KR101227959B1 - 엘이디조명 일체형 식물공장용 수경재배장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수경재배을 위한 영양액이 순환되는 트레이(110)와 상기 트레이(110)의 양측을 밀폐하기 위한 커버(120)에 의해 수경재배장치를 형성하되, 상기 트레이(110)의 저면에는 LED기판설치홈(112)을 일체로 형성하고 상기 LED기판설치홈(112)에 LED기판(140)을 밀착시켜 부착함으로써 LED조명(141)으로 부터 발생하는 열을 트레이(110)에 저장된 수경재배용 배양액의 순환에 의해 냉각시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 식물공장용 수경재배장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 트레이와 LED조명를 일체로 형성함으로써 수경재배장치의 상하간격을 최소화하여 식물공장의 공간 활용성을 극대화할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 LED조명의 방열(放熱)이 트레이를 순환하는 수경재배액에 의해서 이루어지도록 함으로써 LED조명의 냉각을 위한 별도의 시설이나 장치를 설치하지 않아도 되는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 수냉(水冷) 방식이어서 공기에 의한 LED조명 냉각보다 훨씬 빨리, 효과적으로 냉각시킬 수 있어서 LED조명의 효율과 내구성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

엘이디조명 일체형 식물공장용 수경재배장치{Apparatus for culturing plants using LED light source}

본 발명은 엘이디조명 일체형 식물공장용 수경재배장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 엘이디조명을 수경재배장치와 일체로 형성함으로써 수경재배장치 위에 별도의 엘이디조명을 설치하지 않아도 되며 트레이를 순환하는 물에 의해 엘이디조명으로 부터 발산되는 열을 방열시킬 수 있도록 함으로써 제작이 용이하고 설치가 간편한 식물공장용 수경재배장치에 관한 것이다.

일반적으로 식물공장이라 함은 실내에 다수의 트레이(tray)를 동축 상에 적층하고 트레이의 상부에 형성된 조명에 의해 광합성을 가능하게 함으로써 한정된 공간에서 최대한의 수경재배 면적을 확보하여 식물 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 장치를 일컫는다.

식물공장에서 광합성을 유도하는 조명으로는 형광조명, 백열조명, 고압나트륨 조명등이 사용되어 왔으나, 최근에는 내구성이 우수한 엘이디(LED, Light Emitting Diode) 조명을 주로 사용하고 있다.

상기 LED조명은 식물이 필요로 하는 빛은 파장이 300~800nm 범위인 생리 효과 방사선과 400~700nm 범위의 광합성 효과 방사선으로 나눌 수 있는데, 식물은 이 중에서 청색 계열과 적색 계열의 빛을 흡수하고 녹색 계열의 빛은 반사하게 된다.

이처럼 상기 LED조명은 내구성이 좋고 식물이 필요로 하는 파장 영역의 빛을 방출할 수 있는 것이어서 식물공장의 수경재배용으로는 최적이긴 하나, 수직형 다단구조의 트레이를 구비하는 식물공장에 있어서 식물의 성장에 필요한 충분한 광량(PPFD)과 광질(Wavelength)을 얻기 위해서는 상당한 휘도를 가져야 하고 이로 인해 엄청난 열이 발생하게 된다.

따라서 상기 LED조명의 방열처리가 잘되지 않을 경우 폐쇄형인 식물공장 내부의 온도를 상승시켜 식물의 성장에도 악영향을 끼치게 되며, LED조명의 효율을 현저히 떨어뜨리게 되며, 실내를 냉각하기 위한 별도의 냉각장치나 환풍장치를 필요로 하게 되는 단점을 갖는다.

종래에는 이를 해결하기 위해 다수의 LED조명장치(1)를 재배 선반의 각 각의 단에 끼워서 올려 놓은 다음 각각 배치된 LED조명상자(1)는 흡기구(15)와 배기구(16)를 연결하는 배관구(8)로 연결하고, 상기 LED조명장치(1)에서 배출된 열을 배출하기 위한 배관(8)은 흡기부분(12)과 배기 부분(11)으로 나누어 흡기 부분(12)은 재배실 외부(14)와 재배실 내부(10)의 공기를 제어장치가 선택하여 흡기할 수 있는 장치로 구성되고 배기부분(11)은 LED 조명장치(1)에서 방출된 열을 재배실 내부(9)나 재배실 외부(13)로 제어기(11)가 감지하여 선택 배출하도록 구성되는 식물공장의 LED조명장치가 특허 제959994호로 등록되어 있다.

