KR102705977B1 - 포그포닉 스마트팜 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포그포닉 스마트팜에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상하로 적층된 재배 베드 트레이에 초음파 진동모듈에 의해 미스트 형태로 된 양액의 공급 및 순환구조가 개선된 포그포닉 스마트팜에 관한 것이다.

Description

포그포닉 스마트팜{Smart farm using fogponic}
본 발명은 포그포닉 스마트팜에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상하로 적층된 재배 베드 트레이에 초음파 진동모듈에 의해 미스트 형태로 된 양액의 공급 및 순환구조가 개선된 포그포닉 스마트팜에 관한 것이다.
일반적으로 양액을 이용한 식물재배에는 여러 가지 방식이 있다. 즉, 액체상태의 양액을 사용하여 식물을 재배하는 수경재배(hydroponics) 방식, 양액을 분무한 분무양액을 사용하여 식물을 재배하는 분무경재배방식이 있다.
수경재배(hydroponics)는 흙 없이 작물생육에 필요한 필수 원소를 그 흡수비율에 따라 적당한 농도로 용해시킨 배양액으로 작물을 재배하는 방식이다. 수경재배는 흙이 없으면 잡초나 해충이 자랄 수 있는 환경을 근본적으로 제거할 수 있으므로 제초제나 살충제를 쓰지 않을 수 있다.
한편, 수경재배에 아쿠아리움을 결합한 재배 방식으로 아쿠아포닉 방식이 적용되기도 한다. 아쿠아포닉스는 자연 순환 방식을 베이스로 한 것으로, 물고기에서 배출되는 폐기물은 성장하는 식물에 영양을 제공하고, 식물은 물고기가 사는 물을 필터링 하는 역할을 한다.
분무경재배는 일반적인 분무기를 이용하여 양액을 분무하여 식물을 재배하는 에어로포닉스(aeroponics), 초음파 모듈을 이용하여 양액을 안개 형태로 공급하여 식물을 재배하는 포그포닉스(fogponics)로 나눌 수 있다.
에어로포닉스는 식물을 매달아놓고 물과 양분을 뿌리쪽에 분무기로 뿜어주어서 재배하는 방식이다. 에어로포닉스는 식물을 공중에 매달아 놓음으로써 뿌리에 산소를 충분히 공급할 수 있어서 아쿠아포닉의 단점인 물 속에 잠겨있는 뿌리 부분에 산소가 부족하여 제대로 영양분이 공급되지 않는 문제점을 해결할 수 있다.
따라서, 에어로포닉스는 수조에 물을 담지 않아도 되므로 적은 양의 수액과 영양분만으로도 재배가 가능하여, 다른 재배법에 비해 상대적으로 작물의 생육이 빠르고 열매도 다량으로 생산할 수 있다.
다만, 고압으로 물과 영양분을 분무해야 하므로 초기 시설비가 많이 소요된다. 뿌리가 항상 공기에 노출되어 있어 외부 온도에 따라 뿌리 온도도 자주 변하기 때문에 조절이 어렵기도 하다. 또한 물과 영양분을 분무하는 노즐이 막히게 되었을 때 이를 보수하는 데에 상당한 비용과 노력이 들기도 하다.
한편, 포그포닉스는 담액 방식의 하이드로포닉스나, 분사 방식의 에어로포닉스와 달리, 초음파 진동 모듈과 같은 안개연무기를 이용하여, 수마이크로미터 단위의 입자들로 수증기화된 양액을 식물 뿌리에 영양분과 산소를 전달한다.
포그포닉스에서 안개 형태로 공급되는 양액은 에어로포닉스에 비해 중력의 영향을 상대적으로 작게 받으므로 식재되는 식물 전체에 양액을 비교적 고르게 공급할수 있는 장점이 있다.
포그포닉스 장치 즉, 초음파 진동모듈을 이용하여 양액을 분무하는 방식의 분무경재배 장치는, 일반적으로 식물이 식재되어 재배되는 재배 베드 내부에 액체상태의 양액이 저장되고, 재배 베드에 구비되는 초음파 진동모듈에 의해 액체상태의 양액이 안개형태로 분무되는 형태로 구성된다. 그러므로, 포그포닉을 이용한 재배시스템은 하이드로포닉스, 에어로포닉스, 아쿠아포닉스 대비 관수 및 비료가 절감되고, 미립자로 변환된 양액 및 산소의 흡수 효율 증대를 통해 작물 생산기간을 단축할 수 있으며, 안개형태의 양액 분무를 통한 영양분 불균형 공급이 해소될 수 있고 뿌리가 노출되어 있어 재배대상 식물 뿌리의 스트레스를 저감시킬 수 있다.
