비닐이 덮힌 구조를 형성하는 비닐하우스(100)에 있어서, 상기 비닐하우스(100) 중심 상단에 길이방향으로 설치된 관형 에어튜브(500); 상기 관형 에어튜브(500)에 공기를 주입하거나 빼는 에어펌프(550); 상기 비닐 및 에어튜브(500) 상부에 위치하여, 상기 비닐하우스(100) 어느 한쪽 끝단에서 길이방향으로 이동하며 상기 비닐하우스(100)를 덮거나 개방하는 제설 차단막 비닐; 눈을 감지하거나 눈의 적설량을 감지하는 적설 감지센서부(300); 및 상기 에어펌프(550), 엑츄에이터(200) 및 적설 감지센서를 제어하는 통합제어부(400)를 포함하되, 상기 통합제어부(400)가 상기 적설 감지센서에서 일정량 적설이 감지되면 상기 차단막 비닐을 덮고, 주기적으로 상기 에어펌프(550)를 구동하여 상기 관형 에어튜브(500)를 팽창 또는 수축시켜 제설하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명은 적설 감지센서부(300)에서 일정량의 눈의 적설량을 감지하면, 하단에 있는 엑츄에이터(200)가 구동하여 가이드(230)를 따라 이동하며 차단막 비닐을 덮어준다. 그리고 나서, 비닐하우스(100) 상단 중심에 길이 방향으로 설치된 관영 에어튜브(500)에 에어펌프(550)를 통해서 공기를 주입시키면, 에어튜브(500)가 팽창하며 상기 차단막 비닐이 경사가 더욱 높아져 눈을 털어내거나 쓸어내리게 되어 제설하게 된다. 그리고 나서, 다시 에어펌프(550)를 사용하여 바람을 뺀 뒤 적설감지부에 눈이 계속 감지되어 일정한 적설량이 다시 감지되면 상기 제설 과정을 반복해 원천적으로 적설을 방지할 수 있는 장치를 제공하게 된다.

보다 구체적으로, 비닐하우스(100)는 활형 골조가 일정간격으로 다수 직립하여 터널 공간을 마련하며 나란히 설치되고, 상기 활형 골조를 연결하여 고정하는 수평 골조가 형성되어 비닐이 덮혀지는 터널형 구조이다.

이와 같은 터널형 구조는 빗물인 경우, 터널 외측의 라운드형 구조를 따라 흘러내려 문제가 없지만, 눈의 경우 상기 비닐하우스(100) 최상단부터 쌓이며 확장하게 되어 전체를 뒤덮게 되고, 계속해서 쌓이면 그 무게로 인하여 비닐하우스(100) 구조가 붕괴되는 문제점이 매년 발생하고 있다.

이러한 점을 개선하기 위해 본 발명은, 2중의 비닐로 덮히는 구조로 그 중심에 길이방향의 관형 에어튜브(500)를 설치하여 눈이 미리 설정된 적설량 이상으로 감지되면, 상기 에어튜브(500)를 에어펌프(550)를 통해 주기적으로 수축 또는 팽창시켜 차단막 비닐에 쌓인 눈을 털어내거나 쓸어내리는 구조를 형성함으로써, 간단한 구조로 효율적으로 제설할 수 있고, 인력의 관리나 투입 없이 자동으로 눈의 적설량을 정확하게 감지하여 적시에 대응함으로써, 전력소비를 최소화할 수 있는 효율적인 적설 방지 스마트 비닐하우스(100)를 제공한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예는 본래의 비닐하우스(100) 구조의 중심 상단에 길이방향으로 관형 에어튜브(500)가 형성되고, 그 위에 다시 차단막 비닐이 덮혀지는 구조로서, 상기 차단막 비닐은 평상시 비닐하우스(100) 한쪽 끝단으로 포개어져 있다가 눈이 오는 경우, 비닐하우스(100) 양측 하단에 설치된 가이드(230)를 따라 이동하면서 덮혀지는 구조이다.

이와 같은 차단막 비닐의 개폐를 위한 구조로서, 상기 가이드(230)는 볼 스크류 구조가 바람직한데, 이는 엑츄에이터(200)로서 모터를 이용하여 효과적으로 가이드(230) 이동이 가능하고, 제어가 용이할 뿐만 아니라 안정적인 작동이 가능하기 때문이다.

더불어, 차단막 비질의 경우 상술한 바와 같이, 상기 에어튜브(500)가 수축 또는 팽창하여 쌓인 눈이 중력에 의해 쓸어내려 가도록 하기 위해서는 충분히 팽창 공간을 확해야 하기 때문에, 상기 가이딩 엑츄에이터(200) 상부에 상기 차단막 비닐을 감거나 풀어주는 구동을 수행하는 모터가 더 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 눈이 내려 일정량 이상의 적설이 감지되면, 1차적으로 상기 차단막 비닐이 길이방향으로 이동하며, 상기 에어튜브(500) 상부를 감싸게 되고, 2차적으로 상기 차단막 비닐을 상기 모터를 통해 풀어주어 팽창공간을 확보하고 나서, 에어펌프(550)를 통해서 상기 에어튜브(500)에 공기를 주입시키면, 상기 에어튜브(500)가 팽창되어 차단막 비닐이 급경사를 이루게 되어 눈을 제설하게 되는 구조이다.

