KR20120111872A - 식물 재배장치 - Google Patents

Abstract

식물 재배장치가 개시된다. 본 발명의 식물 재배장치는, 투명 또는 반투명한 재질로 이루어지고, 소정의 두께와 면적을 갖는 판 형상으로 형성되어 적어도 2개 이상의 격판으로 이루어진 하우징;
상기 각 격판 사이에 소정의 간격을 갖는 공간을 형성하면서 각 격판을 일체화되도록 결합시키는 다수개의 간격유지부재;
상기 공간의 상향 측에 설치되어 식물의 광합성에 필요한 빛을 방사하기 위한 조명수단; 및
식물이 심어지도록 상향 측으로 개방된 재배공간을 구비하여 상기 간격유지부재에 의해 지지되도록 상기 공간의 하부 측에 설치되는 트레이로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

식물 재배장치{DEVICE TO CULTIVATE OF PLANT}

본 발명은 식물 재배장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 엘이디의 빛을 제어하여 식물의 성장을 촉진 또는 억제할 수 있고, 식물이 심어지는 공간을 투명한 격판 사이에 형성함으로써 식물의 성장을 육안으로 용이하게 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 식물이 심어진 트레이의 탈.부착이 용이하며, 관상용으로도 사용할 수 있는 식물 재배장치에 관한 것이다.

현재까지 식물의 실내 재배를 위해 가장 많이 사용하고 있는 방법으로는 화분을 이용하여 각종 식물을 재배하는 것이다.

예를 들면, 각종 나무나 화초를 화분에 심어 실내에서 관리함으로써 실내 공기를 정화하고 관리자의 심적 안정감을 취할 수 있도록 하기 위하여 현재 널리 사용되고 있는 것이다.

최근에는 단순히 화분에 식물을 심고 관상용으로 이용하기 보다는, 식물을 효과적으로 재배하기 위하여 다양한 장치가 제공되었다. 예를 들면, 일정한 공간에 해당 식물의 성장에 필요한 파장을 발산하는 빛을 제공하여 식물의 성장을 촉진하는 식물 재배기가 제공되었던 것이다. 이러한 식물 재배기는 식용으로 사용되는 채소나 과일 등과 같은 식물을 실내에서 재배하기 위한 목적으로 사용되고 있다.

예를 들면, 첨부된 도면 중에서 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 식물 재배시스템은, 양액전용화분(10)을 안착할 수 있는 화분안착홀(22)이 구성된 양액재배통(20)에 양액식물(1)을 재배하도록 된 것으로, 층층히 다단으로 양액재배통(20)을 배치하기 위한 지지구조물(30)을 설치하고, 펌프(41)를 이용하여 양액탱크(42)에 있는 양액(2)을 최상단의 양액재배통(20)에 이송시키며, 상단의 양액재배통(20)에 있는 양액(2)을 일정량만 남기고, 그 하단에 있는 양액재배통(20)에 이송되도록 제1배관파이프(51) 및 그 제1배관파이프(51) 내에 파이프닛불(52)을 설치하고, 양액재배통(20)에 담겨져 있는 양액(2)의 흐름억제 및 방류높낮이를 조절하기 위한 양액스톱버(53)로 구성되는 것이다.

이러한 식물 재배시스템은 다단으로 양액재배통을 배치하거나 여러 열 또는 행으로 배치하는 경우에도 자동으로 일정시간마다 일정양의 양액공급이 가능하고, 양액재배통 하부에 최적의 양액만 남기고 나머지는 그 하단 또는 그 이웃하는 양액재배통에 이송되기 때문에 일정양의 양액 공급이 가능하며, 양액재배통의 조립,분리가 용이하고 배관파이프 및 파이프닛불을 이용하여 무한대 길이로 수직및 수평으로 확장이 가능한 장점이 있었다.

그러나, 이와 같은 종래기술에 의한 식물 재배시스템은 식물의 성장에 필요한 광합성 작용이 실내에서 이루어지도록 하여 식물의 성장에만 촛점이 맞추어져 있었기 때문에 관상용으로는 부적합하였다.

대한민국공개특허 제2011-51918(공개일 2011.05.18)

본 발명의 기술적 과제는, 식물을 실내에서 용이하게 재배할 수 있음은 물론, 관상용으로도 이용할 수 있는 식물 재배장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 식물 재배기를 이용하여 일반식물은 물론, 습지식물, 수생식물을 재배하고, 수생생물도 기를 수 있는 식물 재배장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제는, 본 발명에 따라, 투명 또는 반투명한 재질로 이루어지고, 소정의 두께와 면적을 갖는 판 형상으로 형성되어 적어도 2개 이상의 격판으로 이루어진 하우징;

상기 각 격판 사이에 소정의 간격을 갖는 공간을 형성하면서 각 격판을 일체화되도록 결합시키는 다수개의 간격유지부재;

상기 공간의 상향 측에 설치되어 식물의 광합성에 필요한 빛을 방사하기 위한 조명수단; 및

식물이 심어지도록 상향 측으로 개방된 재배공간을 구비하여 상기 간격유지부재에 의해 지지되도록 상기 공간의 하부 측에 설치되는 트레이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식물 재배장치에 의해 달성된다.

상기 격판은,

2개로 이루어지고, 상기 각 격판 사이의 거리보다 격판의 밑변의 길이가 더 길게 형성되도록 상호 결합될 수 있다.

다른 실시 예는,

상기 하우징은 3개 이상의 격판으로 이루어지고, 각 격판이 결합되어 이루는 하우징의 평단면이 다각형을 이루도록 상호 결합될 수 있다.

