KR20220013669A - 식물 재배 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물 재배 시스템에 관한 것으로, 프레임에 의해 다층으로 구분되는 랙과, 상기 랙 상에 다수의 단위 베드가 연결부에 의해 연결되어 이루어지는 베드와, 식물이 식재되어 상기 베드의 안착부에 안착되는 다수의 단위 재배판이 상호 결합되어 이루어지는 재배판과, 상기 베드에 양액을 공급하는 급수관과, 상기 베드의 저면에서 양액을 배출하는 배수관을 포함할 수 있다.

Description

식물 재배 시스템{Planting system for plants}

본 발명은 식물 재배 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 스마트 팜에 적용될 수 있는 식물 재배 시스템에 관한 것이다.

농업은 먹거리를 생산하는 것임에 따라 인류생존에 필수적인 산업이지만, 전통적인 농업기술이 유지되고 있어 혁신이 가장 느린 산업이기도 하다. 이와 더불어 현재 농업 생산인구의 감소와 고령화로 미래 먹거리 생산에 대한 불안이 증대되고 있기도 하다.

이에 대응하기 위한 농업의 혁신이 다양하게 시도되고 있는데, 정보통신기술을 농업의 생산/가공/유통/소비 등에 접목하여 원격에서 자동으로 작물의 생육환경을 관리하도록 하고 생산효율성을 높일 수 있도록 하는 스마트 팜(smart farm)이 주목받고 있다.

스마트 팜의 기본적인 개념은 고집적 고효율의 식물 재배가 가능한 인공적인 환경을 제공하며, IoT와 재배 장치의 결합으로 식물의 생장에 필요한 환경적 요인을 제어하는 것으로 이해될 수 있다.

스마트 팜의 구현에 필수적인 식물 재배 시스템은 식물이 식재되는 재배판과, 재배판에 식재된 식물에 물과 영양을 공급하는 베드와, 재배판과 베드를 다층으로 실장하여 집적도를 높이는 랙을 포함한다. 이에 더하여, 식물에 일조량을 제공하기 위한 엘이디 조명을 더 포함할 수 있다.

이와 같은 식물 재배 시스템의 기본적인 구성은 본 발명의 출원인의 등록특허 10-2009453호(로봇을 활용한 스마트 팜 자동화 시스템, 2019년 8월 5일 등록)에 기재되어 있다.

위의 등록특허에는 스마트팜의 전체적인 자동화 시스템이 기재되어 있으며, 그 중 베드가 랙에 층별로 구성되어 무인 운반차를 통해 이동하면서 급수와 배수가 이루어지는 식물 재배 시스템의 구체적인 구성에 대하여 기재하고 있다.

스마트 팜에서 집적화는 매우 중요한 요소이며, 랙에 다수의 베드를 올릴 때, 등록특허 10-1951922호(식물 공장, 2019년 2월 19일 등록)에 기재된 바와 같이 한 층에 다수의 베드가 서로 밀착된 상태로 랙에 배치된다.

그러나 이와 같은 구조에서 일방에서 모종이 식재된 모든 재배판 및 베드를 랙에 설치하거나, 식물의 생장이 완료되어 수확을 위하여 재배판 및 베드를 랙에서 이탈 시킬 때의 작업이 용이하지 않다.

특히 공간의 활용에 있어서 다수의 랙을 서로 인접하게 배치하여 한정된 공간에서 더 많은 랙을 설치하여 생산성을 높일 필요가 있으나, 이 경우 랙과 랙의 사이 공간이 부족하여 작업자 또는 로봇이 진입할 공간의 확보가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

