KR20190132794A

KR20190132794A - 원거리 자동 분무기

Info

Publication number: KR20190132794A
Application number: KR1020180057744A
Authority: KR
Inventors: 김장환
Original assignee: 김장환
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2019-11-29

Abstract

본 발명은 농작물에 농약, 비료, 제초제를 물에 혼합하여 아두이노CNC컴퓨터로 직경100m이상 자동분사하고, DC고전압 대전링과 전자빔 가속기로 분무입자를 (-)로 대전시켜 왁스질로 코팅된 (+)벼잎에 부착력을 증진시키며, 분무입자 직경 0.1~0.44mm내외로 분사할 수 있고, 40~50m는 직립형 벼잎상공 약50cm에 수평분사 하면 부착력이 증진되며, 논속에 들어가지 않고, 농로나 논두렁에서 농약중독 없이 쉽고, 빠르며, 밥맛 좋은 고품질쌀 생산과 최대수확량을 달성할 수 있는 세계 최초의 원거리 자동 분무기이다.

Description

원거리 자동 분무기 { LONG DISTANCE AUTOMATIC SPRAYER }

본 발명은 논속에 들어가지 않고, 농로나 논두렁에서 열악한 작업환경 개선을 통하여 쉽고 빠르게 농약중독 없이 직경100m 원거리를 아두이노 CNC컴퓨터로 자동분사할 수 있고, DC고전압 (+)대전링(120)과 전자빔 가속기(127)로 분무입자를 (-)로 대전시켜 왁스질로 코팅된 (+)벼잎에 부착력을 증진시키고, 분무입자 직경 0.1~0.44mm내외로 분사할 수 있으며, 40~50m는 직립형 벼잎상공 50cm정도에 수평분사하면 부착력 증진과 농약손실이 방지되고, 밥맛 좋은 고품질쌀 생산과 최대수확량을 달성할 수 있는 원거리 자동 분무기에 관한 것이다.

종래의 관행 동력분무기는 고온의 열악한 작업환경에서 길이 200m이고, 무게 83kg의 무거운 호스를 끌고, 분무노즐을 작업자가 휴대한 상태로 농약흡입과 동시에 수렁논 벼포기사이를 이동하면서 살포하였는데, 이를 위해 강한 체력이 요구됨은 물론 고령화되어 있는 농촌의 현실에 비추어 보면 재래식 농약살포작업은 고온에서 매우 혹독한 중노동이고, 농약흡입에 의한 치명적인 농약중독 때문에 방제기 현대화가 촉구되고 있다.

비행고도 3~4m에서 무인헬기 하강풍 풍속은 13m/s로 농약입자를 논바닥에 강제추락 시키고, 논바닥에서 반사되는 13m/s의 반사풍과 함께 농약입자가 공중으로 소멸된다.

분무입자 표면의 계면활성제 피막두께는 1.1~4.1nm이고, 벼잎표면의 왁스층 두께는 110~150nm이다. 물의 표면장력은 30℃ 일 때 71.18dyne/cm이고, 계면활성제의 표면장력은 26℃일 때 종류에 따라 24~38dyne/cm 이다.

벼잎은 표면에 꺼끌꺼끌한 가시털(prickle trichomes)이 많고, 햇빛을 많이 받기 위해 깔때기(Y자) 모양으로 퍼져서 겹쳐지므로 직경1~2mm입자도 부착된다. 직경1~2mm의 큰입자는 Y자로 겹쳐진 상부벼잎에 부딪친후 파쇄되고 감속되어 하부잎에 부착된다. 벼잎의 표피세포에서 지방산이 분비된후 왁스로 변하며, 강한 햇빛과 바람에 노출되고, 고온건조와 영양부족등 극심한 환경일때 왁스층은 두꺼워진다.(벼잎은 왁스층 때문에 하루종일 비를 맞아도 젖지 않는다.)

