KR20190128975A - Rapid Cultivation Device of Plant - Google Patents

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KR20190128975A
KR20190128975A KR1020180096434A KR20180096434A KR20190128975A KR 20190128975 A KR20190128975 A KR 20190128975A KR 1020180096434 A KR1020180096434 A KR 1020180096434A KR 20180096434 A KR20180096434 A KR 20180096434A KR 20190128975 A KR20190128975 A KR 20190128975A
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plant
light source
case
light
control unit
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KR1020180096434A
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윤좌문
다니엘 피터 샤키스
카스트로 마리아 호세 레이스
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주식회사 쉘파스페이스
한국과학기술원
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Abstract

The present invention provides an apparatus for quickly growing a plant, which is capable of irradiating optimal light over the total height of the plant and minimizing consumption of water or a nutrient solution. According to the present invention, the apparatus for quickly growing a plant comprises: a case; a rotational plate rotatably installed on the lower surface of the case; a rotating device installed on the lower part of the case and rotating the rotational plate; a cultivation vessel integrally installed on the upper surface of the rotational plate, having a plurality of pot grooves arranged at intervals, into which a pot is inserted, to allow a root portion of the plant to be inserted thereinto, and formed in a hollow box shape; a spray nozzle installed at the central part of the rotational plate and uniformly spraying the water or the nutrient solution into the cultivation vessel; a plurality of light sources longitudinally and vertically installed on the inner surface of the case and irradiating light of various wavelengths; a control device controlling power applied to the light source by various frequencies and intensities; and an air circulation device installed on the rear surface of the case and circulating inner air.

Description

식물 속성 재배장치 {Rapid Cultivation Device of Plant}Rapid Cultivation Device of Plant

본 발명은 식물 속성 재배장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 식물별로 최적의 빛을 주사하고 물이나 양액의 소비를 최소화하는 것이 가능한 식물 속성 재배장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plant attribution apparatus, and more particularly, to a plant attribution apparatus capable of injecting optimal light for each plant and minimizing the consumption of water or nutrient solution.

일반적으로, 식물은 엽록체에서 빛, 이산화탄소, 물이 작용하여 포도당이 만들어지는 탄소동화작용(광합성)을 통하여 성장에 필요한 영양소와 에너지를 생성하고, 생태계에 산소를 공급하는 역할을 수행한다. 따라서, 식물의 성장에는 빛이 반드시 필요하다.In general, plants produce nutrients and energy necessary for growth and supply oxygen to the ecosystem through carbon assimilation (photosynthesis) in which light, carbon dioxide, and water act on chloroplasts to make glucose. Therefore, light is essential for plant growth.

그런데, 자연상태에서의 햇빛은 계절별, 일별, 시간별, 날씨별로 광도와 광질이 일정하지 않으므로, 식물의 성장이 최적화되는 상태로 빛을 제공하기 어려운 면이 있다.By the way, sunlight in the natural state is not constant in terms of brightness and light quality by season, daily, hourly, weather, there is a side that is difficult to provide light in the state of plant growth is optimized.

최근에는 햇빛 대신에 인공광원을 이용하여 식물의 성장에 효과적인 파장의 빛을 주사하기 위한 다양한 기술이 제안되고 있다.Recently, various techniques for injecting light having a wavelength effective for plant growth using artificial light sources instead of sunlight have been proposed.

예를 들면, 대한민국 등록특허공보 제10-1819585호, 제10-1795443호, 제10-1582388호, 제10-1386930호, 제10-1323829호, 제10-1260785호, 제10-1251203호, 제10-1191618호, 제10-1185618호, 제10-1164006호, 제10-0998491호, 제10-0933994호, 공개특허공보 제10-2017-0041380호, 제10-2015-0125685호, 제10-2014-0010423호, 제10-2013-0095021호, 제10-2012-0028040호, 제10-2011-0107126호, 일본국 특허공보 제3969708호, 제3858104호 등에는 인공광원을 이용하여 식물을 재배할 수 있는 다양한 기술이 공개되어 있다.For example, Korean Patent Publication Nos. 10-1819585, 10-1795443, 10-1582388, 10-1386930, 10-1323829, 10-1260785, 10-1251203, 10-1191618, 10-1185618, 10-1164006, 10-0998491, 10-0933994, Published Patent Publication Nos. 10-2017-0041380, 10-2015-0125685, No. 10-2014-0010423, 10-2013-0095021, 10-2012-0028040, 10-2011-0107126, Japanese Patent Publication No. 3969708, 3858104, etc. Various techniques for cultivating are disclosed.

종래 기술의 경우에는 각 식물별로 가장 최적화된 광도와 광질의 빛을 제공하기에는 부족하다.In the prior art, it is not enough to provide the most optimized brightness and quality of light for each plant.

본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 식물의 전체 높이에 걸쳐 최적의 빛을 주사하는 것이 가능하고 물이나 양액의 소비를 최소화하는 것이 가능한 식물 속성 재배장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a plant attribute cultivation apparatus capable of injecting optimal light over the entire height of a plant and minimizing the consumption of water or nutrient solution. .

