KR20120028040A - High-efficiency plants cultivation apparatus - Google Patents
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- Y10S47/00—Plant husbandry
- Y10S47/06—Plant growth regulation by control of light thereon
Abstract
Description
본 발명은 식물재배장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 광원을 확산 또는 집속시켜 식물재배에만 사용하도록 함으로써, 고효율 식물 재배가 가능한 식물재배장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plant cultivation apparatus, and more particularly, to a plant cultivation apparatus capable of high efficiency plant cultivation, by using only the plant cultivation by diffusing or focusing the light source.
산업이 발전하고 인구가 증가함에 따라 각종 공장시설의 확장과 주택의 건설로 농경지나 청정지역이 감소하고 있으며, 특히 화학비료 등의 사용으로 농작물을 재배하는 농경지가 척박해지고, 산업공해의 증가로 청정 농산물이나 각종 식물의 재배가 날로 어려워지고 있다. 더욱이 이러한 환경에서 자라는 식물들은 제대로 성장하지 못함은 물론이며, 오염물질이 식물 내에 축적되어 인간에게 공급되는 경우 여러 질병을 일으키는 요인으로 작용하게 된다.With the development of the industry and the increase of population, farmland and clean areas are decreasing due to the expansion of various factory facilities and the construction of houses.In particular, the farmland that grows crops by using chemical fertilizers is being reduced, and the increase of industrial pollution The cultivation of agricultural products and various plants is becoming increasingly difficult. Moreover, plants growing in these environments do not grow properly, and when pollutants accumulate in the plants and are supplied to humans, they cause various diseases.
특히, 상추나 샐러드와 같이 가공하지 않고 섭취하는 채소의 경우, 잔존하는 농약의 유해성에 대한 관심이 고조되면서, 일반 가정에서 식생활에 필요한 채소를 직접 재배하여 먹고자 하는 욕구가 높아지고 있다. 그러나, 일반적으로 채소를 재배하기 위해서는 재배에 필요한 토지를 확보해야하고, 또한, 채소의 재배에 상당한 인적 노력이 요구된다. 또한, 채소의 재배는 단기간에 이루어지지 않고, 채소를 파종하여 수확할 때까지 상당한 기간이 요구되기 때문에, 일반 가정에서 자신이 소비할 야채를 직접 재배한다는 것은 현실적으로 매우 어렵다. In particular, in the case of vegetables that are consumed without processing, such as lettuce or salads, as the interest in the harmfulness of the remaining pesticides is increasing, the desire to eat and grow vegetables directly for eating in the general household is increasing. In general, however, in order to grow vegetables, it is necessary to secure land necessary for cultivation, and further, considerable human effort is required to grow vegetables. In addition, since the cultivation of vegetables is not done in a short period of time, and a considerable period of time is required until the seeding and harvesting of vegetables, it is practically very difficult to grow vegetables directly for consumption at home.
따라서, 최근에는 가정에서 직접 채소를 재배할 수 있는 하나의 대안으로서 수경재배가 고려되고 있다. 수경재배는 식물의 뿌리에 대하여 각종 성장촉진제가 포함된 배양액을 직접적으로 공급하여 식물의 성장속도를 인위적으로 촉진시킴으로써, 일반적인 노지재배에 비해 단기간에 다량의 수확량을 얻을 수 있도록 하는 것이다. 이에 따라, 한국등록실용 제20-0395999호의 "수경 재배기"는 실내에서 식용으로 사용되는 잎채소 및 기타 식물을 재배하기 위한 수경 재배기를 개시하고 있다. Therefore, in recent years, hydroponic cultivation has been considered as an alternative to grow vegetables directly at home. Hydroponic cultivation is to directly supply a culture solution containing various growth accelerators to the root of the plant to artificially promote the growth rate of the plant, so that a large amount of yield can be obtained in a short period of time compared to the general open field cultivation. Accordingly, the "hydroponic cultivator" of Korean Registered Room No. 20-0395999 discloses a hydroponic cultivator for cultivating leafy vegetables and other plants used for food indoors.
하지만, 종래 기술은 자연광에 가까운 조명등을 연출하기 위하여 굉장히 많은 전력을 소비해야 하며, 그 빛이 전 영역을 조사하게 되므로 비효율적으로 전력을 소비하게 되어, 일반 가정에서 사용 시에 비용 부담이 크다는 단점이 있다.However, the prior art has to consume a lot of power in order to produce a lamp close to the natural light, and because the light is irradiated over the entire area, it consumes power inefficiently, the cost burden is high when using in a normal home. have.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, LED를 구비하는 광원을 사용하고, 상기 광원을 확산 또는 집속시켜 식물 재배에만 사용하도록 함으로써, 적은 전력으로도 일반 가정에서 상추와 같은 식물을 재배할 수 있는 고효율 식물 재배 장치를 제공하고자 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to use a light source having an LED, and to diffuse or focus the light source to be used only for plant cultivation, so that plants such as lettuce can be grown at home with a small amount of power. It is to provide a high efficiency plant cultivation apparatus that can be.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 고효율 식물 재배 장치에 관한 것으로서, 케이스; 상기 케이스의 내부에 배치되고, 내부에 구비된 배양액을 이용하여 식물을 개별 단위로 재배할 수 있는 다수 개의 식물재배홈을 구비하는 트레이; 및 상기 트레이의 상부표면과 마주보는 상기 케이스의 상단에 배치되되, 상기 다수 개의 식물재배홈의 각각에 대응되는 위치에 배치되고, 사전에 설정된 파장 대역의 빛을 확산하여 상기 대응되는 식물재배홈으로 각각 조사하는 다수 개의 확산광원부;를 구비하고, 상기 확산광원부로부터 조사되는 빛의 면적은 상기 확산광원부로부터의 거리와 비례관계인 것을 특징으로 한다.Features of the present invention for achieving the above technical problem, relates to a high efficiency plant cultivation apparatus, the case; A tray disposed inside the case and having a plurality of plant cultivation grooves capable of cultivating the plants in individual units using a culture solution provided therein; And disposed at an upper end of the case facing the upper surface of the tray, disposed at a position corresponding to each of the plurality of plant cultivation grooves, and diffusing light of a predetermined wavelength band to the corresponding plant cultivation grooves. And a plurality of diffuse light source portions to irradiate each, and the area of light radiated from the diffuse light source portion is proportional to the distance from the diffuse light source portion.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 확산광원부는 정면에 광학장치를 더 구비하여 빛을 확산시키는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above-mentioned features, it is preferable that the diffused light source unit further comprises an optical device in front to diffuse the light.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 광학장치는 양오목렌즈 및 평오록렌즈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above-described feature, the optical device is preferably characterized in that any one of a binocular lens and a flat green lens.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 확산광원부는 LED 소자를 이용하여 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above-mentioned features, it is preferable that the diffuse light source unit emit light using an LED element.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징은, 고효율 식물 재배 장치에 관한 것으로서, 케이스; 상기 케이스의 내부에 배치되고, 내부에 구비된 배양액을 이용하여 식물을 개별 단위로 재배할 수 있도록 다수 개의 식물재배홈을 구비하는 트레이; 및 상기 트레이의 상부표면과 마주보는 상기 케이스의 상단에 배치되되, 상기 다수 개의 식물재배홈의 각각에 대응되는 위치에 배치되고, 사전에 설정된 파장 대역의 빛을 집속하여 상기 대응되는 식물재배홈으로 각각 조사하는 다수 개의 집속광원부;를 구비하고, 상기 집속광원부로부터 조사되는 빛의 면적은 상기 집속광원부로부터의 거리와 반비례관계인 것을 특징으로 한다.Another aspect of the present invention for achieving the above technical problem, relates to a high efficiency plant cultivation apparatus, the case; A tray disposed inside the case and having a plurality of plant cultivation grooves for cultivating the plants in individual units using a culture solution provided therein; And disposed at an upper end of the case facing the upper surface of the tray, disposed at a position corresponding to each of the plurality of plant cultivation grooves, and condensing light of a predetermined wavelength band to the corresponding plant cultivation groove. And a plurality of focused light source units for irradiating each, and the area of light irradiated from the focused light source unit is inversely proportional to the distance from the focused light source unit.