KR20120080918A - 고압수를 이용한 수압식 연근 수확기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압수를 이용한 수압식 연근 수확기에 관한 것으로, 더 상세하게는 연근재배지에 단부에 분사구가 형성된 장형 노즐관을 삽설하고, 상기 고압수를 노즐관의 분사구를 통해 분사하여 연근재배지의 토양층을 파쇄해 토양경도를 낮춤으로써 연근재배지로부터의 연근 적출이 용이하게 이루어지도록 하는 연근수확기에 관한 것이다.
상기 고압수를 이용한 수압식 연근 수확기는, 수분함량이 높은 재배지에서 연근을 수확하는 수확기에 있어서, 수원으로부터 물을 펌핑하여 공급하는 수중펌프와; 상기 수중펌프에서 공급되는 물을 임시저장하는 저장조와, 상기 저장된 물을 고압으로 토출하는 고압펌프로 구성되는 고압수발생장치와; 상기 고압수발생장치의 토출구에 결합되어 고압수를 이송시키는 이송관과; 상기 이송관에 연결되어 유로를 개폐하는 레버가 장착된 단속장치와; 상기 단속장치에 결합되고 연근재배지의 토양속으로 삽입되고, 단속장치를 통해 공급받은 고압수를 분사하는 파쇄부;를 포함하여 구성된다

Description

고압수를 이용한 수압식 연근 수확기{Lotus Root Harvester using High Pressure Water}

본 발명은 고압수를 이용한 수압식 연근 수확기에 관한 것으로, 더 상세하게는 연근재배지에 단부에 분사구가 형성된 장형 노즐관을 삽설하고, 상기 고압수를 노즐관의 분사구를 통해 분사하여 연근재배지의 토양층을 파쇄해 토양경도를 낮춤으로써 연근재배지로부터의 연근 적출이 용이하게 이루어지도록 하는 연근수확기에 관한 것이다.

연은 수련과에 속하는 수생의 여러해살이 초본식물로 땅속 줄기선단에 근경 즉, 연근을 형성한다. 연근은 끝눈, 곁눈, 잎눈을 함께 가지고 있으며, 심은 후 끝눈이 신장하여 차례로 마디를 증가시킨다. 각 마디는 뿌리내림과 동시에 잎을 발생시켜 잎은 뜰잎과 선잎으로 나눈다.

연근의 성분으로는 탄수화물이며 식물성섬유가 풍부하게 들어있어 영양학적으로 우수한 식품일 뿐만 아니라 연근의 식물성 섬유는 장벽을 적당히 자극하여 장내의 활동을 활발히 해주며 체내의 콜레스테롤 수치를 떨어뜨리는 작용을 한다. 또한, 결핵, 심장병, 고혈압, 설사, 감기, 강장, 숙취 등에 약효가 있는 등 그 유효성분이 알려짐에 따라 점차적으로 소비규모와 재배면적이 점진적으로 증가하는 추세이다.

상기 연의 재배는 논을 담수하지 않고 저습 상태로 유지하면서 9월부터 다음해 4월까지 수시로 수확한다. 재배되는 연근은 뻘속 깊이 사방으로 뻗어 있어 수확을 위한 기계화가 곤란하며, 수확하는데 노동력이 많이 소요되고 있다.

현재 연 수확은 대부분 수작업으로 이루어지고 있으며, 전용괭이 또는 굴삭기 등의 농기계를 이용하여 표면 흙을 걷어내고 연근이 보이면 상처가 나지 않도록 인력으로 뽑아 올려 수취가 이루어진다. 특히 연근이 재배되는 깊이는 재배지의 표피층보다 굳는 경도가 더 크기 때문에 이로부터 연근을 적출하기 위해서는 큰 인력이 필요하며, 힘으로 적출하면 간혹 연근이 부러져 상품가치가 떨어지는 문제점이 야기된다.

따라서, 보다 용이하게 연근을 적출함으로써 노동력을 절감시킬 수 있고 상품파손율을 낮출수 있는 장치에 대한 개발이 필요한 실정이다.

이에 본 발명에 따른 고압수를 이용한 수압식 연근 수확기는,

경도가 높은 연근재배토양에 고압수를 분사하여 토양 경도를 낮춰 연근수확이 용이하게 이루어지도록 한 장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 고압수를 이용한 수압식 연근 수확기는,

수분함량이 높은 재배지에서 연근을 수확하는 수확기에 있어서, 수원으로부터 물을 펌핑하여 공급하는 수중펌프와; 상기 수중펌프에서 공급되는 물을 임시저장하는 저장조와, 상기 저장된 물을 고압으로 토출하는 고압펌프로 구성되는 고압수발생장치와; 상기 고압수발생장치의 토출구에 결합되어 고압수를 이송시키는 이송관과; 상기 이송관에 연결되어 유로를 개폐하는 레버가 장착된 단속장치와; 상기 단속장치에 결합되고 연근재배지의 토양속으로 삽입되고, 단속장치를 통해 공급받은 고압수를 분사하는 파쇄부;를 포함하여 구성된다.

