KR101113914B1 - 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치 - Google Patents

공장형 식물 재배시설의 기류조절장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고장형 식물 재배시설의 기류조절장치에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 작물실에 위치되는 재배판들 각각에서 자라는 식물들의 생장속도차이가 감소되도록 작물실의 부분별로 통과하는 기류의 세기를 조절할 수 있는 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치를 제공함에 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치는 식물을 재배하기 위한 작물실; 상기 작물실의 공기를 순환시키는 공기순환장치; 및 상기 공기순환장치의 배기구 측에 배치되고, 상기 배기구에서 배기된 공기를 상기 작물실의 부분별로 배기하며, 상기 부분별로 배기되는 각각의 배기량을 조절하는 부분별 배기량 조절장치를 포함한다.
공장형 식물 재배시설, 기류조절장치

Description

공장형 식물 재배시설의 기류조절장치{Apparatus for adjusting air current of factory type cultivating facility}
본 발명은 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 재배판들 각각에서 자라는 식물들의 생장속도차이가 감소되도록 작물실의 부분별로 통과하는 기류의 세기를 조절할 수 있는 공장형 재배시설의 기류조절장치에 관한 것이다.
식물재배 방식인 수경재배 방식은 비닐하우스 또는 유리온실 내부에서 식물이 재배되는 식물재배 판에 식물에 각종 성장촉진제를 희석시킨 영양 액을 공급하여 식물을 재배하는 방식이다. 이러한 수경재배 방식은 각종 병충해로부터 식물을 보호할 수 있고, 노지재배에 의한 수확량보다 많은 수확량을 얻을 수 있는 이점을 갖는다.
그런데 수경재배 방식을 이용한 수경재배 시설은 수확하기 위한 작업자 및 수송기구의 이동통로 등의 많은 공간이 필요한 단점이 있다. 그리고 수경재배 시설은 내부 공간이 크기 때문에 내부공간의 설정온도를 유지하기 위한 많은 연료비용을 요구하는 단점이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위해 일정한 밀폐공간을 확보하여 작물실을 마련하고, 작물실에 적층되는 재배 판을 위치시킨 후, 작물실을 환경제어 및 자동화 기술을 이용하여 작물실의 온도, 광, 탄산가스, 배양액, 공기순환과 같은 환경조건을 완전 제어하여 식물을 생산하는 공장형 식물 재배시설에 대한 연구가 진행되고 있다
공장형 식물 재배시설의 공기순환은 작물실의 일부분에 있는 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 작물실의 다른 부분에 집중적으로 배기하는 공기순환장치에 의해 이루어진다.
그러나 이러한 공기순환장치는 작물실 일부분의 공기를 흡입하고 작물실의 다른 일부분으로 집중적으로 배기하여, 작물실 전체에서 기류의 세기가 불균일하게 되는 문제가 있다. 즉, 공기순환장치의 흡입구와 배기구 사이를 잇는 선에 가까울수록 강한 기류가 형성되고, 이로부터 멀수록 약한 기류가 형성되어 작물실 전체에서의 기류의 세기가 불균일하게 된다.
이러한 작물실 전체에서의 불균일한 기류의 세기는 작물실에 적층되어 위치되는 재배판들 각각에서 자라는 식물들의 생장속도차이가 발생되도록 하는 원인이 된다. 즉, 식물의 생장속도는 이산화탄소의 공급과 적절한 습도에 의해 영향을 받게 되는 데, 강한 기류의 영향을 받는 재배판에서 자라는 식물들은 많은 량의 이산화탄소 및 적절한 습도를 가지는 공기를 많이 공급받게 되어 웃자라게 되고, 약한 기류의 영향을 받는 재배판에서 자라는 식물들은 적은 량의 이산화탄소 및 부적절한 습도를 가지는 공기를 많이 공급받게 되어 졸자라게 되는 문제가 있다.
