KR20220150977A

KR20220150977A - 담액식 수경 재배 시스템

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Publication number: KR20220150977A
Application number: KR1020227035466A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 엔. 캄포; 스캇 티. 클루테
Original assignee: 하이드라 언리미티드, 엘엘씨
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2022-11-11
Also published as: US20210321584A1; AU2021257419A1; US11219173B2; CA3169558A1; CN115361863A; WO2021211187A1; US20210329863A1; EP4135510A1; EP4135510A4; JP2023518796A

Abstract

명세서는 DWC 수경 재배 시스템을 개시하고, 이러한 시스템은 복수의 성장 탱크, 순환 펌프, 순환 펌프의 배출구를 성장 탱크에 유체적으로 연결하는 영양물 공급 라인, 및 성장 탱크에 유체적으로 연결된 탱크 배액 라인을 포함한다. 성장 탱크의 각각은 영양물 공급 라인과 탱크 배액 라인 사이에서 병렬로 유체적으로 연결된다. 시스템은 순환 펌프의 유입구에 유체적으로 연결된 펌프 흡입 라인, 및 규정된 패턴에 따라 탱크 배액 라인을 펌프 흡입 라인에 유체적으로 각각 연결하는 복수의 가교 연결부를 더 포함한다. DWC 시스템은 밸브 배열체를 통해서 순환 펌프 흡입부에 유체적으로 연결된 영양물 공급부를 더 포함할 수 있다.

Description

담액식 수경 재배 시스템

본 발명은 담액식 수경 재배 시스템, 그리고 보다 특히 그러한 시스템을 위한 양액(nutrient solution) 순환 장비 및 방법에 관한 것이다.

담액식(DWC, deep water culture) 수경 재배 시스템이 널리 이용되고 있다. 그러한 시스템은 일반적으로 (a) 양액을 바구니로 순환시키기 위한 그리고 (b) 바구니 내에서 공통 액체 레벨을 유지하기 위한 공통 파이프라인에 의해서 상호 연결된 개별적인 성장 바구니를 포함한다. 시스템 내의 바구니의 수에 따라, 다양한 설계가 이용된다.

가장 일반적으로 사용되는 설계는 특히 상표 UNDER CURRENT^®의, Current Culture H2O에 의해서 제조된 것과 같은 하단형 시스템이다. 이러한 시스템은, 영양물 혼합 탱크로서의 역할을 하고 일반적으로 미리-설정된 액체 레벨을 유지하기 위한 플로트 밸브를 포함하는, "발생지(epicenter)" 또는 저장용기 탱크를 특징으로 한다. 발생지 탱크는 양액을, 탱크의 하단에 근접한, 공통 파이프라인에 의해서 발생지 탱크에 연결된 하나 이상의 성장 바구니의 행으로 공급한다. 각각의 행의 단부에 펌프가 제공되어, 양액을 파이프라인으로부터 끌어 당기고 이를 다시 발생지 탱크로 복귀시킨다. 이러한 설계는, 영양물이 유동 발생지 탱크로부터 유동하고, 하나의 탱크로부터 다음 탱크로 순차적 또는 직렬 순서로 진행하고, 이어서 발생지 탱크로 복귀되는, 순환을 생성한다. 이러한 설계는 종종, 양액에 산소를 공급하기 위해서, 시스템 공기 펌프 및 기포 발생기를 각각의 성장 탱크 내에 포함한다.

불행하게도, 기존 하단형 시스템은 그 설계 및 성능에서 많은 단점을 갖는다.

첫 번째로, 기존 하단형 시스템은 일반적으로, 양액 순환을 가능하게 하기 위해서 그리고 중력에 의해서 탱크 내의 공통 양액 레벨을 유지하기 위해서, 큰 직경(2.5" 이상)의 파이프라인을 필요로 한다. 따라서, 노동비 및 재료비가 비교적 높다. 설치 및 조립은 적절한 무-누출 동작을 보장하기 위한 기술 및 정확도를 필요로 한다. 탱크들은 서로 단단히 속박된다.

두 번째로, 기존 하단형 시스템은 점진적 또는 순차적 순환을 이용하고, 이는 각각의 바구니에 전달되는 양액 품질의 변동을 초래한다. 중력에 의해서 동일해 지는 탱크 레벨들을 보장하기 위해서, 순환율이 제한된다. 결과적으로, 식물은 동일한 영양물 환경 내에서 일정하게 유지되지 못한다. 이는, 영양물을 찾고 탱크들 사이의 순환 파이핑 내로 성장하며 잠재적으로 영양물의 순환을 부분적으로 차단하는 뿌리 자체에서 명확하게 나타난다.

