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- 저자 : 유승화 ( S. H. Yu ) (검색결과 20 건)
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유승화 ( S. H. Yu ),전현종 ( H. J. Jun ),김진구 ( J. G. Kim ),김영근 ( Y. K. Kim ),강태경 ( T. G. Kang ),최일수 ( I. S. Choi ),이상희 ( S. H. Lee ),현창식 ( C. S. Hyun ),최용 ( Y. Choi ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
논 타작물 전환 사업이 시행되어 논 이용 밭작물 재배가 확대됨에 따라 벼 대체 작물로 적합한 콩을 논재배 확대하여 자급률 제고가 필요하다. 이에 농촌 인구감소 및 노동력 부족을 해소를 위해 트랙터용 파종기, 고성능 승용 콩 예취기 및 대형 탈곡기, 수집형 두류 콤바인, 밭작물용 보통형 콤바인 등 최근 신기종이 개발되어 기계화가 완성되었다. 하지만 콩은 논과 밭의 재배관리 차이가 있어 논 콩의 효율적 생산을 위한 재배양식 적응 및 기계화 작업체계 확립이 필요하다. 그래서 지금까지 개발된 콩 생산 기계 중 기계화 재배양식과 밀접한 관계가 있는 파종기와 수확기를 논 콩 시험 포장에서 작업 성능 및 상태, 적응성 등을 조사하였다. 이에 본 연구에서는 콩 생산 기계화 재배양식(그림 1)과 기계의 성능과 작업사양 등을 고려하여 파종기와 수확기를 선정하였다. 파종기계는 트랙터부착형 파종기로 그림 1과 같이 각각 둥근두둑 60~80cm, 평두둑 70~80cm 로 두둑 조성과 파종을 동시에 수행한다. 수확기계는 이 2종의 기계화 재배 양식에 투입이 가능하고 성능이 높은 기종 중심으로 선정하였다. 콩을 예취하여 건조한 후 수집·탈곡하는 승용 예취기와 수집형 두류 콤바인, 예취와 탈곡을 동시에 수행하는 밭작물용 보통형 콤바인으로 구분하였다. 재배양식별 시험포장을 조성하며 파종기의 논 적응성 및 작업 성능과 수확 시 작업 연계성을 조사하였다. 파종기는 약 0.8h/10a 성능을 나타내었으며 두둑조성과 파종 적응성은 높았으나 장마철 물 관리에 낮은 적응성을 보였다. 수확기계의 경우 승용형 예취기와 수집형 콤바인 각각 10a당 0.6h, 0.8h이였으나, 보통형 콤바인은 약 0.3h/10a로 성능이 우수해 보이나 콩 품종의 특성을 고려하여 적절한 수확기계 방식을 채택하여야 한다. 수확기 모두 파종 후 수확의 작업연계성은 높으나, 지역적 논 특성을 고려하여 작업 속도 및 조간 간격을 범위 내에서 적절히 조절해야 한다.
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김형곤 ( H. G. Kim ),전현종 ( H. J. Jun ),김진구 ( J. G. Kim ),유승화 ( S. H. Yu ),김영근 ( Y. K. Kim ),강태경 ( T. G. Kang ),최일수 ( I. S. Choi ),이상희 ( S. H. Lee ),최용 ( Y. Choi ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
들깨 생산을 위한 농작업에서 경운· 정지, 피복, 방제 등은 기계화 되었으나 파종, 정식, 예취· 탈곡은 기계화가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 기계화가 미흡한 들깨의 탈곡작업 기계화 촉진 및 범용화를 통한 들깨 기계화기술을 향상 하고자 수행하였다. 첫 번째 수행내용은 기존 콩 탈곡기 송풍 팬에 의해 손실되는 들깨를 줄이고자 송풍 팬 속도(450~1350 RPM)에 따른 풍구속도(m/s) 및 손실량(g)을 측정하기 위해 탈곡된 들깨 500 g을 탈곡기에 투입하여 실험하였다. 두 번째 수행내용은 투입된 작물의 줄기가 탈곡 시 배출이 용이하도록 탈곡기 덮개 안쪽에 가이드를 설치하여 탈곡에 미치는 영향을 실험하였다. 탈곡시험은 가이드를 설치하지 않은 경우와 설치한 경우로 분리하여 비교시험을 하였다. 