KR20180057298A - 수경 재배기 - Google Patents

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KR20180057298A KR1020160155761A KR20160155761A KR20180057298A KR 20180057298 A KR20180057298 A KR 20180057298A KR 1020160155761 A KR1020160155761 A KR 1020160155761A KR 20160155761 A KR20160155761 A KR 20160155761A KR 20180057298 A KR20180057298 A KR 20180057298A
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Abstract

본 발명은 뿌리에 배양액을 자연낙하방식으로 공급함과 아울러 배양액 내의 용존 산소를 높이고, 잎의 광합성을 위해 LED 광의 파장을 이용한 수경 재배기를 제공하고, 식물의 성장과정 및 사용목적에 따라 광량을 조절하여 식물의 식감과 일정 성분 억제 및 증가를 하여 기능성식물을 재배할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수경 재배기는 직육면체 형상으로 상부가 개방된 형상의 트레이(100)와, 판 형상의 받침판(220)과, 상기 받침판(220)을 지지하는 복수 개의 받침부(210)를 갖는 고정 프레임(200)을 더 포함하되, 상기 트레이(100)는, 장(長) 측면의 서로 마주보는 내벽의 소정 위치에 위치하는 제 1 LED(130)와, 단(短) 측면의 일 측의 일 단부 영역에 위치하는 유입부(150)와, 단(短) 측면의 일 측의 타 단부 영역 및 단(短) 측면의 타 측의 양단부 영역에 위치하는 유출부(120)와, 하면의 소정 영역에 위치하는 토출구(110)와, 상기 트레이(100)의 중공에 채워지는 양액의 수면에 부유가능한 모종판(140)을 더 포함하고, 상기 고정 프레임(200)은, 상기 받침판(220)의 하부에 장변을 따라 소정 위치에 위치하는 제 2 LED(240)와, 상기 받침판(220)의 장변 및 단변이 만나는 모서리 영역 중 대각 위치에 각각 관통홀(230)을 더 포함하며, 트레이(100) 및 고정 프레임(200)이 순차적으로 반복하여 적층된다.

Description

수경 재배기{DEVICE FOR HYDROPONICS}
본 발명은 수경 재배기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 뿌리에 배양액을 자연낙하방식으로 공급함과 아울러 배양액 내의 용존 산소를 높이고, 잎의 광합성을 위해 LED 광의 파장을 이용한 수경 재배기에 관한 것이다.
일반적으로, 수경 재배란 흙을 사용하지 않고 식물이 성장하는데 필요한 양분이 들어있는 배양액으로 식물을 재배함을 말한다.
수경 재배는 다양한 영양분을 물에 녹인 배양액을 식물에 공급하는 방식으로 이루어진다. 즉, 영양분을 포함하는 배약액에 식물 뿌리를 띄어서 재배한다.
또한, 수경 재배로 키울 수 있는 식물로는 수염뿌리를 가진 튤립, 수선화, 토란, 고구마, 양파, 행운목, 인삼 등이 있으며, 수경 재배를 하면 일반 토지에서 식물을 재배할 때에 비해 생산량이 수십배 증가할 수 있으며, 집에서도 용이하게 재배할 수 있다.
이러한 수경 재배는 1930년대에 미국의 W.F.Gericke가 고안한 것으로, 재배조, 저액조, 순환용 배관, 송액 펌프로 구성되고, 그 밖의 산소공급방법이나 장치도 필요하다.
최근 산업발달에 의한 농경지의 감소화와 농산물의 생산시기(계절)에 관계없이 사계절 소비화 경향에 대응하기 위해 사계절 경작에 의한 농산물의 대량생산, 무공해재배, 신선도유지를 도모할 수 있는 수경재배농법이 확산되고 있는 실정이다.
이러한 농산물의 수경재배농법은, 토양을 이용하지 않고 각종 필요 양분을 용해시킨 물만을 이용하여 식물을 재배하는 수경재배는 묘판에서 모종을 길러 적당한 크기로 성장하면 이를 재배판을 이식한 상태에서 영양액 재배하는 것으로 상기 재배판은 일반적인 경질의 합성수지 또는 글라스 울과 같은 흡수성 재질을 판형상으로 성형하여 구성되며 재배판에는 식물의 뿌리부분을 삽입, 고정할 수 있도록 된 컵 형상의 재식공을 형성시켜 식물을 고정할 수 있다.
