KR102462841B1 - 노필터 아쿠아포닉스 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 내부에 어류가 서식되는 수조; 하측에 양액이 흐를 수 있는 유동공간이 형성되며, 상측에 식물이 배치될 수 있는 식물재배부; 상기 수조로부터 식물재배부로 양액을 유동시키는 공급유로부; 및 상기 식물재배부로부터 수조로 양액을 유동시키는 회귀유로부;를 포함하는 노필터 아쿠아포닉스 시스템을 제공한다.

Description

노필터 아쿠아포닉스 시스템{NO FLITER AQUAPONICS SYSTEM}
본 발명은 구조가 개선된 노필터 아쿠아포닉스 시스템에 관한 것이다.
최근 수경재배의 일태양으로서 아쿠아포닉스가 각광을 받고 있다.
아쿠아포닉스는 어류가 살고 있는 수조에 담긴 사료가 용해되거나 배설물이 섞인 물을 식물의 양액으로 사용하는 수경재배 방식이다.
이러한 아쿠아포닉스를 사용하는 수경재배로서 등록특허 제10-1370075호(발명의 명칭: 식물재배 시스템 및 그 재배방법)가 있다.
상기 종래기술은 수조(100)에서 급수된 양액을 1차적으로 필터(200)를 거치고, 고체여과기(300)를 거친 후 식물재배장치(400)에 급수한 다음 다시 양액회수유로(500)를 통해 양액을 회수하여 수조(100)에 공급하는 시스템을 게재한다.
그러나, 상기 종래 기술을 포함하는 종래의 아쿠아포닉스 시스템은 일단 수조(100)와 식물재배장지(400) 사이에 가스제거기, 필터, 고체여과기 등 많은 장비가 필요하며 초기 설치비용 및 이의 유지, 보수 비용이 과도하게 들어가는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 수조와 식물재배부 사이에 순환하는 양액의 상태를 컨트롤하여 양질의 수경재배가 가능함과 동시에 초기 설치비용, 유지 또는 보수 비용을 최소화할 수 있는 노필터 아쿠아포닉스 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 내부에 어류가 서식되는 수조; 하측에 양액이 흐를 수 있는 유동공간이 형성되며, 상측에 식물이 배치될 수 있는 식물재배부; 상기 수조로부터 식물재배부로 양액을 유동시키는 공급유로부; 및 상기 식물재배부로부터 수조로 양액을 유동시키는 회귀유로부;를 포함하는 노필터 아쿠아포닉스 시스템을 제공한다.
또한, 상기 수조에 설치되어 어류의 사료를 공급하는 피더를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공급유로부에는 유동되는 양액 내의 암모니아를 측정하는 제1 센서가 배치되며,
상기 피더는 상기 제1 센서에 의해 측정된 암모니아 수치가 기설정된 수치 범위 이하인 경우에 상기 수조에 공급하는 사료량을 늘리고, 기설정된 수치 범위 이상인 경우에 상기 수조에 공급하는 사료량을 줄일 수 있다.
또한, 상기 수조에 공급되는 사료의 크기는 직경이 3mm이하이며, 기설정된 암모니아의 수치는 2ppm 내지 4ppm일 수 있다.
또한, 상기 공급유로부 또는 회귀유로부에는 양액의 유동을 위한 구동펌프가 설치될 수 있다.
또한, 상기 식물재배부는, 적어도 한 개 이상이 안착홈이 형성되어 상기 공급유로부의 하측면과 이격되게 배치되는 재배판; 및 상기 안착홈에 안치되는 포트;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공급유로부의 하측면과 재배판 사이의 거리는 30cm일 수 있다.
또한, 상기 공급유로부에는 양액 내의 용존산소량을 측정하는 제2 센서와, 공기를 공급하는 공기펌프가 배치되고, 상기 제2 센서에 의해 측정된 용존산소량의 수치가 기설정된 수치보다 작은 경우 상기 공기펌프가 구동될 수 있다.
또한, 기설정된 용존산소량은 3ppm일 수 있다.
