KR101165920B1 - 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버섯재배, 화초 등과 같은 작물을 재배하는 비닐하우스의 내부의 온도를 최적 상태로 유지시킴과 동시에 적절한 습도를 유지하도록 한 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러로, 물탱크(100) 내에 전기히터(200) 및 온도센서(S)가 설치되고, 상기 전기히터(200)에 의해 데워진 물을 밭 이랑 사이에 지그재그로 설치하기 위한 온수파이프(300)와, 상기 온수파이프(300)에 물을 공급 및 제어하기 위한 밸브를 가지는 공급파이프와, 상기 공급파이프와 물탱크 사이에 설치되어 물을 순환시키기 위한 순환펌프(10)와, 상기 물탱크 내의 온도 및 전기히터의 온도를 조절하기 위한 제어부(110)를 가지는 전기보일러에 있어서, 상기 물탱크(100)는 폐 가스 용기이며, 상기 온수파이프(300) 상에 방열수단(310)이 다수 설치되고, 하우스 내부는 습도조절장치에 의해 습도가 유지되도록 구성된다. 상기 습도조절장치(400)는 상기 전기히터(200)를 감싸도록 이중관으로 형성된 원통형상의 몸체(410)와, 상기 몸체 선단에 설치되어 수압에 의해 개폐되는 체크밸브(420)와, 후단에 수직으로 형성되며 토출구(431)를 가지는 배출파이프(430)와, 상기 배출파이프의 선단 쪽에 설치되어 습도제어장치(401)에 의해 실내 습도가 높으면 가열된 수증기를 복귀파이프(440)를 통해 물탱크(100)로 보내고, 습도가 낮으면 하우스 내로 배출하도록 한 리턴밸브(450)로 구성된다.

Description

폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러{Electric boiler for vinyl-house using waste gas cans}

본 발명은 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명은 버섯재배, 화초 등과 같은 작물을 재배하는 비닐하우스의 내부의 온도를 최적 상태로 유지시킴과 동시에 적절한 습도를 유지하도록 한 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 비닐하우스를 이용하여 겨울철에 재배되는 작물은 특히 하우스 내의 적정온도 유지가 작물 재배의 성패 원인이 되고 있는 것이다.

겨울철 비닐하우스 내의 난방은 필수적이며 주로 난방용 유류가 많이 이용되고 있으며 보일러를 이용한 난방장치가 알려지고 있는 것이다.

그러나 이와 같이 유류가 에너지로 이용되는 난방장치는 하우스 내의 일정 온도 유지에 많은 어려움이 있게 되는 것이다.

그 이유는 일정한 온도를 유지하기 위해서는 연속적으로 쉬지 않고 보일러를 가동해야만 되는 것으로 연속적으로 보일러를 가동하였을 때 유류의 소모량이 너무 과다하고 고 유가 상태에서는 경제적인 부담이 크게 되는 것이다.

또한, 유류 보일러를 사용하고 있는 대다수의 하우스 경작자들은 보일러를 가동하여 일정 온도까지 올라가면 보일러의 가동을 일정시간 동안 멈추게 하였다가 온도가 떨어지면 다시 가동되도록 하는 시스템을 이용하고 있으나 이와 같이 간헐적으로 보일러를 가동하게 되면 온도 차이가 심하여 작물의 성장에 큰 영향을 미치게 되는 것이다.

따라서 유류절감을 위해 집에서 사용되어오던 연탄보일러를 많이 사용하고 있으나 상기 연탄보일러의 경우 매번 연탄불의 꺼짐을 확인하기 위해 무단 한 노력이 필요하고, 하우스 내에 연탄을 피움으로써, 이산화탄소 증가로 인해 작물의 피해가 심하였다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 석유 버너나 전기히터를 사용한 온풍기를 사용하여 비닐하우스 내의 온도를 상승시키는 것이었다.

그러나 상기 석유 버너나 전기온풍기의 경우 식물이 자라는 줄기와 잎에만 보온을 유지시켜주는 역할을 했기 때문에 식물이 정상적인 발육을 하는데 커다란 문제점이 있었던 것이다.

