KR102079443B1

KR102079443B1 - 기압차를 이용한 흡인량조절장치

Info

Publication number: KR102079443B1
Application number: KR1020180058176A
Authority: KR
Inventors: 송훈
Original assignee: 주식회사 톨트리디자인
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2020-02-20
Also published as: KR20190133810A

Abstract

본 발명은, 관수장치 분야에 관한 것으로서, 수체가 저장되는 공간을 마련하는 저수부(100), 상기 저수부의 상측으로부터 하부로 연장되어 수체의 이동 통로를 제공하는 흡인관(110), 상기 흡인관에 삽입되어 저수부로부터의 수체를 모세관현상에 따라 상측으로 이동시키는 심지(200), 상기 저수부의 내외부 공간을 연통시키는 유통관(120), 상기 유통관을 개폐하는 밸브부(300)를 포함하며, 상기 밸브부는 폐쇄상태에서 저수부의 내부 공간을 밀폐시키고 심지에 의하여 흡입관 내부의 수위가 하강됨에 따라 흡입관 외부와 내부의 수두차를 발생시켜 심지의 작동을 중단하도록 하고, 개방상태에서 저수부의 내부 공간을 외부와 연통시키고 흡입관 외부의 수체가 흡입관 내부로 유입될 수 있도록 허용하여 심지가 작동할 수 있도록 하는 흡인량조절장치를 제공한다.

Description

기압차를 이용한 흡인량조절장치{IRRIGATION MANAGEMENT APPRATUS USING PRESSURE DIFFERENCE}

본 발명은 관수장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 간단한 구조를 가지면서도 관수에 대한 조절이 정확하게 이루어질 수 있는 흡인량조절장치에 관한 것이다.

농작물이나 나무 등의 식물을 재배하기 위하여 급수시설이 구비되어야 한다. 이러한 급수시설로서 관수장치를 사용하게 되는데, 관수란 식물에 물을 공급하는 것을 의미하며 관수장치는 다수의 식물에 대해 간편한 방법으로 물을 공급할 수 있도록 소정의 시설을 통하여 유로를 형성하는 장치를 의미한다.

이러한 관수장치는 일반적으로 식물의 줄기 측에서 토양측으로 살수하는 방식으로 이루어지는 분수살수장치와 토양측에서 직접 수분을 공급하는 지중관수장치로 나누어지기도 한다.

지중관수의 경우 종래 미세공이 다수 분포되는 튜브를 사용하였는데, 최근에는 점적호스나 점적테이프를 이용하는 방식이 많이 사용된다. 점적(點滴)이란 물방울을 하나씩 떨어지게 하거나 천천히 흘러나오도록 함으로써 원하는 부위에 대해 제한적으로 소량의 물을 지속적으로 공급하는 관수방법을 말한다.

한국공개특허 제10-2015-0060228호는 종래기술의 저면관수장치가 적용된 식물재배장치를 개시하고 있으며, 도 1은 이에 대한 정단면도이다.

식물재배장치는 저수상자(10)와, 배수판(20)과, 유실방지시트(40)와, 심지(30)를 포함하여 이루어진다. 상기 유실방지시트(40) 위에는 식물을 식재하기 위한 토양(2)이 적층되며, 토양(2)이 상기 배수판(20)의 통기구멍(23)과 심지구멍(24)을 통하여 유실되는 것이 방지된다. 이러한 구성에 따라 심지(30)의 물관체(34)의 공극과 친수성 섬유에 의하여 저수상자(10)의 물이 토양(2)쪽으로 물의 소모에 대응하여 지속적으로 공급된다.

이렇게 저면관수에 있어서 종래에는 비용의 절감을 고려하여 심지의 모세관 현상을 이용하여 식생기반의 저면에서 수분을 공급하는 사례가 많았으나, 구성이 간단한 장점을 가지나 관수시 흡인량의 인공적인 조절이 사실상 어려운 한계가 있었다. 따라서, 토양이 상시적으로 포화상태를 유지하게 되므로 뿌리에 산소공급이 어려웠고 세균 및 곰팡이에 의한 병해가 많이 발생하는 한계를 가진다.

