KR102167684B1 - 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다수의 층 구조로 이루어진 프레임 틀과, 프레임 틀의 각 층별로 프레임 틀의 길이방향으로 설치되며, 양액이 내부에 저류된 재배 수조와, 식물이 식재된 상태로 재배 수조에 저류된 양액의 수면 위에 부유되는 부유체와, 부유체를 각 층별로 서로 방향이 반대가 되도록 부유체를 재배 수조의 일측 끝단 또는 타측 끝단을 향해 일방향 이동시키는 이동수단과, 재배 수조의 외측에 배치되어 부유체를 상층으로 상승시키거나 하층으로 하강시키는 승강수단 및 재배 수조에서 이동되는 식물에 빛을 조사하는 광원 및 광원을 승강시키는 광원 높낮이 조절수단을 포함하는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 식물의 이송 재배를 위해 기존의 복잡한 기계장치들의 조합으로 이루어진 이송수단의 구조에서 양액이 저류된 수조를 이용한 수면 부유 이송방식으로 단순화하고, 식물의 뿌리에 산소를 공급하기 위해 식물이 식재된 부유체를 재배 수조에서 상승시켜 대기중 산소를 흡입하기 위한 상하 이동수단시설을 설치함으로써, 식물공장 기계의 전체 설비가 단순하며, 뿌리에 산소를 공급하는 공간효율성이 높아질 뿐만 아니라 제작, 설치 및 유지보수 등에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

Description

다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계{Multistage type floating oxygen supply plant factory machine}

본 발명은, 식물공장 기계에 관한 것으로, 특히 식물이 식재된 부유체를 재배 수조에 저류된 양액의 수면 위에 부유된 상태로 다단 이동되면서 자동 산소공급을 하며 식물이 생장할 수 있는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에 관한 것이다.

일반적으로 식물의 재배시스템은, 크게 노지재배와 시설재배로 구분할 수 있다. 여기서, 시설재배는 주로 유리온실이나 비닐하우스를 이용하여 계절의 변화와 같은 외부환경요인에 상관없이 식물을 생육하는 것을 말한다.

하지만, 식물의 빠른 성장과 더불어 수확량을 높이기 위한 목적으로 화학비료 또는 농업용 화학약품 등을 과다하게 사용하여 이로 인해 토양의 질이 불량해지고, 이렇게 토양이 불량한 상태에서 식물을 재배하고 있다. 따라서, 노지재배 또는 시설재배를 통해 식물의 재배가 동일한 지면에서 반복하여 시행되게 되면 식물의 좋은 생장을 기대할 수 없다.

이러한 문제를 해소하기 위해 근래에는 무농약 친환경을 목적으로 하는 수경재배가 널리 시행되고 있다. 수경재배는 토양에서 재배하지 않고 각종 영양분이 용해된 양액을 재배조에 채워 넣고 이를 이용하여 엽채류나 과채류를 재배하는 것을 말하며 식물의 성장속도가 빠르고 필요한 시기에 맞춰 재배할 수 있는 장점이 있다.

또한, 수경재배는 오염되지 않은 깨끗한 채소나 작물을 생산해낼 수 있고, 실내에서 식물을 손쉽게 키울 수 있을 뿐만 아니라 실내의 습도 조절과 인테리어 효과를 제공하는 장점이 있다.

이러한 수경재배의 장점을 활용하여 최근에는 기후영향에 따른 농작물의 공급 불안정성을 해소하기 위한 식물공장에 대한 관심이 높아지고 있다. 식물공장은 통상 외부와 차단된 내부공간에서 양액을 이용한 수경재배방식으로 농작물을 재배하도록 마련되고 있다.

한편, 식물재배 장치는, 식물이 식재된 다수의 재배틀과, 이 재배틀을 저속으로 이송시키는 이송 장치 및 식물에 양액을 공급하는 양액공급 장치로 구성된다. 이중, 이송 장치로는, 슬라이딩 레일 이송방식이거나 컨베이어 벨트 이송방식 등이 사용되고 있다.

종래의 이동식 식물재배 장치에 적용되는 이송 장치의 경우, 구조가 복잡하여 유사(고장)시 이를 대처하기 위한 별도의 인력이 항시 배치되어야만 하는 번거로움이 있다.

