KR102200310B1 - Photobioreactor for cultivation of microalgae using double vertical tube and convergence building structure for agriculture and fisheries having thereof - Google Patents
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Abstract
수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치가 개시된다. 본 발명에 따른 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치는, 투명한 재질로 이루어지고 중공관으로 형성되어 수직으로 배치되는 외부관과, 투명한 재질로 이루어지고 중공관으로 형성되며 상기 외부관의 내부 중앙에 수직으로 설치되며 상단 영역에는 유출공이 형성되는 내부관으로 이루어진 적어도 1개 이상의 수직 이중관; 양단이 배양액 저장탱크와 연결되고, 수평으로 배치되며, 상기 수직 이중관의 하단부와 연통되도록 결합되고, 상기 내부관의 하단부와 대응되는 위치의 바닥에는 배양액을 상기 내부관의 상향으로 이동시키면서 교반하기 위한 폭기용 산기부재가 마련되는 수평 이송관; 및 상기 외부관의 상단부에 결합되어 오염원의 유입을 방지하고 상기 수직 이중관에서 발생된 가스를 배출하여 상기 수직 이중관 내부의 압력 상승을 방지하기 위한 가스 배출부재를 포함하고, 상기 폭기용 산기부재에 의해 상기 내부관의 배양액이 상향으로 이동하여 상기 유출공을 통하여 상기 외부관을 유입된 후 상기 수평 이송관을 통하여 상기 배양액 저장탱크로 순환하도록 된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 미세조류가 수직 이중관의 내부에서 순환하도록 구성됨으로써 미세조류 배양관의 중심부에 있는 미세조류가 외부관으로 반복적으로 이송되어 빛을 받아서 광합성을 원활히 할 수 있도록 하여 미세조류가 일정한 농도로 배양된 후에도 내부 배양관 중심에 있는 미세조류 각 개체가 균일하고 원활하게 배양될 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.A microalgae light culture apparatus using a vertical double tube is disclosed. The microalgae light culture apparatus using a vertical double tube according to the present invention is made of a transparent material and is formed of a hollow tube and is vertically disposed, and is made of a transparent material and is formed of a hollow tube, and is located in the inner center of the outer tube. At least one vertical double pipe which is installed vertically and made of an inner pipe in which an outlet hole is formed in the upper region; Both ends are connected to the culture solution storage tank, arranged horizontally, coupled to communicate with the lower end of the vertical double tube, and at the bottom of the position corresponding to the lower end of the inner tube, for stirring while moving the culture solution upward of the inner tube. A horizontal transfer pipe in which an aeration member is provided; And a gas discharge member coupled to the upper end of the outer pipe to prevent the inflow of pollutants and to discharge gas generated from the vertical double pipe to prevent a pressure increase in the vertical double pipe, wherein the aeration member for aeration It is characterized in that the culture solution of the inner tube is moved upward and flows into the outer tube through the outlet hole, and then circulated to the culture solution storage tank through the horizontal transfer tube. According to the present invention, microalgae in the center of the microalgae culture tube are repeatedly transported to the outer tube by being configured to circulate inside the vertical double tube, so that photosynthesis can be smoothly received by receiving light, so that the microalgae are at a constant concentration. Even after cultivation, it is possible to provide the effect that each individual microalgae in the center of the inner culture tube can be cultured uniformly and smoothly.
Description
본 발명은 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치 및 이를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수직 이중관으로 미세조류를 효율적으로 배양할 수 있고, 이와 같은 미세조류 광 배양장치를 이용함으로써 에너지를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 미세조류 배양 및 농수산업을 효율적으로 수행할 수 있는 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치 및 이를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a microalgae light culture device using a vertical double tube and a fusion building structure for the agricultural and fishery industry having the same, and more particularly, it is possible to efficiently cultivate microalgae with a vertical double tube, such a microalgae light culture device It is not only possible to save energy, but also to a microalgae light culture apparatus using a vertical double tube that can efficiently perform microalgae cultivation and agricultural and fishery industry, and a fusion building structure for the agricultural and fishery industry having the same.
전 세계적으로 광합성 미생물이 산업의 여러 분야에서 유용하게 활용되고 있고, 활용도를 높이기 위한 많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다. 특히, 주목받는 미생물 중에서도 광합성 미생물이 활발히 연구되고 있으며, 에너지 측면에서도 현재 사용중인 화석연료인 석유, 석탄, 천연가스 등을 대체할 친환경적인 신재생에너지원으로서 광합성 미생물이 각광받고 있을 뿐만 아니라, 새로운 식품 및 사료로도 새롭게 조명되고 있다. Worldwide, photosynthetic microorganisms are usefully utilized in various fields of industry, and a lot of research is being conducted to increase the utilization. In particular, photosynthetic microorganisms are being actively studied among the attention-grabbing microorganisms, and photosynthetic microorganisms are in the spotlight as an eco-friendly renewable energy source that can replace the fossil fuels currently in use such as petroleum, coal, and natural gas. It is also being newly illuminated for food and feed.
이러한 광합성 미생물을 각 용도에 맞는 균주개발 및 개량, 미생물을 보다 손 쉽게 많은 양을 확보하기 위한 배양기술 개발, 및 용도에 맞게 수확하여 최종산물로 변형시키는 연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다.The development and improvement of strains suitable for each use of these photosynthetic microorganisms, development of culture technology to secure a large amount of microorganisms more easily, and research on harvesting suitable for use and transforming it into a final product are being actively conducted.
현재 알려진 광합성 미생물 배양시스템은, 노지배양시스템과 장치를 이용한 장치배양시스템이 사용되고 있으며, 노지배양시스템의 경우 광합성 미생물 유용물질의 경제적 생산을 위해서 필수적임에도 불구하고 계절에 따른 온도 및 광도조절, 외부 오염과 무기염 농도의 균일성 유지가 어려워 효율적인 대량 배양공정이 어려운 문제점이 있다.The currently known photosynthetic microorganism culture system uses a field culture system and a device culture system using a device, and in the case of a field culture system, although it is essential for the economic production of useful substances of photosynthetic microorganisms, temperature and light intensity control according to the season and external pollution There is a problem in that it is difficult to maintain the uniformity of the concentration of and inorganic salts, making it difficult to perform an efficient mass culture process.
이에 따라, 국내에서는 광합성을 하는 스피루리나의 경우에, 배양 시 사계절 기후로 인한 일조량 및 온도와 같은 문제점에 의해 수입에 의존하고 있다. Accordingly, in the case of photosynthetic spirulina in Korea, imports are dependent on problems such as sunlight and temperature due to the four seasons climate during cultivation.
또한, 배양장치를 이용한 배양시스템의 경우, 효과적인 조도의 유지가 가능하고 높은 생산성을 기대할 수 있으며 폐쇄 구조에 의한 오염 방지는 물론 광합성에 필요한 이산화탄소의 소실이 미미하며 생산을 위한 다양한 요소들의 점검 및 통제에 효과적인 장점을 갖고는 있으나, 배양배관의 내부에서 가스교환이 용이하게 이루어지지 않기 때문에 스파루리나의 생육이 저하되고 있으며 배양액이 배양탱크의 상부층에서 주입되어 하부측으로 떨어짐에 따라 배양액에 의한 거품이 발생되는 문제점이 있다. In addition, in the case of a culture system using a culture device, effective illumination can be maintained and high productivity can be expected.Contamination by a closed structure as well as loss of carbon dioxide required for photosynthesis is minimal, and various factors for production are checked and controlled. Although it has an effective advantage, the growth of sparulina is deteriorating because gas exchange inside the culture pipe is not easily performed, and bubbles are generated by the culture solution as the culture solution is injected from the upper layer of the culture tank and falls to the lower side. There is a problem.
종래 기술을 살펴보면, 대한민국공개특허 제10-2010-0113179호(공개일 : 2010.10.21)에는 관형 스피루리나 배양장치가 안출된 바 있으며, 이는 원통형 배양탱크, 상기 배양탱크의 하부에 위치하는 가스 주입구, 다수의 센서장착 포트, 배양액 주입구, 배양액 배출구 및 배양액 방출구, 상기 배양탱크의 상부에 위치하는 압력조절밸브 및 스프레이볼, 상기 배양탱크의 내부에 위치하는 광원 및 교반기, 및 상기 배양탱크의 외부에 부착된 온도조절기가 구비되는 배양부, 상기 배양부의 배양액 배출구와 연통되는 배양액 유입구, 펌프 및 배양액 유출구가 구비되는 펌프부 및 상기 펌프부의 배양액 유출구와 연통되는 배양액 유입구, 길이방향으로 광원이 부착된 배양배관 및 상기 배양액제조부의 배양액 주입구와 연통되는 배양액 유출구가 구비되는 배관부로 이루어져 있다.Looking at the prior art, Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0113179 (published date: 2010.10.21) has a tubular spirulina culture device was devised, which is a cylindrical culture tank, a gas inlet located at the bottom of the culture tank, A plurality of sensor mounting ports, a culture solution inlet, a culture solution outlet and a culture solution discharge port, a pressure control valve and a spray ball located above the culture tank, a light source and agitator located inside the culture tank, and the outside of the culture tank A culture unit equipped with an attached temperature controller, a culture solution inlet communicating with the culture solution outlet of the culture unit, a pump unit provided with a pump and a culture solution outlet, and a culture solution inlet communicating with the culture solution outlet of the pump unit, a culture with a light source attached in the longitudinal direction It consists of a pipe and a pipe portion provided with a culture solution outlet communicating with the culture solution injection port of the culture solution preparation unit.
이러한 종래기술에 의한 스피루리나 배양장치는, 배양장치의 표면에 스피루리나의 고착을 방지하여 배양효율을 증대시키는 효과를 기대하고는 있으나, 앞서 언급한 바와 같은 가스교환이 용이하지 못한 문제점이 있었다. 또한, 광합성 미생물을 액상 배양할 때 가스교환이 매우 중요한바, 종래 기술은 가스교환에 따른 거리 및 시간이 짧아 가스교환이 제대로 이루어지지 않게 되어 이산화탄소에서 탄소원을 받음으로써 광합성 미생물의 생육이 저하되는 문제점이 있었다. Spirulina culture apparatus according to the prior art is expected to increase the culture efficiency by preventing spirulina from sticking to the surface of the culture apparatus, but there is a problem in that gas exchange is not easy as mentioned above. In addition, gas exchange is very important when culturing photosynthetic microorganisms in a liquid phase. In the prior art, gas exchange is not performed properly due to short distance and time due to gas exchange, and the growth of photosynthetic microorganisms is degraded by receiving a carbon source from carbon dioxide. There was this.
