KR20220070738A - 수경재배시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수경재배시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 수경재배시스템은 양측에 각각 구비되는 지지대, 작물재배를 위해 양측의 지지대에 다층 구조로 체결되는 복수의 작물재배상, 및 복수의 작물재배상을 지지대에 연결하여 상하로 회전 동작시키며, 복수의 작물재배상으로 각각 물을 공급하는 관수공급호스를 복수의 작물재배상의 회전시 함께 회전시켜 관수공급호스의 꼬임을 방지하는 구동장치를 포함할 수 있다.

Description

수경재배시스템{Hydroponic Cultivation System}

본 발명은 수경재배시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 경량형 삼각지지대를 이용해 다중 다층식 상하 이동 작물재배상과 이동식 관수를 일체화하여 구성하는 수경재배시스템에 관한 것이다.

자연환경의 파괴로 인한 재해로 농·산업이 급격하게 시설농업으로 바뀌고 있으며, 그 발전 방향이 토경재배 방식에서 시설물을 이용한 양액재배 방식으로 급격히 전환되고 있다. 그리고 이러한 양액재배 방식의 장점은 천연 토지를 대상으로 하지 않는다는 점에서 미래산업이라 할 수 있는 도시농업의 발전에 근간이 되고 있는바, 도심의 비어있는 상가, 또는 건물의 지하실 등에서 인공조명을 이용한 작물재배로 각광을 받고 있으나, 도심 건물들의 협소한 면적으로 말미암아 작물 생산량이 한정될 수밖에 없기 때문에 도시농업의 대부분이 다층식 형태의 고정된 선반 재배방식으로 농작물을 재배하고 있다. 하지만 다층식 선반은 높이에 따른 다층의 수가 농작물 생산량을 좌우하게 되므로 이에 따른 생산량의 변화는 농업 경영체의 수입과 직결될 수밖에 없다.

종래에는 체인 컨베이어를 이용한 간이형 버섯 재배장치가 개시된 바 있다. 이러한 기존 기술은 수직형 농작물 자동재배장치로서 이송체인에 의한 작물재배상의 상하 수직 이동 장치이다. 이는 I형 수직 이동방식을 채택함으로써 이송 체인기어와 철 또는 알루미늄 프로파일로 구성된 작물재배상을 설치하고 별도의 작은 받침대를 구성하고 있다.

그런데, 이러한 구조는 무게에 따른 수직 하중과 농작물의 성장에 따른 하중의 증가로 인해 작물재배상의 중앙부에 휨 문제 등 안정성에 문제가 발생한다.

또한, 종래기술은 관수 또한 각 층으로 이루어진 다수의 재배상에 독자적으로 물을 공급해야 하지만 작물재배상의 상하 이동에 따른 문제로 말미암아 기술상의 적용 문제로 물을 공급하기 어려운 문제가 있다.

특허문헌 1 : 한국등록특허공보 제10-1187429호(2012.09.25) 특허문헌 2 : 한국등록특허공보 제10-2125499호(2020.06.16) 특허문헌 3 : 한국공개특허공보 제10-2015-0119649호(2015.10.26) 특허문헌 4 : 한국공개특허공보 제10-2015-0129981호(2015.11.23) 특허문헌 5 : 한국공개특허공보 제10-2016-0131522호(2016.11.16)

본 발명의 실시예는 경량형 삼각지지대를 이용해 다중 다층식 상하 이동 작물재배상과 이동식 관수를 일체화하여 구성하는 수경재배시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수경재배시스템은 양측에 각각 구비되는 지지대, 작물재배를 위해 상기 양측의 지지대에 다층 구조로 체결되는 복수의 작물재배상, 및 상기 복수의 작물재배상을 상기 지지대에 연결하여 상하로 회전 동작시키며, 상기 복수의 작물재배상으로 각각 물을 공급하는 관수공급호스를 상기 복수의 작물재배상의 회전시 함께 회전시켜 상기 관수공급호스의 꼬임을 방지하는 구동장치를 포함한다.

상기 지지대는 삼각 형상의 지지대를 포함하고, 동일 층에 2개의 작물 재배상을 체결하며, 상기 동일 층에 수평으로 체결되는 2개의 작물 재배상은 고정된 상태로서 2개로 고정된 재배상 자체는 삼각지지대 상측을 기준으로 하측으로 갈수록 넓어질 수 있다.

