KR20180006420A - 식물재배장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식물을 생육하기 위한 재배조(19)와 수조(30)와 집열부(56)를 구비한 식물재배장치(99)이다. 수조(30)는 재배조(19)에 관수로(38)를 개재하여 재배수를 공급한다. 수조(30)는 추가로 재배조(19)로부터 인수관(36)을 개재하여 재배수를 흡인한다. 집열부(56)는 수조(30)의 상부에 연통하는 공기저류부(57)를 가진다. 집열부(56)는 태양광(93)을 받아서 공기저류부(57)내에서 데워진 공기의 압력으로 수조(30)내의 수면을 누른다. 수조(30)는 공기에 의해 눌러진 재배수를, 관수로(38)를 통하여 재배조(19)내에 배치된 배지재(90)에 상방으로부터 급수한다. 집열부(56)는 데워진 공기가 태양광(93)의 감소에 의해 식음으로써 수조(30)내의 수면을 인상한다. 수조(30)는 재배수의 인상에 따라 재배조(19)의 바닥부(20)로부터 인수관(36)을 통하여 재배수를 흡인한다.

Description

식물재배장치
본 발명은 식물재배장치에 관한 것이다.
특허문헌 1은 관수펌프로 식물에 관수하는 식물재배장치를 개시하고 있다. 이러한 식물재배장치는 동력공급장치를 추가로 구비한다. 동력공급장치는 바람이나 태양광을 전력으로 변환하고, 또한 이러한 전력을 관수펌프에 공급하고 있다.
일본특허공개 2003-210040호 공보
특허문헌 1에 기재된 발명에 의해, 식물재배장치의 유지관리에 필요한 전력을 경감할 수 있다. 그러나 이러한 식물재배장치는 동력공급장치를 제어하기 위한 전력을 별도 필요로 하고 있다. 또한 해당 식물재배장치로 식물을 재배할 때는, 식물의 관리뿐만 아니라, 전자기기인 동력공급장치의 관리도 필요하다. 이로 인해 유저의 부담이 크다.
본 발명은 식물재배장치에 있어서 외부전력 및 전기제어에 대한 의존성을 저하시키는 것을 목적으로 한다.
[1] 본 발명의 일태양에 따른 식물재배장치는 식물을 생육하기 위한 재배조와, 태양열 펌프계를 구비한다. 태양열 펌프계는 상기 재배조에 관수로를 개재하여 재배수를 공급하는 수조를 구비한다. 상기 수조는 상기 재배조로부터 인수관을 개재하여 재배수를 흡인하기 위한 수조이기도 하다. 태양열 펌프계는 추가로 상기 수조의 상부에 연통하는 공기저류부를 갖는 집열부를 구비한다. 상기 집열부는, 태양광을 받아 상기 공기저류부내에서 데워진 상기 공기의 압력으로 상기 수조내의 수면을 누른다. 상기 수조는, 상기 공기에 의해 눌러진 상기 재배수를 배지재에 급수한다. 상기 수조는, 상기 관수로를 통하여 가해지는 급수를 한다. 상기 수조는, 상기 재배조내에 배치된 배지재의 상방으로부터 급수한다. 상기 집열부는 추가로, 상기 수조내의 상기 수면을 인상한다. 이러한 수면의 인상은 데워진 상기 공기가 상기 태양광의 감소에 의해 식음으로써 행해진다. 상기 수조는 추가로, 상기 재배조의 바닥부로부터 상기 인수관을 통하여 상기 재배수를 흡인한다. 이러한 흡인은 상기 재배수의 인상에 따라 행해진다.
[2] 태양열 펌프계는, 상기 수조로부터 상기 재배조에 공급되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 토출용 역지밸브를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 태양열 펌프계는, 상기 재배조로부터 상기 수조에 흡인되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 흡인용 역지밸브를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 상기 토출용 역지밸브 및 상기 흡인용 역지밸브는, 상기 재배수보다 비중이 큰 밸브체를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 밸브체는 하방을 향해 좁아지는 추체형상을 갖는 것이 바람직하다. 이들 역지밸브는 추가로, 깔때기형상을 갖는 밸브시트를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 깔때기형상은 상기 밸브체의 형상에 대응하여 하방을 향해 좁아지는 형상인 것이 바람직하다.
또한 상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 토출용 역지밸브의 상기 밸브체와 상기 밸브시트가 이간하는 것이 바람직하다. 그리고, 이에 따라 상기 관수로가 개방되는 것이 바람직하다. 한편, 중력에 의해 상기 흡인용 역지밸브의 상기 밸브체와 상기 밸브시트가 면으로 접함과 동시에, 상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해 밀착함으로써 상기 인수관이 폐쇄되는 것이 바람직하다. 이상의 결과, 상기 수조내의 상기 재배수는, 상기 관수로를 통하여 상기 재배조에 보내지는 것이 바람직하다. 상기 집열부에 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 흡인용 역지밸브의 상기 밸브체와 상기 밸브시트가 이간하는 것이 바람직하다. 그리고, 이에 따라 상기 인수관이 개방되는 것이 바람직하다. 한편, 중력에 의해 상기 토출용 역지밸브의 상기 밸브체와 상기 밸브시트가 면으로 접함과 동시에, 상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해 밀착함으로써 상기 관수로가 폐쇄되는 것이 바람직하다. 이상의 결과, 상기 수조내의 상기 재배수의 인상에 따라 상기 인수관을 통하여 상기 재배조로부터 상기 재배수는 보내지는 것이 바람직하다.
[3] 상기 토출용 역지밸브 및 상기 흡인용 역지밸브는, 상기 수조외에 위치하는 것이 바람직하다. 이들 역지밸브는 추가로, 상기 관수로 및 상기 인수관에 대하여 착탈이 자유로운 것이 바람직하다.
[4] 상기 토출용 역지밸브 및 상기 흡인용 역지밸브는, 커버 및 기부를 추가로 갖는 것이 바람직하다. 상기 기부는 상기 밸브시트를 갖는 것이 바람직하다. 상기 밸브체는 상기 커버 및 상기 밸브시트와의 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 커버 및 상기 기부에는 나사가 깎여 있는 것이 바람직하다. 상기 커버의 나사가 상기 기부의 나사에 착탈이 자유롭게 감합되는 것이 바람직하다.
[5] 식물재배장치는 상기 재배조에 상기 재배수를 보급하는 보수기를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 보급은 상기 재배조의 상기 바닥부에 배치된 여과재를 개재하여 행해지는 것이 바람직하다. 상기 보수기는, 상기 재배수를 저류하는 보수조를 갖는 것이 바람직하다. 상기 보수기는 추가로, 상기 여과재를 개재하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보급하는 흡인압력부를 갖는 것이 바람직하다. 상기 보수기는 추가로, 상기 보수조에 저류된 상기 재배수를 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내는 보수관을 갖는 것이 바람직하다. 상기 흡인압력부가 상기 재배수를 보급함으로써 상기 흡인압력부내의 수면의 저하가 발생하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 보수조내의 상기 재배수가 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내지는 것이 바람직하다.
[6] 상기 흡인압력부는, 상기 재배조에 대하여 별체인 것이 바람직하다.
[7] 혹은 상기 흡인압력부와 상기 재배조는 벽을 공통으로 하여 일체화되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 여과재는, 상기 흡인압력부의 바닥부까지 연재되어 있는 것이 바람직하다.
[8] 상기 보수조는, 계단상으로 복수 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이때 일방의 상기 보수조와 타방의 상기 보수조의 사이에서 수위차가 발생하도록 보수조가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 상단측의 상기 보수조에는, 급수수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 급수수단은, 하단측의 상기 보수조에 대하여 상단측의 상기 보수조내의 상기 재배수를 공급하는 것이 바람직하다.
[9] 상기 보수기는 상기 보수관에 마련된 조절기를 추가로 갖는 것이 바람직하다. 상기 조절기는 상기 보수관내의 상기 재배수의 유량을 조절하는 것이 바람직하다.
[10] 상기 재배조는 추가로, 배지재를 지지하는 지지기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 지지기는, 추가로 상기 재배조내에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 지지기는, 상방 또는 하방을 향해 좁아지는 깔때기형상을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 지지기는, 이러한 깔때기형상에 의해 상기 여과재와 상기 배지재의 바닥부의 사이에 공간을 형성하는 것이 바람직하다.
[11] 식물재배장치는 추가로, 둘 이상의 상기 재배조를 구비하는 것이 바람직하다. 식물재배장치는 추가로, 상기 둘 이상의 상기 재배조에 연통하는 하나의 상기 집열부를 구비하는 것이 바람직하다. 식물재배장치는 추가로, 상기 집열부 및 상기 수조를 연통하는 송기관을 구비하는 것이 바람직하다. 송기관에서는 상기 집열부에서 데워진 상기 공기의 압력이 상기 수조에 전파하는 것이 바람직하다. 송기관에서는 추가로 상기 집열부에서 식힌 상기 공기의 압력이 상기 수조에 전파하는 것이 바람직하다. 상기 집열부는, 상기 송기관을 통하여, 데워진 상기 공기의 상기 압력의 변화를 상기 수조에 전달하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 집열부는, 데워진 상기 공기의 압력으로 상기 수조내의 상기 수면을 누르는 것이 바람직하다. 상기 집열부는, 상기 송기관을 통하여, 식힌 상기 공기의 상기 압력의 변화를 상기 수조에 전달하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 집열부는, 식힌 상기 공기의 압력으로 상기 수조내의 상기 수면을 인상하는 것이 바람직하다.
[12] 상기 집열부는, 상기 공기저류부내에 위치하는 집열체를 갖는 것이 바람직하다.
[13] 상기 배지재는, 상방을 향해 좁아지는 추체형상을 갖는 것이 바람직하다. 상기 배지재가 상기 재배수에 떠있을 때에, 상기 배지재는, 상기 추체형상의 선단이 수면상에 나타나는 방향으로 복원성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 배지재는, 상기 선단에, 상기 식물의 종자가 매립되는 종자수용부를 갖는 것이 바람직하다. 상기 배지재는, 상기 재배수에 침지되면 팽창하는 것이 바람직하다.
[14] 식물재배장치는, 상기 재배조의 상기 바닥부에 배치된 여과재를 개재하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보급하는 보수기를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 상기 보수기는, 상기 재배수를 저류하는 보수조와, 상기 여과재를 개재하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보급하는 저수부와, 상기 저수부에 연통함과 동시에, 상기 저수부보다 높은 위치에 위치함으로써 중력에 의해 상기 저수부에 상기 재배수를 보내는 흡인압력부와, 상기 보수조에 저류된 상기 재배수를 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내는 보수관을 갖는 것이 바람직하다. 상기 흡인압력부가 상기 재배수를 보급함으로써 생기는 상기 흡인압력부내의 수면의 저하에 의해 상기 보수조내의 상기 재배수가 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내지는 것이 바람직하다.
[15] 식물재배장치는, 상기 수조로부터 상기 재배조에 공급되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 토출용 역지밸브와, 상기 재배조로부터 상기 수조에 흡인되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 흡인용 역지밸브와, 토출용 역지밸브와 흡인용 역지밸브를 접속하는 접속관과, 상기 접속관의 중간부와, 상기 수조를 접속하는 도수관을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
또한 상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해, 상기 흡인용 역지밸브가 닫힘으로써 상기 인수관이 폐쇄되는 것이 바람직하다. 상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해, 상기 토출용 역지밸브가 열림으로써 상기 관수로가 개방되고, 그 결과, 상기 수조내의 상기 재배수는, 상기 관수로를 통하여 상기 재배조에 보내지는 것이 바람직하다. 상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해, 상기 토출용 역지밸브가 닫힘으로써 상기 관수로가 폐쇄되는 것이 바람직하다. 상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해, 상기 흡인용 역지밸브가 열림으로써 상기 인수관이 개방되고, 그 결과, 상기 수조내의 상기 재배수의 인상에 따라 상기 인수관을 통하여 상기 재배조로부터 상기 재배수는 보내지는 것이 바람직하다.
[16] 식물재배장치는, 상기 수조로부터 상기 재배조에 공급되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 토출용 역지밸브와, 상기 재배조로부터 상기 수조에 흡인되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 흡인용 역지밸브를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 상기 토출용 역지밸브 및 상기 흡인용 역지밸브는, 가요성이 있는 취부를 갖는 밸브체로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 취부는, 상기 취부의 선단에 있는 상변에 슬릿 및 절결부를 갖는 것이 바람직하다. 상기 슬릿은 상기 상변의 중앙에 위치하는 상기 절결부에만 마련되어 있는 것이 바람직하다.
