KR101224707B1 - 플로팅 수경재배 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양액과 물이 같이 공급되어 유지될 수 있는 사방이 폐쇄된 식물재배용 하우스에 있어서 물을 담아둘 수 있는 공간의 수경재배조가 구비되고 물에 띄워 식물재배를 할 수 있는 물에 뜨는 재질의 다수개의 플로팅(Floating) 재배용 베드가 구비되고
상기 플로팅 재배용 베드는 다수개의 구멍이 상하로 관통되어 있고 관통된 구멍에 식물을 고정 및 뿌리성장을 위해 수분흡수가 용이한 스폰지 재질의 고정용 배지가 구비되고
상기 플로팅 재배용 베드는 편리한 모종과 수확을 위해 줄을 이용하여 당기게 되어 있으며 줄감개로 감을 수 있는 구성이 구비되고
그리고 상기 수경재배조에 공급된 물이 썩지 않게 하기 위해 상기 수경재배조 다수의 지점에 공기를 주입해주어 용존 산소를 유지하는 수단의 에어블로어(Air blower)의 구성이 포함되고
그리고 상기 수경재배조에 수위센서와 PH센서 및 전기전도도 센싱을 통해 물과 양액을 자동공급하는 시스템이 포함되어 구비되어 편리한 수경재배를 할 수 있는 플로팅수경재배방법 및 시스템에 관한 것으로서 일정한 장소에서 모종 및 수확을 할 수 있는 편리함을 구비하고 있어 친환경과 함께 용이한 수경재배방식으로 누구나 쉽게 대량생산을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

플로팅 수경재배 방법 및 시스템 { A floating hydroponic culture methods and system thereof }

본 발명은 플로팅 수경재배방법 및 관련 시스템에 관한 것이다.

[문헌 1] 대한민국발명공개특허 특2003-0070208 순환식 수경재배용 양액자동공급시스템

[문헌 2] 대한민국발명등록특허 10-0846523 식물재배장치

[문헌 3] 대한민국발명공개특허 10-2008-0098945 순환식 수경재배용 배약제어장치 및 그 제어방법

[문헌 4] 대한민국발명등록특허 10-0864475 순환식 수경재배용 배액 전극법 관수시스템 및 그 수경재배방법

기존의 수경 재배 방식은 식물재배용 베드를 만들어 놓고 배지나 또는 뿌리가 물에 잠기는 구조를 통하여 물과 양액을 적정비율로 공급하는 방법을 적용해왔으며 비순환식이므로 양액이 토양으로 배출되어 환경오염문제가 있어 왔다.

그리고 현재 진행되는 수경재배기술은 상기 문헌들처럼 주로 물과 양액을 순환하는 방식으로 공급하며 수위나 수온 및 PH농도 또는 전도도를 센서로 측정하여 자동으로 물과 양액을 공급하는 방법과 시스템을 제공하고 있다.

최근에 유행되고 있는 순환식 수경재배기술은 일견 식물의 대량 생산에 좋아보이지만 재배하는 채소를 일일이 그 장소로 가서 심고 수확해야하기 때문에 생산 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한 순환식 수경재배기술은 식물재배에 있어서 필요한 수분과 영양관리 등을 위해 필수적으로 복잡한 구조의 수경재배용 베드와 정밀한 순환 콘트롤 장치기술을 사용해야만 하는 문제점이 있었다.

국내에서 제일 많이 사용되고 있지만 일손이 부족하고 노령화된 농촌에서 역시 일일이 심고 수확해야하는 비경제적이면서도 양액배출로 인해 환경적으로 문제가 있는 비 순환식 수경재배기술을 개선하여 효과적이면서도 대량생산이 용이하면서도 배양액의 배출로 환경에 지장을 주지 않는 양산용 식물재배기술의 개발이 필요해졌다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 사방이 폐쇄된 하우스에서 양액과 물이 같이 공급되어 유지될 수 있는 물을 담아둘 수 있는 공간의 수경재배조가 구비되고 물에 띄워 식물재배를 할 수 있는 물에 뜨는 재질의 플로팅(Floating) 재배용 베드를 제공하는 데 있다.

그리고 상기 플로팅 재배용 베드는 다수개의 구멍이 상하로 관통되어 있고 관통된 구멍에 식물을 고정 및 뿌리성장을 위해 수분흡수가 용이한 스폰지 재질의 고정용 배지를 제공하는 데 있다.

