KR101520881B1 - 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작물 재배시 지장을 초래하는 잡초에 마이크로파를 조사(照射)하여 잡초를 제거하기 위한 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치는 경운기 또는 트랙터와 같은 이동수단에 체결되어 이동 가능한 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 있어서, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론이 탑재된 마이크로파 발생부와; 마이크로파 발생부를 안착 고정하는 플레이트가 내부 공간에 구비되고 양측에 이동 바퀴가 장착된 블록 형상의 본체부와; 본체부 일측에 설치되어 마이크로파 발생부를 비상정지(Emergency Stop) 또는 자동정지 등으로 제어하고 전원을 공급하는 제어전원부와; 본체부 하부 가장자리를 따라 하향으로 펼쳐지게 장착되어 하방으로 조사(照射)되는 마이크로파가 외부로 유출되지 않도록 제한 차단하는 유출차단부;를 포함하여 구성한다.

Description

마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치{Weeds removal apparatus using a magnetron}

본 발명은 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작물 재배시 지장을 초래하는 잡초에 마이크로파를 조사(照射)하여 잡초를 제거하기 위한 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 관한 것이다.

작물을 재배하는 경작지 또는 농로에 불필요한 잡초가 자라게 되면 작물의 생장이 방해가 되며, 사람의 이동에도 방해가 될 수 있기 때문에 이러한 잡초들을 제거하는 것이 경작에 유리하다. 또한 비닐 하우스 또는 실외에 재배되는 작물이나 도로가의 가로수에 형성되는 관목 등에 잡초가 생길 경우도 있는데, 이러한 잡초들을 제거하는 방법으로는 인력을 동원하여 일일이 뽑아 내거나 또는 잘라내고 있다.

그러나 이러한 방법은 작업자의 작업 정도에 따라 완전하게 제거가 불가능하였고 시간이 지나면서 다시 소생되어 동일한 일들을 반복하여야 하는 문제점이 있었다.

따라서 종래에는 잡초를 제거하기 위하여 화학적 화합물인 독성이 강한 액체성분의 제초제를 물에 희석시켜 잡초가 무성하게 자란 토양에 분무기를 이용하여 뿌림으로써 잡초를 제거하였다.

그런데 종래의 제초제는 모두 인체 및 농작물에 매우 치명적인 것으로 인체에 닿을 경우 피부에 극심한 손상을 입히게 되고, 심한 경우에는 생명의 위협까지 초래하였다. 또한 농작물에 닿을 경우 농작물이 썩거나 말라 죽어버리기도 하였고, 토양에 뿌려진 제초제는 토양 속으로 스며들어 토양의 황폐화와 자연환경의 심각한 오염을 일으키는 주범이 되었다.

따라서, 상기와 같이 액체성분의 제초제를 이용하여 제초작업을 할 경우 인체에 제초제가 접촉하는 것을 방지하기 위하여 보호장비를 착용하고, 또 농작물에 분사할 경우에는 농작물에 제초제가 닿지 않도록 하기 위하여 별도의 보호설비로 덮거나 가리고서 제초작업을 해야 하는 불편함이 있었다.

그러나 보호장비의 착용 및 보호설비를 설치하는 일이 매우 번거롭고 불편하기 때문에 별도의 보호장비나 보호설비 없이 제초작업을 행하는 경우가 많으며, 이로 인하여 액체성분의 제초제가 피부에 닿아 피부를 손상시키거나 농작물에 닿아 많은 피해가 있어 왔으며, 제초작업을 한 장소에는 즉시 진입이 불가능하고 제초제의 약효가 사라질 때까지는 별다른 작업이나 농사일을 할 수 없어 시간적인 낭비가 심하다는 문제점이 있었다. 더욱이 제초제 등을 사용할 경우에는 주위 작물이나 관목에 손상을 가할 수 있고 이러한 제초제는 그 주변의 환경을 오염시킬 수 있는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 한국 등록번호 제20-0448901호, 발명의 명칭 "열 분사를 이용한 잡초 제거장치", 한국 등록번호 제10-0895329호, 발명의 명칭 "잡초제거용 발화기" 등이 개시되었다.