상기 복수의 작물재배상은, 상기 관수공급호스로부터의 물이 내부로 흐르도록 관로를 형성하고, 일측에 일정 간격마다 홀이 형성되는 파이프(pipe), 및 상기 홀에 수용하여 작물을 재배하기 위한 재배포트를 포함할 수 있다.

상기 구동장치는, 모터에 연결되어 상하로 회전시키는 동력을 제공하는 제1 체인부, 상기 제1 체인부의 동력을 제공받아 상기 복수의 작물재배상으로 전달하여 상기 복수의 작물재배상을 상하로 회전 동작시키는 제2 체인부, 및 상기 관수공급호스를 내부로 수용하며, 상기 제2 체인부의 상하 회전 동작시 함께 상하 회전 동작하는 컨베이어부를 포함할 수 있다.

상기 구동장치는, 상기 제2 체인부를 구성하는 체인과 상기 복수의 작물재배상을 각각 연결하는 플레이트부, 및 상기 플레이트에 연결되어 상기 복수의 작물재배상으로 각각 물을 공급하기 위한 상기 관수공급호스를 연결하는 조인트부를 더 포함할 수 있다.

상기 구동장치는, 상기 복수의 작물재배상의 일측에서 상기 관수공급호스로 물을 공급하기 위한 가동되는 공급펌프, 및 상기 복수의 작물재배상의 타측에서 상기 관수공급호스로 공급되는 물을 흡입하여 순환시키기 위해 가동되는 흡입 배출 펌프를 더 포함할 수 있다.

상기 관수공급호스는, 상기 복수의 작물재배상의 상하 회전시 원주율의 변경에 따라 길이가 늘었다 줄어드는 코일호스를 포함할 수 있다.

상기 구동장치는, 상기 지지대의 일측에 구비되어 상기 복수의 작물재배상에 대한 상하 회전을 감지하는 센싱장치를 더 포함할 수 있다.

상기 구동장치는, 상기 상하 회전 동작을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 센싱장치의 센싱신호를 근거로 전원 온오프 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 수직 면적의 확대를 위한 방법으로 농작물 재배상이 자동으로 상하 이동되게 함으로써 도심 건물의 좁은 면적과 공간에서도 많은 수확량을 기대할 수 있게 될 것이다.

따라서 날로 악화되는 기후 환경의 변화에 따른 환경재해로 인하여 일반적인 농업환경 하에서는 생존의 근간인 먹거리 위기에 대처할 수 없기 때문에 이의 대처 방향으로서 도심 속의 버려진 유휴 공간을 적극 활용하여 도시농업을 활성화 시켜 도심이 더 이상 소비도시로서가 아니라 생산 기반이 있는 도시로 탈바꿈시킬 수 있으며, 또한 인공지능(AI) 시대로의 진입에 따른 노동력 상실의 문제를 해소하여 일자리 창출에도 한 몫을 할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수경재배시스템을 나타내는 도면, 그리고
도 2a 내지 도 6은 도 1의 각 구성요소의 세부구조를 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수경재배시스템을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수경재배시스템(90)은 지지대(100), 복수의 작물재배상(120) 및 구동장치(110, 130, 140)의 일부 또는 전부를 포함한다.

여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 구동장치(110, 130, 140)를 구성하는 일부 구성요소가 생략되어 수경재배시스템(90)이 구성되거나, 구동장치(110, 130, 140)를 구성하는 일부 구성요소가 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.

지지대(100)는 본 발명의 실시예에 따라 경량형 삼각지지대인 것이 바람직하다. 물론, 본 발명의 실시예에서는 지지대(100)에 체결되는 작물재배상(120)의 원활한 상하 회전과 작물의 재배 특성을 고려하여 삼각형상의 지지대를 예시하였지만, 상하 회전이 가능하다면 어떠한 형태도 무관하다. 따라서, 비사각형상이라 표현하는 것이 바람직하지만, 이또한 사각형상을 배제하려는 것은 물론 아니다. 본 발명의 실시예에서는 모든 하중을 수직으로 직접 받는 I형 지지대 형식의 구조보다는 알루미늄으로 구성된 가벼운 삼각지지대를 적용하여 지지대가 받는 수직하중을 삼각지지대 전체에 고르게 분산시킨다.

