KR102649267B1 - Plant irrigation piping system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물의 재배용 물 또는 양액의 자동적인 급수가 가능하고 배관 막힘 등 오작동의 가능성을 제거할 수 있는 급수 배관 시스템에 관한 것으로, 공급배관으로부터 수체를 전달받아 식물이 재배되는 식생부에 배출하는 급수장치와, 정상급수시에는 급수장치의 배관으로 외기를 도입하여 흐름성을 개선하고, 배관의 폐색시에는 역류를 감지하는 조절장치를 포함하는 식물 재배용 급수 배관 시스템을 제공한다. The present invention relates to a water supply piping system that is capable of automatically supplying water or nutrient solution for plant cultivation and eliminating the possibility of malfunctions such as pipe blockage, which receives water from a supply pipe and discharges it to the vegetation area where plants are grown. A water supply piping system for plant cultivation is provided that includes a water supply device and a control device that improves flow by introducing outside air through the pipe of the water supply device during normal water supply and detects backflow when the pipe is blocked.
Description
본 발명은 식물 재배용 급수기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 식물의 재배용 양액의 자동적인 급수가 가능하고 배관 막힘 등에 의한 오작동의 가능성을 제거할 수 있는 식물 재배용 급수 배관 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to water supply technology for plant cultivation, and more specifically, to a water supply piping system for plant cultivation that enables automatic water supply of nutrient solution for plant cultivation and eliminates the possibility of malfunction due to pipe blockage, etc.
근래 수경재배 기법의 보급으로 인하여 농가 재배 식물의 고집적화 및 저비용화가 가능하여 졌으며, 이를 위한 액비 기술, 급수시설 기술, 재배용기 기술 등의 활발한 기술개발이 있어왔다. 수경재배(Hydroponic)란 작물에 필요한 양분을 물에 녹여 작물의 뿌리에 직접 닿게 하거나, 뿌리 지지체 역할을 하는 불활성 매체, 예를 들면 암면과 같은 물질을 배양액에 적셔 이를 작물의 뿌리에 닿게 하여 생육하는 것으로 배양액을 작물에 공급하여 작물을 재배하는 방법을 말한다. 이러한 수경재배는 토양이 필요 없으므로 일반적인 토양재배에 비해 비용이 매우 저렴하고, 실내에서 재배가 이루어져 날씨에 대한 영향을 비교적 적게 받으며, 인위적으로 환경을 조성해주기 때문에 각종 병충해로부터 자유로운 장점이 있다. In recent years, the spread of hydroponic cultivation techniques has made it possible to achieve high integration and low cost of plants grown in farms, and for this purpose, there has been active development of technologies such as liquid fertilizer technology, water supply facility technology, and cultivation container technology. Hydroponic cultivation refers to growing crops by dissolving the nutrients needed for crops in water and directly contacting the roots of the crops, or by soaking an inert medium that acts as a root support, such as rockwool, in the culture medium and allowing it to reach the roots of the crops. This refers to a method of growing crops by supplying culture medium to the crops. Since this type of hydroponic cultivation does not require soil, the cost is very low compared to general soil cultivation, and since it is cultivated indoors, it is relatively less affected by the weather, and because the environment is artificially created, it has the advantage of being free from various pests and diseases.
상기 수경재배기법은 과거 실험실 및 소규모 실내재배로 시작되어, 근래에는 스마트팜 기술에도 접목이 이루어지고 있고, 조경이나 관상을 위한 소규모 시설에도 확장되어 가는 추세이다. 최근에는 도심의 녹지 보급을 위하여 옥상녹화 및 벽면녹화에도 식물의 재배를 위한 방법들이 다수 개발되고 보급되고 있다. The hydroponic cultivation technique began with laboratory and small-scale indoor cultivation in the past, and has recently been applied to smart farm technology, and is expanding to small-scale facilities for landscaping and ornamentation. Recently, in order to spread green space in the city, many methods for growing plants have been developed and distributed for rooftop greening and wall greening.
다양한 식물 재배기법과 재배 환경에서 투입되는 인력을 최소화하고 원활한 생육이 가능하도록 하기 위하여 자동화 재배기술에 대한 요청이 지속되고 있으며, 이러한 재배 자동화 기술에서 급수의 제어가 핵심이 된다고 볼 수 있다.Requests for automated cultivation technology continue to be made in order to minimize manpower and enable smooth growth in various plant cultivation techniques and cultivation environments, and water supply control can be seen as the key to this automated cultivation technology.
한국공개특허 제10-2017-0136861호는 종래기술의 화분 자동 급수장치를 공개하고 있으며, 도 1은 이를 나타내는 사시도이다. Korean Patent Publication No. 10-2017-0136861 discloses a prior art automatic flowerpot watering device, and Figure 1 is a perspective view showing this.
