KR20180068456A - 관수장치 및 관수방법 - Google Patents

관수장치 및 관수방법 Download PDF

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KR20180068456A
KR20180068456A KR1020160170162A KR20160170162A KR20180068456A KR 20180068456 A KR20180068456 A KR 20180068456A KR 1020160170162 A KR1020160170162 A KR 1020160170162A KR 20160170162 A KR20160170162 A KR 20160170162A KR 20180068456 A KR20180068456 A KR 20180068456A
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이수연
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경기도
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 관수장치는 토양에 공급되는 물을 저장하며, 관수 공급경로에 연결되는 배출구를 갖는 물 공급부, 토양에 일측이 고정된 상태에서 타측이 물 공급부에 결합되어 물 공급부를 지지하며, 물 공급부의 높이가 조절되는 물 공급위치 조절부, 일측이 물 공급부에 관수 공급경로로 연결되며, 타측의 적어도 일부가 식물이 재배되는 토양에 삽입되고, 물 공급부와 관수 공급경로로부터 공급되는 물을 저장하고 토양으로 물을 공급하는 관수관 본체, 그리고 관수 공급경로에 구비되며, 외력에 따라 작동하여 관수관 본체로 공급되는 물의 공급량을 조절하는 물 공급 조절부를 포함하며, 관수관 본체는 상부의 개구된 유입구가 관수 공급경로와 연결되며, 관수관 본체 내에 저장된 물과 접하는 다공성 몸체를 통해 관수관 본체 내에 저장된 물을 관수관 본체의 외부로 배출하고, 물 공급위치 조절부는 물 공급부를 지지하는 지지부, 일측이 토양에 삽입되어 고정되며, 타측이 토양으로부터 돌출되어 길이방향으로 신장되는 고정부, 그리고 지지부와 고정부에 각각 결합되어 물 공급부의 높이를 조절하는 높이 조절부를 포함하며, 높이 조절부는 일측이 지지부에 결합된 상태에서 타측이 고정부의 길이방향을 따라 이동과 고정이 가능한 결합구조로 고정부에 결합된다.

Description

관수장치 및 관수방법{WATER SUPPLYING APPARATUS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 관수장치 및 관수방법에 관한 것이다.
최근 들어 수도권의 인구과밀화, 거대도시화 등으로 농촌생활, 녹색공간을 통한 여가활동 욕구가 증가하고 있다. 예를 들면, 주말농장, 도시텃밭 등의 확산으로 전기와 수도가 없는 밭에 주중에도 관수의 필요성이 더 커지고 있다.
관수 시스템은 토양에서 필요로 하는 물 공급이나 양분의 공급량을 설정된 제어방식으로 공급하는 점적관수(drip-watering) 시스템이 있다. 점적관수는 토양의 수분 함유 상태에 따라 제한적으로 사용할 수 있다. 점적관수는 점적관수용 호스에 연결된 개별 점적관들의 물 공급을 제어해야 하므로 별도의 제어동작이 없으면 일괄적으로 물 공급을 해야 한다. 따라서, 전기와 수도의 공급이 제한되는 텃밭에서도 토양에 물 공급을 효율적으로 유지할 수 있는 관수장치 및 관수방법의 개발이 필요하다.
본 발명의 실시예는 전기와 수도의 공급이 제한된 텃밭에서도 토양에 재배되는 작물에 공급되는 관수량을 용이하게 조절할 수 있는 관수장치 및 관수방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 관수장치는 토양에 공급되는 물을 저장하며, 관수 공급경로에 연결되는 배출구를 갖는 물 공급부, 토양에 일측이 고정된 상태에서 타측이 물 공급부에 결합되어 물 공급부를 지지하며, 물 공급부의 높이가 조절되는 물 공급위치 조절부, 일측이 물 공급부에 관수 공급경로로 연결되며, 타측의 적어도 일부가 식물이 재배되는 토양에 삽입되고, 물 공급부와 관수 공급경로로부터 공급되는 물을 저장하고 토양으로 물을 공급하는 관수관 본체, 그리고 관수 공급경로에 구비되며, 외력에 따라 작동하여 관수관 본체로 공급되는 물의 공급량을 조절하는 물 공급 조절부를 포함하며, 관수관 본체는 상부의 개구된 유입구가 관수 공급경로와 연결되며, 관수관 본체 내에 저장된 물과 접하는 다공성 몸체를 통해 관수관 본체 내에 저장된 물을 관수관 본체의 외부로 배출하고, 물 공급위치 조절부는 물 공급부를 지지하는 지지부, 일측이 토양에 삽입되어 고정되며, 타측이 토양으로부터 돌출되어 길이방향으로 신장되는 고정부, 그리고 지지부와 고정부에 각각 결합되어 물 공급부의 높이를 조절하는 높이 조절부를 포함하며, 높이 조절부는 일측이 지지부에 결합된 상태에서 타측이 고정부의 길이방향을 따라 이동과 고정이 가능한 결합구조로 고정부에 결합된다.
