KR20240062608A

KR20240062608A - 식물 재배기 및 이를 이용한 식물 재배 방법

Info

Publication number: KR20240062608A
Application number: KR1020220144325A
Authority: KR
Inventors: 한승민
Original assignee: 텃밭 주식회사
Priority date: 2022-11-02
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2024-05-09

Abstract

본 발명의 실시예에 의한 식물 재배기는, 바닥면, 상기 바닥면의 둘레를 따라 상방으로 연장된 둘레면을 가지며, 상기 바닥면에 용수의 배출을 위한 배출구가 형성되는 재배 용기; 상기 재배 용기의 내부에 배치되며, 화분을 상기 바닥면과 이격되도록 지지하는 화분 받침 수단; 용수가 저장되는 용수 탱크; 상기 재배 용기와 용수 탱크 사이에 구비되며, 상기 용수 탱크의 용수가 상기 재배 용기로 이동하는 용수 공급 유로를 형성하는 급수 배관; 상기 재배 용기의 배출구와 용수 탱크 사이에 구비되며, 상기 재배 용기의 용수가 상기 용수 탱크로 이동하는 용수 배출 유로를 형성하는 배출 배관; 상기 급수 배관에 연결되며, 용수 공급을 위한 유체 이송 압력을 형성하는 펌프; 상기 재배 용기 내부의 수위가 설정 수위를 초과하지 않도록, 상기 재배 용기 내부의 상기 설정 수위를 초과하는 용수를 배출하는 수위 조절 수단; 상기 재배 용기에 배치된 화분이 상기 설정 수위에서 용수에 일정 시간 동안 침지되어, 포장 용수 상태 이상에서 포화 용수 상태 이하의 수분 상태가 되도록, 설정 시간 동안 상기 펌프를 동작시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

식물 재배기 및 이를 이용한 식물 재배 방법 {Plant growing apparatus and plant growing method using the same}

본 발명은 식물 재배기 및 이를 이용한 식물 재배 방법에 관한 것으로, 상세하게는 토양을 효과적으로 포장 용수 상태로 형성 가능하며, 용수의 부패가 방지될 수 있는 식물 재배기 및 이를 이용한 식물 재배 방법에 관한 것이다.

최근에는 농업 기술이 발전함에 따라, 소정의 재배공간에서 각종 식물의 양육, 재배 환경을 자동으로 제어하는 자동 식물 재배기의 적용이 확대되고 있다.

자동 식물 재배기는 일정한 면적의 실내 재배장소에서 각종 식물에 따른 양육 환경을 자동 제어함으로써, 각종 식물의 재배 면적과 공간을 최소화할 수 있도록 하고, 품질이 우수한 다양한 식물을 효과적으로 재배, 생산 가능하다.

이와 같은 자동 식물 재배기에는 용수를 식물에 자동으로 공급하는 자동급수 방식이 적용되고 있으며, 일반적으로 용수를 식물의 위에서 분사하는 방법, 용수를 흡수하는 심지를 이용하여 식물에 용수를 공급하는 방법, 화분의 일정부분을 용수에 담그는 방법이 적용되고 있다.

이와 관련하여, 선행문헌인 대한민국 등록특허공보 10-1408932 B1 에는 식물재배포트의 상방에서 배양액을 분사하며, 배양액의 공급을 자동으로 제어하는 디지털 기반의 가전형 식물재배장치가 개시된다.

하지만, 종래의 분사식 급수 방법의 경우 분사되는 물의 압력에 의해서 토양 및 식물의 눌림 문제, 토양이 지속적으로 굳어지는 문제가 발생하며, 심지식 급수 방법 및 담금식 급수 방법의 경우 용수가 계속 고여있는 형태가 되어 용수가 부패하고 벌레가 생기는 문제가 발생한다.

즉, 종래의 급수 방법이 적용된 식물 재배기의 경우 관리에 많은 어려움이 발생하며, 식물을 효과적으로 양육하기 어려운 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1408932 B1

