KR102198413B1

KR102198413B1 - 수경재배기

Info

Publication number: KR102198413B1
Application number: KR1020200133095A
Authority: KR
Inventors: 고영호
Original assignee: (주)코트론
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2021-01-05

Abstract

본 발명은 수경재배기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양액의 수위를 실시간으로 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라, 식물과 광조사부 사이의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있는 수경재배기에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 양액의 수위를 실시간으로 모니터링할 수 있기 때문에, 사용자의 편의성이 도모되고, 식물과 광조사부 사이의 거리가 일정하게 유지되기 때문에, 광조사부에서 발생되는 열로 인한 식물의 악영향을 미연에 방지할 수 있고, 사용자의 스마트기기(스마트폰, 태블릿 PC 등)와 양방향 통신을 통한 데이터의 송수신이 가능하도록 구성하여 실시간 업데이트가 반영되는 장점이 있다.

Description

수경재배기 {Hydroponic Cultivation Apparatus}

본 발명은 수경재배기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양액의 수위를 실시간으로 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라, 식물과 광조사부 사이의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있는 수경재배기에 관한 것이다.

채소, 약초, 화분 등의 식물을 재배하는 분야에서는 복수의 선반이나 단을 이용하는 식물 재배법이 있으며, 이에 따르면, 비교적 좁은 공간에서 식물을 높은 밀도로 생산할 수 있다.

식물 재배법 중 수경 재배법에 따르면, 식물의 병해, 오염의 방제나 성장 제어가 용이하고, 주년 생산이 가능하다.

이것을 실현하기 위해서, 폐쇄 공간 내에서 인공광을 사용하는 폐쇄형의 식물 생산 시스템이 실용화되고, 폐쇄 공간으로서 예컨대 클린룸을 사용하는 식물 재배 시스템이 있다.

예컨대, 클린룸에 의해 구성한 재배실을 갖는 유닛화된 컨테이너를 갖춘 식물 재배 시스템이 알려져 있다. 그 재배실의 내부에는, 복수의 배지 블록을 착탈할 수 있는 1 또는 2 이상의 재배 선반이 배치된다.

또한, 재배실 내에는 재배 선반에 장착한 배지 블록에 대하여 재배 양액을 공급할 수 있는 양액 공급 수단과, 재배 선반에 장착한 배지 블록에 대하여 빛을 조사할 수 있는 광조사 수단이 설치되어 있다.

한편, 폐쇄형인지 여부와는 상관없이 수경 재배 장치로서 다음과 같은 기술이 있다.

예컨대, 식물 재배용 용기가 배치되는 바닥판의 위쪽에, 격자형 부재를 배치하고, 격자형 부재의 위쪽에, 아래쪽을 비추는 조명 기구가 삽입된 선반판을 설치한 구조가 알려져 있다.

이와 같은 가정용 수경재배기는 파종에서 수확까지 모두 실내에서 할 수 있기 때문에 대기중의 불순물이나 해충이 들어올 수 없고 스스로 식물을 재배할 수 있기 때문에 먹거리 안전에 신경을 쓰는 현대인의 삶에 적합하므로 점차적으로 그 중요도가 높아지고 있다.

그러나, 종래의 가정용 수경재배기는 조명 기구와 식물간의 거리를 조절할 수 없어 조명기구에서 발생하는 열로 인하여 식물의 재배에 악영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-0404389호 (2003.10.23)

본 발명은 양액의 수위를 실시간으로 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라, 식물과 광조사부 사이의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있는 수경재배기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 외형을 형성하고 내부를 구획하는 본체부(100); 상기 본체부(100)의 상측에 결합되고, 식물(1)이 재배되는 재배포트(10)가 장착되는 덮개부(200); 상기 본체부(100)의 내부에 형성되고, 상기 덮개부(200)에 장착된 재배포트(10)로 양액(m)을 공급하는 펌프부(300); 상기 본체부(100)의 내부에 형성되고, 재배포트(10)를 통하여 빠져나온 양액(m')의 수위를 감지하는 수위감지부(400); 상기 본체부(100)의 일측에 결합되고, 상하로 높이가 조절되는 높이조절부(500); 상기 높이조절부(500)의 상측에 결합되고, 재배포트(10)에 재배된 식물(1)에 광을 조사하는 광조사부(600);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수경재배기를 제시한다.