관수관 본체는 관수관 본체 내에 저장된 물과 접하는 부분에만 다공성 몸체가 형성될 수 있으며, 관수관 본체는 전체가 다공성 몸체로 형성되고, 다공성 몸체는 석고성분을 포함할 수 있다. 그리고 관수관 본체는 복수로 구비될 수 있으며, 관수관 본체는 토양에서 재배되는 식물의 재배환경에 따라 설정간격으로 배치될 수 있다.
한편, 물 공급위치 조절부에서 지지부의 일측에 형성되어 물 공급부의 이탈을 방지하는 걸림턱을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 관수장치는 관수관 본체에 구비되어 관수관 본체 내에 잔류하는 물의 수위를 검출하는 수위 검출부, 그리고 수위 검출부의 수위 검출신호에 대응하는 물 공급 제어신호 또는 물 차단 제어신호를 선택적으로 발생하여 물 공급 조절부로 전달함에 따라 관수관 본체 내로 공급되는 물의 공급량을 제어하는 관수 제어부를 더 포함하여 관수관 본체에 공급되는 물의 공급을 자동 제어하는 관수장치를 구현할 수 있다.
여기서, 수위 검출부는 일측이 관수관 본체 내에 삽입되며, 타측 일부가 관수관 본체의 외부로 돌출되도록 중공형의 길이방향으로 형성되는 수위 검출관, 수위 검출관에 내장되며, 설정된 제1 길이를 갖고 수위 검출관의 길이방향으로 구비되어 수위 검출관 내에 유입된 물의 높이를 검출하는 제1 수위센서, 그리고 수위 검출관에서 제1 수위센서와 이격되어 내장되며, 설정된 제2 길이를 갖고 수위 검출관의 길이방향으로 구비되어 수위 검출관 내에 유입된 물의 높이를 검출하는 제2 수위센서를 포함할 수 있다.
제1 수위센서의 제1 길이와 제2 수위센서의 제2 길이는 서로 다르게 형성될 수 있다. 여기서, 제1 길이가 제2 길이보다 더 길게 구비될 수 있다.
물 공급 조절부는 전자밸브를 포함할 수 있다. 관수 제어부는 수위 검출부로부터 입력되는 수위 검출신호를 분석하여 제1 수위센서에서만 수위 검출신호가 입력되면, 관수관 본체 내 물의 양이 부족한 상태로 판단하고 물 공급 조절부를 물 공급 모드로 구동하여 관수튜브 몸체 내로 물이 공급되도록 물 공급 조절부의 열림 제어동작을 수행할 수 있다.
그리고 관수 제어부는 수위 검출부로부터 입력되는 수위 검출신호를 분석하여 제2 수위센서에서도 수위 검출신호가 입력되면, 관수관 본체 내 물의 양이 충분한 상태로 판단하고 물 공급 조절부를 물 차단 모드로 구동하여 관수튜브 몸체 내로 공급되는 물이 차단되도록 물 공급 조절부의 닫힘 제어동작을 수행할 수 있다. 관수 제어부는 관수관 본체로 공급되는 물의 공급시간을 설정하는 타이머를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 관수방법은 일측이 물 공급부에 관수 공급경로로 연결되며, 타측의 적어도 일부가 식물이 재배되는 토양에 삽입되고, 물 공급부와 관수 공급경로로부터 공급되는 물을 저장하는 관수관 본체 내에 저장된 물과 접하는 다공성 몸체를 통해 관수관 본체 내에 저장된 물을 관수관 본체의 외부로 배출하여 토양으로 물을 공급하는 관수 공급단계, 관수관 본체 내에 잔류하는 수위를 검출하는 제1 수위센서와 제2 수위센서로부터 각각의 수위 검출신호를 입력받는 수위 검출단계, 그리고 제1 수위센서와 제2 수위센서로부터 각각 입력되는 수위 검출신호를 분석하여 제1 수위센서의 수위 검출신호에 대응하는 물 공급 제어신호와 제2 수위센서의 수위 검출신호에 대응하는 물 차단 제어신호를 선택적으로 발생하여 관수관 본체 내에 물 공급을 제어하는 관수 제어단계를 포함할 수 있다. 이때, 관수관 본체는 적어도 관수관 본체 내에 저장된 물과 접하는 부분에 다공성 몸체가 형성되고, 다공성 몸체는 석고성분을 포함하며, 관수관 본체는 복수로 구비되어 토양에서 재배되는 식물의 재배환경에 따라 설정간격으로 배치될 수 있다.
여기서, 관수 제어단계에서 제1 수위센서의 수위 검출신호가 입력되면, 제1 수위센서의 수위 검출신호에 대응하는 물 공급 제어신호를 관수 공급경로에 구비되는 물 공급 조절부로 공급하여 물 공급 조절부의 열림 제어구동을 실시하고 관수관 본체로 공급되는 물의 공급량을 조절할 수 있다.
그리고 관수 제어단계에서 제2 수위센서의 수위 검출신호가 입력되면, 제2 수위센서의 수위 검출신호에 대응하는 물 차단 제어신호를 관수 공급경로에 구비되는 물 공급 조절부로 공급하여 물 공급 조절부의 닫힘 제어구동을 실시하고 관수관 본체로 공급되는 물의 공급을 차단할 수 있다.