본 발명은, 화분의 토양을 효과적으로 포장용수 상태로 형성시킬 수 있는 식물 재배기 및 이를 이용한 식물 재배 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 토양의 굳어짐, 용수의 부패가 방지될 수 있는 식물 재배기 및 이를 이용한 식물 재배 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 상기 급수 배관을 통해서 공급되는 공급 용수량이 상기 배출 배관을 통해서 배출되는 배출 용수량 보다 많게 구성되며, 상기 펌프의 동작 시 공급 용수량과 배출 용수량의 차이에 의해서 상기 재배 용기에 용수가 채워짐과 동시에, 상기 배출 배관을 통해서 일부의 용수가 상기 용수 탱크로 배출되어 용수 순환이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어부는, 배출되는 용수 양 보다 공급되는 용수 양이 많도록 상기 펌프의 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 배출 배관은, 상기 배출구에서 하방으로 연장되어 중력에 의해서 용수가 배출되도록 구성되며, 상기 급수 배관 보다 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 수위 조절 수단은, 상기 공급 용수량과 배출 용수량의 차이에 해당하는 유효 채움 용수량 보다 많은 배출 용량을 형성하는 배관으로 구성되고, 상기 설정 수위를 형성하도록 용수 유입구측 단부가 상기 설정 수위에 대응하는 높이에서 상기 용기 공간과 연통하도록 구비되며, 상기 용기 공간에 상기 설정 수위의 용수가 채워진 후, 상기 유효 채움 용수량이 상기 수위 조절 수단에 의해서 배출됨에 따라, 상기 설정 수위가 유지됨과 동시에 용수 순환이 지속적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 재배 용기의 바닥면은, 상기 배출구를 향하여 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의한 식물 재배 방법은, 용수가 저장되는 용수 탱크, 상기 용수 탱크의 용수가 공급되어 채워지며 설정 수위에서 화분이 용수에 침지되도록 배치되는 재배 용기, 펌프의 구동에 의해서 상기 용수 탱크의 용수를 상기 재배 용기에 공급하는 공급 배관, 상기 재배 용기의 하부에 연결되어 상기 재배 용기의 용수를 배출하는 배출 배관, 상기 재배 용기 내부의 상기 설정 수위를 초과하는 용수를 배출하는 수위 조절 수단을 포함하는 식물 재배기를 이용한 식물 재배 방법에 있어서, 상기 펌프가 동작되며, 상기 공급 배관에서 공급되는 공급 용수량 보다 상기 배출 배관을 통해서 배출되는 배출 용수량이 적게 형성되어, 상기 재배 용기에 용수가 채워짐과 동시에 용수 순환이 이루어지는, 용수 채움 및 용수 순환 단계; 상기 재배 용기의 용수가 상기 설정 수위에 도달된 후, 침지된 화분의 토양이 포장 용수 상태 이상의 수분 상태가 될 때까지 상기 펌프가 지속적으로 동작되고, 상기 공급 용수량과 배출 용수량의 차이에 해당하는 유효 채움 용수량이 상기 수위 조절 수단에 의해서 배출되어, 상기 설정 수위가 유지됨과 동시에 용수 순환이 이루어지는, 설정 수위 유지 및 용수 순환 단계; 화분의 토양이 포장 용수 상태 이상의 수분 상태가 된 후, 상기 펌프가 정지되어 상기 재배 용기 내부의 용수가 상기 배출 배관을 통해서 모두 배출되는, 용수 배출 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의한 식물 재배기는 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.

재배 용기에 용수가 채워지는 과정, 재배 용기에 용수가 설정 수위로 유지되는 과정에서 지속적인 용수 순환이 이루어짐에 따라, 용수 품질이 향상되어 식물의 재배 효율이 향상될 수 있으며, 용수의 수명이 연장되어 유지 및 관리 편의성이 크게 향상될 수 있다.

그리고, 용수가 채워지는 과정, 용수가 설정 수위를 유지하는 과정 및 용수 순환 과정이 펌프, 급수 배관, 배출 배관, 수위 조절 수단에 의한 용수 공급 및 배출량의 차이에 의해서 이루어지므로, 용수 순환을 위한 별도의 구성이 필요하지 않으며 컴팩트한 구조를 가질 수 있다.

그리고, 재배 용기의 바닥면이 배출구를 향하여 하향 경사지게 형성됨에 따라, 보다 원활한 용수 배출 및 완전한 용수 배출이 이루어져, 재배 용기 내부의 잔여 용수 부패 및 벌레 발생 문제를 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 식물 재배 방법은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.

용수 채움 및 용수 순환 단계에서 재배 용기에 용수가 채워지는 과정에서 용수 순환이 지속적으로 이루어짐에 따라, 용수 품질이 향상될 수 있다.

그리고, 설정 수위 유지 및 용수 순환 단계에서 재배 용기에 용수가 설정 수위를 유지하면서 용수 순환이 지속적으로 이루어짐에 따라, 용수 품질이 향상 및 유지될 수 있다.

그리고, 재배 용기의 용수가 화분이 침지되는 설정 수위로 일정 시간 유지된 후, 토양이 포장 용수 상태 이상의 수분 상태가 되면 배출됨에 따라, 식물 재배에 최적화된 토양 수분 상태를 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기의 재배 용기와 화분 받침 수단의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기의 구성을 구체적으로 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부와 신호 전달이 가능하도록 연결된 구성들을 보인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기를 이용한 식물 재배 방법을 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 재배 용기에 설정 수위의 용수가 채워진 상태를 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 재배 용기의 용수가 배출되는 상태를 보인 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배 방법과 상시 수분공급 재배 방법에 따른 식물 재배 실험 결과를 보인 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기의 재배 용기와 화분 받침 수단의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기의 구성을 구체적으로 보인 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기(1)는, 재배 용기(10), 화분 받침 수단(20), 용수 탱크(30), 순환 배관, 수위 조절 수단(60), 펌프(70), 제어부(90)를 포함할 수 있다.

상기 재배 용기(10)는 내부에 용수가 채워지는 용기 공간(11)을 형성하도록 구성될 수 있다.

