KR20180022078A - 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치에 관한 것이다. 이는, 외부로부터 공급된 전력에 의해 발열하며 건물의 지붕위에 배치되는 면상발열체와; 강설시 지붕에 쌓인 눈의 하중을 감지하는 하중감지부와; 상기 하중감지부를 통해 전달되는 하중 정보에 근거하여 상기 면상발열체를 작동시키는 제어부와; 상기 면상발열체의 작동시, 면상발열체에 의해 녹아 흘러내리는 물을 받아 저장하는 집수수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치는, 열의 분포가 균일한 탄소계 면상발열체를 열원으로 사용하므로 단선에 따른 문제가 없으며, 쌓인 눈의 하중을 감지하여 자동으로 온오프되는 구조를 가져 그만큼 사용이 편리하고, 특히 눈 녹은 물을 따로 집수하여 생활용수로 재활용할 수 있게 한다는 효과를 갖는다.

Description

자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치{Snow removal and catchment device with automatic heating system}

본 발명은 건물이나 비닐하우스 등에 설치되어 강설시 작동하는 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치에 관한 것이다.

비닐하우스는 각종 채소류의 촉성재배(促成栽培) 또는 열대과일을 재배하기 위해 비닐 필름을 씌운 공간으로서, 기밀성(氣密性) 및 보온력이 좋고 조도(照度)도 비교적 높아 작물생육에 적당한 환경을 제공할 수 있어 농촌에서 많이 사용하고 있다.

그러나 이러한 비닐하우스는 그 구조가 약하여 특히 겨울철에 지붕에 눈이 많이 쌓일 경우 쉽게 무너져 내린다는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 비닐을 지지하는 프레임의 강도를 강화한다거나 지지프레임을 보다 촘촘히 설치할 수 있으나 이는 비닐하우스 내부의 공간을 좁게 하고 또한 비닐하우스의 설치 및 철거에 고비용을 요구한다.

또한 농촌 구옥의 경우 구조적 강도가 약해, 가령 지붕에 눈이 쌓일 경우 기둥이 눈의 무게를 지탱하지 못하여 무너져 내리는 경우가 종종 발생한다. 눈이 쌓이지 않도록 계속적 제설을 한다면 붕괴의 위험이 없으나 노인들만 살고 있는 경우 지붕에 올라가 제설을 하기는 힘든 노릇이다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 발열능력을 갖는 발열체를 비닐하우스나 건물의 지붕에 배치하여 눈이 쌓이지 않도록 하는 기술이 개시된 바 있다.

가령, 국내공개특허공보 제10-2001-0069391(니크롬선이 배선된 비닐하우스용 비닐 및 상기 비닐을 갖는 비닐하우스의 자동발열시스템)에는, 두 겹의 비닐 내부에 니크롬선을 배선하여 발열능력을 갖는 비닐로 비닐하우스를 제작하여, 강설시 눈이 바로 녹아 흘러내리도록 유도하는 기술이 소개되어 있다.

그러나, 상기한 비닐하우스는 발열을 위해 니크롬선을 사용하므로, 단전의 가능성이 매우 높다는 문제를 갖는다. 즉. 한 가닥의 니크롬선이 직렬로 배선되어 있는 구조를 가지므로, 가령 니크롬선의 한 군데만 절단되어도 사용할 수 없는 것이다. 더욱이 몇 백 미터의 니크롬선 중 어디가 절단되었는지 찾아내는 것 자체도 힘든일이다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 열의 분포가 균일한 탄소계 면상발열체를 열원으로 사용하므로 단선에 따른 문제가 없으며, 쌓인 눈의 하중을 감지하여 자동으로 온오프되는 구조를 가져 그만큼 사용이 편리하고, 특히 눈 녹은 물을 따로 집수하여 생활용수로 재활용할 수 있게 하는 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치는, 외부로부터 공급된 전력에 의해 발열하며 건물의 지붕위에 배치되는 면상발열체와; 강설시 지붕에 쌓인 눈의 하중을 감지하는 하중감지부와; 상기 하중감지부를 통해 전달되는 하중 정보에 근거하여 상기 면상발열체를 작동시키는 제어부와; 상기 면상발열체의 작동시, 면상발열체에 의해 녹아 흘러내리는 물을 받아 저장하는 집수수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 면상발열체는 탄소계 면상발열체로서 지붕의 상부를 커버하며, 상기 하중감지부는, 상기 면상발열체의 하부에 배치되며 면상발열체를 통해 내려오는 하중을 감지하여 상기 제어부로 전달하는 다수의 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 면상발열체에 전력을 공급하는 배터리가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 집수수단은; 상기 지붕으로부터 흘러내리는 물을 받아 유도하는 집수관과, 상기 집수관을 통과한 물을 받아 저장하는 물탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 인터넷망을 통해 외부의 스마트폰과 무선 접속되어 스마트폰과 연동하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치는, 열의 분포가 균일한 탄소계 면상발열체를 열원으로 사용하므로 단선에 따른 문제가 없으며, 쌓인 눈의 하중을 감지하여 자동으로 온오프되는 구조를 가져 그만큼 사용이 편리하고, 특히 눈 녹은 물을 따로 집수하여 생활용수로 재활용할 수 있게 한다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치의 구조를 나타내 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로, 본 실시예에 따른 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치는, 지붕위에 쌓이는 눈을 바로 바로 녹여 제설함으로써 건물에 가해지는 하중을 제거함과 아울러 눈 녹은 물을 저장하여 생활용수로 사용할 수 있게 하는 것이다.

