KR101795162B1 - 수위조절 모듈 및 이를 포함하는 수경재배장치 - Google Patents

Abstract

수위조절 모듈 및 이를 포함하는 수경재배장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 액체 저장 용기에 저장된 액체의 높이를 조절할 수 있는 수위조절 모듈에 있어서, 상기 용기의 배출구에 결합되어 상향 연장되고, 상호간에 중력 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 제1 배출공을 구비하는 파이프부 및 상기 파이프부에 결합되고, 상기 복수 개의 제1 배출공의 전부 또는 일부만을 개방하여 상기 복수 개의 제1 배출공 중 가장 아래쪽에서 개방되는 제1 배출공을 선택할 수 있도록 형성되는 선택형 개방부를 포함하는 수위조절 모듈이 제공될 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 메인 프레임, 상기 메인 프레임에 결합되는 양액저장용기, 상기 메인 프레임에 결합되고 수경식물 포트가 결합 가능한 구조로 이루어지는 수경재배용기, 상기 수경재배용기의 상면에 빛을 조사하는 광원, 상기 양액저장용기에 저장된 양액을 상기 수경재배용기로 순환시키는 양액순환부 및 상기 수경재배용기에 저장된 양액의 높이를 조절하는 수위조절 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수경재배장치가 제공될 수 있다. 상기 수위조절 모듈은 상기 수경재배용기의 배출구에 결합되어 상향 연장되고, 상호간에 중력 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 제1 배출공을 구비하는 파이프부 및 상기 파이프부에 결합되고, 상기 복수 개의 제1 배출공의 전부 또는 일부만을 개방하여 상기 복수 개의 제1 배출공 중 가장 하측에서 개방되는 제1 배출공을 선택할 수 있도록 형성되는 선택형 개방부를 포함할 수 있다.

Description

수위조절 모듈 및 이를 포함하는 수경재배장치{LIQUID LEVEL CONTROL MODULES AND APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 수위조절 모듈 및 이를 포함하는 수경재배장치에 관한 것이다.

최근 먹거리, 특히 웰빙 먹거리에 대한 관심이 높아지면서, 본인에게 필요한 채소는 본인이 직접 재배하여 자급자족하는 도시 농업인이 점차 증가하고 있는 추세이다.

도시에서는 농촌에서와 달리 식물 재배에 필요한 노지를 충분히 확보하기 어렵기 때문에, 도시 농업인이 점차 증가함에 따라 실내에서 식물을 재배하는데 사용할 수 있는 수경재배장치에 대한 수요도 점차 증가하고 있다. 또한, 이와 비슷한 이유로 화장품회사, 제약회사, 레스토랑 등에서도 수경재배장치에 대한 수요가 점차 증가하고 있다.

최근의 수경재배장치에서는 식물 성장에 필요한 물, 각종 영양분 및 빛을 양액과 실내 광원, 예를 들어 LED 광원을 통해 공급하고 있다.

수경재배장치에서의 식물 재배는 실내 광원, 양액 공급 등에 의해 인위적으로 이루어지는 만큼, 식물 재배 환경을 면밀히 모니터링 하여야 하겠지만, 식물 재배 환경의 모니터링 방식을 개선하고 식물 재배 환경의 자동 제어를 통하여, 농촌의 전문 농업인과 비교하여 상대적으로 전문성이 떨어지는 도시 농업인의 부담을 덜어줄 필요가 있다. 이에 따라, 수경재배장치에 있어서 식물 재배 환경의 모니터링 방식을 개선하고 식물 재배 환경을 자동 제어하는 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 특히, 식물 성장에 가장 중요한 양액이 재배 기간별 부족하거나 남아돌지 않게 적정량으로 공급될 수 있도록, 양액 공급과 관련된 모니터링 및 자동 제어 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.

수경재배시스템과 관련한 종래의 기술로는 한국등록특허 KR 10-1349648 “LED 광원을 이용한 순환식 수경 재배 시스템” 등 여러 특허문헌들이 있다.

본 발명의 실시예들은 수경재배용기에 저장된 양액의 높이를 조절하는데 사용될 수 있는 수위조절 모듈 및 이를 포함하는 수경재배장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액체 저장 용기에 저장된 액체의 높이를 조절할 수 있는 수위조절 모듈에 있어서, 상기 용기의 배출구에 결합되어 상향 연장되고, 상호간에 중력 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 제1 배출공을 구비하는 파이프부 및 상기 파이프부에 결합되고, 상기 복수 개의 제1 배출공의 전부 또는 일부만을 개방하여 상기 복수 개의 제1 배출공 중 가장 아래쪽에서 개방되는 제1 배출공을 선택할 수 있도록 형성되는 선택형 개방부를 포함하는 수위조절 모듈이 제공될 수 있다.

상기 선택형 개방부는 상기 파이프부에 회동 가능하게 결합되고, 상기 제1 배출공에 연결되어 상기 제1 배출공을 개방하는 복수 개의 제2 배출공을 구비하는 파이프부재를 포함하고, 상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 회전 각도에 따라 다르게 배치되어, 상기 복수 개의 제1 배출공 중 가장 아래쪽에서 제2 배출공에 연결되는 제1 배출공이 상기 파이프부재의 회전 각도에 따라 달라질 수 있다.

