KR200486481Y1 - 냉해 방지 및 수분 향상 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 제 1 높이를 가진 과수의 냉해를 방지하고, 과수의 수분을 향상하기 위한 냉해 방지 및 수분 향상 시스템으로서, 복수의 지주; 상기 복수의 지주 중 각 지주에 제 2 높이 및 제 1 각도로 설치되는 복수의 송풍팬; 상기 제 1 높이에 설치되어서 제 1 온도 정보를 생성하는 제 1 온도센서; 상기 제 2 높이에 설치되어서 제 2 온도 정보를 생성하는 제 2 온도센서; 수분 시기 정보를 저장하는 메모리; 날짜 정보 및 시간 정보를 생성하는 타이머; 및 제 1 온도 정보와 제 2 온도 정보를 이용하여 냉해 예방 정보를 생성하고, 상기 냉해 예방 정보에 기초한 제 1 동작 모드로 상기 송풍팬을 동작시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

냉해 방지 및 수분 향상 시스템{SYSTEM FOR PREVENTING FROM COLD WEATHER DAMAGE AN IMPROVING POLLINATION}

본 고안은 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에 관한 것이다.

최근의 지구 온난화로 인하여, 과수에 대한 냉해의 피해가 많이 발생하고 있다. 냉해 피해를 입은 과수는 기온이 오르면서 오히려 생장하던 잎이 마르고, 나무 껍질이 터지면서 추가로 과수가 죽는 현상이 발생한다. 특히, 지구 온난화로 인하여 3월 중순부터 4월 중순까지는 이상 고온 현상으로 인하여 잎의 빨리 발생하는 반면, 이 때 갑작스런 기온 저하가 발생하는 경우 과수에 대한 냉해 피해는 더욱 커지개 된다.

또한, 복숭아, 배, 사과와 같은 과수의 꽃의 개화시기인 3월 중순부터 4월 중순 사이에는 수분이 잘 이루어져야 과수 생산 효과가 커지게 된다. 그런데, 최근 환경 오염이나 이상 기온 현상등으로 인하여 꽃가루 수분을 하는 벌이나 나비의 종수가 급격하게 줄어들고 있다. 이에 따라, 꽃가루가 바람에 의해 부유하다가 수분이 이루어지는 것을 증대시킬 필요가 생겼다.

이러한 과제를 해결하기 위해 안출된 본 고안은, 냉해가 통상 발생하는 대기 상태인 역전층 상태를 이용하여 상층의 비교적 고온의 공기를 이용하여 냉해를 예방 및 방지할 뿐 아니라, 역전 대기 상태의 경우, 대기 상태가 안정적이여서 꽃가루의 수분이 잘 되지 않기 때문에 수분을 향상시킬 수 있는 냉해 방지 및 수분 향상 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 일실시예인, 제 1 높이를 가진 과수의 냉해를 방지하고, 과수의 수분을 향상하기 위한 냉해 방지 및 수분 향상 시스템은, 복수의 지주; 상기 복수의 지주 중 각 지주에 제 2 높이 및 제 1 각도로 설치되는 복수의 송풍팬; 상기 제 1 높이에 설치되어서 제 1 온도 정보를 생성하는 제 1 온도센서; 상기 제 2 높이에 설치되어서 제 2 온도 정보를 생성하는 제 2 온도센서; 수분 시기 정보를 저장하는 메모리; 날짜 정보 및 시간 정보를 생성하는 타이머; 및 제 1 온도 정보와 제 2 온도 정보를 이용하여 냉해 예방 정보를 생성하고, 상기 냉해 예방 정보에 기초한 제 1 동작 모드로 상기 송풍팬을 동작시키고, 상기 날짜 정보, 상기 수분 시기 정보, 상기 제 1 온도 정보 및 상기 제 2 온도 정보를 이용하여 수분 향상 정보를 생성하고, 상기 수분향상 정보에 기초한 제 2 동작 모드로 상기 송풍팬을 동작시키는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 수분 시기 정보와 상기 제 1 온도 정보 및 상기 제 2 온도 정보를 이용하여 수분 향상 정보를 생성하고, 상기 수분향상 정보에 기초한 제 2 동작 모드로 상기 송풍팬을 동작시킬 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 제 1 온도 정보는 냉해 온도보다 낮으며, 상기 제 2 온도 정보는 상기 제 1 온도 정보보다 높으면서, 상기 냉해 온도보다 높은 경우, 상기 제 1 동작 모드로 상기 송풍팬을 동작시킬 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 제 2 온도 정보가 상기 제 1 온도 정보보다 높으며, 상기 수분 시기 정보에 매칭되는 경우, 상기 제 2 동작 모드로 상기 송풍팬을 동작시킬 수 있다.