이러한 문제점 외에, 엘이디 조명의 광이 베드에 공급된 물에 조사되는 경우 녹조가 발생할 수 있고, 급수관이 식물의 생장에 방해가 되거나, 배수관을 통해 배수가 이루어질 때 기포가 발생하는 등의 개선 요구가 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 랙의 일방향에서 다수의 재배판을 용이하게 장착 및 분리할 수 있는 식물 재배 시스템을 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 외부의 광이 베드 상에 공급된 양액에 직접 조사되어 녹조가 발생하는 것을 방지할 수 있는 식물 재배 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 양액의 급수와 배수 과정에서 발생할 수 있는 문제를 차단할 수 있는 식물 재배 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 식물 재배 시스템은, 프레임에 의해 다층으로 구분되는 랙과, 상기 랙 상에 다수의 단위 베드가 연결부에 의해 연결되어 이루어지는 베드와, 식물이 식재되어 상기 베드의 안착부에 안착되는 다수의 단위 재배판이 상호 결합되어 이루어지는 재배판과, 상기 베드에 양액을 공급하는 급수관과, 상기 베드의 저면에서 양액을 배출하는 배수관을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 베드의 양단에 결합되는 사이드 캡을 더 포함하고, 상기 급수관은 상기 사이드 캡을 가로지르도록 배치되고, 상기 배수관은 상기 사이드 캡의 저면에 마련된 배수공을 통해 배출되는 양액을 배출할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 급수관은 상기 사이드 캡의 측면의 연결공을 통해 내부로 연통되는 외부 급수관과, 상기 사이드 캡 내에서 외부 공급관에 결합되는 연결관과, 양액을 상기 베드에 공급하는 다수의 노즐을 포함하며, 상기 연결관과는 하향 절곡관에 의해 결합되어 상기 연결관보다 낮은 위치에 배치되는 급수본체관을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 연결관은 경사진 관로를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 배수관은 상기 사이드 캡의 바닥면에 형성된 복수의 배수공들과 각각 연결되는 복수의 배수공 연결관과, 복수의 상기 배수공 연결관들을 통해 배수되는 양약을 수집하여 주배수관으로 배출하되, 상기 주배수관과의 연결 위치의 높이가 낮도록 경사진 수집관을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 사이드 캡의 내측에서 상기 배수공에 결합되며, 돌출된 높이에 의해 상기 베드 내의 양액 수위를 조절하는 수위 조절 노즐을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 단위 베드는, 상기 랙 상에 안착되는 베이스판과, 상기 베이스판의 양측면에서 상향으로 절곡되며, 단부에 결합홈을 제공하는 제1측면판과, 상기 제1측면판의 상단에서 외측으로 절곡되어 상기 재배판이 안착되는 안착면을 제공하는 안착부와, 상기 안착부의 끝에서 상향 절곡된 제2측면판을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 연결부는, 상기 단위 베드의 베이스판이 삽입되는 삽입홈이 양측면에 마련된 베이스블록과, 상기 베이스블록의 양단에서 상향으로 돌출되며, 상기 단위 베드의 제1측면판이 삽입되는 삽입홈을 구비하는 제1측면블록과, 상기 제1측면블록의 상면에 안착면이 위치하도록 상기 제1측면블록의 상면 외측에서 상향으로 돌출되며, 상기 단위 베드의 상기 제2측면판이 삽입되는 삽입홈을 구비하는 제2측면블록을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 연결부는 상기 제1측면블록 삽입홈 내에서 돌출되어, 상기 단위 베드의 제1측면판의 결합홈에 삽입되는 결합돌기와, 상기 결합돌기의 중앙에 위치하여 상기 결합돌기에 탄성력을 부여하는 탄성홈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 사이드 캡은, 상기 단위 베드의 베이스판 삽입홈에 일부가 삽입되는 사이드 캡 베이스판과, 상기 단위 베드의 결합부분을 제외한 상기 사이드 캡 베이스판의 삼면에서 상향으로 연장되는 사이드 캡 제1측면판과, 상기 사이드 캡 제1측면판의 상면의 일부에 안착면이 형성되도록 사이드 캡 제1측면판의 외측 일부에서 상향으로 연장되는 사이드 캡 제2측면판과, 상기 사이드 캡 제1측면판의 결합면에는 결합홈의 내에서 돌출되는 결합돌기를 더 포함하여, 상기 사이드 캡 제1측면판의 결합홈 내에서 돌출된 결합돌기가 상기 단위 베드의 제1측면판의 결합홈에 삽입 결합되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 단위 재배판은 식재구가 형성된 단위 재배판 본체와, 이동 방향에 대하여 상기 단위 재배판 본체의 전방측에 위치하는 결합돌출부와, 상기 결합돌출부의 반대 방향의 상기 단위 재배판 본체에 배치되는 결합홈부를 포함하여, 인접한 다른 단위 재배판과 상기 결합돌출부와 상기 결합홈부간 결합에 의해 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 단위 재배판 본체의 저면에 위치하여 상기 단위 재배판을 상기 베드를 따라 이동시킬 수 있는 이동부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 일방으로 긴 형태의 랙을 사용하는 재배 장치에서, 폭방향의 일측에서 재배판을 장착 및 분리할 수 있도록 함으로써, 공간의 활용성을 높임과 아울러 풋프린트를 감소시켜 작업의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 재배판과 베드의 결합구조를 변경하여, 식물의 생장을 위해 조사하는 광이 베드에 공급된 양액에 직접 조사되는 것을 방지함으로써, 녹조가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명은 양액의 급수관과 배수관의 형상을 변경하여, 급수관에 의해 식물의 생장이 방해되거나, 양액의 배수시 기포가 발생하거나 양액이 비산하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물 재배 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 베드의 일부 분해 사시도이다.
도 3은 단위 베드의 구성도이다.
도 4는 연결부의 사시도이다.
도 5는 사이드 캡의 사시도이다.
도 6과 도 7은 각각 단위 재배판의 사시도이다.
도 8은 두 단위 재배판을 결합하는 예시도이다.
도 9는 이동부재의 분해도이다.
도 10은 이동부재의 결합상태 구성도이다.
도 11은 급수관의 구성도이다.
도 12는 급수관의 설치 상태도이다.
도 13은 배수관의 설치 상태도이다.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물 재배 시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물 재배 시스템의 사시도이다.

