KR20120021050A - A lamp for plant growth and a method for growing the plant using natural light and led light - Google Patents

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KR20120021050A
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Abstract

PURPOSE: A plant growing method using natural light and LED light, and a lamp for growing plants are provided to use an LED light to maintain uniform intensity of illumination at night. CONSTITUTION: A lamp for growing plants comprises the following: a first pipe(11-2) and a second pipe(11-3) connected to a pipeline, supplied with cooling water; a lighting device(10) cooled by the circulating cooling water; a third pipe(13-2), a fourth pipe(13-3), and a second pipeline flowing carbon dioxide gas for spraying the carbon dioxide gas to the plants direction from a first nozzle(13-4); a plug for blocking the carbon dioxide gas from the rear side of the lighting device; a fifth pipe(14-2), a sixth pipe(14-3), and a third pipeline flowing water for spraying the water directly to the plants from a second nozzle(14-4); and a light-diffusing prism plate(50) and an LED lamp(40) connected to the lighting device.

Description

자연광과 엘이디광을 사용하는 식물성장 방법 및 식물성장용 램프{A lamp for plant growth and a method for growing the plant using natural light and LED light} A lamp for plant growth and a method for growing the plant using natural light and LED light}

본 발명은 자연광과 LED광을 사용하는 식물 성장 방법 및 식물 성장용 램프에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자연채광한 고밀도의 태양광과, LED 광을 사용동일 전구체를 통하여 식물 성장에 필요한 광을 부여하는, 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장 방법 및 식물 성장용 램프에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 LED에서 발생하는 열을 회수하여 재활용함과 더불어서 식물 성장에 필요한 이산화탄소의 공급기능을 겸비하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장 방법 및 식물 성장용 램프에 관한 것이다. The present invention relates to a plant growth method and a lamp for plant growth using natural light and LED light. In particular, the present invention relates to a plant growth method and a plant growth lamp using natural light and LED light, which imparts natural light and high density of sunlight and LED light to the light required for plant growth through the same precursor. The present invention also relates to a plant growth method and a plant growth lamp using natural light and LED light having a supply function of carbon dioxide required for plant growth while recovering and recycling heat generated from the LED.

식물들은 광합성 작용을 통하여 생육하며 광합성을 위한 광량이 절대적으로 부족할 때는 인공적인 빛을 조사하여 성장을 돕는 보광 재배 기술이 개발되었다. Plants grow through photosynthesis, and when the amount of light for photosynthesis is absolutely insufficient, a supplementary light cultivation technology has been developed to help grow by irradiating artificial light.

이러한 보광 재배 기술이 더욱 발달되어서, 최근에는 밀폐 공간에서 온도와 습도 등을 제어하여서 식물을 재배하는 식물 공장(Vertical Factory) 등이 제안되어져서 많은 관심이 대상이 되고 있는 실정이다. As the light propagation cultivation technology is further developed, a plant factory (Vertical Factory) for cultivating plants by controlling temperature and humidity in a closed space has recently been proposed, which has attracted much attention.

이러한 식물 공장은 그 공장 내의 온도 유지를 위하여 외부와 차단되어 자연광이 원활하게 조사되는 것은 어렵게 되며, 그 대부분이 인공적인 광원으로 식물을 재배하게 된다. 즉, 식물공장의 구조 특성상 외부와 밀폐되어 있어서 자연광을 비추어서 식물 성장에 필요한 광량을 조달하는 것은 어렵고, 그 필요한 광량을 대부분 인공적인 램프 등을 사용하여서 식물을 성장시키고 있는 것이다. These plant plants are cut off from the outside to maintain the temperature inside the plant, so that it is difficult to irradiate natural light smoothly, and most of them plant plants with artificial light sources. That is, due to the structural characteristics of the plant factory, it is closed to the outside, so it is difficult to procure the amount of light required for plant growth by shining natural light, and most of the required amount of light is grown using an artificial lamp or the like.

상기 식물 공장에서, 종래에는 상기 인공적인 광원으로서 제논 램프와 백열등 램프 등과 같은 비교적 태양광과 유사한 파장을 가지는 광원을 사용하여서 식물을 성장시키었다. In the plant factory, plants were conventionally grown using a light source having a wavelength similar to sunlight, such as a xenon lamp and an incandescent lamp, as the artificial light source.

최근에는 식물 성장과 관련하여서 많은 실험과 연구를 통하여, 식물의 광합성 작용에 기여하는 파장의 빛은 붉은색 계통인 660nm와 보라색 계통의 440nm의 파장이 가장 영향력이 큰 것으로 밝혀졌다. Recently, many experiments and studies related to plant growth revealed that the wavelength of light that contributes to the photosynthesis action of plants is the most influential with the red color of 660nm and purple color of 440nm.

도 6는 엽채류의 경우에 파장별 광 합성계수를 도식화 한 것으로 470nm 와 660nm에서 높은 활성도를 나타내고 있는 것을 나타내고 있다.6 is a diagram showing the photosynthesis coefficient for each wavelength in the case of leafy vegetables, which shows high activity at 470 nm and 660 nm.

따라서, 상기와 같은 광합성 작용에 크게 영향력을 미치는 광합성 메카니즘이 규명되기 이전의 종래에는 상술한 바와 같이, 제논 램프와 백열등 램프와 같은 비교적 태양광과 유사한 파장을 가지는 광원이 사용되었으나, 상술한 바와 같이 광합성 메카니즘이 440nm와 660nm 파장의 빛에서 가장 활성화가 크게 되는 것이 밝혀진 이후에는, 단일파장의 LED를 사용하는 것이 가시광의 전대역 스펙트럼을 조사하는 것에 비하여 전력 사용을 줄일 수 있어서, 단일 파장의 LED 램프를 적용한 농업용 LED에 대한 기술 개발이 활발히 진행되고 있는 실정이다. Therefore, before the photosynthesis mechanism which greatly influences such photosynthesis is identified, as described above, a light source having a wavelength similar to sunlight, such as a xenon lamp and an incandescent lamp, has been used. After the photosynthesis mechanism has been found to be most active in light at 440 nm and 660 nm wavelengths, the use of single wavelength LEDs can reduce power usage compared to examining the full spectrum of visible light, leading to the use of single wavelength LED lamps. The development of technology for the applied agricultural LED is actively progressing.

그러나, 상기 식물 공장은 24시간 계속 지속하여서 인공광을 조사하여야만 하기 때문에, 전체 식물을 키우기 위한 영농비에서 광원에 소용되는 비용은 20% 내지 40%에 달하고, 이는 결코 적은 비용이 아닌 것이다. However, since the plant factory must continue to irradiate artificial light for 24 hours, the cost of the light source in the farming cost for growing the whole plant amounts to 20% to 40%, which is never a small cost.

따라서, 상기 식물 공장에는 많은 이점(식물의 속성재배, 밀폐된 공간에서 재배함으로써 병충해를 예방, 등)이 있을지라도, 인공광만을 사용하여서 전체 식물을 재배할 경우 영농비의 증가는 피할 수 없는 일이 된다. 또한, 요즘과 같이 대기 오염과 관련하여서 에너지 절약이 한층 더 중요시될 때에, 인공광을 사용하여서 전체 식물을 재배하는 것은 국가적인 시책, 더 나가아서는 세계적인 관심에 반하게 되게 되는 것이다. Therefore, even though the plant factory has many advantages (promoting plant growth, preventing pests by cultivating in a confined space, etc.), if the entire plant is grown using only artificial light, the increase in farming cost is inevitable. . In addition, when energy saving is even more important in relation to air pollution these days, cultivation of whole plants using artificial light is contrary to national policies and further global attention.

식물은 종류에 따라 높은 조도에서 광합성이 일어나는 장미 등과 같은 호광성(好光性) 식물과, 비교적 낮은 조도에서 광합성을 하는 인삼 등과 같은 호음성(好陰性) 식물로 구분된다. 따라서, 빛의 조도 또한 재배하려는 식물에 따라 다르게 적용하여야 할 필요가 있다. Plants are classified into favorable plants, such as roses, which photosynthesis occurs at high illumination, and ginseng plants, such as ginseng, which photosynthesize at relatively low illumination. Therefore, the light intensity also needs to be applied differently depending on the plant to be grown.

식물은 빛의 광량의 증가에 따라 성장률이 증가하나 일정량 이상이 되면 성장률이 더 이상 높아지지 않는 광 포화점에 이르게 되고, 광량이 감소하면 성장을 중지한 채로 생명만을 유지하는 광 보상점에 이르게 된다.The growth rate increases with increasing amount of light, but if it exceeds a certain amount, the plant reaches the light saturation point where the growth rate does not increase any more. .

따라서 식물에 따라 적절한 광량을 조사하는 효율적인 빛의 조사는 필요 이상의 에너지 손실을 방지하는 중요한 일이다.Therefore, the efficient irradiation of light to irradiate the appropriate amount of light depending on the plant is important to prevent the loss of energy more than necessary.

식물의 광 포화점은, 백색광의 경우 장미는 50,000룩스, 상추는 40,000룩스, 난초는 20,000룩스, 인삼은 15,000룩스이며, LED와 같은 것으로부터 발생되는 단파장 인공광의 광 포화점은 백색광의 약 1/20정도로 감소한 값으로 상기 백생광의 경우에는 그 스펙트럼이 400~750nm에 걸쳐 있지만, 단파장의 경우에는 파장의 경우에 특정파장 ±10nm의 영역으로 제한되기 때문에 식물의 광포화점은 상기 백색광의 약 1/20정도로 감소하게 되는 것이다. 따라서 LED조명과 같은 단파장에서의 조도 범위는 단색광 300~2500룩스에서 분포된다.The plant's light saturation point is 50,000 lux for white light, 40,000 lux for lettuce, 20,000 lux for orchid, and 15,000 lux for ginseng.The light saturation point for short-wave artificial light from LEDs is about 1 / of white light. In the case of the white light, its spectrum spans 400-750 nm, but in the case of the short wavelength, the light saturation point of the plant is limited to about 1/10 of the white light because the wavelength is limited to a specific wavelength of ± 10 nm. It will be reduced to about 20. Therefore, the illuminance range in short wavelength such as LED lighting is distributed in 300 ~ 2500 lux of monochromatic light.