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 작물실에 위치되는 재배판들 각각에서 자라는 식물들의 생장속도차이가 감소되도록 작물실의 부분별로 통과하는 기류의 세기를 조절할 수 있는 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치를 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치는 식물을 재배하기 위한 작물실; 상기 작물실의 공기를 순환시키는 공기순환장치; 및 상기 공기순환장치의 배기구 측에 배치되고, 상기 배기구에서 배기된 공기를 상기 작물실의 부분별로 배기하며, 상기 부분별로 배기되는 각각의 배기량을 조절하는 부분별 배기량 조절장치를 포함한다.
여기서 상기 부분별 배기량 조절장치는, 상기 작물실의 일부를 구획하여 상기 배기구에서 배기된 공기가 체류하는 배기체류실을 제공하는 구획벽과, 상기 구획벽에 마련되어 상기 배기체류실의 공기가 상기 작물실의 일부분으로 배기되는 배기량을 조절하는 복수의 부분배기량 조절유닛을 포함한다. 이때 상기 배기량조절유닛은, 제1홀이 마련된 제1판과, 상기 제1판이 고정 결합되는 프레임 및 제2홀이 마련되고 상기 제2홀이 상기 제1홀과 겹칠 수 있도록 상기 프레임에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2판을 포함한다. 여기서 상기 제1홀과 상기 제2홀의 직경은 2~10cm이다.
그리고 상기 복수의 배기량조절유닛은 상기 구획벽에 행렬 배치된다.
그리고 상기 배기체류실에는 송풍팬과 이산화탄소발생기 및 습도조절장치 중 일부 또는 전부가 설치된다.
그리고 상기 공기순환장치는 상기 작물실 일부의 공기를 흡입하는 흡입관을 구비한 복수의 공기순환유닛을 포함하고, 상기 흡입관은 상기 부분별 배기량 조절장치에 대향하는 위치에 배치된다. 여기서 상기 흡입관은 서로 다른 높이를 가지는 복수 개이다. 그리고 상기 흡입관의 흡입단은 경사지게 절개되고, 절개면 쪽이 상기 부분별 배기량 조절장치를 향한다.
위와 같은 본 발명에 따른 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치에 의해, 작물실의 부분별로 통과하는 기류의 세기가 조절될 수 있어 작물실에 위치되는 재배판들 각각에서 자라는 식물들의 생장속도차이가 감소되는 효과가 있다.
이하, 첨부도면과 함께 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치는 식물을 생산하기 위한 작물실(100)과, 작물실(100)의 공기를 순환시키는 공기순환장치(200) 및 공기순화장치(200)의 배기구(240) 측에 배치되어 배기구(240)에서 배기된 공기를 작물실(100)의 부분별로 배기하며 그 배기량을 조절하는 부분별 배기량 조절장치(300)를 포함한다.
작물실(100)은 재배판에 종자를 파종하고 어린 묘를 재배하기 위한 육묘실과 육묘실에서 재배된 육묘실에서 이동된 육묘가 생육기간 동안 재배하기 위한 재배실이 포함된다.
작물실(100)은 4면을 둘러싸는 전후좌우 벽(111, 112, 113, 114)과 전후좌우 벽(111, 112, 113, 114)의 상단에 결합되어 전후좌우 벽(111, 112, 113, 114)에 의해 둘러싸이는 공간을 덮는 청정(115)에 의해 마련된다. 천정(115)의 아래에는 작물실(100)의 일부를 구획하여 공기순환장치(200)의 이동 관(230)이 설치되는 이동관실(116)을 제공하는 하부천정(117)이 설치된다. 하부천정(114)의 네 모서리는 전후좌우 벽(111, 112, 113, 114)에 결합된다.
전후좌우 벽(111, 112, 113, 114) 중 일부 즉, 좌우 벽(113, 114)에는 사람 또는 식물 등이 출입할 수 있는 출입구(120)가 마련된다. 출입구(120)의 일 측에는 경첩(122)에 의해 도어(121)가 결합되고, 도어(121)는 출입구(120)를 개폐한다.
