KR20190103737A

KR20190103737A - 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치

Info

Publication number: KR20190103737A
Application number: KR1020180024518A
Authority: KR
Inventors: 최창호; 심충건
Original assignee: 최창호; 심충건
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-09-05
Also published as: KR102069432B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 다각 형태로 배열하여 공간효율을 더욱 높일 수 있으며, 하이브리드 조명이 가능하므로 태양광과 인공조명을 골고루 이용할 수 있어 실내 공간의 활용을 극대화하고 자연친화적인 재배 환경을 도모할 수 있다. 이를 위해 특히, 본 발명의 일 실시예는 태양광을 향해 배치되는 회전식 식물 재배 장치에 있어서, 수평으로 배치된 원기둥 형상의 광 파이프; 광 파이프의 양단에 각 위치하고 광 파이프의 길이 방향 축을 중심으로 회전하는 제1, 2 다각 프레임; 제1, 2 다각 프레임의 상호 대응하는 한 쌍의 꼭지점을 상호 연결하고 광 파이프와 나란하게 배치되어 제1, 2 다각 프레임의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하는 다수의 선반 프레임; 다수의 선반 프레임에 장착되고 식물이 배치되는 다수의 선반; 및 제1, 2 다각 프레임의 회전을 제어하는 구동부;를 포함하는 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치를 포함한다.

Description

하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치{HEXAGONAL ROTARY TYPE PLANT CULTIVATION APPARATUS WITH HYBRID LIGHTING}

본 발명은 회전식 식물재배 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내 공간 활용을 극대화 시킬 수 있는 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치에 관한 것이다.

실내에서 사시사철 식물을 재배시키기 위해서는 적절한 선반 구조물 장치와 조명이 필요한데, 일반적으로 고정형 선반과 양액이나 물 공급장치 그리고 조명장치를 가지고 있다. 일부는 선반을 회전 장치에 올리기도 한다.

한국 특허등록 제1653600호의 회전식 식물재배장치는 식물을 성장시키는 일자형 선반을 원형 회전 장치에 올려놓아 수동 또는 자동으로 조작하며 좁은 면적에서 공간 활용을 높여 수확할 수 있는 장치이다.

그러나 이러한 종래 특허는 단순히 회전을 통해 식물의 위치를 변경시켜 수확의 편의를 제공하는 정도에 그치고, 식물 재배 밀집도도 회전 구조에 기인한 정도에 불과하며, 태양광 조명만을 고려한 점에서 많은 단점이 있다. 더욱이 종래 특허와 같이 식물 선반을 일자로 배열하는 경우에는 회전식 선반임에도 불구하고 태양광의 조사 방향이 일정하므로 식물에 전달되는 태양광이 골고루 전달될 수 없는 한계가 있었다.

따라서 회전에 따른 식물의 위치 변화를 고려하여 공간효율을 더욱 높여 실내 공간 활용을 극대화하면서 식물 생육에 필요한 조명을 최대한 골고루 전달할 수 있는 회전식 식물 재배 장치에 대한 연구의 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 기해 도출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 육각 형태로 배열하여 공간효율을 더욱 높일 수 있는 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은 회전 장치를 활용하여 태양광과 인공조명을 골고루 이용할 수 있으면서, 실내 공간의 활용을 극대화하고 자연친화적인 재배 환경을 도모할 수 있는 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 태양광을 향해 배치되는 회전식 식물 재배 장치에 있어서, 수평으로 배치된 원기둥 형상의 광 파이프; 광 파이프의 양단에 각 위치하고 광 파이프의 길이 방향 축을 중심으로 회전하는 제1, 2 다각 프레임; 제1, 2 다각 프레임의 상호 대응하는 한 쌍의 꼭지점을 상호 연결하고 광 파이프와 나란하게 배치되어 제1, 2 다각 프레임의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하는 다수의 선반 프레임; 다수의 선반 프레임에 장착되고 식물이 배치되는 다수의 선반; 및 제1, 2 다각 프레임의 회전을 제어하는 구동부;를 포함하는 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

상기 제1, 2 다각 프레임은 각각 육각 프레임일 수 있다.

각 선반 프레임은, 한 쌍의 꼭지점에 장착되는 한 쌍의 단면 프레임과, 한 쌍의 단면 프레임을 상호 연결하는 다수의 수평 로드를 포함하고, 그리고

다수의 선반은 다수의 수평 로드를 따라 장착되고 수평 로드 하방에 식물이 배치되는 것일 수 있다.

그리고 광 파이프는 청색 파장 및 적색 파장 중 적어도 하나의 광을 방출하는 것일 수 있다.

