KR20200040337A - 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 작물이 식재 및 생장하는 소영역의 온도조절을 효과적으로 시행할 수 있을 뿐만 아니라 습도의 조절, CO2 시비 등 작물의 성장에 필요한 다양한 조건이나 환경을 국부적으로 제어함으로써 농작물 재배의 편의성과 생산성 향상, 생산비의 절감과 농작물의 품질을 향상시킬 수 있는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서, 작물이 식재되는 베드; 상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부; 및 상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

국부 환경 제어가 가능한 재배시스템{CULTIVATION SYSTEM FOR CONTROLLING THE LOCAL CULTIVATION ENVIRONMENT}
본 발명은 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 작물이 식재 및 생장하는 소영역의 온도조절을 효과적으로 시행할 수 있을 뿐만 아니라 습도의 조절, CO2 시비 등 작물의 성장에 필요한 다양한 조건이나 환경을 국부적으로 제어함으로써 농작물 재배의 편의성과 생산성 향상, 생산비의 절감과 농작물의 품질을 향상시킬 수 있는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 농작물의 노지재배는 일정 시기에 국한되어 있는 반면, 생활수준은 나날이 높아져 신선 농산물에 대한 수요는 연중 지속되고 있는 것이 현실이고, 근래 이상기온이 빈번히 발생하면서 국내 농산물 수급과 물가 변동에 대한 불확실성이 커지고 있다.
이에 따라, 이상기온에 따른 불확실성을 줄이고, 소비자들의 연중 수요를 충족하기 위한 방안으로 시설원예산업이 점차 확대되고 있으며 다양한 연구개발이 진행되고 있다.
예를 들면 시설원예는 유리온실이나 비닐하우스 등의 원예시설 내부에 구성한 재배지에 작물을 식재하고, 작물의 재배에 이상적인 온도, 습도, CO2 등의 조건을 유지하도록 환경을 관리하면서 재배과정을 수행하게 된다.
그리고, 시설원예는 작업성, 재배의 효율성 및 인건비 절감 등을 고려하여 지표면보다 높은 위치에서 작물을 재배하기 위한 장치로서 통상 고설 재배장치로 호칭 되는 시설을 이용하여 작물을 재배하고 있다.
상기한 고설 재배장치는 지면에서 일정 높이만큼 떨어진 공중에 노출됨에 따라 작물이 식재되는 배드나 재배용기의 내부 열이 쉽게 방출되므로 토양의 온도를 일정하게 유지할 수 없는 단점이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위한 방안으로서, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0828734호에는 면상 발열시트를 이용한 고설 재배장치가 제안되어 있다.
면상 발열시트를 이용한 고설 재배장치는 도1에 도시된 바와 같이 지지대(120), 재배용기(140), 면상 발열시트로 이루어진 발열기구(160)를 포함하여 구성된다. 지지대(120)는 지면에서 일정높이로 입설되어 재배용기(140)가 지지되는 구조물로서 작업자가 서서 재배작물을 용이하게 다룰 수 있을 정도의 높이로 되어 있다.
전술한 종래 고설 재배장치는 발열기구에 의해 온도조절이 가능한 장점이 있지만, 이하와 같은 여러 가지 문제점을 수반하고 있다.
먼저, 종래 고설 재배장치는 작물의 뿌리 부분이 식재되는 재배용기(140) 내부 온도의 상승작용을 수행할 수 있으나, 잎과 줄기 부분이 위치하는 공간부의 온도를 상승시킬 수 없으므로 동절기와 같은 저온환경에서 작물이 동해를 입거나 광합성을 제대로 수행할 수 없어서 적절한 생육을 기대할 수 없는 한계점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 고설 재배장치의 주변에 보조난방장치를 설치하여 작물의 주변부의 온도를 상승시키는 방안이 제안될 수 있으나 보조난방장치로부터 공급하는 온기는 대류작용에 의해 작물의 주변부에 머물지않고 신속하게 상승되므로 작물의 주변부 온도를 일정 시간이상으로 유지하는 것이 매우 어렵고 에너지비용이 지나치게 높은 단점이 있다.
