KR20200017284A - 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수직 분사형 버너(burner)를 구동시켜 적설 용해 작업에 소요되는 열 에너지의 손실을 최소화하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 외부로부터 유입된 공기를 수직 분사형 버너를 이용하여 가열한 이후에, 버너에 의해 가열된 공기가 냉각공기관 분사구 및 포집관을 따라 기포의 형태로 물과 함께 배출되어 용해 수조 내의 눈을 용해시키는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.

Description

수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법 {Snow meltor by blowing hot air in vertical downward direction and driving method thereof}
본 발명은 수직 분사형 버너(burner)를 구동시켜 적설 용해 작업에 소요되는 열 에너지의 손실을 최소화하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 외부로부터 유입된 공기를 수직 분사형 버너를 이용하여 가열한 이후에, 버너에 의해 가열된 공기가 냉각공기관 분사구 및 포집관을 따라 기포의 형태로 물과 함께 배출되어 용해 수조 내의 눈을 용해시키는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
폭설이란 단기간에 많은 양의 눈이 내리는 기상 현상을 일컫는다. 폭설은 정도에 따라 교통 마비, 건축물 붕괴와 같은 각종 피해를 유발하기도 한다. 때문에 교통마비 및 건축물 붕괴와 같은 각종 피해상황을 예방하기 위해 눈을 신속히 제거하기 위한 조치가 요구된다. 일반적으로 눈을 제거하는 방법으로는 제설제를 살포하는 방법과 도로를 주행하면서 도로변에 쌓인 눈을 밀어내는 방법 등이 있다. 그러나, 이러한 방법들은 도로위의 염화칼슘의 잔존량에 의한 환경 피해 및 제설 장치에 의해 밀려난 눈이 재차 결빙되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 수조에 눈을 투입하여 용해시키는 적설 용해 장치가 개발되었다. 그러나, 종래의 적설 용해 장치는 용해 과정에 있어서 열 에너지의 손실 및 수조의 한정된 용량에 따른 용해 효율에 대한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수직분사형 버너를 이용하여 눈을 녹이는데 이용되지 못하고 외부로 버려지는 열 에너지의 손실을 최소화하여 용해의 효율을 증대시키는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 적설용해장치의 구성요소가 차지하는 공간을 최소화 하여 용해 효율을 향상시킬 수 있도록 용해 수조의 용량을 증대시킨 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 적설용해장치의 구성요소가 차지하는 중량을 감소시켜 차량에 싣고 작업하기에 용이한 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법을 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 버너;상기 버너의 하단에 연결된 열풍관;상기 열풍관의 주위를 둘러싸는 구조로 이루어진 냉각공기관;냉각 공기관을 둘러싸는 구조로 이루어진 포집관;을 포함하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기 냉각공기관은냉각공기관의 끝단부에 위치한 냉각공기관 분사구;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기 포집관은 상기 포집관의 하단에 위치한 제1 토출구;상기 포집관의 상단에 위치한 제2 토출구;상기 제2 토출구의 상단에 위치한 판상 구조의 처마;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기 냉각공기관의 상단에 형성되어 있는 냉각공기관 입구;상기 열풍관의 하단에 형성되어 있는 열풍 분사관 입구;를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기 냉각공기관의 입구가 상기 열풍 분사관의 입구보다 더 큰 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치를 제공하고자 한다.
또한, 열풍관 입구에 공기가 유입되는 단계;상기 열풍관 입구로 유입된 공기가 버너에 의해 가열되는 단계;상기 버너에 의해 가열된 상태의 공기가 상기 열풍관으로 이동되는 단계;상기 열풍관으로 이동된 공기가 냉각공기관 분사구로 이동되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 냉각공기관 입구에 공기가 유입되는 단계; 상기 냉각공기관으로 유입된 공기가 열풍관의 온도를 감소시키는 단계;상기 냉각공기관으로 이동된 공기가 냉각공기관 분사구로 이동되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법울 제공하고자 한다.