또한, 종래기술에 의한 미세조류 배양장치는, 대부분 배양탱크에서 미세조류를 배양하고 있었기 때문에, 광합성이 필요한 빛이 배양탱크 중심부의 미세조류에 고르게 전달되지 못하여 광합성이 원활하지 못하였고, 이로 인하여 배양탱크의 중앙에 위치한 미세조류는 사멸되는 문제점이 있었다. In addition, since the microalgae cultivation apparatus according to the prior art was cultivating microalgae in most of the culture tanks, photosynthesis was not smooth because the light required for photosynthesis was not evenly transmitted to the microalgae in the center of the culture tank. The microalgae located in the center of the tank had a problem of being killed.
또한, 종래기술에 의한 미세조류 배양장치는, 일정한 온도를 유지하여야만 미세조류의 배양이 원활하게 이루어지는 것으로, 이를 위해서 많은 에너지를 사용해야 하는 문제점이 있었다. In addition, the microalgae cultivation apparatus according to the prior art has a problem in that the cultivation of microalgae is smoothly performed only when a constant temperature is maintained, and a lot of energy is used for this.
본 발명의 목적은, 미세조류가 배양되는 과정에서 미세조류의 개체가 증가하고 밀도가 높아짐으로 인해 빛이 배양관의 중심부까지 도달하지 못하여 미세조류의 배양 속도가 일정한 수준에 도달한 이후에는 미세조류 배양이 정체하거나 사멸하게 되는데 이를 해소하기 위하여 배양관 중심부의 미세조류가 배양관의 외벽 쪽으로 계속적인 반복 순환을 하도록 하여 배양관 내부의 미세조류가 고르게 빛을 받아서 광합성을 하도록 유도하는 수단을 제공하는데 있다. It is an object of the present invention to increase the density of microalgae in the process of culturing the microalgae, so that light does not reach the center of the culture tube, so that the microalgae culture rate reaches a certain level. In order to solve this problem, the microalgae in the center of the culture tube are continuously circulated toward the outer wall of the culture tube, and the microalgae inside the culture tube receive light evenly to provide a means to induce photosynthesis. have.
본 발명의 다른 목적은, 미세조류 배양관을 순환하는 배양액의 온도 조절을 적은 에너지를 이용하여 효율적으로 할 수 있는 수단을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a means for efficiently controlling the temperature of the culture medium circulating through the microalgae culture tube using less energy.
본 발명의 다른 목적은, 미세조류 광 배양장치가 적용된 농수산업용 융복합 건축 구조물을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a hybrid building structure for agricultural and fishery industries to which a microalgae light culture device is applied.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the problem to be solved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 투명한 재질로 이루어지고 중공관으로 형성되어 수직으로 배치되는 외부관과, 투명한 재질로 이루어지고 중공관으로 형성되며 상기 외부관의 내부 중앙에 수직으로 설치되며 상단 영역에는 유출공이 형성되는 내부관으로 이루어진 적어도 1개 이상의 수직 이중관; 양단이 배양액 저장탱크와 연결되고, 수평으로 배치되며, 상기 수직 이중관의 하단부와 연통되도록 결합되고, 상기 내부관의 하단부와 대응되는 위치의 바닥에는 배양액을 상기 내부관의 상향으로 이동시키면서 교반하기 위한 폭기용 산기부재가 마련되는 수평 이송관; 및 상기 외부관의 상단부에 결합되어 오염원의 유입을 방지하고 상기 수직 이중관에서 발생된 가스를 배출하여 상기 수직 이중관 내부의 압력 상승을 방지하기 위한 가스 배출부재를 포함하고, 상기 폭기용 산기부재에 의해 상기 내부관의 배양액이 상향으로 이동하여 상기 유출공을 통하여 상기 외부관을 유입된 후 상기 수평 이송관을 통하여 상기 배양액 저장탱크로 순환하도록 된 것을 특징으로 하는 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, an outer tube made of a transparent material and formed as a hollow tube and arranged vertically, and an outer tube made of a transparent material and formed as a hollow tube, installed vertically in the inner center of the outer tube, and the upper region At least one or more vertical double pipes made of an inner pipe in which an outlet hole is formed; Both ends are connected to the culture solution storage tank, arranged horizontally, coupled to communicate with the lower end of the vertical double tube, and at the bottom of the position corresponding to the lower end of the inner tube, for stirring while moving the culture solution upward of the inner tube. A horizontal transfer pipe in which an aeration member is provided; And a gas discharge member coupled to the upper end of the outer pipe to prevent the inflow of pollutants and to discharge gas generated from the vertical double pipe to prevent a pressure increase in the vertical double pipe, wherein the aeration member for aeration In the microalgae light culture apparatus using a vertical double tube, characterized in that the culture solution of the inner tube moves upward and flows into the outer tube through the outlet hole, and then circulates to the culture solution storage tank through the horizontal transfer tube. Achieved by
상기 외부관과 내부관 사이에는, 상기 내부관이 상기 외부관의 내부에서 상기 외부관의 내면과 일정한 간격을 유지하도록 하기 위한 간격유지부재가 구비되고, 상기 간격유지부재는, 링형으로 형성되어 상기 외부관의 내면에 밀착되는 외부결합부와, 링형으로 형성되어 상기 내부관이 끼움 결합되는 내부결합부와, 상기 외부결합부와 내부결합부를 연결하는 다수개의 연결부로 이루어질 수 있다. Between the outer tube and the inner tube, there is provided a gap maintaining member for maintaining a constant gap between the inner tube and the inner surface of the outer tube inside the outer tube, and the gap maintaining member is formed in a ring shape and the It may be made of an external coupling portion in close contact with the inner surface of the outer pipe, an inner coupling portion formed in a ring shape to which the inner pipe is fitted, and a plurality of connection portions connecting the outer coupling portion and the inner coupling portion.
상기 내부관의 하단부는, 상기 폭기용 산기부재의 상면과 1-4cm의 간격을 유지하도록 하되, 상기 내부관의 하단부 주변에 다수개의 유입공을 형성할 수 있다. The lower end of the inner tube is maintained at a distance of 1-4 cm from the upper surface of the aeration air diffuser, and a plurality of inlet holes may be formed around the lower end of the inner tube.
상기 수직 이중관은, 다수개로 이루어져 소정의 간격을 유지하여 상기 수평 이송관에 각각 결합되고, 상기 폭기용 산기부재는 상기 수직 이중관의 수에 대응되는 수로 각각 구비될 수 있다.The vertical double pipes are formed of a plurality of vertical double pipes and are respectively coupled to the horizontal conveying pipe by maintaining a predetermined distance, and the aeration air diffuser may be provided with a channel corresponding to the number of the vertical double pipes.
상기 폭기용 산기부재를 구비한 상기 수평 이송관과, 상기 수평 이송관에 각각 결합되는 다수개의 상기 수직 이중관이 하나의 광 배양 모듈을 이루고, 상기 광 배양 모듈을 이루는 상기 수평 이송관의 단부가 선택적으로 연결되거나 분리됨에 따라 각각의 상기 광 배양 모듈이 서로 연결되거나 분리되어 미세조류의 배양 용량을 가감하도록 구성될 수 있다.The horizontal transfer pipe having the aeration aeration member and a plurality of vertical double pipes each coupled to the horizontal transfer pipe constitute one light culture module, and an end of the horizontal transfer pipe constituting the light culture module is optional. Each of the light culture modules may be connected or separated from each other as connected or separated to increase or decrease the culture capacity of the microalgae.
상기 배양액 저장탱크의 입구라인과 출구라인에는, 배양액을 순환 이송시키기 위한 이송펌프가 각각 마련될 수 있다. Transfer pumps for circulating and transferring the culture solution may be provided at the inlet line and the outlet line of the culture solution storage tank.
상기 가스 배출부재는, 배출구를 구비하여 각각의 상기 외부관의 상단부에 결합되는 커버부재와, 각 상기 커버부재의 배출구를 연결하여 각 상기 배출구를 통하여 배출되는 가스를 모아서 배출하기 위한 배출파이프로 이루어지거나, 소정의 압력에서 개방되도록 구성되어 각각의 상기 커버부재에 마련되는 릴리프밸브로 이루어질 수 있다.The gas discharge member comprises a cover member provided with a discharge port and coupled to the upper end of each of the outer pipes, and a discharge pipe for collecting and discharging the gas discharged through each of the discharge ports by connecting the discharge ports of each of the cover members. It may be configured to be lowered or opened at a predetermined pressure, and may be formed of a relief valve provided on each of the cover members.
상기 배양액 저장탱크의 저면에는, 수용되는 배양액의 온도를 조절하기 위한 제1 온도조절수단이 구비되고, 상기 제1 온도조절수단은, 공급되는 전원에 의해 발열되는 제1 발열체로 이루어질 수 있다.At the bottom of the culture medium storage tank, a first temperature control means for adjusting the temperature of the culture medium to be accommodated may be provided, and the first temperature control means may include a first heating element that generates heat by a supplied power source.
상기 폭기용 산기부재에는, 순환되는 배양액의 온도를 조절하기 위한 제2 온도조절수단이 구비되고, 상기 제2 온도조절수단은, 여과된 공기를 상기 폭기용 산기부재에 공급하기 위한 공기 공급파이프; 및 공급되는 전원에 의해 발열되도록 구성되어 상기 공기 공급파이프에 구비되는 제2 발열체로 이루어질 수 있다.The aeration member for aeration is provided with a second temperature control means for adjusting the temperature of the circulated culture medium, and the second temperature control means includes: an air supply pipe for supplying the filtered air to the aeration member; And a second heating element configured to generate heat by the supplied power and provided in the air supply pipe.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물로서, 벽체와 지붕 및 출입문에 의해 외부와 구분되어 상기 미세조류 광 배양장치가 설치되는 배양공간을 형성하고, 상기 배양공간에는 상기 배양공간의 온도를 조절하거나, 상기 미세조류 광 배양장치를 순환하는 배양액의 온도를 조절하기 위한 제3 온도조절수단이 마련되는 것을 특징으로 하는, 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, as a fusion building structure for the agricultural and fishery industry having a microalgae light culture device using a vertical double tube, a culture space in which the microalgae light culture device is installed separated from the outside by a wall, a roof and an entrance door And, in the culture space, a third temperature control means for adjusting the temperature of the culture space or for adjusting the temperature of the culture medium circulating in the microalgae light culture device is provided in the culture space. It is achieved by a convergence building structure for the agricultural and fishery industry with equipment.
상기 지붕 또는 벽체에는, 태양광 발전을 위한 패널이 설치될 수 있다. A panel for solar power generation may be installed on the roof or wall.