본 발명의 실시예에 따른 식물 속성 재배장치는 케이스와, 상기 케이스의 저면에 회전가능하게 설치되는 회전판과, 상기 케이스의 하부에 설치되고 상기 회전판을 회전시키는 회전장치와, 상기 회전판의 상면에 일체로 설치되고 식물의 뿌리부분이 내부로 삽입되도록 포트가 삽입되는 복수의 포트홈이 간격을 두고 배열되어 형성되고 속이 빈 통형상으로 형성되는 재배용기와, 상기 회전판의 중앙부에 설치되고 물이나 양액을 상기 재배용기의 내부에 고르게 분무하는 분무노즐과, 상기 케이스의 내면에 수직으로 길게 설치되고 다양한 파장의 빛을 주사하는 복수의 광원과, 상기 광원에 인가되는 전원의 주파수와 세기를 가변하여 제어하는 제어장치와, 상기 케이스의 후면에 설치되고 내부의 공기를 순환시키는 공기순환장치를 포함하여 이루어진다.Plant property growing apparatus according to an embodiment of the present invention is a case, a rotating plate rotatably installed on the bottom of the case, a rotating device installed on the lower portion of the case and rotating the rotating plate, integral with the upper surface of the rotating plate And a cultivation container which is installed in a plurality of port grooves in which a port is inserted so that the root part of the plant is inserted into the inside, and is arranged at intervals and is formed in a hollow cylindrical shape, and is installed in the center of the rotating plate and collects water or nutrient solution. A spray nozzle spraying the inside of the cultivation container evenly, a plurality of light sources installed vertically on the inner surface of the case and scanning light of various wavelengths, and varying the frequency and intensity of the power applied to the light source And a control device and an air circulation device installed at the rear of the case and circulating air therein.

상기 재배용기의 포트홈에 삽입되는 포트의 저면에서 재배용기의 중앙쪽으로 연장되며 식물의 성장에 필요한 영양소가 함유되고 봉형상으로 형성되는 복수의 영양막대를 상기 포트의 저면에 분리가능하게 설치한다.A plurality of nut rods, which extend toward the center of the cultivation vessel from the bottom of the port inserted into the port groove of the cultivation vessel, contain nutrients necessary for plant growth and are formed in a rod shape, are detachably installed on the bottom of the port.

상기 제어장치는 상기 광원에 인가되는 전원의 주파수와 세기를 가변하여 제어하는 광원제어부와, 상기 분무노즐로 물이나 양액을 소정의 압력으로 분무하는 분무펌프의 작동을 제어하는 분무제어부와, 상기 공기순환장치의 작동을 제어하는 공기순환제어부와, 상기 회전장치의 작동을 제어하는 회전제어부를 포함하여 이루어진다.The control device includes a light source control unit for controlling the frequency and intensity of the power applied to the light source, a spray control unit for controlling the operation of the spray pump for spraying water or nutrient solution at a predetermined pressure with the spray nozzle, and the air It includes an air circulation control unit for controlling the operation of the circulation device, and a rotation control unit for controlling the operation of the rotary device.

상기 제어장치의 광원제어부는 상기 광원의 점등시간과 소등시간을 1:1~1:3의 비율로 제어하도록 구성하는 것도 가능하다.The light source control unit of the control device may be configured to control the lighting time and the unlit time of the light source in a ratio of 1: 1 to 1: 3.

상기 제어장치의 광원제어부는 상기 광원의 점등과 소등의 펄스주기를 10~500㎲로 설정하여 제어하도록 구성하는 것도 가능하다.The light source control unit of the control device may be configured to control the light cycle of the light source on and off by setting the pulse period of 10 ~ 500㎲.

상기 제어장치의 광원제어부는 상기 광원의 점등시간을 점등과 소등 주기의 25~50%의 범위로 설정하여 제어하도록 구성하는 것도 가능하다.The light source control unit of the control device may be configured to control the setting of the lighting time of the light source in the range of 25 to 50% of the lighting and extinguishing cycles.

본 발명의 실시예에 따른 식물 속성 재배장치에 의하면, 식물의 성장에 최적 상태로 광원의 점등과 소등을 마이크로초 단위의 펄스 주기로 제어하므로, 식물의 생장률이 연속적으로 빛을 주사하는 것에 비하여 크게 증가된다.According to the plant property cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention, since the lighting and the light source of the light source is controlled by a pulse period in microseconds in an optimal state for plant growth, the growth rate of the plant is greatly increased compared to the continuous scanning of light. do.

또, 본 발명의 실시예에 따른 식물 속성 재배장치에 의하면, 식물의 뿌리가 물에 잠겨있지 않으므로 산소의 공급이 원활하게 이루어지고, 양분의 흡수도 효율적으로 이루어지므로, 식물의 생장률을 극대화하는 것이 가능하다.In addition, according to the plant property cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention, since the root of the plant is not submerged in water, the supply of oxygen is made smoothly, and the absorption of nutrients is made efficiently, thus maximizing the growth rate of the plant. Do.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 식물 속성 재배장치에 의하면, 물이나 양액을 분무 방식으로 식물의 뿌리에 공급하므로, 물이나 양액의 소모를 최소화하는 것이 가능하다.In addition, according to the plant property cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention, since water or nutrient solution is supplied to the root of the plant by spraying, it is possible to minimize the consumption of water or nutrient solution.

