KR101992286B1 - 식물 생장률 향상을 위한 ｌｅｄ 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 복수의 소자 틸팅형 LED 모듈(100); 각 소자 틸팅형 LED 모듈(100)에 외부 전원을 공급하기 위해 소자 틸팅형 LED 모듈(100)의 개수만큼 형성되는 SMPS(200); 소자 틸팅형 LED 모듈(100)이 설치되는 공간의 양 끝단을 횡단하며, 각각이 등간격으로 이격되어 평행하게 적어도 2개 이상이 형성되는 횡단형 고정 플레이트(400); 소자 틸팅형 LED 모듈(100)과 SMPS(200)를 하나의 조합으로 각 횡단형 고정 플레이트(400)에 걸치기 위해 형성되는 와이어형 고정모듈(300); 을 포함하며, 각 소자 틸팅형 LED 모듈(100)은, LED 소자 어레이(120); 및 단면이 윗변부가 아랫변보다 큰 사다리꼴 형상으로 형성되어, 중심을 기준으로 양측부로 LED 광원 조사를 위한 확산판(140)이 수평면을 기준으로 90-α°만큼 기울어져 형성되어, LED 소자 어레이(120)의 광원 조사 범위를 수평면과 평행한 직선형에 비해 넓힐 수 있는 구조를 제공하는 LED 모듈 하우징(110); 을 구비하며, α°는 12 내지 17° 사이로 형성된다.
이에 의해, 블루 라이트 LED 소자 기반의 LED 조명 장치에서 레드 라이트 LED 소자에서 광원을 골고루 분산되도록 하부 방향 중 넓은 면적으로 고루 투사되도록 하기 위한 틸팅 구조를 제공함으로써, 식물 생장률을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 방열체를 기존의 상향 배열에서 하향 배열로 적용하고 하향 배열상에서 방열 효율을 최적화된 구조를 제공할 뿐만 아니라, 기존의 상부 배향형으로 형성되는 경우, 와이어형 고정시의 체결단을 형성시 열전도율과 구조적 제한을 없애고, 구조적으로 내향을 향하므로 전체 LED 모듈의 부피를 줄일 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 식물이 청색 또는 적색 파장에서 잘 자라므로, 블루 라이트 LED 소자 기반의 LED 조명 장치에서 블루 라이트 자외선 파장 영역 또는 적외선 파장 영역을 추가로 조사할 수 있도록 하되, 최적의 LED 광원 색상 배열이 가능한 효과를 제공한다.

Description

식물 생장률 향상을 위한 ＬＥＤ 조명 장치{ＬＥＤ lighting device for improving plant growth rate}
본 발명은 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 블루 라이트(blue light) LED 소자 기반의 LED 조명 장치에서 레드 라이트(red light) LED 소자에서 광원을 골고루 분산되도록 하부 방향 중 넓은 면적으로 고루 투사되도록 하기 위한 틸팅 구조를 제공함으로써, 식물 생장률을 향상시키도록 하고, 방열체를 기존의 상향 배열에서 하향 배열로 적용하고 하향 배열상에서 방열 효율을 최적화된 구조를 제공하도록 하기 위한 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로 가정이나 사무실 또는 오피스텔이나 학교 및 관공서 등의 실내에는 천정이나 벽체에 고정 설치되는 다양한 형태와 구조의 조명이 설치되는 것으로서, 조명은 어두운 실내를 밝게 비춰주기 위한 것이다.
이와 같은 조명은 통상적으로 실내 천정에 고정 설치되는 천정 조명과 실내벽면에 고정 설치되는 벽체 조명으로 구분될 것이고, 천정 조명은 구조와 형태에 따라 천정에 직착시키는 타입과 천정에 매다는 팬던트 타입 등으로 구분할 수 있다.
