KR102320729B1 - 양액 살균 장치 및 이를 이용하는 배지재배 시스템 - Google Patents

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이선미
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Abstract

본 발명에 의하면, 처리 대상 양액을 살균하는 양액 살균 장치에 있어서, 살균기체를 상기 처리 대상 양액에 버블로 공급하여 용존시켜서 상기 처리 대상 양액을 살균처리하는 살균 처리부; 및 상기 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기를 포함하는 양액 살균 장치와, 이를 이용하는 배지재배 시스템이 제공된다.

Description

양액 살균 장치 및 이를 이용하는 배지재배 시스템 {APPARATUS FOR STERILIZING NUTRIENT SOLUTION AND BADGE CULTIVATION SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 양액을 이용한 배지재배 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배지재배에 이용되는 양액을 살균 처리하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 배지재배는, 육상 식물을 토양 없이 양액(영양배지)을 첨가한 물을 이용하여 키우는 농업방식으로, 양액은 식물 뿌리에 직접 닿게 하거나 뿌리 지지체 역할을 하는 불활성 지지체에 양액을 적시는 방법으로 공급한다. 토양을 통해 양분을 흡수하는 것에 비해 양액을 통해 영양분을 공급받게 되면 식물은 훨씬 효율적으로 양분을 흡수하여 성장이 촉진되는 효과를 갖는다. 이러한 배지재배 농법을 이용하게 되면 식물의 생육환경을 세밀하게 통제할 수 있기 때문에 생산량 증대뿐 아니라 수확시기 조절이 가능하다. 또한 토양의 질이 악화된 지역이나 작물을 키우기 힘든 지역에서도 농작물의 생산을 가능하게 한다.
본 발명과 관련된 선행특허문헌인 공개특허공보 제10-2012-0024352호에는 재배배지에서 배출되는 퇴수에 포함된 미생물을 자외선램프를 이용해 살균하여 양액을 재활용하는 구성이 기재되어 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0024352호 (2012.03.14)
본 발명의 목적은 양액 살균 장치 및 이를 이용하는 배지재배 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 폐양액을 폐기하기 전 효율적으로 살균 처리하는 양액 살균 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 폐양액을 재활용하기 위해 효율적으로 살균 처리하는 양액 살균 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 양액을 재배용으로 공급하기 전 효율적으로 살균 처리하는 양액 살균 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 처리 대상 양액을 살균하는 양액 살균 장치에 있어서, 살균기체를 상기 처리 대상 양액에 버블로 공급하여 용존시켜서 상기 처리 대상 양액을 살균처리하는 살균 처리부; 및 상기 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기를 포함하는, 양액 살균 장치가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 식물이 배치되고 상기 식물이 양액에 의해 재배되는 재배용 베드; 상기 재배용 베드로 공급되는 상기 양액이 저장되는 양액 탱크; 및 상기 재배용 베드로부터 배출되는 폐양액을 재활용 또는 폐기하기 위해 살균처리하거나 상기 양액 탱크에 저장된 양액을 상기 재배용 베드로 공급하기 위해 살균처리하는 양액 살균 장치를 포함하며, 상기 양액 살균 장치는, 살균기체를 처리 대상 양액에 버블로 공급하여 용존시켜서 상기 처리 대상 양액을 살균처리하는 살균 처리부와, 상기 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기를 구비하는 배지재배 시스템이 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 처리 대상 양액에 살균기체를 버블로 공급하여 용존시켜서 처리 대상 양액을 살균처리하므로 양액에 대한 살균처리 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배지재배 시스템의 구성을 개략적 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 배지재배 시스템에서 양액 살균 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 양액 살균 장치에서 제1 살균 탱크의 내부가 보이도록 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 양액 살균 장치에서 제2 살균 탱크의 내부가 보이도록 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 폐양액 공급 수단의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 폐양액 공급 수단의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배지재배 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 양액 살균 장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 살균 탱크의 내부가 보이도록 도시한 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 버블 축소 수단의 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 버블 축소 수단의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 10에 도시된 버블 축소 수단의 또 다른 실시예를 도시한 단면 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배지재배 시스템의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배지재배 시스템(1000)은, 재배 대상 식물(P)이 위치하고 공급된 양액에 의해 재배되는 재배용 베드(1100)와, 재배용 베드(1100)에 공급되는 양액이 저장되는 양액 탱크(1200)와, 재배용 베드(1100)로부터 배출되는 폐양액을 재활용하거나 폐기하기 위해 살균처리하는 양액 살균 장치(1300)를 포함한다.
재배용 베드(1100)는 양액을 이용한 배지재배에 통상적으로 사용되는 구성의 것으로서, 양액을 수용하는 수조와, 수조 내에서 양액을 흡수하고 재배 대상 식물(P)을 지지하는 배지부를 구비한다. 재배용 베드(1100)는 양액 공급관(1150)을 통해 양액 탱크(1200)로부터 양액을 공급받는다. 재배용 베드(1100)로부터 배출되는 폐양액은 폐양액 배출관(1170)을 통해 양액 살균 장치(1300)로 공급된다.
양액 탱크(1200)는 양액을 저장하며, 양액 탱크(1200)에 저장된 양액은 양액 공급관(1150)을 통해 재배용 베드(1100)로 공급된다. 양액 탱크(1200)에 저장되는 양액은 원수, 양액 원액 및 양액 살균 장치(1300)로부터 배출되는 재활용 양액이 혼합된 것이다.
양액 살균 장치(1300)는 재배용 베드(1100)로부터 배출되는 폐양액을 재활용하기 위해 살균처리한다. 양액 살균 장치(1300)는 폐양액 배출관(1170)을 통해 재배용 베드(1100)로부터 배출되는 폐양액을 공급받는다. 양액 살균 장치(1300)로부터 배출되는 재활용 양액은 양액 순환관(1190)을 통해 양액 탱크(1200)로 공급된다.
