KR102054478B1

KR102054478B1 - 동종 순환 분무 재배 시스템

Info

Publication number: KR102054478B1
Application number: KR1020170165167A
Authority: KR
Inventors: 박용대
Original assignee: 박용대
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2019-12-10
Also published as: WO2019112086A1; KR20190065716A

Abstract

본 발명은 동종 순환 분무 재배 시스템에 관한 것으로, 작물의 부산물에서 추출한 동종 수액을 포함하는 수액을 공급하는 수액 탱크; 상기 수액이 융합되는 수액 융합 탱크; 상기 수액 융합 탱크에 설치되는 보온 장치; 상기 수액 융합 탱크를 순환하도록 설치된 배관 상에 설치되는 벤츄리 노즐; 및 제1 순환 모터를 제어하여 상기 수액 탱크의 수액을 상기 수액 융합 탱크로 이송하고, 제2 순환 모터를 제어하여 수액 융합 탱크 내의 수액이 상기 벤츄리 노즐을 통과하여 용존 산소를 공급받도록 제어하고, 제3 순환 모터를 제어하여 상기 수액 융합 탱크 내에서 융합되고 용존 산소가 공급된 동종 융합 수액을 분사 이동 배관을 통해 이동하도록 제어하는 시스템 제어부;를 포함한다.

Description

동종 순환 분무 재배 시스템{HOMOGENEOUS CIRCULATION AEROPONICS SYSTEM}

본 발명의 실시예는 동종 순환 분무 재배 시스템에 관한 것이다.

분무 재배는 무토(無土) 재배방식으로, 뿌리가 공기 중에 매달려 물과 양분을 빠르고 효율적으로 흡수하여 식물의 성장 속도를 수배 빠르게 하며, 수경, 양액재배와 비교하더라도 물에 버려지는 수액을 현저하게 줄이는 입체적인 에너지 고효율의 식물 재배방식이다.

이와 같은 분무 재배는 토양이 전혀 필요 없으며, 물과 전기와 빛만 있으면 어디서든지 생산이 가능하여, 뿌리를 어둡게 한 환경 하에서 컴퓨터로 통제되는 분무 시스템을 통하여 작물의 성장에 필요한 수액(물과 영양분)을 뿌리에 자동으로 분무한다. 이때, 작물의 뿌리는 공기 중에 노출되어 있어 산소를 최대한 흡수할 수 있고, 이것이 수분과 물을 최대한 흡수하여 신진대사를 촉진하고 식물의 최적의 성장을 위한 영양분을 무제한 공급한다.

분무 재배시에는 물이 외부로 배출 되는 것은 없이 순수 작물에 흡수되어 친환경 적으로 미래 농업에 적합하여 분무 재배의 효용이 더욱 증가할 것, 특히 1회용 채취로 식물 전체를 소비하는 뿌리 작물의 경우 재배에 더욱 큰 전환점이 될 수 있으며, 제한적인 도시환경에서 더욱 각광 받을 것으로 예상된다.

그에 따라, 이와 같은 분무 재배 방법을 더욱 발전시켜 생산율을 보다 향상시킨 작물 재배 방법 및 시스템에 대한 요구가 높아지고 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 식물생장의 최적의 환경을 제공하여 작물의 생장 잠재능력을 최대한 발휘하게 하여, 작물 생산율을 최대화하고, 최고품질의 무공해 안전식품을 생산할 수 있도록 하고자 한다.

또한, 본 발명은 용존 산소를 증가시킨 동종 수액을 이용해 작물을 재배하도록 하여 작물의 성장 에너지와 생리촉진이 가능하도록 하고자 한다.

또한, 본 발명은 3차원 식 공간 이용에 적용하여 도시 농업이 가능하도록 하여, 소비자 접근성이 우수한 작물 재배 환경을 제공함과 동시에 도시경관 녹화의 효과도 제공할 수 있도록 하고, 대량의 운송 석유자원 절감 및 위성지역 토지이용의 효율을 최대화 할 수 있도록 하고자 한다.