대한민국 특허출원 출원번호 제10-2010-0086470호 "식물생장조절을 위한 LED 펄스조명 시스템(LED pulse lighting system for plant growth regulation)" 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2010-0109573호 "양자점을 이용한 식물생장용 LED(LED for plant grow using quantum dots)" 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2014-0148749호 "식물의 초기 생장 효율을 최적화한 LED 조명모듈과 이를 탑재한 LED 조명장치(LED lighting module for optimizing inception growth efficiency of plant, LED lighting apparatus for plant-culture factory using the same)"
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 블루 라이트 LED 소자 기반의 LED 조명 장치에서 레드 라이트 LED 소자에서 광원을 골고루 분산되도록 하부 방향 중 넓은 면적으로 고루 투사되도록 하기 위한 틸팅 구조를 제공함으로써, 식물 생장률을 향상시키도록 하기 위한 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 방열체를 기존의 상향 배열에서 하향 배열로 적용하고 하향 배열 상에서 방열 효율을 최적화된 구조를 제공할 뿐만 아니라, 기존의 상부 배향형으로 형성되는 경우, 와이어형 고정시의 체결단을 형성시 열전도율과 구조적 제한을 없애도록 하기 위한 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 식물은 청색 또는 적색 파장에서 잘 자라므로, 블루 라이트 LED 소자 기반의 LED 조명 장치에서 블루 라이트 자외선 파장 영역 또는 적외선 파장 영역을 추가로 조사할 수 있도록 하되, 최적의 LED 광원 색상 배열이 가능하도록 하기 위한 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치를 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치는, 복수의 소자 틸팅형 LED 모듈(100); 각 소자 틸팅형 LED 모듈(100)에 외부 전원을 공급하기 위해 소자 틸팅형 LED 모듈(100)의 개수만큼 형성되는 SMPS(200); 소자 틸팅형 LED 모듈(100)이 설치되는 공간의 양 끝단을 횡단하며, 각각이 등간격으로 이격되어 평행하게 적어도 2개 이상이 형성되는 횡단형 고정 플레이트(400); 소자 틸팅형 LED 모듈(100)과 SMPS(200)를 하나의 조합으로 각 횡단형 고정 플레이트(400)에 걸치기 위해 형성되는 와이어형 고정모듈(300); 을 포함하며, 각 소자 틸팅형 LED 모듈(100)은, LED 소자 어레이(120); 및 단면이 윗변부가 아랫변보다 큰 사다리꼴 형상으로 형성되어, 중심을 기준으로 양측부로 LED 광원 조사를 위한 확산판(140)이 수평면을 기준으로 90-α°만큼 기울어져 형성되어, LED 소자 어레이(120)의 광원 조사 범위를 수평면과 평행한 직선형에 비해 넓힐 수 있는 구조를 제공하는 LED 모듈 하우징(110); 을 구비하며, α°는 12 내지 17° 사이로 형성된다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 있어서, LED 소자 어레이(120)는, 식물 생장용 블루 라이트형 LED 소자(100_B)와 레드 라이트형 LED 소자(100_R)를 배열하여 PCB 기판(130) 상에 베어칩(bare chip) 형태로 제공하되, 레드 라이트형 LED 소자(100_R)는 적색 형광체를 추가하여 제조되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 있어서, LED 소자 어레이(120)는, n개(n은 2 이상의 자연수)의 블루 라이트형 LED 소자(100_B)를 하나의 집합으로 각 블루 라이트형 LED 소자 집합 사이에 1개씩 추가되어 제작되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 있어서, 소자 틸팅형 LED 모듈(100)은, 소자 틸팅형 LED 모듈(100)을 구성하는 LED 소자 어레이(120)의 배면에서 LED 소자 어레이(120)를 LED 소자 어레이 하우징(120a)에 고정하며, LED 소자 어레이 하우징(120a)은 확산조명커버를 구성하는 도광판(140)과 맞닿아 LED 소자 어레이(120)에 대한 상하로 정렬하는 PCB 기판(130); 을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 있어서, 소자 틸팅형 LED 모듈(100)은, PCB 기판(130) 전면에 형성되는 LED 소자 어레이(120)의 전면에는 절연부재로 형성되는 