KR20160048670A

KR20160048670A - 다층 양어수경 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20160048670A
Application number: KR1020150146538A
Authority: KR
Inventors: 마사하루 호리; 미츠히로 호타
Original assignee: 호리마사 인터내셔날 씨오., 리미티드
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2016-05-04
Also published as: HK1208588A2; US9974251B2; US20160113222A1; JP2016082900A

Abstract

본 발명은 실내 수직 농업에서 다층 양어수경 시스템 및 양어수경 재배 방법 둘 모두를 제공한다.
전체 시스템은 다음의 구성요소, 즉 (1) 어류 탱크(108), (2) 수중 펌프(100), (3) 생육 베드로의 급수관(101), (4) 생육-베드(109), (5) "벨 사이펀"(103), (6) 수직관(102), (7) 배수관(104), (8) 상부 층의 배수관(105), (9) 최저 층의 배수관(106), 및 (10) 생육-베드의 각각의 층에 부착되는 LED 식물 생육 촉진 램프(107)로 구성된다.
다층 양어수경 시스템의 양어수경 재배 방법은 수중 펌프를 사용하여 최저 높이에 위치되는 어류 탱크로부터 (급수관을 통해) 물을 식물 생육-베드의 각각의 층으로 배수하는 단계를 포함한다. 물이 하나의 특정 생육-베드에서 벨 사이펀의 수직관의 높이까지 충전될 때, 물은 자동적으로 배수관 내로 배수되어, 다시 어류 탱크로 순환한다. 수직 구조물 내의 적어도 하나의 벨 사이펀을 사용하는 강한 수류가 어류 탱크 내로 적합한 공기공급을 제공하고 공기공급 시스템의 동력을 절약함으로써 탄소를 배출하지 않을 것이다.

Description

다층 양어수경 시스템 및 방법{MULTI-LAYERED AQUAPONICS SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 지속가능 농업(sustainable farming)을 위한 양어수경(aquaponics) 재배 분야에 관한 것이다.

수직 농법을 사용하는 많은 실내 수경재배(hydroponics) 시스템이 있지만, 수경재배는 농작물을 생육하는 데 화학적 영양소를 필요로 하기 때문에 유기농 채소를 생육하는 것이 가능하지 않다. 또한, 이들 수경재배 시스템은 그의 배수 설계로 인해 양어수경으로 사용될 수 없다. 또한, 배수 및/또는 일류(overflown)를 제어하기 위해 공기 펌프와 타이머가 필요하다.

에너지 절약 측면에서, 벨 사이펀(Bell Siphon)에 의해 생성되는 상당량의 강한 수류가 배수를 제어하기 위한 공기 펌프 및/또는 타이머의 필요없이 배수된 물 내의 충분한 산소에 의한 우수한 공기공급(aeration)을 제공하는 시스템을 구비하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 각각의 층의 배수 시스템에의 벨 사이펀의 다중 사용은 배수 및/또는 일류를 제어하기 위한 어떠한 동력 유닛 및/또는 타이머 없이 수직 재배를 가능하게 한다.

전통적으로, 양어수경 재배업자는 단층 생육 베드(single layered grow bed)에 벨 사이펀을 사용하지만, 여전히 채소 뿌리(하이드로톤(hydroton) 또는 흑용재(black cinder)와 같은 생육 배지(growing media) 내의)와 어류 둘 모두에 충분한 공기공급이 제공되지 않는 기술적 문제가 있다.

본 발명은 주로 다층 양어수경 시스템 및 방법을 사용하는 수직 재배에 관한 것이다. 종래의 발명이 본 발명과 비교된다. 이들이 후술된다.

미국 특허 공개 제20130047508A1호는 프레임, 식물을 생육하기 위해 내부에 생육 배지를 보유하기 위한 적어도 하나의 용기를 지지하고 물을 보유하기 위해 구성되는 적어도 하나의 트레이를 포함하는 모듈식 양어수경 조립체를 개시한다. 요컨대, 상기 미국 특허는 벨 사이펀과 다층 트레이를 갖춘 양어수경 시스템의 실시예를 제공한다.