따라서, 별도의 지지프레임을 이용하여, 상기 재배판을 지면의 상측, 소정높이에 고정설치하고, 상기 재배판에 식물을 심은 후, 재배판의 하측에 배양액을 공급함으로써, 식물을 수경 재배할 수 있는 것으로, 이러한 수경재배에 이용되는 기존의 수경재배장치는 식물이 실제로 수용, 배양되며 배수수단이 갖추어진 일정규격의 기판상에 영양액 공급관을 통하여 영양액을 공급하여 충만한 상태에서 천천히 흐르게 하고 그 위에 재식공을 통하여 작물이 이식된 재배판을 근접되게 배치 시켜서 작물의 뿌리가 영양액의 양분을 흡수할 수 있도록 하고 있으며, 최근에는 생산성을 높이고, 비용을 낮추기 위해 업그레이드된 수경 재배기가 요구되고 있다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 요구를 해소하기 위해 제안된 것으로서, 그 목적은 뿌리에 배양액을 자연낙하방식으로 공급함과 아울러 배양액 내의 용존 산소를 높이고, 잎의 광합성을 위해 LED 광의 파장을 이용한 수경 재배기를 제공하고, 식물의 성장과정 및 사용목적에 따라 광량을 조절하여 식물의 식감과 일정 성분 억제 및 증가를 하여 기능성식물을 재배할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수경 재배기는 직육면체 형상으로 상부가 개방된 형상의 트레이(100)와, 판 형상의 받침판(220)과, 상기 받침판(220)을 지지하는 복수 개의 받침부(210)를 갖는 고정 프레임(200)을 더 포함하되, 상기 트레이(100)는, 장(長) 측면의 서로 마주보는 내벽의 소정 위치에 위치하는 제 1 LED(130)와, 단(短) 측면의 일 측의 일 단부 영역에 위치하는 유입부(150)와, 단(短) 측면의 일 측의 타 단부 영역 및 단(短) 측면의 타 측의 양단부 영역에 위치하는 유출부(120)와, 하면의 소정 영역에 위치하는 토출구(110)와, 상기 트레이(100)의 중공에 채워지는 양액의 수면에 부유가능한 모종판(140)을 더 포함하고, 상기 고정 프레임(200)은, 상기 받침판(220)의 하부에 장변을 따라 소정 위치에 위치하는 제 2 LED(240)와, 상기 받침판(220)의 장변 및 단변이 만나는 모서리 영역 중 대각 위치에 각각 관통홀(230)을 더 포함하며, 트레이(100) 및 고정 프레임(200)이 순차적으로 반복하여 적층된다.
또한, 본 발명에 따른 수경 재배기는, 상기 유입부(150) 및 상기 유출부(120)는 상부 및 하부 2개의 구멍으로 이루어지며, 상부 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A)과 중간 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A')을 연결하는 제 2 파이프(320) 및 중간 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B)과 하부 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B')을 연결하는 제 3 파이프(330)를 더 포함하되, 상기 제 2 파이프(320) 및 상기 제 3 파이프(330)는 상부에서 보았을 때 대각 위치에 각각 위치한다.
또한, 본 발명에 따른 수경 재배기는, 최상부 트레이(100)의 상기 유입부(150) 중 상부 구멍(C)은 양액의 수온을 조절하는 워터 칠러(400)와 제 1 파이프(310)로 연결되며, 상기 워터 칠러(400)와 양액 내 용존 산소를 높이는 용해기(500)는 제 4 파이프(340)로 연결되되, 상기 워터 칠러(400)와 연결된 상기 제 4 파이프(340) 및 상기 워터 칠러(400)와 연결된 상기 제 1 파이프(310)를 통해 상기 용해기(500)로부터 산소가 용해된 용존수가 공급된다.
또한, 본 발명에 따른 수경 재배기는, 상부 트레이(100) 내에 양액이 충만하면, 상부 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A)과 중간 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A')을 연결하는 제 2 파이프(320)를 통해 상부 트레이(100)에 충만한 양액이 자연낙하하여 중간 트레이(100) 내에 채워지며, 중간 트레이(100) 내에 양액이 충만하면, 중간 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B)과 하부 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B')을 연결하는 제 3 파이프(330)를 통해 중간 트레이(100)에 충만한 양액이 자연낙하하여 하부 트레이(100) 내에 채워진다.