상기 제3 온도조절수단은, 상기 배양공간으로 노출되는 입수관 및 출수관을 구비하여 지하에 매립되고, 열매체유가 수용되는 지하 열교환관; 및 공기입구와 공기출구가 상기 배양공간에 노출되고, 중간은 다수개의 분할관들로 이루어져 상기 지하 열교환관의 내부에 기밀을 유지하여 결합되는 열교환부로 이루어진 공기순환부재로 이루어지고, 상기 공기입구로 유입되어 상기 분할관을 통과한 후 상기 공기출구로 토출되는 공기가 상기 지하 열교환관에 수용된 열매체유에 의해 열교환되어 승온되거나 냉각될 수 있다. The third temperature control means includes: an underground heat exchange tube which is buried underground by having an inlet pipe and a water outlet pipe exposed to the culture space, and receiving heat medium oil; And an air circulation member consisting of a heat exchange unit, wherein the air inlet and the air outlet are exposed to the culture space, and the middle consists of a plurality of dividing pipes to maintain airtightness inside the underground heat exchange pipe. After flowing in and passing through the split pipe, the air discharged to the air outlet may be heat-exchanged by heat medium oil accommodated in the underground heat exchange pipe to be heated or cooled.
상기 제3 온도조절수단은, 상기 지붕의 처마에서 집수되어 여과된 빗물을 저장하도록 구성되어 지하에 매립되는 빗물저장 수조탱크; 및 상기 미세조류 광 배양장치로부터 분기되어 밸브의 개폐에 의해 배양액이 선택적으로 순환하도록 상기 빗물저장 수조탱크의 내부에 배관되는 배양액 순환관으로 이루어지고, 상기 미세조류 광 배양장치를 순환하는 배양액을 상기 배양액 순환관으로 순환시켜 상기 배양액의 온도를 조절하도록 구성될 수 있다.The third temperature control means comprises a rainwater storage tank tank configured to store rainwater collected and filtered from the eaves of the roof and buried underground; And a culture liquid circulation pipe that is branched from the microalgae light culture device and is piped inside the rainwater storage tank so that the culture liquid selectively circulates by opening and closing a valve, wherein the culture liquid circulating through the microalgal light culture device It may be configured to control the temperature of the culture medium by circulating through the culture medium circulation pipe.
상기 빗물저장 수조탱크는, 저장된 빗물의 온도를 조절하기 위한 냉온장치를 더 구비할 수 있다. The rainwater storage tank tank may further include a cooling and heating device for controlling the temperature of the stored rainwater.
상기 배양액 순환관은, 입수밸브를 구비한 지하 입수관과 출수밸브를 구비한 지하 출수관으로 이루어지고, 상기 지하 입수관과 지하 출수관의 단부는 상기 미세조류 광 배양장치의 순환관과 각각 연통되며, 상기 지하 입수관과 지하 출수관 사이의 순환관에는 지상순환 개폐밸브가 구비되어, 상기 미세조류 광 배양장치를 순환하는 배양액은 상기 입수밸브와 출수밸브 및 지상순환 개폐밸브의 개폐에 따라 상기 배양액 순환관을 순환하면서 열교환되어 온도가 조절될 수 있다. The culture medium circulation pipe is composed of an underground inlet pipe provided with an inlet valve and an underground outlet pipe provided with a water outlet valve, and ends of the underground inlet pipe and the underground outlet pipe communicate with the circulation pipe of the microalgae light culture device, respectively. And, a ground circulation opening/closing valve is provided in the circulation pipe between the underground inlet pipe and the underground outlet water pipe, and the culture liquid circulating through the microalgae light culture apparatus is the inlet valve, the water outlet valve, and the ground circulation opening/closing valve. The temperature can be controlled by heat exchange while circulating the culture medium circulation pipe.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 태양광 발전을 위한 패널이 구비된 지붕과, 벽면을 형성하는 벽체를 포함하는 건축 구조물로서, 상기 벽체는 측벽 배양공간을 형성하는 유리온실로 이루어지고, 상기 유리온실에 의해 형성된 측벽 배양공간에는, 미세조류의 배양을 위한 배양액이 순환하는 투명한 배양관이 세로 또는 가로방향으로 연이어 설치되며, 상기 투명한 배양관의 각 단부는 순환펌프를 구비하여 배양액 저장탱크와 연결되는 것을 특징으로 하는 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a roof with a panel for solar power generation and a building structure comprising a wall forming a wall, the wall is made of a glass greenhouse forming a side wall culture space, the glass In the side wall culture space formed by the greenhouse, a transparent culture tube through which the culture solution for cultivation of microalgae circulates is continuously installed in a vertical or horizontal direction, and each end of the transparent culture tube has a circulation pump and is connected to the culture solution storage tank. It is achieved by a convergence building structure for the agricultural and fishery industry having a microalgae light culture device, characterized in that.
상기 건축 구조물의 내부에는, 수경재배를 위한 장치, 식물재배를 위한 장치, 아쿠아포닉스 또는 양식장을 위한 장치가 구비되고, 수경재배, 식물재배, 아쿠아포닉스 또는 수산양식이 이루어질 수 있다.In the interior of the building structure, a device for hydroponic cultivation, a device for plant cultivation, a device for aqua phonics or aquaculture is provided, and hydroponic cultivation, plant cultivation, aqua phonics or aquaculture may be made.
상기 건축 구조물의 내부에는, 상기 건축 구조물의 내부공간 및 측벽 배양공간 공기 온도를 조절하기 위한 제4 온도조절수단이 구비되고, 상기 제4 온도조절수단은, 상기 건축 구조물의 지하에 매립되고, 입구와 출구는 상기 내부공간 또는 측벽 배양공간으로 노출되는 냉난방용 지하 매설 파이프; 및 송풍기에 의해 상기 냉난방용 지하 매설 파이프로 순환되는 공기를 가열하거나 냉각하도록 상기 입구 또는 출구에 구비되는 공기 가열냉각장치를 포함할 수 있다. Inside the building structure, a fourth temperature control means for adjusting the air temperature of the inner space and the side wall culture space of the building structure is provided, and the fourth temperature control means is buried in the basement of the building structure, and the entrance And the outlet is an underground buried pipe for heating and cooling exposed to the inner space or the side wall culture space; And an air heating/cooling device provided at the inlet or outlet to heat or cool the air circulated to the underground buried pipe for cooling and heating by a blower.
상기 냉난방용 지하 매설 파이프는, 빗물저장 수조탱크 또는 양식장용 수조가 매립되는 경우에, 상기 빗물저장 수조탱크 또는 양식장용 수조의 저면에 배치될 수 있다. The underground buried pipe for cooling and heating may be disposed on the bottom of the rainwater storage tank or aquaculture tank when the rainwater storage tank or aquaculture tank is buried.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 실내 또는 실외 육상 양식장으로 이루어진 건축 구조물로서, 상부가 개구되고, 상단부 영역을 제외한 나머지가 매립된 양식장 수조; 상기 양식장 수조의 상단부 영역에 구비되는 다수개의 기둥부재들; 상기 기둥부재들의 상단에 구비되어 지붕을 형성하고, 태양광 발전을 하도록 구성된 패널들; 및 상기 양식장 수조의 가장자리 영역에 가로방향 또는 세로방향으로 배치되어 벽을 이루는 미세조류 배양관들과, 상기 미세조류 배양관들과 연결되어 상기 미세조류 배양관들을 순환하는 배양액이 저장되는 배양액 저장탱크로 이루어진 미세조류 광 배양장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, as a building structure consisting of an indoor or outdoor land aquaculture, aquaculture tank in which the upper part is opened and the rest except for the upper part area is buried; A plurality of pillar members provided in the upper portion of the fish tank; Panels provided on upper ends of the pillar members to form a roof and configured to generate solar power; And a culture medium storage tank in which a culture medium circulating through the microalgal culture tubes is stored, with microalgal culture tubes arranged horizontally or vertically at the edge of the farm tank to form a wall, and connected to the microalgal culture tubes. It is achieved by a convergent building structure for the agricultural and fishery industry having a microalgae light culture device, characterized in that it comprises a microalgae light culture device made of.
상기 패널들의 저면에는, 빗물이 상기 양식장 수조로 유입되지 않도록 하기 위한 처마가 마련되고, 상기 처마에 의해 집수된 빗물은 여과된 후 지하에 매설된 빗물저장 수조탱크에 수용되고, 필요에 따라 상기 양식장 수조로 공급되거나 농업용수로 사용하도록 구성될 수 있다. At the bottom of the panels, eaves are provided to prevent rainwater from entering the aquaculture tank, and rainwater collected by the eaves is filtered and accommodated in a rainwater storage tank buried underground, and if necessary, the farm It can be supplied in a water tank or configured for use as agricultural water.
본 발명에 의하면, 미세조류가 수직 이중관의 내부에서 순환하도록 구성됨으로써 미세조류 배양관의 중심부까지 빛이 용이하게 도달되어 중심부에서도 광합성이 이루어져 미세 조류 각 개체가 균일하고 원활하게 배양될 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다. 즉, 내부관 속의 미세조류가 외부관으로 반복 순환됨으로 빛을 고르게 받아 광합성을 원활하게 하여 미세조류 각 개체가 균일하고 원활하게 배양될 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다. According to the present invention, since the microalgae are configured to circulate inside the vertical double tube, light can easily reach the center of the microalgae culture tube, and photosynthesis can be performed even at the center, so that each microalgae individual can be cultured uniformly and smoothly. It will be able to provide. That is, since the microalgae in the inner tube are repeatedly circulated to the outer tube, light is evenly received to facilitate photosynthesis, thereby providing an effect that each individual microalgae can be cultured uniformly and smoothly.
또한, 미세조류 배양관을 순환하는 배양액이나 배양공간의 온도 조절이 지열에 의해 이루어짐으로써 적은 에너지로 온도 조절을 할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.In addition, since the temperature of the culture medium or the culture space circulating through the microalgae culture tube is controlled by geothermal heat, it is possible to provide an effect of controlling the temperature with little energy.
또한, 미세조류 광 배양장치와 태양광 발전을 위한 패널 및 빗물을 활용하도록 된 농수산업용 융복합 건축 구조물을 제공할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다. In addition, it is possible to provide an effect of providing a microalgae light culture device, a panel for solar power generation, and a fusion building structure for the agricultural and fishery industry to utilize rainwater.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치를 도시한 개략적 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 수직 이중관을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 수직 이중관과 수평 이송관이 하나의 광 배양 모듈을 이루고, 각각의 광 배양 모듈이 연결된 상태를 표현한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 각 광 배양 모듈의 저면에 구비되는 폭기용 산기부재의 배관을 도시한 저면 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 각 광 배양 모듈이 배양액 저장탱크와 연결된 상태를 표현한 개략적 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 배양액 저장탱크에 구비되는 제1 온도조절수단을 도시한 배양액 저장탱크의 저면 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 폭기용 산기부재에 구비되는 제2 온도조절수단을 도시한 개략적 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물을 도시한 개략도 구성도이다.
