KR102689386B1 - 수위 조절형 다단식 식물재배 장치 - Google Patents
수위 조절형 다단식 식물재배 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 복수의 베드(Bed)가 수직 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 베드부, 상기 베드의 하단 및 양측단에 각각 구비되어 상기 베드를 지지하는 지지부, 상기 베드의 내부에 삽입되어 상기 베드에 양액, 담수, 냉각수 또는 열기를 공급하는 공급부 및 상기 지지부에 구비되어 상기 베드에 빛을 공급하는 광조사부를 포함하는 것으로, 식물재배를 위한 베드가 다단으로 구성되어, 시설하우스에서 재배되는 식물의 단위 면적당 생산량을 증가시켜 식물의 가격 절감이 가능하다.
뿌리식물의 경우 재배 완료 후에 베드에 담수를 공급하여 플로팅 베드를 담수 위로 띄우고, 베드 본체에서 분리하여 별도의 쾌적한 작업환경에서 수확 작업을 하는 것이 가능하므로 수확에 대한 노동강도를 줄일 수 있다. 또한 양액 사용 시, 양액을 베드의 10%만 채우면 식물재배에 충분한 양이 되고 버려지는 양액이 줄어들게 되므로, 양액 사용량 감소를 통한 양액 공급 비용 절감과 함께, 양액 배출량 감소를 통한 환경보호의 효과도 얻을 수 있다.
뿌리식물의 경우 재배 완료 후에 베드에 담수를 공급하여 플로팅 베드를 담수 위로 띄우고, 베드 본체에서 분리하여 별도의 쾌적한 작업환경에서 수확 작업을 하는 것이 가능하므로 수확에 대한 노동강도를 줄일 수 있다. 또한 양액 사용 시, 양액을 베드의 10%만 채우면 식물재배에 충분한 양이 되고 버려지는 양액이 줄어들게 되므로, 양액 사용량 감소를 통한 양액 공급 비용 절감과 함께, 양액 배출량 감소를 통한 환경보호의 효과도 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 수위조절 및 온도조절이 가능한 다단식 식물재배 장치에 관한 것이다.
기존의 시설하우스에서는 주로 하우스 내의 지면 위에서만 식물재배가 이루어져 왔다. 이 때문에, 보온덮개, 차광막, 이중하우스 등의 설치로 하우스 시설비가 많이 소요됨에도 식물재배는 한정된 지면 위에서만 이루어져서, 시설하우스에서 재배된 식물의 단위 수량 당 가격이 높아지는 문제가 있었다. 또한, 시설하우스에서 재배된 뿌리식물 등의 수확이 대부분 시설하우스 내에서 이루어지는 관계로, 수확하는 동안 고온다습한 하우스의 환경 내에서 계속 서서 작업을 하게 되어 노동강도가 높아지게 되고, 이로 인하여 인력 수급의 어려움 및 인건비 상승의 문제도 발생하였다. 그리고, 식물재배를 위하여 양액을 사용하는 경우가 많은데, 양액이 과도하게 사용될 경우, 양액의 수급 비용이 증가하고 과도한 사용 후 버려지는 양액으로 인한 환경오염의 문제도 발생하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 시설하우스 내에서 양액을 포함한 담수의 수위조절이 가능한 다단의 식물재배 장치를 고안하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 수위 조절형 다단식 식물재배 장치는 복수의 베드(Bed)가 수직 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 베드부, 상기 베드의 하단 및 양측단에 각각 구비되어 상기 베드를 지지하는 지지부, 상기 베드의 내부에 삽입되어 상기 베드에 양액, 담수, 냉각수 또는 열기를 공급하는 공급부 및 상기 지지부에 구비되어 상기 베드에 빛을 공급하는 광조사부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 베드는, 베드 본체, 상기 베드 본체에 수용되어 식물을 식재 가능한 제 1토양부재 및 상기 제 1토양부재보다 작은 입자크기로 상기 제 1토양부재 상에 수용되어 식물을 식재 가능한 제 2토양부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 베드는, 상기 제 2토양부재 상에 구비되어 식물을 식재 가능하고 상기 베드의 길이방향으로 이동 가능한 플로팅(Floating) 베드를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 플로팅 베드는, 상기 베드 본체에 채워진 담수에 의하여 담수 위에 뜨게 되어 상기 제 2토양부재와의 마찰이 없이 이동 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 지지부는, 상기 베드의 양측단에 상기 베드의 길이방향을 따라 일정간격 이격되며 수직하게 설치되는 복수의 제 1지지부재, 상기 베드의 하단에 상기 베드의 길이방향을 따라 일정간격 이격되며 수평하게 