KR102327620B1

KR102327620B1 - 식물재배시스템의 지지플레이트

Info

Publication number: KR102327620B1
Application number: KR1020210024308A
Authority: KR
Inventors: 박기철; 박민철; 박유진
Original assignee: 박기철
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2039-06-14
Also published as: KR20210022613A

Abstract

본 발명은 재배 환경의 인공적인 제어에서 유지 전력이 감소되고 다품종의 식물 각각에 요구되는 재배 환경을 만족할 수 있는 식물재배시스템의 지지플레이트를 제공하기 위하여, 광을 조사하는 광원의 하측에서 화분을 지지하는 지지플레이트에 있어서, 적어도 하나의 상기 화분이 안착되는 플레이트 본체 및 상기 플레이트 본체의 상부에 균일하게 형성되며 외부로부터 공급되는 미생물이 번식하는 환경을 조성하는 번식홈을 포함한다.

Description

식물재배시스템의 지지플레이트{Support plate of Plant cultivation system}

본 발명은 식물재배시스템의 지지플레이트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식물을 대량 생산할 수 있는 식물재배시스템의 지지플레이트에 관한 것이다.

일반적으로 식물재배시스템 중 식물공장은 재배환경을 인공적으로 제어하여 계절에 상관없이 식물을 생산하는 시스템을 의미한다. 식물공장은 빛, 온도 및 습도 등과 같은 재배환경의 제어가 가능하여, 농촌 환경을 비롯한 도시근교 또는 도심 속에서 농작물을 생산할 수 있다.

이러한 식물공장에 대한 종래기술은 이미 "대한민국 공개특허공보 제10-2013-0010971호(식물 공장 시스템, 2013.01.30.)"에 의해 공개되어 있다. 상기 공개특허는 폐쇄 공간 내에서 식물의 재배환경을 인공적으로 제어하여 식물이 대량 생산되도록 한다.

다만, 종래의 식물공장에서는 식물의 재배조건을 만족하기 위하여 폐쇄 공간 전체를 인공적으로 제어한다. 즉, 종래의 식물공장은 폐쇄 공간 전체에 대하여 온도 및 광량이 조절되어야 한다. 이에, 종래의 식물공장의 유지에서는 전력 소모량이 과다하게 증가할 수 있다.

또한, 식물공장에서는 다양한 종류의 식물을 함께 생산할 수 있다. 그러나 식물은 종류에 따라 상이한 재배 환경이 요구된다. 이에, 단일의 식물공장에서 다양한 종류의 식물을 함께 재배할 경우에는 식물 각각에 요구되는 재배 환경을 만족하기 어려울 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0010971호(식물 공장 시스템, 2013.01.30.)

본 발명의 목적은 재배 환경의 인공적인 제어에서 유지 전력이 감소되고 다품종의 식물 각각에 요구되는 재배 환경을 만족할 수 있는 식물재배시스템의 지지플레이트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 지지플레이트는 광을 조사하는 광원의 하측에서 화분을 지지하는 지지플레이트에 있어서, 적어도 하나의 상기 화분이 안착되는 플레이트 본체 및 상기 플레이트 본체의 상부에 균일하게 형성되며 외부로부터 공급되는 미생물이 번식하는 환경을 조성하는 번식홈을 포함한다.

상기 미생물은 상기 광원의 광량이 조절됨에 따라 상기 번식홈으로부터 상기 화분에 형성된 홀을 통해 상기 화분 내부로 유입될 수 있다.

상기 화분에 형성된 홀은 상기 화분의 배수공을 포함할 수 있다.

상기 번식홈에는 토양, 물 및 코코피트 중 적어도 어느 하나가 충전될 수 있다.

상기 지지플레이트는 온실 내부에 배치되고, 상기 광원은 상기 지지플레이트의 상부에서 상기 온실 내부에 지지될 수 있다.

상기 온실은 상기 화분을 지지하고 있는 지지플레이트를 다층으로 지지하는 다층 생육구조물과, 상기 생육구조물의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어 상기 온실 내부의 온기 또는 냉기가 온실로부터 배출되는 것을 저지하는 외벽과, 상기 온실 내부에 배치되어 상기 온실 내부의 환경을 제어하는 생육환경 유지장치를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 식물재배시스템의 지지플레이트는 유지전력이 감소되어 식물공장의 유지비용을 감소시킬 수 있으며, 다품종의 식물 각각에 요구되는 재배조건을 만족시켜 식물의 생산량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 외형을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 3은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 내부온실을 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 4는 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 다층 생육 구조물을 개략적으로 나타낸 사시도이고,
도 5는 제2 실시예에 따른 식물재배시스템의 다층 생육 구조물을 개략적으로 나타낸 사시도이고,
도 6은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 지지플레이트를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 7은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 지지플레이트를 적층을 나타낸 단면도이고,
도 8은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 지지플레이트를 이용한 영양분 공급을 나타낸 개념도이고,
도 9는 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 지지플레이트를 이용한 식물관리를 나타낸 개념도이고,
도 10은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 제1 운용을 나타낸 순서도이고,
도 11은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 제2 운용을 나타낸 순서도이고,
도 12는 제2 실시예에 따른 식물재배시스템의 내부온실 광 공급 장치를 나타낸 개념도이고,
도 13은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 외부온실 광 공급 장치를 나타낸 개념도이고,
도 14는 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 외부온실 광 공급 장치의 광 분배를 나타낸 개념도이고,
도 15는 제1 실시예에 따른 식물 재배시스템의 공기이송튜브를 나타낸 개념도이고,
도 16은 제2 실시예에 따른 식물 재배시스템의 공기이송튜브를 나타낸 개념도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

도 1은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 외형을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 식물재배시스템(1000)은 외부온실(100)을 포함한다.