도광판(140)과, 확산판(150)이 추가로 형성되어, 방열부재로 형성되는 LED 모듈 하우징(110)과의 통전을 방지하며, PCB 기판(130)의 배면도 절연부재로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 있어서, 소자 틸팅형 LED 모듈(100)은, LED 모듈 하우징(110) 상에 하향 배향형으로 LED 모듈 하우징(110)의 내측으로 돌기형 음각 형상으로 형성되는 방열체(160); 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 있어서, 방열체(160)는, 내향 돌기형 음각 형성에 의해 형성되는 LED 모듈 하우징(110) 상의 양각 돌기에 있어서, 각 방열면(160u) 곡면의 곡선화, 방열체(160) 전체 형상의 하단부의 곡선화를 통한 종 형상화, 방열면(160u) 사이에 방열체(160) 상의 곡선부를 포함한 직선 거리에 있어서 등 간격 배치를 통한 최적화, 그리고 각 방열면(160u) 표면에 미세 요철이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 있어서, LED 모듈 하우징(110)은, 길이 방향으로 형성되는 2개의 방열체(160)의 집합으로 형성되되, 각 방열체(160)를 구성하는 방열면(160u)이 외주면에 서로 등간격으로 이격되게 배치되며, 열전달 효율을 위해 전체적으로 중심에서 외부로 방사형 구조를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 있어서, 방열면(160u)의 집합으로 형성된 방열체(160)는 높이가 짧은 사각 형태의 가드 플레이트(160c)에 의해 하부의 테두리를 전반적으로 둘러 라운딩 처리 및 캡으로 작용하여 방열면(160u)의 하부가 지지되는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치에 있어서, 3개의 소자 틸팅형 LED 모듈(100)과 2개의 횡단형 고정 프레이트(400)에 이루어진 거나, 5개의 소자 틸팅형 LED 모듈(100)과 3개의 횡단형 고정 프레이트(400)로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치는, 블루 라이트 LED 소자 기반의 LED 조명 장치에서 레드 라이트 LED 소자에서 광원을 골고루 분산되도록 하부 방향 중 넓은 면적으로 고루 투사되도록 하기 위한 틸팅 구조를 제공함으로써, 식물 생장률을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치는, 방열체를 기존의 상향 배열에서 하향 배열로 적용하고 하향 배열상에서 방열 효율을 최적화된 구조를 제공할 뿐만 아니라, 기존의 상부 배향형으로 형성되는 경우, 와이어형 고정시의 체결단을 형성시 열전도율과 구조적 제한을 없애고, 구조적으로 내향을 향하므로 전체 LED 모듈의 부피를 줄일 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치는, 식물이 청색 또는 적색 파장에서 잘 자라므로, 블루 라이트 LED 소자 기반의 LED 조명 장치에서 블루 라이트 자외선 파장 영역 또는 적외선 파장 영역을 추가로 조사할 수 있도록 하되, 최적의 LED 광원 색상 배열이 가능한 효과를 제공한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1)를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1) 중 와이어형 고정모듈(300)의 구조를 설명하기 위한 단위 유닛(1u)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 와이어형 고정모듈(300) 중 탈착형 플레이트(310)의 구조를 확대한 도면이다.
도 5는 도 3의 와이어형 고정모듈(300) 중 조명 안착단(330)의 구조를 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1) 중 소자 틸팅형 LED 모듈(100)의 단면을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1) 중 소자 틸팅형 LED 모듈(100)의 LED 소자 어레이(120) 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1) 중 소자 틸팅형 LED 모듈(100) 중 방열체(160) 구조를 포함하는 LED 모듈 하우징(110)의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1) 중 방열체(160)의 특징점을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1)를 나타내는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1)는 복수의 소자 틸팅형 LED 모듈(100), SMPS(200), 와이어형 고정모듈(300), 횡단형 고정 플레이트(400)를 포함할 수 있다.
