WO2022086024A1 - 식물 재배 장치 - Google Patents

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WO2022086024A1
WO2022086024A1 PCT/KR2021/014036 KR2021014036W WO2022086024A1 WO 2022086024 A1 WO2022086024 A1 WO 2022086024A1 KR 2021014036 W KR2021014036 W KR 2021014036W WO 2022086024 A1 WO2022086024 A1 WO 2022086024A1
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WO
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water
cultivation
water tank
shelf
space
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Application number
PCT/KR2021/014036
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English (en)
French (fr)
Inventor
김은정
김경란
이수범
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/20—Forcing-frames; Lights, i.e. glass panels covering the forcing-frames
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01G27/00—Self-acting watering devices, e.g. for flower-pots
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    • A01G27/008—Component parts, e.g. dispensing fittings, level indicators
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    • A01G7/00—Botany in general
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    • A01G7/00—Botany in general
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    • A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
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    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N33/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic nitrogen compounds
    • A01N33/02—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • A01N33/12—Quaternary ammonium compounds

Definitions

  • the present invention relates to a plant cultivation apparatus.
  • a general plant cultivation apparatus forms a cultivation space having an environment suitable for plant growth, and stores plants in the cultivation space.
  • the plant cultivation apparatus is provided with a configuration for supplying nutrients and light energy necessary for plant growth, and the plant grows by the supplied nutrients and light energy.
  • a plant cultivation apparatus that includes a cultivation space capable of controlling light, temperature, and moisture, and a door for opening and closing the cultivation space, so that plants can be directly grown indoors at home.
  • Republic of Korea Patent No. 10-1240375 discloses a structure in which multi-stage trays are arranged inside the cabinet, light is irradiated from the light irradiation unit to the tray, and the nutrient solution is supplied to the tray through the nutrient solution recovery box to grow plants. there is.
  • Korean Patent No. 10-1954251 a capsule containing seeds is seated inside a case that forms a cultivation space that is opened and closed by a door, and light, moisture and temperature are respectively provided by a light source module, a culture solution module, and an air conditioning module. Disclosed is a plant growing machine capable of controlling.
  • the environment in the cultivation space is an optimal environment for algal cells that cause green algae to grow. There is a problem that algae and the like easily occur.
  • An object of the present invention is to provide a plant cultivation apparatus capable of maintaining a clean state by suppressing the propagation of algae and the like, including a composition for controlling algae that suppresses the generation of algae in a cultivation space.
  • the plant cultivation apparatus is characterized in that it is possible to suppress the propagation of algae in the cultivation space by injecting the composition for controlling algae into the water tank.
  • a cabinet in which a growing space is formed; a cultivation shelf disposed inside the cultivation space, on which plants for cultivation are seated; a lighting device for irradiating light to the cultivation shelf; a water tank mounted in and out of the cultivation space to store water supplied to the cultivation space; and a water supply module for supplying water from the water tank to the cultivation shelf. It is characterized in that it comprises a composition for controlling algae containing a naphthoquinone derivative in the water tank.
  • composition for controlling algae may include a compound represented by the following formula (1).
  • composition for controlling algae may be included in a concentration of 0.1 mg/L or more to less than 1.0 mg/L in the water tank.
  • composition for controlling algae may be water-soluble.
  • composition for controlling algae may be prepared in any one formulation of a powder, granules, capsules, and liquids.
  • a tank rail mounted on the inner surface of the cultivation space and coupled to the water tank so that the water tank is drawn out, the water tank comprising: a tank body connected to the tank rail and storing water; It is possible to include a tank cover for opening and closing the opened upper surface of the tank body.
  • the water supply module may include a water supply pipe for supplying water to the cultivation shelf, and a pump for supplying water from the water tank to the water supply pipe.
  • the drainage module includes a drainage tray through which water drained from the cultivation shelf flows in, and a drainage pipe for guiding the water from the drainage tray to the water tank. It is possible to include
  • the water tank may include a magnet inside the tank body, and a water level sensing device configured to sense the level of water stored in the water tank by sensing the magnet inside the cultivation space.
  • a display unit for displaying the operating state of the plant cultivation apparatus, and when the water level of the water tank is lower than a set water level, it is possible to display the replenishment of water in the water tank on the display unit.
  • a plant cultivation apparatus includes: a cabinet in which a cultivation space is formed; a cultivation shelf disposed inside the cultivation space, on which plants for cultivation are seated; a lighting device for irradiating light to the cultivation shelf; a water tank mounted in and out of the cultivation space to store water supplied to the cultivation space; a water supply module for supplying water from the water tank to the cultivation shelf; and a drainage module for recovering water from the cultivation shelf to the water tank, wherein the water circulating between the water tank and the cultivation shelf may include a composition for controlling algae containing a naphthoquinone derivative.
  • composition for controlling algae may include a compound represented by the following formula (1).
  • the composition for controlling algae may be included in the water circulating in the water tank and the cultivation shelf at a concentration of 0.1 mg/L or more to less than 1.0 mg/L.
  • the plant cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention can expect the following effects.
  • the composition for controlling algae is added to a water tank, and the composition for controlling algae is included in water circulating between the water tank and the cultivation shelf.
  • the composition for controlling algae has the advantage of effectively suppressing the proliferation of algal cells in the cultivation space and maintaining cleanliness.
  • the composition for controlling algae is included in a concentration of 0.1 mg/L or more to less than 1.0 mg/L in the water tank, and has the advantage of inhibiting the proliferation of algal cells without affecting plant growth.
  • the water tank is configured to be withdrawable from the cultivation space, so that when a user replenishes water in the water tank, the composition for controlling algae can be additionally added. Therefore, there is an advantage in that the user can easily add the composition for controlling the algae, thereby easily maintaining the cleanliness of the cultivation space.
  • the water tank may include a water level sensing device for detecting a water level, and when it is confirmed that the water level is low, a display unit may notify the replenishment of water.
  • a display unit may notify the replenishment of water.
  • FIG. 1 is a perspective view of a plant cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an open door of the plant cultivation apparatus.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of the plant cultivation apparatus.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a state in which the water tank is drawn out and used according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a cultivation shelf and a water supply and drainage module, which are components of the plant cultivation apparatus.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the cultivation shelf.
  • FIG. 7 is a view showing a water circulation state between the cultivation shelf and the water tank.
  • FIG. 9 is a photograph showing the growth state of plants according to the content range of the composition for controlling algae.
  • the direction is defined.
  • the direction in which the front of the door shown in FIG. 1 faces is forward
  • the direction toward the cabinet with respect to the front of the door is rearward
  • plant cultivation A direction toward the floor on which the device is installed may be defined as downward
  • a direction away from the floor may be defined as upward.
  • FIG. 1 is a perspective view of a plant cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view of the open door of the plant cultivation apparatus.
  • the plant cultivation apparatus 1 includes a cabinet 10 forming a space in which plants are grown, and a door 13 for opening and closing the cabinet 10.
  • the appearance may be formed by
  • the cabinet 10 may include an outer case 11 forming an exterior and an inner case 12 forming the cultivation space 100 , and A heat insulating material may be provided between them to insulate the cultivation space 100 .
  • a machine room 20 may be provided below the cabinet 10 .
  • a plurality of components including a compressor and a condenser constituting a refrigeration cycle may be disposed in the machine room 20 .
  • a front cover 22 may be formed on the front surface of the machine room 20 .
  • the front cover 22 may have a structure in which a grill portion 221 having a plurality of openings is formed so that air for cooling and heat dissipation inside the machine room 20 can be introduced and discharged to the front.