위의 발명은 벨 사이펀과 다층 트레이를 갖춘 양어수경 시스템의 실시예를 제공한다. 그러나, 위의 발명은 식물 생육 촉진 램프(grow light)의 선택과 관련된 어떠한 정보도 제공하지 않고, 벨 사이펀에 의해 생성된 공기와 접촉하여 적합한 공기공급을 제공하는 강한 수류와 LED 식물 생육 촉진 램프의 사용을 언급하지 않는다. 또한, 위의 특허의 층상 구조는 본 발명의 층상 구조와 상이하다.

이 발명은 재배 생육-베드의 다층 상의 LED 식물 생육 촉진 램프와 수직 구조물 내의 적어도 하나의 벨 사이펀의 배치를 제공하여서, 강한 수류를 생성하여 다시 어류 탱크(fish tank)에 적합한 공기공급을 제공한다.

미국 특허 공개 제20140041594A1호는 수족관 모듈(aquarium module), 정원 모듈(garden module), 및 저수조 모듈(reservoir module)을 개시한다. 전체적으로, 시스템은 수족관 모듈로부터의 폐수가 정원 모듈로 흘러 그것이 식물을 관개하고 그것이 식물에 의해 적어도 부분적으로 여과되어서 물 내에 함유된 폐기물 중 적어도 일부를 소모하도록 전반적으로 설계된다. 요컨대, 이 발명은 벨 사이펀과 다층 트레이를 갖춘 양어수경 시스템의 실시예를 제공한다. 정원 모듈은 수족관 모듈의 수위보다 낮은 높이에 위치된다.

그러나, 위의 발명은 LED 식물 생육 촉진 램프를 제공하는 것 대신에, 광원으로서 자연광을 사용한다. 또한, 위의 발명은 식물 생육-베드가 어류 탱크 위에 위치되는 양어수경 시스템을 개시하지 않고, 어류 탱크 내로의 적합한 공기공급을 제공하기 위해 벨 사이펀을 사용하지 않는다. 또한, 위의 특허는 폐루프 시스템으로 충분한 공기공급을 제공하는 기술적 문제를 해소하지 못한다.

본 발명에서, 다층 식물 생육-베드가 어류 탱크 위에 위치되는 양어수경 재배 시스템 및 방법은 별도로 어류 탱크 내로 배수되는 생육-베드의 최저 층 내의 물을 제외하고는 모든 층으로부터의 물이 어류 탱크 내로 함께 배수되도록 허용한다.

미국 특허 공개 제20130160363호는 수직 양어수경 정원에 사용하기 위한 다층 생육 배지를 포함하는, 식물을 생육하고 공기와 물을 여과하기 위한 폐루프 수직 정원 시스템을 제공한다.

그러나, 위의 특허의 식량 생산 시스템은 배수 시스템, 벨 사이펀 배수 시스템 및 다층 생육 베드의 어떠한 적용도 제공하지 않는다. 또한, 위의 특허는 광원으로서 LED의 사용을 개시하지 않는다. 또한, 위의 특허는 다층 생육 배지에 사용되는 임의의 개수의 층을 특정하지 않는다. 이번에도, 위의 특허는 폐루프 시스템으로 충분한 공기공급을 제공하는 기술적 문제를 해소하지 못한다.

본 발명은 재배 생육-베드의 다층 상에 LED 식물 생육 촉진 램프를 제공한다. 생육-베드의 각각의 층은 또한 일류를 배수관으로 그리고 궁극적으로 어류 탱크로 안내하는 그것 자체의 배수 수직관(drainage standpipe)을 구비한다. 구체적으로, 생육-베드로부터의 일류가 벨 사이펀을 통해 배수될 때, 벨 사이펀에 의해 강한 수류가 생성되어 다시 어류 탱크에 적합한 공기공급을 제공한다.

