KR101547522B1 - 영구자석과 세라믹볼을 이용한 농작물 재배용수 처리장치 및 이의 이용방법 - Google Patents

영구자석과 세라믹볼을 이용한 농작물 재배용수 처리장치 및 이의 이용방법 Download PDF

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Abstract

본원은 농업용 재배 식물에 물을 공급할 때 원적외선을 발생하는 세라믹볼과 영구자석을 내장한 재배용수 처리장치를 통과시켜 공급하므로 재배용수에 농작물에 필요한 미네랄 성분을 공급하면서 재배용수의 물 분자 구조를 세분화시키기 위한 수단을 찾고자 하는 과제를 갖고 시작된 발명이다.
본원은 영구자석과 세라믹볼의 특성을 이용하여 농작물 재배용수를 얻는 농작물 재배용수 처리장치가 합성수지나 스텐레스 스틸 소재를 이용하여 원형의 실린더 타입으로 하우징을 이루되 하우징의 중심부에는 원형타입의 영구자석이 내장되고 영구자석의 외연과 하우징의 내측벽 사이에 충진부가 마련되고 충진부에는 세라믹볼이 내장되되, 세라믹볼은 건조된 황토분말 50±10 wt%, 석영안산암(dacite) 소성분말 30±5 w%, 슝기트(Shungite) 소성분말 10±5 w%, 전기석(토루말린) 분말 5±5 w%, 건조 톱밥 5±5 w% 범위의 조성비로 혼합되어 반죽되고 성형기에서 8~10㎜ 크기로 볼 형상으로 성형되며, 성형된 볼을 500℃온도에서 10시간 동안 건조하여 고형화하고, 고형화된 볼을 1200℃에서 12시간 소성시켜 얻어진 세라믹볼이 사용되는 구조를 이루어서 외부의 유입수가 하우징의 저부로 유입되어 영구자석과 세라믹볼 충진층을 경유하여 상향류로 흐르면서 활성화된 물을 얻어 농작물 재배용수로 사용되도록 제공되는 농작물 재배용수 처리장치에 관한 것이다.

Description

영구자석과 세라믹볼을 이용한 농작물 재배용수 처리장치 및 이의 이용방법 {Magnetic-active water treatment method using ceramicball and magnet}
본원은 영구자석과 세라믹볼을 이용하는 농작물 재배용수 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수도물 배관이나 지하수 공급 배관 등이 농작물 재배용수 처리장치에 연결되어 농작물 재배용수 처리장치를 통과하는 물을 활성화시켜 농가나 비닐하우스 등에서 재배하는 농작물의 재배용수로 사용하므로 농작물의 성숙도를 높이기 위한 농작물 재배용수 처리장치 및 이의 이용방법에 관한 것이다.
본원은 식물에게 공급되는 재배용수에 토양의 식물이 각종 미네랄을 흡수하고 미생물이 살기 좋은 토질로 변형시키는데 기여하기 위한 수단으로 세라믹볼과 영구자석을 이용하여 물 분자를 활성화시키는 농작물 재배용수 처리장치에서 영구자석을 감싸주는 실린더 타입의 외통체 내부에 충진층을 마련하고 충진층에 원적외선을 발하는 세라믹볼을 내장하는 구조를 이루고 외부의 유입수가 하우징의 저부로 유입되어 세라믹볼과 원형타입의 영구자석 사이를 상향류로 흐르면서 활성환된 물로 변환되어 배출되도록 적용되는 농작물 재배용수 처리장치에 관한 기술이다.
본 발명과 같이 식물성장에 유용한 미네랄을 공급하여 토양에 부족한 성분을 보충하여 식물 생육에 활성화를 도모하여 농업 및 임업 분야에 적용하고자 하는 기술로 개발된 선행기술들을 살펴보면, 국내 공고특허 제97-7097호에서는 제지 슬러지, 석탄회, 완숙퇴비, 도시하수슬러지, 시멘트 슬러지, 복합비료 및 폴리아크릴계 점도증가제 또는 폴리 비닐계 점도증가제 또는 이들의 혼합물로 구성된 점도증가제 중에서 선택되는 점도증가제로 이루어진 인공 배양토 조성물이 제시되어 있다.
또한 한국 공개특허 제96-22407호에서는 흡습성이 높고 가용성 규산이 풍부한 산업폐기물인 석탄회와 인분 및 가축분뇨를 이용하여 유기질 비료를 얻고 이용하는 기술이 개시되어 있으며, 공개특허 제97-21037호에서는 가축배설물과 여러 가지 유기질 비료재료를 수분조절제인 톱밥, 왕겨, 대패밥, 수피 등과 함께 분말상태인 석탄회를 배합하여 유기질 비료를 생산하는 방법을 개시하고 있다.