특히, 원예 재배기술이 고도화됨에 따라 정상적인 시기가 채 돌아오기도 전에 무, 배추, 오이, 토마토, 참외, 수박 등을 일반수요자 가정에서 맛볼 수 있다는 것은 크게 다행한 일이라 하겠으나 비닐하우스를 통해 조기출하되는 시기가 가면 갈수록 빨라지는데 반해 재배농가에서는 그만큼 커다란 고충이 따르는 것인데 성공 여부는 보온유지 즉 식물이 정상적으로 발육할 수 있도록 해주느냐 여부에 달려 있다 할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 국내실용신안등록 공고 제1986-001537호 "비닐하우스용 보일러장치" 가 개발되었다.

이건 고안은 식물의 발육에 커다란 도움을 줄 수 있는 땅속의 온도 유지에 기여하여, 뿌리의 정상적인 발육으로 인한 조기 수확은 말할 것도 없고 냉해를 일소하고 수확량도 배가할 수 있는 등의 커다란 효과를 거둘 수 있도록 한 것으로, 그 권리를 살펴보면, 보온호스(9)를 땅속에 매설하여 뿌리부분이 정상적인 발육을 할 수 있도록 한 것에 있어서, 밸브(B)를 통한 온수 탱크(4)에서 온수 공급과 밸브(A)를 통한 보온용호수(9)로 온수를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 보일러(1)는 3구 3탄식으로 발생되는 열이 연통(3)을 통해 열을 발산하므로서 실내의 온도를 유지시켜 주고 한편 보일러 윗부분의 수조(2)에 채워진 물이 뜨거워지면 송수구(6)를 통해 온수탱크(4)의 물을 환류시켜 뜨거운 물로 바꿔주게 되며 이때 제3도의 (a)처럼 밸브(A)를 열어 주었을때 고온의 물이 온수탱크 송수구(8)를 통해 땅속에 묻혀 있는 호스(9)를 따라서 돌게 되므로서 땅속의 온도를 높여주는 역할을 하게 된다.

땅속의 호스(9)는 고온 고압에 견딜 수 있고 열을 잘 전달할 수 있는 것이어야 하며 설치는 묘종을 종판으로부터 옮겨 심기 전에 이랑과 이랑 사이에 지면으로부터 5-5cm아래에 스티로폴을 깔고 설치한다.

온도가 하강하기 전 땅속의 보온유지가 필요 없을 때에는 밸브(A)를 잠그고 밸브(B)를 열어 환수구(5)를 통해 보일러 수조(2)와 온수탱크(4)의 물이 계속적으로 환류할 수 있도록 구성하였으며 지표면에 물을 줄 때는 온수탱크(4)의 뜨거워진 물을 차거운 물과 섞어서 뿌려줌으로써 구태어 별도의 온수를 공급할 필요없이 자체 내에서 해결할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상기와 같은 보일러 역시 사람이 인위적으로 매번 연탄을 갈아 주어야하고, 이산화 탄소에 의해 작물이 자라지 못한다는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 방법으로 전기히터를 이용한 무공해 보일러가 국내 실용신안등록 제20-0236958호 "비닐하우스의 난방장치"로 등록된 바가 있다.

즉, 그의 구성을 도 2를 참조하여 설명하면, 비닐하우스 실외에 구비된 보일러로부터 공급되는 온수를 상기 비닐하우스 내부로 공급할 수 있는 난방장치에 있어서, 물탱크(12)의 내부에는 다수개의 열선(11)과 감지센서를 형성하여 물의 온도를 상승시키고, 상기 물탱크(12)와 연결된 펌프(13)와 분리기(14)가 고랑 내부에 설치된 파이프(16)와 연결되어 밸브(15)에 의해 상기의 온수를 공급할 수 있도록 구성된다.

따라서, 전기에 의해 얻어지는 열로 물탱크의 물을 일정한 온도(60-70℃)까지 높이고 순환펌프에 의해 온수를 순환시켜 적은 난방비를 이용하고도 비닐하우스의 내부온도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있도록 하였습니다.

그러나, 상기와 같은 비닐하우스용 보일러는 전기를 사용함으로써, 유지비는 적게드는 반면에, 비닐하우스가 건조해짐으로써, 작물이 마르는 것을 방지하는 장치가 없다는 문제점이 있다.

