KR20110052917A - 자동분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물 재배에 있어서 농약, 영양제, 물 등을 자동으로 살포하는 자동분사장치에 관한 것으로서, 물 저장탱크 또는 원수로부터 물을 펌핑하는 펌프와, 이 펌프로부터 물을 공급받아 다수의 하우스동에 현가되어 있는 물공급관으로 선택적으로 공급하도록 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 물공급관으로 공급되는 액을 분사하여 각각의 하우스동 내로 분사하는 분사유닛을 포함하는 자동 분사장치에 있어서, 상기 분사유닛은 상기 물공급관에 연통 가능하게 일단이 연결접속된 유닛본체와, 상기 유닛본체의 유로를 탄력적으로 개폐하도록 상기 유닛본체의 측면에 설치된 체크밸브부와, 상기 체크밸브부에 의해 설정압력 이상의 수압이 인가될 경우에 물을 분사시키도록 상기 유닛본체의 타단측에 연통 가능하게 접속된 분사노즐로 이루어지고, 상기 분사유닛의 체크밸브부의 선택적인 개방을 통해 상기 분사노즐을 통한액 분사량이 균등하게 되도록, 상기 물공급관의 출입측으로부터 원거리측으로 갈수록 점진적으로, 상기 체크밸브부에 내설된 스프링의 탄성계수가 저감되도록 설정 구성된 것을 특징으로 하여, 식물 재배에 필요한 적정 수분량을 유지하도록 농약, 영양제, 물 등을 하우스동별로 선택적으로 균등하게 공급할 수 있는 식물재배용 자동분사장치를 제공한다.

Description

자동분사장치{AUTOMATIC INJECTION DEVICE}

본 발명은 식물 재배에 있어서 농약, 영양제, 물 등을 자동으로 살포하는 자동분사장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동분사장치는, 공중에서 압력을 물을 분사시키는 작용을 하는 것으로서, 분무형과 투과형으로 대별될 수 있다.

상기에서 분무형은 벤튜리관을 이용하여 물을 분무하여 수증기화하거나, 또는 수정발진자를 사용하는 초음파발생기를 이용하여 공기 중에 미립의 물입자를 강제로 방출시켜 습도를 높이는 방식이고, 투과형은 테프론관과 같은 미세한 기공을 갖는 관속에 탈이온수를 넣고, 일정한 온도를 유지시켜 물분자가 관의 미세한 기공을 투과하여 관 밖으로 나와 공기 중으로 증발되도록 함으로써 습도를 높이는 방식이다.

그러나, 이러한 종래의 분사장치 분무형은 하우스동의 습도관리와 같이 대량의 공기의 습도조절에는 유리하다는 장점이 있기는 하나, 물리적으로 방출되는 미 립의 물입자의 입경이 일정하지 않기 때문에 하우스동 내와 같이 닫힌 계(closed system)에서는 정밀한 수분 공급 조절이 곤란하며, 또한 물공급관이 길거나, 하우스동별로 별도의 제어장치를 포함한 제어부를 설치하여 수분을 제공하는 방식이기 때문에, 물공급관 전체 길이에 걸쳐서나 또는 대규모 하우스 단지내 하우스동별로 일정하게 수분공급상태를 유지시키기가 어렵다는 단점이 있었다.

따라서, 종래 상용적으로 제공되는 분사장치는 대량의 하우스동이나 긴 길이의 물공급관을 사용할 경우에는 그 공급량이 매우 부정확하다는 문제점을 내포하고 있었다.

또한, 이와 같이 종래에 설치된 대부분의 식물재배용 분사장치는 하우스동별로 직접 설치되어 수분공급의 중요한 필수 요소로서 시공되고 운영되어 왔으나, 높은 전기료나 고유가로 인하여 근래 사회적으로 친환경적이고 고성능, 고품질에 맞는 에너지 절약형 시스템에 대한 관심이 집중되면서 이러한 하우스동 각각에 직접 설치 방식은 기술적으로 어느 정도 만족시켜 오고 있으나, 대규모의 하우스동 별에서의 분사 설비에 있어서 유지비용의 상승과 막대한 운전비용의 소요 등을 고려할 때, 효율면에서 상당한 문제점을 가지고 있었다.