그리고 상기 플로팅 재배용 베드는 끈으로 당기게 되어 있어 줄감개로 감아 편리한 식물심기와 수확의 수단을 제공하는 데 있다.

그리고 상기 수경재배조의 공급된 물이 썩지 않기 위한 수단으로 상기 수경재배조의 다수의 지점에 공기를 주입해주는 에어블로어(Air blower)를 제공하는 데 있다.

그리고 수위센서와 PH센서 및 전기전도도 센싱을 통해 물과 양액을 자동공급하는 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명은 주로 상추나 특수작물 등 친환경 수경재배식물의 다량 생산과 편리한 수확을 위한 플로팅 재배 시스템에 관한 것으로서 물이 저장되는 공간의 수경재배조에 물이 썩지 않게 공기가 에어블로어에 의해 지속적으로 공급됨에 의해 수경재배지에 환경오염이 될 수 있는 양액을 버리지 않고도 플로팅재배용 베드에 심어진 식물이 흡수하여 소비함에 의해 물이 순환되는 자체 순환 방식 기능을 통해 일정한 장소에서 모종 및 수확을 할 수 있는 편리함을 구비하고 있어 친환경과 함께 용이한 수경재배방식으로 누구나 쉽게 대량생산을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 기본 구성 시스템 예시도
도 2는 본 발명의 줄감개를 대신한 펀쳐의 사용예 설명도.
도 3은 본 발명의 플로팅 재배용 베드에 관한 상세 설명도
도 4는 본 발명의 수경재배조가 2개 이상 설치된 예시도
도 5는 본 발명의 플로팅 재배방법에 관한 설명 예시도

본 발명은 양액과 물이 같이 공급되어 유지될 수 있는 사방이 폐쇄된 농업용 하우스 공간내에서 물을 담아둘 수 있는 공간의 수경재배조가 구비되고 물에 띄워 식물재배를 할 수 있는 물에 뜨는 재질의 다수개의 플로팅(Floating) 재배용 베드가 구비되고

상기 플로팅 재배용 베드는 다수개의 구멍이 상하로 관통되어 있고 관통된 구멍에 식물을 고정 및 뿌리성장을 위해 수분흡수가 용이한 스폰지 재질의 고정용 배지가 구비되고

상기 플로팅 재배용 베드는 편리한 모종과 수확을 위해 각각 끈에 연결된 부목에 의해 당길 수 있게 되어 있으며 상기 끈과 연결하여 줄감개로 감을 수 있는 수동 및 자동 구성이 포함되어 구비되고

그리고 상기 수경재배조에 공급된 물이 썩지 않게 하기 위해 상기 수경재배조 다수의 지점에 공기를 주입해주어 용존 산소를 유지하는 수단의 에어블로어(Air blower)나 직접적인 액화산소를 통한 산소공급 또는 산소발생기를 통한 산소공급의 구성중 어느 하나 이상이 포함되어 구성되고

그리고 상기 수경재배조에 수위센서와 PH센서 및 전기전도도 센싱을 통해 물과 양액을 자동공급하는 시스템과 상기 하우스의 자동 공기순환을 할 수 있는 공기순환시스템이 포함되어 구비되어 편리한 수경재배를 할 수 있는 플로팅수경재배방법 및 시스템에 관한 것으로서,

기존 수경재배시스템과 다음 표 1과 같은 차별화기능 및 장점을 가지고 있다.

상기 표 1에서 보듯이 본 발명은 근래에 들어 농업분야의 노동 연령대가 노령화되어 있고, 또 농사에 경험이 부족한 귀농인구를 흡수하기 위해서는 좀더 쉽고 고부가가치의 농업기술 개발이 필요하다. 따라서 본 발명은 고급 친환경 엽채류의 수경재배에 특히 적합한 방법으로서 일정한 장소에서 상기 플로팅 재배용 베드에 모종을 하고 줄감개 또는 상기 플로팅 재배용베드를 밀어내는 펀쳐를 이용하여 물에 띄우고 또 일정한 장소에서 줄을 감거나 펀쳐로 밀어내어 상기 플로팅 재배용 베드에서 수확하여 누구나 쉽게 재배를 할 수 있음을 알 수 있다.

