KR200179704Y1 - 식물재배기의 자동수분공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 식물재배기의 수분공급장치에 관한 것으로, 식물을 심는 배지가 안착된 수반의 아래쪽에 상기 배지에 공급하기 위한 수원이 소정의 간격을 두고 배치되고, 상기 수원과 수반의 배지사이에 수분공급대가 설치되어 있으며, 이 수분공급대는 고밀도 수분흡수재가 충전되어 있으면서 표면에 나선돌기가 형성된 주름관과, 이 주름관의 표면에 형성된 나선돌기를 따라 역시 고밀도 수분흡수재가 충전된 나선관이 나선형으로 조밀하게 감겨진 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 고안의 장치는 별도의 외부 동력과 보조수단을 사용하지 않고서도 수분흡수재 자체의 모세관 현상과 상기 배지에 심겨진 식물의 뿌리에서 발생하는 흡수력에 의해 높은 곳에 위치한 수반의 배지에 수원의 물이 자동적으로 공급되어지게 하므로써, 별도의 외부 동력을 사용하지 않고서도 배지에 심겨진 식물에서 필요한 량의 물을 항상 적정하게 공급할 수가 있게 하여, 식물을 최적의 성장상태로 유지시킬 수가 있는 것이다.

Description

식물재배기의 자동수분공급장치{An apparatus for automatically supplying water to a culture instrument for plant}

본 고안은 식물재배기에 관한 것으로, 특히 수원으로 부터 높은 곳에 위치한 식물에 자동으로 항상 최적의 수분을 공급함과 더불어, 식물의 성장을 최적상태로유지시킬 수 있게 한 식물재배기의 자동수분공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 식물을 재배하는데에는 식물을 직접 배양토에 심어 재배하는 배양토를 이용한 재배방법과 식물의 성장에 필요한 영양소가 혼합된 양액을 공급하여 재배하는 양액재배법이 있고, 또한 상기 양액재배방법은 식물의 뿌리가 직접 양액에 닿은 상태로 성장하게 하는 수경(水耕)재배법과 식물의 뿌리가 배지(倍地)에 심어져 지탱된 상태로 성장하게 하는 배지경 재배방법이 있다.

그리고, 이러한 배지경 재배방법에서 식물의 성장에 필요한 물(양액)을 공급하는 방법으로는 식물의 위쪽(잎쪽)에서 뿌려주는 살수방법과, 식물의 뿌리부분에만 물을 뿌려 주는 점적(點積)방법 및, 식물의 아래(뿌리)쪽에서 공급해주는 저면관수방법이 있는데, 통상적으로 살수방법은 식물에 공급하는 양액(養液)에 함유되어 있는 성분중 일부가 식물의 잎에 닿으면 식물의 잎에 좋지 않은 영향을 미치는 경우가 있고, 점적방법은 시설과 비용이 많이 소요된다는 단점이 있으며, 저면관수 방법은 필요한 경우에 뿌리부분에만 물을 공급하는 방법으로서 많은 시설이 필요치 않을 뿐만 아니라 식물의 뿌리가 호흡할 수 있게 조절해 줄 수가 있다는 장점때문에 효과적이면서 실용적인 방법이다.

또한, 상기와 같은 저면관수방법을 이용하는데 있어서, 식물의 뿌리에 지나친 양의 물이 공급되게 하여도 문제가 있는 바, 즉 식물의 뿌리부분에는 항상 물만 공급되어야 하는 것이 아니라 공기도 함께 공급되어야 식물이 정상적으로 자랄 수 있을 뿐만 아니라 빠른 성장을 할 수가 있는 것이다.

따라서, 저면관수재배방법을 이용하여 양액재배법으로 식물을 재배하는데에는 식물의 뿌리 부분에 수분의 공급과 함께 공기의 공급이 충분하게 이루어지게 하는 것이 아주 중요한 요소인 것이다.

한편, 화초나 관엽식물등으로 건물의 실내를 장식하거나 거리를 장식하는 경우에 화초나 관엽식물을 심은 수반(화분)등이 지면으로 부터 높은 곳에 설치하거나, 식물이 심겨진 수반을 다단으로 높게 설치하는 경우가 있다.

