KR102277647B1 - Lighting control apparatus cultivating plants - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 식물재배지에 설치하여 광을 식물재배 영역에 고르게 효과적으로 전달할 수 있고, 공기의 순환작용과 이산화탄소의 시비와, 온도조절 및 습도조절 작용을 효과적으로 수행할 수 있는 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 식물재배용 광제어장치에 있어서, 광투과성 소재로 형성된 광제어본체; 외부 광을 집광하여 상기 광제어본체 내부로 유도하기 위해 상부에 형성되는 광유도부; 상기 광제어본체에 형성되어 내부로 전달되는 광의 외부 유출을 방지하는 광유출방지부; 및 상기 광제어본체 내부로 전달되는 광을 산란시키기 위해 상기 광유출방지부와 접한 하부에 형성되는 광산란부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a light control device for plant cultivation having an improved light efficiency and an air conditioning function, and more particularly, it can be installed in a plant cultivation area to evenly and effectively transmit light to a plant cultivation area, air circulation action and carbon dioxide fertilization And, it relates to a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning that can effectively perform temperature and humidity control functions.
According to the present invention, there is provided a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning, comprising: a light control body formed of a light transmitting material; a light guide unit formed on the upper portion to collect external light and guide it into the light control body; a light leakage prevention unit formed on the light control body to prevent external leakage of light transmitted therein; and a light scattering unit formed at a lower portion in contact with the light leakage preventing unit to scatter the light transmitted into the light control body.
Description
본 발명은 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 식물재배지에 설치하여 광을 식물재배 영역에 고르게 효과적으로 전달할 수 있고, 공기의 순환작용과 이산화탄소의 시비와, 온도조절 및 습도조절 작용을 효과적으로 수행할 수 있는 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning, and more particularly, it can be installed in a plant cultivation area to evenly and effectively transmit light to a plant cultivation area, air circulation action and carbon dioxide fertilization And, it relates to a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning that can effectively perform temperature and humidity control functions.
일반적으로, 채소를 포함하는 농산물은 노지에서 주로 재배되었으나 동절기에는 재배가 불가능하고 많은 토지가 필요한 단점이 있다. 또한 근래에는 농산물에 대한 안전성 문제가 대두되면서, 무농약, 무공해 농산물의 생산이 가능한 식물공장에 대한 관심과 함께 다양한 연구활동이 이루어지고 있다. In general, agricultural products including vegetables are mainly grown in the open field, but there is a disadvantage that cultivation is impossible in winter and requires a lot of land. Also, in recent years, as the safety issue of agricultural products has emerged, various research activities are being conducted along with interest in plant factories capable of producing pesticide-free and pollution-free agricultural products.
예컨대 식물공장과 관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1900643호로 개시된 밀폐형 식물공장 시스템에서 광질을 이용한 시금치의 재배방법이 제안되어 있다.For example, as a technology related to a plant factory, a method of growing spinach using light quality in a closed plant factory system disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1900643 has been proposed.
상기한 기술은 밀폐형 식물 공장 시스템에서 시금치의 생육을 위한 최적 광질 규명을 통해 에너지 절감 뿐만 아니라 시금치의 생육을 촉진시켜 대규모 식물 공장 시스템에 적용하여 고품질의 시금치를 대량 생산할 수 있도록 한 것이다.The above technology is applied to a large-scale plant factory system by facilitating the growth of spinach as well as energy saving through identification of the optimal light quality for the growth of spinach in a closed plant factory system so that high-quality spinach can be mass-produced.
하지만, 전술한 종래 밀폐형 식물공장 시스템은 인공광을 사용하므로 식물 생육에 따라 노지에 비해 엽면적 지수가 높아지면서 식물군락 내부의 밀식화로 인해 습도가 지나치게 높아지는 과습이 발생하므로 생육저하와 품질저하는 물론이고 병충해를 유발하는 문제점이 있다.However, since the aforementioned conventional closed plant factory system uses artificial light, the leaf area index increases compared to the open field according to plant growth, and overhumidity occurs due to densification inside the plant community. There is a problem that causes
그리고, 종래 재배시스템은 자연광을 이용하는 방식과 달리 인공광원은 탑-다운(Top-Down) 방식으로 광을 공급하는 것이므로 식물의 잎들이 무성하게 자라는 상층부의 하부(식물의 캐노피 이하)에는 충분한 광이 도달하지 않아서 생육 불균형이 발생하는 단점이 있다.And, unlike the method using natural light in the conventional cultivation system, the artificial light source supplies light in a Top-Down method, so there is sufficient light in the lower part of the upper layer (below the canopy of the plant) where the leaves of plants grow luxuriantly. There is a disadvantage in that growth imbalance occurs because it does not reach it.
또는 종래 재배시스템은 식물의 밀식으로 인해 기류의 흐름이 원활하지 않으므로 생육 저하와 생육 불균형을 초래하는 단점이 있다.Alternatively, the conventional cultivation system has disadvantages in that the flow of airflow is not smooth due to the dense planting of plants, resulting in growth deterioration and growth imbalance.
