KR20230065117A - 에어돔 스마트팜 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어돔 스마트팜에 관한 것이다. 본 발명은 돔 형태의 외부막과 내부막으로 이루어진 에어돔 지붕과, 상기 에어돔 지붕의 내측에 배치되며 에어재배단을 지지하는 에어기둥과, 상기 에어기둥의 하부에 배치되며, 식물 재배가 가능하도록 다수개의 타공부를 구비하는 에어재배단을 포함하고, 상기 에어돔 지붕, 에어기둥, 에어재배단은 공기가 통하도록 서로 연결되어 내부에 공기가 주입되면 일체형으로 에어돔을 형성한다.

Description

에어돔 스마트팜{Air Dome Smart Farm}

본 발명은 에어돔 스마트팜에 관한 것으로, 특히 에어돔 지붕이 식물 재배를 위한 에어재배단과 일체형으로 구비되고, 지열을 이용한 물 순환을 통해 에어돔이 적정온도로 유지가 가능한 에어돔 스마트팜에 관한 것이다.

일반적으로 고정구조물을 건축함에 있어서는 기초구조물 위에 건축물을 지지해 줄 수 있는 기둥을 세우고 들보를 연결하여 건축하게 된다. 그러나 이러한 고정구조물은 건축기간이 오래 걸리는 문제가 있다.

에어돔은 별도의 골조가 필요하지 않고, 공기압으로 구조가 유지되어 응급변원과 같이 신속하게 시설물이 필요한 경우에 많이 활용되고 있다. 또한, 최근 지구 온난화에 따른 기후 변화로 기후재난 지역이 늘어나고 있어, 홍수나 가뭄 등으로 농업 생산이 불가능한 지역에 응급으로 투입할 수 있는 농업 생산 시설에서도 활용이 요청되고 있다.

그러나 종래의 에어돔은 냉, 난방을 위해서 에어컨이나 히터 등과 같은 별도의 냉난방 설비를 설치해야 하는 문제가 있고, 에어돔내 별도의 설비를 다시 설치해야하는 문제가 있다.

선행기술로는 국내공개특허 제10-2020-0025004호(에어돔형 비닐하우스)가 있으나, 에어돔부의 상부에 태양으로부터의 직사광선은 차단하면서 제어에 따라 외부에 적설되는 눈을 하방향으로 이동시켜 눈의 하중에 의한 붕괴 및 파손을 방지하도록 설치된 차양 및 제설부를 개시하고 있을 뿐이다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 에어돔을 구성하는 에어돔 지붕이 식물 재배를 위한 에어재배단과 일체형으로 구현되어 별도의 설비를 설치하지 않고 식물 재배가 가능하고, 지열을 이용한 물 순환을 통해 에어돔 내부가 적정온도로 유지 가능한 에어돔 스마트팜을 제공하는 데 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 에어돔 스마트팜은, 돔 형상의 외부막과 내부막으로 이루어진 에어돔 지붕과, 상기 에어돔 지붕의 내측에 배치되며 에어재배단을 지지하는 에어기둥과, 상기 에어기둥의 하부에 배치되며, 식물 재배가 가능하도록 다수개의 타공부를 구비하는 에어재배단을 포함하고, 상기 에어돔 지붕, 에어기둥, 에어재배단은 공기가 통하도록 서로 연결되어 내부에 공기가 주입되면 일체형으로 에어돔을 형성한다.

상기 에어돔 지붕의 하부에 지면에 매몰되도록 배치되는 물탱크와, 상기 물탱크의 하부에 배치되며, 지열을 이용하여 물탱크의 물을 순환이 가능하도록 열을 교환하기 위한 지열교환장치를 더 포함한다. 상기 지열교환장치는 물과 같은 PCM재료를 저장하는 물탱크에서 지열교환장치로 순환이 가능하도록 밸브가 배치된다.

상기 에어돔 기둥의 내부막과 외부막 사이에 온도를 조절하기 위한 수막을 형성하도록 에어로포닉 방식을 적용하여 상기 물탱크로부터 미스트를 제공한다.

상기 에어재배단은 상면에는 다수개의 타공부를 구비하여, 상기 타공부 내에 식물을 배치하여 재배가 가능하고, 측면에는 단수의 타공부를 구비하여 공기 주입이 가능하다.

상기 에어돔 기둥의 내부막과 외부막 사이에 물 순환배관을 배치하여 물탱크로부터 에어돔 기둥 전체로 물 순환이 가능하다.

본 발명에 의하면, 에어돔 지붕과 에어 재배단을 일체형으로 구성하여 내부에 별도의 설비를 설치할 필요없이 공기 주입만으로 에어돔 스마트팜 구현이 가능하다.

