KR101478143B1 - 미생물들을 배양하고 가스들을 완화시키기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들 - Google Patents

미생물들을 배양하고 가스들을 완화시키기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들 Download PDF

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Abstract

미생물들을 배양하기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들이 제공된다. 일 예에 있어서, 시스템은 미생물들을 그 내부에서 배양하기 위한 다수의 용기들을 포함할 수 있다. 각 용기는 물을 포함하도록 적응될 수 있고, 그 내부에 배치되면서 물에 적어도 부분적으로 잠기는 배양기를 포함할 수 있다. 배양기는 배양중 미생물들을 지지하도록 적응될 수 있으며, 배양기에 의해 지지되는 미생물들의 농도는 물 속에서 부유하는 미생물들의 농도보다 높을 수 있다.

Description

미생물들을 배양하고 가스들을 완화시키기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들{SYSTEMS, APPARATUSES AND METHODS FOR CULTIVATING MICROORGANISMS AND MITIGATION OF GASES}
교차 출원
본 발명은 2008년 10월 24일에 출원된 미국 특허 가출원 제61/108,183호, 2009년 5월 6일에 출원된 미국 특허 가출원 제61/175,950호, 및 2009년 9월 11일에 출원된 미국 특허 가출원 제61/241,520호의 이점을 주장하며, 2009년 10월 23일에 출원되어 공동 계류 중인 미국 특허 출원 제12/605,121호의 일부 계속 출원이고, 그의 이점을 주장하며, 상기 모든 특허 출원의 내용을 참조로서 인용한다.
본 발명의 기술분야
본 발명은 일반적으로 미생물을 배양하고 가스들을 완화시키기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들에 관한 것이고, 특히, 바이오디젤 연료 또는 다른 연료들과 같은 다른 생산물들을 생성하기 위해 직접적으로 또는 정제된 상태에서 사용될 수 있는, 지질들 및 미생물들과 같은 다른 세포 생산물들을 생성하는데 사용되는 조류(algae: 藻類)를 배양하기 위한 그리고 이산화탄소와 같은 가스들을 완화시키기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들에 관한 것이다.
조류와 같은 미생물들은 바이오디젤 연료와 같은 연료들의 생산을 위해 사전에 성장된다. 그러나, 미생물을 성장시키는 것은, 미생물들을 생성하기 위해 요청되는 높은 비용과 높은 에너지 수요에 기인하여, 비생산적인 요인을 내포한다. 대부분의 경우들에 있어서, 상기 비용 및 에너지 수요는 미생물 성장 과정들로부터 유도되는 수익 및 에너지를 초과한다. 부가적으로, 미생물 성장 과정들은 비교적 짧은 기간에 높은 레벨의 미생물들을 배양하기에는 비효율적이다.
따라서, 낮은 생산 비용 및 낮은 에너지 수요를 가지면서 대량의 미생물들을 효과적인 방식으로 생산하여 높은 레벨의 연료 생산을 가능하게 하는, 조류와 같은 미생물들을 배양하기 위한 시스템들, 장치들 및 방법들이 요구되고 있다.
일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 시스템이 제공된다.
다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 용기가 제공된다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 방법이 제공된다.
또 다른 일례에서, 연료 생산에 이용되는 조류를 배양하기 위한 시스템, 용기, 또는 방법이 제공된다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 하우징에 정의되어 가스가 하우징에 진입하게 하는 유입구, 및 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 연신 부재 및 연신 부재로부터 연장되는 다수의 루프 부재들을 포함하는 배양기를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 배양하기 위한 하우징, 하우징에 정의되어 가스가 하우징에 진입하게 하는 유입구, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 제 1 부분 및 제 1 부분으로부터 이격되어 있는 제 2 부분을 포함하는 프레임, 및 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 제 1 부분 및 제 2 부분에 의해 지지되며 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 연장되는 배양기를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 하우징 내에 배치되고 하우징의 외부 표면과 접촉하는 배양기를 포함한다. 배양기는 하우징 내의 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동 가능하고, 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 이동할 때 하우징의 내부 표면과의 접촉을 유지한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은 물 및 미생물을 포함하기 위한 용기를 제공하는 단계, 용기의 내부 표면과 접촉하도록 배양기를 적어도 부분적으로 용기 내에 배치하는 단계, 용기 내의 배양기를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동시키는 단계, 및 배양기가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동할 때 배양기를 하우징의 내부 표면과 접촉 상태로 유지시키는 단계를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 제 1 부분 및 제 1 부분으로부터 이격되어 있는 제 2 부분을 포함하는 프레임을 포함한다. 이 프레임은 하우징에 대해 상대적으로 회전 가능하며, 프레임의 제 1 부분 및 제 2 부분에 연결되고 이 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 연장되는 제 1 배양기 세그먼트, 프레임의 제 1 부분 및 제 2 부분에 연결되고 이 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 연장되는 제 2 배양기 세그먼트를 포함한다. 제 1 배양기 세그먼트의 적어도 일부분 및 제 2 배양기 세그먼트의 적어도 일부분은 서로에게 이격된다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하고 측벽을 포함하는 하우징을 포함한다. 용기는 또한 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되는 다수의 배양기 세그먼트들을 포함하고, 제 2 거리보다 더 큰 제 1 거리만큼 서로에게 이격되는 제 1 쌍의 배양기 세그먼트들 및 제 2 거리만큼 서로에게 이격되는 제 2 쌍의 배양기 세그먼트들을 포함한다. 제 1 쌍의 배양기 세그먼트들은 제 2 쌍의 배양기 세그먼트들보다 측벽에 더 가깝게 배치된다.
다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 2개의 이격된 프레임 부분들을 포함하는 프레임, 및 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 2개의 이격된 프레임 부분들 사이에 연장되는 배양기를 포함한다. 프레임은 배양기가 구성되는 제 2 물질보다 더 단단한 제 1 물질로 구성된다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 하우징에 대해 상대적으로 이동 가능한 프레임, 프레임에 연결되고 프레임을 제 1 속도 및 제 1 속도와는 상이한 제 2 속도로 이동시키도록 구성되는 구동 부재, 및 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 프레임에 연결되는 배양기를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 하우징에 대해 상대적으로 이동 가능하며 2개의 이격된 프레임 부분들을 포함하는 프레임, 프레임에 연결되어 프레임을 이동시키기 위한 구동 부재, 및 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 2개의 이격된 프레임 부분들 사이에 연장되는 배양기를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 하우징에 대해 상대적으로 이동 가능한 프레임, 프레임에 연결된 배양기, 및 하우징의 내부로 광을 방사시키기 위한 인공 광원을 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 광을 하우징의 내부로 방사시키기 위한 인공 광원, 인공 광원에 연결되고 인공 광원으로부터 방사된 광이 통과하게 되는 부재, 및 적어도 부분적으로 하우징에 배치되고 상기 부재와 접촉하며 상기 부재를 와이핑하기 위해 상기 부재에 대해 상대적으로 이동 가능한 와이핑 소자를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하고 광을 하우징의 내부로 통과시키는 측벽을 포함하는 하우징, 하우징과 연결되어 하우징의 내부로 광을 방사시키기 위한 인공 광원, 하우징과 연결되어 하우징의 측벽을 통과하여 하우징의 내부로 지나가는 태양광의 양을 감지하기 위한 센서, 및 센서 및 인공 광원에 전기적으로 연결되고 센서가 하우징의 내부로 지나가는 태양광의 바람직한 양보다 적은 양을 감지할 때 인공 광원을 활성화시킬 수 있는 제어기를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 하우징의 외부에 배치되어 하우징의 내부를 향해 광을 배향시키기 위한 반사성 소자를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은, 물을 포함하는 용기로서, 적어도 부분적으로 용기 내에 배치되는 배양기를 포함하고, 배양기가 연신 부재 및 연신 부재로부터 연장되는 다수의 루프들을 포함하는 용기를 제공하는 단계, 용기 내에서 미생물들을 배양하는 단계, 용기로부터 물 및 미생물들의 중 제 1 부분을 제거하고 배양기 상의 미생물들 중의 제 2 부분을 남겨두는 단계, 물로 미생물들을 포함하지 않는 용기를 다시 채우는 단계, 및 배양기 상에 남겨진 미생물들 중의 제 2 부분으로부터의 미생물들을 채워진 용기에서 배양하는 단계를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은, 물을 포함하는 용기로서, 적어도 부분적으로 용기 내에 배치되는 배양기를 포함하는 용기를 제공하는 단계, 용기 내에서 미생물들을 배양하는 단계, 실질적으로 모든 물 및 미생물들 중의 제 1 부분을 용기로부터 제거하고 배양기 상의 미생물들 중의 제 2 부분을 남겨두는 단계, 물로 미생물들을 포함하지 않는 용기를 다시 채우는 단계, 및 배양기 상에 남겨진 미생물들 중의 제 2 부분으로부터의 미생물들을 채워진 용기에서 배양하는 단계를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은, 폭의 치수보다 더 큰 높이의 치수를 갖는 하우징을 제공하는 단계, 용기와 연결된 물 유입구를 통해 용기 내에 물을 배치하는 단계, 용기와 연결된 가스 유입구를 통해 용기 내로 가스를 배치하는 단계, 용기에 전반적으로 수직인 방향으로 연장되고 서로에게 이격되는 다수의 배양기 세그먼트들을 제공하는 단계, 및 용기에서 미생물들을 배양하는 단계를 포함하되, 제 1 농도의 미생물들은 다수의 배양기 세그먼트들에 의해 지지되고, 제 2 농도의 미생물들은 물에서 부유되며, 제 1 농도의 미생물들은 제 2 농도의 미생물들보다 더 많다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 폭의 치수보다 더 큰 높이의 치수를 가지며 물 및 미생물들을 포함하도록 구성되는 하우징, 하우징과 연결되어 가스를 용기 내에 도입시키기 위한 가스 유입구, 하우징과 연결되어 물을 용기 내에 도입시키기 위한 물 유입구, 및 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 전반적으로 수직인 방향으로 연장되며, 서로에게 이격되는 다수의 배양기 세그먼트들을 포함하되, 제 1 농도의 미생물들은 다수의 배양기 세그먼트들에 의해 지지되고, 제 2 농도의 미생물들은 물에서 부유되며, 제 1 농도의 미생물들은 제 2 농도의 미생물들보다 더 많다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 물을 포함하고 내부에서 미생물들을 배양하기 위한 제 1 용기, 물을 포함하고 내부에서 미생물들을 배양하기 위한 제 2 용기, 및 제 1 용기 및 제 2 용기를 상호 접속시켜 가스를 제 1 용기 외부로 전달하고 제 2 용기 내로 전달하기 위한 도관을 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물들을 포함하기 위한 하우징, 하우징에서 정의되어 물이 제 2 압력보다 더 큰 제 1 압력으로 하우징 내에 도입되게 하는 제 1 개구부, 및 하우징에 정의되어 물이 제 2 압력으로 하우징 내에 도입되게 하는 제 2 개구부를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은 제 1 개구부 및 제 2 개구부를 포함하는 하우징을 제공하는 단계, 하우징에서 미생물들을 배양하는 단계, 제 1 개구부를 통해 제 2 압력보다 큰 제 1 압력으로 물을 하우징 내로 도입시키는 단계, 및 제 2 개구부를 통해 제 2 압력으로 물을 하우징 내에 도입시키는 단계를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 물 및 미생물들을 포함하기 위한 용기, 및 유체를 포함하기 위한 도관으로서 용기의 물과 접촉하도록 배치되는 도관을 포함하되, 유체의 온도는 물의 온도를 변화시키기 위하여 물의 온도와는 상이하다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은 물을 포함하기 위한 용기를 제공하는 단계, 적어도 부분적으로 용기 내에 프레임을 배치하는 단계, 배양기를 프레임에 연결하는 단계, 배양기 상의 미생물들을 용기 내에서 배양하는 단계, 프레임 및 배양기를 제 1 속도로 이동시키는 단계, 프레임 및 배양기를 제 1 속도와는 상이한 제 2 속도로 이동시키는 단계, 배양된 미생물들을 포함하는 물의 일부분을 용기로부터 제거하는 단계, 및 제거된 물을 대체하기 위해 용기 내로 추가적인 물을 도입시키는 단계를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 물을 포함하고 내부에서 제 2 종의 미생물과는 상이한 제 1 종의 미생물을 배양하기 위한 제 1 용기, 물을 포함하고 내부에서 제 2 종의 미생물을 배양하기 위한 제 2 용기, 제 1 용기에 연결되어 가스 공급원으로부터 유래하는 가스를 제 1 용기로 전달하기 위한 제 1 도관, 및 제 2 용기에 연결되어 가스 공급원으로부터 유래하는 가스를 제 2 용기로 전달하기 위한 제 2 도관을 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 물을 포함ㅎ고 제 1 종의 미생물들을 배양하기 위한 제 1 용기, 물을 포함하고 제 1 종의 미생물을 배양하기 위한 제 2 용기, 제 1 용기에 연결되어 가스 공급원으로부터 유래하는 가스를 제 1 용기로 전달하기 위한 제 1 도관, 및 제 2 용기에 연결되어 가스 공급원으로부터 유래하는 가스를 제 2 용기로 전달하기 위한 제 2 도관을 포함하되, 배양된 미생물들 중 제 1 부분은 제 1 생산물을 제조하는 데 이용되고, 배양된 미생물들 중 제 2 부분은 제 2 생산물을 제조하는 데 이용된다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 물을 포함하고 내부에서 제 2 종의 미생물과는 상이한 제 1 종의 미생물을 배양하기 위한 제 1 용기, 물을 포함하고 내부에서 제 2 종의 미생물을 배양하기 위한 제 2 용기, 제 1 용기에 연결되어 가스 공급원으로부터 유래하는 가스를 제 1 용기로 전달하기 위한 제 1 도관, 및 제 2 용기에 연결되어 가스 공급원으로부터 유래하는 가스를 제 2 용기로 전달하기 위한 제 2 도관을 포함하되, 제 1 용기에서 배양된 제 1 종의 미생물은 제 1 생산물을 제조하는 데 이용되고, 제 2 용기에서 배양된 제 2 종의 미생물은 제 2 생산물을 제조하는 데 이용된다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하고 광이 내부로 나아가게 하는 측벽을 포함하는 하우징, 및 측벽과 연결되어 광의 적어도 하나의 파장이 측벽을 통과하지 못 하게 하는 자외선 억제자를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물들의 배양 중에 유리 산소(free oxygen)를 수확하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은 물을 포함하고 프레임 및 프레임에 의해 지지되는 배양기를 포함하는 용기를 제공하는 단계, 용기 내로 가스를 도입시키는 단계, 용기 내에서 미생물들을 배양하는 단계, 미생물들을 배양하는 것으로부터 발생하는 유리 산소를 배양기로부터 축출하도록 프레임 및 배양기를 구동 부재로 이동시키는 단계, 및 축출된 유리 산소를 용기로부터 제거하는 단계를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 물 및 미생물들을 포함하고 수평 방향 치수보다 더 큰 수직 방향 치수를 갖는 제 1 용기, 물 및 미생물들을 포함하고 수평 방향 치수보다 더 큰 수직 방향 치수를 가지며 제 1 용기 위에 배치되는 제 2 용기, 제 1 용기 및 제 2 용기 내에서의 미생물들의 배양을 용이하게 하기 위하여 가스를 제 1 용기 및 제 2 용기로 제공하는 가스 공급원, 제 1 용기 및 제 2 용기 내에서의 미생물들의 배양을 용이하게 하기 위하여 물 제 1 용기 및 제 2 용기로 제공하는 물 공급원을 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물들을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물들을 포함하기 위한 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 제 2 부분으로부터 이격되는 제 1 부분을 포함하는 프레임, 프레임의 제 1 부분 및 제 2 부분에 연결되고 이들 사이에서 연장되며 미생물들 중의 제 1 부분을 지지하는 제 1 배양기 세그먼트, 프레임의 제 1 부분 및 제 2 부분에 연결되고 이들 사이에서 연장되며 미생물들 중의 제 2 부분을 지지하는 제 2 배양기 세그먼트를 포함하되, 제 1 미디어 세그먼트는 제 2 미디어 세그먼트로부터 이격된다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되는 프레임, 프레임에 연결되어 프레임을 이동시키는 구동 부재, 프레임에 의해 지지되고 배양 중에 미생물에게 지지를 제공하는 배양기, 및 하우징의 내부로 광을 제공하기 위한 인공 광원을 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되는 프레임, 프레임에 의해 지지되고 배양 중에 미생물에게 지지를 제공하는 배양기, 하우징의 내부로 광을 제공하기 위한 제 1 인공 광원, 및 하우징의 내부로 광을 제공하기 위한 제 2 인공 광원을 포함하되, 제 1 인공 광원 및 제 2 인공 광원은 개별적인 광원이다.
또 다른 일례에서, 미새물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되는 프레임, 프레임에 의해 지지되고 배양 중에 미생물에게 지지를 제공하는 배양기, 및 하우징의 외부에 배치되고 하우징의 내부로 광을 제공하기 위한 인공 광원을 포함하되, 인공 광원은 하우징을 향해 이동하고 그로부터 멀어지도록 이동하는 부재 및 상기 부재에 연결되어 광을 방사시키기 위한 발광 소자를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 하우징에 연결되고 적어도 부분적으로 하우징을 둘러싸며 광이 통과하여 하우징의 내부로 나아가지 못하게 하는 적어도 부분적으로 불투명한 외벽, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되는 프레임, 프레임에 의해 지지되고 배양 중에 미생물에게 지지를 제공하는 배양기, 및 하우징 및 외벽에 연결되어 하우징의 외부로부터 하우징의 내부로 광을 전달하는 발광 소자를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하고 광이 관통하여 하우징의 내부로 나아가지 못하게 하는 적어도 부분적으로 불투명한 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되는 프레임, 프레임에 의해 지지되고 배양 중에 미생물에게 지지를 제공하는 배양기, 및 하우징에 연결되어 하우징의 외부로부터 하우징의 내부로 광을 전달하는 발광소자를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 및 하우징의 외부에 배치되는 부재를 포함하되, 상기 부재는 상기 부재가 적어도 부분적으로 하우징의 제 1 부분을 둘러싸게 되는 제 1 위치와 상기 부재가 적어도 부분적으로 하우징의 제 2 부분을 둘러싸게 되는 제 2 위치 사이에서 하우징에 대해 상대적으로 이동 가능하며, 제 1 부분은 제 2 부분보다 더 크다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은 물 및 미생물을 포함하고 적어도 부분적으로 내부에 배치되는 배양기를 포함하는 용기를 제공하는 단계, 배양기 상에서 미생물을 배양하는 단계, 배양기 상에서 미생물을 계속 보유하는 한편 용기로부터 물 중 적어도 일부분을 제거하는 단계, 및 용기 내로 역 제거된 물 중 적어도 일부분을 교체하는 단계를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 하우징에 정의되어 가스가 하우징에 진입하게 하는 유입구, 유입구와 연결되어 하우징 내로의 가스의 흐름을 조절하는 밸브, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되어 하우징에 포함된 물의 pH 레벨을 감지하는 센서, 및 밸브 및 pH 센서에 전기적으로 연결되고 pH 센서에 의해 감지된 물의 pH 레벨에 따라 밸브를 제어하는 제어기를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 물 및 미생물을 포함하기 위한 하우징, 및 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 프레임에 부력을 제공하기 위한 부동 장치를 포함하는 프레임을 포함한다.
다른 일례에서, 조류를 배양하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 내부에 배치되어 조류가 성장하는 서식지를 제공하는 배양기를 갖는 용기를 포함한다. 배양기는 또한 용기의 내부로부터 조류를 제거하도록 용기의 내부를 닦을 수 있다. 또한, 배양기는 루프 코드 배양기일 수 있다. 배양기는 용기 내의 프레임 상에 부유될 수 있고, 프레임은 회전 가능할 수 있다. 프레임은, 조류가 태양광에 노출되는 시간을 제어하도록 배양기 및 배양기 상에서 지지되는 조류가 회전되는 제 1의 보다 느린 속도, 및 프레임 및 조류가 배양기로부터 조류를 축출하도록 회전되는 제의 보다 빠른 속도를 포함하는 다양한 속도들로 회전될 수 있다. 시스템은 배양기로부터의 조류의 제거를 돕기 위한 세척 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 세척 시스템은 상부에 지지되는 배양기 및 조류를 분무하여 배양기로부터 조류를 축출하는 고압 분무 장치를 포함할 수 있다. 프레임 및 배양기는 분무하는 동안에 회전될 수 있다. 또한, 시스템은 직사광이 아닌 광을 용기에 제공하도록 하는 인공 발광 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인공 발광 시스템은 용기를 향해 자연 태양광을 다시 배향시킬 수도 있고, 또는 인공광을 제공할 수도 있다. 또한, 시스템은 용기의 온도 및 용기와 접촉하는 광량에 영향을 미치는 환경 제어 장치를 포함할 수도 있다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 액체를 포함하도록 구성되는 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되며 제 1 부분 및 제 1 부분으로부터 이격되는 제 2 부분을 제각각 포함하는 다수의 회전 가능 프레임들, 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 제 1 부분 및 제 2 부분에 의해 지지되며 이들 사이에 연장되는 배양기, 및 제 1 부분 및 제 2 부분 중 적어도 하나에 연결되는 핀을 포함한다. 용기는 또한 프레임들을 회전시키기 위한 적어도 하나의 구동 장치, 및 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되고 다수의 프레임들의 핀들 중 적어도 하나의 핀에 의해 결합되도록 구성되는 발광 소자를 포함한다.
또 다른 일례에서, 미생물을 배양하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 액체를 포함하도록 적응되는 공동을 정의하는 벽, 적어도 부분적으로 공동 내에 배치되고 제 1 부분 및 제 1 부분으로부터 이격된 제 2 부분을 제각각 포함하는 다수의 회전 가능 프레임들, 적어도 부분적으로 공동 내에 배치되고 제 1 부분 및 제 2 부분에 의해 지지되며 이들 사이에 연장되는 배양기, 제 1 부분 및 제 2 부분 중 적어도 하나에 연결되는 핀을 포함한다. 시스템은 또한 공동 내의 액체를 프레임들의 핀들과 결합시키도록 이동하여 프레임들을 회전시키기 위한 액체 이동 어셈블리를 포함한다.
도 1은 예시적인 미생물 배양 시스템의 개략도이다.
도 2는 또 다른 예시적인 미생물 배양 시스템의 개략도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 시스템들의 용기의 길이방향 평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 용기의 분해도이다.
도 5는 도 3에 도시된 용기의 연결판의 상부 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 위한 예시적인 배양기의 일부분의 전면 입면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 예시적인 배양기의 배면 입면도이다.
도 8은 지지 부재와 함께 도 6에 도시된 예시적인 배양기의 전면 입면도이다.
도 9는 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 위한 다른 예시적인 배양기의 입면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 예시적인 배양기의 상면도이다.
도 11은 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 위한 또 다른 예시적인 배양기의 입면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 예시적인 배양기의 상면도이다.
도 13은 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 위한 또 다른 예시적인 배양기의 입면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 예시적인 배양기의 상면도이다.
도 15는 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 위한 또 다른 예시적인 배양기의 입면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 예시적인 배양기의 상면도이다.
도 17은 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 우한 또 다른 예시적인 배양기의 입변도이다.
도 18은 도 17에 도시된 예시적인 배양기의 상면도이다.
도 19는 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 우한 또 다른 예시적인 배양기의 입변도이다.
도 20은 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 우한 또 다른 예시적인 배양기의 입변도이다.
도 21은 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 우한 또 다른 예시적인 배양기의 입변도이다.
도 22는 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 우한 또 다른 예시적인 배양기의 입변도이다.
도 23은 도 3에 도시된 용기에서 사용하기 우한 또 다른 예시적인 배양기의 입변도이다.
도 24는 연결판에 고정된 배양기 및 라인들로 개략적으로 표현된 배양기의 일부분과 함께 도 5에 도시된 용기의 연결판의 일부분에 대한 상측 사시도이다.
도 25는 도 3의 라인 25-25를 따라 얻은 용기의 단면도이다.
도 26은 도 25의 라인 26-26을 따라 얻은 단면도이다.
도 27은 도 3에 도시된 용기의 부싱의 상측 사시도이다.
도 28은 도 3에 도시된 용기의 부싱의 대안적인 실시예의 상면도이다.
도 29는 도 3에 도시된 용기의 부싱의 다른 대안적인 실시예의 상면도이다.
도 30은 용기 및 예시적인 발광 시스템의 상측 사시도이다.
도 31은 도 30의 라인 31-31을 따라 얻은 단면도이다.
도 32는 용기 및 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 길이방향 평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 33은 도 32에 도시된 용기 및 인공 발광 시스템의 일부분의 확대도이다.
도 34는 도 32에 도시된 용기 및 인공 발광 시스템의 일부분의 확대도로서, 인공 발광 시스템의 일부분을 와이핑하는 대안적인 방식이 함께 도시된 도면이다.
도 35는 도 32에 도시된 용기 및 인공 발광 시스템의 길이방향 평면을 따라 얻은 단면도로서, 인공 발광 시스템의 일부분을 와이핑하는 대안적인 방식이 함께 도시된 도면이다.
도 36은 도 35에 도시된 용기 및 인공 발광 시스템의 일부분의 확대도이다.
도 37은 도 35에 도시된 용기 및 프레임 지지 장치의 상측 사시도이다.
도 38은 도 37에 도시된 프레임 지지 장치의 상면도이다.
도 39는 도 38의 확대도이다.
도 40은 도 38의 라인 40-40을 따라 얻은 프레임 지지 장치의 단면도이다.
도 41은 도 40의 확대도이다.
도 42는 도 37에 도시된 용기 및 프레임 지지 장치의 길이방향 평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 43은 용기의 프레임을 지지하는 부동 장치로서 단면이 도시된 부동 장치를 포함하는 용기의 길이방향 평면을 따라 얻은 부분 단면도이다.
도 44는 도 43에 도시된 부동 장치의 입면도이다.
도 45는 도 43에 도시된 부동 장치의 상면도이다.
도 46은 예시적인 횡방향 지지판을 포함하는 도 43에 도시된 부동 장치의 상면도이다.
도 47은 다른 예시적인 부동 장치를 포함하는 용기를 길이방향 평면을 따라 얻은 부분 단면도이다.
도 48은 또 다른 예시적인 부동 장치를 포함하는 용기를 길이방향 평면을 따라 얻은 부분 단면도이다.
도 49는 도 48에 도시된 용기 및 부동 장치의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 50은 다른 예시적인 대안의 용기의 길이방향 평면을 따라 얻은 부분 단면도이다.
도 51은 도 50에 도시된 용기 예시적이고 대안적인 구동 장치의 일부분의 상측 사시도이다.
도 52는 도 50에 도시된 용기의 일부분의 바닥 사시도이다.
도 53은 도 50에 도시된 용기의 일부분의 상측 사시도이다.
도 54는 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 길이방향 평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 55는 도 54에 도시된 용기 및 인공 발광 시스템의 일부분의 확대도이다.
도 56은 도 54에 도시된 인공 발광 시스템의 예시적인 발광 소자의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 57은 도 54에 도시된 인공 발광 시스템의 다른 예시적인 발광 소자의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 58은 도 54에 도시된 인공 발광 시스템의 또 다른 예시적인 발광 소자의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 59는 도 54에 도시된 인공 발광 시스템의 또 다른 예시적인 발광 소자의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 60은 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 길이방향 평면을 따라 얻은 부분도이다.
도 61은 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 부분 측면도이다.
도 62는 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 부분 측면도이다.
도 63은 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 측면도이다.
도 64는 도 63에 도시된 인공 발광 시스템의 정면도이다.
도 65는 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 부분 측면도이다.
도 66은 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 길이방향 평면을 따라 얻은 부분 단면도이다.
도 67은 도 66에서 라인 67-67을 따라 얻은 단면도이다.
도 68은 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 69은 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 70은 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 71은 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 길이방향 평면을 따라 얻은 부분 단면도이다.
도 72는 도 71의 라인 72-72를 따라 얻은 단면도이다.
도 73은 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 74는 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 75는 분리된 상부판 및 하부판을 포함하는 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 76은 도 75에 도시된 용기 및 배양기 프레임의 길이방향 평면을 따라 얻은 부분 단면도이다.
도 77은 분리된 상부 및 하부 연결판들을 포함하는 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 78은 다른 예시적인 구동 장치와 함께 도 75에 도시된 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 79는 도 78에서 라인79-79로부터 보는 상면도이다.
도 80은 진동하고 부분적으로 분리된 상부 및 하부 연결판들을 포함하는 용기 및 또 다른 예시적인 인공 발광 시스템의 수평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 81은 세척 시스템과 함께 도시된 용기의 길이방향 평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 82는 미생물 배양 시스템의 예시적인 온도 제어 시스템과 함께 도시된 용기의 상측 사시도이다.
도 83은 미생물 배양 시스템의 다른 예시적인 온도 제어 시스템과 함께 도시된 용기의 길이방향 평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 84는 용기 및 예시적인 액체 관리 시스템의 일부분의 입면도이다.
도 85는 예시적인 용기, 예시적인 환경 제어 장치, 및 용기 및 환경 제어 장치를 수직적인 방식으로 지지하기 위한 예시적인 지지 구조의 입면도이다.
도 86은 예시적인 용기 및 용기를 수직면과 수평면 사이의 각도에서 지지하기 위한 예시적인 지지 구조의 입면도이다.
도 87은 도 86의 라인 87-87을 따라 얻은 단면도이다.
도 88은 예시적인 용기 및 용기를 수평적인 방식으로 지지하기 위한 예시적인 지지 구조의 입면도이다.
도 89는 도 88의 라인 89-89를 따라 얻은 단면도이다.
도 90은 완전히 폐쇄된 위치에 있는 것으로 도시된 환경 제어 장치 및 용기의 일부분의 도 85의 라인을 따라 얻은 단면도이다.
도 91은 완전히 개방된 위치에 있는 것으로 도시된 환경 제어 장치 및 용기의 일부분의 단면도이다.
도 92는 절반이 개방된 위치에 있는 것으로 도시된 도 90에 도시된 것과 유사한 환경 제어 장치 및 용기의 일부분의 단면도이다.
도 93은 다른 절반이 개방된 위치에 있는 것으로 도시된 도 90에 도시된 것과 유사한 환경 제어 장치 및 용기의 일부분의 단면도이다.
도 94는 환경 제어 장치의 다수의 예시적인 방위들 및 하루 24 시간을 통한 태양의 예시적인 경로를 나타내는 개략도이다.
도 95는 도 90과 유사한 단면도로서, 완전히 개방된 위치에 있는 것으로 도시된 다른 예시적인 환경 제어 장치 및 용기의 일부분의 단면도이다.
도 96은 제 1 위치에 있는 것으로 도시된 다른 예시적인 환경 제어 장치의 개략도이다.
도 97은 도 96과 유사한 단면도로서, 제 2 위치 또는 완전히 개방된 위치에 있는 것으로 도시된 다른 예시적인 환경 제어 장치의 다른 개략도이다.
도 98은 도 96과 유사한 단면도로서, 제 3 위치 또는 부분적으로 개방된 위치에 있는 것으로 도시된 또 다른 예시적인 환경 제어 장치의 또 다른 개략도이다.
도 99는 도 96과 유사한 단면도로서, 제 4 위치 또는 다른 부분적으로 개방된 위치에 있는 것으로 도시된 또 다른 예시적인 환경 제어 장치의 또 다른 개략도이다.
도 100은 예시적인 인공 발광 시스템을 포함하는 환경 제어 장치의 일부분의 상측 사시도이다.
도 101은 도 100의 라인 101-101을 따라 얻은 예시적인 인공 발광 시스템의 단면도이다.
도 102는 다른 예시적인 인공 발광 시스템을 포함하는 환경 제어 장치의 일부분의 상측 사시도이다.
도 103은 도 102의 라인 103-103을 따라 얻은 예시적인 인공 발광 시스템의 단면도이다.
도 104는 용기의 다른 예시적인 실시예의 상측 사시도이다.
도 105는 도 104의 라인 105-105를 따라 얻은 단면도이다.
도 106은 도 105와 유사한 단면도로서, 용기의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한 단면도이다.
도 107은 도 105와 유사한 단면도로서, 용기 및 인공 발광 시스템의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한 단면도이다.
도 108은 다른 예시적인 용기의 상측 사시도이다.
도 109는 덮개 및 제거된 지지 구조의 일부분과 함께 도시된 108에 도시된 용기의 상면도이다.
도 110은 도 108에 도시된 용기의 일부분의 상측 사시도이다.
도 111은 도 108에 도시된 용기의 배양기 프레임의 상측 사시도이다.
도 112는 도 111에 도시된 배양기 프레임의 입면도이다.
도 113은 도 108에 도시된 용기의 일부분의 상측 확대도로서, 제 1 위치에 있는 발광 소자 및 한 쌍의 와이퍼들을 도시한다.
도 114는 도 113에 도시된 용기의 일부분의 상측 확대도로서, 제 2 위치에 있는 발광 소자 및 한 쌍의 와이퍼들을 도시한다.
도 115는 도 113에 도시된 용기의 일부분의 상측 확대도로서, 제 3 위치에 있는 발광 소자 및 한 쌍의 와이퍼들을 도시한다.
도 116은 도 113에 도시된 용기의 일부분의 상측 확대도로서, 제 4 위치에 있는 발광 소자 및 한 쌍의 와이퍼들을 도시한다.
도 117은 도 113에 도시된 용기의 일부분의 상측 확대도로서, 제 5 위치에 있는 발광 소자 및 한 쌍의 와이퍼들을 도시한다.
도 118은 도 113에 도시된 용기의 일부분의 상측 확대도로서, 제 6 위치에 있는 발광 소자 및 한 쌍의 와이퍼들을 도시한다.
도 119는 도 113에 도시된 용기의 일부분의 상측 확대도로서, 제 7 위치에 있는 발광 소자 및 한 쌍의 와이퍼들을 도시한다.
도 120은 도 108에 도시된 용기의 프레임의 다른 예시적인 연결판의 상면도이다.
도 121은 상부 및 하부 연결판 위치들에서 도 120의 연결판과 함께 도시된 도 120의 프레임의 상측 사시도이다.
도 122는 무엇보다도 제어기, 용기, 인공 발광 시스템, 및 환경 제어 장치 사이의 관계를 도시하는 미생물 배양 시스템들의 예시적인 시스템도이다.
도 123은 미생물 배양 시스템을 작동시키는 예시적인 방법을 도시한 순서도이다.
도 124는 미생물 배양 시스템을 작동시키는 다른 예시적인 방법을 도시한 순서도이다.
도 125는 미생물 배양 시스템을 작동시키는 또 다른 예시적인 방법을 도시한 순서도이다.
도 126은 미생물 배양 시스템을 작동시키는 또 다른 예시적인 방법을 도시한 순서도이다.
도 127은 전반적으로 정사각형의 형상을 갖는 예시적인 용기의 길이방향 크기에 수직인 평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 128은 전반적으로 직사각형의 형상을 갖는 다른 예시적이고 대안적인 용기의 길이방향 크기에 수직인 평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 129는 전반적으로 삼각형의 형상을 갖는 또 다른 예시적이고 대안적인 용기의 길이방향 크기에 수직인 평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 130은 전반적으로 타원형의 형상을 갖는 또 다른 예시적이고 대안적인 용기의 길이방향 크기에 수직인 평면을 따라 얻은 단면도이다.
도 131은 통상적으로 도수로라고 지칭되는 또 다른 예시적인 미생물 배양 시스템의 상면도이다.
도 132는 도 131의 라인 132-132를 따라 얻은 단면도이다.
도 133은 도 132와 유사한 단면도이며, 다른 예시적인 프레임 베이스가 도시된다.
도 134는 다른 예시적인 프레임 베이스의 측면도이다.
도 135는 도 132와 유사한 부분 단면도로서, 다른 예시적인 프레임 및 연결판이 도시된다.
도 136은 도 131의 예시적인 미생물 배양 시스템의 상면도로서, 물을 이동시키는 다른 예시적인 방식이 도시된다.
도 137은 도 131의 예시적인 미생물 배양 시스템의 상면도로서, 물을 이동시키는 또 다른 예시적인 방식이 도시된다.
도 138은 도 131의 예시적인 미생물 배양 시스템의 상면도로서, 물을 이동시키는 또 다른 예시적인 방식이 도시된다.
도 139는 통상적으로 도수로라고 지칭되는 또 다른 예시적인미생물 배양 시스템의 상면도이다.
도 140은 또 다른 예시적인 미생물 배양 시스템의 상면도로서, 물의 바디 내에 배치되는 다수의 도수로들을 도시한다.
도 141은 또 다른 예시적인 미생물 배양 시스템의 개략도이다.
본 발명의 특정의 독자적인 특징들 및 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 본 발명이 이하의 상세한 설명에서 언급되고 도면들에 도시한 구성 요소들의 구성 및 배열의 세부사항들에만 적용되는 것으로 한정되는 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다. 본 발명은 다른 실시예들을 포함할 수 있고 다양한 방식들로 실시 또는 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 술어 및 용어는 설명을 위해 사용되는 것일 뿐 한정을 위해 사용되는 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다.
도 1을 참조하면, 미생물들을 배양하기 위한 예시적인 시스템(20)을 도시한다. 시스템(20)은, 예컨대, 조류(algae) 또는 미세조류(microalgae)와 같은 매우 다양한 종류의 미생물들을 배양할 수 있다. 미생물들은, 예컨대, 식료품들, 영양 보조제들, 양식, 동물 사육, 기능성 식품들, 제약, 비료, 예컨대, 바이오원유, 부탄올, 항공유, 수소, 바이오가스 및 바이오디젤을 포함하는 바이오연료들과 같은 연료 생산 등을 포함하는 매우 다양한 이유들을 위해 배양될 수 있다. 배양될 수 있는 미생물들의 예들은 건강 및 식품 보조제용 다중 불포화 지방산을 생성하기 위한 피. 트리코뉴텀(P. tricornutum); 항종양제용 앰피히디놀리데스(Amphihidinolides) 및 앰피디닌스(Amphidinins)를 생성하기 위한 앰피디니움(Amphidinium sp.); 항진균제용 고니오도민스(Goniodomins)를 생성하기 위한 알렉산드리움(Alexandrium); 엘라스타제 억제제인 오실라펩틴(Oscillapeptin)을 생성하기 위한 오실라토리아(Oscillatoria) 등을 포함한다. 본 발명에 따른 상기 배양 시스템(20)이 매우 다양한 이유들 및 용도들을 위해 매우 다양한 미생물들을 배양할 수 있지만, 상기 예시적인 배양 시스템(20)에 대한 이하의 설명은, 동 예시적인 배양 시스템(20)이 연료 생산을 위한 조류의 배양과 관련되는 것을 전제로 하여서 주어지며, 이러한 설명은 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
상기 예시적인 시스템(20)으로부터 수확되는 조류는, 예컨대, 바이오디젤 연료, 제트 연료와 같은 연료 및 세균들로부터 추출되는 지질들로부터 제조되는 다른 생산물들을 생성하기 위한 처리(processing)를 겪는다. 상기한 바와 같이, 담수 및 염수 종들을 포함하는, 매우 다양한 조류 종들이 상기 시스템(20)에서 배양되어 연료용 오일을 생성할 수 있다. 예시적인 조류 종들은 보트리오코쿠스 바루니(Botryococcus barunii), 챠에토세로스 무엘렐리(Chaetoceros muelleri), 클라미도모나스 레인하디(Chlamydomonas rheinhardii), 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris), 클로렐라 피레노이도사(Chlorella pyrenoidosa), 클로로코쿰 리토랄레(Chlorococcum littorale), 두날리엘라 바이오쿨라타(Dunaliella bioculata), 두날리엘라 살리나(Dunaliella salina), 두날리엘라 테르티오렉타(Dunaliella tertiolecta), 유글레나 그레이실리스(Euglena gracilis), 해마토코쿠스 플루비알리스(Haematococcus pluvialis), 이소크리시스 갈바나(lsochrysis galbana), 난노클로롭시스 오쿨라타(Nannochloropsis oculata), 나비큘라 사프로필라(Navicula saprophila), 네오클로리스 올레오아분단스(Neochloris oleoabundans), 포르피리디움 크루엔텀(Porphyridium cruentum), 피. 트리코뉴텀(P. tricornutum), 프림네시움 파르붐(Prymnesium parvum), 세네데스 무스디모르푸스(Scenedes Musdimorphus), 세네데스무스 디모르푸스(Scenedesmus dimorphus), 세네데스무스 오블리쿠스(Scenedesmus obliquus), 세네데스무스 쿼드리카우다(Scenedesmus quadricauda), 스피룰리나 막시마(Spirulina maxima), 스피룰리나 플라텐시스(Spirulina platensis), 스피로기라(Spirogyra), 시네코쿠스(Synechoccus), 테트라셀미스 마쿨라타(Tetraselmis maculata), 테트라셀미스 수에시카(Tetraselmis suecica) 등을 포함한다. 이들 및 다른 조류 종들에 대하여, 많은 양의 연료를 생산하고 및/또는 많은 양의 이산화탄소를 소모하기 위해, 높은 오일 함량 및/또는 이산화탄소를 완화시키는 능력이 요구된다.
서로 다른 종류의 조류는 효율적으로 성장하기 위해 서로 다른 종류의 환경 조건을 요구한다. 대부분 종류의 조류는 담수건 염수건 간에 물 내에서 배양되어야 한다. 다른 요구되는 조건은 조류의 종류에 따라 변한다. 예컨대, 어떤 종류의 조류는 물에 대한 광, 이산화탄소 및 최소량의 미네랄들의 부가로 배양될 수 있다. 그러한 미네랄들은 예컨대 질소 및 인을 포함할 수 있다. 다른 종류의 조류는 적당한 배양을 위해 다른 종류의 첨가제들을 필요로 할 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 시스템(20)은 가스 관리 시스템(24), 액체 관리 시스템(24), 다수의 용기들(32), 조류 수집 처리 장비(36), 인공 발광 시스템(37)(도 30 내지 도 80 및 도 100 내지 도 107 참조), 정치 세정(clean-in-place) 또는 세척 시스템(38)(도 81참조), 및 프로그래머블 로직 컨트롤러(40)(도 122 참조)를 포함한다. 상기 가스 관리 시스템(24)은, 하나 또는 그보다 많은 매우 다양한 공급원들일 수 있는, 하나 이상의 이산화탄소 공급원(44)을 포함한다. 예컨대, 상기 이산화탄소 공급원(44)은 산업 설비, 제조 설비, 연료 구동식 장비로부터 발생되는 배출물들, 폐수 처리 설비로부터 발생되는 부산물, 압축된 이산화탄소 캐니스터 등일 수 있다. 예시적인 산업 및 제조 설비들은 예컨대 발전소들, 에탄올 공장들, 시멘트 프로세서들, 석탄 연료 공장들 등을 포함할 수 있다. 상기 이산화탄소 공급원(44)으로부터의 가스는 유독한 정도의 이산화황 또는 다른 유독 가스들 및 미생물 성장을 억제할 수 있는 중금속들과 같은 화합물들을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 공급원으로부터 배출되는 가스가 이산화황 또는 다른 유독 가스 또는 물질들을 포함하면, 동 가스는 상기 용기들(32) 내로 도입되기 전에 스크러빙되거나 정화되는 것이 바람직하다. 상기 가스 관리 시스템(24)은 이송류 내에서 상기 용기들(32)로 이산화탄소를 도입시킨다. 특정의 예시적인 실시예들에서, 상기 이송류는 약 10 내지 12 체적%의 이산화탄소를 구비할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 이송류는 약 99 체적%의 이산화탄소를 포함할 수 있다. 이러한 높은 비율의 이산화탄소는 다양한 여러 가지 공급원들로부터 초래될 수 있는데, 그러한 공급원들 중 하나는 에탄올 제조 설비일 수 있다. 대안적으로, 상기 이송류는 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 다른 퍼센트들의 이산화탄소를 구비할 수 있다.
이산화탄소가 산업적 또는 제조 중 배출물들, 기계류 배출물들 또는 폐수 처리 설비들로부터의 부산물로부터 얻어지는 경우들에 있어서, 상기 시스템(20)은 이산화탄소가 대기중으로 방출되는 것을 허용하기 보다는 특정의 유용한 목적을 위해 이산화탄소를 재활용한다.
시스템(20)을 위한 상기 이산화탄소 공급원(44)은 단일 공급원(44), 다수의 유사한 공급원들(44)(예컨대, 다수의 산업 설비들), 또는 다수의 다른 공급원들(44)(예컨대, 산업 설비 및 폐수 처리 설비)일 수 있다. 상기 가스 관리 시스템(24)은, 상기 이산화탄소 공급원(들)(44)으로부터 유도되는 이산화탄소를 각 용기(32)로 반송하는, 파이프들(48)의 네트◎을 포함한다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 가스 관리 시스템(24)이 이산화탄소를 상기 용기들(32)로 도입시키기 전에, 상기 이산화탄소가 유래하는 배출물들은 냉각을 위해 냉각 스프레이 타워를 통해 여과되거나 및/또는 통과할 수 있고 그리고나서 용액 내로 도입될 수 있다.
도 1에 도시한 예시적인 실시예에서, 용기들(32)은 상기 파이프들(48)을 경유하여 병렬로 연결된다. 도시한 예시적인 실시예에 나타내어진 바와 같이, 상기 파이프들(48)의 네트워크는 메인 유입 라인(48A) 및, 상기 메인 유입 라인(48A)으로부터 연장되며 상기 메인 유입 라인(48A)으로부터의 이산화탄소를 다수의 용기들(32)의 각각으로 라우팅시키는, 다수의 이차 유입 분기부들(48B)을 포함한다. 상기 이차 유입 분기부들(48B)은 용기들(32)의 바닥에 연결되고 이산화탄소를 일반적으로는 물로 채워진 용기들(32)의 내부로 방출시킨다. 용기들(32) 내로 도입되었을 때, 이산화탄소는 물 속에서 기포들의 형태를 취하며 물을 통하여 용기들(32)의 정부(top: 丁部)로 상승한다. 특정 예들에 있어서, 이산화탄소의 도입을 위해 사용되는 압력 범위는 약 25-50 psi이다. 상기 가스 관리 시스템(24)은 가스 살포기, 확산기, 기포 분배기, 물 포화 가스 분사기, 또는 이산화탄소 기포들을 상기 용기들(32) 내로 도입시키고 상기 용기들(32)을 통하여 이산화탄소를 더욱 균일하게 분배시키기 위해 상기 용기들(32)의 바닥에 배치되는 다른 장치를 포함할 수 있다. 부가적으로, 다른 가스 살포기들, 확산기들, 기포 분배기들 또는 다른 장치들이 용기들(32) 내에서 용기들(32)의 높이를 따라 증분적으로 배설되어 이산화탄소 기포들을 다양한 높이방향 위치들에서 용기들(32) 내로 도입시킬 수 있다. 용기(32) 내로 도입되는 이산화탄소 가스는 최소한 부분적으로 성장 및 배양 과정에 있어서 용기(32) 내에 포함되는 조류에 위해 소모된다. 결과적으로, 용기(32) 내로 도입되는 이산화탄소보다 작은 양의 이산화탄소가 용기(32)로부터 배출된다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 가스 관리 시스템(24)은 필요한 경우 가스 예비 여과, 냉각 및 유독 가스 스크러빙 요소들을 포함할 수 있다.
