KR20020011225A

KR20020011225A - 컨테이너형 수경재배장치

Info

Publication number: KR20020011225A
Application number: KR1020000044600A
Authority: KR
Inventors: 최경애
Original assignee: 최경애; 주식회사그린랜드
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2002-02-08

Abstract

본 발명은 식물을 외부환경과 차단하고 무공해 속에서 고속성장 시키기 위한 밀폐된 공간에서 수경재배할 수 있도록 하는 컨테이너형 수경재배장치에 관한 것이다.

본 발명은 컨테이너형태로 일정크기의 밀폐된 공간인 무균상태에서 식물이 생장하기에 알맞은 환경이 자동으로 처리되며, 특히 씨앗을 파종하기 위한 트레이(10)들을 레일(201)을 따라 이송하는 대차(202)에 적층시켜 식물을 재배할 수 있도록 함으로서 최소한의 공간에서 대량생산이 가능하고, 트레이(10)가 척층된 대차(202)를 이송시키기 위한 자동이송수단(200)의 구조가 간단하여 고장이 적고 식물성장실(110)의 바닥(113)에 설치됨으로 공간을 적게 차지하도록 한 것이다.

Description

컨테이너형 수경재배장치{container type water growing plant}

산업문명이 급속히 발전함에 따라 공해의 심각성으로 토양이 산성화 되고 대기가 토양과 대기가 오염되어 식물이 제대로 성장하지 못할 뿐만 아니라 중금속이 축적되어 안심하고 섭취할 수 없는 등 그 심각성이 날로 더해지는 실정에 있으며 식물재배에 열악한 환경을 갖고 있거나 농토가 부족한 국가에서는 인구증가율에 따라 요구되는 식량이 절대적으로 부족해지고 있고 인체에 해로운 성분이 있는 농약을 대량 살포하여 생태계까지 파괴하 등 많은 문제점을 갖고 있다.

이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 수경재배법이 개발되어 식물을 고속성장시켜 섭취할 수 있도록 하고 있다.

그러나 대부분의 수경재배법은 식물을 대기에 노출된 상태로 재배하는 방식이어서 식물재배에 세밀한 기술과 많은 노력이 요구되는 등 생산성이 부족하여 아직도 개선의 여지가 많다. 이러한 점들을 개선하기 위하여 국내에서 특허출원 제1996-30031호로 출원되고 특허 제0195969호로 등록된 "밀폐형 수경재배장치 및 방법"에 의하면, 지금까지의 수경재배 방법을 과감히 개선하여 전체의 장치가 밀폐된 상태에서 자동으로 운전되고 여기에 주어진 환경 또한 자동제어로 처리되도록 구성하여 무공해 속에서 식물을 고속 성장시킬 수 있도록 하고 있다.

그러나, 상기한 바와같은 종래의 "밀폐형 수경재배장치 및 방법"은 씨앗을 파종하기 위한 트레이들이 무한궤도방식의 체인에 일정간격으로 그리고 개별적으로 매달린 상태에서 순환장치에 의하여 순환되고 식물이 완전히 자라게 되면 수확하고 새로운 씨앗을 파종할 수 있도록 하고 있으나, 트레이를 이동시키는 순환장치 및 체인이 매우 복잡하여 장치가 고가일 뿐만 아니라 장치 내부의 공간을 많이 차지하고 각각의 트레이들이 개별적으로 체인에 매달려 있게 됨으로 트레이의 수용용량이 작고 그 만큼 식물의 1회생산량을 감소시키게 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 밀폐형으로 된 수경재배장치의 단점을 해소하기 위한 것으로서 종래와 같이 컨테이너형태로 일정크기의 밀폐된 공간에서 식물이 생장하기에 알맞은 환경이 자동으로 처리되도록 함과 아울러, 특히 씨앗을 파종하기 위한 트레이들을 매우 조밀하게 적층시켜 식물을 재배할 수 있도록 하여 단위면적당 생산량을 증대시키고 간단한 이송장치에 의하여 적층된 트레이가 용이하게 이송될 수 있도록 하는데 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 컨테이너형 수경재배장치의 전체구성을 나타낸 측단면도.

