KR20030051123A

KR20030051123A - 태양 에너지를 이용한 환경 친화적 농사법 및 그의 장치

Info

Publication number: KR20030051123A
Application number: KR1020020002163A
Authority: KR
Inventors: 이건국
Original assignee: 이건국
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2003-06-25

Abstract

본 발명은 태양 에너지의 자연 현상과 작용 원리를 이용한 환경 친화적 농사법 및 농사 장치에 관 한 것이다.

태양 에너지를 농사용 토양 속에 작용시키는 환경 친화적 농사 장치의 구성에 있어서, 상세하게는 토양 속에 직접적인 태양 에너지를 방사하는 것과 에너지를 변환하여 방사하는 작용의 각각의 농사 장치에 있어서,

소정의 길이로 원 뿔 또는 끝이 뾰쪽한 형상을 갖는 석영 내지는 유리 재로 구비되는 광선(빛) 전달 및 방사 역할의 투명 핀이 집광부(集光部), 손잡이 부, 토양 삽입부가 구비되는 구조로 제공되어 토양 속에 찔러 넣어 삽설하여, 토양 내에 태양 광선이 직접 방사되도록 하는 농사용 장치;

유리 석영 등의 재료로 가공되어지고, 사방에서 햇빛를 받아들이는 구내지는 원뿔 형상으로 제공되는 집광체(集光體)가 독립 구비되어 지지대에 의하여 소정의 높이로 경작지에 고정 설치되어지고, 상기 집광부와 복수의 빛 방사 역할의 투명 핀간을 광 전달 체인 광섬유 등의 연결 부재를 이용하여 광적 결합으로 연결되어 구성되는 것으로서, 토양 속에 찔러 넣어 삽설하여, 토양 속, 복수의 위치에 태양 광선이 직접 방사되도록 하는 농사용 장치;

세라믹 계열의 원적회선 방사 기능을 갖는 재질로 제공되며, 소정의 길이로 원 뿔 또는 끝이 뾰쪽한 형상으로, 그 내부가 소정의 공간이 형성된 원적외선방사 역할의 토양 삽입 핀이 구비되고, 상기 토양 삽입 핀 내부 공간에 발열체를 매입고정하는 한편, 태양 전지를 이용 태양 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 상기 발열체를 가동시켜 적외선을 발생시켜, 토양 속에 방사되도록 하는 것을 특징으로 하는 환경 친화적 영농법을 제공하기 위한 농사용 장치이다.

본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 농사 장치를 이용 환경 친화적 농사의 실시로 화학 비료 내지는 농약의 사용을 줄여 환경 오염과 생태계 파괴의 저감과 토양의 질 개선 및 소득 증대 효과가 있는 것이다.

Description

태양 에너지를 이용한 환경 친화적 농사법 및 그의 장치{agriculture method and equipment adapting to environment using “solar energy”}

본 발명은 태양 에너지의 자연 현상과 그의 작용 원리를 이용한 환경 친화적 농사법 및 농사 장치에 관 한 것이다.

그의 기술 분야는 태양 에너지를 토양 속에 직접 작용시키는 환경 친화적 농사 장치의 구성에 있어서,

상세하게는 토양 속에 직접적인 태양 에너지를 방사하는 것과 에너지를 변환하여 방사하는 작용의 장치에 관한 기술 분야이다.

태양 에너지를 이용한 농사 법 및 농사 장치에 관한 기술 분야이다.

종래 기술 분야를 고찰하자면 다음과 같다.

종래, 인간이 살아가는 지구의 환경은 사회 발전이 환경 오염이나 환경파괴를 가중시켜 인류의 건강을 저해하는 요인이 되고 있다. 더욱이 대기오염, 수질오염, 토양오염으로 자연의 생태계 파괴와 인간에게까지 직간접 적으로 건강을 크게 해치고 있으며 그의 공지된 사실은 누구나 익히 잘 알고 있다 할 수 있다.

그동안 증산 위주에 따른 고 투입 농사방법에 의존해 온 결과, 화학 비료의 과다 의존으로 시설 재배지, 이모작 농지 등 일부 지역에서 염류 직접, 인산, 칼리 함량 증가 등 토양 양분 불균형 초래와 지나친 농약 사용으로 토양 미생물 내지는 천적 감소 등의 생태계 교란, 수질 오염 및 농산물의 농약 잔류 문제 야기가 있고, 농업 환경이 악화되어 지속 가능한 농업생산을 위협하고 있는 것이 사실이며, 국제적으로 농업, 환경, 무역의 연계 논의가 강화되고 관련 국제 규범이 제정됨으로써 각 국가마다의 농업에 미치는 영향이 점차 커져가고 있으며, 이에 따른 반응 급부로 유기 농산물이 국제 교역에서 활성화될 전망이며, 국내(대한민국)의 경우 화학 비료는 1990년대 들어 감소 추세에 있지만 농약의 사용량은 아직도 감소하지 않고 있는 추세인 것이 사실이다.

최근 농경지의 농약 및 비료과다 사용에 따른 토양 및 수질의 오염이 국가적인 문제로 제기됨에 따라 친환경농업(Environmenf-friendly agriculture) 및 지속 가능한 농업(Sustainable agriculture)의 실천이 요구되고 있다.

따라서, 대한민국 정부는 2004년까지 1993년을 기준으로 농약 50%, 비료 40%를 절감하는 환경농업법을 시행하고 있어 다수확만을 위한 현행의 화학비료 의존형, 농약 의존형 생산체계에서 탈피하여 환경친화형 저투입 농업으로의 전환이 매우 시급한 실정이다.

친환경농업은 저투입 농업, 지속 가능한 농업, 청정농산물 생산, 유기농업 등 여러 가지 유사한 용어가 사용되고 있는데 1980년 미국 농무성(USDA)은 유기농업을 다음과 같이 정의하였다. 유기농업이란 화학적으로 합성된 비료, 농약, 생장조절제 사용을 가급적 피하고 윤작, 농업부산물, 농업외적 유기를, 경운, 천연광물 및 생물적 방제기술 등을 써서 토양을 물리적으로 보전하고 토양 비옥도를 높이며 잡초 및 병해충을 방제하는 농업이다.

특히 최근에 새롭게 등장하고 있는 지속농업(Sustainable agriculture)의 정의에서는 농업의 생산성과 경제성을 크게 강조하고 있다. 즉, 지속농업은 아래의요건을 갖출 것을 요구하고 있다.

인류가 필요로 하는 식량과 섬유를 충분히 생산할 것; 환경과 자연자원의 질을 높일 것; 자연생태계의 순환과 조절기능을 활용할 것; 농업의 경제적 건실성을 향상시킬 것; 농민과 전체 주인의 생활의 질을 향상시킬 것 등이다.

통상의 농작물 재배("농사"라 통칭 할 수 있음)는 노지 재배, 비닐 하우스 재배 및 시설 재배 등이 있으나 노지 재배가 대부분이며, 여기서 상기한 통상적인 고 투입 농사법에 의한 노지 재배가 환경에 주는 영향과 농사의 애로사항을 살펴보자면,

일례로 고추, 오이 등의 발작물을 재배 할 경우 농작물 재배 시 역병, 탄저병 진딧물 등의 구제에 약 십 수회의 농약 살포가 실시되고 열매의 성장 촉진제 내지는 제초제의 살포와, 무기질 및 유기질 화학 비료의 사용이 빈번함으로서 환경 오염과 생태계 파괴가 발생함은 기정 사실이며, 토양의 산성화 정도, 발병 정도, 발병 예방시기, 토양의 병균 오염 정도, 농약의 살포회수와 처리시간 등의 다양한 조건을 충족시키기 위해서는 많은 노동과 인력이 투입되어야하는 것이 현실의 문제점인 것이다.

상기한 환경 오염 내지는 생태계 파괴 등의 문제점이 대두되고, 환경보호 및 생태계 보존의 중요성이 커지면서 각종 국제 협약에 의해 환경 친화적 농사방법이 점차 증가 추세에 있고, 환경 친화적인 농사방법으로는 태평농사방법, 유기농사방법, 자연 농사방법 등이 있으며, 국내에서는 그중 유기농법이 가장 많이 차지하지만 농업 생산량의 감소 내지는 유기농법에 의한 생산품 표시 혼선 및 모방등으로활성화는 아직도 부진하다 할 수 있는 것이다.

즉, 현실의 상황에서 농경지의 토양에 화학 비료의 급여의 중단과, 농약살포를 중단하는, 태평 농법, 자연농법, 유기농법을 전면 실시하는 것은 생산과 수요의 불균형이 발생될 수도 있는 것이며, 어느 정도 생태계(메뚜기, 토착 미생물, 우렁이)의 복원이 뒤 따라야하는 것도 문제점으로 지적 할 수 있는 것이다.