상기 가스 관리 시스템(24)은 또한 가스 배출 파이프들을 포함한다. 상기한 바와 같이, 용기(32) 내에서 조류에 의해 소모되지 않은 이산화탄소는 용기(32) 상부로 이동하며 각 용기(32)의 상부 영역에 축적된다. 조류에 의한 이산화탄소의 소모는, 조류의 배양을 위해 필요한 광합성 과정을 조류가 겪으면서, 이루어진다. 광합성 과정의 부산물로서 산소가 생성되고, 산소는 용기(32) 내의 물로 방출되어 배양기(110) 및 조류 상에 침전되거나 응집될 수 있거나 또는 상승하여 용기(32)의 정부 영역에 축적될 수 있다. 물 및 용기(32) 내에서의 높은 산소 레벨들은, 조류가 이산화탄소를 소모하는 것을 억제하며 궁극적으로는 광합성 과정을 억제하는, 산소 억제를 유발할 수 있다. 따라서, 용기(32)의 최상부에 누적되는 산소 및 다른 가스들을 배출시키는 것이 바람직하다.
축적된 이산화탄소 및 산소는 다양한 방식들로 상기 용기들(32)로부터 배출될 수 있다. 이들 다양한 방식들은, 예컨대, 환경으로의 배출, 재활용을 위한 상기 메인 가스 라인으로의 배출, 산업 설비를 가동할 시와 같은 연소 과정들에서 사용되는 연료로서의 동 산업 설비들로의 배출, 또는 부가적인 이산화탄소가 추출될 수 있는 다른 과정들로의 배출을 포함한다.
도시한 예시적인 시스템(20)은 유입 가스에 존재하는 이산화탄소를 스크러빙하거나 소모하는데 효율적이라는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 배출된 가스는 비교적 작은 양의 이산화탄소를 가지며 환경으로 안전하게 배출될 수 있다. 대안적으로, 배출된 가스는 상기 메인 가스 라인으로 재라우팅될 수 있으며, 이 경우 상기 배출된 가스는 상기 용기들(32) 내로의 재도입을 위해 상기 메인 가스 라인 내에 존재하는 가스와 혼합된다. 또한, 배출된 가스의 일부분이 환경으로 배출될 수 있고, 동 배출된 가스의 일부분은 상기 메인 가스 라인으로 재도입되거나 다른 프로세싱을 위해 반송될 수 있다.
상기 액체 관리 시스템(28)은 물 공급원(54), 상기 용기들(32)에 물을 전달하는 물 유입 파이프들(56) 및 상기 용기들(32)로부터 물 및 조류를 배출시키는 물 배출 파이프들(60)을 포함하는 파이프들의 네트워크, 및 하나 이상의 펌프(64)를 구비한다. 펌프(64)는, 물이 용기들(32) 내로 도입되고 용기들(32)로부터 배출되는 양 및 속도를 제어한다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 액체 관리 시스템(28)은, 하나는 용기들(32) 내로의 물의 도입을 제어하기 위한 펌프이고 다른 하나는 용기들(32)로부터의 물 및 조류의 배출을 제어하기 위한 펌프인, 두 개의 펌프들을 포함할 수 있다. 상기 액체 관리 시스템(28)은 또한 물 재생 파이프들(68)을 포함할 수 있다. 이들 물 재생 파이프들(68)은, 용기들(32)로부터 이전에 배출된 그리고 조류를 제거하기 위해 여과된, 사용된 물을 다시 물 유입 파이프들(56)로 재도입시킨다. 이러한 시스템(20) 내에서의 물의 재활용은 조류를 배양하기 위해 요구되는 새로운 물의 양을 감소시키며 후속적인 조류 배양 배치들(batches)을 위한 조류 파종(algae seeding)을 제공할 수 있다.
상기 다수의 용기들(32)은 그 내부에서 조류를 배양하기 위해 사용된다. 용기들(32)은 주변 환경으로부터 밀봉되고, 용기들(32)의 내부 환경은 이하에 상세히 설명하는 다른 구성요소들 중 상기 가스 및 액체 관리 시스템들(24 및 28)을 경유하여 상기 컨트롤러(40)에 의해 제어된다. 도 122를 참조하면, 상기 컨트롤러(40)는 인공 발광 제어부(300), 작동 타이머(304) 및 제거 타이머(306)를 갖는 모터 제어부(302), 온도 제어부(308), 액체 제어부(310), 가스 제어부(312), 및 환경 제어 장치 (environmental control device: ECD) 제어부(313)를 포함한다. 미생물 배양 시스템(20)의 구성요소들과 관련되는 상기 컨트롤러(40)의 작동은 차후에 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 예시적인 실시예에서, 상기 컨트롤러(40)는 알렌 브래들리 컴팩트로직스(Allen Bradley CompactLogix) 프로그래머블 로직 컨트롤러(programmable logic controller: PLC)일 수 있다. 대안적으로, 상기 컨트롤러(40)는 본 명세서에서 언급하는 방식으로 상기 시스템(20)을 제어하기 위한 다른 형태들의 장치들일 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 용기들(32)은 수직한 방식으로 배향되고, 공간을 효율적으로 사용하기 위해, 예컨대 폭 또는 직경이 3 인치 내지 125+ 피트이고 높이가 6 내지 30 피트+인 용기들을 갖는, 비교적 조밀하게 패킹된 나란한 어레이를 이루도록 배열될 수 있다. 예컨대, 1 에이커의 땅은 24 인치 직경을 갖는 약 2,000 내지 2,200 개의 용기들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 좀 더 효율적인 공간 사용도를 제공하기 위해, 상기 용기들은 서로 적층될 수 있다. 용기들이 적층되는 그러한 실시예들에 있어서, 바닥 용기 내로 도입된 개스는 동 바닥 용기를 관통하여 상승할 수 있으며, 바닥 용기의 정부에 도달하였을 때, 상기 바닥 용기의 상부에 위치되는 용기의 바닥으로 라우팅될 수 있다. 이러한 방식으로, 개스는 동 개스를 효율적으로 사용하기 위해 수 개의 용기들을 관통하여 라우팅될 수 있다.
용기들(32)은 서로 다른 다양한 방식으로 수직하게 지지될 수 있다. 용기들(32)을 수직하게 지지하는 하나의 예시적인 방식을 도 53에 도시하며 차후에 상세히 설명하기로 한다. 이러한 도시 예는 용기들(32)을 수직하게 지지하는 많은 예시적인 방식들 중의 단지 하나이고 본 발명을 한정하도록 의도된 것은 아니다. 용기들(32)을 수직으로 지지하는 다른 방식들은 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려될 수 있다. 또한, 용기들(32)은 수직하는 것이 아닌 다른 방향으로 지지될 수 있다.
예를 들어, 도 86 및 도 87은 수직면과 수평면 사이의 예시적인 각도로 용기(32)를 지지하는 예시적인 방식을 예시한다. 이 예시적인 일례는 수직면과 수평면 사이의 각도로 용기들(32)을 지지하는 많은 예시적인 방식들 중 하나일 뿐이며, 예시된 예시적인 각도는 용기들(32)이 지지될 수 있는 많은 각도들 중 하나일 뿐이다. 이러한 예시적인 지지 방식 및 지지 각도는 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 수직면과 수평면 사이의 각도 및 다른 예시적인 각도들로 용기들(32)을 지지하는 다른 방식들이 고려되며, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있다.
예를 들어, 도 88 및 도 89는 용기(32)를 수평방향으로 지지하는 예시적인 방식을 예시한다. 이 예시된 일례는 용기들(32)을 수평방향으로 지지하기 위한 많은 예시적인 방식들 중 하나일 뿐이며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 용기들(32)을 수평방향으로 지지하는 다른 방식들이 고려되며, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있다.
광 에너지 또는 광자들은 조류 배양 시스템(20)에서 활용되는 광합성 과정의 중요한 성분이다. 광자들은 태양광 또는 인공 광원으로부터 유래할 수 있다. 본 명세서에 개시되는 예시적인 실시예들 중 일부는 광자들의 공급원으로서 태양광을 이용하고, 본 명세서에 개시되는 다른 예시적인 실시예들은 광자들의 공급원으로서 인공광을 이용하며, 또 다른 실시예들은 광자들의 공급원으로서 태양광과 인공광의 조합을 이용한다. 도 1에 예시된 예시적인 실시예와 관련하여, 태양광(72)은 광자들의 공급원이다. 도 1에 예시된 용기들(32)은 태양 직사광(72)을 수용하여 광합성 과정을 용이하게 하는데, 이는 용기들(32) 내에서 조류의 배양을 용이하게 한다.
도 2를 참조하면, 조류를 배양하기 위한 다른 하나의 예시적인 시스템(20)을 도시하며, 특히 다수의 용기들(32), 액체 관리 시스템(28) 및 컨트롤러(40)와 관련하여 도 1에 도시한 시스템(20)과 많은 유사성을 갖는다. 도 1 및 도 2에 도시한 실시예들 사이의 유사한 구성요소들은 유사한 도면부호들을 갖는다. 도 2에 도시한 예시적인 실시예에서, 용기들(32)은, 보다 구체적으로는, 파이프들(48)의 네트워크를 통하여 가스 관리 시스템(24)에 의해 직렬로 연결되며, 이는 용기들(32)이 병렬로 연결되는 도 1에 도시한 실시예와 대조된다. 직렬로 연결되었을 때, 상기 가스 관리 시스템(24)은 제 1 용기의 바닥으로 가스를 도입시키는 메인 유입 라인(48A)을 포함하며, 하나의 용기(32)로부터의 배출 가스를 다음 용기(32)의 바닥으로 이송하는 다수의 직렬적인 이차 유입 분기부들(48B)을 포함한다. 마지막 용기(32) 다음에, 가스는 용기(32)로부터 가스 배출 파이프(52)를 통하여 특정의 하나 이상의 환경으로 배출되거나, 상기 메인 가스 라인으로 재도입되거나, 다른 처리를 위해 반송된다.
상기한 바와 같이, 가스 소스(44)는, 하나의 조류 종의 배양에는 위해하지만 제 2의 조류 종의 배양을 위해서는 유익한 성분들을 갖는 가스를 배출할 수 있는, 산업 또는 제조 설비일 수 있다. 그러한 예들에 있어서, 용기들(32)은, 상기 배출 가스를 수용하기 위해, 상기한 바와 같이 그리고 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 가스 관리 시스템(24)을 경유하여 직렬로 연결될 수 있다. 예컨대, 제 1 용기(32)는 상기 배기 가스의 특정 성분의 존재하에서 번성하는 제 1 조류 종을 포함할 수 있으며, 제 2 용기(32)는 상기 배기 가스의 상기 특정 성분의 존재하에서 번성하지 않는 제 2 조류 종을 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 용기들(32)이 직렬로 연결된 상태에서, 배출 가스는 상기 제 1 용기(32)로 들어가고 상기 제 1 조류 종은 배양 목적들을 위해 상기 배출 가스의 상기 특정 성분을 실질적으로 소모한다. 그리고나서, 상기 특정 성분을 실질적으로 결여한 상기 제 1 용기(32)로부터의 결과적인 가스는 상기 가스 관리 시스템(24)을 경유하여 상기 제 2 용기(32)로 이송되며, 상기 제 2 용기(32)에서는 상기 제 2 조류 종이 배양 목적들을 위해 상기 결과적인 가스를 소모한다. 상기 결과적인 가스는 실질적으로 상기 특정 성분을 결여하고 있기 때문에, 상기 제 2 조류 종의 배양은 상기 가스에 의해 억제되지 않는다. 다시 말해서, 상기 제 1 용기(32)는, 후속적인 용기들(32)에 존재하는 다른 종들의 조류에 위해할 수 있는, 상기 배출 가스 내에 존재하는, 특정 성분 또는 특정 성분들을 제거하거나 소모하기 위한 필터로서 작용한다.
상기 다수의 용기들(32)이 병렬 및 직렬 모두를 포함하는 조합으로 서로 연결될 수 있으며 상기 가스 관리 시스템(24)이 직렬 및 병렬 방식의 그러한 조합으로 용기들(32)로의 가스 전달을 도모하도록 적절하게 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
도 1 및 도 2에 예시되고 전술된 미생물 배양 시스템들은 개별 용기들(32)이 수요에 따라 비거나 채워지게 하는 액체 관리 시스템(28)을 포함한다. 이 특징은 용기들(32)의 오염을 통제하기 위한 귀중한 리소스이다. 오염이 용기들(32) 중 하나 이상의 용기에서 발생하면, 그러한 용기들(32)은 비워질 수 있고, 오염은 제거될 수 있다. 반대로, 배양 폰드 시스템들에서, 폰드 내의 어디에 있는 오염이든 그 오염은 전체 폰드를 오염시키며, 그에 따라 전체 폰드는 비워지고 및/또는 처치되어야 한다. 또한, 도 1 및 도 2의 시스템들은 배양 폰드 시스템들보다 오염을 다루는 데 더 능하다.
도 3 내지 도 27을 참조하여, 상기 다수의 용기들(32)을 이하에 상세히 설명하기로 한다. 본 예에 있어서, 상기 다수의 용기들(32)은 모두 실질적으로 동일하고, 그러므로, 여기서는 단일 용기(32)만을 도시하고 설명하기로 한다. 도시하고 설명하는 용기(32)는 용기(32)의 단지 예시적인 실시예이다. 상기 용기(32)는 다른 형상을 가질 수 있으며 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 도시한 용기(32) 및 관련 설명은 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다.
특히 도 3 및 도 4를 참조하면, 도시한 예시적인 용기(32)는 원통형 하우징(76) 및 절두원추형 베이스(80)를 포함한다. 대안적으로, 하우징(76)은 서로 다른 형상들을 가질 수 있고, 이들 서로 다른 형상들의 몇 개를 도 127 내지 도 130를 참조하여 차후에 상세히 설명하기로 한다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 하우징(76)은 완전히 맑거나 또는 투명함으로써, 현저한 양의 태양광(72)이 상기 하우징(76)을 관통하여 공동(84) 내로 조사되어 용기(32) 내에 포함된 조류에 접촉되도록 한다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 하우징(76)은 반투명하게 됨으로써, 하우징(76)을 관통한 상기 공동(84) 내로의 특정 태양광(72)만의 통과를 허용한다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 하우징(76)은 적외선 억제제들, 자외선 차단제들 또는 다른 필터링 코팅물들로 코팅되어 열, 자외선 및/또는 특정 파장의 광이 상기 하우징(76)을 관통하여 용기(32) 내로 통과하는 것을 억제한다. 하우징(76)은, 예컨대 (폴리카보네이트와 같은) 플래스틱, 유리 및 하우징(76)을 관통한 태양광(72)의 통과를 허용하는 특정의 다른 재료를 포함하는 다양한 재료들로 제조될 수 있다. 상기 하우징(76)이 제조될 수 있는 많은 가능한 재료들 또는 제품들의 하나는 뉴햄프셔 맨체스터(Manchester, New Hampshire)에 소재하는 칼왈 코퍼레이션(Kalwall Corporation)에 의해 제조되는 반투명 양식 탱크들이다.
특정 실시예들에 있어서, 하우징(76)은 정상적인 환경 하에서는 예컨대 원통형과 같은 하우징(76)의 요구되는 형상을 정상적으로 형성하지 않는 재료로 제조될 수 있다. 그러한 실시예들에 있어서, 상기 하우징(76)은 실질적으로 라운딩된 단면 형상보다는 타원형의 단면 형상을 형성하도록 요구될 수 있다. 상기 하우징(76)이 요구되는 형상을 형성하는 것을 돕기 위해, 부가적인 구성요소들이 요청될 수 있다. 예컨대, 한 쌍의 지지링들이 하우징(76) 내에 배설되어 하나는 정부 근방에서 하나는 바닥 근방에서 하우징(76)에 고정될 수 있다. 이들 지지링들은 대체로 원형의 형상을 취하고 상기 하우징(76)이 원통형 형상을 형성하는 것을 돕는다. 부가하여, 예컨대, (모두가 차후에 상술될) 상부 및 하부 연결판들(112 및 116), 부싱(200) 및 커버(212)와 같은, 용기(32)의 다른 구성요소들도 상기 하우징(76)이 상기 원통형 형상을 형성하는 것을 도울 수 있다. 용기 하우징(76)을 제조하기 위해 사용될 수 있는 재료들의 예는 폴리카보네이트, 아크릴, LEXAN(R) (높은 내구성을 갖는 폴리카보네이트 열가소성 수지), 섬유 강화 플래스틱(fiber reinforced plastic: FRP), 라미네이팅된 복합 재료(유리 플래스틱 라미네이션들), 유리 등을 포함할 수 있다. 상기 재료들은 시트로 형성되고 대체로 원통형 형상으로 롤링됨으로써, 상기 시트의 연부들이 서로 계합되고 기밀 및 수밀적인 방식으로 접합, 용접 또는 고정될 수 있다. 상기 시트는 이완 상태에서 완전히 원통형인 형상을 형성하지 않을 수 있고, 그에 따라, 요구되는 형상을 형성하기 위해 상기한 바와 같은 구성요소들의 원조를 필요로 할 수 있다. 대안으로, 상기 재료들은 시트 또는 구부러진 형상이 아닌 바람직한 원통형 형상으로 형성될 수 있다.
상기 베이스(80)는 개구부(88)를 포함하며, 이산화탄소 가스는 상기 개구부(88)를 관통하여 상기 가스 관리 시스템(24)으로부터 용기(32) 내로 분사된다. 가스 밸브(92)(도 3 참조)가 상기 가스 관리 시스템(24)과 용기(32)의 베이스(80) 사이에 결합되어 상기 용기(32) 내로의 가스 유동을 선택적으로 방지 또는 허용한다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 가스 밸브(92)는 상기 컨트롤러(40)에 전자적으로 결합되고, 상기 컨트롤러(40)는 언제 상기 가스 밸브(92)가 개방되고 폐쇄되어야 하는 가를 결정한다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 가스 밸브(92)는 사용자에 의해 수동적으로 조작되며, 사용자는 언제 상기 가스 밸브(92)가 개방되고 폐쇄되어야 하는 가를 결정한다.
계속해서 도 3 및 도 4를 참조하면, 하우징(76)은 또한, 용기(32) 내로의 물의 유동을 조장하기 위해 상기 액체 관리 시스템(28)과 유체 연통되는, 물 유입구(96)를 포함한다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 물 유입구(96)는 하우징(76)의 바닥 근방에서 하우징(76) 내에 배설된다. 대안적으로, 상기 물 유입구(96)는 상기 바닥에 더욱 근접하거나 상기 바닥으로부터 더욱 멀어지도록 배설될 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 하우징(76)은 단일 물 유입구(96)를 포함한다. 대안적으로, 상기 하우징(76)은 다수의 위치들로부터 용기(32) 내로의 물의 분사를 조장하기 위한 다수의 물 유입구들(96)을 포함할 수 있다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 물 유입구(96)는 하우징(76) 보다는 용기(32)의 베이스(80)에 마련된다.
상기 하우징(76)은 또한 용기(32) 외부로의 물의 유동을 조장하기 위해 상기 액체 관리 시스템(28)과 유체 연통되는 다수의 물 배출구들(100)을 포함한다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 물 배출구들(100)은 하우징(76)의 정부 근방에 배설된다. 대안적으로, 상기 물 배출구들(100)은 하우징(76)의 상기 정부에 더욱 근접하거나 상기 정부로부터 더욱 멀어지도록 배설될 수 있다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 물 배출구들(100)은 용기(32)의 베이스(80)에 마련된다. 하우징(76)의 도시한 예시적인 실시예가 두 개의 물 배출구들(100)을 포함하지만, 하우징(76)은 대안적으로, 용기(32)로부터의 물의 유동을 조장하기 위한 단일 물 배출구(100)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 개구부(88)는 물이 용기(32)를 빠져 나갈 수 있게 하는 배출구 또는 드레인으로서 사용될 수 있다.
상기 하우징(76)은 또한 용기(32) 외부로의 가스의 유동을 조장하기 위해 상기 가스 관리 시스템(24)과 유체 연통되는 가스 배출구(104)를 포함한다. 작동중, 가스는 상기한 바와 같이 하우징(76)의 정부에 누적되고, 따라서, 상기 가스 배출구(104)는 가스 누적을 수용하기 위해 하우징(76)의 정부 근방에 배설된다. 하우징(76)의 도시한 예시적인 실시예가 단일 가스 배출구(104)를 포함하지만, 상기 하우징(76)은 대안적으로, 용기(32)로부터의 가스의 유동을 조장하기 위한 다수의 가스 배출구들(104)을 포함할 수 있다.
계속해서 도 3 및 도 4를 참조하면, 용기(32)는 또한 하우징 공동(84) 내에 위치되어 배양기(110)를 지지하기 위한 배양기 프레임(108)을 포함한다. 본 명세서 사용되는 용어 "배양기"는 미생물들을 지지하고 미생물들의 배양을 조장하기 위한 하나 이상의 표면을 제공하는 구조 요소를 의미한다. 상기 프레임(108)은 상부 연결판(112), 하부 연결판(116), 및 샤프트(120)를 포함한다. 본 예에서, 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)은 실질적으로 동일하다.
지금 도 5를 참조하면, 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)은 대체로 원형인 형상을 가지며 상기 샤프트(120)를 수용하기 위한 중심 구멍(124)을 갖는다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 중심 구멍(124)은, 상기 샤프트(120)를 수용하고 상기 샤프트(120)와 상기 연결판들(112 및 116) 사이의 압력 끼워맞춤 또는 저항 끼워맞춤을 제공하기 위해 적당히 크기가 결정된다. 그러한 실시예에 있어서, 상기 연결판들(112 및 116)을 상기 샤프트(120)에 고정하기 위한 어떠한 부가적인 고정 및 접합도 요구되지 않는다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 샤프트(120)는 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)에 고정된다. 샤프트(120)는 다양한 방식으로 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)에 고정될 수 있다. 예컨대, 샤프트(120)는 나삿니들을 포함할 수 있으며, 상기 연결판들(112 및 116)의 중심 구멍(124)의 내부 표면은 대응되는 나삿니들을 포함할 수 있고, 그에 의해, 상기 샤프트(120) 상으로의 상기 연결판들(112 및 116)의 나사결합을 가능하게 한다. 또한, 예컨대, 상기 샤프트(120)는 나삿니를 포함할 수 있고 상기 연결판(112 및 116)의 중심 구멍들(124)을 관통하여 삽입될 수 있으며, 너트들이 상기 각 연결판들(112 및 116)의 상부 및 하부 모두에서 상기 샤프트(120) 상으로 나사결합될 수 있고, 그에 의해, 상기 너트들 사이에서 상기 연결판들(112 및 116)을 압축시킴으로써 상기 연결판들(112 및 116)을 상기 샤프트(120)에 고정시킬 수 있다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 연결판들(112 및 116)은 예컨대 용접, 납땜, 접착 등과 같은 다양한 방식으로 상기 샤프트(120)에 접합될 수 있다. 상기 연결판들(112 및 116)이 상기 샤프트(120)에 어떠한 방식으로 고정되는지에 관계없이, 상기 샤프트(120)에 관한 상기 연결판들(112 및 116)의 상대적인 이동을 억제하기 위해, 상기 연결판들(112 및 116) 및 상기 샤프트(120) 사이의 강성 연결이 요구된다.
상기 프레임(108)이 상기 연결판들(112 및 116)을 대신하여 예컨대 금속 또는 플래스틱 와이어 스크린들, 금속 또는 플래스틱 와이어 매트릭스들 등과 같은 다른 장치들을 필요로할 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러한 대안들에 있어서, 상기 배양기(110)는 상기 스크린들 또는 매트릭스들에 존재하는 개구부들을 관통하여 그리고 동 개구부들 둘레로 루핑될(looped) 수 있거나 또는 예컨대 호그 링들과 같은 고정구들을 이용하여 상기 스크린들 또는 매트릭스들에 고착될 수 있다.
계속해서 도 5를 참조하면, 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)은 그들을 관통하여 마련되는 다수의 구멍들(128), 동 연결판들(112 및 116)의 주변부에 마련되는 다수의 리세스들(132), 및 동 연결판들(112 및 116)의 외측 주변 연부(140)에 마련되는 슬롯(136)을 갖는다. 상기 구멍들(128), 리세스들(132) 및 상기 슬롯(136) 모두는 상기 배양기(110)를 상기 연결판들(112 및 116)에 고정하기 위해 사용된다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 연결판들(112 및 116)은, 연결판(112)의 구멍들(128) 및 리세스들(132)이 연결판(116)의 대응되는 구멍들(128) 및 리세스들(132)과 수직방향으로 정렬되도록, 상기 샤프트(120)에 연결된다. 연결판들(112 및 116)의 도시한 예시적인 실시예에서의 상기 구멍들(128) 및 리세스들(132)의 형상 및 크기는 단지 예시적인 목적을 위한 것이고 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 연결판들(112 및 116)은 서로 다른 형상들 및 크기들을 갖는 구멍들(128) 및 리세스들(132)을 가질 수 있다. 특정의 예들에 있어서, 구멍들(128) 및 리세스들(132)의 형상 및 크기는 용기(32) 내에서 배양되는 조류의 종류에 따라 변화한다. 무성하게 성장하는 조류는 배양기(110)의 가닥들 사이의 더 큰 이격거리를 필요로 하는 반면, 덜 무성하게 성장하는 조류는 더욱 조밀하게 패킹되는 배양기(110)의 가닥들을 가질 수 있다. 예컨대, 조류 종들, 씨. 불가리스(C. vulgaris) 및 보트리오코쿠스 바루니(Botryococcus barunii)는 매우 무성하게 성장하여 개별적인 배양기 가닥들(110)의 이격거리가 중심에서 약 1.5 인치로 될 수 있다. 또한, 예컨대, 조류 종, 패오닥틸럼 트리코뉴텀(Phaeodactylum tricornutum)은 씨. 불가리스 및 보트리오코쿠스 바루니 만큼 무성한 성장을 나타내지는 않을 수 있고, 따라서, 개별적인 배양기 가닥들(110)의 이격거리가 중심에서 약 1.0 인치로 감소된다. 부가적으로, 예컨대, 개별적인 배양기 가닥들(110)의 이격거리는 상기 조류 종 비. 바루니에 대해 중심에서 약 2+ 인치이다. 상기 개별적인 배양기 가닥들(110)의 이격거리가 배양되는 조류 종에 따라 설정될 수 있고 본 명세서에서 기재된 예시적인 이격거리는 예시적인 목적으로만 사용될 뿐 본 발명을 제한하는 것은 아님을 이해하여야 한다. 상기 연결판들(112 및 116)에의 상기 배양기(110)의 연결을 이하에 상세하게 설명하기로 한다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 예시적인 배양기(110)를 도시한다. 도시한 배양기(110)는 용기(32) 내에서 사용될 수 있는 다양한 서로 다른 종류의 배양기들(110) 중의 하나이며 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 도시한 배양기(110)는, 연신된 부재(144) 및 동 연신된 부재(144)를 따라 위치되는 다수의 루프들을 구비하는, 루핑된 코드 배양기이다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 연신된 부재(144)는 상기 배양기(110)의 연신된 중심 코어이다. 본 명세서에서 사용되는 "연신된"이라는 용어는 배양기(110)의 두 개의 치수들의 길이들 중 더 긴 것을 가리킨다. 도시한 예시적인 실시예에서, 배양기(110)의 수직방향 치수가 연신된 치수이다. 다른 예시적인 실시예들에서, 수평방향 치수 또는 다른 치수가 연신된 치수일 수 있다.
도 6을 참조하면, 루핑된 코드 배양기(110)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 6의 배양기(110)는 제 1 측면(152) 및 제 2 측면(156)을 포함하는 연신된 중심 코어(144), 상기 제 1 및 제 2 측면들(152 및 156)로부터 측방향으로 연장되는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(도시한 예시적인 실시예에서 루프들)(148), 및 상기 중심 코어(144)와 연관되는 보강 부재(160)를 구비한다. 본 예에서, 상기 보강 부재(160)는 코드의 인터위빙물(interweaving)을 구비한다. 상기 배양기(110)는 또한 전방 부분(164)(도 6 참조) 및 후방 부분(168)(도 7 참조)을 포함한다.
상기 중심 코어(144)는 다양한 방식으로 그리고 다양한 재료들로 구성될 수 있다. 하나의 실시예에서, 상기 중심 코어(144)는 편직된다(knitted). 상기 중심 코어(144)는 다양한 방식으로 그리고 다양한 기계들에 의해 편직될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 중심 코어(144)는 이태리의 코메즈 에스피에이(Comez SpA)로부터 구입가능한 편직 기계들에 의해 편직될 수 있다. 코어(144)의 편직된 부분은 몇 개(예컨대, 네 개 내지 여섯 개)의 길이방향 횡렬을 이루는 봉제부들(172)을 구비할 수 있다. 인터위빙된 편직 코어(144) 자체는 보강 부재(160)로서 작용할 수 있다. 상기 코어(144)는 실 같은 재료들로 형성될 수 있다. 적당한 실 같은 재료는 예컨대, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리프로필렌, 및 당업자에게 공지된 다른 재료들을 포함할 수 있다. 상기 실 같은 재료는 연속적인 필라멘트 구성 또는 스펀 스테이플 사일 수 있다. 상기 중심 코어(144)의 측방향 폭 l은 비교적 좁고 변화되기 쉽다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 측방향 폭 l은 약 10.0 mm보다 크지 않으며 전형적으로는 약 3.0 mm 및 약 8.0 mm 사이 또는 약 4.0 mm 및 약 6.0 mm 사이이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 다수의 루프들(148)은 상기 중심 코어(144)의 상기 제 1 및 제 2 측면들(152 및 156)로부터 측방향으로 연장한다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 다수의 루프들(148) 및 상기 중심 코어(144)는, 조류들이 배양되는 동안 동 조류들이 모이거나 구속될 수 있는 위치를 제공하도록 설계된다. 상기 다수의 루프들(148)은 조류의 성장하는 군체들을 수용하기 위해 형상에 있어서의 유동성을 제공한다. 동시에, 상기 다수의 루프들(148)은 물을 통한 가스 특히 이산화탄소의 상승을 억제하고, 그에 의해, 배양기(110) 상에서 성장하는 조류 근방에 이산화탄소가 체류하는 시간을 증가시킨다 (차후에 상세히 설명함).
상기 다수의 루프들(148)은 전형적으로 상기 중심 코어(144)와 동일한 재료로 구성되며 가변적인 측방향 폭들 l'를 가질 수 있다. 본 예에서, 각각의 루프들(148)의 측방향 폭 l'은 약 10.0 mm 및 약 15.0 mm 사이의 범위를 가질 수 있고, 상기 중심 코어(144)는 본 예에 있어서 배양기(110)의 전체 측방향 폭의 약 1/7 내지 1/5을 점유한다. 상기 배양기(110)는, 그 내부에서의 미세조류와 같은 수인성 미생물들의 물리적인 포획 및 동반을 제공하는 고 필라멘트 수 실(high filament count yarn)을 구비한다. 배양기(110)의 루프 형상은 또한 네트와 유사한 방식으로 조류를 포획하는 것을 돕는다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 배양기(110)는 다양한 서로 다른 보강 부재들의 사용을 통하여 임의적으로 강화될 수 있다. 상기 보강 부재들은 배양기(110)의 인터위빙된 스레드들(threads)과 같은 배양기(110)의 어느 일부 또는 배양기(110)로부터 격리된 부가적인 보강 부재일 수 있다. 특히 도 6을 참조하면, 상기 배양기(110)는 두 개의 보강 부재들(176 및 180)을 포함할 수 있고, 하나의 부재가 코어(144)의 각 측면 상에 배설된다. 그러한 실시예들에 있어서, 상기 두 개의 보강 부재들(176 및 180)은, 상기 배양기(110)의 인터위빙된 스레드들의 일부인, 외부 짜임부(outside wales)의 형태를 취한다. 특히 도 8을 참조하면, 배양기(110)는 상기 인터위빙된 편직 중심 코어(144)로부터 격리된 부가적인 보강 부재(160)를 포함한다. 상기 부가적인 보강 부재(160)는 상기 중심 코어(144)을 따라 연장되며 상기 중심 코어(144)와 상호 연결된다. 상기 보강 부재(160)의 재료는 전형적으로 상기 중심 코어(144)의 인장 강도보다 큰 인장 강도를 갖고 약 50.0 파운드 및 약 500 파운드 사이의 파단 강도 범위를 가질 수 있다. 그러므로, 상기 보강 부재(160)는, 고강도 합성 필라멘트, 테이프, 스테인리스 스틸 와이어 또는 다른 와이어를 포함하는, 다양한 재료들로 구성될 수 있다. 두 개의 특별히 유용한 재료들은 Kevlar(R) 및 Tensylon(R)이다. 특정의 실시예들에 있어서, 다수의 부가적인 보강 부재들(160)이 배양기(110)를 보강하기 위해 사용될 수 있다.
하나 또는 더 많은 보강 부재들(160)이 다양한 방식으로 상기 중심 코어(144)에 부가될 수 있다. 상기 배양기(110)가 강화될 수 있는 제 1 방식은 편직 단계 중 상기 코어(144)의 씨실에 하나 또는 그보다 많은 보강 부재들(160)을 부가하는 것이다. 이들 보강 부재들(160)은 상기 코어(144)의 씨실에 대체로 평행한 관계로 배설될 수 있으며 상기 코어(144)의 복합 구조 내로 봉제될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이들 보강 부재들의 사용은, 중심 코어(144)의 인장 강도를 현저히 해치지 않으면서도 중심 코어(144)의 폭이 공지된 배양기의 중심 코어들에 비해 상대적으로 감소될 수 있도록 한다.
상기 배양기(110)가 강화될 수 있는 다른 방식은 상기 편직 단계에 후속되는 트위스팅 작업에 있어서 하나 또는 더 많은 보강 부재들(160)을 도입시키는 것이다. 이러한 방법은 장력을 갖는 보강 부재들(160)이 중심 코어(144) 내로 평행하게 도입되는 것을 허용하며, 상기 중심 코어(144)는 이들 보강 부재들(160)의 둘레를 감싼다.
부가하여, 부강 부재들(160)을 도입하기 위한 다양한 방법들이 조합될 수 있다. 이에 따라, 하나 또는 더 많은 보강 부재들(160)이 편직 과정중 상기 중심 코어(144) 내에 배치될 수 있고, 그리고나서 하나 또는 더 많은 보강 부재들(160)이 후속적인 트위스팅 단계중 도입될 수 있다. 이들 보강 부재들(160)은 서로 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다(예컨대, 편직중 Kevlar(R)가 사용될 수 있으며, 트위스팅 중 스테인리스 스틸 와이어가 도입될 수 있다).
또한, 보강 부재들(160)의 존재는 배양기(110) 내에서 신축도의 감소를 가능하게 할 수 있다. 상기 라인들을 따라, 배양기(110)는 공지된 구조물들보다 배양기의 피트당 더 많은 파운드의 무게를 유지할 수 있다. 상기 배양기(110)는 피트당 약 500 파운드까지의 무게를 유지할 수 있다. 이에 따라, 배양기가 사용중 항복하거나 심지어는 파단할 가능성을 줄일 수 있는 장점이 제공되며, 조류 배양 시스템(20)은 조류가 배양기(110)로부터 제거되어야만 하게 되기 이전에 더욱 증가된 체적의 조류를 생산할 수 있다.
상기한 바와 같이, 도시한 예시적인 배양기는 시스템(20) 내에서 사용될 수 있는 다양한 서로 다른 배양기들의 단지 하나를 나타낸다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 다른 하나의 예시적인 배양기(110)를 도시하고, 이 배양기(110)는 연신된 부재(144) 및 동 연신된 부재(144)로부터 돌출하는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(148)을 포함한다. 이러한 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 위빙된 재료일 수 있는 연신된 중심 코어(144)이며, 상기 배양기 부재들(148)은 동 배양기 부재들(148)이 상기 중심 코어(144)에 관하여 대체로 수직하게 배향되도록 상기 중심 코어(144) 내로 찔러 넣어질 수 있다. 상기 배양기 부재들(148)은 루프들이 아니며, 대신, 상기 중심 코어(144)로부터 외측으로 돌출하는 대체로 선형인 재료 가닥들이다. 용기(32) 내에서 사용되었을 때, 상기 중심 코어(144)는 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 수직방향으로 연장되고, 상기 배양기 부재들(148)은 대체로 수평하게 배향된다. 용기(32) 내에 존재하는 조류는 상기 중심 코어(144) 및 상기 배양기 부재들(148)에 안착되거나 점착될 수 있으며, 그에 의해, 도 6 내지 도 8에 도시하고 상기한 예시적인 배양기(110)의 경우와 유사한 장점들이 제공될 수 있다.
계속해서 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 중심 코어(144)는 다양한 재료들로 구성되고 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 중심 코어(144)는 NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R) 및 SPECTRA(R)와 같은 고 인장강도 합성 재료 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴과 같은 다른 멀티필라멘트 트위스팅 섬유들로 제조되는 편직된 섬유 구성물로 구조될 수 있다. 상기 구성물은 광 안내 특성들을 나타내는 금속 스레드들 및 모노필라멘트들에 의해 보강될 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 중심 코어(144)는 이하의 방식들중의 하나 또는 둘 이상에 의해 형성될 수 있다: 편직, 압출, 성형, 티싱(teased), 접합 등. 상기 배양기 부재들(148)과 관련하여, 상기 배양기 부재들(148)은 다양한 재료들로 구성될 수 있으며 다양한 방식으로 중심 코어(144) 내로 도입되거나 동 중심 코어(144)와 함께 성형될 수 있다. 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 재료들중의 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다: NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R), SPECTRA(R) 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 멀티필라멘트 트위스팅 섬유들. 상기 배양기 부재들(148)이 상기 중심 코어(144)와 동일한 재료로 구성될 수도 있고 상기 중심 코어(144)와 다른 재료로 구성될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 방식들 중 하나에 따라 상기 중심 코어(144) 내로 도입되거나 또는 동 중심 코어(144)와 함께 성형될 수 있다: 편직, 터프팅(tufted), 분사, 압출, 성형, 티싱, 본딩 등.
전기한 그리고 도 9 및 도 10에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)는 상기한 그리고 도 6 내지 도 8에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)와 유사한 특성들 및 특징들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 9 및 도 10에 도시한 배양기(110)는 도 6 내지 도 8에 도시한 배양기(110)와 연관하여 상기한 보강 부재들의 형태들중 특정 형태를 가질 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 다른 하나의 예시적인 배양기를 도시하고, 이 배양기는 연신된 부재(144) 및 동 연신된 부재(144)로부터 돌출하는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(148)을 포함한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 위빙된 재료일 수 있는 연신된 중심 코어(144)이며, 상기 배양기 부재들(148)은 동 배양기 부재들(148)이 상기 중심 코어(144)에 관하여 대체로 수직하게 배향되도록 상기 중심 코어(144) 내로 위빙될 수 있다. 상기 배양기 부재들(148)은 루프들이 아니며, 대신, 상기 중심 코어(144)로부터 외측으로 돌출하는 대체로 선형인 재료 가닥들이다. 용기(32) 내에서 사용되었을 때, 상기 중심 코어(144)는 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 수직방향으로 연장되고, 상기 배양기 부재들(148)은 대체로 수평하게 배향된다. 용기(32) 내에 존재하는 조류는 상기 중심 코어(144) 및 상기 배양기 부재들(148)에 안착되거나 점착될 수 있으며, 그에 의해, 도 6 내지 도 10에 도시하고 상기에서 설명한 예시적인 배양기들(110)의 경우와 유사한 장점들이 제공될 수 있다.
계속해서 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 중심 코어(144)는 다양한 재료들로 구성되고 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 중심 코어(144)는 NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R) 및 SPECTRA(R)와 같은 고 인장강도 합성 재료 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 멀티필라멘트 트위스팅 섬유들로 제조되는 편직된 섬유 구성물로 구조될 수 있다. 상기 구성물은 광 안내 특성들을 나타내는 금속 스레드들 및 모노필라멘트들에 의해 보강될 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 중심 코어(144)는 이하의 방식들중의 하나 또는 둘 이상에 의해 형성될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱, 압출, 접합 등. 상기 배양기 부재들(148)과 관련하여, 상기 배양기 부재들(148)은 다양한 재료들로 구성될 수 있으며 다양한 방식으로 중심 코어(144) 내로 도입되거나 동 중심 코어(144)와 함께 성형될 수 있다. 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 재료들중의 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다: NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R), SPECTRA(R) 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 모노필라멘트 트위스팅 섬유들. 재료들은 또한 광 안내 특성들을 나타낼 수도 있다. 상기 배양기 부재들(148)이 상기 중심 코어(144)와 동일한 재료로 구성될 수도 있고 상기 중심 코어(144)와 다른 재료로 구성될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 방식들중 하나에 따라 상기 중심 코어(144) 내로 도입되거나 또는 동 중심 코어(144)와 함께 성형될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱 등.
전기한 그리고 도 11 및 도 12에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)는 상기한 그리고 도 6 내지 도 10에 도시한 상기 예시적인 배양기들(110)과 유사한 특성들 및 특징들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 11 및 도 12에 도시한 배양기(110)는 도 6 내지 도 8에 도시한 배양기(110)와 연관하여 상기한 보강 부재들의 형태들중 특정 형태를 가질 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 다른 하나의 예시적인 배양기를 도시하고, 이 배양기는 연신된 부재(144) 및 동 연신된 부재(144)로부터 돌출하는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(148)을 포함한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 실 재료 또는 풀릴 수 있는 다른 재료일 수 있는 연신된 중심 코어(144)이며, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 실 재료를 티싱하거나 또는 휘저음(disturbing)으로써 형성될 수 있다. 용기(32) 내에서 사용되었을 때, 상기 중심 코어(144)는 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 수직방향으로 연장되고, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 중심 코어(144)로부터 외측으로 돌출된다. 용기(32) 내에 존재하는 조류는 상기 중심 코어(144) 및 상기 배양기 부재들(148)에 안착되거나 점착될 수 있으며, 그에 의해, 도 6 내지 도 12에 도시하고 상기에서 설명한 예시적인 배양기들(110)의 경우와 유사한 장점들이 제공될 수 있다.
계속해서 도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 중심 코어(144)는 다양한 재료들로 구성되고 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 중심 코어(144)는 이하의 방식들중의 하나 또는 둘 이상에 의해 형성될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 압출, 성형, 티싱, 접합 등. 상기 배양기 부재들(148)은 상기 중심 코어(144)를 티싱하거나 또는 휘저음(disturbing)으로써 형성되기 때문에, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 중심 코어(144)와 동일한 재료로 구성된다.
전기한 그리고 도 13 및 도 14에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)는 상기한 그리고 도 6 내지 도 12에 도시한 상기 예시적인 배양기들(110)과 유사한 특성들 및 특징들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 13 및 도 14에 도시한 배양기(110)는 도 6 내지 도 8에 도시한 배양기(110)와 연관하여 상기한 보강 부재들의 형태들중 특정 형태를 가질 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 다른 하나의 예시적인 배양기를 도시하고, 이 배양기는 연신된 부재(144) 및 동 연신된 부재(144)로부터 돌출하는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(148)을 포함한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 스크래칭, 치핑(chipped), 스코어링(scoured), 러핑(roughed), 덴팅(dented), 스티플링(sitppled), 가우징(gouged) 또는 상기 중심 코어(144)로부터 돌출하는 배양기 부재들(148)을 제공하기 위해 불완전하게 되는 고체 재료로 구성될 수 있는 연신된 중심 코어(144)이다. 용기(32) 내에서 사용되었을 때, 상기 중심 코어(144)는 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 수직방향으로 연장되고, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 중심 코어(144)로부터 대체로 수평적인 방식으로 돌출된다. 용기(32) 내에 존재하는 조류는 상기 중심 코어(144) 및 상기 배양기 부재들(148)에 안착되거나 점착될 수 있으며, 그에 의해, 도 6 내지 도 14에 도시하고 상기에서 설명한 예시적인 배양기들(110)의 경우와 유사한 장점들이 제공될 수 있다.
계속해서 도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 중심 코어(144)는 다양한 재료들로 구성되고 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 중심 코어(144)는 플라스틱, 아크릴, 금속 탄소 섬유, 유리, 섬유 보강 플라스틱, 가닥들의 복합재 또는 혼합된 조합, 필라멘트들, 또는 입자들로 구성될 수 있다. 상기 구성물은 광 안내 특성들을 나타내는 금속 스레드들 및 모노필라멘트들에 의해 보강될 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 중심 코어(144)는 이하의 방식들중의 하나 또는 둘 이상에 의해 형성될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱, 접합 등. 상기 배양기 부재들(148)은 상기 중심 코어(144)의 외부 표면을 불완전하게 함으로써 형성되기 때문에, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 중심 코어(144)와 동일한 재료로 구성된다.
전기한 그리고 도 15 및 도 16에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)는 상기한 그리고 도 6 내지 도 14에 도시한 상기 예시적인 배양기들(110)과 유사한 특성들 및 특징들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 15 및 도 16에 도시한 배양기(110)는 도 6 내지 도 8에 도시한 배양기(110)와 연관하여 상기한 보강 부재들의 형태들 중 특정 형태를 가질 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 다른 하나의 예시적인 배양기를 도시하고, 이 배양기는 연신된 부재(144) 및 동 연신된 부재(144)로부터 돌출하는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(148)을 포함한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 광을 그로부터 용이하게 전달하고 방출하는 재료로 구성될 수 있는 연신된 중심 코어(144)이며, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 중심 코어(144)의 둘레에 밀착 권취된 하나 또는 그보다 많은 가닥들을 구비한다. 하나 또는 둘 이상의 광 공급원들은 본 예시적인 배양기(110)의 상기 중심 코어(144) 내로 광을 방출시킬 수 있고, 상기 배양기(110)는 그리고나서 그로부터 상기 광을 방출시킨다. 용기(32) 내에 존재하는 조류는 상기 중심 코어(144) 및 상기 배양기 부재들(148)에 안착되거나 점착될 수 있다. 상기 배양기 부재들(148)의 상기 중심 코어(144) 상으로의 밀착 권취에 기인하여, 상기 중심 코어(144)로부터 방출되는 광은 상기 배양기 부재들(148) 및 그 상부의 조류로 방출될 것이다. 본 예시적인 배양기(110)의 특정의 실시예들에 있어서, 상기 중심 코어(144)의 외부 표면은 예컨대 스크래칭, 치핑, 스코어링, 러핑, 덴팅, 스티플링, 가우징 또는 불완전하게 되어서, 중심 코어(144)의 내부로부터 중심 코어(144)의 내부로부터 외부로의 광의 확산을 돕는다.
계속해서 도 17 및 도 18을 참조하면, 상기 중심 코어(144)는 다양한 재료들로 구성되고 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 중심 코어(144)는 예를 들어 아크릴, 유리 등과 같은 투명하거나 반투명한 물질로 구성될 수 있다. 이러한 물질들은 또한 광 유도 특성들을 나타낼 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 중심 코어(144)는 이하의 방식들중의 하나 또는 둘 이상에 의해 형성될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 압출, 성형, 티싱, 접합 등. 상기 배양기 부재들(148)과 관련하여, 동 배양기 부재들(148)은 다양한 재료들로 구성될 수 있고 다양한 형상들을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 재료들중 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다: NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R) 및 SPECTRA(R), 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 모노필라멘트 및 멀티필라멘트 트위스팅 섬유들. 또한, 예컨대, 상기 중심 코어(144) 둘레에 권취된 상기 배양기 부재들(148)은 도 6 내지 도 8에 도시한 것과 유사한 루프 코드 배양기, 도 9 내지 도 16에 도시한 다른 예시적인 배양기들중의 특정의 것, 및 다른 형상들, 크기들 및 구성들과 같은 다양한 서로 다른 모양들을 가질 수 있다.