아울러, 종래 인공광을 사용하는 재배시스템은 상기한 문제점을 해결하기 위해 반사판을 배치하여 인공광이 재배공간 밖으로 누광되지 않도록 하는 방법이 활용되고 있으나 광원으로부터 발생된 열기가 배출되지 않아 재배공간 내부 온도가 고온으로 상승되므로 여전히 생육저하를 막을 수 없는 한계점이 있다.In addition, in the conventional cultivation system using artificial light, a method for preventing artificial light from leaking out of the cultivation space by arranging a reflector is used to solve the above problem, but the heat generated from the light source is not discharged, so the temperature inside the cultivation space is high , so there is still a limit where growth cannot be prevented.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 광을 식물재배 영역에 고르게 효과적으로 전달할 수 함으로써 광 이용효율을 향상시킬 수 있도록 한 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in view of the above, and it is to provide a light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and air conditioning function, which can improve light utilization efficiency by evenly and effectively transmitting light to a plant cultivation area. There is this.
본 발명의 다른 목적은, 공기의 순환작용과 이산화탄소의 시비와, 온도조절 및 습도조절 작용을 효과적으로 수행함으로써 식물의 생육성과 품질을 향상시킬 수 있도록 한 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to improve the light efficiency and improve the quality of plants by effectively performing the circulating action of air, fertilizing carbon dioxide, and temperature control and humidity control, thereby improving the light efficiency and controlling the light for plant cultivation having an air conditioning function. to provide the device.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 식물재배용 광제어장치에 있어서, 광투과성 소재로 형성된 광제어본체; 외부 광을 집광하여 상기 광제어본체 내부로 유도하기 위해 상부에 형성되는 광유도부; 상기 광제어본체에 형성되어 내부로 전달되는 광의 외부 유출을 방지하는 광유출방지부; 및 상기 광제어본체 내부로 전달되는 광을 산란시키기 위해 상기 광유출방지부와 접한 하부에 형성되는 광산란부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning, comprising: a light control body formed of a light-transmitting material; a light guide unit formed on the upper portion to collect external light and guide it into the light control body; a light leakage prevention unit formed on the light control body to prevent external leakage of light transmitted therein; and a light scattering unit formed at a lower portion in contact with the light leakage preventing unit to scatter the light transmitted into the light control body.
본 발명에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 상기 광제어본체의 하단에 형성되어 전달되는 광을 외부로 반사시키는 내부광반사부를 포함하여 구성될 수 있다.The light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to the present invention may include an internal light reflection unit formed at the lower end of the light control body to reflect transmitted light to the outside.
상기 내부광반사부는 호 형상으로 만곡, 형성된 표면에 반사코팅층이 형성된 내부광반사돌부 또는 볼록거울로 구성될 수 있다.The internal light reflecting unit may be formed of an internal light reflecting protrusion or a convex mirror having a reflective coating layer formed on a curved, arc-shaped surface.
그리고, 본 발명에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 외부로부터 공급되는 유틸리티를 식물재배지로 공급하도록 상기 광제어본체의 내부에 형성되는 유틸리티공급라인을 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the light control device for plant cultivation having an improved light efficiency and air conditioning function according to the present invention may include a utility supply line formed inside the light control body to supply the utility supplied from the outside to the plant cultivation area. .
상기 유틸리티공급라인은 상기 광제어본체의 내부에 상하방향으로 형성되는 이동라인부; 상기 이동라인부와 연통되도록 상기 광제어본체의 상부에 형성되는 유입부; 및 상기 이동라인부와 연통되도록 상기 광제어본체의 하부에 형성되는 배출부;를 포함하여 구성될 수 있다.The utility supply line includes: a moving line part formed in the vertical direction inside the light control body; an inlet formed at an upper portion of the light control body to communicate with the moving line; and a discharge part formed under the light control body to communicate with the moving line part.
한편, 본 발명에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 상기 광제어본체의 내부에 설치되는 광발생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to the present invention is characterized in that it includes a light generating unit installed inside the light control body.
상기 광발생부는 하부에 설치되고 살균작용과 식물의 생육제어를 위한 광을 공급하는 UV 광원부; 및 상기 UV 광원부의 구동을 제어하는 광제어부를 포함할 수 있다.The light generating unit is installed in the lower portion of the UV light source for supplying light for sterilization and plant growth control; and a light control unit for controlling driving of the UV light source unit.
상기 광제어본체는 광투과성 소재에 의해 봉상부재로 형성되고, 상기 광유도부는 상기 광제어본체의 상단에 형성되는 반구형상의 집광렌즈로 구성될 수 있다.The light control body may be formed of a rod-shaped member made of a light-transmitting material, and the light guide part may be formed of a hemispherical condensing lens formed on the upper end of the light control body.