또한, 상기 언급한 물탱크들은 일반적으로 단열이 잘 되어 있지 않은 통으로 형성되어 열손실이 많아 그만큼 많은 열원이 필요하게 되는 문제점을 안고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 본 발명은 버려지는 폐 가스용기를 보일러 물탱크로 이용함으로써, 폐 가스용기의 장점인 고 압력에 견디며 적은 용량으로 고효율을 낼 수 있으며, 이동 및 설치가 간편한 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러를 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 다른 목적은 보일러에서 가열되는 수증기를 이용하여 재배작물의 종류에 따른 최적의 성장조건으로 온도와 습도를 자유롭게 조절 및 관리할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러는,

물탱크 내에 전기히터 및 온도센서가 설치되고, 상기 전기히터에 의해 데워진 물을 밭 이랑 사이에 지그재그로 설치하기 위한 온수파이프와, 상기 온수파이프에 물을 공급및 제어하기 위한 밸브를 가지는 공급파이프와, 상기 공급파이프와 물탱크 사이에 설치되어 물을 순환시키기 위한 순환펌프와, 상기 물탱크 내의 온도 및 전기히터의 온도를 조절하기 위한 제어부를 가지는 전기보일러에 있어서,

상기 물탱크는 폐 가스 용기이며, 상기 물탱크 본체의 상부에 급수탱크가 설치되고, 상기 물탱크 내에 있는 물의 온도와 전기히터의 온도를 측정 및 조절하기 위한 온도센서와 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 차단기가 더 설치되고, 상기 전기히터는 저전력 세라믹히터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밭 이랑 사이에 지그재그로 설치되는 온수파이프 상에 방열수단이 다수 설치되며, 상기 전기히터 주위에 습도조절장치가 설치되고, 상기 습도조절장치는 상기 전기히터를 감싸도록 이중관으로 형성된 원통형상의 몸체; 및

상기 몸체 선단에 설치되어 수압에 의해 개폐되는 체크밸브; 및

후단에 수직으로 형성되며 토출구를 가지는 배출파이프; 및

상기 배출파이프의 선단 쪽에 설치되어 습도제어장치에 의해 실내 습도가 높으면 가열된 수증기를 복귀파이프를 통해 물탱크로 보내고, 습도가 낮으면 하우스 내로 배출하도록 한 리턴밸브로 구성된다.

본 발명 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러는 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.

첫째, 버려지는 폐 가스용기를 재활용함으로써, 산업발전에 기여를 할 수가 있다.

둘째, 밭 이랑에 설치된 온수파이프로부터 나오는 열을 방열수단을 통하여 골고루 열 전달시킴으로써, 뿌리 작물이 냉해에 피해를 입는 것을 미연에 방지할 수가 있다.

셋째, 하우스 내의 온도뿐만 아니라 습도를 유지하도록 함으로써, 작물의 성장을 촉진하는 데에 있다.

도 1 및 도 2는 종래 하우스용 보일러를 나타낸 도면으로써, 도 1은 종래 보의 전체구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 방열수단만 발췌하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러는 도 2 에 도시한 바와 같이, 크게 물 탱크(100), 전기히터(200),온수파이프(300), 방열수단(310), 습도조절장치(400)로 구성된다.

상기 물탱크(100)는 폐 가스용기 즉, LPG가스통을 주로 이용하였다.

상기 물탱크(100) 즉, 폐 가스용기의 측면에는 전기히터(200) 및 습도조절장치(400)가 설치되기 위한 구멍이 마련되고, 상부에는 외부로부터 물을 공급받기 위한 공급로와 내부의 물을 온수파이프(300)로 배출하기 위한 배출파이프(101)가 설치되어 있다.

이때, 상기 구멍은 물탱크(100)와 습도조절장치(400)와의 기밀을 유지하기 위해 패킹 및 나사결합될 수 있으며, 필요 시 용접에 의해 고정될 수도 있다.

또한, 상기 물탱크(100) 내에는 물의 수위를 조절하기 위한 수위조절기(102)가 설치되어 있다.

