KR101549217B1 - 다변형 바이오플락 아쿠아포닉스 식물재배시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 아쿠아포닉스 식물재배시스템은 재배조가 수평축을 중심으로 회전가능하므로 재배조가 연결된 재배조연결축을 수평, 수직, 또는 비스듬히 배치함에 따라 단층, 복층, 또는 계단식재배조를 구성할 수 있으므로 양식장의 환경 및 구조에 따라 공간활용을 극대화할 수 있고, 다층으로 지속적으로 이어 붙일 수 있으며, 부력재를 재배조 외부틀에 구성하여 단층 부유형 재배조를 구성할 수 있어, 양식장에 공간을 따로 마련하지 않아도 식물 재배와 사육수를 여과 및 정화할 수 있는 단층부유형 재배조로의 전환을 용이하게 할 수 있어 빌딩양식 이외에도 육상 양식수조, 야외호지에서도 활용이 가능하다. 또한 본 발명은 재배조의 조립 구성을 달리함으로써 재배식물에 맞는 재배조를 용이하게 제작할 수 있으므로, 재배 가능 식물의 폭을 넓힐 수 있는 아쿠아포닉스 식물재배시스템이다.

Description

다변형 바이오플락 아쿠아포닉스 식물재배시스템{Multi-changeable Biofloc Aquaponic Plant Cultivating System}

본 발명은 바이오플락 아쿠아포닉스 식물재배시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이오 플락을 이용한 빌딩양식용 복합양식수조에서 배수되는 사육수를 바이오플락 기술에 의한 미생물분해로 1차 정화과정을 거치고, 1차 정화가 된 사육수는 아쿠아포닉스 식물재배조로 공급함으로서 미처 분해되지 않은 유기물이 포함된 사육수에서 식물성장에 필요한 영양성분(질산성 총 질소)을 이용하여 자연친화적인 방법으로 정화를 실시할 수 있도록 한 아쿠아포닉스 식물재배시스템에 관한 것이다. 또한 구조의 변형이 용이하고 다층으로 지속적으로 이어 붙일 수 있으며, 규모가 큰 양식수조에 수평으로 펼쳐서 수면위로 부상됨으로서 빌딩양식 이외에도 육상 양식수조, 야외호지에서도 활용이 가능하며, 지속적으로 축적되어가는 질산성 질소를 제거함으로 아쿠아포닉스 식물재배를 통과한 물을 재사용할 수 있게 하는 것이다.

일반적인 어패류의 양식방법에서는 사육수를 외부에서 주입하는데, 초기에 항생제 등을 살포하여 바이러스, 병원균 및 기생생물의 유입을 억제한다. 그러나 양식 중 사육수를 지속적으로 교체하기 때문에 이들의 유입에 노출될 위험이 계속해서 존재하며 항상 질병 감염에 의한 대량 폐사의 위험을 가지게 된다.

이러한 위험을 방지하기 위한 강제 순환여과형 양식은 입자상 물질들을 모두 강제 여과시키고 정수한 후 멸균처리하기 때문에 바이러스 및 병원성세균 감염 예방에 효과가 있으나 시설비와 강제 순환여과에 드는 에너지 비용이 매우 과다하여 경제성을 확보하기 어려우며, 이 경우에도 5~10% 정도의 사육수를 교체해야 하는 문제가 있다.

바이오플락 기술(BioFloc technology)이란, 종속 영양세균과 양식어종을 함께 양식하여 종속 영양세균이 수조 물속의 유기부산물을 조류(algae)보다 10~100배 빨리 분해하여 물을 정화시킴으로서 종속 영양세균에 분해된 유기부산물은 다시 양식 어종에 단백질 먹이가 되어 물 교환 및 수처리 등의 여과 과정이 필요 없는 양식방법이다.