그러나 상기한 식물공장의 LED조명장치는 LED조명 상자(1)의 저면에 LED 조명을 설치하고, 상기 LED조명 상자(1)의 내부에 외부의 공기를 순환하게 함으로써 LED조명의 열을 냉각시키도록 하는 구조여서 LED조명의 방열을 위해 별도의 LED조명상자(1)를 구성하여야 하며, 또한 상기 LED조명상자(1) 내부에 공기를 순환하게 하기 위한 별도의 흡기장치 및 배기장치를 설치해야 하는 등 설치비용이 증가하고 설치작업이 곤란한 단점을 갖는다.

특히 식물공장의 경우 공간의 최적 활용을 위해 최대한 트레이의 상하간격이 좁아야 함에도 불구하고 종래의 LED조명장치가 상당한 두께로 형성되는 LED조명상자(1)의 저면에 부착되는 구조여서 공간활용 면에서도 취약한 구조이다.

더구나 식물재배장치와 LED조명장치는 전혀 별개의 장치로 설치되는 구조여서 식물재배장치와 LED조명장치 사이에는 상당한 간격을 필요로 하는 것이어서 결과적으로 트레이와 트레이간의 수직 공간이 좁아질 수 밖에 없는 단점을 갖는다.

본 발명은 트레이의 상하간격을 최소화하여 식물공장 공간의 활용성을 극대화할 수 있고, 또한 LED조명의 방열을 위해 별도의 시설이나 장치를 설치하지 않아도 되며, LED조명에 의한 발열은 최대한 빨리 냉각시킬 수 있도록 함으로써 LED조명의 효율과 내구성을 향상시킬 수 있는 식물공장용 수경재배장치를 개발하고자 한다.

이를 위해 본 발명은 트레이의 저면에 LED기판설치홈을 일체로 형성하고 상기 LED기판설치홈에 LED기판을 밀착시켜 부착함으로써 LED조명으로 부터 발생하는 열을 트레이에 저장된 수경재배용 배양액의 순환에 의해 냉각되도록 함을 특징으로 한다.

또 본 발명은 트레이 저면에 부착된 LED기판의 연결을 용이하도록 하기 위하여 트레이의 측면을 커버로 차단하고, 상기 커버의 하단에는 플러그를 꽂을 수 있는 소켓을 형성하되 상기 소켓과 LED기판은 전선으로 연결함으로써 각각의 수경재배장치가 플러그에 의해 순차적으로 연결될 수 있도록 함을 특징으로 한다.

또 본 발명은 냉각을 보다 용이하게 하기 위하여 각 수경재배장치의 배양액의 순환을 위한 호스연결구를 커버에 형성함을 특징으로 한다.

또 본 발명은 배양액의 순환을 위해 각 수경재배장치를 프레임에 걸어 수직으로 적층할 수 있도록 하기 위하여 걸이구를 커버의 일측면에 돌출 형성함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 트레이 상단에 걸림턱을 형성하고, 상기 걸림턱에 재배틀이 얹혀 수경재배를 가능하도록 함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 트레이와 LED조명를 일체로 형성함으로써 수경재배장치의 상하간격을 최소화하여 식물공장의 공간 활용성을 극대화할 수 있는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 LED조명의 방열(放熱)이 트레이를 순환하는 수경재배액에 의해서 이루어지도록 함으로써 LED조명의 냉각을 위한 별도의 시설이나 장치를 설치하지 않아도 되는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 수냉(水冷) 방식이어서 공기에 의한 LED조명 냉각보다 훨씬 빨리, 효과적으로 냉각시킬 수 있어서 LED조명의 효율과 내구성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 분리사시도
도 2는 본 발명의 결합된 상태의 사시도
도 3은 도 2의 종단면도.
도 4는 본 발명의 적층상태를 보이기 위한 참고도
도 5는 도 4의 종단면도.
도 6은 본 발명의 사용상태 참고단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 분리사시도.
도 8은 도 7의 사용상태 참고단면도.

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 트레이(110)의 저면에 LED기판설치홈(112)을 일체로 형성하고 상기 LED기판설치홈(112)에 LED기판(140)을 밀착시켜 부착함으로써 LED조명(141)으로 부터 발생하는 열을 트레이(110)에 저장된 수경재배용 배양액의 순환에 의해 냉각시킬 수 있도록 구성된다.

상기 트레이(110)는 압출방식에 의해 제조됨이 바람직하며, LED조명(141)으로 부터 발생하는 열의 냉각을 위해서는 알루미늄과 같은 금속재질이 바람직하다. 물론 합성수지 재질로도 제조가능함은 당연하다.