침투성 농약은 왁스층 유동성 증가후 침투되고, 기공과 수공에 의해서 침투되며, 엑토데스마타 미세통로로 침투된다. 침투성 농약은 농약액이 묻지 않는 부분도 물관과 체관으로 이동하여 약효를 발생한다.(쌀의 잔류농약)

물분사 기술은 호주 Southern cross와 이스라엘 Naan (아인슈타인, 1922년 50m실시예)이 있다.(1994년 한국 농촌진흥청 50m농약분사 시험자료) 농약성분중 계면활성제가 84%이상이고, 계면활성제에 의해 물표면장력 약71dyne/cm를 약27dyne/cm로 감소시켜 왁스코팅 벼잎에 부착을 쉽게하며, 계면활성제가 증발되면 물방울 입자가 밀가루보다 작아도 소멸될때까지 구형태를 유지하므로 부착이 안된다. (물1리터에 농약1mL사용하면 계면활성제는 0.84mL포함)

계면활성제의 양이 작을수록 벼에 약해가 작고, 쌀의 침투농약 잔류독성이 감소한다. (계면활성제는 살균제,살충제,제초제 작용과 접착제 작용을 겸용하는 독성 농약이다.)

벼잎 왁스층 두께는 110~150nm정도이고, 계면활성제의 친유기는 물분자와 약556m/s 속도로 1초에 수백만번 충돌반사하므로 물방울 표면에 계면활성제 표면막이 형성되는 시간은 0.3초정도이며, 분사거리 60~65m에서 계면활성제가 먼저 증발 되므로 현대과학으로는 50m이상 농약분사 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명은 고온 다습한 여름철 무거운 호스이동과 농약흡입으로 생지옥처럼 열악한 재래식 방제의 노동환경개선에 의하여 치명적 농약중독을 방지하고, 밥맛 좋은 고품질쌀 생산과 최대수확량을 달성하기 위하여 발명된 것이다.

분무기로서 최선은 분무 입자 직경이 0.1~0.44mm정도가 되도록 최첨단 기술이 필요하며, 핵심 노하우는 아두이노 CNC 컴퓨터로 자동살포되고, 분무입자를 (-)로 대전시켜 부착력을 증진시키며, 40~50m는 직립형 벼잎상공 50cm에 수평분사하고, 수압을 16kgf/cm² 내외로 하면 분무입자의 부착을 증가할 수 있다.

현재 사용되는 농약은 3,000 여종이며, 농약의 분자량은 77.6~591.75 정도이고, 폐흡수가능한 확인된 분자량(Pb₂ O₃)은 462.38 이하이며, 입자 크기는 직경 0.01mm이하이고, 피부흡수 확인된 분자량(C₂₈H₃₆O₃)은 420.6 이하이다.

폐흡수 가능한 입자직경은 0.01mm이하이고, 성인의 피부흡수 표면적은 1.6m² 이며, 분자량 1,000이하일 경우 직접 피부에서 흡수되고, 피부로 0.06% 호흡한다.

현재 살포되는 모든 농약은 코와 폐에 의해 인체내로 흡수된다.

농약은 인체의 폐나 피부로 분압, 확산, 삼투압, PH, 이온화, 온도, 수분, 조직세포, 모세혈관 등에 의해 흡수되는데 중금속이나 지용성물질은 인체의 신장에서 배설이 안되고, 합병증과 수명단축을 나타내며, 사람의 폐포 흡수 표면적은 70~150m² 로 배구코트 18m× 9m=162m² 면적과 비슷하다.

지구촌은 식량난을 겪고 있고, 쌀이 주식인 아시아의 농촌은 상대독성이 큰 노약자와 아녀자들이 무방비상태로 치사직전에서 농약살포 작업을 하고 있다.