외부온실(100)은 무창(無窓) 구조로 마련될 수 있으며, 터널형으로 마련될 수 있다. 터널형의 외부온실은 외부온도보다 2~5도 낮은 내부 온도가 형성된다. 예컨대, 외부온도가 30도라 가정할 때에 외부온실(100)의 내부온도는 25~28도를 가질 수 있다. 이에, 외부온실(100)은 지구온난화에 따라 식물을 재배하기 어려운 환경 또는 동남아시아와 같이 고온고습의 환경에서도 양질의 식물 생육이 가능한 이점이 있다. 이러한 외부온실(100)은 내부에 과수 및 채소 등의 농작물이 재배될 수 있는 공간을 형성한다. 외부온실(100)은 빛이 투과할 수 있는 투명한 재질로 구성되어, 효과적으로 태양광을 수광한다.

이러한 외부온실(100)은 벽체 구조물(110) 및 지붕 구조물(120)을 포함하여 구성된다. 여기서, 벽체 구조물(110)은 재배 공간의 측면을 형성한다. 벽체 구조물(110)에는 외부온실(100) 내부를 환기시키기 위한 환기 시스템(V)이 마련될 수 있다. 환기 시스템(V)은 복수 개의 팬 형태로 마련되어 외부공기를 외부온실(100) 내부로 유입시키고 외부온실(100) 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 이러한 환기 시스템(V)은 필터링 장치를 포함하도록 마련되어 미세먼지의 유입을 차단하고, 환경호르몬 등의 유해물질이 외부온실(100) 내부로 유입되는 것을 저지한다. 또한, 외부온실(100)은 환기 시스템(V)의 구비 및 작동에 따라 내부 체감온도가 떨어질 수 있다.

그리고 지붕 구조물(120)은 벽체 구조물(110)의 상부에 배치되어 재배 공간의 상부를 형성한다. 또한, 도시되지 않았지만 지붕 구조물(120)의 상부에는 태양광을 수광하여, 전기 에너지를 발생시키는 태양광 시스템(미도시)이 마련될 수 있다.

한편, 외부온실(100)에는 차단부(210) 및 내부온실(300)이 마련될 수 있다.

차단부(210)는 외부온실(100) 내부의 온기 또는 냉기가 외부온실(100) 외부로 배출되는 것을 차단할 수 있다.

차단부(210)는 외부온실(100) 내부에서 벽체 구조물(110) 및 지붕 구조물(120)에 인접하게 배치된다. 이러한 차단부(210)는 외부온실(100)의 내부면을 감싸도록 배치될 수 있다. 여기서, 차단부(210)는 외부온실(100) 내부의 온기 또는 냉기가 외부온실(100) 외부로 배출되는 것을 차단할 수 있다. 이러한 차단부(210)는 외부온실(100) 내부로 태양광의 공급이 필요하거나 환기 시스템(V)이 작동될 때에, 벽체 구조물(110) 및 지붕 구조물(120)로부터 적어도 일부가 분리될 수 있다.

이러한 차단부(210)는 커튼 형태, 예컨대 암막 커튼으로 마련될 수 있다. 여기서, 차단부(210)는 외부온실(100) 내부에 마련된 가이드레일(211)에 일단 또는 양단이 지지될 수 있다. 이에, 차단부(210)는 커튼을 치고 닫는 동작에 의해 외부온실(100)의 차단상태 또는 개방상태를 변화시킬 수 있다.

한편, 내부온실(300)은 외부온실(100) 내부에 복수 개로 마련되어 소정의 간격을 두고 이격 배치된다. 여기서, 복수 개의 내부온실(300)은 상호 동일한 구성으로 마련될 수 있다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 내부온실(300)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 내부온실을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 다층 생육 구조물을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 내부온실(300)은 온실본체(300a)를 포함한다.

온실본체(300a)는 내부에 농작물이 재배될 수 있는 공간을 형성한다. 이러한 온실본체(300a)는 화분(10)에 각각 심겨진 토양과 식물을 다층으로 지지하는 다층 생육 구조물(310) 및 다층 생육 구조물(310)의 측부와 상부를 감싸도록 배치되는 외벽(320)을 포함할 수 있다.

다층 생육 구조물(310)은 조립식으로 마련될 수 있다. 이러한 다층 생육 구조물(310)은 복수 개의 지지프레임의 조립에 의해 형성된다.