또한 식물은 고온성, 중온성, 저온성 식물로 구분되어 고온성은 약 25~28℃, 중온성은 약 20~25℃, 저온성은 약 15~20℃의 적정온도로 유지될 때에 그 성장 조건이 최적화되며, 이러한 조건을 유지하기 위해서는 그 온도유지에 영향을 주는 외적 요인의 차단할 필요가 있는 것이다. In addition, plants are divided into high temperature, medium temperature, and low temperature plants, and the growth conditions are optimized when the temperature is maintained at an appropriate temperature of about 25 to 28 ° C., a moderate temperature of about 20 to 25 ° C., and a low temperature of about 15 to 20 ° C. In order to maintain these conditions, it is necessary to block external factors affecting the temperature maintenance.

통상적으로 LED의 광 효율은 80~100루멘/W로서, 이론치인 684루멘/W의 약 12~15%이고, 열로 방출되는 에너지인 발열량은 입력되는 에너지의 약 85%에 도달하게 된다. 즉, LED에서 발생되는 빛은 입력되는 에너지의 약 12~15% 만이 빛으로 되어서 식물 성장에 필요한 광합성 작용을 하지만, 나머지 약 85%는 열로 방출되고 마는 것이다. Typically, the light efficiency of the LED is 80-100 lumens / W, about 12-15% of the theoretical 684 lumens / W, and the amount of heat generated as heat is about 85% of the input energy. In other words, the light emitted from the LED is only about 12 to 15% of the input energy is light, and photosynthesis is required for plant growth, but about 85% is released as heat.

따라서, LED를 인공광원으로 사용할 때에, LED에서 발생하는 열은 빛으로 출력되는 에너지에 비하여 상당히 큰 부분을 차지하게 되며 이러한 발열은 LED의 수명 단축과 광량의 저하 이외에도 일정 온도를 유지하고자 하는 온실의 내부 온도에도 큰 영향을 끼치게 된다. 특히, LED를 사용하는 식물 공장의 대부분은, LED로 발생되는 열을 식히기 위하여 별도의 냉각 장치를 가동하여서 온도를 유지하는바, 이는 고비용 및 비효율적으로 작동되고 있는 것이다. Therefore, when the LED is used as an artificial light source, the heat generated from the LED occupies a considerable portion compared to the energy output from the light, and this heat generation reduces the lifetime of the LED and decreases the amount of light. It also has a big impact on the internal temperature. In particular, most of the plant plants using the LED to maintain the temperature by operating a separate cooling device to cool the heat generated by the LED, which is operating at high cost and inefficient.

이러한 점은 도 7를 참조로 하여서 설명한다. 도 7은 LED의 온도변화에 따른 LED의 수명 관계를 그래프화한 것이다. 상기 도 7에 도시된 바와 같이, 백색, 청색, 그린 및 녹색광인 P3, 적색 및 황색인 P2, 그리고 일반적인 P1의 경우 각각에서, LED의 수명은 LED의 온도에 반비례하는 것으로 된다. 즉, 예를 들면 LED의 온도 50이고 P2인 경우에 대략 275,000시간이지만, 온도가 70도인 경우에는 125,000시간으로 그 수명이 급감하게 된다. 이와 같이, LED의 온도에 따라서 LED의 수명은 크게 떨어지게 되는 것이다. This point will be described with reference to FIG. 7. Figure 7 is a graph of the life relationship of the LED according to the temperature change of the LED. As shown in FIG. 7, in the case of P3 which is white, blue, green and green light, P2 which is red and yellow, and general P1, the lifetime of the LED is inversely proportional to the temperature of the LED. That is, for example, when the temperature of the LED is 50 and P2 is approximately 275,000 hours, but when the temperature is 70 degrees, its life is drastically reduced to 125,000 hours. In this way, the life of the LED is greatly reduced according to the temperature of the LED.

또한, 도 8은 백색광인 경우에 LED 온도에 따른 광량이 감소하는 것을 나타내는 그래프이다. 상기 도 8에 도시된 바와 같이, LED의 온도에 따라서 그 광량의 출력은 점점 감소하게 되는것이다. 8 is a graph showing a decrease in the amount of light according to the LED temperature in the case of white light. As shown in FIG. 8, the output of the light amount gradually decreases according to the temperature of the LED.

이와 같이 LED 광원이 백색광을 발생하는 제논 램프나 백열등 램프 등에 비교하면 효율은 높으나, 상술한 바와 같이 에너지의 대부분이 열로서 발생되어서, 광량의 저하, LED 수명 단축은 물론, 식물의 적정 온도로 유지시키기 위한 온실 내부의 온도에 큰 영향을 미치게 된다. As compared to xenon lamps and incandescent lamps in which the LED light source generates white light as described above, most of the energy is generated as heat as described above, so that the amount of light is reduced, the LED life is shortened, and the plant is maintained at the proper temperature. This will greatly affect the temperature inside the greenhouse.

다음, 식물의 광합성 작용에 또 다른 변수는 대기 중의 이산화 탄소 농도이다. 즉, 광합성 작용에서는 공기중의 이산화 탄소와 뿌리에서 흡수하는 수분을 주 원료로 하여서 광에너지가 이들을 반응시켜 당분 등의 영양소를 합성하고, 부산물인 산소와 수분을 잎을 통하여 대기중에 방출한다.Next, another variable for plant photosynthesis is the carbon dioxide concentration in the atmosphere. That is, in photosynthesis, carbon dioxide in the air and moisture absorbed from the root are the main raw materials, and the light energy reacts with them to synthesize nutrients such as sugar, and releases by-product oxygen and moisture into the atmosphere through the leaves.

따라서, 식물의 광합성 작용에서 이산화탄소의 농도를 조절하는 것은 식물의 고속 성장을 위하여 반드시 필요한 것이다.Therefore, controlling the concentration of carbon dioxide in the photosynthesis of plants is essential for the rapid growth of plants.

종래에는 상기와 같은 인식이 부족하여 이를 등한시 하였으나, 최근에는 이산화탄소를 식물 성장에 적용하고자 이산화탄소 가스를 온실 내부에 살포함과 더불어서 농도의 균일화를 위한 환풍기를 가동시키는 방식을 채택하고 있다. Conventionally, such a lack of recognition has been neglected, but recently, in order to apply carbon dioxide to plant growth, in addition to spraying carbon dioxide gas into the greenhouse, a method of operating a fan for uniformity of concentration is adopted.

그러나, 이산화탄소 가스를 상술한 바와 같이, 온실 내부로 살포하고 공기를 유동시키는 방식은 농도의 균일화가 어렵고 별개의 동력이 소요되는 단점이 있다.However, as described above, the method of spraying the inside of the greenhouse and flowing air has a disadvantage in that uniformity of concentration is difficult and separate power is required.

한편, 식물공장에서의 통상적인 재배는 토지의 활용도를 극대화하고 작업효율을 높이기 위한 다단식 입상재배방식을 채택하고 있으며 식물성장 램프 역시 각각의 단마다 설치하여 운용하고 있으며 식물과 램프간의 거리를 최소한으로 줄여 조도를 높이는 방법을 사용하고 있다. On the other hand, the general cultivation in the plant factory adopts a multi-stage granular cultivation method to maximize the utilization of land and increase the work efficiency, and plant growth lamps are installed and operated at each stage, and the distance between the plant and the lamp is minimized. To reduce the illuminance is used.

식물의 광합성작용에서 식물 성장에 필요한 빛과 이산화탄소가 수반되어야 하는바,식물에 가장 근접하게 빛과 이산화탄소를 공급하는 것이 가장 효율적인 방법이다.In plant photosynthesis, light and carbon dioxide, which are required for plant growth, must be accompanied, so supplying light and carbon dioxide closest to plants is the most efficient way.

또한 식물의 재배시 식물에 영양분을 공급하는 시비 방식은 식물의 뿌리로 하여금 영양을 섭취하게 하는 토양 시비 방식과 양액을 통하여 공급하는 수경재배방식과 식물의 잎에서 영양분을 공급받도록 하는 엽면 (葉面)시비 방식이 있으며 엽면 시비 방식은 영양액을 잎에 살포하는 방식으로 빠른 효과를 낼수 있는 시비방식이다.In addition, fertilization method to supply the nutrients to the plant during the cultivation of the plant is the soil fertilization method to allow the roots of the plant to nourish, hydroponic cultivation method to supply through the nutrient solution and foliar surface to receive the nutrients from the leaves of the plant (葉面) There is a fertilization method and foliar fertilization method is a fertilization method that can produce a quick effect by spraying nutrients on the leaves.

그러나 엽면 시비방식은 다단형 입상마다 살포장치를 설치하여 시설비를 가중시키는 원인이 되었다. However, the foliar fertilization method increased the facility cost by installing a spray device for each multistage granular granularity.

본 발명은 상술한 바와 같이, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 방법으로자연광과 LED광을 사용하는 식물성장 방법 및 식물성장용 램프를 제공하는 것이다. As described above, the present invention provides a plant growth method and a plant growth lamp using natural light and LED light as a method for solving the problems of the prior art.

즉, 본 발명은 식물 공장 등에서 많은 이점을 가지고 있는 인공광인 LED 광원과 함께 무한 자원이라고 할 수 있는 태양광을 식물 성장에 필요한 파장으로 분리하여 광파이프로 전송하여 태양광이 있는 주간에는 자연채광한 고밀도의 태양광으로 식물에 필요한 빛을 조사하고, 밤이나 흐린 날 등과 같이 조도가 부족한 조건에서는 LED로 보광 하여 조도를 유지시키는 태양광과 LED광을 사용하는 식물 성장 방법 및 식물 성장용 램프를 제공하는 것이다. That is, the present invention transmits light, which is called an infinite resource, to the light pipe, which is an infinite resource along with the LED light source, which is an artificial light having a lot of advantages in a plant factory, and transmits it to a light pipe during daylighting with sunlight. Provides plant growth methods and plant growth lamps that use sunlight and LED light to irradiate light required for plants with high-density solar light, and to maintain the illuminance by keeping LEDs under conditions of low illumination such as night or cloudy days It is.