도 2는 도 1에 도시한 본 발명의 이송장치를 설명하기 위한 사시도.

도 3은 도 1에 도시한 본 발명의 정면 단면도.

도 4는 도 1에 도시한 본 발명의 평면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10; 트레이 20; 상자 21; 배수공 22; 배수통로 30; 간격유지봉

100; 본체 110; 식물성장실 111; 입구 112; 출구 113; 바닥

114; 중앙통로 115; 배수로 116; 경사면 120; 흡입휀 130; 배기휀

200; 자동이송수단 210; 구동모터 211; 체인 212; 주동스프라켓

213; 종동스프라켓 214; 걸편 300; 스프레이장치 310; 가이드바

320; 분배관 321; 노즐 322; 리미트스위치 330; 영양제공급조

400; 항온항습기 500; 탄산가스탱크 600; 탄산가스공급장치

650; 투루라이트 700; 유브이라이트

본 발명은, 컨테이너박스 형태로서 밀폐된 공간에 식물성장실(110)을 형성하고 식물성장실(110)을 출입하기 위하여 양쪽에 각각 입구와 출구(112)를 구비한 본체(100)와, 씨앗이 파종된 트레이(10)를 상기 식물성장실(110) 내부에서 이송하기 하도록 구성된 이송장치와, 상기 트레이(10)에서 식물이 자라는데 필요한 물과 영양제를 적당히 공급하도록 설치된 스프레이장치(300)와, 상기 식물성장실(110)의 공기를 순환시킴과 동시에 온도와 습도를 자동 조절하여 주며 탄산가스를 공급하는 내부환경설정장치와, 상기 본체(100)의 성장실(110) 내측에 일정간격으로 설치하여 태양관선과 동일한 파장을 발생하는 투루라이트(650)와, 상기 식물성장실(110) 내부의 호기성 세균을 멸균하기 위하여 식물성장실(110) 천장면에 설치된 복수개의 유브이라이트(700)로 구성함에 있어서, 상기한 이송장치는 식물성장실(110)의 중앙통로(114)를 중심으로 바닥(113)의 양쪽에 설치된 2조의 레일(201)과, 상기 레일(201)에 각각 일렬로 설치되어 트레이(10)적층용 상자(20)가 적층되는 복수개의 대차(202)로 구성되고, 또한 상기 대차(202)를 자동으로 이송시키기 위하여 상기 레일(201) 중간에 길이방향으로 구동모터(210)에 의하여 구동되는 체인(211)을 주동스프라켓(212)과 종동스프라켓(213)에 권취하여 설치하고, 상기 대차(202)의 저면에는 걸림편(203)을 일체로 형성하고 상기 체인(211)에는 일정간격으로 걸편(214)을 일체로 형성하여 상기 걸림편(203)과 걸편(214)의 걸림작용을 하여 상기 대차(202)를 본체(100)의 입구쪽에서 상기 출구(112)쪽으로 자동이송시키는 자동이송수단(200)이 설치될 수 있다.

그리고, 상기 스프레이장치(300)는 식물성장실(110)의 천장면에 설치된 가이드바(310)에 설치하여 중앙통로(114)를 따라 이동하면서 중앙통로(114)의 양쪽에적층된 트레이(10)의 상부로 물과 영양제를 분무할 수 있도록 하방으로 연장된 분배관(320) 양쪽에 다수의 노즐(321)이 다단으로 구비된 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 컨테이너형 수경재배장치의 전체구성을 나타낸 측단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 본 발명의 이송장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시한 본 발명의 정면 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시한 본 발명의 평면도이다.

도 1에서, 본체(100)는 대략 컨테이너박스형태로서 우레탄판넬을 상호 접합하여 완전 밀봉상태로 제작되며 외부와 단열 및 밀폐되도록 하고, 일측에는 추후에 설명될 대차(202)를 식물성장실(110)에 입고하거나 출고하기 위한 입구 및 출구(112)는 도어로 개폐된다.

