KR20200145304A

KR20200145304A - 박막수기경방식을 활용한 가정용 수경재배기

Info

Publication number: KR20200145304A
Application number: KR1020190074145A
Authority: KR
Inventors: 김성한
Original assignee: 김성한
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2020-12-30

Abstract

본 발명은 시설재배, 도시농업 등에 활용되고 있는 2개의 수경재배방식을 결합하여 효율성을 높인 것으로, 초음파 가습을 통해 작물 뿌리에 직접적으로 양액을 공급하는 수기경방식과 밀폐형 내부구조로 포화상태의 기체가 액화되어 박막을 따라 흘러내려가는 박막수경방식을 결합한 것이다.
본 발명은 하단 저수조 내부에 초음파 진동자를 설치하여 양액을 기화시킨 후 저수조와 연결된 격실에 중앙 공급부를 통해 공급하도록 한다. 격실은 암면 등에 고정한 작물의 뿌리 부분이 위치하는 곳으로 상단 줄기부분으로 기체가 빠져나가지 못하도록 고무재질로 밀봉 된 상태인 바, 다량의 수분이 공급되면 과포화상태가 되어 일부는 뿌리에 직접 흡수되고, 일부는 암면에 흡수되나 대부분은 다시 액체가 되어 격실 하단 경사로(3-5도 경사)를 따라 종단부 배수구를 통해 다시 저수조로 유입되는 특징을 갖는다.
본 발명에 따르면 기존 박막수경방식의 단점을 초음파식 수기경방식으로 보완하여 뿌리 활착을 좋게하고, 물을 절약하며, 엽채류를 제외한 다양한 작물에도 적용할 수 있다.

Description

박막수기경방식을 활용한 가정용 수경재배기{Home hydroponics kits by NFT and aeroponics method}

본 발명은 시설재배, 도시농업 등에 활용되고 있는 2개의 수경재배방식을 결합하여 효율성을 높인 것으로, 보다 상세하게는 초음파 가습을 통해 작물 뿌리에 직접적으로 양액을 공급하는 수기경방식과 밀폐형 내부구조를 통해 과습 상태의 수분이 박막을 따라 흘러 2차적으로 양액 공급이 가능하도록 하는 박막수경방식을 결합한 장치임

일반적으로 수경재배에는 담액경이나 박막수경의 순수 수경재배를 많이 사용하고 있으나 적용 작물이 엽경채류로 제한적이며, 뿌리에 산소가 원활히 공급되지 않는다는 단점이 있다. 이에, 대안으로 등장한 것이 수기경방식으로 뿌리에 충분한 산소를 공급하여 곰팡이나 균류의 번식을 억제할 수 있고, 경제적이며 뿌리 활착이 좋아진다는 장점은 있으나 설비가 복잡하고 조작이 불편하다는 단점이 있다. 특히, 분무구가 이물질 등으로 막히는 경우 전체 시스템이 동작을 못해 뿌리가 마르는 등 피해가 있을 수 있다.

본 발명은 상기의 박막수경과 수기경방식을 결합한 것으로 기본적으로는 수기경방식 중 초음파방식을 활용하여 안개를 만들고, 과습상태를 유지하여 작물 뿌리를 고정하는 암면(Rock wool) 등 고형배지경을 통해 물이 1차적으로 흡수될 수 있도록 한다. 이후 포화상태의 양액 기체가 물방울이 되어 격실 벽, 바닥을 따라 흘러내려가게 함으로써 활착된 뿌리가 격실 바닥을 통해 물을 2차적으로 흡수할 수 있도록 하는 방식이다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 박막수경방식과 수기경방식의 결합을 통해 수경재배 적용 작물의 확대, 재배기간 단축, 작물 폐해 감소 및 물 절약이 가능하도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하단 저수조 내부에 초음파 진동자를 설치하여 양액을 기화시킨 후 저수조와 연결된 격실에 중앙 공급부를 통해 공급하도록 한다. 격실은 암면 등에 고정한 작물의 뿌리 부분이 위치하는 곳으로 상단 줄기부분으로 기체가 빠져나가지 못하도록 고무재질로 밀봉 된 상태인 바, 다량의 수분이 공급되면 과포화상태가 되어 일부는 뿌리에 직접 흡수되고, 일부는 암면에 흡수되나 대부분은 다시 액체가 되어 격실 하단 경사로(3-5도 경사)를 따라 종단부 배수구를 통해 다시 저수조로 유입되는 구조를 갖는다.