상기 재배 용기(10)는, 바닥면(12), 상기 바닥면(12)의 둘레를 따라 상방으로 연장되는 둘레면(13)을 포함할 수 있다.

상기 바닥면(12)에는 용수의 배출을 위한 배출구(14)가 형성될 수 있다.

상기 배출구(14)는 상기 바닥면(12)의 중심에 형성될 수도 있으며, 일측으로 편측되어 형성될 수도 있다.

상기 바닥면(12)은 상기 배출구(14)가 형성된 위치가 다른 위치 보다 낮게 형성되도록, 상기 배출구(14)를 향하여 하향 경사지게 형성될 수 있다.

한편, 상기 화분 받침 수단(20)은 상기 재배 용기(10)의 내부에서 화분을 지지하기 위한 구성으로, 상기 재배 용기(10)의 내부에 배치될 수 있다.

상기 화분 받침 수단(20)은 화분이 상기 재배 용기(10)의 바닥면(12)과 이격되도록 화분을 지지하도록 구성될 수 있다.

예로들어, 상기 화분 받침 수단(20)은 상면에 화분의 바닥이 안착되도록 구성될 수도 있으며, 화분의 하부가 관통하고 화분의 상부가 둘레에 걸쳐지는 홀이 형성되도록 구성될 수도 있다. 이 외에도 상기 화분 받침 수단(20)은 화분을 지지할 수 있는 공지된 다양한 구조로 적용될 수 있다.

이하에서는, 상기 화분 받침 수단(20)이 상면에 화분이 안착되도록 구성되는 것을 예로들어 설명하도록 한다.

그리고, 상기 화분 받침 수단(20)은 상기 재배 용기(10)에 탈착 가능하게 장착될 수 있다.

예로들어, 상기 화분 받침 수단(20)은, 상기 재배 용기(10)의 둘레면에 걸이식으로 탈착 가능하게 결합되도록 구성될 수 있으며, 상기 재배 용기(10)의 내부 둘레에 내측으로 돌출된 돌출부가 제공되어 상기 돌출부에 안착되어 탈착 가능하게 결합될 수도 있다. 이 외에도 상기 화분 받침 수단(20)이 상기 재배 용기(10)에 탈착 가능하게 결합될 수 있는 공지된 다양한 구조가 적용될 수 있다.

이하에서는, 상기 화분 받침 수단(20)이 상기 재배 용기(10)에 걸이식으로 탈착 가능하게 결합되는 것을 예로들어 설명하도록 한다.

상기 화분 받침 수단(20)은 받침판(21), 결합 요소(22)를 포함할 수 있다.

상기 받침판(21)은 상면에 화분이 안착되어 지지될 수 있도록, 소정의 면적을 가지도록 형성될 수 있으며, 상기 둘레면(13)의 내측 둘레에 대응하는 둘레를 가지는 판 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 받침판(21)은 용수가 통과 가능하도록, 상하로 관통된 용수 유동구가 형성되는 구조로 형성될 수 있다.

예로들어, 상기 받침판(21)의 적어도 일부는 격자 구조로 형성될 수 있으며, 둘레 가장자리르 제외한 내측 영역이 격자 구조로 형성될 수 있다.

상기 결합 요소(22)는 상기 받침판(21)이 상기 재배 용기(10)의 바닥면(12)으로부터 상방으로 이격되어 위치될 수 있도록, 상기 받침판(21)을 상기 재배 용기(10)에 탈착 가능하게 장착시키는 기능을 할 수 있다.

상기 결합 요소(22)는 상기 받침판(21)의 양측에서 상방으로 연장된 후 상단이 고리 형상으로 절곡되어, 상기 재배 용기(10)의 둘레면(13) 상단에 걸림 장착되도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 용수 탱크(30)는 상기 재배 용기(10)로 공급되는 용수를 저장하는 구성으로, 내부에 용수 저장 공간(31)이 형성될 수 있다.

상기 용수 탱크(30)는 상기 재배용기(10)의 용수가 중력에 의해서 회수될 수 있도록, 상기 재배용기(10) 보다 낮은 위치에 배치될 수 있다.

상기 용수 탱크(30)의 하부에는 내부의 용수를 배수하기 위한 탱크 배수 배관(32)이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 탱크 배수 배관(32)에는 상기 탱크 배수 배관(32)의 유로를 개폐하는 탱크 밸브(33)가 구비될 수 있다.

한편, 상기 순환 배관은, 상기 재배 용기(10)와 용수 탱크(30) 사이의 용수 순환 유로를 형성하도록 구성될 수 있다.

일례로, 상기 순환 배관은, 상기 재배 용기(10)와 용수 탱크(30) 사이에 구비되며, 상기 용수 탱크(30)의 용수가 상기 재배 용기(10)로 이동하는 용수 공급 유로를 형성하는 급수 배관(40)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 순환 배관은, 상기 재배 용기(10)와 용수 탱크(30) 사이에 구비되며, 상기 재배 용기(10)의 용수가 상기 용수 탱크(30)로 이동하는 용수 배출 유로를 형성하는 배출 배관(50)을 포함할 수 있다.