상기 메모리에는 심야 전기 시간 정보가 저장되며, 상기 제어부는, 상기 시간 정보와 상기 심야 전기 시간 정보가 매칭되면 상기 송풍팬을 동작킬 수 있다.

여기서, 상기 지주간의 거리(L)와, 제 1 높이(h), 제 2 높이(H), 및 제 1 소정각도는 다음의 [식 1]을 만족하는, 냉해 방지 및 수분 향상 시스템.

[식 1]

0.5 L≤(H-h)arc tanθ≤ 1.5L

여기서, 3.5m≤H≤6.0m, 1.0m≤h≤3.0m, 20 ≤L≤ 30m.

여기서, 상기 송풍팬은, 0.3~1.0m 의 전장 길이를 갖는 하우징과, 상기 하우징 내에 설치되는 100w~3.75kw출력의 송풍 모터를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 제 1 높이와 상기 제 2 높이에서 역전 현상이 발생하는 경우, 상기 송풍팬을 동작시킬 수 있다.

여기서, 상기 냉해 방지 및 수분 향상 시스템은, 풍속 정보를 생성하는 풍속 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 풍속 정보가 기준 값 이상인 경우, 상기 송풍팬의 동작을 정지시킬 수 있다.

상술한 구성을 가진 본 고안의 일실시예에 따르면, 역전 현상이 예상되는 경우, 적절한 위치에 배치되는 송풍팬을 구동시켜 상층의 온도를 과수 잎이 있는 곳으로 보내서 냉해를 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 고안의 일실시예에 따르면, 역전현상이 일어나는 바람이 거의 없는 저녁 또는 새벽시간대에 적절한 바람을 일으켜서 과수의 수분 효율을 증대시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 고안에 따른 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템이 설치된 예를 도시한 도면.
도 2는 본 고안의 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템의 전자적인 구성을 설명하기 위한 블록 구성도.
도 3은 본 고안에 따른 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에서 송풍팬의 높이, 송풍팬간의 거리, 송풍팬의 설치각도를 설명하기 위한 개념도.
도 4은 본 고안의 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에 사용되는 송풍팬의 측단면도.
도 5는 본 고안의 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에 사용되는 송풍팬의 정단면도.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안을 한정하지 않는 실시 예를 통해 본 고안을 보다 상세히 설명하며, 일부 도면에서 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.

도 1은 본 고안에 따른 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템이 설치된 예를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같아, 넓은 평원 또는 산지 등에서 자라는 과수(1)는 적절한 간격을 가지고 위치하게 된다. 그리고 과수(1)와 과수(1) 사이에는 지주(10)위에 설치되는 송풍팬(20)이 위치하게 된다. 이 송풍팬(20)은, 건식 송풍팬(20)으로서, 상층의 공기를 아래에 위치한 과수(1)쪽으로 향하게 하는 기능을 한다. 이에 따라, 냉해가 발생되는 역전 현상에 있어서, 지면보다 높은 온도의 상층 공기를 과수(1)로 송풍시킴으로써, 과수(1)가 서리등의 냉해 피해를 입는 것을 방지하게 된다.

이하에서는, 본 고안의 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상시스템의 전자적인 구성에 대하여 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 고안의 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템의 전자적인 구성을 설명하기 위한 블록 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 냉해 방지 및 수분 향상 시스템은, 송풍팬(20), 제 1 온도 센서(30), 제 2 온도 센서(40), 메모리(50), 타이머(60), 풍속 센서(70) 및 제어부(80)를 포함하여 구성될 수 있다.