미국 특허 공개 제20140047767호는 양어수경 시스템 및 방법을 제공한다. 이는 수중 동물을 위한 탱크, 식물 생육 장치, 및 바이오필터와 생물학적 폐기물 소화 유닛을 포함하는 양어수경 시스템을 제공하였다. 식물 영양소가 식물 생육 장치로 전달되고, 물의 적어도 일부분이 탱크로 귀환된다.

그러나, 위의 발명은 재배 생육-베드의 다층 상에 LED 식물 생육 촉진 램프를 제공하지 않는다. 위의 발명은 또한 생육-베드의 각각의 층의 일류를 배수관으로 그리고 궁극적으로 어류 탱크로 안내하는 그것 자체의 배수 수직관을 구비하지 않는다. 구체적으로, 상기 발명은 그의 배수 시스템에 벨 사이펀을 사용하는 것을 언급하지 않았다.

본 발명은 재배 생육-베드의 다층 상에 LED 식물 생육 촉진 램프를 제공한다. 생육-베드의 각각의 층은 또한 일류를 배수관으로 그리고 궁극적으로 어류 탱크로 안내하는 그것 자체의 배수 수직관을 구비한다. 구체적으로, 생육-베드로부터의 일류가 벨 사이펀을 통해 배수될 때, 벨 사이펀에 의해 강한 수류가 생성되어 다시 어류 탱크에 적합한 공기공급을 제공하여서, 공기공급 시스템이 에너지를 절약하고 무탄소(carbon-free)이며 환경 친화적일 수 있다.

미국 특허 공개 제20130098303호는 대안적인 양어 사료(aquaculture feed)를 사용하는 지속가능 양어수경 시스템 및 방법을 제공한다. 이 특허가 수직 양어수경 시스템을 제공하지만, 이는 그의 물을 어류 탱크 대신에 개방된, 자연적인, 정착된 연못 또는 호수 생태계로부터 얻는다. 벨 사이펀이 또한 이 발명에 포함되지만, 단지 배수 역할로서 포함된다. 이는 수생 식물과 가정용 식물(domestic plant) 내에 그리고 그것 부근에 다양한 식물을 사용하는 것과 같은 대안적인 공기공급 방법에 의존한다.

본 발명에 관하여, 물 공기공급(water aeration)이 벨 사이펀에 의해 생성되는 강한 흐름에 의해 달성된다. 그러나, 인접한 또는 나란한 레이스웨이(raceway) 설치에 의해, 위의 특허의 물은 레이스웨이의 장측(long side)을 넘어 콩 자갈(pea gravel) 또는 헤이다이트(hadite)(팽창 혈암(expanded shale))를 통해 인접 어류 레이스웨이의 장측으로 떨어질 수 있다. 이러한 과정은 산소첨가(oxygenation)와 암모니아의 어볼릭 제거(abolic removal)를 제공하고, 물이 시스템의 최대 생육 베드로 흘러갈 때까지 레이스웨이마다 이러한 사이클을 반복한다. 분명히, 위의 특허 출원 및 본 발명 둘 모두가 어류 탱크/양어지에 공기를 공급하기 위해 수류를 사용하지만, 본 발명은 수직 구조물에의 적어도 하나의 벨 사이펀의 간단한 다중 사용에 의해 공기공급을 달성하고, 위의 특허는 콩 자갈 또는 헤이다이트(팽창 혈암)가 존재하는 상태에서 레이스웨이 설치에 의해 공기공급을 달성한다.

본 발명은 재배를 위한 다층 양어수경 시스템을 제공한다. 본 발명은 또한 실내 수직 농업에서 양어수경 재배 방법을 개시한다.

본 발명의 추가의 태양이 아래에 제공되는 그의 실시예의 상세한 설명의 검토시 첨부 도면과 함께 취해질 때 더욱 쉽게 인식될 것이다.
도 1은 실내 수직 농업에서 다층 양어수경 시스템을 그의 구성요소를 포함하여 예시한 그리고 양어수경 재배 방법을 예시한 도면이다.