설치되는 복수의 제 2지지부재, 상기 베드의 양측단에 상기 제 1지지부재의 상단을 연결하며 상기 베드의 길이방향을 따라 수평하게 설치되는 한쌍의 제 3지지부재 및 상기 제 2지지부재의 상단에 상기 베드의 길이방향을 따라 수평하게 설치되어 상기 베드의 하단을 지지하는 복수의 제 4지지부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제 1지지부재, 제 2지지부재 및 제 3지지부재는 서로 다른 수직 방향으로 설치되고, 상기 제 3지지부재 및 상기 제 4지지부재는 서로 같은 수평 방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 공급부는, 양액 및 담수를 공급하는 제 1공급부, 냉각수를 공급하는 제 2공급부 및 열기를 공급하는 제 3공급부를 포함하고, 상기 제 1공급부는, 상기 양액 또는 담수의 통로가 되는 관수관, 상기 관수관의 일측에 연결되어 상기 관수관에 상기 양액 또는 담수를 공급하는 관수 공급기, 상기 관수관의 타측에 구비되어 상기 베드로 공급되는 상기 양액 또는 담수의 공급량을 제어하는 관수 제어 밸브 및 상기 관수 제어 밸브에 연결되며 상기 베드 본체 내에 구비되어 상기 베드에 상기 양액 또는 담수를 배출하는 관수 잠적 호스(Hose)를 포함하고, 상기 제 2공급부는, 상기 냉각수의 통로가 되는 냉각수관, 상기 냉각수관의 일측에 연결되어 상기 냉각수관에 상기 냉각수를 공급하는 냉각수 공급기, 상기 냉각수관의 타측에 구비되어 상기 베드로 공급되는 상기 냉각수의 공급량을 제어하는 냉각수 제어 밸브 및 상기 냉각수 제어 밸브에 연결되며 상기 베드 본체 내에 구비되어 상기 베드에 상기 냉각수를 공급하는 냉각수 호스를 포함하고, 상기 제 3공급부는, 열기의 통로가 되는 열선관, 상기 열선관의 일측에 연결되어 상기 열선관에 열기를 공급하는 열기 공급기, 상기 열선관의 타측에 구비되어 상기 베드로 공급되는 열기의 공급량을 제어하는 열기 제어기 및 상기 열기 제어기에 연결되며 상기 베드 본체 내에 구비되어 상기 베드에 열기를 공급하는 열선을 포함하며, 상기 관수 제어 밸브는, 상기 양액 또는 담수 공급 시 공급되는 상기 양액 또는 담수의 수위를 조절하는 것을 특징으로 하고, 상기 관수 잠적 호스는, 상기 관수 잠적 호스로 공급된 상기 양액 또는 담수에 의하여 상기 관수 잠적 호스의 내부 압력이 설정된 압력 이상이 될 때 상기 양액 또는 담수가 상기 잠적 호스에 형성된 홀(Hole)을 통하여 배출되고, 상기 양액 또는 담수가 상기 관수 잠적 호스에 형성된 홀을 통하여 배출될 때는 상기 관수 잠적 호스에 형성된 모든 홀로부터 동시에 배출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제 1공급부는, 상기 베드 본체에 수용되며 전기저항값에 따른 전위차에 의하여 상기 제 1토양부재 또는 제 2토양부재 내의 수분 함량을 측정하는 수분 측정 센서 및 상기 관수 공급기에 연결되어 설정된 관수 공급 시기 또는 설정된 관수 공급 시간에 따라 상기 관수 공급기를 제어하는 관수 공급 제어기를 더 포함하고, 상기 관수 공급 제어기는, 상기 수분 측정 센서에 연동되어 상기 수분 측정 센서가 측정한 수분 측정값에 따라 상기 관수 공급기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광조사부는, 복수의 광원이 상기 제 4지지부재에 일정 간격 이격되어 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 수위 조절형 다단식 식물재배 장치는, 식물재배를 위한 베드가 다단으로 구성되어, 시설하우스에서 재배되는 식물의 단위 면적당 생산량을 증가시켜 식물의 가격 절감이 가능하다. 뿌리식물의 경우 재배 완료 후에 베드에 담수를 공급하여 플로팅 베드를 담수 위로 띄우고, 베드 본체에서 분리하여 별도의 쾌적한 작업환경에서 수확 작업을 하는 것이 가능하므로 수확에 대한 노동강도를 줄일 수 있다. 또한 양액 사용 시, 양액을 베드의 10%만 채우면 식물재배에 충분한 양이 되고 버려지는 양액이 줄어들게 되므로, 양액 사용량 감소를 통한 양액 공급 비용 절감과 함께, 양액 배출량 감소를 통한 환경보호의 효과도 얻을 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 조절형 다단식 식물재배 장치의 전체구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베드의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플로팅 베드가 구비된 베드의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 베드 