또한 종래 개발되어져 일부 사용되어지고 있는 환경 친화적 농사법으로, 음이온 및 오존의 용존 수를 농작물에 급여하는 농사방법이 착안되어 일부 적용하고 있으며, 농작물의 생장 촉진 등에 상당한 효과가 있다 할 수 있으며 이미 일부 효과가 데이터화되어진 것이 사실이지만,

시설(음이온 오존 발생 장치 시설비, 관수 시설비, 지하수 개발비 등) 투자비용이 과다한 문제점과, 시설의 활용도를 높이기 위한 이동성 내지는 휴대성이 매우 부족한 문제점과, 펌프 구동의 전기 사용료 부담과, 하나의 시설로 제공되어 짐으로 인한 경작지 토양의 국지별로 관리하기에는 곤란한 문제점과, 음이온 및 오존 용존 수가 음지와 양지 구분, 농작물 종류 구분, 국지적 토양의 질 등의 구분이 없이 동시에 살포되는 국지적 농사 관리의 애로 사할 발생과, 동일 경작지의 토양에서 건지와 습지의 구분 관리의 애로 사항 발생 문제점과, 건기(가뭄)의 물 부족시의 해결 방안 부족 문제가 있는 것이며, 토양의 입자 크기가 비교적 0,02mm 이하로 작은 미사 내지는 진흙 일 경우에 음이온 및 오존 용존 수의 침투가 비교적 용이하지 못한 문제점이 있으며, 환경 및 토양 등의 변수에 능동적인 대처가 부족하다 할 수 있으며, 또한 관수의 호스 길이가 길 경우 거리가 멀리 떨어진 곳은 오존의 용존 량이 급격히 낮아지는 문제도 있는 것이며, 물을 수용하는 논농사의 경우는 효과가 아주 미미하다 할 수 있는 것이며, 상기한 다수의 문제점이 노출되어 짐으로 인하여, 재배 작물에 생장 촉진 효과, 살균 효과, 토양의 질 개선 효과 등이 있으나 일반화되지 못하고, 투자비용의 회수가 늦어지고, 투자 가치가 부족하다는 기술로 평가되어지고 있는 것이 "오존 및 음이온 용존 수를 이용한 농사법"의 실정이다.

또, 가까운 일본에서도 유기농법, 미생물 농법, 식초 농법, 목초 농법등이 다소 효과가 있어 성행하고 있으나 아직은 확실한 작용의 원리가 밝혀지지 않고 있는 실정이다.

여기서, 잠시 본 발명에서 다루고자하는 토양, 원적외선, 농작물 등에 관하여 공지된 내용을 살펴보기로 하며, 이는 본 발명의 이해를 명확히 하면서 이론적 설명을 용이하게 하기 위함이다.

먼저 토양에 대하여 다루기로 하며, 후술될 본 발명의 기술적 구성 및 작용에서 토양의 공기 관계가 다루어지므로, 일반적인 공지의 내용을 살펴보자면, 농업에 있어 토양문제는 농업생산의 모체라고 할 수 있을 것이며, 공지된 사실에 의하자면 "흙 가꾸기의 3요소"는 부식의 조성, 이온의 균형, 박테리아의 균형, 이라 하고 있다.

토양의 물리적 환경으로는 토양구조, 입경 분포, 토양수분, 지온, 통기성 등이 대표된다.

상기 통기성의 부문을 살펴보면, 토양공기의 조성이 대기와 다른 점은 산소가 적고 탄산가스가 많아지기 쉽다는 것이다. 토양에서는 미생물이 번식하고 작물 뿌리가 호흡하고 있다. 이런 생물의 호흡이 산소를 소모하고 호흡산물인 탄산가스를 방출하는 것이다. 대기중의 산소는 용량으로 평균 20.97%, 탄산가스는 평균 0.03%인데 토양공기중의 산소는 때로 15% 가까이 떨어지고, 탄산가스는 때로 2.0%까지 올라간다. 토양공기중의 "02"와 "C02"의 농도 변화는 토양의 깊이에 따라 다르며, 또한 생육 등에 따라 다른데 유기물 함량이 많고 작물이 생육하며, 온도가 높으면 02의 소모가 많고 C02의 발생 량이 많다. 또 토양수분의 함량도 토양공기의 조성에 영향을 준다. 즉 토양수분이 많을수록 02가 적고 C02가 많아진다. 공극량이 적어져서 가스의 확산속도가 느려지고 토양용액에 대한 C02의 용해도가 02보다 높기 때문이기도 하다. 토양 공기 중에 C02가 많으면 토양용액에 대한 C02의 용해 량도 커져서 알칼리성 토양용액의 산도(pH)는 낮아지고 인산을 위시한 각종 토양염기의 이온화도가 커지는 이점이 있다. 특히 염류토양이나 석회를 과용한 토양에서 이 효과는 크다. 반면 산소의 농도를 낮추어서 작물뿌리의 호흡을 방해하므로 알칼리나 염류토양이 아닌 일반토양에서는 바람직한 것이 못되기도 하다. 습한 토양이나 논 토양에서는 유기물이 환원 분해하여 작물에 유해한 에틸렌, 메탄, 수소, 황화 물, 시안화물, 부칠 산 기타의 단순한 유기산이 생겨서 토양공기에 섞이기도 한다.

본 발명에서 다루는 "공기 유통"은 토양성분의 유효도 : 뿌리의 신장: 식물체액을 산화상태로 하는 생리적 작용, 체내 성분의 이동 등에 영향을 줌으로서 영양분의 흡수와 유관한 것으로 생각할 수 있다. 공기 유통이 토양성분의 유효 도에 주는 영향은 암모늄의 질산화, 인산의 유효 화, 망간의 환원 등을 들 수 있다.

뿌리의 신장은 공기유통과 특히 예민하다. 뿌리의 호흡 량은 신장부위, 즉 뿌리의 선단에서 많고, 뿌리의 노쇠부위에서 적다. 때문에 공기유통이 양호할수록 뿌리의 신장이 빠르고 근권이 넓어져서 더 많은 영양분을 흡수할 수 있다. 공기가 잘 유통될수록 생리적 작용이 왕성해져서 영양분이 잘 이동되는 것도 당연란 것이라 할 수 있는 것이다.

토양에서 공기의 성분은 구체적으로 산소와 탄산가스이며, 토양에 있어서 공기의 유통은 뿌리에 산소 공급을 좋게 하고 주변에 호흡으로 인하여 생성된 탄산가스를 제거하는 효과가 있다 한다.

일반적으로 토양의 공기 교환은 표면으로부터 대 공극을 통하여 이루어지고 있으나 시설하우스에서는 집약 관리하고 빈번한 관수에 의해 토양이 다져져 공기함량이 점차 줄어들게 된다. 이와 같이 작토층이 굳게 다져지면 뿌리의 발육이 억제되고 인산이나 칼륨의 흡수가 불량해진다. 토양 중 산소농도에 비해 이산화탄소의 농도가 지나치게 높아지면 질소, 인산, 칼리, 칼슘, 붕소 등의 함량이 낮아지게 된다. 일례로 오이에 있어서 토양 속에 파이프를 통하여 공기를 직접 주입하여 재배했을 때 1일 6시간 정도 공기를 주입한 것이 가장 효과적이었으며, 이는 토성에 따라 차이가 있을 것으로 생각된다.

본 발명에서 다루는 "햇빛"이 식물의 생육에 미치는 영향에 대하여 다루기로 하며, 일반적인 공지의 내용을 일례로 살펴보자면 다음과 같다.

빛은 다음 세 가지 요인에 의해 식물의 생육에 영향을 미친다.

광도, 즉 빛의 세기 (Light intensity)와; 광질 즉, 빛의 파장에 따른 성질(Light quality)과; 일장 : 낮 또는 밤의 길이 (Day length)이며,

광도는 일반적으로 광도가 높아지면 광합성 량이 광 포화 점까지 늘어나며, 식물의 종류에 따라 다르다 일례로 음지식물은 빛이 너무 세면 잘 자라지 않는다는 것이며, 광도가 변하면 잎의 색깔, 구조, 형태 등이 변한다.

광질은 식물의 형태 형성, 광합성 및 일장반응에 영향을 미치며, 근적외선에서는 식물이 도장하며, 610 - 700nm(나노미터) 정도의 적색계열의 빛은 광합성에 가장 유효하고 일장반응에도 유효하고, 510 - 610nm 정도의 녹색계열의 빛은 광합성에 거의 효과가 없으며, 400 - 510nm 정도의 청색계열의 빛은 광합성, 일장반응에 유효하나 적색보다는 떨어지고, 315 - 400nm 정도의 자외선에서는 초장이 짧아지며 엽육이 두꺼워 지고 착색을 촉진하며, 315 nm 이하의 빛은 식물에 유해하다

일장은 식물의 개화에 영향을 미치며, 장 일성 식물은 자신의 한계일장보다 일장이 길어야 꽃이 피며, 단일성 식물은 자신의 한계일장보다 일장이 짧아야 꽃이 피며, 중성 식물은 일장에 관계없이 어느 정도 자라면 꽃이 핀다.

모든 생물의 영양의 기초는 광합성이다. 생물체는 태양광선에서 에너지를 얻는다. 하지만, 오직 녹색 식물만이 태양광선을 직접 써서, 이산화탄소(C0₂), 물(H₂0), 암모니아(2NH₃)와 같은 단순화합물에서 세포 성분들을 합성해 내는데, 이 과정을 광합성이라 한다. 즉, 빛의 작용에 의하여 유기 화합물이 합성되는 화학적 현상을 말하며, 식물의 색소(엽록소)가 빛의 에너지를 사용하며 탄산가스와 물로 당분과 녹말을 만들어 내면서 산소를 내 보내는 과정을 말한다.