그러나 현재의 바이오플락 기술을 이용한 사육수 정화시스템에는 한계가 있어 새로운 사육수를 공급해야 할 필요성이 있고, 수조에 수용하는 어류의 개체수가 증가하면 효율이 사육수 정화효율이 떨어지기 때문에 이를 증가시킬 방법이 필요하다. 최근에는 이러한 문제점을 원천적으로 해결하기 위하여 사육수의 교체 없이 제한된 사육수를 지속적으로 순환시켜 재사용하는 아쿠아포닉 양식법에 많은 관심을 받고 있다.

아쿠아포닉(Aquaponics)은 물고기 양식(Aqualculture)과 수경재배(Hydroponics)를 융합한 기술이다. 수조에서 물고기를 키우고, 물고기 배설물과 소진되지 않은 물고기 사료 등 사육수의 수질을 악화시킬 수 있는 오염원을 순환시켜 수경재배하는 식물에게 공급하며, 식물의 뿌리는 물속의 녹아든 물고기 배설물 등의 유기물에서 영양을 섭취하고 물고기에 유해한 암모니아를 정화시켜 물고기에게 깨끗한 물을 돌려주는 시스템이다.

아쿠아포닉 시스템은 식물과 어패류 뿐만 아니라 환경유용 미생물이 포함되며, 환경유용 미생물을 이용하여 암모니아, 아질산 등 오염물질을 분해시키거나 새로운 유기물로 전환시켜 먹이로 재이용하게 한다. 사육수 내에는 미생물-식물플랑크톤-동물플랑크톤-양식생물 사이에 건강한 생태계가 균형을 유지하게 하면 환경 유용 미생물군이 사육수 내에 우점하기 때문에 기생충이나 비브리오 등의 병원균이 외부에서 유입되더라도 경쟁에서 밀려 질병을 일으키기 어렵다.

또한 아쿠아포닉 시스템은 기존 양식장에서 배출되는 사육수로 인한 환경오염을 줄일 수 있다. 양식생물의 배설물과 사료찌꺼기 등이 다량 포함되어 있는 사육수를 외부로 배출하면 주변 하천이나 연안을 오염시키고 부영양화를 일으켜 녹조 또는 적조를 유발하며 이로 인한 수질악화를 처리하기 위해 많은 비용이 소요된다. 그러나 폐쇄된 양식 시스템인 아쿠아포닉 시스템을 사용하면 사료찌꺼기, 양식생물 배설물 등이 환경유용 미생물에 의해 천연유기물로 전환되어 재이용될 수 있으며, 수경재배 식물이나 식물플랑크톤과 동물플랑크톤 및 양식생물로 이어지는 안정적인 생태계를 이루어 균형을 유지하게 되어 수계로 배출되는 폐수량을 저감시켜 환경개선 효과를 가져 온다.

또한 친환경적이고 사료 및 에너지의 효율이 높을 뿐만 아니라, 자연환경 및 지리적 입지 조건에 제한받지 않고 연중 안정적인 유기 농수산물의 생산 및 공급 체계 구축이 가능하기 때문에 아쿠아포닉 시스템에 대한 연구가 활발하다.

일반적으로 수경재배는 토양에서의 재배에 비하여 연작장해를 피할 수 있고, 재배수질을 관리함으로써 재배식물로의 병원균 및 바이러스 감염 기회를 낮출 수 있는 장점이 있다. 아쿠아포닉스 시스템의 경우, 양식생물로의 기생생물, 병원균 및 바이러스의 유입을 억제하기 위하여 사육수의 수질을 폐쇄된 시스템에서 관리하기 때문에, 재배식물의 병충해를 예방하는 데에도 효과적이다.

아쿠아포닉 시스템을 구동하기 위한 일반적인 구성은 어류 등의 양식생물을 사육할 수 있는 수조와 수조 내의 사육수를 수경재배조로 옮길 수 있는 펌프와 사육수에 의해 수경재배되는 식물의 재배조를 포함한다.