그런데, 포그포닉스는 초음파 진동모듈에 대해 상대적으로 먼 위치에 있는 작물 보다 초음파 진동모듈에 가까운 위치의 작물에 미스트 형태의 양액공급이 활발할 수 있으며, 식물에 공급되지 못하고 다시 액화되는 양액이 많이 발생되는 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2161188호 : 분무경재배용 분무화 수단 및 이를 포함하는 분무경재배시스템
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 초음파 진동모듈에 의해 미스트형태로 된 양액을 식물들에 고르게 공급할 수 있으며, 미스트형태에서 다시 액화된 양액을 순환시켜 재활용 할 수 있는 포그포닉 스마트팜을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 포그포닉 스마트팜은 재배 대상물이 식재된 포트가 각각 장착되는 다수의 식재홀이 형성된 다수의 재배트레이가 상하로 적층되게 지지하는 트레이 지지프레임과, 동일 수평선상으로 배치된 복수의 상기 재배트레이들의 하방에 각각 위치되어 상하로 상호 이격되며, 동일 수평선상으로 배치된 복수의 상기 재배트레이들이 이루는 길이에 대응되거나 크게 길이연장되며 상방에 위치한 상기 재배트레이 방향으로 개방된 미스트 공급공간이 형성된 복수의 미스트공급조와, 동일 수평선상으로 배치된 상기 재배트레이들 사이에서 상기 미스트공급조의 저면에 대해 상방으로 이격되게 상기 미스트공급조에 하부가 수용되며, 내부에 양액이 유입되며 상기 양액을 미스트화 하기 위한 초음파진동모듈이 수용되는 수용공간 형성되고, 미스트화된 양액이 상기 미스트공급조로 배출되게 동일 수평선상으로 배치된 상기 재배트레이들이 상호 이격된 방향 양측에 상기 수용공간과 연통되게 관통형성된 복수의 미스트배출구가 각각 형성된 복수의 미스트발생조와, 복수의 상기 미스트발생조 중 최상단에 위치한 상기 미스트발생조로 양액을 공급하고, 상기 미스트공급조에서 미스트 형태에서 다시 액화된 양액을 하방에 위치한 상기 미스트발생조로 재공급하며, 복수의 상기 미스트공급조 중 최하단에 위치한 상기 미스트공급조의 양액을 다시 복수의 상기 미스트발생조 중 최상단에 위치한 상기 미스트발생조로 재공급하는 양액순환유닛을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 미스트발생조는 동일 수평선상으로 배치된 상기 재배트레이들이 상호 이격된 방향 양측에 복수의 상기 미스트배출구와 연통되고 상방으로 개방된 상기 수용공간이 형성된 발생조 본체와; 양액 공급을 위해 중심측이 관통형성되고 상기 발생조 본체를 덮는 커버;를 구비하고, 상기 발생조 본체는 상하로 관통되어 상기 수용공간을 형성하며, 상기 수용공간에 위치된 상기 초음파 진동모듈에서 불규칙하게 튀어오르는 액상의 양액이 상기 재배대상물에 직접 접촉되는 것을 방지하고 상기 미스트공급조 저부로 흘러내리도록 상기 포트보다 하방으로 연장된 격벽부와; 상기 미스트공급조의 폭 방향의 상기 격벽부 양측에 연결되게 상기 미스트공급조의 폭 방향으로 길이연장되고, 동일 수평선상으로 배치된 상기 재배트레이들이 이격되는 방향의 상기 격벽부 중심측에 위치되어 상기 격벽부와 함께 상기 미스트배출구를 형성하며, 상방으로 개방되어 상기 커버를 통해서 유입된 양액이 저장되고 상기 초음파진동모듈이 수용되는 양액저장공간이 형성되며 모듈수용부;를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 양액순환유닛은 복수의 상기 미스트발생조 중 최상단에 위치한 상기 미스트발생조의 상부로 연결된 양액공급관과, 어느 하나의 상기 미스트발생조의 상단과 어느 하나의 상기 미스트발생조의 상방에 위치한 상기 미스트공급조의 하단을 각각 연결하는 다수의 연결관과, 복수의 상기 미스트공급조 중 최하단에 위치한 상기 미스트공급조의 하단에서 상기 양액공급관으로 연결된 양액배출관과, 상기 양액공급관과 상기 양액배출관 사이에 위치되는 펌프를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 미스트공급조는 상기 미스트공급조에서 재액상화되거나 상기 미스트발생조에서 배출된 양액이 길이방향 중심측 하부로 포집될 수 있도록, 하면의 길이방향 중심측이 길이방향 양측보다 하방에 위치되게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜은 내부에 초음파 진동모듈이 수용된 미스트발생조가 미스트공급조의 길이방향 중심측에 위치되고 미스트공급조의 길이방향의 미스트발생조 양측에 재배트레이가 배치되며 미스트발생조의 하부가 미스트공급조로 내부로 수용되어 있어, 미스트발생조에서 미스트공급조로 내부로 공급되는 미스트 형태의 양액이 미스트공급조의 길이방향 양측으로 분산되면서 재배트레이의 포트를 관통하여 미스트공급조 내로 생장된 재배대상물의 뿌리에 미스트공급이 용이한 이점이 있다.
그리고, 본 발명의 포그포닉 스마트팜은 미스트형태에서 다시 액화되거나 모듈수용부에서 튀어 낙하되어 미스트공급조의 저부로 포집된 액상의 양액이 연결관을 통해 하방에 위치한 미스트발생조로 재공급되며 최하단에 위치한 미스트공급조에서 포집된 액상의 양액은 최상단의 미스트발생조로 순환되면서 양액사용효율이 향상됨에 따라 양액에 대한 경제적 부담이 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스파트팜에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 포그포닉 스마트팜에 대한 일부 사시도이고,
도 3은 도 1의 포그포닉 스마트팜에 대한 일부 정면도이고,
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜의 미스트공급부 측을 확대한 정단면도이고,
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜에 대한 일부 정단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 포그포닉 스마트 팜을 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(1)이 도시되어 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 조사 거리조절이 가능한 포그포닉 스마트팜(5)은 일측에 도어(12)가 형성되며 내부에 재배공간(11)이 형성된 컨테이너(10)와; 컨테이너(10)의 재배공간에 수용되며 컨테이너(10)의 길이방향 또는 폭 방향으로 배열되며, 재배 대상물(1)이 식재된 포트(36)가 각각 장착되는 다수의 식재홀(33)이 형성된 다수의 재배트레이(30)가 상하로 적층되게 지지하는 복수의 트레이 지지프레임(20)과; 공급되는 액체상태의 양액이 미스트화되는 다수의 미스트발생조(50)와; 각 상방에 재배트레이(30)가 위치되게 트레이 지지프레임(20)에 상하방향으로 상호 이격되게 지지되며, 미스트발생조(50)에서 미스트화되어 내부로 유입되는 양액이 포트(36)로 노출된 재배대상물(1)의 뿌리로 공급되도록 상방에 위치한 재배트레이(30)의 포트들을 감싸도록 각각 형성된 복수의 미스트공급조(40)와; 상하로 이격된 복수의 최상단에 위치한 미스트발생조(50)로 양액을 공급하고, 각 미스트공급조(40)에서 미스트형태에서 다시 액화된 양액을 하방에 위치한 미스트발생조(50)로 재공급하며, 복수의 미스트공급조(50) 중 최하단에 위치한 미스트공급조(40)의 양액을 다시 복수의 미스트발생조 중 최상단에 위치한 미스트발생조(50)로 재공급하는 양액순환유닛(70);을 구비한다.