상기 간격유지부재는,

상기 격판 사이에 배치되는 간격유지구; 및

상기 각 격판의 외측에서 각 격판을 관통하여 상기 간격유지구의 양단에 체결되는 체결수단으로 이루어질 수 있다.

상기 체결수단은,

상기 각 격판의 외측에서 상기 격판을 관통하여 상기 간격유지구의 양단에 각각 체결되는 볼트부재로 이루어질 수 있다.

다른 실시 예에 따른 상기 체결수단은,

양측에 나사산이 형성되고, 상기 각 격판의 외측에서 각 격판을 관통하여 상기 간격유지구의 양단에 일단이 각각 체결되는 볼트; 및

상기 각 격판의 외측으로 돌출된 상기 각 볼트의 타단에 체결되는 체결부재로 이루어질 수 있다.

상기 트레이는,

다수개의 보조 트레이를 더 구비할 수 있다.

상기 트레이는,

상기 재배공간에서 일반식물과, 습지식물, 수생식물 및 수생생물이 공존하도록 상기 재배공간을 일반식물 재배영역과, 습지식물 재배영역, 수생식물 재배영역/ 수생생물 생존영역으로 구분하기 위한 다단계 구조의 단차 거치대를 더 구비하고,

상기 단차 거치대는,

다리부에 의해 상기 트레이의 바닥과 소정의 높이로 이격된 제1단차부; 및

다리부에 의해 상기 제1단차부보다 낮은 높이로 바닥과 이격된 제2단차부(64)로 이루어질 수 있다.

상기 트레이는,

트레이에 수용되는 물을 선택적으로 배출하기 위한 밸브를 구비한 배수구를 더 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 트레이는,

상기 재배공간에서 재배되는 식물의 특성에 따라 식물의 뿌리와 상기 트레이에 담겨지는 물과의 거리가 조절되도록 식물 또는 식물이 심어진 화분의 높이를 조절하기 위한 높이조절수단을 구비하되,

높이조절수단은,

저면에 끼움홈이 형성되고, 상면에는 끼움돌기가 형성되어 서로 끼움 결합되는 적어도 하나 이상의 높이조절구; 및

적어도 두 곳 이상의 가장자리에는 상기 끼움돌기가 끼워지기 위한 결합공이 형성되고, 가장자리를 제외한 영역에는 식물 또는 식물이 심어진 화분이 배치되기 위한 설치공이 형성된 받침대로 이루어지고,

상기 높이조절구의 갯수를 선택하여 상기 받침대의 높이를 설정한 후 상기 각 끼움돌기가 상기 받침대의 각 결합공에 끼워져 상기 받침대를 지지하도록 구성될 수 있다.

상기 조명수단은,

650nm - 670nm의 파장을 형성하는 제1엘이디;

440nm - 460nm의 파장을 형성하는 제2엘이디;

500nm - 520nm의 파장을 형성하는 제3엘이디;

상기 제1엘이디, 제2엘이디 및 제3엘이디가 배열되는 프레임; 및

상기 트레이에 심어지는 식물의 종에 따라 해당 식물에 필요한 파장 및 광량을 제공하도록 상기 제1엘이디, 제2엘이디 및 제3엘이디를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는,

상기 제1엘이디, 제2엘이디 및 제3엘이디의 광량을 선택적으로 조절하기 위한 조절부; 및

상기 제1엘이디, 제2엘이디 및 제3엘이디 중에서 선택된 엘이디를 혼합하여 혼합광을 발생시키거나, 상기 제1엘이디, 제2엘이디 및 제3엘이디 중에서 하나의 엘이디를 선택하여 단색광을 발생시키도록 혼합광 또는 단색광을 선택하기 위한 광원 선택부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1엘이디 및 제2엘이디를 혼합하여 혼합광을 형성할 경우, 상기 제1엘이디 및 제2엘이디는 1.5 ~ 4 : 1의 비율로 배치될 수 있다.

상기 설치 플레이트는,

원형 또는 직사각형 및 정사각형을 포함하는 다각형에서 선택된 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 조명수단은,

양측 측면에 상기 간격유지부재가 관통 설치되기 위한 설치공이 형성되고, 내부에 상기 설치 플레이트가 설치되어 상기 각 엘이디들이 하부로 노출되기 위한 노출공이 형성된 프레임; 및

상기 프레임의 상부를 커버하도록 상기 프레임에 탈/장착되는 커버부재를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 의한 식물 재배장치에 의하면, 식물을 실내에서 용이하게 재배할 수 있음은 물론, 관상용으로도 이용할 수 있다.

특히, 식물이 심어지는 트레이를 하우징에서 용이하게 탈거하거나 설치할 수 있음으로써, 식물의 관리가 용이하게 이루어질 있다.

또한, 트레이가 다양한 공간으로 구분됨으로써 일반식물은 물론, 습지식물, 수생식물 및 수생생물도 재배하고 기를 수 있는 식물 재배장치를 제공하는 것이다.

