KR20210121967A - 트레이 회전식 작물 재배용 챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작은 부피를 가지는 챔버에 의해 소량의 작물 재배는 물론 복수 개를 연속배치하여 대량의 작물 재배 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 하면서 챔버 내부 조건을 재배하고자 하는 작물에 따라 최적의 조건으로 유지할 수 있도록 베이스 프레임), 작물 재배부, 챔버 하우징, 물 공급 부재, 양액 공급 부재, 온도 센서 및 습도센서, 온풍 공급수단 및 냉풍 공급수단을 포함하는 트레이 회전식 작물 재배용 챔버를 제공한다.
그에 따라 최소한의 설치면적 대비하여 재배 효율성을 극대화할 수 있는 효과와 함께 작물의 재배 양 또한 최대한 증대시킬 수 있는 효과도 가진다.

Description

트레이 회전식 작물 재배용 챔버{Tray rotating crop cultivation chamber}

본 발명은 트레인 회전식 작물 재배용 챔버에 관한 것으로, 더 상세하게는 작은 부피를 가지는 챔버에 의해 소량의 작물 재배는 물론 복수 개를 연속배치하여 대량의 작물 재배 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 하면서 챔버 내부 조건을 재배하고자 하는 작물에 따라 최적의 조건으로 유지할 수 있도록 한 트레이 회전식 작물 재배용 챔버에 관한 것이다.

근래에 들어 산업발전과 인구 증가로 인해 각종 공장시설의 확장과 주택 건설로 농경지나 청정지역이 감소하고 있는 상황에서, 화학비료 등의 사용으로 농작물을 재배하는 농경지가 척박해짐은 물론 산업공해의 증가로 청정 농작물이나 각종 식물의 재배가 날로 어려워짐과 아울러 이러한 환경에서 자라는 식물들 또한 제대로 성장하지 못하고 있다.

그에 따라 전 세계적으로 많은 식량 부족은 물론 섭취하고자 하는 각종 작물을 효율적으로 재배하기 위한 다양한 방식의 연구가 진행되고 있다.

이렇게, 식량 또는 작물을 포함하는 재배방식에는 노지에서 재배하는 방식과 시설 내부에서 재배하는 방식으로 구분된다.

노지 재배는 논이나 밭 등에서 자연조건에 따라 재배하는 방식이고, 시설 재배는 비닐하우스나 유리하우스 등을 이용하여 작물을 시설 내부에서 자연조건과 다른 조건을 조성하여 재배하는 방식이다.

특히, 비닐하우스 또는 유리하우스 등과 같은 시설 내부에서의 작물 재배는 계절에 상관없이 사시사철 재배가 가능하고 필요로 하는 조건에 따라 원하는 작물을 재배할 수 있어, 다양한 형태로 진화하고 있다.

한편, 최근에 들어 제한된 면적에 대비하여 생산 효율성을 높일 수 있도록 적층식, 무한궤도 방식의 순환식 또는 챔버 등에 수납하는 등과 같은 다양한 방식들이 사용되고 있는바, 그 중에서도 재배하고자 하는 다양한 작물에 따라 온도와 습도 등을 조절하기 편리한 챔버 형태의 작물 재배시설물이 각광받고 있는 추세이다.

상기와 같이 챔버 형태의 작물 재배시설과 관련된 선행기술에는 대한민국 등록특허공보 제10-1141777호, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0137902호, 대한민국 등록특허공보 제10-1884531호 등에 게시된 바와 같이, 챔버 내를 복수의 트레이가 순환되면서 작물을 재배할 수 있도록 하는 기술이 제안된바 있다(이하 '선행기술문헌들 1'이라 한다).

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1249985호(이하 '선행기술문헌 2'라 한다)에 게시된 바와 같이 챔버 내에 재배하고자 하는 작물을 수납하는 방식이 게시된 바 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1141777호 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0137902호 대한민국 등록특허공보 제10-1884531호 대한민국 등록특허공보 제10-1249985호

그러나 선행기술문헌들 1은 비교적 규모가 큰 형태이므로 설치하고자 하는 면적에 상당히 제한적인 단점은 물론 구조적으로도 복잡한 단점을 가진다.