또한, 본 발명에 따른 수경 재배기는, 트레이(100) 내에 있는 양액에 용존 산소가 공급될 경우에만, 식물(600)의 뿌리가 양액에 잠기게 되고, 트레이(100)에 용존수가 공급되지 않을 경우, 상기 트레이(100) 내의 양액이 자연낙하하여 상기 토출구(110)를 통해 배출된다.
또한, 본 발명에 따른 수경 재배기는, 상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 식물(600)의 성장 과정에 따라 LED 파장을 조절 가능하되, 상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 청색의 LED 파장을 200㎚ ~ 550㎚의 파장으로 조절하고 광입자의 양은 0μmol/㎡ｓ ~ 300μmol/㎡ｓ까지 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수경 재배기는, 상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 식물(600)의 성장 과정에 따라 LED 파장을 조절 가능하되, 상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 적색의 LED 파장을 500㎚ ~ 880㎚의 파장으로 조절하고 광입자의 양은 0μmol/㎡ｓ ~ 500μmol/㎡ｓ까지 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수경 재배기는 상기 트레이(100)의 하부 외측의 소정 영역에는 복수의 센서를 더 포함하되, 상기 센서는 식물(700)의 성장에 따라 식물(700)의 높이를 감지하여 상기 높이에 맞게 상기 모종판(140)을 상하로 이동시킨다.
본 발명에 의하면, 뿌리에 배양액을 자연낙하방식으로 공급함과 아울러 배양액 내의 용존 산소를 높이고, 잎의 광합성을 위해 LED 광의 파장을 이용한 수경 재배기를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수경 재배기의 전체 구성을 나타내는 결합 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 수경 재배기의 분해된 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 수경 재배기의 각 트레이가 파이프에 의해 연결된 구성을 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 수경 재배기에 온도 조절기 및 용해기가 포함된 구성을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 수경 재배기에 식물이 성장한 것을 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 수경 재배기에 공급되는 용존수의 흐름을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 수경 재배기에 포함된 용해기의 내부 구성을 나타내는 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
우선, 도 1은 본 발명에 따른 수경 재배기의 전체 구성을 나타내는 결합 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수경 재배기의 분해된 구성을 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수경 재배기의 각 트레이가 파이프에 의해 연결된 구성을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수경 재배기에 온도 조절기 및 용해기가 포함된 구성을 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 수경 재배기에 식물이 성장한 것을 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 수경 재배기에 공급되는 용존수의 흐름을 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 수경 재배기에 포함된 용해기의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 수경 재배기(1000)는 직육면체 형상으로 상부가 개방된 형상의 트레이(100)와, 판 형상의 받침판(220)과, 받침판(220)을 지지하는 복수 개의 받침부(210)를 갖는 고정 프레임(200)을 더 포함하되, 트레이(100)는, 장(長) 측면의 서로 마주보는 내벽의 소정 위치에 위치하는 제 1 LED(130)와, 단(短) 측면의 일 측의 일 단부 영역에 위치하는 유입부(150)와, 단(短) 측면의 일 측의 타 단부 영역 및 단(短) 측면의 타 측의 양단부 영역에 위치하는 유출부(120)와, 하면의 소정 영역에 위치하는 토출구(110)와, 트레이(100)의 중공에 채워지는 양액의 수면에 부유가능한 모종판(140)을 더 포함하고, 고정 프레임(200)은, 받침판(220)의 하부에 장변을 따라 소정 위치에 위치하는 제 2 LED(240)와, 받침판(220)의 장변 및 단변이 만나는 모서리 영역 중 대각 위치에 각각 관통홀(230)을 더 포함하며, 트레이(100) 및 고정 프레임(200)이 순차적으로 반복하여 적층된다.
여기서, 본 발명에 따른 수경 재배기(1000)의 유입부(150) 및 유출부(120)는 상부 및 하부 2개의 구멍으로 이루어지며, 상부 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A)과 중간 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A')을 연결하는 제 2 파이프(320) 및 중간 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B)과 하부 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B')을 연결하는 제 3 파이프(330)를 더 포함하되, 제 2 파이프(320) 및 제 3 파이프(330)는 상부에서 보았을 때 대각 위치에 각각 위치한다.
또한, 본 발명에 따른 수경 재배기(1000)의 최상부 트레이(100)의 유입부(150) 중 상부 구멍(C)은 양액의 수온을 조절하는 워터 칠러(400)와 제 1 파이프(310)로 연결되며, 워터 칠러(400)와 양액 내 용존 산소를 높이는 용해기(500)는 제 4 파이프(340)로 연결되되, 워터 칠러(400)와 연결된 제 4 파이프(340) 및 워터 칠러(400)와 연결된 제 1 파이프(310)를 통해 용해기(500)로부터 산소가 용해된 용존수가 공급된다.
