KR101101889B1 - 식물재배 조명시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조명기구가 엘이디를 배설한 평판형 엘이디 조명기구로 되며 식물에 대하여 최적의 근접위치를 유지토록 식물 생육상태에 따라 승강되어 조명흡수율을 극대화시키고 빛의 손실을 최소화시킴과 아울러 엘이디의 빛이 식물에 균일하게 조사되도록 하여 수확량 및 조명효율을 현저히 향상토록 하는 식물재배 조명시스템에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은 평판형태의 패널에 엘이디가 배설되는 평판형 엘이디 조명기구; 및 상기 평판형 엘이디 조명기구를 식물의 생육높이에 따라 승강시키는 승강운동 또는 엘이디의 광 균일조사를 위하여 설정각도로 기울기를 반전시키는 기울기 변환운동 중 어느 한 가지 이상을 수행하는 조명기구 운동장치:를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

식물재배 조명시스템{LIGHTING SYSTEM FOR CULTIVATION OF PLANTS}
본 발명은 조명기구가 엘이디를 배설한 평판형 엘이디 조명기구로 되며 식물에 대하여 최적의 근접위치를 유지토록 식물 생육상태에 따라 승강되어 조명흡수율을 극대화시키고 빛의 손실을 최소화시킴과 아울러 엘이디의 빛이 식물에 균일하게 조사되도록 하여 수확량 및 조명효율을 현저히 향상토록 하는 식물재배 조명시스템에 관한 것이다.
근래 관심이 증폭되고 있는 식물공장(100)은 도 14에 도시된 바와 같이, 복층의 선반(105)으로 이루어진 프레임에서 배양액이 담기는 팔레트(106)와 조명기구(101)를 이용하여 식물을 재배하는 것으로서 빛이나 온도가 인공적으로 조절되기 때문에 날씨의 변화 등에 의한 흉작이나 과다생산이 없이 고품질 야채를 안정적으로 공급 가능하고 일관적인 모양과 맛, 영양소의 관리가 가능하여 일정한 가격이 유지 가능하다.
또한, 무농약 야채가 가능하여 먹거리에 대한 불안을 해소하고. 연속재배가 가능하며 밤ㆍ낮의 길이, 온도나 습도, 그리고 배양액성분과 이산화탄소 농도를 조절하는 등으로 최적의 환경을 갖출 수 있어 토지를 이용하는 일반적인 자연재배 대비 수확량이 획기적으로 증대되며 도시 한가운데에서도 전업규모의 식물재배가 가능하다.
이와 같은 식물공장의 주요 구성요소 중 하나는 식물의 생육 및 광합성에 필요한 빛을 제공하는 조명시스템이다.
식물은 그 종류 및 생육상태에 따라 각각 선호하는 빛의 파장이 상이하다.
예를 들면 엽록소의 광합성 작용에는 빛의 스펙트럼 분포의 적색이나 청색을 흡수하고 녹색이 반사되는 한편, 오렌지광 부분은 식물의 생식작용인 씨앗의 발아, 뿌리의 생육, 줄기의 형성, 개화시기, 과실의 생육에 관여한다.
따라서, 식물공장에서는 식물의 빛에 대한 특성을 최대한 이용하고자 식물이 필요로 하는 파장을 많이 포함한 색광의 빛을 어떤 시기에 얼마나 공급하는가의 여부에 따라 수확내용에 차이가 나게 된다.
식물이 필요로 하는 파장의 청색광, 적색광 등의 광원은 제조과정에서 반도체에 첨가되는 불순물의 종류나 코팅 등에 따라 발광파장 및 색광을 임의로 조정함으로써 청색, 적색 등 다양한 특정 색광이 가능한 엘이디(LED: Light Emitting Diode)가 이용되고 있다.
또한, 식물이 빛을 흡수함에 있어서 광원이 식물로부터 멀리 위치될 경우 빛이 허공으로 분산 손실되기 때문에 광원은 식물에 대하여 가깝게 위치될수록 효과적이다.
그런데, 종래기술에서는 조명기구가 선반 구조물에 고정설치되며 그 위치는 식물이 자라남에 따른 간섭방지를 위하여 최대한 높은 곳에 위치된다.