상기 파쇄부는 길이가 긴 관체로 일측단부는 단속장치에 결합되고, 타측의 측면에는 분사구가 형성된 노즐관과; 상기 노즐관의 하단에 결합되는 원추형의 파쇄침;으로 구성되며, 상기 분사구는 직경을 1~1.5mm 로 형성하고, 노즐관 외주면을 따라 하나 또는 다수개로 형성된다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이 본 발명의 고압수를 이용한 수압식 연근 수확기는,

연근재배토양에 고압수를 분사해 토양을 파쇄하여 토양경도를 낮춤으로써 연근 적출이 용이하여 연근수확시간을 단축시켜 생산비용을 절감함은 물론 연근파손율을 낮춰 상품성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수압식 연근수확기의 전체 구성도.
도 2는 도 1의 A부분 확대도.
도 3은 토양파쇄 이전의 깊이별 토양경도값을 나타낸 그래프.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 고압공기를 이용한 수압식 연근수확기를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수압식 연근수확기의 전체 구성도이고, 도 2는 도 1의 A부분 확대도이다.

도시된 바와같이 본 발명의 수압식 연근수확기(10)는 수중펌프(20)와 고압수발생장치(30)를 구비한다. 상기 수중펌프(20)는 수원으로부터 물을 펌핑하여 고압수발생장치로 공급하는 장치이며, 상기 고압수발생장치(30)는 공급받은 물을 고압으로 토출시키는 장치이다.

여기서 상기 수중펌프(20)는 일반적인 펌프를 포함하며, 고압수발생장치의 물 공급수단으로는 상기 펌프이외에 상수관에 연결하여 상수를 공급받아 사용할 수도 있다.

상기 고압수발생장치(30)는 내부에 상기 수중펌프로부터 공급받는 물을 임시저장하는 저장조(31)와 모터에 의해 고압회전하는 고압펌프(32)와, 상기 고압펌프에 의해 발생된 고압수를 배출하는 토출구가 형성된다. 이러한 구조에서 고압펌프와 저장조는 흡입관으로 연결되어 있으며, 모터의 동력으로 고압펌프가 고속회전하면 고압펌프내에 진공압이 형성되어 저장조에 임시저장된 물이 흡입관을 통해 흡입되어 고압수로 토출된다. 여기서 상기 고압수발생장치에는 고압수를 저장하는 고압수저장조가 더 형성될 수 있으며, 상기 고압수를 형성하기 위한 수단으로 고압펌프 이외에 피스톤에 의해 고압수를 형성할 수 있다.

상기 고압수는 고압수발생장치의 토출구를 통해 배출되고, 배출된 고압수는 상기 토출구에 연통연결된 이송관(40)을 따라 이송된다.

상기 이송관(40)은 단속장치(50)와 연결되어 고압수발생장치에서 토출된 고압수를 단속장치로 공급한다. 상기 단속장치(50)는 내부에 유로가 형성되어 상기 유로 일단에 이송관이 연결되는 것이다. 또한, 상기 단속장치의 유로 상에는 단속수단이 더 설치되어 외부에 형성된 레버(51)에 의해 유로개폐가 이루어져 고압수를 이동을 단속하도록 한다. 상기 단속수단이 대표적 예로는 레버에 의해 작동되도록 하는 솔레노이드밸브 또는 체크밸브가 있으며 이외에 다양한 공지기술이 적용될 수 있다.

상기 단속장치(50)에는 고압수가 토출되는 유로단부측에 파쇄부(60)가 결합된다. 상기 파쇄부는 긴 관체로 측면에 분사구(611)가 형성된 노즐관(61)과, 상기 노즐관의 단부에 결합되는 파쇄침(62)으로 구성된다.

상기 노즐관(61)은 최소한 연근재배지 내의 연근재배 깊이인 30 cm 이상으로 형성하여 재배지 표피보다 경도가 큰 재배지 내부의 토양층에 분사구(611)가 위치하도록 하여 고압수분사에 의한 토양파쇄가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 바람직하게는 노즐관(61)의 길이로는 40~70cm로 형성하고, 직경을 2cm 내외로 설정하여 연근이 재배되는 깊이까지 충분히 삽입되고 고압수 압력저하를 최소화할 수 있는 길이와 직경으로 형성하는 것이다.

또한 상기 노즐관(61)은 지배지로 삽입되는 단부와 근접한 측면에 하나 또는 다수의 분사구(611)가 형성된다. 상기 분사구는 노즐관의 외주면을 따라 등간격으로 설치되어 내부 고압수가 사방으로 균등하게 분사되도록 할 수 있다. 이러한 분사구의 크기로는 1~1.5mm의 직경으로 형성하여 고압수의 최종 분사압력이 저하되는 것을 방지하는 것이다. 상기 분사구의 크기가 1mm 보다 작을 경우 고압수는 좁은 면적에 대해 고압 분사됨으로 토양파쇄면적이 좁아 용이한 연근 적출효과를 얻기 힘들며, 상기 1.5mm 보다 클 경우에는 고압수의 분사압력이 급격히 낮아짐으로 충분한 토양파쇄를 위해서는 더 큰 동력을 필요로 함으로 상기 범위내로 형성하는 것이 바람직하다.