  • a plurality of cultivation shelves 40 may be vertically disposed inside the cabinet 10 .
  • the cultivation shelf 40 may be provided as an upper cultivation shelf 40a and a lower cultivation shelf 40b, but is not limited thereto, and two or more may be provided depending on the size of the cabinet 10 .
  • the cultivation shelf 40 may be configured to be able to be drawn in and out from the inside of the cabinet 10 in the front-rear direction.
  • the cultivation shelf 40 may have a structure in which a plurality of the seed packages 30 are seated.
  • a plurality of seating portions 420 recessed in a shape corresponding to the seed package 30 may be formed on the upper surface of the cultivation shelf 40 , and a seed package desired by a user may be formed on the seating portion 420 . (30) can be settled to grow plants.
  • water may be supplied to the cultivation shelf 40 from the water tank 70 , and the water supplied to the cultivation shelf 40 is the seed package 30 among the plurality of seating units 420 . Water may be selectively supplied to the seating part 420 .
  • the display unit 14 may be provided in the cultivation space 100 .
  • the display unit 14 is for displaying the operating state of the plant cultivation apparatus 1, and may be provided at the front end of the lighting apparatus 40 located below.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the plant cultivation apparatus.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state of using the water tank withdrawal according to an embodiment of the present invention.
  • the internal temperature of the cultivation space 100 may be controlled by a refrigeration cycle.
  • an evaporator (not shown) for generating cold air may be provided on the rear wall of the cultivation space 100 , and a blower 50 may be provided in front of the evaporator.
  • a heater 18 is provided on one side surface of the cultivation space 100 to heat and cool the cultivation space 100 , and a blower 50 is operated so that the entire cultivation space 100 is heated. It can be cooled or heated evenly.
  • a lighting device 40 may be provided above the cultivation shelf 30 .
  • the lighting device 40 irradiates light toward the cultivation shelf 30 to provide light necessary for plants.
  • the lighting device 40 may be provided with a number corresponding to the number of the cultivation shelves 30, for example, the lighting device 40 includes the upper lighting device 40a and the lower lighting provided in the space below. device 40b.
  • the water tank 70 may be provided on a bottom surface inside the cabinet 10 .
  • the water tank 70 may store water supplied to the cultivation shelf 30 and water recovered from the cultivation shelf 30 .
  • the water tank 70 may be located below the cultivation shelf 30 positioned at the lowermost position among the plurality of cultivation shelves 30 .
  • the water tank 70 may be disposed to be withdrawable.
  • a pump cover 81 may be provided in the space behind the water tank 70 covered by the water tank 70 . Inside the pump cover 81 , a pump 83 for supplying water of the water tank 70 to the cultivation shelf and a sub tank 82 provided between the water tank 70 and the pump 83 . ) may be further provided.
  • the pump 83 may include, for example, an upper pump 83a supplying water to the upper cultivation shelf 30a and a lower pump 83b supplying water to the lower cultivation shelf 30b.
  • the water tank 70 may include a tank body 71 that forms a space for storing water, and a tank cover 72 that opens and closes an upper surface of the tank body 71 .
  • a water level sensing device may be provided in the cultivation space 10 .
  • the water level sensing device may detect the water level of the water tank 70 by detecting a change in the magnetic field of a magnet, for example.
  • the water level detecting device may be disposed on the pump cover 82 , and the magnet may be positioned at a position corresponding to the water level detecting device to detect the water level of the water tank 70 .
  • the magnet may be included in a tank floater formed of a foamable material that floats on water inside the water tank 70 . In this structure, the water level of the water tank 70 can be detected by detecting a change in the magnetic field of the magnet.
  • control unit of the plant cultivation apparatus 1 may notify the user of replenishment of water, and if necessary, stop the water supply to the cultivation shelf 30. may be
  • a tank handle 711 that a user can hold for taking out the water tank 70 may be formed on the front surface of the tank body 71 .
  • the water tank 70 has rail mounting parts 73 formed on both left and right sides, and the tank rail 79 formed in the cabinet 10 is coupled to the rail mounting part 73 to make the water tank 70 . can be drawn in and out in the front-rear direction.
  • a user can supply nutrients necessary for plant cultivation and a composition for controlling algae to the water tank 70 by opening the tank cover 72 , and supply of nutrients along with water to the cultivation shelf 30 is possible.
  • water in a culture medium may be circulated through a water supply module and a drainage module, which will be described later.
  • the water circulated between the water tank 70 and the cultivation shelf 30 is water containing nutrients and a composition for controlling algae, and may be referred to as a nutrient solution or a culture solution.
  • the seed package 90 itself does not contain nutrients, it may be possible to effectively supply nutrients to the seeds.
  • the growth of algae is suppressed by the composition for controlling algae contained in the culture medium, so that the cultivation space 100 can always be maintained in a clean state.
  • FIG. 5 is a perspective view of a cultivation shelf and a water supply and drainage module, which are components of the plant cultivation apparatus.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the cultivation shelf.
  • the cultivation shelf 30 may include an upper cultivation shelf 30a disposed above and a lower cultivation shelf 30b disposed below.
  • a water supply module and a drainage module may be connected to the water tank 70 based on the cultivation shelf 30 . Accordingly, as water circulates between the water tank 70 and the cultivation shelf 30 , an appropriate amount of water and nutrients may be supplied to the seed package 90 at the right time.
  • the water supply module may include the pump 83 and the water supply pipe 84 .
  • the pump 83 may include an upper pump 83a and a lower pump 83b
  • the water supply pipe 84 may include an upper water supply pipe 84a and a lower water supply pipe 84b.
  • the pump 83 may control the amount of water supplied to the cultivation shelf 30 through control, and may allow a fixed amount of water to be supplied.
  • the pump 83 may be operated 8 times a day, that is, at intervals of 3 hours, and approximately 1 liter of water can be supplied when water is supplied once. In this case, the amount of supplied water may be controlled through the driving time of the pump 83 .
  • the drainage module may be located on the side where the opening and closing member 36 is provided with respect to the cultivation shelf 30 .
  • the drain module may include a drain tray 85 and a drain pipe 89 .
  • the opening and closing member 36 may be operated by a driving device 86 provided above the opening and closing member 36 .
  • the driving device 86 may be operated after a set time in which the water supplied to the seed package 90 can be sufficiently supplied to the seeds after water is supplied to the cultivation shelf 30 . Accordingly, the cultivation shelf 30 can maintain a water supply state for at least a set time, and after the set time elapses, the water inside the cultivation shelf 30 is drained by driving the driving device 86 . . With this structure, the inside of the cultivation shelf 30 and the seed package 90 is kept emptied of water until re-watering starts.
  • the water supplied to the cultivation shelf 30 contains the composition for controlling algae to suppress the proliferation of algal cells, so that mold or algae does not occur inside the cultivation space 100 .
  • the drain pipe 89 guides water from the drain tray 85 to the water tank 70 , and includes a drain guide pipe 87 connected to the drain tray 85 , and the drain guide pipe 87 . and a drain tube 88 connecting the water tank 70 to the water tank 70 .
  • the water tank 70 may be connected to the water supply module and the drainage module, and the water in the water tank 70 may be supplied to the cultivation shelf 30 by the water supply module, and the cultivation shelf ( 30) may be recovered to the water tank 70 by the drain module. That is, it may have a structure in which water can be circulated between the water tank 70 and the cultivation shelf 30 . And, the circulating water may contain the composition for controlling algae, thereby inhibiting and removing algal cell proliferation generated on the circulation passage.
