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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.51 No.1 pp.129-135
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2017.51.1.129

Assessment of Trench and Tunnel for Improvement of Vehicle Disinfecting System

Young-Il Lim1, Dong-Il Chang1, Jeong-Chul Kim1, Dong-Suk Park1, Seung-Joo Lee1, Beom-Sun Kang2, Suk Kim3, Winson M. Gutierrez4, Tae-Hoon Lee5, Chung-Heon Choi5, Hong-Hee Chang5*
1Department of Biosystems Machinery Engineering, College of Agriculture and Life Sciences, Chungnam National University, Daejeon, 34134, Korea
2HSM Co., LTD, Cheonan, 31246, Korea
3Department of Veterinary Medicine, College of Veterinary Medicine(Insti. of Agric & Life Sci.), Gyeongsang National University, Jinju, 52828, Korea
4Department of Animal Science, College of Agriculture, Central Mindanao University, Maramag, 8700, Philippines
5Department of Animal Science, College of Agriculture and Life Sciences(Insti. of Agric. & Life Sci.), Gyeongsang National University, Jinju, 52828, Korea
Corresponding author: Hong-Hee Chang +82-55-772-1944, +82-55-772-1949, hhchang@gnu.kr
August 17, 2015 October 28, 2016 January 11, 2017

Abstract

The current methods of vehicles disinfection have various shortcomings. In order to solve them, the detailed design criterion with vehicles disinfection system are needed. But those criterion for trench and tunnel have not been suggested yet. So this study was carried out to establish the design criterion for development of the trench and tunnel for vehicles disinfection. The experiment was conducted with the trench and tunnel newly designed for vehicle disinfecting system. The evaluation items for the trench were the decontamination effect for vehicle wheels, optimum height of the trench and heating effect of the immersion heater for maintaining optimum temperature of immersion disinfection water. The evaluation items for the tunnel were the windbreak effect of the tunnel and heating effect of the air fan heater for maintaining optimum air temperature in the tunnel. The results showed that the decontamination effect of the trench for vehicle wheels and windbreak effect of the tunnel were so good, while the others had little effect. Therefore, it is desirable to apply a boiler instead of the immersion heater. And it is preferably not applied the air fan heater in tunnel. In addition, the optimum height of the trench for the smooth passage of cars was about 50 mm.


차량소독시스템 개선을 위한 침수조 및 터널의 평가

임 영일1, 장 동일1, 김 정철1, 박 동석1, 이 승주1, 강 범선2, 김 석3, Winson M. Gutierrez4, 이 태훈5, 최 충헌5, 장 홍희5*
1충남대학교 농업생명과학대학 바이오시스템기계공학과,
2(주)에이치에스엠,
3경상대학교 수의과대학 수의학과(농업생명과학연구원)
4Central Mindanao 대학교 축산학과,
5경상대학교 농업생명과학대학 축산학과(농업생명과학연구원)

초록

본 연구는 현재 국내에서 이용되고 있는 차량소독시스템을 개선하기 위해 차량소독용 침수조 및 터널 에 대한 설계기준을 마련하고자 실시되었다. 이를 위해 본 연구팀이 고안한 차량소독용 침수조 및 터널 시제품에 대한 평가를 실시했으며, 침수조에 대한 평가항목은 침수조에 의한 차량 바퀴 오염물 제거 효 과, 침수조 턱 높이의 적정성, immersion heater의 사용가능 여부였으며, 터널에 대한 평가항목은 터 널의 방풍효과, 열풍기의 사용가능 여부였다. 실험 결과, 침수조에 의한 차량 바퀴의 오염물 제거 효과 와 터널에 의한 방풍효과는 매우 우수하게 나타났다. 그러나 침수조 내 immersion heater에 의한 소독 약액의 가온이 충분히 이루어지지 않았으며, 여러 가지 안전사고의 위험이 있었기 때문에 immersion heater 대신 보일러를 이용하는 것이 바람직 할 것으로 판단된다. 또한 터널 내 열풍기에 의한 기온 및 차량 표면온도의 상승효과가 거의 없는 것으로 나타났기 때문에 열풍기는 이용하지 않는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 더불어 소형 승용차가 침수조를 원활히 통행하기 위해서는 침수조 턱의 높이를 50mm 정도로 낮추어 설계하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.


    Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs

    서론

    국내 농업총생산 중 축산업이 차지하는 비율은 점 차 증가하여 2013년 기준 약 36%에 이른다(MAFRA, 2013). 하지만 국내 축산업의 성장과 더불어 각종 가축전염병으로 인한 축산농가의 피해 역시 증가하 는 추세를 보이고 있으며, 이 중 특히 2015년 상반 기에 발생한 구제역의 경우 발생건수 159건, 발생두 수 77,657두에 이른다(KAHIS, 2015). 이 외에도 축 산농가에 큰 피해를 주는 주요 가축전염병에는 돼지 열병, 구제역, 소해면상뇌증(BSE), 조류인플루엔자 (AI) 등이 있다. 이처럼 국내에서 가축전염병이 끊 임없이 발생하는 이유에는 여러 가지가 있겠지만, 이 중 가장 큰 이유는 주요 가축전염병의 발생 원인 을 규명하기 위한 역학조사 및 분석이 즉각적으로 이뤄지지 않고 있다는 것과 가축전염병의 전파 및 확산을 방지하기 위한 방역대책이 미흡하다는 것이 다(KAHIS, 2015).

    특히 농장 간 가축전염병의 확산을 방지하기 위해 서는 무엇보다 감염지역 내 이동차량에 대한 소독이 철저히 이루어져야하지만(KAHIS, 2015), 현재 국내 에서 이용되고 있는 차량소독시스템으로는 이러한 차량에 대한 완벽한 소독효과를 기대하기 어렵다. 이는 가축전염병을 야기하는 병원체가 차량의 바퀴, 흙받이를 비롯하여 차량의 상·하부 및 측면 그리고 차량의 내부 등 여러 곳에 산재할 수 있지만 차량소 독용 침수조 및 터널의 잘못된 설계로 인하여 소독 사각지대가 발생할 수 있기 때문이다.

    각종 축산 관련 차량에 의해 전파될 수 있는 병원 균에 대해 철저한 소독 및 살균을 실시하기 위해서 는 먼저 소독약액을 적정 희석비율로 조제해야하며, 소독약액의 반감기를 고려해 사용해야 하고, 소독약 액의 온도를 약 15~20°C로 유지해야 한다(Kahrs, 1995; Mateos, 1995; Chang et al, 2014). 또한 차 량소독장치 내 소독약액 분무노즐의 위치 및 개수가 적절해야하며, 각 분무노즐의 토출압력이 적정범위 내에서 일정하게 유지돼야 한다(Chung et al., 1995; Oh et al., 2003; Kim & Lee, 2005; Kim & Lee, 2007). 이처럼 일부 연구자에 의해 차량소 독시스템에 대한 연구가 어느 정도 이루어져왔지만 농장을 출입하는 차량의 바퀴를 소독하기 위한 침수 조 및 방풍을 위한 터널에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다.

    따라서 본 연구는 현재 국내에서 이용되고 있는 차량소독시스템을 개선하기 위해 차량소독용 침수조 및 터널에 대한 설계기준을 마련하고자 실시되었다.

    재료 및 방법

    1.침수조 설계 및 성능평가방법

    1.1.침수조 설계

    차량소독용 침수조는 농장에 출입하는 차량의 바퀴가 완전히 침수되도록 설계하여 바퀴의 오염 물 제거 및 소독이 용이하도록 제작하였다. 침수조 의 크기는 농장에 출입하는 차량이 주로 5톤 또는 11톤 트럭인 점을 감안하여 11톤 트럭 적재함의 폭 2,340mm와 길이 9,100mm를 기준으로 설계하였다. 침수조 턱의 높이는 100mm로 결정하였으며, 침수조 의 폭은 11톤 트럭의 폭을 측정한 결과 2,500mm이 었기 때문에 차량이동의 편이성을 고려하여 3,000mm 로 결정하였다. 침수조의 길이는 11톤 트럭 바퀴의 외경이 1,075.5mm, 둘레가 3,377.1mm이었기 때문 에 바퀴가 완전히 회전할 수 있도록 3,500mm로 결 정하였다. 침수조 내부의 소독약액을 가열하여 소독 효과를 높이기 위해 3kW immersion heater(WH-3, Daeseong Electronic, Korea) 1대를 설치하여 차량 소독용 침수조에 대한 immersion heater의 사용가 능 여부를 판단하였다(Fig. 1). 위의 내용을 토대로 작성한 침수조 설계도는 Fig. 2와 같다.

    위의 침수조 설계도에 근거하여 제작한 침수조 시 제품은 Fig. 3과 같다. 침수조는 11톤 트럭이 지나 가도 버틸 수 있도록 두께 3.2mm 무늬강판, 100× 50mm C형강 및 찬넬을 사용하여 제작하였다. 또한 제작 후 부식을 방지하기 위하여 프라이머 도장 후 회색페인트를 칠했다. 침수조 측면에는 소독약액 공 급 및 배수를 위한 포트 4개를 설치하였으며, 침수 조 뒤쪽 중앙에는 소독약액 가열을 위한 immersion heater를 설치하였다.

    1.2.성능평가방법

    1.2.1.차량 바퀴 오염물 제거 효과에 대한 평가방법

    차량 바퀴의 오염도 측정기술에 대한 표준화가 이 루어지지 않은 상태이며, 오염물 무게 측정을 통해 차량 바퀴의 오염도를 측정하는 것이 현실적으로 어 려움이 있기 때문에 침수조에 의한 차량 바퀴 오염 물 제거 효과를 평가하기 위하여 차량 바퀴에 이물 질을 강제로 묻히고 침수조 통과 전, 중, 후로 구분 하여 이물질 제거상태를 육안으로 확인하였다.

    1.2.2.침수조 턱 높이의 적정성에 대한 평가방법

    침수조 턱 높이의 적정성을 평가하기 위해 소형 승용차와 2.5톤 트럭이 가속하지 않고 침수조를 안 전하게 통과할 수 있는지를 관찰하였다.

    1.2.3.immersion heater의 사용가능 여부에 대한 평가방법

    immersion heater 작동 후 시간별 소독약액의 온도를 측정했으며, immersion heater의 안전성에 대한 관찰하였다.

    2.터널 설계 및 성능평가방법

    2.1.터널 설계

    차량소독용 터널은 바람을 막을 수 있도록 설계하 여 분무노즐에서 분사된 소독약액이 바람에 의해 흩 날리지 않도록 제작하였다. 터널의 크기는 침수조의 폭이 3,000mm, 길이가 5,500mm인 점을 감안하여 폭을 3,500mm, 길이를 6,000mm로 설계하였고, 높 이는 탑차의 차고 3,300mm를 고려하여 4,500mm 로 제작하였다.

    분사된 소독약액의 소독효과를 높이기 위해 터널 내부에 5kW 열풍기(PH-03X, Joungwoo Company, Korea) 2대를 설치하여 터널 내부 온도를 높일 수 있도록 설계하였다(Fig. 4).

    위의 내용을 토대로 작성한 터널 설계도는 Fig. 5 와 같으며, 이에 근거하여 제작한 터널 시제품은 Fig. 6과 같다. 터널은 주기둥으로부터 보조기둥을 분리할 수 있는 볼팅구조로 제작하였고, 바람을 막 기 위해 측면과 상부에 투명 천막을 설치하였다. 터 널의 주기둥은 100×100mm 강관을 사용하였으며, 주기둥 사이의 보조기둥은 50×50mm 강관을 사용 하였다. 제작 후 부식을 방지하기 위하여 프라이머 도장 후 회색페인트를 칠했다. 터널 주기둥의 하부 는 앵커 볼트(anchor bolt)로 고정했으며, 터널이 벌 어지지 않도록 하부에 가로 연결대를 설치하였다.

    2.2.성능평가방법

    2.2.1.터널의 방풍효과에 대한 평가방법

    터널의 방풍효과를 평가하기 위해 터널 내·외부 풍속을 동시에 측정하고 비교하였다(Testo 425, TESTO, Germany).

    2.2.2.열풍기의 사용가능 여부에 대한 평가방법

    열풍기의 사용가능 여부를 판단하기 위해 열풍기 작동 후 터널 내·외부 기온 및 차량의 표면온도를 동시에 측정하고 비교하였다.

    결과 및 고찰

    1.차량 바퀴 오염물 제거 효과

    차량 바퀴 오염물 제거 효과에 대한 정량 평가는 현실적인 어려움이 있기 때문에 육안 평가를 실시하 였다. 그 결과 차량이 침수조를 통과하면서 대부분 의 오염물이 제거되는 것을 알 수 있었다. 따라서 차량 바퀴의 오염물에 의한 질병전파를 최소화하기 위해서는 농장에 출입하는 차량이 반드시 침수조를 거쳐야 할 것으로 판단된다.

    2.침수조 턱 높이의 적정성

    Figure 7과 같이 경사진 도로에 침수조를 설치함 에 따라 침수조 턱이 상대적으로 높아져 5톤 트럭은 침수조를 통행하는데 전혀 문제가 없었으나 소형 승 용차는 차체가 침수조 턱에 걸려 통행하는데 문제가 발생되었다. 따라서 소형 승용차의 원활한 통행을 위해서는 침수조 턱의 높이를 100mm에서 50mm 정도로 수정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

    3.immersion heater의 사용가능 여부

    침수조 내 소독약액의 온도를 적정온도인 15°C이 상으로 가열하기 위해 immersion heater를 설치했 으나, 7.1°C의 소독약액을 가온하여 20분 간격으로 온드를 측정했을 때 20분 후 7.5°C, 40분 후 7.9°C, 60분 후 8.3°C 정도로 침수액의 온도가 매우 느리 게 상승됐다. 또한 이 뿐만 아니라 차량에 의해 immersion heater가 파손되거나 누전으로 인해 안 전사고가 발생할 위험이 있고 침수조 내 소독약액 부족 시 immersion heater가 외부에 노출되어 화재 가 발생할 수 있을 것으로 관찰되었다. 따라서 침수 조 내 소독약액을 가온하기 위해서는 immersion heater를 사용하는 것보다 보일러를 이용하는 것이 더욱 바람직할 것으로 판단된다.

    4.터널의 방풍효과

    터널의 방풍효과를 평가하기 위해 터널 내·외부 풍속을 약 60분 간 측정한 결과, 터널 외부 풍속이 1.5±2.1m/s이었고 터널 내부 풍속은 0.01±0.01m/s 이었다. 따라서 터널의 방풍효과가 매우 우수한 것으 로 판단되며, 터널 이용 시 분무노즐에서 분사된 소 독약액이 바람에 흩날리는 것을 최소화할 수 있을 것 으로 판단된다.

    5.열풍기의 사용가능 여부

    터널 외부 기온이 4°C일 때 열풍기를 작동했음에 도 불구하고 터널 내 기온이 거의 상승되지 않았을 뿐만 아니라 차량의 표면온도가 전혀 상승되지 않았 다. 따라서 열풍기는 사용하지 않는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

    위의 결과를 종합해봤을 때 침수조의 차량 바퀴 오염물 제거 효과와 터널의 방풍효과는 매우 우수하 게 나타났다. 그러나 침수조 내 immersion heater 에 의한 소독약액의 가온이 충분히 이루어지지 않았 으며, 여러 가지 안전사고의 위험이 있었기 때문에 immersion heater 대신 보일러를 이용하는 것이 바 람직 할 것으로 판단된다. 또한 터널 내 열풍기에 의한 기온 및 차량 표면온도의 상승효과가 거의 없 는 것으로 나타났기 때문에 열풍기는 이용하지 않는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 더불어 소형 승용 차가 침수조를 원활히 통행하기 위해서는 침수조 턱 의 높이를 50mm 정도로 낮추어 설계하는 것이 바 람직할 것으로 판단된다.

    감사의 글

    본 연구는 농림축산식품부 생명산업기술개발사업 에 의해 이루어진 것입니다.

    Figure

    JALS-51-1-129_F1.gif

    The 3kW immersion heater installed in trench for vehicle disinfecting system.

    JALS-51-1-129_F2.gif

    The drawings of trench for vehicle disinfecting system.

    JALS-51-1-129_F3.gif

    The trial manufactured trench for vehicle disinfecting system.

    JALS-51-1-129_F4.gif

    The air fan heater installed in tunnel for vehicle disinfecting system.

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    The drawings of tunnel for vehicle disinfecting system.

    JALS-51-1-129_F6.gif

    The trial manufactured tunnel for vehicle disinfecting system.

    JALS-51-1-129_F7.gif

    The appearance of trench heightened by the slope of road.

    Table

    Reference

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