또한, 이송 장치 이외에 별도의 양액공급 장치 등의 설비가 추가로 구비되어 있어야 하기에 전체적으로 설비 용량이 커서 제작, 설치 및 유지보수 등에 소요되는 비용이 높은 문제가 있다.

한국 등록특허공보 제10-1277788호(2013년 06월 25일 공고) 한국 등록특허공보 제10-1219787호(2013년 01월 11일 공고) 한국 등록특허공보 제10-1330030호(2013년 11월 15일 공고)

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 식물의 이송 재배를 위해 기존의 복잡한 기계장치들의 조합으로 이루어진 이송수단의 구조에서 양액이 저류된 수조를 이용한 수면 부유 이송방식과, 부유된 식물의 뿌리에 산소공급을 하기 위해 일정한 간격으로 공중으로 부양시키는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계로서, 다수의 층 구조로 이루어진 프레임 틀, 상기 프레임 틀의 각 층별로 프레임 틀의 길이방향으로 설치되며, 양액이 내부에 저류된 재배 수조, 식물이 식재된 상태로 상기 재배 수조에 저류된 양액의 수면 위에 부유되는 부유체, 상기 부유체를 각 층별로 서로 방향이 반대가 되도록 부유체를 상기 재배 수조의 일측 끝단 또는 타측 끝단을 향해 일방향 이동시키는 이동수단, 상기 재배 수조의 외측에 배치되어 상기 부유체를 상층으로 상승시키거나 하층으로 하강시키는 승강수단 및 상기 재배 수조에서 이동되는 식물에 빛을 조사하는 광원을 포함한다.

상기 이동수단은, 상기 프레임 틀의 각 층별로 프레임 틀의 길이방향으로 설치된 가이드 부재, 상기 가이드 부재에 구비되어 가이드 부재를 따라 직선왕복이동하는 이송부재 및 상기 이송부재에 탈착가능하게 결합되며, 상기 부유체의 후단에 접촉하여 전방을 향해 부유체를 밀어주는 푸쉬부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 재배 수조에 부유된 부유체의 하면이 양액에 비접촉되도록 부유체를 수면 위로 부상시켜 식재된 식물의 뿌리 부분이 외부로 노출되게 하여 뿌리에 산소를 공급하는 산소공급수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 산소공급수단은, 상기 재배 수조의 길이방향으로 재배 수조의 내측에 설치되어 상승시 상기 부유체가 안착되는 연결대 및 상기 연결대에 결합되어 연결대를 수평하게 승강시키는 승강유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 재배 수조는 양액이 배수되는 배수라인을 더 구비하며, 재배 수조에서 배수되는 양액을 순환시켜 재배 수조에 재공급하면서 양액에 포함된 원액의 농도를 조절하는 양액 농도 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 양액 농도 조절수단은, 상기 재배 수조의 길이방향으로 재배 수조의 양측에 각각 설치되며, 양액을 재배 수조에 공급하기 위해 길이방향으로 이격형성된 공급홀을 구비한 양액 공급라인, 상기 재배 수조에서 배수되는 양액이 저류되고, 저류된 양액을 재배 수조에 재공급하며, 양액의 전기전도도(EC)를 측정하는 제1 센서와, 양액의 산성도(PH)를 측정하는 제2 센서 및 양액의 수위를 측정하는 레벨센서가 구비된 순환조, 상기 순환조에 물을 공급하는 물 공급부 및 상기 순환조에 양액의 원액을 공급하는 원액 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 승강수단은, 상기 프레임 틀의 일측 끝단부에 배치되어 식물이 식재된 부유체를 프레임 틀의 최상단 층으로 상승시켜 재배 수조로 반입하고, 프레임 틀의 일측을 통해 반출되는 부유체가 안착되면 하강하여 아래에 위치한 재배 수조로 부유체를 반입하는 제1 승강수단 및 상기 프레임 틀의 타측 끝단부에 배치되어 프레임 틀의 타측을 통해 반출되는 부유체가 안착되면 하강하여 아래에 위치한 재배 수조로 부유체를 반입하는 제2 승강수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 승강수단은, 상기 부유체가 안착되는 안착판, 상기 안착판에 결합되어 안착판을 수평하게 승강시키는 승강유닛 및 상기 안착판에 구비되어 부유체의 후단에 접촉한 상태로 상기 재배 수조로 부유체를 밀어주는 푸쉬유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 광원과 상기 부유체에 식재된 식물 간의 간격을 조절하는 광원 높낮이 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 광원 높낮이 조절수단은, 상기 프레임 틀의 각 층별로 프레임 틀의 길이방향으로 설치되며, 상기 재배 수조의 상측에 배치되고, 길이방향으로 다수의 광원이 구비된 지지 프레임 및 상기 지지 프레임에 결합되어 지지 프레임을 수평하게 승강시키는 승강유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 식물의 이송 재배를 위해 기존의 복잡한 기계장치들의 조합으로 이루어진 이송수단의 구조에서 양액이 저류된 수조를 이용한 수면 부유 이송방식으로 단순화하고, 식물의 뿌리에 산소를 공급하기 위해 식물이 식재된 부유체를 재배 수조에서 상승시켜 대기중 산소를 흡입하기 위한 상하 이동수단시설을 설치함으로써, 식물공장 기계의 전체 설비가 단순하며, 뿌리에 산소를 공급하는 공간효율성이 높아질 뿐만 아니라 제작, 설치 및 유지보수 등에 소요되는 비용이 절감되는 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계를 나타낸 전체적인 외부 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 이동수단을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 재배 수조를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 산소공급수단을 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 양액 농도 조절수단을 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 승강수단을 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 광원 높낮이 조절수단을 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계를 나타낸 전체적인 외부 사시도이고, 도 2 및 도 3은 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 이동수단을 나타낸 사시도이고, 도 4는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 재배 수조를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계는, 프레임 틀(100), 재배 수조(200), 부유체(300), 이동수단(400), 승강수단(500) 및 광원(600)을 포함하는 구성요소로 이루어지며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

프레임 틀(100)은, 다수의 층 구조로 이루어진다. 부연하면, 프레임 틀(100)은 적어도 두 개의 층 구조로 이루어지도록 다단으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 프레임 틀(100)은 2층으로 형성되도록 제작될 수도 있으나, 재배되는 식물의 종류에 따라 3층 이상이 되도록 제작될 수도 있다.

재배 수조(200)는, 상면이 개방되고 내부공간이 마련된 형태로 프레임 틀(100)의 각 층별로 프레임 틀(100)의 길이방향으로 설치된다. 그리고, 재배 수조(200)의 내부에는 부유체(300)의 식재되어 수면 위에 부유되는 식물의 뿌리가 침지된 상태로 식물의 생장에 필요한 영양분을 제공하는 양액이 저류된다. 여기서, 양액이란, 물에 각종의 영양분이 포함된 혼합수를 의미한다.

부유체(300)는, 식물이 식재된 상태로 재배 수조(200)에 저류된 양액의 수면 위에 부유된다. 부유체(300)는, 식물이 식재되는 다수의 홀이 수직으로 관통한 상태로 형성되며, 전체적으로 스티로폼이고 식물이 식재되는 홀의 내경부위에는 양액의 흡수를 도와 주는 스펀지로 이루어질 수 있으나, 이러한 재질로만 한정되지 않고 물에 뜨는 어떠한 소재라도 무방하다 할 것이다.

이동수단(400)은, 식물이 식재된 부유체(300)를 각 층별로 서로 방향이 반대가 되도록 부유체(300)를 재배 수조(200)의 일측 끝단 또는 타측 끝단을 향해 저속으로 일방향 이동시키는 역할을 한다. 이때, 이동수단(400)에 의해 이동되는 부유체(300)의 이동속도는 컨트롤러(C)에 입력하여 제어할 수 있다.

여기서, 이동수단(400)은, 가이드 부재(410), 이송부재(420) 및 푸쉬부재(430)로 구성될 수 있다.

가이드 부재(410)는, 레일형태로 이루어질 수 있으며, 프레임 틀(100)의 각 층별로 프레임 틀(100)의 길이방향으로 설치된다.

이송부재(420)는, 가이드 부재(410)에 구비되어 가이드 부재(410)를 따라 직선왕복이동한다.

푸쉬부재(430)는, 막대와 같은 봉 형태일 수 있으며, 이송부재(420)에 탈착가능하게 결합된다. 그리고, 부유체(300)의 후단에 접촉된 상태로 전방, 즉 재배 수조(200)의 일측 끝단 또는 타측 끝단을 향해 부유체(300)를 밀어주는 역할을 한다.

본 발명은, 래크와 피니언 형식(Rack ＆ Pinion type)의 이동수단(400)을 일실시예로 설명하며, 본 발명의 이동수단(400)이 래크와 피니언 형식으로만 한정 되지 아니한다.

부연하면, 가이드 부재(410)에 래크 기어(R)가 장착되고, 래크 기어(R)에 피니언 기어(P)가 기어치합된 상태로 정역회전하면서 래크 기어(R)를 재배 수조(200)의 길이방향으로 직선왕복 이동시키는 것이다. 이때, 래크 기어(R)의 외측에 푸쉬부재(430)가 탈착가능하게 결합되고, 푸쉬부재(430)는 부유체(300)를 밀어줄수 있게끔 재배 수조(200)를 수평으로 가로질러 위치하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 산소공급수단을 나타낸 사시도이다.

도 5를 참조하면, 재배 수조(200)에는, 부유체(300)를 들어올려 식물의 뿌리에 산소를 공급하기 위한 산소공급수단(700)을 더 구비할 수 있다. 부연하면, 재배 수조(200)에 부유된 부유체(300)의 하면이 양액에 비접촉되도록 부유체(300)를 수면 위로 부상시켜 식재된 식물의 뿌리 부분이 외부로 노출되게 하여 뿌리에 산소를 공급하는 것이다.

이때, 이동수단(400)에 의해 재배 수조(200)에서 이송되는 부유체(300)를 수면 위로 부상시키는 시간 간격 및 부상되어 있는 동안의 시간은 컨트롤러(C)에 입력하여 제어할 수 있다.

산소공급수단(700)은, 연결대(710) 및 승강유닛(720)으로 구성될 수 있다.

연결대(710)는, 재배 수조(200)의 길이방향으로 길게 재배 수조(200)의 내측에 설치되며, 상승시 식물이 식재된 부유체(300)가 안착된다.

그리고, 승강유닛(720)은, 연결대(710)에 결합되어 연결대(710)를 수평하게 승강시키는 역할을 한다.

본 발명은, 래크와 피니언 형식의 산소공급수단(700)을 일실시예로 설명하며, 본 발명의 산소공급수단(700)이 래크와 피니언 형식으로만 한정 되지 아니한다.

부연하면, 재배 수조(200)의 일측에 래크 기어(R)가 장착되고, 래크 기어(R)에 피니언 기어(P)가 기어치합된 상태로 정역회전하면서 래크 기어(R)를 재배 수조(200)의 수직방향으로 직선왕복 이동시키는 것이다. 이때, 래크 기어(R)의 외측에 연결대(710)가 결합되어 연결대(710)가 승강하게 되는 것이다. 또한, 식물이 식재된 부유체(300)가 연결대(710)에 안착된 상태로 재배 수조(200)의 양액의 수위를 낮춰 식물의 뿌리가 대기 중에 노출되게 할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 양액 농도 조절수단을 나타낸 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계는, 재배 수조(200)의 내부에 저류된 양액의 농도를 조절하기 위한 양액 농도 조절수단(800)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 재배 수조(200)에는 양액이 배수되는 배수라인(210)을 구비된다. 즉, 재배 수조(200)에서 배수되는 양액을 순환시켜 재배 수조(200)에 재공급하면서 양액에 포함된 원액의 농도를 조절하는 것이다.

부연하면, 양액 농도 조절수단(800)은, 양액 공급라인(810), 순환조(820), 물 공급부(830) 및 원액 공급부(840)로 구성될 수 있다.

양액 공급라인(810)은, 재배 수조(200)의 길이방향으로 길게 설치된다. 그리고, 양액 공급라인(810)에는 양액을 재배 수조(200)의 전체에 균일하게 공급하기 위해 양액 공급라인(810)의 길이방향으로 이격된 공급홀(811)이 형성된다. 이렇게 공급홀(811)이 형성된 양액 공급라인(810)으로 인해 재배 수조(200)의 어느 한쪽에만 양액의 농도가 높아지고 다른 한쪽은 양액의 농도가 낮아지는 문제를 해소할 수 있게 된다.

순환조(820)는, 재배 수조(200)에서 배수되는 양액이 저류된다. 그리고, 저류된 양액을 펌핑하여 양액 공급라인(810)을 통해 재배 수조(200)에 재공급한다.

이때, 순환조(820)에는 제1 센서(821)와 제2 센서(822) 및 레벨센서(823)가 더 구비될 수 있다.

제1 센서(821)는 양액의 전기전도도(EC)를 측정하고, 제2 센서(822)는 양액의 산성도(PH)를 측정한다. 그리고, 레벨센서(823)는 양액의 수위를 측정한다. 순환조(820)에 구비된 레벨센서(823)에 의해 순환조(820)의 수위를 측정할 수 있고, 동시에 재배 수조(200)의 수위 또한 이를 통해 측정될 수 있게 된다.

물 공급부(830)는 순환조(820)에 물을 공급하고, 원액 공급부(840)는 양액에 포함된 적어도 하나 이상의 원액을 순환조(820)에 공급하게 된다.

여기서, 컨트롤러(C)에 순환조(820) 내부 양액의 전기전도도(EC)와 산성도(PH) 값을 기설정하면, 설정된 값에 따라 컨트롤러(C)에 명령에 의해 물 공급부(830)와 원액 공급부(840)에서 물과 양액의 원액을 순환조(820)에 공급하는 것이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 승강수단을 나타낸 단면도이다.

도 7을 참조하면, 승강수단(500)은, 재배 수조(200)의 외측에 배치되어 부유체(300)를 상층으로 상승시키거나 하층으로 하강시키는 역할을 한다.

여기서, 승강수단(500)은, 제1 승강수단(510) 및 제2 승강수단(520)을 구비한다.

제1 승강수단(510)은, 프레임 틀(100)의 일측 끝단부에 배치되어 식물이 식재된 부유체(300)를 프레임 틀(100)의 최상단 층으로 상승시켜 재배 수조(200)로 반입한다. 그리고, 프레임 틀(100)의 일측을 통해 반출되는 부유체(300)가 안착되면 하강하여 아래에 위치한 재배 수조(200)로 부유체(300)를 반입한다.

제2 승강수단(520)은, 제1 승간수단(510)이 마주보는 반대쪽 프레임 틀(100)의 타측 끝단부에 배치되어 프레임 틀(100)의 타측을 통해 반출되는 부유체(300)가 안착되면 하강하여 아래에 위치한 재배 수조(200)로 부유체(300)를 반입한다.

여기서, 승강수단(500)은, 안착판(511, 521) , 승강유닛(512, 522) 및 푸쉬유닛(513, 523)으로 구성될 수 있다.

안착판(511, 521)은, 판형태로 상면에 부유체(300)가 안착되는 부재이다.

승강유닛(512, 522)은, 안착판(511, 521)에 결합되어 안착판(511, 521)을 수평하게 승강시키는 역할을 한다.

한편, 본 발명은, 래크와 피니언 형식의 승강유닛(512, 522)을 일실시예로 설명하며, 본 발명의 승강유닛(512, 522)이 래크와 피니언 형식으로만 한정 되지 아니한다.

부연하면, 프레임 틀(100)의 일측 끝단부에 래크 기어(R)가 장착되고, 래크 기어(R)에 피니언 기어(P)가 기어치합된 상태로 정역회전하면서 래크 기어(R)를 프레임 틀(100)의 수직방향으로 직선왕복 이동시키는 것이다. 이때, 래크 기어(R)의 외측에 안착판(511, 521)이 결합되어 안착판(511, 521)이 승강하게 되는 것이다.

푸쉬유닛(513, 523)은, 안착판(511, 521)에 구비되어 부유체(300)의 후단에 접촉한 상태로 재배 수조(200)로 부유체(300)를 밀어준다.

본 발명은, 푸쉬유닛(513, 523)이 유입식 또는 공압식 전동실린더인 것을 일실시예로 설명하며, 본 발명의 푸쉬유닛(513, 523)이 전동실린더인 것으로만 한정 되지 아니한다.

부연하면, 상면에 부유체(300)가 안착된 안착판(511, 521)이 승강유닛(512, 522)에 의해 지정된 각 층의 프레임 틀(100)의 일측 끝단부 또는 타측 끝단부에 도달하면, 안착판(511, 521)에 구비된 전동실린더의 피스톤이 실린더 몸체에서 돌출되어 부유체(300)의 후단을 밀고, 이렇게 피스톤에 의해 밀린 부유체(300)는 재배 수조(200) 내부로 반입되는 것이다.

광원(600)은, 재배 수조(200)에서 이동되는 식물에 빛을 조사하여 식물의 광합성의 도움을 주는 역할을 한다. 이때, 광원(600)은 형광등 또는 LED조명일 수 있으며, 형광등 또는 LED조명으로만 한정되지 아니 한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계에서 광원 높낮이 조절수단을 나타낸 단면도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계는, 부유체(300)에 식재된 식물의 종류, 생장상태 및 광원(600)에 공급되는 전력을 절감하기 위한 목적으로, 광원(600)과 부유체(300)에 식재된 식물 간의 간격을 조절하는 광원 높낮이 조절수단(900)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 광원 높낮이 조절수단(900)은, 지지 프레임(910)과 승강유닛(920)으로 구성될 수 있다.

지지 프레임(910)은, 프레임 틀(100)의 각 층별로 프레임 틀(100)의 길이방향으로 설치된다. 그리고, 재배 수조(200)의 상측에 배치되며, 길이방향으로 다수의 광원(600)이 구비된다.

승강유닛(920)은, 지지 프레임(910)에 결합되어 지지 프레임(910)을 수평하게 승강시키는 역할을 한다.

본 발명은, 래크와 피니언 형식의 승강유닛(920)을 일실시예로 설명하며, 본 발명의 승강유닛(920)이 래크와 피니언 형식으로만 한정 되지 아니한다.

부연하면, 프레임 틀(100)에 래크 기어(R)가 장착되고, 래크 기어(R)에 피니언 기어(P)가 기어치합된 상태로 정역회전하면서 래크 기어(R)를 프레임 틀(100)의 수직방향으로 직선왕복 이동시키는 것이다. 이때, 래크 기어(R)에 지지 프레임(910)이 결합되어 지지 프레임(910)이 승강하게 되는 것이다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

100: 프레임 틀 200: 재배 수조
210: 배수라인 300: 부유체
400: 이동수단 410: 가이드 부재
420: 이송부재 430: 푸쉬부재
500: 승강수단 510: 제1 승강수단
511, 521: 안착판 512, 522, 720, 920: 승강유닛
513, 523: 푸쉬유닛 520: 제2 승강수단
600: 광원 700: 산소공급수단
710: 연결대 800: 양액 농도 조절수단
810: 양액 공급라인 811: 공급홀
820: 순환조 821: 제1 센서
822: 제2 센서 823: 레벨센서
830: 물 공급부 840: 원액 공급부
900: 광원 높낮이 조절수단 910: 지지 프레임

Claims (10)