수경재배를 위한 재배조는 일반적으로 복층 또는 다층구조로, 각 층마다 LED광원을 배치하여 광합성을 유도하며 펌프를 사용하여 상층 재배조로 급수한다. 최근에는 재배조를 단층으로 구성하여 양식수조 등에 띄워 수경재배함으로써 사료찌꺼기나 배설물을 이용하면서도 자연광을 이용하는 방법이 개발되고 있다. 그러나 어느 방법이든 초기 설비에 많은 비용이 소요되어 기존의 양식장을 아쿠아포닉 시스템으로 전환할 때에 재배조 배치 등의 전환이 쉽지 않다.

국내 등록특허 제 10-1270631호에는 어류 사육시 잔여 먹이, 배설물 들을 새우류가 섭식하고 어류와 새우에서 배설된 잔류물과 분해된 유기물을 패류 및 무척추동물이 섭취하며 사육수 내에 미생물이 유기물을 분해하여 용해된 질소원을 수경재배용 식물이 이용하여 다영양식이 가능한 바이오 플락을 이용한 빌딩양식용 복합양식수조를 개시하고 있다. 국내 등록특허 제 10-1446865호에는 직사각 관로형으로 되는 재배양식조에서 구획망으로 상, 하부로 구획하여 상부는 식물재배를, 하부는 어류양식을 영위할 수 있도록 하여 식물재배와 어류양식을 동일 시설에서 영위할 수 있게 하여 시설비 및 관리 운영비를 절감시키는 장치와 방법을 개시하고 있다. 국내 등록특허 제 10-1370075호에는 어류의 서식공간을 제공하고, 어류의 생육에 필요한 물이 유입되고 배출되는 수조와 박테리아를 이용하여 수조로부터 유입되는 어류의 배설물을 포함하는 물을 식물의 재배에 필요한 양분을 포함하는 1차양액으로 변환하는 바이오필터와 바이오필터로부터 상기 1차양액을 공급받아 고형물질을 여과한 2차양액으로 배출하는 고체여과기와 고체여과기로부터 2차양액을 공급받아 식물을 재배하고 양분이 제거된 3차양액을 배출하는 식물재배장치 및 3차양액을 수조로 회수하는 양액회수유로를 포함하는 식물재배 시스템을 개시하고 있다. 국내 등록특허 10-1414261호에는 제 1 화분부와 상기 제 1 화분부와 함께 회전 가능하도록 상기 제 1 화분부의 하부에 결합된 제 2 화분부와 상기 제 2 화분부의 하측에 위치되어, 회전가능한 회전부와 상기 회전부의 하부에 결합되며, 양액이 저장되는 탱크부 및 상기 탱크부로부터 상기 제 1 화분부까지 연장되어, 상기 제 1 화분부, 상기 제 2 화분부 및 상기 회전부를 연결하고, 상기 회전부에 의해 회전하여 상기 제 1 화분부와 상기 제 2 화분부를 회전시키며, 상기 탱크부의 양액을 상기 제 1 화분부까지 유도하는 유도부를 포함하되, 상기 제 1 화분부에 유도된 양액은 상기 제 2화분부 및 상기 회전부를 통해 상기 탱크부에 공급되고, 상기 탱크부에는 동애등에들이 사육되고, 상기 동애등에 들을 먹이로 이용하여 물고기가 양어되며, 상기 물고기의 배설물이 상기 양액의 생성에 이용되는 것을 특징으로 하는 조립식 수직 아쿠아포닉시스템을 개시하고 있다. 국내 등록특허 10-1333902호에는 양식어류를 사육하는 사육수조와 식물을 재배하기 위한 식물재배조가 사육수의 순환방향에 맞게 연결되어 양식수조의 사육수가 공급되고, 다시 식물재배조의 사육수는 양식어류의 사육수조 또는 배수로를 통하여 하천 배수되도록 한 구성을 특징으로 하는 친환경 농수산 융복합 생산 장치를 개시하고 있다. 그러나 상기의 선행 기술은 단순히 아쿠아포닉 시스템 설비를 이용하여 양식생물을 양식하고 식물을 수경재배하는 기술로서, 본 발명에서 제공하고 있는 단층 부유형 재배조와 복층형 재배조로의 전환이 용이하고 재배식물의 특성에 따라 재배조의 다변형이 가능한 이동식 빌딩양식용 아쿠아포닉스 식물재배 시스템과는 그 구성에서 차이를 보인다.