또한 태양광의 반대 측에 배치되어 다수의 선반을 향해 LED 광을 조사하는 LED 조명을 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다각 형태로 배열하여 공간효율을 더욱 높일 수 있다.

또한 회전 장치를 활용하여 태양광과 인공조명을 골고루 이용할 수 있으면서, 실내 공간의 활용을 극대화하고 자연친화적인 재배 환경을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치의 사시도를 나타낸 도면이다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물 재배 장치

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치의 사시도를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 본 발명인 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치의 일 실시예에 대하여 상술한다.

하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치의 일 실시예는 태양광을 향해 배치되는 회전식 식물 재배 장치의 일 실시예이다. 본 실시예는, 수평으로 배치된 원 기둥 형상의 광 파이프(10)와, 광 파이프(10) 양단에 배치된 제1, 2 육각 프레임(20, 22)과, 제1, 2 육각 프레임(20, 22)을 상호 연결하고 광 파이프(10)와 나란하게 배치된 다수의 선반 프레임(30)과, 다수의 선반 프레임(30)에 장착된 식물 재배를 위한 다수의 선반(40), 그리고 제1, 2 육각 프레임(20, 22)의 회전을 제어하는 구동부(50)를 포함하여 구성된다.

본 실시예는 구동부(50)가 기 설정된 회전 주기에 따라 회전을 하면 구동부(50)에 연결된 제1, 2 육각 프레임(20, 22)이 함께 회전 구동을 하고 이와 연결된 다수의 선반 프레임(30)과 다수의 선반(40)이 회전 구동을 함으로써, 다수의 선반(40)에 배치된 식물이 일 방으로는 자연의 태양광을 전달받고 타 방으로는 LED 조명(70)의 인공 조명을 전달받으며, 그리고 회전 중심에 위치한 광 파이프(10)로부터 조명을 받게 되어 실내라는 한정된 공간에서 고밀도 식생이 가능하도록 작용한다.

광 파이프(10)는, 길이 방향의 일 측에 배치된 램프와 같은 광원으로부터 방출된 빛을 내부 반사를 통해 길이 방향의 타 측으로 전달함과 동시에 외부로 방출하도록 구성함으로써 원기둥 형상의 외주면을 통해 골고루 조명이 가능하도록 작용한다. 이를 위해 원기둥 형상의 내주면은 아크릴이나 폴리카보네이트 재질로 형성될 수 있고 빛의 전달을 위해 프리즘 구조가 형성될 수도 있다.

이러한 광 파이프(10)는 청색 파장 및 적색 파장 중 적어도 하나의 광을 방출함으로써 식생에 유리한 환경을 제공하도록 작용한다.

제1, 2 육각 프레임(20, 22)은 수평으로 배치된 광 파이프(10)의 양단에 각 위치하고 광 파이프(10)의 길이 방향 축을 중심으로 회전하도록 구성된다. 제1, 2 육각 프레임(20, 22)은 구동축을 광 파이프(10)의 길이 방향으로 형성하고 구조적 안정을 위해 육각의 테두리 프레임과 중심과 연결된 다수의 서포팅 로드로 구성될 수 있다.

다수의 선반 프레임(30)은 제1, 2 육각 프레임(20, 22)의 상호 대응하는 한 쌍의 꼭지점을 상호 연결하고 광 파이프(10)와 나란하게 배치되어 제1, 2 육각 프레임(20, 22)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전한다. 다수의 선반 프레임(30)은 제1, 2 육각 프레임(20, 22)을 상호 연결하고 결합하는 수단으로 활용됨과 동시에 하부로 다수의 선반(40)을 장착하기 위한 구성이다.

이러한 다수의 선반 프레임(30)은, 한 쌍의 꼭지점에 장착되는 한 쌍의 단면 프레임(310, 312)과, 한 쌍의 단면 프레임(310, 312)을 상호 연결하는 다수의 수평 로드(320)를 포함할 수 있다.

여기서 한 쌍의 단면 프레임(310, 312)는 각각의 중심부가 제1, 2 육각 프레임(20, 22)의 꼭지점에서 미끄럼 접촉으로 회전 가능하도록 힌지 구조로 구성될 수 있으며, 다수의 수평 로드(320) 또한 한 쌍의 단면 프레임(310, 312)의 꼭지점에서 자유로운 회전은 가능하지만 수평이나 연직으로는 고정된 미끄럼 접촉의 힌지 구조로 형성될 수 있다.