다시 말하면, 상기 선택형 개방부는 상기 파이프부에 회동 가능하게 결합되고, 회동과정에서 상기 제1 배출공에 연결되어 상기 제1 배출공을 개방하는 복수 개의 제2 배출공을 구비하는 파이프부재를 포함하고, 상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 축방향을 기준으로 소정의 각도로 이격된 상태로 상기 파이프부재에 분산 배치되어 상기 파이프부재의 상기 회동과정에서 상기 복수 개의 제1 배출공 중 가장 아래쪽에서 제2 배출공에 연결되는 제1 배출공이 상기 파이프부재의 회전 각도에 따라 달라질 수 있다.

상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 회전 각도에 따라 하나의 제2 배출공만이 서로 다른 높이에 배치되도록 형성될 수 있다. 상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 회전 각도에 따라 가장 아래쪽에 배치된 제2 배출공이 서로 다른 높이에 배치되도록 형성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 상기 회전 각도에 따라 하나의 제2 배출공 또는 복수의 제2 배출공이 상기 제1 배출공에 연결될 수 있다.

상기 선택형 개방부는, 상기 파이프부에 탑재되어, 상기 파이프부재를 일정한 각도로 회전시키는 스텝모터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 메인 프레임, 상기 메인 프레임에 결합되는 양액저장용기, 상기 메인 프레임에 결합되고 수경식물 포트가 결합 가능한 구조로 이루어지는 수경재배용기, 상기 수경재배용기의 상면에 빛을 조사하는 광원, 상기 양액저장용기에 저장된 양액을 상기 수경재배용기로 순환시키는 양액순환부 및 상기 수경재배용기에 저장된 양액의 높이를 조절하는 수위조절 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수경재배장치가 제공될 수 있다. 상기 수위조절 모듈은 상기 수경재배용기의 배출구에 결합되어 상향 연장되고, 상호간에 중력 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 제1 배출공을 구비하는 파이프부 및 상기 파이프부에 결합되고, 상기 복수 개의 제1 배출공의 전부 또는 일부만을 개방하여 상기 복수 개의 제1 배출공 중 가장 하측에서 개방되는 제1 배출공을 선택할 수 있도록 형성되는 선택형 개방부를 포함할 수 있다.

상기 선택형 개방부는 상기 파이프부에 회동 가능하게 결합되고, 상기 제1 배출공에 연결되어 상기 제1 배출공을 개방하는 복수 개의 제2 배출공을 구비하는 파이프부재를 포함하고, 상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 회전 각도에 따라 다르게 배치되어, 상기 복수 개의 제1 배출공 중 가장 하측에서 제2 배출공에 연결되는 제1 배출공이 상기 파이프부재의 회전 각도에 따라 달라질 수 있다.

다시 말하면, 상기 선택형 개방부는 상기 파이프부에 회동 가능하게 결합되고, 회동과정에서 상기 제1 배출공에 연결되어 상기 제1 배출공을 개방하는 복수 개의 제2 배출공을 구비하는 파이프부재를 포함하고, 상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 축방향을 기준으로 소정의 각도로 이격된 상태로 상기 파이프부재에 분산 배치되어 상기 파이프부재의 상기 회동과정에서 상기 복수 개의 제1 배출공 중 가장 하측에서 제2 배출공에 연결되는 제1 배출공이 상기 파이프부재의 회전 각도에 따라 달라질 수 있다.

상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 상기 회전 각도에 따라 하나의 제2 배출공만이 서로 다른 높이에 배치되도록 형성될 수 있다.

상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 회전 각도에 따라 가장 하측에 배치된 제2 배출공이 서로 다른 높이에 배치되도록 형성될 수 있다.

다시 말하면, 상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 상기 회전 각도에 따라 하나의 제2 배출공 또는 복수의 제2 배출공이 상기 제1 배출공에 연결될 수 있다.

상기 선택형 개방부는, 상기 파이프부에 탑재되어, 상기 파이프부재를 일정한 각도로 회전시키는 스텝모터를 더 포함할 수 있다.

상기 수경재배용기에서 재배되는 수경식물의 재배 정보 데이터가 저장된 데이터베이스; 및 상기 데이터베이스에 저장된 재배 정보 데이터 중 재배 기간별 뿌리길이 데이터를 기초로 상기 스텝모터를 제어하여 재배 기간이 경과함에 따라 상기 수경재배용기에 저장된 양액의 높이를 단계적으로 낮추는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 수경재배용기에서 재배되는 수경식물의 실제 재배 환경을 감지하는 센서부를 더 포함할 수 있다.

상기 센서부는 상기 수경재배용기 상면의 조도를 감지하는 조도센서, 상기 수경재배용기 상측의 온도를 감지하는 온도센서, 상기 수경재배용기 상측의 습도를 감지하는 습도센서 및 상기 양액저장용기에 저장된 양액의 수위를 감지하는 수위센서를 포함할 수 있다.

