KR102659580B1 - 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 식물을 재배하는 단을 복층으로 다수 구비한 다단형 식물 재배 장치에 있어서, 상기 식물을 재배하는 각 단은, 복수개의 배선 기둥에 의해서 지지되는 바닥판과, 상기 바닥판에 퇴적되어 식물이 식재되는 식물 재배용 토양부와, 상기 식물 재배용 토양부의 상단에서 상기 식물을 향해 물을 분사하는 다수의 급수 노즐이 형성된 급수관과, 상기 식물 재배용 토양에 빛을 공급하는 조명을 포함하되, 상기 바닥판은 각 단의 바닥면이 동일한 방향으로 경사를 이루며, 상기 급수관에 의해 분사된 물이 상기 식물 재배용 토양부 및 상기 식물에 흡수되고 남은 물이 상기 경사진 바닥면을 따라 하측 방향으로 흘러 배수되며, 상기 다수의 단 각각으로부터 배수되는 물을 집수하여 한꺼번에 배수하는 통합 배수관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공함으로써, 재배하는 식물에 공급한 급수의 배수 관리가 용이하고 누전을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치{MULTI-STAGE PLANT CULTIVATION DEVICE WITH INTEGRATED DRAINAGE CHANNEL}
본 발명은 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다단형 식물 재배 장치에 있어서 최상단으로부터 최하단까지 배수가 원할하게 이루어지도록 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치에 관한 것이다.
일반적으로 식물 재배는 토양에 심은 종자에 비료와 물을 주고, 태양광에 의해 식물 내에서 일어나는 광합성을 이용하는 방식으로 이루어진다.
그런데, 이러한 재배 방법은 기후의 변화가 생산량에 영향을 미칠 뿐 아니라, 비료나 농약의 사용으로 인한 비용 문제와 환경 문제가 발생하게 된다. 또한, 식물을 재배하는 데 오랜 시간이 걸리기 때문에 소비자의 수요에 비해 생산량이 따라가지 못하고 있다.
최근에는 식물의 성장이 광합성에 의해 이루어지는 것에 주목해, 인공 광원인 LED(Light Emitting Diode)를 사용하여 광합성에 필요한 파장을 공급해 줌으로써 식물의 성장을 촉진시킬 뿐 아니라 기후에 영향을 받지 않고, 무농약의 식물 재배가 가능한 친환경적인 식물 재배 방식이 각광받고 있다.
상술한 재배 방식을 이용하여 작물의 대량 생산을 위한 다양한 구조의 장치들이 개발되고 있는 상황이며, 특히 복수 개의 재배 베드를 수납하기 위한 다단식 식물 재배 장치 또한 제안되고 있는 상황이다.
예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 다단형 식물 재배 장치는 복수로 이루어진 각 단이 수평으로 배치되고, 수평으로 배치된 각 단에는 토양이 담긴 식물 재배 용기(P)가 복수 마련되고, 그 상단에는 LED 조명(30)이 설치되어 식물 재배 용기(P)에 식재된 식물에 광을 조사하는 구조를 이루고 있다.
그러나, 이와 같은 구조에서는 도 3에 도시된 바와 같이 외부에서 개방된 상태로 식물 재배 용기(P) 전체에 물을 살포하기 때문에, LED 조명(30)으로 튀는 물로 인하여 누전이나 합선이 발생하는 문제점이 있었으며, 이러한 문제가 발생시 재배 중인 식물에 일정한 광을 조사하지 못하여 식물을 건강하게 재배하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 종래의 다단형 식물 재배 장치에서는 각 단이 수평으로 형성되어 있으며 별도로 집수하여 배수하는 구조가 마련되어 있지 않기 때문에, 식물 재배 용기(P)에 담긴 토양이나 식물에서 흡수되지 못한 물들이 고이게 되고, 이와 같이 고인 물들은 범람하여 그 하단의 LED 조명에서 누전이나 합선을 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 다단형 식물 재배 장치에서는 LED 조명 및 기타 제어를 위한 전선선과 제어선이 외부에 노출된 상태로 배선되기 때문에, 상술한 바와 같은 누전이나 합선에 더욱 노출되는 문제가 있었다.