선행기술문헌 2는 작물의 재배 효율성이 극소량이라 상당히 낮을 뿐만 아니라, 재배하고자 하는 작물 또한 극히 제한적인 단점을 가진다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결과제는 작은 부피를 가지는 챔버에 의해 소량의 작물 재배는 물론 복수 개를 연속배치하여 대량의 작물 재배 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 하면서 챔버 내부 조건을 재배하고자 하는 작물에 따라 최적의 조건으로 유지할 수 있도록 한 트레이 회전식 작물 재배용 챔버를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 구체적인 기술적 해결과제는 챔버 내로 환기에 따른 외부 공기 유입시 이물질 유입을 방지할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 구체적인 기술적 해결과제는 물 또는 양액 공급이 정확한 위치 및 정확한 공급량으로 공급이 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 구체적인 기술적 해결과제는 챔버 내의 상황을 외부에서도 간단하고 편리하게 파악할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 구체적인 기술적 해결과제는 작물이 식재되어 재배되는 재배 트레이의 토양 조건 또한 최적의 상태를 유지할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 구체적인 기술적 해결과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결수단은 바닥면에 인출 가능한 받이 트레이를 포함하는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 상부에 양측의 받침 프레임 상에서 구동수단에 의해 회전되는 회전축 상에 장착되는 얼레 형태로 양측 측 프레임 사이에 일정 간격의 각각의 행거(hanger) 바가 형성되어 회전되는 회전 프레임, 상기 각 행거 바에 작물을 재배하기 위해 토양이 채워지고 상단 양측에 상기 행거 바에 걸어지는 각각의 고리 부재가 구비되는 각각의 재배 트레이를 포함하는 작물 재배부; 상기 베이스 프레임의 테두리 측에 작물 재배부가 내부에 위치하여 밀폐되도록 적어도 하나 이상의 출입문과 환기창 또는 점검창이 구비되며, 상면에 적어도 하나 이상의 환기 팬이 구비되는 챔버 하우징; 상기 챔버 하우징의 내부 상부에 작물의 광합성(光合成)을 위해 구비되는 광원수단, 수분 공급을 위한 물 공급 부재 및 양액(nutrient) 공급을 위한 양액 공급 부재;를 포함하며, 상기 챔버 하우징의 내부에 온도와 습도를 감지하기 위해 구비되는 온도 센서 및 습도 센서; 및 상기 챔버 하우징의 일측에 상기 챔버 하우징 내부로 온풍 또는 냉풍을 공급하기 위한 온풍 공급수단 및 냉풍 공급수단;을 포함한다.

상기 환기 팬에는 이물질 유입을 방지하기 위한 탈착 가능한 필터 플레이트를 구비하는 것을 더 포함한다.

상기 물 공급 부재 및 양액 공급 부재는 가이드 레일 상에서 슬라이딩 가능하게 구비되는 것을 포함한다.

상기 챔버 하우징의 내부에는 작물의 성장 여부를 관찰하기 위해 구비되는 적어도 하나 이상의 관찰 카메라 모듈을 더 포함한다.

상기 재배 트레이의 토양에는 그 토양의 온도와 습도 및 전도도를 측정하기 하기 위한 측정부재가 구비되는 것을 더 포함한다.

본 발명은 작은 부피를 가지는 챔버에 의해 소량의 작물 재배는 물론 복수 개를 연속배치하여 대량의 작물 재배 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 하면서 챔버 내부 조건을 재배하고자 하는 작물에 따라 최적의 조건으로 유지할 수 있도록 함으로서, 최소한의 설치면적 대비하여 재배 효율성을 극대화할 수 있는 효과와 함께 작물의 재배 양 또한 최대한 증대시킬 수 있는 효과도 가진다.