게다가, 본 발명에 따른 수경 재배기(1000)는, 상부 트레이(100) 내에 양액이 충만하면, 상부 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A)과 중간 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A')을 연결하는 제 2 파이프(320)를 통해 상부 트레이(100)에 충만한 양액이 자연낙하하여 중간 트레이(100) 내에 채워지며, 중간 트레이(100) 내에 양액이 충만하면, 중간 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B)과 하부 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B')을 연결하는 제 3 파이프(330)를 통해 중간 트레이(100)에 충만한 양액이 자연낙하하여 하부 트레이(100) 내에 채워진다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명에 따른 수경 재배기(1000)는 일정한 간격을 두고 층으로 이루어진 트레이(100)에 의해, 수경 재배를 할 수 있으며, 최상위에 위치하는 트레이(100)로부터 하부에 각각 위치하는 트레이(100)로 양액의 자연낙하가 이루어지며, 양액의 배출 높이에 따라 양액의 수위를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 수경 재배기(1000)는 워터 칠러(400)와 용해기(500)를 포함하고 있다. 여기서, 워터 칠러(400)는 양액의 수온을 조절하며, 용해기(500)는 양액내 용존 산소를 높이는 역할을 수행한다. 즉, 용해기(500) 내의 펌프(800)가 양액을 순환시키도록 작동할 경우, 양액의 온도가 올라가게 된다. 온도가 올라간 양액은 용해기(500)로부터 제 4 파이프(340)를 통해 워터 칠러(400)로 공급되며, 워터 칠러(400)의 냉각기에 의해 온도가 올라간 양액은 냉각된다. 이때, 제어부(600)를 통해 양액의 온도를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(600)는 용해기(500) 내의 펌프(800)를 이용하여 높이가 다른 각각의 트레이(100)에 일정량의 양액을 공급할 수 있는 수위 조절부와, 펌프(800)에서 양액의 공급을 중단하여도 높이가 다른 트레이(100) 내의 양액이 각각 일정하도록 유지시켜주는 양액 유지부를 더 구비함으로써, 각각의 기능을 수행하게 된다.
한편, 용해기(500) 내의 펌프(800)는 용존수와 양액을 공급하게 되며, 본 발명에 따른 수경 재배기(1000)는, 트레이(100) 내에 있는 양액에 용존 산소가 공급될 경우에만, 식물(600)의 뿌리가 양액에 잠기게 되고, 트레이(100)에 용존수가 공급되지 않을 경우, 트레이(100) 내의 양액이 자연낙하하여 토출구(110)를 통해 배출된다.
또한, 본 발명에 따른 수경 재배기(1000)의 트레이(100) 하부 외측의 소정 영역에는 복수의 센서를 더 포함하되, 센서는 식물(700)의 성장에 따라 식물(700)의 높이를 감지하고, 이러한 식물(700) 높이에 맞게끔 양액을 더 공급하거나 양액을 토출구(110)를 통해 배출함으로써 모종판(140)을 상하로 이동시키게 된다.
마지막으로, 본 발명에 따른 수경 재배기(1000)는, 상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 식물(600)의 성장 과정에 따라 LED 파장을 조절 가능하되, 상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 청색의 LED 파장을 200㎚ ~ 550㎚의 파장으로 조절하고 광입자의 양은 0μmol/㎡ｓ ~ 300μmol/㎡ｓ까지 조절할 수 있으며, 상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 적색의 LED 파장을 500㎚ ~ 880㎚의 파장으로 조절하고 광입자의 양은 0μmol/㎡ｓ ~ 500μmol/㎡ｓ까지 조절할 수 있다.
제 1 LED(130)가 트레이(100)의 장(長) 측면의 서로 마주보는 내벽의 소정 위치에 위치하고, 제 2 LED(240)가 받침판(220)의 하부에 장변을 따라 소정 위치에 위치하는 이유는 식물이 광(光)을 향해 성장하는 성질이 있기 때문에, 어느 일 방향으로 성장하지 않고, 상부를 향해 직립하여 성장하도록 하기 위함이다.
이러한, 광의 파장은 식물 성장에 매우 중요하다.