이에, 양액은 뿌리에 공급되거나 암면에 흡수되는 양을 제외하고는 대부분 저수조에 재 유입되어 물을 절약할 수 있음은 물론 초음파를 통해 기화되는 양액은 다량의 공기를 포함하고 있어 작물 뿌리에 직접적인 영양 공급이 가능하며, 뿌리 활착을 좋게 할 수 있다. 또한, 양액이 박막을 따라 흘러내리는 동안 뿌리에 흡수되어 성장기 부족할 수 있는 영양 공급을 원활히 하여 다양한 작물 성장에 최적의 조건을 갖추게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 기존 박막수경방식의 단점을 초음파식 수기경방식으로 보완하여 뿌리 활착을 좋게하고, 물을 절약하며, 엽채류를 제외한 다양한 작물에도 적용할 수 있는 방식이다.

도 1은 박막수기경방식 수경재배기의 단면도로 각 부분별 설명은 다음과 같다. 11은 초음파진동자로 일반 가정용가습기에도 사용하는 30-40mm의 진동자를 사용한다. 12는 플라스틱 재질 박막으로 약 3-5도 기울여진 상태로 설치되며, 가운데 분무를 위한 분무구가 약 10mm정도 돌출되어 있다. 13은 암면을 포함한 고형배지경으로 뿌리를 지지하고, 과습상태의 수분을 흡수하여 뿌리에 공급하는 역할을 한다. 14는 급수구와 흡기구로 하단 저수조로 부족한 양액을 채우거나 공기를 채워 넣는 역할을 한다. 15는 배수구로 거름망을 통해 걸러진 양액을 하단 저수조로 흘려보내는 역할을 한다. 16은 격실 외부로 기체상태의 양액이 빠져나가는 것을 방지하기 위한 고무재질의 덮개로 내부 상태확인 및 청소를 위해 탈착식으로 되어있다.
도 2는 실제 제품의 투시도로 기존 박막수경식 제품들의 펌프, 순환밸브 등 복잡한 구조를 단순화 하여 초음파 가습부와 박막(경사로), 고형배지경 소켓으로 구성되어 있다.
도 3은 가정용가습기를 활용한 박막수기경 시제품으로 상단 덮개와 기타 구성품을 도면에 맞도록 제작한 것이다.

기존 가정용 가습기에 격벽, 상단 덮개 등을 설치하여 도 3과 같이 시제품을 제작하였다. 노지재배와 담액수경, 수기경방식의 비교를 위하여 바질씨앗을 발아시킨 후 동일한 방법으로 육묘하였다. 양액은 시판 중인 물푸레 제품(A제, B제품)과 수돗물을 혼합하여 사용하였으며, 조명은 작물용 LED육성등을 적색 70%, 청색 20%, 백색 10%로 조합하여 사용하였다. 기온은 항시 22~26도를 유지하였으며, 총 6주간 테스트를 진행한 결과 하기 표 1과 같은 결과를 얻었다.

육묘 결과(발아 후 6주 경과)
시편		노지재배	담액수경	수기경
방식		소형포트에 배양토	우레탄 활용 완전담액	고형배지경, 초음파방식
결과	잎 수	2.5	2	3.5
	크기	20~30mm	10~20mm	40~50mm
	사진

박막수기경방식의 경우 뿌리 활착이 좋아 일반 담액수경 방식과 비교해 본 결과 하기 표 2와 같이 5배 이상의 길이로 자란 것을 확인 할 수 있었다.

뿌리 활착 비교(발아 후 6주 경과)
시편		담액수경	수기경
방식		우레탄 활용 완전담액	고형배지경, 초음파방식
결과	최장 뿌리 길이	21mm	110mm
결과	사진

Claims

초음파 가습기를 통해 안개를 만들고, 격실 내부에 과습 상태를 유지하여 작물 뿌리를 고정하는 암면(Rock wool) 등 고형배지경을 통해 물이 1차적으로 흡수될 수 있도록 한 후 포화상태의 안개가 물방울이 되어 격실 벽, 바닥을 따라 흘러내려가게 함으로써 활착된 뿌리가 격실 바닥을 통해 물을 2차적으로 흡수할 수 있도록 하는 박막수기경방식