다시 말하면, 상기 센서부는 조도센서, 온도센서, 습도센서, 수위센서 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 조도센서는 상기 수경재배용기 상면의 조도를 감지하며, 상기 온도센서는 상기 수경재배용기 상측의 온도를 감지하며, 상기 습도센서는 상기 수경재배용기 상측의 습도를 감지하며, 상기 수위센서는 상기 양액저장용기에 저장된 상기 양액의 수위를 감지할 수 있다.

상기 센서부에서 감지된 재배 환경 데이터를 송신하는 통신 모듈 및 상기 통신 모듈로부터 상기 재배 환경 데이터를 수신하여 디스플레이 하는 단말기를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 센서부에서 감지된 재배 환경 데이터를 상기 데이터베이스에 저장된 상기 재배 정보 데이터와 비교하여 상기 수경재배용기에서 재배되는 상기 수경식물의 실제 재배 환경을 조절할 수 있다.

상기 양액저장용기에 저장된 상기 양액의 높이를 표시하는 수위표시 모듈을 더 포함하고, 상기 수위표시 모듈은 상기 양액저장용기의 일측에 형성되어 중력 방향으로 연장되는 투명 재질의 수위표시 패널, 상기 양액저장용기의 내부에 배치되는 부력체 및 상기 양액저장용기의 내측에 결합되어 상기 부력체를 상기 수위표시 패널의 일측에 구속하고, 중력 방향으로 연장되어 상기 수위표시 패널과 협력하여 상기 부력체의 이동 통로를 제공하는 가이드부재를 포함할 수 있다.

상기 부력체는 직육면체 형상으로 이루어지고, 상기 가이드부재는 상기 수위표시 패널과 협력하여 양단이 개방된 직사각형이 파이프 형상으로 이루어지고, 상기 가이드부재의 내측면에는 상기 부력체에서 돌출되는 가이드 돌기를 안내하는 가이드 레일이 중력 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 수경재배용기에서 재배되는 식물의 뿌리가 재배 기간이 경과함에 따라 길어지면, 수경재배용기에 저장된 양액의 높이를 단계적으로 낮춰줌으로써, 수경재배용기에 순환시켜야 할 양액의 양 및 이에 따른 소비 전력을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 양액 순환 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 수위조절 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 수위조절 모듈을 분해된 상태로 나타낸 도면이다.
도 5는 파이프부재의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 파이프부재의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 제어부를 나타낸 도면이다.
도 8은 수위표시 모듈을 나타낸 도면이다.
도 9는 수위표시 모듈을 분해된 상태로 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 수위조절 모듈 및 이를 포함하는 수경재배장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배장치를 나타낸 도면, 도 2는 양액 순환 시스템을 개략적으로 나타낸 도면, 도 3은 수위조절 모듈을 나타낸 도면, 도 4는 수위조절 모듈을 분해된 상태로 나타낸 도면, 도 5는 파이프부재의 일 예시를 나타낸 도면, 도 6은 파이프부재의 다른 예시를 나타낸 도면, 도 7은 제어부를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배장치(10)는 메인 프레임(100), 양액저장용기(110), 수경재배용기(120), 광원(130), 양액순환부(140) 및 수위조절 모듈(200)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배장치(10)는 선택적으로(optionally) 팬(150), 컨트롤박스(160), 데이터베이스(300), 센서부(310), 제어부(320), 통신 모듈(330), 단말기(340) 및 수위표시 모듈(400)을 더 포함할 수 있다.

메인 프레임(100)은 수경재배장치(10)의 기본 골격 내지 프레임을 형성할 수 있다.

메인 프레임(100)은 서로 마주보게 배치되는 2개의 수직 프레임(101, 103) 및 수평 프레임(105)을 포함할 수 있고, 반사 패널(107)을 더 포함할 수 있다.

수직 프레임(101, 103)은 중력 방향으로 연장되는 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다.

수평 프레임(105)은 수평으로 연장되는 플레이트 형상으로 이루어질 수 있고, 2개의 수직 프레임(101, 103)의 상단을 연결할 수 있다. 그 결과, 2개의 수직 프레임(101, 103) 사이에는 2개의 수직 프레임(101, 103), 수평 프레임(105) 및 지면(또는 2개의 수직 프레임(101, 103)의 하단을 연결하는 다른 하나의 수평 프레임)으로 구획되는 식물 재배 공간이 형성될 수 있고, 식물 재배 공간에 대한 외부 환경의 영향이 차단 내지 감소될 수 있다.

반사 패널(107)은 중력 방향으로 연장되는 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다.

반사 패널(107)은 2개의 수직 프레임(101, 103) 및 수평 프레임(105)에 탈착 가능하게 결합될 수 있고, 식물 재배 공간의 개방된 일면, 예를 들어 후면을 폐쇄할 수 있다.

반사 패널(107)은 반사율이 높은 재료, 예를 들어 미러 아크릴(mirror acrylic) 소재로 이루어짐으로써 광원(130)에서 조사되는 빛이 식물 재배 공간의 후면을 통해 외부로 새어나가는 것을 방지하여 에너지 효율을 높일 수 있고, 각종 색상 또는 문양을 넣어 인테리어 효과를 얻을 수도 있다. 반사 패널(107)은 수경재배용기(120)에서 재배되는 수경식물의 종류에 따라 설치 또는 제거될 수 있다.