도 10은 도 9에 도시된 농수산업용 융복합 건축 구조물에 구비되는 제3 온도조절수단을 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 제3 온도조절수단을 도시한 개략적 사시도이다.
도 12 및 도 13은 도 10에 도시된 제3 온도조절수단의 다른 실시예를 도시한 개략적 구성도이다.
도 14의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물을 도시한 개략도 구성도이다.
도 15의 (a) 및 (b)는 도 14에 도시된 농수산업용 융복합 건축 구조물의 다른 실시예를 도시한 개략적 구성도이다.
도 16은 도 14에 도시된 농수산업용 융복합 건축 구조물의 제4 온도조절수단을 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물을 도시한 개략도 구성도이다.
도 19는 본 발명에 따른 미세조류 광 배양장치와 건축 구조물이 원격으로 제어되는 상태를 설명하기 위한 개략적 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram showing a microalgae light culture apparatus using a vertical double tube according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vertical double pipe shown in FIG. 1.
3 is a perspective view showing a state in which the vertical double tube and the horizontal transfer tube shown in FIG. 1 form one light culture module, and each light culture module is connected.
FIG. 4 is a bottom perspective view showing a pipe of an aeration air diffuser provided on a bottom surface of each light culture module shown in FIG. 3.
5 is a schematic configuration diagram showing a state in which each light culture module shown in FIG. 3 is connected to a culture medium storage tank.
6 is a perspective view showing the microalgae light culture apparatus using the vertical double tube shown in FIG.
7 is a bottom perspective view of the culture solution storage tank showing a first temperature control means provided in the culture solution storage tank shown in FIG. 1.
8 is a schematic configuration diagram illustrating a second temperature control means provided in the aeration member for aeration shown in FIG. 1.
9 is a schematic diagram showing the construction of a fusion building structure for the agricultural and fishery industry having a microalgae light culture apparatus using a vertical double tube according to the present invention.
10 is a schematic cross-sectional view for explaining a third temperature control means provided in the integrated building structure for agricultural and fishery industry shown in FIG.
11 is a schematic perspective view showing a third temperature control means shown in FIG. 10.
12 and 13 are schematic configuration diagrams showing another embodiment of the third temperature control means shown in FIG. 10.
14 (a) and (b) are schematic diagrams showing the construction of a fusion building structure for the agricultural and fishery industry having a microalgae light culture apparatus according to another embodiment of the present invention.
15A and 15B are schematic configuration diagrams showing another embodiment of the fusion building structure for the agricultural and fishery industry shown in FIG. 14.
16 is a schematic cross-sectional view for explaining a fourth temperature control means of the integrated building structure for the agricultural and fishery industry shown in FIG. 14.
17 and 18 are schematic diagrams showing the construction of a fusion building structure for the agricultural and fishery industry having a microalgae light culture apparatus according to another embodiment of the present invention.
19 is a schematic configuration diagram for explaining a state in which the microalgae light culture apparatus and the building structure according to the present invention are remotely controlled.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, a description of a function or configuration that is already known will be omitted in order to clarify the gist of the present invention.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치를 도시한 개략적 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 수직 이중관을 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 수직 이중관과 수평 이송관이 하나의 광 배양 모듈을 이루고, 각각의 광 배양 모듈이 연결된 상태를 표현한 사시도이다. 또한 도 4는 도 3에 도시된 각 광 배양 모듈의 저면에 구비되는 폭기용 산기부재의 배관을 도시한 저면 사시도이고, 도 5는 도 3에 도시된 각 광 배양 모듈이 배양액 저장탱크와 연결된 상태를 표현한 개략적 구성도이며, 도 6은 도 5에 도시된 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치를 도시한 사시도이다.In the accompanying drawings, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a microalgae light culture apparatus using a vertical double tube according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a vertical double tube shown in FIG. 1, 3 is a perspective view showing a state in which the vertical double tube and the horizontal transfer tube shown in FIG. 1 form one light culture module, and each light culture module is connected. In addition, FIG. 4 is a bottom perspective view showing the piping of the aeration aeration member provided on the bottom of each light culture module shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a state in which each light culture module shown in FIG. 3 is connected to a culture solution storage tank It is a schematic configuration diagram representing, and FIG. 6 is a perspective view showing a microalgae light culture apparatus using a vertical double tube shown in FIG. 5.
도 1 내지 도 6에 도시된 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치(10)는, 수직 이중관(20)과 수평 이송관(30) 및 배양액 저장탱크(40)로 이루어진 것으로, 수평 이송관(30)에 구비되는 폭기용 산기부재(50)에 의해 내부관(22)의 배양액이 상향으로 이동하여 유출공(22A)을 통하여 외부관(24)을 유입된 후 수평 이송관(30)을 통하여 배양액 저장탱크(40)로 순환하도록 된 것이다. As shown in FIGS. 1 to 6, the microalgae
이러한 미세조류 광 배양장치(10)는, 배양액이 수평 이송관(30)에서 내부관(22)으로 유입된 후 상향으로 이동하여 다시 외부관(24)을 통하여 수평 이송관(30)으로 순환하게 되어 미세 조류가 일정한 농도로 배양되면 내부 중심까지 빛이 도달하지 못하는 단점을 보완하여 미세조류 각 개체가 균일하게 빛을 받아서 광합성을 할 수 있도록 함으로써 수직 이중관(20) 안에서 각 개체가 균일하게 배양될 수 있게 된다. The microalgae
이러한 미세조류 광 배양장치(10)를 보다 구체적으로 설명한다. The microalgae
수직 이중관(20)은, 배양액이 빛에 노출되어 미세조류가 광합성 작용으로 배양되도록 하기 위한 것으로, 투명한 재질로 이루어지고 중공관으로 형성되어 수직으로 배치되는 외부관(24)과, 투명한 재질로 이루어지고 중공관으로 형성되며 외부관(24)의 내부 중앙에 수직으로 설치되며 상단 영역에는 유출공(22A)이 형성되는 내부관(22)으로 이루어진다. 이와 같은 수직 이중관(20)은 1개로 구성될 수도 있으나 본 실시예에서는 다수개로 이루어지는 것을 기준으로 설명한다. The vertical
전술한 외부관(24)과 내부관(22)의 직경이나 길이는 미세조류 광 배양장치(10)의 규모에 따라 다르게 형성되는 것으로, 본 실시예에는 외부관(24)의 직경은 140mm이고, 내부관(22)의 직경은 70mm로 이루어진 것을 기준으로 설명하며, 내부관(22)과 외부관(24)은 투명 플라스틱(PE 또는 PC, PP, 아크릴 등) 재질로 이루어진다. The diameter or length of the
이와 같이 수직 이중관(20)을 내부관(22)과 외부관(24)으로 이중관을 구성하여 수직으로 배치한 것은, 미세조류의 광합성 작용을 원활하게 하기 위하여 내부관(22)의 미세조류가 수평 이송관(30)에 구비되는 폭기용 산기부재(50)에 의하여 내부관(22) 상단부의 유출공(22A)를 통하여 외부관(24)으로 반복 순환되도록 하여 미세조류 각 개체가 빛을 고르게 받아서 균일하게 광합성 작용이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 것이다. 그리고, 폭기용 산기부재(50)는 작동시 폭기용 공기가 내부관(22)의 내부 상향으로 상승하면서 내부관(22)의 배양액을 외부관(24)의 배양액과 원활하게 교반하도록 하기 위한 것이다. In this way, the vertical
도 2에 도시된 바와 같이, 외부관(24)과 내부관(22) 사이에는, 내부관(22)이 외부관(24)의 내부에서 외부관(24)의 내면과 일정한 간격을 유지하도록 하기 위한 간격유지부재(26)가 다수개 구비된다. 이 간격유지부재(26)는, 링형으로 형성되어 외부관(24)의 내면에 밀착되는 외부결합부(26A)와, 링형으로 형성되어 내부관(22)이 끼움 결합되는 내부결합부(26B)와, 외부결합부(26A)와 내부결합부(26B)를 연결하는 다수개의 연결리브(26C)로 이루어진다. 이와 같이 구성된 다수개의 간격유지부재(26)가 외부관(24)와 내부관(22) 사이에 설치되므로 내부관(22)과 외부관(24)은 일정한 간격을 유지하게 된다. As shown in FIG. 2, between the
한편, 내부관(22)의 하단부는, 도 1에 도시된 바와 같이 폭기용 산기부재(50)의 상면과 1-4cm의 간격을 유지하도록 하되, 내부관(22)의 하단 주변에 다수개의 유입공(22B)을 형성한다. 이러한 결합구조는, 폭기용 산기부재(50)의 작동시 폭기용 공기가 원활하게 내부관(22)으로 유입되도록 하기 위한 것이다. 특히 내부관(22)의 하단부와 폭기용 산기부재(50)의 간격을 3cm 이하로 하고, 하단부에서 상향으로 2-3cm의 위치에 직경 1.2 - 1.5cm 크기의 유입공(22B)들을 형성함으로써, 폭기용 산기부재(50)의 작동시 폭기용 공기가 원활하게 내부관(22)으로 유입되어 상향으로 이동됨과 동시에 각 유입공(22B)으로 배양액이 유입되어 내부관(22)의 상향으로 이동할 수 있다.On the other hand, the lower end of the
그리고, 이러한 구조에 의해 수평 이송관(30)의 바닥에 위치한 배양액은 내부관(22)으로 이동하고 외부관(24)으로부터 유출된 배양액은 배양액 저장탱크(40)로 순환할 수 있다. In addition, with this structure, the culture solution located at the bottom of the
수평 이송관(30)은, 양단이 배양액 저장탱크(40)와 연결되어 배양액을 순환시키기 위한 것으로, 수평으로 배치되고, 수직 이중관(20)들의 각 하단부와 연통되도록 결합된다. 즉 수직 이중관(20)을 이루는 외부관(24)의 하단부는 수평 이송관(30)의 상면에 연통되도록 결합되고, 내부관(22)은 하단부가 내부의 바닥에 설치된 폭기용 산기부재(50)에 근접하도록 설치되는 것이다. 그리고 내부관(22)의 하단부와 대응되는 위치의 수평 이송관(30)의 바닥에는 내부관(22)으로 유입된 배양액을 상향으로 이동시키면서 교반하기 위한 폭기용 산기부재(50)가 마련된다.The
이러한 수평 이송관(30)은 배양액이 순환되고 임시 수용되는 역할을 하며, 다수개의 수직 이중관(20)을 수직으로 지지하는 역할을 한다. 또한 폭기용 산기부재(50)가 설치되는 구조물 역할을 한다. This
폭기용 산기부재(50)는, 공기를 강제로 토출하여 배양액을 교반하면서 상향으로 이송하는 역할을 하는 것으로, 각 내부관(22)의 수에 대응되는 수로 수평 이송관(30)의 바닥에 구비되어 공급되는 폭기용 공기를 토출하기 위한 폭기용 공기 토출구(52)들과, 각 폭기용 공기 토출구(52)들을 연결하는 폭기용 파이프(54)와, 폭기용 파이프(54)에 폭기용 공기를 강제 공급하기 위한 폭기용 공기발생기(56)를 포함한다. 이때, 각 내부관(22)의 하단부는 폭기용 공기 토출구(52)의 상면과 근접하게 설치된다. The
이러한 폭기용 산기부재(50)에 의해 폭기용 공기가 내부관(22)으로 토출되어 상향으로 이동하면서 배양액을 교반함과 동시에 배양액을 상향으로 이송하는 역할을 하며, 배양액의 온도를 조절하는 역할도 하게 된다. 즉, 폭기용 공기의 온도를 필요한 온도로 낮추거나 높인 상태로 토출함으로써, 폭기용 공기와 접한 배양액의 온도가 하강하거나 상승할 수 있다.The air for aeration is discharged to the
전술한 수직 이중관(20)은 다수개로 이루어져 소정의 간격을 유지하여 수평 이송관(30)에 수직으로 결합되며, 폭기용 산기부재(50)의 폭기용 공기 토출구(52)는 각 수직 이중관(20)의 수와 대응되는 수로 각각 구비된다. The above-described vertical
그리고, 폭기용 산기부재(50)를 구비한 수평 이송관(30)과, 수평 이송관(30)에 각각 결합되는 다수개의 수직 이중관(20)이 하나의 광 배양 모듈(M)을 이룬다.In addition, a
이와 같은 구조의 광 배양 모듈(M)은 단독으로 이용될 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 다수개의 광 배양 모듈(M)이 직렬로 연결되어 하나의 배양 시스템을 형성할 수도 있다. The light culture module M having such a structure may be used alone, or as shown in FIG. 3, a plurality of light culture modules M may be connected in series to form one culture system.