본체 및 중형 베드 본체의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공급부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광조사부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베드의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플로팅 베드가 구비된 베드의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 베드 본체 및 중형 베드 본체의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공급부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광조사부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 수위 조절형 다단식 식물재배 장치의 전체구성을 개략적으로 도시하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수위 조절형 다단식 식물재배 장치는 복수의 베드(Bed)(110)가 수직 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 베드부(100), 상기 베드(110)의 하단 및 양측단에 각각 구비되어 상기 베드(110)를 지지하는 지지부(200), 상기 베드(110)의 내부에 삽입되어 상기 베드(110)에 양액, 담수, 냉각수 또는 열기를 공급하는 공급부(300) 및 상기 지지부(200)에 구비되어 상기 베드에 빛을 공급하는 광조사부(400)를 포함할 수 있다.
상기 베드부(100)는 2단 이상의 베드(110)로 구성될 수 있다. 다단의 베드(110)로 구성되어, 시설비가 많이 드는 시설하우스에서 단위 면적당 생산량을 증가시킬 수 있다. 가장 아래에 위치한 베드(110)는 햇볕이 비교적 적게 들기 때문에 약초나 고추냉이 등의 음지 식물(10)들을 주로 재배할 수 있다. 가장 위에 위치한 베드(110)는 햇빛이 비교적 많이 들기 때문에 딸기 등의 양지 식물(10)들을 주로 재배할 수 있다. 중간에 위치한 베드(110)에는 중간 정도의 빛이 요구되는 식물(10)이나 음지 식물(10)을 재배할 수 있다.
각 베드(110)의 위치에 따라 그에 적합한 성질의 식물(10)을 재배할 수 있어서, 동시에 여러 종류의 식물(10)을 재배할 수 있는 소량 다품종의 식물(10)재배가 가능하고, 각각의 식물(10)의 예상 수요량에 맞추어 재배량을 탄력적으로 조절할 수 있다. 또한, 가장 위에 위치한 베드(110)에는 햇볕이 많이 비추기 때문에, 양지 식물(10)의 재배를 위한 LED 시설을 별도로 하지 않아도 양지 식물(10)의 원활한 재배가 이루어질 수 있다.
도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 베드의 구성을 개략적으로 도시하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 베드(110)는, 베드 본체(120), 상기 베드 본체(120)에 수용되어 식물(10)을 식재 가능한 제 1토양부재(150) 및 상기 제 1토양부재(150)보다 작은 입자크기로 상기 제 1토양부재(150) 상에 수용되어 식물(10)을 식재 가능한 제 2토양부재(140)를 포함할 수 있다.
상기 베드 본체(120)는, 내부 하단 중앙에 형성되어 상기 제 1토양부재(150)을 수용할 수 있는 제 1수용홈(160), 상기 제 1수용홈(160) 상부에 형성되어 상기 제 2토양부재(140)를 수용할 수 있는 제 2수용홈(170) 및 외부 하단에 상부로 볼록하게 형성되어 상기 지지부(200)를 수용할 수 있는 복수의 제 3수용홈(180)을 더 포함할 수 있다.
상기 베드 본체(120)는 소형 베드 본체(121) 또는 중형 베드 본체(122)로 제작될 수 있다. 베드 본체(120)의 폭이 넓어지면 재배할 수 있는 식물(10)의 양이 많아지는 장점은 있으나, 하루 중 태양의 위치변화로 베드(110) 내에 식물(10)이 심어진 위치에 따라 일조량의 차이가 발생하여 식물(10)의 성장이 균일하지 않게 되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 문제를 방지하기 위하여 베드 본체(120)의 폭은 최대 70cm로 제작할 수 있다. 본 발명에서 중형 베드 본체(122)의 경우에는 폭을 70cm로 제작할 수 있으며, 소형 베드 본체(121)는 폭을 30cm로 제작할 수 있다. 중형 베드 본체(122) 및 소형 베드 본체(121) 모두 베드 본체(120)의 깊이는 27cm로 제작할 수 있다.
도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 플로팅 베드가 구비된 베드의 구성을 개략적으로 도시하였다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 베드(110)는, 상기 제 2토양부재(140) 상에 구비되어 식물(10)을 식재 가능하고 상기 베드(110)의 길이방향으로 이동 가능한 플로팅(Floating) 베드(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 베드 본체(120) 및 상기 플로팅 베드(130)는 폴리스타이렌 발포폼, 폴리프로필렌 발포폼, 폴리에틸렌 발포폼, 폴리우레탄 발포폼 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 발포폼을 포함할 수 있다. 상기 베드 본체(120)는 상기 베드 본체(120) 외곽을 비닐 등의 커버로 씌워서 방수를 할 수 있다.
상기 플로팅 베드(130)는, 상기 베드 본체(120)에 채워진 담수에 의하여 담수 위에 뜨게 되어 상기 제 2토양부재(140)와의 마찰이 없이 이동 가능한 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 플로팅 베드(130)를 사용하여, 본 장치에서는 담수경과 고형재배를 모두 할 수 있는 하이브리드(Hybrid) 재배를 할 수 있다. 상기 플로팅 베드(130)는 뿌리 식물(10)등의 재배 시, 수확기에 담수를 공급하면, 상기 플로팅 베드(130)가 담수 위로 뜰 수 있다. 상기 플로팅 베드(130)가 담수 위로 뜨게 되면 뿌리에 붙은 제 2토양부재(140)가 담수에 의하여 세척되어 수확 시 별도의 세척을 하지 않을 수 있다.
또한, 상기 플로팅 베드(130)가 담수 위로 뜨기 때문에 담수 위에서 큰 힘을 들이지 않고 이동시킬 수 있다. 상시 플로팅 베드(130)를 상기 베드 본체(120)의 끝단까지 이동시킨 후, 상기 베드 본체(120)의 끝단에서부터 수확 장소까지만 들어서 운반하면 되므로, 비교적 짧은 거리만 상기 플로팅 베드(130)를 들고 운반하면 되어 노동력을 절감할 수 있다. 상기 플로팅 베드(130)의 폭은 상기 베드 본체(120)의 폭보다 작게 하여 상기 플로팅 베드(130)가 상기 베드 본체(120)에 걸리지 않고 담수 위에서 원활히 이동되게 할 수 있다. 상기 베드 본체(120)에 담수를 공급하여 수확하면, 상기 베드 본체(120)의 세척과 소독을 하는 효과도 얻을 수 있다.
상기 다단 베드(110)는 시설하우스의 규모나, 재배하는 식물(10)의 종류에 따라서 2단 베드(110), 3단 베드(110) 또는 4단 이상의 베드(110)로도 구성될 수 있다.
도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 베드 본체 및 중형 베드 본체의 형상을 개략적으로 도시하였다.
도 4를 참조하면, 중형 베드 본체(122)는 소형 베드 본체(121)에 비하여 폭이 증가하고, 하단의 형상에 차이가 있음을 알 수 있다.
도 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 지지부의 구성을 개략적으로 도시하였다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 지지부(200)는, 상기 베드(110)의 양측단에 상기 베드(110)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되며 수직하게 설치되는 복수의 제 1지지부재(210), 상기 베드(110)의 하단에 상기 베드(110)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되며 수평하게 설치되는 복수의 제 2지지부재(220), 상기 베드(110)의 양측단에 상기 제 1지지부재(210)의 상단을 연결하며 상기 베드(110)의 길이방향을 따라 수평하게 설치되는 한쌍의 제 3지지부재(230) 및 상기 제 2지지부재(220)의 상단에 상기 베드(110)의 길이방향을 따라 수평하게 설치되어 상기 베드(110)의 하단을 지지하는 복수의 제 4지지부재(240)를 포함할 수 있다.
상기 제 4지지부재(240)는, 상기 제 3수용홈(180)에 삽입되어 상기 베드(110)의 하부를 지지하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제 2지지부재(220)는 인접하는 제 1지지부재(210)에 양단이 연결되면서 상기 제 1지지부재(210)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제 1지지부재(210), 제 2지지부재(220) 및 제 3지지부재(230)는 서로 다른 수직 방향으로 설치되고, 상기 제 3지지부재(230) 및 상기 제 4지지부재(240)는 서로 같은 수평 방향으로 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제 1지지부재(210)는 상기 베드(110)가 측면 방향으로 쳐지거나 기우는 것을 방지하기 위하여 설치될 수 있다. 상기 제 2지지부재(220)는 서로 마주보고 있는 한 쌍의 상기 제 1지지부재(220) 사이를 연결하여 상기 제 1지지부재(210)가 지면위에 똑바로 세워지게 할 수 있다. 또한 상기 제 2지지부재(220)는 상기 제 4지지부재(240)를 지지하여 상기 베드(110)가 아래 방향으로 쳐지는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 3지지부재(230)는, 일정간격을 이격되게 반복하여 설치된 상기 제 1지지부재(210)를 연결하여 상기 제 1지지부재(210)를 지지하고 기우는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제 3지지부재(230)는 식물재배나 수확 시 작업자들이 상기 베드(110) 사이를 원활하게 이동할 수 있도록 하는 손잡이 역할을 할 수 있다.
상기 제 4지지부재(240)는, 상기 제 2지지부재(220) 상단에 상기 베드(110)의 길이방향으로 설치되어 상기 베드(110)를 지지할 수 있다. 중형 베드 본체(122)에는 상기 제 4지지부재(240)가 상기 중형 베드 본체(122) 하단에 5줄로 형성될 수 있으며, 소형 베드 본체(121)에는 상기 제 4지지부재(240)가 상기 소형 베드 본체(121) 하단에 2줄로 설치될 수 있다.
상기 제 1지지부재(210), 제2지지부재(220) 및 제 3지지부재(230)는 25mm 굵기의 파이프로 설치될 수 있다. 상기 제 4지지부재(240)는 20mm 굵기의 파이프로 설치될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 일실시예에 따른 공급부의 구성을 개략적으로 도시하였다.
도 1, 도2 및 도 6을 참조하면, 상기 공급부(300)는, 양액 및 담수를 공급하는 제 1공급부(310), 냉각수를 공급하는 제 2공급부(320) 및 열기를 공급하는 제 3공급부(330)를 포함하고, 상기 제 1공급부(310)는, 상기 양액 또는 담수의 통로가 되는 관수관(311), 상기 관수관(311)의 일측에 연결되어 상기 관수관(311)에 상기 양액 또는 담수를 공급하는 관수 공급기(312), 상기 관수관(311)의 타측에 구비되어 상기 베드(110)로 공급되는 상기 양액 또는 담수의 공급량을 제어하는 관수 제어 밸브(313) 및 상기 관수 제어 밸브(313)에 연결되며 상기 베드 본체(120) 내에 구비되어 상기 베드(110)에 상기 양액 또는 담수를 배출하는 관수 잠적 호스(Hose)(316)를 포함하고, 상기 제 2공급부(320)는, 상기 냉각수의 통로가 되는 냉각수관(321), 상기 냉각수관(321)의 일측에 연결되어 상기 냉각수관(321)에 상기 냉각수를 공급하는 냉각수 공급기(322), 상기 냉각수관(321)의 타측에 구비되어 상기 베드(110)로 공급되는 상기 냉각수의 공급량을 제어하는 냉각수 제어 밸브(323) 및 상기 냉각수 제어 밸브(323)에 연결되며 상기 베드 본체(120) 내에 구비되어 상기 베드(110)에 상기 냉각수를 공급하는 냉각수 호스(324)를 포함하고, 상기 제 3공급부(330)는, 열기의 통로가 되는 열선관(331), 상기 열선관(331)의 일측에 연결되어 상기 열선관(331)에 열기를 공급하는 열기 공급기(332), 상기 열선관(331)의 타측에 구비되어 상기 베드(110)로 공급되는 열기의 공급량을 제어하는 열기 제어기(333) 및 상기 열기 제어기(333)에 연결되며 상기 베드 본체(120) 내에 구비되어 상기 베드(110)에 열기를 공급하는 열선(334)을 포함하며, 상기 관수 제어 밸브(313)는, 상기 양액 또는 담수 공급 시 공급되는 상기 양액 또는 담수의 수위를 조절하는 것을 특징으로 하고, 상기 관수 잠적 호스(316)는, 상기 관수 잠적 호스(316)로 공급된 상기 양액 또는 담수에 의하여 상기 관수 잠적 호스(316)의 내부 압력이 설정된 압력 이상이 될 때 상기 양액 또는 담수가 상기 잠적 호스(316)에 형성된 홀(Hole)을 통하여 배출되고, 상기 양액 또는 담수가 상기 관수 잠적 호스(316)에 형성된 홀을 통하여 배출될 때는 상기 관수 잠적 호스(316)에 형성된 모든 홀로부터 동시에 배출될 수 있다.
상기 관수 공급기(312)는 양액 또는 담수를 상기 관수 잠적 호스(316)를 통하여 선택적으로 상기 베드(110)로 공급할 수 있다. 상기 양액은 상기 베드 본체(120) 부피의 10%만 공급하여도 상기 제 2토양부재(140)속으로 모세관 현상에 의하여 흡수될 수 있다. 이로 인하여 과도한 양액의 소모를 방지할 수 있고, 식물재배 후 버려지는 양액을 최소화할 수 있다. 버려지는 양액을 최소화하여 환경보호에도 이바지할 수 있다.
여름철에는 상기 냉각수 공급기(322)로부터 냉각수가 상기 냉각수 호스(324)을 통하여 상기 베드(110)로 공급되어 상기 베드(110)의 온도를 낮출 수 있다.
겨울철에는 상기 열기 공급기(332)로부터 열기가 상기 열선(334)을 통하여 상기 베드(110)로 공급될 수 있다. 상기 열선(334)을 통하여 지열에 의한 열기가 공급되는데, 시설하우스 내 6개의 베드(110)를 운영하는데 9kw의 전력만이 소모된다. 이는 시설하우스에서 사용하는 열풍기 1대의 소비전력과 유사한 것일 수 있다. 겨울철에, 상기 열기 공급기(332)에 더하여 2대의 열풍기만 더 추가하면 시설하우스 내의 상기 베드(110)들의 온도를 15~20℃로 유지할 수 있다.
상기 관수 제어 밸브(313)는, 상기 양액 또는 담수 공급 시 공급되는 상기 양액 또는 담수의 수위를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 관수 공급기(312)로부터 상기 관수관(311)을 통하여 공급된 상기 양액 또는 담수는 상기 관수 제어 밸브(313)에 의하여 다단의 상기 베드(110)들로 선택적으로 공급될 수 있다. 상기 냉각수 공급기(322)로부터 상기 냉각수관(321)을 통하여 공급된 상기 냉각수는 상기 냉각수 제어 밸브(323)에 의하여 다단의 상기 베드(110)들로 선택적으로 공급될 수 있다. 상기 열기 공급기(332)로부터 상기 열선관(331)을 통하여 공급된 열기는 상기 열기 제어기(333)에 의하여 다단의 상기 베드(110)들로 선택적으로 공급될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제 1공급부(310)는, 상기 베드 본체(120)에 수용되며 전기저항값에 따른 전위차에 의하여 상기 제 1토양부재(150) 또는 제 2토양부재(140) 내의 수분 함량을 측정하는 수분 측정 센서(315) 및 상기 관수 공급기(312)에 연결되어 설정된 관수 공급 시기 또는 설정된 관수 공급 시간에 따라 상기 관수 공급기(312)를 제어하는 관수 공급 제어기(314)를 더 포함하고, 상기 관수 공급 제어기(314)는, 상기 수분 측정 센서(315)에 연동되어 상기 수분 측정 센서(315)가 측정한 수분 측정값에 따라 상기 관수 공급기(312)를 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 관수 공급 제어기(314)는 상기 수분 측정 센서(315)와 전기적으로 연동될 수 있다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 광조사부의 구성을 개략적으로 도시하였다.
도 7을 참조하면, 상기 광조사부(400)는 복수의 광원(410)이 일정 간격 이격되어 구비될 수 있다. 상기 광원은 형광등, 백열등 또는 LED등일 수 있다. 상기 광원(410)은 복수의 제 4지지부재(240) 중 가장 아랫단에 위치한 제 4지지부재(240)를 제외한 나머지 제 4지지부재(240)에 구비되어 복수의 베드(110) 중 가장 윗단에 위치한 베드(110)를 제외한 나머지 베드(110)에 빛을 공급할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 수위 조절형 다단식 식물재배 장치는, 식물재배를 위한 베드가 다단으로 구성되어, 시설하우스에서 재배되는 식물의 단위 면적당 생산량을 증가시켜 식물의 가격 절감이 가능하다. 뿌리식물의 경우 재배 완료 후에 베드에 담수를 공급하여 플로팅 베드를 담수 위로 띄우고, 베드 본체에서 분리하여 별도의 쾌적한 작업환경에서 수확 작업을 하는 것이 가능하므로 수확에 대한 노동강도를 줄일 수 있다. 또한 양액 사용 시, 양액을 베드 부피의 10%만 채우면 식물재배에 충분한 양이 되고 버려지는 양액이 줄어들게 되므로, 양액 사용량 감소를 통한 양액 공급 비용 절감과 함께, 양액 배출량 감소를 통한 환경보호의 효과도 얻을 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 베드부
110 : 베드 120 : 베드 본체
121 : 소형 베드 본체 122 : 중형 베드 본체
130 : 플로팅 베드 140 : 제 2토양부재
150 : 제 1토양부재 160 : 제 1수용홈
170 : 제 2수용홈 180 : 제 3수용홈
200 : 지지부
210 : 제 1지지부재 220 : 제 2지지부재
230 : 제 3지지부재 240 : 제 4지지부재
300 : 공급부
310 : 제 1공급부 311 : 관수관
312 : 관수 공급기 313 : 관수 제어 밸브
314 : 관수 공급 제어기 315 : 수분 측정 센서
316 : 관수 잠적 호스
320 : 제 2공급부 321 : 냉각수관
322 : 냉각수 공급기 323 : 냉각수 제어 밸브
324 : 냉각수 호스
330 : 제 3공급부 331 : 열선관
332 : 열기 공급기 333 : 열기 제어기
334 : 열선
400 : 광 조사부 410 : 광원
10 : 식물
110 : 베드 120 : 베드 본체
121 : 소형 베드 본체 122 : 중형 베드 본체
130 : 플로팅 베드 140 : 제 2토양부재
150 : 제 1토양부재 160 : 제 1수용홈
170 : 제 2수용홈 180 : 제 3수용홈
200 : 지지부
210 : 제 1지지부재 220 : 제 2지지부재
230 : 제 3지지부재 240 : 제 4지지부재
300 : 공급부
310 : 제 1공급부 311 : 관수관
312 : 관수 공급기 313 : 관수 제어 밸브
314 : 관수 공급 제어기 315 : 수분 측정 센서
316 : 관수 잠적 호스
320 : 제 2공급부 321 : 냉각수관
322 : 냉각수 공급기 323 : 냉각수 제어 밸브
324 : 냉각수 호스
330 : 제 3공급부 331 : 열선관
332 : 열기 공급기 333 : 열기 제어기
334 : 열선
400 : 광 조사부 410 : 광원
10 : 식물
Claims (9)
- 복수의 베드(Bed)가 수직 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 베드부;
상기 베드의 하단 및 양측단에 각각 구비되어 상기 베드를 지지하는 지지부;
상기 베드의 내부에 삽입되어 상기 베드에 양액, 담수, 냉각수 또는 열기를 공급하는 공급부; 및
상기 지지부에 구비되어 상기 베드에 빛을 공급하는 광조사부;를 포함하고,
상기 공급부는,
양액 및 담수를 공급하는 제 1공급부;
냉각수를 공급하는 제 2공급부; 및
열기를 공급하는 제 3공급부;를 포함하고,
상기 제 1공급부는,
상기 양액 또는 담수의 통로가 되는 관수관;
상기 관수관의 일측에 연결되어 상기 관수관에 상기 양액 또는 담수를 공급하는 관수 공급기;
상기 관수관의 타측에 구비되어 상기 베드로 공급되는 상기 양액 또는 담수의 공급량을 제어하는 관수 제어 밸브; 및
상기 관수 제어 밸브에 연결되며 베드 본체 내에 구비되어 상기 베드에 상기 양액 또는 담수를 배출하는 관수 잠적 호스(Hose);를 포함하고,
상기 제 2공급부는,
상기 냉각수의 통로가 되는 냉각수관;
상기 냉각수관의 일측에 연결되어 상기 냉각수관에 상기 냉각수를 공급하는 냉각수 공급기;
상기 냉각수관의 타측에 구비되어 상기 베드로 공급되는 상기 냉각수의 공급량을 제어하는 냉각수 제어 밸브; 및
상기 냉각수 제어 밸브에 연결되며 상기 베드 본체 내에 구비되어 상기 베드에 상기 냉각수를 공급하는 냉각수 호스;를 포함하고,
상기 제 3공급부는,
열기의 통로가 되는 열선관;
상기 열선관의 일측에 연결되어 상기 열선관에 열기를 공급하는 열기 공급기;