또한, 상기 열풍관 입구에 공기가 유입되는 단계 이전에용해 수조에 기 설정된 용량의 용해수가 투입되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 상기 냉각공기관 입구에 공기가 유입되는 단계 이전에, 용해 수조에 기 설정된 용량의 용해수가 투입되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 상기 열풍관으로 이동된 공기가 상기 냉각공기관 분사구로 이동되는 단계 이후에, 상기 냉각공기관 분사구를 통하여 공기가 분사되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 상기 냉각공기관으로 이동된 공기가 상기 냉각공기관 분사구로 이동되는 단계 이후에 상기 냉각공기관 분사구를 통하여 공기가 분사되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 상기 냉각공기관 분사구를 통하여 공기가 분사되는 단계 이후에, 용해 수조에 투입된 용해수와 함께 상기 포집관의 공기가 제1 토출구 및 제2 토출구로 배출되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 상기 열풍관 입구에 단위 시간당 투입되는 공기의 부피와 상기 냉각공기관 입구에 단위 시간당 투입되는 공기의 부피에 차이를 두는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 상기 열풍관 입구에 투입되는 공기의 부피는 단위 시간당 45세제곱미터(cm³) 이상 55세제곱미터(cm³) 이하이며, 상기 냉각공기관 입구에 투입되는 공기의 부피는 단위 시간당 145세제곱미터(cm³) 이상 155세제곱미터(cm³) 이하인 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법을 제공하고자 한다. 공기가 투입되는 단위 시간은 1분(60초)인 것을 특징으로 하는 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법을 제공하고자 한다.
본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치 및 이의 구동 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 적설 용해 장치의 구성요소가 차지하는 공간을 축소하고 용해 수조의 용량이 증가시켜 적설 용해시 용해 시간이 단축될 수 있는 효과가 있다.
둘째, 기포 및 용해수가 포집관으로부터 배출될 시 포집관 배출구 상단의 구비된 처마가 기포 및 용해수가 공기중으로 비산되는 현상을 방지하여 열 에너지의 손실을 감소시키는 효과가 있다.
셋째, 버너로부터 용해 수조에 전달되는 열풍의 시간 및 이동 거리가 단축되어 열 손실을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 적설 용해 장치를 이루는 구성장비의 중량이 줄어들어 차량의 싣고 운용할 경우 이동을 용이하게 하는 효과가 있다.
다섯째, 뜨거운 공기가 배출되는 토출구를 다양화하여 토출구에 전달되는 압력을 감소킴으로써 작동중 장비의 소음 및 진동을 감소시키는 효과가 있다.
여섯째, 배출되는 공기 및 물의 분사방향을 다양화 시켜 용해 수조 내의 물의 용해 수조 내부에서 골고루 분사됨으로써 온도가 빠르게 상승될 수 있는 효과가 있다.
일곱째, 본 발명은 버너의 열을 이용하여 눈을 용해시키는 방법을 사용함으로써, 제설제 및 염화칼슘에 의한 장치의 부식을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도면 1도는 폭설에 의해 붕괴된 비닐하우스의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 2도는 차량 전방에 설치된 제설 장치가 구동되는 모습 및 염화물용액을 살포하는 제설 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 3도는 적설 용해 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 4도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 5도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치가 차량 및 트럭에 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
도면 6도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치를 상단에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다.
도면 7도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구성요소인 버너의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 8도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구성요소인 열풍관과 냉각공기관을 나타낸 도면이다.
도면 9도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구성요소인 냉각공기관과 열풍관으로부터 유입되는 공기의 흐름을 화살표의 형태로 보여주는 도면이다.
도면 10도는 열풍 분사관 입구로부터 유입된 공기와 냉각공기관 입구로부터 유입된 공기가 냉각공기관 분사구에서 융합되어 배출되는 모습을 보여주는 도면이다.
도면 11도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구성요소인 포집관의 구성요소를 보여주는 도면이다.
도면 12도는 냉각공기관 분사구로부터 포집관으로 이동되는 기포의 흐름을 개략도의 형태로 보여주는 도면이다.
도면 13도는 포집관으로부터 용해 수조로 이동되는 기포의 흐름을 개략도의 형태로 보여주는 도면이다.
도면 14도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용해 수조의 모습을 나타낸 도면이다.
도면 15도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치에 공기가 유입되는 경로를 개략도의 형태로 보여주는 도면이다.
도면 16도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 열풍관에 투입되는 공기의 흐름을 순서도의 형태로 보여주는 도면이다.
도면 17도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 냉각공기관에 투입되는 공기의 흐름을 순서도의 형태로 보여주는 도면이다.
도면 18도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 포집관을 경유하는 기포의 흐름을 순서도의 형태로 보여주는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들은 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면 1도는 폭설에 의해 붕괴된 비닐하우스의 모습을 보여주는 도면이다.
폭설이란 짧은 시간에 많은 양의 눈이 내리는 기상 현상을 일컫는다. 폭설은 때때로 눈이 많이 내리는 자연 현상을 넘어서 우리에게 상상할 수 없는 피해를 가져오기도 한다. 쌓이는 눈의 양에 따라 순식간에 도심 교통을 마비시키는가 하면 도면 1도와 같이 강설의 하중에 의해 비닐 하우스(50)와 같은 시설물이 붕괴되어 많은 피해를 가져다 주기도 한다. 폭설의 양에 따라 피해의 정도가 증가되는 만큼 폭설에 의한 피해를 예방하기 위해선 신속한 제설 작업이 요구된다.