한편, 관수 제어단계에서 관수관 본체로 공급되는 물의 공급시간을 설정된 시간으로 제어할 수 있다.
전기와 수도의 공급이 제한된 텃밭에서 토양에 공급되는 관수량을 용이하게 조절하여 보다 균일하고 정확한 관수를 실시할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관수장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관수관 본체를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관수장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관수관 본체를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 수위 검출부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관수방법을 도시한 흐름도이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관수장치를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관수관 본체를 도시한 단면도이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관수장치는 물 공급부(10), 물 공급위치 조절부, 관수관 본체(100), 물 공급 조절부(130)를 포함한다.
물 공급부(10)는 토양(20)에 공급되는 물(10a)을 저장하며, 관수 공급경로(12)에 연결되는 배출구를 갖는다. 관수 공급경로(12)는 점적관수용 마이크로 튜브를 포함할 수 있다. 물 공급부(10)는 별도의 물통을 만들어 사용할 수 있다. 물통에는 뚜껑이 개폐되는 구조이며, 뚜껑을 열고 물통 내에 물(10a)을 저장하여 사용할 수 있다. 물 공급부(10)는 물통을 그대로 사용하거나 시중에서 일반적으로 판매되는 페트(PET)병을 뒤집어서 물(10a)이 관수 공급경로(12)를 통해 관수관 본체(100)로 공급되도록 할 수 있다. 물 공급부(10)는 상기한 바와 같이 별도의 물통 또는 시중에서 판매되는 페트병, 생수통 등의 물통으로 구현할 수 있다. 이와 같이 이동과 설치가 용이한 물통을 물 공급부(10)로 이용하여 자연압력으로 인한 관수장치를 구현함으로써 무동력 관수기능을 단순화하여 사용자 편의성을 향상시키고 관수장치의 비용을 절감하는 효과가 있다.
물 공급위치 조절부는 토양(20)에 일측이 고정된 상태에서 타측이 물 공급부(10)에 결합되어 물 공급부(10)를 지지하며, 물 공급부(10)의 높이를 조절하는 기능을 한다. 물 공급위치 조절부는 지지부(140), 고정부(160), 높이 조절부(150)를 포함한다. 지지부(140)는 물 공급부(10)를 지지하는 프레임이다. 지지부(140)는 적어도 물 공급부(10)의 하면과 측면을 지지하는 형상을 갖는다. 지지부(140)는 물 공급부(10)의 형상에 따라 대응하는 형상을 가질 수 있다. 물 공급위치 조절부에서 지지부(140)의 일측에 형성되어 물 공급부(10)의 이탈을 방지하는 걸림턱(142)을 더 포함할 수 있다. 지지부(140)에 걸림턱(142)을 구비함에 따라 물 공급부(10)의 흔들림이나 외력에 의한 움직임에도 물 공급부(10)가 쉽게 지지부(140)로부터 이탈되지 않기 때문에 보다 견고하고 안정된 상태로 물 공급부(10)를 지지할 수 있다. 고정부(160)는 일측이 고정 구조물 또는 토양(20)에 고정되는 구조이다. 예를 들어, 고정부(160)는 일측이 토양(20)에 삽입되어 고정될 수 있으며, 타측이 토양(20)으로부터 돌출되어 길이방향으로 신장되는 형태로 구현될 수 있다. 고정부(160)에는 고정부(160)의 길이방향을 따라 복수개의 고정홀(162, 164)이 구비된다. 높이 조절부(150)는 지지부(140)와 고정부(160)에 각각 결합되어 물 공급부(10)의 높이를 조절하는 기능을 한다. 높이 조절부(150)는 일측이 지지부(140)에 결합된 상태에서 타측이 고정부(160)의 길이방향을 따라 이동과 고정이 가능한 결합구조로 고정부(160)에 결합된다. 높이 조절부(150)에는 고정부(160)의 고정홀(162, 164)과 대응하는 조절홀(152, 154)이 구비된다. 높이 조절부(150)의 조절홀(152, 154)은 높이 조절부(150)의 길이방향을 따라 복수개로 구비된다. 고정부(160)에 높이 조절부(150)가 결합된 상태에서, 사용자가 원하는 높이에 맞게 고정부(160)의 고정홀(162, 164)과 높이 조절부(150)의 조절홀(152, 154)을 일치시킨 후 고정핀(170)을 삽입하여 고정부(160)에 높이 조절부(150)를 고정할 수 있다. 물 공급위치 조절부는 기존의 관수설정을 단순화하고 물 공급부(10)의 지지대와 고정부(160), 그리고 높이 조절부(150)를 이용한 낙차 압력으로 관수가 가능하다. 한편, 필요한 경우 높이 조절부(150)의 높낮이를 자동으로 조절하거나, 물 공급부(10)의 기울기를 조절하여 낙차 압력을 조절함으로써 관수량을 조절할 수도 있다.