재래식 방제기로 농약살포후 중독증상은 눈통증, 두통, 현기증, 구토, 복통, 설사, 피부병, 손발떨림, 근육경련, 언어장애 등이고, 고통과 수명단축 및 의료비가 증가하며, 합병증과 암으로 의문사한다.(WMD:대농민 학살)

사람은 평상시 1회 폐활량이 400~500cc 이나, 재래식 방제작업시 성인 남자의 경우 3,500~4,500cc로 증가하고, 하루에 10,000L이상의 공기를 호흡한다.

농약과 같이 흡수되는 유사한 방식은 독가스 화학무기, 최루탄, 담배, 연탄가스, 의약품, 환각제, 가스총 등이 산업에 이용되고 있다.

농약분무입자는 액체,기체,고체의 삼상으로 흡수되며, 연탄가스의 일산화탄소는 산소보다 200배 이상 빨리 헤모글로빈과 결합하여 산소부족으로 중독과 사망에 이른다.(농민 평균수명 10년이상 감소)

농약은 독성이 강할수록 병해충 박멸이 쉽고, 수확량이 많으며, 경제적이나 인체에는 치명적이다.

농약은 섬유,염색,화학공업 등의 고독성 화학폐기물이고, 고독성 중금속 화합물이며, 농약으로 살포하여 자연정화 한다.

매년 병해충의 내성진화와 생산성 증가를 위해 농약독성 증가추세이며, 방제작업자 폐흡수 치명적이므로 대체의학의 차원에서 방제기계를 현대화 하는데 그 목적이 있다.

농작물에 농약,비료,제초제를 물과 혼합하여 직경100m이상 살포하는 원거리 자동 분무기에 있어서, 상기 원거리 자동 분무기는 모터에 의해 수동과 자동으로 살포하는 원거리 노즐(170)과 근거리 노즐(160)을 포함하고, 원거리 노즐(170) 분출구에 설치되어 농약액을 정전기 유도시켜 분무입자의 부착력을 증대시키는 원뿔형 직류고전압 대전링(120)과, 원거리 노즐(170) 상하부에 구비되어 분출구 농약액에 전자빔을 직접 분사시켜 대전효과를 증대시키는 전자빔 가속기(127)와, 노즐을 작동시키는 수평 회전 모터(171)와 수직 회전 모터(151) 및 원거리 밸브 모터(153), 근거리 밸브 모터(165), 반사 갈고리 모터(157)를 포함하여 아두이노 CNC 컴퓨터 프로그램에 의해 원격으로 자동 제어된다.

본 발명은 DC고전압 (+)대전링과 전자 가속기에 의해서 대전미립자가 (-)전하로 대전되어 41m이하는 6m재래식보다 5배정도, 41~50m까지는 3배정도 부착률이 증가한다.

정전기는 농약액의 부착력을 증진하므로 계면활성제가 감소하면 쌀의 침투농약 잔류량을 감소시킬 수 있다.(계면활성제를 정전기로 일부 대체가능)

소주밀식 재배로 재래식보다 쌀수확량이 적어도 10%이상 증수되며, 쌀생산비가 10%이상 절감된다.(농민 평균 수명 10년이상 증가, 의료비 감소)

한국 쌀수확량이 6%증가하면 서울시면적(605.5km² ) 또는 새만금 간척지 (401km² )의 1.5배 논면적 증가 효과가 있고, 인구 600만명의 식량을 해결한다.(일모작 벼는 농약4번,비료4번,제초제2번 정도를 살포한다.)

아시아를 주축으로 120개국 50억 인구의 쌀생산에 필요하고, 6천만대정도 생산되면 자동차 산업 발전과 고용이 증대된다.