1. 해결하고자 하는 과제

본 발명은 실내 수직 농업에서 다층 양어수경 시스템 및 양어수경 재배 방법 둘 모두를 제공한다.

그러한 양어수경 시스템에서, 어류를 양어할 때 공기공급과 산소 함량이 중요한 요소일 수 있다. 본 발명에서, 다층 양어수경 시스템은 동력을 소비하지 않는 적합한 공기공급 시스템을 배치함으로써 어류 탱크에 공급되는 물에 대한 산소의 추가를 개선하도록 설계되어, 환경 친화적이다.

2. 기술적 설명

다층 양어수경 시스템에 관하여, 이 발명은 공생 환경에서 종래의 양어와 수경재배를 조합한 식량 생산 시스템을 제공한다. 양어수경이 제초제, 살충제, 또는 다른 화학 물질을 사용하지 않기 때문에, 생산된 어류와 채소가 100% 천연적이고 유기농이다.

2.1 다층 양어수경 시스템

도 1은 다층 양어수경 시스템을 예시하고, 실내 수직 농업에서 양어수경 재배 방법을 기술한다.

도 1을 참조하면, 전체 시스템은 다음의 구성요소, 즉 (1) 어류 탱크(108), (2) 수중 펌프(100), (3) 생육 베드로의 급수관(101), (4) 생육-베드(109), (5) "벨 사이펀"(103), (6) 수직관(102), (7) 배수관(104), (8) 상부 층의 배수관(105), (9) 최저 층의 배수관(106), 및 (10) 생육-베드의 각각의 층에 부착되는 발광 다이오드(LED) 식물 생육 촉진 램프(107)로 구성된다. 상기 시스템의 적용이 아래에서 양어수경 재배 방법을 통해 예시된다.

도 1을 참조하면, 이러한 다층 양어수경 시스템의 하나의 가능한 실시예에서 도 1의 다이어그램에 5개의 층이 있으며, 이때 4개의 층은 상부에 식물 생육-베드(109)가 있고, 하나의 층은 지표면과 접촉하는 최저 높이에 위치되는 어류 탱크(108)이다. 다층 양어수경 시스템 내의 생육-베드의 층의 개수는 1개 이상일 수 있다. 수중 펌프(100)는 어류 탱크 내부에 배열되고, 어류 탱크 내의 수원으로부터 물을 펌핑하도록 구성된다. 생육-베드로의 급수관(101)은 수직으로 상승되어 수중 펌프(100)에 의해 펌핑된 물을 생육-베드(101)의 각각의 층에 연결하고 그것으로 운반한다.

다층 양어수경 시스템은 또한 물을 어류 탱크로부터 생육-베드의 적어도 하나의 층을 통해 다시 어류 탱크로 순환시켜 물 순환 루프를 형성하는 물 순환 시스템을 포함한다.

그러한 물 순환 루프는 양어수경 시스템의 재순환을 형성하며, 이는 시스템 내의 물이 시스템 내에서 연속적으로 펌핑되고 재순환될 것을 필요로 한다.

또한, 다층 양어수경 시스템은 프레임에 의해 지지되는, 물을 보유하기 위해 구성되는 적어도 하나의 트레이를 포함할 수 있으며, 트레이는 또한 식물을 생육하기 위한 생육 배지를 보유하기 위한 적어도 하나의 용기를 지지하기 위해 구성될 수 있다.

도 1을 참조하면, 생육-베드(109)의 각각의 층은 각각의 층의 배킹 요소(backing element)의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로의 하나 이상의 각종 식물의 생육을 지원하고, 배수 시스템을 통해 식물의 뿌리에 물을 분배한다.