상기 열선관의 타측에 구비되어 상기 베드로 공급되는 열기의 공급량을 제어하는 열기 제어기; 및
상기 열기 제어기에 연결되며 상기 베드 본체 내에 구비되어 상기 베드에 열기를 공급하는 열선;을 포함하며,
상기 관수 제어 밸브는,
상기 양액 또는 담수 공급 시 공급되는 상기 양액 또는 담수의 수위를 조절하는 것을 특징으로 하고,
상기 관수 잠적 호스는,
상기 관수 잠적 호스로 공급된 상기 양액 또는 담수에 의하여 상기 관수 잠적 호스의 내부 압력이 설정된 압력 이상이 될 때 상기 양액 또는 담수가 상기 관수 잠적 호스에 형성된 홀(Hole)을 통하여 배출되고,
상기 양액 또는 담수가 상기 관수 잠적 호스에 형성된 홀을 통하여 배출될 때는 상기 관수 잠적 호스에 형성된 모든 홀로부터 동시에 배출되는 것을 특징으로 하는 수위 조절형 다단식 식물재배 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 베드는,
베드 본체;
상기 베드 본체에 수용되어 식물을 식재 가능한 제 1토양부재; 및
상기 제 1토양부재보다 작은 입자크기로 상기 제 1토양부재 상에 수용되어 식물을 식재 가능한 제 2토양부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 조절형 다단식 식물재배 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 베드는,
상기 제 2토양부재 상에 구비되어 식물을 식재 가능하고 상기 베드의 길이방향으로 이동 가능한 플로팅(Floating) 베드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 조절형 다단식 식물재배 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 플로팅 베드는,
상기 베드 본체에 채워진 담수에 의하여 담수 위에 뜨게 되어 상기 제 2토양부재와의 마찰이 없이 이동 가능한 것을 특징으로 하는 수위 조절형 다단식 식물재배 장치. - 제 4항에 있어서,
상기 지지부는,
상기 베드의 양측단에 상기 베드의 길이방향을 따라 일정간격 이격되며 수직하게 설치되는 복수의 제 1지지부재;
상기 베드의 하단에 상기 베드의 길이방향을 따라 일정간격 이격되며 수평하게 설치되는 복수의 제 2지지부재;
상기 베드의 양측단에 상기 제 1지지부재의 상단을 연결하며 상기 베드의 길이방향을 따라 수평하게 설치되는 한쌍의 제 3지지부재; 및
상기 제 2지지부재의 상단에 상기 베드의 길이방향을 따라 수평하게 설치되어 상기 베드의 하단을 지지하는 복수의 제 4지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 조절형 다단식 식물재배 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 제 1지지부재, 제 2지지부재 및 제 3지지부재는 서로 다른 수직 방향으로 설치되고,
상기 제 3지지부재 및 상기 제 4지지부재는 서로 같은 수평 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 수위 조절형 다단식 식물재배 장치. - 삭제
- 제 2항에 있어서,
상기 제 1공급부는,
상기 베드 본체에 수용되며 전기저항값에 따른 전위차에 의하여 상기 제 1토양부재 또는 제 2토양부재 내의 수분 함량을 측정하는 수분 측정 센서; 및
상기 관수 공급기에 연결되어 설정된 관수 공급 시기 또는 설정된 관수 공급 시간에 따라 상기 관수 공급기를 제어하는 관수 공급 제어기;를 더 포함하고,
상기 관수 공급 제어기는,
상기 수분 측정 센서에 연동되어 상기 수분 측정 센서가 측정한 수분 측정값에 따라 상기 관수 공급기를 제어하는 것을 특징으로 하는 수위 조절형 다단식 식물재배 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 광조사부는,
복수의 광원이 상기 제 4지지부재에 일정 간격 이격되어 구비된 것을 특징으로 하는 수위 조절형 다단식 식물재배 장치.
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| KR1020210118452A KR102689386B1 (ko) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | 수위 조절형 다단식 식물재배 장치 |
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|---|---|---|---|
| KR1020210118452A KR102689386B1 (ko) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | 수위 조절형 다단식 식물재배 장치 |
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Patent Citations (1)
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