양액저장용기(110)는 수경식물에 공급될 양액을 저장하는 용기로서, 메인 프레임(100)의 하부에 결합될 수 있다.

수경재배용기(120)는 메인 프레임(100)의 내부 또는 상부에 결합될 수 있다.

수경재배용기(120)의 상면에는 수경식물 포트(20)가 결합될 수 있도록 복수 개의 제1 결합공(121)이 형성될 수 있다. 수경재배용기(120)의 상면은 수경재배용기(120)과 일체형으로 형성될 수도 있고, 분리형으로 형성되어 수경재배용기(120)의 상면에 탈착가능하게 결합될 수도 있다.

수경재배용기(120)에는 유입구(123) 및 배출구(125)가 형성될 수 있다. 유입구(123)는 수경재배용기(120)의 상면 또는 측면에 형성될 수 있고, 배출구(125)는 수경재배용기(120)의 하면 또는 측면에 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 배출구(125)는 수경재배용기(120)의 바닥을 관통하여 형성될 수 있다. 양액은 유입구(123)를 통해 수경재배용기(120)에 공급될 수 있고, 배출구(125)를 통해 수경재배용기(120)에서 배출될 수 있다.

수경재배용기(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼 2단으로 설치될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 1단 또는 3단 이상으로 설치될 수도 있다.

광원(130)은 수경재배용기(120)의 상면에 빛을 조사할 수 있다. 이를 위해, 광원(130)은 메인 프레임(100)에 결합되어 수경재배용기(120)의 상측에 배치될 수 있다.

광원(130)은 중력 방향으로 이동 가능하게 메인 프레임(100)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 메인 프레임(100)에는 광원(130)이 탈착 가능하게 결합되는 제2 결합공(109)이 복수 개로 형성될 수 있고, 복수 개의 제2 결합공(109)은 중력 방향으로 상호간에 이격 배치될 수 있다. 그 결과, 광원(130)의 결합 위치에 따라 광원(130)과 수경재배용기(120) 사이의 거리가 조절될 수 있고, 광원(130)의 출력을 증가시키지 않고도 수경식물의 종류에 따라 요구되는 조도에 맞게 수경재배용기(120)의 상면의 조도를 조절할 수 있다.

광원(130)은 복수개의 적색 LED, 청색 LED 및 백색 LED를 조합하여 구현될 수 있다. 예로서, 광원(130)은 적색 LED, 청색 LED 및 백색 LED를 약 8:2:1의 비율로 포함할 수 있다. 다르게는, 광원(130)으로 청색, 적색, 녹색 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 하나의 색상을 제공할 수 있는 복수개의 삼색LED가 적절히 배열되어 사용될 수도 있다. 삼색LED와 연결되는 회로(미도시)의 조작을 통하여 사용자는 광원(130)을 통하여 원하는 색상을 얻을 수 있다.

양액순환부(140)는 양액저장용기(110)에 저장된 양액을 수경재배용기(120)로 순환시킬 수 있다. 이를 위해, 양액순환부(140)는 수중펌프(141) 및 배관(143)을 포함할 수 있다.

수중펌프(141)는 양액저장용기(110) 내에 배치될 수 있고, 양액저장용기(110)에 저장된 양액이 수경재배용기(120)까지 이송되는데 필요한 유체 압력을 제공할 수 있다. 한편, 수경재배용기(120)에서 배출되는 양액은 자중에 의해 양액저장용기(110)로 이송될 수 있다.

배관(143)은 양액의 이동 통로를 제공할 수 있다.

배관(143)은 양액 공급을 위해 수중펌프(141)와 수경재배용기(120)의 유입구(123)를 연결할 수 있고, 양액 배출을 위해 수경재배용기(120)의 배출구(125)와 양액저장용기(110)를 연결할 수 있다. 한편, 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 수경재배용기(120)가 2단 이상으로 설치된 경우, 배관(143)은 상측에 배치된 수경재배용기(120)의 배출구(125)와 하측에 배치된 수경재배용기(120)의 유입구(123)를 연결함으로써, 양액이 가장 상측에 배치된 수경재배용기(120)에만 공급되면 하측에 배치된 수경재배용기(120)에도 차례로 공급되도록 할 수 있다.

배관(143)은 수경재배장치(10)의 미관을 손상시키지 않도록 2개의 수직 프레임(101, 103) 내에 배치될 수 있다.

팬(fan)(150)은 메인 프레임(100), 구체적으로는 수직 프레임(101, 103)을 관통하여 설치될 수 있다. 팬(150)은 수경재배용기(120)의 상측의 공기를 강제 순환시킬 수 있다. 이를 통하여 수경재배용기(120)에서 재배되는 식물에 신선할 공기를 제공하거나, 수경재배용기(120) 내부의 습도 또는 온도를 조절할 수 있다.

팬(150)은 수경재배용기(120)와 광원(130) 사이에 배치될 수 있다.

컨트롤박스(160)는 메인 프레임(100)의 하부에 결합될 수 있고, 데이터베이스(300), 제어부(320), 통신 모듈(330) 등의 여러 가지 장치가 탑재될 수 있다.