공동방제요금 200평당 1,000원으로 재래식 분무기(WMD,200평당 방제비용 20,000원)가 90% 없어지며, 경운기가 70% 없어지고, 방제능력 50ha/일, 농약중독방지, 병원 100만개 증설과 같은 대체의학, 말라리아 모기방제, 의료비 감소, 생명연장의 꿈, 합병증고통감소, IMF대체경제, 도시와 농촌의 불균형발전과 지역감정 해소, 경제적 농약개발 가속화, 산불 및 화재 진압, 지구온난화방지, 작업환경 개선, 노동력 절감, 건강 복지 증진, 삶의 질 향상, 농촌인력부족 보완, 국제경쟁력 향상, 수입대체효과, 유해화학폐기물을 농약화하여 자연정화 처리, 농수산물시장 및 소방서 축소효과, 대규모 경작가능, 경운기가 소형트럭으로 대체되어 유통구조 개선, 양수작업, 용수공급, 침수 후 흙탕물 제거, 밭작물 방제, 과수 및 가로수 방제, 축사방역, 분진방지, 청소, 세차등 농업생산성과 농가소득이 증대되고, 경제성장을 가속화한다.

도 1은 본 발명의 원거리 자동 분무기를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 원거리 자동 분무기의 노즐을 나타내는 평면도이며, 도 3은 본 발명의 원거리 자동 분무기의 노즐을 나타내는 정면도와 좌측면도이고, 도 4는 수동노즐로 경작지에 약제를 분무하는 실시예 또는 작업평면도이며, 도 5는 자동노즐로 경작지에 약제를 분무하는 실시예 또는 작업 평면도이다.

컴퓨터에 의해 자동제어되는 아두이노 CNC 약식 프로그램.

※ 아두이노 우노 + 아두이노 CNC 쉴드 V3 + GRBL : CNC 밀링 프로그램(오픈소스) + 스텝모터 X좌표 1개, Y좌표 1개, Z좌표 1개 (M03:원거리 밸브 열기, M04:원거리 밸브 닫기, M05:근거리 밸브 열기, M06:근거리 밸브 닫기, M08: 갈고리 모터 켜기, M09:갈고리 모터 끄기).

O 1004 ; 도면번호

G17 ; X-Y 평면

G21 ; mm단위 설정

G94 ; F값 이동속도 (mm/min)

G54 G90 G00 X0. Y0. Z0. ; 분사노즐 원점(도5의 I지점,J지점), 절대좌표

G01 X. Y. Z. F ; 직선 가공, 도5에서 X Y는 K,Q,R,S,T,U,지점의 X좌표와 Y좌표, Z는 실험에 의한 거리별 노즐분사각도(수직 이동값):노즐수직이동 Z좌표, F는 이동속도(mm/min)

M02 ; 프로그램 종료.

X좌표와 Y좌표는 수평회전 모터를 작동하고, Z좌표는 수직회전 모터를 작동한다.(컴퓨터 CD롬 모터 나사축 응용: XY좌표 2개CD롬 모터 나사축 직교회전(+모양), Z좌표 1개CD롬 모터 나사축 수직회전)

벼잎 50cm상공에 도5의 I지점에서 180도 회전하면서 수평살포하고, 도5의 J지점에서 360도 회전하면서 수평살포한다. (분무기 차량 위치: 도5의 I지점)

도5의 Z지점과 M지점(45~50m구간)은 반사 갈고리 모터(157)를 상하 반복해서 작동한다.(물방울 파쇄)

노즐각도가 약24도에서 최대분사거리이고, 크거나 작으면 분사거리가 감소한다. ( 분사거리별 수직회전각도는 분사시험에 의해 측정 )

노즐분출량(L/sec)×분사시간=면적당 농약량.

근거리노즐(160)은 작물이 쓰러질 우려가 있는 근거리를 살포한다.

수평 회전 모터(171)는 물분사 퍼짐각이 10도정도 이다.

농약은 2배량까지 안전하며, 마르기전 수차례 반복살포 가능하다.

