KR101591942B1 - 버섯 재배장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부의 유해 환경요인에 전혀 노출되지 않고 버섯의 빠른 성장이 가능하도록 하며, 제한된 공간 내에서 고집적과 고효율적으로 버섯의 재배가 가능한 버섯 재배장치에 관한 것이다. 그 구성은; 밀폐공간을 제공하는 컨테이너; 상기 컨테이너 내부 양측에 설치되는 격벽에 의해 상기 컨테이너의 중간에 마련되는 재배실; 상기 재배실 내부에 직립 설치되는 프레임 상에 다수의 층으로 마련되는 선반; 상기 선반 위에 놓이게 되는 것으로서 버섯종균을 담기 위한 상부개방형 버섯상자; 상기 선반 위에 놓인 버섯상자를 상기 선반을 따라 수평이송시키기 위한 수평이송부; 상기 선반의 가장자리에 위치한 상기 버섯상자를 상기 선반에 대하여 직상부 또는 직하부로 이송시키 위한 수직이송부; 상기 재배실 내부의 환경을 제어하는 내부환경 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

버섯 재배장치{Apparatus For Cultivating Mushroom}

본 발명은 이동 버섯재배 시설을 이용한 버섯 재배장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 버섯의 발아, 성장, 수확에 이르는 동안 외부의 유해 환경요인에 전혀 노출되지 않고 버섯의 빠른 성장이 가능하도록 하여 청정버섯의 공급과 제한된 공간 내에서 고집적과 고효율적으로 버섯의 재배가 가능하도록 하여 생산량을 극대화할 수 있는 버섯 재배장치에 관한 것이다.

산업이 발전하고 인구가 증가함에 따라 각종 공장시설의 확장과 주택의 건설로 농경지나 청정지역이 감소하고 있는 추세이며, 특히 화학비료 등의 사용으로 농가버섯을 재배하는 농경지가 척박해짐은 물론, 산업공해의 증가로 청정 농산물이나 각종 버섯의 재배가 날로 어려워지고 있다. 이러한 환경에서 자라는 버섯들은 제대로 성장하지 못하며, 오염물질이 버섯내에 축적되어 인간에게 공급되는 경우 예상하지 못한 여러 질병을 일으키는 요인으로 작용하고 있다.

특히, 일반 농가는 물론이고 특수버섯을 재배하는 곳에서는 재배되는 버섯이나 농가버섯의 생산성을 향상시키기 위해 다양한 특수 시설을 구비하여 계절에 상관없이 버섯을 재배함으로써 고소득을 얻고자 많은 노력을 기울이고 있는 실정이다. 그러나 많은 비용과 노동력이 필수적으로 소요되는 반면에 경제적 이익창출은 크게 상승되지 못하는 문제점과, 재배되는 버섯에 발생되는 병충해와 환경의 적절한 제어의 불능으로 버섯의 성장이나 수확이 제대로 이루어지지 못하여 많은 경제적 피해를 입는 경우가 있었다.

대한민국 실용신안등록출원 제20-2000-0027444호 대한민국 특허출원 제10-2006-0002408호

위와 같은 문제에 대한 본 발명은 종래의 제반 문제점들과 자연재배 방법 및 시설이 갖는 단점들을 해결하기 위해 안출된 것이다. 본 발명은 노동력을 최소화로 할 수 있도록 함은 물론 소정의 공간 내에서 생산성을 극대화하여 재배농가의 수익을 더욱 향상시킬 수 있도록 하며, 특히 이동식 재배시설을 적용하여 버섯의 연작피해 등을 방지하고 오염된 환경에 노출되지 않은 청정 버섯의 속성재배가 가능하도록 하는 버섯 재배장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적은, 밀폐공간을 제공하는 컨테이너; 상기 컨테이너 내부 양측에 설치되는 격벽에 의해 상기 컨테이너의 중간에 마련되는 것으로서 출입구를 가지되 상기 컨테이너의 양측 공간과 격리되는 재배실; 상기 재배실 내부에 직립 설치되는 프레임 상에 다수의 층으로 마련되되 상기 재배실의 일측에서 타측까지 연속되게끔 연장 설치됨으로써 이송면을 제공하는 선반; 상기 선반 위에 놓이게 되는 것으로서 버섯종균을 담기 위한 상부개방형 버섯상자; 상기 선반 위에 놓인 버섯상자를 상기 선반을 따라 수평이송시키기 위한 수평이송부; 상기 선반의 가장자리에 위치한 상기 버섯상자를 상기 선반에 대하여 직상부 또는 직하부로 이송시키 위한 수직이송부; 상기 재배실 내부의 환경을 제어하는 내부환경 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버섯 재배장치에 의해 달성된다.

