KR20190131229A - 식물 재배기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물 재배기에 관한 것으로, 이러한 식물 재배기는 상부가 개방되는 박스(BOX) 형상의 본체와; 히터에 의하여 발산되는 열을 전도하며, 상기 본체의 내부에 안착되는 열전도판과; 상부가 개방되는 박스(BOX) 형상이고, 상기 본체의 상부에 위치하는 단열케이스; 및 상기 단열케이스 내부에 안착되는 배지로 구성되며, 상기 열전도판은 상기 본체에서 일정거리 이격되고, 상기 단열케이스는 상기 열전도판에서 일정거리 이격되게 장착되고, 상기 열전도판에는 공기가 관통되는 통기공이 복수로 형성되는 구성이다.
이와 같은 구성에 의하여 히터에 의하여 열전도판이 가열되면, 가열된 공기가 천장을 향하여 상승이 저하되고 배지에 식재된 식물의 주위에 머물게 되므로 보온에 따른 에너지의 효율이 극대화된다.

Description

식물 재배기{DEVICE FOR GROWING PLANT}

본 발명은 식물 재배기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비닐하우스와 시설에 사용하는데, 식물의 성장에 가장 최적의 온도를 유지하면서도 보온에 따른 에너지를 최대한 효율적으로 사용할 수 있는 식물 재배기에 관한 것이다.

산업이 발전하고 인구가 증가함에 따라 각종 공장시설의 확장과 주택의 건설로 농경지나 청정지역이 감소하고 있는 추세이며, 특히 화학비료 등의 사용으로 농가가 각종 식물을 재배하는 농경지가 척박해짐은 물론, 산업공해의 증가로 청정 농산물이나 각종 식물의 재배가 날로 어려워지고 있는 실정이다.

즉, 상기와 같은 환경에서 자라는 식물들은 제대로 성장하지 못하며, 오염물질이 식물 내에 축적되어 인간에게 공급되는 경우 예상하지 못한 여러 질병을 일으키는 요인으로 작용하고 있었다.

한편, 일반 농가는 물론이고 특수 식물을 재배하는 곳에서 재배되는 식물이나 농가 식물의 생산성을 향상시키기 위해 다양한 특수 시설을 구비하여 계절에 상관없이 식물을 재배함으로써 고소득을 얻고자 많은 노력을 기울이고 있는 실정이다.

문헌1: 공개특허공보 10-2017-0034584호(2017.03.29. 공개) 문헌2: 등록특허공보 10-1670059호(2016.10.28. 공고) 문헌3: 등록실용신안공보 20-0238307호(2001.10.11. 공고) 문헌4: 등록특허공보 10-0189114호(1999.06.01. 공고) 문헌5: 등록실용신안공보 20-0174607호(2000.03.15. 공고)

식물을 재배하기 위한 이러한 시설에는 식물의 성장에 적당한 온도를 유지하기 위하여 에너지를 공급하게 된다.

그러나 에너지를 공급하여 시설 내부의 온도가 상승하게 되면, 대류 현상에 의하여 가열된 공기는 시설의 상층부에 집중하게 되고, 식물이 재배되는 공간의 온도는 상층부보다 더 낮은 온도를 유지하게 된다.

따라서 식물이 위치한 공간의 온도를 가열하기 위해서는 더 많은 에너지를 공급하여야 한다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 본 발명의 목적은 식물이 성장하는 각각의 공간에 가장 적당한 온도를 유지하여 에너지를 절감할 수 있는 식물 재배기를 제공하는데 있다.

