KR20160101455A - 다목적 수경 재배기 - Google Patents

Abstract

상기 시스템은 수경재배발전 시 사용되는 물을 좀 더 효율적으로 사용을 하기위해서 만들어진 것이며 이를 통해 많은 비용이 절감되고, 크기의 조절이 가능한 판을 만들어 자유롭게 사용이 가능함을 말해주는 기본 시스템과정이다.
상기의 시스템은 종래의 수경재배기를 효율적으로 운영하고 기존의 배수시설이나 물을 이용하는 시스템에서 이를 절약하기 위해서 고안한 것이다.
상기 시스템은 가장 아래에 있는 물탱크로 하고 제일 위에 올려 져있는 것을 처리후의 물탱크라고 한다. 수경재배는 흙 위에 심는 경우도 있지만 상기의 시스템은 흙이 아닌 플라스틱판이나 스티로폼판 위에서 자라는 수경재배 식물에 한정한다.
종래 시스템에 기본적으로 가지고 있는 LED조명이나 UV같은 것은 제외를 시키고 종래의 물을 올려주는 펌프와 온도 조절기 그리고 영양액 통과 영양주입기를 통하여 물의 효율성을 최대화 한 장치이다.
각자가 원하는 규격으로 상기의 시스템을 이용할 수 있는 수경재배기를 구축한 후 순서에 맞게 하나 씩 조립을 한다.
최 하단에는 상기의 물탱크 통을 두고 그 위에 폴 대 기둥을 세워 원하는 만큼의 상기플라스틱 및 스티로폼 재배 통을 같은 방법을 통해 쌓아 올리고 최상단에는 후처리 불통이 오도록 한다.
상기 물탱크는 후처리 물탱크와 압력펌프로 연결이 되어있으며 압력펌프로 올라갈시 물 여과 시스템을 통과하도록 설계한다.
상기 여과된 물의 부족한 영양분은 최상단 상기 후처리 물탱크와 아래의 플라스틱 재배통과 연결되어 있는 파이프에서 영양액을 발사 하여 부족한 영양분을 계속 보충하여 준다.
즉 상기의 부족한 영양분이 계속 물에 채워지게 되고 온도조절기를 통하여 계속 물의 순환을 시켜주게 되면 고이는 물이 없이 일정 높이의 연결 파이프를 통과 한다.
이로 인하여 반 영구적인 물 순환 방식의 수경재배 시스템을 확립 할 수 있다.
상기의 시스템 개발로 인해 규모와 사이즈의 제약을 받지 않고 어디서든 대규모나 소규모로 이용이 가능하다
상기의 시스템은 물을 최대한 효율적으로 이용하기 위한 시스템으로서 물을 거의 반영구적으로 사용이 가능하며, 작물을 원하는 만큼 수확할 수 있다.

Description

다목적 수경 재배기{HYDROPONIC CULTIVATING APPARATUS}

상기 시스템은 수경재배발전 시 사용되는 물을 좀 더 효율적으로 사용을 하기위해서 만들어진 것이며 이를 통해 많은 비용이 절감되고, 크기의 조절이 가능한 판을 만들어 자유롭게 사용이 가능함을 말해주는 기본 시스템과정이다.

출원 번호 10-2010-0114421

이러한 수경재배의 역사는 17세기부터 그 유래를 찾을 수 있는데 1650년대에는 몰이 식물 생육에 중요하다고 믿었고 18세기가 시작되면서 우드워드(woodward)는 생육에 중요하다고 보았다. 그는 1699년 박하를 가지고 실시한 수경재배에서 순수한 물보다 정원의 흙으로 흙탕물을 만들어 공급했을 경우에 식물의 생육이 촉진되는 현상을 관찰하여 토양의 중요성을 강조했다.