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대규모 하우스 단지에서의 하우스동 별로 각각 목표로 하는 적정 분사량에 맞게 용액을 하우스 내 부로 선택적으로 필요한 용액을 정확하고도 균등하게 선별 공급함으로써, 기존 하우스별 용액 공급에 필요한 부하를 생략하게 되어 운전비용이 획기적으로 저감되도록 한 분사장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

물 저장탱크나 물을 펌핑하는 펌프와, 이 펌프로부터 물을 공급받아 다수의 하우스동에 현가되어 있는 물공급관으로 선택적으로 공급하도록 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 물공급관으로 공급되는 액을 분사하여 각각의 하우스동 내로 분사하는 분사유닛을 포함하는 자동 분사장치에 있어서,

상기 분사유닛은 상기 물공급관에 연통 가능하게 일단이 연결접속된 유닛본체와, 상기 유닛본체의 유로를 탄력적으로 개폐하도록 상기 유닛본체의 측면에 설치된 체크밸브부와, 상기 체크밸브부에 의해 설정압력 이상의 수압이 인가될 경우에 물을 분사시키도록 상기 유닛본체의 타단측에 연통 가능하게 접속된 분사노즐로 이루어지고,

상기 분사유닛의 체크밸브부의 선택적인 개방을 통해 상기 분사노즐을 통한액 분사량이 균등하게 되도록, 상기 물공급관의 출입측으로부터 원거리측으로 갈수록 점진적으로, 상기 체크밸브부에 내설된 스프링의 탄성계수가 저감되도록 설정 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성에 따라,

이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동분사장치가 하나의 하우스동에 설비되는 상태를 예시한 구조도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동분사장치가 대규모 하우스동 단지에 물공급관을 매개로 분기하여 설비되는 상태를 예시한 구조도이며, 도 3은 도 1 및 도 2에서의 제어부 주변구성요소를 확대하여 도시한 구성도이고, 도 4는 도 1의 F 부분에 대한 확대 구조 단면도이며, 도 5는 도 1의 F 부분에서 체크밸브부 만을 예시한 정면도 및 측면 구조도이고, 도 6은 도 4에서 본체 부분과 체크밸브부 만을 예시한 단면 구조도이며, 도 7은 도 6의 단면 구조도를 통해 체크밸브부를 상세히 나타내기 위해 분해하여 도시한 분해조립 단면구조도이다.

먼저, 본 발명은 식물 재배에 있어서 농약, 영양제, 물 등을 자동으로 살포하는 자동분사장치의 일환으로서 안출되었다.

또, 상기 자동분자장치는 물 저장탱크(20)나 물을 펌핑하는 펌프(P1)와, 이 펌프(P1)로부터 물을 공급받아 다수의 하우스동(10)에 현가되어 있는 물공급관(P2)으로 선택적으로 공급하도록 제어하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)의 제어에 따라, 상기 물공급관(P2)으로 공급되는 액을 분사하여 각각의 하우스동(10) 내로 분사하는 분사유닛(100)을 포함하는 구성으로 되어 잇다.

또한, 상기 분사유닛(100)은 상기 물공급관(P2)에 연통 가능하게 일단이 연결접속된 유닛본체(110)와, 상기 유닛본체(110)의 유로(111)를 탄력적으로 개폐하도록 상기 유닛본체(110)의 측면에 설치된 체크밸브부(120)와, 상기 체크밸브부(120)에 의해 설정압력 이상의 수압이 인가될 경우에 물을 분사시키도록 상기 유닛본체(110)의 타단측에 연통 가능하게 접속된 분사노즐(130)로 이루어져 있다.

또, 상기 분사유닛(100)의 구성에 있어, 상기 분사유닛(100)의 체크밸브부(120)의 선택적인 개방을 통해 상기 분사노즐(130)을 통한액 분사량이 균등하게 되도록, 상기 물공급관(P2)의 출입측으로부터 원거리측으로 갈수록 점진적으로, 상기 체크밸브부(120)에 내설된 스프링의 탄성계수가 저감되도록 설정 구성되어 있다.