도면 2도는 차량 전방에 설치된 제설 장치가 구동되는 모습 및 염화물용액을 살포하는 제설 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
일반적으로 신속하게 눈을 제거하기 위한 방법으로는 차량 전방에 제설기를 장착하여 도로를 주행하면서 쌓인 눈(S)을 밀어내는 방법(A)과 도로를 주행하면서 제설제나 염화물용액(C)을 도로상에 살포하는 방법(B)등이 있다. 그러나, 도로를 주행하면서 제설을 밀어내는 방법(A)은 제설 영역에 미치지 않은 부분에 눈(S)이 쌓여 재차 결빙의 문제가 있었으며, 염화물용액(C)을 살포하는 방법은 도로 위에 잔존량의 염화칼슘 등이 존재하여 아스팔트의 부식 및 염화물용액(C)에 의해 2차 환경문제를 야기할 수 있었다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 스노우 블로워(40)를 통해 흡입된 눈을 고열로 녹여 용해수로 배출하는 적설 용해 장치(10)가 이용되었다.
도면 3도는 종래의 적설 용해 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 3도에 따른 열풍기로부터 분사되는 고열을 통해 눈을 녹이는 적설 용해 장치(10)는 제설제를 살포하는 제설 장치에 비해 부식에 의한 2차 피해가 없으며, 제설을 밀어내는 제설 장치에 비해 제설작업이 진행된 지역 이외에 지역에 잔존량에 의한 재차 결빙 문제가 없다는 점에서 장점이 있다.
도면 3도를 통해 알 수 있듯이 종래의 제설 용해 장치(10)는 신속한 용해를 위해 이동수단(30)의 상단에 설치되어 사용되고 있다. 그러나, 도면 3도와 같이 제한된 공간에 많은 송풍기, 모터, 열풍관(300)과 같은 중장비들이 포함되어 실질적으로 눈을 용해하는 공간인 용해 수조(800)의 용량은 대량의 눈을 용해시키기에는 협소하다는 것을 알 수 있다. 또한, 이동수단(30)에 설치되는 제설 용해 장치(10)의 중량이 높을 경우 차량에 이동에 있어서 문제점이 있었다. 또한, 도면 3도에서 보는 바와 같이 종래의 적설 용해 장치(10)의 열풍관(300) 및 냉각공기관(400) 수평방향으로 구성되어 버너(200)로부터 가열되는 공기가 용해 수조(800)에 저장되어 있는 눈에 전달되기까지 열 에너지의 손실이 수반되어 결국에는 용해 효율의 저하로 이어지는 문제점을 야기하였다.
도면 4도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 모습을 보여주는 도면이다.
본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)는 외부로부터 유입된 공기가 버너(200)에 의해 생성된 화염(F)에 의해 가열 되며 하향으로 분사되는 방법으로 종래의 적설 용해 장치(10)의 문제점인 용해 과정에서 열 에너지 손실 및 용해 수조의 용량에 대한 문제점을 극복하기 위해 고안되었다.
본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)는 버너(200), 버너(200) 하단에 연결된 열풍관(300), 열풍관(300)의 주위를 둘러싸는 구조로 형성된 냉각 공기관(400), 포집관(700)을 포함하여 이루어 질 수 있다. 본 발명은 외부로부터 유입된 공기를 버너(200)로 가열하여 수직 분사하는 방식으로 작동할 수 있다. 이에 따라, 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)는 종래의 적설 용해 장치(10)에 비해 열 에너지의 손실이 비교적 감소된 상태로 가열된 공기를 용해 수조(800)에 전달할 수 있다. 앞서 도면 3도에서 소개한 종래의 적설 용해 장치(10)는 버너(200)가 열풍관(300) 및 냉각공기관(400)과 용해 수조(800)가 수평형 구조로 형성되어 있는 반면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직분사형 적설 용해 장치(100)의 버너(200)는 열풍관(300) 및 냉각공기관(400)의 상단에 연결되어 버너(200)에 의해 가열된 공기가 직하 구조로 이동되는 구성으로 이루어져 큰 차이가 있음을 알 수 있다. 또한, 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)는 용해 수조(800) 내부에 설치되어 버너(200)의 열이 즉각적으로 용해 수조(800)로 전달되도록 구성될 수 있다. 따라서, 버너(200)로부터 생성되는 열이 최대한 빠른 시간 내에 용해 수조(800)로 전달 될 수 있으며 효율적인 용해 작업을 가능하게 하는 효과를 기대할 수 있다.