송풍팬(20)은 지주(10)에서 제 2 높이(H:지주(10)의 높이)에 설치되어서, 대상이 되는 과수에 대하여 상층의 공기를 송풍하는 기능을 한다. 이러한 송풍팬(20)으로는, 송풍거리가 긴 건식 송풍기(gun-type fan)이 이용될 수 있다. 이러한 송풍팬(20)의 구체적은 구조와 송풍팬(20)간의 간격 등에 대해서는 후술하도록 한다.

제 1 온도 센서(30)는 과수의 잎사귀 부분 또는 과수의 꽃부분에 근처의 제 1 높이(h)에 설치되어서 제 1 온도 정보를 생성하는 기능을 한다. 즉, 제 1 온도 센서(30)를 통해 과수에 냉해가 발생될 수 있을지를 예상하게 된다.

제 2 온도 센서(40)는, 지주(10)에 설치되어서, 송풍팬(20)의 높이인 제 2 높이의 온도인 제 2 온도 정보를 생성하는 기능을 한다. 제 2 온도가 제 1 온도보다 높은 경우, 즉, 지면의 온도가 상층의 온도보다 낮은 경우를 역전현상이라하며, 통상 일교차가 심한 봄이나 가을에 발생하며, 이 때에는 기상이 매우 안전하기 때문에 공기의 이동 즉 바람이 거의 발생하지 않게 된다.

메모리(50)에는 수분 시기 정보가 저장될 수 있다. 수분시기란 과수의 꽃이 개화하여 수분이 이루어지는 시기로서, 복수아나 배와 같은 과수는 3월 중순부터 4월 중순이 될 것이다. 또한 메모리(50)에는 심사 전기 시간 정보가 더 저장되어서, 심야 전기 시간대에 동작이 이루어짐으로써 경제성을 높일 수 있게 된다.

또한, 타이머(60)는 현재의 시간과 날짜 정보를 체크하며 이들 정보를 제어부(80)로 전송하는 기능을 한다.

풍속 센서(70)는 지주(10)등에 설치되어서, 현재의 풍속 정보를 생성하고 이를 제어부(80)로 전달하는 기능을 한다.

제어부(80)는, 상기 제 1 온도 센서(30) 및 상기 제 2 온도 세서로부터의 제 1 온도 정보와 제 2 온도 정보를 이용하여 냉해 예방 정보를 생성하고, 상기 냉해 예방 정보에 기초한 제 1 동작 모드로 상기 송풍팬(20)을 동작시키는 기능하며, 또한, 메모리(50)에 저장되어 있는 상기 수분 시기 정보와 상기 제 1 온도 정보 및 상기 제 2 온도 정보를 이용하여 수분 향상 정보를 생성하고, 상기 수분향상 정보에 기초한 제 2 동작 모드로 상기 송풍팬(20)을 동작시키는 기능을 한다. 즉, 상기 제어부(80)는, 상기 제 1 높이와 상기 제 2 높이에서 역전 현상이 발생하는 경우, 상기 송풍팬(20)을 동작시켜서 상층의 고온의 공기를 아래쪽에 위치하는 과수로 송풍하여 냉해를 방지하고 또한 수분을 향상시키는 기능을 한다. 다시 말해, 상기 제어부(80)는, 상기 제 1 온도 정보는 냉해 온도보다 낮으며, 상기 제 2 온도 정보는 상기 제 1 온도 정보보다 높으면서, 상기 냉해 온도보다 높은 경우, 상기 제 1 동작 모드로 상기 송풍팬(20)을 동작시키는 기능을 한다. 즉, 과수 높이 온도에서 냉해가 예상되는 상황에서 지주(10) 높이의 온도가 냉해 온도보다 높은 경우, 지주(10) 높이의 공기가 과수를 향해 송풍되게 되어서, 냉해를 방지할 수 있게 된다. 또한, 역전 현상이 예상되는 경우, 안정적인 과수원 내에 적절한 와류를 형성하여 꽃가루가 과수원내에서 잘 퍼지게 하여 수분을 향상시키게 되고, 이에 따라 과일의 생산 효율이 높아지게 된다.