최근에는 인공적으로 조제된 양액을 식물의 뿌리에 직접 공급하는 시설수경재배가 등장하는데 이러한 방식은 정확한 제어가 가능하다는 장점이 있으나 양액의 배합 및 순환을 위한 장비와, 폐양액의 정화장치, 산소공급을 위한 폭기장치 등 설비가 과다하고 에너지의 사용이 많은 한계를 가진다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 종래의 심지를 이용한 저면 또는 지중관수장치에서 흡인량 조절이 가능하도록 함으로써 설비에 따른 부담을 줄일 수 있으면서도 친환경적이고 유지보수성이 향상될 수 있는 흡인량조절장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은, 수체가 저장되는 공간을 마련하는 저수부(100), 상기 저수부의 상측으로부터 하부로 연장되어 수체의 이동 통로를 제공하는 흡인관(110), 상기 흡인관에 삽입되어 저수부로부터의 수체를 모세관현상에 따라 상측으로 이동시키는 심지(200), 상기 저수부의 내외부 공간을 연통시키는 유통관(120), 상기 유통관을 개폐하는 밸브부(300)를 포함하며, 상기 밸브부는 폐쇄상태에서 저수부의 내부 공간을 밀폐시키고 심지에 의하여 흡입관 내부의 수위가 하강됨에 따라 흡입관 외부와 내부의 수두차를 발생시켜 심지의 작동을 중단하도록 하고, 개방상태에서 저수부의 내부 공간을 외부와 연통시키고 흡입관 외부의 수체가 흡입관 내부로 유입될 수 있도록 허용하여 심지가 작동할 수 있도록 하는 흡인량조절장치를 제공한다.

상기 흡인관은, 하단부가 심지의 하단부보다 더 낮게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 저수부는 흡인관 외부의 공기압이 밸브부의 폐쇄 상태에서 대기압보다 낮고 밸브부의 개방 상태에서 대기압과 동일할 수 있다.

제1실시예로서, 상기 밸브부의 개폐동작을 제어하는 제어부(500) 및 심지로부터 수체를 공급받는 토양에 배치되는 토양습도센서(310)를 더 포함하며, 상기 제어부는 토양습도센서로부터 측정된 습도가 설정된 습도 이상인 경우 밸브부를 폐쇄 동작하여 심지의 작동을 중단하도록 할 수 있다.

또한, 상기 저수부에 수체로서 우수를 공급하는 유입부(130)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 저수부의 수위를 측정하는 수위레벨센서(320)를 더 포함하고, 상기 제어부는 수위레벨센서에 의하여 측정된 수위가 설정된 수위 이하인 경우 유입부를 통하여 우수를 유입하도록 하되 밸브부를 개방하여 저수부 내부의 공기압과 대기압을 대응시키도록 하는 것이 바람직하다.

상기 밸브부는 솔레노이드밸브로 구성될 수 있다.

상기된 본 발명에 따른 기압차를 이용한 흡인량조절장치에 의하여, 공기관의 개폐만으로 흡인량의 조절이 가능하므로 기존의 심지를 이용하는 저면관수방식에서 설비비용과 에너지사용을 최소화하여 정확한 수체의 공급 제어가 가능한 효과가 있다.

따라서, 토양에 주기적인 수분포화나 갈수 상태를 반복함으로써 식생의 뿌리에 산소공급을 늘리는 동시에 수체의 소비 수량을 최소화함으로써 식생의 생육에 있어 최적화된 환경의 구축이 가능하다.

또한, 우수에 의한 고유의 위치에너지와 유기성분을 그대로 활용할 수 있어 친환경적이고 자원의 재생에 있어서 이점을 가진다. 이는 빗물을 직접 사용하고 수체의 공급을 위한 대규모 설비나 전문적인 관리를 생략할 수 있는 장점으로 이어져 생산성 있는 도시농업의 저변화 확대에 기여할 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술의 저면관수장치가 적용된 식물재배장치의 정단면도이다.
도 2는 본 발명의 개념에 따른 흡인량조절장치의 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 흡인량조절장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 흡인량조절장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 흡인량조절장치의 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 기압차를 이용한 흡인량조절장치를 더욱 상세하게 설명한다.

다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 기본적으로, 수체가 저장되는 공간을 제공하는 저수부와, 상기 저수부의 상측으로부터 하부로 연장되어 수체의 이동 통로를 제공하는 흡인관과, 상기 흡인관에 삽입되어 저수부로부터의 수체를 모세관현상에 따라 상측으로 이동시키는 심지와, 상기 저수부의 내외부 공간을 연통시키는 유통관과, 상기 유통관을 개폐하는 밸브부를 포함하여 구성되는 기압차를 이용한 흡인량조절장치를 제공한다.