도면 5도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치가 차량 및 트럭에 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
본 발명에 따른 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)는 버너(200)에 의해 가열된 공기가 수직 하향 이동되는 구조를 형성함에 따라 열풍관(300) 및 냉각공기관(400)의 크기 및 길이가 감소된 구성으로 이루어져 있을 수 있다.
이에 따라, 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)는 종래의 발명에 비해 요구되는 하중이 감소되어 이동수단(30)의 원활한 이동을 보장할 수 있다. 이에 따라, 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)가 설치된 이동수단(30)은 종래의 적설 용해 장치(10)가 설치된 이동수단(30)에 비해 원활한 이동이 가능하여 작업의 효율을 향상시킬 수 있는 효과도 기대할 수 있다.
도면 6도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치를 상단에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다.
본 발명의 바람직한 설명을 위해 도면 6도를 종래의 적설 용해 장치(10)를 상단에서 바라본 도면(A)과 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)를 상측에서 바라본 도면(B)을 비교하여 설명하고자 한다. 또한, 도면 6도는 송풍관 및 별도의 구성요소가 저장된 공간을 (T)로 나타내었다.
도면 6도의 (B)에서 알 수 있듯이 송풍관 및 별도의 구성요소가 저장된 공간(T)이 도면(A)의 송풍관 및 별도의 구성요소가 저장된 공간(T)보다 작다는 것을 알 수 있다. 이는 버너(200), 열풍관(300), 냉각공기관(400)같은 구성요소가 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)의 상측에 구비되어 있기 때문에 별도의 공간(T)가 필요하지 않음을 않기 때문이다. 그에 따라 실질적으로 눈을 용해 시키는 공간인 용해 수조(800)의 크기가 더 커지는 장점을 기대할 수 있다.
도면 7도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구성요소인 버너의 모습을 보여주는 도면이다.
도면 7도는 본 발명의 바람직한 설명을 위해 버너(200)에서 내뿜어지는 화염(F)을 도면상에 첨부하여 설명하고자 한다. 도면 7도에 따른 열풍관(300)에는 열풍 분사관 입구(350)가 형성되어 외부로부터 공기가 유입될 수 있으며, 외부로부터 유입된 공기가 버너(200)에 의해 생성되는 화염(F)에 의해 하단으로 이동되면서 가열될 수 있다. 따라서, 도면 7도에 따른 본 발명은 버너(200)로부터 용해 수조(800)에 전달되는 공기의 이동 시간 및 이동 거리가 단축되어 열 손실이 줄어들 수 있다. 이에 따라, 대량의 눈을 용해시킴으로써 소비되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
뿐만 아니라, 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)의 구성장비가 상단에 위치됨으로써 용해 수조(800)의 용량을 최대화 할 수 있어 용해의 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 더하여, 이동수단에 설치되어 적재되기 용이한 중량으로 개선되는 효과를 기대할 수 있다.
도면 8도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구성요소인 열풍관과 냉각공기관을 나타낸 도면이다.
도면 8도에서 보는 바와 같이 냉각공기관(400)은 열풍관(300)을 둘러싸는 구조로 이루어 질 수 있다. 도면 8도의 열풍관(300)을 경유하는 공기는 열풍 분사관 입구(350)로부터 유입된 이후에 화염(F)에 의해 가열되며 하측방향으로 뜨거운 공기가 전달되는 것에 반해, 도면 8도의 냉각공기관(400)을 경유하는 공기는 냉각공기관 입구(450)로부터 유입되어 열풍관(300)의 외면과 냉각공기관(400) 사이의 공간인(H)에서 뜨거운 공기가 하측방향으로 이동될 수 있다. 또한, 냉각공기관(400)을 경유하는 공기는 화염(F)의 영향을 받지 않으므로 뜨거운 온도로 상승하지 않을 수 있다. 따라서, 냉각공기관 입구(450)로부터 유입된 공기는 화염(F)에 의해 가열된 열풍관(300)의 외면을 통과하여 열풍관(300)의 열을 감소시키며 이에 따른 열풍관(300)의 고열 상태로 인한 안전 문제를 예방할 수 있는 효과가 있다.
도면 8도의 냉각공기관 입구(450)와 열풍 분사관 입구(350)에서 유입되는 단위시간당 공기의 부피에는 차이가 있을 수 있다. 본 발명에서 냉각공기관 입구(450)에 투입되는 공기의 부피는 단위시간당 145 세제곱미터(cm³) 이상 155 세제곱미터(cm³) 이하로 유입될 수 있으며, 열풍관 입구(350)에 투입되는 공기의 부피는 단위시간당 45 세제곱미터(cm³) 이상 55 세제곱미터(cm³) 이하만큼 유입될 수 있다. 이에 따라 냉강공기관 입구(450)의 크기는 열풍관 입구(350)에 크기보다 큰 구성으로 이루어 질 수 있다.