논두렁 지적도는 항공사진과 위성영상을 합성한 영상지도를 사용할 수 있다. (인터넷 지도 또는 내비게이션 영상지도)

영상지도 논두렁을 사진파일로 오토캐드2D에 입력하고, 폴리선으로 논두렁 경계를 표시하며, 노즐과 논두렁사이 선분을 360도(약10도간격) 회전시켜 원형배열을 한후, 분사거리와 노즐좌표를 측정한다.(영상지도와 항공사진 및 지적도 또는 레이저 거리측정기로 논두렁경계측정)

규칙적으로 경지정리된 논은 농기계에 프로그램이 입력되어 있고, 불규칙한 논만 개별프로그램을 입력한후 수천년이상 반복사용한다.

전자빔 가속기(127)는 음극선관방식으로 음극에서 방출되는 전자들을 양극링으로 가속시켜 전자빔을 농약액에 직접 대전시킬 수 있다.

공지된 전자빔 기술은 전자빔용접, TV브라운관, 전자빔살균, 전자빔 폐수처리, 전자현미경 등에 사용되고 있다. (전자총은 직류아크용접기의 고전압 음극을 필라멘트로 가열하여 양극링으로 전자를 가속)

전자투과 능력은 가속전압에 비례하고, 같은 에너지에서 전자투과 거리는 공기가 물보다 900배정도 크다. (10MeV일 때 공기는 43m전자분사되고, 물은 49.8mm전자분사 된다.)

왁스질 벼잎은 2~8km상공에서 30kv~10억V의 (-)전하로 대전된 구름에 의해서 벼잎이 (+)로 정전기 유도된다.(고도60km이상 대기는 태양의 자외선 등에 의해 (-)전하로 대전된다.)

50m이상은 60%이상 습도와 1.2배정도 많은 양이온과 중화방전으로 정전살포 효과가 작다.

반사 갈고리 모터(157)는 반사 갈고리(155)를 물줄기와 상하로 충돌시켜 미세한 분무입자를 발생시키고, 45~50m구간(도5의 Z-M구간)을 살포하도록 유도한다.

농약탱크(125) 내부에 수용된 약제는 물과 혼합된 농약, 비료, 제초제 등으로 이루어질 수 있다. 고압펌프로부터 펌핑하는 약제를 고압호스로 공급받아 원거리노즐(170)과 직류고전압 (+)대전링(120) 및 전자빔 가속기(127)를 통해 (-)로 대전된 정전미립화 분무입자를 논, 밭 등을 포함한 경작지로 약제를 분무하게 된다.

방제차량(도 5의 I)에 볼트고정된 노즐 지지대(190)에서 도5의 L-O 경계까지 직경100m 살포 후, 고압호스(180)를 연장하여 논두렁에 박힌 노즐 지지대(190)(도 5의 J)에서 논두렁 경계까지 직경100m 살포한다.

고압호스(180)는 농약탱크(125) 상부에 구비되는 호스릴에 길이 65m를 감고 풀 수 있다.

노즐 지지대(190)의 하측은 차량의 상부에 수직으로 볼트고정될 수 있다. ( 차량노즐과 논두렁노즐 2개로 살포시간차를 작게한다.)

아연도 강관으로 구성된 노즐 지지대(190)의 하측은 논, 밭 등을 포함한 경작지의 논두렁에 일정깊이까지 수직으로 삽입고정될 수 있다.

도 3 에서 대전링(120)을 노즐몸체에서 분리가능하고, 연결시키는 연결부재가 구비될 수 있다.

수압에 따라 퍼짐각이 다르기 때문에 연결부재는 노즐몸체와 대전링(120)을 신축이동 가능하게 형성될 수 있다.

대전링(120)은 원거리 노즐(170)분출구 중심축과 대전링(120) 중심축이 일치하게 형성될 수 있다.

작업자는 노즐몸체에서 대전링(120)과 전자빔 가속기(127)를 연결분리 가능하게 걸림고정시킬 수 있다.

