KR101744235B1 - 작물재배기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 채소 또는 딸기, 토마토 등과 같은 과채류를 재배할 수 있는 작물재배기를 개시한다.
본 발명의 작물재배기는, 내부에 토양재가 수용되며 식물재배공간이 제공된 베이스, 베이스를 오픈시키거나 폐쇄하는 개폐도어, 개폐도어를 작동시키는 구동원, 구동원을 제어하는 컨트롤러, 컨트롤러에 의해 제어되며 베이스의 내부로 냉풍 또는 온풍을 공급하는 냉온풍 공급기, 토양재에 수분을 공급하는 수분 공급기, 토양재의 온도를 조절하는 냉난방기를 포함한다.

Description

작물재배기{Apparatus to cultivate plants}

본 발명은 채소 또는 딸기, 토마토 등과 같은 과채류를 재배할 수 있는 작물재배기에 관한 것이다.

일반적으로 작물재배기는 실내 또는 실외에서 채소나 과채류를 재배할 수 있는 장치이다. 이러한 작물재배기는 한국등록특허공보 제10-1214401호에 개시되어 있다. 상술한 공보에는 이동이 가능한 하우징에 틀을 설치하고, 틀에 비닐과 같은 커버를 설치할 수 있으며, 물을 공급할 수 있는 장치를 연결하여 식물을 재배할 수 있는 기술이 개시되어 있다.

상술한 공보에 개시된 기술은 이동이 용이하고 좁은 공간에서 식물을 재배할 수 있는 이점은 있으나, 작물 재배기의 내부 온도를 작물의 생육상태에 적합하도록 조절하기 어려워 생산성이 떨어지며, 다양한 작물을 생산하는데 어려움이 있다. 즉, 무더위가 지속되는 환경에서는 작물의 생육 온도에 적합하도록 작물재배기의 온도를 낮추어 줄 필요가 있고 일교차가 크거나 작물의 생육 온도보다 낮은 환경에서는 작물재배기의 온도를 증대시킬 필요가 있으나 이에 충분하게 대응하지 못하는 문제점이 있다.

한국등록특허공보 제10-1214401호(2012. 4. 2 공개)

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 작물의 생육 온도보다 기온이 높은 무더위가 지속되는 지역이나 또는 작물의 생육 온도 보다 기온이 낮은 지역과 같이 작물의 생육에 맞지 않는 조건을 가진 지역에서도 쉽게 채소 또는 과채류 등을 재배할 수 있는 작물재배기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 기후 조건에 관계없이 다양한 작물을 재배하여 수확할 수 있는 작물재배기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부에 토양재가 수용되며 식물재배공간이 제공된 베이스, 상기 베이스를 오픈시키거나 폐쇄하는 개폐도어, 상기 개폐도어를 작동시키는 구동원, 상기 구동원을 제어하는 컨트롤러, 상기 컨트롤러에 의해 제어되며 상기 베이스의 내부로 냉풍 또는 온풍을 공급하는 냉온풍 공급기, 상기 토양재에 수분을 공급하는 수분 공급기, 상기 토양재의 온도를 조절하는 냉난방기를 포함하는 작물재배기를 제공한다.

상기 베이스는 상부가 오픈된 구조를 이루고, 상기 개폐도어는 상기 베이스의 상부에 식물이 자랄 수 있는 공간을 유지한 상태로 상기 베이스를 폐쇄하거나 또는 상기 베이스의 상부 공간을 오픈시킬 수 있다.

상기 개폐도어는 투명 또는 불투명재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 개폐도어에는 공압에 의해 작동하여 개폐가 이루어지는 공압 액츄에이터가 연결되는 것이 바람직하다.

상기 수분 공급기는 물탱크의 물을 공급하는 펌프, 상기 펌프를 통해 물을 공급받으며, 상기 토양재의 중간부에 수용되어 수분을 토양재에 공급하며 수분 배출공이 제공된 관로, 상기 관로에 결합되며 상기 수분 배출공과 공간을 띄워 배치되는 보호커버를 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 베이스 내부의 온도 및 상기 토양재의 온도와 이미 세팅된 작물의 생육에 적합한 온도를 비교하여, 상기 베이스의 내부 온도 및 상기 토양재의 온도를 세팅된 온도의 범위에 들도록 상기 냉난방기와 상기 냉온풍 공급기를 구동시킬 수 있다.

상기 냉난방기는 상기 냉난방관이 연결되며, 상기 냉난방관은 상기 토양재의 중간부분에 배치되어 상기 토양재와 직접 열전달이 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 실시예는 열대 또는 아열대 기후를 가진 더운 지방에서도 작물재배기를 이용하여 작물의 생육 조건을 맞추어 줌으로써 채소, 과채류 등을 지속적으로 재배하여 생산할 수 있다.

본 발명의 실시예는 기후 조건에 관계없이 다양한 작물을 재배할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 작물재배기의 전체적인 외형을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 도 1에서 작물재배기의 개폐도어가 오픈된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ부를 잘라서 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 토양재에 수분을 공급하는 수분공급기의 일부를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ부를 잘라서 본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ부를 잘라서 본 단면도로, 작물재배기를 도시하고 있다.

본 발명의 실시예의 작물재배기는, 베이스(1), 개폐도어(3), 구동원(5), 컨트롤러(7), 냉온풍 공급기(9), 수분 공급기(11), 그리고 냉난방기(13)를 포함한다.

베이스(1)에는 토양재(W)가 수용되며 식물이 자랄 수 있는 공간이 제공된다. 즉, 베이스(1)에 제공된 토양재(W)의 위에 식물이 심어진다. 이러한 베이스(1)는 반원통형으로 이루어질 수 있으며, 위쪽을 향하는 부분이 개구부로 이루어지는 것이 바람직하다. 물론, 본 발명의 실시예에서는 베이스(1)가 반원통형으로 이루어진 예를 도시하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 사각기둥 또는 직사각기둥이 눕혀져 있는 모양으로 이루어지는 것도 가능하다. 이 경우에는 베이스(1)의 위쪽 면 부분은 오픈된 개구부를 이루는 것이 바람직하다.

베이스(1)의 내부 공간에는 저면에 모래(S)와 자갈이 일정한 높이로 배치될 수 있으며, 그 위부분에 우드칩(Wood chips)이 배치되어 토양재(W)로 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 토양재는 흙과 같이 식물이 뿌리를 내릴 수 있는 부분을 의미한다.

본 발명의 실시예에서 사용되는 우드칩은 나무가 잘게 부숴진 나무 조각 또는 나무 조각을 다시 압축하여 일정한 크기를 가지는 조각으로 가공된 것이 사용될 수 있다. 이러한 우드칩은 수분을 오랫동안 포함할 수 있고 악취 등의 냄새를 줄여 실내에서 토양재로 사용하기에 적당하다.

개폐도어(3)는 베이스(1)의 위부분을 폐쇄하거나 오픈시킬 수 있다. 개폐도어(3)는 대략 반원통형을 길이 방향으로 절단하여 이루어진 모양으로 베이스(1)에 결합된다. 개폐도어(3)는 베이스(1)의 길이 방향과 같은 방향으로 축을 이루어 결합될 수 있다. 즉, 개폐도어(3)는 쌍으로 이루어져 베이스(1)의 양측면으로 회전이동하면서 베이스(1)를 오픈시키거나 또는 폐쇄시킬 수 있다. 물론, 개폐도어(3)가 베이스(1)의 상부를 폐쇄시키는 경우에도, 베이스(1)의 상부에 식물이 자랄 수 있는 공간을 확보하는 것이 바람직하다.

개폐도어(3)는 투명한 재질로 이루어질 수 있으며, 경우에 따라서는 햇빛을 차단하기 위해 불투명재질로 이루어지는 것이 가능하다.

개폐도어(3)는 공압으로 작동하는 액츄에이터와 같은 구동원(5)에 의해 베이스(1)의 상부를 개폐할 수 있다. 즉, 구동원(5)은 콤푸레셔에 의해 압축된 공기에 의해 작동하는 에어실린더 등으로 이루어질 수 있다.

구동원(5)이 공압으로 작동하는 액츄에이터로 이루어지는 경우, 실린더 측은 베이스(1)를 지지하는 프레임(F)에 결합될 수 있고, 실린더를 왕복운동하는 피스톤 측은 그 선단부가 개폐도어(3)에 결합될 수 있다. 그리고 액추에이터로 공급되는 에어 관로에는 제어밸브(도시생략)가 설치되고, 이 제어밸브는 컨트롤러(7)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 컨트롤러(7)의 제어에 의해 공압 엑츄에이터가 작동하면, 개폐도어(3)가 베이스(1)의 위쪽을 오픈시키거나 또는 폐쇄시키면서 베이스(1)의 위쪽 부분에 식물이 자랄 수 있는 공간을 확보할 수 있다.

한편, 베이스(1)에는 냉온풍 공급기(9)가 제공된다. 냉온풍 공급기(9)는 개폐도어(3)가 폐쇄된 상태에서 베이스(1)와 개폐도어(3)가 이루는 공간의 온도를 조절할 수 있다. 즉, 냉온풍 공급기(9)는 컨트롤러(7)에 의해 제어될 수 있으며, 베이스(1)와 개폐도어(3)가 닫혔을 때 이루는 공간의 온도가 작물의 생육 조건보다 지나치게 높으면 차가운 공기를 공급하여 서늘하게 온도를 낮출 수 있고, 반대로 온도가 작물의 생육 조건보다 낮으면 더운 공기를 공급하여 따뜻하게 유지할 수 있다.

이러한 냉온풍 공급기(9)는 냉풍과 온풍이 각각 발생되는 장치가 사용될 수 도 있으며, 하나의 장치로 냉풍 및 온풍을 선택하여 사용할 수 있는 것도 가능하다.

그리고 수분 공급기(11)는 토양재(W)에 수분을 공급하기 위한 것으로, 물탱크(도시생략), 펌프(도시생략), 그리고 관로(15)를 포함할 수 있다(도 4 및 도 5 참조).

그리고 상술한 물탱크는 컨트롤러(7)에 의해 제어될 수 있으며, 필요에 따라 펌프를 구동시켜 물탱크의 물을 관로(15)를 통해 토양재(W)에 공급할 수 있다.

관로(15)는 토양재(W)에 의해 덮혀지며 베이스(1)의 중간 부분에 수평으로 설치될 수 있다. 관로(15)는 여러개가 베이스(1)의 길이 방향을 따라 복수로 나란하게 배치될 수 있다.

그리고 관로(15)에는 다수의 수분 배출공(15a)이 제공된다. 수분 배출공(15a)은 관로(15)로 공급된 물이 토양재(W)에 골고루 스며들도록 관로(15)에 설치된다. 수분 배출공(15a)은 관로(15)의 대략 위쪽에 설치되는 것이 바람직하며, 보호커버(15b)에 의해 구멍이 막히는 것이 방지될 수 있다.

보호커버(15b)는 관로(15)의 길이 방향을 따라 제공되며, 관로(15)에 제공된 수분 배출공(15a)과 일정한 공간이 떨어진 모양으로 결합될 수 있다. 즉, 보호커버(15b)는 관로(15)에 길이 방향을 따라 결합되면서 수분 배출공(15a)에 토양재(W)에 의해 수분 배출공(15a)이 막히지 않도록 수분 배출공(15a)을 덮어주는 역할을 한다.

한편, 냉난방기(13)는 토양재(W)의 온도를 데워주거나 또는 토양재(W)의 온도를 낮추는 역할을 하는데 이용될 수 있다. 냉난방기(13)는 별도의 냉난방장치가 베이스(1)의 내부 하측에 배치될 수 있으며, 이 냉난방장치와 냉난방관(17)이 연결될 수 있다. 냉난방관(17)은 베이스(1)에 내부의 내부 공간에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 냉난방관(17)은 별도의 냉난방장치를 포함하는 예를 설명하였으나, 상술한 냉온풍 공급기(9)에 연결되어 냉난방관(17)이 연결되는 것도 가능하다. 이러한 본 발명의 실시예는 간단한 구성을 통해 베이스(1)와 개폐도어(3)가 이루는 공간의 온도를 조절할 수 있음은 물론 또는 토양재의 온도를 조절할 수 도 있다.

한편, 냉난방관(17)은 상술한 수분공급기(11)의 관로(15) 보다 더 아래쪽에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 냉난방관(17)의 배치 위치는 재배되는 식물의 뿌리에 직접적인 온도의 영향을 미치는 것을 최소화하기 위한 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예인 작물재배기의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예의 작물재배기를 이용하여 채소 또는 과채류를 재배하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예의 작물재배기는 작물의 생육조건 보다 높은 기온을 가진 나라에서와 같이 평균이 기온이 높고, 일교차가 큰 지역에서 사용하는 경우의 예를 들면 다음과 같다.

개폐도어(3)가 오픈되어 있는 상태(도 2 참조)에서 작물을 파종하거나 모종을 심는다. 그리고 작물 재배자는 스위치(SW, 도 6 참조)를 작동시켜 개폐도어(3)를 폐쇄한다. 즉, 스위치(SW)를 작동시키면 컨트롤러(7)는 그 신호를 입력 받아 구동원(5)을 구동시켜 개폐도어(3)가 베이스(1)의 상부를 덮도록 한다.

이러한 상태에서 컨트롤러(7)는 베이스(1)에 설치된 온도센서(19)와 습도센서(21)에 감지된 값을 입력받는다. 그러면 컨트롤러(7)는 작물의 생육에 필요한 세팅값과 비교하여 베이스(1)와 개폐도어(3)가 이루는 공간의 온도를 낮출 필요가 있는 경우, 냉온풍 공급기(9)를 제어한다. 즉, 컨트롤러(7)는 냉온풍 공급기(9)를 제어하여 냉풍이 나오도록 하고, 이 냉풍은 베이스(1)와 개폐도어(3)가 이루는 공간의 온도가 설정값이 될 때까지 온도를 낮춘다. 즉, 컨트롤러(7)는 작물이 생육에 필요한 최적의 온도로 조절한다. 그리고 컨트롤러(7)는 온도센서(19)의 값을 입력받아 토양재(W)의 온도가 작물의 생육에 적정한지를 판단한다. 그리고 토양재(W)의 온도가 지나치게 높은 경우에 냉난방기(13)를 가동하여 냉난방관(17)으로 차가운 유체 또는 공기가 이동할 수 있도록 한다. 그러면 토양재(W)로 작물의 생육에 필요한 적정한 온도를 유지할 수 있다. 물론, 베이스(1)와 개폐도어(3)의 공간 및 토양재(W)의 온도가 작물의 생육에 필요한 온도보다 낮은 경우에는 컨트롤러(7)는 상술한 냉풍을 온풍으로 공급하고, 냉방을 난방으로 바꾸어 작물의 최적의 생육 상태에 적합하게 냉온풍 공급기(9)와 냉난방기(13)를 제어할 수 있다.

그리고 계속해서 컨트롤러(7)는 온도뿐 만 아니라 습도도 조절할 수 있다. 컨트롤러(7)는 습도 센서(21)에 의해 감지된 값을 입력받아 토양재(W)에 수분이 필요한 것으로 판단되는 경우, 펌프를 구동하여 물탱크의 물을 관로(15)로 공급하는 제어를 수행한다. 관로(15)로 공급된 물은 수분 배출공(15a)을 통해 토양재(W)에 공급된다. 토양재(W)는 우드칩과 같은 재질로 이루어지는 수분을 포함하는 함수율이 높아 효율적으로 수분관리를 할 수 있다.

그리고 작물 재배자는 베이스(1)를 감싸고 있는 개폐도어(3)를 오픈할 필요가 있는 경우에는 스위치(SW)를 작동시킨다. 그러면 컨트롤러(7)는 구동원(5)을 제어하여 개폐도어(3)를 오픈시킬 수 있다 이러한 본 발명의 실시예는 실내 또는 실외에서 식물의 생육 조건에 맞게 식물을 재배할 수 있으며, 특히, 일교차가 심하거나 더운 지방에서도 채소, 또는 과채류를 연속으로 재배할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1. 베이스,
3. 개폐도어,
5. 구동원,
7. 컨트롤러,
9. 냉온풍 공급기,
11. 수분 공급기,
13. 냉난방기,
15. 관로, 15a. 수분 배출공, 15b. 보호커버,
17. 냉난방관,
19. 온도센서,
21. 습도센서

Claims (7)

1. 내부에 토양재가 수용되며 식물재배공간이 제공된 베이스,
   상기 베이스를 오픈시키거나 폐쇄하는 개폐도어,
   상기 개폐도어를 작동시키는 구동원,
   상기 구동원을 제어하는 컨트롤러,
   상기 컨트롤러에 의해 제어되며 상기 베이스의 내부로 냉풍 또는 온풍을 공급하는 냉온풍 공급기,
   상기 토양재에 수분을 공급하는 수분 공급기,
   상기 토양재의 온도를 조절하는 냉난방기를 포함하며,
   상기 냉난방기는
   냉난방관이 연결되며,
   상기 냉난방관은
   상기 토양재의 중간부분에 배치되어 상기 토양재와 직접 열전달이 이루어지고,
   상기 컨트롤러는
   상기 토양재의 온도와 이미 세팅된 작물의 생육에 적합한 온도를 비교하여 상기 토양재의 온도를 세팅된 온도의 범위에 들도록 상기 냉난방기를 제어하는 작물재배기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 베이스는
   상부가 오픈된 구조를 이루고,
   상기 개폐도어는
   상기 베이스의 상부에 식물이 자랄 수 있는 공간을 유지한 상태로 상기 베이스를 폐쇄하거나 또는 상기 베이스의 상부 공간을 오픈시키는 작물재배기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 개폐도어는
   투명 또는 불투명재로 이루어지는 작물재배기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 개폐도어에는
   공압에 의해 작동하여 개폐가 이루어지는 공압 액츄에이터가 연결되는 작물재배기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 수분 공급기는
   물탱크의 물을 공급하는 펌프,
   상기 펌프를 통해 물을 공급받으며, 상기 토양재의 중간부에 수용되어 수분을 토양재에 공급하며 수분 배출공이 제공된 관로,
   상기 관로에 결합되며 상기 수분 배출공과 공간을 띄워 배치되는 보호커버를 포함하는 작물재배기.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는
   상기 베이스 내부의 온도와 이미 세팅된 작물의 생육에 적합한 온도를 비교하여, 상기 베이스의 내부 온도를 세팅된 온도의 범위에 들도록 상기 냉온풍 공급기를 구동시키는 작물재배기.
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