WO2023211002A1 - 공기 주입 방식을 갖는 led 장치 - Google Patents

공기 주입 방식을 갖는 led 장치 Download PDF

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WO2023211002A1
WO2023211002A1 PCT/KR2023/004701 KR2023004701W WO2023211002A1 WO 2023211002 A1 WO2023211002 A1 WO 2023211002A1 KR 2023004701 W KR2023004701 W KR 2023004701W WO 2023211002 A1 WO2023211002 A1 WO 2023211002A1
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air
injection
led device
led
tube
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PCT/KR2023/004701
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English (en)
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Inventor
최재빈
Original Assignee
농업회사법인 주식회사 넥스트온
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00—Fastening of light sources or lamp holders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/502—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F21V29/503—Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/60—Cooling arrangements characterised by the use of a forced flow of gas, e.g. air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to an LED device having an air injection method.
  • crops were grown by artificially controlling the cultivation environment in artificial facilities including greenhouses and glass greenhouses.
  • a conventional LED lighting assembly has a structure in which a plurality of LED modules are installed inside, and a heat sink or heat dissipation fin is installed on the top of the LED to radiate heat generated from the LEDs to the outside.
  • LED lighting fixtures for plant growth that are installed in high-temperature and high-humidity environments such as greenhouses and glass greenhouses easily cause condensation to form on the heat sink or heat sink due to the heat generated from a plurality of LED modules and the high-temperature and high humidity installation environment. As condensation flows into the LED lighting assembly, the LED lighting assembly easily breaks down, causing a problem in which the entire LED lighting assembly must be replaced.
  • a plurality of lighting devices for indoor plant cultivation are connected to each other using transparent caps, and LEDs are placed in a dome lens structure to increase efficiency, thereby reducing the number of LEDs placed, and air is ventilated between the interiors to increase thermal efficiency.
  • an air circulation structure that allows air to pass through, heat generated inside is effectively removed to reduce power consumption, thereby maximizing the increase in light efficiency.
  • Expandability is secured with a transparent expansion cap, and the use of a transparent cap at the connection area increases the amount of light.
  • the purpose is to provide an LED device with an air injection method that increases light distribution.
  • a pump for injecting air into a connected tube an air injection tube that injects the air injected from the pump into a space connected to the tube;
  • a power supply unit that supplies power using a connected tube;
  • a power supply tube that supplies the power received from the power supply unit to a space to which the tube is connected; It includes an LED device that emits light in a preset direction using the power applied from the power supply tube, and allows heat generated by driving the LED to be discharged to the outside by air injected from the air injection tube.
  • a plurality of lighting devices for indoor plant cultivation are connected to each other using transparent caps and LEDs are arranged in a dome lens or lens-less structure to increase efficiency and reduce the quantity of LEDs placed.
  • an air circulation structure that allows air to pass between the interiors is used to effectively remove heat generated inside, thereby reducing power consumption and maximizing the increase in light efficiency.
  • the transparent expansion cap ensures expandability. The purpose is to provide an LED device with an air injection method that increases the amount of light and light distribution by using a transparent cap at the connection area.
  • Figure 1 is a diagram showing a plant cultivation system to which an LED device with an air injection method according to this embodiment is applied.
  • Figure 2 is a diagram showing an LED device connected with a connection cap according to this embodiment.
  • Figures 3a and b are diagrams showing connector connections and arrangement spacing between LED devices according to this embodiment.
  • Figure 4 is a diagram showing the structure of a connection cap according to this embodiment.
  • Figure 5 is a diagram showing how two LED devices are connected to one connection cap according to this embodiment.
  • Figure 6 is a diagram showing the internal structure of the LED device according to this embodiment.
  • Figure 7 is a diagram showing an LED device that emits light from the bottom according to this embodiment.
  • FIGS 8a and 8b are diagrams showing the external shape of the LED device according to this embodiment.
  • Figure 9 is a diagram showing the external shape of an LED device that emits light from the bottom according to this embodiment.
  • Figure 10 is a diagram showing the structure in which the injection cap according to this embodiment is fastened to the LED device.
  • Figure 11 is a diagram showing a structure in which an injection cap is fastened to an LED device in a form that emits light through the lower surface according to this embodiment.
  • Figure 12 is a diagram showing the square lens dome structure inside the LED device according to this embodiment.
  • Figure 13 is a diagram showing a square lens dome structure inside the LED device in a form that emits light from the bottom according to this embodiment.
  • Figure 14 is a diagram showing light quantity and light distribution according to this embodiment.
  • Figure 15 is a diagram showing an air control structure for controlling a plurality of LED devices according to this embodiment.
  • Figure 1 is a diagram showing a plant cultivation system to which an LED device with an air injection method according to this embodiment is applied.
  • the plant cultivation system with the air injection method includes an injection pump 112, an injection air pressure control valve 113, an injection air pressure control unit 114, an air injection tube 116, a dimming control unit 132, and power. It includes a supply unit 134, a power supply tube 136, an LED device 140, an air discharge tube 152, an exhaust air pressure control valve 162, an exhaust air pressure control unit 164, and an exhaust pump 172. Components included in the plant cultivation system are not necessarily limited to this.
  • the injection pump 112 injects air into the connected air injection tube 116.
  • the injection pump 112 injects air into the air passage 650 inside the LED device 140 using the air injection tube 116.
  • the injection air pressure control valve 113 is formed on one side of the air injection tube to control the air pressure injected into the LED device 140.
  • the injection air pressure control valve 113 is connected to one side of the air injection tube 116.
  • the injection air pressure control valve 113 adjusts the air pressure injected from the injection pump 112 into the air passage 650 inside the LED device 140 according to the control of the injection air pressure control unit 114.
  • the injection air pressure control unit 114 receives temperature measurement results for each section from the LED device 140. The injection air pressure control unit 114 adjusts the air injection amount according to the temperature measurement results for each section. The injection air pressure control unit 114 adjusts the air injection amount by comparing the reference value and the temperature measurement result.
  • the injection air pressure control unit 114 adjusts the amount of air injection so that the surface temperature of the air injection tube 116 into which air is injected is maintained at least 3°C to 5°C lower than the temperature without cooling for each section.
  • the injection air pressure regulator 114 injects air into the air injection tube 116, and convection occurs due to the pressure difference inside the air injection tube 116, which is generated from the SMPS (Switching Mode Power Supply) and the board 630. Cools the heat by discharging it to the outside.
  • SMPS Switchching Mode Power Supply
  • the injection air pressure regulator 114 When air is injected into the air injection tube 116, the injection air pressure regulator 114 generates a significant cooling effect near the injection cap 210, and then a convection phenomenon occurs up to the discharge cap 230, so that an overall cooling effect occurs. do.
  • the injection air pressure control unit 114 adjusts the amount of air injection so that the heat generated from the SMPS connected to the substrate 630 inside the LED device 140 differs by at least 3°C to 5°C from the temperature at which cooling is not applied.
  • the injection air pressure regulator 114 injects air into the air injection tube 116 and maintains a state in which the surface temperature is saturated and does not rise any further after a preset time (e.g., 15 minutes) has elapsed. do.
  • a preset time e.g. 15 minutes
  • the injection air pressure regulator 114 injects air into the air injection tube 116 for a preset time and then provides dry air from which moisture has been removed to prevent moisture condensation on the injection cap 210. Inject.
  • the injection air pressure control unit 114 controls air (cooled air, heated air, room temperature (25°C) air) to a preset temperature according to the surrounding temperature based on the temperature sensed. ) is injected into the air injection tube 116 to prevent condensation occurring in the LED device 140.
  • the injection air pressure control unit 114 injects air (cooled air, heated air, room temperature (25°C) air) adjusted to a preset temperature into the air injection tube 116 to LED.
  • the surface temperature of the external case of the device 140 is lowered by about 3°C to 5°C compared to the temperature without cooling applied.
  • the injection air pressure control unit 114 is connected to the injection air pressure control valve 113 and controls the air pressure control valve to adjust the air pressure injected into the LED device 140 from the injection pump 112.
  • the injection air pressure regulator 114 changes the intensity of the air pressure according to the length of the external case of the LED device 140.
  • the injection air pressure control unit 114 is connected to the injection air pressure control valve 113 and controls the injection air pressure control valve 113 to adjust the air pressure injected into the LED device 140 from the injection pump 112.
  • the air injection tube 116 injects the air injected from the injection pump 112 into the air passage 650 in the LED device 140, which is a space to which the tube is connected.
  • the air injection tube 116 refers to a tube connected from the injection pump 112 to the injection cap 210.
  • One side of the air injection tube 116 is connected to the output end of the injection pump 112.
  • the other side of the air injection tube 116 is inserted into the air injection tube hole 820 of the injection cap 210.
  • the power supply unit 134 supplies power using the connected power supply tube 136.
  • the power supply unit 134 supplies power to the substrate 630 inside the LED device 140 using the power supply tube 136.
  • the dimming control unit 132 transmits control commands to the board 630 inside the LED device 140 using the power supply tube 136.
  • the dimming control unit 132 adjusts the amount of light emitted from the LED 620 inside the LED device 140 according to the surrounding environment (eg, illuminance, amount of light).
  • the dimming control unit 132 transmits a control command to control the amount of light emitted from the LED 620 in the LED device 140 using the power supply tube 136.
  • the power supply tube 136 supplies power received from the power supply unit 134 to the substrate 630 in the public LED device 140 to which the tube is connected.
  • the power supply tube 136 refers to a tube connected from the power supply unit 134 or the dimming control unit 132 to the injection cap 210.
  • One side of the power supply tube 136 is connected to the output terminal of the dimming control unit 132.
  • the other side of the power supply tube 136 is inserted into the power supply tube hole 810 of the injection cap 210.
  • the LED device 140 has a square lens dome structure and an air injection structure.
  • the LED device 140 has a square lens dome structure inside and an air passage 650 through which injected air can pass.
  • a plurality of LEDs 620 are arranged on a square lens dome structure.
  • the LED device 140 has a square lens dome structure stacked on a square passage structure.
  • the plurality of LED devices 140 have a structure in which they are connected to each other using a connection cap 220.
  • the connection cap 220 has a structure that connects the external cases of the plurality of LED devices 140.
  • the LED device 140 can be installed with an adaptive air input/output structure.
  • the LED device 140 can effectively remove LED heat generated inside the LED device 140 using an air circulation structure.
  • the LED device 140 has a structure that facilitates air circulation between the top and bottom.
  • the LED device 140 controls the injection and discharge of air by connecting the connection length of the external case and the overall external case.
  • the LED device 140 refers to a lighting device used when growing plants in an artificial facility.