또한, 하우징을 폭이 좁은, 즉 전면은 넓고 측면은 좁은 형태로 구성될 수 있음으로써, 관상용으로 이용할 경우 벽에서 과도하게 돌출되지 않음으로 공간 활용면에서 유용한 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 트레이에 심어지는 식물의 종에 따라 조명수단을 제어함으로써 해당 식물의 개화, 성장 등을 제어할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술에 의한 식물 재배장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 식물 재배장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물 재배장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 식물 재배장치의 결합상태를 도시한 정단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 식물 재배장치의 결합상태를 도시한 측단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 트레이에 보조 트레이가 구비된 상태를 도시한 측단면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 식물 재배장치의 트레이를 다양한 식물과 생물이 공존하도록 구획하기 위한 수단이 구비된 상태를 도시한 측단면도이다.
도 8은 도 3에 도시된 체결수단의 다른 실시 예를 도시한 일부확대 단면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 트레이의 다른 실시 예를 도시한 일부확대 단면도이다.
도 10은 도 3에 도시된 트레이에 식물 높이조절수단을 도시한 일부확대 단면도이다.
도 11은 도 3에 도시된 조명수단의 바람직한 실시 예를 도시한 개략적 블럭도이다.
도 12, 13,14,15,16은 도 3에 도시된 조명수단의 바람직한 다른 실시 예를 각각 도시한 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

첨부된 도면 중에서 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물 재배장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 식물 재배장치의 결합상태를 도시한 정단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 식물 재배장치의 결합상태를 도시한 측단면도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물 재배장치는 2개의 격판(22)으로 이루어진 하우징(20)과, 이 격판(20)들이 소정의 간격을 유지하여 그 사이에 공간(S1)을 형성하도록 결합시키는 간격유지부재(30)와, 각 격판(20) 사이에 형성된 공간(S1)의 상부측에 설치되는 조명수단(40)과, 공간(S1)의 하부측에 배치되는 트레이(50)로 이루어진 것이다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

하우징(20)은 투명 또는 반투명한 재질의 격판(22)로 이루어진다. 이 격판(22)들은 본 실시 예에서 투명한 재질의 유리 또는 아크릴 재질로 이루어진 것을 기준으로 설명하나, 이에 국한되는 것은 아니다. 그리고, 이러한 격판(22)은 소정의 두께와 면적을 갖는 판 형상으로 형성되어 2개로 구비된다.

한편, 하우징(20)은 각 격판(22) 사이의 거리보다 격판(22)의 밑변의 길이가 더 길게 형성되도록 간격유지부재(30)에 의해 상호 결합되어 평단면이 직사각형을 이룬다. 즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 공간(S1)의 간격이 좁은 대신 좌,우측으로 길게 형성되는 것이다. 이는, 특정공간의 벽에 근접하게 설치되었을 때 벽면에서 과도하게 튀어나오지 않도록 하여 공간활용이 용이하도록 하기 위한 것이다.

그러나, 이는 본 실시 예에 한정되는 것으로, 도면에 도시되지 않았으나, 하우징(20)이 다수개의 격벽(22)으로 이루어져 다각형을 이루도록 구성할 수도 있는 것이다.

그리고, 하우징(20)은 2개의 격판(22)이 마주보게 결합되므로, 양측에 개구부(24)가 형성된다. 이 개구부(24)가 하우징(20)의 양측에 형성되므로 트레이(50)의 인출 및 설치가 용이하게 이루어지게 된다.

간격유지부재(30)는 각 격판(22) 사이에 소정의 간격을 갖는 공간(S1)을 형성하면서 각 격판(22)을 일체화되도록 결합시키는 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 각 격판(22) 사이에 배치되는 간격유지구(32)와, 양측의 각 격판(22)을 관통하여 각 간격유지구(32)의 양단이 각각 체결되는 체결수단으로 이루어진다.

이때, 체결수단은 간격유지구(32)를 이용하여 각 격판(22)이 서로 간격을 유지하면서 결합되도록 간격유지구(32)를 고정하는 다양한 구조들이 적용될 수 있다.

본 실시 예에서는, 양측에 나사산이 형성되고, 각 격판(22)의 외측에서 각 격판(22)을 관통하여 간격유지구(32)의 양단에 일단이 각각 체결되는 볼트(34)와, 각 격판(22)의 외측으로 돌출된 각 볼트(34)의 타단에 체결되는 체결부재(36)로 이루어지는 것이다. 즉, 볼트(34)의 양측에 나사산이 형성되어, 일측은 격판(22)을 관통하여 간격유지구(32)에 체결되고, 타측은 격판(22)의 외측으로 돌출된 상태에서 체결부재(36)로 이루어진 것이다.

이와 같이 체결수단이 양측에 나사산이 형성된 볼트(34)와 체결부재(36)로 이루어짐으로써 격판(22)의 두께에 다양하게 대응할 수 있게 된다.

또한, 체결수단의 다른 실시 예는 도 8에 도시된 바와 같이 각 격판(22)의 외측에서 격판(22)을 관통하여 간격유지구(32)의 양단에 각각 체결되는 볼트부재(38)로 이루어지는 것이다. 이와 같이 체결수단이 볼트부재(38)로 이루어짐으로써 각 격판(22) 사이에 간격유지구(32)를 배치하여 결합하는 작업이 신속하게 이루어질 수 있다.

한편, 간격유지구(32)는 다양한 단면 형상으로 이루어질 수 있으나, 본 실시 예에서는 그 단면이 원형으로 이루어진 것을 기준으로 설명한다. 이러한 간격유지구(32)는 양측의 격판(22) 사이에 배치되어 각 격판(22) 사이에 공간(S1)이 형성되도록 한다. 그리고, 간격유지부재(30)는 체결수단에 의해 각 격벽(22) 사이에 공간(S1)을 형성하면서 각 격벽(22)을 일체로 결합시키게 된다.

조명수단(40)은 식물의 성장에 필요한 빛을 발생시키도록 구성된 것으로, 하우징(20)의 상부 측에 위치한 양측의 간격유지구(32) 사이에 위치하여 각 간격유지구(32)에 별도의 결합수단에 의해 결합된다.

