KR102189913B1 - 양액 재배 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물의 뿌리 부분에 양액을 에어로졸 형태로 공급하여 양액의 낭비를 줄이고, 양분의 흡수율을 높여 성장 효율을 증가시킨 양액 재배 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 양액 재배 시스템은, 외부에 식물의 줄기 및 잎이 배치되는 수용홈(110)이 형성되고, 내부에 식물의 뿌리부분이 배치되는 공급공간(120)이 형성된 재배대(100); 식물의 성장이 필요한 양액이 저장된 양액통(200); 상기 양액통(200)에 저장된 양액을 상기 재배대(100)의 내부에 공급하는 공급수단(300); 을 포함한다.

Description

양액 재배 시스템{Nutrient solution culture system}

본 발명은 양액 재배 시스템에 관한 것으로서, 특히 식물의 성장에 필요한 양액을 식물의 뿌리 부분에 자동으로 공급하여 재배 효율을 향상시킨 양액 재배 시스템에 관한 것이다.

수경 재배란 흙을 사용하지 않고 식물이 성장하는데 필요한 양분이 들어있는 배양액으로 식물을 재배함을 말한다.

즉, 수경 재배는 다양한 영양분을 물에 녹인 배양액을 식물에 공급하는 방식으로 이루어진다.

수경 재배로 키울 수 있는 식물로는 수염뿌리를 가진 튤립, 수선화, 토란, 고구마, 양파, 행운목, 인삼 등이 있으며, 수경 재배를 하면 일반 토지에서 식물을 재배할 때에 비해 생산량이 수십배 증가할 수 있으며, 집에서도 용이하게 재배할 수 있다.

일반적으로 수경재배는 양액을 공급하는 방식에 따라서 담액식과 박막식으로 분류된다.

담액식은 스티로폼을 이용하여 수중부양 방식의 전통적인 수경재배 방식이고, 박막식은 재배박스의 바닥에 양액을 흘려주면서 공급하여 뿌리에 양액이 공급되도록 하는 방식이다.

그러나 담액식과 박막식은 성장효율이 낮으면서도 사용되는 양액이 지나치게 많아서 환경오염을 일으키게 되는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1302199호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 식물의 뿌리 부분에 양액을 에어로졸 형태로 공급하여 양액의 낭비를 줄이고, 양분의 흡수율을 높여 성장 효율을 증가시킨 양액 재배 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 식물의 뿌리 부분이 수용되는 재배대(100)의 내부 온도를 일정한 온도로 제어함으로써, 식물의 생장 환경을 최적의 상태로 유지하여 성장 효율을 더욱 증가시킨 양액 재배 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 양액 재배 시스템은, 외부에 식물의 줄기 및 잎이 배치되는 수용홈(110)이 형성되고, 내부에 식물의 뿌리부분이 배치되는 공급공간(120)이 형성된 재배대(100); 식물의 성장이 필요한 양액이 저장된 양액통(200); 상기 양액통(200)에 저장된 양액을 상기 재배대(100)의 내부에 공급하는 공급수단(300); 을 포함한다.

상기 공급수단(300)은 상기 재배대(100)의 내부에 양액을 에어로졸 형태로 공급한다.

상기 공급수단(300)은 원심형 가습기로 이루어진다.

상기 재배대(100)의 내부 온도를 일정하게 제어하는 제1온도조절수단(400); 을 더 포함하되, 상기 제1온도조절수단(400)은, 상기 재배대(100)의 내부에 구비되는 제1열교환파이프(410); 상기 열교환파이프에 열교환액을 공급하는 제1냉각기(420); 를 포함한다.

상기 양액통(200)에 수용된 양액의 온도를 일정하게 제어하는 제2온도조절수단(500); 을 더 포함하되, 상기 제2온도조절수단(500)은, 상기 양액통(200)의 내부에 구비되는 제2열교환파이프(510); 상기 제2열교환파이프(510)에 열교환액을 공급하는 제2냉각기(520); 를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 양액 재배 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양액 재배 시스템의 구조도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양액 재배 시스템의 재배대(100)의 상세 구조도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양액 재배 시스템의 재배대 수용홈(110)의 단면 구조도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양액 재배 시스템의 구조도이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 및 2에에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 양액 재배 시스템은, 재배대(100), 양액통(200), 공급수단(300), 제1온도조절수단(400), 제2온도조절수단(500), 양액교반기(600)로 이루어진다.