전술한 문제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템은 무기원소 수액을 공급하는 제1 수액 탱크와, 유기원소 수액을 공급하는 제2 수액 탱크와, 미량 원소 수액을 공급하는 제3 수액 탱크와, 살균 수액 및 작물의 부산물에서 추출한 동종 수액을 공급하는 제4 수액 탱크로 구성되는 수액 탱크; 무기원소 수액, 유기원소 수액, 미량 원소 수액, 살균 수액, 동종 수액이 융합되는 수액 융합 탱크; 수액 융합 탱크의 높이방향을 따라 수액 융합 탱크의 측면에 설치되는 보온 장치; 수액 융합 탱크 내의 수액이 순환되도록 양측 단부가 수액 융합 탱크에 설치되는 순환 배관; 순환 배관의 일측 단부에 설치되어 수액 융합 탱크의 내부에 배치되는 벤츄리 노즐; 한 쌍으로 이루어져 상호 대향되도록 배치되는 U자형 관; U자형 관의 사이에 배치되어 양측 단부가 U자형 관의 상부에 고정되고, 작물이 수용되는 상판; 일측이 수액 융합 탱크에 설치되어 수액 융합 탱크 내의 수액이 유동하는 분사 이동 배관; 일측이 분사 이동 배관의 타측에 설치되고, 타측이 상판의 둘레에 배치되어 분사 이동 배관을 따라 유동하는 수액을 상판에 수용된 작물에 분무하는 분무 살수 배관; 제1 수액 탱크 내지 제4 수액 탱크에 각각 설치되는 제1 순환 모터; 순환 배관에 설치되는 제2 순환 모터; 분사 이동 배관에 설치되는 제3 순환 모터; 및 제1 순환 모터를 제어하여 수액 탱크 내의 수액을 수액 융합 탱크로 이송하고, 제2 순환 모터를 제어하여 수액 융합 탱크 내에서 융합된 수액이 벤츄리 노즐을 통과하여 용존 산소를 공급받도록 제어하고, 제3 순환 모터를 제어하여 수액 융합 탱크 내에서 융합되고 용존 산소가 공급된 수액을 분사 이동 배관을 통해 이송하도록 제어하는 시스템 제어부를 포함하고, 상판은 상호 대향되도록 배치되는 제1상판과 제2상판을 포함하고, 분무 살수 배관의 타측은 제1 분무 살수 배관과 제2 분무 살수 배관으로 분지되되, 제1 분무 살수 배관은 제1상판의 길이방향을 따라 제1상판의 측면에 배치되고, 제2 분무 살수 배관은 제2상판의 길이방향을 따라 제2상판의 측면에 배치된다.

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본 발명의 실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템은 식물생장의 최적의 환경을 제공하여 작물의 생장 잠재능력을 최대한 발휘하게 하여, 작물 생산율을 최대화하고, 최고품질의 무공해 안전식품을 생산할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템은 용존 산소를 증가시킨 동종 수액을 이용해 작물을 재배하도록 하여 작물의 성장 에너지와 생리촉진을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템은 3차원 식 공간 이용에 적용하여 도시 농업이 가능하도록 하여, 소비자 접근성이 우수한 작물 재배 환경을 제공함과 동시에 도시경관 녹화의 효과도 제공할 수 있으며, 대량의 운송 석유자원 절감 및 위성지역 토지이용의 효율을 최대화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템을 적용한 작물 재배 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템에 의해 재배된 작물을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템을 도시한 도면이다.

이후부터는 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템의 구성을 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템은 수액 탱크(110), 수액 융합 탱크(120), 보온 장치(125), 벤츄리 노즐(130) 및 시스템 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

수액 탱크(110)는 작물의 부산물에서 추출한 동종 수액을 포함하는 수액을 공급한다.

본 발명의 일실시예에 따른 동종 수액이라 함은 재배하고자 하는 작물의 잔사(옆순, 불량과일 채소, 수확이 끝나 후 잔여 작물 등)을 이용하여 저온 진공 열분해 하여 추출한 수액을 숙성 발효한 것으로서, 그 작물의 에너지 원소를 다시 흡수 하도록 하여 성장 에너지와 생리촉진이 가능하다.