  • the LED device 140 divides the area from the inlet where air is injected into a plurality of sections and then includes a temperature measuring unit that measures temperature changes in preset time units for each section.
  • the LED device 140 emits LED in a preset direction using power received from the power supply tube 136.
  • the LED device 140 allows heat generated by driving the LED 620 to be discharged to the outside by air injected from the air injection tube 116.
  • LED device 140 includes a substrate 630 and an LED 620.
  • the LED device 140 preferably includes an arcuate lens portion 610 on a rectangular outer case.
  • a plurality of LED devices 140 are connected using a connection cap 220.
  • Each of the plurality of LED devices 140 is provided with connectors 312 and 314 and is connected to each other to supply power.
  • the LED device 140 has an external case type that can be connected to each other in a structure of an input terminal 242, a connection terminal 244, and an output terminal 246.
  • the LED device 140 has a locking protrusion 640 structure on which the LED substrate 630 is placed.
  • the external case of the LED device 140 has a square box shape.
  • the external cases of the plurality of LED devices 140 are connected in a cascade manner with connection connectors.
  • the LED device 140 is equipped with a control algorithm that changes the intensity of air pressure according to the length of the external case in the air circulation structure.
  • the external case of the LED device 140, the injection cap 210, the connection cap 220, and the discharge cap 230 are made of a transparent material.
  • a plurality of LED devices 140 are connected using a connection cap 220. Light distribution occurs evenly due to the transparent outer case, injection cap 210, connection cap 220, and discharge cap 230.
  • the dimming control unit 132 adjusts the amount of light emitted from the LED 620 inside the LED device 140 according to the surrounding environment (eg, illuminance, amount of light).
  • the LED device 140 divides the area from the inlet where air is injected into a plurality of sections and then includes a temperature measuring unit that measures temperature changes in preset time units for each section.
  • the injection air pressure control unit 114 adjusts the amount of air injection according to the temperature measurement results.
  • the injection air pressure control unit 114 receives temperature measurement results for each section from the LED device 140. The injection air pressure control unit 114 adjusts the air injection amount according to the temperature measurement results for each section. The injection air pressure control unit 114 adjusts the air injection amount by comparing the reference value and the temperature measurement result.
  • the injection air pressure regulator 114 injects air into the air injection tube 116 for a preset time and then provides dry air from which moisture has been removed to prevent moisture condensation on the injection cap 210. Inject.
  • the injection air pressure control unit 114 controls air (cooled air, heated air, room temperature (25°C)) to a preset temperature according to the surrounding temperature based on the temperature sensed from the surrounding temperature to prevent condensation. Air) is injected into the air injection tube 116 to prevent condensation occurring in the LED device 140.
  • the plurality of LED devices 140 may be arranged at intervals adjusted according to the location of the plant.
  • the spacing when the plurality of LED devices 140 are arranged is 1 cm to 10 cm based on the center point of each LED device 140.
  • the substrate 630 has a structure that allows cooling by air injected into the air passage 650 without requiring a separate heat sink or heat sink.
  • the LED device 140 has a square lens dome structure, and the square lens dome structure is a space between the arch-shaped lens part 610 and the locking protrusion 640, and basically has a structure in which a square-shaped substrate is inserted. .
  • a substrate 630 is inserted into the square lens dome structure, and the LEDs 620 stacked on the substrate 630 are disposed in a space inside the arcuate lens portion 610.
  • the air discharge tube 152 refers to a tube that discharges air discharged from the LED device 140 to the outside. One side of the air discharge tube 152 is connected to the discharge cap 230 of the LED device 140. The other side of the air discharge tube 152 discharges the air discharged from the inside of the LED device 140 to the outside without being connected to a separate device. The air discharge tube 152 is formed on the other side of the LED device 140 to discharge air injected into the LED device 140 to the outside.
  • the exhaust air pressure control valve 162 is formed on one side of the air discharge tube 152 to control the air pressure discharged from the inside of the LED device 140.
  • the exhaust air pressure control unit 164 is connected to the exhaust air pressure control valve 162 and controls the exhaust air pressure control valve 164 to adjust the air pressure discharged from the inside of the LED device 140.
  • the exhaust pump 172 discharges air from the connected air discharge tube 152.
  • Figure 2 is a diagram showing an LED device connected with a connection cap according to this embodiment.
  • a plurality of LED devices 140 are connected to each other using a connection cap 220.
  • an injection cap 210 is fastened to one end of the first LED device 140 connected to the injection pump 112 and the dimming control unit 132.
  • a connection cap 220 is fastened to the other end of the first LED device 140.
  • the first LED device 140 is connected to the second LED device 140 using the connection cap 220.
  • One end of the second LED device 140 is connected to the first LED device 140 by fastening the connection cap 220 thereto.
  • the other end of the second LED device 140 is connected to the third LED device 140 by fastening the connection cap 220.
  • a connection cap 220 is fastened to one end of the third LED device 140 and is connected to the second LED device 140.
  • a discharge cap 230 is fastened to the other end of the third LED device 140.
  • the third LED device 140 discharges air through the air discharge tube 152 inserted into the air discharge tube hole 830 formed on the discharge cap 230.
  • the plurality of LED devices 140 are divided into an input terminal 242, a connection terminal 244, and an output terminal 246, and the input terminal 242, a connection terminal 244, and an output terminal 246 are connected to each other to form one lighting unit. It is extended.
  • the injection cap 210 is fastened to the input terminal 242, and the air injection tube 116 and the power supply tube 136 are inserted into the injection cap 210.
  • the input end 242 and the connection end 244 are fastened to the connection cap 220.
  • the connection end 244 and the output end 246 are fastened to the connection cap 220, the discharge cap 230 is fastened to the output end 246, and the air discharge tube 152 is inserted into the discharge cap 230. It has a structure in which the air injected into the air injection tube 116 passes through the input end 242, the connection end 244, and the output end 246 and is discharged to the air discharge tube 152.
  • Figures 3a and b are diagrams showing connector connections and arrangement spacing between LED devices according to this embodiment.
  • connection cap 220 When connecting tubes to tubes in a conventional manner, if the tube is defective, a professional electrician must repair it.
  • the plurality of LED devices 140 according to this embodiment can be connected simply by using the connection cap 220. It has a structure that can connect.
  • the external cases maintain a contact shape.
  • the LED devices 140 are connected to each other using connectors 312 and 314 formed on each.
  • the first LED device 140 receives power from the power supply unit 134 and then supplies power to other LED devices 140 connected using connectors 312 and 314.
  • each of the plurality of LED devices 140 transmits power and control commands applied from the outside to other LED devices 140 using the provided connectors 312 and 314.
  • connection terminal 242 and the connection terminal 244 are coupled using the connection cap 220, they are connected to the first connector 312 provided at each of the input terminal 242 and the connection terminal.
  • the input terminal 242 receives power from the power supply unit 134 using the power supply tube 136 or receives a control command from the dimming control unit 132, and then connects the connection terminal 244 via the first connector 312. transmits power or control commands to
  • connection end 244 and the output end 246 are coupled using the connection cap 220, they are connected to the second connector 314 provided at each of the connection end 244 and the output end 246.
  • the connection end 244 receives power from the input end 242 using the first connector 312 or receives a control command from the dimming control unit 132 and then flows to the output end 246 via the second connector 314. Transmits power or control commands.
  • the plurality of LED devices 140 may be arranged with the spacing adjusted according to the location of the plant. When a plurality of LED devices 140 are arranged, they may be arranged at intervals of 1 cm to 10 cm. The spacing when the plurality of LED devices 140 are arranged is 1 cm to 10 cm based on the center point of each LED device 140. The center point (center coordinates) of the external case of the plurality of LED devices 140 is arranged in a manner that maintains uniformity at an array interval of 1 cm to 10 cm, thereby solving the non-uniformity of lowering the amount of light in the central part.
  • the input terminal 242, the connection terminal 244, and the output terminal 246 are arranged to be spaced apart at a preset array interval (1 cm to 10 cm) based on the center point (center coordinate).
  • Figure 4 is a diagram showing the structure of a connection cap according to this embodiment.
  • connection cap 220 includes an arcuate fastening portion 410 and a square fastening portion 420.
  • Components included in the connection cap 220 are not necessarily limited thereto.
  • the arch-shaped fastening part 410 fixes the inserted arch-shaped lens part 610 and is made of a transparent material so that the light emitted from the LED 620 passes through the transparent material and is emitted.
  • the arch-shaped fastening part 410 is inserted into the arch-shaped lens part 610 formed in the LED device 140.
  • the arcuate fastening portion 410 fixes the inserted arcuate lens portion 610.
  • the arch-shaped fastening portion 410 is made of a transparent material.
  • the square fastening part 420 fixes the inserted square passage part 660 and is made of a transparent material.
  • the square fastening part 420 is inserted into the square passage part 660 formed in the LED device 140.
  • the square fastening part 420 fixes the inserted square passage part 660.
  • the rectangular fastening portion 420 is preferably made of a transparent material, but is not necessarily limited to being made of a transparent material.
  • Figure 5 is a diagram showing how two LED devices are connected to one connection cap according to this embodiment.
  • the arch-shaped fastening part 410 half of the arch-shaped lens parts 610 of the two LED devices 140 are inserted into each half.
  • the LED 620 is disposed at the bottom of the arcuate lens portion 610 formed within the LED device 140.
  • the rectangular fastening portion 420 has half of the rectangular passage portions 660 of the two LED devices 140 inserted into each half.
  • Figure 6 is a diagram showing the internal structure of the LED device according to this embodiment.
  • the LED device 140 includes an LED 620, an arcuate lens portion 610, a substrate 630, a stopping protrusion 640, an air passage 650, and a square passage portion 660.
  • Components included in the LED device 140 are not necessarily limited thereto.
  • the arch-shaped lens unit 610 has an arch-shaped lens formed at an end to refract and disperse the light emitted from the LED 620.
  • the arch-shaped lens unit 610 is an arch-shaped lens formed at the top of the LED device 140. When light is emitted from the LED 620, the arch-shaped lens unit 610 refracts the light and radiates it to the outside.
  • An LED 620 is disposed at the bottom of the arch-shaped lens unit 610, and a substrate 630 is formed at the bottom of the LED 620.
  • the LED 620 emits light.
  • the LED 620 is formed above the substrate 630 and emits light at a preset intensity in a preset direction under the control of the substrate 630.
  • the substrate 630 is fixed to the locking protrusion 640.
  • the substrate 630 radiates heat when the SMPS is connected to receive power or when the LED 620 is driven.
  • the lower end of the substrate 630 is disposed to face the direction of the air passage 650.
  • the substrate 630 has a structure that allows cooling by air injected into the air passage 650 without requiring a separate heat sink or heat sink.