그리고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 조사 거리조절이 가능한 포그포닉 스마트팜(5)은 재배트레이(30)의 상방에 각각 배치되어 재배대상물(1)로 생장에 필요한 광을 조사하는 다수의 광조사부(100)와; 상하로 상호 이격된 다수의 광조사부(100)를 동시에 상승 또는 하강시켜 광조사부(100)에서 상기 재배대상물로 조사된 광조사거리를 조절하는 광 조사 거리조절유닛(120);을 구비한다.
그리고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 조사 거리조절이 가능한 포그포닉 스마트팜(5)은 도시되지는 않았으나, 컨테이너 일측에 장착되어 컨테이너 내의 온도를 감지하는 온도센서와 또는 습도를 감지하는 습도센서와, 컨테이너로 외기유입을 위한 송풍팬과, 송풍되는 외기를 냉각 또는 가열하기 위한 열교환기가 더 구비될 수 있다.
트레이 지지프레임(20)은 미스트공급조(40)의 길이방향으로 상호 이격되는 복수의 제1수직바(21)와, 제1수직바(21)에 대해 미스트공급조(40)의 폭 방향으로 각각 이격되며 미스트공급조(40)의 길이방향으로 상호 이격되는 복수의 제2수직바(23)와, 복수의 제1수직바(21)를 연결하며 상하로 상호 나란하게 이격된 복수의 제1수평바(25)와, 복수의 제2수직바(23)를 연결하며 상하로 상호 나란하게 이격되어 동일 수평선상의 제1수평바(25)와 함께 미스트공급조(40)를 각각 지지하는 복수의 제2수평바(27)를 구비한다.
그리고, 트레이 지지프레임(20)은 동일수평선상의 제1수평바(25)와 제2수평바(27)를 각각 연결하여 제1수평바(25)와 제2수평바(27)의 길이방향으로 나란하게 각각 이격되어 미스트발생조(50)를 지지하는 다수 쌍의 발생조지지바(29)를 구비한다.
복수의 제1수직바(21)와 제2수직바(23)는 복수의 제1수평바(25) 및 복수의 제2수평바(27)들이 상하로 상호 이격되어 이루는 길이보다 상하로 길게 연장되어, 최상단의 제1수평바(25) 및 복수의 제2수평바(27)보다 상방으로 돌출되고, 최하단의 제1수평바(25) 및 복수의 제2수평바(27)보다 하방으로 돌출된다.
각 한 쌍의 발생조지지바(29)는 동일수평선상의 제1수평바(25)와 제2수평바(27)의 길이방향 중심측에 위치된다.
트레이 지지프레임(20)은 복수의 제1수직바(21)들 사이에서 제1수직바(21)들에 나란하게 연장된 제3수직바(22)와, 복수의 제2수직바(23)들 사이에서 제2수직바(23)들에 나란하게 연장된 제4수직바(24)를 더 구비할 수 있다. 제3수직바(22)와 제4수직바(24)는 길이방향을 따라 일정간격마다 분리결합될 수 있는 구조로 각각 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 동일수평선상의 제1수평바(25)와 제2수평바(27)에는 두 개의 재배트레이(30)가 지지된다. 동일수평선상의 두 개의 재배트레이(30)는 한 쌍의 발생조 지지바(29)를 사이에 두고 제1수평바(25) 및 제2수평바(27)의 길이방향으로 상호 이격된다.
재배트레이(30)는 제1수평바(25) 및 제2수평바(27)의 길이방향으로 연장된 사각 판상으로 다수의 식재홀(33)이 형성된 트레이본체(31)와, 각 식재홀(33)을 관통하여 상단측이 트레이본체(31)에 지지되고 트레이본체(31)에 대해 하방으로 돌출되는 다수의 포트(36)를 구비한다. 각 포트(36)는 재배 대상물(1)의 뿌리가 측방향 또는 하방으로 관통되면서 생장될 수 있도록 다수의 관통공이 형성되어 있다.
미스트공급조(40)는 동일 수평선상으로 배치된 복수의 재배트레이(30)들이 이루는 길이에 대응되거나 크게 길이연장되며 상방에 위치한 재배트레이(30) 방향으로 개방되어 재배트레이(30)의 포트(36)들이 수용될 수 있는 미스트 공급공간(41)이 형성된다.
미스트공급조(40)는 폭 방향 상단에 측방향으로 돌출되고 미스트공급조(40)의 길이방향으로 연장되어, 제1수평바(25)와 제2수평바(27)에 지지되는 복수의 플랜지부(42)를 구비한다. 재배트레이(30)는 미스트공급조(40)의 플랜지부(42)에 지지된다.