그러나, 상기와 같은 장치들은 불을 이용한 잡초 제거 장치로 주위에 초목이 무성하고 건조하면 발화의 위험이 있어 화재가 발생할 소지가 있었으며, 화염 방사 장치의 오작동으로 인한 주위 피해가 예상되고 화염을 발생시키기 위하여 연료 등 소요 경비가 많이 드는 문제점이 있었다.

한국 등록번호 제10-0895329호, 발명의 명칭 "잡초제거용 발화기". 한국 등록번호 제20-0448901호, 발명의 명칭 "열 분사를 이용한 잡초 제거장치".

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 잡초를 제거하고자 하는 곳에 한정하여 적용할 수 있으므로 적은 인원으로 작업이 가능하고 제초제와 같은 약품을 사용하지 않으므로 환경오염에 대한 우려가 적은 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치는 경운기 또는 트랙터와 같은 이동수단에 체결되어 이동 가능한 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 있어서, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론이 탑재된 마이크로파 발생부와; 마이크로파 발생부를 안착 고정하는 플레이트가 내부 공간에 구비되고 양측부 하부에 이동 바퀴가 장착된 블록 형상의 본체부와; 본체부 일측에 설치되어 마이크로파 발생부를 비상정지(Emergency Stop) 또는 자동정지 등으로 제어하고 전원을 공급하는 제어전원부와; 본체부 하부 가장자리를 따라 하향으로 펼쳐지게 장착되어 하방으로 조사(照射)되는 마이크로파가 외부로 유출되지 않도록 제한 차단하는 유출차단부;를 포함하여 구성한다.

또한, 마이크로파 발생부는 마그네트론과, 상기 마그네트론 일측에 설치되어 마그네트론에서 발생되는 상기 마이크로파의 전송로로 중공(中空)의 방형 금속관으로 이루어진 도파관과, 상기 도파관 하부에 설치되어 개방된 하부로 상기 마이크로파를 조사(照射)하는 혼 타입의 방사부를 구비하며, 도파관과 방사부의 사이 접하는 경계면에는 토양 또는 공기 중에 함유된 수분이 상기 도파관으로 유입되는 것을 차단하는 테프론 필름이 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 유출차단부는 신축성이 있는 유연한(flexible) 그물망 구조의 금속재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 잡초를 제거하기 위해 투입되는 인원수를 줄일 수 있고, 짧은 시간에 잡초를 제거시키는 효과를 볼 수 있으며, 주변의 잠아 및 잡초의 발아를 억제할 수 이점이 있다.

또한, 조사(照射)작업 후에도 조사(照射)된 장소에서 취식이 가능할 정도로 제초제와 같은 약품을 살포하는 경우와 비교하였을 때, 식수 오염에 대한 염려가 적은 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치 및 이동수단을 예시적으로 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 대한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 대한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치의 유출차단부에 사용하는 재질을 일예로 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치의 마이크로파 발생부에 대한 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 마이크로파 발생부에 대한 일예의 실물 사진이다.
도 8은 도 7을 다른 각도에서 바라본 일예의 실물 사진이다.
도 9 내지 도 12는 마이크로파를 조사에 따른 발아 상태를 나타내는 실험 사진들이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치를 사용하여 조사(照射) 결과를 나타내는 실험 사진이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 잘 알려져 있거나 본 발명과 직접 관련이 없는 사항에 대해서는 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 명확히 전달하기 위하여 설명을 생략할 수 있다.

한편, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표시되며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 또한, 첨부 도면을 통틀어 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치 및 이동수단을 예시적으로 나타낸 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 대한 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치(10)는 사람 또는 동물에 의해서 수레처럼 이동될 수 있고 필요에 따라서는 이동수단(20)을 이용하여 이동되면서 작동될 수 있다.