  • the board 630 is connected to the SMPS and receives power.
  • the substrate 630 controls the intensity of light by controlling the LED 620 according to the control command received from the dimming control unit 132.
  • the substrate 630 receives power from the power supply unit 134 using the power supply tube 136.
  • the substrate 630 receives control commands from the dimming control unit 132 using the power supply tube 136.
  • the board 630 controls the LED to emit light based on power and control commands.
  • the locking protrusion 640 refers to a protrusion that secures the substrate 630.
  • the locking protrusion 640 is formed in the form of a pair of protrusions to fix the substrate 630.
  • the locking protrusion 640 is formed in the form of a pair of protrusions that fix the substrate 630 adjacent to the arcuate lens portion 610.
  • the square passage portion 660 forms a passage through which air injected from the air injection tube 116 is discharged to the air discharge tube 152.
  • the square passage portion 660 is a square passage and forms the air passage 650.
  • the square passage portion 660 forms a passage through which air injected from the air injection tube 116 is discharged to the air discharge tube 152.
  • the air passage 650 allows heat radiated from the substrate 630 to be discharged toward the air discharge tube 152 by the flow of air injected from the air injection tube 116.
  • the air passage 650 forms a passage through which air injected from the air injection tube 116 is discharged to the air discharge tube 152.
  • the air passage 650 allows heat radiated from the substrate 630 to be discharged toward the air discharge tube 152 by the flow of air injected from the air injection tube 116.
  • Figure 7 is a diagram showing an LED device that emits light from the bottom according to this embodiment.
  • the LED device 140 When the LED device 140 according to this embodiment is applied to a plant cultivation device, it is arranged in a structure that emits light toward the bottom.
  • the arch-shaped lens unit 610 is installed at the bottom so that light is emitted to the plants located at the bottom.
  • the LED 620 is disposed above the arcuate lens portion 610.
  • the substrate 630 is disposed above the LED 620 so that heat emitted when the LED 620 is driven is discharged toward the air passage 650.
  • the locking protrusion 640 allows the substrate 630 to be fixed between the arcuate lens unit 610 and the locking protrusion 640.
  • the locking protrusion 640 is not completely blocked, but has a structure in which a portion of the side protrudes so that heat generated from the substrate 630 is discharged into the air passage 650.
  • FIGS 8a and 8b are diagrams showing the external shape of the LED device according to this embodiment.
  • a power supply tube hole 810 and an air injection tube hole 820 are formed on the side of the injection cap 210.
  • the power supply tube hole 810 refers to a hole into which the power supply tube 136 is inserted.
  • the power supply tube 136 is inserted into the outer case using the power supply tube hole 810.
  • the power supply tube 136 includes a power supply line therein and a communication line for transmitting control commands.
  • the power supply tube 136 is connected to the board 630 to supply power to the board 630 and transmit control commands.
  • the power supply tube hole 810 is preferably formed as an 8 mm hole on the side wall of the external case.
  • the air injection tube hole 820 refers to a hole into which the air injection tube 116 is inserted.
  • the air injection tube hole 820 is inserted into the outer case using the air injection tube 116.
  • the air injection tube 116 is inserted only into a portion of the air passage 650 inside the LED device 140.
  • the air injection tube 116 injects air injected from the injection pump 112 into the air passage 650.
  • the air injection tube hole 820 is preferably formed as a 3 mm hole on the side of the external case.
  • the injection cap 210 includes a power supply tube hole 810 and an air injection tube hole 820.
  • the power supply tube hole 810 forms a hole with a diameter of 8 mm into which the power supply tube 136 is inserted on one side of the side wall.
  • the air injection tube hole 820 forms a hole with a diameter of 3 mm into which the air injection tube 116 is inserted on the other side of the side wall.
  • the discharge cap 230 includes an air discharge tube hole 830.
  • the air discharge tube hole 830 forms a hole with a diameter of 3 mm in the side wall into which the air discharge tube 152 is inserted.
  • Figure 9 is a diagram showing the external shape of an LED device that emits light from the bottom according to this embodiment.
  • the LED device 140 When the LED device 140 according to this embodiment is applied to a plant cultivation device, it is arranged in a structure that emits light toward the bottom.
  • the arch-shaped lens unit 610 is installed at the bottom so that light is emitted to the plants located at the bottom.
  • the power supply tube hole 810 is disposed close to the arcuate lens portion 610 where the LED 620 is located.
  • the air injection tube hole 820 is disposed close to the location of the air passage 650.
  • Figure 10 is a diagram showing the structure in which the injection cap according to this embodiment is fastened to the LED device.
  • the injection cap 210 is fastened to the first LED device 140 among the plurality of LED devices 140.
  • the injection cap 210 is formed with a power supply tube hole 810 and an air injection tube hole 820.
  • the air injection tube 116 is inserted into the injection cap 210 of the first LED device 140 among the plurality of LED devices 140.
  • the discharge cap 230 may have the same structure as the injection cap 210. In the discharge cap 230, only the air discharge tube hole 830 may be formed, and the power supply tube hole 810 may not be formed.
  • the air injection tube 116 is inserted into the injection cap 210 of the first LED device 140 among the plurality of LED devices 140.
  • the air discharge tube 152 is inserted into the discharge cap 230 of the last LED device 140 among the plurality of LED devices 140.
  • the power supply tube 136 is inserted into the injection cap 210 of the first LED device 140 among the plurality of LED devices 140.
  • the air injection tube 116 injects the air injected from the injection pump 112 into the air passage 650 within the 8mm air injection tube hole 820 at a preset intensity.
  • the injection air pressure regulator 114 basically injects an injection pressure of about 1 to 2 kpa to inject air into the air injection tube 116, and can variably control it depending on the surrounding environment.
  • the injection air pressure regulator 114 basically injects the air injected into the air injection tube 116 at about 26 to 27 ° C, and can be variably controlled depending on the surrounding environment.
  • Figure 11 is a diagram showing a structure in which an injection cap is fastened to an LED device in a form that emits light through the lower surface according to this embodiment.
  • the LED device 140 When the LED device 140 according to this embodiment is applied to a plant cultivation device, it is arranged in a structure that emits light at the bottom, so the arch-shaped lens unit 610 is installed at the bottom to emit light to the plants located at the bottom.
  • the power supply tube hole 810 is formed on a side closer to the arcuate lens portion 610.
  • the air injection tube hole 820 is formed close to the internal air passage 650.
  • the power supply tube hole 810 is disposed close to the arcuate lens portion 610 where the LED 620 is located.
  • the air injection tube hole 820 is disposed close to the location of the air passage 650.
  • Figure 12 is a diagram showing the square lens dome structure inside the LED device according to this embodiment.
  • the LED device 140 includes an arch-shaped lens portion 610 and a square passage portion 660.
  • a square lens dome structure is formed between the arch-shaped lens part 610 at the top and the locking protrusion 640 at the bottom.
  • the square lens dome structure basically has a structure in which a square-shaped substrate is inserted into the space between the arch-shaped lens portion 610 and the locking protrusion 640.
  • a substrate 630 is inserted into the square lens dome structure, and the LEDs 620 stacked on the substrate 630 are disposed in a space inside the arcuate lens portion 610.
  • Figure 13 is a diagram showing a square lens dome structure inside the LED device in a form that emits light from the bottom according to this embodiment.
  • the LED device 140 When the LED device 140 according to this embodiment is applied to a plant cultivation device, it is arranged in a structure that emits light at the bottom, so the arch-shaped lens unit 610 is installed at the bottom to emit light to the plants located at the bottom.
  • the arch-shaped lens unit 610 is disposed toward the bottom, and a square lens dome structure is formed between the arch-shaped lens unit 610 and the locking protrusion 640.
  • Figure 14 is a diagram showing light quantity and light distribution according to this embodiment.
  • the arch-shaped lens unit 610 in the LED device 140 widens the effective width of light and distributes the light emitted from the LED 620 evenly within 30 degrees to the left and right of the center.
  • the arch-shaped lens unit 610 in the LED device 140 distributes the light emitted from the LED 620, reducing the quantity of LEDs 620 by about 25% and reducing power consumption by about 20%, but reducing the amount of light and light distribution. Let it rise by about 5-10%.
  • the arch-shaped lens unit 610 in the LED device 140 expands the area of effective light in the light distribution plane, ensuring excellent light uniformity even when the array spacing is adjusted, making it easy to adjust the array spacing and light amount according to the cultivar. . Since the total power consumption applied to the substrate 630 in the LED device 140 is lowered, the amount of heat emitted from the LED 620 is lowered to lower the overall heat generation.
  • the injection air pressure control unit 114 receives temperature measurement results for each section from the LED device 140.
  • the injection air pressure control unit 114 compares the temperature measurement results for each section with a preset reference value. As a result of the comparison, the injection air pressure controller 114 adjusts the amount of air injected into the air injection tube 116 so that the temperature measurement result for each section maintains a temperature lower than the preset threshold value (minimum 8°C to 10°C). Adjust.
  • the injection air pressure controller 114 determines the amount of air injected into the air injection tube such that the heat generated from the SMPS (Switching Mode Power Supply) among the temperature measurement results for each section differs by a preset threshold temperature (10 °C or more). Adjust.
  • SMPS Switching Mode Power Supply
  • the injection air pressure regulator 114 injects air into the air injection tube 116 and maintains a state in which the surface temperature is saturated and does not rise any further after a preset time (e.g., 15 minutes) has elapsed. Control the amount of air injected into the air injection tube 116.
  • a preset time e.g. 15 minutes
  • the injection air pressure regulator 114 adjusts the surrounding temperature based on the temperature sensed. Cooled or heated air adjusted to a preset temperature depending on the temperature is injected into the air injection tube 116.
  • the injection air pressure regulator 114 injects cooled or heated air into the air injection tube 116 so that the surface temperature of the external case of the LED device 140 is set to a preset critical temperature and a preset range (8°C to 10°C). ) to lower it.
  • Figure 15 is a diagram showing an air control structure for controlling a plurality of LED devices according to this embodiment.
  • the injection air pressure regulator 114 controls the injection air pressure control valve 113 to adjust the air pressure injected into the air injection tube 116 connected between one injection pump 112 and the plurality of LED devices 140.
  • One injection pump 112 has a structure in which each of the plurality of LED devices 140 is connected using an air injection tube 116.
  • the injection air pressure control unit 114 checks the lengths of the air injection tubes 116 connected to one injection pump 112 and the plurality of LED devices 140, respectively. Check the number of air injection tubes 116 connected to one injection pump 112 and each of the plurality of LED devices 140.
  • the injection air pressure control unit 114 senses current surrounding environment information (night, day, summer, winter, temperature information, and humidity information).
