KR20220002616U

KR20220002616U - 수경재배의 작물재배용 베드

Info

Publication number: KR20220002616U
Application number: KR2020220002284U
Authority: KR
Inventors: 박선기
Original assignee: 주식회사 퍼밋
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2022-09-26
Publication date: 2022-11-01
Also published as: KR20220074741A

Abstract

본 고안은 수경재배의 작물재배용 베드에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 수경재배의 작물재배용 베드는 판 형의 베드본체; 상기 베드본체에 관통 형성된 복수 개의 포트 삽입홈; 상기 베드본체 하방으로 연장형성된 복수의 부력형성부; 상기 부력형성부의 사이에 위치하는 물레벨 형성부; 및 상기 베드본체 상방으로 상기 포트 삽입홈 주변에 볼록하게 형성되어 상기 포트 삽입홈에 삽입되는 포트가 베드본체로부터 돌출되어 있도록 하는 포트 걸림부;를 포함한다.

Description

수경재배의 작물재배용 베드 {HYDROPONIC CULTIVATION BED}

본 고안은 수경재배의 작물재배용 베드에 관한 것이다. 보다 상세하게는 발포스티렌의 부력을 활용하여 물 표면에 띄움과 동시에 공기층을 형성하여 뿌리의 산소공급이 가능한 수경재배의 작물재배용 베드에 관한 것이다.

일반적으로 순수한 의미에서 양액재배법(nutriculture)은 "영양소가 함유된 배양액에 뿌리를 담가서 식물체를 생장시키는 것"을 의미하며, 토양을 사용하지 않고 토양 이외의 재료 예를 들면, 피트모스, 암면, 펄라이트 등을 배지 및 배양액으로 이용하여 식물을 키우는 재배 방법을 말한다.

여기서, 양액 재배의 영양학적 장점은 영양분이 식물체가 이용할 수 있는 상태로 배양액 내에 용해되어 있고, 이들의 공급과 제어를 쉽게 조절될 수 있으며, 어떠한 독성 물질도 전혀 나타날 위험이 없다는 것이다.

또한, 양액 재배는 인구증가 및 공업화의 발달로 재배면적이 감소하고 있는 실정에 따라, 생산성 증대가 필요하고 재배가 불가능한 지역에서도 작물 재배를 가능하게 하며, 각종 설비의 개발에 따라 작물재배의 자동화가 가능한 동시에 연중재배가 가능한 장점이 있다.

이러한 양액재배에 사용되는 베드는 배지로 사용되는 재료를 담고 있으면서 뿌리에 산소를 공급해 주어야 식물체가 안정적으로 생육할 수 있으며, 식물체의 양분 및 수분의 공급을 위해 배양액을 공급해 주는데 식물체가 흡수하고 남은 배양액은 베드의 저면부를 통해 흐르게 된다. 이때, 베드의 저면부는 이러한 여분의 배양액이 잘 흘러갈 수 있는 구조로 만들어져야 하고, 또 외부 환경의 변화를 차단할 수 있도록 단열성을 지녀야 하며, 물리화학적 특성이 쉽게 변하지 않아야 함은 물론, 설치가 용이해야 하고 수명도 반영구적이어야 한다.

따라서, 베드는 경량, 단열성, 성형 가공성 그리고 배수로 확보면에서 뛰어난 스티로폼(발포 폴리스티렌) 베드가 주로 사용되고 있었다.

그러나, 기존의 발포 폴리스티렌 소재를 사용한 베드의 경우, 물과의 접촉면적이 넓어 수확을 위해 작물을 물에서 건져내기 힘들고 부러지는 경우가 빈번하게 발생하였다. 또한, 포트 하단부의 뿌리가 모두 물에 잠기기 때문에 산소층이 없어서 뿌리 썩음이 일어나기 쉽다.

그리고, 포트 고정날개가 발포 폴리스티렌에 밀착되어 있기 때문에 발포스티렌에서 포트를 수거할 때 손에 잘 잡히지가 않아 발포 폴리스티렌에 스크래치가 생기는 경우가 종종 발생하였다.

