KR20100000745U - 식물 진액의 증액 추출장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 식물이 생장하기 곤란한 척박한 대지나 오랜 가뭄으로 물이 부족하여 식물 성장에 애로가 있을 때에 소량의 물로도 성장을 도울 수 있는 절수형 관수가 가능하고, 농도가 높거나 점성이 커서 자연 상태에서 장시간에 걸쳐 채취하기 곤란한 수액의 농도를 소량의 물로 낮춰서 채취하기 쉽게 하고 수액도 증액시켜 부가가치를 높일 수 있는 식물 진액의 증액 추출장치를 제공하기 위한 것으로서, 진액을 채취할 수목에 드릴로 관수홈을 내고, 이 관수홈에 회수 가능한 관수팁을 틀어박아 물, 영양제가 첨가된 물, 영양제 및 또는 약제가 첨가된 물을 직접 관수하여 조기 성장, 조기 비육화를 촉진하고, 소량의 물로도 환경이 열악한 지역에서 무난히 성장할 수 있게 하는 동시에 농도가 짙고 점도가 높아 대기 중에 노출되면 이내 굳는 바람에 장시간 두고두고 채취하기 곤란한 송진 따위 진액(수액)의 농도 및 점성 조절효과로써 장시간 안전한 추출을 도모하고 진액을 늘리기도 하는 직관수장치와; 상기 관수홈의 하위에 드릴로 낸 채취홈에 추출팁을 나사식으로 틀어박고 진공을 이용하여 농도와 점도가 개선된 진액을 효율 좋게 채취할 수 있는 진액채취장치의 조합으로 된 식물의 진액 증액 추출장치를 특징으로 한다.

식물 진액의 증액 추출장치, 직관수장치, 진액 추출장치.

Description

식물 진액의 증액 추출장치{Extracting apparatus for increasing plant sap}

본 고안은 바이오 에너지로 유효한 유분 함유 수액(송진)을 획기적으로 증가시켜 대량으로 채취할 수 있게 한 식물 진액의 증액 추출장치에 관한 것이다.

농업기술은 주식인 열매와 과일, 뿌리는 더 크고 굵게, 영양가와 당도는 더 높게, 그리고 수액 또는 진액은 더 많이 얻을 수 있는 방향으로 발전해왔다.

이와 함께 근래들어 점차 고갈돼가는 석유로 인한 초고유가시대가 도래하자 당면 과제는 단연 대체에너지이다.

사철 푸른 잎을 자랑하는 소나무의 경우 광합성작용은 연중 계속되지만, 뿌리가 저온 때문에 제기능을 온전히 발휘하지 못하는 2~4월, 9~11월은 수분을 충분히 흡수하지 못하는 관계로 일조량이 풍부하더라도 광합성작용이 원활하지 않아 영양분을 충분하게 생산하지 못한다.

뿌리에서 수분이 제대로 흡수되지 않아 생산된 영양분이 축적되더라도 잎과 줄기 및 가지로 원활히 이동할 수 없거나 속도가 느려지는 탓에 더 이상 영양분을 생산할 수 없는 한계점에 도달하여 소중한 태양에너지만 허비하고 말기 때문이다.

소나무는 기온이 상승하는 5,6월경에 본격적인 성장세를 보이다가도 혹서기인 7, 8월경에 조금만 가뭄이 들면 수분 부족으로 성장이 지체된다.

강우기가 아닌 시기에도 대량의 수분을 계속 흡수할 수 있는 강가의 식물은 무성하게 자라는 반면 강우기가 아닌 때에는 수분이 부족하기 마련인 언덕이나 산 정상 부근의 식물은 성장이 더디고 빈약함을 면치 못하는 사례로 미루어 짐작이 가는 대목이다.

이런 점에서 사시사철 푸른 잎을 지녀 자라는 여건을 갖춘 나무나 식물은 가뭄과 저온의 영향으로 인하여 수분과 영양분을 제대로 흡수할 수 없어서 성장이 중단되거나 매우 더딘 것은 사실이므로 식물의 본능과 강한 생명력, 자기방어능력을 최대한 활용하여 인간의 먹거리와 목재, 연료 등을 단기간에 대량으로 생산할 수 있는 대책은 그래서 중요하다.

식물의 기능은 동물의 신체 특성과 비교해서 설명할 필요가 있다. 식물과 비슷한 본능과 소화기능을 가진 동물도 혈액이나 각종 분비물을 많이 소비한 때에는 평소 때와는 달리 소비된 혈액이나 분비물을 만드는데 신체의 대부분 에너지가 거기에 소모되므로 혈액이나 분비물을 더 만들어 보충하려는 능력을 갖고 있다.

이때, 외부에서 영양소가 공급되지 않으면 영양분이 저장되어 있는 간은 물론 영양분이 축적되어 있는 제2의 간이라고 할 수 있는 살과 근육과 뼈까지도 일부분을 용해해서라도 제기능을 유지토록 하는데 필요한 최소한의 혈액이나 분비물을 만들어 충당하고야 만다.

물론 그 능력이 미치지 못할 수준이어서 치명상이 우려되는 경우, 외부적인 방법으로 혈액을 투입하거나 치료를 하지 않으면 생명을 잃을 수도 있다. 반대로 동물의 몸속에 불필요하게 남아도는 영양분은 대부분 간에 저장된다. 간에 저장하고도 남는 영양분은 혈액에 저장되고 그래도 남는 것은 살과 근육과 뼈에 저장되면서 키가 커지고 신체도 비대해진다.

식물도 동물과 비슷한 본능과 자기 방어능력을 지니고 있어서 수분과 영양이 충분히 공급될 때에는 풍성한 결실을 하게 되지만 그렇지 못할 때에는 흡수할 수 있는 수분과 영양분에 대비한 수준만큼만 생산하고 성장만 한다.