수위조절 모듈(200)은 수경재배용기(120)에 저장된 양액의 높이를 조절할 수 있다.

수위조절 모듈(200)은 수경재배용기(120)를 포함하는 각종 액체 저장 용기에 사용됨으로써 액체 저장 용기에 저장된 액체의 높이를 조절하는데 사용될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 수위조절 모듈(200)은 파이프부(210) 및 선택형 개방부(220)를 포함할 수 있다.

파이프부(210)는 중력 방향으로 연장되고 양단이 개방된 원형의 파이프 형상으로 이루어질 수 있다.

파이프부(210)는 수경재배용기(120)의 배출구(125)에 결합되어 상향 연장될 수 있다. 이를 위해, 수경재배용기(120)의 배출구(125)에는 암나사(126)가 형성될 수 있고, 파이프부(210)의 외주면에는 암나사(126)에 치합하는 수나사(211)가 형성될 수 있다.

파이프부(210)는 상호간에 중력 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 제1 배출공(213)을 구비할 수 있다.

제1 배출공(213)은 파이프부(210)의 측벽을 관통하여 형성될 수 있다.

선택형 개방부(220)는 복수 개의 제1 배출공(213)의 전부 또는 일부만을 개방하여 복수 개의 제1 배출공(213) 중 가장 하측에서 개방되는 제1 배출공(213)을 선택할 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 선택형 개방부(220)에 의해 복수 개의 제1 배출공(213) 중 가장 하측에서 개방되는 제1 배출공(213)이 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 제1 배출공(213)이 세 개로 이루어진 경우, 선택형 개방부(220)에 의해 가장 하측에 배치된 제1 배출공(213)이 개방될 수도 있고, 가장 하측에 배치된 제1 배출공(213)은 폐쇄되면서 중간에 배치된 제1 배출공(213)이 개방될 수도 있고, 가장 하측과 중간에 배치된 제1 배출공(213)이 폐쇄되면서 가장 상측에 배치된 제1 배출공(213)만이 개방될 수도 있다. 선택형 개방부(220)에 의해 복수 개의 제1 배출공(213) 중 가장 하측에서 개방되는 제1 배출공(213)이 변경됨으로써, 수경재배용기(120)에 저장된 양액의 높이가 조절될 수 있다.

선택형 개방부(220)는 파이프부재(230) 및 스텝모터(240)를 포함할 수 있다.

파이프부재(230)는 중력 방향으로 연장되고 하단은 개방된 반면에 상단이 폐쇄된 원형의 파이프 형상으로 이루어질 수 있다. 다르게는 파이프부재(230)의 상단은 배출구(125)를 통한 양액의 흐름을 원활히 하기 위하여 일부 개방된 구조를 가질 수 있다.

파이프부재(230)는 파이프부(210)에 회동 가능하게 결합될 수 있다. 이를 위해, 파이프부재(230)는 파이프부(210)의 내경과 동일하거나 작은 외경을 가질 수 있고, 파이프부재(230)의 상단 외주면에는 파이프부(210)의 내경보다 큰 직경을 가지는 스토퍼(231)가 돌출될 수 있다. 특히, 파이프부재(230)는 파이프부재(230)의 외주면이 파이프부(210)의 내주면에 전면적으로 밀착될 수 있도록 파이프부(210)의 내경과 동일한 외경을 가질 수 있다. 그 결과, 제1 배출공(213)은 후술하는 제2 배출공(233)에 연결되지 않는 한 파이프부재(230)의 외주면에 의해 폐쇄될 수 있고, 수경재배용기(120)에 저장된 양액은 제2 배출공(233)에 연결되어 개방된 제1 배출공(213)을 통해서만 배출구(125)로 배출될 수 있다.

파이프부재(230)는 상호간에 중력 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 제2 배출공(233)을 구비할 수 있다.

제2 배출공(233)은 파이프부재(230)의 측벽을 관통하여 형성될 수 있다.

제2 배출공(233)은 파이프부재(230)가 파이프부(210)에 결합된 상태에서 제1 배출공(213)과 동일한 높이에 배치될 수 있다. 그 결과, 제2 배출공(233)은 파이프부재(230)의 회전 각도에 따라 제1 배출공(213)과 겹쳐질 수 있고, 제1 배출공(213)과 제2 배출공(233)이 상호간에 겹쳐져 연결된 상태가 되어야만, 수경재배용기(120)에 저장된 양액이 배출구(125)를 통해 배출될 수 있다. 본 명세서에서, 제1 배출공(213)이 개방된 상태란 제1 배출공(213)이 제2 배출공(233)과 겹쳐져 배출구(125)까지 유체 연통된 상태를 의미할 수 있다.