  • the cultivation shelf 30 includes a shelf tray 32 on which the seed package 90 is mounted, and a shelf base 31 on which water supplied to the seed package 90 is accommodated. ) may be included.
  • the upper surface of the shelf tray 32 includes a seating part 320 recessed in a shape corresponding to the seed package 90 so that the seed package 90 can be mounted thereon.
  • a shutter 33 may be provided at the center of the bottom surface of the seating part 320 .
  • the shutter 33 may selectively introduce water accommodated in the shelf base 31 by vertical movement.
  • the shutter 33 may be referred to as a water supply member since it enables selective water supply to the seating part 320 .
  • the shelf base 31 may be provided below the shelf tray 32 .
  • the shelf base 31 may flow and store water supplied from the water tank 70 .
  • the shelf base 31 may be formed of a plastic material, and may include a base upper surface 311 on which the shelf tray 32 is mounted, and a base mounting part 310 .
  • a base flow path 317 for the flow of water on the shelf base 31 may be formed in the shelf base 31 .
  • FIG. 7 is a view showing a water circulation state between the cultivation shelf and the water tank.
  • the water stored in the water tank 70 may be supplied to the cultivation shelf 30 along the water supply pipe 84 by driving the pump 83 .
  • the pump 83 may be repeatedly operated based on a set time, and the water supplied to the cultivation shelf 30 may be accurately supplied according to a set amount according to the pump 83 driving time.
  • the driving time of the pump 83 may be about 8 times a day, that is, it may be operated at 3 hour intervals, and approximately 1 liter of water may be supplied at one time of water supply.
  • the seed package 90 seated on the cultivation shelf 30 absorbs a sufficient amount of water supplied.
  • the supplied water is a culture solution including the algae control composition together with the nutrients added through the water tank 70 , and water and nutrients may be supplied and algae may not be generated in the cultivation shelf 30 .
  • the opening and closing member 36 is opened, and the water of the cultivation shelf 30 can be drained through the drain hole 319a. Accordingly, the cultivation shelf 30 can maintain a water-free state during the re-watering period, thereby preventing the growth of mold, algae, etc. in the cultivation space 100 .
  • the water recovered to the water tank 70 may be stored in the water tank 70 , and when the pump 83 is driven again, water may be supplied back to the cultivation shelf 30 .
  • the water in the water tank 70 is supplied to the cultivation shelf 30 through the water supply pipe 84 , and the remaining water after being absorbed into the seed package 90 is the water tank through the drain pipe 89 . It can be circulated while repeating the process of recovery to (70).
  • the display unit 14 may notify the replenishment of water in the water tank 70 . Then, the user may check the water replenishment indication displayed on the display unit 14 and withdraw the water tank 70 to replenish water.
  • the user may additionally add nutrients and a composition for controlling algae to the water tank 70 .
  • a composition for controlling algae can be added to maintain a set concentration range in the water tank 70 in consideration of the water replenishment capacity. there is.
  • the composition for controlling algae injected into the water tank 70 is included in the water circulating in the water tank 70 and the cultivation shelf 30 to suppress the proliferation of algal cells in the area where the water flows, so that it is cultivated It is possible to prevent algae from occurring in the space 100 from damaging the appearance and cleanliness.
  • the composition for controlling algae may use a composition capable of controlling the growth of algae, which consists of cyanobacteria, diatom steel, dinoflagellate and acicular flagellum.
  • the composition for controlling algae may include a naphthoquinone compound or a salt thereof.
  • the composition for controlling algae may be a compound represented by the following formula (1). These compounds have excellent water solubility and are biodegradable and have the advantage of not affecting plant growth.
  • the compound represented by Formula 1 is, for example, reacting a 1,4-naphthoquinone compound with N,N-diethylethylenediamine to obtain an intermediate product of the following [Formula 2], and in the intermediate product of [Formula 2] By reacting hydrochloric acid, a compound of the following [Formula 1] can be obtained.
  • composition for controlling algae may be directly injected into the water tank 70 in the form of any one of granules, powders, and capsules or in the form of an aqueous solution. Therefore, a separate organic solvent is not required to mix with the water in the water tank 70, and it is uniformly mixed with water, so that ease of use can be improved.
  • the composition for controlling algae is preferably contained in the water tank 70 at a concentration of 0.1 mg/L or more to less than 1.0 mg/L. If the concentration of the composition for controlling algae in the water tank 70 is less than 0.1 mg/L, inhibition of algal growth in the cultivation space 100 may not be sufficient, and if it is more than 1.0 mg/L, Ssamchu, vitamin variety, etc. may affect the plant growth of Brassica crops.
  • the concentration of the composition for controlling algae in the water tank 70 is maintained in the range of 0.3 mg/L or more to 0.5 mg/L or less, which is advantageous in terms of algal growth inhibitory effect and plant growth.
  • the composition for controlling algae may include the composition for controlling algae in the water that is put into the water tank 70 and supplied from the water tank 70 to the cultivation shelf 30 . Therefore, it is possible to suppress the growth of algae in the cultivation shelf 30 and the cultivation space 100 .
  • the control unit checks whether the water level in the water tank 70 is higher than or equal to a set water level through the water level detection device.
  • the set water level may be a water level at which water supply can be completed once to the cultivation shelf 30 .
  • the set water level may be the height when 1L of water remains in the water tank 70 .
  • the water shortage may be notified to the display device 14 .
  • the pump 83 may maintain a stopped state until water is replenished to the water tank 70 .
  • the user may replenish water by withdrawing the water tank 70 .
  • the user may inject the composition for controlling algae together with water.
  • the algae control composition is added to the water supplemented in the water tank 70 to have a concentration in the range of 0.1 mg/L or more to less than 1.0 mg/L, preferably 0.3 mg/L or more to 0.5 mg/L or less. can do.
  • the cell number of algae-causing algae in the cultivation space may be maintained within the range of 5,000 Cells/ml or less.
  • the algal cell number may be measured by a general cell number measurement method, for example, using a hemocytometer. Therefore, even if algal cells are proliferated by light transmission or nutrients in the cultivation space, the total number of algal cells is adjusted to a range of 5,000 Cells/ml or less, so that no green algae can be observed with the naked eye, thereby maintaining cleanliness in the cultivation space. .
  • composition for controlling algae represented by Chemical Formula 1 was added at different concentrations into the water tank of the plant cultivation apparatus, and the generation of algae in the upper and lower culture shelves was checked at weekly intervals.
  • the number of green algae cells rapidly increases as the number of measurements is repeated, whereas when 0.5 mg/L of the composition for controlling algae is added, the number of algal cells is 2,000 to 2,500 ( cells/ml), it was confirmed that it decreased at 4 weeks and 5 weeks.
  • composition for controlling algae represented by Chemical Formula 1 was put in different concentrations in the water tank of the plant cultivation apparatus, and a seed package including Ssamchu seeds was placed on a cultivation shelf to confirm plant growth.
  • FIG. 9 is a photograph showing the growth state of plants according to the input concentration of the composition for controlling algae.
  • the plant cultivation apparatus can maintain cleanliness by effectively suppressing algal cell proliferation in a cultivation space by injecting a composition for controlling algae into a water tank, and thus has high industrial applicability.

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Abstract

본 발명은 식물 재배 장치에 관한 것으로, 재배 공간이 형성된 캐비닛; 상기 재배 공간 내부에 배치되고, 재배를 위한 식물이 안착되는 재배 선반; 상기 재배 선반에 빛을 조사하는 라이팅 장치; 상기 재배 공간 내부에 인출입 가능하게 장착되고, 상기 재배 공간에 공급되는 물을 저장하는 워터 탱크; 및 상기 워터 탱크에서 상기 재배 선반으로 물을 공급하는 급수 모듈; 을 포함하고, 상기 워터 탱크에는 나프토퀴논 유도체가 함유된 조류 제어용 조성물을 포함하는 재배 공간 내 녹조 발생을 저감할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

식물 재배 장치
본 발명은 식물 재배 장치에 관한 것이다.