관수관 본체(100)는 일측이 물 공급부(10)에 관수 공급경로(12)로 연결되며, 타측의 적어도 일부가 식물이 재배되는 토양(20)에 삽입되고, 물 공급부(10)와 관수 공급경로(12)로부터 공급되는 물(10b)을 저장하고 토양(20)으로 물(10b)을 공급하는 기능을 한다. 관수관 본체(100)는 상부의 개구된 유입구(102)가 관수 공급경로(12)와 연결되며, 관수관 본체(100) 내에 저장된 물(10b)과 접하는 다공성 몸체(104)를 통해 관수관 본체(100) 내에 저장된 물(10b)을 관수관 본체(100)의 외부로 배출한다. 관수관 본체(100)는 상부의 유입구(102)에 캡(100a)이 결합될 수 있다. 캡(100a)에 관수 공급경로(12)가 연결된다. 따라서, 관수관 본체(100)에 직접 관수 공급경로(12)가 삽입되면 물(10b) 이외의 이물질이 관수관 본체(100) 내로 유입될 수 있는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 관수관 본체(100)로 공급되는 물(10b)의 공급량을 정확하게 조절할 수도 있다. 관수관 본체(100)는 관수관 본체(100) 내에 저장된 물(10b)과 접하는 부분에만 다공성 몸체(104)가 형성될 수 있으며, 관수관 본체(100)는 전체가 다공성 몸체(104)로 형성되고, 다공성 몸체(104)는 석고성분을 포함할 수 있다. 그리고 관수관 본체(100)는 복수로 구비될 수 있으며, 관수관 본체(100)는 토양(20)에서 재배되는 식물의 재배환경에 따라 설정간격으로 배치될 수 있다. 관수관 본체(100)의 제작 방법은 크기가 서로 다른 2개의 플라스틱 성형틀을 준비하고, 작은 크기의 제1 플라스틱 성형틀을 큰 크기의 제2 플라스틱 성형틀 속에 삽입한다. 그리고 제1 플라스틱 성형틀과 제2 플라스틱 성형틀 사이의 공간에 석고 반죽을 넣는다. 이어서, 석고 반죽이 굳으면 일정 높이로 자른 후 개구된 부분에 캡(100a)을 끼워서 완성한다. 그리고 점적관수용 마이크로 튜브를 이용하여 관수관 본체(100)의 캡(100a)과 물 공급부(10)를 연결하여 관수 공급경로(12)를 형성한다.
물 공급 조절부(130)는 관수 공급경로(12)에 구비되며, 외력에 따라 작동하여 관수관 본체(100)로 공급되는 물(10b)의 공급량을 조절한다. 물 공급 조절부(130)는 기계식의 밸브로 구현할 수 있다. 또한, 물 공급 조절부(130)는 배터리의 전원공급과 타이머의 설정으로 일정 시간 동안만 구동될 수 있는 전자밸브 방식으로도 구현할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 관수장치는 전기와 수도의 공급이 제한된 텃밭에서도 토양(20)에 재배되는 작물에 공급되는 관수량을 용이하게 조절할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 관수장치는 수도나 전기의 공급이 없는 텃밭에서 사용할 수 있는 무동력 관수장치로 구현할 수 있다. 무동력 관수장치로 다공성 몸체(104)를 이용하여 기존 링거형 물주머니의 관수량 조절을 보완하여 물 공급 조절부(130)와 물 공급부(10)의 높이 조절에 따라 어느 정도 유동적으로 관수되도록 점적관수 부분을 개선할 수 있다. 관수관 본체(100) 내에 저장된 물(10b)은 주변 토양(20)의 수분량에 따라 다공성 몸체(104)를 통해 주변 토양(20)으로 유출될 수 있다. 따라서, 시간이 경과되어 관수관 본체(100) 내에 저장된 물(10b)의 유출량이 많아짐에 따라 관수관 본체(100) 내의 물(10b)이 줄어들 수 있다. 따라서, 관수관 본체(100) 내부로 물(10b)을 지속적으로 보충해줄 필요가 있다. 물 공급부(10)는 관수관 본체(100)의 유입구(102)와 관수 공급경로(12)로 연결된다. 그리고 관수 공급경로(12)에는 물 공급 조절부(130)가 구비된다. 따라서, 관수관 본체(100) 내부에 물(10b)이 부족한 경우에는 물 공급부(10)와 관수 공급경로(12), 그리고 물 공급 조절부(130)를 통해 관수관 본체(100) 내부에 물(10b)을 저장 및 보충할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관수장치를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관수관 본체(100)를 도시한 단면도이다. 그리고 도 5는 도 4의 수위 검출부를 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 관수장치는 본 발명의 실시예에 따른 관수장치를 제어할 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 즉, 무동력 관수장치를 동력 관수장치로 구현할 수 있다. 이를 위해 배터리의 전원공급과 수위 검출부(110), 관수 제어부(120)를 더 포함하여 관수관 본체(100)에 공급되는 물(10b)의 공급을 자동 제어하는 관수장치를 구현할 수 있다.
