KR100407118B1 - 지상 및 지중 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지상 및 지중 난방장치에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 외주연에 물이 내장되어 순환되게 공간부가 형성된 물통몸체(10); 내부에 연소구와 외주연에 별도로 구획된 다수의 송풍로가 형성된 송풍기(20); 연소구 내부로 불을 뿜어주는 버너(70); 모터의 구동에 의해 송풍로 내부로 외부의 공기를 공급하는 펜(61); 송풍로와 연결되어 하우스 내부로 온풍을 공급하는 송풍구(80); 연소로와 상호 연통되어 폐열인 연소가스를 외부로 배출하는 연통(30); 지상 및 지중 난방장치를 제어하는 마이컴 제어부(90); 상기 물통몸체의 적소에는 공간부로 물을 공급하는 물급수구(40) 및 지중에 묻힌 관으로 온수를 공급하여 순환시키는 물배수구(41)가 구비되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 최대한의 열판면적과 열흐름을 원활히 하기 위해 송풍기를 S자형으로 구비함은 물론 대기중으로 빠져나가는 폐열을 최소화 할 수 있도록 한 것이고, 지상난방기와 지중보일러, 폐열회수 및 지중예냉시설을 하나의 기체로 결합시켜 난방기의 생산원가를 대폭 절감시킴과 동시에 작물이 최적으로 재배될 수 있는 환경조건을 제어함으로써 난방기의 효율성을 극대화 할 수 있도록 한 것이다.

Description

지상 및 지중 난방장치{HEAT EQUIPMENT OF UNDERGROUND AND ON THE GROUND}

본 발명은 농업용 하우스 난방에서 각종 작물재배에 필수적으로 사용되어지는 지상 및 지중 난방장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 최대한의 열판면적과 열흐름을 원활히 하기 위해 송풍기를 S자형으로 구비함은 물론 대기중으로 빠져나가는 폐열을 최소화 할 수 있도록 한 것이고, 지상난방기와 지중보일러, 폐열회수 및 지중예냉시설을 하나의 기체로 결합시켜 난방기의 생산원가를 대폭 절감시킴과 동시에 작물이 최적으로 재배될 수 있는 환경조건을 제어함으로써 난방기의 효율성을 극대화 할 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 종래의 비닐하우스내 지상과 지중난방을 위하여 각각 독립적으로 유류난방기를 적용함으로써 2대의 보일러를 설치함에 따른 고비용 문제가 발생되었며, 난방기의 기계적인 구조결함으로 인하여 열효율이 저하되는 문제를 갖고 있었다.

또한 종래의 난방기는 작물이 성장하는데 필요한 환경조건을 시간대 별로 온·습도를 제어하는 장치가 없기 때문에 최적상태로 하우스 작물을 재배할 수 없다는 문제점이 발생되었다.

더 나아가서 종래에는 시설외부의 환경이 동적으로 계속 변하기 때문에 작물생육에 적합한 시설 내부의 환경을 조성하기 위해서 자동화의 도입이 불가피하였으나 그러하지 못하였으며 또한 시설의 자동화는 생산비 절감, 품질의 향상, 작업환경의 개선 등을 도모할 수 있으나, 종래에는 상기와 같은 자동화의 기술적 구성이 없다는 문제점 또한 발생되었다.

특히 종래 송풍기에 사용되는 파이프는 일직선으로 이루어져 열판면적이 적다는 문제점이 있음은 물론 그에 따라 열이 직선으로 밖에 전달되지 않아 열효율이 저하되고 또한 난방기가 2차 3차 연소 구조라서 연통으로 폐열이 많이 발생되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 최대한의 열판면적과 열흐름을 원활히 하기 위해 송풍기를 S자형으로 구비함을 제1목적으로 하는 것이고, 제2목적은 대기중으로 빠져나가는 폐열을 최소화 할 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 지상난방기와 지중보일러, 폐열회수 및 지중예냉시설을 하나의 기체로 결합시켜 난방기의 생산원가를 대폭 절감시킬 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 마이컴을 이용하여 작물이 성장하는데 필요한 환경조건을 시간대 별로 온·습도를 제어와 기계 오동작시 알람경보를 함으로써 최적상태로 하우스작물을 재배할 수 있도록 한 것이며, 제5목적은 지상 및 지중 난방기를 자동화 하여 생산비 절감과 작업환경을 개선할 수 있도록 한 것이고, 제6목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 지상 및 지중 난방장치를 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 농업용 하우스 난방에서 각종 작물재배에 필수적으로 사용되어지고 있는 지상난방기와 지중보일러에 있어서, 내부 중앙에 연소로가 구비되며, 외주연에 물이 내장되어 순환되게 공간부가 형성된 물통몸체; 상기 연소로의 내부에 설치되며, 내부에 연소구와 외주연에 별도로 구획된 다수의 송풍로가 형성된 송풍기; 상기 송풍기의 타측 적소에 구비되며, 연소구 내부로 불을 뿜어주는 버너; 상기 송풍기와 물통몸체의 일측에 설치되며, 모터의 구동에 의해 송풍로 내부로 외부의 공기를 공급하는 펜; 상기 송풍기의 타측에 설치되며, 송풍로와 연결되어 하우스 내부로 온풍을 공급하는 송풍구; 상기 물통몸체의 적소에 구비되며, 연소로와 상호 연통되어 폐열인 연소가스를 외부로 배출하는 연통; 상기 송풍구의 적소에 구비되며, 지상 및 지중 난방장치를 제어하는 마이컴 제어부; 상기 물통몸체의 적소에는 공간부로 물을 공급하는 물급수구 및 지중에 묻힌 관으로 온수를 공급하여 순환시키는 물배수구가 구비됨을 특징으로 하는 지상 및 지중 난방장치를 제공한다.

