KR101136628B1 - 공기정화가 가능한 가정용 식물공장 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배 양액을 유효미생물 발효액과 다공성여재를 이용하여 대기중의 NOX, SOX, PM10, HOCL 등을 제거하면서 발생되는 염이온을 통해 식물에 공급하여, 수경재배비용의 절감과 공기질향상의 목적을 달성할 수 있는 가정용 식물공장은, 내부에 공간을 가지고, 상측에 거치홀이 형성되는 케이싱; 상기 거치홀에 삽입고정되며, 벽면에 복수의 관통홀이 형성되는 재배컵; 상기 재배컵의 내부 또는 상기 케이싱의 내부에 장입되는 식종여재로 이루어지는 뿌리활착부재; 및 상기 케이싱의 공간 내부에 채워지는 물에 공기를 공급하는 공기공급부를 포함한다.

Description

공기정화가 가능한 가정용 식물공장{Home cultivating apparatus capable of cleaning air}
본 발명은 공기정화가 가능한 가정용 식물공장에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수경재배 양액을 유효미생물 발효액과 다공성여재를 이용하여 대기중의 NOX, SOX, PM10, HOCL등을 제거 할수 있는 가정용 식물공장에 관한 것이다.
종래기술에 따른 수경재배는 식물배양을 위해 필요한 양분을 제공하기 위하여 양액을 제공한다. 따라서, 수경재배를 위해서는 별도의 비용이 소요되는 문제점이 있다.
또, 가정 등에서 수경재배를 하는 경우 식물의 광합성을 통한 이산화탄소 저감의 효과를 가지기는 하지만 그 양은 미비하며, 더욱이 식물은 빛이 없는 경우 산소호흡을 하므로 이산화탄소 저감효과는 더욱 줄어들게 된다.
또한, 많은 사람들이 실내 공기질 향상을 위해 수경재배를 하고 있지만, 실제 주거환경에서 많이 발생되고 있는 대기 중의 NOX, SOX, PM10, HOCL를 저감시킬 수 있는 수경재배방식은 아직 제안된 바 없다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 수경재배 양액을 유효미생물 발효액과 다공성여재를 이용하여 대기중의 NOX, SOX, PM10, HOCL 등을 제거하면서 발생되는 염이온을 통해 식물에 공급할 수 있는 가정용 식물공장을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 공간을 가지고, 상측에 거치홀이 형성되는 케이싱; 상기 거치홀에 삽입고정되며, 벽면에 복수의 관통홀이 형성되는 재배컵; 상기 재배컵의 내부 또는 상기 케이싱의 내부에 장입되는 식종여재로 이루어지는 뿌리활착부재; 및 상기 케이싱의 공간 내부에 채워지는 물에 공기를 공급하는 공기공급부를 포함하는 가정용 식물공장이다.
상기 케이싱은 투명재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 공기공급부는 대기를 가압하는 블로우팬과, 상기 블로우팬으로부터 공기공급관에 의해 공급받은 공기를 기포로 배출하도록 외주면에 복수의 배기홀이 형성된 다공튜브와, 상기 다공튜브의 주위에 상기 케이싱의 높이방향으로 세워지는 순환관을 포함할 수 있다.
또, 상기 식생여재는 미생물 발효액을 제공하는 유효미생물이 포함된 다공성여재인 것을 특징으로 한다.
상기에서 유효 미생물은 Bacillus sp, sphaericus, thuringiensis, megaterium, pumilus, 및 질산균 중 어느 하나 이상을 포함한 호기성균, 혐기성균, 또는 통성혐기성균 집단이 포함된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 다공성 여재는 부석, 제올라이트, 스코리아, 유리섬유, 맥반석 중 어느 하나일 수 있다.
그리고, 상기 케이싱의 상측으로 식물성장에 필요한 광원을 제공하는 LED발광부가 배치되며, 상기 LED발광부에 의해 조사되는 광량은 광량제어부에 의해 조절가능하다.
또, 상기 재배컵의 관통홀은, 상기 재배컵의 상측에 배치되는 상부관통홀과 상기 재배컵의 하측에 배치되는 하부관통홀로 이루어지며, 상기 상부관통홀과 상기 하부관통홀은 상기 재배컵의 높이방향으로 서로 이격되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통하여, 별도의 양액 없이도 수경재배가 가능할 뿐 아니라, 실내공기 중의 오염물질을 제거할 수 있는 가정용 식물공장을 제공할 수 있다.
그리고, 식물의 종류에 따라 필요한 경우에는 불충분한 별도의 영양재를 투입하는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기정화가 가능한 가정용 식물공장의 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1에서 도면부호 100은 본 발명의 실시예에 따른 가정용 식물공장을 지시한다.
상기 가정용 식물공장(100)는 내부에 공간을 가지는 케이싱(102)과, 상기 케이싱(102)에 거치되는 재배컵(108)과, 상기 케이싱(102) 내부 및 상기 재배컵(108) 내부에 채워지는 식종여재(114,116) 및 공기공급부를 포함해서 이루어진다.