도 1을 참조하면 본 발명은 다수의 프레임(500)에 의해 상하 다층으로 배치되는 랙(400)과, 상기 랙(400)의 상부에 설치되는 베드(100)와, 상기 랙(400)의 폭방향 일측에서 상기 랙(400)에 설치된 베드(100)에 밀어넣어 장착하거나 분리할 수 있는 재배판(200)을 포함한다.

도 1에서 (a)는 재배판(200)이 2열 배치된 재배 장치의 예이며, (b)는 재배판(200)이 1열 배치된 재배 장치의 모델링 예를 도시하였다.

상기 프레임(500)은 금속재 또는 강성을 보장할 수 있는 수지재를 사용하며, 폭이 좁고 길이가 긴 랙(400)을 상하 다층으로 형성하기 위하여 수직 프레임과 그 수직 프레임을 지면과 평행한 방향으로 연결하는 수평 프레임들을 포함한다.

이와 같은 구조는 하나의 예이며, 다양한 구조로 변형할 수 있다.

베드(100)는 상기 프레임(500)에 의해 정의되는 랙(400) 상에 설치된다.

베드(100)는 복수의 단위 베드가 연결되는 것으로 한다. 베드(100)는 공급된 양액을 일시 보관하고, 배수하기 위한 것으로 재배판(200)에 식재된 식물에 수분 및 영양을 공급하는 역할을 한다.

도 2는 베드(100)의 일부 분해 사시도이고, 도 3은 단위 베드(110)의 구성도이다.

도 2와 도 3을 각각 참조하면, 베드(100)는 단위 베드(110)와, 단위 베드(110)들을 상호 결합하는 연결부(120)와, 연결부(120)들에 의해 연결된 다수의 단위 베드(110) 열의 양단에 결합되는 사이드 캡(130)을 포함하여 구성된다.

베드(100)는 단위 베드(110)의 열방향 연결구조이며, 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이 하나의 랙(400)에 1열 또는 2열 배치될 수 있으며, 필요에 따라 3열 이상으로 배치할 수 있다.

베드(100)의 길이는 정해져 있지 않으며, 이는 프레임(500)에 의해 정의되는 랙(400)의 길이에 따라 단위 베드(110)의 수를 조절하여 랙(400)의 길이에 맞게 장착할 수 있다.

공간 활용성을 고려하여 단위 베드(110)의 길이와, 단위 베드(110)를 연결하는 연결부(120)의 길이, 단위 베드(110) 연결체의 양단에 결합되는 사이드 캡(130)의 길이에 맞게 랙(400)의 길이를 설계할 필요가 있다.

단위 베드(110)의 구조는, 랙(400) 상에 안착되는 베이스판(111)과, 상기 베이스판(111)의 양측면에서 상향으로 절곡된 제1측면판(112)과, 상기 제1측면판(112)의 상단에서 외측으로 절곡되어 상기 재배판(200)이 안착되는 안착면을 제공하는 안착부(113)와, 상기 안착부(113)의 끝에서 상향 절곡된 제2측면판(114)을 포함하여 구성된다.

단위 베드(110)는 양액을 보관할 수 있는 것으로, 양액의 누수가 방지되어야 한다.

이를 위하여 본 발명에서는 단위 베드(110)의 일단에 결합되는 연결부(120)에 단위 베드(110)의 일부가 삽입되어 결합되는 것으로 한다.

이때 더욱 견고한 결합과 기밀성 유지를 위하여 상기 제1측면판(112)의 단부는 소정의 두께를 가지며, 그 단부에 소정 깊이의 결합홈(115)이 형성되어 있다. 상기 결합홈(115)의 중앙부분에는 가로격벽(116)이 형성된 것일 수 있다.

