KR20160130678A - 농작물 재배 자동제어 시스템 - Google Patents

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KR20160130678A
KR20160130678A KR1020150062800A KR20150062800A KR20160130678A KR 20160130678 A KR20160130678 A KR 20160130678A KR 1020150062800 A KR1020150062800 A KR 1020150062800A KR 20150062800 A KR20150062800 A KR 20150062800A KR 20160130678 A KR20160130678 A KR 20160130678A
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Abstract

본 발명은 농작물 재배 자동제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템은, 버섯(50)이 생육하는 재배실(100); 상기 재배실(100) 내부의 공기를 흡입하여 외부로 배출하거나 외부의 공기를 내부로 공급하여 실내 공기를 순환시킴으로써, 상기 재배실(100) 내부의 온도, 습도 및 이산화탄소의 농도를 조절하는 환기부(200); 및 상기 재배실(100) 외측에 구비되고, 상기 재배실(100) 내부의 환경 조건을 버섯(50)의 생육에 맞도록 조절하는 제어부(300)를 포함하되, 상기 환기부(200)는, 상기 재배실(100) 내측 상부에 위치하고, 일단이 상기 제어부(300)와 연결되고, 타측 방향으로 연장 형성된 파이프 형상으로 구성된 배기관(210); 및 상기 배기관(210) 양측에 위치하고, 상기 배기관(210)이 형성된 수평면과 동일하거나 일정 간격 이격된 하부에 위치하며, 일측이 제어부(300)와 연결되고, 타측 방향으로 연장 형성된 파이프 형상으로 구성된 흡입관(230)을 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템은 계절이나 내, 외부적인 다양한 환경 변화에도 농작물 재배에 알맞은 온도, 습도 및 환기 등이 자동적으로 조절될 수 있도록 구성함으로써, 농작물의 생산성을 높이고 품질을 크게 향상시키며 최소의 인력만으로도 농작물을 성공적으로 재배할 수 있고, 재배실 내부 어느 곳이나 농작물이 요구하는 최적의 온도, 습도 및 청정도를 일정하게 유지하게 함으로써, 농작물이 재배될 수 있는 최적의 환경을 조성할 수 있으며, 내부의 오염된 공기나 재배실 내의 이산화탄소를 자동 제어함으로써, 이산화탄소의 농도를 버섯 생장에 필요한 최적의 조건으로 유지할 수 있다.

Description

농작물 재배 자동제어 시스템{AUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR CROP CULTIVATING HOUSE}
본 발명은 농작물 재배 자동제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 계절이나 내, 외부적인 다양한 환경 변화에도 농작물 재배에 알맞은 온도, 습도 및 환기 등을 자동으로 조절하고, 광 촉매를 이용하여 재배실의 공기를 살균하고 미세먼지를 제거할 수 있도록 구성함으로써, 재배실을 청정하게 유지함과 동시에 농작물의 생산성을 높이고 품질을 크게 향상시키며 최소의 인력만으로도 농작물을 성공적으로 재배할 수 있도록 한 농작물 재배 자동제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 버섯은 균류(菌類)가 형성하는 대형의 자실체(子實體; 포자를 만드는 기관)를 일컫고 있고, 균(菌)은 지금은 균계(菌界)를 이루고 있는 균류를 뜻하나, 원래는 버섯, 즉 영어의 mushroom을 가리킨다.
식품으로서의 버섯은 영양가 측면뿐만 아니라, 식물성 및 동물성 식품에서는 얻을 수 없는 물질이 버섯을 비롯한 균류에 함유되어 있다. 식용버섯은 단백질·지방 외에 조섬유, 칼륨, 인산, 비타민B와 D, 효소 등이 풍부한 알칼리식품이다.
이러한 식용버섯의 독특한 맛과 향기는 아미노산·만니톨·트레할로오스 등이 많이 들어 있기 때문인데, 대표적으로는 목이·송이·표고·느타리·능이·싸리버섯·꾀꼬리버섯·팽나무버섯·맛버섯·젖버섯 등이 있다.
이와 같은 식용버섯을 재배하기 위해서는 여러 가지 조건을 만족시켜야 양질의 버섯을 재배할 수 있고, 농가에서 버섯을 재배하는 일반적인 방법으로는 대부분 비닐하우스에 의존하고 있는데, 여름에는 고온에 의해 버섯재배가 불가능하거나 또는 버섯 전부가 폐사하는 사례가 속출하고 있는 실정이며, 겨울에는 영하의 온도에 의해 버섯의 성장 저해와 수확이 현저하게 감소되고 있는 실정이다. 또한, 습도 조절이 어렵고, 환기장치가 미흡하므로, 이로 인한 이산화탄소의 영향으로 버섯의 생장과 발육이 저해되고 있는 실정이다.
한편, 양질의 식용버섯을 재배하기 위해서는, 적절한 산소의 공급이 필수적이고, 버섯의 생장으로부터 발생하는 시설 하우스 내부의 유해 가스를 외부로 원활하게 배출시켜야 하며, 버섯이 생장하는 재배실 내부의 온도, 습도, 조도, 이산화탄소 등이 적절히 맞춰져야 한다.
