KR200429390Y1 - 가정용 수경재배 장치 - Google Patents

Abstract

가정용 수경재배 장치에 관하여 개시한다. 본 고안의 장치는, 재배조와; 재배조보다 상측에 설치되는 배양액통과; 재배조의 수위 검출센서, 재배조 내의 배양액을 펌핑하는 펌프, 펌프를 재배조 및 배양액통과 각각 연결하는 흡액용 튜브들과, 배양액통과 재배조를 연결하는 배액용 튜브, 재배조에 설치된 배수용 튜브, 수위검출센서의 신호를 받아 펌프를 제어하는 컨트롤 박스 및 특정 튜브에 각각 설치되는 개폐용 밸브들을 포함하여 이루어지는 배양액 공급장치가 구비되어, 중력에 의하여 배양액통으로부터 재배조로 배양액이 이동되고 펌프를 통하여 재배조로부터 배양액통으로 배양액이 이동되어 배양액이 순환되는 것을 특징으로 한다. 본 고안에 의하면, 공간 활용도가 크고 베란다 전망을 해치지 않으며, 텃밭과 같은 느낌을 줄 수 있고, 수경재배 장치의 구성 및 사용에 비용이 절감되며, 배양액의 농도가 자동으로 일정 농도로 유지되므로 더운 여름에도 배양액 농도의 증가로 인한 피해를 막을 수 있다.

수경재배, 배양액, 순환, 펌프, 중력, 수위검출센서, 급수통

Description

가정용 수경재배 장치{Apparatus for home hydroponic culture}

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 가정용 수경재배 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

본 고안은 가정용 수경재배 장치에 관한 것으로서, 특히 간헐적인 펌프의 작동과 중력으로 배양액을 계속 순환시킬 수 있는 가정용 수경재배 장치에 관한 것이다.

수경재배란 작물의 생육에 필요한 물과 양분을 토양으로부터 공급받는 방식이 아니고, 배양액으로부터 양분을 공급받도록 하는 식물 재배방법의 하나이다. 이러한 수경재배는 흙이 아닌 무균 배지를 사용함으로써 각종 병충해로부터 식물을 보호할 수 있고, 인체에 유해한 농약을 사용하지 않으며, 잡초가 없고, 작물의 생육에 필요한 각종 성분을 적당한 배율로 희석시킨 배양액을 공급함으로써 식물의 성장을 촉진시켜 단기간 내에 많은 수확량을 얻을 수 있는 이점을 가지고 있다. 또한, 수경재배는 물을 사용하므로 실내의 습도조절에도 활용할 수 있고 작물로부터 산소가 공급되는 것뿐만 아니라 아이들의 정서발달에도 좋은 영향을 끼치므로 아파트의 베란다나 일반 가정의 실내에 수경재배 장치를 설치하여 실내 조경용으로 사용하기도 한다.

수경재배 장치는 배양액이 담겨있는 배양액통과, 식물을 심어서 재배하는 재배조와, 배양액통과 재배조를 연결하는 배관들 및 배양액을 공급하는 등에 필요한 기계 장치를 포함하여 이루어진다.

그런데, 종래의 가정용 수경재배 장치는 통상 재배조가 배양액통 위에 일체형으로 설치됨으로써, 프레임을 만들어 지지해야 하며, 베란다에 설치하였을 경우 재배조와 재배조를 지지하는 프레임 등이 베란다 전망을 해치고, 수경재배 장치가 화단이라기보다는 통상적인 기계장치를 연상시켜 미관을 해치게 되는 단점이 있으며, 베란다에 기존에 높은 턱으로 구성된 화단이 설치되어 있을 경우 수경재배 장치를 설치하기 어렵다는 단점이 있다.