I형 수직지지대의 이송체인에 거치된 작물재배상의 길이는 입상된 농작물의 무게로 인하여 작물재배상의 중간 지점이 아래로 휘어질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 지지대(100)는 경량형 삼각지지대로서 경량형이므로 작물재배상(120)의 중간 중간에 삼각지지대를 쉽게 세워 보완할 수 있으므로 I형 수직지지대의 휘어짐 문제를 쉽게 해결할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 지지대(100)는 삼각지지대를 작물재배실의 높이에 맞도록 상하 자유롭게 변형이 가능하므로 사용자의 환경에 유연하게 대응할 수도 있다. 가령, 삼각지지대를 넓게 펼쳐 높이를 낮출 수 있고, 또 4층을 3층 구조로도 쉽게 변경 가능하다.

본 발명의 실시예에서는 지지대(100)를 사다리와 같이 구성한 삼각지지대로서 안전성(혹은 안정성)을 확보할 수 있다. I형 수직지지대는 높이가 높을 경우 상부의 체인기어에 걸려 하중이 수직으로 작용되므로 안정성에 상당한 문제가 있고, 장치의 높이가 높을수록 이를 지탱하기 위한 수직지지대의 무게 또한 만만치 않게 증가하므로 사용자의 입장에서는 많은 비용의 지출을 감내할 수밖에 없을 것이다. 그러나, 본 발명의 실시예에서는 경량형 삼각지지대를 구성함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다. 가벼운 알루미늄 재질로 구성된 안정된 삼각지지대 방식을 채택하여 수직으로 집중되는 작물재배상(120)의 하중을 삼각 형태로 분산시킬 수 있게 되는 것이다. 이후에 자세히 다루겠지만, 이송 체인기어의 배치 역시 삼각 형태의 지지대(100)의 삼면 꼭지점으로 구성하고 상하부에 체결되는 체인기어의 원주율을 각각 달리함으로써 이송 체인기어의 원활한 작동을 유도할 수 있게 된다.

작물재배상(120)은 구동장치(110, 130, 140)를 구성하는 이송체인에 거치되는 가령 원통형 PVC 관으로 구성한다. 물론 본 발명의 실시예에서는 PVC에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 그리고 이 원통형 작물재배상(120)의 상단부를 천공한 후, 천공된 곳에 작물포트(혹은 재배포트)를 삽입하는 구조로 구성된다. 작물재배상(120)이 되는 원통형 PVC 관은 비어있는 (내부) 공간으로 여기에 관수를 실시함으로써 작물재배상(120)과 관수가 일체형으로 이루어지게 된다. 무엇보다 이송체인에 체결되는 삼각플레이트 관수조인트(혹은 행거조인트)는 작물재배상(120)이 결합된 삼각플레이트(110)가 거치되므로 이송체인이 상하 이동 및 삼각지지대를 넘어서는 과정에서 공전을 통한 회전이 발생되더라도 이송체인에 다층으로 거치된 작물재배상(120)에는 호스의 꼬임없이 관수가 원활하게 공급될 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구동장치(110, 130, 140)는 지지대(100)에 체결되는 다층 구조의 작물재배상(120)이 원활하게 상하 이동하면서 아울러 회전 이동이 이루어지도록 한다. 이때 회전이 이루어지는 과정에서 각 작물재배상(120)으로 물을 공급하는 관수공급호스의 꼬임이 발생하지 않도록 본 발명의 실시예에서는 삼각플레이트(110), 관수조인트, 그리고 관수공급호스를 작물재배상(120)과 함께 회전시키는 컨베이어장치(135)를 구성함으로써 이의 문제를 해결한다.