생육-베드(109)의 각각의 층은 물이 재배를 위해 공급될 수 있도록 급수관(101)에 부착된다. 각각의 층은 재배를 위한 광원으로서 LED 식물 생육 촉진 램프(107)로 구성된다. 조명 기구가 양어수경 시스템 내에서 적어도 하나의 층 위에 배치될 수 있다.

생육-베드의 각각의 층은 어류 탱크와 생육-베드의 각각의 층의 측부를 따라 배열되는 배수 시스템을 포함하고, 이러한 배수 시스템은 자동적으로 정기적으로 실질적으로 물과 공기를 어류 탱크에 공급하도록 구성되는 벨 사이펀(103)이 내부에 위치되는 수직관(102)과 배수관(104)으로 구성된다. 생육-베드의 각각의 층은 어류 탱크의 측부에 배열되는 벨 사이펀을 포함한다.

바람직한 실시예에서, 다층 양어수경 시스템 내의 그러한 벨 사이펀은 도 1에 도시된 바와 같이 수직으로 서로 정렬될 수 있다. 또한, 각각의 벨 사이펀은 수직으로 배치된 공통 배수관에 개별적으로 연결될 수 있으며, 여기에서 생육-베드의 각각의 층으로부터의 일류는 배수 시스템을 통하여 그러한 공통 배수관을 통해 어류 탱크로 배수된다.

바람직한 실시예에서, 어류 탱크 바로 위에 있는 생육-베드를 제외하고는, 생육-베드의 모든 층으로부터의 벨 사이펀은 수직으로 배치된 공통 배수관에 연결될 수 있고, 어류 탱크 바로 위에 있는 생육-베드로부터의 벨 사이펀은 다른 배수관에 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 어류 탱크 바로 위에 있는 생육-베드, 즉 최저 층을 제외하고는, 생육-베드의 모든 층으로부터의 배수된 물이 상부 층의 배수관(105), 즉 수직으로 배치된 공통 배수관을 통해 함께 배수된다. 벨 사이펀의 전술한 수직 정렬에 의해, 공통 배수관이 생육-베드의 모든 층으로부터 물을 배수할 때, 그러한 공통 배수관이 비교적 강한 수류를 배수하여, 어류 탱크 내에 적합한 공기공급을 제공한다. 어류 탱크 바로 위에 있는 생육-베드로부터의 배수된 물이 별도로 어류 탱크 내로 배수되고, 최저 층의 배수관(106)을 통해 수원으로 귀환한다. 최저 층으로부터의 배수된 물은 어류 탱크로 흐르기 전에 공통 배수관으로 배수되지 않으며, 따라서 그러한 최저 층의 배수관은 보다 짧게 배열될 수 있다. 최저 층에 배치되는 보다 짧은 배수관의 사용은 어류 탱크 내의 물의 동일한 체적에 대해 생육-베드의 최저 층으로부터 어류 탱크의 바닥까지의 높이가 보다 작음을 의미하며, 이는 시스템의 전체 공간을 절약할 수 있다. 또한, 보다 짧은 관의 사용은 최저 생육-베드, 따라서 생육-베드의 상부 층으로의 보다 짧은 급수관을 허용하며, 이는 물을 생육-베드로 상향으로 펌핑하는 동력을 절약한다.

2.2 시스템의 구성요소의 크기와 치수

도 1에 관하여, 바람직한 실시예에서, 생육-베드의 4개의 층과 어류 탱크를 갖춘 시스템이 2500 mm의 높이를 가질 것이다.

바람직하게는, 생육-베드(109)의 각각의 층의 높이는 100 mm일 수 있고, LED 식물 생육 촉진 램프(107)의 높이는 50 mm일 수 있다. 생육-베드(109)의 폭은 1500 mm일 수 있고, 어류 탱크의 폭도 또한 1500 mm일 수 있다. 폭과 길이 둘 모두가 변할 수 있지만, 규칙적 형상의 영역에 보다 많은 다수의 시스템을 배치하기 위해 폭과 길이를 표준화하는 것이 더욱 좋은 실시예일 것이다. 생육-베드와 LED 식물 생육 촉진 램프 사이의 공간의 높이(LED 식물 생육 촉진 램프의 높이를 포함함)는 300 mm일 수 있다.