또한 상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해, 상기 흡인용 역지밸브의 상기 슬릿이 닫힘으로써 상기 인수관이 폐쇄되는 것이 바람직하다. 상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해, 상기 토출용 역지밸브의 상기 슬릿이 열림으로써 상기 관수로가 개방되고, 그 결과, 상기 수조내의 상기 재배수는, 상기 관수로를 통하여 상기 재배조에 보내지는 것이 바람직하다. 상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해, 상기 토출용 역지밸브의 상기 슬릿이 닫힘으로써 상기 관수로가 폐쇄되는 것이 바람직하다. 상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해, 상기 흡인용 역지밸브의 상기 슬릿이 열림으로써 상기 인수관이 개방되고, 그 결과, 상기 수조내의 상기 재배수의 인상에 따라 상기 인수관을 통하여 상기 재배조로부터 상기 재배수는 보내지는 것이 바람직하다.
[17] 식물재배장치는, 둘 이상의 상기 재배조를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 관수로는, 분지를 갖는 관임과 동시에, 분지함으로써 상기 둘 이상의 재배조의 각각에 물을 분배하는 것이 바람직하다. 상기 관수로의 상기 재배조측의 토출구에는 스펀지가 장착되어 있는 것이 바람직하다.
[18] 식물재배장치는, 상기 재배조의 상기 바닥부에 배치된 여과재를 개재하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보급하는 보수기를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 보수기는, 상기 재배수를 저류하는 보수조와, 상기 여과재를 경유하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보내는 흡인압력부와, 상기 보수조에 저류된 상기 재배수를 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내는 보수관을 갖는 것이 바람직하다. 상기 흡인압력부가 상기 재배수를 보급함으로써 생기는 상기 흡인압력부내의 수면의 저하에 의해 상기 보수조내의 상기 재배수가 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내지는 것이 바람직하다. 식물재배장치는, 상기 보수조에 연통함과 동시에, 상기 재배수를 상기 보수기에 공급하는 급수기를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 상기 급수기는, 볼탭을 갖는 것이 바람직하다.
[19] 식물재배장치는, 다른 상기 보수기를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 상기 다른 보수기의 상기 보수조는, 상기 급수기에 연통하는 상기 보수조를 개재하여, 간접적으로 상기 급수기에 연통되어 있는 것이 바람직하다.
[20] 상기 배지재는, 비료성분을 함유하는 겔입자를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 의해 식물재배장치에 있어서 전력 및 전기제어에 대한 의존성을 저하시킬 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 식물재배장치의 단면도(端面圖)이다.
도 2는 실시예 1에 따른 식물재배장치의 단면도이다.
도 3은 실시예 1에 따른 역지밸브의 조립도이다.
도 4는 실시예 2에 따른 식물재배장치의 모식도이다.
도 5는 실시예 2에 따른 식물재배장치의 투시도이다.
도 6은 실시예 2에 따른 펌프의 토출동작의 모식도이다.
도 7은 실시예 2에 따른 펌프의 흡인동작의 모식도이다.
도 8은 실시예 2에 따른 보수기의 동작의 모식도이다.
도 9는 실시예 2의 변형에 따른 보수조의 측면도이다.
도 10은 실시예 2의 변형에 따른 배지재의 지지기의 모식도이다.
도 11은 실시예 2의 변형에 따른 배지재의 팽창과정의 모식도이다.
도 12는 실시예 3에 따른 이조식 장치의 투시도이다.
도 13은 실시예 4에 따른 다조식 장치의 투시도이다.
도 14는 실시예 5 및 6에 따른 식물재배장치의 모식도이다.
도 15는 실시예 7에 따른 역지밸브의 투시도이다.
도 16은 실시예 7에 따른 역지밸브쌍의 단면도이다.
도 17은 실시예 7에 따른 역지밸브쌍의 단면도이다.
도 18은 참고예에 따른 역지밸브의 모식도이다.
도 19는 실시예 8에 따른 식물재배장치의 모식도이다.
도 20은 실시예 8에 따른 관수로의 단면도이다.
도 21은 실시예 9에 따른 관수로의 부분단면도이다.
도 22는 실시예 10에 따른 식물재배장치의 모식도이다.
도 23은 실시예 11에 따른 배지재의 모식도이다.
각 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태 및 실시예를 설명한다. 각 도면에 있어서 동등한 구성요소에는 동일한 부호를 붙여 중복되는 설명을 생략한다. 각 도면 중의 단면에 있어서 일부의 해칭은 도면을 보기 쉽게 하기 위해 생략되어 있다.
도 1은 실시형태에 따른 식물재배장치인 장치(99)를 나타낸다. 도면 중, 도수관(37)과 인수관(36)의 교차개소는 기재를 간략화하고 있다. 장치(99)는 재배조(19)와 태양열 펌프계(32)를 구비한다. 태양열 펌프계(32)는 수조(30)를 구비한다. 수조(30)는 재배조(19)에 관수로(38)를 개재하여 재배수를 공급한다. 수조(30)는 재배조(19)로부터 인수관(36)을 개재하여 재배수를 흡인한다.
본 명세서에 있어서 재배수에는 재배양액이 포함된다. 본 명세서에 있어서 재배양액은 원하는 이온, 미네랄 및 기타 양분을 첨가한 물로서, 식물이 뿌리로부터 이러한 재배양액을 흡수했을 때에 식물의 생육에 적합한 것을 나타낸다. 본 명세서에 있어서 재배수에는 이들 양분을 실질적으로 포함하지 않는 물이 포함된다. 이하, 본 명세서에 있어서는 특별히 언급하지 않는 한, 재배수를 간단히 「물」이라고 표기하는 경우가 있다.
도 1에 나타낸 태양열 펌프계(32)는 추가로 집열부(56)를 구비한다. 집열부(56)는 공기저류부(57)를 가진다. 공기저류부(57)는 수조(30)의 상부에 연통한다. 집열부(56)는, 공기의 압력으로 수조(30)내의 수면을 누른다. 이러한 공기의 압력은, 태양광 즉 일조(93)를 받은 집열부(56)가 공기저류부(57)내의 공기를 데움으로써 발생한다.
도 1에 나타낸 수조(30)는, 상기 공기에 의해 눌려진 물을 배지재(90)에 급수한다. 수조(30)는, 관수로(38)를 통하여 가해지는 급수를 한다. 수조(30)는, 재배조(19)내에 배치된 배지재(90)의 상방으로부터 급수한다.
도 1에 나타낸 집열부(56)는 또한, 수조(30)내의 수면을 인상한다. 이러한 수면의 인상은 데워진 공기가 일조(93)의 감소에 의해 식음으로써 행해진다. 수조(30)는 또한, 재배조(19)의 바닥부로부터 인수관(36)을 통하여 물을 흡인한다. 이러한 흡인은 상기의 물의 인상에 따라 행해진다.
도 1에 나타낸 바와 같이 태양열 펌프계(32)는 계외로부터 물을 흡인하고, 또한 계내에서 물을 올리고, 또한 계외로 물을 토출한다. 태양열 펌프계(32)는 이러한 물의 이동에 필요한 에너지를 집열부(56)에서 얻는다. 태양열 펌프계(32)는 전동펌프를 구비하지 않는 것이 바람직하다.
도 1에 나타낸 태양열 펌프계(32)는, 수조(30)로부터 재배조(19)에 공급되는 물의 역류를 방지하는 토출용 역지밸브(43)를 추가로 구비한다. 태양열 펌프계(32)는, 재배조(19)로부터 수조(30)에 흡인되는 물의 역류를 방지하는 흡인용 역지밸브(41)를 추가로 구비한다.
도 1에 나타낸 장치(99)에서는 실질적으로 관수에 입수를 필요로 하지 않는다. 상기 서술한 바와 같이 일조의 주기에 따라 관수할 수 있기 때문이다. 또한 장치(99)를 이용함으로써, 일반적인 수경재배에 따른 방법보다 저비용으로 식물을 생육할 수 있다. 왜냐하면 장치(99)는 전력이나 전자제어에 대한 의존성이 수경재배에 필요한 장치보다 저하되어 있거나, 거의 없기 때문이다.
실시예 1
도 2는 실시예 1에 따른 장치(100)의 단면도이다. 도면 중, 도수관(37)과 인수관(36)의 교차개소는 기재를 간략화하고 있다. 장치(100)는 물순환형의 식물재배장치이다. 장치(100)는 재배조(19), 펌프(29) 및 보수기(59)를 구비한다. 물은 후술하는 바와 같이 재배조(19) 및 펌프(29)의 사이에서 순환한다.
도 2에 나타낸 재배조(19)는 바닥부(20)와 상면개구(21)를 가진다. 재배조(19)는 벽으로서 동체(23)를 가진다. 동체(23)는 바닥부(20)로부터 상면개구(21)까지 연재되어 있다. 동체(23)는 바람직하게는 원통이다. 재배조(19)의 내강(24)은 주로 동체(23)의 중심의 공동으로 이루어진다.
도 2에 나타낸 재배조(19)는 지지기(27)를 구비한다. 지지기(27)는 배지재(90)를 지지한다. 배지재(90)의 상세는 후술한다. 지지기(27)는 내강(24)에 배치된다. 지지기(27)는 상면개구(21)보다 바닥부(20)에 가까운 쪽에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 태양에 의해 재배조(19)는 보다 큰 배지재(90)를 수용할 수 있다.
도 2에 나타낸 여과재(25)는 바닥부(20)에 배치된다. 여과재(25)는 내강(24) 및 인수관(36)의 사이에 개재한다. 여과재(25)는 제올라이트를 비롯한 다공질인 것이 바람직하다. 여과재(25)는 도시하지 않은 망대(網袋)에 포장되어 있는 것이 바람직하다. 여과재(25)의 상면(22)은 내강(24)에 면한다. 지지기(27)에 상면(22)을 누르게 함으로써, 여과재(25)를 바닥부(20)에 고정할 수도 있다.
도 2에 나타낸 펌프(29)는 펌프실(39) 및 역지밸브쌍(40)을 가진다. 역지밸브쌍(40)은 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43)를 가진다. 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43) 중 적어도 어느 일방은 중력식 역지밸브인 것이 바람직하다. 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43)는 스프링식 역지밸브여도 된다.
도 2에 나타낸 흡인용 역지밸브(41)는 수조(30)의 내강(31)으로부터, 재배조(19)를 경유하지 않고, 인수관(36)을 향하는 수류의 발생을 멈춘다. 토출용 역지밸브(43)는 내강(31)으로부터, 재배조(19)를 경유하지 않고, 관수로(38)를 향하는 수류의 발생을 멈춘다. 수류가 흡인용 역지밸브(41), 수조(30) 및 토출용 역지밸브(43)의 순으로 통과하도록, 이들 흡인용 역지밸브(41), 수조(30) 및 토출용 역지밸브(43)가 배치된다.
도 2에 나타낸 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43) 중 적어도 어느 일방은 펌프실(39) 외에 배치된다. 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43)의 양방이 펌프실(39) 외에 배치되는 것이 바람직하다. 또한 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43)는 서로 결합해 있는 것이 바람직하다. 이러한 역지밸브쌍(40)은 교환이 용이하다.
도 2에 나타낸 역지밸브쌍(40)은 역지밸브군일 수도 있다. 이러한 역지밸브군은 흡인용 역지밸브(41)를 복수 구비할 수도 있다. 이러한 역지밸브군은 토출용 역지밸브(43)를 복수 구비할 수도 있다.
도 3은 역지밸브쌍(40)의 일례의 조립도이다. 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43)의 구조는 도면에 나타낸 바와 같이 동일할 수도 있다. 조립전의 흡인용 역지밸브(41)의 단면이 도면의 우측에 나타나 있다. 조립후의 토출용 역지밸브(43)의 단면이 도면의 좌측에 나타나 있다. 상하에는 역지밸브쌍(40)에 접속하는 관의 각각의 단부의 측면이 나타나 있다.
도 3에 나타낸 역지밸브쌍(40)은 기부(42), 밸브체(44a, b) 및 커버(46a, b)를 구비한다. 기부(42)는 밸브시트(45a, b), 링(47a, b) 및 이음매(48a, b)를 구비한다. 흡인용 역지밸브(41)의 밸브시트(45a) 및 링(47a)은 기부(42)의 상면에 형성되어 있다. 토출용 역지밸브(43)의 밸브시트(45b) 및 링(47b)은 기부(42)의 상면에 형성되어 있다. 링(47a, b)은 밸브시트(45a, b)를 각각 둘러싼다.
도 3에 나타낸 흡인용 역지밸브(41)의 이음매(48a) 및 토출용 역지밸브(43)의 이음매(48b)는 기부(42)의 하면에 형성되어 있다. 이음매(48a, b)는 밸브시트(45a, b)에 각각 연통되어 있다. 밸브시트(45a, b)는 하방을 향해 좁아지는 깔때기형상을 가진다.
도 3에 나타낸 기부(42)에는 나사가 깎여 있다. 이러한 나사는 링(47a, b)이 갖는 외표면에는 깎인 나사인 것이 바람직하다. 밸브체(44a, b)는 하방을 향해 좁아지는 추체형상을 가진다. 밸브체(44a, b)의 비중은 재배수의 비중보다 크다. 밸브체(44a, b)의 비중은 순수의 비중보다 큰 것이 바람직하다. 밸브체(44a)의 추체형상의 외표면과 밸브시트(45a)의 깔때기형상의 내표면은 빈틈없이 접하는 것이 바람직하다.