일반적인 식물 재배 장치는 식물의 성장에 적합한 환경을 구비하는 재배 공간을 형성하고, 재배 공간 내부에 식물을 보관한다. 식물 재배 장치에는 식물 성장에 필요한 양분과 광 에너지를 공급하기 위한 구성이 구비되며, 식물은 공급되는 양분과 광 에너지에 의해 성장한다.
근래에는 빛, 온도 조절 및 수분 조절이 가능한 재배 공간과, 상기 재배 공간을 개폐하는 도어가 구비되어 가정의 실내에서 식물을 직접 재배할 수 있도록 하는 식물 재배 장치가 개발되고 있다.
대한민국등록특허 제10-1240375호에는 캐비닛의 내부에 다단의 트레이가 배치되고, 광조사부에서 트레이로 빛을 조사하고 양액회수함을 통해 양액을 트레이로 공급하여 식물을 재배할 수 있는 구조가 개시되어 있다.
하지만, 이와 같은 구조의 종래 기술에서는 식물의 재배시 전체 트레이 내측에 양액이 공급되는 구조를 가지며, 식물에 공급되는 양액이 트레이 전체에서 노출되는 구조를 가진다. 이러한 구조는 라이팅 장치의 동작시 녹조가 발생되거나 물때 곰팡이 등 오염이 용이한 환경을 제공하여 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있는 문제가 있다.
대한민국등록특허 제10-1954251호에는 도어에 의해 개폐되는 재배 공간을 형성하는 케이스 내부에 씨앗이 포함된 캡슐이 안착되고, 광원 모듈과, 배양액 모듈 및 공기 조화모듈에 의해 각각 빛과, 수분 및 온도를 조절할 수 있는 식물 재배기가 개시되어 있다.
하지만, 이와 같은 구조의 식물 재배기는, 재배 공간 내 환경이 녹조를 유발하는 조류 세포가 자라기 최적의 환경으로, 조류 세포가 식물 재배 장치에 한번 유입되면, 조류 세포가 급격하게 증식되어, 재배 공간에 녹조 등이 쉽게 발생하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 재배 공간 내 조류발생을 억제하는 조류 제어용 조성물을 포함하여, 조류 등의 번식을 억제하여 청결한 상태를 유지할 수 있는 식물 재배 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 식물 재배 장치는 조류 제어용 조성물을 워터 탱크에 투입하여 재배 공간 내에 조류 등의 번식을 억제할 수 있는 것을 특징으로 한다.
재배 공간이 형성된 캐비닛; 상기 재배 공간 내부에 배치되고, 재배를 위한 식물이 안착되는 재배 선반; 상기 재배 선반에 빛을 조사하는 라이팅 장치; 상기 재배 공간 내부에 인출입 가능하게 장착되고, 상기 재배 공간에 공급되는 물을 저장하는 워터 탱크; 및 상기 워터 탱크에서 상기 재배 선반으로 물을 공급하는 급수 모듈; 을 포함하고, 상기 워터 탱크에는 나프토퀴논 유도체가 함유된 조류 제어용 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조류 제어용 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 가능하다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021014036-appb-img-000001
상기 조류 제어용 조성물은, 상기 워터 탱크내에서 0.1mg/L 이상 내지 1.0mg/L 미만의 농도로 포함되는 것이 가능하다.
상기 조류 제어용 조성물은, 수용성인 것이 가능하다.
상기 조류 제어용 조성물은, 분말제, 과립제, 캡슐제, 액상제 중 어느 하나의 제형으로 제조된 것이 가능하다.
상기 재배 공간에는, 녹조를 유발하는 조류 세포수가 5,000 cell/ml 이하 범위 내로 유지되는 것이 가능하다.
상기 재배 공간 내측면에 장착되며, 상기 워터 탱크와 결합되어 상기 워터 탱크가 인출되도록 하는 탱크 레일을 포함하며, 상기 워터 탱크는, 상기 탱크 레일과 연결되며, 물이 저장되는 탱크 바디와; 상기 탱크 바디의 개구된 상면을 개폐하는 탱크 커버를 포함하는 것이 가능하다.
상기 급수 모듈은, 상기 재배 선반으로 물을 급수하는 급수관과, 상기 워터 탱크에서 상기 급수관으로 물을 공급하기 위한 펌프를 포함하는 것이 가능하다.
상기 재배 선반의 물을 상기 워터 탱크로 회수하는 배수 모듈을 포함하고, 상기 배수 모듈은, 상기 재배 선반에서 배수된 물이 유입되는 배수 트레이와, 상기 배수 트레이의 물을 상기 워터 탱크로 안내하는 배수관을 포함하는 것이 가능하다.
상기 워터 탱크와 상기 재배 선반 사이에 상기 조류 제어용 조성물이 포함된 물이 순환되는 것이 가능하다.
상기 워터 탱크는, 상기 탱크 바디 내부에 자석을 포함하고, 상기 재배 공간 내측에 상기 자석을 감지하여 상기 워터 탱크 내부에 저장된 물의 수위를 감지하는 수위 감지장치를 포함하는 것이 가능하다.
상기 식물 재배 장치의 동작 상태를 표시하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 워터 탱크의 수위가 설정 수위보다 낮아진 경우 상기 디스플레이부에서 상기 워터 탱크의 물 보충을 표시하는 것이 가능하다.
상기 재배 공간과 독립하여 배치되고, 그 내부 공간에는 냉동 사이클을 구성하는 압축기가 배치되는 기계실을 포함하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 식물 재배 장치는, 재배 공간이 형성된 캐비닛; 상기 재배 공간 내부에 배치되고, 재배를 위한 식물이 안착되는 재배 선반; 상기 재배 선반에 빛을 조사하는 라이팅 장치; 상기 재배 공간 내부에 인출입 가능하게 장착되고, 상기 재배 공간에 공급되는 물을 저장하는 워터 탱크; 상기 워터 탱크에서 상기 재배 선반으로 물을 공급하는 급수 모듈; 및 상기 재배 선반의 물을 상기 워터 탱크로 회수하는 배수 모듈;을 포함하고, 상기 워터 탱크와 상기 재배 선반을 순환하는 물에는 나프토퀴논 유도체가 함유된 조류 제어용 조성물이 포함된 것이 가능하다.
상기 조류 제어용 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것이 가능하다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021014036-appb-img-000002
상기 조류 제어용 조성물은, 상기 워터 탱크와 상기 재배 선반을 순환하는 물에 0.1mg/L 이상 내지 1.0mg/L 미만의 농도로 포함되는 것이 가능하다.
본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배 장치는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 따른 식물 재배 장치는, 워터 탱크에 조류 제어용 조성물을 투입하여, 상기 워터 탱크와 상기 재배 선반 사이를 순환하는 물에 상기 조류 제어용 조성물이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 조류 제어용 조성물에 의해서, 상기 재배 공간 내 조류 세포 증식을 효과적으로 억제하여 청결성을 유지할 수 있는 이점이 있다.
상기 조류 제어용 조성물은 상기 워터 탱크 내 0.1mg/L 이상 내지 1.0mg/L 미만의 농도로 포함되어, 식물 생장에 영향을 미치지 않으면서 상기 조류 세포 증식을 억제할 수 있는 이점이 있다.