생육-베드의 최저 층으로부터 지표면, 즉 어류 탱크의 바닥까지의 높이는 900 mm일 수 있다. 대안적으로, 생육-베드의 최저 층으로부터 어류 탱크의 바닥까지의 높이는 900 mm를 초과할 수 있다.

시스템과 그 내의 각각의 층의 높이는 동력원 없이도 어류 탱크에 충분한 공기공급을 제공하도록 계산된다. 대안적으로, 어류 탱크는 그의 폭(또는 길이)을 증가시킴으로써 보다 큰 체적으로 배치될 수 있다. 그렇다면 이는 하향으로 흐르는 물에 의해 유발되는 보다 강한 수류에 의해 보다 많은 산소를 필요로 할 것이다. 바람직한 실시예에서, 층의 개수를 증가시키고/증가시키거나 각각의 벨 사이펀(각각의 생육-베드에 부착됨) 사이의 거리를 증가시켜 물이 유입되어 공통 배수관을 통해 하향으로 흐르는 높이를 증가시킴으로써 보다 많은 공기공급이 달성될 수 있다. 하향으로 흐르는 물이 높을수록, 수류가 강해지고, 공기공급이 많아진다. 또 다른 실시예에서, 어류 탱크의 체적은 보다 큰 어류 탱크를 배치하고 생육-베드의 최저 층으로부터 어류 탱크의 바닥까지의 높이를 증가시킴으로써 증가될 수 있다.

2.3 양어수경 재배 방법

양어수경 재배 방법에 관하여, 도 1은 어류 탱크로부터의 물이 수중 펌프(100)에 의해 급수관(101)을 통해 배수되고 식물 생육-베드(109)의 각각의 층에 분배될 것을 예시한다. 하나의 특정 생육-베드에서의 수위가 수직관(102)의 높이에 도달할 때, 과잉수 또는 일류가 이어서 자동적으로 배수관(104) 내로 배수되어 다시 어류 탱크(108)로 순환할 것이다. 하나의 가능한 실시예에서 상부 3개 층으로부터의 일류는 상부 층의 배수관(105)을 통하여 수직으로 배치된 공통 배수관을 통해 함께 배수될 것인 한편, 최저 층으로부터의 일류는 최저 층의 배수관(106)을 통해 어류 탱크로 별도로 배수될 것이다.

또한, 배수관(104)으로 들어가기 전에, 물은 자동적으로 생육-베드의 각각의 층으로부터의 일류를 배수 시스템을 통해 공통 배수관 내로 배수하는 그리고 수직으로 서로 정렬되고 공통 배수관에 의해 다시 어류 탱크에 연결되는 벨 사이펀에 의해 배수된 물에 공기를 공급하는 벨 사이펀(103)을 통과할 것이며, 따라서 벨 사이펀에 의해 생성되는 강한 수류가 배수된 물이 어류 탱크로 들어가기 전에 적합하게 공기를 공급받도록 허용한다. 바꾸어 말하면, 각각의 층의 배수 시스템 내의 벨 사이펀(103)은 배수된 물이 다시 어류 탱크로 들어가기 전에 그에 공기를 공급한다. 각각의 층은 물을 배수하기 위한 그것 자체의 수직관(102)(벨 사이펀(103)을 포함함)을 구비한다.