또한, 상기 식물재배부는 제1 식물재배부와 제2 식물재배부를 포함하며, 상기 제1 식물재배부의 일측에 상기 공급유로부가 배치되고, 상기 제2 식물재배부의 일측에 상기 회귀유로부가 배치되고, 상기 제1 식물재배부와 제2 식물재배주 각각의 타측에 일단과 타단이 연결되는 순환유로부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 센서부에 의해 공급유로부에 제공되는 양액의 상태를 판단하여 피더로써 사료의 공급량을 제어하거나 에어펌프로써 용존산소량을 제어하므로, 가스제거기, 필터, 고체여과기와 같은 별도의 부가적인 장비의 설치 없이 수경재배를 가능케할 수 있으므로 초기 설치비용 및 유지, 보수 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노필터 아쿠아포닉스 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시에에 따른 노필터 아쿠아포닉스 시스템의 모듈도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식물재배부의 개략적인 측단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노필터 아쿠아포닉스 시스템의 개략도, 도 2는 본 발명의 실시에에 따른 노필터 아쿠아포닉스 시스템의 모듈도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식물재배부의 개략적인 측단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 노필터 아쿠아포닉스 시스템은 크게 수조(100), 식물재배부(200), 유로부(300), 센서부(400) 및 구동부(500)를 포함할 수 있다.
상기 수조(100)는 내부에 어류가 서식할 수 있도록 상측이 개구된 형상이며, 다수 개가 배치될 수 있다.
이러한 수조(100) 내부에서 양식되는 어류는 비교적 암모니아 또는 용존산소량에 민감하지 아니한 어종을 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수조(100)는 충분히 다수의 어류를 수용할 수 있는 크기로 형성되지만, 대량의 양액 공급을 위해 다수 개의 수조(100)가 배치될 수 있다.
또한, 상기 수조(100) 한 개당 후술할 식물재배부(200) 두 개 이상을 연결할 수 있으며, 이렇게 독립적으로 수조(100)를 사용하여 다양한 어종의 양생, 어류의 집단폐사 방지 및 양질의 양액을 공급할 수 있다.
여기서, 상기 수조(100) 내부에 서식하는 어류의 이탈을 방지하기 위해, 상기 수조(100)의 상측에 설치되어 어류의 이탈을 방지하는 메쉬(110)를 더 포함할 수 있다.
상기 식물재배부(200)는 하측에 양액이 흐를 수 있는 유동공간이 형성되며, 상측에 식물이 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 식물재배부(200)는 적어도 한 개 이상이 안착홈(203)이 형성된 재배판(201)과, 상기 안착홈(203)에 안치되어 식물이 식생하는 포트(202)를 포함할 수 있다.
상기 포트(202)에는 외부의 상토를 사용하지 않고, 질석(vermiculite)과 코코넛 섬유질을 약 4:6으로 배합한 상토를 사용할 수 있다.
상기 안착홈(203) 및 포트(202)는 많을수록 다량의 식물 생산이 가능하지만, 너무 많으면 식물이 밀집되어 생산성이 저하될 수 있다.
예를 들어, 상기 재배판(201)은 스치로폼으로 형성될 수 있으며, 1200mm x 600mm의 규격이나, 600mm x 600mm의 규격으로 형성될 수 있다.
상기 1200mm x 600mm의 규격의 재배판(201)에는 대략적으로 30~40개의 안착홈(203)이 형성될 수 있으며, 상기 600mm x 600mm의 규격의 재배판(201)에는 대략적으로 50~60개의 안착홈(203)이 형성될 수 있으며, 상기 안착홈(203)에 각각 포트(202)가 안치될 수 있다.
또한, 후술할 공급유로부(310)의 하측면과 재배판(201) 사이의 거리는 30cm가 되도록 할 수 있다.
한편, 상기 수조(100)로부터 공급되는 양액에 포함된 암모니아를 아질산염에서 질산염으로 순차적으로 변경시켜야 식물의 양분으로 쓸 수 있는데, 상기 포트(202) 안에 식물의 뿌리 근처에 서식하는 호기성 박테리아들이 이러한 역할을 할 수 있다.
따라서, 상기 식물재배부(200)는 상기 재배판(201)이 다수 개가 순차적으로 배치될 수 있으며, 이 경우에는 상기 공급유로부(310)와 인접하게 뿌리가 성장한 식물을 배치하고, 발아된 식물 또는 발아를 위한 씨앗이 심어진 포트(202)가 안치되는 재배판(201)은 상기 회귀유로부(320)와 인접하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 식물재배부(200)는 제1 식물재배부(210)와 제2 식물재배부(220)를 포함할 수 있으며, 제n 식물재배부를 포함할 수 있다.