작물실(100) 내부에는 재배판(330)이 안착되도록 마련되는 재배틀(300)이 배치된다. 재배틀(300)에는 재배판(330)이 안착되는 복수의 선반(320)이 일정한 간격을 두고 순차적으로 설치된다. 복수의 선반(320)의 하면에는 재배판(330) 쪽으로 광을 조사하는 엘이디(LED)램프(310)가 설치된다. 이러한 엘이디램프(310)에 의해 재배판(330)에서 키워지는 식물은 태양광과 유사한 광을 조사받을 수 있게 된다. 여기서 엘이디램프(310)는 형광등으로 대체될 수 있다.
공기순환장치(200)는 작물실(100)의 일벽 즉, 전 벽(111) 근처의 공기를 흡입하여 배기체류실(130)로 배기하는 복수의 공기순환유닛(205)으로 이루어진다. 복수의 공기순환유닛(205)은 작물실(100)의 상부에 일정한 거리로 이격되어 배치된 다.
공기순환유닛(205)은 작물실(100)의 일부의 공기를 흡입하는 복수의 흡입 관(211)와, 복수의 흡입 관(211)로 흡입된 공기를 작물실(100)의 다른 일부로 이동시키는 이동 관(230)과, 이동 과(230)을 통해 이동된 공기를 배기체류실(130)로 배기하는 배기구(240) 및 이동 관(230) 상에 설치되어 흡입 관(311)의 공기를 강제 흡입하여 이동 관(230)로 강제 배기하는 순환팬(220)을 포함한다. 이러한 구성에 의해, 작물실(100)의 일부 공기가 작물실(100)의 다른 부분으로 이동하게 되어, 결국에는 작물실(100)의 공기는 순환하게 된다.
복수의 흡입 관(210)는 도 3에서 도시되는 바와 같이 작물실(100)의 일부에서 서로 다른 높이의 공기를 흡입하도록 그 흡입단(211)의 높이가 서로 다르도록 배치된다. 따라서 작물실(100)에는 도 3에서 도시되는 바와 같이 작물실(100)의 상부를 지나는 상부공기순환경로(AFH)와 작물실(100)의 하부를 지나는 하부공기순환경로(AFL)가 형성되어, 작물실(100)을 지나는 기류의 세기가 더욱 균일해질 수 있게 된다.
복수의 흡입 관(210)의 흡입단(211)은 도 3에서 도시되는 바와 경사지게 절개되어 절개면(211a)이 부분별 순환공기량 조절장치(400)를 향하도록 배치된다. 따라서 분분별 배기량 조절장치(200)에서 배기되는 공기를 직접 흡입할 수 있게 되어 공기 흡입력이 향상되고, 흡입단(211a) 주위의 난류 발생이 방지된다.
복수의 흡입 관(210)의 전방에는 작업자가 작업을 할 수 있는 작업공간이 형성된다.
부분별 배기량 조절장치(400)는 작물실(100)을 구획하여 배기체류실(130)을 제공하는 구획벽(112)과 구획벽(112)에 마련되어 배기체류실(130)의 공기가 작물실(100)의 일부분만으로 배기되는 공기의 량을 조절하는 복수의 부분배기량 조절유닛(410)을 포함한다.
배기체류실(130)은 유속의 변화가 심한 공기순환장치(200)에서 배기되는 공기가 일정한 압을 가지며 체류하도록 하여 작물실(100)로 배기되는 공기의 유속변화를 작게 한다. 배기실체류실(130)에는 작물실(100)로 배기되는 공기의 유속이 적절하게 조절될 수 있도록 송풍팬(530)이 더 마련된다.
배기체류실(130)에는 이산화탄소발생기(520)와 습도조절장치(510)가 설치되고, 이산화탄소가 공기와 섞이도록 하고, 공기의 습도가 조절될 수 있도록 하는 공간을 제공한다.
