KR20200138684A - 토양 파쇄기를 장착한 친환경 고온스팀 토양소독기 - Google Patents

토양 파쇄기를 장착한 친환경 고온스팀 토양소독기 Download PDF

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김영환
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송석규
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김유신
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Abstract

본 발명은 점토및 사질토를 비롯한 적합한 수분 함량의 모든 종류의 토양에서 친환경 고온스팀 토양 소독이 원활하게 이루어 지도록 자체동력 장치로 무한궤도로 전진 하면서 고온 스팀으로 토양 속에서 기생하는 유해충과 유해균 및 잡초 씨앗을 사멸 시키는 기계 기술이며,
A/C 발전기의 동력으로 스팀 보일러를 가동 하여서 스팀을 생산하여 고압스팀 호스를 통하여 스팀의 온도를 증가시키기 위하여 노즐상부에 설치된 재가열기에 스팀을 공급하여 스팀을 고온건식 스팀으로 재가열 시켜서 고온스팀 토양 소독의 효율과 효과를 높이며, 기생산된 전기 에너지로 톱날형 파쇄기를 작동 시켜서 토양을 잘게 부수어 부드럽게 만들어, 침봉의 보호를 받고있는 노즐의 스팀 토출구에서 살포된 고온 스팀이 짧은 시간내 토양속에 파고 들게하고 고온 스팀이 외부로 벗어나지 못하게 덮게를 덮어서 밴드 스팀이 되어서 토양의 순간 온도를 높이는 기계 기술과,
조종실에서 영상 모니터로 고온스팀 토양 소독기의 사방을 확인 하면서 소독 작업을 하는 기계기술, 또한 조종실에서 침봉에 설치된 다단계의 온도계를 온도 모니터를 통하여 토양에 가열된 온도 상항을 보면서 유해충과 유해균 및 잡초씨앗의 사멸 온도를 분석 할수있는 연구 개발된 기계 기술이다.

Description

토양 파쇄기를 장착한 친환경 고온스팀 토양소독기{eco-friendly hot steam soil sterilizer with soil shredder}
본 발명은 온실 토양 및 노지 토양속에 기생하는 유해충,유해균 및 잡초 씨앗의 살충,살균, 사멸에 관한 것으로 농업 선진국 에서도 기존의 트랙터로 경운 작업후 대부분 화학 농약으로 토양 소독을 함으로 인하여 자연 환경을 파괴하고 토양속에 축적된 중금속에 의한 연작 피해로 인하여 농촌 경제가 피폐 해지고 농산물을 생산하는 농업인과 소비자들의 건강에 막대한 피해를 주고있는 실정이다.
본 발명은 기존의 어려운 친환경 고온스팀 토양소독 방법과 절차를 하나의 시스템으로 완벽하게 토양을 소독하는 기술을 연구 개발한 것이다.
점사질토 및 사질토에서 고온스팀 토양소독이 원활하게 이루어 지도록 발전기를 가동하여 전기 에너지를 생산하여 자체동력 장치로 무한궤도를 구동케하고, 생산된 전기로 보일러를 가동하여 스팀을 생산하여 재가열기를 거쳐서 토양속의 노즐의 스팀 토출구에서 고온스팀을 살포하여 토양을 가열시키는 연구개발 기계 기술이며, 조종실 에서는 영상 모니터로 토양 소독기 전체의 소독작업 상항을 파악하고 침봉에 설치된 토양의 깊이별 온도모니터로 토양의 깊이에 따라서 소독사항을 분석 할수있는 모니터가 있고, 톱날형 파쇄기로 토양의 입자를 잘게 부수어 침봉의 보호를 받고 있는 노즐이 파쇄된 토양의 깊은곳에서 고온스팀을 살포하여 고온 스팀이 위로상승 하면서 빠른 시간에 토양속에 침투케하며, 토양의 온도를 보존하기 위하여 침봉의 보호를 받고있는 노즐이 토양속에서 고온 스팀을 토출하면서 전진하며 유해충과 유해균 및 잡초씨앗을 사멸시키고, 그온도를 일정시간 유지토록 유압 접이식 덮게를 사용하여 밴드스팀이 되도록 하여 소독 효과를 높이는 연구개발 기계 기술이다.
모든 작물의 생산은 토양의 소독 방법에 따라서 작물의 수확량과 생산된 농산물의 품질 차이가 많이 날것이다, 화학 농약 및 제초제로 토양 소독을 하면 자연 환경과 동물들 특히 우리 인간들은 속수 무책으로 피해를 입히고있는 실정이다,
농업 선진국인 유럽에서는 100여년 전부터, 이웃나라 일본에서는 60여년 전부터 토양의 황폐화와 자연 환경보호를 위하여 많은 인력과 자금을 투입하여 고온스팀 토양소독에 대한 연구를 해오고 있지만 근래 까지도 자체동력 스팀토양 소독기는 상용화할 기술 단계는 아니라고 근래 10년동안 세계스팀 토양소독기를 성능과 효과를 분석한 미국의 UC Davis 대학의 스티브 페니모어 박사의 말씀이다.
화학 농약으로 소독한 면적에서 농산물의 수확량과 스팀 소독으로 수확한 량의 차이가 최소 50%가 될것이며, 토양소독 시간과 비용이 절약이 되고 화학 농약은 1년에 여러 차례 뿌려야 되지만 고온스팀 토양소독은 3년에 한번정도 하면 해결되고 자연환경과 사람들의 건강을 지키는 저비용 고효율의 연구개발 기계 기술인 것이다.
국내 특허등록 제10-1898016호. 경운작업 기능을 구비한 증기식 토양 소독장치. 국내 특허등록 제10-1498904호. 전기충격 및 증기주입을 이용한 살충살균장치. 국내 특허등록 제10-1498905호. 증기식 살충살균장치 및 방법. 미국 Patent No. : US 9,795,127 B2 STEAM TYPE PEST EXTERMINATION APPARATUS
따라서 본 기술의 목적은 경제적이고 친환경 적이여야 하고 무한정 살포되는 화학 농약으로 부터 자연 환경과 농업인들과 소비자들의 건강을 지키기 위하여 기존의 화학농약, 제초제등 살포와 독가스 훈증 토양 소독으로 인하여 사람이 호흡에 필요한 공기와 마셔야 하는 지하수와 강물에 흘러 들어가는 현제의 방법을 탈피하여 건강한 토양에서 건강한 농산물을 생산하여 자연 환경도 지키고 우리 소비자 들에게 건강한 먹거리를 제공 하는데 목적이 있는 연구개발 기계 기술이다.
상기한 목적에 따라서 본 기술은 유해충 유해균 및 잡초씨앗을 사멸하기 위하여 [도 1]의 고온스팀 토양 소독기의 투시도와 [도 2]의 배치도를 보면서 설명 하겠다.
[도 2]의 (2-1)조종실 이고 (5-1)발전기 이며 (5-3)전기 스팀 보일러이고 (3-1)물탱크 이며, (3-1)물탱크 내부의 물을 (3-1-1)물 펌프로 (5-3)전기 스팀 보일러 내부로 물을 유입 시킨다.
(5-3)전기 스팀 보일러에서 생산된 고온스팀은 (5-3-5)고압스팀 호스를 통하여 (5-4)재가열기로 유입 시킨후 고온 스팀의 온도를 재가열 시킨다.
(6-1)톱날형 파쇄기이며 토양을 잘게 부수어 토양사이 사이에 고온 스팀이 빠른 시간내 스며들게 하여 소독율을 높이는 장치이며 (7-1)침봉은 (7-2)노즐을 보호하는 역할을 하고 토양속에 박힌 상태로 (7-2-1)스팀 토출구에서 고온스팀을 살포 하면서 전진을 하면서 고온스팀의 소독효과를 높이고, 살포된 고온 스팀에 의하여 뜨거워진 토양의 온도를 일정시간 유지키 위하여 밴드 스팀의 형성을 위하여 (8-1)덮게를 사용하며, 온도를 보호하는 덮게로 구성 되어있는 기술을 특징으로 하는 것이다.
본 기술은 화학 농약으로 부터 자연 환경과 사람들의 건강을 지켜주고 세계 농산물의 수확량을 저하 시키는 토양속에 축적된 중금속을 줄여서 연작 피해를 줄여서 수확량을 확대하는 기술로서 2014년도 농림부에서 발간한 책자를 보면 화학 농약으로 토양 소독을 하는 우리 나라의 토마토 생산량이 1 ton 이면 열소독을 하는 네덜란드에서는 같은 면적에서 2 ton을 생산 한다고 하는데,
우리나라 국토 면적의 절반인 네덜란드에서 2018년도 세계 농산물 수출을 미국 다음으로 2위를 했으며 우리가 배워야 하는 농업 기술이며, 농업의 기술은 아직도 미개척이라고 볼수있을 것이며 남의 기술을 모방하는 시대는 지났고 기술을 연구 개발하여 기술력을 키워서 세계 시장에 내놓아야 할것이다.
그리하여 농업 선진국들 유럽 기술과 일본 기술에 없는 재가열기의 기술로 스팀의 빠른온도 저하 방지와 토양속에 연속으로 열전달 기술로 저비용 고효율의 소독 효과와 자연의 이치인 열전달은 아래에서 위로의 응용 기술로 90%이상 사멸시키는 연구개발 기술이다.
도 1은 본 기술의 실시 예에 따른 고온스팀 토양 소독기 장치의 예시도,
도 2는 본 기술의 실시 예에 따른 고온스팀 토양 소독장치를 구성하는 부품의 조립 상태와 부품의 명칭번호와 단면도,
도 3은 본 기술의 실시 예에 따른 톱날형 파쇄기의 상세도 및 평면도,
도 4는 본 기술의 실시 예에 따른 노즐 보호용 침봉 상세도 및 평면도,
이하 본 기술의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 첨부하여 상세히 설명한다.
본 기술의 실시 예에 따른 토양 내부의 유해충, 유해균 및 잡초씨앗 사멸 장치 기술은 작물의 수확물을 제거후 고온스팀 소독에 적합한 수분을 체크후 고온스팀 토양 소독기를 투입하여 자체동력 장치에 의하여 토양을 파쇄하면서 고온스팀을 살포하면서 유해충, 유해균과 잡초 씨앗의 사멸 온도를 유지키 위하여 덮게로 토양의 온도를 일정시간 유지 토록하는 기계 기술이다..
본 기술에서는 도 2에 도시된 일예 에서와 같이 고온스팀 토양 소독기의 구성도와 같이 (5-1)발전기에서 전기를 생산하여 생산된 전기 에너지로 (5-2-1)유압 펌프를 작동 시켜서 고온스팀 토양 소독기를 구동 토록하며, 생산된 전기로 (5-3)전기스팀 보일러를 가동 시켜서 고온 스팀을 생산하여 토양 소독용으로 사용한다.
그리고 (5-1)발전기에서 생산된 전기로 (6-1-5)유압펌프를 작동 시켜서 (6-1)톱날형 파쇄기를 회전시켜 토양의 덩어리를 잘게 부수어 토양 사이 사이에 고온 스팀이 빠른 시간내에 스며 들게하는 기술과 (7-2)노즐을 보호하는 (7-1)침봉은 가루가된 토양의 속에서 전진을 하면서 (7-2)노즐의 (7-2-1)스팀 토출구에서 스팀 살포를 보호하는 역할을 하면서 토양에 연속으로 스팀의 열을 가하게하는 기술이며 (8-1)덮게의 역할은 살포된 스팀을 밴드 역할로 고온 스팀이 토양속에 골고루 빠른 시간내에 스며들게하여 토양의 온도를 배가 시키서 스팀의 소독 역할을 배가 시키는 것이다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 기술 에서는 (2-1)조종실에 설치된 (2-1-1)시동키와 (2-1-2)영상 모니터 그리고 토양 소독기를 구동 하는 (2-2)무한궤도를 작동하는 (2-1-5)작동 레버 (7-1)침봉 및 (7-2)노즐 그리고 (6-1)톱날형 파쇄기 그리고 (8-1)덮게등을 상하로 조종하는 (2-1-6)조종 레버가 있으며, (8-1)덮게를 접었다 폈다하는 (2-1-7)조종 레버가 있으며, 발전기 (2-1-1)시동키가 있고,
본 기술은 동력 시스템으로 (5-1)발전기를 가동하여 A/C전기를 생산하여 그전기 에너지로 토양 소독기를 가동 시키고 (5-3)전기스팀 보일러를 작동 시켜서 스팀을 생산하여 (5-3-5)고압 스팀호스를 거쳐서 고온스팀이 (5-4)재가열기에서 스팀을 재가열하여 (7-1)침봉의 보호를 받고있는 (7-2)노즐의 (7-2-1)스팀 토출구에서 설계된 구경의 규격 압력으로 고온스팀을 토양속에 분사하여 토양의 온도를 높여서 고온건식 스팀의 온도를 일정시간 유지토록 (8-1)덮게로 덮어서 밴드 스팀으로 효과로 최상으로 유해충과 유해균 및 잡초를 사멸하는 기계 기술이다.
기생산된 전기 에너지로 (6-1-4)전기 모터를 가동하여 (6-1-5)유압펌프를 작동케하여 그유압으로 (6-1-6)유압모터를 회전 시켜서 (6-1)톱날형 파쇄기를 가동하여 토양의 입자를 부드럽게하여 토양의 입자사이 사이에 스팀이 빠른 시간내에 스며 들도록 하여 토양소독 효과를 올리는 기술이다.
(7-1)침봉의 배열은 토양의 높은온도 유지를 위하여 다단계 배열을 하여야 하며 (7-1)침봉과 (7-2)노즐 사이에는 (7-1-4)단열재를 삽입해야 열의 손실을 줄일수 있으며, (7-1)침봉은 유선형으로 하여야 토양과의 마찰력을 줄일수 있다.
본 기술에서는 토양에 살포된 스팀의 온도를 일정시간 유지하기 위하여 다단계로 접혀지는 보온제로 제작된 (8-1)덮게의 역할은 위에서 적시한 바와같이 토양의 온도를 일정시간 동안 유지토록하는 기술이며, (8-1)덮게 상부에는 (8-2)펴기와 접기 장치가 설치 되어있다.
즉 본 기술은 (2-1)조종실 에서 (2-1-2)영상 모니터를 보면서 고온스팀 토양 소독기를 조종 하면서 (2-1-3)열감지 모니터의 온도를 체크 하면서 유해충과 유해균 및 잡초씨앗의 사멸을 분석 하면서 조종을 할수있는 연구 개발된 기계 기술이다.
본 발명의 토양소독 개발 기술은 기존의 자연 환경 파괴의 주범인 화학 농약과 제초제, 훈증제등을 유해충,유해균 및 잡초씨앗,등의 사멸 하는데 살포해오고 있지만 많은 비용과 시간 그리고 토양의 황폐화로 연작 피해등 식량 수급에 많은 차질이 생겨서 농가들의 생활이 어려워지고 있다.
농업 선진국들은 100여년 전부터 이웃나라 일본은 60여년 전부터 화학농약 으로부터 토양의 오염을 막기 위하여 친환경 스팀소독 기술을 연구 해오고 있지만,
세계 최고의 농업 대학에서 연구하는 과제에 (2011-2021 미국 UC Davis 대학과 미국 ASSA 농업토양 스팀 연합회 고온스팀 토양소독 연구과제) 저희가 기술이 3년 전부터 초청 받아 오다가 수출에 관심이 생겨서 2020.08.17.-09.16.까지 30일 동안 넓은 미국 농장에 저희가 연구 개발하여 제작한 온실용 고온스팀 토양 소독기로 시연 및 테스트를 하여 현제 개발된 세계 어느나라 기술 보다도 저비용 고효율의 기술이 앞서 있음을 보여 주고 왔으며,
미국 캘리포니아주의 1년 화학농약 토양소독 비용이 40조가 넘는다고 하니 세계 시장 뿐만 아니라 우리나라 토양소독 방법부터 바뀌어야 할 것이다.
화학농약 비용의 1/2 로 친환경 소독이 가능하며 고온 스팀으로 소독을 하면 수확량도 증가되며 자연 환경도 보호되고 농업인들의 건강과 소비자인 국민들의 건강에도 좋은 고온 스팀 소독으로 변화 할것이다.
저희의 기술로 스위스 국제 환경보건 저널지 MDPI 2020년 07월호에 발표된 친환경 무농약 고온스팀 토양소독에 대한 논문이 세계 최초의 논문이며 최고 기술임을 확인 되었다.
토양 소독에 화학 농약의 절반의 비용으로 생산성을 높이는 친환경 고온스팀 토양 소독을 할수있는, 하나의 장비로 저비용으로 고효율의 효과와 50% 이상의 생산성을 높이는 기계 기술이며 농업인과 소비자의 건강에 기여하는 기계 기술이다.
(2-1)------조종실 (2-1-1)-----시동키
(2-1-2)----영상 모니터 (2-1-3)-----열감지 모니터
(2-1-5)----전후,좌우 조종레버 (2-1-6)-----파쇄기,침봉,덮게 상하 조종레버
(2-1-7)----덮게. 펴고,접는 조종레버
(2-2)------무한궤도 (2-2-1)-----스프라켓
(2-2-2)----아이디얼로라 (2-2-3)-----탠션조정볼트
(2-2-4)----하부로라 (2-2-5)-----상부로라
(3-1)------물탱크 (3-1-1)-----물펌프
(3-1-2)----배수발브 (3-1-3)-----연수기
(4-1)------연료탱크 (4-1-1)-----배수발브
(5-1)------발전기 (5-1-1)-----엔진
(5-2)----전기모터 (5-2-1)-----유압펌프
(5-2-2)----유압모터 (5-2-3)-----유압호스
(5-3)------전기스팀 보일러 (5-3-1)-----콘트롤 박스
(5-3-2)----히터고정 볼트 (5-3-3)-----히터 가스켓
(5-3-4)----전기히터 (5-3-5)-----고압스팀호스
(5-4)------재가열기 (5-4-1)-----조립볼트
(6-1)------톱날형 파쇄기 (6-1-1)-----샤후드
(6-1-2)----톱날 (6-1-3)-----톱날키
(6-1-4)----전기모터 (6-1-5)-----유압펌프
(6-1-6)----유압모터 (6-1-7)-----유압호스
(7-1)------침봉 (7-1-1)-----침봉 후렘연결부
(7-1-2)----침봉 노즐유입부 (7-1-3)-----침봉 가열기 연결부
(7-1-4)----단열재 (7-1-5)-----상온도 센스
(7-1-6)----중온도 센스 (7-1-7)-----하온도 센스
(7-2)------노즐 (7-2-1)-----스팀토출구
(7-2-2)---스팀토출구 연결부 (7-2-3)-----토출구 연결나사부
(8-1)------덮게 (8-1-1)-----유압모터
(8-1-2)----와이어로프 (8-1-3)-----와이어 감는봉
(8-1-4)----와이어 크립 (8-2)------펴기와 접기장치

Claims (5)

  1. 고온 스팀을 이용하여 유해충, 유해균 및 잡초씨앗을 사멸 시키기위한 기계기술 장치에 있어서, 스팀을 생산하는 전기스팀 보일러와 전기스팀 보일러 내부 고온스팀에서 호스 배관을 통하여 이동된 고온 스팀이 저온 스팀으로 바뀐것을, 전기 코일로된 재가열기로, 저온스팀을 고온스팀으로 전환시켜서 침봉의 보호를받고 토양속에 침투한 노즐의 스팀토출구가 지표면 -50cm에서 고온스팀을 토출하면 열은 밑에서 위로라는 자연의 이론에 따라서 고온스팀이 위로 올라오면서 토양을 가열하는 기계기술.
    모든 토양소독의 효과와 효율은 덩어리진 토양과 부드럽게 부서진 토양에서의 소독 효과가 많이 나도록하는 기계기술.
    특히 스팀은 순간적인 온도이며, 고온스팀 토양 소독은 토양의 공극이 많도록 만들어서 순간 적으로 고온 스팀이 토양에 스며들게 하여야 할 것이다.
    토양소독의 저비용 고효율의 효과를 위하여 기생산된 전기로 전기모터의 동력으로 유압 펌프를 가동하여 유압모터의 힘으로 톱날형 파쇄기를 회전 시켜서 토양을 나무의 톱밥처럼 잘게 부수어 보드라운 토양 사이 사이로 고온 스팀이 빠르게 스며들어 토양 소독의 효과를 올리고 소독비용을 줄이는 기계기술.
    고온스팀 토양소독의 효과를 극대화 하기 위하여 덮게를 사용하여 밴드 스팀화하여 스팀 토양소독의 효과를 극대화하는 기계기술.
  2. 제1항에 있어서, (5-1)발전기에서 생산된 A/C전기로 (5-3)전기스팀 보일러의 (5-3-4)전기히터로 스팀을 생산하여 (5-3-5)고압스팀 호스를 통하여 (5-4)재가열기에서 스팀의 온도를 높혀서 (7-1)침봉 속에있는 (7-2)노즐의 (7-2-1) 스팀 토출구는 내부는 스팀의 압력조절로 스팀온도를 증가하여 통과하는 구멍이있고 외부에는 나사로 되어 (7-2)노즐의 (7-2-2)스팀 토출구 연결부와 (7-2-3)토출구 연결나사부와 나사로 연결 되어있고, (7-2-1)스팀 토출구를 통하여 토양속에 고온스팀을 살포하여 토양을 높은 온도로 올려서 유해충, 유해균 및 잡초씨앗을 사멸하는 연구개발 기계기술.
  3. 제1항에 있어서, 기생산된 A/C전기 에너지로 (6-1-4)전기 모터를 작동 시켜서 (6-1-5)유압 펌프를 가동 시켜서 유압 에너지로 (6-1-6)유압 모터를 회전 시켜서 그 회전력으로 (6-1)톱날형 파쇄기를 회전시켜서 토양을 가루로 만들어 토양속에 고온스팀이 골고루 빠르게 침입 하록하는 연구개발 기계기술.
  4. 제1항에 있어서, 토양속에 살포된 고온스팀의 온도를 일정시간 유지 하도록 하기 위하여 (8-2)펴기와 접기 장치로 되어있는 (8-1)덮게로 일정시간 고온스팀이 토양속에 머물게하여 밴드 스팀으로 토양소독 효과를 높이고 (2-1)조종실 (2-1-2)영상 모니터로 확인하는 연구개발 기계기술.
  5. 제2항에 있어서, 다수의 (7-1)침봉이 토양속에서 다수의 (7-2)노즐의 다수의 (7-2-1)스팀 토출구의 구경 조절로 일정 압력으로 스팀 온도를 상승 시켜서 고온스팀을 토출하면서 전진 하면서 연속으로 토양소독 작업을 할때에 (7-1)침봉에 3단계의 (7-1-5)상온도 센스 (7-1-6)중온도 센스 (7-1-7)하온도 센스를 설치하여 (2-1)조종실 (2-1-3)열감지 모니터로 고온스팀 토양 소독 상태를 항시 점검하는 연구개발 기계 기술.
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