이와 같이, 본 발명에 따라서 기존에 LED 광원에만 의존하였던 식물 공장 등의 광원을 무한 자원이라고 할 수 있는 태양광을 식물 성장에 필요한 파장만을 분리하여 전송하여 자연채광식의 고밀도 태양광을 사용함으로써, 기존의 식물 공장 등에서 광원에 소요되는 전력비용을 대폭적으로 절감함과 더불어, 대기오염과 에너지 절감이라는 큰 효과를 얻을 수 있는 것이다. As described above, according to the present invention, the light source such as a plant factory, which previously relies solely on the LED light source, transmits solar light, which can be called an infinite resource, by separating only the wavelengths required for plant growth and using natural light-dense solar light. In addition to drastically reducing the power cost of the light source in the plant factory, the air pollution and energy savings can be obtained.

또한, 본 발명은 식물 공장 등에 사용되는 LED에서 발생하는 열을 등기구 내를 순환하는 냉각수를 통하여 LED의 열을 회수하여 별도의 에너지원으로 비축하여 재활용할 수 있는 태양광과 LED광을 이용하는 식물 성장 방법 및 식물 성장용 램프를 제공하는 것이다. In addition, the present invention is the growth of plants using solar light and LED light that can recover the heat of the LED through the cooling water circulating in the luminaire used in the plant factory, etc. to be stored as a separate energy source and recycled It is to provide a method and a lamp for plant growth.

등기구 외부를 방열핀 형태로 한 것은 LED 광원의 온도를 낮추는 것과 동시에 따라서 식물 성장에 필요한 온도(즉, 고온성, 중온성, 저온성으로 대별되는 식물의 온도)를 적절하게 유지할 수 있도록 순환수를 통하여 온도를 조절할 수 있는 장점을 갖게 된다. The shape of heat sink fin outside the luminaire lowers the temperature of the LED light source, and thus the circulation water to maintain the temperature necessary for plant growth (that is, the temperature of plants classified into high temperature, medium temperature, and low temperature). It has the advantage of controlling the temperature.

일반적으로 LED의 온도는 70도 이하에서 운용되도록 설계하는 바 온실내부의 적정온도는 30도 미만이어서 본 기술을 적용하는 식물공장은 동절기 온도를 유지하기위한 난방수단이 이 필요없게 된다. In general, the temperature of the LED is designed to be operated below 70 degrees, so the proper temperature in the greenhouse is less than 30 degrees, so that the plant factory applying the technology does not need heating means to maintain the winter temperature.

따라서, 본 발명에서는, LED 광원에 의하여 발생되는 상당한 열을 별도의 냉각 수단이 없이 낮춤으로써, 부가적인 비용이 덜지 않음과 더불어서, 상기 등기구 내를 순환하는 냉각수의 열을 회수하여 별도의 에너지원으로 사용할 수 있게 된다. Therefore, in the present invention, by lowering the considerable heat generated by the LED light source without a separate cooling means, additional costs are not reduced, and the heat of the cooling water circulating in the luminaire is recovered as a separate energy source. It becomes usable.

또한, 본 발명은 기존의 이산화탄소가 필요가 경우에 온실 내부에 이산화탄소를 살포하고, 바람을 넣어주는 방식이 아닌, 등기구 내에서 직접 이산화탄소를 살포하여서 이를 직접 식물에 근접되게 분사함으로써, 식물이 직접 이산화탄소를 흡수하고 따라서 식물 성장의 효율을 높임과 더불어서, 온실 내부로 이산화탄소 가스를 살포하고 바람을 넣은 주는 부가적인 설비가 필요없게 된다.In addition, the present invention sprays carbon dioxide inside the greenhouse when the existing carbon dioxide needs, and not by the method of injecting the air, by spraying the carbon dioxide directly in the luminaire and spraying it directly to the plant, the plant directly carbon dioxide In addition to absorbing and thus increasing the efficiency of plant growth, no additional equipment is needed to spray and fan the carbon dioxide gas into the greenhouse.

또한 본 발명에서는 엽면시비나 세정, 약제살포를 위한 배관시설이 생략됨으로 인한 경제적 이득이 발생된다. In addition, in the present invention, economic benefits are generated due to the omission of piping facilities for foliar fertilization, cleaning, and drug spraying.

상술한 바와 같은 목적을 성취하기 위하여 발명은 다음과 같이 구성된다. In order to achieve the object as described above, the invention is constructed as follows.

즉, 본 발명은 식물 성장용 LED를 구현함에 있어서 빛과 외부공기로부터 밀폐된 인공온실에서, 에너지 소모를 최소화하기 위한 수단으로 주간에는 옥외에 설치되어 태양을 추적하는 집광설비로 응집된 고밀도 태양광에서 470nm와 660nm을 분광 선별하여 광파이프를 통하여 옥내로 유입시키고, 등기구를 통하여 식물에 조사시켜 성장효과를 극대화하는 한편, 동일 등기구에 동일 파장의 LED를 설치하여 광량이 부족할 때 인공광원으로 이를 보상할 수 있도록 하며, 이때에 LED에서 발생되는 열을 냉각수를 통하여 회수하고 이를 별도로 비축하여 에너지원으로 재활용 할 수 있도록 하며 동일 등기구를 통하여 이산화 탄소를 분배 살포하여 온실 내에 이산화탄소의 농도를 고르게하는 복합기능의 식물성장 램프를 구현하고 시비나 방제 세정등을 위한 배관 및 분무시설을에 의하여 조명 에너지 절약과 더불어 광원의 양질화와 대기 조성비의 균일화 및 운용의 경제성과 편리성을 이루게 되는 것이다. That is, the present invention is a high-density solar light agglomerated in a condensing facility that is installed outdoors in the daytime as a means for minimizing energy consumption in the artificial greenhouse sealed from light and outside air in implementing the plant growth LED 470nm and 660nm spectroscopy at the inside of the light pipe to enter the indoors, and irradiate the plants through the luminaire to maximize the growth effect, while installing the same wavelength LED in the same luminaire to compensate for the artificial light source At this time, the heat generated from the LED can be recovered through cooling water, and it can be stored separately and recycled as an energy source. Plant growth lamps for pipes and powders In addition to the saving of lighting energy, the quality of the light source and the uniformity of the air composition cost can be achieved and the economical efficiency and operation of the facilities are eliminated.

보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명은 자연광을 채광하는 단계와, 상기 채광된 자연광을 등기구에 조사하는 단계와, LED광을 상기 등기구에 조사하는 단계를 포함한다. More specifically, the present invention includes the steps of mining natural light, irradiating the natural light to the luminaire, and irradiating the luminaire with LED light.

또한, 본 발명은, 상기 자연광을 조사하는 단계와, LED광을 조사하는 단계는 서로 교번하거나 또는 중첩하는 단계를 포함한다. In addition, the present invention, the step of irradiating the natural light, and the step of irradiating the LED light includes the step of alternating or overlapping each other.

또한, 본 발명은, 상기 자연광을 조사하는 단계와, LED광을 조사하는 단계는 동일 등기구에서 이루어지는 단계를 포함하고, 상기 등기구 내의 조광면을 연마하거나 또는 반사 필름을 부착시키는 단계를 또한 포함한다. In addition, the present invention, the step of irradiating the natural light, and the step of irradiating the LED light comprises a step made in the same luminaire, and also includes the step of polishing the illumination surface in the luminaire or attaching a reflective film.

또한, 본 발명은, 상기 등기구 내에서의 광의 광도를 검출하여서 LED의 광을 보광하는 단계를 자동적으로 제어하는 단계를 포함하고, 상기 등기구에 냉각수를 순환시키는 단계와, 이산화탄소를 공급시키는 단계를 포함하며, 식물로 조사되는 상기 채광된 자연광과, LED광이 소정의 각도로 유입된 빛만이 조사되고, 나머지 광은 반사되고 또한 상기 등기구의 내부면에서 재반사되도록 하는 일련의 단계를 또한 포함한다. In addition, the present invention includes the step of automatically controlling the step of complementing the light of the LED by detecting the intensity of light in the luminaire, circulating a cooling water to the luminaire, and supplying carbon dioxide And further comprising a series of steps such that only the natural light emitted from the plant and the light from which the LED light is introduced at a predetermined angle are irradiated, and the remaining light is reflected and re-reflected from the inner surface of the luminaire.

또한, 본 발명은, 상기 램프의 등기구에 설치되어서 태양광을 채광하여 유입하는 광도파관 및 광섬유 접속구와, LED광을 발생시키는 LED광원을 포함한다. In addition, the present invention includes an optical waveguide and an optical fiber connecting port which is installed in the lamp of the lamp, and receives and receives sunlight, and an LED light source for generating LED light.

또한, 본 발명은, 상기 등기구의 외부면은 발생열을 외부로 발산하는 금속재의 히트 싱크로 구성되고, 상기 등기구의 내부면은 연마된 면으로 구성되거나 반사 필름을 부착되는 반사면 구조로 된다. In addition, the present invention, the outer surface of the luminaire is composed of a heat sink of a metal material that dissipates the generated heat to the outside, the inner surface of the luminaire is composed of a polished surface or has a reflective surface structure to which a reflective film is attached.

또한, 본 발명은, 상기 등기구 내에는 냉각수 순환용 관로, 이산화탄소 공급용 관로, 또는 수분 공급용 관로를 설치하며, 상기 등기구 내에서의 광의 광도를 검출하여서 LED의 광을 보광하여 자동적으로 제어하기 위한 수단을 포함하고, 식물로 조사되는 조사면을, 상기 채광된 자연광과, LED광이 소정의 각도에사만 유입되고, 나머지 광은 반사되며 또한 상기 등기구의 내부면에서 재반사되도록 하는 일련의 과정에서 밀도를 균일화하고 외부로 복사되는 빛이 광 확산면에서 균일하게 방출시키도록 반사 프리즘으로 구성된다. The present invention also provides a cooling water circulation conduit, a carbon dioxide supply conduit, or a water supply conduit in the luminaire, and detects the luminosity of the light in the luminaire to automatically control the light of the LED. A series of processes including means for irradiating the irradiated surface to the plant with the mined natural light and the LED light only at a predetermined angle, the remaining light being reflected and re-reflected from the inner surface of the luminaire In this case, the reflective prism is configured to uniformize the density and emit light emitted outwardly at the light diffusing surface.

