KR101769746B1 - 조립 및 설치가 용이한 모듈형 소형식물 재배장치 - Google Patents

조립 및 설치가 용이한 모듈형 소형식물 재배장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조립 및 설치가 용이한 모듈형 소형식물 재배장치에 관한 것으로서, 식물을 재배하기 위한 식물 재배장치에 있어서, 식물 재배장치는, 적층되게 구비되는 한편 그 내부에는 배양액이 공급되는 다수의 배양액 탱크와, 각 배양액 탱크에 구비되는 재배 베드와, 재배 베드 상의 식물에 광을 조사하는 광원을 갖는 재배부; 재배부에 착탈가능하게 결합되는 한편 그 내부에는 배양액이 저장되는 저장탱크와, 저장탱크에 구비되어 배양액을 재배부의 배양액 탱크로 공급하는 펌프를 갖는 저장부; 및 재배부에 착탈가능하게 결합되는 한편 식물 재배장치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 모듈형 소형식물 재배장치를 제공한다.

Description

조립 및 설치가 용이한 모듈형 소형식물 재배장치{Plants Cultivation Apparatus}
본 발명은 모듈형 소형식물 재배장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식물 재배장치를 용이하게 조립하여 설치할 수 있도록 모듈화한 조립 및 설치가 용이한 모듈형 소형식물 재배장치에 관한 것이다.
오늘날 산업이 발전하고 인구가 증가함에 따라 각종 공장시설의 확장과 주택의 건설로 농경지나 청정 지역이 감소하고 있는 추세이며, 특히 화학약품 등의 사용으로 농작물을 재배하는 농경지가 척박해짐은 물론 각종 산업 공해의 증가로 청정 농산물이나 각종 식물의 재배가 날로 어려워지고 있다.
이러한 환경오염에 따라 청정 농산물이나 각종 식물을 재배하기 위한 관심이 급증하고 있다.
한편, 이러한 점을 감안하여 종래에는 한국 공개특허 제10-2012-0074075호에 모듈식 식물공장이 개시되어 있다.
이러한 식물공장은 유리 온실이나 외부와 격리된 건물 내에서 작물이 생장할 수 있는 재배 조건을 맞추어 줌으로써 원하는 작물을 기후나 계절의 변화에 관계없이 안정적으로 생산할 수 있도록 해주는 설비이다.
하지만, 이러한 식물공장은 넓은 공간이 반드시 확보되어야 하는 문제가 있다. 즉, 넓은 경작지에 유리 온실이나 비닐하우스 등과 같은 식물공장을 별도로 지어야 하거나 또는 내부가 비어 있는 건물 등이 요구되는 단점이 있고, 급수시설 역시 넓은 점유공간을 커버할 수 있어야 하므로 식물공장에 구비되는 모든 시설들이 대형화될 수밖에 없으며, 이로 인해 많은 생산비가 소요되는 단점이 있다.
이상 설명한 바와 같은 식물 재배장치 및 이에 대한 기술은 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
한국 공개특허 제10-2012-0074075호
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 식물을 재배할 수 있는 식물 재배장치를 모듈화하여 조립 및 설치가 용이하고, 콤팩트화되어 장소와 공간에 구애를 받지 않으며, 가격 경쟁력이 우수한 모듈형 소형식물 재배장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적은, 식물을 재배하기 위한 식물 재배장치에 있어서, 식물 재배장치는, 적층되게 구비되는 한편 그 내부에는 배양액이 공급되는 다수의 배양액 탱크와, 각 배양액 탱크에 구비되는 재배 베드와, 재배 베드 상의 식물에 광을 조사하는 광원을 갖는 재배부; 재배부에 착탈가능하게 결합되는 한편 그 내부에는 배양액이 저장되는 저장탱크와, 저장탱크에 구비되어 배양액을 재배부의 배양액 탱크로 공급하는 펌프를 갖는 저장부; 및 재배부에 착탈가능하게 결합되는 한편 식물 재배장치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 모듈형 소형식물 재배장치에 의해 달성된다.
그리고, 저장부의 펌프에는 재배부 최상단부의 배양액 탱크로 배양액을 공급하는 입수관이 구비되고, 적층된 각 배양액 탱크 사이에는 상부의 배양액 탱크로 공급된 배양액을 하부의 배양액 탱크로 공급하는 출수관이 구비될 수 있다.
또한, 상기와 같이 적층된 각 배양액 탱크 사이에 구비되는 각 출수관에는 배양액의 압력에 의해 개폐되는 다이아프램 펌프가 구비될 수 있고, 각 배양액 탱크 사이의 출수관은 양측으로 교번되게 구비되는 것이 바람직하다.
게다가, 적층된 각 배양액 탱크에는 그 내부로 공급된 배양액의 수위를 감지하는 수위레벨센서가 구비되고, 저장부에는 저장탱크 내에 저장된 배양액의 농도를 측정하는 센서가 구비되며, 재배부에는 재배부 내의 습도를 조절하는 배기팬이 구비될 수 있다.
본 발명의 조립 및 설치가 용이한 모듈형 소형식물 재배장치에 따르면, 식물 재배장치가 조립 및 설치가 용이한 모듈화 됨으로써 원하는 식물을 손쉽게 재배할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명에 따르면, 식물 재배장치가 소형으로 콤팩트화되어, 공간을 많이 차지하지 않으므로 장소나 공간적인 제약이 최소화되어 설치 및 사용이 용이하고, 우수한 가격 경쟁략을 가질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 재배장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 재배장치에 구비되는 재배부의 내부 구성도이다.
도 3은 도 2의 재배부에 구비되는 재배 베드와 배양액 탱크의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 재배장치에 구비되는 저장부의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 재배장치의 제어부의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
첨부도면 도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 모듈형 소형식물 재배장치를 도시한 도면들이다.
본 발명에 따른 식물 재배장치(100)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 식물이 재배 및 성장되는 재배부(200)와, 재배부(200) 하부에 구비되어 재배부(200) 내의 식물에 배양액을 공급하기 위한 저장부(300)와, 재배부(200)의 일측편에 구비되어 재배부(200) 및 저장부(300)의 작동을 제어하는 제어부(400)를 포함한다.
이러한 재배부(200)와 저장부(300) 및 제어부(400)는 볼트로서 착탈가능하게 결합됨으로써, 조립 및 설치가 용이하게 된다.
재배부(200)는 그 내부에 식물이 구비되어 성장되는 부분으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 전면에 개폐가능한 도어(210)가 구비되고, 도어(210)에는 재배부(200)의 내부를 육안으로 확인할 수 있는 투명창(211)이 구비된다.
그리고, 재배부(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 그 내부에 제 1,2,3 배양액 탱크(220)(221)(222)가 상하로 이격되어 적층되게 구비되고, 각 배양액 탱크(220)(221)(222) 내에는 배양액이 공급되며, 이러한 제 1,2,3 배양액 탱크(220)(221)(222)는 다수의 지지바(240)에 의해 지지되게 설치됨으로써 재배부(200) 내에 정위치로 고정되어 구비된다.
또한, 각 배양액 탱크(220)(221)(222)의 상단부에는 식물을 재배하기 위한 재배 베드(230)가 각각 구비되고, 이 재배 베드(230) 역시도 지지바(240)에 의해 지지되어 각 배양액 탱크(220)(221)(222) 상에 정위치로 고정되어 구비된다.
한편, 재배 베드(230)는 평판의 스티로폼으로 구비될 수 있고, 그 표면에는 도 3에서와 같이 식물의 뿌리가 관통할 수 있는 다수의 통공(231)이 형성되고, 재배 베드(230)의 일측에는 각 배양액 탱크(220)(221)(222)에 공급된 배양액의 수위를 검출할 수 있는 수위레벨센서(280)(281)(282)가 각각 구비된다.
특히, 재배부(200)에는 후술될 저장부(300)의 수중펌프(330)와 연결되어 재배부(200) 최상단부의 배양액 탱크 즉 제 1 배양액 탱크(220) 내로 저장부(300)의 배양액을 공급하는 입수관(250)이 구비되고, 입수관(250) 반대편의 제 1 배양액 탱크(220)에는 그 내부로 공급된 배양액을 하부의 배양액 탱크로 배출하여 공급하는 제 1 출수관(260)이 구비된다.
이러한 출수관(260)(261)(262)은 각 배양액 탱크(220)(221)(222)마다 구비되어, 제 1 배양액 탱크(220) 내의 배양액은 제 1 출수관(260)을 통해 제 2 배양액 탱크(221)로 공급되고, 제 2 배양액 탱크(221) 내의 배양액은 제 2 출수관(261)을 통해 제 3 배양액 탱크(222)로 공급되며, 제 3 배양액 탱크(222) 내의 배양액은 제 3 출수관(262)을 통해 후술될 저장부(300)의 저장탱크(320)로 리턴되어 공급된다.
그리고, 상기와 같이 각 배양액 탱크(220)(221)(222)마다 구비되는 출수관(260)(261)(262)은 그 위치가 양측으로 교번되게 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 도 2 및 도 3에서와 같이, 제 1 출수관(260)이 재배부(200)의 오른편에 구비되면, 제 2 출수관(261)은 왼편에, 제 3 출수관(262)은 다시 오른편 측으로 구비되는 것이 바람직하다. 이는, 공급되는 배양액이 해당 배양액 탱크(220)(221)(222)의 전 내부를 흘러 일정 수위로 채워진 후 반대편으로 배출되도록 함으로써, 배양액 탱크(220)(221)(222)에 배양액이 충분히 채워질 수 있도록 한 것이다.
한편, 상기한 각 출수관(260)(261)(262)에는 다이아프램 펌프(270)(271)(272)가 각각 구비되고, 다이아프램 펌프(270)(271)(272)는 각각의 출수관(260)(261)(262)을 통해 이에 작용하는 배양액의 압력에 의해 개폐된다. 즉, 다이아프램 펌프(270)(271)(272)는 배양액이 배양액 탱크(220)(221)(222)에 일정 수위 이상 공급되면, 이때 출수관(260)(261)(262)을 통해 다이아프램 펌프(270)(271)(272)에 작용하는 배양액의 압력이 다이아프램 펌프(270)(271)(272)에 설정된 압력값보다 크기 때문에, 폐쇄되어 있던 다이아프램 펌프(270)(271)(272)가 작동되어 출수관(260)(261)(262)의 유로를 개방시키도록 설정된다.
또한, 이와 같은 다이아프램 펌프(270)(271)(272)는 예설정된 이상의 압력이 작용하면, 다이아프램 펌프(270)(271)(272)가 자동적으로 개방되지만, 후술될 제어부(400)의 제어작동에 의해서 다이아프램 펌프(270)(271)(272)가 강제로 개방되게 설정될 수도 있다.
그리고, 상기와 같은 재배부(200)의 내측 상면 즉 천장면에는 식물에 광을 제공하여 식물의 성장을 돕는 광원(290)이 구비되고, 이러한 광원(290)은 엘이디 또는 식물 생장용 형광등으로 구비될 수 있다. 본 발명의 식물 재배장치(100)의 가격 경쟁면을 고려할 시에는 상대적으로 저렴한 형광등으로 광원(290)을 구비하는 것이 좋다.
이러한 재배부(200)의 일측 상단부에는 재배부(200) 내의 습기를 배출시켜 습도를 조절하기 위한 배기팬(201)이 구비될 수 있고, 이러한 배기팬(201)은 재배부(200) 내의 습도를 감지하는 후술될 제어부(400)에 의해 작동된다.
저장부(300)는 재배부(200) 내의 식물에 영양분인 배양액을 공급하기 위한 부분으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 그 전면에는 개폐가능한 도어(310)가 구비되고, 하면에는 이동성이 좋은 캐스터(340)가 구비된다.
그리고, 이와 같은 저장부(300) 내에는 배양액이 저장되는 저장탱크(320)가 구비되고, 저장탱크(320) 내에는 배양액을 재배부(200)의 제 1 배양액 탱크(220)로 공급하기 위한 수중펌프(330)가 구비된다. 수중펌프(330)에는 전술한 입수관(250)이 구비되어 배양액을 제 1 배양액 탱크(220)로 공급할 수 있게 된다.
또한, 저장탱크(320)의 상면에는 저장탱크(320) 내로 배양액 및 원수를 주입할 수 있는 주입구(321)와, 저장탱크(320) 내의 배양액의 ph 농도와 이온 농도를 감지하는 ph 농도 및 EC 센서(322)가 구비된다.
제어부(400)는 재배부(200) 및 저장부(300) 등의 식물 재배장치(100)의 작동을 전반적으로 제어하는 부분으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 그 일측면에는 각종 기기를 제어 및 작동시키기 위한 제어기판(410)이 구비되고, 타측면 상단부에는 제어부(400)를 냉각시킬 수 있는 쿨링팬(420)이 구비되어, 제어부(400)에서 발생된 열을 냉각시키게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 모듈형 소형식물 재배장치의 작용효과를 설명한다.
식물 재배장치(100)에 구성되는 재배부(200)의 각 배양액 탱크(220)(221)(222) 상에 구비되는 재배 베드(230)의 각 통공(231)에 재배하고자 하는 식물의 뿌리를 관통시켜 구비하고, 저장부(300)에는 주입구(321)를 통해 저장탱크(320)로 배양 원액과 원수를 공급하여 혼합한다.
이 상태에서 식물 재배장치(100)에 전원을 공급하면, 재배부(200)의 상면 즉 천장면에 구비된 광원(290)이 점등되어 식물의 생장에 필요한 광을 조사하게 된다.
한편, 상기와 같이 공급된 배양액과 원수의 혼합 농도는 저장탱크(320)의 센서(322)에 의해 센싱되어 제어부(400)로 출력되고, 이에 제어부(400)는 예입력된 농도에 맞게 배양액 또는 원수의 공급량을 조절하여 농도를 맞춘 후, 저장탱크(320) 내의 수중펌프(330)를 작동시켜 저장탱크(320)의 배양액을 입수관(250)을 통해 재배부(200) 최상단부에 구비된 제 1 배양액 탱크(220)로 공급한다.
제 1 배양액 탱크(220)로 공급된 배양액은 재배 베드(230)에 구비된 수위레벨센서(322)에 의해서 공급되는 배양액의 수위가 지속적으로 검출되고, 공급되는 배양액이 제 1 배양액 탱크(220)에 넘칠 경우에는 제어부(400)가 수중펌프(330)의 작동을 강제로 정지시키게 된다.
한편, 상기와 같이 제 1 배양액 탱크(220)로 공급된 배양액은 재배 베드(230)의 통공(231)을 관통한 식물의 뿌리를 통해 영양분을 공급하게 된다.
그리고, 제 1 배양액 탱크(220)로 공급된 배양액이 제 1 배양액 탱크(220)에 설정된 수위 이상 차게 되면, 이때 제 1 출수관(260)을 통해 제 1 다이아프램 펌프(270)에 작용하는 배양액의 압력이 제 1 다이아프램 펌프(270)에 예설정된 압력보다 높으므로 폐쇄되어 있던 제 1 다이아프램 펌프(270)가 작동되어 제 1 출수관(260)의 유로를 개방시키게 된다.
따라서, 제 1 배양액 탱크(220) 내에 일정 수위 이상으로 공급되는 배양액은 개방된 제 1 다이아프램 펌프(270)를 통해 제 1 출수관(260)을 지나 제 2 배양액 탱크(221)로 공급되고, 제 2 배양액 탱크(221)로 공급된 배양액 역시도 이와 동일한 작동으로 개방된 제 2 다이아프램 펌프(271)를 통해 제 2 출수관(261)을 지나 제 3 배양액 탱크(222)로 공급되며, 제 3 배양액 탱크(222)로 공급된 배양액도 전술한 바와 같은 동일한 작동으로 개방된 제 3 다이아프램 펌프(272)를 통해 제 3 출수관(262)을 지나 저장부(300)의 저장탱크(320)로 리턴되어 공급된다.
한편, 상기와 같이 작동되는 재배부(200)는 그 내부의 습도가 높을 경우, 이를 제어부(400)가 감지하여 배기팬(201)을 작동시킴으로써 재배부(200) 내의 습기를 외부로 배출시켜 재배부(200)의 습도를 조절하게 된다.
물론, 이러한 식물 재배장치(100)의 일련의 작동은 모두 제어부(400)를 통해 제어되는 바, 제어부(400)는 재배부(200)와 제어부(400)의 온도 및 습도 뿐만 아니라 각 펌프(270)(271)(272)(330)의 작동과, 배양액의 농도 조절 및 광원(290)의 밝기를 시간대 별로 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명의 식물 재배장치(100)를 통해 식물을 손쉽게 재배할 수 있을 뿐 아니라 식물 재배장치(100)를 구성하는 재배부(200)와, 저장부(300), 제어부(400)가 각각 볼트로서 결합되어 구비되므로 조립 및 설치가 용이하다.
그리고, 이상과 같은 본 발명에 따른 식물 재배장치(100)는 여러 개를 병렬 연결하여 운용할 수도 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 재배장치 200 : 재배부
201 : 배기팬 210 : 도어
211 : 투명창 220,221,222 : 배양액 탱크
230 : 재배 베드 231 : 통공
240 : 지지바 250 : 입수관
260,261,262 : 출수관 270,271,272 : 다이아프램 펌프
280,281,282 : 수위레벨센서 290 : 광원
300 : 저장부 310 : 도어
320 : 저장탱크 321 : 주입구
322 : 센서 330 : 수중펌프
340 : 캐스터 400 : 제어부
410 : 제어기판 420 : 쿨링팬

Claims (7)

  1. 식물을 재배하기 위한 식물 재배장치에 있어서,
    식물 재배장치는,
    적층되게 구비되는 한편 그 내부에는 배양액이 공급되는 다수의 배양액 탱크와, 각 배양액 탱크에 구비되는 재배 베드와, 재배 베드 상의 식물에 광을 조사하는 광원을 갖는 재배부;
    재배부에 착탈가능하게 결합되는 한편 그 내부에는 배양액이 저장되는 저장탱크와, 저장탱크에 구비되어 배양액을 재배부의 배양액 탱크로 공급하는 수중펌프를 갖는 저장부; 및
    재배부에 착탈가능하게 결합되는 한편 식물 재배장치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 저장부의 펌프에는 재배부 최상단부의 배양액 탱크로 배양액을 공급하는 입수관이 구비되고,
    적층된 각 배양액 탱크 사이에는 상부의 배양액 탱크로 공급된 배양액을 하부의 배양액 탱크로 공급하는 출수관이 구비되되.
    상기 적층된 각 배양액 탱크 사이에 구비되는 각 출수관에는 배양액의 압력에 의해 개폐되는 다이아프램 펌프가 구비되는 한편,
    상기 저장부에는 저장탱크 내에 저장된 배양액의 농도를 측정하는 센서가 구비되는 모듈형 소형식물 재배장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    각 배양액 탱크 사이의 출수관은 양측으로 교번되게 구비되는 모듈형 소형식물 재배장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    적층된 각 배양액 탱크에는 그 내부로 공급된 배양액의 수위를 감지하는 수위레벨센서가 구비되는 모듈형 소형식물 재배장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    재배부에는 재배부 내의 습도를 조절하는 배기팬이 구비되는 모듈형 소형식물 재배장치.
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