KR101147533B1 - 식생을 위한 하이브리드 인공조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 파이프에 인공조명광과 태양광을 동시에 적용하여 친자연적 식생을 위한 효과적인 조명장치를 만들어 내고 있다. 태양광은 수직형 광 파이프를 통하여 실내의 각 조명장치에 배급이 되고, 인공조명의 광원으로는 메탈램프 등이나 LED 등이 사용된다. 인공조명광과 태양광은 밤 또는 낯, 때로는 식물의 기능적 성장에 선택적으로 제어되는 조명장치로서, 이들 조명장치는 또한 적층형태의 식생 재배장치에 적용되면 작은 공간에서도 효율적인 식물의 성장이 가능하게 한다.

Description

식생을 위한 하이브리드 인공조명장치 { A hybrid artificial lighting device for plant growth }

식물 공장과 같이 식물이 실내에서도 성장을 하기 위한 인공조명으로 LED 또는 메탈램프 등이 사용되어 왔다. 그러나, 실내 재배에서도 자연의 태양광은 식물의 건강함을 유지하고 맛과 향을 가져다주는 데에 어느 정도 필요성이 있다. 태양광을 실내로 들어오는 기술도 점차 발전하고 있어, 광섬유나 광 파이프를 통하여 실내 깊숙이 햇빛이 전달된다. 따라서, 실내에서의 식물성장에 인공조명뿐만 아니라 자연 태양광도 공급이 가능하게 되면, 필요에 따라 이들 두 가지 형태의 조명원을 하이브리드(hybrid)식으로 사용할 수도 있다.

햇빛을 전달해 주는 광섬유는 소량의 빛을 깊숙이 전달하는 데에 비하여 광파이프 형태로 되면, 비교적 많은 량을 전달 할 수가 있다. 대신 광 파이프는 직선구간만 전송이 가능한 것이 일반적이다. 또한, 광 파이프는 내부에 전반사 코팅을 처리해 전송을 목적으로 한 것도 있지만, 파이프를 통해 빛이 전달되면서 외부에 빛을 일정량 노출시키는 WDF(Whilkor Daylighting film)형 필름형태로도 발전되어져, 최근에는 막대형 가로등과 같은 외부 조명으로도 사용되고 있다.

식물공장과 같이 식물이 실내에서도 성장을 하기 위한 인공조명으로 LED 또는 메탈램프 등이 사용되어 왔는데, 이러한 인공조명에서는 LED 나 메탈 램프광을 바로 식물에 조사하는 방식이 많이 사용되어 왔다. 그런데, 이러한 점광원 방식의 조명은 거리에 따라 빛의 조사량에 많은 차이를 가져다 주어 식물의 고른 성장에 어려움을 준다. 또한, 실내 재배에서도 자연의 태양광은 식물의 건강함을 유지하고 맛과 향을 가져다주는 데에 어느 정도 필요성이 있다.

본 발명에서 인공 조명원(8)으로 널리 이용되는 LED 또는 메탈램프 등을 WDF형 광 파이프(1)의 끝단에 설치하여 막대형의 고른 조명을 식생에 공급하게 된다[도 1]. 파이프의 배면에는 반사필름(9)을 부착하여 빛이 식생에만 전달되도록 한다[도 2]. 햇빛을 공급하기 위하여 지붕 등 외부에 노출된 피라밋 창(5)으로부터 햇빛을 받는 전반사형 광 파이프(4)가 설치되고, 햇빛은 이 파이프를 타고 실내에 부착된 반사경(3)을 통하여 인공조명 파이프(1)내부로 흘러들어 가게 된다.

식물공장과 같이 식물의 실내 성장에서 WDF형 파이프(1) 조명을 사용함으로서 기존의 점광원 형태에 비하여 식생에 고른 조명을 실현하게 되었으며, 인공조명에 자연 태양광이 흘러 들어감으로서 실내의 식물이 자연에서와 같이 건강함을 유지하고 맛과 향을 가져다줄 것으로 기대된다.

도 1 은 본 발명의 하이브리드 인공조명 장치 개념도
도 2 는 식생에 직접 적용된 사례도

도 2에서 본 발명의 실내 식생을 위한 3층 형태의 적층 구조물로 광 파이프 조명 시스템의 실시 예를 보여 주고 있다. 본 실시 예에서는 식용이 아닌 관상용인 잔디(2)의 식생을 위한 조명으로 인공 조명만을 설치하였다. 각 층에 길이 6 m, 직경 10 cm 의 WDF형 광 파이프(1)를 높이 60 cm 의 천정에 설치하고, 파이프의 양 끝단에 LED 인공광원을 설치하였다. 광 파이프(1) 상단부에서는 반사필름(9)을 부착하여 파이프의 하단부만을 통하여 빛이 나아가게 하였다. 잔디의 발아와 성장에 따라 LED 의 광량이나 파장을 제어하도록 조명을 장치하였다. 하루 조명 조사 시간은 8시간 정도로 일조량과 맞추어 조정하였다. 잔디는 40일에서 50일 정도 성장후 출하가 가능하였다.

1 : WDF형 광 파이프
2 : 식물
3 : 반사경
4 : 전반사형 광 파이프
5 : 피라밋 창
6 : 태양광
7 : 태양광원
8 : 인공광
9 : 반사필름

Claims (2)

1. 적층 구조물 형태 건물의 각 층의 하단에 마련되는 식물;
   상기 건물의 외부로 노출되어 태양광을 공급 받을 수 있는 피라밋 창;
   상기 피라밋 창에서 하측으로 연장되어 구비되는 전반사형 광 파이프;
   상기 전반사형 광 파이프에서 수평으로 연장되는 다수개의 WDF형 광 파이프;
   상기 전반사형 광 파이프내에 설치되어, 상기 피라밋 창을 통하여 유입되는 태양광을 반사시켜 상기 WDF형 광 파이프 내부로 흘러들어 가도록 하는 반사경; 및
   상기 WDF형 광 파이프 끝단에 설치되는 LED 또는 메탈램프;를 포함하여 이루어져,
   상기 LED 또는 메탈램프에서 발광된 인공 조명과 상기 피라밋 창을 통해 유입되는 자연 태양광을 하이브리드식으로 상기 식물에 공급가능한 것을 특징으로 하는 하이브리드 인공조명장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 WDF형 광 파이프는 상기 건물의 각 층의 상단에서 상기 전반사형 광 파이프로부터 수평으로 연장되며,
   상기 반사경은 위에서 보았을 때 서로 겹치지 않도록 배열되며,
   상기 WDF형 광 파이프의 상단 외주면에는 반사필름이 부착되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인공조명장치.

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