이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 적용된 지상 및 지중 난방장치의 정단면도.

도 2 는 본 발명에 적용된 지상 및 지중 난방장치의 측단면도.

도 3 은 본 발명에 적용된 마이컴 제어부의 정면도.

도 4 는 본 발명에 적용된 마이컴 제어부의 블럭 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 물통몸체 11: 공간부

12: 연소로 20: 송풍기

21: 연소구 22: 송풍로

23: 와류로 30: 연통

40: 물급수구 41: 물배수구

60: 모터 61: 펜

70: 버너 80: 숭풍구

90: 마이컴 제어부 91: 마이컴

본 발명에 적용된 지상 및 지중 난방장치는 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸치 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명은 농업용 하우스 난방에서 각종 작물재배에 필수적으로 사용되어지고 있는 지상난방기와 지중보일러, 폐열회수 및 지중예냉시설을 일체로 구비함에 그 특징이 있는 것이다.

즉, 본 발명은 내부 중앙에 연소로(12)가 형성된 물통몸체(10)가 구비되는 것으로, 이 물통몸체(10)의 외주연에는 물이 내장되어 순환되게 공간부(11)가 형성된다.

또한 상기 연소로(12)의 내부에는 내부에 연소구(21)와 외주연에 별도로 구획된 다수의 송풍로(22)가 형성된 송풍기(20)가 구비되는 것으로, 상기 송풍기(20)의 형상은 S자형상으로 이루어짐이 바람직하다.

이때 본 발명은 상기 물통몸체(10) 및 송풍기(20)는 열효율의 전달을 원활히 하기 위해 원통형으로 구성함이 바람직하고 또한 상기 송풍기(20)의 각 송풍로(22)의 사이에는 열이 연소로(12)를 S자 형으로 순환되도록 와류로(23)가 구비됨에 특징이 있다.

본 발명은 또한 상기 송풍기(20)의 타측 적소에 연소구(21) 내부로 불을 뿜어주는 버너(70)가 구비되고, 상기 송풍기(20)와 물통몸체(10)의 일측에는 모터(60)의 구동에 의해 송풍로(22) 내부로 외부의 공기를 공급하는 펜(61)이 구비되는 동시에 상기 송풍기(20)의 타측에는 송풍로(22)와 연결되어 하우스 내부로 온풍을 공급하는 송풍구(80)가 구비된다.

한편 본 발명은 상기 물통몸체(10)의 적소에 공간부(11)의 물이 부족할 경우 물을 보충하는 보조물탱크(50)가 구비된다.

또한 상기 물통몸체(10)의 적소에는 연소로(12)와 상호 연통되어 폐열인 연소가스를 외부로 배출하는 연통(30)이 구비되고, 상기 송풍구(80)의 적소에는 지상 및 지중 난방장치를 제어하는 마이컴 제어부(90)가 구비되는 동시에 상기 물통몸체(10)의 적소에는 공간부(11)로 물을 공급하는 물급수구(40) 및 지중에 묻힌 관(도면상 미 도시함)으로 온수를 공급하여 순환시키는 물배수구(41)가 구비되어 구성되는 것이다. 이때 상기 물급수구(40) 및 물배수구(41)에는 지중예냉시설(40a,41a)과 지중난방(40b,40b) 그리고 근권난방(40c,41c)에 연통되는 파이프가 설치된다.