또한, 에어돔 지붕의 내부막과 외부막 사이에 수막을 형성시키거나 물 순환배관을 배치하여 에어돔 스마트팜을 적정온도로 유지가 가능하다. 지열을 이용한 일교차와 계절간 온도차를 활용하여 인공 에너지를 최소화한 패시브 팜(passive farm)구현이 가능하다. 또한, 설치 및 해체가 용이하고 해체 후 재사용이 가능하다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에어돔 스마트팜을 설명하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어돔 스마트팜을 설명하는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어돔 스마트팜을 설명하는 정면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 에어 재배단을 설명하는 도면이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시 된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물을 포함한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 에어돔 스마트팜을 설명하는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 에어돔 스마트팜(100)은 에어돔 지붕(110), 에어기둥(120), 에어재배단(130)으로 구성된다. 에어돔 지붕(110)은 돔 형상의 외부막과 내부막으로 이루어진다.

에어기둥(120)은 에어돔 지붕(110)과 연결되며, 에어돔 지붕의 내측에 배치된다. 에어기둥(120)은 에어돔 내부에 배치되며 횡방향으로 배치되는 제1에어기둥과 제1에어기둥에 수직방향으로 배치되는 제2에어기둥을 포함한다. 제1에어기둥에 다수개의 제2에어기둥이 배치된다. 다수개의 제2에어기둥이 에어재배단과 연결되어 에어재배단을 지지한다. 에어재배단(130)은 상면에 다수개의 타공부를 구비한다. 상기 타공부에는 식물을 재배할 수 있는 포트가 삽입될 수 있다. 도 1에서 에어재배단(130)은 제2에어기둥을 통해 2단으로 배치되도록 도시하고 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.

본 발명은 에어돔 지붕(110), 에어기둥(120), 에어재배단(130)이 공기가 통하도록 서로 연결되어 내부에 공기가 주입되면 일체형으로 에어돔을 형성할 수 있다. 따라서, 별도의 프레임을 설치하지 않고 공기 주입만으로 식물을 재배할 수 있는 재배단이 구비될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어돔 스마트팜을 설명하는 정면도이다.

도 2를 참조하면, 에어돔 스마트팜(100)은 지열을 활용하기 위해 기준 지면보다 낮게 설치할 수 있다. 에어돔 스마트팜(100)을 설치하기 위해 파낸 흙을 에어돔 스마트팜 주변에 보호벽을 만들어주어 단열효과를 높일 수 있다. 에어돔 스마트팜의 형상은 정육면체 또는 직육면체 형상의 실내공간에 설치시 에어돔 스마트팜의 형상을 실내공간에 맞추어 정육면체 또는 직육면체로 변경이 가능하도록 설계될 수 있다.

에어돔 지붕은 외부막(111)과 내부막(113)으로 이루어지고, 외부막(111)과 내부막(113)사이에 공기가 주입되어 에어돔을 형성할 수 있다. 공기가 채워져 구조가 유지되는 외부막(111)과 내부막(113) 사이에 수막을 형성시켜 지열을 이용하여 공기의 온도를 높이거나 낮출 수 있다. 즉, 에어돔 기둥의 외부막(111)과 내부막(113) 사이에 온도를 조절하기 위한 수막을 형성하도록 에어로포닉 방식을 적용하여 물탱크로부터 미스트를 제공할 수 있다. 물탱크에 보관된 물을 입자화한 미스트를 제공하는 구성은 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 것으로서 설명은 생략한다. 이를 통해, 추운 겨울에는 내부온도가 급격하게 떨어지는 것을 방지하고 더운 여름에는 내부온도가 급격하게 올라가는 것을 방지할 수 있다.

에어기둥(120)은 제1에어기둥(121)과 제2에어기둥(123)으로 포함하고, 제1에어기둥에 다수개의 제2에어기둥이 수직방향으로 연결될 수 있다. 에어재배단(130)이 2단으로 배치되고, 제2에어기둥을 통해 지지할 수 있다. 실시예에 따라, 에어재배단(130)이 수직방향의 벽 형태로 구성될 수 있으며, 에어기둥과 에어재배단의 배치관계를 제한하는 것은 아니다.

실시예에 따라 에어돔 스마트팜은 에어돔 지붕 하부에 물탱크(140)와 지열교환장치(145)가 일체형으로 배치될 수 있다. 영구적으로 설치되는 대형 시설의 경우 단열과 방열을 제어할 수 있는 물탱크(140)를 배치하여 일교차와 계절간 온도를 활용하여 온도를 제어할 수 있다. 에어돔의 바닥면과 물탱크 사이에 공기가 주입되는 바닥공간(147)을 구비한다.

물탱크(140)는 에어돔 지붕의 하부에 지면에 매몰되도록 배치되고, 지열교환장치(145)는 물탱크의 하부에 배치되며, 지열을 이용하여 물탱크의 물을 순환이 가능하도록 열을 교환할 수 있다. 지열교환장치(145)는 물과 같은 PCM재료를 저장하는 물탱크에서 지열교환장치로 순환이 가능하도록 밸브가 배치될 수 있다.