상기 유로부(300)는 상기 수조(100)로부터 식물재배부(200)로 양액을 유동시키는 공급유로부(310)와, 상기 식물재배부(200)로부터 수조(100)로 양액을 유동시키는 회귀유로부(320)를 포함할 수 있다.
상기 수조(100)가 다수 개 설치되어 있을 경우, 상기 공급유로부(310)의 배관과 회귀유로부(320)의 배관은 각각의 수조(100)에 분지되어 배치될 수 있다.
다시 말해, 상기 식물재배부(200)의 규격이 결정되면, 상기 다수 개의 수조(100) 중 필요한 수조(100)에서만 상기 식물재배부(200)로 양액을 공급할 수 있으며, 이에 따라 기존의 복잡한 필터링 설비의 설치비용 및 운용비가 절감될 수 있다.
또한, 상기 식물재배부(200)가 다수 개 설치될 경우에는 각각의 식물재배부(200)에 상기 공급유로부(310)와 회귀유로부(320)를 병렬적으로 설치할 수 있다.
또는, 예를 들어, 제1 식물재배부(210)와 제2 식물재배부(220)가 배치될 경우, 상기 제1 식물재배부(210)의 일측에 상기 공급유로부(310)가 배치되고, 상기 제2 식물재배부(220)의 일측에 상기 회귀유로부(320)가 배치되고, 상기 제1 식물재배부(210)와 제2 식물재배부(220) 각각의 타측에 일단과 타단이 연결되는 순환유로부(330)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 다수 개의 식물재배부(200)는 직렬적으로 설치될 수 있으며, 이 경우는 유동되는 양액의 양분이 손실되어 식물의 발육에 영향을 미치지 아니한 한도 내에서 결정할 수 있다.
상기 센서부(400)는 상기 공급유로부(310) 또는 회귀유로부(320)에 배치될 수 있으며, 제1 센서(410) 및 제2 센서(420)를 포함할 수 있다.
상기 제1 센서(410)는 상기 공급유로부(310)에 배치될 수 있으며, 유동되는 양액 내의 암모니아, 아질산염 또는 질산염을 측정할 수 있다.
상기 제2 센서(420)는 상기 공급유로부(310)에 배치될 수 있으며, 양액 내의 용존산소량을 측정할 수 있다.
상기 구동부(500)는 피더(510), 구동펌프(520), 공기펌프(530), 및 차단밸브(540)를 포함할 수 있으며, 이러한 구동부(500)는 상기 센서부(400)에 의해 검출된 상태에 따라 제어될 수 있다.
상기 피더(510)는 상기 수조(100)에 설치되어 어류의 사료를 공급할 수 있다.
이러한 피더(510)는 상기 제1 센서(410)에 의해 측정된 암모니아 수치가 기설정된 수치 범위 이하인 경우에 상기 수조(100)에 공급하는 사료량을 늘리고, 기설정된 수치 범위 이상인 경우에 상기 수조(100)에 공급하는 사료량을 줄이도록 제어될 수 있다.
예를 들어, 상기 수조(100) 내의 어류가 섭취하였을 때 소화가 잘되어야 상기 공급유로부(310)에 공급되는 양액을 미생물(호기성 박테리아 등)이 분해하기 쉬우므로, 상기 수조(100)에 공급되는 사료의 크기는 직경이 3mm이하로 제공될 수 있다.
예를 들어, 기설정된 암모니아의 수치는 2ppm 내지 4ppm일 수 있다.
또한, 상기 제1 센서(410)가 아질산염을 센싱하는 경우, 기설정된 아질산염의 수치는 5ppm 이하일 수 있다.
또한, 상기 제1 센서(410)가 질산염을 센싱하는 경우, 기설정된 질산염의 수치는 20ppm 이하일 수 있다.
이러한 피더(510)로써 상기 공급유로부(310)에 공급되는 양액의 컨디션을 조절하므로, 가스제거기, 필터, 고체여과기와 같은 별도의 부가적인 장비의 설치 없이 수경재배를 가능케할 수 있으므로 초기설치비용 및 유지, 보수 비용을 절감할 수 있다.
상기 구동펌프(520)는 상기 공급유로부(310) 또는 회귀유로부(320)에 양액의 유동을 위하여 설치될 수 있다.
상기 공기펌프(530)는 상기 공급유로부(310)에 배치될 수 있으며, 상기 제2 센서(420)에 의해 측정된 용존산소량의 수치가 기설정된 수치보다 작은 경우 상기 공기펌프(530)가 구동될 수 있다.