본 발명의 실시예에 따른 구동장치(110, 130, 140)는 다양한 장치를 포함할 수 있다. 다시 말해, 구동장치(110, 130, 140)는 지지대(100)에 체결되는 작물재배상(120)의 작물 재배 및 구동을 위한 모든 장치를 포함할 수 있다. 구동장치((110, 130, 140)는 도 1에서 볼 때, 삼각플레이트(혹은 플레이트)(110), 동력장치(130) 및 관수를 작물재배상(120)으로 공급하는 관수공급장치(140)를 포함할 수 있다. 여기서, 동력장치(130)는 모터, 체인 및 기어, 그리고 컨베이어장치(135)를 포함할 수 있다. 작물 재배를 위해서는 물을 공급할 수 있으며, 작물재배상(120)의 균형있는 작물재배를 위해서는 작물재배상(120)을 상하 회전시킬 수 있다. 이를 위하여 구동장치(110, 130, 140)는 관리자의 사용자 명령을 제공하는 컨트롤러(230)를 포함할 수 있으며, 사용자의 명령에 따라 동력을 발생시키는 모터, 그리고 해당 모터의 동력을 작물재배상(120)으로 전달하기 위한 기어와 체인으로 이루어지는 체인부를 구성할 수 있다. 도 2a 등을 통해 이후에 좀더 다루겠지만, 예를 들어 모터의 구동축 즉 액추에이터에 연결되는 제1 체인부(215a, 215b)를 회전시키고, 또 제1 체인부(215a, 215b)를 구성하는 기어에 연결되는 제2 체인부(217a, 217b, 217c)의 기어를 회전시키면 제2 체인부(217a, 217b, 217c)를 구성하는 상하의 기어에 체결되는 체인이 회전하면서 그에 연결되는 복수의 작물재배상(120)이 상하 이동하면서 회전 운동을 하게 된다. 물론 제2 체인부(217a, 217b, 217c)의 체인에는 도 1의 삼각플레이트(110)를 통해 각각의 작물재배상(120)이 체결되므로 상하 회전이 원활하게 이루어지게 된다. 가령, 도 1에서 볼 때 삼각플레이트(110)는 2개의 PVC 관을 체결하는 것을 확인할 수 있다. 각각의 PVC 관의 내부로는 물을 공급하여 작물재배에 사용될 수 있도록 해야 하므로, 삼각플레이트(110)에는 관수공급호스를 각각 연결하기 위한 관수조인트가 구성될 수 있다. 즉, 관수조인트는 연결부가 되는 것이다. 이는 본 발명의 실시예에서는 T 피팅이라 명명될 수 있다. T자형의 조인트를 통해 관수공급호스를 연결하면서 동시에 체인의 이탈없이 안정적인 회전이 이루어지게 한다.

무엇보다 본 발명의 실시예에서는 복수의 작물재배상(120)이 상하 회전할 때 그에 연결되는 관수공급호스의 꼬임이 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 본 발명의 실시예에서는 관수공급호스를 내부에 채택하는 컨베이어장치(혹은 컨베이어부, 케이블 베어)(135)를 제1 체인부(215a, 215b)와 제2 체인부(217a, 217b, 217c)의 사이에 구성하고, 복수의 작물재배상(120)의 회전시 컨베이어장치(135) 즉 관수공급호스를 함께 회전시킴으로써 안정적인 회전이 이루어지도록 한다. 컨베이어장치(135)는 본 발명의 실시예에서 케이블 베어라 명명될 수 있으며, 지지대(100)의 상측에는 케이블 베어의 안정적인 회전을 돕는 케이블 베어 이송 가이드를 구성할 수 있다.

상기의 구성 결과, 본 발명의 실시예에 따른 수경재배시스템(90), 가령 경량형 삼각지지대를 이용한 다중 다층식 상하 이동 작물재배상과 이동식 관수 일체 수경재배시스템은, 시설 재배 농업에서 필연적으로 문제가 되고 있는 농업 경영체의 투자 가성비를 높이기 위한 방법의 모색이 필요함에 따라, 작물재배상의 높이에 따른 재배면적의 확보가 무엇보다 중요하다. 이는 필연적으로 수직 다층방식의 작물재배상이 필요하지만 이러한 시설은 작물관리에 있어 사용자에게 많은 노동력을 요구하기 때문에 사용자들에게 피로감과 아울러 노동시간의 확대에 따른 삶의 불균형을 가져오므로 많은 사람들이 농업을 기피하는 원인 중의 하나로 꼽히고 있다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 시설재배에 있어서, 수직면적의 확보를 통하여 농작물의 생산을 증대시키고, 온실 내의 상하 온도와 습도 등의 편차를 줄여줌으로써 균일한 품질의 농산물 생산이 가능하도록 하며, 상하 수직으로 작물재배상(120)이 이동되게 하여 사용자가 편리하게 농작물을 생산하고 관리할 수 있도록 한 것일 뿐만 아니라 작물재배상(120)에 원활한 관수의 공급을 통하여 사용자가 별도의 노동력을 제공하지 않고도 농작물 재배가 가능하게 될 것이다.

도 2a 내지 도 6은 도 1을 구성하는 각 구성요소의 세부구조를 나타내는 도면으로, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 지지대(100)를 보여주고 있으며, 해당 지지대(100)에는 도 1의 구동장치(110, 130, 140)를 구성하는 각종 장치들을 보여준다.

