KR20230032838A - Lighting device for rotary type plant growing device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전형 식물재배기의 중심축 방향을 따라 장착된 조명 카트리지를 구성하는 조명 모듈들을 보호 커버 없이 설치함으로써 조광 손실을 최소화하고, 조명 카트리지 상부에 투명한 광 투과 커버를 설치함으로써 회전형 식물재배기가 360° 회전할 때 중력에 의해 잔여 양액이 조명 카트리지로 떨어지는 것을 방지함과 동시에 재배 식물에 조사되는 광 투과 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 회전형 식물 재배기를 위한 조명 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lighting device for a rotary plant cultivator, and more particularly, to minimize light loss by installing lighting modules constituting a lighting cartridge mounted along the central axis of the rotary plant cultivator without a protective cover, By installing a transparent light-transmitting cover on the top of the lighting cartridge, when the rotary plant cultivator rotates 360°, residual nutrient solution will be prevented from falling into the lighting cartridge due to gravity and at the same time, the light transmission efficiency of the cultivated plants will be prevented from being lowered. It relates to a lighting device for a rotary plant grower capable of
종래의 식물 재배는 비닐하우스, 유리온실, 노지 등 국한된 공간에서만 가능하였다. 일례로, 종래의 식물 재배 가운데 비닐하우스의 경우에는 내부의 상, 하부 온도차에 의해 일정한 온도가 유지되지 못하거나, 햇빛이나, 수분 및 바람 등의 재배 환경이 일정하지 않으므로 식물이 균일하게 성장하지 못하고 발육 또한 늦어지는 문제점이 있었다.Conventional plant cultivation was possible only in limited spaces such as vinyl houses, glass greenhouses, and open fields. For example, in the case of a plastic greenhouse among conventional plant cultivation, plants do not grow uniformly because a constant temperature is not maintained due to the temperature difference between the top and bottom of the inside, or the cultivation environment such as sunlight, moisture, and wind is not constant. Growth was also delayed.
이러한 한계를 극복하기 위해 최근에는 식물공장 및 스마트 팜이 활발히 도입되고 있는 추세이다.In order to overcome these limitations, recently, plant factories and smart farms have been actively introduced.
작물 별 특성에 맞는 온도, 습도, 양액 등 최적 생육환경의 식물공장형 스마트 팜의 회전 구조체를 이용하여 중력의 이동이 가능한 구조로 중앙의 광원을 중심으로 재배 카트리지를 회전시킴으로써 작물 내에 존재하는 중력센서세포(Gravisensors)가 중력 이동에 따라 직립하려고 발생시키는 성장물질(Auxin 호르몬)을 인위적으로 자극하고 이에 따라 작물의 성장 속도를 촉진하는 회전형 식물재배기 및 ICT 기반 자동제어 회전형 식물재배 시스템에 대하여 제안된 바 있다.Gravity sensor cell present in the crop by rotating the cultivation cartridge around the central light source with a structure that allows gravity movement using the rotating structure of a plant factory-type smart farm in an optimal growth environment such as temperature, humidity, and nutrient solution suitable for each crop's characteristics (Gravisensors) artificially stimulates the growth substances (Auxin hormone) generated to stand upright according to the movement of gravity and thereby promotes the growth rate of crops there is a bar
회전형 식물재배기는 원통형 회전체가 회전하면서 그 재배 카트리지가 최 저면부에 구비된 양액조를 지나는데 양액을 머금은 채 중앙의 광원을 중심으로 회전하다가 12시 방향 최 상면부에 도달하면 잔여 양액이 중력에 의해 물방울로 떨어지면서 상기 조명 장치로 흐르게 될 수 있다. 따라서 종래의 조명 장치는 양액 누수에 의한 LED 기판(또는 PCB보드)의 고장을 방지하기 위해 LED기판 외부를 원형으로 에워싸는 투명 아크릴(또는 PC, 유리) 커버를 장착하고 있다.In the rotary plant cultivator, as the cylindrical rotating body rotates, the cultivation cartridge passes through the nutrient solution tank provided at the bottom. When it rotates around the light source in the center while holding the nutrient solution, the remaining nutrient solution reaches the top at 12 o'clock. While falling as water droplets due to gravity, they may flow into the lighting device. Therefore, conventional lighting devices are equipped with a transparent acrylic (or PC, glass) cover that surrounds the outside of the LED substrate in a circular shape in order to prevent failure of the LED substrate (or PCB board) due to leakage of nutrient solution.
하지만 커버에 의해 LED 조사광의 약 10~15%가 커버를 투과하지 못하고 소실되므로 조명 효율을 최대로 이끌어내지 못하는 문제가 발생하였다.However, since about 10 to 15% of the LED irradiation light is lost without passing through the cover due to the cover, there is a problem in that the lighting efficiency cannot be maximized.
국내공개특허 제10-2021-0065673호에는 구동 프레임의 회전축상에 배치되는 바 형상의 조명 모듈로 구성된 조명부를 포함하는 회전형 수경 재배 장치가 제안된 바 있다. 다만, 선행기술은 조명 모듈 자체에 보호 커버가 마련된 구조로 여전히 재배 식물에 조사되는 광 손실이 발생하는 문제점이 있다.Korean Patent Publication No. 10-2021-0065673 proposes a rotary hydroponic cultivation device including a lighting unit composed of a bar-shaped lighting module disposed on a rotating shaft of a driving frame. However, in the prior art, there is a problem in that the lighting module itself has a structure in which a protective cover is provided, and light loss that is irradiated to cultivated plants still occurs.
본 발명은 위와 같은 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 회전형 식물재배기의 중심축 방향을 따라 장착된 조명 카트리지를 구성하는 조명 모듈들을 보호 커버 없이 설치함으로써 조광 손실을 최소화할 수 있는 회전형 식물 재배기를 위한 조명 장치를 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and the problem to be solved in the present invention is to install the lighting modules constituting the lighting cartridge mounted along the central axis direction of the rotary plant cultivator without a protective cover. It is to provide a lighting device for a rotary plant grower capable of minimizing light loss.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 조명 카트리지 상부에 투명한 광 투과 커버를 설치함으로써 회전형 식물재배기가 360° 회전할 때 중력에 의해 잔여 양액이 조명 카트리지로 떨어지는 것을 방지함과 동시에 재배 식물에 조사되는 광 투과 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 회전형 식물 재배기를 위한 조명 장치를 제공하는 것이다.In addition, the problem to be solved by the present invention is to prevent the remaining nutrient solution from falling into the lighting cartridge by gravity when the rotary plant cultivator rotates 360 ° by installing a transparent light-transmitting cover on the top of the lighting cartridge, and at the same time irradiating the cultivated plants. It is to provide a lighting device for a rotary plant grower capable of preventing a decrease in light transmission efficiency.
위의 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치는, 적어도 4개의 바 타입의 조명 모듈들이 환형(ring shape)을 이루도록 배치된 조명 카트리지(light cartridge); 상기 조명 카트리지의 길이 방향의 양단을 지지하는 적어도 두 개의 카트리지 지지대(cartridge support); 및 상기 카트리지 지지대에 의해 고정된 조명 카트리지의 상부면과 연결되고, 일 부분이 상기 조명 카트리지와 이격 설치되는 커버 구조체(cover structure)를 포함한다.In order to solve the above problems, a lighting apparatus for a rotary plant cultivator according to an embodiment of the present invention includes a light cartridge in which at least four bar-type lighting modules are arranged to form a ring shape; at least two cartridge supports supporting both ends of the lighting cartridge in the longitudinal direction; and a cover structure connected to an upper surface of the lighting cartridge fixed by the cartridge support and having a part spaced apart from the lighting cartridge.
또한, 상기 조명 모듈들은, LED칩이 장착된 기판, 방열 구조체 및 전원선을 포함하며, 상기 기판 주변 영역은 개방된 것을 특징으로 한다.Further, the lighting modules include a substrate on which an LED chip is mounted, a heat dissipation structure, and a power line, and a region around the substrate is open.
또한, 상기 커버 구조체는, 아치 형상 또는 삼각 지붕 형상의 광 투과 커버(light passing cover)와, 상기 광 투과 커버를 떠받치는 적어도 한 쌍의 커버 지지대(cover support)를 포함하며, 상기 커버 구조체의 지지대의 일단은 상기 조명 카트리지의 일부에 고정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the cover structure includes a light passing cover having an arch shape or a triangular roof shape, and at least one pair of cover supports supporting the light passing cover. One end of is characterized in that fixed to a portion of the lighting cartridge.
또한, 상기 조명 카트리지는, 광합성 유효광을 방출하는 광원을 가지는 PAR 조명 모듈, 자외선을 방출하는 광원을 가지는 UV 조명 모듈, 적외선을 방출하는 광원을 가지는 IR 조명 모듈을 적어도 하나 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the lighting cartridge is characterized in that it includes at least one PAR lighting module having a light source emitting photosynthetically effective light, a UV lighting module having a light source emitting ultraviolet rays, and an IR lighting module having a light source emitting infrared rays. .
또한, 상기 조명 카트리지는, 2개의 PAR 조명 모듈, 1개의 UV 조명 모듈, 2개의 PAR 조명 모듈 및 1개의 IR 조명 모듈이 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lighting cartridge is characterized in that two PAR lighting modules, one UV lighting module, two PAR lighting modules and one IR lighting module are sequentially disposed.
또한, 상기 카트리지 지지대는, 상기 조명 카트리지의 길이 방향의 일단을 커버하도록 상기 조명 카트리지와 결합하는 제1 지지 덕트와, 상기 조명 카트리지의 길이 방향의 다른 일단을 커버하도록 상기 조명 카트리지와 결합하는 제2 지지 덕트를 포함하며, 상기 제1 지지 덕트의 결합부에는 상기 조명 카트리지의 내부 열을 냉각하는 냉각 팬(cooling fan)이 설치되고, 상기 냉각 팬에 의해 유동하는 내부 열은 상기 제2 지지 덕트를 통해 외부로 방출되는 것을 특징으로 한다.In addition, the cartridge support includes a first support duct coupled to the lighting cartridge to cover one end of the lighting cartridge in the longitudinal direction, and a second support duct coupled to the lighting cartridge to cover the other end of the lighting cartridge in the longitudinal direction. It includes a support duct, and a cooling fan for cooling the internal heat of the lighting cartridge is installed at the coupling part of the first support duct, and the internal heat flowing by the cooling fan cools the second support duct. It is characterized in that it is released to the outside through.
본 발명의 실시예에 의하면, 조명 카트리지를 구성하는 조명 모듈들을 기판 외부를 둘러싸는 보호 커버를 구비하지 않고 설치함에 따라 LED칩의 조광 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, as the lighting modules constituting the lighting cartridge are installed without a protective cover surrounding the outside of the substrate, there is an effect of minimizing dimming loss of the LED chip.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 회전형 식물재배기가 조명 카트리지를 중심으로 360° 회전하므로 조명 모듈들에서 방출되는 광은 시간차를 두고 균등하게 일정 비율로 재배 작물에 조사될 수 있어 기존의 식물공장 또는 스마트 팜에서 사용하던 조명 설비의 설치비 및 광 에너지 비용 과다로 인한 경제성, 수익성의 한계를 극복할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, since the rotary plant cultivator rotates 360° around the lighting cartridge, the light emitted from the lighting modules can be equally irradiated to the cultivated crops at a constant rate with a time difference, so that existing plants It has the advantage of overcoming the limitations of economic feasibility and profitability due to the installation cost of lighting equipment used in factories or smart farms and excessive light energy costs.
또한, 식물의 최적 생장 및 기능성분 증진에 영향을 주는 자외선(UV-A), 광합성 유효광(PAR) 및 적외선(IR)의 모든 광을 함께 또는 개별로 제공하면서 각 파장에 상응하는 조명 모듈을 복수로 제공하거나 종류별 조명 모듈의 출력을 다양하게 조절함으로써 파장별 LED의 조광 비율, 시간, 시기를 용이하게 조정할 수 있다.In addition, while providing all lights of ultraviolet (UV-A), photosynthetically effective light (PAR) and infrared (IR) together or individually, which affect the optimal growth of plants and enhancement of functional components, a lighting module corresponding to each wavelength is provided. It is possible to easily adjust the dimming ratio, time, and timing of LEDs for each wavelength by providing a plurality or adjusting the output of each type of lighting module in various ways.
또한, 조명 카트리지 상부에 투명한 광 투과 커버를 설치함으로써 회전형 식물재배기가 360° 회전할 때 중력에 의해 잔여 양액이 조명 카트리지로 떨어지는 것을 방지함과 동시에 재배 식물에 조사되는 광 투과 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, by installing a transparent light-transmitting cover on the top of the lighting cartridge, when the rotary plant cultivator rotates 360°, residual nutrient solution is prevented from falling into the lighting cartridge due to gravity and at the same time, the light transmission efficiency irradiated to the cultivated plants is reduced. It can be prevented.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 조명 장치가 설치된 회전형 식물재배기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 회전형 식물 재배기를 위한 조명 장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치의 조명 모듈들을 구성하는 구성요소를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a rotary plant cultivator equipped with a lighting device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a lighting device for a rotary plant cultivator according to a first embodiment of the present invention.
3 is a front view of a lighting device for a rotary plant cultivator according to a first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view schematically showing the components constituting the lighting modules of the lighting device for the rotary plant cultivator according to the first embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a lighting device for a rotary plant cultivator according to a second embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a lighting device for a rotary plant cultivator according to a third embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "구비" 또는 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부(Unit)", "...모듈(Module)" 및 "컴포넌트(Component)" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In the entire specification, when a part is said to "comprise" or "include" a certain element, it means that it may further include other elements, not excluding other elements, unless otherwise stated. . In addition, terms such as "...unit", "...module" and "component" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which It may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software.
또한, 본 명세서에서 "실시예"라는 용어는 예시, 사례 또는 도해의 역할을 의미하지만 발명의 대상은 그러한 예에 의해 제한되지 않는다. 또한, "포함하는", "구비하는", "갖는" 및 기타 유사한 용어가 사용되지만 청구범위에 사용될 경우 개방적인 전환어(Transition word)로서 "포함하는(Comprising)"과 동일한 의미로 사용된다.In addition, although the term "embodiment" in this specification means the role of illustration, example, or illustration, the subject matter of the invention is not limited by such example. Also, "comprising", "comprising", "having" and other similar terms are used, but when used in the claims, they are used in the same sense as "comprising" as an open transition word.
본 명세서에 설명된 다양한 기법은 하드웨어 또는 소프트웨어와 함께 구현될 수 있거나, 적합한 경우에 이들 모두의 조합과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "부(Unit)", "시스템(System)" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 예를 들어, 프로그램 모듈은 하나의 컴포넌트와 등가 혹은 둘 이상의 컴포넌트의 조합으로 구성될 수 있다.The various techniques described herein may be implemented with hardware or software, or a combination of both, where appropriate. As used herein, the terms "Unit", "System", etc. are likewise equivalent to a computer-related entity, that is, hardware, a combination of hardware and software, software, or software in execution. can handle For example, a program module may be composed of one component and equivalent or a combination of two or more components.
<실시예 1><Example 1>
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 조명 장치가 설치된 회전형 식물재배기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 회전형 식물 재배기를 위한 조명 장치의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치의 조명 모듈들을 구성하는 구성요소를 개략적으로 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view of a rotary plant cultivator equipped with a lighting device according to Embodiment 1 of the present invention, Figure 2 is a perspective view of a lighting device for a rotary plant cultivator according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. It is a front view of a lighting apparatus for a rotary plant cultivator according to Example 1 of the present invention, and FIG. 4 schematically shows components constituting lighting modules of the lighting apparatus for a rotary plant cultivator according to Example 1 of the present invention. It is a perspective view.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치(1)는 조명 카트리지(light cartridge)(10), 카트리지 지지대(cartridge support)(20) 및 커버 구조체(cover structure)(30)를 포함할 수 있다.1 to 4, the lighting device 1 for the rotary plant cultivator according to the first embodiment of the present invention includes a
조명 카트리지(10)는 적어도 4개의 바 타입의 조명 모듈(11)들이 환형(ring shape)을 이루도록 배치될 수 있다.The
조명 모듈(11)들은 기판(101), 기판(101)에 장착된 LED칩(102), 방열 구조체(103) 및 전원선(104)을 포함할 수 있고, 특히, 기판(101) 외부를 둘러싸는 보호 커버를 구비하지 않는 구조로, 기판(101) 주변 영역은 회전형 식물재배기(R) 내부를 향해 개방될 수 있다.The
전술한 바와 같이, 일반적으로 회전형 식물재배기에 설치되는 바 타입의 LED 조명 장치는 양액이 LED 조명 장치 내부로 흘러 들어가 LED 기판(또는 PCB 보드)의 고장을 유발하는 것을 방지하도록 LED 기판 외부를 둘러싸는 투명 아크릴(또는 PC, 유리 등) 커버를 장착하는 데, 상기 LED 조명 장치에서 조사되는 광의 약 10~15%가 상기 커버를 투과하지 못하고 손실되기 때문에 조명 효율을 최대로 이끌어내지 못하는 문제가 발생하였다.As described above, the bar-type LED lighting device, which is generally installed in a rotary plant cultivator, surrounds the outside of the LED substrate to prevent nutrient solution from flowing into the LED lighting device and causing failure of the LED substrate (or PCB board). is equipped with a transparent acrylic (or PC, glass, etc.) cover, and since about 10 to 15% of the light irradiated from the LED lighting device is lost without passing through the cover, the problem of not maximizing the lighting efficiency occurs. did
그러나, 본 발명에서는 기판(101) 외부를 둘러싸는 보호 커버를 구비하지 않기 때문에 LED칩(102)의 조광 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.However, in the present invention, since the protective cover surrounding the outside of the
조명 카트리지(10)는 광합성 유효광(photosynthetically active radiation)을 방출하는 광원을 가지는 PAR 조명 모듈(111), 자외선(ultraviolet, UV)을 방출하는 광원을 가지는 UV 조명 모듈(112), 적외선(infrared, IR)을 방출하는 광원을 가지는 IR 조명 모듈(113)을 적어도 하나 이상 구비할 수 있다.The
PAR 조명 모듈(111)에서 조사되는 광합성 유효광(또는 광합성 유효방사)은 파장이 400~700nm 사이로 가시광선 범위인 380~760nm와 유사한 파장 범위를 보이는 광합성에 유효한 가시광선을 의미한다.Photosynthetically effective light (or photosynthetically effective radiation) irradiated from the
보다 상세히, 이러한 파장 대역은 일반적으로 청색광(400~500nm), 녹색광(500~600nm) 및 적색광(600~700nm)의 3파장으로 나눌 수 있으며, 잎과 줄기 성장에 특화된 청색광 파장(약 450nm 부근)과 화아 분화, 잎과 줄기 성숙 및 뿌리 성장에 특화된 적색광 파장(약 650nm 부근)을 조사하고, 이를 위해 PAR 조명 모듈(111)은 청색광, 적색광, 백색광(청, 적 및 녹, 주황색의 혼합 백색) LED칩(102)이 미리 설정된 비율로 혼합되어 기판(101)에 장착될 수 있다.More specifically, these wavelength bands can generally be divided into three wavelengths: blue light (400-500 nm), green light (500-600 nm) and red light (600-700 nm), and the blue light wavelength (around 450 nm) specialized for leaf and stem growth. A red light wavelength (approximately 650 nm) specialized for florescence differentiation, leaf and stem maturation, and root growth is irradiated. The LED chips 102 may be mixed at a preset ratio and mounted on the
위와 같은 파장 대역에서 조사되는 광은 광합성뿐만 아니라 광의 상태에 따라 발생, 분화과정이 제어되는 현상, 종자, 포자의 휴면 해제, 세포분열의 시기나 방향, 생장속도, 세포와 기관 분화 등과 같은 광 형태성(photomorphogenesis) 반응을 유도할 수 있다.The light irradiated in the above wavelength band is generated according to the state of light as well as photosynthesis, the phenomenon of controlling the differentiation process, the release of dormancy of seeds and spores, the timing and direction of cell division, the growth rate, and the form of light such as differentiation of cells and organs. It can induce a photomorphogenesis response.
UV 조명 모듈(112)은 UV-A(Ultra Violet-A) 대역의 자외선을 방출하는 LED칩(102)을 장착한 조명 모듈로서 320~400nm의 파장을 조사하며, 약 380nm 피크 파장대역의 자외선은 항산화 작용을 하는 피토케미컬(phytochemical)의 함량을 높이고, 재배 식물 별 각기 다른 기능성 물질의 함량을 증진하는 데 기여할 수 있다.The
IR 조명 모듈(113)은 약 740nm 피크 파장, 850nm 피크 파장 및 940nm 피크 파장 부근의 3개 유형의 적외선 파장들에 특화된 광을 방출하는 3개 종류의 적외선 LED칩(102)을 일정 비율로 장착한 조명 모듈로서, 기능성 증진 및 재배 식물 별로 20~30% 성장 촉진에 기여할 수 있다.The
한편, 조명 카트리지(10)는 2개의 PAR 조명 모듈(111), 1개의 UV 조명 모듈(112), 2개의 PAR 조명 모듈(111) 및 1개의 IR 조명 모듈(113)이 순차적으로 배치될 수 있다.Meanwhile, in the
보다 상세히, 조명 카트리지(10)는 조명 모듈들(111, 112, 113)이 대략 4각형 형상을 이루도록 연결될 수 있고, 2개의 PAR 조명 모듈(111), 1개의 UV 조명 모듈(112), 2개의 PAR 조명 모듈(111) 및 1개의 IR 조명 모듈(113)이 순차적으로 배치되며, UV 조명 모듈(112)들 및 IR 조명 모듈(113)들은 상호 대각선 방향으로 마주보는 위치에 설치될 수 있다.In more detail, the
이 때, 회전형 식물재배기(R)의 크기에 따라 대략 4각형의 조명 카트리지(10)는 길이 방향으로 2개 이상을 연결함으로써 얼마든지 확장 가능하다.At this time, depending on the size of the rotary plant cultivator R, the approximately
도 2에서 보듯, 조명 카트리지(10)에는 총 12개의 조명 모듈(11)들이 설치될 수 있고, 이 가운데 PAR 조명 모듈(111)은 8개, UV 조명 모듈(112) 및 IR 조명 모듈(113)은 각각 2개씩 설치될 수 있으며, PAR 조명 모듈(111):UV 조명 모듈(112):IR 조명 모듈(113)은 8:2:2 즉, 4:1:1의 일정 비율로 배치되어 해당 파장의 광을 통합 또는 각각 조사할 수 있다.As shown in FIG. 2, a total of 12
또한, 각 조명 모듈(11)의 배치 구도는 PAR 조명 모듈(111):UV 조명 모듈(112):PAR 조명 모듈(111):IR 조명 모듈(113)은 2:1:2:1로 순차적으로 배치되어 해당 파장의 광을 통합 또는 각각 조사할 수 있다.In addition, the layout of each
총 12개의 조명 모듈(11)들이 2개의 PAR 조명 모듈(111), 1개의 UV 조명 모듈(112), 2개의 PAR 조명 모듈(111) 및 1개의 IR 조명 모듈(113)이 순차적으로 배치되어 있지만, 회전형 식물재배기(R)가 조명 카트리지(10)를 중심으로 360° 회전하므로 조명 모듈(11)들에서 방출되는 광은 시간차를 두고 균등하게 일정 비율로 재배 작물에 조사될 수 있다.A total of 12
따라서, 기존의 식물공장 또는 스마트 팜에서 사용하던 조명 설비의 설치비 및 광 에너지 비용 과다로 인한 경제성, 수익성의 한계를 극복할 수 있는 장점이 있다.Therefore, there is an advantage that can overcome the limitations of economic feasibility and profitability due to excessive installation costs and light energy costs of lighting equipment used in existing plant factories or smart farms.
조명 모듈들(111, 112, 113)의 비율은 사용자의 선택에 의해 펄스 제어(펄스 광 on/off로 에너지 절약 및 성장촉진 효과), 디밍 제어(생육시기별 광도 강약조절 성장 및 기능성 증진), 광 파장제어(생육 및 기능성분 증진 광 파장 선택 별 최적 광량조절), 광도제어(작물별, 생육시기별 조사강도-마이크로몰 조절로 생육 및 기능성 증진과 에너지 절감) 및 조사 Time제어(조사 시기 및 시간 조절로 생육 및 기능성 증진과 에너지 절감)가 식물별 재배생육 데이터에 의한 최적 제어(인공지능, AI농업으로 발전) 방식으로 각각 또는 통합 제어 시스템에 의하여 다양하게 변경, 적용될 수 있다.The ratio of the
한편, 조명 모듈들(111, 112, 113)은 브라켓(b1, b2, b3)에 의해 상호 연결될 수 있다.Meanwhile, the
일례로, 상호 직각을 이루는 2개의 PAR 조명 모듈(111)들은 상호 ㄱ자형 브라켓(b1)으로 결합될 수 있고, 동일한 수평축 또는 동일한 수직축 방향에 배치된 2개의 PAR 조명 모듈(111)들은 상호 ㄷ자형 브라켓(b2)으로 결합될 수 있으며, 모서리 부분에 배치된 UV 조명 모듈(112)들 및 IR 조명 모듈들(113)은 각각 PAR 조명 모듈(111)들과 삼각 브라켓(b3)으로 결합될 수 있다.In one example, the two
브라켓(b1, b2, b3)은 조명 모듈들(111, 112, 113)을 상호 안정적으로 연결하면서 전체적인 조명 카트리지(10)의 부피를 최소화할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.The brackets b1, b2, and b3 are preferably installed to minimize the volume of the
카트리지 지지대(20)는 조명 카트리지(10)의 길이 방향의 양 단을 지지하도록 적어도 2개가 마련될 수 있다.At least two cartridge supports 20 may be provided to support both ends of the
일례로, 카트리지 지지대(20)는 일 단이 조명 카트리지(10)와 결합되고, 타 단이 회전형 식물재배기(R)를 구성하는 지지 프레임 상에 결합되어 조명 카트리지(10)를 안정적으로 지지할 수 있다.For example, the
카트리지 지지대(20)에는 조명 카트리지(10)와 결합된 부분에 하나 또는 그 이상의 냉각 팬(cooling fan)(21)이 설치될 수 있고, 냉각 팬(21)은 조명 카트리지(10)에서 발생한 열을 냉각시켜 외부로 방출하는 역할을 할 수 있다.In the
또한, 대략 4각형으로 형성된 조명 카트리지(10)의 내부 공간이 좁아 냉각 팬(21)에 의해 충분한 열 방출이 이루어지지 못하는 것을 방지하기 위하여 각 조명 모듈(11)의 후면에 방열판(미도시)을 더 접착하여 방열 효율을 향상시킬 수도 있다.In addition, in order to prevent sufficient heat dissipation by the cooling
커버 구조체(30)는 카트리지 지지대(20)에 의해 고정된 조명 카트리지(10)의 상부면과 연결될 수 있고, 일 부분이 조명 카트리지(10)와 이격되어 설치될 수 있다.The
보다 상세히, 커버 구조체(30)는 아치 형상의 광 투과 커버(light passing cover)(31)와, 광 투과 커버(31)를 떠받치는 적어도 한 쌍의 커버 지지대(cover support)(32)를 포함할 수 있다.More specifically, the
일례로, 광 투과 커버(31)는 투명 아크릴(또는 PC, 유리 등) 소재로 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이 아치 형상으로 형성될 수도 있고, 삼각 지붕 형상, 1/4 원형, 또는 평판형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 가변 가능하다.For example, the
광 투과 커버(31)의 너비는 회전형 식물재배기(R)가 360° 회전하면서 조명 카트리지(10)로 양액이 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 조명 카트리지(10)의 단면 기준으로 최대 길이와 동일하거나 소정 길이만큼 더 넓게 설계될 수 있다.The width of the light-transmitting
광 투과 커버(31)는 조명 카트리지(10) 모두에 장착되는 것이 아니라, 상부면에 배치된 조명 모듈들(11)만 커버하기 때문에 상부 방향의 조명 모듈들(11)을 제외한 나머지 방향의 조명 모듈들(11)은 조광 효율을 100% 발휘할 수 있고, 상부 방향의 조명 모듈들(11) 또한 광 투과 커버(31)가 투명한 소재로 형섬됨에 따라 조광 손실을 최소화할 수 있다.Since the
한 쌍의 커버 지지대(32a, 32b)는 일 단이 조명 카트리지(10)에 결합되어 고정될 수 있고, 타 단이 광 투과 커버(31)에 결합되어 고정될 수 있다. 이 때, 광 투과 커버(31) 및 커버 지지대(32)는 볼트(33)로 결합될 수 있으며 이에 한정되지 않고 본딩(bonding), 벤딩 결합 등 다양한 방식으로 견고하게 결합될 수 있다.One end of the pair of cover supports 32a and 32b may be coupled to and fixed to the
한 쌍의 커버 지지대(32a, 32b) 일 단은 조명 모듈들(11)을 연결하는 삼각 브라켓(b3) 또는 조명 카트리지(10)의 상부에 연결된 PAR 조명 모듈(111), UV 조명 모듈(112) 또는 IR 조명 모듈(113) 가운데 어느 하나와 연결될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 커버 구조체(30)를 안정적으로 지지할 수 있도록 다양한 위치에 결합되어 고정될 수 있다.One end of the pair of cover supports 32a and 32b is a triangular bracket b3 connecting the
<실시예 2><Example 2>
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치의 사시도이다.5 is a perspective view of a lighting device for a rotary plant cultivator according to a second embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치는 조명 카트리지(100) 및 커버 구조체(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the lighting device for the rotary plant cultivator according to the second embodiment of the present invention may include a
이하에서는 실시예 1과 중복되는 구성인 카트리지 지지대에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, a detailed description of the cartridge support, which is a configuration overlapping with Example 1, will be omitted.
조명 카트리지(100)는 실시예 1과 동일하게 적어도 4개의 바 타입의 조명 모듈들이 환형(ring shape)을 이루도록 배치될 수 있다.In the
조명 카트리지(100)는 도시된 바와 같이 6각형 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 재배 작물의 종류별, 생육시기별로 특화된 파장의 광을 조사하기 위해서 3각형, 8각형, 10각형, 12각형, 원형 등 다양한 형상을 이루도록 조명 모듈들이 배치될 수 있다.As shown, the
보다 상세히, 본 발명의 실시예 2에 따른 조명 카트리지(100)는 고정프레임(F), 고정프레임(F)에 결합되는 조명 모듈들(1100, 1200, 1300)을 포함할 수 있다.In more detail, the
고정프레임(F)은 소정 두께를 가지는 중공의 6각형 형상으로 형성될 수 있고, 조명 모듈들(1100, 1200, 1300)은 고정프레임(F)의 외부면 상에 고정 결합될 수 있다. 바람직하게, 고정프레임(F)은 조명 카트리지(100) 전체의 부피를 감소시킬 수 있도록 최대한 얇은 두께를 가지도록 설계될 수 있다.The fixed frame (F) may be formed in a hollow hexagonal shape having a predetermined thickness, and the lighting modules (1100, 1200, 1300) may be fixedly coupled on the outer surface of the fixed frame (F). Preferably, the fixed frame (F) may be designed to have a thin thickness as much as possible to reduce the volume of the entire lighting cartridge (100).
이 때, 회전형 식물재배기(R)의 크기에 따라 6각형의 조명 카트리지(100)는 길이 방향으로 2개 이상을 연결함으로써 얼마든지 확장 가능하다.At this time, depending on the size of the rotary plant cultivator R, the
고정프레임(F)의 한 면당 2개의 조명 모듈들이 고정 결합될 수 있으며, 2개의 PAR 조명 모듈(1100), 1개의 UV 조명 모듈(1200), 2개의 PAR 조명 모듈(1100) 및 1개의 IR 조명 모듈(1300)이 순차적으로 배치됨에 따라 UV 조명 모듈(1200)들 및 IR 조명 모듈(1300)들은 상호 대각선 방향으로 마주보는 위치에 설치될 수 있다.Two lighting modules per side of the fixed frame (F) can be fixedly coupled, two PAR lighting modules (1100), one UV lighting module (1200), two PAR lighting modules (1100) and one IR lighting As the
도 4에서 보듯, 조명 카트리지(100)에는 총 12개의 조명 모듈(1100, 1200, 1300)들이 설치될 수 있고, 이 가운데 PAR 조명 모듈(1100)은 8개, UV 조명 모듈(1200) 및 IR 조명 모듈(1300)은 각각 2개씩 설치될 수 있으며, PAR 조명 모듈(1100):UV 조명 모듈(1200):IR 조명 모듈(1300)은 8:2:2 즉, 4:1:1의 일정 비율로 배치되어 해당 파장의 광을 통합 또는 각각 조사할 수 있다.As shown in FIG. 4, a total of 12
총 12개의 조명 모듈(1100, 1200, 1300)들이 2개의 PAR 조명 모듈(1100), 1개의 UV 조명 모듈(1200), 2개의 PAR 조명 모듈(1100) 및 1개의 IR 조명 모듈(1300)이 순차적으로 배치되어 있지만, 회전형 식물재배기(R)가 조명 카트리지(100)를 중심으로 360° 회전하므로 조명 모듈(1100, 1200, 1300)들에서 방출되는 광은 시간차를 두고 균등하게 일정 비율로 재배 작물에 조사될 수 있다.A total of 12 lighting modules (1100, 1200, 1300) are sequentially composed of two PAR lighting modules (1100), one UV lighting module (1200), two PAR lighting modules (1100) and one IR lighting module (1300). However, since the rotary plant cultivator R rotates 360° around the
또한, 고정프레임(F)의 내부 공간이 시작되는 지점에는 조명 모듈들(1100, 1200, 1300)에서 발생한 열을 냉각시켜 외부로 방출하는 냉각 팬(201)이 설치될 수 있다.In addition, a cooling fan 201 for cooling heat generated from the
조명 모듈들(1100, 1200, 1300)은 실시예 1과 마찬가지로 LED칩이 장착된 기판 외부를 둘러싸는 보호 커버를 구비하지 않기 때문에 LED칩의 조광 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.Since the
커버 구조체(300)는 조명 카트리지(100)와 이격된 위치에 설치되는 광 투과 커버(301)와, 조명 카트리지(100)와 광 투과 커버(301)를 연결하는 커버 지지대(302)를 포함할 수 있다.The
보다 상세히, 광 투과 커버(301)는 투명 아크릴(또는 PC, 유리 등) 소재로 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이 아치 형상으로 형성될 수도 있고, 삼각 지붕 형상, 1/4 원형, 또는 평판형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 가변 가능하다.In more detail, the
광 투과 커버(301)의 너비는 회전형 식물재배기(R)가 360° 회전하면서 조명 카트리지(100)로 양액이 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 조명 카트리지(100)의 6각형 단면 기준으로 최대 길이와 동일하거나 소정 길이만큼 더 넓게 설계될 수 있다.The width of the
광 투과 커버(301)는 조명 카트리지(100) 모두에 장착되는 것이 아니라, 상부면에 배치된 조명 모듈(1100)들만 커버하기 때문에 상부 방향의 조명 모듈(1100)들을 제외한 나머지 방향의 조명 모듈들은 조광 효율을 100% 발휘할 수 있고, 상부 방향의 조명 모듈(1100)들 또한 광 투과 커버(301)가 투명한 소재로 형섬됨에 따라 조광 손실을 최소화할 수 있다.Since the
커버 지지대(302)는 일 단이 조명 카트리지(100)의 고정프레임(F)과 결합될 수 있고, 타 단이 광 투과 커버(301)와 결합될 수 있다. 일례로, 커버 지지대(302)는 조명 카트리지(100)의 고정프레임(F) 및 광 투과 커버(301)와 볼트(303, 304)로 결합될 수 있고, 이에 한정되지 않으며 본딩(bonding) 또는 벤딩 결합 등 다양한 방법으로 견고하게 결합될 수 있다.One end of the
<실시예 3><Example 3>
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치의 사시도이다.6 is a perspective view of a lighting device for a rotary plant cultivator according to a third embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예 3에 따른 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치는 조명 카트리지(10)의 양 단을 커버 및 지지하는 지지 덕트(2100, 2200)가 마련될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the lighting device for the rotary plant cultivator according to the third embodiment of the present invention may include
지지 덕트(2100, 2200)는 조명 카트리지(10)의 길이 방향의 일 단을 커버하도록 조명 카트리지(10)와 결합하는 제1 지지 덕트(2100)와, 조명 카트리지의 길이 방향의 다른 일 단을 커버하도록 조명 카트리지(10)와 결합하는 제2 지지 덕트(2200)를 포함할 수 있다.The
제1 지지 덕트(2100)의 결합부에는 조명 카트리지(10)의 내부 열을 냉각하는 냉각 팬(2101)이 설치될 수 있고, 냉각 팬(2101)에 의해 유동하는 내부 열은 제2 지지 덕트(2200)를 통해 외부로 방출될 수 있다.A cooling
일례로, 냉각 팬(2101)은 도시된 바와 같이 소형 팬 형태로 조명 카트리지(1000) 내부에서 발생하는 열을 외부로 방출시키도록 4개로 마련될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 조명 카트리지(1000)의 방열을 충분히 배기시킬 수 있도록 다양한 형태로 가변 가능하다.For example, the cooling
이상에서는 본 발명에 관한 몇 가지 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to several embodiments of the present invention, those skilled in the art can make the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that various modifications and variations may be made.
1: 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치
10, 100: 조명 카트리지
11: 조명 모듈
20: 카트리지 지지대
21, 201, 2101: 냉각 팬
30, 300: 커버 구조체
31, 301: 광 투과 커버
32, 302: 커버 지지대
33, 303, 304: 볼트
101: 기판
102: LED칩
103: 방열 구조체
104: 전원선
111, 1100: PAR 조명 모듈
112, 1200: UV 조명 모듈
113, 1300: IR 조명 모듈
2100, 2200: 지지 덕트
F: 고정프레임
R: 회전형 식물재배기1: lighting device for rotary plant cultivation
10, 100: lighting cartridge
11: lighting module
20: cartridge support
21, 201, 2101: cooling fan
30, 300: cover structure
31, 301: light transmission cover
32, 302: cover support
33, 303, 304: bolt
101: substrate
102: LED chip
103: heat dissipation structure
104: power line
111, 1100: PAR lighting module
112, 1200: UV light module
113, 1300: IR illumination module
2100, 2200: support duct
F: fixed frame
R: rotary plant grower
Claims (6)
상기 조명 카트리지의 길이 방향의 양단을 지지하는 적어도 두 개의 카트리지 지지대(cartridge support); 및
상기 카트리지 지지대에 의해 고정된 조명 카트리지의 상부면과 연결되고, 일 부분이 상기 조명 카트리지와 이격 설치되는 커버 구조체(cover structure)
를 포함하는 회전형 식물재배기를 위한 조명 장치.A light cartridge in which at least four bar-type lighting modules are arranged to form a ring shape;
at least two cartridge supports supporting both ends of the lighting cartridge in the longitudinal direction; and
A cover structure connected to the upper surface of the lighting cartridge fixed by the cartridge support and having a part spaced apart from the lighting cartridge
A lighting device for a rotary plant cultivator comprising a.
상기 조명 모듈들은,
LED칩이 장착된 기판, 방열 구조체 및 전원선을 포함하며,
상기 기판 주변 영역은 개방된 것을 특징으로 하는
회전형 식물재배기를 위한 조명 장치.According to claim 1,
The lighting modules,
It includes a substrate on which an LED chip is mounted, a heat dissipation structure, and a power line,
Characterized in that the area around the substrate is open
Lighting device for rotary plant growers.
상기 커버 구조체는,
아치 형상 또는 삼각 지붕 형상의 광 투과 커버(light passing cover)와, 상기 광 투과 커버를 떠받치는 적어도 한 쌍의 커버 지지대(cover support)를 포함하며,
상기 커버 구조체의 지지대의 일단은 상기 조명 카트리지의 일부에 고정되는 것을 특징으로 하는
회전형 식물재배기를 위한 조명 장치.According to claim 1,
The cover structure,
A light passing cover having an arch shape or a triangular roof shape and at least one pair of cover supports supporting the light passing cover,
Characterized in that one end of the support of the cover structure is fixed to a part of the lighting cartridge
Lighting device for rotary plant growers.
상기 조명 카트리지는,
광합성 유효광을 방출하는 광원을 가지는 PAR 조명 모듈, 자외선을 방출하는 광원을 가지는 UV 조명 모듈, 적외선을 방출하는 광원을 가지는 IR 조명 모듈을 적어도 하나 구비하는 것을 특징으로 하는
회전형 식물재배기를 위한 조명 장치.According to claim 1,
The lighting cartridge,
At least one PAR lighting module having a light source emitting photosynthetically effective light, a UV lighting module having a light source emitting ultraviolet rays, and an IR lighting module having a light source emitting infrared rays.
Lighting device for rotary plant growers.
상기 조명 카트리지는,
2개의 PAR 조명 모듈, 1개의 UV 조명 모듈, 2개의 PAR 조명 모듈 및 1개의 IR 조명 모듈이 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는
회전형 식물재배기를 위한 조명 장치.According to claim 4,
The lighting cartridge,
Characterized in that two PAR light modules, one UV light module, two PAR light modules and one IR light module are sequentially placed
Lighting device for rotary plant growers.
상기 카트리지 지지대는,
상기 조명 카트리지의 길이 방향의 일단을 커버하도록 상기 조명 카트리지와 결합하는 제1 지지 덕트와, 상기 조명 카트리지의 길이 방향의 다른 일단을 커버하도록 상기 조명 카트리지와 결합하는 제2 지지 덕트를 포함하며,
상기 제1 지지 덕트의 결합부에는 상기 조명 카트리지의 내부 열을 냉각하는 냉각 팬(cooling fan)이 설치되고, 상기 냉각 팬에 의해 유동하는 내부 열은 상기 제2 지지 덕트를 통해 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는
회전형 식물재배기를 위한 조명 장치.According to claim 1,
The cartridge support,
A first support duct coupled to the lighting cartridge to cover one end of the lighting cartridge in the longitudinal direction, and a second support duct coupled to the lighting cartridge to cover the other end of the lighting cartridge in the longitudinal direction,
A cooling fan for cooling the internal heat of the lighting cartridge is installed at the coupling part of the first support duct, and the internal heat flowing by the cooling fan is discharged to the outside through the second support duct. characterized
Lighting device for rotary plant growers.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|---|---|
KR1020220027432A KR20230032838A (en) | 2021-08-30 | 2022-03-03 | Lighting device for rotary type plant growing device |
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KR (1) | KR20230032838A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210065673A (en) | 2019-11-27 | 2021-06-04 | 주식회사 아키플랜트 | A Rotary hydroponic cultivation device and hydroponic cultivation system using same |
-
2022
- 2022-03-03 KR KR1020220027432A patent/KR20230032838A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210065673A (en) | 2019-11-27 | 2021-06-04 | 주식회사 아키플랜트 | A Rotary hydroponic cultivation device and hydroponic cultivation system using same |
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