가이드는 급동 회전방향과 10°, 20°, 30°를 유지하면서 배출구까지 도달하도록 설치하였고, 각도에 따른 잔물배출시간(s), 잔물배출무게(g) 및 잔물 파쇄 길이(cm)을 측정하였다. 시험결과 들깨의 손실률이 발생되는 구간은 1050 RPM, 풍구속도 5.27 m/s였으며 송풍 팬 회전속도가 증가할수록 손실률은 급격하게 증가하였다. 이는 실험 탈곡기 구조의 들깨 종말속도가 대략 5m/s로 송풍팬 회전속도를 1000 RPM, 풍구속도를 5m/s 이하로 설정해야 할 것으로 판단된다. 가이드 각도에 따른 잔물배출시간은 각도가 클수록 잔물배출시간이 단축되었고 특히 10°(18.90 s)는 무 설치(29.23 s) 보다 약 10초 단축되어 가이드 설치가 잔물배출에 효과적으로 나타났다. 잔물배출무게는 가이드 각도에 영향을 받지 않은 반면 잔물 파쇄 길이는 가이드 각도가 클수록 길게 나타났다. 결과적으로 실험 콩 탈곡기 적용 들깨 탈곡 시 5 m/s 이하의 풍속에서 잔물배출시간과 파쇄정도에 따른 들깨 손실 등을 고려한 복합적인 연구가 필요할 것으로 판단되었다.
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이상희 ( S. H. Lee ),강태경 ( T. G. Kang ),김영근 ( Y. K. Kim ),최일수 ( I. S. Choi ),현창식 ( C. S. Hyun ),최용 ( Y. Choi ),전현종 ( H. J. Jun ),김진구 ( J. G. Kim ),유승화 ( S. H. Yu ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
국내 감자 수확작업은 굴취기를 이용하여 굴취한 후 인력으로 수집하는 형태로 감자 생산 총 노동시간58.0 hr/10 a 중 수집 작업에 소요되는 시간이 29.5%에 달하며, 농촌 노동력 감소와 고령화로 인해 수집형 감자 수확기 개발 요구가 높아지고 있다. Hyde 등(1983)은 감자 수확기의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 것은 컨베이어의 이송속도와 작업속도의 비라고 보고하였다. 따라서, 본 연구는 설계·제작 한 수집형 감자 수확기의 적정 작업속도를 구명하는 데 목적이 있다. 시험에 사용된 공시 트랙터는 Grandmax GM56, Kubota, Japan)으로 저속 1단, 저속 2단, 저속 3단 3수준에서 실험을 하였다. 각 단수에서 작업속도는 10회 측정하였으며, 저속 1단은 0.2 m/s, 저속 2단은 0.24 m/s, 저속 3단은 0.28 m/s로 조사되었다. 실험은 5 m 구간 작업 후 굴취율, 손상율, 이물질혼입율을 조사하였으며, 속도별로 3반복 씩 총 9회 실시하였다. 데이터는 SAS (v9.4., SAS Institute Inc., USA)를 이용하여 유의수준 0.05에서 최소유의차 검정을 실시하였다. 굴취율의 경우 작업속도 0.2, 0.24, 0.28 m/s에서 각각 99.9, 99.9, 99.3%로 나타났으며, LSD 검정 결과 작업속도에 따른 유의차가 없는 것으로 분석되었다. 감자의 경우 두둑 상부로부터 15~20 cm 깊이에 분포하므로 굴취율은 작업속도의 영향을 받지 않는 것으로 판단된다. 손상율의 경우 0.2 m/s에서 4.3%, 0.24 m/s에서 4.7%, 0.28 m/s에서 7.7%로 나타났으며, 특히 0.28 m/s에서 표피손상이 0.2, 0.24 m/s에서 보다 2.6~3%증가하였다. 이물질 혼입율은 0.2 m/s에서 3.5%, 0.24 m/s에서 3%, 0.28 m/s에서 10.2%로 나타났으며, 0.28m/s에서 이물질혼입이 급격히 증가하였다. 통계분석 결과 0.2 m/s와 0.24 m/s에서는 굴취율, 손상율, 이물질혼입율 모두 작업속도의 영향은 없는 것으로 나타났다. 하지만 0.28 m/s에서는 0.24 m/s보다 손상율이 3%, 이물질혼입율이 7.2% 높게 나타나 0.28 m/s에서는 작업이 불가능할 것으로 판단되었다. 또한, 0.2 m/s와 0.24 m/s 간에 시작기의 성능은 유의차가 없었으나, 시작기의 작업능률을 고려할 때 0.24 m/s가 적정 작업속도라고 판단된다.