상기 트레이(110)의 상부는 개방(開放)된 구조를 갖도록 하되, 트레이(110) 상단에 양측에 걸림턱(111)을 형성함으로써 상기 걸림턱(111)에 재배틀(130)이 얹혀지도록 구성할 수도 있다. 상기 재배틀(130)은 도 1에 도시한 것과 같이 다수개의 포트삽입공(131a)이 일정 간격으로 천공된 포트설치판(131)로 이루어질 수도 있으며, 도 7에 도시한 바와 같이 배양토를 채울 수 있는 식물재배용 베드(1310)와 양측면에 걸림턱(1320)을 구비하는 재배틀(1300)로 구성될 수도 있다.

상기 LED기판설치홈(112)은 LED기판(140)을 부착가능토록 하고, LED기판(140)을 보호하거나 빛의 확산을 위한 투명한 덮개판(미도시)의 설치를 가능하게 하기 위한 구성이다. 즉 상기 LED기판(140)은 트레이(110)의 저면에 최대한 밀착되도록 부착됨이 바람직한데, 밀착 정도에 따라 LED조명(141)의 방열효과에 많은 차이가 있기 때문이다.

상기 트레이(110)의 양측면은 커버(120)에 의해 차단되어 지는데, 상기 커버(120)의 안쪽에는 상기 트레이(110)의 측단이 삽입되어 끼워지도록 삽입홈(124)이 형성된 구조이며, 상기 삽입홈(124)에는 접착실리콘 등과 같은 밀봉제를 충진시켜 트레이(110)의 측단과 커버(120) 사이의 틈을 차단함으로써 물이 새는 것을 방지하도록 한다.

이처럼 양측면이 커버(120)에 의해 밀폐된 트레이(110)는 수경재배를 위한 용기를 형성하게 되는데, 상기 수경재배용기는 식물의 대량 생산을 위해서 수직으로 적층하게 되고, 상기 적층된 수경재배용기에는 수경재배를 위한 영양액의 순환을 위해 물순환호스(C)를 연결하게 된다.

따라서 이때 상기 물순환호스(C)의 연결을 위해 커버(120)에는 호스연결구(121)가 돌출형성되며, 또한 커버(120) 하단에는 식물의 광합성 작용을 위한 LED조명(141)의 전원 공급을 위해서 플러그(D)를 꽂을 수 있는 소켓(122)이 형성된다.

또한 상기 소켓(122)에는 플러그(D)의 전극과 접점을 이루기 위한 전극(122a)이 구비되며, 상기 전극(122a)은 LED기판(140)과 전선(142)에 의해 연결되어진다.

이처럼 상기 호스연결구(121)와 소켓(122)에 의해 각각의 수경재배장치가 적층된 상태에서도 순차적으로 연결되어 배양액과 전원을 공급받을 수 있는 것이다.

또 상기 커버(120)의 일측면에는 프레임(A)에 얹혀 적층할 수 있도록 하기 위하여 걸이구(123)가 돌출 형성되도록 구성할 수도 있다.

이처럼 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

100 : 본 발명 수경재배장치
110: 트레이(tray) 111: 걸림턱
112: LED기판설치홈 120: 커버
121: 호스연결구 122: 소켓
122a: 전극
123: 걸이구 124: 트레이 삽입홈
130,1300: 재배틀 131: 포트설치판
131a: 포트삽입공 1310: 식물재배용 베드
1320: 걸림턱 140: LED기판
141: LED조명 142: 전선
A: 프레임 B: 걸이대
C: 배양액 순환호스 D: 플러그
E: 전선 F: 배양액 회수통
G: 필터 H: 배양액 공급통
I: 펌프 J: 배양토
K: 식물재배용 포트

Claims (7)

1. 수경재배을 위한 영양액이 순환되는 트레이(110)와 상기 트레이(110)의 양측을 밀폐하기 위한 커버(120)에 의해 수경재배장치를 형성함에 있어서,
   상기 트레이(110)의 저면에는 LED기판설치홈(112)을 일체로 형성하고 상기 LED기판설치홈(112)에 LED기판(140)을 밀착시켜 부착함으로써 LED조명(141)으로 부터 발생하는 열을 트레이(110)에 저장된 수경재배용 배양액의 순환에 의해 냉각시킬 수 있도록 하되, 상기 커버(120) 외측에는 물순환호스(C)의 연결을 위한 호스연결구(121)가 돌출형성되고, 커버(120) 하단에는 플러그(D)를 꽂을 수 있는 소켓(122)이 형성되도록 구성됨을 특징으로 하는 식물공장용 수경재배장치.
   
   
   
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