이를, 구조적으로 취약한 시골의 구옥이나 비닐하우스 등에 적용할 경우, 쌓인 눈의 무게에 의한 붕괴의 위험성을 없애 인적 물적 손실발생을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치의 구조를 나타내 보인 도면이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치는, 건물(11)의 지붕(11a)위에 배치되며 지붕(11a)의 상면을 커버하는 면상발열체(13)와, 상기 면상발열체(13)의 하부에 설치되는 다수의 센서(15)와, 건물(11)의 내부에 위치하며 상기 센서(15)로부터 적설 하중을 전달받아 면상발열체(13)를 작동시키는 제어부(25)와, 면상발열체(13)에 전력을 공급하는 배터리(27)를 포함한다.

또한 건물(11)의 외부에 설치되는 것으로서, 지붕(11a)에 근접 배치되며 면상발열체(13)에 의해 녹은 눈 녹은 물을 받아들이는 집수홈(17)과, 상기 집수홈(17)의 물을 받아 하부 유도하는 집수관(19)가, 상기 집수관(19)을 통과하는 물을 받아 저장하는 물탱크(21)를 더 구비한다.

상기 건물(11)은, 눈의 무게에 의해 붕괴의 염려가 있는 일반 가옥은 물론 물건을 넣어두거나 작물을 생산하는 공간을 제공하는 비닐하우스 등을 모두 포괄한다.

먼저, 상기 면상발열체는 탄소계 면상발열체로서, 이를테면 전봇대의 변압기를 통해 인가되는 전력이나 배터리(27)의 전력을 받아 발열하는 시트형 부재이다.

공지의 사실과 같이, 탄소계 면상발열체는, 일반적인 면상발열체와 달리 구부리거나 접을 수 있으므로, 대체로 평탄하지 않은 지붕(11a)의 상부를 효과적으로 커버할 수 있다.

경우에 따라 상기 면상발열체(13)와 지붕(11a)의 사이에 면상발열체(13)를 받쳐 지지하기 위한 별도의 프레임을 추가 적용할 수 도 있다. 이를테면 지붕(11a)에 판상형 프레임을 먼저 설치한 후 그 위에 면상발열체(13)를 배치하는 것이다.

아울러, 상기 면상발열체의 사이즈도 상황에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 예컨대, 면상발열체(13)를 넓게 제작하여 지붕(11a)을 한 번에 커버하게 할 수 도 있고, 패치형태로 제작하여 지붕의 취약부분에만 선택적으로 배치할 수 도 있는 것이다.

또한 상기 지붕(11a)에 대한 면상발열체(13)의 장착이나 분리도 가능하다. 즉, 면상발열체(13)가 필요 없을 때에는 지붕(11a)에서 면상발열체를 걷어낼 수 있고, 눈이 쌓이는 겨울철에만 설치할 수 있는 것이다.

상기 센서(15)는 면상발열체(13)의 하부에 배치된 상태로 면상발열체(13)에 가해지는 무게를 감지하는 역할을 한다. 즉, 면상발열체(13)의 상부에 쌓인 눈의 무게를 감지하는 것이다. 이러한 역할을 할 수 있는 한 센서의 종류나 위치는 얼마든지 달라질 수 있다.

한편, 상기 건물(11)의 내부에는 제어부(25)가 구비된다. 상기 제어부(25)는 관리자에 의해 조작되는 콘트롤러로서, 상기 면상발열체(13)를 온오프 시킴은 물론 면상발열체(13)의 온도를 조절하는 역할을 한다.