그리고, 종래 고설 재배장치는 온도 조절 기능을 어느 정도 수행할 수 있지만, 작물의 재배에 필수적인 습도의 조절, CO2 시비 등 다양한 재배환경을 조절할 수 없는 한계점이 있다. 특히, 종래 고설 재배장치는 습도의 조절이나 CO2 시비를 위한 시설을 갖춘다고 하더라도 작물 주변에만 국부적으로 시행할 수 없으므로 원예시설 내부공간에 전체적으로 습도를 조절하거나 CO2 시비를 수행하여야 하는 단점이 있다.
이에 따라, 종래 원예시설은 내부의 재배환경을 국부적으로 적절하게 관리할 수 없으므로 유지관리비용, 에너지비용 등의 상승으로 생산비용이 증가되고 재배되는 농작물의 수확량이 낮아지며, 작업자에 의존하여 관리를 수행하여야 하므로 생산비의 상승은 물론이고 농작물의 품질이 저하되는 한계점이 있다.
한국등록실용신안 등록번호 제20-0129738호 "작물의 공중육모장치" 한국등록특허 등록번호 제10-0828734호 "면상 발열시트를 이용한 고설 재배장치" 한국등록특허 제10-1585806호 "딸기 고설 재배장치"
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 작물이 식재 및 생장하는 소영역의 온도조절을 효과적으로 수행함으로써 작물의 생육성 및 작물의 품질을 향상시킬 수 있고 에너지비용의 절감을 통해 생산비를 절감할 수 있도록 한 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 작물이 식재 및 성장하는 소영역의 온도조절 뿐만 아니라 습도의 조절, CO2 시비 등 작물의 성장에 필요한 다양한 조건이나 환경을 국부적으로 제어함으로써 농작물 재배의 편의성과 생산성 향상, 생산비의 절감과 농작물의 품질을 향상시킬 수 있도록 한 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서, 작물이 식재되는 베드; 상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부; 및 상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서, 작물이 식재되는 베드; 상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부; 상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관; 및 상기 공기순환관으로 공기를 흡인하도록 접속되는 공기흡인수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서, 작물이 식재되는 베드; 상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부; 상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관; 상기 공기순환관으로 공기를 흡인하도록 접속되는 공기흡인수단; 및 상기 공기순환관과 연통되게 배치되고, 상기 열교환매체부를 둘러싸도록 형성된 유도몸체에 유출홀이 구비된 공기유도부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서, 작물이 식재되는 베드; 상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부; 상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관; 상기 공기순환관으로 공기를 흡인하도록 접속되는 공기흡인수단; 상기 공기순환관과 연통되게 배치되고, 상기 열교환매체부를 둘러싸도록 형성된 유도몸체에 유출홀이 구비된 공기유도부재; 및 상기 공기유도부재와 연통되게 접속되고, 작물의 재배환경 조성을 위한 건기, 냉기, 온기, 습기, CO2를 포함하는 공기 중에서 적어도 하나 이상을 공급하는 유틸리티공급관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 공기순환관은 중공부를 갖는 순환관몸체에 복수의 유동공이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 상기 공기순환관 사이에 수평방향으로 연결되고 복수의 유동공이 형성된 수평공기순환관을 더 구비하고, 상기 공기순환관은 중공부를 갖는 순환관몸체에 복수의 유동공이 형성될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 상기 베드의 상부를 덮을 수 있도록 상기 공기순환관 사이에 설치되고 내부에 작물의 수용공간이 마련되도록 형성된 투명커버체를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서, 작물이 식재되는 베드; 상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부; 상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 형성되는 복수의 공기순환홀; 및 상기 공기순환홀로 공기를 흡인하도록 접속되는 공기흡인수단을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 베드에는 상기 공기순환홀의 내부로 이물질의 유입을 차단하도록 이물질유입방지턱이 형성될 수 있다.