상술한 바와 같은 본 발명에 따라서, 기존에 LED 광원에만 의존하였던 것을 탈피하여서, 무한 자원이라고 할 수 있는 태양광을 식물 성장에 필요한 파장으로 분리하여 광파이프로 전송하여서 자연채광식의 고밀도 태양광을 사용함으로써, 기존의 식물 공장 등에서 광원에 소요되는 비용을 대폭적으로 절감함과 더불어서, 대기오염과 에너지 절감이라는 큰 효과를 얻을 수 있다.  In accordance with the present invention as described above, by using the light of the daylight, high-density sunlight of the daylight is separated by transmitting a light pipe to the wavelength required for plant growth by separating the light that can be called an infinite resource by removing the conventional dependence only on the LED light source By doing so, the cost of the light source in the existing plant factory and the like can be drastically reduced, and a great effect of air pollution and energy reduction can be obtained.

또한, 본 발명에 의해서는, 기존의 식물 공장 등에 사용되는 LED에서 발생하는 열을 등기구 내를 순환하는 냉각수 등으로 회수함과 더불어서 등기구를 방열핀 형태로 하여서, LED의 열을 크게 낮춤과 동시에 실내의 온도조절이 용이하며, 상기 회수된 열을 별도의 에너지원으로 비축하여 재활용할 수 있으며, 또한 LED 광원의 온도를 낮추게 되고, 따라서 식물 성장에 필요한 온도를 적절하게 유지할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, the heat generated from the LED used in the existing plant factory, etc. is recovered by the cooling water or the like circulating in the luminaire, and the luminaire is in the form of a heat radiation fin, significantly reducing the heat of the LED and at the same time It is easy to control the temperature, can be recycled by storing the recovered heat as a separate energy source, and also lower the temperature of the LED light source, and thus it is possible to properly maintain the temperature required for plant growth.

또한, 본 발명에 의해서는, 이산화탄소를 등기구 내에서 직접 살포하여서 이를 직접 식물에 근접되게 분사함으로써, 식물이 직접 이산화탄소와 광합성에 필요한 빛을 빠르게 흡수하여 식물 성장의 효율을 높임과 더불어서, 온실 내부로 이산화탄소 가스를 살포하고 바람을 넣은 주는 부가적인 설비가 필요 없게 된다. In addition, according to the present invention, by directly spraying carbon dioxide in the luminaire and directly spraying it directly to the plant, the plant directly absorbs the carbon dioxide and the light necessary for photosynthesis to increase the efficiency of plant growth, and also into the greenhouse The state that sprays and blows carbon dioxide gas does not require additional equipment.

이와 같이, 본 발명에 의해서는, 태양광인 자연광과, LED광을 사용함으로써, 태양광이 풍부한 주간 등에 사용되는 조명전력을 자연광으로 대체하여 영농비용의 절감과 함께, 식물공장에서 요구되는 이산화탄소의 농도조절, 대기 중 습도조절, 병충해 방제를 위한 약제살포, 인공조명에서 발생하는 열을 회수하여 재이용하는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, by using natural light, which is sunlight, and LED light, the illumination power used for daylight, which is rich in sunlight, is replaced with natural light to reduce farming costs, and the concentration of carbon dioxide required in a plant factory. Controlling, controlling humidity in the air, spraying medicine for controlling pests, and recovering heat generated from artificial lighting is effective.

도 1은 본 발명의 태양광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프에서 등기구를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 태양광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프의 구성을 나타내는 도면으로서, 도 2a는 상기 식물 성장용 램프의 구성을 전체적으로 도시하는 단면 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 B부분을 확대 도시하는 단면 사시도이며, 도 2c는 도 2a의 A부분을 확대 도시하는 단면 사시도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 태양광의 응집과 그 분리를 나타내는 도면으로서, 도 3b는 도 3a의 A부분을 확대하여 도시하는 도면이다.
도 4a은 본 발명에 따른 태양광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프의 등기구의 방열 형태를 보다 상세하게 도시하는 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 앞측에서 볼 때의 단면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 태양광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프의 구성에서 태양광이 도광관에서 상기 램프에 조사되는 것을 도시하는 단면도이고, 도 5b는 상기 도광관을 보다 상세하게 도시하는 확대 단면도이다.
도 6는 엽채류 경우에 파장별 광 합성계수를 도식화 한 것으로 470nm 와 660nm에서 높은 활성도를 나타내고 있는 것을 나타내고 있는 그래프이다.
도 7은 LED의 온도변화에 따른 광량의 변화와 LED수명과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 백색 LED광인 경우에 LED의 온도변화에 따른 상대적인 광출력의 관계를 나타내는 그래프이다. 1 is a perspective view showing a luminaire in a plant growth lamp using the sunlight and LED light of the present invention.
Figure 2 is a view showing the configuration of the plant growth lamp using the sunlight and LED light of the present invention, Figure 2a is a cross-sectional perspective view showing the overall configuration of the plant growth lamp, Figure 2b is part B of Figure 2a Is a cross-sectional perspective view showing an enlarged view, and FIG. 2C is a cross-sectional perspective view showing an enlarged portion A of FIG. 2A.
FIG. 3A is a view showing aggregation and separation of sunlight according to the present invention, and FIG. 3B is an enlarged view of portion A of FIG. 3A.
Figure 4a is a perspective view showing in more detail the heat radiation form of the luminaire of the plant growth lamp using the sunlight and LED light according to the present invention, Figure 4b is a cross-sectional view as seen from the front of FIG.
Figure 5a is a cross-sectional view showing that the sunlight is irradiated to the lamp from the light guide in the configuration of the plant growth lamp using the sunlight and LED light according to the present invention, Figure 5b is a more detailed view of the light guide It is an enlarged cross section.
6 is a graph showing the high activity at 470 nm and 660 nm by plotting the photosynthesis coefficient for each wavelength in the case of leafy vegetables.
7 is a graph showing the relationship between the change in the amount of light according to the temperature change of the LED and the LED life.
8 is a graph showing the relationship between the relative light output according to the temperature change of the LED in the case of white LED light.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 식물성장용 램프에 관하여 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described with respect to the plant growth lamp according to the present invention.

본 발명의 각 도면에 있어서, 구성품 들의 구조는 본 발명에 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것으로서, 실제 크기와는 다른 것이다. In each drawing of the present invention, the structure of the components are shown enlarged or reduced than the actual in order to clarify the present invention, and is different from the actual size.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, But should not be construed as limited to the embodiments set forth in the claims.

즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. That is, the present invention may be modified in various ways and may have various forms. Specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 태양광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프에서 등기구를 도시하는 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 식물 성장용 램프는 등기구(10)에 LED 램프(40)과 설치되고, 상기 등기구(10)의 전면에는 전면판(20)이 적절한 수단(11-1,12-1,13-1,14-1)에 의해서 부착된다. 상기 등기구(10)는 일반적으로 U자 형 알루미늄제 방열구조로 되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 1 is a perspective view showing a luminaire in a plant growth lamp using the sunlight and LED light of the present invention. As shown in Figure 1, the plant growth lamp according to the present invention is installed with the LED lamp 40 in the luminaire 10, the front plate 20 on the front of the luminaire 10 suitable means (11-) 1,12-1,13-1,14-1). The luminaire 10 generally has a U-shaped aluminum heat dissipation structure, but the present invention is not limited thereto.

상기 적절한 수단이라는 것은 상기 전면판(20)을 상기 등기구에 부착시키는 어떠한 수단이라도 사용될 수 있지만, 양호하게는 원-터치(one-touch) 핀 형태로 되어서 상기 수단을 상기 전면판(20)을 상기 등기구(10)에 부착시킬 수 있다. 그러나, 본 발명은 상기 원-터치 핀 형태에 한정되지 않고, 상기 전면판(20)을 상기 등기구(10)에 밀착되게 그리고 간편하게 부착시킬 수 있는 수단이면 어떠한 것도 사용될 수 있다. 다음, 상기 등기구(10)의 후면에는 후면판(30)이 상기 수단과 같은 것에 의해서 등기구(10)에 부착된다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 후면판(30)에는 옥외에 설치된 태양광 응집기 등에 의해서 채광되어서 그 빛을 상기 등기구(10)로 보내는 도광관(15)으로부터의 광섬유(15-5)가 설치된다(도 2 참조). 상기 태양광을 채광하는 태양광 응집기는 보다 높은 광밀도를 얻기 위해서 태양 추적식 응집기가 사용될 수 있으며, 양호하게는 파라보릭 집광기 등이 사용될 수 있다. Any suitable means of attaching the front plate 20 to the luminaire may be used as the suitable means, but preferably it is in the form of a one-touch pin so that the means is used for the front plate 20. It can be attached to the luminaire 10. However, the present invention is not limited to the one-touch pin shape, and any means may be used as long as the front plate 20 can be attached to the luminaire 10 in close contact with one another. Next, a rear plate 30 is attached to the luminaire 10 by the same means as the above means on the rear surface of the luminaire 10. And, as shown in Figure 2, the back plate 30 is mined by a solar agglomerator or the like installed in the outdoors and the optical fiber 15-5 from the light pipe 15 to send the light to the lamp 10 ) Is installed (see FIG. 2). The solar agglomerator for mining the sunlight may be used a solar tracked agglomerator to obtain a higher light density, preferably a parabolic condenser may be used.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광과 LED 광을 이용하는 램프는 그 등기구(10)의 외부에 방열날개를 설치한다. 따라서, LED광을 사용할 때에 발생되는 열을 효과적으로 방열 처리할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 사용되는 상기 LED 램프(40)는 메탈 캔 구조 방식으로 이다. 따라서, LED에서 발생하는 열을 금속과 금속을 통하여 외부로 직접 방출하는 방식인 것이다. And, as shown in Figure 1, the lamp using the solar light and LED light according to the present invention is provided with a heat dissipation wing on the outside of the luminaire (10). Therefore, the heat generated when using the LED light can be effectively radiated. In addition, the LED lamp 40 used in the present invention is a metal can structure. Therefore, the heat generated from the LED is directly discharged to the outside through the metal and the metal.

