KR101222546B1 - 식물공장구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식물공장구조물에 관한 것이며, 상세하게는 물고기를 키울 수 있는 동시에 식물도 함께 재배할 수 있는 식물공장구조물에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장구조물은 내부공간이 복수 개의 구획부재에 의해, 물고기가 키워지게 물이 수용된 제 1 공간, 식물이 재배되는 공간인 제 2 공간과, 제 1 공간에서 제공받은 물을 수용하는 제 3 공간으로 구획된 수조하우징; 수조하우징의 제 1 공간에 설치되어, 제 1 공간에 수용된 물을 제 3 공간으로 공급하는 물공급부; 수조하우징의 제 3 공간에 설치되어, 물공급부에 의해 제 1 공간에서 공급된 물에 포함된 부유물을 여과시키는 여과부재; 여과부재에 의해 여과되어 제 3 공간에 수용된 물이 제 2 공간으로 유동될 수 있고, 외부공기가 제 2 공간으로 유입될 수 있도록 수조하우징에 설치된 공기공급관; 및 공기공급관이 설치되어 제 2 공간에 공기공급을 원할히 함으로써 처리효율을 증대시키고 제 1 공간에 녹조방지를 도모하고, 제 2 공간의 상부에서, 제 1 공간과 제 2 공간이 연통가능하게 수조하우징에 설치된 배수관과, 배수관에 연결되며 식물이 심겨지는 복수의 포트부를 구비한 식물안착부를 포함하며, 물공급부의 작동시, 제 1 공간에 수용된 물은 물공급부에 의해 제 3 공간의 여과부재로 공급되고, 여과부재를 거치면서 여과되어 제 3 공간에서 소정의 높이까지 채워지면, 공기공급관을 타고 제 3 공간에 수용된 물은 제 2 공간의 하부로 유동되고, 제 2 공간으로 공급된 물은 제 2 공간에 채워진 여재와 여재 사이의 수많은 공극들을 통과하여 제 2 공간의 하부에서 상부로 이동되어 제 2 공간에서 재배되는 식물에 제공되고, 식물에서 배출된 물은 포트부에서 배수관으로 배출된 후, 배수관을 통해 제 1 공간으로 유동되는 순환경로를 가지는 것이 바람직하다.

Description

식물공장구조물{PLANT FACTORY STRUCTURE FOR PURIFING WATER}
본 발명은 식물공장구조물에 관한 것이며, 상세하게는 물고기를 키울 수 있는 동시에 식물도 함께 재배할 수 있는 식물공장구조물에 관한 것이다.
통상적으로, 수경재배는 흙을 사용하지 않고 물과 수용성 영양분으로 만든 배양액 속에서 식물을 키우는 방법을 말하는데, 식물을 수경재배하기 위해서는 식물에 필요한 양분을 위해 배양액을 주기적으로 제공해야 해서, 수경재배를 위해서는 별도의 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
아울러, 수조 물은 물고기 먹이, 배설물에 오염되어 이를 방지하기 위해서는 주기적으로 수조를 청소해야 하는데, 청소를 하는데 시간이 많이 걸리고 힘든 노동을 해야 하니 자주 청소를 할 수 없어 수조의 환경이나 위생상태가 나쁜 문제점이 있었다.