한편, 상기 열교환매체부는 상기 베드의 하부에 배치되고 온수 또는 냉수가 유동되는 용수관으로 구성될 수 있고, 상기 공기흡인수단은 공기를 흡인하는 흡인휀으로 구성될 수 있으며, 상기 베드는 토양 또는 배지가 올려지는 베드프레임, 및 상기 베드프레임을 지지하도록 접속되는 베드지지부재를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 의하면, 공기순환관 및 공기흡인수단의 작용에 의해 온실의 천정방향으로 확산하려는 온기를 베드의 하방으로 이동시킴으로써 베드 상부의 근권부 온도 상승 및 온도조절을 효과적으로 수행할 수 있으므로 작물의 생육성 및 작물의 품질을 향상시킬 수 있고 에너지비용의 절감을 통해 생산비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 공기순환관, 공기흡인수단, 공기유도부재 및 유틸리티공급관을 이용하여 작물이 성장하는 소영역의 온도조절 뿐만 아니라 습도의 조절, CO2 시비 등 작물의 성장에 필요한 다양한 조건이나 환경을 국부적으로 제어할 수 있으므로 농작물 재배의 편의성과 생산성 향상, 생산비의 절감 및 농작물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도1은 종래 고설 재배장치를 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 설명하기 위한 사시도,
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 설명하기 위한 모식도,
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 설명하기 위한 사시도,
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 설명하기 위한 모식도,
도6는 본 발명의 제3 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 설명하기 위한 사시도,
도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 설명하기 위한 모식도,
도8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 설명하기 위한 사시도,
도9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 설명하기 위한 모식도,
도10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 제1 변형예를 설명하기 위한 사시도,
도11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 제2 변형예를 설명하기 위한 사시도,
도12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 설명하기 위한 사시도,
도13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2 내지 도13에 의거하여 상세히 설명하고, 도2 내지 도13에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 설명하기 위한 사시도로서, 일 부분을 절개하여 개략적으로 나타낸 것이다. 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 베드(1), 열교환매체부(2), 및 공기순환관(3)을 포함하여 구성된 것으로, 작물이 식재 및 생장되는 베드 상부 소영역의 온도조절을 효과적으로 수행할 수 있도록 한 점에 특징이 있다.
베드(1)는 작물이 식재되는 토양 또는 배지가 올려지거나 삽입되는 베드프레임(11)과, 이 베드프레임(11)을 지지하는 베드지지부재(12)로 구성되어 있다.
그리고, 베드프레임(11)은 작물의 종류, 재배방법 등에 따라 다양하게 구성된 것을 제한 없이 적용할 수 있다. 예컨대 베드프레임(11)은 후술(도13 참조)되는 바와 같이 양쪽에 양액 등의 배출을 위한 거터부가 형성되고 중앙에 배지가 올려지는 안착부를 구비한 형태로 구성된 것을 적용할 수도 있지만, 본 실시예에서는 대략 'ㄷ'자 형성된 베드프레임(11)에 단열재 등의 내장재(13)가 구비되어, 내부에 배지(b;또는 토양)가 내장될 수 있도록 구성한 것을 적용한 예를 도시하고 있다.
열교환매체부(2)는 베드(1)에 근접하여 배치되는 열기를 베드(1) 주변으로 발산하거나 냉기를 베드(1) 주변으로 발산하기 위한 구성요소로서, 열풍기, 발열선, 발열매트 등과 같은 전열기구로도 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 온실에 가장 많이 사용하고 있는 난방시설로서 베드(1)의 하부에 배치되고 온수(또는 냉수)가 유동되는 용수관(21,22)으로 구성된 예를 기준으로 설명한다.
용수관(21,22)은 온수를 유동시킴으로서 발산되는 열기에 의해 난방작용을 수행하도록 설치되는 배관으로서, 도면부호 21은 고온의 온수가 유동되는 온수유입측 용수관이고, 도면부호 22는 온수의 열기가 열교환되어 난방에 이용된 후 회수되는 저온의 온수가 유동되는 온수회수측 용수관으로서 온수유입측 용수관(21)에 연결되어 있다. 그리고, 용수관(21,22)은 별도의 체결수단에 의해 베드지지부재(12) 등에 고정되는 것이지만 이에 대한 구체적인 도시를 생략한다.
공기순환관(3)은 베드(1)의 상부 근권부의 공기를 베드의 하부 근권부로 이동시키게 위한 통로의 기능을 수행하도록 베드의 길이방향을 따라 일정한 간격으로 설치되는 구성요소로서, 하측이 용수관(21,22)을 향하도록 베드(1)에 직립되게 설치된다.
그리고, 상기 공기순환관(3)은 베드(1)의 상부 근권부에 위치하는 공기를 용이하게 흡인하여 하부로 이동시킬 수 있다면 형태에 특별한 제한은 없지만, 도2에 도시된 바와 같이 중공부를 갖는 순환관몸체(31)의 외주면에 복수의 유동공(32)이 형성된 구조로 되어 있다. 이때, 순환관몸체(31)는 용수관(21,22)에 비해 외경이 큰 파이프로 형성된 것으로 외주면에 유동공(32)이 천공되고, 상단부에 막힘판이 설치되어 있다.
아울러, 상기 공기순환관(3)은 태양광의 진입에 방해가 되지 않도록 폴리카보네이트, 아크릴 등과 같은 투명한 소재로 형성된 파이프로 구성되는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 간략하게 설명한다.
도3을 참조하면, 작물이 식재된 베드프레임(11)의 하측으로 배치된 온수유입측 용수관(21)으로 고온의 온수를 유동시키게 되면 온수가 가지고 있던 열기가 배관의 표면으로 방출된다.
온수유입측 용수관(21)으로 방출된 열기는 베드프레임(11)의 주변 공기를 열교환 작용에 의해 가온시키게 되며, 가온된 공기는 대류현상에 의해 상승하게 된다. 이와 같이 대류현상에 의해 가온 공기가 상승되면 가온 공기 중 일부는 물질균형(Mass Balance)의 원리에 의해 공기순환관(3)의 유동공(32)으로 유입된 후 가온 공기의 상승에 따라 비워진 하측 공간으로 이동하는 순환과정이 이루어지게 된다.
그리고 가온 공기가 공기순환관(3)의 유동공(32)으로 유입 및 이동되는 시간동안 작물이 생장하는 베드 상부의 근권부를 경유하게 되므로 해당 공간부의 온도를 상승시키는 근권부 온도상승 작용을 수행하게 된다.
전술한 근권부 온도상승과정은 온수유입측 용수관(21)으로 고온의 온수가 유동되는 시간동안 반복적으로 수행하게 되므로 종래 공기순환관(3)을 구비하지 않은 경우와 비교할 때 베드 상부의 근권부 온도 상승시간이 단축되고 온도의 유지효과가 상승됨을 실험적으로 확인할 수 있었다.
이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하되, 전술한 제1 실시예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. 그리고, 이하의 다른 실시예에서는 제1 실시예에 나타난 구성요소 또는 서로 다른 실시예에 나타난 구성요소 중에서 채용 가능한 구조라면 선택적으로 적용할 수도 있는 것으로 구체적인 설명이나 도면상 도시는 생략한다.
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 설명하기 위한 사시도로서, 일 부분을 절개하여 개략적으로 나타낸 것이다. 도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
도4 및 도5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 작물이 식재되는 베드(1), 이 베드(1)에 근접하여 배치되는 열교환매체부(2), 및 열교환매체부(2)를 향하도록 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관(3)을 구비하되, 공기순환관(3)에 접속되어 공기를 유입 및 배출하는 공기흡인수단(4)이 더 구성되어 있다.
상기 공기흡인수단(4)은 공기를 흡인하는 흡인휀(41)으로 구성되어 있다. 여기서 흡인휀(41)은 파이프 형태로 형성된 공기순환관(3)의 하측 부분에 용이하게 접속할 수 있도록 구성된 통상의 송풍휀으로 구성된다.
예컨대, 흡인휀(41)은 블레이드를 포함하는 모터(미도시)가 내장된 휀몸체(41a)의 상부에 공기순환관(3)에 접속되는 상부프랜지(41b)가 형성된 구조로 되어 있다. 그리고, 공기순환관(3)은 하단에 흡인휀(41)의 상부프랜지(41b)가 체결되도록 연결프랜지(35)가 형성되어 있다.
전술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 대류현상과 물질균형 원리와 같은 자연 현상에 의존하는 것이 아니라 공기순환관(3)의 하측 부분에 흡인휀(41)이 접속되어 강제적으로 흡인력을 인가하게 되므로 보다 효과적으로 온기를 베드(1)의 하측 공간으로 순환시킬 수 있다.
이와 같이 흡인휀(32)을 이용한 강제 흡인방식으로 유동시킬 경우 온실의 천정방향으로 확산하려는 온기를 베드 상부의 근권부에 머무르는 시간을 제1 실시예와 비해 증가시킬 수 있음은 물론이고, 보다 많은 온기를 베드 하부의 근권부로 순환시킬 수 있어서 전술한 제1 실시예와 비교할 때 베드 상부의 근권부 온도 상승시간을 단축할 수 있고 온도의 유지효과 또한 상승시킬 수 있는 장점이 있다
도6는 본 발명의 제3 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 설명하기 위한 사시도로서, 일 부분을 절개하여 개략적으로 나타낸 것이다. 도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
도6 및 도7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 베드(1), 열교환매체부(2), 및 공기순환관(3)을 구비하되, 공기순환관(3)에 접속되어 공기를 유입 및 배출하는 공기흡인수단(4)과, 공기흡인수단(4)에 의해 베드(1) 하부로 이동되는 공기가 확산되지 않고 모아지도록 한 후 정해진 방향으로 유동되도록 유도하는 공기유도부재(5)가 더 구성되어 있다.
공기유도부재(5)는 열교환매체부(2)로 구성된 온수유입측 용수관(21)를 둘러싸도록 형성된 유도몸체에 유출홀(53)이 구비된 것으로서, 도5에 도시된 바와 같이 베드(1)의 길이방향으로 배치되고 종단면 형상이 대략 호 형상으로 형성된 하부거터(51)와, 이 하부커터(51)의 상부에 마주보는 공기순환관(3) 부위에 배치되는 상부거터(52)로 구성되어 있다.
여기서, 하부거터(51)는 상부거터(52)에 비해 곡률반경이 크게 형성됨으로써 상부거터(52)와 서로 마주보게 배치된 상태에서 공기의 유출을 위한 유출홀(53)이 마련되도록 형성되어 있다.
그리고, 상부거터(52)는 호 형상을 갖는 거터몸체의 상부에 공기흡인수단(4)의 접속을 위한 접속덕트(54)가 형성되어 있고, 이 접속덕트(54)에는 흡입휀의 하부프랜지(41c)에 결속되는 연결프랜지(55)가 형성되어 있다.
한편, 상기 공기흡인수단(4)은 제2 실시예와 마찬가지로 흡인휀(41)으로 구성되는 것으로, 블레이드를 포함하는 모터(미도시)가 내장된 휀몸체(41a), 이 휀몸체(41a)의 상부에 공기순환관(3)에 접속되도록 형성된 상부프랜지(41b), 및 이 휀몸체(41a)의 하부에 상부거터(52)의 접속덕트(54)에 접속되도록 형성된 하부프랜지(41c)가 구비된 구조로 되어 있다.
전술한 본 발명의 제3 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 공기유도부재(5)가 추가로 구비됨에 따라 흡인휀(41)을 이용하여 베드(1)의 하부 근권부로 강제 흡인할 경우 인입된 온기가 불규칙하게 바닥으로 확산되지 않고 상부거터(52)와 하부거터(51) 사이의 공간으로 모아진 후 유출공(53)을 통해 작물이 생육되는 베드(1) 상부의 근권부로 유도되므로 열에너지의 낭비를 줄일 수 있고, 작물의 생장부위로 정확하게 온기를 제공할 수 있어서 근권부의 온도제어과정을 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다
도8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 설명하기 위한 사시도로서, 일 부분을 절개하여 개략적으로 나타낸 것이다. 도9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
도8 및 도9를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 작물이 식재되는 베드(1), 베드(1)에 근접하여 배치되는 열교환매체부(2), 열교환매체부(2)를 향하도록 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관(3), 공기순환관(3)에 접속되어 공기를 유입 및 배출하는 공기흡인수단(4), 공기순환관(3)과 연통되게 배치되고 열교환매체부(2)를 둘러싸도록 배치된 공기유도부재(5)를 구비하되, 작물의 생장 영역으로 냉기나 온기 외에도 건기, 습기 및 CO2를 포함하는 공기를 선택적으로 공급할 수 있도록 유틸리티공급관(6)이 더 구성되어 있다.
유틸리티공급관(6)은 공급원을 통해 공급받은 건기, 냉기, 온기, 습기, CO2를 작물의 생장 영역으로 제공하기 위해 공기유도부재(5)에 접속관(62)을 매개로 연통되게 접속되어 있다. 여기서, 유틸리티공급관(6)은 건기, 냉기, 온기, 습기, CO2 등을 각각 독립적으로 공급하도록 기체의 종류별로 독립배관을 배치하는 방식으로도 구성할 수 있지만, 도8에 도시된 바와 같이 하나의 유틸리티공급관(6)을 설치하여 호환성 있게 사용하는 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 제4 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 작물의 재배과정에서 습도 조절이나 작물의 잎에 이슬이 맺히는 현상을 신속하게 해소하고자 할 경우에 유틸리티공급관(6)으로 건기를 공급하게 되면 공기유도부재(5)를 통해 베드(1) 상부의 작물 생장 영역인 근권부로 배출할 수 있으므로 작물이 식재된 근권부의 습도를 신속하게 조절할 수 있다.
그리고, 작물의 성장에 필요한 이산화탄소의 시비가 필요한 경우에도 유틸리티공급관(6)으로 이산화탄소를 공급하게 되면 공기유도부재(5)를 통해 베드(1) 상부의 근권부에 신속하게 시비할 수 있다.
도10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 제1 변형예를 설명하기 위한 사시도이다.
도10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예의 제1 변형예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 열교환매체부(2)를 향하도록 베드(1)의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관(3)이 구비되되, 이 공기순환관(3) 사이에 수평방향으로 연결되고 복수의 유동공(72)이 형성된 수평공기순환관(7)이 더 구성되어 있다.
전술한 제4 실시예의 제1 변형예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 공기순환관(3) 사이에 수평공기순환관(7)이 서로 연통되게 연결되어 있으므로 공기순환관(3) 사이의 이격공간부에 위치한 근권부 공기를 보다 효과적으로 흡입할 수 있다. 이에 따라 온실의 천정방향으로 확산하려는 온기의 양을 좀더 줄일 수 있어서 근권부의 온도제어를 보다 효율적으로 시행할 수 있다.
도11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 제2 변형예를 설명하기 위한 사시도로서, 일 부분을 절개하여 개략적으로 나타낸 것이다.
도11을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예의 제2 변형예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 베드(1), 열교환매체부(2), 공기순환관(3), 공기흡인수단(4), 및 공기유도부재(5)를 포함하고, 대류현상에 따른 공기의 확산을 좀더 줄일 수 있도록 베드(1)의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관(3)에 투명커버체(8)가 더 구성되어 있다.
투명커버체(8)는 베드(1)의 상부를 덮을 수 있도록 공기순환관(3) 사이에 올려지는 형태로 설치되는 것으로서, 내부에 작물의 수용공간이 마련되도록 형성되어 있다.
그리고, 투명커버체(8)는 종단면 형상이 대략 호 형상을 갖도록 형성된 면상부재가 베드(1)의 길이방향을 따라 배치되는 것으로서, 태양광의 유입이 가능하도록 폴리카보네이트, 유리, 비닐 등과 같은 투명한 소재로 형성된다.
전술한 제4 실시예의 제2 변형예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 작물의 생장 영역 상부공간이 투명커버체(1)에 의해 구획되어 밀폐되므로 하부로부터 유입되는 온기 등의 공기를 어느 정도 가두어두는 기능과 함께 확산을 줄일 수 있어서 공기흡인수단(4)에 의한 온기의 흡인 효율이 향상되므로 온기의 재순환율과 체류시간의 증가를 통해 소영역의 온도 유지효과를 향상시킬 수 있고 근권부의 온도제어를 보다 효과적으로 수행할 수 있다.
도12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템을 설명하기 위한 사시도로서, 일 부분을 절개하여 개략적으로 나타낸 것이다. 도13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
도12 및 도13을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 작물이 식재되는 베드(1), 베드(1)에 근접하여 배치되는 열교환매체부(2), 열교환매체부(2)를 향하도록 베드의 길이방향을 따라 형성되는 복수의 공기순환홀(9), 및 공기순환홀(9)에 접속되어 공기를 유입 및 배출하는 공기흡인수단(4)으로 구성되어 있다.
베드(1)는 작물이 식재되는 토양 또는 배지가 올려지거나 삽입되는 베드프레임(15)과, 이 베드프레임(15)을 지지하는 베드지지부재(16)로 구성되어 있다.
여기서, 베드프레임(15)은 판상부재가 굴곡 형성된 것으로서 양쪽에 양액 등의 배출을 위한 거터부(15a)가 형성되고 중앙에 배지가 올려지는 안착부(15b)가 돌출된 형상으로 구성되어 있다.
공기순환홀(9)은 전술한 제2 실시예에 나타난 공기순환관(3)과 같은 파이프를 설치하지 않고 공기순환관이 설치되는 자리에 공기의 유동을 위한 홀을 천공하는 방식으로 구성한다.