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 광원부는 정면에 광학장치를 더 구비하여 빛을 집속시키는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above-mentioned feature, the light source unit preferably further comprises an optical device in front to focus light.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 광학장치는 양볼록렌즈 및 평볼록렌즈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above features, the optical device is preferably characterized in that any one of a biconvex lens and a flat convex lens.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 집속광원부는 LED 소자를 이용하여 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above-described feature, the focused light source unit is preferably characterized in that for emitting light using the LED element.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 케이스는 정면이 개방되고, 상기 트레이는 상기 케이스의 개방된 정면을 통해 케이스의 내부에 장착되거나, 케이스로부터 분리되어 교체 가능한 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above features, the case is open front, the tray is mounted to the inside of the case through the open front of the case, it is preferable to be separated from the case can be replaced Do.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 케이스는 내측면을 따라 상기 트레이를 슬라이딩 가능하게 지지하는 고정가이드부를 구비하고, 상기 트레이는 상기 고정가이드부와 결합되어 상기 트레이를 슬라이딩하게 하는 가동가이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above features, the case is provided with a fixed guide portion for slidably supporting the tray along the inner surface, the tray is coupled to the fixed guide portion movable to slide the tray It is preferable that a guide part is provided.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 식물 재배 장치는 상기 케이스 내부에 배치된 트레이의 높이를 조정할 수 있는 높이조정부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above-mentioned features, the plant cultivation apparatus is preferably characterized in that it further comprises a height adjustment member that can adjust the height of the tray disposed inside the case.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 케이스는 내부 표면에 빛을 반사시키는 반사층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above features, the case is preferably characterized in that it further comprises a reflective layer for reflecting light on the inner surface.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 트레이는 상기 다수 개의 식물재배홈 각각에 상온에서 원적외선을 방출하는 물질로 구성되는 원적외선 방출기재를 배치하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above features, it is preferable that the tray is arranged in each of the plurality of plant cultivation grooves, the far-infrared emitter base composed of a material emitting far-infrared rays at room temperature.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 원적외선 방출기재는 세라믹, 천기토, 토르말린, 귀양석, 맥반석 중의 하나가 선택되어 사용되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above features, it is preferable that the far-infrared ray emitting material is selected from one of ceramic, natural earth, tourmaline, precious stone, and elvan.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 원적외선 방출기재는 상온에서 5~20㎛ 파장 대역의 원적외선을 방출하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above-mentioned features, the far-infrared ray emitting base material is preferably characterized in that it emits far-infrared rays of 5 ~ 20㎛ wavelength band at room temperature.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 식물 재배 장치는 상기 케이스의 내부에 배치된 원적외선 램프를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above features, the plant cultivation apparatus is preferably characterized in that it further comprises a far-infrared lamp disposed inside the case.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 트레이 또는 케이스는 상온에서 원적외선을 방출하는 물질을 포함하는 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above features, the tray or case is preferably made of a material containing a material that emits far infrared rays at room temperature.
전술한 특징에 따른 고효율 식물 재배 장치에 있어서, 상기 배양액은 나노입자상태의 금(Au) 및 은(Ag) 중 어느 하나 또는 둘을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the above features, the culture medium is preferably characterized in that it comprises any one or two of gold (Au) and silver (Ag) in the nanoparticle state.
본 발명에 따른 고효율 식물 재배장치는 확산광원부로부터 멀어질수록 빛의 조사 면적이 넓어지는 특징을 이용하여, 식물 성장에 따라 확산광원부로부터의 간격을 조절함으로써 상기 식물에만 효과적으로 빛을 조사할 수 있게 된다. 따라서, 불필요한 빛의 사용을 하지 않아도 되므로, 그만큼의 전력을 절감할 수 있는 고효율 식물 재배 장치이다. 특히, 친환경적인 LED 소자를 이용하여 식물의 생장에 필요한 파장으로 광원을 구성하고, 트레이나 식물로부터 반사되는 빛을 다시 재반사할 수 있는 반사층을 사용함으로써, 전력 절감 효과를 극대화할 수 있다는 장점을 갖는다. High-efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention can effectively irradiate light only to the plant by controlling the distance from the diffused light source according to the growth of the plant by using the feature that the irradiation area of the light is wider away from the diffused light source. . Therefore, since it is not necessary to use unnecessary light, it is a highly efficient plant cultivation apparatus that can reduce the power. In particular, it is possible to maximize the power savings by constructing a light source with wavelengths necessary for plant growth using an eco-friendly LED device and using a reflection layer that can reflect back light reflected from a tray or plant. Have
또한, 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치는 집속광원으로부터 멀어질수록 빛의 조사 면적이 좁아지는 특징을 이용하여, 식물 성장에 따라 자연스럽게 상기 식물에만 효과적으로 빛을 조사할 수 있게 된다. 따라서, 제1 실시예와 같이 트레이의 위치를 성장에 맞춰 조절할 필요가 없어 편리하게 사용할 수 있다는 장점을 갖는다.In addition, the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention can effectively irradiate light only to the plant naturally as the plant grows, using the feature that the irradiation area of the light narrows away from the focused light source. Therefore, as in the first embodiment, there is no need to adjust the position of the tray according to growth, which has the advantage of being convenient.
또한, 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치는 원적외선을 이용하여 배양액의 부패를 막을 수 있음은 물론이며, 원적외선 공명 효과를 이용하여 물 분자를 흡수가 잘되는 작은 사이즈로 분해하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치 내의 환경을 식물의 성장에 도움이 되도록 조성함으로써, 식물의 성장을 더욱 촉진할 수 있다. In addition, the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention can prevent the decay of the culture medium using far infrared rays, and decomposes the water molecules into a small size that absorbs well using the far infrared resonance effect. Therefore, by forming the environment in the high efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention to help the growth of the plant, it is possible to further promote the growth of the plant.
