KR20200012318A - 이동설치와 내부공간의 확장이 가능한 조립식 컨테이너형 식물재배시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨테이너형 식물재배시스템에 관한 것으로, 태양에너지를 이용한 자연광을 이용하여 식물재배가 이루어지도록 하면서 다양한 장소에 이동하여 설치가 가능하면서 여러 개를 조립하여 확장할 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여, 내부에 트레이 구조의 식물재배장치가 수용되는 내부공간을 형성하는 사면을 구성하는 측면이 개구된 프레임틀로 이루어진 컨테이너형의 본체와 상기 본체의 개구된 측면과 상면에 보온단열과 투과성이 우수한 폴리카보네이트 재질 형성된 투과부를 형성하여 내부공간을 밀폐하면서 내부공간 전체에 태양의 자연광이 투과되어 빛조사가 이루어지도록 한 것이다.

Description

이동설치와 내부공간의 확장이 가능한 조립식 컨테이너형 식물재배시스템 {Prefabricated Containerized Plant Growing System that can be moved and extended}

본 발명은 태양에너지를 이용한 식물재배시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식물재배장치가 구비된 밀폐된 내부에 태양에너지의 자연투과에 광합성을 제공하여 식물재배가 이루어지도록 하면서 협소한 공간은 물론 설치장소에 제약없이 식물이 재배되는 공간을 확장할 수 있는 컨테이너형 식물재배시스템에 관한 것이다.

최근에는 산업 발달에 따른 농경지가 점차적으로 감소되면서 신선한 채소를 공급하기 위해 대량생산, 무공해재배 및 신선도 유지를 도모할 수 있는 식물재배법의 일종으로 수경재배시스템이 최근 각광받고 있으며 빠르게 보급되고 있는 추세이다.

일반적으로 수경재배라 함은 육상 식물을 토양 없이 양액(영양배지)을 첨가한 물에서 키우는 방식으로, 양액은 식물 뿌리에 직접 닿게 하거나 뿌리 지지체 역할을 하는 불활성 지지체에 양액을 적시는 방법으로 공급되도록 함으로써 토양을 통해 양분을 흡수하는 것에 비해 양액을 통해 영양분을 공급받게 되면서 식물이 훨씬 효율적으로 양분을 흡수하여 성장이 촉진되는 효과를 가지고, 특히 수경재배 농법을 이용하게 되면 식물의 생육환경을 세밀(뿌리의 상태와 성장모습을 직접 관찰)하게 통제할 수 있기 때문에 생산량 증대뿐 아니라 수확시기의 조절이 가능하고, 또한 토양의 질이 악화된 지역이나 작물을 키우기 힘든 지역에서도 오염되지 않은 신선한 농작물의 생산이 가능한 장점이 있다.

따라서 최근에 밀폐된 구조로 이루어진 컨테이너형으로 이루어진 본체 공간 내부에 다단의 트레이 구조로 이루어진 식물재배장치와 상기 식물재배장치에 광합성을 유도하기 위한 별도의 조명수단을 구비하고 있으며, 이러한 조명수단으로 형광조명이나 백열조명이나 고압나트륨조명을 사용하고 있으나, 최근에는 내구성이 우수한 LED조명이 많이 사용되고 있는 것이다.

상기 LED조명은 내구성이 좋고 식물이 필요로 하는 파장 영역의 빛을 방출하여 수경재배용으로는 최적의 조명수단으로 사용되고 있으나, 수직형 다단구조의 트레이를 구비하는 식물재배장치에 있어서 식물의 성장에 필요한 광합성 즉, 충분한 광량과 광질을 제공하기 위해서는 상당한 휘도를 가져야 하지만, LED조명은 대부분 직진성을 가지기 때문에 충분한 광량과 광질을 제공하기 어려운 문제가 있었다.

따라서 충분한 광량과 광질을 제공하기 위해서는 컨테이너형 본체 내부면 전체에 다수의 LED조명을 구비해야 하고, 이럴 경우 조명에 의해서 내부에 엄청난 열이 발생하게 되는 문제가 있는 것이다.

즉, 상기 LED조명의 방열처리가 잘되지 않을 경우에는 LED조명의 효율을 현저하게 떨어뜨리게 될 뿐만 아니라, 밀폐형인 컨테이너형 본체 내부 온도가 상승되면서 오히려 식물의 성장에 악영향을 끼치게 되는 문제가 있으며, 실내의 적정한 온도를 유지하기 위해서는 별도의 냉각장치를 추가적으로 구비해야 하기 때문에 설치구조가 매우 복잡해지고 비용이 비싸지는 문제가 발생됨은 물론 상당한 전력공급이 필요하여 관리비용이 많이 발생는 것이었다.

한편, 최근에 전력공급을 개선하기 위해서 태양광시스템과 풍력시스템을 구비한 컨테이너형 식물재배시스템이 개시되어있으나, 인공적인 조명수단에서 발생되는 광질과 광량은 식물의 성장에 한계가 있을 뿐만 아니라, 대부분의 식물재배시스템이 일정한 공간의 한정된 공간으로 이루어져 있어 생산성에 문제가 있다.

따라서 햇빛의 자연광에 의해 광합성을 제공하여 식물의 자연성장을 유도하면서도 공간활용도 또한 높임과 동시에 관리가 용이한 식물재배시스템이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

KR 10-1648479 B1 (2016.08.09) KR 10-2016-0136923 A (2016.11.30)

따라서 본 발명에서는 단열이 이루어지는 컨테이너형 구조로 사방에서 햇빛의 자연광에 의해 식물이 광합성이 이루어져 성장되도록 하고, 이동에 의해 협소한 공간이나 확장된 공간의 장소에 제약 없이 간단하게 설치가능하면서 설치장소에 따라서 조립에 의해 식물재배공간을 확장할 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 내부에 트레이 구조의 식물재배장치가 수용되는 내부공간을 형성하는 사면을 구성하는 측면이 개구된 프레임틀로 이루어진 컨테이너형의 본체와 상기 본체의 개구된 측면과 상면에 보온단열과 투과성이 우수한 폴리카보네이트 재질로 이루어진 투과부를 장착하여 컨테이너형의 본에 내부공간을 완전히 밀폐하면서 투과부를 통해 내부공간 전체에 태양의 자연광으로 빛조사가 이루어져 식물의 광합성을 제공토록 한 것이다.

또한 상기 투과부는 슬라이드로 개폐되거나 탈착되도록 하여 내부공간의 환기가 이루어지도록 하고, 프레임틀에는 조립수단을 구비하여 상기 조립수단에 의해 복수 개의 본체를 측면배열 또는 다단적층 구조로 연결하여 조립시켜 식물재배장치가 수용되는 내부공간을 확장할 수 있도록 한 것이다.

또한 본체의 프레임틀에 소량의 태양광 모듈과 상기 태양광 모듈에 의해 충전되는 충전부를 구비하여 투과부를 컨트롤러에 의해 자동으로 개폐되도록 하고, 조명장치와 냉온장치를 추가로 구비하여 날이 흐린 날에 광량 또는 사계절에 적정한 실내온도로 조절할 수 있도록 한 것이다.

따라서 본 발명에 따르면, 태양의 자연광을 직접적으로 조사토록 함으로서 식물에 광합성을 제공하기 위한 별도의 시설물이 필요없어 식물재배시스템의 구축을 위한 비용을 절감할 수 있는 효과는 물론 식물이 자연성장이 이루어지기 때문에 신선한 식물재배가 가능한 장점이 있는 것이다.

또한 이동이 가능하기 때문에 장소의 구분 없이 설치가 가능한 장점이 있으며, 식물재배시스템을 독립형으로 사용하거나 여러 개를 조립한 상태에서 재배를 위한 내부공간을 하나로 연결된 확장공간으로 사용할 수 있어 식물재배를 위한 관리 및 식물의 대량재배가 가능한 장점이 있는 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 식물재배시스템을 나타낸 사시도.
도2는 본 발명의 식물재배시스템의 본체의 분해사시도.
도3은 본 발명의 식물재배시스템에 식물재배장치가 설치된 사시도.
도4는 본 발명의 식물재배시스템에 자연광이 투과되는 상태의 단면도.
도5는 본 발명의 식물재배시스템이 조립에 의하여 확장된 상태도.
도6은 본 발명의 식물재배시스템의 본체 프레임틀의 구조를 나타낸 사시도.
도7은 본 발명의 식물재배시스템의 본체 트레임틀에 충진제가 충전된 단면도.
도8과 도9는 본 발명의 식물재배시스템의 본체가 조립수단에 의해 조립되는 상태의 개략도.
도10과 도11은 본 발명의 식물재배시스템의 본체가 조립수단에 의해 조립되는 상태의 단면도.
도12는 본 발명의 전력공급을 위한 태양광 충전 및 조명수단 및 냉온장치가 설치된 사시도.
도13은 본 발명의 투과부가 개폐되는 상태도.

이하 첨부도면을 참조하여 일 실시 예에 따른 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 내지 도11에 도시된 바와 같이 본 발명은 내부에 통상의 식물재배장치(100)가 장착되도록 내부공간(11)을 갖도록 긴 장방형의 이동 가능한 컨테이너형으로 이루어져 사면의 측면이 개방된 프레임틀(12)로 이루어진 본체(10)와 상기 본체(10)의 개방된 측면 및 상면에는 내부공간(11)의 보온단열이 이루어지도록 밀폐하면서 내부공간(11)으로 태양에서 조사되는 자연광이 투과되어 식물재배장치(100)에 설치된 식물에게 광합성을 위한 빛 조사가 이루어지도록 투명의 투과부(20)를 형성하고, 상기 본체(10)에는 조립수단(30)에 의해서 복수의 본체(10)를 측면으로 배열조립하거나 상하로 다단적층토록 하여 내부공간(11)을 하나의 연결된 공간으로 확장할 수 있도록 한 것이다.

또한 상기 본체(10)는 상면이 일체 또는 조립형으로 이루어지며 조립형으로 이루어질 경우에는 사용에 따라서 상면을 투과부(20)를 대체하여 설치할 수 있는 것이다.

또한 상기 본체(10)가 다단으로 적층되는 것을 감안하여 적층된 하중에 지지될 수 있도록 투과부(20)가 형성된 측면 중간에 지지대(미도시)가 설치될 수 있는 것이다.

상기 본체(10)는 식물재배공간을 위한 하우스형의 컨테이너로써 협소한 장소 또는 넓은 장소에 이동하여 운반하여 간단하게 설치할 수 있고, 우리나라의 기후조건에 의한 태풍 및 장마나 강풍이나 폭설 등의 자연재해에도 파손이나 손상이 발생되지 않기 때문에 최적의 식물재배시스템을 제공하게 되는 것이다.

이때 상기 본체(10)의 내부공간(11)에는 수경재배방식으로 식물을 재배할 수 있도록 다단의 트레이로 이루어진 식물재배장치(100)가 장착되는 것으로, 상기 식물재배장치(100)가 장착된 상태에서 식물의 성장을 위해 식물재배장치(100)로 물을 공급하는 공급수단(미도시)과 공급된 물이 손실되지 않고 반복적으로 공급이 이루어지도록 순환되는 순환장치(미도시)가 설치되는 것이다.

또한 상기 본체(10)의 프레임틀(12)은 내공간을 갖는 파이프 관체로 이루어져 내공간에 의해서 외부공기가 내부공간으로 전달되지 않도록 하고, 반대로 내부공기가 외부로 전달되지 않도록 하여 투과부(20)에 의해 보온단열이 이루어진 본체(10)의 내부공간(11)이 최적의 온도상태를 유지토록 한 것이다.

또한 상기 프레임틀(12)의 내공간에 충진제를 충진토록 함으로써 더욱 향상된 보온단열을 유지할 수 있게 되는 것이다.

이때 상기 투과부(20)는 보온단열이 이루어지면서 태양빛이 투과될 수 있도록 투명성은 물론 유연성 및 가공성이 우수한 열가소성 플라스틱의 일종인 폴리카보네이트 소재를 사용토록 한 것이다.

상기 투과부(20)를 폴리카보네이트로 제조함으로써 폴리카보네이트의 장점인 내충격성, 내열성, 내후성, 자기 소화성, 유리에 가까운 투명성과 강화 유리의 약 150배 이상의 충격도를 가지고 있어 보온단열은 물론 외부충격에도 쉽게 파손되지 않는 장점이 있다.

또한 본체(10)에 형성된 투명으로 이루어진 투과부(20)를 통해 외부에서 내부공간(11)에 설치된 식물재배장치(100)에 장착된 식물의 상태를 확인할 수 있게 되는 것이다.

이때 상기 투과부(20)는 창호시스템과 같이 슬라이드로 개폐가능한 레일의 구조로 설치함으로써 본체(10)의 내부공간(11)을 환기할 수 있도록 한 것이다.

또한 상기 본체(10) 여러 개를 조립수단(30)으로 조립하여 연결할 때 투과부(20)를 개방하여 내부공간(11)이 하나로 연결되어지도록 함으로써 내부공간(11)을 확장할 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 본체(10)의 내부공간(11)을 확장하기 위하여 투과부(20)가 슬라이드로 개폐되는 구조로 이루어질 경우에 상기 투과부(20)가 개폐되는 구조에 의해서 내부공간(11)의 완벽한 보온단열을 위해서 이중구조로 설치되는 것이 좋다.

이때 상기 복수의 본체(10)를 측면배열 또는 상하로 다단적층으로 조립하기 위한 조립수단(30)은 십자상으로 분할된 결합돌부(31)가 상하로 돌출되게 형성되고 본체(10)의 프레임틀(12) 상하 각 모서리에는 결합홈(13)을 형성하여 상기 조립수단(30)의 결합돌부(31)가 본체(10)의 결합홈(31)에 끼임결합됨으로써 복수 개의 본체(10)를 측면배열 또는 상하 다단적층으로 조립하여 확장할 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 복수 개의 본체(10)가 조립될 경우에 틈새가 발생되지 않도록 프레임틀(12)이 서로 밀착되도록 조립되고, 본체(10)에 형성된 투과부(20)는 프레임틀(12)이 밀착되어 조립되는 것을 감안하여 내측으로 내입되게 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 본체(10)에는 투과부(20)의 개폐가 자동으로 이루어도록 함은 물론 햇빛이 없는 날이 흐린 날에도 광합성을 제공하기 위해 별도의 조명수단(60)과 내부에는 사계절에 의해 밀폐된 내부공간(11)에 식물의 성장을 위한 적정한 온도를 제어할 수 있도록 냉온장치(70)가 구비될 수 있는 것이다.

이러한 투과부(20)의 자동개폐와 조명수단(60) 및 냉온장치(70)의 구동에 필요한 전력을 공급하기 위하여 도12에 도시된 바와 같이 본체(10)에 태양광 모듈(40)과 상기 태양광 모듈(40)에 의해 태양광을 집광하여 생산된 전기를 충전하는 충전부(50)를 구비토록 하되, 상기 태양광 모듈(40)은 본체(10)의 프레임틀(12)에 구비토록 하고, 충전부(50)는 내부공간(11)에 설치토록 한 것이다.

또한 태양광 모듈(40)에 의해 전기가 충전된 충전부(50)는 제어부(미도시)에서 제어되어 컨트롤장치(미도시)를 통해 구동되도록 한 것이다.

따라서 투과부(20)의 자동개폐와 조명수단(60) 및 냉온장치(70)는 기후조건에 따라서 컨트롤러에 의해서 구동되어져 내부공간(11)에 광량을 제공하거나 식물 성장의 적정한 온도를 유지할 수 있게 되는 것이다.

따라서 상기 투과부(20)도 컨트롤러에 의해 개폐가 자동으로 이루어지도록 하여 본체(10)가 측면배열되거나 상하로 다단 적층된 상태에서 별도의 장비를 사용하지 않고 투과부(20)의 개폐작동은 물론 조명수단(60)과 냉온장치(70)를 외부에서 용이하게 작동할 수 있도록 한 것이다.

10: 본체 11: 내부공간
12: 프레임틀 13: 결합홈
20: 투과부
30: 조립수단 31: 결합돌부
40: 태양광 모듈
50: 충전부
60: 조명수단
70: 냉온장치

Claims (5)

1. 컨테이너 컨테이너형으로 이루어진 식물재배시스템에 있어서,
   내부에 트레이 구조의 식물재배장치(100)가 수용되는 내부공간(11)이 형성되고 사면을 구성하는 측면이 개구된 프레임틀(12)로 이루어진 본체(10)와,
   상기 본체(10)의 개구된 측면에 내부공간(11)을 밀폐하여 보온단열이 이루어지면서도 외부의 태양빛 빛을 그대로 투과시키는 투명재질의 투과부(20)를 형성하고,
   상기 본체(10)의 프레임틀(12)에는 조립수단(30)을 구비하여 복수 개의 본체(10)를 조립수단(30)에 의하여 조립으로 측면배열 또는 상하로 다단적층으로 연결하여 내부공간(11)을 하나로 확장할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 이동설치와 내부공간의 확장이 가능한 조립식 컨테이너형 식물재배시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 투과부(20)는 내충격성, 내열성, 내후성, 자기 소화성, 유리에 가까운 투명성과 유연성 및 가공성이 우수한 폴리카보네이트 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동설치와 내부공간의 확장이 가능한 조립식 컨테이너형 식물재배시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 내부공간(11)을 확장하기 위하여 투과부(20)는 슬라이드로 개폐토록 한 것을 특징으로 하는 이동설치와 내부공간의 확장이 가능한 조립식 컨테이너형 식물재배시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 본체(10)에 소수의 태양광 모듈(40)과 상기 태양광 모듈(40)에 의해 전력을 충전하는 충전부(50)와 조명수단(60)과 냉온장치(70)를 구비하여 컨트롤러에 의해 투과부(20)의 개폐와 조명수단(60) 및 냉온장치(70)를 작동시켜 광량 제공과 실내온도의 조절을 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 이동설치와 내부공간의 확장이 가능한 조립식 컨테이너형 식물재배시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 조립수단(30)은 십자상으로 분할된 결합돌부(31)가 상하로 돌출되게 형성되고 본체(10)의 프레임틀(12) 상하 각 모서리에는 결합홈(13)을 형성하여 상기 조립수단(30)의 결합돌부(31)가 본체(10)의 결합홈(31)에 결합되어 복수 개의 본체(10)를 측면배열 또는 상하 다단적층으로 조립하여 확장토록 한 것을 특징으로 하는 이동설치와 내부공간의 확장이 가능한 조립식 컨테이너형 식물재배시스템.

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