상기 기술을 구체적으로 살펴보면, 자동 급수장치가 화분(10)의 일측 또는 유리창에 설치되는 콘트롤박스(110)와, 상기 콘트롤박스(110)의 외측면에 화분의 높이 및 급수 주기를 입력하는 입력수단(112)으로 구성된 입력부(100), 화분의 높이에 따라 각기 다른 전압 값으로 수중펌프(310)를 제어하도록 각 화분 높이와 대응되는 전압 값이 설정되어 있는 전압 값 DB(230)와, 상기 전압 값 DB(230)에서 상기 입력수단(112)으로부터 입력받은 화분의 높이에 대응하는 전압 값을 검출하여 제어 신호로 생성하는 콘트롤러(210)로 구성된 제어부(200), 상기 콘트롤러(210)로부터 생성된 제어 신호에 따라 급수호스(330)를 매개로 화분에 물을 공급하는 수중펌프(310) 및 그 수중펌프(310)가 설치되는 물통(320)으로 구성된 급수부(300). 상기 콘트롤박스(110)의 전면부 또는 후면부에 설치되고 상기 입력부(100), 제어부(200) 및 급수부(300)에 전원을 공급하는 전원공급수단(410)이 구비되는 전원부(400)로 이루어져 있다. Looking at the above technology in detail, a
이러한 종래기술에서는 소정의 수분센서(20)에 감지된 신호를 통하여 콘트롤러(210)가 물통(320)에 저장된 물을 수중펌프(310) 압력에 따라 급수호스(330)를 통해 토양으로 물을 단순 공급하도록 구성되어 있다. In this prior art, the controller 210 simply pumps the water stored in the water tank 320 into the soil through the
그런데, 종래기술에서는 단순 센서 감지값에 의하여 물이 연속 공급되는 것에 그치기 때문에 호스의 막힘이 발생하는 경우 이에 대한 대처가 어려웠다. 이처럼 물의 공급계통에 이상이 발생하는 경우 생육을 위한 성분이 원활하게 공급되지 않을 뿐만 아니라 물이 역류하여 주변 환경을 오염시키거나 생육 환경에 악영향을 주는 문제가 발생한다. 심각한 경우는 배관이나 펌프의 손상으로 이어지기도 한다. However, in the prior art, water was only supplied continuously based on simple sensor detection values, so it was difficult to deal with hose blockage when it occurred. If an abnormality occurs in the water supply system like this, not only are ingredients for growth not supplied smoothly, but water flows backwards, contaminating the surrounding environment or adversely affecting the growth environment. In serious cases, it may lead to damage to pipes or pumps.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 급수용 배관의 막힘시 이를 즉시적으로 감응하고 대응할 수 있는 식물 재배용 급수 배관 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a water supply piping system for plant cultivation that can immediately detect and respond to blockages in the water supply piping.
또한, 본 발명은 배관을 통한 액체를 공급하는 과정에서 공기 압력에 의한 저항을 최소화하고 원활한 유동을 보장할 수 있는 식물 재배용 급수 배관 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. Additionally, the purpose of the present invention is to provide a water supply piping system for plant cultivation that can minimize resistance due to air pressure and ensure smooth flow in the process of supplying liquid through piping.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 공급배관으로부터의 수체를 식물이 재배되는 식생부에 전달하기 위한 배관 시스템으로서, 공급배관의 말단에서 수체를 전달받아 일시 저장하는 수용부(1210)와 상기 수용부로부터 중력에 의하여 식생부로 수체를 배출하는 급수배관(1220)을 구비하는 급수장치(1200) 및 상기 급수배관과 연통되는 조절배관(1320)과, 상기 조절배관의 말단이 내측에 배치되어 조절배관으로 역류되는 수체를 수용하는 검출용기(1310)와, 상기 검출용기에 배치되고 역류되는 수체의 수위에 따라 감지신호를 생성하는 침수센서(1330)를 구비하는 조절장치(1300)를 포함하는 식물 재배용 급수 배관 시스템을 제공한다. The present invention to solve the above problems is a piping system for delivering a water body from a supply pipe to a vegetation area where plants are grown, comprising a receiving
상기 조절장치는, 급수장치에 의한 정상급수 상태에서 검출용기에서 외기를 받아들이고 조절배관을 통하여 급수배관으로 공기를 공급하는 제1기능과, 급수배관의 폐색시 조절배관으로 수체가 역류하도록 하여 검출용기에서 이를 받아들이고 침수센서를 통하여 역류 감지신호를 생성하는 제2기능을 수행한다. The control device has a first function of receiving outside air from the detection container under normal water supply by the water supply device and supplying air to the water supply pipe through the control pipe, and when the water supply pipe is blocked, it causes water to flow back into the control pipe to the detection container. It accepts this and performs a second function of generating a backflow detection signal through a submersion sensor.
일실시예에서, 상기 조절배관은 검출용기의 바닥면보다 상측에 배치되되, 공급배관에 의하여 제어된 유량 및 유속에 의한 수체의 정상급수시 수용부의 주입수위(hw) 이상인 높이에 월류수위(h0)가 형성될 수 있다. In one embodiment, the control pipe is disposed above the bottom of the detection vessel, and when the water body is normally supplied by the flow rate and flow rate controlled by the supply pipe, the overflow water level (h0) is at a height higher than the injection water level (hw) of the receiving part. can be formed.
또한, 상기 조절장치는, 검출용기 바닥면에 대한 조절배관 말단의 높이를 조절할 수 있는 월류수위조절부를 더 구비할 수 있다. In addition, the control device may further include an overflow water level control unit capable of adjusting the height of the end of the control pipe with respect to the bottom surface of the detection vessel.
상기 조절장치는, 수용부에 대한 검출용기의 높이를 조절할 수 있는 검출용기조절부를 더 구비할 수 있다. The control device may further include a detection vessel control unit capable of adjusting the height of the detection vessel relative to the receiving unit.