보다 구체적으로, 상기 수액 탱크(110)는 제1 수액 탱크(111), 제2 수액 탱크(112), 제3 수액 탱크(113) 및 제4 수액 탱크(114)로 구성될 수 있다.

상기 제1 수액 탱크(111)는 무기원소 수액을 공급할 수 있고, 상기 제2 수액 탱크(112)는 유기원소 수액을 공급할 수 있으며, 상기 제3 수액 탱크(113)는 미량 원소 수액을 공급할 수 있으며, 상기 제4 수액 탱크(114)는 살균 수액 및 동종 수액을 공급할 수 있다.

이때, 상기 무기 원소 수액은 식물 생장에 필요한 10가지 원소, 탄소, 수소, 산소, 질소, 황, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 철 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 유기 원소는 탄소 포함 물질, 단백질, 탄수화물, 지질 등을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 미량 원소 수액은 생물이 정상적인 생명활동을 유지하는 데 꼭 필요한 원소 중 비교적 생체내의 함량이 적은 원소. B, F, Si, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Sn, I 등을 포함할 수 있으며, 상기 살균 수액 및 동종 수액으로는 살균 수액과 작물의 잔사를 열분해한 수액으로 구성될 수 있다.

이와 같은 수액은 시스템 제어부(140)의 제어에 의해 각 수액 탱크(111, 112, 113, 114)에 설치된 순환 모터(151, 152, 153, 154)의 동작에 의해 상기 수액 융합 탱크(120)로 이송된다.

수액 융합 탱크(120)는 상기 수액 탱크(111, 112, 113, 114)를 통해 공급된 수액이 융합되며, 상기 수액 융합 탱크(120)에는 보온 장치(125)가 설치될 수 있다.

이와 같이 수액 융합 탱크(120) 내에서 융합된 수액은 순환 배관을 통해 순환된다.

보다 구체적으로, 시스템 제어부(140)가 제2 순환 모터(160)를 제어하여 수액 융합 탱크(120) 내의 수액이 순환 배관을 통해 순환되며, 이때 상기 수액이 상기 벤츄리 노즐(130)을 통과하여 용존 산소를 공급받을 수 있다.

또한, 상기 시스템 제어부(140)는 제3 순환 모터(170)를 제어하여 상기 수액 융합 탱크(120) 내에서 융합되고 용존 산소가 공급된 동종 융합 수액을 분사 이동 배관(175)을 통해 작물로 공급되도록 제어할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템은 용존 산소를 증가시킨 동종 수액을 이용해 작물을 재배하도록 하여 작물의 성장 에너지와 생리촉진을 제공할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템을 적용한 작물 재배 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 동종 순환 분무 재배 시스템은 분사 이동 배관을 통해 순환된 동종 융합 수액을 작물(101)에 공급하여 재배할 수 있다.

보다 구체적으로, 동종 순환 분무 재배 시스템에 따르면 U자형 관(180)을 설치하고, 상기 U자형 관(180)의 상부에 상판(190)을 고정하여, 상기 상판(190)에 작물(101)을 수용하도록 구성될 수 있으며, 순환 모터(170)를 통해 공급되는 동종 융합 수액은 상기 상판(190)의 주변에 설치된 분무 살수 배관(195)을 통해 작물(101)에 분무되어 공급될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템은 식물생장의 최적의 환경을 제공하여 작물의 생장 잠재능력을 최대한 발휘하게 하여, 작물 생산율을 최대화하고, 최고품질의 무공해 안전식품을 생산할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 3차원 식 공간 이용에 적용하여 도시 농업이 가능하도록 하여, 소비자 접근성이 우수한 작물 재배 환경을 제공함과 동시에 도시경관 녹화의 효과도 제공할 수 있으며, 나아가 대량의 운송 석유자원 절감 및 위성지역 토지이용의 효율을 최대화 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동종 순환 분무 재배 시스템에 의해 재배된 작물을 도시한 도면으로서, 보다 구체적으로 생강을 재배한 실시예이다.

생강은 본초강목에도 기재된 용도가 매우 넓은 약용식물로서, 일상생활 중에서 생강은 매운 맛으로 채소 또는 조리 시 양념으로 쓰인다.