수위 검출부(110)는 관수관 본체(100)에 구비되어 관수관 본체(100) 내에 잔류하는 물(10b)의 수위를 검출한다. 여기서, 수위 검출부(110)는 보다 정확한 물(10b)의 공급량을 제어하기 위해 수위 검출관(112), 제1 수위센서(114), 제2 수위센서(116)를 포함한다. 수위 검출관(112)은 일측이 관수관 본체(100) 내에 삽입되며, 타측 일부가 관수관 본체(100)의 외부로 돌출되도록 중공형의 길이방향으로 형성된다. 제1 수위센서(114)는 수위 검출관(112)에 내장되며, 설정된 제1 길이를 갖고 수위 검출관(112)의 길이방향으로 구비되어 수위 검출관(112) 내에 유입된 물(10b)의 높이를 검출한다. 제2 수위센서(116)는 수위 검출관(112)에서 제1 수위센서(114)와 이격되어 내장되며, 설정된 제2 길이를 갖고 수위 검출관(112)의 길이방향으로 구비되어 수위 검출관(112) 내에 유입된 물(10b)의 높이를 검출한다. 제1 수위센서(114)의 제1 길이와 제2 수위센서(116)의 제2 길이는 서로 다르게 형성될 수 있다. 여기서, 제1 길이가 제2 길이보다 더 길게 구비될 수 있다. 서로 길이가 다른 제1 수위센서(114)와 제2 수위센서(116)를 구비하여 각각의 제1 수위센서(114)와 제2 수위센서(116)에서 감지되는 수위 검출신호를 관수 제어부(120)에 전달함에 따라 보다 정확한 관수 공급시기와 관수 차단시기를 자동으로 제어할 수 있다.
관수 제어부(120)는 수위 검출부(110)의 수위 검출신호에 대응하는 물 공급 제어신호 또는 물 차단 제어신호를 선택적으로 발생하여 물 공급 조절부(130)로 전달함에 따라 관수관 본체(100) 내로 공급되는 물(10b)의 공급량을 제어한다. 여기서, 물 공급 조절부(130)는 전자밸브를 포함할 수 있다. 관수 제어부(120)는 수위 검출부(110)로부터 입력되는 수위 검출신호를 분석하여 제1 수위센서(114)에서만 수위 검출신호가 입력되면, 관수관 본체(100) 내 물(10b)의 양이 부족한 상태로 판단하고 물 공급 조절부(130)를 물 공급 모드로 구동하여 관수튜브 몸체 내로 물(10b)이 공급되도록 물 공급 조절부(130)의 열림 제어동작을 수행할 수 있다. 그리고 관수 제어부(120)는 수위 검출부(110)로부터 입력되는 수위 검출신호를 분석하여 제2 수위센서(116)에서도 수위 검출신호가 입력되면, 관수관 본체(100) 내 물(10b)의 양이 충분한 상태로 판단하고 물 공급 조절부(130)를 물 차단 모드로 구동하여 관수튜브 몸체 내로 공급되는 물(10b)이 차단되도록 물 공급 조절부(130)의 닫힘 제어동작을 수행할 수 있다. 관수 제어부(120)는 관수관 본체(100)로 공급되는 물의 공급시간을 설정하는 타이머를 더 포함할 수 있다. 상기한 바와 같이 수위 검출부(110)로부터 수위가 검출되면 관수 제어부(120)는 검출된 수위 검출신호에 대응하는 물 공급신호를 발생하여 관수관 본체(100) 내에 공급되는 물(10b)의 보충량을 제어할 수 있다. 그리고 관수관 본체(100) 내부에 잔류하는 수위를 보다 정확하게 검출하여 관수관 본체(100) 내의 물(10b)을 항상 적정량으로 유지할 수 있다. 그리고 관수관 본체(100)에 물(10b)을 계속적으로 보충해야 하는 불편함을 해소하여 자동 관수 관리를 가능하게 할 수 있으므로 작물 재배의 효율을 향상시킬 수가 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관수방법을 도시한 흐름도이다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 관수방법은 관수 제어부(120)에서 타이머를 구동하여 설정된 시간 동안 관수관 본체(100) 내에 물(10b) 공급을 제어하는 관수 공급단계를 진행한다(S610). 관수관 본체(100)는 일측이 물 공급부(10)에 관수 공급경로(12)로 연결되며, 타측의 적어도 일부가 식물이 재배되는 토양(20)에 삽입되고, 물 공급부(10)와 관수 공급경로(12)로부터 공급되는 물(10b)을 저장한다. 이러한 관수관 본체(100) 내에 저장된 물(10b)과 접하는 다공성 몸체(104)를 통해 관수관 본체(100) 내에 저장된 물(10b)을 관수관 본체(100)의 외부로 배출하여 토양(20)으로 물(10b)을 공급하는 관수 공급단계가 설정된 시간 동안 진행된다.