상기 워터 탱크는 상기 재배 공간에서 인출입 가능하도록 구성되어, 사용자가 상기 워터 탱크 물 보충 시, 상기 조류 제어용 조성물을 추가로 투입할 수 있다. 따라서, 사용자가 손쉽게 상기 조류 제어용 조성물을 추가 투입할 수 있어 상기 재배 공간 청결성을 쉽게 유지할 수 있는 이점이 있다.
상기 워터 탱크는 수위를 감지하는 수위감지 장치를 구비하고, 수위가 낮은 것으로 확인되면, 디스플레이부에 물 보충을 알리도록 할 수 있다. 그리고, 사용자는 상기 워터 탱크에 물 보충 시, 상기 조류 제어용 조성물을 추가 투입하여, 상기 조류 제어용 조성물이 워터 탱크 내 설정된 농도 범위 내로 유지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 식물 재배 장치의 사시도이다.
도 2는 상기 식물 재배 장치의 도어가 개방된 사시도이다.
도 3은 상기 식물 재배 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 워터 탱크의 인출입 사용 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 상기 식물 재배 장치의 일 구성인 재배 선반과 급수 및 배수 모듈의 사시도이다.
도 6은 상기 재배 선반의 분해 사시도이다.
도 7은 상기 재배 선반과 워터 탱크 사이의 물 순환 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 상기 조류 제어용 조성물 함량 범위에 따른 녹조 세포수를 나타낸 그래프이다.
도 9는 상기 조류 제어용 조성물 함량 범위에 따른 식물의 생장 상태를 나타낸 사진이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.
설명에 앞서 방향을 정의한다. 이하에서 설명되는 본 발명의 실시 예는 별도의 방향에 대한 정의가 있지 않는 한, 도 1에서 보이는 도어의 전면이 향하는 방향을 전방, 도어의 전면을 기준으로 캐비닛을 향하는 방향을 후방 그리고, 식물 재배 장치가 설치되는 바닥면을 향하는 방향을 하방, 그리고 바닥면에서 멀어지는 방향을 상방으로 정의할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 식물 재배 장치의 사시도이다. 그리고, 도 2는 상기 식물 재배 장치의 도어가 개방된 사시도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 식물 재배 장치(1)는 내부에 식물이 재배되는 공간을 형성하는 캐비닛(10)과, 상기 캐비닛(10)을 개폐하는 도어(13)에 의해 외관이 형성될 수 있다.
상기 캐비닛(10)은 외관을 형성하는 아웃 케이스(11)와, 상기 재배 공간(100)을 형성하는 이너 케이스(12)로 구성될 수 있으며, 상기 아웃 케이스(11)와 이너 케이스(12)의 사이에는 단열재가 구비되어 상기 재배 공간(100)을 단열시킬 수 있다.
한편, 상기 캐비닛(10)의 하방에는 기계실(20)이 구비될 수 있다. 상기 기계실(20)에는 냉동 사이클을 구성하는 압축기와 응축기를 비롯한 다수의 부품들이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 기계실(20)의 전면에는 프론트 커버(22)가 형성될 수 있다. 상기 프론트 커버(22)에는 다수의 개구가 형성되는 그릴부(221)가 형성되어 기계실(20) 내부의 냉각 및 방열을 위한 공기가 전방으로 유입 및 배출될 수 있는 구조를 가질 수 있다.
상기 캐비닛(10)의 내부에는 복수개의 재배 선반(40)이 상하로 배치될 수 있다. 상기 재배 선반(40)은 상부 재배 선반(40a)과 하부 재배 선반(40b)으로 구비될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 상기 캐비닛(10)의 크기에 따라서 2개 이상 더 구비될 수 있다.
그리고, 상기 재배 선반(40)은 상기 캐비닛(10)의 내측에서 전후 방향으로 인출입 가능하게 구성될 수 있다. 그리고, 상기 재배 선반(40)은 상기 시드 패키지(30)가 다수개 안착되는 구조를 가질 수 있다.
일 예로, 상기 재배 선반(40)의 상면에는 상기 시드 패키지(30)와 대응하는 형상으로 함몰된 다수의 안착부(420)가 형성될 수 있으며, 상기 안착부(420)에 사용자가 원하는 시드 패키지(30)를 안착시켜 식물을 재배할 수 있다.
또한, 상기 재배 선반(40)에는 워터 탱크(70)로부터 물이 공급될 수 있으며, 상기 재배 선반(40)에 공급되는 물은 다수의 안착부(420) 중 상기 시드 패키지(30)가 배치된 안착부(420)로 선별적으로 물이 공급될 수 있다.
그리고, 상기 재배 공간(100)에는 디스플레이부(14)가 구비될 수 있다. 상기 디스플레이부(14)는 상기 식물 재배 장치(1)의 동작 상태를 표시하기 위한 것으로, 하부에 위치하는 라이팅 장치(40)의 전단에 구비될 수 있다.
도 3은 상기 식물 재배 장치의 분해 사시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 워터 탱크의 인출입 사용 상태를 나타낸 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 재배 공간(100)은 냉동 사이클에 의해 내부 온도가 조절될 수 있다. 상세히, 상기 재배 공간(100)의 후벽면에는 냉기를 발생시키는 증발기(미도시)가 구비되고, 상기 증발기의 전방에는 송풍 장치(50)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 재배 공간(100) 일측 변면에는 히터(18)가 구비되어, 상기 재배 공간(100)의 가열 및 냉각이 이루어지고, 송풍 장치(50)가 동작되어 상기 재배 공간(100)의 전체가 고르게 냉각 또는 가열되도록 할 수 있다.
상기 재배 선반(30)의 상방에는 라이팅 장치(40)가 구비될 수 있다. 상기 라이팅 장치(40)는 상기 재배 선반(30)를 향하여 빛을 조사하여 식물에 필요한 빛을 제공하게 된다. 상기 라이팅 장치(40)는 상기 재배 선반(30)의 개수와 대응하는 개수가 구비될 수 있으며, 일례로 상기 라이팅 장치(40)는 상부 라이팅 장치(40a)와, 하방의 공간에 구비되는 하부 라이팅 장치(40b)를 포함할 수 있다.
상기 캐비닛(10) 내측의 바닥면에는 상기 워터 탱크(70)가 구비될 수 있다. 상기 워터 탱크(70)는 상기 재배 선반(30)로 공급되는 물과 상기 재배 선반(30)에서 회수되는 물이 저장될 수 있다. 상기 워터 탱크(70)는 복수의 상기 재배 선반(30)들 중 가장 하방에 위치되는 상기 재배 선반(30)의 하방에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 워터 탱크(70)는 인출입 가능하게 배치될 수 있다.
상기 워터 탱크(70)에 의해 가려지는 후방의 공간에는 펌프 커버(81)가 구비될 수 있다. 상기 펌프 커버(81)의 내부에는 상기 재배 선반으로 상기 워터 탱크(70)의 물을 공급하기 위한 펌프(83)와 상기 워터 탱크(70)와 펌프(83)의 사이에 구비되는 서브 탱크(82)가 더 구비될 수 있다.
상기 펌프(83)는 일례로, 상기 상부 재배 선반(30a)에 물을 공급하는 상부 펌프(83a)와 상기 하부 재배 선반(30b)에 물을 공급하는 하부 펌프(83b)를 포함할 수 있다.
