KR101703139B1 - 실내 식물공장용 식물 재배 장치 - Google Patents

실내 식물공장용 식물 재배 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내 식물공장용 식물재배장치에 관한 것이다.
본 발명은 실내에서 파종 및 모종하여 식물을 재배하는 다단으로 구비되는 메인 재배트레이와 상기 메인 재배트레이의 각단에 적어도 하나 이상으로 적층되고 전방과 좌,우방으로 펼쳐져 확장하는 서브 재배트레인으로 구비하여 상기 다단의 메인 재배트레인과 다단으로 적층된 서브 재배트레이에 의해 식물 재배면적을 확장하여 재배하도록 함으로써 한정된 실내 공간 내에서 다양하고 많은 식물을 재배할 수 있고, 또한 자연에너지 또는 계통전기 중 어느 하나의 에너지를 이용한 에너지저장장치를 구비함으로써 전력소모가 많은 시간대에 전원을 공급하여 식물을 재배할 수 있게 함으로써 에너지를 절감할 수 있으며, 아울러 재배되는 식물의 생육 조건 및 생장 과정을 모니터하여 음성수단을 알려줌으로써 식물의 생육과 생장조건을 유지하면서 재배할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Description

실내 식물공장용 식물 재배 장치{PLANT CULTIVATING APPARATUS FOR INDOOR PLANT FACTORY}
본 발명은 실내 식물공장용 식물재배장치에 관한 것으로, 상세하게는 실내에서 파종 및 모종으로 재배하는 재배의 면적을 크게 확장하여 한정된 실내 공간에서 많은 식물을 재배할 수 있도록 한 실내 식물공장용 식물재배장치에 관한 것이다.
최근 들어 농경지나 청정 지역이 감소하고, 각종 산업공해로 인한 청정 농산물이나 각종 식물의 재배가 날로 어려워지면서, 농산물 및 각종 식물을 손수 재배하는 일반인 및 가정이 늘어나고 있는 실정이다.
그래서 일반인 또는 가정에서는 주변의 대지에 비닐하우스를 제작하여 식물을 재배하거나, 가정 내에 별도의 식물공장을 만들어 농작물 및 식물을 직접 재배하게 이르렀다.
그러나 상기 비닐하우스 등과 같은 농작물 및 식물 재배는 농작물 및 식물의 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 계절에 상관없이 다양한 농작물 및 식물을 재배할 수는 있지만, 넓은 공간이 필요하고, 넓은 공간에 농작물 및 식물 재배에 필요한 온도, 습도 유지에 따른 연료 및 에너지 비용이 많이 들어가게 되어 농작물 및 식물 재배를 업으로 하는 사람만이 가능하고, 일반인 및 가정에서는 쉽게 할 수 없는 문제점이 있다.
그래서 일반인은 물론 가정에서도 소규모로 재배하여 자급할 수 있도록 최소한의 실내 공간을 활용하여 대량으로 식물을 재배할 수 있는 다양한 식물재배장치개발과 함께 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
그러나 실내에서 식물재배장치를 이용한 식물재배는 기후 조건에 영향을 받지 않아 계절에 상관없이 다양한 종류의 농작물과 식물 재배가 가능하나, 농작물이나 식물의 생육 및 생장을 위해 수분 및 양액 이외에 반드시 광합성에 필요한 태양광을 확보하는 것이 매우 중요하나, 실내에서는 태양광 확보 및 필요한 일조량을 확보하기가 어려워 식물재배장치 사용에 한계를 가지게 되었다.