본 발명의 실시예에 따른 식물 속성 재배장치에 의하면, 상기 광원을 수직으로 길게 설치하므로, 상기 재배용기의 포트홈에 삽입 설치된 포트에 심겨진 식물의 전체 높이에 고르게 빛이 주사되고, 식물의 성장이 전체적으로 고르게 이루어진다.According to the plant property cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention, since the light source is installed vertically long, the light is evenly injected to the entire height of the plant planted in the pot inserted into the port groove of the cultivation vessel, and the growth of the plant It is made evenly throughout.

또, 본 발명의 실시예에 따른 식물 속성 재배장치에 의하면, 재배용기를 회전판의 상면에 일체로 설치하여 회전시키는 것이 가능하므로, 상기 재배용기의 둘레를 따라 다수의 포트를 배열하여 식물을 재배하는 것이 가능하고, 일정 면적에 최대의 조밀도로 식물을 재배할 수 있으며, 생산량을 크게 증대시키는 것이 가능하다.In addition, according to the plant property cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention, since it is possible to rotate the cultivation container integrally on the upper surface of the rotating plate, to cultivate the plant by arranging a plurality of ports along the circumference of the cultivation container It is possible to grow plants with maximum density in a certain area, and to greatly increase the yield.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 식물 속성 재배장치에 의하면, 뿌리에 물이나 양액을 분무하여 공급하므로, 물에 약한 품종의 식물도 재배하는 것이 가능하고, 다양한 품종의 식물을 효율적으로 재배하는 것이 가능하다.In addition, according to the plant property cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention, it is possible to cultivate plants of weak varieties in water, because it is supplied by spraying water or nutrient solution to the root, it is possible to efficiently cultivate plants of various varieties It is possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 속성 재배장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 속성 재배장치를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 속성 재배장치에 있어서, 회전판에 재배용기를 설치한 상태를 나타내는 부분단면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 속성 재배장치에 있어서, 재배용기를 나타내는 사시도이다.
도 5는 광합성 반응과 광화학계II의 반응을 나타내는 반응구조도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 속성 재배장치에 있어서, 펄스주기에 따른 광합성 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 속성 재배장치에 있어서, 펄스주기에 따른 식물 생장률의 관계를 나타내는 그래프이다.1 is a perspective view showing a plant property cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a plant attribute cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a partial cross-sectional perspective view showing a state in which the planting container is installed on the rotating plate in the plant attribution planting apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view showing a cultivation container in the plant attribute cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a reaction structure diagram showing a reaction between photosynthesis reaction and photochemical system II.
6 is a graph showing the relationship between photosynthetic rate according to the pulse period in the plant attribute cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing the relationship between plant growth rate according to the pulse period in the plant attribute cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention.

다음으로 본 발명에 따른 식물 속성 재배장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of the plant property growing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.Hereinafter, in order to clearly describe the present invention, detailed descriptions of parts not closely related to the present invention will be omitted. Like reference numerals refer to like or similar elements throughout the description of the present invention, and repeated descriptions will be omitted. .

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 식물 속성 재배장치는, 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 케이스(10)와, 회전판(20)과, 회전장치(30)와, 재배용기(40)와, 분무노즐(50)과, 복수의 광원(60)과, 제어장치(70)와, 공기순환장치(80)를 포함하여 이루어진다.First, the plant attribute cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 to 4, the case 10, the rotating plate 20, the rotating device 30, the cultivation container 40 And a spray nozzle 50, a plurality of light sources 60, a control device 70, and an air circulation device 80.

상기 케이스(10)는 내부가 빈 상자형상으로 형성하고, 전면부에는 열고 닫을 수 있도록 도어(12)를 설치한다.The case 10 is formed in a hollow box shape, and the door 12 is installed on the front part so as to be opened and closed.

상기 회전판(20)은 상기 케이스(10)의 저면에 회전가능하게 설치된다.The rotating plate 20 is rotatably installed on the bottom of the case 10.

상기 회전장치(30)는 상기 케이스(10)의 하부에 상기 회전판(20)을 회전시키도록 설치된다.The rotating device 30 is installed to rotate the rotating plate 20 under the case 10.

상기 회전장치(30)는 모터(32)와, 상기 모터(32)의 축에 설치되는 구동풀리(34)와, 상기 회전판(20)의 저면에 형성되는 종동기어(24)와 맞물리게 설치되는 구동기어(38)와, 상기 구동기어(38)의 축에 설치되는 종동풀리(36)와, 상기 구동풀리(34)의 회전력을 상기 종동풀리(36)로 전달하는 벨트(35)를 포함하여 구성하는 것도 가능하다.The rotary device 30 is driven to be engaged with the motor 32, the drive pulley 34 is provided on the shaft of the motor 32, and the driven gear 24 formed on the bottom surface of the rotating plate 20 A gear 38, a driven pulley 36 installed on the shaft of the drive gear 38, and a belt 35 for transmitting the rotational force of the drive pulley 34 to the driven pulley 36. It is also possible.