그런데, 종래의 버섯 재배실들은, 버섯 재배 과정에서 발생하는 하우스 내부의 이산화탄소 또는 유해 가스를 하우스 외부로 배출시키기 위해 하우스 내부로 인입되는 공기의 대략 50% 이상을 배기시키거나, 외부의 유해한 공기를 그대로 하우스 내부로 유입시키고 있으며, 또한 버섯의 생장에 필요한 적정 조도를 고려하지 않은 조명시설을 설치하는 등 하우스 내부에서 버섯의 생육에 필요한 습도, 온도, 산소 농도, 이산화탄소 농도, 조도, 배지 조건 등에 대한 종합적이고 통합적인 고려가 부족하였다.
또한, 일부 버섯 재배장치가 보급되고 있으나, 에너지 공급시스템이 비효율적이며, 가습기의 고장이 빈번하게 발생하며, 환기시스템도 미흡하다는 문제점이 있다.
따라서, 동절기와 하절기에도 버섯을 재배할 수 있도록 온도와 습도가 적절하게 유지되고, 재배실 내부의 공기 오염을 방지하며, 버섯의 호흡에서 발생하는 이산화탄소를 적절하게 배출할 수 있는 친환경적인 재배방식이 마련되어야 하였다.
: 국내등록특허 제10-0962686호(2010년 06월 03일 등록) : 국내등록특허 제10-0564960호(2006년 03월 21일 등록) : 국내등록특허 제10-1367816호(2014년 02월 20일 등록)
본 발명은 계절이나 내, 외부적인 다양한 환경 변화에도 농작물 재배에 알맞은 온도, 습도 및 CO₂환기 등이 자동적으로 조절될 수 있도록 구성함으로써, 농작물의 생산성을 높이고 품질을 크게 향상시키며 최소의 인력만으로도 농작물을 성공적으로 재배할 수 있도록 한 농작물 재배 자동제어 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 재배실 내부 어느 곳이나 농작물이 요구하는 최적의 온도, 습도 및 청정도를 일정하게 유지하게 함으로써, 농작물이 재배될 수 있는 최적의 환경을 조성할 수 있는 농작물 재배 자동제어 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 내부의 오염된 공기나 재배실 내의 이산화탄소를 자동 제어함으로써, 이산화탄소의 농도를 버섯 생장에 필요한 최적의 조건으로 유지할 수 있는 농작물 재배 자동제어 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 항균성, 항곰팡이성 및 공기정화능을 갖는 고활성 광 촉매를 이용하여 재배실을 형성함으로써, 재배실 내부의 공기 오염을 방지할 수 있고 친환경적으로 버섯을 재배할 수 있는 농작물 재배 자동제어 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템은, 버섯(50)이 생육하는 재배실(100); 상기 재배실(100) 내부의 공기를 흡입하여 외부로 배출하거나 외부의 공기를 내부로 공급하여 실내 공기를 순환시킴으로써, 상기 재배실(100) 내부의 온도, 습도 및 이산화탄소의 농도를 조절하는 환기부(200); 및 상기 재배실(100) 외측에 구비되고, 상기 재배실(100) 내부의 환경 조건을 버섯(50)의 생육에 맞도록 조절하는 제어부(300)를 포함하되, 상기 환기부(200)는, 상기 재배실(100) 내측 상부에 위치하고, 일단이 상기 제어부(300)와 연결되고, 타측 방향으로 연장 형성된 파이프 형상으로 구성된 배기관(210); 및 상기 배기관(210) 양측에 위치하고, 상기 배기관(210)이 형성된 수평면과 동일하거나 일정 간격 이격된 하부에 위치하며, 일측이 제어부(300)와 연결되고, 타측 방향으로 연장 형성된 파이프 형상으로 구성된 흡입관(230)을 포함한다.
상기 재배실(100)은, 하우징(100); 상기 하우징(100) 내측에 다수개 구비되고, 금속 재질로 형성되며, 버섯 트레이(138)가 위치하여 상기 버섯 트레이(138) 상에서 버섯(50)이 생육하는 프레임(130); 및 상기 하우징(100)의 하부에 구성되고, 하우징(100) 및 프레임(130)을 지지하기 위하여 구비되는 바닥면(150)을 포함하고, 상기 프레임(130)은 가운데 부분에서 양측 방향으로 갈수록 일정 각도 경사지게 형성된 가로프레임(136), 및 상기 바닥면(150)에서 상기 하우징(100) 내측 상단면 하부까지 세로 방향으로 형성된 세로프레임(132)을 포함하며, 상기 바닥면(150)은 콘크리트 타설시 광 촉매 물질과 혼합되어 타설되거나, 항균성 광 촉매가 상부에 도포되어 형성될 수 있다.
