KR20220081187A - 모듈식 식물 재배기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모듈식 식물재배기에 관한 것으로, 네모서리에 수직상으로 고정 설치되는 복수의 고정지주를 기초로 하고 그 위에 식물을 재배하기 위한 식물재배용기가 형성되어 있도록 구성되는 식물재배기에 있어서,
상기 식물재배기는 복수의 고정지주 중 서로 마주하는 2개의 고정지주 각각에 배양액 혼합수가 흐르도록 연결되는 좌,우측 자주연결관과;
상기 좌,우측 지주연결관을 통하여 배양액 혼합수를 공급받을 수 있도록 일정간격을 유지한 채 서로 평행하도록 연결 형성되는 복수의 식물재배 순환관과;
상기 복수의 식물재배 순환관 각각의 상부에 일정간격으로 고정 부착된 채 식물재배 순환관 각각으로 흐르는 배양액 혼합수에 식물이 뿌리를 내릴 수 있도록 상기 식물재배 순환관의 상부를 관통하는 복수의 뿌리내림공이 일정간격으로 형성되어 있는 복수의 식물재배용기;
를 포함하고 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

모듈식 식물 재배기{Modular plant growers}

본 발명은 모듈식 식물 재배기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박막수경재배 및 담액식 수경재배의 장점만을 채용한 식물 재배기로서, 일반 가정에서 잎채소, 방울토마토, 오이 등 각종 채소를 재배할 수 있도록 구성되었으며, 특히 식물을 재배하기 위한 구성요소 각각을 조립이 가능하도록 모듈식으로 제작하여 일반 가정에 쉽게 조립하여 각종 채소를 재배할 수 있도록 구성된 식물 재배기에 관한 것이다.

일반적으로 농업은 먹거리를 생산하는 산업으로서 인류 생존에 필수적인 산업이기는 하지만, 농업기술이 전통적인 방법으로 유지되고 있기 때문에 농업 혁신에 대한 기술 개발 등이 가장 느린 산업이기도 하다.

또한 인구의 증가와 산업화 등으로 생활주거공간과 농경지 등이 점점 좁아지고 있으며, 이에 따라 좁은 면적에서도 다량의 화초나 채소 등을 재배하기 위한 노력이 여러 방면에서 진행되고 있는 실정이다.

상기와 같은 실정 속에서 대도시의 주거형태가 단독 주택 및 다세대 주택에서 아파트와 같은 공동주택으로 전환됨에 따라 아파트의 각 세대에서는 베란다 및 실내에서 화초나 채소 등의 식물을 재배하는 수단으로 단독 주택의 정원과 같은 정취를 느끼면서 취미 생활이나 장식용으로 활용하거나 또는 각종 채소 등의 먹거리를 얻기 위해 식물을 재배하는 사람들이 늘고 있는 추세이다.

통상적으로 아파트 등의 베란다 및 실내에서 식물을 재배하기 위해서는 재배하고자 하는 식물을 재배상자에 담아 재배하는 방식이 대부분인데, 상기한 재배상자는 바닥에 평면적으로 설치되도록 구성되어 있어 재배 공간을 불필요하게 많이 차지하게 되어 공간면적의 활용이 비효율적이라는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 다수의 재배상자를 수직상으로 적층시키도록 구성된 적층식 재배상자 등이 개발되기도 하였지만, 이는 지면으로부터 수직한 중심축을 기준으로 하여 일정간격을 유지한 채 고정 결합되는 구조로 구성된 것이 대부분으로서 그 구조가 복잡하고 미관을 해치는 단점이 있으며, 또한 적층 규모가 커지면 재배상자의 이동이나 회전이 곤란해져 햇빛을 골고루 채광할 수 없다는 것이 문제점으로 지적되고 있을 뿐 아니라 물주기 등의 관리가 번거롭기 때문에 실용화되지 못하고 있는 실정이다.