도 3에 나타낸 역지밸브쌍(40)을 조립할 때는, 밸브체(44a, b)를 커버(46a, b) 및 밸브시트(45a, b)의 사이에 각각 배치한다. 링(47a, b)의 중심을 통과하여, 밸브체(44a, b)를 밸브시트(45a, b)에 수용한다. 커버(46a, b)의 내표면에는 나사가 깎여 있다. 따라서 커버(46a, b)의 나사를 링(47a, b)의 나사에 감합한다.
상기 서술한 나사에 의해, 도 3에 나타낸 커버(46a, b)는 링(47a, b)과는 착탈이 자유롭게 감합된다. 이 때문에 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43)는 효율적으로 생산할 수 있다. 또한 나사를 풀면 커버(46a, b)를 기부(42)로부터 분리할 수 있다. 따라서 밸브체(44a, b) 및 밸브시트(45a, b)의 세정을 행할 수 있다.
도 3에 나타낸 화살표는 역지밸브쌍(40)에 출입하는 수류(83 및 84)의 방향을 나타낸다. 흡인용 역지밸브(41)측에 있어서 도수관(35)은 커버(46a)에 접속한다. 커버(46a)로부터 도수관(35)을 향해 물이 보내진다. 인수관(36)은 이음매(48a)에 접속한다. 인수관(36)으로부터 이음매(48a)를 향해 물이 보내진다. 따라서 도 2에 나타낸 인수관(36)으로부터 수조(30)를 향하는 수류(84)가 발생하고, 물이 재배조(19)에 흡인된다.
도 3에 나타낸 수류(84)란 역방향으로 물이 흐르고자 하면 밸브체(44a)가 밸브시트(45a)에 면으로 접하여 물을 막는다. 물이 흐르려고 하지 않는 경우에도 중력으로 침강한 밸브체(44a)가 밸브시트(45a)에 면으로 접하여 물을 막는다. 또한 집열부에 의해 수면을 눌러진 수조내의 재배수의 압력이 인수관(36)내의 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해 밸브체(44a)와 밸브시트(45a)가 서로 밀착된다. 밸브체(44a)와 밸브시트(45a)가 밀착하면 수조(30)로부터 인수관(36)에의 물의 누설이 방지된다.
도 3에 나타낸 토출용 역지밸브(43)측에 있어서 도수관(37)은 이음매(48b)에 접속한다. 도수관(37)으로부터 이음매(48b)를 향해 물이 보내진다. 관수로(38)를 구성하는 관은 커버(46b)에 접속한다. 커버(46b)로부터 관수로(38)를 향해 물이 보내진다. 따라서 도 2에 나타낸 수조(30)로부터 관수로(38)를 향하는 수류(83)가 발생하고, 물이 재배조(19)에 토출된다.
도 3에 나타낸 수류(83)란 역방향으로 물이 흐르려고 하면 밸브체(44b)가 밸브시트(45b)에 면으로 접하여 물을 막는다. 물이 흐르려고 하지 않는 경우에도 중력으로 침강한 밸브체(44b)가 밸브시트(45b)에 면으로 접하여 물을 막는다. 또한 집열부에 의해 수면을 인상된 수조내의 재배수의 압력이 관수로(38)내의 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해 밸브체(44b)와 밸브시트(45b)가 서로 밀착된다. 밸브체(44b)와 밸브시트(45b)가 밀착하면 관수로(38)로부터 수조(30)에의 물의 누설이 방지된다.
도 3에 나타낸 토출용 역지밸브(43)는 도수관(37) 및 관수로(38)에 대하여 착탈이 자유롭다. 흡인용 역지밸브(41)는 도수관(35) 및 인수관(36)에 대하여 착탈이 자유롭다. 따라서 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43)는 교환 용이하다. 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43)가 별체이면, 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43)는 각각 개별로 교환할 수도 있다.
도 2로 되돌아간다. 도 2에 나타낸 펌프실(39)은 수조(30) 및 공기조(50)를 가진다. 수조(30)는 기밀마개(33) 및 송기관(53)을 가진다. 수조(30)의 내강(31)과 공기조(50)의 내강(51)은 송기관(53)을 개재하여 연통되어 있다. 도 2에 나타낸 내강(31)과 내강(51)은 송기관(53)을 개재하지 않고 연결될 수도 있고, 예를 들어 한 덩어리의 공간으로 되어 있을 수도 있다. 이러한 예는 상기 서술한 도 1에 나타나 있다.
도 2에 나타낸 수조(30)는 흡인용 역지밸브(41) 및 토출용 역지밸브(43)에 접속되어 있다. 펌프(29)는 상기 서술한 도수관(35, 37)을 구비한다. 도수관(35)의 일방단은 흡인용 역지밸브(41)의 토출측에 접속한다. 도수관(37)의 일방단은 토출용 역지밸브(43)의 흡인측에 접속한다. 도수관(35, 37)의 타방단은 내강(31)에 접속한다.
도 2에 나타낸 공기조(50)는 도 1에 나타낸 집열부(56)와 동등한 작용을 한다. 공기조(50)는 집열면(52)을 가진다. 집열면(52)은 태양열의 집열면이다. 집열면(52)은 태양열을 흡수함으로써 내강(51)에 열을 방출할 수 있다. 집열면(52)은 공기조의 외표면에 위치할 수도 있다. 태양열은 태양광선 또는 태양의 열선으로서 집열면에 도달한다. 이들을 이하 간단히 태양열이라고 한다.
도 2에 나타낸 공기조(50)는 용기(54) 및 집열체(55)를 가진다. 용기(54)는 도 1에 나타낸 공기저류부(57)와 동등한 작용을 한다. 용기(54)의 내강은 내강(51)이다. 집열체(55)는 집열면(52)을 가진다. 집열체(55)는 내강(51)에 위치한다. 이때 용기(54)의 일부 또는 전부는 투명하다. 집열체(55)는 내강(51) 중의 공기와 접한다. 이 때문에 공기조(50)는 공기조(50)내의 공기를 효율적으로 데울 수 있다.
도 2에 나타낸 용기(54)가 투명하다면 집열면(52)은 용기(54)의 내표면에 위치할 수도 있다(도시하지 않음). 또한 집열면(52)은 용기(54)의 외표면에 위치할 수도 있다(도시하지 않음). 이때 집열면(52)은 투명한 용기(54)를 투과한 태양열, 태양광선 또는 태양의 열선을 받을 수도 된다.
도 2에 나타낸 장치(100)는 상기 서술한 인수관(36)과 관수로(38)를 구비한다. 인수관(36)은 재배조(19)의 바닥부(20) 및 펌프(29)의 흡인용 역지밸브(41)를 접속한다. 인수관(36)은 흡인용 역지밸브(41)의 흡인측에 접속한다.
도 2에 나타낸 관수로(38)는 펌프(29)의 토출용 역지밸브(43)로부터 재배조(19)의 상면개구(21)상에 이르기까지 연신되어 있다. 관수로(38)는 토출용 역지밸브(43)의 토출측에 접속한다. 관수로(38)는 토출용 역지밸브(43)로부터 내강(24)에 이르기까지 연신되어 있을 수도 있다. 펌프실(39)은 기밀마개(33) 및 역지밸브쌍(40)을 닫음으로써 기밀된다.
도 2에 나타낸 보수기(59)는 재배조(19)의 바닥부(20)와 접속한다. 보수기(59)는 재배조(19)에 물을 보급한다. 보수기(59)는 보수조(60) 및 흡인압력조(70)를 가진다. 흡인압력조(70)는 흡인압력부를 구성하고 있다. 보수조(60)는 보충구(63), 배수관(65) 및 수위계(67)를 구비한다. 배수관(65)에는 코크가 마련되어 있다.
도 2에 나타낸 흡인압력조(70)는 외각(72) 및 기밀마개(73)를 가진다. 흡인압력조(70)는 흡인압력실(71)을 가진다. 흡인압력실(71)은 외각(72)으로 둘러싸여 있다. 흡인압력실(71)은 물을 주입하여 기밀마개(73)를 닫음으로써 기밀을 유지할 수 있다.
도 2에 나타낸 보수기(59)는 추가로 보수관(75)을 가진다. 보수관(75)은 보수조(60)의 내강(61) 및 흡인압력실(71)을 접속한다. 보수관(75)은 흡인압력실(71)의 정부 또는 그 근방에 접속하는 것이 바람직하다. 보수관(75)은 보수조(60)에 저류된 물을 흡인압력조(70)의 상부공간내에 보내는 것이 바람직하다. 여과재(25)는 재배조(19)의 내강(24) 및 흡인압력실(71)의 사이에 개재한다. 흡인압력조(70)는 여과재(25)를 개재하여 재배조(19)에 물의 보급을 행한다.
도 2에 나타낸 보수기(59)는 추가로 조절기(78)를 가진다. 조절기(78)는 보수관(75)에 마련되어 있다. 조절기(78)내의 물의 유로의 단면적은 조절기(78)를 조작함으로써 임의로 변경할 수 있다. 이에 따라 조절기(78)는 보수관(75)내의 재배수의 유량을 조절할 수 있다. 조절기(78)는 밸브 또는 코크여도 된다. 재배수의 유량을 조절함으로써 식물의 종류나 외부환경에 따라 재배조(19)내의 수위를 최적의 것으로 할 수 있다.
조절기(78)가 마련된 개소의 보수관(75)은 가요성을 가질 수도 있다. 보수관(75)은 엘라스토머제여도 된다. 이러한 경우, 조절기(78)는 클램프여도 된다. 클램프는 롤러클램프가 바람직하다. 롤러클램프는 보수관(75)을 찌부러뜨려 보수관(75)의 내강의 단면을 임의의 크기로 할 수 있다. 이에 따라 롤러클램프는 조절기(78)로서 보수관(75)내의 재배수의 유량을 조절할 수 있다.
도 2에 나타낸 보수기(59)는 조절기(78)를 가지지 않아도 된다. 이러한 경우, 보수관(75)의 내강의 단면적을 적절한 크기로 할 필요가 있다. 예를 들어 보수관(75)의 내강의 단면적을 관수로(38)의 내강의 단면적보다 작게 해도 된다.
도 2에 나타낸 흡인압력조(70)는 재배조(19)와 별체로 되어 있다. 이에 따라 장치(100)는 추가로 급수관(77)을 구비할 수도 있다. 급수관(77)은 재배조(19)의 바닥부(20) 및 흡인압력실(71)을 접속한다. 하기 실시예에 나타낸 바와 같이 흡인압력조(70)는 재배조(19)와 일체로 되어 있을 수도 있다.
실시예 2
도 4는 실시예 2에 따른 식물재배장치인 장치(101)의 모식도이다. 장치(101)에서는 흡인압력조(70)내에 재배조(19)가 위치한다. 재배조(19)의 동체(23)는 흡인압력실(71)의 벽의 일부를 구성하고 있다. 환언하면 흡인압력조(70)와 재배조(19)는 벽을 공통으로 하여 일체화되어 있다. 흡인압력실(71)이 재배조(19)의 측방을 둘러싸고 있을 수도 있다.
도 4에 나타낸 여과재(25)는 흡인압력실(71)의 바닥부까지 연재되어 있다. 이에 따라 본 실시예에서는 도 1에 나타낸 급수관(77)이 철거되어 있다. 환언하면 보수기(59)는 여과재(25)를 개재하여 재배조(19)에 접속되어 있다. 흡인압력조(70)는 외각(72)을 가진다. 외각(72), 동체(23) 및 여과재(25)로 둘러싸인 공간이 흡인압력실(71)로 되어 있다.
도 4에 나타낸 장치(101)에 있어서 역지밸브쌍(40)은 수조(30)내에 배치되어 있다. 따라서 도 1에 나타낸 도수관(35, 37)은 생략할 수도 있다. 장치(101)에 있어서 재배조(19), 수조(30), 흡인압력조(70) 및 보수조(60)는 일체화되어 있다. 공기조(50)만이 이들과는 별체로 되어 있다. 공기조(50)는 일조를 받을 필요가 있으므로 장치(101)의 외측에 마련하는 것이 바람직하다.
도 5는 장치(101)의 투시도이다. 일부의 부재는 생략되어 있다. 공기조(50) 이외의 각 부재는 재배조(19)를 둘러싸도록 일체화되어 있다. 장치(101)는 도 1에 나타낸 장치(100)보다 체적을 작게 하는 것이 용이하다. 이 때문에, 식물재배장치의 단위로 운반 및 설치를 할 수 있다.
도 4에 나타낸 펌프실(39)이 송기관(53)을 구비함으로써, 공기조(50)는 수조(30)와는 별체로 할 수 있다. 이에 따라 도 5에 나타낸 바와 같이 공기조(50)는 일조(93)를 받기 쉬운 위치에 설치하는 것이 용이하다. 예를 들어 평면상에 있어서 공기조(50)를 그 이외의 부재와는 이격하여 배치할 수도 있다. 송기관(53)은 도 5에 나타낸 바와 같이 90도 이상 만곡할 수도 있다. 또한 송기관(53)은 이러한 만곡을 가능하게 하는 가요성을 가질 수도 있다.