상기 워터 탱크(70)는 물이 저장되는 공간을 형성하는 탱크 바디(71)와, 상기 탱크 바디(71)의 상면을 개폐하는 탱크 커버(72)로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 재배 공간(10)에는 수위 감지장치가 구비될 수 있다. 상기 수위 감지장치는 일례로, 자석의 자기장 변화를 감지하여 상기 워터 탱크(70)의 수위를 감지할 수 있다. 일례로, 상기 수위 감지장치는 상기 펌프 커버(82)에 배치될 수 있으며, 상기 자석이 상기 수위 감지장치와 대응하는 위치에 위치되어, 상기 워터 탱크(70) 수위를 감지할 수 있다. 그리고, 상기 자석은 상기 워터 탱크(70) 내부에 물에 뜨는 발포성 소재로 형성된 탱크 플로터에 포함될 수 있다. 이러한 구조에 상기 자석의 자기장 변화를 감지하여 상기 워터 탱크(70)의 수위를 감지할 수 있다.
상기 워터 탱크(70)의 수위가 낮은 것으로 감지되면, 상기 식물 재배 장치(1)의 제어부는 사용자에게 물 보충을 알리도록 할 수 있으며, 필요에 따라서 상기 재배 선반(30)으로의 급수를 중단할 수도 있다.
상기 탱크 바디(71)의 전면에는 상기 워터 탱크(70)의 인출입을 위해 사용자가 잡을 수 있는 탱크 손잡이(711)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 워터 탱크(70)는 좌우 양측에 레일 장착부(73)가 형성되고, 상기 레일 장착부(73)에는 상기 캐비닛(10)에 형성된 탱크 레일(79)이 결합되어, 상기 워터 탱크(70)가 전후방향으로 인출입되도록 할 수 있다.
사용자가 상기 탱크 커버(72)를 개방하여 상기 워터 탱크(70)에 식물 재배에 필요한 양분 및 조류 제어용 조성물을 공급할 수 있으며, 상기 재배 선반(30)으로 물과 함께 양분의 공급 가능하게 된다. 그리고, 후술할 급수 모듈과 배수 모듈을 통해 배양액 상태의 물이 순환되도록 할 수 있다. 상기 워터 탱크(70)와 상기 재배 선반(30) 사이에 순환되는 물은 양분 및 조류 제어용 조성물이 포함된 상태의 물이며, 양액 또는 배양액이라 부를 수도 있다.
따라서, 상기 시드 패키지(90) 자체는 양분을 포함하지 않더라도 상기 씨앗에 효과적인 양분의 공급이 가능할 수 있다. 또한, 배양액에 포함된 조류 제어용 조성물에 의해 조류 증식을 억제하여, 상기 재배 공간(100)이 항상 청결한 상태를 유지할 수 있다.
도 5는 상기 식물 재배 장치의 일 구성인 재배 선반과 급수 및 배수 모듈의 사시도이다. 그리고, 도 6은 상기 재배 선반의 분해 사시도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 재배 선반(30)은 상방에 배치되는 상부 재배 선반(30a)과 하방에 배치되는 하부 재배 선반(30b)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 재배 선반(30)을 기준으로 급수 모듈과 배수 모듈은 상기 워터 탱크(70)와 연결될 수 있다. 따라서 상기 워터 탱크(70)와 상기 재배 선반(30) 사이에서 물이 순환되면서 상기 시드 패키지(90)에 적시 적량의 물과 양분이 적시 공급될 수 있다.
상기 급수 모듈은 상기 펌프(83)와 급수관(84)을 포함할 수 있다. 상기 펌프(83)는 상부 펌프(83a) 및 하부 펌프(83b)로 구성되고, 상기 급수관(84)은 상부 급수관(84a)과 하부 급수관(84b)을 포함할 수 있다.
상기 펌프(83)는 제어를 통해서 상기 재배 선반(30)으로 급수되는 물의 양을 조절할 수 있으며, 정량의 물이 공급되도록 할 수 있다. 일 예로, 상기 펌프(83)는 하루에 8회 즉, 3시간 간격으로 동작될 수 있으며, 1회 급수시 대략 1리터의 물이 공급될 수 있도록 한다. 이때 상기 공급되는 물의 양은 상기 펌프(83)의 구동 시간을 통해 제어할 수 있다.
한편, 상기 배수 모듈은 상기 재배 선반(30)을 기준으로 개폐부재(36)가 구비되는 측에 위치될 수 있다. 상기 배수 모듈은, 배수 트레이(85)와, 배수관(89)을 포함할 수 있다. 상기 개폐부재(36)는 상기 개폐부재(36)의 상방에 구비되는 구동장치(86)에 의해서 동작될 수 있다.
이러한 구동장치(86)는 상기 재배 선반(30)에 급수가 이루어진 후 상기 시드 패키지(90)로 공급된 물이 씨앗으로 충분히 공급될 수 있는 설정 시간이 지나면 동작될 수 있다. 따라서, 상기 재배 선반(30)은 적어도 설정 시간 동안은 급수된 상태를 유지할 수 있으며, 설정 시간이 지난 후에는 상기 구동장치(86)의 구동에 상기 재배 선반(30) 내부의 물을 배수하게 된다. 이러한 구조로 상기 재배 선반(30)과 상기 시드 패키지(90) 내부에는 재 급수가 시작되기 전까지 물이 비워진 상태를 유지하게 된다.
또한, 상기 재배 선반(30)에 급수된 물은 상기 조류 제어용 조성물을 포함하여 조류 세포의 증식을 억제하여 상기 재배 공간(100) 내부에 곰팡이 또는 녹조 등이 발생되지 않도록 한다.
상기 배수관(89)은 상기 배수 트레이(85)의 물을 상기 워터 탱크(70)로 안내하는 것으로, 상기 배수 트레이(85)와 연결되는 배수 안내관(87)과, 상기 배수 안내관(87)과 상기 워터 탱크(70)를 연결하는 배수 튜브(88)를 포함할 수 있다.
이처럼, 상기 워터 탱크(70)는 상기 급수 모듈 및 배수 모듈과 연결될 수 있으며, 상기 워터 탱크(70)의 물이 상기 급수 모듈에 의해서 상기 재배 선반(30)으로 공급될 수 있고, 상기 재배 선반(30)의 물은 상기 배수 모듈에 의해서 상기 워터 탱크(70)로 회수될 수 있다. 즉, 상기 워터 탱크(70)와 상기 재배 선반(30)의 사이에서 물이 순환될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 그리고, 이러한 순환되는 물에는 상기 조류 제어용 조성물이 포함되어, 순환 유로 상에 발생된 조류 세포 증식을 억제 및 제거할 수 있다.
한편, 상기 재배 선반(30)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 시드 패키지(90)가 안착되는 선반 트레이(32)와, 상기 시드 패키지(90)로 공급되는 물이 수용되는 선반 베이스(31)를 포함할 수 있다.
상기 선반 트레이(32) 상면에는 상기 시드 패키지(90)가 안착될 수 있도록 상기 시드 패키지(90)와 대응하는 형상으로 함몰된 안착부(320)를 포함한다. 그리고, 상기 안착부(320) 바닥면 중앙에는 셔터(33)가 구비될 수 있다. 상기 셔터(33)는 상하 이동에 의해 상기 선반 베이스(31)에 수용된 물이 선택적으로 유입되도록 할 수 있다. 셔터(33)는 상기 안착부(320)로의 선택적인 물 공급을 가능하게 하므로 물 공급부재라 할 수도 있다.
한편, 상기 선반 트레이(32)의 하방에는 상기 선반 베이스(31)가 구비될 수 있다. 상기 선반 베이스(31)는 상기 워터 탱크(70)로부터 급수되는 물이 유동 및 저장될 수 있다.