본 발명의 특징에 의하면,

상기 내부환경 조절부는 상기 재배실 내부의 이산화탄소를 외부로 배출하기 위한 이산화탄소 배출장치; 상기 버섯상자에 수분을 공급하기 위한 수분공급장치; 및 상기 재배실 내부의 온도를 조절하는 온도조절장치;를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 수평이송부는;

선반이 설치된 프레임의 좌우측에 각각 수직이동 가능하게 설치되는 수직이동대; 상기 수직이동대에 수평방향으로 이송가능하게 설치되는 것으로서, 상기 버섯상자의 저면을 떠받힐 수 있도록 구성되는 래크; 상기 래크에 치합되는 피니언을 회전시킬 수 있도록 상기 수직이동대에 설치되는 수평이송모터;를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

상기 재배실 내부의 압력이 재배실의 외부의 압력보다 높은 양압 상태로 유지되도록, 상기 컨테이너의 외부에서 공기를 유입하여 재배실로 공급하는 공기유입펌프를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

상기 수직이동부는 수직지지대와 루프로 구성되는 수직프레임; 상기 루프의 상면에 고정 설치되는 승강모터; 상기 승강모터에 의해 기동하는 권상기의 시브(sheave)에 권취되어 있는 와이어로프; 상기 수직프레임에 수직방향으로 고정 설치되는 수직가이드레일; 상기 와이어로프에 연결되며 동시에 수직가이드레일을 따라 수직방향으로 승하강 가능하게끔 상기 수직가이드레일에 연결되는 수직이동대를 포함할 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 종균에서부터 버섯의 수확시기까지 재배실 내부를 완벽한 청정상태가 유지될 수 있도록 함으로써 재배되는 버섯이 각종 질병이나 해충으로부터 성장이 저해되는 것을 방지하고, 생산성이 감소되는 것을 방지할 수 있으며, 항상 버섯의 성장에 필요한 최적의 환경조건 유지와 연작의 피해 등을 방지하여 버섯의 속성재배가 가능하도록 하는 무인화 시스템을 갖춘 버섯 재배장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 버섯 재배장치의 측면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버섯 재배장치의 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 버섯 재배장치의 정면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 버섯 재배장치의 수직이송부의 측부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 버섯 재배장치의 수평이송부의 측부 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 버섯 재배장치의 수분공급장치의 평면 구성도이며, 도 7은 그의 측면 구성도이다.

이하에서는 명세서에 첨부된 도면을 참고하면서 본 발명에 따른 버섯 재배장치를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 도 1 내지 도 3을 기본적으로 참조하되 필요한 곳에서 나머지 도면을 인용하면서 설명한다.

본 발명의 버섯 재배장치는 무인시스템을 갖추고 있다. 본 발명의 버섯 재배장치는 외기와 차단된 밀폐공간을 제공하기 위한 컨테이너(10)를 포함한다. 컨테이너(10)는 상벽(11), 측벽(12) 및 바닥벽(13)으로 구성된다. 컨테이너(10)의 가운데에는 격리된 재배공간(S1)을 제공하기 위한 재배실(20)이 마련되는데, 이 재배실(20)은 격벽(21,22)에 의해 컨테이너(10)의 양측에 있는 공간(S2,S3)과 분리되어 있게 된다. 격벽(21,22)에는 작업자의 출입이 가능한 출입문(미도시됨)이 마련되어 있기는 하지만, 작업자는 정상적인 재배가 이루어지고 있는 상태에서 재배실(20) 내부로 출입하지 않는 것을 기본으로 한다. 격벽(21,22)에는 내부상황을 볼 수 있는 투시창(미도시됨)이 마련될 수 있다. 컨테이너(10)는 단열기능을 가지며, 경량패널을 이용하여 제작될 수 있다. 재배실(20) 내지 컨테이너(10)의 크기와 구조는 수요자의 필요나 재배버섯의 종류에 따라 다양하게 변형 제작할 수 있다. 재배실(20)의 양측에 있는 공간(S2,S3)은 작업자가 활동이 가능한 정도의 넓이로 마련되는데, 제어장치를 포함한 각종 기계류(70)가 이 양측 공간(S2,S3)에 마련된다.

재배실(20) 내부에는 선반시스템(30)이 갖춰져 있다. 선반시스템(30)은 직립 설치되는 프레임(32)과 프레임(32) 상에 다수 층으로 고정 설치되는 선반(31)을 포함한다. 선반(31)은 재배실(20)의 일측에서 타측까지 연속되도록 연장 설치되며 소정 물품의 이송면을 제공한다. 선반시스템(30)의 양쪽에는 버섯상자(1)를 이송시키기 위한 버섯상자이송부(40,40')가 설치된다.

여러 개의 버섯재배용기(2)가 담길 수 있는 상부 개방형 버섯상자(1)가 선반 위에 놓이게 된다. 버섯상자(1)는 도 3에 도시된 것처럼 밑면이 평평하며 측판이 나지막한 상부개방형 상자이며 측판 테두리 부분은 손잡이 기능을 할 수 있도록 외측으로 절곡되어 있다. 버섯상자(1)는 버섯상자이송부(40,40')에 의해 1일 수십 횟수 이상 선반(31)을 따라 위치가 이동되면서 재배된다. 도시된 바와 같이 버섯상자(1)는 각 선반(31)에 순차적으로 적치된 다음 밀착하여 이동될 수 있도록 구성된다. 이로써 버섯의 고밀도 재배가 가능하고 높은 생산성을 얻을 수 있게 된다.

선반(31)은 버섯상자(1)의 밑면 양측 가장자리만을 떠받치고 있다(도 3 참조). 선반(31)의 상면, 즉 이송면에는 버섯상자(1)를 재배실(20)의 일측에서 타측으로 구름이송시킬 수 있도록 플라콘과 같은 방식으로 롤러(33)가 설치되어 있다. 롤러(33)는 도시된 것처럼 선반(31)의 상면에 마련될 수도 있지만, 버섯상자(1)의 저면에 마련될 수도 있다. 후자의 경우 선반(31)을 보다 더 청결하게 유지할 수 있을 것이다. 버섯상자이송부(40,40')는 수평이송부(42)와 수직이송부(41)를 포함하고 있다.

이하에서는 도 5를 주로 참조하여 수평이송부(42)를 설명한다(참고로 도 5는 중심에 세로로 도시된 2줄의 일점쇄선을 기준으로 하여 좌우측 그림의 보는 방향이 다르게 되어 있다).

수평이송부(42)는 버섯상자(1)로 하여금 선반(31)의 설치방향을 따라 수평이송되도록 한다. 수평이송부(42)는 지면에 수직하는 방향(Z)으로 이동 가능하게 설치되는 수직이동대(417); 상기 수직이동대(417)에 수평방향으로 이송가능하게 설치되는 래크(421); 상기 래크(421)에 치합되는 피니언(423)을 회전시킬 수 있도록 상기 수직이동대(417)에 설치되는 수평이송모터(424);를 포함할 수 있다. 수평이송부(42)는 선반(31)이 설치된 프레임(32)의 좌우측에 각각 설치된다. 이와 같은 구성에 의하면 수평이송모터(424)의 회전에 의해 래크가 도면상 좌우 방향(X)으로 기동할 수 있게 된다.

래크(421)는 지게차의 포크와 유사한 방식으로 버섯상자(1)의 저면을 떠받힐 수 있게 되어 있다. 버섯상자(1)를 선반시스템(30)에서 빼낼 때에는 버섯상자(1)의 저면을 떠받힌 다음 수평이송에 의해 선반시스템(30) 외부로 버섯상자를 반출시킬 수 있게 되어 있다. 버섯상자(1)를 선반시스템(30)에 투입할 때에는 그와 반대로 작동하면서 버섯상자(1)를 선반(31) 위에 올려놓게 된다. 래크(421)는 버섯상자(1)를 들거나 선반 위에 밀어넣을 때 버섯상자(1)가 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 미끄럼방지수단(미도시됨)을 포함한다. 미끄럼방지수단은 래크의 상면에 돌출 형성된 걸림턱이 될 수도 있고 래크 상면에 고정된 요철 고무판이 될 수도 있다.

이하에서는 도 4를 주로 참조하여 수직이송부(41)를 설명한다.

수직이송부(41)는 수평이송부(42)를 지면에 수직하는 방향으로 상하로 기동시키기 위한 것이다. 수직이송부(41) 역시 선반시스템(30)의 좌우측에 각각 설치된다. 각 수직이송부(41)는 엘리베이터와 유사한 방식으로 수평이송부(42)를 승하강시킨다. 수직이송부(41)는 수직지지대(416)와 루프(415)로 구성되는 수직프레임과, 루프(415)의 상면에 고정 설치되는 승강모터(411)와, 승강모터(411)에 의해 기동하는 권상기(412)의 시브에 권취되어 있는 와이어로프(413)와, 상기 수직프레임에 수직방향으로 고정 설치되는 수직가이드레일(414)과, 와이어로프(413)에 연결되며 동시에 수직가이드레일(414)을 따라 수직방향으로 승하강 가능하게끔 수직가이드레일(414)에 연결되는 수직이동대(417)를 포함한다. 수직이동대(417)는 엘리베이트의 카(car) 역할을 하는 것으로서, 전술한 수평이송부(42)의 구성요소이기도 하다. 결과적으로 래크(421)는 수직방향으로도 기동할 수 있고 수평방향으로도 기동할 수 있게 되어 있다. 작업자가 재배실(20)로 통하는 창을 통해 재배실(20) 외부에서 래크(421) 위에 투입하고자 하는 버섯상자(1)를 올려놓으면 래크(421)는 수직방향 및 수평방향으로 기동하면서 제일 위에 있는 선반(31)의 일측 가장자리에 버섯상자(1)를 밀어넣게 된다. 그러면 버섯상자(1)는 선반(31)에 설치된 롤러에 의해 한칸씩 밀려 나게 되며 프레임의 반대측으로 밀려나는 버섯상자는 반대쪽에 설치된 수평이송부(42)에 의해 반출된다.

본 발명의 실시예에 의하면 제일 위의 선반(31)에 투입된 버섯상자(1)는 재배과정을 통해 조금씩 지속적으로 이동되면서 아래칸의 선반(31)으로 이동된다. 결과적으로 맨 아래칸의 선반(31)으로 이송되는 시점이 버섯을 수확하는 시점에 해당되며, 버섯은 버섯상자(1) 채로 재배실(20) 외부로 반출된다. 그러므로 작업자는 특별한 사정이 없는 이상 재배실 내부로 출입하지 않고서도 버섯을 재배할 수 있게 된다.

본 발명의 특징에 의하면, 재배실(20) 내부에 수분(W)을 공급하기 위한 수분공급장치(50)가 설치된다. 수분공급장치(50)는 도 6 내지 도 7에 도시된 것처럼 재배실(20)의 상측에 설치되며 물공급관(미도시됨), 펌프(51) 및 분사노즐(52)을 포함한다. 분사노즐(52)은 도 6에 도시된 것처럼 좌우로 회전하면서 분사방향이 전환되도록 할 수 있다. 분사노즐(52)은 재배실(20) 상부에 설치된 가이드레일(53)을 따라 화살표(X) 방향으로 기동되도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 재배실(20)에는 공기유입장치(60)에 의해 양압이 걸려있도록 할 수 있다. 재배실(20)의 외부에서 먼지, 세균 등 유해물질이 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 공기유입펌프(62)는 외부에서 공기를 유입하여 밀폐된 재배실로 필터링 과정을 거쳐 공급한다. 또한 공기유입관(61)이 재배실(20)과 컨테이너(10) 외부가 서로 소통할 수 있도록 컨테이너(10)의 상부에 설치된다.

한편 재배실(20) 내부에는 내부공기 순환용 흡배기팬이 설치되며, 내부에서 발생된 이산화탄소를 배출하기 위한 이산화탄소(CO₂ ) 배출장치(미도시됨)가 구비된다. 이산화탄소 배출 장치는 버섯의 조기성장에 필수적인 장치로서 재배실(20) 내부에서 순환되는 실내공기를 통과시킴으로써 자동으로 이산화탄소(CO₂ )가스를 배출시킨다. 재배실(20)의 내의 이산화탄소(CO₂ )가스의 적정 농도 여부는 기계실로 이용되는 양측공간(S2,S3)에 설치된 이산화탄소(CO₂ )감지센서에 의해 자동으로 체크된다. 이산화탄소 농도가 기준량 이상이면 발생된 이산화탄소량이 기준 이하의 농도가 될 때까지 기계실로 배출시키는 동시에 재배실(20) 내부로는 외부공기(또는 산소)를 공급하여 버섯 성장에 필요한 환경을 제공할 수 있도록 한다.

한편 재배실(20) 내부를 일정한 온도와 습도를 유지시켜주기 위한 항온항습장치가 구비될 수 있다. 본 발명에 적용된 항온항습장치의 경우, 통상의 항온항습장치와는 다른 동작시스템으로 구성된다. 즉, 냉동기가 항상 가동상태가 유지되도록 구성된 상태에서 히터(도시생략)와 분사노즐(50)에 의한 수분 분사가 필요시에만 동작되어 재배실 내부의 온도범위가 설정온도의 ±0.3℃ 이내, 습도는 60 ~90%의 적정 범위를 항상 유지할 수 있도록 하여 안정된 실내환경이 유지됨으로써 재배의 환경변화에 따른 성장 유해요인을 최소화할 수 있도록 하고 있다. 재배실의 바닥에는 온열을 유지하기 위하여 보일러와 유사한 보온장치가 설치된다.

또한, 각 선반(31)의 특정 위치 및 재배실(20) 내벽 면과 천정에는 버섯 성장에 유용한 조명을 설치되어 재배되는 버섯이 성장의 광도 조건에서 원활하게 광합성작용을 하여 성장할 수 있도록 하며, 각 선반(31)의 저면에는 그 하단의 선반에 적재된 상자에서 성장하는 버섯에 적정한 수분 및 양액을 공급하기 위한 관수용가지관(도시 안됨)이 설치되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면 선반을 통한 상자의 이동과정이 일정기간 반복되면서 상자에 종균된 버섯의 재배시설을 갖춘 재배실 내에서 버섯의 성장에 필요로 하는 영양분과 환경이 각종 환경 조절장치에 의해 재배실 내부의 온도와 습도, 수분, 빛, 이산화탄소, 외기 등의 공급이 적절하게 이루어져 종균에서 수확시까지 관리되어지므로 일반 노지에서 재배되는 통상의 버섯에 비해 훨씬 빠른 시간내에 버섯의 성장이 이루어져 항시 버섯의 수확이 가능하고, 고밀도로 재배되어 버섯의 생산량을 증대시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명된 것들은 본 발명의 기술적 사상에 의거한 예시에 불과하다. 당업자는 청구범위를 통해 표현되는 본 발명의 기술적 사상의 범위를 넘지 않는 선에서 예시된 바를 활용하여 다양한 변형실시를 할 수 있을 것이다. 예를 들어 위에 설명된 모든 실시예들은 당업자에 의해 자유롭게 조합되어 실시될 수 있으며 어떠한 조합이든지 본 발명의 권리범위에 포함된다고 해석되어야 한다.