따라서, 식물의 생육 초기에서부터 수확단계 이전까지 조명기구는 식물로부터 멀리 위치되고 특히 생육 초기에는 그 간격이 과도하게 벌어짐에 따라 빛 흡수가 매우 비효율적이며 이는 식물의 생육속도를 지연시키고 조명에너지를 낭비하게 되는 문제점이 있다.
또한, 엘이디를 광원으로 하는 조명기구의 경우, 엘이디는 조사각이 대개 110° 내외로 되고 광량의 50%가 중앙 30° 범위에 집중되는 단점이 있어 식물에 대한 빛의 균일 조사가 요구된다.
또한, 식물은 생육시기별로 선호 파장이 다른 한편 빛 흡수능력에서 생육초기와 수확시기는 많은 차이가 있지만 종래 기술에서는 빛의 공급이 일정하여 비효율이 존재하고 에너지 손실이 발생되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서,
본 발명의 목적은 식물공장의 프레임 층간에 설치되는 조명기구가 두 가지 이상의 색광 엘이디가 설정비율로 배열된 평판형 엘이디 조명기구로 구성되고 식물에 대하여 최적의 근접위치를 유지토록 승강되어 식물의 조명흡수율을 극대화시키고 허공에서 분산 손실되는 빛의 양을 최소화시켜 조명에너지효율 및 수확률을 현저히 향상토록 하는 식물재배 조명시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 식물공장의 프레임 층간에 설치되며 엘이디를 이용하는 조명기구가 주기적으로 기울기 변환이 이루어지도록 하여 빛 확산이 제한적인 엘이디의 빛이 식물에 균일하게 조사되도록 하는 식물재배 조명시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 식물의 생육 시기별로 차이가 있는 선호 파장의 빛을 공급하도록 색광에 따른 엘이디의 점등 비례를 조절함과 아울러 식물의 빛 흡수능력에 따라 조도를 조절하는 조광이 이루어져 조명흡수율을 극대화시키고 빛의 손실을 최소화시켜 에너지효율 및 수확률을 현저히 향상토록 하는 식물재배 조명시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 식물공장의 프레임 층간에 설치되는 조명기구가 슬림한 평판형 엘이디 조명기구로 구성됨으로써 층간 점유공간을 줄이고 식물재배 공간이 극대화되도록 하는 식물재배 조명시스템을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 식물재배 조명시스템은
평판형태의 패널에 엘이디가 배설되는 평판형 엘이디 조명기구; 및
상기 평판형 엘이디 조명기구를 식물의 생육높이에 따라 승강시키는 승강운동 또는 엘이디의 광 균일조사를 위하여 설정각도로 기울기를 반전시키는 기울기 변환운동 중 어느 한 가지 이상을 수행하는 조명기구 운동장치:를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 지닌 본 발명에 따른 식물재배 조명시스템은
첫째, 식물공장의 프레임 층간에 설치되는 조명기구가 평판형 엘이디 조명기구로 구성되고 식물에 대하여 근접위치를 유지토록 승강되어 식물의 조명흡수율을 극대화시키고 허공에서 분산 손실되는 빛의 양을 최소화시켜 조명에너지효율 및 수확률을 현저히 향상시키는 뛰어난 효과가 있다.
둘째, 식물공장의 프레임 층간에 설치되며 엘이디를 이용하는 엘이디 조명기구가 주기적으로 기울기 변환이 이루어지도록 하여 빛 확산이 제한적인 엘이디의 빛이 식물에 균일하게 조사됨으로써 조명효율 및 수확률이 현저히 향상되는 효과가 있다.
셋째, 식물의 생육 시기별로 차이가 있는 선호 파장의 빛을 공급하도록 색광 에 따른 엘이디의 점등 비례를 조절함과 아울러 식물의 빛 흡수능력에 따라 엘이디의 조도를 조절하는 조광이 이루어져 조명흡수율을 극대화시키고 빛의 손실을 최소화시켜 조명에너지효율 및 수확률을 현저히 향상시키는 뛰어난 효과가 있다.
넷째, 식물공장의 프레임 층간에 설치되는 조명기구가 슬림한 평판형 엘이디 조명기구로 구성됨으로써 층간의 점유공간을 줄이고 식물재배 공간이 극대화되는 현저한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 식물재배용 조명기구에 대한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 정면도, 도 2는 도 1의 평면도, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 식물재배 조명시스템(1)은 평판형태의 패널(13)에 엘이디(111)가 배설되는 평판형 엘이디 조명기구(10) 및 상기 평판형 엘이디 조명기구(10)를 식물의 생육높이에 따라 승강시키는 승강운동 또는 엘이디의 광 균일조사를 위하여 설정각도로 기울기를 반전시키는 기울기 변환운동 중 어느 한 가지 이상을 수행하는 조명기구 운동장치(50)를 포함하는 것이다.
여기서, 상기 평판형 엘이디 조명기구(10)는 복층으로 선반(31)이 형성되고 각층 선반에는 식재용 팔레트(20)가 올려지는 프레임(30)의 각 층간에 설치되며,
상기 조명기구 운동장치(50)는 복수의 평판형 엘이디 조명기구(10)가 프레임의 선반 층간격을 유지하며 승강되도록 각 평판형 엘이디 조명기구의 양측이 지지되는 와이어(51), 상기 양측 와이어(51)의 선단이 고정되는 하나 이상의 롤러(53), 상기 롤러(53)와 일체로 회전가능하게 결합되고 프레임 상부에 베어링(54) 지지되는 샤프트(55), 상기 샤프트(55) 및 롤러(53)를 정역회전가능하게 구동시키는 구동수단(57) 및 상기 구동수단(57)을 제어하는 구동제어부(59)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
본 발명에 따른 일 실시예로서, 상기 조명기구 운동장치(50)는 상기 롤러(53)가 패널 양측을 지지하는 와이어(51a,51b)를 권취하기 위한 권취롤러(531)로 구성되며, 상기 권취롤러(531)는 하나의 샤프트를 이용하여 평판형 엘이디 조명기구(10)의 승강운동 및 기울기 변환운동을 수행하기 위하여 양측 와이어 중 일측 와이어(51a)를 권취하는 정심롤러(5311)와 타측 와이어(51b)를 권취하는 편심롤러(5313)가 쌍을 이루어 구비됨이 바람직하다.
이때, 양측의 와이어(51a,51b)는 하나 이상의 가이드롤러(52)를 통하여 각각 권취롤러(531)로 안내되며 동일 방향으로 권취된다.
또한, 상기 와이어(51)는 패널(13)의 길이방향으로 양측 2지점 또는 폭방향으로 양측 2지점 또는 도 4에 도시된 바와 같이 길이방향 양측과 폭방향 양측의 각 2지점을 지지하도록 구성된다.
상기에서 '정심롤러(5311)'라 함은 그 중심이 샤프트(55)의 중심과 일치하는 권취롤러를 의미하며 편심롤러(513)는 캠형 권취롤러를 의미하고 상기 정심롤 러(5311)와 편심롤러(513)는 단일체로 형성됨이 바람직하다.
상기 정심롤러(5311)와 편심롤러(5313)는 원주길이가 동일하여 1회전시 와이어(51)가 권취되는 길이는 동일하지만 1회전 과정에서 권취길이가 정심롤러(5311)는 회전각과 비례하여 균일하게 권취되는 반면에 편심롤러(5313)는 회전각 구간에 따라 상이하도록 구성된다.
또한, 상기 와이어(51)에는 복수의 평판형 엘이디 조명기구(10)를 프레임의 선반 층간격으로 지지하는 고정부재(513)가 구비된다.
또한, 상기 구동제어부(59)는 프레임(30)에서 복층으로 선반(31)이 형성되는 층간 중 적어도 어느 한 층간 이상에 설치되며 식물의 생육높이를 감지하기 위한 상승센서(591)와 평판형 엘이디 조명기구(10)의 설정 승강구간 이탈방지를 위한 안전스위치(593) 중 어느 한가지 이상이 구비되고, 상기 안전스위치(593)는 설정 승강구간의 상부와 하부에 각각 설치됨이 바람직하다.
상기 상승센서(591)는 광센서 등으로 되고 식물의 키 자람을 순차적으로 감지하기 위하여 한 층간 내에 예를 들면 수직방향 30㎜ 간격으로 복수 설치된다.
또한, 상기 안전스위치(593)는 평판형 엘이디 조명기구(10)의 터치에 의하여 동작되는 리미트스위치 또는 근접센서 등을 채택할 수 있다.
상기 구성의 작용상태를 도 4 및 도 5를 참고하여 살펴본다.
상기 구성의 본 발명은 선반(31)이 복층 형성되는 프레임(30)과 조명을 이용하여 식물을 재배하는 식물공장에 있어서 조명기구가 식물의 생육 및 광합성에 필요한 적색 및 청색 엘이디를 포함하는 복수의 엘이디(111)를 설정비율로 배열한 평 판형 엘이디 조명기구(10)로 되고, 이 평판형 엘이디 조명기구(10)가 조명기구 운동장치(50)에 의하여 승강운동과 기울기 변환운동이 동시에 이루어지는 것이다.
상기 조명기구 운동장치(50)의 작동과정을 살펴보면,
권취롤러(531)가 평판형 엘이디 조명기구(10)의 일측을 지지하는 일측와이어(51a)가 권취되는 정심롤러(5311)와 타측와이어가 권취되는 편심롤러(5313)로 되고, 상기 정심롤러(5311)와 편심롤러(5313)가 동일 샤프트(55)에 장착되어 같은 방향으로 회전되며, 1회전당 와이어(51) 권취길이가 되는 원주가 동일한 길이로 형성되므로 1회전을 주기로 평판형 엘이디 조명기구는 수평상태와 기울기상태를 반복하며 승강된다.
권취롤러(531)가 1회전되는 승강과정에서 정심롤러(5311)는 회전각도와 원주길이가 비례하여 균일하게 권취되는 반면에 편심롤러(5313)는 회전각도 구간별로 원주길이가 상이하여 평판형 엘이디 조명기구의 기울기가 주기적으로 파동을 일으키며 변화되는 것이다.
즉, 평판형 엘이디 조명기구(10)의 일측은 정심롤러(5311)에 의하여 균일속도로 승강되고 타측은 편심롤러(5313)에 의하여 주기적으로 파동을 발생시키면서 승강되어 기울기를 발생시키고 이는 평판형 엘이디 조명기구(10)에 구비된 엘이디(111)의 빛 조사각을 주기적으로 변환시켜 식물에 대한 빛 조사가 균일하도록 한다.
또한, 구동수단(57)이 1회전씩 또는 180°구간에서 정역구동이 이루어질 경우, 양측의 와이어(51a,51b)는 권취와 풀림을 반복하고 1회전 또는 1구간 과정에서 일측와이어(51a)는 권취 및 풀림길이가 균일하게 진행되며 타측와이어(51b)는 회전각도 구간별로 상이하게 파동을 일으키며 진행되어 평판형 엘이디 조명기구(10)는 승강운동은 하지 않고 제자리에서 기울기가 반전되는 기울기 변환운동만 반복하게 된다(도 5 참조).
상기 기울기 변환운동은 평판형 엘이디 조명기구(10)의 폭방향으로 이루어지고 설정시간 간격으로 저속 진행됨이 바람직하다.
평판형 엘이디 조명기구(10)의 최하강 위치는 팔레트(20)에서 재배되는 식물의 생육초기 상태를 기준으로 설정된다.
따라서, 평판형 엘이디 조명기구(10)가 식물에 최적의 근접상태에서 성장에 필요한 특정파장의 빛을 조사하게 되어 빛의 흡수가 극대화되고 빛의 손실이 최소화되면서 조명효율을 극대화시킨다.
이러한 식물재배 조명 시스템의 운용은 식물의 키가 설정 높이구간에 올라오기까지 평판형 엘이디 조명기구(10)는 제자리에서 기울기 변환운동만 반복적으로 이루어지도록 하여 조사각이 제한적인 엘이디의 빛이 식물에 최대한 균일하게 조사되도록 하고, 식물의 키 자람이 상기 상승센서(591)에 의하여 감지되면 조명기구 운동장치의 제어부(59)에 의하여 구동수단(57)이 작동되어 평판형 엘이디 조명기구(10)를 예컨대 30㎜ 설정높이만큼 상승시키며, 이러한 승강운동은 상기와 같이, 권취롤러(531) 1회전당 평판형 엘이디 조명기구의 기울기가 설정각도 내에서 반전되는 기울기 변환운동과 동시에 이루어진다.
한편, 상기 상승센서(591)가 복수 선반 층간 중 어느 하나에만 설치될 수 있 는 것은 대개의 식물공장에서와 같이, 하나의 프레임(30)에서 재배되는 식물의 종목, 식재시기 등이 동일할 경우에 해당된다.
지속적인 식물의 키 자람에 의하여 평판형 엘이디 조명기구(10)는 식물을 수확하기까지 승강운동에 의한 상승이 단계적으로 수차례 반복되고 수확 후에는 구동수단을 역회전시켜 최저위치로 하강된다.
또한, 평판형 엘이디 조명기구(10)가 설정된 승강구간을 벗어날 경우에는 상기 안전스위치(593)가 조명기구 운동장치의 구동을 정지시키므로 안전성을 갖춘다.
이상과 같이 상기 구성의 본 발명에 따른 일 실시예의 식물재배 조명시스템은 식물의 키가 자라남에 따라 조명기구 운동장치(50)가 승강운동을 하여 평판형 엘이디 조명기구(10)가 최적의 근접위치를 유지하는 동시에 기울기 변환운동을 수행토록 하여 식물의 빛 흡수를 극대화하며 빛의 손실을 최소화하고 식물재배에 필요한 빛의 공급을 효과적으로 수행하는 한편 엘이디의 빛을 균일하게 흡수토록 하여 조명효율 및 식물의 수확률을 현저히 향상시킨다.
본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 평판형 엘이디 조명기구(10)의 양측을 지지하는 와이어(51a,51b)가 모두 동일축에 의하여 회전되고 동일규격의 정심롤러(5311)에 의하여 권취되도록 구성됨이 바람직하다.
이러한 구성은 양측의 와이어(51a,51b)가 평행하게 승강되기 때문에 평판형 엘이디 조명기구(10)는 기울기 변환 없이 수평상태를 유지하며 승강운동만 이루어진다.
본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 롤 러(53)는 평판형 엘이디 조명기구(10)의 기울기 변환운동을 위하여 양측이 하나로 통합형성된 와이어(51)가 지지되며 구동수단(57) 및 샤프트(55)에 의하여 정역회전되는 기울기 변환롤러(533)로 구성됨이 바람직하다.
이와 같은 구성은 양측이 하나로 통합된 와이어(51)가 기울기 변환롤러(533)에 지지됨으로써 평판형 엘이디 조명기구(10)의 양측은 상호 반대방향으로 움직이고 변환롤러(533)가 설정각도 내에서 정역회전이 반복될 경우 평판형 엘이디 조명기구(10)는 승강운동은 하지 않고 반복적으로 기울기 변환운동만을 수행하게 된다.
이상의 조명기구 운동장치(50)를 정리하면,
첫째, 양측의 와이어(51a,51b)가 동일 샤프트에 의하여 회전되는 동일 규격의 정심롤러(5311)에 동일방향으로 권취되는 구성으로 평판형 엘이디 조명기구(10)가 수평상태를 유지하며 승강운동만 하는 경우(도 6 참조),
둘째, 양측이 하나로 통합형성된 와이어(51)가 권취롤러가 아닌 기울기 변환롤러(533)에 지지되고, 구동수단이 정역회전되는 구성으로 평판형 엘이디 조명기구(10)가 승강운동은 하지 않고 기울기 변환운동만 하는 경우(도 7, 8 참조),
셋째, 양측 와이어 중 일측 와이어(51a)를 권취하는 정심롤러(5311)와 타측 와이어(51b)를 권취하는 편심롤러(5313)가 쌍을 이루어 구비되는 구성으로 평판형 엘이디 조명기구(10)가 승강운동과 기울기 변환운동이 모두 가능한 경우(도 1 내지 도 5 참조)가 있다.