선행기술 등록특허 제1136628호에는 공기정화가 가능한 가정용 식물공장에 대한 내용이 개시되어 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하나의 수조에 물고기를 키우는 동시에 식물을 재배할 수 있는 식물공장구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 물고기 먹이, 배설물에 오염된 물을 여과 및 공기공급관을 이용하여 생물학적인 방법으로 처리하여 처리된 질소산화물을 식물에 공급, 영양분으로 이용하여 물의 오염을 방지할 수 있고, 식물의 양분으로 제공되는 배양액의 투여빈도를 줄임과 동시에 공기와 함께 수조로 이송된 물은 수조에 호기조건을 만들어 물고기가 잘 살 수 있는 환경을 만들어 주는 식물공장구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장구조물은 내부공간이 복수의 구획부재에 의해 물고기가 키워지게 물이 수용된 제 1 공간, 식물이 재배되는 공간인 제 2 공간과, 제 1 공간에서 제공받은 물을 수용하는 제 3 공간으로 구획된 수조하우징; 수조하우징의 제 1 공간에 설치되어, 제 1 공간에 수용된 물을 제 3 공간으로 공급하는 물공급부; 수조하우징의 제 3 공간에 설치되어, 물공급부에 의해 제 1 공간에서 공급된 물에 포함된 부유물을 여과시키는 여과부재; 여과부재에 의해 여과되어 제 3 공간에 수용된 물이 제 2 공간으로 유동될 수 있고, 외부공기가 제 2 공간으로 유입될 수 있도록 수조하우징에 설치된 공기공급관; 및 제 2 공간의 상부에서, 제 1 공간과 제 2 공간이 연통가능하게 수조하우징에 설치된 배수관과, 배수관에 연결되며 식물이 심겨지는 복수의 포트부를 구비한 식물안착부를 포함하며, 물공급부의 작동시, 제 1 공간에 수용된 물은 물공급부에 의해 제 3 공간의 여과부재로 공급되고, 여과부재를 거치면서 여과되어 제 3 공간에서 소정의 높이까지 채워지면, 공기공급관을 타고 제 3 공간에 수용된 물은 제 2 공간의 하부로 유동되고, 제 2 공간으로 공급된 물은 제 2 공간에 채워진 여재와 여재 사이의 수많은 공극들을 통과하여 제 2 공간의 하부에서 상부로 이동되어 제 2 공간에서 재배되는 식물에 제공되고, 식물에서 배출된 물은 포트부에서 배수관으로 배출된 후, 배수관을 통해 제 1 공간으로 유동되는 순환경로를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 포트부는 배수관에 연통가능하게 설치되고, 외주면에 복수 개의 제 1 개구가 형성된 지지통; 및 외주면에 복수의 제 2 개구가 형성되고 지지통에 삽입가능한 구조를 가지며 지지통에 탈착가능하게 설치되며, 식물이 심겨지는 포트부재를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 물공급부는 제 1 공간에 설치된 펌프; 펌프의 일측에 연결되어 제 1 공간에 수용된 물을 펌프로 공급하는 제 1 공급관; 및 펌프의 타측에 연결되어 제 3 공간으로 펌핑된 물을 공급하는 제 2 공급관을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 여재는 부석, 제올라이트, 경량골재, 세라믹볼 또는 발포성 여재 중 적어도 어느 하나이고, 여재는 초기 생물학적 처리 효율을 높이기 위해 미생물이 도포 처리된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 1 공간 또는 제 3 공간으로 공기를 공급하는 에어공급부가 더 구비된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 수조하우징에는 식물에 빛을 조사하는 광원부가 더 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 공기공급관은 내부가 중공된 중공관과, 중공관의 내부와 연통되게 중공관에 연결된 물유입구로 이루어진 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기공급관은 물유입구가 제 3 공간에 수용된 물이 중공관을 통해 제 2 공간으로 유동되도록 수조하우징의 제 2 공간과 제 3 공간 사이의 구획부재에 설치되고, 중공관의 일 종단이 수조하우징의 상부를 향하고, 중공관의 타 종단이 수조하우징의 바닥면을 향하도록 제 2 공간에서 수조하우징에 설치되어, 외부공기가 수조하우징의 하부로 공급되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 물고기의 배설물을 식물이 재배되는 공간으로 제공하여, 물고기의 배설물로 인한 물의 오염을 방지할 수 있고, 이로 인해 수조하우징의 청소 주기를 연장할 수 있어, 사용자가 편리하게 식물공장구조물을 관리할 수 있다.