한편, 상기 침수센서의 감지신호를 수신하여 역류를 판단하는 역류감지부(1111)와, 공급배관으로 수체의 유량 및 유속에 대한 제어를 수행하는 급수관리부(1120)와, 상기 역류감지부에 의한 역류 판단시 경보신호를 생성하는 경보부(1130)를 구비하는 컨트롤러부(1100)를 더 포함하여 구성된다. On the other hand, a
상기 급수관리부는, 월류수위의 상승 속도가 설정된 상승속도 미만인 경우 최초 설정된 유속보다 저감된 유속으로 수체의 공급을 제어할 수 있다. The water supply management unit may control the supply of the water body at a flow rate lower than the initially set flow rate when the rise rate of the overflow water level is less than the set rise rate.
상술된 본 발명의 구성에 의하여, 종래 단순히 배관을 통하여 수체를 공급하고 이상의 발생시 화분 등이 넘치는 등의 상태를 육안으로 확인해야만 했던 비경제성을 극복하고 배관의 상태를 감지하여 자동적으로 제어할 수 있기 때문에 생육의 효율성이 향상되는 효과가 있다.By the above-described configuration of the present invention, it is possible to overcome the uneconomical problem of simply supplying water through pipes and visually checking the state of flower pots overflowing when an abnormality occurs, and to automatically control the condition of the pipes by detecting them. This has the effect of improving growth efficiency.
또한, 배관의 노후화나 막힘 발생시 사용자에게 즉시적으로 경보하여 유지보수할 수 있도록 하면서도, 역류에 대한 완충이 가능하고 식물이 과도하게 습한 환경 또는 건조한 환경에 노출되는 문제를 해결함으로써 안정적인 식물의 생육이 가능한 효과가 있다. In addition, it provides immediate alerts to the user for maintenance in the event of pipe deterioration or blockage, while providing a buffer against backflow and solving the problem of plants being exposed to excessively humid or dry environments, thereby ensuring stable plant growth. There is a possible effect.
또한, 선택에 따라 다양한 감지 조건들을 설정할 수 있기 때문에 설치 환경에 유연한 적응이 가능하며, 관리의 편리성이 향상되는 효과가 있다. In addition, since various sensing conditions can be set depending on selection, flexible adaptation to the installation environment is possible and management convenience is improved.
도 1은 종래기술의 화분 자동 급수장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 식물 재배용 급수 배관 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 식물 재배용 급수 배관 시스템에서 급수장치 및 조절장치의 구성에 대한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 정상적인 급수시 조절장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 배관의 폐색시 조절장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 식물 재배용 급수 배관 시스템에서 제어계통에 대한 실시예를 나타내는 블록도이다. Figure 1 is a perspective view showing an automatic flower pot watering device of the prior art.
Figure 2 is a configuration diagram for explaining the water supply piping system for plant cultivation of the present invention.
Figure 3 is a diagram for explaining an embodiment of the configuration of a water supply device and a control device in the water supply piping system for plant cultivation of the present invention.
Figure 4 is a diagram to explain the operation of the control device during normal water supply.
Figure 5 is a diagram for explaining the operation of the control device when the pipe is blocked.
Figure 6 is a block diagram showing an embodiment of the control system in the water supply piping system for plant cultivation of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 수식물 재배용 급수 배관 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the water supply piping system for cultivating water plants according to the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.The following embodiments combine the components and features of the present invention in a predetermined form. Each component or feature may be considered optional unless explicitly stated otherwise. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. Additionally, some components and/or features may be combined to form an embodiment of the present invention. The order of operations described in embodiments of the present invention may be changed. Some features or features of one embodiment may be included in other embodiments or may be replaced with corresponding features or features of other embodiments.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 부분, 장치 및/또는 구성 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 부분, 장치 및/또는 구성 또한 기술하지 아니하였다. 또한, 도면에서 동일한 도면 부호를 사용하여 지칭하는 부분은 장치 구성 또는 방법에서 동일한 구성 요소 또는 단계를 의미한다. In the description of the drawings, parts, devices, and/or configurations that may obscure the gist of the present invention are not described, and parts, devices, and/or configurations that can be understood at a level by those skilled in the art are not described. Additionally, parts referred to using the same reference numerals in the drawings refer to the same components or steps in the device configuration or method.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "···부" 또는 "···기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to “comprise or include” a certain element, this means that it does not exclude other elements but may further include other elements, unless specifically stated to the contrary. do. Additionally, terms such as “···unit” or “···unit” used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation. In addition, the terms "a or an", "one", "the", and similar related terms are used in the context of describing the invention (particularly in the context of the claims below) as used herein. It may be used in both singular and plural terms, unless indicated otherwise or clearly contradicted by context.
본 발명은 기본적으로 공급배관으로부터 수체를 전달받아 식물이 재배되는 식생부에 배출하는 급수장치와, 정상급수시에는 급수장치의 배관으로 외기를 도입하여 흐름성을 개선하고 배관의 폐색시에는 역류를 감지하는 조절장치를 포함하는 식물 재배용 급수 배관 시스템을 제공한다. The present invention basically includes a water supply device that receives water from a supply pipe and discharges it to the vegetation area where plants are grown, improves flow by introducing outside air into the pipe of the water supply device during normal water supply, and detects backflow when the pipe is blocked. Provided is a water supply piping system for plant cultivation that includes a regulating device.
본 발명의 설명에서 식생에 생육되는 대상은 나무, 화초, 채소는 물론 균사 등 양액에 의하여 재배될 수 있는 것이라면 그 유형이 제한되는 것은 아니다. In the description of the present invention, the type of object grown on vegetation is not limited as long as it can be grown using a nutrient solution such as trees, flowers, vegetables, as well as mycelia.