10 : 컨테이너 20 : 재배실
30 : 선반시스템 31 : 선반
33 : 롤러 40,40' : 버섯상자이송부
41 : 수직이송부 42 : 수평이송부
50 : 수분공급장치 60 : 공기유입장치
70 : 기계류

Claims (5)

1. 밀폐공간을 제공하는 컨테이너;
   상기 컨테이너 내부 양측에 설치되는 격벽에 의해 상기 컨테이너의 중간에 마련되는 것으로서 출입구를 가지되 상기 컨테이너의 양측 공간과 격리되는 재배실;
   상기 재배실 내부에 직립 설치되는 프레임 상에 다수의 층으로 마련되되 상기 재배실의 일측에서 타측까지 연속되게끔 연장 설치됨으로써 이송면을 제공하는 선반;
   상기 선반 위에 놓이게 되는 것으로서 버섯종균을 담기 위한 상부개방형 버섯상자;
   상기 선반의 상면 또는 상기 버섯상자의 저면에 설치되어 상기 버섯상자를 상기 재배실의 일측에서 타측으로 구름이송시키는 플라콘 방식의 롤러;
   상기 선반 위에 놓인 상기 버섯상자를 상기 선반을 따라 수평이송시키기 위한 수평이송부;
   상기 선반의 가장자리에 위치한 상기 버섯상자를 상기 선반에 대하여 직상부 또는 직하부로 이송시키 위한 수직이송부;
   상기 재배실 내부의 환경을 제어하기 위하여 상기 재배실 내부의 이산화탄소를 외부로 배출하기 위한 이산화탄소 배출장치와, 상기 버섯상자에 수분을 공급하기 위한 수분공급장치와, 상기 재배실 내부의 온도를 조절하는 온도조절장치를 포함하는 내부환경 조절부; 및
   상기 재배실 내부의 압력이 상기 재배실의 외부의 압력보다 높은 양압 상태로 유지되도록 상기 컨테이너의 외부에서 공기를 유입하여 상기 재배실로 공급하는 공기유입펌프; 를 포함하되,
   상기 수평이송부는 상기 선반이 설치된 프레임의 좌우측에 각각 수직이동 가능하게 설치되는 수직이동대와, 상기 수직이동대에 수평방향으로 이송가능하게 설치되는 것으로서 상기 버섯상자의 저면을 떠받힐 수 있도록 구성되되 상기 버섯상자를 들거나 상기 선반 위로 밀어 넣을 때 상기 버섯상자가 미끄러지는 것을 방지하기 위해 상면에 돌출 형성된 걸림턱 또는 요철 고무판으로 이루어진 미끄럼방지수단이 구비된 래크와, 상기 래크에 치합되는 피니언을 회전시키도록 상기 수직이동대에 설치되는 수평이송모터를 포함하고,
   상기 수직이동부는 수직지지대와 루프로 구성되는 수직프레임과, 상기 루프의 상면에 고정 설치되는 승강모터와, 상기 승강모터에 의해 기동하는 권상기의 시브(sheave)에 권취되어 있는 와이어로프와, 상기 수직프레임에 수직방향으로 고정 설치되는 수직가이드레일과, 상기 와이어로프에 연결되며 동시에 수직가이드레일을 따라 수직방향으로 승하강 가능하게끔 수직가이드레일에 연결되는 수직이동대를 포함하고,
   상기 버섯상자는 재배되는 과정에 따라 상기 수평이송부를 통해 상기 선반을 통해 수평으로 이송되고, 상기 수직이송부를 통해 순차적으로 맨 아래칸의 선반까지 이동된 후 상기 재배실을 통해 외부로 배출되는,
   것을 특징으로 하는 버섯 재배장치.
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