상기 회전장치(30)는 상기 구동기어(38)를 상기 모터(32)의 축에 직접 설치하여 구성하는 것도 가능하다.The rotating device 30 may be configured by directly installing the drive gear 38 on the shaft of the motor 32.

상기 회전장치(30)는 구동풀리(34)와 벨트(35), 종동풀리(36) 대신에 체인과 스프로킷으로 구성하는 것도 가능하고, 상기 모터(32)의 회전력을 상기 회전판(20)에 전달하기 위한 다양한 동력전달수단을 사용하여 구성하는 것도 가능하다.The rotating device 30 may be composed of a chain and a sprocket instead of the driving pulley 34, the belt 35, and the driven pulley 36, and transmits the rotational force of the motor 32 to the rotating plate 20. It is also possible to configure using a variety of power transmission means for.

상기 재배용기(40)는 상기 회전판(20)의 상면에 일체로 설치된다.The cultivation vessel 40 is integrally installed on the upper surface of the rotating plate (20).

상기 재배용기(40)에는 식물의 뿌리부분이 내부로 삽입되도록 포트(46)가 삽입되는 복수의 포트홈(44)이 간격을 두고 배열되어 형성된다.The cultivation container 40 is formed by arranging a plurality of port grooves 44 in which the port 46 is inserted so that the root portion of the plant is inserted therein.

상기 재배용기(40)는 속이 빈 통형상으로 형성된다.The cultivation container 40 is formed in a hollow cylindrical shape.

예를 들면, 상기 재배용기(40)는 장독이나 물동이를 엎어 놓은 형상 등으로 형성하는 것도 가능하다.For example, the cultivation container 40 may be formed in a shape such as a long poison or a basin.

상기와 같이 구성하여 포트홈(44)을 배열하여 설치하는 것에 의하여, 식물의 재배밀도를 극대화하는 것이 가능하고, 동일 면적에서의 생산량을 증대시키는 것이 가능하다.By arranging as described above and arranging and installing the pot groove 44, it is possible to maximize the planting density of the plant, and to increase the yield in the same area.

상기 재배용기(40)의 포트홈(44)에 삽입되는 포트(46)의 저면에는 복수의 영양막대(49)를 분리가능하게 설치하는 것도 가능하다.It is also possible to detachably install a plurality of nut rods 49 on the bottom surface of the port 46 inserted into the port groove 44 of the cultivation vessel 40.

상기 영양막대(49)는 상기 재배용기(40)의 중앙쪽으로 연장되는 형상으로 설치된다.The nutrition rod 49 is installed in a shape extending toward the center of the cultivation vessel (40).

상기 영양막대(49)는 식물의 성장에 필요한 영양소가 함유되는 봉형상으로 형성된다.The nut rod 49 is formed in a rod shape containing nutrients necessary for plant growth.

상기 분무노즐(50)은 상기 회전판(20)의 중앙부에 설치된다.The spray nozzle 50 is installed in the central portion of the rotating plate (20).

상기 분무노즐(50)은 상기 회전판(20)의 중앙부 외에도 복수 위치에 배열하여 설치하는 것도 가능하다.The spray nozzle 50 may be arranged in a plurality of positions in addition to the central portion of the rotating plate 20.

상기 분무노즐(50)은 물이나 양액을 상기 재배용기(40)의 내부에 고르게 분무하도록 설치된다.The spray nozzle 50 is installed to evenly spray water or nutrient solution into the culture vessel 40.

상기 분무노즐(50)에는 분무펌프(54)를 연결하여 소정의 압력으로 물이나 양액을 상기 재배용기(40)의 내부 쪽으로 고르게 분무될 수 있도록 구성하는 것이 가능하다.The spray nozzle 50 may be connected to the spray pump 54 so that water or nutrient solution may be evenly sprayed toward the inside of the culture vessel 40 at a predetermined pressure.

상기 분무펌프(54)와 분무노즐(50)을 연결하는 관로에는 공급되는 물이나 양액의 온도를 일정하게 유지하기 위한 히터나 냉각장치를 설치하는 것도 가능하다.In the pipeline connecting the spray pump 54 and the spray nozzle 50, it is also possible to install a heater or a cooling device for maintaining a constant temperature of the water or nutrient solution supplied.