또한, 챔버 내로 환기에 따른 외부 공기 유입시 이물질 유입을 방지할 수 있도록 함으로써, 청정한 조건에서 작물을 재배할 수 있어, 더욱더 신선한 작물을 재배할 수 있는 효과를 가진다.

또, 물 또는 양액 공급이 정확한 위치 및 정확한 공급량으로 공급이 이루어질 수 있도록 함으로써, 재배하고자 하는 작물의 성장을 더욱더 촉진할 수 있는 효과도 가진다.

또, 챔버 내의 상황을 외부에서도 간단하고 편리하게 파악할 수 있도록 하는 데 있다.

또, 작물이 식재되어 재배되는 재배 트레이의 토양 조건 또한 최적의 상태를 유지할 수 있도록 함으로써, 작물의 성장 속도를 최대한 단축할 수 있어, 단시간 내에 더욱더 많은 양을 수확할 수 있는 효과도 가진다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 일부 분해 사시도,
도 2는 도 1에 따른 작물 재배부를 설명하기 위한 발췌 사시도,
도 3은 도 1에 따른 결합 된 상태의 투시도,
도 4는 도 3에 따른 정 단면도,
도 5는 도 3에 따른 측 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 일부 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 작물 재배부를 설명하기 위한 발췌 사시도이고, 도 3은 도 1에 따른 결합 된 상태의 투시도이며, 도 4는 도 3에 따른 정 단면도이고, 도 5는 도 3에 따른 측 단면도이다.

도시된 바와 같이 발명의 배경이 되는 기술에 기재한 바와 같이 작물을 재배하는 방식 중 제한된 면적에 대비하여 생산 효율성을 높으면서 재배하고자 하는 다양한 작물에 따라 온도와 습도 등을 조절하기 편리한 챔버 형태의 작물 재배시설물이 각광받고 있는 추세이다.

허 나, 종래 대부분의 챔버 형태의 작물 재배시설물은 비닐하우스 등과 같이 비교적 규모가 큰 형태이므로 설치하고자 하는 면적에 상당히 제한적인 단점은 물론 구조적으로도 복잡한 단점을 가진다.

반면, 극소형의 경우, 작물의 재배 효율성이 극소량이라 상당히 낮을 뿐만 아니라, 재배하고자 하는 작물이 극히 제한적인 단점을 가진다.

본 발명은 작은 부피를 가지는 챔버에 의해 소량의 작물 재배는 물론 복수 개를 연속배치하여 대량의 작물 재배 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 하면서 챔버 내부 조건을 재배하고자 하는 작물에 따라 최적의 조건으로 유지할 수 있도록 한 트레이 회전식 작물 재배용 챔버를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 트레이 회전식 작물 재배용 챔버(1)는 베이스 프레임(10), 작물 재배부(20), 챔버 하우징(30), 물 공급 부재(40), 양액 공급 부재(50), 온도 센서(S1) 및 습도센서(S2), 온풍 공급수단(60) 및 냉풍 공급수단(70)을 포함한다.

베이스 프레임(10)은 바닥면에 그 베이스 프레임(10)에 구비되는 통상적인 가이드 레일 상에서 인출 가능한 받이 트레이(12)를 포함하는 기술적 구성을 가진다. 상기 베이스 프레임의 밑면에는 이동 가능한 통상적인 복수 개의 캐스터(14)와, 이동 후 높이 조절시켜 고정하기 위한 나사 축 결합되는 복수 개의 받침 다리(16)를 포함한다.

상기에서, 받이 트레이(12)는 작물 재배부(20)에서 혹여 떨어지는 토양이나 물 또는 양액 등과 같은 이물질이 포집되는 것으로, 일정 기간 인출시켜 포집된 각종 이물질을 제거하여 다시 인입시켜 놓는다.

다시 말해서, 상기 베이스 프레임의 바닥면인 작물 재배부가 위치한 부분은 받이 트레이로 각종 이물질이 떨어지도록 관통된 공간이 형성되는 것이 바람직하다.