빛의 명반응이라는 것은 태양 광선이 물분자를 분해 즉, 산소와 수소로 나뉘는 반응, 그 결과 산소는 공기 중으로 배출되며, 수소는 다른 물질과 연결되어 계속해서 일어나는 암반응의 과정으로 넘어간다.

상기, 빛과 식물의 관계를 광범위하고 포괄적으로 설명하였으며, 본 발명에서 다루고자 하는 원적외선에 대하여 공제된 내용을 살펴보자면 다음과 같다.

태양광선은 눈에 보이는 가시광선과 눈에 보이지 않는 불가시광선으로 나뉘어진다. 이중 불가시광선의 일종인 적외선은 인체에 이로운 광선인데 이는 다시 근적외선과 중적외선, 그리고 원적외선으로 분류하는데, 이중에 원적외선은 파장이 매우 긴 빛입니다. 원적외선 중에서도 5.6μ∼ l5μ사이의 파장대에 있는 빛이 우리 생활에 가장 유익합니다. 이는 인체에 전혀 해가 없이 생체활동을 촉진하는 광선으로 숙성, 온열, 자정, 건조, 연수 등 다양한 작용을 하는 불가사의한 빛으로 알려져 있습니다.

상기 원적회선의 공지된 작용을 몇 가지 더 열거하자면,

야채, 과일을 더욱 싱싱하게, 김치를 오랫동안 쉬지 않게 하는 등의 선도 유지와; 과일 주, 인삼주의 속성을 다르게, 식혜의 발효시간을 짧게 하는 등의 숙성 효과와; 냉장고 악취제거에, 수돗물의 소독약 냄새, 녹 냄새 제거에, 담배 냄새를 순하게 등의 냄새 제거 효과와; 사무실의 혼탁한 공기를 맑게, 집안 공기를 깨끗하게 하는 공기정화 효과와; 술맛을 더욱 부드럽게, 국, 찌게를 맛있게 하는 물의 활성화 효과와: 어항 속의 물고기를 더욱 활기차게, 활어 회 수족관의 고기를 싱싱하게, 낚시 바구니의 고기를 집까지 살아 있게, 꽃병의 식물을 더욱 푸르고 무성하게, 비닐하우스 재배 작물을 더욱 싱싱하고 생장하게 하는 생물 식물의 활성화등의 작용과: 쌀벌레가 생기는 것을 방지하는데, 옷에 좀이 쓸지 않게, 냉장고 곰팡이 방지 등의 살균 작용 및 보은, 습도유지 효과, 맛과 영양의 보존작용 등을 한다고 알려져 있다.

상기 적외선의 공지된 특성과 특징을 기술하자면 다음과 같다.

1800년에 독일의 월리암 허셀(willam Herschel)이라는 물리학자에 의하여 보라에서 빨강으로 이동함에 따라 온도가 점점 상승해 가는 것을 알 게 되었고, 빨강을 넘어서 빛이 없는 곳까지도 온도가 상승하는 것을 발견하였습니다. 그리고 눈에는 보이지 않으나 강력한 열작용을 가지고 있는 빛을 적외선이라고 이름 붙였습니다. 적외선은 장파장으로 직진하는 성질을 지니고 있습니다. 적외선의 파장은 0.76 - 1000미크론 범위고 이 영역을 셋으로 나누어 0.736 - 1.5미크론까지를 근 적외선, 1,5 - 5.6미크론까지를 중적외선, 5.6 - 1000미크론 범위를 원적외선이라고 부릅니다. 원적외선은 파장이 매우 긴 빛으로 이중에서도 5.6-15미크론 사이의 파장 대에 있는 우리 생활에 가장 유익하며 이것은 인체에 전혀 해가 없이 생체활동을 촉진하는 광선으로서 숙성, 온열, 자정, 견습, 공명 등 다양한 작용을 하는 불가사의한 빛으로 알려져 있으며, 원적외선은 발열, 선택적인 가열, 열분해의 억제, 육성촉진, 세포의 활성화, 생체육성, 공기의 음 이온화, 그리고 파장의 선택성능이 우수하게 나타납니다. 뿐만 아니라 독자적인 열의 흡수성을 가온, 가열하는 대상의 표면을 건드리지 않고 내부 분자의 움직임을 변화시킴으로써 여러 가지 목적에 부합된 효과를 낼 수 있는 이점이 있는 것으로 알려지고 있습니다.

또한, 원적외선은 전자파이어서 빛과 같은 빠르기로 공간에 전파되고, 매체가 공기라면 도중에서의 손실 없이 물질을 가열시키는데 있어서 가장 유효한 열원이라 할 수 있습니다. 유기물에 있어서는 각각의 물질에 따라서 열에 대한 고유의 진동수를 가지고 있으며, 원적외선은 그 유기물의 고유진동수에 맞는 에너지를 방사하여 가장 열효율이 높은 흡수를 가중하게 합니다. 특히 파장대 5.6미크론에서 1.5미크론의 원적외선은 피부를 투과하여 50mm의 심부에 달한 후 세포 유기질과 공명 진동을 일으켜서 열 반응을 나타낸다는 사실이 알려져 있으며, 대표적인 특징은 다음과 같습니다.

열원에서 중간매체의 가열 없이 직접적이고, 순간적으로 대상물체에 전달되는 현상으로 열 효율이 뛰어나며, 표면에서부터 내부로 깊숙이 침투가 가능하고; 물질을 구성하고 있는 분자의 진동수는 원적외선 파장 대 범위 내에 있고, 이 원적 외선에 쏘이면 흡수 및 공명현상이 일어나 일부는 자기 발열에 의하여 열로 변하고 일부는 분자운동을 활성화시키는 활성화 에너지로 작용하며, 물체의 표면뿐 아니라심부까지 거의 동시에 온도상승을 일으키는 특성을 가지고 있어 균일 가열 및 건조가 가능하여 가열시간 단축 및 에너지 절약효과가 있으며; 고기, 야채 생선등의 단백질 분해현상을 억제하는 기능이 있습니다. 그것은 체내의 물분자를 균일하게 하고 효소를 활성화 시켜 신선도 유지 및 장기보관을 가능하게 하며; 원적외선 방사체(10마크론 전후의 파장)가 물의 결합을 강하게 하여 물을 활성화시키고 이온화시키며, 자정작용으로 물 속에 있는 각종 불순물을 분해하여 깨끗한 물로 만들어 주며 물분자를 진동활성화 시키는 작용을 제공하는 특징이 있는 것이다.

본 기술 개발에서는 상기한 원적외선의 특성을 충분히 고려하여, 환경 친화적 농사법의 장치에 발열에 의한 원적외선 방사 체를 채용하여, 일조량이 적은 지역의 농토 내지는 동일 농작 지 내에서 응달진 곳의 토양과 작물의 생장 활성에 유효한 작용을 하도록 제공하는 것이며,

상기 원적외선 방사 체의 재료는 통상적으로 산화 규소(Si0₂), 산화 알루미늄(Al₂0₃), 이산화 티타늄(Ti0₂), 산화 지르코늄(Zr0₂) 등의 세라믹스 계의 분말 등으로 구비되는 것으로 발열에 의한 원적외선을 방사하는 것이다.

상기, 원적외선에 대하여 상세히 설명하였지만 보충하자면,

태양광선이 지구에 도달할 때 오전 햇볕 중에 원적외선(이른 아침에는 적외선, 오전 중에는 원적외선, 오후에는 자외선이 대부분)이 방사되므로 그 시간에 모든 식물체가 성장하므로 이를 생명광선 또는 생육광선 이라고도 명명되기도 하며, 최근 원적외선의 활용은 이미 각 산업분야에 융용되어 많은 제품이 시장에서 유통되고 있는 것이 현실이다.

다음은 식물의 생장에 미치는 각종 작용 및 영향에 대하여 다루기로 하며, 후술될 본 발명의 기술적 구성 및 작용에서 식물의 생장 촉진 관계가 다루어지므로, 일반적인 공지의 내용을 살펴보자면 다음과 같다.

흙과 식물의 관계를 간략히 살펴보자면, 흙은 그 속에 포함되어 있는 진흙(찰흙, 점토)의 양에 따라 모래흙(사토), 모래참흙(사양토), 참흙(양토), 질 참 흙(치양토). 질흙(치토)으로 나뉘는데 식물에 따라 알맞은 흙이 다르지만, 대부분의재배되는 작물은 물 지님이 좋고 공기가 잘 통하는 참흙이나 모래 참흙에서 잘 자란다.

흙 속의 물과 식물의 관계를 간략히 살펴보자면, 작물을 재배하려면 퇴비나 부엽토 및 석회 등을 섞어 주고, 공기나 수분의 유통이 잘 되게 하여야 한다.

흙이 포함하고 있는 수분을 모래흙과 질흙으로 비교하면, 모래흙은 입자가 거칠어(힘이 약함) 물을 끌어올릴 수가 없으며, 입자가 작은 질흙은 끌어당기는 힘이 강하다.

온도와 생물 식물의 관계를 간략히 살펴보자면, 생물의 종류대는 종류에 따라서 각각의 생활에 적합한 온도의 범위가 정해져 있다. 이것을 최적 온도라 하며, 더 높아지면 생활할 수 없게 되는 최대한의 온도를 최고 온도라 하고, 반대로 보다 더 낮아지면 생활 할 수 없는 한계 온도를 최저 온도라 하고, 식물은 양지식물과 음지식물로 나뉘는데, 대표적인 양지식물은 벼, 달리아, 해바라기 등이며, 대표적인 음지식물은 상록수, 고사리 등이 있다. 식물은 흐린 날의 밝기 정도인 수천 럭스(Lux)에서 광합성의 최대가 되며, 그 밝은 정도가 강하더라도 광합성은 최대가 이상 활발하지 않는다.