동물과 식물이 성장하고 결실하는데 가장 중요한 것은 동물은 혈액이고 식물은 진액이다. 식물의 성장과 결실은 체내에 있는 진액의 양과 깊은 관계가 있다. 식물은 진액을 대량 생산함으로써 성장과 결실을 좌우한다는 것이다.

식물에서 진액을 채취할 때 진액을 채취당하지 않는 다른 식물보다 월등히 더 많은 진액을 만들려는 강인하고 무서운 방어능력을 지니고 있으며, 상황에 따라서는 진액의 생산량도 달라진다. 물과 영양분이 충분히 공급된다면 잎에서 태양광으로부터 광합성작용을 할 수 있는 한 최대한으로 많은 진액을 만들어낸다.

그러나 식물은 진액을 만드는데 물과 영양소가 충분히 공급되지 않으면 기능을 제대로 발휘하지 못하고, 물과 영양소가 공급되지 않은 상태로 진액을 착취당하면 그 식물은 영양실조와 수분 부족으로 진액생산이 중단되거나 성장을 멈추고 심하면 고사되고 만다.

진액이 진해서 석유로 생산이 가능한 소나무 등의 식물로 저공해 바이오 에너지를 대량으로 생산하고자 할 때 그리고 식물로부터 과일이나 뿌리를 더 크고 많 이 다수확하려거나 식물 전체를 조속히 성장시키려면 이와 같은 식물의 본능과 자기 방어능력을 더욱 효과적으로 이용할 필요가 있다.

여하튼, 초고유가시대에 대비하고, 공해로부터 지구환경도 지키기 위해서는 고갈추세에 있는 화석연료를 대체할 바이오 에너지의 개발과 그런 에너지의 대량 생산에 관한 기술개발이 절실하다.

바이오 에너지로 대표되는 것으로는 바이오 디젤과 알코올을 얻기 위한 콩과 옥수수가 있다. 콩과 옥수수는 고가품이기 때문에 바이오 에너지 생산에 비경제적이고, 온난기에만 수확이 가능하므로 양적으로도 부족하다.

온대지방에서 재배 가능한 콩, 옥수수가 생장하여 결실을 맺기까지는 약 4개월여가 소요된다. 또, 콩과 옥수수는 한번 수확으로 다시 경작지를 정리하고 파종하는 많은 노력과 막대한 자금을 투자해야만 한다.

같은 기간 동안 콩, 옥수수의 재배면적과 동일한 재배지에서 자란 소나무, 고무나무는 그 보다 100배 이상의 바이오 에너지를 생산할 수 있는 진액이 생산될 수 있다는 보고가 있다.

그래서 바이오 에너지원이 곡물이기 보다는 소나무, 고무나무 등에서 채취되는 진액이 훨씬 더 경제적이고, 식물이 존재하는 한 영구적으로 석유 생산도 가능하다. 이런 관점에서 특히 소나무는 일반 석유보다 휘발성이 월등 강하고 옥탄가도 높아 석유 대체연료로 아주 훌륭한 자원될 수 있다.

과일과 뿌리를 더 많이 얻고자 하는 목적과 바이오 석유를 생산할 목적으로 식물 전체와 식물의 진액을 대량 생산하는 기술로 풍부한 식량을 얻고, 그리고 대 체에너지원을 발굴하는 것은 인류적 과제라해도 결코 과언이 아니다.

식물은 자신의 진액이 농도가 연할 때 본능적으로 그렇지 못한 일반적인 자연 상태보다 더욱 더 광합성작용과 탄소동화작용을 바쁘게 하려고하며, 고유의 농도를 유지하려고 총력을 기울인다. 반대로 일조량이 많아 광합성작용은 충분하지만 가뭄이 심하여 수분과 영양분을 흡수할 수 없는 지경에 처하면 진액생산을 중지하고, 체내에 지녔던 수분을 잃음으로써 성장을 멈추거나 퇴보한다.

이럴 때, 그 식물에 수분만 투입된다면 동물의 신체와 마찬가지로 자신의 부드러운 부분이 지닌 농도보다도 낮은 수분에 용해되어 진액의 농도를 높이려고 한다. 하지만 그런 상태는 식물이 빈약해서 병해충에 약하고 고사될 위험도 따른다.

그러므로 나무나 식물을 급성장시키려거나 다수확 및 진액을 많이 생산하게 하려면 물과 각종 영양소를 적절히 희석하여 투입하는 것은 절대적이다. 가뭄으로 인하여 수분과 영양분을 충분히 섭취할 수 없는 상황에 처한 나무나 식물이 일조량이 아무리 많아도 성장을 멈추게 되지만 외부로부터 수분과 영양소를 보급 받는 식물은 비가 온 후에 활기를 찾아 다시 성장하는 것에 마찬가지로 빠르게 성장하는 데 필요한 진액 생산에 박차를 가하게 된다.

그리고 각종 영양소를 물과 함께 투입하면 병충해에 대한 면역성이 저하되므로 병충해에 대비하는 약품도 정기적으로 수분과 함께 투입할 필요가 있다.

나무를 급히 성장시키거나 과일과 뿌리를 더 굵고 많은 양을 생산하기를 바란다면 바이오 에너지라는 이중 목적을 위해서도 필요 이상으로 많은 진액을 채취하는 것은 삼가고 오로지 한 가지 용도만을 생각해야 할 것이다.

나무를 급히 성장시키거나 과일과 뿌리 등을 굵고 대량 생산하고자 하거나 인공석유생산에 필요한 진액을 다량 채취하는 경우에는 강제적인 방법으로 적기에 수분과 각종 영양분을 투여할 필요가 있다.