이러한 상기 목적은 본 발명에 의해 달성되며, 본 발명의 일면에 따라, 식물 재배기는 상부가 개방되는 박스(BOX) 형상의 본체와; 히터에 의하여 발산되는 열을 전도하며, 상기 본체의 내부에 안착되는 열전도판과; 상부가 개방되는 박스(BOX) 형상이고, 상기 본체의 상부에 위치하는 단열케이스; 및 상기 단열케이스 내부에 안착되는 배지로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 열전도판은 상기 본체에서 일정거리 이격되고, 상기 단열케이스는 상기 열전도판에서 일정거리 이격되게 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열전도판에는 공기가 관통되는 통기공이 복수로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일면에 따라, 상기 단열케이스에는 공기가 관통하는 흡기구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 흡기구에는 조절구가 안착되어서, 상기 조절구의 조절에 의하여 상기 흡기구로 관통하는 공기의 양이 조절되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 본체와 상기 단열케이스는 단열재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 열전도판에서 데워진 공기는 상기 배지의 사방에서 상부로 이송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단열케이스에 형성된 상기 흡기구에서는 상부에서 하부로 공기가 관통하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기와 같은 구성에 따라, 즉 상기 히터에 의하여 상기 열전도판이 가열되면, 가열된 공기의 상승이 저하되어 상기 배지에 식재된 식물의 주위에 머물게 되므로 보온에 따른 에너지의 효율이 극대화된다.

또한, 비닐하우스와 같은 시설에서는 가장자리에 위치한 공간과 가운데 공간의 온도에 차이가 발생하나, 본 발명에 의한 일정길이 단위의 모듈 형태인 상기 식물 재배기를 설치하는 경우에는 위치에 관계없이 개별 온도제어가 가능하므로 위치에 관계없이 온도를 일정하게 유지할 수 있는 효과가 발생하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배기의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 식물 재배기의 분리 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 선 A-A를 따라 취한 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 식물 재배기의 부분 절단 사시도.
도 5a와 5b는 사용 상태를 설명하기 위한 도면.
도 6은 또 다른 사용 상태를 설명하기 위한 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하며 도면의 전체에 있어서 동일한 부분은 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식물 재배기의 사시도이고, 도 2는 분리사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 도면 부호 10으로 도시한 본 발명에 따른 식물 재배기는 본체(20), 열전도판(40), 단열케이스(50), 조절구(60) 및 배지(70)로 구성된다.

상기 본체(20)는 상부가 개방되는 박스(BOX) 형상이고, 상기 열전도판(40)은 히터(30)에 의하여 발산되는 열을 전도하며, 상기 본체(20)의 내부에 안착된다.

그리고 상기 단열케이스(50)는 상부가 개방되는 박스(BOX) 형상이고, 상기 본체(20)의 상부에 위치하게 된다. 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 단열케이스(50)의 하부 면에는 길이 방향으로 흡기구(53)가 형성되어 있다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 흡기구(53)에는 단면이 "T"자 형상을 이루는 조절구(60)가 안착되며, 상기 조절구(60)는 상기 흡기구(53)의 상부에서 상하로 승강되는 구조로, 제어부(100)에 의하여 제어된다. 이와 같이 상기 제어부(100)에서 승강이 제어되는 상기 조절구(60)에 의하여 상기 흡기구(53)로 관통하는 공기의 양이 조절되게 된다.

상기 본체(20)와 상기 단열케이스(50)는 단열재로 이루어지는데, 일반적인 합성수지를 발포하여 성형할 수도 있다.

그리고 PET필름 또는 알루미늄필름 중 어느 하나 이상으로 된 기저층의 상면에 폴리에틸렌폼에 의한 단열층이 접착되고, 상기 단열층 위에 PET필름 또는 알루미늄필름 중 어느 하나 이상으로 된 커버층이 접착되며, 상기 기저층과 상기 단열층 사이에 부직포가 개입됨으로써 다층구조를 가지며, 상기 단열층에는 공기캡슐이 마련되는 구성으로 제조할 수도 있다.

또한, 상기 본체(20)와 상기 단열케이스(50)는 실리카계의 점토물을 소결하여 형성할 수도 있다.

상기 열전도판(40)은 알루미늄 같은 금속소재로 이루어질 수 있다.

이와 같이 금속소재로 이루어지면 열전도도는 높아서 열의 전달은 용이하게 이루어지나 공기로의 열 방출 효율은 탄화규소에 비하여 낮게 형성된다.