또한, 한국 공개특허 제99-31558호에서는 농업용 비료의 제조에 있어서 화력발전소 등에서 발생 배출되는 폐기물인 석탄회와 유기질 폐기물을 혼합, 발효처리하여 양호한 유·무기질 복합비료를 생산함은 물론 다량의 폐기물을 재활용하여 환경정화에 일익하는 석탄회를 이용한 유·무기 복합비료 및 그 제조방법을 개시하고 있으며, 등록특허 제0996498호에서는 식물 생육 활성제와 이를 이용한 식물의 재배 방법에서, 토탄, 갈탄, 이탄 또는 이들의 혼합물 1 내지 30 중량부; 규장암 1 내지 50 중량부; 제올라이트 30 내지 60 중량부; 일라이트 30 내지 60 중량부; 석탄재, 연탄재, 또는 이들의 혼합물 1 내지 30 중량부; 및 사문석, 견운모, 또는 이들의 혼합물 1 내지 20 중량부를 포함하는 식물 생육 활성제, 및 이를 이용한 식물의 재배 방법이 개시되어 있다.
또한 종래의 기술에서 물을 활성화시키기 위한 수단으로 물 공급 배관의 일부에 영구자석을 설치하여 자석의 자기장 속을 물이 이동할 때 물의 수소결합이 분리와 재결합의 과정을 거치면서 물 분자가 잘게 쪼개져서 제공되는 자화수가 개시되어 있는바, 등록실용신안 제 266328호에서는 필터로 물을 걸러준 후 몸체 내부에 여러 개의 요(凹)부를 설치하고 여러 개의 평판 자석을 1∼2 mm의 간격으로 평행하게 나열 설치하고 평판자석 사이로 물을 흐르게 하여 가능한 넓은 면적에서 강력한 자력의 영향을 많이 받도록 구성되어 있는 자화수제조 장치가 제시되어 있다.
본 발명은 농업용 재배 식물에 물을 공급할 때 원적외선을 발생하는 세라믹볼과 영구자석을 내장한 재배용수 처리장치를 통과시켜 공급하므로 재배용수에 농작물에 필요한 미네랄 성분을 공급하면서 재배용수의 물 분자 구조를 세분화시키기 위한 수단을 찾고자 하는 과제를 갖고 시작된 발명이다.
본원은 세라믹볼과 영구자석을 내장한 작물 재배용수 처리장치를 얻기 위해 중심부에 영구자석이 내장되고 영구자석 주위를 감싸주는 실린더 타입의 충진층에 특수조성과 특수조건으로 가공되어 원적외선을 발생하는 세라믹볼을 내장하는 외부하우징을 이루고 외부의 유입수가 외부하우징의 일측을 통하여 유입되어 세라믹볼과 영구자석 사이를 흐르면서 활성환 된 물로 변환되어 배출되도록 적용되는 농작물 재배용수 처리장치를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.
본원의 기술사상은 농작물 재배용수를 공급하도록 제공되는 농작물 재배용수 처리장치를 제공하고자 하는 발명으로, 본원에서 개시되는 재배용수 처리장치는합성수지나 스텐레스 스틸 소재를 이용하여 실린더 타입으로 원형의 하우징을 이루되 하우징의 중심부에는 원형타입의 영구자석이 내장되고 영구자석의 외연과 하우징의 내측벽 사이에 충진부가 마련되고 충진부에는 세라믹볼이 내장되는 구조를 이루어서 외부의 유입수가 하우징의 저부로 유입되어 영구자석과 세라믹볼 충진층을 경유하여 상향류로 흐르면서 활성화된 물이 농작물 재배용수로 공급되도록 적용되는 농작물 재배용수 처리장치를 통하여 달성될 수 있다.
본원에서 개시되는 재배용수 처리장치에서 원형 하우징의 충진부에 나선형의 내향 날개가 내장되고 나선형의 날개 사이에 세라믹볼이 내장되어 충진부가 형성되도록 적용되는 것이 바람직하다.
본원의 재배용수 처리장치에 사용되는 세라믹볼은 건조된 황토분말 50±10 wt%, 석영안산암(dacite) 30±5 w%, 슝기트(Shungite) 소성분말 10±5 w%, 전기석(토루말린) 분말 5±0.5 w%, 건조 톱밥 5±0.5 w% 범위의 조성비로 혼합되어 반죽되고 성형기에서 8~10㎜ 크기로 볼 형상으로 성형되며, 성형된 볼을 500℃온도에서 10시간 동안 건조하여 고형화하고, 고형화된 볼을 1200℃에서 12시간 소성시켜 얻어진 세라믹볼이 사용되도록 적용된다.