여기서, SMPS(200)는 각 소자 틸팅형 LED 모듈(100)에 외부 전원을 공급하기 위해 소자 틸팅형 LED 모듈(100)의 개수만큼 형성될 수 있다.
횡단형 고정 플레이트(400)는 소자 틸팅형 LED 모듈(100)이 설치되는 공간의 양 끝단을 횡단하며, 각각이 등간격으로 이격되어 평행하게 적어도 2개 이상이 형성될 수 있다.
와이어형 고정모듈(300)은 소자 틸팅형 LED 모듈(100)과 SMPS(200)를 하나의 조합으로 각 횡단형 고정 플레이트(400)에 걸치기 위해 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 소자 틸팅형 LED 모듈(100)은 도 5와 같은 'L자' 체결플레이트를 통해 SMPS(200)와 일체화된 뒤, 와이어형 고정모듈(300)을 통해 펜던트 형태로 천정에 매달릴 수 있다.
한편, 도 1의 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1)는 3개의 소자 틸팅형 LED 모듈(100)과 2개의 횡단형 고정 프레이트(400)에 이루어진 것이며, 도 2의 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1)는 5개의 소자 틸팅형 LED 모듈(100)과 3개의 횡단형 고정 프레이트(400)로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1) 중 와이어형 고정모듈(300)의 구조를 설명하기 위한 단위 유닛(1u)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3의 와이어형 고정모듈(300) 중 탈착형 플레이트(310)의 구조를 확대한 도면이다. 도 5는 도 3의 와이어형 고정모듈(300) 중 조명 안착단(330)의 구조를 확대한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 와이어형 고정 모듈(300)은 탈착형 플레이트(310), 연결형 와이어단(320)과 조명 안착단(330)을 포함할 수 있다.
여기서, 탈착형 플레이트(310)는 도 3에서 A 영역을 확대한 도 4와 같이 길이 방향으로 형성된 일정한 두께를 갖는 횡단형 고정 프레이트(400)를 길이 방향과 직교하는 방향으로 감싸서 내부로 수용하도록, 상단은 'ㄷ자' 형상 플레이트로 형성되며, 하단은 연결형 와이어단(320)의 상단 고리를 수용하기 위한 고리 수용홈(312)이 형성될 수 있다.
또한, 탈착형 플레이트(310)의 상단 'ㄷ자' 형상 플레이트에서 횡단형 고정 프렐이트(400)를 감싼 영역의 하단에 형성되는 수평한 플레이트에는 나사나 피봇 등의 고정체를 수용하기 위한 2개의 수평 플레이트 상에서 직선 방향으로 일치하는 영역에 2개의 고정홈(311)이 형성됨으로써, 2개의 고정홈(311)으로 고정체를 삽입하여, 횡단형 고정 플레이트(400)로부터 와이어형 고정모듈(300)이 분리되는 것을 방지할 수 있다.
연결형 와이어단(320)은 상단 고리와 하단 고리가 형성되고 상단 고리와 하단 고리 사이의 중앙은 철제 와이어로 형성되며, 길이는 조도에 반응하는 각 식물별 식물 생장 특성에 따라 조절될 수 있다.
조명 안착단(330)은 연결형 와이어단(320)와 동일한 철제로 형성될 수 있으나, 연결형 와이어단(320) 보다 직경이 크도록 설계함으로써, 하단 내측으로 소자 틸팅형 LED 모듈(100) 및 SMPS(200)의 조합으로 안착될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 조명 안착단(330)은 도 3에서 B영역을 확대한 도 5와 같이 오각 형상으로 하단으로는 소자 틸팅형 LED 모듈(100) 및 SMPS(200)이 안착되도록 세 선분이 직각을 이루며, 상단으로는 연결형 와이어단(320)의 하단 고리에 끼워지기 위해 두 선분이 15 내지 20°사이의 각을 이루어 형성될 수 있다.