이동수단(20)으로는 일반적으로 로터리 경운(耕耘)을 주로 하여 작업하는 경운기, 쟁기나 트레일러의 견인작업을 주로 하는 틸러, 이랑 사이에서 배토 작업을 하는 관리기, 또는 농지 조성이나 심경용(深耕用)의 쟁기를 견인하는데 사용되는 트랙터 등과 같은 것이 되겠으며, 동력을 발생시키는 엔진이나 모터 또는 이동가능한 구동장치 등을 탑재하거나 인력으로 움직이는 모든 기계 장비가 이동수단에 속할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치(10)는 제거하고자 하는 잡초에 마이크로파를 조사하는 마이크로파 발생부(11)와, 마이크로파 발생부(11)를 수용하는 본체부(12)와, 마이크로파 발생부(11)를 비상정지(Emergency Stop) 또는 자동정지 등으로 제어하고 전원을 공급하는 제어전원부(13)와, 마이크로파가 외부로 유출되지 않도록 제한 차단하는 유출차단부(14)로 크게 구분할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치(10)는 잡초 제거 장치를 이동시키기 위한 이동수단(20)을 더 구비할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치(10)는 경운기 또는 트랙터와 같은 이동수단(20)에 체결되어 이동 가능한 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 있어서, 마이크로파를 발생시키는 마그네트론이 탑재된 마이크로파 발생부(11)와; 마이크로파 발생부(11)를 안착 고정하는 플레이트가 내부 공간에 구비되고 양측에 이동 바퀴가 장착된 블록 형상의 본체부(12)와; 본체부 일측에 설치되어 마이크로파 발생부(11)를 비상정지(Emergency Stop) 또는 자동정지 등으로 제어하고 전원을 공급하는 제어전원부(13)와; 본체부 하부 가장자리를 따라 하향으로 펼쳐지게 장착되어 하방으로 조사(照射)되는 마이크로파가 외부로 유출되지 않도록 제한 차단하는 노출차단부(14);를 포함하여 구성한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 대한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 대한 정면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치의 유출차단부에 사용하는 재질을 일예로 나타내는 사진이다.

본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치(10)의 각 구성에 대한 설명은 다음과 같다.

마이크로파 발생부(11)는 마그네트론이 장착되어 마이크로파를 발생시키고 제거하고자 하는 잡초에 마이크로파를 조사(照射)하는 장치로 더욱 자세한 설명은 후술하고자 한다.

본체부(12)는 블록(Block) 형상으로 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 마이크로파 발생부(11)를 수용하는 내부공간이 있고 내부 공간에는 마이크로파 발생부(11)를 탑재하여 고정 지지할 수 있는 플레이트(12a)가 있으며 마이크로파 발생부(11)가 안착되는 플레이트(12a)에는 관통하는 홀(hole)이 있어 마이크로파 발생부(11)가 발생시키는 마이크로파가 홀(hole)를 통과하여 하방으로 조사(照射)할 수 있도록 한다. 또한 플레이트(12a) 상부에는 마이크로파 발생부(11)가 1열 또는 2열 이상 조사(照射) 영역의 크기에 따라 배열하여 설치될 수 있다.

또한 본체부(12)는 마이크로파 발생부(11) 외부에 보이지 않도록 상부를 커버(12b)하고, 발생하는 열을 외부로 배출시키는 통풍구(12c)가 있으며, 본체부(12) 내부하부는 마이크로파 발생부(11)의 하방으로 마이크로파가 조사될 수 있도록 하면은 개구되고 측면은 막혀 있는 공간이 형성되고, 양 측면에는 이동 가능한 바퀴(12d)가 설치되어 있다. 본체부 일측에는 수레처럼 잡고 밀거나 끌 수 있거나 또는 이동수단(20)과 체결할 수 있는 파지부(12e)가 있을 수 있다.

제어전원부(13)는 마이크로파 발생부(11)를 비상정지(Emergency Stop), 자동정지, 전원 온오프(on, off), 타이머를 이용한 자동제어 등으로 제어하고 전원을 공급하는 발전기가 설치되어 있거나 외부 이동수단(20)으로부터 전원을 공급받게 하여 전원을 제어한다.

유출차단부(14)는 도 4에 도시된 바와 같이 마이크로파가 투과하지 못하게 차단하는 소정 무게를 가지는 유연한(flexible) 그물망 구조의 금속재질로 구성된다. 그 재질은 철재일 수 있다.

유출차단부(14)는 본체부(12)의 하부 테두리 즉, 가장자리를 따라 하향으로 펼쳐지게 장착되어 본체부(12) 하부와 고르지 못한 지표면 사이의 틈새 외부로 마이크로파가 방출되는 것을 막아 주고 마이크로파가 본체부(12)의 하부 틈새 외측으로 빠져나가지 않고 지표면(토양)을 향해서 조사(照射)되게 하는 역할을 한다.