따라서 본원은 영구자석과 세라믹볼의 특성을 이용하여 농작물 재배용수를 얻는 농작물 재배용수 처리장치의 이용방법으로서, 합성수지나 스텐레스 스틸 소재를 이용하여 원형의 실린더 타입으로 하우징을 이루되 하우징의 중심부에는 원형타입의 영구자석이 내장되고 영구자석의 외연과 하우징의 내측벽 사이에 충진부가 마련되고 충진부에는 세라믹볼이 내장되되, 세라믹볼은 건조된 황토분말 50±10 wt%, 석영안산암(dacite) 소성분말 30±5 w%, 슝기트(Shungite) 소성분말 10±5 w%, 전기석(토루말린) 분말 5±0.5 w%, 건조 톱밥 5±0.5 w% 범위의 조성비로 혼합되어 반죽되고 성형기에서 8~10㎜ 크기로 볼 형상으로 성형되며, 성형된 볼을 500℃온도에서 10시간 동안 건조하여 고형화하고, 고형화된 볼을 1200℃에서 12시간 소성시켜 얻어진 세라믹볼이 사용되는 구조를 이루어서 외부의 유입수가 하우징의 저부로 유입되어 영구자석과 세라믹볼 충진층을 경유하여 상향류로 흐르면서 활성화된 물을 얻어 농작물 재배용수로 사용되도록 적용하여 농작물의 생육 발달 정도를 조사하고 자 하였으며, 유의할 만한 효과를 제공할 수 있는지 그 가능성을 찾고자 하였다.
이하 본원의 기술사상이 구체적으로 구현되는 실시양태는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적 내용란에서 상세히 설명하기로 한다.
본원에서 제공되는 농작물 재배용수 처리장치는 기본적으로 영구자석과 세라믹볼을 이용하여 미네랄 성분을 농작물이 쉽게 흡수하도록 물 분자의 클러스터 구조를 세분화시킬 수 있는 기술을 제공하는 효과를 갖는다.
본원의 세라믹볼과 영구자석을 경유하여 배출된 농업용수가 농작물이나 야채에서의 생육 발달에 기여함을 확인함으로부터 앞으로 시설하우스를 이용한 전문농업에 높은 살균력을 유지하면서 면역력을 높여주는 기능을 갖는 야채나 농산물을 생산하는데 기여하는 효과를 갖는다.
또한 본원은 사람을 포함한 동물이나 식물에게 공급되는 식수의 물 분자 클러스터 구조를 세분화시키기 위한 수처리 방법을 제공하여 여러 산업분야에 적용 가능성을 찾게 되는 효과를 제공한다.
도 1 : 종래의 기술에서 자화수기에 적용되는 자석봉의 예시도
도 2 : 본원에서 개시되는 농작물 재배용수 처리장치의 예시도
도 3 : 본원에서 개시되는 농작물 재배용수 처리장치가 현장에서 적용되는 사용예시도.
도 4 : 본원에서 개시되는 농작물 재배용수 처리장치를 거친 재배용수에 식물영양제가 혼합되어 사용된 물을 사용하여 감자 발아실험에 적용한 사진도
본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시내용을 도면 등으로 기재하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 본원발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이며, 본 명세서나 도면에 제시된 사용예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
또한 본원 출원에서 아래에 기재되는 실시양태는 가능한 한 본원에서 신규로 개시되는 부분만을 나타내고 출원시점에서 현장 적용가능한 적용예를 중심으로 기재한 것으로, 본원에서 제시되는 농작물 재배용수 처리장치에 기존의 수돗물 공급장치나 연화장치, 정밀제어장치, 콘트롤 시스템이나 운전시스템이 얼마든지 추가되어 적용될 수 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 농작물 재배용수 처리장치의 바람직한 실시 적용예를 첨부된 도면을 참조하여 기술하기로 한다.
