에어 히터를 이용한 시설재배 하우스 및 축사용 온풍기

에어 히터를 이용한 시설재배 하우스 및 축사용 온풍기{Fan heater using air heater for cultivation greenhouse and livestock barn}

본 발명은 온풍기에 관한 것으로, 특히 원적외선 방사코어와 에어 히터를 이용하여 식물 재배와 축사 사육에 필요한 원적외선 발산과 온풍을 모두 얻을 수 있도록 한 에어 히터를 이용한 시설재배 하우스 및 축사용 온풍기에 관한 것이다.

일반적으로 시설 작물재배 및 가축 농가의 온실, 비닐 하우스 등에 난방을 목적으로 사용되는 온풍기는 유류를 이용할 경우 고유가 시대에 생산 원가를 상승시키는 요인으로 작용한다.

한편, 원적외선은 빛의 파장 영역중 3.0~1000㎛ 범위로서 공기를 잘 통과하며 공명 흡수작용으로 대상물체에 흡수가 잘 되고 투과력이 강하여 직접적이고 순간적인 열전달이 가능하다. 원적외선의 파장은 물 분자의 고유 진동수에 매우 접근해 있으므로 물 파장을 잘 흡수시키고 그 에너지에 의해 온도를 빠르게 상승시킨다. 따라서 식물이나 가축의 물 분자에 직접 작용하므로 생육과 발육을 촉진하게 된다. 즉, 화해, 오이재배, 토마토 재배, 발효식품 숙성, 수산물 및 해산물 건조 가공, 양어장 난방 등에 활용될 수 있다.

본 발명은 원적외선의 이점을 활용하고, 필요한 온도의 온풍을 적정 공간내에서 확보할 수 있어 별도의 난방이 필요없고, 충분한 원적외선 방사로 병충해를 막고 살균을 도모하며 식물과 가축의 생육을 촉진할 수 있는 에어 히터를 이용한 시설재배 하우스 및 축사용 온풍기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면,

중심부를 관통하는 제 1중공, 제 1중공의 둘레로 일정 간격마다 배치된 다수 개의 제 2중공을 갖는 원적외선 방사코어와;

상기 원적외선 방사코어의 후면에 장착되어 상기 제 1중공에 연통되어 있는 세라믹 관체와, 상기 세라믹 관체의 내주면에 열선이 권취되어 있는 코어 히터와;

상기 다수 개의 제 2중공의 입구측에 각기 설치된 에어 히터와;

상기 코어 히터의 세라믹 관체에 연결되어 공기를 불어넣어주는 블로워; 및

상기 에어 히터에 연결되어 압축 공기를 공급하는 공기압축기를 포함한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 원적외선 방사코어는 세라믹으로 제작된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 코어 히터와 상기 에어 히터의 열선은 모두 세라믹이 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 제1중공은 제2중공에 비해 상대적으로 큰 내경을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 원적외선 방사코어의 전단부에는 확관을 추가로 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 원적외선 방사코어에는 다수 개의 열방출홀이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 온풍기는 온풍만을 공급하는 것이 아니라 다양한 각도의 원적외선 파장을 전면에 골고루 형성하는 동시에 실내에 자연스러운 순풍을 대류시킴으로써 난방이 원활하게 이루어지고 전영역에 걸쳐 병충해의 퇴치가 가능하고 식물과 가축의 생육을 촉진한다.

또한 콤팩트하게 구성되므로 비닐하우스, 온실, 축사의 규모에 상관없이 천정, 벽면, 코너 등에 설치가 자유롭게 이루어질 수 있다. 또한, 에어 히터를 사용하므로써 쇼트 방지가 가능하고, 절연 피복이 불필요하며, 습도에 강하고, 녹이 발생되지 않아 수명이 향상되고, 전기적 효율성이 높아 고유가에 대체할 수 있다.

또한 코어 히터와 에어 히터가 전기적으로 오프 상태가 되더라도 원적외선 방사코어에는 잔류하는 열이 축적되어 지속적으로 원적외선을 방사하므로 식물과 가축의 생육 촉진의 효율성이 향상된다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 온풍기의 구성도.
도 2a는 도 1의 AA선 단면도.
도 2b는 도 1의 BB선 단면도.
도 3은 본 발명에 적용되는 제어기의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 온풍기의 제어 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 온풍기의 변형된 예시도.
도 6은 본 발명의 온풍기에 적용되는 석영관 발열체의 단면 구성도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 온풍기(1)는 도 1에서와 같이 원적외선 방사코어(10)가 구비된다. 원적외선 방사코어(10)는 세라믹으로 소결 제작된 것이다. 본 실시예에서 원적외선 방사코어(10)는 도 2a와 같이 원형 단면을 형성하고 있으나 본 발명은 다각 단면으로 구성될 수 있다. 또한 원적외선 방사코어(10)의 형상도 원뿔형으로 구성될 수 있다.