우드워드 이후에 수경재배는 두 가지 방향으로 발전했으며, 두 하멜(Du Hamel)은 순수한 물과 낮은 농도의 비료 성분이 몇 가지 들어 있는 물을 이용하여 여러 가지 작물을 발아시켜 가꾸었다. 그 결과 비료 성분이 들어 있는 물에서 생육이 좋았는데 이를 통해 식물은 다만 순수한 물뿐 아니라 그 속에 녹아 있는 성분도 흡수한다고 결론지었다.

수경재배는 그 재배 방식에 따라 구분할 수 있는데 크게 순수수경(water culture)과 고형배지경(medium culture)으로 나뉘어진다. 순수수경이란 식물의 뿌리를 지탱하는 물질로 고형배지가 없는 배양액에서 키우는 것으로서 담액수경(DFT, Deep Flow Technique), 박막수경(NFT, Nutrient Film Technique), 분무경(aeroponics), 모관수경(capillary culture) 등으로 나눈다.

고형배지경은 뿌리를 지탱하는 물질로 고행배지가 있는 상태도 배양액을 공급해서 키우는 방법으로 배지종류에 따라 무기물배지와 유기물배지로 나눈다. 무기물배지로는 펄라이트, 압면, 자갈, 폴리우레탄, 버미큘라이트 등이 이용되고, 유기물배지로는 피트모스, 코이어, 왕겨, 훈탄 등을 이용하고 있다. 따라서 베지 이름을 따서 펄라이트경, 압면경이라고 부르고 이들 배지를 혼합해서 사용하는 경우를 혼합배지경이라고 한다.

한편, 최근에는 환경오염이나 유전 변형 식물의 섭취 등으로 인한 부작용을 유려하여 가정 내에서 직접 작물을 수경 재배하는 사례가 증가하고 있으며, 식량 자원의 확보가 이슈화되면서 농장이 아닌 공장형태의 식물 공장에서 대량으로 작물을 수경 재배하고자 하는 노력도 기울여지고 있다.

이와 같이 수경재배를 함에 있어서는 위에 나온 것처럼 물과 양분을 넣는 것만을 강조하고 있다. 따라서 종래에 설치된 것들은 모두 이에 관하여 조작을 한 것들이 대부분이다.

종래 기술의 수경 재배 장치는 수경 재배되는 식물에 양액을 공급하는 별도의 양액탱크와 공급장치가 외부에 설치되어 필요한 양액이 공급되고, 공급된 후에 사용된 양액은 외부로 배수되는 장치가 각각 설치되어 있음에 따라 장치가 커지고 시설비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 수경 재배되는 식물에 생육 단축을 위해서 조사되도록 설치된 LED램프는 식물과 떨어진 위치에 고정된 상태로 설치되어 생육에 따라 광량을 조절하기 위해서는 LED램프 자체의 광량을 전기적으로 조절하여야 함으로써, LED램프의 수명이 짧아지고, 에너지 소비가 증대되는 문제점이 있었다.

본 시스템이 해결하려는 과제는 수경 재배되는 식물에 공급되는 영양 액 탱크와 공급대의 위치를 좀 더 합리적으로 조절하며, 기존의 플라스틱 베드 이외에 더 오래 사용할 수 있는 플라스틱 폼을 이용하여 펌프의 압력으로 여과 및 수온 조절을 통해서 순환시키면서 지속적으로 사용할 수 있음에 따라 여타의 급수 및 배수 시설이 축소되어 소형으로 제작이 가능하고, 또 사이즈의 계량을 통하여 대량 생산도 가능하여 공장이나 실내에 상관없이 시설비용 및 관리 비용이 감소 되여, 온도조절기, 정수장치, 계절에 관계없이 물의 온도를 식물에 맞는 적온 상태로 유지할 수 있는 다목적 수경 재배 장치 시스템을 제공하며 최종적으로는 물을 반 영구적으로 사용하는데 그 목적이 있다.

상기의 시스템은 종래의 수경재배기를 효율적으로 운영하고 기존의 배수시설이나 물을 이용하는 시스템에서 이를 절약하기 위해서 고안한 것이다.