본 발명에서는 후술될 바와 같이 우수를 저장하여 식생을 위하여 사용되는 경우를 기본적인 실시예로 제시하나, 수체는 우수는 물론 상수, 하천수, 약액 등 식생을 위하여 사용될 수 있는 경우라면 그 종류를 불문한다.

도 2는 본 발명의 개념에 따른 흡인량조절장치의 정단면도이다.

심지(200)는 저수부(100)에 수용된 수체(410)에 일부가 잠긴 상태에서 모세관 현상에 의하여 상부로 수체(410)를 이동시키고 토양(420)측으로 지속적으로 공급하여 식물 등을 생육할 수 있도록 기능한다. 이러한 심지(200)는 부직포와 같이 투수 및 흡습성이 좋은 재질로서 이루어지는데, 심지(200)가 계속 잠겨있는 동안에는 토양(420)이 계속적으로 포화상태를 유지하기 때문에 식물의 뿌리에 산소공급이 어렵고 세균이나 곰팡이에 의한 병해가 발생할 수 있는 문제가 있음은 상기한 바와 같다. 이는 모세관 현상을 이용하는 심지를 가지는 관수시스템에서 전반적으로 나타나는 문제인 바 근본적으로 흡인량을 조절하지 못하는 한계에 기인한다.

본 발명에서는 심지(200)가 모세관현상에 의하여 저수부(100)에 담긴 수체(410)를 흡인하되 이를 기압에 의하여 조절할 수 있는 개념을 제시하는데, 이를 위하여 심지(200) 부위에 소정의 기압 조절용 관로인 흡인관(110)을 형성한다. 상기 저수부(100)는 소정의 수조형태로 이루어질 수 있으나 관로 형태로 이루어질 수도 있으며 형상과 개수 및 재질은 불문한다.

흡인관(110)은 저수부(100)의 케이싱 상측에서 하방으로 이어져 상하부 공간을 연통하며 심지(200)가 이를 관통하여 배치된다. 상기 심지(200)는 상측의 일부가 토양(420)과 만나며 하측의 일부가 수체(410)에 접하게 된다. 아래에서 설명될 바와 같이 흡인관(110) 내부는 직경이 비교적 작게 형성되고 저수부(100) 내부 공간과는 기압차에 의하여 수두차가 발생할 수 있기 때문에 수위의 조절을 위하여 하단부가 심지(200)의 하단부다 더 낮은 위치에 형성될 수 있다. 다만, 상기 하단부로는 저수부의 저부에서 수체(410)가 유입될 수 있도록 저수부(100)의 바닥면과의 사이에 공간이 형성된다.

저수부(100)는 전체적으로 외부와 격리될 수 있는 공간을 마련하며, 내부에 수체(410)가 수용되어 있음은 상기한 바와 같다. 이러한 저수부(100)는 외부와 연통될 수 있는 유통관(120)이 연결되며 상기 유통관(120)에는 밸브부(300)가 배치된다.

상기 밸브부(300)는 유통관(120)을 개폐하는 기능을 수행하며, 심지(200)의 흡인에 따라 발생하는 흡인관(110) 내부와 외부의 기압 차이를 이용하여 토양(420)에의 수체 공급을 제어할 수 있도록 한다. 이와 관련된 구체적인 설명은 후술하도록 한다. 상기 유통관(120)과 밸브부(300)의 배치는 저수부(100)나 식생의 배치 관계 등을 고려하여 다양하게 이루어질 수 있을 것이다.

상기 밸브부(300)는 체크밸브, 스톱밸브와 같은 수동 조작이 가능한 경우는 물론 솔레노이드 밸브 등과 같이 전기적으로 제어되는 경우도 포함할 수 있으며 유통관(120)으로의 공기를 제어할 수 있다면 그 종류를 불문한다. 또한, 후술될 수체의 유입을 제어하는 밸브의 경우도 그 종류를 제한하지 않는다.

도 3은 본 발명의 흡인량조절장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 3의 (a)는 밸브부(300)가 개방되어 저수부(100)의 수체(410)가 연속적으로 토양(420)에 공급되는 상태를 나타내며, 도 3의 (b)는 밸브부(300)가 폐쇄되어 흡인량을 제한하는 상태를 나타내고 있다.