즉, 종래의 LED 램프에서 열전달 경로는 LED PN접합 - 리드 프레임 - 메탈PCB - 외부방열판으로 이어지는데, 일반적으로 많이 사용하고 있는 에폭시 기판을 이용한 LED램프의 방열 한계는 0.3w정도로 낮게 된다. 따라서, 1~3W LED를 적용할 때는 냉각을 위하여 상기 메탈 PCB등을 이용하고 있으나 메탈 PCB의 열전도도는 1.5~2w/m.k로 알루미늄의 204w/m.k에 비할 수 없을 정도로 작다. 이에 본 발명의 등기구(10)는 알루미늄제의 방열 구조로 되어 있는바, 열전도도는 상기 종래의 PCB 메탈을 사용하는 것에 비하여 월등히 높게 되는 것이다. That is, in the conventional LED lamp, the heat transfer path leads to the LED PN junction-lead frame-metal PCB-external heat sink, and the heat dissipation limit of the LED lamp using the epoxy substrate which is generally used is low as about 0.3w. Therefore, when the 1 ~ 3W LED is used for cooling the metal PCB, but the thermal conductivity of the metal PCB is 1.5 ~ 2w / m.k is small enough to be comparable to 204w / m.k of aluminum. The luminaire 10 of the present invention has a heat dissipation structure made of aluminum, and the thermal conductivity is much higher than that of the conventional PCB metal.

또한, 상기 종래의 대부분의 LED가 플라스틱 인캡슐 형태로 되어 있는바, 그 발생열의 방열은 주로 전극을 통하여 방출되고, 따라서 상기 PCB 메탈을 통한 방열이 유일한 수단이다. 그럼으로써, 상기 종래의 대부분의 LED 램프는 온도가 상승할 수 밖에 없고 이는 LED 램프의 효율을 크게 떨어지게 하게 하는 원인이 되는 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 식물 성장용 램프에서의 LED 램프(40)는 그 내부가 메탈 캔 구조 방식으로 되어 있고, GaAlAs/GaAs( Gallium Aluminum Arsenide/ Gallium Arsenide)기재로 만들어지고, 또한 660nm을 방출하는 LED를 TO92 패캐지 (팩키지 방식)에 장착한 메탈 캔 LED를 사용함으로써, 외부 케이스와 열적 접합도를 높여 방열 문제를 해소하게 되는 것이다. In addition, since most of the conventional LEDs are in the form of plastic encapsulation, the heat dissipation of the generated heat is mainly emitted through the electrodes, and thus heat dissipation through the PCB metal is the only means. As a result, most of the conventional LED lamps are forced to rise in temperature, which causes the efficiency of the LED lamps to drop significantly. However, the LED lamp 40 in the plant growth lamp according to the present invention has a metal can structure inside, and is made of GaAlAs / GaAs (Gallium Aluminum Arsenide / Gallium Arsenide) substrate and emits 660 nm. By using a metal can LED with the LED mounted in a TO92 package (package type), the thermal bonding with the outer case is increased to solve the heat dissipation problem.

이와 같이, 본 발명에서는, 예를 들면 20W급의 메탈 캔 패캐지의 LED를 U자 형 알루미늄제 방열구조의 등기구(10)의 상부 중앙 부분에 결합하여 LED에서 발생된 열이 직접 상기 등기구(10)에 전달되고 넓은 표면적을 갖는 등기구(10)를 통하여 열을 발산시키는 구조를 갖게 하여 방열 문제를 해소하는 것이다. As described above, in the present invention, for example, the LED of the 20W class metal can package is coupled to the upper center portion of the luminaire 10 of the U-shaped aluminum heat dissipation structure so that the heat generated from the LED is directly transmitted to the luminaire 10. The heat dissipation problem is solved by having a structure that transmits heat through the luminaire 10 having a large surface area.

또한, 본 발명의 식물 성장용 램프의 등기구(10)는 그 등기구 내부에 관로(11,12,13,14)가 형성된다. In addition, the luminaire 10 of the lamp for plant growth of the present invention has conduits 11, 12, 13, and 14 formed therein.

다음은 상기 관로에 대하여 설명한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 관로(11)에는 파이프(11-2)와 파이프(11-3)이 연결되며, 상기 관로(12)에는 파이프(12-2)와 파이프(12-3)가 연결된다. 상기 관로(11) 및 관로(12)에는 냉각수가 공급된다. 즉, 상기 파이프(11-2), 파이프(11-3)를 거쳐서 온 냉각수는 상기 관로(11)를 통하여 등기구(10)내를 돌아서 파이프(16)(도 2b참조)를 거쳐서 다시 상기 관로(12)로 배출되며, 상기 관로(12)로 배출되는 냉각수는 상기 파이프(12-3), 파이프(12-4)를 거치게 된다. Next, the pipe will be described. As shown in FIG. 2A, a pipe 11-2 and a pipe 11-3 are connected to the conduit 11, and a pipe 12-2 and a pipe 12-3 are connected to the conduit 12. Is connected. Cooling water is supplied to the conduit 11 and the conduit 12. That is, the coolant which has passed through the pipe 11-2 and the pipe 11-3 passes through the duct 10 through the pipe 11 and passes through the pipe 16 (see FIG. 2B) again to the pipe ( 12, the cooling water discharged to the conduit 12 passes through the pipe 12-3 and the pipe 12-4.

따라서, 이렇게 순환하는 냉각수에 의해서 상기 등기구(10)에서 발생하는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있으며, 또한 상기 냉각수에 의해서 회수된 열은 별도의 열에너지원으로 사용할 수 있는 것이다. 상기 냉각수에 의해서 회수된 열은 열교환 등을 통하여 새로운 열에너지원으로 사용할 수 있는 것이다. Therefore, the heat generated by the luminaire 10 can be effectively radiated by the circulating cooling water, and the heat recovered by the cooling water can be used as a separate heat energy source. The heat recovered by the cooling water can be used as a new heat energy source through heat exchange.

또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 파이프(13-2), 파이프(13-3) 및, 상기 관로(13)으로는 이산화탄소 가스가 흐르게 된다. 이렇게 흐르는 이산화탄소 가스는 도 2b에 도시된 바와 같이, 등기구(10)의 후면판(30)에서 플러그(13-5)에 의해서 차단된다. 이와 같이, 본 발명에서는 상기 등기구(10)의 관로(13)내로 이산화탄소 가스가 흘러서 노즐(13-4)에서 식물에 직접 분사하게 됨으로써, 식물이 직접 이산화탄소를 흡수하고, 따라서 식물 성장의 효율을 높임과 더불어서, 종래에 온실 내부로 이산화탄소 가스를 살포하고 바람을 넣은 주는 부가적인 설비가 필요 없게 된다. In addition, as illustrated in FIG. 2A, carbon dioxide gas flows through the pipe 13-2, the pipe 13-3, and the pipe 13. This flowing carbon dioxide gas is blocked by the plug 13-5 at the back plate 30 of the luminaire 10, as shown in FIG. 2B. As described above, in the present invention, carbon dioxide gas flows into the conduit 13 of the luminaire 10 and sprays the plant directly from the nozzle 13-4, so that the plant directly absorbs carbon dioxide, thereby increasing the efficiency of plant growth. In addition, conventionally spraying and blowing carbon dioxide gas into the greenhouse eliminates the need for additional equipment.

또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 파이프(14-2), 파이프(14-4) 및 상기 관로(14)으로는 물이 흐르게 된다. 이렇게 흐르는 물은 도 2b에 도시된 바와 같이, 등기구(10)의 후면판(30)에서 플러그(14-5)에 의하여 차단된다. 이와 같이, 본 발명에서는 상기 등기구(10)의 관로(14)내로 물이 흘러서 노즐(14-4)에 의해서 물이 직접 식물이 분사됨으로써, 식물 성장의 효율을 높임과 더불어서, 원한다면 상기 물에 성장 촉진제 등과 같은 적절한 약품을 풀어서 식물에 분사시킬 수 있다. In addition, as shown in FIG. 2A, water flows through the pipe 14-2, the pipe 14-4, and the conduit 14. This flowing water is blocked by the plug 14-5 at the back plate 30 of the luminaire 10, as shown in FIG. 2B. As described above, in the present invention, water flows directly into the conduit 14 of the luminaire 10 and water is sprayed directly by the nozzle 14-4, thereby increasing the efficiency of plant growth and growing in the water if desired. Appropriate agents, such as accelerators, can be released and sprayed on plants.

다음, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 등기구(10)의 내부(19)의 조광면을 연마하거나 또는 반사 필름을 부착시킬 수 있다. 이렇게 함으로써, 빛이 보다 양호하게 반사됨으로써 식물 등에 부여되는 광량을 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 등기구(10)의 내부(19)를 경면 형상으로 연마하거나, 또는 반사 필름, 특히 고조도 반사 필름을 부착시키서 빛의 반사율을 증가시킬 수 있는 것이다. Next, as shown in FIG. 1, the illumination surface of the interior 19 of the luminaire 10 may be polished or a reflective film may be attached. By doing in this way, light can be reflected more favorably and the quantity of light given to a plant etc. can be increased. That is, the inside 19 of the luminaire 10 may be polished to a mirror shape, or a reflective film, in particular, a high illuminance reflective film may be attached to increase the reflectance of light.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 식물 성장용 램프의 등기구(10)의 개방된 하단부에는 광 확산 프리즘 판(50)을 등기구(10)에 결합하여서 사용할 수 있다. 이러한 광 확산 프리즘 판(50)은 도 4b에 상세하게 도시된 바와 같이, 요철 형태로 된 프리즘 판으로서, 하단부로 조사되는 빛이 상기 프리즘 판(50)에 입사되는 각도에 따라 일부는 외부로 유출되고 나머지는 등기구(10)의 내부면(19)으로 반사하게 된다. 상기 등기구(10)의 내부면(19)에서 반사된 빛은 다시 프리즘 판(50)으로 재반사되고, 이러한 일련의 연속 과정으로 인하여 전체 프리즘 판(50)에서 외부로 분산 유출되도록 하여서 LED의 점 광원을 면광원으로 변환되도록 하여 광속이 일부분에 집속되는 현상을 방지함으로써, LED특유의 눈부심 현상을 방지하는 구조로 되는 것이다. 물론, 상기 LED 램프(40)가 사용되지 않고 태양광이 사용되는 경우에 마찬가지로 상기 광 확산 프리즘(50)에 의해서 광속이 일부분에 집속되는 현상을 방지하고, 전체 면에 골고루 퍼지는 작용효과를 가짐은 자명한 사실이다. In addition, as shown in FIG. 1, the light diffusion prism plate 50 may be coupled to the luminaire 10 at an open lower end of the luminaire 10 of the plant growth lamp according to the present invention. The light diffusing prism plate 50 is a prism plate having a concave-convex shape, as shown in detail in FIG. 4B, and part of the light diffusing prism plate 50 leaks to the outside according to the angle at which the light irradiated to the lower end is incident on the prism plate 50. And the rest is reflected to the inner surface 19 of the luminaire 10. The light reflected from the inner surface 19 of the luminaire 10 is reflected back to the prism plate 50 again, and this series of continuous processes causes scattered outflow from the entire prism plate 50 to outside. By converting the light source into a surface light source to prevent the phenomenon that the light flux is focused on a portion, it is a structure to prevent the glare characteristic of the LED. Of course, when the LED lamp 40 is not used and sunlight is used, the light diffusing prism 50 prevents the light beam from being focused on a part and has an effect of spreading evenly over the entire surface. It is self-evident.