배기체류실(130)에 설치되는 이산화탄소 발생기(520)는 식물의 생장에 필요한 이산화탄소를 배기체류실(130)에 제공한다. 따라서 배기체류실(130)의 공기에 이산화탄소가 섞이게 되고, 이렇게 이산화탄소가 섞인 공기가 작물실(100)에 제공될 수 있어 작물실(100)에서 재배되는 식물은 더욱더 적합한 환경에서 생장할 수 있게 된다.
배기체류실(130)에 설치되는 습도조절장치(510)는 배기체류실(130)에 체류되는 공기를 식물의 생장에 적합한 습도를 가지는 공기로 만든다. 따라서 작물실(100)에서 재배되는 식물은 생장에 적합한 습도를 공기를 제공받을 수 있게 되어, 더욱더 적합한 환경에서 생장할 수 있게 된다.
복수의 부분배기량 조절유닛(410)은 도 4에서 도시되는 바와 같이 구획벽(112)에 행렬로 배치된다. 따라서 구획벽(112)에서 배기체류실(130)에 체류되는 공기가 구획벽(112)의 행렬좌표에 대응하여 배기되도록 할 수 있어, 작물실(100)에 부분별로 지나는 공기순환경로를 설정할 수 있게 된다.
부분배기량 조절유닛(410)은 도 5에서 도시되는 바와 같이 복수의 제1홀(421)이 마련된 제1판(420)과 제1판(420)이 고정결합되는 프레임(412) 및 복수의 제2홀(432)이 마련되고 프레임(412)에 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 제2판(430)을 포함한다.
복수의 제1홀(421)과 복수의 제2홀(432)은 제2판(312)이 프레임(412)에서 한쪽으로 완전히 이동되었을 경우 완전히 겹치는 위치에 각각 마련된다.
제1홀(421)과 제2홀(432)의 직경은 2~10cm로 설계된다. 이는 직경이 2cm 이하인 경우에는 제1홀(421)과 제2홀(432)을 통과하는 공기의 속도가 빨라 제1홀(421)과 제2홀(432)을 통과한 공기가 제1홀(421)과 제2홀(432)의 바로 앞에 위치하는 식물에 악영향을 주고, 직경이 10cm 이상인 경우에는 제1홀(421)과 제2홀(432)을 통과하는 공기의 속도가 느려 제1홀(421)과 제2홀(432)을 통과한 공기가 구획벽(112)을 마주보는 즉, 앞 벽(111)까지 도달하지 못할 수 있기 때문이다.
프레임(412)에는 제2판(430)이 슬라이딩 이동할 수 있도록 하는 가이드 홈(450)이 마련된다. 제2판(430)에는 사용자가 제2판(430)을 슬라이딩 방향으로 밀거나 당길 수 있도록 하는 손잡이(431)가 마련된다. 프레임(412)에는 통과공기조절유닛(410)이 자동제어 되도록, 제2판(412)을 이동시키는 전기 및 전자적으로 작동 하는 구동부가 마련될 수 있다.
이러한 구성을 가지는 부분배기량 조절유닛(410)은 사용자에 의한 제2판(412)의 이동에 따라 배기체류실(130)에 체류되는 공기가 작물실(100) 일부분으로 배기되는 공기량을 조절한다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 공장형 식물재배시설의 순환공기조절장치의 작용에 대해 설명하기로 한다.
우선, 재배틀(300)에 적층되는 재배판(330)들에서 자라는 식물을 관찰한다.