미스트공급조(40)는 제1수평바(25)와 제2수평바(27)에 지지된 상태에서 발생조지지바(29)가 제1수평바(25)와 제2수평바(27)에 장착될 수 있도록, 폭 방향 일측과 타측의 길이방향 중심측 각 상부에 폭 방향으로 관통되며 상방으로 개방되게 절제된 복수의 절제부(44)가 각각 형성된다.
발생조지지바(29)는 미스트공급조(40)가 제1수평바(25)와 제2수평바(27)에 지지된 상태에서 제1 및 제2수평바(25,27)에 결합 및 분리가 용이하게, 일측(29a)과 타측(29b)이 분리가능한 구조로 형성되고, 일측(29a)이 타측(29b)보다 직경이 작아 타측(29b)에 수용되거나 인출가능하여 길이조절가능한 구조로 형성될 수 있다.
미스트공급조(40)는 하면의 길이방향 중심측이 길이방향 양측보다 하방에 위치되게 형성된다. 이는 미스트발생조(50)에서 공급된 미스트가 재액상화된 양액이나, 미스트발생조(50)에 수용된 양액에 잠긴 초음파 진동모듈(65)에서 미스트가 토출될 때 미스트와 함께 튀어올라 미스트공급조(40)로 배출되는 액상의 양액이 길이방향 중심측 하부로 포집될 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 미스트공급조(40)는 도시된 바와 다르게, 플렉시블한 방수포가 트레이지지프레임(20)에 지지되어 형성된 것으로 적용될 수 있다. 이 경우, 트레이지지프레임(20)은 도시되지는 않았으나, 제1수직바와 제2수직바를 연결하는 다수의 연결바를 더 구비하는 것이 바람직하며, 방수포는 가장자리측이 제1 및 제2수평바(25,27), 연결바(미도시)에 고정되어 상방으로 개방된 미스트공급공간(41)을 형성한다.
미스트발생조(50)는 동일 수평선상으로 배치된 재배트레이(30)들 사이에서 미스트공급조(40)의 저면, 즉 하면에 대해 상방으로 이격되게 미스트공급조(40)에 하부가 수용되며, 내부에 양액이 유입되며 양액을 미스트화 하기 위한 초음파진동모듈(65)이 수용되는 수용공간(53) 형성되고, 미스트화된 양액이 미스트공급조(40)로 배출되게 동일 수평선상으로 배치된 재배트레이(30)들이 상호 이격된 방향 양측에 수용공간(53)과 연통되게 관통형성된 복수의 미스트배출구(57)가 각각 형성된다.
미스트발생조(50)는 동일 수평선상으로 배치된 재배트레이(30)들이 상호 이격된 방향 양측에 복수의 미스트배출구(57)와 연통되고 상방으로 개방된 수용공간(53)이 형성된 발생조 본체(51)와; 양액 공급을 위해 중심측이 관통형성되고 상기 발생조 본체를 덮는 커버(58);를 구비한다.
발생조 본체(51)는 내부에 상하로 관통된 수용공간(53)이 형성되며 사각 기둥형상의 격벽부(52)와; 격벽부(52) 내의 하부에 위치되게 미스트공급조(40)의 폭 방향의 격벽부(52) 양측면에 연결되게 미스트공급조(40)의 폭 방향으로 길이연장되고, 동일 수평선상으로 배치된 재배트레이(30)들이 이격되는 방향의 격벽부(52) 중심측에 위치되어 격벽부(52)와 함께 미스트배출구(57)를 형성하는 모듈수용부(54);를 구비한다.
격벽부(52)는 수용공간(53)에 위치된 초음파 진동모듈(65)에서 불규칙하게 튀어오르는 액상의 양액이 재배대상물(1)에 직접 접촉되는 것을 방지하고 미스트공급조(40) 저부로 흘러내리도록 포트(36)보다 하방으로 연장된다.
모듈수용부(54)는 미스트공급조(40)의 폭 방향으로 길이연장된 직육면체 형상으로 형성되되, 내부에 상방으로 개방되어 커버(58)를 통해서 유입된 양액이 저장되고 초음파진동모듈(65)이 수용되는 양액저장공간(55)이 형성된다.
한편, 양액순환유닛(70)은 도 2 및 도 3을 참고하면, 상하로 이격된 복수의 미스트발생조(50) 중 최상단에 위치한 미스트발생조(50)의 커버(58) 중심측에 상하로 관통연결된 양액공급관(71)과, 어느 하나의 미스트발생조(50)의 상단과 어느 하나의 미스트발생조(50)의 상방에 위치한 미스트공급조(40)의 하단을 각각 연결하는 다수의 연결관(73)과, 복수의 미스트공급조(40) 중 최하단에 위치한 미스트공급조(40)의 하단에서 양액공급관(71)으로 연결된 양액배출관(75)과, 양액공급관(71)과 양액배출관(75) 사이에 위치되는 펌프(77)와, 양액이 저장된 양액저장탱크(79)와, 양액저장탱크(79)에서 양액공급관(71) 또는 양액배출관(75)으로 연결된 양액메인공급관(81)과, 양액메인공급관(81)에서 양액공급관(71)으로 양액이 공급되거나 양액배출관(75)에서 양액공급관(71)으로 양액이 순환되도록 양액배출관(75) 및 양액메인공급관(81)을 개폐하는 개폐밸브(83)를 구비한다.
연결관(73)는 미스트공급조(40)의 길이방향 중심측 하단에 상부가 연결되고 하부가 미스트발생조(50)의 커버(58) 중심측에 관통연결되어, 내부가 미스트공급조(40)의 미스트공급공간(41)과 미스트발생조(50)의 수용공간(53)에 상하로 연통된다.