등록특허공보 제10-0989858호(2010. 10. 26. 공고) 등록특허공보 제10-1869034호(2018. 07. 19. 공고)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 일반 가정에서 아파트 등의 베란다 및 실내에서 각종 채소 등을 쉽게 재배할 수 있도록 각 구성요소를 조립식으로 연결하는 방법으로 식물재배기를 조립할 수 있으며, 식물을 재배하기 위한 물과 배양액이 적정 비율로 혼합 공급되는 배양액 혼합수가 자중에 의해 흐르면서 재배하는 식물의 뿌리에 고르게 공급되도록 하였으며, 또한 벤추리 연결관을 이용하여 배양액 혼합수의 유속이 빨라지게 유도하여 산소가 자동으로 공급될 수 있도록 함으로써 용존산소도를 좋게 하여 식물 뿌리의 활착에 도움을 주는 모듈식 식물 재배기를 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,

네모서리에 수직상으로 고정 설치되는 복수의 고정지주를 기초로 하고 그 위에 식물을 재배하기 위한 식물재배용기가 형성되어 있도록 구성되는 식물재배기에 있어서,

상기 식물재배기는 복수의 고정지주 중 서로 마주하는 2개의 고정지주 각각에 배양액 혼합수가 순환하도록 연결되는 좌,우측 지주연결관과;

상기 좌,우측 지주연결관을 통하여 배양액 혼합수를 공급받을 수 있도록 일정간격을 유지한 채 서로 평행하도록 연결 형성되는 복수의 식물재배 순환관과;

상기 복수의 식물재배 순환관 각각의 상부에 일정간격으로 고정 부착된 채 식물재배 순환관 각각으로 흐르는 배양액 혼합수에 식물이 뿌리를 내릴 수 있도록 상기 식물재배 순환관의 상부를 관통하도록 복수의 뿌리내림공이 일정간격으로 형성되어 있는 복수의 식물재배용기;

를 포함하고 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 식물재배 순환관 각각의 양단에는 좌,우측 지주연결관 각각에 연결하기 위한 복수의 연결관을 구비하고 있되, 상기 복수의 연결관 중 적어도 하나 이상은 공기흡입관이 연결되어 있는 벤추리 연결관으로 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 좌,우측 지주연결관 각각에는 혼합수 공급관과 혼합수 배출관이 각각 하나씩 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 좌,우측 지주연결관 중 어느 일측의 지주연결관에는 상,하 높낮이 조절이 가능하도록 LED조명등이 설치되어 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 식물재배기는 배양액 혼합수 저장탱크에 저장되어 있는 배양액 혼합수를 펌핑하여 혼합수 공급관으로 공급하게 되면 상기 혼합수 공급관으로 펌핑 공급되는 배양액 혼합수는 자중에 의해 좌,우측 지주연결관 및 복수의 식물재배 순환관을 순차적으로 순환하면서 상기 식물재배 순환관 각각에 일정간격으로 형성되어 있는 식물재배용기에서 재배되고 있는 식물이 뿌리내림공을 통해 식물재배 순환관으로 순환하는 배양액 혼합수에 뿌리를 내리도록 하여 재배하는 식물이 수분과 영양분을 균등하게 공급받을 수 있도록 함으로써 식물을 정상적으로 재배할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 또한 상기 복수의 식물재배 순환관 각각의 양단을 한쌍의 지주연결관에 연결시키기 위한 복수의 연결관 중 적어도 어느 하나 이상은 벤추리 연결관으로 구성하여 배양액 혼합수의 유속이 빨라지게 증속시키는 작용으로 외부의 공기를 흡입하도록 구성하여 상기 식물재배 순환관을 순환하는 배양액 혼합수에 용존산소도가 높아지도록 하는 효과가 있다.