대전링(120)의 재질은 두께0.6mm정도 얇은 황동이나 대전량이 큰 금속이고, 내부는 두께 0.25mm 정도 에나멜 피복하며, 외부는 자동차용 페인트로 방수처리 할 수 있다.( 대전링 내부 피복두께가 두꺼울수록 대전량은 감소한다.)

정전유도 대전링(120)의 (+)직류 고전압(140)은 10KV정도이고, 전류는 200mAp 정도이며, 전압과 전류는 그 이상 또는 그 이하로 할 수 있다.

대전링(120)은 입구가 좁고 출구가 넓은 나팔,사이렌,확성기,깔때기 모양으로 형성될 수 있다. 고전압 (+)대전링(120)에 의해서 물줄기 표면과 파열된 물방울 표면을 (-)로 대전시키고, 분산되면서 분무입자 표면으로 (-)전하가 배열된다.

직류 고전압 (+)대전링(120)에 의한 정전기 차폐가 이루어지므로 물방울이나 물줄기 또는 물기둥상태도 (-)로 대전시킬 수 있다. ("켈빈의 정전기 발생 장치" 영국)

원거리 노즐(170)과 근거리 노즐(160)은 상하 120°,좌우 360°회전가능하고, 원거리는 50m분사되며, 근거리는 18m분사되는 노즐로 구성되고, 원거리와 근거리 개폐밸브가 따로따로 구성되며, 원거리 조정할 수 있는 원격 조종기를 포함하여 이루어질 수 있다.

원거리 개폐밸브는 원거리 노즐(170)의 중간부에 구비되어 작업자에 의해 수동 또는 제어부에 의해 자동으로 원거리 노즐(170)을 개폐할 수 있다.

근거리 개폐밸브는 근거리 노즐(160)의 중간부에 구비되어 작업자에 의해 수동 또는 제어부에 의해 자동으로 근거리 노즐(160)을 개폐할 수 있다.

원거리, 근거리 개폐밸브를 통해 필요에 따라 원거리 노즐(170)과 근거리 노즐(160), 모두 또는 어느 하나를 개폐시킬 수 있다.

노즐몸체는 노즐 지지대(190)와 결합되어 상하좌우회전 가능하다.

직경0.44mm보다 큰입자는 벼잎상공 50cm에 수평분사하면 수많은 직립형 벼잎줄기와 수평적 연쇄충돌로 감속되고 분산되므로 벼잎가시털에 의해 부착이 잘된다. 큰입자의 수평분사는 바람이 불거나 40~50m구간에 효과가 크다.

공지된 압력조절장치는 일정수압을 유지하며, 펌프에 부착되어 있고, 원거리 개폐밸브가 닫히면 배출되는 약액으로 농약탱크(125)의 약액을 혼합한다.

고압호스(180)는 엔진동력으로 호스릴에 감고, 호스내 약액은 호스를 약액탱크보다 상승시켜 중력수압차에 의해 배출시킨다.

(+)직류고전압 전선(132)은 65m 연장시 (-)극은 접지(논물귀로)시키고, (+)극만 단선으로 연결할 수 있다.

공지된 직류고전압 발생장치는 기계식 트렌스가 아닌 반도체 소자 방식으로 노트북 PC 아답터같이 직류를 초음파 펄스로 만든다음, 고전압 또는 저전압으로 형성될 수 있다.

65m구간은 전력손실과 전선 굵기를 작게하기 위해 교류로 변환시켜 송전후 직류로 변환하여 사용할 수 있다.

농약회사는 4종류 농약의 혼합살포를 허용하지만, 계면활성제 과다로 끈적끈적하게 점도가 높아서 호스마찰손실 증가와 수압하강으로 분무입자가 커지기 때문에 물희석량을 추가할 수 있다. 출수전 10a당 160L 농약을 살포하면 벼잎 전체표면의 2%정도 부착된다. 1개농약을 살포하면 계면활성제 표면장력은 약 27dyne/cm이고, 4개농약을 혼합살포해도 계면활성제 표면장력은 약 27dyne/cm이다.