초음파진동모듈(65)은 모듈수용부(54)의 양액저장공간(55)에 수용되어, 커버(58)에 연결된 양액공급관(71) 또는 연결관(73)에서 공급된 양액에 잠긴다.
초음파진동모듈(65)이 구동되면서 모듈수용부(54)에 저장된 양액이 미스트형태가 되고, 미스트화된 양액은 모듈수용부(54)의 폭 방향 양측부를 넘어 미스트 토출구(57)를 통해 미스트공급조(40)로 배출된다.
초음파 진동모듈(65)은 4~12개의 초음파 진동자를 갖는 일반적인 안개 발생기가 적용될 수 있다.
한편, 다수의 광조사부(100)는 각 하방에 위치한 재배트레이(30) 측으로 광을 조사하는 다수의 조명모듈(101)과, 다수의 조명모듈(101)이 장착되며 트레이지지프레임(20)의 폭 방향으로 트레이지지프레임(20)에 대해 양측이 돌출되는 거치프레임(105)을 각각 구비한다.
다수의 조명모듈(101)은 다수의 LED 소자가 길게 나열된 일반적인 LED바가 적용되며, 트레이지지프레임(20)의 폭 방향으로 상호 이격되게 거치프레임(105)에 거치된다.
거치프레임(105)은 트레이지지프레임(20)의 폭 방향으로 길이연장되며 트레이지지프레임(20)에 대해 양측이 각각 돌출되며, 트레이지지프레임(20)의 길이방향으로 상호 이격된 복수의 제1거치바(106)와; 트레이지지프레임(20)의 길이방향으로 연장되어 제1거치바(106)에 각각 교차하도록 길이연장되어 복수의 제1거치바(106)를 각각 연결하며 트레이지지프레임(20)의 폭 방향으로 상호 이격된 복수의 제2거치바(108)를 구비한다.
제2거치바(108)는 재배트레이(30)의 길이방향의 길이에 대응되거나 짧게 길이연장된다.
하나의 트레이 지지프레임(20)에는 동일수평선상에 두 개의 재배트레이(30)가 배치되므로, 동일 수평선상에 두 개의 재배트레이에 광 조사 거리를 개별 제어할 수 있도록, 한 쌍의 광 조사 거리조절유닛(120)이 설치되는 것이 바람직하다.
한 쌍의 광 조사 거리조절유닛(120)은 상하로 상호 이격된 다수의 광조사부(100)보다 상방에서 미스트공급조(40)의 길이방향으로 연장되며 길이방향을 축으로 회전가능하게 트레이 지지프레임(20)에 연결되는 권취바(121)와, 권취바(121)와 동일 수평선상에 위치되며 트레이 지지프레임(20)의 폭 방향으로 권취바(121)에 나란하게 이격되는 가이드바(123)와, 권취바(121)에 일측이 권취되어 수직하방으로 연장되면서 상하로 배치된 거치프레임(105)들의 폭 방향 일측에 각각 연결되는 제1와이어(125)와, 권취바(121)에 일측이 권취되고 가이드바(123)로 연장되어 가이드바(123)에서 방향 전환되어 수직 하방으로 연장되면서 상히로 배치된 거치프레임(105)들의 폭 방향 타측에 각각 연결되는 제2와이어(127)와, 트레이 지지프레임(20)의 상부에 장착되고 권취바(121)에 연결되어, 제1 및 제2와이어(125,127)가 권취바(121)에 권취되어 광조사부(100)가 상승되거나 제1 및 제2와이어(125,127)가 권취바(121)에 권취해제되어 광조사부(100)가 하강되게 권취바(121)를 회전시키는 승강구동모터(129)를 구비한다.
한 쌍의 광 조사 거리조절유닛(120) 중, 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 승강구동모터(129)는 미스트공급조(40)의 길이방향 일측에 인접한 제1수직바(21)의 상단에 장착되고, 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 권취바(121)는 미스트공급조(40)의 길이방향 일측에 인접한 제1수직바(21)와 마주하는 제3수직바(22)의 상단에 일측이 회전가능하게 연결되고 타측이 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 승강구동모터(129)의 구동축에 회전가능하게 연결될 수 있다.
도시된 바와 다르게, 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 승강구동모터(129)는 미스트공급조(40)의 길이방향 일측에 인접한 제1수직바(21)와 마주하는 제3수직바(22) 상단에 장착되고, 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 권취바(121)는 미스트공급조(40)의 길이방향 일측에 인접한 제1수직바(21)의 상단에 길이방향 일측이 회전가능하게 연결되고, 타측이 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 승강구동모터(129)의 구동축에 회전가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 가이드바(123)는 미스트공급조(40)의 길이방향 일측에 인접한 제2수직바(23)와, 미스트공급조(40)의 길이방향 일측에 인접한 제2수직바(23)와 마주하는 제4수직바(24)에 길이방향 양측이 각각 회전가능하게 연결된다.
또한, 한 쌍의 광 조사 거리조절유닛(120) 중, 나머지 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 승강구동모터(129)는 미스트공급조(40)의 길이방향 타측에 인접한 제1수직바(21)의 상단에 장착되고, 나머지 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 권취바(121)는 미스트공급조(40)의 길이방향 타측에 인접한 제1수직바(21)와 마주하는 제3수직바(22)에 길이방향 일측이 회전가능하게 연결되고 타측이 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 승강구동모터(129)의 구동축에 회전가능하게 연결될 수 있다.