상기 배기관(210)은 상기 제어부(300)와 연결된 일측에서 길이 방향의 타측으로 갈수록 직경이 점점 커지도록 구성된 배기공(212)을 포함하고, 상기 배기공(212)은 상기 배기관(210)의 표면을 천공하는 구멍 형상으로 구성되며, 배기관(210)의 상부 반원형의 외주면 상에 일정 간격 이격되어 다수개 형성될 수 있다.
상기 배기관(210) 및 흡입관(230)의 표면에는 광 촉매 물질이 도포되며, 상기 광 촉매 물질은 이산화티탄(TiO2) 1 내지 5 중량부, 이산화규소(SiO2) 30 내지 35 중량부, 나노은 0.5 내지 1.0 중량부 및 용매 50 내지 60 중량부를 포함할 수 있다.
상기 세로프레임(132)에는 상기 재배실(100) 내의 온도, 습도, 이산화탄소의 농도를 조절하기 위한 온도센서(133), 습도센서(134) 및 이산화탄소 센서(135)가 각각 구비되고, 상기 센서들은 상기 제어부(300)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 흡입관(230)은 하부 외주면 상에 일정 간격 이격되게 형성된 흡입공(232)을 포함하고, 상기 흡입공(232)은 상기 흡입관(230)의 표면을 천공하는 구멍 형상으로 구성될 수 있다.
상기 흡입관(230)은 다수개 구비되고, 상기 제어부(300)와 인접한 일측 부분에서 서로 연결되며, 상기 일측 부분에서 합쳐진 실내 공기는 제어부(300)의 신호에 의해 일부는 외부로 배출되고, 나머지는 배기관(210)을 통해 시스템에서 정화하여 재배실(100) 내부로 재순환함으로써, 상기 재배실(100) 내부의 급격한 습도, 온도변화를 방지할 수 있고 냉난방비를 효과적으로 줄일 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템은 계절이나 내, 외부적인 다양한 환경 변화에도 농작물 재배에 알맞은 온도, 습도 및 환기 등이 자동적으로 조절될 수 있도록 구성함으로써, 농작물의 생산성을 높이고 품질을 크게 향상시키며 최소의 인력만으로도 농작물을 성공적으로 재배할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템은 재배실 내부 어느 곳이나 농작물이 요구하는 최적의 온도, 습도 및 청정도를 일정하게 유지하게 함으로써, 농작물이 재배될 수 있는 최적의 환경을 조성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템은 내부의 오염된 공기나 재배실 내의 이산화탄소를 자동 제어함으로써, 이산화탄소의 농도를 버섯 생장에 필요한 최적의 조건으로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템은 항균성, 항곰팡이성 및 공기정화능을 갖는 고활성 광 촉매를 이용하여 재배실을 형성함으로써, 재배실 내부의 공기 오염을 방지할 수 있고 친환경적으로 버섯을 재배할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템의 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템의 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 재배실을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 재배실을 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 환기부를 보여주는 도면이다.
도 6a는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 배기관을 보여주는 도면이다.
도 6b는 도 6a의 A-A선을 따라 절단한 단면을 보여주는 도면이다.
도 7a는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 흡입관을 보여주는 도면이다.
도 7b는 도 7a의 B-B선을 따라 절단한 단면을 보여주는 도면이다.
도 8a는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 흡입관의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 8b는 도 8b의 C-C선을 따라 절단한 단면을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 배기관을 통해 공급되는 공기의 순환 흐름을 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.
상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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.
이하의 실시예에서는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 재배되는 농작물의 일 예로 버섯을 들어 설명하나, 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템은 반드시 이러한 버섯에만 한정되는 것은 아니고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 온도, 습도 및 환기 등이 적절히 조절되어 생육에 알맞은 조건을 필요로 하는 각종 농작물에 적용 가능함을 알 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템의 개략적인 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템의 사진이며, 도 3은 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 재배실을 보여주는 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 재배실을 보여주는 사진이며, 도 5는 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템에서 환기부를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템(10)은 자동으로 재배실(100) 상부 중앙 부분에서 하부로 공기를 배출하고 재배실(100) 상부 측면 부분에서 내부 공기를 흡입할 수 있는 공기 순환 구조를 채택함으로써, 재배실(100) 내부의 공기 순환 효율을 향상시키고, 작업자의 작업 편의 및 버섯(50) 생육의 재배공간을 최대한으로 확보할 수 있다.
또한, 광 촉매를 이용하여 재배실(100)의 공기를 살균하고 미세먼지를 제거할 수 있도록 구성함으로써, 재배실(100)을 청정하게 유지함과 동시에 농작물의 생산성을 높이고 품질을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템(10)은 버섯(50)이 재배되는 재배실(100), 상기 재배실(100) 내부의 공기를 흡입하여 외부로 배출하거나 외부의 공기를 내부로 공급하여 실내 공기를 순환시키는 환기부(200) 및 상기 재배실(100) 내부의 환경 조건을 버섯(50)의 생육에 맞도록 조절하는 제어부(300)를 포함한다.
상기 재배실(100)은 버섯(50)이 재배되는 공간으로, 버섯(50)의 생육에 적당한 온도, 습도, 청정도 및 조도 등을 제공할 수 있도록 구비되며, 하우징(100), 프레임(130) 및 바닥면(150)을 포함한다.