또한, 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치는 나노입자상태의 금 또는 은을 배양액에 포함시킴으로써, 식물이 배양액과 함께 흡수할 수 있도록 하여 금 또는 은을 포함하는 식물을 재배할 수 있다In addition, the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention can grow the plant containing gold or silver by including the nanoparticles of gold or silver in the culture, so that the plant can absorb with the culture.
또한, 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치는 다수 개의 트레이를 배치할 수 있도록 다수 개의 층을 갖도록 함으로써, 한정된 공간에서도 효율적으로 많은 양의 식물을 재배할 수 있다.In addition, the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention by having a plurality of layers to arrange a plurality of trays, it is possible to grow a large amount of plants efficiently in a limited space.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 식물 재배장치의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치의 확산광원부의 구조 및 동작원리를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치를 이용하여 식물을 재배하는 과정을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치에 원적외선 방출기재를 활용한 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다수 개의 층을 구비한 고효율 식물 재배 장치를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치의 집속광원의 구조 및 동작 원리를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치를 이용하여 식물을 재배하는 과정을 예시적으로 도시한 도면이다.1 is a perspective view showing the structure of a high efficiency plant cultivation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side view showing the structure and operation principle of the diffuse light source unit of the high efficiency plant cultivation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
3 is a diagram exemplarily illustrating a process of cultivating a plant using a high efficiency plant cultivation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram exemplarily illustrating a structure using a far infrared ray emitting substrate in a high efficiency plant cultivation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
5 is a perspective view exemplarily illustrating a high efficiency plant cultivation apparatus having a plurality of layers according to a first embodiment of the present invention.
6 is a side view showing the structure and operation principle of the focused light source of the high efficiency plant cultivation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7 is a diagram exemplarily illustrating a process of cultivating a plant using a high efficiency plant cultivation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치의 구조 및 동작 원리를 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the structure and operation principle of a high efficiency plant cultivation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
제1 First 실시예Example
도 1의 (a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치의 사시도, (b)는 상기 식물 재배 장치의 트레이의 사시도, (c)는 상기 식물 재배 장치의 케이스의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치(10)는 케이스(100), 트레이(110) 및 다수 개의 확산광원(120)을 구비한다. 1 (a) is a perspective view of a high efficiency plant cultivation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, (b) is a perspective view of a tray of the plant cultivation apparatus, (c) is a perspective view of a case of the plant cultivation apparatus. Referring to FIG. 1, the high efficiency
상기 트레이(110)는 상기 케이스(100)의 내부에 배치되고, 내부에 구비된 배양액을 이용하여 식물을 개별 단위로 재배할 수 있는 다수 개의 식물재배홈을 구비한다. The
상기 다수 개의 확산광원(120)은 상기 트레이(110)의 상부표면과 마주보는 상기 케이스(100)의 상단에 배치되되, 상기 다수 개의 식물재배홈의 각각에 각각 대응되는 위치에 배치되고, 사전에 설정된 파장 대역의 빛을 확산하여 상기 대응되는 식물재배홈에만 조사한다. 또한, 상기 확산광원부로부터 조사되는 빛의 면적은 상기 확산광원부로부터의 거리와 비례관계를 갖는다.
The plurality of
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치(10)는 상기 식물재배홈(112)에 배치된 식물에만 빛을 조사하되, 상기 확산광원부로부터의 거리가 멀어질수록 조사되는 빛의 면적이 넓어지는 비례관계를 갖는다. 이하, 전술한 구성요소들의 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치(10)는 사용자가 재배하는 식물을 쉽게 관리할 수 있도록 상기 케이스(100)를 정면이 개방된 육면체로 구성하고, 상기 트레이(110)를 인출이 용이한 서랍식으로 상기 케이스(100)의 내부에 배치한다. 상기 트레이(110)는 상기 케이스의 개방된 정면을 통해 케이스의 내부에 장착되거나, 케이스로부터 분리되어 교체 가능하다. The high-efficiency
이에 따라, 상기 케이스(100)는 내측면을 따라 상기 트레이(110)를 슬라이딩 가능하도록 지지하는 고정가이드부(105)를 구비하고, 상기 트레이(110)는 상기 고정가이드부(105)와 결합되어 상기 트레이(110)가 슬라이딩 가능하게 하는 가동가이드부(112)를 구비한다. 상기 고정가이드부 및 가동가이드부는 레일형식으로 상기 케이스 및 트레이에 각각 설치할 수도 있으나, 본 발명에서는 상기 케이스(100)의 내측면을 따라 가이드홈을 형성하고, 상기 가이드홈에 대응되도록 상기 트레이의 양측면을 따라 돌출부를 형성함으로써 레일 형식보다 간편한 방식으로 인출이 가능하도록 한다. 또한, 전술한 가이드홈 및 돌출부로 슬라이딩 가능하도록 하는 방식은 이하 설명할 확산광원부(120)과 트레이(110)의 간격을 조절함에 있어서 레일 형식보다 조절이 용이하다는 장점을 갖는다. Accordingly, the
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치의 경우, 확산광원부(120)는 다수 개의 LED 소자를 구비한다. 상기 LED소자는 형광등이나 백열등과 달리 조사되는 빛의 파장대역을 사전에 설정할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 상기 확산광원부(120)는 대응되는 식물재배홈에만 빛을 조사할 수 있도록 설정된 각도를 정해주는 광학장치를 더 구비할 수 있다. 상기 광학장치는 사전에 설정된 각도로 빛이 조사되도록 빛의 확산 영역을 정해주는 캡(124), 또는 빛을 굴절시켜 빛을 확산시키는 양오목렌즈 및 평오목렌즈 중 어느 하나로 구비될 수 있다. 상기 광학장치는 상기 LED 소자로부터 방출되는 빛이 설정된 영역이 아닌 영역으로 조사되는 것을 막고, 상기 식물재배홈(112)으로만 조사될 수 있게 한다. 상기 광학장치에 의해 상기 트레이(110)의 식물재배홈(112)으로 진행되는 빛은 집속광원부로부터 멀어질수록 조사되는 빛의 면적은 커진다. 즉, 확산광원부로부터의 거리(Hn)와 확산광원부로부터 조사되는 빛의 면적(Sn)은 비례관계를 갖게 된다. On the other hand, in the high efficiency plant cultivation apparatus according to the first embodiment of the present invention, the diffuse
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치의 확산광원부의 동작원리를 도시한 측면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 확산광원부는 확산광원부로부터 멀어질수록 빛의 조사 면적이 넓어지는 비례관계를 갖는다. Figure 2 is a side view showing the operation principle of the diffuse light source unit of the high efficiency plant cultivation apparatus according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the diffused light source unit according to the first embodiment of the present invention has a proportional relationship in which the irradiation area of light becomes wider as it moves away from the diffused light source unit.
