KR102585306B1 - 자가발전형 회전식 식물재배기 - Google Patents

자가발전형 회전식 식물재배기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상측에서 물을 낙하시켜 복수의 재배선반을 상하방향으로 순환 회전하면서 식물을 재배함과 동시에 재배선반의 순환 회전에 의해 발생하는 회전력을 이용하여 높은 효율로 전기에너지를 생산할 수 있는 자가발전형 회전식 식물재배기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자가발전형 회전식 식물재배기는, 재배기본체; 상기 재배기본체의 상부 및 하부를 각각 가로지르도록 설치되는 상부 회전축 및 하부 회전축; 상기 상부 회전축의 양단에 결합되어 회전하는 복수의 상부풀리; 상기 하부 회전축의 양단에 결합되어 회전하는 복수의 하부풀리; 상기 상부풀리 및 하부풀리에 감겨져 상하방향으로 회전하는 복수의 순환벨트; 상부면이 개방되게 형성된 함체 형태로 되어 내부에 재배할 식물이 식재되며, 양단부가 순환벨트에 힌지핀을 매개로 상대 회전이 가능하게 결합되어 순환벨트와 함께 상하방향으로 연속적으로 회전하는 복수의 재배선반; 상기 재배기본체의 상단에 설치되어 외부에서 공급되는 물을 재배기본체의 일측 상단부에 위치한 재배선반으로 공급하여 재배선반을 회전시키는 외력을 제공하는 급수탱크; 상기 재배선반이 재배기본체의 하단부에 도달할 때 재배선반 내에 저장된 물을 외부로 배출하기 위한 배수유닛; 및, 상기 상부 회전축 또는 하부 회전축의 회전력을 전기에너지로 변환하기 위한 발전유닛;을 포함할 수 있다.

Description

자가발전형 회전식 식물재배기{Rotary Cultivation System of Private Power Station Type}
본 발명은 회전식 식물재배기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상측에서 물을 낙하시켜 복수의 재배선반을 상하방향으로 순환 회전하면서 식물을 재배함과 동시에 재배선반의 순환 회전에 의해 발생하는 회전력을 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 자가발전형 회전식 식물재배기에 관한 것이다.
수경재배는 식물을 토양 없이 배양액 속에서 재배하는 방법이다. 이러한 수경재배는 토양으로부터 전염되는 병균 등에 의해 식물이 전염되는 것을 방지할 수 있고, 재배 공간의 제약이 적으며, 사용자가 식물의 생장을 관리하기가 용이한 장점이 있어 최근에 많이 이용되고 있다.
종래의 수경 재배방법은 선반식으로 구성되어 재배지 실내 공간을 많이 차지함에 따라 공간효율성이 떨어지고, 수경 배지가 선반에 위치고정되어 배지가 놓인 각 위치마다의 햇빛 수광량과 온습도, 풍량의 차이로 식물 성장에 불균형을 초래하는 문제점이 있었으며, 높은 위치의 선반에 놓인 수경 배지의 식물은 관리자가 생육관리 및 수확이 불편한 문제점이 있었다.
이에 종래에는 재배기본체에 복수의 수경 배지를 체인으로 연결하여 순환 회전할 수 있도록 함으로써 공간 효율성을 향상시킴과 동시에 균일한 수광 효과를 얻도록 하는 회전식 수경재배장치가 개발되고 있다.
그러나 상기한 종래의 회전식 수경재배장치는 수경 배지를 자동으로 회전시키기 위한 모터와 수경 배지로 물을 공급하여 주는 펌프, 재배에 필요한 빛을 제공하기 위한 광원 등의 각종 전기장치를 구동하기 위한 전기에너지를 공급하여 주어야 하기 때문에 전력 소모가 많아 경제성이 저하되는 문제가 있다.