식물의 뿌리가 수분을 비롯한 각종 영양분을 토양에서 흡수하는 과정은 식물의 뿌리 내부에 존재하는 진액의 농도가 토양 속에 잔류하는 물보다 진해서 토양 속에 존재하는 물을 농도가 진한 식물의 진액이 흡수하는 과정은 삼투압 현상이다.

이렇게 식물의 뿌리에서 삼투압으로 흡수된 물과 영양분은 그 뿌리에 존재하는 진액에 흡수된 수분에 의해 보다 더 상부에 존재하는 진액보다 농도가 더 낮으므로 농도가 진한 상부의 진액으로 흡수되어 더 진한 진액을 녹이게 되며, 수분이 높아지고 또 그렇게 녹은 진액은 더 상부의 진액보다 농도가 낮으므로 또 농도가 진한 상부의 진액을 녹이기를 연쇄적으로 반복하며 수분이 상부로 또 상부로 계속 침투되는 과정으로 수분이 상부로 이동하여 나무의 생명을 유지시켜 주는 영양분을 만드는 잎에까지 수분이 도달하게 된다.

이때, 잎은 이미 태양광과 태양열에 의하여 뿌리가 흡수하여 보내 주는 수분과 영양분으로 광합성작용을 하면서 녹말 등 식물이 필요로 하는 다른 영양소로 바꾸어 이제 막 도착한 수분은 농도가 낮으니 농도가 낮은 수분에 접촉된 그 영양소는 녹아서 흡수되지 않을 수 없고, 그 수분의 대부분은 태양열에 달구어진 잎의 외부로 방출되고 수분보다 입자가 큰 진액에 포함된 성분은 식물의 체내에 남게 되어 수액은 점점 더 진한 진액으로 변한다.

이 진액은 뿌리 내부에 존재하는 진액의 짙은 농도보다 더 연한 토양속의 물 을 흡수하는 삼투압의 현상이 지속적으로 일어나면서 식물의 아래로부터 지속적으로 올라오는 수분으로 인해 잎이 생산해 둔 영양소를 녹여 진액으로 바꾸기를 거듭하며, 이에 따라 식물 내부에는 진한 진액이 점점 더 축적되게 된다.

식물의 진액 축적이 거듭하다가 종국에는 진액이 뿌리로부터 더 많은 수분을 흡수하게 되고 그 수분이 진한 진액을 녹여 더욱 더 증가하는 진액의 량에 의해 식물의 내부에서 포만하고 비대해져 점점 팽창하려는 압력이 발생하는데 그 압력은 식물의 딱딱한 부위를 변형시키는 것보다 가장 연약한 부위를 우선적으로 팽창시킨다.

겨울이 존재하는 지방의 경우 전년도에 생산된 진액은 동면하는 나무의 체내에 머물다가 봄이 되어 뿌리가 제 기능을 발휘하면서 진액은 토양속의 수분을 삼투압 현상으로 흡수하게 된다. 이때, 나무의 체내에는 갑자기 진액의 팽창력이 발생하게 되는데, 나무의 가장 연약한 부위인 새싹을 외부로 밀어내고 또 그렇게 밀려나는 새싹은 그 진액의 팽창력에 의해 점점 밀려 나가 자라게 된다.

또, 진액이 뿌리에서 수분을 삼투압으로 흡수한 그 직후 나무의 체내에 형성된 팽창력은 그 나무에서 가장 연약한 꽃이 될 부위를 외부로 밀어내어 꽃이 피어나게 하다가 봄부터 여름에 걸쳐 뿌리가 흡수하는 수분과 영양분을 흡수하고 강열한 태양에 의해 광합성작용으로 만들어지는 진액이 점점 더 나무의 체내에 축적되면서 팽창하는 압력은 식물의 다른 부위보다 더 연약한 과일에 영향을 끼쳐 살찌우게 한다.

이러한 과정에서 식물의 연약한 부분이라서 진액이 점점 밀어 성장하게 해 주는 과일의 내부에는 진액이 태양과 대기로부터 수분을 과대하게 증발 당하게 되고, 이에 농도가 높아진 진액은 식물의 다른 부위로 쉽게 이동할 수 없어 그대로 과일에 축적된다.

식물의 본능을 이용하여 인공적으로 나무나 과일과 뿌리를 급속히 성장시키려면 새싹이 틀 때나 과일이 맺힐 때에 식물의 체내에 각종 영영분이 함유된 물을 그 식물의 한계선 이내의 강력한 고압으로 강하고 꾸준하게 주입하면 그 식물의 새싹이나 과일은 고유의 제 기능과 비교가 되지 않을 정도로 이른 시기에 더 굵고 더 큰 순과 과일이나 뿌리로 자라나게 되고 엽 면적도 월등히 크며 키도 높이 솟아오른다.

새싹이 다 자란 이후에도 영양분이 포함된 물을 그 식물이 지닌 한계선 이내의 고압으로 식물의 체내에 팽창력이 강력히 유지되도록 방치하면 더욱 굵어지고 비대해지며 급성장한다.

그러나 자생 소나무나 고무나무, 잣나무 등으로부터 바이오 에너지용 진액을 얻으려고 해도 양이 적다는 데 문제가 있다. 또, 농도가 짙고, 점성이 높은 수액은 채취하더라도 너무 쉽게 굳기 때문에 채취에 상당한 어려움이 따른다.