상기 케이싱(102)은 수밀한 재료로 구성되며, 내부에 공간을 가지고, 이 공간에 물이 채워진다. 특히, 가정용 식물공장의 특성 상 외부에서 관찰이 용이하도록 아크릴과 같은 투명재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 케이싱(102)의 상부는 폐쇄되며, 본 발명의 실시예에서는 별도의 커버(104)에 의해 상기 케이싱(102)의 상부를 폐쇄하였으나, 상기 커버(104)와 상기 케이싱(102)이 일체로 형성되는 것도 가능하다.
상기 커버(104)에는 거치홀(106)이 형성되며, 상기 거치홀(106)을 통해 상기 재배컵(108)이 삽입고정된다. 상기 재배컵(108)의 삽입고정을 용이하게 하기 위해서, 상기 재배컵(108)의 상단부에 플랜지부를 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 재배컵(108)의 재료는 제한은 없으나, 원하는 모습으로 만들기 용이한 합성수지로 이루어지는 것이 바람직하며, 수경재배되는 식물의 뿌리부분은 외부로부터 빛이 유입되면 생장에 방해가 되므로, 상기 재배컵(108)은 불투명으로, 예를 들어 검은 색으로 이루어질 수 있다.
상기 재배컵(108)의 주위에는 복수의 관통홀(110,112)이 형성된다. 상기 관통홀은 상기 공기공급부에 의한 공기공급으로 물에 녹지 않고 배출되는 공기를 배출하기 위한 배기구로써의 기능과, 상기 케이싱(102) 내부에 채워진 물이 쉽게 이동할 수 있는 이동홀로써의 기능을 가진다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 관통홀(110,112)을 상부관통홀(110)과 하부관통홀(112)로 나누어, 상기 상부관통홀(110)은 배기구로써의 기능을 담당하도록 하고, 상기 하부관통홀(112)은 물의 이동홀로써의 기능을 담당하도록 하였다. 따라서, 상기 상부관통홀(110)과 상기 하부관통홀(112)은 상기 재배컵(108)의 길이방향으로 서로 이격되며, 상기 케이싱(102) 내부에 채워지는 물의 수위는 상기 하부관통홀(112)보다 높고, 상기 상부관통홀(110)보다 낮도록 형성된다. 또한, 상기 상부관통홀(110)에 의해 별도의 배기관을 설치할 필요가 없어서 상기 가정용 식물공장(100)을 구성하는 부품을 절감시킬 수 있어서 바람직하다. 상기 하부관통홀(112)은 상기 재배컵(108)의 측면 뿐 아니라 바닥면에도 형성될 수 있다.
상기 공기공급부는 상기 케이싱(102)의 외부 또는 상기 케이싱(102)의 벽체외부에 고정돼서 대기를 가압하는 블로우팬(122)과, 상기 블로우팬(122)으로부터 공기공급관(120)에 의해 공급받은 공기를 기포로 배출하도록 외주면에 복수의 배기홀이 형성된 다공튜브(119)와, 상기 다공튜브(119)의 주위로 설치되는 순환관(118)을 포함할 수 있다. 상기 순환관(118)은 위 아래로 관통된 관체이며, 상기 순환관(118)의 내벽면은 상기 다공튜브(119)의 외주면에 대하여 이격되도록 배치된다.
따라서, 상기 다공튜브(119)에 의해 수많은 기포가 발생하면, 상기 순환관(118)의 내부에서 상승하게 되고, 상기 순환관(118) 내부의 물 역시 상승하게 된다. 그러므로, 상기 순환관(118)의 내부는 주위보다 압력이 하강하게 되므로, 상기 순환관(118)의 하부로부터 상기 순환관(118) 주위의 물이 입력된다. 이 결과, 상기 순환관(118)에 의해 상측으로는 물이 배출되고, 하측으로는 계속적으로 물이 유입되어 상기 케이싱(102) 내부의 물을 순환시키게 된다.
이러한 물의 순환은 상기 케이싱(102) 내부에서 상하로 이동하는 물의 흐름을 형성하여 물을 교반시킨다. 이로 인해 물과 공기의 접촉시간 및 접촉회수가 증가하여 공기가 충분히 물에 녹을 수 있다. 이 때, 상기 재배컵(108) 및 상기 케이싱(102) 내부의 식생여재(114,116)은 공기를 함유한 물과 접촉하는 것으로, 미생물에 공기를 공급하게 되고, 미생물은 유효미생물 발효액을 생성하게 된다.