본 실시예에서는 저수부(100)의 상측에 토양(420)이 소정의 용기에 담아져 있고, 이러한 토양(420)에는 식생부(430)의 뿌리가 배치되어 있다. 상기 토양(420)의 저부에는 심지(200)가 삽입되어 있고 심지(200)의 하부에서는 수체(410)가 모세관현상에 의하여 흡인되어 토양(420)으로 이동된다.

도 3의 (a)의 상태를 기준으로 살펴보면, 밸브부(300)의 개방에 의하여 유통관(120)이 외부와 연결되어 있고, 이는 저수부(100) 내부의 기압(P1)이 대기압과 일치됨을 의미한다.

따라서, 저수부(100) 내부의 수체 수위는 흡인관(110)의 내부의 수위와 일치되고 심지(200)가 수체(410)에 잠긴 상태에서 상측으로 수체를 이동시켜 토양(420)으로 공급한다. 토양(420)의 표면과 식생부(430)에서는 증발산 등의 원인으로 수체가 소진되면 심지(200)에서는 이를 보충하기 위하여 지속적으로 토양(420)으로 저수부(100)의 수체를 공급(a)하게 되는 것이다.

이러한 경우 외부 동력에 의하지 않고도 수체를 공급할 수 있으나, 토양(420)으로의 수분 포화상태가 유지되기 때문에 산소공급이 부족한 문제점이 있고 이는 상기한 문제를 야기할 수 있으며, 이를 해결하기 위하여 밸브부(300)를 적절하게 제어함으로써 수체의 공급을 조절할 수 있다.

도 3의 (b) 에서는 밸브부(300)가 유통관(120)의 외부와의 연통을 차단하고 있으며, 내부의 기압(P2)은 심지(200)가 작동됨에 따라 저수부(100) 외부의 대기압보다 낮아진다.

심지(200)의 모세관 현상에 의하여 흡인관(110) 저부의 수체(410)가 토양측으로 소진되면, 소진되는 수체의 용적 만큼의 공기가 유통관(120)으로부터 유입되지 않기 때문에 흡인관(110)의 수위가 하강된다. 이러한 하강이 지속됨에 따라 흡인관(110) 외부의 수위와 내부의 수위가 차이, 즉 수두차(d)를 가지고 이는 도시된 바와 같다.

심지(200)와 흡인관(110) 내부의 수체(410)의 접촉이 단절되면 모세관 현상의 중단되므로 토양(420)으로의 수분의 공급이 제어될 수 있는 것이다. 이렇게 수체의 공급이 중단되면 토양(420)으로의 외부로부터 산소의 공급(b)이 이루어질 수 있다.

상기와 같은 도 3의 (a)에 따른 유통관(120)의 개방 상태와 도 3의 (b)에 따른 유통관(120)의 폐쇄 상태의 제어를 통하여 토양(420)으로의 수분 공급이 제어될 수 있고, 이는 토양(420)에 수체의 공급 필요성이나 외부 산소공급의 필요성에 따라 적절하게 밸브부(300)를 제어함으로써 이루어질 수 있다.

상기 밸브부(300)의 제어는 사용자에 의한 수동 조작이나 소정의 센서 등을 통한 자동 제어 등 다양한 방식으로 이루어질 수 있으며 이와 관련된 실시예는 아래에서 살펴보도록 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 흡인량조절장치에 대한 구성도이며, 구체적으로는 지중관수 형태로 이루어지는 경우를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 흡인량조절장치를 정면에서 나타낸 것이며, 도 5는 이를 측면에서 나타낸 것이다.

아래의 실시예들에서는 상기된 흡인량조절장치가 적용 또는 준용되며 이와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 제1실시예에서는 지중관수 형태로 구성된다.

따라서, 도 5를 참고하면 저수부는 지중에 매설된 관로 형태로 이루어지며, 관로 형태의 지중관(101)의 주변에는 토양(420)이 배치되어 있다. 상기 토양(420)은 하부로부터 지중토양(421)과, 지중관(101)의 측면 및 하부에 배치되어 있는 저밀도토양(422)과, 심지(200)의 상측에 배치되어 식생부(430)를 지지하고 있는 표층토양(423)으로 분류할 수 있으며, 다만 이러한 배치형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서는 심지(200)가 지중관(101)에 형성되는 흡인관(110)에 삽입되는 형태로 배치되어 있으며, 심지(200)의 상단측은 표층토양(423)에 접하여 수체를 공급하는 기능을 한다. 상기 표층토양(423)은 심지로부터 공급된 수분을 확산하여 식생부(430)의 뿌리 부위에 공급하는바 이를 고려하여 표층토양(423)은 지중토양(421)과 인공토양이 1:1로 혼합되는 것이 바람직할 것이다.

상기 심지(200)는 도 3의 실시예처럼 토양(420)에 기둥 형태로 삽입되는 경우를 고려해볼 수 있을 것이나, 잔디나 초화 등과 같이 비교적 넓은 면적에 식생부(430)가 형성되는 경우는 수분의 고른 공급을 위하여 심지(200)의 상단측은 토양(420)에 수평 방향으로 면 또는 선의 형태로 길게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

상기 지중관(101)은 중력방향에 대해 직교한 수평방향으로 배치되어 내부에 우수나 상수와 같은 수체를 유입하여 저장하는 기능을 한다. 경우에 따라 상기 지중관(101)은 상호 평행하게 배열되는 복수개로 형성될 수도 있을 것이다. 여기서, 지중이란 지반에 매설되는 경우는 물론 벽면 녹화 등을 위하여 형성되는 토양의 배치부위에 배치되는 경우도 포함될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에서는 지중관(101)에 지속적으로 수체(410)를 공급하기 위하여 수위레벨센서(320)를 구비하며, 토양(420)에 수분이 부족한 경우 밸브부(300)를 통하여 심지(200)를 통하여 수체를 공급하기 위하여 토양습도센서(310)를 구비한다.

지중관(101)의 일측으로는 우수나 상수 등이 유입될 수 있는 배관 형태의 유입부(130)가 연결되고 상기 유입부(130)에는 수위레벨센서(320)가 구비될 수 있다. 이러한 수위레벨센서(320)는 지중관(101)의 수위를 감지하고 설정량 이하로 수위가 형성된 경우 수체의 유입을 허용할 수 있으며 심지(200)가 상시적으로 작동 가능한 상태를 유지하도록 한다. 이때, 상기 유입부(130)는 지중관(101)의 수위에 미치는 영향을 최소화하고 정확한 측정이 가능하도록 지중관(101)보다 작은 직경의 'U'자형 측정관(참조번호 미표시)을 구비하고 상기 측정관의 일부에 수위레벨센서(320)가 형성될 수 있다.

상기 수위레벨센서(320)는 제어부(500)에 연결되어 지중관(101)의 수위를 감시하도록 하고, 이러한 제어부(500)는 심지(200)의 작동을 제어할 수 있는데, 이는 지중관(101)과 연결되는 유통관(120)에 구비되는 밸브부(300)의 작동을 제어함으로써 이루어질 수 있음은 상술한 바와 같다. 이를 위하여 상기 밸브부(300)는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제어부(500)는 독립된 마이크로프로세서를 구비하는 장치일 수 있으나, 통신모듈을 구비하여 원격의 서버나 PC 또는 스마트폰 등과 신호를 송수신하는 장치일 수도 있음은 물론이다.

한편, 심지(200)로부터 수체를 공급받는 토양(420)의 부위에는 하나 이상의 토양습도센서(310)가 구비되며, 토양(420)의 습도를 측정하고 제어부(500)로 송출하는 기능을 수행한다. 따라서, 제어부(500)는 토양습도센서(310)로부터 측정된 습도를 측정하고 수체의 공급이 필요한 경우나 산소의 공급이 필요한 경우 등을 적절하게 판단하여 밸브부(300)를 제어함으로써 토양(420)의 습도를 제어할 수 있게 된다.

상기한 본 발명의 제1실시예에 따른 흡인량조절장치를 살펴보면, 식생부(430)의 증발산 등으로 인하여 토양(420)의 수체가 소모되면 제어부(500)는 밸브부(300)를 통하여 유통관(120)을 외부로 개방하고 심지(200)는 흡인관(110) 내부에 접한 수체를 모세관 현상에 의하여 토양(420)으로 이동시켜 수체를 공급하게 된다. 이렇게 수체가 공급되는 과정에서 토양습도센서(310)는 토양(420)의 습도를 모니터링하도록 하며 기준량 이상의 습도가 형성된 경우 제어부(500)는 밸브부(300)를 폐쇄동작함으로써 유통관(120)의 연통을 차단한다. 이에 따라 심지(200)의 수체 이동 과정에서 흡인관(110)의 수위는 하강하되 지중관(101) 내부의 압력이 하강되므로 비교적 직경이 작은 흡인관(110) 내부의 수체 수위는 외부의 수체 수위보다 빨리 소모되어 심지(200)와의 접촉이 단절되므로 모세관 현상이 차단된다. 이에 지중관(101) 내부에서는 흡인관(110) 내부와 외부에서 수두차(d)가 발생된다.

제어부(500)는 토양습도센서(310)를 통하여 토양(420)의 습도를 지속적으로 모니터링하므로 심지(200)의 작동이 중단된 상태에서 토양의 습도가 설정량 이하가 된 경우 다시 밸브부(300)를 작동하여 심지(200)가 기능하도록 하는 과정을 반복하게 된다.

또한, 지중관(101) 내부의 수위가 전반적으로 하강되어 심지(200)의 작동이 불가능한 경우를 방지하기 위하여 수위레벨센서(320)는 지중관(101)의 내부 수위를 지속적으로 모니터링할 수 있다. 이때, 수위의 조정과 관련된 제어계통에 대하여서는 제2실시예의 설명에서 후술하도록 한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 흡인량조절장치의 구성도이다.

본 발명의 제2실시예에서는 저면관수 형태를 제시한다.

기본적으로 소정의 바닥면이나 브라켓 등의 부위에 저수부가 배치되는데 이 경우 저수부는 저면관(120)으로 정의하도록 한다. 이러한 저면관(120)의 경우 제1실시예와 같은 관로나 수조 형태 등 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.

저면관(120)은 개략적으로 외부와 격리될 수 있는 구조로 되어 있으며 상하부를 연통하는 흡인관(110)이 하나 이상 형성되어 그 내부에 심지(200)가 삽입될 수 있다. 상기 심지(200)는 식생부(430)가 형성되는 토양(420)에 수체를 공급하며, 제2실시예에서는 각각 토양(420)을 수용할 수 있는 화분과 같은 토양수용부가 형성되어 있다. 다만, 제1실시예와 같이 저면관(120)의 토양(420)이 연속적으로 배치될 수도 있음은 물론이다.

저면관(120)의 일부는 유통관(120)과 연통되어 밸브부(300)에 의하여 개폐되며 이에 따라 심지(200)가 작동될 수 있음은 상기와 같다. 제2실시예의 경우에도 밸브부(300)는 솔레노이드 밸브로 이루어져 제어부(500)에 의하여 작동이 제어될 수 있을 것이다.

상기 토양(420)에는 토양습도센서(310)가 배치되어 제어부(500)에 토양의 습도를 측정신호를 송부하며, 제어부(500)는 이에 따라 밸브부(300)를 제어하게 된다. 이와 관련된 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

저면관(120)의 내부에는 수위레벨센서(320)가 배치되어 수위를 측정하는 기능을 수행하며 제어부(500)에 수위에 대한 측정신호를 송출한다. 제어부(500)는 이에 따라 수위가 설정량 이하가 되는 경우 수체의 외부 유입을 허용하여 저면관(120)의 수위를 유지하도록 할 수 있으며 이를 위하여 저면관(120)은 외부로부터 수체가 유입 가능하도록 유입부(130)와 연결될 수 있다.

상기 유입부(130)는 관로의 형태로 이루어져 우수나 상수 등과 같은 수체의 유입이 가능하도록 하며, 제어부(500)에 의한 유입의 제어가 가능하도록 유입개폐밸브(330)가 구비될 수 있다. 상기 유입개폐밸브(330)는 제어부(500)의 제어신호에 따라 저면관(120)의 수위를 보충할 수 있도록 유입부(130)의 개폐를 제어한다.

토양습도센서(310)와 제어부(500) 및 밸브부(300)의 작동과 관련된 중복되는 설명은 생략하며, 수위레벨센서(320)와 유입개폐밸브(330)의 작동에 관하여 설명한다.

이때, 수체(410)가 유입되는 경우 내부의 압력을 제어할 필요성이 있으며, 밸브부(300)와 유입개폐밸브(330)의 작동이 연동되는 것이 바람직하다. 따라서, 유입개폐밸브(330)가 개방되어 저면관(120)에 우수 등이 유입부(130)를 통하여 유입되면 수위레벨센서(320)가 수위의 상승을 감지하고 제어부(500)는 이에 따라 유입개폐밸브(330)를 개방하여 저면관(120) 내부의 기압을 대기압과 맞추도록 한다. 설정된 수위로 저면관(120) 내부의 수위가 형성되면 유입개폐밸브(330)는 유입부(130)를 폐쇄하고 우수의 저류가 완료된 상태에서 제어부(500)는 밸브부(300)를 차단하여 심지(200)의 작동에 따라 흡인관(110) 내부의 수두차(d)를형성하도록 함으로써 다시 심지(200)의 작동을 제어할 수 있다.

수위레벨센서(320)는 저면관(120) 내부의 수위를 모니터링할 수 있도록 하며, 수위가 설정량 이하로 하강된 경우 이를 보충하기 위하여 제어부(500)가 다시 유입개폐밸브(330)를 개방하고 상기한 과정이 반복될 수 있다.

상기된 실시예들 각각의 구성들은 상호 교환적 또는 추가적으로 적용될 수 있을 것이며 다양한 변형예들은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다.

상기된 본 발명에 따른 기압차를 이용한 흡인량조절장치에 의하여, 공기관의 개폐만으로 흡인량의 조절이 가능하므로 기존의 심지를 이용하는 저면관수방식에서 설비비용과 에너지사용을 최소화하여 정확한 수체의 공급 제어가 가능한 장점이 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

100...저수부 101...지중관
110...흡인관 120...유통관
130...유입부 200...심지
300...밸브부 310...토양습도센서
320...수위레벨센서 330...유입개폐밸브
410...수체 420...토양
421...지중토양 422...저밀도토양
423...표층토양 430...식생부
500...제어부

Claims

외부와 격리될 수 있는 수체 저장 공간을 마련하는 저수부(100);
상기 저수부로부터의 수체를 모세관현상에 따라 상측의 식생부로 이동시키는 심지(200);
내부에 심지가 배치되어 상측으로 수체를 이동시키되 저수부의 상측으로부터 하부로 연장되고 하단부가 심지의 하단부보다 더 낮은 위치에 형성되어 수체가 하부로부터 유입되도록 함으로써 심지의 흡인에 따라 내부와 외부의 기압차이를 발생하도록 하는 흡인관(110);
상기 저수부의 외부의 대기와 내부의 공간을 연통시킬 수 있는 유통관(120);
상기 유통관을 개폐하는 밸브부(300);를 포함하며,
상기 밸브부는,
폐쇄상태에서 저수부의 내부 공간을 밀폐시키고 심지의 흡인에 의하여 흡입관 내부의 수위가 하강됨에 따라 흡입관 외부와 내부의 압력의 차이에 따른 수두차를 발생시켜 심지의 작동을 중단하도록 하고, 개방상태에서 저수부의 내부 공간을 외부와 연통시켜 대기가 유입되도록 함으로써 흡입관 외부의 수체가 흡입관 내부로 유입될 수 있도록 허용하여 심지가 작동할 수 있도록 하는 흡인량조절장치.
제1항에 있어서,
상기 흡인관은,
하단부가 심지의 하단부보다 더 낮게 형성되는 흡인량조절장치.
제1항에 있어서,
상기 저수부는,
흡인관 외부의 공기압이 밸브부의 폐쇄 상태에서 대기압보다 낮고 밸브부의 개방 상태에서 대기압과 동일한 흡인량조절장치.
제1항에 있어서,
상기 밸브부의 개폐동작을 제어하는 제어부(500); 및
심지로부터 수체를 공급받는 토양에 배치되는 토양습도센서(310);를 더 포함하며,
상기 제어부는,
토양습도센서로부터 측정된 습도가 설정된 습도 이상인 경우 밸브부를 폐쇄 동작하여 심지의 작동을 중단하도록 하는 흡인량조절장치.
제4항에 있어서,
상기 저수부에 수체로서 우수를 공급하는 유입부(130);를 더 포함하는 흡인량조절장치.
제5항에 있어서,
상기 저수부의 수위를 측정하는 수위레벨센서(320);를 더 포함하고,
상기 제어부는,
수위레벨센서에 의하여 측정된 수위가 설정된 수위 이하인 경우 유입부를 통하여 우수를 유입하도록 하되 밸브부를 개방하여 저수부 내부의 공기압과 대기압을 대응시키도록 하는 흡인량조절장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브부는,
솔레노이드밸브인 흡인량조절장치.