이와 같이 지면으로 부터 높은 곳에 식물이 심겨진 수반이 위치하거나, 수반이 다단으로 배치된 경우에는, 식물의 성장에 필요한 물을 식물의 뿌리쪽에서 공급해 주는 저면관수법을 사용하기에 상당히 곤란한 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 고안의 출원인이 선출원한 실용신안 등록출원 제 1999-1689호에 식물재배기의 물공급장치가 제시되어 있는 바, 이 물공급장치는 전기 양수기를 사용하여 수원으로 부터 높은 곳에 위치한 수반등에 물을 공급하도록 하면서, 상기 수반에 역시 본고안의 출원인이 선출원한 특허출원 제 1998-43375호로 제시한 바 있는 배지(倍地)를 사용하게 한 것이 있다.

이 장치는, 우선 상기 배지를 일반적인 흙이 아닌 인공으로 조성한 인공배지를 사용하게 되어 있는데, 상기 인공배지는 물을 잘 흡수함과 더불어 배수기능 또한 뛰어나며 통기성이 좋게한 것으로서, 이러한 인공배지에 전기양수기를 사용하여 항상 일정한 양의 수분이 수원으로 부터 공급되게 하므로써, 식물의 성장을 최대한으로 촉진시키도록 되어 있다.

그런데, 상기한 바의 고안에 따른 식물재배기의 물공급장치는, 양수기라는 수단을 사용하여야 하기 때문에 외부에서 동력이 필요하고, 또한 양수기에 공급되는 물의 양을 식물의 특성에 따라 항상 정확하게 공급되어지게 하는 센서등과 같은 부수적인 수단이 필요하다는 단점이 있었다.

그리고, 이러한 센서등을 사용하여도 식물의 성장에 필요한 수분을 공급함과 더불어 식물의 뿌리가 호흡할 수 있는 시간을 정확하게 맞추어 주기가 어려운 문제점이 있는 것이다.

한편, 상기한 바와 같이 양수기를 사용하지 않고, 솜과 같은 심지를 사용하여 수원의 물이 높은 곳에 위치한 작물에 공급되게 하는 방법을 생각해 볼 수가 있으나, 일반 대기압하에서 솜과 같은 재질의 심지를 사용하여 낮은 곳의 물을 높을 곳으로 유도해 주는데에는 한계가 있는 바, 즉 상기의 심지와 같은 재료를 그대로 사용하여서는 통상 10cm 정도의 높이까지만 낮은 곳의 물을 유도할 수가 있다.

따라서, 작물이 수원으로 부터 1m 이상 수m 의 높이에 배치된 경우에는 작물에 적정한 양의 물을 효과적으로 공급하기 위한 현재까지의 알려진 방법으로는, 상기한 바와 같이 동력양수기를 사용해야만 하였다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 식물재배기에서 발생하는 물공급문제를 간단하게 해결함과 더불어, 별도의 외부동력과 보조수단을 사용하지 않고서도 식물의 성장에 필요한 물을 항상 정확하게 공급할 수 있게 함과 더불어, 식물의 뿌리가 충분하게 공기와 접하여 호흡할 수 있는 환경을 만들어, 식물이 최적 환경하에서 생장할 수 있게 한 식물재배기의 수분공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 식물을 심겨지는 배지가 담겨진수반의 아래쪽에 상기 배지에 공급하기 위한 수원이 소정의 간격을 두고 배치되고, 상기 수원의 물과 수반사이가 수분공급대를 통해 서로 연결되어 있으며, 이 수분공급대는 표면에 나선돌기가 형성되어 있으면서 내부에 고밀도 수분흡수재가 충전되어 있는 주름관과, 이 주름관의 표면에 형성된 나선돌기를 따라 감겨져 있으면서 그 내부에 역시 고밀도 수분흡수재가 충전된 나선관으로 구성되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 본 고안의 식물재배기 수분공급장치는, 상기 배지에 식물을 심고 수원에 물을 채운 초기상태에서, 상기 수분 공급대의 하단을 수원의 물속에 삽입시키고, 수반의 배지에 소정량의 물을 부우면, 상기 수분공급대의 주름관과 나선관의 내부에 채워진 수분흡수재에 수원에서 흡수된 물과 수반의 물이 상하에서 각각 스며들게 된다.