여기서, 제 1 동작 모드는 근처의 모든 송풍팬(20)이 동일한 방향으로 송풍시키는 모드이고, 제 2 동작 모드는, 제 1 송풍팬(20)의 송풍 방향과 인근 송풍팬(20)의 송풍방향이 상이한 모드일 수 있다. 이는 제 1 동작 모드는 고온의 상층 공기를 아래로 이동시키기 위함이고, 제 2 동작 모든, 과수원내에 적절한 난류가 형성하여 꽃가루의 수분을 향상시키기 위함이기 때문이다.

한편 제어부(80)는, 상기 시간 정보와 상기 심야 전기 시간 정보가 매칭되면 상기 송풍팬(20)을 동작시킴으로써 전기 이용 효율을 높일수 있게 된다.

또한 제어부(80)는, 상기 풍속 정보가 기준 값 이상인 경우, 충분한 바람이 불고 있기 때문에 송풍팬(20)을 동작시키는 것은 낭비로 판단하여 상기 송풍팬(20)의 동작을 정지시키는 기능을 한다.

이하에서는, 상술한 구성을 가진 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에서의 구체적인 설치 설계에 대하여 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.

도 3은 본 고안에 따른 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에서 송풍팬(20)의 높이, 송풍팬(20)간의 거리, 송풍팬(20)의 설치각도를 설명하기 위한 개념도이다. 본 고안의 일실시예에 따른 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에서는 상층의 고온의 공기를 저층으로 송풍시킴과 더불어서, 송풍팬(20) 아래에 위치하는 과수에 열린 꽃의 화분들이 용이하게 다른 꽃에 이동되어서 수분이 이루어지도록 하여야 한다.

이를 위해, 우선 과수의 높이는 1.0m~3.0m 로 이루어지게 된다. 이는 과수에서 열리는 과일 열매의 수확을 편리하게 하기 위함이다. 그리고, 지주(10)의 높이는 3.5m~6.0m 의 높이를 가지며 그 상단에 송풍팬(20)이 위치하게 된다. 지주(10)의 높이는 과수의 높이보다 높아야 하므로 3.5m 이상으로 결정되었으며, 그 높이가 너무 높으면 강풍이 부는 경우, 전도될 우려가 있고, 또한 통상 역전층이 발생하는 경우, 가장 온도가 높은 위치가 5~8m 임을 고려하여 6m로 상한을 결정하였다.

그리고, 다음의 [식 1]을 만족하는 경우, 송풍팬(20)에 의해 송풍되는 고온의 상층 공기가 과수의 잎에 전달되어서, 냉해를 방지하게 될 뿐 아니라, 송풍팬(20)에 의한 바람이 꽃에 대하여 훼손을 일으키지 않고, 자연스런 바람에 의해 꽃가루가 과수 주변에서 멀리 퍼지게 할 수 있게 된다.

[식 1]

0.5 L≤(H-h)arc tanθ≤ 1.5L

여기서, 3.5≤H≤6.0, 1.0≤h≤3.0, 20 ≤L≤ 30

여기서, 과수와 과수의 거리는 20~30m 로 설정하는 것이 바람직하다.

이와 같이 제 1 소정각도를 결정할수도 있지만, 설치 효용성을 높이기 위해 상기 제 1 소정각도는 0°~30°범위 내일 수도 있다.

이하에서는, 상술한 구성을 가진 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에 사용되는 송풍팬(20)을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

도 4은 본 고안의 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에 사용되는 송풍팬(20)의 측단면도이고, 도 5는 본 고안의 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에 사용되는 송풍팬(20)의 정단면도이다.

도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일실시예인 냉해 방지 및 수분 향상 시스템에 사용되는 송풍팬(20)은 전체적으로 원통형을 가지며, 제 1 단면(송풍측 단면)이 제 2 단면(모터(22)측 단면)보다 작은 형상을 가지는 건식 송풍팬(20)이다. 상기 송풍팬(20)은, 0.3~1.0m 의 전장 길이(l)를 갖는 하우징(21), 상기 하우징(21) 내에 설치되는 100w~3.75kw 출력의 송풍 모터(22)를 구비하여, 외부의 공기가 20~40m 이상 전달되도록 할 수 있게 구성된다. 여기서 송풍팬(20)의 내부 구조를 보면, 하우징(21)의 내측에는 나선형으로 돌출되는 돌출 블레이드(23)가 설치된다. 이 돌출 블레이드(23)에 의해 송풍 모터(22)에 의해 발생되는 바람은 회오리처럼 휘감아지는 바람이 되고, 이에 따라 송풍거리가 더욱더 길게 된다.