또한, 상기 체크밸브부(120)에 내설된 스프링의 탄성계수는, 상기 물공급관(P2)의 출입측으로부터 1-50% 의 근거리(도 1의 A 부분)에 달하는 위치에 있는 체크밸브부(120) 군과, 상기 출입측으로부터 51~80%의 중거리(도 2의 B 부분)에 달하는 위치에 있는 체크밸브부(120) 군과, 상기 출입측으로부터 81~95%의 원거리(도 1의 C 부분)에 달하는 위치에 있는 체크밸브부(120) 군에 대하여, 각각 다른 설정치를 구비하도록 설정되되, 원거리측에 있는 분사유닛(100)군의 체크밸브부(120) 군 내 스프링의 탄성계수가 더 낮아지도록 설정됨이 바람직하다. 일예로, 상기 탄성 계수는 상기 수압이 근거리에서는 4 kg/cm2, 중거리에서는 3 kg/cm2, 원거리에서는 2 kg/cm2 일 때 분사유닛(100)의 분사개시가 가능하도록 단계별로 설정되어 있다.

또한, 상기 분사유닛(100)은 잠금식 결합으로 구성되어 있고, 마지단 원위단의 분사유닛(100)은 체크밸브부(120) 없이 시공하도록 구성됨이 바람직하다. 다시 말해서, 상기 출입측으로부터 96~99%의 최원거리(도 1의 D 부분)에 위치에 있는 분사유닛(100)에는 체크밸브부(120)가 없는 분사유닛을 사용하는 것이 압력 분산효과에 유리하다.

또, 상기 각각의 하우스동(10)의 물공급관(P2)의 끝단에는 에어를 선행하여 배출하는 내부에 수압이 4 kg/cm2 일 때 개방되도록 설정된 탄성계수를 갖는 스프링을 내장한 릴리프밸브(60)가 각각 연결되어 있다. 이는 처음에는 에어 배출을 통해 액체가 물공급관(P2)의 끝단까지 빠른 시간에 도달할 수 있도록 함으로써, 상기 물공급 시 물공급관(P2)에 전체적으로 고른 수압이 걸리도록 하여, 균등 분사가 이루어질 수 있도록 조력하기 위함이다.

또한, 상기 릴리프밸브(60)는 2차 에어로 잔류 농약을 분무하고 남은 후의 잔량 배출 시에 유용한 기술적 구성요소이다.

또한, 상기 분사유닛(100)이 배치된 각각의 하우스동(10)은 하나의 제어부(30)와 펌프(P1)로서 물이 공급됨에 있어, 상기 제어부(30)와 펌프(P1)로부터 원거리측에 있는 하우스동(10)과 근거리측에 있는 하우스동(10)으로 공급되는 수압이 일정하게 공급되도록, 상기 제어부(30)와 펌프(P1)로부터 원거리측에 있는 물공급관(P2)측의 릴리프밸브 내의 스프링 탄성계수가 더 낮아지도록 설정 구성되어 있다.

또, 상기 제어부(30)는 상기 각각의 하우스동(10)으로 선택적인 물공급을 수 행하도록 제어밸브가 일체로 탑재되도록 구성됨이 바람직하다. 또한, 상기 분사노즐(130)은 4구 노즐을 채용함이 바람직하다.

또한, 상기 선택된 하우스동(10)을 설정된 시간동안 액을 분사한뒤 에어콤프레셔(50)로 관(P2)내에 잔류 액을 배출하도록 구성되어 있다.

상술한 제어부(30)는, 제어장치의 일환으로서, 하나의 하우스동(10)의 내부 소정위치에 설치되어 분무유닛의 작동을 설정된 시간 범위 내에서 자동으로 제어하는 제어회로를 포함한다.

또한, 상기 물저장탱크(20)는 상기 하우스동(10) 내외로 분리가능하게 장착됨은 물론이다.

또, 상기 분사노즐(130)이 4구로 구성되어 분사시간이 짧은 장점이 있다. 일예로, 100m 기준으로 2분 30초에 약 100리터를 분사 공급시킬 수 있다.

또한, 하우스동(10)별 선택적인 부분동 분사가 가능하여, 또 분사시간의 조절, 100메시 입자 0.15mm 의 통과 여과기(40), 0.61mm 지름을 갖는 노즐 개구부를 채용함으로써, 막힘을 최소화하였으며, 수분사에 기인한 온도제어기능으로 고온시 물을 자동분사하여 하우스 내 온도를 낮춤으로써, 고사방지기능을 수행하며, 압력감지 기능을 추가하여 탱그 용액 부족시 자동멈춤기능을 추가로 포함하고 있다.