도면 9도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구성요소인 냉각공기관과 열풍관으로부터 유입되는 공기의 흐름을 화살표의 형태로 보여주는 도면이다.
본 발명의 바람직한 설명을 위해 화염(F)은 점선으로 나타내었으며, 열풍관 입구(350)로부터 유입되는 공기는(W1), 냉각공기관 입구(450)로부터 유입되는 공기는(W2), 열풍관(300)의 외면과 냉각공기관(400) 사이의 공간은 (H)로 나타내었다. 도면 9을 통해 알 수 있듯이 열풍 분사관(350) 입구로부터 유입된 공기는 열풍관(300)을 경유하여 하단으로 이동 될 수 있다. 또한, 냉각공기관(400)으로부터 유입된 공기는 열풍관(300)의 외면과 냉각공기관(400) 외면의 사이의 공간인 (H)를 경유하므로 화염(F)에 의해 가열된 열풍관(300) 온도를 낮추며 냉각공기관(400)의 하단으로 이동 될 수 있다. 이후에, 냉각공기관(400)으로부터 유입된 공기와 열풍관(300)으로부터 유입된 공기는 냉각공기관 분사구(470) 내부에서 융합되어 물 속에서 기포를 형성할 수 있다. 이후에, 냉각공기관 분사구(470) 내부에 유입된 공기는 포집관(700)을 거쳐 용해 수조(800)로 유입될 수 있다. 도면 9도에 따른 본 발명은 용해 수조(800)로 배출되는 토출구를 다양화하여 용해 수조(800) 내에 유입된 눈을 빠르게 용해시키는 장점이 있다.
도면 10도는 열풍 분사관 입구로부터 유입된 공기와 냉각공기관 입구로부터 유입된 공기가 냉각공기관 분사구에서 융합되어 배출되는 모습을 보여주는 도면이다.
도면 10도의 (A)는 열풍 분사관 입구(350)으로부터 유입된 공기(W1)와 냉각공기관 입구(450)로부터 유입된 공기(W2)가 냉각공기관의 끝단부에서 융합되는 모습을 보여주는 도면이며, 도면 10도의 (B)는 냉각공기관(400)의 끝단부에 형성된 냉각공기관 분사구(470)를 보여주는 도면이다.
도면 10도의 바람직한 설명을 위해 도면 10도를 (A)도면과 (B)도면으로 나누어 설명하고자 한다. 도면 10도의 (A)에 따라 냉각공기관(400)은 열풍관(300)에 비해 더 높은 길이로 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 냉각공기관(400)과 열풍관(300)의 높이의 차이(D)가 존재할 수 있다. 상기 냉각공기관(400)과 열풍관(300)의 높이의 차이(D)로 인해 열풍 분사관 입구(350)로부터 유입된 공기(W1)와 냉각공기관 입구(450)로부터 유입된 공기(W2)가 융합되는 공간(S)가 형성될 수 있다.
또한, 열풍 분사관 입구(350)로부터 유입된 공기(W1)와 냉각공기관 입구(450)로부터 유입된 공기(W2)는 기포의 형태로 배출되는 구조로 이루어 질 수 있다. 도면 10도의 (B)에 따라 열풍 분사관 입구(350)으로부터 유입된 공기(W1)와 냉각공기관 입구(450)로부터 유입된 공기(W2)가 융합되는 공간(S)의 외부에는 냉각공기관 분사구(470)가 존재하는 구성으로 이루어 질 수 있다. 따라서, 열풍 분사관 입구(350)로부터 유입된 공기(W1)와 냉각공기관 입구(450)로부터 유입된 공기(W2)가 냉각공기관 분사구(470)를 경유하여 포집관(700) 및/또는 용해 수조(800)로 직접 배출되는 구성으로 이루어 질 수 있다. 그리고, 냉각공기관(400)의 하부에 형성되는 냉각공기관 분사구(470)는 포집관 내부로 공기가 일정하고 지속적으로 배출되도록 함으로써, 장비의 소음과 진동을 줄이고 안정성을 향상시킬 수 있도록 한다.
도면 11도는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구성요소인 포집관의 구성요소를 보여주는 도면이다.