본 발명에 따르면, 양액의 수위를 실시간으로 모니터링할 수 있기 때문에, 사용자의 편의성이 도모되고, 식물과 광조사부 사이의 거리가 일정하게 유지되기 때문에, 광조사부에서 발생되는 열로 인한 식물의 악영향을 미연에 방지할 수 있고, 사용자의 스마트기기(스마트폰, 태블릿 PC 등)와 양방향 통신을 통한 데이터의 송수신이 가능하도록 구성하여 실시간 업데이트가 반영되는 장점이 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 수경재배기에 대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 수경재배기에 대한 분해도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 수경재배기에 대한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일부구성인 하부덮개에서 양액이 유동되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 일부구성인 수위감지부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 12는 본 발명의 일부구성인 높이조절부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

또한, 본 발명의 설명 중 "상", "하" 등의 방향 한정은 이해를 돕기 위해 도 1의 형태를 기준으로 지시하는 것일 뿐, 기준선(또는 도면)을 달리하면 방향도 달리 지시될 것임을 밝혀둔다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 수경재배기에 대한 도면이고, 도 4는 본 발명의 수경재배기에 대한 분해도이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 수경재배기에 대한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일부구성인 하부덮개에서 양액이 유동되는 모습을 나타내는 도면이고, 도 9 내지 도 10은 본 발명의 일부구성인 수위감지부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 11 내지 도 12는 본 발명의 일부구성인 높이조절부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 수경재배기는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본체부(100), 덮개부(200), 펌프부(300), 수위감지부(400), 높이조절부(500), 광조사부(600)를 포함하고, 추가로 접근감지센서(미도시), 제어부(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 수경재배기에서 재배되는 식물로서는 예컨대 잎채소를 생각할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 잎채소 이외의 식물을 재배 대상으로 하여도 무방하다.

본체부(100)에 대해 설명한다. 본체부(100)는 외형을 형성하고 내부를 구획하는 부분으로서, 본체부(100)의 상측에는 덮개부(200)가 결합되고, 본체부(100)의 내부에는 펌프부(300)와, 수위감지부(400)가 형성되고, 본체부(100)의 일측에는 높이조절부(500)가 결합될 수 있다.

덮개부(200)에 대해 설명한다. 덮개부(200)는 상기 본체부(100)의 상측에 결합되는 부분으로서, 식물(1)이 재배되는 재배포트(10)가 장착되는 부분이다.

여기서, 재배포트(10)란 식물(1)이 뿌리를 내리고 생장할 수 있는 토양과 같은 역할을 수행하는 부분으로서, 거치부(11)와, 재배부(12)와, 돌출부(13)와, 커버부(14)를 포함하여 구성될 수 있다.

거치부(11)에 대해 설명한다. 거치부(11)는 후술할 재배부(12)가 거치되는 부분으로서, 하측에서 상측으로 갈수록 외경이 커지는 바스켓 형상으로 형성될 수 있다.

거치부(11)의 하측의 내경(L')은 재배부(12)의 외경(L)과 동일한 크기를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다 (도 6 참조). 이에 따라, 거치부(11)의 하측에 재배부(12)의 하측이 끼워맞춤 결합될 수 있는 것이다.

상기 거치부(11)는 양액유입공(11a)과, 양액배출공(11b)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 양액유입공(11a)는 거치부(11)의 측부에 형성되어 양액유로부(222)를 따라 이동된 양액(m)이 재배부(12)로 유입되는 부분이다.

상기 양액배출공(11b)는 거치부(11)의 하단에 형성되어 재배부(12)를 빠져나온 양액(m')이 본체부(100)의 내부의 빈 공간으로 배출되는 부분이다.

재배부(12)에 대해 설명한다. 재배부(12)는 상기 거치부(11)의 내부에 거치되는 부분으로서, 원기둥 형상으로 형성될 수 있고, 재배부(12)의 상단에는 식물씨앗(1')이 수용되는 씨앗수용부(12a)를 포함하여 구성될 수 있다. 식물씨앗(1')이 씨앗수용부(12a)에 수용된 모습은 도 7에 도시된 바와 같다.

재배부(12)는 후술할 제2포트삽입공(221)으로 유입된 양액(m)이 흡수되는 부분으로서, 양액(m)을 비교적 잘 흡수할 수 있는 고흡수성 소재를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

돌출부(13)에 대해 설명한다. 돌출부(13)는 상기 거치부(11)의 상단에서 반경방향 외측으로 돌출형성되는 부분으로서, 후술할 상부덮개(210)의 단턱부(212)에 안착되는 부분이다.

상기 커버부(14)는 상기 돌출부(13)의 상측에 결합되는 부분으로서, 이물질이 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다.