이러한 상태로 두면, 상기 수분공급대속에 채워져 있는 고밀도 수분흡수재에 흡수된 물이, 배지에 심겨진 식물의 뿌리에서 흡수하는 흡수력에 의해 위쪽으로 빨려져 올라가게 되고, 이렇게 수분흡수재에서 물이 빨려져 올라가면 연이어 수분흡수재의 아래쪽에서 수원으로 부터 물을 흡수하여 보충하게 된다.

따라서, 이러한 동작을 연속적으로 보면, 배지에 심겨진 식물의 뿌리가 수분공급대의 고밀도 수분흡수재를 통해 수반으로 부터 아래쪽으로 멀리 떨어진 수원의 물을 빨아 들여지게 되는 것이다.

그러므로, 별도의 동력원을 사용하지 않고서도 수원으로 부터 높이 떨어진 곳의 수반에 심겨진 식물의 뿌리에 물을 항상 최적의 상태로 공급할 수 있고, 식물의 뿌리는 필요에 따라 공기를 호흡하거나 물을 흡수하여 최상의 성장조건을 유지할 수가 있는 것이다.

도 1 은 본 고안에 따른 식물재배기의 자동수분공급장치에 대한 내부구성을 나타낸 수직종단면,

도 2 는 본 고안에 따른 자동수분공급장치의 구성을 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1 - 배지 2 - 수반 또는 화분

3 - 수원(水原) 4 - 수분공급대

5 - 나선돌기 6 - 수분흡수재

7 - 주름관 8 - 수분흡수재

9 -나선관 10 - 지지대

11 - 물공급홀

이하 본 고안을 첨부한 예시 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1 은 본 고안에 따른 식물재배기의 수분공급장치가 수반과 수원사이에 설치된 상태를 나타낸 단면도이고, 도면 2 는 본 고안에 따른 수분공급장치만을 분리하여 도시한 사시도로서, 이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 고안은 식물이 심겨지는 배지(1)가 담겨진 수반 또는 화분(2)의 아래쪽에 상기 배지(1)에 공급하기 위한 물을 저장하고 있는 수원(3)이 소정의 간격을 두고 배치되고, 상기 수원(3)의 물과 수반 또는 화분(2)사이에 수분공급대(4)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 수분공급대(4)는 표면에 나선돌기(5)가 형성되어 있으면서 내부에 고밀도 수분흡수재(6)가 충전되어 있는 주름관(7)과, 이 주름관(7)의 표면에 형성된 상기 나선돌기(5)를 따라 감겨져 있으면서 그 내부에 역시 고밀도 수분흡수재(8)가 충전된 나선관(9)으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 배지(1)는 일반적인 흙이 아닌 인공배지로서 재배하고자 하는 식물, 즉 작물의 형태마다 그 성분이 달라지지만, 기본적으로 물에 혼합되어 식물에 공급되는 양액과 화학반응을 일으키지 않는 무기재질의 혼합물로 되어 있는데, 그 주된 원료는 통상 코코피트나 퍼얼라이트 또는 훈탄등의 혼합물을 사용한다.

이러한 인공혼합배지는 상기한 바와 같이 양액과 화학반응을 일으키지 않으면서, 식물의 뿌리가 지탱할 수 있고, 또한 자연물을 그대로 이용하기 때문에 자연환경에 대한 공해도 일으키지 않는다.

더구나, 이러한 인공혼합배지(1)는 수분의 흡수율과 배수율이 뛰어날 뿐만 아니라, 공극률이 커서 식물의 뿌리가 공기와 충분하게 접할 수 있는 환경을 조성할 수가 있는 장점이 있으므로, 일반적인 토양등보다 식물의 성장환경을 최상으로 유지할 수 가 있다는 장점이 있다.