도면 11도에 따른 포집관(700)은 냉각공기관(400)을 둘러싸는 원통형의 형태로 이루어 질 수 있다. 그러나 포집관(700)의 형태는 원통형으로 한정된 것은 아니다. 도면 11도에 나타낸 포집관(700)은 포집관(700)의 하단에 위치한 제1 토출구(720), 포집관의 상단에 위치한 제2 토출구(740), 제1 토출구(720)와 제2 토출구(740) 사이에 형성된 분출구(730), 제2 토출구(740) 상단에 위치한 판상구조의 처마(760)가 구비된 형태로 이루어 질 수 있다. 판상구조의 처마(760)는 제2 토출구(740)에서 배출되는 기포 및 용해수가 공중에 비산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도면 11도에 따른 포집관(700)의 구성요소인 처마(760)는 제2 토출구(740)에서 기포 및 용해수가 배출될 때 용해 수조(800) 내부에 저장된 눈을 직접 타격하여 빠르게 용해될 수 있도록 판상구조가 하부를 향하는 모양으로 이루어져 있을 수 있다. 이에 따라, 고온의 기포 및 용해수가 용해 수조(800) 내부로 직접 전달되어 용해의 효율을 향상시킬수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도면 12도는 냉각공기관 분사구로부터 포집관으로 이동되는 기포의 흐름을 개략도의 형태로 보여주는 도면이다.
도면 12도에 따른 포집관(700)의 바람직한 설명을 위해 본 발명에 포함되는 일부 구성요소는 도면 12도 상에서 제외하였다. 도면 12도에 따라 냉각공기관 분사구(470)로 이동된 뜨거운 공기가 용해 수조(800) 내부의 용해수와 결합되어 기포의 형태로 이루어지며, 포집관(700)을 경유하여 토출될 수 있도록 구성되었다. 냉각공기관 분사구(470)로부터 배출되는 기포는 상부의 방향으로 이동되어 제2 토출구(740)의 방향으로 분사될 수 있으며, 이와 동시에 제1 토출구(720) 및 분출구(730)의 방향으로 토출될 수도 있다. 여기서, 제2 토출구(740)의 방향으로 기포 및 용해수가 분사될 경우, 제2 토출구(740)의 상단에 구비된 처마(760)는 뜨거운 공기 및 수중기가 제2 토출구(740)를 통해 공중으로 방출되는 기포 및 용해수를 용해 수조(800)의 방향으로 토출되도록 하여 열의 손실을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 정리하면, 본 발명에 따른 처마(760)는 판상의 형태가 하부의 방향, 즉 용해 수조(800)의 방향으로 연장된 형태로 형성될 수 있으며, 이를 통하여 제2 토출구(740)에서 토출되는 기포가 용해 수조(800)내에 저장된 눈에 직접 타격할 수 있으므로 용해의 효율을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
도면 13도는 포집관으로부터 용해 수조로 이동되는 기포의 흐름을 개략도의 형태로 보여주는 도면이다.
포집관(700)의 구성 요소에 대한 바람직한 설명을 위해 본 발명에 포함되는 일부 구성요소는 도면 13도 상에서 제외하였다. 본 발명의 구성요소인 포집관(700)은 용해 수조(800)내부에 설치되어 구동 될 수 있다.
도면 13도에 따라, 포집관(700)은 제1 토출구(720), 제2 토출구(740), 분출구(730)를 포함하여 구성된 것을 알 수 있다. 도면 13도에 표현된 것처럼 제1 토출구(720), 제2 토출구(740), 분출구(730)로부터 기포가 배출되는 방향은 각각 상이하다는 것을 알 수 있다. 따라서, 용해 수조(800) 내부에 눈과 용해수가 쌓일시 눈과 용해수에 골고루 뜨거운 기포를 전달할 수 있으며, 용해 수조(800) 내부의 전 구역에 열풍과 유동을 유발시켜 용해 효율을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
도면 14도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용해 수조의 모습을 나타낸 도면이다.
도면 14도에 따른 용해 수조(800)는 조절장치(830) 및/또는 개폐장치(860)가 포함된 구성으로 이루어 질 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조절장치(830)는 용해 수조(800) 내부의 용해수가 일정 높이 이상 도달시 용해 수조 밖으로 배출되는 형태로 이루어 질 수 있다. 따라서, 용해 수조 내부에서 넘침현상을 방지할 수 있으며, 넘침현상에 의한 작업 속도의 저해를 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 눈의 용해 작업에 사용되는 용해수는 개폐 장치(860)를 통해 배출될 수 있다. 개폐 장치(860)는 용해 작업 이외에 용해 작업 종료시 청소 작업시에도 개폐가 이루어지는 구성으로 이루어 질 수 있다. 도면 14도에 따른 용해 수조(800)는 조절장치(830) 및 개폐장치(860) 이외에 연료탱크 및/또는 윤활유 탱크가 더 구비된 형태로 이루어질 수 있다. 도면 14도에 따른 용해 수조(800)의 형태는 본 발명의 바람직한 설명을 위해 도면상에 표현된 형태이며, 본 발명에서 용해 수조(800) 본연의 기능을 충족시킬 수 있다면 어느 하나의 형태로 한정하지 않을 수 있다.