이러한 조명수단(40)은 650nm - 670nm의 파장을 형성하는, 바람직하게는 660nm의 파장을 형성하는 제1엘이디(42)와, 440nm - 460nm의 파장을 형성하는, 바람직하게는 450nm의 파장을 형성하는 제2엘이디(44)와, 500nm - 520nm의 파장을 형성하는 제3엘이디(45)와, 제1엘이디(42) 및 제2엘이디(44)가 배열되는 설치 플레이트(46)과, 트레이(50)에 심어지는 식물의 종에 따라 해당 식물에 필요한 파장을 형성하도록 제1엘이디(42) 및 제2엘이디(44), 제3엘이디(45)를 제어하기 위한 제어부(48)를 포함하여 이루어진다. 이때, 730nm ± 5nm 이상의 파장을 형성하는 다른 엘이디가 더 구비될 수도 있다.

이때, 제어부(48)는 제1엘이디(42), 제2엘이디(44) 및 제3엘이디(45)의 광량을 선택적으로 조절하기 위한 조절부(48A)와, 제1엘이디(42) 및 제2엘이디(44)를 혼합하거나, 제1엘이디(42), 제2엘이디(44) 및 제3엘이디(45) 중에서 선택된 두 개 이상의 엘이디를 혼합하여 혼합광을 발생시키거나, 제1엘이디(42), 제2엘이디(44) 또는 제3엘이디(45) 중에서 어느 하나의 엘이디를 선택하여 단색광을 발생시키도록 혼합광 또는 단색광을 선택하기 위한 광원 선택부(48B)를 더 포함하여 구성된다. 이러한 제어부(48)는 타이머를 구비하여 제1,2,3엘이디(42,44,45)를 온/오프 제어하도록 구성될 수도 있다.

이때, 제1엘이디(42) 및 제2엘이디(44)가 혼합되어 혼합광을 형성할 경우, 제1엘이디(42)와 제2엘이디(44)는 1.5 ~ 4 : 1의 비율로 배치된다. 이는 제1엘이디(42)와 제2엘이디(44)의 조합 비율이 1.5 ~ 4 : 1로 이루어짐으로써 식물 씨앗의 발아 향상, 생장속도 촉진 및 억제에 영향을 미치게 된다.

한편, 각각의 엘이디(42,44,45) 또는 730nm ± 5nm 파장을 발생시키는 엘이디들은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 모두 하나의 설치 플레이트(46)에 마련될 수도 있으나, 도 13 내지 도 16에 도시된 바와 같이 각각의 단색광을 발생시키도록 구분되어 마련될 수도 있다.

그리고, 설치 플레이트(46)은 원형 또는 직사각형 및 정사각형을 포함하는 다각형에서 선택된 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있는 것으로, 도 11 내지 도 16에 도시된 바와 같이 다양한 구조로 형성될 수 있다. 즉, 어느 하나의 형상에 국한되지 않고, 하우징(20)의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있는 것이다.

첨부된 도면 중에서 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 설치 플레이트(46)와 제어부(48), 전원 공급부, 방열핀, 방열팬 등은 프레임(41)의 내부에 설치된다.

즉, 조명수단(40)의 프레임(41)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 양측 측면에 간격유지부재(30)가 관통 설치되기 위한 설치공(41A)이 형성되고, 내부에 설치 플레이트(46)가 설치되어 각 엘이디(42,44,45)들이 하부로 노출되기 위한 노출공(41B)이 형성된 프레임(41)과, 프레임(41)의 상부를 커버하도록 프레임(41)에 탈/장착되는 커버부재(41C)를 포함하여 이루어진다. 또한, 프레임(41)의 측부에는 다수개의 방열공(41D)이 형성된다. 이 방열공(41D)을 통해서 각 엘이디(42,44,45)로부터 발생된 열이 방출될 수 있을 것이다.

한편, 하우징(20)의 하부측에 설치되는 트레이(50)는 식물이 재배되기 위한 재배공간(S2)를 구비한 것으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 구조를 갖으며, 저면 양측에 간격유지구(32)에 지지되기 위한 지지부(52)가 오목하게 형성된다. 그리고, 도면에 도시되지 않았으나, 트레이(50)의 길이방향 양측에는 손잡이가 구비될 수도 있다.

그리고, 본 실시 예에서 트레이(50)는 길이에 비하여 상대적으로 폭이 좁은 공간(S1)에 삽입 설치되도록 장방형의 직사각 형태를 갖으며, 이러한 트레이(50)는 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 국한되지 않으며, 불투명, 반투명으로 형성될 수도 있다.

한편, 첨부된 도면 중에서 도 9에 도시된 바와 같이, 트레이(50)의 저부 일측에는 트레이(50)에 채워지는 물을 선택적으로 배출할 수 있는 밸브(72)를 구비한 배수구(70)가 구비될 수 있다. 이 배수구(70)는 트레이(50)에 담겨진 물을 버리기 위하여 트레이(50) 자체를 들어서 옮기는 일이 없이 밸브(72)를 개방하여 물을 배출하도록 구비된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 식물 재배장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

두 개의 격판(20)에 의해 형성된 공간(S1)의 상부에 실내에서의 식물의 성장에 필요한 빛을 조절하여 방사하기 위한 조명수단(40)이 구비된 상태에서, 트레이(50)를 하우징(20)에서 빼낸다.

이때, 작업자는 하우징(20)의 측부가 개방되어 있기 때문에 하우징(20)의 양측 개구부를 통하여 트레이(50)를 용이하게 꺼낼 수 있다.

그리고, 트레이(50)에 인공토양을 깔아 식물이 자랄 토양을 형성한 후 식물을 심는다.

재배할 식물이 심어진 트레이(50)를 다시 하우징(20)의 양측에 형성된 개구부(24)를 통하여 공간(S1)의 하부에 설치한다.

이때, 트레이(50) 양측의 지지부(52)가 간격유지부(32)에 안착되므로 트레이(50)는 안정적으로 설치가 완료된다.

이와 같이 식물이 심어진 트레이(50)가 하우징(20)에 설치되면, 조명수단(40)을 작동시켜, 식물의 광합성 등에 필요한 빛을 방사하도록 한다.

한편, 본 실 실시 예에 따른 하우징(20)은 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 폭이 좁게 형성되므로, 벽에 근접하게 설치될 경우, 벽으로부터 과도하게 돌출되지 않아서 공간을 적게 차지하게 된다.

또한, 하우징(20)의 전면 면적이 폭에 비하여 넓게 형성되므로, 관찰자의 시야를 간섭하지 않게 되어 식물의 관찰이 용이하며, 트레이(50)와 격벽(20)이 투명한 재질로 형성됨으로써, 식물의 뿌리는 물론, 식물의 성장 과정을 용이하게 관찰할 수 있게 되고, 관상용으로 사용할 수 있다.

첨부된 도면 중에서 도 6는 도 3에 도시된 트레이에 보조 트레이가 구비된 상태를 도시한 측단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 트레이(50)에는 다수개의 보조 트레이(54)가 설치될 수 있다. 이 보조 트레이(54)는 서로 다른 토양에서 자라는 식물을 각각 수용하여 하나의 트레이(50)에서 재배할 수 있도록 하며, 다수개로 분할 되어 구성되므로, 해당 식물이 심어진 보조 트레이(54)만 빼내어 관리할 수 있다.

첨부된 도면 중에서 도 7은 도 3에 도시된 식물 재배장치의 트레이를 다양한 식물과 생물이 공존하도록 구획하기 위한 수단이 구비된 상태를 도시한 측단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 트레이(50)에는 다양한 식물 및 생물이 공존하여 재배되거나 자랄 수 있다.

즉, 트레이(50)의 재배공간(S2)에서 일반식물과, 습지식물, 수생식물 및 수생생물이 공존하도록 구분할 수 있는 단차 거치대(60)가 트레이(50)에 더 구비된 것이다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

단차 거치대(60)는 일반식물 재배영역을 형성하도록 다리부(63)에 의해 트레이(50)의 바닥과 소정의 높이로 이격된 제1단차부(62)와, 다리부(63)에 의해 단차부(62)보다 낮은 높이로 바닥과 이격되어 습지식물 재배영역을 형성하는 제2단차부(64)로 이루어져 트레이(50)의 재배공간(S2)의 일측으로 치우쳐 설치된다. 이와 같이 단차 거치대(60)가 재배공간(S2)의 일측으로 치우쳐 설치됨으로써, 재배공간(S2)의 타측에는 수생식물 또는 수생생물 공간(S3)이 형성된다.

이때, 제1,2단차부(62,64)의 하부는 수생식물 또는 수생생물 공간(S3)과 연통된다. 즉, 다리부(63)에 관통공이 형성되어 단차 거치대(60)의 하부가 모두 통하도록 구성되는 것이다.

이와 같이 재배공간(S2)에 단차 거치대(60)가 설치된 상태에서, 재배공간(S2)에 물이 채워지되, 제1단차부(62)에 설치되는 화분의 하단부가 물에 닿을 정도로 채운다.

이 과정에 의해 제1단차부(62)와 제2단차부(64)에 설치된 화분과 식물은 물에 직접 접촉된다. 이때, 제1단차부(62)와 제2단차부(64)에 설치된 화분과 식물은 필요한 양의 수분만을 흡수하게 된다. 그리고, 수생식물 및 수생생물 공간(S3)에는 물고기나 달팽이 등을 키울 수 있고, 수생식물을 재배할 수 있다. 따라서, 물고기 등은 재배공간(S2)의 하부에 형성된 수생식물 또는 수생생물 공간(S3)을 자유롭게 유영할 수 있다.

이때, 수생식물 또는 수생생물 공간(S3)에 부평초와 같은 수생식물을 배치하여 물고기와 같은 수행생물의 먹이활동 등을 도울 수 있다.

첨부된 도면 중에서 도 10은 도 3에 도시된 트레이(50)에 식물 또는 화분의 높이를 조절하기 위한 높이조절수단을 도시하고 있다.

높이조절수단은 재배공간(S2)에서 재배되는 식물의 특성에 따라 식물의 뿌리와 트레이(50)에 담겨지는 물과의 거리(또는 간격)가 조절되도록 식물 또는 식물이 심어진 화분의 높이를 조절하기 위한 것이다. 즉, 트레이(50)의 바닥을 기준으로 화분의 높이 또는 식물의 높이를 선택하여 조절하기 위한 것이다.

이를 구체적으로 설명한다.

높이조절수단은 저면에 끼움홈(82)이 형성되고, 상면에는 끼움돌기(84)가 형성되어 서로 직상방으로 끼움 결합되어 높이(길이)를 조절하는 적어도 하나 이상의 높이조절구(88)와, 적어도 두 곳 이상의 가장자리에는 끼움돌기(82)가 끼워지기 위한 결합공(94)이 형성되고, 가장자리를 제외한 영역에는 식물 또는 식물이 심어진 화분이 배치되기 위한 설치공(92)이 형성된 받침대(90)로 이루어진다.

이러한 높이조절수단은 도 10에 도시된 바와 같이, 높이조절구(80)의 갯수를 선택하여 받침대(90)의 높이를 설정한 후 각 끼움돌기(84)를 받침대(90)의 각 결합공(94)에 끼워 받침대(90)를 지지할 수 있는 것이다.