상술한 구성을 가진 본 고안의 일실시예에 따르면, 역전 현상이 예상되는 경우, 적절한 위치에 배치되는 송풍팬을 구동시켜 상층의 온도를 과수 잎이 있는 곳으로 보내서 냉해를 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 고안의 일실시예에 따르면, 역전현상이 일어나는 바람이 거의 없는 저녁 또는 새벽시간대에 적절한 바람을 일으켜서 과수의 수분 효율을 증대시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 설명된 냉해 방지 및 수분 향상 시스템은 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들의 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1 : 과수
10 : 지주
20 : 송풍팬
21 : 하우징
22 : 송풍 모터
23 : 돌출 블레이드

Claims (9)

1. 제 1 높이를 가진 과수의 냉해를 방지하고, 과수의 수분을 향상하기 위한 냉해 방지 및 수분 향상 시스템으로서,
   복수의 지주;
   상기 복수의 지주 중 각 지주에 제 2 높이에서 제 1 각도 또는 수평방향으로 설치되는 복수의 송풍팬;
   상기 제 1 높이에 설치되어서 제 1 온도 정보를 생성하는 제 1 온도센서;
   상기 제 2 높이에 설치되어서 제 2 온도 정보를 생성하는 제 2 온도센서;
   수분 시기 정보를 저장하는 메모리;
   날짜 정보 및 시간 정보를 생성하는 타이머; 및
   제 1 온도 정보와 제 2 온도 정보를 이용하여 냉해 예방 정보를 생성하고, 상기 냉해 예방 정보에 기초한 제 1 동작 모드로 상기 송풍팬을 동작시키는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 수분 시기 정보와 상기 제 1 온도 정보 및 상기 제 2 온도 정보를 이용하여 수분 향상 정보를 생성하고, 상기 수분향상 정보에 기초한 제 2 동작 모드로 상기 송풍팬을 동작시키는, 냉해 방지 및 수분 향상 시스템.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제 1 온도 정보는 냉해 온도보다 낮으며, 상기 제 2 온도 정보는 상기 제 1 온도 정보보다 높으면서 상기 냉해 온도보다 높은 경우, 상기 제 1 동작 모드로 상기 송풍팬을 동작시키는, 냉해 방지 및 수분 향상 시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제 2 온도 정보가 상기 제 1 온도 정보보다 높으며, 상기 수분 시기 정보에 매칭되는 경우, 상기 제 2 동작 모드로 상기 송풍팬을 동작시키는, 냉해 방지 및 수분 향상 시스템.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 메모리에는 심야 전기 시간 정보가 저장되며,
   상기 제어부는,
   상기 시간 정보와 상기 심야 전기 시간 정보가 매칭되면 상기 송풍팬을 동작시키는, 냉해 방지 및 수분 향상 시스템.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 지주간의 거리(L)와, 제 1 높이(h), 제 2 높이(H), 및 제 1 각도(θ)는 다음의 [식 1]을 만족하는, 냉해 방지 및 수분 향상 시스템.
   [식 1]
   0.5 L≤(H-h)arc tanθ≤ 1.5L
   여기서, 3.5≤H≤6.0, 1.0≤h≤2.0, 20 ≤L≤ 30.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 송풍팬은,
   0.3~1.0m 의 전장 길이를 갖는 하우징과,
   상기 하우징 내에 설치되는 100w~3.75kw 출력의 송풍 모터를 포함하는, 냉해 방지 및 수분 향상 시스템.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제 1 높이와 상기 제 2 높이에서 역전 현상이 발생하는 경우, 상기 송풍팬을 동작시키는, 냉해 방지 및 수분 향상 시스템.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   풍속 정보를 생성하는 풍속 센서를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 풍속 정보가 기준 값 이상인 경우, 상기 송풍팬의 동작을 정지시키는, 냉해 방지 및 수분 향상 시스템.
   

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