또한, 본 발명에서 수체란 소정의 액체비료 성분을 함유하는 양액은 물론 순수한 물이나 다양한 물성의 혼합액을 포함한다. In addition, in the present invention, the water body includes pure water or a mixed solution of various physical properties as well as a nutrient solution containing a predetermined liquid fertilizer component.
도 2는 본 발명의 식물 재배용 급수 배관 시스템을 설명하기 위한 구성도이다. Figure 2 is a configuration diagram for explaining the water supply piping system for plant cultivation of the present invention.
공급배관(2100,2200)은 소정의 물탱크나 급수원으로부터의 수체를 전달 및/또는 분배하는 배관을 의미한다. 본 발명의 설명에서 배관이란 수체를 원하는 장소로 이동시킬 수 있는 파이프를 의미하는 것으로 이해될 수 있고, 그 재질이나 물성이 본 발명의 개념을 제한하지는 않는다. The
도시된 실시예에서는 공급배관(2100,2200)이 소정의 워터펌프(2300)로부터 발생된 수체의 압력을 전달받아 말단에서 식물이 생육되는 식생부(2010)에 전달하는 기능을 수행하며, 도시된 실시예에서는 수체 공급원으로부터 압력을 전달받는 주배관(2100)과, 이로부터 분기되는 하나 이상의 분지배관(2200)으로 구성되어 있다. 상기 분지배관(2200)은 각각의 식생부(2010)에 대응될 수 있다.In the illustrated embodiment, the
여기서, 식생부(2010)는 식물이 재배될 수 있는 다양한 식재수단을 의미할 수 있으며, 예를 들어 토양이 충전되어 있는 화분, 선반, 수경용기, 벽면녹화, 옥상녹화, 논, 밭 등 그 유형이 제한되지 않는다. 도시된 예에서는 하나의 분지배관(2200)이 하나의 화분에 대응되어 있으나, 경우에 따라서는 하나의 분지배관(2200) 또는 급수장치(1200)가 복수의 식생부(2010)의 급수에 관련될 수 있다. Here, the Vegetation Department (2010) may refer to various planting means through which plants can be cultivated, for example, pots filled with soil, shelves, hydroponic containers, green walls, green roofs, rice fields, fields, etc. This is not limited. In the illustrated example, one
상기 공급배관의 말단으로부터 배출되는 수체를 전달받아 식생부(2010)에 연동되는 급수장치(1200)가 구성된다. 상기 급수장치(1200)는 분지배관(2200)의 배출구에서 수체를 전달받아 일시 저장하고, 하측의 배관에서 식생부(2010)의 선택된 부위에 이를 배출하는 기능을 수행한다.A
종래의 급수시스템의 경우 상기 분지배관(2200)이 바로 식생부(2010)에 연결되어 주배관(2100)에서 제어된 유량을 단순 전달하는 기능을 함에 그쳤었다. 그러나, 대부분 분지배관(2200)은 직경이 얇고 유연성이 높은 재질로 이루어지는 경우가 많아 이물 유입에 의하거나 꺾임에 의한 폐색이 빈번하게 발생하였다. In the case of the conventional water supply system, the
본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 급수장치(1200)와 조절장치(1300)를 결합하여 분지배관(2200)과 식생부(2010)의 사이에 개재하였다. In the present invention, in order to solve this problem, the
이에, 상기 급수장치(1200)의 급수배관에서 분지된 형태로 조절장치(1300)가 결합되어 있으며, 상기 조절장치(1300)는 후술될 바와 같이 제1기능으로 정상급수상태에서 공기의 유입기능을 수행하고, 제2기능으로 배관의 폐색시 역류에 대한 수용 여력을 제공하는 동시에 역류를 감지하는 기능을 수행한다. 이를 위한 구체적인 실시예에 대해서는 후술하기로 한다. Accordingly, a
상기 조절장치(1300)에는 침수센서(도 3의 1330)가 구성되고, 이로부터의 감지신호는 컨트롤러부(1100)에 전달되며 상기 컨트롤러부(1100)에서 경보신호의 생성 및/또는 워터펌프(2300)의 제어 기능을 수행하게 된다. 상기 컨트롤러부(1100)의 실시예에 대해서는 후술한다. The
도 3은 본 발명의 식물 재배용 급수 배관 시스템에서 급수장치와 조절장치를 더욱 구체적으로 설명하기 위한 측면도이다. Figure 3 is a side view to explain in more detail the water supply device and control device in the water supply piping system for plant cultivation of the present invention.