따라서 수경재배장치가 설치되는 비닐하우스에 전력 생산을 위한 태양광 패널이나 풍력발전기 등의 자가 발전 설비를 설치하여 수경재배에 필요한 전기에너지를 생산하는 방안이 제시되었으나, 이 경우 전기에너지 생산에 필요한 별도의 자가 발전 설비의 구성이 복잡하고, 그 비용도 많이 들어서 경제적인 이득을 얻기가 어려운 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-0851847호(2008.08.06. 등록) 대한민국 등록특허 제10-2002320호(2019.07.16. 등록) 대한민국 공개특허 제10-2012-0027924호(2012.03.22. 공개)
본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 상측에서 물을 낙하시켜 복수의 재배선반을 상하방향으로 순환 회전하면서 식물을 재배함과 동시에 다단으로 이루어진 재배선반의 순환 회전에 의해 발생하는 회전력을 이용하여 높은 효율로 전기에너지를 생산할 수 있는 자가발전형 회전식 식물재배기를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자가발전형 회전식 식물재배기는, 재배기본체; 상기 재배기본체의 상부 및 하부를 각각 가로지르도록 설치되는 상부 회전축 및 하부 회전축; 상기 상부 회전축의 양단에 결합되어 회전하는 복수의 상부풀리; 상기 하부 회전축의 양단에 결합되어 회전하는 복수의 하부풀리; 상기 상부풀리 및 하부풀리에 감겨져 상하방향으로 회전하는 복수의 순환벨트; 상부면이 개방되게 형성된 함체 형태로 되어 내부에 재배할 식물이 식재되며, 양단부가 순환벨트에 힌지핀을 매개로 상대 회전이 가능하게 결합되어 순환벨트와 함께 상하방향으로 연속적으로 회전하는 복수의 재배선반; 상기 재배선반을 순환벨트와 함께 회전시키기 위하여 재배선반에 물을 공급하는 급수유닛; 상기 재배선반이 재배기본체의 하단부에 도달할 때 재배선반 내에 저장된 물을 외부로 배출하는 배수유닛; 및, 상기 상부 회전축 또는 하부 회전축의 회전력을 전기에너지로 변환하는 발전유닛;을 포함할 수 있다.
상기 배수유닛은, 상기 재배선반의 하부면에 개방되게 형성되어 재배선반 내의 물을 외부로 배출하는 배수구와, 상기 재배선반의 하부면에 상하로 이동 가능하게 설치되어 배수구를 개폐하는 차폐부재와, 상기 재배기본체의 하단부 또는 재배기본체가 설치되는 지면(地面) 위에 설치되어 상기 재배선반이 재배기본체의 하단부에 도달하게 되면 차폐부재와 접촉하면서 차폐부재를 상측으로 이동시켜 배수구를 개방하는 배수유도부재를 포함할 수 있다.
상기 차폐부재는, 상기 배수구를 개폐하는 개폐도어와, 상기 개폐도어에 하측으로 연장되게 형성되어 하단부가 상기 배수유도부재와 접촉하도록 된 푸시바아를 포함하며, 상기 배수유도부재는 상기 재배기본체의 하단부 또는 재배기본체가 설치되는 지면(地面) 위에 설치되며 상부면이 개방된 함체 형태로 되어 재배선반에서 배출되는 물을 포집하는 물포집부와, 상기 물포집부의 상단에 설치되어 상기 푸시바아의 하단부와 접촉하도록 된 가이드부를 포함할 수 있다.
상기 푸시바아의 하단부에 상기 가이드부를 따라 구름이동하는 롤러베어링이 설치될 수 있다.
또한 상기 가이드부는 양단부가 경사지게 형성될 수 있다.