대한민국 등록특허공보 제10-2141572호

본 고안의 하나의 목적은 발포스티렌의 부력을 활용하여 물 표면에 띄움과 동시에 공기층을 형성하여 작물 뿌리에 산소공급이 가능한 수경재배의 작물재배용 베드를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 베드본체와 물 레벨이 형성됨으로써 공기층을 형성하며, 물레벨 형성부와 부력 형성부를 별도 구성하여 공기층을 유지하는 효과가 우수한 수경재배의 작물재배용 베드를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 베드와 물의 접촉면적을 줄여 물에서 쉽게 건져낼 수 있는 수경재배의 작물재배용 베드를 제공하는 것이다.

본 고안의 하나의 관점은 수경재배의 작물재배용 베드에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 수경재배의 작물재배용 베드는 판 형의 베드본체; 상기 베드본체에 관통 형성된 복수 개의 포트 삽입홈; 상기 베드본체 하방으로 연장형성된 복수의 부력형성부; 상기 부력형성부의 사이에 위치하는 물레벨 형성부; 및 상기 베드본체 상방으로 상기 포트 삽입홈 주변에 볼록하게 형성되어 상기 포트 삽입홈에 삽입되는 포트가 베드본체로부터 돌출되어 있도록 하는 포트 걸림부를 포함하며, 상기 물레벨 형성부의 높이(H₁)와 상기 부력형성부의 높이(H₂)는 하기 식 1을 만족한다:

[식 1]

H₁:H₂= 1:1.2~1:1.5

(상기 식 1에서, 상기 H₁및 H₂는 각각 베드본체 하면을 기준으로 한 물레벨 형성부 및 부력형성부의 높이이다).

한 구체예에서 상기 베드본체, 포트 삽입홈, 부력형성부 및 포트 걸림부는 각각 발포 폴리스티렌을 포함할 수 있다.

한 구체예에서 상기 물레벨형성부의 높이(H₁)와, 상기 부력형성부 및 물레벨형성부 사이의 이격 거리(L)는 1:4~1:8의 비로 형성될 수 있다.

한 구체예에서 상기 포트 걸림부는 상기 포트삽입홈을 가로 방향 및 세로 방향 중 하나 이상의 방향으로 가로지르도록 형성될 수 있다.

본 고안에 따른 수경재배의 작물재배용 베드에 의하면 발포 폴리스티렌의 부력을 활용하여 물 표면에 베드를 띄움과 동시에 공기층을 형성하여 뿌리의 산소공급이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 고안에 따른 수경재배의 작물재배용 베드에 의하면 작물 성장에 따른 베드 무게의 증가로 인해 공기층이 줄어드는 것을 방지하여 공기층을 유지하는 효과가 우수할 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 수경재배의 작물재배용 베드에 의하면 베드와 물의 접촉면적을 줄여 쉽게 건져낼 수 있고, 작물 수확 시 베드를 건져내기 수월한 손잡이 역할 효과가 있다.

또한, 본 고안에 따른 수경재배의 작물재배용 베드에 의하면 베드 표면에 볼록한 형태를 주어 포트 수거시 포트와 베드본체에 이격이 발생하여 포트를 쉽게 빼낼 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 한 구체예에 따른 수경재배의 작물재배용 베드를 나타낸 것이다.
도 2는 본 고안의 한 구체예에 따른 수경재배의 작물재배용 베드의 단면을 나타낸 것이다.
도 3는 본 고안의 한 구체예에 따른 수경재배의 작물재배용 베드의 부유시 형성되는 공기층(A) 및 물레벨(W)을 나타낸 것이다.
도 4는 본 고안의 다른 구체예에 따른 수경재배의 작물재배용 베드의 정면을 나타낸 것이다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

수경재배의 작물재배용 베드

본 발명의 하나의 관점은 수경재배의 작물재배용 베드에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 수경재배의 작물재배용 베드를 나타내며, 도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 수경재배의 작물재배용 베드의 단면을 나타낸 것이다.

상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 수경재배의 작물재배용 베드(100)는 판 형의 베드본체(10); 상기 베드본체(10)에 관통 형성된 복수 개의 포트 삽입홈(20); 상기 베드본체(10) 양측과 하면에 이격 형성되되, 상기 베드본체(10)의 하방으로 연장형성된 복수 개의 부력형성부(30); 상기 부력형성부(30)의 사이에 위치하는 물레벨 형성부(40); 및 상기 베드본체(10) 상방으로 상기 포트 삽입홈(20) 주변에 볼록하게 형성되어 상기 포트 삽입홈(20)에 삽입되는 포트(60)가 베드본체(10)로부터 돌출되어 있도록 하는 포트 걸림부(50);를 포함한다.