원적외선 방사코어(10)는 도 2a와 같이 중심부를 관통하는 제 1중공(12), 제 1중공(12)의 둘레로 일정 간격마다 배치된 다수 개의 제 2중공(14)이 형성되어 있다. 바람직하게는 풍량을 증가시키기 위해 제 1중공(12)의 직경은 제 2중공(14)의 직경보다 크게 형성되어 있다. 본 실시예에서 제 2중공(14)은 90도 간격마다 설치되어 모두 4개가 형성되어 있으나 사용 공간 및 원적외선 방사코어(10)의 단면 크기에 따라 증감이 가능하게 구성된다. 이때 원적외선 방사코어(10)는 설치 무게를 줄이고 제작비를 절감함과 동시에 열방출을 높이기 위해 다수 개의 열방출홀(16)이 형성될 수 있다. 본 실시예에서 열방출홀(16)은 원적외선 방사코어(10)의 길이 방향으로 형성되어 있으나 이러한 방향에 한정되는 것은 아니다.

원적외선 방사코어(10)의 후면측 제 1중공(12)에는 코어 히터(20)가 설치되어 있다. 이때 코어 히터(20)는 지지판(60,62)에 지지 고정되어 있다. 이때 지지판(60,62)은 볼트(66)에 의해 상호 연결 구속된다.

코어 히터(20)는 제 1중공(12)과 연통되어 있는 세라믹 관체(22)와, 세라믹 관체(22)의 내주면에 권취된 열선(24)이 구비되어 있다. 바람직하게 열선(24)은 원적외선 발산을 위해 세라믹으로 코팅된 것이 좋다. 이때 세라믹 관체(22)의 내경은 제 1중공(12)의 직경과 동일하게 구성된다.

원적외선 방사코어(10)의 후면측 제 2중공(14)에는 에어 히터(30)가 각기 설치되어 있다. 이때 에어 히터(30)는 지지판(60,62)을 삽통하여 선단부가 제 2중공(14)에 위치되어 있다. 바람직하게 에어 히터(30)의 열선은 원적외선 발산을 위해 세라믹이 코팅되어 있다. 에어 히터(30)는 외부에 스테인레스관, 그 내부에 석영관이 설치되고, 석영관의 내부에 세라믹으로 코팅된 열선이 설치되어 있고, 내부의 관로에 압축공기를 불어넣어 출구 온도를 800℃까지 상승시킬 수 있는 제어형을 선택함이 바람직하다.

한편, 코어 히터(20)에는 블로워(40)가 연결되고, 에어 히터(30)에는 공기압축기(50)가 연결된다. 그리고 블로워(40)와 공기압축기(50)는 도3과 같이 전기적으로 제어기(100)에 연결된다. 바람직하게 블로워(40)는 풍량 조절이 가능한 것이 사용된다.

또한, 원적외선 방사코어(10)의 전단부에는 확관(70)을 추가로 설치하여 열풍이 확산되도록 할 수도 있다.

한편, 온풍기(1)의 작동을 제어하는 제어기(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 축사 또는 하우스의 실내 측정 온도를 나타내는 실내온도계(101), 원적외선 방사코어(10)의 온도를 나타내는 방사코어 온도계(102), 블로워(40)의 풍량을 조절하는 온풍량 조절버튼(103), 공기압축기(50)의 토출량을 제어하는 압축공기 조절버튼(104), 온풍기(1)의 작동을 자동 또는 수동모드로 선택하는 모드 선택버튼(105) 및 토출 풍량을 측정하는 풍량계(106)를 포함하고 있다.

미설명 부호 '5'는 '온도 센서'이다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 본 발명의 온풍기(1)는 도 4에서와 같이 제어기(100)의 모드 선택버튼(105)의 절환 위치에 따라 수동 또는 자동 모드에서 동작할 수 있다.

자동 모드 선택의 경우, 도 4에서와 같이 축사 또는 하우스의 실내 온도가 측정된다(S10).

다음, 측정된 실내 온도와 설정된 온도(재배 식물 또는 축사의 최적 온도)가 비교 판단된다(S11). 실내 온도가 설정 온도 보다 낮을 경우 에어 히터(20)와 코어 히터(20)의 작동(S12)하고, 동시에 블로워(40) 및 공기 압축기(50)가 작동(S13)한다.

따라서 에어 히터(20)측 열선(24)에 의해 가열된 열은 블로워(40)의 송풍력으로 원적외선 방사코어(10)의 제 1중공(12)을 통해 토출된다. 이때 제 1중공(12)을 통과하는 가열 온풍은 원적외선 방사코어(10)를 가열시키면서 토출된다.

한편, 공기 압축기(50)로부터 압축된 공기는 에어 히터(30)를 통과하면서 가열을 받아 고온으로 제 2중공(14)에 토출된다. 따라서 제 2중공(14)을 형성하고 있는 원적외선 방사코어(10)는 고온으로 가열을 받아 원적외선의 발산량을 증가시키게 된다.