한편, 식물은 광합성을 하기 위해서 광보상점 기준으로 200~3000 lux의 광량이 필요하다. 여기서 광보상점이란 광합성에 의해 줄어드는 이산화탄소의 양과 호흡에 의해 방출되는 이산화탄소의 양이 같을 때의 빛의 세기이다. 따라서, 식물 성장을 위해서는 보상점 이상의 강한 빛이 요구된다. 상기 광보상점은 식물의 종류에 따라 다르다. 예를 들면, 양상추의 광보상점은 1500 lux(PPFD)이며, 토마토 또는 수박의 광보상점은 3000 lux(PPFD)이다. 여기서, PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density)란, 광합성 광양자 밀도이다. 일반적으로 대부분의 조명은 인간을 위해 개발되었기 때문에 인간의 시 감도를 바탕으로 한 단위가 사용되고 있으나, 광합성은 인간이 느끼는 시감각과는 아무런 관련이 없기 때문에, 식물 재배에 필요한 광도를 구성하기 위해서는 광합성의 특성에 부합하는 단위를 사용할 필요가 있다.On the other hand, plants need a light amount of 200 ~ 3000 lux on the basis of the light compensation point for photosynthesis. The light compensation point is the intensity of light when the amount of carbon dioxide reduced by photosynthesis and the amount of carbon dioxide emitted by respiration are equal. Therefore, strong light beyond the compensation point is required for plant growth. The optical compensation point depends on the type of plant. For example, lettuce has a light compensation point of 1500 lux (PPFD) and tomato or watermelon has a light compensation point of 3000 lux (PPFD). Here, PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) is photosynthetic photon density. In general, since most of the lighting is developed for humans, a unit based on human vision sensitivity is used. However, since photosynthesis has nothing to do with human sense of vision, photosynthesis is necessary to construct the brightness required for plant cultivation. You need to use units that match your characteristics.
또한, 성장 발달에 따라서 단위면적당 적정 광량이 변하게 되는데, 그 이유는 식물이 성장함에 따라 광합성을 할 수 있는 잎의 면적이 넓어지고, 넓어진 면적을 통해 흡수된 빛을 이용하여 충분한 광합성을 할 수 있게 되기 때문이다. 따라서, 식물이 성장함에 따라 단위면적당 적정 광량은 적어지게 된다.In addition, according to the growth and development, the appropriate amount of light per unit area changes, because the area of the leaves for photosynthesis increases as the plant grows, and sufficient photosynthesis can be made by using light absorbed through the enlarged area. Because it becomes. Therefore, as the plant grows, the appropriate amount of light per unit area decreases.
본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치는 전술한 식물의 특성을 이용한 것으로, 식물의 종류에 대응되는 광보상점 이상의 빛을, 어린 싹일 때는 좁은 면적으로 집중시켜 조사하고, 점점 성장함에 따라 식물 크기에 맞도록 넓은 면적으로 변화시켜 조사함으로써, 식물의 각 성장단계에 대응되는 적정 광량을 공급할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치는 광원에서 소비되는 전력을 최소화하면서, 효율적으로 식물을 재배할 수 있다는 장점을 갖는다.High-efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention using the above-described characteristics of the plant, the light above the light compensation point corresponding to the type of plant, when the young shoots to focus on a narrow area and irradiated, and gradually grow to match the plant size By varying and irradiating a large area, it is possible to supply an appropriate amount of light corresponding to each growth stage of the plant. Therefore, the high efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention has the advantage that can efficiently cultivate the plant while minimizing the power consumed by the light source.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치는 케이스는 상기 케이스 내부에 배치된 트레이의 높이를 조정할 수 있는 높이조정부재를 더 구비할 수 있다. 상기 높이 조정부재는 적어도 하나 이상의 고정가이드부(105)를 구비된다. 하나 이상의 고정가이드부(105)는 서로 평행하게 배치되어 상기 트레이(110)의 배치를 상하로 이동할 수 있게 함으로써, 확산광원부로부터 상기 트레이(110)까지의 간격(높이)을 조절할 수 있다. 따라서, 식물이 어린 싹일 때는 최상단으로 트레이(110)를 배치하여 좁은 면적에 빛이 집중적으로 조사할 수 있도록 하고, 식물이 성장함에 따라 상기 트레이(110)를 하단으로 순차적으로 이동시킴으로써 식물 성장 크기에 대응되는 면적으로 빛이 조사될 수 있도록 한다. On the other hand, the high efficiency plant cultivation apparatus according to the first embodiment of the present invention may further include a height adjustment member that can adjust the height of the tray disposed inside the case. The height adjusting member is provided with at least one
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치를 이용하여 식물을 재배하는 과정을 예시적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 식물이 성장함에 따라 확산광원부(120)에 대한 트레이(110)의 위치를 순차적으로 낮추어서 식물의 성장 크기에 대응되는 빛의 조사 면적으로 식물을 재배하게 되어, 식물 재배에만 집중적으로 빛을 활용할 수 있다. 3 is a diagram exemplarily illustrating a process of cultivating a plant using a high efficiency plant cultivation apparatus according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, as the plant grows, the position of the
한편, 인간이 시각적으로 감지하는 같은 밝기의 인공 조명이라도 식물에게는 어떠한 조명이냐에 따라 매우 큰 차이점이 있다. 식물이 성장함에 있어서, 모든 파장 대역의 빛이 필요한 것은 아니다. 식물의 광합성작용에 필요한 빛의 파장은 430nm, 670nm이며, 식물의 엽록소작용에 필요한 빛의 파장은 440nm, 655nm이다. 이에 따라, LED를 이용하여 식물의 생장에 필요한 파장 대역을 주로 하여 빛을 방출하도록 함으로써, 모든 파장 대역을 방출하는 형광등 또는 백열등과 같은 종래 광원과는 달리, 전력 소비를 최소한으로 할 수 있다. 상기 LED는 식물 광합성의 좁은 파장대역의 빛만을 사용하여 최대의 효율을 구현하였기 때문에, 똑같은 조건으로 1만 룩스를 비출때, 식물이 흡수하는 정도는 일반 백열등이나 형광등에 비해 LED를 이용한 확산광원부는 몇 배 이상의 효율을 낼 수 있는 것이다. On the other hand, even artificial lighting of the same brightness that humans visually perceive there is a very big difference depending on what kind of lighting for plants. As plants grow, not all wavelengths of light are needed. The wavelengths of light required for plant photosynthesis are 430 nm and 670 nm, and the wavelengths of light required for chlorophyll activity in plants are 440 nm and 655 nm. Accordingly, by using the LED to emit light mainly using the wavelength band required for plant growth, power consumption can be minimized, unlike conventional light sources such as fluorescent lamps or incandescent lamps emitting all wavelength bands. Since the LED realizes the maximum efficiency by using only light in the narrow wavelength band of plant photosynthesis, when the 10,000 lux in the same condition, the absorption of the plant is more diffuse than the incandescent or fluorescent lamps. It can be several times more efficient.