  • the injection air pressure control unit 114 determines the length of the air injection tube 116 connected to the injection pump 112 and the plurality of LED devices 140, and the number of air injection tubes 116 connected to each of the plurality of LED devices 140. , the pressure of air injected into the plurality of LED devices 140 is adjusted based on the surrounding environment information.
  • the injection air pressure regulator 114 includes the length of the air injection tube 116 connected to each of the injection pump 112 and the plurality of LED devices 140, the length of the external case of the LED device 140, and current surrounding environment information (night,
  • the injection air pressure control valve 113 is controlled to adjust the air pressure injected into the LED device 140 based on the position of the injection pump 112 (day, summer, winter, temperature information, humidity information).
  • the injection air pressure control unit 114 generates a first LED device image by photographing the first LED device among the plurality of LED devices for injecting air.
  • the injection air pressure control unit 114 analyzes the first LED device image and recognizes identification information of the LED device.
  • the injection air pressure control unit 114 refers to the previously stored first database and sets the first air pressure corresponding to the width, rim diameter, and aspect ratio of the air passage 650 inside the first LED device included in the identification information of the LED device. decide
  • the injection air pressure control unit 114 determines the second air pressure corresponding to external environmental factors (day, night, season, temperature, and humidity information) by referring to the previously stored second database.
  • the injection air pressure control unit 114 sets the target air pressure by averaging the first air pressure and the second air pressure.
  • the injection air pressure control unit 114 generates air pressure information including the target air pressure.
  • the injection air pressure controller 114 controls the injection air pressure control valve 113 of the first LED device to inject air based on the air pressure information until the air pressure of the first LED device reaches the target air pressure.
  • the injection air pressure control unit 114 receives external environmental factors such as external temperature, external atmospheric pressure, and altitude.
  • the injection air pressure control unit 114 reads the air pressure value corresponding to the external environmental factor from the second database and determines it as the second air pressure.
  • the LED device 140 is provided with a pressure regulator on the inner peripheral surface of the internal air passage 650.
  • the injection air pressure control unit 114 generates an air pressure measurement value by measuring the air pressure in the air passage 650 using the pressure control unit.
  • the injection air pressure control unit 114 controls the injection air pressure control valve 113 so that the measured air pressure value is maintained at the standard pressure.
  • the injection air pressure control unit 114 applies voltage to the pressure control unit.
  • the LED device 140 has a battery for applying voltage to the pressure regulator on the internal air passage 650.
  • the injection air pressure control unit 114 provides an anode for the voltage applied to the pressure control unit when the measured air pressure value is higher than the reference pressure.
  • the injection air pressure control unit 114 provides an electrode for applying voltage to the pressure control unit as a cathode when the measured air pressure value is below the reference pressure.
  • the injection air pressure control unit 114 registers device-specific information for each of the plurality of LED devices 140.
  • the injection air pressure control unit 114 receives weather information from the Korea Meteorological Administration server.
  • the injection air pressure control unit 114 acquires surface temperature information by sensing the temperature of the surface from a surface temperature sensor installed in the LED device 140.
  • the injection air pressure control unit 114 acquires internal temperature information by sensing the internal temperature from an internal temperature sensor installed in the LED device 140.
  • the injection air pressure control unit 114 calculates the appropriate air pressure based on weather information, surface temperature information, and internal temperature information.
  • the injection air pressure control unit 114 controls the injection air pressure control valve 113 to maintain the air pressure inside the LED device 140 at an appropriate air pressure.
  • the injection air pressure control unit 114 receives surrounding environment information (night, day, summer, winter, temperature information, and humidity information).
  • the injection air pressure control unit 114 includes the length of the air injection tube 116, the length of the external case of the LED device 140, current surrounding environment information (night, day, summer, winter, temperature information, humidity information), and injection pump ( Based on the above (112), the reference air pressure for each of the plurality of LED devices 140 is individually calculated.
  • the injection air pressure control unit 114 individually adjusts the air pressure of the injection air pressure control valve 113 based on the calculated reference air pressure for each of the plurality of LED devices 140.

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Abstract

공기 주입 방식을 갖는 LED 장치를 개시한다. 본 실시예는 복수의 실내 식물 재배용 조명장치를 투명 형태의 캡을 이용하여 서로 연결하고 내부의 사각형 렌즈 돔 구조에 LED를 배치하여 배치되는 LED 수량을 줄이고 상태에서 내부 빈 공간에 공기가 통과하도록 하는 공기 순환 구조를 이용하여 내부에 발생하는 열을 효과적으로 제거하여 소비 전력을 줄어들지만, 투명 형태의 캡으로 인해 광량과 광 분포가 상승하도록 하는 공기 주입 방식을 갖는 LED 장치를 제공한다.

Description

공기 주입 방식을 갖는 LED 장치
본 발명의 일 실시예는 공기 주입 방식을 갖는 LED 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
고온다습한 우리나라의 여름 기후에서 노지재배가 어렵거나 제철이 아닌 때 나온 채소를 키우기 위해서 비닐하우스, 유리 온실을 포함하는 인공시설에서 인위적으로 재배환경을 조절하여 작물을 재배하였다.
인공 시설에서 식물의 적절한 생육과 성장을 담보하기 위해서는 반드시 광합성에 필요한 빛을 인위적으로 조절하여 공급할 수 있는 조명시스템이 필요하다. 종래에 조명 시스템은 백열등, 할로겐 램프를 온오프하여 인위적으로 빛을 조절하여 공급하였다. 인공 시설의 광원으로서 백열등 또는 할로겐 램프를 사용하는 경우 잦은 온오프 동작에 따른 사용수명의 단축 및 과다한 전력소모 등의 이유로 유지 보수에 어려움이 존재한다.
최근 들어, 종래의 백열등, 할로겐을 포함하는 조명등기구보다 사용수명이 길면서 전기에너지 소비가 적은 LED를 식물 성장용 조명등 기구로서 주로 사용하고 있다. 종래의 LED 등기구 조립체는 내부에 복수 개의 LED 모듈이 설치되고, 그 상부에는 방열판 또는 방열핀이 설치되어 LED에서 발생하는 열이 외부로 방출되도록 하는 구조를 갖는다.
하지만, 비닐하우스, 유리 온실과 같은 고온 다습한 환경하에 설치되는 식물성장용 LED 등기구는 복수 개의 LED 모듈에서 발생하는 열과 고온 다습한 설치 환경에 의해 방열판 또는 방열핀에 쉽게 결로가 발생한다. 결로가 LED 등기구 조립체의 내부로 유입되면서 LED 등기구 조립체가 쉽게 고장이 나서 LED 등기구 조립체를 전체적으로 교체하여야 하는 문제가 있다.
본 실시예는 복수의 실내 식물 재배용 조명장치를 투명 형태의 캡을 이용하여 서로 연결하고 돔 렌즈 구조에 LED를 배치하여 효율을 증가하여 배치되는 LED 수량을 줄이고, 열 효율 증가를 위해 내부 간에 공기가 통과하도록 하는 공기 순환 구조를 이용하여 내부에 발생하는 열을 효과적으로 제거하여 소비 전력을 줄여 광 효율 증가를 극대화하며, 투명 형태의 확장 캡으로 확장성을 확보하고, 연결 부위에도 투명 캡 사용으로 광량과 광 분포가 상승하도록 하는 공기 주입 방식을 갖는 LED 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 연결된 튜브로 공기를 주입하는 펌프; 상기 펌프로부터 주입받은 상기 공기를 튜브가 연결된 공간으로 주입하는 공기 주입 튜브; 연결된 튜브를 이용하여 전력을 공급하는 전력 공급부; 상기 전력 공급부로부터 인가받은 상기 전력을 튜브가 연결된 공간으로 공급하는 전력 공급 튜브; 상기 전력 공급 튜브로부터 인가받은 상기 전력을 이용하여 LED를 기 설정된 방향으로 발광하며, 상기 LED의 구동으로 인해 발생하는 열이 상기 공기 주입 튜브로부터 주입된 공기로 인해 외부로 배출되도록 하는 LED 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 복수의 실내 식물 재배용 조명장치를 투명 형태의 캡을 이용하여 서로 연결하고 돔 렌즈 또는 무렌즈 구조에 LED를 배치하여 효율을 증가하여 배치되는 LED 수량을 줄이고, 열 효율 증가를 위해 내부 간에 공기가 통과하도록 하는 공기 순환 구조를 이용하여 내부에 발생하는 열을 효과적으로 제거하여 소비 전력을 줄여 광 효율 증가를 극대화하며, 투명 형태의 확장 캡으로 확장성을 확보하고, 연결 부위에도 투명 캡 사용으로 광량과 광 분포가 상승하도록 하는 공기 주입 방식을 갖는 LED 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 공기 주입 방식을 갖는 LED 장치가 적용된 식물재배 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 연결 캡으로 연결된 LED 장치를 나타낸 도면이다.
도 3a,b는 본 실시예에 따른 LED 장치 간 커넥터 연결과 배열 간격을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 연결 캡의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 하나의 연결 캡에 두 개의 LED 장치가 연결되는 방식을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 LED 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 하면으로 빛을 발산하는 형태의 LED 장치를 나타낸 도면이다.
도 8a,8b는 본 실시예에 따른 LED 장치의 외부 형상을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 하면으로 빛을 발산하는 형태의 LED 장치의 외부 형상을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 주입 캡이 LED 장치에 체결된 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 하면으로 빛을 발산하는 형태로 주입 캡이 LED 장치에 체결된 구조를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따른 LED 장치 내부의 사각형 렌즈 돔 구조를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 실시예에 따른 하면으로 빛을 발산하는 형태로 LED 장치 내부의 사각형 렌즈 돔 구조를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 실시예에 따른 광량과 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 실시예에 따른 복수의 LED 장치를 제어하는 공기 제어 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 공기 주입 방식을 갖는 LED 장치가 적용된 식물재배 시스템을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 공기 주입 방식을 갖는 식물재배 시스템은 주입펌프(112), 주입 공기압 조절 밸브(113), 주입 공기압 조절부(114), 공기 주입 튜브(116), 디밍 제어부(132), 전력 공급부(134), 전력 공급 튜브(136), LED 장치(140), 공기 배출 튜브(152), 배기 공기압 조절 밸브(162), 배기 공기압 조절부(164), 배기펌프(172)를 포함한다. 식물재배 시스템에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
주입펌프(112)는 연결된 공기 주입 튜브(116)로 공기를 주입한다. 주입펌프(112)는 공기 주입 튜브(116)를 이용하여 LED 장치(140) 내부의 공기 통로(650)로 공기를 주입한다.
주입 공기압 조절 밸브(113)는 공기 주입 튜브의 일측에 형성되어 LED 장치(140) 내부로 주입되는 공기압이 조절되도록한다. 주입 공기압 조절 밸브(113)는 공기 주입 튜브(116)의 일측에 연결된다. 주입 공기압 조절 밸브(113)는 주입 공기압 조절부(114)의 제어에 따라 주입펌프(112)에서 LED 장치(140) 내부의 공기 통로(650)로 주입되는 공기압을 조절한다.
주입 공기압 조절부(114)는 LED 장치(140)로부터 각 구간별 온도 측정 결과를 수신한다. 주입 공기압 조절부(114)는 각 구간별 온도 측정 결과에 따라 공기 주입량을 조절한다. 주입 공기압 조절부(114)는 기준값과 온도 측정 결과를 비교하여 공기 주입량을 조절한다.
주입 공기압 조절부(114)는 공기를 주입한 공기 주입 튜브(116)의 표면온도가 각 구간별로 쿨링이 미적용된 온도보다 최소 3℃ ~ 5℃ 정도 낮은 온도를 유지하도록 공기 주입량을 조절한다.
주입 공기압 조절부(114)는 공기 주입 튜브(116)로 공기를 주입하여 공기 주입 튜브(116) 내부에 압력차에 의한 대류현상으로 내부의 SMPS(Switching Mode Power Supply), 기판(630)으로부터 발생하는 열을 외부로 배출하는 형태로 냉각시킨다.
주입 공기압 조절부(114)는 공기 주입 튜브(116)로 공기를 주입하면, 주입 캡(210)의 인근에서 냉각효과가 크게 발생한 후 배출 캡(230)까지 대류현상이 나타나 전체적으로 냉각 효과가 발생하도록 한다.
주입 공기압 조절부(114)는 LED 장치(140) 내부의 기판(630)과 연결되는 SMPS에서 발생하는 열이 쿨링이 미적용된 온도보다 적어도 3℃ ~ 5℃ 이상 차이가 나도록 공기 주입량을 조절한다.
주입 공기압 조절부(114)는 공기 주입 튜브(116)로 공기를 주입한 후 기 설정된 시간(예컨대, 15분)이 경과한 후 표면온도가 포화(Saturation)되어 더 이상 상승되지 않는 상태를 유지하도록 한다.
주입 공기압 조절부(114)는 공기를 기 설정된 시간 동안 공기 주입 튜브(116)로 주입한 후 주입 캡(210) 부분에 습기가 맺히는 결로현상을 방지하기 위해, 습기를 제거한 드라이(Dry)한 공기를 주입한다.
주입 공기압 조절부(114)는 결로 현상을 방지하기 위해 주변 온도를 센싱한 온도를 기반으로 주변 온도에 따라 기 설정된 온도로 조절한 공기(냉각된 공기, 가열된 공기, 실온(25℃) 상태 공기)를 공기 주입 튜브(116)로 주입하여 LED 장치(140)에서 발생하는 결로 현상을 방지한다.
주입 공기압 조절부(114)는 공기 주입 튜브(116)로 기 설정된 온도로 조절한 공기(냉각된 공기, 가열된 공기, 실온(25℃) 상태 공기)를 공기 주입 튜브(116)로 주입하여 LED 장치(140)의 외부 케이스에 대한 표면 온도가 쿨링이 미적용된 온도보다 3℃~5℃ 정도 낮추도록 한다.
주입 공기압 조절부(114)는 주입 공기압 조절 밸브(113)에 연결되어 주입펌프(112)로부터 LED 장치(140) 내부로 주입되는 공기압을 조절되도록 공기압 조절 밸브를 제어한다. 주입 공기압 조절부(114)는 LED 장치(140)의 외부 케이스 길이에 따라 공기압의 강도를 변경시킨다. 주입 공기압 조절부(114)는 주입 공기압 조절 밸브(113)에 연결되어 주입펌프(112)로부터 LED 장치(140) 내부로 주입되는 공기압을 조절되도록 주입 공기압 조절 밸브(113)를 제어한다.
공기 주입 튜브(116)는 주입펌프(112)로부터 주입받은 공기를 튜브가 연결된 공간인 LED 장치(140) 내의 공기 통로(650)로 주입한다. 공기 주입 튜브(116)는 주입펌프(112)로부터 주입 캡(210)까지 연결되는 튜브를 의미한다. 공기 주입 튜브(116)의 일측은 주입펌프(112)의 출력단에 연결된다. 공기 주입 튜브(116)의 타측은 주입 캡(210)의 공기 주입 튜브 홀(820)로 삽입된다.
전력 공급부(134)는 연결된 전력 공급 튜브(136)를 이용하여 전력을 공급한다. 전력 공급부(134)는 전력 공급 튜브(136)를 이용하여 LED 장치(140) 내부의 기판(630)으로 전력을 공급한다.
디밍 제어부(132)는 전력 공급 튜브(136)를 이용하여 LED 장치(140) 내부의 기판(630)으로 제어 명령을 전달한다. 디밍 제어부(132)는 주변 환경(예컨대, 조도, 광량)에 따라 LED 장치(140) 내부에서 발광하는 LED(620)의 발광량을 조절한다. 디밍 제어부(132)는 전력 공급 튜브(136)를 이용하여 LED 장치(140) 내의 LED(620)의 발광량을 제어하는 제어 명령을 전달한다.
전력 공급 튜브(136)는 전력 공급부(134)로부터 인가받은 전력을 튜브가 연결된 공인 LED 장치(140) 내의 기판(630)으로 공급한다. 전력 공급 튜브(136)는 전력 공급부(134) 또는 디밍 제어부(132)로부터 주입 캡(210)까지 연결되는 튜브를 의미한다. 전력 공급 튜브(136)의 일측은 디밍 제어부(132)의 출력단에 연결된다. 전력 공급 튜브(136)의 타측은 주입 캡(210)의 전력 공급 튜브 홀(810)로 삽입된다.
본 실시예에 따른 LED 장치(140)는 사각형 렌즈 돔(Dome) 구조와 공기 주입 구조를 가진다. LED 장치(140)는 내부에 사각형 렌즈 돔 구조와 주입된 공기가 지나갈 수 있는 공기 통로(650)를 가진다. LED 장치(140)는 복수의 LED(620)가 사각형 렌즈 돔 구조 상에 배치된다. LED 장치(140)는 사각형의 통로 구조에 적층되는 형태로 사각형 렌즈 돔 구조가 적층된다.
복수의 LED 장치(140)는 연결 캡(220)을 이용하여 서로 연결되는 구조를 갖는다. 연결 캡(220)은 복수의 LED 장치(140)의 외부 케이스 사이를 연결하는 구조를 갖는다.
복수의 LED 장치(140)는 서로 연결되면, 커넥터를 기초로 캐스케이드(Cascade) 방식으로 연결하고, 최초 주입단으로부터 공급받은 전달을 캐스케이드방식으로 연결된 LED 장치(140)로 전달한다. LED 장치(140)는 공기 입출 구조가 적응적으로 설치 가능하다.
LED 장치(140)는 공기 순환 구조를 이용하여 내부에 발생하는 LED 열을 효과적으로 제거 가능하다. LED 장치(140)는 상단 및 하단의 공기 순환을 원활하게 하는 구조를 갖는다. LED 장치(140)는 외부 케이스의 연결 길이 및 전체적인 외부 케이스를 연결하여 공기의 주입과 배출을 제어한다.
LED 장치(140)는 인공 시설에서 식물의 재배할 때, 사용되는 조명 기구를 의미한다. LED 장치(140)는 공기를 주입한 입구부터 끝단까지를 복수의 구간으로 구분한 후, 각 구간마다 기 설정된 시간 단위로 온도 변화를 측정하는 온도 측정부를 구비한다. LED 장치(140)는 전력 공급 튜브(136)로부터 인가받은 전력을 이용하여 LED를 기 설정된 방향으로 발광한다. LED 장치(140)는 LED(620)의 구동으로 인해 발생하는 열이 공기 주입 튜브(116)로부터 주입된 공기로 인해 외부로 배출되도록 한다.
LED 장치(140)는 기판(630)과 LED(620)를 포함한다. LED 장치(140)는 바람직하게는 직사각형 형태의 외부 케이스 위에 아치형 렌즈부(610)를 포함한다. 복수의 LED 장치(140)는 연결 캡(220)을 이용하여 체결된다. 복수의 LED 장치(140) 각각은 커넥터(312,314)를 구비하여 서로 연결되어 전력을 공급한다.
LED 장치(140)는 입력단(242), 연결단(244), 출력단(246)의 구조로 서로 연결 가능한 외부 케이스 타입을 갖는다. LED 장치(140) 내부에 LED 기판(630)이 얹어지는 걸림턱(640) 구조를 갖는다. LED 장치(140)의 외부 케이스가 사각형 박스 형태를 갖는다. 복수의 LED 장치(140)의 외부 케이스 사이에 연결 커넥터로 캐스케이드 방식으로 연결된다.
LED 장치(140)는 공기 순환 구조 상에서 외부 케이스 길이에 따라 공기압의 강도를 변경시켜주는 제어 알고리즘이 적용된다. LED 장치(140)의 외부 케이스와 주입 캡(210), 연결 캡(220), 배출 캡(230)이 투명 재질을 가진다. 복수의 LED 장치(140)가 연결 캡(220)을 이용하여 연결된다. 투명 형태의 외부 케이스, 주입 캡(210), 연결 캡(220), 배출 캡(230)으로 인해 광 분포가 고르게 발생한다.
디밍 제어부(132)는 주변 환경(예컨대, 조도, 광량)에 따라 LED 장치(140) 내부에서 발광하는 LED(620)의 발광량을 조절한다.
LED 장치(140)는 공기를 주입한 입구부터 끝단까지를 복수의 구간으로 구분한 후, 각 구간마다 기 설정된 시간 단위로 온도 변화를 측정하는 온도 측정부를 구비한다. 주입 공기압 조절부(114)는 온도 측정 결과에 따라 공기 주입량을 조절한다.
주입 공기압 조절부(114)는 LED 장치(140)로부터 각 구간별 온도 측정 결과를 수신한다. 주입 공기압 조절부(114)는 각 구간별 온도 측정 결과에 따라 공기 주입량을 조절한다. 주입 공기압 조절부(114)는 기준값과 온도 측정 결과를 비교하여 공기 주입량을 조절한다.
주입 공기압 조절부(114)는 공기를 기 설정된 시간 동안 공기 주입 튜브(116)로 주입한 후 주입 캡(210) 부분에 습기가 맺히는 결로현상을 방지하기 위해, 습기를 제거한 드라이(Dry)한 공기를 주입한다.
주입 공기압 조절부(114)는 결로 현상을 방지하기 위해 주변 온도를 센싱한 온도를 기반으로 주변 온도에 따라 기 설정된 온도로 조절한 공기((냉각된 공기, 가열된 공기, 실온(25℃) 상태 공기))를 공기 주입 튜브(116)로 주입하여 LED 장치(140)에서 발생하는 결로 현상을 방지한다.
복수의 LED 장치(140)는 식물의 위치에 따라 간격을 조절하여 배치될 수 있다. 복수의 LED 장치(140)가 배치될 때의 간격은 각 LED 장치(140)의 중심점을 기준으로 1cm ~ 10cm 까지의 간격으로 배치된다. 기판(630)은 별도의 방열판 또는 방열핀을 구비하지 않아도 공기 통로(650) 쪽으로 주입되는 공기에 의해 쿨링이 가능한 구조를 갖는다
LED 장치(140)는 사각형 렌즈 돔 구조를 가지며, 사각형 렌즈 돔 구조는 아치(Arch)형 렌즈부(610)와 걸림턱(640) 사이에 공간으로서 기본적으로 사각형 형태의 기판이 삽입되는 구조를 갖는다. 사각형 렌즈 돔 구조 상에 기판(630)이 삽입되며, 기판(630) 상에 적층된 LED(620)는 아치형 렌즈부(610) 내부의 공간 상에 배치된다.
공기 배출 튜브(152)는 LED 장치(140)로부터 배출되는 공기를 외부로 배출하는 튜브를 의미한다. 공기 배출 튜브(152)의 일측은 LED 장치(140)의 배출 캡(230)에 연결된다. 공기 배출 튜브(152)의 타측은 별도의 장치에 연결되지 않은 상태로 LED 장치(140) 내부로부터 배출되는 공기를 외부로 배출한다. 공기 배출 튜브(152)는 LED 장치(140)의 내부로 주입된 공기를 외부로 배출하도록 LED 장치(140)의 타측에 형성된다.
배기 공기압 조절 밸브(162)는 공기 배출 튜브(152)의 일측에 형성되어 LED 장치(140) 내부로부터 배출되는 공기압이 조절되도록한다. 배기 공기압 조절부(164)는 배기 공기압 조절 밸브(162)에 연결되어 LED 장치(140) 내부로부터 배출되는 공기압이 조절되도록 배기 공기압 조절 밸브(164)를 제어한다. 배기펌프(172)는 연결된 공기 배출 튜브(152)로부터 공기를 배출한다.
도 2는 본 실시예에 따른 연결 캡으로 연결된 LED 장치를 나타낸 도면이다.
복수의 LED 장치(140)는 연결 캡(220)을 이용하여 서로 연결된다. 복수의 LED 장치(140) 중 주입펌프(112) 및 디밍 제어부(132)와 연결되는 첫 번째 LED 장치(140)의 일단은 주입 캡(210)이 체결된다.
첫 번째 LED 장치(140)의 타단은 연결 캡(220)이 체결된다. 첫 번째 LED 장치(140)는 연결 캡(220)을 이용하여 두 번째 LED 장치(140)와 체결된다. 두 번째 LED 장치(140)의 일단은 연결 캡(220)이 체결되어, 첫 번째 LED 장치(140)와 연결된다. 두 번째 LED 장치(140)의 타단은 연결 캡(220)이 체결되어, 세 번째 LED 장치(140)와 연결된다. 세 번째 LED 장치(140)의 일단은 연결 캡(220)이 체결되어, 두 번째 LED 장치(140)와 연결된다. 세 번째 LED 장치(140)의 타단은 배출 캡(230)이 체결된다. 세 번째 LED 장치(140)는 배출 캡(230) 상에 형성된 공기 배출 튜브 홀(830)에 삽입된 공기 배출 튜브(152)로 공기를 배출한다.
복수 개의 LED 장치(140)는 입력단(242), 연결단(244), 출력단(246)으로 구분되며, 입력단(242), 연결단(244), 출력단(246)이 서로 연결되어 하나의 조명부로 연장된다.
입력단(242)에 주입 캡(210)이 체결되며, 주입 캡(210)으로 공기 주입 튜브(116)와 전력 공급 튜브(136)가 삽입된다. 입력단(242)과 연결단(244)은 연결 캡(220)에 체결된다. 연결단(244)과 출력단(246)은 연결 캡(220)에 체결되며, 출력단(246)에 배출 캡(230)이 체결되며, 배출 캡(230)으로 공기 배출 튜브(152)가 삽입된다. 공기 주입 튜브(116)로 주입된 공기가 입력단(242), 연결단(244), 출력단(246)을 통과하여 공기 배출 튜브(152)로 배출되는 구조를 갖는다.
도 3a,b는 본 실시예에 따른 LED 장치 간 커넥터 연결과 배열 간격을 나타낸 도면이다.
종래의 방식으로 튜브와 튜브 간을 결선하는 경우, 만약 튜브가 불량시 전문전기 기술자가 수리를 해야하나, 본 실시예에 따른 복수의 LED 장치(140)는 연결 캡(220)을 이용하여 간단히 커넥터를 연결할 수 있는 구조를 갖는다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 복수의 LED 장치(140)는 연결 캡(220)을 이용하여 서로 연결될 때, 외부 케이스가 서로 맞닿는 형태를 유지한다. 연결 캡(220)에 의해 복수의 LED 장치(140)의 외부 케이스가 서로 맞닿는 형태를 유지할 때, LED 장치(140) 각각에 형성된 커넥터(312,314)를 이용하여 서로 연결된다. 첫 번째 LED 장치(140)는 전력 공급부(134)로부터 전력을 공급받은 후 커넥터(312,314)를 이용하여 연결된 다른 LED 장치(140)로 전력을 공급한다. 다시 말해, 복수의 LED 장치(140) 각각은 구비된 커넥터(312,314)를 이용하여 외부로부터 인가된 전력 및 제어 명령을 다른 LED 장치(140)로 전달한다.
입력단(242)과 연결단(244)은 연결 캡(220)을 이용하여 체결될 때, 입력단(242)과 연결단 각각에 구비된 제1 커넥터(312)로 연결된다. 입력단(242)은 전력 공급 튜브(136)를 이용하여 전력 공급부(134)로부터 전력을 인가받거나 디밍 제어부(132)로부터 제어 명령을 수신한 후 제1 커넥터(312)를 경유하여 연결단(244)으로 전력 또는 제어 명령을 전달한다.
연결단(244)과 출력단(246)은 연결 캡(220)을 이용하여 체결될 때, 연결단(244)과 출력단(246) 각각에 구비된 제2 커넥터(314)로 연결된다. 연결단(244)은 제1 커넥터(312)를 이용하여 입력단(242)으로부터 전력을 인가받거나 디밍 제어부(132)로부터 제어 명령을 수신한 후 제2 커넥터(314)를 경유하여 출력단(246)으로 전력 또는 제어 명령을 전달한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 복수의 LED 장치(140)는 식물의 위치에 따라 간격을 조절하여 배치될 수 있다. 복수의 LED 장치(140)가 배치될 때, 1cm ~ 10cm 까지의 간격으로 배치될 수 있다. 복수의 LED 장치(140)가 배치될 때의 간격은 각 LED 장치(140)의 중심점을 기준으로 1cm ~ 10cm 까지의 간격으로 배치된다. 복수의 LED 장치(140)의 외부 케이스의 중심점(중심좌표)이 1cm ~ 10cm의 배열간격으로 균일성을 유지하는 형태로 배치되어 중앙부의 광량이 낮아지는 불균일성을 해결한다.
입력단(242), 연결단(244), 출력단(246)은 중심점(중심좌표)를 기준으로 기 설정된 배열 간격(1cm ~ 10cm)으로 이격되어 배치된다.
도 4는 본 실시예에 따른 연결 캡의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 연결 캡(220)은 아치형 체결부(410)와 사각형 체결부(420)를 포함한다. 연결 캡(220)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
아치형 체결부(410)는 삽입된 아치형 렌즈부(610)를 고정시키며, 투명 재질로 형성되어 LED(620)로부터 발광한 빛이 투명 재질을 투과하여 발산되도록 한다. 아치형 체결부(410)는 LED 장치(140)에 형성된 아치형 렌즈부(610)가 삽입된다. 아치형 체결부(410)는 삽입된 아치형 렌즈부(610)를 고정시킨다. 아치형 체결부(410)는 투명 재질로 형성된다. 아치형 체결부(410)는 하단에 LED 장치(140) 내의 LED(620)가 위치한 경우, LED(620)로부터 발광한 빛이 투명 재질을 투과하여 발산되도록 한다.
사각형 체결부(420)는 삽입된 사각형 통로부(660)를 고정시키며, 투명 재질로 형성된다. 사각형 체결부(420)는 LED 장치(140)에 형성된 사각형 통로부(660)가 삽입된다. 사각형 체결부(420)는 삽입된 사각형 통로부(660)를 고정시킨다. 사각형 체결부(420)는 투명 재질로 형성되는 것이 바람직하나 반드시 투명 재질로 형성되는 것으로 한정되지 않는다.
도 5는 본 실시예에 따른 하나의 연결 캡에 두 개의 LED 장치가 연결되는 방식을 나타낸 도면이다.
아치형 체결부(410)는 두 개의 LED 장치(140)의 아치형 렌즈부(610)가 절반씩 삽입된다. LED 장치(140) 내에 형성된 아치형 렌즈부(610)의 하단에 LED(620)가 배치된다. LED 장치(140) 내에 형성된 LED(620)가 발광하는 경우, LED(620)에 발광된 빛이 아치형 렌즈부(610)를 경유하여 아치형 체결부(410)로 빛이 발광한다. 사각형 체결부(420)는 두 개의 LED 장치(140)의 사각형 통로부(660)가 절반씩 삽입된다.
도 6은 본 실시예에 따른 LED 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 LED 장치(140)는 LED(620), 아치형 렌즈부(610), 기판(630), 걸림턱(640), 공기 통로(650), 사각형 통로부(660)를 포함한다. LED 장치(140)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
아치형 렌즈부(610)는 끝단에 아치 형태의 렌즈가 형성되어 LED(620)로부터 발산된 빛을 굴절하여 분산되도록 한다. 아치형 렌즈부(610)는 아치 형태의 렌즈가 LED 장치(140)의 최상단에 형성된다. 아치형 렌즈부(610)는 LED(620)로부터 빛이 발광되는 경우, 빛을 굴절시켜서 외부로 발산한다. 아치형 렌즈부(610)의 하단에는 LED(620)가 배치되며, LED(620)의 하단에 기판(630)이 형성된다.
LED(620)는 빛을 발광한다. LED(620)는 기판(630)의 위쪽에 형성되며, 기판(630)의 제어에 따라 기 설정된 방향으로 기 설정된 강도로 빛을 발산한다.
기판(630)은 걸림턱(640)에 고정된다. 기판(630)은 SMPS가 연결되어 전력을 공급받거나, LED(620)를 구동시킬 때, 열을 발산하게 된다. 기판(630)의 하단은 공기 통로(650)의 방향을 향하도록 배치된다. 기판(630)은 별도의 방열판 또는 방열핀을 구비하지 않아도 공기 통로(650) 쪽으로 주입되는 공기에 의해 쿨링이 가능한 구조를 갖는다.
기판(630)은 SMPS와 연결되어 전력을 공급받는다. 기판(630)은 디밍 제어부(132)로부터 수신된 제어 명령에 따라 LED(620)를 제어하여 빛의 강도를 제어한다.
기판(630)은 전력 공급 튜브(136)를 이용하여 전력 공급부(134)로부터 전력을 인가받는다. 기판(630)은 전력 공급 튜브(136)를 이용하여 디밍 제어부(132)로부터 제어 명령을 수신한다. 기판(630)은 전력 및 제어 명령을 기반으로 LED가 빛을 발광하도록 제어한다.
걸림턱(640)은 기판(630)을 고정시키는 돌출부를 의미한다. 걸림턱(640)은 한 쌍의 돌출부 형태로 형성되어 기판(630)을 고정시킨다. 걸림턱(640)은 기판(630)이 아치형 렌즈부(610)와 인접한 상태로 고정시키는 한 쌍의 돌출부 형태로 형성된다.
사각형 통로부(660)는 공기 주입 튜브(116)로부터 주입된 공기가 공기 배출 튜브(152)로 배출되도록 하는 통로를 형성한다. 사각형 통로부(660)는 사각형 통로로서, 공기 통로(650)를 형성한다. 사각형 통로부(660)는 공기 주입 튜브(116)로부터 주입된 공기가 공기 배출 튜브(152)로 배출되도록 하는 통로를 형성한다.
공기 통로(650)는 기판(630)으로부터 발산하는 열이 공기 주입 튜브(116)로부터 주입된 공기의 흐름에 의해 공기 배출 튜브(152) 방향으로 배출되도록 한다. 공기 통로(650)는 공기 주입 튜브(116)로부터 주입된 공기가 공기 배출 튜브(152)로 배출되도록 하는 통로를 형성한다. 공기 통로(650)는 기판(630)으로부터 발산하는 열이 공기 주입 튜브(116)로부터 주입된 공기의 흐름에 의해 공기 배출 튜브(152) 방향으로 배출되도록 한다.
도 7은 본 실시예에 따른 하면으로 빛을 발산하는 형태의 LED 장치를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 LED 장치(140)는 식물 재배 장치에 적용될 때, 하단으로 빛이 발산하는 구조로 배치된다. 아치형 렌즈부(610)가 최하단으로 설치되어 하단에 위치한 식물로 빛이 발산되도록 한다. LED(620)는 아치형 렌즈부(610)의 위쪽으로 배치된다.
기판(630)은 LED(620)의 위쪽에 배치되어, LED(620)의 구동시 발산하는 열이 공기 통로(650) 쪽으로 배출되도록 한다. 걸림턱(640)은 기판(630)이 아치형 렌즈부(610)와 걸림턱(640) 사이에 고정되도록 한다. 걸림턱(640)은 전체가 막혀있는 형태가 아니라 측변의 일부가 돌출되는 형태로 기판(630)에서 발생하는 열이 공기 통로(650)로 발상되도록 하는 구조를 갖는다.
도 8a,8b는 본 실시예에 따른 LED 장치의 외부 형상을 나타낸 도면이다.
주입 캡(210)의 측면에 전력 공급 튜브 홀(810), 공기 주입 튜브 홀(820)을 형성한다.
전력 공급 튜브 홀(810)은 전력 공급 튜브(136)가 삽입되는 홀을 의미한다. 전력 공급 튜브(136)는 전력 공급 튜브 홀(810)을 이용하여 외부 케이스의 내측으로 삽입된다. 전력 공급 튜브(136)는 내부에 전력 공급선과, 제어 명령을 전송하기 위한 통신선을 포함한다. 전력 공급 튜브(136)는 기판(630)에 연결되어 기판(630)으로 전력을 공급하고, 제어 명령을 전달한다. 전력 공급 튜브 홀(810)은 외부 케이스의 측벽에 8mm 홀로 형성되는 것이 바람직하다.
공기 주입 튜브 홀(820)은 공기 주입 튜브(116)가 삽입되는 홀을 의미한다. 공기 주입 튜브 홀(820)은 공기 주입 튜브(116)를 이용하여 외부 케이스의 내측으로 삽입된다. 공기 주입 튜브(116)는 LED 장치(140) 내부의 공기 통로(650)의 일부까지만 삽입된다. 공기 주입 튜브(116)는 주입펌프(112)로부터 주입된 공기를 공기 통로(650)로 주입한다. 공기 주입 튜브 홀(820)은 외부 케이스의 측면에 3mm 홀로 형성되는 것이 바람직하다.
다시 말해, 도 8a에 도시된 바와 같이, 주입 캡(210)은 전력 공급 튜브 홀(810)과 공기 주입 튜브 홀(820)을 포함한다. 전력 공급 튜브 홀(810)은 측벽의 일측에 전력 공급 튜브(136)가 삽입되는 8mm 직경을 갖는 홀을 형성한다. 공기 주입 튜브 홀(820)은 측벽의 타측에 공기 주입 튜브(116)가 삽입되는 3mm 직경을 갖는 홀을 형성한다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 배출 캡(230)은 공기 배출 튜브 홀(830)을 포함한다. 공기 배출 튜브 홀(830)은 측벽에 공기 배출 튜브(152)가 삽입되는 3mm 직경을 갖는 홀을 형성한다.
도 9는 본 실시예에 따른 하면으로 빛을 발산하는 형태의 LED 장치의 외부 형상을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 LED 장치(140)는 식물 재배 장치에 적용될 때, 하단으로 빛이 발산하는 구조로 배치된다. 아치형 렌즈부(610)가 최하단으로 설치되어 하단에 위치한 식물로 빛이 발산되도록 한다. 전력 공급 튜브 홀(810)은 LED(620)가 위치한 아치형 렌즈부(610)와 가까운 쪽으로 배치된다. 공기 주입 튜브 홀(820)은 공기 통로(650)가 위치와 가까운 쪽으로 배치된다.
도 10은 본 실시예에 따른 주입 캡이 LED 장치에 체결된 구조를 나타낸 도면이다.
주입 캡(210)은 복수의 LED 장치(140) 중 첫 번째로 위치한 LED 장치(140)에 체결된다. 주입 캡(210)은 전력 공급 튜브 홀(810)과 공기 주입 튜브 홀(820)이 형성된다. 공기 주입 튜브(116)는 복수의 LED 장치(140) 중 첫 번째로 위치한 LED 장치(140)의 주입 캡(210)에 삽입된다. 배출 캡(230)은 주입 캡(210)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 배출 캡(230)은 공기 배출 튜브 홀(830)만 형성되고, 전력 공급 튜브 홀(810)은 미형성될 수 있다.
공기 주입 튜브(116)는 복수의 LED 장치(140) 중 첫 번째로 위치한 LED 장치(140)의 주입 캡(210)에 삽입된다. 공기 배출 튜브(152)는 복수의 LED 장치(140) 중 마지막으로 위치한 LED 장치(140)의 배출 캡(230)에 삽입된다. 전력 공급 튜브(136)는 복수의 LED 장치(140) 중 첫 번째로 위치한 LED 장치(140)의 주입 캡(210)에 삽입된다.
공기 주입 튜브(116)는 주입펌프(112)로부터 주입받은 공기를 8mm 공기 주입 튜브 홀(820) 내의 공기 통로(650)로 기 설정된 강도로 주입한다. 주입 공기압 조절부(114)는 공기 주입 튜브(116)로 공기를 주입하는 주입압력을 기본적으로 약 1~2 kpa 정도 주입하다가 주변 환경에 따라 가변적으로 제어 가능하다. 주입 공기압 조절부(114)는 기본적으로 공기 주입 튜브(116)로 주입하는 공기를 약 26~27℃로 주입하다가 주변 환경에 따라 가변적으로 제어 가능하다.
도 11은 본 실시예에 따른 하면으로 빛을 발산하는 형태로 주입 캡이 LED 장치에 체결된 구조를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 LED 장치(140)는 식물 재배 장치에 적용될 때, 하단으로 빛이 발산하는 구조로 배치되므로 아치형 렌즈부(610)가 최하단으로 설치되어 하단에 위치한 식물로 빛이 발산되도록 한다.
전력 공급 튜브 홀(810)은 아치형 렌즈부(610)와 가까운 쪽에 형성된다. 공기 주입 튜브 홀(820)은 내부의 공기 통로(650)와 가까운 쪽에 형성된다. 전력 공급 튜브 홀(810)은 LED(620)가 위치한 아치형 렌즈부(610)와 가까운 쪽으로 배치된다. 공기 주입 튜브 홀(820)은 공기 통로(650)가 위치와 가까운 쪽으로 배치된다.
도 12는 본 실시예에 따른 LED 장치 내부의 사각형 렌즈 돔 구조를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 LED 장치(140)는 아치형 렌즈부(610), 사각형 통로부(660)를 포함한다. 상단의 아치형 렌즈부(610)와 하단의 걸림턱(640) 사이에 사각형의 렌즈 돔 구조를 형성한다.
사각형 렌즈 돔 구조는 아치형 렌즈부(610)와 걸림턱(640) 사이에 공간으로서 기본적으로 사각형 형태의 기판이 삽입되는 구조를 갖는다. 사각형 렌즈 돔 구조 상에 기판(630)이 삽입되며, 기판(630) 상에 적층된 LED(620)는 아치형 렌즈부(610) 내부의 공간 상에 배치된다.
도 13은 본 실시예에 따른 하면으로 빛을 발산하는 형태로 LED 장치 내부의 사각형 렌즈 돔 구조를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 LED 장치(140)는 식물 재배 장치에 적용될 때, 하단으로 빛이 발산하는 구조로 배치되므로 아치형 렌즈부(610)가 최하단으로 설치되어 하단에 위치한 식물로 빛이 발산되도록 한다. 아치형 렌즈부(610)는 하단 방향으로 배치되고, 사각형의 렌즈 돔 구조는 아치형 렌즈부(610)와 걸림턱(640) 사이에 형성된다.
도 14는 본 실시예에 따른 광량과 광 분포를 나타낸 도면이다.
LED 장치(140) 내의 아치형 렌즈부(610)는 LED(620)로부터 발산한 빛이 중앙을 기준으로 좌우 30˚ 이내 영역에서 유효한 광의 폭이 넓어지고 균일하게 분포된다. LED 장치(140) 내의 아치형 렌즈부(610)는 LED(620)로부터 발산한 빛이 분포되도록 하여 LED(620)의 수량을 약 25% 줄이고, 소비전력을 약 20% 줄이더라도, 광량과 광분포에서 5~10% 정도 상승하도록 한다.
LED 장치(140) 내의 아치형 렌즈부(610)는 광분포면에서 유효광의 면적이 확대되어 배열 간격을 조정하여도 광 균일성이 우수해지도록 하여, 재배품종에 따른 배열간격 및 광량 조절이 용이하도록 한다. LED 장치(140) 내의 기판(630)으로 인가되는 전체 소비전력이 낮아지므로, LED(620)에서 발산하는 발열량이 낮아지도록 하여 전체 발열이 낮아지도록 한다.
주입 공기압 조절부(114)는 LED 장치(140)로부터 각 구간별 온도 측정 결과를 수신한다. 주입 공기압 조절부(114)는 기 설정된 기준값과 각 구간별 온도 측정 결과를 비교한다. 주입 공기압 조절부(114)는 비교 결과, 각 구간별 온도 측정 결과가 기 설정된 기준값이 기 설정된 임계치(최소 8℃ ~ 10℃) 보다 낮은 온도를 유지하도록 공기 주입 튜브(116)로 주입되는 공기량을 조절한다.
주입 공기압 조절부(114)는 비교 결과, 각 구간별 온도 측정 결과 중 SMPS(Switching Mode Power Supply)에서 발생하는 열이 기 설정된 임계치 온도(10 ℃ 이상)만큼 차이가 나도록 공기 주입 튜브로 주입되는 공기량을 조절한다.
주입 공기압 조절부(114)는 공기 주입 튜브(116)로 공기를 주입한 후 기 설정된 시간(예컨대, 15분)이 경과한 후 표면온도가 포화(Saturation)되어 더 이상 상승되지 않는 상태를 유지하도록 공기 주입 튜브(116)로 주입되는 공기량을 조절한다.
주입 공기압 조절부(114)는 공기 주입 튜브(116)로 기 설정된 시간동안 공기를 주입한 후 주입 캡(210)에 습기가 맺히는 결로현상을 방지하기 위해, 주변 온도를 센싱한 온도를 기반으로 주변 온도에 따라 기 설정된 온도로 조절한 냉각 또는 가열된 공기를 공기 주입 튜브(116)로 주입한다.
주입 공기압 조절부(114)는 냉각 또는 가열된 공기를 공기 주입 튜브(116)로 주입하여 LED 장치(140)의 외부 케이스에 대한 표면 온도가 기 설정된 임계 온도와 기설정된 범위(8℃~10℃)만큼 낮추도록 한다.
도 15는 본 실시예에 따른 복수의 LED 장치를 제어하는 공기 제어 구조를 나타낸 도면이다.
주입 공기압 조절부(114)는 주입 공기압 조절 밸브(113)를 제어하여 하나의 주입펌프(112)와 복수의 LED 장치(140) 간에 연결된 공기 주입 튜브(116)로 주입되는 공기압을 조절한다. 하나의 주입펌프(112)는 복수의 LED 장치(140) 각각과 공기 주입 튜브(116)를 이용하여 연결되는 구조를 갖는다.
주입 공기압 조절부(114)는 하나의 주입펌프(112)와 복수의 LED 장치(140)와 연결된 공기 주입 튜브(116)의 길이를 각각 확인한다. 하나의 주입펌프(112)와 복수의 LED 장치(140) 각각과 연결된 공기 주입 튜브(116)의 개수를 확인한다. 주입 공기압 조절부(114)는 현재 주변 환경 정보(밤, 낮, 여름, 겨울, 기온 정보, 습도 정보)를 센싱한다. 주입 공기압 조절부(114)는 주입펌프(112)와 복수의 LED 장치(140)와 연결된 공기 주입 튜브(116)의 길이, 복수의 LED 장치(140) 각각과 연결된 공기 주입 튜브(116)의 개수, 주변 환경 정보를 기반으로 복수의 LED 장치(140)로 주입되는 공기의 압력을 조절한다.
주입 공기압 조절부(114)는 주입펌프(112)와 복수의 LED 장치(140) 각각과 연결된 공기 주입 튜브(116)의 길이, LED 장치(140)의 외부 케이스 길이, 현재 주변 환경 정보(밤, 낮, 여름, 겨울, 기온 정보, 습도 정보), 주입펌프(112)의 위치에 기반하여 LED 장치(140) 내부로 주입되는 공기압을 조절되도록 주입 공기압 조절 밸브(113)를 제어한다.
주입 공기압 조절부(114)는 공기를 주입시키기 위한 복수의 LED 장치 중 제1 LED 장치를 촬영하여 제1 LED 장치 이미지를 생성한다. 주입 공기압 조절부(114)는 제1 LED 장치 이미지를 분석하여 LED 장치의 식별 정보를 인식한다. 주입 공기압 조절부(114)는 기 저장된 제1 데이터베이스를 참조하여 LED 장치의 식별 정보에 포함된 제1 LED 장치 내부의 공기 통로(650)의 폭, 림 직경, 및 편평비에 대응하는 제1 공기압을 결정한다. 주입 공기압 조절부(114)는 기 저장된 제2 데이터베이스를 참조하여 외부 환경요인(낮, 밤, 계절, 기온, 습도 정보)에 대응하는 제2 공기압을 결정한다. 주입 공기압 조절부(114)는 제1 공기압과 제2 공기압을 평균하여 목표 공기압을 설정한다. 주입 공기압 조절부(114)는 목표 공기압을 포함하는 공기압 정보를 생성한다. 주입 공기압 조절부(114)는 공기압 정보를 기초로 제1 LED 장치의 공기압이 목표 공기압에 도달할 때까지 제1 LED 장치의 주입 공기압 조절 밸브(113)를 제어하여 공기를 주입시킨다. 주입 공기압 조절부(114)는 제2 공기압을 결정할 때, 외부온도, 외부대기압, 고도에 대한 외부 환경요인을 입력받는다. 주입 공기압 조절부(114)는 외부 환경요인에 대응하는 공기압 수치를 제2 데이터베이스로부터 읽어와서 제2 공기압으로 결정한다.
LED 장치(140)는 내부 공기 통로(650)의 내주면에 압력 조절부를 구비한다. 주입 공기압 조절부(114)는 압력 조절부를 이용하여 공기 통로(650)의 공기압을 측정한공기압 측정값을 생성한다. 주입 공기압 조절부(114)는 공기압 측정값이 기준 압력으로 유지되도록 주입 공기압 조절 밸브(113)를 제어한다. 주입 공기압 조절부(114)는 압력 조절부로 전압을 인가한다. LED 장치(140)는 내부 공기 통로(650) 상에 압력 조절부로 전압을 인가하기 위한 배터리를 구비한다. 주입 공기압 조절부(114)는 공기압 측정값이 기준 압력 이상일 경우 압력 조절부로 인가하는 전압의 전극을 양극으로 제공한다. 주입 공기압 조절부(114)는 공기압 측정값이 기준 압력 이하일 경우 압력 조절부로 인가하는 전압의 전극을 음극으로 제공한다.
주입 공기압 조절부(114)는 복수의 LED 장치(140) 각각에 대한 장치 고유정보를 등록한다. 주입 공기압 조절부(114)는 기상청 서버로부터 날씨 정보를 수신한다. 주입 공기압 조절부(114)는 LED 장치(140)에 설치된 표면 온도 센서로부터 표면의 온도를 센싱한 표면 온도 정보를 획득한다. 주입 공기압 조절부(114)는 LED 장치(140)에 설치된 내부 온도 센서로부터 내부의 온도를 센싱한 내부 온도 정보를 획득한다. 주입 공기압 조절부(114)는 날씨 정보, 표면 온도 정보, 내부 온도 정보를 기반으로 적정 공기압을 산출한다. 주입 공기압 조절부(114)는 LED 장치(140) 내부의 공기압이 적정 공기압을 유지하도록 주입 공기압 조절 밸브(113)를 제어한다.
주입 공기압 조절부(114)는 주변 환경 정보(밤, 낮, 여름, 겨울, 기온 정보, 습도 정보)를 입력받는다. 주입 공기압 조절부(114)는 공기 주입 튜브(116)의 길이, LED 장치(140)의 외부 케이스 길이, 현재 주변 환경 정보(밤, 낮, 여름, 겨울, 기온 정보, 습도 정보), 주입펌프(112)의 위에 기초하여 복수의 LED 장치(140)별 기준 공기압을 개별적으로 연산한다. 주입 공기압 조절부(114)는 연산된 복수의 LED 장치(140)별 기준 공기압에 기초하여 주입 공기압 조절 밸브(113)의 공기압을 개별적으로 조절한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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Claims (5)

  1. 연결된 튜브로 공기를 주입하는 주입펌프;
    상기 주입펌프로부터 주입받은 상기 공기를 튜브가 연결된 공간으로 주입하는 공기 주입 튜브;
    연결된 튜브를 이용하여 전력을 공급하는 전력 공급부;
    상기 전력 공급부로부터 인가받은 상기 전력을 튜브가 연결된 공간으로 공급하는 전력 공급 튜브;
    상기 전력 공급 튜브로부터 인가받은 상기 전력을 이용하여 LED를 기 설정된 방향으로 발광하며, 상기 LED의 구동으로 인해 발생하는 열이 상기 공기 주입 튜브로부터 주입된 공기로 인해 외부로 배출되도록 하는 LED 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기 주입 튜브의 일측에 형성되어 상기 LED 장치 내부로 주입되는 공기압이 조절되도록하는 주입 공기압 조절 밸브; 및
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주입 공기압 조절 밸브에 연결되어 상기 주입펌프로부터 상기 LED 장치 내부로 주입되는 공기압이 조절되도록 상기 주입 공기압 조절 밸브를 제어하는 주입 공기압 조절부;
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력 공급 튜브를 이용하여 상기 LED 장치 내의 상기 LED의 발광량을 제어하는 제어 명령을 전달하는 디밍 제어부
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 LED 장치의 내부로 주입된 상기 공기를 외부로 배출하도록 상기 LED 장치의 타측에 형성되는 공기 배출 튜브;
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배 시스템.
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