특히, 광 배양 모듈(M)을 이루는 수평 이송관(30)의 단부가 선택적으로 연결되거나 분리됨에 따라 각각의 광 배양 모듈(M)이 서로 연결되거나 분리되어 미세조류의 배양 용량을 가감할 수 있게 된다. 즉, 소규모로 미세조류를 배양할 경우에는 1개 또는 2 - 3개의 광 배양 모듈(M)을 연결하고, 대규모로 미세조류를 배양할 경우에는 3개 이상의 광 배양 모듈(M)을 연결함으로써 그 목적을 달성할 수 있는 것이다.In particular, as the ends of the
이와 같이 광 배양 모듈(M)을 구성할 수 있는 것은, 본 발명에 따른 미세조류 광 배양장치(10)가 수평 이송관(30)과 이 수평 이송관(30)에 독립적인 다수개의 수직 이중관(20)들이 수직으로 배치되어 결합되기 때문에 가능한 것이다. In this way, the light culture module (M) can be configured, in which the microalgae
가스 배출부재(60)는, 수직 이중관(20)의 상단부를 커버하여 이물질의 유입을 차단하고 수직 이중관(20)에서 발생된 가스 및 폭기용 공기가 배출되도록 하기 위한 것으로, 외부관(24)의 상단부에 결합되어 이물질을 포함한 오염원의 유입을 방지하고 수직 이중관(20)의 내부관(22) 및 외부관(24) 내에서 발생된 가스 및 폭기용 공기를 배출하여 수직 이중관(20) 내부의 압력 상승을 방지하도록 구성된다.The
이러한 가스 배출부재(60)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 배출구(62A)를 구비하여 각각의 외부관(24)의 상단부에 결합되는 커버부재(62)와, 각 커버부재(62)의 배출구(62A)를 연결하여 각 배출구(62A)를 통하여 배출되는 가스를 모아서 배출하기 위한 배출파이프(64)로 이루어진다. 각각의 커버부재(62)는 패킹을 구비하여 각 외부관(24)에 결합되므로 가스 및 폭기용 공기가 의도하지 않은 영역으로 누출되는 것이 차단될 수 있다. 이와 같이 각각의 배출구(62A)가 배출파이프(64)로 연결됨으로써, 가스 및 폭기용 공기가 의도하지 않은 영역으로 배출되는 것을 방지할 수 있게 된다.As shown in FIG. 1, the
한편, 가스 배출부재(60)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 압력에서 개방되도록 구성되어 각각의 커버부재(62)에 마련되는 릴리프밸브(66)로 이루어질 수 있다. 이와 같이 가스 배출부재(60)가 릴리프밸브(66)로 구성됨으로써 각 커버부재(62)의 배출구(62A)를 연결하기 위한 배출파이프(64) 배관작업이 삭제될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 3, the
배양액 저장탱크(40)는, 수평 이송관(30)을 순환한 배양액을 저장하고 다시 순환시키기 위한 것으로 투명창을 구비한다. 이러한 배양액 저장탱크(40)는 내부 중앙에 모터에 의해 작동되는 교반기(43)가 구비되며, 상단에는 내부 공기압이 소정압력으로 상승하면 개방되는 자동 개폐밸브(45)가 설치되고, 광 배양 모듈(M)을 순환한 배양액이 유입되는 입구라인(42A)과 저장된 배양액이 다시 광 배양 모듈(M)로 순환하기 위한 출구라인(42B)이 각각 구비된다. 이때, 배양액 저장탱크(40)의 입구라인(42A)과 출구라인(42B)에는, 배양액을 순환 이송시키기 위한 이송펌프(44)가 각각 마련된다. 이러한 이송펌프(44)에 의해 배양액이 각 광 배양 모듈(M)을 순환하는 과정이 원활하게 이루어질 수 있다. 이때 입구라인(42A)에 설치되는 이송펌프(44)는 배양액을 끌어 당기는 역할을 하고, 출구라인(42B)에 설치되는 이송펌프(44)는 배양액을 밀어 내는 역할을 하도록 한다. 이는 이송펌프가 밀어주는 역할만 하는 경우에 수평 이송관(30)이 수압으로 파손되는 것을 방지하기 위한 것이며, 수평 이송관(30) 내의 배양액이 일정한 속도로 원활하게 순환하도록 하여 미세조류가 수평 이송관(30)의 바닥에 침전되어 사멸되는 것을 방지하기 위한 것이다. The culture
한편, 배양액 저장탱크(40)에는, 배양액 저장탱크(40) 내부의 온도를 감지하기 위한 온도감지센서(41), 이산화탄소량을 측정하기 위한 이산화탄소감지센서, 피에이치(PH)를 측정하기 위한 피에이치센서를 구비하고, 이러한 센서들에 의해 감지되고 측정된 결과를 확인할 수 있는 디스플레이를 갖는 조작부(46)가 외측에 구비된다. 물론, 조작부는 전원을 공급하고 차단하는 기능과 각종 센서를 제어하기 의한 기능을 갖는다. 그리고 배양액 저장탱크(40)의 하단(저면)에는 이산화탄소를 공급할 수 있는 밸브(47)(일종의 폭기장치)가 장착되고, 배양액을 샘플로서 채취할 수 있는 샘플 배출구(48)가 밸브를 구비하여 마련되며, 배양액을 수확기로 배출시켜 미세조류를 수확하기 위한 배출구(49)가 밸브를 구비하여 마련된다.On the other hand, in the culture
한편, 미세조류는 종류에 따라 다르긴 하지만 생존온도가 대략 10 - 40℃이다. 이를 위해서 순환하거나 저장되는 배양액의 온도를 적정하게 유지하기 위한 수단이 배양액 저장탱크(40)의 저면에 구비된다. 즉, 배양액 저장탱크(40)에 수용되는 배양액의 온도를 조절하기 위한 제1 온도조절수단(80A)이 구비된다. 이 제1 온도조절수단(80A)은, 공급되는 전원에 의해 발열되는 열선 등으로 이루어진 제1 발열체(82A)로 이루어진다. 이와 같이 제1 발열체(82A)가 도 7에 도시된 바와 같이 배양액 저장탱크(40)의 저면에 설치됨으로써, 동절기에 제1 발열체(82A)를 제어함에 따라 배양액 저장탱크(40)에 저장되는 배양액의 온도를 상승시킬 수 있게 된다. On the other hand, although the microalgae differs depending on the type, the survival temperature is approximately 10-40 ℃. For this purpose, a means for properly maintaining the temperature of the circulating or stored culture medium is provided on the bottom of the culture
물론, 배양액 저장탱크(40)의 저면에 냉각장치를 설치하는 경우에는 하절기에 배양액 저장탱크(40)에 저장되는 배양액의 온도를 낮출 수 있을 것이다. Of course, when a cooling device is installed on the bottom of the culture
한편, 순환되는 배양액의 온도를 조절하기 위한 다른 실시예가 도 8에 도시되어있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 폭기용 산기부재(50)에는, 순환되는 배양액의 온도를 조절하기 위한 제2 온도조절수단(80B)이 구비된다. 이 제2 온도조절수단(80B)은, 여과된 공기를 폭기용 산기부재(50)에 공급하기 위한 공기 공급파이프(84A)와, 공급되는 전원에 의해 발열되도록 구성되어 공기 공급파이프(84A)에 구비되는 제2 발열체(84B)로 이루어진다. 이때 공기 공급파이프(84A)의 일단은 폭기용 파이프(54)와 연결되며, 공기 공급파이프(84A)의 타단은 폭기용 공기를 강제 공급하기 위한 폭기용 공기발생기(56)와 연결된다. 따라서, 제2 발열체(84B)가 발열된 상태에서 폭기용 공기발생기(56)가 작동되면, 제2 발열체(84B)에 의해 데워진 공기가 폭기용 공기 토출구(52)를 통하여 내부관(22)으로 공급되므로 순환되는 배양액의 온도가 조절될 수 있는 것이며, 특히 이러한 제2 온도조절수단(80B)는 동절기에 사용할 수 있다. 물론, 공기 공급파이프(84A)에 냉각장치를 설치하는 경우에는 폭기용 공기 토출구(52)로 냉각된 공기가 공급되므로 하절기에 배양액의 온도를 낮추는데 유용하게 활용될 수 있다. Meanwhile, another embodiment for controlling the temperature of the circulating culture medium is shown in FIG. 8. As shown in Fig. 8, the
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치(10)는 다음과 같이 작동된다. Microalgae
도 1에 도시된 바와 같이, 배양액 저장탱크(40)의 입구라인(42A)와 출구라인(42B)에 설치된 이송펌프(44)의 작동에 의해 배양액은 수평 이송관(30)으로 공급된 후 다시 배양액 저장탱크(40)로 유입된다. 이와 같이 배양액이 수평 이송관(30)을 순환할 때 각 폭기용 공기 토출구(52)에 의해 폭기용 공기가 내부관(22)으로 토출되므로 일부의 배양액은 내부관(22)으로 유입된 후 상향으로 이송됨과 동시에 교반된다. As shown in Fig. 1, the culture solution is supplied to the
이어서, 내부관(22)의 내부에서 상향으로 이송되는 배양액의 미세조류는 외부관(24)과 내부관(22)을 통하여 유입되는 빛에 의해 광합성 작용을 하여 성장하게 된다.Subsequently, the microalgae of the culture medium transferred upward from the inside of the
한편, 내부관(22)의 상향으로 이동하면서 성장한 미세조류가 포함된 배양액은 내부관(22)의 상단에 형성된 유출공(22A)을 통하여 외부관(24)으로 유입된다. 외부관(24)으로 유입된 배양액은 다시 수평 이송관(30)으로 유입되어 순환하여 일부는 다시 이웃하는 다른 내부관(22)으로 순환하고 나머지 일부는 배양액 저장탱크(40)로 순환한다.Meanwhile, the culture solution containing microalgae grown while moving upward of the
이와 같이 배양액이 각 광 배양 모듈(M)을 순환하는 과정으로 미세조류의 배양이 이루어지며, 배양액 저장탱크(40)로 유입된 배양액으로부터 미세조류를 수확할 수 있다. 특히, 미세조류가 배양되는 수직 이중관(20)이 내부관(22)과 외부관(24)으로 이루어져 수직으로 설치됨으로써 내부관(22)의 배양액이 외부관(24)으로 순환되어 수직 이중관(20)(내부관) 중심부의 미세조류까지 빛을 고르게 받음으로써 미세조류의 광합성이 균일하고 원활하게 이루어질 수 있고, 광 배양 모듈(M)을 구성할 수 있음으로써 미세조류의 배양 양을 여건에 맞게 조절할 수 있게 된다.In this way, microalgae are cultivated in a process in which the culture solution circulates through each light culture module M, and the microalgae can be harvested from the culture solution introduced into the culture
첨부된 도면 중에서, 도 9는 본 발명에 따른 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물을 도시한 개략도 구성도이고, 도 10은 도 9에 도시된 농수산업용 융복합 건축 구조물에 구비되는 제3 온도조절수단을 설명하기 위한 개략적 단면도이며, 도 11은 도 10에 도시된 제3 온도조절수단을 도시한 개략적 사시도이다.In the accompanying drawings, FIG. 9 is a schematic diagram showing the construction of a fusion building structure for the agricultural and fishery industry having a microalgae light culture device using a vertical double tube according to the present invention, and FIG. 10 is a fusion building for the agricultural and fishery industry shown in FIG. It is a schematic cross-sectional view for explaining the third temperature control means provided in the structure, and Figure 11 is a schematic perspective view showing the third temperature control means shown in FIG.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 전술한 수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치(10)를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물(100)이 제공된다.As shown in FIGS. 9 to 11, a
농수산업용 융복합 건축 구조물(100)은 벽체(110)와 지붕(120) 및 출입문에 의해 외부와 구분되어 미세조류 광 배양장치(10)가 설치되는 배양공간(S)을 형성하고, 배양공간(S)에는 배양공간(S)의 온도를 조절하거나, 미세조류 광 배양장치(10)를 순환하는 배양액의 온도를 조절하기 위한 제3 온도조절수단(80C)이 마련되는 것이다.