한편, 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치는 케이스의 내부 표면에 빛을 반사시키는 반사층(126)을 더 구비할 수 있다. 상기 반사층(126)는 확산광원부(120)로부터 조사된 빛 중 트레이 또는 식물의 표면에서 반사되는 빛을 재반사시킴으로써, 더욱 효율적으로 빛을 사용할 수 있고, 확산광원부에 소비되는 전력을 절감할 수 있게 된다. 상기 반사층은 반사시트로 구비될 수 있으며, 또는 반사물질을 도포함으로써 형성될 수 있다.
On the other hand, the high efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention may further include a
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치는 트레이의 식물재배홈에 식물의 성장에 필요한 물질들로 구성된 배양액을 채워놓고, 상기 배양액을 이용하여 식물을 재배하게 된다. 한편, 상기 배양액은 상기 트레이의 홈에 고여있게 되므로, 미생물 번식이 쉬워 부패하기 쉽다는 문제점이 있다. 전술한 문제점을 해결하기 위해서 배양액에 방부제와 같은 물질을 섞을 수도 있지만, 이는 사람의 몸에 해로운 물질이므로, 상기 방부제와 같은 물질을 사용하지 않고 전술한 문제점을 해결하는 방법이 필요하다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치는 원적외선 방출 기재를 더 구비함으로써, 전술한 문제점을 해결할 수 있다.In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the first embodiment of the present invention having the above-described configuration, a culture medium composed of substances necessary for plant growth is filled in a plant cultivation groove of a tray, and the plant is grown using the culture solution. On the other hand, since the culture liquid is accumulated in the groove of the tray, there is a problem that the microbial propagation is easy to rot. In order to solve the above-mentioned problems, the culture medium may be mixed with a substance such as a preservative, but since this is harmful to the human body, there is a need for a method of solving the above-described problem without using the same substance as the preservative. Therefore, the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the first embodiment of the present invention further includes the far-infrared emission substrate, thereby solving the above-mentioned problems.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치에 원적외선 방출기재를 활용한 구조를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 배양액이 채워지는 트레이의 식물재배홈에 원적외선 방출 기재(400)를 배치하고, 상기 식물재배홈에서 식물을 재배한다. 상기 원적외선 방출 기재(400)는 상온에서 원적외선을 방출하는 물질로 구성되며, 세라믹, 천기토, 토르말린, 귀양석 및 맥반석 중의 하나가 선택되어 사용될 수 있다. FIG. 4 is a diagram exemplarily illustrating a structure using a far infrared ray emitting substrate in a high efficiency plant cultivation apparatus according to a first embodiment of the present invention. Referring to Figure 4, the far-infrared
원적외선이란 빛의 파장역역 중 3~1000㎛ 범위로써, 가시광선보다 강한 열작용을 하며, 방사에너지가 직접적이고 순간적인 열전달로 빠르게 가열하여 에너지 절약효과가 크며, 건조가열, 난방, 온열치료, 건강용품, 식품가공, 건축내장재, 생활용품 및 동식물의 생체적 작용 등에 널리 이용되고 있다. 상기 원적외선은 항균작용과 같은 효과를 나타내며, 특히 물질에 닿으면 그 물질을 구성하는 분자 속에서 공명 현상을 일으키게 된다. 파장 범위에 따라 공명하는 물질의 종류가 달라지는데, 5~20㎛ 범위의 원적외선은 물과 공명을 해서 물분자를 분해할 수 있으며, 특히, 6.7~7㎛ 범위의 원적외선은 물분해 효과가 뛰어나다. 덩어리가 큰 물분자는 흡수되기가 어려우나, 상기 원적외선으로 인하여 분해된 물분자는 상대적으로 흡수가 쉬워, 식물의 성장을 촉진시킬 수 있다. Far infrared rays are in the range of 3 ~ 1000㎛ of the wavelength range of light, which has a stronger heat action than visible light, and radiant energy is rapidly heated by direct and instant heat transfer, resulting in a large energy saving effect, dry heating, heating, heat treatment, health care products, It is widely used in food processing, building interior materials, daily necessities and biological actions of animals and plants. The far infrared rays have the same effect as the antimicrobial action, and in particular, when they come into contact with a substance, resonance occurs in molecules constituting the substance. Resonant materials vary depending on the wavelength range. Far-infrared rays in the range of 5 to 20㎛ can resonate with water to decompose water molecules. In particular, far-infrared rays in the range of 6.7 to 7㎛ have excellent water decomposition effects. Water molecules with large agglomerations are difficult to be absorbed, but water molecules decomposed by the far infrared rays are relatively easy to absorb, thereby promoting plant growth.
한편, 원적외선 방출기재를 따로 구비하지 않고, 상기 트레이를 제작할 때 원적외선 방출 물질을 포함하여 제작할 수도 있다. 또한, 상기 케이스의 내부에 원적외선 램프를 배치하여, 원적외선을 식물로 조사할 수 있다. 원적외선 램프를 상기 트레이와 마주보는 면에 배치하였을 경우에는, 배양액의 항균작용을 위해서, 원적외선 방출기재를 식물재배홈에 배치하는 방법 및 원적외선 물질로 제작된 트레이를 사용하는 방법 중 어느 하나를 추가로 적용해야 한다.
On the other hand, it may be prepared by including a far-infrared ray emitting material when the tray is manufactured without providing a far-infrared ray emitting substrate. Further, by placing a far infrared ray lamp in the case, the far infrared ray can be irradiated with a plant. When the far-infrared lamp is disposed on the side facing the tray, for the antibacterial action of the culture solution, any one of the method of arranging the far-infrared emitting material in the plant cultivation groove and the method of using the tray made of the far-infrared material Should apply.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치를 이용하여 금(Au) 및 은(Ag) 중 어느 하나를 식물이 포함하도록 할 수 있다. 일반적으로, 금은 체내에 흡수되어 독성을 제거하고 혈액순환을 원활하게 하는 효과가 있으며, 은은 살균 효과가 있다고 알려져 있다. 이에 따라, 최근들어 식용 금가루나 금박을 음식과 함께 섭취하는 경우가 많아졌으나, 상기 금가루나 금박은 대부분 체내에 흡수되지 못할 뿐만 아니라, 흡수되어도 체내에 축적되는 중금속으로 남게 된다. 따라서, 전술한 효과를 얻기 위해서는 금 및 은을 나노입자상태로 섭취하여야 한다. 여기서, 금 및 은을 나노입자상태로 만드는 방법은 이미 해당 기술분야에서 공지된 기술일 뿐만 아니라 본 특허의 권리범위와는 무관하므로, 본 명세서에서는 그 설명을 생략한다.On the other hand, by using the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the first embodiment of the present invention, the plant may include any one of gold (Au) and silver (Ag). In general, gold is absorbed into the body to remove the toxicity and smooth the blood circulation, silver is known to have a bactericidal effect. Accordingly, in recent years, intake of edible gold powder or gold leaf with food has increased, but most of the gold powder or gold leaf is not absorbed into the body and remains as a heavy metal accumulated in the body even when absorbed. Therefore, in order to obtain the above-mentioned effect, gold and silver should be ingested in the nanoparticle state. Here, the method for making gold and silver into nanoparticle states is not only a technique already known in the art but also irrelevant to the scope of the present patent, and thus the description thereof is omitted.