상기 덮개부(200)는 덮개부(200)의 상측에 형성되는 상부덮개(210)와, 상기 상부덮개(210)의 하측에 결합되는 하부덮개(220)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 상부덮개(210)는 재배포트(10)의 거치부(11)가 삽입되는 제1포트삽입공(211)과, 상기 제1포트삽입공(211)의 외주면에 단턱지게 형성되어 재배포트(10)의 돌출부(13)가 안착되는 단턱부(212)와, 상기 단턱부(212)에 함몰형성되어 손가락이 인입되는 손가락인입부(213)를 포함하여 구성될 수 있다.

사용자는 상기 손가락인입부(213)에 손가락을 인입시켜 재배포트(10)를 손쉽게 들어올릴 수 있다.

상기 하부덮개(220)는 상기 제1포트삽입공(211)에 대응되는 위치에 형성되어 재배포트(10)의 거치부(11)가 삽입되는 제2포트삽입공(221)과, 펌프부(300)에서 공급되는 양액(m)이 이동되고, 상기 제2포트삽입공(221)과 연통되는 양액유로부(222)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 양액유로부(222)를 따라 유동되는 양액(m)은 제2포트삽입공(221)으로 유입되어 재배포트(10)의 재배부(12)로 흡수되는 것이다.

도 8은 본 발명의 일부구성인 하부덮개(220)에서 양액(m)이 유동되는 모습을 나타내는 도면이다. 즉, 도 8을 참조하면, 양액(m)은 하부덮개(220)의 양액유로부(222)를 따라 화살표 방향으로 유동되어 제1포트삽입공(211)으로 유입되는 것을 확인할 수 있다.

펌프부(300)에 대해 설명한다. 펌프부(300)는 상기 본체부(100)의 내부에 형성되고, 상기 덮개부(200)에 장착된 재배포트(10)로 양액(m)을 공급하는 부분이다.

구체적으로, 양액(m)의 공급은 펌프부(300)에서 펌핑된 양액(m)이 하부덮개(220)의 양액유로부(222)를 따라 유동되고, 각 재배포트(10)가 위치한 제2포트삽입공(221)으로 유입되어, 재배포트(10)의 거치부(11)의 양액유입공(11a)을 통하여 재배포트(10)의 재배부(12)로 공급되는 것이다.

상기 재배부(12)로부터 빠져나온 양액(m')은 본체부(100)의 내부 빈 공간으로 낙하되는데, 이 양액(m')은 펌프부(300)를 거쳐서 재순환이 이루어 질 수 있다.

수위감지부(400)에 대해 설명한다. 수위감지부(400)는 상기 본체부(100)의 내부에 형성되고, 재배포트(10)를 통하여 빠져나온 양액(m')의 수위를 감지하는 부분이다.

상기 수위감지부(400)는 가이드부(410)와, 플로터(420)와, 수위센서(430)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 가이드부(410)는 플로터(420)의 수직이동을 가이드하는 부분으로서, 하측에 양액이동공(411)이 형성되어 양액(m')이 유입되거나 배출될 수 있다.

상기 플로터(420)는 상기 가이드부(410)의 내부에 형성되고, 상기 양액이동공(411)으로 유입된 양액(m')의 수위에 따른 부력에 의해 가이드부(410)의 내측면을 따라 승강될 수 있고, 플로터(420)의 하단에는 자기장을 발생시키는 자석부(421)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수위센서(430)는 상기 가이드부(410)의 하부에 형성되되, 가이드부(410)로부터 소정 간격 이격된 위치에 형성되고, 상기 플로터(420)의 자석부(421)로부터 발생된 자기장을 감지하는 역할을 한다.

도 9 내지 도 10은 본 발명의 일부구성인 수위감지부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

상기 가이드부(410) 내부에 양액(m')이 유입되어 도 10에 도시된 바와 같이, 플로터(420)가 수직상승하게 되면, 수위센서(430)와 플로터(420) 사이의 거리가 멀어지기 때문에, 수위센서(430)에서 감지되는 플로터(420)의 자기장 세기는 약해지게 된다.

상기 가이드부(410) 내부의 양액(m')이 배출되어 도 9에 도시된 바와 같이, 플로터(420)가 수직하강하게 되면, 수위센서(430)와 플로터(420) 사이의 거리가 가까워지기 때문에, 수위센서(430)에서 감지되는 플로터(420)의 자기장 세기는 강해지게 된다.

이러한 자기장의 세기에 대한 데이터는 양액(m')의 수위에 대한 데이터로 변환될 수 있고, 이렇게 변환된 데이터에 기반한 양액(m')의 수위 정보는 사용자의 스마트기기로 전송될 수 있도록 구성할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.

높이조절부(500)에 대해 설명한다. 높이조절부(500)는 상기 본체부(100)의 일측에 결합되고, 상하로 높이가 조절되는 부분으로서, 높이조절부(500)의 상측에는 광조사부(600)가 형성될 수 있다.

높이조절부(500)는 식물(1)과 광조사부(600) 사이에 적정한 거리를 유지할 수 있도록, 광조사부(600)의 위치를 조절하는 부분인데, 이러한 조절은 수동으로 이루어질 수 있고, 또는 후술할 접근감지센서(미도시), 제어부(미도시)에 의해 자동적으로 이루어질 수 있다.

광조사부(600)에 대해 설명한다. 광조사부(600)는 상기 높이조절부(400)의 상측에 결합되고, 재배포트(10)에 재배된 식물(1)에 광을 조사하는 부분이다.

상기 광조사부(600)에서 조사되는 광은 LED 광으로 구성할 수 있고, 식물(1)의 재배 조건에 맞도록 최적의 파장과 조도를 가지는 광이 조사되도록 하여 생육 성장을 조절할 수 있다.

접근감지센서에 대해 설명한다. 접근감지센서는 재배포트(10)에 재배된 식물(1)이 광조사부(600)로부터 기설정된 거리(H) 이내에 접근시 접근을 감지하는 부분이다.

제어부에 대해 설명한다. 제어부는 상기 접근감지센서가 식물(1)을 감지시 식물(1)과 광조사부(600) 사이의 거리를 기설정된 거리(H)만큼 유지되도록 높이조절부(500)의 높이를 조절하는 부분이다.

여기서, 기설정된 거리(H)는 식물(1)이 광조사부(600)에서 발생되는 열로 인하여 악영향을 받지 않으면서 광을 가장 효율적으로 흡수할 수 있는 최적의 거리를 의미한다.

도 11 내지 도 12는 본 발명의 일부구성인 높이조절부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

즉, 도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 식물(1)이 생장하는 동안 높이조절부(500)의 높이가 k방향으로 조절되도록 함으로써, 식물(1)과 광조사부(600) 사이의 거리가 항상 일정한 거리(H)가 유지되도록 하여, 식물(1) 재배에 필요한 최적의 솔루션을 제공할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 수경재배기는 사용자의 스마트기기(스마트폰, 태블릿 PC 등)와 양방향 통신을 통한 데이터의 송수신이 가능하도록 구성할 수 있다.

여기서, 양방향 통신은 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 기타 여하의 무선 통신 방식을 이용하여 이루어질 수 있다.

구체적으로, 수경재배기에서는 물교체 잔여일자, 양액 추가공급 잔여일자, 물/양액의 수위정보, 광조사부(600) 및 펌프부(300) 동작상태에 대한 데이터 등을 포함한 데이터가 스마트기기로 송신될 수 있고, 스마트기기에서는 재배된 식물(1) 정보, 광 조사시간, 현재 시각에 대한 데이터 등을 포함한 데이터가 수경재배기로 송신될 수 있다.

상기 데이터 송수신이 완료된 시점에서 사용자의 스마트기기는 수경재배기로부터 수신한 광조사부(600) 및 펌프부(300) 동작상태를 어플리케이션(Application) 상에 표시되도록 함과 동시에 무선 통신이 유지되는 상태에서는 실시간 업데이트가 반영되도록 구성할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

100 : 본체부
200 : 덮개부
210 : 상부덮개
211 : 제1포트삽입공
212 : 단턱부
213 : 손가락인입부
220 : 하부덮개
221 : 제2포트삽입공
222 : 양액유로부
300 : 펌프부
400 : 수위감지부
410 : 가이드부
411 : 양액이동공
420 : 플로터
421 : 자석부
430 : 수위센서
500 : 높이조절부
600 : 광조사부
10 : 재배포트
11 : 거치부
11a : 양액유입공
11b : 양액배출공
12 : 재배부
12a : 씨앗수용부
13 : 돌출부
14 : 커버부
1 : 식물
1' : 식물씨앗
m, m' : 양액

Claims

삭제
삭제
삭제
사용자의 스마트기기와 양방향 통신이 가능하되, 물교체 잔여일자, 양액 추가공급 잔여일자, 물 및 양액의 수위정보, 광조사부(600) 및 펌프부(300) 동작상태를 포함한 데이터가 스마트기기로 송신되고, 재배된 식물(1) 정보, 광 조사시간, 현재 시각을 포함한 데이터가 스마트기기로부터 수신되는 수경재배기에 있어서,

외형을 형성하고 내부를 구획하는 본체부(100);
상기 본체부(100)의 상측에 결합되고, 식물(1)이 재배되는 재배포트(10)가 장착되는 덮개부(200);
상기 본체부(100)의 내부에 형성되고, 상기 덮개부(200)에 장착된 재배포트(10)로 양액(m)을 공급하는 펌프부(300);
상기 본체부(100)의 내부에 형성되고, 재배포트(10)를 통하여 빠져나온 양액(m')의 수위를 감지하는 수위감지부(400);
상기 본체부(100)의 일측에 결합되고, 상하로 높이가 조절되는 높이조절부(500);
상기 높이조절부(500)의 상측에 결합되고, 재배포트(10)에 재배된 식물(1)에 광을 조사하는 광조사부(600);
재배포트(10)에 재배된 식물(1)이 광조사부(600)로부터 기설정된 거리(H) 이내에 접근시 접근을 감지하는 접근감지센서;
상기 접근감지센서가 식물(1)을 감지시 식물(1)과 광조사부(600) 사이의 거리를 기설정된 거리(H)만큼 유지되도록 높이조절부(500)의 높이를 조절하는 제어부;를 포함하되,

상기 재배포트(10)는
하측에서 상측으로 갈수록 외경이 커지는 바스켓 형상을 가지고, 재배부(12)가 거치되는 거치부(11)와,
상기 거치부(11)의 내부에 거치되고, 식물씨앗(1')이 수용되는 원기둥 형상의 재배부(12)와,
상기 거치부(11)의 상단에서 반경방향 외측으로 돌출형성되는 돌출부(13)와,
상기 돌출부(13)의 상측에 결합되는 커버부(14)를 포함하고,

상기 거치부(11)는
거치부(11)의 하측의 내경(L')이 재배부(12)의 외경(L)과 동일한 크기를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하고,

상기 거치부(11)는
거치부(11)의 측부에 형성되어 양액유로부(222)를 따라 이동된 양액(m)이 재배부(12)로 유입되는 양액유입공(11a)과,
거치부(11)의 하단에 형성되어 재배부(12)를 빠져나온 양액(m')이 본체부(100)의 내부로 배출되는 양액배출공(11b)을 포함하고,

상기 재배부(12)는
재배부(12)의 상단에 형성되고, 식물씨앗(1')이 수용되는 씨앗수용부(12a)를 포함하고,

상기 덮개부(200)는
덮개부(200)의 상측에 형성되는 상부덮개(210)와,
상기 상부덮개(210)의 하측에 결합되는 하부덮개(220)를 포함하고,

상기 상부덮개(210)는
재배포트(10)의 거치부(11)가 삽입되는 제1포트삽입공(211)과,
상기 제1포트삽입공(211)의 외주면에 단턱지게 형성되어 재배포트(10)의 돌출부(13)가 안착되는 단턱부(212)와,
상기 단턱부(212)에 함몰형성되어 손가락이 인입되는 손가락인입부(213)를 포함하고,

상기 하부덮개(220)는
상기 제1포트삽입공(211)에 대응되는 위치에 형성되어 재배포트(10)의 거치부(11)가 삽입되는 제2포트삽입공(221)과,
펌프부(300)에서 공급되는 양액(m)이 이동되고, 상기 제2포트삽입공(221)과 연통되는 양액유로부(222)를 포함하고,

상기 수위감지부(400)는
하측에 양액이동공(411)이 형성되어 양액(m')이 유입되고, 플로터(420)의 수직이동을 가이드하는 가이드부(410)와,
상기 가이드부(410)의 내부에 형성되고, 상기 양액이동공(411)으로 유입된 양액(m')의 수위에 따른 부력에 의해 가이드부(410)의 내측면을 따라 승강 가능하게 구비되며, 자기장을 발생시키는 플로터(420)와,
상기 가이드부(410)의 하부에 형성되고, 상기 플로터(420)로부터 발생된 자기장을 감지하는 수위센서(430)를 포함하고,

상기 플로터(420)는
플로터(420)의 하단에 형성되어 자기장을 발생시키는 자석부(421)를 포함하는 것을 특징으로 하는
수경재배기.