그리고, 상기 인공혼합배지(1)는 일정한 형태를 갖추지 않은 그대로를 수반 또는 화분(2)에 담아 사용할 수도 있지만, 포장지에 담아 수반 또는 화분(2)의 형태와 크기에 따라 일정한 형상을 유지하게 할 수가 있고, 이러한 경우 상기 포장지는 수분의 흡수성 및 배수성이 좋은 재질을 사용하여야 한다.

한편, 상기 수분공급대(4)를 구성하는 주름관(7)과 나선관(9)에 충전되어 있는 수분흡수재(6,8)는 예컨대 고밀도 스폰지와 같은 재질로 만들어져, 여기에 일단 흡수된 물이 자연상태로 쉽게 빠져나가지 않게 하는 특성을 갖고 있다.

또한, 상기 수분공급대(4)의 주름관(7)속에 채워진 수분흡수재(6)는 전체적으로 직선형태로 배치되어 물의 구배가 수직상태, 즉 구배가 90°를 이루게 되어 있지만, 이 주름관(7)의 주위에 감겨진 나선관(9)은 주름관(7)의 나선돌기(5)를 따라 완만한 각도로 조밀하게 감겨져 있으므로, 구배각도가 아주 작게 된다.

따라서, 상기한 바와 같은 수분흡수재(6,8) 자체의 특성상, 일단 흡수된 물이 쉽게 빠져 나가지 않는 성질도 있기는 하지만, 상기한 바와 같은 구조적 특성상 나선관(9)의 수분흡수재(8)에 흡수된 물은 더욱 쉽게 아래로 빠져 나가지 않게 되므로, 배지(1)에 심겨진 식물의 뿌리에서 발생하는 물의 흡수력을 그대로 전달받아 수원(3)의 물이 연속적으로 식물에게 전달될 수 있게 되는 것이다.

그리고, 도면 2 에 도시한 바와 같이, 상기 나선관(9)의 상단에는 환형지지대(10)가 연결되어 있고, 이 지지대(10)의 내면에는 다수개의 물공급홀(11)이 소정간격을 두고 배치된 구조로 되어 있으며, 이 지지대(10)가 상기 배지(1)의 아래쪽에 직접 삽입되어 있는 한편, 상기 주름관(7)은 그 상단이 오픈된 상태로 되어 있으면서, 그 선단이 배지(1)에 직접 삽입된 구조로 되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 본 고안의 식물재배기 수분공급장치는, 초기 세팅된 상태에서 수원(3)에 충분한 양의 물을 부어줌과 더불어, 수반 또는 화분(2)속의 배지(1)에 충분한 양의 물을 부어 준다.

그러면, 상기 수분공급장치의 주름관(7)과 나선관(9)에 충전되어 있는 수분흡수재(6,8)가 아래쪽에서 수원(3)의 물을 흡수함과 더불어, 수반 또는 화분(2)에부어진 물이 상기 수분흡수재(6,8)의 위쪽에서 스며들게 된다.

이러한 상태로 두면, 상기 배지(1)에 심겨진 식물의 뿌리에서 발생하는 수분 흡수력에 의해 상기 수분흡수재(6,8)에 스며든 물이 위쪽으로 빨려져 올라가게 된다.

이때, 상기 주름관(7)을 통해 흡수된 물은 곧바로 배지(1)의 하단으로 유입되고, 나선관(9)을 통해 흡수된 물은 이 나선관(8)의 상단에 설치되어 있는 지지대(10)를 통해 배지(1)의 하단으로 유입되게 되는데, 상기 지지대(10)의 내면에 뚫려 있는 다수개의 물공급홀(11)을 통해 배지(1)의 하단 전체에 고르게 퍼지도록 한다.

따라서, 수분흡수재(6,8)에 흡수된 물은 곧바로 아래로 배수되지 않고, 점진적으로 배지(1)에 심겨진 식물의 뿌리로 흡수되게 되고, 이러한 물의 흡수상태는 모세관 현상에 의해 수분흡수재(6,8)의 아래로 전달되어 수원(3)의 물이 수분흡수재(6,8)로 빨려져 들어가게 되는 것이다.