설명의 편의상 도 2a 및 도 2b를 도 3a 내지 도 6과 함께 참조하면, 지지대(100) 즉 삼각지지대는 그 상부에 상부이송체인기어(217a)를 배치하고, 하단부의 좌우측에는 상부이송체인기어(217a)보다 원주율이 작은 하부이송체인기어(217b)로 각각 구성한다. 본 발명의 실시예에서 상부이송체인기어(217a), 하부이송체인기어(217b) 및 이송체인(217c)은 제2 체인부(217a, 217b, 217c)라 명명될 수 있다.

상부이송체인기어(217a)와 하부이송체인기어(217b)에는 다층으로 구성된 독립된 다수의 작물재배상(120)을 이송시키는 삼각플레이트 관수조인트가 일정한 간격으로 체결되어 구성된다. 다수의 작물재배상(120)은 최상층을 제외하면 동일 층에 작물재배상(120)이 2개씩 구성되며, 동일 층의 2개의 작물재배상(120)은 하측으로 내려올수록 그 간격은 넓어진다.

또한 상부이송체인기어(217a)의 후면부에는 상부이송체인기어(217a)에 동력을 전달하여 구동시키는 별도의 동력 체인기어, 가령 제1 체인부(215a, 215b)를 구성하여 상부이송체인기어(217a)와 일체화시키고, 삼각지지대의 중앙부 아래로는 상부이송체인기어(217a)에 동력을 전달하기 위한 감속 기어드 모터(혹은 모터부)(213)를 구성한다. 동력체인기어(215a)를 장착하여, 상부이송체인기어(217a)와 일체된 동력 체인기어와 감속 기어드 모터(213)에 구성된 동력체인기어(215a)를 이송체인기어와 일체된 동력체인기어(215a)에 별도의 동력체인(215b)으로 연결한다.

상기의 다층으로 구성된 독립된 다수의 각 작물재배상(120)을 이송시키는 이송체인(217c)에는 작물재배상(120)이 이송체인(217c)의 이동에 따라 상하로 이송되게 하기 위하여 작물재배상(120)을 이송체인(217c)에 부착하기 위해서는 작물재배상(120)을 견인하는 삼각플레이트(110)를 이송체인(217c)에 거치시켜야 한다.

따라서 삼각플레이트(110)를 이송체인(217c)에 체결시키는 방법으로는 이송체인(217c)에 작물재배상(120)의 설치 간격을 정하고, 일정한 간격으로 행거조인트(620)를 결속시키고, 반대편에는 삼각플레이트(110)를 삽입하여 거치시킨다. 그리고 행거조인트(620)는 내부에 관통되어 있어 삼각 플레이트(110)를 거치시킨 방향에 호스의 연결만으로도 작물재배상(120)에 물이 공급될 수 있도록 구성된다.

이렇듯 이송체인(217c)에는 관수의 통로 역할을 하는 행거조인트(620)의 한쪽을 고정하고, 행거조인트(620)의 반대편에는 삼각플레이트(110)를 끼움으로써 거치되는데 이러한 단순거치의 이유는 작물재배상(120)이 체결된 이송체인(217c)이 단순하게 상하 이동만 하는 것이 아니라 상하 이동 과정에서 상부의 체인기어를 넘어서는 공전 과정이 발생하므로 이러한 이송체인(217c)의 위치이동에 의한 회전 발생이 불가피함에 따라 이송체인(217c)에 결속된 행거조인트(620) 역시 이송체인(217c)과 함께 이동하면서 공전에 의한 자체 회전이 발생하게 된다.

만약 작물재배상(120)과 결합된 삼각플레이트(110)가 행거조인트(620)와 함께 고정결합이 되어 있다면 작물재배상(120)과 고정된 삼각플레이트(110) 역시 이송체인(217c), 상하부 체인기어를 공전하는 위치 이동에 의하여 회전될 때 함께 자전되며 뒤집어질 것이다.

따라서 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 행거조인트(620)의 반대편에 체결되는 삼각플레이트(110)의 거치부에는 행거조인트(620)의 직경보다 큰 부싱 베어링이 삽입되고, 삼각플레이트(110)는 행거조인트(620)의 관수 출수부 방향에 따라 끼워 단순 거치만 함으로써 삼각플레이트(110)는 무게 중심에 의한 직립성질로 인하여 이송체인(217c)의 위치이동에 의한 자전으로부터 자유로울 수 있다.

또한, 삼각지지대의 좌우측 하단부에는, 리미트 및 근접센서를 부착하고, 이송체인(217c)에는 센서 바를 부착하여, 센서 바가 리미트 스위치에 닿거나 또는 근접센서에 가까이 근접하면 접촉 및 비접촉에 의하여 감속 기어드 모터(213)의 전원을 온(ON) 또는 오프(OFF)할 수 있도록 함으로써 제어가 가능할 수 있다.