상기 급수 배관(40)은 유입구 측 단부가 상기 용수 저장 공간(31)의 하부로 연장되고, 토출구 측 단부가 상기 재배 용기(10)로 연장될 수 있다.

이 때, 상기 급수 배관(40)은 공급되는 용수가 화분의 토양에 상방에서 뿌려지는 것이 방지될 수 있도록, 상기 용기 공간(11)으로 측방에서 용수를 공급하도록 구성될 수 있다.

일례로, 상기 급수 배관(40)은 토출구 측 단부가 상기 재배 용기(10)의 둘레면(13)에 접속되어, 용수가 측방으로 토출되도록 할 수 있다.

상기 재배 용기(10)의 둘레면(13)에서 상기 급수 배관(40)의 토출구 측 단부가 접속되는 부분에는 관통된 용수 토출구가 형성될 수 있다.

상기 용수 토출구는 상기 재배 용기(10)의 둘레면 상부에 위치될 수 있다.

상기 급수 배관(40)의 일측에는 상기 용수 공급 유로를 개폐하는 급수 밸브(43)가 구비될 수 있다.

상기 급수 배관(40)의 일측에는 상기 펌프(70)가 연결될 수 있다.

상기 펌프(70)는 용수 공급을 위한 유체 이송 압력을 형성하는 구성일 수 있다.

일례로, 상기 펌프(70)는 수중 펌프로 적용될 수 있으며, 상기 급수 배관(40)의 유입구 측 단부에 연결될 수 있다.

그리고, 상기 펌프(70)는 상기 용수 저장 공간(31)의 하부에 배치되어, 상기 용수 저장 공간(31)에 채워지는 용수에 잠겨지도록 구비될 수 있다.

상기 펌프(70)의 동작에 의해서, 상기 용수 저장 공간(31)의 용수가 상기 급수 배관(40)을 통해서 이동하여 상기 용기 공간(11)으로 공급될 수 있다.

상기 배출 배관(50)은 유입구 측 단부가 상기 재배 용기(10)의 배출구(14)로 연장되고, 토출구 측 단부가 상기 용수 탱크(30)로 연장될 수 있다.

이 때, 상기 배출 배관(50)은 중력에 의해서 상기 용기 공간(11)의 용수가 상기 용수 저장 공간(31)으로 배출될 수 있도록, 상기 배출구(14) 측에서 상기 용기 공간(11) 측으로 하향 연장되도록 구성될 수 있다.

일례로, 상기 용수 탱크(30)는 상기 재배 용기(10)의 하방에 배치되며, 상기 배출 배관(50)의 유입구 측 단부는 상기 배출구(14)에 하방에서 접속될 수 있다.

그리고, 상기 배출 배관(50)은 상기 용수 탱크(30)를 향하여 하방으로 연장되어, 토출구 측 단부가 상기 용수 저장 공간(31)을 향하여 하방으로 개구되도록 구비될 수 있다. 따라서, 상기 용기 공간(11)의 용수가 상기 배출 배관(40)을 통해서 중력에 의해 이동하여 상기 용수 저장 공간(31)으로 배출될 수 있다.

상기 배출 배관(50)의 일측에는 상기 용수 배출 유로를 개폐하는 배출 밸브(53)가 구비될 수 있다.

한편, 상기 수위 조절 수단(60)은, 상기 재배 용기(10) 내부의 수위가 설정 수위를 초과하지 않도록, 상기 재배 용기(10) 내부의 설정 수위를 초과하는 용수를 배출하는 구성일 수 있다.

이 때, 설정 수위는 상기 재배 용기(10)의 내부에 배치되는 화분의 토양이 완전히 잠길 수 있도록, 토양의 상단 높이에 대응하는 높이로 설정될 수 있다.

이 때, 화분은 둘레 또는 하부에 용수가 토양으로 유입 및 배출되는 통로를 형성하는 용수 유동홀이 형성되는 화분으로 적용될 수 있다.

따라서, 상기 설정 수위가 형성되면, 용수가 용수 유동홀을 통해서 화분의 내부로 공급되고 설정 수위에 대응하는 높이로 차올라 토양이 완전히 잠길 수 있다.

상기 수위 조절 수단(60)은 설정 수위를 초과하는 용수를 상기 용수 탱크(30)로 회수하도록 구성될 수 있다.

일례로, 상기 수위 조절 수단(60)은 상기 재배 용기(10)에서 상기 용수 탱크(30)로 연장되는 수위 조절 배관(61)을 포함할 수 있다.

상기 수위 조절 배관(61)은 유입구 측 단부가 상기 용기 공간(11) 내부에서 상기 설정 수위에 대응하는 높이에 위치되어, 상기 설정 수위를 초과하는 용수가 유입되도록 구비될 수 있다.