식물체를 이루는 원소로서는, 3원소라 불리는 산소, 수소, 탄소와; 7원소라 불리는 질소, 황산, 인산, 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 철이며, 상기 산소와 탄소는 공기 중의 이산화탄소에서 얻고, 수소, 질소 등 모든 것은 땅속에서 뿌리의 기능에 의해 얻어지는 것으로 별도로 언급하지 않더라도 뿌리의 중요성은 큰 것이다.

식물의 생장에 있어서, 식물의 뿌리(뿌리털)는 토양 속에서 물이나 양분을몸 속으로 받아들이는 작용을 하며, 뿌리털로부터 흡수된 물이나 양분은 세포로 운반되고 뿌리의 물관과 줄기의 물관을 따라 잎 끝까지 운반되며, 단백질, 지방등의 원료로 이용되고, 물은 잎에서 증발되며, 상기 뿌리털이 왕성해야 많은 물과 양분을 식물의 꼭대기까지 밀어 올릴 수가 있으며, 따라서 잎은 많은 증산 작용을 행할 수가 있는 것이며, 뿌리로부터 흡수되는 물의 양이 잎에서 증산하는 양보다 적게되면 몸 속의 몰이 줄어들어 식물은 시드는 것이며, 상기 흡수된 물의 기능은 양분을 녹여 운반하는 기능과 물이 수증기가 될 때 열을 발산하므로 식물체의 온도를 조절하는 데 도움을 주는 것이다.

식물의 생장에 있어서 환경 큰 요인은 토지, 기후를 들 수 있으며, 환경 조건은 토지 조건의 영향("수평, 산의 경사면, 해발 고도, 토지나 토양의 성질")과 기후 조건의 영향("4계절의 햇빛, 온도, 비의 양 등")을 예로 들 수 있는 것이다.

식물(본 발명에서는 과수, 벼, 원예, 관상 수, 묘목 등을 포함한 소정의 이익을 창출하기 위해 재배하는 식물 및 농작물을 모두 포함한다)의 뿌리는 지상노출 부(줄기, 열매, 잎, 꽃, 가지 등)의 생장을 지원하는 기관으로서, 여러 가지의 기능을 갖고 있지만 그 중에서도 양분과 식물의 전체에서 70%이상을 차지하는 수분을 흡수하여 지상 노출 부로 공급하는 역할 내지는 소정의 성분이 과다 흡수를 방지하는 적극적 배제 기능을 한다는 것은 이미 공지된 사실이다.

또한, 뿌리가 갖고 있는 또 하나의 중요한 기능은 식물 호르몬의 생성 역할과, 토양이 건조 할 경우 수분을 분비하여 필요로 하는 양분 흡수를 돕는 역할도 한다.

상기 이외에도 뿌리의 중요한 역할로는 질소(N) 동화 기관으로서의 기능이 있다. 즉, 질산이나 암모니아 등의 무기 질소를 흡수하여, 흡수된 질소의 일부를 아미노산 등의 유기질소 화합물로 동화시켜 지상 노출 부(줄기, 잎, 열매 등)로 공급하는 것이지만, 상기 질소가 뿌리에서 동화되는 비율은 작물의 종류에 따라서 현저한 차이가 있지만 이 과정과 뿌리의 환경과의 관계에 대해서는 아직 연구 결과가 미진 한 것이 사실이다.

뿌리의 호흡 작용에 의해서 얻어진 소정의 에너지를 사용해서 뿌리의 생장(지베렐린이라는 생장 호르몬의 합성, 앱시신 산이나 에틸렌 등의 식물 호르몬생성, 싸이토카이닌의 생산 등)지원 내지는 생리기능을 행하게 되므로 뿌리 부근의 용존 산소 량의 수준이 농작물 전체의 정상적인 생장에 중요한 요인이 되는 것은 이미 알려진 사실이다.

이상으로 토양, 원적외선, 식물 등에 관하여 공지된 내용과, 본 발명에 속하는 농사 분야의 친환경적 요구의 현실에 대한 고찰과 종래의 환경 친화적 농사 법이라는 "오존과 음이온 용존 수를 이용한 농사법"의 문제점을 서술한 바,

상기에서 지적하고 서술한 바와 같이 종래 문제점을 개선하고, 사회적 요구인 환경 친화적 농업을 제공하고, 식물의 생장에 유효한 작용을 자연 에너지를 폭 넓게 활용하여 환경 공해를 줄이는 농사법과 그 장치를 제공하고자 함에 있다.

즉, 빛 전달 방사 핀을 경작지의 토양에 찔러 넣어 빛 에너지를 방사 내지는 인가함으로서 다음과 같은 농사에 유익한 작용이 얻어지는 것으로서, 공지의 사실 내지는 이론적 근거를 기초로 하여 설명하자면 다음과 같다.

석영 내지는 유리 재로 구비되는 광선(빛) 전달 및 방사 역할의 투명 핀이 집광부(集光部), 손잡이 부, 토양 삽입부가 구비되는 구조로 제공되어 토양에 삽설하여, 토양 내에 태양 광선이 직접 방사되도록 하는 농사용 장치와,

적외선에 의한 식물 생장 촉진 작용은, 생물의 생육에 영향을 미치는 햇빛 중에서 식물의 광합성에 가장 유효하면서 식물의 일장 반응에도 유효한 것이 원적외선이라는 공지의 사실을 기초로 하며, 원적외선의 고명 흡수현상에 의한 물분자의 활성으로 토양수의 표면장력 증대로 식물의 수분 흡수 촉진 작용을 하는 식물생장 촉진 작용 등의 공지의 사실과, 흙 뿌리 선충의 태양열(고온)을 이용한 방제작용 등의 공지의 사실을 근거로 토양 내에 원적외선을 방사하여 선충을 살층하는 것과 상기의 식물 생장 작용을 촉진하는 것으로서 화학 비료와 농약 사용을 경감시키는 환경 친화적인 농사 방법을 제공하는 것으로, 태양 전지에 의한 전기 에너지로 변환 이를 다시 원적외선 의 빛 에너지로 변환하여, 빛 전달 및 방사 역할의 투명 핀을 이용하여, 토양 삽입부가 토양에 삽입 설치되게 하여, 토양 내에 원적외선이 직접 방사되도록 하는 농사용 장치에 관한 것으로서, 결국은 상기한 작용을 갖는 농사 장치로 토양의 질 개선과 농작물의 생장 촉진 및 병충해 방지의 효과를 얻어지도록 하는 것으로서, 그는 자연 현상의 작용 과 에너지를 최대한 응용 및 활용하는 것으로, 환경 친화적 농사법을 제공하는 것에 관한 기술 분야이다.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명은 종래 고투입 농법에서 농약 사용화학 비료의 과다 사용으로 기인하는 환경 오염과 생태계 파괴 등의 환경 파괴를 억제하기 위한 것으로, 농약 살포 및 비료시비의 량 및 횟수의 감소를 유도하기 위한 환경 친화적 농사 방법과 그의 농사 장치를 제공하기 위함이 목적이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점 및 상황을 고려하여 보다 개선 발전되어진 발명의 기술을 제공하기 위한 것으로,

토양의 속내에 햇빛 내지는 원적외선을 직접 방사시켜 음이온의 물의 고명 흡수 현상에 의한 물분자의 활성화 및 표면 장력 증대 작용으로 식물의 뿌리의 수분 흡수 촉진 작용과, 지온 상승 작용과, 산소 량의 증대 작용과, 적외선 살균 및 햇빛 속의 자외선 및 열에 의한 살균 작용 등과 부수적으로 얻어지는 토양 공기 투입의 작용을 제공하여, 작물의 왕성한 생장 효과와 토양의 오염을 방지하는 효과를 갖는 환경 친화적인 농사법과 그의 농사 장치를 제공함을 목적으로 한다.

특히, 상기 "발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래 기술"에서 설명되어진 공지의 내용을 근거로 하는 것이며, 환경 친화적 농사법에 유익하게 작용하도록 하는 것으로서, 자연의 빛 에너지를 이용하여 토양 속 내부에서 직접적으로 유효한 작용이 발생하도록 하는 농사장치를 제공하는 것을 핵심 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 태양 에너지를 농사 경작지 즉, 토양 속에 작용시키는 환경 친화적 농사 장치의 구성에 있어서, 상세하게는 토양 속에 직접적인 태양 에너지를 방사하는 것과 에너지를 변환하여 방사하는 작용의 각각의 농사 장치에 있어서,

소정의 길이로 원 뿔 또는 끝이 뾰쪽한 형상을 갖는 석영 내지는 유리 재로 구비되는 광선(빛) 전달 및 방사 역할의 투명 핀이 집광부(集光部), 손잡이 부, 토양 삽입부가 구비되는 구조로 제공되어 토양 속에 찔러 넣어 삽설하여, 토양 내에 태양 광선이 직접 방사되도록 구성하는 농사용 장치와;

유리 석영 등의 재료로 가공되어지고, 사방에서 햇빛을 받아들이는 구내지는 원뿔 형상으로 제공되는 집광체(集光體)가 독립 구비되어 지지대에 의하여 소정의 높이로 경작지에 고정 설치되어지고, 상기 집광부와 복수의 빛 방사 역할의 투명 핀간을 광 전달 체인 광섬유 등의 연결 부재를 이용하여 광적 결합으로 연결되어 구성되는 것으로서, 토양 속에 찔러 넣어 삽설하여, 토양 속, 복수의 위치에 태양 광선이 직접 방사되도록 구성하는 농사용 장치와:

세라믹 계열의 원적외선 방사 기능을 갖는 재질로 제공되며, 소정의 길이로 원 뿔 또는 끝이 뾰쪽한 형상으로, 그 내부가 소정의 공간이 형성된 원적외선방사 역할의 토양 삽입 핀이 구비되고, 상기 토양 삽입 핀 내부 공간에 발열체를 매입 고정하는 한편, 태양 전지를 이용 태양 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 상기 발열체를 가동시켜 적외선을 발생시켜, 토양 속에 방사되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 농사용 장치를 제공하는 것이 목적이다.