아울러, 본 발명은 물고기의 배설물을 식물의 영양분으로 사용될 수 있어, 식물의 성장에 필요한 배양액을 별도로 투여할 필요가 없어, 식물공장구조물을 유지하는데 사용되는 유지비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장구조물의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서, 광원부가 설치되지 않은 상태의 식물공장구조물의 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A'에 따라 절취된 후의 식물공장구조물의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 B-B'에 따라 절취된 후의 식물공장구조물의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 도 2의 C-C'에 따라 절취된 후의 식물공장구조물의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물안착부의 분해사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물공장구조물을 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장구조물(100)은 수조하우징(110), 물공급부(120), 여과부재(130), 공기공급관(140) 및 식물안착부(150)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수조하우징(110)은 내부공간이 복수의 구획부재(도면번호 미도시)에 의해 복수의 공간으로 구획된 구조를 가진다. 여기서, 복수의 구획부재는 평판형 판자형상을 가지며, 수조하우징(110)의 내부공간을 구획하는 크기에 따라 다양한 크기 및 형상으로 가변될 수 있다. 구획부재로는 아크릴판이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서, 복수의 공간은 예컨대 물고기가 키워지는 제 1 공간(111), 식물이 키워지는 제 2 공간(112)과, 제 1 공간(111)으로부터 공급받아 여과시킨 후 제 2 공간(112)으로 공급되는 물을 수용하는 제 3 공간(113)으로 구분될 수 있다.
여기서, 수조하우징(110)의 제 1 공간(111)에는 물공급부(120)가 설치되고, 제 2 공간(112)에는 식물안착부(150)가 설치되며, 제 3 공간(113)에는 여과부재(130)가 설치된다.
아울러, 수조하우징(110)에는 광원부(170)가 착탈가능하게 설치될 수 있다. 광원부(170)는 식물안착부(150)에 심겨진 식물(101)에 빛을 제공하여, 식물(101)의 광합성 작용을 증대시키기 위한 부재이다. 다만, 광원부(170)는 식물공장구조물(100)이 빛이 잘 들어오는 곳에 위치되는 경우에는 반드시 설치될 필요는 없다.
한편, 본 실시예에서는 물에 함유된 공기의 양을 증대시키기 위해, 수조하우징(110)에 공기를 공급하는 에어공급부(180)를 더 설치할 수 있다. 에어공급부(180)는 수조하우징(110)의 일측에 위치되고, 에어공급부(180)에 연결된 에어공급관(181)이 제 1 공간(111) 또는 제 3 공간(113)에 설치되어, 수조하우징(110) 내부에 수용된 물로 공기를 공급할 수 있다.
이하에서는, 제 1 공간에서, 수조하우징의 내부에 설치된 물공급부(120)에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 물공급부(120)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 펌프(121), 제 1 공급관(122)과 제 2 공급관(123)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 물공급부(120)는 제 1 공간(111)에 수용된 물은 제 3 공간(113)으로 공급하는 부재이다.
본 발명의 일 실시예에서, 펌프(121)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 공간에서 수조하우징(110)의 밑바닥면에 고정된다. 펌프(121)에는 제 1 공급관(122)과 제 2 공급관(123)이 연결된다. 펌프(121)의 작동시, 제 1 공간(111)에 있던 물은 제 1 공급관(122)으로 유입된 후, 펌프(121)를 경유하여 제 2 공급관(123)을 통해 수조하우징의 하부에서 상부방향으로 토출된다. 한편, 펌프(121)의 크기, 규격 또는 성능 등은 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에서 다양하게 가변가능하므로, 본 실시예에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 1 공급관(122)은 제 1 공간(111)에서 수조하우징(110)의 밑바닥에서 위치되며, 펌프(121)에 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 공급관(122)은 수조하우징(110)에 마련된 제 1 공간(111)에 맞춰 디귿(ㄷ)자 형상으로 구부려진 구조를 가질 수 있다. 다만, 제 1 공급관(122)의 구조는 임의적인 사항에 불과하며, 제 1 공급관(122)이 설치되는 수조하우징(110)의 구조에 따라 다양하게 가변될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 공급관(122)의 외주면에는 제 1 공급관(122)의 길이방향을 따라 복수 개의 관통개구(미도시)가 형성될 수 있다. 제 1 공급관(122)에 구비된 관통개구는 제 1 공간(111)에서 수조하우징(110) 바닥에 침전된 물고기의 배설물을 제 1 공간(111) 전반에 걸쳐 제 1 공급관(122) 내부로 빨아들이기 위해 형성된 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 2 공급관(123)은 펌프(121)의 토출구에 연결된다. 여기서, 제 2 공급관(123)은 펌프(121)에서 토출된 물이 유동하는 관이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 공급관(123)은 수조하우징의 높이방향을 따라 지팡이가 세워진 형상으로 제 1 공간(111)에 위치된다.