양액 살균 장치(1300)에 대한 도면인 도 2 내지 도 4를 참조하면, 양액 살균 장치(1300)는, 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기(1310)와, 재배용 베드(1100)로부터 배출되는 살균 대상 폐양액을 살균기체를 이용하여 살균처리하는 살균 처리부(1300a)와, 살균 처리부(1300a)에서 살균처리된 폐양액을 재활용 양액으로서 배출시키는 양액 배출 펌프(1370)을 구비한다.
살균기체 발생기(1310)는 살균 대상 폐양액의 살균 처리에 사용되는 살균기체를 발생시킨다. 살균기체 발생기(1310)에서 발생되는 살균기체는 살균력이 있는 기체로서 오존(O3), 이산화염소(ClO2), 수산화 이온(OH-) 또는 여기된 산소원자(O*)일 수 있다. 살균기체 발생기(1310)로는 플라즈마 반응기 등의 살균기체를 발생시킬 수 있는 통상적인 구성의 것이 사용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 살균기체 발생기(1310)에서 발생된 살균기체는 살균기체 공급관(1315)을 통해 살균 처리부(1300a)로 공급된다.
살균 처리부(1300a)는 재배용 베드(1100)로부터 배출되는 살균 대상 폐양액을 살균기체 발생기(1310)에서 발생된 살균기체를 이용하여 살균처리한다. 살균 처리부(1300a)는, 살균 대상 폐양액에 대한 1차 살균 처리를 수행하는 제1 살균 처리 유닛(1320)과, 제1 살균 처리 유닛(1320)으로 유입되는 처리 대상 폐양액을 전처리하는 전처리 필터(1330)와, 제1 살균 처리 유닛(1320)으로부터 배출되는 1차 처리 폐양액에 대한 2차 살균 처리를 수행하는 제2 살균 처리 유닛(1340)과, 제2 살균 처리 유닛(1340)으로부터 배출되는 기체를 처리하는 기체 처리 필터(1350)와, 제1 살균 처리 유닛(1320)과 제2 살균 처리 유닛(1340)을 연통시키는 연결관(1360)과, 제2 살균 처리 유닛(1340)으로부터 연장되어서 양액 배출 펌프(1370)와 연결되는 처리양액 배출관(1391)을 구비한다.
제1 살균 처리 유닛(1320)은 재배용 베드(1100)로부터 폐양액 배출관(1170)을 통해 배출되는 살균 대상 폐양액에 대한 1차 살균 처리를 수행한다. 제1 살균 처리 유닛(1320)은 살균 대상 폐양액이 저장되는 제1 살균 탱크(1321)와, 제1 살균 탱크(1321) 내에서 살균기체를 버블(B)로 공급하는 노즐(1323)과, 제1 살균 탱크(1321) 내에서 살균 대상 폐양액을 공급하는 폐양액 공급관(1325)을 구비한다.
제1 살균 탱크(1321)는 내부에 밀폐된 제1 살균 처리 공간(1322)을 제공한다. 제1 살균 처리 공간(1322)은 폐양액 공급관(1325)으로부터 배출되는 살균 대상 폐양액으로 가득 채워진다. 제1 살균 처리 공간(1322)에는 노즐(1323)과 폐양액 공급관(1325)이 위치한다. 제1 살균 처리 공간(1322)에 가득 채워진 살균 대상 폐양액(L1)은 노즐(1323)로부터 공급되는 살균기체 버블(B)에 의해 살균 처리된다. 제1 살균 처리 공간(1322)의 천장에는 1차 처리 폐양액 배출구(1324)가 형성된다. 1차 처리 폐양액 배출구(1324)에는 연결관(1360)과 연결되어서 제1 살균 처리 공간(1322)에 저장된 폐양액(L1)이 외부로 배출된다.
노즐(1323)은 제1 살균 처리 공간(1322)에서 바닥에 인접하여 위치하고 제1 살균 처리 공간(1322)에 채워진 살균 대상 폐양액(L1)으로 살균기체를 버블(B)로 공급한다. 제1 살균 처리 공간(1322)에서 살균 대상 폐양액(L1)으로 공급되는 살균기체 버블(B)은 살균 대상 폐양액에 용존되어서 살균 대상 폐양액(L1)을 살균 처리한다. 살균기체 버블(B)이 살균 대상 폐양액(L1)에 잘 용존되도록 노즐(1323)은 마이크로 또는 나노 버블의 미세 버블로 공급하는 것이 바람직하다. 노즐(1323)은 살균기체 공급관(1315)을 통해 살균기체 발생기(1310)와 연결된다.
폐양액 공급관(1325)는 제1 살균 처리 공간(1322)에 위치하고 제1 살균 처리 공간(1322)으로 살균 대상 폐양액을 공급한다. 폐양액 공급관(1325)은 제1 살균 처리 공간(1322)의 천장으로부터 아래로 연장된다. 폐양액 공급관(1325)의 상단은 전처리 필터(1330)를 사이에 두고 폐양액 배출관(1170)과 연통된다. 폐양액 공급관(1325)의 하부 측면에는 폐양액 배출관(1170)을 통해 공급되는 살균 대상 폐양액을 제1 살균 처리 공간(1322)으로 배출하는 하나 또는 복수개의 폐양액 배출구(1327)들이 형성된다. 폐양액 배출구(1327)가 폐양액 공급관(1325)의 측면에 형성됨으로써 폐양액 배출구(1327)를 통해 살균기체 버블(B)이 폐양액 공급관(1325)으로 유입되는 것이 방지된다. 이와는 다르게, 폐양액 공급관(1325)의 끝단이 위로 향하도록 형성하고 폐양액 공급관(1325)의 끝단에 양액 배출관을 형성함으로써, 살균기체 버블(B)이 폐양액 공급관(1325)으로 유입되는 것을 방지할 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
제1 살균 처리 공간(1322)에 저장되어서 1차 살균 처리된 폐양액(L1)은 연결관(1360)을 통해 배출되어서 제2 살균 처리 유닛(1340)으로 공급된다.