이와 같은 구조는 이후 설명될 연결부(120)와의 결합시 양액의 누수를 방지할 수 있다.

단위 베드(110)의 재질은 금속 또는 수지재로 할 수 있다.

도 4는 연결부(120)의 사시도이다.

도 4를 참조하면 연결부(120)는 측면에 단위 베드(110)의 베이스판(111)의 일부가 삽입되는 삽입홈(127)이 양측면에 마련된 베이스블록(121)과, 베이스블록(121)의 양단에서 상향으로 돌출되는 제1측면블록(122)과, 상기 제1측면블록(122)의 상면에 안착면(123)이 위치하도록 제1측면블록(122)의 상면 외측에서 상향으로 돌출되는 제2측면블록(124)과, 상기 제1측면블록(122)의 단부에 마련되어 상기 단위 베드(110)의 제1측면판(112)의 일부가 삽입되는 삽입홈(125)과, 상기 삽입홈(125) 내에서 돌출되는 결합돌기(126)를 포함한다.

상기 결합돌기(126)의 중앙부에는 탄성홈(126a)이 형성되어 있는 것으로 하며, 탄성홈(126a)은 결합돌기(126)에 탄성력을 부여하여 단위 베드(110)와의 결합이 용이하도록 함과 아울러 결합 상태에서는 밀착성을 높여 양액의 누수를 방지하는 역할을 한다.

상기 결합돌기(126)는 상하 방향으로 이격된 한 쌍의 구조일 수 있으며, 상기 단위 베드(110)의 제1측면판(112)에 마련된 결합홈(115)에 결합되 때, 두 결합돌기(126)의 사이에 가로격벽(116)이 삽입되도록 결합된다.

이와 같은 구조에 의하여 누수에 대한 기밀성을 높일 수 있으며, 더 견고한 결합이 가능하도록 한다.

상기 제2측면블록(124)에는 제2측면판(114)의 일부가 삽입되는 삽입홈(128)이 형성되어 있다.

상기 언급한 삽입홈들(125, 127, 128)은 연결부(120)의 양측면에 형성되어 양측에 위치하는 두 단위 베드(110)를 상호 연결 고정할 수 있다.

연결부(120)의 재질은 수지재를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 탄성을 가지는 실리콘, 천연 또는 합성 고무를 사용하여 양액의 누수를 방지할 수 있다.

도 5는 사이드 캡(130)의 사시도이다.

도 5를 참조하면 사이드 캡(130)은 상호 연결부(120)에 의하여 일렬로 결합된 단위 베드(110)의 양단측에 각각 결합되어, 양액을 수용할 수 있도록 양단의 측면부를 제공한다.

사이드 캡(130)은 상기 단위 베드(110)의 베이스판(111) 일부가 삽입되는 베이스판(131)과, 상기 연결부(120) 결합부분을 제외한 베이스판(131)의 삼면에서 상향으로 연장되는 제1측면판(132)과, 상기 제1측면판(132)의 상면의 일부에 안착면(123)이 형성되도록 제1측면판(132)의 외측 일부에서 상향으로 연장되는 제2측면판(134)을 포함한다.

상기 연결부(120)와 유사하게 상기 제1측면판(132)의 단부는 소정의 두께를 가지며, 그 단부에 소정 깊이의 결합홈(135)이 형성되어 있다. 또한 결합홈(135)의 내에는 적어도 하나 이상의 결합돌기(136)가 돌출되어, 앞서 설명한 단위 베드(110)의 결합홈(115)에 끼움 결합된다.

이때 결합돌기(136)는 앞서 설명한 연결부(120)의 결합돌기(136)와 같이 상하로 이격되는 한 쌍의 구조일 수 있다.

상기 결합돌기(136)의 중앙에는 결합홈(136a)이 형성되어 있어, 상기 단위 베드(110)에 끼워 결합할 때 쉽게 결합이 이루어지도록 함과 아울러, 견고한 결합이 유지될 수 있도록 한다.

상기 베이스판(131)의 저면 일부에는 배수공(137)이 마련된다. 배수공(137)은 직하방향으로 형성되어 있다.

상기 배수공(137)에는 수위 조절 노즐(138)이 결합되는 것으로 한다.

수위 조절 노즐(138)은 베드(100)에 수용되는 양액의 높이를 조절할 수 있는 것으로, 수위 조절 노즐(138)의 높이 이상으로 공급된 양액은 수위 조절 노즐(138)의 내측 통공을 통해 외부로 배출된다.