또는 도시된 바와 같이, 한 쌍의 광 조사 거리조절유닛(120) 중, 나머지 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 승강구동모터(129)는 미스트공급조(40)의 길이방향 타측에 인접한 제1수직바(21)와 마주하는 제3수직바(22)의 상단에 장착되고, 나머지 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 권취바(121)는 미스트공급조(40)의 길이방향 타측에 인접한 제1수직바(21)에 길이방향 일측이 회전가능하게 연결되고 타측이 나머지 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 승강구동모터(129)의 구동축에 회전가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 나머지 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)의 가이드바(123)는 미스트공급조(40)의 길이방향 타측에 인접한 제2수직바(23)와, 미스트공급조(40)의 길이방향 타측에 인접한 제2수직바(23)와 마주하는 제4수직바(24)에 길이방향 양측이 각각 회전가능하게 연결된다.
그리고, 광 조사 거리조절유닛(120)은 광조사부(100)에 각각 장착되어 재배트레이(30)와의 거리를 감지하는 다수의 거리감지센서(미도시)를 구비하고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(5)은 거리감지센서의 감지신호를 전달받아 조작부(미도시)를 통해 입력된 설정 거리에 대응되게 광조사부(100)가 재배트레이(30)에 이격되도록 승강구동모터(129)의 구동을 제어하는 제어부를 구비한다.
거리감지센서는 일반적인 적외선 근접센서가 적용될 수 있다.
그리고, 제어부는 온도센서와 습도센서와 연결되어 설정된 온도와 습도에 근접하도록, 송풍팬과 열교환기를 구동제어할 수 있다.
승강구동모터(129)가 구동되면서 권취바(121)가 회전되는데, 권취바(121)의 회전방향에 따라, 제1 및 제2와이어(125,127)가 권취바(121)에 권취되는 길이가 확장되거나 감소된다.
제1와이어(125) 및 제2와이어(127)가 권취바(121)에 동시에 권취되면서, 상하방향으로 상호 이격된 다수의 거치프레임(105)이 동시에 상방으로 당겨지고, 제1와이어(125) 및 제2와이어(127)가 권취바(121)에 동시에 권취 해제되면서, 상하방향으로 상호 이격된 다수의 거치프레임(105)이 자중에 의해 동시에 하방으로 내려간다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(5)은 일측에 승강구동모터(129)와, 펌프(77)와 개폐밸브(83)의 구동을 위한 다수의 버튼 또는 레버를 포함하는 조작부(미도시)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(5)은 내부에 초음파 진동모듈(65)이 수용된 미스트발생조(50)가 미스트공급조(40)의 길이방향 중심측에 위치되고 미스트공급조(40)의 길이방향의 미스트발생조(50) 양측에 재배트레이(30)가 배치되며 미스트발생조(50)의 하부가 미스트공급조(40)로 내부로 수용되어 있어, 미스트발생조에서 미스트공급조(40)로 내부로 공급되는 미스트 형태의 양액이 미스트공급조의 길이방향 양측으로 분산되면서 재배트레이(30)의 포트(36)를 관통하여 미스트공급조(40) 내로 생장된 재배대상물(1)의 뿌리에 미스트공급이 용이한 이점이 있다.
그리고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(5)은 미스트형태에서 다시 액화되거나 모듈수용부(54)에서 튀어 낙하되어 미스트공급조(40)의 저부로 포집된 액상의 양액이 연결관(73)을 통해 하방에 위치한 미스트발생조(50)로 재공급되며 최하단에 위치한 미스트공급조(40)에서 포집된 액상의 양액은 최상단의 미스트발생조(50)로 순환되면서 양액사용효율이 향상됨에 따라 양액에 대한 경제적 부담이 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(5)은 격벽부(52)와 길이방향 중심측이 양측보다 더 깊게 형성된 미스트공급조(40)에 의해 액상의 양액이 미스트공급조(40)의 길이방향 중심측으로 포집이 용이하므로, 양액 순환효율이 더욱 향상될 수 있다.
그리고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(5)은 재배대상물(1)의 생장상태에 따라, 광 조사거리를 조절할 수 있어 재배효율이 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 조사 거리조절이 가능한 포그포닉 스마트팜(5)은 상하로 배치된 재배트레이(30)에 대해 각각 상방에 위치한 다수의 광조사부(100)를 하나의 동력을 통해 동시에 승강시킬 수 있어 광 조사 거리 조절효율이 향상될 수 있다.
한편, 도시된 바와 다르게, 본 발명에 따른 포그포닉 스마트팜(5)은 하나의 트레이 지지프레임(20)에 하나의 광 조사 거리조절유닛(120)이 장착된 것이 적용될 수도 있다. 구체적으로, 트레이지지프레임(20)은 제3 및 제4수직바(22,24) 없이 구성되고, 복수의 제1수직바(21) 중 승강구동모터(129)가 하나의 제1수직바의 상단에 장착되고, 권취바(121)가 일측이 복수의 제1수직바 중 나머지 하나의 제1수직바(21)의 상단에 회전가능하게 연결되고 타측이 승강구동모터(129)의 구동축에 연결되게 길이연장 형성될 수도 있다. 그리고, 가이드바(123)는 복수의 제2수직바(23)의 각 상단에 길이방향 양측이 회전가능하게 연결되도록 길이연장된다.
한편, 도 4에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(8)이 도시되어 있다. 본 발명의 제2실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(8)은 복수의 방향조절리브(470)와, 리브회동조절부(480)와, 제1 및 제2미스트가이드리브(491,492)를 더 구비하는 것을 제외하고 본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스파트팜(5)의 구조와 동일하다.
복수의 방향 조절 리브(470)는 미스트 발생조(50)에서 미스트공급조(40)로 배출된 미스트화된 양액이 미스트 공급조(40)의 길이방향 양측으로 분산되어 이동 시, 미스트화된 양액이 상향 또는 하향 방향으로 이동유도될 수 있도록, 동일 수평선상으로 배치된 재배트레이(30)들이 상호 이격된 방향의 미스트발생조(50)의 양측부에 기울기 변동가능하게 각각 설치된다.