그래서 상기 한계를 극복하기 위하여, 대한민국 등록특허 제10-1415842호(실내용 식물재배장치)(종래기술 1)에 의하면, 지지프레임에 고정된 다수의 선반부재, 상기 선반부재 배면에 구성되는 LED 조명기구와, 상기 각 선반부재의 상부에 구성되어 식물을 재배하는 식재용 케이스와, 상기 식재용 케이스에 물을 공급하고 배수하는 급배수관 및 내부의 온도를 조절하는 열전소자를 구비하여, 식재용케이스에 파종 및 모종된 식물에 광합성에 필요한 광원 및 수분을 공급하고 내부온도를 조절하면서 식물을 생장하도록 하고 있으나, 상기 종래기술 1은 식재용케이스가 구성되는 다수의 선반부재들에 의해 비교적 다양하고 많은 식물을 재배할 수 있으나, 지지프레임에 고정 설치되어 있는 관계로, 식물을 재배할 수 있는 공간이 한정되어 보다 많은 식물을 재배할 수 없는 문제점을 가지게 되었다.
또한 대한민국 등록특허 제10-1345365호(식물재배장치)(종래기술 2)에 의하면, 장착수단 및 적어도 두 개의 선반수단(shelve means)을 가진 식물 재배를 위한 랙, 각각의 선반수단은 캐리어요소 및 발광소자를 포함하고, 발광소자는 캐리어요소 아래에 배치되며, 캐리어요소 위에 식물이 성장하도록 배치되며, 선반수단들은 장착수단 내에 차곡차곡 배치되며, 위쪽 선반 수단의 발광소자는 다음 아래의 선반수단의 캐리어요소 상으로 적어도 부분적으로 향하는 빛을 방출하고, 선반수단은 OLED로부터 빛을 전도시켜 보내는 히트 싱크 역할을 하도록 구성되어 있다.
그러나 종래기술 2은 장착수단에 설치된 랙에 의해 설치되는 선반수단이 상하로 소정의 간격을 갖고 차곡차곡 배치하되, 상기 선반수단 들은 장착수단으로부터 전방으로만 각각 이동하여 식물을 재배할 수 있도록 되어 있을 뿐, 실질적으로 모종되어 생육하는 선반수단의 개수가 증가하는 것이 아니어서, 식물을 재배할 수 있는 공간이 한정되어 많은 식물을 재배할 수 없는 문제점을 여전히 가지게 되었다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1246782호(재배공간 확장형 식물재배장치)(종래기술 3)에 의하면, 수경재배 방식을 이용한 식물재배장치에 있어서, 사각의 틀 형상으로 되어 수직방향으로 다단의 재배선반이 형성된 재배상 트레이로써 상기 재배상 트레이는 수평방향으로 다수 개 설치되는 재배상 트레이; 상기 각 재배상 트레이의 하단부 저면에 재배상 트레이를 수평방향으로 이동시키도록 서로 연결되어 장착된 이송수단; 상기 각 재배상 트레이의 재배선반에 각각 설치되고 상면에 재배포트가 형성되어 있는 다수개의 서랍식 재배상; 상기 각 재배선반 중 하단부의 재배선반을 제외한 각 재배선반과 재배상 트레이의 상단틀의 하면에 각각 설치되어 작물의 종류와 생육시기에 따라 광도를 조절하는 LED 조명; 양액 저장탱크에서 각 재배상 트레이의 상단부에 연결된 주공급관 및 안쪽에 연결된 부공급관을 통해 각 재배상의 재배포트로 연결되어 상기 재배포트에 양액을 공급하는 양액 공급수단; 상기 재배상 트레이의 한쪽 측면에 설치되어 상기 LED 조명 등을 제어하는 제어부; 및 상기 재배포트에 심어진 작물의 생육이 완료되면 수확할 시기를 경보를 울려 알려주도록 상기 제어부에 설치되는 수확부저로 구성되어 있다.
그러나 종래기술 3 역시 사각의 틀 형상의 재배상 트레이에 수직방향으로 다단의 재배선반을 설치하되, 재배선반에 다수개의 서랍식 재배상을 구비하여 상기 재배상을 이동수단으로 각각 수평으로 이동하도록 되어 있어, 이 또한 재배선반 및 재배상의 개수가 증가하는 것이 아닌, 단순이 수평이동하여 공간면적 만을 찾지하는 것에 불과하여 많은 식물을 재배할 수 없기는 마찬가지이었다.