여기서, 관형 에어튜브(500)는 연성의 고무 또는 비닐 소재의 관형 튜브로 형성하고, 신축성을 갖추어 공기를 주입하면 충분히 팽창할 수 있도록 하여, 상기 에어튜브(500) 상부에 덮혀진 차단막 비닐이 충분히 경사를 지도록 하여 쌓인 눈이 중력에 의해 외측으로 미끄러지고 쓸어내려 가도록 하는 구조를 형성한다.

적설된 눈이 효과적으로 쓸려 내려가도록 하기 위해서는 물이나 눈이 잘 미끄러워지는 재질로 상기 차단막 비닐이 코팅되거나, 기름과 같은 물과 잘 분리되는 성질의 물질로 코팅하면, 제설 효율이 높아질 수 있음은 물론이다.

그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 비닐 하우스 부근에는 눈을 감지하거나 적설량을 감지하는 적설 감지센서부(300)가 설치된다. 적설 감지센서부(300)는 초음파 센서를 이용하는 것도 가능하고, 영상센서를 이용하는 것도 가능하되, 박스형 구조로서 눈이 내려 쌓이는 것을 통해 측정하는 구조를 제안한다. 적설 감지센서부(300)는 센서와 상기 센서신호를 디진털 신호로 전환해주는 A/D 컨버터 및 마이크로프로세서(350)를 포함하여 구성된다.

이와 같이, 비닐하우스(100) 근처에 설치된 적설 감지센서부(300)를 통해 눈이 내리면, 눈을 감지하여, 통합제어부(400)에 신호를 보내면, 통합제어부(400)가 상기 엑츄에이터(200)의 구동을 명령하는 신호를 보내어 상기 차단막 비닐을 덮더록 가이드(230) 이동하게 된다. 그리고 일정량 이상의 눈이 적설되면, 상기 차단막 비닐을 풀어주고, 에어펌프(550)를 구동시켜 상기 에어튜브(500)로 공기를 주입시켜 제설하게 된다. 이와 같은 과정을 필요에 따라 주기적으로 반복하도록 통합제어부(400)가 제어하여 짧은 시간에 폭설이 내리는 경우에도 상기 주기를 짧게 하여 충분히 적설을 방지하여 비닐하우스(100)와 농작물을 안전하게 보호할 수 있게 된다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: 비닐하우스, 200: 엑츄에이터, 300: 적설 감지센서부,
400: 통합제어부, 500: 에어튜브, 550: 에어펌프

Claims (6)

1. 다수의 활형 골조가 일정한 간격으로 형성되고, 수평 골조가 수직으로 고정되어 상부에 비닐이 덮힌 구조를 형성하는 비닐하우스에 있어서,
   상기 비닐하우스 중심 상단에 길이방향으로 설치된 관형 에어튜브;
   상기 관형 에어튜브에 공기를 주입하거나 빼는 에어펌프;
   상기 비닐 및 에어튜브 상부에 위치하여, 상기 비닐하우스 어느 한쪽 끝단에서 길이방향으로 이동하며 상기 비닐하우스를 덮거나 개방하는 제설 차단막 비닐;
   눈을 감지하거나 눈의 적설량을 감지하는 적설 감지센서부; 및
   상기 에어펌프, 엑츄에이터 및 적설 감지센서를 제어하는 통합제어부를 포함하되,
   상기 통합제어부가 상기 적설 감지센서에서 일정량 적설이 감지되면 상기 차단막 비닐을 덮고, 주기적으로 상기 에어펌프를 구동하여 상기 관형 에어튜브를 팽창 또는 수축시켜 제설하는 것을 특징으로 하는 적설 방지용 스마트 비닐하우스.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 비닐하우스 양쪽 하단에 길이방향으로 설치되어, 상기 차단막 비닐의 이동을 가이드 하는 차단막 가이드; 및
   상기 가이드를 따라 상기 차단막의 이동을 구동하거나 상기 차단막 비닐의 인장력을 설정하도록 감아주거나 풀어주는 구동 엑츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적설 방지용 스마트 비닐하우스.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 적설 감지 센서는 박스형 센서로서, 초음파 센서인 것을 특징으로 하는 적설 방지용 스마트 비닐하우스.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 적설 감지센서부는 마이크로프로세서를 포함하고, 상기 마이크로프로세서는 상기 엑츄에이터 및 에어펌프 및 상기 통합제어부와 연결된 것을 특징으로 하는 적설 방지용 스마트 비닐하우스.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 차단막 가이드는,
   상기 차단막 비닐을 길이 방향으로 이동시키는 볼 스크류 구조인 것을 특징으로 하는 적설 방지용 스마트 비닐하우스.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 엑츄에이터는,
   상기 가이드를 따라 이동시키는 제1 모터와,
   상기 제1 모터 상부에 위치하여 상기 차단막 비닐을 감아주거나 풀어주는 제2 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 적설 방지용 스마트 비닐하우스.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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