농약은 표면포화상태가 되면 땅바닥에 흘러 내리므로 마르기전 중복살포 할수록 안전하며, 1차살포후 마른뒤 2차까지 중복살포 가능하고, 노즐 2개로 농로와 논두렁에서 연결작업하거나 규정량을 균등살포하기 위해서 초보자는 맹물로 연습하면 쉽다.

60%이상의 논배미가 도 5과 같이 장변 100m, 단변 30m 이며, 단변이 40m보다 크면 단변 배수불량으로 수확량이 감소하고, 콤바인 작업이 불량하므로 단변 30m로 분할한다.

본 발명의 펌프최고수압은 36kgf/cm² 이고, 상용수압은 20kgf/cm² 이며, 노즐 수압은 16kgf/cm² 이다. 분무거리 50m일 때 노즐분출구 내경은 20.3mm이고, 동력은 55kw(73.76HP)이며, 유량은 733L/min이다.

고압호스는 고강력 폴리에스테르사로 직조되고, 반경질 PVC로 양면코팅되며, 내경66mm, 외경71mm, 상용압17.6kg/cm² , 파열압38kg/cm² , 65m호스마찰손실수압 1.3kg/cm² , 65m호스중량은 35kg이다.

분무거리 18m일 때 노즐분출구 내경은 5mm이고, 유량은 90L/min이다.

논두렁에서 노즐 지지대(190)는 50m분사할 때 분사반력이 94kg이므로 지지강관 내경 80mm, 두께 1.5mm, 길이 1.7m중 0.7m를 땅속에 수직으로 박고, 노즐하부를 끼워서 사용한다. ( 호스연결은 원터치 커플링으로 연결한다.)

본 발명은 1일 방제능력이 50ha이고, 방제속도가 32배 이상 빠르며, 6,000m² 당 살포시간 2분 6초, 노즐이동시 걸어서 왕복 2분, 총소요시간 4분 6초이고, 관행 6m 재래식은 6,000m² 당 살포시간 48분, 호스정리 72분이 소요된다.

도 5는 100m× 30m× 2블록 경지의 I지점에서 J지점간 거리를 2등분한 30m점선부분까지 면적당 농약량을 산출하고, 단위면적당 농약량(0.16L/m² )을 분무거리 50m노즐로 I, J지점에서 아두이노 CNC 컴퓨터로 자동살포할 수 있다.

50m분사노즐 유량은 12.21L/sec이고, 18m분사노즐 유량은 1.5L/sec이다. 측면분사를 혼용하면 직립형 벼와 연속적 수평충돌로 감속되어 후면까지 부착된다.

자동분사할 경우 도5의 J지점 사각형LMOP 농약량은 70m× 60m× 0.16L/m² =672L 이고, I지점 사각형KLNO 농약량은 30m× 60m× 0.16L/m² = 288 L이다.

도4의 수동분사는 사각형 DEGH는 B지점에서 672L를 작물이 쓰러질 우려가 있는 부분은 근거리 노즐로 3~5회 살포 후, 원거리 노즐로 목측하여 672L가 완전히 배출될 때까지 농약액이 마르기 전 중복살포한다. B지점 살포 후, 사각형 CDFG는 A지점에서 288L를 작물이 쓰러질 우려가 있는 부분은 근거리 노즐로 3~5회 살포 후, 원거리 노즐로 목측하여 288L가 완전히 배출될 때까지 농약액이 마르기 전 중복살포한다.(D-G경계는 비료포대나 깃발 및 반짝이 테이프 등으로 경계를 표시)

계면활성제,가시털,(-)분무입자는 벼잎에 농약의 부착을 증대시킨다.

농약은 분무입자 직경이 작고, 종단속도와 풍속이 1.8m/sec이하 일 때 왁스질로 코팅된 벼잎표면에 부착이 잘되며, 계면활성제와 정전기력 때문에 부착과 동시에 입자직경의 3배로 퍼진다.