이때, 제 2 공급관(123)은 제 1 공간(111)에 수용된 물을 제 3 공간(113)으로 토출할 수 있게, 제 2 공급관(123)의 토출부가 기역(ㄱ)자로 구부러진 형상을 가진 것이 바람직하다. 이때, 제 2 공급관(123)에서 토출된 물은 제 3 공간(111)에 위치된 여과부재(130) 위로 낙하된다.
한편, 이하에서는 물공급부(120)의 작동시, 수조하우징(110) 내부를 순환하는 물의 유동방향에 따라, 제 2 공급관(123)을 통해 토출된 물이 수용되는 제 3 공간(113)과 제 3 공간(113)에 설치되는 여과부재(130)에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 3 공간(113)은 제 2 공급관(123)에서 토출되는 물을 수용하는 공간이다. 이때, 제 3 공간(113)에는 제 2 공급관(123)에서 토출된 물에 포함된 부유물을 여과시키기 위한 여과부재(130)가 설치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 여과부재(130)로는 스펀지가 사용될 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 펌핑된 물에서 부유물을 제거할 수 있는 소재라면 어떠한 소재도 여과부재(130)로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서,여과부재(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 제 3 공간(113)의 일부를 메우게 설치된다. 이때, 여과부재(130)는 제 2 공급관(123)의 토출부 아래 공간에 위치된다.
그리고, 여과부재(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 제 3 공간(113)의 나머지 공간으로 물이 채워지게 수조하우징(110)에 형성된 걸림턱(117)에 걸려 수조하우징(110)의 바닥면과 소정의 간격만큼 이격되게 수조하우징(110)에 설치된다. 여기서, 제 3 공간(113)의 나머지 공간에 수용된 물은 제 2 공간(112)과 제 3 공간(113)을 구획하는 부분에 설치된 공기공급관(140)을 따라 제 3 공간(113)에서 제 2 공간(112)으로 유동될 수 있다.
본 실시예에서, 공기공급관(140)은 제 2 공간(112)에서 수조하우징(110)에 설치된다. 공기공급관(140)은 도 4에 도시된 바와 같이 제 2 공간(112)과 제 3 공간(113)이 연결되게, 제 2 공간(112)에서 수조하우징(110)에 설치된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 공기공급관(140)은 내부가 중공된 중공관(141)과, 중공관(141)의 내부와 연통되게 중공관(141)에 연결된 물유입구(142)로 이루어진 것이 바람직하다.
여기서, 공기공급관(140)은 중공관(141)의 일 종단이 수조하우징(110)의 상부를 향하고, 중공관(141)의 타 종단이 수조하우징(110)의 바닥면을 향하도록 제 2 공간(112)에서 수조하우징(110)에 설치된다. 이때, 공기공급관(140)은 중공관(141)의 타 종단이 하부가 제 2 공간(112)의 바닥면과 소정의 간격만큼 이격되어 위치되고, 종공관(141)의 일 종단이 외부과 연통되어, 공기공급관(140)의 내부로 공기가 유입될 수 있게 수조하우징(110)에 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에서, 공기공급관(140)의 물유입구(142)는 수조하우징(110)의 제 2 공간(112)과 제 3 공간(113) 사이의 구획부재에 설치에 연통되게 설치되어, 제 3 공간(113)에 수용된 물이 물유입구(142)를 경유하여 중공관(141)을 통해 제 2 공간(112)으로 유동되도록 한다.
공기공급관(140)을 통해 제 2 공간(112)의 하부로 유입된 물은, 제 2 공간(112)에 채워진 여재(102)와 여재(102) 사이의 수많은 공극들을 통과하여 제 2 공간(112)의 상부로 차오르게 되어, 제 2 공간(112)의 상부에서 수조하우징(110)에 설치된 식물안착부(150)에 심겨진 식물로 흡수된다.