그러므로, 전체적으로 식물의 뿌리에서 발생하는 흡수력과 수분흡수재(6,8)의 모세관 현상에 의해 별도의 동력없이도 수원(3)의 물이 수반 또는 화분(2)이 담겨져 있으면서 식물이 심겨져 있는 배지(1)에 연속적으로 공급되게 되는 것이다.

그리고, 이러한 물의 공급상태를 배지(1)에 심어져 있는 식물의 성장상태에 따른 흡수력에 의해 결정되어지게 되므로, 물의 공급이 과하지도 모자라지도 않고 항상 최적의 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

또, 상기 수분공급대(4)를 통해 배지(1)에 공급되는 물은 배지(1)의 아래쪽에만 공급되게 되고, 이렇게 배지(1)의 아래쪽에 공급된 물은 배지(1) 자체의 삽투압에 의해 위쪽에 심어져 있는 식물의 뿌리 쪽으로 전달되게 되므로, 수분공급대(4)와 직접 닿아 있지 않은 배지(1)의 상단쪽에 배치되어 있는 식물의 뿌리는 많은 양의 공기와 접할 수가 있어, 식물의 뿌리가 충분한 양의 수분을 접할 수도 있으면서 동시에 충분한 양의 공기를 호흡할 수가 있어 항상 최적의 성장상태를 유지할 수가 있게 되는 것이다.

한편, 상기 주름관(7)과 나선관(9)는 예컨대 비닐재질 또는 수분이 외부로 유출되지 않게 하는 재질의 것을 사용하면 된다. 따라서, 상기 주름관(7)과 나선관(9)은 각기 독립적으로 수분을 수반(2)의 배지(1)로 이송공급하게 되어 있는 것이다.

또한, 상기 수분공급대(4)가 수반(2)과 수원(3)사이에 자체적으로 고정설치되어 있게 하기 위해, 이 수분공급대(4)를 받침대의 형상으로 만들어 위쪽의 수반(2)이 지지되게 할 수가 있고, 기타 다른 방법으로 도면 1 에 도시한 바와 같이 상기 수분공급대(4)가 별도의 지지수단(12)에 의해 지지되게 한 구조로 할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 식물재배기의 수분공급장치는, 식물의 뿌리에서 발생하는 흡수력과 수분공급대의 모세관 현상을 이용하여 수원으로 부터 높이 떨어져 있는 수반 또는 화분의 배지에 물을 공급하도록 되어 있으므로, 별도의 동력이나 보조수단을 사용하지 않고서도 항상 식물의 성장에 필요한 최적상태의 물과 공기를 공급할 수가 있어, 식물의 고속성장을 촉진할 수가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 식물이 심겨지는 배지(1)가 담겨진 수반 또는 화분(2)의 아래쪽에 상기 배지(1)에 공급하기 위한 물을 저장하고 있는 수원(3)이 소정의 간격을 두고 배치되고, 상기 수원(3)의 물과 수반 또는 화분(2)사이에 수분공급대(4)가 설치되어 있으며; 이 수분공급대(4)는 표면에 나선돌기(5)가 형성되어 있으면서 내부에 고밀도 수분흡수재(6)가 충전되어 있는 주름관(7)과, 이 주름관(7)의 표면에 형성된 상기 나선돌기(5)를 따라 감겨져 있으면서 그 내부에 역시 고밀도 수분흡수재(8)가 충전된 나선관(9)으로 구성된 식물재배기의 수분공급장치
2. 제 1 항에 있어서, 상기 나선관(9)의 상단에 환형지지대(10)가 연결되어 있고, 이 지지대(10)의 내면에는 다수개의 물공급홀(11)이 소정간격을 두고 배치되어 있으며, 이 지지대(10)가 상기 배지(1)의 아래쪽에 직접 삽입되어 있는 한편, 상기 주름관(7)은 그 상단이 오픈된 상태로 되어 있으면서, 그 선단이 배지(1)에 직접 삽입되어 이루어진 것을 특징으로 하는 식물재배기의 수분공급장치