체인기어로의 동력 전달은 삼각지지대의 하부에 위치한 감속 기어드 모터(213)로 처리되며, 삼각지지대 상부에 체결한 이송 체인기어는 이송 체인(217c)을 담당한다.

그리고 동력전달을 위한 동력 체인기어(215a)를 이송 체인기어의 반대편에 일체로 결합시켜 별도의 동력체인(215b)을 감속 기어드 모터(213)의 동력 체인기어(215a)와 체결함으로써, 이송 체인기어에 동력을 전달할 뿐 아니라, 삼각지지대의 전면에 발생되는 이송 체인기어의 무게와 작물재배상(120)의 하중으로 인한 쏠림을 일정부분 감쇄시킬 수 있는 효과가 있다.

만약 본 발명의 실시예에서 PVC 관의 생산 표준 길이의 한정성에 따른 작물재배상(120)의 연장을 추가하고자 할 때 그 연장 방법은 일반적인 PVC 관의 연장 방법에 따르며, 다만 긴 길이로 인한 작물재배상(120)의 쳐짐 현상이 발생되는 것은 본 발명의 실시예에 따른 삼각지지대를 쳐짐 현상이 발생되는 지점에 추가로 거치하는 것만으로도 충분히 해소시킬 수 있을 것이다.

계속해서, 도 2a 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 작물재배상(120)의 높이 조절에 따른 구성을 살펴보면, 기존의 작물재배상은 고정식이던 자동화이던 작물재배상의 높낮이가 자유롭게 조절되지 않지만 본 발명의 실시예에 따른 삼각지지대는 작물재배실의 높이에 따라 자유롭게 높낮이를 조절할 수 있다. 삼각지지대의 외부지지대(201)를 요철 형태로 구성하고, 또 그 내부 요철 홈에 내부지지대(203)를 삽입함으로써 내부지지대(203)가 슬라이드 형태로 상하로 작동되게 하여 삼각지지대의 높낮이를 자유롭게 조절할 수 있다.

또한 필요 높이에 따라 내부지지대(203)를 고정시킬 수 있도록 외부지지대(201)의 각 가장자리에는 잠금 장치를 구성하여, 삼각지지대의 하부 각 지지 부에는 브라켓을 설치하여 삼각지지대의 흔들림을 방지할 수 있다.

그리고 삼각지지대의 하단부에는 삼각지지대를 고정할 수 있는 고정 플레이트가 장착되지만 삼각지지대의 특성상 좌우 벌림에서 유사시 발생할 수 있는 갑작스러운 자유이동으로 인한 사고를 예방하기 위하여 삼각지지대 중앙부에 삼각지지대가 위치에서 벗어나지 않도록 벌림 안전장치(혹은 안전체결구)(220)를 구성한다.

한편, 도 2a 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 이송체인이 결합된 관수장치의 구성을 살펴보면, 각 층을 구성하는 다수의 작물재배상(120)을, 작물의 무게를 버틸 수 있는 철 파이프 등으로 작물재배상(120)을 형성하고, 작물재배상(120) 위에 작물포트를 다시 얹을 수 있는 별도의 받침대를 형성하여 작물포트 등을 탑재하는 구조보다는 작물재배상(120)을 PVC 관으로 이용해 구성하고, PVC 관의 상층부에 일정한 간격으로 천공하여 그 천공된 홀에 작물포트를 끼울 수 있게 함으로써 작물재배상(120)과 작물포트(혹은 재배포트)가 일체화되어 구성된다.

그리고 PVC 관은 비어있기 때문에 PVC 관의 입구 상층부를 관수호스가 삽입될 정도의 규격으로 천공하고, 이곳으로 호스를 끼워 물이 공급되도록 하여 PVC 관에 삽입된 작물포트의 아랫면을 적셔주게 되는 원리로 구성된다.