본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치에서는 재배하는 식물이 상기 나노입자상태의 금 및 은 중 어느 하나를 포함하도록 금 수용액 및 은 수용액 중 어느 하나를 배양액에 포함하도록 한다. 수용액에 녹아있는 나노입자상태의 금 또는 은은 식물이 흡수가 가능할 정도로 미세한 크기를 지니므로, 식물이 배양액을 흡수할 때 금 또는 은을 함께 흡수하게 된다. 따라서, 전술한 과정에 의해 식물에 흡수된 금 또는 은은 사람이 상기 식물을 섭취할 때, 사람의 몸에 흡수되고, 체내에 수용액 상태로 순환하다가 몸 밖으로 배출되게 되며, 체내에 머무는 동안 전술한 효과를 발휘한다.
In the high-efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention is to include any one of the aqueous gold solution and silver aqueous solution in the culture so that the cultivation plant contains any one of the gold and silver of the nanoparticle state. The nanoparticle gold or silver dissolved in the aqueous solution is so small that the plant can be absorbed, so that when the plant absorbs the culture solution it will absorb the gold or silver together. Therefore, the gold or silver absorbed by the plant by the above-described process is absorbed by the human body when the human ingests the plant, circulates in the aqueous solution state in the body and is discharged out of the body. Exert.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치는 하나의 케이스에 다수 개의 트레이를 배치할 수 있도록 다수 개의 층을 나누어, 한정된 공간에서 많은 양의 식물을 재배할 수 있도록 할 수 있다. 도 5은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다수 개의 층을 구비한 고효율 식물 재배 장치를 예시적으로 도시한 사시도이다. 도 5을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치는 적어도 하나 이상의 트레이를 배치할 수 있도록 다수 개의 층을 나누어 서랍식 구조를 형성함으로써, 보다 많은 양의 식물을 한 공간에서 재배할 수 있게 한다.
On the other hand, the high efficiency plant cultivation apparatus according to the first embodiment of the present invention can be divided into a plurality of layers to arrange a plurality of trays in one case, it is possible to grow a large amount of plants in a limited space. 5 is a perspective view exemplarily illustrating a high efficiency plant cultivation apparatus having a plurality of layers according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the high efficiency plant cultivation apparatus according to the first embodiment of the present invention cultivates a larger amount of plants in one space by forming a drawer structure by dividing a plurality of layers to arrange at least one tray. Make it possible.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치는 확산광원부로부터 멀어질수록 빛의 조사 면적이 넓어지는 특징을 이용하여, 식물 성장에 따라 확산광원부로부터의 간격을 조절함으로써 상기 식물에만 효과적으로 빛을 조사할 수 있게 된다. 따라서, 불필요한 빛의 사용을 하지 않아도 되므로, 그만큼의 전력을 절감할 수 있는 고효율 식물 재배 장치이다. 특히, 친환경적인 LED 소자를 이용하여 식물의 생장에 필요한 파장으로 광원을 구성하고, 트레이나 식물로부터 반사되는 빛을 다시 재반사할 수 있는 반사시트를 사용함으로써, 전력 절감 효과를 극대화할 수 있다는 장점을 갖는다. The high-efficiency plant cultivation apparatus according to the first embodiment of the present invention having the above-described configuration uses the feature that the irradiation area of light is wider as it moves away from the diffuse light source unit, thereby adjusting the distance from the diffuse light source unit as the plant grows. Only plants can effectively radiate light. Therefore, since it is not necessary to use unnecessary light, it is a highly efficient plant cultivation apparatus that can reduce the power. In particular, it is possible to maximize the power savings by constructing a light source with wavelengths necessary for plant growth using eco-friendly LED elements and using a reflection sheet that can reflect back light reflected from a tray or plant. Has
또한, 본 발명은 원적외선을 이용하여 배양액의 부패를 막을 수 있음은 물론이며, 원적외선 공명 효과를 이용하여 물 분자를 흡수가 잘되는 작은 사이즈로 분해하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치 내의 환경을 식물의 성장에 도움이 되도록 조성함으로써, 식물의 성장을 더욱 촉진할 수 있다. 또한, 본 발명은 나노입자상태의 금 또는 은을 배양액에 포함함으로써, 금 또는 은을 포함하는 식물을 재배할 수 있다는 특징이 있다.
In addition, the present invention can be used to prevent the decay of the culture medium by using the far infrared, as well as to decompose the water molecules into a small size that can be absorbed well using the far infrared resonance effect. Therefore, by forming the environment in the high efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention to help the growth of the plant, it is possible to further promote the growth of the plant. In addition, the present invention is characterized in that by cultivating the gold- or silver-containing plants by including the nanoparticle gold or silver in the culture.
제2 2nd 실시예Example
도 1의 (a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치의 사시도, (b)는 상기 식물 재배 장치의 트레이의 사시도, (c)는 상기 식물 재배 장치의 케이스의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치(10)는 케이스(100), 트레이(110) 및 다수 개의 집속광원부(620)를 구비한다. 1 (a) is a perspective view of a high efficiency plant cultivation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, (b) is a perspective view of a tray of the plant cultivation apparatus, (c) is a perspective view of a case of the plant cultivation apparatus. Referring to FIG. 1, the high efficiency
상기 트레이(110)는 상기 케이스(100)의 내부에 배치되고, 내부에 구비된 배양액을 이용하여 식물을 개별 단위로 재배할 수 있도록 다수 개의 식물재배홈을 구비한다. The
상기 다수 개의 집속광원부(620)는 상기 트레이(110)의 상부표면과 마주보는 상기 케이스(100)의 상단에 배치되되, 상기 다수 개의 식물재배홈의 각각에 대응되는 위치에 배치되고, 사전에 설정된 파장 대역의 빛을 집속하여 상기 대응되는 식물재배홈에만 조사한다. 또한, 상기 집속광원부로부터 조사되는 빛의 면적은 상기 집속광원부로부터의 거리와 반비례관계를 갖는다.