본 발명은 양식장의 사육수를 이용하여 식용 또는 관상용 식물을 재배하는 동시에 사육수를 여과 또는 정화하여 양식생물의 사육수로 재사용하는 순환여과식 아쿠아포닉스 시스템에 있어서, 재배조의 배치 및 구성을 단층, 복층, 계단식, 또는 단층부유형으로 용이하게 전환할 수 있는 아쿠아포닉스 식물재배시스템을 제공하기 위한 것이다. 또한 바이오 플락을 이용한 빌딩양식용 복합양식수조에서 배수되는 사육수를 바이오플락 기술에 의한 미생물분해로 1차 정화과정을 거치고, 1차 정화가 된 사육수는 아쿠아포닉스 식물재배실로 공급함으로서 미처 분해되지 않은 유기물이 포함된 사육수를 식물성장에 필요한 영양성분으로 이용하여 자연친화적인 방법으로 2차 정화를 실시하여 깨끗하게 정화된 사육수를 빌딩양식용 복합양식수조의 사육수로 재활용 할 수 있도록 한 아쿠아포닉 식물재배 기능을 갖는 폐쇄순환 바이오플락 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여, 재배식물을 안착시키고 사육수를 소통시켜 수경재배할 수 있는 재배조의 하부에 재배조 무게추를 장착하여 재배조를 관통하는 수평축을 중심으로 회전 가능하도록 구성함으로서 양식생물의 사육수를 이용하여 식용 또는 관상용 식물을 재배하는 동시에 사육수를 여과 또는 정화하여 양식생물의 사육수로 재사용하는 순환여과식 아쿠아포닉스 시스템을 제공한다.

재배조는 상부에 재배식물을 안착시킬 수 있는 재배분 삽입공이 하나 이상 형성되고, 재배조 양측에 사육수를 공급하고 재배조의 회전축이 되는 재배수관이 삽입되는 재배수관 삽입공이 형성된 재배선반; 상기 재배선반 하부에 탈착 가능하도록 체결되어 재배식물의 뿌리와 사육수를 수용할 수 있는 뿌리수용함을 포함하며, 상기 재배조의 양측면 외부에 형성되어 사육수를 공급하는 사육수관을 부력재로 둘러싸서 재배조에 부력을 제공하고, 재배조를 재배선반과 뿌리수용함으로 구성하고, 각 구성품의 종류를 재배식물에 따라 선택하여 조립할 수 있도록 하였다.

상기 재배조를 재배조 외부에 형성된 재배조배열축을 따라 복수개 연결하고 지면으로부터 상기 재배조배열축이 수평, 수직 또는 비스듬히 배치됨으로써 상기 복수개의 재배조가 단층, 계단식, 또는 복층으로 배치되고, 상기 재배조의 높이를 조절하여 재배식물의 뿌리가 물에 잠기는 정도를 조절할 수 있도록 한 아쿠아포닉스 식물재배시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 아쿠아포닉스 식물재배시스템은 재배조가 수평축을 중심으로 회전가능하므로 재배조가 연결된 재배조연결축을 수평, 수직, 또는 비스듬히 배치함에 따라 단층, 복층, 또는 계단식 재배조를 구성할 수 있으므로 양식장의 환경 및 구조에 따라 공간활용을 극대화할 수 있다. 또한 부력재를 재배조 외부틀에 구성하여 단층 부유형 재배조를 구성할 수 있어, 양식장에 따로 공간을 마련하지 않아도 식물 재배와 사육수를 여과 및 정화할 수 있는 단층부유형 재배조로의 전환을 용이하게 할 수 있다. 이와 같이 구조의 변형이 용이하고 다층으로 지속적으로 이어 붙일 수 있으며 규모가 큰 양식수조에 수평으로 펼쳐서 수면위로 부상이 됨으로 빌딩양식 이외에도 육상 양식수조, 야외호지에서도 활용이 가능하며 지속적으로 축적되어 가는 질산성 질소를 제거함으로 아쿠아포닉스 식물재배를 통과한 물을 재사용할 수 있다. 또한 본 발명의 재배조의 조립 구성을 달리함으로써 재배식물에 맞는 재배조를 용이하게 제작할 수 있어 재배 가능 식물의 종류를 넓힐 수 있다.

