다목적 작업기 부착형 과수원 방제기 노즐 분무특성 분석

방제기를 이용한 화학적 제초작업은 잡초의 잎과 뿌리를 효과적으로 제거하는데 용이하나 과다 사용시 토양의 산성화 및 환경오염 등의 문제가 발생한다. 따라서 살포된 약액의 양을 제어하고, 균일하게 분사할 수 있는 기술개발이 필요하다. 본 연구는 분사높이를 작업자가 원하는 높이에 따라 선택이 가능하고, 잡초의 크기에 따라 변경이 가능하도록 최소 300mm에서 최대 600mm까지 설정이 가능한 구조로 방제기를 설계하였다. 잡초의 높이에 따른 방제기의 분사높이 변경은 분사각도(70°) 및 분사량과 압력을 동일하게 유지 하였을 때 지면에 도달하는 약액의 포화도 및 면적변화에 중요하게 작용한다. 약액의 포화도와 면적은 분사위치가 높은 600mm 경우 약액의 포화도는 낮아지고 면적은 증가하며, 분사위치가 낮은 300mm는 면적이 감소하고 포화도가 증가한다. 분사높이가 600mm일 때 살포입자의 분포밀도는 300mm 일 때 보다 낮아 화학적 제초의 결과가 미흡할 것으로 판단한여 살포입자의 분포밀도가 낮은 분사위치에서 분사량의 보완이 필요하다고 판단한다. 분사량 보완은 수평으로 배치된 노즐의 간격을 조절하여 분사면적을 중첩하며, 전체 분사면적 당 중첩되는 분사면적의 비율을 도출한다. 분사높이별 최적중첩 비율은 높이가 300mm에서 50% ~ 60%, 400mm에서 60% ~ 70%, 500mm에서 70% ~ 80%, 600mm에서 80% ~ 90%로 가정하여 최적화된 노즐사이 간격을 도출한다. 분사면적은 분사높이와 분사각을 이용하며, 우선 삼각함수 연산으로 반지름을 도출 후 면적을 계산하였다. 노즐사이 거리는 관행 방제기를 조사하여 우선 10mm ~ 200mm 값으로 설정하고, 두 노즐에서 분사된 각 면적의 중심거리와 동일하다. 두 노즐간 중첩면적은 교집합의 형상으로 나타나며, 중첩된 면적을 계산 후 전체 분사면적과 비교하였다. 두 노즐에서 분사된 면적 중 중첩면적이 차지하는 비율은 노즐 사이거리가 15cm일 때 분사 높이 300mm에서 55.525%, 분사 높이 400mm에서 66.317%, 분사 높이 500mm에서 72.934%, 분사 높이 600mm에서 77.391%로 분사높이별 최적중첩 비율의 범위에 포함되어 노즐사이 간격은 15cm로 선정하면 균일하게 분사가 가능 할 것으로 판단한다.