또한 상기 한쌍의 지주연결관 중 어느 일측에 상,하 높이 조절이 가능하게 설치된 LED조명등을 이용하여 식물의 생장에 필요한 빛을 공급할 수 있도록 함으로써 재배하고자 하는 식물이 정상적인 채광작용으로 광합성을 하면서 재배할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 특히 본 발명의 식물재배기는 일반 가정에서 조립식으로 설치하여 아파트 등의 베란다 및 실내에서 상추, 오이, 토마토 등의 각종 채소를 재배할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 식물재배기의 조립상태 사시도이며,
도 2는 본 발명의 식물재배기의 일실시예의 조립상태 측면도이고,
도 3은 본 발명의 식물재배기의 다른 실시예의 조립상태 측면도이며,
도 4는 본 발명의 식물재배기의 식물재배 순환관에 일정간격으로 형성되는 식물재배용기의 설치상태 단면도이고,
도 5는 본 발명의 식물재배기의 식물재배 순환관을 지주연결관에 연결하기 위한 벤추리 연결관의 작동상태 단면도이다.
도 6은 본 발명을 설명하기 위한 식물재배기의 또 다른 실시예에 따른 사시도.
도 7은 본 발명을 설명하기 위한 식물재배기의 또 다른 실시예에 따른 식물의 상세도.

본 발명에 의한 모듈식 식물재배기에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1은 식물재배기를 나타내는 것으로, 상기 식물재배기(1)는 네모서리부분에 수직상으로 고정 설치되도록 도면상 좌,우측 각각에 서로 마주하는 상태로 한쌍씩 형성되는 복수의 고정지주(2a)(2b)와, 상기 한쌍씩으로 형성되는 복수의 고정지주(2a)(2b) 각각에 양단이 연결되도록 좌,우측에서 서로 마주하도록 고정 설치되는 좌,우측 지주연결관(3a)(3b)과, 상기 좌,우측 지주연결관(3a)(3b) 각각에 양단이 연결되도록 일정간격으로 형성되는 복수의 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c)을 구비하고 있도록 구성되어 있다.

또한 상기 식물재배기(1)는 한쌍씩 형성되는 복수의 고정지주(2a)(2b) 각각에 연결되는 좌,우측 지주연결관(3a)(3b) 각각으로는 물과 배양액이 적정비율로 혼합되는 배양액 혼합수가 순환하도록 구성되며, 상기 복수의 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c) 각각의 양단 각각에는 좌,우측 지주연결관(3a)(3b)에 연결시키기 위한 복수의 연결관(5)이 각각 형성되어 있다.

상기 복수의 연결관(5) 중 적어도 어느 하나 이상은 벤추리 연결관(5a)으로 구성되어 있으며, 상기 벤추리 연결관(5a)에는 외부로부터 공기를 흡입하기 위한 공기흡입관(51)이 돌출 형성되어 있다.

또한 상기 좌,우측 지주연결관(3a)(3b) 각각에는 배양액 혼합수를 공급받는 혼합수 공급관(6a)과 배양액 혼합수를 배출시키기 위한 혼합수 배출관(6b)이 선택적으로 각각 하나씩 형성되어 있으며, 상기 좌우측 지주연결관(3a)(3b) 중 어느 일측(실시예 도면에서는 우측 참조)의 지주연결관(3b)에는 LED조명등(7)이 설치되어 있으며, 상기 LED조명등(7)은 높이조절구(71)를 이용하여 높이조절관(72)을 상,하로 승강조절할 수 있는 구조로 형성되어 LED조명등(7)의 높낮이를 조절할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 좌,우측 지주연결관(3a)(3b) 각각의 내부에는 혼합수 공급관(6a)으로 공급되는 배양액 혼합수가 복수의 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c)을 순차적으로 순환한 후 혼합수 배출관(6b)으로 배출될 수 있도록 차단막(8a)(8b)이 각각 하나 이상(실시예의 도면에서는 하나씩 구성되어 있음)으로 형성되어 있도록 구성되어 있다.