방향 조절 리브(470)는 미스트공급조(40) 내에 위치되며, 미스트공급조(40)의 폭 방향으로 길이연장되며 미스트공급조(40)의 길이방향으로 일정한 폭을 갖는 판상으로 형성된다. 방향 조절 리브(470)는 폭 방향 일측이 미스트공급조(40)의 길이방향을 향하는 격벽부(52) 외주면 일측에 회동가능하게 연결된다.
리브회동조절부(480)는 일측이 미스트발생조(50)에 회동가능하게 연결되고 타측이 방향조절리브(470)에 회동가능하게 연결되며, 길이신축에 따라 방향조절리브(470)의 기울기를 조절한다.
방향 조절 리브(470)는 리브회동조절부(480)에 의해 상하로 회동되면서 미스트형태의 양액을 미스트공급조(40)의 길이방향 일단 또는 타단측으로 송풍하는 역할을 할 수도 있다.
리브회동조절부(480)는 유체에 의해 길이신축가능한 일반적인 유압실린더가 적용될 수 있으며, 본 발명의 제2실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(8)은 도시되지는 않았으나, 리브회동조절부(480)의 길이신축을 위한 제1유체저장탱크와, 제1유체저장탱크에서 리브회동조절부의 길이방향 양측으로 각각 연결된 복수의 제1유체공급관과, 제1유체공급관으로 유체공급을 위한 제1유체공급펌프와 복수의 제1유체공급관을 개폐하여 유체공급되는 방향을 제어하는 밸브를 구비할 수 있다.
제1유체공급펌프는 제어부에 의해 구동제어 된다. 제어부는 리브회동조절부(480)가 주기적으로 상하로 회동되도록 제1유체공급펌프와 밸브의 구동을 제어할 수 있다.
제1 및 제2미스트가이드리브(491,492)는 격벽부(52) 내에 장착되어 모듈수용부에서 배출되는 미스트를 하방으로 안내한다.
제1 및 제2미스트가이드리브(491,492)는 모듈수용부(54)의 상방에서 미스트공급조(40)의 폭 방향으로 연장되어 격벽부의 내주면에 길이방향 양측이 각각 접하고, 미스트공급조(40)의 길이 방향으로 초음파진동모듈의 폭에 대응되거나 보다 크게 상호 이격된다. 제1 및 제2미스트가이드리브(491,492)는 모듈수용부(54)에 멀어질수록 하향경사지게 격벽부(52)에 연결된다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(8)은 제1 및 제2미스트가이드리브(491,492)에 의해 미스트공급조(40) 측으로 미스트 이동이 안내되고 상하로 회동되는 방향 조절 리브(470)에 의해 미스트공급조(40)의 길이방향 양단측으로 미스트 확산이 용이하므로 미스트공급조(40)의 길이방향 양단측에 인접한 재배대상물들의 뿌리에 미스트 접촉효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.
한편 도 5에는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(9)이 도시되어 있다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(9)은 재배트레이(530)를 제외하고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(5)의 구조와 동일하다.
미스트발생조(50)를 사이에 두고 미스트공급조(40)의 길이방향으로 상호 이격되는 복수의 재배트레이(530)는 판상으로 형성되며 다수의 식재홀(33)이 형성된 트레이본체(31)와, 미스트공급조(40)의 폭 방향으로 상호 이격되며 미스트공급조(40)의 길이방향으로 나란하게 연장되어 트레이지지프레임(20)의 제1 및 제2수평바(25,27)에 지지되는 복수의 지지플랜지(미도시)와, 지지플랜지에서 상방으로 돌출되되 미스트공급조(40)의 길이방향 일단 또는 타단에서 미스트발생조(50)로 갈수록 돌출된 길이가 커져, 미스트발생조(50)와 마주하는 트레이본체(31)의 길이방향 일단측이 타단보다 상방에 위치되게 기울어지게 트레이본체(31)를 지지하는 복수의 경사지지부(537)와, 각 식재홀(33)을 관통하여 상단측이 트레이본체(31)에 지지되고 트레이본체(31)에 대해 하방으로 돌출되는 다수의 포트(36)를 각각 구비한다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 포그포닉 스마트팜(9)은 미스트공급조(40)의 길이방향 중심측 저면이 양측 저면보다 하방에 위치되게 형성되어 있고, 트레이본체(31)가 미스트발생조(50)에 인접할 수록 상향 경사지게 배치되어 있어, 재배트레이(530)와 미스트공급조(40)가 상하로 형성하는 공간이 미스트발생조(50)에 가까운 측보다 먼 측이 좁게 형성되므로, 미스트발생조(50)에서 배출되어 미스트공급조(40)의 길이방향 양측으로 분산되는 미스트 형태의 양액의 밀도차를 보상할 수 있어 재배트레이(30)의 길이방향으로 배열된 재배대상물의 뿌리들에 미스트화된 양액을 비교적 균일하게 공급할 수 있는 이점이 있다.
