KR102437706B1 - 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드 및 이를 이용한 자동재배방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물 수경재배베드에 관한 것으로 더욱 상세하게는 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드에 있어서, 상기 수경재배베드는 양액이 흐르는 양액베드, 상기 양액베드 상단에 설치되어 양액을 공급하는 양액공급펌프, 상기 양액베드 상부에 설치되는 고밀도로 압축 성형된 스티로폼재질의 식물베드를 포함하되, 상기 식물베드는 재식거리를 가로 4cm 내지 5cm, 세로 3cm 내지 4cm로 하여 씨앗이 1립 내지 2립씩 파종되는 5줄 내지 7줄의 파종라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 제공하는 것으로 상기 식물베드를 밀식으로 인한 작물품질의 하락을 방지하기 위해 넓은 재식거리를 확보하면서, 다회 사용가능하도록 하고, 자동파종, 자동정식 또는 자동수확을 포함하는 자동화공정에 유리한 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드에 관한 것이다.

Description

리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드 및 이를 이용한 자동재배방법{Smart farm hydroponics bed for cultivation of Little Leaf and automatic cultivation method using the same}

본 발명은 식물 수경재배베드에 관한 것으로 더욱 상세하게는 수경재배환경에서 리틀리프 식물 재배하기 위한 다회 사용 가능한 식물베드를 제공하고, 이를 이용하여 자동파종, 자동정식 또는 자동수확을 포함하는 자동화공정에 유리한 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드에 관한 것이다.

일반적으로 리틀리프 식물 또는 베이비 채소는 온실 환경에서 토경재배를 통해 주로 재배하고 있었다.

그러나 리틀리프 식물을 키우기 위해 토양을 관리하는 데에는 많은 비용과 노력이 필요할 뿐더러, 이렇게 재배환경을 조성하더라도 여름철 재배에는 어려움이 발생하였다.

따라서 우리나라는 근래에 육묘상자를 사용하는 방법을 사용하기 시작하였는데 일반적으로 육묘상자는 볍씨를 파종하여 어린 모로 키워 이양하기 위한 것으로, 이는 일정한 규격의 판에 상토를 채운 다음 그 위에 볍씨를 파종하고, 볍씨를 복토한 후, 볍씨에 대한 출아조건(수분, 온도, 영양분)을 유지시키면 씨앗에서 새싹이 나오고 모로 생육하게 된다. 생육한 모는 이양기를 이용하여 논에 이양되고 생육 생장하게 되는 것이다.

상기와 같이 볍씨가 파종된 육묘상자는 못자리에 직상하거나 하우스 등에서 앵글 및 파이프 조립식, 합성수지조립식 또는 아파트형으로 제작된 거치대에 육묘상자를 적층시킨 상태로 출아시켜 모를 키우는 방법을 사용하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 출아방법에 있어서, 하우스에 볍씨를 육묘하는 방법은 육묘상자를 거치대에 적층시키고 그 육묘상자가 적층된 거치대를 하우스 내에 보관하는 구조로 이루어지는데, 이를 사용자가 각각의 육묘상자에 씨앗이 출아되기 위한 최적의 조건을 균일하게 조성하는데 어려움이 있으며, 또한 고정식으로 형성되어 하우스를 다른 용도로 사용하는데 불편함이 있고, 육묘시설을 설치하고 관리하는데 많은 비용이 소요되고, 자동화공정의 도입이 어려운 문제점 발생하였다.

이를 해결하기 위한 종래기술로서 국내등록특허 제10-1360222호가 개시된 바 있다.

상기 종래기술은 은 복수개의 수경재배용 포트로 구성되고, 각각의 상기 수경재배용 포트 사이에는 절단될 수 있는 적어도 하나의 연결부가 형성되어 일체적으로 연결되며, 파종 및 발아 기간 중 육묘용 트레이에 끼워지고, 육묘 후에 육묘용 트레이에서 꺼내어진 후 각각의 수경재배용 포트로 분리되는 것을 특징으로 하는, 수경재배용 연결포트에 관한 것이다.

상기 종래기술을 이용하여 육묘트레이를 사용하는 수경재배가 이루어졌지만, 과도한 상토 사용으로 생산비가 증가하고, 트레이 재활용이 어려워 비용이 과다하게 소모되었다.