또, 구간(길이)별 압력제어 기능으로 인해 시작점과 끝점까지의 분사시간이 5~10초로 최소화하는 효과도 내포할 수 있게 되는 것이다.

한편, 미설명 부호(121)의 상기 체크밸브부(120)의 다이아프램이고, 부호(122)는 스프링이며, 부호(123)은 상기 스프링(122)의 탄성력을 인가하도록 조력 하는 가이드, 또한 부호(124)는 연결캡으로서, 상기 본체(110)의 측방에 돌출형성된 고정돌부(113)에 끼워맞춤결합되는 연결캡이다. 또한, 미설명 부호(101)는 상기 분사유닛(100)의 본체(110)를 상기 물공급관(P2)의 구멍에 연통 가능하게 삽입 고정하기 위한 고정구로서의 커넥터이다.

이에 의해, 본 발명은, 설치 장소의 제약을 받지 않으면서 물의 수거가 매우 용이한 효과가 있고, 항상 신선한 물을 포함한 농약, 영양제 등을 하우스동(10)별로 선택적이고도 균등하게 공급하여 생장이 촉진되도록 하며, 분사시간을 자동으로 조절할 수 있는 타이머 회로를 상기 제어부(30)에 내장함으로써 식물 재배 시에 필요한 적정 수분량을 자동으로 유지할 수 있으며, 또한 대규모의 하우스동(10)이 포함된 식물재배단지 내에서 하나의 제어부(30)로서 전체 하우스동(10)의 농약, 영양제 및 물을 선택적으로 공급 제어 관리 기능을 수행할 수 있도록 하여, 사용편의성이 대폭 증대된 장점이 있다.

또한, 본 발명은 하우스동(10)별 물공급관(P2)의 위치별로 다른 탄성계수를 갖는 체크밸브부(120)를 갖는 분사유닛(100)을 설비하여, 물공급 상에서의 물공급관(P2)의 길이가 긴 관(P2)를 채용하더라도, 전체 길이에 걸쳐 자동적으로 균등하게 분사유닛(100)을 통해 살수가 가능케 되는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

또한, 본 발명은, 공급 수분치에 있어, 목표 수분값과 비교하여 부족한 살수량을 연산하는 단계를 포함하여, 종래의 수작업을 통하여 이루어지던 살수작업을 자동화함으로써, 인력 및 비용의 절감효과를 가져올 뿐만 아니라, 살수작업이 신뢰 성 있게 이루어지도록 하여 다수의 하우스동(10) 전체에 걸쳐 균일하게 물을 분사하기 위하여, 다수의 분사노즐(130)이 일정한 간격으로 배치된 물공급관(P2)에서의 물공급 작동을 자동으로 의사제어할 수 있게 됨으로써, 식물의 습윤 작업에 적용되어 경제적이고 우수한 품질의 식물을 재배할 수 있도록 조력하는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동분사장치 및 제어방법은, 하우스동(10) 내에 정확한 필요 수분량 파악 및 공급을 위한 컨트롤 밸브가 탑재된 제어부(30)와, 파악된 요구 물 공급량을 정확히 하우스 내에 살수하기 위한 하우스동(10) 내에 설치된 분사유닛(100)과, 상기 물공급관(P2) 내의 에어를 배출하기 위한 압축공기 발생부를 포함하는 하우스내의 직접분무식 자동분사장치를 포함하여, 하우스내에 적정한 습도 및 온도를 파악하는 단계와, 상기 하우스내에서 파악된 습도 및 온도가 규정 습도 이하일 경우에는 물을 살수하는 분사유닛(100)에 의하여 하우스동(10) 내에 물을 분사시키는 단계와, 물이 분사됨과 동시에 하우스내의 증발잠열을 흡수함으로써 해당 하우스동(10) 내의 온도를 저하시키는 단계와, 상기 하우스동(10) 내의 습도가 적정하게 되면 물의 분사가 정지되는 단계를 포함하는 살수제어방법으로 이루어지고, 정밀 온습도 제어를 요구하는 대형 하우스 운영 조건에서 물을 하우스동(10) 내로 직접 분무함으로서 공기의 냉각과 수분제공 효과를 동시에 만족시키는 것으로, 분사노즐(130)에 의해 미립화된 수입자가 공기와 직접 접촉함으로 서로간의 열전달과 물질전달 작용에 의하여 공기의 냉각과 수분제공 기능을 목표하는 하우스동(10) 내의 상태량에 효과적이고 정밀한 제어를 할 수 있게 한 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동분사장치가 하나의 하우스동에 설비되는 상태를 예시한 구조도,