전처리 필터(1330)는 폐양액 배출관(1170)과 폐양액 공급관(1325)의 사이에 설치되어서 폐양액 배출관(1170)과 폐양액 공급관(1325)을 연통시킨다. 전처리 필터(1330)는 폐양액 배출관(1170)으로부터 폐양액 공급관(1325)으로 유입되는 폐양액에서 이물질을 걸러내어 전처리한다.
제2 살균 처리 유닛(1340)은 제1 살균 처리 유닛(1320)으로부터 배출되는 1차 처리 폐양액에 대한 2차 살균 처리를 수행한다. 제2 살균 처리 유닛(1340)은 살균 대상 폐양액이 저장되는 제2 살균 탱크(1341)와, 제2 살균 탱크(1341) 내에서 살균 대상 폐양액을 공급하는 폐양액 공급 수단(1345)을 구비한다.
제2 살균 탱크(1341)는 내부에 밀폐된 제2 살균 처리 공간(1342)을 제공한다. 제2 살균 처리 공간(1342)은 폐양액 공급 수단(1345)으로부터 배출되는 살균 대상 폐양액으로 설정된 수위(S) 만큼 저장된다. 제2 살균 처리 공간(1342)의 측면 상부에는 폐양액 공급 수단(1345)보다 높게 위치하고 제2 살균 처리 공간(1342)에서 2차 살균 처리된 폐양액(L2)이 외부로 배출되는 2차 처리 폐양액 배출구(1349)가 형성된다. 제2 살균 처리 공간(1342)에 저장되는 살균 대상 폐양액(L2)의 수위(S)는 제2 살균 처리 공간(1342)의 천장보다는 낮고 2차 처리 폐양액 배출구(1349)보다는 높도록 유지된다. 제2 살균 처리 공간(1342)에 저장된 살균 대상 폐양액(L2)은 폐양액 공급 수단(1345)으로부터 배출되는 살균 대상 폐양액과 함께 배출되는 살균기체 버블(B)에 의해 살균 처리된다. 제2 살균 탱크(1341)의 천장에는 제2 살균 처리 공간(1342)으로부터 외부로 기체가 배출되는 기체 배출구(1343)가 형성된다. 기체 배출구(1343)에 기체 배출관(1344)이 연결된다.
폐양액 공급 수단(1345)은 제2 살균 처리 공간(1342)에서 바닥에 인접하여 위치하고 제2 살균 처리 공간(1342)으로 살균 대상 폐양액을 배출하여 공급한다. 폐양액 공급 수단(1345)은 연결관(1360)과 연결되어서, 제1 살균 탱크(1321)로부터 배출되는 폐양액을 제2 살균 처리 공간(1342)으로 공급한다. 폐양액 공급 수단(1345)은 제2 살균 처리 공간(1342)으로 살균 대상 폐양액과 함께 살균 대상 폐양액에 용존되지 않은 살균기체 버블(B)도 배출한다. 폐양액 공급 수단(1345)이 도시된 도 5를 참조하면, 폐양액 공급 수단(1345)은 몸체부(1346)와, 몸체부(1346)에 결합된 배출부(1347)를 구비한다.
몸체부(1346)는 내부 공간을 제공하고 하부와 측면은 폐쇄되며, 몸체부(1346)의 상단의 적어도 일부는 개방되어서 개구부가 형성된다. 몸체부(1346)에는 연결관(1360)이 연통되어서, 연결관(1360)을 통해 몸체부(1346)의 내부 공간으로 살균 대상 폐양액이 유입된다. 몸체부(1346)의 상단에 형성된 개구부에는 배출부(1347)가 결합된다.
배출부(1347)는 몸체부(1346)의 상단에 형성된 개구부에 결합된 메시(mesh)이다. 배출부(1347)를 통해 살균 대상 폐양액과 살균기체 버블(B)이 제2 살균 처리 공간(1342)으로 배출된다. 제1 살균 처리 공간(1322)에서 살균기체 버블(B)들 중 폐양액(L1)에 용존되지 않은 일부는 상승하는 동안 뭉쳐서 커지는데, 제2 살균 처리 유닛(1340)에서 배출부(1347)를 통과하면서 메시에 의해 깨져서 크기가 작아짐으로써, 제2 살균 처리 공간(1342)에 저장된 살균 대상 폐양액(L2)에 용존이 잘 될 수 있다.
도 5의 실시예에서는 배출부(1347)가 메시인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 도 6에 도시된 바와 같이 배출부(2347)는 복수개의 미세 구멍(2348)이 형성된 판재일 수 있다. 배출구(2347)는 도 6에 도시된 배출부(1346)와 같이, 살균기체 버블(B)의 크기를 줄여서 배출할 수 있다.
도 5와 도 6의 실시예에서 몸체부(1346)의 측면은 전체가 폐쇄되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 몸체부(1346)의 측면의 적어도 일부에는 도 5의 배출부(1347)인 메시 또는 도 6의 미세 구멍(2348)이 형성될 수 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
제2 살균 처리 공간(1342)에 저장되어서 2차 살균 처리된 폐양액(L2)은 처리양액 배출관(1391) 통해 배출되어서 양액 배출 펌프(1370)의 작동에 의해 양액 순환관(1190)을 거쳐서 양액 탱크(1200)으로 공급된다.