이어서, 관수 제어부(120)는 관수관 본체(100) 내에 잔류하는 수위를 검출하는 제1 수위센서(114)와 제2 수위센서(116)로부터 각각의 수위 검출신호를 입력 받는다. 그리고 제1 수위센서(114)와 제2 수위센서(116)로부터 각각 입력되는 수위 검출신호를 분석하여 제1 수위센서(114)의 수위 검출신호에 대응하는 물 공급 제어신호와 제2 수위센서(116)의 수위 검출신호에 대응하는 물 차단 제어신호를 선택적으로 발생하여 관수관 본체(100) 내에 물 공급을 제어하는 관수 제어단계를 실시한다. 먼저, 관수 제어부(120)는 관수 공급단계에서 제1 수위센서(114)의 수위 검출신호가 입력되면(S620), 제1 수위센서(114)의 수위 검출신호에 대응하는 물 공급 제어신호를 관수 공급경로(12)에 구비되는 물 공급 조절부(130)로 공급하여 물 공급 조절부(130)의 열림 제어구동을 실시하고 관수관 본체(100)로 공급되는 물(10b)의 공급량을 조절할 수 있다(S630). 그리고 관수 제어부(120)는 제2 수위센서(116)의 수위 검출신호가 입력되면(S640), 제2 수위센서(116)의 수위 검출신호에 대응하는 물 차단 제어신호를 관수 공급경로(12)에 구비되는 물 공급 조절부(130)로 공급하여 물 공급 조절부(130)의 닫힘 제어구동을 실시하고 관수관 본체(100)로 공급되는 물(10b)의 공급을 차단할 수 있다(S650).
상기한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 관수장치와 관수방법은 전기와 수도의 공급이 제한된 텃밭의 토양(20)에서도 재배되는 식물에 물을 공급하는 시간과 공급량을 정확하게 조절할 수 있다. 또한, 배터리와 같은 전원을 이용하면 자동으로 점적관수를 실시할 수 있으므로 전기와 수도의 공급이 제한된 텃밭에서도 물 공급을 용이하게 조절하여 보다 균일하고 정확한 관수를 실시할 수 있다. 텃밭의 자동 관수장치는 건강한 텃밭을 운영하면서 스트레스로 지쳐있는 도시민들에게 삶의 활력소와 자연의 소중함을 알게 하고, 자녀들의 정서적인 교육 및 가족의 화합과 취미생활을 할 수 있으며, 작물을 심고 가꾸면서 정서 생활을 영위할 수 있도록 도시민의 삶의 질을 향상시킬 수 있다.
다공성 몸체(104)를 형성하는 관수관 본체(100)를 이용한 관수와 토양(20)에 일부 삽입된 관수관 본체(100) 내의 수위 정도에 따라 관수관 본체(100)로 공급되는 관수량을 자동 조절함으로써 무동력 관수장치를 동력 관수장치로 구현할 수 있다. 이러한 동력 관수장치의 경우 전원공급은 배터리 또는 태양전지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 동력 관수장치는 9V의 배터리를 사용할 수 있다. 배터리는 관수 공급경로(12)에 구비된 물 공급 조절부(130)를 구동하는 전원을 공급한다. 그리고 동력 관수장치는 사용자가 원하는 요일과 시간에 필요한 양의 물을 공급하도록 관수 제어부(120)에 프로그램으로 처리할 수 있으며, 전자밸브, 타이머, 수위 검출부(110)를 통해 관수량, 관수횟수, 관수시간 등을 자동 제어할 수 있으므로 보다 용이한 사용자 맞춤형 자동 관수를 구현할 수 있다.
한편, 수위 검출부(110)는 실질적으로 텃밭 흙 속에 설치됨에 따라 주변 토양(20)의 수분 보유량을 검출할 수도 있다. 즉, 수위 검출부(110)를 구비함으로써 우천시에도 자동 관수 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 관수관 본체(100) 내에 물(10b)이 줄어들면 수위 검출부(110)는 관수관 본체(100) 내에 잔류하는 물(10b)이 부족한 상태로 감지하여 관수 제어부(120)에 물 부족상태에 대응하는 신호를 전달한다. 관수 제어부(120)는 수위 검출부(110)로부터 입력되는 물 부족신호를 분석하여 설정된 시간만큼 물 공급 조절부(130)를 개방하여 물(10b) 공급량을 증가하는 제어동작을 수행한다.
이와는 반대로, 관수관 본체(100) 내에 물(10b)이 많이 공급되면 수위 검출부(110)는 관수관 본체(100) 내에 잔류하는 물(10b)이 많이 공급된 상태로 감지하여 관수 제어부(120)에 물(10b)이 많이 공급된 상태에 대응하는 신호를 전달한다. 관수 제어부(120)는 수위 검출부(110)로부터 입력되는 물 과공급신호를 분석하여 설정된 시간만큼 물 공급 조절부(130)를 제어하여 물 공급량을 차단하거나 제한하는 제어동작을 수행한다. 예를 들어, 우천시에는 관수관 본체(100) 내에 빗물이 스며들어 관수관 본체(100) 내에 물(10b)이 많이 공급된 상태가 될 수 있다. 이러한 경우 관수 제어부(120)는 물 공급 조절부(130)를 제어하여 물 공급을 차단하여 관수 공급을 중지하는 제어동작을 수행할 수 있다.