도 4, 5에 나타낸 장치(101)를 이용하여 식물을 재배하는 방법을 이하에 나타낸다. 우선 도 4에 나타낸 바와 같이 수조(30) 및 재배조(19)에 물을 주입한다. 도면 중의 세세한 가로선으로 해칭된 부분은 물의 존재를 나타낸다. 다른 도면에 있어서 동일하다. 수조(30)에 물을 주입할 때는 기밀마개(33)를 개방한다. 개방한 기밀마개(33)로부터 내강(31)에 물을 주입한다. 그 후, 기밀마개(33)를 폐색하여 펌프실(39)내를 기밀로 한다.
도 4에 나타낸 배지재(90)는, 그 사용전에 있어서 도 5에 나타낸 바와 같이 흡수성 압축재를 함유하는 배지재(90)인 것이 바람직하다. 흡수성 압축재는 천연재료를 건조시켜 이루어진 것일 수도 있다. 흡수성 압축재는 물에 침지됨으로써, 물을 흡수하여 팽창하는 것이 바람직하다.
흡수성 압축재의 재질은 특별히 한정되지 않는다. 재질은 보수성, 통기성, 통수성 및 팽창 효율의 높이의 관점에서 선택되는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서는 재질로서 섬유질을 들 수 있다. 섬유질로는 식물섬유나, 로크울 등의 광물섬유를 들 수 있다. 한편, 흡수성 압축재의 재질은 식물성 퇴비여도 된다. 식물성 퇴비는 예를 들어 숙성이 진행되지 않은 식물섬유에 비해 배지재(90) 중의 질소결핍을 일으키기 어렵다는 이점을 가진다. 이는 식물성 퇴비로는 섬유질이 잘 분해되고 있기 때문이다.
도 5에 나타낸 배지재(90)는 건조되어 있으므로 경량이고 보관이 용이하다. 배지재(90)는 더욱 압축되어 있으므로 수송이 용이하다. 따라서 배지재(90)는 본 실시예에 따른 식물의 재배방법에 호적한 조성으로 미리 제조하고, 필요에 따라 보관하고, 재배지에 수송하고, 재배지에서 개봉하는 것이 바람직하다.
도 5에 나타낸 바와 같이 사용전의 배지재(90)는 캡슐(89)에 수용되어 있는 것이 바람직하다. 캡슐(89)은 배지재(90)의 포장재로서 기능한다. 캡슐(89)로 포장함으로써, 호적한 흡수성 압축재를 입수하지 못하는 지역에 있어서도 본 방법을 실시하는 것을 촉진한다.
도 5에 나타낸 바와 같이 배지재(90)를 캡슐(89)로부터 취출한다. 배지재(90)는 압축되어 체적이 작아져 있다. 이에 따라 배지재(90)는 재배조(19)의 상면개구로부터 재배조(19)의 내강에 대하여 용이하게 삽입할 수 있다. 배지재(90)는 흡수성 압축재이므로 물에 침지하면 도 4에 나타낸 바와 같이 체적이 증대한다. 식물의 재배에 있어서는 배지재(90)가 재배조(19)의 내벽면에 닿을 때까지 배지재를 팽창시킨다.
도 4로 되돌아간다. 도 4에 나타낸 배지재(90)의 상면에 원하는 식물의 종자(91)를 파종한다. 배지재(90) 상에는 하나 또는 둘 이상의 종자(91)를 파종할 수 있다. 종자(91) 상에 배지재(90)와 동일 조성의 배지재, 흙 또는 기타 배지재를 씌워도 된다. 배지재(90)의 상면에서 식물을 재배한다.
도 4에 나타낸 종자(91)를 대신하여 원하는 식물의 그루, 모종, 삽수, 구근 및 기타 식물조직을 심어도 된다. 식물은 야채여도 과일이어도 된다. 야채는 근채, 엽채, 경채, 화채 및 과채 중 어느 것이어도 된다. 과채의 예는 토마토, 오이, 가지이나 이것으로 한정되지 않는다.
도 5에 나타낸 집열면(52)에 일조(93)를 맞힌다. 공기조(50) 또는 장치(101)를 일조(93)하에 설치함으로써 이것을 행해도 된다. 집열면(52)은 상기 서술한 바와 같이 태양열을 받는다. 주간에 있어서 집열면(52)이 일조(93)를 받아 집열한다. 야간에 있어서 집열면(52)은 일조(93)를 받지 않으므로 집열하지 않는다. 따라서 집열면(52)에 의한 집열은 일주 변동한다. 이러한 집열의 일주 변동은, 위도 또는 기상조건의 영향을 받지만, 인위적인 동력을 필요로 하는 일 없이 지속된다.
도 6은 펌프(29)의 토출동작의 모식도이다. 도면 중에 있어서 보수기의 일부에 해당하는 보수조는 생략되어 있다. 도면은 주간에 있어서의 장치(101)를 나타낸다. 주간에 있어서 일조(93)가 집열면(52)에 도달하면 집열면(52)은 태양열을 받는다.
도 6에 나타낸 집열체(55)는 집열면(52)에서 받은 열에너지를 주위의 공기에 전달한다. 열에너지에 의해 내강(51)에 있는 공기는 온도가 상승하고, 또한 압력이 높아진다. 이때 용기(54)는 용기(54) 내외의 기압차에 의해 현저한 변형을 하지 않는다. 이에 따라 일조(93)를 받기 전보다 공기조(50)내에서 기압상승(81)이 발생한다.
도 6에 나타낸 바와 같이 수조(30)에는 물이 주입되어 있다. 기압상승(81)은 송기관(53)을 통하여 수조(30)에 전파된다. 수조(30) 중에서는 수면을 누르려고 하는 압력(85)이 작용한다. 환언하면 공기조(50)에 의해 수면을 눌러진 수조(30)내의 물의 압력이 관수로(38)내의 물의 압력을 상회한다.
따라서 도 6에 나타낸 압력(85)이 물에 작용하면, 밸브체(44b)가 밀어 올려진다. 이에 따라 밸브체(44b)와 밸브시트(45b)간의 밀착은 해소된다. 나아가 밸브체(44b)와 밸브시트(45b)가 이간된다. 또한 토출용 역지밸브(43)에 상향의 수류(83)가 발생한다. 환언하면 관수로(38)가 개방된다.
한편, 도 6에 나타낸 흡인용 역지밸브(41)에 있어서도 하향으로 물이 흐르려고 한다. 그러나 밸브체(44a)가 밸브시트(45a)에 밀착되어 있으므로 물은 막힌다. 환언하면 인수관(36)이 폐쇄된다. 이로 인해 계속 수류(83)가 발생하고 펌프(29)는 원하는 토출동작을 할 수 있다. 환언하면, 수조(30)내의 물은, 관수로(38)를 통하여 재배조(19)에 보내진다. 또한 인수관(36)에는 수류가 발생하지 않는다.
도 6에 나타낸 밸브체(44b)가 밀어 올려지면 수류(83)는 관수로(38)까지 도달한다. 최종적으로 수조(30)내의 물은 관수로(38)의 말단으로부터 흘러나와 재배조(19)의 상면개구(21)상에 낙하한다. 물은 그대로 배지재(90)의 상면에 쏟아진다. 또한 물은 외기에 닿으므로, 물에 산소가 녹는다.
도 6에 나타낸 묘(92)는 도 4에 나타낸 종자(91)가 발아하여 성장한 것이다. 수조(30)내의 물은 관수로(38)를 통하여 배지재(90)에 관수된다. 묘(92)의 뿌리는 배지재로부터 물을 흡수한다. 따라서 주간에 있어서 묘(92)는 일조(93)를 받으면서 활발히 증산할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이 도 6에 나타낸 장치(101)는 묘(92)의 생육을 촉진할 수 있다. 장치(101)는 이러한 기능을 전력공급이나 전자제어를 받지 않는 상태에서도 발휘할 수 있다.
한편, 도 6에 나타낸 수류(83)가 발생하면 수조(30)내의 물이 감소한다. 이에 따라 공기조(50) 및 수조(30)내의 공기의 체적이 증대한다. 공기의 체적이 증대하면 기압상승(81)은 작아지고, 압력(85)이 감소한다.
도 6에 나타낸 압력(85)이 감소하면 곧 압력(85)이 대기압, 양정분의 압력 그리고 토출용 역지밸브(43)의 압력손실 및 관수로(38)의 압력손실과 길항한다. 이에 따라 수류(83)가 정지하면 밸브체(44b)는 중력으로 침강하고 밸브시트(45b)에 면으로 접한다. 따라서 수류(83)와 역방향의 수류의 발생이 방지된다.
도 7은 펌프(29)의 흡인동작의 모식도이다. 도면 중에 있어서 보수기의 일부에 해당하는 보수조는 생략되어 있다. 도면은 야간에 있어서의 장치(101)를 나타낸다. 야간에 있어서 집열면(52)은 태양열을 받지 않는다. 대기가 집열면(52)보다 저온이면 대기를 향해 방사열(94)이 방출된다.
도 7에 나타낸 집열면(52)으로부터 열을 방출한 집열체(55)는 냉각된다. 집열체(55)는 내강(51)에 있는 공기로부터 열에너지를 빼앗는다. 내강(51)의 공기는 온도가 저하되고, 또한 압력이 저하된다. 이 때문에 일조(93)를 받기 전보다 공기조(50)내에서 기압저하(82)가 발생한다.
도 7에 나타낸 바와 같이 수조(30)에는 물이 주입되어 있다. 기압저하(82)는 송기관(53)을 통하여 수조(30)에 전파된다. 수조(30) 중에서는 수면을 인상하고자 하는 압력(86)이 작용한다. 환언하면 공기조(50)에 수면을 인상된 수조(30)내의 물의 압력이 인수관(36)내의 상기 재배수의 압력을 하회한다.
따라서 도 7에 나타낸 압력(86)이 물에 작용하면, 밸브체(44a)가 밀어 올려진다. 또한 밸브체(44a)와 밸브시트(45a)간의 밀착은 해소된다. 나아가 밸브체(44a)와 밸브시트(45b)가 이간된다. 이 때문에 흡인용 역지밸브(41)에 상향의 수류(84)가 발생한다. 환언하면 인수관(36)이 개방된다.
한편, 도 7에 나타낸 토출용 역지밸브(43)에 있어서도 하향으로 물이 흐르려고 한다. 그러나 밸브체(44b)가 밸브시트(45b)에 밀착되어 있으므로 물은 막힌다. 환언하면 관수로(38)가 폐쇄된다. 이로 인해 계속 수류(84)가 발생하고 펌프(29)는 원하는 흡인동작을 할 수 있다. 환언하면 수조(30)내의 물의 인상에 따라, 인수관(36)을 통하여 재배조(19)로부터 물이 보내진다. 또한 관수로(38)에는 수류가 발생하지 않는다.
도 7에 나타낸 밸브체(44a)가 밀어 올려지면 수류(84)는 인수관(36)까지 연결된다. 인수관(36)에는 바닥부(20)를 통하여 배지재(90)로부터 물이 인입된다. 배지재(90)내의 물은 중력 또는 모세관 현상에 의해 바닥부(20)를 향해 이동한다. 또한 상기 서술한 바와 같이 야간은 관수로(38)에는 수류가 발생하지 않으므로 물은 수조(30)로부터 재배조(19)에 공급되지 않는다.
도 7에 나타낸 바와 같이 상기 서술한 바와 같이 물이 흡수된 배지재(90)내에는 상면개구(21)로부터 외기(87)가 공급된다. 배지재(90)내는 호기적 조건이 되고 배지재(90) 중의 미생물의 질화작용을 촉진한다. 또한 물은 바닥부(20)에 위치하는 여과재(25)를 통과한다. 여과재(25)는 물로부터 노폐물을 여취하고, 물을 정화한다. 여과재(25)는 물에 대하여 이온교환을 해도 된다.
상기 서술한 바와 같이 도 7에 나타낸 장치(101)는 배지재(90)내의 토양환경을 개선할 수 있다. 장치(101)는 이러한 기능을 전력공급이나 전자제어를 받지 않는 상태에서도 발휘할 수 있다.
한편, 도 7에 나타낸 수류(84)가 발생하면 수조(30)내의 물이 증가한다. 이로 인해 펌프실(39)내의 공기의 체적이 감소한다. 공기의 체적이 증대하면 기압저하(82)는 작아지고, 압력(86)이 감소한다.
도 7에 나타낸 압력(86)이 감소하면 곧 압력(86)이 대기압, 양정분의 압력 그리고 흡인용 역지밸브(41)의 압력손실 및 인수관(36)의 압력손실과 길항한다. 이에 따라 수류(84)가 정지하면 밸브체(44a)는 중력으로 침강하고 밸브시트(45a)에 면으로 접한다. 따라서 수류(84)와 역방향의 수류의 발생이 방지된다.
