KR20030040789A - Closed transplant production apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐쇄형 묘생산 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공광, 가습, 기류유동 등 최적의 환경 조건이 구비된 밀폐 공간 내에서 재배 환경 변화에 대한 적응력이 우수하면서 묘소질이 균일한 우량묘를 대량으로 생산할 수 있는 폐쇄형 묘생산 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a closed seedling production apparatus, and more particularly, to excellent quality seedlings having a good seedling quality while being excellent in adaptability to changes in the cultivation environment in a confined space equipped with optimal environmental conditions such as artificial light, humidification, and air flow. It relates to a closed seedling production apparatus that can be produced in large quantities.
통상 종래의 묘생산은 온실내의 자연광 환경 조건에서 이루어지나, 외부 환경 변화에 따라 온실내의 환경이 수시로 변동하여 묘의 생육과 품질이 불균일하므로 묘의 계획적 생산이 불가능하다.Conventionally, seedling production is carried out under the natural light environmental conditions in the greenhouse, but the environment in the greenhouse fluctuates from time to time according to the change in the external environment, so the growth and quality of the seedling is uneven, so the planned production of the seedling is impossible.
이에 따라 인공광을 이용하여 식물생장상 내에서 묘를 생산하는 시도가 있으나, 재배실이 협소할 뿐 아니라 상대습도의 제어에 정확성이 떨어지고, 균일한 기온과 상대습도 분포를 위한 기류속도 제어가 충분하지 않아 대량 생산에 한계가 있다. 특히 배양묘 순화 또는 접목묘의 활착 단계에서 상대습도, 광, 기류속도, 기온 등 환경조절의 정확성이 결여되면 묘가 고사되거나 도장되어 묘소질이 저하된다.As a result, there are attempts to produce seedlings in plant growth using artificial light, but not only the cultivation room is narrow, the accuracy of control of relative humidity is low, and the airflow speed control for uniform temperature and relative humidity distribution is insufficient. There is no limit to mass production. In particular, the lack of accuracy in environmental control, such as relative humidity, light, air velocity, and temperature, during the acclimation or cultivation of cultivated seedlings, causes the seedlings to be killed or painted, which degrades seedling quality.
또한, 식물생장상의 벽체로서 단열재가 아닌 강판을 사용함에 따라 열손실이 크게 발생하고 있어 환경제어의 신뢰성이 저하되고 생산비가 증가되므로 가격 경쟁력을 갖추기 곤란한 요인으로 작용한다.In addition, the use of a steel sheet rather than a heat insulator as a wall on plant growth has caused a large heat loss, which reduces the reliability of environmental control and increases the production cost, which makes it difficult to obtain price competitiveness.
식물묘의 대량 생산 과정에 투입되는 자원과 에너지를 절감하고, 생력화하여 생산비를 낮추려면 온실과 같이 자연광 조건에서 묘를 생산하는 방법보다 묘소질 향상에 크게 기여하면서 완전하게 제어되는 환경하에서 우량묘를 생산할 수 있는 폐쇄형 묘생산 장치의 개발이 절실하다.To reduce the resources and energy used in the mass production of plant seedlings, and to reduce the cost of production by virtue of the production of seedlings in a fully controlled environment, it is possible to produce seedlings in a fully controlled environment, contributing to the improvement of seedling quality rather than producing seedlings under natural light conditions such as greenhouses The development of closed seedling production apparatus is urgently needed.
그러므로 본 발명의 목적은 상기한 점에 착안하는 것으로서, 인공광, 가습, 기류유동 등 최적의 환경 조건이 구비된 밀폐 공간 내에서 재배 환경 변화에 대한 적응력이 우수하면서 묘소질이 균일한 우량묘를 대량으로 생산할 수 있는 폐쇄형 묘생산 장치를 제공한다.Therefore, an object of the present invention is to focus on the above point, in a large amount of fine seedlings with uniform seedling quality while excellent adaptability to the cultivation environment changes in a confined space equipped with optimal environmental conditions such as artificial light, humidification, air flow Provide a closed seedling production apparatus that can be produced.