상기 급수장치(1200)는 분지배관(2200)의 말단에서 배출되는 수체를 일시 저장하는 수용부(1210)와, 상기 수용부(1210)의 저부에서 내부 공간과 연통되고 식생부(2010) 측을 연결하는 급수배관(1220)으로 이루어진다. 상기 수용부(1210)와 급수배관(1220)은 상호 연통되어 있으며 개방된 형태이기 때문에 분지배관(2200)으로부터의 수체는 바로 자중에 의하여 공급유동이 되어 식생부(2010)로 배출될 것이나, 분지배관(2200)의 공급유량과 유속과 급수배관(1220)의 직경은 공급 과정에서 주입수위(hw)를 결정하는 요인이 된다. 여기서, 수용부(1210)는 원활한 수체의 공급을 위하여 하방의 단면이 좁은 깔대기 형상으로 이루어질 수 있다. The
상기 급수배관(1220)의 일부에서 분기된 형태로 조절배관(1320)이 연결된다. 상기 조절배관(1320)의 하단은 급수배관(1220)에 연결되며, 상단은 검출용기(1310)의 내측으로 연장될 수 있다. A
상기 검출용기(1310)는 수체를 저장할 수 있는 용기 형태로 이루어지고, 저부에서 조절배관(1320)의 상단이 일부 융기된 형태로 결합될 수 있다. 이러한 검출용기(1310)의 내부 선택된 부위에는 급수배관(1220)으로부터 역류된 수체를 감지할 수 있는 침수센서(1330)가 구비될 수 있다. 상기 침수센서(1330)는 소정의 선택된 높이로 검출용기(1310)에 수체 수위가 상승한 경우 이를 검지할 수 있는 다양한 센서로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 침수센서(1330)는 전극이 내부에 배치되어 수체의 접촉에 의하여 도전상태에 대한 신호를 발생하는 전극센서 또는 수체의 계면을 계측할 수 있는 적외선 센서 또는 초음파 센서 등이 고려될 수 있을 것이다. The
수체의 수위 상승시 상기 침수센서(1330)의 감지시점이 되는 높이를 센싱위치(hs)로 정의하도록 한다. When the water level of the water body rises, the height at which the
상기 조절배관(1320)의 말단의 위치는 월류수위(h0)로 정의된다. The position of the end of the
본 발명에서 상기 조절장치(1300)는 정상급수 상태와, 폐색 상태를 구분하여 작동하며 상기 높이관계는 설치 환경에 따라 조절될 수 있다. 여기서, 정상급수상태는 수용부(1210)에 일시 저장된 수체가 자연스럽게 급수배관(1220)으로 하향 유동하여 배출될 수 있는 상태이며, 이때 수체는 급수배관(1220)의 직경과 재질에 의한 유동저항만을 제공받을 것이다. In the present invention, the
상기 조절배관(1320) 말단의 높이 즉, 월류수위(h0)는 상기 정상급수상태에서 분지배관(2200)에 제어된 유량 및 유속에 의하여 공급시 발생되는 수용부(1210)의 높이에 대응되는 것이 바람직하다. 이러한 경우 상기 월류수위(h0)를 이상의 수용부(1210) 내부의 수위 상승이 있는 경우 조절배관(1320)의 말단에서는 역류가 발생할 것이다. 이는, 공급배관측에서 초기 설정된 공급배관측으로부터의 유량 또는 유속보다 더 큰 유량 또는 유속으로 공급되는 경우, 수용부(1210)로 외부에서 수체가 유입되는 경우, 초기 설정조건보다 급수배관(1220)의 유동저항이 큰 경우 등에 기인할 수 있다. 이러한 상황에서 상기 급수배관(1220)으로부터 조절배관(1320) 측으로 역류유동이 발생하며 침수센서(1330)에서는 이를 감지하여 이상 여부에 대한 감지 및 경보를 수행할 수 있다. 상기 역류유동의 발생은 다시 배관의 노후화인 만성적인 경우와, 폐색과 같이 일시적인 경우로 구분해볼 수 있다. 이에 대한 대응과 관련하여서는 컨트롤러부의 실시예에서 구체적으로 보도록 한다. The height of the end of the
본 발명의 추가적인 개념에 의하여, 상기 조절장치(1300)는 조절배관(1320)의 말단의 높이 즉, 월류수위(h0)에 대한 조절이 가능하도록 월류수위조절부(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 월류수위조절부는 조절배관(1320)의 말단의 검출용기(1310), 더욱 정확하게는 검출용기(1310) 바닥면에 대한 상대적인 융기된 높이를 조절하는 것이다. According to an additional concept of the present invention, the
예를 들어 검출용기(1310) 바닥면에 형성된 개구에 실링용 패킹을 구비하고, 조절배관(1320)이 상기 패킹에 압입되어 검출용기(1310)에 삽입되는 길이를 조절할 수 있도록 구성해볼 수 있다. 다른 실시예로, 조절배관(1320)의 말단에 월류높이조절용 부재, 예를 들어 조절백관 말단의 외주연을 감싸는 원통형 인출부재를 결합하여 사용자의 선택에 따라 말단의 높이를 조정하는 것이 고려될 수 있다. For example, a sealing packing may be provided in the opening formed on the bottom of the
상기의 실시예에 의하여 설치환경의 변화 등에 적응하여 정상급수 상태에서 주입수위(hw)에 월류수위(h0)를 대응시킬 수 있을 것이다.According to the above embodiment, it will be possible to adjust the overflow water level (h0) to the injection water level (hw) in a normal water supply state by adapting to changes in the installation environment.
상기에 의하여, 수용부(1210)의 내부에 대한 수위의 측정이 어려운 한계를 극복하고, 조절배관(1320)의 말다에서 월류되는 수체가 발생하는 경우 육안으로 수위에 대한 판단이 가능하다. 이때, 상기 검출용기(1310)가 투명한 재질로 이루어진다면 상기 수용부(1210)에 대한 수위의 육안 확인이 더욱 쉬워질 것이다. By the above, it is possible to overcome the limitation that it is difficult to measure the water level inside the receiving
또한, 상기 검출용기(1310)의 높이를 조절할 수 있도록 검출용기조절부(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 검출용기조절부의 높이조절은 검출용기(1310) 자체를 승하강하여 수용부(1210)에 대한 높이를 조절함으로써 월류되는 수체의 저장 한도를 조절하는 것이다. Additionally, a detection vessel control unit (not shown) may be provided to adjust the height of the
또한, 센서조절부(미도시)를 더 구비하고, 검출용기(1310)에 대한 수체의 센싱위치(hs)에 대한 높이의 조절이 가능하다. 상기 센싱위치(hs)의 검출용기(1310)에 대한 높이의 조절은 폐색에 의한 막힘시 그 민감도를 조절하는 것을 의미한다.In addition, a sensor control unit (not shown) is further provided, and the height of the sensing position (hs) of the water body relative to the
도 4는 본 발명의 구성에 의하여 정상급수 상태에서 유동을 설명하기 위한 도면이다. Figure 4 is a diagram for explaining flow in a normal water supply state according to the configuration of the present invention.