상기 시스템은 가장 아래에 있는 물탱크로 하고 제일 위에 올려 져있는 것을 처리후의 물탱크라고 한다. 수경재배는 흙 위에 심는 경우도 있지만 상기의 시스템은 흙이 아닌 플라스틱판이나 스티로폼판 위에서 자라는 수경재배 식물에 한정한다.

종래 시스템에 기본적으로 가지고 있는 LED조명이나 UV같은 것은 제외를 시키고 종래의 물을 올려주는 펌프와 온도 조절기 그리고 영양액 통과 영양주입기를 통하여 물의 효율성을 최대화 한 장치이다.

각자가 원하는 규격으로 상기의 시스템을 이용할 수 있는 수경재배기를 구축한 후 순서에 맞게 하나 씩 조립을 한다.

최 하단에는 상기의 물탱크 통을 두고 그 위에 폴 대 기둥을 세워 원하는 만큼의 상기플라스틱 및 스티로폼 재배 통을 같은 방법을 통해 쌓아 올리고 최상단에는 후처리 불통이 오도록 한다.

상기 물탱크는 후처리 물탱크와 압력펌프로 연결이 되어있으며 압력펌프로 올라갈시 물 여과 시스템을 통과하도록 설계한다.

상기 여과된 물의 부족한 영양분은 최상단 상기 후처리 물탱크와 아래의 플라스틱 재배통과 연결되어 있는 파이프에서 영양액을 발사 하여 부족한 영양분을 계속 보충하여 준다.

즉 상기의 부족한 영양분이 계속 물에 채워지게 되고 온도조절기를 통하여 계속 물의 순환을 시켜주게 되면 고이는 물이 없이 일정 높이의 연결 파이프를 통과 한다.

이로 인하여 반 영구적인 물 순환 방식의 수경재배 시스템을 확립 할 수 있다.

상기의 시스템 개발로 인해 규모와 사이즈의 제약을 받지 않고 어디서든 대규모나 소규모로 이용이 가능하다

상기의 시스템은 물을 최대한 효율적으로 이용하기 위한 시스템으로서 물을 거의 반영구적으로 사용이 가능하며, 작물을 원하는 만큼 수확할 수 있다.

도 1은 본 시스템의 바람직한 실시예에 따른 수경재배 시스템의 사시도 이다.
도 2는 본 시스템의 플라스틱 스펀지 판이 물에 뜨는 것을 보여주는 측면도 이다.
도 3,4,5 는 본 시스템의 플라스틱 스펀지 판의 구조 원리를 보여주는 도 이다.

최상단의 물탱크(1)에서 시작된 물이 일정수위를 넘어 서면 수위조절 배수로(3)를 타고 아래로 내려가게 됩니다. 내려가기 전에 통합 센서 기(2)를 통하여 영양분의 수치와 물의 온도를 해석한 후 더 필요한 만큼의 영양분이 영양 액 주입기 (4)을 통해서 물에 투입이 되고, 물의 온도 역시 조절이 되게 됩니다. 그 물은 배수관(5)을 타고 아래의 플라스틱 스티로폼 재배 통(7)으로 내려가게 됩니다. 물의 수위에 의하여 가벼운 플라스틱 스티로폼의 재배 판(6)은 물에 뜨게 되고 수위에 의해서 높낮이가 결정이 되게 됩니다. 스티로폼이 중력에 의해 누르는 힘에 의해서 물은 아래의 수위조절 배수로(3)를 통해 또 다시 아래로 내려가게 됩니다. 얼마나 많은 양을 생산할지에 따라서 플라스틱 스티로폼 재배 통(7)의 개수와 높이가 정해짐으로 그 것이 끝이 난 뒤에는 마지막 아래 물탱크인 (9)에 도착을 하게 되고 다시 압축펌프 (11)을 통해서 여과배수로(10)을 타고 정화후의 물탱크인 (1)에 도착을 하게 됩니다.