또한, 종래에는 토양이 담긴 식물 재배 용기(P)에 식물을 식재하여 재배하기 때문에, 각 단의 넓이에 비해 재배 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
공개특허 제10-2017-0076459호(공개일자 : 2017년07월04일)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 식물 재배 용기(P)에 물을 공급할 때, LED 조명(30)으로 튀는 물로 인하여 누전이나 합선이 발생하는 것을 방지할 수 있는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 식물 재배 용기(P)에 담긴 토양이나 식물에서 흡수되지 못하고 고인 물들이 범람하여 그 하단의 LED 조명에서 누전이나 합선을 발생하는 것을 방지할 수 있는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 LED 조명 및 기타 제어를 위한 전선선과 제어선이 외부에 노출된 상태로 배선되어 발생되는 누전이나 합선을 방지할 수 있는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 동일한 크기의 식물 재배 장치에서 훨씬 많은 식물을 원할히 재배할 수 있도록 재배 효율을 높일 수 있는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 도모하는 주요 목적에 대해서 기술하였지만, 상술한 목적 외에도 상술한 목적을 달성하기 위해서 파생되는 다른 목적들도 도모하는 과제에 포함된다는 점에 유의해야 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 식물을 재배하는 단을 복층으로 다수 구비한 다단형 식물 재배 장치에 있어서, 상기 식물을 재배하는 각 단은, 복수개의 배선 기둥에 의해서 지지되는 바닥판과, 상기 바닥판에 퇴적되어 식물이 식재되는 식물 재배용 토양부와, 상기 식물 재배용 토양부의 상단에서 상기 식물을 향해 물을 분사하는 다수의 급수 노즐이 형성된 급수관과, 상기 식물 재배용 토양에 빛을 공급하는 조명을 포함하되, 상기 바닥판은 각 단의 바닥면이 동일한 방향으로 경사를 이루며, 상기 급수관에 의해 분사된 물이 상기 식물 재배용 토양부 및 상기 식물에 흡수되고 남은 물이 상기 경사진 바닥면을 따라 하측 방향으로 흘러 배수되며, 상기 다수의 단 각각으로부터 배수되는 물을 집수하여 한꺼번에 배수하는 통합 배수관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서는, 상술한 실시예에 있어서, 상기 바닥판은, 상기 바닥판의 하측 방향에서 상기 배선 기둥에 고정되어 상기 바닥판을 회동시키는 바닥판 회동부와, 상기 바닥판의 상측 방향에서 상기 배선 기둥에 상기 바닥판을 가변적으로 고정하여 상기 바닥판의 높이를 조절하는 바닥판 높이 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서는, 상술한 실시예에 있어서, 상기 배선 기둥은, 내부에 상기 조명에 인가하는 전원선 및 제어선을 포함하는 전선이 배선되는 것을 특징으로 하는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서는, 상술한 실시예에 있어서, 상기 조명의 상부에는, 상기 조명이 고정 설치되며, 상기 조명 전체를 상부로부터 낙수되는 물로부터 방수하고, 상기 조명에 연결되는 전원선 및 제어선을 포함하는 전선이 내부에 배선되는 배선 상판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서는, 상술한 실시예에 있어서, 상기 조명은, 상기 조명으로부터 발광되는 광은 투과시키는 투명 재질을 가지며, 하부에 상기 급수관으로부터 분사되는 물로부터 상기 조명을 방수하는 방수성을 갖는 조명 방수판을 하부에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서는, 상술한 실시예에 있어서, 상기 급수관에 형성되는 노즐의 수는, 하단으로부터 상단으로 갈수록 노즐의 수가 증가되는 것을 특징으로 하는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치에 의하면, 각 단에서 식물 재배용 토양이 퇴적되거나 식물이 식재된 식물 재배 용기(P)가 다수 배치되는 바닥판을 소정 각도로 동일한 방향으로 경사지게 배치하고, 그 경사진 하단에 통합하여 배수할 수 있는 통합 배수관을 배치함으로써, 식물 재배 용기(P)에 담긴 토양이나 식물에서 흡수되지 못하고 고인 물들이 범람하여 그 하단의 LED 조명에서 누전이나 합선을 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치에 의하면, 조명 앞에 광을 투과하고 물은 방수할 수 있는 조명 방수판을 배치함으로써, 식물 재배 용기(P)에 물을 공급할 때, LED 조명(30)으로 튀는 물로 인하여 누전이나 합선이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치에 의하면, 각 다단 식물 재배 장치의 기둥 내부에 전원선 및 제어선 등을 배선함으로써, LED 조명 및 기타 제어를 위한 전선선과 제어선이 외부에 노출된 상태로 배선되어 발생되는 누전이나 합선을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치에 의하면, 바닥판 전체에 토양을 퇴적하고, 그 퇴적된 토양에 식물을 재배함으로써, 동일한 크기의 식물 재배 장치에서 훨씬 많은 식물을 원할히 재배할 수 있도록 재배 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명에 의해 얻어지는 주요 효과에 대해서 기술하였지만, 상술한 효과 외에도 각 특징적 구성간의 호환, 대체, 결합, 연계 등에 의해 다양한 파생 효과 역시 본원발명의 효과에 포함된다는 점에 유의해야 한다.