상기 식물재배기(1)에 형성된 복수의 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c) 각각의 상부에는 식물(F)을 재배하기 위한 복수의 식물재배용기(41)가 일정간격으로 형성되어 있으며, 상기 복수의 식물재배용기(41) 각각에는 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c) 각각의 상부를 관통하는 상태로 형성되는 복수의 뿌리내림공(42)이 형성되어 있다. 이에 따라 상기 복수의 식물재배용기(41) 각각에 담겨있는 배양토(43)에서 재배되고 있는 식물(F)은 뿌리내림공(42)을 통해 뿌리(f)를 내릴 수 있게 되므로 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c) 각각을 순환하는 배양액 혼합수로부터 수분과 영양성분을 공급받을 수 있게 된다.(도 4 참조)

여기서 상기 식물(F)은 본 식물재배기(1)에서 재배될 수 있는 그 어떤 식물도 가능하며, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 식물뿐만 아니라 인삼과 같은 뿌리식물을 재배하는 것도 가능하다. 도 7에 도시된 바와 같이, 인삼을 부직포 등으로 감싸 용기안에 삽입시킨 상태에서 식물재배용기(41)에 설치하고 식물재배 순환관(4c)을 통해 혼합수가 공급되어 인삼을 재배할 수 있다.

한편, 본 발명의 식물재배기(1)는 상,하로 다단으로 적층 조립할 수 있도록 구성되어 있다. 그 일례로서, 도 1의 도시에서는 상기 식물재배기(1)를 2단으로 적층 조립한 실시예를 도시한 것이며, 이 경우에는 상측에 조립된 상부 식물재배기(1)의 좌측 지주연결관(3a)에 하향으로 형성되어 있는 혼합수 배출관(6b)은 하측에 조립된 하부 식물재배기(1)의 좌측 지주연결관(3a)에 연결되도록 구성할 수 있으며, 이에 따라 상측에 조립된 상부 식물재배기(1)의 혼합수 공급관(6a : 도면상 우측부분 참조)으로 공급되는 배양액 혼합수가 복수의 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c) 각각을 순차적으로 순환한 후 혼합수 배출관(6b)을 통해 하측에 조립된 하부 식물재배기(1)의 좌측 지주연결관(3a)으로 배출되어 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c) 각각을 순차적으로 순환한 후 혼합수 배출관(6b)을 통해 배양액 혼합수 저장탱크(9)에 저장되도록 구성되며, 또한 본 발명은 도 4의 도시와 같이 식물재배기(1)를 4단으로 적층 조립할 수 있다.

또한 상기 식물재배기(1)는 다단으로 적층 조립할 경우 지면이나 실내 바닥에 지지되도록 설치되는 하측에 조립되는 복수의 고정지주(2a)(2b) 각각의 하단에는 바퀴(11)를 부착하여 이동 설치가 용이하도록 구성할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 식물재배기(1)를 이용하여 식물(F)을 재배하는데 따른 작용에 대하여 설명하기로 한다.

상기 식물재배기(1)를 도 1의 실시예 도면과 같이 2단으로 적층 조립하여 식물(F)을 재배하고자 할 경우에는 하측에 조립된 식물재배기(1)의 밑에 위치하도록 설된 배양액 혼합수 저장탱크(9)에 저장되어 있는 배양액 혼합수를 펌프(91)로 펌핑하여 상측에 조립된 식물재배기(1)의 우측 지주연결관(3b)에 돌출 형성되어 있는 혼합수 공급관(6a)으로 공급하게 되면 상기 혼합수 공급관(6a)으로 공급되는 배양액 혼합수가 상기 우측 지주연결관(3b)으로 공급되는데, 이때 상기 우측 지주연결관(3b)으로 유입되는 배양액 혼합수는 차단막(8b)에 의해 식물재배 순환관(4b)측으로는 순환하지 못하고 상기 혼합수 공급관(6a)과 연통하도록 구성된 일측(도면상 우측 참조)에 연결되어 있는 식물재배 순환관(4c)으로 순환 공급되며(도면 중 화살표 참조), 상기 식물재배 순환관(4c)으로 공급되는 배양액 혼합수는 좌측 지주연결관(3a)으로 순환 공급된다.

상기 식물재배 순환관(4c)에서 좌측 지주연결관(3a)으로 공급되는 배양액 혼합수는 차단막(8a)에 의해 식물재배 순환관(4a)측으로 순환하지 못하고 식물재배 순환관(4b)으로 순환하게 되며, 상기 식물재배 순환관(4b)를 순환하는 배양액 혼합수는 우측 지주연결관(3b)으로 공급되는데, 이때 상기 식물재배 순환관(4b)과 우측 지주연결관(3b)은 벤추리 연결관(5a)으로 연결되어 있으므로, 상기 식물재배 순환관(4b)에서 우측 지주연결관(3b)으로 공급되는 배양액 혼합수가 벤추리 연결관(5a)을 통과하게 될 때 유속이 빨라지게 되며, 이와 같이 상기 벤추리 연결관(5a)에 의하여 유속이 빨라짐에 따라 그 내부(벤추리 연결관 내부를 말함)에는 감압현상이 발생하게 되므로, 이로 인해 외부의 공기가 공기흡입관(51)을 통해 벤추리 연결관(5a)내부로 흡입되는 상태가 된다.(도 5의 화살표 참조)

따라서 상기 벤추리 연결관(5a)에서 유속이 빨라지는 현상에 의해 공급흡입관(51)으로 흡입되는 공기는 벤추리 연결관(5a)을 통해 빠르게 흐르는 배양액 혼합수에 혼합되는 상태가 되므로 상기 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c) 및 좌,우측 지주연결관(3a)(3b) 각각을 순환하는 배양액 혼합수의 용존산소도는 높아지게 되어 식물(F)의 생육성장이 향상되는 재배효과를 기대할 수 있게 된다.

또한 상기와 같이 적층 조립되는 식물재배기(1)는 주간에는 복수의 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c) 각각에 일정간격으로 형성되어 있는 복수의 식물재배용기(41) 각각에서 재배되고 있는 식물(F)을 햇빛에 노출시키면서 재배할 수 있으며, 상기 복수의 식물재배용기(41)에서 재배되고 있는 식물(F)을 햇빛에 노출시키기 어렵거나 또는 야간에는 햇빛과 같은 불빛을 조명하도록 구성된 LED조명등(7)을 이용하여 햇빛과 같은 조명불빛에 노출시킬 수 있으므로 상기 식물재배기(1)에서 재배되고 있는 식물(F)이 필요로 하는 채광을 충분히 제공할 수 있게 된다.

상기와 같이 식물재배 순환관(4b)에서 벤추리 연결관(5a)을 통해 순환 공급되어 식물재배 순환관(4a)로 공급되는 배양액 혼합수는 혼합수 배출관(6b)를 통해 하측에 조립되어 있는 식물재배기(1)의 좌측 지주연결관(3a)으로 공급되는데, 이때 상기 하측에 조립된 식물재배기(1)의 좌측 지주연결관(3a) 내부에 형성된 차단막(8a)에 의해 배양액 혼합수는 식물재배 순환관(4a)을 통해 순환하여 우측 지주연결관(3b)으로 공급되어지며, 이와 같이 하측에 조립된 식물재배기(1)의 식물재배 순환관(4a)으로 순환 공급되는 배양액 혼합수는 도 1의 실시예 도시에서 화살표 표시와 같이 식물재배 순환관(4a)→우측 지주연결관(3b)→식물재배 순환관(4b)→좌측 지주연결관(3a)→식물재배 순환관(4c)→우측 지주연결관(3b)에 형성되어 있는 혼합수 배출관(6b)를 통해 배출되어 지면 또는 실내 바닥에 고정 설치되어 있는 배양액 혼합수 저장탱크(9)에 저장된다.(도 2 참조)