상기한 바와 같이 다공성 몸체(104)를 관수관 본체(100)로 사용함으로써 과다한 관수를 막을 수 있고 주말에만 텃밭을 관리하는 경우 적은 양의 물로 텃밭을 자주 돌보지 못하는 주중에도 적절한 관수가 가능하다. 텃밭의 경우에는 수도나 전기가 공급되지 않는 경우가 많다. 수도나 전기가 공급되지 않는 텃밭에서 다공성 몸체(104)와 수위 검출부(110)를 이용한 자동관수로 우천시 관수 중단 등 관수량 조절이 용이하여 장기간 관수가 가능하다. 토양(20)의 건조시 관수관 본체(100) 내의 물(10b)이 토양(20)으로 빠져나가면 수위 검출부(110)는 관수 제어부(120)로 물(10b)이 부족한 상태를 전달하며, 관수 제어부(120)는 관수 공급과 관련된 제어동작을 실시한다. 그리고 우천시에는 빗물이 관수관 본체(100)의 내부로 들어와 많은 양의 물(10b)이 관수관 본체(100)에 잔류하면 수위 검출부(110)는 관수 제어부(120)로 물(10b)이 과공급된 상태를 전달하며, 관수 제어부(120)는 관수 공급 차단과 관련된 제어동작을 실시한다. 따라서, 우천시에는 최소한의 물로 자동 관수가 가능하게 구현할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10 ; 물 공급부 12 ; 관수 공급경로
100 ; 관수관 본체 102 ; 유입구
104 ; 다공성 몸체 110 ; 수위 검출부
112 ; 수위 검출관 114 ; 제1 수위센서
116 ; 제2 수위센서 120 ; 관수 제어부
130 ; 물 공급 조절부 140 ; 지지부
142 ; 걸림턱 150 ; 높이 조절부
160 ; 고정부 170 ; 고정핀

Claims (19)

  1. 토양에 공급되는 물을 저장하며, 관수 공급경로에 연결되는 배출구를 갖는 물 공급부,
    상기 토양에 일측이 고정된 상태에서 타측이 상기 물 공급부에 결합되어 상기 물 공급부를 지지하며, 상기 물 공급부의 높이가 조절되는 물 공급위치 조절부,
    일측이 상기 물 공급부에 관수 공급경로로 연결되며, 타측의 적어도 일부가 식물이 재배되는 토양에 삽입되고, 상기 물 공급부와 상기 관수 공급경로로부터 공급되는 물을 저장하고 상기 토양으로 물을 공급하는 관수관 본체, 그리고
    상기 관수 공급경로에 구비되며, 외력에 따라 작동하여 상기 관수관 본체로 공급되는 물의 공급량을 조절하는 물 공급 조절부
    를 포함하며,
    상기 관수관 본체는 상부의 개구된 유입구가 상기 관수 공급경로와 연결되며, 상기 관수관 본체 내에 저장된 물과 접하는 다공성 몸체를 통해 상기 관수관 본체 내에 저장된 물을 상기 관수관 본체의 외부로 배출하고,
    상기 물 공급위치 조절부는
    상기 물 공급부를 지지하는 지지부,
    상기 일측이 상기 토양에 삽입되어 고정되며, 타측이 상기 토양으로부터 돌출되어 길이방향으로 신장되는 고정부, 그리고
    상기 지지부와 상기 고정부에 각각 결합되어 상기 물 공급부의 높이를 조절하는 높이 조절부
    를 포함하며,
    상기 높이 조절부는 일측이 상기 지지부에 결합된 상태에서 타측이 상기 고정부의 길이방향을 따라 이동과 고정이 가능한 결합구조로 상기 고정부에 결합되는 관수장치.
  2. 제1항에서,
    상기 관수관 본체는 상기 관수관 본체 내에 저장된 물과 접하는 부분에만 상기 다공성 몸체가 형성되는 관수장치.
  3. 제2항에서,
    상기 관수관 본체는 전체가 상기 다공성 몸체로 형성되는 관수장치.
  4. 제3항에서,
    상기 다공성 몸체는 석고성분을 포함하는 관수장치.
  5. 제1항에서,
    상기 관수관 본체는 복수로 구비되고, 상기 토양에서 재배되는 식물의 재배환경에 따라 설정간격으로 배치되는 관수장치.
  6. 제1항에서,
    상기 지지부의 일측에 형성되어 상기 물 공급부의 이탈을 방지하는 걸림턱을 더 포함하는 관수장치.
  7. 제1항에서,
    상기 관수관 본체에 구비되어 상기 관수관 본체 내에 잔류하는 물의 수위를 검출하는 수위 검출부, 그리고
    상기 수위 검출부의 수위 검출신호에 대응하는 물 공급 제어신호 또는 물 차단 제어신호를 선택적으로 발생하여 상기 물 공급 조절부로 전달함에 따라 상기 관수관 본체 내로 공급되는 물의 공급량을 제어하는 관수 제어부를 더 포함하는 관수장치.