하기의 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것으로서, 이하 제시되는 도면들로 한정되는 것이 아니라 다른 형태로 구현될 수도 있다.
또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타내며, 이해를 돕기 위해서 특정 부분을 강조하거나 생략하고, 축척에 비례하지 않는 부분이 있다는 점에 유의해야 한다.
도 1은 일반적인 다단 식물 재배 장치의 실물을 촬영한 예시 사진이다.
도 2는 종래의 다단 식물 재배 장치의 구조를 도시한 단면 구조도이다.
도 3은 종래의 다단 식물 재배 장치의 전체 시스템 구조를 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치의 구조를 도시한 단면 구조도이다.
본 발명은 다양하게 변경되어 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 특정 실시예를 예로 들어 도면에 예시하고 구체적으로 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이들 특정 세부 사항없이 실시예가 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
또한, 후술하는 설명 및 도면은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하며, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 후술되는 상이한 실시예의 특징은 서로 조합될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
요소 사이의 관계를 설명하기 위해 사용된 다른 단어들도 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예를 들어, "사이에" 대 "직접 사이에", "인접한" 대 "직접 인접한" 등).
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이와 관련하여, " 상부", "하부", "아래", "전방", "뒤에", "뒤로", "선도", "추종", "위" 등과 같은 방향성 용어는, 설명된 도면의 방향을 참조하여 사용될 수 있다. 실시예의 일부가 다수의 상이한 배향으로 배치될 수 있기 때문에, 방향 용어는 예시의 목적으로 사용되며 결코 제한되지 않는다. 다른 실시예가 이용될 수 있으며, 청구 범위에 의해 정의된 범주를 벗어나지 않고 구조적 또는 논리적 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 하며, 후술하는 상세한 설명이 제한적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치의 구조를 도시한 단면 구조도이다.
먼저, 배선 기둥(110)은 다단형 식물 재배 장치를 지지하는 지지 기둥으로서, 내부가 비어 있는 각관 또는 원형관 등의 금속관으로 이루어져, 내부에 배선이 통과할 수 있도록 구성된다. 본 발명에서는, 배선 기둥(110)의 내부로 조명130) 등에 사용되는 전원선을 배선하기 때문에 식물 재배를 위해 급수되는 물에 대한 누전을 안전하게 방지할 수 있는 효과가 있다. 배선 기둥(110) 밖으로 전기선 등을 인입 또는 인출하는 경우에는 인입 또는 인출 구멍을 씰재로 밀봉하여, 방수 효과를 유지하는 것이 바람직하다.
이러한, 배선 기둥은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 티타늄(Ti) 및 스테인리스 스틸(Stainless steel) 등의 금속 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 배선 기둥(110)은 식물에 공급되는 양약 등으로 인해 부식이 진행되는 것을 억제하기 위해, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 하프늄(Hf) 또는 나이오븀(Nb) 금속 소재에 아노다이징(Anodizing) 등의 금속 표면 처리를 통해 적절한 두께(예를 들어, 10㎛ 내지 20㎛)의 산화막을 형성할 수도 있다.
배선 상판(배선관)(120)은 배선 기둥(110)의 적어도 4개의 기둥에 용접 또는 볼트 체결되어 식물 재배 장치의 각 단을 형성하며, 특히, 하부 표면에 설치되는 조명(130)에 전원을 인가하는 배선 통로 역할을 하는 배선관을 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 이중의 금속판으로 이루어져 그 금속판 사이의 이격된 공간에 조명(130)에 전원을 인가하는 전원선이나 제어선 등의 전원을 배선할 수 있으며, 단일 금속판에 별도의 배선관을 부착할 수도 있다.