기체 처리 필터(1350)는 기체 배출관(1344) 상에 설치된다. 기체 처리 필터(1350)는 제2 살균 처리 공간(1342)으로부터 용존이 되지 않아서 기체 배출관(1344)을 통해 외부로 배출되는 기체에 포함된 오존(O3) 또는 이산화염소(ClO2)와 같은 유해 가스 성분을 처리한다. 기체 처리 필터(1350)로는 유해 가스 성분을 처리하는 통상의 구성의 것이 사용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
연결관(1360)은 제1 살균 처리 유닛(1320)과 제2 살균 처리 유닛(1340)을 연통시킨다. 연결관(1360)의 양단은 제1 살균 탱크(1321)에 형성된 1차 폐양액 배출구(1324)와 폐양액 공급수단(1345)의 몸체부(1346)에 각각 결합된다. 연결관(1360)을 통해 제1 살균 처리 공간(1321)에 저장되어서 1차 살균 처리된 폐양액(L1)이 제2 살균 처리 공간(1342)으로 공급된다. 연결관(1360)은 도 2에 도시된 바와 같이 도시된 바와 같이 긴 유로를 형성하도록 지그재그 형태로 연장되는 것이 바람직하다. 이는 폐양액이 연결관(1360)을 따라 유동하면서 살균기체 버블(B)이 용존될 수 있는 시간을 증가시키기 위함이다. 제2 살균 처리 공간(1341)의 수위(S)가 제1 살균 처리 공간(1321)의 수위보다 낮게 형성됨으로써, 제1 살균 처리 공간(1321)에 저장된 폐양액(L1)이 제2 살균 처리 공간(1342)으로 연결관(1360)을 통해 외부 동력없이 유동할 수 있다.
처리양액 배출관(1391)은 제2 살균 탱크(1341)에 형성된 2차 처리 폐양액 배출구(1349)로부터 연장되어서 양액 배출 펌프(1370)와 연결된다. 처리양액 배출관(1391)은 양액 배출 펌프(1370)에 인접하여 위치하는 U자관부(1399)를 구비한다. 양액 배출 펌프(1370)가 작동하지 않는 경우에도 U자관부(1399)에 잔존하는 양액에 의해 유해가스가 양액 배출 펌프(1370)를 통과하여 양액 순환관(1190)을 통해 배출되는 것이 방지된다.
양액 배출 펌프(1370)는 살균 처리부(1300a)에서 살균처리된 폐양액을 재활용 양액으로서 배출시킨다. 양액 배출 펌프(1370)는 처리양액 배출관(1391)과 양액 순환관(1190)의 사이에 설치되어서 살균 처리부(1300a)로부터 배출되는 살균 처리된 폐양액을 재활용 양액으로 양액 탱크(1200)로 공급한다. 양액 배출 펌프(1370)를 통해 배출되는 살균처리된 폐양액은 양액 탱크(1200)로 공급되지 않고 폐기 라인(도 1의 1199)을 통해 폐기되도록 배출될 수도 있다.
도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배지재배 시스템의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배지재배 시스템(2000)은, 도 1에 도시된 배지재배 시스템(1000)에서 양액 추가 혼합 탱크(1250)를 더 포함하는 것으로 이해할 수 있다. 양액 탱크(1200)에서는 원수와 양액 원액이 혼합된 양액 원료가 저장된다. 양액 추가 혼합 탱크(1250)는 양액 탱크(1200)로부터 공급되는 양액 원료와 양액 살균 장치(1300)로부터 공급되는 재활용 양액을 혼합하여 혼합 양액으로 저장한다. 양액 추가 혼합 탱크(1250)에 저장된 혼합 양액은 재배용 베드(1100)로 공급된다.
도 8에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양액 살균 장치의 구성이 도시되어 있다. 도 8에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 양액 살균 장치(3300)는 도 2에 도시된 양액 살균 장치(1300)를 대체하여 도 1 및 도 7에 도시된 시스템에 사용될 수 있다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 양액 살균 장치(3300)는 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기(1310)와, 재배용 베드(도 1 및 도 7의 1100)로부터 배출되는 살균 대상 폐양액을 살균기체를 이용하여 살균처리하는 살균 처리부(3300a)와, 살균 처리부(3300a)에서 살균처리된 폐양액을 재활용 양액으로서 배출시키는 양액 배출 펌프(1370)을 구비한다.
살균기체 발생기(1310)는 살균 대상 폐양액의 살균 처리에 사용되는 살균기체를 발생시킨다. 살균기체 발생기(1310)의 구성 및 작용은 도 2에 도시된 실시예의 살균기체 발생기(1310)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 살균기체 발생기(1310)에서 발생된 살균기체는 살균기체 공급관(1315)을 통해 살균 처리부(3300a)로 공급된다.
살균 처리부(3300a)는 재배용 베드(도 1 및 도 7의 1100)로부터 배출되는 살균 대상 폐양액을 살균기체 발생기(1310)에서 발생된 살균기체를 이용하여 살균처리한다. 살균 처리부(3300a)는, 살균 대상 폐양액에 대한 살균 처리를 수행하는 살균 처리 유닛(3320)과, 살균 처리 유닛(3320)으로 유입되는 처리 대상 폐양액을 전처리하는 전처리 필터(1330)와, 살균 처리 유닛(3320)으로부터 배출되는 기체를 처리하는 제1 기체 처리 필터(1350)와, 살균 처리 유닛(3320)으로부터 연장되어서 양액 배출 펌프(1370)와 연결되는 연결관(3360)과, 연결관(3360) 상에 설치되는 버블 축소 수단(3380)과, 연결관(3360)에 설치되어서 연결관(3360)으로부터 배출되는 기체를 처리하는 제2 기체 처리 필터(3390)를 구비한다.