복수 개의 제2 배출공(233)은 파이프부재(230)의 회전 각도에 따라 다르게 배치됨으로써, 복수 개의 제1 배출공(213) 중 가장 하측에서 제2 배출공(233)에 연결되는 제1 배출공(213)이 파이프부재(230)의 회전 각도에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 제1 배출공(213)이 세 개로 이루어진 경우, 파이프부재(230)의 회전 각도에 따라 복수 개의 제1 배출공(213) 중 가장 하측에서 제2 배출공(233)에 연결되는 제1 배출공(213)이 가장 하측에 배치된 제1 배출공(213)이 되거나, 중간에 배치된 제1 배출공(213)이 되거나 또는 가장 상측에 배치된 제1 배출공(213)이 되는 등으로 달라질 수 있다.

도 5를 참조하면, 파이프부재(230)의 일 예시가 도시되어 있다. 본 예시에서, 복수 개의 제2 배출공(233)은 파이프부재(230)의 회전 각도에 따라 한 개의 제2 배출공(233)만이 서로 다른 높이에 배치되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 배출공(233)은 제1 회전 각도(A1), 제2 회전 각도(A2) 및 제3 회전 각도(A3)에 각각 한 개씩 배치될 수 있고, 제1 회전 각도(A1)에서의 제2 배출공(233)은 가장 상측의 제1 배출공(213)에 연결되도록 배치될 수 있고, 제2 회전 각도(A2)에서의 제2 배출공(233)은 중간의 제1 배출공(213)에 연결되도록 배치될 수 있고, 제3 회전 각도(A3)에서의 제2 배출공(233)은 가장 하측의 제1 배출공(213)에 연결되도록 배치될 수 있다.

도 6을 참조하면, 파이프부재(230)의 다른 예시가 도시되어 있다. 본 예시에서, 복수 개의 제2 배출공(233)은 파이프부재(230)의 회전 각도에 따라 가장 하측에 배치된 제2 배출공(233)이 서로 다른 높이에 배치되도록 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제2 배출공(233)은 제1 회전 각도(A1)에 한 개, 제2 회전 각도(A2)에 두 개, 제3 회전 각도(A3)에 세 개가 배치될 수 있고, 제1 회전 각도(A1)에서 가장 하측에 배치되는 제2 배출공(233)은 가장 상측의 제1 배출공(213)에 연결될 수 있고, 제2 회전 각도(A2)에서 가장 하측에 배치되는 제2 배출공(233)은 중간의 제1 배출공(213)에 연결될 수 있고, 제3 회전 각도(A3)에서 가장 하측에 배치되는 제2 배출공(233)은 가장 하측의 제1 배출공(213)에 연결될 수 있다. 본 예시에서는 도 5에 도시된 것과는 달리 경우에 따라 2개 이상의 제1 배출공(213)이 동시에 개방되게 함으로써 양액의 배출을 보다 원활하게 할 수 있다.

다시 말하면, 선택형 개방부(220)는 파이프부(210)에 회동 가능하게 결합되고, 회동과정에서 제1 배출공(213)에 연결되어 제1 배출공(213)을 개방하는 복수 개의 제2 배출공(233)을 구비하는 파이프부재(230)를 포함할 수 있다. 복수 개의 제2 배출공(233)은 파이프부재(230)의 축방향을 기준으로 소정의 각도로 이격된 상태로 파이프부재(230)에 분산 배치되어 파이프부재(230)의 상기 회동과정에서 복수 개의 제1 배출공(213) 중 가장 아래쪽에서 제2 배출공(233)에 연결되는 제1 배출공(213)이 파이프부재(230)의 회전 각도에 따라 달라질 수 있다. 이를 통하여 양액의 높이를 조절할 수 있다. 또한, 선택형 개방부(220)의 복수 개의 제2 배출공(233)은 파이프부재(230)의 상기 회전 각도에 따라 하나의 제2 배출공 또는 복수의 제2 배출공이 제1 배출공(213)에 연결될 수 있다.

스텝모터(240)는 파이프부(210)에 탑재되어 파이프부재(230)를 일정한 각도, 예를 들어 제1 회전 각도(A1), 제2 회전 각도(A2) 및 제3 회전 각도(A3)로 회전시킬 수 있다.

스텝모터(240)가 구비되지 않은 경우, 수위조절 모듈(200)에 의한 수위조절은 수동으로 이루어질 수도 있다.

스텝모터(240)는 예를 들어 브래킷(B)을 통해 파이프부(210)에 결합될 수 있다.

도 7을 참조하면, 데이터베이스(300)에는 수경재배용기(120)에서 재배되는 수경식물의 재배 정보 데이터, 예를 들어 재배 기간별 온도, 습도, 조도, 뿌리길이 데이터 등이 저장될 수 있다. 재배 정보 데이터는 수경재배가 이루어지기 전에 수경식물의 종류별로 데이터베이스(300)에 미리 입력될 수 있다.

센서부(310)는 수경재배용기(120)에서 재배되는 수경식물의 실제 재배 환경을 감지할 수 있다.

센서부(310)는 수경재배용기(120)의 상면의 조도를 감지하는 조도센서(311), 수경재배용기(120)의 상측의 온도를 감지하는 온도센서(313), 수경재배용기(120)의 상측의 습도를 감지하는 습도센서(315) 및 양액저장용기(110)에 저장된 양액의 수위를 감지하는 수위센서(317)를 포함할 수 있다. 조도센서(311), 온도센서(313) 및 습도센서(315)는 메인 프레임(100) 또는 수경재배용기(120)에 설치될 수 있고, 수위센서(317)는 양액저장용기(110)에 설치될 수 있다.