식물이 자라는데 필요한 영양분을 만들려면 빛(열)과 물과 영양분이라는 삼합이 맞아야 하는데 일조량이 풍부하여 태양광과 열이 충분하여도 가뭄이 잠시라도 지속될 때 토양에 수분과 영양분을 흡수할 수 없거나 흡수가 용이하지 못한 불안전한 조건을 지닌 자연의 상태로는 그 식물이 지닌 목적을 충분히 달성할 수 없자 태양에 의해 탄소동화작용을 끈임 없이 하고 있을 그 식물의 잎만 검푸르러져 잎의 진액만 진해질 뿐 그 한계를 넘어 버리면 영양분의 부족으로 인하여 더 이상 녹말 등을 만들 수 없고, 태양광과 열을 제대로 활용하기도 곤란하다.

이와 같이 나무에서 얻으려는 바이오 에너지용 자원은 양적으로 매우 적으므로 인공적으로 식물에 수분과 영양분을 강제로 주입하여 진액을 대량 채취하고 식물의 몸통까지 급성장시켜 진액과 식물의 전체를 활용하여 바이오 에너지용 원료를 대량으로 생산하기 위해서는 특단의 대책이 필요하다.

따라서 본 고안의 목적은 식물이 생장하기 곤란한 척박한 대지나 오랜 가뭄으로 물이 부족하여 식물 성장에 애로가 있을 때에 소량의 물로도 성장을 도울 수 있는 절수형 관수가 가능하고, 농도가 높거나 점성이 커서 자연 상태에서 장시간에 걸쳐 채취하기 곤란한 수액의 농도를 소량의 물로 낮춰서 채취하기 쉽게 하고 수액도 증액시켜 부가가치를 높일 수 있는 식물 진액의 증액 추출장치를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 고안은 진액을 채취할 수목에 드릴로 관수홈을 내고, 이 관수홈에 회수 가능한 관수팁을 틀어박아 물, 영양제가 첨가된 물, 영양제 및 또는 약제가 첨가된 물을 직접 관수하여 조기 성장, 조기 비육화를 촉진하고, 소량의 물로도 환경이 열악한 지역에서 무난히 성장할 수 있게 하는 동시에 농도가 짙고 점도가 높아 대기 중에 노출되면 이내 굳는 바람에 장시간 두고두고 채취하기 곤란한 송진 따위 진액(수액)의 농도 및 점성 조절효과로써 장시간 안전한 추출을 도모하고 진액을 늘리기도 하는 직관수장치와; 상기 관수홈의 하위에 드릴로 낸 채취홈에 추출팁을 나사식으로 틀어박고 진공을 이용하여 농도와 점도가 개선된 진액을 효율 좋게 채취할 수 있는 진액채취장치;가 조합된 식물의 진액 증액 추출장치를 제안한다.

수목의 체내에 직접 고압으로 관수함으로써 체외 관수에 비해 훨씬 적은 양의 물로도 최대의 관수효과를 얻을 수 있다.

또, 관수에 질병퇴치와 해충 제거에 유효한 약제, 성장에 필요한 영양제를 첨가하여 건강하고 조기 성장과 살찌게 가꾸어 보다 많은 진액을 수확할 수 있다.

바이오 에너지로 유효한 진액을 내는 수목에 본 고안을 적용하면 자연 서식하는 수목에 비할 수 없을 정도로 많은 양의 진액 생산이 가능하므로 무공해 청정 대체에너지 생산에 박차를 가할 수 있다.

또, 원하는 수목에 직접관수를 채택하면 그 수목 부근에 서식하는 잡목이나 잡초보다도 더 강인한 생명력을 유지하게 되므로 잡목과 잡초는 생명력을 잃고 자연스레 도태되므로 울창한 숲을 가꾸는 데도 유효하다.

특히 강수량이 현저히 적어서 나무를 비롯한 대형 식물은 고사하고 강인한 생명력을 지닌 잡초마저 생존이 불가능하여 버려진 사막과 황무지에서도 소량의 물로 수목을 성장시킬 수 있으므로 식량과 저공해 바이오 에너지원 개발효과도 크다.

수목을 급성장시키거나 대량의 수액을 채취할 목적으로 식물체 내에 강제로 물을 고압으로 투입하여 수목의 체내에 고압이 형성되자 새싹과 순이 기존의 제 기능보다 더 크게 성장하게 하고 잎의 광합성작용에 필요한 수분과 영양소를 뿌리가 흡수하는 이 외에 강제적인 방법으로 극히 소량의 물을 강제 투입하는 직관수장치와 진액채취장치가 필요하다.

직관수장치(A)는 급수부(10)와 급수통(20) 및 관수기(30)를 근간으로 한다. 급수부(10)는 주관수관(11)으로 보급되는 물을 도관(12)과 수관(13)을 거쳐 급수통(20)으로 공급하는 것이다. 도관(12)과 수관(13) 사이에 위치한 예비수통(14)은 사고나 정비 등의 사유로 인하여 주관수관(11)에서 물 공급이 중단될 때 공기가 나무나 식물의 체내로 무단 주입되지 않게 하여 식물이 치명적인 손상을 입지 않도록 방지하기 위한 것이다.

주관수관(11)은 강수량이 미미한 사막 등의 열악한 토양에 조성된 농장과 밀림에 심을 나무, 기타 식물에 수분을 공급하고자 할 때 가장 적은 양의 물로 가장 큰 효과를 올리기 위하여 나무와 식물의 체내에만 물을 강제로 주입하기 위해 농장을 가로질러 설치하는 주급수관이다.