도 1은 본 발명의 아쿠아포닉을 이용한 도심형 바이오플락 양식시스템의 개념도를 나타낸다.
도 2은 본 발명에 따른 아쿠아포닉 식물재배 시스템의 재배분 및 재배조의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 재배조가 재배수관에 연결되었을 때에 연결축을 중심으로 재배조가 회전 가능한 상태를 나타내는 재배조 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 양식용 수조, 재배조, 및 펌프의 연결 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수직형 아쿠아포닉스 식물재배 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 6는 본 발명에 따른 계단형 아쿠아포닉스 식물재배 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 수평형 아쿠아포닉스 식물재배 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 뿌리수용함를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 재배선반을 나타낸 사시도이다.

이하 본 발명을 구체적인 예를 들어 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 아쿠아포닉을 이용한 도심형 바이오플락 양식시스템의 개념도를 나타낸다. 본 발명의 아쿠아포닉 식물재배 기능을 갖는 폐쇄순환 바이오플락 시스템은 일정 넓이와 깊이로 형성된 다각형 형태의 수조선반이 복층으로 형성되는 바이오플락 수조와 아쿠아포닉스 식물재배실이 설치된다. 또한 사육수의 공급과 저지를 모니터링할 수 있는 식물 재배가 이루어지는 아쿠아포닉 식물재배대가 설치되고, 바이오플락 시스템과 아쿠아포닉 식물재배대를 모니터링할 수 있도록 바이오플락 모니터링 시스템이 연결 설치된다.

상기 바이오바이오 플락 시스템에 포함되는 냉각저수조 시스템과 가온 저수조 시스템에 의해 바이오 플락과 아쿠아포닉 식물재배대에서 발생된 영양성분이 상호 공급될 수 있어 사육수가 폐쇄적으로 순환 가능하다.

본 발명에 따른 아쿠아포닉스 식물재배 시스템은 양식생물의 사육수를 이용하여 식용 또는 관상용 식물을 재배하는 동시에 사육수를 여과 또는 정화하여 양식생물의 사육수로 재사용하는 순환여과식 아쿠아포닉스 시스템에 있어서, 재배식물을 안착시키고 사육수를 소통시켜 수경재배할 수 있는 재배조(100)의 하부에 재배조 무게추(120)가 형성되어 재배조를 관통하는 수평축을 중심으로 회전 가능하도록 구성된 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 재배조가 중앙 수평축을 중심으로 앞뒤로 회전이 가능함으로써(도 3) 재배조배열축(200)을 따라 복수개가 연결된 재배조를 양식장의 환경 및 구조에 따라 수직형, 수평형, 계단형으로(도 4, 5, 6) 배치하기 용이하다.

도 2은 본 발명에 따른 재배분 및 재배조의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 재배분(140)을 충전재(150)로 충전한 후 재배식물(500)이나 식물종묘, 씨앗을 식재한다. 이때 충전재(150)는 일반적으로 수경재배의 사용되는 암면, 코코피트, 펄라이트 등의 인공토양이나, 스펀지 또는 스티로폼을 사용할 수 있으며, 인공토양의 경우 재배식물의 뿌리를 지지시키기에 용이하고 재배수가 되는 사육수의 고형분을 일부 여과할 수 있다. 재배분(140)은 재배수가 재배식물에 충분히 도달할 수 있도록 투과성이 좋은 망지 등의 재질로 만들어진다. 재배식물(500) 또는 식물종묘, 씨앗이 식재된 재배분은 재배분(140)이 상단에서 걸릴 수 있도록 재배분 삽입공(170)이 하나 이상 형성된 재배선반(100a)에 안착된다.