생각의 식용재배는 두 가지 방법이 있으며, 하나는 연한 생강 싹을 생산하는 방법이고 하나는 성숙 생강을 생산하는 것이다.

이 두 가지 방법 모두의 경우 동종 순환 분무 재배 시스템을 이용한 재배 시에는 생산속도가 빨라지고 전통 재배에서 발생하던 병충해 문제 및 토양 연작문제 해결이 가능하며, 특히 생강 온병(瘟病)은 이미 수많은 생산산지 지속발전의 장애가 되고 있었으나, 본 발명의 동종 순환 분무 재배 시스템을 이용하면 효과적인 해결이 가능하다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

101: 작물 110: 수액 탱크
111: 제1 수액 탱크 112: 제2 수액 탱크
113: 제3 수액 탱크 114: 제4 수액 탱크
120: 수액 융합 탱크 125: 보온 장치
130: 벤츄리 노즐 140: 시스템 제어부
150: 제1 순환 모터 160: 제2 순환 모터
161 : 순환배관 170: 제3 순환 모터
175: 분사 이동 배관 180: U자형 관
190: 상판 191: 제1상판
192: 제2상판 195: 분무 살수 배관
195a: 제1 분무 살수 배관 195b: 제2 분무 살수 배관

Claims

무기원소 수액을 공급하는 제1 수액 탱크와, 유기원소 수액을 공급하는 제2 수액 탱크와, 미량 원소 수액을 공급하는 제3 수액 탱크와, 살균 수액 및 작물의 부산물에서 추출한 동종 수액을 공급하는 제4 수액 탱크로 구성되는 수액 탱크;
상기 무기원소 수액, 유기원소 수액, 미량 원소 수액, 살균 수액, 동종 수액이 융합되는 수액 융합 탱크;
상기 수액 융합 탱크의 높이방향을 따라 상기 수액 융합 탱크의 측면에 설치되는 보온 장치;
상기 수액 융합 탱크 내의 수액이 순환되도록 양측 단부가 상기 수액 융합 탱크에 설치되는 순환 배관;
상기 순환 배관의 일측 단부에 설치되어 상기 수액 융합 탱크의 내부에 배치되는 벤츄리 노즐;
한 쌍으로 이루어져 상호 대향되도록 배치되는 U자형 관;
상기 U자형 관의 사이에 배치되어 양측 단부가 상기 U자형 관의 상부에 고정되고, 작물이 수용되는 상판;
일측이 상기 수액 융합 탱크에 설치되어 상기 수액 융합 탱크 내의 수액이 유동하는 분사 이동 배관;
일측이 상기 분사 이동 배관의 타측에 설치되고, 타측이 상기 상판의 둘레에 배치되어 상기 분사 이동 배관을 따라 유동하는 수액을 상기 상판에 수용된 작물에 분무하는 분무 살수 배관;
상기 제1 수액 탱크 내지 제4 수액 탱크에 각각 설치되는 제1 순환 모터;
상기 순환 배관에 설치되는 제2 순환 모터;
상기 분사 이동 배관에 설치되는 제3 순환 모터; 및
상기 제1 순환 모터를 제어하여 상기 수액 탱크 내의 수액을 상기 수액 융합 탱크로 이송하고, 상기 제2 순환 모터를 제어하여 상기 수액 융합 탱크 내에서 융합된 수액이 상기 벤츄리 노즐을 통과하여 용존 산소를 공급받도록 제어하고, 상기 제3 순환 모터를 제어하여 상기 수액 융합 탱크 내에서 융합되고 용존 산소가 공급된 수액을 상기 분사 이동 배관을 통해 이송하도록 제어하는 시스템 제어부;
를 포함하고,
상기 상판은 상호 대향되도록 배치되는 제1상판과 제2상판을 포함하고,
상기 분무 살수 배관의 타측은 제1 분무 살수 배관과 제2 분무 살수 배관으로 분지되되,
상기 제1 분무 살수 배관은 상기 제1상판의 길이방향을 따라 상기 제1상판의 측면에 배치되고, 상기 제2 분무 살수 배관은 상기 제2상판의 길이방향을 따라 상기 제2상판의 측면에 배치되는 동종 순환 분무 재배 시스템.
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