KR20110098621A - 이산화탄소 수용액 제조 장치 - Google Patents

이산화탄소 수용액 제조 장치 Download PDF

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Abstract

미세 조류 배양을 위해 물에 이산화탄소를 용해시켜 이산화탄소 수용액을 제조한 후 이를 공급함으로써 미세 조류의 배양 효율을 증대시킬 수 있는 이산화탄소 수용액 제조 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 이산화탄소 수용액 제조 장치는, 탱크; 상기 탱크에 용수를 공급하는 용수 공급부; 상기 탱크에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부; 상기 이산화탄소를 미세한 기포로 발생시키는 기포 발생부; 및 상기 탱크에서 생성된 이산화탄소 수용액을 상기 탱크 외부로 배출하는 용수 배출부;를 포함하고, 상기 기포 발생부에서 발생된 기포는 상기 용수에 용해됨으로써 상기 이산화탄소 수용액을 제조하는 것을 특징으로 한다.

Description

이산화탄소 수용액 제조 장치{APPARATUS FOR CO2 AQUEOUS SOLUTION MAKING}
본 발명은 이산화탄소 수용액 제조 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 미세 조류 배양을 위해 물에 이산화탄소를 흡수시켜 이산화탄소 수용액을 제조한 후 이를 공급함으로써 미세 조류의 배양 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치에 관한 것이다.
전 세계적으로 미세 조류로부터 유래한 다양하고 유용한 고부가가치 물질들이 발견되어지고 있으며, 화력발전소, 제철소, 시멘트 공장 등에서 배출되는 CO2가 지구 온난화의 주범으로 지목됨에 따라 CO2를 고정화하기 위해 미세조류를 활용하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이런 미세조류를 대량 생산하기 위해서는 미세조류의 생산성을 높일 필요가 있다.
미세조류의 대량 배양을 위한 중요한 인자로는 광도, 온도, pH, DCO2(용존이산화탄소 용존량) 농도, DO2농도(용존 산소 농도) 등이 있다. DCO2농도와 관련해 개방형 배양방법에서는 직접적인 CO2의 공급장치가 없이 공기 중의 낮은 농도의 CO2를 배양액에 공급함으로써 미세조류 성장속도가 낮고 기존의 밀폐형 배양방법에서는 직접 CO2를 용해시키므로 미세조류의 지수 증식기(exponential phase) 상태를 유지하기 어려워 높은 생산효율을 올리기 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 이산화탄소를 물에 용해하여 제조한 이산화탄소 수용액을 미세 조류의 배양을 위해 공급함으로써 미세 조류의 배양 효율을 증대시킬 수 있는 이산화탄소 수용액 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 이산화탄소 수용액 제조 장치는, 탱크; 상기 탱크에 용수를 공급하는 용수 공급부; 상기 탱크에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부; 상기 이산화탄소를 미세한 기포로 발생시키는 기포 발생부; 및 상기 탱크에서 생성된 이산화탄소 수용액을 상기 탱크 외부로 배출하는 용수 배출부;를 포함하고, 상기 기포 발생부에서 발생된 기포는 상기 용수에 용해됨으로써 상기 이산화탄소 수용액을 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 용수 공급부는 상기 탱크 내부로 용수가 유입되도록 하는 용수 공급관, 상기 용수의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브, 상기 탱크 내부로 유입되는 상기 용수의 양을 측정하는 제1 용량계 및 상기 용수의 유입을 단속하는 공급밸브. 상기 용수 공급관을 통해 공급된 용수를 확산하여 분사하는 복수개의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 용수 공급부는 상기 이산화탄소가 용해된 상기 용수를 상기 탱크로 재공급하는 순환부를 더 포함할 수 있다.
상기 순환부는 상기 탱크 하부의 용수를 상기 노즐을 통해 공급되도록 연결되는 순환관 및 상기 순환관으로 용수가 유입되도록 하는 순환펌프를 포함할 수 있다.
