KR102628020B1 - 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치 - Google Patents

광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 광을 식물의 전 생육 영역에 고르게 전달할 수 있고 공기의 순환작용을 효과적으로 수행하여 식물의 생육특성과 품질을 향상시킬 수 있고 생산량을 증대할 수 있는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에 있어서, 입사되는 광을 굴절시키는 광유입부; 상기 광유입부로부터 굴절되어 입사되는 광이 통과하는 광전달부; 상기 광전달부를 통과한 광을 식물 방향으로 반사시키는 광반사부; 및 상기 광유입부, 상기 광전달부 및 상기 광반사부가 결속되는 결속수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치{LIGHTING DUCT APPARATUS FOR CULTIVATING PLANTS}
본 발명은 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 광을 식물의 전 생육 영역에 고르게 전달할 수 있고 공기의 순환작용을 효과적으로 수행하여 식물의 생육특성과 품질을 향상시킬 수 있고 생산량을 증대할 수 있는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 농산물은 노지에서 주로 재배되었으나 동절기에 재배가 불가능하므로 온실 재배가 널리 이루어지고 있다.
온실 재배는 동절기 재배가 가능하지만 노지에 비해 통풍성이 낮으므로 엽면적 지수가 높아지면 식물군락 내부의 밀식화로 인해 습도가 지나치게 높아지는 과습이 발생하므로 생육 저하와 품질 저하는 물론이고 병충해를 유발하는 문제점이 있다.
그리고, 온실재배는 식물의 잎들이 무성하게 자라게 되면 상하부에 고르게 광이 도달하지 않아서 생육 불균형이 발생하는 단점이 있다.
예컨대, 토마토, 파프리카 및 오이 등과 같이 와이어(하이-와이어 방식)에 작물을 상하방향으로 결속하여 재배하는 자연광 의존형 온실과 같은 식물 재배시스템에서는 광량이 작은 식물의 하층부의 경우 광합성이 원활하게 이루어지지 않아 생육이 불안정하고 생산량이 저하하게 된다.
이를 해결하기 위한 근래에는 입사 광량이 작은 영역에 인공광원장치로서 '인터라이팅(interlighting)' 등으로 호칭되는 LED 보조광원장치를 설치하고 있다.
이러한 LED 보조광원장치는 광량을 증가시켜 식물의 생육를 안정화 할 수 있고, 생산량 감소를 줄일 수 있지만 별도로 전력선을 설치하고 광원장치를 설치하여야 하는 등 시설투자비가 증가하고, 전기에너지의 사용량이 증가하므로 영농비용이 지나치게 상승되는 단점이 있다.
또한, LED 보조광원장치는 광의 진입을 막거나 그늘을 만들어 식물의 고른 생육에 방해요인으로 작용하고 있고, 공기의 통풍성에는 전혀 기여할 수 없는 한계점이 있다.
한국등록특허 제10-1234015호 "다층배지용 조명장치" 한국등록특허 제10-1246396호 "집광장치를 구비한 광전송 시스템" 한국등록특허 제10-190064호 "밀폐형 식물공장 시스템에서 광질을 이용한 시금치의 재배방법"
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 광을 식물의 전 생육 영역에 고르게 전달할 수 있고 공기의 순환작용을 효과적으로 수행하여 식물의 생육특성과 품질을 향상시킬 수 있고 생산량을 증대할 수 있도록 한 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에 있어서, 입사되는 광을 굴절시키는 광유입부; 상기 광유입부로부터 굴절되어 입사되는 광이 통과하는 광전달부; 상기 광전달부를 통과한 광을 식물 방향으로 반사시키는 광반사부; 및 상기 광유입부, 상기 광전달부 및 상기 광반사부가 결속되는 결속수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광유입부는 입사되는 광을 상기 광전달부 방향으로 굴절시키는 프리넬렌즈부가 구비될 수 있다.
상기 광유입부는 광이 입사되는 경사면이 마련된 원뿔 또는 다각뿔 형상으로 형성되고, 공기의 이동을 위한 통풍부가 형성될 수 있다.