이것이 반복되는 여과시스템입니다.

더 구체적인 설명으로는 플라스틱 스티로폼 재배 판(7)에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 도면 3,4,5를 보게 되시면 각 판의 모양이 나와 있습니다.

도면 3은 그대로 동그란 모양을 두게 되고 아래의 스티로폼판 도면 4를 보시게 되면 형상을 동그란 형상에 십자가 모양의 고정 대(20)을 하게 되어 중앙의 씨앗정착기(25)에 씨앗을 두는 형상입니다. 그리고 도면 5에 보시게 되면 마지막 플라스틱판을 나타나게 되는데 도면5의 구멍(30)은 일정한 수경재배 물이 들어올 수 있는 구멍의 역할도 하지만, 씨앗정착기(25)에서 씨앗이 물을 머금고 자라 싹을 틔워 뿌리를 내릴 경우 뿌리의 방향을 유도하기 위하여 뚫은 구멍(30)으로도 사용이 가능합니다.

그 플라스틱판의 측면은 도면 2를 통해서 보시면 물이 도면 2와 같은 형상으로 이루어지며 그로 인해 사이클이 돌아가는 수경재배수확 시스템을 볼 수 있습니다.

(1) : 정화 후 물탱크
(2) : 통합 센서 기
(3) : 수위 조절 배수로
(4) : 영양액 주입기
(5) : 배수관
(6) : 플라스틱 스티로폼 재배 판
(7) : 플라스틱 스티로폼 재배 통
(8) : 고정 폴대
(9) : 물탱크
(10) : 여과 배수로
(11) : 압축 펌프
(20) : 십자모양 고정대
(25) : 씨앗 정착기
(30) : 구멍

Claims (4)

1. 최상단의 물탱크(1)에서 시작된 물이 일정수위를 넘어 서면 수위조절 배수로(3)를 타고 아래로 내려가게 됩며, 내려가기 전에 통합 센서 기(2)를 통하여 영양분의 수치와 물의 온도를 해석한 후 더 필요한 만큼의 영양분이 영양 액 주입기 (4)을 통해서 물에 투입이 되고, 물의 온도 역시 조절을 하고, 그 물은 배수관(5)을 타고 아래의 플라스틱 스티로폼 재배 통(7)으로 내려가게 되며, 물의 수위에 의하여 가벼운 플라스틱 스티로폼의 재배 판(6)은 물에 뜨게 되고 수위에 의해서 높낮이가 결정이 되게 되며, 스티로폼이 중력에 의해 누르는 힘에 의해서 물은 아래의 수위조절 배수로(3)를 통해 또 다시 아래로 내려가게 되며, 얼마나 많은 양을 생산할지에 따라서 플라스틱 스티로폼 재배 통(7)의 개수와 높이가 정해짐으로 그 것이 끝이 난 뒤에는 마지막 아래 물탱크인 (9)에 도착을 하게 되고 다시 압축펌프 (11)을 통해서 여과배수로(10)을 타고 정화후의 물탱크인 (1)에 도착을 하게 되는 여과시스템을 의미한다.
   
2. 상기에 사용되는 플라스틱 스티로폼 재배 판(6)은 상기의 첫 번째 판인 동그란 규격의 플라스틱판 아래에 상기의 두 번째 판인 스티로폼 판을 도면4번과 같은 모양으로 만든 뒤 연결을 하며, 그 아래 도면5번과 같은 플라스틱판을 다시 제조하여 이어 붙여 만든 플라스틱 스티로폼 재배 판을 의미한다.
   
3. 상기에 사용되는 다른 기기들은 어떠한 기기를 이용하여도 상관없음을 밝힌다.
   
4. 이용되는 시스템은 규격의 조절이 자유로이 가능하며, 공장용이나 가정용으로 모두 사용될 수 있으며 상기 2번째 항의 플라스틱 스티로폼 판 또한 자유로운 조절이 가능하다.
   

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