그리고, 식물 재배용 농업용수로 지하수를 많이 사용하지만 최근에는 지하수 자원이 고갈되어 빗물을 저장하여 농업용수로 사용하는 시설이 지하수와 병행하여 사용되고 있다.

그리고, 상기 수경재배조 작업에 있어서 세멘트를 사용하는 것이 편리하지만 절대농지에는 세멘트 시설을 할 수 없으므로 나무 재질의 판넬로 작업하거나 또는 근래에 들어 황토를 세멘트처럼 사용하여 방수처리를 완벽하게 하면서도 친환경적인 기술이 출시되어 황토로 상기 수경재배조 시설을 설치할 수도 있다.

다음은 도면을 통하여 좀더 상세히 본 발명을 검토하면,

도 1은 본 발명의 기본 예시도로서, 사방이 폐쇄되어 있어 식물을 재배할 수 있는 하우스에 있어서, 물을 가두어 놀 수 있는 세멘트 또는 판넬이나 황토를 이용하여 설치된 수경재배조(100)가 구비되고,

수경재배조(100)에 수온이 유지될 수 있게 물수위(h, 300)가 40Cm 내외의 물이 채워진다. 그렇지만 이 40cm의 수위는 지역에 따라 또는 기존 공급수원이 가지고 있는 물 온도에 따라 차이가 있을 수 있으므로 정확하게 정해진 것은 아니지만 대체적으로 수온이 유지될 수 있는 물높이를 가지는 것이 바람직하다.

그리고 여기에 주로 엽채류의 식물을 모종하여 키울 수 있는 물에 뜰 수 있는 스치로폼이나 폴리우레탄폼 등의 발포제 재질로 구성된 플로팅 재배용베드(200)가 다수개가 구비되어 모종을 하여 물에 띄워 식물이 재배되는 구성을 갖는다.

그리고 줄(400)과 연결된 물에 뜨는 재질의 긴 막대 형태의 부목(410)으로 수경재배조(100)의 일측에서 줄(410)을 잡아 당김에 의해 플로팅 재배용베드(200)를 줄을 당기는 쪽으로 끌어올 수 있는 구성이 되어 수경재배조(100)의 외부 일측에서 줄(400)을 잡아당기어 식물의 모종을 하거나 수확을 할 수 있으며 또는 줄감개(500)로 줄(400)을 감거나 풀어서 사용할 수도 있으며 줄감개(500)에서 감속모터를 연결하여 구동하면 자동으로 당길 수도 있다.

그리고 수경재배조(100) 부근에 링블로워 또는 루츠블로워 또는 컴프레서 등의 에어블로어(600)가 구비되어 수경재배조(100) 바닥으로 설치된 배관(610)들이 연결되고 배관(610)에 다수의 구멍(620)이 천공되어 수경재배조(100) 다수의 지점에 공기나 산소가 주입되는 수단에 의해 물이 썩는 것을 방지한다.

그리고 에어블로어(600)를 대체 또는 추가하여 액화산소를 담고 있는 액화산소통이 구비되어 직접적으로 산소를 공급할 수 있는 방법도 있으며 또는 산소발생기를 대체 또는 추가하여 산소를 공급할 수도 있다.

또한 수경재배조(100) 부근에 지하수 또는 수도 또는 빗물저장조 또는 하천수에서 공급되는 물공급조(700)와 양액조(800)와 PH조(900)가 구비되어 펌프(1000)와 콘트롤 장치(1100)에 의해 수경재배조(100)에 물과 양액이 공급되고 PH 농도를 맞출 수 있게 되어 있다.

그리고 수경재배조(100)에 수위센서(1200)나 전도도센서(1300) 및 PH센서(1400)중 어느 하나 이상이 설치되어 센싱을 하여 콘트롤장치(1100)에서 각각 물과 양액 및 PH농도 중 어느 하나 이상을 자동으로 콘트롤 할 수도 있다.