일반적인 광의 파장은 파장의 조절이 불가능하지만, LED 광은 파장의 조정이 가능하기 때문에 본 출원인은 LED 광을 사용하였다. 이와 같은 LED 광은 기존 광에 비해 전기료도 저렴한 장점이 있다.
또한, 식물이 성장하기 위해서는 잎에서는 광과 이산화탄소에 의한 광합성이 필요하다. 이때, 광은 특정 파장만이 광합성에 기여한다. 즉, 가시광선 중 중심 파장이 450㎚ 근처의 청색 광과 660㎚ 근처의 적색 광이 광합성에 필요하다.
광합성의 엽록소가 광을 흡수하는 가장 빠른 파장은 청색(435~450㎚ : 엽록소b)으로 식물(주로 잎)을 건강하게 한다. 그 다음으로 엽록소가 광을 흡수하는 파장은 적색(650~680㎚ : 엽록소a)으로 꽃, 씨앗, 열매를 맺게하는 역할을 수행한다.
따라서, 작물의 종류에 따라 청색과 적색의 혼합비, 즉 광비율을 달리한다. 이를 위해 LED 광 시스템은 청색과 적색의 비율이 청색X 적색(1-X)이 되도록 한다. 이때, 순수한 청색인 경우는 X=1이며 순수한 적색인 경우는 X=0이다. 본 발명에서는 X=0.3으로 실험하였다.
한편, 식물의 광합성은 광의 파장뿐만 아니라 광량도 매우 중요한 요소로 광의 밝기(Lux)가 아닌 단위시간당 광자(광입자)의 수가 매우 중요하다. 광량의 단위는 PPDF로 작물마다 광량이 다르며, 엽채류를 주로 재배하는 시스템에서는 150㎜ 높이에서 약 150μmole/㎡s이다. 본 발명에서는 광 분포를 균일하게 하고 방열을 용이하게 하기 위해 0.2w의 청색 LED 및 적색 LED를 사용하였다.
상술한 바를 실험해 보기 위해, 본 발명에서는 일례로 수경 재배를 이용하여 인삼을 재배하였다. 그 결과는 아래 참고도 1과 같다.
- 참고도 1 -
Figure pat00001
참고도 1과 같이, 본 발명의 일례로 인삼을 재배시 청색의 LED 파장은 200㎚ ~ 550㎚(특히, 440㎚)의 파장으로 조절하고 광입자의 양은 0μmol/㎡ｓ ~ 300μmol/㎡ｓ까지 조절할 수 있고, 적색의 LED 파장은 500㎚ ~ 880㎚(특히, 660㎚)의 파장으로 조절하고 광입자의 양은 0μmol/㎡ｓ ~ 500μmol/㎡ｓ까지 조절하여 인삼이 성장하기에 가장 적합한 파장 및 광입자 양을 획득하였다.
한편, 용해기(500)의 내부 구성을 살펴보면, 제 1 흡입부(350)를 통해 액체 및 용해기(500) 내의 가스 제너레이터로부터 생성된 기체를 동시에 유입하여 배출시키는 제 1 펌프(600)와, 배출된 액체 및 기체가 제 1 펌프(600)의 수압에 의해 제 1 이동 관로(351)를 통과하여 공급되는 제 1 분사기(521)와, 제 1 분사기(521)에 공급된 액체 및 기체가 분사되어 용해되는 제 1 분사통(520)과, 제 1 분사통(520) 하부의 액체 및 기체가 유출되는 출구(352)와, 출구(352)를 통해 유출된 액체 및 기체가 유입되는 제 2 흡입부(353)와, 제 2 흡입부(353)를 통해 유입된 액체 및 기체를 유입하여 배출시키는 제 2 펌프(800)와, 배출된 액체 및 기체가 제 2 펌프(800)의 수압에 의해 제 2 이동 관로(354)를 통과하여 공급되는 제 2 분사기(511)와, 제 2 분사기(511)에 공급된 액체 및 기체가 분사되어 용해되는 제 2 분사통(510)을 포함하되, 제 2 분사기(511)에 의해 분사된 액체 및 기체는 제 2 펌프(800)의 수압에 의해 기체가 액체에 완전 용해됨과 아울러 기체가 완전 용해된 액체를 제 2 분사통(800)의 배출부(340)를 통해 배출하게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 트레이
110 : 토출구
120 : 유출부
130 : 제 1 LED
140 : 모종판
150 : 유입부
200 : 고정 프레임
210 : 받침부
220 : 받침판
230 : 관통홀
240 : 제 2 LED

Claims (8)

  1. 직육면체 형상으로 상부가 개방된 형상의 트레이(100)와,
    판 형상의 받침판(220)과, 상기 받침판(220)을 지지하는 복수 개의 받침부(210)를 갖는 고정 프레임(200)을 더 포함하되,
    상기 트레이(100)는,
    장(長) 측면의 서로 마주보는 내벽의 소정 위치에 위치하는 제 1 LED(130)와,
    단(短) 측면의 일 측의 일 단부 영역에 위치하는 유입부(150)와,
    단(短) 측면의 일 측의 타 단부 영역 및 단(短) 측면의 타 측의 양단부 영역에 위치하는 유출부(120)와,
    하면의 소정 영역에 위치하는 토출구(110)와,
    상기 트레이(100)의 중공에 채워지는 양액의 수면에 부유가능한 모종판(140)을 더 포함하고,