이때, 미세조류 광 배양장치(10)를 구성하는 광 배양 모듈(M)은 배양공간(S)에 설치될 수도 있으나, 도 12에 도시된 바와 같이 벽체(110)에 형성되는 측벽 배양공간(S2)에 설치될 수 있다. 이때, 광 배양 모듈(M)은 수직 또는 수평으로 설치될 수 있고, 측벽 배양공간(S2)은 미세조류의 광합성을 위한 빛이 투과되도록 투명한 유리벽체 또는 비닐벽체로 이루어질 수 있다. 또한 배양공간(S)이나 벽체 배양공간(S2)에는 흐린 날이나 야간에도 미세조류의 광합성을 위한 조명(L)(LED 조명)이 구비된다. 조명(L)에서 사용되는 전기는 지붕(120)의 태양광 패널(P)에 의해 생산된다. At this time, the light culture module M constituting the microalgae
농수산업용 융복합 건축 구조물(100)은, 유리온실 또는 비닐온실로 이루어지고 배양공간(S)에는 전술한 미세조류 광 배양장치(10)가 설치되는 것이다. 그리고, 지붕(120) 또는 벽체(110)에는, 태양광 발전을 위한 패널이 설치된다. 이 태양광 패널(P)은 농수산업용 융복합 건축 구조물(100) 및 미세조류 광 배양장치(10)에서 필요한 전력을 생산하기 위한 것이다.
그리고, 제3 온도조절수단(80C)는, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 배양공간(S)으로 노출되는 입수관(86A) 및 출수관(86B)을 구비하여 지하에 매립되고, 열매체유가 수용되는 지하 열교환관(86C)과, 공기입구(87A)와 공기출구(87B)가 배양공간(S)에 노출되고, 중간은 다수개의 분할관(87C)들로 이루어져 지하 열교환관(86A)의 내부에 기밀을 유지하여 결합되는 열교환부(87D)로 이루어진 공기순환부재(87E)로 이루어진다. 이때 공기입구(87A)와 공기출구(87B)에는 공기의 원활한 순환을 위하여 송풍기가 마련되는 것이 바람직하다.And, the third temperature control means (80C), as shown in Figures 9 to 11, provided with an inlet pipe (86A) and a water outlet pipe (86B) exposed to the culture space (S) is buried underground, The underground heat exchange pipe (86C) in which the heat medium oil is accommodated, the air inlet (87A) and the air outlet (87B) are exposed to the culture space (S), and the middle consists of a plurality of split pipes (87C). ) Consists of an
이러한 구조의 제3 온도조절수단(80C)는, 공기입구(87A)로 유입되어 각 분할관(87C)을 통과한 후 공기출구(87B)로 토출되는 공기가 지하 열교환관(86C)에 수용된 열매체유에 의해 열교환되어 승온되거나 냉각된 후 다시 공기출구(87B)를 통하여 배양공간(S)으로 배출됨으로써 배양공간(S)의 온도가 조절될 수 있다. 이때, 열매체유의 온도에 따라 공기출구(87B)로 토출되는 공기의 온도가 달라질 수 있다. 그러나 지하에 지하 열교환관(86C)이 매설되므로 지열에 의해 지하 열교환관(86C)에 수용된 열매체유의 온도는 항상 일정하게 유지될 수 있다. 즉 동절기나 하절기에도 대략 15 - 25℃의 온도를 유지할 수 있는 것이다. The third temperature control means (80C) having such a structure is a heat medium in which the air introduced through the
이와 같이 지열을 이용하는 제3 온도조절수단(80C)에 의해 배양공간(S)의 온도가 미세조류의 배양에 적합한 온도로 조절됨으로써, 배양공간(S)의 온도를 조절하기 위한 전기 에너지 및 기타 화석연료의 사용이 현저하게 절감될 수 있게 된다. 특히 벽체(110)나 지붕(120)에 구비되는 태양광 패널(P)에 의해 전기가 생산되고, 농수산업용 융복합 건축 구조물(100)에 사용되는 전력이 태양광 패널(P)에 의해 자체적으로 생산됨으로써 에너지 절약이 이루어질 수 있게 된다.In this way, the temperature of the culture space (S) is adjusted to a temperature suitable for cultivation of microalgae by the third temperature control means (80C) using geothermal heat, so that electric energy and other fossils to control the temperature of the culture space (S) The use of fuel can be significantly reduced. In particular, electricity is generated by the solar panel P provided on the
한편, 제3 온도조절수단(80C)은, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. Meanwhile, the third temperature control means 80C may be configured as shown in FIGS. 12 and 13.