1. 다수의 층 구조로 이루어진 프레임 틀(100)과; 상기 프레임 틀(100)의 각 층별로 프레임 틀(100)의 길이방향으로 설치되며, 양액이 내부에 저류된 재배 수조(200)와; 식물이 식재된 상태로 상기 재배 수조(200)에 저류된 양액의 수면 위에 부유되는 부유체(300)와; 상기 부유체(300)를 각 층별로 서로 방향이 반대가 되도록 부유체(300)를 상기 재배 수조(200)의 일측 끝단 또는 타측 끝단을 향해 일방향 이동시키는 이동수단(400)과; 상기 재배 수조(200)의 외측에 배치되어 상기 부유체(300)를 상층으로 상승시키거나 하층으로 하강시키는 승강수단(500)과; 상기 재배 수조(200)에서 이동되는 식물에 빛을 조사하는 광원(600)과; 상기 재배 수조(200)에 부유된 부유체(300)의 하면이 양액에 비접촉되도록 부유체(300)를 수면 위로 부상시켜 식재된 식물의 뿌리 부분이 외부로 노출되게 하여 뿌리에 산소를 공급하는 산소공급수단(700);을 포함하되,
   상기 부유체(300)는 식물이 식재되는 다수의 홀이 수직으로 관통한 상태로 형성되며, 식물이 식재되는 홀의 내경부위는 그 재질이 스펀지로 이루어지며,
   상기 이동수단(400)은 상기 프레임 틀(100)의 각 층별로 프레임 틀(100)의 길이방향으로 설치된 가이드 부재(410)와; 상기 가이드 부재(410)에 장착된 래크 기어(R)와, 상기 래크 기어(R)에 기어치합된 상태로 정역회전하면서 래크 기어(R)를 재배 수조(200)의 길이방향으로 직선왕복 이동시키는 피니언 기어(P)를 포함하는 이송부재(420)와; 상기 래크 기어(R)의 외측에 착탈가능하게 결합되며, 상기 부유체(300)의 후단에 접촉하여 전방향을 향해 부유체(300)를 밀어주는 푸쉬부재(430);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 산소공급수단(700)은,
   상기 재배 수조(200)의 길이방향으로 재배 수조(200)의 내측에 설치되어 상승시 상기 부유체(300)가 안착되는 연결대(710); 및
   상기 연결대(710)에 결합되어 연결대(710)를 수평하게 승강시키는 승강유닛(720);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계.
5. 제1항에 있어서,
   상기 재배 수조(200)는 양액이 배수되는 배수라인(210)을 더 구비하며, 재배 수조(200)에서 배수되는 양액을 순환시켜 재배 수조(200)에 재공급하면서 양액에 포함된 원액의 농도를 조절하는 양액 농도 조절수단(800);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계.
6. 제5항에 있어서, 상기 양액 농도 조절수단(800)은,
   상기 재배 수조(200)의 길이방향으로 재배 수조(200)의 양측에 각각 설치되며, 양액을 재배 수조(200)에 공급하기 위해 길이방향으로 이격형성된 공급홀(811)을 구비한 양액 공급라인(810);
   상기 재배 수조(200)에서 배수되는 양액이 저류되고, 저류된 양액을 재배 수조(200)에 재공급하며, 양액의 전기전도도(EC)를 측정하는 제1 센서(821)와, 양액의 산성도(PH)를 측정하는 제2 센서(822) 및 양액의 수위를 측정하는 레벨센서(823)가 구비된 순환조(820);
   상기 순환조(820)에 물을 공급하는 물 공급부(830); 및
   상기 순환조(820)에 양액의 원액을 공급하는 원액 공급부(840);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계.
7. 제1항에 있어서, 상기 승강수단(500)은,
   상기 프레임 틀(100)의 일측 끝단부에 배치되어 식물이 식재된 부유체(300)를 프레임 틀(100)의 최상단 층으로 상승시켜 재배 수조(200)로 반입하고, 프레임 틀(100)의 일측을 통해 반출되는 부유체(300)가 안착되면 하강하여 아래에 위치한 재배 수조(200)로 부유체(300)를 반입하는 제1 승강수단(510); 및
   상기 프레임 틀(100)의 타측 끝단부에 배치되어 프레임 틀(100)의 타측을 통해 반출되는 부유체(300)가 안착되면 하강하여 아래에 위치한 재배 수조(200)로 부유체(300)를 반입하는 제2 승강수단;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계.
8. 제7항에 있어서, 상기 승강수단(500)은,
   상기 부유체(300)가 안착되는 안착판(511, 521);
   상기 안착판(511, 521)에 결합되어 안착판(511, 521)을 수평하게 승강시키는 승강유닛(512, 522); 및
   상기 안착판(511, 521)에 구비되어 부유체(300)의 후단에 접촉한 상태로 상기 재배 수조(200)로 부유체(300)를 밀어주는 푸쉬유닛(513, 523);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계.
9. 제1항에 있어서,
   상기 광원(600)과 상기 부유체(300)에 식재된 식물 간의 간격을 조절하는 광원 높낮이 조절수단(900);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계.
10. 제9항에 있어서, 상기 광원 높낮이 조절수단(900)은,
    상기 프레임 틀(100)의 각 층별로 프레임 틀(100)의 길이방향으로 설치되며, 상기 재배 수조(200)의 상측에 배치되고, 길이방향으로 다수의 광원(600)이 구비된 지지 프레임(910); 및
    상기 지지 프레임(910)에 결합되어 지지 프레임(910)을 수평하게 승강시키는 승강유닛(920);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단식 플로우팅 산소공급 식물공장 기계.

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