또한, 조명 안착단(333)의 상단 두 선분 중 하나의 선분 상에 연결형 와이어단(320)의 하단 고리와의 탈착을 위해 분리와 체결할 수 있는 2개의 갈고리 체결 유닛(333a, 333b)이 엇갈릴 수 있는 구조를 제공하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1) 중 소자 틸팅형 LED 모듈(100)의 단면을 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1) 중 소자 틸팅형 LED 모듈(100)의 LED 소자 어레이(120) 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1) 중 소자 틸팅형 LED 모듈(100) 중 방열체(160) 구조를 포함하는 LED 모듈 하우징(110)의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치(1) 중 방열체(160)의 특징점을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 소자 틸팅형 LED 모듈(100)은 도 8과 같은 단면을 갖는 LED 모듈 하우징(110), 도 7과 같은 LED 소자 배열을 가질 수 있는 LED 소자 어레이(120), PCB 기판(130), 도광판(140), 확산판(150), 그리고 방열체(160)를 포함할 수 있다.
LED 모듈 하우징(110)은 단면이 윗변부가 아랫변보다 큰 사다리꼴 형상으로 형성됨으로써, 중심을 기준으로 양측부로 LED 광원 조사를 위한 확산판(140)이 수평면을 기준으로 90-α°만큼 기울어져 형성됨으로써, 소자 틸팅형 LED 모듈(100)의 광원 조사 범위를 수평면과 평행한 직선형에 비해 넓힐 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
여기서 α°는 바람직하게는 12 내지 17°, 더욱 바람직하게는 15°로 형성됨으로써, LED 모듈 하우징(110) 상에서 확산판(140)과 수평면 간의 각도는 73 내지 78°, 바람직하게는 75°로 형성되는 것이 바람직하다.
LED 소자 어레이(120)는 식물 생장용 블루 라이트형 LED 소자(100_B)와 레드 라이트형 LED 소자(100_R)를 배열하여 PCB 기판(130) 상에 베어칩(bare chip) 형태로 제공함으로써, 도 7과 같이 자외선 파장 영역 및 적외선 파장 영역에 해당하는 광원을 제공할 수 있다. 즉, LED 소자 어레이(120)는 n개(n은 2 이상의 자연수)의 블루 라이트형 LED 소자(100_B)를 하나의 집합으로 각 블루 라이트형 LED 소자 집합 사이에 1개씩 추가되어 제작되는 것이다.
여기서 블루 라이트형 LED 소자(100_B)는 블루 라이트를 발광하는 베어칩으로 하여 청색광을 출사하고, 레드 라이트형 LED 소자(100_R)는 레드 라이트를 발광하기 위해 적색 형광체를 추가로 사용하여 발광하도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 레드 라이트형 LED 소자(100_R)는 평면 타입의 다이오드 소자로, 적색 형광체의 광발광 재료의 예로는 Y2O2S:Eu3 +,(ZnS:Cu,Al) 및 (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Et2 +, (YaGd1-a)3(Alb,Ga1-b)5O12:Ce(YAG 형광체) 등의 무기 형광재료, 쿠마린 및 로다민 등의 유기 형광재료, 및 이리듐 착물 등의 인광성 재료를 활용할 수 있다.
LED 소자 어레이(120)의 복수의 LED 베어칩이 배열에서 교대로 블루(베어칩)-블루(베어칩)-블루(베어칩)-레드(베어칩+레드 형광체)-블루-블루-블루-레드...로 배열하는 것이 바람직하다. 여기서, LED 소자 어레이(120)를 구성하는 블루 라이트형 LED 소자(100_B)와 레드 라이트형 LED 소자(100_R)의 배열은 다양한 형태로 변형할 수 있으나, 반복적인 시험상 식물 생장에 가장 좋은 광원을 제공하는 것은 블루 라이트형 LED 소자(100_B) 3개와 레드 라이트형 LED 소자(100_R) 1개로 배열시인 것을 알 수 있었다.