상기한 장치는 화학 비료 내지는 농약 등의 사용 빈도 수를 줄이고 그에 대처 할 수 있는 기능을 발휘하는 것으로서, 결국 환경 파괴를 저감시킬 수 있는 환경 친화적 농사용 장치와 그를 이용한 농사법을 제공함에 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 토양 속내에 직접 작용하는 태양 에너지의 공급 장치를 이용한 농사의 실시 일례의 사시도

도 2는 (A), (B), (C)는 상기 본 발명에 따른 토양 속내에 직접 작용하는 태양 에너지의 공급 장치를 이용한 농사에 사용되는 장치의 주요 구성 부품의 사시도 및 단면도

도 3은 (A), (B), (C)는 본 발명에 따른 토양 속내에 직접 작용하는 태양 에너지의 공급 장치를 이용한 농사의 다른 실시 일례의 사시도와 투명 핀의 사시도와 그의 단면도

도 4는 본 발명에 따른 태양 에너지를 전기적 에너지로 변환하고 다시 빛 에너지로 변환하여 토양 속에 직접 공급하는 환경 친화적 농사 장치를 이용한 농사의 실시 일례의 사시도

도 5는 (A), (B), (C)는 상기 도 4의 농사 장차의 주요 기능 부분의 사시도와 단면도 및 토양 삽입 핀의 사시도

도 6은 상기 도 4의 본 발명에 따른 환경 친화적 농사 장치의 전기적 제어장치를 구성하는 수단의 블록 도

＜도면의 주요 부호에 대한 설명＞

1a, 1b, 1c. 본 발명에 따른 토양 삽입 빛 전달 방사의 투명 핀

2, 2a. 집광체 3. 적외선 방사 토양 삽입 핀

4, 4a. 발열 체 및 발열 체 단자 부 5. 광 전달 매체인 광 케이블

6. 집 광부의 지지대 20. 전기적 제어 장치 부

21. 투명 창 22. 전기적 제어 장치의 케이스(case)

23. 연결 지지 관 24. 전기적 연결 선

25. 손 잡이 30. 태양 전지

93. 과수 목 등의 비교적 크기가 큰 농작물(과수 목 등)

94. 토양 속에 기생하는 해충의 유충 내지는 선충

200. 본 발명에 따른 농사 장치의 전기적 제어 장치 구성의 수단 블록

201. 전원 공급 수단 202. 중앙 제어 장치

203. 은도 감지 수단 204. 설정 입력 수단

205. 표시 장치 수단 206. 발열체 출력 작동 제어 수단

300. 태양 전지 전원 공급 수단

500. 본 발명에 따른 농사 장치의 토양 삽입부 장치 부의 구성 블록

501. 적외선 발생 수단 502. 발열 수단

503. 온도 감지 센서 수단

600. 본 발명에 따른 원적외선 방사 작용을 하는 농사 장치의 전체를 구성하는 수단의 전체 블록

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세해 설명하자면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 상세 내용을 설명하기 전에 상기 "발명의 목적" 및 "발명이 이루고자 하는 기술적 과제"에서 구체적으로 설명되어지지 않은 발열에 의한 원적외선 방사 핀의 기술적 구성 내용 및 특징: 빛 전달 방사 핀, 빛 전달 광 케이블, 전기적 제어 장치의 구성 및 작용 등을 미리 설명하기로 하며, 이는 발명의 구성 및 작용을 설명함에 있어서, 잦은 반복 서술을 피하고 또한 설명을 명확히 서술하기 위함이다.

본 발명의 기술적 구성에 이용되는 것으로서, "발열에 의한 원적외선 방사 토양 삽입 핀"의 기술적 특징 및 구성 내용 등을 도 도 5의 (B), (C)를 참조로 설명하자면 다음과 같다.

산화 규소(Si0₂), 산화 알루미늄(Al₂0₃), 이산화 티타늄(Ti0₂), 산화 지르코늄(Zr0₂) 등의 원적회선 방사 특성이 우수함과 동시에 내열 내마모성이 우수한 통상의 세라믹 계의 분말을 소정의 화합 비율로 소성, 소결 가공하여 구비되어지는 것으로, 소정의 길이로 원 뿔 등의 끝이 뾰쪽한 형상을 갖추면서 내부가 소정의 공간이 형성되어지는 토양 삽입 핀(3)의 내부 공간에, 통상의 발열체(4)를 수용시켜 구성하는 한편,

태양 전지를 이용 태양 에너지를 전기적 에너지로 변환하여, 상기 발열체(4)를 가동시킴으로서 원적외선 방사 핀(3)에서 식물의 생장 촉진에 유익한 원적외선이 생성되어 방사되고, 고온 발열에 의한 살균 작용이 동시에 제공되어지도록 구성됨을 특징으로 하는 본 발명에 이용되는 원적외선 방사의 토양 삽입 핀(3) 이다.

본 발명의 "빛 전달 방사 핀"의 구성 및 특징을 도 3의 (B), (C) 및 도 2의 (C)를 참조하여 설명하자면 다음과 같다.

내열성과 내마모성을 갖는 빛의 투과도가 우수한 석영 유리 내지는 내열강화 유리의 재질로 구비되며, 및 방사 핀(1a, 1b)의 길이는 고정 적이지는 않지만 수십 센티미터(고추, 오이 등의 밭작물의 경우는 20Cm 내외, 조경수 및 과수원의 경우는 50 Cm 내외, 배추, 상추 등의 하우스 작물의 경우는 10Cm 내외가 정도) 내외로 구비되며, 형태는 햇빛을 집광 하는 집광부("가")와, 손잡이 부("나")와, 소정의 돌기 부("다")와, 토양에 삽입되어지는 부("라")분으로 형성되어지는 토양 삽입 빛 전달 방사 핀(1b)과, 토양 삽입부와 토양 위 돌출 부분에 광 케이블을 삽입설치할 수 있는 홈이 형성되어진 토양 삽입 빛 전달 방사 핀(1a)으로 제공되어 토양 속에 찔러 넣어 토양 속에서 빛 에너지가 방사될 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 본 발명에 이용되는 토양 삽입 및 전달 방사 핀(1a, 1b) 이다.

본 발명의 "빛 전달 광 케이블"을 설명하자면 다음과 같다.

일반적으로 빛 전달 케이블에는 석영제의 것과 프라스틱 수지 제의 것이 있는데 일명 광 파이버(fiber)라고도 불리는 것으로, 굳이 제약하지는 않지만 본 발명에서는 비교적 근거리의 빛 전달이므로 신축성과 저가형의 특성을 갖는 수지제의 광 케이블을 선택함이 좋을 듯하며, 그의 직경은 수 센티미터 내의 것으로 제공되어지며, 상세히는 도면을 참조로 후술되어질 내용으로서, 지면으로부터 1 미터이내의 공간과 토양 겉면에 햇빛이 전달되지 못하는 응달진 토양을 갖는 과수원, 조림원 등의 특수성을 감안하여 소정의 높이에 설치되어진 집광체로부터 토양 삽입 빛전달 방사 핀(1a)까지 빛을 운송 전달하는 매질의 역할을 하는 것이다.

그리고, 본 발명에서 태양 에너지를 전기적 에너지로 다시 원적외선 에너지로 변환하여 토양 속에 작용토록 하는 농사장치에서 전원 공급 수단, 제어 입력 설정 수단, 온도 감지 수단, 작동 표시 수단, 출력 제어 수단과 중앙 제어 장치로 구비되는 전기적 제어 장치의 구성과 작용을 설명하자면 다음과 같다.