상기 선반 베이스(31)는 플라스틱 소재로 형성될 수 있으며, 상기 선반 트레이(32)가 안착되는 베이스 상면(311) 및 베이스 안착부(310)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 선반 베이스(31)에는 상기 선반 베이스(31)상에서의 물 유동을 위한 베이스 유로(317)가 형성될 수 있다.
도 7은 상기 재배 선반과 워터 탱크 사이의 물 순환 상태를 나타낸 도면이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 워터 탱크(70)에 저장된 물은 상기 펌프(83)의 구동에 의해 상기 급수관(84)을 따라서 상기 재배 선반(30)으로 공급될 수 있다. 이때, 상기 펌프(83)는 설정된 시간을 기준으로 반복적으로 동작될 수 있으며, 펌프(83) 구동 시간에 의해 상기 재배 선반(30)으로 급수되는 물을 설정량에 맞게 정확하게 공급될 수 있다. 일례로, 상기 펌프(83)의 구동 시간은 약 하루에 8회 즉, 3시간 간격으로 동작될 수 있으며, 1회 급수시 대략 1리터의 물이 공급될 수 있도록 한다.
상기 재배 선반(30)에 안착된 상기 시드 패키지(90)는 급수된 물을 충분한 양만큼 흡수하게 된다. 이때, 급수된 물은 상기 워터 탱크(70)를 통해 추가된 양분과 함께 조류 제어용 조성물을 포함한 배양액 상태로, 물과 양분의 공급 및 상기 재배 선반(30)에 조류가 발생되지 않도록 할 수 있다.
상기 시드 패키지(90)로 물이 충분히 흡수될 수 있는 시간이 경과되면 상기 개폐부재(36)가 개방되며, 상기 재배 선반(30)의 물은 배수구(319a)를 통해 배수될 수 있다. 따라서, 상기 재배 선반(30)은 재 급수되는 시간동안 물이 없는 상태를 유지할 수 있게 되어, 상기 재배 공간(100)에서 곰팡이 녹조 등의 증식을 방지할 수 있다.
상기 개폐부재(36)의 개방으로 상기 배수구(319a)를 통해 배수되는 상기 재배 선반(30)의 물은 상기 상부 배수 트레이(85a) 및 하부 배수 트레이(85b)를 통해서 상기 배수관(89)으로 유입되며, 상기 배수관(89)을 따라 상기 워터 탱크(70)로 회수될 수 있다.
상기 워터 탱크(70)로 회수된 물은 상기 워터 탱크(70)에 저장될 수 있으며, 상기 펌프(83)가 다시 구동되면, 상기 재배 선반(30)으로 다시 급수될 수 있다.
이처럼, 상기 워터 탱크(70)의 물은 상기 급수관(84)을 통해 상기 재배 선반(30)으로 급수되고, 상기 시드 패키지(90)에 흡수되고 남은 물은 상기 배수관(89)을 통해 상기 워터 탱크(70)로 회수되는 과정을 반복하면서 순환할 수 있다.
또한, 워터 탱크(70)의 수위가 낮아진 경우에는 상기 디스플레이부(14)에 상기 워터 탱크(70)의 물 보충을 알리도록 할 수 있다. 그리고, 사용자는 상기 디스플레이부(14)에 표시된 물 보충 표시를 확인하여, 상기 워터 탱크(70)를 인출하여 물을 보충할 수 있다.
이때, 사용자는 상기 워터 탱크(70)에 양분 및 조류 제어용 조성물을 추가로 투입할 수 있다. 그리고, 상기 워터 탱크(70)에 물 보충 시, 설정된 양 만큼 물이 투입되며, 상기 조류 제어용 조성물은 물 보충 되는 용량을 고려하여, 상기 워터 탱크(70) 내 설정된 농도 범위를 유지하도록 투입할 수 있다.
한편, 상기 워터 탱크(70) 내 투입된 조류 제어용 조성물은, 상기 워터 탱크(70)와 재배 선반(30)을 순환하는 물에 포함되어, 상기 물이 유동하는 영역 내에 조류 세포 증식을 억제하여, 재배 공간(100) 내에서 녹조가 발생하여 외관 및 청결성을 해치는 것을 방지할 수 있다.
상기 조류 제어용 조성물은, 남조강, 규조강, 와편모조강 및 침편모조강 등으로 이루어진 조류 증식을 제어 가능한 조성물을 사용할 수 있다.
일례로 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 조류 제어용 조성물은 나프토퀴논(Naphthoquinone) 화합물 또는 그의 염을 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 조류 제어용 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다. 이러한 화합물은 수용성이 우수하면서, 생분해성 물질로 식물 생장에 영향을 미치지 않는 이점이 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021014036-appb-img-000003
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 일례로, 1,4-나프토퀴논 화합물과 N,N-디에틸에틸렌디아민을 반응시켜 하기 [화학식 2]의 중간산물을 얻고, [화학식 2]의 중간산물에 염산을 반응시켜 하기 [화학식 1]의 화합물을 얻을 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2021014036-appb-img-000004
그리고, 상기 조류 제어용 조성물은 과립제, 분말제, 캡슐형 중 어느 하나의 형태 내지 수용액 형태로 상기 워터 탱크(70)에 바로 투입될 수 있다. 따라서, 워터 탱크(70) 내 물과 혼합하기 위해서 별도의 유기용매가 필요하지 않으며, 물과 균일하게 혼합되어 사용 편의성이 개선될 수 있다.
상기 조류 제어용 조성물은, 상기 워터 탱크(70) 내에 0.1mg/L 이상 내지 1.0mg/L 미만의 농도로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 워터 탱크(70) 내 상기 조류 제어용 조성물의 농도가 0.1mg/L 미만이면, 상기 재배 공간(100) 내에 조류 증식 억제가 충분하지 못할 수 있으며, 1.0mg/L 이상이면, 쌈추, 비타민다채 등의 배추과 작물의 식물 생장에 영향을 미칠 수 있다.
바람직하게는 상기 워터 탱크(70) 내에 상기 조류 제어용 조성물의 농도가 0.3 mg/L 이상 내지 0.5 mg/L 이하 범위로 유지되는 것이, 조류 증식 억제 효과 및 식물 생장 측면에 이점이 있다.
이러한 조류 제어용 조성물은, 상기 워터 탱크(70) 내에 투입되어, 상기 워터 탱크(70)에서 상기 재배 선반(30)으로 급수된 물에는 상기 조류 제어용 조성물을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 재배 선반(30) 및 재배 공간(100)에서 조류 증식을 억제할 수 있다.
한편, 제어부에서 급수 신호가 입력되면, 상기 제어부는 상기 수위 감지장치를 통해 상기 워터 탱크(70) 수위가 설정 수위 이상인지를 확인하게 된다. 이때, 상기 설정 수위는 상기 재배 선반(30)으로 1회 급수 완료할 수 있는 정도의 수위가 될 수 있다. 일 예로, 상기 재배 선반(30)으로 1회 급수시 대략 1L의 물이 급수되므로, 상기 설정 수위는 상기 워터 탱크(70)에 1L의 물이 남아 있을 때의 높이가 될 수 있다.
상기 워터 탱크(70)에 설정 수위보다 낮은 양의 물이 저장되어 있다면, 상기 디스플레이 장치(14)에 물 부족을 알릴 수 있다. 그리고, 상기 펌프(83)는 상기 워터 탱크(70)에 물 보충이 이루어질 때까지 정지 상태를 유지할 수 있다.
사용자는 상기 워터 탱크(70)를 인출하여, 물을 보충할 수 있다. 이때, 사용자는 물과 함께 상기 조류 제어용 조성물을 투입할 수 있다. 상세히, 상기 워터 탱크(70)에 보충되는 물에 상기 조류 제어용 조성물이 0.1mg/L 이상 내지 1.0mg/L 미만, 바람직하게는 0.3 mg/L 이상 내지 0.5 mg/L 이하 범위의 농도가 되도록 투입할 수 있다.
본 발명에 따른 식물 재배 장치(1)는 재배 공간 내 녹조유발 조류의 세포수가 5,000Cell/ml 이하 범위 내로 유지될 수 있다. 상기 조류 세포수는 측정은 일반적인 세포수 측정 방법에 의해 측정될 수 있으며, 일례로 헤모사이토메터(hemocytometer)를 이용하여 측정할 수 있다. 따라서, 상기 재배 공간 내 빛의 투과 또는 양분에 의해서, 조류 세포가 증식하더라도, 총 조류 세포수가 5,000Cell/ml 이하 범위로 조절되어, 육안으로는 녹조가 확인되지 않아 재배 공간 내 청결성을 유지할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 조류 제어용 조성물에 의한 재배 공간 내 조류 증식 억제 효과에 대해 설명한다.
실시예 1
상기 화학식 1로 표시된 조류 제어용 조성물을 상기 식물 재배 장치의 워터 탱크 내에 농도를 달리하여 투입하고, 상, 하부 재배선반의 조류 발생을 일주일 간격으로 확인하였다.
도 8은 상기 조류 제어용 조성물 함량 범위에 따른 녹조 세포수를 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 조류 제어용 조성물을 투입하지 않은 경우, 측정 회차가 거듭될수록 녹조 세포수가 급격하게 증가하는 반면, 조류 제어용 조성물을 0.5mg/L 투입한 경우, 녹조 세포수가 2,000 내지 2,500(cells/ml)를 유지하면서, 4주차 및 5주차에 감소되는 것을 확인하였다.
그리고, 조류 제어용 조성물을 1mg/L 투입하였을 때, 녹조 세포수가 250 내지 500(cells/ml)을 유지하는 것으로 확인하였다.
또한, 상기 녹조 세포수가 5,000Cell/ml 이하일때, 육안으로는 녹조가 거의 식별되지 않는 것을 확인하였다.
실시예 2
상기 화학식 1로 표시된 조류 제어용 조성물을 상기 식물 재배 장치의 워터 탱크 내에 농도를 달리하여 투입하고, 재배 선반에 쌈추 씨앗을 포함한 시드 패키지를 안착하여 식물 성장을 확인하였다.
도 9는 상기 조류 제어용 조성물의 투입 농도에 따른 식물의 생장 상태를 나타낸 사진이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 상기 조류 제어용 조성물을 투입하지 않은 경우와, 상기 조류 제어용 조성물을 0.5mg/L 투입한 경우에는 식물 성장에 영향이 없었으나, 상기 조류 제어용 조성물을 1mg/L를 투입하였을 때, 잎 바깥쪽에 노란색으로 변하여, 식물 생장에 영향을 미치는 것을 확인하였다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 식물 재배 장치는, 워터 탱크에 조류 제어용 조성물을 투입하여, 재배 공간 내 조류 세포 증식을 효과적으로 억제하여 청결성을 유지할 수 있게 되어 산업상 이용가능성이 높다.

Claims (16)

  1. 재배 공간이 형성된 캐비닛;
    상기 재배 공간 내부에 배치되고, 재배를 위한 식물이 안착되는 재배 선반;
    상기 재배 선반에 빛을 조사하는 라이팅 장치;
    상기 재배 공간 내부에 인출입 가능하게 장착되고, 상기 재배 공간에 공급되는 물을 저장하는 워터 탱크; 및
    상기 워터 탱크에서 상기 재배 선반으로 물을 공급하는 급수 모듈; 을 포함하고,
    상기 워터 탱크에는 나프토퀴논 유도체가 함유된 조류 제어용 조성물을 포함하는 식물 재배 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조류 제어용 조성물은,
    하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 식물 재배 장치.
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2021014036-appb-img-000005
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조류 제어용 조성물은,
    상기 워터 탱크내에서 0.1mg/L 이상 내지 1.0mg/L 미만의 농도로 포함되는 식물 재배 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조류 제어용 조성물은, 수용성인 식물 재배 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조류 제어용 조성물은,
    분말제, 과립제, 캡슐제, 액상제 중 어느 하나의 제형으로 제조된 식물 재배 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 재배 공간에는,
    녹조를 유발하는 조류 세포수가 5,000 cell/ml 이하 범위 내로 유지되는 식물 재배 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 재배 공간 내측면에 장착되며, 상기 워터 탱크와 결합되어 상기 워터 탱크가 인출되도록 하는 탱크 레일을 포함하며,
    상기 워터 탱크는,
    상기 탱크 레일과 연결되며, 물이 저장되는 탱크 바디와;
    상기 탱크 바디의 개구된 상면을 개폐하는 탱크 커버를 포함하는 식물 재배 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 급수 모듈은,
    상기 재배 선반으로 물을 급수하는 급수관과,
    상기 워터 탱크에서 상기 급수관으로 물을 공급하기 위한 펌프를 포함하는 식물 재배 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 재배 선반의 물을 상기 워터 탱크로 회수하는 배수 모듈을 포함하고,
    상기 배수 모듈은,
    상기 재배 선반에서 배수된 물이 유입되는 배수 트레이와,
    상기 배수 트레이의 물을 상기 워터 탱크로 안내하는 배수관을 포함하는 식물 재배 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 워터 탱크와 상기 재배 선반 사이에 상기 조류 제어용 조성물이 포함된 물이 순환되는 식물 재배 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 워터 탱크는,
    상기 탱크 바디 내부에 자석을 포함하고,
    상기 재배 공간 내측에 상기 자석을 감지하여 상기 워터 탱크 내부에 저장된 물의 수위를 감지하는 수위 감지장치를 포함하는 식물 재배 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 식물 재배 장치의 동작 상태를 표시하는 디스플레이부를 포함하고,
    상기 워터 탱크의 수위가 설정 수위보다 낮아진 경우 상기 디스플레이부에서 상기 워터 탱크의 물 보충을 표시하는 식물 재배 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 재배 공간과 독립하여 배치되고,
    그 내부 공간에는 냉동 사이클을 구성하는 압축기가 배치되는 기계실을 포함하는 식물 재배 장치.
  14. 재배 공간이 형성된 캐비닛;
    상기 재배 공간 내부에 배치되고, 재배를 위한 식물이 안착되는 재배 선반;
    상기 재배 선반에 빛을 조사하는 라이팅 장치;
    상기 재배 공간 내부에 인출입 가능하게 장착되고, 상기 재배 공간에 공급되는 물을 저장하는 워터 탱크;
    상기 워터 탱크에서 상기 재배 선반으로 물을 공급하는 급수 모듈; 및
    상기 재배 선반의 물을 상기 워터 탱크로 회수하는 배수 모듈;을 포함하고,
    상기 워터 탱크와 상기 재배 선반을 순환하는 물에는 나프토퀴논 유도체가 함유된 조류 제어용 조성물이 포함된 식물 재배 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 조류 제어용 조성물은,
    하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 식물 재배 장치.
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2021014036-appb-img-000006
  16. 제14항에 있어서,
    상기 조류 제어용 조성물은,
    상기 워터 탱크와 상기 재배 선반을 순환하는 물에 0.1mg/L 이상 내지 1.0mg/L 미만의 농도로 포함되는 식물 재배 장치.
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