The plurality of condensed
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치(10)는 상기 식물재배홈(112)에 배치된 식물에만 빛을 조사하되, 상기 집속광원부로부터의 거리가 멀어질수록 조사되는 빛의 면적이 좁아지는 반비례관계를 갖는다. 이하, 전술한 구성요소들의 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치(10)의 집속광원부의 구조를 제외한 나머지 구조 및 동작 방법은 제1 실시예의 그것과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다. High-efficiency
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치의 집속광원부의 구조 및 동작 원리를 도시한 사시도이다. 도 6를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치의 경우, 집속광원부(620)는 다수 개의 LED 소자(622)를 구비하되, 대응되는 식물재배홈의 중심으로 빛을 조사할 수 있도록 빛을 집속시키는 광학장치(628)를 더 구비할 수 있다. 상기 광학장치(628)는 상기 LED 소자로부터 방출되는 빛이 대응되는 식물재배홈의 중심으로 집속될 수 있도록 한다. 상기 광학장치(628)는 양볼록렌즈 및 평볼록렌즈 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 또한, 상기 집속광원부(620)는 상기 광학장치(628)를 구비하지 않고, 다수 개의 LED소자(622)를 사전에 설정된 각도를 갖고 대칭되도록 배치시켜, 홈의 중심을 향하여 빛을 조사하도록 할 수 있다. 상기 광학장치는 본 발명에서 언급하지 않더라도, 빛을 집속시킬 수 있는 모든 장치를 의미한다. 한편, 본 발명에서는 전자를 이용하는 방법을 기준으로 집속광원부의 구조 및 동작방법을 설명한다.6 is a perspective view showing the structure and operation principle of the focused light source unit of the high efficiency plant cultivation apparatus according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, in the case of the highly efficient plant cultivation apparatus according to the second embodiment of the present invention, the focused
상기 광학장치(628)에 의해 상기 트레이(110)의 홈(112)으로 진행되는 빛은 집속광원부로부터 멀어질수록 빛이 조사되는 면적은 작아진다. 즉, 집속광원부로부터의 거리(Hn)와 집속광원부로부터 조사되는 빛의 면적(An)은 반비례관계를 갖게 된다. The light propagated to the
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 식물이 성장함에 따라 단위면적당 적정 광량은 적어지게 된다. 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치는 전술한 식물의 특성을 이용한 것으로, 어린 싹일 때는 좁은 면적으로 집중시켜 빛을 조사하고, 점점 성장함에 따라 빛을 식물 크기에 맞도록 넓은 면적으로 변화시켜 빛을 조사함으로써, 식물의 각 성장단계에 대응되는 적정 광량을 공급할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치는 광원에서 소비되는 전력을 최소화하면서, 효율적으로 식물을 재배할 수 있다는 장점을 갖는다.On the other hand, as described above, as the plant grows, the appropriate amount of light per unit area decreases. High-efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention uses the characteristics of the above-described plants, when the young shoots are concentrated to a narrow area to irradiate the light, and as the growing gradually changes the light to a wide area to fit the plant size to irradiate the light As a result, an appropriate amount of light corresponding to each growth stage of the plant can be supplied. Therefore, the high efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention has the advantage that can efficiently cultivate the plant while minimizing the power consumed by the light source.
본 발명의 제2 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치는 제1 실시예와 달리, 집속광원부과 트레이의 간격을 조절하지 않고도 식물의 자연스러운 성장을 이용하여 적정 광량을 조절할 수 있다는 장점을 갖는다. 상기 트레이를 하단에 고정시켜 놓고, 식물이 어린 싹일 때는 좁은 면적에 빛이 집중적으로 조사할 수 있도록 하고, 식물이 성장하면서는 식물의 키가 점점 커지므로 자연스럽게 넓은 면적으로 빛이 조사될 수 있도록 하는 것이다. High efficiency plant cultivation apparatus according to a second embodiment of the present invention, unlike the first embodiment, has the advantage that it is possible to adjust the appropriate amount of light using the natural growth of the plant without adjusting the distance between the focused light source and the tray. The tray is fixed at the bottom, so that when the plants are young shoots, the light can be intensively irradiated in a small area, and as the plants grow, the height of the plants grows larger, so that the light can be naturally irradiated in a large area. will be.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치를 이용하여 식물을 재배하는 과정을 예시적으로 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 식물이 성장함에 따라 식물의 키가 커져서 자연스럽게 식물의 성장 크기에 대응되는 빛의 조사 면적으로 식물을 재배하게 되어, 식물 재배에만 집중적으로 빛을 활용할 수 있다.
7 is a diagram exemplarily illustrating a process of cultivating a plant using a high efficiency plant cultivation apparatus according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, as the plant grows, the height of the plant grows to naturally grow the plant by the irradiation area of light corresponding to the growth size of the plant, thereby intensively utilizing light only for plant cultivation.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고효율 식물 재배 장치는 집속광원부로부터 멀어질수록 빛의 조사 면적이 좁아지는 특징을 이용하여, 식물 성장에 따라 자연스럽게 상기 식물에만 효과적으로 빛을 조사할 수 있게 된다. 따라서, 제1 실시예와 같이 트레이의 위치를 성장에 맞춰 조절할 필요가 없어 편리하게 사용할 수 있다는 장점을 갖는다.
The high-efficiency plant cultivation apparatus according to the second embodiment of the present invention having the above-described configuration utilizes a feature in which the irradiation area of light is narrower as it moves away from the focused light source unit, thereby effectively irradiating light only to the plant naturally as the plant grows. It becomes possible. Therefore, as in the first embodiment, there is no need to adjust the position of the tray according to growth, which has the advantage of being convenient.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, this is merely an example and is not intended to limit the present invention, and those skilled in the art do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications which are not illustrated above in the scope are possible. And differences relating to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention as defined in the appended claims.
본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치는 무농약 친환경 채소가 필요한 모든 분야에 널리 사용될 수 있다. 환경오염 및 농약의 잦은 사용으로 시판되는 채소보다는 직접 길러서 안심할 수 있는 채소를 얻고자 하는 가정 또는 식당에서 본 발명에 따른 고효율 식물 재배 장치를 구비함으로써, 낮은 전력으로도 친환경 채소를 공급하는데 사용될 수 있다.High-efficiency plant cultivation apparatus according to the present invention can be widely used in all fields that require pesticide-free eco-friendly vegetables. Efficient plant cultivation apparatus according to the present invention can be used to supply eco-friendly vegetables at low power by providing a highly efficient plant cultivation apparatus according to the present invention in a home or a restaurant that wants to obtain vegetables that can be safely grown by direct pollution rather than commercially available vegetables. .
10 : 식물재배장치
100 : 케이스
105 : 고정가이드부
110 : 트레이
112 : 식물재배홈
114 : 가동가이드부
120 : 확산광원부
620 : 집속광원부
122, 622 : LED 소자
124, 628 : 광학장치
126, 626 : 반사시트
400 : 원적외선 방출 기재10: plant cultivation device
100: Case
105: fixed guide part
110: tray
112: Plant Cultivation Home
114: movable guide part
120: diffused light source
620: focused light source
122,622: LED element
124, 628: Optics
126, 626: Reflective Sheet
400: far infrared ray emitting substrate
Claims (18)
상기 케이스의 내부에 배치되고, 내부에 구비된 배양액을 이용하여 식물을 개별 단위로 재배할 수 있는 다수 개의 식물재배홈을 구비하는 트레이; 및
상기 트레이의 상부표면과 마주보는 상기 케이스의 상단에 배치되되, 상기 다수 개의 식물재배홈의 각각에 대응되는 위치에 배치되고, 사전에 설정된 파장 대역의 빛을 확산하여 상기 대응되는 식물재배홈으로 각각 조사하는 다수 개의 확산광원부;
를 구비하고,
상기 확산광원부로부터 조사되는 빛의 면적은 상기 확산광원부로부터의 거리와 비례관계인 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.case;
A tray disposed inside the case and having a plurality of plant cultivation grooves capable of cultivating the plants in individual units using a culture solution provided therein; And
It is disposed on the upper end of the case facing the upper surface of the tray, is disposed at a position corresponding to each of the plurality of plant cultivation grooves, and diffuses the light of a predetermined wavelength band to each of the corresponding plant cultivation grooves A plurality of diffuse light source portions to be irradiated;
And
The area of light irradiated from the diffused light source portion is a high efficiency plant cultivation device, characterized in that proportional to the distance from the diffused light source.
정면에 광학장치를 더 구비하여 빛을 확산시키는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The method of claim 1, wherein the diffuse light source unit
A high efficiency plant cultivation device, characterized in that further comprising an optical device in the front to diffuse the light.
양오목렌즈 및 평오록렌즈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The optical device of claim 2, wherein the optical device is
High-efficiency plant cultivation apparatus, characterized in that any one of the diorama lens and flat green lens.
LED 소자를 이용하여 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The method of claim 1, wherein the diffuse light source unit
High efficiency plant cultivation apparatus, characterized in that for emitting light using the LED element.
상기 케이스의 내부에 배치되고, 내부에 구비된 배양액을 이용하여 식물을 개별 단위로 재배할 수 있도록 다수 개의 식물재배홈을 구비하는 트레이; 및
상기 트레이의 상부표면과 마주보는 상기 케이스의 상단에 배치되되, 상기 다수 개의 식물재배홈의 각각에 대응되는 위치에 배치되고, 사전에 설정된 파장 대역의 빛을 집속하여 상기 대응되는 식물재배홈으로 각각 조사하는 다수 개의 집속광원부;
를 구비하고,
상기 집속광원부로부터 조사되는 빛의 면적은 상기 집속광원부로부터의 거리와 반비례관계인 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치. case;
A tray disposed inside the case and having a plurality of plant cultivation grooves for cultivating the plants in individual units using a culture solution provided therein; And
Disposed on an upper end of the case facing the upper surface of the tray, and disposed at a position corresponding to each of the plurality of plant cultivation grooves, and focusing light of a predetermined wavelength band to the corresponding plant cultivation grooves, respectively. A plurality of focused light source unit for irradiation;
And
The area of light irradiated from the condensed light source unit is inversely proportional to the distance from the condensed light source unit.
정면에 광학장치를 더 구비하여 빛을 집속시키는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The method of claim 5, wherein the focused light source unit
A high efficiency plant cultivation apparatus, further comprising an optical device in the front to focus light.
양볼록렌즈 및 평볼록렌즈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The optical device of claim 6, wherein the optical device is
High efficiency plant cultivation apparatus, characterized in that any one of a biconvex lens and a flat convex lens.
LED 소자를 이용하여 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The method of claim 5, wherein the focused light source unit
High efficiency plant cultivation apparatus, characterized in that for emitting light using the LED element.
상기 케이스는 정면이 개방되고,
상기 트레이는 상기 케이스의 개방된 정면을 통해 케이스의 내부에 장착되거나, 케이스로부터 분리되어 교체 가능한 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The method according to any one of claims 1 to 5,
The case is open at the front,
The tray is mounted inside the case through the open front of the case, or separated from the case can be replaced with a high efficiency plant cultivation apparatus.
상기 케이스는 내측면을 따라 상기 트레이를 슬라이딩 가능하게 지지하는 고정가이드부를 구비하고,
상기 트레이는 상기 고정가이드부와 결합되어 상기 트레이를 슬라이딩하게 하는 가동가이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The method of claim 9,
The case has a fixed guide for slidably supporting the tray along the inner surface,
The tray is a high efficiency plant cultivation apparatus, characterized in that it comprises a movable guide portion coupled to the fixed guide portion for sliding the tray.
상기 케이스 내부에 배치된 트레이의 높이를 조정할 수 있는 높이조정부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.According to claim 1, wherein the plant cultivation apparatus
High-efficiency plant cultivation apparatus further comprises a height adjustment member for adjusting the height of the tray disposed inside the case.
내부 표면에 빛을 반사시키는 반사층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The method of claim 1, wherein the case is
A highly efficient plant cultivation apparatus, further comprising a reflective layer for reflecting light on the inner surface.
상기 다수 개의 식물재배홈 각각에 상온에서 원적외선을 방출하는 물질로 구성되는 원적외선 방출기재를 배치하는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.6. The tray according to any one of the preceding claims, wherein the tray is
A high-efficiency plant cultivation apparatus, characterized in that the far-infrared emitting substrate is composed of a material that emits far infrared rays at room temperature in each of the plurality of plant cultivation grooves.
세라믹, 천기토, 토르말린, 귀양석, 맥반석 중의 하나가 선택되어 사용되는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The method of claim 13, wherein the far infrared ray emitting substrate is
High-efficiency plant cultivation apparatus, characterized in that one selected from the use of ceramic, natural earth, tourmaline, precious stone, elvan.
상온에서 5~20㎛ 파장 대역의 원적외선을 방출하는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The method of claim 13, wherein the far infrared ray emitting substrate is
High-efficiency plant cultivation apparatus characterized by emitting far infrared rays in the wavelength range of 5 ~ 20㎛ at room temperature.
상기 케이스의 내부에 배치된 원적외선 램프를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.6. The plant cultivation apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
A high efficiency plant cultivation apparatus further comprises a far infrared ray lamp disposed inside the case.
상온에서 원적외선을 방출하는 물질을 포함하는 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the tray or case is
High-efficiency plant cultivation apparatus, characterized in that made of a material containing a material that emits far infrared rays at room temperature.
나노입자상태의 금(Au) 및 은(Ag) 중 어느 하나 또는 둘을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 식물 재배 장치.
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the culture medium
A high-efficiency plant cultivation apparatus comprising any one or two of nanoparticles of gold (Au) and silver (Ag).
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