전기적 에너지를 필요로 하는 요소 및 수단에 전기적 에너지를 공급하는 전원 공급 수단이, 전원 소스(source)를 통상의 태양 전지로 구비되고, 그에 부수적으로 수반되어지는 충전 제어 회로와, 충전 건전지(약칭 "충전지")가 구비되고, 제너(zenner) 다이오드 내지는 정전압 제어 소자로 제공되는 정전압의 제어 회로가 구비되고, 상기 전원 공급을 온, 오프(on, off)하는 스위치가 구비되어 제공되어지는 한편 ,

제어 입력 설정 수단은, 본 발명에 따른 환경 친화적 농사법 및 농사 장치를 농사에 적용함에 있어서 토양의 질(수분 함량, 산성화 정도, 일조량의 차이 정도, 토양 공기의 밀도 등등), 병충해의 정도(선충 또는 유충 내지는 병원균의 종류, 피해의 진행 상태 등등), 농작물 내지는 식물의 생장 상태(발아 단계, 싹 돋음 상태, 번무 상태, 결실 상태 등등), 농작물의 종류(과실수, 고추, 오이 배추, 벼, 감자 등등)에 따라 설정 온도 내지는 가동 시간 설정이 스위치 내지는 볼륨 등의 조작 회로로 구비되는 형태로 제공되어지는 한편,

토양의 온도 감지 수단은, 통상적인 온도 감지 센서와 주변회로로 구비되어, 원적외선 방사 작용의 온, 오프를 제어할 수 있도록 정보를 제공하기 위한 것으로,일반적으로 더미스터(thermistor) 등으로 구비되는 (여기서, 보다 더 과학적인 데이터를 기본으로 하는 영농을 제공하기 위한 일환으로 본 발명의 실시 예의 도면에는 도시하지는 않았지만 토양의 산성화 정도(pH sensor), 토양의 특성(resistance sensor), 토양의 공기 의 산소(산소 sensor) 함유 비율 등의 감지 수단도 이미 공지된 기술이 많은 바 추가로 제공되어 구성 할 수 있는 것이다.) 형태로 제공되어지는 한편,

작동 표시 수단은, 전기적 제어 장치의 모든 작동 정보(작용 내용, 작용 경과 시간, 토양 온도 상태 및 고장 상태 등등)를 시각적으로 인식 할 수 있는 기능을 제공하는 것으로 "LED" 내지는 "LCD"으로 구비되어 제공되어지는 한편,

출력 제어 수단은, 발열체의 출력 제어 수단은 릴레이 내지는 반도제 스위칭 소자 등으로 구비되어 제공되어지고,

중앙 제어 장치는, 전원 공급 수단으로부터 전원을 받아, 상기 설명되어진 입력 수단인 온도 감지 수단, 제어 입력 설정 수단과 출력 제어 수단을 종합 적으로 입, 출력의 제어를 수행하는 것으로 통상의 마이컴 등으로 구비되어지는 것이며, 입력 수단으로부터 받은 데이터와 기본 저장된 기억된 데이터를 바탕으로 출력수단을 가동 제어하고, 그의 입출력 상황의 정보를 작동 표시 수단에 전달하여 사용자가 인식을 할 수 있도록 하는 기능을 제공하는 것이며,

상기 설명되어진 전기적 제어 장치의 전기적 회로 구성은 통상의 등 분야의 지식인이라면 능히 제공되어질 수 있는 것이며, 또한 공지된 기술이 많은 분야이므로 일일이 회로를 예시하지 않았지만, 그의 기본 적 구성 수단은 본 발명에서 마땅히 보호받아야 할 것이다.

이상으로 공통적으로 수반되어지는 구성과 작용을 선술하였고 보다 상세히 첨부 도면을 예시하여 설명하자면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 토양 속내에 직접 작용하는 태양 에너지의 공급 장치를 이용한 농사의 실시 일례의 사시도로서 상세히 설명하자면 다음과 같다.

석영 내지는 유리 제로 구비되는 투명의 집광체(2)가, 토양 속에 고정되어지는 수 미터의 높이를 갖는 막대 형태로 구비되는 지지대(6) 상부에 고정되고, 상기 집광체(2)에 삽입 고정 설치된 빛 전달 방사의 투명 핀(1a) 사이에 빛(광선)의 전달을 위하여 광 전달 매체인 광 케이블(cable)로 연결 구성하여 제공되는 것으로,

즉, 토양에 삽입 설치 고정되어진 지지대(6)에 의해서 상공에 띄어져 있는 집광체(2)가 햇빛을 흡수하고, 흡수된 햇빛은 광 케이블(cable)을 통하여 토양 속에 찔러져 삽입 설치되어진, 하나 이상의 빛 전달 방사의 투명 핀(1a)에 전달하는 작용을 수용하는 농사 장치로서,

태양 광선의 에너지를 토양 깊숙이 방사하는 환경 친화적 농사 장치로서, 햇빛 즉, 태양 광선의 에너지에 포함되어진 농사에 유익한 원적외선 및 자외선을 토양 속에 방사시킴으로서 자외선에 의한 살균 작용과, 원적외선에 의한 식물 생장 촉진 작용을 수행하는 특징을 갖는 본 발명에 따른 농사용 장치로서 제공되는 것으로서,

특히 상기 도 1에 도시되어진 본 발명의 농사 장치는, 과수원 조림 원 등의 농작물은 키가 비교적 큰 경우이며, 작목(93)이 번무하였을 경우 나무 가지 및 잎새 등에 의하여 토양(90)이 응달져 있는 경우가 많으며, 토질 또한 분자의 밀집도가 높아 통기가 거의 이루어지지 않는 문제점이 있으며, 매미 유충(94)이 토양 속에 기생하면서 부리의 수액을 빨아드려 배나무를 괴사시키는 경우(전남 나주군 다시면)가 있으며, 음지쪽에서 성장하는 경우 내지는 토양의 영양 불균형으로 하나의 경작지에서도 과수의 성장 속도가 틀리는 경우가 많다 할 수 있으며, 상기한 문제점을 개선 할 수 있는 작용을 제공하는 것으로, 햇빛의 적외선에 의한 지온 상승, 자외선에 의한 살균, 적외선에 의한 뿌리의 수분 흡수 촉진 작용, 토양 삽입 핀이 설치된 토양 부분의 공기 통풍 작용 등등의 농사에 유익한 작용을 제공하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 농사 장치와 그 농사장치에 의한 환경 친화적 농사법을 제공하는 것이다.

도 2는 (A), (B), (C)는 상기 도 1 의 본 발명에 따른 토양 속내에 직접 작용하는 태양 에너지의 공급 장치를 이용한 농사에 사용되는 장치의 집광체의 실시 일례의 사시도 (A), (B)와 빛 전달 방사 핀의 단면도(C)를 도시한 것으로 상세히 설명하자면 다음과 같다.

도 2 의 (A)는 도 1에 도시한 본 발명에 따른 환경 친화적 농사 장치의 집 광체의 실시 일례를 사시도로 도시한 것으로 집광부가 구(球) 형상으로 구비되며, 일측 하단 부에 광 케이블을 삽입 고정 설치 할 수 있는 다수의 홈("가")이 구비되고, 하단 끝 부에 지지대(6)를 고정 수용하는 부싱(bushing)("나")이 구비되는 것을 특징으로 하는 구형상의 집광체(2)를 도시한 것이다.

도 2 의 (B)는 도 2의 (A)에 도시한 집광체(2)의 집광부가 역 방향의 원을형상으로 구비되어지는 변형 실시 일례의 집광체(2a)를 도시한 것이다.

도 2 의 (C)는 도 1에 도시한 본 발명에 따른 환경 친화적 농사 장치의 빛 전달 방사의 투명 핀(1a)를 단면도로 도시한 것으로, 석영 내지는 유리제로 제공되어지고, 토양 삽입부("가")와, 지면 위로 노출되는 손잡이 부("나")와, 광 케이블접속 수용 홈("다")이 구비되어지는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 토양 속에 삽입 설치되어져 전달되어진 햇빛 에너지를 방사하는 작용을 하는 빛 전달 방사의 투명 핀(1a)을 단면도로 도시한 것이다.

도 3은 (A), (B), (C)는 본 발명에 따른 토양 속내에 직접 작용하는 태양에너지의 공급 장치를 이용한 농사의 다른 실시 일례의 사시도(A)와 투명 핀의 사시도(B)와 그의 단면도(C)를 도시한 것으로 상세히 설명하자면 다음과 같다.

석영 내지는 유리 제로 구비되고, 토양 속에 고정되어지는 수십 센티미터의 길이로 소정의 형상을 갖는, 투명 꼬챙이 형태로 제공되는 농사용 장치로,

상세하게는, 빛을 흡수하는 집광부("가")와, 손잡이 부("나")와, 손잡이 걸림림 돌기 부("다")와, 토양에 삽입 설치 고정되어지는 끝이 뾰쪽한 원 뿔 형상의 토양 삽입부("라")가 일체로 구비되어짐을 특징으로 하는 것으로, 즉 집광부와 토양 삽입 빛 방사부가 일체로 제공되어지는 것으로 다소 그의 장치의 형상은 (A)에 도시한 바와 같이 집광부가 작은 장치(1b), 집광부가 큰 장치(1c)처럼 자유로운 형태 변형을 할 수 있는 것이지만 그의 변형 실시는 본 발명의 범주 내에 잇다 할수 있는 것이며,

집광부가 햇빛을 흡수하고, 흡수된 햇빛은 토양 속에 찔러져 삽입 설치되어진 토양 삽입부에 직접 전달, 방사되어지는 작용을 하는 농사 장치(1b, 1c)로서,

상기 농사용 장치(1b, 1c)를 이용하여 태양 광선의 에너지를 토양(90) 깊숙이 방사하는 환경 친화적 농사법으로서, 즉 햇빛(태양 광선)의 에너지에 포함되어진 농사에 유익한 원적외선 및 자외선을 토양 속에 방사시킴으로서 자외선에 의한 살균 작용과, 원적외선에 의한 식물(91,92) 생장 촉진 작용을 돕는 특징을 갖는 본 발명에 따른 변형 실시 일례의 농사용 장치와 농사법을 도시한 것으로서,