상기 물탱크(100)의 외부에는 기존보일러에서 사용되는 온도센서 제어부(110)가 설치되어 있다.

상기 제어부(110)는 물탱크(100) 내에 전기히터(200) 및 온도센서(S)로부터 미리 설정된 온도 값을 제어하고, 또, 하우스 내의 습도(도시하지 않음)를 측정하여 습도조절장치(400)를 제어한다.

이때, 상기 전기히터(200)에서 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 온/오프 차단기(도시하지 않음)가 제어부에 노출되게 설치된다.

또한, 상기 전기히터(200)에 의해 데워진 물은 순환펌프(10)에 의해 밭 이랑 사이에 지그재그로 설치된 온수파이프(300)를 통화여 순환되도록 설치된다.

또한, 상기 전기히터(200)는 저전력 세라믹히터로 하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 물탱크(100) 상부에 급수탱크나 보조탱크를 설치하는 것은 종래와 동일하다.

또한, 상기 밭 이랑 사이에 지그재그로 설치되는 온수파이프(300) 상에 다수의 방열수단(310)이 설치된다.

상기 방열수단(310)은 온수파이프(300) 상부에만 설치하나 필요 시에는 상, 하부에 설치가능하다.

또한, 상기 방열수단(310)은 직선형태로 하였으나, 필요 시 스프링 형태를 이루도록 하는 것도 가능하다.

이때, 상기 방열수단(310)은 열전도율이 높은 알루미늄 또는 동(구리)으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방열수단(310)은 도 4에 도시된 바와 같이, 온수파이프(300)에 설치하기 쉽게 아래쪽이 개방된 링형상 방열고정체(311)와 온수파이프(300) 내의 열을 외부로 방출하기 위한 핀(312)으로 구성된다.

상기 핀(312)은 속이 빈 파이프나 막대기로 할 수도 있으며, 판 형태로도 제작이 가능하다.

또한, 방열수단(310)과 방열수단(310) 사이에는 연결편(313)이 형성되어 필요한 길이분만큼 절단하여 사용할 수가 있다.

또한, 상기 방열수단 중 어느 지지점에는 지지대(314)를 형성하여 온수파이프(300)가 좌,우로 유동되는 것을 방지하도록 하였다.

또한, 상기 방열수단(310)은 금형 사출에 의해 대량으로 생산 가능하며, 도 5에 도시된 바와 같이, 필요 시 가로 및 세로로 설치할 수가 있다.

이때, 상기 지지대(314)는 온수파이프의 좌우 흐트러짐을 방지함과 아울러 방열수단이 더미에 의한 하중을 견딜 수 있도록 여러 개 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 전기히터(200) 주위에는 습도조절장치(400)가 설치된다.

상기 습도조절장치(400)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전기히터(200)를 감싸도록 이중관으로 형성된 원통형상의 몸체(410)와, 상기 몸체 선단에 설치되어 ed 수압에 의해 개폐되는 체크밸브(420)와, 후단에 수직으로 형성되며 토출구(431)를 가지는 배출파이프(430)와, 상기 배출파이프의 선단 쪽에 설치되어 습도제어장치(401)에 의해 실내 습도가 높으면 가열된 수증기를 복귀파이프(440)를 통해 물탱크(100)로 보내고, 습도가 낮으면 하우스 내로 배출하도록 한 리턴밸브(450)로 구성된다.

이때, 상기 토출구(431)에는 여러 개의 구멍을 가지는 긴 파이프를 설치하여 하우스 내에 골고루 습도가 퍼질 수 있도록 설치할 수도 있다.

이하에서는, 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러의 기능 및 동작에 대해 상세히 설명하기 전에 설치방법을 설명한다.

먼저 밭 이랑을 일정한 높이와 넓이로 파낸 다음, 도시하지 않은 보온재 즉, 톱밥, 스티로폼 또는 칩, 또는 비닐을 깐다.

그 다음 온수파이프(300)를 이랑을 따라 배치한 다음 방열수단(310)을 상기 온수파이프 상에 끼워넣는다.

이때, 상기 방열수단(310)에 형성되어 있는 지지대(314)가 온수파이프(300)의 좌, 우 유동을 방지하게 된다.