한편, 제 2 공간(112)에 채워진 여재(102)는 도 4에 도시된 바와 같이, 수조하우징(110)의 높이에 따라 상이한 크기를 가진 여재(102)가 채워질 수 있다. 본 실시예에서, 여재(102)는 부석, 제올라이트, 경량골재, 세라믹볼 또는 발포성 여재(102) 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 여재(102)는 초기 생물학적 처리 효율을 높이기 위해 표면에 미생물을 식종하여 사용될 수 있다. 여기서, 미생물이 식종된 여재는 공기공급관(140)에 의해 제2공간 하부로 물과 공기를 유입; 호기조건에서 질산화반응(반응식 1)을 거친 후 상부로 이동한다. 이때 협기성 상태에서 탈질화 반응(반응식 2)이 이루어 진다. 이렇게 만들어진 질소산화물은 식물의 대사작용에 의해 소모 된다. 이렇게 여과 된 물은 제 1 개구(153a), 제 2 개구(157a)에 의해 공기와 함께 제 1 공간(111)내로 이송하여 호기성 조건을 유지하게 된다.
[반응식 1]
Figure 112012058548018-pat00001

[반응식 2]
Figure 112012058548018-pat00002

이하에서는, 식물안착부(150)에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 식물안착부(150)는 제 2 공간(112)의 상부에 설치된다. 식물안착부(150)는 식물(101)이 심겨지는 부재이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식물안착부(150)는 배수관(151)과 포트부(152)로 이루어진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배수관(151)은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 공간(112)의 상부에 위치된다. 그리고, 배수관(151)은 제 1 공간(111)으로 물이 유입되도록 제 1 공간(111)과 연결되게 수조하우징(110)에 설치된다. 이때, 배수관(151)은 한쪽만 개방되고 나머지 한쪽은 폐쇄된 관 구조를 가지며, 관의 크기 및 설치길이에 대해서는 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에서 가변가능하다.
본 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 배수관(151)에는 복수의 포트부(152)가 상호 간에 소정의 간격만큼 이격되어 설치된다. 본 실시예에 따른 배수관(151)은 포트부(152)에서 배수된 물을 다시 제 1 공간(111)으로 공급하는 관이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 포트부(152)는 식물(101)이 심겨져 생장하는 부재로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 지지통(153), 여과망(155) 및 포트부재(157)로 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지지통(153)은 외주면에 복수의 제 1 개구(153a)가 형성된 통 형상을 가진다.
다만, 본 실시예에서는 지지통(153)의 형상에 대해 원통형으로 도시하였으나, 이는 예시적인 형상에 불과하며, 지지통(153)의 형상에 대해서는 당업자의 입장에서 자명한 범위에서 다양하게 가변가능하다.
본 실시예에서, 지지통(153)은 배수관(151)에 착탈가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 지지통(153)이 배수관(151)에 설치되면, 여과망(155)이 지지통(153)과 배수관(151)의 연결부분에 놓인다. 여기서, 여과망(155)은 식물(101)이 포트부재(157)에 심겨진 경우 포트부재(157)를 통과한 물에 썩인 흙과 같은 물질을 걸러내기 위한 부재이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 포트부재(157)는 상술했듯이 식물(101)이 심겨지는 부재로서, 지지통(153)에 삽입되는 구조 및 형상을 가진다. 이에 따라, 본 실시예에서 포트부재(157)는 지지통(153)의 형상에 따라 다양한 형상으로 가변가능하다.
아울러, 포트부재(157)의 외주면 및 바닥면에는 지지통(153)에 형성된 제 1 개구(153a)보다 작거나 같은 크기를 가진 제 2 개구(157a)가 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 포트부재(157)는 상부테두리에서 바깥방향으로 돌출된 걸림부(157b)가 구비된다.
이때, 걸림부(157b)는 지지통(153)의 상부에 걸리는 형상 및 구조를 가지는 것이 바람직하며, 본 명세서의 도 6에 도시된 바와 같이 포트부재(157)의 외경보다 큰 외경을 가진 링 형상일 수 있는데, 이는 예시적인 형상에 불과하고 지지통(153)에 포트부재(157)를 걸리게 할 수 있는 형상 및 구조라면 당업자의 입장에서 자명한 범위에서 다양하게 가변가능하다.