특히 상기 도 3에 도시되어진 본 발명의 농사 장치(1b, 1c)는 딸기, 채소(92), 고추(91) 등 키가 비교적 작은 경우의 농사에 사용되어지는 것으로서, 토양(90)에 삽입 설치하여 사용하며, 햇빛 에너지의 적외선에 의한 지온 상승, 자외선에 의한 유충 선충(94)의 살균, 적외선에 의한 뿌리의 수분 흡수 촉진 작용, 토양 삽입 핀이 설치된 토양 부분의 공기 유통 지원 작용 등등의 농사에 유익한 작용을 제공하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 농사 장치와 그 장치에 의한 환경 친화적 농사법을 제공하는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 태양 에너지를 전기적 에너지로 변환하고 다시 빛 에너지로 변환하여 토양 속에 직접 공급하는 환경 친화적 농사 장치를 이용한 농사의 실시 일례를 개략 사시도로 도시한 것이며, 도 5는 (A), (B), (C)는 상기 도 4의 농사 장치의 토양 삽입부 장치(50)의 사시도 와 단면도와 원적외선 방사 토양 삽입 핀(3)의 사시도로 도시한 것이며, 도 6은 상기 도 4의 본 발명에 따른 환경친화적 농사 장치의 전기적 제어 장치를 구성하는 수단의 블록 도를 도시한 것으로 상기 도 4 및 도 5 및 도 6을 동시에 참조하면서 상세히 설명하자면 다음과 같다.

토양(90) 속에 삽입되어 원적외선을 방사하는 토양 삽입부 장치(50)의 구성이, 소정의 함체 형상을 갖는 케이스(51)와 하부 커버(52)가 구비되어지고, 상기 하부 커버(52)의 외측 하 단면에 원적외선 방사 핀(3)이 나사 등의 고정 부재(53)를 이용 하나 이상이 장착되어지고, 온도 감지 의 센서(sensor) 핀(70)이 고정되어지고, 상기 케이스(51)의 내부 공간에 전기적 결선 단자 부(4a)가 구비된 발열제(4)가 전기적으로 결선(24)되어져 수용 설치되어지고, 하나 이상의 발열체(4)의 발열부가 원적외선 방사 핀(3)의 내부 공간에 각각 수용 설치되어져 구성되는 한편,

전기적 제어 장치 부(20)의 구성이, 전기적 절연의 케이스(22)에 태양전지(30)와 전기적 제어 장치 회로 기판 조립체(40)가 안착 고정되고 태양 전지의 상면에 투명 창(21)으로 구비되는 덮개를 씌워 구성되는 한편,

상기한 전기적 제어 장치 부(20)와 적외선 방사 장치 부(50)를 전기적 연결 선(24)이 관통되어 수용하는 연결 지지 관(23)으로 결합 구성되어 제공되어지는 것을 특징으로 하는 것이며,

특히, 상기 도 4 내지 도 6에 도시되어진 본 발명의 농사 장치는 토양(90)에 삽일 설치하여 사용하며, 햇빛 에너지를 전기적 에너지로 변환하고 그 전기적 에너지를 발열에 의한 원적외선 에너지로 변환 방사하는 것으로, 원적외선에 의한 지온 상승 작용, 고명 흡수 현상에 의한 물분자의 활성으로 농작물(91, 92)의 뿌리의 수분 흡수 촉진 작용, 토양에 기생하는 유충(94) 등의 살균 작용, 토양 삽입 핀이 설치된 토양 부분의 공기 유통 지원 작용 등등의 농사에 유익한 작용을 제공하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 농사장치와 그 장치에 의한 환경 친화적 농사법을 제공하는 것이다.

그리고, 도 6에 도시한 본 발명에 따른 원적외선 방사 작용을 하는 농사장치의 기술적 구성 수단의 통합 블록(600)이, 전원 공급원인 태양 전지 전원 공급 수단(300)과, 전기적 제어 장치 구성의 수단 볼록(200)과, 토양 삽입 장치 부의 구성 수단의 볼록(500)으로 제공되어지는 것이며,

상세하게는 상기, 전기적 제어 장치 구성의 수단 블록(200)이, 전원 공급 수단(201), 중앙 제어 장치 수단(202), 토양 온도 감지 수단(203), 설정 입력 수단(204), 표시 장치 수단(205), 발열체 출력 작동 제어 수단(206)으로 구비되는 것이며, 상기, 토양 삽입 장치 부의 구성 수단의 블록(500)이 적외선 발생 수단(501), 발열 수단(502), 온도 감지 센서 수단(503)으로 구비되어 구성되어짐을 특징으로 하는 것으로서, 본 발명에 따른 상기 도 4, 도 5의 환경 친화적 농사 장치의 전체를 구성하는 기술적 구성의 수단의 블록을 도시한 것이다.

도 1 내지 도 6에 도시한 환경 친화적 농사 장치는 선술 되어진 토양(90) 속에 기생하는 유충(94) 등의 사멸, 토양 질 개선, 식물 생장 지원 등등의 작용을 위한 것으로, 농작물 (91,92,93)이 생장하는 토양(90)에 삽입하여 사용되어지는 것이며, 토양의 국지적 관리의 용이성과 이동의 편리성을 고려한 장치이며, 산간지역의 농사 및 키가 큰 농작물의 과수, 조림 농사를 특별히 감안하여 발명되어진 것을 특징으로 하는 농사 장치의 구성으로서, 자연 에너지인 태양 에너지(햇빛)를 이용하면서 휴대 이동의 편리성과 농사의 유익한 작용을 얻기 위하여 충분히 고려되어진발명인 것이다.

이상으로 본 발명에 따른 환경 친화적 농사법에 사용되어지는 농사 장치의 실시 일례를 도면을 예시하여 상세히 설명한 바, 그의 장치를 농사법에 활용하는 실시 일례를 들어 설명하기로 한다.

먼저 과수원 내지는 조경수 농사의 경우는, 논농사와 달리 물을 다량 함유하지 않은 형태의 토양이며 또한 밭농사와 같이 객토를 하는 것도 아니므로, 토양의 성질은 매우 입자가 밀도 있게 달라붙어 있는 형태이며, 무성한 나무 잎 및 가지 등으로 토양에 태양 빛이 충분히 조사되지 않아 응달진 형태이며, 특히 작물의 뿌리가 큰 관계로 수액이 충분하며 매미 등의 유충이 서식하기에는 매우 좋은 조건의 토양이며(전남 나주군 다시면의 배 과수원의 경우 매미 유충이 수액을 빨아드려 과실수가 괴사하는 현상도 목격되었음), 특히 토양 속의 산소가 부족한 경우라 할 수 있으며, 토양의 성질은 낙엽 등의 퇴비화로 유기질 및 유익한 박테리아등은 충분하다 할 수 있으며, 상기한, 상황을 감안하여 본 발명에 따른 농사 장치의 작용 중에서도 도 1에 농사 장치를 농사에 적절히 적용 할 경우, 농사에 미치는 유익한 효과를 얻을 수 있는 것이 사실이다.

채소, 고추, 참외 등을 재배하는 하우스 재배를 포함한 밭농사의 경우는, 논농사와 달리 물을 다량 함유하지 않은 형태의 토양이며, 특히 물 속에서는 기생하지 못하는 뿌리 혹 선충 내지는 유해 병원 균 들의 온상으로 제공되는 토양이며, 또한 일정 작물의 재배 시작 시 밭갈이를 하므로 다소 차이는 있지만 토양의 성질은 토양 공기가 어느 정도 유지되는 형태이며, 국지적으로 응달진 현상이 많이 나타나며, 특히 밭작물의 경우 잎이 무성하여 다양한 병해충에 노출되어 있고, 다양한 작물이 재배되어짐으로 인한 토양의 영양분이 부족한 것이 현실이며, 밭농사는 유기 농업이 활성화된 분야이기도 하며 농약이나 비료의 시비가 충분하지 못하여 생산성이 다소 떨어지는 다 할 수 있으며, 상기한 상황을 감안하여 본 발명에 따른 농사 장치의 작용 중 도 3 및 도 4에 도시한 농사 장치를 농사에 적절히 적용할 경우, 농사에 미치는 유익한 효과를 얻을 수 있는 것이 사실이다.

주로 벼를 농작하는 논농사는 토양이 물을 다량 함유하는 형태이며, 특히 과거 보리 등의 이모작 재배가 많이 사라진 현실에서 토양의 질이 상당히 떨어진 상태이며, 화학 비료 내지는 농약의 과다 사용으로 심각한 환경 파괴를 주도하고 있는 것이 현실이며, 상기한 상황을 충분히 감안하여 본 발명에 따른 농사 장치의 작용 중 도 1에 도시한 농사 장치를 농사에 적절히 적용 할 경우, 농사에 미치는 유익한 효과를 얻을 수 있는 것이 사실이다.