전기한 그리고 도 17 및 도 18에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)는 상기한 그리고 도 6 내지 도 16에 도시한 상기 예시적인 배양기들(110)과 유사한 특성들 및 특징들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 17 및 도 18에 도시한 배양기(110)는 도 6 내지 도 8에 도시한 배양기(110)와 연관하여 상기한 보강 부재들의 형태들 중 특정 형태를 가질 수 있다.
도 18A를 참조하면, 다른 하나의 예시적인 배양기를 도시하고, 이 배양기는 연신된 부재(144) 및 동 연신된 부재(144)로부터 돌출하는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(148)을 포함한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 배양기 부재들(148)의 일단부에 배설되며, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 연신된 부재(144)의 일측면으로부터 연장된다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 위빙된 재료일 수 있고, 상기 배양기 부재들(148)은 동 배양기 부재들(148)이 상기 연신된 부재(144)에 관하여 대체로 수직하게 배향되도록 상기 연신된 부재(144) 내로 위빙될 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 연신된 부재(144)로부터 외측으로 돌출하는 대체로 선형인 재료 가닥들이다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 배양기 부재들(148)은 루프들일 수 있다. 용기(32) 내에서 사용되었을 때, 상기 연신된 부재(144)는 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 수직하게 연장되며, 상기 배양기 부재들(148)은 대체로 수평하게 배향된다. 용기(32) 내에 존재하는 조류는 상기 연신된 부재(144) 및 상기 배양기 부재들(148)에 안착되거나 점착될 수 있으며, 그에 의해, 도 6 내지 도 18에 도시하고 상기한 예시적인 배양기(110)의 경우와 유사한 장점들이 제공될 수 있다.
계속해서 도 18A를 참조하면, 상기 연신된 부재(144)는 다양한 재료들로 구성되고 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 연신된 부재(144)는 NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R) 및 SPECTRA(R)와 같은 고 인장강도 합성 재료 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 멀티필라멘트 트위스팅 섬유들로 제조되는 편직된 섬유 구성물로 구조될 수 있다. 상기 구성물은 광 안내 특성들을 나타내는 금속 스레드들 및 모노필라멘트들에 의해 보강될 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 연신된 부재(144)는 이하의 방식들중의 하나 또는 둘 이상에 의해 형성될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱, 압출, 접합 등. 상기 배양기 부재들(148)과 관련하여, 상기 배양기 부재들(148)은 다양한 재료들로 구성될 수 있으며 다양한 방식으로 연신된 부재(144) 내로 도입되거나 동 연신된 부재(144)와 함께 성형될 수 있다. 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 재료들중의 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다: NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R), SPECTRA(R) 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 모노필라멘트 트위스팅 섬유들. 이들 재료들은 또한 광 안내 특성들을 나타낼 수 있다. 상기 배양기 부재들(148)이 상기 연신된 부재(144)와 동일한 재료로 구성될 수도 있고 상기 연신된 부재(144)와 다른 재료로 구성될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 방식들중 하나에 따라 상기 연신된 부재(144) 내로 도입되거나 또는 동 연신된 부재(144)와 함께 성형될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱 등.
전기한 그리고 도 18A에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)는 상기한 그리고 도 6 내지 도 18에 도시한 상기 예시적인 배양기들(110)과 유사한 특성들 및 특징들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 18A에 도시한 배양기(110)는 도 6 내지 도 8에 도시한 배양기(110)와 연관하여 상기한 보강 부재들의 형태들중 특정 형태를 가질 수 있다.
도 18B를 참조하면, 다른 하나의 예시적인 배양기를 도시하고, 이 배양기는 연신된 부재(144) 및 동 연신된 부재(144)로부터 돌출하는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(148)을 포함한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 상기 배양기 부재들(148)의 단부 근방에 배설되어 동 배양기 부재들(148)의 중심으로부터 변위된다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 위빙된 재료일 수 있고, 상기 배양기 부재들(148)은 동 배양기 부재들(148)이 상기 연신된 부재(144)에 관하여 대체로 수직하게 배향되도록 상기 연신된 부재(144) 내로 위빙될 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 연신된 부재(144)로부터 외측으로 돌출하는 대체로 선형인 재료 가닥들이다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 배양기 부재들(148)은 루프들일 수 있다. 용기(32) 내에서 사용되었을 때, 상기 연신된 부재(144)는 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 수직하게 연장되며, 상기 배양기 부재들(148)은 대체로 수평하게 배향된다. 용기(32) 내에 존재하는 조류는 상기 연신된 부재(144) 및 상기 배양기 부재들(148)에 안착되거나 점착될 수 있으며, 그에 의해, 도 6 내지 도 18A에 도시하고 상기한 예시적인 배양기(110)의 경우와 유사한 장점들이 제공될 수 있다.
계속해서 도 18B를 참조하면, 상기 연신된 부재(144)는 다양한 재료들로 구성되고 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 연신된 부재(144)는 NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R) 및 SPECTRA(R)와 같은 고 인장강도 합성 재료 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 멀티필라멘트 트위스팅 섬유들로 제조되는 편직된 섬유 구성물로 구조될 수 있다. 상기 구성물은 광 안내 특성들을 나타내는 금속 스레드들 및 모노필라멘트들에 의해 보강될 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 연신된 부재(144)는 이하의 방식들중의 하나 또는 둘 이상에 의해 형성될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱, 압출, 접합 등. 상기 배양기 부재들(148)과 관련하여, 상기 배양기 부재들(148)은 다양한 재료들로 구성될 수 있으며 다양한 방식으로 연신된 부재(144) 내로 도입되거나 동 연신된 부재(144)와 함께 성형될 수 있다. 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 재료들중의 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다: NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R), SPECTRA(R) 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 모노필라멘트 트위스팅 섬유들. 이들 재료들은 또한 광 안내 특성들을 나타낼 수 있다. 상기 배양기 부재들(148)이 상기 연신된 부재(144)와 동일한 재료로 구성될 수도 있고 상기 연신된 부재(144)와 다른 재료로 구성될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 방식들중 하나에 따라 상기 연신된 부재(144) 내로 도입되거나 또는 동 연신된 부재(144)와 함께 성형될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱 등.
전기한 그리고 도 20에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)는 상기한 그리고 도 6 내지 도 19에 도시한 상기 예시적인 배양기들(110)과 유사한 특성들 및 특징들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 20에 도시한 배양기(110)는 도 6 내지 도 8에 도시한 배양기(110)와 연관하여 상기한 보강 부재들의 형태들 중 특정 형태를 가질 수 있다.
도 21을 참조하면, 다른 하나의 예시적인 배양기를 도시하고, 이 배양기는 연신된 부재(144) 및 동 연신된 부재(144)로부터 돌출하는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(148)을 포함한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 상기 배양기 부재들(148)의 단부 근방에 배설되어 동 배양기 부재들(148)의 중심으로부터 변위된다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 위빙된 재료일 수 있고, 상기 배양기 부재들(148)은 동 배양기 부재들(148)이 상기 연신된 부재(144)에 관하여 대체로 수직하게 배향되도록 상기 연신된 부재(144) 내로 위빙될 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 연신된 부재(144)로부터 외측으로 돌출하는 대체로 선형인 재료 가닥들이다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 배양기 부재들(148)은 루프들일 수 있다. 용기(32) 내에서 사용되었을 때, 상기 연신된 부재(144)는 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 수직하게 연장되며, 상기 배양기 부재들(148)은 대체로 수평하게 배향된다. 용기(32) 내에 존재하는 조류는 상기 연신된 부재(144) 및 상기 배양기 부재들(148)에 안착되거나 점착될 수 있으며, 그에 의해, 도 6 내지 도 20에 도시하고 상기한 예시적인 배양기(110)의 경우와 유사한 장점들이 제공될 수 있다.
계속해서 도 21을 참조하면, 상기 연신된 부재(144)는 다양한 재료들로 구성되고 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 연신된 부재(144)는 NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R) 및 SPECTRA(R)와 같은 고 인장강도 합성 재료 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 멀티필라멘트 트위스팅 섬유들로 제조되는 편직된 섬유 구성물로 구조될 수 있다. 상기 구성물은 광 안내 특성들을 나타내는 금속 스레드들 및 모노필라멘트들에 의해 보강될 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 연신된 부재(144)는 이하의 방식들중의 하나 또는 둘 이상에 의해 형성될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱, 압출, 접합 등. 상기 배양기 부재들(148)과 관련하여, 상기 배양기 부재들(148)은 다양한 재료들로 구성될 수 있으며 다양한 방식으로 연신된 부재(144) 내로 도입되거나 동 연신된 부재(144)와 함께 성형될 수 있다. 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 재료들중의 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다: NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R), SPECTRA(R) 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 모노필라멘트 트위스팅 섬유들. 이들 재료들은 또한 광 안내 특성들을 나타낼 수 있다. 상기 배양기 부재들(148)이 상기 연신된 부재(144)와 동일한 재료로 구성될 수도 있고 상기 연신된 부재(144)와 다른 재료로 구성될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 방식들중 하나에 따라 상기 연신된 부재(144) 내로 도입되거나 또는 동 연신된 부재(144)와 함께 성형될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱, 본딩 등.
전기한 그리고 도 21에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)는 상기한 그리고 도 6 내지 도 20에 도시한 상기 예시적인 배양기들(110)과 유사한 특성들 및 특징들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 21에 도시한 배양기(110)는 도 6 내지 도 8에 도시한 배양기(110)와 연관하여 상기한 보강 부재들의 형태들중 특정 형태를 가질 수 있다.
도 22를 참조하면, 다른 하나의 예시적인 배양기를 도시하고, 이 배양기는 연신된 부재(144) 및 동 연신된 부재(144)로부터 돌출하는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(148)을 포함한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 다양한 배양기 부재들(148)을 따라 서로 다른 위치들에 배설된다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연신된 부재(144)는 위빙된 재료일 수 있고, 상기 배양기 부재들(148)은 동 배양기 부재들(148)이 상기 연신된 부재(144)에 관하여 대체로 수직하게 배향되도록 상기 연신된 부재(144) 내로 위빙될 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 연신된 부재(144)로부터 외측으로 돌출하는 대체로 선형인 재료 가닥들이다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 배양기 부재들(148)은 루프들일 수 있다. 용기(32) 내에서 사용되었을 때, 상기 연신된 부재(144)는 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 수직하게 연장되며, 상기 배양기 부재들(148)은 대체로 수평하게 배향된다. 용기(32) 내에 존재하는 조류는 상기 연신된 부재(144) 및 상기 배양기 부재들(148)에 안착되거나 점착될 수 있으며, 그에 의해, 도 6 내지 도 21에 도시하고 상기한 예시적인 배양기(110)의 경우와 유사한 장점들이 제공될 수 있다.
계속해서 도 22를 참조하면, 상기 연신된 부재(144)는 다양한 재료들로 구성되고 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 연신된 부재(144)는 NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R) 및 SPECTRA(R)와 같은 고 인장강도 합성 재료 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 멀티필라멘트 트위스팅 섬유들로 제조되는 편직된 섬유 구성물로 구조될 수 있다. 상기 구성물은 광 안내 특성들을 나타내는 금속 스레드들 및 모노필라멘트들에 의해 보강될 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 연신된 부재(144)는 이하의 방식들중의 하나 또는 둘 이상에 의해 형성될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱, 압출, 접합 등. 상기 배양기 부재들(148)과 관련하여, 상기 배양기 부재들(148)은 다양한 재료들로 구성될 수 있으며 다양한 방식으로 연신된 부재(144) 내로 도입되거나 동 연신된 부재(144)와 함께 성형될 수 있다. 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 재료들 중의 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다: NYLON　, KEVLAR　, DACRON　, SPECTRA　 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 모노필라멘트 트위스팅 섬유들. 이들 재료들은 또한 광 안내 특성들을 나타낼 수 있다. 상기 배양기 부재들(148)이 상기 연신된 부재(144)와 동일한 재료로 구성될 수도 있고 상기 연신된 부재(144)와 다른 재료로 구성될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 방식들중 하나에 따라 상기 연신된 부재(144) 내로 도입되거나 또는 동 연신된 부재(144)와 함께 성형될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱, 본딩 등.
전기한 그리고 도 22에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)는 상기한 그리고 도 6 내지 도 21에 도시한 상기 예시적인 배양기들(110)과 유사한 특성들 및 특징들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 22에 도시한 배양기(110)는 도 6 내지 도 8에 도시한 배양기(110)와 연관하여 상기한 보강 부재들의 형태들중 특정 형태를 가질 수 있다.
도 23을 참조하면, 다른 하나의 예시적인 배양기를 도시하고, 이 배양기는 한 쌍의 연신된 부재들(144) 및 동 연신된 부재들(144)로부터 돌출하고 동 연신된 부재들(144) 사이에서 연장되는 다수의 돌출부들 또는 배양기 부재들(148)을 포함한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 연신된 부재들(144)은 상기 배양기 부재들(148)의 단부들 근방에 배설되고 동 배양기 부재들(148)의 중심들로부터 변위된다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 연신된 부재들(144)은 위빙된 재료일 수 있고, 상기 배양기 부재들(148)은 동 배양기 부재들(148)이 상기 연신된 부재들(144)에 관하여 대체로 수직하게 배향되도록 상기 연신된 부재들(144) 내로 위빙될 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 배양기 부재들(148)은 상기 연신된 부재들(144)로부터 외측으로 돌출하는 대체로 선형인 재료 가닥들이다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 배양기 부재들(148)은 루프들일 수 있다. 용기(32) 내에서 사용되었을 때, 상기 연신된 부재들(144)은 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 수직하게 연장되며, 상기 배양기 부재들(148)은 대체로 수평하게 배향된다. 용기(32) 내에 존재하는 조류는 상기 연신된 부재들(144) 및 상기 배양기 부재들(148)에 안착되거나 점착될 수 있으며, 그에 의해, 도 6 내지 도 22에 도시하고 상기한 예시적인 배양기(110)의 경우와 유사한 장점들이 제공될 수 있다.
계속해서 도 23을 참조하면, 상기 연신된 부재들(144)은 다양한 재료들로 구성되고 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 연신된 부재들(144)은 NYLON(R), KEVLAR(R), DACRON(R) 및 SPECTRA(R)와 같은 고 인장강도 합성 재료 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 멀티필라멘트 트위스팅 섬유들로 제조되는 편직된 섬유 구성물로 구조될 수 있다. 상기 구성물은 광 안내 특성들을 나타내는 금속 스레드들 및 모노필라멘트들에 의해 보강될 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 연신된 부재들(144)은 이하의 방식들중의 하나 또는 둘 이상에 의해 형성될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱, 압출, 접합 등. 상기 배양기 부재들(148)과 관련하여, 상기 배양기 부재들(148)은 다양한 재료들로 구성될 수 있으며 다양한 방식으로 연신된 부재들(144) 내로 도입되거나 동 연신된 부재들(144)과 함께 성형될 수 있다. 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 재료들중의 하나 또는 둘 이상으로 구성될 수 있다: NYLON　, KEVLAR　, DACRON　, SPECTRA　 및 폴리에스터 및 폴리비닐리덴 클로라이드와 같은 다른 모노필라멘트 트위스팅 섬유들. 이들 재료들은 또한 광 안내 특성들을 나타낼 수 있다. 상기 배양기 부재들(148)이 상기 연신된 부재들(144)과 동일한 재료로 구성될 수도 있고 상기 연신된 부재들(144)과 다른 재료로 구성될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 예컨대, 상기 배양기 부재들(148)은 이하의 방식들중 하나에 따라 상기 연신된 부재들(144) 내로 도입되거나 또는 동 연신된 부재들(144)과 함께 성형될 수 있다: 편직, 터프팅, 분사, 성형, 티싱, 본딩 등.
전기한 그리고 도 23에 도시한 상기 예시적인 배양기(110)는 상기한 그리고 도 6 내지 도 22에 도시한 상기 예시적인 배양기들(110)과 유사한 특성들 및 특징들을 가질 수 있다. 예컨대, 도 23에 도시한 배양기(110)는 도 6 내지 도 8에 도시한 배양기(110)와 연관하여 상기한 보강 부재들의 형태들중 특정 형태를 가질 수 있다.
도시하고 설명한 예시적인 배양기들은 상기 시스템(20)에 의해 사용될 수 있는 수많은 서로 다른 종류의 배양기들중의 특정 배양기들로서 제시된 것이고 본 발명을 한정하도록 의도되는 것은 아니다. 따라서, 다른 종류의 배양기들도 본 발명의 의도된 정신이나 분야에 속한다는 것을 이해하여야 한다.
도 3 내지 도 5 및 도 24 내지 도 26을 참조하여, 프레임(108)에 대한 배양기(110)의 연결을 설명한다. 배양기(110)는 다양한 방식으로 상기 프레임(108)에 연결될 수 있지만, 단지 몇 개의 방식들 만을 본 명세서에서 설명하기로 한다. 본 명세서에서 설명되는, 배양기(110)를 프레임(108)에 연결하기 위한 방식들은 본 발명을 한정하기 위한 것으로 의도되지 않으며, 배양기(110)는 매우 다양한 방식으로 프레임(108)에 연결될 수 있다.
배양기(110)는 다양한 방식으로 용기의 프레임(108)에 부착될 수 있고, 본 명세서에서 설명하는 방식들은 가능한 수많은 방식들 중 단지 몇 개일 뿐이다. 제 1의 예시적인 연결 방식에 있어서, 배양기(110)는 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 전후로 꿰어지는 단일의 긴 가닥으로 구성될 수 있다. 이러한 방식에 있어서, 배양기 가닥(110)의 제 1 단부는 상부 연결판(112) 또는 하부 연결판(116)에 매어지거나 고정되며, 배양기(110)의 상기 가닥은 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 전후로 연장되고, 배양기 가닥(110)의 제 2 단부는 배양기 가닥(110)의 길이에 따라 그리고 배양기 가닥(110)이 완전히 꿰어졌을 때 연결판들(112 및 116) 중의 어느 것이 상기 제 2 단부에 가장 가까운 가에 따라 상기 상부 연결판(112) 또는 상기 하부 연결판(116)에 매여진다. 이러한 방식으로 단일 편의 배양기(110)를 전후로 뀀으로써, 서로 격설된 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 연장되는 다수의 배양기 세그먼트들(110)이 형성된다. 상기 단일 가닥의 배양기(110)는 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 다양한 방식으로 전후로 꿰어질 수 있다. 간결함을 위해, 단지 하나의 예시적인 방식으로 본 명세서에서 설명하지만, 설명하는 방식이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 가닥의 상기 제 1 단부는 상부 연결판(112)에 마련되는 구멍들(128) 중 제 1 구멍 내에서 상기 상부 연결판(112)에 매어진다. 상기 배양기 가닥(110)은 그리고나서 상기 하부 연결판(116)으로 하방향으로 연장되며 상기 하부 연결판(116)에 마련되는 구멍들(128) 중 제 1 구멍을 관통하여 삽입된다. 상기 배양기 가닥(110)은 그리고나서 상기 하부 연결판(116)에 마련되는 구멍들(128) 중 제 1 구멍에 근접하여 위치되는 제 2 구멍을 관통하여 상방향으로 삽입되고 상기 상부 연결판(112)을 향하여 상방향으로 연장된다. 상기 배양기 가닥(110)은 그리고나서 상부 연결판(112)에 마련되는 상기 구멍들(128) 중 상기 제 1 구멍에 근접하여 위치되는 제 2 구멍을 관통하여 상방향으로 삽입되며 그리고나서 상기 상부 연결판(112)에 마련되는 상기 구멍들(128) 중 상기 제 2 구멍에 근접하여 위치되는 제 3 구멍을 관통하여 하방향으로 삽입된다. 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 내에 마련되는 근접한 구멍들(128) 사이에서 전후로 꿰어지는 배양기 가닥(110)의 연장은, 배양기(110)가 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)에 마련되는 모든 구멍들(128)을 관통하여 삽입될 때까지, 계속된다. 도시한 예시적인 연결판들(112 및 116)은 각각 여섯 개의 구멍들(128)을 갖고 배양기 가닥(110)의 상기 제 1 단부가 상기 상부 연결판(112)의 구멍들(128)중의 하나에 매어지기 때문에, 점유되는 최종 구멍(128)은 상기 상부 연결판(112)에 마련되는 것이다.
배양기(110)가 상기 상부 연결판(112) 내의 여섯 개의 구멍들(128)을 점유한 후에, 상기 배양기 가닥(110)은 상기 상부 연결판(112) 내의 리세스들(132) 중의 제 1 리세스 내로 연장된다. 상기 제 1 리세스(132)로부터, 배양기 가닥(110)은 상기 하부 연결판(116) 내의 리세스들(132) 중의 제 1 리세스 내로 하방향으로 연장된다. 배양기 가닥(110)은 그리고나서 하부 연결판(116)의 바닥 표면(184)을 따라 하부 연결판(116) 내의 상기 리세스들(132) 중의 상기 제 1 리세스에 근접한 제 2 리세스 내로 상방향으로 연장된다. 이 제 2 리세스로부터, 상기 배양기 가닥(110)은 상부 연결판(112)에 마련되는 상기 리세스들(132) 중의 상기 제 1 리세스에 근접하여 위치되는 제 2 리세스 내로 상방향으로 연장된다. 배양기 가닥(110)은 그리고나서 상부 연결판(112)의 정부 표면(188)을 따라 상부 연결판(112)에 마련되는 리세스들(132) 중의 상기 제 2 리세스에 근접한 제 3 리세스 내로 하방향으로 연장된다. 상기 상부 및 하부 연결판(112 및 116)에 마련되는 근접한 리세스들(132) 사이에서의 배양기 가닥(110)의 전후 연장은, 상기 배양기(110)가 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)에 마련되는 모든 리세스들(132)을 관통하여 삽입될 때까지, 연속된다. 도시한 예시적인 연결판들(112 및 116)은 각각 열 개의 리세스들(132)을 갖고 상부 연결판(112) 내의 리세스들(132)중 하나의 리세스가 첫번째로 점유되기 때문에, 점유될 마지막 리세스(132)는 상부 연결판(112) 내에 존재한다. 상기 상부 연결판(112) 내의 상기 마지막 리세스(132) 내로 배양기 가닥(110)을 상방향으로 삽입한 후에, 배양기 가닥(110)의 제 2 단부는 상기 상부 연결판(112)에 마련되는 상기 구멍들(128) 중 하나에 매어질 수 있다. 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)에의 배양기 가닥(110)의 고정을 돕기 위해, 예컨대, 와어어, 로프 또는 다른 가늘고 강하며 굽힘가능한 소재와 같은 고정구(192)가 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)의 각각의 연부(140) 둘레에 위치되며 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)의 각각의 연부(140) 내에 마련되는 슬롯(136) 내로 조여져서 상기 배양기 가닥(110)을 고정구들(192) 및 상기 상부와 하부 연결판들(112 및 116) 사이의 리세스들(132) 내에 포착시킨다(entrap). 상기한 바와 같이, 상기 배양기 가닥(110)을 상기 프레임(108)에 연결시키는 도시하고 설명한 방식은 단지 예시적인 방식을 뿐이며, 매우 다양한 대안들이 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 존재한다는 것을 이해할 수 있다.
도시한 예에서, 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)의 상기 구멍들(128)은 대체로 수직방향으로 정렬되어, 상부 연결판(112)의 구멍(128)이 하부 연결판(116)의 구멍(128)과 수직방향으로 정렬되도록 한다. 유사하게, 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)의 리세스들(132)도 대체로 수직방향으로 정렬된다. 도시한 바와 같이, 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 연장되는 상기 배양기 가닥(110)의 상기 다양한 연장부들 또는 세그먼트들은 대체로 수직적인 방식으로 연장된다. 이 것은, 상기 배양기 가닥(110)을 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)의 정렬된 구멍들(128) 사이에서 그리고 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)의 정렬된 리세스들(132) 사이에서 연장시킴으로써 달성된다. 그러나, 상기 배양기 가닥(110)이 수직에 관하여 각도를 이루는 방식으로 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 연장되어 상기 배양기 가닥(110)이 정렬되지 않은 구멍들(128) 및 리세스들(132) 사이에서 연장될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 배양기 가닥들(110)은 그것이 상부 연결판(112)와 하부 연결판(116) 사이에 연장될 때 나선 형상을 가정할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
제 2 연결 방식에 있어서, 상기 배양기(110)는 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 개별적으로 꿰어지는 다수의 격리된 배양기들(110)으로 구성될 수 있다. 이러한 방식에 있어서, 각 배양기(110)는 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 단 한번 연장된다. 각 배양기(110)의 제 1 단부는 상부 연결판(112) 및 하부 연결판(116)중의 하나에 매어지거나 고정되고, 각 배양기(110)의 제 2 단부는 상부 연결판(112) 및 하부 연결판(116)중의 다른 하나로 연장되어 고정된다. 이러한 방식으로 다중 배양기들(110)을 뀀으로써, 서로 격설되는 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 연장되는 다수의 배양기 세그먼트들(110)이 형성된다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 다수의 배양기들(110)은 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 대체로 수직적인 방식으로 꿰어지며, 이것은 상기 배양기들(110)을 정렬된 구멍들(128) 및 정렬된 리세스들(132) 사이에서 연장시킴으로써 달성된다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 다수의 배양기들(110)은 수직에 관하여 각도를 이루는 방식으로 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 꿰어지고, 이것은 상기 배양기들(110)을 정렬되지 않은 구멍들(128) 및 정렬되지 않은 리세스들(132) 사이에서 연장시킴으로써 달성된다. 다른 실시예들에서, 다수의 배양기들(110)은 그들이 상부 연결판(112)와 하부 연결판(116) 사이에 연장될 때 나선 형상을 가정할 수 있다.
상기 배양기 또는 배양기들(110)이 본 명세서에서 설명한 방식들과는 다른 다양한 방식들로 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)에 결합될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 예컨대, 상기 배양기 또는 배양기들(110)은 특정의 다른 적당한 방식으로 상기 프레임(108)에 클립핑되거나, 점착되거나 고정되거나 고착될 수 있다.
특히, 도 20을 참조하면, 배양기(110)의 도시한 예시적인 배향은 용기(32)의 외측 주변부를 향하여서 보다는 용기(32)의 중심 근처에서 (즉, 샤프트(120) 근처에서) 배양기(110)의 더욱 조밀한 농도를 제공한다. 배양기(110)의 이러한 배향은, 다른 것들 중에서, 배양기(110)의 최외측 가닥들을 관통한, 내부 배양기 가닥들(110)이 위치되는, 용기(32)의 중심으로의 태양광의 통과를 조장하며, 그에 의해, 내부 배양기 가닥들(110) 상에 위치되는 조류의 효율적인 광합성 및 배양을 조장한다. 한편 만약 배양기(110)가 용기(32)의 주변부 근처에서 더욱 조밀하면, 이러한 조밀한 외부 배양기(110)는 태양광의 현저한 양을 차단할 것이고, 그에 의해, 용기(323)의 내부로의 태양광의 통과를 억제할 것이며 내부 배양기 가닥들(110) 상에 위치되는 조류의 광합성 및 배양을 억제할 것이다. 이들 실시예들에 있어서 배양기(110)가 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에서 꿰어진 상태에서, 상기 배양기(110)는, 용기(32) 내의 물을 통과하여 상승하는 가스들(예컨대, 이산화탄소)을 위한, 비우호적인 경로를 제공한다. 이러한 비우호적인 경로는 가스 기포들의 상승을 늦추며, 그에 의해, 가스 기포들과 배양기(110) 상에서 지지되는 조류 사이의 접촉 시간을 연장시키게 된다.
배양기(110)를 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)에 연결시키기 위해 사용되는 방식에 관계없이, 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)의 주변부에 마련되는 상기 리세스들(132) 사이에서 연장되는 배양기(110)의 최외측 가닥들은 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)의 외측 연부들(140)의 외측으로 돌출한다. 상기 연결판들(112 및 116)의 외측 연부들(140)의 외측으로 연장됨으로써, 상기 배양기 가닥들(110)은 도 25 및 도 26에 가장 잘 도시한 바와 같이 하우징(76)의 내부 표면(196)에 계합된다(이의 목적은 차후에 상술함).
도 3, 도 4 및 도 27을 참조하면, 용기(32)는 또한 하우징(76) 내에 위치되는 예시적인 부싱(220)을 포함한다. 부싱(200)은 형상이 대체로 원형이고 상기 하우징(76)의 바닥 근방에 배설된다. 부싱(200)은 상기 샤프트(120)의 단부를 수납하는 중심 개구부(204)를 가지며 상기 샤프트(120)의 단부에 대한 지지를 제공한다. 부가하여, 부싱(200)은 하우징(76)에 관하여 상기 프레임(108)을 적당한 정위치에 유지시킨다. 본 예에 있어서, 상기 샤프트(120)는 상기 중심 개구부(204) 내에 헐거운 방식으로 감금되며, 상기 부싱(200)은 상기 샤프트(120)의 대체적인 측방향 이동을 억제한다. 상기 부싱(200)은 다수의 가스 구멍들(208)을 갖고, 이들 다수의 가스 구멍들(208)은 용기(32)의 바닥으로 도입된 가스가 상기 부싱(200)을 관통하여 통과하는 것을 허용한다. 부싱(200)은, 상기 기포들이 동 부싱(200)을 만족할만한 정도로 통과하는 한, 어떠한 개수 및 어떠한 크기의 개구부들(208)도 가질 수 있다. 특히 도 28 및 도 29를 참조하면, 부싱(200)의 두 개의 부가적인 예들을 도시한다. 이들 도면들로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 부싱들(200)은 다른 형상들 및 크기들을 갖는 구멍들(208)을 포함한다.
도 3 및 도 4를 다시 참조하면, 용기(32)는 또한, 하우징(76)의 정부를 폐쇄 및 밀봉하여 외부 환경으로부터 상기 용기(32)를 밀봉하기 위해 상기 하우징(76)의 정부에 위치되는 정부 캡 또는 커버(212)를 포함한다. 특정의 실시예들에 있어서, 커버(212)는, 예컨대 상기 용기(32) 내로 그리고 하우징(76)으로부터 나사식으로 조여지거나 풀려질 수 있는 PVC 착탈식 커플링과 같은 억지끼워맞춤된 플래스틱 캡이다. 대안적으로, 상기 커버(212)는, 상기 하우징(76)의 정부를 충분히 밀봉하는 한, 매우 다양한 물체들일 수 있다. 상기 커버(212)는 또한, 중심 개구부(216) 및, 상기 샤프트(120)를 수납하고 상기 커버(212)에 관한 상기 샤프트(120)의 상대적인 회전을 조장(차후에 상세히 설명함)하기 위해 상기 중심 개구부(216) 내에 배설되는, 베어링을 포함한다. 상기 샤프트(120)는 상기 커버(212) 아래에서 상기 하우징(76) 내로 연장되며, 샤프트(120)의 일부분은 상기 커버(212) 상부에 잔류한다. 구동 풀리 또는 기어(220)가 상기 커버(212) 상부에 배설되는 샤프트(120)의 상기 일부분에 연결되고 상기 샤프트(120)에 강성적으로 고정되어 상기 기어(220) 및 상기 샤프트(120)의 상대적인 이동을 방지한다. 상기 기어(220)는 구동 부재(224) 및 벨트 또는 체인(228)을 포함하는 구동 기구에 결합된다. 상기 구동 부재(224)는 상기 기어(220) 및 샤프트(120)를 회전시키기 위해 작동가능하게 되며, 그에 의해, 상기 프레임(108)을 상기 하우징(76)에 관하여 상대적으로 회전시킨다(차후에 상세히 설명함). 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 구동 부재(224)는 AC 또는 DC 모터일 수 있다. 대안적으로, 상기 구동 부재(224)는, 예컨대, 연료 작동식 엔진, 풍력 작동식 구동 부재, 공압 작동식 구동 부재, 수동 작동식 구동 부재 등과 같은 매우 다양한 다른 종류의 구동 부재일 수 있다.
상기한 바와 같이, 조류의 광합성을 구동하기 위한 목적으로 자연 태양광(72)을 보완하거나 대체하기 위하여 인공 발광 시스템(37)을 제공하는 것이 요구될 수 있다. 상기 인공 발광 시스템(37)은 수많은 형상들 및 형태들을 가질 수 있고 다양한 방식들로 작동할 수 있다. 몇 개의 예시적인 인공 발광 시스템들(37)을 본 명세서에서 도시하고 설명하지만, 이들 예시적인 인공 발광 시스템들(37)이 한정적인 것으로는 의도되지 않으며 그에 따라 다른 인공 발광 시스템들도 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려된다.
도 30 및 도 31을 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 인공 발광 시스템(37)은 고려되는 수많은 종류의 인공 발광 시스템들 중의 하나이며 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지는 않는다. 상기 예시적인 인공 발광 시스템(37)은 조류가 광에 노출되는 시간을 연장시킬 수 있고 또는 자연 태양광(72)을 보완할 수 있다. 도시한 예에서, 상기 인공 발광 시스템(37)은 베이스(39) 및 동 베이스(39)에 연결되는 발광 다이오드들(LED들)의 어레이와 같은 광원을 포함한다. 상기 베이스(39) 및 LED들(41)은 각 용기(32)의 어두운 측면 상에 위치된다. LED들(41)은 낮은 전압들에서 작동하는 것으로 알려져 있으며, 그에 의해, 매우 작은 양의 에너지를 소모하고, 요구되지 않는 정도의 양의 열을 발생하지 않는다. 용기(32)의 상기 어두운 측면은 가장 작은 양의 태양광(72)을 수납하는 용기(32)의 측면이다. 예컨대, 동절기중 지구의 북반구에 위치하는 용기(32)에서는, 태양은 하늘에서 남쪽으로 낮으며, 그에 의해, 용기(32)의 남쪽 측면을 향하여 태양광(72)을 가장 많이 방출한다. 이러한 예에 있어서, 상기 어두운 측면은 용기(32)의 북쪽 측면이다. 따라서, 상기 LED들(41)의 어레이는 용기(32)의 북쪽 측면 상에 위치된다.
특정의 실시예들에 있어서, 상기 LED들(41)은 약 400 나노미터(nm) 및 약 700 나노미터 사이의 주파수 범위를 가질 수 있다. 상기 인공 발광 시스템(37)은 그 상부에 단지 하나의 주파수를 갖는 LED들(41)을 포함할 수 있고 또는 여러가지 서로 다른 주파수를 갖는 LED들(41)을 포함할 수 있으며, 그에 의해, 넓은 주파수 스펙트럼을 제공한다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 LED들(41)은 전체 광 스펙트럼보다는 광 스펙트럼의 제한된 부분만을 사용할 수 있다. 광 스펙트럼의 그러한 제한된 사용에 의해, 상기 LED들(41)은 더 작은 에너지를 소모한다. LED들에 의해 사용되는 광 스펙트럼의 예시적인 부분들은 블루 스펙트럼(즉, 약 400 및 500 나노미터 사이의 주파수들) 및 레드 스펙트럼(즉, 약 600 및 약 800 나노미터 사이의 주파수들)을 포함할 수 있다. LED들은 본 발명의 의도된 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 광 스펙트럼의 다른 부분들로부터 그리고 다른 주파수에서 광을 방출할 수 있다.
특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 베이스(39)는 용기(32)의 상기 어두운 측면 또는 상기 용기(32)의 특정의 다른 부분 상으로 태양광(72)을 반사시키기 위해 사실상 반사성을 띨 수 있다. 그러한 실시예들에 있어서, 용기(32)를 통과하는, 용기(32)에 미치지 않는 또는 용기(32) 내로 또는 용기(32) 상으로 방출되지 않는 태양광(72)은 상기 반사성 베이스(39)에 도달할 수 있고 상기 용기(32) 상으로 그리고 상기 용기(32) 내로 반사될 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 인공 발광 시스템(37)은, 예컨대, 형광등, 백열등, 고압 소듐, 금속 할로겐화물, 양자점들, 레이저들, 광전도성 섬유 등과 같은, LED들과는 다른, 광원들(41)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 인공 발광 시스템(37)은 용기(32) 상으로 광을 방출시키기 위해 상기 용기(32) 둘레에 배열되는 다수의 섬유 광학적인 광 채널들을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에 있어서, 상기 섬유 광학적인 광 채널들은, LED들 또는 다른 발광 소자들을 포함하는 다양한 방식으로, 또는 태양광(72)을 수납하여 수집된 태양광(72)을 섬유 광학적인 채널들을 경유하여 상기 광 채널들로 전달하도록 배향되는 태양광 수집 장치로부터, 광을 수납할 수 있다.
부가하여, 상기 인공 발광 시스템(37)에 의해 방출되는 광은 연속적으로 방출되거나 또는 요구되는 비율로 플래싱될 수 있다. 상기 LED들(41)을 플래싱하는 것은 파동 작용 및 물의 선명도를 변화시킴으로써 유발되는 일관되지 않은 광 강도들에 의한 광 확산과 같은 자연 수 내의 조건들을 흉내내는 것에 해당한다. 특정의 예들에 있어서, 광은 37 KHz의 비율로 플래싱될 수 있으며, 이는 상기 LED들(41)이 연속 광을 방출하는 경우에 비해 20% 더 높은 조류 수율을 달성하는 것으로 밝혀졌다. 다른 예들에 있어서, 광은 약 5 KHz 내지 약 37 KHz의 범위 내에서 플래싱될 수 있다.
도 32 및 도 33을 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 다른 하나의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 30 및 도 31에 도시한 용기 및 인공 발광 시스템과 도 32 및 도 33에 도시한 용기 및 인공 발광 시스템 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 도면 번호들로 나타낸다.
이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 인공 발광 시스템(37)은, 용기(32)의 중심 또는 그 근방에 위치되는 투명한 또는 반투명한 중공 튜브(320) 및 상기 튜브(320) 내에 배설되는 발광 다이오드들(LED들)의 어레이와 같은 광원(41)을 포함한다. 대안으로, 다른 유형들이 광원들(41)이 튜브(320) 내에 배치될 수 있고, 예를 들어, 형광등, 백열등, 고압 소듐, 금속 할로겐화물, 양자점들, 광섬유들, 전자 발광물, 섬광등 타입 조명들, 레이저들 등을 포함할 수 있다. 상기 인공 발광 시스템(37)은, 용기(32) 내로 태양광(72)이 통과하는 방향과는 반대 방향인, 내부로부터 외부를 향하는 방향으로 용기(32) 및 조류에 광을 제공한다. 상기 인공 발광 시스템(37)로부터의 광은 태양광(72)을 보완하거나 대체하기 위해 사용될 수 있으며 용기(32)의 내부에 직접 광을 제공한다. 특정의 예들에 있어서, 태양광(72)은 용기(32)의 내부에 도달하기 위해 하우징(76), 물 및 용기(32) 내에 배설되는 조류를 통과하여야 하기 때문에, 용기(32)의 내부로의 태양광(72)의 통과는 도전적인 요인을 띠거나, 태양광(72)이 특히 높은 밀도를 갖지 않을 수 있다(예컨대, 흐린날, 일몰 및 일출).
상기 튜브(320)는 용기(32)의 하우징(76)에 관하여 고정되며, 프레임(108)이 상기 튜브(320) 둘레에서 회전한다. 상기 튜브(320)의 바닥 단부는 상기 하부 연결판(116)의 중심 구멍(124)을 관통하여 연장되고 상기 부싱(200) 내의 중심 개구부(204)에 고정된다. 상기 하부 연결판(116)의 중심 구멍(124)은 동 구멍(124)의 내측 연부와 상기 튜브(320) 사이에 공간을 제공하기 위해 충분히 크게 된다. 상기 튜브(320)의 상기 제 2 단부는, 고정이 강성적으로 이루어지고 작동중 튜브(320)와 부싱(200) 사이의 이동을 허용하지 않는 한, 다양한 방식들로 상기 부싱(200)에 고정될 수 있다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 튜브(320)의 외부 벽은 외부 나사들을 포함하며, 부싱(200)의 중심 개구부의 내측 연부는 상응하는 내부 나사들을 포함한다. 이 실시예에 있어서, 상기 튜브(320)는 상기 부싱(200)의 중심 개구부(204) 내로 나사결합되며 상기 부싱(200)에 나사결합식으로 고정된다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 튜브(320)는 그 외부 표면에 나사들을 포함할 수 있고 상기 하부 연결판(116)의 중심 구멍(124)을 관통하여 연장될 수 있으며, 하나 또는 그보다 많은 너트들 또는 다른 나사식 고정구들(324)이 상기 튜브(320) 상으로 나사결합되어 상기 튜브(320)를 상기 부싱(200)에 고정시킬 수 있다. 그러한 실시예에 있어서, 제 1 너트(324)는 상기 부싱(200) 상부에 위치될 수 있고, 제 2 너트(324)는 상기 부싱(200) 아래에 위치될 수 있으며, 상기 너트들(324)은 상기 부싱(200)을 향하여 조여져서 상기 튜브(320)를 상기 부싱(200)에 고정시킬 수 있다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상기 튜브(32)의 바닥 단부는, 예컨대, 접합, 용접, 점착 또는 상기 튜브(320)와 상기 부싱(200) 사이의 이동을 방지하는 다른 형태의 고정 방법과 같은 다양한 다른 방식들로 상기 부싱(200)에 고정될 수 있다. 상기 튜브(320)의 정부 단부는 상기 상부 연결판(112)의 중심 구멍(124)을 관통하여 연장되고, 상기 중심 구멍(124)은 동 중심 구멍(124)의 내측 연부 및 상기 튜브(320) 사이에 공간을 제공하기 위해 충분히 크게 된다. 상기 튜브(320)의 정부 단부가 지지되는 방식을 이하에 상세히 설명하기로 한다.
도 32 및 도 33을 참조하면, 상기 인공 발광 시스템(37)이 용기(32)의 중심에서 발광 튜브(320)를 포함하기 때문에, 상기 프레임(108)은 다른 형상을 가져야 한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 프레임(108)은 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116), 중공 구동 튜브(328), 측방향 지지판(332), 및 다수의 지지 로드들(336)을 포함한다. 상기 구동 튜브(328)는 상기 풀리(220), 구동 벨트(228) 및 상기 모터(224)에 결합되며, 상기 샤프트(120)와 유사한 방식으로 구동된다. 상기 측방향 지지판(332)은 상기 구동 튜브(328)에 고정되고 상기 구동 튜브(328)와 함께 회전한다. 상기 지지판(332)은, 동 지지판(332) 및 상기 구동 튜브(328)가 함께 회전하는 한, 다양한 서로 다른 방식들로 상기 구동 튜브(328)에 고정될 수 있다. 예컨대, 상기 지지판(332)은 상기 구동 튜브(328)에 용접되거나, 접합되거나, 점착되거나, 나사결합되거나 또는 다른 방식으로 고정될 수 있다. 상기 측방향 지지판(332)은, 예컨대, 원통형 및 십자형(도 46 참조) 등을 포함하는 다양한 서로 다른 형상들 및 구성들을 가질 수 있다. 상기 다수의 지지 로드들(336)은 그들의 정부 단부들에서 상기 지지판(332)에 고정되며 그들의 바닥 단부들에서 상기 하부 연결판(116)에 고정된다. 상기 지지 로드들(336)은 또한 상기 상부 연결판(112)을 관통하여 통과하고 상부 연결판(112)에도 고정될 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 프레임(108)은 두 개의 지지 로드들(336)을 포함한다. 그러나, 상기 프레임(108)은 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 특정 개수의 지지 로드들(336)을 포함할 수 있다. 프레임(108)의 회전중, 상기 모터(224)는 상기 벨트(228) 및 풀리(220)를 구동하며, 이에 따라 상기 구동 튜브(328)가 회전한다. 구동 튜브(328)의 회전은 상기 지지판(332)을 회전시키고, 그에 의해, 상기 지지 로드들(336)은 회전하며 궁극적으로 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 및 상기 배양기(110)가 회전한다.
특히 도 33을 참조하여, 상기 튜브(320) 내에 배설되는 상기 LED들(41)에 전기적인 동력을 전달하는 예시적인 방식을 설명하기로 한다. 상기 LED들(41) 또는 시스템(20)의 다른 전자 부품들의 손상을 방지하기 위해, 상기 튜브(320)의 내부는 건조한 상태로 유지되고 습기가 없는 것이 바람직하다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 튜브(320)의 정부 단부는 상기 구동 튜브(328)의 바닥 단부를 둘러싸고, 시일(340)이 상기 구동 튜브(328)의 외부 표면과 상기 튜브(320)의 내부 표면 사이에 배설되며, 그에 의해, 물이 상기 튜브(320)으로 들어가는 것을 방지하는 효과적인 시일을 형성한다. 상기 튜브(320) 및 상기 구동 튜브(328) 사이의 이러한 밀봉 배열은 또한 상기 튜브(320)의 정부 단부에 대한 지지를 제공한다. 상기 구동 튜브(328)가 상기 구동 벨트(228) 및 상기 풀리(220)에 의해 부여되는 힘을 겪기 때문에, 지지 장치(344)가 상기 구동 튜브(328)의 둘레에 제공되어 부가적인 지지를 제공할 수 있다. 상기 튜브(320) 내의 상기 LED들(41)에 전기적인 동력을 제공하기 위해, 다수의 전선들(348)이 전기 동력원으로부터 상기 LED들(41)로 연장되어야 한다.
이러한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 구동 튜브(328)는 중공형이며, 상기 전선들(348)은 상기 구동 튜브(328)의 정부 단부내로 연장되고 상기 구동 튜브(328)를 관통하여 연장되며 상기 구동 튜브(328)의 바닥 단부를 지나 상기 튜브(320) 내로 연장되고 최종적으로 상기 LED들(41)에 연결된다. 상기한 바와 같이, 상기 구동 튜브(328)는 회전하며 상기 튜브(320) 및 상기 LED들(41)은 회전하지 않는다. 상기 전선들(348)의 회전은 동 전선들(348)이 비틀려 결국은 파단되거나, 상기 LED들(41)로부터 분리되거나 또는 상기 전기 동력원으로부터 상기 LED들(41)로의 전기적인 동력의 공급이 차단되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 전선들(348)이 상기 구동 튜브(328)가 회전하는 동안 상기 구동 튜브(328) 내에 고정적으로 유지되는 것이 바람직하다. 이는 다양한 방식으로 달성될 수 있다. 예컨대, 상기 전선들(348)은, 상기 전선들(348)과 상기 구동 튜브(328)의 내부 표면과의 접촉을 유발하지 않는 방식으로, 상기 구동 튜브(328)의 중심을 관통하여 연장될 수 있다. 상기 전선들(348)과 상기 구동 튜브(328)의 내부 표면 사이의 접촉을 방지함으로써, 상기 구동 튜브(328)는 상기 전선들(348)과 접촉하지 않고 상기 전선들(348)을 비틀지 않으면서 상기 전선들(348)에 관하여 상대적으로 회전할 수 있다. 또한, 예컨대, 이차 튜브 또는 소자가 상기 구동 튜브(328) 내에 동심적으로 위치될 수 있으며, 상기 구동 튜브(328)의 내부 표면으로부터 내측방향으로 변위될 수 있고, 상기 구동 튜브(328) 내에 고정적으로 유지될 수 있으며, 그에 의해, 상기 구동 튜브(328)는 상기 이차 튜브 또는 소자 둘레에서 회전될 수 있다. 그러한 예에 있어서, 상기 전선들(348)은 상기 이차 튜브 또는 소자를 관통하여 연장하고 상기 이차 튜브 또는 소자에 의해 상기 구동 튜브(328)의 내부 표면에 계합되는 것이 방지된다. 수많은 다른 방식들이 상기 전선들(348)의 비틀림을 방지하기 위해 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려될 수 있다.
도 33을 참조하면, 와이퍼 블레이드(352)가 상기 튜브(320)의 외부 표면에 접촉되어 동 외부 표면을 와이핑하도록 제공된다. 상기 와이퍼 블레이드(352)는 그 정부 단부에서 상기 상부 연결판(112)에 연결되며 그 바닥 단부에서 상기 하부 연결판(116)에 연결된다. 상기 프레임(108)의 회전은 상기 와이퍼 블레이드(352)로 하여금 회전하도록 하고, 그에 의해, 상기 와이퍼 블레이드(352)는 상기 튜브(320)의 외부 표면을 와이핑하게 된다. 이러한 와이핑은 상기 튜브(320)의 외부 표면에 부착된 특정의 조류 또는 다른 형성물을 제거한다. 상기 튜브(320)로부터 조류 또는 다른 형성물이 제거되도록 함으로써, 상기 튜브(320)가 최적의 발광 성능을 갖도록 하는 것이 가능하게 된다. 상기 튜브(320)의 외부 표면 상의 현저한 조류 형성은 본 실시예의 인공 발광 시스템(37)의 유효성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
도 32 및 도 33에 도시한 상기 인공 발광 시스템(37)이 그 자체로서만 사용되거나 또는 본 명세서에 기재된 특정의 다른 인공 발광 시스템(37)과 조합적으로 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예컨대, 상기 시스템(20)은 외부로부터 상기 용기(32)를 비추기 위한 도 30 및 도 31에 도시한 제 1 인공 발광 시스템(37)을 포함할 수 있으며 외부로부터 상기 용기(32)를 비추기 위한 도 32 및 도 33에 도시한 인공 발광 시스템(37)을 포함할 수 있다.
도 34를 참조하면, 상기 튜브(320)의 외부 표면을 와이핑하는 대안적인 방식을 도시한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 내부 배양기 세그먼트들 또는 가닥들(110)은 상기 튜브(320)의 외부 표면에 근접하여 배설되면서 동 외부 표면에 계합된다. 프레임(108)의 회전은 배양기 가닥들(110)이 상기 튜브(320)의 외부 표면을 와이핑하여 튜브(320)의 외부 표면으로부터 조류 또는 다른 부스러기를 제거하도록 한다. 배양기(110)의 다른 가닥들도 상기 용기(32) 내에 존재하지만, 간단명료함을 위해, 내부 배양기 가닥들(110)만을 도 29에 도시한다.
도 35 및 도 36을 참조하면, 상기 튜브(320)의 외부 표면을 와이핑하는 다른 하나의 대안적인 방식을 도시한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에서, 배양기 가닥들(110)은 도 29에 도시한 배양기 가닥들(110)과 유사하게 위치된다. 즉, 내부 배양기 가닥들(110)은 상기 튜브(320)의 외부 표면에 근접하여 위치되어 동 외부 표면과 접촉한다. 도 34에 있어서와 마찬가지로, 배양기(110)의 다른 가닥들도 상기 용기(32) 내에 존재하지만, 간단명료함을 위해, 내부 배양기 가닥들(110)만을 도 35 및 도 36에 도시한다. 특정의 경우들에 있어서, 프레임(108)의 회전은 상기 내부 배양기 가닥들(110)로 하여금 원심력에 기인하여 상기 튜브(320)의 외부 표면으로부터 멀어지는 방향으로 외측으로 굽어지거나 상기 외부 표면과 접촉되지 않도록 할 수 있다. 상기 내부 배양기 가닥들(110)의 이러한 외향 굽음을 억제하기 위해, 강성 장치(354)가 상기 내부 배양기 가닥들(110)의 각각에 결합될 수 있다. 상기 강성 장치(354)는, 예컨대, 플래스틱, 금속, 경성 고무 등을 포함하는 다양한 재료들로 제조될 수 있다. 사용될 수 있는 강성 장치들(354)의 예들은 번지 코드들(bungee cords), 쇼크 코드들(shock cords), 플래스틱 와이어, 금속 와이어 등이다. 상기 강성 장치들(354)은 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)의 사이에서 상기 내부 배양기 가닥들(110)의 전체 길이에 걸쳐서 연장될 수 있고 또는 상기 내부 배양기 가닥들(110)의 길이의 일부에 걸쳐서 연장될 수 있다. 예컨대, 상기 강성 장치들(354)은, 예컨대 6 인치와 같은 상기 내부 배양기 가닥들(110)의 일부분만을 따라, 상기 상부 연결판(112)으로부터 하방향으로, 상기 하부 연결판(116)으로부터 상방향으로, 또는 상기 상부 연결판(112)으로부터 하방향으로 그리고 상기 하부 연결판(116)으로부터 상방향으로 연장할 수 있다. 도 35 및 도 36에 도시한 실시예를 참조하면, 제 1 강성 장치(354)는 상기 상부 연결판(112)로부터 하방향으로 제 1 내부 배양기 가닥(110)의 길이의 일부분에 걸쳐서 연장되며, 제 2 강성 장치(354)는 상기 하부 연결판(116)으로부터 상방향으로 제 2 내부 배양기 가닥(110)의 길이의 일부분에 걸쳐서 연장된다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 강성 장치들(354)은 상기 튜브(320)의 외부 표면을 와이핑하지 않을 수 있다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2 강성 장치들(354)을 옵셋시킴으로써, 상기 제 2 내부 배양기 가닥(110)의 상부 부분은 상기 제 1 강성 장치(354)와 정렬되어 상기 튜브(320)의 외부 표면을 와이핑할 것이고, 상기 제 1 내부 배양기 가닥(110)의 하부 부분은 상기 제 2 강성 장치(354)와 정렬되어 상기 튜브(320)의 외부 표면을 와이핑할 것이다. 이러한 배열은, 튜브(320)의 대체로 전체 외부 표면이 내부 배양기 가닥들(110)에 위해 와이핑되는 것을 보장한다. 대안적으로, 상기 강성 장치들(354)은 상기 튜브(320)의 외부 표면을 와이핑하도록 배열될 수 있다.
상기 튜브(320)의 외부 표면을 와이핑하기 위한 다른 대안들도 본 발명의 의도된 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 다양하게 시도될 수 있다.
도 37 내지 도 42을 참조하면, 도 32 및 도 33에 도시한 상기 프레임(108) 및 상기 인공 발광 시스템(37)을 지지하기 위한 대안적인 방식을 도시한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 시스템(20)은 프레임 지지 장치(600)를 포함한다. 상기 프레임 지지 장치(600)는 원형 지지 선반(604), 중심 리셉터클(608), 상기 중심 리셉터클(608)로부터 상기 원형 지지 선반(604)을 향하여 연장하는 다수의 아암들(612), 및 상기 아암들(612)에 의해 지지되는 다수의 로울러 장치들(616)을 갖는다. 상기 원형 지지 선반(604)은, 하방향 이동이 방지되도록 상기 용기 하우징(76) 내에서 지지되며, 그에 의해, 그 상부에 안착되는 상기 프레임(108)에 대한 수직방향 지지를 제공한다. 상기 원형 지지 선반(604)은, 예컨대, 압력 끼워맞춤, 마찰 끼워맞춤, 억지 끼워맞춤, 용접, 고정, 점착, 접합, 또는, 상기 원형 지지 선반(604)이 그 상부에서 지지되거나 고정되거나 접합되는, 상기 하우징(76)의 내부 표면으로부터 동 하우징(76)의 내부로 연장되는 만입부 또는 선반에 의한 것과 같은 다양한 서로 다른 방식들로 상기 하우징(76) 내에서 지지된다.
상기 중심 리셉터클(608)은, 상기 튜브(320)의 바닥 단부를 수납하기 위해 그리고 상기 튜브(320)의 바닥 단부를 수밀적인 방식으로 밀봉하기 위해, 중심적으로 위치되고, 그에 의해, 상기 튜브(320) 내로 물이 혼입되는 것을 방지한다. 상기 튜브(320)의 바닥 단부는, 예컨대, 용접, 고정, 점착, 접합, 압력 끼워맞춤, 마찰 끼워맞춤, 억지 끼워맞춤 또는 다른 고정 형태들과 같은 다양한 방식들로 상기 리셉터클(608)에 결합될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 튜브(320)의 바닥 단부와 상기 리셉터클(608) 사이의 결합 자체는 상기 수밀식 밀봉을 제공하기에 충분하다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 튜브(320)의 바닥 단부와 상기 리셉터클(608) 사이에 상기 수밀식 밀봉을 창출하기 위해, 예컨대, 부싱, 물 펌프 시일, O-링, 패킹 재료 등과 같은 밀봉 장치가 사용될 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 프레임 지지 장치(600)는 네 개의 아암들(612)을 포함한다. 대안적으로, 상기 프레임 지지 장치(608)는 본 발명의 의도된 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 다른 개수의 아암들(612)을 포함할 수 있다. 상기 아암들(612)은 상기 리셉터클(608)로부터 외측으로 연장되고 그들의 말단 단부들에서 상기 지지 선반(604)에 의해 하방향으로부터 지지된다. 어떤 실시예들에 있어서, 상기 아암들(612)의 말단 단부들은 상기 지지 선반(604)에 접합, 용접, 점착, 고정되거나 상기 지지 선반(604)에 일체적으로 형성된다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 아암들(612)의 말단 단부들은 상기 지지 선반(604) 상에 단지 안착될 수 있거나 또는, 상기 아암들(612) 및 상기 중심 리셉터클(608)의 회전을 억제하기 위해, 상기 지지 선반(604)에 마련되는 리세스들에 수납될 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 단일 로울러 장치(616)가 상기 아암들(612)의 말단 단부들의 각각의 정부에 고정된다. 상기 로울러 장치들(616)은 베이스(620), 액슬(624) 및 상기 액슬(624)에 의해 회전가능하게 지지되는 로울러(628)를 포함한다. 상기 액슬들(624)은 상기 아암들(612)에 평행하며, 상기 로울러들(628)은 상기 액슬들(624) 및 아암들(612)에 수직하게 배향된다. 상기 로울러 장치들(616)은 상기 하부 연결판(116)의 바닥 표면에 계합되도록 위치되며 상기 하부 연결판(116)이 상기 프레임 지지 장치(600)의 상부에서 동 프레임 지지 장치(600)에 관하여 상대적으로 구르는 것을 허용한다. 이러한 방식으로, 상기 프레임 지지 장치(600)는 상기 프레임(108)에의 수직방향 지지를 제공하고 상기 프레임(108)이 상기 프레임 지지 장치(600)에 관하여 상대적으로 회전하는 것을 허용한다. 상기 프레임 지지 장치(600)가, 예컨대, 아암(612)당 다수의 로울러 장치들(616), 모든 아암들(612)보다 작은 아암들(612) 상에 위치되는 로울러 장치들(616), 교대적인 아암들(612) 상에 위치되는 로울러 장치들(616) 등과 같이, 다양한 방식들로 배향되는 다른 개수의 로울러 장치들(616)을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 프레임(108)의 수직방향 지지를 제공하면서 상기 하부 연결판(116)의 상기 프레임 지지 장치(600)에 관한 상대적인 이동을 조장하지 위해 다른 장치들이 상기 로울러 장치들(6160을 대신하여 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 프레임 지지 장치(600)가 상기 상부 연결판(112)과 함께 사용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 그러한 예에 있어서, 상기 상부의 프레임 지지 장치(600)는 상기 상부 연결판(112)의 바로 아래에 위치될 것이고 수직방향 지지를 제공하기 위해 상기 상부 연결판(112)의 바닥 표면에 계합될 것이며 상기 상부의 프레임 지지 장치(600)에 대한 상기 상부 연결판(112)의 상대적인 회전을 허용할 것이다. 그러한, 상부의 프레임 지지 장치(600)는 상기 하부의 프레임 지지 장치(600)과 많이 동일한 방식으로 구성되고 기능할 것이다.
도 43 내지 도 46을 참조하면, 도 32 및 도 33에 도시한 프레임(108) 및 인공 발광 시스템(37)을 지지하기 위한 또 다른 대안적인 방식을 도시한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 시스템(20)은 상기 프레임(108)에 대한 수직방향 지지를 제공하기 위한 부동 장치(632)를 포함한다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 부동 장치(632)는 요구되는 위치에 상기 프레임(108)을 유지시키기 위해 요청되는 수직방향 지지의 일부분을 제공할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 부동 장치(632)는 요구되는 위치에 상기 프레임(108)을 유지시키기 위해 요청되는 수직방향 지지의 전체를 제공할 수 있다. 상기 부동 장치(632)는 측방향 지지판(332)과 상기 상부 지지판(112) 사이에 위치된다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 부동 장치(632)는 상기 상부 연결판(112)의 아래에 또는 상기 하부 연결판(116)의 아래에 위치될 수 있다. 또한, 다른 실시예들에 있어서, 상기 시스템(20)은 예컨대 두 개의 부동 장치들(632)과 같은 다수의 부동 장치들(632)을 포함할 수 있다. 그러한 예시적인 실시예에 있어서, 제 1 부동 장치는 도 43에 도시한 바와 같이 상기 측방향 지지판(332) 및 상기 상부 지지판(112) 사이에 위치될 수 있으며, 제 2 부동 장치는 상기 하부 연결판(116)의 아래에 위치될 수 있다.
상기 부동 장치(632)는, 상기 용기(32) 내에 배설되는 프레임(108)에 요구되는 양의 수직방향 지지를 제공하는 한, 어떠한 형상 및 구성도 가질 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 부동 장치(632)는 상기 용기 하우징(76)의 형상을 보완하기 위해 대체로 원통형의 형상을 취한다. 상기 부동 장치(632)의 두께 또는 높이는 요구되는 부력의 양에 따라 변화할 수 있다. 상기 부동 장치(632)는, 상기 구동 튜브(328) 및 상기 튜브(320)의 관통 통과를 허용하는 중심 개구부(636) 및 지지 로드들(336)이 상기 부동 장치(632)를 관통하여 통과하는 것을 허용하는 다수의 개구부들(640)을 포함한다. 상기한 바와 같이, 상기 용기(32)는 특정 개수 및 특정 구성의 지지 로드들(336)을 포함할 수 있으며, 상기 부동 장치(632)는 전체 개수의 지지 로드들(336)을 수용하기 위해 특정 개수 및 특정 구성의 개구부들을 포함할 수 있다.
상기 부동 장치(632)는 매우 다양한 부동 재료들로 구성될 수 있다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 부동 장치(632)는 물의 흡수를 억제하는 폐쇄 셀 재료로 구성된다. 그러한 실시예들에 있어서, 상기 부동 장치(632)는 단일 폐쇄 셀 재료 또는 다중 폐쇄 셀 재료들로 구성될 수 있다. 상기 부동 장치(632)가 구성될 수 있는 예시적인 폐쇄 셀 재료들은, 한정적인 것은 아니지만, 폴리에틸렌, 네오프렌, PVC 및 다양한 고무 혼합물들을 포함한다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 부동 장치(632)는 코어(644) 및 동 코어(644)를 감싸면서 봉입시키는 외부 하우징(648)으로 구성될 수 있다. 상기 코어(644)는 폐쇄 셀 재료 또는 개방 셀 재료로 구성될 수 있고, 상기 외부 하우징(648)은 바람직하게는 용기(32) 내에서의 물과의 직접적인 접촉에 기인하여 폐쇄 셀 재료로 구성된다. 상기 코어(644)가 폐쇄 셀 재료이고 물을 흡수하지 않는 예들에 있어서, 상기 외부 하우징(648)은 수밀 및 기밀적일수도 있고 수밀 및 기밀적이지 않을 수도 있다. 상기 코어(644)가 개방 셀 재료인 예들에 있어서, 상기 외부 하우징(648)은 바람직하게는, 물이 코어(644)에 접근하여 상기 코어(644)에 의해 흡수되는 것을 억제하기 위해, 상기 코어(644) 둘레에서 수밀 및 기밀적이다. 상기 코어(644)가 구성될 수 있는 예시적인 폐쇄 셀 재료들은, 한정적인 것은 아니지만, 폴리에틸렌, 네오프렌, PVC 및 다양한 고무 혼합물들을 포함하며, 상기 코어(644)가 구성될 수 있는 예시적인 개방 셀 재료들은, 한정적인 것은 아니지만, 폴리스티렌, 폴리에테르 및 폴리에스터 폴리우레탄 발포체들을 포함한다. 상기 외부 하우징(648)이 구성될 수 있는 예시적인 재료들은, 한정적인 것은 아니지만, 유리섬유 보강 플래스틱, PVC, 고무, 에폭시, 및 다른 수밀성 코팅된 성형 쉘들을 포함한다.
도 46을 참조하면, 상기 부동 장치(632)는 예시적인 측방향 지지판(332)을 갖는 상태로 도시된다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 측방향 지지판(332)은 대체로 십자의 형상을 취한다. 십자형 측방향 지지판(332)을 제공하는 하나의 예시적인 이유는 재료 양을 감소시키고 측방향 지지판(332)의 전체 무게를 감소시키는 데에 있다. 측방향 지지판(332)의 무게를 감소시킴으로써, 상기 전체 프레임(108)은 무게가 덜 나가며, 상기 부동 장치(632)는 더 적은 무게를 지지할 것이 요구된다. 이러한 예시적인 십자형 실시예에 있어서, 상기 측방향 지지판(332)의 재료는, 상기 지지 로드들(336)이 상기 측방향 지지판(332)에 연결되는 위치들에서 제거된다. 상기한 바와 같이, 상기 용기(32)는 특정 개수 및 특정 구성의 지지 로드들(336)을 포함할 수 있고, 마찬가지로, 상기 측방향 지지판(332)은 상기 개수 및 구성의 지지 로드들(336)을 수용하기 위해 특정의 구성을 가질 수 있다.
상기한 바와 같이, 부동 장치(632)는 다양한 구성들을 가질 수 있고, 용기(32) 내의 다양한 위치들에 배치될 수 있다. 도 47을 참조하면, 다른 예시적인 부동 장치(800)가 도시된다. 이 예시적인 실시예에서, 부동 장치(800)는 각각의 지지 로드들(336)에 하나씩 접속되고 이들을 둘러싸는 다수의 부동 장치들을 포함한다. 이러한 부동 장치들(800)은 또한 상부 연결판(112)과 하부 연결판(116) 사이에 배치되는 지지 로드들(336)의 실질적인 전체 높이로 연장된다. 도 43 내지 도 46에 예시된 부동 장치(632)와 유사한 방식으로, 도 47에 예시된 예시적인 부동 장치들(800)은 프레임(108)에 수직방향 지지를 제공한다. 일부 예시적인 실시예들에서, 부동 장치들(800)은 프레임(108)을 희망하는 위치에서 유지시키는 데 필요한 수직방향 지지의 일부분을 제공할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 부동 장치들(800)은 프레임(108)을 희망하는 위치에 유지시키는 데 필요한 전체 수직방향 지지를 제공할 수 있다.
도 48 및 도 49를 참조하면, 또 다른 부동 장치(804)가 예시된다. 이 예시적인 실시예에서, 부동 장치(804)는 하부 연결판(116)의 최상부 표면에 연결되는 다수의 부동 장치들을 포함한다. 도 43 내지 도 46에 예시된 부동 장치(632)와 유사한 방식으로, 도 48 및 도 49에 예시된 예시적인 부동 장치들(804)은 프레임(108)에 수직방향 지지를 제공한다. 대안으로, 부동 장치들(804)은 하부 연결판(116)의 바닥 표면이나 상부 연결판(112)의 최상부 또는 바닥 표면에 연결될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 부동 장치들(800)은 프레임(108)을 희망하는 위치에 유지시키는 데 요구되는 수직방향 지지의 일부분을 제공할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 부동 장치들(804)은 프레임(108)을 희망하는 위치에 유지시키는 데 요구되는 전체 수직방향 지지를 제공할 수 있다.
도 50 내지 도 53을 참조하면, 용기(32)의 다른 하나의 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에 있어서, 상기 용기(32)는 상기 프레임(108) 및 배양기(110)를 회전시키기 위한 대안적인 구동 기구를 포함한다. 도시한 실시예에 있어서, 상기 구동 기구는 모터(도시안됨), 구동 체인(228), 스프로켓 또는 기어(220), 상기 기어(220)에 결합되는 판(652), 동 판(652)이 중심잡힌 상태에 있는 것을 보장하기 위해 상기 판(652)을 둘러싸는 중심유지용 링(654), 및 상기 판(652)에 결합되는 구동 튜브(328)를 포함한다. 상기 모터는 요구되는 방향으로 상기 체인(228)을 구동하고, 그에 의해, 상기 기어(220)를 회전시킨다. 상기 기어(220)가 상기 판(652)에 결합되고 상기 판(652)이 상기 구동 튜브(328)에 결합되기 때문에, 상기 기어(220)의 회전은 궁극적으로 상기 구동 튜브(328)를 회전시킨다. 상기 튜브(320)는 상기 용기(32)의 중심에서 정위치에 고정되며, 상기 기어(220), 판(652), 중심유지용 링(654) 및 구동 튜브(328)는 모두 상기 중심 튜브(320)를 둘러싸면서 상기 중심 튜브(320)의 둘레에서 회전한다. 예컨대, O-링과 같은 밀봉 부재(656)가 상기 기어(220) 내에 마련되는 리세스(658) 내에 배설되고, 상기 튜브(320)를 둘러싸며, 상기 튜브(320)의 외부 표면에 계합되어 상기 튜브(320) 둘레를 밀봉한다. 상기 밀봉 부재(656)는 상기 용기(32) 내의 물이 상기 튜브(32) 및 상기 구동 기구 사이에서 용기(32)의 외부로 누출되는 것을 억제한다. 대안적으로, 상기 밀봉 부재(656)는 예컨대 상기 판(652), 상기 구동 튜브(328) 등과 같은 구동 기구의 다른 구성요소들 내에 마련되는 리세스 내에 배설될 수 있고, 상기 튜브(320) 둘레를 밀봉하기 위해 상기 튜브(320)의 외부 표면에 계합될 수 있다.
특히 도 50을 참조하면, 상기 구동 기구는 또한 상기 구동 튜브(328)에 결합되어 동 구동 튜브(328)와 함께 회전가능한 지지 판(332)을 포함한다. 상기 부동 장치(632) 내에 마련되는 구멍들(662) 내로 삽입되는 두 개의 은못들(dowels)(660)이 상기 지지판(332)으로부터 하방향으로 연장된다. 상기 은못들(660)은, 상기 구동 기구의 회전이 상기 부동 장치(632) 및 상기 프레임(108)의 회전을 조장하도록, 상기 구동 기구를 상기 부동 장치(632)에 결합시킨다. 그러나, 상기 은못들(660)에 대한 상기 부동 장치(632)의 상대적인 수직방향 이동은 억제되지 않는다. 상기 부동 장치(632)의 그러한 수직방향 이동은 물의 높이가 상기 용기(32) 내에서 변화함에 따라 발생된다. 도 52를 참조하면, 상기 부동 장치(632)는 상기 튜브(320)가 관통하여 연장하는 중심 개구부(636)를 포함한다. 상기 중심 개구부(636)는, 상기 튜브(320)의 외부 표면과 상기 부동 장치(632) 사이의 현저한 마찰을 유발하지 않으면서 상기 부동 장치(632)가 상기 튜브(320)에 관하여 상대적으로 회전하는 것을 충분히 허용하도록, 크기가 결정된다. 예시적인 도시한 실시예는 두 개의 은못들을 포함하지만, 특정 개수의 은못들(660)도 상기 구동 기구를 상기 부동 장치(632)에 결합시키기 위해 사용될 수 있다. 부가하여, 상기 구동 기구는 상기 은못들(660) 및 부동 장치(632)의 도시한 구성과는 다른 방식들로 상기 프레임(108)에 결합될 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 튜브(320)는 적소에 고정되며 회전하지 않는다. 지금 도 50 내지 도 53을 참조하면, 상기 용기(320는 상기 튜브(320)의 정부를 지지하기 위해 상기 커버(212)에 고정되는 제 1 지지체(666) 및 상기 튜브(320)의 바닥을 지지하기 위한 제 2 지지체(668)를 포함한다. 상기 정부 지지체(666)는, 상기 튜브(320)의 정부가 위치되는, 구멍(670)을 포함한다. 상기 구멍(670)은, 상기 정부 지지체(666)에 대한 상기 튜브(320)의 정부의 상대적인 이동을 억제하기 위해 상기 튜브(320)의 외부 표면에 타이트하게 계합되도록 적당히 크기가 결정된다. 상기 바닥 지지체(668)는 중심 리셉터클(608), 상기 중심 리셉터클(608)로부터 연장하는 다수의 아암들(612), 및 상기 아암들(612)에 의해 지지되는 다수의 로울러 장치들(616)을 포함한다. 상기 튜브(320)는 동 튜브(320) 및 상기 리셉터클(608) 사이의 이동을 억제하기 위해 상기 중심 리셉터클(608)에 강성적으로 고정된다. 상기 아암들(612)은, 상기 용기(32)의 내부 표면에 계합됨으로써 상기 용기 하우징(76)에 관한 상기 바닥 지지체(668)의 상대적인 대체적 측방향 이동을 억제하기 위해, 그들의 단부들에서 구부러진 판(672)을 포함한다. 물 상에서의 상기 부동 장치(632)의 부력에 기인하여 상기 프레임(108)이 용기(32) 내에서 상승되기 때문에, 용기(32)로부터의 물의 배출은, 상기 하부 연결판(116)이 상기 로울러 장치들(616) 상에 안착될 때까지, 프레임(108)이 용기(32) 내에서 낮아지도록 한다. 물이 용기(32)로부터 배출되는 동안 프레임(108)의 회전이 요구된다면, 상기 로울러 장치들(616)은 그러한 회전을 조장한다. 도시한 실시예에서, 상기 바닥 지지체(668)는 네 개의 로울러 장치들(616)을 포함한다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 바닥 지지체(668)는 프레임(108)의 회전을 수용하기 위해 특정의 개수의 로울러 장치들(616)을 포함할 수 있다. 상기 바닥 지지체(668)는 동 바닥 지지체(668)에 비교적 무거운 무게를 제공하기 위해 스테인리스 스틸 또는 다른 비교적 조밀한 재료로 제조될 수 있고, 이 것은 용기(32)가 물로 채워질 때 상기 튜브(320)에 상방향으로 작용하는 부력들에 대항하도록 작용한다. 바닥 지지체(668)의 상기 비교적 무거운 무게는 또한 물로 채워진 용기(32) 내로의 용기(32)의 내부 구성요소들의 삽입을 조장한다. 그러한 내부 구성요소들은 예컨대 상기 바닥 지지체(668), 튜브(320), 프레임(108), 배양기(110) 및 상기 구동 기구의 일부분을 포함할 수 있다.
도 50 내지 도 53에 도시한 상기 예시적인 실시예에 기재된 상기 튜브(320)는 다른 튜브 실시예들에서 설명하고 도시한 다른 튜브들(320) 중의 특정의 것과 동일한 기능성을 발휘할 수 있다. 예컨대, 이 실시예의 상기 튜브(320)는 도 32 및 도 33 내지 도 43에 도시한 발광 소자들과 유사한 발광 소자들을 포함할 수 있다.
도 54 및 도 55를 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 또 다른 하나의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 30 내지 도 33에 도시한 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 54 및 도 55에 도시한 용기 및 인공 발광 시스템 사이에서 유사한 구성요소들은 동일한 도면부호들에 의해 나타내어 진다.
도 54 및 도 55에 도시한 상기 인공 발광 시스템(37)은 도 32 및 도 33에 도시한 상기 튜브(320) 및 광원과 유사한 중심 튜브(320) 및 연관되는 광원(41)을 포함할 수 있거나(도 54 참조), 또는 상기 인공 발광 시스템(37)은 도 32 및 도 33에 도시한 상기 튜브(320) 및 광원을 포함하지 않을 수 있다(도 55 참조). 상기 튜브(320) 및 광원(41)을 포함하는 도 54에 도시한 인공 발광 시스템(37)의 실시예에 있어서, 상기 튜브(320) 및 광원(41)은 도 32 및 도 33에 도시한 상기 튜브(320) 및 광원(41)과 유사하다.
도 54 및 도 55를 계속해서 참조하면, 상기 인공 발광 시스템(37)은 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에 연결되는 다수의 발광 소자들(356)을 포함한다. 상기 발광 소자들(356)은 상기 용기(32) 내에서 광을 방출할 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 발광 소자들(356)은 원형 단면 형상을 갖는 원통형으로 형상화되는 로드들이며, 예컨대 유리, 아크릴 등과 같은 광을 용이하게 방출하는 재료로 제조된다. 대안적으로, 상기 발광 소자들(3560은 다른 형상들을 가질 수 있고 다른 재료들로 제조될 수 있으며, 그러한 도시하고 설명한 예들은 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 도 56 내지 도 59를 참조하면, 발광 소자들(356)은 정사각형, 타원형, 삼각형, 육각형과 같은 다양한 다른 예시적인 단면 형상을 갖는 것으로 도시된다. 발광 소자들(356)은 임의의 수의 면들 또는 임의의 궁형 둘레를 갖는 형상들을 포함하는 다른 단면 형상들을 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 발광 소자들(356)을 구성하는 재료는, 광이 상기 발광 소자들(356)을 통과함에 따라 상기 발광 소자들(356)에서 발생하는 열 형성을 감소시키거나 제한하기 위해 상기 발광 소자들(356)에 인가되거나 발광 소자 재료의 조성에 포함되는 적외선 억제제 또는 적외선 필터를 포함한다. 상기 발광 소자들(356)은, 각 발광 소자(356)의 단부를 수납하기 위한 구멍(360)을 포함하도록 구성되는 (도 54에서 상부 연결판(112)의 평면도 참조), 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)에 그들의 단부들에서 각각 연결된다. 상기 인공 발광 시스템(37)은 특정 개수의 발광 소자들(356)을 포함할 수 있으며, 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)은 상기 발광 소자들(356)의 단부들을 수용하기 위해 그 내부에 대응되는 개수의 구멍들(360)을 포함할 수 있다. 하나 또는 그보다 많은 배양기 가닥들(110)이 상기 발광 소자들(356)의 각각 둘레에 권취되어 상기 배양기(110)로 하여금 상기 발광 소자들(356)에 밀착 근접되도록 한다. 상기 발광 소자들(356)이 상기 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)에 고정되기 때문에, 상기 발광 소자들(356)은 상기 프레임(108)과 함께 회전한다.
도 55를 참조하면, 상기 인공 발광 시스템(20)은, 상기 발광 소자들(356)에 광을 제공하기 위해 각각 상기 발광 소자들(356)과 연관되는, 다수의 광원들(41)을 포함한다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 광원들(41)은 LED들이다. 다른 실시예들에서, 상기 광원들(41)은 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 다른 형태의 광들일 수 있다. 예를 들어, 광원(41)은 형광등, 백열등, 고압 소듐, 금속 할로겐화, 양자점들, 광섬유들, 전자발광물들, 섬광등 타입 조명들, 레이저들, 또는 임의의 다른 유형의 조명일 수 있다.
광원들(41)은 방수 하우징 내에 있거나 물이 광원들(41) 내로 투과되지 못하도록 밀봉되는 것이 바람직하다. 광원들(41)은 발광 소자들(356)의 최상 단부들에 배치되어 그 내부로 광을 방사시킨다. 발광 소자들(356) 내로 방사되는 광은 발광 소자들(356)을 통과하고, 발광 소자들(356)로부터 용기(32) 내, 배양기(110) 및 조류 상으로 방사된다.
전기 동력은 전기 동력원으로부터 전선들(364)을 경유하여 상기 광원들(41)로 공급된다. 상기한 바와 같이, 상기 발광 소자들(356)은 상기 프레임(108)과 함께 회전한다. 따라서, 상기 전선들(364)을 비틀지 않으면서 상기 광원들(41)에 공급되어야 한다. 도 32 및 도 33에 도시한 상기 인공 발광 시스템(37)의 실시예와 유사하게, 인공 발광 시스템(37)의 본 예시적인 실시예는 중공 구동 튜브(328)를 포함한다. 상기 구동 튜브(328)는 모터(224)로부터 부여되는 회전력을 궁극적으로 상기 프레임(108)에 전달한다. 본 예시적인 실시예에서, 상기 전선들(364)은 상기 전선들(364)이 비틀리는 것을 방지하기 위해 상기 광원들(41)과 함께 회전되어야 한다. 따라서, 상기 구동 튜브(328), 전선들(364) 및 프레임(108)은 모두 함께 회전한다. 상기 광원들(41)의 중단되지 않은 작동을 보장하기 위해 연속적인 중단되지 않은 전기 동력이 상기 광원들(41)에 연결된 상기 전선들(364)에 공급될 것이 요구된다. 이러한 연속적인 중단되지 않은 전기 동력은 다양한 서로 다른 방식들로 상기 광원들(41)에 제공될 수 있으며, 도시하고 설명하는 예시적인 실시예들은 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 인공 발광 시스템(37)은 상기 구동 튜브(328)의 외부 표면에 고정되는 다수의 구리 링들(368)을 포함하고, 각각의 구리 링(368)은 양의 콘택(372), 음의 콘택(376) 및 접지 콘택(380)의 각각과 계합한다. 상기 구리 링들(368)은 단락이 발생되는 것을 방지하기 위해 서로 분리된다. 상기 양 및 음의 콘택들(372 및 376)은 상기 전기 동력 공급원에 결합되고, 상기 접지 콘택(380)은 접지측에 결합되며, 각각의 콘택들(372, 376 및 380)은 각각의 링(368)의 외부 표면에 계합한다. 상기 콘택들(372, 376 및 380)은 동 콘택들(372, 376 및 380) 및 상기 링들(368) 사이의 연속적인 계합을 보장하기 위해 상기 링들(368)을 향하여 압압된다(biased). 상기 구동 튜브(328) 및 링들(368)이 회전함에 따라, 상기 링들(368)은 상기 콘택들(372, 376 및 380) 아래에서 이동하고, 상기 콘택들(372, 376 및 380)은 상기 링들(368)의 외부 표면을 따라 슬라이딩한다. 상기 링들(368)을 향한 상기 콘택들(372, 376 및 380)의 압압은, 상기 콘택들(372, 376 및 380)이 이동중 상기 링들(368)과 연속적으로 계합하는 것을, 보장한다. 상기 광원들(41)에 연속적이고 중단되지 않은 전기 동력을 제공하는 다른 방식들도 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려될 수 있다.
도 54 및 도 55에 도시한 인공 발광 시스템(47)의 특정의 예시적인 실시예들에서, 상기 발광 소자들(356)은 매끄럽거나 또는 광택이 나는 외부 표면을 갖는다. 다른 예시적인 실시예들에서, 상기 발광 소자들(356)은 스크래칭, 스코어링, 치핑, 덴팅 또는 불완전하게 된 외부 표면을 가져서, 상기 발광 소자들(356)의 내부로부터의 상기 발광 소자들(356)의 외부로의 광의 확산을 돕는다. 또 다른 예시적인 실시예들에서, 상기 발광 소자들(356)은 동 발광 소자들(356)의 내부로부터 동 발광 소자들(356)의 외부로의 광의 확산을 촉진시키는 형상으로 형성될 수 있다.
도 54 및 도 55에 도시한 상기 인공 발광 시스템(37)이 그 자체적으로 사용되거나 또는 본 명세서에 기재된 특정의 다른 인공 발광 시스템(37)과 조합적으로 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예컨대, 상기 시스템(20)은 외부로부터 상기 용기(32)를 비추기 위한 도 25 및 도 26에 도시한 바와 같은 제 1 인공 발광 시스템(37)을 포함할 수 있으며 내부로부터 상기 용기(32)를 비추기 위한 도 54 및 도 55에 도시한 바와 같은 인공 발광 시스템(37)을 포함할 수 있다.
도 60을 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 도 30 내지 도 55에 도시한 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 60에 도시한 용기 및 인공 발광 시스템 사이의 유사한 구성 요소들은 동일한 도면부호들에 의해 나타내어진다.
본 인공 발광 시스템(37)은 용기(32)를 따라 다양한 높이들에 배설되는 다수의 발광 소자들(356)을 포함한다. 상기 발광 소자들(356)은 상기 용기(32) 내에서 광을 방출할 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 발광 소자들(356)은, 예컨대 유리, 아크릴 등과 같은, 광을 용이하게 방출하는 재료로 제조되는, 원통형으로 형상화되는 디스크들이다. 대안적으로, 상기 발광 소자들(356)은 다른 형상들을 가질 수 있으며 다른 재료들로 제조될 수 있고, 그러한 도시하고 설명하는 예들은 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 인공 발광 시스템(37)은 세 개의 발광 소자들(356)을 포함하지만, 본 실시예에서 도시한 발광 소자들(356)의 개수는 예시적인 것이며 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 상기 시스템(37)은 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 특정의 개수의 발광 소자들(356)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자들(356)은 상기 용기(32) 내에서 적소에 고정되고 상기 용기(32)에 관하여 상대적으로 이동하지 않는다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 발광 소자들(356)은 각 발광 소자(356)마다 하나씩 마찰 정지구들(384)에 의해 적소에 고정된다. 대안적으로, 상기 발광 소자들(356)은 특정의 개수의 마찰 정지구들(384)에 의해 그리고 다른 고정 방식들로 고정될 수 있다. 예컨대, 상기 발광 소자들(356)은 마찰 끼워맞춤 또는 압력 끼워맞춤, 고정구들, 접합, 점착, 용접 또는 특정의 다른 고정 방식에 의해 적소에 고정될 수 있다. 상기 발광 소자들(356)은 일반적으로 형상이 라운딩되며 용기(32)의 직경과 유사한 직경을 갖는다. 상기 인공 발광 시스템(37)은 또한 각 발광 소자(356)마다 하나 이상씩 대응되는 다수의 광원들(41)을 포함하여 상기 발광 소자들(356)에 광을 제공한다. 상기 광원들(41)은, 예컨대, LED들, 형광등들, 백열등들, 고압 소듐, 금속 할로겐화, 양자점들, 광섬유들, 전자발광물들, 섬광등 타입 조명들, 레이저들, 광 전도성 섬유들 등을 함함하는, 다양한 서로 다른 형태의 광원들일 수 있다. 상기 광원들(41)은 상기 발광 소자들(356) 내로 또는 상기 발광 소자들(356) 상으로 광을 방출하도록 위치되며, 상기 발광 소자들(356)은 그리고나서 용기(32) 내로 광을 방출한다. 상기 광원들(41)은 전선들(388)을 경유하여 전기 동력 공급원에 결합된다.
상기 발광 소자들(356)이 고정적이고 필연적으로 상기 용기(32)를 섹션들(도시한 예시적인 실시예에서 세 개의 섹션들)로 분할하기 때문에, 상기 프레임(108) 및 배양기(110)는 그러한 섹션들을 수용하도록 변경되어야 한다. 프레임(108)이 단일의 상부 연결판(112) 및 단일의 하부 연결판(116)을 포함하기 보다, 프레임은 각 섹션을 위해 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)을 포함한다. 특히, 상기 프레임(108)은 세 개의 상부 연결판들(112) 및 세 개의 하부 연결판들(116)로 구성되는 총 여섯 개의 연결판들을 포함한다. 배양기(110)는 본 명세서에서 기재하는 방식들중의 특정 방식으로 각 세트를 이루는 상부 및 하부 연결판들(112 및 116) 사이에 꿔어진다. 따라서, 상기 배양기(110)는 각각의 개개적인 섹션마다에 특정적이다(즉, 정부 섹션에 있는 배양기는 제 2 또는 제 3 섹션에 꿰어지지 않고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다).
도 60을 계속해서 참조하면, 상기 프레임(108)은 도 3 및 도 4에 도시한 프레임(108)과 연관하여 상기한 방식과 유사한 방식으로 회전된다. 따라서, 상기 샤프트(120)는 각 섹션에 있어서 연결판들(112 및 116) 및 배양기(110)를 회전시킨다. 다수의 와이퍼들(392)이 연결판들(112 및 116)에 고정되고 발광 소자들(3560의 외부 표면을 와이핑하여 동 외부 표면을 세척하며 상기 발광 소자들(356)로부터의 광 방출을 증가시킨다. 상기 와이퍼들(392)은 상기 발광 소자들(356)의 정부 및 바닥 표면들에 근접하여 상기 연결판들(112 및 116)의 표면들에 고정된다. 도시한 예시적인 실시예에 있어서, 제 1 와이퍼(392A)는 용기(32)의 정부 섹션에서 하부 연결판(116)의 바닥 표면에 고정되고, 제 2 와이퍼(392B)는 중간 섹션에서 상부 연결판(112)의 정부 표면에 고정되며, 제 3 와이퍼(392C)는 중간 섹션에서 하부 연결판(116)의 바닥 표면에 고정되고, 제 4 와이퍼(392D)는 바닥 섹션에서 상부 연결판(112)의 정부 표면에 고정되며, 제 5 와이퍼(392E)는 바닥 섹션에서 하부 연결판(116)의 바닥 표면에 고정된다. 와이퍼들(392)의 이러한 구성에 의해, 상기 발광 소자들(356)의 필요한 외부 표면들이 와이핑되고 세정되어 용기(32) 내로의 광 방출을 향상시킨다. 상기 와이퍼들(392)은, 예컨대, 고무, 플래스틱 및 다른 재료들과 같은 다양한 서로 다른 재료들로 제조될 수 있다.
도 54 및 도 55와 관련하여 상기한 발광 소자들(356)과 마찬가지로, 도 60에 도시한 발광 소자들(356)은 매끄럽거나 또는 광택이 나는 외부 표면을 갖는다. 그렇지 않으면, 상기 발광 소자들(356)은 스크래칭, 스코어링, 치핑, 덴팅 또는 불완전하게 된 외부 표면을 가져서, 상기 발광 소자들(356)의 내부로부터의 상기 발광 소자들(356)의 외부로의 광의 확산을 돕는다. 부가적으로, 상기 발광 소자들(356)은 동 발광 소자들(356)의 내부로부터 동 발광 소자들(356)의 외부로의 광의 확산을 촉진시키는 형상으로 형성될 수 있다.
도 60에 도시한 상기 인공 발광 시스템(37)이 그 자체적으로 사용되거나 또는 본 명세서에 기재된 특정의 다른 인공 발광 시스템(37)과 조합적으로 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예컨대, 상기 시스템(20)은 외부로부터 상기 용기(32)를 비추기 위한 도 30 및 도 31에 도시한 바와 같은 제 1 인공 발광 시스템(37)을 포함할 수 있으며 내부로부터 상기 용기(32)를 비추기 위한 도 60에 도시한 바와 같은 인공 발광 시스템(37)을 포함할 수 있다.
이제 도 61을 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 60에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 61에 예시된 용기(32) 및 인공 발광 시스템(37) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 도면부호들로 표시된다.
도 61에 예시되고 본 명세서에 설명되는 예시적인 인공 발광 시스템(37)의 원리들은 중심 튜브(320) 또는 발광 소자(356) 중 어느 것에서도 포함될 수 있다. 특히, 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)는 고체 상태의 투명하거나 반투명한 물질로 구성될 수 있고, 고체 상태 물질 내의 위치에 고정되는 많은 반사성 소자들(808)을 포함한다. 예를 들어 led(41)와 같은 광 방사 공급원(41)은 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356) 내로 광을 방사시킬 수 있고, 방사된 광은 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)의 내부로부터 외부로 반사 및/또는 굴절된다. 반사광 및/또는 굴절광은 용기 하우징(76)의 내부에 진입하여 용기(32)에 배치된 조류에게 광을 제공한다. 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)의 고체 상태 물질은 매우 다양한 투명 또는 반투명 물질들일 수 있으며, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 예시적인 물질들은, 유리, 아크릴, 플라스틱, 광섬유 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 마찬가지로, 반사성 소자(808)는 매우 다양한 물질들 및 소자들로 구성될 수 있고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 예시적인 물질들은 구아닌 결정들, 마일러 플렉스(Mylar flecks), 글리터, 유리 셰이빙 및 비즈(glass shavings and beads), 금속 셰이빙(예컨대, 유리, 스테인리스 스틸, 알루미늄), 피시 스케일, 또는 임의의 다른 상대적으로 작은 플렉스, 결정들, 또는 반사성 물질의 조각들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
이제 도 62를 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 61에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 62에 예시된 용기(32) 및 인공 발광 시스템(37) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 도면부호들로 표시된다.
도 62에 예시되고 본 명세서에서 설명되는 예시적인 인공 발광 시스템(37)의 원리들은 중심 튜브(320) 또는 발광 소자(356) 중 어느 것에도 포함될 수 있다. 특히, 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)는 내부에 공동(816)을 정의하는 중공 외부 하우징(812), 공동(816) 내에 배치되는 투명하거나 반투명한 액체(820), 및 액체(820) 내에서 부유하는 많은 반사성 소자들(824)을 포함할 수 있다. 액체(820)는 반사성 소자들(824)이 희망하지 않는 구성들로 정착하거나 이동하지 못하도록 반사성 소자들(824)를 적소에 실질적으로 고정하거나 이동 속도를 적어도 충분하게 느리게 하는 충분한 점성을 갖는다. 외부 하우징(812)은 액체가 하우징(812)에 진입하거나 배출되지 않도록 밀봉된다. 예를 들어 LED(41)와 같은 광원(41)은 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356) 내로 광을 방사시킬 수 있고, 방사된 광은 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)의 내부로부터 외부로 반사 및/또는 굴절된다. 반사광 및 굴절광은 하우징(76)의 내부에 진입하여 용기(32)에 배치된 조류에게 광을 제공한다. 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356) 내의 액체(820)는 매우 다양한 투명 또는 반투명 액체들(820)일 수 있고, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 예시적인 액체들(820)은 퍼클로로에틸렌(perchloroethylene), 물, 알코올, 미네랄 오일 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 마찬가지로, 반사성 소자들(824)은 매우 다양한 물질들로 구성될 수 있고, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 예시적인 물질들은, 구아닌 결정들, 마일러 플렉스, 글리터, 유리 셰이빙 및 비즈, 금속 셰이빙(예컨대, 은, 스테인리스 스틸, 알루미늄), 피시 스케일, 또는 임의의 다른 상대적으로 작은 플렉스, 결정들, 또는 반사성 물질의 조각들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
이제 도 63 및 도 64를 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 62에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 63 및 도 64에 예시된 용기(32) 및 인공 발광 시스템(37) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 도면부호들로 표시된다.
도 63 및 도 64에 예시되고 본 명세서에서 설명되는 예시적인 인공 발광 시스템(37)의 원리들은 중심 튜브(320) 또는 발광 소자(356) 중 어느 것에도 포함될 수 있다. 특히, 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)는 내부에 공동(832)을 정의하는 공동 외부 하우징(828), 공동(832) 내에 배치되는 반사성 부재(836), 모터(840), 및 모터(840)와 반사성 부재(836) 사이에 연결되는 회전축(844)을 포함한다. 외부 하우징(828)은 액체가 하우징(828)에 진입하지 못하도록 밀봉된다. 반사성 부재(836)는 최상측 근처에 있는 하우징(828)의 일 측면으로부터 바닥 근처에 있는 다른 측면으로 기울어지는 수직방향의 약간 경사진 위치에 배향된다. 모터(840)는 회전축(844) 상에서의 회전을 전달하는데, 회전축(844)은 이후에 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356) 내에서 반사성 부재(836)를 회전시킨다. 예시된 예시적인 실시예에서, 모터(840)는 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)의 바닥 내에서 그 근처에 배치된다. 대안으로, 모터(840)는 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356) 내의 다른 위치들에 배치될 수 있거나 또는 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)의 외부에 배치될 수 있으며, 회전축(844) 상에서의 회전을 전달하도록 하는 적절한 연결 소자들을 구비할 수 있다. 예를 들어 LED(41)와 같은 광원(41)은 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356) 내에 광을 방사시킬 수 있고, 피벗축(848) 상에 탑재되어 그를 중심으로 하는 중심축이 된다. 광원(41)은 피벗축(848)을 중심으로 앞뒤로 흔들리도록 구성되어, 그것의 변화하는 높이에서 광을 반사성 부재(836) 상으로 방사시킨다. 광원(41)으로부터의 광은 반사성 부재(836)에 의해 중심 튜브(320) lc 발광 소자(356)의 내부로부터 외부로 반사 및/또는 굴절된다. 반사광 및/또는 굴절광은 하우징(76)의 내부에 진입하고, 용기(32)에 놓인 조류에 광을 제공한다. 광원(41)의 진동에 연결되는 반사성 부재(836)의 각도 및 회전은 용기(32) 도처로의 광 분배를 제공한다. 반사성 부재(836)의 예시된 예시적인 각도는 많은 가능한 배향 각도들 중 하나일 뿐이며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 많은 다른 배향 각도들이 가능하며, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있다. 반사성 부재(836)는, 반사성 부재(836)가 광을 반사 또는 굴절시키는 한, 매우 다양한 여러 가지 소자들일 수 있다. 예시적인 반사성 부재들(836)은 거울, 고분자 복합재들(polymer matrix composites)(예컨대, 플라스틱 부재에 내장되는 유리 비즈), 반사성 마일러, 연마된 알루미늄, 은 도금 유리, 또는 임의의 다른 반사 장치를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
이제 도 65를 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 64에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 65에 예시된 용기(32) 및 인공 발광 시스템(37) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 도면부호들로 표시된다.
도 65에 예시되고 본 명세서에서 설명되는 예시적인 인공 발광 시스템(37)의 원리들은 중심 튜브(320) 또는 발광 소자(356) 중 어느 것에도 포함될 수 있다. 특히, 중심 튜브 및 발광 소자(356)는 고체 상태의 투명하거나 반투명한 물질로 구성될 수 있고, 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)를 둘러싸는 많은 이격된 수평방향 밴드들(852)을 포함한다. 밴드들(852)은 불투명한 비반사성 외부 표면을 가질 수 있고, 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)에 대면하는 반사성 내부 표면을 포함할 수 있다. 대안으로, 밴드들(852)은 불투명하지 않을 수도 있다. 예를 들어 LED(41)와 광원 광원(41)은 중심 튜브 및 발광 소자(356) 내로 광을 방사시킬 수 있고, 방사된 광은 밴드들(852) 사이의 위치들에서 중심 튜브(320)와 발광 소자(356)의 내부로부터 외부로 반사 및/또는 굴절될 수 있다. 반사광 및/또는 굴절광은 하우징(76)의 내부에 진입하여 용기(32)에 놓인 조류에게 광을 제공한다. 밴드들(852)의 반사성 내부 표면들은 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356) 내에서 광을 반사시키고, 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)로부터 광을 반사시키는 것을 도와, 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)로부터 더 많은 광을 반사시키는 것을 용이하게 한다. 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)의 고체 상태 물질은 매우 다양한 투명 또는 반투명 물질들일 수 있고, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 예시적인 물질들은 유리, 아크릴, 플라스틱, 광섬유 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 대역들(852)은 매우 다양한 물질들로 구성될 수 있고, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 예시적인 소자들은 테이프, 페인트, 마일러, 플라스틱 복합재에 매립되는 유리와 같은 유리 고분자 복합재, 또는 임의의 다른 소자를 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 예시된 예시적인 실시예에서, 불투명한 소자들은 이격된 수평방향 밴드들(852)의 구성에 있을 수 있다. 대안으로, 불투명한 소자들은 다른 구성들을 가질 수 있고, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 불투명한 소자들은 중심 튜브(520) 및 발광 소자(356)의 외부에 배치될 수 있고, 수직방향 밴드들, 기울어진 밴드들, 상승형 밴드들, 스폿들, 다른 간헐적으로 배치되는 형상들 등의 구성을 가질 수 있다.
이제 도 66 및 도 67을 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 65에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 66 및 도 67에 예시된 용기(32) 및 인공 발광 시스템(37) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 도면부호들로 표시된다.
도 66 및 도 67에 예시되고 본 명세서에서 설명되는 예시적인 인공 발광 시스템(37)의 원리들은 중심 튜브(320) 또는 발광 소자(356) 중 어느 것에도 포함될 수 있다. 특히, 중심 튜브 및 발광 소자(356)는 내부에 공동(860)을 정의하는 중공 하우징 벽(856) 및 하우징 벽(856)을 통과하여 정의되는 다수의 구멍들(864)을 포함할 수 있다. 광 전달 소자들(868)의 번들은 하우징 공동(860)에 배치된다. 광 전달 소자들(868)의 제 1 단부들은 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)의 최상부에 또는 그 근처에 배치되며, 광 전달 소자들(868)의 다른 단부들은 하우징 벽(856)에 정의된 다양한 구멍들(864)을 통과하여 용기(32)의 내부로 연장된다. 예를 들어 LED(41)와 같은 광원(41)은 광 전달 소자들(868)의 최상부 단부들 내로 광을 방사시킬 수 있다. 방사된 광은 광 전달 소자들(868)을 통과하고, 광 전달 소자들(868)의 바닥 단부들로부터 용기(32)의 내부로 방사된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 다수의 광 전달 소자들(868)은 각각의 구멍(864)을 통과하여 연장되고, 서로에게 상대적으로 변화하는 길이들을 가질 수 있다. 수성 고정 밀봉(water tight seal)이 광 전달 소자들(868)과 구멍들(864) 사이에 형성되어 액체가 구멍들을 통해 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)에 진입하지 못하게 한다. 예시된 예시적인 실시예에서, 구멍들(864)은, 비슷한 수평면에 정렬되고 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356) 주위에서 90도 증가량으로 서로에게 이격되는 4개의 구멍들(864)로 구성되는 이격 세트들을 포함하는 구성을 갖는다. 대안으로, 구멍들(864)은 다른 구성들을 가질 수 있고, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 구멍들(864)은 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)의 하우징 벽(856)에 임의의 구성을 가질 수 있는데, 그 구성은 다른 동일면 구멍 세트들에 대해 상대적으로 임의의 간격을 갖는 동일면 구성 세트들, 서로에게 임의의 이격 증가량으로 수평면에 정의되는 임의의 수의 구멍들, 랜덤 패턴 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 광 전달 소자들(868)은 매우 다양한 여러 가지 유형들의 광 전달 소자들(868)일 수 있고, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 광 전달 소자들(868)은, 광섬유 케이블, 유리 섬유, 아크릴 로드, 유리 로드 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 광 전달 소자들(868)의 번들은 임의의 수의 광 전달 소자들(868)을 포함할 수 있고, 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)의 직경은 임의의 희망하는 양의 광 전달 소자들(868)을 포함하도록 적절하게 크기가 정해질 수 있다. 또한, 개별적인 광 전달 소자들(868)은 매우 다양한 형상들 및 대응하는 직경들 또는 폭들을 가질 수 있다. 예를 들어, 광 전달 소자들(868)은 원형, 정사각형, 삼각형, 또는 임의의 다른 다각형 또는 궁형 둘레 형상을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 매우 다양한 수평방향 절단 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로, 광 전달 소자들(868)은 예를 들어 0.25 내지 약 2.0 밀리미터와 같은 매우 다양한 대응하는 직경들(원들의 경우) 또는 폭들(원이 아닌 형상들의 경우)을 가질 수 있다. 또한, 임의의 수의 광 전달 소자들(868)은 하우징 벽(856)에 정의되는 각각의 구멍(864)을 통과하여 연장될 수 있고, 임의의 희망하는 양의 발광 소자들(868)을 수용하도록 적절하게 크기가 정해질 수 있다.
계속해서 도 66 및 도 67을 참조하면, 광 전달 소자들(868)의 바닥 단부들은 용기(32)의 액체 배치되며, 액체에 존재하는 조류 또는 다른 잔해의 누적에 민감하여, 바닥 단부들로부터 방사되는 광량을 악화시킨다. 광 전달 소자들(868)의 바닥 단부들 상에서의 누적을 억제하기 위해, 프레임(108)이 회전하고, 배양기(110)가 광 전달 소자들(868)의 바닥 단부들 또는 일부 다른 부분과 결합하여 바닥 단부들로부터 누적을 축출하거나 와이핑한다. 따라서, 광 전달 소자들(868)의 바닥 단부들은 누적되지 않거나 실질적으로 누적되지 않는 상태로 유지된다.
이제 도 68을 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 67에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 68에 예시된 용기(32) 및 인공 발광 시스템(37) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조 부호들로 식별된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 인공 발광 시스템(37)은 용기(32) 주위에 증가적으로 배치되는 다수의 섬광등들(872)을 포함한다. 섬광등들(872)은 통상적으로 제논 가스를 포함하고 변화하는 속도들로 번쩍이도록 조절가능할 수 있는 플래시 라이트들이다. 섬광등들(872)은 다른 유형들의 인공광에 비해 상대적으로 많은 양의 광자들을 방사시켜, 더 빠른 페이스로 광합성을 추진하도록 조류에게 상당량의 광자들을 제공할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 섬광등들(872)은 약 20 kHz의 속도로 번쩍일 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 섬광등들(872)은 임의의 속도로 번쩍일 수 있고, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 섬광등들(872)의 예시된 예시적인 구성 및 개수는 임의의 증가량으로 임의의 위치에서 용기(32)의 외부 주위에 배치될 수 있고, 여전히 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다.
이제 도 69를 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 68에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 69에 예시된 용기(32) 및 인공 발광 시스템(37) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 식별된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 인공 발광 시스템(37)은 용기(32)의 하우징 벽(76)에 증가적으로 배치되는 다수의 섬광등들(872)을 포함한다. 이 예시된 예시적인 실시예와 연관되는 섬광등들(872)은 전술되고 도 68과 연관되는 섬광등들(872)과 구조 및 기능 면에서 유사할 수 있으며, 그에 따라 다시 설명되지 않을 것이다. 섬광등들(872)은 바람직하게는 하우징 벽(76)에 밀봉되어 액체가 섬광등들(872)과 접촉하지 못하게 한다. 일부 예시적인 실시예들에서, 하우징 벽(76)은 섬광등들(872)이 내부에 배치되는 공동(876)을 사이에 제공하는 2개의 이격된 동심방향 벽들을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 하우징 벽(76)은 일체형 벽일 수 있고, 섬광등들(872)을 수용하기 위한 다수의 공동들을 내부에 정의할 수 있다. 또한, 공동들은 바람직하게는 액체가 섬광등들(872)과 접촉하지 못하도록 구성된다. 섬광등들(872)의 예시된 예시적인 구성 및 개수는 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 임의의 수의 섬광등들(872)은 임의의 증가량으로 임의의 위치에서 용기(32)의 하우징 벽(76) 내에 배치될 수 있고, 여전히 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다.
이제 도 70을 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 69에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 70에 예시된 용기(32) 및 인공 발광 시스템(37) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 식별된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 인공 발광 시스템(37)은 용기(32) 내에 배치되는 다수의 섬광등들(872)을 포함한다. 이 예시된 예시적인 실시예와 연관된 섬광등들(872)은 전술되고 도 68 및 도 69와 연관되는 섬광등들(872)과 구조 및 기능면에서 유사하며, 그에 따라 다시 설명되지 않을 r서이다. 섬광등들(872)은 바람직하게는 용기(32) 내의 액체와 결합하지 않ㄷ도록 보호된다. 일부 예시적인 실시예들에서, 섬광등들(872)은 종공 발광 소자들(356) 및 중심 튜브(320) 내에 배치될 수 있고, 액체가 섬광등들(872)에 접근하지 못하도록 적절하게 밀봉된다. 다른 예시적인 실시예들에서, 섬광등들(872)은 액체 밀봉 방식으로 둘러싸이거나 밀봉될 수 있고, 용기(32) 내에 배치될 수 있다. 섬광등들(872)의 예시되고 설명되는 예시적인 구성들 및 개수는 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 임의의 수의 섬광등들(872)은 임의의 증가량으로 임의의 위치에 용기(32) 내에 배치될 수 있으며, 여전히 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다.
이제 도 71 및 도 72를 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 70에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 71 및 도 72에 예시된 용기(32) 및 인공 발광 시스템(37) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 식별된다.
도 71 및 도 72에 예시되고 본 명세서에서 설명되는 예시적인 인공 발광 시스템(37)의 원리들은 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356) 중 어느 것에도 포함될 수 있다. 특히, 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356)는 각각 내부에 공동(884)를 정의하는 중공 하우징(880)을 포함할 수 있다. 예시된 예시적인 실시예에서, 인공 발광 시스템(37)은 하나의 패널이 중심 튜브(320) 및 발광 소자(356) 각각에 배치되는 패널들의 형태인 다수의 전자 발광 소자들(888)을 포함한다. 전자 발광 패널들(888)은 가요적이며, 예를 들어 도 71 및 도 72에 예시된 바와 같이 원통형 롤들 내로 롤링되는 바와 같이, 바람직한 형상들로 구부러질 수 있다. 대안으로, 전자발광 패널들(888)은 예를 들어 임의의 다각형 형상 또는 임의의 궁형 둘레 형상과 같은 바람직한 형상들로 구부러질 수 있다. 전자 발광 소자들(888)은 교류 전기장에 의해 에너지를 공급받을 때 광을 방사하는 물질들로 제조된다. 예시된 예시적인 실시예에서, 인공 발광 시스템(37)은 19개의 전자 발광 소자들(888)을 포함하는데, 이는 제한하는 것으로 의도되지 않은다. 대안으로, 도 71 및 도 72의 인공 발광 시스템(37)은 용기(32) 내에서 임의의 구성으로 배열되는 임의의 수의 전자발광 소자들(888)을 가질 수 있다. 또한, 전자발광 소자들(888)은 예시된 예시적인 패널 형태 외의 많은 형태들을 가질 수 있다. 예를 들어, 전자발광 소자들(888)은 원뿔, 반원, 스트립, 또는 임의의 절개 패턴 형상으로 형성될 수 있다.
이제 도 73을 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 72에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 73에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템(37)과의 유사한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 식별된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 인공 발광 시스템(37)은, 용기(32)에 배치되고 용기 하우징(76)의 내부 표면(196)과 접촉하는 패널의 형태인 전자 발광 소자(888)를 포함한다. 이 예시된 실시예와 연관된 전자 발광 소자(888)는 전술되고 도 71 및 도 72와 관련되는 전자 발광 소자(888)과 구조 및 기능면에서 유사하며, 그에 따라 다시 설명되지 않을 것이다. 전자발광 소자(888)는 용기(32)의 내부 표면(196)의 상당한 부분을 덮는데, 이는 용기(32)로 투과되는 광을 차단할 수 있다. 결과적으로, 용기(32)의 하우징(76)은 불투명하거나 반투명한 물질로 제조될 수 있어, 상당량의 태양광이 하우징 벽(76)을 통고하여 용기(32)의 내부에 접근할 수 없을 것이다. 대안으로, 용기(32)의 하우징(76)은 다른 투명한 벽이 설치된 용기들(32)에서 사용되는 것들과 유사한 투명 물질들로 제조될 수 있다. 전자발광 소자(888)가 용기(32)의 내부를 완전히 둘러싸서 배치되면, 용기(32)의 모든 주변으로부터 실질적으로 동등한 양의 인공광(또는 광자들)이 제공되어, 용기(32) 도처에 보다 균일한 광의 분포를 제공한다. 태양광은 흔히 용기(32)의 일 측면 또는 다른 측면에 대한 것이어서, 결과적으로 하루 중 대부분 동안 용기(32)의 일 측면에 다른 측면보다 더 많은 광을 제공한다. 전자발광 소자(888)는 용기 하우징(76) 내에서 그의 내부 표면(196)을 따라 여러 가시 방식으로 배향될 수 있고, 용기 하우징(76)의 전체 내부보다는 적게 연장될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 2개 이상의 전자발광 소자(888)는 용기 하우징(76) 내에 배치되고 그의 내부를 따라 연장될 수 있으며, 다수의 전자발광 소자들(888)은 임의의 형상을 가질 수 있고, 조합하여 용기 하우징(76)의 내부 표면(196)의 임의의 부분과 결합할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
이제 도 74를 참조하면, 인공 발광 시스템(37)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 30 내지 도 73에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템들과 도 74에 예시된 용기 및 인공 발광 시스템(37)과의 유사한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 식별된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 인공 발광 시스템(37)은 용기(32)의 외부 주위에 배치되고 그와 접촉하는 패널 형태인 전자발광 소자(888)를 포함한다. 대안으로, 전자발광 소자(888)는 용기(32)의 외부로부터 바깥 방향으로 이격될 수 있다. 이 예시된 예시적인 실시예와 연관되는 전자발광 소자(888)는 도 71 내지 도 73과 관련되는 전자 발광 소자들(888)과 구조 및 기능면에서 유사하며, 그에 따라 다시 설명되지 않을 것이다. 예시된 예시적인 실시예에서, 전자발광 소자(888)는 용기(32)를 완전히 둘러싸거나 감싼다. 전자 발광 소자(888)는 상이한 방식들로 용기(32)의 외부로 배향될 수 있고, 전체 용기(32)보다는 적게 연장될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 2개 이상의 전자발광 소자(888)는 용기(32)의 외부에 배치될 수 있고 그 주위로 연장될 수 있으며, 다수의 전자발광 소자들(888)은 임의의 형상을 가질 수 있고, 조합하여 용기(32)의 임의의 부분 주위로 연장될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
용기들(32)의 내부로 인공광을 제공하는 다양한 여러 가지 방식들이 개시된다. 이러한 방식들 중 일부는 양자점들을 이용하여 중심 발광 튜브(320)으로부터 광을 방사시키고 발광 소자(356) 내로 또는 그로부터 광을 방사시킨다. 다른 예시적인 실시예들에서, 양자점들은 용기 하우징(76)에 끼워질 수 있고, 용기 하우징(76)의 내부 표면(196) 상에 배치될 수 있으며, 용기 하우징(76)의 외부 표면 상에 배치되어 용기(32)의 내부로 광을 방사시킬 수 있다.
이제 도 75 및 도 76을 참조하면, 다른 예시적인 배양기 프레임(37)이 도시된다. 이전에 개시된 용기들 및 배양기 프레임들과 도 75 및 도 76에 예시되는 용기(32) 및 배양기 프레임(108) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 식별된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 배양기 프레임(108)은 분리된 상부 및 하부 연결판들(112, 116)을 포함한다. 상부 및 하부 연결판들(112, 116)은 실질적으로 유사하며, 그에 따라 상부 연결판(112)만이 상세히 설명될 것이다. 상부 연결판(112)에 관련된 구조, 기능 또는 대안물들에 대한 임의의 설명은 하부 연결판(116)과도 관련될 수 있다.
상부 연결판(112)은 내부 부재(892) 및 내부 부재(892)를 중심으로 동심 방향으로 배치되고 그로부터 이격된 외부 부재(896)를 포함한다. 내부 간극(900)이 내부 부재(892)와 외부 부재(896) 사이에 제공되고, 외부 간극(904)이 외부 부재(896)의 외부 표면과 용기 하우징(76)의 내부 표면(196) 사이에 제공된다. 다수의 발광 소자들(356)은, 상부 연결판(112)이 회전할 때 내부 및 외부 부재들(892, 896)이 발광 소자들(356)과 마찰하지 못하도록 적절하게 크기가 정해지는 내부 및 외부 간극들(900, 904) 양자 모두에 배치된다(차후에 상세히 설명됨). 일부 실시예들에서, 물질의 보호층은 내부 부재(892)와 외부 부재(896) 사이에 배치되는 발광 소자들(356)의 일부분 및 용기 하우징(76)의 외부 부재(896)와 내부 표면(196) 사이에 배치되는 발광 소자들(356)의 일부분에서 발광 소자들(356)을 감싸서, 발광 소자들(356)의 마모를 억제할 수 있다. 이 예시된 예시적인 실시예와 연관된 발광 소자들(356)은 본 명세서에서 예시되고 설명되는 발광 소자들(356) 중 임의의 것일 수 있다.
부동 장치(908)는 배양기 프레임(108)에 연결되어 배양기 프레임(108)에 부유를 제공한다. 예시된 예시적인 실시예에서, 부동 장치(908)는 내부 부재(892)의 상부 표면에 연결되는 내부 부동 부재(912) 및 외부 부재(896)의 상부 표면에 연결되는 외부 부동 부재(916)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 내부 및 외부 부동 부재들(912, 916)은 내부 및 외부 부재들(892, 896)의 바닥 표면들에 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서, 부동 장치(908)는 하부 연결판(116)에 연결될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 부동 장치(908)는 상부 및 하부 연결판들(112, 116) 양자 모두에 연결될 수 있다. 이러한 실시예에서, 부동 장치(908)는 상부 및 하부 연결판들(112, 116)에 각각 연결되는 상부 부분 및 하부 부분을 포함할 수 있다.
구동 장치(920)는 배양기 프레임(108)과 연결되어 배양기 프레임(108)으로 회전을 전달한다. 예시된 예시적인 실시예에서, 구동 장치(920)는 도 50 및 도 51에 예시된 구동 장치와 유사한다. 특히, 은못들(dowel)(660)은 내부 부재(892)와 연결된다. 대안으로, 은못들(660)이 외부 부재(896)와 연결될 수도 있고, 또는 구동 장치가 내부 및 외부 부재들(892, 896) 양쪽 모두에 연결되는 은못들(660)을 포함할 수도 있다. 예시된 예시적인 실시예에서는, 구동 장치(920)만이 상부 연결판(112)의 내부 부재(892)와 연결되어 회전을 전달한다.
상부 연결판(112)의 외부 부재(896)에 회전을 전달하기 위해, 다수의 탭들(928)이 내부 부재(892)의 외부 표면 및 외부 부재(896)의 내부 표면 양쪽 모두에 연결된다. 탭들(928)은 서로 중첩될 정도로 충분히 길어서, 내부 부재(892)가 구동 장치(920)를 통해 회전될 때, 내부 부재(892)에 연결된 탭들(928)이 외부 부재(896)에 연결된 탭들(928)을 회전시키고 내부 부재(892)와 함께 외부 부재(896)를 회전시킨다. 추가적인 탭들(932)은 외부 부재(896)의 외부 표면에 접속되고, 용기 하우징(76)의 내부 표면(196)과 결합할 정도로 충분히 길 수 있다. 상부 연결판(112) 및 탭들(928, 932)이 회전할 때, 탭들(928)은 내부 간극(900)에 배치된 발광 소자들(356)과 접촉하고, 탭들(932)은 외부 간극(904)에 배치된 발광 소자들(356) 및 용기 하우징(76)의 내부 표면(196)과 결합한다. 탭들(928, 932)은 발광 소자들(356)과 접촉할 때 변형되어 발광 소자들(356)과의 분리 시에 그것들의 변형 이전 방향으로 되돌아 갈 수 있을 정도로 충분하게 가요적이다. 탭들(928, 932)이 회전할 때, 탭들(928, 932)은, 발광 소자들(356)을 와이핑하는 배양기(110)와 조합하여 발광 소자들(356)을 와이핑하여, 발광 소자들(356) 상에 누적될 수 있는 잔해를 축출한다. 예시된 예시적인 실시예에서, 탭들(928, 932)은 주로 상부 연결판(112)과 하부 연결판(116) 사이에 연장되는 배양기(110)에 의해 와이핑된다. 다른 실시예들에서, 탭들(928, 932)은 상부 및/또는 하부 연결판들(112, 116)이 아니라 부동 장치(908)에 연결될 수 있다.
도 75 및 도 76과 연관되는 상부 및 하부 연결판들(112, 116)은 간극에 의해 분리되는 2개의 부재들을 포함한다. 상부 및 하부 연결판들(112, 116)은 임의의 수의 부재들을 포함할 수 있고, 여전히 본 발명의 사상 및 범주 내에 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 도 77을 참조하면, 상부 및 하부 연결판들(112, 116)은 3개의 부재들을 포함할 수 있다. 특히, 상부 및 하부 연결판들(112, 116)은 내부 부재(936), 중간 부재(940) 및 외부 부재(944)를 포함할 수 있으며, 내부 부재(936)와 중간 부재(940) 사이의 제 1 간극, 중간 부재(940)와 외부 부재(944) 사이의 제 2 간극, 및 외부 부재(944)와 용기 하우징(76)의 내부 표면(196) 사이의 제 3 간극(956)을 포함한다. 발광 소자들(356) 및 탭들은 전술한 바와 유사한 이유를 들어 전술한 바와 유사한 방식들로 3개의 모든 간극들에 배치될 수 있다.
이제 도 78 및 도 79를 참조하면, 대안의 구동 장치(960)이 도시된다. 이전에 개시된 용기들 및 구동 장치들과 도 78 및 도 79에 예시되는 용기(32) 및 구동 장치(960) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 식별된다.
도 75 및 도 76에 예시된 분리된 연결판들과 유사한 분리된 상 및 하부 연결판들(112, 116)을 포함하는 배양기 프레임(108)과 사용되는 구동 장치(960)가 예시된다. 구동 장치(960)는, 예를 들어 통합형 상부 및 하부 연결판들 및 3개 이상의 부재들을 갖는 다른 분리된 연결판들을 포함하는 그러한 배양기 프레임들과 같이, 본 명세서에 개시된 다른 배양기 프레임들 중 임의의 것과 함께 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
예시된 예시적인 실시예에서, 구동 장치(960)는 모터(964), 모터 출력 샤프트(968), 역회전 기어 박스(972), 역출력 샤프트(976), 다수의 구동 전달 부재들(980), 및 다수의 구동 휠 어셈블리들(984)을 포함한다. 모터(964)는 용기(32)의 상측 덮개(212)에 접속되고 제 1 방향으로 모터 출력 샤프트(968)를 회전시킨다. 모터 출력 샤프트(968)는, 모터 출력 샤프트(968)의 회전을 취하고 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 역회전 샤프트(976)의 회전을 용이하게 하는 역회전 기어 박스(972)에 연결된다. 구동 전달 부재들(980) 중 2개의 부재는 모터 출력 샤프트(968)에 연결되고, 구동 전달 부재들(980) 중 2개의 부재는 역출력 샤프트(976)에 연결된다. 구동 전달 부재들(980)은 모터(964) 및 역출력 샤프트(976)의 구동 움직임을 구동 휠 어셈블리들(984)로 전달하기 위해 각각의 구동 휠 어셈블리들(984)에 연결된다. 예시된 예시적인 구동 휠 어셈블리들(984) 각각은 축(988), 축(988)에 연결된 한 쌍의 휠들(992), 및 휠 어셈블리들(984)에 지지를 제공하기 위한 지지 부재들(996)을 포함한다. 구동 전달 부재들(980)은 각각의 축들(988)에 연결되어 각각의 제 1 또는 제 2 방향들로 축들(988)을 회전가능하게 구동한다. 휠들(992)은 축들(988)과 함께 회전하고, 내부 또는 외부 부재들(892, 896) 중 하나의 부재의 상부 표면과 결합한다. 휠들(992)과 내부 및 외부 부재들(892, 896) 사이에는 충분한 마찰이 존재하여, 휠들(992)의 회전이 내부 및 외부 부재들(892, 896)의 회전을 야기하게 한다.
예시된 예시적인 실시예에서, 2개의 휠 어셈블리들(984)은 프레임(108)의 수직방향 중심 회전축의 각 측면 상에서 내부 및 외부 부재들(892, 896) 각각을 하나의 휠 어셈블리(984)와 결합시킨다. 이 구성으로, 수직방향 중심 회전축의 반대 측면들 상의 휠 어셈블리들(984)은 반대방향으로 구동되어야 하고, 그렇지 않은 경우에는 구동 휠 어셈블리들(984)은 서로 대항하게 될 것이다. 따라서, 역회전 기어 박스(972)가 제공되어 모터 출력 샤프트(968)의 지향성 회전을 취하고 역출력 샤프트(976)를 반대 방향으로 회전시켜, 역출력 샤프트(976)에 연결된 2개의 휠 어셈블리들(984)을 모터 출력 샤프트(968)에 연결된 2개의 휠 어셈블리들(984)에 대해 반대 방향으로 구동한다. 이 방식으로, 프레임(108)의 수직방향 중심 회전축의 양쪽 측면 상의 구동 휠 어셈블리들(984)은 분리된 프레임을 협력하여 구동하도록 함께 작동하고 있다. 구동 장치(960)의 예시된 예시적인 실시예는 하나의 부재로부터 다른 부재로 회전 움직임을 전달하기 위해 내부 및 외부 부재들(892, 896)이 함께 연결될 필요성을 제거한다.
구동 장치(960)의 예시된 예시적인 실시예는 많은 실시예들 중의 하나일 뿐이라는 것을 이해해야 한다. 구동 장치(960)는, 구동 장치(960)가 도 75 내지 도 79에 예시된 것들과 같은 분리된 연결판들(112, 116)을 구동할 수 있는 한, 많은 다른 구성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 구동 장치(960)는 다른 수의 휠들(992)을 포함할 수 있고, 분리된 연결판들(112, 116)의 각각의 부재를 구동하기 위해 상이한 수의 구동 휠 어셈블리들(984)을 포함할 수 있으며, 휠들이 아닌 다른 구동 소자들을 포함할 수 있고, 상이한 구동 부재들을 포함할 수 있으며, 상이한 방식들로 용기(32)에 연결되고 그것에 지지될 수 있는 등의 구성을 가질 수 있다.
도 80을 참조하면, 또 다른 예시적인 배양기 프레임(108)이 도시된다. 이전에 개시된 용기들 및 배양기 프레임들과 도 80에 예시된 용기(32) 및 배양기 프레임(108) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 식별된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 배양기 프레임(108)은 다수의 슬롯들(1000)이 관통하여 정의되는 상부 및 하부 연결판들(112, 116)을 포함한다. 상부 및 하부 연결판들(112, 116)은 실질적으로 동일하다. 다수의 발광 소자들(356)은 상부 연결판(112)과 하부 연결판(116) 사이에서 수직 방향으로 연장되며, 발광 소자들(356)을 수용하고 상부 및 하부 연결판들(112, 116)이 발광 소자들(356)과 마찰하거나 결합하지 못하도록 적절하게 크기가 지정되는 슬롯들(1000) 내에 배치된다. 예시된 예시적인 실시예에서, 상부 및 하부 연결판들(112, 116) 각각은 3개의 발광 소자들(356)이 배치되는 각각의 내부 슬롯들(1000) 및 4개의 발광 소자들(356)이 배치되는 각각의 외부 슬롯들(1000)을 포함하는 8개의 슬롯들(1000)을 포함한다. 대안으로, 상부 및 하부 연결판들(112, 116)은 다른 양의 슬롯들(1000) 및 슬롯들(1000)에 배치되는 다른 양의 발광 소자들(356)을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 개시되는 구동 장치들 또는 임의의 다른 구동 장치 중 하나와 유사한 구동 장치는 프레임(108)에 연결되고, 프레임(108)이 앞뒤로 진동하도록 양쪽 방향으로 프레임(108)을 회전시킬 수 있다. 특히, 구동 장치는 프레임(108)을 제 1 방향으로 회전시키고, 프레임(108)을 중지시키며, 그 후에 프레임(108)을 반대 방향으로 회전시키고, 프레임(108)을 중지시키며, 프레임(1080을 다시 제 1 방향으로 회전시킨다. 이것은 희망에 따라 반복된다. 이 프레임 진동을 포함하기 위해, 슬롯들(1000)은 궁형으로 형상화되며, 발광 소자들(356)로 완전히 채워지지 않는다(즉, 동일한 세트의 발광 소자들(356)에서 단부 발광 소자들(356) 중 하나의 발광 소자와 다른 단부 발광 소자(356) 사이의 아치 거리는 그것들이 배치되는 슬롯(1000)의 아치 길이보다 작다). 발광 소자(356)와 슬롯(1000) 단부들 사이의 이 여분의 공간은 프레임(108)이 진동하는 것을 허용한다. 예시된 예시적인 실시예에서, 슬롯들(1000) 및 발광 소자들(356)의 간격은 프레임(108)이 대략 45도로 진동할 수 있도록 하는 것이다. 대안으로, 슬롯들(1000) 및 발광 소자들(356)의 간격은 프레임(108)이 다른 각도로 진동할 수 있도록 하는 것일 수 있다.
도 81을 참조하면, 상기 세척 시스템(38)의 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 세척 시스템(38)은 고려되는 많은 형태의 세척 시스템들중의 하나이고 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 상기 예시적인 세척 시스템(38)은 배양기(110)로부터 조류를 제거하는 것을 돕기 위해 또는, 침입 종들 또는 다른 오염물이 상기 용기(32) 내로 혼입되는 경우 상기 용기(32)의 내부를 세정하기 위해 작동가능하다. 상기 세척 시스템(38)은, 상기 용기(32) 또는 상기 시스템(20)의 다른 구성요소들을 분해하지 않고 상기 용기(32)의 내부가 씻기거나 세정되는 것을 허용한다. 상기 예시적인 세척 시스템(38)은 압축수 공급원(도시안됨), 상기 압축수 공급원과 유체 연통되는 압축수 유입 튜브(42), 및 동 튜브(42)와 유체 연통되는 다수의 스프레이 노즐들(43)을 포함한다. 상기 스프레이 노즐들(43)은 용기 하우징(76)의 높이를 따라 특정의 요구되는 격리거리를 가지고 증분적으로 배설되고 상기 용기 하우징(76) 내의 구멍들 또는 절췌부들 내에 위치된다. 기밀 및 수밀 시일이 상기 스프레이 노즐들(43)의 각각과 연관되는 구멍 사이에 창출되어 공기 및 물이 용기(32) 내로 또는 용기(32)로부터 누설되는 것을 방지한다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 스프레이 노즐들(43)은, 동 스프레이 노즐들(43)의 팁들이 용기 하우징들(76)의 내부 표면들(196)과 동일 면 상에 위치되거나 또는 상기 내부 표면들(196)로부터 리세스되어 상기 노즐들(43)이 상기 용기 하우징들(76) 내로 돌출하지 않도록, 상기 구멍들 내에 위치된다. 이에 따라, 배양기(110)는 회전되었을 때 상기 스프레이 노즐들(43)에 계합되지 않고 잠재적으로 스냅되는 것이 보장된다. 상기 세척 시스템(38)의 작동을 이하에 상술하기로 한다.
용기들(32)가 조류를 배양하는 동안, 상기 용기들(32)가 조류의 성장에 이로운 환경을 유지하는 것이 중요하다. 조류의 성장에 중요한 하나의 환경 요인은 조류가 놓여지는 물의 온도이다. 상기 용기들(32)은 그 내부의 물을 효율적인 조류 성장을 촉진시키는 특별한 온도 범위에 유지시켜야 한다. 적당한 온도 범위들은 상기 용기들(32) 내에서 배양되는 조류의 종류에 따를 수 있다. 예컨대, 조류 종 피. 트리코뉴텀이 상기 용기들(32) 내에서 배양될 때, 상기 용기들(32) 내의 물 온도는 가능한한 20℃에 가깝게 유지되고 35℃를 초과하여서는 아니된다. 본 예는 효과적인 조류 배양을 촉진시키기 위해 상기 용기들(32) 내의 물이 제어되는 많은 다양한 온도 범위들 중의 하나이며 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다. 물은 다른 종류의 조류에 대해 다른 온도 범위들 내에서 제어될 수 있다.
용기들(32) 내의 물 온도를 제어하는 것을 돕기 위해 다양한 서로 다른 온도 제어 시스템들이 사용될 수 있다. 도 82 및 도 83을 참조하면, 두 개의 예시적인 온도 제어 시스템들(45)을 도시하며 이하에 설명하기로 한다. 이들 예시적인 온도 제어 시스템들(45)은 고려되는 많은 종류의 온도 제어 시스템들(45) 중 두 개이며 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다.
특히 도 82를 참조하면, 단일 용기(32) 및 연관되는 온도 제어 시스템(45)을 도시한다. 각 용기(32)와 연관되는 온도 제어 시스템(45)은 대체로 동일하고, 그러므로, 단일 온도 제어 시스템(45) 만을 도시하고 설명하기로 한다. 상기 온도 제어 시스템(45)은 가열 부분(46) 및 냉각 부분(47)을 포함한다. 상기 가열 부분(46)은 필요한 때 물을 가열하며, 상기 냉각 부분(47)은 필요한 때 물을 냉각시킨다. 상기 가열 부분(46)은 용기(32)의 바닥 내에서 동 바닥 근처에 배설된다. 상기 가열 부분(46)의 방위는 열은 항상 상승한다는 자연 열 법칙들의 장점을 취한다. 따라서, 상기 가열 부분(46)이 작동될 때, 상기 가열 부분(46)에 의해 가열되는 물은 상기 용기(32)를 통하여 상승하고 더 차가운 물을 상기 가열 부분(46)을 향하여 하방으로 밀어내어 동 차가운 물이 가열되도록 한다. 상기 냉각 부분(47)은 상기 용기(32)의 정부 내에서 동 정부 근처에 배설된다. 마찬가지로, 상기 냉각 부분(47)의 방위는 상기 자연 열 법칙들의 장점을 취한다. 따라서, 상기 냉각 부분(47)이 작동되었을 때, 상기 냉각 부분(47)에 의해 냉각되는 물은 동 냉각된 물보다 높은 온도를 갖는 물을 상승시킴으로써 변위된다. 상기 냉각된 물의 변위는 동 냉각된 물이 용기(32) 내로 하방향으로 이동하도록 한다. 프레임(108) 및 배양기(110)는 물의 혼합을 돕도록 회전하여, 용기(32) 도처에서 실질적으로 균일한 물 온도를 생성하게 할 수 있다.
상기 가열 부분(46)은 가열 코일(49), 유체 유입구(50) 및 유체 배출구(51)를 포함한다. 상기 유입구(50) 및 배출구(51)는 상기 가열 코일(49) 내로의 그리고 상기 가열 코일(49)로부터의 유체의 도입 및 배출을 각각 허용한다. 상기 유입구(50)를 관통하여 상기 가열 코일(49) 내로 도입된 유체는 용기(32) 내에 배설되는 물의 온도에 비해 상승된 온도를 가져서 용기(32) 내의 물을 가열시킨다. 상기 유체는, 한정적인 것은 아니지만, 물과 같은 액체들 및 가스들을 포함하는 다양한 서로 다른 종류의 유체들일 수 있다. 상기 냉각 부분(47)은 냉각 코일(53), 유체 유입구(55) 및 유체 배출구(57)를 포함한다. 상기 유입구(55) 및 배출구(57)는 상기 냉각 코일(53) 내로의 그리고 상기 냉각 코일(53)로부터의 유체의 도입 및 배출을 각각 허용한다. 상기 유입구(55)를 관통하여 상기 냉각 코일(53) 내로 도입된 유체는 용기(32) 내에 배설되는 물의 온도보다 낮은 온도를 가져서 용기(32) 내의 물을 냉각시킨다. 상기 유체는, 한정적인 것은 아니지만, 물과 같은 액체들 및 가스들을 포함하는 다양한 서로 다른 종류의 유체들일 수 있다.
지금 도 83을 참조하면, 온도 제어 시스템(45)의 대안적인 예를 도시한다. 도 82에 도시한 예와 마찬가지로, 단일 용기(32) 및 연관되는 온도 제어 시스템(45)을 도시한다. 각 용기(32)와 연관되는 상기 온도 제어 시스템(45)은 대체로 동일하며, 그러므로, 여기서는 단일 온도 제어 시스템(45)만을 도시하고 설명하기로 한다. 상기 온도 제어 시스템(45)은 단열된 상승 파이프(58) 및 동 단열된 상승 파이프(58) 내로 그리고 동 단열된 상승 파이프(58)를 관통하여 통과하는 열교환 튜브(59)를 포함한다. 상기 단열된 상승 파이프(58)는 상부 전달 파이프(61) 및 하부 전달 파이프(62)를 통하여 상기 용기(32)와 유체 연통된다. 용기(32)로부터의 물은 상기 상승 파이프(58) 및 상기 상부 및 하부 전달 파이프들(61 및 62) 내에 존재한다. 용기(32) 내의 물의 온도가 냉각을 필요로 하면, 용기(32) 내의 물의 온도보다 차가운 유체가 상기 열교환 튜브(59)를 통하여 통과된다. 상기 상승 파이프(58) 내의 물은 상기 열교환기 튜브(59)를 둘러싸며 냉각된다. 상기 상승 파이프(58) 내의 냉각된 물은 용기(32) 내의 더 따뜻한 물에 의해 변위되며, 그에 의해, 용기(32) 및 상승 파이프(58) 내에서의 물의 반시계방향 순환을 유발한다. 다시 말하면, 상기 냉각된 물은 상기 상승 파이프(58) 내에서 하방향으로 이동하고 상기 하부 전달 파이프(62)를 관통하여 용기(32)의 바닥 내로 이동하며, 상기 용기(32) 내의 더 따뜻한 물은 용기(32) 외부로 이동하고 상부 전달 파이프(61)내로 그리고 상기 상승 파이프(58) 내로 이동한다. 용기(32) 내의 물의 온도가 가열을 필요로 하면, 용기(32) 내의 물의 온도보다 더 따뜻한 유체가 상기 열교환기 튜브(59)를 관통하여 통과된다. 상기 상승 파이프(58) 내의 물은 상기 열교환기 튜브(59)를 둘러싸고 덥혀진다. 상승 파이프(58) 내의 덥혀진 물은 상승하며, 그에 의해 상기 용기(32) 및 상기 상승 파이프(58) 내에서의 (화살표(63)로 나타낸 바와 같은) 물의 시계방향 순환을 유발한다. 다시 말하면, 상기 덥혀진 물은 상기 상승 파이프(58) 내에서 상방향으로 이동하고 상기 상부 전달 파이프(61)를 관통하여 용기(32)의 정부 내로 이동하며, 상기 용기(32) 내의 더 차가운 물은 용기(32) 외부로 이동하고 하부 전달 파이프(61)내로 그리고 상기 상승 파이프(58) 내로 이동한다. 특정의 실시예들에 있어서, 더욱 공격적인 물의 순환이 요구된다. 그러한 실시예들에 있어서, 상승 파이프(58) 내에 위치되는 물 내로 공기를 도입시키기 위해 살포기 또는 공기 유입구(65)가 상기 상승 파이프(58)의 바닥 근처에 위치된다. 상기 상승 파이프(58)의 바닥 내로의 공기의 도입은 상기 상승 파이프(58) 내의 물이 빠르게 상승하도록 하며, 그에 의해, 물을 상기 상승 파이프(58) 및 용기(32)를 관통하여 증가된 속도로 순환시킨다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 상부 및 하부 전달 파이프들(61 및 62) 및 상기 용기 하우징(76)의 접합부들에 필터가 제공되어, 조류가 상기 상승 파이프(58)로 들어가 유동 가능성을 잠재적으로 감소시키거나 상기 상승 파이프(58)를 전적으로 차폐시키는 것을 억제한다.
도 84를 참조하면, 용기(32) 및 예시적인 액체 관리 시스템(28)의 일부분을 도시한다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 액체 관리 시스템(28)은 물 방수 파이프(water spillway pipe)(676), 혼합용 탱크(678), 가스 분사기 또는 확산기(680), pH 분사기(682), 펌프(684), 제 1 세트의 밸브들(686), 부가 과정 배관(688), 필터(690), 살균기(392), 및 pH 센서(484)를 포함한다. 상기 방수 파이프(676)는 용기(32)의 정부 근방에 위치되며 동 방수 파이프(676)의 레벨을 초과하여 상승하는 물을 상기 용기(32)의 정부로부터 수납한다. 상기 방수 파이프(676)로부터의 물은 혼합용 탱크(678) 내로 도입되고, 가스가 가스 확산기(680)를 경유하여 혼합 탱크(678) 내에 존재하는 물 내로 도입된다. 판(696)이 상기 가스 확산기(680)의 상부에서 상기 혼합 탱크(678) 내에 배설되어 물로부터 상방향으로 상승하는 가스를 다시 물을 향하여 그리고 상기 액체 관리 시스템(28)의 하류 파이프들을 향하여 지향시키는 것을 돕는다. 상기 도입된 가스는 일반적으로 가스 공급 스트림으로 언급되며 약 12 체적%의 이산화탄소를 구비할 수 있다. 대안적으로, 상기 공급 스트림은 다른 퍼센트들의 이산화탄소를 구비할 수 있다.
상기 펌프(684)는 조합된 물 및 기포화된 가스를 상기 파이프들을 관통하여 이동시키고 상기 파이프들 내에 압력차를 창출하여 상기 이동을 촉진시킨다. 상기 조합된 물 및 기포화된 가스가 상기 펌프(684)에 의해 하방향으로 펌핑됨에 따라 물 압력은 증가한다. 이러한 증가된 물 압력은 상기 기포화된 가스를 물 내로 통과시키며 가스 기포들을 물 내에서 중탄산염(bicarboante)으로 변환시킨다. 조류는 물 내에서 보다 큰 가스 기포들로부터 보다는 물 내에서 중탄산염으로부터 더욱 쉽게 이산화탄소를 흡수하는 시간을 갖는다. 물 및 중탄산염 혼합물은 이제 상기 용기(32)의 바닥 내로 펌핑될 수 있거나 또는 다른 처리를 위해 전환될 수 있다. 상기 제 1 세트의 밸브들(686)은 요구되는 바에 따라 상기 물 및 중탄산염 혼합물을 전환시키기 위해 선택적으로 제어된다. 특정의 예들에 있어서, 모든 물 및 중탄산염 혼합물을 상기 용기(32) 내로 펌핑하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 예들에 있어서, 상기 용기(32) 내로 물을 전혀 펌핑하지 않고 물의 전부를 다른 처리를 위해 펌핑하는 것이 바람직할 수 있다. 또 다른 예들에 있어서, 상기 물 및 중탄산염 혼합물을 얼마간을 상기 용기(32) 내로 펌핑하며 동 혼합물의 다른 얼마간을 다른 처리를 위해 펌핑하는 것이 바람직할 수 있다. 물의 일정한 체적이 용기(32) 내에서 필요한 경우, 용기(32)의 정부로부터 방수되는 물의 양은 상기 용기(32)의 바닥 내로 펌핑되는 물의 양과 동일하여야 한다.
용기(32) 내로 펌핑되는 물 및 중탄산염 혼합물은 용기(32)의 바닥 근방에서 상기 용기(32)로 들어가며 용기(32) 내에 이미 존재하던 물과 혼합된다. 이 새롭게 도입된 혼합물은 조류를 위한 새로운 중탄산염 공급원을 제공하고, 그에 의해 용기(32) 내에서의 조류의 배양을 촉진시킨다.
용기(32) 내로 전환되지 않은 물은 다양한 부가적인 과정들로 하류방향으로 전환될 수 있다. 액체 관리 시스템(28)의 상기 부가 과정 배관(688)은 일반적으로 도 52에 나타내어지고 매우 다양한 물 처리 과정들을 수용하기 위한 특정의 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 부가 과정 배관(688)은, 물 정화기, 열 교환기, 덩어리 제거 장치, 한외여과 및/또는 다른 막여과 장치, 원심분리기 등을 관통하여, 물을 전환시킬 수 있다. 다른 과정들 및 연관되는 배관도 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려되는 것이 가능하다.
물은 또한, 예컨대, 물로부터 불순물들 및 오염물들을 제거하기 위한 탄소 필터와 같은 필터(690)를 통하여 전환될 수 있다. 예시적인 불순물들 및 오염물들은, 박테리아 및 바이러스 감염 및 포식(predation)과 같은 조류 성장에 부정적인 효과를 가질 수 있는 침입 미생물들을 포함할 수 있다. 상기 액체 관리 시스템(28)은 단일 필터 또는 다중 필터들을 포함할 수 있으며 상기 예시적인 탄소 필터와는 다른 형태들의 필터들을 포함할 수 있다.
물은 또한, 예컨대, 물로부터 불순물들 및 오염물들을 제거하는 초음파 살균기와 같은 살균기(692)를 통하여 전환될 수 있다. 상기 액체 관리 시스템(28)은 단일 살균기 또는 다중 살균기들을 포함할 수 있으며 상기 예시적인 초음파 살균기와는 다른 형태들의 살균기들을 포함할 수 있다.
물은 부가적으로, 물의 pH를 결정하기 위한 pH 센서(484)에 의해 전환될 수 있다. 물이 요구되는 pH보다 높은 pH를 갖는다면, 물의 pH는 요구되는 레벨로 낮춰진다. 반대로, 물이 요구되는 pH보다 낮은 pH를 갖는다면, 물의 pH는 요구되는 레벨로 상승된다. 물의 pH는 다양한 서로 다른 방식들로 조절될 수 있다. 물의 pH를 조절하기 위한 많은 방식들 중 단지 몇 개만을 본 명세서에서 설명하기로 한다. pH를 조절하는 이들 예시적인 방식들의 설명은 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 제 1 예에서, 상기 pH 분사기(682)는 물의 pH를 조절하기 위해 사용된다. 본 예에서, 상기 pH 분사기(682)는 상기 혼합용 탱크(678) 및 펌프(684) 사이에서 펌프 내에 배설된다. 대안적으로, 상기 pH 분사기(682)는 상기 액체 관리 시스템(28) 내에서 다른 위치들에 배설될 수 있다. 상기 pH 분사기(682)는 물의 pH를 요구되는 레벨로 변화시키기 위해 상기 파이프를 관통하여 통과하는 물 스트림 내로 적당한 종류 및 양의 물질을 분사한다. 다른 하나의 예에서, 상기 가스 확산기(680)가 물의 pH 레벨을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 물 내에 존재하는 이산화탄소의 양은 물의 pH를 결정한다. 일반적으로, 물 내에 존재하는 이산화탄소가 많을수록, 물의 pH 레벨은 낮아진다. 그러므로, 상기 가스 확산기(680)를 경유하여 물 내로 도입되는 이산화탄소의 양은 요구되는 바에 따라 물의 pH 레벨을 상승시키거나 낮추기 위해 제어될 수 있다. 특히, 상기 pH 센서(484)가 pH 독출값을 가져서 물의 pH 레벨이 요구되는 것보다 높은 것으로 결정된 경우, 상기 가스 확산기(680)는 이산화탄소가 물 내로 도입되는 속도를 증가시킬 수 있다. 반대로, 물의 pH 레벨이 요구되는 것보다 낮은 경우, 상기 가스 확산기(680)는 이산화탄소가 물 내로 도입되는 속도를 낮출 수 있다. 다른 예에 있어서, 상기 pH 분사기(682)는 상기 가스 확산기(680)에 의해 도입되는 이산화탄소에 부가하여 물 내로 이산화탄소를 분사하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 pH 분사기(682) 및 가스 확산기(680)는 요구되는 pH 레벨을 유지하도록 협력한다.
물이 본 명세서에서 설명하는 과정들과 같은 물 처리 과정들을 통하여 전환된 후에, 물은 상기 혼합용 탱크(678) 내로 다시 펌핑되며 동 혼합용 탱크(678)에서 물은 상기 방수 파이프(676)으로부터 상기 혼합용 탱크(678) 내로 도입되는 새로운 물과 혼합된다. 물은 그리고나서 상기한 바와 같이 하류방향으로 유동한다. 대안적으로, 물은 상기 혼합용 탱크(678) 내로 보다는 상기 용기(32) 내로 직접적으로 전환될 수 있다.
물로부터 불순물들 및 오염물들을 제거하기 위해 사용되는 물 처리 과정들이 상기 불순물들 및 오염물들이 조류 배양에 미칠 수 있는 부정적인 효과들을 감소시키고 물 투명도를 향상시킨다는 것을 이해하여야 한다. 향상된 물 투명도는 광이 물을 더욱 잘 통과하도록 하며, 그에 의해 광에 대한 조류의 노출을 증가시키고 조류 배양을 촉진시킨다.
또한, 배양 과정중 배양기(110) 상에 조류를 지지시키고 물 내에서의 조류의 낮은 농도를 유지시키는 용기의 능력은 상기하고 도 52에 도시한 물 처리 과정의 유효성을 증가시킨다는 것을 이해하여야 한다. 특히, 낮은 농도의 조류를 갖는 물을 도 52에 도시한 액체 관리 시스템(28)의 구성요소들을 관통하여 이동시키는 것은 조류에 의한 상기 구성요소들의 더러워짐 및 막힘을 억제한다. 다시 말하면, 파이프들, 가스 확산기, 펌프, 필터 등을 더럽히거나 막히게 하기에는 매우 작은 양의 조류가 물 내에 존재된다. 부가하여, 물 내의 낮은 농도의 조류는 상기 필터 및 살균기가 커다란 양의 조류를 제거하거나 죽이는 것을 억제하여 궁극적으로 조류 배양에 부정적인 영향을 미치는 것을 억제한다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 배양기 상에서 지지되는 조류의 농도 대 물 내에서 부유되는 조류의 농도의 비는 26:1이다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 배양기 상에서 지지되는 조류의 농도 대 물 내에서 부유되는 조류의 농도의 비는 10,000:1일 수 있다. 상기 시스템(20)은 본 발명의 의도된 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 명세서에 기재된 예시적인 비들보다 낮거나 높은 조류 농도 비들을 제공할 수 있다.
도 85를 참조하면, 용기(32)를 수직적인 방식으로 지지하기 위한 예시적인 지지 구조물(396)을 도시한다. 이 예시적인 지지 구조물(396)은 단지 도시 목적을 위한 것이며 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 용기(32)를 수직적으로 지지하기 위한 다른 지지 구조물들도 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려된다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 지지 구조물(396)은 땅 또는 마루 표면 상에서 지지가능한 베이스(400), 상기 베이스(400)로부터 상방향으로 연장되는 직립 부재(404), 및 상기 직립 부재(404)에 의해 지지되면서 상기 직립 부재(404)로부터 다른 높이들로 연장하여 상기 용기(32)에 계합되는 다수의 커플링들(408)을 포함한다. 상기 베이스(400)는 하부로부터 상기 용기(32) 및 상기 직립 부재(404) 모두를 지지한다. 상기 직립 부재(404)는 한 쌍의 수직 비임들(412) 및 동 수직 비임들(412) 사이에서 연장하여 동 수직 비임들(412)에 지지, 강도 및 안정성을 제공하는 다수의 십자 비임들(416)을 포함한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 지지 구조물(396)은 네 개의 커플링들(408)을 포함하고, 각 커플링(408)은 용기 하우징(76) 둘레에서 연장하는 밴드(420) 및 동 밴드(420)와 상기 용기 하우징(76) 사이에 배설되는 부싱(424)을 구비한다. 상기 베이스(400)는 용기(32)에 대한 수직방향 지지의 실질적인 부분을 제공하며, 상기 직립 부재(404) 및 커플링들(408)은 상기 용기(32)에 대한 수평방향 지지의 실질적인 부분을 제공한다.
도 86 및 도 87을 참조하면, 수직면과 수평면 사이의 각도로 용기(32)를 지지하기 위한 예시적인 지지 구조(1004)가 예시된다. 이 예시적인지지 구조(1004)는 예시를 위한 것이며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 수직면과 수평면 사이의 각도로 용기(32)를 지지하기 위한 다른 지지 구조들이 고려되며, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있다. 예시된 예시적인 실시예에서, 지지 구조(1004)는 지면 또는 층 표면 상에서 지지되는 다수의 수직방향 지지들(1008), 및 수직방향지지 부재들(1008)에 의해 지지되고 용기(32)와 결합하여 그에 대한 지지를 제공하는 지지 부재(1012)를 포함한다.
도 88 및 도 89를 참조하면, 수평적인 방식으로 용기(32)를 지지하기 위한 예시적인 지지 구조(1016)가 예시된다. 이 예시적인 지지 구조(1016)는 예시를 위한 것이고, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 수평적인 방식으로 용기(32)를 지지하기 위한 다른 지지 구조들(1016)이 고려되며, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있다. 예시된 예시적인 실시예에서, 지지 구조(1016)는 지면 또는 층 표면 상에서 지지되는 지지 부재(1020)를 포함하고, 용기(32)와 결합하여 그에 대한 지지를 제공한다. 대안으로, 지지 구조(1016)는 지지 부재(1020)와 용기(32)를 지면 또는 층 표면 위로 상승시키기 위해 지면 또는 층 표면과 지지 부재(1020) 사이에 배치되는 하나 이상의 수직방향 지지들을 포함할 수 있다.
계속해서 도 85를 참조하고 부가적으로 도 90 내지 도 94를 참조하면, 환경 제어 장치(ECD)(428)를 도시하며, 동 환경 제어 장치(428)는 용기(32) 내에서 조류를 배양하기 위해 요구되는 환경을 유지하는 것을 지원한다. 도시한 ECD(428)는 단지 도시 목적을 위한 것이고 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다. 상기 ECD(428)의 다른 형상들, 크기들 및 구성들도 본 발명의 의도된 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려된다.
특히 도 85 및 도 90을 참조하면, 상기 도시한 예시적인 ECD(428)는 "조개 껍데기"형 형상을 갖는다. 특히, ECD(428)는 제 1 및 제 2 반원형 부재들(436 및 440), 동 제 1 및 제 2 반원형 부재들(436 및 440)의 제 1 근접 단부들에 연결되는 힌지 또는 다른 피벗 조인트(444), 및 상기 제 1 및 제 2 반원형 부재들(436 및 440)의 제 2 근접 단부들의 각각에 연결되는 밀봉 부재(448)를 포함한다. 상기 힌지(444)는 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)이 상기 힌지(444)를 중심으로 서로 상대적으로 피벗하는 것을 허용하며, 상기 밀봉 부재(448)는 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)이 완전히 폐쇄되었을 때 서로 접지되어 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440) 사이에 밀봉을 제공한다.
도 85를 참조하면, 상기 ECD(428)는 세 개의 세트들을 이루는 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)을 포함하고, 각 하나의 세트는 상기 커플링들(408) 사이에 배설된다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 ECD(428)는 네 개의 커플링들(408)의 사용을 수용하기 위해 세 개의 세트들을 이루는 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)을 구비한다. 상기한 바와 같이, 상기 지지 구조물(396)은 특정 개수의 커플링들(408)을 포함할 수 있으며, 따라서, 상기 ECD(428)는 상기 커플링들(408)의 개수 사이의 공간을 수용하기 위해 특정 길이를 갖는 특정 개수의 세트들을 이루는 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 지지 구조물(396)은 바닥 커플링(408) 및 정부 커플링(408)을 포함하는 단지 두 개의 커플링들(408)을 포함할 수 있으며, 상기 ECD(428)는 상기 정부 및 바닥 커플링들(408) 사이에서 용기(32)의 대체로 전체 높이를 따라 상기 용기(32)를 감싸기 위해 하나의 긴 세트를 이루는 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)만을 필요로 할 수 있다.
계속해서 도 85 및 도 90을 참조하면, 상기 ECD(428)는 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)을 개방 및 폐쇄시키기 위한 모터(432), 동 모터(432)에 결합되는 구동 샤프트(452), 및 동 구동 샤프트(452) 및 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)중의 연관되는 하나에 결합되는 다수의 연동 아암들(456)을 포함한다. 모터(432)의 작동은 상기 구동 샤프트(452)를 구동시키고, 이에 의해, 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)을 개방 또는 폐쇄시키기 위해 상기 연동 아암들(456) 상에 힘이 인가된다. 상기 모터(432)는 상기 컨트롤러(40)에 결합되고 상기 컨트롤러(40)에 의해 제어가능하다. 도시한 예시적인 실시예에서, 모든 세트들을 이루는 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)을 개방 및 폐쇄하기 위해 단일 모터(432)가 사용된다. 대안적으로, 상기 ECD(428)는, 세트를 이루는 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)을 독립적으로 개방 및 폐쇄시키기 위한 각 세트를 이루는 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)용의 하나의 모터(432), 또는 서로 독립적으로 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)을 구동하기 위한 각 제 1 부재(436)용 제 1 모터(432) 및 각 제 2 부재(440)용 하나의 모터(432), 또는 특정 개수의 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)이나 세트들을 이루는 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)을 구동하기 위한 특정 개수의 모터들(432)을 포함할 수 있다. 각 모터(432)가 포함된 상태에서, 별도의 구동 샤프트(452)가 각 모터(432)와 연관되어 각 모터(432)의 구동력을 출력한다. 대안적으로, 각 모터(432)는 다중 구동 샤프트들(452)을 포함할 수 있다. 예컨대, 모터(432)는 두 개의 구동 샤프트들(452)을 포함할 수 있으며, 제 1 구동 샤프트(452)는 제 1 부재를 개방 및 폐쇄하기 위한 것이고 제 2 구동 샤프트(452)는 제 2 부재(440)를 개방 및 폐쇄하기 위한 것이다.
도 90 내지 도 93을 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 다양한 서로 다른 위치들로 이동가능하고 함께 이동되거나 서로 독립적으로 이동될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 완전히 폐쇄된 위치(도 90 참조), 완전히 개방된 위치(도 91 참조), 제 1 부재(436)가 완전히 개방되고 제 2 부재(440)가 완전히 폐쇄된 반개방 위치(도 92 참조), 제 2 부재(440)가 완전히 개방되고 제 1 부재(436)는 완전히 폐쇄된 다른 하나의 반개방 위치(도 93 참조), 또는 상기 완전히 개방된 위치와 상기 완전히 폐쇄된 위치들 사이의 다양한 다른 위치들중 특정의 위치에 놓여질 수 있다.
계속해서 도 90 내지 도 93을 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)의 각각은 외부 표면(460), 내부 표면(464) 및 상기 외부와 내부 표면들(460 및 464) 사이의 코어(468)을 포함한다. 상기 외부 표면(460)은, 예컨대, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 섬유보강된 플래스틱(FRP), 폴리프로필렌, PVC, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 탄소 섬유 등과 같은, 다양한 재료들로 제조될 수 있다. 상기 외부 표면(460)은 흰색 또는 가벼운 색일 수 있으며 광을 반사시킬 수 있다. 상기 외부 표면(460)은 또한 매끄럽게 되어 먼지 또는 다른 부스러기가 동 외부 표면(460)에 부착하는 것에 저항할 수 있다. 상기 코어(468)는, 예컨대, 폐쇄된 네오프렌의 블랭킷, 봉입화된 단열물, 성형된 단열 재료, 몰딩된 발포체 등과 같은, 다양한 재료들로 제조될 수 있다. 상기 코어(468)는 바람직하게는 요구되는 바에 따라 뜨겁고 차가운 조건들로부터 상기 용기를 단열시키는 특성들을 갖는다. 상기 내부 표면(464)은, 예컨대, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 섬유보강된 플래스틱(FRP), 폴리프로필렌, PVC, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 탄소 섬유 등과 같은, 다양한 재료들로 제조될 수 있다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 외부 및 내부 표면들(460 및 464)은 동일한 재료로 제조될 수 있고 동일한 특성들을 공유할 수 있다. 상기 내부 표면(464)은 바람직하게는 광선들을 요구되는 방식으로 반사(차후에 상술함)시키기 위해 반사 특성을 갖는다. 그러한 반사 특성을 제공하기 위해, 상기 내부 표면(464)은 반사성 재료로 제조될 수 있거나 또는 반사성 물질로 코팅될 수 있다. 예컨대, 상기 내부 표면(464)은 박층의 미러 재료, MYLAR　, 유리 비드 함침된 은 내장된 알루미늄 판, 반사성 페인트 등을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 ECD(428)는 용기(32) 내의 조류 배양을 위한 환경을 제어하는 것을 원조할 수 있다. 특히, 상기 ECD(428)는 용기(32) 내에서 온도에 영향을 미칠 수 있고 상기 용기(32)에 접촉하는 태양광의 양에 영향을 미칠 수 있다.
온도 제어에 관련하여, 상기 ECD(428)는 상기 용기(32)를 선택적으로 단열하기 위한 능력을 갖는다. 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)이 상기 완전히 폐쇄된 위치에 있는 상태에서(도 85 및 도 90 참조), 상기 용기(32)는 그 높이의 실질적인 부분을 따라 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)에 의해 둘러싸여진다. 외부의 주위 온도가 용기(32) 내의 요구되는 온도보다 낮을 때, 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 그들의 완전히 폐쇄된 위치로 이동하여, 상기 용기(32)를 단열시키면서 차가운 주위 공기가 용기(32) 내의 온도를 낮추는 것을 방지할 수 있다. 외부의 주위 온도가 용기(32) 내의 요구되는 온도보다 높을 때, 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 그들의 완전히 폐쇄된 위치로 다시 이동하여, 강렬한 태양광 광선들을 반사시키면서 동 태양광 광선들이 용기(32)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 대안적으로, 외부의 주위 온도가 용기(32) 내의 요구되는 온도보다 높을 때, 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 그들의 완전히 개방된 위치(도 91 참조)로 이동하여, 동 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)이 상기 용기(32)로부터 이격되도록 함으로써 용기(32)의 냉각(즉, 대류에 의한 냉각)을 허용할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 특정의 요구되는 위치로 이동되어, 용기(32) 내의 온도를 요구되는 온도로 유지시키는 것을 도울 수 있다.
용기(32)에 접촉되는 태양광의 양에 영향을 미치는 것과 관련하여, 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 특정의 요구되는 위치로 이동하여, 요구되는 양의 태양광이 상기 용기(32)에 접촉하는 것을 허용할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 그들의 완전히 폐쇄된 위치로 이동하여, 태양광(72)이 상기 용기(32)에 접촉하는 것을 방지할 수 있거나(도 90 참조), 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 그들의 완전히 개방된 위치로 이동하여 태양광(72)의 양이 상기 용기(32)에 접촉하는 것을 방해하지 않을 수 있거나(즉, 전체량의 태양광이 상기 용기(32)에 접촉하는 것을 허용할 수 있거나)(도 91 참조), 또는 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 상기 완전히 폐쇄된 그리고 완전히 개방된 위치들 사이의 특정의 위치들로 이동하여, 요구되는 양의 태양광이 상기 용기(32)에 접촉하는 것을 허용할 수 있다(도 92 및 도 93 참조).
상기한 바와 같이, 상기 ECD(428)의 내부 표면(464)은 태양광(72)을 반사시킬 수 있는 반사성 재료로 제조된다. 상기 내부 표면(464)의 반사 가능성은 태양광(72)이 상기 용기(32)에 접촉하는 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 용기(32)를 향하여 방사되는 태양광(72)은, 상기 용기(32) 및 그 내부의 조류에 접촉할 수 있거나, 조류에 접촉하지 않고 용기(32)를 관통하여 통과하거나, 또는 용기(32) 및 조류 모두를 놓칠 수 있다. 후자의 두 개의 시나리오들에 대해, 상기 ECD(428)은 조류에 접촉하지 않는 태양광을 조류와 접촉하도록 반사시키는 것을 도울 수 있다.
도 92 및 도 93을 참조하면, 상기 조류와 접촉하도록 태양광(72)이 반사될 수 있는 두 개의 예시적인 반사 경로들(472)을 도시한다. 이들 도시한 예시적인 반사 경로들(472)은, 상기 ECD(428)의 내부 표면(464)에 의해 태양광(72)이 반사될 수 있는 많은 경로들 중 단지 두 개의 경로만이다. 이들 반사 경로들(472)은 단지 도시 목적을 위한 것이며 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 많은 다른 반사 경로들(472)도 본 발명의 의도된 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려될 수 있다. 도시한 예시적인 반사 경로들(472)를 참조하면, 태양광(72)은 경로들 중의 제 1 부분들(472A)에 의해 나타낸 바와 같이 용기들(32) 내의 조류에 접촉되지 않고 용기들(32)을 관통하여 통과할 수 있고 그리고나서 ECD(428)의 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)의 내부 표면들(464)에 접촉할 수 있다. 상기 내부 표면들(464)은 경로들 중의 제 2 부분들(472B)에 의해 나타낸 바와 같이 제 2 방향으로 태양광(72)을 반사시킨다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 경로들 중의 상기 제 2 부분들(472B)은 용기들(32)을 관통한다. 특정의 태양광(72)은 용기들(32) 내의 조류와 접촉할 것이고, 특정의 태양광(72)은 조류에 접촉하지 않고 용기들(32)을 다시 통과할 것이다. 용기들(32)을 통과하는 태양광(72)은 다른 부재들(436 및 440)의 내부 표면들(464)에 계합될 것이며 경로들 중의 제 3 부분들(472C)에 의해 나타낸 바와 같이 용기들(32)을 향하여 다시 반사된다. 반사된 태양광(72)은 다시 용기들(32)을 관통하고, 특정의 태양광(72)은 용기들(32) 내의 조류에 접촉할 것이며 특정의 태양광(72)은 다시 또 조류에 접촉하지 않고 용기들(32)을 통과할 것이다. 용기들(32)을 통과한 이러한 태양광(72)은 태양광(72)에 의해 최초 계합되었던 상기 부재들(436 및 440)의 내부 표면들(464)에 계합되고 경로들 중의 제 4 부분들(472D)에 의해 나타낸 바와 같이 용기들(32)을 관통하여 다시 반사된다. 특정의 이 태양광(72)은 상기 용기들(32) 내의 조류에 접촉하고, 특정의 태양광(72)은 여전히 조류에 접촉하지 않고 통과한다. 태양광 반사는, 태양광(72)이 조류에 접촉할 때까지 또는 태양광(72)이 용기들(72) 및 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)의 내부 표면들(464)로부터 반사될 때까지, 계속된다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)의 반사성 내부 표면들(464)은 태양광(72)이 용기(32) 내의 조류와 접촉하여 광합성을 촉진시키는 부가적인 기회들을 제공한다. ECD(428)의 반사 성능이 없이는, 용기들(32)을 관통하여 통과하는 또는 용기들(32)을 지나치는 태양광(72)은 용기(32) 내의 조류에 접촉할 다른 기회를 갖지 못한다.
도 94를 참조하면, 상기 ECD(428)은 용기(32) 내의 온도를 최적화하고 하루동안 용기(32) 및 조류에 접촉하는 태양광(72)의 양을 최적화하기 위해 사용될 수 있다. 상기 ECD(482)의 도면들은 하루의 서로 다른 시간들동안 상기 ECD(428)에 의해 점유되는 예시적인 위치들을 나타낸다. 도 94는 또한 하루를 통한 태양의 경로를 개략적으로 나타낸다. 도 94에 도시한 ECD(428)의 방위들은 단지 도시 목적을 위한 것이며 본 발명의 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 도 94에 도시한 ECD(428)의 방위들은 ECD(428)가 점유할 수 있는 많은 방위들 중의 일부를 예시한 것이다. 많은 다른 방위들도 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려될 수 있다.
상기 ECD(428)의 최상부 도면은, 용기(32)를 단열하기 위해 그리고 용기(32) 내의 요구되는 온도를 유지하기 위해 야간 동안 또는 차가운 날씨 동안 점유될 수 있는 예시적인 방위에 있는 ECD(428)를 나타낸다. 최상부로부터 두번째 도면은 아침동안 점유될 수 있는 예시적인 방위에 있는 ECD(428)를 나타낸다. 아침에, 태양은 일반적으로 용기(32)의 일측에 위치되고, 상기 부재들 중 태양을 향하는 측에 있는 하나의 부재(도시한 바와 같은 제 1 부재(436))는 개방되어 태양광(72)이 용기(32)에 접촉하도록 하는 것이 바람직하고 태양의 반대측에 있는 다른 하나의 부재(도시한 바와 같이 제 2 부재(440))는 폐쇄되어 상기한 바와 같은 반사 성능을 제공하는 것이 바람직하다. 최상부로부터 세번째 도면은 낮동안 또는 하루의 중간에 해당하는 시간 동안 점유될 수 있는 예시적인 방위에 있는 ECD(428)를 나타낸다. 하루의 중간에 해당하는 시간 동안, 태양은 하늘에서 높고 용기(32)의 직 상부에(또는 도 58에 도시한 바와 같이 전방에) 위치된다. 태양이 그러한 위치에 있는 상태에서는, 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440) 모두가 개방되어 최대량의 태양광(72)이 상기 용기(32)에 접촉하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 또한 태양광(72)을 용기(32)를 향하여 반사시키기 위해 상기한 바와 같은 반사 성능을 제공할 수도 있다. 최상부로부터 네번째 도면은 오후동안 점유될 수 있는 예시적인 방위에 있는 ECD(428)를 나타낸다. 오후에는, 태양은 일반적으로 용기(32)의 (아침 태양과 반대되는) 일측에 위치되며, 상기 부재들 중 태양을 향하는 측에 있는 하나의 부재(도시한 바와 같은 제 2 부재(440))는 개방되어 태양광(72)이 용기(32)에 접촉하도록 하는 것이 바람직하고 태양의 반대측에 있는 다른 하나의 부재(도시한 바와 같이 제 1 부재(436))는 폐쇄되어 상기한 바와 같은 반사 성능을 제공하는 것이 바람직하다. 최하부 도면은 야간 동안 또는 차가운 날씨 동안 점유되는 예시적인 방위에 있는 ECD(428)를 다시 나타낸다. 상기한 바와 같이, 도 94에 도시한 ECD(428)의 방위들은 하루동안 점유될 수 있는 예시적인 방위들만을 나타낸 것이다. 상기 ECD(428)는, 예컨대, 용기(32)를 둘러싸는 환경 조건들, 용기(32) 내의 조류의 종류, 용기(32)의 요구되는 성능 등과 같은, 다양한 이유들로 하루를 통한 다양한 시간들동안 서로 다른 방위들을 점유할 수 있다.
도 85 및 도 90 내지 도 94에 예시된 ECD(428)는 용기(32)의 크기와 밀접하게 부합하도록 크기가 정해지는 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)을 포함한다. 특히, 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)의 내부 표면과 용기 하우징(76)의 외부 표면(196) 사이에는 오직 작은 간극만이 존재한다. 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)의 예시된 크기는 예시를 위한 것이고, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)은 용기(32)의 크기에 대해 상대적인 임의의 크기를 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 도 95는 도 90 내지 도 93에 예시된 용기(32)와 유사한 크기를 갖는 용기(32)를 도시하고, 도 90 내지 도 93에 예시된 것들보다 실질적으로 더 큰 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)을 도시한다. 보다 큰 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)은 도 90 내지 도 93에 도시된 제 1 및 제 2 부재들과 유사한 방식들로 동작할 수 있지만, 보다 큰 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)은 용기(32)를 향해 보다 많은 양의 태양광을 반사시키기 위한 보다 큰 반사 면적을 제공하도록 개방될 수 있다.
도 85 및 도 90 내지 도 94에 예시된 ECD(428)는 또한 용기(32)의 형상과유사한 형상을 갖는 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)을 포함한다. 특히, 용기(32)는 실질적으로 원통형인 형상을 가지며, 수평방향 단면이 원형이고, 제 1 및 제 2 부재들(436,440)은, 폐쇄될 때 용기(32) 주위에서 실질적으로 원형인 수평방향 단면을 형성한다. 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)은 용기(32)와는 상이한 수평 방향 단면 형상을 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 용기(32)는 원형의 수평방향 단면 형상을 가질 수 있고, 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)은, 예를 들어 임의의 다각형 형상 또는 임의의 궁형 둘레 형상과 같은 비원형 단면 형상을 가질 수 있다. 또한, 용기(32)는 임의의 다각형 또는 임의의 궁형 둘레 형상을 가질 수 있고, 제 1 및 제 2 부재들(436, 440)은, 그들이 서로 상이한 형상들인 한, 임의의 다각형 또는 임의의 궁형 둘레 형상을 가질 수 있다.
상기 ECD(428)가 도시한 예시적인 조개-껍데기 형상과는 다른 형상들을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예컨대, 상기 ECD(428)는 다수의 반원형 부재들(476)을 포함할 수 있다. 상기 다수의 반원형 부재들(476)은 함께 상기 용기(32)를 동심적으로 둘러싸고, 동 부재들(476)이 그들의 개방 위치들로 이동되었을 때(도 96 내지 도 99 참조) 서로 중첩 또는 포개지도록, 상기 용기(32) 둘레에서 슬라이딩가능하다. 도시한 예에서, 제 1 및 제 2 부재들(476A 및 476B)은 서로에 관하여 그리고 상기 용기(32)에 관하여 상대적으로 이동하여 요구되는 바에 따라 상기 용기(32)를 노출시킨다. 제 3 부재(476C)는, 전형적으로 태양의 위치에 대향하는 용기(32)의 측면 상에서, 용기(32)의 후방에 배설되고, 고정적이거나 이동가능할 수 있다.
도 100 및 도 101을 참조하면, 상기 ECD(428)는 인공 발광 시스템(37)을 포함할 수 있다. 상기하고 도시한 용기, 인공 발광 시스템들 및 ECD와 도 100 및 도 101에 도시한 용기, 인공 발광 시스템들 및 ECD 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 도면부호들에 의해 나타내어 진다.
도시한 예시적인 실시예에서, 상기 인공 발광 시스템(37)은 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)(단지 하나의 부재만을 도시함)의 내부 표면(464)에 결합되는 LED들의 어레이로 구성되는 광원(41)을 포함한다. 대안으로, 예를 들어 형광등, 백열등, 고압 소듐, 금속 할로겐화, 양자점들, 광섬유들, 전자발광물, 섬광등 타입 조명들, 레이저 등과 같은 다른 유형들의 광원들(41)이 부재들(436, 440)의 내부 표면에 연결될 수 있다. 상기 LED들(41)은 전기 동력 공급원 및 컨트롤러(40)에 전기적으로 연결된다. 상기 LED들(41)은 작동하여, 상기 용기(32) 및 조류에 광을 방출시키기 위해, 본 명세서에 기재된 다른 인공 발광 시스템들(37)과 동일한 방식으로 제어될 수 있다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 LED들(41)은, 동 LED(41)들이 내부 표면(464)과 동일 면 상에 위치되도록 상기 내부 표면(464) 내에 매립될 수 있다. 그러한 실시예들에 있어서, 상기 내부 표면(464)은, LED들(41)을 수납하고 동 LED들(41)을 상기 내부 표면(464)과 동일 면상에 위치시키기 위해 요구되는 LED 어레이 형성부에 대응하는 천공부들을 갖도록 스탬핑될 수 있다.
도 102 및 도 103을 참조하면, 상기 ECD(428)는 인공 발광 시스템(37)의 대안적인 실시예를 포함한다. 상기하고 도시한 용기, 인공 발광 시스템들 및 ECD와 도 102 및 도 103에 도시한 용기, 인공 발광 시스템들 및 ECD 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 도면부호들에 의해 나타내어진다.
이러한 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 인공 발광 시스템(37)은 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)(단지 하나의 부재만을 도시함)의 내부 표면(464)에 매립되는 다수의 섬유 광학적인 광 채널들로 구성되는 광원(41)을 포함한다. 상기 섬유 광학적인 광 채널들(41)은 LED들 또는 다른 발광 소자들을 포함하는 다양한 방식들로 광을 수납할 수 있거나 또는 태양광(72)을 수납하고 수집된 태양광(72)을 섬유 광학 케이블들을 경유하여 상기 광 채널들(41)로 전달하도록 배향되는 태양광 수집 장치로부터 광을 수납할 수 있다. 상기 광 채널들(41)은 요구되는 바에 따라 상기 컨트롤러(40)에 의해 제어될 수 있다.
도 104 및 도 105를 참조하면, 용기(32)의 다른 하나의 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 도시한 예시적인 실시예에서, 하우징(76)은 실질적인 양의 광이 하우징(76)을 통과하는 것을 허용하지 않는 불투명 재료로 제조된다. 상기 하우징(76)은, 예컨대, 금속, 불투명 플래스틱들, 콘크리트, 섬유유리, 라이닝된 구조물들 등과 같은 다양한 서로 다른 재료들로 제조될 수 있다. 상기 용기(32)는 또한 동 용기(32)를 열적으로 단열하기 위해 하우징(76)을 둘러싸는 단열 층(700) 및 상기 단열 층(700)을 보호하기 위해 상기 단열 층(700)의 외부에 위치되면서 동 단열 층(700)을 둘러싸는 외부 층(704)를 포함한다. 상기 단열 층(700)은, 예컨대, 플래스틱, 섬유유리, 로크 울(rock wool), 폐쇄된 그리고 개방된 셀형 폴리스티렌, 폴리우레탄 발포체, 셀룰로스 섬유 등과 같은, 다양한 재료들로 구성될 수 있고, 상기 외부 층(704)은, 예컨대, 플래스틱, 섬유유리, 금속, 페인트, 밀봉제 등과 같은 다양한 서로 다른 재료들로 구성될 수 있다. 상기 단열 층(700) 및 상기 외부 층(704) 중의 하나 이상이 불투명 재료로 구성되는 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 용기(32)의 하우징(76)은 반투명 또는 투명할 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 104 및 도 105를 참조하면, 상기 용기(32)는 또한 동 용기(32) 내부의 조류를 배양하기 위한 목적으로 광을 동 용기(32)의 외부로부터 동 용기(32)의 내부로 투과시키기 위한 다수의 발광 소자들(708)을 포함한다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 발광 소자들(708)을 구성하는 재료는, 광이 상기 발광 소자들(708)을 통과함에 따라 상기 발광 소자들(708)에서 발생하는 열 형성을 감소시키거나 제한하기 위해 상기 발광 소자들(708)에 인가되거나 발광 소자 재료의 조성에 포함되는 적외선 억제제 또는 적외선 필터를 포함할 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 발광 소자들(708)은 상기 하우징(76), 상기 단열 층(700) 및 상기 외부 층(704)에 마련되는 구멍들에 위치된다. 각 발광 소자(708)는 그 단부에서 하우징(76)의 내부 표면(196) 및 외부 층(704)의 외부 표면(712)과 동일 면 상에 위치된다. 상기 발광 소자들(708)은 용기(32) 내의 물이 상기 구멍들 내로 누설되는 것을 방지하기 위해 기밀 및 수밀적인 방식으로 상기 구멍들 내에서 밀봉된다. 다른 예시적인 실시예들에서, 발광 소자들(708)은 하우징(76)의 외부 표면에 인접하게 배치될 수 있고, 투명하거나 반투명한 하우징(76)을 통해 광을 방사시킬 수 있다. 이러한 대안적인 실시예들에서, 홀들은 발광 소자들(708)을 수용하기 위해 하우징(76)에 드릴링될 필요가 없다. 상기 발광 소자들(708)은, 용기(32)의 외부로부터 광을 수납하고 수집된 광을 용기(32) 내의 조류를 배양할 목적으로 용기(32)의 내부를 향하여 전달하기 위해, 예컨대, 유리 섬유, 섬유 광학체, 아크릴과 같은 플래스틱과 같은, 다양한 광 전달 재료들로 제조될 수 있다. 또한, 상기 발광 소자들(708)은 태양광에 의해 노출 또는 용기(32)의 내부 또는 외부에 배설되는 액체들에의 노출에 의해 열화되거나 부정적인 영향을 받지 않는 재료들로 제조될 수 있다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 발광 소자들(708)은 태양으로부터 자연 광을 수납하도록 적합화된다. 또한, 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 외부 층(704)에 근접한 상기 발광 소자들(708)의 단부(즉, 외측 단부)는 상기 외부 층(704)의 내부 표면(712)와 동일한 면상에 위치된다.
도 106을 참조하면, 상기 발광 소자들(708) 각각의 외측 단부는 상기 외부 층(704)의 외부 표면(712)을 지나 연장할 수 있다. 그러한 실시예들에 있어서, 상기 발광 소자들(708)의 외측 단부는 상기 외측 단부를 태양과 최적으로 정렬시키기 위해 태양을 향하여 각도를 이룰 수 있다.
용기들(32)이 상기하고 도 104 내지 도 106에 도시한 방식으로 구성되는 상태에서, 상기 용기들(32)은 덜 비싸고, 더욱 큰 내성을 가지며 열적인 그리고 환경적인 조건들에 더욱 잘 저항하는 재료들로 제조될 수 있다. 이들 용기들(32)은, 열적인 그리고 환경적인 조건들로부터의 보호를 제공하기 위해 상기 용기들(32)을 둘러싸는 이차적인 구조물을 제공하여야 할 필요를 제거할 수 있다. 발광 소자들(708)의 통합은, 용기들(32)이 도 104내지 도 106과 관련하여 상기한 방식으로 구성되었을 때, 용기들(32) 내로의 광 투과를 조장한다.
도 107를 참조하면, 용기(32)의 다른 하나의 대안적이고 예시적인 실시예를 도시한다. 도 107에 도시한 용기(32)는 도 104 내지 도 106에 도시한 용기들(32)과 유사한 요소들을 가질 수 있으며, 그러한 유사한 요소들은 유사한 도면부호들에 의해 나타내어 진다. 도 107에 있어서, 인공 발광 시스템(37)은 용기(32)의 외부에 배설되고 상기 용기(32)를 향하여 광을 방출한다. 도시한 예시적인 실시예에서, 상기 인공 발광 시스템(37)은 상기 용기(32)의 주변부를 완전히 둘러 싼다. 다른 예시적인 실시예들에서, 상기 인공 발광 시스템(37)은 상기 용기(32)의 주변부를 완전히 둘러싸지 않을 수도 있다. 또 다른 예시적인 실시예들에서, 다수의 인공 발광 시스템들(37)이 상기 용기(32) 둘레의 다양한 위치들에 배설될 수 있다. 어떠한 실시예이건 간에, 상기 인공 발광 시스템(37)은 상기 발광 소자들(708)에 광을 제공하기 위해 사용되고, 상기 발광 소자들(708)은 광을 수납하여 용기(32)의 내부를 향하여 투과시킨다. 상기 인공 발광 시스템(37)은 용기(32)에 제공되는 광의 독단적인 공급원일 수 있거나 또는 용기(32)의 채광 요구를 만족시키기 위해 자연 광과 함께 사용될 수 있다.
상기 조류 배양 시스템(20)의 구조를 설명하였고, 상기 시스템(20)의 작동을 이하에 설명하기로 한다. 상기 조류 배양 시스템(20)의 작동에 관한 이하의 설명은 동 시스템(20)을 작동시키기 위한 다양한 가능한 방식들 중 예를 예시하는 것일 뿐이다. 이하의 설명은 상기 조류 배양 시스템(20) 및 작동 방식들을 제한하도록 의도되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이산화탄소가 하나 또는 그보다 많은 다양한 서로 다른 이산화탄소 공급원들(44)로부터 수확된다. 제조 또는 산업 프로세스의 부산물로서 생산되는 배출물들로부터 이산화탄소를 수확하는 것은 환경으로 배출되는 이산화탄소의 양을 감소시키는 것이므로 환경을 위해 특히 유익하다. 이산화탄소는 또한 도시하지는 않았지만 N 번째 블록으로 일반적으로 나타낸 다양한 서로 다른 공급원들에 의해 제공될 수도 있다. 결과적으로 얻어지는 이산화탄소는 이산화탄소 공급원 또는 이산화탄소 공급원들로부터, 예컨대 이산화탄소 냉각 시스템들 및 유독 가스 및 화합물 스크러빙 시스템들과 같은 가스 처리용 구성요소들 및 상기 가스 관리 시스템(24)의 파이프들(48)의 네트◎을 경유하여, 용기들(32)로 반송된다. 이산화탄소가 상기 용기들(32)로 반송되기 전에, 상기 용기들(32)은 충분한 레벨의 물 및 초기 량의 조류(또한 식종 조류로서 알려짐)로 채워져야 한다. 상기 물은 상기 액체 관리 시스템(28)의 물 유입 파이프들(56)을 경유하여 상기 용기들(32)로 제공되고, 상기 조류는 다양한 방식들로 상기 용기들(32) 내로 도입될 수 있다. 만약 상기 용기들(32)이 새로운 용기들인 경우(즉, 동 용기들에서 어떠한 이전의 조류 경작도 없었거나 동 용기들에 존재하는 조류가 완전히 제거된 경우), 조류는 상기 액체 관리 시스템(28) 내로 도입되어 물 공급과 함께 상기 용기들(32)로 반송될 수 있다. 대안적으로, 만약 상기 용기들(32)이 조류 배양을 위해 이전에 사용되었었다면, 조루는 이전의 배양 과정으로부터 용기들(32) 내에 이미 존재할 수 있다. 그러한 예들에 있어서, 단지 물만이 용기들(32)로 공급되는 것이 필요하다. 용기들(32)에 물 및 조류가 충분히 공급된 후에, 이산화탄소가 상기 가스 관리 시스템(24)을 경유하여 상기 용기들(32)로 공급된다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 가스 및 액체 관리 시스템들(24 및 28)은 상기 컨트롤러(40)에 전자적으로 결합되어 제어된다.
상기 조류 배양 시스템(20)에서 사용되는 배양기(110)는 다양한 이유들로 생산적인 조류 배양을 촉진시킨다. 첫번째로, 상기 배양기(110)는 조류 배양을 위해 적당한 재료로 구성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 배양기(110)는 조류의 성장을 저해하거나 조류를 죽이는 재료로 구성되지 않는다. 두번째로, 상기 배양기(110)는 조류가 부착할 수 있는 그리고 조류가 그 성장 중 안착할 수 있는 재료로 구성된다. 세번째로, 상기 배양기(110)는 조류가 성장할 수 있는 큰 양의 조밀한 표면 영역을 제공한다. 상기 큰 양의 유효 배양기 표면 영역은 조류가 물에 부유하기 보다는 상기 배양기(110) 상에서 성장하는 것을 부추기며, 그에 의해, 큰 양의 조류가 상기 배양기(110) 상에서 지지되고 단지 적은 양의 조류가 물 내에서 부유하도록 하는 데에 기여한다. 다시 말하면, 용기(32) 내에 존재하는 전체 량의 조류 중의 높은 농도가 물 속에서 부유하기 보다는 배양기(110) 상에서 지지된다. 물 속에서 부유하는 상기 적은 양의 조류는 하우징(76) 내로의 태양광(72)의 통과를 현저히 억제하지는 않으며, 그에 의해, 상기 용기(32) 내에서 발생하는 광합성의 효율을 향상시킨다. 네번째로, 상기 하우징(76)의 상기 공동(84) 내의 커다란 양의 배양기(110)는 하우징(76)의 정부로의 이산화탄소의 상승을 억제하고 늦추는 작용을 하고, 그에 의해, 이산화탄소가 배양기(110) 상에서 지지되는 조류에 근접하여 물 속에서 체류하는 시간의 양을 증가시킨다. 이산화탄소가 조류에 근접하여 체류하는 시간을 증가시킴으로써, 조류에 의한 이산화탄소의 흡수가 증가하며 조류의 성장 속도가 빨라진다. 다섯번째로, 상기 배양기(110)는, 용기들(32)로부터 조류 및 물을 추출하기 전에 그리고 추출하는 동안(차후에 상세히 설명함), 동 배양기(110) 상에서 지지되는 조류에 대한 보호를 제공한다. 상기 배양기(110)의 다양한 이점들을 본 명세서에서 설명하였지만, 이러한 열거는 전체적인 것이 아니며 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 상기 배양기(110)는 조류 배양에 다른 이점들을 제공할 수도 있다.
계속해서 도 1 및 도 2를 참조하고 도 3을 부가적으로 참조하면, 프레임들(108)이 용기들(32) 내에서 그들의 각각의 하우징들(76)에 관하여 상대적으로 회전가능하다. 도시한 예시적인 실시예에서, 단일의 모터(224)가 다중 프레임들(108)에 결합되어 동 다중 프레임들(108)을 그들의 각각의 하우징들(76)에 관하여 상대적으로 회전시킨다. 대안적으로, 별도의 모터(224)가 사용되어 각 프레임(108)을 국동시키기 위해 사용될 수 있고, 특정의 개수의 모터들(224)이 특정 개수의 프레임들(108)을 구동하기 위해 사용될 수 있다. 모터들(224)의 개수 또는 모터(들)(224)가 프레임들(108)을 구동하는 방식에 관계없이, 상기 모터(들)(224)는 전체적으로 상기 컨트롤러(40)에 전자적으로 결합되어 동 컨트롤러(40)에 의해 제어됨으로써 상기 모터(들)(224)를 작동시키고 정지시킬 수 있다. 이하의 설명에서, 단지 하나의 모터(224) 만이 언급될 것이다. 상기한 바와 같이, 상기 모터(224)는 상기 구동 기구의 일부이며, 상기 구동 기구는 또한 상기 모터(224)와 상기 샤프트들(120)의 단부들에 연결되는 기어들(220) 사이에 결합되는 벨트 또는 체인(228)을 포함한다. 상기 프레임들(108)의 회전이 요구되는 경우, 상기 컨트롤러(40)는 상기 모터(224)를 작동시켜 상기 벨트(228), 기어들(220) 및 샤프트들(120)을 구동하고, 그에 의해, 상기 프레임들(108) 및 동 프레임들(108)에 부착되는 배양기들(110)을 상기 하우징들(76)에 관하여 상대적으로 회전시킨다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 프레임들(108)은 단일 방향으로 회전될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 프레임들(108)은 양 방향들로 회전될 수 있다.
프레임들(108) 및 배양기들(110)의 회전은 몇가지 이유들로 바람직하다. 첫번째로, 상기 프레임들(108) 및 배양기들(110)은 동 배양기들(110) 상에서 지지되는 조류를 요구되는 바에 따라 태양광(72) 및/또는 상기 인공 발광 시스템(37)에 노출시키기 위해 회전된다. 이러한 방식으로의 프레임들(108)의 회전은 모든 배양기들(110) 및 모든 조류를 광(37 및 72)에, 대체로 비례하는 방식으로 또는 조류 배양을 위해 가장 효율적인 방식으로, 노출시킨다. 부가하여, 상기 방식으로의 프레임들(108)의 회전은 상기 배양기들(110) 및 조류를 광(37 및 72)으로부터 용기들(32)의 그늘진 또는 어두운 부분으로 이동시키고, 그에 의해, 광합성 과정을 촉진하기 위해 필요한 암상(dark phase)을 제공한다. 상기 프레임들(108) 및 배양기들(110)은 다양한 방법들 및 속도들로 회전될 수 있다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 프레임들(108)의 회전은, 회전이 요구되는 시간 증분들 및 요구되는 거리 증분들로 개시되거나 정지되도록, 증분적일 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 프레임들(108)은, 동 프레임들(108)이 조류 배양 과정 중 항상 회전하도록, 연속적이고 비중단적인 방식으로 회전한다. 그러므로, 상기 배양기들(110)의 최외측 가닥들은 상기 하우징들(76)의 내부 표면들(196)을 연속적으로 와이핑한다. 상기한 실시예들 중의 어느 것에 있어서도, 상기 프레임들(108)의 회전은, 상기 배양기들(110) 상에서 지지되는 조류가 배양기들(110)로부터 이탈되지 않도록, 비교적 천천히 이루어진다.
상기한 바와 같은 프레임들(108)의 회전은 또한 상기 조류 배양 시스템(20)에 다른 이점을 제공한다. 상부 및 하부 연결판들(112 및 116)에 마련되는 리세스들(132) 사이에서 연장하는 배양기들(110)의 최외측 가닥들은 상기 하우징들(76)의 외부 표면(196)에 접촉한다. 상기 프레임들(108)이 회전함에 따라, 상기 최외측 배양기 가닥들(110)은 하우징(76)의 내부 표면들(196)을 와이핑하고 동 내부 표면(196)에 부착된 조류를 제거한다. 하우징들(76)의 내부 표면들(196)에 부착된 조류는 하우징들(76)을 통과하여 공동들(84)로 들어가는 빛(37 및 72)의 양을 현전히 감소시키고, 그에 의해, 광합성 및 조류 성장에 부정적인 영향을 미친다. 따라서, 상기 내부 표면들(196)의 와이핑은 조류 배양의 요구되는 레벨들을 유지하기 위해 하우징들(76)을 관통한 상기 공동들(84) 내로의 광(37 및 72)의 통과를 개선한다. 예컨대, 조류 배양중, 상기 프레임들(108)은 매 몇 시간마다 약 360˚ 일회전 내지 1 분보다 작은 시간 내에 약 360˚ 일회전 사이의 범위 내의 속도로 회전될 수 있다. 이들 예시적인 회전들은 단지 도시 목적만을 위한 것을 뿐 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다. 상기 프레임들(108)은 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 다양한 다른 속도들로 회전될 수 있다.
상기한 바와 같은 프레임들(108)의 회전은 조류 배양 시스템(20)에 또 다른 하나의 이점을 제공한다. 프레임들(108)의 회전은 물 내에서 배양기들(110) 또는 조류에 붙은 산소 기포들이 이탈되어 용기들(32)의 정부를 향해 상승하도록 한다. 상기 산소는 그리고나서 상기 가스 배출 파이프들(52)을 경유하여 상기 용기들(32)로부터 외부로 배출될 수 있다. 용기들(32) 내의 높은 산소 레벨들은 조류의 광합성 과정을 억제할 수 있으며, 그에 의해, 시스템(20)의 생산성을 감소시킨다. 상기한 제 1 방식으로의 상기 프레임들(108)의 회전은 배양기들(110) 및 조류로부터 산소를 이탈시키기에 충분하다. 대안적으로, 상기 프레임들(108)은 산소를 제거하기 위해 빠르게 흔들리거나, 단계적으로 회전되거나 또는 빠르게 회전될 수 있다.
상기 가스 배출 파이프들(52)을 경유하여 배출되는 산소는 판매 또는 다른 용도들에의 사용을 위해 수집될 수 있다. 수집된 산소가 높은 산소 레벨을 갖고 예컨대 이산화탄소, 질소 등과 같은 다른 성분들의 낮은 레벨을 갖는 것이 바람직하다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 시스템(20)은 산소 레벨을 최적화하며 다른 성분들의 레벨을 최소화하기 위해 제어될 수 있다. 산소 레벨들을 최적화하기 위한 그러한 실시예들의 하나의 예는, 용기들(32) 내로의 이산화탄소의 도입을 차단하고, 적당한 시간이 흐르도록 하며, 상기 적당한 시간이 흐른 후에 산소를 이탈시키기 위해 요구되는 방식으로 상기 프레임들(108)을 회전시키고, 상기 가스 배출 파이프들(52)(또는 다른 배출 밸브/파이프 등)을 개방시키며, 산소를 상기 가스 배출 파이프들(52)을 통하여 배출시키고, 배출된 산소를 저장 용기로 라우팅시키거나 다른 처리를 위해 하류방향으로 라우팅시키는 것을 포함한다. 그러한 예에 있어서, 상기 시스템(20)은, 이산화탄소의 도입을 선택적으로 제어하기 위해 이산화탄소를 도입시키는 구성요소(들)과 연통되는 밸브 또는 솔레노이드, 상기 용기들(32)로부터 산소의 배출을 선택적으로 제어하기 위해 상기 가스 배출 파이프들(52)과 연통되는 밸브 또는 솔레노이드, 및 상기 배출된 산소를 용기들(32)로부터 저장 용기로 이동시키고 및/또는 다른 처리를 위해 하류방향으로 이동시키기 위한 송풍기 또는 다른 이동 장치를 포함할 수 있다. 상기 조류 배양 주기는, 상기 가스 배출 파이프들(52)을 폐쇄시키고 이산화탄소를 상기 용기들(32) 내로 도입시킴으로써, 계속된다.
상기 프레임들(108)은 다른 하나의 목적을 위해 제 2의 방식으로 회전될 수도 있다. 특히, 상기 프레임들(108)은, 상기 배양기들(110)로부터 상기 조류를 이탈시키기 위해 물 및 조류를 상기 용기들(32)로부터 제거하기 전에 회전된다. 조류가 상기 용기들(32)로부터 제거되어 연료 생성을 위해 수확될 수 있도록, 상기 조류를 상기 배양기들(110)로부터 제거하는 것이 바람직하다. 상기 배양기들(110)로부터 상기 조류를 이탈시키기 위해 충분한 원심력이 발생되도록 상기 프레임들(108)의 회전은 비교적 빠르게 이루어지지만, 조류가 손상될 정도로 너무 빠르지는 않도록 이루어진다. 이러한 방식으로 상기 프레임들(108) 및 배양기들(110)이 회전되는 예시적인 속도는 초당 약 1 회전이다. 대안적으로, 상기 프레임들(108) 및 배양기들(110)은, 상기 조류가 요구되는 방식으로 배양기들(110)로부터 이탈되는 한, 다른 속도들로 회전될 수 있다. 상기 프레임(108) 및 배양기(110)의 회전 속도들은 용기(32) 내에서 성장하는 조류 종의 형태에 따를 수 있다. 예컨대, 상기 프레임(108) 및 배양기(110)는 제 1 조류 종에 대해 제 1 속도로 회전할 수 있으며 제 2 조류 종에 대해 제 2 속도로 회전할 수 있다. 다른 회전 속도들이 조류 종의 특성들에 기인하여 배양기(110)로부터 조류를 이탈시키기 위해 필요할 수 있다. 특정의 조류 종은 다른 조류 종들보다 더욱 강한 세기로 상기 배양기(110)에 들러붙거나 응착될 수 있다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 프레임들(108)의 회전은 배양기들(110)로부터 대부분의 조류를 이탈시키기 위해 제어될 수 있지만, 소량의 조류는 배양기(110) 상에 유지시켜 다음 배양 과정을 위한 식종 조류로서 작용하도록 한다. 그러한 실시예들에 있어서, 다음 배양 과정을 개시하기 전의 조류의 용기들(32) 내로의 도입은 요구되지 않는다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 프레임들(108)의 회전은 배양기(110)로부터 모든 조류를 이탈시키도록 제어된다. 그러한 실시예들에 있어서, 다음 배양 과정을 개시하기 전에, 조류가 용기들(32) 내로 도입되어야 한다. 조류는 상기 액체 관리 시스템(28)을 경유하여 물과 함께 용기들(32) 내로 도입될 수 있다.
상기한 바와 같이, 용기들(32)로부터 물 및 조류 조합체를 제거하기 전에 배양기(110)로부터 조류를 이탈시키는 것이 바람직하다. 그렇게 하기 위해, 상기 컨트롤러(40)는 모터(224)로 하여금 상기 프레임들(108)을 비교적 빠른 속도로 회전시키도록 구동 개시한다. 이러한 빠른 회전은 또한 상기 최외측 배양기 가닥들(110)을 하우징들(76)의 내부 표면들(196)에 대해 와이핑시켜서 상기 하우징들(76)의 내부 표면들(196) 상에 누적될 수 있는 특정의 조류를 떨어뜨린다. 실질적인 양의 조류가 이제 물 속에 배설되는 상태에서, 상기 물 및 조류 조합체는 상기 용기들(32)로부터 제거될 수 있다. 상기 컨트롤러(40)는 상기 액체 관리 시스템(28)과 통신하여 용기들(32)로부터 상기 물 배출구들(100)을 관통한 물 및 조류의 제거를 개시한다. 상기 액체 관리 시스템(28)의 펌프는 상기 물 및 조류 조합체를 다른 처리를 위해 하류방향으로 지향시킨다.
특정의 실시예들에서, 상기 조류 배양 시스템(20)은, 상기 배양기(110)의 상기 하우징들(76)의 내부 표면들(196)에 대한 와이핑을 유발하기 위해, 상기 하우징들(76)에 관하여 상기 배양기(110)를 상대적으로 이동시켜 하우징들(76)의 내부 표면들(196)로부터 특정의 누적된 조류를 제거하기 위한 초음파 장치를 포함한다. 상기 초음파 장치는 상기 컨트롤러(40)에 의해 제어되며 다수의 주파수 레벨들로 작동할 수 있다. 예컨대, 상기 초음파 장치는 비교적 낮은 주파수 및 비교적 높은 주파수에서 작동할 수 있다. 낮은 주파수에서의 상기 초음파 장치의 작동은 하우징들(76)의 내부 표면들(196)을 와이핑하기 위한 목적으로의 배양기(110)의 이동을 유발할 수 있지만, 배양기(110)로부터 조류를 이탈시키지 않도록 충분히 낮은 주파수에서 이루어진다. 높은 주파수에서의 상기 초음파 장치의 작동은, 용기들(32)로부터의 물 및 조류의 제거 전에 배양기(110)로부터 조류를 이탈시키기 위한 목적으로, 배양기(110)의 현저한 또는 더욱 난류적인 이동을 유발할 수 있다. 그러나, 상기 높은 주파수에서의 상기 초음파 장치의 작동은 상기 조류를 손상시키지 않는다. 예컨대, 상기 초음파 장치는 약 40 KHz 내지 약 72 KHz 사이 범위의 낮은 주파수에서 작동할 수 있으며 약 104 KHz 내지 약 400 KHz 사이 범위의 높은 주파수에서 작동할 수도 있다. 이들 주파수 범위들은 단지 예시적인 범위들일 뿐이며 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다. 그러므로, 상기 초음파 장치는 다양한 다른 주파수들에서 작동할 수 있다. 상기 조류 배양 시스템(20)은 모든 용기들(32) 내에서 배양기들(110)을 이동시키기 위한 단일의 초음파 장치를 포함할 수 있거나, 용기들(32)의 각각을 위한 별도의 초음파 장치를 포함할 수 있거나, 또는 특정 개수의 용기들(32) 내의 배양기들(110)을 이동시키기 위한 특정의 개수의 초음파 장치들을 포함할 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 조류 배양 시스템(20)은, 상기 용기들(32)의 내부 표면들(196)에 대한 상기 배양기(110)의 와이핑을 유발하기 위해 그리고 용기들(32)로부터의 물 및 조류의 제거를 위한 준비로서 배양기들(110)로부터 조류를 이탈시키기 위해, 상기 배양기들(110) 및/또는 프레임들(108)을 이동시킬 수 있는 다른 형태의 장치들을 포함한다. 예컨대, 상기 조류 배양 시스템(20)은 상기 프레임들(108) 및 배양기들(110)을 상부 및 하부를 향하는 선형적인 방식으로 이동시키는 선형 병진기를 포함할 수 있다. 그러한 예에 있어서, 상기 선형 병진기는 두 개 이상의 속도들로 작동된다. 상기 두 개 이상의 속도들은 느린 속도 및 빠른 속도를 포함한다. 상기 느린 속도에서, 상기 프레임들(108) 및 배양기들(110)은, 배양기(110)의 상기 내부 표면들(196)에 대한 와이핑을 유발하기는 하지만 배양기(110)로부터의 조류의 이탈을 유발하지는 않는 충분한 속도로, 병진되며, 상기 빠른 속도에서, 상기 프레임들(108) 및 배양기들(110)은, 배양기(110)에 대한 손상을 유발하지 않으면서 배양기(110)로부터 조류를 이탈시키기에 충분한 속도로 병진된다. 다른 하나의 예로서, 상기 조류 배양 시스템(20)은, 상기 프레임들(108) 및 배양기(110)를 진동시키는 진동 장치를 포함할 수 있다. 상기 진동 장치는 두 개 이상의 속도들로 작동되며, 이들 두 개 이상의 속도들은 느린 속도 및 빠른 속도를 포함한다. 상기 느린 속도에서, 상기 프레임들(108) 및 배양기들(110)은, 상기 내부 표면들(196)에 대한 와이핑을 유발하기는 하지만 배양기(110)로부터의 조류의 이탈을 유발하지는 않도록 충분히 진동되며, 상기 빠른 속도에서, 상기 프레임들(108) 및 배양기들(110)은, 배양기(110)로부터 조류를 이탈시키기 위해 충분히 진동된다. 상기 조류 배양 시스템(20)은 모든 용기들(32) 내에서 배양기들(110)을 이동시키기 위한 단일의 진동 장치를 포함할 수 있거나, 용기들(32)의 각각을 위한 별도의 진동 장치를 포함할 수 있거나, 또는 특정 개수의 용기들(32) 내의 배양기들(110)을 이동시키기 위한 특정의 개수의 진동 장치들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예들에 있어서, 상기 조류 배양 시스템(20)은, 상기 용기들(32)의 내부 표면들(196)에 대한 상기 배양기(110)의 와이핑을 유발하기 위해 그리고 상기 가스 관리 시스템(24)을 사용함으로써 용기들(32)로부터의 물 및 조류의 제거를 위한 준비로서 배양기들(110)로부터 조류를 이탈시키기 위해, 상기 배양기들(110) 및/또는 프레임들(108)을 이동시킬 수 있다. 그러한 실시예들에 있어서, 상기 가스 관리 시스템(24)은, 이산화탄소 및 동반하는 가스들을 세 개 이상의 방식들로 상기 용기들(32) 내로 방출시키기 위해, 상기 컨트롤러(40)에 의해 제어가능하다. 제 1 방식은 상기 용기들(32) 내로의 양 및 속도 모두에 있어서 비교적 낮은 가스 방출을 포함한다. 정상적인 조류 배양이 요구되는 시기 동안 이러한 제 1 방식으로 가스는 방출된다. 제 2 방식은 용기들(32) 내로의 가스의 절제된 방출을 포함한다. 배양기(110)의 상기 하우징들(76)의 내부 표면들(196)에 대한 와이핑을 유발하기는 하지만 배양기(110)로부터의 조류의 이탈을 유발하기 위해 배양기(110)의 충분한 이동이 요구되는 때, 가스는 상기 제 2 방식으로 방출된다. 제 3 방식은 용기들(32) 내로의 가스의 높은 정도의 난류성 방출을 포함한다. 배양기들(110)로부터 조류를 이탈시키기 위해 배양기들(110) 충분한 이동이 요구되는 때, 가스는 이러한 제 3 방식으로 방출된다.
도 81을 참조하여, 상기 세척 시스템(38)의 작동을 설명하기로 한다. 상기한 바와 같이, 상기 세척 시스템(38)은 상기 배양기들(110)로부터의 상기 조류의 제거를 돕는다. 상기 세척 시스템(38)은 용기(32)가 물로 가닥차거나 또는 물이 용기(32)로부터 배출될 때 작동될 수 있다. 요구될 경우, 상기 컨트롤러(40)는 상기 스프레이 노즐들(43)을 작동시켜 압축수를 상기 노즐들(43)로부터 상기 용기(32) 내로 스프레이한다. 상기 스프레이 노즐들(43)은 물을 약 20 psi의 압력으로 스프레이하기 위해 작동될 수 있다. 대안적으로, 상기 스프레이 노즐들(43)은 물을 약 5 psi 및 약 35 psi 사이의 압력으로 스프레이할 수 있다. 상기 압축수는 상기 배양기(110) 상으로 스프레이되고 상기 배양기(110)로부터 조류를 제거한다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 프레임(108) 및 배양기(110)는, 상기 스프레이 노즐들(43)이 압축수를 스프레이하는 동안, 회전될 수 있다. 상기 프레임(108) 및 배양기(110)의 회전은 활성 시간에 용기(32) 내의 모든 배양기들(110)을 상기 스프레이 노즐들(43)의 전방으로 이동시켜 스프레이 노즐들(43)의 바로 전방에 있는 배양기(110) 만이 아닌 모든 배양기들(110)로부터 조류를 제거하기 위한 기회를 제공한다.
상기 세척 시스템(38)은, 예컨대, 침입 종 또는 다른 오염물이 상기 용기(32) 내로 혼입되는 경우 용기(32)의 내부를 세정하기 위해서와 같은, 다른 방식들로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 용기(32)는 그 내부에 있는 특정의 물 및 조류가 배출될 수 있고, 상기 세척 시스템(38)은 상기 용기(32)가 물로 채워질 때까지 상기 용기(32) 내로 물을 스프레이하기 위해 작동될 수 있으며, 용기(32) 내의 특정의 침입 종 또는 다른 오염물을 궁극적으로 죽이기 위해 수산화나트륨 또는 다른 물질을 이용함에 의해 물의 pH가 pH 스케일로 약 12 또는 13까지 상승하고, 용기(32) 내에 난류를 창출하고 용기(32)의 내부에 대한 와이핑을 위해 상기 프레임(108) 및 배양기(110)가 일방향 또는 양방향으로 회전되며, 그리고나서 용기(32)는 배수된다. 이들 단계들은 모든 침입 종 또는 오염물들이 박멸될 때까지 계속될 수 있다. 다음, 상기 세척 시스템(38)은, 용기(32)가 적당히 채워질 때까지 상기 용기(32) 내로 물을 도입시켜 상기 용기(32)를 씻어내고, 상기 프레임(108) 및 배양기(110)는 다시 회전되어 난류를 창출하고 용기(32)의 내부에 대한 와이핑을 수행하며, 물의 pH가 점검되고, 물은 배수된다. 물이 약 7의 pH에 도달할 때, 상기 용기(32)는 조류 배양을 위한 재사용 준비가 갖추어진다. 상기 용기(32)는 7의 pH를 달성하기 위해 여러번에 걸친 세정을 필요로 할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 배양되는 조류 종에 따라 다른 pH들이 바람직할 수 있다. 세척 시스템(38)의 본 예시적인 작동에 있어서, 상기 용기(32)는 동 용기(32) 또는 상기 시스템(20)의 다른 구성요소들의 분해를 필요로 하지 않으면서 세정되고, 그에 의해, 용기(32)가 오염된 경우 시간이 절약된다.
다른 예시적인 실시예들에서, 상기 세척 시스템(38)은 상기 다수의 스프레이 노즐들을 포함하지 않을 수 있으며, 대신 세척 및 세정 목적으로 물을 용기(32) 내로 도입시키기 위해 하나 또는 그보다 많은 물 유입구들을 포함할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 용기(32) 내에 이미 존재하는 상기 물 유입 파이프(56) 및 물 유입구(96)는 세척 및 세정 목적으로 물을 상기 용기(32) 내로 도입시키기 위해 사용될 수 있다.
조류를 배양기(110)로부터 이탈시키기 위해 사용되는 방식에 관계없이, 상기 조류 배양 시스템(20)은, 상기 조류를 이탈시킨 후에, 용기들(32)로부터 물 및 조류의 조합체를 제거하기 위해 준비된다. 제거를 위해, 상기 컨트롤러(40)는 상기 액체 관리 시스템(28)을 작동시켜 물 및 조류의 조합체를 물 배출구들(100)을 경유하여 상기 용기들(32)로부터 펌핑한다. 대안적으로, 물은 용기(32)의 바닥에 있는 개구부를 관통하여 배출될 수 있다. 상기 개구부(88) 및 상기 물 배출구들(100)의 어느 하나 또는 모두로부터, 상기 물 및 조류는 파이프들을 경유하여 하류방향으로 이송되어 바이오디젤과 같은 연료로 처리된다. 초기 처리 단계는 필터를 이용하여 물로부터 조류를 걸러내는 것을 포함할 수 있다. 부가적인 단계들은, 조류가 용기들(32)로부터 추출된 후에, 상기 조류를 정화시키고 침전시키는 것을 포함할 수 있다. 물 및 조류의 조합체가 용기들(32)로부터 제거된 후에, 상기 조류 배양 시스템(20)은 다른 배양을 위해 물을 다시 용기들(32) 내로 도입시킴으로써 다른 하나의 조류 배양 과정을 개시할 수 있다.
상기한 조류 배양 과정은 주기를 갖는 배양 과정으로서 인식될 수 있다. 주기를 갖는 이라는 용어는 용기들(32)을 물로 완전히 채우는 것, 용기들(32) 내에서 전체 배양 주기를 이행하는 것, 및 용기들(32)로부터 물을 완전히 또는 실질적으로 배출시키는 것에 의해 특정지워질 수 있다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 조류 배양 시스템(20)은, 예컨대, 연속적인 조류 배양 과정과 같은, 다른 형태의 과정들을 수행할 수 있다. 상기 연속적인 과정은 상기 주기를 갖는 조류 배양 과정과 많은 방식들에 있어서 유사하지만 이하에 설명하는 바와 같은 몇가지 차이점들을 갖는다. 연속 과정에 있어서, 상기 용기들(32)은 물 및 조류 조합체를 제거하기 위해 완전히 배수되지는 않는다. 대신, 물 및 조류의 일부분이 상기 용기들(32)로부터 연속적으로, 대체로 연속적으로, 또는 주기적으로 사이퍼닝된다(siphoned). 특정의 실시예들에 있어서, 상기 컨트롤러(40)는 상기 액체 관리 시스템(28)을 제어하여 충분한 양의 물을 유입구들(56)을 통하여 상기 용기들(32) 내로 부가함으로써 용기들(32) 내의 물 레벨이 용기들(32) 내의 배출구들(60)보다 높이 상승하도록 한다. 물 및 동 물 내에 포함되는 조류는 상기 배출구들(60)을 통하여 자연적으로 배출되며 처리를 위해 하류방향으로 이송된다. 상기 배출구들(60)을 통한 물 및 조류의 흘러넘침을 유발하기 위해 충분한 물을 도입시키는 것은 요구되는 증분들을 가지고 수행될 수 있거나 또는 연속적으로 수행될 수 있다(즉, 물 레벨은 항상 충분히 높게 되어 용기들(32) 내에서의 상기 배출구들(60)을 통한 흘러넘침을 유발한다). 다른 실시예들에 있어서, 상기 컨트롤러(40)는 상기 액체 관리 시스템(28)을 제어하여, 용기들(32)로부터 물 및 조류 조합체의 일부분을 제거하고 제거된 양과 대체로 동일한 양의 물을 상기 용기들(32) 내로 도입시킴으로써 제거된 물을 대체한다. 물의 이러한 제거 및 대체는 특별히 요구되는 증분들을 가지고 또는 연속적으로 수행될 수 있다. 상기 시스템을 제어하는 다른 방식들도 조류를 연속적으로 처리하기 위해 실시될 수 있다. 이러한 연속적인 방식들 중의 특정의 방식으로 상기 조류 배양 시스템(20)을 작동시킴으로써, 상기 주기를 갖는 과정에서 수행되는 바와 같이 모든 물 및 조류가 용기들(32)로부터 제거되었을 때 얻어지는 조류 생산 시간을 감소시키게 된다. 상기 연속적인 과정들에 있어서, 물은 항상 용기들(32) 내에 존재되며 조류는 연속적으로 물 내에서 성장한다. 특정의 실시예들에 있어서, 상기 프레임(108) 및 배양기(110)는 요구되는 증분들로 비교적 고속으로 회전되어 조류를 물 내로 도입시킴으로써, 조류가 상기한 흘로넘침 방식 또는 상기산 증분적인 물 제거 방식으로 상기 용기들(32)로부터 배출될 수 있도록 한다.
용기들(32) 내에서 조류를 배양하기 위해 사용되는 방식 또는 과정에 관계없이, 용기들(32) 내의 물이 배양과정 중에 여과되어 배양 중 조류에 위해 생성되는 대사 폐기물을 제거할 수 있다. 물 내의 높은 레벨의 대사 폐기물은 조류 배양에 위해하다. 따라서, 물로부터 대사 폐기물을 제거함으로써 조류 배양을 촉진시키게 된다.
대사 폐기물은 다양한 방식들로 물로부터 제거될 수 있다. 하나의 예시적인 방식은 용기들(32)로부터 물을 제거하는 단계, 물로부터 대사 폐기물을 여과하는 단계 및 용기들(32)로 물을 복귀시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 상기 시스템(20)은 상기 대사 폐기물을 제거하기 위한 목적을 위해 물 여과를 조장한다. 상기한 바와 같이, 용기들(32) 내에 존재하는 많은 양의 조류는 용기들(32) 내에 존재하는 배양기들(110)에 안착되거나 점착되며, 그에 의해, 적은 양의 조류가 용기들(32) 내의 물 속에서 부유하도록 한다. 적은 양의 조류가 물 속에서 부유하는 상태에서, 많은 양의 조류를 물로부터 여과해내야 할 필요성이 없도록 물은 상기 용기들(32)로부터 용이하게 제거될 수 있고, 여과과정 중 조류의 유실, 허비 또는 조기 수확 가능성이 최소화된다. 또한, 많은 양의 조류가 배양기들(110) 상에 안착 또는 점착된 상태에서, 조류는 상기 용기들(32) 내에 잔류되어, 물이 제거되고 여과되며 재도입되는 동안 배양을 계속할 수 있도록 한다. 물을 여과시키는 이러한 예시적인 방식은 물로부터 대사 폐기물을 여과하기 위해 가능한 수많은 방식들 중의 단지 하나에 불과하며 본 발명의 한정하도록 의도되지는 않는다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 다른 물 여과 방식들도 본 발명의 의도된 정신 및 분야에 속한다는 점에 주목하여야 한다.
이제, 도 108 내지 도 119를 참조하면, 용기(32)의 다른 예시적인 실시예가 예시된다. 이 예시된 예시적인 실시예에서, 용기(32)는 다른 개시된 용기들(32)보다 실질적으로 더 크다. 예를 들어, 이 예시된 용기는 직경이 약 125 피트일 수 있고, 높이가 약 30 피트일 수 있으며, 약 2,750,214 갤런의 물을 함유할 수 있다. 대안으로, 이 예시된 용기(32)는 다른 크키일 수 있고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 이 용기(32)는 지상, 지하에 배치되거나, 또는 지면에 상부 표면 레벨을 가질 수 있다.
특히 도 108 및 도 109를 참조하면, 용기(32)는 하우징(1024), 덮개(1028), 베이스(1032), 다수의 회전가능 프레임들(1036), 하우징(1024)에 배치되어 프레임들(1036)을 지지하기 위한 지지 구조(1040), 시계방향 및 반시계방향 양쪽 모두로 프레임들(1036)을 회전시키기 위한 구동 장치(1044), 및 다수의 발광 소자들(356)을 포함한다. 예시된 예시적인 실시예에서, 하우징(1024)은 불투명한 물질로 제조되고, 광은 발광 소자(356)와 같은 인공 광원에 의해 투명하거나 반투명한 덮개(1028)을 통과하여 용기(32) 내로 제공된다(차후에 상세히 설명됨). 대안으로, 덮개(1028)는 불투명한 물질로 제조될 수 있고, 광은 단독적으로 인공광에 의해 용기(32)의 내부로 제공될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 하우징(1024)은 투명하거나 반투명한 물질로 제조되어 광이 용기(32)를 투과하여 그 내부로 들어가게 할 수 있다.
지지 구조(1040)는 상부 지지 부재(1052) 및 하부 지지 부재(1056)를 포함하는데, 이 두 개의지지 부재는 양쪽 모두 하우징(1024)에 연결되고, 회전가능 프레임들(1036)에 지지를 제공한다. 상부 및 하부 부재들(1052, 1056) 각각은 프레임들(1036) 및 독립적인 발광 소자들(356)의 상부 및 하부 부분들에 각각 연결되는 다수의 커플링들(1060)을 제공한다.
도 110을 참조하면, 베이스(1032)는 하부 부재(1056) 아래에 배치되고, 다운스트림 처리를 위해 조류 및 물을 용기(32)로부터 전달할 목적으로 내부에 떨어지는 조류 및 물을 수용할 수 있다. 예시된 예시적인 실시예에서, 하나의 대형 베이스(1032)는 용기(32) 아래에 배치되어 용기(32) 내의 모든 조류 및 물을 수용한다. 대안으로, 다수의 보다 작은 베이스들이 용기 아래에 배치되어 용기 내의 조류 및 물을 수용할 수 있다. 이러한 실시예에서, 예를 들어, 하나의 베이스는 각각의 회전가능 프레임 아래에 배치되어 각각의 프레임으로부터 떨어지는 조류를 수신할 수 있다. 용기는 임의의 수의 베이스들을 포함할 수 있고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있을 수 있다는 것을 이해해야 한다. 배관(1064)은 베이스(1032)에 연결되고, 본 명세서에 개시된 다른 배관과 유사하게 동작한다. 예를 들어, 배관(1064)은 용기(32)로부터의 물 및 조류의 제거를 돕는 흡입 압력을 생성할 수 있다.
특히 도 109를 참조하면, 덮개(1028) 및 상부 지지 부재(1052)는 명료성을 위해 제거되었고, 다수의 프레임들(1036) 및 구동 장치(1044)를 볼 수 있다. 예시된 예시적인 실시예에서, 용기(32)는 7개의 프레임들(1036)을 포함하고, 구동 장치(1044)는 7개의 프레임들(1036)에 연결되어 어느 방향으로든 프레임들(1036)을 구동할 수 있는 다수의 벨트들 또는 체인들(1068)을 포함한다. 용기(32)는 다른 양의 프레임들(1036)을 포함할 수 있고, 구동 장치(1044)는 다른 구성들의 벨트들 및 체인들(1068)을 포함할 수 있으며, 여전히 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 예시된 예시적인 실시예에서, 용기(32)는 회전가능 프레임들(1036) 사이의 공간들에 배치되는 6개의 독립적인 발광 소자들(356)을 포함한다. 발광 소자들(356)은 용기(32)의 외부에 추가적인 인광을 제공한다. 용기(32)는 다른 양의 발광 소자들(356)을 포함할 수 있고, 여전히 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 발광 소자들(356)은 본 명세서에 개시된 유형들의 발광 소자들(356) 또는 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는 다른 유형들의 발광 소자들 중 임의의 것일 수 있다는 것을 이해해야 한다.
이제 도 109, 도 111 및 도 112를 참조하면, 회전가능 프레임들(1036)이 설명될 것이다. 다수의 프레임들(1036)은 실질적으로 동일하며, 간결성을 위해 오직 하나의 프레임(1036)만이 설명될 것이다. 각각의 프레임(1036)은 상부 및 하부 연결판들(112, 116), 상부 및 하부 연결판(112, 116)에 연결되고 이들 사이에 연장되는 배양기9110), 중심 발광 튜브(320), 바닥 지지(668), 상부 및 하부 커플링들(1072), 및 다수의 와이퍼들(1076)을 포함한다.
예시된 예시적인 실시예에서, 배양기(110)는 간단한 방식으로 표현되지만, 배양기(1100는 본 명세서에 개시되는 임의의 유형의 배양기(110) 또는 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는 다른 유형들의 배양기일 수 있다. 또한, 예시된 예시적인 실시예에서, 중심 튜브(320)는 프레임(1036)의 중심으로부터 인공광을 방사시키기 위하여 프레임(1036)의 중심에 배치된다. 본 명세서에 개시된 인공 발광 방식들 또는 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는 다른 유형들의 인공 발광 방식들 중 임의의 방식이 중심 튜브(320) 내에 배치되어 인공광을 방사시킬 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 발광 소자(356)는 중심 튜브(320)이 아니라 프레임(1036)의 중심에 배치될 수 있고, 이러한 발광 소자(356)는 본 명세서에 개시된 유형들의 발광 소자들(356) 또는 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는 다른 유형들의 발광 소자들 중 임의의 것일 수 있다는 것을 이해해야 한다.
특히 도 112를 참조하면, 바닥 지지(668)는 전술한 바닥 지지(668)와 유사성을 갖는다. 바닥 지지(668)의 이 예시된 실시예에서, 바닥 지지(668)는 중심 리셉터클(608), 중심 리셉터클(608)로부터 연장되는 다수의 아암들(612) 및 아암들(612)에 의해 지지되는 다수의 롤러 장치들(616)을 포함한다. 중심 튜브(320)는 중심 리셉터클(608)에 강건하게 고정되어 튜브(320)와 리셉터클(608) 사이의 움직임을 억제한다. 용기(32)로부터의 물의 배출은, 하부 연결판(116)이 롤러 장치들(616)에 의존할 때까지, 용기(32)에서 프레임(1036)이 낮아지게 할 수 있다. 물이 용기(32)로부터 배출된 후에 프레임(1036)의 회전이 바람직하다면, 롤러 장치들(616)은 그러한 회전을 용이하게 한다. 바닥 지지(668)는 스테인리스 스틸 또는 다른 비교적 조밀한 물질로 제조되어, 박지지(668)에 상대적으로 무거운 질량을 제공하는데, 이는 용기(32)가 물로 채워질 때 프레임(1036)에 상향으로 인가되는 부력과는 반대가 된다.
프레임의 상부 및 하부 커플링들(1060)은 상부 및 하부 지지 부재들(1052, 1056)에 정의된 커플링들과 각각 연결된다. 커플링들(1052, 1056, 160)은 프레스-피트 또는 간섭-피트 방식, 포지티브 로킹 방식, 예를 들어 용접, 접착 등과 같은 본딩 방식, 또는 임의의 다른 유형의 적절한 방식으로 상호 작용할 수 있다.
이제 도 109, 도 111 및 도 112를 참조하면, 와이퍼들(1076)은 상부 및 하부 연결판들(112, 116)에 연결되고, 이들 사이에서 연장된다. 와이퍼들(1076)은 상부 및 하부 연결판들(112, 116)의 외부 둘레를 넘어 연장되고, 외부에 잔해가 없거나 실질적으로 없도록 유지시키기 위해 독립적인 발광 소자들(356)의 외부와 결합하여 이를 와이핑하도록 배향된다. 예시된 예시적인 실시예에서, 각각의 프레임(1036)은 4개의 와이퍼들(1076)을 포함한다. 대안으로, 각각의 프레임(1036)은 임의의 수의 와이퍼들(1076)을 포함할 수 있고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 와이퍼들(1076)은 발광 소자들(356)과 접촉할 때 변형을 허용하지만 와이퍼들(1076)이 발광 소자들(356)과 분리될 때에는 그들의 원래 상태로 되돌아가게 하는 가요성 물질로 제조된다. 예시적인 와이퍼 물질들은 비닐, 플라스틱, 고무, 금속 스크린, 가요성 물질들의 복합재들, 고무 처리된 및/또는 화학 처리된 캔버스 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
도 113 내지 도 119를 참조하면, 과정 전반에 걸쳐 다양한 단계들에서 발광 소자(356)를 와이핑하는 예시적인 과정이 도시된다. 도 113은 발광 소자(356)를 향해 회전하는 2개의 인접 프레임들(1036)(좌측 프레임(1036)은 시계방향으로 회전하고, 우측 프레임(1036)은 반시계방향으로 회전함) 및 발광 소자(356)의 표면과의 접촉을 시작하는 프레임들의 각각의 와이퍼들(1076)을 도시한다. 도 114는 회전을 통해 전지하는 프레임들(1036) 및 역시 발광 소자(356)를 와이핑하기 시작하도록 전진하는 와이퍼들(1076)을 도시한다. 도 115는 프레임들(1036)의 추가적인 전진 및 와이퍼들(1076)에 의한 발광 소자(356)의 추가적인 와이핑을 도시한다. 도 116은 프레임들(1036)의 다른 추가적인 전진 및 와이퍼들(1076)에 의한 발광 소자(356)의 추가적인 와이핑을 도시한다. 도 116에서, 와이퍼들(1076)은 그들이 발광 소자(356)에서 거의 분리될 준비가 되고 이 제 1 방향으로 회전하는 프레임들(1036)을 이용한 발광 소자(356)의 와이핑을 완료할 지점에 도달했다. 도 113 내지 도 116으로부터, 와이퍼들(1076)은 발광 소자(356)의 둘레 주위에서 180도를 넘는 각도로 와이핑한다는 것을 알 수 있다. 도 117은 발광 소자(356)와 분리된 후의 와이퍼들(1076)을 도시한다. 상기한 바와 같이, 구동 장치(1044)는 프레임들(1036)을 양쪽 방향으로 회전시킬 수 있다. 따라서, 도 118을 참조하면, 프레임들(1036)은 도 113 내지 도 117에 예시된 것과는 반대인 방향으로 회전하고 있는 것으로 도시된다(좌측 프레임(1036)은 현재 반시계 방향으로 회전하고, 우측 프레임(1036)은 현재 시계 방향으로 회전함). 도 118은 도 113에서 결합된 것의 반대 표면과 결합하고 반대쪽 표면을 와이핑하기 시작하는 동일한 2개의 와이퍼들(1076)을 도시한다. 도 119는 프레임들(1036)의 추가 전진 및 와이퍼들(1076)에 의한 발광 소자(356)의 추가 와이핑을 도시한다. 도 116 및 도 117에 도시된 것과 유사한 방식으로 프레임들(1036)이 계속해서 회전하고 와이퍼들(1076)이 계속해서 와이핑하지만, 방향은 반대 방향이다. 도 113 내지 도 119는 전술한 방식으로 프레임들(1036) 및 와이퍼들(1076)을 회전시킬 때 발광 소자(356)의 모든 360도 둘레가 와이핑되는 것을 예시한다. 따라서, 발광 소자(356)의 전체 둘레는 발광 소자(356)로부터의 광 방사를 최적화시키기 위해 조류 배양 과정 동안에 잔해를 클리어할 수 있다.
이제 도 120 및 도 121을 참조하면, 프레임(1036) 및 연결판들(1080, 1084)의 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 본 명세서에서 설명된 다른 프레임들 및 연결판들과 도 120 및 도 121에 예시된 프레임(1036) 및 연결판들(1080, 1084) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 식별된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 프레임(1036)은 메시형 구성의 상부 및 하부 연결판들(1080, 1084)을 포함한다. 상부 및 하부 메시 연결판들(1080, 1084)이 실질적으로 동일하므로, 하나만이 상세히 설명될 것이다. 특히, 메시 연결판(1080, 1084)은 외부 원형 림(1088), 다수의 제 1 교차 부재들(1092), 및 다수의 제 2 교차 부재들(1096)을 포함한다. 제 1 및 제 2 교차 부재들(1092, 1096)은 서로에게 실질적으로 수직이며, 예시된 방식으로 서로 교차한다. 이 방식으로, 다수의 개구부들(1100)이 연결판(1080, 1084)에서 정의된다. 이러한 개구부들(1100)은 (연결판이 상부 연결판인지 아니면 하부 연결판인지에 의존하여) 연결판(1080, 1084) 위 및 아래로부터의 광이 연결판(1080, 1084)을 관통하여 용기(32)에 진입하게 한다. 보다 적은 개구부들을 갖거나 개구부가 전혀 없고 더 많은 고체상태 물질을 갖는 다른 연결판들은 연결판의 위 및 아래로부터 유래하는 광을 차단할 수 있고, 이와 같이 차단된 광은 용기에 진입하지 않을 것이다. 메시 연결판들(1080, 1084)을 포함하는 것은, 조류 배양 과정에 필요한 광이 용기(32)의 위 및 아래로부터 유래할 때 특히 중요하다. 용기(32)의 특정한 예시된 실시예에서, 자연 태양광은 덮개(1028)를 통과하여 용기(32)에 진입하고, 상부 메시 연결판(1080)을 지나 용기(32) 내로 나아갈 수 있다. 메시 연결판(1080, 1084)의 예시된 예시적인 실시예는 광이 연결판들을 통과하게 하는 개구부들을 포함하는 연결판들의 많은 구성들 중 하나일 뿐이다. 많은 다른 메시 연결판 구성들이 가능하며, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있다.
메시 연결판(1080, 1084)은 본 명세서에 개시된 다른 프레임들 및 용기들 중 임의의 것과 함께 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
또한, 예시되지 않았지만, 프레임들(1036)은 프레임들(1036)에게 부력을 제공하기 위한 부동 장치를 포함할 수 있고, 본 명세서에 개시된 부동 장치들 또는 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는 임의의 다른 부동 장치들 중 임의의 것이 프레임들과 함께 포함될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 113 내지 도 119에 예시된 용기(32)는 본 명세서에 개시된 다른 용기들보다 실질적으로 더 크지만, 도 113 내지 도 119에 예시된 용기(32)는 조류를 배양하기 위해 본 명세서에 개시된 모든 방식들로 제어되고 동작될 수 있다는 것을 더 이해해야 한다. 예를 들어, 프레임들(1036)은 다양한 속도들로 회전될 수 있고, 물 및 조류는 유사한 방식들로 도입되고 방출될 수 있으며, 발광 소자들(356) 및 중심 발광 튜브들(320)은 본 명세서에 개시된 다른 발광 소자들 및 중심 발광 튜브들과 유사할 수 있고, 이 용기(32) 내에 포함되는 유형들의 배양기(110)는 본 명세서에 개시된 다른 유형의 배양기와 유사할 수 있으며, 모든 유형의 미생물들은 이 용기(32)에서 배양될 수 있고, 이 용기(32)는 본 명세서에 개시된 다른 것들과 유사한 가스 및 액체 관리 시스템들(24, 28)을 포함할 수 있으며, 이 용기(32)는 본 명세서에 개시된 다른 것들과 유사한 제어 시스템들을 포함할 수 있는 등의 구성을 가질 수 있다.
도 122를 참조하여, 상기 가스 관리 시스템(24), 액체 관리 시스템(28), 용기(32), 인공 발광 시스템(37), 및 ECD(428)과 연관한 상기 컨트롤러(40)의 작동을 설명하기로 한다. 상기 시스템(20)은, 상기 용기(32)에 접촉하는 광의 양 및/또는 상기 용기(32)를 둘러싸는 환경 내의 광의 양을 감지할 수 있는, 예컨대, 텍사스 인스트루먼츠, 인코퍼레이티드(Texas Instruments, Inc.)에 의해 제조되는 디지털 광 센서 모델 번호 TSL2550과 같은 광 센서(314)를 포함한다. 즉, 상기 센서(314)는, 용기(32)가 (예컨대, 여름철의 태양광이 비추는 날에) 상당한 양의 광을 수납하는가, (예컨대, 하루 중의 이른 시각, 하루 중의 늦은 시각, 구름낀 날 등에) 적은 양의 광을 수납하는가, 또는 (예컨대, 일몰 후에 또는 밤에) 광을 전혀 수납하지 않는가를, 식별할 수 있다. 상기 센서(314)는, 용기(32)에 의해 수납되는 광의 양에 따라 프레임(108) 및 배양기(110)를 회전시키기 위해 상기 용기(32)의 모터(224)를 제어하는 제 1 신호를 상기 모터 제어부(302)에 송출한다. 예컨대, 만약 상기 용기(32)가 상당한 양의 광을 수납하면, 상기 프레임(108) 및 배양기(110)를 비교적은 높은 속도로 (그렇지만 배양기(110)로부터 조류를 이동시키지는 않는 속도로) 회전시키는 것이 바람직하며, 만약 상기 용기(32)가 적은 양의 광을 수납하면, 상기 프레임(108) 및 배양기(110)를 비교적 느린 속도로 회전시켜 용기(32) 내의 조류에 광을 흡수하기 위한 시간을 좀더 부여하는 것이 바람직하다. 부가하여, 상기 센서(314)는, 용기(32)에 요구되는 양의 광(37 및 72)을 제공하기 위해 필요한 바에 따라 상기 인공 조명 시스템(37) 및 상기 ECD(428)를 제어하기 위하여 상기 ECD 제어부(313)와 통신하고 협력하는 상기 인공 광 제어부(300)에, 제 2 신호를 송출한다. 예컨대, 상기 인공 발광 시스템(37) 및 상기 ECD(428)는 상호 협력하여 상기 인공 발광 시스템(37)의 광원들(41) 및/또는 상기 ECD(428)의 광원들(41)을 작동시킬 수 있고, 그에 의해, 요구되는 양의 광을 상기 용기(32) 및 조류 상으로 방출할 수 있다. 적은 양의 광이 있는 또는 광이 없는 조건들에서, 상기 인공 발광 시스템(37) 및/또는 상기 ECD 광원(41)을 작동시켜 용기(32) 및 그 내부의 조류로 광을 방출함으로써 광합성의 발광 위상이 자연적인 태양광(72)의 부족에 기인하여 자연적으로 일어나지 않을 때 적시에 광합성의 발광 위상을 촉진시키는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 예컨대, 주위 온도가 상승될 수 있고 결과적인 온도 상승에 기인하여 직접적인 태양광(72)이 요구되지 않는 경우들에 있어서, 상기 ECD(428)의 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)은 완전히 폐쇄될 수 있으며 하나 또는 그보다 많은 광원들(41)이 작동되어 요구되는 양의 광을 제공할 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 ECD 제어부(313)는 상기 ECD 모터(432)와 통신하여 상기 제 1 및 제 2 부재들(436 및 440)의 위치들을 제어함으로써 외부 요소들(즉, 태양광 및 주위 온도)에 대한 용기(32)의 노출을 선택적으로 제어할 수 있다.
계속해서 도 122를 참조하면, 상기 모터 제어부(302)의 작동 타이머(304)는, 용기(32) 내에서 수행되는 조류 배양 과정 중 언제 그리고 얼마 동안 상기 모터(224)가 작동되고 정지되는 가를 결정한다. 예컨대, 상기 작동 타이머(304)는, 용기(32) 내에서 조류를 배양하기 위해 상기 프레임(108) 및 배양기(110)가 회전될, 속도를 결정한다. 상기 제거 타이머(306)는, 배양기(110)로부터 조류를 제거하기 위해 언제 그리고 얼마 동안 상기 모터(224)가 상기 프레임(108) 및 배양기(110)를 회전시킬 것인가를 결정한다. 상기 제거 타이머(306)는 또한 조류 제거 과정 중의 상기 프레임(108) 및 배양기(110)의 회전속도를 결정한다. 온도 센서(316)는 상기 용기(32) 내에 배설되어 용기(32) 내의 물의 온도를 결정하고, 주위 온도 센서(480)는 용기(32)의 외부에 배설되어 용기(32)의 외부 온도를 결정한다. 상기한 바와 같이, 적당한 물 온도는 효과적인 조류 배양을 위해 중요한 요소이다. 상기 온도 센서(316)에 의해 식별되는 물 온도 및 상기 주위 온도 센서(480)에 의해 식별되는 주위 온도는 상기 온도 제어부(308)로 송출되며, 동 온도 제어부(308)는 상기 ECD 제어부(313)와 통신하고 협력하여 용기(32) 내의 물 온도를 적당히 제어하기 위해 필요한 바에 따라 상기 온도 제어 시스템(45) 및/또는 상기 ECD(428)를 제어한다. 상기 액체 제어부(3100는 상기 액체 관리 시스템(28)을 제어하고, 동 액체 관리 시스템(28)은 용기(32) 내로의 그리고 용기(32)로부터의 액체의 도입 및 배출을 제어한다. 상기 가스 제어부(312)는 상기 가스 관리 시스템(24)을 제어하며, 동 가스 관리 시스템(24)은 상기 용기(32) 내로의 그리고 용기(32)로부터의 가스의 도입 및 배출을 제어한다.