상기 광전달부는, 신축 가능하고 내부에 중공부가 형성된 통체; 상기 통체의 내면에 형성되는 내부반사층; 및 상기 통체의 외면에 형성되는 외부반사층;을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 광반사부는 상기 광전달부와 마주보게 배치되는 볼록렌즈 또는 반사경으로 구성될 수 있다.
바람직하게 상기 결속수단은 선형부재로 형성된 결속선재를 포함하고, 상기 결속선재에 상기 광유입부, 상기 광전달부 및 상기 광반사부가 순차적으로 결속된 것을 특징으로 한다.
상기 결속선재는 횡방향으로 설치된 버팀줄에 일단이 결속되고 타단이 상기 광유입부에 결속되는 제1 연결부, 상기 제1 연결부와 연이어 하방으로 배치되어 상기 광전달부의 상단에 결속되는 제2 연결부 및 상기 제2 연결부와 연이어 하방으로 배치되어 상기 광전달부의 하단에 결속되는 제3 연결부, 상기 제3 연결부와 연이어 하방으로 배치되어 상기 광반사부에 결속되는 제4 연결부를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치는 상기 결속선재의 상하방향 높낮이를 조절하는 높낮이조절수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 높낮이조절수단은 상기 버팀줄에 일단이 결속되고, 타단이 상기 광유입부, 상기 광전달부 및 상기 광반사부 중에서 적어도 한 곳 이상에 결속되는 길이조절선을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 높낮이조절수단은 상기 길이조절선을 감거나 풀어서 길이를 조절하는 조절선구동수단을 포함할 수 있다.
상기 조절선구동수단은, 상기 길이조절선이 감김되는 휠이 내장된 휠부; 및 상기 휠를 회전시키는 휠구동모터;를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에 의하면, 상층부로 입사되는 광이 광유입부, 광전달부, 광반사부에 의해 굴절 및 반사되면서 광량이 부족한 식물의 하층부로 조사됨에 따라 광합성에 필요한 광을 식물의 전 생육 영역에 고르게 전달할 수 있을 뿐만 아니라 공기의 순환작용을 효과적으로 수행할 수 있어서 식물의 생육특성과 품질을 향상시킬 수 있고 생산량을 증대할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치를 설명하기 위한 모식도,
도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에서 적용할 수 있는 광유입부의 형상들을 나타낸 개략적인 사시도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치의 광의 이동경로를 표시한 개략적인 모식도,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치의 광전달부 및 높낮이조절수단을 설명하기 위한 작동상태도,
도5a 내지 도5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치의 작용을 설명하기 위한 개략적인 사용상태도로서, 도5a 및 도5b는 식물이 재배되는 재배단 사이의 통로에 광덕트 장치가 배치된 형태를 나타낸 것이고, 도5c 및 도5d는 식물이 재배되는 재배단 내부에 광덕트 장치가 배치된 형태를 나타낸 것이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치의 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
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.
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 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치를 설명하기 위한 모식도로서, 이해를 돕기 위해 주요 구성요소를 간략화하여 나타낸 것이다. 도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에서 적용할 수 있는 광유입부의 형상들을 나타낸 개략적인 사시도, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치의 광의 이동경로를 표시한 개략적인 모식도이다.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치는 상층부의 광을 하층부로 조사되도록 하여 식물의 생육 영역에 고르게 전달할 수 있도록 구성한 점에 주요한 특징이 있는 것으로서, 광유입부(1), 광전달부(2), 광반사부(3) 및 결속수단(4)이 구비되어 있다.
광유입부(1)는 온실의 상층부로 입사되는 광을 굴절시켜 하층으로 유도하는 구성요소로서, 경사지게 유입되는 광을 굴절시켜 하방으로 조사할 수 있는 구조라면 다양한 형태로 형성될 수 있다.