상기 본 발명에 적용된 상기 마이컴 제어부(90)의 마이컴(91)은 실내온도감지센서(93)와 수온감지센서(94), 습도감지센서(95)와 유량감지센서(96) 그리고 기계오동작감지센서(97)의 감지에 의해 버너(70)와 순환모터(60) 그리고 송풍기(20)와 경보장치(98)를 제어함을 특징으로 구성되는 것으로, 8bit 마이크로 컴퓨터 원칩이 사용되고, TTL 신호처리를 수행하게 된다. 그리고 상기 마이컴 제어부(90)는 전압을 측정하는 전압계(92a)와 전류를 측정하는 전류계(92b), 온도를 측정하는 온도계(92c)와 습도를 측정하는 습도계(92d), 온도를 측정하는 지중온도계(92e)와 온도를 측정하는 순환모터 온도(92f) 그리고 자동·수동·정지 버튼(92g)(92h)(92j) 및 온, 오프 스위치(92j)로 구비되어 구성된다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있음은 물론이다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 지상 및 지중 난방장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용된 지상 및 지중 난방장치를 작동시키기 위해서는 우선 작업자는 마이컴 제어부(90)의 온, 오프 스위치(92j)를 작동시켜 난방장치를 구동시키게 되는 것으로, 이때 난방장치의 구동에 의해서는 마이컴 제어부(90)의 전압계(92a)와 전류계(92b), 온도계(92c)와 습도계(92d), 지중온도계(92e)와 순환모터온도(92f)가 작동되는 것이며, 작업자는 선택적으로 자동, 수동, 정지 버튼(92g)(92h)(92i)을 눌러 작동을 제어하게 된다.

상기와 같이 지상 및 지중 난방장치가 작동하는 과정에서 버너(70)의 작동에 의해서는 연소구(21)로 불을 뿜어 고열을 발생시키는 동시에 모터(60)의 구동에 의해서는 펜(61)이 회전하여 송풍기(20)의 각 송풍로(22)로 외부의 공기를 공급하게 된다.

상기와 같이 송풍로(22)를 통과하는 공기는 도 1 에 도시된 바와 같이 연소구(21)가 버너(70)에서 발생된 열에 의해 뜨거워진 상태이므로 공기가 화살표 방향과 같이 일측에서 타측으로 이동하는 과정에서 고온으로 바뀌고, 이 고온의 열은 송풍로(22)를 따라 최종 송풍로(22)와 연결된 송풍구(80)로 빠져나가 하우스 내부로 유입되어 하우스 내부의 온도를 상승시키게 되는 것이다.

한편 상기 1차적으로 송풍기(20)에 접촉된 고온의 열은 도 2 에 도시된 바와 같이 각각의 송풍로(22) 사이에 S자형으로 형성된 와류로(23)를 화살표 방향과 같이 통과하게 되는 것으로, 이 와류로(23)를 통과한 고온의 열은 와류로(23)에 의해 연소로(12)의 내측면을 따라 회전하면서 물통몸체(10)의 내부 공간부(11)에 저장된 물을 데워주게 되는 것이며, 이후 상기 폐열은 화살표 방향과 같이 연소로(12)와연통된 연통(30)을 통해 외부로 배출되는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 앞쪽으로 연통(30)을 설치하여 버너(70)에서 열을 가하면 뒤쪽으로 열이 이동하여 S자형으로 불꽃이 한바퀴 돌아 나와 다시 앞쪽으로 연소하는 형태이며 이로써 최대한의 열판면적과 S자형이므로 열흐름도 원활하도록 한 것임은 물론 이로 인해 연통(30)으로 배출되는 폐열을 최소화 하여 환경오염을 줄일 수 있도록 한 것이다.

덧붙여 설명하면, 본 발명의 열흐름구조는 직결식으로 1차로 가열하여 S자형으로 송풍하므로 열량이 많고 폐열이 많으나 연소로 외면에 물통을 채워 폐열을 최소화 하는 것이다. 또한 기존의 난방기는 2차 3차 연소 구조라서 연통에 나가는 폐열이 많아서인데 기존의 방법과는 달리 1차 연소는 송풍하는 방법으로 하여 폐열을 방지하기 위하여 연통(30)쪽에 물을 순환시키는 것이다.

본 발명에서는 물통몸체(10)의 적소에 형성된 물급수구(40)를 통해 공간부(11) 내부로 물을 유입시키는 것이고, 상기에서와 같이 더워진 물은 물배수구(41)를 통해 지중에 매설된 관(도면상 미 도시됨)으로 흘려보내 지중의 온도를 상승시키게 되는 것으로, 상기 물급수구(40) 및 물배수구(41)에는 지중예냉시설(40a,41a)(지중난방시설 파이프관을 통하여 기존에 설치되어 있는 지하의 지중 파이프관을 통하여 사용하는 것)과 지중난방(40b,40b) 그리고 근권난방(40c,41c)(하우스 사이 또는 사이드쪽에 설치하여 사용하는 것)에 연통되는 파이프가 설치되어 사용된다.