물방울 종단속도(낙하속도)는 직경 0.1mm일 때 0.27m/sec, 직경 0.2mm일 때 0.72m/sec, 직경 0.3mm일 때 1.17m/sec, 직경 0.4mm일 때 1.62m/sec, 직경 0.5mm일 때 2.06m/sec, 직경0.6mm일 때 2.5m/sec, 직경 1mm일 때 4.03m/sec이며, 공기저항으로 등속운동한다.

농약은 농촌진흥청에서 기준량의 2배량 농약살포의 약해 안전성을 검증한 후 배량약해시험성적서에 의하여 농약을 등록 시판한다. 배량약해 시험에 의하여 벼농약은 기준량의 2배까지 살포 가능하고, 계면활성제 농도에 따라 물희석량을 증가할 수 있다.

재래식 이앙법은 포기당 모수가 3~5본이고, 모포기간격 30cm재식 했었지만, 소주밀식 이앙법은 포기당 모수가 2본이고, 모포기간격 15cm의 이앙방식으로 태양에너지 흡수율, 초기분얼, 유효경 비율이 증대되며, 통풍이 유리하고, 도복과 병해충에 강하며, 농약손실이 작고, 논물증발 억제와 잡초억제 등으로 수확량이 10% 이상 증수하며, 쌀생산비가 10% 이상 절감된다.

모포기간격 30cm 이앙법은 재래식 농약살포, 비료살포, 잡초제거를 위하여 사람이 이랑사이로 통행하기 위함이다.

한국은 벼생육기간 5월~9월 수면에서 두께 0.1mm의 수분증발 시간이 32~38분 소요되며, 뿌리에서 흡수한 수분을 잎표면에서 0.1mm증산하는데 약 70분 정도 소요되므로 기준량의 2배까지 중복살포시간 안전율은 있다.

벼의 물비료 엽면살포 가능한 비료성분과 살포농도는 N(0.2~0.8%), P(0.5~1.0%), K(1%), Ca(0.3~0.4%), Mg(0.5~1.0%), Fe(0.1~0.8%), Mn(0.2~0.6%), B(0.1~1.2%), Zn(0.2~0.5%), Cu(1.0~1.2%)이다.(수용성 필름 코팅 비료:물혼합분사)

도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5.
120: 대전링 125: 농약탱크
127: 전자빔 가속기 130: 제어부
131: 노즐 손잡이 132: 직류 고전압 전선
140: 직류 고전압 발생장치 151: 수직회전모터
153: 원거리 밸브 모터 155: 반사 갈고리
157: 반사 갈고리 모터 160: 근거리 노즐
165: 근거리 밸브 모터 170: 원거리 노즐
171: 수평회전모터 180: 고압호스
190: 노즐 지지대 200: 고압펌프

Claims

농작물에 농약,비료,제초제를 물과 혼합하여 직경100m이상 살포하는 원거리 자동 분무기에 있어서, 상기 원거리 자동 분무기는 모터에 의해 수동과 자동으로 살포하는 원거리 노즐(170)과 근거리 노즐(160)을 포함하고, 원거리 노즐(170) 분출구에 설치되어 농약액을 정전기 유도시켜 분무입자의 부착력을 증대시키는 원뿔형 직류고전압 대전링(120)과, 원거리 노즐(170) 상하부에 구비되어 분출구 농약액에 전자빔을 직접 분사시켜 대전효과를 증대시키는 전자빔 가속기(127)와, 노즐을 작동시키는 수평 회전 모터(171)와 수직 회전 모터(151) 및 원거리 밸브 모터(153), 근거리 밸브 모터(165), 반사 갈고리 모터(157)를 포함하여 아두이노 CNC 컴퓨터 프로그램에 의해 원격으로 자동 제어되는 것을 특징으로 하는 원거리 자동 분무기.