특히 상기 제어부(25)는 관리자에 의해 수동으로 조작할 수 도 있지만, 제어신호를 자동으로 출력하게 설정할 수 도 있다. 이를테면 상기 센서(15)로부터 전달받은 하중 값이 미리 설정한 범위내에 포함될 경우, 면상발열체(13)를 자동으로 작동시키게 하는 것이다. 이와같은 자동운전모드는 프로그램적으로 얼마든지 구현 가능하다.

상기 배터리(27)는 외부로부터 인가되는 전력의 차단시, 즉 단전시, 비상용으로 사용하는 전원이다. 전력이 차단되더라도 면상발열체(13)를 얼마간 작동시킬 수 있는 것이다. 또한, 애초, 전기시설이 되어있지 않는 지역의 농가나 움막 등의 경우 배터리(27)를 적용하여 본 실시예의 자동발열시스템을 얼마든지 편리하게 사용할 수 있다.

한편, 상기 지붕(11a)의 측부에는 집수홈(17)이 배치되어 있다. 상기 집수홈(17)은 면상발열체(13)에 의해 녹아 흘러내리는 눈 녹은 물을 받아들이는 홈통으로서 면상발열체(13)의 하단 라인을 따라 거의 수평으로 연장되어 있다.

또한, 상기 집수홈(17)의 하부에는 집수관(19)이 배치된다. 상기 집수관(19)은 집수홈(17)에 일단 모인 물을 받아 물탱크(21)로 유도하는 파이프이다.

상기 물탱크(21)는 집수관(19)을 통해 공급된 눈 녹은 물을 수용하는 물통이다. 당연히, 상기 물탱크(21)의 용량이나 설치위치는 필요에 따라 달라질 수 있다. 도면부호 23은 물탱크(21) 내부에 저장되어 있는 물을 외부로 공급하기 위한 물공급관이다. 상기 물공급관(23)에 구비되어 있는 밸브를 이용해 마치 수도꼭지를 사용하듯이, 저장되어 있는 물을 생활용수로 사용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

계속되는 강설에 의해 면상발열체(13)의 상부에 눈이 쌓이면, 면상발열체(13)에 점차 눈의 무게가 실리기 시작하며, 센서(15)는 눈의 무게를 계속적으로 감지하고 감지한 내용을 제어부(25)로 실시간 전송한다.

마침내 눈의 무게가 설정된 기준치 보다 무거워지면, 제어부(25)는 면상발열체(13)로 전력을 유도하여 면상발열체(13)가 발열하도록 한다. 면상발열체(13)가 작동하면 쌓여있던 눈이 점차 녹으며, 녹은 물은 하부로 흘러 집수홈(17)과 집수관(19)을 거쳐 물탱크(21)에 저장된다. 제설과 생활용수의 확보가 동시에 구현된 것이다.

상기 자동운전이외에 수동운전도 가능한데, 수동운전은 관리자가 제어부(25)를 직접 조작하는 것이다. 즉, 눈의 무게와 관련 없이, 지붕위의 눈을 바로 바로 제설하고자 한다면, 눈이 설정된 무게 이상으로 쌓이기 전에 면상발열체(13)를 작동시키는 것이다.

한편, 상기 제어부(25)는 스마트폰(29)과 연동할 수 있다. 이를테면 인터넷망을 통해 제어부(25)와 스마트폰(29)을 접속시켜, 원격지에서도 스마트폰(29)을 이용해 제어부(25)를 수동 조작할 수 있는 것이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:건물 11a:지붕
13:면상발열체 15:센서
17:집수홈 19:집수관
21:물탱크 23:물공급관
25:제어부 27:배터리
29:스마트폰

Claims (5)

1. 외부로부터 공급된 전력에 의해 발열하며 건물의 지붕위에 배치되는 면상발열체와;
   강설시 지붕에 쌓인 눈의 하중을 감지하는 하중감지부와;
   상기 하중감지부를 통해 전달되는 하중 정보에 근거하여 상기 면상발열체를 작동시키는 제어부와;
   상기 면상발열체의 작동시, 면상발열체에 의해 녹아 흘러내리는 물을 받아 저장하는 집수수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 면상발열체는 탄소계 면상발열체로서 지붕의 상부를 커버하며,
   상기 하중감지부는,
   상기 면상발열체의 하부에 배치되며 면상발열체를 통해 내려오는 하중을 감지하여 상기 제어부로 전달하는 다수의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 면상발열체에 전력을 공급하는 배터리가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 집수수단은;
   상기 지붕으로부터 흘러내리는 물을 받아 유도하는 집수관과,
   상기 집수관을 통과한 물을 받아 저장하는 물탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는, 인터넷망을 통해 외부의 스마트폰과 무선 접속되어 스마트폰과 연동하는 것을 특징으로 하는 자동발열시스템을 갖는 제설 및 집수장치.

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