따라서 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 재배조와 배양액통을 분리하여 재배조를 베란다 바닥에 오게 하고 배양액통을 눈에 띄지 않는 위치에 놓음으로써 베란다 전망을 유지하고 베란다 공간 활용도를 제고하며, 기존에 베란다에 높은 턱으로 설치되어 있는 화단을 이용함으로써 재배조를 제외한 필요 부품들만을 구입하여 수경재배함으로써 비용을 절감할 수 있고, 실제 화단과 같은 느낌을 주어 미관을 해치지 않는 가정용 수경재배 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안에 따른 가정용 수경재배 장치는: 재배조(10)와, 상기 재배조보다 상측에 설치되는 배양액통(20)과, 상기 배양액통으로부터 상기 재배조에 배양액을 공급하기 위한 배양액 공급장치를 포함하여 이루어지는 수경재배 장치에 있어서, 상기 배양액 공급장치는: 상기 재배조(10)의 수위를 검출하는 수위 검출센서(110)와; 상기 재배조(10) 내의 배양액을 펌핑하는 펌프(120)와; 상기 펌프(120)를 상기 재배조(10) 및 상기 배양액통(120)과 각각 연결하는 흡액용 튜브들(151, 152)과; 상기 배양액통(20)과 상기 재배조(10)를 연결하는 배액용 튜브(153)와; 상기 재배조(10)에 설치된 배수용 튜브(154)와; 상기 수위검출센서(10) 및 상기 펌프(120)와 연결되어 상기 재배조(10)의 수위가 제1 설정 수위가 되면 상기 재배조(10) 내의 배양액이 상기 흡액용 튜브들(151, 152)을 통하여 상기 배양액통(20)쪽으로 이동되도록 상기 펌프(120)를 작동시키고 상기 재배조(10)의 수위가 제2 설정 수위가 되면 상기 펌프(120)의 작동을 중지시키는 컨트롤 박스(130)와; 상기 배액용 튜브(153) 및 배수용 튜브(154)에 각각 설치되는 개폐용 밸브들(161, 162)을 포함하여 이루어져, 중력에 의하여 상기 배액용 튜브(153)를 통해 상기 배양액통(20)으로부터 상기 재배조(10)로 배양액이 이동되고, 상기 펌프(120)를 통하여 상기 재배조(10)로부터 상기 배양액통(20)으로 배양액이 이동되어 배양액이 순환되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 배양액통(20) 상측에 위치되도록 설치되며 뚜껑이 있는 급수통(140)과; 미리 설정된 상기 배양액통(20)의 최저 수위에 끝단이 위치되도록 상기 급수통(140)에 수직으로 설치된 급수용 튜브(155)가 더 포함되며, 상기 재배조(10)의 수위가 상기 제1 설정 수위가 되면 상기 배양액통(20) 내의 수위는 상기 최저 수위보다 낮은 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 가정용 수경재배 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 수경 재배 장치는 재배조(10)와, 배양액통(20)과, 배양액통(20)으로부터 재배조(10)에 배양액을 공급하기 위한 배양액 공급장치를 포함하여 이루어진다. 이 때, 배양액통(20)은 재배조(10)보다 상측에 설치될 뿐 재배조(10)와 배양액통(20)은 통상적인 것과 유사하므로 구체적인 설명은 생략하고 배양액 공급장치에 대하여 중점적으로 설명한다. 이 때, 재배조(10)로 베란다에 벽돌을 쌓아서 화단의 턱을 만든 후 방수처리와 배수구를 마련하거나 기존의 높은 턱이 있는 화단에 방수처리와 배수구를 마련하는 등의 간단한 방법으로 개조하여 이용하거나 또는 상부가 개방되어 있는 상자를 방수처리와 배수구를 마련하여서도 이용할 수 있다.

재배조(10)에는 다공성 배지(30)들이 투입되어 있는데, 그 다공성 배지(30) 들은 배양액이 공급되어도 뜨지 않도록 비중이 물보다 무거워야 한다.

배양액 공급장치는 수위 검출센서(110)와, 펌프(120)와, 컨트롤 박스(130)와, 급수통(140)과, 각종 튜브들(151, 152, 153, 154, 155)과 특정 튜브들에 설치되는 개폐용 밸브들(161, 162, 163)을 포함하여 이루어진다.