이상에서 본 발명에 따른 포그포닉 스마트팜은 도면에 도시된 일 예를 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
1 : 재배대상물 5 : 포그포닉 스마트팜
10 : 컨테이너 20 : 트레이 지지프레임
30 : 재배트레이 40 : 미스트 공급조
50 : 미스트 발생조 65 : 초음파 진동모듈
70 : 양액순환유닛 71 : 양액공급관
73 : 연결관 75 : 양액배출관
100 : 광조사부 101 : 조명모듈
105 : 거치프레임

Claims (6)

  1. 재배 대상물이 식재된 포트가 각각 장착되는 다수의 식재홀이 형성된 다수의 재배트레이가 상하로 적층되게 지지하는 트레이 지지프레임과,
    동일 수평선상으로 배치된 복수의 상기 재배트레이들의 하방에 각각 위치되어 상하로 상호 이격되며, 동일 수평선상으로 배치된 복수의 상기 재배트레이들이 이루는 길이에 대응되거나 크게 길이연장되며 상방에 위치한 상기 재배트레이 방향으로 개방된 미스트 공급공간이 형성된 복수의 미스트공급조와,
    동일 수평선상으로 배치된 상기 재배트레이들 사이에서 상기 미스트공급조의 저면에 대해 상방으로 이격되게 상기 미스트공급조에 하부가 수용되며, 내부에 양액이 유입되며 상기 양액을 미스트화 하기 위한 초음파진동모듈이 수용되는 수용공간 형성되고, 미스트화된 양액이 상기 미스트공급조로 배출되게 동일 수평선상으로 배치된 상기 재배트레이들이 상호 이격된 방향 양측에 상기 수용공간과 연통되게 관통형성된 복수의 미스트배출구가 각각 형성된 복수의 미스트발생조와,
    복수의 상기 미스트발생조 중 최상단에 위치한 상기 미스트발생조로 양액을 공급하고, 상기 미스트공급조에서 미스트 형태에서 다시 액화된 양액을 하방에 위치한 상기 미스트발생조로 재공급하며, 복수의 상기 미스트공급조 중 최하단에 위치한 상기 미스트공급조의 양액을 다시 복수의 상기 미스트발생조 중 최상단에 위치한 상기 미스트발생조로 재공급하는 양액순환유닛을 구비하고,
    상기 미스트공급조는
    내부로 공급된 미스트형태의 양액이 재액상화되거나 상기 미스트발생조에서 배출된 양액이 길이방향 중심측 하부로 포집될 수 있도록, 하면의 길이방향 중심측이 길이방향 양측보다 하방에 위치되게 형성되며,
    상기 미스트발생조를 사이에 두고 상기 미스트공급조의 길이방향으로 상호 이격되는 복수의 상기 재배트레이는
    판상으로 형성되며 다수의 상기 식재홀이 형성된 트레이본체와,
    상기 미스트공급조의 폭 방향으로 상호 이격되며 상기 미스트공급조의 길이방향으로 나란하게 연장되어 상기 트레이지지프레임에 지지되는 복수의 플랜지와,
    상기 플랜지에서 상방으로 돌출되되 상기 미스트공급조의 길이방향 일단 또는 타단에서 상기 미스트발생조로 갈수록 돌출된 길이가 커져, 상기 미스트발생조와 마주하는 상기 트레이본체의 일단측이 길이방향 타단보다 상방에 위치되게 기울어지게 상기 트레이본체를 지지하는 복수의 경사지지부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 포그포닉 스마트팜.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 미스트발생조는
    동일 수평선상으로 배치된 상기 재배트레이들이 상호 이격된 방향 양측에 복수의 상기 미스트배출구와 연통되고 상방으로 개방된 상기 수용공간이 형성된 발생조 본체와; 양액 공급을 위해 중심측이 관통형성되고 상기 발생조 본체를 덮는 커버;를 구비하고,
    상기 발생조 본체는
    상하로 관통되어 상기 수용공간을 형성하며, 상기 수용공간에 위치된 상기 초음파 진동모듈에서 불규칙하게 튀어오르는 액상의 양액이 상기 재배대상물에 직접 접촉되는 것을 방지하고 상기 미스트공급조 저부로 흘러내리도록 상기 포트보다 하방으로 연장된 격벽부와;
    상기 미스트공급조의 폭 방향의 상기 격벽부 양측에 연결되게 상기 미스트공급조의 폭 방향으로 길이연장되고, 동일 수평선상으로 배치된 상기 재배트레이들이 이격되는 방향의 상기 격벽부 중심측에 위치되어 상기 격벽부와 함께 상기 미스트배출구를 형성하며, 상방으로 개방되어 상기 커버를 통해서 유입된 양액이 저장되고 상기 초음파진동모듈이 수용되는 양액저장공간이 형성되며 모듈수용부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 포그포닉 스마트팜.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 양액순환유닛은
    복수의 상기 미스트발생조 중 최상단에 위치한 상기 미스트발생조의 상부로 연결된 양액공급관과,
    어느 하나의 상기 미스트발생조의 상단과 어느 하나의 상기 미스트발생조의 상방에 위치한 상기 미스트공급조의 하단을 각각 연결하는 다수의 연결관과,
    복수의 상기 미스트공급조 중 최하단에 위치한 상기 미스트공급조의 하단에서 상기 양액공급관으로 연결된 양액배출관과,
    상기 양액공급관과 상기 양액배출관 사이에 위치되는 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 포그포닉 스마트팜.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 미스트 발생조에서 상기 미스트공급조로 배출된 미스트화된 양액이 상기 미스트 공급조의 길이방향 양측으로 분산되어 이동 시, 미스트화된 양액이 상향 또는 하향 방향으로 이동유도될 수 있도록, 동일 수평선상으로 배치된 상기 재배트레이들이 상호 이격된 방향의 상기 미스트발생조의 양측부에 기울기 변동가능하게 각각 설치되는 복수의 방향 조절 리브와,
    일측이 미스트발생조에 회동가능하게 연결되고 타측이 방향조절리브에 회동가능하게 연결되며 길이신축에 따라 상기 방향조절리브의 기울기를 조절하는 리브회동조절부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 포그포닉 스마트팜.
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