먼저, 제1 지지프레임(311)은 복수 개로 마련되어 온실본체(300a)의 길이 방향으로 이격 배치된다. 그리고 제2 지지프레임(312)은 제1 지지프레임(311)에 대응될 수 있도록 복수 개로 마련된다. 복수 개의 제2 지지프레임(312)은 제1 지지프레임(311)으로부터 소정의 간격을 두고 제1 지지프레임(311)에 대응되도록 배치될 수 있다. 그리고 제3 지지프레임(313)은 복수 개의 제1 지지프레임(311) 사이를 연결하고, 제4 지지프레임(314)은 복수 개의 제2 지지프레임(312) 사이를 연결한다. 여기서, 제3 지지프레임(313)과 제4 지지프레임(314)은 각각 복수 개로 마련되어 온실본체(300a)의 높이 방향으로 이격 배치된다. 그리고 제5 지지프레임(315)은 복수 개로 마련되어 제3 지지프레임(313)과 제4 지지프레임(314) 사이를 연결하고, 제6 지지프레임(316)은 복수 개의 제5 지지프레임(315)을 길이 방향으로 서로 연결한다. 여기서, 제6 지지프레임에는 화분(10)으로 수분 또는 영양분을 공급하는 튜브가 마련될 수 있다.

여기서, 복수 개의 지지프레임은 볼트에 의해 연결 및 분리되도록 마련된다. 또한 볼트의 연결에서는 클립이 사용될 수 있다. 이에, 조립식으로 마련되는 다층 생육 구조물(310)은 일반 용접에 의해 마련되는 다층 생육 구조물(310)과 비교하여 조립 및 철거에 용이하고 추후 재활용에 이점이 있다. 또한, 본 실시예에서는 각각의 지지프레임이 단일의 프레임으로 마련되는 것을 도시하고 있다. 그러나 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 지지프레임은 복수 개의 프레임의 연결에 의해 구성될 수 있음을 밝혀둔다.

그리고 상호 마주하도록 배치되는 제3 지지프레임(313)과 제4 지지프레임(314) 각각에는 복수 개의 이송롤러(R)가 마련된다. 이송롤러(R)는 복수 개의 지지플레이트(30)를 지지하며 복수 개의 지지플레이트(30)가 온실본체(300a)의 길이 방향으로 선형 이송 가능하게 한다. 또한, 도 5와 같이 제6 지지프레임(316)에도 복수 개의 이송롤러(R)가 마련되어, 지지플레이트(30)의 이송을 지원할 수 있다. 지지플레이트(30)에 대해서는 이하 첨부된 도면을 참조하여 다시 설명하도록 한다.

한편, 외벽(320)은 다층 생육 구조물(310)에 지지된다. 외벽(320)은 다층 생육 구조물(310)의 길이 방향에서 상호 마주되도록 배치되는 제1 측벽(321) 및 제2 측벽(322), 그리고 제1 측벽(321)과 제2 측벽(322)의 상부를 연결하는 지붕(323)을 포함할 수 있다. 제1 측벽(321)은 다층 생육 구조물(310)의 일측부에 연결되고, 제2 측벽(322)은 다층 생육 구조물의 타측부에 연결된다. 그리고 지붕(323)은 제1 측벽(321)과 제2 측벽(322)의 상부를 연결하며, 폭 방향으로의 단면이 반구 형태를 가질 수 있다.

이러한 외벽(320)은 내부온실(300)의 측부 및 상부를 외부로부터 차단시키면서 내부온실(300) 전면과 후면에 지지플레이트(30)의 반출을 위한 게이트(G)를 형성한다. 이러한 외벽(320)은 빛이 투과할 수 있는 투명한 재질, 예컨대 비닐 재질로 구성된다. 이에, 외벽(320)은 외부로부터의 광이 내부온실(300) 내부로 효과적으로 유입되도록 한다. 여기서, 제1 측벽(321) 또는 제2 측벽(322)은 개폐유닛(324)에 의해 롤링되며 내부온실(300)의 측부가 개폐되도록 할 수 있다. 이에, 내부온실(300)은 측부가 개방되며 신선한 공기가 용이하게 내부온실(300)로 유입 가능하도록 하며, 온도 유지를 위해서는 측부가 폐쇄될 수 있다.

한편, 내부온실(300) 내부에는 광원(400)이 마련된다.

광원(400)은 내부온실(300) 내부의 광량을 조절한다. 이러한 광원(400)은 내부온실(300)의 천장에 장착되는 상부조명(410) 및 제5 지지프레임(315)에 장착되는 중간조명(420)을 포함할 수 있다. 여기서, 상부조명(410)은 내부온실(300) 천장에 복수 개로 장착되어 이웃한 화분(10)들을 향해 광을 제공한다. 그리고 중간조명(420)은 다층으로 배치된 지지플레이트(30)로 인해 상부조명(410)의 광이 제공되지 않는 영역에 배치된 화분(10)들을 향해 광을 제공한다.

한편, 내부온실(300)에는 생육환경 유지장치(500)가 마련된다.

생육환경 유지장치(500)는 내부온실(300)이 외부온실(100) 내부와 상이한 생육환경을 유지하도록 한다. 이러한 생육환경 유지장치(500)는 내부온실(300) 내부의 온도를 조절할 수 있는 온도조절유닛으로 마련될 수 있다. 즉, 생육환경 유지장치(500)는 내부온실(300) 내부에 배치되는 히터 또는 냉방기로 마련될 수 있다.