본 실시예에서는 수위 검출 센서(110)로서 재배조(10)의 하한 수위와 상한 수위를 각각 검출하는 전극봉 형태의 수위 검출 센서를 사용하였다. 부연하면, 수위 검출 센서(110)에 있어서 도면 부호 (a)로 표기된 것은 상한 수위에 위치되도록, 도면 부호 (b)로 표기된 것은 하한 수위에 위치되도록, 그리고 도면 부호 (c)로 표기된 것은 공통 베이스가 되도록 재배조의 바닥면 조금 위쪽에 각각 설치된다.

펌프(120)는 컨트롤 박스(130)의 제어신호에 의하여 재배조(20) 내의 배양액을 펌핑한다. 펌프(120)에는 재배조(10)와 연결하는 제1 흡액용 튜브(151) 및 배양액통(20)과 연결하는 제2 흡액용 튜브(152)가 각각 설치된다. 이 때, 제1 흡액용 튜브(151)의 하단이 재배조(10)에 있어서 하한 수위보다 높게 위치되면 수위 검출 센서(110)에 있어서 도면 부호 (b)로 표기된 것으로부터 신호를 받지 못하여 펌프(120)가 공회전을 하게 되므로 제1 흡액용 튜브(151)의 하단은 재배조(10)에 있어서 하한 수위보다 낮게 위치되어야 한다.

컨트롤 박스(130)는 재배조(10)의 수위가 제1 설정 수위가 되면, 즉 상한 수위가 되면 재배조(10) 내의 배양액이 흡액용 튜브들(151, 152)을 통하여 배양액통(20)쪽으로 이동되도록 펌프(120)를 작동시키고 재배조(10)의 수위가 제2 설정 수위, 즉 하한 수위가 되면 펌프(120)의 작동을 중지시킨다. 부연하면, 수위 검출 센서(110)에 있어서 도면 부호 (c)로 표기된 것은 항상 배양액에 잠겨 있으며, 도면 부호 (b)와 (c)로 표기된 것이 배양액에 잠긴 상태에서 배양액통(20)으로부터 배양액이 유입되어 도면 부호 (a)로 표기된 것이 배양액에 닿으면 펌프가 작동을 시작하고, 펌프(120)에 의하여 배양액이 재배조(10)로부터 유출되어 도면 부호 (b)로 표기된 것이 배양액으로부터 떨어지면 펌프(120)가 작동을 멈추게 된다.

이와 같이, 배양액이 펌프(120)에 의해 재배조(10)에서 배양액통(20)으로 이동되는 것과는 달리 배양액통(20)과 재배조(10)는 배액용 튜브(153)에 의해 연결되며 배양액통(20)이 재배조(10)보다는 상측에 설치되므로 배양액통(20)에서 재배조(10)로의 배양액 이동은 중력에 의해 이루어진다. 이 때, 배액용 튜브(153)에는 개폐용 밸브(161)가 설치되는 데, 그 밸브(161)의 개폐 정도를 조절함으로써 시간당 배양액의 이동량을 조절하게 된다.

그리고 재배조(10)의 하단에는 개폐용 밸브(162)가 설치된 배수용 튜브(154)가 연결된다.

한편, 시간이 경과함에 따라 식물이 물을 흡수하거나 자연 증발에 의하여 수분이 감소하여 재배조(10)로부터 배양액통(20)으로 유입되는 배양액의 농도가 증가되면 농도가 증가된 배양액이 다시 재배조(10)로 유입되어 식물의 성장에 악영향을 미치게 된다. 따라서 순수한 물을 공급하여 배양액의 총량을 유지함으로써 배양액의 농도가 증가하는 것을 방지하기 위하여 배양액통(20) 상측에 뚜껑이 있는 별도의 급수통(140)이 설치되고, 미리 설정된 배양액통(20)의 최저 수위에 끝단이 위치 되도록 급수통(140)에 수직으로 급수용 튜브(155)가 설치된다. 따라서 급수통(140)의 뚜껑이 닫혀있고 배양액통 내의 배양액 수위가 최저 수위 보다 높은 상태에서는 급수통(140) 내의 물이 배양액통(20)으로 유입되지 않는다. 하지만, 재배조(10)의 상한 수위까지 배양액이 재배조(10)로 유입되면 배양액통(20) 내의 수위는 최저 수위를 밑돌게 되고, 끝단이 대기 중으로 노출된 급수용 튜브(155)를 통하여 급수통(140) 내의 물이 배양액통(20) 내로 유입되고, 그 물에 의하여 배양액통(20) 내의 수위가 최저 수위에 도달하면 급수용 튜브(155)의 끝단이 배양액에 의해 막히게 되므로 급수통(140)으로부터의 물의 유입이 중단되어 배양액통(20) 내의 배양액 농도는 일정 농도로 유지되게 된다. 이 때, 급수용 튜브(155)의 지름이 너무 작으면 물의 표면 장력에 의하여 공기가 들어가도 물이 나오지 못하게 되므로 급수용 튜브(155)의 내경은 13mm 정도가 바람직하다.