상기 베드본체(10)는 포트(60)에 상추와 채소류 등의 작물을 심고 양액이 담긴 저수조에 띄워서 재배하는 방식으로 전체적인 구조는 판 형으로 이루어져 있다.

상기 베드본체(10)에는 일정한 간격으로 이격된 1개 이상의 포트 삽입홈(20)이 형성되어 있으며, 상기 포트 삽입홈(20)에 채소 등 작물이 식재되어 있는 포트(60)를 끼워서 아래로 빠지지 않도록 되어 있다.

상기 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 베드본체(10)의 일측에는 하방으로 부력형성부(30)가 연장 형성된다. 이것은 뗏목과 같은 원리로 물과 맞닿는 부력형성부(30)에 의해 베드본체(10)가 물에 뜨는 원리이다.

그리고, 부력형성부(30)의 사이에는 부력형성부(30)보다 길이가 짧은 물레벨 형성부(40)가 더 구비되는 것에 또 다른 특징이 있다. 물레벨 형성부(40)는 복수 개 형성될 수 있다.

도 3는 본 발명의 한 구체예에 따른 수경재배의 작물재배용 베드의 부유시 형성되는 공기층(A) 및 물레벨(W)을 나타낸 것이다. 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베드본체(10)의 양단부 하방으로 부력형성부(30)가 연장형성되어 있고, 그 사이에 물레벨 형성부(40)가 더 형성되는데 물레벨 형성부(40)에 의해 저수조의 물은 물레벨(W)까지 닿게 된다.

따라서, 상기 부력형성부(30)에 의해 베드본체(10)가 물에 뜨게 되고, 상기 부력형성부(30)보다 하방으로 연장되는 길이가 짧아 물레벨 형성부(40)와 상기 부력형성부(30)와의 사이에 공기층(A)이 형성된다. 따라서 이 공기층(A)은 포트(40)에 심겨진 채소 등 작물 뿌리에 산소를 공급하는 역할을 하게 되는 것이다.

또한, 부력형성부(30)와 물레벨 형성부(40) 사이의 공기층(A)은 작물(P) 수확 시 저수조에서 베드본체(10)를 건져내기 수월한 손잡이 역할을 할 수 있게 되고, 공기층에 의해 베드본체(10)와 저수조 물레벨(W)까지만 접촉하기 때문에 베드와 물과의 접촉면적이 적어 쉽게 건져낼 수 있게 되는 것이다.

한 구체예에서 상기 베드본체(10), 포트 삽입홈(20), 부력형성부(30) 및 포트 걸림부(50)는 물에 뜨는 재질을 포함하며, 예를 들면 각각 발포 폴리스티렌(스티로폼)을 포함할 수 있다.

한 구체예에서 상기 베드본체(10), 포트 삽입홈(20), 부력형성부(30) 및 포트 걸림부(50)는 밀도(겉보기 밀도) 0.05~0.1 g/cm³ 이며, 평균 기포 지름이 0.01~0.3mm인 발포 폴리스티렌을 포함할 수 있다. 상기 조건에서 경량성과 강성이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 발포 폴리스티렌은 열린 기공(open cell) 또는 닫힌 기공(closed cell) 형태일 수 있다.

한 구체예에서 상기 물레벨 형성부의 높이(H₁)와 상기 부력형성부의 높이(H₂)는 하기 식 1을 만족한다:

[식 1]