또한 상기 하우스는 폐쇄되어 있기 때문에 온도와 습도를 콘트롤 하는 것이 식물생장에 있어서 중요하다. 따라서, 콘트롤장치(1100)는 상기 하우스내에 구비되는 온도센서(1600)나 습도센서(1700)에 의해 온도와 습도를 센싱하여 상기 하우스내에 설치되어 있는 팬(1500)을 동작하여 온도와 습도를 조절하는 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 도 2는 줄감개(500)를 대신하여 펀쳐(puncher,1800)를 수경재배조(100)의 일측에 적용한 것을 설명하는 실시 예로서,

실제적으로 플로팅재배용베드(200)는 수경재배조(100)에 적용할 때 도 1처럼 플로팅재배용베드(200)사이 간격이 크지 않고 도 2처럼 서로 붙어 있는 것이 경제적인 측면에서 바람직하기 때문에 서로 간격이 없는 상태에서 재배되는 경우가 대부분인데,

수경재배조(100)의 일측에 펀쳐(1800)를 설치하여 펀쳐(1800)의 레버(lever,1810)를 조작하면 에어라인(1820)을 통해 구동부(1830)가 동작하여 밀대(1840)가 플로팅재배용베드(200)를 순간적으로 밀어줌에 의해 공간이 생기면 모종을 한 플로팅재배용베드(200)를 밀어넣고 펀쳐(1800)를 설치한 반대방향에서 수확을 하여 플로팅재배용베드(200)의 공간이 생기면 반대쪽 펀쳐(1800)측에서 다시 밀어줘 계속적인 작업이 가능하게 된다.

그리고 도 3은 플로팅재배용베드(200)의 상세설명 예시도로서,

플로팅재배용베드(200)는 사각형태의 스치로폼이나 폴리우레탄폼 등의 물에 뜰 수 있는 발포제 재질이어서 물에 뜨거나 중앙에 공기가 포함되어 뜰 수 있는 플라스틱 구조물로 되어 있으며,

플로팅재배용베드(200)를 상하로 관통하여 식물을 고정하고 식물의 수분을 공급하는 수단의 다수개의 모종이식구(210)가 구성되어 있다. 즉, 식물을 모종하여 물에 띄워 육묘할 수 있는 구성을 플로팅재배용베드(200)는 가지고 있는데 식물을 플로팅재배용베드(200)의 모종이식구(210)에 모종할 때 식물을 고정시키고 물과 양액을 원활하게 흡수할 수 있게 스펀지 재질의 고정재를 같이 사용한다.

이 때 모종이식구(210)의 관통되는 모양은 원형이나 사각형으로 필요에 따라 맞추어 적용함이 바람직하다.

도 4는 본 발명은 2개 이상의 수경재배조(100)가 설치된 예시도로서,

본 발명에 있어서, 수경재배조(100)는 재배면적지의 경제적인 활용을 위해 상하로 2개 이상 설치될 수 있으며,

이 때 상하 수경재배조(100)사이의 간격(h1)이 작거나 중앙부위의 하부 수경재배조(100)의 식물은 햇빛을 받지 못해 원활한 식물의 육묘에 문제가 발생할 수 있으므로 주로 LED로 구성된 램프(1900)를 햇빛이 비치지 않는 부위에 설치하여 햇빛을 보상해주는 수단을 갖는 것이 바람직하다.

그리고 도 5는 본 발명의 플로팅재배방법에 관한 설명 예시도로서,

사방이 폐쇄된 식물재배용 하우스내에 물을 담아 놓을 수 있는 수경재배조(100)를 구성하고 식물재배에 필요한 물과 양액을 채워놓는다.(100S)

스치로폼이나 폴리우레탄폼 등의 발포제 또는 물에 뜨게끔 구성된 플로팅재배용베드(200)에 식물을 모종한다.(200S)

수경재배조(100S)에 상기 모종된 플로팅재배용베드(200)를 띄운다.(300S)

수경재배조(100S)에 지속적으로 물과 양액을 공급하고 수온을 조절하고 산소를 공급하여 성장관리를 한다.(400S)

식물성장이 완성되면 플로팅재배용베드(200)를 줄(400)로 당기거나 펀쳐(1800)로 밀어 수확을한다.(500S)

수확을 하여 빈 공간이 된 수경재배조(100)에 모종이된 플로팅재배용베드(200)를 띄운다.(600S)

수확한 식물의 포장을 한다.(700S)

즉, 본 식물재배는 상기의 방법과 같이 순환을 하며 계속적인 모종과 재배 및 수확을 하기 때문에 공장처럼 매일 생산하는 생산관리 시스템을 적용할 수 있는 특징을 갖는다.