제어부(320)는 데이터베이스(300)에 저장된 데이터 및 센서부(310)에서 감지된 데이터를 기초로 각종 장치를 제어할 수 있다.

제어부(320)는 데이터베이스(300)에 저장된 재배 정보 데이터 중 재배 기간별 뿌리길이 데이터를 기초로 스텝모터(240)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(320)는 스텝모터(240)를 제어하여 재배 기간이 경과함에 따라 수경재배용기(120)에 저장된 양액의 높이를 단계적으로 낮출 수 있다.

제어부(320)가 수경재배용기(120)에 저장된 양액의 높이를 단계적으로 낮추더라도 수경재배용기(120)에서 재배되는 수경식물의 뿌리가 재배 기간이 경과함에 따라 점차 성장하기 때문에 수경식물 포트(20)의 하측으로 연장되는 수경식물의 뿌리가 양액에 충분히 잠기게 할 수 있고, 수경재배용기(120)에 저장된 양액의 높이를 낮추게 되면 수경재배용기(120)에 순환시켜야 할 양액의 양 및 이에 따른 소비 전력을 절감할 수 있다.

제어부(320)는 센서부(310)에서 감지된 재배 환경 데이터를 데이터베이스(300)에 저장된 재배 정보 데이터와 비교하여 차이가 있으면 실제 재배 환경이 데이터베이스(300)에 저장된 재배 정보 데이터와 일치하도록 수경식물의 실제 재배 환경을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 조도센서(311)에서 감지된 조도가 데이터베이스(300)에 저장된 조도와 차이가 있으면 광원(130)에서 조사되는 빛의 세기를 조절하거나 광원(130)과 수경재배용기(120) 사이의 거리를 조절할 수 있고, 온도센서(313)에서 감지된 온도가 데이터베이스(300)에 저장된 온도와 차이가 있으면 광원(130)에서 조사되는 빛의 세기를 조절하거나 팬(150)을 구동할 수 있으며, 습도센서(315)에서 감지된 습도가 데이터베이스(300)에 저장된 습도와 차이가 있으면 팬(150)을 구동할 수도 있을 것이다.

통신 모듈(330)은 센서부(310)에서 감지된 재배 환경 데이터를 유선 또는 무선으로 송신할 수 있다.

단말기(340)는 통신 모듈(330)로부터 재배 환경 데이터를 수신하여 디스플레이 할 수 있다. 그 결과, 사용자는 원격으로 재배 환경을 모니터링 할 수 있다. 특히, 사용자는 수위센서(317)에서 감지된 양액 수위를 보고 양액저장용기(110)에 대한 양액 보충 시기를 판단할 수 있게 된다. 또한, 사용자는 조도센서(311), 온도센서(313) 및 습도센서(315)로부터 측정되어 통신 모듈(330)을 통하여 제공받은 정보로부터 수경재배상황의 이상유무를 파악할 수 있다.

단말기(340)는 예를 들어 노트북, 데스크톱, 스마트 폰 등의 유무선 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.

도 8은 수위표시 모듈을 나타낸 도면, 도 9는 수위표시 모듈을 분해된 상태로 나타낸 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 수위표시 모듈(400)은 양액저장용기(110)에 저장된 양액의 높이를 표시할 수 있다.

수위표시 모듈(400)을 통해, 사용자는 양액저장용기(110)에 저장된 양액의 높이를 외부에서도 용이하고 정확하게 식별할 수 있다.

수위표시 모듈(400)은 수위표시 패널(410), 부력체(420) 및 가이드부재(430)를 포함할 수 있다.

수위표시 패널(410)은 양액저장용기(110)의 내부와 외부에 접하도록 양액저장용기(110)의 일측에 형성되어 중력 방향으로 연장될 수 있다. 수위표시 패널(410)은 투명 재질로 이루어질 수 있다. 그 결과, 사용자는 외부에서도 수위표시 패널(410)을 통해 양액저장용기(110)에 저장된 양액의 높이를 용이하게 식별할 수 있다.

부력체(420)는 양액저장용기(110)의 내부에 배치될 수 있다.

부력체(420)는 양액에 뜰 수 있는 가벼운 재질로 이루어짐으로써 사용자가 양액의 높이를 보다 정확하게 식별하게 할 수 있다.

부력체(420)는 직육면체 형상으로 이루어질 수 있고, 부력체(420)의 양 측에는 가이드 돌기(421)가 돌출될 수 있다.

가이드부재(430)는 양액저장용기(110)의 내측에 결합되어 중력 방향으로 연장될 수 있다.

가이드부재(430)는 부력체(420)를 수위표시 패널(410)의 일측에 구속시킬 수 있고, 수위표시 패널(410)과 협력하여 부력체(420)의 중력 방향으로 연장되는 이동 통로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 가이드부재(430)는 수위표시 패널(410)과 협력하여 양단이 개방된 직사각형의 파이프 형상으로 이루어질 수 있다.