탄화규소(SiC)는 탄소와 규소의 화합물로, 코크스와 규사를 전기로에 넣고 섭씨 1,800~1,900도로 가열하여 만든다. 순수한 것은 무색투명한 결정이나 보통은 검은 갈색의 가루이다. 탄화규소는 내용해성 내용융성 내산화성 외에 열 방출 효율이 크다. 이러한 성질로 인해 탄화규소는 고온 벽돌과 다른 내화성 물질 제조에 중요하다.

탄화규소는 알루미늄보다 열전도성이 떨어지지만, 공기 중으로 열을 방출하는 효과는 우수하다.

따라서 본 발명에 의한 상기 열전도판(40)은 알루미늄 재질로 이루어지고 표면에는 탄화규소(SiC) 분말이 압입되어 형성된 판재로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 표면에 압입되어 도포되는 상기 탄화규소(SiC) 분말에 의하여 알루미늄으로만 이루어질 때보다도 공기 중으로 열 발산이 용이하게 이루어지는 효과가 발생한다.

그리고 상기 열전도판(40)은 히터(열선, 30)에 의해 가열되고, 상기 히터(30)는 전선(300)에 의하여 전기가 인가되게 된다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 열전도판(40)에는 공기가 관통되는 통기공(43)이 복수로 형성되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 식물이 식재되는 상기 배지(70)는 상기 단열케이스(50) 내부에 안착되게 된다.

상기 배지(70)는 물에 침지되기 때문에, 어느 정도의 내수성이 필요함과 동시에, 투수성, 보수성, 통기성, 강도 등이 요구된다. 상기 배지(70)는 맥주박 등의 식품 제조에서 발생하는 유기성 폐기물을 탄화 처리하여 수득되는 탄화물을 사용할 수 있다.

그리고 상기 배지(70)는 폴리비닐알코올 수지를 사용할 수도 있다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 열전도판(40)은 상기 본체(20)에서 일정거리 이격되어 공간이 확보되고, 이와 같이 확보된 공간을 이용하여서 공기가 자유롭게 이동할 수 있다. 또한 상기 단열케이스(50)도 상기 열전도판(40)에서 일정거리 이격되게 장착된다.

상기와 같은 구성에 따른 식물 재배기(10)에 있어서 공기의 흐름은 도 5a와 5b를 참조하여 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 식물 재배기(10)의 상부에서 평면으로 바라볼때, 상기 열전도판(40)은 상기 본체(20)와 상기 단열케이스(50) 사이의 공간에 "ㅁ"자 형상으로 노출된다.

상기 제어부(100)에 의하여 상기 히터(30)에 전원이 인가되면, 상기 히터(30)에 열이 발생되고, 이와 같이 발생된 열은 상기 열전도판(40)에 열전도되어 가열되게 된다.

이와 같이 가열된 상기 열전도판(40)에 의하여 주위의 공기가 가열되면, 대류 현상에 의하여 가열된 공기는 상기 본체(20)와 상기 단열케이스(50) 사이의 "ㅁ"자 형상으로 형성된 공간에서 상부로 상승하게 된다.

이와 같이 상기 본체(20)와 상기 단열케이스(50) 사이의 공기가 상승하게 되면, 배지위 식물주위에 음(-)압이 발생하여서 상기 배지(70) 상부에 있던 공기는 상기 배지(70)와 상기 단열케이스(50) 사이의 공간을 통하여 하강하게 된다.

이와 같이 하강하는 공기는 상기 단열케이스(50)에 형성된 상기 흡기구(53)를 통과하여 하강하고, 하강된 공기는 상기 열전도판(40)에 의하여 가열되어서 상기 본체(20)와 상기 단열케이스(50) 사이의 공간을 따라서 상승하게 된다.

이때, 상기 배지(70) 상부에 있던 공기가 하강하면 상기 배지(70) 위에는 또다른 음(-)압이 발생하게 되고, 이와 같은 음(-)압에 의하여 상기 배지(70)의 4측면을 따라서 상승하던 공기를 끌어 모으게 되고, 이와 같이 상기 배지(70)의 상부로 끌어 모은 공기는 상기 흡기구(53)를 통하여 하강하게 된다.