상기와 같이 분무노즐(50)을 통하여 물이나 양액을 분무하여 식물(4)의 뿌리(5)쪽으로 공급하면, 물이나 양액의 소비량을 종래 양액재배방법(예를 들면, 식물(4)의 뿌리(5)가 물이나 양액에 잠기는 상태로 재배하는 방법 등)에 비하여 10분의 1 정도로 절감하는 것이 가능하다.When water or nutrient solution is sprayed through the spray nozzle 50 as described above and supplied to the root 5 of the plant 4, the consumption of water or nutrient solution is conventionally cultivated for nutrient solution (for example, the root of the plant 4). Compared to (5), the method of cultivation in a state of immersion in water or nutrient solution, etc., it is possible to save about one tenth.

그리고, 식물(4)의 성장에 최적인 상태로 물이나 양액을 공급하는 것이 가능하므로, 효율을 극대화하는 것이 가능하고, 물에 약한 품종도 재배하는 것도 가능하다.In addition, since it is possible to supply water or nutrient solution in the state most suitable for the growth of the plant 4, it is possible to maximize the efficiency and to cultivate varieties that are weak in water.

또, 상기와 같이 분무노즐(50)을 통하여 물이나 양액을 분무하면, 물이나 양액이 식물(4)의 뿌리(5)와 영양막대(49)에 묻게 된다.In addition, when water or nutrient solution is sprayed through the spray nozzle 50 as described above, the water or nutrient solution is buried in the root 5 and the nutrient rod 49 of the plant 4.

상기 영양막대(49)에 물이나 양액이 묻게 되면, 함유된 영양소가 용출되고, 식물(4)의 뿌리(5)를 통하여 영양이 흡수된다.When water or nutrient solution is buried in the nutrient rod 49, the contained nutrient is eluted and the nutrient is absorbed through the root 5 of the plant 4.

상기와 같이 물이나 양액을 분무 방식으로 공급하는 것에 의하여, 물이나 양액의 소모량을 수경재배 등에 비하여 1/10 수준으로 최소화하는 것이 가능하고, 용이하게 양액의 온도를 적절하게 관리하는 것도 가능하고, 물이나 양액을 저장하는 탱크를 소형화하는 것도 가능하다.By supplying water or nutrient solution by spraying as described above, it is possible to minimize the consumption of water or nutrient solution to 1/10 level compared to hydroponic cultivation and the like, and it is also possible to easily manage the temperature of nutrient solution easily, It is also possible to miniaturize the tank for storing water or nutrient solution.

나아가, 식물(4)의 뿌리(5)로 흡수되지 않고 버려지는 폐수나 폐양액의 양을 최소화하는 것이 가능하므로, 폐기물의 처리 비용도 적게 소요된다.Furthermore, since it is possible to minimize the amount of waste water or waste liquid which is discarded without being absorbed into the root 5 of the plant 4, the waste disposal cost is also low.

그리고, 식물(4)의 뿌리(5)는 영양분이 많이 있는 영양막대(49)를 감싸며 성장하게 된다.In addition, the root 5 of the plant 4 grows while surrounding the nutrient rod 49 having a lot of nutrients.

따라서, 식물(4)의 뿌리(5)가 물에 잠겨 있지 않는 상태가 유지되며, 뿌리(5)로의 산소 공급이 원활하게 이루어지고, 양분 흡수로 매우 효율적으로 이루어지므로, 식물의 성장효율을 극대화하는 것이 가능하다.Therefore, the root 5 of the plant 4 is kept in a state that is not immersed in water, and the oxygen supply to the root 5 is smoothly made and made very efficiently by absorbing nutrients, thereby maximizing the growth efficiency of the plant. It is possible to do

나아가, 물에 약한 품종도 재배하는 것이 가능하며, 재배할 수 있는 품종을 매우 다양하게 구성하는 것도 가능하다.Furthermore, it is possible to cultivate varieties that are weak in water, and it is also possible to construct a variety of varieties that can be grown.

상기 공기순환장치(80)는 상기 케이스(10)의 후면쪽에 설치된다.The air circulation device 80 is installed on the rear side of the case 10.

상기 공기순환장치(80)는 상기 케이스(10) 내부의 공기를 순환시키도록 설치된다.The air circulation device 80 is installed to circulate the air inside the case 10.

상기 케이스(10)의 후면에는 공기가 토출되는 토출구(19)가 형성된다.A discharge port 19 through which air is discharged is formed at a rear surface of the case 10.

상기 공기순환장치(80)는 순환팬과 필터 등으로 구성하는 것이 가능하다.The air circulation device 80 may be composed of a circulation fan and a filter.

상기 복수의 광원(60)은 상기 케이스(10)의 내면에 수직으로 길게 설치된다.The plurality of light sources 60 are vertically installed on the inner surface of the case 10.

상기와 같이 광원(60)을 수직으로 길게 설치하면, 식물끼리의 그림자나 가려지는 것을 최소화하는 것이 가능하고, 전체적으로 고르게 광을 조사하는 것이 가능하다.When the light source 60 is vertically installed as described above, it is possible to minimize the shadows and the obstruction of the plants, and to irradiate light evenly as a whole.

따라서, 동일한 면적에서 더 많은 생산량을 얻는 것이 가능하다.Thus, it is possible to obtain more output in the same area.