상기 발전유닛은 상기 상부 회전축 또는 하부 회전축에 연결되어 상부 회전축 또는 하부 회전축의 속도를 증속하는 증속기와, 상기 증속기로부터 회전력을 전달받아 전기에너지를 생산하는 적어도 1개 이상의 발전기 및, 상기 발전기에서 생산된 전기에너지를 저장하는 축전지를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 급수유닛은, 재배기본체의 상단에 설치되어 순환급수펌프로부터 물을 공급받는 급수탱크와, 상기 급수탱크에 연결되어 급수탱크의 물을 재배기본체의 전방측, 또는 후방측, 또는 전방측과 후방측 상단부에 위치한 재배선반으로 분출하는 적어도 1개 이상의 노즐 및, 각각의 노즐을 통한 물의 분출을 제어하는 제어밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 상기 급수유닛은, 재배기본체에 설치되어 순환급수펌프로부터 공급되는 물을 안내하는 급수헤더와, 상기 급수헤더에 전방측과 후방측으로 연장되어 재배기본체의 전방측 및 후방측에 위치한 재배선반으로 분출하는 복수의 노즐 및, 각각의 노즐을 통한 물의 분출을 제어하는 제어밸브를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 재배기본체의 상단에서 재배선반으로 물을 공급하여 식물의 재배에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 재배선반으로의 물 공급 및 배수를 이용하여 복수의 재배선반을 상하로 순환시키면서 전기에너지를 자체적으로 생산할 수 있으므로 식물의 재배에 소요되는 경비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 식물재배기는 재배기본체의 상단에서 재배선반 내로 공급된 물이 재배기본체의 하단까지 그대로 유지되며, 복수의 재배선반에 차례로 소량의 물이 채워져서 수직 하강하게 되므로, 소량의 물을 사용하여 큰 힘으로 회전축을 회전시킬 수 있게 되고, 따라서 큰 용량의 발전기를 사용하여 전력을 생산할 수 있으므로 전력 생산량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 전체적인 재배선반의 속도를 회전축에 연결되는 발전부하의 크기로 조절할 수 있다.
또한 급수유닛의 전방 및 후방으로 물을 배출하는 복수의 노즐을 통해 물 공급을 제어함으로써 식물의 생장이나 관리, 발전 등의 다양한 필요에 따라 재배선반의 회전 속도를 원하는 대로 적절히 제어할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전형 회전식 식물재배기를 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 자가발전형 회전식 식물재배기의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 자가발전형 회전식 식물재배기의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 자가발전형 회전식 식물재배기의 배수를 위한 구성 및 그 작동례를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가발전형 회전식 식물재배기를 나타낸 후면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 자가발전형 회전식 식물재배기의 측면도이다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 자가발전형 회전식 식물재배기를 후술된 실시 예에 따라 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가발전형 회전식 식물재배기는, 지면(地面)에 고정되게 설치되는 재배기본체(10)와, 재배기본체(10)의 상부 및 하부를 각각 가로지르도록 설치되는 상부 회전축(20) 및 하부 회전축(30), 상부 회전축(20)의 양단에 결합되어 회전하는 복수의 상부풀리(22), 하부 회전축(30)의 양단에 결합되어 회전하는 복수의 하부풀리(32), 양측의 상부풀리(22) 및 하부풀리(32)에 각각 감겨져 상하방향으로 회전하는 복수의 순환벨트(40), 양단부가 순환벨트(40)에 힌지핀(51)을 매개로 상대 회전이 가능하게 결합되어 순환벨트(40)와 함께 상하방향으로 연속적으로 회전하는 복수의 재배선반(50), 재배기본체(10)의 상단에 설치되어 외부에서 공급되는 물을 재배기본체(10)의 일측 상단부에 위치한 재배선반(50)으로 공급하여 재배선반(50)을 회전시키는 외력을 제공하는 급수탱크(60), 재배선반(50)이 재배기본체(10)의 하단부에 도달할 때 재배선반(50) 내에 저장된 물을 외부로 배출하기 위한 배수유닛, 및 상부 회전축(20) 또는 하부 회전축(30)의 회전력을 전기에너지로 변환하기 위한 발전유닛을 포함한다.
재배기본체(10)는 복수의 프레임 또는 빔(beam)이 연직 방향 및 수평 방향으로 연결되어 대략 직육면체 형태의 프레임 구조를 가질 수 있다. 재배기본체(10)는 지면(地面) 위에 안정적으로 고정되어 식물재배기를 구성하는 각종 구성요소들을 안정적으로 지지하는 지지구조물의 기능을 한다.
재배기본체(10)의 상부와 하부 각각에는 측방향으로 연장된 상부 회전축(20) 및 하부 회전축(30)이 서로 일정 거리 떨어져서 나란하게 배치되고, 상부 회전축(20) 및 하부 회전축(30)의 양단부 각각에는 상부풀리(22) 및 하부풀리(32)가 각각 결합된다. 상부풀리(22)와 하부풀리(32)에는 회전력을 전달하기 위한 순환벨트(40)가 설치되는데, 순환벨트(40)는 예를 들어 체인을 적용하여 구성할 수 있다. 순환벨트(40)가 체인으로 이루어질 경우, 상부풀리(22)와 하부풀리(32)는 외주면에 체인과 치합하는 기어이가 형성되어 있는 체인스프라켓(sprocket)을 적용하여 구성할 수 있다.
재배선반(50)은 좌우방향으로 길고 상부면이 개방되게 형성된 함체 형태로 되어 내부에 재배할 식물이 식재된다. 재배선반(50)은 재배기본체(10)의 상단에서 급수탱크(60)로부터 물을 공급받아 하중이 증가하게 되고, 재배기본체(10)의 하단부로 이동했을 때 배수유닛에 의해 내부에 저장된 물이 자동으로 외부로 배출되면서 무게가 줄어들게 되어 순환벨트(40)와 함께 순환 회전할 수 있게 된다.
재배선반(50) 저장된 물을 외부로 배출하기 위하여, 각각의 재배선반(50)의 하부면에 배수구(53)가 개방되게 형성된다. 재배선반(50)이 재배기본체(10)의 하단부에 도달할 때 재배선반(50) 내의 물을 외부로 배출하기 위한 배수유닛은, 상기 재배선반(50)의 하부면에 개방되게 형성된 배수구(53)와, 상기 재배선반(50)의 하부면에 상하로 이동 가능하게 설치되어 배수구를 개폐하는 차폐부재(81)와, 상기 재배기본체(10)의 하단부 또는 재배기본체(10)가 설치되는 지면(地面) 위에 설치되어 상기 재배선반(50)이 재배기본체(10)의 하단부에 도달하게 되면 차폐부재(81)와 접촉하면서 차폐부재(81)를 상측으로 이동시켜 배수구(53)를 개방하는 배수유도부재(85)를 포함한다.
여기서 상기 차폐부재(81)는, 상기 배수구(53)를 개폐하는 개폐도어(82)와, 상기 개폐도어(82)에 하측으로 연장되게 형성되어 하단부가 상기 배수유도부재(85)와 접촉하도록 된 푸시바아(83)와, 푸시바아(83)의 하단부에 상기 배수유도부재(85)의 상부면을 따라 구름이동하는 롤러베어링(84)을 포함한다.
그리고 상기 배수유도부재(85)는 상기 재배기본체(10)의 하단부 또는 재배기본체(10)가 설치되는 지면(地面) 위에 설치되며 상부면이 개방되어 재배선반(50)에서 배출되는 물을 포집하는 물포집부(86)와, 상기 물포집부(86)의 상단에 설치되어 상기 푸시바아(83)의 하단에 설치된 롤러베어링(84)과 접촉하도록 된 가이드부(87)를 포함한다.
물포집부(86)는 상부면이 개방된 사각 함체 형태로 되어 재배선반(50)에서 배출되는 물을 포집하여 상기 급수탱크(60)로 재공급할 수 있도록 물을 일시적으로 저장하는 탱크의 작용을 할 수 있다.
상기 가이드부(87)는 푸시바아(83)와 대체로 일치하거나 이보다 약간 큰 폭을 갖는 바아 형태를 가지며, 상하로 순환 회전하는 재배선반(50)의 하부에 구성된 푸시바아(83) 및 롤러베어링(84)이 가이드부(87)를 따라 원활하게 이동할 수 있도록 양단부가 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
도면에 도시하지는 않았으나, 상기 차폐부재(81)의 개폐도어(82)가 배수구(53)를 수밀하게 폐쇄할 수 있도록 하기 위하여 재배선반(50)에 대해 개폐도어(82)에 하측으로 탄성력을 가하는 스프링이 추가로 설치될 수 있다. 또한 재배선반(50)의 배수를 원활하게 하기 위하여 재배선반(50)의 하부면은 배수구(53)를 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다.
상기 급수탱크(60)는 재배기본체(10)의 상단부에 설치되어 순환급수펌프(65)로부터 물을 공급받는데, 순환급수펌프(65)는 상기 발전유닛에 의해 생산된 전기에너지에 의해 작동될 수 있다. 급수탱크(60)는 재배기본체(10)의 상단부 전방측으로 물을 배출하는 전방노즐(61)과 재배기본체(10)의 상단부 후방측으로 물을 배출하는 후방노즐(63)을 구비하여, 상기 전방노즐(61)을 통해 재배기본체(10)의 상단부 전방에 위치된 재배선반(50)으로 물을 공급함으로써 재배선반(50)을 전방에서 후방으로 회전시키는 힘을 발생시킨다. 후방노즐(63)은 재배기본체(10)의 상단부 후방측에 배치된 재배선반(50)에 물을 공급함으로써 재배선반(50)의 회전 속도를 제어하는 기능을 한다. 즉, 전방노즐(61)을 통해서만 재배기본체(10)의 상단부 전방에 위치된 재배선반(50)에 물을 공급하여 복수의 재배선반(50)들을 연속적으로 회전시키면 큰 힘으로 회전시켜 발전량을 증가시킬 수는 있지만 재배선반(50) 내의 식물에 스트레스를 주어 식물 생장에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. 따라서 발전량이 많이 필요하지 않을 경우에는 후방노즐(63)을 통해 재배기본체(10)의 상단부 후방측에 배치된 재배선반(50)에 물을 공급함으로써 재배선반(50)의 회전 속도를 적절히 제어할 수 있다. 미설명 부호 62 및 64는 각각 전방노즐(61)을 통한 물 공급과 후방노즐(63)을 통한 물 공급을 제어하기 위한 제어밸브이다. 상기 제어밸브(62, 64)는 외부에서 인가되는 전기에너지에 의해 개폐 작동하는 솔레노이드밸브를 적용하여 구성할 수 있으나, 이외에도 사용자가 직접 수동으로 유로의 개도를 제어할 수 있는 공지의 제어밸브를 적용하여 구성할 수도 있다. 필요에 따라 상기 후방노즐(63)은 구성되지 않고 전방노즐(61)만 구성될 수도 있다.
상기 발전유닛은 상기 상부 회전축(20) 또는 하부 회전축(30)의 속도를 증속하는 증속기와, 상기 증속기로부터 회전력을 전달받아 전기에너지를 생산하는 발전기(78)와, 상기 발전기(78)에서 생산된 전기에너지를 저장하는 축전지(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 증속기는 공지의 동력전달장치를 적용하여 구성할 수 있는데, 이 실시예에서 증속기는 상부 회전축(20)의 일단부에 연결되어 회전하는 제1동력전달기어(71)와, 상기 제1동력전달기어(71)보다 작은 잇수를 가지며 제1동력전달기어(71)와 치합하여 회전하는 제1증속기어(72), 제1증속기어(72)에 동축상으로 결합되어 회전하는 제2동력전달기어(73), 제2동력전달기어(73)보다 작은 잇수를 가지며 제2동력전달기어(73)에 치합하여 회전하는 제2증속기어(74), 제2증속기어(74)와 동축상으로 결합되어 회전하는 구동풀리(75)와, 구동풀리(75)와 발전기(78)의 축에 연결된 종동풀리(77)를 다단으로 연결하는 복수의 타이밍벨트(76)를 포함한다.
상기 재배선반(50)의 하단부 외측면에는 상기 축전지(미도시)로부터 전기에너지를 공급받아 식물의 생장 등에 사용될 수 있는 빛을 제공할 수 있는 LED 광원(55)이 추가로 설치될 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 식물재배기는 다음과 같이 작동한다.
순환급수펌프(65)가 급수탱크(60)로 물을 공급하고, 급수탱크(60)의 전방노즐(61)을 통해 재배기본체(10)의 상단부 전방에 위치된 재배선반(50)으로 물을 공급한다. 이에 따라 재배기본체(10)의 일측(예를 들어 전방측)에 배치된 재배선반(50)이 무거워져 자중에 의해 하측으로 이동하게 된다. 이 때 물을 공급받은 재배선반(50)의 바로 후방측에 배치된 재배선반(50)이 재배기본체(10)의 상단부 전방으로 이동하면, 전술한 것처럼 급수탱크(60)로부터 물을 공급받게 된다.
이와 같이 재배기본체(10)의 전방측 상단으로 이동한 재배선반(50)은 급수탱크(60)로부터 공급받는 물에 의해 하중이 증가되어 순환벨트(40)를 따라서 아래 쪽으로 이동하게 된다. 물을 공급받은 재배선반(50)은 재배기본체(10)의 하단부에 도달할 때까지는 그 하중을 유지하게 되므로 물을 공급받은 재배선반(50)의 갯수만큼 하중이 증가하게 되어 회전력이 증가하게 된다.
이 때 물을 공급받은 재배선반(50)이 재배기본체(10)의 하단부에 도달하면, 푸시바아(83) 하단의 롤러베어링(84)이 배수유도부재(85)의 가이드부(87)에 닿으면서 개폐도어(82)를 상측으로 밀어내게 되고, 이에 따라 재배선반(50)의 배수구(53)가 개방되어 재배선반(50) 내의 물이 외부로 배출되고, 재배선반(50)의 무게가 가벼워지게 된다.
상술한 것과 같은 재배기본체(10)의 상단부 전방에서의 급수와 재배기본체(10)의 하단부에서의 배수에 의한 복수의 재배선반(50)의 무게 차이로 인하여 복수의 재배선반(50)은 순환벨트(40)와 함께 순환 회전하게 된다.
상기 재배선반(50)이 순환 회전함에 따라 상부 회전축(20) 및 하부 회전축(30)이 회전하게 되고, 상부 회전축(20)의 일단부에 연결된 증속기, 즉 제1동력전달기어(71), 제1증속기어(72), 제2동력전달기어(73), 제2증속기어(74), 구동풀리(75), 타이밍벨트(76), 종동풀리(77)를 통해 발전기(78)에 회전력이 증속되어 전달되고, 발전기(78)에서 전기에너지가 생성된다. 생성된 전기에너지는 축전지(미도시)에 저장된 후 순환급수펌프(65) 및 LED 광원(55) 등의 전기장치로 공급된다.
이와 같이 본 발명의 식물재배기는 재배선반(50)으로 물을 공급하여 식물의 재배에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 재배선반(50)으로 공급되는 물을 이용하여 복수의 재배선반(50)을 상하로 순환시키면서 전기에너지를 자체적으로 생산하여 식물의 재배에 필요한 전기장치를 작동시키거나, 남는 전기는 다른 전기 소비처나 전력회사에 판매할 수 있다.
특히 본 발명의 식물재배기는 상하로 다단으로 배열된 복수의 재배선반(50)에 순차적으로 물이 채워져 수직 하강하면서 회전축을 회전시키게 되므로, 재배선반(50)의 수와 재배선반(50)의 승하강 높이가 커질수록 회전축에 큰 힘이 전달된다. 따라서 복수의 재배선반(50)의 수직 하강 운동을 통해 회전축을 큰 힘으로 회전시킬 수 있게 되고, 따라서 발전기(78)의 용량을 증가시킬 수 있으므로 전력 생산량을 대폭 증가시킬 수 있다.
이러한 식물재배기의 재배선반(50)의 이동 속도는 발전부하에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어 회전축에 연결되는 발전기(78)의 수를 증가시켜 발전부하를 증가시킴으로써 전체 속도를 느리게 제어할 수 있다.