나무나 식물 줄기에 물을 강제 주입할 때에는 주관수관(11)의 내부에는 항상 급수통(20)에 공급할 수 있는 양의 물이 나무나 식물이 견딜 수 있는 최고 한계점 이내의 수준으로 수압이 유지되어야 한다. 그러기 위해서는 주관수관(11)에 물을 공급하는 탱크나 저수지는 급수통(20) 보다도 높은 위치를 선택하여 강력한 수압이 작용하는 위치에너지를 확보한다. 그러면 급수통(20)에 담긴 물은 위치에너지에 의해 높은 수압이 형성된다. 이에 따라 별도의 에너지를 동원하지 않고도 나무나 식물에 자연스럽게 직접 관수가 가능하다.

밸브(15)는 수관(13)을 통하여 급수통(20)에 적량의 물이 공급되도록 제어하는 것으로, 급수통(20)의 내압이 낮아지면 주관수관(11)의 수압에 의하여 유로가 개방되어 급수되고, 급수통(20)의 내압이 주관수관(11)의 수압 이상으로 상승하면 유로를 차단하여 불필요한 급수가 차단되도록 하는 역지변이다. 도관(12) 상에 설 치한다.

급수통(20)은 수목에 주입할 물을 일시적으로 보관하는 것으로, 일측면의 하단부에 관수기(30)를 장착하여 수압과 대기압의 복합작용으로 물이 자연스럽게 주입되도록 돕는다.

급수통(20)의 내부 위쪽은 물이 들어차지 않는 빈 공간(a)으로 남겨서 주관수관(11)의 수압으로 형성될 급수통(20)의 내부 공기압이 일정 수준 이하로 떨어지면 수관(13)상에 설치한 밸브(16)가 유로를 틔워 급수통(20)에 물이 보충되도록 하는 한편 급수통(20)의 물이 수관(13) 쪽으로 역류하지 못하게 차단하고 주관수관(11)에서의 일시적 압력 저하에도 불구하고 물 주입을 가능하게 하는 것이다.

급수통(20)의 바닥에 형성된 배수구(21)에는 내부를 청소할 때 이물질과 잔류수를 빼내낼 때 이용하는 것으로, 배수변(22)이 설치되어 있다. 급수통(20)의 일측 외측벽에는 적어도 1 이상의 분기관(23)이 설치되어 있고, 각 분기관(23) 마다 콕크(24)가 설치된다. 분기관(23)은 급수통(20)에 복수의 관수기(30)를 연결하여 여러 수목에 대하여 동시에 급수할 수 있게 하기 위한 것이다. 수목에 뚫는 관수홈이 약간 상향 경사지게 천공되는 점에 착안하여 콕크(24)는 관수홈과는 반대로 하향되게 장착하여 거기에 연결된 급수용 호스가 구부러지지 않도록 한다.

급수통(20)의 다른 외벽 상에는 관수기(30) 체결용 소켓(25)도 형성되어 있다.

관수기(30)는 중공형 관수팁(31)의 외주면에 나사(32)를 형성하여 딱딱한 나무에 돌려서 박거나 틀어서 빼기 쉽게 구성한 것으로, 관수팁(31)의 곳곳에 급수 공(33)을 뚫어 나이테에 구애받지 않고 수목 내에 산재한 수관으로 물을 공급할 수 있게 한다.

도 2에서, 급수통(20)의 소켓(25)에 체결되는 관수팁(31)의 후단부에는 밸브(34)가 설치되어 있다. 이 밸브(34)는 물이 주입될 때는 급수압에 의해 저절로 변판이 열리고 급수압이 낮아지면 변판이 자동 복귀하여 유로를 차단하는 스프링-볼 유니트형 역지변이다.

그리고 관수팁(31)의 후단부에는 급수통(20)의 소켓(24)에 체결하는 나사(35)와, 스패너로 관수팁(31)을 돌려서 수목에 틀어박거나 뺄 적에 이용하는 육각머리(36)도 형성되어 있다.

도 3에서, 진액채취장치(B)는 진액추출기(40)와 진액흡입통(50)으로 구성된다. 진액추출기(40)의 핵심은 추출팁(41)이다. 추출팁(41)은 수목에 꽂은 관수팁(31)의 아래 쪽에 꽂아서 진액을 뽑아내는 것으로, 관상으로 된 추출팁(41)의 외주면에 나사(42)를 형성하여 딱딱한 나무라도 쉽게 틀어박거나 돌려서 빼기 쉽게 하고, 곳곳에는 수목 내의 진액을 빨아들이는 진액흡입공(43)이 뚫려 있고 그 진액흡입공(43)은 내부가 좁고 외부로 나오면서 점점 더 커야 틀어서 박을 때 나무의 이물질이 잘려서 추출팁(41) 내부로 들어옴을 방지하는 효과를 높인다.

진액흡입공(43)은 진액저장통(50)에 미리 준비되어 있는 진공흡입력으로 수목에 박힌 추출팁(41)을 통해 진액을 흡입하는데 필요한 흡입력에 의하여 진액을 빨아들이는 것으로, 추출팁(41)의 정점에만 천공되고, 추출팁(41)의 하반부에는 밀폐시켜 뿌리가 빨아들여 상부로 이동 중인 수분이 빨려들지 않게 한다. 다시 말 해, 수목의 잎에서 영양분을 흡수한 체액이 아래로 흘러내려 올 때 그 체액만 흡입토록 하기 위한 것이다.

그리고 추출팁(41)의 후단에는 스패너로 수목에 틀어박거나 뺄 때 이용하는 육각머리(44)가 형성되어 있고, 육각머리(44) 뒤로는 진액의 유출을 차단하는 밸브(45)도 장착할 수 있다(도 4참조).