재배선반(100a) 양측면에는 재배수관(210)이 삽입될 수 있는 재배수관 삽입공(170)이 형성되어 있어서 사육수관(200)에서 분지한 재배수관(210)을 통하여 사육수가 재배조(100)에 재배수를 공급한다. 또한 재배분 삽입공(170)이 형성된 재배선반(100a)의 하부면의 양단에는 뿌리수용함(110)을 재배선반 하단에 체결할 수 있는 뿌리수용함 체결부(130)가 형성되어 재배하려는 식물의 종류와 재배조건에 맞는 뿌리수용함을 선택하여 조립할 수 있고, 재배 중 필요한 경우 뿌리수용함을 분리하여 내저면의 슬러지를 제거하기에도 용이하다.

재배선반(110a)의 재배수관 삽입공(160)과 마주보는 뿌리수용함의 양측면 위치에 재배수관 삽입공(160)이 형성되어 있다. 따라서 조립한 재배조(100)에 재배수관(210)이 재배선반(100a)과 뿌리수용함(110)을 관통하여 삽입되어 뿌리수용함에 재배수를 관수한다. 또한 필요한 경우 재배수관 연결공(160)의 가장자리와 뿌리수용함 가장자리에 실리콘이나 고무 테두리 등을 장착하여 재배수가 누수되는 것을 방지할 수 있다(미도시).

도 3은 재배조(100)가 사육수관(220)에서 분지된 재배수관(210)에 연결되었을 때에 연결축을 중심으로 재배조가 회전 가능한 상태를 나타내는 재배조 사시도이다. 재배수관(210)이 재배수관 삽입공(160)에 연결될 때 재배수관은 재배조를 지지하는 축으로 작용하며 이 축을 따라서 재배조는 전후로 회전 이동이 가능하며, 재배선반(100a)의 양측면 하단에 재배조 무게추(120)가 형성되어 재배조를 양식장의 환경 및 구조에 따라 배치할 때에 재배식물이 항상 상부에 위치할 수 있게 된다. 재배조 무게추(120)는 금속이나 고밀도 플라스틱 등을 사용할 수 있고, 재배식물을 식재한 재배분(140)이 삽입되고 재배수관(210)을 통해 뿌리수용함(110)으로 재배수가 관수될 때에도 재배조의 방향을 잡을 수 있는 무게가 되도록 구성한다.

도 4는 본 발명에 따른 양식용 수조, 재배조, 및 펌프의 연결 구조를 나타낸 분해 사시도이다. 양식수조(400)에서 펌프(300)의 입수관(310)로 끌어올려진 사육수는 사육수관(200)으로 공급되며, 사육수관(200)에서 분지된 재배수관(210)을 통해서 재배조(100)로 관수된다. 상기 양식수조(400)는 실내 또는 실외에 설치된 어패류 등의 수조가 모두 가능하나 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에서는 바이오플락 양식용 수조를 이용하였다. 양식수조(400) 내의 사육수의 순환을 원활히 하고, 수조 저부에 슬러지가 쌓이는 것을 방지하며, 사육수 내에 포함된 유기체 분해 및 여과를 촉진시키기 위하여 펌프(300)의 입수관(310)은 수조 내저부 미치도록 하고 출수관(320)은 수조 상부에서 사육수로 낙하하여 포말을 일으키도록 하는 것이 바람직하다.

상기 사육수관(200)의 외부는 부력재(220)로 둘러싸여 도 6에서 되한 바와 같이 재배조 전체가 수면 위에 부유할 수 있다. 상기 발명과 같은 아쿠아포닉스 시스템은 가을, 겨울동안 사육수의 수온을 조절할 수 있어서 자연환경 및 지리적 입지 조건에 제한받지 않고 연중 안정적인 유기 농수산물을 공급할 수 있는데, 사육수를 가온할 경우 재배식물의 재배수가 함께 가온되는 효과가 있으며 양식생물의 사육수가 재배수로 이용될 때 보온을 강화함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.