이와 같이 본 발명의 온풍기(1)는 코어 히터(20)를 통과하여 제 1중공(12)을 경유하는 열풍에 의해 대량의 온풍을 얻을 수 있다. 따라서 하우스나 축사 전체의 공기 온도를 빠른 시간에 상승시킬 수 있다.

이와 동시에 에어 히터(30)로 가열 받은 원적외선 방사코어(10)의 원적외선 방사로 설치 공간내의 살균이 이루어지고, 원적외선 열기가 공기에 흡수되지 않고 투과하여 직접적으로 식물이나 가축에 전달되므로 성장촉진과 함께 순간적인 열전달에 의해 난방이 신속히 이루어지고, 원적외선 파장으로 인해 입체적 난방 효과를 얻게 된다.

한편, 측정온도와 설정 온도의 비교 판단 단계(S11)에서 측정 온도가 설정 온도보다 높을 경우 에어 히터(20)와 코어 히터(20)는 정지(S14,15)된다.

이와 같이 자동 모드에서는 측정 실내의 온도를 자동으로 조절하여 온풍과 원적외선 열기를 지속적으로 공급하게 된다.

한편, 수동 모드의 선택에서는 푸시버튼(107)의 온/오프 동작에 의해 에어 히터(20)와 코어 히터(20)의 작동을 동시 제어한다.

이같이 구성된 동작하는 본 발명의 온풍기(1)는 콤팩트하게 구성되므로 비닐하우스, 온실, 축사의 규모에 상관없이 천정, 벽면, 코너 등에 설치가 자유롭게 이루어질 수 있다.

또한, 에어 히터(30)를 사용하므로써 쇼트 방지가 가능하고, 절연 피복이 불필요하며, 습도에 강하고, 녹이 발생되지 않아 수명이 향상된다.

또한, 코어 히터(20)와 에어 히터(30)가 전기적으로 오프(OFF) 상태가 되더라도 원적외선 방사코어(10)에는 잔류하는 열이 축적되어 지속적으로 원적외선을 방사하므로 식물과 가축의 생육 촉진의 효율성이 향상된다.

이같이 본 발명의 온풍기(1)는 단지 온풍만을 공급하는 것이 아니라 다양한 각도의 원적외선 파장을 전면에 골고루 형성하는 동시에 실내에 자연스러운 순풍을 대류시킴으로써 난방이 원활하게 이루어지고 전영역에 걸쳐 병충해의 퇴치가 가능하고 식물과 가축의 생육을 촉진한다. 또한 온풍기(10)는 전기적 효율성이 높아 고유가에 대체할 수 있다.

본 실시예에서 코어 히터(20)는 원적외선 방사코어(20)의 후면과 지지판(60,62)과의 떨어진 폭에 해당하는 길이로 구성하였으나, 본 발명은 경우에 따라 코어 히터(20)를 그 이상의 길이로 구성할 수도 있다.

다른 한편, 온풍기(1)는 도 5에서와 같이 제 2중공(14)에 에어 히터(30)로부터 유출되는 온풍의 마찰계수를 높이기 위해 마찰돌기(14a)를 형성할 수 있다.

또한, 원적외선 방사코어(10)에는 제 1중공(12)의 둘레로 방사코어용 히터(15)를 추가하여 구성할 수 있다. 이때 방사코어용 히터(15)는 코어히터(20)와 별도로 작동시켜 원적외선 방사코어(10)로부터 방사되는 원적외선의 방출로 여름철과 같이 습한 상태에서 발생되는 악취를 제거할 수 있다.

또한, 원적외선 방사코어(10)와 코어히터(20)의 사이에 다수 개의 석영관 발열체(80)가 더 설치될 수 있다. 이때 석열관 발열체(80)들은 발열체 케이스(90)에 일자형 또는 원형으로 배열되거나 격자 형태로 배열 설치될 수 있다. 석영관 발열체(80)는 원통형의 석영관(80a)과, 석영관(80a) 양 단자부 사이의 외표면에 분말 합금재료에 의해 도포되는 저항 발열층(80b)으로 이루어진다. 저항 발열층(80b)의 합금재료로는 철, 주석, 규소, 망간, 바륨, 텅스텐, 몰리브덴 등을 소정의 비율로 합금되어 있다. 저항발열층(80b)은 통상의 증착방식, 스프레이방식, 스크린인쇄방식을 이용하여 도포될 수 있다. 따라서 석영관 발열체(80)는 석영관(80a)의 외표면에 도포된 저항 발열층(80b)의 전기적 도통으로 발열이 일어나 보다 넓은 면적으로 열기를 발산하게 되어 열확산을 촉진시킬 수 있다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으면 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 원적외선 방사코어
20: 코어 히터
30: 에어 히터
40: 블로워
50: 공기압축기
70: 확관