이와 같이 종래기술들은 식물을 생육, 생장하는 선반들 모두가 다단으로 설치하고, 다단으로 설치된 선반들은 각각 수평으로 이동할 수 있도록 설치하여 상기 수평 이동에 의해 공간면적을 확장시켜 사용할 수 있도록 되어 있을 뿐, 실질적으로 식물을 생육, 생장하는 재배선반의 개수가 증가시켜 재배면적을 확장한 것이 아니기 때문에 많은 식물을 재배할 수 없는 문제점을 여전히 가지고 있었다.
상기 문제점을 해결하고자 하는 본 발명의 과제는 상하 다단으로 설치되는 식물 재배트레이를 각각 전방과 좌,우방으로 펼쳐 확장하여 식물 재배면적을 확장함으로써, 한정된 공간 내에서 다양하고 많은 식물을 재배할 수 있도록 하는데 있다.
상기 과제 해결에 따른 본 발명의 수단은 다단으로 설치되고 상면에 파종 또는 모종된 식물을 재배하는 재배부를 구비한 식물재배장치에 있어서, 상기 재배부는 메인 재배트레이와 서브 재배트레이로 구비하되, 상기 서브 재배트레이는 상기 메인 재배트레이의 하부에 적어도 하나 이상으로 적층되어 전방과 좌, 우방으로 슬라이딩되게 펼쳐 확장되게 구비하고, 상기 메인 재배트레이 각각은 상면에 재배판, 하면에 방열판 및 하방으로 광원이 조사되는 램프부로 구비하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 수단에서 상기 서브 재배트레이 각각은 상면에 재배판, 하면에 방열판 및 하방으로 광원이 조사되는 램프부로 구비하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 수단은 식물재배장치에 있어서, 최상부에 전원을 공급하는 전원 및 모니터부와, 최하부에 수분을 공급하는 수분공급부, 상기 전원 및 모니터부와 수분공급부 사이에 상하 다단으로 설치되고 상면에 파종 또는 모종된 식물을 재배하는 메인 재배트레이를 구비한 재배부를 포함하고, 상기 메인 재배트레이의 각단은 적어도 하나 이상으로 적층되어 각각이 전방과 좌, 우방으로 슬라이딩되어 펼쳐 확장되는 서브 재배트레이를 포함하며, 상기 전원 및 모니터부는 자연에너지 또는 계통전기 중 어느 하나를 축전하였다가 전력소모가 많은 시간대에 축전된 전원을 공급하는 에너지저장장치와, 상기 재배부의 생장 조건 및 생장과정을 음성으로 알려주는 음성수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결에 따른 본 발명의 효과는 실내에서 파종 및 모종하여 식물을 재배하는 다단으로 구비되는 메인 재배트레이와 상기 메인 재배트레이의 각단에 적어도 하나 이상으로 적층되고 전방과 좌,우방으로 펼쳐져 확장하는 서브 재배트레인으로 구비하여 상기 다단의 메인 재배트레인과 다단으로 적층된 서브 재배트레이에 의해 식물 재배면적을 확장하여 재배하도록 함으로써 한정된 실내 공간 내에서 다양하고 많은 식물을 재배할 수 있고, 또한 자연에너지 또는 계통전기 중 어느 하나를 이용한 에너지저장장치를 구비함으로써 전력소모가 많은 시간대에 전원을 공급하여 식물을 재배할 수 있게 함으로써 에너지를 절감할 수 있으며, 아울러 재배되는 식물의 생육 조건 및 생장 과정을 모니터하여 음성수단을 알려줌으로써 식물의 생육과 생장조건을 유지하면서 재배할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.
도 1은 본 발명 실내 식물공장용 식물재배장치의 사시도
도 2는 본 발명 실내 식물공장용 식물재배장치의 정면도
도 3은 본 발명 실내 식물공장용 식물재배장치의 요부 확대도
도 4는 본 발명 실내 식물공장용 식물재배장치의 사용상태 사시도
이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 실내 식물공장용 식물재배장치의 사시도이다.
도 1 에 도시한 바와 같이, 본 발명의 식물재배장치(100)는 전체가 사각 형태로 구비되고, 최상부에는 전원을 공급하고 파종 및 모종된 식물의 생육 조건 및 과정을 모니터링하는 전원 및 모니터부(10)가 구비되고, 최하부에는 파종 및 모종된 식물에 양액과 함께 수분을 공급하는 수분공급부(20)가 구비되며, 상기 전원 및 모니터부(10)의 하부와 상기 수분공급부(20)의 상부에 다단으로 구비되고 다단의 각단은 전방 및 좌,우방으로 각각 확장하여 넓은 재배면적으로 파종 및 모종된 식물을 재배하는 재배부(30)를 구비되며, 상기 전원 및 모니터부(10)의 내부에 에너지저장장치(40)와, 음성수단(50)으로 구비된다.
도 2는 본 발명 실내 식물공장용 식물재배장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명 실내 식물공장용 식물재배장치의 요부 확대도이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 전원 및 모니터부(10)는 식물재배장치(100)의 최상부의 내부에 구비되어, 전원을 공급함과 아울러 주변 환경 및 식물의 생장 상태를 감시하게 된다.
상기 전원 및 모니터부(10)는 식물재배장치(100)의 전체에 전원을 공급하는 전원부(11)와, 식물재배장치(100)의 주변환경 및 식물의 생장을 감지하는 센서(12)들과 센서(12)로부터 감지된 신호를 파종 및 모종된 식물의 생장조건이 저장되고 저장된 생장조건으로 제어하는 마이크로프로세서로 구성된 제어부(13)로 구성된다.
여기서 상기 센서(12)는 식물재배장치(100)의 내측 또는 외측에 설치되어 주변환경 온도,습도,광량을 감지함과 아울러 배양토의 수분,양액,오염도 등의 생장조건에 필요한 각종 요소를 감지하게 된다.
따라서 상기 제어부(13)는 센서(12)들로부터 감지되는 주변환경 및 식물생장을 기설정된 식물의 생장조건과 대비하고 제어하여 제어된 신호를 문자 또는 숫자로 표시하는 표시기(14)를 통해서 표시하게 된다.
수분공급부(20)는 식물재배장치(100)의 최하부의 내부에 구비되어, 파종 및 모종된 식물에 양액 및 수분을 공급하게 된다.
상기 수분공급부(20)는 외부로부터 급수 및 양액을 제공받아 저장하고, 저장된 급수 및 양액을 기 설정된 비율로 혼합한 배양액을 생산하며, 생산된 배양액을 파종 및 모종된 식물에 제공한다.
여기서 상기 수분공급부(20)는 저수조(21), 배양액조(22), 혼합조(23), 펌프(24) 및 공급관(25)로 구성된다.
그러므로 상기 수분공급부(20)는 저수조(21) 및 배양액조(22)로부터 제공되는 급수 및 양액을 혼합조(23)에서 혼합하여 배양액을 만들어 펌프(24)로 펌핑하여 공급관(25)을 통해서 공급하게 된다.
여기서 공급관(25)은 후술하는 재배부(30) 각각에 연결되어 수분 및 양액을 공급하게 된다.
재배부(30)는 상기 전원 및 모니터부(10)의 하부와 수분공급부(20)의 상부 사이에 적어도 하나 이상의 다단으로 설치되어 파종 및 모종을 재배하는 메인 재배트레이(31)와 서브 재배트레이(32)로 구비하게 된다.
상기 메인 재배트레이(31)는 상면에 파종 및 모종이 식목되는 토양과 물이 흘러내리지 않도록 가장자리에 턱이 구비된 배양판(301)과, 상기 배양판(301)의 하면에 방열판(302)과 하방으로 광원이 조사되는 램프부(303)를 구비하게 된다.
여기서 상기 방열판(302)는 램프부(303) 점등시 발생하는 열을 흡수하여 배양판(301)으로 방열함으로써, 열로 인한 장치의 온도 상승을 방지하고 램프부(303)의 손상이나 고장을 방지하도록 한다.
상기 램프부(303)는 재배되는 식물에 따라 그에 생육에 맞는 색파장의 광원을 조사할 수 있도록 RGB 엘이디램프 또는 각각의 색파장 엘이디램프로 배열 구비하게 된다.
상기 메인 재배트레이(31)의 하면에는 각각 분리되는 적어도 하나 이상으로 적층 형성되는 서브 재배트레이(32)를 구비하게 된다.
상기 서브 재배트레이(32)의 각각은 상면에 파종 또는 모종을 재배하는 토양과 물이 흘러내리지 않도록 가장자리에 턱이 구비된 배양판(301)과, 상기 재배양(301)의 하면에 방열판(302)과 상기 방열판(302)에 장착되어 하방으로 광원을 조사하는 램프부(303)로 구비되고, 상기 서브 재배트레이(32)는 상기 메인 재배트레이(31)를 기준으로 전방 및 좌,우방 각각으로 슬라이딩하여 펼쳐 확장되게 구비하거나 또는 접이식 중 어느 하나로 펼쳐 확장되게 구비하게 된다.
여기서 상기 서브 재배트레이(32)은 양측단이 식물재배장치(100)의 프레임 양측에 구비된 레일(33)에 삽입 장착되어 상기 서브 재배트레이(32)는 레일(33)을 타고 슬라이딩 되면서 전방과 좌, 우방으로 각각 펼쳐지게 된다.
도 4는 본 발명 실내 식물공장용 식물재배장치의 사용상태 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 식물공장용 식물재배장치(100)의 재배부(30)는 다단으로 구비되고 상면에 배양판(301)과 하면에 방열판(302)과 RGB 엘이디램프의 램프부(303)가 구비된 메인 재배트레이(31)와, 상기 메인 재배트레이(31) 각각의 하면에 적어도 하나 이상으로 적층되고 상면에 배양판(301)과 하면에 방열판(302) 및 램프부(303)가 구비된 서브 재배트레이(32)를 전방 및 좌,우방으로 펼쳐지도록 구비함으로써, 각단의 메인 재배트레이(31)의 배양판(301)은 각각의 메인 재배트레이(31)의 하면에 구비된 램프부(303)의 광원을 받으면서 파종이나 모종된 식물을 재배하게 되고, 상기 각단의 메인 재배트레이(31)의 하면에 적어도 하나 이상으로 적층되어 각각 전방, 좌우방으로 펼쳐진 각각의 서브 재배트레이(32)의 배양판(301)들은 각각 서브 재배트레이(32)의 하면에 구비된 램프부(303)의 광원을 각각 받으면서 파종이나 모종된 식물을 재배하게 된다.
여기서 각각의 메인 재배트레이(31)와 서브 재배트레이(32)의 램프부(303)는수동 조작으로 각각의 트레이를 개별적으로 조명하거나, 접촉스위치를 구비하여 상기 서브 재배트레이(32)의 전방, 좌,우방으로 확장하였을 때 조명하게 구비하게 된다.
이와 같이 상기 식물재배장치(100)는 다단의 재배부(30)와 각단의 재배부(30)의 하면에 적어도 하나 이상으로 구비되고 각각의 하면에는 램프부(303)을 구비되며 전방, 좌, 우방으로 더 확장된 서브 재배트레이(32)에 의해 크게 확장되어 재배할 수 있게 되므로 확장된 재배면적으로 많은 식물을 재배할 수 있게 되는 것이다.
한편 에너지저장장치(40)는 상기 전원 및 모니터부(10)의 내측에 설치되어 실외에 설치된 자연에너지 또는 계통전기로부터 생성된 전기에너지를 저장하는 축전지로 구비하게 된다.
이러한 상기 에너지저장장치(40)는 전력 사용량이 많은 시간대에 수동 또는 자동으로 절환 작동되게 구비하여 사용하거나, 정전이나 기타 전원공급이 부족할 때 절환 작동되게 하여 사용함으로써, 에너지 소비를 절감할 수 있게 된다.
음성수단(50)은 상기 전원 및 모니터부(10)의 내측에 설치되어 각종 센서(12)에 의해 감지된 신호를 제어하는 제어부(13)로부터 제어되어 출력되는 신호를 음성신호로 변환하여 출력하는 스피커로 구비하게 된다.
여기서 상기 음성수단(50)는 상기 전원 및 모니터부(10)의 내부에 구비된 제어부(13)와 연결되어 상기 제어부(13)에서 센서(12)를 통해서 감지된 신호에 따라 식물의 생장조건에 따른 재배에 필요한 수분 및 양액 공급, 광량, 온도, 김매기, 수확 등에 관련된 상황을 생장 과정에 맞추어 주기적으로 음성으로 알려줌으로써, 실내에서도 어려움 없이 많은 식물재배를 할 수 있게 된다.
100; 식물재배장치 10; 전원 및 모니터부
11; 전원부 12; 센서
13; 제어기 14; 표시기
20; 수분공급부 21; 저수조
22; 배양액조 23; 혼합조
24; 펌프 25; 공급관
30; 재배부 31; 메인 재배트레이
301; 배양판 302; 방열판
303; 램프부 32; 서브 재배트레이
33; 레일 40; 에너지저장장치
50; 음성수단

Claims (5)

  1. 다단으로 설치되고 상면에 파종 또는 모종된 식물을 재배하는 재배부를 구비한 식물재배장치에 있어서,
    상기 재배부는 메인 재배트레이와 서브 재배트레이로 구비하되,
    상기 서브 재배트레이는 상기 메인 재배트레이의 하부에 적어도 하나 이상으로 적층되어 전방과 좌, 우방으로 슬라이딩 또는 접이식 중 어느 하나로 펼쳐 확장되게 구비하고,
    상기 메인 재배트레이 각각은 상면에 재배판, 하면에 방열판 및 하방으로 광원이 조사되는 램프부로 구비하는 것을 특징으로 하는 실내 식물공장용 식물 재배 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 재배트레이 각각은 상면에 재배판, 하면에 방열판 및 하방으로 광원이 조사되는 램프부로 구비하는 것을 특징으로 하는 실내 식물공장용 식물 재배 장치.
  4. 삭제
  5. 식물재배장치에 있어서,
    최상부에 전원을 공급하는 전원 및 모니터부와,
    최하부에 수분을 공급하는 수분공급부,
    상기 전원 및 모니터부와 수분공급부 사이에 다단으로 설치되고 상면에 파종 또는 모종된 식물을 재배하는 메인 재배트레이를 구비한 재배부를 포함하고,
    상기 메인 재배트레이의 각단은 적어도 하나 이상으로 적층되어 각각이 전방과 좌, 우방으로 슬라이딩 또는 접이식 중 어느 하나로 펼쳐 확장되는 서브 재배트레이를 포함하며,
    상기 전원 및 모니터부는 자연에너지 또는 계통전기 중 어느 하나의 에너지를 축전하였다가 전력소모가 많은 시간대에 축전된 전원을 공급하는 에너지저장장치와, 상기 재배부의 생장 조건 및 생장과정을 음성으로 알려주는 음성수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 식물공장용 식물 재배 장치.
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