도 8과 도 9를 참조하면, 살균 처리 유닛(3320)은 재배용 베드(도 1 및 도 7의 1100)로부터 폐양액 배출관(1170)을 통해 배출되는 살균 대상 폐양액에 대한 살균 처리를 수행한다. 살균 처리 유닛(3320)은 살균 대상 폐양액이 저장되는 살균 탱크(3321)와, 살균 탱크(3321) 내에서 살균기체를 버블(B)로 공급하는 노즐(1323)과, 살균 탱크(3321) 내에서 살균 대상 폐양액을 공급하는 폐양액 공급관(1325)을 구비한다.
살균 탱크(3321)는 내부에 밀폐된 살균 처리 공간(3322)을 제공한다. 살균 처리 공간(3322)은 폐양액 공급관(1325)으로부터 배출되는 살균 대상 폐양액이 일정 수위로 저장된다. 살균 처리 공간(3322)에는 노즐(1323)과 폐양액 공급관(1325)이 위치한다. 살균 처리 공간(3322)에 일정 수위로 저장된 살균 대상 폐양액(L3)은 노즐(1323)로부터 공급되는 살균기체 버블(B)에 의해 살균 처리된다. 살균 처리 공간(3322)의 천장에는 살균 처리 공간(3342)으로부터 외부로 기체가 배출되는 기체 배출구(3343)가 형성된다. 기체 배출구(3343)에 기체 배출관(1344)이 연결된다. 살균 처리 공간(3322)에는 연결관(3360)의 일단부가 위치한다. 살균 처리 공간(3322)에 저장된 폐양액(L3)은 연결관(3360)을 통해 외부로 배출된다.
노즐(1323)은 살균 처리 공간(3322)에서 바닥에 인접하여 위치하고 살균 처리 공간(3322)에 저장된 살균 대상 폐양액(L3)으로 살균기체 버블(B)을 공급한다. 살균 처리 공간(3322)에서 살균 대상 폐양액(L3)으로 공급되는 살균기체 버블(B)은 살균 대상 폐양액(L3)에 용존되어서 살균 대상 폐양액(L3)을 살균 처리한다. 노즐(1323)의 구체적인 구성 및 작용은 도 3에 도시된 실시예의 노즐(1323)과 대체로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
폐양액 공급관(1325)는 살균 처리 공간(3322)에 위치하고 살균 처리 공간(3322)으로 살균 대상 폐양액을 공급한다. 폐양액 공급관(1325)은 살균 처리 공간(3322)의 천장으로부터 아래로 연장된다. 폐양액 공급관(1325)의 상단은 전처리 필터(1330)를 사이에 두고 폐양액 배출관(1170)과 연통된다. 폐양액 공급관(1325)의 구체적인 구성 및 작용은 도 3에 도시된 실시예의 폐양액 공급관(1325)과 대체로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
살균 처리 공간(3322)에 저장되어서 살균 처리된 폐양액(L3)은 양액 배출 펌프(1370)의 작동에 의해 연결관(3360)을 통해 외부로 배출된다.
전처리 필터(1330)는 폐양액 배출관(1170)과 폐양액 공급관(1325)의 사이에 설치되어서 폐양액 배출관(1170)과 폐양액 공급관(1325)을 연통시킨다. 전처리 필터(1330)는 폐양액 배출관(1170)으로부터 폐양액 공급관(1325)으로 유입되는 폐양액에서 이물질을 걸러내어 전처리한다. 전처리 필터(1330)의 구성 및 작용은 도 3에 도시된 실시예의 전처리 필터(1330)와 대체로 동일하다.
제1 기체 처리 필터(1350)는 기체 배출관(1344) 상에 설치된다. 제1 기체 처리 필터(1350)는 살균 처리 공간(3342)으로부터 기체 배출관(1344)을 통해 외부로 배출되는 기체에 포함된 오존(O3) 또는 이산화염소(ClO2)와 같은 유해 가스 성분을 처리한다. 제1 기체 처리 필터(1350)의 구성 및 작용은 도 4에 도시된 실시예의 기체 처리 필터(1350)와 대체로 동일하다.
연결관(3360)은 살균 처리 유닛(3320)으로부터 연장되어서 양액 배출 펌프(1370)와 연결된다. 연결관(3360)의 일단은 살균 처리 공간(3322)의 상부에 위치하여 폐양액(L3)에 잠기고, 타단은 양액 배출 펌프(1370)에 연결된다. 양액 배출 펌프(1370)가 작동하면 살균 처리 공간(3322)에 저장된 살균 처리된 폐양액(L3)이 연결관(3360)을 통해 배출된다. 연결관(3360)은 양액 배출 펌프(1370)에 인접하여 위치하는 U자관부(3361)를 구비한다. 양액 배출 펌프(1370)가 작동하지 않는 경우에도 U자관부(3361)에 잔존하는 양액에 의해 유해가스가 양액 배출 펌프(1370)를 통과하여 양액 순환관(1190)을 통해 배출되는 것이 방지된다. 연결관(3360)에서 U자관부(3361)의 상류측에서 U자관부(3361)와 인접한 지점에는 추가 기체 배출관(1395)가 연결된다. 추가 기체 배출관(1395)을 통해 연결관(3360) 내에 존재하는 기체가 외부로 배출된다. 연결관(3360)은 도시된 바와 같이 긴 유로를 형성하도록 U자관부(3361)의 상류 구간이 지그재그 형태로 연장되는 지그재그 연장부(3363)를 더 구비한다. 지그재그 연장부(3363)에 의해 폐양액이 연결관(3360)을 따라 유동하면서 살균기체 버블(B)이 용존될 수 있는 시간이 증가하여, 연결관(3360) 내에서도 폐양액에 대한 살균기체 버블(B)에 의한 살균 처리가 이루어질 수 있다. 지그재그 연장부(3363)는 상류로부터 하류로 갈수록 위로 연장되는 상승 연장부(3365)를 구비한다. 상승 연장부(3365) 상에 버블 축소 수단(3380)이 설치된다.
버블 축소 수단(3380)은 연결관(3360)의 상승 연장부(3365) 상에 설치되어서 양액과 함께 유동하는 버블의 크기를 축소시켜서 용존이 용이하도록 한다. 도 9에는 버블 축소 수단(3380)이 사시도로서 도시되어 있다. 도 10을 참조하면, 버블 축소 수단(3380)은 몸체부(3381)와, 몸체부(3381)에 결합된 배출부(3385)를 구비한다.
몸체부(3381)는 내부 공간을 제공하고 하부와 측면은 폐쇄되며, 몸체부(3381)의 상단의 적어도 일부는 개방되어서 개구부가 형성된다. 몸체부(3381)의 내부 공간으로 폐양액이 유입된다. 몸체부(3381)의 내부 공간은 상승 연장부(3365)보다 확대된 통로를 형성한다. 몸체부(3381)의 상단에 형성된 개구부에는 배출부(3385)가 결합된다.
배출부(3385)는 몸체부(3381)의 상단에 형성된 개구부에 결합된 메시(mesh)이다. 살균기체 버블이 배출부(3385)를 통과하면서 메시에 의해 깨져서 크기가 작아진다.
도 10의 실시예에서는 배출부(3385)가 메시인 것으로 설명하지만, 이와는 달리 도 11에 도시된 바와 같이 배출부(4385)는 복수개의 미세 구멍(4386)이 형성된 판재일 수 있다. 배출구(4385)는 도 10에 도시된 배출부(3385)와 같이, 살균기체 버블의 크기를 줄여서 배출할 수 있다.
도 12에는 버블 축소 수단의 또 다른 실시예가 단면 사시도로서 도시되어 있다. 도 12를 참조하면, 버블 축소 수단(5380)은 외부 몸체부(5381)와, 내부 몸체부(5382)를 구비한다. 외부 몸체부(5381)의 내부에는 내부 몸체부(5382)가 수용되는 제1 내부 공간(5384)이 형성된다. 외부 몸체부(5381)의 상단에는 배출구(5386)가 형성된다. 내부 몸체부(5382)는 제1 내부 공간(5384)에 수용되어서 위치한다. 내부 몸체부(5382)의 내부에는 폐양액이 유입되는 제2 내부 공간(5387)이 형성된다. 몸체부(5382)의 측면에는 통로부(5383)가 형성되며, 몸체부(5382)의 상단에는 배출부(5385)가 형성된다. 제2 내부 공간(5387)의 폐양액은 통로부(5383)에 의해 제2 내부 공간(5387)의 외부로 배출되어서 배출구(5386)를 통해 최종 배출된다. 통로부(5383)는 제2 내부 공간(5387)으로 폐양액을 유입시키는 도입관(3366)의 끝단보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다. 몸체부(5382)의 상단에 형성된 배출부(5385)는 메시로서, 폐양액에 함유된 살균기체 버블이 배출부(5385)를 통과하면서 메시에 의해 깨져서 크기가 작아진다. 도시되지는 않았으나, 배출부(5385)는 도 11에 도시된 바와 같이 복수개의 미세 구멍(4386)이 형성된 판재일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
도 12에 도시된 버블 축소 수단(5380)의 구성은 도 4에 도시된 폐양액 공급 수단(1345)으로도 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
제2 기체 처리 필터(3390)는 추가 기체 배출관(1395) 상에 설치된다. 제2 기체 처리 필터(3390)는 연결관(3360)으로부터 추가 기체 배출관(1395)을 통해 외부로 배출되는 기체에 포함된 오존(O3) 또는 이산화염소(ClO2)와 같은 유해 가스 성분을 처리한다. 제2 기체 처리 필터(3390)의 구성 및 작용은 제1 기체 처리 필터(1350)와 대체로 동일하다. 본 실시예에서는 제1 기체 처리 필터(1350)와 제2 기체 처리 필터(3390)가 모두 구비되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 제1 기체 처리 필터(1350)와 제2 기체 처리 필터(3390) 중 하나만 구비될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
양액 배출 펌프(1370)는 살균 처리부(3300a)에서 살균처리된 폐양액을 재활용 양액으로서 배출시킨다. 양액 배출 펌프(1370)는 연결관(3360)과 양액 순환관(1190)의 사이에 설치되어서 살균 처리부(3300a)로부터 배출되는 살균 처리된 폐양액을 재활용 양액으로 양액 탱크(도 1의 1200) 또는 양액 추가 혼합 탱크(도 7의 1250)로 공급한다.