광유입부(1)는 광이 입사되는 경사면(12)을 갖는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예컨대 광유입부(1)는 도2a에 도시된 원뿔이나, 도2b에 도시된 바와 같이 8각뿔, 4각뿔 등의 다각뿔 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 광유입부(1)에는 입사되는 광을 광전달부(2) 방향으로 굴절시키는 프리넬렌즈부(미도시)가 구비되어 있다.
예컨대 프리넬렌즈부는 박막 시트 형태의 필름과, 이 필름에 형성되고 경사지게 입사된 광을 하방으로 굴절시키도록 다수의 톱니 형상 구조로 형성된 일반적인 프리즘 집합체을 포함한다.
필름은 PMMA(polymethylmethacrylate, 폴리메탈메타크릴레이트) 또는 PC(polycarbonate, 폴리카보네이트) 등의 수지를 이용하여 박형으로 제조할 수 있다. 그리고, 프리즘 집합체는 별도로 제작한 것을 필름에 부착하거나 필림 자체에 일체로 형성할 수 있다.
그리고, 프리넬렌즈부는 경사면(12)으로 입사되는 광을 광전달부(2)를 구성하는 통체의 중공부로 굴절시킬 수 있다면 다양한 형태로 배치할 수 있다. 예컨대, 프리넬렌즈부는 프리즘 집합체의 형상에 따라 광유입부(1)의 경사면(12)과 바닥면에 각각 구성할 수 있고, 경사면에만 구성할 수도 있다.
한편 광유입부(1)는 도2b에 도시된 바와 같이 경사면(12)에 공기의 유동을 위한 복수의 통풍구(14)가 천공될 수 있다.
첨부도면 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치의 광전달부 및 높낮이조절수단을 설명하기 위한 작동상태도이다.
도1 내지 도4에 도시된 바와 같이 광전달부(2)는 광유입부(1)로부터 굴절되어 입사되는 광이 통과하는 구성요소로서, 신축 가능하고 내부에 중공부가 형성된 통체(21), 통체(21)의 내면에 형성되는 내부반사층(22), 및 통체의 외면에 형성되는 외부반사층(23)이 구비되어 있다. 여기서, 내부반사층(22) 및 외부반사층(23)는 반사필름이 적층되거나 반사특성을 갖는 도료 등이 도포되는 형태로 구성할 수 있다.
예컨대, 광전달부(2)는 가요성을 가지면서 내면 및 외면에 반사층이 코팅된 합성수지시트, 직물지 등의 소재로 형성된 원기둥 형상의 통체로 구성될 수 있다.
광반사부(3)는 광전달부(2)를 통과한 광이 반사되는 구성요소로서, 입사되는 광을 식물을 향해 용이하게 반사시킬 수 있는 구성이라면 특별한 제한 없이 구성할 수 있다.
예컨대, 광반사부(3)는 광전달부(2)와 마주보게 배치되는 볼록렌즈로 구성되거나 반사경으로 구성될 수 있다.
그리고, 광반사부(3)는 대략 반구 형상의 반사체로 형성되되, 광을 반사하는 과정에서 난반사가 이루어지도록 표면에 스크래치(미도시)가 형성될 수 있다. 이때, 반사체는 중량을 최소화할 수 있도록 반구 형상의 몸체 내부가 비어있는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
결속수단(4)은 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)를 일정 간격으로 매달아 결속하는 구성요소로서, 선형부재로 형성된 결속선재(4a)로 구성되어 있다.
결속선재(4a)는 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)의 하중을 지탱할 수 있다면 특별한 제한 없이 다양한 선형부재로 적용할 수 있다. 바람직하게 결속선재는 광의 유입에 간섭을 유발하거나 그늘을 만들지 않도록 광의 투과가 가능한 고강도 낚시줄과 같은 투명한 선형부재로 형성된 것으로, 상부로부터 하방을 향해 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)가 순차적으로 결속된다. 이때, 광유입부, 광전달부 및 광반사부는 결속선재를 꿸 수 있도록 결속구멍이 형성될 수 있고, 도2a의 광유입부(1)에 결속된 바와 같은 연결고리선(16)이 구비될 수 있다.