상기 광유출방지부는 상기 광유도부와 이격 되게 상기 광제어본체의 외면에 설치되고, 상기 광제어본체의 내부로 전달되는 광의 외부 유출을 방지하도록 내측에 형성되는 산란방지면과, 상기 광제어본체의 외면을 향해 인가되는 외부 광을 식물성장영역으로 반사하도록 외측에 형성되는 외부광반사면을 갖는 면상부재로 구성될 수 있다.The light leakage preventing part is installed on the outer surface of the light control body to be spaced apart from the light inducing part, and a scattering prevention surface formed inside to prevent the outflow of light transmitted to the inside of the light control body; It may be composed of a planar member having an external light reflective surface formed on the outside to reflect the external light applied toward the outer surface to the plant growth region.
상기 광산란부는 상기 광제어본체의 외면에 설치되고 난반사 소재로 형성된 난반사면상부재, 또는 상기 광제어본체의 외면에 형성되는 스크래치부로 구성될 수 있다.The light scattering unit may include a diffusely reflective surface member installed on the outer surface of the light control body and formed of a diffusely reflective material, or a scratch unit formed on the outer surface of the light control body.
본 발명에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치에 의하면, 식물의 잎들이 무성하게 자라는 상층부 하측 부분으로 광을 고르게 전달할 수 있으므로 광이용효율과 식물재배의 효율을 향상할 수 있다. 그리고, 인공광원의 과도한 추가 없이 광합성에 필요한 광을 효과적으로 공급할 수 있으므로 에너지비용을 절감할 수 있고, 과도한 인공광원의 설치로 인해 발생되는 열기에 의한 식물성장의 악영향을 해소할 수 있는 장점이 있다.According to the light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to the present invention, light can be evenly transmitted to the lower part of the upper layer where the leaves of plants grow thick, so the light use efficiency and the efficiency of plant cultivation can be improved. . In addition, since the light required for photosynthesis can be effectively supplied without excessive addition of an artificial light source, energy costs can be reduced, and there is an advantage in that it is possible to solve the adverse effects of plant growth due to heat generated due to the excessive installation of the artificial light source.
본 발명에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 유틸리티공급라인이 더 구비되어 있으므로 이산화탄소의 시비를 안정적으로 수행할 수 있어서 식물재배의 효율성과 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and air conditioning function according to the present invention is further equipped with a utility supply line, so it is possible to stably perform carbon dioxide fertilization, thereby improving the efficiency and quality of plant cultivation. .
그리고, 유틸리티공급라인을 이용하여 하절기와 같이 식물성장 영역으로 냉기를 공급할 수 있고, 동절기에 온기를 공급할 수 있으며, 습도조절용 건조공기 등을 간편하게 공급할 수 있으므로 온도조절 및 습도조절 작용을 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.And, by using the utility supply line, cold air can be supplied to the plant growth area like in summer, heat can be supplied in winter, and dry air for humidity control can be easily supplied, so temperature control and humidity control can be effectively performed. there are advantages to
또한, 유틸리티공급라인은 별도의 유틸리티를 공급하지 않는 경우에도 공기의 순환작용을 수행할 수 있어서 식물성장 영역에서 상하방향의 온습도 불균형을 해소할 수 있고, 통풍성을 확보할 수 있어서 생육특성의 향상과 식물의 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, the utility supply line can circulate air even when a separate utility is not supplied, so it can solve the temperature-humidity imbalance in the vertical direction in the plant growth area, and it can secure ventilation to improve growth characteristics and It can improve the quality of plants.
그 외에도, 본 발명에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 광발생부를 통해 방출되는 UV 광선을 이용하여 식물성장 영역에 살균작용과 기능성분 증가를 수행할 수 있고, 수확기에 있는 식물에 광 스트레스를 인가하여 신선도 유지시간을 증가시킬 수 있다.In addition, the light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and air conditioning function according to the present invention can perform a sterilization action and an increase in functional components in the plant growth area using UV rays emitted through the light generator, and at harvest time Freshness retention time can be increased by applying light stress to plants.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 나타낸 개략적인 구성도,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치의 작용을 설명하기 위한 도면,
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 보다 구체적으로 나타낸 분리사시도,
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 나타낸 개략적인 구성도,
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 보다 구체적으로 나타낸 분리사시도,
도6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 나타낸 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to a first embodiment of the present invention;