세 번째로, 기존 하단형 시스템에서, 식물이 성장함에 따라, 영양물 농도 및 pH 레벨을 조정하여야 한다. 이러한 조정은 하단형 시스템에서 서서히 수행된다. 식물, 특히 발생지 하류의 제1 바구니 내의 식물의 충격을 방지하기 위해서, 화학물질이 발생지 탱크에 서서히 첨가되어야 한다. 이러한 프로세스는, 시스템 조작자가 다른 작업을 할 수 있는 시간을 단축한다.

전술한 문제는 본 발명에 의해서 극복된다.

본 발명의 제1 실시형태에서, DWC 영양물 순환 시스템은 성장 탱크들에 병렬로 공급하고, 탱크들이 충진될 때와 본질적으로 동일한 속도(rate)로 성장 탱크들을 비운다. 그에 따라, 각각의 성장 탱크는 동일한 부피 및 동일한 품질의 양액을 수용하고, 성장 탱크들에 걸친 용액의 레벨이 동일하다.

제1 실시형태의 수경 재배 시스템은 쌍으로 배열된 복수의 성장 탱크, 유입구 및 배출구를 가지는 순환 펌프, 순환 펌프의 배출구를 성장 탱크에 유체적으로 연결하는 영양물 공급 라인, 및 성장 탱크에 유체적으로 연결된 탱크 배액 라인을 포함한다. 성장 탱크의 각각은 영양물 공급 라인과 탱크 배액 라인 사이에서 병렬로 유체적으로 연결된다. 시스템은 (a) 순환 펌프의 유입구에 유체적으로 연결된 펌프 흡입 라인, 및 (b) 탱크 배액 라인을 펌프 흡입 라인에 유체적으로 각각 연결하는 복수의 가교 연결부를 더 포함한다.

DWC 배관 시스템의 이러한 제1 실시형태는 알려진 시스템보다 뛰어난 많은 장점을 제공한다. DWC 시스템은 성장 탱크들에 걸쳐 동일한 탱크 용액 레벨을 유지하고, 시스템은 신선한 영양물을 본질적으로 동일한 부피로 본질적으로 동시에 성장 탱크들에 전달한다. DWC 시스템은 비교적 작은 직경의 파이프, 더 적고 더 단순한 탱크 연결부, 그리고 함께 동작되는 2개 내지 사실상 임의의 수까지의 탱크들로 시스템 크기를 확대하기 위한 지속적인 방법을 가능하게 한다. DWC 시스템은 성장 탱크들의 직렬 연결 필요성을 제거한다. DWC 시스템은 유연한 성장 탱크 구성 및 연결부를 가능하게 하고, 이는 설정, 동작, 및 유지보수를 단순화하며, 이들 모두는 비교적 덜-숙련된 노동자를 이용할 수 있다. DWC 시스템은 청소를 위해서 성장 탱크들을 개별적으로 이동 또는 제거할 수 있게 한다.

본 발명의 제2 실시형태에서, DWC 시스템은 밸브 배열체를 통해서 순환 펌프 흡입부에 유체적으로 연결된 영양물 공급 탱크를 포함한다. 이는 신선한 영양물 및/또는 pH 변화 화학물질이 영양물 공급 탱크를 통해서 시스템에 첨가될 수 있게 한다. 영양물 공급 탱크의 내용물이 펌프 흡입 라인 내로 끌어 당겨지고, 성장 탱크로부터의 재순환 용액과 혼합된다. 혼합물 또는 블렌드(blend)가 파이핑을 통해서 펌핑되고, 비교적 짧은 시간에, 본질적으로 동시에, 그리고 본질적으로 동일한 양으로 각각의 성장 탱크에 주입된다.

DWC 배관 시스템의 이러한 제2 실시형태는 알려진 시스템보다 뛰어난 많은 장점을 제공한다. 예를 들어, DWC 시스템은 양액의 영양물 및 pH 레벨의 비교적 단순하고, 안전하며, 신속한 조정을 가능하게 하고, 그에 의해서 식물의 충격 위험을 감소시킬 수 있게 한다.

현재의 실시형태 및 도면을 참조하는 것에 의해서, 본 발명의 이러한 그리고 다른 장점 및 특징이 보다 완전히 이해되고 평가될 수 있을 것이다.