진액저장통(50)은 진액추출기(40)에 의해 추출되는 진액을 받는 것으로, 외측면에 문(52)으로 여닫는 출납구(51)가 형성되어 있고, 천장에는 진액흡입관(53)이 설치되어 있다. 출납구(51)는 진액을 받기 위하여 진액저장통(50) 속에 넣은 비닐 봉지(60)를 씌워 매달거나 진액이 가득 담긴 비닐 봉지(60)를 꺼낼 때 이용하는 출입구이다.

내부 진공화에 의한 진액의 흡입을 위하고 진액이 굳지 않게 방지하기 해서는 진액저장통(50)은 밀봉이 필요하다. 진액흡입관(53) 쪽은 밸브(45,53)로 외기의 유입이 철저히 차단될 수 있다면 남는 것은 출납구(51)의 밀봉문제다. 따라서 상기 문(52)은 출납구(51)를 닫으면 완전 밀폐되게 하여 진액저장통(50)의 진공화를 가능케 한다.

진공흡입관(53)은 일측에 밸브(55)로 개폐되는 니플(56) 일체형이다. 니플(56)은 진액저장통(50)의 내부에 진액을 들어내고 문(52)를 닫은 후 밸브 54와 55를 닫고 진액저장통(50)의 내부에 존재하는 공기를 흡입하여 배출할 목적으로 진공호스를 연결하는 요소이다.

진액저장통(50)의 운반성을 고려하여 탈부착형 호스(57)가 결합되는 진액흡 입관(53) 상부의 밸브(54, 55)는 진액저장통(50)의 중앙에 질서 정연하도록 장치되어야 한다. 진액저장통(50)의 아래 바닥에는 아래에 쌓아둔 다른 진액저장통(50)의 밸브(55)와 니플(56)이 돌출되더라도 상부에 쌓은 진액저장통(50)의 밑바닥에 부딪히지 않을 정도로 진액저장통(50)의 하부에 적절한 깊이로 오목한 홈을 만들어 다단으로 높이 쌓아 운반하기 용이하게 한다. 도 6과 같이 진액저장통(50)을 대형으로 제작하여 많은 나무나 식물의 진액을 한 곳으로 모아 탱크로리로 운반할 수 있도록 할 수도 있다.

진액저장통(50) 위로 노출된 진액흡입관(53)의 상단과 추출팁(41)의 밸브(45)는 호스(57)로 결합하여 수목에서 추출되는 진액이 전량 비닐 봉지(60)에 담기게 한다. 호스(57)는 진액저장통(50)과 원터치로 간편하게 분리할 수 있게 하고 분리될 시 그 호스 내부로 공기가 투입되지 않게 스프링-볼이 입구를 막고 결합과 동시에 열려 진액이 흐르게 한다. 이 호스를 탈착하고 진액이 가득히 담긴 진액저장통(50)을 떼어내고 새 진액을 담을 진액저장통을 장전할 때 그 작업의 신속성과 편의성을 도모한다. 또, 진액저장통(50)과 추출팁(41)이 비스듬하거나 엇갈리게 설치되더라도 이에 상관 없이 진액을 채취하기 쉽게 한다.

밸브(45,54)는 진액흡입관(53)에 씌우고 밴드(70)로 묶어 고정한 비닐 봉지(60)에 적량의 진액이 담긴 후에는 잠가서 더 이상 진액이 담기지 않게 하는 데도 요긴하다.

큰 수목의 경우에는 직접관수 및 진액채취 효율을 높이기 위해 진액저장통(50) 하나에 여러 개의 호스(57)를 진액흡입관(53)에 문어발처럼 직렬 또는 병열 로 설치하여 수율을 높인다. 진액저장통(50)을 대형으로 제작하고 진액흡입관(53)에 복수의 많은 호스(57)를 장착하면 여러 나무의 진액을 한꺼번에 채취할 수 있다.

점도가 높은 진액이 호스(57)와 진액흡입관(53) 내에서 일시 체류하더라도 굳지 않게 하려면 나무나 식물에 설치될 진액추출기(40)가 직각보다는 수직에 가까운 각도로 제작하거나 곧게 제작하여 수목의 상부로 비스듬히 꽂아 고정하고 그 외부에 진액저장통(50)에 연결된 호스(57)와 연결하여 진액을 흡입토록 한다.

도 5에서, 경제적 이용가치가 높은 송진을 생산하지만 다른 수종보다 성장이 느리고 가지가 잘 발생하지 않는 특성을 지닌 소나무(C)를 벌목하기 전에 새로운 가지가 돋아나길 바라는 부위(c2)의 상부에 족쇄(D)를 채운다. 족쇠(D)는 조이거나 풀기 쉬운 철사, 금속밴드 등이다.

고목이나 본디 가지가 돋아나기 곤란한 수목은 벌목하면 가지나 새순이 돋지 않고 고사하기 십상이다. 이처럼 상황이 좋지 못한 나무를 벌목하기 이전에 새로운 가지나 새순이 돋아나도록 조치하여 새로운 새순이 돋아난 이후에 벌목하면 그 새순이 성장하는 속도는 묘목을 심어 성장시키는 것보다 훨씬 더 빠른 효과를 볼 수 있다.

벌목하기 전에 나무의 밑둥치 외피의 상황을 살펴보고 철사나 와이어 또는 금속밴드로 된 족쇄(D)를 나무의 밑둥치에 강하게 채워서 일정시기 동안 나무에 강한 자극을 주면 외피부분에서 뿌리가 흡수한 수분과 나뭇잎이 만든 진액이 상하로 이동이 차단된다. 그러면서 족쇄(D)의 위 아래쪽 연약한 부위가 서서히 부풀어 올 라 두꺼운 껍질은 깨지고 돌출되며 더욱 연약해져서 새순이 돋아날 수밖에 없는 상태로 발전한다.