이하에서는, 식물안착부(150)에 식물(101)을 심어 식물(101)을 재배하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
우선, 제 2 공간(112)에 여재(102)를 채운다. 수조하우징(110)의 제 2 공간(112)에 여재(102)가 채워지면, 식물안착부(150)의 각각의 포트부(152)마다 식물(101)을 심은 후, 수조하우징(110)의 제 1 공간(111)에 물을 배수관(151)의 설치높이보다 낮은 높이까지 채운다.
물이 수조에 채워지면 펌프(121)를 작동시켜, 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 공급관(122)을 통해 제 1 공간(111)에 수용된 물을 빨아들인 후, 도 4에 도시된 바와 같이 제 2 공급관(123)을 통해 제 3 공간(113)으로 물을 공급한다.
제 2 공급관(123)에서 공급된 물은 여과부재(130)를 경유하여 제 3 공간(113)에 채워진다. 제 3 공간(113)에 채워진 물이 공기공급관(140)이 제 3 공간(113)과 연통된 위치까지 채워지면, 제 3 공간(113)에 채워진 물은 중력의 법칙에 따라 공기공급관(140)을 따라 제 2 공간(112)의 하부로 흐르게 된다.
공기공급관(140)을 통해 제 2 공간(112)으로 흘러들어온 물은 여재(102)와 여재(102) 사이의 수많은 공극들을 통과하면서 상부로 이동되어, 제 2 공간(112)의 상부까지 채워진다.
이후, 제 2 공간(112)에 채워진 물은 식물(101)로 흡수된다. 이때, 제 2 공간(112)의 제 2 여재(102)에서 지지통(153)의 제 1 개구(153a)를 통해 포트부재(157)의 제 2 개구(157a)로 들러간 후, 식물(101)로 흡수되는 물은 여과망(155)을 거쳐 배수관(151)으로 흘러간다. 이어서, 배수관(151)을 따라 흘러 제 1 공간(111)으로 낙하된다. 제 1 공간(111)으로 낙하된 물은 물공급부(120)의 작동시 상기와 같은 순환을 반복하면서 식물(101)로 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장구조물(100)은 제 1 공간(111)의 물에 함유된 부유물이 여과부재(130)에 의해 일차적으로 걸러지고 이후 여재(102)에 의한 생물학적 처리를 거쳐 식물에 흡수되며, 물공급부(120)에 의한 물의 순환구조를 통해 수조하우징(110)에 물이 수용되는 공간이 대체적으로 깨끗한 상태가 유지됨으로써, 수조하우징(110)의 청소 빈도가 낮아져 사용의 편리성이 향상된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장구조물(100)은 상기와 같은 순환구조를 통해, 제 1 공간(111)에서 기르는 물고기(미도시)의 배설물을 처리할 수 있어 제 1 공간(111) 내의 물의 오염현상을 늦출 수 있고, 더불어, 물고기의 배설물을 식물의 영양공급원으로 사용할 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장구조물(100)은 식물안착부(150)에 심겨진 식물(101)이 여재(102)에 부착 성장된 미생물과 물고기의 배설물을 통해 땅에서 자라는 것과 같은 환경을 충족시킴으로써, 수경재배에 필요한 배양액을 별도로 투여할 필요가 없어, 경제적으로 수경식물(101)을 재배할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장구조물(100)은 광원부(170)를 통해 식물(101)에 빛을 비출 수 있는 구조를 가짐으로써, 어두운 곳에서도 수경식물(101)을 재배할 수 있고, 더불어 수경식물(101)이 공기 중의 이산화탄소를 산소로 변환시키는 광합성 작용을 활발하게 하여, 공간의 공기를 정화시킬 수 있는 효과를 가진다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100: 식물공장구조물 101: 식물
102: 여재 110: 수조하우징
111: 제 1 공간 112: 제 2 공간
113: 제 3 공간 120: 물공급부
121: 펌프 122: 제 1 공급관
123: 제 2 공급관 130: 여과부재
140: 공기공급관 150: 식물안착부
151: 배수관 152: 포트부
153: 지지통 155: 여과망
157: 포트부재 170: 광원부

Claims (8)

  1. 내부공간이 복수의 구획부재에 의해 물고기가 키워지게 물이 수용된 제 1 공간, 식물이 재배되는 공간인 제 2 공간과, 상기 제 1 공간에서 제공받은 물을 수용하는 제 3 공간으로 구획된 수조하우징;