도 1은 DWC 시스템의 제1 실시형태의 상면 평면도이다.
도 2는 도 1의 라인 II 내의 지역의 확대된 상면 평면도이다.
도 3은 펌프 및 영양물 공급 탱크의 상면 평면도이다.
도 4는 DWC 시스템의 제2 실시형태의 일부의 사시도이다.
도 5는 제2 실시형태의 배관 위로 상승된 탱크의 사시도이다.
도 6은 제2 실시형태의 사시도이다.
도 7 내지 도 13은 DWC 시스템의 다양한 구성의 전산 유체 역학(CFD) 모델 결과이다.

I. 서문

본 발명의 실시형태를 설명하기에 앞서서, 본 발명이 이하의 설명에서 기술되는 또는 도면에서 도시되는 (a) 동작 또는 구성의 상세 내용으로 또는 (b) 구성요소 세트의 배열로 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명이 여러 가지 다른 실시형태로 구현될 수 있고 본원에서 명백하게 개시되지 않은 대안적인 방식으로 실시되거나 실행될 수 있을 것이다.

또한, 본원에서 사용된 표현 및 용어가 설명의 목적을 위한 것이고 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. "포괄하는" 및 "포함하는" 그리고 그 변형의 사용은, 그 이후에 나열되는 항목 및 그 균등물뿐만 아니라 부가적인 항목 및 그 균등물을 포함한다. 또한, 여러 가지 실시형태에 관한 설명에서, 목록(enumeration)이 이용될 수 있을 것이다. 달리 명백하게 기술하지 않는 한, 목록의 사용은 구성요소의 임의의 구체적인 순서나 수로 본 발명을 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 목록의 사용이, 목록화된 단계 또는 구성요소와 함께 또는 그 내로 조합될 수도 있는 임의의 부가적인 단계 또는 구성요소를 본 발명의 범위로부터 배제하는 것으로 간주되지 않아야 한다. "X, Y 및 Z 중 적어도 하나"로서 요소를 청구하기 위한 임의의 언급은 (a) 개별적으로 X, Y 또는 Z 중 임의의 하나 이상, 및 (b) X, Y 및 Z의 임의의 하나 이상의 조합, 예를 들어, X, Y, Z; X, Y; X, Z; 및 Y, Z을 포함한다는 것을 의미한다.

"수직", "수평", "상단", "하단", "상부", "하부", "내부", "내향적으로", "외부" 및 "외향적으로"와 같은 방향 관련 용어는 도면에 도시된 실시형태의 배향을 기초로 본 발명을 설명하는 것을 보조하기 위해서 사용된 것이다. 방향과 관련한 용어의 사용은 본 발명을 임의의 구체적인 배향으로 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

II. 담액식 재배(DWC) 시스템

본 발명의 제1 실시형태에 따라 구성된 담액식(DWC) 수경 재배 시스템이 도면에 도시되어 있고 전반적으로 10으로 표시되어 있다. 시스템(10)은 복수의 바구니 또는 성장 탱크(12) 그리고 영양물 공급 시스템(14)을 포함한다.

개시된 실시형태는 24개의 바구니 또는 성장 탱크(12)를 포함한다. 그러나, 사실상 임의의 수의 바구니가 포함될 수 있다. 바구니(12)는, 바구니(12a) 및 바구니(12b)를 포함하는 바구니 쌍(16)과 같은 쌍으로 배열된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 바구니들(12)은 각각 12개의 바구니(그리고 그에 따라 6개의 쌍)로 이루어진 2개의 뱅크(18a 및 18b)로 배열된다.

영양물 공급 시스템(14)은 펌프 흡입 라인(20), 탱크 배액 라인(22), 영양물 공급 라인(24), 복수의 가교 연결부(26), 영양물 탱크(28), 레벨 제어 탱크(30), 복수의 순환기(32), 복수의 탱크 배액 호스 또는 탱크 배액 연결 라인(34), 복수의 순환기 공급 호스(36), 냉각기(38), 신선한 물 공급 라인(40), 순환 펌프(42), 및 다양한 밸브(44)를 포함한다.

펌프 흡입 라인(20), 탱크 배액 라인(22), 및 영양물 공급 라인(24)은 바람직하게 성장 탱크(12)의 각각의 뱅크(18) 내에서 서로 평행하다. 펌프 흡입 라인(20)은 순환 펌프(42)의 유입구 또는 흡입구(46)에 유체적으로 연결된다. 탱크 배액 라인(22)은 레벨 제어 탱크(30)에 유체적으로 연결된다. 영양물 공급 라인(24)은 냉각기(38)의 출력부에 유체적으로 연결된다.