도 2는 본 발명에 따른 자동분사장치가 대규모 하우스동 단지에 물공급관을 매개로 분기하여 설비되는 상태를 예시한 구조도,

도 3은 도 1 및 도 2에서의 제어부 주변구성요소를 확대하여 도시한 구성도,

도 4는 도 1의 F 부분에 대한 확대 구조 단면도,

도 5는 도 1의 F 부분에서 체크밸브부 만을 예시한 정면도 및 측면 구조도,

도 6은 도 4에서 본체 부분과 체크밸브부 만을 예시한 단면 구조도, 및

도 7은 도 6의 단면 구조도를 통해 체크밸브부를 상세히 나타내기 위해 분해하여 도시한 분해조립 단면구조도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하우스동 20 : 물저장탱크

30 : 제어부 40 : 여과부

50 : 에어 컴프레셔 60 : 릴리프밸브

100 : 분사유닛

110 : 본체 120 : 체크밸브부

130 : 분사노즐

Claims (6)

1. 물 저장탱크나 물을 펌핑하는 펌프와, 이 펌프로부터 물을 공급받아 다수의 하우스동에 현가되어 있는 물공급관으로 선택적으로 공급하도록 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 물공급관으로 공급되는 액을 분사하여 각각의 하우스동 내로 분사하는 분사유닛을 포함하는 자동 분사장치에 있어서,

   상기 분사유닛은 상기 물공급관에 연통 가능하게 일단이 연결접속된 유닛본체와, 상기 유닛본체의 유로를 탄력적으로 개폐하도록 상기 유닛본체의 측면에 설치된 체크밸브부와, 상기 체크밸브부에 의해 설정압력 이상의 수압이 인가될 경우에 물을 분사시키도록 상기 유닛본체의 타단측에 연통 가능하게 접속된 분사노즐로 이루어지고,

   상기 분사유닛의 체크밸브부의 선택적인 개방을 통해 상기 분사노즐을 통한 액 분사량이 균등하게 되도록, 상기 물공급관의 출입측으로부터 원거리측으로 갈수록 점진적으로, 상기 체크밸브부에 내설된 스프링의 탄성계수가 저감되도록 설정 구성된 것을 특징으로 하는 자동분사장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 체크밸브부에 내설된 스프링의 탄성계수는, 상기 물공급파이프의 출입측으로부터 1-50% 의 근거리에 달하는 위치에 있는 체크밸브부 군과, 상기 출입측으로부터 51~80%의 중거리에 달하는 위치에 있는 체크밸브부 군과, 상기 출입측으로부터 81~95%의 원거리에 달하는 위치에 있는 체크밸브부 군에 대하여, 각각 다른 설정치를 구비하도록 설정되되, 원거리측에 있는 분사유닛군의 체크밸브부 군 내 스프링의 탄성계수가 더 낮아지도록 설정된 것을 특징으로 하는 자동분사장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 각각의 하우스동의 물공급파이프의 끝단에는 에어를 선행하여 배출하는 릴리프밸브가 각각 연결되어,

   상기 분사유닛이 배치된 각각의 하우스동은 하나의 제어부와 펌프로서 물이 공급됨에 있어, 상기 제어부와 펌프로부터 원거리측에 있는 하우스동과 근거리측에 있는 하우스동으로 공급되는 수압이 일정하게 공급되도록, 상기 제어부와 펌프로부 터 원거리측에 있는 물공급파이프측의 릴리프밸브 내의 스프링 탄성계수가 더 낮아지도록 설정된 것을 특징으로 하는 자동 분사 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 각각의 하우스동으로 선택적인 물공급을 수행하도록 제어밸브가 일체로 탑재된 것을 특징으로 하는 자동분무장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 분사노즐은 4구 노즐인 것을 특징으로 하는 자동분무장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 선택된 하우스동을 설정된 시간동안 액을 분사한뒤 에어콤프레셔로 파이프내에 잔류 액을 배출하도록 된 것을 특징으로 하는 자동분무장치.

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