그리고, 결속선재(4a)는 횡방향으로 설치된 고강도 와이어와 같이 버팀줄(100)에 일단이 결속되고 타단이 광유입부(1)에 결속되는 제1 연결부(41), 제1 연결부(41)와 연이어 하방으로 배치되어 광전달부(2)의 상단에 결속되는 제2 연결부(42) 및 제2 연결부(42)와 연이어 하방으로 배치되어 광전달부의 하단에 결속되는 제3 연결부(43), 제3 연결부(43)와 연이어 하방으로 배치되어 광반사부(3)에 결속되는 제4 연결부(44)로 구성되어 있다. 여기서, 제1 내지 제4 연결부(41,42,43,44)는 하나의 결속선재를 이용하여 구성할 수도 있고, 구간마다 별도의 결속선재를 결속하는 방식으로도 구성할 수도 있다.
한편, 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)의 위치 조절과 광전달부(2)의 길이조절은 제1 내지 제4 연결부(41,42,43,44)의 길이를 수작업에 의해 가감하는 방식으로 수행할 수 있지만, 본 실시예에서는 결속선재(4a)의 상하방향 높낮이를 조절하는 높낮이조절수단(5)이 구성되어 있다.
상기 높낮이조절수단(5)은 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)의 위치 조절과 광전달부(2)의 길이조절이 가능하다면 구조나 형태에 특별한 제한 없이 다양하게 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 광유입부, 광전달부 및 광반사부 중에서 적어도 한 곳 이상에 결속되는 길이조절선(51)으로 구성될 수 있다.
예컨대, 길이조절선(51)은 복수 개의 투명한 선형부재로 구성되어 일단이 버팀줄(100)에 결속되고, 타단이 광반사부(3)의 하단에 결속되어 있다. 이와 같이 높낮이조절수단(5)으로서 길이조절선(51)이 광반사부(3)에 결속되어 있으면 그 길이를 가감하는 방식으로 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)의 위치 조절과 광전달부(2)의 길이조절이 가능하여 식물로 향하는 광의 조사 위치를 적절하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치의 작용을 간략하게 설명한다.
도5a 내지 도5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치의 작용을 설명하기 위한 개략적인 사용상태도로서, 도5a 및 도5b는 식물이 재배되는 재배단 사이의 통로에 광덕트 장치가 배치된 형태를 나타낸 것이고, 도5c 및 도5d는 식물이 재배되는 재배단 내부에 광덕트 장치가 배치된 형태를 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치는 재배단(200)에 올려진 배지(300)에 토마토와 같은 식물을 식재하여 재배하는 과정에서 도5a에 도시된 바와 같이 온실의 상층부에 설치된 버팀줄(100)에 결속하는 방식으로 설치할 수 있다.
그리고, 식물의 생육 초기나 유입 광량이 충분하여 불필요한 경우 또는 작업시 간섭 등을 방지하지 하고자 할 경우, 도5a 및 도5c에 도시된 바와 같이 길이조절선(51)의 길이를 짧게 조절하여 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)의 상하방향 길이가 최소화 되도록 하여 온실의 상층부에 광덕트 장치가 보관되도록 할 수 있다.
이러한 상태에서 식물의 성장으로 식물의 하층부로 광량이 유입되지 않거나 부족할 경우 도5b 및 도5d에 도시된 바와 같이 길이조절선(51)의 길이를 길게 늘려뜨려 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)가 펼쳐지도록 한다.
이와 같이 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)가 펼쳐지면 온실의 상층부로 입사된 광이 순차적인 반사과정을 거치면서 온실의 하층부로 유입된 후 식물에 조사됨으로써 광합성을 활성화하여 생육을 촉진하고 생산량을 증대작용을 수행한다.