그리고, 상기 수위 조절 배관(61)은 상기 바닥면(12)을 관통하여 하방으로 연장될 수 있으며, 토출구 측 단부가 상기 용수 저장 공간(31)을 향하여 하방으로 개구되도록 구비될 수 있다.

따라서, 상기 설정 수위를 초과하는 용수가 상기 수위 조절 배관(61)을 통해서 중력에 의해 이동하여 상기 용기 저장 공간(31)으로 배출될 수 있다.

한편, 상기 수위 조절 배관(61)은 상기 설정 수위가 조절 가능하도록, 유입구 측 단부의 높이가 조절 가능하도록 구성될 수 있다.

일례로, 상기 수위 조절 배관(61)은 복수의 부분 배관을 포함하고, 하나의 부분 배관이 다른 부분 배관의 내부에 인출입 가능하게 결합되어, 길이의 연장 및 단축이 가능하도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제어부(90)는 화분이 포장 용수 상태가 될 수 있도록 전기적 제어 구성의 동작을 제어하는 기능을 할 수 있다.

전기적 제어 구성에는 상기 펌프(70)가 포함될 수 있다.

상기 제어부(90)는 화분이 용수에 일정 시간 동안 침지되어, 토양이 적어도 포장 용수 상태가 될 수 있도록 하고, 토양이 포장 용수 상태 이상에서 포화 용수 상태 이하의 수분 상태가 되면 상기 재배 용기(11)의 용수가 배출되도록 제어할 수 있다.

이 때, 토양의 포장 용수 상태란 식물의 생육에 적합한 수분 조건이 형성된 토양 상태를 의미한다.

상세히, 토양의 포장 용수 상태란 중력에 의한 배수가 이루어진 후 중력에 저항하여 토양에 최대의 수분 조건이 형성된 토양 상태를 의미하는 것으로, 보다 상세하게는 중력수가 배수되어 토양 입자 사이에 산소 공급을 위한 공극이 존재하면서 식물이 흡수 할 수 있는 유효 수분이 최대로 존재하는 토양 상태를 의미한다.

토양의 포장 용수 상태는, 토양이 포장 용수 이상의 수분 상태에서 중력수가 배출되어 형성될 수 있다. 일례로, 토양의 공극이 물로 모두 채워진 포화 용수 상태에서 일정시간 경과되어 중력수가 모두 배출되어 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기(1)는 상기 펌프(70)가 동작하여, 상기 용기 공간(11)에 용수가 채워지는 중에도, 지속적인 용수 순환이 이루어지도록 구성될 수 있다.

상세히, 상기 펌프(70)가 동작하여, 상기 급수 배관(40)을 통해서 상기 용기 공간(11)에 용수가 채워질 때, 상기 용기 공간(11)로 공급된 용수의 일부가 상기 배출 배관(50)을 통해서 상기 용수 탱크(30)로 회수되도록 구성되어, 지속적인 용수 순환이 이루어지도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 용기 공간(11)의 용수가 상기 설정 수위에 도달한 후에는, 상기 배출 배관(50)과 수위 조절 수단(60)에 의해서 상기 급수 배관(40)을 통해서 공급되는 용수가 상기 용수 탱크(30)로 모두 배출되어, 상기 설정 수위가 유지되면서 지속적인 용수 순환이 이루어지도록 구성될 수 있다.

그리고, 화분의 토양이 포장 용수 상태 이상에서 포화 용수 상태 이하의 수분 상태가 되면, 상기 펌프(70)가 정지되어 상기 용기 공간(11)의 용수가 모두 배출되도록 제어될 수 있다.

상기 용기 공간(11)에 용수가 채워지는 과정 및, 상기 용기 공간(11)의 용수가 설정 수위로 유지되는 과정에서, 지속적인 용수 순환은 상기 급수 배관(40)과 배출 배관(50) 및 수위 조절 배관(61)의 직경, 상기 펌프(70)의 출력 등의 설정에 의해서 구현될 수 있다.

일례로, 상기 급수 배관(40)의 직경(D1)은 상기 배출 배관(50)의 직경(D2) 보다 더 크게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 펌프(70)는 상기 급수 배관(40)을 통해서 공급되는 용수량이 상기 배출 배관(50)을 통해서 배출되는 용수량 보다 많게 형성될 수 있는 출력을 가지도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 펌프(70)는 상기 배출 배관(50)을 통한 중력 배출 압력 보다 상기 급수 배관(40)을 통한 공급 압력이 더 크게 형성되는 출력을 가지도록 구성될 수 있다.

따라서, 상기 급수 배관(40)을 통해서 상기 용기 공간(11)을 공급되는 용수량이 상기 배출 배관(50)을 통해서 중력 배출되는 용수량 보다 많을 수 있으며, 상기 펌프(70)의 동작 시 상기 용기 공간(11)에 용수가 채워질 수 있다.