이상으로 본 발명에 따른 환경 친화적 농사법 및 농사 장치에 관한 기술적 구성 및 작용에 대하여 상세히 서술한 바 그의 내용을 요약하자면,

본 발명은 태양 에너지의 자연 현상과 작용 원리를 이용한 환경 친화적 농사법 및 농사 장치에 관 한 것으로서, 토양 속에 직접적인 태양 에너지를 방사하는 것과 에너지를 변환하여 방사하는 작용의 각각의 농사 장치에 있어서,

소정의 길이로 원 뿔 또는 끝이 뾰쪽한 형상을 갖는 석영 내지는 유리 재로 구비되는 광선(빛) 전달 및 방사 역할의 투명 핀이 집광부(集光部), 손잡이 부, 토양 삽입부가 구비되는 구조로 제공되어 토양 속에 찔러 넣어 삽설하여, 토양 내에태양 광선이 직접 방사되도록 하는 농사용 장치:

유리 석영 등의 재료로 가공되어지고, 사방에서 햇빛을 받아들이는 구내지는 원뿔 형상으로 제공되는 집광체(集光體)가 독립 구비되어 지지대에 의하여 소정의 높이로 경작지대 고정 설치되어지고, 상기 집광부와 복수의 빛 방사 역할의 투명 핀간을 광 전달 체인 광섬유 등의 연결 부재를 이용하여 광적 결합으로 연결되어 구성되는 것으로서, 토양 속에 찔러 넣어 삽설하여, 토양 속, 복수의 위치에 태양 광선이 직접 방사되도록 하는 농사용 장치;

세라믹 계열의 원적외선 방사 기능을 갖는 재질로 제공되며, 소정의 길이로 원 뿔 또는 끝이 뾰쪽한 형상으로, 그 내부가 소정의 공간이 형성된 원적외선 방사 역할의 토양 삽입 핀이 구비되고, 상기 토양 삽입 핀 내부 공간에 발열체를 매입 고정하는 한편, 태양 전지를 이용 태양 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 상기 발열체를 가동시켜 적외선을 발생시켜, 토양 속에 방사되도록 하는 구성을 특징으로 하는 환경 친화적 영농법를 제공하기 위한 농사용 장치이다.

본 고안은 환경 친화적 농사법을 제공하는 효과와 장점이 있는 것이다.

본 발명에 따른 농사 장치를 이용한 농사법을 적용 한 경우는 농약 살포 량 절감으로 생태계 보호 등의 친환경 농업 실천, 토양의 잔류 농약 제거 및 살균과 산성화 억제로 토양의 질 개선 효과 및 농작물 생장 촉진 효과로 농업 생산성 증대 효과를 얻을 수 있는 것이며, 휴대형으로 구성 한 경우 국지적 관리가 용이한 효과도 있으며, 설치 이동이 자유로운 장점도 있으며, 휴대형 이동형 고정형 등 다양한장치의 형태로 제공되어 질 수 있는 장점도 있는 것이다.

Claims

도면에 도시하고 본문에 서술 한바와 같이 태양 에너지(햇빛)을 이용한 환경 친화적 농사법과 농사 장치에 관한 것으로서,

소정의 길이로 원 뿔 또는 끝이 뾰쪽한 형상을 갖는 석영 내지는 유리 재로 구비되는 광선(빛) 전달 및 방사 역할의 투영 핀이 집광부(集光部), 손잡이 부, 토양 삽입부가 구비되는 구조로 제공되는 농사용 장치 내지는,

유리 석영 등의 재료로 가공되어지고, 사방에서 햇빛을 받아들이는 구 내지는 원뿔 형상으로 제공되는 집광체(集光體)가 독립 구비되어 지지대에 의하여 소정의 높이로 경작지에 고정 설치되어지고, 상기 집광체와 복수의 빛 전달 방사의 투명 핀간을 광섬유 등의 광 전달 부재를 이용 광적으로 결속되어 구성되어 제공되는 농사용 장치를 이용하여, 토양에 찔러 넣어 태양 광선이 토양 속에서 직접 방사되도륵 하는 것을 특징으로 하는 농사용 장치를 이용한 농사 방법.
세라믹 계열의 원적외선 방사 기능을 갖는 재질로 구비되며, 소정의 길이로 원 뿔 또는 끝이 뾰쪽한 형상으로, 그 내부가 공간이 형성된 원적외선방사 역할의 토양 삽입 핀이 구비되고, 상기 토양 삽입 핀 내부 공간에 발열체를 매입 고정되어 구비되는 한편,

태양 전지를 이용 태양 에너지를 전기적 에너지로 변환하고, 전기적 제어 장치에 의하여 상기 발열체를 가동시켜 토양 삽입 핀에서 원적외선이 발생 되도록 하는 한편,

상기 수단들이 소정의 케이스에 수용되어 제공되는 농사용 장치를 이용하여, 토양 속에서 원적회선이 직접 방사되도록 하는 것을 특징으로 하는 농사용 장치를 이용한 농사 방법.
제 1 항에 있어서, 석영 내지는 유리 제로 제공되고 집광부가 구(球)내지는 원뿔 등의 입체 형상으로 구비되며, 일측 하단 부에 광 케이블을 삽입고정 설치 할 수 있는 다수의 홈이 형성되어지고, 하단 끝 부에 지지대(6)를 고정 수용하는 부싱(bushing)이 구비되는 투명의 집광체(2)가, 토양 속에 고정되어지는 수 미터의 높이를 갖는 막대 형태로 구비되는 지지대(6) 상부에 고정되는 한편,

석영 내지는 유리제로 제공되어지고, 토양 삽입부와, 지면 위로 노출되는 손잡이 부와, 광 케이블 접속 수용 홈이 구비되는 햇빛 에너지의 방사 작용을 하는 하나 이상의 빛 전달 방사의 투명 핀(1a)이 구비되어지고,

상기 집광체(2)와 및 전달 방사의 투명 핀(1a) 사이에 빛(광선)의 전달을 위하여 광 전달 매체인 광 케이블(5)로 결속하여 구성되는 것으로서,

토양에 삽입 설치 고정되어진 지지대(6)에 의해서 상공에 띄어져 있는 집광체(2)가 햇빛을 흡수하고, 흡수된 햇빛을 광 케이블(5)을 통하여 토양 속에 삽입 설치되어진, 하나 이상의 빛 전달 방사의 투명 핀(1a)에 전달하며 토양 속에서 햇빛이 방사되도록 하는 것을 특징으로 갖는 농사 장치.
제 1 항에 있어서, 석영 내지는 유리 제로 구비되고, 빛을 흡수하는 집광부와, 손잡이 부와, 손잡이 걸림 돌기 부와, 토양에 삽입 설치 고정되어지는 끝이 뾰쪽한 원 뿔 형상의 토양 삽입부가 일체로 구비되어, 토양 속에 고정되어지는 수십 센티미터의 길이로 투명 꼬챙이 형상으로 제공되어,

집광부가 햇빛을 흡수하고, 흡수된 햇빛은 토양 속에 찔러져 삽입 설치되어진 토양 삽입부에 직접 전달, 방사되어지는 작용을 하는 것을 특징으로 갖는 농사 장치(1b, 1c).
제 2 항에 있어서, 토양(90) 속에 삽입되며 원적외선을 방사하는 토양삽입부 장치(50)의 구성이, 소정의 함체 형상을 갖는 케이스(51)와 하부 커버(52)가 구비되어지고, 상기 하부 커버(52)의 외측 하 단면에 원적외선 방사 핀(3)이 나사 등의 고정 부재(53)를 이용 하나 이상이 장착되어지고, 온도 감지의 센서(sensor) 핀(70)이 고정되어지고, 상기 케이스(51)의 내부 공간에 전기적 결선 단자 부(4a)가 구비된 발열체(4)가 전기적으로 결선(24)되어져 수용 설치되어지고, 하나 이상의 발열체(4)의 발열부가 원적외선 방사 핀(3)의 내부공간에 각각 수용 설치되어 구성되는 한편,

전기적 제어 장치 부(20)의 구성이, 전기적 절연의 케이스(22)에 태양전지(30)와 전기적 제어 장치 회로 기판 조립 체(40)가 안착 고정되고 태양 전지의 상면에 투명 창(21)으로 구비되는 덮개를 씌워 구성되는 한편,

상기한, 적외선 방사 장치 부(50)와 전기적 제어 장치 부(20)가 전선(24)이관통 수용되는 연결 지지 관(23)으로 결합되어 구성되는 것으로서,

햇및 에너지를 전기적 에너지로 변환하고 그 전기적 에너지를 발열에 의한 원적외선 에너지로 변환하여 토양 속에 직접 방사하는 것을 특징으로 갖는 농사 장치.
제 2 항 및 5항에 있어서, 농사 장치의 기술적 구성 수단의 통합 볼록(600)이, 전원 공급원인 태양 전지 전원 공급 수단(300)과, 전기적 제어 장치구성의 수단 블록(200)과, 토양 삽입 장치 부의 구성 수단의 볼록(500)으로 제공되어지는 것으로서,

상기, 전기적 제어 장치 구성의 수단 볼록(200)이, 전원 공급 수단(201), 중앙 제어 장치 수단(202), 토양 온도 감지 수단(203), 설정 입력 수단(204), 표시 장치 수단(205), 발열체 출력 작동 제어 수단(206)으로 구비되고,

상기, 토양 삽입 장치 부의 구성 수단의 블록(500)이 적외선 발생 수단(501), 발열 수단(502), 온도 감지 센서 수단(503)으로 구비되어 구성되어짐을 특징으로 하는 원적외선 방사 기능을 갖는 농사 장치.