이는 작물포트에 의해 생육되는 농작물의 뿌리를 통하여 농작물에 필요한 수분과 양액 등이 공급되도록 한 것으로서 이러한 방식은 고정식 수경재배에서 많이 사용되고 있는 방식이다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에서는, 고정식 작물재배상을 수직이동식으로 구성함에 따라 발생되는 문제점인 이동하는 작물재배상(120)으로 물을 공급하기 위하여 단순히 호스를 부착하는 방식은 호스의 꼬임 등이나 걸림 등의 문제들이 반드시 발생할 뿐 아니라 또한 사고로 이어질 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에서는 이러한 문제들을 해결하기 위하여, 상부 체인기어(217a)와 하부 체인기어(217b)를 감싸고 있는 이송체인(217c)을 통하여 각 층 다수의 작물재배상(120)으로 물을 공급할 수 있도록 이송체인(217c)에서 각 다수의 작물재배상(120) 위치에 T 피팅(640)을 체인과 고정하고, T 피팅(640)으로의 유량공급은 이송체인(217c)을 따라 T 피팅(640)과 코일호스(630)로서 상호 연결시킴으로써 가능하다.

그리고 코일호스(630)는 재배상 이송체인(217c)에 고정된 T 피팅(640)과 결합된 상태로 이송체인(217c)과 함께 상하 이동하며 삼각지지대를 넘나들며 공전하면서 체인기어의 원주율에 따라 (길이가) 늘어났다 줄어들었다 하므로 호스의 꼬임이 발생하지 않고 각 층의 다수 작물재배상(120)으로 물의 공급이 가능하다.

또한 코일호스(630)에 물을 공급하기 위한 관수연결구는 코일호스(630)로 물을 공급하면서 이송체인(217c)과 함께 이동할 수 있도록 코일호스(630)의 일정한 부분에 연결되어 있지만 여기에 물을 공급하는 관수공급호스(600)는 이송체인(217c)의 이동거리에 따라 거리에 대한 길이의 편차가 반드시 생겨나게 될뿐만 아니라, 이송체인(217c)이 체인기어를 넘어서는 과정에서 필연적으로 발생되는 공전 문제에 의하여 관수 연결구에 연결된 호스 역시 자연히 삼각지지대의 반대편으로 이동될 수밖에 없으므로 관수공급호스(600)의 장착만으로는 이 호스가 다른 부착물에 걸려 파손 및 사고로 이어질 수 있다.

따라서 관수공급호스(600)는 관절 형으로 구성된 케이블 베어(610)에 삽입하고, 케이블 베어(600)의 양끝에는 케이블 베어(610)를 지지하기 위한 앤드브라켓이 일체로 구성되어 있으므로 이를 이용하여, 한쪽 끝은 관수연결구에 취부된 엘보 피팅에 고정하고, 또 다른 한쪽 끝은 삼각지지대의 한쪽 면에 고정시킴으로써, 관수공급호스(600)의 이송 운행 중 길이가 늘어나거나 줄어들어도 케이블 베어(610)로 인하여 다른 부착물에 걸리거나 꼬이지 않고 자유로운 수직 상하운동과 이송 체인(217c)이 상부 체인기어(217a)를 넘어서는 공전이 발생하더라도 자유로운 이동이 가능하게 된다. 도 6의 케이블 베어(610)를 도 1의 컨베이어장치(135)와 구분짓기 위하여 도 1의 컨베이어장치(135)는 도 6의 케이블 베어(610)와 앤드브라켓, 케이블 베어 이송가이드(610a) 등을 포함하는 의미로 이해해도 좋다.

뿐만 아니라 이송체인(217c)이 상부의 체인기어를 넘어서더라도 관수공급호스(600)는 삼각지지대의 상부에서 걸리지 않도록 삼각지지대의 상단부에는 케이블 베어(610)를 원활하게 이송할 케이블 베어 이송가이드(610a)를 부착시켜 케이블 베어(610)는 케이블 베어(610)에 삽입된 관수공급호스(600)를 부드럽게 운행이 가능하도록 한다.

나아가, 도 2a 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 작물재배상(120)의 이동시 처리되는 관수의 배수 구성을 살펴보면, 고정식 작물재배상은, 관수에 따른 잉여 유량의 처리를 각 작물재배상 하부에 별도의 PVC 관을 수직으로 삽입하여 배출하는 구조로 되어 있다. 하지만 본 발명의 실시예에서는, 각 층을 구성하는 다수의 작물재배상(120)이 상하로 이동하며 삼각지지대를 공전하는 구조이므로 기존의 잉여 유량의 처리방법과 같이 PVC 관을 수직으로 삽입하거나 또는 호스를 삽입하여 배출하기에는 장애요소가 너무나 많다.

