KR101499320B1 - 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 공기공급기에 의해 공기노즐로 분사되는 공기압과 배양액의 표면에 작용하는 대기압의 상호작용에 의해 배양액 통에 수용된 배양액을 수직 방향으로 끌어올림으로써, 펌프나 양수기가 필요없이 일상생활에서 활용할 수 있는 저비용 소규모 수경재배로 친환경 식물재배가 가능하고, 자연가습기와 인테리어 효과, 실내 공기정화 및 냉난방 에너지를 절약할 수 있으며, 공기발생기를 위한 물의 이동을 직접 눈으로 관찰할 수 있도록 하여 유체역학, 풍력, 공기발생기의 원리, 공급되는 공기에 의한 압력과 배양액에 작용하는 대기압의 상호작용, 식물의 생장 등에 대한 과학 교육이 자연스럽게 이루어지는 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 서로 이격되어 상하 방향으로 배치되는 복수개의 거치형 스탠드; 상기 복수개의 거치형 스탠드에 결합되고, 서로 높이를 달리하여 상하 방향으로 이격되어 배치되며, 중앙에 화분 거치용 홀이 구비되고 일측에 고정홀이 구비되는 복수개의 화분 거치대; 상기 화분 거치대의 상기 화분 거치용 홀에 삽입되어 거치되는 적어도 하나 이상의 화분; 상기 복수개의 거치형 스탠드 하단 중앙에 구비되고, 상기 화분 거치용 홀의 중심선과 동일 선상에 배치되며, 내부에 배양액이 수용되는 배양액 통; 상기 배양액 통의 내부에 구비되어 상단과 하단이 상기 배양액에 잠기도록 배치되며, 일측에 삽입구가 구비된 파이프 형상의 공기노즐 고정관; 상단이 절곡되어 상기 복수개의 화분 중 최상부에 위치한 화분을 향하고, 중앙부는 상기 복수개의 화분 거치대의 상기 고정홀에 삽입되어 고정되고, 하단은 상기 공기노즐 고정관의 상단에 연결되어 상기 공기노즐 고정관과 연통되는 파이프 형상의 배양액 공급관; 및 상기 공기노즐 고정관의 삽입구에 삽입되어 고정되며, 상기 배양액 공급관의 하단에 공기압을 제공하는 공기노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기를 제공한다.

Description

펌프가 불필요한 수직식 수경재배기{Device for vertical type water culture without pump}
본 발명은 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 공기공급기에 의해 공기노즐로 분사되는 공기압과 배양액의 표면에 작용하는 대기압의 상호작용에 의해 저수조에 수용된 배양액을 수직 방향으로 끌어올림으로써, 펌프나 양수기가 필요없이 일상생활에서 활용할 수 있는 저비용 소규모 수경재배로 친환경 식물재배가 가능하고, 자연가습기와 인테리어 효과, 실내 공기정화 및 냉난방 에너지를 절약할 수 있으며, 공기발생기를 위한 물의 이동을 직접 눈으로 관찰할 수 있도록 하여 유체역학, 풍력, 공기발생기의 원리, 공급되는 공기에 의한 압력과 배양액에 작용하는 대기압의 상호작용, 식물의 생장 등에 대한 과학 교육이 자연스럽게 이루어지는 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기에 관한 것이다.
일반적으로 수경재배(Water culture, 물재배, 물가꾸기)는 흙을 사용하지 않고 물과 수용성 영양분으로 만든 배양액 속에서 식물을 키우는 방법을 말한다. 새싹채소, 열매채소, 넝쿨식물, 기타 일반식물 등이 수경재배로 재배할 수 있으며, 이러한 수경재배를 적용하여 장소에 영향을 받지 않고 식물을 용이하게 재배할 수 있는 수경재배장치가 개발되어 있다.
통상적인 수경재배장치는 박스 내부에 부직포(거즈, 스펀지 등)를 깔아놓거나 설치한 구조이며, 부직포에 씨를 뿌리거나 모종을 안착시킨 다음, 주기적으로 배양액을 공급하여 식물을 재배하도록 되어 있다. 이러한 구조의 경우, 규모가 작고 배양액을 수시로 공급해 주어야 하므로 관리가 용이하지 못하며, 식물의 대량재배가 어렵고 줄기가 긴 식물의 경우 줄기를 지지하기 위한 별도의 장치를 설치해야 하며, 공급되는 배양액이 모두 식물에 흡수되지 못하고 외부로 배출되어 미관상 좋지 못하고 배양액의 손실이 많은 문제점이 있다.
관련 기술로 대한민국 등록특허공보 제0130404호에는 배양액이 연결파이프를 통해 상부의 회전분수구에서 분사되어 재식판의 경사부를 타고 흘러내리는 구조의 수경재배기가 개시되어 있다. 본 관련 기술의 경우 식물의 종류에 따라 식물이 자라면서 줄기를 지지하기 위한 별도의 장치가 필요하다.
펌프를 이용한 수직식 수경재배기의 경우, 배양액에 계속 담궈두면 썩게 되므로 공기가 공급되어야 하며, 이러한 공기공급을 위해 별도로 공기공급기를 사용하여야 한다. 그러나, 일반적인 공기공급기는 유량을 조절할 수 없고 배양액 재배만 가능하며, 소규모 수경재배에는 이용하기 힘든 문제점이 있다.
따라서, 양수기와 펌프를 사용하지 않고도 배양액을 끌어올릴 수 있고, 공기밸생기에서 발생되는 공기압을 향상시킬 수 있으며, 공기발생기로의 물의 역류를 방지할 수 있으면서도 저비용 소규모 수경재배가 가능한 수경재배기에 대한 기술개발의 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 펌프나 양수기가 필요없이 일상생활에서 활용할 수 있는 저비용 소규모 수경재배로 친환경 식물재배가 가능하고, 자연가습기와 인테리어 효과, 실내 공기정화 및 냉난방 에너지를 절약할 수 있으며, 다양한 과학현상에 대한 교육이 자연스럽게 이루어지는 수직식 수경재배기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기는 서로 이격되어 상하 방향으로 배치되는 복수개의 거치형 스탠드; 상기 복수개의 거치형 스탠드에 결합되고, 서로 높이를 달리하여 상하 방향으로 이격되어 배치되며, 일측에 고정장치가 구비되는 복수개의 화분 거치대; 상기 화분 거치대에 삽입되어 거치되는 적어도 하나 이상의 화분; 상기 복수개의 거치형 스탠드 하단 중앙에 구비되고, 상기 화분 거치용 홀의 중심선과 동일 선상에 배치되며, 내부에 배양액이 수용되는 저수조; 상기 저수조의 내부에 구비되어 상단과 하단이 상기 배양액에 잠기도록 배치되며, 일측에 삽입구가 구비된 파이프 형상의 공기노즐 고정관; 상단이 절곡되어 상기 복수개의 화분 중 최상부에 위치한 화분을 향하고, 중앙부는 상기 복수개의 화분 거치대에 고정되고, 하단은 상기 공기노즐 고정관의 상단에 연결되어 상기 공기노즐 고정관과 연통되는 파이프 형상의 배양액 공급관; 및 상기 공기노즐 고정관의 삽입구에 삽입되어 고정되며, 상기 배양액 공급관의 하단에 공기압을 제공하는 공기노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기노즐은 Y형으로 형성되고, 상기 배양액 공급관의 하단을 향하고, 상기 삽입구의 상부에는 상기 공기노즐이 끼워져 고정되기 위한 홈이 구비되며, 상기 공기노즐은 공기발생기에 연결된 공기공급호스와 연결되어 상기 공기발생기로부터 공기를 공급받아 상기 배양액 공급관 방향으로 분사할 수 있다.
또한, 상기 공기노즐과 상기 공기공급호스 사이에는 상기 배양액이 상기 공기발생기 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브가 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면 공기공급기에 의해 공기노즐로 분사되는 공기압과 배양액의 표면에 작용하는 대기압의 상호작용에 의해 배양액 통에 수용된 배양액을 수직 방향으로 끌어올림으로써, 펌프나 양수기가 필요없이 일상생활에서 활용할 수 있는 저비용 소규모 수경재배로 친환경 식물재배가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 자연가습기와 인테리어 효과, 실내 공기정화 및 냉난방 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 공기발생기를 위한 물의 이동을 직접 눈으로 관찰할 수 있도록 하여 유체역학, 풍력, 공기발생기의 원리, 공급되는 공기에 의한 압력과 배양액에 작용하는 대기압의 상호작용, 식물의 생장 등에 대한 과학 교육이 자연스럽게 이루어지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기의 개념도,
도 2는 도 1 중 공기노즐과 체크밸브 부분의 확대 사시도,
도 3은 배양액 공급관과 공기노즐 고정관 부분의 확대 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기의 개념도이고, 도 2는 도 1 중 공기노즐과 체크밸브 부분의 확대 사시도이며, 도 3은 배양액 공급관과 공기노즐 고정관 부분의 확대 사시도이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기는, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 거치형 스탠드(2), 화분 거치대(4), 화분(10), 배양액 통(12), 공기노즐 고정관(14), 배양액 공급관(20), 공기노즐(22), 고정부(24), 체크밸브(26), 공기공급호스(28), 및 공기발생기(30)를 포함하여 이루어진다.
거치형 스탠드(2)는 복수개가 서로 이격되어 상하 방향으로 배치된다. 도 1을 참조하면, 거치형 스탠드(2)는 화분(10)의 거치와 분리가 용이하도록 하기 위해 상단부는 중앙보다 외부 방향으로 벌어지는 것이 바람직하다. 또한, 거치형 스탠드(2)는 배양액 통(12)의 삽입과 꺼내는 것이 용이하도록 하기 위해 하단부는 중앙보다 외부 방향으로 벌어지는 것이 바람직하다.
화분 거치대(4)는 복수개의 거치형 스탠드(2)에 결합되고, 서로 높이를 달리하여 상하 방향으로 소정 간격 이격되어 배치된다. 일례로, 화분 거치대(4)는 도 1과 같이 원판 형상으로 형성될 수 있으며, 여기서 화분 거치대의 형상을 한정하는 것은 아니다.
화분 거치대(4)의 중앙에는 화분 거치용 홀(6)이 구비되어 화분(10)을 안정적으로 거치할 수 있도록 한다.
화분 거치대(4)의 일측에는 고정홀(8)이 구비되어 배양액 공급관(20)이 안정적으로 화분 거치대(4)에 고정될 수 있도록 한다.
화분(10)은 화분 거치대(4)의 화분 거치용 홀(6)에 삽입되어 거치되며, 적어도 하나 이상 구비된다. 일례로, 화분(10)은 각 화분 거치대(4)에 수직 방향으로 서로 소정간격 이격되어 배치될 수 있다.
배양액 통(12)은 복수개의 거치형 스탠드(2) 하단 중앙에 구비된다. 배양액 통(12)은 화분 거치용 홀(6)의 중심선과 동일 선상에 배치된다. 배양액 통(12)의 내부에는 배양액이 수용된다.
공기노즐 고정관(14)은 배양액 통(12)의 내부에 구비되어 상단과 하단이 배양액에 잠기도록 배치된다. 공기노즐 고정관(14)의 일측에는 삽입구(16)와 홈(18)이 구비되며, 공기노즐 고정관(14)은 전체적으로 파이프 형상을 갖는다.
공기노즐 고정관(14)의 상단은 배양액 공급관(20)의 하단에 끼워지고, 공기노즐 공급관(14)의 하단은 배양액 통(12) 내부의 배양액에 잠기게 된다.
삽입구(16)는 공기노즐 고정관(14)의 일측에 구비되어 고정부(24)가 끼워져 공기노즐(22)이 정확한 위치에 고정될 수 있도록 한다.
홈(18)은 삽입구(16)의 상단에서 상부 방향으로 연장된 형상을 가지며, 공기노즐(22)이 끼워져 고정된다.
배양액 공급관(20)은 배양액 통(12)의 배양액을 화분(10)에 공급하며, 파이프 형상으로 형성된다.
이를 위해 배양액 공급관(20)의 상단은 절곡되어 복수개의 화분(10) 중 최상부에 위치한 화분을 향한다. 배양액 공급관(20)의 중앙부는 복수개의 화분 거치대(4)의 고정홀(8)에 삽입되어 고정된다. 배양액 공급관(20)의 하단은 공기노즐 고정관(14)의 상단에 연결되어 공기노즐 고정관(14)과 연통된다.
공기노즐(22)은 공기노즐 고정관(14)의 삽입구(16), 보다 구체적으로는 홈(18)에 삽입되어 고정되며, 배양액 공급관(20)의 하단에 공기압을 제공한다. 공기노즐(22)은 상부 방향으로 절곡되어 배양액 공급관(20)의 하단을 향하며, 공기발생기(30)에 연결된 공기공급호스(28)와 연결되어 공기발생기(30)로부터 공기를 공급받아 배양액 공급관(20) 방향으로 분사한다.
고정부(24)는 공기노즐(22)이 결합되는 부분으로, 삽입구(16)에 끼워져 공기노즐(22)의 위치와 방향을 고정시킨다.
체크밸브(26)는 공기노즐(22)과 공기공급호스(28) 사이에 구비되어, 배양액이 공기발생기(30) 방향으로 역류하는 것을 방지한다.
공기공급호스(28)는 체크밸브(26)가 위치한 관과 공기발생기(30)를 연결하여, 공기발생기(30)의 공기압을 공기노즐(22)로 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기는 다음과 같이 작동된다.
공기발생기(30)에 전원을 공급하면 공기압이 발생하여 공기공급호스(28)를 통해 체크밸브(26)를 거쳐 공기노즐(22)로 공기가 공급된다.
공기노즐(22)에 제공된 공기압은 배양액 공급관(20)의 하단으로 공급되어 배양액 공급관(20)에 공기압을 작용시킨다. 한편, 배양액 통(12)에 담긴 배양액의 표면으로는 하부 방향으로 대기압이 작용한다. 이와 같이 공기발생기(30)에서 발생한 압력과 배양액에 작용하는 대기압이 상호 작용함으로써, 배양액 통(12)에 담긴 배양액이 배양액 공급관(20)을 타고 수직으로 이동한다.
배양액 공급관(20)의 상단까지 이동한 배양액은 경로가 휘어져 최상부에 위치한 화분(10)에 배양액을 공급한다. 최상부에 위치한 화분(10)에 배양액이 공급되면 화분(10) 하단에 구비된 홀(미도시)을 통해 하부에 배치된 화분들에게도 배양액이 공급된다. 최하부에 위치한 화분(10)에까지 배양액이 공급되면 화분 하단에 구비된 홀을 통해 배양액 통(12)으로 다시 모이게 되어, 전체적으로 배양액이 순환하게 된다.
공기발생기(30)에 공급되는 전원을 차단하면 체크밸브(26)에 의해 배양액이 공기발생기(30) 방향으로 역류하는 현상이 방지된다.
이와 같이 함으로써, 일상생활에서 활용할 수 있는 저비용 소규모 수경재배로 친환경 식물재배가 가능해진다. 또한, 본 발명에 따른 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기는 자연가습기와 인테리어 효과, 실내 공기정화 및 냉난방 에너지를 절약할 수 있도록 한다.
부가적으로, 본 발명은 공기발생기를 위한 물의 이동을 직접 눈으로 관찰할 수 있도록 하여 유체역학, 풍력, 공기발생기의 원리, 공급되는 공기에 의한 압력과 배양액에 작용하는 대기압의 상호작용, 식물의 생장 등에 대한 과학 교육효과가 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기의 사시도이고, 도 5는 도 2의 정면도이며, 도 6은 도 4 중 화분의 사시도이고, 도 7은 도 4 중 Y형 공기노즐의 사시도이다. 도 4의 실시예는 화분 거치대의 구조와 공기노즐의 구조 및 화분 구조가 상이하게 형성되는 점 이외에는 도 1의 실시예와 유사하므로, 차이점을 중심으로 설명한다.
거치형 스탠드(102)는 대략 ㄷ자 형상으로 형성되고, 하단은 저수조(112)와 공기발생기(130)를 수용하는 하우징에 결합되어 있다.
화분(110)의 양측에는 돌출 형상으로 한 쌍의 화분 거치대(104)가 형성되고, 거치형 스탠드(102)에는 화분 거치대(104)가 삽입 고정되는 홀이 형성되어 있다. 또한, 화분(110)에는 배수구(111)가 포함되어 있어, 상부의 화분으로부터 하부의 화분으로 배양액이 원활하게 전달될 수 있다.
배양액 공급관(120)은 저수조(112)에 하단이 잠겨 있고, 상단은 하부 방향으로 절곡되어 최상부의 화분을 향하고 있다.
공기노즐은 Y자 형상으로 형성되어, 배양액 공급관(120)의 하단에 쉽게 끼워져 고정될 수 있도록 한다. 도 7에는 Y형 공기노즐이 배양액 공급관(120)의 하단에 끼워져 있는 상태가 도시되어 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
2, 102 - 거치형 스탠드 4, 104 - 화분 거치대
10, 110 - 화분 12 - 배양액 통
14 - 공기노즐 고정관 20, 120 - 배양액 공급관
22 - 공기노즐 24 - 고정부
26 - 체크밸브 28 - 공기공급호스
30, 130 - 공기발생기 112 - 저수조

Claims (3)

  1. 서로 이격되어 상하 방향으로 배치되는 복수개의 거치형 스탠드;
    상기 복수개의 거치형 스탠드에 결합되고, 서로 높이를 달리하여 상하 방향으로 이격되어 배치되며, 일측에 고정장치가 구비되는 복수개의 화분 거치대;
    상기 화분 거치대에 삽입되어 거치되는 적어도 하나 이상의 화분;
    상기 복수개의 거치형 스탠드 하단 중앙에 구비되고, 상기 화분 거치용 홀의 중심선과 동일 선상에 배치되며, 내부에 배양액이 수용되는 저수조;
    상기 저수조의 내부에 구비되어 상단과 하단이 상기 배양액에 잠기도록 배치되며, 일측에 삽입구가 구비된 파이프 형상의 공기노즐 고정관;
    상단이 절곡되어 상기 복수개의 화분 중 최상부에 위치한 화분을 향하고, 중앙부는 상기 복수개의 화분 거치대에 고정되고, 하단은 상기 공기노즐 고정관의 상단에 연결되어 상기 공기노즐 고정관과 연통되는 파이프 형상의 배양액 공급관;
    상기 공기노즐 고정관의 삽입구에 삽입되어 고정되며, 상기 배양액 공급관의 하단에 공기압을 제공하는 공기노즐; 및
    공기공급호스를 통해 상기 공기노즐에 공기를 공급하는 공기발생기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기노즐은 Y형으로 형성되고, 상기 배양액 공급관의 하단을 향하고, 상기 삽입구의 상부에는 상기 공기노즐이 끼워져 고정되기 위한 홈이 구비되며, 상기 공기노즐은 상기 공기발생기에 연결된 상기 공기공급호스와 연결되어 상기 공기발생기로부터 공기를 공급받아 상기 배양액 공급관 방향으로 분사하는 것을 특징으로 하는 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공기노즐과 상기 공기공급호스 사이에는 상기 배양액이 상기 공기발생기 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 펌프가 불필요한 수직식 수경재배기.


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