상기와 같이 2단으로 적층 조립된 식물재배기(1)의 상,하측에 조립되어 있는 복수의 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c) 각각에 일정간격으로 형성되어 있는 복수의 식물재배용기(41) 각각에서 재배되고 있는 식물(F)은 뿌리내림공(42)을 통해 뿌리(f)를 내려 식물재배 순환관(4a)(4b)(4c) 각각으로 순환하는 배양액 혼합수에 잠기도록 함으로써 각 식물재배용기(41)에서 재배되고 있는 식물(F)은 배양액 혼합수로부터 수분과 각종 영향성분을 골고루 공급받을 수 있게 되어 정상적인 생육상태로 재배할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 식물재배기(1)는 도 2 및 도 3의 도시와 같이 2단 및 4단으로 적층 조립하여 식물(F)을 재배할 수 있으며, 지면이나 실내 바닥에 설치되는 1단 식물재배기(1)에 형성된 복수의 고정지주(2a)(2b) 각각의 하단에 형성되어 있는 바퀴(11)를 이용하여 이동 설치가 용이하므로 아파트 등의 일반 가정에서는 베란다 및 실내에서 상추, 오이, 토마토 등의 각종 채소를 재배하여 취식할 수 있도록 하는 효과를 제공할 수 있다.

1 : 식물재배기 11 : 바퀴
2a,2b : 좌,우측 고정지주 3a,3b : 좌우측 지주연결관
4a,4b,4c : 식물재배 순환관 41 : 식물재배용기
42 : 뿌리내림공 5 : 연결관
5a : 벤추리 연결관 51 : 공기흡입관
6a : 혼합수 공급관 6b : 혼합수 배출관
7 : LED조명등 71 : 높이조절구
72 : 높이조절관 8a,8b : 차단막
9 : 배양액 혼합수 저장탱크 91 : 펌프
F : 식물 f : 뿌리

Claims (5)

1. 네모서리에 수직상으로 고정 설치되는 복수의 고정지주를 기초로 하고 그 위에 식물을 재배하기 위한 식물재배용기가 형성되어 있도록 구성되는 식물재배기에 있어서,
   상기 식물재배기는 복수의 고정지주 중 서로 마주하는 2개의 고정지주 각각에 배양액 혼합수가 흐르도록 연결되는 좌,우측 지주연결관과;
   상기 좌,우측 지주연결관을 통하여 배양액 혼합수를 공급받을 수 있도록 일정간격을 유지한 채 서로 평행하도록 연결 형성되는 복수의 식물재배 순환관과;
   상기 복수의 식물재배 순환관 각각의 상부에 일정간격으로 고정 부착된 채 식물재배 순환관 각각으로 흐르는 배양액 혼합수에 식물이 뿌리를 내릴 수 있도록 상기 식물재배 순환관의 상부를 관통하는 복수의 뿌리내림공이 일정간격으로 형성되어 있는 복수의 식물재배용기;
   를 포함하고 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 모듈식 식물재배기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 식물재배 순환관 각각의 양단에는 좌,우측 지주연결관 각각에 연결하기 위한 복수의 연결관을 구비하고 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 모듈식 식물재배기.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 연결관 중 적어도 하나 이상은 공기흡입관이 연결되어 있는 벤추리 연결관으로 구성된 것을 특징으로 하는 모듈식 식물재배기.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌,우측 지주연결관 각각에는 혼합수 공급관과 혼합수 배출관이 각각 하나씩 형성되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 모듈식 식물재배기.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌,우측 지주연결관 중 어느 일측의 지주연결관에는 상,하 높낮이 조절이 가능하도록 LED조명등이 설치되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 모듈식 식물재배기.
   

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