한편, 블루 라이트형 LED 소자(100_B)와 레드 라이트형 LED 소자(100_R)의 개수는 수집 데이터를 머신러닝 알고리즘을 통해 각 식물별 생장속도별로 분석하여 설계될 수 있다. 보다 구체적으로, 머신러닝 알고리즘은 결정 트리(DT, Decision Tree) 분류 알고리즘, 랜덤 포레스트 분류 알고리즘, SVM(Support Vector Machine) 분류 알고리즘 중 하나일 수 있다.
PCB 기판(130)은 소자 틸팅형 LED 모듈(100)을 구성하는 LED 소자 어레이(120)의 배면에서 LED 소자 어레이(120)를 LED 소자 어레이 하우징(120a)에 고정하는 역할을 하며, LED 소자 어레이 하우징(120a)은 확산조명커버를 구성하는 도광판(140)과 맞닿아 LED 소자 어레이(120)에 대한 상하로 정렬하는 기능을 수행할 수 있다.
PCB 기판(130) 전면에 형성되는 LED 소자 어레이(120)의 전면에는 절연부재로 형성되는 도광판(140)과, 확산판(150)이 형성됨으로써, 방열부재로 형성되는 LED 모듈 하우징(110)과의 통전을 방지하며, PCB 기판(130)의 배면도 절연부재로 형성되는 것이 바람직하다.
도광판(140)은 확산판(150)의 배면에 밀착되어 형성되며, 내부에 형성된 레이저 패턴(Laser Pattern: LP) 또는 인쇄패턴에 의해 LED 소자 어레이(120)로부터 조사된 광원을 굴절시켜, 전면에 형성된 확산판(150)이 있는 방향으로 산란하도록 하는 기능을 수행할 수 있으며, 확산판(150)과 맞닿아 있지 않은 영역으로도 광원을 제공하기 위해 상하부 끝단은 확산판(150)와 맞닿는 면과 직교하는 방향으로 형성될 수 있다.
확산판(150)은 LED 소자 어레이(120)로부터 조사된 광원이 도광판(140)에 의해 산란되어 나오면, 광원에 대해 전면으로 균일하게 확산시키는 기능을 수행하기 위해 LED 모듈 하우징(110)의 틸팅형 측부의 가장 전면에 형성되는 것이 바람직하다.
방열체(160)는 도 8과 같이 LED 모듈 하우징(110) 상에 하향 배향형으로 LED 모듈 하우징(110)의 내측으로 돌기형 음각 형상으로 형성됨으로써, 기존의 상부 배향형으로 형성되는 경우, 와이어형 고정 모듈(300)과의 연결시의 체결단을 형성하는 것에 제한이 생기는 것을 방지할 수 있다.
도 9와 같이 방열체(160)는 각 방열면(160u) 곡면의 곡선화(도 9a), 방열체(160) 전체 형상의 하단부의 곡선화를 통한 종 형상화(도 9b), 방열면(160u) 사이에 방열체(160) 상의 곡선부를 포함한 직선 거리에 있어서 등 간격 배치를 통한 최적화(도 9c), 각 방열면(160u) 표면에 미세 요철 형성(도 9d), 방열면(160u)과 방열체(160) 전체 모서리 부분 곡면화(도 9e), 이종 소재 활용(도 9f)을 통해 방열 효율을 최적화할 수 있다.