작물 재배부(20)는 상기 베이스 프레임(10)의 상부에 양측의 받침 프레임(21) 상에서 모터와 감속기 및 동력전달수단 등으로 구성되는 구동수단(22)에 의해 회전되는 회전축(22A) 상에 장착되는 통상적인 얼레 형태로 양측 측 프레임(24) 사이에 일정 간격의 각각의 행거 바(hanger bar, 24A)가 형성되어 회전되는 회전 프레임(25)과, 상기 각 행거 바(24)에 제한된 공간에서 다량의 작물을 재배하기 위해 토양이 채워지고 상단 양측에 상기 행거 바(24)에 걸어지는 각각의 고리 부재(26A)가 구비되는 각각의 재배 트레이(26)를 포함하는 기술적 구성을 가진다.

다시 말해서, 상기 작물 재배부는 재배하고자 하는 작물을 각 행거 바에 고리 부재에 의해 현수되는 각각의 재배 트레이에 식재하여 재배하기 위한 것으로, 구동수단에 의해 일정한 속도로 회전된다. 더욱이, 회전 프레임에 구비되는 각각의 행거 바에 현수되는 복수 개의 재배 트레이에 의해 제한적인 공간에서 재배 효율성을 극대화할 수 있다.

여기서, 재배 트레이를 회전시키는 것은 각 재배 트레이에 식재되어 재배하고자 하는 각 작물의 성장이 원활하게 이루어지면서 촉진될 수 있도록 챔버 하우징 내에서 후술하는 광원수단과 물 공급 부재 및 양액 공급 부재에 의해 광합성과 물 공급 및 양액 공급이 고르게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

아울러, 상기 재배 트레이(26)의 토양에는 그 토양의 온도와 습도 및 전도도를 측정하기 하기 위한 측정부재(26B)가 구비되는 것을 더 포함한다. 상기 측정부재는 하나의 몸체에 온도센서, 습도센서 및 전도도 측정기가 구비되는 통상적인 구조로, 행거 프레임에 통상적인 방식에 의해 걸쳐져 토양에 매설된 형태로 구비된다.

그로 인해 재배 트레이에 채워진 토양을 측정부재에 의해 온도와 습도 및 전도도를 실시간으로 측정하여, 물 공급 부재와 양액 공급 부재를 통하여 최적의 상태로 토양 조건을 구축함으로써, 토양에 식재된 작물의 성장을 더욱더 촉진시켜 재배 효율성을 더욱더 높일 수 있는 조건을 가질 수 있다. 이는 후술하는 챔버 하우징 내의 온도와 습도를 조절하는 것 이외에 작물이 실제로 식재되어 성장하는 토양의 온도와 습도 및 전도도를 측정하여 최적을 조건을 구축할 수 있는 중요한 기술적 구성요소 중의 하나이다. 그에 따라 토양에 식재된 작물을 최단시간 내에 신속하게 성장이 이루어질 수 있도록 촉진하게 된다.

챔버 하우징(30)은 상기 베이스 프레임(10)의 테두리 측에 작물 재배부(20)가 내부에 위치하여 밀폐되도록 적어도 하나 이상의 출입문(31)과 환기창 또는 점검창(32)이 구비되며, 상면에 적어도 하나 이상의 환기 팬(34)이 구비되는 기술적 구성을 가진다. 상기 출입문과 환기창 또는 점검창은 공지된 기술적 구성으로 챔버 하우징의 각 측면에서 미닫이식 또는 여닫이식 등으로 구비될 수 있다. 상기 챔버 하우징의 일면에는 내부 온도를 제어할 수 있는 통상적인 조작반이 구비된다.

다시 말해서, 챔버 하우징은 소정 면적으로 밀폐된 공간으로 온도와 습도 조절을 최적화할 수 있다.