이러한 힌지 구조를 이용하면 다수의 선반(40)의 중력에 의한 무게를 이용하여 제1, 2 육각 프레임(20, 22)의 대 회전에도 불구하고 다수의 선반(40)은 하방을 향하도록 할 수 있다. 또한 이러한 힌지 구조에는 한 쌍의 단면 프레임(310, 312)과 한 쌍의 꼭지점 사이에 한 쌍의 베어링 구조를 형성할 수도 있다.

실제 본 실시예에 적용된 광 파이프(10)의 직경은 40 cm 이며, 제1, 2 육각 프레임(20, 22)은 반경이 120 cm 인 원에 내접하는 육각 형태로서 철재 파이프로 제작하였고, 다수의 선반 프레임(30)은 반경 44 cm 인 원에 내접하는 육각 형태의 단면 프레임(310, 312)에 길이가 200 cm 인 철재 파이프로 수평 로드(320)를 형성하여 제작하였다.

다수의 선반(40)은 다수의 선반 프레임(30)에 장착되고 식물이 배치되는 식생 공간이다. 제1, 2 육각 프레임(20, 22)과 상대적으로 반대 방향의 회전을 하기 때문에 다수의 선반(40) 상호 간에 간섭이 발생하지 않도록 그 크기나 형상을 결정하는 것이 바람직하다.

구동부(50)는 제1, 2 육각 프레임(20, 22)의 회전을 제어하는 구성이다. 구동부(50)는 다양한 형태의 모터와 이러한 모터의 회전 주기를 제어하는 모터 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

예를 들어 구동부(50)는 속도 제어가 가능한 일체형 스테핑 모터를 적용하여, 10 분당 1 회전 하도록 제어하였다. 딸기와 같은 식물의 경우 햇빛을 강하게 필요로 하는 작물이어서 유리온실 형태의 실내에서 본 실시예의 장치를 적용하여 보았으며, 선반에는 노지와 마찬가지로 흙을 사용하여 유기농 환경에서 딸기 모종을 성장시켜 주었다. 이러한 실험에서 본 실시예 장치는 바닥면적이 4.8 m²를 차지하는데 비하여 본 실시예의 선반을 이용한 재배면적은 19.44 m²로서 4배로 증가하는 공간 효율성을 보여 주었다. 육각 배열의 본 실시예와 달리 사각 배열 선반으로도 최소 2.7배의 공간 이용 효율성을 보여준다. 이렇게 생산되는 딸기는 노지의 제품과 90% 이상의 품질을 보여 주고 있으면서 사계절 내내 생산이 가능하였다.

한편 태양광(S)의 반대 측에 배치되어 다수의 선반(40)을 향해 LED 광을 조사하는 LED 조명(70)을 더 포함할 수 있다. 이를 통해 태양광의 편향된 전달에 따른 단점을 극복하고 입체적으로 식생에 필요한 빛을 공급함으로써 실내에서도 노지의 제품과 다를 바 없는 식생이 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

S: 태양광
10: 광 파이프
20, 22: 제1, 2 육각 프레임
30: 선반 프레임
310, 312: 한 쌍의 단면 프레임
320: 다수의 수평 로드
40: 다수의 선반
50: 구동부
60: 지상 지지부
70: LED 조명

Claims

태양광을 향해 배치되는 회전식 식물 재배 장치에 있어서,
수평으로 배치된 원기둥 형상의 광 파이프;
상기 광 파이프의 양단에 각 위치하고 상기 광 파이프의 길이 방향 축을 중심으로 회전하는 제1, 2 다각 프레임;
상기 제1, 2 다각 프레임의 상호 대응하는 한 쌍의 꼭지점을 상호 연결하고 상기 광 파이프와 나란하게 배치되어 상기 제1, 2 다각 프레임의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하는 다수의 선반 프레임;
상기 다수의 선반 프레임에 장착되고 식물이 배치되는 다수의 선반; 및
상기 제1, 2 다각 프레임의 회전을 제어하는 구동부;를 포함하는 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치.
제1 항에 있어서,
상기 각 선반 프레임은,
상기 한 쌍의 꼭지점에 장착되는 한 쌍의 단면 프레임과, 상기 한 쌍의 단면 프레임을 상호 연결하는 다수의 수평 로드를 포함하고,
상기 다수의 선반은 상기 다수의 수평 로드를 따라 장착되고 상기 수평 로드 하방에 식물이 배치되는 것인 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치.
제1 항에 있어서,
상기 광 파이프는 청색 파장 및 적색 파장 중 적어도 하나의 광을 방출하는 것인 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치.
제1 항에 있어서,
상기 태양광의 반대 측에 배치되어 상기 다수의 선반을 향해 LED 광을 조사하는 LED 조명을 더 포함하는 것인 하이브리드 조명이 가능한 회전식 식물재배 장치.