도 1과 도 7에 도시된 배지재배 시스템에서는 양액 살균 장치가 폐양액의 재활용하기 위해 폐양액을 살균 처리하거나 폐양액의 폐기를 위해 폐양액을 살균 처리하는 것으로 설명하였다 하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 의한 양액 살균 장치는 재배용 베드에 공급되는 양액을 살균 처리하는 용도로 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
1000 : 배지재배 시스템 1100 : 재배용 베드
1200 : 양액 탱크 1300 : 양액 살균 장치
1310 : 살균기체 발생기 1300a : 살균 처리부
1320 : 제1 살균 처리 유닛 1321 : 제1 살균 탱크
1323 : 노즐 1325 : 폐양액 공급관
1327 : 폐양액 배출구 1330 : 전처리 필터
1340 : 제2 살균 처리 유닛 1341 : 제2 살균 탱크
1345 : 폐양액 공급 수단 1350 : 기체 처리 필터
1360 : 연결관 1391 : 처리양액 배출관
1370 : 양액 배출 펌프 3300 : 양액 살균 장치
3300a : 살균 처리부 3320 : 살균 처리 유닛
3360 : 연결관 3380 : 버블 축소 수단
3390 : 제2 기체 처리 필터

Claims (18)

  1. 처리 대상 양액을 살균하는 양액 살균 장치에 있어서,
    살균기체를 상기 처리 대상 양액에 버블로 공급하여 용존시켜서 상기 처리 대상 양액을 살균처리하는 살균 처리부; 및
    상기 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기를 포함하며,
    상기 살균 처리부는 상기 처리 대상 양액에 대한 1차 살균 처리를 수행하는 제1 살균 처리 유닛과, 상기 제1 살균 처리 유닛으로부터 배출되는 1차 처리 양액에 대한 2차 살균 처리를 수행하는 2차 살균 처리 유닛과, 유해 가스 성분을 처리하는 기체 처리 필터를 구비하며,
    상기 제1 살균 처리 유닛은, 상기 처리 대상 양액이 저장되는 제1 살균 처리 공간을 제공하는 제1 살균 탱크와, 상기 제1 살균 처리 공간에서 상기 처리 대상 양액에 상기 살균기체를 버블로 공급하는 노즐을 구비하며,
    상기 제2 살균 처리 유닛은, 상기 1차 처리 양액이 저장되는 제2 살균 처리 공간을 제공하는 제2 살균 탱크와, 상기 제2 살균 처리 공간에 배치되어서 상기 살균기체를 함유한 기체 버블을 포함하는 상기 1차 처리 양액을 공급하는 양액 공급 수단을 구비하며,
    상기 1차 처리 양액이 상기 제2 살균 처리 공간으로 공급되는 과정에서 상기 제1 살균 처리 공간은 상기 처리 대상 양액으로 가득 채워진 상태로 유지되며,
    상기 기체 처리 필터는 상기 제2 살균 처리 공간의 기체가 배출되는 기체 배출관에 설치되는,
    양액 살균 장치.
  2. 처리 대상 양액을 살균하는 양액 살균 장치에 있어서,
    살균기체를 상기 처리 대상 양액에 버블로 공급하여 용존시켜서 상기 처리 대상 양액을 살균처리하는 살균 처리부; 및
    상기 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기를 포함하며,
    상기 살균 처리부는 상기 처리 대상 양액에 대한 1차 살균 처리를 수행하는 제1 살균 처리 유닛과, 상기 제1 살균 처리 유닛으로부터 배출되는 1차 처리 양액에 대한 2차 살균 처리를 수행하는 2차 살균 처리 유닛과, 상기 제2 살균 처리 유닛에서 살균 처리된 2차 처리 양액이 배출되는 처리양액 배출관을 구비하며,
    상기 제1 살균 처리 유닛은, 상기 처리 대상 양액이 저장되는 제1 살균 처리 공간을 제공하는 제1 살균 탱크와, 상기 제1 살균 처리 공간에서 상기 처리 대상 양액에 상기 살균기체를 버블로 공급하는 노즐을 구비하며,
    상기 제2 살균 처리 유닛은, 상기 1차 처리 양액이 저장되는 제2 살균 처리 공간을 제공하는 제2 살균 탱크와, 상기 제2 살균 처리 공간에 배치되어서 상기 살균기체를 함유한 기체 버블을 포함하는 상기 1차 처리 양액을 공급하는 양액 공급 수단을 구비하며,
    상기 U자관부에 잔존하는 양액에 의해 상기 처리양액 배출관을 통한 가스의 배출이 방비되는,
    양액 살균 장치.
  3. 처리 대상 양액을 살균하는 양액 살균 장치에 있어서,
    살균기체를 상기 처리 대상 양액에 버블로 공급하여 용존시켜서 상기 처리 대상 양액을 살균처리하는 살균 처리부; 및
    상기 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기를 포함하며,
    상기 살균 처리부는 상기 처리 대상 양액에 대한 1차 살균 처리를 수행하는 제1 살균 처리 유닛과, 상기 제1 살균 처리 유닛으로부터 배출되는 1차 처리 양액에 대한 2차 살균 처리를 수행하는 2차 살균 처리 유닛을 구비하며,
    상기 제1 살균 처리 유닛은, 상기 처리 대상 양액이 저장되는 제1 살균 처리 공간을 제공하는 제1 살균 탱크와, 상기 처리 대상 양액을 상기 제1 살균 처리 공간으로 공급하는 폐양액 공급관과, 상기 제1 살균 처리 공간에서 상기 처리 대상 양액에 상기 살균기체를 버블로 공급하는 노즐을 구비하며,
    상기 제2 살균 처리 유닛은, 상기 1차 처리 양액이 저장되는 제2 살균 처리 공간을 제공하는 제2 살균 탱크와, 상기 제2 살균 처리 공간에 배치되어서 상기 살균기체를 함유한 기체 버블을 포함하는 상기 1차 처리 양액을 공급하는 양액 공급 수단을 구비하며,
    상기 폐양액 공급관은 상기 제1 살균 처리 공간에서 아래로 연장되어서 형성되며,
    상기 폐양액 공급관에 상기 처리 대상 양액이 상기 제1 살균 처리 공간으로 배출되는 폐양액 배출구가 형성되며,
    상기 폐양액 배출구는 상기 폐양액 공급관의 하부 측면에 위치하는,
    양액 살균 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 양액 공급 수단은, 상기 1차 처리 양액과 함께 상기 제2 살균 처리 공간으로 공급되는 살균기체 버블의 크기를 줄여서 상기 제2 살균 처리 공간으로 배출하는 배출부는 구비하는,
    양액 살균 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 배출부는 메시 또는 복수개의 미세 구멍이 형성된 판재인,
    양액 살균 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 양액 공급 수단은 상기 배출부보다 아래에 위치하여 양액을 배출하는 통로부를 구비하는,
    양액 살균 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 살균 처리부는 상기 제1 살균 처리 공간과 상기 제2 살균 처리 공간을 연통시키는 연결관을 더 구비하며,
    상기 연결관을 통해 상기 1차 처리 양액이 상기 제1 살균 처리 공간으로부터 배출되어서 상기 제2 살균 처리 공간으로 유입되며,
    상기 연결관은 지그재그 형태로 연장되는,
    양액 살균 장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 살균 처리부는 상기 제1 살균 처리 공간으로 공급되는 상기 처리 대상 양액에서 이물질을 걸러내는 전처리 필터를 더 구비하는,
    양액 살균 장치.