상기 복수의 광원(60)은 다양한 파장의 빛을 주사하도록 구성한다.The plurality of light sources 60 are configured to scan light of various wavelengths.

상기 광원(60)은 엘이디(LED), 엘디(LD) 등을 이용하여 구성하는 것도 가능하다.The light source 60 may be configured using an LED, an LED, or the like.

상기 제어장치(70)는 상기 광원(60)에 인가되는 전원의 주파수와 세기를 가변하여 제어하도록 구성한다.The control device 70 is configured to vary and control the frequency and intensity of the power applied to the light source 60.

상기 제어장치(70)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 광원(60)에 인가되는 전원의 주파수와 세기를 가변하여 제어하는 광원제어부(72)와, 상기 분무노즐(50)로 물이나 양액을 소정의 압력으로 분무하는 분무펌프(54)의 작동을 제어하는 분무제어부(78)와, 상기 공기순환장치(80)의 작동을 제어하는 공기순환제어부(76)와, 상기 회전장치(30)의 작동을 제어하는 회전제어부(74)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the controller 70 includes a light source controller 72 for controlling the frequency and intensity of a power source applied to the light source 60 and the spray nozzle 50 to supply water or nutrient solution. Spray control unit 78 for controlling the operation of the spray pump 54 for spraying a predetermined pressure, the air circulation control unit 76 for controlling the operation of the air circulation device 80, and the rotary device 30 It comprises a rotation control unit 74 for controlling the operation of.

상기 케이스(10)에는 내부의 온도와 습도를 측정하기 위한 습도센서(86)와 온도센서(88)를 설치하고, 상기 습도센서(86)와 온도센서(88)는 상기 제어장치(70)에 연결하여 설치한다.The case 10 is provided with a humidity sensor 86 and a temperature sensor 88 for measuring the temperature and humidity therein, the humidity sensor 86 and the temperature sensor 88 to the control device 70 Connect and install.

상기 제어장치(70)의 공기순환제어부(76)는 상기 습도센서(86)와 온도센서(88)의 측정값에 따라 상기 공기순환장치(80)의 작동을 제어하도록 구성한다.The air circulation control unit 76 of the control device 70 is configured to control the operation of the air circulation device 80 according to the measured values of the humidity sensor 86 and the temperature sensor 88.

상기 공기순환장치(80)에는 공급되는 공기의 온도를 일정하게 유지하기 위한 히터나 냉각장치를 더 설치하는 것도 가능하다.The air circulation device 80 may be further provided with a heater or a cooling device for maintaining a constant temperature of the supplied air.

상기 제어장치(70)의 광원제어부(72)는 상기 광원(60)의 점등시간과 소등시간을 1:1~1:3의 비율로 제어하도록 구성하는 것도 가능하다.The light source controller 72 of the control device 70 may be configured to control the lighting time and the unlighting time of the light source 60 at a ratio of 1: 1 to 1: 3.

상기 케이스(10)에는 광센서(68)를 설치하여 상기 광원(60)의 점등 여부를 감지하여 상기 제어장치(70)로 전송하도록 구성하는 것도 가능하다.An optical sensor 68 may be installed in the case 10 to detect whether the light source 60 is turned on and to transmit the light sensor 60 to the control device 70.

상기 제어장치(70)의 광원제어부(72)는 상기 광원(60)의 점등시간을 점등과 소등 주기의 25~50%의 범위로 설정하여 제어하도록 구성하는 것도 가능하다.The light source controller 72 of the control device 70 may be configured to control the lighting time of the light source 60 by setting it to a range of 25 to 50% of the lighting and extinguishing cycles.

상기 제어장치(70)의 광원제어부(72)는 상기 광원(60)의 점등과 소등의 펄스주기를 10~500㎲로 설정하여 제어하도록 구성하는 것도 가능하다.The light source control unit 72 of the control device 70 may be configured to control the light source 60 by turning on and off a pulse period of 10 to 500 ms.

일반적으로 식물은 8시간 내지 16시간 동안 광에 노출되는 명기에 이어 8시간 내지 16시간의 광이 없는 암기를 필요로 한다고 알려져 있다.In general, plants are known to require light from 8 to 16 hours without light, followed by bright light that is exposed to light for 8 to 16 hours.

본 발명은 식물이 광합성 사이클에서 계속적인 광자(photon)의 입력을 효율적으로 이용할 수 없으며, 광자가 과잉 공급되면 자신을 보호하기 위하여 과량의 에너지를 소모하게 되고, 식물의 생장에 악영향을 미친다는 점을 연구하여 이루어졌다.The present invention is that plants cannot efficiently utilize continuous photon input in the photosynthetic cycle, and when photons are oversupplied, they consume excess energy to protect themselves and adversely affect plant growth. Was done by studying.