2 is a view for explaining the operation of a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to the first embodiment of the present invention;
3 is an exploded perspective view showing a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to the first embodiment of the present invention in more detail;
4 is a schematic configuration diagram showing a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to a second embodiment of the present invention;
5 is an exploded perspective view showing in more detail a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to a second embodiment of the present invention;
6 is a schematic configuration diagram illustrating a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to a third embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도6에 의거하여 상세히 설명하되, 도1 내지 도6에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying
한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 또한, 본 발명이 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.On the other hand, in each drawing, a detailed description of a configuration that can be easily recognized by a person skilled in the art from the general technique and an action and effect thereof will be simplified or omitted. In addition, since the present invention has the characteristics of a light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and an air conditioning function, the related parts will be shown and described, and the description of the remaining parts will be simplified or omitted.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 나타낸 개략적인 구성도, 도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치의 작용을 설명하기 위한 도면, 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 보다 구체적으로 나타낸 분리사시도로서, 확대부는 지시된 부분의 단면 및 표면을 확대한 것이다.1 is a schematic configuration diagram showing a light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and air conditioning function according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a light efficiency improvement and air conditioning function according to the first embodiment of the present invention. 3 is an exploded perspective view showing the light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and air conditioning function according to the first embodiment of the present invention in more detail. Sections are enlarged cross-sections and surfaces of the indicated parts.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 광을 식물재배 영역 하층부로 효과적으로 전달할 수 있도록 한 것으로서 광제어본체(1), 광유도부(2), 광유출방지부(3), 및 광산란부(4)가 구비되어 있다.1 to 3, the light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to the first embodiment of the present invention is such that light can be effectively transmitted to the lower layer of the plant cultivation area, and the light control body (1) ), a
광제어본체(1)는 식물재배지에 설치되어 외부 광을 입사받아 식물재배 영역으로 고르게 공급하는 본체의 기능을 수행하는 구성요소로서, 유리, 폴리카보네이트, 아크릴 등과 같은 광투과성 소재로 형성되어 있다. The
그리고, 광제어본체(1)는 대략 기둥 형상의 봉상 부재로 형성되는 것으로서, 삼각, 사각 등의 다각형 봉상부재로도 형성될 수 있지만 본 실시예에서는 원기둥 형상으로 형성되어 있다.In addition, the
광유도부(2)는 외부 광을 집광하여 광제어본체(1) 내부로 유도하기 위해 상부에 형성되는 구성요소로서, 광제어본체(1)의 상단에 형성되는 반구형상의 집광렌즈로 구성되어 있다.The
그리고, 광유도부(2)는 도1에 도시된 형태 외에도 외부 광을 집광하여 광제어본체(1)의 내부로 유도할 수 있다면 구조나 형상에 특별한 제한 없이 다양하게 구성할 수 있다.In addition to the form shown in FIG. 1 , the
광유출방지부(3)는 광제어본체(1) 내부로 전달되는 광의 외부 유출을 방지하기 위한 구성요소로서, 광제어본체 내부로 이동되는 광이 일정 구간에서 외부로 산란되지 않도록 하여 이어지는 광산란부(4)로 유도하는 기능을 수행한다.The light
예컨대, 광유출방지부(3)는 광유도부(2)와 이격 되게 광제어본체의 외면에 설치되는 것으로서, 광유도부(1)에 의해 집광이 이루어지는 지점에서부터 광산란부(3)의 시작지점에 이르는 높이(길이)로 형성되어 있다.For example, the light
광유출방지부(3)는 광이 외부로 산란되지 않도록 차단하는 기능을 수행하는 수단이라면 특별한 제한 없이 선택할 수 있지만, 본 실시예에서는 광제어본체의 내부로 전달되는 광의 외부 유출을 방지하도록 내측에 형성되는 산란방지면(31)과, 광제어본체(1)로 인가되는 외부 광을 식물성장영역으로 반사하도록 외측에 형성되는 외부광반사면(32)을 갖는 광유출방지용 면상부재로 구성되어 있다. 여기서 광유출방지용 면상부재는 대표적으로 은박필름으로 구성될 수 있다.The light
이와 같이 광유출방지부(3)로서 광유출방지용 면상부재가 선택되어 광제어본체(1)의 외면에 부착되면 산란방지면(31)이 내부로 이동되는 광의 외부 유출을 차단하면서 광산란부(4)로 유도하고, 외부광반사면(32)은 외부 광이 조사될 경우 이를 식물성장영역으로 반사시킴으로써 그늘 발생을 최소화할 수 있다.As described above, when a planar member for preventing light leakage is selected as the light
광산란부(4)는 광제어본체(1) 내부로 전달되는 광을 산란시켜 식물성장영역으로 공급하는 구성으로서, 광유출방지부(3)와 접한 하부에 형성되어 있다.The
그리고, 광산란부(4)는 상층부로부터 전달되는 광을 산란시켜 외부로 방출할 수 있다면 다양한 구조와 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 관산란부(4)는 광제어본체(1)의 외면에 설치되고 난반사 소재로 형성된 투명필름 형태의 난반사 면상부재로 구성될 수도 있지만 본 실시예에서는 광제어본체의 외면에 형성되는 스크래치부(42)로 구성되어 있다. 여기서 스크래치부(42)는 광제어본체의 외면을 날카로운 도구를 이용하여 긁어내 스크래치(scratch)를 형성함으로써 효과적인 난반사가 이루어지도록 한 것이다.In addition, the
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 광제어본체(1)의 상층부로부터 전달되는 광을 식물성장영역을 향해 보다 효과적으로 방출하기 위해 내부광반사부(5)가 구성되어 있다. On the other hand, in the light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and air conditioning function according to the first embodiment of the present invention, the light transmitted from the upper layer of the
내부광반사부(5)는 광제어본체(1)를 통해 이동되는 광과 마주보도록 하단에 배치되어 광을 반사시켜 광산란부(4)를 향해 방출시키도록 되어 있다.The internal
그리고, 내부광반사부(5)는 호 형상으로 만곡, 형성된 표면에 반사코팅층이 형성된 내부광반사돌부로 구성될 수 있다. 이때, 반사코팅층은 반사필름이나 반사특성을 갖는 도료를 도포하는 방식으로 구성할 수 있다.In addition, the internal
또한, 내부광반사부(5)는 볼록거울를 설치하는 방식으로도 구성할 수 있다.In addition, the internal
한편, 내부광반사부(5)는 광제어본체(1)의 내부에 일체로 매입하는 방식으로도 구성할 수 있지만, 도3에 도시된 바와 같이 독립적으로 제작한 상태에서 광제어본체(1)의 저부에 결합하는 방식으로 구성한다. 이때, 내부광반사부(5)는 내부광반사몸체(51)에 체결나사부가 형성된 체결부(52)가 형성되어 있다. On the other hand, the internal
광제어본체(1)는 저부에 내부광반사부(5)와 대응하는 형상의 수용홈부(15)가 형성되어 있고, 이 수용홈부(15)에는 체결부가 체결되는 체결나사부(미도시)가 형성되어 있다.The
아울러, 광제어본체(1)는 재배시설에 설치된 상태에서 견고한 고정상태를 유지하기 위한 고정수단(미도시)이 더 구성될 수 있다. 예컨대, 고정수단은 재배시설이나 재배장소에 고정할 수 있도록 광제어본체의 하부에 고정브라켓을 설치하는 등의 방식으로 구성할 수 있다.In addition, the
이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치의 작용을 간략하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the light control device for plant cultivation having the function of improving light efficiency and air conditioning according to the first embodiment of the present invention will be briefly described.
도2에 도시된 바와 같이 광제어본체(1)에 광유도부(2), 광유출방지부(3), 광산란부(4) 및 내부광반사부(5)를 형성하는 방식으로 식물재배용 광제어장치를 제작한 후 인공광원(L)을 이용하는 식물재배시설의 정식판에 정해진 간격으로 설치하거나 정식판에 형성된 설치홀에 삽입하는 방식으로 설치한다. As shown in FIG. 2, light control for plant cultivation is formed in a way that a
이러한 상태에서 LED모듈 등으로 구성된 인공광원(L)의 점등으로 광이 광유도부(2)로 조사되면, 반구형상의 집광렌즈 작용으로 인공광의 집광이 이루어진 후 광제어본체(1)의 하부로 유도되어 전달된다. In this state, when the light is irradiated to the
이와 같이 하부로 향하는 광은 광제어본체(1)의 외면에 부착된 광유출방지부(2)에 의해 외부로 산란되지 않고 광산란부(4)를 향해 안정적으로 전달된다. 이때, 광유출방지부(2)의 외부광반사면(32)은 인공광원(L)으로부터 방출되는 광 중에서 광제어본체를 경유하지 않고 입사되는 광을 반사시켜 식물성장역역으로 공급하게 되므로 광제어본체(1)에 의해 형성될 수 있는 그늘을 줄이는 기능을 수행한다.In this way, the downwardly directed light is stably transmitted toward the
이후, 광유출방지부(2)의 작용으로 광산란부(4)로 전달된 광은 스크래치부의 산란작용에 의해 식물성장영역을 향해 방출되면서 광합성에 이용된다. 이때, 내부광반사부(5)는 하방을 향하는 입사 광을 광산란부(4)를 굴절시켜 외부로 방출시키는 작용을 수행한다.Thereafter, the light transmitted to the
전술한 한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 식물의 잎들이 무성하게 자라는 상층부 하측 부분으로 광을 전달할 수 있으므로 인공광원의 추가 없이 광합성에 필요한 광을 효과적으로 공급할 수 있다. 이에 따라 식물 재배의 효율을 향상할 수 있고, 인공광원의 설치수량을 줄일 수 있어서 에너지비용을 절감할 수 있으며, 과도한 인공광원의 설치로 인해 발생할 수 있는 열기에 의한 식물성장의 악영향을 방지할 수 있는 장점이 있다.As described above, the light control device for plant cultivation having the function of improving light efficiency and air conditioning according to the first embodiment of the present invention can transmit light to the upper and lower part of the plant where the leaves of the plant grow lush, so photosynthesis without the addition of an artificial light source It is possible to effectively supply the necessary light. Accordingly, the efficiency of plant cultivation can be improved, the number of installed artificial light sources can be reduced, energy costs can be reduced, and the adverse effect of plant growth caused by heat that can occur due to excessive installation of artificial light sources can be prevented. there are advantages to
이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하되, 전술한 제1 실시예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. 그리고, 이하의 다른 실시예에서는 제1 실시예에 나타난 구성요소 또는 서로 다른 실시예에 나타난 구성요소 중에서 채용 가능한 구조라면 선택적으로 적용할 수도 있는 것으로 구체적인 설명이나 도면상 도시는 생략한다.Hereinafter, another embodiment according to the present invention will be described, but detailed descriptions of components similar to those of the above-described first embodiment will be omitted, and components having differences will be mainly described. In addition, in the following other embodiments, as long as it is an employable structure among the components shown in the first embodiment or the components shown in different embodiments, the detailed description or drawings will be omitted as it may be selectively applied.