상기에서, 적어도 하나의 이상의 환기 팬은 챔버 하우징 내의 온도와 습도가 설정치 이상일 경우, 외부 공기를 유입시키거나 내부 공기를 외부로 배기시켜 최적의 온도를 유지할 수 있도록 하는 역할을 한다.

또한, 상기 환기 팬(34)에는 외부 공기 유입시 혹시 모를 이물질 유입을 방지하기 위한 탈착 가능한 필터 플레이트(34A)를 구비하는 것을 더 포함한다. 상기 필터 플레이트는 환기 팬의 하우징에 통상적인 슬라이딩 방식에 의해 구비된다. 그로 인해 외부 공급기 유입시 그 외부 공기에 포함된 이물질을 걸러 챔버 하우징 내를 청정화할 수 있다.

아울러, 상기 챔버 하우징(30)의 내부 상부에 작물의 광합성(光合成)을 위해 구비되는 광원수단(35)과, 수분 공급을 위한 물 공급 부재(40) 및 양액(nutrient) 공급을 위한 양액 공급 부재(50)를 포함한다. 상기 물 공급 부재와 양액 공급 부재는 하나의 공급관에 복수 개의 분사노즐이 구비되는 형태인 것이 바람직하다.

상기에서, 광원수단은 통상적인 LED가 적용되는 것이 바람직하며, 재배 트레이가 회전되는 과정에서 그 재배 트레이 측으로 필요로 하는 조도 양을 제공함에 따라 작물의 광합성이 원활하게 이루어져 성장을 촉진한다.

또한, 물 공급 부재 및 양액 공급 부재는 재배 트레이의 토양의 온도, 습도 및 전도도를 측정하는 측정부재에 의해 적정량을 공급함으로써, 최적의 조건에서 작물이 재배될 수 있다. 이때, 상기 물 공급 부재는 습도 조절을 위해 작물로의 물 공급 뿐만 아니라 챔버 하우징 내로 물을 공급할 수 있다.

또, 상기 물 공급 부재(40) 및 양액 공급 부재(50)는 챔버 하우징(30) 내부에 설치되는 통상적인 가이드 레일(30A) 상에서 공지된 실린더 또는 기어 이동방식, 롤러 이동방식 등이 적용되어 슬라이딩 가능하게 구비되는 것을 포함한다. 즉, 물 공급 노즐 부재 및 양약 공급 부재는 회전되는 재배 트레이의 위치에 따라 위치를 가이드 레일 상에서 이동시켜 정확한 위치에서는 물론 정확한 공급량으로 공급이 이루어질 수 있다.

그로 인해 작물의 성장 속도를 더욱더 촉진할 수 있는 조건을 구축할 수 있다.

그리고 상기 챔버 하우징(30)의 내부에 작물이 성장 요건을 최적화할 수 있도록 온도와 습도를 감지하기 위해 구비되는 통상적인 온도 센서(S1) 및 습도 센서(S2)를 포함한다.

다시 말해서, 상기 온도 센서 및 습도 센서는 챔버 하우징 내의 온도와 습도를 감지하여 환기 또는 물을 공급하여 챔버 하우징 내에서 작물이 성장하기 위한 최적의 조건을 가질 수 있도록 한다.

한편, 상기 챔버 하우징(30)의 일측에 상기 챔버 하우징(30) 내부로 설정온도를 유지할 수 있도록 온풍 또는 냉풍을 공급하기 위한 공지의 온풍기 등과 같은 온풍 공급수단(60) 및 공지의 냉풍기 등과 같은 냉풍 공급수단(70)을 포함한다.

다시 말해서, 온풍 공급수단 및 냉풍 공급수단은 챔버 하우징 내의 온도 센서 및 습도 센서의 감지에 따라 설정된 온도 이상이나 이하일 경우, 그 설정온도를 정확하게 유지할 수 있도록 온풍 또는 냉풍을 공급함으로써, 챔버 하우징 내의 온도를 작물이 성장하기 위한 최적의 상태를 유지할 수 있는 것이다.