그리고, 본 발명은 식물을 과산화물(superoxide)과 같은 부작용 및 과열에 대항하여 적은 에너지를 소모하도록 하고, 전자 전송 체인을 통해 전자에 대한 광자 에너지의 전달과 발색단 흡수의 타이밍에 광자 펄스의 타이밍을 동기화시키는 것에 의해, 성장을 최대화시킬 수 있다는 점을 연구하여 이루어졌다.In addition, the present invention allows plants to consume less energy against side effects such as superoxides and overheating, and synchronizes the timing of photon pulses with the timing of photochromic energy transfer and chromophore absorption through the electron transport chain. It has been done by studying that the growth can be maximized by making it.

즉, 식물은 과량의 광자가 입력되지 않으면 발열이 감소하여 자체의 열로부터 자신을 보호하는 에너지를 이용할 필요가 없으며, 이 에너지를 성장에 전용할 수 있기 때문에 식물의 성장을 극대화하는 것이 가능하다.That is, the plant does not need to use energy to protect itself from its heat because the heat generation is reduced if the excess photons are not input, it is possible to maximize the growth of the plant because this energy can be dedicated to growth.

또, 식물의 증산율은 온도 및 광의 강도에 따라 상승하므로, 과량의 광자가 입력되지 않으면, 식물 세포는 대기로 배출되는 개구부(기공)를 최소로 제어하게 되고, 식물 세포의 기공을 통한 증산으로 인한 물의 소비를 최소화하는 것이 가능하다.In addition, since the rate of increase of the plant increases with temperature and light intensity, when an excess photon is not input, the plant cell controls the openings (pores) discharged to the atmosphere to a minimum, and increases the yield through the pores of the plant cells. It is possible to minimize the consumption of water due to.

본 발명의 일실시예를 이용하여 식물에 대한 광자의 공급(명기)을 마이크로초(㎲) 수준으로 유지하고, 명기 다음 암기도 유사한 시간으로 유지하여 식물의 광합성속도와 생장율을 측정하였다.Using an embodiment of the present invention to maintain the supply (photon) of the photon to the microsecond (㎲) level of the plant, and the following memorization also maintained at a similar time to measure the photosynthesis rate and growth rate of the plant.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예에 의하면, 명반응을 구성하는 광화학계II의 반응 중심 클로로필의 환원시간에 200㎲가 소요되고, 이 시간 동안에는 광의 조사가 필요없다는 사실을 확인하였다.As shown in FIG. 5, according to the Example which concerns on this invention, it confirmed that the reduction time of the reaction center chlorophyll of the photochemical system II which comprises a bright reaction takes 200 micrometers, and light irradiation is not necessary during this time.

그리고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 명기와 암기의 펄스주기를 10~500㎲를 유지하는 경우에 광합성속도가 연속으로 광을 조사하는 경우에 비하여 향상됨을 확인하였다.And, as shown in Figure 6, it was confirmed that the photosynthetic rate is improved compared to the case of continuously irradiating light in the case of maintaining the pulse period of the light and dark memory 10 ~ 500 kHz.

예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 펄스주기를 400㎲로 유지할 때의 식물의 생장율이 최대로 증가하여 연속으로 광을 조사하는 경우에 비하여 20% 이상 증가하였음을 확인하였다.For example, as shown in FIG. 7, it was confirmed that the growth rate of the plant at the time of maintaining the pulse period at 400 Hz was increased to the maximum and increased by 20% or more compared with the case of irradiating light continuously.

또한, 명기와 암기의 비를 1:2로 하고, 명기를 주기로 나눈 값(명기/주기)을 33%로 설정한 경우에 식물의 생장률이 더욱 증대되는 것을 확인하였으며, 생산원가를 절감하는 것이 가능함을 확인하였다.In addition, when the ratio between light and dark is 1: 2, and the dividing value of the light (period / period) is set to 33%, the growth rate of the plant is further increased, and it is possible to reduce the production cost. It was confirmed.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 식물 속성 재배장치는 2단 또는 다단으로 설치하여 실시하는 것이 가능하고, 2열 이상으로 배열하여 실시하는 것도 가능하다.Plant property cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention configured as described above can be installed in two or multiple stages, it is also possible to be arranged in two or more rows.

상기와 같이 다단 또는 복수 열로 배열하여 설치하면, 좁은 공간에 최대의 밀집도로 식물을 재배하는 것이 가능하며, 식물의 생산량을 크게 증대시키는 것이 가능하다.By arranging in a multi-stage or a plurality of rows as described above, it is possible to grow plants at the maximum density in a narrow space, it is possible to greatly increase the yield of the plant.

상기에서는 본 발명에 따른 식물 속성 재배장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.In the above, a preferred embodiment of the plant property cultivation apparatus according to the present invention has been described, but the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims and the description of the invention and the accompanying drawings. This also belongs to the scope of the present invention.