즉, 상기 급수 배관(40)을 통해서 공급되는 공급 용수량과 상기 배출 배관(50)을 통해서 배출되는 배출 용수량의 차이에 해당하는 유효 채움 용수량에 의해서 상기 용기 공간(11)에 용수가 채워질 수 있다. 그리고, 동시에 용수 순환이 지속적으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 용기 공간(11)에 상기 설정 수위 많큼 용수가 채워지게 되면, 상기 설정 수위를 초과하는 용수는 상기 수위 조절 수단(60)을 통해서 상기 용수 탱크(30)로 회수될 수 있다.

이 때, 상기 설정 수위 유지를 위해서 배출이 요구되는 용수량은 상기 유효 채움 용수량에 해당되며, 상기 수위 조절 수단(60)은 상기 유효 채움 용수량을 모두 배출 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 수위 조절 수단(60)은 상기 공급 용수량과 배출 용수량의 차이에 해당하는 유효 채움 용수량 이상의 배출 용량을 형성하도록 구성될 수 있다.

일례로, 상기 수위 조절 배관(61)의 직경(D3)은, 상기 유효 채움 용수량 이상의 용수량을 중력 배출할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 용기 공간(11)의 수위가 상기 설정 수위에 도달한 후, 용수 공급이 지속적으로 이루어져도, 상기 설정 수위가 유지될 수 있다. 그리고, 동시에 용수 순환이 지속적으로 이루어질 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기(1)의 동작에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부와 신호 전달이 가능하도록 연결된 구성들을 보인 구성도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기를 이용한 식물 재배 방법을 보인 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 재배 용기에 설정 수위의 용수가 채워진 상태를 보인 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 재배 용기의 용수가 배출되는 상태를 보인 도면이다.

상기 제어부(90)는 사용자의 명령 또는 기설정된 알고리즘에 따라, 상기 재배 용기(10)에 용수를 공급하도록 상기 펌프(70)를 동작시킬 수 있다.

상기 제어부(90)가 사용자의 명령에 의해서 상기 펌프(70)의 구동을 시작하는 것을 예로들어 설명하도록 한다.

상기 식물 재배기(1)는 사용자의 명령 입력을 위한 입력부(100)를 더 포함할 수 있다.

상기 입력부(100)는 사용자가 명령을 입력 할 수 있는 다양한 구조 및 구성으로 적용될 수 있다.

일례로, 상기 입력부(100)는 무선 또는 유선 리모컨으로 적용될 수도 있으며, 상기 재배 용기(10)나 용수 탱크(30) 등의 일측에 구비된 하나 이상의 버튼으로 구성될 수도 있다.

상기 입력부(100)는 상기 제어부(90)와 신호의 전달이 가능하도록 연결될 수 있다.

한편, 상기 제어부(90)는 설정 시간 동안 상기 재배 용기(10)에 용수 공급이 이루어지도록, 상기 펌프(70)의 동작을 제어할 수 있다.

이 때, 설정 시간은 상기 재배 용기(10)에 용수의 공급 시작 때부터, 용수가 상기 설정 수위로 채워지고 일정시간 유지되어 화분의 토양이 적어도 포장 용수 상태 이상의 수분 상태가 되는 때까지의 소요 시간으로 설정될 수 있다.

이를 위해서, 상기 식물 재배기(1)는 시간의 경과를 측정하는 타이머(80)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(90)는 상기 타이머(80)와 신호의 전달이 가능하도록 연결되어, 시간의 경과를 확인하여 상기 설정 시간 경과 여부를 판단할 수 있다.

상기 제어부(90)는 상기 설정 시간이 경과하면, 상기 재배 용기(11)의 용수가 배출되도록 상기 펌프(70)의 동작을 정지할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배 방법을 상세히 설명하도록 한다.

도 5를 참조하면, 상기 제어부(90)는 상기 입력부(100)를 통해서 입력되는 명령에 의해서 상기 재배 용기(10)에 용수가 공급되도록 상기 펌프(70)를 동작시킬 수 있다.

상기 펌프(70)가 동작되면, 상기 급수 배관(40)을 통해서 상기 용기 공간(11)으로 용수가 공급될 수 있다.

그리고, 공급되는 용수량 보다 적은 용수량이 상기 배출 배관(50)을 통해서 상기 용수 탱크(30)로 회수될 수 있다.

그리고, 상기 유효 채움 용수량에 의해서 상기 용기 공간(11)에 상기 설정 수위의 용수가 채워질 수 있다.

이 때, 상기 용기 공간(11)에 용수가 채워지는 중에도 지속적인 용수 순환이 이루어짐에 따라, 용존산소량이 증가되어 용수의 품질이 향상될 수 있다. [용수 채움 및 용수 순환 단계, S10]

상기 유효 채움 용수량에 의해서 상기 용기 공간(11)의 수위가 상기 설정 수위에 도달하게 되며, 화분이 용수에 침지되고 토양에 수분이 공급될 수 있다.

그리고, 화분이 용수에 침지된 상태로 일정시간이 경과되면, 토양이 포장 용수 상태의 이상의 수분 상태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 용기 공간(11)에 용수의 공급이 시작된 뒤 상기 설정 시간이 경과함에 따라, 화분의 토양이 포장 용수 상태 이상의 수분 상태로 형성될 수 있다.

