2019년 농촌 인구는 전년도보다 7만 명 감소하였으며, 60대 이상이 전체 농촌 인구의 69%를 차지하면서 노동력 부족이 심화되고 있다. 또한 기후 변화로 인한 폭염과 가뭄뿐만 아니라 농업 생산에도 큰 피해가 발생하고 있어, 농업용수 절감과 자원 낭비 감소가 필수적이다. 현재 농가에서는 파종 후 초기 육묘기에 분수 호스를, 성장기에는 점적 테이프를 사용하지만, 두 가지 장치를 함께 설치하면 노동력과 비용이 증가하고 관수 효율이 낮아 용수 낭비와 폐기물이 많아지는 문제가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 원거리 살수 기능을 가진 분수 호스와 직하 점적 기능을 수행하는 점적 테이프의 장점을 결합한 복합형 분수 호스를 개발하였다. 이를 위해 공급 압력만으로 두 가지 기능을 수행할 수 있도록 충돌형 Dripper를 설계하였으며, 내부 유로의 최적 설계를 통해 충돌각, 충돌율, 단면적의 형태 및 크기, 공급 압력 등의 요소를 조절하여 원거리 분사와 직하 점적을 동시에 수행할 수 있도록 하였다. 실험을 통해 충돌각 20° 및 30°에 대한 다양한 Dripper 설계 조건을 평가한 결과, 충돌각 30°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 압력에서는 직하 점적 기능을 수행하고, 1.0~2.0 bar의 높은 압력에서는 원거리 확산 살수가 가능하여 기존의 분수 호스와 점적 테이프를 하나의 장치로 대체할 수 있다. 이 연구를 통해 농업 노동력 절감, 관수 비용 절감, 용수 절약 및 관수 폐기물 감소 등의 효과를 기대할 수 있으며, 복합형 분수 호스의 실용화를 위한 설계 기준을 제시하였다.

In 2019, the rural population decreased by 70,000 compared to the previous year, with individuals aged 60 and older accounting for 69% of the total rural population, exacerbating labor shortages. Additionally, climate change has caused severe damage not only through heat waves and droughts but also to agricultural production, making it essential to reduce agricultural water consumption and resource 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 water waste 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-type dripper was designed to perform both functions solely through supply pressure. The internal flow path was optimized by adjusting factors such as collision angle, overlap rate, cross-sectional shape and size, and supply pressure, enabling simultaneous long-distance spraying and direct drip irrigation. Experimental evaluations of various dripper design conditions at collision angles of 20° and 30° revealed that the 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 demonstrated the best performance. This design allows for direct drip irrigation at low pressure (0.5 bar) and long-distance diffusion spraying at higher pressures (1.0–2.0 bar), effectively replacing conventional spray hoses and drip tapes with a single device. This study presents design criteria for the practical application of hybrid spray hoses and is expected to contribute to reducing agricultural labor demands, irrigation costs, water consumption, and irrigation-related waste.

초록
Abstract
서론
재료 및 방법
    1. 분수 호스와 점적 테이프
    2. 물의 충돌 확산을 통한 분수 방법
    3. 충돌각 20°와 30°용 지그(Jig)의 설계 제작
    4. 분사량의 측정
    5. 데이터 분석 방법
결과 및 고찰
    1. 충돌각 20°의 공급압력별 수분 분포도
    2. 충돌각 20°의 공급압력별 유량균등성 및 확산거리
    3. 충돌각 20° 지그의 직하점적과 유량균등성 및 확산거리의 분석
    4. 충돌각 20° 지그의 No-2, No-8, No-4에 대한 시제품제작시 실제 직하점적과 유량 균등성 및 확산거리의 분석
    5. 충돌각 30°의 공급압력별 수분 분포도
    6. 충돌각 30°의 공급압력별 유량균등성 및 확산거리
    7. 충돌각 30° 지그의 직하점적과 유량균등성 및 확산거리의분석
    8. 충돌각 30° 지그의 No-2, No-3, No-4에 대한 시제품제작시 실제 직하 점적과 유량 균등성 및 확산거리의 분석
    9. 충돌각 30° 지그의 No-4 노즐 충돌각의 보정
감사의 글
References

• 김진현(경북대학교 과학기술대학 정밀기계공학과 명예교수, 연구원) | Jin Hyun Kim (Honorary professor and Researcher, Department of Precision Mechanical Engineering, Kyungpook National University, Sangju, 37224, Korea)
• 김영진(국립농업과학원 농업공학부 안전재해예방공학과 연구사) | Young Jin Kim (Researcher, Agricultural Safety Engineering Division, Department of Agricultural Engineering, National Institute of Agricutural Sciences, 310 Nongsaengmyeing-ro, Jeonju, Jeollabuk-do, 54875, Korea)
• 김설하(경북대학교 과학기술대학 미래과학기술융합학부 부교수) | Seol Ha Kim (Associate professor, Department of Advanced Science and Technology Convergence, Kyungpook National University, 2559 Gyeongsang-daero, Sangju, Gyeongbuk 37224, Korea)
• 최락준(경북대학교 과학기술대학 미래과학기술융합학부 대학원생) | Rak Jun Choi (Graduate student, Department of Advanced Science and Technology Convergence, Kyungpook National University, 2559 Gyeongsang-daero, Sangju, Gyeongbuk 37224, Korea)
• 엄덕호((주)남경 부장) | Duk Ho Eum (Head of the planning department, Nam Kyung Co., Ltd., 497-48 Chorok-Ro Yanggam-Myeon, Hwaseong, Gyeonggido, 18626, Korea)
• 김태욱(경북대학교 과학기술대학 정밀기계공학과 교수) | Tae Wook Kim (Professor, Department of Precision Mechanical Engineering, Kyungpook National University, Sangju, 37224, Korea) Corresponding author