그리고 상기 챔버 하우징(30)의 내부에는 작물의 성장 여부를 관찰하기 위해 구비되는 적어도 하나 이상의 관찰 카메라 모듈(80)을 더 포함한다. 상기 관찰 카메라 모듈은 사용자의 이동통신단말기나 혹은 컴퓨터 등과 공지된 방식으로 연결되어 확인 가능하게 구비된다.

그로 인해 사용자가 굳이 챔버 하우징에 직접적 들어가거나 주변에 없을 경우에도 이동통신단말기 또는 컴퓨터 등에 의해 관찰할 수 있어, 성장 여부를 더욱더 간편하고 편리하게 파악할 수 있는 것이다.

1 : 챔버
10 : 베이스 프레임 12 : 받이 트레이
14 : 캐스터 16 : 받침다리
20 : 작물 재배부 21 : 받침 프레임
22 : 구동수단 22A : 회전축
24 : 측 프레임 24A : 행거 바
25 : 회전 프레임 26 : 재배 트레이
26A : 고리 부재 26B : 측정부재
30 : 챔버 하우징 30A : 가이드 레일
31 : 출입문 32 : 점검창
34 : 환기 팬 34A : 필터 플레이트
35 : 광원수단 40 : 물 공급 부재
50 : 양액 공급 부재 60 : 온풍 공급수단
70 : 냉풍 공급수단 80 : 관찰 카메라 모듈

Claims (5)

1. 바닥면에 인출 가능한 받이 트레이를 포함하는 베이스 프레임;
   상기 베이스 프레임의 상부에 양측의 받침 프레임 상에서 구동수단에 의해 회전되는 회전축 상에 장착되는 얼레 형태로 양측 측 프레임 사이에 일정 간격의 각각의 행거(hanger) 바가 형성되어 회전되는 회전 프레임, 상기 각 행거 바에 작물을 재배하기 위해 토양이 채워지고 상단 양측에 상기 행거 바에 걸어지는 각각의 고리 부재가 구비되는 각각의 재배 트레이를 포함하는 작물 재배부;
   상기 베이스 프레임의 테두리 측에 작물 재배부가 내부에 위치하여 밀폐되도록 적어도 하나 이상의 출입문과 환기창 또는 점검창이 구비되며, 상면에 적어도 하나 이상의 환기 팬이 구비되는 챔버 하우징;
   상기 챔버 하우징의 내부 상부에 작물의 광합성(光合成)을 위해 구비되는 광원수단, 수분 공급을 위한 물 공급 부재 및 양액(nutrient) 공급을 위한 양액 공급 부재;를 포함하며,
   상기 챔버 하우징의 내부에 온도와 습도를 감지하기 위해 구비되는 온도 센서 및 습도 센서; 및
   상기 챔버 하우징의 일측에 상기 챔버 하우징 내부로 온풍 또는 냉풍을 공급하기 위한 온풍 공급수단 및 냉풍 공급수단;을 포함하는 트레이 회전식 작물 재배용 챔버.
2. 제1항에 있어서,
   상기 환기 팬에는 이물질 유입을 방지하기 위한 탈착 가능한 필터 플레이트를 구비하는 것을 더 포함하는 트레이 회전식 작물 재배용 챔버.
3. 제1항에 있어서,
   상기 물 공급 부재 및 양액 공급 부재는 가이드 레일 상에서 슬라이딩 가능하게 구비되는 것을 포함하는 트레이 회전식 작물 재배용 챔버.
4. 제1항에 있어서,
   상기 챔버 하우징의 내부에는 작물의 성장 여부를 관찰하기 위해 구비되는 적어도 하나 이상의 관찰 카메라 모듈을 더 포함하는 트레이 회전식 작물 재배용 챔버.
5. 제1항에 있어서,
   상기 재배 트레이의 토양에는 그 토양의 온도와 습도 및 전도도를 측정하기 하기 위한 측정부재가 구비되는 것을 더 포함하는 트레이 회전식 작물 재배용 챔버.
   

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