도 2에서, 본 발명에 따른 이송장치는 식물성장실(110)의 중앙통로(114)를 중심으로 식물성장실(110)의 바닥(113) 양쪽에 2조의 레일(201)이 설치되고, 트레이(10)적층용 상자(20)가 적층되는 복수개의 대차(202)는 프라스틱재로된 통상의 산업용 팰리트(pallet)에 바퀴를 결합시킨으로서 상기 레일(201)에서 이동시킬 수 있도록 한 것이다.

상기 레일(201)은 본체(100)의 입구쪽보다는 출구(112)쪽이 약간 낮게 기울여 설치함으로 써 대차(202)를 레일(201)에서 수동으로 이송할 때 힘이 거의 안들게 할 수 있다.

그리고, 도 3에서와 같이, 바닥(113)의 양쪽 가장자리에는 배수로(115)를 형성하여 본체(100) 외부로 배출될 수 있도록 하면서 레일(201)이 깔린 바닥(113)과 배수로(115) 사이에 경사면(116)을 형성하여 배수가 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서는 대차(202)를 레일(201)에 장착하여 수동으로 이송할 수도 있고 다음과 같이 자동으로 이송시키기 위한 자동이송수단(200)을 더 설치할 수 있다.

도 2에 예시한 바와같이, 본 발명에 의한 자동이송수단(200)은 레일(201) 중간에 길이방향으로 구동모터(210)에 의하여 구동되는 체인(211)을 주동스프라켓(212)과 종동스프라켓(213)에 권취하여 설치하고 상기 대차(202)의 저면에는 걸림편(203)을 일체로 형성하며 상기 체인(211)에는 일정간격으로 걸편(214)을 일체로 형성하여 상기 걸림편(203)과 걸편(214)의 걸림작용을 하여 구동모터(210)의 구동에 따라 대차(202)를 본체(100)의 입구쪽에서 출구(112)쪽으로 자동이송시킬 수 있도록 한 것이다.

도 1에서, 스프레이장치(300)는 외부의 영양제공급조(330)에 저장된 영양제와 물을 식물성장에 알맞게 공급되도록 적층된 트레이(10) 상부로 분무하는 것으로, 이 스프레이장치(300)는 식물성장실(110)의 천장면에 설치된 가이드바(310)에 설치하여 중앙통로(114)를 따라 이동하면서 중앙통로(114)의 양쪽에 적층된 트레이(10)의 상부로 물과 영양제를 분무할 수 있도록 하방으로 연장된 분배관(320) 양쪽에 다수의 노즐(321)이 다단으로 구비되어 있다. 상기한 영양제는질소, 인산, 칼리 등을 식물의 종류에 따라 적당비율로 혼합하여 물과 영양제를 1: 1,000~15,000 부피비로 희석하여 사용하고, 물을 공급할 경우에는 엘에프세라믹(LF-ceramics)으로 제2철염을 생성시켜 식물에 곰팡이 발생을 억제하고 해충발생을 억제하여 식물의 양적 성장을 촉진하도록 한다.

도 1에서, 내부환경설정장치는 식물성장실(110)내부 일측에 실내온도와 습도를 조절함과 동시에 내부 공기를 순환시키는 통상의 항온항습기(400)를 설치하고, 탄산가스탱크(500)의 CO₂가스를 탄산가스공급장치(600)에 의하여 식물성장실(110)에 적당량식 공급할 수 있도록 한다. 내부환경설정장치에 의한 식물성장실(110)의 온도는 18~40℃로 유지하고 습도는 55~95%를 유지하고 외기와 마찬가지로 공기중의 탄소가스의 비율을 0.035%로 유지하는 것이 바람직하다.

투루라이트(650;TRUE-LIGHT)는 본체(100)의 식물성장실(110) 내측에 일정간격으로 설치하여 태양광선과 동일한 파장을 발생할 수 있도록 하되, 식물의 종류와 성장도에 따라 주파장인 400~700nm와 중근자외선 파장인 320~380nm와 중자외선파장인 290~320nm가 되도록 하고 조도는 300~30,000Lux의 범위에서 적절히 조절한다.

도 1, 도3 및 도 4에서, 유브이라이트(700;UV LIGHT)는 식물성장실(110)의 설치하여 내부의 호기성 세균을 멸균할 수 있도록 한다.

한편, 도 1 및 도 3에서, 본 발명에 사용되는 트레이(10) 적층용 상자(20)는 한개의 상자(20)에 복수개의 트레이(10)를 수용하고 트레이(10)에 씨앗을 파종한 후 여러개의 상자(20)를 수경재배 시설물 내에 구비되는 대차(202)에 일정간격과 높이로 적층한 상태에서 씨앗들을 수경재배시설 내부의 식물성장에 맞는 환경조건으로 속성재배를 할 수 있도록 한 것으로, 이 상자(20)의 바닥(113)은 평평하며 다수의 배수공(21)이 형성되어 물이 빠질 수 있으며 바닥(113)의 하부에는 배수통로(22)를 경사상으로 형성되어 있어 바닥(113)에서 배출되는 물이 일방향으로 배출될 수 있는 구조로 되어 있다. 그리고 상자(20)는 복수개의 간격유지봉(30)에 의하여 일정간격으로 적층되는 것이다.

도 3에 도시한 바와같이, 상자(20)의 적층밥법은 간격유지봉(30)을 사용하여 상자(20)들을 일정간격(높이)으로 적층하면서 배수통로(22)의 배출구(112)쪽이 식물성장실(110) 바닥(113)의 배수로(115)를 향하도록 하도록 함으로서 바닥(113)의 물빠짐이 원활하게 하게 하는 것이 바람직하다.

미설명 부호 120은 외기를 식물성장실(110)로 도입하기 위한 "흡입휀"이고, 130은 식물성장실(110)의 내기를 배출시키기 위한 "배기휀"이며, 322는 스프레이장치의 이송거리를 제한하기 위한 "리미트스위치"이다.

이와같은 구성으로 식물성장에 알맞은 환경조건을 실시하도록 된 본 발명은, 식물이 성장하는데 필요한 물, 공기, 햇빛을 밀폐된 공간에서 충족시켜줌으로서 약 8일간의 숙성을 거쳐 10평 정도의 규모에서 매일 500~1,000㎏의 식물을 운전자 1명으로 수확할 수 있다.

즉, 운전자가 식물성장실(110)의 환경조건을 도시하지 않는 콘트롤박스에서 설정하여 운전을 하고, 트레이(10)에 바닥(113)면에 마포, 스펀지, 스텐망, 수세미 등 해면체 시트를 깔고 여기에 재배하고자 하는 식물을 파종한 후, 이들트레이(10)를 각각 상자(20)에 담아서 대차(202)에 여러 단으로 적층시킨다. 이와같이 상자(20)에 의하여 트레이(10)가 적층완료된 대차(202)는 본체(100)의 입구로부터 레일(201)을 따라 식물성장실(110)에 입고시키면 된다.

입고된 대차(202)는 레일(201)을 따라 수동으로 이송시킬 수도 있고 다음과 같이 자동으로 이송시키기 위한 자동이송수단(200)에 의하여 이송시킬 수 도 있다. 즉, 구동모터(210)를 구동시키면 체인(211)이 돌아가면서 대차(202)의 저면에 형성된 걸림편(203)에 걸편(214)이 걸림작용을 하여 대차(202)를 본체(100)의 입구쪽에서 출구(112)쪽으로 자동이송되고 대차(202)들은 레일(201) 위에서 각각 일렬로 밀착된다.

이때 식물이 자라는데 필요한 광원은 투루라이트(650)에 의하여 공급하며 물은 식물성장속도에 따라 스프레이장치(300)로 공급하고, 온도 및 습도는 항온항습기(400)에 의하여 최적의 조건으로 맞추어주게 된다.

한편, 스프레이장치(300)는 중앙통로(114)를 따라 이동하면서 대차(202)에 적층된 상자(20)들 사이로 물 또는 영양제를 분사함에 따라 분사된 물이 트레이(10)의 배수공을 통과한 후에 상자(20)의 배수공(21)을 통과하여 배수통로(22)에 모인 다음 바닥(113)의 배수로(115)쪽으로 낙하되어 물빠짐이 원활하게 이루어진다. 그리고 식물은 트레이(10)마다 독립적으로 순도 높은 수분과 영양제를 흡수하게 되고 동일한 환경조건에서 다량으로 속성재배할 수 있다.