수위 조절 노즐(138)에 의하여 재배판(200)에 식재된 식물의 종류 또는 뿌리의 길이에 따라 적절한 수위의 양액을 공급할 수 있다.

또한, 수위 조절 노즐(138)은 베드(100)의 바닥면보다 높은 위치에서 배수가 되도록 함으로써, 급격한 양액의 배수를 방지할 수 있으며, 기포가 발생하거나 배수시 양액이 비산하는 것을 방지할 수 있다.

상기 수위 조절 노즐(138)의 높이는 상기 사이드 캡(130)의 안착면(133)의 높이보다는 낮은 것으로 한다.

이처럼 본 발명의 베드(100)는 다수의 단위 베드(110)를 연결부(120)를 이용하여 간단하게 조립하여 형성할 수 있다. 종래와 같이 일체형의 베드를 사용하거나, 단위 베드를 용접하는 경우에 대하여 조립성을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 베드(100)는 필요에 따라 단위 베드(110)의 분리 또는 추가 장착이 매우 용이하여, 필요에 따라 베드(100)의 길이를 쉽게 확장 또는 축소 가능한 특징이 있다.

이는 일체형 또는 용접 방식으로 제작한 종래 베드에서는 기대할 수 없는 특징이다.

베드(100)의 상부에는 식물이 식재된 재배판(200)이 안착된다.

본 발명의 특징 중 하나는 재배판(200)을 베드(100)의 폭방향 일측(예로서 도 1의 A 방향)을 통해 재배판(200)을 장착하거나, 장착된 재배판(200)을 꺼낼 수 있다.

이처럼 재배판(200)의 장착 위치를 특정함으로써, 다수의 프레임(500)에 의해 정의되는 독립된 재배 장치들을 더 가깝게 배치할 수 있으며, 따라서 공간의 활용성을 높일 수 있다.

또한 풋프린트를 줄여 작업의 효율성을 높일 수 있다.

재배판(200)은 단위 재배판들이 연결된 것으로 한다.

도 6과 도 7은 각각 단위 재배판(210)의 사시도이다.

단위 재배판(210)은 식재구(212)가 형성된 단위 재배판 본체(211)와, 이동 방향에 대하여 단위 재배판 본체(211)의 전방측에 위치하는 결합돌출부(220)와, 결합돌출부(220)의 반대 방향에 배치되는 결합홈부(230)와, 상기 단위 재배판 본체(211)의 저면에 위치하여 상기 베드(100)를 따라 이동시킬 수 있는 이동부재(240)를 포함한다.

도 8은 두 단위 재배판(210)을 결합하는 예시도이다.

이처럼 본 발명의 단위 재배판(210)은 다른 재배판의 결합홈부(230) 또는 결합돌출부(220)에 결합돌출부(220) 또는 결합홈부(230)를 결합할 수 있다.

또한, 이동부재(240)에 의해 서로 연결된 상태에서 상기 베드(100)를 따라 직선 이동시킬 수 있다.

따라서 도 1에서 A 방향을 따라 단위 재배판(210)을 서로 결합하면서 밀어 넣어 길이가 긴 베드(100) 전체에 위치하는 재배판(200)을 장착할 수 있다.

반대로 식물을 수확하기 위하여 재배판(200)을 꺼낼 때에도 재배판(200)을 당기면서 단위 재배판(210)을 서로 분리하여 쉽게 동일한 위치에서 재배판(200) 전체를 꺼낼 수 있다.

상기 이동부재(240)는 베드(100)의 일부에 접촉되어, 작업자 또는 로봇에 의해 힘이 전달되면, 그 힘의 방향을 따라 단위 재배판(210) 및 단위 재배판(210)들의 결합구조가 쉽게 이동할 수 있도록 하는 역할을 한다.

이동부재(240)가 접촉되는 면은, 상기 단위 베드(110)의 안착부(113), 연결부(120)의 안착면(123) 및 사이드 캡(130)의 안착면(133)이 된다.

안착부(113)와 안착면들(123, 133)은 모두 지면에 대하여 평행한 면이며, 따라서 별다른 저항 없이 이동부재(240)가 구르면서 단위 재배판(210)들을 이동시킬 수 있다.

이처럼 안착부(113)와 안착면들(123, 133)을 이용할 때의 다른 특징으로 상기 재배판(200)이 안착부(113)와 안착면들(123, 133)의 상부를 덮는 구조가 되기 때문에 안착부(113) 안쪽의 공간에 수용되는 양액에 외부의 빛(광원으로서 LED의 빛)이 직접 조사되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 양액이 광원에 노출되는 것을 방지하여 녹조가 발생하는 것을 방지할 수 있어, 유지 및 관리가 매우 용이하게 된다.

도면에 도시하지는 않았으나, LED 광원은 베드(100)의 하단측 프레임(500)에 설치된다. 광원으로서 LED는 식물의 광합성에 도움을 줄 수 있는 400nm 내지 500nm 파장의 청색 광과 640nm 내지 700nm 파장의 적색 광을 방출하는 것으로 할 수 있다.

LED 광원은 일반 조명에 비하여 식물의 생장에 도움을 줄 수 있는 파장 대역의 빛을 제공할 수 있다는 장점이 있으나, 열의 발생이 상대적으로 많은 단점도 가지고 있다.

본 발명에서는 LED 광원을 베드(100)의 하단측 프레임(500)에 설치하여, 열이 직접 식물 재배에 영향을 주는 것을 방지한다.

도 9는 이동부재(240)의 분해도이고, 도 10은 결합상태 구성도이다.

도 9와 도 10을 각각 참조하면, 본 발명에 적용되는 이동부재(240)는 휠(241)과, 상호 체결되어 상기 재배판(200)의 하부에 휠(241)을 회전가능하게 결합하는 고정부(247) 및 분리결합부(243)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 적용되는 이동부재(240)의 구성적 특징은 별다른 도구를 사용하지 않고도 휠(241)을 쉽게 교체할 수 있는 구조에 있다.

고정부(247)는 단위 재배판(210)의 단위 재배판 본체(211) 저면에서 안쪽 방향으로 돌출된 한 쌍의 돌출부재이며, 한 쌍의 고정부(247) 사이의 단위 재배판 본체(211)의 측면에는 홀(249)이 형성되어 있다.

한 쌍의 고정부(247) 각각의 외측면 끝단에는 결합돌기(248)들이 형성되어 있다.

한 쌍의 고정부(247)의 사이 영역에는 휠(241)이 위치하며 휠(241)의 양측 원형면 중앙에서 각각 돌출되는 두 회전축(242) 중 하나가 상기 홀(249)에 삽입된 상태로 고정부(247) 사이에 위치한다.

이와 같은 결합상태에서 고정부(247)에는 분리결합부(243)가 결합되어, 휠(241)을 회전 가능한 상태로 안정적으로 지지한다.

분리결합부(243)의 형상은 본체(243a)의 일면 양측부에서 돌출되는 결합돌출부(243b)를 포함하여, 상면이 'ㄷ'형인 블록구조이다.

상기 두 분리결합부(243) 각각에는 서로 마주하는 면에서 돌출된 결합돌기(244)를 포함하며, 결합돌기(244)는 상기 고정부(247)들의 결합돌기(248)에 치합되어, 고정부(247)와 분리결합부(243)를 고정하게 된다.

이와 같은 결합상태는 별도의 도구를 사용하지 않고도, 작업자가 쉽게 분리결합부(243)를 고정부(247)로부터 분리하고, 휠(241)을 교체할 수 있다.

상기 본체(243a)에는 상기 휠(241)의 원형면 일측에서 돌출된 회전축(242) 중 하나가 삽입되는 홀(246)이 마련되어 있어, 분리결합부(243)를 고정부(247)에 결합하면 휠(241)이 안정적으로 회전 가능한 상태로 고정할 수 있다.

또한, 상기 본체(243a)의 휠(241)을 향하는 면에는 돌출지지부(245)가 마련되어 있다.

돌출지지부(245)는 상기 한 쌍의 고정부(247)의 사이에 결합되며, 고정부(247)의 사이 간격이 좁혀지는 것을 방지하여 결합돌기(248, 244) 간에 결합이 유지될 수 있도록 한다.

이처럼 본 발명에 적용되는 이동부재(240)는 별도의 도구를 사용하지 않고도 쉽게 휠(241)을 교체할 수 있어, 마모된 휠을 교체하는 작업의 편의성을 향상시킬 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이 본 발명은 재배판(200)의 구성을 위하여, 정해진 위치에서 단위 재배판(210)들을 상호 끼움 결합하면서, 일측 방향에서 밀어 넣어 전체 재배판(200)을 결합할 수 있다.

또한, 수확을 할 때에는 반대로 동일 위치에서 단위 재배판(210)을 당기고 서로 분리하여 수확할 수 있다.

