KR101317974B1 - 식물 재배장치 - Google Patents

Abstract

별도의 에너지를 공급하지 않고 재배베드에 공급되는 양액의 무게에 따른 중력에 의해 재배베드들을 회전시켜 수직으로 순환시킬 수 있는 식물 재배장치가 개시된다. 상기 식물 재배장치는 재배상틀에 회전 가능하도록 설치되는 물레방아 회전체; 상기 물레방아 회전체에 의해 지지되어 상기 물레방아 회전체와 연동되어 회전되는 궤도형 링크 회전체; 상기 궤도형 링크 회전체에 탈착 가능하게 설치되는 적어도 하나의 베드 헹거; 상기 베드 헹거에 탈착 가능하게 설치되며 배수구를 구비하는 재배베드; 및 상기 궤도형 링크 회전체의 최하단에 위치한 재배베드의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드 중 선택된 어느 하나의 재배베드에 양액을 공급하여 상기 재배베드에 충진된 양액의 무게에 의해 상기 양액이 공급된 재배베드가 하강되도록 하여 상기 재배베드들을 수직으로 순환시킬 수 있도록 하는 양액 공급유니트;을 포함할 수 있다.

Description

식물 재배장치{PLANT CULTIVATION APPARATUS}

본 발명은 식물 재배장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개의 재배베드들에 채소를 정식한 후 상기 재배베드들을 수직으로 순환시키면서 채소를 재배할 수 있는 식물 재배장치에 관한 것이다.

최근에는 기습적인 폭설과 폭우, 이상 고온 및 저온, 초특급 태풍과 극심한 가뭄 등 기상이변이 자주 발생하면서 지구촌 곳곳에서 먹거리 가격이 폭등하고 식량부족 사태가 발생하고 있는 실정이다.

그리하여 최근에는 기상이변에 영향을 받지 않고 지역적인 제한 없이 불모지 등에서도 연중 농산물 생산이 가능한 식물공장이 개발되고 있는 실정이다.

일반적으로 식물 공장이라 함은 실내에서 식물의 생육환경(광, 온습도, 영양분)을 인위적으로 제어하여 계획생산이 가능한 식물 재배시스템을 일컫는다. 이러한 식물 재배시스템은 태양광을 대신하여 고효율 형광등, LED 등과 같이 인공 광으로 대체하고, 식물 성장에 필요한 이산화탄소는 탄산가스 발생장치로 생육환경을 만들어 주며, 온도는 지열 등 신재생에너지를 이용하여 공급하고, 양액은 토양성분과 유사하게 여러 가지 물질을 조제하여 재배되는 작물에 공급하게 된다. 한편, 파종에서 수확까지 이루어지는 생산 공정은 첨단기술을 접목한 자동화 장치로 기존 농업생산과 다른 새로운 시스템이다.

이러한 식물 공장으로는 재배베드들을 단층으로 하여 식물을 재배하는 수평형 재배시스템과, 재배베드들을 여러 층으로 하여 재배하는 다단식 재배시스템과, 작물 재배조를 상하 수직 방향으로 이동시키면서 작물을 재배하는 작물 수직이송 재배시스템 등이 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 식물 공장들은 상기 재배베드들을 이동시키는 설비들을 별도를 설치해야 함으로써 초기 설비비가 많이 소요될 뿐만 아니라, 상기 재배베드들을 이동시키기 위해서는 상기 설비들을 지속적으로 가동시켜야 함으로써 운전비용이 매우 많이 소요되어 경제성이 부족하다는 문제점이 있었다.

특허문헌 0001 : 대한민국 등록특허공보 제10-0671469호(발명의 명칭 : 식물재배장치) 특허문헌 0002 : 대한민국 등록특허공보 제10-1102733호(발명의 명칭 : 가정용 식물 재배 장치) 특허문헌 0003 : 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0083380(발명의 명칭 : 식물 재배 장치)

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 별도의 에너지를 공급하지 않고 재배베드에 공급되는 양액의 무게에 따른 중력에 의해 재배베드들을 회전시켜 수직으로 순환시킬 수 있는 식물 재배장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 소형으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 설치 장소의 제약을 받지 않는 식물재배장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 식물 재배장치는 재배상틀에 회전 가능하도록 설치되는 물레방아 회전체; 상기 물레방아 회전체에 의해 지지되어 상기 물레방아 회전체와 연동되어 회전되는 궤도형 링크 회전체; 상기 궤도형 링크 회전체에 탈착 가능하게 설치되는 적어도 하나의 베드 헹거; 상기 베드 헹거에 탈착 가능하게 설치되며 배수구를 구비하는 재배베드; 및 상기 궤도형 링크 회전체의 최하단에 위치한 재배베드의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드 중 선택된 어느 하나의 재배베드에 양액을 공급하여 상기 재배베드에 충진된 양액의 무게에 의해 상기 양액이 공급된 재배베드가 하강되도록 하여 상기 재배베드들을 수직으로 순환시킬 수 있도록 하는 양액 공급유니트;을 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 물레방아 회전체는 상기 재배상틀에 회전 가능하게 설치되는 적어도 하나의 샤프트; 및 상기 샤프트에 축설되어 상기 궤도형 링크 회전체를 지지하는 복수개의 지지수단;을 포함할 수 있다.

이에 더하여, 상기 물레방아 회전체는 상기 복수개의 지지수단을 서로 연결하는 복수개의 제1 연결부재를 더 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 궤도형 링크 회전체는 서로 이웃하는 복수개의 링크들의 양측 끝단부가 회전 가능하게 힌지 연결되는 한 쌍의 링크 연결체; 및 상기 한 쌍의 링크 연결체의 서로 마주하는 힌지에 양측 끝단부가 연결되어 한 쌍의 링크 연결체를 서로 연결하는 제2 연결부재;를 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 양액 공급유니트는 상기 궤도형 링크 회전체의 최하단에 위치한 재배베드의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드 중 선택된 어느 하나의 재배베드에 양액을 공급하는 양액 공급펌프; 상기 양액 공급펌프와 연결되어 상기 양액 공급펌프의 작동여부를 제어하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러와 연결되어 상기 양액 공급펌프의 작동시간을 조절하는 타이머; 및 상기 컨트롤러와 연결되어 상기 재배베드의 이동을 감지하여 상기 컨트롤러에 양액 공급펌프의 작동 정지신호를 전송하는 리미트 스위치;를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 식물 재배장치는 상기 물레방아 회전체에 연결되어 상기 물레방아 회전체를 회전시키는 구동 유니트를 더 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 구동 유니트는 상기 물레방아 회전체에 설치되는 피동 휠; 상기 피동 휠과 동력 전달부재에 의해 연결되는 구동 휠; 상기 구동 휠과 연결되는 감속기; 및 상기 감속기와 연결되는 구동모터;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 식물 재배장치는 상기 재배베드에 형성된 배수구를 자동으로 개폐할 수 있는 자동개폐 유니트를 더 포함할 수 있다.

일예를 들면, 상기 자동개폐 유니트는 상기 재배베드의 내측에 위치하여 상기 재배베드의 배수구를 커버하는 커버; 상기 커버에 일측이 연결되고 타측은 상기 배수구를 통해 상기 재배베드의 외부로 연장되는 레버; 상기 재배베드가 일정 거리만큼 수직이동하게 되면 상기 재배베드 외부로 연장된 상기 레버의 타측이 걸려 상승되도록 하여 배수구를 개방시키도록 상기 재배상틀에 설치되는 작동부재;를 포함할 수 있다.

다른 예를 들면, 상기 자동개폐 유니트는 상기 재배베드 하부면에 설치되는 가이드 브래킷; 상기 재배베드의 내측에 위치하여 상기 재배베드의 배수구를 커버하는 커버; 상기 커버에 일측이 연결되고 타측은 상기 배수구를 통해 상기 재배베드의 외부로 연장되어 상기 가이드 브래킷을 관통하는 레버; 상기 레버에 일측이 연결되고 타측은 상기 가이드 브래킷에 연결되는 탄성부재; 및 상기 재배베드가 일정 거리만큼 수직이동하게 되면 상기 재배베드 외부로 연장된 레버의 타측 끝단부를 상기 재배베드 내측으로 가압하여 배수구를 개방시킬 수 있도록 상기 재배상틀에 설치되는 작동부재;를 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 식물 재배장치는, 최하단에 위치한 재배베드의 바로 위에 위치하는 한 쌍의 재배베드 중 선택된 어느 하나의 재배베드에 세팅된 시간 간격으로 양액을 공급하여 양액의 무게에 의한 중력으로 상기 양액이 충진된 재배베드가 하강되도록 하여 재배베드들이 설치된 궤도형 링크 회전체가 회전되도록 함으로써 재배베드들을 일정시간 간격으로 수직으로 순환시킬 수 있도록 한다.

그러므로, 본 발명에 따른 식물 재배장치는 재배베드들을 순환시키기 위한 별도의 설비를 설치할 필요가 없으므로 초기 설비비를 대폭 저감시킬 수 있다.

또한, 재배베드들을 순환시키기 위하여 별도의 에너지를 공급하지 않아도 됨으로써 장비의 운전경비를 대폭 절감하여 경제성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 식물 재배장치는 물레방아 회전체를 회전시켜 재배베드를 강제순환 시킬 수 있는 구동 유니트를 더 포함하여 소형제작이 가능할 뿐만 아니라, 설치장소의 제약을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 식물 재배장치는 식물공장 뿐만 아니라 가정에서도 사용할 수 있으므로 식물공장의 대중화를 실현시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 식물 재배장치의 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 물레방아 회전체의 구성을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 물레방아 회전체의 구성을 설명하기 위한 도면
도 4는 베드 헹거의 구성을 설명하기 위한 정면도
도 5는 본 발명의 양액 공급유니트의 구성을 설명하기 위한 개략도
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 물레방아 회전체에 구동 유니트가 더 설치된 상태를 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 물레방아 회전체에 구동 유니트가 더 설치된 상태를 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자동개폐 유니트의 구성을 설명하기 위한 도면
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동개폐 유니트의 구성을 설명하기 위한 도면

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 식물 재배장치의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 식물 재배장치는 재배상틀(100), 물레방아 회전체(110), 궤도형 링크 회전체(120), 적어도 하나의 베드 헹거(130), 적어도 하나의 재배베드(140) 및 양액 공급유니트(150)을 포함할 수 있다.

상기 재배상틀(100)은 복수개의 세로부재(101)와 가로부재(102)가 서로 연결되어 형성될 수 있다. 여기서, 상기 복수개의 세로부재(101)와 가로부재(102)는 볼트 너트 결합 또는 용접 등에 의해 서로 연결될 수 있다.

상기 물레방아 회전체(110)는 상기 재배상틀(100)의 상단에 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면 상기 재배상틀(100)의 상단부 전, 후방에 위치한 가로대(102)의 중앙부에 회전 가능하도록 설치될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 물레방아 회전체의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 물레방아 회전체의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 물레방아 회전체(110)는 제1 샤프트(111) 및 복수개의 지지수단(112)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 물레방아 회전체(110)의 제1 샤프트(111)는 상기 재배상틀(100)의 전, 후방부 최상단에 위치한 가로부재(102)의 중앙부에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 샤프트(111)의 양측 끝단부를 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부재로는 상기 재배상틀(100)의 전, 후방부의 최상단에 설치된 한 쌍의 베어링 또는 부시가 사용될 수 있다.

상기 복수개의 지지수단(112)은 상기 제1 샤프트(111)에 축설되어 상기 궤도형 링크 회전체(120)를 지지할 수 있다. 예를 들면, 상기 복수개의 지지수단(112)은 육각형 형태로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면 상기 복수개의 지지수단(112)은 상기 제1 샤프트(111)에 일측 끝단부가 연결되며, 타측 끝단부에 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 제2 연결부재(122)가 안착되어 지지되는 홈부(122a')가 형성되는 6개의 지지부재(112a)와, 서로 이웃하는 6개의 지지부재(112a)의 타측을 서로 연결하는 6개의 연결부재(112b)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기와 같이 6각형 형태의 복수개의 지지수단(112)은 회전 반경이 크게 형성됨으로써 본 발명의 일실시예에 의한 식물 재배장치를 온실에 설치하여 사용하거나 식물공장과 같이 대형으로 사용할 시에 적용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 물레방아 회전체의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 물레방아 회전체의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 물레방아 회전체(110)는 제1, 2 샤프트(111a)(111b) 및 복수개의 지지수단(112)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 물레방아 회전체(110)의 제1, 2 샤프트(111a)(111b)는 각각 상기 재배상틀(100)의 전, 후방부의 최상단에 위치한 가로부재(102)의 중앙부에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 여기서, 상기 제1, 2 샤프트(111a)(111b)를 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부재로는 상기 재배상틀(100)의 전, 후방부의 최상단에 설치된 한 쌍의 베어링 또는 부시가 사용될 수 있다.

상기 복수개의 지지수단(112)은 상기 제1, 2 샤프트(111a)(111b)에 축설되어 상기 궤도형 링크 회전체(120)를 지지할 수 있다. 예를 들면, 상기 복수개의 지지수단(112)은 삼각형 형태로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면 상기 복수개의 지지수단(112)은 상기 제1, 2 샤프트(111a)(111b)에 일측 끝단부가 연결되며 타측 끝단부에 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 제2 연결부재(122)가 안착되어 지지되는 홈부(122a')가 형성되는 3개의 지지부재(112a)와, 서로 이웃하는 3개의 지지부재(112b)의 타측을 서로 연결하는 3개의 연결부재(112b)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 물레방아 회전체(110) 서로 이웃하는 복수개의 지지수단(112)을 서로 연결하는 복수개의 제1 연결부재(113)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 의한 물레방아 회전체(110)는 서로 이웃하는 복수개의 지지수단(112)의 지지부재(112a)에 양측 끝단부가 연결되는 복수개의 제1 연결부재(113)를 더 포함 할 수 있다.

상기와 같이 3각형 형태의 복수개의 지지수단(112)은 회전 반경이 작게 형성됨으로써 재배베드(140)와 상기 복수개의 지지수단(112)을 회전시키는 샤프트와의 간섭 현상이 발생된다. 그리하여 상기 샤프트를 제1, 2 샤프트(111a)(111b)로 이분하여 설치하여 서로 이웃하는 지지수단(112) 사이에 샤프트가 위치하지 않도록 함으로써 샤프트와 재배베드(140)와의 사이에 간섭 현상의 발생을 방지할 수 있도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의한 3각형 형태의 물레방아 회전체(110)가 적용된 식물 재배장치는 회전 반경이 작게 형성됨으로써 가정용으로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 물레방아 회전체(110)의 지지수단(112)은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 육각형 또는 삼각형 형태로 형성되는 것이 바람직하나 상기 지지수단(112)의 형태는 이에 한정되지 않고 필요에 따라서 오각형, 팔각형 등 다양한 형태로 변경 가능하다.

다시, 도 1을 참조하여 궤도형 링크 회전체(120)에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 상기 궤도형 링크 회전체(120)는 상기 물레방아 회전체(110)에 의해 지지되어 상기 물레방아 회전체(110)와 연동되어 회전될 수 있다.

상기와 같은 궤도형 링크 회전체(120)는 한 쌍의 링크 연결체(121)와 제2 연결부재(122)를 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 링크 연결체(121)는 서로 이웃하는 복수개의 링크들(121a)의 양측 끝단부가 회전 가능하도록 힌지 연결되어 궤도 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2 연결부재(122)는 상기 한 쌍의 링크 연결체(121)의 서로 마주하는 힌지에 양측 끝단부가 연결되어 상기 한 쌍의 링크 연결체(121)를 서로 연결할 수 있다.

여기서, 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 링크들(121a)의 길이는 상기 물레방아 회전체(110)의 연결부재(112b)의 길이와 동일한 길이를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

도 1 및 도 4를 참조하여 베드 헹거(130)의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 베드 헹거의 구성을 설명하기 위한 정면도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 적어도 하나의 베드 헹거(130)는 상기 궤도형 링크 회전체(120)에 탈착 가능하게 설치될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면 상기 베드 헹거(130)는 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 제2 연결부재(122)에 의해 지지되는 복수개의 U-볼트(130a)와, 상기 U-볼트(130a)의 양측에 탈착 가능하게 고정부재에 의해 상단부가 연결되며, 하단부는 고정부재에 의해 상기 재배베드(140)가 탈착 가능하게 연결되는 베드 연결부재(130b)를 포함하여 구성될 수 있다.

다시, 도 1을 참조하여 재배베드의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 상기 재배베드(140)는 상기 베드 행거(130)의 베드 연결부재(130b)의 하단부에 고정부재에 의해 탈착 가능하게 연결되며 배수구(141 : 도 8 또는 도 9 참조)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 재배베드(140)는 알루미늄, 스테인리스, 플라스틱, 스티로폼 성형품 중 선택된 어느 하나의 재질로 제작될 수 있다. 여기서 상기 배수구(141)는 상기 재배베드(140)에 양액을 공급하는 양액 공급유니트(150)의 양액 공급라인(156)의 직경보다 작은 직경을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 양액 공급라인(156)을 통해 재배베드(140) 내로 공급되는 양액의 양이 상기 배수구(141)를 통하여 재배베드(140) 외부로 배출되는 양보다 많도록 상기 배수구(141)의 직경을 양액 공급라인(156)의 직경보다 작게 형성함으로써 상기 재배베드(140)에 충진된 양액의 무게에 의한 중력에 의해 상기 양액이 공급된 재배베드(140)가 하강되도록 한다. 예를 들면 직경이 20mm인 양액 공급라인(156)을 사용할 경우에는 상기 배수구(141)는 직경이 5mm가 되도록 상기 재배베드(140)에 형성될 수 있다.

다음으로, 도 1 및 도 5를 참조하여 양액 공급유니트의 구성에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 양액 공급유니트의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 양액 공급유니트(150)는 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 최하단에 위치한 재배베드(140)의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드(140) 중 선택된 어느 하나의 재배베드(140)에 양액을 공급하여 상기 재배베드(140)에 충진된 양액의 무게에 의해 상기 양액이 공급된 재배베드(140)가 하강되도록 하여 상기 재배베드들(140)을 수직으로 순환시킬 수 있도록 한다.

상기와 같은 양액 공급유니트(150)은 양액 저장탱크(151), 양액 공급펌프(152), 컨트롤러(153), 타이머(154) 및 리미트 스위치(155)를 포함할 수 있다.

상기 양액 공급유니트(150)의 양액 저장탱크(151)는 내부에 양액을 저장하며, 상기 양액 저장탱크(151)에는 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 최하단에 위치한 재배베드(140)의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드(140) 중 선택된 어느 하나의 재배베드(140)에 양액을 공급할 수 있는 양액 공급라인(156)이 연결될 수 있다. 상기 양액 공급펌프(152)는 상기 양액 저장탱크(151)와 연결된 상기 양액 공급라인(156) 상에 설치되어 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 최하단에 위치한 재배베드(140)의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드(140) 중 선택된 어느 하나의 재배베드(140)에 상기 양액 공급라인(156)을 통해 양액을 공급할 수 있도록 한다. 상기 컨트롤러(153)는 상기 양액 공급펌프(152)와 연결되어 상기 양액 공급펌프(152)의 작동여부를 제어할 수 있도록 한다. 상기 타이머(154)는 상기 컨트롤러(153)와 연결되어 상기 양액 공급펌프(152)의 작동시간을 조절할 수 있도록 한다. 상기 리미트 스위치(155)는 상기 컨트롤러(153)와 연결되어 상기 재배베드(140)의 이동을 감지하여 상기 컨트롤러(153)에 양액 공급펌프(152)의 작동 정지신호를 전송할 수 있도록 한다.

다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 식물재배장치에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 물레방아 회전체에 구동 유니트가 더 설치된 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 물레방아 회전체에 구동 유니트가 더 설치된 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 식물 재배장치는 소형으로 제작하거나 설치장소의 제한적인 요소가 있을 경우에는 상기 물레방아 회전체(110)에 연결되어 상기 물레방아 회전체(110)를 회전시키는 구동 유니트(160)를 더 포함할 수 있다.

상기 구동 유니트(160)는 피동 휠(161), 동력 전달부재(162), 구동 휠(163), 감속기(164) 및 구동모터(165)로 구성된다.

상기 피동 휠(161)은 상기 물레방아 회전체(110)에 설치된다. 보다 구체적으로 설명하면 상기 피동 휠(161)은 상기 물레방아 회전체(110)의 제1 샤프트(111)(111a)에 설치된다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 도 7에 도시된 바와 같은 물레방아 회전체(110)를 사용할 경우에는 상기 피동 휠(161)은 물레방아 회전체(110)의 제2 샤프트(111b : 도 3 참조)에 설치될 수도 있다. 예를 들면, 상기 피동 휠(161)로는 스프라켓, 풀리 등을 사용할 수 있다.

상기 구동 휠(163)은 상기 피동 휠(161)과 동력 전달부재(162)에 의해 연결된다. 예를 들면, 상기 동력 전달부재(162)로는 체인, 벨트, 로프 등을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 구동 휠(163)로는 상기 피동 휠(161)과 마찬가지로 스프라켓, 풀리 등을 사용할 수 있다.

상기 감속기(164)는 상기 구동 휠(163)과 연결되며, 상기 구동모터(165)는 상기 감속기(164)와 연결된다.

한편, 본 발명에 따른 식물 재배장치는 상기 재배베드(140) 및 재배상틀(100)에 설치되어 상기 재배베드(140)에 형성된 배수구(141)를 자동으로 개폐할 수 있는 자동개폐 유니트(170)를 더 포함할 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하여 상기 자동개폐 유니트(170)의 구성에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자동개폐 유니트의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동개폐 유니트의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동개폐 유니트(170)는 커버(171), 레버(172) 및 작동부재(173)를 포함할 수 있다.

상기 커버(171)는 상기 재배베드(140)의 내측에 위치하여 상기 재배베드(140)의 배수구(141)를 커버한다. 상기 레버(172)는 상기 커버(171)에 일측이 연결되고 타측은 상기 배수구(141)를 통해 상기 재배베드(140)의 외부로 연장된다. 상기 작동부재(173)는 상기 재배베드(140)가 일정 거리만큼 수직이동하게 되면 상기 재배베드(140) 외부로 연장된 레버(172)의 타측이 걸려 상승되어 배수구(141)를 개방시킬 수 있도록 상기 재배상틀(100)에 설치된다. 그러므로 본 발명의 일실시예에 따른 자동개폐 유니트(170)는 재배베드(140)가 일정 거리만큼 수직이동하게 되면 레버(172)가 작동부재(173)에 의해 상승되어 배수구(141)가 개방됨으로써 상기 배수구(141)를 통해 재배베드(140) 내에 충진된 양액이 상기 재배베드(140) 외부로 배수되며, 재배베드(140)가 더 수직이동하게 되면 상기 작동부재(173)로부터 레버(173)가 구속 해제되어 상기 레버(173) 자중에 의해 원상 복원됨으로써 커버(171)에 의해 배수구(141)가 폐쇄된다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 자동개폐 유니트(170)는 가이드 브래킷(174), 커버(171), 레버(172), 탄성부재(175) 및 작동부재(173)를 포함할 수 있다.

상기 가이드 브래킷(174)은 상기 재배베드(140)의 하부면에 설치될 수 있다. 상기 커버(171)는 상기 재배베드(140)의 내측에 위치하여 상기 재배베드(140)의 배수구(141)를 커버한다. 상기 레버(172)는 상기 커버(171)에 일측이 연결되고 타측은 상기 배수구(141)를 통해 상기 재배베드(140)의 외부로 연장되어 상기 가이드 브래킷(174)을 관통한다. 상기 탄성부재(175)는 일측은 상기 레버(172)에 연결되고 타측은 상기 가이드 브래킷(174)에 연결된다. 상기 작동부재(173)는 상기 재배베드(140)가 일정 거리만큼 수직이동하게 되면 상기 재배베드(140) 외부로 연장된 레버(172)의 타측 끝단부를 상기 재배베드(140) 내측으로 가압하여 밀어 넣어 배수구(141)를 개방시킬 수 있도록 상기 재배상틀(100)에 설치된다. 그러므로 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동개폐 유니트(170)는 재배베드(140)가 일정 거리만큼 수직이동하게 되면 레버(172)가 작동부재(173)에 의해 가압되어 상기 레버(172)가 상기 가이드 브래킷(174)을 따라 슬라이딩 이동됨에 따라 상기 커버(171) 또한 상기 가이드 브래킷(174)과 연동되어 이동됨으로써 배수구(141)가 개방된다. 따라서, 상기 배수구(141)를 통해 재배베드(140) 내에 충진된 양액이 상기 재배베드(140) 외부로 배수된다. 이때, 상기 탄성부재(175)는 팽창된 상태가 된다. 이후, 상기 재배베드(140)가 더 수직이동하게 되면 상기 레버(173)를 가압하는 작동부재(173)의 가압력이 해제됨과 동시에 상기 탄성부재(175)의 원상복원력에 의해 상기 레버(172) 및 커버(171)가 원상 복원되어 상기 커버(171)에 의해 배수구(171)가 폐쇄된다.

다시, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 식물 재배장치의 작동과정과 작용효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 식물 재배장치를 사용하여 채소를 재배하기 위해서는 양액 공급유니트(150)을 작동시켜 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 최하단에 위치한 재배베드(140)의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드(140) 중 선택된 어느 하나의 재배베드(140)에 양액을 공급한다.

즉, 상기 양액 공급유니트(150)의 타이머(154)를 통하여 세팅된 시간동안 대기하고 있다가 상기 타이머(154)에 의해 양액 공급펌프(152) 작동 신호가 컨트롤러(153)에 전달되면 상기 컨트롤러(153)에 의해 양액 공급펌프(152)가 작동된다. 상기와 같이 양액 공급펌프(152)가 작동되면 양액 저장탱크(151) 내에 저장되어 있는 양액이 양액 공급라인(156)을 통해 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 최하단에 위치한 재배베드(140)의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드(140) 중 선택된 어느 하나의 재배베드(140)에 양액이 공급된다. 상기와 같이 재배베드(140)에 양액이 공급되면 상기 재배베드(140)에 충진된 양액의 무게에 의한 중력에 의해 상기 양액이 공급된 재배베드(140)가 하강된다.

이때, 상기 재배베드들(140)이 설치되어 있는 궤도형 링크 회전체(120)는 상기 양액이 충진된 재배베드(140)가 하강됨에 따라 회전을 하게 된다. 이와 동시에 상기 궤도형 링크 회전체(120)가 회전됨에 따라 상기 궤도형 링크 회전체(120)를 지지하는 물레방아 회전체(110) 또한 상기 궤도형 링크 회전체(120)와 연동되어 샤프트를 중심으로 회전을 하게 되어 상기 궤도형 링크 회전체(120)에 설치된 복수개의 재배베드들(140)이 수직 순환을 하게 되는 것이다.

한편, 상기 재배베드들(140)의 수직 순환은 상기 재배베드(140)에 충진된 양액의 무게에 의한 중력에 의해 상기 양액이 공급된 재배베드(140)가 하강됨으로써 실행될 수도 있지만, 필요에 따라서는 상기 구동 유니트(160)를 작동시켜 물레방아 회전체(110)를 회전시킴으로써 재배베드들(140)을 수직 순환시킬 수도 있다. 즉, 상기 구동 유니트(160)의 구동모터(165)를 작동시키게 되면, 상기 구동모터(165)의 회전속도가 감속기(164)에 의해 감속되어 구동 휠(163)에 전달되고, 상기 구동 휠(163)의 회전력은 동력 전달부재(162)에 의해 피동 휠(161)에 전달되어 상기 피동 휠(161)에 의해 물레방아 회전체(110)가 회전됨으로써 상기 재배베드들(140)을 수직 순환시킬 수도 있다.

상기와 같이 재배베드(140)가 이동을 하게 되어 상기 리미트 스위치(155)에 상기 재배베드(140)의 이동이 감지되면 상기 리미트 스위치(155)는 컨트롤러(153)에 양액 공급펌프(152) 정지신호를 전달하게 된다. 이에 따라 상기 컨트롤러(153)는 상기 양액 공급펌프(152)의 작동을 정지시켜 양액 공급을 중단하게 된다.

여기서, 상기 양액 공급유니트(150)에 의해 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 최하단에 위치한 재배베드(140)의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드(140) 중 일측에 위치한 재배베드(140)에 양액이 공급되면, 상기 궤도형 링크 회전체(120)와 물레방아 회전체(110) 및 재배베드들(140)이 시계 방향으로 회전되면서 순환되고, 상기 궤도형 링크 회전체(120)의 최하단에 위치한 재배베드(140)의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드(140) 중 타측에 위치한 재배베드(140)에 양액이 공급되면, 상기 궤도형 링크 회전체(120)와 물레방아 회전체(110) 및 재배베드들(140)이 반시계 방향으로 회전되면서 순환된다.

상기 궤도형 링크 회전체(120), 물레방아 회전체(110) 및 재배베드들(140)이 회전되는 방향은 식물 재배장치가 설치되는 장소의 여건 등에 따라 상기 양액 공급장치(150)의 설치 위치를 변경함으로써 자유롭게 선택할 수 있다.

이후, 상기 타이머(154)를 통하여 세팅된 시간동안 대기하는 과정과 상술한 바와 같이 양액 공급유니트(150)을 통하여 양액을 재배베드(140)에 공급하는 과정이 반복 실행됨으로써 재배베드들(140)을 일정시간 간격으로 수직 회전시켜 순환시키게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 식물 재배장치는 최하단에 위치한 재배베드(140)의 바로 위에 위치하는 한 쌍의 재배베드(140) 중 선택된 어느 하나의 재배베드(140)에 세팅된 시간 간격으로 양액을 공급하여 양액의 무게에 의한 중력으로 상기 양액이 충진된 재배베드(140)가 하강되도록 하여 재배베드들(140)이 설치된 궤도형 링크 회전체(120)가 회전되도록 함으로써 재배베드들(140)을 일정시간 간격으로 수직으로 순환시킬 수 있도록 한다.

따라서, 본 발명에 따른 식물 재배장치는 재배베드들(140)을 순환시키기 위한 별도의 설비를 설치할 필요가 없으므로 초기 설비비를 대폭 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 장비의 운전경비 또한 매우 저렴하다는 장점이 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

(100) : 재배상틀 (110) : 물레방아 회전체
(120) : 궤도형 링크 회전체 (130) : 베드 헹거
(140) : 재배베드 (150) : 양액 공급유니트
(160) : 구동 유니트 (170) : 자동개폐 유니트

Claims (10)

1. 재배상틀에 회전 가능하도록 설치되는 물레방아 회전체;
   상기 물레방아 회전체에 의해 지지되어 상기 물레방아 회전체와 연동되어 회전되는 궤도형 링크 회전체;
   상기 궤도형 링크 회전체에 탈착 가능하게 설치되는 적어도 하나의 베드 헹거;
   상기 베드 헹거에 탈착 가능하게 설치되며 배수구를 구비하는 재배베드;
   상기 궤도형 링크 회전체의 최하단에 위치한 재배베드의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드 중 선택된 어느 하나의 재배베드에 양액을 공급하여 상기 재배베드에 충진된 양액의 무게에 의해 상기 양액이 공급된 재배베드가 하강되도록 하여 상기 재배베드를 수직으로 순환시킬 수 있도록 하는 양액 공급유니트; 및
   상기 재배베드에 형성된 배수구를 자동으로 개폐할 수 있는 자동개폐 유니트를 포함하는 식물 재배장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 물레방아 회전체는,
   상기 재배상틀에 회전 가능하게 설치되는 적어도 하나의 샤프트; 및
   상기 샤프트에 축설되어 상기 궤도형 링크 회전체를 지지하는 복수개의 지지수단;을 포함하는 식물 재배장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 물레방아 회전체는,
   상기 복수개의 지지수단을 서로 연결하는 복수개의 제1 연결부재를 더 포함하는 식물 재배장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 궤도형 링크 회전체는,
   서로 이웃하는 복수개의 링크들의 양측 끝단부가 회전 가능하게 힌지 연결되는 한 쌍의 링크 연결체; 및
   상기 한 쌍의 링크 연결체의 서로 마주하는 힌지에 양측 끝단부가 연결되어 한 쌍의 링크 연결체를 서로 연결하는 제2 연결부재;를 포함하는 식물 재배장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 양액 공급유니트는,
   상기 궤도형 링크 회전체의 최하단에 위치한 재배베드의 바로 상부에 위치한 한 쌍의 재배베드 중 선택된 어느 하나의 재배베드에 양액을 공급하는 양액 공급펌프;
   상기 양액 공급펌프와 연결되어 상기 양액 공급펌프의 작동여부를 제어하는 컨트롤러;
   상기 컨트롤러와 연결되어 상기 양액 공급펌프의 작동시간을 조절하는 타이머; 및
   상기 컨트롤러와 연결되어 상기 재배베드의 이동을 감지하여 상기 컨트롤러에 양액 공급펌프의 작동 정지신호를 전송하는 리미트 스위치;를 포함하는 식물 재배장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 물레방아 회전체에 연결되어 상기 물레방아 회전체를 회전시키는 구동 유니트를 더 포함하는 식물 재배장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 구동 유니트는,
   상기 물레방아 회전체에 설치되는 피동 휠;
   상기 피동 휠과 동력 전달부재에 의해 연결되는 구동 휠;
   상기 구동 휠과 연결되는 감속기; 및
   상기 감속기와 연결되는 구동모터;를 포함하는 식물 재배장치.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 자동개폐 유니트는,
   상기 재배베드의 내측에 위치하여 상기 재배베드의 배수구를 커버하는 커버;
   상기 커버에 일측이 연결되고 타측은 상기 배수구를 통해 상기 재배베드의 외부로 연장되는 레버; 및
   상기 재배베드가 일정 거리만큼 수직이동하게 되면 상기 재배베드 외부로 연장된 상기 레버의 타측이 걸려 상승되도록 하여 배수구를 개방시키도록 상기 재배상틀에 설치되는 작동부재;를 포함하는 식물 재배장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동개폐 유니트는,
    상기 재배베드 하부면에 설치되는 가이드 브래킷;
    상기 재배베드의 내측에 위치하여 상기 재배베드의 배수구를 커버하는 커버;
    상기 커버에 일측이 연결되고 타측은 상기 배수구를 통해 상기 재배베드의 외부로 연장되어 상기 가이드 브래킷을 관통하는 레버;
    상기 레버에 일측이 연결되고 타측은 상기 가이드 브래킷에 연결되는 탄성부재; 및
    상기 재배베드가 일정 거리만큼 수직이동하게 되면 상기 재배베드 외부로 연장된 레버의 타측 끝단부를 상기 재배베드 내측으로 가압하여 배수구를 개방시킬 수 있도록 상기 재배상틀에 설치되는 작동부재;를 포함하는 식물 재배장치.

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