3. 기술적 효과 또는 개선

에너지 절약 측면에서, 이 발명에서 벨 사이펀에 의해 생성되는 상당량의 강한 수류가 배수를 제어하기 위한 공기 펌프 및/또는 타이머의 필요없이 배수된 물 내의 보다 많은 산소에 의한 우수한 공기공급을 제공한다. 바꾸어 말하면, 각각의 층의 배수 시스템에의 벨 사이펀의 다중 사용은 배수 및/또는 일류를 제어하기 위한 어떠한 동력 유닛 및/또는 타이머 없이 수직 재배를 가능하게 한다. 시스템의 작동에 대한 최소의 모니터링이 달성된다. 보다 적은 동력이 사용되며, 따라서 보다 적은 탄소를 갖고서 더욱 환경 친화적이다.

양어수경 재배 측면에서, 이 발명은 벨 사이펀의 사용을 통해 채소 뿌리 모두에 충분한 공기공급을 제공할 수 있고, 식물 생육 배지/베드는 각각의 생육 베드와 어류 탱크의 바닥 상에 균일하게 놓이는 하이드로톤 또는 흑용재일 수 있다. 따라서, 100% 유기농 환경이 본 발명에 의해 달성된다. 또한, 이 발명은 LED 식물 생육 촉진 램프를 사용함으로써 양어수경 재배 환경의 제어를 개선한다. 따라서, 기상 영향 없이 일년 내내 재배가 가능하고, 산출량이 더욱 정확하게 예측되고 보장될 수 있다.

수확물 생산량 측면에서, 이 발명은 면적당 농작물 수확물의 생산성을 증가시킬 수 있다. 예시로, 다층 구조는 보다 많은 식물을 재배하기 위해 주어진 공간을 보다 큰 공간 영역을 차지하는 수평보다는 수직으로 사용하는 것을 가능하게 한다.