다음, 온수파이프의 일 끝단을 순환펌프(10) 쪽에 연결하고, 다른 쪽은 물탱크(100)에 연결한다.

상기와 같이 설치가 완료된 상태에서 사용자가 도시하지 않은 스위치를 "온" 하게 되면, 전원공급부(도시하지 않음)를 통하여 전기히터(200)가 미리 설정한 온도까지 가열된다.

그러면, 물탱크(100) 내에 가열된 물은 밭 이랑 사이에 설치된 온수파이프(300)를 통하여 순환하게 되는데, 이때, 데워진 물의 열기는 방열 수단(310)에 의해 밭 이랑에 고르게 열 전달이 됨으로써, 하우스 땅바닥을 따듯하게 유지하여 냉해에 얼기 쉬운 야채나 채소 또는 기타작물을 보호하게 된다.

이때, 물탱크(100) 내의 물의 일부는 습도조절장치의 몸체(410)에 설치되어 있는 체크밸브(420)를 통하여 일정한 량이 유입되고, 이 유입된 물은 전기히터(200)가 가열되는 동안 먼저 끓게 되어 팽창 상태의 수증기로 된다.

이렇게 팽창 상태의 수증기는 복귀파이프(440)를 통하여 다시 물탱크(100) 내로 유입되어 물을 데우는 시간을 줄이게 된다.

이때, 실내가 건조하게 되면 습도제어장치(401)에 의해 리턴밸브(450)가 개방되어 수증기는 하우스 내로 분산되어 일정한 습도를 유지하게 되는 것이다.

도 5는 본 발명 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

기본적인 구성은 본 실시예와 동일하다. 다만 가스용기의 용적이 큰 것을 사용하고, 세로로 설치된다는 점이 차이점이 있을 것이다.

또한, 이동의 편리성을 위해 하부에 바퀴(20)를 장착하였다.

따라서, 이하에서는 그의 구성 및 작용효과에 대한 설명은 생략한다.

본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.

100: 물탱크 110: 제어부
200 : 전기히터 300 : 온수파이프
310 : 방열수단 311 : 방열고정체
312 : 방출하기 위한 핀
313 : 연결핀 314 : 지지대
400 : 습도조절장치 410 : 몸체
420 : 체크밸브 430 : 배출파이프
440 : 복귀파이프 450 : 리턴밸브
500 : 밸브를 가지는 공급파이프

Claims (6)

1. 물탱크(100) 내에 전기히터(200) 및 온도센서(S)가 설치되고, 상기 전기히터(200)에 의해 데워진 물을 밭 이랑 사이에 지그재그로 설치하기 위한 온수파이프(300)와, 상기 온수파이프(300)에 물을 공급 및 제어하기 위한 밸브를 가지는 공급파이프(500)와, 상기 공급파이프(500)와 물탱크 사이에 설치되어 물을 순환시키기 위한 순환펌프(10)와, 상기 물탱크(100) 내의 온도 및 전기히터(200)의 온도를 조절하기 위한 제어부(110)를 가지는 전기보일러에 있어서,
   상기 물탱크(100)는 폐 가스용기이며,
   상기 전기히터(200)를 감싸도록 이중관으로 형성된 원통형상의 몸체(410); 상기 몸체(410) 선단에 설치되어 수압에 의해 개폐되는 체크밸브(420); 후단에 수직으로 형성되며 토출구(431)를 가지는 배출파이프(430); 및 상기 배출파이프(430)의 선단 쪽에 설치되어 습도제어장치(401)에 의해 실내 습도가 높으면 가열된 수증기를 복귀파이프(440)를 통해 물탱크(100)로 보내고, 습도가 낮으면 하우스 내로 배출하도록 한 리턴밸브(450)로 이루어지는 습도조절장치(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 물탱크(100) 본체의 상부에 급수탱크가 설치되고, 상기 물탱크(100) 내에 있는 물의 온도와 상기 전기히터(200)의 온도를 측정 및 조절하기 위한 온도센서(S)와 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 차단기가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 전기히터(200)는 저전력 세라믹히터인 것을 특징으로 하는 폐 가스용기를 이용한 하우스용 전기보일러.
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