10 - 케이스, 12 - 도어, 19 - 토출구, 20 - 회전판, 24 - 종동기어
30 - 회전장치, 32 - 모터, 34 - 구동풀리, 35 - 벨트, 36 - 종동풀리
38 - 구동기어, 40 - 재배용기, 44 - 포트홈, 46 - 포트, 49 - 영양막대
50 - 분무노즐, 54 - 분무펌프, 60 - 광원, 68 - 광센서, 70 - 제어장치
72 - 광원제어부, 74 - 회전제어부, 76 - 공기순환제어부, 78 - 분무제어부
80 - 공기순환장치, 86 - 습도센서, 88 - 온도센서10-case, 12-door, 19-outlet, 20-swivel, 24-driven gear
30-rotator, 32-motor, 34-drive pulley, 35-belt, 36-driven pulley
38-Drive Gear, 40-Grower, 44-Port Groove, 46-Port, 49-Nutrition Bar
50-spray nozzle, 54-spray pump, 60-light source, 68-light sensor, 70-controller
72-light source controller, 74-rotation controller, 76-air circulation controller, 78-spray controller
80-Air circulator, 86-Humidity sensor, 88-Temperature sensor

Claims (6)

케이스와,
상기 케이스의 저면에 회전가능하게 설치되는 회전판과,
상기 케이스의 하부에 설치되고 상기 회전판을 회전시키는 회전장치와,
상기 회전판의 상면에 일체로 설치되고 식물의 뿌리부분이 내부로 삽입되도록 포트가 삽입되는 복수의 포트홈이 간격을 두고 배열되어 형성되고 속이 빈 통형상으로 형성되는 재배용기와,
상기 회전판의 중앙부에 설치되고 물이나 양액을 상기 재배용기의 내부에 고르게 분무하는 분무노즐과,
상기 케이스의 내면에 수직으로 길게 설치되고 다양한 파장의 빛을 주사하는 복수의 광원과,
상기 광원에 인가되는 전원의 주파수와 세기를 가변하여 제어하는 제어장치와,
상기 케이스의 후면에 설치되고 내부의 공기를 순환시키는 공기순환장치를 포함하는 식물 속성 재배장치.With the case,
A rotating plate rotatably installed on the bottom of the case;
A rotating device installed at the lower portion of the case and rotating the rotating plate;
A cultivation container which is integrally installed on the upper surface of the rotating plate and is formed with a plurality of port grooves in which a port is inserted so that the root part of the plant is inserted into and arranged at intervals and formed in a hollow tubular shape;
A spray nozzle installed at the center of the rotating plate and spraying water or nutrient solution evenly into the cultivation vessel;
A plurality of light sources installed vertically on the inner surface of the case and scanning light of various wavelengths;
A controller for controlling and controlling the frequency and intensity of the power applied to the light source;
Plant attribution plant apparatus is installed on the rear of the case and including an air circulation device for circulating the air therein. 청구항 1에 있어서,
상기 재배용기의 포트홈에 삽입되는 포트의 저면에서 재배용기의 중앙쪽으로 연장되며 식물의 성장에 필요한 영양소가 함유되고 봉형상으로 형성되는 복수의 영양막대를 상기 포트의 저면에 분리가능하게 설치하는 식물 속성 재배장치.The method according to claim 1,
A plant which extends toward the center of the cultivation vessel from the bottom of the port inserted into the port groove of the cultivation vessel, contains nutrients necessary for the growth of the plant, and detachably installs a plurality of nut rods formed in a rod shape on the bottom of the pot Attribute Regrowth. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제어장치는 상기 광원에 인가되는 전원의 주파수와 세기를 가변하여 제어하는 광원제어부와, 상기 분무노즐로 물이나 양액을 소정의 압력으로 분무하는 분무펌프의 작동을 제어하는 분무제어부와, 상기 공기순환장치의 작동을 제어하는 공기순환제어부와, 상기 회전장치의 작동을 제어하는 회전제어부를 포함하는 식물 속성 재배장치.The method according to claim 1 or 2,
The control device includes a light source control unit for controlling the frequency and intensity of the power applied to the light source, a spray control unit for controlling the operation of the spray pump for spraying water or nutrient solution at a predetermined pressure with the spray nozzle, and the air Plant circulation apparatus comprising an air circulation control unit for controlling the operation of the circulation device, and a rotation control unit for controlling the operation of the rotating device. 청구항 3에 있어서,
상기 제어장치의 광원제어부는 상기 광원의 점등시간과 소등시간을 1:1~1:3의 비율로 제어하도록 구성하는 식물 속성 재배장치.The method according to claim 3,
And a light source control unit of the control device is configured to control the lighting time and the lighting time of the light source at a ratio of 1: 1 to 1: 3. 청구항 3에 있어서,
상기 제어장치의 광원제어부는 상기 광원의 점등과 소등의 펄스주기를 10~500㎲로 설정하여 제어하도록 구성하는 식물 속성 재배장치.The method according to claim 3,
And a light source control unit of the control device is configured to control the light cycle of the light source on and off by setting the pulse period of 10 ~ 500 ㎲. 청구항 3에 있어서,
상기 제어장치의 광원제어부는 상기 광원의 점등시간을 점등과 소등 주기의 25~50%의 범위로 설정하여 제어하도록 구성하는 식물 속성 재배장치.The method according to claim 3,
And a light source control unit of the control device is configured to control the lighting time of the light source to be set in a range of 25 to 50% of a lighting and extinguishing cycle.
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