KR100533457B1 - 식물광합성 촉진용 램프를 갖는 이동식 주행장치 - Google Patents

식물광합성 촉진용 램프를 갖는 이동식 주행장치 Download PDF

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Abstract

식물의 광합성을 촉진하기 위해, 형광램프, 고압나트륨램프, 메탈할라이드램프 등과 같은 보광램프를 갖는 이동식 주행장치에 관한 것이다.

Description

식물광합성 촉진용 램프를 갖는 이동식 주행장치{movable traveling apparatus with plant photosynthesis promotion lamp}
본 발명은 식물의 광합성을 촉진하기 위해, 형광램프, 고압나트륨램프, 메탈할라이드램프 등과 같은 보광램프를 갖는 이동식 주행장치에 관한 것이다.
인공광원을 식물재배에 응용하는 실험은 오래전부터 실시된 것으로 국화의 개화조절 등 전조재배는 시설원예분야에서 많이 보급되고 있다. 또한 채소, 육묘 등 광합성으로 성장이 촉진되는 식물공장의 응용도 적극적으로 진행시키고 있지만, 인공광원만으로는 경제적인 어려움이 따른다.
현재 식물재배용 광원으로서 형광램프, 메탈할라이드램프, 고압나트륨램프가 주로 사용되고 있지만, 무전극 방전램프, LED 등 새로운 광원이 개발되고 있고 조명기기도 식물재배용이 제품화되고 있다. 또한 식물성장과 광의 관계에 대한 연구에서 특정파장의 광을 효율적으로 조사시키면 식물의 성장이 촉진된다는 사실도 밝혀졌다. 따라서 식물재배용 조명시스템은 효율이 좋고 광원조명기구의 개발과 함께 대상식물에 적합한 광원, 재배장소에 적합한 조명기구, 재배기술이 적합한 조명제어 등을 고려해서 설계할 필요가 있다.
보광램프의 이용이 발달한 네델란드나 서구 유럽의 경우 겨울철 날씨가 나빠 구름끼는 날이 많으므로, 특히 시설재배에 있어 보광램프의 사용은 화훼류 재배에 있어 거의 일반화되다시피 하였으며, 최근에는 과채류의 재배에도 보광램프의 적용이 시도되고 있다.
유럽의 경우 유리온실의 높이가 4~8m정도로 우리나라의 2.5~4m에 비해 매우 높은 편으로 보광램프의 설치에 있어 높은 위치에서 램프가 조사되므로서, 램프 1개당 조사 가능 면적이 넓지만, 우리나라의 경우 시설높이 자체가 낮기 때문에 유럽의 시설구조에 비해 조사면적이 좁을 수 밖에 없어 보광램프를 설치하더라도 더 많은 램프를 설치하여야 한다.
일반적으로 보광램프를 사용할 경우 유리온실 300평에 3평당 1개씩 약 100개의 램프가 소요되어 램프의 구입비가 매우 높으며, 또한 100개의 램프를 모두 켰을 경우 1개당 약 500W의 전력소모를 감안할 때 전력소비가 매우 심해 운영비의 압박을 받게 될 것이다.
따라서, 우리나라의 기후조건과 시설구조 및 현재 농업인들의 수익구조를 고려할 때 유럽과 똑같은 방식의 보광램프 시설은 농가의 경영비 부담을 가중시킬 것으로 생각된다.
즉, 고정식 보광램프의 경우, 온실의 전체 면적에 대해 일정 면적당 1개씩의 램프를 설치하여야 하므로 설치대수가 많아 시공비 상승과 전력소모량이 높고, 램프의 교환, 부품(안정기)의 교환에 따른 유지관리비가 많이 든다는 문제가 있다.
이러한 문제는, 고정식 고휘도LED를 사용하는 한국실용신안등록 제237038호의 공보에 개시된 기술에도 마찬가지로 적용되게 된다(도 3 참조).
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주행기구에 각 작물에 적합한 보광램프를 설치하여 주행속도를 조절하면서 식물체의 가까이에 고효율의 광을 조사하여 광합성을 촉진시킴으로써, 보광램프의 수를 현저히 줄일 수 있는 이동식 주행장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 다른 특징은 무인방제를 겸할 수 있는 이동식 주행장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동식 주행장치는 하우스에 배치되는 레일; 상기 레일을 따라 주행하는 주행기구; 상기 주행기구에 배치되는 식물광합성 촉진용 보광램프기구로 구성되어 있다.
이 구성에 의하면, 주행기구에 각 작물에 적합한 보광램프를 설치하여 식물체의 가까이에 고효율의 광을 조사하기 때문에, 보광램프의 수를 현저히 줄일 수 있다.
전술한 구성에서, 상기 보광램프기구는 상기 주행기구에 설치되는 수직대와, 상기 수직대에 설치되는 복수의 보광램프로 구현되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 보광램프기구는 상기 주행기구에 설치되는 수평대와, 상기 수평대에 소정간격마다 설치되는 보광램프로 구현되는 것이 바람직하다.