용존 산소가 적어지면 어패류는 사멸하며 호기성 미생물은 증식이나 생리 작용을 정지한다.
따라서, 상기 공기펌프(530)에 의해 양액의 pH를 6.5 내지 7.5 사이(중성)로 컨트롤하여 호기성 박테리아가 활발하게 활동할 수 있는 환경을 조성하여 우수한 수경재배를 구현할 수 있다.
예를 들어, 기설정된 용존산소량은 3ppm일 수 있다.
상기 차단밸브(540)는 상기 회귀유로부(320)에 배치될 수 있으며, 상기 제1 센서(410)가 회귀유로부(320)에 배치된 경우, 측정된 암모니아의 수치가 기설정된 수치를 초과하는 경우 상기 차단밸브(540)가 차단될 수 있다.
또는, 상기 제1 센서(410)에 의해 측정된 암모니아 수치에 따라 상기 차단밸브(540)의 개방 정도를 달리하여 회귀되는 양액의 양을 제어할 수 있다.
요컨대, 본 발명의 실시예에 따른 노필터 아쿠아포닉스 시스템은 센서부(400)에 의해 공급유로부(310)에 제공되는 양액의 상태를 판단하여 피더(510)로써 사료의 공급량을 제어하거나 공기펌프(530)로써 용존산소량을 제어하므로, 가스제거기, 필터, 고체여과기와 같은 별도의 부가적인 장비의 설치 없이 수경재배를 가능케할 수 있으므로 초기 설치비용 및 유지, 보수 비용을 절감할 수 있다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
100: 수조 110: 메쉬
200: 식물재배부 201: 재배판
202: 포트 203: 안착홈
210: 제1 식물재배부 220: 제2 식물재배부
300: 유로부 310: 공급유로부
320: 회귀유로부 330: 순환유로부
400: 센서부 410: 제1 센서
420: 제2 센서 500: 구동부
510: 피더 520: 구동펌프
530: 공기펌프 540: 차단밸브

Claims (10)

  1. 내부에 어류가 서식되는 수조;
    하측에 양액이 흐를 수 있는 유동공간이 형성되며, 상측에 식물이 배치될 수 있는 식물재배부;
    상기 수조로부터 식물재배부로 양액을 유동시키는 공급유로부; 및
    상기 식물재배부로부터 수조로 양액을 유동시키는 회귀유로부;를 포함하고,
    상기 수조에 설치되어 어류의 사료를 공급하는 피더를 더 포함하고,
    상기 공급유로부에는 유동되는 양액 내의 암모니아를 측정하는 제1 센서가 배치되며,
    상기 피더는 상기 제1 센서에 의해 측정된 암모니아 수치가 기설정된 수치 범위 이하인 경우에 상기 수조에 공급하는 사료량을 늘리고, 기설정된 수치 범위 이상인 경우에 상기 수조에 공급하는 사료량을 줄이고,
    상기 식물재배부는,
    적어도 한 개 이상이 안착홈이 형성되어 상기 공급유로부의 하측면과 이격되게 배치되는 재배판; 및
    상기 안착홈에 안치되는 포트;를 포함하고,
    상기 식물재배부는 제1 식물재배부와 제2 식물재배부를 포함하며,
    상기 제1 식물재배부의 일측에 상기 공급유로부가 배치되고,
    상기 제2 식물재배부의 일측에 상기 회귀유로부가 배치되고,
    상기 제1 식물재배부와 제2 식물재배부 각각의 타측에 일단과 타단이 연결되는 순환유로부를 더 포함하는 노필터 아쿠아포닉스 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수조에 공급되는 사료의 크기는 직경이 3mm이하이며, 기설정된 암모니아의 수치는 2ppm 내지 4ppm인 노필터 아쿠아포닉스 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공급유로부 또는 회귀유로부에는 양액의 유동을 위한 구동펌프가 설치되는 노필터 아쿠아포닉스 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공급유로부의 하측면과 재배판 사이의 거리는 30cm인 노필터 아쿠아포닉스 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공급유로부에는 양액 내의 용존산소량을 측정하는 제2 센서와, 공기를 공급하는 공기펌프가 배치되고,
    상기 제2 센서에 의해 측정된 용존산소량의 수치가 기설정된 수치보다 작은 경우 상기 공기펌프가 구동되는 노필터 아쿠아포닉스 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    기설정된 용존산소량은 3ppm인 노필터 아쿠아포닉스 시스템.
  10. 삭제
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