즉, 지붕(120)의 처마에서 집수되어 여과된 빗물을 저장하도록 구성되어 지하에 매립되는 빗물저장 수조탱크(88A)와, 미세조류 광 배양장치(10)로부터 분기되어 밸브의 개폐에 의해 배양액이 선택적으로 순환하도록 빗물저장 수조탱크(88A)의 내부에 배관되는 배양액 순환관(88B)으로 이루어진다. 이때, 처마와 빗물저장 수조탱크(88A) 사이에는 빗물을 여과하기 위한 여과장치(88C)가 구비된다. 또한, 빗물저장 수조탱크(88A)는, 저장된 빗물의 온도를 조절하기 위한 냉온장치(88D)를 더 구비한다. 이 냉온장치(88D)는 동절기에 저장된 빗물의 온도를 높이고, 하절기에 저장된 빗물의 온도를 낮춤으로써 배양액 순환관(88D)을 순환하는 배양액의 온도를 설정온도로 균일하게 조절할 수 있게 된다. That is, the
한편, 배양액 순환관(88B)은, 입수밸브(B1)를 구비한 지하 입수관(88B-1)과 출수밸브(B2)를 구비한 지하 출수관(88B-2)으로 이루어지고, 지하 입수관(88B-1)과 지하 출수관(88B-2)의 각 단부는 미세조류 광 배양장치(10)의 순환관(31)(수평 이송관과 연결된 관)과 각각 연통되며, 지하 입수관(88B-1)과 지하 출수관(88B-2) 사이의 순환관(31)에는 지상순환 개폐밸브(B3)가 구비된다. 따라서, 미세조류 광 배양장치(10)를 순환하는 배양액은 입수밸브(B1)와 출수밸브(B2) 및 지상순환 개폐밸브(B3)의 개폐에 따라 배양액 순환관(88B)을 순환하면서 열교환되어 온도가 조절된다.On the other hand, the culture medium circulation pipe (88B) is made of an underground intake pipe (88B-1) equipped with an inlet valve (B1) and an underground outlet pipe (88B-2) equipped with a water outlet valve (B2), and the underground intake pipe Each end of the (88B-1) and the underground outlet pipe (88B-2) communicates with the circulation pipe 31 (the pipe connected to the horizontal transfer pipe) of the microalgae
이러한 구조에 의해 미세조류 광 배양장치(10)를 순환하는 배양액을 배양액 순환관(88B)으로 순환시켜 배양액의 온도를 조절할 수 있게 된다. With this structure, the culture solution circulating through the microalgae
첨부된 도면 중에서, 도 14의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물을 도시한 개략도 구성도이다. In the accompanying drawings, (a) and (b) of FIG. 14 are schematic diagrams showing the construction of a fusion building structure for the agricultural and fishery industry having a microalgae light culture apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 14에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 미세조류 광 배양장치(10)를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물(100)은, 태양광 발전을 위한 패널(P)이 구비된 지붕(120)과, 벽면을 형성하는 벽체(110)를 포함한다. 그리고, 벽체(110)는 측벽 배양공간(S2)을 형성하는 유리온실(112)로 이루어지고, 유리온실(112)에 의해 형성된 측벽 배양공간(S2)에는, 미세조류의 배양을 위한 배양액이 순환하는 투명한 배양관(35)이 세로 또는 가로방향으로 연이어 설치된다. 그리고, 투명한 배양관(35)의 각 단부는 순환펌프를 구비하여 배양액 저장탱크(40)와 연결된 구조를 갖는 것을 제외하고 전술한 발명들과 같다.As shown in Fig. 14, the agricultural and fishery
이때, 투명한 배양관(35)은 도 1에 도시된 바와 같은 수직 이중관(20)으로 이루어질 수 있다.In this case, the
이와 같이 건축 구조물(100)의 벽면이 측벽 배양공간(S2)를 형성하는 유리온실(112)로 이루어짐으로써 외부로부터 빛이 투과되어 미세조류의 배양이 원활하게 이루어질 수 있고, 건축 구조물(100) 내부의 조명을 위한 전기 에너지가 절감될 수 있게 된다.In this way, since the wall surface of the
또한, 건축 구조물(100)의 벽체(110)가 측벽 배양공간(S2)을 형성하는 유리온실(112)로 이루어짐으로써 단열효과가 극대화되어 동절기에 난방을 위한 에너지, 하절기에 냉방을 위한 에너지를 현저하게 절감할 수 있게 된다.In addition, since the
특히, 미세조류 광 배양장치(10)의 투명한 배양관(35)이 유리온실(112)로 이루어짐으로써, 건축 구조물(100)의 배양공간(S), 즉 내부를 다양한 용도로 활용할 수 있다. 예를 들면 도 15의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 건축 구조물(100)의 내부에, 수경재배를 위한 장치, 식물재배를 위한 장치, 아쿠아포닉스 또는 양식장을 위한 장치를 설치하여 수경재배, 식물재배, 아쿠아포닉스 또는 수산양식이 이루어지도록 할 수 있는 것이다. In particular, since the
그러나, 이에 국한되는 것은 아니고, 건축 구조물(100)의 내부는, 양식장이나 각종 식물재배를 위한 공간은 물론, 사무를 위한 공간, 기타 생활을 위한 공간 등 매우 다양한 용도로 활용할 수 있는 것이다.However, it is not limited thereto, and the interior of the
이때, 도 16에 도시된 바와 같이, 건축 구조물(100)에는 제4 온도조절수단(80D)이 구비된다.At this time, as shown in Figure 16, the
즉, 건축 구조물(100)의 내부에는, 건축 구조물(100)의 내부공간(S3) 및 배양공간(S2)의 공기 온도를 조절하기 위한 제4 온도조절수단(80D)이 구비되고, 제4 온도조절수단(80D)은, 건축 구조물(100)의 지하에 매립되고, 입구(89B)와 출구(89C)는 내부공간(S3) 또는 측벽 배양공간(S2)으로 노출되는 냉난방용 지하 매설 파이프(89A)와, 송풍기(89D)에 의해 냉난방용 지하 매설 파이프(89A)로 순환되는 공기를 가열하거나 냉각하도록 입구(89B) 또는 출구(89C)에 구비되는 공기 가열냉각장치(89E)를 포함하여 구성된다.That is, the interior of the
이때 냉난방용 지하 매설 파이프(89A)는, 빗물저장 수조탱크(88A) 또는 양식장용 수조(130)가 매립되는 경우에, 빗물저장 수조탱크(88A) 또는 양식장용 수조(130)의 저면에 배치된다. 이는 냉난방용 지하 매설 파이프(89A)를 순환하는 공기가 빗물저장 수조탱크(88A) 또는 양식장용 수조(130)의 저면에서 지열의 영향을 받는 빗물이나 양식장용 물에 의해 열교환이 이루어지도록 하기 위한 것이다. 이 경우에 공기가열냉각장치(89D)를 가동하기 위한 에너지가 절약될 수 있다. At this time, the underground buried
또한, 공기 가열냉각장치(89E)나 미세조류 광 배양장치(10), 및 기타 작물재배, 양식장 운영하기 위한 전기 에너지는 지붕(120)에 구비되는 태양광 패널(P)에 의해 생산되고, 냉난방용 지하 매설 파이프(89A)가 지열의 영향을 받게 되므로 건축 구조물(100)에서 사용되는 전기 에너지는 최소화되어 절약될 수 있게 된다.In addition, electric energy for air heating and
첨부된 도면 중에서, 도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물을 도시한 개략도 구성도이다.In the accompanying drawings, FIGS. 17 and 18 are schematic diagrams showing the construction of a fusion building structure for the agricultural and fishery industry having a microalgae light culture apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예에 따른 미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물(100)은, 실내 또는 실외 육상 양식장으로 이루어진 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다. As shown in Figs. 17 and 18, the agricultural and fishery
즉, 또 다른 실시예에 따른 건축 구조물(100)은, 상부가 개구되고, 상단부 영역을 제외한 나머지가 매립된 양식장 수조(130)와, 양식장 수조(130)의 상단부(132)에 구비되는 다수개의 기둥부재(140)들과, 기둥부재(140)들의 상단에 구비되어 지붕(120)을 형성하고, 태양광 발전을 하도록 구성된 패널(P)과, 양식장 수조(130)의 가장자리 영역에 가로방향 또는 세로방향으로 배치되어 벽을 이루는 미세조류 배양관(27)들과, 미세조류 배양관(27)들과 연결되어 미세조류 배양관(27)들을 순환하는 배양액이 저장되는 배양액 저장탱크(40)로 이루어진 미세조류 광 배양장치(10)를 포함하는 것이다. That is, the
그리고, 패널(P)들의 저면에는, 빗물이 양식장 수조(130)로 유입되지 않도록 하기 위한 처마(135)가 마련되고, 처마(135)에 의해 집수된 빗물은 여과된 후 지하에 매설된 빗물저장 수조탱크(88A)에 수용된다. And, on the bottom of the panels (P), an
이와 같이 구성된 실내 또는 실외 수산 양식을 위한 건축 구조물(100)은, 벽체(110)가 미세조류의 배양을 위한 기능을 갖는 미세조류 배양관(27)들로 이루어짐으로써, 수산 양식과 미세조류 배양을 동시에 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 수산양식과 미세조류 배양에 필요한 전력을 지붕(120)의 패널(P)에서 생산하여 공급함으로써 에너지 절약까지 달성할 수 있게 된다. The
또한, 빗물저장 수조탱크(88A)에 저장된 빗물은 필요에 따라 양식장 수조(130)로 공급되거나 농업용수로 사용할 수 있음으로써 물을 절약할 수 있다. In addition, rainwater stored in the
그리고, 미세조류 광 배양장치(10)가 건축 구조물(100)에 구비됨으로써 미세조류 광 배양장치(10)로부터 수확되는 미세조류를 양식되는 수산 생물의 사료(먹이)로 제공할 수도 있다. In addition, the microalgae
한편, 이상에서 설명한 미세조류 광 배양장치(10) 및 건축 구조물(100)은 제어장치에 의해 원격으로 제어될 수 있다. 예를 들면, 도 19에 도시된 바와 같이, 미세조류 광 배양장치(10)와 건축 구조물(100)의 태양광 패널(P)에 의한 태양광 발전장치 및 전력 저장장치 등이 제어장치(200)와 전기적으로 연결되고, 원거리의 관리서버(300)와 제어장치(200)가 무선통신 등을 포함하는 통신부(400)에 의해 서로 데이터를 주고 받도록 구성함으로써, 관리자가 원격으로 미세조류 광 배양장치(10) 및 건축 구조물(100)를 제어할 수 있는 것이다. Meanwhile, the microalgae
또한, 관리자는 원격관리제어 어플리케이션이 탑재된 휴대용 단말기(500)를 이용하여 관리서버(300)에 접속한 후 원거리에서 이동하면서 미세조류 광 배양장치(10) 및 건축 구조물(100)를 제어할 수도 있을 것이다. In addition, the administrator may control the microalgae
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.In the above, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have. Accordingly, such modifications or variations should not be individually understood from the technical spirit or viewpoint of the present invention, and the modified embodiments should be said to belong to the claims of the present invention.
10 : 미세조류 배양장치 20 : 수직 이중관
30 : 수평 이송관 40 : 배양액 저장탱크
50 : 폭기용 산기부재 60 : 가스 배출부재
80A : 제1 온도조절수단 80B : 제2 온도조절수단
80C : 제3 온도조절수단 80D : 제4 온도조절수단
88A : 빗물저장 수조탱크
100 : 건축 구조물 110 : 벽체
120 : 지붕 130 : 양식장용 수조10: microalgae culture device 20: vertical double tube
30: horizontal transfer pipe 40: culture medium storage tank
50: aeration aeration member 60: gas discharge member
80A: first temperature control means 80B: second temperature control means
80C: third temperature control means 80D: fourth temperature control means
88A: Rainwater storage tank tank
100: building structure 110: wall
120: roof 130: aquaculture tank
Claims (21)
양단이 배양액 저장탱크와 연결되고, 수평으로 배치되며, 상기 수직 이중관의 외부관 하단부가 상면에 연통되도록 결합되고, 상기 내부관의 하단부는 바닥에 근접하게 연장되어 설치되며, 상기 내부관과 대응되는 위치의 바닥에는 배양액을 상기 내부관의 상향으로 이동시키면서 교반하기 위한 폭기용 산기부재가 마련되되, 상기 내부관의 하단부와 상기 폭기용 산기부재 상면과의 간격은 1-4cm를 유지하여 마련되는 수평 이송관; 및
상기 외부관의 상단부에 결합되어 오염원의 유입을 방지하고 상기 수직 이중관에서 발생된 가스를 배출하여 상기 수직 이중관 내부의 압력 상승을 방지하기 위한 가스 배출부재를 포함하고,
상기 폭기용 산기부재에 의해 상기 내부관의 배양액이 상향으로 이동하여 상기 유출공을 통하여 상기 외부관을 유입된 후 상기 수평 이송관을 통하여 상기 배양액 저장탱크로 순환하도록 구성되며,
상기 외부관과 내부관 사이에는,
상기 내부관이 상기 외부관의 내부에서 상기 외부관의 내면과 일정한 간격을 유지하도록 하기 위한 간격유지부재가 구비되고, 상기 간격유지부재는, 링형으로 형성되어 상기 외부관의 내면에 밀착되는 외부결합부와, 링형으로 형성되어 상기 내부관이 끼움 결합되는 내부결합부와, 상기 외부결합부와 내부결합부를 연결하는 다수개의 연결리브로 이루어지고,
상기 폭기용 산기부재에는,
순환되는 배양액의 온도를 조절하기 위한 제2 온도조절수단이 구비되고, 상기 제2 온도조절수단은, 여과된 공기를 상기 폭기용 산기부재에 공급하기 위한 공기 공급파이프; 및 공급되는 전원에 의해 발열되도록 구성되어 상기 공기 공급파이프에 구비되는 제2 발열체로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치.An outer tube made of a transparent material and formed as a hollow tube and disposed vertically, and an outer tube made of a transparent material and formed as a hollow tube, installed vertically in the inner center of the outer tube, and an outlet hole is formed in the upper area, and a number of At least one or more vertical double pipes consisting of inner pipes each of which is formed with four inlet holes;
Both ends are connected to the culture medium storage tank and arranged horizontally, the lower end of the outer tube of the vertical double tube is coupled to communicate with the upper surface, and the lower end of the inner tube is installed to extend close to the bottom, and corresponding to the inner tube At the bottom of the position, an aeration member for stirring while moving the culture solution upward of the inner tube is provided, but the distance between the lower end of the inner tube and the upper surface of the aeration member is horizontally provided by maintaining 1-4cm Conveying pipe; And
A gas discharge member coupled to the upper end of the outer pipe to prevent inflow of pollutants and to discharge gas generated from the vertical double pipe to prevent an increase in pressure inside the vertical double pipe,
The culture medium of the inner tube is moved upward by the aeration member for aeration, the outer tube is introduced through the outlet hole, and then circulated to the culture solution storage tank through the horizontal transfer tube,
Between the outer tube and the inner tube,
The inner tube is provided with a gap maintaining member for maintaining a constant distance from the inner surface of the outer tube inside the outer tube, and the gap maintaining member is formed in a ring shape and is in close contact with the inner surface of the outer tube. It consists of a portion, an inner coupling portion formed in a ring shape to which the inner tube is fitted, and a plurality of connecting ribs connecting the outer coupling portion and the inner coupling portion,
In the aeration air diffuser member,
A second temperature control means for adjusting the temperature of the circulated culture medium is provided, and the second temperature control means includes: an air supply pipe for supplying filtered air to the aeration air diffuser; And it is configured to generate heat by the supplied power, characterized in that consisting of a second heating element provided in the air supply pipe,
Microalgae light culture device using vertical double tube.