본 발명의 또 다른 목적은 비교 실험을 통하여 우량묘의 대량생산에 필요한 최적의 환경 조건을 확립하는데 있다.It is still another object of the present invention to establish optimum environmental conditions for mass production of blue seedlings through comparative experiments.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 나타내는 구성도,1 is a schematic view showing a device according to the invention,
도 2는 본 발명에 따른 장치에서 선반의 요부를 나타내는 구성도,2 is a block diagram showing the main portion of the shelf in the device according to the invention,
도 3은 본 발명에 따른 광원 배치의 일예를 나타내는 구성도,3 is a configuration diagram showing an example of a light source arrangement according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 광원 배치의 다른 예를 나타내는 구성도.4 is a configuration diagram showing another example of a light source arrangement according to the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 벽체12: 덕트10: wall 12: duct
14, 15: 다공판16: 곡면판14, 15: perforated plate 16: curved plate
18: 바닥판20: 선반18: bottom plate 20: shelf
22: 조명다이24: 육묘다이22: lighting die 24: seedling die
30: 광원40: 공조기30: light source 40: air conditioner
50: 가습기60: 제어기50: humidifier 60: controller
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 단열재를 충전한 강판과 배수홈(18a)을 구비한 바닥판(18)으로 밀폐공간을 형성한 벽체(10); 상기 벽체(10)에서 내측으로 덕트(12)와 다공판(14)(15)에 의한 재배공간을 형성하여 재배공간 내외로 공기 순환을 위한 유로가 형성되도록 하는 통기수단; 상기 재배공간 내부에서 식물묘를 다단의 적층 상태로 유지하면서 이동 가능한 구조로 형성되는 선반(20); 상기 선반(20)에서 각층의 상단에 구비되는 광원(30); 상기 벽체(10)의 내외로 공조기(40), 송풍기(42), 실외기(44), 가습기(50)를 구비하는 공조수단; 및 상기 재배공간의 온습도와 기류를 설정치로 유지하도록 상기 공조수단으로의 출력을 조절하는 제어기(60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, the present invention provides a wall 10 having a sealed space with a bottom plate 18 having a steel plate filled with a heat insulating material and a drainage groove 18a; Ventilation means for forming a cultivation space by the duct 12 and the porous plate 14, 15 inward from the wall (10) to form a flow path for air circulation into and out of the cultivation space; Shelf 20 is formed in a structure that is movable while maintaining the plant seed in a multi-stacked state in the cultivation space; A light source 30 provided at an upper end of each layer in the shelf 20; Air conditioning means including an air conditioner (40), a blower (42), an outdoor unit (44), and a humidifier (50) in and out of the wall (10); And it characterized in that it comprises a controller 60 for adjusting the output to the air conditioning means to maintain the temperature and humidity and air flow of the cultivation space at the set value.
이때, 상기 통기수단에는 하방으로 유공비가 점감하는 상류다공판(14)과, 하방으로 유공비가 점증하는 하류다공판(15)이 사용된다.At this time, the ventilation means is used for the upstream porous plate 14 to decrease the pore ratio downward, and the downstream porous plate 15 for increasing the pore ratio downward.
또한, 선반(20)에서 광원(30)이 설치되는 복수의 조명다이(22)는 지주(21)에 고정되고, 각 조명다이(22)의 하방에 위치하는 육묘다이(24)는 다단턱(23)을 이용하여 높이조절 가능하게 거치된다.In addition, the plurality of lighting dies 22 in which the light source 30 is installed in the shelf 20 are fixed to the support 21, and the seedling dies 24 located below the lighting dies 22 are multistage. 23) is mounted to be adjustable height.
또한, 상기 광원(30)의 일형태로서 횡으로 배치되는 40W 형광등(32)과 그 양단으로 배치되는 20W 형광등(34)에 의해 8.5cm 떨어진 지점에서 평균 84.1±25.1μmolㆍm-2ㆍs-1의 광합성유효광량자속을 유지하고, 광원(30)의 다른 형태로서 종으로 배치되는 55W 형광등(36)에 의해 13.5cm 떨어진 지점에서 평균 560±49μmolㆍm-2ㆍs-1의 광합성유효광량자속을 유지한다.Moreover, as an aspect of the said light source 30, it is an average of 84.1 +/- 25.1 micromol * m <-2> s <-> at a point 8.5 cm apart by the 40W fluorescent lamp 32 arrange | positioned laterally and the 20W fluorescent lamp 34 arrange | positioned at both ends. 1 keep the photosynthetically active photon in the and, 13.5cm in average 560 ± 49μmol position apart by a 55W fluorescent lamp (36) disposed in the longitudinal as other types of light source 30 and m -2 s -1 and photosynthetically active photon of Keep up the inside.