사육수관(200)으로 공급되고 남은 사육수는 사육수관(200)에 연결된 연결관(230)을 통해 출수관(320)으로 출수되면서 사육수의 압력을 조절할 수 있다. 이때 연결관(230)은 지지프레임 역할을 하며 펌프(300)의 성능에 따라 연결관(230)의 앞뒤면을 막아 사육수가 흐르지 않고 지지역할만 하게 할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 수직형 아쿠아포닉스 식물재배 시스템을 나타낸 사시도이다. 재배조(100)는 재배조 외부에 형성된 재배조배열축을 따라 복수개가 연결될 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 사육수관(200)이 재배조배열축 역할을 한다. 재배조배열축을 지면에 수직으로 세운 경우, 복수개의 재배조는 재배수관에 연결된 축을 중심으로 회전이 가능하므로 복층의 재배조를 형성하게 된다. 이때 연결관(230), 재배조 무게추(120), 또는 뿌리수용함(110)의 하부에 LED 등의 광원(250)을 장착하여 광합성을 유도하고 열원으로 이용할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 계단형 아쿠아포닉스 식물재배 시스템을 나타낸 사시도이다. 양식장의 환경과 구조 및 광원의 배치, 이용에 따라 재배조배열축(200)을 지면에 경사지게 배치하고 프레임(520)으로 지지하여 재배조(100)가 계단식으로 배열하도록 할 수 있다. 재배조 배열축을 경사지게 배치하면 재배수관이 재배조를 지지하는 축으로 작용하여 재배조가 전후 회전 운동하여 항상 상부면을 향하여 고정하게 된다. 이렇게 하면 제한된 인공광원이나 자연광을 이용하면서도 공간활용을 용이하게 할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 수평형 아쿠아포닉스 식물재배 시스템을 나타낸 사시도이다. 사육수관(200)의 외부를 둘러싸고 있는 부력재(220)에 의하여 재배조가 수면 위에 부유할 수 있기 때문에 양식장 내에 재배조를 위한 공간을 따로 확보하지 않아도 되며, 음지에 은폐되는 것을 좋아하는 양식동물의 경우 은폐처로도 활용된다. 상기와 같이 구조의 변형이 용이하고 다층으로 지속적으로 이어 붙일 수 있으며 규모가 큰 양식수조에 수평으로 펼쳐서 수면위로 부상이 됨으로 빌딩양식 이외에도 육상 양식수조, 야외호지에서도 활용이 가능하며 지속적으로 축적되어 가는 질산성 질소를 제거함으로 아쿠아포닉스 식물재배를 통과한 물을 재사용할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 뿌리수용함를 나타낸 사시도이다. 상기와 같이 재배조를 양식수조 위에 부유시킬 경우, 펌프(300)에 의한 관수없이 재배조를 부유시킬 수 있고, 뿌리수용함(110)을 부가 조립하지 않고 재배분 삽입 후, 바로 부유시킬 수 있다. 어린 식물 등, 양식생물로부터 재배식물의 뿌리를 보호할 필요가 있는 경우, 사육수의 소통이 원활한 뿌리수용함(110a, 110b)을 재배선반에 체결할 수 있다.

또한 양식수조(400) 내의 사육수의 원활한 소통과 재배식물에 의한 사육수 여과를 촉진시키기 위하여 뿌리수용함(110)을 체결한 재배조(100)에 펌프(300)로 양식수조(400) 내저면의 슬러지가 포함된 사육수를 소통시킬 수 있다.