도3을 참조하여 광의 이동과정을 보다 구체적으로 설명하면 광유입부(1)의 경사면(12)으로 유입되면 프리넬렌즈부의 굴절작용에 의해 광전달부(2)로 구성된 통체의 중공부 내부에 반사광이 입사된다.
광전부(2)로 입사되는 광 중에서 직진성 광은 하부의 광반사부(3)로 직진하고, 경사각을 가지고 입사되는 광은 통체(21)의 내면에 형성된 내부반사층(22)에 의한 반사작용을 거치면서 광반사부(3)로 조사된다.
이와 같이 광반사부(3)로 유입된 광은 반사작용에 의해 식물의 하층부로 조사되는데, 광반사부(3)의 표면에 스크래치(scratch)를 형성할 경우 난반사가 이루어지므로 광을 식물에 보다 효과적으로 제공할 수 있다. 이때, 외부반사층(23) 또한 반사작용에 의해 식물의 하층부로 광을 조사하는 작용을 수행한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치는 도4에 도시된 바와 같이 길이조절선(51)을 조작하여 광전달부(2)를 주름지게 하면 내부반사층(22)이 주름지면서 난반사를 유도함으로써 광 조사효율을 향상시킬 수 있다.
또한 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)는 서로 연통되는 구조이므로 전술한 바와 같이 상층부의 광을 광량이 부족한 하층부로 유도하여 제공하는 과정에서 공기가 이동되는 통로의 역활을 수행하므로 대류에 의해 하층부의 공기가 상층부로 이동하고, 상층부의 따뜻한 공기가 하층부로 이동하는 공기 순환작용을 효과적으로 수행할 수 있고, 효과적인 공기 이동을 통해 난방의 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 변형예를 설명하되, 전술한 일 실시예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. 그리고, 이하의 변형예에서는 일 실시예에 나타난 구성요소 또는 서로 다른 실시예에 나타난 구성요소 중에서 채용 가능한 구조라면 선택적으로 적용할 수도 있는 것으로 구체적인 설명이나 도면상 도시는 생략한다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치의 변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도6을 참조하면, 본 발명의 변형예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치는 입사되는 광을 굴절시키는 광유입부(1), 광유입부로부터 굴절되어 입사되는 광이 통과하는 광전달부(2), 광전달부를 통과한 광이 반사되는 광반사부(3), 광유입부, 광전달부 및 광반사부가 결속되는 결속수단(4), 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)의 위치 조절을 위한 높낮이조절수단(6)을 구비하되, 높낮이조절수단(6)은 길이조절선(61)과, 이 길이조절선(61)을 감거나 풀어서 길이를 조절하는 조절선구동수단(62)으로 구성되어 있다.
상기 조절선구동수단(62)은 길이조절선(61)이 감김되는 휠(미도시)이 내장된 휠부(62a)와, 휠를 회전시키는 휠구동모터(62b)로 구성되어 있다.
그리고 조절선구동수단(62)은 버팀줄(100)에 휠구동모터(62b) 부분이 설치되는 것으로서 자동차의 와이어 파입 윈도우 레귤레이터에 주로 적용되는 권취모듈을 적용할 수 있다. 예컨대 권취모듈은 한국 등록실용신안공보 등록실용신안 등록번호 제20-0139810호에 개시된 것을 적용할 수 있다.
아울러, 본 발명의 변형예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치는 조절선구동수단(62)의 정역 구동을 위한 입력신호를 입력하기 위한 입력수단(미도시)이 구비되어 있다.
입력수단은 조절선구동수단(62)의 정역 구동신호, 온/오프 입력신호를 입력하는 스위치나 리모콘과 같은 원격조작장치로도 구성할 수 있지만, 조절선구동수단에 통신모듈을 탑재하여 무선 통신을 이용하여 스마트폰과 같은 단말기로 조작할 수 있도록 구성할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 변형예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치는 광유입부(1), 광전달부(2) 및 광반사부(3)의 상하방향 위치 조절을 수작업에 의하지 않고 조절선구동수단(62)을 정역 회동시켜 길이조절선(61)의 길이 조절함으로써 보다 간편하게 수행하는 것이므로 보다 편리하게 식물을 재배할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치의 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.