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 나타낸 개략적인 구성도, 도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 보다 구체적으로 나타낸 분리사시도이다.4 is a schematic configuration diagram showing a light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and air conditioning function according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a light efficiency improvement and air conditioning function according to the second embodiment of the present invention. It is an exploded perspective view more specifically showing a light control device for plant cultivation with
도4 및 도5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 광제어본체(1), 광유도부(2), 광유출방지부(3), 광산란부(4) 및 내부광반사부(5)를 구비하되, 공기의 순환작용, 이산화탄소의 시비 및 온도조절 및 습도조절 작용을 효과적으로 수행할 수 있도록 유틸리티공급라인(6)이 더 구비되어 있다.4 and 5, the light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to a second embodiment of the present invention includes a light control body (1), a light induction unit (2), a light leakage prevention unit ( 3), a
유틸리티공급라인(6)은 외부로부터 공급되는 유틸리티(이산화탄소, 온 공기, 냉 공기 등을 의미함)를 식물재배지로 공급하도록 광제어본체(1)의 내부에 형성되는 통로로서, 광제어본체의 내부에 상하방향으로 형성되는 이동라인부(61), 이동라인부(61)와 연통되도록 상부에 형성되는 유입부(62), 및 이동라인부(61)와 연통되도록 하부에 형성되는 배출부(63)로 구성되어 있다.The
유입부(62)에는 배관이나 호스가 접속되도록 접속노즐(미도시)이 설치되는 것이 바람직하다. 이 접속노즐에는 송풍기나 에어컨디셔너 등으로부터 공급되는 공기의 공급라인(미도시)이나 이산화탄소의 공급을 위한 공급라인(미도시)이 접속될 수 있다.It is preferable that a connection nozzle (not shown) is installed in the
배출부(63)는 광제어본체(1)의 둘레를 따라 형성되는 복수의 배출공으로 형성된다.The
그리고, 광제어본체(1)는 저부에 내부광반사부(5)와 대응하는 형상의 수용홈부(15)가 형성되되, 이 수용홈부(15)의 형성깊이는 내부광반사부(5)가 설치된 상태에서 이격공간(d)이 마련되도록 요입되어 있다. 여기서, 이격공간(d)은 이동라인부(61)와 연통되어 배출부(63)로서 구성되는 배출공과 연통됨으로써 이산화탄소 등을 분출할 수 있도록 하는 유로의 기능을 수행한다.In addition, the
전술한 한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 제1 실시예와 마찬가지로 식물의 잎들이 무성하게 자라는 상층부 뿐만 아니라 하부로도 광을 전달할 수 있는 동시에 유틸리티공급라인(6)이 더 구비되어 있어서 식물재배의 효율성과 생산되는 식물의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.As described above, the light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to the second embodiment of the present invention transmits light not only to the upper part where the leaves of plants grow thickly, but also to the lower part, as in the first embodiment. At the same time, since the
예컨대, 이산화탄소의 시비가 필요한 경우, 유입부(62)에 이산화탄소 공급라인을 접속하게 되면 이산화탄소가 이동라인부(61) 및 배출부(63)를 통해 이동, 분출한 후 하부에서 상부로 이동하면서 차례로 잎의 후면에 이산화탄소를 공급하므로 광합성 작용을 극대화하므로 식물의 성장특성을 향상시킬 수 있다.For example, when fertilization of carbon dioxide is required, when a carbon dioxide supply line is connected to the
그리고, 하절기에 냉방을 위해 식물성장영역으로 냉기를 공급하고자 하는 경우, 동절기에 온기를 공급하고자 경우, 또는 습도 조절을 위해 건조하거나 습한 공기를 공급하자 하는 경우에도 유입부(62)에 해당 유틸리티(온기, 냉기, 건조한 공기) 공급라인을 접속하게 되면 이동라인부(61) 및 배출부(63)를 통해 이동, 분출한 후 하부에서 상부로 이동하므로 온도조절 및 습도조절 작용을 효과적으로 수행할 수 있다.And, even when it is desired to supply cold air to the plant growth area for cooling in summer, to supply warmth in winter, or to supply dry or moist air for humidity control, the utility ( When the supply line (warm air, cold air, dry air) is connected, it moves and ejects through the moving
또한, 유틸리티공급라인(6)은 별도의 유틸리티를 공급하지 않는 경우에도 유입부(62), 이동라인부(61) 및 배출부(63)로 이어지는 공기의 순환을 위한 경로를 형성하고 있어서 지속적인 공기흐름을 통해 식물성장 영역에서 상하방향의 온습도 불균형을 해소할 수 있고, 통풍성을 확보할 수 있어서 생육특성의 향상과 식물의 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, the
도6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치를 나타낸 개략적인 구성도이다.6 is a schematic configuration diagram showing a light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to a third embodiment of the present invention.
도6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 광제어본체(1)에 광유도부(2), 광유출방지부(3), 광산란부(4), 내부광반사부(5) 및 유틸리티공급라인(6)이 구비되되, 광제어본체(1)의 내부에 설치되는 광발생부(7) 및 광발생부에 전원을 공급하기 위한 전원부(미도시)가 더 구성되어 있다.Referring to Figure 6, the light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning according to a second embodiment of the present invention includes a light induction unit (2), a light leakage prevention unit (3) in a light control body (1), A light scattering unit (4), an internal light reflecting unit (5) and a utility supply line (6) are provided to supply power to the light generating unit (7) and the light generating unit installed inside the light control body (1) A power supply unit (not shown) for the purpose is further configured.
상기 광발생부(7)는 살균작용과 식물의 생육제어를 위한 광을 공급하도록 하부에 설치되는 UV 광원부(71)와, UV 광원부(71)의 구동을 제어하는 광제어부(72)가 구비된 것으로서 내부광반사부(5)에 내장되어 있다.The
UV 광원부(71)는 확산 렌즈를 구비한 UV LED모듈로 형성된다. 예컨대 UV LED모듈은 식물의 스트레스를 유도하는 280nm 내지 320nm 파장 범위의 UVB광 또는 320nm 내지 400nm 파장 범위의 UVA 광을 방출하는 UVA 또는 UVB LED모듈로 구성될 수 있다.The UV
광제어부(72)는 UV 광원부의 온/오프 동작은 물론이고 점등이 희망하는 시간에 이루어지도록 하는 제어작용을 수행하는 구성으로서 입력부(미도시)를 통해 입력되는 신호에 따라 UV 광원부로 공급되는 전원의 흐름을 단속하는 마이콤(미도시) 또는 스위칭회로(미도시)가 구비되어 있다. The
그리고, 입력부는 UV 광원부의 점등시간 등을 입력하는 입력버튼이나 터치패널 등으로 구성된 시간입력부(미도시)와, 명암을 감지할 수 있는 조도감지센서(미도시)가 구비될 수 있다. In addition, the input unit may be provided with a time input unit (not shown) composed of an input button or a touch panel for inputting the lighting time of the UV light source unit, and an illuminance sensor (not shown) capable of detecting contrast.
전원부는 상용전원을 공급하는 상용전원공급부, 상용전원을 공급받아 특정 전압 및 전류값을 갖도록 조정하는 직류전원공급장이, 또는 배터리로 구성될 수 있다.The power supply may be composed of a commercial power supply that supplies commercial power, a DC power supply that receives commercial power and adjusts it to have specific voltage and current values, or a battery.
전술한 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치는 광발생부(71)를 통해 방출되는 UV 광선을 이용하여 식물성장영역에 살균작용과 기능성분 증가를 수행할 수 있고, 수확기에 있는 식물에 광 스트레스를 인가하여 신선도 유지시간을 증가시킬 수 있다.The light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and air conditioning function according to a modification of the second embodiment of the present invention described above uses UV rays emitted through the
상기한 기능성분과 신선도의 상승작용은 식물의 수확기 시점에서 광발생부(71)를 이용하여 일몰 및 일출 시점인 명/암기의 시작 후 대략 1시간 정도로 UV 광선을 조사하여 식물에 인위적으로 광 스트레스를 인가하는 방식으로 수행할 수 있다. 이와 같이 식물이 광 스트레스를 받게 되면 식물은 생존을 위해 2차 대사작용을 하여 식물체내 기능성분이 축적된다. 또한 광합성을 수행하는 기공을 닫게 되고 이로 인해 수분의 증발량이 줄어들면서 수확된 식물의 신선도 유지시간을 증가시킬 수 있다.The synergism of the above functional ingredients and freshness is artificially applied to plants by irradiating UV rays for about 1 hour after the start of the light/dark season, which is the time of sunset and sunrise, using the
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the configuration and operation of a light control device for plant cultivation having an improved light efficiency and an air conditioning function according to an embodiment of the present invention described above has been described, this is an example, and those of ordinary skill in the art It will be understood that substitutions and modifications may be made to some of the above-described embodiments without departing from the spirit.
따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다. Therefore, it should be understood that the protection scope of the present invention extends to the invention described in the claims and their equivalents.