여기서 사용되는 이종 소재는 표면에 미세 돌기가 형성된 판상형 알루미나 입자를 이방향에서 롤링하여 수평방향 및 수직방향으로 각각 배향시킨 후, 알루미나 입자들 간의 상하 간격이 미세 돌기의 평균 높이 대비 1 내지 2배 길이 이하로 배치됨으로써, 알루미나 입자들 간의 접촉면적이 증가하여 더욱 우수한 수직방향 열전도도를 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 알루미나 입자들은 고배향성 복합체 방열소재 전체 100 중량%에 대하여 95 내지 97 중량%, 바람직하게는 96 중량%로 포함될 수 있다. 95 중량% 미만인 경우에는 입자들 간의 접촉면이 낮아 입자들의 배향에 의해 나타나는 열전달 효과가 나타나지 못할 수 있고, 96 중량% 초과인 경우에는 입자의 배향을 위한 공정에 어려움이 나타나 고배향성 복합체 제조가 어려울 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 알루미나 입자는 알루미나 입자와 수지의 혼합물을 적어도 일방향에서 1차 롤링(Rolling)하여 알루미나 입자를 수평방향으로 배향한 후, 알루미나 입자가 수평 배향된 혼합물을 다시 일방향과 직교하는 방향으로 2차 롤링하여 수평 및 수직 배향된 혼합물을 적어도 둘 이상의 단(Layer)이 되도록 적층(Stacking)하고 적층된 복수 개의 혼합물을 적어도 상기 일방향 및 직교하는 방향에서 다시 3차 롤링(Rolling)하여 알루미나 입자를 수평 및 수직으로 추가 배향하여 알루미나 입자들이 수평 및 수직방향으로 균일하게 배향될 수 있다.
알루미나 입자와 수지의 혼합물에 적층 단계와 롤링 단계를 반복하여 수행함으로써 배향의 균일성을 더욱 증가시킬 수 있다.
본 발명에서 사용되는 수지의 혼합물은 강도 보강을 위해 혼합될 수 있으며, 제 1 합성수지와 제 2 합성수지를 혼합하여 가열하여 형성 알루미나 입자 분포에 사용되어 성형시 장점을 제공할 수 있다.
여기서 제 1 합성수지는 습기나 온도에 의한 영향이 적고 강도가 뛰어난 플라스틱 패널으로, 재료의 일 예로써 ABS 수지가 사용될 수 있다. 제 1 합성수지는 제 2 합성수지에 대해서 방수기능을 수행하여 습기로 인해 썩는 변질되는 현상을 방지하고, 보강형 측면 프레임(120)이 박리(분리)되는 현상을 방지하는 역할을 한다.
여기서 제 1 합성수지는 반드시 ABS수지로 제조되는 것은 아니며, 내충격강도가 높고, 열변형온도가 높으며, 내화학성 및 치수안정성 등이 사용하기 적합한 합성수지는 모두 제 1 합성수지의 재료가 될 수 있다.
제 2 합성수지는 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 5 내지 10 중량부로 구성되는 수지조성물을 활용할 수 있으며, 이상과 같은 수지조성물에 의해 제조되는 합성수지 소재는 폴리에틸렌만을 사용한 수지에 의해 인장강도, 굴곡강도, 하중변형온도, 아이죠드 충격강도에서 향상된 성능을 나타낼 뿐만 아니라, 조성 재료 자체가 저렴하여 제조하는 원가를 낮출 수 있으며,
즉, LED 모듈 하우징(110)은 길이 방향으로 형성되는 2개의 방열체(160)의 집합으로 형성되되, 각 방열체(160)를 구성하는 방열면(160u)이 외주면에 서로 등간격으로 이격되게 배치되며, 열전달 효율을 위해 전체적으로 중심에서 외부로 방사형 구조를 갖는다.