도 11은 급수관(600)의 구성도이고, 도 12는 급수관(600)의 설치 상태도이다.

도 11과 도 12에 도시한 바와 같이 본 발명의 급수관(600)은 사이드 캡(130)에 위치한다.

즉, 일측 방향으로 길게 배치되는 단위 베드(110) 결합체의 양단에 위치하는 두 사이드 캡(130)에 배치될 수 있고, 하나의 사이드 캡(130)에만 배치될 수 있다.

급수관(600)은 사이드 캡(130)을 가로질러 배치된다.

외부에서 양액을 공급하기 위한 외부 급수관(640)이 사이드 캡(130)의 측면 일부를 관통하여 연결되며, 그 외부 급수관(640)에는 연결관(610)이 결합된다.

연결관(610)의 타단부에는 하향 절곡관(621)에 의해 급수본체관(620)이 연결된다. 급수본체관(620)에는 다수의 노즐(630)이 마련되어 외부 급수관(640)을 통해 공급되는 양액을 베드(100)에 공급하게 된다.

상기 하향 절곡관(621)은 경사 절곡된 양액 공급경로를 제공한다.

급수본체관(620)의 높이는 상기 하향 절곡관(621)에 의해 연결관(610)에 비하여 더 낮은 위치가 되며, 양액의 공급 압력을 일부 해소하며, 양액에 포함되는 기포의 영향을 최소화한 상태로 공급할 수 있다.

또한 급수본체관(620)의 높이를 낮춰 공급되는 양액이 식물의 뿌리 등에 직접 분사되는 것을 방지할 수 있다.

이처럼 급수관(600)을 통해 급수된 양액은 베드(100)에 수용된 상태에서 재배판(200)에 식재된 식물에 수분과 영양을 공급하고, 앞서 언급한 배수공(137)을 통해 배출된다.

이때 양액의 수위 조절은 배수공(137)에 결합된 수위 조절 노즐(138)의 높이에 따라 이루어진다.

상기 수위 조절 노즐(138)과 배수공(137)을 통해 배출되는 양액은 배수공(137)의 하부에 결합된 배수관(700)을 통해 외부로 배출된다.

이때 배출된 양액은 처리 후 재사용 될 수 있다.

도 13은 본 발명에 적용되는 배수관의 설치 상태도이다.

도 13에 도시한 바와 같이 본 발명의 배수관(700)은 사이드 캡(130)의 배수공(137)의 저면측에서 결합되는 배수공 연결관(710)들과, 상기 배수공 연결관(710)들을 통해 배출되는 양액을 수집하되, 경사지게 설치되는 수집관(720)과, 상기 수집관(720)을 통해 수집된 양액을 외부로 배출하는 수직 방향으로 설치된 주배수관(730)을 포함하여 구성된다.

상기 주배수관(730)에는 다층 배치된 베드(100)의 양액을 배출하는 것으로, 직경이 상기 수집관(720)에 비하여 더 큰 것으로 할 수 있다.

배수공 연결관(710)은 사이드 캡(130)에 마련된 다수의 배수공(137) 각각에 연결될 수 있도록 다수로 마련되어 있으며, 이때 배수공 연결관(710)의 높이는 주배수관(730)과 가까울수록 더 높은 것을 사용한다.

따라서 상기 배수공 연결관(710)들과 주배수관(730)을 연결하는 수집관(720)은 경사배치된다.

수집관(720)을 경사배치하면, 이물의 잔류를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 배수를 원활하게 하고, 기포의 발생을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 공간의 활용성을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 식물의 재배와 관련하여 양액의 수위 조절을 용이하게 하고, 교체 부품의 교체 및 확장 또는 단축이 용이하도록 할 수 있다.

또한, 양액의 공급을 안정화하고, 배수시 발생할 수 있는 문제점들을 해소하여 안정적인 식물 재배가 가능하게 된다.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

100:베드 110:단위 베드
120:연결부 130:사이드 캡
200:재배판 210:단위 재배판
220:결합돌출부 230:결합홈부
240:이동부재 400:랙
500:프레임 600:급수관
700:배수관

Claims (12)