상술된 본 발명의 조절장치(1300)에 대한 제1기능에 대하여 설명하도록 한다. The first function of the
정상급수 상태에서는 수용부(1210)와 급수배관(1220)이 연통되어 있기 때문에 급수배관(1220) 내에 일정한 공급유동(w)이 발생하고 하방 및 식생부(2010) 측으로 수체의 연속적인 공급이 이루어질 수 있다. In a normal water supply state, since the receiving
이때, 검출용기(1310)는 공기수용부로 기능하여 조절배관(1320)을 통해 공기유동(a)을 발생하며 이렇게 조절배관(1320)으로 공급되는 공기유동(a)은 공급유동(w)을 더욱 원활하게 하도록 기능한다. 수체의 급수배관(1220)을 통한 공급 과정에서 내부에 발생한 기포나 하방에서 역류하는 기체는 저항성을 증가시킬 수 있고, 상기 조절배관(1320)은 압력차이를 극복하도록 함으로써 설계된 유속을 보장할 수 있도록 기능할 것이다. At this time, the
추가적으로, 상기 검출용기(1310) 상측에 소정의 덮개부재(미도시)를 추가하여 그 개도를 조정하도록 하는 것이 고려될 수 있다. 이는 이는 공기유입의 개도를 조정하여 공기가 흡입되는 압력을 제어할 수 있음을 의미한다. Additionally, it may be considered to adjust the opening degree by adding a cover member (not shown) on the upper side of the
도 5는 본 발명의 구성에 의하여 폐색 상태에서 유동을 설명하기 위한 도면이다. Figure 5 is a diagram for explaining flow in an occluded state according to the configuration of the present invention.
도시된 실시예는 급수배관의 폐색시 조절장치(1300)의 제2기능에 관한 것이다. The illustrated embodiment relates to the second function of the
도시된 바와 같이 급수배관(1220)의 일부에서 폐색이 발생한 경우 공급유동(w)의 일부 또는 전부가 역류하게 되고 이는 조절배관(1320)으로 역류유동(o)을 발생시킨다. 상기 역류유동(o)이 월류수위(h0)를 넘어가면 검출용기(1310) 내부에 흘러들어 수체의 수위를 상승시키며, 상기 침수센서(1330)가 설정된 수위를 감지하여 소정의 컨트롤러부(1100)에 침수 감지신호를 발생한다. As shown, when a blockage occurs in a part of the
본 발명의 설명에서 폐색이란 급수배관(1220)이 이물의 유입이나 꺾임 등에 의하여 완전히 막힌 경우 뿐만 아니라, 직경의 좁아짐이나 꺾임 등에 의하여 저항이 커진 경우도 포함한다. In the description of the present invention, blockage includes not only cases where the
상기 검출용기(1310)의 용량 또는 검출용기(1310)의 검출용기조절부에 의한 높이는 월류 이후부터 역류를 수용할 수 있는 일종의 버퍼로 기능하며, 상기 침수센서(1330)의 배치되는 높이는 침수감지에 대한 민감도를 설정하는 것이다. The capacity of the
상기와 같이 검출용기(1310)의 전부 또는 일부가 투명하게 이루어지는 경우 육안으로도 폐색상태를 확인할 수 있을 것이다. If all or part of the
도 6은 본 발명의 식물 재배용 급수 배관 시스템에서 컨트롤러부의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다. Figure 6 is a block diagram for explaining an embodiment of the controller unit in the water supply piping system for plant cultivation of the present invention.