상기 제어부(90)는 상기 설정 시간 동안 상기 펌프(70)가 지속적으로 동작시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 펌프(70)의 구동에 의해서 상기 용기 공간(11)에 설정 수위의 용수가 채원진 후에도, 상기 용기 공간(11)에 지속적으로 용수가 공급될 수 있다.

그리고, 공급되는 용수량 보다 적은 일부의 용수량은 상기 배출 배관(50)을 통해서 상기 용수 탱크(30)로 회수될 수 있다.

그리고, 상기 설정 수위를 초과해서 공급되는 나머지 공급 용수량은 상기 수위 조절 수단(60)에 의해서 상기 용수 탱크(30)로 회수될 수 있다. 즉, 상기 유효 채움 용수량은 상기 수위 조절 수단(60)에 의해서 상기 용수 탱크(30)로 회수될 수 있다.

따라서, 상기 용기 공간(11)의 수위가 설정 수위로 유지될 수 있다.

그리고, 상기 용기 공간(11)의 수위가 설정 수위로 유지되는 중에도 지속적인 용수 순환이 이루어짐에 따라, 용존산소량이 증가되어 용수의 품질 향상이 이루어질 수 있다.[설정 수위 유지 및 용수 순환 단계, S20]

상기 제어부(90)는 상기 설정 시간이 경과하여, 화분의 토양이 포장 용수 상태 이상에서 포화 용수 상태 이하의 수분 상태로 형성되면, 상기 펌프(70)의 동작을 정지시킬 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 펌프(70)가 정지되어 상기 용기 공간(11)에 용수 공급이 중단되면, 상기 배출 배관(50)을 통한 용수 배출만 이루어질 수 있다.

따라서, 상기 용기 공간(11)의 수위가 낮아질 수 있으며, 시간이 경과함에 따라 상기 용기 공간(11)의 용수가 상기 용수 탱크(30)로 모두 배출될 수 있다.

이 때, 상기 재배 용기(10)의 바닥면(12)이 상기 배출구(14)를 향하여 하향 경사지게 형성됨에 따라, 용수의 배출이 보다 원활하게 이루어질 수 있으며, 용수의 완전한 배출이 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 용기 공간(11)의 용수가 배출됨에 따라, 화분의 침지 상태가 해제되고, 토양에서 중력수가 모두 배출되어 토양이 완전한 포장 용수 상태로 형성될 수 있다.[용수 배출 단계, S30]

본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기에 의하면, 재배 용기에 용수가 채워지는 과정, 재배 용기에 용수가 설정 수위로 유지되는 과정에서 지속적인 용수 순환이 이루어짐에 따라, 용수 품질이 향상되어 식물의 재배 효율이 향상될 수 있으며, 용수의 수명이 연장되어 유지 및 관리 편의성이 크게 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 식물 재배 방법에 의하면, 용수 채움 및 용수 순환 단계에서 재배 용기에 용수가 채워지는 과정에서 용수 순환이 지속적으로 이루어짐에 따라, 용수 품질이 향상될 수 있으며, 식물 재배가 보다 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.

그리고, 설정 수위 유지 및 용수 순환 단계에서 재배 용기에 용수가 설정 수위를 유지하면서 용수 순환이 지속적으로 이루어짐에 따라, 용수 품질이 향상 및 유지될 수 있으며, 식물 재배가 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.

그리고, 재배 용기의 용수가 화분이 침지되는 설정 수위로 일정 시간 유지된 후, 토양이 포장 용수 상태 이상의 수분 상태가 되면 배출됨에 따라, 식물 재배에 최적화된 토양 수분 상태를 형성할 수 있으며, 식물 재배가 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배 방법과 상시 수분공급 재배 방법에 따른 식물 재배 실험 결과를 보인 도면이다.

도 8의 (a)는 상시 수분공급 재배 방법을 적용하였을 때 식물의 변화를 보인 촬영 이미지이다.

도 8의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배 방법을 적용하였을 때 식물의 변화를 보인 촬영 이미지이다.

식물 재배 실험은 100일 동안 진행되었고, 동일한 환경 조건에서 진행되었으며, 빠른 결과 도출을 위해 빛이 약하고 공기가 열악한 환경에서 진행되었다. 그리고, 실험 결과의 실험 시작 시 식물 상태와 100일 경과 후의 실물 상태를 촬영하여 비교하였다.

도면을 참조하면, 상시 수분공급 재배 방법을 적용한 경우, 절반 수준의 식물 잎이 손상되고, 식물이 전체적으로 시들었다.

반면에, 본 발명의 실시예에 따른 식물 재배기 및 이를 이용한 식물 재배 방법을 적용한 경우, 하나의 식물 잎이 손상되었을 뿐이며, 식물이 전체적으로 생기있는 상태를 유지하였다.