또한, 밀식으로 인해 작물 품질이 하락하고, 육묘트레이를 사용할 경우 자동화공정을 적용하기가 어려운 문제가 여전히 남아있었다.

따라서 수경재배환경에서 리틀리프 식물 재배하기 위한 다회 사용 가능한 식물베드를 제공하고, 재식거리를 넓게 하여 작물 품질을 높이고, 자동화공정에 유리한 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 필요성이 대두되었다.

국내등록특허 제10-1360222호(2014. 02. 12.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은 밀식으로 인한 작물품질의 하락을 방지하기 위해 넓은 재식거리를 확보하면서, 다회 사용가능한 식물베드를 포함하는 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 식물베드를 사용하는 것으로 자동파종, 자동정식 또는 자동수확을 포함하는 자동화공정에 유리한 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 수경재배간 양액이 공급된 양약베드 상에 소형펌프를 설치하여 작동시켜 양액을 순환시키는 것으로 침전물 또는 부유물의 발생을 방지하는 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 제공하는데 있다.

리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드에 있어서, 상기 수경재배베드는 양액이 흐르는 양액베드, 상기 양액베드 상단에 설치되어 양액을 공급하는 양액공급펌프, 상기 양액베드 상부에 설치되는 고밀도로 압축 성형된 스티로폼재질의 식물베드를 포함하되, 상기 식물베드는 재식거리를 가로 4cm 내지 5cm, 세로 3cm 내지 4cm로 하여 씨앗이 1립 내지 2립씩 파종되는 5줄 내지 7줄의 파종라인이 형성하는 것을 특징으로 하는 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 제공한다.

상기 양액베드는 양액이 부족하지 않도록 수위확인센서를 포함하고, 상기 양액베드 상에 양액이 설정된 수위 미만으로 줄어들면 상기 양액공급펌프가 작동하여 양액을 공급한다.

상기 양액베드는 양액을 식물종류별 또는 구획별로 구분하되 제거 또는 설치가 용이하도록 상기 양액베드 상에 슬롯식으로 조립되는 칸막이가 설치될 수 있다.

상기 양액베드는 소형펌프가 설치되어 침전물 또는 부유물의 발생을 방지하기 위해 상기 양액베드 상에 고여있는 양액을 순환시킨다.

리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 이용한 자동재배방법에 있어서,

상기 자동재배방법은

(a) 리틀리프 식물의 씨앗을 상기 식물베드(10) 상에 5줄 내지 7줄로 형성된 상기 파종라인(12)에 가로 4cm 내지 5cm, 세로 3cm 내지 4cm인 재식거리에 맞추어 1립 내지 2립씩 파종하는 단계;

(b) 상기 양액공급펌프(20)에 의해서 양액베드(30)에 양액이 공급되는 단계;

(c) 파종된 씨앗이 발아하는 단계;

(d) 리틀리프 식물이 양액을 흡수하며 생장하는 단계;

(e) 생장한 리틀리프 식물이 심어진 식물베드(10)가 이송컨베이어에 의해 이송되는 단계;

(f) 상기 복층컨베이어 일단에 커팅기에 의해 생장한 리틀리프 식물이 수확되고, 수확된 리틀리프 식물이 상기 복층컨베이어에 의해 포장실로 이송되는 단계;

(g) 상기 이송컨베이어에 의해 리틀리프 식물의 뿌리만 남은 식물베드(10)가 상기 이송컨베이어를 따라 회수되어 남은 뿌리를 제거하고 재사용 준비되는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 이용한 자동재배방법을 제공한다.

이 때, 상기 이송컨베이어는 워터컨베이어로 형성되고, 상기 워터컨베이어는 물이 정해진 방향으로 흐를 수 있도록 워터펌프가 설치되고, 상기 식물베드를 상기 워터컨베이어에 흐르는 물에 띄우는 것으로 물의 흐름을 따라 상기 식물베드를 이송할 수 있다.

본 발명에 따르면, 밀식으로 인한 작물품질의 하락을 방지하기 위해 넓은 재식거리를 확보하여 품질을 높이고, 다회 사용가능한 식물베드를 포함하는 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 제공한다.

또한, 상기 식물베드를 사용하는 것으로 자동파종, 자동정식 또는 자동수확을 포함하는 자동화공정에 유리한 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 제공한다.

또한, 수경재배간 양액이 공급된 양약베드 상에 소형펌프를 설치하여 작동시켜 양액을 순환시키는 것으로 침전물 또는 부유물의 발생을 방지하는 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 양액배드 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 양액배드 정사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 스마트팜 구성예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 스마트팜 구성예시 확대도.
도 5는 본 발명의 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 스마트팜 워터컨베이어 설치 예시 확대도.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드에 대해 상세히 설명한다.

여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 양액배드 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 양액배드 정사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 스마트팜 구성예시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 스마트팜 구성예시 확대도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드의 스마트팜 워터컨베이어 설치 예시 확대도이다.

도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드에 있어서, 상기 수경재배베드(100)는 양액이 흐르는 양액베드(30), 상기 양액베드(30) 상단에 설치되어 양액을 공급하는 양액공급펌프(20), 상기 양액베드(30) 상부에 설치되는 고밀도로 압축 성형된 스티로폼재질의 식물베드(10)를 포함하되, 상기 식물베드(10) 상에는 재식거리를 가로 4cm 내지 5cm, 세로 3cm 내지 4cm로 하여 씨앗이 1립 내지 2립씩 파종되는 5줄 내지 7줄의 파종라인(12)이 형성된다.

이 때, 상기 양액베드(30)는 단일 수조로 이루어져 재배면적 효율을 극대화한다.

또한, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 식물베드(10) 상에는 가로 4cm 내지 5cm, 세로 3cm 내지 4cm의 재식거리를 선 또는 화살표로 표시하여 파종을 편리하게 하기위한 가이드라인이 추가로 형성될 수 있다.

또한, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 양액베드(30)는 양액이 부족하지 않도록 양액의 양을 실시간으로 확인하는 수위확인센서를 포함하고, 상기 양액베드(30) 상에 양액이 설정된 수위 미만으로 줄어들면 상기 수위확인센서에서 상기 양액공급펌프(20)에 신호를 보내는 것으로 상기 양액공급펌프(20)가 작동하여 양액을 공급한다.

또한, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 양액베드(30)는 상기 양액베드 상의 양액 영양을 일정하게 유지하기 위하여 NPK농도측정센서를 포함할 수 있으며, 상기 NPK농도측정센서는 양액 내에 존재하는 질소, 인 및 칼륨의 농도를 측정하고, 설정된 기준값 미만이면 양액탱크에 신호를 보내 상기 양액공급펌프(20)을 통하여 추가로 양액을 공급받는다.

이 때, 상기 NPK농도측정센서에 설정되는 설정값은 리틀리프 식물의 종류에 따라 달라지며, 하나의 예로 상추를 재배하고자 할 때의 설정값은 질소(N)는 14% 내지 14.2%, 인(P)은 3.4% 내지 3.6%, 칼륨(K)은 8.9% 내지 9.1%로 설정될 수 있다.

또한, 상기 양액베드(30)는 소형펌프가 설치되어 침전물 또는 부유물 등의 발생을 방지하기 위해 상기 양액베드(30) 상에 고여있는 양액을 순환시켜 상기 양액베드(30)가 청결한 상태를 유지할 수 있도록 한다.

또한, 하나의 예로 상기 양액베드(30) 상에 탈착가능한 필터부를 설치하는 것으로 양액에서 발생하는 침전물 또는 부유물 등을 거르고, 상기 필터부를 교체하는 것으로 상기 양액베드(30)가 청결한 상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다.

도면에는 도시되지 않았으나 상기 양액베드(30)는 양액을 식물종류별 또는 구획별로 구분하되 제거 또는 설치가 용이하도록 상기 양액베드(30) 상에 슬롯식으로 조립되는 칸막이를 설치하는 것으로 상기 양액베드(30)의 구획을 사용자가 필요에 따라 조정 및 관리할 수 있도록 한다.

상기 식물베드(10)는 상부에 형성되는 요철(15)을 포함하고, 상기 요철(15)은 상기 파종라인(12)을 분리하여 상기 파종라인(12)상에 심어진 리틀리프 식물이 서로 간섭하는 것을 방지한다.

도 2에서 보는 바와 같이 상기 파종라인(12)은 서로 평행하게 형성되어, 상기 파종라인(12)상에 심어진 리틀리프 식물이 자동수확기에 의해 수확될 시 자동 수확기에 걸리는 것을 방지한다.

이 때, 상기 자동수확기는 컨베이어 커팅식으로 구성될 수 있으며, 구체적으로는 식물베드(10)가 이송되는 이송컨베이어를 설치하되, 상기 이송컨베이어 상부에 10°내지 30°의 각도로 설치되는 복층컨베이어를 설치하고, 상기 복층컨베이어 일단에 커팅기를 설치하여 상기 식물베드(10)가 상기 이송컨베이어를 따라 이동하면, 상기 커팅기에 의해 상기 식물베드(10) 상의 자라있는 리틀리프 식물이 수확되어 상기 복층컨베이어를 따라 포장실로 이동하고, 뿌리만 남은 식물베드(10)는 상기 이송컨베이어를 따라 회수되어 재사용된다.

이 때, 리틀리프 식물의 뿌리만 남은 식물베드는 식물 뿌리를 제거하고 재사용한다.

상기 식물베드(10)는 스티로폼을 고밀도로 압축 성형하여 1년 내지 2년 동안 재사용할 수 있도록 내구성을 확보해야한다.

도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 양액배드(30)은 구역별로 구분하여 설치될 수 있으며, 이 때, 상기 양액공급펌프(20)은 서로 다른 양액탱크에서 양액을 공급받아 구역별로 구분된 상기 양액배드(30)에 공급한다.

이를 구체적으로 설명하자면, 예를 들어 상기 양액배드(30)는 제1구역 양액배드 및 제2구역 양액배드로 구분될 수 있으며, 제1구역 양액배드에는 제1양액공급펌프가 설치되고, 제2구역 양액배드에는 제2양액공급펌프가 설치되며, 제1양액공급펌프는 제1양액탱크에서 양액을 공급받아 제1구역 양액배드에 공급하고, 제2양액공급펌프는 제2양액탱크에서 양액을 공급받아 제2구역 양액배드에 공급한다.

즉, 상기 양액배드(30)을 구역별로 구분하여 설치하고, 상기 양액공급펌프(20)에 의해 공급되는 양액을 다양한 종의 리틀리프 식물에 맞추어 공급하는 것으로 다양한 종의 리틀리프 식물을 재배할 수 있게 하는 것이다.

상기 내용을 기준으로 본 발명의 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드를 이용한 자동재배방법은

(a) 리틀리프 식물의 씨앗을 상기 식물베드(10) 상에 5줄 내지 7줄로 형성된 상기 파종라인(12)에 가로 4cm 내지 5cm, 세로 3cm 내지 4cm인 재식거리에 맞추어 1립 내지 2립씩 파종하는 단계;

(b) 상기 양액공급펌프(20)에 의해서 양액베드(30)에 양액이 공급되는 단계;

(c) 파종된 씨앗이 발아하는 단계;

(d) 리틀리프 식물이 양액을 흡수하며 생장하는 단계;

(e) 생장한 리틀리프 식물이 심어진 식물베드(10)가 이송컨베이어에 의해 이송되는 단계;

(f) 상기 복층컨베이어 일단에 커팅기에 의해 생장한 리틀리프 식물이 수확되고, 수확된 리틀리프 식물이 상기 복층컨베이어에 의해 포장실로 이송되는 단계;

(g) 상기 이송컨베이어에 의해 리틀리프 식물의 뿌리만 남은 식물베드(10)가 상기 이송컨베이어를 따라 회수되어 남은 뿌리를 제거하고 재사용 준비되는 단계;

의 단계를 포함하여 이루어진다.

이를 더욱 상세히 설명하자면, 상기 (a)단계에서는 사용자가 재배하고자하는 리틀리프 식물을 선택하여 식물베드(10) 상에 5줄 내지 7줄로 형성된 파종라인(12)에 가로 4cm 내지 5cm, 세로 3cm 내지 4cm의 재식거리에 맞추어 상기 리틀리프 식물의 씨앗을 파종한다.

상기 (b)단계에서는 상기 양액공급펌프(20)에 의해서 양액베드(30)에 양액이 공급되는 단계로 양액수위는 수위확인센서에 의해 실시간으로 측정되어 설정된 수위 미만으로 줄어들면 상기 양액공급펌프(20)에 의해서 상기 양액베드(30)에 양액이 재공급된다.

상기 (c)단계는 씨앗이 발아하는 단계이고 발아한 씨앗은 상기 (d)단계에서 보는 바와 같이 리틀리프 식물이 양액을 흡수하며 생장하는 단계이다.

이 때, 수확을 위해 파종한 시기를 기준으로 20일 내지 40일 간 리틀리프 식물을 재배한다.

상기 (e)단계는 파종 기준 20일 내지 40일 간 재배한 리틀리프 식물을 수확하기위해 상기 식물베드(10)를 상기 양액베드(30)로부터 분리하고, 상기 이송컨베이어에 의해 이송되는 단계이다.

상기 (f)단계는 상기 복층컨베이어 일단에 커팅기에 의해 생장한 리틀리프 식물이 수확되고, 수확된 리틀리프 식물이 상기 복층컨베이어에 의해 포장실로 이송되는 단계로 상기 복층컨베이어는 상기 이송벨트를 기준으로 상기 이송컨베이어 상부에 10°내지 30°의 각도로 설치되고, 수확된 리틀리프 식물이 상기 이송컨베이어로 추락하지 않도록 측면에 가드부를 설치할 수 있다.

(g) 상기 이송컨베이어에 의해 리틀리프 식물의 뿌리만 남은 식물베드(10)가 상기 이송컨베이어를 따라 회수되어 남은 뿌리를 제거하고 재사용 준비되는 단계로 남은 뿌리를 자동으로 제거하기위해 상기 이송컨베이어 상에 상기 식물베드(10)를 뒤짚어 털어내는 베드청소장치가 설치될 수 있다.

또한, 하나의 예로 상기 이송컨베이어는 워터컨베이어로 형성될 수 있으며, 상기 워터컨베이어는 물이 정해진 방향으로 흐를 수 있도록 워터펌프를 설치하고, 상기 식물베드(10)를 상기 워터컨베이어에 흐르는 물에 띄우는 것으로 물의 흐름을 따라 상기 식물베드(10)를 이송할 수 있다.

상기 내용에서 본 발명의 도면을 기준으로 설명하였으며, 상기의 도면을 기준으로 설명한 부분에 한정되지 아니하고, 상기의 도면을 기준으로 설명한 부분을 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있다.

100 : 수경재배베드
10 : 식물베드 12 : 파종라인
15 : 요철 20 : 양액공급펌프
30 : 양액베드

Claims (6)

1. 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드에 있어서,
   상기 수경재배베드는 양액이 흐르는 양액베드;
   상기 양액베드는 양액을 식물종류별 또는 구획별로 구분하되 제거 또는 설치가 용이하도록 상기 양액베드 상에 슬롯식으로 조립되는 칸막이;
   상기 양액베드 상단에 설치되어 양액을 공급하는 양액공급펌프;
   상기 양액베드 상부에 설치되는 고밀도로 압축 성형된 스티로폼재질의 식물베드;를 포함하되,
   상기 식물베드 상에는 재식거리를 가로 4cm 내지 5cm, 세로 3cm 내지 4cm로 하여 씨앗이 1립 내지 2립씩 파종되는 5줄 내지 7줄의 파종라인이 형성되고,
   상기 양액베드는 소형펌프가 설치되어 침전물 또는 부유물의 발생을 방지하기 위해 상기 양액베드 상에 고여있는 양액을 순환시키는 것을 특징으로 하는 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 양액베드는 양액이 부족하지 않도록 양액의 양을 실시간으로 확인하는 수위확인센서를 포함하고, 상기 양액베드 상에 양액이 설정된 수위 미만으로 줄어들면 상기 수위확인센서에서 상기 양액공급펌프에 신호를 보내는 것으로 상기 양액공급펌프가 작동하여 양액을 공급하는 것을 특징으로 하는 리틀리프 재배용 스마트팜 수경재배베드.
   
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