도 1은 본원의 농작물 재배용수 처리장치에 사용되는 영구자석의 일 적용예를 나타내기 위해 기존에 적용되고 있는 자화수 공급장치의 일 적용예를 나타낸 것으로서, 도 1a는 다수개의 원형 자석(120)이 하나의 철심(133)으로 연결되고, 상기 자석(120) 사이에 다수개의 이격구(131)가 결합되어 자석봉(130)을 이루도록 제공되고, 상기 자석봉(130)이 내부에 삽입되고 외주면의 양측에 길이방향으로 격벽(150)을 형성하고, 상기 외주면의 한쪽 방향에 상기 격벽(150)의 상단 및 하단과 일체로 연결하여 돌출형성된 물흐름 막이벽(160)을 구비한 영구자석케이싱(110)과 상기 영구자석케이싱(110)의 양단에 각각 결합되는 마개(140)와 상기 마개(140)가 결합된 영구자석케이싱(110)을 이루도록 제공되는 구성이 나타나 있고, 도 1b는 도 1a에 제시되는 영구자석케이싱(110)을 내부에 삽입하도록 원통형상을 가지며, 일측에 물이 인입되는 인입구(171)가 형성된 본체하우징(170)과 상기 본체하우징(170)의 타측에 일단부가 체결되고, 타단부에 물을 배출하는 배출구(181)가 형성된 연결덮개(180)를 포함하는 구조를 이루고 상기 인입구(171)를 통해 인입된 물이 상기 본체하우징(170) 내부에 삽입된 상기 영구자석케이싱(110)의 격벽(150) 및 물흐름 막이벽(160) 사이에 형성된 통로로 인입되어 상기 자석(120)에 의해 자화처리된 자화수를 배출구(181)로 배출시키도록 제공되는 자화수 공급장치가 개시되어 있는바, 기존의 자화수 제조장치는 상기 영구자석케이싱(110) 내부에 삽입된 상기 자석봉(130)에 의해서 상기 영구자석케이싱(110)의 외부로 강한 자기장을 형성시키고 상기 영구자석케이싱(110) 외부로 형성된 자기장은 상기 영구자석케이싱(110) 외벽을 통과하여 흐르는 물을 자화수로 변화시키는 역할을 수행하도록 제공되어 적용되어 왔다.
도 2는 본원에서 개시되는 농작물 재배용수 처리장치(100)의 일적용예를 나타낸 것으로서, 도 2a는 본원의 기술사상이 적용되어 제공되는 농작물 재배용수 처리장치(100)의 외형 사시도를 나타낸 것이고, 도 2b는 도 2a에 제시된 제품의 내부 구조를 설명하기 위해 분해사시도로 나타낸 것이며, 도 2c는 도 2의 상태가 조립된 후 내부에 세라믹볼이 채원진 상태의 내부구조를 보이기 위해 부분절개 단면도로 나타낸 것이다.
본원의 기술사상이 적용되어 제공되는 농작물 재배용수 처리장치(100)는 중심부에 영구자석봉(10)을 갖고 영구자석봉의 외연을 외부하우징(30)이 감싸주는 구조를 이루고 영구자석봉(10)과 외부하우징(30) 사이에 세라믹볼(20)이 내장되는 기본구조로 제공될 수 있다.
상기의 기본구조에서 외부하우징(30)의 중심부에 내장되는 영구자석(10)은 상부 및 하부로 2개의 부라켓(11a,11b)이 고정구(12)에 의해 영구자석(10)에 부착되어 외부하우징(30) 내부의 중심부에 안착 되도록 적용되고, 또한 영구자석봉(10)과 외부하우징(30) 사이에 나선형 블레이드(21)가 먼저 내장되고 상,하 블레이드가 없는 공간에 세라믹볼(20)이 차곡 차곡 내장되는 구성을 이루어서 재배용수 처리장치(100)의 저부 유입구(47)에서 유입된 물이 상향류로 흐르면서 나선형 블레이드(21)의 공간에 충진된 세라믹볼(20) 및 영구자석과 접촉하면서 점차 활성화되고 최종 상부소켓(34)에 마련된 배출구(35)를 통하여 활성화된 물이 배출되도록 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.
도 2b를 통하여 영구자석(10)의 양단부에는 십자형 브라켓(11)구조로 고정되고 브라켓의 절곡면 외측(11a,11b)이 외부하우징(30)의 내측벽에 안전하게 지지되어 고정되는 구조를 이루고 십자형 브라켓(11)구조는 영구자석(10)에 고정나사(12)에 의해 고정되도록 적용할 수 있고, 외부하우징(30)은 상부 및 저부로 각각 확관프랜지부(31,32)를 갖고 상부 확관프랜지부(32)는 배출구 소켓(34)과 연결되고 하부 확관프랜지부(31)는 유입부 연결조인부(40)와 결합되도록 적용될 수 있으며, 연결조인부(40)의 일측은 외부하우징(30)의 확관프랜지부(31)와 대응되는 확관연결부(41)를 갖고 타측은 축소연결부(42)를 가지며 축소연결부의 단부는 지하수 공급 배관(44)과 연결되기 위한 나사부(43)를 갖는 구성의 연결조인부(40)를 갖는 구조로 제공되고 외부하우징(30)의 확관프랜지부(31)와 연결조인부(40)의 확관연결부(41)사이에 중앙부에 그물망(45a)를 가진 탄성패킹재(45)를 내장시키고 탄성패킹재의 외연프레임과 영구자석(10)에 그물망의 지지대(46)가 걸쳐지는 구조를 이루어서 십자형 브라켓(11) 사이로 세라믹볼(20)이 빠지지 않도록 결합시키는 구성으로 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.