도 1에서, 도면부호 41로 표시된 부분은 상기 LED 램프(41)의 전극을 표시하는 것으로, 이에 전원이 연결되는 것이다. In FIG. 1, the portion indicated by reference numeral 41 indicates an electrode of the LED lamp 41, and is connected to a power source.

다음, 도 2a 내지 도 2b를 참조로 하여서 본 발명을 설명한다. Next, the present invention will be described with reference to Figs. 2A to 2B.

도 2는 본 발명의 태양광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프의 구성을 나타내는 도면으로서, 도 2a는 상기 식물 성장용 램프의 구성을 전체적으로 도시하는 단면 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 B부분을 확대 도시하는 단면 사시도이며, 도 2c는 도 2a의 A부분을 확대 도시하는 단면 사시도이다. Figure 2 is a view showing the configuration of the plant growth lamp using the sunlight and LED light of the present invention, Figure 2a is a cross-sectional perspective view showing the overall configuration of the plant growth lamp, Figure 2b is part B of Figure 2a Is a cross-sectional perspective view showing an enlarged view, and FIG. 2C is a cross-sectional perspective view showing an enlarged portion A of FIG. 2A.

도 2a는 본 발명에 따른 식물 성장용 램프의 구성을 개략적으로 도시하는 것으로서, 도 2a에서 등기구(19)는 그 내부면(19), 그리고 광 확산 프리즘(50)을 도시하기 위하여 그 일부가 계단식 단면으로 도시되어 있다. 즉, 도 2a는 상기 LED 램프(40)를 아래쪽에서 본 경우에 단면을 도시하는 것으로서, 본 발명을 개략적으로 도시하는 것이다. FIG. 2a schematically shows the configuration of a plant growth lamp according to the invention, in which the luminaire 19 is cascaded in part to show its inner surface 19 and light diffusing prism 50. It is shown in cross section. That is, FIG. 2A shows a cross section when the LED lamp 40 is viewed from below, and schematically shows the present invention.

다음, 도 2b를 설명한다. 도 2b는 도 2a의 B부분을 확대하여 도시하는 단면 사시도로서, 상술한 바와 같이 도광관(15)을 따라서 응집된 태양광(L)이 들어오게 된다. 이에, 태양광이 채광되는 채광 과정에 대하여 간략하게 설명한다. 태양광을 채광하기 위하여 실외에서 태양광 응집기(미도시)가 설치된다. Next, Fig. 2B will be described. FIG. 2B is an enlarged cross-sectional perspective view of the portion B of FIG. 2A, and the solar light L aggregated along the light pipe 15 is introduced as described above. Thus, the mining process of sunlight is mined. A solar flocculator (not shown) is installed outdoors to mine sunlight.

상기 태양광 응집기는 보다 높은 광밀도를 얻기 위해서 태양 추적식 응집기가 사용될 수 있으며, 양호하게는 파라보릭 집광기 등이 사용될 수 있다. The solar agglomerator may be used a solar tracking agglomerator to obtain a higher light density, preferably a parabolic condenser may be used.

이러한 태양광 응집기에서 태양광의 응집과 그 분리의 원리에 대하여 다음의 도 3a 및 도 3b를 참조로 하여서 설명한다. The principle of agglomeration and separation of solar light in such a solar agglomerator will be described with reference to FIGS. 3A and 3B below.

도 3a는 본 발명에 따른 태양광의 응집과 그 분리를 나타내는 도면으로서, 도 3b는 도 3a의 A부분을 확대하여 도시하는 도면이다.FIG. 3A is a view showing aggregation and separation of sunlight according to the present invention, and FIG. 3B is an enlarged view of portion A of FIG. 3A.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 1차 반사경(60)에서 점초점으로 형성된 응집된 태양광은 2차 반사경(61)을 통하여 파라보릭 반사경의 중심 방향으로 재반사되어 2차 초점을 형성한다.As shown in FIGS. 3A and 3B, the aggregated sunlight formed as a focal point in the primary reflector 60 is reflected back toward the center of the parabolic reflector through the secondary reflector 61 to form a secondary focal point. do.

다음,이러한 과정에 2차 초점에 배치된 오목렌즈(62)는 빛을 나란한 방향으로 굴절시키며 이 빛은 프리즘(63)에 의하여 분광된다.Then, in this process, the concave lens 62 disposed at the secondary focal point refracts the light in a side-by-side direction, and the light is spectroscopically analyzed by the prism 63.

여기에서, 상기 프리즘(63)의 재질은 550nm에서의 굴절율이 1.85이상의 재질을 사용하여 짧은 거리에서 분광특성이 잘 실현되도록 하였다.Here, the material of the prism 63 is a material having a refractive index of more than 1.85 at 550 nm to realize the spectral characteristics well at a short distance.

파장에 따라 굴절율을 달리하는 분광된 빛은 볼록렌즈(64)를 통하여 각각의 파장별로 오목 거울(65-1, 65-2...)의 반사면에 재집광되며 반사된다.Spectral light having a different refractive index depending on the wavelength is recondensed and reflected on the reflective surfaces of the concave mirrors 65-1, 65-2, ... for each wavelength through the convex lens 64.

여기에서, 상기 오목 거울(65-1, 65-2....)이 모여서 오목 거울 열(65)을 형성하게 된다. Here, the concave mirrors 65-1, 65-2... Are gathered to form a concave mirror column 65.

이때에, 상기 오목거울(65-1, 65-2....)의 반사방향은 특정파장(440nm, 660nm)과 기타 가시광, 적외선으로 구분하여 도광관(15)의 굴절 윈도우로 진행하여 다시 굴절되어 분광된 빛이 각각의 도광관(15)으로 입사되는 구조이다.At this time, the reflection direction of the concave mirror (65-1, 65-2 ....) is divided into a specific wavelength (440nm, 660nm) and other visible light, infrared light and proceeds to the refractive window of the light guide tube 15 again The refracted and spectroscopic light is incident on each of the light guide tubes 15.

여기에서 분광된 가시광은 태양광 발전에 활용되며, 분광된 적외선은 열 축적조(미도시)로 입사되어 열원으로 활용되게 된다. The visible light is used for photovoltaic power generation, and the infrared light is incident on a heat storage tank (not shown) and used as a heat source.

분광된 빛의 파장 대역폭은 오목거울의 폭(도면에서 상하 방향)에 의하여 결정되며 440±10nm, 660±10nm가 되도록 하는 것이 바람직 하다. The wavelength bandwidth of the spectroscopic light is determined by the width of the concave mirror (up and down direction in the drawing) and is preferably set to be 440 ± 10 nm and 660 ± 10 nm.

이러한 태양광 응집기는 식물 성장에 꼭 필요한 파장인 440nm와 660nm 파장의 빛을 분광시켜서 이를 상기 도광관(15)으로 보낸다. 그리고, 상술한 바와 같이, 분광된 가시광이 아닌 적외선 등은 따로 응집하여서 다른 열에너지원으로 사용할 수 있다.  Such a solar agglomerator spectroscopy light of wavelengths 440nm and 660nm, which are essential for plant growth, and sends it to the light pipe 15. In addition, as described above, infrared rays, etc., which are not spectroscopic visible light may be aggregated separately and used as other heat energy sources.

상술한 바와 같이, 양호하게는, 본 발명에서는 태양의 채광과정은 먼저 태양광 응집기에 의하여 광 밀도를 높이는 일로 시작되며, 일조시간 동안 지속하여 높은 광밀도를 얻기 위해서는 태양 추적이 병행된다. 여기에서, 태양광의 응집은 응집면적 대비 초점 면적이 집광비가 되며, 응집 면적은 광량으로 환산된다.As described above, preferably, in the present invention, the process of mining the sun first begins by increasing the light density by the solar agglomerator, and the sun tracking is performed in parallel to obtain a high light density continuously for a day. Here, in the aggregation of sunlight, the focal area relative to the aggregation area becomes the condensation ratio, and the aggregation area is converted into the amount of light.

양호한 일조조건에서, 단위면적당 일사량은 위도가 48.2도 이하의 지역으로 정의되는 에어매스(AM)1.5에서 1000W/시가 되며 이중 가시광선인 400 ~ 750nm의 파장은 약 50%로 전력으로 환산하면 500W 정도이다.Under favorable sunshine conditions, the amount of insolation per unit area is 1000 W / h at airmass (AM) 1.5, which is defined as an area with a latitude of 48.2 degrees or less, and the wavelength of 400 to 750 nm, the double visible light, is about 50%, equivalent to 500 W in power. .

이에 비하여 LED 램프의 광량은 1W의 전기 에너지가 투입되었을 때 80 ~100루멘으로 이론적인 광 출력인 685루멘/W의 12~15%에 해당하며 실제 발산되는 광 에너지를 전력 에너지로 환산하면 0.12~0.15W에 해당한다.On the other hand, the light quantity of LED lamp is 80 ~ 100 lumens when 1W of electric energy is input. It corresponds to 12-15% of 685 lumens / W, which is the theoretical light output. It corresponds to 0.15W.

즉, 1m2에 조사되는 태양광 중 가시광선은 3,300~4,100w의 전력을 LED에 인가하여 발산되는 광량과 유사하며 이로써 자연광의 휘도를 비교할 수 있는 것이다.That is, visible light among the sunlight irradiated to 1m 2 is similar to the amount of light emitted by applying 3,300 ~ 4,100w of power to the LED, thereby comparing the brightness of natural light.