1: 식물 재배기
10: 재배 용기
11: 용기 공간
12: 바닥면
13: 둘레면
14: 배출구
20: 화분 받침 수단
21: 받침판
22: 결합 요소
30: 용수 탱크
31: 용수 저장 공간
32: 탱크 배수 배관
33: 탱크 밸브
40: 급수 배관
43: 급수 밸브
50: 배출 배관
53: 배출 밸브
60: 수위 조절 수단
61: 수위 조절 배관
70: 펌프
80: 타이머
90: 제어부
100: 입력부

Claims

바닥면, 상기 바닥면의 둘레를 따라 상방으로 연장된 둘레면을 가지며, 상기 바닥면에 용수의 배출을 위한 배출구가 형성되는 재배 용기;
상기 재배 용기의 내부에 배치되며, 화분을 상기 바닥면과 이격되도록 지지하는 화분 받침 수단;
용수가 저장되는 용수 탱크;
상기 재배 용기와 용수 탱크 사이에 구비되며, 상기 용수 탱크의 용수가 상기 재배 용기로 이동하는 용수 공급 유로를 형성하는 급수 배관;
상기 재배 용기의 배출구와 용수 탱크 사이에 구비되며, 상기 재배 용기의 용수가 상기 용수 탱크로 이동하는 용수 배출 유로를 형성하는 배출 배관;
상기 급수 배관에 연결되며, 용수 공급을 위한 유체 이송 압력을 형성하는 펌프;
상기 재배 용기 내부의 수위가 설정 수위를 초과하지 않도록, 상기 재배 용기 내부의 상기 설정 수위를 초과하는 용수를 배출하는 수위 조절 수단;
상기 재배 용기에 배치된 화분이 상기 설정 수위에서 용수에 일정 시간 동안 침지되어, 포장 용수 상태 이상에서 포화 용수 상태 이하의 수분 상태가 되도록, 설정 시간 동안 상기 펌프를 동작시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
제 1 항에 있어서,
상기 급수 배관을 통해서 공급되는 공급 용수량이 상기 배출 배관을 통해서 배출되는 배출 용수량 보다 많게 구성되며,
상기 펌프의 동작 시 공급 용수량과 배출 용수량의 차이에 의해서 상기 재배 용기에 용수가 채워짐과 동시에, 상기 배출 배관을 통해서 일부의 용수가 상기 용수 탱크로 배출되어 용수 순환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
배출되는 용수 양 보다 공급되는 용수 양이 많도록 상기 펌프의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
제 2 항에 있어서,
상기 배출 배관은,
상기 배출구에서 하방으로 연장되어 중력에 의해서 용수가 배출되도록 구성되며, 상기 급수 배관 보다 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
제 2 항에 있어서,
상기 수위 조절 수단은,
상기 공급 용수량과 배출 용수량의 차이에 해당하는 유효 채움 용수량 보다 많은 배출 용량을 형성하는 배관으로 구성되고, 상기 설정 수위를 형성하도록 용수 유입구측 단부가 상기 설정 수위에 대응하는 높이에서 상기 용기 공간과 연통하도록 구비되며,
상기 용기 공간에 상기 설정 수위의 용수가 채워진 후, 상기 유효 채움 용수량이 상기 수위 조절 수단에 의해서 배출됨에 따라, 상기 설정 수위가 유지됨과 동시에 용수 순환이 지속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
제1 항에 있어서,
상기 재배 용기의 바닥면은, 상기 배출구를 향하여 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
용수가 저장되는 용수 탱크, 상기 용수 탱크의 용수가 공급되어 채워지며 설정 수위에서 화분이 용수에 침지되도록 배치되는 재배 용기, 펌프의 구동에 의해서 상기 용수 탱크의 용수를 상기 재배 용기에 공급하는 공급 배관, 상기 재배 용기의 하부에 연결되어 상기 재배 용기의 용수를 배출하는 배출 배관, 상기 재배 용기 내부의 상기 설정 수위를 초과하는 용수를 배출하는 수위 조절 수단을 포함하는 식물 재배기를 이용한 식물 재배 방법에 있어서,
상기 펌프가 동작되며, 상기 공급 배관에서 공급되는 공급 용수량 보다 상기 배출 배관을 통해서 배출되는 배출 용수량이 적게 형성되어, 상기 재배 용기에 용수가 채워짐과 동시에 용수 순환이 이루어지는, 용수 채움 및 용수 순환 단계;
상기 재배 용기의 용수가 상기 설정 수위에 도달된 후, 침지된 화분의 토양이 포장 용수 상태 이상에서 포화 용수 상태 이하의 수분 상태가 될 때까지 상기 펌프가 지속적으로 동작되고, 상기 공급 용수량과 배출 용수량의 차이에 해당하는 유효 채움 용수량이 상기 수위 조절 수단에 의해서 배출되어, 상기 설정 수위가 유지됨과 동시에 용수 순환이 이루어지는, 설정 수위 유지 및 용수 순환 단계;
화분의 토양이 포장 용수 상태 이상의 수분 상태가 된 후, 상기 펌프가 정지되어 상기 재배 용기 내부의 용수가 상기 배출 배관을 통해서 모두 배출되는, 용수 배출 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배 방법.