상기 컨트롤러부(1100)는 주요하게는 워터펌프(2300) 등에 의한 수체의 공급원으로부터 공급배관으로의 유량 및 유속을 제어하고, 침수센서(1330)로부터의 감지 신호에 의하여 수체에 대한 추가적인 제어를 수행한다. The
역류감지부(1111)는 상기 침수센서(1330)의 감지신호를 수신하여, 역류 감지신호가 있는 경우 또는 검출용기(1310) 내부의 수위가 설정된 수위 이상인 경우를 폐색 상태로 판단하고 이를 통해 수체 공급을 제어하거나 경보할 수 있도록 기능한다.The
상기 경보를 위하여 경보부(1130)가 구성되며, 이러한 경보부(1130)는 다양한 시각적 및/또는 청각적 경보수단을 통하여 사용자에게 급수배관(1220)의 폐색상태를 알릴 수 있다. 상기 경보수단은 예를 들어, 스피커, 부저, LED 램프, 디스플레이 등 사용자가 감각할 수 있는 다양한 시각 또는 청각적 장치일 수 있다. An
또한, 상기 경보부(1130)는 원격의 사용자에 대하여 통신부(1140)를 통하여 알림을 수행할 수도 있을 것이다. 상기 통신부(1140)는 유선 또는 무선의 다양한 통신방식이 적용될 수 있을 것이다. 유선방식의 경우 예를 들어, RS-485 또는 랜(LAN) 케이블에 의한 통신방식이 적용될 수 있고, 무선통신의 경우 예를 들어, CDMA, WCDMA, HSDPA, GSM, Wibro, 3G, 4G, LTE, LTE CatM1 등을 포함하는 이동 통신 네트워크에서 제공하는 통신방식과, Wi-Fi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), 적외선(IrDA: Infrared Data Association), 무선 LANN(IEEE 802.11), SWAP(Shared Wireless Access Protocol), WPAN(Wireless Personal Area network), 지그비(Zigbee), 저전력근거리통신인 LoRa(Long Range) 네트워크 등의 다양한 방식이 적용될 수 있을 것이다. Additionally, the
일실시예에 의하여, 상기 컨트롤러부(1100)가 복수의 침수센서(1330)와 연결되는 경우 핸드폰과 같은 사용자단말에 어느 급수배관(1220)의 부위에서 폐색이 발생하였는지를 알림하여 정확한 유지 보수가 가능하도록 기능할 수 있을 것이다. According to one embodiment, when the
또한, 급수의 제어를 위하여 급수관리부(1120)가 구성된다. 이러한 급수관리부(1120)는 공급배관을 통하여 유량 및 유속을 제어하도록 기능하며, 도시된 실시예에서는 워터펌프(2300)에 대한 제어명령을 전송하는 경우를 나타내었다. 다만, 액추에이터장치 또는 밸브 등 다양한 배관 조절수단들의 제어도 포함된다. Additionally, a water
소정의 급수환경에 의하여 급수관리부(1120)는 설정된 압력, 유속 및/또는 유량에 의한 급수의 명령을 제공하되, 상기 역류감지부(1111)에서 역류 판단이 이루어진 경우, 폐색이 판단된 측의 분지배관(2200)으로의 급수 제한을 위한 제어명령을 전송할 수 있을 것이다. Depending on the predetermined water supply environment, the water
추가적으로, 상기 급수관리부(1120)는 주입수위(hw), 월류수위(h0) 및 센싱위치(hs)에 대한 설정값을 가지며, 최초 설정된 급수유량 및 유속에 대하여 월류가 지속적으로 발생하는 경우를 판단하여 급수되는 유량 및/또는 유속의 제어를 수행할 수도 있다. Additionally, the water
이를 위하여 월류수위 상승의 속도에 대한 판단이 필요할 수 있으며 따라서 침수센서(1330)가 서로 다른 높이에 복수로 구성되는 것이 고려될 수 있다. 다만, 적외선 또는 초음파 센서와 같이 계면에 대한 거리 측정이 가능한 경우 수위에 대한 추종이 가능할 수 있으므로 단일의 침수센서(1330)로 수위의 상승에 대한 판단이 가능할 것이다. For this purpose, it may be necessary to determine the speed of the overflow water level rise, and therefore it may be considered that a plurality of
따라서, 월류수의 상승속도를 미리 설정하고, 상기 설정값 이상의 상승속도를 가지는 경우를 폐색으로, 상기 설정값 미만의 상승속도를 가지는 경우는 노후화 내지 환경 변화에 따른 대응이 필요한 경우로 판단 가능할 수 있을 것이다. 따라서, 폐색 판단시에는 경보하거나 급수를 제한하고, 노후화 판단시에는 급수 속도를 저감할 수 있을 것이다. 이에 따라 배관의 노후화에 따른 적응이 가능하여 신뢰성 있는 생육이 가능하여지는 이점이 있음에 유의한다. Therefore, the rising speed of the overflow water can be set in advance, and the case where the rising speed is higher than the set value can be judged as occlusion, and the case where the rising speed is lower than the set value can be judged as a case in which response to aging or environmental changes is necessary. will be. Therefore, when determining occlusion, an alarm or water supply can be restricted, and when determining deterioration, the water supply speed can be reduced. Please note that this has the advantage of enabling adaptation to the aging of pipes and enabling reliable growth.
상술된 본 발명의 식물 재배용 급수 배관 시스템에 의하여, 종래 단순히 배관을 통하여 수체를 공급하고 이상의 발생시 화분 등이 넘치는 등의 상태를 육안으로 확인해야만 했던 비경제성을 극복하고 배관의 상태를 감지하여 자동적으로 제어할 수 있기 때문에 식물 생육의 효율성이 향상되는 효과가 있다. By using the water supply piping system for plant cultivation of the present invention described above, the uneconomical inconvenience of simply supplying water through piping and having to visually check the condition such as overflowing of flower pots in the event of an abnormality is overcome, and the condition of the piping is detected and automatically Because it can be controlled, the efficiency of plant growth is improved.
또한, 배관의 노후화나 막힘 발생시 사용자에게 즉시적으로 경보하여 유지보수할 수 있도록 하면서도, 역류에 대한 완충이 가능하고 식물이 과도하게 습한 환경 또는 건조한 환경에 노출되는 문제를 해결함으로써 안정적인 식물의 생육이 가능하다. In addition, it provides immediate alerts to the user for maintenance in the event of pipe deterioration or blockage, while providing a buffer against backflow and solving the problem of plants being exposed to excessively humid or dry environments, thereby ensuring stable plant growth. possible.
또한, 선택에 따라 다양한 감지 조건들을 설정할 수 있기 때문에 설치 환경에 유연한 적응이 가능하며, 관리의 편리성이 향상된다. In addition, since various sensing conditions can be set depending on selection, flexible adaptation to the installation environment is possible and management convenience is improved.