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콩 수확작업을 위한 예취기와 두류콤바인의 소요노동력 및 이용비용 분석
유승화 ( S. H. Yu ),전현종 ( H. J. Jun ),김진구 ( J. G. Kim ),김영근 ( Y. K. Kim ),강태경 ( T. G. Kang ),최일수 ( I. S. Choi ),이상희 ( S. H. Lee ),현창식 ( C. S. Hyun ),최용 ( Y. Choi ),김형곤 ( H. G. Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
콩 수확은 예취, 건조, 수집, 탈곡, 정선·선별 작업으로 이루어지며, 사용되는 기계는 예취기, 탈곡기, 정선·선별기가 이용되고 있다. 관행 콩 수확작업은 예취기로 콩을 예취하여 건조시켜 인력으로 수집하여 탈곡기에 투입하여 탈곡한 후 정선·선별작업을 수행한다. 이와 같은 수확작업과정은 소요 노동력 과다, 고강도의 작업부하, 낮은 작업능률 등의 문제로 고능률 콩 수확 작업을 위해 2조식 승용형 예취기와 예취한 후 건조시킨 두류작물에 대하여 수집, 탈곡, 정선·선별 작업을 일괄 기계화한 수집형 두류콤바인이 개발되어 이용되고 있다. 이에 본 연구에서는 국내에서 개발되어 콩 수확작업에 이용되는 보행형 1조예취기, 승용형 2조 예취기, 탈곡·정선기, 수집형 두류콤바인 등 4기종에 대해 각각 작업능률, 소요노동력, 이용비용, 손익분기면적 등을 조사· 분석하여 콩 수확작업에 기계를 효과적으로 투입하고자 하였다. 콩 수확작업 중 예취작업은 보행형과 승용형 예취기를 비교하였고, 예취 후 수집은 인력, 탈곡은 콩 탈곡기, 정선· 선별은 콩 일괄 정선·선별기로 작업(이하 ‘탈곡기작업’)하고 있어 이를 수집형 두류 콤바인의 작업과 비교하였다. 그 결과 예취기의 소요노동력이 보행형 0.75시간·인/10a, 승용형 0.4시간·인/10a로 나타나 인력작업(8.9시간·인/10a)에 비해 각각 91%, 95% 절감되었고, 보행형에 비해 승용형이 46% 노동력 절감되는 효과가 나타났다. 예취기의 연간 부담면적이 약 40 ha로 나타났으며, 이 부담면적 작업 시10a 당 이용비용이 보행형 32 천원, 승용형 19천원으로 보행형 대비 승용형이 약 40.6%의 비용 절감효과로 분석되었다. 또한 탈곡기작업과 수집형 두류 콤바인 작업의 소요노동력이 각각 7시간·인/10a, 0.57시간·인/10a 으로 수집형 두류콤바인이 약 91.8% 노동력 절감 효과가 있는 것으로 분석되었다. 수집형 두류콤바인의 연간 부담면적이 52.5 ha 로 나타나 부담면적 작업 시 10a 당 이용비용은 탈곡기작업은 99.2 천원, 수집형 두류콤바인 49.6 천원으로 탈곡기작업 대비 약 40.2%의 이용비용 절감 효과가 있는 것으로 분석되었다. 수집형 두류콤바인과 탈곡기작업의 손익분기면적은 약 25.1 ha로 예측되었다. 이와 같이 분석된 결과와 콩 재배면적 및 이용시간을 고려하면 수확작업 투입 기종 선정에 효과적인 것으로 판단되었다.