1:광제어본체
2:광유도부
3:광유출방지부
4:광산란부
5:내부광반사부
6:유틸리티공급라인
61:이동라인부
62:유입부
63:배출부
7:광발생부
71:UV 광원부
72:광제어부1: Light control body
2: light induction part
3: Light leakage prevention unit
4: Light scattering unit
5: Internal light reflection part
6: Utility supply line
61: moving line part
62: inlet
63: discharge part
7: Light generator
71: UV light source unit
72: light control unit
Claims (10)
광투과성 소재로 형성된 광제어본체; 외부 광을 집광하여 상기 광제어본체 내부로 유도하기 위해 상부에 형성되는 광유도부; 상기 광제어본체에 형성되어 내부로 전달되는 광의 외부 유출을 방지하는 광유출방지부; 및 상기 광제어본체 내부로 전달되는 광을 산란시키기 위해 상기 광유출방지부와 접한 하부에 형성되는 광산란부; 상기 광제어본체의 하단에 형성되어 전달되는 광을 외부로 반사시키는 내부광반사부; 및 외부로부터 공급되는 유틸리티를 식물재배지로 공급하도록 상기 광제어본체의 내부에 형성되는 유틸리티공급라인을 포함하고,
상기 광제어본체는 광투과성 소재에 의해 봉상부재로 형성되고,
상기 광유도부는 상기 광제어본체의 상단에 형성되는 반구형상의 집광렌즈로 구성되며,
상기 광유출방지부는 상기 광유도부와 이격 되게 상기 광제어본체의 외면에 설치되고, 상기 광제어본체의 내부로 전달되는 광의 외부 유출을 방지하도록 내측에 형성되는 산란방지면과, 상기 광제어본체의 외면을 향해 인가되는 외부 광을 식물성장영역으로 반사하도록 외측에 형성되는 외부광반사면을 갖는 면상부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치.
In the light control device for plant cultivation,
a light control body formed of a light-transmitting material; a light guide unit formed on the upper portion to collect external light and guide it into the light control body; a light leakage prevention unit formed on the light control body to prevent external leakage of light transmitted therein; and a light scattering unit formed at a lower portion in contact with the light leakage preventing unit to scatter the light transmitted into the light control body. an internal light reflection unit formed at a lower end of the light control body to reflect transmitted light to the outside; and a utility supply line formed inside the light control body to supply the utility supplied from the outside to the plant cultivation area,
The light control body is formed of a rod-shaped member by a light-transmitting material,
The light guide part is composed of a hemispherical condensing lens formed on the upper end of the light control body,
The light leakage preventing part is installed on the outer surface of the light control body to be spaced apart from the light inducing part, and a scattering preventing surface formed inside to prevent external leakage of the light transmitted to the inside of the light control body; A light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and air conditioning function, characterized in that it is composed of a planar member having an external light reflective surface formed on the outside to reflect external light applied toward the outer surface to the plant growth region.
상기 내부광반사부는 호 형상으로 만곡, 형성된 표면에 반사코팅층이 형성된 내부광반사돌부 또는 볼록거울로 구성되는 것을 특징으로 하는 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치.
According to claim 1,
The internal light reflection part is curved in an arc shape, and a light control device for plant cultivation having a light efficiency improvement and air conditioning function, characterized in that it is composed of an internal light reflection protrusion or a convex mirror having a reflective coating layer formed on the surface thereof.
상기 유틸리티공급라인은,
상기 광제어본체의 내부에 상하방향으로 형성되는 이동라인부;
상기 이동라인부와 연통되도록 상기 광제어본체의 상부에 형성되는 유입부; 및
상기 이동라인부와 연통되도록 상기 광제어본체의 하부에 형성되는 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치.
According to claim 1,
The utility supply line is
a moving line part formed in the vertical direction inside the light control body;
an inlet formed at an upper portion of the light control body to communicate with the moving line; and
and a discharge unit formed at a lower portion of the light control body to communicate with the moving line unit.
상기 광제어본체의 내부에 설치되는 광발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치.
According to claim 1,
A light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning, characterized in that it comprises a light generator installed inside the light control body.
상기 광발생부는 하부에 설치되고 살균작용과 식물의 생육제어를 위한 광을 공급하는 UV 광원부; 및
상기 UV 광원부의 구동을 제어하는 광제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치.
7. The method of claim 6,
The light generating unit is installed in the lower portion of the UV light source for supplying light for sterilization and plant growth control; and
A light control device for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning, characterized in that it comprises a light control unit for controlling the driving of the UV light source unit.
상기 광산란부는 상기 광제어본체의 외면에 설치되고 난반사 소재로 형성된 난반사면상부재, 또는 상기 광제어본체의 외면에 형성되는 스크래치부로 구성되는 것을 특징으로 하는 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치.According to claim 1,
The light scattering unit is provided on the outer surface of the light control body and is formed of a diffusely reflective surface member formed of a diffusely reflective material, or a scratch unit formed on the outer surface of the light control body. Light control for plant cultivation having a function of improving light efficiency and air conditioning Device.
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Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |