KR20140053610A - A water culture apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수경재배장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광원에서 나오는 열을 수경재배배드를 순환하는 배양액을 통해 흡수하여 냉각할 수 있는 수경재배장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydroponic cultivation apparatus, and more particularly, to a hydroponic cultivation apparatus capable of absorbing heat from a light source through a culture liquid circulating the hydroponic cultivation bed and cooling the same.
일반적으로 식물공장이라 함은 실내에 다수의 수경재배용 배드를 동축 상에 적층하고 트레이의 상부에 형성된 조명에 의해 광합성을 가능하게 함으로써 한정된 공간에서 최대한의 수경재배 면적을 확보하여 식물 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 장치를 일컫는다.Generally, a plant plant refers to a plant in which a plurality of hydroponic cultivating beds are coaxially laid in a room, and photosynthesis is enabled by illumination formed on the tray, thereby securing a maximum hydroponic cultivation area in a limited space, thereby improving plant productivity .
식물공장에서 광합성을 유도하는 조명으로는 형광조명, 백열조명, 고압나트륨 조명등이 사용되어 왔으나, 최근에는 내구성이 우수한 엘이디(LED, Light Emitting Diode) 조명을 주로 사용하고 있다.Fluorescent lighting, incandescent lighting, and high-pressure sodium lighting have been used as lighting for inducing photosynthesis in plant factories. Recently, however, they are mainly used for LED (Light Emitting Diode) lighting with excellent durability.
상기 LED조명은 식물이 필요로 하는 빛은 파장이 300~800nm 범위인 생리 효과 방사선과 400~700nm 범위의 광합성 효과 방사선으로 나눌 수 있는데, 식물은 이 중에서 청색 계열과 적색 계열의 빛을 흡수하고 녹색 계열의 빛은 반사하게 된다.The LED light can be divided into a physiological effect radiation having a wavelength of 300 to 800 nm and a photosynthetic effect radiation having a wavelength of 400 to 700 nm. The plant absorbs light of a blue-based system and a red-based system, The light of the light is reflected.
이처럼 상기 LED조명은 내구성이 좋고 식물이 필요로 하는 파장 영역의 빛을 방출할 수 있는 것이어서 식물공장의 수경재배용으로는 최적이긴 하나, 수직형 다단구조의 트레이를 구비하는 식물공장에 있어서 식물의 성장에 필요한 충분한 광량(PPFD)과 광질(Wavelength)을 얻기 위해서는 상당한 휘도를 가져야 하고 이로 인해 엄청난 열이 발생하게 된다.As such, the LED illumination is excellent in durability and is capable of emitting light in a wavelength range required by plants, which is optimal for hydroponic cultivation in plant factories. However, in plant factories having a vertical multi- (PPFD) and the wavelength required for the light emitting diode (OLED) to have a considerable luminance.
따라서 상기 LED조명의 방열처리가 잘되지 않을 경우 폐쇄형인 식물공장 내부의 온도를 상승시켜 식물의 성장에도 악영향을 끼치게 되며, LED조명의 효율을 현저히 떨어뜨리게 되며, 실내를 냉각하기 위한 별도의 냉각장치나 환풍장치를 필요로 하게 되는 단점을 갖는다.Therefore, if the heat dissipation process of the LED illumination is not performed well, the temperature inside the closed plant plant is raised to adversely affect the growth of the plant, and the efficiency of the LED illumination is significantly lowered. Further, And a ventilation device is required.
이를 해결하기 위해 종래 기술의 일예로서, 등록특허 10-0959994호(식물공장 LED 조명장치 및 이의 제조방법)에는, LED 조명등이 다수 개가 내장되어 있고 LED 조명등으로부터 발생하는 열을 모아 주는 조명상자를 포함하고, 상기 조명상자는 다수 개가 배관을 통해 행과 열의 구조로 연결되어 있으며, 상기 배관의 흡입구와 배출구에는 재배실 내·외로부터의 공기를 자동으로 내부 또는 외부로 배출하도록 제어하는 제어장치(송풍장치)가 형성된 구성이 개시된 바 있습니다.In order to solve this problem, as an example of the prior art, a plurality of LED lighting lamps are incorporated in the registered trademark 10-959994 (factory plant LED lighting apparatus and manufacturing method thereof), and a lighting box for collecting heat generated from the LED lighting lamp is included A plurality of lighting boxes are connected to each other through a pipe in a row and a column structure, and a control device for controlling air in and out of the cultivation room to be automatically discharged to the inside or outside Device) has been disclosed.
그런데 상기와 같은 공랭식 냉각장치의 경우에는, 구조가 복잡하고, 수분이나 물이 제어장치(송풍장치)로 들어가 고장원인이 되는 문제점이 있었다.
However, in the case of the above-described air-cooling type cooling apparatus, the structure is complicated, and there is a problem that water or water enters a control device (blowing device) and causes a failure.
또한, 상기 종래기술과 같은 공랭식 냉각장치 이외에도 수랭식으로써, LED조명바의 내부로 물을 순환시켜서 냉각하는 기술이 제안된 바 있으나, 이 경우에는 물을 모으는 수조, 물을 순환하는 펌프, 물을 반송하는 튜브 등의 복잡한 구성이 필요하게 되므로, 설치 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
Further, in addition to the air cooling type cooling system as in the prior art, there has been proposed a technique of cooling the inside of the LED lighting bar by circulating the water by the water cooling system. However, in this case, a water tank for collecting water, A tube or the like, which requires a complicated structure, is required, thus increasing the installation cost.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 수경재배용 배드를 순환하는 배양액을 이용하여 냉각할 수 있도록 구조가 개선된 수경재배장치를 제공하는데 그 목적어 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hydroponic cultivation apparatus that is improved in structure to cool by using a culture liquid circulating a hydroponic cultivation bed.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수경재배장치는, 장치 프레임의 상하로 적층되어 배치되는 재배배드와; 상기 재배배드의 하부면에 밀착결합되어 하부로 LED 조명광을 조사하는 LED 조명유닛;을 포함하며, 상기 조명유닛에서 발생되는 열은 상기 재배배드로 직접 전달되어, 상기 재배배드로 순환하는 배양액에 의해 냉각되는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a hydroponic cultivation apparatus comprising: a cultivation bed in which a device frame is stacked on top and bottom; And a LED lighting unit which is tightly coupled to the lower surface of the rearing bed and irradiates the LED illumination light to the lower part, wherein heat generated in the lighting unit is directly transferred to the rearing bed, And is cooled.
여기서, 상기 재배배드는 바닥벽과 측벽을 가지는 트레이구조를 가지며, 상기 바닥벽은 수평면과, 상기 수평면에서 상부로 돌출되고 하부면으로부터는 함몰된 형상을 가지는 장착부를 가지며, 상기 장착부는 상기 재배배드의 길이 방향으로 연속적으로 연장되어 형성되는 것이 바람직하다.Wherein the bottom wall has a horizontal surface and a mounting portion protruding upward from the horizontal surface and recessed from the bottom surface, the mounting portion having a mounting surface, As shown in Fig.
또한, 상기 조명유닛은, 상기 재배배드의 하부면에 밀착되어 결합되는 조명바와; 상기 조명바에 설치되는 LED;를 포함하며, 상기 조명바는 상기 재배배드의 장착부에 대응되는 위치에 밀착되어 결합되는 것이 좋다.The lighting unit may further include: an illumination bar which is in tight contact with the lower surface of the re-feeding bed; And an LED installed on the lighting bar, wherein the lighting bar is closely attached to a position corresponding to a mounting portion of the re-feeding bed.
또한, 상기 조명바의 상기 재배배드와 결합되는 상면에는 상기 장착부쪽으로 돌출되어 열을 방출하는 히트싱크부가 마련되는 것이 좋다.
In addition, a heat sink part protruding toward the mounting part and emitting heat may be provided on an upper surface of the lighting bar, which is coupled with the reaming bad.
본 발명의 실시예에 따른 수경재배장치에 따르면, LED 조명을 위한 조명바를 재배배드 하부에 밀착되도록 설치함으로써, 조명바에서 방출되는 열을 재배배드를 순환하는 배양액을 이용하여 냉각시킬 수 있게 된다.According to the hydroponic cultivation apparatus according to the embodiment of the present invention, the lighting bar for the LED lighting is installed closely to the lower part of the rearing bed, so that the heat emitted from the lighting bar can be cooled using the culture liquid circulating the rearing bed.
따라서, 종래와 같이 별도의 냉각설비가 불필요하게 되어, 시설장치가 간소화되고, 설치비용을 줄일 수 있다.Therefore, no separate cooling facility is required as in the prior art, the facility apparatus is simplified, and the installation cost can be reduced.
또한, 배양액이 조명바로부터의 열에 의해 온도가 상승하게 되어, 별도의 온도 상승을 위한 히터를 설치할 필요가 없게 되고, 또한 별도의 가습기를 설치하지 않아도 자연스럽게 기준이상의 습도 및 실내온도를 유지할 수 있어서 매우 경제적이다.
Further, since the temperature of the culture liquid is raised by the heat from the illumination bar, it is not necessary to provide a heater for raising the temperature of the culture, and humidity and room temperature above the reference level can be maintained naturally without installing a separate humidifier It is economical.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수경재배장치를 나타내 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 재배배드를 나타내 보인 부분 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 재배배드의 단면도이다.
도 4는 도 3의 요부를 발췌하여 보인 단면도이다.1 is a perspective view showing a hydroponic cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial perspective view showing the reaming bed shown in FIG. 1; FIG.
3 is a cross-sectional view of the cultivation bed shown in Fig.
4 is a cross-sectional view excerpted from the main part of FIG.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수경재배장치를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a hydroponic cultivation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수경재배장치(100)는, 장치 프레임(110)과, 장치 프레임(110)에 적층되어 설치되는 다수의 재배배드(120)와, 재배배드(120)의 하부에 설치되는 LED 조명유닛(130)을 구비한다.
1 to 3, a
상기 장치 프레임(110)은 기둥 프레임(111)과, 기둥 프레임(111)에 수평으로 연결되는 수평프레임(112)을 구비한다. 기둥프레임(111)은 복수가 일정 간격으로 배치되고, 그 기둥프레임(111)을 연결하되 복수 층을 이루도록 상하로 수평프레임(112)이 연결된다.
The
상기 재배배드(120)는 장치 프레임(120)에 상하로 적층되게 설치되며, 구체적으로는 수평프레임(122)에 안착되어 상하 일정간격으로 적층되어 배치된다. 재배배드(120)의 일단부측 하부에는 배양액 배수관(140)이 연결되어, 재배배드(120)로 공급된 배양액이 재배배드(120)를 흘러간 뒤 배양액 배수관(140)을 통해 하부의 재배배드(120)로 공급되어 순환된다. 그리고 최하부에 설치된 재재배드(120)에 연결된 배양액 배수관(140)을 통해 배수되는 배양액은 장치 프레임(110)의 하부 즉, 바닥에 설치되는 배양액 탱크(142)로 회수될 수 있다.The
여기서 배양액 탱크(142)의 배양액은 순환펌프(144)에 의해 펑핌되어 최상부에 위치된 배재배드(120)로 공급되고, 최상부의 재배배드(120)로부터 최하부의 재배배드(120)까지 배양액이 흘러 내려오면서 순환될 수 있다.The culture liquid in the
한편, 재배배드(120)는 바닥벽(121)과, 측벽(122)을 가지는 트레이구조를 가지며, 그 내부 바닥에는 식물 배지판(125)이 설치되어 식물이 자랄 수 있게 된다.The rearing bad 120 has a tray structure having a
바닥벽(121)은 수평면(121a)과, 수평면(121a)에서 상부로 돌출되고 하부면으로부터는 함몰된 형상을 가지는 장착부(121b)를 가진다. 상기 장착부(121b)는 재배배드(120)의 길이 방향으로 연속적으로 연장되어 형성되며, 재배배드(120)의 폭 방향으로는 복수가 일정 간격으로 배치되어 형성된다. 이와 같이, 재배배드(120)의 바닥면(121a)에서 상부로 장착부(121b)가 돌출되게 형성됨으로써, 식물 배지판(125)을 재배배드(120) 내부에 거치하게 되면, 식물 배지판(125)과 바닥면(121a) 사이에 일정 공간이 확보될 수 있다. 따라서 확보된 공간을 통해 배양액이 원활하게 흐를 수 있게 된다. 따라서 배양액의 정체를 방지하고 원활한 순환이 가능하게 하여 식물 성장효율을 높일 수 있게 된다.The
또한, 배양액이 재배배드(120)의 바닥과 식물 배지판(125) 사이의 공간을 통해 정체되지 않고 빠르게 순환됨으로써, 재배배드(120)의 하부에 밀착 결합되는 LED 조명유닛(130)으로부터 발생되는 열을 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다. 즉, 배양액이 재배배드(120)에서 정체되어 있게 되면, LED 조명유닛(130)에서 발생된 열에 의해 배양액의 온도가 빠르게 상승하게 냉각효율이 지속적으로 유지되지 못하게 되므로, 배양액을 빠르게 순환시킬수록 냉각효율을 향상시킬 수 있게 되어, 수경재배시설 내부의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있게 된다.The culture medium is circulated through the space between the bottom of the
이와 같이, 상기 장착부(121b)의 상면에는 식물 배지판(125)이 안착되고, 외측 하면은 바닥벽(121a)을 기준으로 함몰된 구조로서 LED 조명유닛(130)이 밀착되어 결합된다.The
상기 LED 조명유닛(130)은 조명바(131)와, 조명바(131)의 하부에 설치되어 조명바(131) 하부에 이격되어 배치되는 재배배드(120)에서 재배되는 식물로 LED 조명광을 조사하는 LED(132)를 구비한다.The
조명바(131)는 재배배드(120)의 하부면에 나란하게 장착되어 결합되며, 바람직하게는 장착부(121b)의 하면에 안착되어 밀착 결합된다. 이러한 조명바(131)는 금속재질로 형성되며, 그 상부에는 장착부(121b)의 함몰부로 삽입되어 밀착되도록 라운드지게 돌출되는 히트싱크부(131a)가 형성되는 것이 좋다. 히트싱크부(131a)는 조명바(131)와 나란한 방향으로 형성되고, 서로 이격되는 다수의 방열핀으로 이루어진 구성을 가질 수 있다. 이와 같이, 조명바(131)의 상면에 라운드지게 돌출형성되는 히트싱크부(131a)를 형성하게 되면, 재배배드(120)와의 접촉면적을 넓힐 수 있음은 물론, 히트싱크부(131a)를 통한 방열효율을 더욱더 높일 수 있게 된다. 물론, 조명바(131)의 상면 즉, 평평한 부분은 재배배드(120)의 평평한 하면에 밀착되게 결합됨으로써 조명바(131)의 열이 재배배드(120)로 직접 전달되어 냉각효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
The
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수경 재배장치(100)는, 조명바(131)를 재배배드(120)의 하부에 밀착시켜서, 조명바(131)에서 나오는 열을 재배배드(120)로 흡수시켜 냉각할 수 있다. 이때, 재배배드(120)에는 식물을 키우기 위한 배양액이 항상 순화되고 있으며, 이 배양액이 열을 흡수해 순환하므로 별도의 방열장치 즉, 종래와 같은 별도의 냉각장치를 설치할 필요가 없게 되어, 전체적인 장치의 구조가 간소화되고 시설비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.As described above, in the
또한, 보통 일반 물의 온도는 14℃∼18℃ 이지만, 식물을 키우기 위한 배양액의 온도는 20℃∼25℃가 되어야 하므로, 종래에는 히터 등으로 온도를 올렸으나, 본 발명의 경우에는 조명바(131)에서 방열되는 열을 재 이용하여 배양액의 수온을 올릴 수 있게 된다.The temperature of the culture medium for growing the plant should be 20 to 25 DEG C, so that the temperature is conventionally increased by a heater or the like. In the present invention, however, the
또한, 열을 흡수한 배양액이 재배배드(120)에서의 순환과정을 통해 방열하기 때문에, 실내 습도를 올릴 수 있게 되어 별도의 가습기 설치가 불필요하게 된다. 즉, 통상 수경재배시설의 경우 실내 습도를 50% 이상 유지해야 하는데, 이러한 습도는 본 발명과 같이 배양액이 조명바(131)의 열을 흡수하여 방열되는 과정에서 자연스럽게 실내 습도를 높일 수 있게 되어 시설비용은 물론 운영 관리비용을 절감할 수 있게 된다.In addition, since the culture liquid that absorbs the heat radiates heat through the circulation process in the
또한, 열을 흡수한 배양액이 재배배드(120)를 순환하면서 방열하기 때문에 실내 온도도 상승시킬 수 있게 된다.
In addition, since the culture liquid absorbing the heat radiates while circulating through the
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Those skilled in the art will readily appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims.
100..수경재배장치 110..장치 프레임
120..재배배드 125..배지판
130..LED 조명유닛 131..조명바
132..LED100 ..
120 .. Growing
130 ..
132..LED
Claims (4)
상기 재배배드의 하부면에 밀착결합되어 하부로 LED 조명광을 조사하는 LED 조명유닛;을 포함하며,
상기 조명유닛에서 발생되는 열은 상기 재배배드로 직접 전달되어, 상기 재배배드로 순환하는 배양액에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 수경재배장치.A cultivation bed which is stacked and arranged above and below the apparatus frame;
And an LED illumination unit which is tightly coupled to the lower surface of the re-feeding bed and irradiates the LED illumination light to the lower portion,
Wherein the heat generated in the illumination unit is directly transferred to the cultivation bed and is cooled by the culture liquid circulating to the cultivation bed.
상기 재배배드는 바닥벽과 측벽을 가지는 트레이구조를 가지며,
상기 바닥벽은 수평면과, 상기 수평면에서 상부로 돌출되고 하부면으로부터는 함몰된 형상을 가지는 장착부를 가지며,
상기 장착부는 상기 재배배드의 길이 방향으로 연속적으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수경재배장치.The method according to claim 1,
The re-feeding bed has a tray structure having a bottom wall and side walls,
Wherein the bottom wall has a horizontal surface and a mounting portion protruding upward from the horizontal surface and having a recessed shape from the bottom surface,
Wherein the mounting portion is formed to extend continuously in the longitudinal direction of the reaming bad.
상기 재배배드의 하부면에 밀착되어 결합되는 조명바와;
상기 조명바에 설치되는 LED;를 포함하며,
상기 조명바는 상기 재배배드의 장착부에 대응되는 위치에 밀착되어 결합되는 것을 특징으로 하는 수경재배장치.The lighting apparatus according to claim 2,
An illumination bar in close contact with the lower surface of the re-feeding bed;
And an LED mounted on the lighting bar,
Wherein the lighting bar is closely attached to a position corresponding to a mounting portion of the reaming bad.
상기 조명바의 상기 재배배드와 결합되는 상면에는 상기 장착부쪽으로 돌출되어 열을 방출하는 히트싱크부가 마련되는 것을 특징으로 하는 수경재배장치.
The method of claim 3,
And a heat sink part protruding toward the mounting part to emit heat is provided on an upper surface of the lighting bar coupled with the reaming bad.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
E801 | Decision on dismissal of amendment |