상기 식생여재(114,116)는 식물 영양제인 유효미생물 발효액이 포함된 다공성여재로써, 상기에서 유효 미생물은 Bacillus sp, sphaericus, thuringiensis, megaterium, pumilus, 및 질산균 중 어느 하나 이상을 포함한 호기성균, 혐기성균, 또는 통성혐기성균 집단이 포함될 수 있다. 여기서, 공지된 바 대로, 상기 Bacillus sp는 는 유기물의 분해 및 공기 중 악취제거를 하고, sphaericus는 곤충 또는 병원성 세균을 없애며, thuringiensis는 살충 특히 모기를 억제하는 기능을 하고, megaterium는 단백질 분해효소를 통하여 고형화물질을 분해하며, pumilus는 살균기능을 하고, 질산균은 물에 녹은 아질산기를 산화하여 질산염을 생성한다.
또, 상기 다공성 여재는 부석, 제올라이트, 스코리아, 유리섬유, 맥반석 중 어느 하나일 수 있다.
따라서, 상기 식생여재(114,116)는 공기 중의 NOX를 이용하여 NO3 -를 생성하여 식물에 공급할 수 있으며, 식물은 이를 질소비료로 활용할 수 있게 된다. 또, 상기 식생여재(114,116)는 공기 중의 SOX를 이용하여 함황비료를 식물에 제공할 수 있다. 또한, 상기 식생여재(114,116)는 공기 중의 PM10, HOCL 등도 제거할 수 있다.
그리고, 상기 케이싱(102)의 상측으로 식물성장에 필요한 광원을 제공하는 LED발광부(124)가 배치될 수 있다. 상기 LED발광부(124)를 통하여 원하는 시간에 식물에 빛을 공급할 수 있어서, 각 식물에 요구되는 광량을 공급하는 것에 의해 계절에 상관없이 장일식물 등의 재배가 가능하다. 상기 LED발광부(124)는 상기 케이싱(102)의 주위로 길게 세워진 빔 또는 플레이트에 배열되는 복수의 LED와, 상기 LED에 전기를 공급하는 전기공급부와, 상기 LED에 의한 광량을 조절하는 광량조절부(134)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 광량조절부(134)에 의해 식물의 종류에 따라, 그 특성에 맞는 빛을 조사할 수 있다.
또, 상기 케이싱(102) 내부에는 액체공급관(128)이 설치되고, 상기 액체공급관(128)은 도시되지 않은 물공급원과 연결된다. 또, 상기 액체공급관(128)에는 접속부(132)를 설치하여, 시중에서 구할 수 있는 양액용기(136)를 이용하여 미생물의 발효액으로도 불충분한 영양소를 보충할 수 있다.
그리고, 상기 케이싱(102)의 내부에는 레벨센서(130)를 설치하여, 상기 케이싱(102) 내부의 수위를 항상 일정하게 유지할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 가정용 식물공장 102: 케이싱
104: 커버 106: 거치홀
108: 재배컵 110: 상부관통홀
112: 하부관통홀 114,116: 식종여재
118: 순환관 119: 다공튜브
120: 공기공급관 122: 블로우팬
124: LED발광부 126: 체크밸브
128: 액체공급관 130: 레벨센서
132: 접속부 134: 광량조절부
136: 양액용기

Claims (8)

  1. 내부에 공간을 가지고, 상측에 거치홀이 형성되는 케이싱;
    상기 거치홀에 삽입고정되며, 벽면에 복수의 관통홀이 형성되는 재배컵;
    상기 재배컵의 내부 또는 상기 케이싱의 내부에 장입되는 식생여재로 이루어지는 뿌리활착부재; 및
    상기 케이싱의 공간 내부에 채워지는 물에 공기를 공급하는 공기공급부를 포함하고,
    상기 식생여재는 미생물 발효액을 제공하는 유효미생물이 포함된 다공성 여재이며,
    상기 다공성 여재는 부석, 제올라이트, 스코리아, 유리섬유, 맥반석 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가정용 식물공장.
  2. 제1항에 있어서, 상기 케이싱은 투명재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가정용 식물공장.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공기공급부는 대기를 가압하는 블로우팬과, 상기 블로우팬으로부터 공기공급관에 의해 공급받은 공기를 기포로 배출하도록 외주면에 복수의 배기홀이 형성된 다공튜브와, 상기 다공튜브의 주위에 상기 케이싱의 높이방향으로 세워지는 순환관을 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 식물공장.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 유효 미생물은 Bacillus sp, sphaericus, thuringiensis, megaterium, pumilus, 및 질산균 중 어느 하나 이상을 포함한 호기성균, 혐기성균, 또는 통성혐기성균 집단이 포함된 것을 특징으로 하는 가정용 식물공장.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 케이싱의 상측으로 식물성장에 필요한 광원을 제공하는 LED발광부가 배치되며, 상기 LED발광부에 의해 조사되는 광량은 광량제어부에 의해 조절가능한 것을 특징으로 하는 가정용 식물공장.
  8. 제1항에 있어서, 상기 재배컵의 관통홀은, 상기 재배컵의 상측에 배치되는 상부관통홀과 상기 재배컵의 하측에 배치되는 하부관통홀로 이루어지며, 상기 상부관통홀과 상기 하부관통홀은 상기 재배컵의 높이방향으로 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 가정용 식물공장.
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