가이드부재(430)는 양액이 부력체(420)의 이동 통로로 원활하게 유입될 수 있도록 양액저장용기(110)의 하면에서 상향 이격되어 배치될 수 있다.

가이드부재(430)의 내측면에는 부력체(420)에서 돌출되는 가이드 돌기(421)를 안내하는 가이드 레일(431)이 중력 방향으로 연장되도록 형성됨으로써, 부력체(420)의 이동 과정에서 부력체(420)의 기울어짐을 취소화할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 수경재배장치
20: 포트
100: 메인 프레임
101, 103: 수직 프레임
105: 수평 프레임
107: 반사 패널
109: 제2 결합공
110: 양액저장용기
120: 수경재배용기
121: 제1 결합공
123: 유입구
125: 배출구
126: 암나사
130: 광원
140: 양액순환부
141: 수중펌프
143: 배관
150: 팬
160: 컨트롤박스
200: 수위조절 모듈
210: 파이프부
211: 수나사
213: 제1 배출공
220: 선택형 개방부
230: 파이프부재
231: 스토퍼
233: 제2 배출공
240: 스텝모터
300: 데이터베이스
310: 센서부
311: 조도센서
313: 온도센서
315: 습도센서
317: 수위센서
320: 제어부
330: 통신 모듈
340: 단말기
400: 수위표시 모듈
410: 수위표시 패널
420: 부력체
421: 가이드 돌기
430: 가이드부재
431: 가이드 레일

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 메인 프레임;
   상기 메인 프레임에 결합되는 양액저장용기;
   상기 메인 프레임에 결합되고, 수경식물 포트가 결합 가능한 구조로 이루어지는 수경재배용기;
   상기 수경재배용기의 상면에 빛을 조사하는 광원;
   상기 양액저장용기에 저장된 양액을 상기 수경재배용기로 순환시키는 양액순환부; 및
   상기 수경재배용기에 저장된 양액의 높이를 조절하는 수위조절 모듈을 포함하고,
   상기 수위조절 모듈은
   상기 수경재배용기의 배출구에 결합되어 상향 연장되고, 상호간에 중력 방향으로 이격 배치되는 복수 개의 제1 배출공을 구비하는 파이프부; 및
   상기 파이프부에 결합되고, 상기 복수 개의 제1 배출공의 전부 또는 일부만을 개방하여 상기 복수 개의 제1 배출공 중 가장 하측에서 개방되는 제1 배출공을 선택할 수 있도록 형성되는 선택형 개방부를 포함하고,
   상기 선택형 개방부는
   상기 파이프부에 회동 가능하게 결합되고, 회동과정에서 상기 제1 배출공에 연결되어 상기 제1 배출공을 개방하는 복수 개의 제2 배출공을 구비하는 파이프부재를 포함하며,
   상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 축방향을 기준으로 소정의 각도로 이격된 상태로 상기 파이프부재에 분산 배치되어 상기 파이프부재의 상기 회동과정에서 상기 복수 개의 제1 배출공 중 가장 하측에서 제2 배출공에 연결되는 제1 배출공이 상기 파이프부재의 회전 각도에 따라 달라지는 것을 포함하고,
   상기 복수 개의 제2 배출공은 상기 파이프부재의 상기 회전 각도에 따라 하나의 제2 배출공 또는 복수의 제2 배출공이 상기 제1 배출공에 연결되는 것을 포함하며,
   상기 선택형 개방부는 상기 파이프부에 탑재되어, 상기 파이프부재를 일정한 각도로 회전시키는 스텝모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수경재배장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제4항에 있어서,
   상기 수경재배용기에서 재배되는 수경식물의 재배 정보 데이터가 저장된 데이터베이스; 및
   상기 데이터베이스에 저장된 재배 정보 데이터 중 재배 기간별 뿌리길이 데이터를 기초로 상기 스텝모터를 제어하여 재배 기간이 경과함에 따라 상기 수경재배용기에 저장된 양액의 높이를 단계적으로 낮추는 제어부를 더 포함하는 수경재배장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 수경재배용기에서 재배되는 수경식물의 실제 재배 환경을 감지하는 센서부를 더 포함하되,
   상기 센서부는 조도센서, 온도센서, 습도센서, 수위센서 및 이들의 조합 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하며,
   상기 조도센서는 상기 수경재배용기 상면의 조도를 감지하며, 상기 온도센서는 상기 수경재배용기 상측의 온도를 감지하며, 상기 습도센서는 상기 수경재배용기 상측의 습도를 감지하며, 상기 수위센서는 상기 양액저장용기에 저장된 상기 양액의 수위를 감지하는 것을 특징으로 하는 수경재배장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 센서부에서 감지된 재배 환경 데이터를 송신하는 통신 모듈; 및
    상기 통신 모듈로부터 상기 재배 환경 데이터를 수신하여 디스플레이 하는 단말기를 더 포함하는 수경재배장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서부에서 감지된 재배 환경 데이터를 상기 데이터베이스에 저장된 상기 재배 정보 데이터와 비교하여 상기 수경재배용기에서 재배되는 상기 수경식물의 실제 재배 환경을 조절하는 것을 특징으로 하는 수경재배장치.
12. 삭제

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