또한 별도의 동력이 필요없고 양액(물)을 순환시켜 사용할 수 있기 때문에 물공급이 어려운 곳에서도 사용이 용이하다.
본 발명의 식물재배기는 오염수를 정화하여 방출하기 위한 친환경 정화장치로도 적용할 수 있는데, 이 경우 재배선반(50)에서 재배하는 식물로서 부레옥잠과 같은 정화 기능을 갖는 재배식물을 사용하여 일정기간 사용 후 동력원인 물을 정화하여 방출할 수 있다.
한편 전술한 것과 같이 재배선반(50)이 급수탱크(60)에 연결된 전방노즐(61)로부터 물을 공급받아 회전할 때 회전 속도를 늦추거나 정지하고자 할 경우, 또는 재배선반(50)의 식물의 관리를 위해 재배선반(50)을 단계적으로 이동하고자 할 경우, 상기 후방노즐(63)을 통해 재배기본체(10)의 후방측에 배치된 재배선반(50)으로 물을 공급하여 재배선반(50)의 회전 속도를 원하는 대로 용이하게 조절할 수 있다.
이 실시예에서는 급수탱크(60)의 양측에 전방노즐(61)과 제어밸브(62), 후방노즐(63)과 제어밸브(64)를 각각 설치하여 물 공급을 통한 재배선반(50)의 회전 속도를 제어하였다.
그러나 도 5 및 도 6에 다른 실시예로 도시한 것과 같이, 재배기본체(10)의 일측면 또는 양측면에 순환급수펌프(65)(도 1 참조)로부터 공급되는 물을 안내하는 급수헤더(66)를 설치하고, 상기 급수헤더(66)에 전방측과 후방측으로 연장되는 복수의 관리용 노즐(67)을 설치하여, 각각의 관리용 노즐(67)을 통한 물 공급을 제어함으로써 재배선반(50)의 회전 속도와 방향을 원하는 대로 조절할 수 있다.
예를 들어 재배선반(50)의 회전을 통해 발전을 하고자 할 경우, 재배기본체(10)의 전방으로 연장된 하나 또는 둘 이상의 관리용 노즐(67)을 통해서만 물을 공급하여 재배선반(50)을 일방향으로 회전시켜 발전을 할 수 있다. 또한 발전을 하지 않고 식물의 생장을 위해 재배선반(50)의 속도를 느리게 하거나 재배선반(50)을 정지시키고자 할 경우, 전방으로 연장된 관리용 노즐(67)와 후방으로 연장된 관리용 노즐(67) 모두를 통해 물을 공급하거나 복수의 관리용 노즐(67)을 적절히 선택하고 조합하여 재배선반(50)의 회전 속도와 회전 방향을 제어할 수 있다.
이를 위해 각각의 관리용 노즐(67)에는 제어밸브(68)가 설치되는데, 전술한 것과 같이 상기 제어밸브(68)는 외부에서 인가되는 전기에너지에 의해 개폐 작동하는 솔레노이드밸브를 적용하여 구성할 수 있으나, 이외에도 사용자가 직접 수동으로 관리용 노즐(67)의 유로를 제어할 수 있는 공지의 제어밸브를 적용하여 구성할 수도 있다.
본 발명의 식물재배기는 식물을 재배하는 용도로 사용하지 않고 발전을 하는 용도로만 사용할 수 있으며, 이 경우 상기 재배선반(50)은 소량의 물을 채워서 순한 이동시키기 위한 수반으로서 기능하게 된다.