H₁:H₂= 1:1.2~1:1.5

상기 도 2를 참조하면, 상기 베드본체(10) 하면을 기준으로 상기 물레벨 형성부(40)의 높이(H₁) 및 부력형성부(30)의 높이(H₂)의 비가 1:1.2~1:1.5로 형성된다. 상기 물레벨 형성부(40) 및 부력형성부(30)를 1:1.5를 초과하는 높이비로 형성시 물레벨이 높아져서, 작물 뿌리와 물의 접촉면적이 증가하여 뿌리 썩음이 발생하거나, 작물을 건져내기 어려워져 베드본체와 포트걸림부 등에 스크래치 및 파손이 발생하며, 상기 물레벨 형성부(40) 및 부력형성부(30)를 1:1.2 미만의 높이비로 형성시 공기층(A) 면적이 증가하여, 작물 뿌리와 공기의 접촉면적이 증가하지만, 작물 뿌리와 양액과의 접촉 면적이 감소하여, 초기 뿌리가 활성화되지 않은 작물 생장이 어려울 수 있다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 물레벨형성부(40)의 높이(H₁)와, 상기 부력형성부(30) 및 물레벨형성부(40) 사이의 이격 거리(L)는 1:4~1:8의 비로 형성될 수 있다. 상기 조건으로 형성시 발포 폴리스티렌의 부력을 활용하여 물 표면에 베드가 용이하게 부유하며, 작물 뿌리에 산소공급이 용이하고, 작물 회수시 발포 폴리스티렌 재질로 형성된 베드본체와 포트걸림부의 손상을 최소화할 수 있다. 예를 들면 물레벨형성부(40)의 높이(H₁)와, 상기 부력형성부(30) 및 물레벨형성부(40) 사이의 이격 거리(L)는 1:4~1:5의 비로 형성될 수 있다.

상기 도 1을 참조하면, 포트 걸림부(50)는 포트 삽입홈(20)의 주변에만 형성된 섬 형태(island) 일 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 구체예에 따른 수경재배의 작물재배용 베드의 정면을 나타낸 것이다. 상기 도 4를 참조하면 다른 구체예에서 상기 포트 걸림부(50)는 상기 포트삽입홈(20) 주변에 형성되어 서로 연결된 구조를 가질 수 있다. 예를 들면 포트걸림부(50)가 포트삽입홈(20)의 주변에 가로 방향 및 세로 방향 중 하나 이상의 방향으로 서로 연결되어 격자 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 조건에서 작물 회수가 용이하며, 작물 회수시 발포 폴리스티렌 재질로 형성된 베드본체와 포트걸림부의 손상을 최소화할 수 있다.

한 구체예에서 상기 포트걸림부(50)는 막대(bar) 형태 또는 삼각 기둥 형태일 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

실시예 및 비교예

실시예 1~2

가로 90cm x 세로 60cm x 두께 2cm인 판 형의 베드본체(10), 상기 베드본체(10)에 일정 이격거리 간격으로 관통 형성되는 복수 개의 포트 삽입홈(가로 4cm x 세로 4cm)(20); 상기 베드본체(10) 양측과 하면에 이격 형성되되, 상기 베드본체(10)의 하방으로 연장형성되는 부력형성부(30)를 3개 형성하고, 상기 부력형성부(30)의 사이에 위치하며 상기 부력형성부(30)보다 하방으로 짧게 연장형성되는 물레벨 형성부(40) 및 상기 베드본체(10)의 상방으로 상기 포트 삽입홈(20)의 주변에 볼록하게 형성되되, 상기 도 4와 같이 가로 방향 및 세로 방향으로 가로 지르도록 형성되어, 상기 포트 삽입홈(20)에 삽입되는 포트(60)가 베드본체로(10)부터 돌출되어 있도록 하는 포트 걸림부(50)를 포함하는 작물재배용 베드(100)를 제조하였다. 상기 베드본체(10), 포트 삽입홈(20), 부력형성부(30) 및 포트 걸림부(50)는 각각 발포 폴리스티렌 재질로 형성하였다.

이때 하기 표 1에 같은 작물재배용 베드(100)의 베드본체(10) 하면을 기준으로 한 물레벨 형성부(40)의 높이(H₁), 부력형성부(30)의 높이(H₂), 및 상기 물레벨형성부(40)의 높이(H₁)와 상기 부력형성부(30) 및 물레벨형성부(40) 사이의 이격 거리(L)를 나타내었다.

비교예 1~2

물레벨 형성부(40)의 높이(H₁), 부력형성부(30)의 높이(H₂), 및 상기 물레벨형성부(40)의 높이(H₁)와 상기 부력형성부(30) 및 물레벨형성부(40) 사이의 이격 거리(L)를 하기 표 1의 조건으로 형성한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 작물재배용 베드(100)를 제조하였다.

비교예 3

하기 표 1 조건으로 베드본체의 양 측면에만 부력형성부(30)를 형성하되, 물레벨 형성부(40)를 미적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 작물재배용 베드(100)를 제조하였다.