도면 15도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치에 공기가 유입되는 경로를 개략도의 형태로 보여주는 도면이다.
본 발명의 바람직한 설명을 위해 외부로부터 유입되는 공기를 열풍 분사관 입구(350)로부터 유입되는 공기인 (W1)과 냉각공기관 입구(450)로부터 유입되는 공기인 (W2)로 나누어 설명하고자 한다.
도면 15도에 따라 (W1)은 열풍 분사관 입구(350)로 유입된 이후에, 버너(200)에 의해 가열되며, 버너(200)에 의해 가열된 (W1)은 열풍관(300)을 따라 수직으로 하강되어 냉각공기관 분사구(470) 내부로 유입될 수 있다.
반면, (W2)는 냉각공기관 입구(450)로 유입된 이후에, 냉각공기관(400)을 따라 수직으로 하강되어 냉각공기관 분사구(470) 내부로 유입될 수 있다. 이때, (W2)는 냉각공기관(400)을 따라 수직으로 하강되는 과정에서 버너(200)에 의해 가열된 열풍관(300)의 온도를 감소시키는 효과를 기대할 수 있다. 이후에 (W1)과 (W2)는 냉각공기관 분사구(470) 내부에서 만나 융합 될 수 있으며, 냉각공기관 분사구(470) 내부에서 융합된 이후에 포집관(700) 및/또는 용해 수조(800)로 배출될 수 있다. 포집관(700) 및/또는 용해 수조(800)로부터 배출된 기포 및 용해수는 용해 수조(800)의 용해 과정을 원활하게 진행시킬 수 있다.
도면 15도에 따른 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)의 원활한 구동을 위해 용해수를 용해 수조(800)내부에 투입된 상태로 구동이 이루어 질 수 있다. 사전에 미리 투입된 용해수는 본 발명인 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치(100)에 의해 가열되어 용해 작업을 원활하게 할 수 있다.
도면 16도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 열풍관에 투입되는 공기의 흐름을 순서도의 형태로 보여주는 도면이다.
열풍관(300)을 경유하는 공기는 송풍기 및 외부 구성에 의해 열풍 분사관 입구(350)에 유입되고(S16-1), 버너(200)에 의해 생성된 화염(F)에 의해 가열된 이후에(S16-2), 화염관에 의해 가열된 공기는 열풍관(300) 내에서 수직하향 이동한 뒤(S16-3), 냉각공기관 분사구(470)로 이동하여(S16-4) 분사될 수 있다. 또한, 열풍 분사관 입구(350)에 공기가 유입되는 단계(S16-1) 이전에 용해 수조(800) 내부에 용해수가 투입되는 단계 및/또는 용해 수조(800) 내부에 눈이 적재되는 단계가 더 포함될 수 있다. 참고로, 열풍 분사관 입구(350)에 단위시간당 투입되는 공기의 부피는 단위시간당 45세제곱미터(cm³) 이상 55세제곱미터(cm³) 이하만큼 유입될 수 있다.
단위시간당 45세제곱미터(cm³) 이상 55세제곱미터(cm³) 는 버너의 연소에 사용되며, 공기가 화염(F)에 의해 적절히 달구어져 용해 효율을 향상시킬 수 있는 최적의 수치일 수 있다.
도면 17도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 냉각공기관에 투입되는 공기의 흐름을 순서도의 형태로 보여주는 도면이다.
냉각공기관(400)에 투입되는 공기의 흐름은 냉각 공기관 입구에 공기가 유입된 후(17-1), 냉각공기관(400) 내부를 이동하면서 열풍관의 온도를 감소된 후(S17-2), 냉각공기관 분사구(470)로 이동되는 과정(S17-3)으로 이루어 질 수 있다. 냉각 공기관 입구(450)로부터 유입된 공기는 버너(200) 및 화염(F)의 영향을 받지 않으므로 화염(F)에 의해 가열된 열풍관(300)의 온도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 화염(F)에 의해 가열된 열풍관(300)은 냉각공기관(400)을 경유하는 공기에 의해 냉각되어 안정성을 확보할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
이후 냉각공기관(400)을 경유하는 공기는 냉각공기관 분사구(470)의 내부에서 열풍관(300)을 경유한 공기와 결합되어 용해수와 함께 기포를 형성할 수 있다.
도면 18도는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 포집관을 경유하는 기포의 흐름을 순서도의 형태로 보여주는 도면이다.