이상에서 본 발명은 실시 예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
10 : 재배기본체 20 : 상부 회전축
22 : 상부풀리 30 : 하부 회전축
32 : 하부풀리 40 : 순환벨트
50 : 재배선반 51 : 힌지핀
53 : 배수구 55 : LED 광원
60 : 급수탱크 61 : 전방노즐
62 : 제어밸브 63 : 후방노즐
64 : 제어밸브 65 : 순환급수펌프
66 : 급수헤더 67 : 관리용 노즐
68 : 제어밸브 71 : 제1동력전달기어
72 : 제1증속기어 73 : 제2동력전달기어
74 : 제2증속기어 75 : 구동풀리
76 : 타이밍벨트 77 : 종동풀리
78 : 발전기 81 : 차폐부재
82 : 개폐도어 83 : 푸시바아
84 : 롤러베어링 85 : 배수유도부재
86 : 물포집부 87 : 가이드부

Claims (8)

  1. 재배기본체;
    상기 재배기본체의 상부 및 하부를 각각 가로지르도록 설치되는 상부 회전축 및 하부 회전축;
    상기 상부 회전축의 양단에 결합되어 회전하는 복수의 상부풀리;
    상기 하부 회전축의 양단에 결합되어 회전하는 복수의 하부풀리;
    상기 상부풀리 및 하부풀리에 감겨져 상하방향으로 회전하는 복수의 순환벨트;
    상부면이 개방되게 형성된 함체 형태로 되어 내부에 재배할 식물이 식재되며, 양단부가 순환벨트에 힌지핀을 매개로 상대 회전이 가능하게 결합되어 순환벨트와 함께 상하방향으로 연속적으로 회전하는 복수의 재배선반;
    상기 재배선반을 순환벨트와 함께 회전시키기 위하여 재배선반에 물을 공급하는 급수유닛;
    상기 재배선반이 재배기본체의 하단부에 도달할 때 재배선반 내에 저장된 물을 외부로 배출하는 배수유닛; 및,
    상기 상부 회전축 또는 하부 회전축의 회전력을 전기에너지로 변환하는 발전유닛;
    을 포함하고,
    상기 배수유닛은, 상기 재배선반의 하부면에 개방되게 형성되어 재배선반 내의 물을 외부로 배출하는 배수구와, 상기 재배선반의 하부면에 상하로 이동 가능하게 설치되어 배수구를 개폐하는 차폐부재와, 상기 재배기본체의 하단부 또는 재배기본체가 설치되는 지면(地面) 위에 설치되어 상기 재배선반이 재배기본체의 하단부에 도달하게 되면 차폐부재와 접촉하면서 차폐부재를 상측으로 이동시켜 배수구를 개방하는 배수유도부재를 포함하고,
    상기 차폐부재는, 상기 배수구를 개폐하는 개폐도어와, 상기 개폐도어에 하측으로 연장되게 형성되고 하단부에 상기 배수유도부재의 상단부를 따라 구름이동하는 롤러베어링이 설치된 푸시바아를 포함하며,
    상기 배수유도부재는 상기 재배기본체의 하단부 또는 재배기본체가 설치되는 지면(地面) 위에 설치되며 상부면이 개방된 함체 형태로 되어 재배선반에서 배출되는 물을 포집하는 물포집부와, 상기 물포집부의 상단에 설치되며 양단부가 경사지게 형성되어 상기 푸시바아의 하단부에 설치된 롤러베어링과 접촉하도록 된 가이드부를 포함하며,
    상기 급수유닛은, 재배기본체의 상단에 설치되어 순환급수펌프로부터 물을 공급받는 급수탱크와, 상기 급수탱크에 연결되어 급수탱크의 물을 재배기본체의 상단부 전방측으로 배출하는 전방노즐 및 급수탱크의 물을 재배기본체의 상단부 후방측으로 배출하는 후방노즐, 및 상기 전방노즐 및 후방노즐을 통한 물의 분출을 제어하는 제어밸브를 포함하는 자가발전형 회전식 식물재배기.
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  6. 제1항에 있어서, 상기 발전유닛은 상기 상부 회전축 또는 하부 회전축에 연결되어 상부 회전축 또는 하부 회전축의 속도를 증속하는 증속기와, 상기 증속기로부터 회전력을 전달받아 전기에너지를 생산하는 적어도 1개 이상의 발전기 및, 상기 발전기에서 생산된 전기에너지를 저장하는 축전지를 포함하는 자가발전형 회전식 식물재배기.
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