상기 수평대에는 소정간격마다 약액을 분무하는 약대가 더 설치되면, 식물광합성 촉진 뿐 아니라 무인방제도 행할 수 있다.
다른 한편, 상기 보광램프기구는 상기 주행기구에 설치되는 수평대와, 상기 수평대에 소정간격마다 설치되는 수직대와, 상기 수평대와 상기 수직대에 설치되는 보광램프로 구현되는 것이 바람직하다.
상기 수직대는 약액을 분무하는 약대와 교체 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하는데, 후술된 주행기구는 한국등록특허(제228033호, 제228034호, 제211131호)와 한국공개특허(제2001-20756호)의 공보를 참조하고 상세한 설명은 생략한다.
실시예 1 : 수평 분산형 보광램프기구를 갖는 이동식 주행장치
도 1은 수평 분산형 보광램프기구를 갖는 이동식 주행장치의 설치 상태도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이동식 주행장치는 하우스(1)의 중심에 배치되는 한 쌍의 레일(11,13), 이 레일(11,13) 상에 재치되는 주행기구(15), 레일(11,13)의 평면에 대해 수직방향으로 주행기구(15)에 설치되는 보광램프기구(17,19)로 구성되어 있다. 주행기구(15)와 보광램프기구(17,19)는 컨트롤 박스(C/B)에 의해 제어된다.
레일(11,13)은 하우스(1)의 양측에 소정간격마다 설치된 레일지지대(21)의 하측에 배치 설치되어 있다.
주행기구(15)는 모터가 내장된 몸체(15a)와 모터의 동력을 전달받는 롤(15b)로 구성되며, 롤(15b)이 레일(11,13) 상에 재치된다.
보광램프기구는 주행기구(15)의 연결대(15c)에 수평으로 설치되는 수평대(17)와, 이 수평대(17)에 소정간격마다 설치되는 보광램프(19)로 구성되어 있다. 보광램프(19)는 식물광합성 촉진을 위한 램프로서, 고압나트륨램프나 형광램프로 구현할 수 있다.
이러한 수평 분사형 보광램프의 경우는 주로 화훼류나 엽채류를 대상으로 하며, 식물의 상부에서 빛이 조사된다. 이때, 상부로의 빛의 확산을 막기 위해 반사갓(19a)을 씌워 식물쪽을 향해 빛이 집중되도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 보광램프(19)가 설치된 수평대(17)가 주행기구(15)에 의해 이동함으로써, 적은 램프의 수로 식물의 광합성을 촉진시킬 수 있어 매우 경제적이다.
한편, 수평대(17)에는 지면을 향하는 약대(23)가 설치될 수 있다. 약대(23)는 약액분사노즐과 약액분사노즐에 약액을 분배하는 노즐지지대로 구성됨은 전술한 공보를 통해 알 수 있다. 또한, 수평대(17)는 노즐지지대로 약액을 공급하는 분배관의 기능을 하도록 호스(25)에 접속되어 있다.
약대(23)가 보광램프(19) 사이마다 설치됨으로써, 무인방제의 기능도 겸할 수 있게 된다.
실시예 2 : 수직 분산형 보광램프기구를 갖는 이동식 주행장치
도 2a는 약대가 설치된 무인방제용 이동식 주행장치의 설치 상태도이다. 이 이동식 주행장치는 전술한 바와 같이, 다수의 레일지지대(121)의 하측에 배치되는 레일(111), 이 레일(111)을 따라 주행하는 주행기구(115), 이 주행기구(115)에 연결되는 수직약대(123)로 구성되어 있다. 수직약대(123)는 주행기구(115)에 착탈 가능하게 연결된다. 착탈 방식은 나사 체결방식으로 구현되는 것이 바람직하다. 실시예2의 주행기구(115)는 레일(111) 사이에 배치된 한 쌍의 롤의 구동에 의해 주행하게 된다.
이러한 착탈 가능한 수직약대(123) 대신에 도 2b 내지 도 2d와 같은 보광램프기구를 설치함으로써, 저렴한 비용으로 식물의 광합성을 촉진시킬 수 있다.
제1변형예
도 2b에 도시한 보광램프기구(130)는 일단이 주행기구(115)에 체결 고정되는 수직대(131)와, 이 수직대(131)에 설치되는 형광램프(133)로 구성되어 있다. 형광램프(133)는 지면에 대해 수직방향으로 2~4개의 램프가 배치되어 있어, 키가 큰 작물에 특히 유용하다.
제2변형예
도 2c에 도시한 보광램프기구(140)는 일단이 주행기구(115)에 체결 고정되는 수직대(141)와, 이 수직대(141)에 설치되는 고압나트륨램프(143)로 구성되어 있다. 고압나트륨램프(143)는 수직대(141)에 좌우 교호로 상방 또는 하방을 향하도록 하여, 좌우로 빛이 넓게 퍼져나갈 수 있도록 설치하였다. 빛이 좌우로 조사되도록 하기 때문에, 전술한 실시예1과 같은 반사갓은 불필요하다. 또한, 키가 큰 작물에 유용하다.
제3변형예