상기 수직 이중관은,
다수개로 이루어져 소정의 간격을 유지하여 상기 수평 이송관에 각각 결합되고, 상기 폭기용 산기부재는 상기 수직 이중관의 수에 대응되는 수로 각각 구비되는 것을 특징으로 하는,
수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치.The method of claim 1,
The vertical double pipe,
Consisting of a plurality, each coupled to the horizontal transfer pipe by maintaining a predetermined interval, the aeration air diffuser member is characterized in that each provided with a number corresponding to the number of the vertical double pipe,
Microalgae light culture device using vertical double tube.
상기 폭기용 산기부재를 구비한 상기 수평 이송관과, 상기 수평 이송관에 각각 결합되는 다수개의 상기 수직 이중관이 하나의 광 배양 모듈을 이루고, 상기 광 배양 모듈을 이루는 상기 수평 이송관의 단부가 선택적으로 연결되거나 분리됨에 따라 각각의 상기 광 배양 모듈이 서로 연결되거나 분리되어 미세조류의 배양 용량을 가감하도록 된 것을 특징으로 하는,
수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치.The method of claim 4,
The horizontal transfer pipe having the aeration aeration member and a plurality of vertical double pipes each coupled to the horizontal transfer pipe constitute one light culture module, and an end of the horizontal transfer pipe constituting the light culture module is optional. In accordance with the connection or separation, each of the optical culture modules is connected or separated from each other to increase or decrease the culture capacity of the microalgae,
Microalgae light culture device using vertical double tube.
상기 배양액 저장탱크의 입구라인과 출구라인에는, 배양액을 순환 이송시키기 위한 이송펌프가 각각 마련되는 것을 특징으로 하는,
수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치.The method of claim 5,
In the inlet line and outlet line of the culture solution storage tank, a transfer pump for circulating and transferring the culture solution is provided, respectively,
Microalgae light culture device using vertical double tube.
상기 가스 배출부재는,
배출구를 구비하여 각각의 상기 외부관의 상단부에 결합되는 커버부재와, 각 상기 커버부재의 배출구를 연결하여 각 상기 배출구를 통하여 배출되는 가스를 모아서 배출하기 위한 배출파이프로 이루어지거나,
소정의 압력에서 개방되도록 구성되어 각각의 상기 커버부재에 마련되는 릴리프밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치.The method of claim 4,
The gas discharge member,
A cover member having an outlet and coupled to the upper end of each of the outer pipes, and a discharge pipe for collecting and discharging the gas discharged through each of the outlets by connecting the outlets of the cover members, or
It is configured to open at a predetermined pressure, characterized in that consisting of a relief valve provided in each of the cover member,
Microalgae light culture device using vertical double tube.
상기 배양액 저장탱크의 저면에는,
수용되는 배양액의 온도를 조절하기 위한 제1 온도조절수단이 구비되고, 상기 제1 온도조절수단은, 공급되는 전원에 의해 발열되는 제1 발열체로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
수직 이중관을 이용한 미세조류 광 배양장치.The method of claim 1,
On the bottom of the culture medium storage tank,
A first temperature control means for adjusting the temperature of the culture medium to be accommodated is provided, and the first temperature control means comprises a first heating element that generates heat by a supplied power source,
Microalgae light culture device using vertical double tube.
벽체와 지붕 및 출입문에 의해 외부와 구분되어 상기 미세조류 광 배양장치가 설치되는 배양공간을 형성하고, 상기 배양공간에는 상기 배양공간의 온도를 조절하거나, 상기 미세조류 광 배양장치를 순환하는 배양액의 온도를 조절하기 위한 제3 온도조절수단이 마련되는 것을 특징으로 하는,
미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물.A fusion building structure for the agricultural and fishery industry having a microalgae light culture device using a vertical double tube according to any one of claims 1, 4 to 8,
It is separated from the outside by a wall, a roof, and an entrance door to form a culture space in which the microalgae light culture device is installed, and in the culture space, the temperature of the culture space is adjusted or the culture solution circulating the microalgal light culture device is Characterized in that the third temperature control means for controlling the temperature is provided,
Convergence building structure for agricultural and fishery industry with microalgae light culture device.
상기 지붕 또는 벽체에는,
태양광 발전을 위한 패널이 설치되는 것을 특징으로 하는,
미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물.The method of claim 10,
On the roof or wall,
Characterized in that the panel for solar power generation is installed,
Convergence building structure for agricultural and fishery industry with microalgae light culture device.
상기 제3 온도조절수단은,
상기 배양공간으로 노출되는 입수관 및 출수관을 구비하여 지하에 매립되고, 열매체유가 수용되는 지하 열교환관; 및
공기입구와 공기출구가 상기 배양공간에 노출되고, 중간은 다수개의 분할관들로 이루어져 상기 지하 열교환관의 내부에 기밀을 유지하여 결합되는 열교환부로 이루어진 공기순환부재로 이루어지고,
상기 공기입구로 유입되어 상기 분할관을 통과한 후 상기 공기출구로 토출되는 공기가 상기 지하 열교환관에 수용된 열매체유에 의해 열교환되어 승온되거나 냉각되는 것을 특징으로 하는,
미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물.The method of claim 10,
The third temperature control means,
An underground heat exchange tube which is buried underground with an inlet pipe and an outlet pipe exposed to the culture space, and accommodates heat medium oil; And
The air inlet and the air outlet are exposed to the culture space, and the middle consists of a plurality of divided pipes, and consists of an air circulation member consisting of a heat exchange part that is coupled by maintaining airtightness inside the underground heat exchange pipe,
The air introduced into the air inlet and passed through the split pipe and then discharged to the air outlet is heat-exchanged by heat medium oil accommodated in the underground heat exchange pipe to be heated or cooled,
Convergence building structure for agricultural and fishery industry with microalgae light culture device.
상기 제3 온도조절수단은,
상기 지붕의 처마에서 집수되어 여과된 빗물을 저장하도록 구성되어 지하에 매립되는 빗물저장 수조탱크; 및
상기 미세조류 광 배양장치로부터 분기되어 밸브의 개폐에 의해 배양액이 선택적으로 순환하도록 상기 빗물저장 수조탱크의 내부에 배관되는 배양액 순환관으로 이루어지고,
상기 미세조류 광 배양장치를 순환하는 배양액을 상기 배양액 순환관으로 순환시켜 상기 배양액의 온도를 조절하도록 된 것을 특징으로 하는,
미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물.The method of claim 10,
The third temperature control means,
A rainwater storage tank tank configured to store rainwater collected and filtered from the eaves of the roof and buried underground; And
It consists of a culture liquid circulation pipe branched from the microalgae light culture device and piped into the interior of the rainwater storage tank so that the culture liquid selectively circulates by opening and closing a valve,
Characterized in that the culture solution circulating through the microalgae optical culture device is circulated through the culture solution circulation tube to control the temperature of the culture solution,
Convergence building structure for agricultural and fishery industry with microalgae light culture device.
상기 빗물저장 수조탱크는,
저장된 빗물의 온도를 조절하기 위한 냉온장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물.The method of claim 13,
The rainwater storage tank tank,
It characterized in that it further comprises a cooling device for controlling the temperature of the stored rainwater,
Convergence building structure for agricultural and fishery industry with microalgae light culture device.
상기 배양액 순환관은,
입수밸브를 구비한 지하 입수관과 출수밸브를 구비한 지하 출수관으로 이루어지고, 상기 지하 입수관과 지하 출수관의 단부는 상기 미세조류 광 배양장치의 순환관과 각각 연통되며, 상기 지하 입수관과 지하 출수관 사이의 순환관에는 지상순환 개폐밸브가 구비되어, 상기 미세조류 광 배양장치를 순환하는 배양액은 상기 입수밸브와 출수밸브 및 지상순환 개폐밸브의 개폐에 따라 상기 배양액 순환관을 순환하면서 열교환되어 온도가 조절되는 것을 특징으로 하는,
미세조류 광 배양장치를 갖는 농수산업용 융복합 건축 구조물.The method of claim 13,
The culture medium circulation pipe,
Consisting of an underground inlet pipe having an inlet valve and an underground outlet pipe having a water outlet valve, ends of the underground inlet pipe and the underground outlet pipe are each communicated with a circulation pipe of the microalgae light culture device, and the underground inlet pipe A ground circulation opening/closing valve is provided in the circulation pipe between the subsurface water outlet pipe and the culture medium circulating the microalgae optical culture apparatus while circulating the culture medium circulation pipe according to the opening and closing of the inlet valve, the water outlet valve, and the ground circulation opening/closing valve. Characterized in that the temperature is controlled by heat exchange,
Convergence building structure for agricultural and fishery industry with microalgae light culture device.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
A107 | Divisional application of patent | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |