점적관수와 분수 호스의 복합기능을 가진 분사 충돌 드리퍼 개발 (Development of Spray Collision Dripper with Combined Function of Drip Irrigation and Spray Hose)

서지정보

· 발행기관 : 경상국립대학교 농업생명과학연구원
· 수록지 정보 : 농업생명과학연구 / 59권 / 1호 / 99 ~ 114페이지
· 저자명 : 김진현, 김영진, 김설하, 최락준, 엄덕호, 김태욱

초록

2019년 농촌 인구는 전년도보다 7만 명 감소하였으며, 60대 이상이 전체 농촌 인구의 69%를 차지하면서 노동력 부족이 심화되고 있다. 또한기후 변화로 인한 폭염과 가뭄뿐만 아니라 농업 생산에도 큰 피해가 발생하고 있어, 농업용수 절감과 자원 낭비 감소가 필수적이다. 현재 농가에서는파종 후 초기 육묘기에 분수 호스를, 성장기에는 점적 테이프를 사용하지만, 두 가지 장치를 함께 설치하면 노동력과 비용이 증가하고 관수 효율이낮아 용수 낭비와 폐기물이 많아지는 문제가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 원거리 살수 기능을 가진 분수 호스와 직하 점적기능을 수행하는 점적 테이프의 장점을 결합한 복합형 분수 호스를 개발하였다. 이를 위해 공급 압력만으로 두 가지 기능을 수행할 수 있도록충돌형 Dripper를 설계하였으며, 내부 유로의 최적 설계를 통해 충돌각, 충돌율, 단면적의 형태 및 크기, 공급 압력 등의 요소를 조절하여 원거리분사와 직하 점적을 동시에 수행할 수 있도록 하였다. 실험을 통해 충돌각 20° 및 30°에 대한 다양한 Dripper 설계 조건을 평가한 결과, 충돌각30°에서 중첩율 30.0%(0.50×0.50 mm, 중첩 거리 0.15 mm)의 Dripper가 가장 우수한 성능을 나타냈다. 이 설계는 0.5 bar의 낮은 압력에서는직하 점적 기능을 수행하고, 1.0~2.0 bar의 높은 압력에서는 원거리 확산 살수가 가능하여 기존의 분수 호스와 점적 테이프를 하나의 장치로대체할 수 있다. 이 연구를 통해 농업 노동력 절감, 관수 비용 절감, 용수 절약 및 관수 폐기물 감소 등의 효과를 기대할 수 있으며, 복합형 분수호스의 실용화를 위한 설계 기준을 제시하였다

영어초록

In 2019, the rural population decreased by 70,000 compared to the previous year, with individuals aged 60 and older accountingfor 69% of the total rural population, exacerbating labor shortages. Additionally, climate change has caused severe damage not onlythrough heat waves and droughts but also to agricultural production, making it essential to reduce agricultural water consumption andresource waste. Currently, farmers use spray hoses for early seedling growth after sowing and drip tapes during the crop growth stage.
However, using these two irrigation devices together increases labor and costs while reducing irrigation efficiency, leading to waterwaste and excessive irrigation-related waste. This study aims to address these issues by developing a hybrid spray hose that combines the long-distance spraying function of spray hoses with the direct drip irrigation capability of drip tapes. To achieve this, a collision-typedripper was designed to perform both functions solely through supply pressure. The internal flow path was optimized by adjusting factorssuch as collision angle, overlap rate, cross-sectional shape and size, and supply pressure, enabling simultaneous long-distance sprayingand direct drip irrigation. Experimental evaluations of various dripper design conditions at collision angles of 20° and 30° revealed thatthe dripper with a 30° collision angle, an overlap rate of 30.0% (0.50×0.50 mm), and an overlap distance of 0.15 mm demonstratedthe best performance. This design allows for direct drip irrigation at low pressure (0.5 bar) and long-distance diffusion spraying at higherpressures (1.0–2.0 bar), effectively replacing conventional spray hoses and drip tapes with a single device. This study presents designcriteria for the practical application of hybrid spray hoses and is expected to contribute to reducing agricultural labor demands, irrigationcosts, water consumption, and irrigation-related waste

참고자료

· 없음