1. 프레임에 의해 다층으로 구분되는 랙;
   상기 랙 상에 다수의 단위 베드가 연결부에 의해 연결되어 이루어지는 베드;
   식물이 식재되어 상기 베드의 안착부에 안착되는 다수의 단위 재배판이 상호 결합되어 이루어지는 재배판;
   상기 베드에 양액을 공급하는 급수관; 및
   상기 베드의 저면에서 양액을 배출하는 배수관을 포함하는 식물 재배 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베드의 양단에 결합되는 사이드 캡을 더 포함하고,
   상기 급수관은 상기 사이드 캡을 가로지르도록 배치되고,
   상기 배수관은 상기 사이드 캡의 저면에 마련된 배수공을 통해 배출되는 양액을 배출하는 식물 재배 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 급수관은,
   상기 사이드 캡의 측면의 연결공을 통해 내부로 연통되는 외부 급수관;
   상기 사이드 캡 내에서 외부 공급관에 결합되는 연결관;
   양액을 상기 베드에 공급하는 다수의 노즐을 포함하며, 상기 연결관과는 하향 절곡관에 의해 결합되어 상기 연결관보다 낮은 위치에 배치되는 급수본체관을 포함하는 식물 재배 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연결관은,
   경사진 관로를 제공하는 식물 재배 시스템.
5. 제2항에 있어서,
   상기 배수관은,
   상기 사이드 캡의 바닥면에 형성된 복수의 배수공들과 각각 연결되는 복수의 배수공 연결관; 및
   복수의 상기 배수공 연결관을 통해 배수되는 양약을 수집하여 주배수관으로 배출하되, 상기 주배수관과의 연결 위치의 높이가 낮도록 경사진 수집관을 포함하는 식물 재배 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 사이드 캡의 내측에서 상기 배수공에 결합되며, 돌출된 높이에 의해 상기 베드 내의 양액 수위를 조절하는 수위 조절 노즐을 더 포함하는 식물 재배 시스템.
7. 제2항에 있어서,
   상기 단위 베드는,
   상기 랙 상에 안착되는 베이스판;
   상기 베이스판의 양측면에서 상향으로 절곡되며, 단부에 결합홈을 제공하는 제1측면판;
   상기 제1측면판의 상단에서 외측으로 절곡되어 상기 재배판이 안착되는 안착면을 제공하는 안착부; 및
   상기 안착부의 끝에서 상향 절곡된 제2측면판을 포함하는 식물 재배 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 연결부는,
   상기 단위 베드의 베이스판이 삽입되는 삽입홈이 양측면에 마련된 베이스블록;
   상기 베이스블록의 양단에서 상향으로 돌출되며, 상기 단위 베드의 제1측면판이 삽입되는 삽입홈을 구비하는 제1측면블록; 및
   상기 제1측면블록의 상면에 안착면이 위치하도록 상기 제1측면블록의 상면 외측에서 상향으로 돌출되며, 상기 단위 베드의 상기 제2측면판이 삽입되는 삽입홈을 구비하는 제2측면블록을 포함하는 식물 재배 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 연결부는,
   상기 제1측면블록의 상기 삽입홈 내에서 돌출되어, 상기 단위 베드의 제1측면판의 결합홈에 삽입되는 결합돌기; 및
   상기 결합돌기의 중앙에 위치하여 상기 결합돌기에 탄성력을 부여하는 탄성홈을 더 포함하는 식물 재배 시스템.
10. 제7항에 있어서,
    상기 사이드 캡은,
    상기 단위 베드의 베이스판 삽입홈에 일부가 삽입되는 사이드 캡 베이스판;
    상기 단위 베드의 결합부분을 제외한 상기 사이드 캡 베이스판의 삼면에서 상향으로 연장되는 사이드 캡 제1측면판;
    상기 사이드 캡 제1측면판의 상면의 일부에 안착면이 형성되도록 사이드 캡 제1측면판의 외측 일부에서 상향으로 연장되는 사이드 캡 제2측면판;
    상기 사이드 캡 제1측면판의 결합면에는 결합홈의 내에서 돌출되는 결합돌기를 더 포함하여,
    상기 사이드 캡 제1측면판의 결합홈 내에서 돌출된 결합돌기가 상기 단위 베드의 제1측면판의 결합홈에 삽입 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 식물 재배 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 단위 재배판은,
    식재구가 형성된 단위 재배판 본체;
    이동 방향에 대하여 상기 단위 재배판 본체의 전방측에 위치하는 결합돌출부; 및
    상기 결합돌출부의 반대 방향의 상기 단위 재배판 본체에 배치되는 결합홈부를 포함하여,
    인접한 다른 단위 재배판과 상기 결합돌출부와 상기 결합홈부간 결합에 의해 연결되는 식물 재배 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 단위 재배판 본체의 저면에 위치하여 상기 단위 재배판을 상기 베드를 따라 이동시킬 수 있는 이동부재를 더 포함하는 식물 재배 시스템.

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