이때, 재배판(330)들 각각에 재배되는 식물의 재배상태를 확인하여 다소 늦게 자라는 식물이 재배되는 재배판(330-C)을 선정하고, 도 6에서 도시되는 바와 같이 선정된 재배판(330-C)에 대응하는 위치에 있는 부분배기량 조절유닛(410-C)의 제2판(430-C)을 완전 개방 방향(DO)으로 민다. 이렇게 하면, 도 7에서 도시되는 바와 같이 선정된 재배판(330-C)으로 배기되는 공기량이 증가되어 선정된 재배판(330-C)을 통과하는 기류의 세기가 증가한다. 따라서 선정된 재배판(330-C)에서 재배되는 식물은 다른 재배판(330)들에서 자라는 식물보다 많은 이산화탄소와 생장에 적합한 습도를 가진 공기를 제공받아, 그 생장속도가 증가하게 된다.
반면, 재배판(330)들 각각에 재배되는 식물의 재배상태를 확인하여 웃자라는 식물이 재배되는 재배판(330-C1)을 선정하고, 도 8에서 도시되는 바와 같이 선정된 재배판(330-C1)에 대응하는 위치에 있는 부분배기량 조절유닛(410-C1)의 제2판(430-C1)을 완전 폐쇄 방향(DC)으로 민다. 이렇게 하면, 도 9에서 도시되는 바와 같이 선정된 재배판(330-C1)으로 배기되는 공기량이 감소되어 선정된 재배판(330- C1)을 통과하는 기류의 세기가 감소한다. 따라서 선정된 재배판(330-C1)에서 재배되는 식물은 다른 재배판(330)에서 자라는 식물보다 적은 이산화탄소와 부적합한 습도를 가진 공기를 제공받아, 그 생장속도가 감소하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치를 개략적으로 나타낸 측 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 구획벽을 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 부분별 배기량 조절장치를 나타낸 정면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100: 재배실 200: 공기순환장치
400: 부분별 배기량 조절장치 410: 부분 배기량조절유닛

Claims (9)

  1. 식물을 재배하기 위한 작물실;
    상기 작물실의 공기를 순환시키는 공기순환장치; 및
    상기 공기순환장치의 배기구 측에 배치되고, 상기 배기구에서 배기된 공기를 상기 작물실의 부분별로 배기하며, 상기 부분별로 배기되는 각각의 배기량을 조절하는 부분별 배기량 조절장치를 포함하되,
    상기 부분별 배기량 조절장치는,
    상기 작물실의 일부를 구획하여 상기 배기구에서 배기된 공기가 체류하는 배기체류실을 제공하는 구획벽과,
    상기 구획벽에 마련되어 상기 배기체류실의 공기가 상기 작물실의 일부분으로 배기되는 배기량을 조절하는 복수의 부분배기량 조절유닛을 포함하고,
    상기 부분배기량조절유닛은,
    제1홀이 마련된 제1판과,
    상기 제1판이 고정 결합되는 프레임 및
    제2홀이 마련되고 상기 제2홀이 상기 제1홀과 겹칠 수 있도록 상기 프레임에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2판을 포함하며,
    상기 복수의 부분배기량조절유닛은 상기 구획벽에 행렬 배치되는 것을 특징으로 하는 공장형 식물재배시설의 기류조절장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1홀과 상기 제2홀의 직경은 2~10cm인 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배기체류실에는 송풍팬과 이산화탄소발생기 및 습도조절장치 중 일부 또는 전부가 설치되는 공장형 식물 재배시설의 기류조절장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공기순환장치는 상기 작물실 일부의 공기를 흡입하는 흡입관을 구비한 복수의 공기순환유닛을 포함하고,
    상기 흡입관은 상기 부분별 배기량 조절장치에 대향하는 위치에 배치되는 공장형 식물재배시설의 기류조절장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 흡입관은 서로 다른 높이를 가지는 복수 개인 공장형 식물재배시설의 기류조절장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 흡입관의 흡입단은 경사지게 절개되고, 절개면 쪽이 상기 부분별 배기량 조절장치를 향하는 공장형 식물재배시설의 기류조절장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100445336B1 (ko) * 2001-11-16 2004-08-21 김용현 폐쇄형 묘생산 장치

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