식물은 뿌리의 기능에 비례하여 성장한다. 그러므로 어린 묘목을 심어서 성장시키는 것보다 이미 그간 고목까지 자라게 해 준 광범위한 면적에 분포되어 있을 뿌리가 흡수하는 물과 영양분의 량은 대량이라서 그 나무를 급속히 성장시켜 많은 수확을 올릴 수 있을 것으로 생각된다. 족쇄(D)를 채워서 벨 부위와 재 성장시킬 부분을 구분하는 이유가 여기에 있다.

나무는 체관과 수관이 나무의 중심부근에도 존재하므로 설령 족쇄(D)의 압력으로 인하여 그 수목에서 수분과 영양분이 차단되어 고사하거나 병들지 않는다.

다음으로 상기와 같은 직관수장치(A)와 진액채취장치(B)를 이용하여 수목에 물을 직접 주입(관수)하여 수액과 진액을 묽게 해 농도와 점성을 낮춰서 수액과 진액을 추출하기 쉽게 하고, 이렇게 조정된 수액을 간편하고 효율 좋게 채취하는 요령을 설명함으로써 이해를 돕고자 한다.

도 5에서, 드릴로 진액을 축출할 나무나 식물에 관수홈(E)을 뚫고 관수기(30)를 틀어박는다.

또 관수홈(E)은 소나무(C)에 급수통(20)을 설치한 후 강제로 주입될 물이 진액추출기(40)로 바로 추출됨을 방지하기 위해 급수통(20)이 장착될 관수홈(E)과 진액 채취홈(F)을 서로 정 반대 편에 위치하게 설치한다.

주관수관(11)에 물을 공급해 주는 물 저장 탱크나 댐이 높은 위치에 존재하여 위치에너지를 지니고 있거나 주관수관(11)으로 물을 공급하는 펌프장치가 항상 일정한 고압을 유지하는 주관수관(11)의 그 압력에 의해 나무나 식물이 지닌 한계점 이내로 강한 고압이 급수통(20)의 내부에서 위쪽 공간에 형성된 공기의 기압에 미쳐 그 압력으로 수목의 체내에 물이 주입되도록 한다.

이때 나무가 뿌리에서 빨아들인 물이 수관을 통하여 상부로 이동해 상승하는 아래 부분은 구멍이 없자 차단되어 있으니 물이 아래로 투입되지 않고 광합성작용과 탄소동화작용을 하며 영양소를 만드는 나뭇잎이 존재하는 상부로만 물이 거의 다 투입되게 할 목적이므로 정상적으로 설치한 후에 물을 주입하는 그 구멍이 상부로 향하도록 장치된 관수기(30)의 급수공(33)과 같이 나무나 식물의 상부로 향한 쪽에만 홈을 둔다.

즉, 급수통(20)을 정상적으로 나무에 장착한 후의 모습은 급수공(33)이 상부로 향하게 설치될 목적으로 관수기(30)의 관수팁(31) 상의 한쪽 면에만 급수공(33)을 여러 개 두고 장착 시 그 급수공(33)이 나무의 상부로 향하게 정착하여 나무의 진액보다 농도가 연한 물이 뿌리로 향해 내려가서 뿌리가 지닌 삼투압으로 수분을 흡수하는 진액의 높은 농도를 묽게 하여 뿌리의 수분 흡입능력을 방해함을 방지하는데 그 목적이다.

또, 진액의 농도가 너무 진해서 채취가 어려운 때에 수분을 대량 공급할 목적으로 급수통(20)의 콕크(23)에 장착된 관에 호스를 장착하여 하나의 급수통(20)에 여러 개의 관수기(30)를 연결하여 보충수를 관수한다. 수소나무(C)의 송진 농도가 높을수록 관수량을 늘려서 송진이 배어 나와 추출팁(41)을 타고 흘러내리기 쉽도록 묽게 변화시킨다.

관수홈(E)의 반대쪽에 드릴로 채취홈(F)을 내고 추출팁(41)을 틀어박는다.

진액이 지체하다가 굳는 것을 방지할 목적으로 진액채취홈(F)은 지면과 수평에서 약간 위로 상향하도록 뚫어 진액추출기(40)의 추출팁(41)을 돌려서 적절한 깊이로 고정할 때 진액흡입공(43)으로 수목의 체관에 존재하는 진액이 유입되어 진액이 아래로 용이하게 흐르게 장치해서 진액저장통(50)으로 향하기 쉽게 한다.

급수통(20)의 관수공(33)으로 주입한 물은 진액으로 바뀌지 않은 상태로 추출팁(41)으로 채취할 진액에 바로 흡입되지 않도록 방지하기 위하여 급수통(20)과 추출팁(41)은 서로 체관과 수관이 다른 반대편 방향에 설치한다. 다시 말해, 추출팁(41)으로 진액이 흡입될 체관과 관수공(33)으로 주입한 물이 흐르는 수관의 위치가 반대편이라야만 급수공(33)으로 주입된 물이 대부분 상부로 이동하여 진한 진액을 생산하는 나뭇잎으로 이동하여 나뭇잎이 광합성작용으로 만들어 둔 녹말 등의 영양소를 희석시켜 다른 곳으로 신속히 이동시켜 주므로 그 나무는 강한 자기 방어능력으로 진액을 대량생산하려는 본능을 발휘하여 더 많은 진액을 얻게 되고 진액의 농도도 고유의 상태보다 낮아지므로 채취하기가 용이하다.