그리고, 공기순환홀(9)은 베지로부터 흘러나온 양액 등이 내부로 유입되지 않도록 가장자리 부위에 이물질유입방지턱(92)이 돌출, 형성되는 것이 바람직하다.
공기흡인수단(4)은 제2 실시예와 마찬가지로 흡인휀(41)으로 구성되되 상기한 공기순환홀(9)로부터 상부의 공기를 흡인할 수 있도록 대응하는 저부에 위치하도록 결합된다.
전술한 본 발명의 제5 실시예에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템은 공기순환홀(9)의 하측 부분에 해당되는 베드(1)에 흡인휀(41)이 접속되어 강제적으로 흡인력을 인가하게 되므로 온실의 천정방향으로 확산하려는 베드 상부의 근권부에 위치한 온기를 베드 하부의 근권부로 이동시킬 수 있다. 이때, 흡인휀(41)은 공기순환홀(9)이 형성된 베드에 근접 배치되어 있어서 비교적 큰 흡인력을 근접한 영역에 작용하여 신속하게 흡인, 순환하게 되므로 키가 작은 작물 또는 새싹 등을 재배하는 온실에 적용할 경우 근권부 온도제어를 효과적으로 수행할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
상기한 실시예에서 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, 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.
1:베드
2:열교환매체부
3:공기순환관
4:공기흡인수단
5:공기유도부재
6:유틸리티공급관
7:수평공기순환관
8:투명커버체
9:공기순환홀

Claims (12)

  1. 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서,
    작물이 식재되는 베드;
    상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부; 및
    상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관을 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  2. 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서,
    작물이 식재되는 베드;
    상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부;
    상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관; 및
    상기 공기순환관으로 공기를 흡인하도록 접속되는 공기흡인수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  3. 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서,
    작물이 식재되는 베드;
    상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부;
    상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관;
    상기 공기순환관으로 공기를 흡인하도록 접속되는 공기흡인수단;
    상기 공기순환관과 연통되게 배치되고, 상기 열교환매체부를 둘러싸도록 형성된 유도몸체에 유출홀이 구비된 공기유도부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  4. 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서,
    작물이 식재되는 베드;
    상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부;
    상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 설치되는 복수의 공기순환관;
    상기 공기순환관으로 공기를 흡인하도록 접속되는 공기흡인수단;
    상기 공기순환관과 연통되게 배치되고, 상기 열교환매체부를 둘러싸도록 형성된 유도몸체에 유출홀이 구비된 공기유도부재; 및
    상기 공기유도부재와 연통되게 접속되고, 작물의 재배환경 조성을 위한 건기, 냉기, 온기, 습기, CO2를 포함하는 공기 중에서 적어도 하나 이상을 공급하는 유틸리티공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기순환관은 중공부를 갖는 순환관몸체에 복수의 유동공이 형성된 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기순환관 사이에 수평방향으로 연결되고 복수의 유동공이 형성된 수평공기순환관을 더 구비하고,
    상기 공기순환관은 중공부를 갖는 순환관몸체에 복수의 유동공이 형성된 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베드의 상부를 덮을 수 있도록 상기 공기순환관 사이에 설치되고 내부에 작물의 수용공간이 마련되도록 형성된 투명커버체를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  8. 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템에 있어서,
    작물이 식재되는 베드;
    상기 베드에 근접하여 배치되는 열교환매체부;
    상기 열교환매체부를 향하도록 상기 베드의 길이방향을 따라 형성되는 복수의 공기순환홀; 및
    상기 공기순환홀로 공기를 흡인하도록 접속되는 공기흡인수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공기순환홀의 내부로 이물질의 유입을 차단하도록 이물질유입방지턱이 형성된 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  10. 제1항 내지 제4항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환매체부는 상기 베드의 하부에 배치되고 온수 또는 냉수가 유동되는 용수관으로 구성된 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  11. 제2항 내지 제4항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기흡인수단은 공기를 흡인하는 흡인휀으로 구성된 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
  12. 제1항 내지 제4항, 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베드는,
    토양 또는 배지가 올려지는 베드프레임; 및
    상기 베드프레임을 지지하도록 접속되는 베드지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 환경 제어가 가능한 재배시스템.
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