즉 상기 히터(30)에 의하여 상기 열전도판(40)이 가열되면, 상기 열전도판(40) 주위의 공기가 가열되고, 이와 같이 가열된 공기는 도 5a와 도 5b에 도시된 화살표와 같이 순환하게 된다. 따라서 가열된 공기가 천장으로 향하는 상승이 저하되고 상기 배지(70)에 식재된 식물의 주위에 머물게 되므로 보온에 따른 에너지의 효율이 극대화 된다.

본 발명에 의한 상기 식물 재배기(10)의 적용사례는 도 6을 참조하여 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 식물 재배기(10)는 비닐하우스(미도시)와 같은 시설 내부에 일정길이의 모듈 형태로 복수 설치되고, 또한 각 모듈에는 온도를 감지할 수 있는 센서(200)가 복수로 설치된다.

복수로 설치된 상기 식물 재배기(10a, 10b, 10c, 10d)와 각 모듈에 설치된 센서(200a, 200b, 200c, 200d)는 제어부(100)에 의하여 제어된다.

상기 센서(200)은 상기 본체(20) 내부의 공기가 순환되는 부위에 장착되어서 해당 식물 재배기(10)의 온도를 감지하게 되고, 이와 같이 감지된 신호는 상기 제어부(100)에서 제어된다. 즉 상기 모듈은 상기 센서(200)가 장착된 상기 식물 재배기(10)를 의미하게 된다.

따라서 복수의 상기 식물 재배기(10a, 10b, 10c, 10d) 중에서 설정된 온도 범위를 벗어난 어느 하나의 상기 식물 재배기(10)는 상기 센서(200)에 의하여 감지되고, 해당 식물 재배기(10)의 전원을 제어하여 일정한 온도를 유지할 수 있게 된다.

즉 비닐하우스와 같은 시설에서는 가장자리에 위치한 공간과 가운데 공간의 온도 차이가 발생하나, 본 발명에 의한 상기 식물 재배기(10)를 설치하는 경우에는 일정 길이의 모듈 형태를 취하기 때문에 시설의 위치에 관계없이 개별 제어가 가능하므로 온도를 일정하게 유지할 수 있는 효과가 발생하게 된다.

본 발명에 의한 식물 재배기(10)는 시설 내부에서 사용할 수도 있고, 독립하여 단독으로 사용할 수도 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 식물 재배기를 실시하기 위한 것으로서, 본 발명의 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

10: 식물재배기, 20: 본체,
30: 히터, 40: 열전도판,
43: 통기공, 50: 단열케이스,
53: 흡기구, 60: 조절구,
70: 배지, 100: 제어부,
200: 센서

Claims (8)

1. 상부가 개방되는 박스(BOX) 형상의 본체;
   히터에 의하여 발산되는 열을 전도하며, 상기 본체의 내부에 안착되는 열전도판;
   상부가 개방되는 박스(BOX) 형상이고, 상기 본체의 상부에 위치하는 단열케이스; 및
   상기 단열케이스 내부에 안착되는 배지로 구성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 열전도판은 상기 본체에서 일정거리 이격되고, 상기 단열케이스는 상기 열전도판에서 일정거리 이격되게 장착되는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 열전도판에는 공기가 관통되는 통기공이 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
4. 제 3항에 있어서, 상기 단열케이스에는 공기가 관통하는 흡기구가 형성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
5. 제 4항에 있어서, 상기 흡기구에는 조절구가 안착되어서, 상기 조절구의 조절에 의하여 상기 흡기구로 관통하는 공기의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
6. 제 5항에 있어서, 상기 본체와 상기 단열케이스는 단열재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
7. 제 6항에 있어서, 상기 열전도판에서 데워진 공기는 상기 배지의 사방에서 상부로 이송하는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.
8. 제 7항에 있어서, 상기 단열케이스에 형성된 상기 흡기구에서는 상부에서 하부로 공기가 관통하는 것을 특징으로 하는 식물 재배기.

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