따라서 재배조는 종래의 화단 등을 간단하게 개조하여 꾸밀 수 있으므로 텃밭과 같은 느낌을 줄 수 있으며, 재배조 그 외의 구성요소들만을 구입하면 간단하게 수경재배 장치를 구성할 수 있으므로 사용자들 입장에서는 비용이 절감되게 된다. 또한, 재배조가 바닥에 놓이고 튜브 몇 개만이 노출될 뿐 배양액통과 펌프와 컨트롤 박스 등은 벽에 설치하는 방법 등으로 눈의 띄지 않는 곳에 설치할 수 있으므로 공간 활용도가 크고 미관을 해치지 않으며 베란다 전망을 유지할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 배양액의 농도가 자동으로 일정 농도로 유지되므로 더운 여름에도 배양액 농도의 증가로 인한 피해를 막을 수 있으며, 급수통의 크기에 따라 배양액 자체를 교환해줄 때까지는 별도로 농도 유지용 물을 보충해줄 필요가 없으므 로 사용이 용이하다.

이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 수경재배 장치의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 전원을 차단하여 펌프(120)의 작동을 중지시킨 상태에서 재배조(10)의 배수용 튜브(154)에 설치된 개폐용 밸브(162)를 잠근다. 그리고 배액용 튜브(153)에 설치된 개폐용 밸브(161)를 잠근 상태에서 배양액통(20)에 수돗물을 초기 배양액수위까지 채운다. 이 때, 초기 배양액수위는 초기 배양액수위와 최저 수위 사이에 의해 산출되는 배양액의 양이 재배조(10)의 상한 수위까지 채울 수 있도록 설정한다.

다음에, 수돗물의 공급을 중단하고 급수용 튜브(155)에 설치된 밸브(163)를 잠근 상태에서 급수통(140)에 물을 채운 후 급수통 내로 공기가 유입되지 않도록 뚜껑을 닫는다.

그리고 배양액통(20) 내로 수돗물의 염소 제거를 위한 소량의 염소 제거제를 넣은 후 식물 성장에 필요한 각종 성분을 녹여서 투입한다.

이어서, 배양액 튜브(153)에 설치된 개폐용 밸브(161)를 적당히 열어주고 펌프(120) 작동에 필요한 전원을 온시키며 급수용 튜브에 설치된 밸브(163)를 열어준다.

그러면, 배양액통(20) 내의 배양액은 중력에 의하여 배액용 튜브(153)를 통하여 재배조(10)로 유입되고 재배조(10)의 수위는 점진적으로 상승한다. 재배조(10) 내의 수위가 상한 수위에 이르면 컨트롤 박스(130)에서는 펌프(120)를 작동 시켜 재배조(10) 내의 양액이 배양액통(20)으로 유입되도록 하고 재배조(10) 내의 수위가 하한 수위에 이르면 컨트롤 박스(130)에서는 펌프(120)의 작동을 중단시켜 재배조(10)에서 배양액통(20)으로의 배양액 이동이 중단되도록 한다. 이때에도, 중력에 의한 배양액통(20)에서 재배조(10)로의 배양액 유입은 계속되고 있다.

따라서 배양액은 항상 순환됨에도 불구하고 펌프(120)의 작동은 간헐적이므로 사용자는 전기료를 절감시킬 수 있으며, 결과적으로 배양액은 계속적으로 순환되어 농도가 거의 일정하게 유지되고 재배조(10)의 수위 변동에 따라 식물의 아랫부분까지 충분히 공기가 공급되므로 햇살이나 환기 등 다른 조건만 좋다면 식물은 왕성하게 성장하게 된다.