Claims

수직 재배를 위한 다층 양어수경 시스템이며,
(ⅰ) 지표면과 접촉하는 최저 높이에 위치되는 어류 탱크;
(ⅱ) 각각의 층의 배킹 요소의 평면에 실질적으로 수직한 방향으로의 하나 이상의 각종 식물의 생육을 지원하기 위한 생육-베드의 적어도 하나의 층;
(ⅲ) 생육-베드의 적어도 하나의 층 위에 배치되는 적어도 하나의 LED 식물 생육 촉진 램프 기구로 구성되는 식물 생육 촉진 램프 시스템;
(ⅳ) 물 순환 루프를 형성하는 급수 시스템; 및
(ⅴ) 동력원이 없는 공기공급 시스템
을 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,
다층 양어수경 시스템 내의 생육-베드는 프레임에 의해 지지되는, 물을 보유하기 위해 구성되는 트레이로 구성되고, 트레이는 또한 식물을 생육하기 위한 생육 배지를 보유하기 위한 적어도 하나의 용기를 지지하기 위해 구성되는 시스템.
제2항에 있어서,
다층 양어수경 시스템 내의 생육 배지는 하이드로톤 또는 흑용재 또는 일부 하이드로톤과 일부 흑용재의 블렌드로 구성되는 시스템.
제1항에 있어서,
다층 양어수경 시스템 내의 급수 시스템은 물 순환 루프를 형성하도록 배치되고,
(ⅰ) 어류 탱크 내부에 배열되고 어류 탱크 내의 수원으로부터 물을 펌핑하도록 구성되는 수중 펌프;
(ⅱ) 어류 탱크 및 생육-베드의 각각의 층의 일측을 따라 수직으로 상승되고 배치되며 수직으로 정렬되어 생육-베드의 각각의 층에 연결되고 수중 펌프에 의해 펌핑되는 물을 식물의 뿌리로 운반하는 급수관;
(ⅲ) 어류 탱크의 타측을 따라 수직으로 배치되고 생육-베드의 각각의 층에 연결되어 일류를 수집하고 일류를 어류 탱크 내로 하향으로 흐르게 하는 다른 수직 배수관을 더 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,
다층 양어수경 시스템 내의 동력원이 없는 공기공급 시스템은
(ⅰ) 생육-베드의 각각의 층 내부에 배열되고 일류를 수집하도록 구성되는 수직관;
(ⅱ) 각각의 수직관 내부에 배열되고 배수관에 연결되며 자동적으로 사전결정된 규칙적 간격을 두고 물을 어류 탱크로 실질적으로 스트림라이닝(streamlining)하도록 구성되는 벨 사이펀을 더 포함하는 시스템.
제5항에 있어서,
다층 양어수경 시스템 내의 공기공급 시스템 내의 적어도 하나의 벨 사이펀은 다른 벨 사이펀에 수직으로 정렬되고, 수직으로 배치된 공통 배수관에 연결되는 시스템.
제5항에 있어서,
어류 탱크 바로 위에 있는 생육-베드를 제외하고는, 생육-베드의 각각의 층에 배치되는 벨 사이펀은 수직으로 배치된 공통 배수관에 연결되고, 어류 탱크 바로 위에 있는 생육-베드로부터의 벨 사이펀은 다른 배수관에 연결되는 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
생육-베드의 각각의 층의 높이는 100 mm이고, LED 식물 생육 촉진 램프는 50 mm이며, 생육-베드와 LED 식물 생육 촉진 램프 사이의 공간의 높이(LED 식물 생육 촉진 램프의 높이를 포함함)는 300 mm인 시스템.
제8항에 있어서,
어류 탱크와 생육-베드의 각각의 층의 폭은 1500 mm인 시스템.
제8항 또는 제9항에 있어서,
생육-베드의 최저 층으로부터 어류 탱크의 바닥까지의 높이는 900 mm이고, 생육-베드의 4개의 층의 경우에, 전체 시스템은 높이가 2500 mm인 시스템.
제8항에 있어서,
어류 탱크의 폭은 1500 mm를 초과하고, 생육-베드의 최저 층은 어류 탱크에 대해 추가의 거리를 두고 배치되며, 따라서 생육-베드의 최저 층으로부터 어류 탱크의 바닥까지의 높이는 900 mm를 초과하고, 전체 시스템은 높이가 2500 mm를 초과하는 시스템.
제8항에 있어서,
어류 탱크의 폭은 1500 mm를 초과하고, 생육-베드의 최저 층으로부터 어류 탱크의 바닥까지의 높이는 900 mm이며, 생육-베드의 4개 초과의 층이 배치되고, 전체 시스템은 높이가 2500 mm를 초과하는 시스템.
양어수경 재배 방법이며,
(ⅰ) 수중 펌프를 사용하여 어류 탱크로부터 물을 생육-베드의 적어도 하나의 층으로 배수하는 단계;
(ⅱ) 배수된 물을 급수관을 통해 생육-베드의 적어도 하나의 층으로 운반하고 분배하는 단계;
(ⅲ) 자동적으로 생육-베드의 각각의 층으로부터의 일류를 어류 탱크 내로 배수하는 단계 - 적어도 하나의 벨 사이펀이 수직으로 서로 정렬되고, 상부 층의 물이 수직으로 배치된 공통 배수관을 통해 어류 탱크 내로 배수되며, 최저 층의 물이 최저 층의 배수관을 통해 어류 탱크 내로 별도로 배수됨 - ;
(ⅳ) 어류 탱크에 강한 수류를 유입시켜서 어류 탱크에 공기를 공급하는 단계;
(ⅴ) 어류 탱크 내의 물을 다시 상부 생육-베드로 순환시키는 단계;
(ⅵ) 하이드로톤 또는 흑용재 또는 그들의 조합을 생육-베드의 바닥에 놓는 단계; 및
(ⅶ) LED를 생육-베드의 적어도 하나의 층의 상부에 배치하는 단계
를 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
어류 탱크의 체적을 증가시키고 생육-베드의 적어도 하나 이상의 층을 배치하며 전체 시스템의 총 높이를 증가시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
어류 탱크의 체적을 증가시키고 보다 큰 어류 탱크를 배치하며 생육-베드의 최저 층으로부터 어류 탱크의 바닥까지의 높이를 증가시키는 단계를 더 포함하는 방법.