이에, 생육환경 유지장치(500)는 내부온실(300) 내부에 배치된 농작물의 생육에 적합한 온도로 내부온실(300) 내부 온도를 유지시킬 수 있다. 이러한 생육환경 유지장치(500)는 복수 개로 마련될 수 있다. 여기서, 복수 개의 생육환경 유지장치(500)는 각각이 내부온실(300) 내부에서 이격 배치되어 할당된 구역의 온도를 조절할 수 있다.

이와 같이, 식물재배시스템(1000)은 외부온실(100)과 내부온실(300)의 온도를 상이하게 조절한다. 즉, 식물재배시스템(1000)은 내부온실(300) 내부 온도를 외부온실(100) 내부 온도와 상이하도록 제어한다. 이에, 식물재배시스템(1000)은 농장물이 실제 재배되는 공간의 온도조절에 요구되는 에너지 소모량이 감소된다.

결국, 식물재배시스템(1000)은 종래의 식물공장과 같이 외부온실(100) 전체의 온도를 제어 및 유지할 때와 비교하여 에너지 소모량을 감소시킬 수 있다. 또한, 식물재배시스템(1000)은 복수 개의 내부온실(300) 각각의 온도 조절이 가능하다. 이에, 각각의 내부온실(300) 내부에서 생산되는 농작물에 적합한 온도를 만족하여 다품종의 식물 생산에 유리하다.

한편, 지지플레이트(30)는 복수 개의 화분(10)을 지지할 수 있도록 마련된다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 지지플레이트(30)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 6은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 지지플레이트를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 7은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 지지플레이트를 적층을 나타낸 단면도이다. 그리고 도 8은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 지지플레이트를 이용한 영양분 공급을 나타낸 개념도이고, 도 9는 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 지지플레이트를 이용한 식물관리를 나타낸 개념도이다.

도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 지지플레이트(30)는 복수 개의 화분(10)을 지지하며, 복수 개의 화분(10)으로 농작물 생산에 유리한 미생물이 공급되도록 한다.

이러한 지지플레이트(30)는 길이 100~150cm 및 폭 40~80cm로 마련될 수 있으나, 지지플레이트(30)의 크기는 한정하지 않는다. 이러한 지지플레이트(30)는 플라스틱 재질로 마련될 수 있는 플레이트 본체(30a)를 포함한다.

플레이트 본체(30a)는 지지플레이트(30)의 외형을 형성한다. 이러한 플레이트 본체(30a)에는 미생물이 공급 및 번식되는 공간을 형성하는 번식홈(31)이 형성된다. 번식홈(31)에는 미생물 번식을 위한 토양이 충전된 상태일 수 있다. 다만, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 번식홈(31)에는 미생물 번식을 위한 물 또는 코코피트가 충전되는 것도 가능하다. 또한, 플레이트 본체(30a)의 가장자리에는 지지부(32)가 형성되어 복수 개의 지지플레이트(30)가 상호 용이하게 적층되도록 한다.

한편, 미생물의 공급은 제6 지지프레임(316)에 장착된 튜브를 통해 공급될 수 있다. 여기서, 튜브는 내부온실(300) 외부에 마련된 미생물 공급장치(미도시)와 번식홈(31)을 연결하여, 미생물이 주기적으로 지지플레이트(30)에 공급되도록 한다.

여기서, 번식홈(31)은 슬릿 형태로 마련되며, 지지플레이트(30)의 상부면 전체에 규칙적으로 배열될 수 있다. 여기서, 번식홈(31)은 화분(10)의 하부직경보다 작은 크기로 마련되어, 화분(10)이 지지플레이트(30)에 안정적으로 지지되도록 한다.

한편, 지지플레이트(30)에서 번식하는 미생물은 내부온실(300) 내부의 광량이 조절됨에 따라 화분(10) 내부로 공급될 수 있다. 일례로, 내부온실(300) 내부의 광량이 높아질 때에 번식홈(31)에 위치한 미생물은 광을 회피하기 위해 광이 도달하지 않는 안정적인 공간을 찾아 이동하게 된다. 즉, 미생물은 광을 회피하기 위해 화분(10) 하부에 형성된 홀을 통해 화분(10) 내부로 이동하게 된다.

또한, 지지플레이트(30)는 복수 개의 화분(10)이 지지플레이트(30) 상부에 안착되는 것만으로 안정적으로 지지되도록 한다. 이러한 지지플레이트(30)는 농작물의 재배에서 농작물의 크기가 커질 경우에 지지플레이트(30)에 지지된 화분 수를 줄여가며 농작물이 생육공간을 확보할 수 있다.

이에, 종래의 식물재배시스템(1000)에서는 화분(10)과 지지플레이트(30)의 고정에 의해 농작물의 크기가 커지더라도 생육공간을 확보하기 어려운 문제점이 있었다. 그러나 지지플레이트(30)는 생육 공간의 확보에 따라 빠른 생육 및 양질의 식물 생육이 가능한 효과가 있다.

한편, 이하에서는 본 실시예에 따른 식물공장의 운용에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다.

도 10은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 제1 운용을 나타낸 순서도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 식물재배시스템(1000)의 운용에서는 종래의 식물재배시스템(1000)과 비교하여 낮은 에너지로 농작물이 안정적으로 재배되도록 할 수 있다. 이때, 식물재배시스템(1000)에서 재배되는 농작물들은 유사한 성장조건을 갖는 농작물일 수 있다.

먼저, 농작물들은 각각 화분(10)에 심겨진 상태로 지지플레이트(30)에 안착된다. 그리고 작업자는 지지플레이트(30)를 내부온실(300) 내부로 옮겨 다층 식물 구조물(310)에 지지시킨다(S100). 여기서, 작업자는 지지플레이트(30)를 다층으로 지지시키며, 한 층마다 복수 개의 지지플레이트(30)가 안착되도록 한다. 이때, 작업자는 지지플레이트(30)를 이송롤러(R) 상부에 안착시킨 상태에서 다른 지지플레이트(30)를 밀어 먼저 안착된 지지플레이트(30)를 내부온실(300) 내측으로 이송시킬 수 있다.

이후, 작업자는 외부온실(100) 내부에 차단부(210)를 설치하여 외부온실(100)의 내부 온도를 조절한다(S200). 즉, 작업자가 차단부(210)를 설치하는 것에 의해 외부온실(100)은 내부의 냉기 또는 열기가 외부로 배출되는 것이 차단될 수 있으며 외부 온도와는 상이한 내부 온도를 가질 수 있다.

이후, 작업자는 생육환경 유지장치(500)를 작동시켜 내부온실(300)의 내부 온도를 조절한다(S300). 여기서, 작업자는 내부온실(300)의 온도를 농작물에 적합한 온도로 제어한다. 이때, 내부온실(300)의 냉기 또는 열기는 완벽하게 배출되지 않고 내부온실(300) 내에 갇히게 된다.

이후, 작업자는 복수 개의 지지플레이트(30)로 미생물을 공급하고, 내부온실(300) 내부의 광량을 농작물의 생육에 적합하도록 조절하며 농작물의 재배를 수행한다(S400). 또한, 신선한 공기의 유입이 필요할 경우에, 작업자는 제1 측벽(321) 또는 제2 측벽(322)을 개방하여 내부온실(300) 내부로 신선한 공기 유입되도록 할 수 있다.

이와 같이, 식물재배시스템(1000)은 외기와 차단된 외부온실(100)의 내부온도와, 외부온실(100)과 차단된 내부온실(300)의 내부온도를 상이하게 조절하며 농작물을 재배한다. 특히 식물이 실제 재배되는 국소적인 공간에 대한 온도를 조절한다. 이에, 외부온실(100) 전체를 농작물에 적합한 온도로 제어 및 유지시킬 때와 비교하여 에너지 사용량을 감소시켜 유지비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.

한편, 이하에서는 다른 실시예에 따른 식물공장의 운용에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다.

도 11은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 제2 운용을 나타낸 순서도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 식물재배시스템(1000)의 운용에서는 다양한 생육조건을 갖는 다품종의 농작물을 안정적으로 재배할 수 있다.

먼저, 농작물들은 각각 화분(10)에 심겨진 상태로 지지플레이트(30)에 안착된다. 그리고 작업자는 지지플레이트(30)를 내부온실(300) 내부로 옮겨 다층 식물 구조물(310)에 지지시킨다(S100). 여기서, 작업자는 내부온실(300)마다 상이한 품종의 농작물이 배치되도록 할 수 있다. 즉, 작업자는 내부온실(300)마다 상이한 생육조건을 갖는 농작물들을 배치시킬 수 있다.

이후, 작업자는 생육환경 유지장치(500)를 작동시켜 내부온실(300) 내부 온도를 조절한다. 이때, 작업자는 내부온실(300)에 배치되는 농작물의 품종에 따라 내부온실(300) 내부 온도를 상이하게 조절할 수 있다(S300).

이후, 작업자는 지지플레이트(30)로 미생물을 공급하고 내부온실(300) 내부의 광량을 해당 농작물의 생육에 적합하도록 조절하며 농작물의 재배를 수행한다(S400). 이에, 식물재배시스템(1000)은 에너지 사용량을 감소시켜 유지비용을 줄이면서도 다품종의 농작물의 생육조건을 만족하며 농작물을 재배할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 내부온실 내부의 광원이 상부조명 및 중간조명으로 마련되는 것을 설명하고 있다. 그러나 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 이하에서는 다른 실시예에 따른 광 전달 구조에 대하여 설명하도록 한다.

도 12는 제2 실시예에 따른 식물재배시스템의 내부온실 광 공급 장치를 나타낸 개념도이고,

도 12에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 식물재배시스템(1000)은 내부온실의 광 공급 장치(600)를 포함한다. 광 공급 장치(600)는 내부온실(300) 내부에 배치된 광원(400)으로부터의 광을 반사시켜 복수 개의 화분(10)으로 전달할 수 있다. 예컨대, 내부온실(300) 내부에는 광원(400) 및 복수 개의 반사경(610)을 설치될 수 있다.

먼저, 광원(400)은 내부온실(300) 내부 상부에서 일측에 배치될 수 있다. 그리고 복수 개의 반사경(610)은 제1 반사경(611), 제2 반사경(612), 제3 반사경(613), 제4 반사경(614), 제5 반사경(615) 및 제6 반사경(616)을 포함할 수 있다.

제1 반사경(611)은 내부온실(300) 내부에서 광원(400)에 마주하도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1 반사경(611)은 반사면의 각도 및 방향이 변경 가능하도록 다층 식물 구조물(310)에 지지된다. 제1 반사경(611)은 광원(400)으로부터 제공되는 광을 집광하여 반사된 광이 하측에 배치된 제2 반사경(612)으로 제공되도록 한다.

제2 반사경(612)은 반사면의 각도 및 방향이 변경 가능하도록 다층 식물 구조물(310)에 지지된다. 이러한 제2 반사경(612)은 제1 반사경(611)으로부터 제공되는 광을 마주하는 제3 반사경(613)을 향해 반사시켜 다층 식물 구조물(310)의 길이 방향으로 광이 제공되도록 한다. 이에, 제2 반사경(612)으로부터의 광은 제2 반사경(612)과 제3 반사경(613) 사이에 위치한 복수 개의 화분을 향해 제공된다.

그리고 제3 반사경(613)은 각도 및 방향이 변경 가능하도록 다층 식물 구조물(310)에 지지된다. 이러한 제3 반사경(613)은 제2 반사경(612)으로부터 제공되는 광을 하측에 배치된 제4 반사경(614)으로 반사시킨다.

제4 반사경(614)은 반사면의 각도 및 방향이 변경 가능하도록 다층 식물 구조물(310)에 지지된다. 이러한 제4 반사경(614)은 제3 반사경(613)으로부터 제공되는 광을 마주하는 제5 반사경(615)을 향해 반사시켜 다층 식물 구조물(310)의 길이 방향으로 광이 제공되도록 한다. 이에, 제4 반사경(614)으로부터의 광은 제4 반사경(614)과 제5 반사경(615) 사이에 위치한 복수 개의 화분(10)을 향해 제공된다.

그리고 제5 반사경(615)은 각도 및 방향이 변경 가능하도록 다층 식물 구조물(310)에 지지된다. 이러한 제5 반사경(615)은 제4 반사경(614)으로부터 제공되는 광을 하측에 배치된 제6 반사경(616)으로 반사시킨다.

제6 반사경(616)은 반사면의 각도 및 방향이 변경 가능하도록 다층 식물 구조물(310)에 지지된다. 이러한 제6 반사경(616)은 제5 반사경(615)으로부터 제공되는 광을 반사시켜 제6 반사경(616)과 동일 경로 상에 나열된 복수 개의 화분(10)을 향해 광이 제공되도록 한다.

이와 같이, 복수 개의 반사경(610)은 단일의 광원(400)으로부터 제공되는 광의 경로를 가변시키며, 하나의 광원(400)으로부터 이격 적층된 복수 개의 화분(10)에 충분한 광이 제공되도록 할 수 있다. 또한, 복수 개의 반사경(640)은 자석 등을 활용하여 반사면의 각도 및 방향이 용이하게 변경 가능하도록 마련될 수 있다.

도 13은 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 외부온실 광 공급 장치를 나타낸 개념도이고, 도 14는 제1 실시예에 따른 식물재배시스템의 외부온실 광 공급 장치의 광 분배를 나타낸 개념도이다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 식물재배시스템(1000)은 외부온실(100)의 광 공급 장치(700)를 포함한다. 광 공급 장치(700)는 외부온실(100) 내부에 배치된 광원(710)으로부터 광을 반사시켜 반사된 간접광이 내부온실(300) 내부의 화분(10)으로 제공되도록 한다.

예컨대, 광원(710)은 내부온실(300) 상측에 마련되어 하측을 향해 광을 제공할 수 있다. 이때, 광원(710)으로부터 출력되는 광은 외부온실(100)의 바닥에 설치된 제1 외부온실 반사경(721)으로 제공된다. 여기서, 제1 외부온실 반사경(721)은 광원(710)으로부터 제공되는 광 중 일부를 내부온실(300) 상측에 마련된 제2 외부온실 반사경(722)으로 제공한다.

그리고 제2 외부온실 반사경(722)은 제1 외부온실 반사경(721)으로부터 제공되는 광을 제1 외부온실 반사경(721)으로부터 이격 배치된 제3 외부온실 반사경(723)으로 제공하고, 제3 외부온실 반사경(723)은 제2 외부온실 반사경(722)으로부터 제공되는 광 중 일부를 제2 외부온실 반사경(722)으로부터 이격 배치된 제4 외부온실 반사경(724)으로 제공한다. 즉, 외부온실 반사경들은 광원(710)으로부터 제공되는 광을 내부온실(300)의 길이 방향 또는 폭 방향으로 변환시킨다.

이러한 외부온실 반사경들은 자석 등을 기반으로 각각 각도가 조절 가능하도록 마련되어 광의 반사 각도를 조절할 수 있다. 그리고 외부온실(100)의 바닥에 설치된 외부온실 반사경들은 반사광 중 일부를 내부온실(300)의 측벽에 마련된 반사경으로 제공할 수 있다.

이하에서는 제1 외부온실 반사경(721)으로부터 반사된 광 중 일부가 복수 개의 내부온실 반사경으로 제공되는 것에 대하여 설명하도록 한다. 그러나 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 제3 외부온실 반사경(723) 역시 광 중 일부를 복수 개의 내부온실 반사경으로 제공할 수 있다.

먼저, 제1 외부온실 반사경(721)은 광원(710)으로부터 제공되는 광을 반사시켜 반사된 광 중 일부가 제2 외부온실 반사경(722)으로 제공되도록 하고, 일부가 내부온실(300)의 측부에 설치된 제1 내부온실 반사경(730)으로 제공되도록 한다. 이때, 제1 내부온실 반사경(730)으로 제공되는 광 중 적어도 일부는 간접적으로 내부온실(300) 내부에 배치된 화분(10)으로 제공된다.

그리고 제1 내부온실 반사경(730)은 각도 및 방향이 변경 가능하도록 내부온실(300) 외부에 배치될 수 있다. 이때, 제1 내부온실 반사경(730)은 복수 개로 마련되어 지지프레임에 이격 배치될 수 있다. 이러한 제1 내부온실 반사경(730)은 외부온실 반사경(720)으로부터 제공되는 광을 반사시켜 다른 내부온실(300)의 측부에 설치된 제2 내부온실 반사경(740)으로 제공되도록 한다. 이때, 제2 내부온실 반사경(740)으로 제공되는 광 중 일부는 간접적으로 다른 내부온실(300) 내부에 배치된 화분(10)으로 제공된다.

그리고 제2 내부온실 반사경(740)은 각도 및 방향이 변경 가능하도록 다른 내부온실(300) 외부에 배치될 수 있다. 이때, 제2 내부온실 반사경(740)은 복수 개로 마련되어 지지프레임에 장착될 수 있다. 이러한 제2 내부온실 반사경(740)은 제1 내부온실 반사경(730)으로부터 제공되는 광을 반사시켜 내부온실(300)의 측부에 설치된 다른 제1 내부온실 반사경(730)으로 제공되도록 한다.

이와 같이, 외부온실 광 공급 장치(700)는 단일의 광원(710)으로부터 제공되는 광의 경로를 가변시키며, 각 층에 배치된 화분(10)으로 광이 간접적으로 제공되도록 한다. 이에, 외부온실 광 공급 장치(700)는 광원(710)의 수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 광이 화분(10)으로 직접적으로 제공되는 것을 방지하여 식물이 보다 건강하게 생육되도록 할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 식물재배시스템은 공기의 분배를 위한 공기이송튜브가 마련될 수 있다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 공기이송튜브에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 15는 제1 실시예에 따른 식물 재배시스템의 공기이송튜브를 나타낸 개념도이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 식물재배시스템(1000)은 공기이송튜브(800)를 포함할 수 있다.

공기이송튜브(800)는 팬 방식으로 마련될 수 있는 생육환경 유지장치(500)에 연결될 수 있다. 이러한 공기이송튜브(800)는 지지장치(900)에 의해 지지되어 생육환경 유지장치(500)로부터 발생되는 유체의 이송이 내부온실(300) 내부에서 균일하게 분산되도록 한다.

이러한 공기이송튜브(800)는 일단이 생육환경 유지장치(500)에 연결되고, 타단이 내부온실(300)의 길이 방향으로 길게 배치된다. 여기서, 공기이송튜브(800)의 재질은 유연한 재질로 마련될 수 있으나, 공기이송튜브(800)의 재질은 한정하지 않는다.

그리고 공기이송튜브(800)에는 복수 개의 공기 배출구(810)가 형성된다. 복수 개의 공기 배출구(810)는 공기이송튜브(800)의 길이 방향으로 형성된다. 이에, 공기 배출구(810)는 생육환경 유지장치(500)로부터 발생된 유체의 흐름이 공기이송튜브(800)의 길이 방향으로 유동될 때에 설정된 양의 유체가 공기이송튜브(800)의 외부로 배출되도록 하는 오리피스의 역할을 수행한다. 이에, 내부온실(300) 내부에 단일의 생육환경 유지장치(500)가 마련되더라도 공기이송튜브(800)의 길이방향으로 이웃된 영역의 온도는 상호 균일한 온도를 가질 수 있다.

한편, 공기이송튜브(800)를 지지하는 지지장치(900)는 지지와이어(910), 체결고리(920), 제1 지지대(930) 및 제2 지지대(940), 연결와이어(950)를 포함할 수 있다.

지지와이어(910)는 공기이송튜브(800)의 상측에서 길이 방향으로 배치된다. 그리고 체결고리(920)는 지지와이어(910)와 공기이송튜브(800)를 연결하여 공기이송튜브(800)가 지지와이어(910)에 지지되도록 한다. 이때, 체결고리(920)는 복수 개로 마련되어 공기이송튜브(800)가 처지는 것을 방지할 수 있다.

제1 지지대(930)는 공기이송튜브(800)의 일단에 이웃하게 배치되어 지지와이어(910)의 일단 및 지지와이어(930)의 일단을 지지한다. 그리고 제2 지지대(940)는 공기이송튜브(800)의 타단에 이웃하게 배치되어 지지와이어(910)의 타단 및 지지와이어(940)의 타단을 지지한다. 이때, 지지와이어(910)와 제1 및 제2 지지대(930, 940) 사이에는 턴버클 및 케이블클램프가 배치되어 지지와이어(910)의 길이 및 인장력이 조절되도록 할 수 있다.

그리고 연결와이어(950)는 지지와이어(910)에 복수 개로 마련되어 연결와이어(950)와 상부구조물 예컨대, 다층 생육 구조물(310)이 연결되도록 한다. 이에, 연결와이어(950)는 지지와이어(910)가 처지는 것을 방지할 수 있다.

다만, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 지지장치(900)는 다양한 형태로 변경 실시될 수 있다.

도 16은 제2 실시예에 따른 식물 재배시스템의 공기이송튜브를 나타낸 개념도이다.

도 16에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 식물재배시스템(1000)은 공기이송튜브(800)를 포함할 수 있다.

공기이송튜브(800)는 환기 시스템(V)에 연결될 수 있다. 이러한 공기이송튜브(800)는 지지장치(900)에 의해 지지되어 복수 개의 팬을 통해 유입되는 공기가 외부온실(100) 내부에서 균일하게 분산되도록 한다.

이러한 공기이송튜브(800)는 일단이 환기 시스템(V)에 연결되고, 타단이 외부온실(100)의 길이 방향 또는 폭 방향으로 길게 배치된다. 여기서, 공기이송튜브(800)의 재질은 유연한 재질로 마련될 수 있으나, 공기이송튜브(800)의 재질은 한정하지 않는다.

이러한 공기이송튜브(800)에는 복수 개의 공기 배출구(810)가 형성된다. 복수 개의 공기 배출구(810)는 공기이송튜브(800)의 길이 방향으로 형성된다. 이에, 공기 배출구(810)는 환기 시스템(V)을 통해 유입되는 외부 공기의 흐름이 공기이송튜브(800)의 길이 방향으로 발생될 때에 설정된 양의 공기가 공기이송튜브(800) 외부로 배출되도록 하는 오리피스의 역할을 수행한다. 이에, 외부온실(100) 내부 전체 영역에는 신선한 공기가 균일하게 제공될 수 있다.

제1 지지대(930)는 외부온실(100)의 천장에 지지되며 공기이송튜브(800)의 일단 및 지지와이어(910)의 일단을 지지한다. 그리고 제2 지지대(940)는 외부온실(100)의 천장에 지지되며 공기이송튜브(800)의 타단 및 지지와이어(910)의 타단을 지지한다. 이때, 지지와이어(910)와 제1 및 제2 지지대(930, 940) 사이에는 턴버클 및 케이블클램프가 배치되어 지지와이어(910)의 길이 및 인장력이 조절되도록 할 수 있다.

그리고 연결와이어(950)는 지지와이어(910)에 복수 개로 마련되어 연결와이어(950)와 상부구조물 예컨대, 외부온실(100)의 천장이 연결되도록 한다. 이에, 연결와이어(950)는 지지와이어(910)가 처지는 것을 방지할 수 있다.

이에, 본 발명에 따른 식물재배시스템은 유지전력이 감소되어 식물공장의 유지비용을 감소시킬 수 있으며, 다품종의 식물 각각에 요구되는 재배조건을 만족시켜 식물의 생산량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 실시예에서는 식물재배시스템이 식물공장으로 마련되는 것에 대하여 설명하고 있다. 그러나 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 식물재배시스템은 소형장비로 마련되어 가정 내에 배치될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 화분 및 식물로 광을 제공하기 위하여 광원을 사용하는 것에 대하여 설명하고 있다. 여기서 광원은 LED 및 자연광 등 다양한 마련될 수 있음을 밝혀둔다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

광을 조사하는 광원의 하측에서 화분을 지지하는 지지플레이트에 있어서,
적어도 하나의 상기 화분이 안착되는 플레이트 본체; 및
상기 플레이트 본체의 상부에 균일하게 형성되며 외부로부터 공급되는 미생물이 번식하는 환경을 조성하는 번식홈을 포함하고,
상기 미생물은
상기 광원의 광량이 조절됨에 따라 상기 번식홈으로부터 상기 화분에 형성된 홀을 통해 상기 화분 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 지지플레이트.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 화분에 형성된 홀은
상기 화분의 배수공을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지플레이트.
제1 항에 있어서,
상기 번식홈에는
토양, 물 및 코코피트 중 적어도 어느 하나가 충전되는 것을 특징으로 하는 지지플레이트.
제1 항에 있어서,
상기 지지플레이트는 온실 내부에 배치되고,
상기 광원은 상기 지지플레이트의 상부에서 상기 온실 내부에 지지되는 것을 특징으로 하는 지지플레이트.
제5 항에 있어서,
상기 온실은
상기 화분을 지지하고 있는 지지플레이트를 다층으로 지지하는 다층 생육구조물과,
상기 생육구조물의 적어도 일부를 감싸도록 배치되어 상기 온실 내부의 온기 또는 냉기가 온실로부터 배출되는 것을 저지하는 외벽과,
상기 온실 내부에 배치되어 상기 온실 내부의 환경을 제어하는 생육환경 유지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지플레이트.