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이상희 ( S. H. Lee ),강태경 ( T. G. Kang ),김영근 ( Y. K. Kim ),최일수 ( I. S. Choi ),현창식 ( C. S. Hyun ),최용 ( Y. Choi ),전현종 ( H. J. Jun ),김진구 ( J. G. Kim ),유승화 ( S. H. Yu ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
파종·이식 작업의 경우 기계화율은 8.9%로 비닐피복, 수확 등 다른 작업공정에 비하여 상대적으로 낮은 수준이다. 무 파종 작업의 경우 비닐피복과의 열상 문제로 기존 파종기는 적용이 어려워 비닐피복 절개와 동시에 파종하는 파종기의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 무 파종작업의 기계화를 촉진하기 위하여 비닐을 절개하며 파종할 수 있는 점파식 파종기의 파종장치를 제작하여 파종 특성을 분석하였다. 파종장치는 점파식 파종기로 파종과 동시에 비닐 절개 칼날에 의하여 피복비닐을 십자로 절개하며 파종할 수 있도록 제작하였다. 또한, 1회 파종립수는 4~5개, 주간은 27 cm로 관행 파종방식에 맞게 제작하였다. 10 m 구간 3반복 파종 후 파종립수, 주간, 결주율, 비닐절개 직경을 조사하였다. 파종 특성을 분석한 결과 파종립수는 4.1±0.83, 주간은 27.3±0.29 cm, 결주율은 0%, 비닐절개 직경은 8.65±1.04 cm로 분석되었다. 또한, 파종 14일 후 관행 인력 파종구와 기계 파종구의 출현율 및 생육조사를 실시하였다. 생육조사결과 기계 파종구의 출현율은 99.1%, 인력 파종구는 98.2%로 나타나 비닐절개 파종 시 열상의 우려는 없는 것으로 판단되었다. 생육조사 결과 기계 파종구는 초장 8.42±1.87, 엽수 2.73±0.52개로 조사되었으며, 인력 파종구는 초장 8.23±1.61 cm, 엽수 2.57±0.5개로 생육 또한 인력 파종과 비교해서 초장은 2.3%, 엽수는 6.2% 생육이 우수한 것으로 나타났다.
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전현종 ( H. J. Jun ),김진구 ( J. G. Kim ),유승화 ( S. H. Yu ),김영근 ( Y. K. Kim ),강태경 ( T. G. Kang ),최일수 ( I. S. Choi ),이상희 ( S. H. Lee ),최용 ( Y. Choi ),김형곤 ( H. G. Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
들깨는 우리 식생활에서 들기름과 들깨가루 등으로 애용되고 있으며 치매예방, 면역력 강화 등 건강증진 기능이 알려지면서 국내 수요와 재배면적이 꾸준히 증가하고 있지만, 탈곡과정 기계화의 연구는 아직 미진한 실정이다. 본 연구에서는 들깨 탈곡작업 기계화를 위해 기존 콩 탈곡기의 성능개선 및 범용화를 통한 들깨 기계화 기술향상을 하고자 수행하였다. 실험 선정 탈곡기는 자동식 줄기 배출방식(A 형식)과 수동식 줄기 배출방식(B형식) 2가지 형식이며, 시험대상 작물인 예취된 콩과 들깨의 물성은 다음과 같다(콩 초장 1.03 m, 최하분지고 20 cm, 들깨 초장 1.57 m, 최하분지고 10 cm). 기존 콩 탈곡구조에 들깨를 적용하기 위해서 탈곡망 및 선별망의 크기를 Ø4 mm로 축소하였고, 길이와 폭을 좀 더 크게 변경하였다. 시험방법은 예취 후 20일정도 자연건조 한 들깨1 kg을 A, B 형식의 탈곡기에 넣고 곡립손실률 및 수확물의 곡립조성비(%)를 조사하였다. 시험결과 A, B형식의 탈곡기 모두 송풍 팬에 의해서 손실이 크게 발생하였다. 이는 송풍 팬을 작물에 따라 제어할 수 있는 가변형장치가 필요할 것으로 판단하였다. 송풍 팬을 구동하지 않을 경우 곡립손실률은 B형식의 탈곡기(4.1%)가 A형식의 탈곡기(2.1%) 보다 높게 나타났지만 탈곡율이 좋고 배출 속도가 빠르게 나타났다. 수확물 곡립조성비(%) 시험결과 B형식의 탈곡기는 곡립과 잡물의 비가 약 4:1, A형식은 약 1:1의 비율로 B형식 탈곡기의 곡립조성이 양호하였지만 잡물비율이 모두 높아 개선이 필요하였다. 결과적으로 들깨를 콩 탈곡기에 적용하기 위해서는 적정 송풍 팬의 속도 규명과 손실률 및 잡물비율을 낮출 수 있는 탈곡기의 장치개선이 필요할 것으로 판단된다.
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