이렇게 분광된 빛(L)은 도광관(15)의 반사경(15)에 의해서 광도파관(15-5)으로 이송된다. 상기 반사경(15)은 일반적으로 도 2b에 도시된 바와 같이 오목경이 양호하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 광도파관(15)으로 온 빛(L)을 광섬유(15-5)에 집속시켜서 전달하는 구성으로 된 것이 어떠한 것도 사용될 수 있다. 이렇게 집속된 광(L)을 다시 도광관(15)에 설치된 집속 프리즘(15-2)을 거쳐서 광섬유(15-5)로 전달된다. 여기에서, 도면부호 15-3은 상기 집속 프리즘(15-2)을 고정시키는 캡 수단을 지칭하는 것이며, 도면부호 15-4는 상기 광섬유(15-5)의 외피를 가르키는 것이다. 이렇게 상기 광섬유(15-5)을 통과한 광(L)은 확산기(diffuser)(15-8)에 의해서 확산되어서 상기 등기구(10)내로 확산되게 된다. 상기 확산기(15-8)를 사용함으로써 상기 광(L)을 보다 양호하게 분산시켜면서 상기 등기구(10)내로 보낼 수 있는 것이다. 여기에서, 도면부호 15-6은 상기 광섬유(15-5) 및 그 외피(15-6)를 상기 등기구(10)의 후면판(30)에 고정시키는 캡이고, 도면부호 15-7은 상기 캡(15-6)과 상호 작용하는 볼트와 같은 고정 수단이다. The light L thus spectra is transferred to the optical waveguide 15-5 by the reflector 15 of the light guide tube 15. The reflector 15 generally has a concave diameter as shown in FIG. 2B, but the present invention is not limited thereto. The light reflector 15 focuses the light L on the optical waveguide 15 to the optical fiber 15-5. Anything that is configured to be used can be used. The focused light L is transferred to the optical fiber 15-5 through the focusing prism 15-2 installed in the light guide tube 15. Here, reference numeral 15-3 denotes a cap means for fixing the focusing prism 15-2, and reference numeral 15-4 denotes an outer shell of the optical fiber 15-5. The light L passing through the optical fiber 15-5 is diffused by the diffuser 15-8 to be diffused into the luminaire 10. By using the diffuser 15-8, the light L can be dispersed into the luminaire 10 with better dispersion. Here, reference numeral 15-6 denotes a cap for fixing the optical fiber 15-5 and the shell 15-6 to the back plate 30 of the luminaire 10, and reference numeral 15-7 denotes the cap. It is a fastening means, such as a bolt, interacting with (15-6).

다음, 도 2c를 살펴보면, 도 2c는 도 2a의 A부분을 확대 도시하는 단면 사시도이다. 상술한 바와 같이, 파이프(13-2), 파이프(13-3)를 거쳐서 관로(13)으로 이산화탄소가 공급되고, 또한 파이프(14-2), 파이프(14-3)를 거쳐서 관로(14)로 물이 공급된다. Next, referring to FIG. 2C, FIG. 2C is an enlarged cross-sectional perspective view of portion A of FIG. 2A. As described above, carbon dioxide is supplied to the conduit 13 via the pipe 13-2 and the pipe 13-3, and the conduit 14 via the pipe 14-2 and the pipe 14-3. Water is supplied.

이와 같이, 본 발명에서는, 자연광인 태양광을 채광하고, 상기 채광된 자연광을 등기구에 조사하며, 또한 LED광을 상기 등기구에 조사함으로써 자연광인 태양광과 인공광인 LED광을 모두 사용할 수 있게 된다. 그리고, 상기 본 발명에서는, 상술한 바와 같이, 상기 자연광인 태양광을 채광하는 것을 태양광을 한 곳으로 모으는 응집 태양광으로 구현하는 것이 양호하며, 이러한 응집 태양광을 모으기 위해서 태양을 추적하면서 태양광을 응집하는 추적식 태양광 응집기가 양호하다. As described above, according to the present invention, both sunlight and artificial LED light can be used by mining sunlight, which is natural light, irradiating the emitted natural light to the luminaire, and irradiating LED light to the luminaire. In the present invention, as described above, it is preferable to implement sunlight to collect the sunlight, which is the natural light, into aggregated sunlight that collects sunlight in one place, and to track the sun in order to collect such aggregated sunlight. Traced solar flocculators that aggregate light are preferred.

그리고, 본 발명에서는, 상기 자연광인 태양광과 인공광인 LED광을 필요에 따라서 서로 교번하거나 또는 중첩시켜서 사용할 수 있다. 즉, 태양이 떠 있는 주간에서는 자연광인 태양광에 의해서 빛을 조사하고, 태양광이 없는 야간에는 인공광인 LED 광을 사용하여서 빛을 조사할 수 있다. 또한, 태양광이 부족한 흐린 날 등에서는 상기 자연광인 태양광에 인공광인 LED 광을 보광하여서, 즉 중첩시켜서 사용할 수 있다. In the present invention, the above-described natural light and the artificial LED light can be alternately or superimposed as necessary. That is, during the day when the sun is floating, light can be irradiated by sunlight, which is natural light, and by using LED light, which is artificial light, at night without sunlight. In addition, on a cloudy day or the like when the sunlight is insufficient, the LED light, which is artificial light, may be supplemented to the sunlight, which is the natural light, that is, it may be used by being superimposed.

다음, 도 4a은 본 발명에 따른 태양광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프의 등기구의 방열 형태를 보다 상세하게 도시하는 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 앞측에서 볼 때의 단면도이다. Next, Figure 4a is a perspective view showing in more detail the heat radiation form of the luminaire of the plant growth lamp using the sunlight and LED light according to the present invention, Figure 4b is a cross-sectional view as seen from the front of Figure 4a.

이와 같이, 본 발명에서는, 상기 등기구(10)가 방열 형태로 되어 있는 바, 태양광이나 LED광이 조사될 때에 LED에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 방열시킬 수 있는 것이다. 따라서, LED의 발생열을 식히기 위한 별도의 냉각 수단이 필요없게 되며, 식물 성장에 필요한 온도 조절이 쉽게 되는 것이다. As described above, in the present invention, since the luminaire 10 is in a heat dissipation form, the heat generated from the LED can be more effectively dissipated when the sunlight or the LED light is irradiated. Therefore, there is no need for a separate cooling means for cooling the generated heat of the LED, it is easy to control the temperature required for plant growth.

상기 도 4a에 도시된 바와 같이, 관로(11,12,13,14)가 상기 등기구(10)내에 형성되어 있으며, 상기 관로(11,12)내로는 냉각수가 순환하며 이러한 냉각수 순환에 의해서 등기구(10)의 상기 방열 형태에 부가하여서 더욱더 냉각 기능을 배가시킬 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 냉각수의 회수 열은 별도의 열에너지원으로 사용할 수 있는 것이다. 그리고, 상기 관로(13)에는 이산화탄소가 흐르게 되며, 상기 관로(14)에는 물이 흐르게 되는데, 이러한 것의 효과에 대해서는 상술한 바와 같다. As shown in FIG. 4A, conduits 11, 12, 13, and 14 are formed in the luminaire 10, and cooling water circulates into the conduits 11 and 12, and the luminaire ( In addition to the heat dissipation form of 10), the cooling function can be further increased. In addition, as described above, the recovery heat of the cooling water may be used as a separate heat energy source. In addition, carbon dioxide flows in the conduit 13, and water flows in the conduit 14, and the effect thereof is as described above.

그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, LED 램프(40)가 상기 등기구(10)의 내부에 부착되는데, 여기에서 상술한 광 확산 프리즘 판(50)이 보다 상세하게 도시되어 있다. 이러한 광 확산 프리즘 판(50)의 효과는 상술한 바와 같이, 식물로 조사되는 상기 채광된 자연광과, LED광이 소정의 각도로 유입된 빛만이 조사되고, 나머지 광은 반사되고 또한 상기 등기구의 내부면에서 재반사되도록 함으로써, 빛을 고루게 분산시키는 기능을 가지게 된다. And, as shown in Figure 4b, an LED lamp 40 is attached to the interior of the luminaire 10, wherein the light diffusing prism plate 50 described above is shown in more detail. As described above, the effect of the light diffusing prism plate 50 is that only the mined natural light irradiated to the plant and the light in which the LED light is introduced at a predetermined angle are irradiated, and the remaining light is reflected and the inside of the luminaire. By being re-reflected in plane, it has the function of evenly dispersing light.

다음, 도 5a는 본 발명에 따른 태양광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프의 구성에서 태양광이 도광관에서 상기 램프에 조사되는 것을 도시하는 단면도이고, 도 5b는 상기 도광관을 보다 상세하게 도시하는 확대 단면도이다. Next, Figure 5a is a cross-sectional view showing that the sunlight is irradiated to the lamp from the light guide in the configuration of the plant growth lamp using the sunlight and LED light according to the present invention, Figure 5b is a detailed view of the light guide It is an enlarged cross section shown.

먼저, 도 5a를 살펴보면, 실외에서 집속되고 또한 분광된 광(L)은 도광관(15)내로 도입되어서 상기 반사경(15-1)에 의해서 광섬유(15-5)로 유도된다. 이러한 과정은 상술한 바와 같음으로 생략한다. 도 5a에서 도면부호 60으로 표시된 것은 상기 등기구(10) 내에서의 광의 광도를 검출하여서 LED의 광을 보광하여 자동적으로 제어하기 위한 감지 수단(60)이다. 즉, 상기 감지 수단(60)은 등기구(10)내의 광의 광도가 검출하여서 광도가 낮을 경우에는 태양광에 부가하여서 상기 LED광이 보광하도록 하는 수단인 것이다. 상기 감지 수단(60)으로서는 일반적으로 사용되는 광 검출기가 적용될 수 있는데, 즉, 포토다이오드, 포토트렌지스터, cds, 등과의 결합형태로 사용되는 광 검출기가 적용될 수 있다. First, referring to FIG. 5A, the light L that is focused and spectroscopically outdoors is introduced into the light guide 15 and guided to the optical fiber 15-5 by the reflector 15-1. This process is omitted as described above. Denoted by reference numeral 60 in FIG. 5A is a sensing means 60 for detecting the luminous intensity of the light in the luminaire 10 so as to complement and automatically control the light of the LED. That is, the sensing means 60 is a means for detecting the luminosity of the light in the luminaire 10 so that the LED light is added to the sunlight when the luminosity is low. As the sensing means 60, a photo detector generally used may be applied, that is, a photo detector used in combination with a photodiode, phototransistor, cds, or the like may be applied.