상기한 상태에서 식물성장실(110)에서 트레이(10)에 파종된 식물이 완전히 자라게 되면 본체(100)의 출구(112)를 통하여 대차(202)를 출고시킴으로써 수확할수 있고, 상기한 바와같이 대차(202)의 출고는 수동 또는 자동이송수단(200)을 작동시킴으로서 입고된 순서대로 출고시켜 성장된 식물을 수확하게 된다.

상기한 바와같이, 컨테이너형태로 일정크기의 밀폐된 공간인 무균상태에서 식물이 생장하기에 알맞은 환경이 자동으로 처리되며, 특히 씨앗을 파종하기 위한 트레이(10)들을 레일(201)을 따라 이송하는 대차(202)에 적층시켜 식물을 재배할 수 있도록 함으로서 최소한의 공간에서 대량생산이 가능하고, 트레이(10)가 척층된 대차(202)를 이송시키기 위한 자동이송수단(200)의 구조가 간단하여 고장이 적고 식물성장실(110)의 바닥(113)에 설치됨으로 공간을 적게 차지하며 설치비용과 원가가 저렴한 장점이 있다.

Claims

컨테이너박스 형태로서 밀폐된 공간에 식물성장실(110)을 형성하고 식물성장실(110)을 출입하기 위하여 양쪽에 각각 입구(111)와 출구(112)를 구비한 본체(100)와, 씨앗이 파종된 트레이(10)를 상기 식물성장실(110) 내부에서 이송하기 하도록 구성된 이송장치와, 상기 트레이(10)에서 식물이 자라는데 필요한 물과 영양제를 적당히 공급하도록 설치된 스프레이장치(300)와, 상기 식물성장실(110)의 공기를 순환시킴과 동시에 온도와 습도를 자동조절하여 주며 탄산가스를 공급하는 내부환경설정장치와, 상기 본체(100)의 식물성장실(110) 내측에 일정간격으로 설치하여 태양관선과 동일한 파장을 발생하는 투루라이트(650)와, 상기 식물성장실(110) 내부의 호기성 세균을 멸균하기 위하여 식물성장실(110) 천장면에 설치된 복수개의 유브이라이트(700)로 구성된 통상의 수경재배 장치에 있어서,

상기 이송장치는 식물성장실(110)의 중앙통로(114)를 중심으로 바닥(113)의 양쪽에 설치된 2조의 레일(201)과, 상기 레일(201)에 각각 일렬로 설치되어 트레이(10)적층용 상자(20)가 적층되는 복수개의 대차(202)로 이루어 진 것을 특징으로 하는 컨테이너형 수경재배장치.
제1항에 있어서, 상기 레일(201)은 본체(100)의 입구(111)쪽보다는 출구(112)쪽이 약간 낮게 기울여 설치한 것을 특징으로 하는 컨테이너형 수경재배장치.
제1항에 있어서, 상기 레일(201) 중간에 길이방향으로 구동모터(210)에 의하여 구동되는 체인(211)을 주동스프라켓(212)과 종동스프라켓(213)에 권취하여 설치하고, 상기 대차(202)의 저면에는 걸림편(203)을 일체로 형성하고 상기 체인(211)에는 일정간격으로 걸편(214)을 일체로 형성하여 상기 걸림편(203)과 걸편(214)의 걸림작용을 하여 상기 대차(202)를 본체(100)의 입구(111)쪽에서 상기 출구(112)쪽으로 자동이송시키는 자동이송수단(200)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 컨테이너형 수경재배장치.
제1항에 있어서, 상기 스프레이장치(300)는 식물성장실(110)의 천장면에 설치된 가이드바(310)에 설치하여 중앙통로(114)를 따라 이동하면서 중앙통로(114)의 양쪽에 적층된 트레이(10)의 상부로 물과 영양제를 분무할 수 있도록 하방으로 연장된 분배관(320) 양쪽에 다수의 노즐(321)이 다단으로 구비된 것을 특징으로 하는 컨테이너형 수경재배장치.