100 수경재배조
200 플로팅(Floating) 재배용 베드(Bed)
300 수경재배조의 수위
400 플로팅 재배용 베드를 당기는 줄 410 플로팅 재배용 베드를 미는 부목
500 줄감개 600 에어블로워(Air Blower)
700 물공급조 800 양액조
900 PH조 1000 펌프
1100 콘트롤장치
1200 수위센서 1300 전도도센서
1400 PH센서 1500 환기용 팬
1600 온도센서 1700 습도센서
1800 펀쳐

Claims (12)

1. 사방이 폐쇄된 식물 재배용 하우스에 있어서,
   물을 가두어 놀 수 있는 세멘트나 판넬 또는 황토흙 중 어느 하나를 이용하여 설치된 수경재배조(100)가 구비되고,
   물에 뜨는 재질의 플로팅 재배용베드(200)가 다수개가 구비되어 모종을 하여 수경재배조(100)의 물에 띄워 식물이 재배되는 구성과
   수경재배조(100)의 외부 일측에서 줄(400)에 줄감개(500)를 연결하여 자동 또는 수동으로 줄을 감는 수단을 구비한 줄(400)과 부목(410)을 이용하여 플로팅재배용베드(200)를 잡아당기어 식물의 모종을 하거나 수확을 할 수 있는 수단의 특징을 갖는 플로팅 수경재배시스템.
2. 사방이 폐쇄된 식물 재배용 하우스에 있어서,
   물을 가두어 놀 수 있는 세멘트나 판넬 또는 황토흙 중 어느 하나를 이용하여 설치된 수경재배조(100)가 구비되고,
   물에 뜨는 재질의 플로팅 재배용베드(200)가 다수개가 구비되어 모종을 하여 수경재배조(100)의 물에 띄워 식물이 재배되는 구성과
   수경재배조(100)의 외부 일측에서 공기압에 의해 밀어주는 수단의 펀쳐(1800)를 이용하여 플로팅재배용베드(200)를 밀어주어 식물의 모종을 하거나 수확을 할 수 있는 수단의 특징을 갖는 플로팅 수경재배시스템.
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 수경재배조(100) 바닥으로 설치된 배관(610)들이 연결되어 설치되고 배관(610)에 다수의 구멍(620)이 천공되어 수경재배조(100) 다수의 지점에 공기가 주입되어 물이 썩는 것을 방지하는 수단의 에어블로어(600)가 구비된 것을 더 포함하는 플로팅 수경재배시스템.
4. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 플로팅 재배용베드(200)는 식물을 고정하여 수분과 양액을 공급하는 수단의 다수의 모종이식구(210)가 구비되는 것을 포함하는 플로팅 수경재배시스템
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 3항에 있어서, 에어블로어(600)를 대체하거나 또는 추가하여 액화산소통이나 산소발생기 중 어느 하나이상을 설치하여 수경재배조(100)에 산소를 공급하는 수단을 더 포함하는 플로팅 수경재배시스템.
10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 수경재배조(100)는 재배면적지의 경제성을 위해 상부에 추가로 1개 이상 설치될 수 있는 것을 더 포함하는 플로팅 수경재배시스템.
11. 제 10항에 있어서, 복수로 설치된 수경재배조(100)의 햇빛이 닿지 않는 부분의 빛을 보상할 수 있는 램프(1900)가 설치되는 수단을 구비하는 것을 더 포함하는 플로팅 수경재배시스템.
12. 사방이 폐쇄된 식물 재배용 하우스에 있어서,
    물과 양액이 담겨 있는 수경재배조(100)를 구성하는 단계;
    물에 뜨게끔 구성된 플로팅재배용베드(200)에 식물을 모종하는 단계;
    수경재배조(100)에 모종된 다수개의 플로팅재배용베드(200)를 띄우는 단계;
    수경재배조(100)에 지속적으로 물과 양액을 공급하고 수온을 조절하고 산소를 공급하여 성장관리를 하는 단계;
    식물성장이 완성되면 플로팅재배용베드(200)를 줄(400)을 당기거나 또는 펀쳐(1800)로 밀어 수확을 하는 단계;
    수확을 하여 빈 공간이 된 수경재배조(100)에 모종이된 플로팅재배용베드(200)를 띄우는 단계; 및
    수확한 식물의 포장을 하는 단계;를 포함하는 플로팅 수경재배방법

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