따라서 본 발명의 실시예에서는, 본 장치를 구성하는 삼각지지대가 작물재배상(120)의 전후에 설치되어 작물재배상(120)을 유지시키는 구조이므로, 장치 전면 부 삼각지지대의 이송체인(127c)에는 관수공급장치(140)인 코일호스(630) 등을 장착하고, 장치 후면부의 삼각지지대에는 전면부의 관수공급장치(140)와 동일한 구조를 형성하여 여기에 흡입 배출 펌프를 추가함으로써 작물재배상의 잉여 유량의 배출이 가능하도록 구성한다. 도 5는 관수의 공급측과 관수의 흡입측을 각각 보여주고 있다. 즉 도 5에서 도면번호 141에 해당하는 장치 전면부의 관수장치는 관수 공급을 위한 공급펌프가 장착되지만 공급된 관수의 잉여 유량의 배출은 도 5에서 도면번호 143에 해당하는 장치 후면부에 설치된 관수장치를 통하여 잉여 유량을 흡입하여 배출시키거나 또는 배수통으로 집수하여 다시 순환시킬 수 있는 흡입 배출 펌프를 장착하는 구조이다.

상기한 내용 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 수경재배시스템(90)은 다양한 구성 및 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.

한편, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.

여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100: 지지대 110: 삼각플레이트
120: 작물재배상 130: 동력장치
140: 관수(공급)장치 201: 외부지지대
203: 내부지지대 211a: 지지 플레이트
211b: 고정 플레이트 213: 감속 기어드 모터
213a: 구동축 215a: 동력체인기어
215b: 동력체인 217a: 상부이송체인기어
217b: 하부이송체인기어 217c: 이송체인
220: 안전체결구 230: 컨트롤러(혹은 제어 콘트롤박스)

Claims (9)

1. 양측에 각각 구비되는 지지대;
   작물재배를 위해 상기 양측의 지지대에 다층 구조로 체결되는 복수의 작물재배상; 및
   상기 복수의 작물재배상을 상기 지지대에 연결하여 상하로 회전 동작시키며, 상기 복수의 작물재배상으로 각각 물을 공급하는 관수공급호스를 상기 복수의 작물재배상의 회전시 함께 회전시켜 상기 관수공급호스의 꼬임을 방지하는 구동장치;를
   포함하는 수경재배시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지대는 삼각 형상의 지지대를 포함하고, 동일 층에 2개의 작물 재배상을 체결하며, 각각의 동일 층에 체결되는 2개의 작물 재배상의 간격은 하측으로 갈수록 넓어지는 수경재배시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 작물재배상은,
   상기 관수공급호스에 제공되는 물이 내부로 흐르도록 관로를 형성하고, 일측에 일정 간격마다 홀이 형성되는 파이프(pipe); 및
   상기 홀에 수용하여 작물을 재배하기 위한 재배포트;를
   포함하는 수경재배시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 구동장치는,
   모터에 연결되어 상하로 회전시키는 동력을 제공하는 제1 체인부;
   상기 제1 체인부의 동력을 제공받아 상기 복수의 작물재배상으로 전달하여 상기 복수의 작물재배상을 상하로 회전 동작시키는 제2 체인부; 및
   상기 관수공급호스를 내부로 수용하며, 상기 제2 체인부의 상하 회전 동작시 함께 상하 회전 동작하는 컨베이어장치;를
   포함하는 수경재배시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 구동장치는,
   상기 제2 체인부를 구성하는 체인과 상기 복수의 작물재배상을 각각 연결하는 플레이트부; 및
   상기 플레이트부에 연결되어 상기 복수의 작물재배상으로 각각 물을 공급하기 위한 상기 관수공급호스를 연결하는 조인트부;를
   더 포함하는 수경재배시스템.
6. 제4항에 있어서,
   상기 구동장치는,
   상기 복수의 작물재배상의 일측에서 상기 관수공급호스로 물을 공급하기 위한 가동되는 공급펌프; 및
   상기 복수의 작물재배상의 타측에서 상기 관수공급호스로 공급되는 물을 흡입하여 순환시키기 위해 가동되는 흡입 배출 펌프;를
   더 포함하는 수경재배시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 관수공급호스는, 상기 복수의 작물재배상의 상하 회전시 원주율의 변경에 따라 길이가 늘었다 줄어드는 코일호스를 포함하는 수경재배시스템.
8. 제4항에 있어서,
   상기 구동장치는, 상기 지지대의 일측에 구비되어 상기 복수의 작물재배상에 대한 상하 회전을 감지하는 센싱장치를 더 포함하는 수경재배시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 구동장치는, 상기 상하 회전 동작을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하며, 상기 센싱장치의 센싱신호를 근거로 전원 온오프 동작을 제어하는 수경재배시스템.

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