한편, 식물의 흡수 등에 의하여 배양액내의 필요성분 농도가 많이 저하되면 이를 교환해 주어야 한다. 이때에는 먼저, 펌프(120) 작동용 전원을 차단하고 배액용 튜브(153)와 배수용 튜브(154)에 설치된 개폐용 밸브들(161, 162)을 모두 열어서 배양액통(20)과 재배조(10) 내의 배양액을 모두 밖으로 흘려보낸 후 상기의 방법으로 처음부터 다시 실시함으로써 간단하게 배양액을 교환하게 된다.

상술한 본 고안에 의하면, 재배조는 종래의 화단 또는 상부가 개방된 상자 등을 간단하게 개조하여 꾸밀 수 있으며, 재배조가 바닥에 놓이고 튜브 몇 개만이 노출될 뿐 나머지 구성요소는 눈에 띄지 않는 곳에 설치할 수 있으므로 공간 활용도가 크고 미관을 해치지 않으며 베란다 전망을 유지할 수 있으며, 실제 화단과 같 은 느낌을 줄 수 있다.

또한, 일부 구성요소만을 구입하면 종래의 화단 등을 이용하여 구성할 수 있으므로 사용자들 입장에서는 비용이 절감되며, 간헐적인 펌프의 작동만으로도 배양액을 순환시킬 수 있으므로 역시 비용이 절감된다.

나아가, 배양액의 농도가 자동으로 일정 농도 이하로 유지되므로 더운 여름에도 배양액 농도의 증가로 인한 피해를 막을 수 있다.

본 고안은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (2)

1. 재배조(10)와, 상기 재배조보다 상측에 설치되는 배양액통(20)과, 상기 배양액통으로부터 상기 재배조에 배양액을 공급하기 위한 배양액 공급장치를 포함하여 이루어지는 수경재배 장치에 있어서,

   상기 배양액 공급장치는: 상기 재배조(10)의 수위를 검출하는 수위 검출센서(110)와; 상기 재배조(10) 내의 배양액을 펌핑하는 펌프(120)와; 상기 펌프(120)를 상기 재배조(10) 및 상기 배양액통(120)과 각각 연결하는 흡액용 튜브들(151, 152)과; 상기 배양액통(20)과 상기 재배조(10)를 연결하는 배액용 튜브(153)와; 상기 재배조(10)에 설치된 배수용 튜브(154)와; 상기 수위검출센서(10) 및 상기 펌프(120)와 연결되어 상기 재배조(10)의 수위가 제1 설정 수위가 되면 상기 재배조(10) 내의 배양액이 상기 흡액용 튜브들(151, 152)을 통하여 상기 배양액통(20)쪽으로 이동되도록 상기 펌프(120)를 작동시키고 상기 재배조(10)의 수위가 제2 설정 수위가 되면 상기 펌프(120)의 작동을 중지시키는 컨트롤 박스(130)와; 상기 배액용 튜브(153) 및 배수용 튜브(154)에 각각 설치되는 개폐용 밸브들(161, 162)을 포함하여 이루어져,

   중력에 의하여 상기 배액용 튜브(153)를 통해 상기 배양액통(20)으로부터 상기 재배조(10)로 배양액이 이동되고, 상기 펌프(120)를 통하여 상기 재배조(10)로부터 상기 배양액통(20)으로 배양액이 이동되어 배양액이 순환되는 것을 특징으로 하는 가정용 수경재배 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 배양액통(20) 상측에 위치되도록 설치되며 뚜껑이 있는 급수통(140)과;

   미리 설정된 상기 배양액통(20)의 최저 수위에 끝단이 위치되도록 상기 급수통(140)에 수직으로 설치된 급수용 튜브(155)가 더 포함되며,

   상기 재배조(10)의 수위가 상기 제1 설정 수위가 되면 상기 배양액통(20) 내의 수위는 상기 최저 수위보다 낮은 것을 특징으로 하는 가정용 수경재배 장치.

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