본 발명의 장치에 의해 폐쇄형 묘생산 장치가 구현된다. 이는 묘소질이 균일한 우량묘의 대량 생산에 있어 투입되는 에너지 절감, 자원 절감 및 생력화를 이루고자 자연광이 투과되지 않도록 단열재로 둘러 쌓인 폐쇄 시스템으로서 시스템 내부와 외부의 공기ㆍ물ㆍ열 등의 교환이 기본적으로 제한되며, 기온ㆍ상대습도ㆍ광ㆍ기류속도ㆍCO2농도 등의 환경 요소가 완전하게 제어되는 공간에서 묘를 생산할 수 있다.The closed seedling production device is implemented by the device of the present invention. This is a closed system surrounded by insulation to prevent natural light from being transmitted in order to achieve energy saving, resource saving, and vitality in mass production of fine seedlings with uniform seedling quality.The exchange of air, water, and heat inside and outside the system is basically performed. The seedlings can be produced in a space where the environmental factors such as temperature, relative humidity, light, air velocity and CO 2 concentration are completely controlled.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 나타내는 구성도가 도시된다. 본 발명에 따르면 밀폐공간을 형성하기 위한 벽체(10)에 단열재를 충전한 강판과 배수홈(18a)을 구비한 바닥판(18)이 사용된다. 밀폐공간 내에서 외부로의 열손실을 극소화하고 장치의 폐쇄도를 증가시키고자 KS 규격품으로서 두께 100mm의 폴리우레탄을 단열재로 충전한 강판(밀도 45kgㆍm-3, 열전도계수 0.02Wㆍm-1ㆍK-1, 압축강도 18Nㆍcm-2, 굽힘강도 42Nㆍcm-2)을 사용하여 벽체(10)의 6면을 구성한다. 벽체(10)의 저면을 구성하는 바닥판(18)은 밀폐공간 내부의 수분을 배출하기 위한 배수홈(18a)을 구비한다. 바닥판(18)은 경사진 유로 형태로 평행하게 형성되는 배수홈(18a) 상측으로 다공의 철판을 덮은 이중 구조로 한다. 복수의 배수홈(18a)을 일지점으로 연결하여 수집되는 물이 하나의 배수구로 배출되도록 한다. 물론 바닥판(18)에도 단열재가 최대한 충전되도록 하는 것이 바람직하다.1 shows a schematic diagram of an apparatus according to the invention. According to the present invention, a bottom plate 18 having a steel plate and a drainage groove 18a filled with a heat insulating material in the wall 10 for forming a closed space is used. In order to minimize heat loss to the outside in the closed space and to increase the device's closing degree, KS standard product filled with 100mm thick polyurethane filled with insulation (density 45kg · m -3 , thermal conductivity coefficient 0.02W · m -1) 6 surfaces of the wall 10 are constructed using K -1 , compressive strength 18N · cm −2 , and bending strength 42N · cm −2 . The bottom plate 18 constituting the bottom surface of the wall 10 includes a drain groove 18a for discharging moisture in the sealed space. The bottom plate 18 has a dual structure in which a perforated iron plate is covered above the drain groove 18a formed in parallel in the form of an inclined flow path. The plurality of drainage grooves 18a are connected to one point so that the collected water is discharged to one drain. Of course, the bottom plate 18 is also preferably to be filled with the heat insulating material.
또, 본 발명에 따르면 상기 벽체(10)에서 내측으로 덕트(12)와 다공판(14)(15)에 의한 재배공간을 형성하여 재배공간 내외로 공기 순환을 위한 유로가 형성되도록 하는 통기수단을 구비한다. 덕트(12)는 시스템의 좌우측과 상부에 걸쳐 공기가 순환되도록 설치되고, 다공판(14)(15)은 덕트(12)의 입구와 출구에 유공비(opening ratio)가 서로 달라지도록 복수로(예컨대 4장씩) 설치된다. 다공판(14)(15)은 다공철판(perforated steel plate)을 의미하며 후술하는 <실험예 2>와 같이 유공비에 의해 유동저항 및 기류속도가 달라진다. 이러한 통기수단에 의해 폐쇄형 묘생산 장치 내부의 기류속도(0∼1.0±0.1mㆍs-1), 기온(5∼40±0.3℃) 및 습도(0∼100±3%RH) 분포를 균일하게 유지하는 것이 가능하다.In addition, according to the present invention by forming a cultivation space by the duct 12 and the porous plate 14, 15 inward from the wall 10 to the ventilation means for forming a flow path for air circulation into and out of the cultivation space Equipped. The duct 12 is installed so that air is circulated across the left and right sides and the upper portion of the system, and the perforated plates 14 and 15 are arranged in plurality in such a manner that opening ratios are different at the inlet and outlet of the duct 12. For example, four pieces are installed. The perforated plates 14 and 15 refer to a perforated steel plate, and the flow resistance and the air flow rate vary depending on the porosity ratio as in Experimental Example 2 described later. By this ventilation means, the air flow velocity (0 to 1.0 ± 0.1 m · s -1 ), air temperature (5 to 40 ± 0.3 ° C), and humidity (0 to 100 ± 3% RH) in the closed seedling production unit are uniform. It is possible to keep.
또, 본 발명에 따르면 상기 재배공간 내부에서 식물묘를 다단의 적층 상태로 유지하기 위한 선반(20)이 사용된다. 선반(20)은 각 칸마다 육묘용 플러그트레이를 올려놓을 수 있는 받침대, 즉 육묘다이(24)(도 2 참조)를 구비한다. 선반(20)의 길이가 커서 취급이 곤란한 경우 중앙에 별도의 지주를 설치하고 좌우 2칸으로 분리되도록 한다. 그리고 선반(20)의 하단에 바퀴(26)를 설치하여 이동 가능한 구조로 한다. 바퀴(26)는 직경 30mm의 캐스터를 사용하여 선반(20) 하단의 네 모서리에 고정한다.In addition, according to the present invention, a shelf 20 is used to maintain a plant seed in a multi-stacked state inside the cultivation space. The shelf 20 includes a pedestal, that is, a seedling die 24 (see FIG. 2), on which each tray can put a plug tray for seedlings. When the length of the shelf 20 is difficult to handle, install a separate strut in the center and separate the left and right two spaces. And the wheel 26 is installed at the bottom of the shelf 20 to be movable structure. The wheels 26 are fixed to four corners of the bottom of the shelf 20 using a caster of 30 mm in diameter.
본 발명에 따른 장치의 주요부 치수로서 벽체(10)에 의한 밀폐공간은 4,900mm(W) x 4,700mm(D) x 3,250mm(H)이고, 그 내부의 재배공간은 3,400mm(W) x 3,200mm(D) x 2,500mm(H)이고, 덕트(12)의 단면은 3,200mm(W) x 650mm(D)이고, 다공판(14)(15)은 3,180mm(W) x 610mm(D) x 0.8mm(T)이고, 선반(20) 전체는 3,100mm(W) x 580mm(D) x 2,400mm(H)이고, 받침대인 육묘다이(24)는 1,565mm(W) x 580mm(D) x 1.2mm(T)이다. 이러한 치수는 후술하는 시스템의 설계치수를 결정하기 위한 예시에 불과하며 다양하게 변형 가능하다.As the main dimensions of the device according to the invention, the enclosed space by the wall 10 is 4,900 mm (W) x 4,700 mm (D) x 3,250 mm (H), and the cultivation space therein is 3,400 mm (W) x 3,200. mm (D) x 2500 mm (H), the cross section of the duct 12 is 3200 mm (W) x 650 mm (D), and the perforated plates 14 and 15 are 3,180 mm (W) x 610 mm (D). x 0.8 mm (T), the entire shelf 20 is 3,100 mm (W) x 580 mm (D) x 2,400 mm (H), and the base seedling die 24 is 1,565 mm (W) x 580 mm (D) x 1.2 mm (T). These dimensions are merely examples for determining the design dimensions of the system to be described later and may be variously modified.
한편, 본 발명에 따르면 벽체(10) 내부에서 덕트(12)의 양 끝단에 공기의 마찰저항을 감소시키고자 3,400mm(W) x 1,021mm(D) x 0.3mm(T)인 스테인레스 강판을 650mm의 곡률반경으로 성형한 곡면판(16)을 설치한다. 물론 벽체(10)의 상단 모서리를 곡면으로 성형하면 곡면판(16)은 생략할 수도 있다.Meanwhile, according to the present invention, in order to reduce the frictional resistance of the air at both ends of the duct 12 in the wall 10, the stainless steel plate of 3,400 mm (W) x 1,021 mm (D) x 0.3 mm (T) is 650 mm. The curved plate 16 formed by the radius of curvature of the is provided. Of course, if the upper edge of the wall 10 is formed into a curved surface, the curved plate 16 may be omitted.
또, 본 발명에 따르면 상기 선반(20)에서 각층의 상단에 광원(30)이 구비된다. 광원(30)으로 고압나트륨 램프, 메탈할라이드 램프를 사용하는 경우가 있으나 램프로부터 많은 열이 발생되므로 램프와 식물체 사이의 거리가 멀어져 근접 조명이 불가능하고 광질 조절이 용이하지 않다. 따라서 3파장 형광등을 사용하여광원(30)을 구성하며, 상세 구성은 후술하는 도 3 및 도 4를 참조한다.In addition, according to the present invention, the light source 30 is provided at the upper end of each layer in the shelf 20. In some cases, a high pressure sodium lamp or a metal halide lamp may be used as the light source 30. However, since a lot of heat is generated from the lamp, the distance between the lamp and the plant is far, so that proximity lighting is not possible and the light quality is not easy to control. Therefore, the light source 30 is configured by using a three-wavelength fluorescent lamp, and the detailed configuration is referred to FIGS. 3 and 4 described later.
또, 본 발명에 따르면 공조기(40), 송풍기(42), 실외기(44), 가습기(50)를 구비하는 공조수단이 상기 벽체(10)의 내외로 장착된다. 공조기(40)는 3kW 용량의 가열기(히터)와 5HP 용량의 증발기로 구성된 유닛쿨러를 사용한다. 공조기(40)의 하류단에 송풍량 90m3ㆍmin의 송풍기(42)를 설치한다. 외부에 설치되는 실외기(44)는 3HP 용량의 반폐형 공기압축기(2DL-3-2, Bitzer), 컨덴서(DC3-030, DONGHWA), 수액기, 액분리기 등을 구비한다.In addition, according to the present invention, an air conditioner having an air conditioner 40, a blower 42, an outdoor unit 44, and a humidifier 50 is mounted inside and outside the wall 10. The air conditioner 40 uses a unit cooler composed of a heater (heater) of 3 kW capacity and an evaporator of 5 HP capacity. At the downstream end of the air conditioner 40, a blower 42 with a blowing amount of 90 m 3 · min is provided. The outdoor unit 44 installed outside includes a semi-enclosed air compressor (2DL-3-2, Bitzer), a capacitor (DC3-030, DONGHWA), a receiver, a liquid separator, and the like having a 3HP capacity.
배양묘의 순화, 접목묘의 활착 단계에서 스트레스를 받지 않고 우량묘를 완성하려면 묘생산 시스템내의 상대습도가 90∼95%의 높은 수준에서 안정적으로 제어되어야 한다. 상부 우측 덕트(12)에 설치되는 2대의 초음파 가습기(50)는 최대분무량이 2 ℓㆍh-1정도의 것을 선정한다. 가습기(50)로부터 발생된 가습 입자는 공조기(40)에 부착된 송풍기(42)에 의해서 덕트(12)의 하류단에서 상류다공판(14)을 통하여 재배공간의 선반(20) 측으로 유입된다. 이와 같이 가습기(50)를 포함한 공조수단의 안정적인 작동으로 상대습도 분포가 균일하게 유지된다.In order to complete high quality seedlings without stress during the acclimatization and grafting stages of cultured seedlings, the relative humidity in the seedling production system must be stably controlled at a high level of 90-95%. The two ultrasonic humidifiers 50 installed in the upper right duct 12 select ones having a maximum spraying quantity of about 2 L · h −1 . The humidifying particles generated from the humidifier 50 are introduced into the shelf 20 of the cultivation space through the upstream porous plate 14 at the downstream end of the duct 12 by the blower 42 attached to the air conditioner 40. Thus, the relative humidity distribution is maintained uniformly by the stable operation of the air conditioning means including the humidifier (50).
이때 가습기(50)는 초음파 방식(오성사, HU-4200)과 전극봉 방식(서울시스템, SBU-10)이 있는 바, 이에 대한 가습 입자의 크기 분포를 비교하고자 Laser diffraction particle sizer(2600C series, Malvern)를 사용하여 비교실험을 실시하고 측정된 결과를 표 1에 나타낸다.At this time, the humidifier 50 has an ultrasonic method (Ohsung Corp., HU-4200) and an electrode method (Seoul system, SBU-10). In order to compare the size distribution of the humidified particles, laser diffraction particle sizer (2600C series, Malvern) Comparative experiments are carried out using and the results are shown in Table 1.
<실험예 1>Experimental Example 1
초음파식과 전극봉식 가습기에서 발생된 가습 입자의 평균 직경은 각각 7.58±0.14μm, 9.01±0.06μm로서, 초음파식에서 발생된 가습 입자가 상대적으로 작게 나타났다. 가습기(50)에서 발생되는 입자의 크기가 작을수록 비산 거리가 길고 부유가 쉽게 이루어져 상대습도의 균일한 공간 분포 측면에서 유리하다. 그러므로 묘생산 장치 내의 균일한 상대습도 분포를 위하여 초음파식 가습기의 적용이 효과적임을 알 수 있다.The average diameters of the humidified particles generated in the ultrasonic and electrode humidifiers were 7.58 ± 0.14 μm and 9.01 ± 0.06 μm, respectively. The smaller the size of the particles generated in the humidifier 50, the longer the scattering distance and the easier the floating is advantageous in terms of uniform spatial distribution of relative humidity. Therefore, it can be seen that the application of the ultrasonic humidifier is effective for the uniform relative humidity distribution in the seedling production apparatus.
한편 가습기(50)를 덕트(12)의 상류단 측에 설치하는 경우 가습 입자의 일부가 응축되어 덕트(12)의 바닥면을 흐르거나 고이는 문제점이 발생하므로 가습기(50)를 덕트(12)의 하류단에 설치하는 것이 바람직하다. 덕트(12)의 상류단 및 하류단의 바닥면에는 응축수 회수를 위한 물받이를 설치하고 바닥판(18)의 배수홈(18a)과 연통시킨다.On the other hand, when the humidifier 50 is installed on the upstream end of the duct 12, a part of the humidified particles condensate and flows or flows on the bottom surface of the duct 12, so that the humidifier 50 is connected to the duct 12. It is preferable to install in the downstream end. The bottom surface of the upstream and downstream ends of the duct 12 is provided with a drip tray for condensate recovery and communicate with the drain groove 18a of the bottom plate 18.
또, 본 발명에 따르면 전술한 재배공간의 온습도와 기류를 설정치로 유지하기 위해 공조수단으로의 출력을 조절하는 제어기(60)가 설치된다. 제어기(60)로서 PID controller(UP750, Yokogawa)와 인버터(SV-iG5, LG)를 각각 1대씩 설치하여 시스템 내의 온도, 상대습도 및 기류속도를 제어한다. 인버터의 입력주파수에 따라 송풍기(42)에 부착된 3상 구동용 전동기의 회전속도가 제어되면서 장치내의 기류속도가 일정하게 제어된다. 이외에도 제어기(60)에 의해 시스템 내의 기온ㆍ상대습도ㆍ광ㆍCO2농도 등의 환경 요소도 효과적으로 제어된다. 후술하는 다공판(14)(15)과 연계되는 구성을 바탕으로 기류속도를 제어한 결과는 <실험예 2>의 표 2에 나타내는 바와 같이 균일한 분포를 이룸을 알 수 있다.In addition, according to the present invention, a controller 60 is provided to adjust the output to the air conditioning means in order to maintain the above-mentioned temperature and humidity and airflow of the cultivation space at the set value. As the controller 60, one PID controller (UP750, Yokogawa) and one inverter (SV-iG5, LG) are installed to control temperature, relative humidity and airflow speed in the system. While the rotational speed of the three-phase driving motor attached to the blower 42 is controlled according to the input frequency of the inverter, the airflow speed in the apparatus is constantly controlled. In addition, the controller 60 also effectively controls environmental factors such as air temperature, relative humidity, light, and CO 2 concentration in the system. As a result of controlling the airflow velocity based on the configuration associated with the porous plates 14 and 15 to be described later, it can be seen that a uniform distribution is obtained as shown in Table 2 of <Experimental Example 2>.
이와 같이 본 발명의 장치는 주요 구성으로서 벽체(10), 공기순환용 덕트(12) 등의 통기수단, 묘생산용 다단 선반(20), 광원(30), 공조수단과 함께 상기 주요 구성품을 제어하여 공기조화와 기류속도를 조절하는 제어기(60)를 구비하여 완전한 폐쇄형 묘생산 장치를 구현한다.Thus, the apparatus of the present invention controls the main components together with the ventilation means such as the wall 10, the air circulation duct 12, the multi-stage shelf 20 for seedling production, the light source 30, and the air conditioning means. And a controller 60 for adjusting the air conditioning and the airflow speed to implement a complete closed seedling production apparatus.
이때, 본 발명에 따른 통기수단의 다공판(14)(15)은 하방으로 유공비가 점감하는 상류다공판(14)과, 하방으로 유공비가 점증하는 하류다공판(15)으로 구성된다. 각 다공판(14)(15)은 유공비(opening ratio)가 각각 10.05%, 14.45%, 17.01%, 40.22%가 되도록 직경 10mm의 구멍이 타공되는 구성에 있어 동일하다. 반면 장치내에서의 기류속도, 기온 및 상대습도 분포의 균일성을 고려하여 덕트(12)의 입구측인 상류다공판(14)은 상단에서 하단에 이르기까지 40.22%, 17.01%, 14.45%, 10.05%의 유공비 순서로 배열하고, 출구측인 하류다공판(15)은 반대로 상단에서 하단까지 10.05%, 14.45%, 17.01%, 40.22%의 순서로 배열한다. 이러한 배열을 도출하기 위한 비교실험은 다음의 <실험예 2>를 참조한다.At this time, the porous plate 14, 15 of the ventilation means according to the present invention is composed of an upstream porous plate 14, the pore ratio is reduced downward, and a downstream porous plate 15, the pore ratio increases downward. Each of the perforated plates 14 and 15 is the same in the configuration in which holes having a diameter of 10 mm are perforated such that the opening ratios are 10.05%, 14.45%, 17.01%, and 40.22%, respectively. On the other hand, considering the uniformity of air flow velocity, temperature, and relative humidity distribution in the apparatus, the upstream porous plate 14 at the inlet side of the duct 12 is 40.22%, 17.01%, 14.45%, 10.05 from top to bottom. The porosity ratio of% is arranged, and the downstream porous plate 15 on the outlet side is arranged in the order of 10.05%, 14.45%, 17.01%, 40.22% from the top to the bottom. For a comparative experiment for deriving such an arrangement, refer to <Experiment 2>.
<실험예 2>Experimental Example 2
폐쇄형 묘생산 장치 내에서 기온과 상대습도를 각각 25℃, 75%로 설정한 후 다공판(14)(15)의 배열을 달리한 가운데 묘생산 장치 내에서 기류속도, 기온 및 상대습도를 측정하였다. 측정 지점은 좌우 벽면 근처(벽면으로부터 0.4m 떨어진 지점) 및 중앙의 3개 부위와 각 부위의 수직방향으로 3점, 즉 묘생산 장치내의 바닥으로부터 각각 0.4m(하부), 1.25m(중앙), 2.1m(상부)에 해당되는 지점으로서 전부 9개 지점이다.Set air temperature and relative humidity at 25 ℃ and 75% in closed seedling production device, and measure air flow rate, temperature and relative humidity in seedling production device with different arrangement of perforated plate (14, 15). It was. The measuring points are three points near the left and right walls (0.4m away from the wall) and in the center and three points in the vertical direction of each site, i.e., 0.4 m (bottom), 1.25 m (center), respectively, from the bottom in the seedling production apparatus, It is a point corresponding to 2.1m (upper), and there are nine points in total.
표 2에서 A, B, C는 다공판(14)(15)의 배열 상태로서, 배열 A는 전술한 본 발명의 경우이고, 배열 B는 다공판(14)(15)의 유공비를 20.4%로 동일하게 제작한 경우이고, 배열 C는 배열 A와 동일한 다공판(14)(15)을 정반대의 유공비로 배열한 경우이다. 실험 결과 배열 A의 경우 기류속도, 기온 및 상대습도 분포의 균일성이 매우 높게 나타났다. 물론 다공판(14)(15)을 사용한 상기 A, B, C 배열의 경우는 아예 설치하지 않은 경우에 비하여 전반적으로 기류속도, 기온 및 상대습도의 분포가 균일하게 나타남을 알 수 있다.In Table 2, A, B, and C are the arrangement states of the porous plates 14 and 15, in which arrangement A is the case of the present invention described above, and arrangement B represents a porosity ratio of the porous plates 14 and 15 by 20.4%. In the same manner, the arrangement C is a case in which the same porous plates 14 and 15 as the arrangement A are arranged at opposite pore ratios. Experimental results showed that the uniformity of air flow velocity, temperature, and relative humidity distribution was very high for Array A. Of course, the A, B, and C arrays using the porous plates 14 and 15 can be seen to have a uniform distribution of airflow velocity, temperature, and relative humidity as compared with the case where no installation is performed at all.
도 2는 본 발명에 따른 장치에서 선반의 요부를 나타내는 구성도가 도시된다. 선반(20)에서 광원(30)이 설치되는 복수의 조명다이(22)는 지주(21)에 고정되고, 각 조명다이(22)의 하방에 위치하는 육묘다이(24)는 다단턱(23)을 이용하여 높이조절 가능하게 거치된다. 지주(21)는 한 변의 길이가 30mm인 4각 스테인레스 파이프를 사용하여 부식을 방지한다. 각 3∼4단으로 구성되는 선반(20)은 각단 표면에서 식물묘의 종류, 초장 및 생육 단계에 따라 서로 다른 광합성유효광량자속을 얻도록 단차를 유지한다. 일예로 선반(20)을 3단으로 구성하는 경우 각 단의 높이를 400mm, 700mm, 1,180mm로 설정할 수 있다.Figure 2 is a block diagram showing the main portion of the shelf in the device according to the invention. The plurality of lighting dies 22, in which the light source 30 is installed in the shelf 20, are fixed to the support 21, and the seedling dies 24 positioned below the lighting dies 22 are multi-stage 23. It is mounted to be adjustable in height. The strut 21 uses a square stainless pipe having a length of 30 mm on one side to prevent corrosion. The shelf 20 composed of 3 to 4 stages each maintains a step so as to obtain different photosynthetic effective quantitative fluxes depending on the type of plant seedlings, plant height and growth stage on the surface of each stage. For example, when the shelf 20 is configured in three stages, the height of each stage may be set to 400 mm, 700 mm, and 1,180 mm.
이때, 본 발명은 지주(21)의 좌우측에 10cm의 높이 간격으로 다단턱(23)을 설치하고 육묘다이(24)를 거치함에 따라, 선반(20)의 각 단에서 필요에 따른 적정 광합성유효광량자속을 얻을 수 있도록 한다. 육묘다이(24)의 표면에서 실지수를높이고자 반사율이 매우 높은 유광 스테인레스 소재의 반사판(25)을 조명다이(22)에 개재시켜 광원(30)을 설치한다.At this time, according to the present invention, by installing the multi-stage jaw 23 at the height interval of 10 cm on the left and right sides of the support 21 and mounting the seedling die 24, the appropriate photosynthetic effective photon as necessary at each end of the shelf 20. Get the inside. In order to raise the actual index on the surface of the seedling seedling 24, the light source 30 is installed by interposing the reflecting plate 25 of the highly polished stainless steel material in the illumination die 22.
도 3은 본 발명에 따른 광원 배치의 일예를 나타내는 구성도로서, 횡으로 배치되는 40W 형광등(32)과 그 양단으로 배치되는 20W 형광등(34)에 의해 광원(30)에서 8.5cm 떨어진 지점에서 평균 84.1±25.1μmolㆍm-2ㆍs-1의 광합성유효광량자속을 유지한다. 소비전력이 40W인 3파장 형광등(32)은 금호전기의 품명 FLR40EX-D/A 또는 동등 이상품을 4개씩 배치한다. 40W 형광등(32)의 양 끝 부분에서 광량자속이 낮아지는 것을 개선하여 각 단 표면에서 균일한 광량자속을 얻고자 40W 형광등(32)의 양 끝 부분으로부터 8.5cm 떨어진 지점에 소비전력이 20W인 3파장 형광등(34)을 1개씩 설치한다. 20W 형광등(34)은 금호전기의 품명 FL20SEX-D/18 또는 동등 이상품을 사용한다.3 is a configuration diagram showing an example of a light source arrangement according to the present invention, which is averaged at a point 8.5 cm away from the light source 30 by a 40W fluorescent lamp 32 arranged laterally and a 20W fluorescent lamp 34 arranged at both ends thereof. A photosynthetic effective photon flux of 84.1 ± 25.1 μmol · m −2 · s −1 is maintained. The three-wavelength fluorescent lamp 32 with a power consumption of 40 W is arranged with four KLR products, FLR40EX-D / A or equivalent. 3 wavelengths with 20W power consumption at 8.5cm away from both ends of the 40W fluorescent lamp 32 in order to improve the lowering of the photon flux at both ends of the 40W fluorescent lamp 32 to obtain a uniform photon flux at each end surface. One fluorescent lamp 34 is provided. The 20W fluorescent lamp 34 uses Kumho Electric's product name FL20SEX-D / 18 or equivalent.