도 9는 본 발명 재배선반을 나타낸 사시도이다. 재배식물에 따라 재배식물의 뿌리가 재배수에 잠기는 정도를 조절할 필요가 있는 경우 높이를 달리한 재배선반(100a, 100b)을 이용하여 이를 조절할 수 있다. 재배선반b의 경우, 재배선반a의 경우에 비하여 재배분 삽입위치가 높으나, 재배수관 삽입공의 위치는 같기 때문에 재배선반a에 비하여 재배식물의 뿌리가 재배수에 잠기는 부분이 적다. 또한 재배식물에 따라, 성장하면서 큰 뿌리를 형성하는 경우, 뿌리수용함의 깊이를 달리하여 제작된 뿌리수용함을 체결할 수 있다(미도시).

본 발명에 따른 아쿠아포닉스 식물재배 시스템은 부력재를 재배조 외부틀에 구성하고, 재배식물을 안착시키고 사육수를 소통시켜 수경재배할 수 있는 재배조의 하부에는 재배조 무게추가 형성되어 재배조를 관통하는 수평축을 중심으로 회전 가능하도록 구성가능하고 재배조가 연결된 재배조연결축을 수평, 수직, 또는 비스듬히 배치함에 따라 단층부유형, 단층, 복층, 또는 계단식재배조를 구성할 수 있으며, 다층으로 지속적으로 이어 붙일 수 있어 빌딩양식 이외에도 육상 양식수조, 야외호지에서도 활용이 가능하여 양식장의 환경 및 구조에 따라 공간활용을 극대화할 수 있어 산업상 이용가능성이 있다.

100 : 재배조 100a : 재배선반a
100b : 재배선반b 110 : 뿌리받침대a
110a : 뿌리받침대a 110b : 뿌리받침대b
120 : 재배조 무게추 130 : 뿌리받침대 체결부
140 : 망사분 150 : 충전재
160 : 재배수관 삽입공 170 : 재배분 삽입공
200 : 사육수관(재배조배열축) 210 : 재배수관
220 : 부력재 230 : 연결관
240 : 너트 250 : 광원
300 : 펌프 310 : 입수관
320 : 출수관
400 : 양식용 수조
500 : 엽채류 510 : 양식생물
520 : 프레임

Claims (5)

1. 식물종묘를 안착시키고 사육수를 소통시켜 수경재배할 수 있는 재배조가 형성되고, 재배조 양측에는 사육수를 공급과 배수를 위한 재배수관이 삽입되는 재배수관 삽입공이 형성되어 재배수관의 일측이 연결되고,
   재배수관의 다른 일측은 사육수를 공급하는 사육수관과 연결되고 사육수관은 부력재로 둘러싸여 사육수관 내의 사육수의 보온과 함께 상기 재배조를 수면에 띄울 수 있도록 부력을 형성하며,
   재배조의 하부에는 재배조 무게추가 형성되어 재배수관의 수평축을 기준으로 회전 가능하도록 하여 사용된 양식 사육수를 식물을 재배에 이용하여 정화시킨 후, 양식생물의 사육수로 재사용하도록 한 것을 특징으로 하는 다변형 바이오플락 아쿠아포닉스 식물재배시스템
   
2. 제1항에 있어서, 상기 재배조에는 상부에 재배식물을 안착시킬 수 있는 재배분 삽입공이 하나 이상 형성되고,
   일정한 체적을 갖고 상부면이 개방되고 재배수관이 삽입되는 재배수관 삽입공이 형성된 뿌리수용함이 탈착 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 다변형 바이오플락 아쿠아포닉스 식물재배시스템
   
3. 제2항에 있어서, 상기 재배분 삽입공에는 망사분이 안착되고 망사분에는 식물성장을 위한 충전제와 함께 식물종묘가 심어지도록 한 것을 특징으로 하는 다변형 바이오플락 아쿠아포닉스 식물재배시스템
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재배조의 측면에 형성되는 재배수관 삽입공은 높이 조절이 가능하도록 하나 이상 형성되어 선택적 위치에서 재배수관과 연결되어 재배식물의 뿌리가 물에 잠기는 정도를 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다변형 바이오플락 아쿠아포닉스 식물재배시스템
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