물탱크(140)는 고온 구조물과 저온 구조물로 각각 분리하여 히트 펌프를 통해 고온은 더 고온으로, 저온은 더 저온이 될 수 있도록 설계할 수 있다. 물탱크에서 생성된 미스트를 통해 수막을 형성하여 물 순환 구조 자체가 거대한 히트펌프 기능을 수행할 수 있다. 냉방이 필요할 때에는 냉수를 시스템 내로 순환시켜 고온 열을 회수하며, 난방이 필요할 때에는 열수를 순환시켜 저온열을 회수할 수 있다. 즉, 온천수와 같이 고온수를 항상 얻을 수 있는 지역에서는 겨울철엔 난방을 하고 만들어진 차가운 물은 열 교환 방식으로 0도에 가까운 냉수로 변환된 물만을 저장하는 단일 탱크 시스템을 적용하여 여름철 냉방에 사용할 수 있다. 냉장 후 물은 농업 용수로 사용하여 물탱크를 비우고 겨울철에 다시 냉각수를 채우는 방식으로 운영할 수 있다. 에어돔 스마트팜의 일측면에는 실내로 출입이 가능한 출입문(150)과 계단(155)이 구비될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어돔 스마트팜을 설명하는 정면도이다. 도 3을 참조하면, 도 2의 실시예와 비교하여 에어돔 지붕의 외부막(111)과 내부막(113)사이에 물 순환배관(160)을 더 구비하고 있다. 물 순환배관을 통해 물탱크로부터 에어돔 기둥 전체로 물 순환이 가능하게 하여 지열을 활용하여 적정온도를 유지할 수 있다. 물탱크에서 물 순환배관으로 물을 순환하도록 제공하는 구성은 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 것으로서 설명은 생략한다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 에어 재배단을 설명하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 에어 재배단(130)은 정육면체 형상이나 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 에어재배단(130)은 정육면체 형상의 본체(131)와, 본체의 상면에는 다수개의 타공부(135)를 구비한다. 상기 타공부 내에 식물을 재배할 수 있는 포트를 삽입할 수 있고, 본체의 측면에는 단수의 타공부(133)를 구비하여 공기 주입이 가능하다.

도 5를 참조하면, 에어재배단(130)의 본체(131)의 수평폭(W1)은 1900mm 내지 2000mm 이고, 본체(131)의 측면에서 가장 인접한 타공부의 수평폭(W2)은 140mm 내지 160mm 이고, 타공부간의 수평폭(W3)은 140mm 내지 160mm 이나 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 본체(131)의 수직폭(h1)은 480mm 내지 500mm이고, 본체의 위면에서 타공부의 수직폭(h2)은 60mm 내지 70mm이고, 타공부간의 수직폭(h3)은 110mm 내지 130mm이나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.

도 6과 도 7을 참조하면, 에어재배단의 타공부(135)는 포트가 삽입될수 있도록 단턱부를 구비하며, 단턱부의 제1외경(W4)은 , 제2외경(W5)은 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 단턱부의 형상은 도 7(b)으로 형성되고, 실시예에 따라 도 7(c)와 같은 형상으로 형성될 수 있다.

발명의 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100; 에어돔 스마트팜 110; 에어돔 지붕
120; 에어기둥 130; 에어재배단
140; 물탱크 145; 지열교환장치

Claims (6)

1. 돔 형상의 외부막과 내부막으로 이루어진 에어돔 지붕;
   상기 에어돔 지붕의 내측에 배치되며 에어재배단을 지지하는 에어기둥; 및
   상기 에어기둥의 하부에 배치되며, 식물 재배가 가능하도록 다수개의 타공부를 구비하는 에어재배단을 포함하고,
   상기 에어돔 지붕, 에어기둥, 에어재배단은 공기가 통하도록 서로 연결되어 내부에 공기가 주입되면 일체형으로 에어돔을 형성하는 에어돔 스마트팜.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 에어돔 지붕의 하부에 지면에 매몰되도록 배치되는 물탱크;
   상기 물탱크의 하부에 배치되며, 지열을 이용하여 물탱크의 물을 순환이 가능하도록 열을 교환하기 위한 지열교환장치를 더 포함하고
   상기 지열교환장치는 물과 같은 PCM재료를 저장하는 물탱크에서 지열교환장치로 순환이 가능하도록 밸브가 배치되는 에어돔 스마트팜.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 에어돔 기둥의 내부막과 외부막 사이에 온도를 조절하기 위한 수막을 형성하도록 에어로포닉 방식을 적용하여 상기 물탱크로부터 미스트를 제공하는 에어돔 스마트팜.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 에어재배단은 상면에는 다수개의 타공부를 구비하여, 상기 타공부 내에 식물을 배치하여 재배가 가능하고,
   상기 에어재배단은 측면에는 단수의 타공부를 구비하여 공기 주입이 가능한 에어돔 스마트팜.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 에어돔 기둥의 내부막과 외부막 사이에 물 순환배관을 배치하여 물탱크로부터 에어돔 기둥 전체로 물 순환이 가능한 에어돔 스마트팜.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 에어돔 스마트팜의 형상은 정육면체 또는 직육면체 형상의 실내공간에 설치시 에어돔 스마트팜의 형상을 실내공간에 맞추어 정육면체 또는 직육면체로 변경이 가능한 에어돔 스마트팜.
   
   
   
   
   
   
   

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