비교예 4

하기 표 1 조건으로 베드본체의 양 측면에만 부력형성부(30)를 형성하되, 상기 부력형성부(30) 사이에 일정 간격으로 물레벨 형성부(40)를 형성한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 작물재배용 베드(100)를 제조하였다.

실험예

상기 실시예 및 비교예의 작물재배용 베드에 대하여, 로메인 상추가 식재된 포트(60)를 포트 삽입홈(20)에 각각 배치하고, 수경재배용 베드(100)를 물과 양액을 포함하는 저수조에 부유하여 공지된 방법으로 수경재배를 실시하였다. 베드 본체 하면을 기준으로 생육 60일 경과된 시점에서 상기 포트를 작물재배용 베드로부터 건져내었다.

상기 포트를 건져내는 과정에서 포트 삽입홈, 포트 걸림부 등의 손상 여부를 관찰하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

또한, 실시예 및 비교예를 통해 재배된 작물의 생육 상태를 관찰하였다. 구체적으로 작물의 엽장, 뿌리 상태, 엽폭, 엽 수 등을 관찰하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

상기 표 1의 결과를 참조하면, 본 고안의 조건을 벗어난 비교예 1~4의 경우, 작물이 식재된 포트를 건져내는 과정에서 베드의 손상이 발생하였으며, 작물의 뿌리 썩음이 발생하거나, 실시예 1~2에 비해 뿌리 등의 발육이 부진하여 생육 상태가 불량한 것을 알 수 있었다.

본 고안의 물레벨 형성부 높이와 부력형성부 높이 비율을 초과 적용한 비교예 1의 경우 작물생장에 따라 베드 위의 작물 중량이 증가하여 베드가 가라앉아 공기층 확보가 어려워 생육 상태가 불량하였으며, 본 고안 물레벨 형성부 높이와 부력형성부 높이비 조건에 미달하는 비교예 2는 생장초기에 작물 뿌리가 활성화되지 않아 뿌리가 물에 닿지 않아 발육이 부진하였다. 또한 본 고안을 벗어난 부력형성부와 물레벨형성부 배치 구성을 적용한 비교예 3 및 4는 작물생장에 따라 베드 위의 작물 중량이 증가함에 따라, 베드가 가라앉아 공기층 확보가 어려워 생육 상태가 불량한 것을 알 수 있었다.

이제까지 본 고안에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 고안의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 고안에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 베드본체 20: 포트 삽입홈
30: 부력형성부 40: 물레벨 형성부
50: 포트 걸림부 60: 포트
100: 작물재배용 베드

Claims

판 형의 베드본체;
상기 베드본체에 관통 형성된 복수 개의 포트 삽입홈;
상기 베드본체 하방으로 연장형성된 복수의 부력형성부;
상기 부력형성부의 사이에 위치하는 물레벨 형성부; 및
상기 베드본체 상방으로 상기 포트 삽입홈 주변에 볼록하게 형성되어 상기 포트 삽입홈에 삽입되는 포트가 베드본체로부터 돌출되어 있도록 하는 포트 걸림부;를 포함하며,
상기 물레벨 형성부의 높이(H₁)와 상기 부력형성부의 높이(H₂)는 하기 식 1을 만족하는 수경재배의 작물재배용 베드:
[식 1]
H₁:H₂= 1:1.2~1:1.5
(상기 식 1에서, 상기 H₁및 H₂는 각각 베드본체 하면을 기준으로 한 물레벨 형성부 및 부력형성부의 높이이다).
제1항에 있어서, 상기 베드본체, 포트 삽입홈, 부력형성부 및 포트 걸림부는 각각 발포 폴리스티렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 수경재배의 작물재배용 베드.
제1항에 있어서, 상기 물레벨 형성부의 높이(H₁)와, 상기 부력형성부 및 물레벨 형성부 사이의 이격 거리(L)는 1:4~1:8의 비로 형성되는 것을 특징으로 하는 수경재배의 작물재배용 베드.
제1항에 있어서, 상기 포트 걸림부는 상기 포트삽입홈을 가로 방향 및 세로 방향 중 하나 이상의 방향으로 가로지르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수경재배의 작물재배용 베드.