이때, 격벽(20)이 다수개로 구성되어 트레이(50)가 다각형으로 이루어질 경우 높이조절구(80)는 두 개 이상으로 구성되어 각각의 가장자리 또는 코너에서 다각형의 받침대(90)를 지지하도록 구성될 수 있다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이 높이조절구(80)의 갯수를 달리하여 받침대(90)의 높이를 다르게 조절함으로써, 단차 거치대(60)와 같은 기능을 하도록 할 수 있다. 즉, 높이조절구(80)의 갯수를 각각 다르게 선택하여 하나의 받침대(90)의 높이는 높게 하고, 다른 하나의 받침대(90)는 이보다 낮게 하여 일반식물 또는 습지식물 등을 구분하여 배치할 수 있는 것이고, 각 받침대(90)의 하부영역을 수생식물 및 수생생물 공간(S3)으로 활용할 수 있는 것이다.

또한, 높이조절구(80)의 갯수를 다양하게 선택하여 받침대(90)의 높이를 다양하게 조절하여 식물 및 화분을 다양하게 배치할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 식물 재배장치의 조명수단(40)은 트레이(50)에 심어지는 식물의 생장에 필요한 광을 발생시킨다.

즉, 조명수단(40)은 도 11에 도시된 바와 같이, 660nm의 파장을 형성하는 제1엘이디(42)와, 450nm의 파장을 형성하는 제2엘이디(44)와, 500nm의 파장을 형성하는 제3엘이디(45)를 구비하고, 제1엘이디(42), 제2엘이디(44) 및 제3엘이디(45)를 제어하기 위한 제어부(48)를 구비하므로, 사용자는 해당 식물에 필요한 광을 선택하여 조사시킬 수 있다.

다시 설명하면, 사용자는 조절부(48A)의 조작으로 제1,2,3엘이디(42,44,45)의 광량을 조절하여 해당 식물에 적합한 세기의 광을 발생시킬 수 있는 것이다.

또한, 광원 선택부(48B)를 조작하여 650nm - 670nm의 파장, 바람직하게는 660nm의 파장을 갖는 적색광과, 440nm - 460nm의 파장, 바람직하게는 450nm의 파장을 갖는 청색광이 혼합된 혼합광을 발생시키거나, 650nm - 670nm의 파장을 갖는 적색광 또는 440nm - 460nm의 파장을 갖는 청색광, 또는 500nm - 520nm의 파장을 갖는 녹색광을 각각 선택적으로 발생시킬 수 있는 것이다.

이러한 조명수단(40)의 제어부(48)를 통하여 제1,2,3엘이디(42,44,45)를 제어함으로써 식물의 생장에 필요한 광을 선택적으로 발생시킬 수 있게 된다.

한편, 혼합광, 특히 제1엘이디(42)와 제2엘이디(44)를 혼합하여 혼합광을 발생시킬 경우에, 설치 플레이트(46)에 배치되는 제1엘이디(42) 및 제2엘이디(44)는 1.5 ~ 4 : 1의 비율로 배치된다. 이는 제1엘이디(42)와 제2엘이디(44)의 조합 비율이 1.5 ~ 4 : 1로 이루어짐으로써 식물 씨앗의 발아 향상, 생장속도 제어에 우수한 영향을 미치도록 하기 위한 것이다.

이와 같이 660nm의 파장을 갖는 제1엘이디(42)와 450nm의 파장을 갖는 제2엘이디(44)의 혼합 비율이 각 식물에 미치는 영향은 다음과 같다.

먼저, 상추와 새싹채소의 경우,

660nm의 파장을 갖는 제1엘이디(42)와, 450nm의 파장을 갖는 제2엘이디(44)를 2.3 : 1 비율의 혼합광일 때, 잎의 크기가 가장 크고 가장 튼튼하였다. 제1엘이디(42)와 제2엘이디(44)가 4 : 1 이상의 비율일 때 웃자랐고, 1.5 : 1이하일 때에는 키가 작았다. 그리고, 660nm의 단색광이 450nm의 단색광 또는 500nm의 단색광에 비하여 우수한 발아 생장을 나타냈는데, 450nm의 단색광 또는 500nm의 단색광은 660nm의 단색광에 비하여 상추가 웃자랐다.

즉, 파장별로는, 660nm + 450nm 혼합광 > 660nm > 450nm > 형광등 > 500nm의 순으로 성장에 효과가 있었다.

딸기, 고추, 토마토, 오이의 경우,

660nm의 파장을 갖는 제1엘이디(42)와, 450nm의 파장을 갖는 제2엘이디(44)를 2.6 : 1 비율의 혼합광일 때, 열매가 많이 열렸고, 특히 730nm 파장을 추가하였을 경우 당도가 높았다. 그리고, 제1엘이디(42)와 제2엘이디(44)가 4 : 1 이상의 비율일 때 잎만 무성하게 자랐고, 1.5 : 1이하일 때에는 생육이 저하되었다.

파장별로는 660nm + 450nm 혼합광 > 660nm > 450nm > 형광등의 순으로 성장에 효과가 있었다.

유채의 경우,

660nm의 파장을 갖는 제1엘이디(42)와, 450nm의 파장을 갖는 제2엘이디(44)를 2.6 : 1 비율의 혼합광일 때, 뿌리가 가장 잘 내리고 튼튼했다. 그리고, 제1엘이디(42)와 제2엘이디(44)가 4 : 1 이상의 비율일 때 웃자랐고, 1.5 : 1이하일 때에는 열매의 생육이 저하되었다.

파장별로는 660nm + 450nm 혼합광 > 660nm > 500nm > 형광등 > 450nm 파장의 순으로 성장에 효과가 있었다.

육묘의 경우,

수박, 토마토, 고추, 오이, 애호박의 육묘재배에서는 제1엘이디(42)의 광 파워가 3W/m² 이상이어야 하고 제2엘이디(44)의 광량은 20W/m² 이하이어야 한다. 또한 활착의 최적 파장 조합은 660nm + 450nm에서 가장 빠르고 튼튼했으며 제2엘이디(44)의 광량은 20W/m² 이상일 때 잎의 진무름 현상과 잎 마름 현상이 나타나 광량을 낮춰주었다. 육묘재배에 있어 빛의 혼합비율 실험 결과 제1엘이디(42)와 제2엘이디(44)의 조합 비율이 1.5 ~ 3 : 1로 이루어질 때 씨앗의 발아 향상과 생장속도에 상당한 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.

즉, 발아와 생육 상태가 660nm + 450nm 혼합광 > 660nm > 450nm 순으로, 튼튼하고 잎의 색이 좋은 것으로 나타났다.

버섯의 경우,

제1,2,3엘이디(42,44,45) 중에서 광원 선택부(48B)를 조작하여 제3엘이디(45)를 선택하여 단색광을 선택하고, 500 - 520nm 파장의 광을 발생시킨다. 이때, 도 16에 도시된 바와 같이 500nm - 520nm의 녹색광을 발생시키도록 제3엘이디(45) 만으로 구성될 수도 있다. 이러한 500nm - 520nm 파장의 단색광에서 재배한 버섯균의 성장속도가 일반 재배방법에 따른 버섯균보다 2배이상 빠른 것을 확인하였다.

즉, 발아 성장을 보면, 500nm - 520nm 〉660nm 〉660nm + 450nm 혼합광 〉형광등 〉450nm 순으로, 단색광으로서 500nm - 520nm 파장의 광에서 버섯균의 성장속도가 가장 우수한 것으로 나타났다.

이러한 실험의 조건 및 결과는 다음과 같다.

. 실험조건 : 온도 20±2℃, 습도 55±5%

.파장종류 : 형광등(FW), BLUE(450nm), GREEN(500nm), RED(660nm), 혼합광(450nm + 660nm)

. 광량 : 엽채류, 딸기, 유채 1400Lux 내외 / 버섯 300Lux 내외

92.5cm	형광등	450nm	500nm	660nm	660nm+450nm
엽채류(cm)	5.0/6.7	5.3/7.2	5.8//10.0	6.3/7.8	5.8/5.8
딸기(과실수)	2개	3개	-	8개	13개
유채(cm)	2.5	2.1	3.2	3.8	5
버섯(g)	0	0	50	30	17

. 엽채류

잎의 넓이 : 660nm + 450nm 혼합광 > 660nm > 450nm > 형광등 > 500nm

길 이 : 500nm > 660nm > 450nm > 형광등 > 660nm + 450nm 혼합광

위에서와 같이 660nm + 450nm 혼합광에서 상품성이 가장 좋았고, 다른 파장에서는 웃자람 현상 등으로 상품성이 떨어졌다.

. 딸기

열매 열리는 순서 및 개수 : 660nm + 450nm 혼합광 > 660nm > 450nm > 형광등으로, 660nm + 450nm의 혼합광에서 가장 많은 열매가 열렸다.

. 유채

뿌리 길이 : 660nm + 450nm 혼합광 > 660nm > 500nm > 형광등 > 450nm으로, 660nm + 450nm의 혼합광에서 뿌리의 깊이가 가장 길었다.

. 버섯

버섯 자실체 무게 : 500nm - 520nm > 660nm > 660nm + 450nm 혼합광 > 형광등 > 450nm로, 500nm - 520nm에서 무게가 가장 많이 나갔고, 균사의 생장도는 500nm - 520nm > 660nm > 660nm + 450nm 혼합광 > 형광등 > 450nm로, 500nm -520nm의 단색광에서 가장 우수하였다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 조명수단(40)에 의하면, 조절부(48A)와 광원 선택부(48B)를 이용함으로써 각 식물의 성장이나 구성에 적합한 파장의 광이나 광량 등을 간단하면서도 편리하게 제공할 수 있게 된다.

또한, 조명수단(40)이 엘이디로 구성됨으로써 소비전력이 절감될 수 있고, 파장의 조절 및 선택이 용이하게 된다.

이상에서와 같이 조명수단(40)에 의하면, 조절부(48A)와 광원 선택부(48B)를 조절함으로써 각 식물의 성장이나 구성에 적합한 파장의 광을 간단하면서도 편리하게 제공할 수 있게 된다.

또한, 조명수단(40)이 엘이디로 구성됨으로써 소비전력이 절감될 수 있고, 파장의 조절 및 선택이 용이하게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

20 : 하우징 22 : 격벽
24 : 개구부 30 : 간격유지부재
32 : 간격유지구 34 : 볼트부재
40 : 조명수단 41 : 프레임
41A : 설치공 41B : 노출공
41C : 커부부재 41D : 방열공
42 : 제1엘이디 44 : 제2엘이디
45 : 제3엘이디 48A : 조절부
48B : 광원 선택부 50 : 트레이
52 : 지지부 54 : 보조 트레이
60 : 단차 거치대 62 : 제1단차부
64 : 제2단차부 70 : 배수구
72 : 밸브 S1 : 공간
S2 : 재배공간 S3 : 수생생물 공간

Claims (15)