다음, 도 5b를 살펴보면, 상기 도광관(15)은 2개로 분할된 형태, 즉 도면부호 15-a, 15-b로 분할되어 있다. 이렇게 분할하는 것은 상기 도광관(15)의 내부면을 상술한 바와 같이, 고조도면으로 연마하거나 또는 반사 필름을 부착하기 쉽도록 하기 위함이다. 이렇게 상기 도광관(15)의 내부를 연마하거나 반사 필름으로 부착한 이후에는, 결합 수단(15-10, 15-11)에 의해서 서로 결합된다. 또한, 본 발명의 도광판(15)은 다각형 형상으로 구성될 수 있다. Next, referring to FIG. 5B, the light guide tube 15 is divided into two parts, that is, reference numerals 15-a and 15-b. This division is to make the inner surface of the light pipe 15 easy to be polished to a high roughness surface or to attach a reflective film as described above. After the inside of the light pipe 15 is polished or attached with a reflective film, the light guide tube 15 is bonded to each other by the coupling means 15-10 and 15-11. In addition, the light guide plate 15 of the present invention may be configured in a polygonal shape.

그리고, 상기 광도파관(15)에 부착되는 반사경(15-1)은 상기 광도파관(15)내에서 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 이렇게 상기 반사경(15-1)을 상기 도광관(15)내에서 엇갈리게 배치하는 것은 상기 도광관(15)내로 들어오는 빛이 상기 반사경(15-1)에 의해서 가려지지 않게 하기 위해서다. In addition, the reflectors 15-1 attached to the optical waveguide 15 may be alternately disposed in the optical waveguide 15. The reflection mirrors 15-1 are arranged in the light guide tube 15 so that the light entering the light guide tube 15 is not blocked by the reflector 15-1.

10: 등기구
11,12,13,14: 관로
13-4, 14-4: 노즐
15: 도광관
20: 전면판
30: 후면판
40: LED 램프10: luminaire
11,12,13,14: pipeline
13-4, 14-4: nozzle
15: light guide
20: front panel
30: backplane
40: LED lamp

Claims (13)

자연광을 채광하는 단계와,
상기 채광된 자연광을 등기구에 조사하는 단계와,
LED광을 상기 등기구에 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장 방법. Mining natural light,
Irradiating the mined natural light to a luminaire,
Plant growth method using natural light and LED light, comprising the step of irradiating the LED light to the luminaire. 청구항 1에 있어서,
상기 자연광을 조사하는 단계와, LED광을 조사하는 단계는 서로 교번하거나 또는 중첩하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장 방법. The method according to claim 1,
Irradiating the natural light and irradiating the LED light may further include alternating or overlapping each other. 청구항 1에 있어서,
상기 자연광을 조사하는 단계와, LED광을 조사하는 단계는 동일 등기구에서 이루어지는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장 방법. The method according to claim 1,
And irradiating the natural light and irradiating the LED light with the natural light and the LED light. 청구항 1에 있어서,
상기 등기구 내의 조광면을 연마하거나 또는 반사 필름을 부착시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장 방법. The method according to claim 1,
The method of plant growth using natural light and LED light, characterized in that it further comprises the step of polishing the illumination surface in the luminaire or attaching a reflective film. 청구항 1에 있어서,
상기 등기구 내에서의 광의 광도를 검출하여서 LED의 광을 보광하는 단계를 자동적으로 제어하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장 방법. The method according to claim 1,
And automatically controlling the step of complementing the light of the LED by detecting the light intensity of the light in the luminaire. 청구항 1에 있어서,
상기 등기구에 냉각수를 순환시키는 단계와, 이산화탄소를 공급시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장 방법. The method according to claim 1,
Circulating coolant to the luminaire and supplying carbon dioxide to the plant growth method using natural light and LED light. 청구항 1에 있어서,
식물로 조사되는 상기 채광된 자연광과, LED광이 소정의 각도로 유입된 빛만이 조사되고, 나머지 광은 반사되고 또한 상기 등기구의 내부면에서 재반사되도록 하는 일련의 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장 방법. The method according to claim 1,
And further comprising a series of steps in which the natural light emitted from the plant and only the light from which the LED light is introduced at a predetermined angle are irradiated, and the remaining light is reflected and reflected back from the inner surface of the luminaire. Plant growth method using natural light and LED light to make. 식물 성장용 램프로서,
상기 램프의 등기구에 설치되어서 태양광을 채광하여 유입하는 광도파관 및 광섬유 접속구와,
LED광을 발생시키는 LED광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프. As a lamp for plant growth,
An optical waveguide and an optical fiber connection port which is installed in a lamp luminaire of the lamp and receives sunlight;
Plant growth lamp using natural light and LED light, characterized in that it comprises an LED light source for generating LED light. 청구항 8에 있어서,
상기 등기구의 외부면은 발생열을 외부로 발산하는 금속재의 히트 싱크로 구성되는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프. The method according to claim 8,
Lamp for plant growth using natural light and LED light, characterized in that the outer surface of the luminaire is composed of a heat sink of a metal material that emits heat generated outside. 청구항 8에 있어서,
상기 등기구의 내부면은 연마된 면으로 구성되거나 반사 필름을 부착되는 반사면 구조로 되는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프. The method according to claim 8,
Lamp for plant growth using natural light and LED light, characterized in that the inner surface of the luminaire consists of a polished surface or a reflective surface structure to which a reflective film is attached. 청구항 8에 있어서,
상기 등기구 내에는 냉각수 순환용 관로, 이산화탄소 공급용 관로, 또는 수분 공급용 관로를 설치하는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프. The method according to claim 8,
The lamp for plant growth using natural light and LED light, characterized in that the installation of the cooling water circulation pipe, the carbon dioxide supply pipe, or the water supply pipe in the luminaire. 청구항 8에 있어서,
상기 등기구 내에서의 광의 광도를 검출하여서 LED의 광을 보광하여 자동적으로 제어하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프. The method according to claim 8,
And a means for detecting light intensity of the light in the luminaire and controlling the light of the LED to automatically control the light of the LED. 청구항 8에 있어서,
식물로 조사되는 조사면을, 상기 채광된 자연광과, LED광이 소정의 각도에사만 유입되고, 나머지 광은 반사되며 또한 상기 등기구의 내부면에서 재반사되도록 하는 일련의 과정에서 밀도를 균일화하고 외부로 복사되는 빛이 광 확산면에서 균일하게 방출시키도록 반사 프리즘으로 구성하는 것을 특징으로 하는 자연광과 LED광을 이용하는 식물 성장용 램프. The method according to claim 8,
The irradiation surface irradiated with a plant is uniformized in a series of processes in which the natural light and the LED light are introduced only at a predetermined angle, and the remaining light is reflected and re-reflected from the inner surface of the luminaire. Lamp for plant growth using natural light and LED light, characterized in that configured as a reflective prism so that the light radiated to the outside is uniformly emitted from the light diffusion surface.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016186238A1 (en) * 2015-05-20 2016-11-24 (주)제스코 Environment-friendly plant cultivating system
WO2019039625A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 조영재 Plant factory
EP3584494A4 (en) * 2018-04-28 2020-01-01 Fujian Sanan Sino-Science Photobiotech Co., Ltd. Heat sink and plant lamp
CN111457333A (en) * 2020-04-30 2020-07-28 深圳福凯半导体技术股份有限公司 Plant growth lamp and temperature control system thereof
DE102019209916A1 (en) * 2019-07-05 2021-01-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Lighting device and lighting method for at least one plant
JP2021523710A (en) * 2018-05-25 2021-09-09 インテリジェント グロース ソリューションズ リミテッドＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｇｒｏｗｔｈ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ventilation and lighting support
US20210388977A1 (en) * 2018-05-21 2021-12-16 Exposure Illumination Architects, Inc. Elongated modular heat sink with coupled light source
KR20220111434A (en) * 2021-02-02 2022-08-09 주식회사 지능로봇스튜디오 High density plant growing container with natural light combination system
IL266602B1 (en) * 2018-04-28 2023-06-01 Fujian Sanan Sino Science Photobiotech Co Ltd Radiator and plant illumination lamp
KR102637184B1 (en) 2023-05-03 2024-02-16 (주)이코모스 strawberry cultivation system

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016186238A1 (en) * 2015-05-20 2016-11-24 (주)제스코 Environment-friendly plant cultivating system
WO2019039625A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 조영재 Plant factory
CN111065261A (en) * 2017-08-23 2020-04-24 曹永宰 Plant factory
JP2020531013A (en) * 2017-08-23 2020-11-05 チョ ヤン−チャイＣＨＯ， Ｙｏｕｎｇ−ｃｈａｉ Plant factory
CN111065261B (en) * 2017-08-23 2022-08-12 曹永宰 Plant factory
US11191222B2 (en) 2017-08-23 2021-12-07 Young Chai Cho Plant factory
EP3584494A4 (en) * 2018-04-28 2020-01-01 Fujian Sanan Sino-Science Photobiotech Co., Ltd. Heat sink and plant lamp
IL266602B1 (en) * 2018-04-28 2023-06-01 Fujian Sanan Sino Science Photobiotech Co Ltd Radiator and plant illumination lamp
US20210388977A1 (en) * 2018-05-21 2021-12-16 Exposure Illumination Architects, Inc. Elongated modular heat sink with coupled light source
US11680702B2 (en) * 2018-05-21 2023-06-20 Exposure Illumination Architects, Inc. Elongated modular heat sink with coupled light source
JP2021523710A (en) * 2018-05-25 2021-09-09 インテリジェント グロース ソリューションズ リミテッドＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｇｒｏｗｔｈ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ventilation and lighting support
US11980143B2 (en) 2018-05-25 2024-05-14 Intelligent Growth Solutions Limited Ventilation and lighting device
DE102019209916B4 (en) * 2019-07-05 2021-03-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Lighting device and lighting method for at least one plant
DE102019209916A1 (en) * 2019-07-05 2021-01-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Lighting device and lighting method for at least one plant
US11982413B2 (en) 2019-07-05 2024-05-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Lighting device and lighting method for at least one plant
CN111457333A (en) * 2020-04-30 2020-07-28 深圳福凯半导体技术股份有限公司 Plant growth lamp and temperature control system thereof
KR20220111434A (en) * 2021-02-02 2022-08-09 주식회사 지능로봇스튜디오 High density plant growing container with natural light combination system
KR102637184B1 (en) 2023-05-03 2024-02-16 (주)이코모스 strawberry cultivation system

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