KR101837989B1 - 식물 재배 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물 재배 장치를 제공한다.
상기 식물 재배 장치는 내부에 식물이 재배되는 재배실의 적어도 일측벽에 형성되며, 내부에 양액이 저장되는 양액저장공간이 형성되는 양액저장 벽체부;와, 상기 양액저장공간과 연통되어 상기 양액저장공간에 수용된 양액이 공급되는 양액수용공간을 구비하며, 상기 양액저장 벽체부와 일체로 형성된 재배선반부;와, 상기 양액저장 벽체부와 상기 재배선반부 사이에 형성되며, 상기 재배선반부로 공급되는 양액의 양을 조절하는 양액조절부;와, 상기 재배선반부에서 재배되는 식물에 빛을 조사하는 적어도 하나 인공광원부;로 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 식물이 재배되는 재배선반과 재배실의 벽체를 일체로 형성하며, 벽체에 양액을 저장하므로 양액주입시설이 별도로 필요하지 않아 공간활용을 극대화하면서 설비비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 벽체에 저장되는 양액으로 인하여 별도의 단열설비 없이도 다수의 재배실 간의 온도전달을 최소화하여 단열효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.
상기 식물 재배 장치는 내부에 식물이 재배되는 재배실의 적어도 일측벽에 형성되며, 내부에 양액이 저장되는 양액저장공간이 형성되는 양액저장 벽체부;와, 상기 양액저장공간과 연통되어 상기 양액저장공간에 수용된 양액이 공급되는 양액수용공간을 구비하며, 상기 양액저장 벽체부와 일체로 형성된 재배선반부;와, 상기 양액저장 벽체부와 상기 재배선반부 사이에 형성되며, 상기 재배선반부로 공급되는 양액의 양을 조절하는 양액조절부;와, 상기 재배선반부에서 재배되는 식물에 빛을 조사하는 적어도 하나 인공광원부;로 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 식물이 재배되는 재배선반과 재배실의 벽체를 일체로 형성하며, 벽체에 양액을 저장하므로 양액주입시설이 별도로 필요하지 않아 공간활용을 극대화하면서 설비비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 벽체에 저장되는 양액으로 인하여 별도의 단열설비 없이도 다수의 재배실 간의 온도전달을 최소화하여 단열효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 식물 재배 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 공간활용을 높이고 다양한 품종의 작물생산이 가능한 식물 재배 장치에 관한 것이다.
식물공장(Plant Factory)은 시설 내에서 식물의 발육에 필요한 환경을 조명이나 공조, 양액 공급 등에 의해 인공적으로 제어하고 계절에 상관없이 연속적으로 생산할 수 있는 시스템이다. 이른바 공장제 생산 시스템을 도입한 농업방식으로 노지재배와 수경재배 다음으로 등장하였고, 환경 제어 기술이 고도로 발달되었음을 반영하는 농업방식이다.
식물공장은 모든 환경조건이 인공적으로 제어되는 시설 내부에서 작물이 재배되므로 연중 안정적인 생산이 가능하다. 그리고, 체계적인 생산 설비에서 작물이 재배, 수확되므로 재배작물을 규격화 및 정량화할 수 있다. 또한, 소비자 수요 트렌드의 변화 등에 대응한 신속한 재배 품목교체 등이 보다 수월하게 이루어질 수 있으므로 기존의 노지재배에 비해 훨씬 개선된 시장 대응 능력을 보유할 수 있다.
우리나라의 경우, 한정된 국토와 고밀도 인구로 인하여 지속가능한 식량공급을 실현하기 위해 식물공장을 실용화, 보급화할 필요가 있다.
종래 식물공장 시스템은 대체로 재배선반을 재배실의 중간에 배치하고 배양액을 주입하는 시설을 별도로 설치한다.
그런데, 이 경우 양액탱크나 양액공급관 등 식물에 양액을 주입하기 위한 양액주입시설을 위한 별도의 작업이 필요하며 이를 위한 추가적인 비용이 드는 문제가 있다. 또한, 양액보관을 위하여 별도로 공간확보가 필요한 단점이 있다.
한편, 식물공장의 한 층에서 여러 종류의 작물을 재배하고자 할 때, 작물의 종류에 따라 온도나 양액의 종류 등 각 실의 환경은 다르게 유지되어야 한다. 그러나, 각 실의 환경을 다르게 유지하기 위하여 별도로 단열시설 등이 필요하며 이를 위하여 별도의 추가비용이 들게 되어 실용화되는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 공간활용을 극대화하면서 설비비용을 절감하는 식물 재배 장치를 제공하는 데에 있다.
또한 본 발명은 일 측면으로써, 별도의 단열설비 없이도 다수의 재배실 간의 온도전달을 최소화하여 단열효과를 얻을 수 있는 식물재배장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 내부에 식물이 재배되는 재배실의 적어도 일측벽에 형성되며, 내부에 양액이 저장되는 양액저장공간이 형성되는 양액저장 벽체부;와, 상기 양액저장공간과 연통되어 상기 양액저장공간에 수용된 양액이 공급되는 양액수용공간을 구비하며, 상기 양액저장 벽체부와 일체로 형성된 재배선반부;와, 상기 양액저장 벽체부와 상기 재배선반부 사이에 형성되며, 상기 재배선반부로 공급되는 양액의 양을 조절하는 양액조절부;와, 상기 재배선반부에서 재배되는 식물에 빛을 조사하는 적어도 하나 인공광원부;를 포함하는 식물 재배 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 재배실은 다수 개로 이루어지며, 상기 다수의 재배실의 양액저장 벽체부에는 서로 종류의 양액이 저장될 수 있다.
한편 바람직하게, 상기 인공광원부는 다수의 LED가 배열된 PCB기판을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 재배선반부는 복수의 층으로 배치되며, 상기 인공광원부는 상기 재배선반부 하부에 일체로 결합될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 식물 재배 장치에 의하면, 식물이 재배되는 재배선반과 재배실의 벽체를 일체로 형성하며, 벽체에 양액을 저장하므로 양액주입시설이 별도로 필요하지 않아 공간활용을 극대화 함과 동시에 설비비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 벽체에 저장되는 양액으로 인하여 별도의 단열설비 없이도 다수의 재배실 간의 온도전달을 최소화하여 단열효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 부분확대 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 부분확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 식물 재배 장치의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
본 발명의 일실시예에 의한 식물 재배 장치(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 같이, 양액저장 벽체부(120)와, 재배선반부(130)와, 양액조절부(150)와, 인공광원부(170)로 구성될 수 있다.
상기 양액저장 벽체부(120)는, 내부에 식물이 재배되는 재배실(110)의 적어도 일측벽에 형성되며, 내부에 양액이 저장되는 양액저장공간(121)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 양액저장 벽체부(120)는 마주보는 한쌍의 내측벽과 외측벽이 서로 이격되게 배치된 이중벽 구조로 되어 있고, 상기 내측벽과 외측벽 사이에는 양액저장공간(121)이 형성될 수 있다.
상기 양액저장공간(121)은 상하로 관통된 형태를 이루며, 내측벽에는 후술하는 재배선반부(130)의 양액수용공간(131) 개구부가 형성될 수 있다.
이와 같이, 식물에 공급되는 양액을 재배실(110)의 벽체에 저장함으로써 별도의 양액저장탱크가 필요하지 않으므로, 상기 재배실(110) 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
또한, 상기 양액저장 벽체부(120)는 상기 양액저장공간(121)에 양액을 저장함으로써 상기 양액이 각 실의 온도를 유지시켜주는 단열재 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 상기 재배실(110)이 다수로 형성되는 경우 각 재배실(110)의 온도를 다르게 유지할 수 있어, 각각의 재배실(110)에서 다른 품종의 식물을 재배하는 것을 용이해 질 수 있다.
한편, 상기 재배선반부(130)는, 상기 양액저장공간(121)과 연통되어 상기 양액저장공간(121)에 수용된 양액이 공급되는 양액수용공간(131)을 구비하며, 상기 양액저장 벽체부(120)와 일체로 형성될 수 있다.
상기 재배선반부(130)에는 식물(P)이 재배될 수 있으며, 도 1에 도시된 실시예와 같이, 수직적, 수평적으로 다수의 층과 열로 구비될 수 있다. 이때, 상기 재배선반부(130)에서 식물이 재배되는 방법은 예를 들어 수경재배일 수 있으며, 고형 배지 등을 이용하여 식물을 재배할 수 있다.
그리고, 상기 재배선반부(130)의 일측은 상기 양액저장벽체부(120)와 연결되도록 설치할 수 있고, 상기 재배선반부(130)에는 양액을 수용할 수 있는 상기 양액수용공간(131)이 구비될 수 있다.
상기 양액수용공간(131)은 상기 양액저장공간(121)과 연통되도록 구비되어 상기 양액저장공간(121)에 저장된 양액이 상기 양액수용공간(131)으로 공급되어 식물에 공급될 수 있다. 이때, 상기 양액저장 벽체부(120)에는 최상층의 상기 재배선반부(130)에 양액을 공급할 수 있도록 양액의 양을 가득 채워넣는 것이 바람직하다.
한편, 상기 양액조절부(150)는 상기 양액저장 벽체부(120)와 상기 재배선반부(130) 사이에 형성되며, 상기 재배선반부(130)로 공급되는 양액의 양을 조절하도록 구비될 수 있다.
즉, 상기 양액조절부(150)는 상기 양액저장 벽체부(120)의 내측벽에 형성된 상기 재배선반부(130) 개구부에 형성되어, 상기 양액저장 벽체부(120)에서 상기 재배선반부(130)로 공급되는 양액의 양을 조절할 수 있다.
이때, 상기 양액조절부(150)는 상기 양액저장 벽체부(120)로부터 상기 재배선반부(130)로의 양액공급을 조절할 수 있다면, 제한없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 정량공급밸브나, 소정시간 개방하도록 조절되는 판막 등이 다양하게 적용될 수 있으며, 상기 양약조절부의 제어 또한 자동이나 수동으로 조절할 수 있다.
한편, 상기 인공광원부(170)는 상기 재배선반부(130)에서 재배되는 식물에 빛을 조사하도록 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
이때, 상기 인공광원부(170)의 종류에는 제한이 없으며, 상기 재배선반부(130)에서 재배되는 식물의 성장에 필요한 광량을 공급할 수 있다면 일반적인 형광등이나 백열등 또는 LED 램프 등이 다양하게 적용될 수 있다.
한편, 상기 재배실(110)은 다수 개로 이루어지며, 상기 다수의 재배실(110)의 양액저장 벽체부(120)에는 서로 종류의 양액이 저장될 수 있다.
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 같이, 본 발명에 의한 식물 재배 장치(100)는 상기 재배실(110)을 다수 개로 형성하여 각 재배실(110)에 다양한 식물을 재배하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 다수의 재배실(110)의 상기 양액저장 벽체부(120)에 저장되는 양액은 상기 각각의 재배실(110)에서 재배되는 식물의 종류에 따라 다른 종류로 저장될 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 좌측의 재배실(110a)의 상기 양액저장 벽체부(120)에 저장되는 양액(10a)과 우측의 재배실(110b)에 저장되는 양액(10b)은 다른 종류로 구성될 수 있다. 이에 따라, 좌측의 재배실(110)과 우측의 재배실(110)에서 재배되는 식물에 맞게 양액을 공급할 수 있다.
또한, 상기 양액저장 벽체부(120)에 저장되는 양액(10a,10b)이 각 재배실(110a,110b)의 온도를 유지시켜주는 단열재 역할을 하게 되므로, 별도의 단열시설 없이도 상기 각각의 재배실(110a,110b)의 온도가 유지될 수 있다. 따라서, 각 재배실(110a,110b)에서 재배되는 각각의 식물에 맞게 설정한 온도가 유지되는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 인공광원부(170)는 다수의 LED가 배열된 PCB기판(Printed Circuit Board)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 LED(Light-Emitting Diode; 발광소자)는 식물에 필요한 파장과 광량을 다른 광원보다 더 효율적으로 조절할 수 있어 식물의 광합성작용을 활발하게 할 수 있다. 상기 광원부는 이러한 LED를 PCB기판에 다수 개를 부착하여 형성될 수 있다.
이때, 상기 광원부에 포함된 LED는 예를 들어, 백색LED, 청색LED, 적색LED를 포함하여 구성될 수 있다. 일반적으로 식물재배장치의 광원은 식물의 광합성 및 생육에 필요한 빛을 제공하는데, 식물은 그 종류와 생육상태에 따라 각각 선호하는 빛의 파장이 상이하며, 특히 식물의 광합성 작용에는 빛의 스펙트럼 분포의 청색이나 적색을 흡수하고 녹색이 반사된다. 따라서, 본 발명에 의한 식물재배장치에서는 식물의 빛에 대한 특성을 최대한 이용하며 식물이 필요로 하는 파장을 많이 포함한 색광을 적절하게 공급하기 위하여 청색 및 적색광을 발하는 LED를 포함하여 구성될 수 있다.
다만, 상기 인공광원부(170)는 상기 LED가 배열된 PCB기판을 포함한 광원부에 한정되는 것은 아니며, 백열등, 형광등, 할로겐램프 등의 광원이 다양하게 적용될 수 있다.
한편, 상기 재배선반부(130)는 복수의 층으로 배치되며, 상기 인공광원부(170)는 상기 재배선반부(130) 하부에 일체로 결합될 수 있다.
즉, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상부 재배선반부(130)의 하측에는 상부 인공광원부(170a)가 일체로 결합되며, 상기 상부 인공광원부(170a)의 하부에는 이격되게 하부 재배선반부(130b)가 설치되며 상기 하부 재배선반부(130b) 하측에는 하부 인공광원부(170b)가 일체로 설치될 수 있다.
이에 따라, 상기 상부 인공광원부(170a)는 상기 하부 재배선반부(130b)에서 재배되는 식물에 광원을 조사함과 동시에 상기 상부 재배선반부(130a)에서 재배되는 식물에 열원을 제공할 수 있다. 이에 따라 상기 상부 재배선반부(130a)에서 재배되는 식물은 광합성을 하는데 적절한 온도를 유지할 수 있는 이점이 있다.
단, 최상부의 인공광원부(170)는 최상층의 상기 재배선반부(130)에 광원을 조사하도록 천장에 구비될 수 있으며, 최하층의 재배선반부(130) 하부에는 상기 인공광원부(170)가 결합되지 않을 수 있다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100 : 식물 재배 장치 110 : 재배실
120 : 양액저장 벽체부 130 : 재배선반부
133 : 지지프레임 150 : 양액조절부
170 : 인공광원부
120 : 양액저장 벽체부 130 : 재배선반부
133 : 지지프레임 150 : 양액조절부
170 : 인공광원부
Claims (4)
- 내부에 식물이 재배되는 재배실의 적어도 일측벽에 형성되며, 내부에 양액이 저장되는 양액저장공간이 형성되는 양액저장 벽체부;
상기 양액저장공간과 연통되어 상기 양액저장공간에 수용된 양액이 공급되는 양액수용공간을 구비하며, 상기 양액저장 벽체부와 일체로 형성된 재배선반부;
상기 양액저장 벽체부와 상기 재배선반부 사이에 형성되며, 상기 재배선반부로 공급되는 양액의 양을 조절하는 양액조절부; 및,
상기 재배선반부에서 재배되는 식물에 빛을 조사하는 적어도 하나 인공광원부;
를 포함하고,
상기 양액저장 벽체부는 마주보는 한쌍의 내측벽과 외측벽이 서로 이격되게 배치된 이중벽 구조로 되어 있고, 상기 내측벽과 외측벽 사이에 상기 양액저장공간이 형성되어 상하로 관통된 형태를 이루며,
상기 재배선반부는 내부에 구비된 상기 양액수용공간이 상기 양액저장공간과 연통되도록 일측이 상기 양액저장 벽체부와 연결되며, 상기 양액저장공간에 저장된 양액이 상기 양액수용공간으로 공급되어 상기 식물로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 식물 재배 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 재배실은 다수 개로 이루어지며, 상기 다수의 재배실의 양액저장 벽체부에는 서로 다른 종류의 양액이 저장되는 것을 특징으로 하는 식물 재배 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 인공광원부는 다수의 LED가 배열된 PCB기판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 식물 재배 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재배선반부는 복수의 층으로 배치되며,
상기 인공광원부는 상기 재배선반부 하부에 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 식물 재배 장치.
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