상기 재배대(100)는 재배할 식물이 설치되는 곳으로, 육면체 형상으로 형성되며, 습기에 강하고 단열이 잘 되는 소재로 이루어진다.

또한, 상기 재배대(100)의 일측에는 식물이 수용되는 수용홈(110)이 개방 형성되고, 내부에는 상기 수용홈(110)과 연결되는 공급공간(120)이 형성된다.

상기 수용홈(110)은 복수개로 이루어저 일정 간격으로 배치되며, 상기 공급공간(120)은 복수의 상기 수용홈(110)과 모두 연결되는 하나의 공간으로 형성된다.

또한, 상기 수용홈(110)을 통해 재배할 식물의 줄기 및 잎이 외부로 노출되게 배치되고, 뿌리 부분은 상기 재배대(100)의 내부로 노출되게 배치된다.

좀더 구체적으로 상기 수용홈(110)에는 모종화분(130)이 탈착 가능하게 장착된다,

상기 모종화분(130)은, 모종 재배시 사용되는 화분으로, 모종을 상기 재배대(100)로 이동시켜 심을 때에 상기 모종화분(130)에서 분리할 필요 없이 상기 모종화분(130)에 모종을 심은 상태로 상기 수용홈(110)에 안착하여 설치한다.

여기에서 상기 수용홈(110)의 테두리에는 안착부(111)가 돌출 형성되고, 상기 모종화분(130)의 상단 테두리에는 상기 안착부(111)에 걸림 지지되는 지지부(131)가 돌출 형성된다.

이와 같이 상기 재배대(100)에 상기 수용홈(110)이 형성되고, 모종을 재배하는 모종화분(130)이 상기 수용홈(110)에 탈착 가능하게 장착됨으로써, 모종의 이동시 작업을 신속하고 편리하게 하며, 모종이 손상되는 것을 방지하는 효과가 제공 된다.

경우에 따라 상기 수용홈(110)에는 상기 모종화분(130) 없이 식물을 상기 수용홈(110)에 고정하기 위해 인공토양이나 스티로폼 등이 설치될 수도 있다.

상기 양액통(200)은 식물의 성장에 필요한 양액이 저장된 통으로, 후술할 상기 양액교반기(600)에서 혼합된 양액이 투입되어 저장되며, 공급관을 통해 상기 재배대(100)로 이동하며, 후술할 상기 공급수단(300)에 의해 상기 공급공간(120)으로 공급된다.

한편 상기 공급수단(300)은 상기 양액통(200)에 저장된 양액을 상기 재배대(100)의 내부, 즉 상기 공급공간(120)으로 제공하기 위한 장치이다.

구체적으로 상기 공급수단(300)은 양액을 미세한 입자 형태, 즉 에어로졸 형태로 공급하게 된다.

양액을 에어로졸 형태로 공급하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 원심형 가습기를 사용한다.

원심형 가습기는 모터에 직결된 회전 원판에 물을 원심력으로 비산시키고 주위 고정배인에 충돌시켜 물을 미세화하여 공기에 분무하는 방식으로 이루어진다.

이러한 원심형 가습기는 구조가 간단하여 내구성이 뛰어나며, 고장이 적어 관리 및 유지가 편리한 장점을 갖는다.

특히, 원심형 가습기는 에어로졸을 대량으로 생산해 낼 수 있어 대량의 식물 재배를 위한 재배대(100)에 알맞는 방식이라 할 수 있다.

물론, 에어로졸을 생성하는 방식에는 초음파로 물을 진동시켜 에어로졸을 생성하는 초음파식, 전기로 물을 끓여서 수증기를 내보내는 가열식, 직경이 작은 노즐에 고압으로 물을 살포하여 에어로졸을 고속으로 방출하는 노즐식 등이 있으나, 초음파식은 세균에 취약하고, 가열식은 온도 관리가 어려우며, 노즐식은 구조가 복잡하여 유지 관리가 어려운 문제점이 있으므로 바람직하지 않다.

이와 같이 상기 공급수단(300)은 원심형 가습기를 이용하여 에어로졸 즉, 수증기 상태의 양액을 상기 공급공간(120)에 제공함으로써, 영양분과 수분 및 산소를 신속하고 효과적으로 식물의 뿌리에 제공하여 성장 효율을 최대화 하고, 양액의 소비를 감소시켜 환경 오염을 줄이는 효과를 제공한다.

한편, 상기 제1온도조절수단(400)은 상기 재배대(100)의 내부, 즉 상기 공급공간(120)의 온도를 일정하게 유지하도록 제어하는 장치로, 구체적으로 제1열교환파이프(410) 및 제1냉각기(420)로 이루어진다.

상기 제1열교환파이프(410)는 상기 재배대(100) 내부에 구비되며, 에어로졸 상태의 양액과 재배대 내부의 공기와의 접촉 면적을 증가시키기 위해 지그제그 형태로 굴곡지게 형성된다.

이러한 상기, 제1열교환파이프(410)의 내부에는 상기 제1냉각기(420)로 부터 공급된 열교환액이 순환된다.

상기 열교환액은 일반적인 냉각수로서, 상기 공급공간(120)의 내부의 열기를 흡수하여 상기 제1냉각기(420)에서 발산 배출하는 기능을 하게 된다.

즉, 상기 제1냉각기(420)는 상기 재배대(100)의 내부 온도를 낮추는 기능을 한다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1온도조절수단(400)은 상기 재배대(100)의 내부에 열을 공급하는 히터(430)를 더 포함할 수도 있다.

상기 히터(430)는 전기에 의해 열을 발생하는 열선으로 이루어지며, 상기 제1열교환파이프(410)의 외측을 감싸는 형태로 설치된다.

이러한 상기 히터(430)는 상기 재배대(100)의 내부 온도가 일정 값 이하가 되면 작동하여 상기 재배대(100)의 내부 온도를 높이게 된다.

이와 같이 상기 재배대(100)의 내부에 상기 제1열교환파이프(410) 및 상기 히터(430)를 직접 설치하여 에어로졸 상태의 양액이 뿌려지는 상기 재배대(100)의 내부 공간의 온도를 조절함으로써, 식물의 뿌리에 공급되는 에어로졸의 양액이 식물의 생장에 적합한 최적의 온도로 유지되며, 온도 변화를 최소화 하여 성장 효율을 증가시키는 효과를 제공하게 된다.

상기 제2온도조절수단(500)은 상기 양액통(200)에 수용된 양액의 온도를 일정하게 제어하는 것으로, 제2열교환파이프(510) 및 제2냉각기(520)로 이루어진다.

상기 제2열교환파이프(510)는 상기 양액통(200)의 내부에 구비되며, 상기 제2냉각기(520)와 연결된다.

상기 제2냉갹기(520)는 상기 제2열교환파이프(510)에 열교환액을 공급 및 순환시키는 것으로, 상기 양액통(200)의 열기를 흡수하여 외부로 배출하는 기능을 하게 된다.

이와 같이 상기 제1온도조절수단(400)과 함께 상기 제2온도조절수단(500)으로 상기 양액통(200)의 수용된 양액의 온도를 일정하게 유지함으로써, 상기 공급공간(120)에 공급되는 양액과 상기 공급공간(120)의 온도 차를 최소화 하여 상기 공급공간(120) 내의 온도 변화를 감소시키는 효과를 제공하게 된다.

경우에 따라, 본 발명의 양액 재배 시스템은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1온도조절수단(400) 없이 상기 제2온도조절수단(500)에 의해 상기 재배대(100)에 공급되는 양액의 온도만 조절하도록 구성될 수 있으며, 상기 제1온도조절수단(400)에도 히터가 더 구비될 수 있다.

한편, 상기 양액교반기(600)는 수분과 영양분을 일정한 비율로 혼합하여 양액을 생성하는 장치이다.

상기 양액교반기(600)는 상기 재배대(100)에서 재배하는 식물의 종류에 따라 수분과 영양분의 비율을 조절하여 혼합하게 되며, 혼합된 양액을 상기 양액통(200)에 공급한다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 재배대(100)에는 상기 재배대(100) 내부에 공급된 에어로졸 상태의 양액을 모아 재사용하기 위한 배수장치(700)가 더 구비될 수 있다.

상기 배수장치(700)는 펌프에 의해 상기 재배대(100)의 내부에 모인 액체상태의 양액을 인출하여 상기 양액통(200)에 다시 공급한다.

물론, 경우에 따라 상기 재배대(100)에서 인출한 양액을 보조양액통(750)에 보관한 후 양액의 영양분의 비율 등을 확인하고 재혼합하는 과정을 거쳐 상기 양액통(200)에 다시 주입하도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 재배대(100)에서 한번 사용한 양액의 경우 식물에 흡수된 영양분의 양이 일정하지 않아 양액의 영양분의 비율이 변경될 수 있으므로 바로 상기 양액통(200)에 넣지 않고 재혼합의 과정을 거치는 것이 바람직하다.

위 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 양약 재배 시스템은, 식물의 뿌리 부분에 양액을 에어로졸 형태로 공급하여 양액의 낭비를 줄이고, 양분의 흡수율을 높여 성장 효율을 증가시키는 효과를 제공한다.

또한, 식물의 뿌리 부분이 수용되는 재배대(100)의 내부 온도를 일정한 온도로 제어함으로써, 식물의 생장 환경을 최적의 상태로 유지하여 성장 효율을 더욱 증가시키는 효과를 제공한다.

본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구 범위의 사상 및 영역을 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 형태로 변형 실시될 수 있으며, 따라서 이와 같은 변형은 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 해석해야 할 것이다.

100 : 재배대
110 : 수용홈
111 : 안착부
120 : 공급공간
130 : 모종화분
131 : 지지부
200 : 양액통
300 : 공급수단
400 : 제1온도조절수단
410 : 제1열교환파이프
420 : 제1냉각기
430 : 히터
500 : 제2온도조절수단
510 : 제2열교환파이프
520 : 제2냉각기
600 : 양액교반기
700 : 배수장치
750 : 보조양액통

Claims (5)

1. 외부에 식물의 줄기 및 잎이 배치되는 수용홈(110)이 형성되고, 내부에 식물의 뿌리부분이 배치되는 공급공간(120)이 형성된 재배대(100);
   식물의 성장이 필요한 양액이 저장된 양액통(200);
   상기 양액통(200)에 저장된 양액을 상기 재배대(100)의 내부에 에어로졸 형태로 공급하는 공급수단(300);
   상기 재배대(100)의 내부 온도를 일정하게 제어하는 제1온도조절수단(400);
   상기 양액통(200)에 수용된 양액의 온도를 일정하게 제어하는 제2온도조절수단(500); 을 포함하되,
   수분과 영양분을 일정한 비율로 혼합하여 양액을 생성하여 상기 양액통(200)에 공급하는 양액교반기(600);
   상기 재배대(100) 내부에 공급된 에어로졸 상태의 양액을 모아 재사용하기 위한 배수장치(700); 를 포함하되,
   상기 수용홈(110)의 상단 테두리에는 안착부(111)가 돌출 형성되고,
   상기 수용홈(110)에는 식물이 식재된 모종화분(130)이 삽입 배치되며,
   상기 모종화분(130)는, 상단 테두리에 상기 안착부(111)에 지지되는 지지부(131)가 돌출 형성되고, 하단이 상기 공급공간(120) 방향으로 하향 경사지게 형성되며,
   상기 공급수단(300)은 원심형 가습기로 이루어지고,
   상기 제1온도조절수단(400)은,
   상기 재배대(100)의 내부에 구비되는 제1열교환파이프(410);
   상기 제1열교환파이프(410)에 열교환액을 공급하는 제1냉각기(420); 를 포함하며,
   상기 제2온도조절수단(500)은,
   상기 양액통(200)의 내부에 구비되는 제2열교환파이프(510);
   상기 제2열교환파이프(510)에 열교환액을 공급하는 제2냉각기(520); 를 포함하며,
   상기 배수장치(700)는 펌프에 의해 상기 재배대(100)의 내부에 모인 액체상태의 양액을 보조양액통(750)으로 인출한 후 영양분을 재혼합한 후 상기 양액통(200)에 공급하는 것을 특징으로 하는 양액 재배 시스템.
   
   
   
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