본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 9에 개략적인 평면도가 도시된 바와 같이, 상기 프레임(30), 프레임(30)에 따르는 복수의 평판형 엘이디 조명기구(10) 및 조명기구 운동장치(50)로 1조의 식재모듈(1A)이 이루어지고, 복수조의 상기 식재모듈(1A)을 단일 구동수단(57)으로 가동시키기 위하여 복수조의 상기 식재모듈(1A)이 샤프트(55)가 일직선상에 위치되도록 배열되며 각각의 식재모듈에 구비되는 샤프트(55)가 인접하는 것과 유니버셜 조인트를 포함하는 샤프트 연결수단(71)을 통하여 연속 연결되어 일련의 샤프트라인(55A) 및 식재모듈라인(1AA)을 이루고, 상기 구동수단(57)이 상기 샤프트라인(55A)의 일측 선단에 결합됨이 바람직하다.
다시 말하면, 하나의 프레임(30)에 따르는 여러 구성요소들로 이루어진 식재모듈(1A) 복수조가 사프트(55)의 유동이 일부 허용되는 유니버셜조인트 등을 이용하여 일직선상으로 연결되어 일련의 샤프트라인(55A)을 이루고 이 샤프트라인(55A)의 일측 선단에 구동수단(57)이 결합되는 것이다.
이러한 구성은 하나의 구동수단(57) 및 제어부(59)를 이용하여 복수조 식재모듈(1A)의 평판형 엘이디 조명기구의 승강운동 및 기울기 변환운동을 일괄 수행하도록 한다.
본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 10에 개략적인 평면도가 도시된 바와 같이, 복수의 상기 식재모듈라인(1AA)을 단일 구동수단으로 가동시키기 위하여 식재모듈라인(1AA)이 병렬 배설되고 식재모듈라인의 각 샤프트라인(55A)에 대하여 직교방향으로 하나의 원동샤프트(73)가 설치되며 상기 원동샤프트(73) 일측에 상기 구동수단(57)이 결합되고, 병렬 배설되는 식재모듈라인의 각 샤프트라인(55A)과 상기 원동샤프트(73)는 베벨기어 또는 워엄과 워엄기어를 포함하는 회전방향전환 동력전달수단(75)을 통하여 연결되는 것이다.
이러한 구성은 상기 식재모듈라인(1AA)을 복수 병렬배설하여 하나의 구동수단 및 제어부를 이용하여 보다 큰 규모의 조명시설을 일괄적으로 구동 및 제어함으로써 식물공장의 설비비용을 절감하고 운용 관리를 용이하게 한다.
본 발명에 따른 일 실시예로서, 상기 평판형 조명기구(10)는 적색 엘이디와 청색 엘이디가 설정 비율로 배설되고, 식물의 생육 상태에 따라 엘이디(111)의 ON/OFF를 제어하는 조명제어부(미도시)가 구비됨이 바람직하다.
본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 평판형 엘이디 조명기구(10)는 적색 엘이디와 청색 엘이디가 피씨비(113)에 배열 실장되는 복수의 광원모듈(11), 상기 광원모듈의 엘이디(111)가 삽입가능한 라인형 요홈(131)이 상면에 길이 방향으로 복수 형성되는 투광패널(13A), 복수 광원모듈(11)의 피씨비(113)에 밀착설치되는 방열부재(15) 및 상기 복수 광원모듈(11)의 방수를 위한 방수수단을 포함하여 구성됨이 바람직하다.
상기 광원모듈(11)은 적색 엘이디만 실장되는 적색 광원모듈과 청색 엘이디만 실장되는 청색 광원모듈이 별도로 형성되어 예를 들어 5:1 비율로 배설되는 형태 또는 하나의 광원모듈(11) 내에 적색 엘이디와 청색 엘이디가 예를 들어 6:1 비율로 실장되는 형태로 구성된다.
또한, 상기 라인형 요홈(131)에는 엘이디의 광확산을 위하여 선단부에 단면상 V홈(1311)이 형성됨이 바람직하다.
상기 방수수단은 이면에 접착제가 도포된 방수테이프(17)로 이루어지고,
상기 방수테이프(17)는 상기 방열부재(15)의 둘레에서부터 투광패널(13A)의 둘레 측면을 밀폐토록 접착됨이 바람직하다.
또한, 상기 방열부재(15)는 알루미늄 시트 등으로 되는 하나의 판체(151)로 구성될 수 있으며, 판체(151)에 복수의 방열핀(153)이 서멀접착제 등을 이용하여 추가 접합되거나(도 13 참조) 판체(151)와 방열핀(153)이 일체로 압출 또는 사출 형성될 수 있다.
상기 구성의 평판형 엘이디 조명기구(10)는 식물의 생육상태에 따라 조명제어부를 통하여 엘이디 점등을 조절하여 수확량을 향상시키며 조명에너지를 절감할 수 있다.
엘이디의 점등조절은 식물의 생육시기별로 차이가 있는 선호 파장의 빛을 공급하도록 색광에 따른 엘이디의 점등 비례를 조절하여 생육 및 수확량을 향상시키는 것과 빛 흡수능력에 따라 엘이디의 조도를 조절하는 조광으로 에너지를 절감하는 것으로 나눌 수 있다.
상기 조광은 생육초기에는 광량을 줄이고 수확기까지 단계적으로 조도를 조도를 높이는 것으로서, 디밍(dimming) 또는 엘이디 점등수량을 조절하여 이루어진다.
이와 같이 본 발명에 따른 평판형 엘이디 조명기구(10)는 식물의 생육상태에 따라 승강 조절이 이루어져 식물에 최적의 근접상태를 유지함과 아울러 엘이디의 조광이 이루어지는 것에 의하여 수확량 향상과 에너지 효율에서 보다 상승된 효과를 발휘한다.
또한, 상기 평판형 엘이디 조명기구(10)는 투광패널(11A)에 복수의 라인형 요홈(131)이 형성되고 여기에 두가지 이상의 특정 파장의 색광을 발하는 엘이디(111)가 삽입설치됨으로써 단일한 조명기구를 이용하여 다양한 발광파장의 빛을 조사 가능토록 하는 동시에 이러한 조명기구가 슬림 패널형태로 형성되어 식물공장 내의 선반 층간에서의 공간점유를 최소화하고 식물의 생육공간을 극대화하게 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 정면도
도 2는 도 1의 평면도
도 3은 도 2의 A-A선 단면도
도 4는 도 3의 승강 가변상태를 보이는 일부 확대도
도 5는 도 3의 기울기 가변상태를 보이는 일부 확대도
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 평면도
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 평면도
도 8은 도 7의 종단면 일부 생략 확대도
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예의 평면도
도 10은 본 발명에 따른 일 실시예의 평면도
도 11은 본 발명에 따른 평판형 엘이디 조명기구의 일부 절개 사시도
도 12는 도 11의 종단면도
도 13은 본 발명에 따른 일 실시예의 평판형 엘이디 조명기구의 종단면도
도 14는 종래기술의 구성도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1; 본 발명의 식물재배 조명시스템
1A: 식재모듈 1AA: 식재모듈라인 10: 평판형 엘이디 조명기구 11: 광원모듈 111: 엘이디 113: 피씨비
13: 패널 13A: 투광패널 131: 라인형 요홈
1311: V홈 15: 방열부재 17: 방수테이프
20: 팔레트 30: 프레임 31: 선반
50: 조명기구 운동장치 51: 와이어
513: 고정부재 52: 가이드롤러 53: 롤러
531: 권취롤러 5311: 정심롤러 5313: 편심롤러
533: 기울기 변환롤러 54: 베어링 55: 샤프트
55A: 샤프트라인 57: 구동수단 59: 제어부
591: 상승센서 593: 안전스위치 71: 샤프트 연결수단
73: 원동샤프트 75: 회전방향전환 동력전달수단

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 평판형태의 패널(13)에 엘이디(111)가 배설되는 평판형 엘이디 조명기구(10); 및
    상기 평판형 엘이디 조명기구(10)를 식물의 생육높이에 따라 승강시키는 승강운동 또는 엘이디의 광 균일조사를 위하여 설정각도로 기울기를 반전시키는 기울기 변환운동 중 어느 한 가지 이상을 수행하는 조명기구 운동장치(50):를 포함하고,
    상기 평판형 엘이디 조명기구(10)는 복층으로 선반(31)이 형성되고 각층 선반에는 식재용 팔레트(20)가 올려지는 프레임(30)의 각 층간에 설치되며,
    상기 조명기구 운동장치(50)는 복수의 평판형 엘이디 조명기구가 프레임의 선반 층간격을 유지하며 승강되도록 각 평판형 엘이디 조명기구의 양측이 지지되는 와이어(51), 상기 양측 와이어(51)의 선단이 고정되는 하나 이상의 롤러(53), 상기 롤러(53)와 일체로 회전가능하게 결합되고 프레임 상부에 베어링(54) 지지되는 샤프트(55), 상기 샤프트(55) 및 롤러(53)를 정역회전가능하게 구동시키는 구동수단(57) 및 상기 구동수단(57)을 제어하는 구동제어부(59)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 식물재배 조명시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 조명기구 운동장치(50)는 상기 롤러(53)가 패널 양측을 지지하는 와이어(51a,51b)를 권취하기 위한 권취롤러(531)로 구성되며,
    상기 권취롤러(531)는 하나의 샤프트를 이용하여 평판형 엘이디 조명기구(10)의 승강운동 및 기울기 변환운동을 수행하기 위하여 양측 와이어 중 일측 와이어(51a)를 권취하는 정심롤러(5311)와 타측 와이어(51b)를 권취하는 편심롤러(5313)가 쌍을 이루어 구비됨을 특징으로 하는 식물재배 조명시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 권취롤러(531)는 정심롤러(5311)와 편심롤러(513)가 단일체로 형성됨을 특징으로 하는 식물재배 조명시스템.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동제어부는 프레임(30)에서 복층으로 선반(31)이 형성되는 층간 중 적어도 어느 한 층간 이상에 설치되며 식물의 생육높이를 감지하기 위한 상승센서(591) 또는 평판형 엘이디 조명기구(10)의 설정 승강구간 이탈방지를 위한 안전 스위치(593) 중 어느 한가지 이상이 구비되고,
    상기 안전스위치(593)는 설정 승강구간의 상부와 하부에 각각 설치됨을 특징으로 하는 식물재배 조명시스템.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 롤러(53)는 평판형 엘이디 조명기구(10)의 기울기 변환운동을 위하여 양측이 하나로 통합형성된 와이어(51)가 지지되며 구동수단(57) 및 샤프트(55)에 의하여 정역회전되는 기울기 변환롤러(533)로 구성됨을 특징으로 하는 식물재배 조명시스템.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 프레임(30)에 따르는 복수의 평판형 엘이디 조명기구(10) 및 조명기구 운동장치(50)로 1조의 식재모듈(1A)이 이루어지고,
    복수조의 상기 식재모듈(1A)을 단일 구동수단(57)으로 가동시키기 위하여 복수조의 상기 식재모듈(1A)이 샤프트(55)가 일직선상에 위치되도록 배열되며 각각의 식재모듈에 구비되는 샤프트(55)가 인접하는 것과 유니버셜 조인트를 포함하는 샤프트 연결수단(71)을 통하여 연속 연결되어 일련의 샤프트라인(55A) 및 식재모듈라인(1AA)을 이루고,
    상기 구동수단(57)이 상기 샤프트라인(55A)의 일측 선단에 결합됨을 특징으로 하는 식물재배 조명시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    복수의 상기 식재모듈라인(1AA)을 단일 구동수단으로 가동시키기 위하여 식재모듈라인(1AA)이 병렬 배설되고 식재모듈라인의 각 샤프트라인(55A)에 대하여 직교방향으로 하나의 원동샤프트(73)가 설치되며 상기 원동샤프트(73) 일측에 상기 구동수단(57)이 결합되고,
    병렬 배설되는 식재모듈라인의 각 샤프트라인(55A)과 상기 원동샤프트(73)는 베벨기어 또는 워엄과 워엄기어를 포함하는 회전방향전환 동력전달수단(75)을 통하여 연결됨을 특징으로 하는 식물재배 조명시스템
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 평판형 조명기구(10)는 적색 엘이디와 청색 엘이디가 설정 비율로 배설되고, 식물의 생육상태에 따라 엘이디(111)의 ON/OFF를 제어하는 조명제어부가 구비됨을 특징으로 하는 식물재배 조명시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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