상기 하우징(100)은 상기 재배실(100)의 외부 골격을 구성하는 부분으로, 상하, 좌우의 내, 외벽을 가지는 중공형의 구조로 구성되고, 상기 하우징(100)의 내부에는 버섯(50)을 재배할 수 있는 다수의 버섯 트레이(138)가 배치되어 상기 버섯 트레이(138) 상에서 버섯(50)이 생육될 수 있다. 상기 내, 외벽들은 외부와의 단열효과가 우수한 보온재를 내장한 샌드위치 판넬(sandwitch panel) 등으로 형성될 수 있다. 상기 버섯 트레이(138)는 상하, 좌우 방향의 공기 유통이 자유로운 다단 프레임(130) 구조로 형성될 수 있다.
상기 하우징(100)은 필요에 따라 일측에 창문(112)이 형성될 수 있고, 작업자의 이동 및 상품의 출하를 위하여 일측에 출입문(114)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 하우징(100)은 필요에 따라 제품이나 각종 물품들을 보관할 수 있는 저장고를 더 포함할 수도 있다.
상기 프레임(130)은 상기 하우징(100) 내측에 다수개 구비되고, 목재, 플라스틱 또는 금속 재질로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 내구성이 높은 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 프레임(130)은 일정 간격 이격되게 위치하고, 상기 프레임(130) 상에는 버섯 트레이(138)가 위치하여 상기 버섯 트레이(138) 상에서 버섯(50)이 생육할 수 있다. 상기 프레임(130)들 사이에는 일정한 공간인 통로(180)가 형성되는데, 상기 통로(180)를 통하여 작업자는 용이하게 이동할 수 있다.
본 발명에서 상기 프레임(130)은 금속 재질로 형성되고, 외주면은 항균성 광 촉매로 도포되어 친환경적인 농작물 재배 자동제어 시스템(10)을 구축할 수 있다. 본 발명에 광 촉매가 도포된 프레임(130)은 고활성을 가짐과 동시에 우수한 항균성, 항곰팡이성이 우수하고, 원적외선 방사 및 음이온방출에 따른 공기정화기능이 뛰어나다.
본 발명에서 상기 프레임(130)에 도포된 광 촉매는 이산화티탄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 나노은 및 용매를 포함하는 항균성 광 촉매로서, 이산화티탄(TiO2)의 산화력을 높여 줌과 동시에 이산화규소(SiO2) 및 나노은과의 현저한 효과의 상승을 통해 보다 효율적인 항균성 광 촉매를 제조할 수 있다.
이를 위해, 본 발명에서 상기 광 촉매는 이산화티탄(TiO2) 1 내지 5 중량부, 이산화규소(SiO2) 30 내지 35 중량부, 나노은 0.5 내지 1.0 중량부 및 용매 50 내지 60 중량부를 포함한다.
상기 이산화티탄은 빛을 받으면 벤젠ㆍ톨루엔ㆍ포름알데히드 등과 같은 유해물질을 분해하여 물과 이산화탄소로 만드는 특성이 있으며, 저렴하고 인체에 무해하는 등 여러가지 장점이 있음에도 불구하고, 활성이 낮고 오염물질의 흡착능력이 떨어지므로 이를 보완하기 위해 다른 성분들이 첨가될 수 있다.
또한, 이산화티탄을 상기와 같은 조성비로 한정하는 이유는 1 중량부 미만으로 첨가하게 되면 전자 및 홀의 생성이 저하되어 광 촉매 활성이 저하되고, 5 중량부를 초과하게 되면 최대 세기의 파장이 짧아지고 탁도에 영향을 주어 광 투과성 문제가 있으므로 광 촉매 활성이 불충분해진다. 따라서, 본 발명에서 상기 이산화티탄은 1 내지 5 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.
상기 이산화규소(SiO2)는 무기질 바인더로 사용되며, 30 내지 35 중량부 포함될 수 있다. 상기 이산화규소가 30 중량부 미만으로 첨가되면 충분한 내스크레치성을 확보하지 못하게 되어 원하는 충분한 물성을 확보하지 못할 수 있다. 또한, 상기 이산화규소가 35 중량부를 초과하게 되면 점도가 지나치게 높아 균일한 혼합이 어렵고 코팅층의 두께가 두꺼워져서 취급이 곤란한 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 이산화규소는 30 내지 35 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.
상기 나노은(Ag)은 이산화티탄과 함께 혼합되어 항균성 광 촉매의 효과를 증진시키기 위하여 첨가될 수 있다. 본 발명에서는 상기 나노은(Ag)을 첨가함으로써, 광산화반응을 촉진하고 혼합성 및 도포성을 좋게 하며, 항균성, 항곰팡이성을 높일 수 있다. 즉, 상기 나노은은 병균의 신진대사를 막아 살균하는 것과 더불어 방출되는 은 이온의 전기적 부하에 의해 병균의 증식을 막는 효과가 있다. 본 발명에서 상기 나노은은 0.5 내지 1.0 중량부가 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 나노은이 0.5 중량부 미만으로 첨가되면 충분한 농도와 항균성, 항곰팡이성 및 공기정화능을 나타내지 못하며, 1.0 중량부를 초과하는 경우에는 현저한 효과의 상승이 동반되지 않고 효과가 일정하며 제조비용의 상승을 초래할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 나노은은 0.5 내지 1.0 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.