또한, 도 8에서 C 영역이 확대된 것과 같이 방열면(160u)의 집합으로 형성된 방열체(160)는 높이가 짧은 사각 형태의 가드 플레이트(160c)에 의해 하부의 테두리를 전반적으로 둘러 라운딩 처리 및 캡으로 작용하여 방열면(160u)의 하부가 지지되는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1 : 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치
100 : 소자 틸팅형 LED 모듈
110 : LED 모듈 하우징
120 : LED 소자 어레이
130 : PCB 기판
140 : 도광판
150 : 확산판
160 : 방열체
200 : SMPS
300 : 와이어형 고정모듈
310 : 탈착형 플레이트
320 : 연결형 와이어단
330 : 조명 안착단
400 : 횡단형 고정 플레이트

Claims (10)

  1. 복수의 소자 틸팅형 LED 모듈(100); 각 소자 틸팅형 LED 모듈(100)에 외부 전원을 공급하기 위해 소자 틸팅형 LED 모듈(100)의 개수만큼 형성되는 SMPS(200); 소자 틸팅형 LED 모듈(100)이 설치되는 공간의 양 끝단을 횡단하며, 각각이 등간격으로 이격되어 평행하게 적어도 2개 이상이 형성되는 횡단형 고정 플레이트(400); 소자 틸팅형 LED 모듈(100)과 SMPS(200)를 하나의 조합으로 각 횡단형 고정 플레이트(400)에 걸치기 위해 형성되는 와이어형 고정모듈(300); 을 포함하며, 각 소자 틸팅형 LED 모듈(100)은,
    LED 소자 어레이(120); 및
    단면이 윗변부가 아랫변보다 큰 사다리꼴 형상으로 형성되어, 중심을 기준으로 양측부로 LED 광원 조사를 위한 확산판(140)이 수평면을 기준으로 90-α°만큼 기울어져 형성되어, LED 소자 어레이(120)의 광원 조사 범위를 수평면과 평행한 직선형에 비해 넓힐 수 있는 구조를 제공하는 LED 모듈 하우징(110); 을 구비하며, α°는 12 내지 17° 사이로 형성되고,
    상기 LED 소자 어레이(120)는 식물 생장용 블루 라이트형 LED 소자(100_B)와 적외선을 제공하는 레드 라이트형 LED 소자(100_R)를 배열하여 PCB 기판(130) 상에 베어칩(bare chip) 형태로 제공하고, n개(n은 2 이상의 자연수)의 블루 라이트형 LED 소자(100_B)와 레드 라이트형 LED 소자(100_R)가 교대로 배열되고,
    소자 틸팅형 LED 모듈(100)은 소자 틸팅형 LED 모듈(100)을 구성하는 LED 소자 어레이(120)의 배면에서 LED 소자 어레이(120)를 LED 소자 어레이 하우징(120a)에 고정하며, LED 소자 어레이 하우징(120a)은 확산조명커버를 구성하는 도광판(140)과 맞닿아 LED 소자 어레이(120)에 대한 상하로 정렬하는 PCB 기판(130); 을 더 포함하고,
    상기 소자 틸팅형 LED 모듈(100)은, PCB 기판(130) 전면에 형성되는 LED 소자 어레이(120)의 전면에는 절연부재로 형성되는 도광판(140)과, 확산판(150)이 추가로 형성되어, 방열부재로 형성되는 LED 모듈 하우징(110)과의 통전을 방지하며, PCB 기판(130)의 배면도 절연부재로 형성되고,
    상기 소자 틸팅형 LED 모듈(100)은, LED 모듈 하우징(110) 상에 하향 배향형으로 LED 모듈 하우징(110)의 내측으로 돌기형 음각 형상으로 형성되는 방열체(160); 를 더 포함하고,
    상기 방열체(160)는, 내향 돌기형 음각 형성에 의해 형성되는 LED 모듈 하우징(110) 상의 양각 돌기에 있어서, 방열체(160) 전체 형상의 하단부를 곡선화하여 종 형상으로 이루어지고, 각 방열면(160u) 표면에 미세 요철이 형성되고,
    방열면(160u)의 집합으로 형성된 방열체(160)는 높이가 짧은 사각 형태의 가드 플레이트(160c)에 의해 하부의 테두리를 전반적으로 둘러 라운딩 처리 및 캡으로 작용하여 방열면(160u)의 하부가 지지되는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치.
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  8. 청구항 1에 있어서, LED 모듈 하우징(110)은,
    길이 방향으로 형성되는 2개의 방열체(160)의 집합으로 형성되되, 각 방열체(160)를 구성하는 방열면(160u)이 외주면에 서로 등간격으로 이격되게 배치되며, 열전달 효율을 위해 전체적으로 중심에서 외부로 방사형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 식물 생장률 향상을 위한 LED 조명 장치.
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