따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1:광유입부
12:경사면
2:광전달부
3:광반사부
4:결속수단
4a:결속선재
41:제1 연결부
42:제2 연결부
43:제3 연결부
44:제4 연결부
5,6:높낮이조절수단
51,61:길이조절선
62:조절선구동수단

Claims (11)

  1. 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치에 있어서,
    입사되는 광을 굴절시키는 광유입부; 상기 광유입부로부터 굴절되어 입사되는 광이 통과하는 광전달부; 상기 광전달부를 통과한 광을 식물 방향으로 반사시키는 광반사부; 및 상기 광유입부, 상기 광전달부 및 상기 광반사부가 결속되는 결속수단;을 포함하고,
    상기 결속수단은 선형부재로 형성된 결속선재를 포함하고, 상기 결속선재에 상기 광유입부, 상기 광전달부 및 상기 광반사부가 순차적으로 결속되되,
    상기 결속선재는 횡방향으로 설치된 버팀줄에 일단이 결속되고 타단이 상기 광유입부에 결속되는 제1 연결부, 상기 제1 연결부와 연이어 하방으로 배치되어 상기 광전달부의 상단에 결속되는 제2 연결부 및 상기 제2 연결부와 연이어 하방으로 배치되어 상기 광전달부의 하단에 결속되는 제3 연결부, 상기 제3 연결부와 연이어 하방으로 배치되어 상기 광반사부에 결속되는 제4 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광유입부는 입사되는 광을 상기 광전달부 방향으로 굴절시키는 프리넬렌즈부가 구비된 것을 특징으로 하는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광유입부는 광이 입사되는 경사면이 마련된 원뿔 또는 다각뿔 형상으로 형성되고, 공기의 이동을 위한 통풍부가 형성된 것을 특징으로 하는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광전달부는,
    신축 가능하고 내부에 중공부가 형성된 통체;
    상기 통체의 내면에 형성되는 내부반사층; 및
    상기 통체의 외면에 형성되는 외부반사층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광반사부는 상기 광전달부와 마주보게 배치되는 볼록렌즈 또는 반사경으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 결속선재의 상하방향 높낮이를 조절하는 높낮이조절수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 높낮이조절수단은 상기 버팀줄에 일단이 결속되고, 타단이 상기 광유입부, 상기 광전달부 및 상기 광반사부 중에서 적어도 한 곳 이상에 결속되는 길이조절선을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 높낮이조절수단은 상기 길이조절선을 감거나 풀어서 길이를 조절하는 조절선구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 조절선구동수단은,
    상기 길이조절선이 감김되는 휠이 내장된 휠부; 및
    상기 휠부를 회전시키는 휠구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전달 및 공기 유동을 위한 광덕트 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101434535B1 (ko) * 2013-08-05 2014-08-26 주식회사 대명테크놀 작물의 생육촉진을 위한 비닐 하우스용 보조 채광장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100190064B1 (ko) 1996-07-23 1999-06-01 윤종용 금속 배선 형성 방법
KR101246396B1 (ko) 2010-11-02 2013-03-21 제주대학교 산학협력단 집광장치를 구비한 광전송 시스템
KR101234015B1 (ko) 2012-05-04 2013-02-18 (주) 청연 다층배지용 조명장치
KR101509741B1 (ko) * 2013-06-14 2015-04-07 장민준 솔라셀 모듈을 구비한 온실
KR20160001997U (ko) * 2014-12-02 2016-06-10 이종현 일조량 반사구
KR102277647B1 (ko) * 2019-07-22 2021-07-15 한국과학기술연구원 광효율 향상과 공기조화 기능을 갖는 식물재배용 광제어장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101434535B1 (ko) * 2013-08-05 2014-08-26 주식회사 대명테크놀 작물의 생육촉진을 위한 비닐 하우스용 보조 채광장치

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