순환 펌프(42)의 출력부(48)는 라인(50)에 의해서 냉각기(38)에 유체적으로 연결된다. 냉각기(38)의 출력부는 호스(52)에 의해서 영양물 공급 라인(24)에 유체적으로 연결된다. 냉각기(38)의 포함은 선택적이다. 냉각기(38)가 포함되지 않는 경우에, 영양물 공급 라인(24)은 순환 펌프(42)의 출력부(48)에 직접 연결된다. 일반적으로, 하나의 또는 2개의 뱅크(18)의 라인이 하나의 순환 펌프(42)에 의해서 공급받을 수 있다.

성장 탱크(12)의 각각은 배액 호스(10)에 의해서 배액 라인(22)에 유체적으로 연결된다. 각각의 성장 탱크(12)는 탱크 상에 및/또는 내에 장착된 순환기(32)를 포함한다. 각각의 순환기(32)는 영양물 공급 라인(24)에 연결된 순환기 공급 호스(36)에 의해서 유체적으로 연결된다. 신선 영양물이 순환기(32)를 통해서 각각의 탱크(12) 내로 도입되는 한편, 신선하지 않은 영양물은 배액 호스(10)를 통해서 각각의 탱크를 빠져 나간다. 순환기(32)는 당업자에게 알려진 임의의 적합한 유형일 수 있다. 순환기의 예가 (a) 2018년 8월 7일에 출원되고 명칭이 "Hydroponic Nutrient Aeration and Flow Control Device and System"인 미국 출원 제16/057,116호, 및 (b) 2019년 12월 18일에 출원되고 명칭이 "Hydroponic Nutrient Solution Aeration Device"인 미국 출원 제16/719,420호에 개시되어 있다. 양 출원의 개시 내용이 참조로 포함된다.

가교 연결부(26)는 배액 라인(22)을 선택된 위치에서 펌프 흡입 라인(20)에 유체적으로 연결한다. 순환 펌프(42)는 신선하지 않은 영양물을 배액 라인(22)으로부터 가교 연결부(26)를 통해서 흡입 라인(20) 내로 끌어 당긴다. 가교 연결부(26)의 수 및 위치는 바람직하게, 뱅크(18)를 따라서 위치된 탱크 쌍(16)의 수에 따라 달라지는 패턴을 따른다.

도 2는 탱크(12)의 뱅크(18a)를 도시한다. 앞서 주목한 바와 같이, 탱크들(12)은, 탱크(12a 및 12b)를 포함하는 쌍과 같이, 쌍(16)으로 배열된다. 현재의 실시형태에서, 뱅크 내의 총 12개의 탱크의 경우, 각각의 뱅크(18)는 탱크(12)의 6개의 쌍(16)을 포함한다. 뱅크(18a) 내의 쌍의 제1 절반부(60)(즉, 3개의 쌍)가 순환 펌프(42)에 비교적 근접하여 위치되고, 쌍의 제2 절반부(62)(즉, 3개의 쌍)은 순환 펌프로부터 비교적 멀리 위치된다. 뱅크(18)가 (도시된 바와 같이) 짝수의 쌍(16)을 포함할 때, 각각의 절반부(60, 62)는 동일한 수의 탱크(12)를 포함한다. 뱅크가 홀수의 쌍(16)을 포함할 때, 절반부(60, 62) 중 하나는 다른 절반부보다 하나 더 많은 쌍을 포함한다.

가교 연결부(26)의 수 및 패턴은 뱅크(18) 내의 탱크 쌍(16)의 수에 따라 달라진다. 이러한 탱크 쌍의 수가 N으로 표시되어 있다. 개시된 시스템에서, N은 뱅크(18a, 18b)의 각각에 대해서 6이다.

탱크 쌍의 제1 절반부(60)의 경우에, 절반부 내의 가교 연결부의 수는 다음과 같다:

· N ≥ 4인 경우 하나의 가교부

· N ≤ 3인 경우 가교부 없음

개시된 실시형태에서 N이 6이기 때문에, 그리고 6은 4 이상이기 때문에, 하나의 가교 연결부가 제1 절반부(60)의 지역에 포함된다. 이러한 하나의 가교 연결부가 도 2에서 26a으로 표시되어 있다. 가교 연결부(26a)는 제1 절반부(60) 내의 임의의 곳에 위치될 수 있으나, 바람직하게 다소 중앙에 위치된다.

탱크 쌍의 제2 절반부(62)의 경우에, 절반부 내의 가교 연결부의 수는 다음과 같다:

· N이 짝수인 경우, (N / 2) + 1

· N이 홀수인 경우, (N / 2) + 0.5

전술한 식은 동일한 수의 가교 연결부를 가지는 짝수(N) 및 다음의 더 큰 홀수(N+1)를 초래한다.

N이 개시된 실시형태에서 6이기 때문에, 4개(즉 6/2 + 1)의 가교 연결부가 제2 절반부(60) 내에 포함된다. 이러한 가교 연결부는 26b, 26c, 26d, 및 26e로 표시되어 있다. 바람직하게, 가교 연결부는 제2 절반부(62) 내에서 다소 규칙적인 간격을 가지고 위치된다.

패턴에 따른 가교 연결부(26)의 수 및 위치에서, 가교 연결부는 배액 라인(22) 내에서 본질적으로 균일한 흡입 라인 진공 압력을 제공하는데 도움을 준다. 결과적으로, 각각의 성장 탱크(12)는 탱크가 순환기(32)에 의해서 충진되는 것과 본질적으로 동일한 속도로 비워진다. 이러한 사안은 이하에서 "Computational Fluid Dynamic Verification of DWC System"이라는 명칭의 항목에서 더 구체적으로 설명되고 도 7 내지 도 13에 도시되어 있다.

현재, 배액 호스(34) 및 순환기 공급 라인(36)은 가요성 호스이고, 그에 따라 약간의 탱크 이동성을 허용한다. 또한, 호스에 신속 분리부가 끼워질 수 있고, 그에 따라 개별적인 성장 탱크(12)가 예를 들어 청소를 위해서 제거될 수 있다.

현재, 라인(20, 22, 및 24)은 용이한 조립 및 취급을 위해서 함께-밀어 넣는 피팅(fitting)을 갖춘 1 인치 ID 폴리에틸렌 파이프일 수 있고, 그에 따라 대형 탱크 격벽 피팅 및 PVC를 사용할 필요가 없다. 가요성 호스를 포함하여, 다른 재료가 라인(20, 22, 및 24)을 위해서 사용될 수 있다. 더 긴 라인의 경우에, 더 큰 직경을 사용하여 펌프 압력 강하를 감소시킬 수 있다.

설명된 바와 같이, 영양물 순환 시스템(14)을 포함하는 시스템(10)은, 신선한 산소 공급된 영양물이 각각의 탱크 내로 동일하게 그리고 동시에 도입됨에 따라, 각각의 성장 탱크 내에서 액체 레벨을 본질적으로 동일하게 유지한다.

III. DWC 영양물 혼합 및 공급 시스템

영양물 공급 탱크(28) 및 시스템(10) 내의 그 연결은, 1시간 내지 몇 분만큼, 영양물 및 pH 조정에 필요한 시간을 감소시킨다. 영양물 공급 탱크(28) 및 시스템(10) 내의 그 연결은 또한 높은 농도의 화학물질이 식물에 충격을 줄 수 있는 가능성을 사실상 제거한다.

영양물 레벨 및/또는 pH가 조정되어야 할 때, 이하의 단계가 뒤따른다.

DWC 시스템(10)이 신선한 물로 충진되고/되거나 영양물 및/또는 pH 조정을 위해서 달리 준비된다.

순환 펌프(42)가 턴 오프되고, 차단 밸브(54)가 개방되어, 영양물 탱크(28) 내의 수위가 성장 탱크(12) 내의 수위와 동일한 레벨로 상승될 수 있게 한다.

모든 성장 탱크에서 함께 필요로 하는 양의 영양물 화학물질이 영양물 탱크(28) 내로 도입되고 바람직하게 혼합될 때까지 교반된다.

순환 펌프(42)가 이어서 다시 턴 온된다. 영양물 탱크 내용물이 펌프 흡입 라인(20) 내로 끌어 당겨지고 성장 탱크(12)로부터의 복귀 용액과 혼합되어, 영양물 탱크 내용물을 안전한 레벨로 희석한다. 일반적으로, 영양물 탱크(28)를 비우는데 약 2분이 소요된다. 탱크가 비워짐에 따라, 영양물 탱크(28)의 하단부 내의 풋 밸브(foot valve)(56)가 폐쇄되어, 공기가 펌프 흡입 라인(20)에 진입하는 것을 방지한다.

순환 펌프(42)는 용액을 영양물 공급 라인(24)에 전달하고, 이로부터 용액은 본질적으로 동일하게 그리고 본질적으로 동시에 각각의 성장 탱크(12) 내로 공급된다.

IV. DWC 시스템의 전산 유체 역학 검증

SOLIDWORKS® 유동 시뮬레이션 프로그램을 이용하여, 본 발명의 가교 시스템 설계 방법을 포함하는 DWC 시스템(10)의 여러 구성의 컴퓨터-지원 설계(CAD) 모델을 모델링하였다. 모델은, 다른 인자들 중에서, 시스템의 개별적인 탱크(12) 내의 용액 레벨의 균일성을 나타낸다. 4, 6, 7, 8, 9, 12, 및 24개의 탱크를 가지는 시스템 구성의 전산 유체 역학(CFD) 모델의 결과를 도 7 내지 도 13에서 각각 도시하였다.

CFD 모델을 실제 실험실 결과와 비교하였다. 모든 경우에, CFD 모델이 실험실 결과와 합치되었고, 모델은 개별적인 탱크들 내의 용액 레벨들 사이의 0.5 인치 미만의 변동이라는 설계 목표를 만족시켰다. CFD 모델은 시스템 성능을 정확하게 예측한다. 그리고 CFD 모델을 이용하여, 최적의 용액 레벨 동일화를 위한 가교 연결부(26)의 적절한 내경을 결정할 수 있다.

V. 액체의 주입기 주입

시스템에 액체 영양물을 첨가하기 위한 영양물 탱크(28) 이용의 변형예가 도 4에 도시되어 있다. 이러한 변형예는 펌프 흡입 라인(20)에 해제 가능하게 유체적으로 연결될 수 있는 주입기(64)를 포함하고, 이는 다시 펌프(42)의 흡입부(46)에 연결된다. 주입기(64)는 본질적으로 영양물 공급 탱크(28)를 대체한다. 주입기(64)에는, 펌프 유입구(46)에 근접하여 펌프 흡입 라인(20)에 장착된 교합 커플러(68) 내로 스냅 결합될 수 있는 신속 커플링(66)이 끼워진다.

액체 영양물을 첨가하기 위해서, 신속 커플링(66)을 커플러(68)로부터 분리하는 것에 의해서, 주입기(64)가 제거된다(이미 제거되지 않은 경우). 이어서, 신속 커플링을 액체 영양물의 공급부(미도시) 내에 배치하고 영양물을 주입기 내로 끌어 당기는 것에 의해서, 주입기(64)가 충진된다. 이어서, 신속 커플링(66)이 커플링(68)에 다시 연결되고, 주입기(64) 내의 액체 영양물이 펌프 흡입 라인(20) 내로 밀려 복귀 영양물과 혼합될 수 있다. 이러한 변형예는 신속하고 편리하다.

VI. 탱크-하부 배관 및 플러그-인 탱크

제2 실시형태(110)가 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다. 제1 실시형태의 요소에 상응하는 제2 실시형태의 요소는 100을 더한 표시 번호를 갖는다. 예를 들어, 제2 실시형태의 탱크(112)는 제1 실시형태의 탱크(12)에 상응한다.

탱크들(112)은 도시된 바와 같이 하나의 행으로 배열된다. 다수의 행이 시스템(110)에 포함될 수 있다. 탱크(112)는 다리부(113)에 의해서 지지되고, 이는 배관 라인이 탱크 아래에 배치될 수 있게 하며, 그에 의해서 탱크들 사이의 바닥 공간을 확보할 수 있게 한다. 각각의 탱크(112)는, 탱크가 탱크 배액 라인(22) 내로 끼워질 수 있게 하는 원통형 보스(115)(도 5 참조)를 포함한다. 이러한 연결 배열체는 각각의 탱크(112)가 비교적 용이하게 설치될 수 있게 하고, 예를 들어 서비스를 위해서, 비교적 용이하게 제거될 수 있게 한다.

바람직하게, 배관은, 함께-스냅 결합하는 설치를 가능하게 하는 모듈형 설계를 포함한다. 각각의 모듈 섹션은 가교 연결부(126)를 포함한다. 그러나, 용액 레벨 동일화에 필요한 연결 가교부(126)만이 유동 통로를 포함한다.

IV. 결론

전술한 설명은 본 발명의 현재의 실시형태에 관한 설명이다. 균등론을 포함하는 특허법의 원리에 따라서 해석되는, 첨부된 청구항에 규정된 바와 같은 본 발명의 사상 및 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고도, 여러 가지 변경 및 변화가 이루어질 수 있다.

이러한 개시 내용은 예시적인 것이고, 본 발명의 모든 실시형태에 관한 포괄적인 설명으로 해석되지 않아야 하고, 또는 이러한 실시형태와 관련하여 도시되거나 설명된 구체적인 요소로 청구범위의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 예를 들어, 그리고 비제한적으로, 설명된 발명의 임의의 개별적인 요소가, 실질적으로 유사한 기능을 제공하거나 적절한 동작을 달리 제공하는 대안적인 요소에 의해서 대체될 수 있을 것이다. 이는, 예를 들어, 당업자에게 현재 공지되어 있을 수 있는 것과 같은, 현재 공지된 대안적인 요소, 및 당업자가, 개발시에, 대안으로서 인지할 수 있는 것과 같은, 미래에 개발될 수 있는 대안적인 요소를 포함한다.

또한, 개시된 실시형태는, 협력적으로 설명되는 그리고 장점의 집합체를 협력적으로 제공할 수 있는 복수의 특징부를 포함한다. 본 발명은, 허여된 청구범위에서 달리 맹백하게 기술된 범위를 제외하고, 이러한 특징부 모두를 포함하거나 기술된 장점 모두를 제공하는 그러한 실시형태만으로 제한되지 않는다. 예를 들어 관사("a", "an", "the") 또는 "상기(said)"를 이용한, 단수형의 요소를 청구하는 임의의 언급이 요소를 그러한 단수형으로 제한하는 것으로 해석되지 않는다.

Claims

수경 재배 시스템이며:
쌍으로 배열된 복수의 성장 탱크;
유입구 및 배출구를 갖는 순환 펌프;
순환 펌프의 배출구에 유체적으로 연결된 영양물 공급 라인;
각각이 영양물 공급 라인을 성장 탱크 중 하나에 유체적으로 연결하는 복수의 탱크 공급 라인;
탱크 배액 라인;
복수의 탱크 배액 연결 라인으로서, 각각의 탱크 배액 연결 라인은 성장 탱크 중 하나를 탱크 배액 라인에 유체적으로 연결하고, 그에 의해서 성장 탱크의 각각이 영양물 공급 라인과 탱크 배액 라인 사이에서 병렬로 유체적으로 연결되는, 복수의 탱크 배액 연결 라인;
순환 펌프의 유입구에 유체적으로 연결된 펌프 흡입 라인; 및
각각이 탱크 배액 라인을 펌프 흡입 라인에 유체적으로 연결하는 복수의 가교 연결부를 포함하는, 수경 재배 시스템.
제1항에 있어서,
성장 탱크 쌍이 2개의 절반부로 배열되고, 성장 탱크 쌍의 제1 절반부가 순환 펌프에 비교적 근접하고, 성장 탱크 쌍의 제2 절반부가 순환 펌프로부터 비교적 멀리 위치되고, 제1 절반부는 제1 수의 가교 연결부를 가지고, 제2 절반부는 제2 수의 가교 연결부를 가지는, 수경 재배 시스템.
제2항에 있어서,
제1 및 제2 절반부 내의 성장 탱크 쌍의 수가 N이고;
제1 수는 N의 제1 함수이고; 그리고
제2 수는 N의 제2 함수인, 수경 재배 시스템.
제3항에 있어서, 제1 수는:
N이 4개 이상인 경우, 1이고; 그리고
N이 3개 이하인 경우, 0인, 수경 재배 시스템.
제4항에 있어서, 제2 수는:
N이 짝수인 경우, (N / 2) + 1이고; 그리고
N이 홀수인 경우, (N / 2) + 0.5인, 수경 재배 시스템.
제3항에 있어서, 제2 수는:
N이 짝수인 경우, (N / 2) + 1이고; 그리고
N이 홀수인 경우, (N / 2) + 0.5인, 수경 재배 시스템.
제1항에 있어서,
레벨 제어 탱크;
영양물 공급 라인을 레벨 제어 탱크에 유체적으로 연결하는 부가적인 탱크 공급 호스; 및
레벨 제어 탱크를 탱크 배액 라인에 유체적으로 연결하는 부가적인 탱크 배액 연결 라인을 더 포함하는, 수경 재배 시스템.
제1항에 있어서, 각각의 탱크 배액부가 탱크 배액 라인에 제거 가능하게 연결되는, 수경 재배 시스템.
제1항에 있어서, 각각의 탱크가, 펌프 흡입 라인, 탱크 배액 라인, 영양물 공급 라인, 및 가교 연결부 위에서, 다리부 상에 지지되는, 수경 재배 시스템.
제1항에 있어서, 각각의 가교부가, 임의의 인접한 성장 탱크의 쌍을 위한 탱크 배액 라인에 대한 탱크 배액 연결 라인의 유체 연결부의 공통 측에 위치되는, 수경 재배 시스템.
수경 재배 시스템이며:
복수의 성장 탱크;
유입구 및 배출구를 갖는 순환 펌프;
순환 펌프의 배출구에 유체적으로 연결된 영양물 공급 라인;
각각이 영양물 공급 라인을 성장 탱크 중 하나에 연결하는 복수의 탱크 공급 라인;
탱크 배액 라인;
복수의 탱크 배액 연결 라인으로서, 각각의 탱크 배액 연결 라인은 성장 탱크 중 하나를 탱크 배액 라인에 유체적으로 연결하고, 그에 의해서 성장 탱크의 각각이 영양물 공급 라인과 탱크 배액 라인 사이에서 병렬로 유체적으로 연결되는, 복수의 탱크 배액 연결 라인;
순환 펌프의 유입구에 유체적으로 연결된 펌프 흡입 라인; 및
각각이 탱크 배액 라인을 펌프 흡입 라인에 유체적으로 연결하는 복수의 가교 연결부를 포함하는, 수경 재배 시스템.
제11항에 있어서, 성장 탱크가 2개의 절반부로 배열되고, 성장 탱크의 제1 절반부가 순환 펌프에 비교적 근접하고, 성장 탱크의 제2 절반부가 순환 펌프로부터 비교적 멀리 위치되고, 제1 절반부는 제1 수의 가교 연결부를 가지고, 제2 절반부는 제2 수의 가교 연결부를 가지는, 수경 재배 시스템.
제12항에 있어서,
제1 및 제2 절반부 내의 성장 탱크의 수가 N이고;
제1 수는 N의 제1 함수이고; 그리고
제2 수는 N의 제2 함수인, 수경 재배 시스템.
제13항에 있어서, 제1 수는:
N이 4개 이상인 경우, 1이고; 그리고
N이 3개 이하인 경우, 0인, 수경 재배 시스템.
제14항에 있어서, 제2 수는:
N이 짝수인 경우, (N / 2) + 1이고; 그리고
N이 홀수인 경우, (N / 2) + 0.5인, 수경 재배 시스템.
제13항에 있어서, 제2 수는:
N이 짝수인 경우, (N / 2) + 1이고; 그리고
N이 홀수인 경우, (N / 2) + 0.5인, 수경 재배 시스템.
제11항에 있어서,
레벨 제어 탱크;
영양물 공급 라인을 레벨 제어 탱크에 유체적으로 연결하는 부가적인 탱크 공급 라인; 및
레벨 제어 탱크를 탱크 배액 라인에 유체적으로 연결하는 부가적인 탱크 배액 연결 라인을 더 포함하는, 수경 재배 시스템.
제11항에 있어서, 각각의 탱크 배액부가 탱크 배액 라인에 제거 가능하게 연결되는, 수경 재배 시스템.
제11항에 있어서, 각각의 탱크가, 펌프 흡입 라인, 탱크 배액 라인, 영양물 공급 라인, 및 가교 연결부 위에서, 다리부 상에 지지되는, 수경 재배 시스템.
수경 재배 시스템이며:
복수의 성장 탱크;
유입구 및 배출구를 갖는 순환 펌프;
순환 펌프의 배출구에 유체적으로 연결된 영양물 공급 라인;
각각이 영양물 공급 라인을 성장 탱크 중 하나에 유체적으로 연결하는 복수의 탱크 공급 라인;
순환 펌프의 유입구에 유체적으로 연결된 탱크 배액 라인;
각각이 성장 탱크 중 하나를 탱크 배액 라인에 유체적으로 연결하는 복수의 탱크 배액 연결 라인; 및
순환 펌프의 유입구에 연결된 영양물 공급부를 포함하는, 수경 재배 시스템.
제20항에 있어서, 영양물 공급부가 영양물 공급 탱크를 포함하는, 수경 재배 시스템.
제21항에 있어서, 영양물 공급 탱크와 순환 펌프의 유입구 사이에서 제어 밸브 배열체를 더 포함하고, 제어 밸브 배열체는, 영양물 공급 탱크를 순환 펌프의 유입구로부터 차단할 수 있는 차단 밸브를 포함하는, 수경 재배 시스템.
제22항에 있어서, 제어 밸브 배열체가 풋 밸브를 포함하는, 수경 재배 시스템.
제20항에 있어서, 영양물 공급부가 주입기를 포함하는, 수경 재배 시스템.