이러한 배선 상판(120)은 배선 기둥(110)과 함께 식물 재배 장치의 골격을 이룰 뿐만 아니라, 배선 기둥(110)과 연통하여, 전원선이나 제어선이 배선되는 배선 통로로 이용되는 한편, 그 하단에 형성되는 조명(130)에 대한 방수 차단막으로서도 이용된다.
또한, 배선 상판(120)은 배선 기둥(110)과 마찬가지로, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 티타늄(Ti) 및 스테인리스 스틸(Stainless steel) 등의 금속 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 배선 상판(120)도 식물에 공급되는 양약 등으로 인해 부식이 진행되는 것을 억제하기 위해, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 하프늄(Hf) 또는 나이오븀(Nb) 금속 소재에 아노다이징(Anodizing) 등의 금속 표면 처리를 통해 적절한 두께(예를 들어, 10㎛ 내지 20㎛)의 산화막을 형성할 수도 있다
조명(130)은 배선 상판(120)의 하부 표면에 LED 모듈을 설치하여 조명으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 광합성 작용을 하는 650~670㎚의 진한 적색(Deep RED)광, 440~460㎚의 청색(Royal Bule)광 및 420~440㎚의 밝은 청색(Royal Blue) 광이 조사되도록 설정될 수 있다.
또한, 해충 퇴치 작용을 하는 600~620㎚의 빨간 오랜지(RED Orange) 광이나, 잎의 두께를 두껍게 하는 380~400㎚의 자외선(UV) 광, 작물 재배 시 작업용으로 일반 조명 작용을 하는 2,700K±5%의 은백색(Warm White) 광이 조사되도록 설정될 수 있다.
또한, 조명(130)에는 재배 대상 식물에 대하여 잎과 잎 사이 및 줄기에 고루 빛이 전달되도록 각각의 LED 조명에 무형(無影; Shadowless) 렌즈를 적용함과 동시에, 무 렌즈형 또는 무명 렌즈(즉, 대칭 광폭 렌즈와 비대칭 광폭 렌즈가 5:1 비율로 성형된 경우)를 채용한 LED 조명을 방사형으로 배치하여 작물 재배 전체에 수직 또는 경사로 방사되는 빛을 음영이 없게 고루 방사하도록 하여, 식물을 균형있게 재배할 수 있고, 또 각각의 LED 조명에 별도 전원 공급부를 설치하여 작물 생육 시기별로 광량을 조절(Dimming)할 수 있도록 함으로 재배 효율을 상승키고, 비용을 절감할 수도 있다.
조명 방수판(140)은 폴리 카보네이트(PC) 또는 아크릴계의 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA) 등의 투명성 방수 재질을 이용하여 성형하는 것이 바람직하다. 즉, 조명 방수판(140)은 조명(130)에서 발광되는 광을 식물에 고르게 조사하도록 투명성을 갖고, 급수관(150)을 통해서 급수되는 물 또는 양액이 급수시 조명(130)으로 튀어 누전 등이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 방수 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서, 조명 방수판(140)은 렌즈가 구비되지 않은 무 렌즈형으로 성형하거나 또는 조명(130)의 LED로부터 발광되는 광을 투과 및 확산시켜 주는 렌즈를 외면에 일체로 구비되도록 성형할 수도 있다
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는, 도 4의 상단에 표시된 바와 같이 하나의 긴 LED 모듈을 조명(130)으로 이용할 수도 있고, 중단 및 하단과 같이 복수 개로 나뉘어진 LED 모듈을 조명(130)으로 이용될 수도 있다. 이때, 조명 방수판(140)은 하나의 긴 LED 모듈로 이루어진 조명(130)과 마찬가지로 복수의 LED 모듈로 분리되어 있는 조명(130)에 대해서도 하나의 긴 일체형 투명 방수 재질로 형성될 수도 있고, 각각의 분리된 LED 모듈 별로 조명 방수판(140)을 별도로 형성할 수도 있다.
급수관(150)은 통상의 수도관은 형성하는 스텐레스관, 황동관, PVC관 등이 사용될 수 있으며, 물을 살포할 수 있는 급수 구명이 급수관(150)의 길이 방향을 따라 바닥판(160)의 상단에 복수개 설치될 수 있으며, 살포 균일도록 높이기 위해 각 구멍에는 급수 노즐(150H)이 급수관(150)의 길이 방향을 따라 바닥판(160)의 상단에 복수개 설치될 수 있다. 이 급수관(150)은 각 단별로 조명(130)과 바닥판(160) 사이에 마련될 수 있으며, 각 단별로 마련된 급수관(150)은 배선 기둥(110)에 결속되거나 배선 기둥(110)과 평행하게 배열된 하나의 통합 급수관을 통해 연결되어 있으며, 그 일단은 물이 공급되는 물탱크 또는 상수원에 연결된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 각 단별로 배치된 식물에 따라, 해당 식물에 적합한 배수량을 조절하기 위해서, 통합 급수관으로 각 단별 급수관(150)으로 분기되는 지점에 급수량 조절 밸브(도시 생략)를 마련할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 각 단별로 급수 구멍의 갯수나 간격을 다르게 할 수 있으며, 각 단별로 급수 수압을 일정하게 유지하기 위하여 최상단으로부터 최하단으로 갈수록 급수 노즐(150H)의 갯수를 줄이는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 급수 노즐(150H)로 표현하지만, 급수 구멍으로 대신할 수 있으며, 필요에 따라 양자를 선택할 수 있으므로, 본 명세서에서는 급수 노즐(150H)과 급수 구멍이라는 용어를 혼용하여 사용한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 통합 급수관으로부터 각 단별로 마련된 급수관(150)으로 분기되는 시작점의 일정 구간에 양액을 담은 양액 탱크(170)와 양액 탱크(170)로부터 해당 단의 급수관(150)으로 유입되는 양액의 양을 조절하는 양액 조절 밸브(175)가 마련되는 것이 바람직하다.
이러한 양액 탱크(170)와 양액 조절 밸브(175)에 의해 식물에 물을 급수할 때, 식물의 성장에 필요한 무기 양분을 용해시킨 양액이나 살균제, 살충제 등도 함께 식물에 살포할 수 있어, 식물 재배에 드는 노동력을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이러한 양액은 식물의 성장에 필요한 무기양분을 용해시킨 것으로 배양액이라고도 하며 식물의 영양 재배 시에 사용한다. 양액 제조에 필요한 성분은 산소, 수소, 탄소를 제외한 다량 원소와 미량 원소이다.
양액 농도는 작물, 계절, 생육 단계에 따라 조절될 수 있으며, 일반적으로 양액의 농도 보정(추비)은 3~5일에 걸쳐 EC를 기준으로 감량분을 추정하며, 용수의 해당 감량분을 수시로 추가하여 간편하게 조절하는 것이 바람직하다, 성분 농도 보정과 함께 중요한 것은 pH 교정으로 산도를 높이기 위해서는 H2SO4, H3PO4를 사용하고, 산도를 낮추기 위해서는 NaOH나 KOH를 첨가하여 필요한 적정 산도를 유지한다.
바닥판(160)은 식물을 재배하는 베이스로서, 각 단에서 동일한 방향으로 배수에 적절한 기울기, 예를 들어 5∼15°로 경사져 있는 것을 특징으로 한다. 그와 같이 각 단에서 바닥판(160)이 경사져 있으면, 바닥판(160) 상에 식물이 심겨져 있는 토양에 흡수되고 남은 물이 경사 방향으로 흘러 통합 배수로(190)를 통해 배수가 이루어지기 때문에, 각 단에 잔류 물이 고이지 않기 때문에, 그 하단의 조명(130)에서 누전되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 도 4의 중단에 도시한 바와 같이, 바닥판(160)의 일측에는 바닥판(160)을 상하로 회동할 수 있는 바닥판 회동부(160R)가 마련되고, 바닥판(160)의 타단에는 바닥판(160)의 높이를 조절할 수 있는, 즉, 바닥판(160)의 경사를 조절할 수 있는 바닥판 높이 조절부(160E)가 더 마련될 수도 있다. 비교 도시를 위해 본원의 도 4에서는 중단에만 도시하였으나, 각 단에서 이러한 바닥판 회동부(160R)와 바닥판 높이 조절부(160E)를 적용하여 바닥판(160)의 경사를 조정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 경사를 조절하게 되면, 식재된 식물의 수, 토양의 조성, 금수량 또는 급수 속도 등에 따라 경사도를 적절히 조절하여, 배수 속도를 조절할 수 있게 된다. 바닥판 높이 조절부(160E)는 기설정된 간격으로 수직 타공된 구멍에 고정핀을 삽입하여 조절할 수도 있고, 전동으로 바닥판(160)의 일단을 상하로 이동시키도록 구성될 수도 있다.
각 단에서 배수된 물은 도 4에 도시된 바와 같이 통합 배수관(190)을 통해 식물 재배 장치 바깥으로 배수되게 되므로, 각 단에서는 배수된 물이 고이거나 모이지 않게 되고, 결과적으로 하단으로 흘러넘쳐 조명(130) 등에서 누전이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
바닥판(160)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 티타늄(Ti) 및 스테인리스 스틸(Stainless steel) 등의 금속 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 바닥판(160)은, 식물에 공급되는 양약 등으로 인해 부식이 진행되는 것을 억제하기 위해, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 하프늄(Hf) 또는 나이오븀(Nb) 금속 소재에 아노다이징(Anodizing) 등의 금속 표면 처리를 통해 적절한 두께의 산화막을 형성할 수도 있으며, 토양이나 식물에 의한 흠집 등이 발생하는 것에 대비하여 배선 기둥(110)이나 배선 상판(120)에 비해 두껍게(예를 들어, 20㎛ 내지 50㎛) 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 바닥판(160) 상에는 스티렌 발포체 또는 폴리우레탄 수지와 같은 플라스틱 수지, 나무, 금속 등으로 토양을 매립하여 식물을 재배하는 용기가 다수 배치될 수도 있고, 바닥판(160) 전체에 토양을 매립하여 식재하는 식물의 양을 대폭 증대시킬 수도 있다.
이때, 토양으로는 피트모스(泥炭 : peat moss)를 이용할 수도 있다. 피트모스는 이끼류 갈대사초 등의 화본과 식물 등의 수목질의 유체(遺體)가 분지에 두껍게 퇴적하여 물이 존재하는 상태에서 균류 등의 생물화학적인 변화에 의하여 식물질의 주성분인 리그닌, 셀룰로오스 등이 주로 지표에서 긴 세월동안 분해, 중합, 축합되고 산화된 것으로서, 피트모스 주성분의 75중량 %가 액상으로 물을 지니는 성질이 좋고 알갱이 사이에 공기를 지닐 수 있는 공간이 풍부하여 통기성이 우수하고 유기질이 풍부해서 일반토양이나 인조용 토양과 섞어서 원예용으로 많이 이용된다. 또한, 피트모스를 이용함으로써, 영양분의 보존 능력이 높고 지효성으로 흙속의 유기물 생성을 돕고 자체 유기물이 분해되어 지속적인 효과를 유지하고, 한랭한 늪지대에서 생육된 물이끼의 유체가 퇴적되어 분해되어, 독특한 섬유 결속 구조로 인해서 수분과 영양분 저장 및 공급 능력이 우수하고, 무독, 무균 상태의 천연자원으로 토양에 의해서 일어나는 병의 발생률이 매우 낮은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 배선 기둥(110)의 하단에 수평 조절부(180)를 더 부가할 수 있다. 이와 같은 수평 조절부(180)는 예를 들어 볼트를 회전시켜 지지 높이를 상하로 가변함으로써, 바닥면이 고르지 않은 환경에서도 식물 재배 장치의 수평을 유지하여, 의도한 경사 각도로 정확히 배수할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는, 배선 기둥(110)의 하단에 이동 바퀴(185)를 더 부가할 수 있다. 이와 같은 이동 바퀴(185)에 의해서 무게가 무거운 식물 재배 장치를 원할히 이동하여 원하는 위치로 변경할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 청구 범위 및 그 등가물을 제외하고는 제한되지 않는다. 전술한 구성 요소 또는 구조에 의해 수행되는 다양한 기능과 관련하여, 이러한 구성 요소를 설명하기 위해 사용된 용어는, 달리 지시하지 않는 한, 본 명세서에 예시된 본 발명의 예시적인 구현에서 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 동일하지 않더라도, 기술된 구성 요소의 특정 기능을 수행하는(즉, 기능적으로 동등한) 임의의 구성 요소 또는 구조에 해당하는 것으로 의도된다.
또한, 이하의 청구 범위는 상세한 설명에 포함되며, 각 청구 범위는 별도의 예시적인 실시예로서 자체적으로 존재할 수 있다. 각 청구항은 별도의 예시적인 실시예로서 자체적으로 존재할 수 있지만, (종속항이 청구 범위에서 하나 이상의 다른 청구항과의 특정 조합을 언급할 수 있더라도), 다른 예시적인 실시예는 또한 서로 종속 또는 독립 청구항의 주제와 종속항의 조합을 포함할 수 있음에 유의해야 한다. 이러한 조합은 특정 조합이 의도되지 않았다고 언급되지 않는 한 본원에서 제안된다. 또한, 이 청구항이 독립항에 직접적으로 종속되지 않더라도, 임의의 다른 독립항에 대한 청구항의 특징도 포함하도록 의도된다.
다양한 예시적인 실시예가 개시되었지만, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에 개시된 개념의 이점 중 일부를 달성할 수 있는 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 동일한 기능을 수행하는 다른 구성 요소가 적절히 대체될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 실시예가 이용될 수 있고 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 구조적 또는 논리적 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 특정 도면을 참조하여 설명된 특징은 명시적으로 언급되지 않은 특징에서도 다른 도면의 특징과 조합될 수 있음을 언급해야 한다. 본 발명의 일반적인 개념에 대한 이러한 수정은 첨부된 청구 범위 및 그들의 법적 등가물에 의해 커버되도록 의도된다.
110 : 배선 기둥
120 : 배선 상판(배선관)
130 : 조명
140 : 조명 방수판
150 : 급수관
150H : 급수 노즐
160 : 바닥판
160R : 바닥판 회동부
160E : 바닥판 높이 조절부
170 : 양액 탱크
175 : 양액 조절 밸브
180 : 수평 조절부
185 : 이동 바퀴
190 : 통합 배수관

Claims (6)

  1. 식물을 재배하는 단을 복층으로 다수 구비한 다단형 식물 재배 장치에 있어서,
    상기 식물을 재배하는 각 단은,
    복수개의 배선 기둥에 의해서 지지되는 바닥판과,
    상기 바닥판에 퇴적되어 식물이 식재되는 식물 재배용 토양부와,
    상기 식물 재배용 토양부의 상단에서 상기 식물을 향해 물을 분사하는 다수의 급수 노즐이 형성된 급수관과,
    상기 식물 재배용 토양에 빛을 공급하는 조명
    을 포함하되,
    상기 바닥판은 각 단의 바닥면이 동일한 방향으로 경사를 이루며,
    상기 급수관에 의해 분사된 물이 상기 식물 재배용 토양부 및 상기 식물에 흡수되고 남은 물이 상기 경사진 바닥면을 따라 하측 방향으로 흘러 배수되며,
    상기 다수의 단 각각으로부터 배수되는 물을 집수하여 한꺼번에 배수하는 통합 배수관을 더 포함하며,
    상기 바닥판은,
    상기 바닥판의 하측 방향에서 상기 배선 기둥에 고정되어 상기 바닥판을 회동시키는 바닥판 회동부와,
    상기 바닥판의 상측 방향에서 상기 배선 기둥에 상기 바닥판을 가변적으로 고정하여 상기 바닥판의 높이를 조절하는 바닥판 높이 조절부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 배수로를 구비하며,
    상기 배선 기둥은,
    내부에 상기 조명에 인가하는 전원선 및 제어선을 포함하는 전선이 배선되며,
    상기 조명의 상부에는,
    상기 조명이 고정 설치되며, 상기 조명 전체를 상부로부터 낙수되는 물로부터 방수하고, 상기 조명에 연결되는 전원선 및 제어선을 포함하는 전선이 내부에 배선되는 배선 상판을 더 포함하며,
    상기 조명은,
    상기 조명으로부터 발광되는 광은 투과시키는 투명 재질을 가지며, 하부에 상기 급수관으로부터 분사되는 물로부터 상기 조명을 방수하는 방수성을 갖는 조명 방수판을 하부에 더 포함하며,
    상기 급수관에 형성되는 노즐의 수는,
    하단으로부터 상단으로 갈수록 노즐의 수가 증가되며,
    상기 배선 기둥의 하단 일측에는 볼트를 회전시켜 식물 재배 장치의 지지 높이를 상하로 가변시킬 수 있는 수평 조절부가 마련되며, 상기 배선 기둥의 하단 타측에는 식물 재배 장치를 원할히 이동시킬 수 있는 이동바퀴가 마련되며,
    상기 식물 재배 장치는,
    각 단별로 마련된 급수관으로 분기되는 시작점의 일정 구간에 양액을 담은 양액 탱크가 마련되며,
    양액탱크로부터 해당 단의 급수관으로 유입되는 양액의 양을 조절하는 양액 조절 밸브가 마련되는 것을 특징으로 하는 통합 배수로를 구비한 다단형 식물 재배 장치.
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