1. 투명 또는 반투명한 재질로 이루어지고, 소정의 두께와 면적을 갖는 판 형상으로 형성되어 적어도 2개 이상의 격판으로 이루어진 하우징;
   상기 각 격판 사이에 소정의 간격을 갖는 공간을 형성하면서 각 격판을 일체화되도록 결합시키는 다수개의 간격유지부재;
   상기 공간의 상향 측에 설치되어 식물의 광합성에 필요한 빛을 방사하기 위한 조명수단; 및
   식물이 심어지도록 상향 측으로 개방된 재배공간을 구비하여 상기 간격유지부재에 의해 지지되도록 상기 공간의 하부 측에 설치되는 트레이로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
   식물 재배장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 격판은,
   2개로 이루어지고, 상기 각 격판 사이의 거리보다 격판의 밑변의 길이가 더 길게 형성되도록 상호 결합되며, 양측에 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는,
   식물 재배장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은,
   3개 이상의 격판으로 이루어지고, 각 격판이 결합되어 이루는 하우징의 평단면이 다각형을 이루도록 상호 결합되는 것을 특징으로 하는,
   식물 재배장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 간격유지부재는,
   상기 격판 사이에 배치되는 간격유지구; 및
   상기 각 격판의 외측에서 각 격판을 관통하여 상기 간격유지구의 양단에 체결되는 체결수단으로 이루어지고,
   상기 체결수단은,
   양측에 나사산이 형성되고, 상기 각 격판의 외측에서 각 격판을 관통하여 상기 간격유지구의 양단에 일단이 각각 체결되는 볼트;
   상기 각 격판의 외측으로 돌출된 상기 각 볼트의 타단에 체결되는 체결부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
   식물 재배장치.
5. 제4항에 있어서
   상기 트레이는,
   저면 양측에 상기 간격유지구에 지지되기 위한 지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는,
   식물 재배장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 트레이는,
   밸브를 구비한 배수구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   식물 재배장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 조명수단은,
   650nm - 670nm의 파장을 형성하는 제1엘이디;
   440nm - 460nm의 파장을 형성하는 제2엘이디;
   500nm - 520nm의 파장을 형성하는 제3엘이디;
   상기 제1엘이디, 제2엘이디 및 제3엘이디가 배열되는 설치 플레이트; 및
   상기 트레이에 심어지는 식물의 종에 따라 해당 식물에 필요한 파장 및 광량을 제공하도록 상기 제1엘이디, 제2엘이디 및 제3엘이디를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   식물 재배장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 조명수단은 730nm ± 5nm의 파장을 갖는 엘이디를 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
   식물 재배장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1엘이디, 제2엘이디 및 제3엘이디의 광량을 선택적으로 조절하기 위한 조절부; 및
   상기 제1엘이디, 제2엘이디 및 제3엘이디 중에서 선택된 엘이디를 혼합하여 혼합광을 발생시키거나, 상기 제1엘이디, 제2엘이디 및 제3엘이디 중에서 하나의 엘이디를 선택하여 단색광을 발생시키도록 혼합광 또는 단색광을 선택하기 위한 광원 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   식물 재배장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1엘이디 및 제2엘이디를 혼합하여 혼합광을 형성할 경우, 상기 제1엘이디 및 제2엘이디는 1.5 ~ 4 : 1의 비율로 배치되는 것을 특징으로 하는,
    식물 재배장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 설치 플레이트는,
    원형 또는 직사각형 및 정사각형을 포함하는 다각형에서 선택된 어느 하나의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    식물 재배장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 조명수단은,
    양측 측면에 상기 간격유지부재가 관통 설치되기 위한 설치공이 형성되고, 내부에 상기 설치 플레이트가 설치되어 상기 각 엘이디들이 하부로 노출되기 위한 노출공이 형성된 프레임; 및
    상기 프레임의 상부를 커버하도록 상기 프레임에 탈/장착되는 커버부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    식물 재배장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트레이는,
    다수개의 보조 트레이를 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
    식물 재배장치.
14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트레이는,
    상기 재배공간에서 일반식물과, 습지식물, 수생식물 및 수생생물이 공존하도록 상기 재배공간을 일반식물 재배영역과, 습지식물 재배영역, 수생식물 재배영역/ 수생생물 생존영역으로 구분하기 위한 다단계 구조의 단차 거치대를 더 구비하고,
    상기 단차 거치대는,
    다리부에 의해 상기 트레이의 바닥과 소정의 높이로 이격된 제1단차부; 및
    다리부에 의해 상기 제1단차부보다 낮은 높이로 바닥과 이격된 제2단차부(64)로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    식물 재배장치.
15. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트레이는,
    상기 재배공간에서 재배되는 식물의 특성에 따라 식물의 뿌리와 상기 트레이에 담겨지는 물과의 거리가 조절되도록 식물 또는 식물이 심어진 화분의 높이를 조절하기 위한 높이조절수단을 구비하되,
    높이조절수단은,
    저면에 끼움홈이 형성되고, 상면에는 끼움돌기가 형성되어 서로 끼움 결합되는 적어도 하나 이상의 높이조절구; 및
    적어도 두 곳 이상의 가장자리에는 상기 끼움돌기가 끼워지기 위한 결합공이 형성되고, 가장자리를 제외한 영역에는 식물 또는 식물이 심어진 화분이 배치되기 위한 설치공이 형성된 받침대로 이루어지고,
    상기 높이조절구의 갯수를 선택하여 상기 받침대의 높이를 설정한 후 상기 각 끼움돌기가 상기 받침대의 각 결합공에 끼워져 상기 받침대를 지지하도록 된 것을 특징으로 하는,
    식물 재배장치.

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