도 6 및 7에 나타낸 바와 같이 펌프(29)는 주기적으로 수조(30)로부터 재배조(19)로의 급수와 재배조(19)로부터 수조(30)로의 수수를 반복한다. 이 때문에 장치(101)는 물순환형의 식물재배장치로서 기능한다. 이러한 주기적인 급수와 수수는 집열면(52)에 의한 집열의 일주변동에 의거하고 있다. 이 때문에 장치(101)는 이러한 물순환기능을 전력공급이나 전자제어를 받지 않는 상태에서도 발휘할 수 있다.
또한 야간뿐만 아니라 구름에 의해 그늘진 경우에도 도 7에 나타낸 펌프(29)는 흡인동작을 행하는 경우가 있다. 구름에 의해 그늘졌을 때에도 묘(92)의 증산은 활발해지지 않고 있다. 이 때문에 배지재(90) 중의 수분은 일조시보다 작아도 된다. 따라서 장치(101)는 일조량에 맞추어 배지재(90)의 함수량을 제어하기에도 적합하다.
이어서 도 8을 이용하여 보수기(59)의 급수동작을 설명한다. 도 8 중에 있어서 펌프 및 이것에 접속하는 부재는 생략되어 있다.
우선 도 8에 나타낸 보수기(59)의 의의를 설명한다. 도 6에 나타낸 바와 같이 묘(92)는 배지재(90) 중의 물을 빨아들여, 증산하여 대기에 수분을 방출한다. 따라서 도 6, 7에 나타낸 재배조(19) 및 펌프(29)로 이루어진 순환계로부터는 물이 없어진다.
도 4에 나타낸 바와 같이 종자(91)의 파종시에 보수조(60)에는 물을 주입한다. 또한 흡인압력실(71)내를 기밀로 한다. 보수기(59)는 보수조(60)의 물을 상기 순환계에 계속 보충한다. 물의 보충기간은 펌프(29)에 의한 급수와 수수의 하루의 주기보다도 길다.
도 8에 나타낸 그루(95)는 도 6에 나타낸 묘(92)가 성장한 것이다. 도 4에 나타낸 종자(91)가 도 8에 나타낸 그루(95)가 되고, 또한 그루(95)가 결실하여 수확할 수 있게 되기까지 보수기(59)가 순환계에 물을 보충하는 것이 바람직하다. 이러한 기간을 재배기간이라 부르기로 한다. 재배기간에 있어서의 물의 소비는 수위저하(68)로서도 나타난다.
도 8에 나타낸 보수조(60)의 내강(61)의 수위는 재배조(19)의 내강(24)의 수위보다 높다. 이러한 수위차(26)에 의해 보수조(60)의 물은 재배조(19)를 향해 흐르도록 한다. 이는 소정의 수압 또는 수압차가 발생하는 것을 나타낸다. 이러한 수압 또는 수압차를 「압력손」이라 부르기로 한다. 보수조(60) 및 재배조(19)간의 압력손은 흡인압력실(71)을 통하여 간접적으로 전달된다.
도 8에 나타낸 흡인압력실(71)은 상기 서술한 바와 같이 기밀되어 있다. 흡인압력조(70)가 재배조(19)에 물을 보급함으로써 흡인압력실(71)의 수면의 저하가 발생한다. 흡인압력실(71)의 수면이 저하되면 공기(74)의 체적은 팽창한다. 이때, 공기(74)의 압력은 저하된다.
도 8에 나타낸 공기(74)의 압력이 저하되면 흡인압력실(71)에 면하는 보수관(75)의 개구(76)에는 흡인압이 가해진다. 따라서 보수관(75)내의 물은 개구(76)로부터 흡인압력실(71)에 진입한다. 환언하면 보수조(60)내의 물이 흡인압력조(70)의 상부공간내에 보내진다. 이러한 물은 흡인압력실(71)내의 수면에 떨어진다. 이 때문에 저하된 수면이 회복된다. 따라서 공기(74)의 체적은 원래대로 되돌아간다. 이 때문에 공기(74)의 기압은 회복된다.
또한 도 8에 나타낸 보수관(75)내의 물이 개구(76)로부터 흡인압력실(71)에 진입하면 공기(74)의 체적은 수축된다. 이때, 공기(74)의 기압은 상승한다. 따라서 흡인압력실(71)에 면하는 여과재(25)에는 수압이 가해진다. 또는 여과재(25)의 흡인압력실(71)측과 재배조(19)측에서 수압차가 발생한다. 여과재(25)에는 압력손실이 있기 때문에 이러한 압력차의 전부가 재배조(19)측에 전달되는 것은 아니다. 이 때문에, 여과재(25)가 없는 경우보다 천천히 흡인압력실(71)로부터 재배조(19)를 향해 물이 흐른다.
도 8에 나타낸 흡인압력실(71)의 동작은 인위적인 제어를 필요로 하는 일 없이 연속적으로, 또는 단속적으로 행해진다. 즉 상기 압력손의 효과에 의해 보수조(60)로부터 재배조(19)를 향해 물이 연속적으로, 또는 단속적으로 이동한다. 또한 그루(95)로부터의 증산이나 배지재(90)의 상면의 건조에 의해 잃은 만큼, 물은 보수조(60)로부터 재배조(19)에 대하여 적시에 보충된다.
도 8에 보수조(60)로부터 재배조(19)를 향하는 물의 유량은 조절기(78)로 조절할 수 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이 인수관(36)에는 바닥부(20)를 통하여 배지재(90)로부터 물이 인입된다. 그러나, 보수조(60)로부터 재배조(19)를 향하는 물의 유량이 과대하면, 배지재(90)에 대하여 물이 보급되기 때문에, 배지재(90)로부터 물이 흡수되지 않게 된다.
한편 도 6에 나타낸 바와 같이, 관수로(38)로부터는 배지재(90)의 함수량과 관계없이 물이 공급된다. 이 때문에, 도 8에 나타낸 배지재(90)에 공급되는 물의 총량이 과대해지는 경우가 있다. 한편, 조절기(78)는 배지재(90)에 공급되는 물의 총량을 제어하는 것에 도움이 된다.
도 6, 7에 나타낸 바와 같이, 재배조(19)내의 수위는 하루 주기로 변화된다. 따라서, 압력손은 하루 주기로 변화된다. 수위차(26)를 재배조(19)내의 하루의 평균수위와 보수조(60)의 수위의 차로 생각해도 된다. 이때 압력손은 재배기간에 걸쳐서 일정을 유지한다.
예를 들어 도 8에 나타낸 보수조(60)에 있어서 수위저하(68)가 나타나면, 재배조(19)내의 평균수위도 저하된다. 재배조(19)내의 평균수위가 저하되면 그루(95)는 배지재(90)의 깊이 뿌리를 뻗게 된다. 이때 뿌리가 여과재(25)까지 도달해도 된다. 혹은 뿌리가 여과재(25)를 관통해도 된다. 그루(95)가 배지재(90)내에 길게 뿌리를 뻗음으로써, 그루(95)는 양분을 흡수하기 쉬워진다.
도 8에 나타낸 보수기(59)에 있어서의 상기 물의 흐름은 매우 역류하기 어렵다. 왜냐하면 소정의 체적을 갖는 공기(74)가 개구(76)와 흡인압력실(71)의 수면을 사이를 이격하고 있기 때문이다. 또한 개구(76)가 흡인압력실(71)의 수면보다 작은 것이 이것에 관여하고 있다. 즉 파스칼의 원리에 기초하면, 보수관(75)내의 물을 흡인압력실(71)측으로부터 눌러 역류시키기 위하여 필요한 힘은, 흡인압력실(71)의 수면을 밀어내리는 것에 필요한 힘보다 훨씬 큰 것에 따른다.
이상, 도 4-8을 이용하여, 본 실시예에 따른 식물재배방법을 설명하였다. 식물을 재배함에 있어서 이러한 방법은 이하의 이점을 가진다. 이하의 이점은 다른 실시형태 또는 실시예에 따른 장치를 이용한 경우에도 이것을 누릴 수 있다.
우선 본 실시예에 따른 방법에서는 유기비료를 이용할 수 있다. 이는 일반적인 수경재배에는 없는 이점이다. 유기비료는 유해한 미생물도 포함하여 대량의 미생물을 함유하고 있고, 수경재배에서 이용하는 것은 곤란하다. 한편 본 실시예에 따른 방법에서는, 주기적으로 배지재에 공기를 도입하므로 배지재 중의 미생물의 밸런스를 식물의 육성에 호적한 상태로 유지할 수 있다.
또한 토양 중에 식물의 병원체나 해충이 있다고 하더라도, 본 실시예에 따른 방법으로 길러진 식물은 그 영향을 받는 경우가 적다. 재배조가 지면으로부터 격리되어 있기 때문이다. 이는 토양재배와 비교한 경우에 이점이 된다.
본 실시예에 따른 방법은 그루 1개로 실시해도 전혀 고비용이 아니다. 왜냐하면 본 실시예에서는, 전자제어를 이용하지 않아도 일중의 관수에 의한 식물의 육성과, 토양환경의 개선과, 재배기간에 걸친 물의 연속적인 보충을 실현할 수 있기 때문이다.
일반적인 수경재배에 있어서도 그루 1개로부터 재배가능하나 산업이용의 관점에서 현실적이지 않다. 일반적인 수경재배에 있어서는 전자제어나 유해균의 억제에 드는 비용이 발생한다. 또한 이러한 비용이 전체적인 재배비용에 차지하는 비율을 저하시키는 것이 사실상 필수이다. 이러한 비용저감을 실현하려면 재배규모를 크게 하는 것 이외에 현실적인 방법은 발견되지 않았다.
도 9는 장치의 변형예에 드는 보수조(62a-c)의 측면도이다. 보수조(62a-c)의 구조는 이하에 서술하는 것 이외에, 상기 서술한 보수조(60)와 동등하다. 이러한 변형에 있어서 식물재배장치는 재배조 및 보수기의 조를 2 이상 가진다. 각 조에는 보수조(62a-c)가 포함된다.
도 9에 나타낸 보수조(62a-c)는 계단상의 기부(69)에 배치되어 있다. 보수조(62a-c)는 위에서 차례로 배열된다. 보수조(62a-c)는, 계단상으로 복수 배치되어 있다. 일방의 보수조와 타방의 보수조의 사이에서 수위차가 발생하도록 보수조가 배치되어 있는 것이 바람직하다.
도 9에 나타낸 바와 같이 이러한 장치는 상기 서술한 배수관(65)을 대신하여, 하나 또는 둘 이상의 급수로를 구비한다. 본 변형에 있어서 장치는 급수로(64a-c)를 구비한다. 급수로(64b, c)는 각각 보수조(62a, b)가 갖는 측면에 접속된다.
도 9에 나타낸 각 급수로(64a-c)는 하나의 조에 포함되는 보수조의 측면으로부터 다른 조에 포함되는 보수조가 갖는 상면개구상에 이른다. 즉 급수로(64b, c)는 각각 보수조(62a, b)의 측면으로부터 보수조(62b, c) 상면개구상에 이른다. 보수조(62a-c)의 측면에는 배출구(66a-c)가 구비된다. 급수로(64b, c)는 각각 배출구(66a, b)에 접속될 수도 있다.
본 변형예에서는 상단측의 보수조에, 급수수단으로서 급수로(64a-c)가 마련되어 있다. 이러한 급수로(64a-c)는, 하단측의 보수조에 대하여 상단측의 보수조내의 상기 물을 공급한다. 본 변형예에서는 가장 위에 배치되어 있는 보수조에 행함으로써 모든 보수조에 물을 충진할 수 있다.
도 10은 장치의 변형예에 따른 재배조(18a, b)의 모식도이다. 재배조(18a, b)의 구조는 이하에 서술한 것 이외에, 상기 서술한 재배조(19)와 동등하다. 재배조(18a, b)는 각각 지지기(28a, b)를 가진다. 지지기(28a)는 하방을 향해 좁아지는 깔때기형상을 갖고, 지지기(28a)는 하방을 향해 좁아지는 깔때기형상을 가진다.
도 3에 나타낸 재배조(19)에 있어서는 배지재(90)와 여과재(25)의 상면(22)의 사이의 공간이 작다. 이 때문에 재배조(19)에 관수하면 재배조(19)는 바로 물로 채워진다. 이에 반해 도 10에 나타낸 지지기(28a, b)는 깔때기형상에 의해 여과재(25)와 배지재(90)의 바닥부의 사이에 공간을 형성할 수 있다.
도 10에 나타낸 재배조(18a, b)에 있어서는 배지재(90)와 여과재(25)의 상면(22)의 사이의 공간이 도 3에 나타낸 재배조(19)에 비해 크다. 이 때문에 재배조(18a, b)에 관수해도 재배조(18a, b)는 바로 물로 채워지지는 않는다. 즉 지지기(28a, b)의 형상은 수위의 상승에 대하여 완충적으로 작용한다.
도 10에 나타낸 지지기(28a)와 감합할 수 있도록, 물에 침지하기 전의 배지재(90)의 하면을 상방을 향해 좁아지는 깔때기형상으로 할 수도 있다. 또한 지지기(28b)와 감합할 수 있도록, 물에 침지하기 전의 배지재(90)의 하면을 하방을 향해 좁아지는 추체형상으로 할 수도 있다.
도 11은 방법의 변형예에 따른 배지재의 팽창과정의 모식도이다. 흡수성 압축재인 배지재(96a)를 물에 침지하여, 소정의 팽창과정에 따른 배지재(96b-d)를 거쳐, 배지재(96e)를 얻는다.
도 11에 나타낸 배지재(96a)는 상부(97a) 및 하부(97b)를 가진다. 하부(97b)는 편평한 바닥면을 가진다. 상부(97a)는 상방을 향해 좁아지는 추체형상을 가진다. 따라서 물에 뜬 배지재(96a)는 복원성을 가진다. 즉 배지재(96a)에 있어서 추체형상을 갖는 상부(97a)의 선단이 수면상에 나타난다.
도 11에 나타낸 배지재(96a)는 종자수용부(98)를 가진다. 상부(97a)의 선단은 종자수용부(98)로 되어 있다. 종자수용부(98)의 재질은 배지재(96a)의 본체의 재질보다 보수성이 높다. 이 때문에, 종자의 발아나 유묘에의 관수에 호적하다.
도 11에 나타낸 종자수용부(98)의 재질의 입도는 배지재(96a)의 본체의 재질의 입도보다 작은 것이 바람직하다. 종자수용부(98)는 배지재(96a)의 본체보다 점토질을 많이 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 태양에 의해 종자수용부(98)는 호적한 보수성을 가진다.
도 11에 나타낸 종자수용부(98)에 식물의 종자(91)가 매립되어 있다. 따라서 종자(91)는 수몰하기 어렵다. 또한 배지재(96a-e)는 전도되기 어렵다. 또한 종자(91)가 배지재(96e)보다 아래가 되는 경우는 적다.
도 11에 나타낸 배지재(96a)는 추체형상을 가진다. 이 때문에 배지재(96a)가 팽창하여 배지재(96e)가 되어도, 종자수용부(98)는 배지재 중의 이른바 미근 또는 성토부에 위치한다. 이 때문에 식물의 재배 중에 있어서 종자수용부(98)로부터의 물의 배출(88)은 효율적으로 행해진다.
실시예 3
도 12는 실시예 3에 따른 이조식 장치(102)의 투시도이다. 이하, 장치(102)와 도 5에 나타낸 장치(101)의 상이점을 중심으로 설명한다. 2개의 재배조(17a, b)를 구비한다. 관수로(38)는 재배조(17a, b)의 상면개구에 도달해 있다.
도 12에 나타낸 장치(102)는 하나의 펌프를 가진다. 이러한 펌프는 하나의 공기조(50)를 구비한다. 장치(102)의 펌프는, 1개 또는 2개의 수조를 가진다. 이러한 수조는 하나의 공기조(50)와 접속한다. 장치(102)는 장치(101)보다 스페이스 효율이 우수하다.
실시예 4
도 13은 실시예에 따른 다조식 장치(103a-c)의 투시도이다. 이하, 장치(103a-c)와 도 5에 나타낸 장치(101)와, 도 9에 나타낸 장치(102)의 상이점을 중심으로 설명한다. 장치(103a)는 3개 이상의 재배조를 구비한다.
일례로서 도 13에 나타낸 장치(103a)는 재배조(17a-f)를 구비한다. 장치(103a)는 하나의 펌프를 가진다. 이러한 펌프는 하나의 공기조(50)를 구비한다. 장치(103)의 펌프는, 1개 또는 2개 이상의 수조를 가진다. 이러한 수조는 하나의 공기조(50)와 접속한다. 장치(103b, c)는 장치(103a)와 동등한 구조를 가진다.
도 13에 나타낸 장치(103a-c)와 동등한 장치는 용지의 면적이 허용되는 한 많이 배치할 수 있다. 한편 식물을 재배하기 위한 물은 이러한 용지 전면에 매일 공급할 필요는 없다. 장치(103a-c) 및 기타 장치가 갖는 보수조를 1회 물로 채우는 것만으로 충분히 식물을 육성할 수 있다. 필요에 따라 보수조에 물을 보충해도 된다.
도 13에 나타낸 장치(103a-c)를 이용하여 식물을 기른 경우, 용지에 직접 식물을 심어 키우는 경우보다 물은 적어도 된다. 왜냐하면 장치(103a-c) 중의 물은 용지에 지하수로서 침입하는 경우가 거의 없기 때문이다. 또한 이것은 장치(103a-c)에서 순환시키는 물에 농약을 첨가한 경우에도, 농약에 의한 토양오염을 일으키기 어려운 것도 나타내고 있다. 상기 서술한 다른 장치를 이용한 경우에 있어서 동일하다.
실시예 5
도 14에 나타낸 장치(105)는, 실시예 5 및 6에 따른 식물재배장치이다. 장치(105)는, 실시예 1 및 2에 있어서의 보수기(59)(도 2 및 4)를 대신하여 보수기(119)를 가진다. 보수기(119)는 이하의 점을 제외하고 보수기(59)와 동등한 구성을 가진다. 보수기(119)는, 저수부(130)를 추가로 가진다. 저수부(130)는 여과재(25)와 접속한다. 저수부(130)는 여과재(25)를 개재하여 재배조(19)에 물을 보급한다.
도 14에 나타낸 보수기(119)는 흡인압력부(120) 및 급수관(127)을 가진다. 흡인압력부(120)는 이하의 점을 제외하고 실시예 1 및 2에 있어서의 흡인압력부(70)(도 2 및 4)와 동등한 구성을 가진다. 흡인압력부(120)는 급수관(127)을 개재하여 저수부(130)에 연통한다. 흡인압력부(120)는 보수조(60)와 일체로 형성할 수 있다.
도 14에 나타낸 흡인압력부(120)는 저수부(130)보다 높은 위치에 위치한다. 따라서 흡인압력부(120)는 중력에 의해 저수부(130)에 물을 보낼 수 있다. 흡인압력부(120)의 바닥면(131)은 저수부(130)의 상면(132)보다 높은 위치에 있는 것이 바람직하다. 흡인압력부(120)는 보수조(60)의 상부에 배치할 수 있다. 흡인압력부(120)는, 저수부(130)를 경유하여, 여과재(25)에 물을 보낸다.
도 14 중에서는 저수부(130)와 재배조(19)는 일체로 형성되어 있다. 저수부(130)와 재배조(19)는 동체(23)의 벽으로 구획되어 있다. 저수부(130)와 재배조(19)는 별체로 형성되어 있을 수도 있다. 이 경우, 저수부(130)와 여과재(25)를 다른 급수관으로 접속해도 된다.
도 14에 나타낸 흡인압력부(120)내에는 흡인압력실(121)이 있다. 흡인압력실(121)은, 이하의 점을 제외하고 실시예 1 및 2에 있어서의 흡인압력실(71)(도 2, 4 및 8)과 동등하다. 흡인압력실(121)은 급수관(127)을 개재하여 저수부(130)의 내강과 연통하고 있다.
도 14에 나타낸 급수관(127)의 일단은 흡인압력실(121)에 접속되어 있다. 급수관(127)의 타단은 저수부(130)의 내강에 위치한다. 이러한 타단은 다공재(129)로 덮여 있다. 급수관(127)에는 조절기(128)가 부착되어 있다. 조절기(128)의 구성은, 실시예 1 및 2에 있어서의 조절기(78)(도 2 및 4)의 구성과 동등한 것으로 할 수 있다.
실시예 6
도 14에는 추가로 실시예 6에 따른 태양열 펌프계의 구성에 대해서도 나타나 있다. 장치(105)에서는, 역지밸브쌍(40)과 수조(30)를 접속하기 위한 관의 구성이 이하의 점에서 실시예 1 및 2와 상이하다. 장치(105)는, 접속관(134) 및 도수관(135)을 구비한다. 접속관(134)은 흡인용 역지밸브(41)와 토출용 역지밸브(43)의 사이에 마련되어 있다. 접속관(134)은 흡인용 역지밸브(41)와 토출용 역지밸브(43)를 접속한다.
도 14에 나타낸 접속관(134)의 중간부에는 도수관(135)의 일단이 접속되어 있다. 도수관(135)의 타단은 수조(30)에 접속되어 있다. 도수관(135)은 실시예 1 및 2에 있어서의 도수관(35 및 37)의 작용을 겸비한다. 즉 관수시는 도수관(135)이 수조(30)로부터 접속관(134)을 향해 물을 보낸다. 인수시는 도수관(135)이 접속관(134)으로부터 수조(30)를 향해 물을 보낸다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 집열부로서 기능하는 공기조(50)에 의해 수면을 눌러진 수조(30)내의 물의 압력의 변화는, 도수관(135) 및 접속관(134) 중을 전달한다. 수조(30)내의 물의 압력과 동일한 접속관(134)내의 물의 압력이 인수관(36)내의 물의 압력을 상회하는 것에 의해, 흡인용 역지밸브(41)가 닫힌다. 이로 인해 인수관(36)이 폐쇄된다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 수조(30)내의 물의 압력과 동일한 접속관(134)내의 물의 압력이 관수로(38)내의 물의 압력을 상회하는 것에 의해, 토출용 역지밸브(43)가 열린다. 이 때문에 관수로(38)가 개방된다. 그 결과, 수조(30)내의 물은, 관수로(38)를 통하여 재배조(19)에 보내진다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 집열부로서 기능하는 공기조(50)에 의해 수면을 인상된 수조(30)내의 물의 압력의 변화는, 도수관(135) 및 접속관(134) 중을 전달한다. 수조(30)내의 물의 압력과 동일한 접속관(134)내의 물의 압력이 관수로(38)내의 물의 압력을 하회하는 것에 의해, 토출용 역지밸브(43)가 닫힌다. 이로 인해 관수로(38)가 폐쇄된다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 수조(30)내의 물의 압력과 동일한 접속관(134)내의 물의 압력이 인수관(36)내의 물의 압력을 하회하는 것에 의해, 흡인용 역지밸브(41)가 열린다. 이 때문에 인수관(36)이 개방된다. 그 결과, 수조(30)내의 물의 인상에 따라 인수관(36)을 통하여 재배조(19)로부터 수조(30)에 물이 보내진다.
실시예 7
도 15에는 실시예 7에 따른 역지밸브가 나타나 있다. 본 실시예에서는, 실시예 1 및 2에서 이용한 흡인용 역지밸브(41)(도 3)를 대신하여, 도 15에 나타낸 덕빌형 또는 부리형의 흡인용 역지밸브(141a)를 이용한다. 흡인용 역지밸브(141a)의 밸브체는 부리부를 구성하는 2매의 밸브막(144a, b)을 가진다. 취부는 밸브막(144a, b)을 포함한 깔때기형상을 이루고 있다. 취부의 하측에는 기부(147a)가 구비된다. 기부(147a)는 홈(148a)을 가진다.
도 15에 나타낸 밸브막(144a, b)은 가요성을 가진다. 밸브막(144a, b)은 고무로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 밸브막(144a, b)은 밸브체의 내측을 향해 만곡되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 밸브막(144a, b)의 선단은 서로 밀착되기 쉬워진다.
도 15에 나타낸 흡인용 역지밸브(141a)의 밸브체는, 슬릿(145a) 및 절결부(146a)를 가진다. 슬릿(145a) 및 절결부(146a)는 모두, 밸브막(144a, b)에 의해 구성되는 취부의 선단에 있는 상변에 위치한다. 절결부(146a)는 상변의 중앙에 위치한다. 상변의 양단은 호를 그리듯이 면취되어 있다. 슬릿(145a)은 절결부(146a)에만 마련되어 있다. 절결부(146a)는 호의 형상을 갖는 것이 바람직하다.
도 16 및 17은 실시예 7에 따른 역지밸브쌍(140)을 나타낸다. 역지밸브쌍(140)은 흡인용 역지밸브(141a) 및 토출용 역지밸브(143a)를 가진다. 토출용 역지밸브(143a)는 흡인용 역지밸브(141a)와 동일한 구성을 가진다.
도 16 및 17에 나타낸 광체(142)는 역지밸브쌍(140)을 펌프내의 소정의 위치에 배치하기 위하여 이용한다. 광체(142)는 개구(139a-c)를 가진다. 개구(139a)는 광체(142)의 일단에, 개구(139b)는 타단에 각각 마련되어 있다. 개구(139c)는 광체(142)의 동부(胴部)에 마련되어 있다. 광체(142)의 동부는 실시예 6에 있어서의 접속관(134)(도 14)으로서 기능한다. 역지밸브쌍(140) 및 광체(142)는 이들을 일체로서 교환할 수 있다.
도 16 및 17에 나타낸 흡인용 역지밸브(141a) 및 토출용 역지밸브(143a)는 광체(142)의 내강에 부착되어 있다. 흡인용 역지밸브(141a)의 취부는 광체(142)의 중앙을 향하고 있다. 흡인용 역지밸브(141a)의 취부는 개구(139b)를 향하고 있다.
도 16 및 17에 나타낸 광체(142)는 그 내강에 볼록부(149a, b)를 가진다. 홈(148a)은 볼록부(149a)에 감합된다. 토출용 역지밸브(143a)의 홈(148b)은 볼록부(149b)에 감합된다. 기부(147a)와 토출용 역지밸브(143a)의 기부(147b)는, 이들 볼록부에 밀착함으로써 물을 누설하지 않도록 하고 있다.
도 16 및 17 중의 흡인용 역지밸브(141a) 및 토출용 역지밸브(143a)의 형상은, 수압이 균형 잡혀 있을 때, 또는 수압이 부하되지 않을 때의 이들의 형상을 나타낸다(이하, 정지상태라고 함). 이러한 상태에 있어서 슬릿(145a) 및 토출용 역지밸브(143a)의 슬릿(145b)은 닫고 있는 것이 바람직하다.
도 16 및 17에 나타낸 바와 같이 흡인용 역지밸브(141a)의 밸브막(144a, b)은 선단으로 갈수록 얇아지는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 밸브막(144a, b)의 선단은 서로 밀착되기 쉬워진다. 토출용 역지밸브(143a)의 밸브막에 있어서 동일하다.
도 16에 있어서는, 집열부에 의해 수면을 눌러진 수조내의 물의 압력이 인수관 및 관수로내의 물의 압력을 상회하고 있다. 즉, 광체(142)의 동부의 수압이 상대적으로 높아진다. 이때 흡인용 역지밸브(141a)의 취부의 선단은, 흡인용 역지밸브(141b)로서 나타낸 바와 같이 예각으로 변형한다. 따라서, 슬릿(145a)은 정지상태보다 강하게 밀착하도록 닫아진다. 이 때문에, 개구(139a)에 접속하는 인수관이 폐쇄된다.
또한 도 16에 나타낸 토출용 역지밸브(143a)의 취부의 선단은, 토출용 역지밸브(143b)로서 나타낸 바와 같이 둥글게 불룩해진다. 따라서, 슬릿(145b)은 절결부(146b)의 형상에 맞추어 열린다. 절결부(146b)가 호의 형상을 하고 있음으로써 타원형의 단면을 갖는 구멍이 형성된다. 이 때문에, 개구(139b)에 접속하는 관수로가 개방된다. 그 결과, 수조내의 물은, 개구(139c), 개구(139b) 및 관수로를 경유하여 재배조에 보내진다.
도 17에 있어서는, 집열부에 의해 수면을 눌러진 수조내의 물의 압력이 인수관 및 관수로내의 물의 압력을 하회하고 있다. 즉, 광체(142)의 동부의 수압이 상대적으로 낮아진다. 이때 토출용 역지밸브(143a)의 취부의 선단은, 토출용 역지밸브(143c)로서 나타낸 바와 같이 예각으로 변형된다. 따라서, 슬릿(145b)은 정지상태보다 강하게 밀착하도록 닫아진다. 이 때문에, 개구(139b)에 접속하는 관수로가 폐쇄된다.
또한 도 17에 나타낸 흡인용 역지밸브(141a)의 취부의 선단은, 흡인용 역지밸브(141c)로서 나타낸 바와 같이 둥글게 불룩해진다. 따라서, 슬릿(145a)은 절결부(146a)의 호의 형상에 맞추어 열린다. 절결부(146a)가 호의 형상을 하고 있음으로써 타원형의 단면을 갖는 구멍이 형성된다. 이 때문에, 개구(139a)에 접속하는 인수관이 개방된다. 그 결과, 수조내의 물의 인상에 따라, 인수관, 개구(139a) 및 개구(139c)를 경유하여 재배조로부터 수조에 물이 보내진다.
도 18은 참고예에 따른 역지밸브(191)를 모식적으로 나타낸다. 역지밸브(191)는 취부를 구성하는 밸브막(194a, b)을 가진다. 밸브막(194a, b)의 상변은 직선적이다. 밸브막(194a, b)의 선단에 맞댐면(196a, b)이 형성되어 있다. 역지밸브(191)가 갖는 슬릿(195)은 맞댐면(196a, b)으로 구성되어 있다
도 18 중에 나타낸 맞댐면(196a, b)은 밀착되어 있다. 이에 맞추어, 슬릿(195)은 취부(194)의 상변에 넓게 형성된다. 그러나, 물은, 맞댐면(196a, b)의 사이를 누출하도록 통과한다. 이 때문에, 수압의 압력손이 크다. 특히, 부리형상의 외측으로부터의 흡인압에 의해 슬릿(195)이 개방되는 것은 적극적으로 상정되어 있지 않은 점에서, 인수시에 개구되기 어렵다.
상기 참고예에 비해, 본 실시예의 역지밸브는 호의 형상을 가진 절결부를 가진 점에서 특징이 있다. 이 때문에, 슬릿이 열릴 때는, 역지밸브의 상변에 큰 구멍이 생긴다. 또한, 취부를 구성하는 밸브막이 만곡하고, 게다가 선단만큼 얇아져 있다. 이 때문에 슬릿을 닫을 때는, 절결부 주변에 있어서 밸브막이 서로 밀착되어 상기 구멍을 폐쇄한다. 이 때문에, 개공시와 폐공시의 사이에서 수류에 대한 저항의 크기가 현저히 변화된다.
본 실시예의 역지밸브는, 취부의 외측의 압력이 낮아져 열린 경우에도, 취부의 내측의 압력이 높아져 열린 경우에도, 취부의 외측의 압력이 높아져 닫힌 경우에도, 취부의 내측의 압력이 낮아져 닫힌 경우에도, 모두 응답이 신속하며, 또한 균등하게 동작한다. 따라서, 흡인용 역지밸브와 토출용 역지밸브에서 동일구조의 역지밸브를 호적하게 이용할 수 있다.
본 실시예의 덕빌형의 역지밸브는 실시예 1 및 2에 기재된 중력식 역지밸브에 비해 개폐의 정도(精度)가 우수하다. 환언하면, 밸브체 등의 가공정도에 의존하지 않고 높은 개폐의 정도를 발휘할 수 있다. 또한 이물이 역지밸브에 끼어도 개폐의 정도를 유지할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 수조(30)에 질화균상(床)을 도입한 경우에도 적합하다. 또한 중력을 이용하지 않으므로 관수시와 인수시의 사이에서 개폐의 격차가 발생하지 않는다. 또한 중력을 이용하지 않으므로, 개폐의 정도가 역지밸브의 부착의 정도에 의존하지 않는다. 또한 수지 또는 고무의 성형품으로서 간편하게 제조할 수 있다. 또한 태양열 펌프계가 정상으로 동작하는 한, 역지밸브의 종류 또는 구조는 제한되지 않는다. 즉 중력식 역지밸브도 덕빌형 역지밸브도 호적하게 사용할 수 있다.
실시예 8
도 19는 실시예 8에 따른 식물재배장치인 장치(106)를 나타낸다. 장치(106)는 둘 이상의 재배조를 구비한다. 도면 중에서는 장치(106)가 3개의 재배조(155a-c)를 구비한다. 재배조(155a-c)의 개별의 구성은 실시예 1 및 2에 기재된 재배조(19)(도2 및 4)와 동등하다.
도 19에 나타낸 장치(106)는 관수로(150a)를 구비한다. 관수로(150a)는 실시예 1 및 2에 있어서의 관수로(38)(도 2 및 4)의 특징에 더하여 이하의 특징을 가진다. 관수로(150a)는 분배기(152)를 갖는 관이다. 분배기(152)에는 주경로(151)와 3개의 분지경로(153a-c)가 접속하고 있다. 관수로(150a)를 흐르는 물은 분배기로 분지한다.
도 19에 나타낸 분지경로(153a-c)는 재배조(155a-c)가 갖는 각각의 배지재를 향한다. 관수로(150)는 분지함으로써 재배조(155a-c)의 각각에 물을 분배한다. 관수로(150a)에 의해, 1개의 태양열 펌프계로 복수개의 재배조에 물을 공급할 수 있다. 본 실시예는 비교적 작은 재배조를 복수개 사용하고자 할 때에 적합하다.
실시예 9
도 20에 상기 실시예 8의 관수로(150a)의 절단단면을 나타낸다. 상기 서술한 바와 같이, 관수로(150a)에는 물이 흐르지 않는 시간이 있다. 따라서 분배기(152) 중에 남겨진 물은 불규칙한 형상의 물웅덩이 또는 물방울이 된다. 물의 표면장력이 강한 점에서, 이 물웅덩이는 다음의 관수시의 물의 흐름에 치우침을 발생시킨다. 이 때문에, 분지경로(153a-c)마다 균일한 양의 물을 분배하는 것이 어려운 경우가 있다.
도 21은 실시예 9에 따른 관수로(150b)를 나타낸다. 관수로(150b)는 관수로(150a)(도 20)와 이하의 점이 상이하다. 관수로(150b)의 분지경로(153a-c)의 재배조측의 토출구(154a-c)에는, 스펀지(157a-c)가 장착되어 있다. 구체적으로는 토출구(154a-c)의 단면보다 큰 단면을 갖는 저수실(156a-c)이 마련되어 있다. 그리고 저수실(156a-c)의 각각에 스펀지(157a-c)가 배치되어 있다.
도 21에 나타낸 저수실(156c)의 단면에는, 스펀지(157c)가 나타나 있다. 물을 포함한 스펀지(157c)가 마개가 됨으로써, 분배기(152)를 포함한 관수로(150)내는 항상 물로 채워진다. 이 때문에 분배기(152)에 있어서의 물웅덩이의 발생이 방지된다. 이 때문에 관수로(150b)는 물을 분지경로(153a-c)에 균등하게 분배하는 것에 적합하다. 스펀지(157a-c)는, 태양열 펌프계의 발생하는 압력에 주는 손실이 작다. 이 때문에, 물의 총유량에 주는 영향이 작다.
실시예 10
도 22는 실시예 10에 따른 식물재배장치인 장치(107)를 나타낸다. 장치(107)는 급수기(160)를 구비한다. 급수기(160)는 보수기가 구비하는 보수조(162a)에 드레인(164a)을 개재하여 연통하고 있다. 보수조(162a)는 실시예 1, 2 및 5에 나타낸 보수조(60)(도 2, 4 및 14)와 동등하다.
도 22에 나타낸 급수기(160)는 볼탭(161)을 가진다. 볼탭(161)은 수도(159)와 접속되어 있다. 급수기(160)는 보수조(162a)내의 수위를 볼탭(161)에 의해 일정하게 유지할 수 있다.
도 22에 나타낸 장치(107)는 다른 보수기를 추가로 구비한다. 다른 보수기는 보수조(162b)를 구비한다. 보수조(162b)는 보수조(162a)에 드레인(164b)을 개재하여 연통하고 있다. 즉, 보수조(162b)는 보수조(162a)를 개재하여, 간접적으로 급수기(160)에 연통하고 있다. 이로 인해, 1개의 급수기(160)에서 복수의 보수조(162a, b)에 물을 줌과 동시에, 이들 수위를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 추가로 드레인(164c)을 비롯한 다른 드레인을 이용하여 보수조를 연쇄적 접속할 수 있다. 이 때문에, 보수조를 간접적으로 급수기에 연통시키는 본 실시예의 수법은 식물재배장치의 대규모화에 적합하다.
실시예 11
도 23은 배지재(166)를 나타낸다. 배지재(166)는 겔입자(167)를 가진다. 겔입자(167)는 비료성분을 함유한다. 겔입자(167)는 배지재(166) 중에 분산되어 있다. 겔입자는 비료성분을 천천히 장기간에 걸쳐 방출한다. 비료성분으로는 질소나 칼리 등이 포함된다. 겔입자는 젤라틴으로 이루어진 것이 바람직하다.
이상, 실시의 형태를 참조하여 본원발명을 설명하였으나, 본원발명은 상기에 의해 한정되는 것이 아니다. 본원발명의 구성이나 상세에는, 발명의 스코프내에서 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경을 할 수 있다.
17a-f 재배조, 18a, b 재배조, 19 재배조, 20 바닥부, 21 상면개구, 22 상면, 23 동체, 24 내강, 25 여과재, 26 수위차, 27 지지기, 28a, b 지지기, 29 펌프, 30 수조, 31 내강, 32 태양열 펌프계, 33 기밀마개, 35 도수관, 36 인수관, 37 도수관, 38 관수로, 39 펌프실, 40 역지밸브쌍, 41 흡인용 역지밸브, 42 기부, 43 토출용 역지밸브, 44a, b 밸브체, 45a, b 밸브시트, 46a, b 커버, 47a, b 링, 48a, b 이음매, 50 공기조, 51 내강, 52 집열면, 53 송기관, 54 용기, 55 집열체, 56 집열부, 57 공기저류부, 59 보수기, 60 보수조, 61 내강, 62a-c 보수조, 63 보충구, 64a-c 급수로, 65 배수관, 66a-c 배출구, 67 수위계, 68 수위저하, 69 기부, 70 흡인압력조, 71 흡인압력실, 72 외각, 73 기밀마개, 74 공기, 75 보수관, 76 개구, 77 급수관, 78 조절기, 81 기압상승, 82 기압저하, 83, 84 수류, 85, 86 압력, 87 외기, 88 배출, 89 캡슐, 90 배지재, 91 종자, 92 묘, 93 일조, 94 방사열, 95 그루, 96a-e 배지재, 97a 상부, 97b 하부, 98 종자수용부, 99, 100-102, 103a-c 장치, 105-107 장치, 119 보수기, 120 흡인압력부, 121 흡인압력실, 127 급수관, 128 조절기, 129 다공재, 130 저수부, 131 바닥면, 132 상면, 134 접속관, 135 도수관, 135 도수관, 139a-c 개구, 140 역지밸브쌍, 141a-c 흡인용 역지밸브, 142 광체, 143a-c 토출용 역지밸브, 144a, b 밸브막, 145a, b 슬릿, 146a, b 절결부, 147a, b 기부, 148a, b 홈, 149a, b 볼록부, 150 관수로, 151 주경로, 152 분배기, 153a-c 분지경로, 154a-c 토출구, 155a-c 재배조, 156a-c 저수실, 157a-c 스펀지, 159 수도, 160 급수기, 161 볼탭, 162a, b 보수조, 164a-c 드레인, 166 배지재, 167 겔입자, 191 역지밸브, 194 취부, 194a, b 밸브막, 195 슬릿, 196a, b 맞댐면

Claims (20)

  1. 식물을 생육하기 위한 재배조와,
    상기 재배조에 관수로를 개재하여 재배수를 공급함과 동시에, 상기 재배조로부터 인수관을 개재하여 재배수를 흡인하기 위한 수조와,
    상기 수조의 상부에 연통하는 공기저류부를 갖는 집열부
    를 구비하는 식물재배장치로서,
    상기 집열부는, 태양광을 받아 상기 공기저류부내에서 데워진 공기의 압력으로 상기 수조내의 수면을 누르고,
    상기 수조는, 상기 공기에 의해 눌러진 상기 재배수를, 상기 관수로를 통하여 상기 재배조내에 배치된 배지재에 상방으로부터 급수하고,
    상기 집열부는, 데워진 상기 공기가 상기 태양광의 감소에 의해 식음으로써 상기 수조내의 상기 수면을 인상하고,
    상기 수조는, 상기 재배수의 인상에 따라 상기 재배조의 바닥부로부터 상기 인수관을 통하여 상기 재배수를 흡인하는,
    식물재배장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수조로부터 상기 재배조에 공급되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 토출용 역지밸브와,
    상기 재배조로부터 상기 수조에 흡인되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 흡인용 역지밸브
    를 추가로 구비하고,
    상기 토출용 역지밸브 및 상기 흡인용 역지밸브는, 하방을 향해 좁아지는 추체형상을 가짐과 함께 상기 재배수보다 비중이 큰 밸브체와, 상기 밸브체의 형상에 대응하여 하방을 향해 좁아지는 깔때기형상을 갖는 밸브시트를 갖고,
    상기 흡인용 역지밸브의 상기 밸브체와 상기 밸브시트가 중력에 의해 면으로 접함과 동시에, 상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해 밀착함으로써 상기 인수관이 폐쇄되고,
    상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해 상기 토출용 역지밸브의 상기 밸브체와 상기 밸브시트가 이간함으로써, 상기 관수로가 개방되고, 그 결과, 상기 수조내의 상기 재배수는, 상기 관수로를 통하여 상기 재배조에 보내지고,
    중력에 의해 상기 토출용 역지밸브의 상기 밸브체와 상기 밸브시트가 면으로 접함과 동시에, 상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해 밀착함으로써 상기 관수로가 폐쇄되고,
    상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해 상기 흡인용 역지밸브의 상기 밸브체와 상기 밸브시트가 이간함으로써, 상기 인수관이 개방되고, 그 결과, 상기 수조내의 상기 재배수의 인상에 따라 상기 인수관을 통하여 상기 재배조로부터 상기 재배수는 보내지는,
    식물재배장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 토출용 역지밸브 및 상기 흡인용 역지밸브는, 상기 수조외에 위치하고, 상기 관수로 및 상기 인수관에 대하여 착탈이 자유로운,
    식물재배장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 토출용 역지밸브 및 상기 흡인용 역지밸브는, 커버 및 기부를 추가로 갖고,
    상기 기부는 상기 밸브시트를 갖고,
    상기 밸브체는 상기 커버 및 상기 밸브시트와의 사이에 배치되고,
    상기 커버 및 상기 기부에는 나사가 깎여 있으며,
    상기 커버의 나사가 상기 기부의 나사에 착탈 가능하게 감합되는,
    식물재배장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재배조의 상기 바닥부에 배치된 여과재를 개재하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보급하는 보수기를 추가로 구비하고,
    상기 보수기는,
    상기 재배수를 저류하는 보수조와,
    상기 여과재를 개재하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보급하는 흡인압력부와,
    상기 보수조에 저류된 상기 재배수를 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내는 보수관
    을 갖고,
    상기 흡인압력부가 상기 재배수를 보급함으로써 생기는 상기 흡인압력부내의 수면의 저하에 의해 상기 보수조내의 상기 재배수가 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내지는,
    식물재배장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡인압력부는, 상기 재배조에 대하여 별체인,
    식물재배장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 흡인압력부와 상기 재배조는 벽을 공통으로 하여 일체화되어 있고,
    상기 여과재는, 상기 흡인압력부의 바닥부까지 연재되어 있는,
    식물재배장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보수조는, 일방의 상기 보수조와 타방의 상기 보수조의 사이에서 수위차가 발생하도록 계단상으로 복수 배치되어 있고,
    상단측의 상기 보수조에는, 하단측의 상기 보수조에 대하여 상단측의 상기 보수조내의 상기 재배수를 공급하는 급수수단이 마련되어 있는,
    식물재배장치.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보수기는 상기 보수관에 마련된 조절기를 추가로 갖고,
    상기 조절기는 상기 보수관내의 상기 재배수의 유량을 조절하는,
    식물재배장치.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재배조는, 추가로 상기 재배조내에 배치됨과 함께 배지재를 지지하는 지지기를 갖고,
    상기 지지기는, 상방 또는 하방을 향해 좁아지는 깔때기형상을 가짐으로써, 상기 여과재와 상기 배지재의 바닥부의 사이에 공간을 형성하는,
    식물재배장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    둘 이상의 상기 재배조와,
    상기 둘 이상의 상기 재배조에 연통하는 하나의 상기 집열부와,
    상기 집열부 및 상기 수조를 연통함과 동시에 상기 집열부에서 데워진 상기 공기의 압력이 상기 수조에 전파됨과 동시에 상기 집열부에서 식힌 상기 공기의 압력이 상기 수조에 전파하는 송기관을 추가로 구비하고,
    상기 집열부는, 상기 송기관을 통하여, 데워진 상기 공기의 상기 압력의 변화를 상기 수조에 전달함으로써, 데워진 상기 공기의 압력으로 상기 수조내의 상기 수면을 누르고,
    상기 집열부는, 상기 송기관을 통하여, 식힌 상기 공기의 상기 압력의 변화를 상기 수조에 전달함으로써, 식힌 상기 공기의 압력으로 상기 수조내의 상기 수면을 인상하는,
    식물재배장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집열부는, 상기 공기저류부내에 위치하는 집열체를 갖는,
    식물재배장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배지재는, 상방을 향해 좁아지는 추체형상을 갖고,
    상기 배지재가 상기 재배수에 떠있을 때에, 상기 배지재는, 상기 추체형상의 선단이 수면상에 나타나는 방향으로 복원성을 갖고,
    상기 선단에는, 상기 식물의 종자가 매립되는 종자수용부를 갖고,
    상기 배지재는, 상기 재배수에 침지되면 팽창하는,
    식물재배장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 재배조의 상기 바닥부에 배치된 여과재를 개재하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보급하는 보수기를 추가로 구비하고,
    상기 보수기는,
    상기 재배수를 저류하는 보수조와,
    상기 여과재를 개재하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보급하는 저수부와,
    상기 저수부에 연통함과 동시에, 상기 저수부보다 높은 위치에 위치함으로써 중력에 의해 상기 저수부에 상기 재배수를 보내는 흡인압력부와,
    상기 보수조에 저류된 상기 재배수를 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내는 보수관
    을 갖고,
    상기 흡인압력부가 상기 재배수를 보급함으로써 생기는 상기 흡인압력부내의 수면의 저하에 의해 상기 보수조내의 상기 재배수가 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내지는,
    식물재배장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 수조로부터 상기 재배조에 공급되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 토출용 역지밸브와,
    상기 재배조로부터 상기 수조에 흡인되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 흡인용 역지밸브와,
    토출용 역지밸브와 흡인용 역지밸브를 접속하는 접속관과,
    상기 접속관의 중간부와, 상기 수조를 접속하는 도수관
    을 추가로 구비하고,
    상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해, 상기 흡인용 역지밸브가 닫힘으로써 상기 인수관이 폐쇄되고,
    상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해, 상기 토출용 역지밸브가 열림으로써 상기 관수로가 개방되고, 그 결과, 상기 수조내의 상기 재배수는, 상기 관수로를 통하여 상기 재배조에 보내지고,
    상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해, 상기 토출용 역지밸브가 닫힘으로써 상기 관수로가 폐쇄되고,
    상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해, 상기 흡인용 역지밸브가 열림으로써 상기 인수관이 개방되고, 그 결과, 상기 수조내의 상기 재배수의 인상에 따라 상기 인수관을 통하여 상기 재배조로부터 상기 재배수는 보내지는,
    식물재배장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 수조로부터 상기 재배조에 공급되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 토출용 역지밸브와,
    상기 재배조로부터 상기 수조에 흡인되는 상기 재배수의 역류를 방지하는 흡인용 역지밸브
    를 추가로 구비하고,
    상기 토출용 역지밸브 및 상기 흡인용 역지밸브는, 가요성이 있는 취부를 갖는 밸브체로 이루어지고,
    상기 취부는, 상기 취부의 선단에 있는 상변에 슬릿 및 절결부를 갖고,
    상기 슬릿은 상기 상변의 중앙에 위치하는 상기 절결부에만 마련되어 있고,
    상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해, 상기 흡인용 역지밸브의 상기 슬릿이 닫힘으로써 상기 인수관이 폐쇄되고,
    상기 집열부에 의해 상기 수면을 눌러진 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 상회하는 것에 의해, 상기 토출용 역지밸브의 상기 슬릿이 열림으로써 상기 관수로가 개방되고, 그 결과, 상기 수조내의 상기 재배수는, 상기 관수로를 통하여 상기 재배조에 보내지고,
    상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 관수로내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해, 상기 토출용 역지밸브의 상기 슬릿이 닫힘으로써 상기 관수로가 폐쇄되고,
    상기 집열부에 의해 상기 수면을 인상된 상기 수조내의 상기 재배수의 압력이 상기 인수관내의 상기 재배수의 압력을 하회하는 것에 의해, 상기 흡인용 역지밸브의 상기 슬릿이 열림으로써 상기 인수관이 개방되고, 그 결과, 상기 수조내의 상기 재배수의 인상에 따라 상기 인수관을 통하여 상기 재배조로부터 상기 재배수는 보내지는,
    식물재배장치.
  17. 제1항에 있어서,
    둘 이상의 상기 재배조를 구비하고,
    상기 관수로는, 분지를 갖는 관임과 동시에, 분지함으로써 상기 둘 이상의 재배조의 각각에 물을 분배하고,
    상기 관수로의 상기 재배조측의 토출구에는 스펀지가 장착되어 있는,
    식물재배장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 재배조의 상기 바닥부에 배치된 여과재를 개재하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보급하는 보수기를 추가로 구비하고,
    상기 보수기는,
    상기 재배수를 저류하는 보수조와,
    상기 여과재를 경유하여 상기 재배조에 상기 재배수를 보내는 흡인압력부와,
    상기 보수조에 저류된 상기 재배수를 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내는 보수관
    을 갖고,
    상기 흡인압력부가 상기 재배수를 보급함으로써 생기는 상기 흡인압력부내의 수면의 저하에 의해 상기 보수조내의 상기 재배수가 상기 흡인압력부의 상부공간내에 보내지고,
    상기 보수조에 연통함과 동시에, 상기 재배수를 상기 보수기에 공급하는 급수기를 추가로 구비하고,
    상기 급수기는, 볼탭을 갖는,
    식물재배장치.
  19. 제18항에 있어서,
    다른 상기 보수기를 추가로 구비하고,
    상기 다른 보수기의 상기 보수조는, 상기 급수기에 연통하는 상기 보수조를 개재하여, 간접적으로 상기 급수기에 연통되어 있는,
    식물재배장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 배지재는, 비료성분을 함유하는 겔입자를 갖는,
    식물재배장치.
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