상기와 같이 본 발명은 버너(70)에서 발생된 열이 하우스 내부의 지상 온도를 상승시키는 동시에 지중 온도도 상승시킬 수 있게 되어 하나의 난방장치로 지중난방기와 지상난방기 그리고 폐열회수기 및 지중예냉시설을 모두 만족할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 또한 공간부(11)에 저장된 물이 부족할 경우 물통몸체(10)의 적소에 형성된 보조물탱크(50)의 물을 필요한 만큼 공간부(11)로 유입시켜 사용할 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 마이컴(91)을 이용하여 작물이 성장하는데 필요한 환경조건을 시간대 별로 온·습도를 제어와 기계 오동작시 알람경보를 함으로써 최적상태로 하우스작물을 재배할 수 있도록 한 것으로, 특히 도 3, 4 에 도시된 바와 같이 상기 마이컴 제어부(90)의 마이컴(91)이 실내온도감지센서(93)와 수온감지센서(94), 습도감지센서(95)와 유량감지센서(96) 그리고 기계오동작감지센서(97)의 감지에 의해 버너(70)와 순환모터(60) 그리고 송풍기(20)와 경보장치(98)를 제어함으로 본 발명의 지상 및 지중 난방장치를 자동으로 제어하여 편리하게 사용할 수 있도록 한 것이다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은최대한의 열판면적과 열흐름을 원활히 하기 위해 송풍기를 S자형으로 구비함은 물론 대기중으로 빠져나가는 폐열을 최소화 할 수 있도록 한 것이다. 또한 지상난방기와 지중보일러, 폐열회수 및 지중예냉시설을 하나의 기체로 결합시켜 난방기의 생산원가를 대폭 절감시킬 수 있도록 한 것이고, 마이컴을 이용하여 작물이 성장하는데 필요한 환경조건을 시간대 별로 온·습도를 제어와 기계 오동작시 알람경보를 함으로써 최적상태로 하우스작물을 재배할 수 있도록 한 것이며, 지상 및 지중 난방기를 자동화 하여 생산비 절감과 작업환경을 개선할 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을대폭 향상시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 농업용 하우스 난방에서 각종 작물재배에 필수적으로 사용되어지고 있는 지상난방기와 지중보일러에 있어서,

   내부 중앙에 연소로가 구비되며, 외주연에 물이 내장되어 순환되게 공간부가 형성된 물통몸체(10);

   상기 연소로의 내부에 설치되며, 내부에 연소구와 외주연에 별도로 구획된 다수의 송풍로가 형성된 송풍기(20);

   상기 송풍기의 타측 적소에 구비되며, 연소구 내부로 불을 뿜어주는 버너;

   상기 송풍기와 물통몸체의 일측에 설치되며, 모터의 구동에 의해 송풍로 내부로 외부의 공기를 공급하는 펜(61);

   상기 송풍기의 타측에 설치되며, 송풍로와 연결되어 하우스 내부로 온풍을 공급하는 송풍구(80);

   상기 물통몸체의 적소에 구비되며, 연소로와 상호 연통되어 폐열인 연소가스를 외부로 배출하는 연통(30);

   상기 송풍구의 적소에 구비되며, 지상 및 지중 난방장치를 제어하는 마이컴 제어부(90);

   상기 물통몸체의 적소에는 공간부로 물을 공급하는 물급수구 및 지중에 묻힌 관으로 온수를 공급하여 순환시키는 물배수구(41)가 구비됨을 특징으로 하는 지상 및 지중 난방장치.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 물통몸체(10) 및 송풍기(20)는 열효율의 전달을 원활히 하기 위해 원통형으로 구비됨을 특징으로 하는 지상 및 지중 난방장치.
3. 청구항 1 에 있어서,

   상기 송풍기의 형상은 S자형으로 형성되는 동시에 송풍기의 각 송풍로의 사이에는 열이 연소로를 순환되도록 와류로(23)가 구비됨을 특징으로 하는 지상 및 지중 난방장치.
4. 청구항 1 에 있어서,

   상기 물통몸체의 적소에는 공간부의 물이 부족할 경우 물을 보충하는 보조물탱크(50)가 구비됨을 특징으로 하는 지상 및 지중 난방장치.
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