도 2d에 도시한 보광램프기구(150)는 2구식 고압나트륨램프(153)의 경우로서, 주행기구(115)에 체결되는 수직대(151)가 짭게 설치되어 있다. 이러한 구조에 의하면, 키가 작은 작물에 이용할 수 있는 형태로서, 주행하는 좌우의 식물에 대해 약 45도 방향으로 조사를 하여 식물의 측면과 상부를 함께 조사할 수 있다. 이때는, 전술한 실시예1과 같은 반사갓(155)을 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 전술한 보광램프기구의 수직대의 보광램프 사이마다 약액분사노즐을 부가함으로써, 별도의 약대를 교체할 필요가 없어, 취급 사용이 편리하다.
본 발명에 따른 식물광합성 촉진을 위한 보광램프기구를 갖는 이동식 주행장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고 본 고안의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서, 수평 분산형과 수직 분산형의 보광램프기구를 조합하여 이동식 주행기구에 설치할 수 있음은 당업자면 자명하다 할 것이다.
이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명에 의하면, 보광램프를 이동식 주행기구에 설치함으로써, 고정식 보광램프에 비해 설치비를 절감하고, 다수의 램프설치에 따른 유지관리비 및 전력비를 절감하며, 식물체의 가까이에서 고효율의 광합성에 필요한 빛을 조사할 수 있다. 특히 일반적으로 이용되는 화훼류 뿐만 아니라 키가 큰 과채류의 경우 식물의 큰 키로 인해 하부의 그늘진 곳이 많아 식물 하부의 잎은 광합성 능력이 떨어져 호흡을 많이 하게 되는데, 이는 상부의 잎에서 만들어진 광합성 산물을 소비하게 되는 마이너스적 식물대사이므로 이를 하부에까지 빛을 조사해줌으로서 광합성을 할 수 있도록 도와줄 수 있다.
또한, 식물이 자라는 공간에 램프가 고정되지 않아 고정식의 경우 처럼 빛이 도달하지 않는 사각지대까지도 이동하면서 비추어줄 수 있다.
또한 고정식의 경우 식물의 약 2~3m 위에서 빛을 조사하는 반면 이동식의 경우 식물에서 0.3~1m정도의 가까운 거리에서 빛을 조사해주기 때문에 조사효율을 높일 수 있다.
또한, 간단한 체결을 통해 보광램프기구 대신 약대를 채용함으로써, 농약이나 비료를 살포할 수 있는 방제기로서의 활용이 가능하고, 설치된 레일을 통해 수확물의 운반도 용이하게 행할 수 있다.
또한, 보광램프기구의 수직대에 노즐을 부가함으로써, 별도의 약대로 교체할 필요가 없어 취급 사용이 편리하다.
도 1은 수평 분산형 보광램프기구를 갖는 제1실시예의 이동식 주행장치의 설치 상태도.
도 2a는 약대가 설치된 무인방제용 이동식 주행장치의 설치 상태도.
도 2b 내지 도 2d는 다양한 변형예에 따른 보광램프기구를 도시한 사시도.
도 3은 종래의 식물광합성촉진장치를 도시한 상태도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 하우스 11,13,111 : 레일
15,115 : 주행기구 17 : 수평대
19,133,143,153 : 보광램프 131,141,151 : 수직대
23,123 : 약대 C/B : 컨트롤 박스

Claims (7)

  1. 하우스에 배치되는 레일;
    상기 레일을 따라 주행하는 주행기구;
    약액을 분무하는 수직약대;
    수직대와, 상기 수직대에 설치되는 복수의 보광램프로 구성되는 식물광합성 촉진용 보광램프기구를 포함하여 이루어지되,
    상기 수직약대와 상기 보광램프기구는 상기 주행기구에 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 이동식 주행장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수직대는 상기 수직약대와 교체 가능하며,
    상기 복수의 보광램프는 키가 큰 작물에 유용하도록 지면에 대해 수직한 방향으로 배치되는 형광램프인 것을 특징으로 하는 이동식 주행장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수직대는 상기 수직약대와 교체 가능하며,
    상기 복수의 보광램프는 좌우로 빛이 넓게 퍼져나가도록 상기 수직대에 좌우 교호로 설치되는 고압나트륨램프인 것을 특징으로 하는 이동식 주행장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수직대는 키가 작은 작물에 유용하도록 상기 수직약대보다 짧고 교체 가능하며,
    상기 복수의 보광램프는 고압나트륨램프와, 식물의 측면과 상부를 조사하도록 상기 고압나트륨램프에 설치되는 반사갓으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동식 주행장치.
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