냉각공기관 분사구(470)로부터 기포가 포집관 내부로 유입되면(S18-1) 냉각공기관 분사구(470)내부에서 융합된 이후에 외부로 배출되어, 포집관(700)의 제1 토출구(720)로 기포가 배출된 후(S18-2), 분출구(730)로부터 기포를 매출(S18-3), 포집관(700)의 제2 토출구(740)로 기포가 배출되는 과정(S18-4)이 수행될 수 있다. 또한, 제1 토출구(720), 분출구(730), 제2 토출구(740)로부터 배출된 기포가 용해 수조(800)로 이동되어 대류 운동을 발생시킬 수(S18-4) 있다. 본 발명에 따른 기포의 흐름은 포집관(700)을 경유하는 기포의 흐름이 특정한 단계로 순서는 한정된 것이 아니며, 포집관(700)의 제1 토출구(720)로 기포가 배출되는 단계(S18-2), 분출구(730)로 기포가 배출되는 단계(S18-3), 포집관(700)의 제2 토출구(740)로 기포가 배출되는 단계(S18-4)는 동시에 발생되는 과정으로 이루어 질 수 있다. 도면 18도에 따라 토출구는 양방향으로 분리되어 있으므로, 송풍관 압력에 의해 기포의 공급이 방해되는 현상을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양 하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 종래의 적설 용해 장치
30: 이동수단
40: 블로어
50: 비닐 하우스
100: 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치
200: 버너
300: 열풍관
350: 열풍 분사관 입구
400: 냉각공기관
450: 냉각공기관 입구
470: 냉각공기관 분사구
700: 포집관
720: 제1 토출구
730: 분출구
740: 제2 토출구
760: 처마
800: 용해 수조
830: 조절장치
860: 개폐장치

Claims (15)

  1. 버너;
    상기 버너의 하단에 연결된 열풍관;
    상기 열풍관의 주위를 둘러싸는 구조로 이루어진 냉각공기관;
    냉각 공기관을 둘러싸는 구조로 이루어진 포집관;을 포함하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각공기관은
    냉각공기관의 끝단부에 위치한 냉각공기관 분사구;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포집관은
    상기 포집관의 하단에 위치한 제1 토출구;
    상기 포집관의 상단에 위치한 제2 토출구;
    상기 제1 토출구와 상기 제2 토출구 사이에 위치한 분출구;
    상기 제2 토출구의 상단에 위치한 판상 구조의 처마;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉각공기관의 상단에 형성되어 있는 냉각공기관 입구;
    상기 열풍관의 상단에 형성되어 있는 열풍 분사관 입구;를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각공기관의 입구가 상기 열풍 분사관의 입구보다 더 큰 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치.
  6. 열풍 분사관 입구에 공기가 유입되는 단계;
    상기 열풍 분사관 입구로 유입된 공기가 버너에 의해 가열되는 단계;
    상기 버너에 의해 가열된 상태의 공기가 상기 열풍관으로 이동되는 단계;
    상기 열풍관으로 이동된 공기가 냉각공기관 분사구로 이동되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법.
  7. 냉각공기관 입구에 공기가 유입되는 단계;
    상기 냉각공기관으로 유입된 공기가 열풍관의 온도를 감소시키는 단계;
    상기 냉각공기관으로 이동된 공기가 냉각공기관 분사구로 이동되는 단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 열풍 분사관 입구에 공기가 유입되는 단계 이전에
    용해 수조에 기설정된 용량의 용해수가 투입되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 냉각공기관 입구에 공기가 유입되는 단계 이전에
    용해 수조에 기설정된 용량의 용해수가 투입되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 열풍관으로 이동된 공기가 상기 냉각공기관 분사구로 이동되는 단계 이후에
    상기 냉각공기관 분사구를 통하여 공기가 분사되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 냉각공기관으로 이동된 공기가 상기 냉각공기관 분사구로 이동되는 단계 이후에
    상기 냉각공기관 분사구를 통하여 공기가 분사되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법.
  12. 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각공기관 분사구를 통하여 공기가 분사되는 단계 이후에,
    용해 수조에 투입된 용해수와 함께 상기 포집관의 공기가 제1 토출구, 분출구, 제2 토출구로 배출되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법.
  13. 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열풍 분사관 입구에 단위 시간당 투입되는 공기의 부피와 상기 냉각공기관 입구에 단위 시간당 투입되는 공기의 부피에 차이를 두는 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 열풍 분사관 입구에 투입되는 공기의 부피는 단위 시간당 45 세제곱미터(cm³) 이상 55 세제곱미터(cm³) 이하이며, 상기 냉각공기관 입구에 투입되는 공기의 부피는 단위 시간당 145 세제곱미터(cm³) 이상 155 세제곱미터(cm³) 이하인 것을 특징으로 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    공기가 투입되는 단위 시간은 1분(60초)인 것을 특징으로 하는 하는 수직 하향 열풍 분사 방식 적설 용해 장치의 구동 방법.
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