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.In the above, the present invention has been described in detail based on examples and accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content described in the claims described later.
1100...컨트롤러부 1111...역류감지부
1120...급수관리부 1130...경보부
1140...통신부 1200...급수장치
1210...수용부 1220...급수배관
1300...조절장치 1310...검출용기
1320...조절배관 1330...수위센서
2010...식생부 2100...주배관
2200...분지배관 2300...워터펌프1100...
1120...Water
1140...
1210...receiving
1300...
1320...
2010...
2200...
Claims (6)
공급배관의 말단에서 수체를 전달받아 일시 저장하는 수용부(1210)와 상기 수용부로부터 중력에 의하여 식생부로 수체를 배출하는 급수배관(1220)을 구비하는 급수장치(1200); 및
상기 급수배관과 연통되는 조절배관(1320)과, 상기 조절배관의 말단이 내측에 배치되어 조절배관으로 역류되는 수체를 수용하는 검출용기(1310)와, 상기 검출용기에 배치되고 역류되는 수체의 수위에 따라 감지신호를 생성하는 침수센서(1330)를 구비하는 조절장치(1300);를 포함하는 식물 재배용 급수 배관 시스템.
A piping system for delivering water from a supply pipe to a vegetation area where plants are grown,
A water supply device (1200) including a receiving part (1210) that receives the water body from the end of the supply pipe and temporarily stores it, and a water supply pipe (1220) that discharges the water body from the receiving part to the vegetation area by gravity; and
A control pipe 1320 in communication with the water supply pipe, a detection vessel 1310 with the end of the control pipe disposed inside to accommodate water flowing back into the control pipe, and a water level of the water body flowing back and placed in the detection vessel. A water supply piping system for plant cultivation comprising a control device 1300 having a submersion sensor 1330 that generates a detection signal according to the.
상기 조절장치는,
급수장치에 의한 정상급수 상태에서 검출용기에서 외기를 받아들여 조절배관을 통하여 급수배관으로 공기를 공급하는 제1기능과, 급수배관의 폐색시 조절배관으로 수체가 역류하도록 하여 검출용기에서 이를 받아들이고 침수센서를 통하여 역류 감지신호를 생성하는 제2기능을 수행하는 식물 재배용 급수 배관 시스템.
According to paragraph 1,
The control device is,
The first function is to receive outside air from the detection container under normal water supply conditions by the water supply device and supply air to the water supply pipe through the control pipe, and when the water supply pipe is blocked, the water body flows back to the control pipe to receive it from the detection container and submerge the water. A water supply piping system for plant cultivation that performs a secondary function of generating a backflow detection signal through a sensor.
상기 조절배관은,
검출용기의 바닥면보다 상측에 배치되되, 공급배관에 의하여 제어된 유량 및 유속에 의한 수체의 정상급수시 수용부의 주입수위(hw) 이상인 높이에 월류수위(h0)가 형성되는 식물 재배용 급수 배관 시스템.
According to paragraph 1,
The control pipe is,
A water supply piping system for plant cultivation that is disposed above the bottom of the detection container, and in which the overflow water level (h0) is formed at a height higher than the injection water level (hw) of the receiving part during normal water supply of the water body by the flow rate and flow rate controlled by the supply pipe.
상기 조절장치는,
검출용기 바닥면에 대한 조절배관 말단의 높이를 조절할 수 있는 월류수위조절부를 더 구비하는 식물 재배용 급수 배관 시스템.
According to paragraph 3,
The control device is,
A water supply piping system for plant cultivation further comprising an overflow water level control unit capable of adjusting the height of the end of the control pipe relative to the bottom surface of the detection container.
상기 조절장치는,
수용부에 대한 검출용기의 높이를 조절할 수 있는 검출용기조절부를 더 구비하는 식물 재배용 급수 배관 시스템.
According to clause 4,
The control device is,
A water supply piping system for plant cultivation further comprising a detection vessel control unit capable of adjusting the height of the detection vessel relative to the receiving unit.
상기 침수센서의 감지신호를 수신하여 역류를 판단하는 역류감지부(1111)와, 공급배관으로 수체의 유량 및 유속에 대한 제어를 수행하는 급수관리부(1120)와, 상기 역류감지부에 의한 역류 판단시 경보신호를 생성하는 경보부(1130)를 구비하는 컨트롤러부(1100);를 더 포함하되,
상기 급수관리부는,
월류수위의 상승 속도가 설정된 상승속도 미만인 경우 최초 설정된 유속보다 저감된 유속으로 수체의 공급을 제어하는 식물 재배용 급수 배관 시스템.According to any one of claims 1 to 5,
A backflow detection unit 1111 that receives the detection signal from the submersion sensor and determines backflow, a water supply management unit 1120 that controls the flow rate and flow rate of the water body through the supply pipe, and backflow determination by the backflow detection unit. It further includes a controller unit 1100 including an alarm unit 1130 that generates an alarm signal,
The water supply management department,
A water supply piping system for plant cultivation that controls the supply of water at a reduced flow rate than the initially set flow rate when the rise rate of the overflow water level is less than the set rate.
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KR1020230168907A KR102649267B1 (en) | 2023-11-29 | 2023-11-29 | Plant irrigation piping system |
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KR102649267B1 true KR102649267B1 (en) | 2024-03-19 |
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KR (1) | KR102649267B1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2023
- 2023-11-29 KR KR1020230168907A patent/KR102649267B1/en active IP Right Grant
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