상기 용매는 상기 이산화규소 무기질 바인더에 사용하기 위하여 이용될 수 있다. 상기 이산화규소 바인더에 사용되는 용매로는 이소프로판올, 에탄올, 프로판올 등에서 선택되는 저급알콜이 사용될 수 있는데, 바람직하게는 용매로 에탄올이 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 용매는 50 내지 60 중량부가 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 프레임(130)은 가로 방향으로 형성된 가로프레임(136) 및 세로 방향으로 형성된 세로프레임(132)으로 구성되고, 상기 가로프레임(136) 및 세로프레임(132)이 다수개 교차하도록 설치될 수 있다.
상기 세로프레임(132)은 상기 하우징(100)의 바닥면(150)에서 천정의 하부까지 세로 방향으로 연결되며, 상기 세로프레임(132)과 일체로 연결되어 있는 가로프레임(136)을 고정 지지하여 상기 가로프레임(136) 상에 위치하는 버섯 트레이(138)의 하중을 지지할 수 있다.
상기 세로프레임(132)에는 상기 재배실(100) 내의 온도, 습도, 이산화탄소의 농도를 조절하기 위한 온도센서(133), 습도센서(134) 및 이산화탄소 센서(135)가 구비되고, 상기 센서들은 하기에서 설명될 제어부(300)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 온도센서(133)는 상기 세로프레임(132) 상에 구비되고, 상기 재배실(100) 내의 온도를 측정하기 위하여 구비될 수 있다. 본 발명에서 상기 온도센서(133)는 제어부(300)와 전기적으로 연결될 수 있는데, 상기 재배실(100) 내의 온도가 설정된 값 이상으로 올라가거나 또는 설정된 값 이하로 내려가면 상기 제어부(300)로 전기적 신호를 전송하여 상기 재배실(100) 내의 온도를 조절할 수 있다.
예를 들어, 설정된 값 이상이라는 온도센서(133)의 전기적 신호에 의해 제어부(300)는 냉각팬을 가동시켜 상기 재배실(100)의 온도를 낮추거나, 설정된 값 이하라는 온도센서(133)의 전기적 신호에 의해 제어부(300)는 히터를 가동시켜 상기 재배실(100)의 온도를 상승시킬 수 있다.
상기 습도센서(134)는 상기 세로프레임(132) 상에 구비되고, 상기 재배실(100) 내의 습도를 측정하기 위하여 구비될 수 있다. 본 발명에서 상기 습도센서(134)는 제어부(300)와 전기적으로 연결될 수 있는데, 상기 재배실(100) 내의 습도가 설정된 값 이상으로 올라가거나 또는 설정된 값 이하로 내려가면 상기 제어부(300)로 전기적 신호를 전송하여 상기 재배실(100) 내의 습도를 조절할 수 있다.
예를 들어, 설정된 값 이상이라는 습도센서(134)의 전기적 신호에 의해 제어부(300)는 제습기를 가동시켜 상기 재배실(100)의 습도를 낮추거나, 설정된 값 이하라는 습도센서(134)의 전기적 신호에 의해 제어부(300)는 가습기를 가동시켜 상기 재배실(100)의 습도를 상승시킬 수 있다.
상기 이산화탄소 센서(135)는 상기 세로프레임(132) 상에 구비되고, 상기 재배실(100) 내의 이산화탄소의 농도를 측정하기 위하여 구비될 수 있다. 본 발명에서 상기 이산화탄소 센서(135)는 제어부(300)와 전기적으로 연결될 수 있는데, 상기 재배실(100) 내의 이산화탄소의 농도가 설정된 값 이상으로 올라가거나 또는 설정된 값 이하로 내려가면 상기 제어부(300)로 전기적 신호를 전송하여 상기 재배실(100) 내의 이산화탄소의 농도를 조절할 수 있다.
예를 들어, 설정된 값 이상이라는 이산화탄소 센서(135)의 전기적 신호에 의해 제어부(300)는 하기에서 설명될 환기부(200)를 가동시켜 외기의 공기를 흡입하고, 내부의 오염된 공기를 외부로 배출함으로써, 결과적으로 재배실(100) 내의 이산화탄소를 외부로 자동 배출함과 동시에 외기의 신선한 산소를 재배실(100) 내로 공급할 수 있다.
상기 가로프레임(136)은 상기 세로프레임(132)과 연결되고, 상부에 버섯 트레이(138)가 고정 지지될 수 있다. 상기 가로프레임(136)은 가운데 부분에서 양측 방향으로 갈수록 경사지게 구성될 수 있는데, 상기와 같은 구성에 의해 상기 가로프레임(136) 상에서 재배되는 버섯(50)의 생육공간을 최대화할 수 있다.
즉, 상기 가로프레임(136) 상에는 버섯 트레이(138)가 위치하고, 상기 버섯 트레이(138) 상부에서 버섯(50)이 재배될 수 있는데, 상기와 같이 버섯 트레이(138)가 경사지도록 구성함으로써, 하우징(100) 상부에 위치하는 조명으로부터 버섯(50)으로 최대의 광이 조사될 수 있다. 본 발명에서 상기 조명은 식물 재배용 램프로서, 기능성 LED 램프가 사용될 수 있다.
상기 바닥면(150)은 상기 하우징(100)의 하부에 구성되고, 하우징(100) 및 프레임(130)을 지지하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 바닥면(150)은 통상적으로 콘크리트 재질로 형성될 수 있는데, 고활성을 가짐과 동시에 우수한 항균성, 항곰팡이성이 우수하고, 원적외선 방사 및 음이온방출에 따른 공기정화 기능이 뛰어난 이산화티탄과 같은 광 촉매 물질을 포함할 수 있다.
즉, 상기 바닥면(150)은 바닥면(150)을 형성하기 위한 콘크리트 타설시 이산화티탄과 같은 광 촉매 물질과 혼합하여 타설하거나, 상술한 이산화티탄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 나노은 및 용매를 포함하는 항균성 광 촉매를 상기 바닥면(150) 상부에 도포하여 형성할 수 있다.
상기 환기부(200)는 상기 하우징(100) 내측 상부에 위치하고, 재배실(100) 내부의 오염된 공기(또는, 이산화탄소의 농도가 높은 공기)를 흡입하여 외부로 배출하거나 외부의 신선한 공기를 내부로 공급하여 실내를 정화하기 위하여 구비될 수 있다. 상기 환기부(200)는 배기관(210) 및 흡입관(230)을 포함한다.
상기 배기관(210)은 외부의 공기를 재배실(100) 내부로 흡입하여 신선한 산소를 상기 재배실(100) 내부로 공급하기 위하여 구비될 수 있다. 도 6a를 참조하면, 상기 배기관(210)은 일측이 제어부(300)와 연결되고, 타측 방향으로 연장 형성된 파이프 형상으로 구성될 수 있는데, 상기 배기관(210) 상부 반원형의 외주면 상에는 배기공(212)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 제어부(300)의 전기적 신호에 의해 유입된 외부의 신선한 공기는 상기 배기관(210)을 통해 유입되고, 상기 배기관(210)을 통해 일측 방향에서 타측 방향으로 이동되는 공기는 상기 배기공(212)을 통해 상기 재배실(100) 내부로 공급될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 본 발명에서 상기 배기공(212)은 상기 배기관(210)의 표면을 천공하는 구멍 형상으로 구성되는데, 제어부(300)와 연결된 일측에서 길이 방향의 타측으로 갈수록 상기 배기공(212)의 직경은 점점 커지도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 배기공(212)의 직경이 일측 방향에서 타측 방향으로 갈수록 더 커지도록 구성함으로써, 상기 배기공(212)을 통해 배출되는 외부의 공기는 상기 재배실(100) 내부로 균일하게 배출될 수 있다. 상기과 같은 구성에 의해 배기관(210)을 통해 배출되는 공기는 균일한 밀도로 배출되게 되고, 결과적으로 상기 재배실(100) 내부는 균일하고 일정하게 정화될 수 있다.
또한, 상기 배기공(212)은 상기 배기관(210) 상부 반원형의 외주면상에 형성되는데, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 배기공(212)을 통해 배출되는 공기는 하우징(100) 내측 상부면에 충돌되면서 하우징(100) 코너 부분에서 와류를 형성하며 도 9에 도시된 공기흐름방향(70)으로 순환하게 되고, 이와 같은 공기의 순환은 재배실(100) 내부를 균일하게 정화함과 동시에 순환 효율을 최대화할 수 있다.
상기 배기관(210)은 외부에서 유입되는 공기를 좀더 청정하게 하기 위하여, 상기 배기관(210)의 내주면 상에는 광 촉매 물질이 도포될 수 있다. 상기 광 촉매 물질로는 고활성을 가짐과 동시에 우수한 항균성, 항곰팡이성이 우수하고, 원적외선 방사 및 음이온방출에 따른 공기정화 기능이 뛰어난 이산화티탄과 같은 광 촉매 물질이 사용될 수 있는데, 이에 대한 설명은 상기 프레임(130) 부분에서 자세히 기술된 바, 설명의 편의 및 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 흡입관(230)은 상기 배기관(210) 양측에 위치하고, 재배실(100) 내부의 오염된 공기(또는, 이산화탄소의 농도가 높은 공기)를 흡입하여 외부로 배출하기 위하여 구비될 수 있다. 도 7a를 참조하면, 상기 흡입관(230)은 상기 배기관(210)이 형성된 수평면과 동일하거나 일정 간격 이격된 하부에 위치하고, 일측이 제어부(300)와 연결되고 타측 방향으로 연장 형성된 파이프 형상으로 구성될 수 있다. 상기 흡입관(230) 하부 외주면 상에는 도 7b에 도시된 바와 같이 흡입공(232)이 형성될 수 있는데, 상기 흡입공(232)을 통해 재배실(100) 내의 오염된 공기가 상기 흡입관(230) 내부로 흡입될 수 있다. 즉, 상기 제어부(300)의 전기적 신호에 의해 외부의 신선한 공기가 배기관(210)을 통해 재배실(100) 내부로 공급되게 되고, 이와 동시에 상기 재배실(100) 내부의 오염된 공기는 상기 흡입관(230)을 통해 외부로 배출되게 된다.
본 발명에서 상기 흡입공(232)은 상기 흡입관(230)의 표면을 천공하는 구멍 형상으로 구성되고, 상기 흡입관(230) 하부 외주면 상에 일정 간격 이격되게 다수개 형성될 수 있다. 또한, 본 발명에서 상기 배기관(210) 양측에 위치하는 흡입관(230)은 제어부(300)와 인접한 일측 부분에서 서로 연결되는데, 상기 일측 부분에서 합쳐진 실내 공기는 제어부(300)의 신호에 의해 일부는 외부로 배출되고, 나머지는 배기관(210)을 통해 재배실(100) 내부로 재순환될 수 있다.
즉, 상기 배기관(210)을 통해 외부의 공기가 재배실(100) 내부로 공급됨과 동시에 상기 흡입관(230)을 통해 실내의 공기를 외부로 배출하게 되면, 급격한 외부 공기의 유입 및 실내 공기의 배출로 인하여 재배실(100) 내부의 온도는 급격하게 변화될 수 있는데, 이와 같은 재배실(100) 내부의 급격한 온도변화를 방지하기 위하여 흡입관(230)을 통해 흡입된 공기의 일부는 배기관(210)을 통해 유입된 외기의 공기와 합류하여 실내로 공급되도록 구성할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해 재배실(100) 내의 급격한 환경 변화 없이 버섯(50)이 안정적으로 생육될 수 있다.
또한, 상기 흡입관(230)은 순환되는 공기를 좀더 청정하게 하기 위하여 광 촉매 물질이 도포될 수 있는데, 이에 대한 설명은 상기 프레임(130) 부분에서 자세히 기술된 바, 설명의 편의 및 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시예에서 상기 흡입관(230)은 원형의 파이프 형상으로 구성되고, 상기 흡입관(230) 하부에 흡입공(232)이 천공된 것을 일 예로 들어 설명하였는데, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 사각형의 파이프 형상으로 구성되고 상기 흡입관(230)의 하부에 하부로 돌출된 흡입공(232)이 형성되게 구성할 수 있다. 상기 배기관(210)과 흡입관(230)의 형상은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 설계변경 가능한데, 당업자라면 이러한 설계변경도 본 발명의 권리범위에 해당함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템(10)에서 상기 환기부(200), 즉 배기관(210) 및 흡입관(230)은 상기 재배실(100) 내측 상부에 구비된 것으로 구성하였는데, 상기와 같은 구성에 의해 작업자의 작업을 방해함이 없이 편리하게 버섯(50)을 재배할 수 있다.
즉, 종래에는 상기 배기관(210) 또는 흡입관(230)이 재배실(100) 하부에 구비되어 재배실(100) 내부에 공기를 순환시켜 주었는데, 상기와 같은 종래의 순환구조는 배출되는 공기의 흐름에 의해 작업자의 작업을 방해하는 문제가 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 농작물 재배 자동제어 시스템(10)은 상기 배기관(210) 및 흡입관(230)을 상기 재배실(100) 내측 상부에 구비함으로써, 작업 공간을 최적화하여 이용할 수 있으며 작업자의 작업을 방해하지 않고 효율적으로 작업할 수 있게 한다.