유출차단부(14) 끝단은 무게추(14a)를 둘러 무게에 의해서 하방으로 향해 토양 표면에 안착될 수 있어 마이크로파 발생부(11)에서 발생하는 마이크로파가 하부 토양으로 조사될 때 하부 틈새로 유출되지 않도록 차단한다.

따라서 유출차단부(14)는 소정의 무게를 가지는 신축성이 있는 유연한 그물망(mesh) 구조의 재질로 인하여 요철이 있는 토양 표면에도 밀착이 가능하고 이동수단(20)을 이용하여 이동하여도 저항이 최소화될 수 있다.

참고로, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치(10)에 사용되는 유출차단부(14) 재질을 나타내는 일예의 사진으로, 유출차단부(14)는 소정의 무게를 가지는 신축성이 있는 촘촘한 그물망(mesh) 구조의 금속재질로, 그물망의 구멍은 매우 좁아 1mm이하로 꼭 들어맞게 맞물려 있는 미세 그물망(mesh) 구조로 마이크로파가 통과하지 못하게 구성되어 있다.

따라서 요철이 있는 토양 표면에도 밀착이 가능하여 마이크로파가 조사(照射)하고자 하는 부분 이외로 노출되는 것을 차단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치의 마이크로파 발생부에 대한 분해 사시도이고, 도 7은 도 6의 마이크로파 발생부에 대한 일예의 실물 사진이며, 도 8은 도 7을 다른 각도에서 바라본 일예의 실물 사진이다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치의 마이크로파 발생부(11)는 마이크로파(Microwave)를 발생시키는 마그네트론(110)과; 마그네트론(110) 일측에 설치되어 마그네트론(110)에서 발생되는 마이크로파의 전송로로 중공(中空)의 방형 금속관으로 이루어진 도파관(120)과; 도파관(120) 하부에 설치되어 개방된 하부로 마이크로파를 조사(照射)하는 혼 타입의 방사부(130);를 포함하여 구성된다.

또한, 도파관(120)과 방사부(130)의 사이 접하는 경계면에는 토양 또는 공기 중에 함유된 수분이 방사부(130)를 통하여 도파관(120)으로 유입되어 물이 맺혀 전자장치가 오작동하는 것을 방지하기 위한 수분 유입 차단용 테프론 필름(150)이 삽입되어 있다.

또한, 마그네트론(110) 또는 도파관(120) 일측에는 발열된 열을 냉각시켜 주는 냉각팬(160)이 장착될 수 있다.

다음 마이크로파 발생부(11)의 구체적인 구성은 다음과 같다.

마그네트론(110)은 블록(Block) 형상으로 자계(磁界)를 작용시켜 전자의 흐름을 제어하는 특수한 진공관으로서 마이크로파(Microwave)를 출력 또는 발생하는 장치이다.

참고로, 마이크로파(Microwave)는 파장의 범위가 1mm부터 1m 사이의 전파들을 모두 가리키는 용어이다. 파장이 짧으므로 빛과 거의 비슷한 성질을 갖으며 살균력이 강하고 식물이나 물에 잘 흡수되어 열을 발생한다. 또는 전자파를 주파수에 따라 분류하면 30~300kHz를 장파, 300~3,000kHz를 중파, 3,000MHz(3GHz)~30GHz를 centimeter파, 30~300GHz를 millimeter파, 300GHz 이상을 submillimeter파라고 부르고 있다. 이 중 300MHz~30GHz까지의 전자파를 마이크로파(Microwave)라고 말한다. 마이크로파(Microwave)와 같이 파장이 짧으면 광파와 유사한 성질을 가지게 되어 직진, 반사, 흡수의 성질을 가진다. 따라서 통신(전파의 전송)에 광범위하게 이용되는 것 이외에 초단파 유전가열에 의한 식품의 가열, 냉동식품의 해동, 식품의 간이살균, 식품 중의 해충의 살균 등에 이용된다.

또한, 마그네트론(Magnetron)은 자전관(磁電管)이라고도 한다. 1921년 미국의 A.W.헐 등에 의해서 발명되었다. 순동(純銅)의 전극을 양극으로 하고 축방향으로 음극과 그리드를 배치한다. 음극의 축방향으로 자기장을 걸면 음극에서 반지름 방향으로 튀어나온 전자는 양극에 흡인됨과 동시에 자기장에 의해서 진행방향으로 직각의 힘을 받는다. 그 결과 전자는 나선상의 운동을 하게 된다. 여기서 자기장의 강도를 크게 하면 전자가 구부러지는 양도 커지며, 양극에 도달하기 전에 몇 번이라도 돌게 된다. 그리고 자기장의 강도가 어느 한계(임계자속밀도)에 도달하면 전자는 거의 양극에 도달하지 못하게 된다. 이때 음극 주위에는 전자에 의한 회전전자극(回轉電子極)이 생기고 양극의 진동회로에는 유도전류(誘導電流)가 생겨서 진동이 자극되어 지속한다. 발진 주파수는 대부분 진동회로에 의해 정해지고 고능률이며, 또한 대출력을 얻는다. 고주파가열·입자가속기·레이더 등의 산업응용을 비롯하여 전자레인지와 같은 가정용 기기에도 널리 사용된다.

도파관(120)은 내부의 간격이 평행한 중공(中空)의 금속관으로 이루어진 마이크로파 전송로로, 그 단면 형상은 방형 또는 원형일 수 있다. 마이크로파에서 도파관은 평행 2선이나 동축 케이블에 비해 손실(저항손, 방사손, 유전손)이 훨씬 적고, 같은 치수의 동축 케이블보다 훨씬 큰 전력을 보낼 수 있다.

따라서, 도파관(120)은 원형 또는 방형의 직선형관을 사용하여, 마그네트론(110)의 동작으로 발진되는 마이크로파가 도파관(120)의 내부를 통과하여 후술하는 방사부(130)로 입사될 때까지 거의 확산되지 않고 집속하게 된다.

다만 도파관(120)은 마이크로파가 마그네트론(110)의 안테나로부터 발진할 때의 분산되는 범위를 감안하여 내부의 간격이 상부에서 하부로 소정 길이까지 일정하도록 하고 방사부(130) 상부와 연결되는 도파관(120) 하부 부근에는 완만하게 넓어지는 사다리꼴 형상으로 형성할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 도파관(120)은 사각형태로 되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서 원형, 타원형 또는 다각형으로 제작될 수도 있다.

방사부(130)는 상하가 개방되는 혼 타입으로 상부는 좁으며 하부로 갈수록 넓어지는 사다리꼴 형상의 관(管)으로 도파관(120)에서 입사되는 마이크로파를 방출하는 출구 역할을 한다. 방사부(130)는 도 6과 같이 도파관(120)과 동일한 방향으로 결합하게 된다.

이렇게 하므로, 마그네트론(110)의 동작으로 발진되는 마이크로파가 도파관(120)의 내부를 통과하여 방사부(130)로 입사될 때까지 집속되었다가, 방사부(130)의 개방된 출구로 방출되므로써 조사(照射)되는 면적과 조사(照射)되는 범위가 확대되고 방사부(130)의 개방된 출구 범위 내에서 마이크로파가 넓게 분산 작용하게 된다.

이에 마이크로파는 진행파와 반사파로 되돌아 오는 작용이 방사부(130) 내부에서 이루어지며 마이크로파는 하부가 개방된 방사부(130)를 통해 방출되어 지면에 조사하게 되는데, 이때 토양에 무성하게 성장하고 있는 잡초에 조사하게 된다.

또한 방사부(130) 일측에는 본체부(12)와 용이하게 체결되어 고정하거나 마이크로파 발생부(11) 교체를 위하여 용이하게 떨어질 수 있도록 탈착 가능한 용도로 탈착부(130a)가 설치될 수 있다.

테프론 필름(150)은 도파관(120)과 방사부(130) 사이 접하는 경계면에 삽입 설치되어 토양 또는 공기 중에 함유된 수분이 방사부(130)를 통하여 도파관(120)으로 유입되어 물이 맺혀 전자장치가 오작동하는 것을 방지하기 위한 것으로 마이크로파는 투과하게 하나 수분은 유입되지 못하게 차단하는 테프론 재질을 사용한다.

또한 테프론 필름(150)은 도파관(120)의 개방된 하부를 내부가 노출되지 않게 막아 주므로 개방된 방사부(130)를 통해 이물질이 도파관(120) 내부로 들어오는 것을 막아 주는 역할도 겸하게 된다.

냉각팬(160)은 마그네트론(110) 또는 도파관(120) 일측에 장착되어 마그네트론(110)이나 인접해 있는 도파관(120)에서 발생하는 열을 냉각시켜 주는 역할을 한다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 마이크로파 발생부(11)에 대한 일예의 실물 사진을 통하여 본 발명이 실시 준비중임 알 수 있다.

도 9 내지 도 12는 마이크로파 조사에 따른 발아 상태를 나타내는 실험 사진들이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치를 사용하여 조사(照射) 결과를 나타내는 실험 사진이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치(10)를 이용한 일예로 다음과 같이 장치를 구성하여 동작시켰다.

용량 1KW인 마그네트론를 장착한 마이크로파 발생부(11), 마이크로파 발생부(11)가 탑재된 본체부(12), 용량 10KW용 발전장치를 내재하고 비상정지(Emergency Stop) 또는 자동정지 등으로 제어하는 제어박스인 제어전원부(13), 마이크로파가 외부로 유출되지 않도록 제한 차단하는 유출차단부(14), 이동수단(20)인 경운기를 가동 준비한다.

잡초에 조사(照射)할 지역을 설정한다.

이동수단인 경운기를 조사(照射)지역 근처까지 이동한다.

조사(照射)지역의 출발지역에 위치하면, 제어전원부(13)에 전원을 온(On)시키고 경운기를 천천히 이동시킨다.

이때 마이크로파 발생부(11)에 전기를 공급하면 마그네트론(110)이 동작된다. 마그네트론(110)에서 마이크로파가 발진되고, 발진된 마이크로파는 도파관(120)으로 입사된다. 입사된 마이크로파는 도파관(120)를 거쳐 수분 차단용 테프론 필름(150)을 통과하여 방사부(130)로 전파된다. 한편, 테이프론 필름(150)은 마이크로파는 통과시키되 전자장치의 오작동을 유발시키는 토양이나 공기 중에 함유한 수분은 차단한다. 방사부(130)로 입사된 마이크로파는 방사부(130) 하방으로 방출되어 제거하고자 하는 잡초에 조사된다.

이때, 본체부(12) 하부에 장착되어 있는 유출차단부(14)가 본체부(12)의 하부 가장자리를 따라 펼쳐지게 장착되어 있어 조사(照射)되는 마이크로파가 본체부(12) 하부와 토양 지표 틈새 사이로 방출되는 것을 차단하고 잡초에 조사(照射)되도록 유도한다. 또한, 본체부(12)의 하부 테두리에 유출차단부(14)를 장착하므로 마이크로파가 인근 부근에 있는 작업자로 노출되는 걸 막아 안전을 확보할 수 있다.

특히 유출차단부(14) 끝단은 무게추(14a)를 둘러 무게에 의해서 하방으로 향해 토양 표면에 안착될 수 있어 마이크로파 발생부(11)에서 발생하는 마이크로파가 하부 토양으로 조사될 때 하부 틈새로 유출되지 않도록 차단하며, 소정의 무게를 가지는 신축성 있는 유연한 그물망(mesh) 구조의 재질로 인하여 요철이 있는 토양 표면에도 밀착이 가능하고 이동수단(20)인 경운기를 이용하여 이동하여도 저항이 최소화될 수 있다.

다음 제거 대상인 잡초에 대한 조사(照射)지역의 작업이 완료되면 제어전원부(13)에 전원을 오프(OFF)시키고 경운기를 소정 위치로 이동시켜 마무리한다.

이렇게 마이크로파가 식물이나 물에 잘 흡수되는 특성을 이용하여 마그네트론(110)에서 발진하는 마이크로파를 혼 타입의 방사부(130)를 통해 제거 대상인 잡초에 노출시키므로 마이크로파에서 생기는 진동의 영향으로 제거 대상인 잡초가 가열하게 된다. 이로 인해 가열된 잡초의 잎이나 뿌리는 그 기능이 상실되어 영양소 공급이 어려워져 고사하게 되고 잡초 뿌리 주위에 있던 잠아나 해충 등도 같이 제거가 된다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치를 이용하여 씨앗에 조사(照射)하였을 때 정상적인 발아가 가능한지 표 1과 같이 실험하였다.

실험 목적	환경에 미치는 영향
실험 내용	마이크로파를 조사한 씨앗에 정상적인 발아가 가능한지 알아본다.
실험 방법	각각의 용기에 일정량의 흙과 씨앗을 섞어 담는다. 각각의 용기에 조사 시간을 다르게 부여한다. 마이크로파를 조사한 씨앗이 정상적인 발아가 가능한지 관찰한다.
실험 결과	도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 마이크로파가 조사되지 않은 씨앗을 참조로, 마이크로파를 10초 단위로 증가시켜 조사한 씨앗에 대하여 발아 상태를 비교하였다. 그 결과, 마이크로파가 조사(照射)되지 않은 씨앗과 비교하여 큰 차이가 없음을 알 수 있었다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치를 이용하여 제거 대상인 잡초에 조사(照射)하였을 때, 도 13과 같이 조사(照射) 후 1일 차에 약간 시들어 들었고 점차 말라서 3일 차에 뚜렷이 말라 있는 모습을 보여 주고 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치를 이용하므로 다음과 같이 다양한 이점들이 있을 수 있다.

잡초를 제거하기 위해 투입되는 인원수를 줄일 수 있고, 짧은 시간에 잡초를 손쉽게 제거시키는 효과를 볼 수 있으며, 주변의 잠아 및 잡초의 발아를 억제할 수 있다.

또한, 조사(照射)작업 후에도 조사(照射)된 장소에서 취식이 가능할 정도로, 제초제와 같은 약품을 살포하는 경우와 비교하였을 때, 환경 오염의 염려가 적다.

지금까지 실시예를 통하여 본 발명의 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에는 본 발명의 하나의 실시에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이다.

따라서 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특히, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

11 : 마이크로파 발생부
12 : 본체부
13 : 제어전원부
14 : 유출차단부
20 : 이동수단

Claims (3)

1. 경운기 또는 트랙터와 같은 이동수단에 체결되어 이동 가능한 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치에 있어서,
   마이크로파를 발생시키는 마그네트론이 탑재된 마이크로파 발생부와;
   상기 마이크로파 발생부를 안착 고정하는 플레이트가 내부 공간에 구비되고 양측부의 하부에 이동 바퀴가 장착된 블록 형상의 본체부와;
   상기 본체부 일측에 설치되어 상기 마이크로파 발생부를 비상정지(Emergency Stop) 또는 자동정지 등으로 제어하고 전원을 공급하는 제어전원부와;
   상기 본체부 하부 가장자리를 따라 하향으로 펼쳐지게 장착되어 하방으로 조사(照射)되는 상기 마이크로파가 상기 본체부 하부와 고르지 못한 지표면 사이의 틈새로 유출되지 않도록 차단하는 신축성 있는 유연한(flexible) 그물망 구조의 금속재질인 유출차단부;를 구비하되,
   상기 마이크로파 발생부는
   상기 마그네트론과,
   상기 마그네트론 일측에 설치되어 상기 마그네트론에서 발생되는 상기 마이크로파의 전송로로 중공(中空)의 방형 금속관으로 이루어진 도파관과,
   상기 도파관 하부에 설치되는 하부가 개방된 혼 타입으로 이루어지며 상기 마이크로파가 조사(照射)되는 방사부와,
   상기 도파관과 상기 방사부 사이의 경계면에 배치되어 상기 도파관과 상기 방사부를 공간적으로 격리시키는 테프론 필름을 구비하며,
   상기 테프론 필름은 상기 마그네트론에서 발생되는 상기 마이크로파가 상기 도파관을 통해 상기 방사부를 통하여 조사될 수 있도록 함은 물론 상기 마이크로파 조사에 의하여 가열된 토양 또는 공기 중에 함유된 수분이 증발하여 상기 방사부를 통해 상기 도파관으로 유입되는 것을 차단시키는 역할을 하며,
   상기 도파관과 상기 방사부는 동일한 방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 마그네트론을 이용한 잡초 제거 장치.
   
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