  10. 처리 대상 양액을 살균하는 양액 살균 장치에 있어서,
    살균기체를 상기 처리 대상 양액에 버블로 공급하여 용존시켜서 상기 처리 대상 양액을 살균처리하는 살균 처리부; 및
    상기 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기를 포함하며,
    상기 살균 처리부는 상기 처리 대상 양액이 저장되는 살균 처리 공간을 제공하는 살균 탱크와, 상기 살균 처리 공간에서 상기 처리 대상 양액에 상기 살균기체를 버블로 공급하는 노즐과, 상기 살균 탱크로부터 연장되는 연결관을 구비하며,
    상기 연결관을 통해 상기 살균 처리 공간에서 살균 처리된 상기 처리 대상 양액이 상기 살균 처리 공간으로부터 배출되며,
    상기 연결관은 U자관부를 구비하며,
    상기 U자관부에 잔존하는 양액에 의해 상기 연결관을 통한 가스의 배출이 방지되는,
    양액 살균 장치.
  11. 처리 대상 양액을 살균하는 양액 살균 장치에 있어서,
    살균기체를 상기 처리 대상 양액에 버블로 공급하여 용존시켜서 상기 처리 대상 양액을 살균처리하는 살균 처리부; 및
    상기 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기를 포함하며,
    상기 살균 처리부는 상기 처리 대상 양액이 저장되는 살균 처리 공간을 제공하는 살균 탱크와, 상기 처리 대상 양액을 상기 살균 처리 공간으로 공급하는 폐양액 공급관과, 상기 살균 처리 공간에서 상기 처리 대상 양액에 상기 살균기체를 버블로 공급하는 노즐을 구비하며,
    상기 폐양액 공급관은 아래로 연장되어서 형성되며,
    상기 폐양액 공급관에 상기 처리 대상 양액을 상기 살균 처리 공간으로 배출하는 폐양액 배출구가 형성되며,
    상기 폐양액 배출구는 상기 폐양액 공급관의 하부 측면에 위치하는,
    양액 살균 장치.
  12. 처리 대상 양액을 살균하는 양액 살균 장치에 있어서,
    살균기체를 상기 처리 대상 양액에 버블로 공급하여 용존시켜서 상기 처리 대상 양액을 살균처리하는 살균 처리부; 및
    상기 살균기체를 발생시키는 살균기체 발생기를 포함하며,
    상기 살균 처리부는 상기 처리 대상 양액이 저장되는 살균 처리 공간을 제공하는 살균 탱크와, 상기 살균 처리 공간에서 상기 처리 대상 양액에 상기 살균기체를 버블로 공급하는 노즐과, 상기 살균 탱크로부터 연장되는 연결관과, 상기 연결관에 설치되어서 상기 처리 대상 양액과 함께 유동하는 살균기체 버블의 크기를 줄이는 버블 축소 수단을 구비하며,
    상기 연결관은 상류로부터 하류로 갈수록 위로 연장되고 상기 버블 축소 수단이 위치하는 상승 연장부를 구비하며,
    상기 버블 축소 수단은 제1 내부 공간을 제공하는 외부 몸체부와, 상기 제1 내부 공간에 수용되고 상단에 메시 또는 미세 구멍이 형성된 판재가 구비되며 상기 상기 처리 대상 양액이 유입되는 제2 내부 공간을 제공하는 내부 몸체부를 구비하며,
    상기 내부 몸체부의 측면에는 상기 제1 내부 공간과 상기 제2 내부 공간을 연통시키는 통로부가 형성되는,
    양액 살균 장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 연결관은 지그재그 형태로 연장되는 지그재그 연장부를 더 구비하는,
    양액 살균 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 청구항 10 내지 청구항 12 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 살균 처리부는 상기 살균 처리 공간의 기체가 배출되는 기체 배출관에 설치되어서 유해 가스 성분을 처리하는 기체 처리 필터를 더 구비하는,
    양액 살균 장치.
  18. 식물이 배치되고 상기 식물이 양액에 의해 재배되는 재배용 베드;
    상기 재배용 베드로 공급되는 상기 양액이 저장되는 양액 탱크; 및
    상기 재배용 베드로부터 배출되는 폐양액을 재활용 또는 폐기하기 위해 살균처리하거나 상기 양액 탱크에 저장된 양액을 상기 재배용 베드로 공급하기 위해 살균처리하는 양액 살균 장치를 포함하며,
    상기 양액 살균 장치는, 청구항 1 내지 청구항 3 및 청구항 10 내지 청구항 12 중 어느 하나의 청구항에 기재된 양액 살균 장치인,
    배지재배 시스템.
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