상기 제어부(300)는 상기 하우징(100) 외측에 위치하며, 상기 배기관(210) 및 흡입관(230)의 일측과 연결되고, 상기 세로프레임(132) 상에 구비된 온도센서(133), 습도센서(134) 및 이산화탄소 센서(135)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제어부(300)는 재배실(100) 내의 온도, 습도, 이산화탄소 농도에 대한 데이터를 전송받고, 이러한 데이터를 기반으로 상기 재배실(100) 내부의 환경을 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(300)는 설정된 값 이상이라는 온도센서(133)의 전기적 신호에 의해 시스템 냉ㆍ온각팬을 가동시켜 상기 재배실(100)의 온도를 낮추거나, 설정된 값 이하라는 온도센서(133)의 전기적 신호에 의해 히터를 가동시켜 상기 재배실(100)의 온도를 상승시킬 수 있고, 설정된 값 이상이라는 습도센서(134)의 전기적 신호에 의해 제습기를 가동시켜 상기 재배실(100)의 습도를 낮추거나, 설정된 값 이하라는 습도센서(134)의 전기적 신호에 의해 가습기를 가동시켜 상기 재배실(100)의 습도를 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는 설정된 값 이상이라는 이산화탄소 센서(135)의 전기적 신호에 의해 환기부(200)를 가동시켜 외기의 공기를 흡입하고, 내부의 오염된 공기를 외부로 배출함으로써, 결과적으로 재배실(100) 내의 이산화탄소를 외부로 자동 배출함과 동시에 외기의 신선한 산소를 재배실(100) 내로 공급할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10; 농작물 재배 자동제어 시스템 50; 버섯
70; 공기흐름 방향 100; 재배실
110; 하우징 112; 창문
114; 출입문 130; 프레임
132; 세로프레임 133; 온도센서
134; 습도센서 135; 이산화탄소 센서
136; 가로프레임 138; 버섯 트레이
150; 바닥면 180; 통로
200; 환기부 210; 배기관
212; 배기공 230; 흡입관
232; 흡입공 300; 제어부

Claims (7)

  1. 버섯(50)이 생육하는 재배실(100);
    상기 재배실(100) 내부의 공기를 흡입하여 외부로 배출하거나 외부의 공기를 내부로 공급하여 실내 공기를 순환시킴으로써, 상기 재배실(100) 내부의 온도, 습도 및 이산화탄소의 농도를 조절하는 환기부(200); 및
    상기 재배실(100) 외측에 구비되고, 상기 재배실(100) 내부의 환경 조건을 버섯(50)의 생육에 맞도록 조절하는 제어부(300)를 포함하되,
    상기 환기부(200)는,
    상기 재배실(100) 내측 상부에 위치하고, 일단이 상기 제어부(300)와 연결되고, 타측 방향으로 연장 형성된 파이프 형상으로 구성된 배기관(210); 및
    상기 배기관(210) 양측에 위치하고, 상기 배기관(210)이 형성된 수평면과 동일하거나 일정 간격 이격된 하부에 위치하며, 일측이 제어부(300)와 연결되고, 타측 방향으로 연장 형성된 파이프 형상으로 구성된 흡입관(230)을 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물 재배 자동제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 재배실(100)은,
    하우징(100);
    상기 하우징(100) 내측에 다수개 구비되고, 금속 재질로 형성되며, 버섯 트레이(138)가 위치하여 상기 버섯 트레이(138) 상에서 버섯(50)이 생육하는 프레임(130); 및
    상기 하우징(100)의 하부에 구성되고, 하우징(100) 및 프레임(130)을 지지하기 위하여 구비되는 바닥면(150)을 포함하고,
    상기 프레임(130)은 가운데 부분에서 양측 방향으로 갈수록 일정 각도 경사지게 형성된 가로프레임(136), 및 상기 바닥면(150)에서 상기 하우징(100) 내측 상단면 하부까지 세로 방향으로 형성된 세로프레임(132)을 포함하며,
    상기 바닥면(150)은 콘크리트 타설시 광 촉매 물질과 혼합되어 타설되거나, 항균성 광 촉매가 상부에 도포되어 형성되는 것을 특징으로 하는 농작물 재배 자동제어 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배기관(210)은 상기 제어부(300)와 연결된 일측에서 길이 방향의 타측으로 갈수록 직경이 점점 커지도록 구성된 배기공(212)을 포함하고,
    상기 배기공(212)은 상기 배기관(210)의 표면을 천공하는 구멍 형상으로 구성되며, 배기관(210)의 상부 반원형의 외주면 상에 일정 간격 이격되어 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 농작물 재배 자동제어 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 배기관(210) 및 흡입관(230)의 표면에는 광 촉매 물질이 도포되어 있으며,
    상기 광 촉매 물질은 이산화티탄(TiO2) 1 내지 5 중량부, 이산화규소(SiO2) 30 내지 35 중량부, 나노은 0.5 내지 1.0 중량부 및 용매 50 내지 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물 재배 자동제어 시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 세로프레임(132)에는 상기 재배실(100) 내의 온도, 습도, 이산화탄소의 농도를 조절하기 위한 온도센서(133), 습도센서(134) 및 이산화탄소 센서(135)가 각각 구비되고, 상기 센서들은 상기 제어부(300)와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 농작물 재배 자동제어 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 흡입관(230)은 하부 외주면 상에 일정 간격 이격되게 형성된 흡입공(232)을 포함하고, 상기 흡입공(232)은 상기 흡입관(230)의 표면을 천공하는 구멍 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 농작물 재배 자동제어 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 흡입관(230)은 다수개 구비되고, 상기 제어부(300)와 인접한 일측 부분에서 서로 연결되며, 상기 일측 부분에서 합쳐진 실내 공기는 제어부(300)의 신호에 의해 일부는 외부로 배출되고, 나머지는 정화시켜 배기관(210)을 통해 재배실(100) 내부로 재순환함으로써, 상기 재배실(100) 내부의 급격한 온도, 습도 변화를 방지하는 것을 특징으로 하는 농작물 재배 자동제어 시스템.
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