아울러 상기 파쇄침(62)은 재배지 내부로 삽입이 용이하도록 첨두형태인 원뿔형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

실시예 - 수압식 연근수확기의 토양 파쇄성능 분석

본 발명의 노즐관에 형성된 분사구 크기가 토양 파쇄에 미치는 성능을 분석하기 위해 동일한 연근재배 논토양(2008년 10월 26일 연이 재배 되고 있는 강원도 화천군 하남면 서오지리의 다소 건조된 논)에서 가로세로 각각 1m로 구획한 샘플지역을 4개 선정하여 Plot1 내지 Plot4로 하였다.

또한, 본 발명의 수압식 연근수확기의 노즐관은 분사구 형성수가 2개인것을 소형, 3개를 중형, 4개를 대형으로 하여 3종류의 분사구를 갖는 노즐관을 구비하였다.

상기 3종류의 노즐관을 각각 선정된 Plot2 내지 Plot4에 삽입시켜 토양파쇄가 이루어지도록하였다. 이 때 각 Plot에는 중앙과 4모서리등 5개 부분에 대해 20cm로 노즐관을 삽입하여 동일한 압력으로 고압수를 10초 동안 분사하였다.

상기 Plot1에서 토양파쇄 이전의 깊이별 토양경도값을 측정해 깊이에 따른 토양경도값의 변화를 도 3에 나타내었다.

또한, Plot2는 소형, Plot3은 중형, Plot4는 대형 분사구가 각각 형성된 노즐관을 이용하여 고압수 분사로 토양파쇄를 실시해 주요 파쇄구역인 10~18cm까지의 토양경도값을 표1에 나타내었다. 여기서 상기 토양경도값은 경도계(STS-100KG-C2, Eijkelkamp, Netherlands)를 이용하여 측정하였고, 분사가 이루어진 주변에 2 곳씩 총 10회 측정해 그 평균값으로 하였다.

도 3을 참조한 바와같이 Plot1의 파쇄 전에는 토양깊이 10cm 이상의 깊이에서 토양경도가 증가됨을 알 수 있다.

표 1에 나타낸 것과 같이 수압식 연근수확기를 이용한 토양 파쇄 정도는 토양깊이 약 10 cm 구역에서 3개 분사구 형태 모두 파쇄 전 토양보다 약 40% 정도 토양경도를 감소시킨 것으로 나타났다. 대체로 토양깊이 14 cm까지는 소형 분사구로 분사한 Plot2가 토양분쇄 효과가 큰 것으로 나타났고, 14~18 cm까지는 중형 분사구로 분사한 Plot3가 토양파쇄에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 또한 토양경도가 가장 큰 토양깊이 17 cm 구역에서는 3개의 분사구로 분사한 Plot3에서 가장 우수한 토양 파쇄 효과가 나타남을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 크기를 갖는 분사구는 4개가 형성되는 것보다는 2개 또는 3개만 형성하여 분사가 이루어지는 것이 토양파쇄에 더 큰 효과가 나타남을 알 수 있다.

10 : 연근수확기
20 : 수중펌프
30 : 고압수발생장치
31 : 저장조 32 : 고압펌프
40 : 이송관
50 : 단속장치 51 : 레버
60 : 파쇄부
61 : 노즐관 62 : 파쇄침
611 : 분사구

Claims (3)

1. 수분함량이 높은 재배지에서 연근을 수확하는 수확기에 있어서,
   수원으로부터 물을 펌핑하여 공급하는 수중펌프(20)와;
   상기 수중펌프에서 공급되는 물을 임시저장하는 저장조(31)와, 상기 저장된 물을 고압으로 토출하는 고압펌프(32)로 구성되는 고압수발생장치(30)와;
   상기 고압수발생장치의 토출구에 결합되어 고압수를 이송시키는 이송관(40)과;
   상기 이송관에 연결되어 유로를 개폐하는 레버(51)가 장착된 단속장치(50)와;
   상기 단속장치에 결합되고 연근재배지의 토양속으로 삽입되고, 단속장치를 통해 공급받은 고압수를 분사하는 파쇄부(60);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수압식 연근수확기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 파쇄부(60)는
   길이가 긴 관체로 일측단부는 단속장치에 결합되고, 타측의 측면에는 분사구(611)가 형성된 노즐관(61)과; 상기 노즐관의 하단에 결합되는 원추형의 파쇄침(62);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수압식 연근 수확기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 분사구(611)는 직경을 1~1.5mm 로 형성하고, 노즐관 외주면을 따라 하나 또는 다수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압식 연근수확기.

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