도 4는 본 발명에 따른 광원 배치의 다른 예를 나타내는 구성도로서 종으로 배치되는 55W 형광등(36)에 의해 광원(30)으로부터 13.5cm 떨어진 지점에서 평균 560±49μmolㆍm-2ㆍs-1의 광합성유효광량자속을 유지한다. 55W 형광등(36)은 3파장 이중형광등으로서 OSRAM사의 품명 DULUXL55W/21-840 또는 동등 이상품 15개를 10cm 간격으로 설치한다.Fig. 4 is a configuration diagram showing another example of the light source arrangement according to the present invention, which is averaged at 560 ± 49 μmol · m −2 · s −1 at a point 13.5 cm away from the light source 30 by a 55W fluorescent lamp 36 arranged vertically. Maintains the photosynthetic effective light flux of The 55W fluorescent lamp 36 is a three-wavelength dual fluorescent lamp, which is equipped with OSRAM's product name DULUXL55W / 21-840 or 15 equivalents at 10 cm intervals.
도 3은 선반(20)의 중간 이상층에, 도 4는 선반(20)의 중간 이하층에 각각 적용하기 위한 구성으로서, 다음의 <실험예 3> 및 <실험예 4>과 같이 광원(30)으로부터의 거리에 따른 광합성유효광량자속의 실험을 통하여 입증된다.3 is a configuration for applying to the middle abnormal layer of the shelf 20, Figure 4 is a configuration for applying to the middle lower layer of the shelf 20, respectively, as in the following <Experimental Example 3> and <Experimental Example 4> This is demonstrated by experiments of photosynthetic effective photon flux with distance from
<실험예 3>Experimental Example 3
도 3과 같이 40W 형광등(32)을 배열한 후 20W 형광등(34)의 설치 유무에 따라 15점(A1∼3, B1∼3, C1∼3, D1∼3, E1∼3)에서 측정한 광합성유효광량자속의 평균값이 표 3에 실려 있다.Photosynthesis measured at 15 points (A1 to 3, B1 to 3, C1 to 3, D1 to 3, E1 to 3) depending on whether or not the 20 W fluorescent lamp 34 was installed as shown in FIG. The average value of the effective photon flux is shown in Table 3.
<실험예 4>Experimental Example 4
도 4와 같이 55W 형광등(36)을 배열한 후 9점(A1∼3, B1∼3, C1∼3)에서 측정한 광합성유효광량자속의 평균값이 표 4에 실려 있다.Table 4 shows the average value of the photosynthetic effective photon flux measured at nine points (A1 to 3, B1 to 3, and C1 to 3) after arranging the 55 W fluorescent lamp 36 as shown in FIG.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.
이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은 폐쇄형 묘생산 장치 내의 기온ㆍ상대습도ㆍ광ㆍ기류속도ㆍCO2농도 등의 미기상 요소를 완전하게 제어할 수 있으므로, 접목묘의 활착 단계, 삽수를 이용한 증식 또는 육묘 단계에서 과도한 증발산을 억제하여 고사됨없이 최적 환경조건에서 건전한 우량묘를 생산할 수 있다.According to the above configuration and operation, the present invention can completely control microclimate elements such as air temperature, relative humidity, light, air flow rate, CO 2 concentration, etc. in the closed seedling production apparatus. By suppressing excessive evapotranspiration in the seedling stage, healthy seedlings can be produced under optimal environmental conditions without being killed.
또한, 폐쇄형 묘생산 장치에서는 선반을 이용한 다단 재배와 근접조명이 가능하여 재배공간을 최대로 활용할 수 있으며, 적은 에너지 투입으로 묘소질이 균일한 우량묘의 대량 생산이 가능하다.In addition, in the closed seedling production apparatus, multi-stage cultivation and close lighting using the shelf can be utilized to maximize the cultivation space, and it is possible to mass-produce fine seedlings with uniform seedling quality with little energy input.
또한, 폐쇄형 묘생산 장치에서 광량, 광질, 광주기, 광조사 방향 등 광환경조절에 의한 식물의 생장과 광형태형성 제어가 가능한 바, 광환경조절에 의해서 묘소질이 향상된다.In addition, in the closed seedling production apparatus, it is possible to control plant growth and light morphogenesis by light environment control such as light quantity, light quality, photoperiod, light irradiation direction, and so on.
또한, 묘소질이 균일한 우량묘를 생산하여 정식하면 재배과정에서 농약, 비료 등의 투입이 경감되어 환경 오염을 방지하면서도 수확량이 증대된다.In addition, when the seedling material is produced and formulated with a uniform seedlings, the input of pesticides, fertilizers, etc. during the cultivation process is reduced, thereby preventing the environmental pollution while increasing the yield.
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