급수공(33)은 진액추출기(40)의 반대편에서 다소 높은 곳에 설치하여 수목의 수관에 급수통(20)에서 급수공(33)으로 투입되는 물이 수관과 체관을 따라 상승하여 수목의 상부에서 태양으로부터 광합성작용으로 만들어둔 나뭇잎에 존재하는 영양소에 물이 투입되어 그 영양소가 물에 용해되어 나무의 진액으로 바뀐 수액 또는 진액이 체관을 타고 내려올 때 진액흡입통(50)에 준비된 진공흡입력이 진액흡입관(53)의 내부에 미쳐 다소 강한 흡입력이 발생하자 그 진공의 흡입력은 진액추출 기(40)의 진액흡입공(43)에 미쳐 수목의 진액을 빨아들이는 강제적인 힘에 의해 진액이 흡입되도록 한다.

이때 진액추출기(40)에 장치된 진액흡입공(43)의 위치도 나무의 상부로 향하게 설치해서 하부에서 뿌리가 흡수한 물이 흡입됨을 방지하는 수단이다.

이렇게 준비하고 물 또는 영양소, 약제 등 수목의 성장에 이로운 첨가물이 녹아 든 물을 직관수장치(A)로 소나무(C)에 직접 관수하면서, 진액저장통(50)의 문(52)을 닫고 도시하지 아니한 진공탱크에 연결된 진공호스를 니플(56)에 꽂고 밸브(55)를 열어 진액저장통(50) 내부를 진공상태로 반전시키거나 진공실로 진액저장통(50)을 들여놓고 밸브(55)를 개방하여 진액저장통(50)의 내부 공기를 제거한 후 밸브(55)를 닫은 다음에 진액저장통(50)을 현장으로 옮겨 추출팁(41)의 밸브(45)에 연결된 호스(57)를 장착하고 밸브(54)를 개방하면 진액저장통(50)의 진공압에 의해 추출팁(41)에서 진액이 강제 흡입된다.

비닐 봉지(60)에 진액이 가득 차면 밸브(45)와 밸브(54)를 잠그고 호스(57)를 진액흡입관(53)에 장착된 밸브(54)에서 분리시켜 진액저장통(50)을 떼어내고 그 즉시 진공상태로 유지되어 있는 다른 진액저장통을 장전하고 밸브(45)와 밸브 (55)를 열어 진액저장통(50)의 진공압으로 후속 진액 추출에 임한다.

상기와 같이 진액을 채취할 수목에서 위쪽에는 직관수장치를 설치하여 진액의 농도, 점도에 따라 적량의 물을 직접 강제 주입하여 농도와 점도를 낮춰서 흘러내리기 좋은 상태로 반전시키고 수목이 진액의 생산량도 늘리는 한편 직관수장치가 설치되어 물이 주입되는 방향의 반대 편 하위에 설치한 진액채취장치로는 사전 관 수에 의해 농도와 점도가 조정된 진액을 채취하여 비닐 봉지에 담고, 비닐 봉지에 진액이 가득 차면 밸브를 잠근 다음에 진액저장통을 회수하여 진액이 가득히 담긴 비닐봉지는 통째로 비우고 진액저장통에 새로운 비닐 봉지를 장전하여 진공이 준비된 작업을 거친 후 다시 현장에 설치하여 후속 진액채취에 임한다. 비닐 봉지는 진액과 함께 간접소각로에 투입하여 석유를 얻는 재료로 간접 소각하여 소각유기물로 거듭나게 한다.

도 6은 복수의 소나무(C)에 저마다 급수기(30)와 추출기(40)를 꽂고 단일 급수부(10)와 진액저장통(50)을 이용하여 직관수 및 진액추출을 시도하는 경우를 예시한다.

도 1은 직관수장치의 구성도

도 2는 관수기의 부분 절개도

도 3은 진액추출장치의 구성도

도 4는 추출팁의 부분 절개도

도 5는 수목에 낸 관수홈과 진액추출홈에 직관수장치와 진액채취장치 를 설치하여 직접 관수하고 진액을 채취하는 경우의 참고도

도 6은 복수의 수목에 저마다 급수기와 추출기를 꽂고 단일 급수부와 진액저장통을 이용하여 직관수 및 진액추출을 시도하는 경우의 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

A: 직관수장치

B: 진액추출장치

10: 급수부

20: 급수통

30: 급수기

31: 급수팁

32,42: 나사

33: 급수공

40: 진액추출기

41: 추출팁

43: 진액흡입공

50: 진액저장통

53: 진액흡입관

Claims (1)

1. 진액을 채취할 수목에 낸 관수홈을 통하여 그 체내에 관수되는 물을 공급하는 밸브(15) 장착형 주관수관(11)에 급수통으로 물을 안내하는 수관(13)이 연결된 급수부(10)와, 급수부(10)로부터 공급되는 물을 일시 저장하는 급수통(20)과, 수목에 나사식으로 틀어박고 빼기 쉬운 나사(32)와 수목의 체내에 직접 관수하는 관수공(33) 및 관수의 역류방지용 밸브(34)가 내장된 채로 상기 급수통(20)에 체결되는 관수팁(31)으로 된 관수기(30)로 이뤄진 직관수장치(A)와;

   수목에 뚫은 진액 추출홈을 통하여 진액을 채취하도록 수목에 나사식으로 틀어박고 빼기 쉬운 나사(42)와 수목의 체내 진액을 흡입하는 진액흡입공(43)이 천공된 추출팁(41)을 갖고 추출팁(41)의 후단에 밸브(45)가 체결된 진액추출기(40)와, 상기 추출팁(41)에 의해 채취되는 진액을 진공압을 이용해 흡입하여 내부 진공화용 니플(56)과 진공압 누설차간용 밸브(55)가 딸린 액흡입관(53)에 씌워진 비닐 봉지(60)에 담기게 한 진액흡입통(50)으로 된 진액채취장치(B);

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 식물 진액의 증액 추출장치.

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