상기 외부하우징(30)의 확관프랜지부(31)와 연결조인부(40)의 확관연결부(41)를 결합시킬 때 다각걸음쇠(50)에 의해 결합되거나 해제되는 구성으로 적용될 수 있는바, 일 적용예로 제시되는 도 2b에 제시되는 다각걸음쇠(50)는 3개의 단위연결부(51) 사이에 힌지부(52) 및 체결부(54)를 갖고, 3개의 단위연결부(51)내측으로는 오목홈(51a)가 마련되어 오목홈에 외부하우징(30)의 확관프랜지부(31)와 연결조인부(40)의 확관연결부(41)의 단부 돌출부를 내장시키고 다각걸음쇠(50)의 걸고리부(53)가 체결부(54)의 U자홈부(54a)에 내삽시키고 걸고리부(53)의 조임나사(53a)을 조여서 외부하우징(30)과 연결조인부(40)를 결합시키는 구성으로 제공될 수 있음을 나타낸 것이다.
또한 상기 외부하우징(30)의 상부 확관프랜지부(32)가 배출구 소켓(34)과 결합되는 구성은 배출구 소켓(34)이 하부연결부(33) 저부로 숫나사연결부(33a)를 갖고 중앙부로는 재배용수 처리장치를 경유하여 활성화된 물이 배출되는 배출공(35)을 갖는 구조로 제공되고, 외부하우징(30)의 상부에 배출구 소켓(34)이 체결되지 않은 상태에서 영구자석봉(10) 외연으로 먼저 나선형 블레이드(21)가 내장된 후 세라믹볼(20)을 주입하게 되면 세라믹볼(20)이 나선형 블레이드(21) 사이에 차곡 차곡 쌓이게 되고 도 2c의 상태와 같이 세라믹볼(20)이 쌓이면 상부 확관프랜지부(32) 내측에 마련된 암나사부(32a)와 배출구 소켓(34)의 숫나사연결부(33a)가 결합되어 체결되는 구조로 적용될 수 있다.
또한 도면에서는 도시되지 않았으나 외부하우징(30)의 외연으로는 발포수지층이 감싸지고 발포수지층의 외연은 알루미늄이나 은박지로 감싸지는 구조를 이루는 자력전달차단층을 형성하여 제공되는 구성으로 적용되는 것이 바람직하다.
상기의 구성으로 제공되는 본원의 농작물 재배용수 처리장치(100)는 나선 흐름을 유도하는 블레이드(21)를 사용하는 것으로 기재되어 있으나 이는 격막구조를 이루어서 재배용수 처리장치(100)에 유입된 물이 지그 재그 흐름을 이루면서 세라믹볼(20) 영구자석(10)이 주는 영향을 높이도록 접촉면적을 넓히며 일정 체류시간을 확보하도록 적용하여 재배용수 처리장치(100)를 통과하는 물의 017 핵자기공명 스펙트럼의 반폭치가 60~70 Hz 범위로 제공되는 활성수로 변환시켜 배출되도록 적용되어 가능한 한 짧은 시간에 물 분자가 작은 클러스터 구조로 변환시켜 배출되도록 적용되는 구성은 당연하다 할 것이다.
본원에서는 상기 재배용수 처리장치(100)에 세라믹볼(20)을 만들어 원적외선 방사 및 음이온 발생효과를 제공하도록 사용하고자 하였는바, 본원 발명자가 적용한 세라믹볼의 제조방법은 하기와 같이 만들어 적용하였다.
세라믹볼 제조실시예
본원의 농작물 재배용수 처리장치에 사용되는 세라믹볼은 건조된 황토분말 50±10 wt%, 석영안산암(dacite) 30±5 w%, 슝기트(Shungite) 소성분말 10±5 w%, 전기석(토루말린) 분말 5±0.5 w%, 건조 톱밥 5±0.5 w% 범위의 조성비로 혼합되어 반죽되고 성형기에서 8~10㎜ 크기로 볼 형상으로 성형되며, 성형된 볼을 500℃온도에서 10시간 동안 건조하여 고형화하고, 고형화된 볼을 1200℃에서 12시간 소성시켜 얻어진 세라믹볼이 적용될 수 있는바, 본원 발명자는 석영안산암(dacite)과 슝기트(Shungite) 원료를 분쇄하여 950±5℃ 범위를 유지하는 소성로에서 6시간 소성시켜 불순물을 제거한 후 황토분말 50kg, 석영안산암 소성분말 30 kg, 슝기트(Shungite) 소성분말 10 kg과, 전기석(토루말린) 분말 5 kg, 건조 톱밥 5 kg의 조성비로 혼합하고 물을 소량(13ℓ) 붓고 반죽하여 성형기에서 10±2㎜ 크기로 볼 형상으로 성형하고, 성형된 볼을 500℃온도에서 10시간 동안 건조하여 고형화하고, 고형화된 볼을 다시 1200℃에서 12시간 소성시켜 얻어진 세라믹볼을 얻을 수 있었으며,이에 대한 성분 시험분석을 실시한 결과는 표 1에 나타내었고, 세라믹볼의 특성분석결과는 표 2의 결과를 얻을 수 있었다.
시료명 시험분석항목 시험분석결과 비고



세라믹볼		 SiO2 (wt%) 64.8

KS L 3316 : 2009
KS L 3128 : 2004
Al2O3 (wt%) 19.7
Na2O (wt%) 0.40
Fe2O3 (wt%) 5.99
CaO (wt%) 4.51
MgO (wt%) 1.08
K2O (wt%) 2.52
항목 분석결과 시험분석방법
수분(wt%) 0.7 무게분석
비표면적(㎡/g) 22.0 기기분석
부피비중 1.67
KRL3114:2005
겉보기 비중 2.65
흡수율(%) 22.0
기공율(%) 35.0 기기분석
또한 상기 세라믹볼을 이용한 특성평가에서 원적외선 방사특성은 표 3의 결과를 얻을 수 있었고, 항곰팡이 시험결과로는 표 4의 결과를 얻을 수 있었다.
시료명 방사율
(5-20) 		방사에너지
(w/) 		시험방법 비고

세라믹볼
0.918		 3.70x102 KICM
-FIR-1005		 중심파장
9.3
시험항목 항곰팡이 시험
배양시험 기간
시험결과 1주후 2주후 3주후 4주후
O O O O
시험방법 ASTM G-21
본원의 세라믹볼 제조 원료로 사용되는 슝기트 광물은 러시아 휴양도시인 갈릴리 공화국의 순가 라는 마을에서 산출되는 광물로 탄소함량이 30~40%에 이르고 규산염이 60~70% 함유되어 제공되는 광물로서 인간이나 생명체에 유용한 20가지 이상의 유용한 미량원소(미네랄)가 함유되어 있는 것으로 보고되고 있는바, 상기의 슝기트 광물은 탄소가 2~30 나노미터의 작은 알갱이로 플러렌 및 고차플러렌 구조를 이룬 것으로 알려져 있는데, 슝기트는 천연 산화방지제로 각종 질환에 대한 인간의 면역력을 높여주는 기능을 갖고 유기 및 무기화합물로부터 물과 공기를 정화시키는 흡착력을 갖고 또한 높은 살균력을 가지며 물이나 오일에서 오염을 제거하는 성능을 나타낸다는 연구논문('슝기트 여과물질의 흡착 성질 연구' O.D.Lukachevich,N.T.Ysova. 물과 생태학, 3' 2004, 10-17page.)을 통하여 슝기트가 오염된 물의 정화기능을 갖는다는 연구사례가 있고, 기타 러시아연방 국방부 군의학아카데미 N0 659/7258에는 슝기트실에서 파괴된 면역 및 대사조절 메카니즘을 활성화 시킨다는 보고서, 슝기트가 수돗물에 있는 유독성 생체이물을 파괴 및 중화시켜 무해물질을 생성하였다는 보고서 등이 발표된 후 슝기트를 이용하여 오염된 물의 정화, 방사선 중화작용, 공기 정화작용, 농업에서의 비료효능, 식물,야채에서의 보존 살균제 등으로의 적용 가능성에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있으며, 국내에서는 (주)썬-바이오 [홈페이지 : www.sunbe.co.kr 참조]에서 러시아산 슝기트 원석을 수입하여 판매/공급되고 있는바, 본원 발명자는 슝기트 광물의 특성을 이용하는 세라믹볼을 만들어 이용하고자 하였다.
본원 발명자는 상기 도 2에 제시된 농작물 재배용수 처리장치에 상기의 제조실시예로 얻은 세라믹볼을 내장하여 활성화된 물을 얻고자 하였으며, 본원의 기술사상이 적용된 재배용수 처리장치의 규격을 외통체 내경 600mm, 높이 1500mm 규격을 사용하고, 중심부에 직경 120mm 높이 1000mm의 원형영구자석을 이용하여 세라믹볼 충진층 높이를 1200mm의 규격품을 유입구에서 입수되는 수돗물이 배출구를 통하여 배출되는 물이 재배용수 처리장치 내부에서의 체류시간 측정결과로 19분 50초로 적용한 것과, 재배용수 처리장치 내부에서의 체류시간 측정결과로 39분 04초로 적용한 것에 대하여 NMR Spectrometer 를 이용한 017 특성시험결과로는 표 5의 결과를 얻을 수 있었다.
구 분 (처리시간:19분50초) (처리시간:39분04초) 측정장비
수돗물 105.45 Hz 105.45 Hz Varian 사의 Unit Plus
300 NMR Spectrometer
재배용수 처리기
통과물		 68.52 Hz 58.45 Hz
상기의 실험결과로부터 본원의 기술사상으로 제공되는 농작물 재배용수 처리장치는 017 핵자기공명 스펙트럼의 반폭치가 재배용수 처리장치의 통과 시간에 따라 예를 들어 50~70 Hz 범위로 제공될 수 있음을 확인할 수 있고, 또한 본원에서 제공되는 농작물 재배용수 처리장치가 상품화되어 적용될 때에는 핵자기공명 스펙트럼의 반폭치 감지센서가 마련되고 센서는 배출구와 연계되어 예를 들어 수요자가 원하는 정도에 미흡한 상태의 농업용 재배용수가 배출되는 경우 알람 작동신호음을 발하거나 배출구의 홀(hole)이 차단되는 제어시스템이 설치되어 적용될 수 있을 것이다.
도 3은 상기 도 2에서 개시되는 농작물 재배용수 처리장치가 현장에서 적용되는 사용예시도를 나타낸 것으로, 일반적으로 농촌 시설재배농가에서 지하수(10)를 펌핑하여 본원의 농업용 재배용수 처리장치(100)로 보내주도록 적용되고, 재배용수 처리장치(100)에서 활성화된 물이 물 저장탱크(200)에 담겨지면 별도의 조성으로 재배대상 작물에 성장속도를 조절해주는 식물영양제(300)가 활성화된 물과 함께 혼합되어 비닐하우스(400)로 펌핑되는 실시양태를 나타낸 것이다.
농작물 재배 실험 실시예
또한 본원에서 제공되는 농작물 재배용수 처리장치는 식물의 생장에 도움을 주는 식물영양제과 함께 사용되도록 적용될 수 있는바, 예를 들면 본원 발명자가 연구하여 별도의 출원으로 제시되는 식물영양제로 해조류 추출물 55~70중량부에 수용성의 복합 아미노산 분말 20~30 중량부 및 미량원소 용액을 10~15 중량부 비율로 혼합된 기질물질 100중량부를 얻고 상기 기질물질 100중량부 기준으로 질산칼륨 5~20 중량부, 제1인산칼륨 5~8 중량부, 아인산 2~5 중량부, 마그네슘 2~5 중량부, 아연 0.1~0.3 중량부, 붕산 0.01~0.2 중량부가 혼합되어 제공되는 식물영양제가 별도로 제공되고, 본원 기술에서 제공되는 농작물 재배용수 제조장치를 거쳐 얻은 활성화된 재배용수 500ℓ에 상기의 식물영양제 1ℓ가 주입되어 혼합된 후 농작물에 공급되는 단계로 적용하는 경우 최상의 결과를 얻을 수 있다.
도 4 : 본원에서 개시되는 농작물 재배용수 처리장치를 거친 재배용수에 식물영양제가 혼합되어 사용된 물을 사용하여 감자 발아실험에 적용한 사진도로서 본원의 기술사상이 적용되어 제공되는 농작물 재배용수 처리장치를 이용하여 얻은 재배용수 500ℓ에 식물영양제 1ℓ를 주입하고 농작물에 공급하며 적용한 실험군과 일반 지하수 500ℓ에 식물영양제 1ℓ를 주입하고 농작물에 공급한 비교적용예의 차이점을 발견하기 위한 실험결과로 파종할 감자를 A, B 군으로 선별하여 A군 발아실 및 B군 발아실 각각에서 1일 3시간 간격으로 100cc씩 재배용수+식물영양제 처리물을 분사하고 B군 발아실에서는 일반지하수+식물영양제 처리물을 분사하며 발아되어 성숙되는 과정을 촬영한 실험 사진으로서, 처음 7일까지는 별로 차이를 발견하지 못하였으나 11일 후에는 A군 발아실의 감자에서 먼저 잔뿌리가 뻗으며 17일 후, 22일 후 26일 후에도 B군 발아실(대조군)과는 큰 차이를 나타내는 성장속도를 확인할 수 있는 효과를 도 4의 사진도를 통하여 좌측의 샘플이 A 군으로 적용한 감자샘플 사진이고 우측의 샘플이 B군으로 적용한 감사샘플 사진으로 유의적인 효과를 확인할 수 있었다.
기타 본원의 농작물 재배용수 처리장치는 플라스틱이나 금속 등의 다양한 재질로 제작되어 사용되어도 무방하지만, 위생상의 문제점이나 많은 양의 생활용수를 정수하기 위해 수압이 높은 위치에도 장착될 수 있어야 하기 때문에 스텐레스 SUS재질로 제작됨이 바람직하며, 또한 본원에서 적용되는 세라믹볼도 사용원료 내부에 만약의 불순물이 존재할 가능성을 배제하기 위하여 사용원료를 정선한 후 ㅈ조분쇄한 후 500~600℃의 고온에서 1차 소성시켜 불순물을 완전 제거하고 800~1000℃에서 2차 소성시켜 사용하는 것이 바람직하다.
이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 하나의 적용예를 들어 본원의 기술사상이 적용되는 실시양태를 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술사상은 특허청구 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 부가되어 다른 공지의 수처리 장치나 제어시스템과 함께 다양한 적용형태로 제공될 수 있을 것이다.
10 : 영구자석봉 11 : 영구자석 지지 브라켓
12 : 고정나사 20 : 세라믹볼
21 : 나선 블레이드 30 : 외부하우징
31 : 하부확관프랜지부 32 : 상부확관프랜지부
33 : 소켓연결부 34 : 배출구 소켓
35 : 배출구 40 : 연결조인부
41 : 확관연결부 42 : 축소연결부
43 : 나사부 44 : 유입수배관
45 : 탄성패킹재 46 : 그믈망 지지대
47 : 유입구 50 : 다각걸음쇠
51 : 단위연결부 52 : 힌지부
53 : 걸고리부 54 : 체결부
100 : 농작물 재배용수 공급장치

Claims (4)

  1. 합성수지나 스텐레스 스틸 소재를 이용하여 실린더 타입으로 원형의 하우징을 이루되 하우징의 중심부에는 영구자석이 내장되고 영구자석의 외연과 하우징의 내측벽 사이에 충진부가 마련되고 충진부에는 세라믹볼이 내장되는 구조를 갖고 세라믹볼과 영구자석의 특성을 활용하여 농작물 재배용수를 공급하도록 제공되는 농작물 재배용수 처리장치에 있어서,
    상기 충진부에 내장되는 세라믹볼은 건조된 황토분말 50±10 wt%, 석영안산암(dacite) 30±5 w%, 슝기트(Shungite) 소성분말 10±5 w%, 전기석(토루말린) 분말 5±0.5 w%, 건조 톱밥 5±0.5 w% 범위의 조성비로 혼합되어 반죽되고 성형기에서 8~10㎜ 크기로 볼 형상으로 성형된 볼을 500℃온도에서 10시간 동안 건조하여 고형화하고, 고형화된 볼을 1200℃에서 12시간 소성시켜 얻어진 세라믹볼이 사용되고, 외부의 유입수가 하우징의 저부로 유입되어 영구자석과 세라믹볼 충진층을 경유하여 상향류로 흐르면서 활성화된 물이 농작물 재배용수로 공급되도록 적용되는 것을 특징으로 하는 농작물 재배용수 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 합성수지나 스텐레스 스틸 소재를 이용하여 실린더 타입으로 원형의 하우징을 이루되 하우징의 중심부에는 영구자석이 내장되고 영구자석의 외연과 하우징의 내측벽 사이에 충진부가 마련되고 충진부에는 세라믹볼이 내장되는 구조를 갖고 세라믹볼과 영구자석의 특성을 활용하여 농작물 재배용수를 공급하도록 제공되는 농작물 재배용수 처리장치의 이용방법에 있어서,
    상기 충진부에 내장되는 세라믹볼은 건조된 황토분말 50±10 wt%, 석영안산암(dacite) 소성분말 30±5 w%, 슝기트(Shungite) 소성분말 10±5 w%, 전기석(토루말린) 분말 5±0.5 w%, 건조 톱밥 5±0.5 w% 범위의 조성비로 혼합되어 반죽되고 성형기에서 8~10㎜ 크기로 볼 형상으로 성형된 볼을 500℃온도에서 10시간 동안 건조하여 고형화하고, 고형화된 볼을 1200℃에서 12시간 소성시켜 얻어진 세라믹볼이 사용되는 구조를 갖고 외부의 유입수가 하우징의 저부로 유입되어 영구자석과 세라믹볼 충진층을 경유하여 상향류로 흐르도록 하여 얻은 활성화된 물과 재배대상 작물의 성장속도를 조절해주는 식물영양제가 혼합되어 사용되도록 적용되는 것을 특징으로 하는 농작물 재배용수 처리장치의 이용방법.
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