    상기 고정 프레임(200)은,
    상기 받침판(220)의 하부에 장변을 따라 소정 위치에 위치하는 제 2 LED(240)와,
    상기 받침판(220)의 장변 및 단변이 만나는 모서리 영역 중 대각 위치에 각각 관통홀(230)을 더 포함하며,
    트레이(100) 및 고정 프레임(200)이 순차적으로 반복하여 적층되는 수경 재배기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입부(150) 및 상기 유출부(120)는 상부 및 하부 2개의 구멍으로 이루어지며,
    상부 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A)과 중간 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A')을 연결하는 제 2 파이프(320) 및 중간 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B)과 하부 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B')을 연결하는 제 3 파이프(330)를 더 포함하되,
    상기 제 2 파이프(320) 및 상기 제 3 파이프(330)는 상부에서 보았을 때 대각 위치에 각각 위치하는 수경 재배기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    최상부 트레이(100)의 상기 유입부(150) 중 상부 구멍(C)은 양액의 수온을 조절하는 워터 칠러(400)와 제 1 파이프(310)로 연결되며,
    상기 워터 칠러(400)와 양액 내 용존 산소를 높이는 용해기(500)는 제 4 파이프(340)로 연결되되,
    상기 워터 칠러(400)와 연결된 상기 제 4 파이프(340) 및 상기 워터 칠러(400)와 연결된 상기 제 1 파이프(310)를 통해 상기 용해기(500)로부터 산소가 용해된 용존수가 공급되는 수경 재배기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상부 트레이(100) 내에 양액이 충만하면, 상부 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A)과 중간 트레이(100)의 일 유출부(120) 중 상부 구멍(A')을 연결하는 제 2 파이프(320)를 통해 상부 트레이(100)에 충만한 양액이 자연낙하하여 중간 트레이(100) 내에 채워지며,
    중간 트레이(100) 내에 양액이 충만하면, 중간 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B)과 하부 트레이(100)의 타 유출부(120) 중 상부 구멍(B')을 연결하는 제 3 파이프(330)를 통해 중간 트레이(100)에 충만한 양액이 자연낙하하여 하부 트레이(100) 내에 채워지는 수경 재배기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    트레이(100) 내에 있는 양액에 용존 산소가 공급될 경우에만, 식물(600)의 뿌리가 양액에 잠기게 되고,
    트레이(100)에 용존수가 공급되지 않을 경우, 상기 트레이(100) 내의 양액이 자연낙하하여 상기 토출구(110)를 통해 배출되는 수경 재배기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 식물(600)의 성장 과정에 따라 LED 파장을 조절 가능하되,
    상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 청색의 LED 파장을 200㎚ ~ 550㎚의 파장으로 조절하고 광입자의 양은 0μmol/㎡ｓ ~ 300μmol/㎡ｓ까지 조절할 수 있는 수경 재배기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 식물(600)의 성장 과정에 따라 LED 파장을 조절 가능하되,
    상기 제 1 LED(130) 및 상기 제 2 LED(240)는 적색의 LED 파장을 500㎚ ~ 880㎚의 파장으로 조절하고 광입자의 양은 0μmol/㎡ｓ ~ 500μmol/㎡ｓ까지 조절할 수 있는 수경 재배기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 트레이(100)의 하부 외측의 소정 영역에는 복수의 센서를 더 포함하되,
    상기 센서는 식물(700)의 성장에 따라 식물(700)의 높이를 감지하여 상기 높이에 맞게 상기 모종판(140)을 상하로 이동시키는 수경 재배기.
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