  8. 제7항에서,
    상기 수위 검출부는
    일측이 상기 관수관 본체 내에 삽입되며, 타측 일부가 상기 관수관 본체의 외부로 돌출되도록 중공형의 길이방향으로 형성되는 수위 검출관,
    상기 수위 검출관에 내장되며, 설정된 제1 길이를 갖고 상기 수위 검출관의 길이방향으로 구비되어 상기 수위 검출관 내에 유입된 물의 높이를 검출하는 제1 수위센서, 그리고
    상기 수위 검출관에서 상기 제1 수위센서와 이격되어 내장되며, 설정된 제2 길이를 갖고 상기 수위 검출관의 길이방향으로 구비되어 상기 수위 검출관 내에 유입된 물의 높이를 검출하는 제2 수위센서
    를 포함하는 관수장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 길이가 상기 제2 길이보다 더 길게 구비되는 관수장치.
  10. 제9항에서,
    상기 물 공급 조절부는 전자밸브를 포함하는 관수장치.
  11. 제10항에서,
    상기 관수 제어부는 상기 수위 검출부로부터 입력되는 수위 검출신호를 분석하여 상기 제1 수위센서에서만 수위 검출신호가 입력되면, 상기 관수관 본체 내 물의 양이 부족한 상태로 판단하고 상기 물 공급 조절부를 물 공급 모드로 구동하여 상기 관수튜브 몸체 내로 물이 공급되도록 상기 물 공급 조절부의 열림 제어동작을 수행하는 관수장치.
  12. 제11항에서,
    상기 관수 제어부는 상기 수위 검출부로부터 입력되는 수위 검출신호를 분석하여 상기 제2 수위센서에서도 수위 검출신호가 입력되면, 상기 관수관 본체 내 물의 양이 충분한 상태로 판단하고 상기 물 공급 조절부를 물 차단 모드로 구동하여 상기 관수튜브 몸체 내로 공급되는 물이 차단되도록 상기 물 공급 조절부의 닫힘 제어동작을 수행하는 관수장치.
  13. 제8항에서,
    상기 관수 제어부는 상기 관수관 본체로 공급되는 물의 공급시간을 설정하는 타이머를 더 포함하는 관수장치.
  14. 일측이 물 공급부에 관수 공급경로로 연결되며, 타측의 적어도 일부가 식물이 재배되는 토양에 삽입되고, 상기 물 공급부와 상기 관수 공급경로로부터 공급되는 물을 저장하는 관수관 본체 내에 저장된 물과 접하는 다공성 몸체를 통해 상기 관수관 본체 내에 저장된 물을 상기 관수관 본체의 외부로 배출하여 상기 토양으로 물을 공급하는 관수 공급단계,
    상기 관수관 본체 내에 잔류하는 수위를 검출하는 제1 수위센서와 제2 수위센서로부터 각각의 수위 검출신호를 입력받는 수위 검출단계, 그리고
    상기 제1 수위센서와 상기 제2 수위센서로부터 각각 입력되는 수위 검출신호를 분석하여 상기 제1 수위센서의 수위 검출신호에 대응하는 물 공급 제어신호와 상기 제2 수위센서의 수위 검출신호에 대응하는 물 차단 제어신호를 선택적으로 발생하여 상기 관수관 본체 내에 물 공급을 제어하는 관수 제어단계
    를 포함하는 관수방법.
  15. 제14항에서,
    상기 관수관 본체는 적어도 상기 관수관 본체 내에 저장된 물과 접하는 부분에 상기 다공성 몸체가 형성되는 관수방법.
  16. 제15항에서,
    상기 다공성 몸체는 석고성분을 포함하며, 상기 관수관 본체는 복수로 구비되어 상기 토양에서 재배되는 식물의 재배환경에 따라 설정간격으로 배치되는 관수방법.
  17. 제14항에서,
    상기 관수 제어단계에서 상기 제1 수위센서의 수위 검출신호가 입력되면, 상기 제1 수위센서의 수위 검출신호에 대응하는 물 공급 제어신호를 상기 관수 공급경로에 구비되는 물 공급 조절부로 공급하여 상기 물 공급 조절부의 열림 제어구동을 실시하고 상기 관수관 본체로 공급되는 물의 공급량을 조절하는 관수방법.
  18. 제17항에서,
    상기 관수 제어단계에서 상기 제2 수위센서의 수위 검출신호가 입력되면, 상기 제2 수위센서의 수위 검출신호에 대응하는 물 차단 제어신호를 상기 관수 공급경로에 구비되는 상기 물 공급 조절부로 공급하여 상기 물 공급 조절부의 닫힘 제어구동을 실시하고 상기 관수관 본체로 공급되는 물의 공급을 차단하는 관수방법.
  19. 제14항에서,
    상기 관수 제어단계에서 상기 관수관 본체로 공급되는 물의 공급시간을 설정된 시간으로 제어하는 관수방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111657121A (zh) * 2020-05-29 2020-09-15 中铁城市规划设计研究院有限公司 一种景观花坛土壤水分自动控制系统

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