물의 pH도 또한 조류를 효과적으로 배양하기 위해 중요한 요소이다. 서로 다른 종류의 조류는 효과적인 배양을 위해 서로 다른 pH들을 요구한다. 상기 시스템(20)은 용기(32) 내의 물의 pH를 식별하는 pH 센서(484)를 포함하고 식별된 pH를 상기 액체 제어부(310)로 전송한다. pH가 용기(32) 내에서의 조류 배양을 위해 적당한 레벨일 경우, 상기 액체 제어부(310)는 어떠한 조치도 취하지 않는다. 한편, 물의 pH가 바람직하지 않은 레벨일 경우, 상기 액체 제어부(310)는 상기 액체 관리시스템(28)과 통신하여 필요한 조치들을 취함으로써 물의 pH를 적당한 레벨로 조절한다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 pH 센서(484)는, 물이 용기(32)로부터 관통적으로 전환되는, 외부 배관 내에 배설될 수 있다(도 84 참조). 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 pH 센서(484)는 용기(32) 내에 배설될 수 있다. 상기 pH 센서(484)는 매우 다양한 형태의 센서들일 수 있다. 특정의 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 pH 센서(484)는 이온 선택성 전극일 수 있고 상기 액체 제어부(310)에 전기적으로 결합될 수 있으며, 상기 시스템(20)은 산 펌프, 부식제 펌프, 산을 포함하는 산 탱크, 및 부식제를 포함하는 부식제 탱크를 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에 있어서, 상기 부식제 펌프는 pH 레벨이 요구 레벨 미만으로 떨어졌을 때 pH 레벨을 상기 요구 레벨로 상승시키기 위해 상기 용기 내로 부식제를 펌핑하도록 작동되며, 상기 산 펌프는 pH 레벨이 요구 레벨 이상으로 올라갔을 때 pH 레벨을 상기 요구 레벨로 떨어뜨리기 위해 상기 용기 내로 산을 펌핑하도록 작동된다.
상기 시스템(20)은 다양한 서로 다른 요구 결과들을 달성하기 위해 다양한 서로 다른 방식들로 사용될 수 있다. 도 123 내지 도 126에 관한 이하의 설명은 수많은 서로 다른 용도들 중 몇 개 및 상기 수많은 서로 다른 요구 결과들 중의 몇 개를 달성하기 위한 상기 시스템(20)의 작동에 관한 것이다. 이하의 예시적인 용도들 및 작동들은 단지 예시적인 목적들을 위한 것이고 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 많은 다른 형태의 용도들 및 작동들도 본 발명의 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려될 수 있다.
도 123을 참조하면, 상기 시스템(20)의 제 1의 예시적인 작동을 도시한다. 본 예시적인 작동에 있어서, 상기 시스템(20)은 다수의 용기들(20)을 포함한다. 물, (도면에서 조류 #1로서 나타내어진) 동일한 종류의 조류들 및 특정의 다른 필요 영양소들(예컨대, 이산화탄소, 질소, 인, 비타민들, 미량 영양소들, 미네랄들 해양성 실리카 등)이 단계 486에서 각 용기들(32) 내로 도입된다. 상기 용기들(32)은 상기 조류들을 그 내부에 배양하기 위해 요구되는 방식(들)로 작동한다. 배양 과정의 종료 후에, 상기 조류들은 모든 용기들(32)로부터 배출되고 단계 488에서 함께 조합된다. 동일한 조류의 조합된 양은 그리고나서 전달되어 단계 490에서의 다른 처리를 통해 단일 종류의 생산물(예컨대, 오일, 연료, 식료품들 등)을 창출한다.
도 69를 참조하면, 상기 시스템(20)의 제 2의 예시적인 작동을 도시한다. 본 제 2의 예시적인 작동에 있어서, 상기 시스템(20)은 다수의 용기들(32)을 포함하고, 각각의 용기들(32)은 물, (도면에서 조류 #1, #2, #3 및 #4로서 나타내어진) 서로 다른 종류의 조류들, 및 서로 다른 종류의 조류들을 위한 특정의 필요한 영양소들을 포함한다(단계 492 참조). 상기 시스템(20)의 본 예시적인 작동은 서로 다른 종류의 조류들을 포함하기 때문에, 서로 다른 종류의 영양소들이 필요한 바에 따라 용기들(32)의 각각으로 도입될 수 있다. 용기들(32)은 그 내부에서 상기 조류들을 배양하기 위해 요구되는 방식들로 작동한다. 상기 용기들(32)이 서로 다른 종류의 조류들을 그 내부에 포함하기 때문에, 각 용기(32)의 배양 과정은 특정 종류의 조류를 효율적으로 배양하기 위해 서로 다를 수 있다. 용기들(32) 내에서의 배양 과정들의 종료 후에, 상기 조류들은 모든 용기들(32)로부터 배출되고 단계 494에서 함께 조합된다. 서로 다른 종류의 조류들의 조합된 양은 그리고나서 전달되어 단계 496에서의 다른 처리를 통해 단일 종류의 생산물을 창출한다.
도 125를 참조하면, 상기 시스템(20)의 제 3의 예시적인 작동을 도시한다. 본 제 3의 예시적인 작동에 있어서, 상기 시스템(20)은 다수의 용기들(32)을 포함하며, 각각의 용기들(32)은 물, (도면에서 조류 #1로서 나타내어진) 동일한 종류의 조류들, 및 조류 배양을 위해 필요한 특정의 필요 영양소들을 포함한다(단계 498 참조). 용기들(32)은 그 내부에서 상기 조류들을 배양하기 위해 요구되는 방식(들)로 작동한다. 배양 과정의 종료 후에, 단계 500에서, 조류가 각 용기(32)로부터 배출되며 다른 용기들(32)로부터 배출된 조류들과 격리된 상태로 유지된다. 각각의 용기들(32)로부터 배출된 조류들이 동일한 종류의 조류들일지라도, 상기 용기들(32)로부터의 조류의 양들은 독립적으로 전달되어 단계 502에서의 다른 처리를 통해 (도면에서 생산물 #1, #2, #3 및 #4로서 나타내어진) 독립적인 생산물들을 창출한다.
도 126을 참조하면, 상기 시스템(20)의 제 4의 예시적인 작동을 도시한다. 본 제 4의 예시적인 작동에 있어서, 상기 시스템(20)은 다수의 용기들(32)을 포함하며, 각각의 용기들(32)은 물, (도면에서 조류 #1, #2, #3 및 #4로서 나타내어진) 서로 다른 종류의 조류들, 및 서로 다른 종류의 조류들을 위한 특정의 필요 영양소들을 포함한다(단계 504 참조). 상기 시스템(20)의 본 예시적인 작동은 서로 다른 종류의 조류들을 포함하기 때문에, 서로 다른 종류의 영양소들이 필요한 바에 따라 용기들(32)의 각각으로 도입될 수 있다. 용기들(32)은 그 내부에서 상기 조류들을 배양하기 위해 요구되는 방식들로 작동한다. 상기 용기들(32)이 서로 다른 종류의 조류들을 그 내부에 포함하기 때문에, 각 용기(32)의 배양 과정은 특정 종류의 조류를 효율적으로 배양하기 위해 서로 다를 수 있다. 용기들(32) 내에서의 배양 과정들의 종료 후에, 단계 506에서, 조류가 각 용기(32)로부터 배출되며 다른 용기들(32)로부터 배출된 조류들과 격리된 상태로 유지된다. 각각의 용기들(32)로부터 서로 다른 조류들의 양들은 독립적으로 전달되어 단계 508에서의 다른 처리를 통해 (도면에서 생산물 #1, #2, #3 및 #4로서 나타내어진) 독립적인 생산물들을 창출한다.
도 127 내지 도 130을 참조하면, 상기 용기들(32)은, 예컨대, 정방형, 장방형, 삼각형, 타원형 또는 특정의 다른 다각형과 같은, 다양한 서로 다른 형상들 또는 주변부가 궁형화된 형상을 가질 수 있으며 용기들(32)의 형상과 협력하기 위해 대응적으로 형상화되는 구성요소들을 가질 수 있다. 이들 형상들 또는 다른 형상들을 갖는 용기들(32)은 본 명세서에 기재된 둥근 용기들(32)와 동일한 방식으로 작동할 수 있다. 부가하여, 상기 프레임(108) 및 배양기(110)는 하우징들(76)의 내부 표면들(196)을 와이핑하기 위해 이동가능하다. 예컨대, 상기 프레임(108) 및 배양기(110)는 상기 내부 표면들(196)을 와이핑하기 위해 선형 경로를 따라 전후방으로 이동될 수 있다. 그러한 선형 이동은 용기들(32)의 종방향 축에 평행할 수 있거나(즉, 상하방향일 수 있거나), 상기 종방향 축에 수직할 수 있거나(즉, 좌우방향일 수 있거나, 용기들(32)의 상기 종방향 축에 관하여 특정의 다른 각도를 이룰 수 있다. 이러한 방식들로의 상기 프레임(108) 및 배양기(110)의 이동은 상기 전후방향 이동을 제공하기 위해 주기 중 극성을 스위칭할 수 있는 DC 사이클링 모터에 의해 수행될 수 있다. 대안적으로, 모터가, 상기 전후방향 이동을 조장하는, 기계 연동장치에 연결될 수 있다.
이하의 설명은 상기 조류 배양 시스템(20)의 예시적인 성능들을 나타내기 위한 예시적인 생산 시나리오들이다. 본 예는 예시적인 목적을 위해 제공되는 것일 뿐 상기 시스템(20)의 성능들 또는 조류를 배양하기 위해 상기 시스템(20)이 사용되는 방식을 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 다른 예시적인 생산 시나리오들도 본 발명의 의도된 정신 및 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 고려될 수 있다.
6 피트 높이 및 3 인치 직경을 갖는 용기가 대체로 100 피트의 배양기를 포함하고 클로렐라 불가리스 조류로 식종된 8.32 리터(2.19 갤런)의 물로 채워진다. 상기 용기 및 연관되는 구성요소들은 대체로 7일동안 작동한다. 상기 프레임 및 배양기는 배양기로부터 상기 클로렐라 불가리스 조류를 이탈시키기 위해 빠른 속도로 회전되고, 조류는 용기로부터 배출된다. 대체로 400 ml의 농축된 조류가 8.32 리터(2.10 갤런)의 배양 수로부터 2일 내에 침전되었다. 상기 용기는 8.32 리터(2.19 갤런)의 담수로 다시 채워지며 용기 내에 잔류하는 조류(식종 조류)는 6일 동안 배양되도록 허용된다. 6일 후에, 상기 프레임 및 배양기는 조류를 이탈시키기 위해 빠른 속도로 회전되며, 조류 및 물은 용기로부터 배출된다. 이 번에는, 상기 8.32 리터(2.19 갤런)의 배양 수는 550 ml의 농축된 조류를 생산한다. 이들 데이터로부터, 백 개의 8.32 리터(2.19 갤런) 용기들이 55 리터(14.5 갤런)의 농축된 조류를 매 6일 마다 생산할 수 있다는 것을 예상할 수 있다.
다른 예시적인 생산 시나리오는 서른 개의 용기들을 포함하고, 각 용기는 30 피트의 높이, 6 피트의 직경, 28.3 평방 피트의 면적 및 850 입방 피트의 체적을 갖는다. 그러므로, 모든 서른 개의 용기들은 약 25,500 입방 피트의 전체 체적을 제공하며 약 17,000 평방 피트(또는 약 0.40 에이커)의 면적을 점유한다. 이산화탄소는 대체로 12 체적%의 이산화탄소를 구비하는 이송 스트림 내에서 상기 용기들 내로 도입된다. 이러한 예시적인 시나리오에 대한 조류 산출량은 1일당 리터당 4 그람의 조류이며, 이에 따라 연간 생산량은 (상기 서른 개의 용기들의 90% 사용을 전제로 할 때) 대체로 1,000톤의 조류가 되며 연간 이산화탄소 소모량은 대체로 2,000톤이 된다.
이제 도 131 및 도 132를 참조하면, 다른 예시적인 미생물 배양 시스템(1104)이 예시된다. 예시된 시스템(1104)은 본 분야에서 통상적으로 도수로(1104)라고 지칭되며, 여기에서도 이 방식으로 지칭될 것이다.
도수로(1104)는 제 1 층(1108), 제 2 층(1112), 및 고정 벽(1116)을 포함한다. 제 1 층(1108)은, 통상적으로 층 표면 또는 지면과 결합하는 도수로(1104) 내의 최저층이다. 제 2 층(1112)은 제 1 층(1108)으로부터 상측 방향으로 이격되고, 제 1 층(1108)에 전반적으로 평행하게 배향된다. 고정 벽(1116)은 전반적으로 수직 방향으로 연장되고, 제 1 및 제 2 층들(1108, 1112)에 전반적으로 수직이다. 제 1 및 제 2 층들(1108, 1112)은 또한 고정 벽(1116)의 내부 표면(1120)과 결합하여 제 2 층(1112) 위의 상부 공동(1124) 및 제 2 층(1112) 아래의 하부 공동(1128)을 정의한다. 상부 및 하부 공동들(1124, 1132)은 분리되어있고, 서로 독립적이어서, 액체가 하나의 공동으로부터 다른 공동으로 전달될 수 없다. 다른 예시적인 실시예들에서, 상부 및 하부 공동들(1124, 1128)은 액체가 하나의 공동으로부터 다른 공동으로 흐를 수 있도록 유체적으로 접속될 수 있다. 예를 들어 물과 같은 액체는 상부 및 하부 공동들(1124, 1128) 중 하나 또는 둘 모두에 배치될 수 있다. 조류는 상부 공동(1124)에서 배양되고, 하부 공동(11128)은 조류의 제거를 돕는 데 이용될 수 있다(차후에 상세히 설명됨).
예시된 예시적인 실시예에서, 도수로(1104)는 2개의 섹션들, 즉 우측 섹션(1104A) 및 좌측 섹션(1104B)을 포함한다. 대안으로, 도수로(1104)는 하나를 포함하는 임의의 수의 세션들을 포함할 수 있고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 도 131 및 도 132에서 도수로(1104)의 예시된 형상 및 구성은 예시를 위한 것이고 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 도수로(1104)는 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있는 많은 다른 형상들을 가질 수 있다.
또한, 예시된 예시적인 실시예에서, 도수로(1104)는 또한 액체 이동 어셈블리(1132), 각각의 섹션(1104A, 1104B)에 배치된 다수의 프레임들(1136), 및 다수의 배플들(1140)을 포함한다. 액체 이동 어셈블리(1132)는 모터(1144), 모터(1144)에 연결되어 그에 의해 회전 가능한 모터 출력 샤프트(1148), 및 모터 출력 샤프트(1148)에 연결되어 그와 함께 회전 가능한 로터(1152)를 포함한다. 도수로(1104)는 내부 채널(1156) 및 2개의 외부 채널들(1160)을 정의한다. 로터(1152)는 내부 채널(1156)에 배치되어 바람직한 방향으로 액체를 구동한다.
2개 세트의 프레임들(1136a, 1136B)가 2개의 이격될 줄들에 배치되는데, 각 세트의 프레임들은 각 섹션(1104A, 1104B)에 있다. 예시된 예시적인 실시예에서, 각 세트의 프레임들은 5개의 프레임들(1136)을 포함한다. 대안으로, 임의의 수의 프레임들(1136)이 각각의 줄에 배치될 수 있고, 본 발명의 사상 및 범주 내에 있을 수 ldTek. 내부 채널(1156)은 프레임들의 세트들(1136A, 1136B) 사이에서 정의되고, 외부 채널들(1160)은 프레임들(1136A, 1136B)과 고정 벽(1116) 사이에서 정의된다. 배플들(1140)은 프레임들의 줄들의 말단에서 내부 및 외부 채널들(1156, 1160)을 정의하고 바람직한 방식으로 물을 이동시키는 것을 돕도록 프레임들(1136) 사이의 공간들에 배치된다.
다수의 프레임들(1136)은 실질적으로 동일하며, 명료성을 위해, 단 하나의 프레임(1136)만이 설명될 것이다. 각각의 프레임(1136)은 광 수집기(1164), 중심 발광 튜브(320), 상부 및 하부 연결판들(1168, 1172), 연결판들(1168, 1172) 사이에 가섭되는 배양기(110)(도시하지 않음), 횡방향 지지판(1176), 제상부 및 하부 연결판들(1168, 1172)과 횡방향 지지판(1176) 사이에 연장되는 1 세트의 지지 로드들(1180), 부동 장치(1188), 다수의 핀들(1192), 전술한 바닥지지(668)와의 유사성을 갖는 바닥 지지(668), 절두원추형 베이스(1196), 도수로(1104)로부터 조류 및 물을 전달하는 배관(1200), 및 하부 공동 지지 부재들(1204)을 포함한다.
예시된 예시적인 실시예에서, 광 수집기(1164)는 수집 부분(1164A)을 통해 광을 수집할 수 있고, 중심 발광 튜브(320)의 높이를 따라 배치된 방사기(도시하지 않음)으로 전달 부분(1164B)을 따른 광을 전달하여 광을 도수로(1104) 내로 방사시킬 수 있다. 광을 도수로(1104)의 내부로 제공하는 이 예시적인 방식은 도수로(1104)의 내부를 조명하는 많은 상이한 유형들의 방식들 중 하나일 뿐이다. 예를 들어, 광이 자연광이든 인공광이든, 광을 제공하는 이전에 설명된 방식들 중 임의의 방식은 단독으로 또는 조합하여 도수로(1104) 내에 포함될 수 있다. 또한, 도수로(1104)를 조명하는 다른 방식들은 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는 것으로 의도된다. 도수로(1104)의 예시된 예시적인 실시예는 추가적인 자연광이 도수로(1104)에 진입할 수 있게 하는 개방된 최상부를 갖는다. 대안으로, 투명하거나 반투명한 덮개가 도수로(1104)의 최상부를 덮을 수 있고, 여전히 자연 태양광의 투과를 허용한다.
예시된 예시적인 실시예에서, 부동 자치(1188)는 하부 연결판(1172)과 횡방향 지지판(1176) 사이에 배향된다. 부동 장치(1188)를 프레임(1136)의 바닥 근처에 배치함으로써, 부동 장치(1188)는 자연 태양광이 상부 공동(1124) 내로 투과하는 것을 차단하지 않는다. 다른 예시적인 실시예들에서, 부동 장치(1188)는, 상부 연결판(1168)의 바로 아래, 상부 연결판(11680의 바로 위, 상부 연결판(11668)과 하부 연결판(1172) 사이의 임의의 위치 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 프레임(1136) 상의 다른 위치들에 배치될 수 있다.
핀들(1192)은 상부 및 하부 연결판들(1168, 1172)에 연결되고, 이들 사이에 연장된다. 핀들(1192)은 연결판들(1168, 1172)로부터 바깥 방향으로 프레임(1136)의 길이방향 중심 회전축으로부터 반경방향으로 연장된다. 대안으로, 핀들(1192)은 다양한 여러 가지 방식들로 상부 및 하부 연결판들(1168, 1172)에 연결되고, 이들에 대해 상대적으로 배치될 수 있으며, 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 핀들(1192)은 내부 채널(1156) 및 외부 채널들(1160)에서 이동하는 물의 흐름에 배치되도록 연결판들(1168, 1172)로부터 바깥 방향으로 충분히 연장된다.
상기한 바와 같이, 바닥 지지(668)은 전술된 바닥 지지(668)과의 유사성을 갖는다. 바닥 지지(668)의 이 예시된 예시적인 실시예에서, 바닥 지지(668)는 외부 림(1208), 중심 리셉터클(608), 및 외부 림(1208)에 의해 지지되는 다수의 롤러 장치들(610)을 포함한다. 중심 발광 튜브(320)는 중심 리셉터클(608)을 관통하여, 중심 리셉터클(608)에 고정되고 튜브(320)의 횡방향 이동을 억제한다. 튜브(320)의 바닥 단부는 궁극적으로 베이스 리셉터클(212)에 고정되어, 베이스(1196)에 의해 지지된다. 프레임(1136)이 부동 장치(1188)의 부력으로 인해 도수로(1104) 내에서 들어 올려지므로, 도수로(1104)로부터의 액체의 배출은, 횡방향 지지판(1176)이 롤러 장치들(616)에 매달릴 때까지, 도수로(1104)에서 프레임(11365)이 낮아지게 한다. 물이 도수로(1104)로부터 배출된 후에 프레임(1136)의 회전이 바람직하다면, 롤러 장치들(616)은 그러한 회전을 용이하게 한다. 바닥 지지(668)는 임의의 수의 롤러 장치들(616)을 포함하여 프레임(11360의 회전을 도모할 수 있다. 공극들 또는 공간들(1216)은 외부 림(1208)과 중심 리셉터클(608) 사이의 바닥 지지(668)에서 정의되어 조류 및 액체가 바닥지지(668)를 통해 절두원추형 베이스(1196) 내로 떨어지게 한다.
절두원추형 베이스(1196)는 도수로(1104)의 하부 공동(1128)에서 프레임(1136)의 바닥에 배치된다. 예시된 예시적인 실시예에서, 베이스(1196)는 단단한 비가요성 물질로 제조된다. 베이스(1196)의 최상부는 개방되고, 도수로(1104)의 상부 공동(1124)과 유체 통신하여, 상부 공동(1124)으로부터의 조류 및 액체를 수용한다. 베이스(1196)의 바닥은 또한 개방되고, 배관(1200)과 유체 통신하여, 도수로(1104)로부터 조류 및 액체를 배출한다. 베이스(1196)는 중심 발광 튜브(320)의 바닥 단부에 지지를 제공하는 베이스판(1220) 및 베이스 리셉터클(1212)을 포함한다. 공극들 또는 공간들(1212)은 베이스판(1220)에 정의되어 조류 및 액체가 베이스판(1220)을 통과하여 베이스(1196)의 개방된 바닥을 향해 떨어지게 한다.
예시된 예시적인 실시예에서, 하부 공동 지지 부재들(1204)는 하부 공동(1128)에 배치되고, 제 1 층(1108)과 제 2 층(1112) 사이에 연장되며, 제 1 및 제 2 층들(1108, 1112)에 접속되어 프레임(1136) 및 제 2 층들(1112)에 대한 수직방향 지지를 제공한다. 하부 공동 지지 부재들(1204)은 상이한 구성들을 가질 수 있고, 상이한 방식들로 프레임들(1136)을 지지할 수 있으며, 여전히 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있을 수 있다. 또한, 프레임들(1136)은 이들에게 지지를 제공하기 위하여 하부 공동 지지 부재들 외의 다른 지지 구조를 포함할 수 있다. 다시 말해, 프레임들(1136)은 도수로(1104)에서 다양한 여러 가지 방식들로 지지될 수 있고, 여전히 본 발명의 사상 및 범주 내에 있을 수 있다.
도 131 및 도 132를 더 참조하여, 이제 도수로(1104)의 동작이 설명될 것이다. 상부 공동(1124)은 예를 들어 물과 같은 액체로 바람직한 레벨(1228)까지 채워질 수 있고, 시딩 조류는 상부 공동(1124) 내로 도입될 수 있다. 액체 이동 어셈블리(1132)는 선택적으로 활성화되어 도수로(1104) 내에서 물을 희망에 따라 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 모터(1144)는 로터(1152)를 회전시키도록 활성화될 수 있고, 로터(1152)는 이어서 물을 내부 채널(1156) 내에서 일 방향(도 131에 예시된 바와 같이 아래쪽 방향)으로 이동시킨다. 물은 내부 채널(1156)의 제 1 단부(1232)에 도달하고, 분리되는데, 물의 일부는 외부 채널들(1160) 중 하나의 채널 내로 이동하고, 물의 일부는 외부 채널들(1160) 중 다른 채널 내로 이동한다. 그 후, 물은 물이 내부 채널(1156)의 제 2 단부(1236)에 도달할 때까지 외부 채널들(1160)을 통과하는 이동을 계속한다. 내부 채널(1156)의 제 2 단부(1236)에서, 2개의 외부 채널들(1160)로부터의 물이 병합되고 내부 채널(1156)을 통과하여 로터(1152)를 향해 이동한다. 물의 이러한 이동은 액체 이동 어셈블리(1132)가 활성화되는 동안에 계속된다. 액체 이동 어셈블리(1132)의 비활성화는 도수로(1104) 내의 물을 능동적으로 이동시키는 것을 중지시키고, 물은 궁극적으로 고여 있는 상태를 향해 이동할 것이다. 배플들(1140)은 프레임들(1136) 간의 공간들에 배치되어 내부 및 외부 채널들(1156, 1160)을 보다 명료하게 정의하고 내부 및 외부 채널들(1156, 1160)에서의 유기화된 물의 흐름을 돕는다. 배플들이 없다면, 물은 보다 랜덤한 방식으로 도수로를 통과하여 이동할 수 있다. 핀들(1192)은 프레임들(1136)로부터 충분한 거리만큼 연장되어, 그들이 내부 및 외부 채널들(1156, 1160)에서 물을 이동시킴으로써 결합되게 하여, 프레임들(1136)의 회전을 가져온다. 따라서, 프레임들(1136)을 회전시키는 것이 바람직할 때, 액체 이동 어셈블리(1132)는 활성화된다. 역으로, 프레임들(11360이 회전하지 않는 것이 바람직할 때, 액체 이동 어셈블리(1132)는 비활성화된다. 프레임들(1136)은 용기들(32) 내에 배치된 프레임들(108)과 관련하여 전술된 것들과 유사한 이유로 다양한 속도들로 회전될 수 있다. 예를 들어, 프레임들(1136)은 배양기(110) 상에서 지지되는 조류가 광에 실질적으로 동일하게 노출되고 조류가 배양기(110)로부터 축출되지 않게 하는 제 1의 상대적으로 느린 속도, 및 조류가 배양기(110)로부터 축출되어 물에 조류를 배치시키게 하는 제 2의 상대적으로 빠른 속도로 회전될 수 있다. 프레임들(1136)을 다수의 속도들로 회전시키기 위해, 액체 이동 어셈블리(1132)는 다양한 속도들로 활성화되어 물을 다양한 속도들로 이동시킬 수 있다. 물에 배치되는 조류는 상부 공동(1124)의 바닥으로 떨어져 베이스(1196)에 놓일 수 있다. 베이스(1196) 내로 떨어지는 조류는 배관(1200)에 의해 베이스(1196)로부터 전달될 것이다. 일부 실시예들에서, 상부 공동(1124)으로부터 베이스(1196) 내로의 조류 이동을 촉진하기 위해 배관(1200)을 통해 흡입을 생성하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 배양 과정을 개시하기 위해, 도수로(1104)는 물로 다시 채워지고, 사전 배양 과정 뒤에 남겨진 조류는 시딩 조류로서 작용한다. 대안으로, 조류는 다시 도수로(1104) 내로 도입될 수 있다.
이제, 도 133을 참조하면, 프레임 베이스(1240)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 131 및 도 132에 예시된 도수로 및 프레임 베이스와 도 133에 예시된 도수로(1104) 및 프레임 베이스(1240) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조 번호들로 식별된다.
도 133에 예시된 예시적인 실시예에서, 도수로(1104)는 모든 프레임들(1136) 아래의 하부 공동(1128)에 배치되는 단일 프레임 베이스(1240)를 포함한다. 이 실시예에서, 모든 프레임들(1136) 상에서 배양되는 조류는 단일 프레임 베이스(1240) 내에 있다. 도 131 및 도 132에 예시된 도수로(1104)와 마찬가지로, 조류가 베이스(1240) 내로 이동하는 것을 촉진하도록 배관(1200)을 이용하여 흡입이 발생할 수 있다.
이제, 도 134를 참조하면, 프레임 베이스(1244)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 131 내지 도 133에 예시된 도수로 및 프레임 베이스들과 도 134에 예시된 도수로(1104) 및 프레임 베이스(1244) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조 번호들로 예시된다.
이 예시된 예시적인 실시예에서, 프레임 베이스(1244)는 가요저이며, 베이스(1244)로부터의 조류 배출을 보조하기 위한 다양한 방식들로 진동될 수 있다. 조류는, 베이스의 절두원추형 형상으로 인해 베이스에서 빌드 업(build-up)하고 본 분야에서 "래트 홀(rat hole)"이라고 지칭되는 것을 형성하는 경향이 있는데, 이 래트 홀에서 조류는 배관을 거쳐 베이스의 바닥측으로부터 제거되는데, 베이스의 바닥측 위에 있는 조류는 패킹되어 패킹된 조류가 배관에 의한 제거를 위해 바닥측으로 떨어지지 않게 하는 방식으로 패킹된다. 이러한 경우, 조류는 도수로로부터 제거되지 않고 있다. 이 상황을 처리하기 위해, 가요성 베이스(1244)의 예시된 예시적인 실시예는 패킹된 조류를 이탈시키도록 진동되어, 배관(1200)에 의한 제거를 위해 조류가 베이스(1244)의 바닥측으로 떨어지게 한다. 가요성 베이스(1244)는 가요성 벽(1248), 벽 지지 부재(1252), 및 도수로(1104)의 제 1 층(1108) 상에서 지지 가능한 지지 스탠드(1256)를 포함한다. 가요성 벽(1248)은, 충분히 가요적이지만 정상 동작 조건 중의 진동을 견딜 정도로 충분한 내구성도 갖는 물질로 제조된다. 예시적인 가요성 물질은, 비닐, 고무, 고무로 처리된 및/또는 화학적으로 처리된 캔버스, 물질들의 복합재료 샌드위치, 교번하는 가요성 물질들 의 밴드들 등을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 벽 지지 부재(1252)는 가요성 벽(1248)에 필수적인 지지를 제공하여 가요성 벽(1248)의 바람직한 형상을 유지시키고 가요성 벽(1248)이 실패하지 않는 것을 보장한다. 지지 스탠드(1256)는 벽 지지 부재(1252)에 지지를 제공하고, 제 1 층(1108)과 결합 가능하다.
상기한 바와 같이, 가요성 베이스(1244)는 다양한 방식들로 진동될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예들에서, 예를 들어 물과 같은 액체는 하부 공동(1128) 내로 도입되어 교반될 수 있고, 그로 인해 가요성 벽(1248)의 교반 또는 진동을 유발하게 될 것이다. 하부 공동(1128) 내의 물은 희망에 따라 가요성 벽(1248)을 진동시키도록 교반될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 예를 들어 하나 이상의 기계적 진동 부재들, 초음파 진동 부재들 등과 같은 다른 유형들의 진동 장치들이 사용될 수 있으며, 그러한 진동 장치들은 가요성 벽(1248), 벽 지지 부재들(1252), 또는 희망에 따라 가요성 벽(1248)을 진동시키기 위한 베이스(1244)의 몇몇 다른 부분들에 연결될 수 있다.
이제, 도 135를 참조하면, 프레임(1260) 및 연결판(1264)의 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 본 명세서에서 설명되는 다른 프레임들 및 연결판들과 도 135에 예시된 프레임(1260) 및 연결판(1264) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조 번호들로 식별된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 프레임(1260)은 메시형 구성의 상부 연결판(1264)을 포함한다. 이 상부 메시 연결판(1264)은 도 120 및 도 121에 예시된 메시 연결판들(1080, 1084) 또는 다른 개시된 대안물들과 유사할 수 있다. 보다 구체적으로, 메시 연결판(1260)은 외부 원형 림(1268), 다수의 제 1 교차 부재들(1272), 및 다수의 제 2 교차 부재들(1276)을 포함한다. 제 1 및 제 2 교차 부재들(1272, 1276)은 서로에게 실질적으로 수직이며, 예시된 방식으로 서로와 교차한다. 이 방식으로, 다수의 개구부들(1280)이 연결판(1264)에 규정된다. 이러한 개구부들(1280)은 상부 메시 연결판(1264) 위로부터의 광이 상부 연결판(1264)을 관통하고 도수로(1104)에 진입하게 한다. 보다 적은 개구부들 및 더 많은 고체 상태 물질을 갖는 다른 연결판들은 연결판 위로부터 유래하는 광을 차단할 수 있고, 이러한 차단된 광은 도수로에 진입하지 않을 수 있다. 상부 메시 연결판(1264)을 포함하는 것은, 조류 배양 과정에 이용되는 광 중 적어도 일부(예컨대, 자연 태양광)가 도수로(1104) 위로부터 유래할 수 있기 때문에, 도수로 애플리케이션들에서 특히 중요할 수 있다. 상부 메시 연결판(1264)의 예시된 예시적인 실시예는 광이 연결판들을 관통하게 하는 개구부들을 포함하는 연결판들의 많은 구성들 중 하나일 뿐이다. 많은 다른 메시 연결판 구성들이 가능하며, 이들은 본 발명의 의도된 사상 및 범주 내에 있다. 또한, 하부 연결판(1284)은 상부 메시 연결판(1264)과 유사한 메시 구성을 가질 수도 있고, 또는 그와는 다른 메시 구성을 가질 수도 있다.
이제, 도 136 내지 도 138을 참조하면, 도수로(1104) 및 액체 이동 어셈블리들의 다수의 추가적이고 예시적인 실시예들이 도시된다. 도 131 및 도 132에 예시된 도수로 및 액체 이동 어셈블리와 도 136 내지 도 138에 예시된 도수로(1104) 및 액체 이동 어셈블리들 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조 번호들로 식별된다.
도 136을 참조하면, 액체 이동 어셈블리(1288)는 도수로(1104)의 외부 채널들(1160)에 배치되는 다수의 펌프들(1292)을 포함하는데, 하나의 펌프(1292)는 각각의 프레임(1136) 근처에 배치되고, 각각의 펌프(1292)는 프레임(1136)의 핀(1192) 근처에 배출구를 갖는다. 이 실시예는 전술되고 도 131 및 도 132에 예시된 것과 유사한 물 이동 경로를 생성한다. 대안으로, 다수의 펌프들(1292)이 내부 채널(1156)에 배치될 수 있는데, 하나의 펌프(1292)는 각각의 프레임(1136) 근처에 배치되고, 각각의 펌프(1292)는 프레임(1136)의 핀들(1192)에 인접한 배출구를 갖는다.
도 137을 참조하면, 액체 이동 어셈블리(1296)는 단일 펌프(1300) 및 매니폴드(1304)를 포함하는데, 이 둘은 내부 채널(1156)에 배치된다. 매니폴드(1304)는 펌프(130)의 배출구 및 다수의 배출 개구부들(1312)과 유체 통신하는 단일 유입구(1308)를 포함하는데, 각각의 배출 개구부(1312)는 각각의 프레임(136)에 대한 것이다. 각각의 배출구 개구부(1312)는 그것의 각 프레임(1136)의 핀들(192) 근처에 배치되어 물을 핀들(1192)과 결합도록 이동시킨다. 이 실시예는 전술하고 도 131, 도 132 및 도 136에 예시된 것과 유사한 물 이동 경로를 생성한다. 대안으로, 펌프(1300) 및 매니폴드(1304)가 외부 채널들(1160) 중 하나에 배치될 수도 있고, 또는 액체 이동 어셈플리(1296)가 펌프(1300) 및 매니폴드(1304)로 구성되는 2개 세트들을 포함하는데, 한 세트의 펌프(1300) 및 매니폴드(1304)는 하나의 외부 채널(1160)에 배치되고 다른 세트의 펌프(1300) 및 매니폴드(1304)는 다른 외부 채널(1160)에 배치된다. 이러한 실시예에서, 매니폴드(1304)의 배출 개구부들(1312)는 각각의 프레임 핀들(1192)의 위치들에 대응하도록 구성된다. 즉, 예를 들어 각각의 매니폴드(1304)는 각각의 프레임들(1136)의 핀들(1192)과 정렬하도록 한쪽 측면에만 5개의 배출 개구부들(1312)을 포함할 수 있다.
도 138을 참조하면, 액체 이동 어셈블리(1316)는 프레임들(1136)로부터 먼 거리에 배치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 액체 이동 어셈블리(1316)는 먼 거리로부터의 물의 흐름을 제어하지만, 도수로(1104)는 프레임들(1136)을 회전시키기 위해 이동하는 물이 프레임들(1136)을 지나쳐 핀들(1192)과 접촉하도록 방향을 정하도록 구성될 수 있다. 이 액체 이동 어셈블리(1316)는, 그것이 바람직한 방식으로 프레임들(1136)을 회전시킬 수 있다면 어떠한 구성도 가질 수 있다.
이제, 도 139를 참조하면, 미생물 배양 시스템(1320)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 예시된 시스템(1320)은 통상적으로 본 분야에서 도수로(1320)라고 지칭되며, 본 명세서에서도 이 방식으로 지칭될 것이다. 도 131 및 도 132에 예시된 도수로와 도 139에 예시된 도수로(1320) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조 번호들로 식별된다.
이 도수로(1320)의 예시된 예시적인 실시예는, 서로 균일하고 희망에 따라 개별적으로 설치되어 도수로들(1320)을 설계하고 설치할 때 사용자에게 가요성 및 다양성을 제공할 수 있는 모듈식 프레임 유닛들을 포함한다. 각각의 모듈러 프레임 유닛은 프레임(1136) 및 하우징(1324)을 포함한다. 프레임(1136)은 전술하고 도 131 및 도 132에 예시된 프레임과 실질적으로 유사하다. 하우징(1324)은, 서로에게 이격되고 프레임(1136)의 대향 측면들에 배치되는 제 1 벽(1328) 및 제 2 벽(1332)을 포함한다. 제 1 및 제 2 벽들(1328, 1332) 각각은 프레임들(1136)을 향해 연장되는 한 쌍의 내향 플랜지들(1336, 1340)을 포함한다. 대향하는 제 1 및 제 2 벽들(1328, 1332)의 내향 플랜지들(1336, 1340) 사이에는 공간이 제공되어 내부 및 외부 채널들(1156, 1560)에서 발생하는 물의 이동에게로의 핀들(1192)의 노출을 제공한다. 제 1 및 제 2 벽들(1328, 1332)은, 제 1 및 제 2 벽들(1328, 1332)이 내부 및 외부 채널들(1156, 1160)을 규정하는 것을 돕고 바람직한 방식으로 물을 이동시키는 것을 돕는, 전술하고 도 131 및 도 132에 예시된 배플들(1140)과 유사한 기능을 수행한다.
이제, 도 140을 참조하면, 미생물 배양 시스템(1344)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 예시된 시스템(1344)은 본 분야에서 통상적으로 도수로(1344)라고 지칭되며, 본 명세서에서도 이 방식으로 지칭될 것이다. 도 131, 도 132 및 도 130에 예시된 도수로들과 도 140에 예시되는 도수로(1344) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조 번호들로 식별된다.
예시된 예시적인 실시예에서, 다수의 도수로들(1344)이 예시되며, 이들은 폰드 또는 다른 다량의 물(1348)에 배치된다. 각각의 도수로(1344)는 모듈식이며, 그에 따라 임의의 수(즉, 물의 바디에 맞을 임의의 수)의 도수로들(1344)은 물(1348)의 바디에 배치될 수 있다. 각각의 도수로(1344)는 다수의 이격된 지지 부재들(1356)에 의해 지지되는 교정 벽(1352)을 포함한다. 교정 벽(1352)은 바디의 물(1348) 중 임의의 부분을 저지하여, 액체 이동 어셈블리(1360)에 의해 제어될, 보다 적고 더 많이 관리할 수 있는 양의 물을 제공한다. 또한, 각각의 도수로들(1344)에서 배양되는 조류는 어떠한 교정 벽들(1352)도 존재하지 않는 경우보다 더 쉽게 제어된다. 저지된 도수로들(1344)을 이용하면, 액체 이동 어셈블리들(1360)은 전술하고 도 131 및 도 132에서 예시된 것과 유사한 방식으로 도수로들(1344) 내에서 물을 이동시킬 수 있다. 예시된 예시적인 실시예에서, 물(1348)의 바디는 도수로들(1344)을 작동시키고 조류를 배양하는 데 필요한 모든 물을 제공한다. 별도의 물 공급원은 이 실시예에서 요구되지 않을 수 있다. 배관은 각각의 도수로(1344)에서 배양되는 조류를 제거하기 위해 물(1348)의 바디에 배치되는 각각의 도수로(1344)로 라우팅될 수 있다. 대안으로, 조류는 저지된 도수로(1344)로부터 방출되고 저지된 도수로(1344) 외부에서 물(1348)의 바디와 혼합하도록 허용될 수 있다. 이러한 대안에서, 배관은 물(1348)의 바디로부터 조류를 제거하도록 물(1348)의 바디로 라우팅된다.
이제, 도 141을 참조하면, 미생물 배양 시스템(1364)의 또 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 도 1 및 도 2에 예시된 미생물 배양 시스템들과 도 141에 예시되는 미생물 배양 시스템(1364) 사이의 유사한 구성요소들은 동일한 참조 번호로 식별된다.
도 141에 예시된 시스템(1364)은 도 1 및 도 2에 예시된 시스템과 많은 유사성을 갖는다. 차이점들 중 적어도 일부는 본 명세서에서 상세히 설명될 것이다. 예시된 예시적인 실시예에서, 시스템(1364)은 조류를 배양하기 위한 화합물로서 도 1 및 도 2에 예시된 시스템들과는 상이한 화합물을 이용한다. 보다 구체적으로, 예시된 시스템(1364)은, 도 1 및 도 2에 예시된 시스템들에서의 이산화탄소가 아니라, 유기 탄소 화합물을 용기들(32) 내에 도입하여 미생물들이 소비할 수 있게 한다. 이러한 미생물들도, 유기 탄소 화합물이 배양을 위해 미생물에 의해 요구되는 탄소 및 에너지 양쪽 모두를 제공하기 때문에 배양에 광을 필요로 하지 않을 수도 있다. 예시적인 미생물들은, 클로렐라 피레노이도사(Chlorella pyrenoidosa), 파에오닥틸룸 트리코르누툼(Phaeodactylum tricornutum), 클라미도모나스 라인하르트(Chlamydomonas reinhardtii), 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris), 브라치오모나스 서브마리나(Brachiomonas submarina), 클로렐라 미누티시마(Chlorella minutisima), C. regularis(씨. 레귤라리스), C. sorokiniana(씨. 소로키니아나) 등 및 다른 유형들의 종속영양 및 혼성영양 미생물들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 유기 탄소 화합물은 미생물들에 의해 소비 가능한 다양한 형태의 것일 수 있다. 예시적인 유기 탄소 화합물은, 설탕류, 글리세롤, 옥수수 시럽, 에탄올 생산 설비로부터의 증류주 찌꺼기, 글루코스, 아세테이트, TCH, 사이클 중개물(예컨대, 시트르산 및 일부 아미노산) 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
도 141에 예시된 시스템(1364)은 유사한 구조적 구성성분, 유사한 기능을 가질 수 있고, 본 명세서에 개시된 다른 시스템들과 유사한 방식으로 제어될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (90)

  1. 미생물을 배양하기 위한 용기로서,
    이동 액체를 포함하도록 구성된 하우징;
    적어도 부분적으로 상기 하우징 내에 배치되는 다수의 회전 가능 프레임으로서, 각각의 프레임은,
    제 1 부분,
    상기 제 1 부분으로부터 이격되어 있는 제 2 부분,
    적어도 부분적으로 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분에 의해 지지되며, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에서 연장되는 배양기(media),
    상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나에 결합되고, 상기 이동 액체와 연동하여 상기 프레임을 회전시키는 핀, 및
    상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나에 연결되는 와이퍼를 포함하는, 프레임, 및;
    적어도 부분적으로 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 와이퍼에 의해서 연동하도록 배치되는 발광 소자를 포함하는
    미생물 배양 용기.
  2. 미생물을 배양하기 위한 시스템으로서,
    이동 액체를 포함하도록 구성된 공동을 정의하는 벽;
    적어도 부분적으로 상기 공동내에 배치되며 상기 벽에 대해서 회전가능한 다수의 회전 가능 프레임들로서, 각각의 프레임은,
    제 1 부분,
    상기 제 1 부분으로부터 이격된 제 2 부분,
    적어도 부분적으로 상기 공동 내에 배치되고, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분에 의해 지지되며, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에서 연장되는 배양기, 및
    상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나에 연결되어 상기 이동 액체와 연동되는, 핀을 포함하는,
    미생물 배양 시스템.
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  59. 제 1 항에 있어서,
    투명 및 반투명한 것 중 하나인 물질로 구성되는 덮개를 더 포함하는
    미생물 배양 용기.
  60. 제 1 항에 있어서,
    상기 와이퍼는 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분에 연결되고, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 연장되는
    미생물 배양 용기.
  61. 제 60 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 제 1 주변부를 포함하고, 상기 제 2 부분은 제 2 주변부를 포함하며, 상기 와이퍼는 상기 제 1 주변부 및 상기 제 2 주변부를 넘어 바깥 방향으로 돌출된
    미생물 배양 용기.
  62. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나는 메시 구성(mesh configuration)을 포함하는
    미생물 배양 용기.
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  65. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 50 피트(feet)보다 큰 폭을 갖는
    미생물 배양 용기.
  66. 제 65 항에 있어서,
    상기 폭은 하나의 직경인
    미생물 배양 용기.
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  69. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 제1 프레임의 제1 와이퍼 및 제2 프레임의 제2 와이퍼에 의해서 결합되는
    미생물 배양 용기.
  70. 제 2 항에 있어서,
    상기 핀은 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분에 연결되는
    미생물 배양 시스템.
  71. 제 70 항에 있어서,
    상기 제 1 부분은 제 1 주변부를 포함하고, 상기 제 2 부분은 제 2 주변부를 포함하며, 상기 핀은 상기 제 1 주변부 및 상기 제 2 주변부를 넘어 바깥 방향으로 돌출되는
    미생물 배양 시스템.
  72. 제 2 항에 있어서,
    각각의 프레임은 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나에 연결되는 다수의 핀들을 포함하는
    미생물 배양 시스템.
  73. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 회전 가능 프레임들은 제 1 라인으로 배열되는 제 1 다수의 회전 가능 프레임들 및 상기 제 1 라인으로부터 이격되는 제 2 라인으로 배열되는 제 2 다수의 회전 가능 프레임들을 포함하고, 제 1 채널이 상기 제 1 라인의 프레임들과 상기 제 2 라인의 프레임들 사이에 정의되며, 제 2 채널이 상기 제 1 라인의 프레임들과 상기 벽 사이에 정의되고, 제 3 채널이 상기 제 2 라인의 프레임들과 상기 벽 사이에 정의되며, 상기 핀은 적어도 부분적으로는 상기 제 1, 제2 및 제3 채널 중 적어도 하나로 연장되는
    미생물 배양 시스템.
  74. 제 73 항에 있어서,
    상기 제 1 라인 및 상기 제 2 라인은 실질적으로 평행한
    미생물 배양 시스템.
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  80. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 프레임들 중 적어도 하나는 가요성 벽을 포함하는 베이스를 포함하는
    미생물 배양 시스템.
  81. 제 80 항에 있어서,
    상기 가요성 벽은 적어도 부분적으로 비닐, 고무, 고무로 처리된 캔버스, 화학적으로 처리된 캔버스, 및 플라스틱 중 하나 이상의 것으로부터 제조되는
    미생물 배양 시스템.
  82. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나의 부분은 메시 구성을 갖는
    미생물 배양 시스템.
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  88. 미생물 배양 방법에 있어서,
    이동 액체를 포함하는 공동을 제공하는 단계;
    제1 부분과 상기 제1 부분으로부터 이격되는 제2 부분을 포함하는 회전 가능한 프레임을 제공하는 단계로서, 배양기가 배치되어 상기 제1 부분 및 제2 부분 사이로 연장되며 핀이 상기 제1 부분과 제2 부분 중 적어도 하나에 연결되는 단계, 및
    상기 핀을 상기 이동 액체에 결합시켜서 상기 프레임을 회전시키는 단계를 포함하는
    미생물 배양 방법.
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