    상기 수조하우징의 제 1 공간에 설치되어, 상기 제 1 공간에 수용된 물을 상기 제 3 공간으로 공급하는 물공급부;
    상기 수조하우징의 제 3 공간에 설치되어, 상기 물공급부에 의해 상기 제 1 공간에서 공급된 물에 포함된 부유물을 여과시키는 여과부재;
    상기 여과부재에 의해 여과되어 상기 제 3 공간에 수용된 물이 상기 제 2 공간으로 유동될 수 있게 하고, 외부공기가 상기 제 2 공간으로 유입될 수 있도록 상기 수조하우징에 설치된 공기공급관; 및
    상기 제 2 공간의 상부에서, 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간이 연통가능하게 상기 수조하우징에 설치된 배수관과, 상기 배수관에 연결되며 식물이 심겨지는 복수의 포트부를 구비한 식물안착부를 포함하며,
    상기 물공급부의 작동시, 상기 제 1 공간에 수용된 물은 상기 물공급부에 의해 상기 제 3 공간의 상기 여과부재로 공급되고, 상기 여과부재를 거치면서 여과되어 상기 제 3 공간에서 소정의 높이까지 채워지면, 상기 공기공급관을 타고 상기 제 3 공간에 수용된 물은 상기 제 2 공간의 하부로 유동되고,
    상기 제 2 공간으로 공급된 물은 상기 제 2 공간에 채워진 여재와 여재 사이의 공극들을 통과하여 상기 제 2 공간의 하부에서 상부로 이동되어 상기 제 2 공간에서 재배되는 식물에 제공되고,
    상기 식물에서 배출된 물은 상기 포트부에서 상기 배수관으로 배출된 후, 상기 배수관을 통해 상기 제 1 공간으로 유동되는 순환경로를 가지는 것을 특징으로 하는 식물공장구조물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 포트부는
    상기 배수관에 연통가능하게 설치되고, 외주면에 복수 개의 제 1 개구가 형성된 지지통; 및
    외주면에 복수의 제 2 개구가 형성되고 상기 지지통에 삽입가능한 구조를 가지며 상기 지지통에 탈착가능하게 설치되며, 식물이 심겨지는 포트부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장구조물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 물공급부는
    상기 제 1 공간에 설치된 펌프;
    상기 펌프의 일측에 연결되어 상기 제 1 공간에 수용된 물을 상기 펌프로 공급하는 제 1 공급관; 및
    상기 펌프의 타측에 연결되어 상기 제 3 공간으로 펌핑된 물을 공급하는 제 2 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장구조물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 여재는 부석, 제올라이트, 경량골재, 세라믹볼 또는 발포성 여재 중 적어도 어느 하나이고, 상기 여재는 초기 생물학적 처리 효율을 높이기 위해 미생물이 도포 처리된 것을 특징으로 하는 식물공장구조물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공간 또는 제 3 공간으로 공기를 공급하는 에어공급부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 식물공장구조물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수조하우징에는 상기 식물에 빛을 조사하는 광원부가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 식물공장구조물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기공급관은 내부가 중공된 중공관과, 상기 중공관의 내부와 연통되게 상기 중공관에 연결된 물유입구로 이루어진 것을 특징으로 하는 식물공장구조물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 공기공급관은
    상기 물유입구가 상기 제 3 공간에 수용된 물이 상기 중공관을 통해 상기 제 2 공간으로 유동되도록 상기 수조하우징의 제 2 공간과 제 3 공간 사이의 구획부재에 설치되고,
    상기 중공관의 일 종단이 상기 수조하우징의 상부를 향하고, 상기 중공관의 타 종단이 상기 수조하우징의 바닥면을 향하도록 상기 제 2 공간에서 상기 수조하우징에 설치되어, 외부공기가 상기 수조하우징의 하부로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 식물공장구조물.

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