KR101405345B1 - 조명 위치가 조정되는 양액 순환식 인공재배함 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지정된 구역 내에 식물생장을 위한 최적화된 자연환경을 인공적으로 조성해서 식물생장을 위한 환경을 조성하되, 상기 환경 조성이 경제적이면서 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 조명 위치가 조정되는 양액 순환식 인공재배함에 관한 것으로, 다수의 안착대를 구비한 선반장; 상기 안착대의 측방에 입설되는 지지대와, 상기 지지대의 상단에 배치되어 센서의 감지신호에 따라 입설된 스크류를 회전시키는 구동부와, 상기 스크류의 회전방향에 따라 상하로 이동하도록 너트를 매개로 상기 스크류와 결합하는 이동대와, 상기 이동대로부터 하방으로 인출되도록 형성된 연결대와, 상기 연결대의 상하 이동을 안내하도록 상기 연결대를 감싸며 상기 지지대에 고정되는 가이드와, 재배배드 내 식재 식물과의 거리를 감지하고 해당 감지신호를 상기 구동부로 전송하는 센서를 구비한 승강기; 상기 연결대와 결합하고 상기 센서를 탑재하되 각 층의 상기 재배배드 상에 각각 위치하도록 상기 연결대를 따라 일렬로 결합하는 조명프레임과, 램프 장착을 위해 상기 조명프레임에 고정되는 소켓을 구비한 조명대; 양액 저수를 위한 용기형상을 이루고 상기 안착대에 탈부착 가능하게 안착되며 일단에는 상방으로 개구된 유입구가 형성되고 타단에는 하방으로 인출된 유출관이 구성된 수조와, 식물을 식재하고 식재된 식물이 양액과 접하도록 수조에 안착되는 화분대를 구비하되, 상층에 위치한 수조의 유출관이 하층에 위치한 수조의 유입구와 연통하도록 상기 안착대에 각각 안착되어 복층을 이루는 재배배드; 및 최하층에 위치한 수조의 유출관과 연통하고, 최상층에 위치한 수조의 유입구와 연통하는 순환관으로 양액을 펌핑하는 양액펌프를 포함하는 양액탱크;를 포함하는 것이다.

Description

조명 위치가 조정되는 양액 순환식 인공재배함{AN ARTIFICIAL CULTIVATION APPARATUS FOR REGULATING LOCATION OF LIGHTING LAMP}

본 발명은 지정된 구역 내에 식물생장을 위한 최적화된 자연환경을 인공적으로 조성해서 식물생장을 위한 환경을 조성하되, 상기 환경 조성이 경제적이면서 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 조명 위치가 조정되는 양액 순환식 인공재배함에 관한 것이다.

다양한 종류의 식물은 식용, 관상용 또는 실험용 등, 다양한 목적으로 인공 재배될 수 있다. 이러한 인공 재배는 실외는 물론 실내에서도 이루어지며, 실내에서 인공 재배를 할 경우엔 재배 대상 식물이 자연과 동일한 환경에서 생장할 수 있도록 상기 환경을 조성하는 장치들이 구성된다.

도 1은 식물의 실내 인공재배에 대한 종래 모습을 개략적으로 도시한 도면으로서, 이를 참조해 설명한다.

식물을 재배하기 위해서는 일정 공간(H) 내에 하나 이상의 선반장(10)을 비치한다. 이때, 선반장(10)에는 복층의 선반이 구성될 수 있어서, 식물(30)이 식재된 용기(20)를 상기 선반이 지지할 수 있도록 한다. 한편, 상기 선반의 하부에는 하층에 위치한 용기(20)를 조명하는 조명등(41)이 배치된다.

전술한 바와 같이 조명등(41)은 식물(30)의 광합성을 위해 광을 제공하는 수단으로서, 통상적으로 백열등과 같은 저항 전구 또는 형광등과 같은 방전등이 활용되며, 이중에도 상대적으로 소비전력이 낮은 형광등이 널리 활용된다. 이러한 조명등(41)은 식물(30)이 안정된 광합성과 호흡활동을 진행할 수 있도록, 자연계의 일출 및 일몰 주기에 상응하는 사이클로 점등 및 소등된다. 한편, 도시한 바와 같이 인공재배는 대량의 식물재배를 목적으로 하므로, 선반장(10) 하나에도 다수 개의 조명등(41)이 설치되고, 해당 조명등(41)은 일괄 제어된다. 따라서, 선반장(10)에는 조명등(41)의 점등 및 소등을 일괄제어하기 위한 조작반(50, 50', 50")이 배치될 수 있다.

계속해서, 공간(H)에는 실내 습도를 정해진 범위로 일정하게 유지하기 위한 가습기(60)가 설치될 수 있다.

또한, 공간(H)에는 실내 온도를 정해진 범위로 일정하게 유지하기 위한 냉난방기(70)가 설치될 수 있다.

또한, 공간(H)에는 실내 환기를 위한 환풍기(80)가 설치되고, 배기를 위한 배관설비(P)가 구축될 수 있다.

이러한 조명등(41), 가습기(60), 냉난방기(70) 및 환풍기(80) 등은 재배자에 의해 개별 조작될 수도 있고, 중앙제어기(90)를 통해 일괄 제어될 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 식물(30)을 실내에서 재배하기 위해서는 일정한 환경 조건을 조성해야 하고, 이를 위해서는 다양한 장치들의 설치 및 구동이 요구된다. 하지만, 이러한 장치들은 지속적인 전력소비를 필요로 하고, 이러한 전력소비는 해당 식물(30) 재배의 비용을 증가시키므로, 식물(30) 재배로 발생하는 최종 수익이 감소하는 문제가 있었다.

특히, 조명등(41)은 식물(30)의 종류에 따라 해당 식물(30)에게 지정된 광량이 지속적으로 공급되도록 동작해야 하므로, 조명등(41)은 중앙제어기(90)의 통제를 받아 점멸이 정확하게 제어된다.

그런데, 전술한 바와 같이, 선반 하부에 위치하면서 그 하층에 위치한 용기(20)의 식물(30)을 조명하는 종래 조명등(41)은, 상기 식물(30)의 발육 상태 등에 상관없이 일정한 광량을 유지하면서 설정된 광량을 방출했다. 하지만, 식물(30)의 발육 상태에 상관없이 광량을 일정하게 유지할 경우, 해당 식물(30)은 과도한 광량 또는 부족한 광량을 생장에 공급받게 되는 불리함이 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위해 식물(30)의 발육 상태에 따른 최적화된 광량을 데이터로 수집하고, 이에 맞춰 조명등(41)의 밝기를 조절하는 기술이 개발되었다. 그러나, 상기 기술은 식물(30)의 발육 상태에 맞는 광량을 확보하기 위해서 조명등(41)의 밝기를 다양하게 조절할 수 있어야 하고, 이를 위해서는 그 개수 또한 적지 않게 갖추어야 하므로, 식물(30)의 인공재배를 위한 종래 선반장(30)에는 상대적으로 적지 않은 조명등(41)이 설치되어야 함은 물론, 이를 구동하기 위한 많은 전력이 소비되어야 하는 불합리함이 있었다.

특허문헌 1. 공개특허공보 제10-2012-0134288호(2012.12.12 공개)

특허문헌 2. 공개특허공보 제10-2003-0084609호(2003.11.01 공개)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 최소한의 관리 및 운용비용으로 식물에 대한 최적의 인공재배를 지향할 수 있도록 하는 조명 위치가 조정되는 양액 순환식 인공재배함의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

다수의 안착대를 구비한 선반장;

상기 안착대의 측방에 입설되는 지지대와, 상기 지지대의 상단에 배치되어 센서의 감지신호에 따라 입설된 스크류를 회전시키는 구동부와, 상기 스크류의 회전방향에 따라 상하로 이동하도록 너트를 매개로 상기 스크류와 결합하는 이동대와, 상기 이동대로부터 하방으로 인출되도록 형성된 연결대와, 상기 연결대의 상하 이동을 안내하도록 상기 연결대를 감싸며 상기 지지대에 고정되는 가이드와, 재배배드 내 식재 식물과의 거리를 감지하고 해당 감지신호를 상기 구동부로 전송하는 센서를 구비한 승강기;

상기 연결대와 결합하고 상기 센서를 탑재하되 각 층의 상기 재배배드 상에 각각 위치하도록 상기 연결대를 따라 일렬로 결합하는 조명프레임과, 램프 장착을 위해 상기 조명프레임에 고정되는 소켓을 구비한 조명대;

양액 저수를 위한 용기형상을 이루고 상기 안착대에 탈부착 가능하게 안착되며 일단에는 상방으로 개구된 유입구가 형성되고 타단에는 하방으로 인출된 유출관이 구성된 수조와, 식물을 식재하고 식재된 식물이 양액과 접하도록 수조에 안착되는 화분대를 구비하되, 상층에 위치한 수조의 유출관이 하층에 위치한 수조의 유입구와 연통하도록 상기 안착대에 각각 안착되어 복층을 이루는 재배배드; 및

최하층에 위치한 수조의 유출관과 연통하고, 최상층에 위치한 수조의 유입구와 연통하는 순환관으로 양액을 펌핑하는 양액펌프를 포함하는 양액탱크;

를 포함하는 조명 위치가 조정되는 양액 순환식 인공재배함이다.

상기의 본 발명은 최소한의 운용비와 전력소비로 인공재배 대상 식물의 생장에 적절한 최적의 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 식물이 식재되는 재배배드를 복층으로 배치하고 상기 재배배드에 유입되는 양액을 지속적으로 순환시킴으로써 양질의 생장 조건을 지속적이면서 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 식물의 실내 인공재배에 대한 종래 모습을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 인공재배함의 일실시 예를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 인공재배함의 일 구성인 조명대의 일 실시 예를 도시한 사시도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 인공재배함의 동작모습을 순차 도시한 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 조명대가 연결대에 고정된 모습을 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 조명대에 램프가 설치되는 모습을 순차 도시한 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 재배배드에 대한 일실시 예를 도시한 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 인공재배함의 정면모습을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 인공재배함의 일실시 예를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 인공재배함의 일 구성인 조명대의 일 실시 예를 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 인공재배함(100)은 인공재배 대상 식물(P, P'; 도 4, 5 참조)을 수용하기 위해 공간을 조성하는 선반장(110)과, 광을 발생시키는 조명대(130)를 상하로 이동시키는 승강기(120)와, 광을 발생시키는 램프(136) 장착을 위한 조명대(130)를 포함한다. 또한, 인공재배함(100)은 인공재배 대상 식물(P, P')을 식재하면서 선반장(110)에 수용되는 재배배드(140)와, 재배배드(140)에 공급되는 양액을 보관하면서 강제 순환을 위한 동력을 제공하는 양액탱크(150)를 더 포함할 수 있다. 여기서 재배배드(140)는 식물(P, P')을 식재하고 선반장(110)에 탑재하는 용기로서, 양액 저수를 위한 용기형상을 이루는 수조(141)와, 상기 양액과 접하도록 식물(P, P')을 식재하며 수조(141)에 안착되는 화분대(142)로 구성된다. 재배배드(140)는 선반장(110)에 일체로 고정되되, 화분대(142)만 분리되도록 할 수도 있다. 또한, 재배배드(140) 전체가 선반장(110)과 분리되도록 할 수도 있다. 한편, 양액탱크(150)는 선반장(110)의 하방에 배치되며 식물(P, P')의 생장에 필요한 영양분인 양액을 보관하면서 재배배드(140)의 수조(141)에 강제로 이송하는 동력을 제공한다. 이를 위해 양액탱크(150)는 양액펌프(151; 도 9 참조)를 포함한다. 양액탱크(150)에 대한 설명은 아래에서 좀 더 상세히 한다. 참고로, 상기 양액은 재배 대상 식물에 영양분을 공급하는 액상비료의 일종으로서, 식물 생장에 필수적으로 필요한 요소가 포함된다. 상기 양액은 공지,공용의 기술이므로 이에 대한 설명은 생략한다.

선반장(110)은 일반적인 입방체 형성을 위한 축대(111a, 111b, 111c)와 안착대(112a, 112b, 112c)로 구성된다. 본 발명에 따른 선반장(110)의 실시 예는 4개의 축대(111a, 111b, 111c)가 4각으로 배치되고, 3층으로 배치된 3개의 안착대(112a, 112b, 112c)가 4개의 축대(111a, 111b, 111c)를 서로 연결하는 구조이다.

승강기(120)는 선반장(110)과는 별도로 승강기(120)의 외관 몸체를 이루는 지지대(121)와, 지지대(121)의 상단에 배치되어 회전력을 발생시키는 구동부(122)와, 구동부(122)의 회전력을 받아 상하 직선이동하는 이동대(123)와, 이동대(123)를 따라 이동하도록 이동대(123)에 구성되는 연결대(124)와, 연결대(124)의 이동을 안내하도록 감싸면서 지지대(121)에 고정되는 가이드(125)와, 재배배드(140)에 식재되는 식물(P, P')과 조명대(130) 간의 거리를 감지해서 구동부(122)로 전송하는 센서(126a, 126b, 126c)를 포함한다.

지지대(121)는 전술한 바와 같이 선반장(110)과는 구분되는 별도의 입방체 형상이다. 본 실시 예에서는 지지대(121)가 선반장(110)과 분리된 것으로 하였지만, 선반장(110)의 일 지점에 고정되어서 선반장(110)과 지지대(121)가 일체가 되도록 할 수도 있다. 결국, 지지대(121)는 안착대(112a, 112b, 112c)의 측방에 입설된 구조물이라면, 선반장(110)과 분리 또는 일체 여부에 상관없이 다양한 구조를 이룰 수 있다.

한편, 지지대(121)의 상단부에는 보(121a)가 더 형성된다. 보(121a)는 지지대(121)가 일정한 폭을 유지할 수 있도록 하고, 구동부(122)가 일정한 위치에 안정적으로 유지될 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 실시 예에서 보(121a)는 캡 형상을 이루면서 지지대(121)의 폭을 유지하고, 구동부(122)를 수용하며, 아울러 구동부(122)의 거친 외관이 겉으로 드러나지 않도록 감싸 덮는다.

구동부(122)는 보(121a)로부터 입설된 스크류(122a)를 포함하고, 스크류(122a)가 회전하도록 동력을 발생시킨다. 이를 위해 구동부(122)는 스크류(122a)를 회전시키는 모터와, 상기 모터의 구동을 제어하는 스위치를 더 포함한다. 더불어서, 구동부(122)는 상기 모터의 회전수를 제어하기 위한 기어를 더 포함할 수 있고, 다수의 센서(126a, 126b, 126c)로부터 수신한 감지신호를 연산하는 연산수단을 더 포함할 수도 있다. 상기 연산수단에 대한 설명은 아래에서 센서(126a, 126b, 126c)의 설명과 함께 한다.

상기 스위치는 상기 모터의 구동과 회전방향을 제어하며, 이를 통해 스크류(122a)의 회전 여부와 회전방향을 제어한다.

이동대(123)는 스크류(122a)와 맞물리는 너트(123a)를 포함한다. 따라서 스크류(122a)의 회전방향에 따라 이동대(123)는 스크류(122a)의 길이방향으로 이동하고, 결국, 입설된 스크류(122a)를 따라 상하로 이동하게 된다. 본 발명에 따른 실시 예에서 이동대(123)는 보(121a)의 상방에 수평하게 배치되므로, 스크류(122a)의 회전을 따라 상하로 이동한다.

연결대(124)는 이동대(123)의 하방으로 인출되도록 형성된다. 전술한 바와 같이 이동대(123)는 승강기(120)의 상단에 위치하므로, 조명대(130)가 고정되는 연결대(124)는 이동대(123)의 하방으로 인출되는 형태를 이루어야 한다.

본 발명에 따른 실시 예에서 연결대(124)는 이동대(123)와 분리 및 조립이 가능한 바(bar) 형상의 막대인 것으로 하였지만, 이외에도 연결대(124)와 일체로 형성된 돌기일 수도 있고, 단순히 현수된 와이어(wire)일 수도 있다.

참고로, 선반장(110)이 복층이고 조명대(130)가 각 층마다 구성될 경우, 도시한 바와 같이, 연결대(124)는 다수의 조명대(130)가 일렬로 결합한다. 따라서, 이동대(123)의 이동을 따라 연결대(124)도 이동하므로, 해당 연결대(124)에 고정된 모든 조명대(130)는 동일한 이동거리를 갖는다.

가이드(125)는 이동대(123)의 상하 이동을 따라 이동하는 연결대(124)가 이탈 없이 제 위치에서 정확히 상하 이동할 수 있도록 안내하는 것으로서, 본 발명에 따른 실시 예에서는 가이드(125)가 지지대(121)에 형성되어서 연결대(124)가 지지대(121)를 따라 이동할 수 있도록 한다. 가이드(125)는 도시한 바와 같이 연결대(124)가 관통할 수 있는 관 또는 고리 형상일 수 있고, 따라서 연결대(124)가 가이드(125)를 따라 항상 일정한 위치로 상하 왕복 이동한다. 참고로, 연결대(124)가 횡 방향에 대한 휨이 일어나지 않도록, 가이드(125)는 연결대(124)를 충분한 길이로 감쌀 수 있는 길이의 관 형상인 것이 바람직하다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 인공재배함의 동작모습을 순차 도시한 측면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

센서(126a, 126b, 126c)는 조명대(130)에 설치되어서, 조명대(130)와 하방에 위치한 재배배드(140) 내 식물(P, P')과의 거리를 감지한다. 이를 위한 센서(126a, 126b, 126c)는 초음파센서 또는 PSD(Position Sensitive Device) 센서가 적용될 수 있다. 센서(126a, 126b, 126c)는 조명대(130)의 중앙에 배치되어서 재배배드(140) 전체에 식재된 식물의 발육 상태를 효율적으로 감지하도록 하는 것이 바람직할 것이나, 이에 한정하지 않고 도시한 바와 같이 조명대(130)의 일측에 배치되어서 특정 지점에 식재된 식물에 대한 발육 상태, 즉 조명대(130)와 식물 간의 거리를 감지하도록 할 수도 있다.

센서(126a, 126b, 126c)는 조명대(130)와 식물 간의 거리에 대한 정보(거리정보)를 포함하는 감지신호를 구동부(122)로 전송해서 구동부(122)가 상기 감지신호에 따라 구동할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 인공재배함(100)은 선반장(110)이 복층(3층)을 이루고, 각 층의 안착대(112a, 112b, 112c)마다 재배배드(140)가 안착되므로, 재배배드(140)에 식재된 식물에 광을 조사하기 위한 조명대(130)가 각 층마다 배치된다. 따라서 센서(126a, 126b, 126c) 또한 각 층의 조명대(130) 마다 설치되므로, 각 층의 센서(126a, 126b, 126c)는 자신이 감지한 감지신호를 구동부(122)로 전송하고, 구동부(122)는 각 층의 센서(126a, 126b, 126c)로부터 수신한 감지신호들을 연산해서 구동한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 구동부(122)의 연산수단은 다수의 감지신호들을 연산해서 평균값을 도출하고, 스위치는 상기 평균값에 따라 모터를 구동시켜서 스크류(122a)가 회전하도록 한다. 결국, 상기 모터에 의해 특정 방향으로 회전하는 스크류(122a)는 너트(123a)를 통해 회전운동을 직선운동으로 변환시키고, 이를 통해 이동대(123)는 상방 또는 하방으로 이동한다.

참고로, 상기 스위치가 상기 평균값에 따라 상기 모터를 구동시킨다 함은, 조명대(130)와 식물(P, P') 간 평균거리(평균값)가 설정치 이내인 경우 해당 간격이 조정되도록 상기 모터를 구동시킴을 의미한다. 결국, 식물의 종별로 상기 설정치에 대한 프로파일 데이터가 DB화 되어 구동부(122)에 링크되고, 구동부(122)는 식물의 종에 따른 프로파일 데이터를 기초로 상기 평균값에 따라 상기 모터를 구동시킨다.

도 4에서 보인 바와 같이, 재배배드(140)에 식재된 식물(P)은 발육 상태가 초기이므로, 도시한 바와 같이 키가 작은 상태이다. 따라서 조명대(130)를 식물(P)에 근접시켜서 광을 조사할 수 있게 된다. 그런데, 조명대(130)를 식물(P)에 근접시켜서 광을 조사할 경우 기존 보다 적은 수의 전력소모로도 충분한 광량을 확보해서 식물(P)에 공급할 수 있게 된다. 즉, 조명대(130)를 식물(P)로부터 원거리에 두지 않고 근접시킴으로써 최소한의 개수와 전력소모로도 식물(P) 생장을 위한 이상적인 광량을 발생시킬 수 있는 것이다.

계속해서, 도 5에서 보인 바와 같이, 재배배드(140)에 식재된 식물(P')은 발육 상태가 중기 또는 말기이므로, 도시한 바와 같이 키가 충분히 큰 상태이다. 이때, 센서(126a, 126b, 126c)는 조명대(130)와 식물(P') 간의 거리를 감지하고, 구동부(122)는 센서(126a, 126b, 126c)로부터 수신한 감지신호를 기초로 조명대(130)와 식물(P')이 일정 거리를 유지할 수 있도록 제어한다. 물론, 이를 통해 조명대(130)로부터 발하는 광은 효과적으로 식물(P')에 제공되고, 이를 통해 조명대(130)가 소비하는 전력은 효율적으로 관리된다.

도 6은 본 발명에 따른 조명대가 연결대에 고정된 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.

조명대(130)는 재배배드(140)와 마주하도록 평판 형상을 이루는 조명프레임(131)과, 램프(136)가 전기적 및 기계적으로 고정되도록 조명프레임(131)에 설치되는 소켓(133)을 포함한다. 조명프레임(131)은 연결대(124)와 직접 연결되는데, 본 발명에 따른 실시 예에서는 연결대(124)와의 연결을 위해 조명프레임(131)의 일 지점에는 개구공(131a)이 형성된다. 참고로, 본 실시 예에서 조명프레임(131)은 4각 형상을 이루고, 연결대(124)는 조명프레임(131)의 각 꼭지점 부분과 연결되도록 되므로, 개구공(131a)은 조명프레임(131)의 각 꼭지점 부분에 형성될 수 있다.

계속해서, 본 발명에 따른 실시 예에서, 조명프레임(131)이 연결대(124)의 일 지점에 고정될 수 있도록, 개구공(131a)에는 조임볼트(132)가 관통하도록 보강 형성된다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 연결대(124)가 개구공(131a)을 종방향으로 관통하면, 개구공(131a)에서 횡방향으로 끼워지는 조임볼트(132)는 연결대(124)를 가압하면서 개구공(131a) 내면에 밀착시킨다. 결국, 연결대(124)는 개구공(131a)에 밀착되고, 이를 통해 조명프레임(131)은 더 이상의 이동 없이 현 위치를 유지할 수 있다. 결국, 조명프레임(131)은 연결대(124)를 따라 이동가능하고, 조임볼트(132)에 의해 지정된 위치에 고정할 수 있으므로, 재배배드(140)에 식재되는 식물의 종류에 따라 고정위치가 조정될 수 있다.

소켓(133)은 바(bar) 형상의 램프(136) 전용 소켓으로서, 서로 짝을 이루는 한 쌍이 도시한 바와 같이 조명프레임(131)의 내측에 서로 마주하도록 배치된다. 참고로, 램프(136)는 저항전구, 방전등, LED 등 다양한 방식의 발광수단이 적용될 수 있다. 그런데, 램프(136)는 식물생장에 따라 수집된 프로파일 데이터(식물의 생장 정도에 따른 필요 광량, 식물크기에 따른 관련 정보 등)를 기초로 점멸 조작 및 광량 조절이 빈번하게 이루어지므로, 제어에 의한 전력소모와 사용에 의한 전력소모가 상대적으로 크다. 또한, 식물(P, P')과 근접한 위치에서 광을 제공하게 되므로, 식물(P, P')에 가하게 되는 열이 상대적으로 크다. 따라서 전력소모의 최소화와, 식물(P, P')에 가하는 열의 최소화를 위해 LED를 램프(136)로 활용하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명에 따른 조명대에 램프가 설치되는 모습을 순차 도시한 평면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 조명대(130)는 위치맞춤대(134)를 더 포함한다. 위치맞춤대(134)는 조명프레임(131)의 내측에 배치되고, 서로 짝을 이루는 한 쌍의 소켓(133) 중 한 짝의 소켓이 일렬로 장착된다. 계속해서, 위치맞춤대(134)는 조절볼트(135)를 매개로 조명프레임(131)에 고정되되, 조절볼트(135)의 볼팅 조절을 통해 도 7(b)에서 보인 바와 같이 조명프레임(131)과의 간격과 결속 등이 조정된다. 결국, 도 7(a)에서 보인 바와 같이, 램프(136)가 설치되지 않은 상태에서는 위치맞춤대(134)가 자유롭게 이동하는 구조를 이루고, 도 7(b)에서 보인 바와 같이, 램프(136)의 설치를 위해서는 조절볼트(135)의 볼팅 조절을 통해 위치맞춤대(134)의 위치를 조정해서 서로 마주하고 있는 한 쌍의 소켓(133) 간 간격을 맞추며, 이를 통해 램프(136)의 양단이 한 쌍의 소켓(133)에 의해 안정적으로 설치되도록 한다.

위치맞춤대(134)는 소켓(133)을 조작할 필요없이 램프(136)를 탈부착할 수 있도록 하고, 조명프레임(131)을 램프(136) 규격에 맞추지 않고도 램프(136)를 조명프레임(131)에 정밀하게 설치할 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명에 따른 재배배드에 대한 일실시 예를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 인공재배함의 정면모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

재배배드(140)는 식물이 식재되는 곳으로서, 양액이 저수되는 수조(141)와, 식물이 식재되는 화분대(142)로 구성되고, 본 실시 예에서는 다수 개가 선반장(110)의 안착대(112a, 112b, 113c)에 상하 복층으로 배치된다.

계속해서, 본 발명에 따른 수조(141)는 양액이 일단으로 유입되면 타단으로 유출되도록 된 구조를 이루며, 이를 위해 일단에는 상방으로 개구된 유입구(141a)가 형성되고, 타단에는 하방으로 인출된 유출관(141b)이 구성된다. 따라서, 유입구(141a)로 유입된 양액은 화분대(142)를 경유해 유출관(141b)으로 흐르고, 이를 통해 상기 양액은 화분대(142)에 식재된 식물(P, P')에 영양분을 공급할 수 있다. 참고로, 수조(141) 본체의 바닥은 유출관(141b)으로 기울어지게 형성되거나, 안착대(112a, 112b, 112c)에 안착시 기울어지게 해서, 유입구(141a)로 유입된 양액이 자연스럽게 유출관(141b)으로 흘러 유출되도록 할 수 있다. 그러나 이외에도 도시한 바와 같이 유출관(141b)을 수조(141)의 바닥으로부터 돌출되도록 해서, 일정 수위 이상이 될 때만 유출관(141b)을 통해 배출되도록 할 수도 있다.

전술한 구조를 갖는 재배배드(140a, 140b, 140c)는 도 9에 도시한 바와 같이, 선반장(110)의 안착대(112a, 112b, 112c)에 각각 안착된다. 이때, 재배배드(140a, 140b, 140c)에 각각 구성된 유출관(141b, 141b', 141b")은 층별로 배치방향이 전환되도록 되어서, 최상층에 위치한 재배배드(140a)의 유출관(141b)은 좌측에 위치하면서 중간층에 위치한 재배배드(140b)의 유입구와 연통하고, 중간층에 위치한 재배배드(140b)의 유출관(141b')은 우측에 위치하면서 최하층에 위치한 재배배드(140c)의 유입구와 연통하며, 최하층에 위치한 재배배드(140c)의 유출관(141b")은 좌측에 위치하면서 바닥에 위치한 양액탱크(150)와 연통하도록 한다.

한편, 양액탱크(150)는 양액탱크(150) 내 양액을 최상층의 재배배드(140a)로 펌핑하는 양액펌프(151)와, 최상층의 재배배드(140a)와 양액탱크(150)를 연통하는 순환관(152)을 포함한다. 본 발명에 따른 실시 예에서 순환관(152)은 양액펌프(151)의 동력을 받아 양액탱크(150) 내 양액이 최상층의 재배배드(140a)로 이동하는 경로로서, 그 말단은 최상층에 위치한 재배배드(140a)의 유입구와 연통한다. 결국, 인공재배함(100)의 양액은 양액탱크(150)와 재배배드(140a, 140b, 140c)를 순환하면서 항상 신선하고 균일한 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

참고로, 양액이 상층 재배배드에서 하층 재배배드로 이동할 경우, 해당 재배배드(140a, 140b, 140c)의 유출관(141b, 141b', 141b")을 경유해 자유 낙하해야 한다. 이때, 상기 양액은 자유낙하시 발생한 기포에 의해 용존산소량이 증가할 수 있고, 이로 인해 상기 양액에 별도의 공기주입이 없어도 상기 양액의 신선도가 항시 최상으로 유지되는 효과가 있다.

전술한 순환과정을 통해 재배배드(140a, 140b, 140c)의 식물(P, P')은 양액을 흡수하므로, 양액탱크(150)에 저수된 양액은 감소하게 된다. 따라서, 재배자는 감소한 양액을 재충전하면서 양액펌프(151)를 동작시켜서, 전술한 순환과정이 안정적으로 반복될 수 있도록 한다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100; 인공재배함 110; 선반장 111a, 111b, 111c; 축대
112a, 112b, 112c; 안착대 120; 승강기
121; 기초대 121a; 보 122; 구동부
122a; 스크류 123; 이동대 123a; 너트
124; 연결대 125; 가이드 126a, 126b, 126c; 센서
130; 조명대 131; 조명프레임 132; 조임볼트
133; 소켓 134; 위치맞춤대 135; 조절볼트
140, 140a, 140b, 140c; 재배배드 141; 수조
141a; 유입구 141b; 유출관 142; 화분대
150; 양액탱크 151; 양액펌프 152; 순환관

Claims (4)

1. 다수의 안착대를 구비한 선반장;
   상기 안착대의 측방에 입설되는 지지대와, 상기 지지대의 상단에 배치되어 센서의 감지신호에 따라 입설된 스크류를 회전시키는 구동부와, 상기 스크류의 회전방향에 따라 상하로 이동하도록 너트를 매개로 상기 스크류와 결합하는 이동대와, 상기 이동대로부터 하방으로 인출되도록 형성된 연결대와, 상기 연결대의 상하 이동을 안내하도록 상기 연결대를 감싸며 상기 지지대에 고정되는 가이드와, 재배배드 내 식재 식물과의 거리를 감지하고 해당 감지신호를 상기 구동부로 전송하는 센서를 구비한 승강기;
   상기 연결대와 결합하고 상기 센서를 탑재하되 각 층의 상기 재배배드 상에 각각 위치하도록 상기 연결대를 따라 일렬로 결합하는 조명프레임과, 램프 장착을 위해 상기 조명프레임에 고정되는 소켓을 구비한 조명대;
   양액 저수를 위한 용기형상을 이루고 상기 안착대에 탈부착 가능하게 안착되며 일단에는 상방으로 개구된 유입구가 형성되고 타단에는 하방으로 인출된 유출관이 구성된 수조와, 식물을 식재하고 식재된 식물이 양액과 접하도록 수조에 안착되는 화분대를 구비하되, 상층에 위치한 수조의 유출관이 하층에 위치한 수조의 유입구와 연통하도록 상기 안착대에 각각 안착되어 복층을 이루는 재배배드; 및
   최하층에 위치한 수조의 유출관과 연통하고, 최상층에 위치한 수조의 유입구와 연통하는 순환관으로 양액을 펌핑하는 양액펌프를 포함하는 양액탱크;
   를 포함하되, 상기 구동부는 상기 지지대의 상단부에 보강된 보에 설치되고, 상기 보는 상기 구동부를 감싸는 관 형상인 것을 특징으로 하는 조명 위치가 조정되는 양액 순환식 인공재배함.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 조명프레임은 상기 연결대가 이동가능하게 관통하는 개구공을 구성하고, 상기 개구공을 종방향으로 관통한 상기 연결대를 가압해 고정하도록 상기 개구공에서 횡방향으로 관통하는 조임볼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 위치가 조정되는 양액 순환식 인공재배함.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 센서는 각 층의 조명대에 각각 설치되고;
   상기 구동부는 상기 스크류에 동력을 제공하는 모터와, 상기 센서로부터 수신한 감지신호로부터 식물과 조명대 간의 평균거리를 연산하는 연산수단과, 상기 평균거리와 설정치를 비교해서 상기 모터의 회전을 제어하는 스위치를 포함하는 것;
   을 특징으로 하는 조명 위치가 조정되는 양액 순환식 인공재배함.

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