상기 용수 배출부는 상기 탱크에서 제조된 이산화탄소 수용액을 배출하는 용수 배출관, 상기 이산화탄소 수용액을 배출을 단속하는 배출 밸브, 상기 용수 배출관을 통해 배출되는 상기 이산화탄소 수용액의 용량을 측정하는 제2 용량계 및 상기 배출되는 상기 이산화탄소 수용액의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브를 포함할 수 있다.
상기 탱크는 온도 센서, 용존 이산화탄소 센서, 용존 산소 센서 및 pH 센서의 군(群) 가운데 선택된 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
상기 이산화탄소 공급부는 상기 이산화탄소가 저장되는 가스 탱크, 상기 가스 탱크에서 배출되는 이산화탄소를 압축하는 압축기 및 상기 가스 탱크에서의 이산화탄소의 배출을 단속하는 가스 공급 밸브를 포함할 수 있다.
상기 기포 발생부는 상기 탱크의 내측에 복수의 층으로 배치되는 격벽 및 상기 격벽에 형성되어 통과하는 이산화탄소를 기포로 발생시키는 복수개의 홀을 포함하고, 상기 격벽은 상기 용수 공급부의 상기 용수 공급관과 상기 용수 배출관 사이에 배치될 수 있다.
상기한 이산화탄소 수용액 제조 장치는 이산화탄소를 용수에 용해시킨 후 이를 미세 조류의 배양에 투입할 수 있도록 하는 이산화탄소 수용액을 제조하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 이산화탄소 수용액을 공급함으로써 미세 조류의 배양 효율을 증대시키는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 의한 이산화탄소 수용액 제조 장치의 일 실시예의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에서 사용하는 노즐의 설치 상태를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 격벽의 구성을 나타내는 평면도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "～사이에"와 "바로 ～사이에" 또는 "～에 인접하는"과 "～에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 의한 이산화탄소 수용액 제조 장치의 일 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 수용액 제조 장치(100)는, 탱크(200), 용수 공급부(300), 용수 배출부(400), 이산화탄소 공급부(500) 및 기포 발생부(600)를 포함하여 구성될 수 있다.
탱크(200)는 소정의 내부 용적을 갖는 용기이다. 탱크(200)는 용수(用水)와 이산화탄소를 공급받은 후, 이산화탄소가 용수에 용해되는 공간을 제공한다. 탱크(200)는 내부의 용수와 이산화탄소가 외부로 누출되지 않도록 밀폐되는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 탱크(200)에는 온도 센서, 용존 이산화탄소 센서, 용존 산소 센서 및 pH 센서가 설치되는 것이 바람직하다..
탱크(200)에는 용수를 공급하는 용수 공급부(300)와 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부(500)가 연결된다.
용수 공급부(300)는 탱크(200) 내로 용수를 공급한다. 용수 공급부(300)는 용수 공급관(310), 제1 체크 밸브(320), 공급밸브(330), 제1 용량계(340) 및 복수개의 노즐(350)을 포함하여 구성될 수 있다.
용수 공급관(310)은 탱크(200)의 상부측으로 연결되어, 외부의 용수 저장탱크(미도시)에서 공급되는 용수를 탱크(200) 내부로 공급한다. 용수 공급관(310) 상에는 공급되는 용수의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브(320), 용수의 공급을 단속하는 공급 밸브(330) 및 탱크(200)로 공급되는 용수의 양을 측정하는 제1 용량계(340)가 설치될 수 있다.
여기서, 공급 밸브(330)는 외부에서 입력되는 동작 신호에 의해 동작하는 솔레노이드 밸브를 사용하는 것이 바람직하다. 노즐(350)은 탱크(200) 내부에 복수개로 설치되는 것이 바람직할 것이다.
도 2는 본 발명에서 사용하는 노즐(350)의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 노즐(350)은 탱크(200)의 내측 상부에 소정의 간격으로 설치된다. 복수개의 노즐(350)은 용수 공급관(310)을 통해 공급되는 용수를 복수개의 수류를 형성하여 탱크(200) 내부로 분사하여 공급함으로써 후술하는 이산화탄소 공급부(500)를 통해 공급되는 이산화탄소의 용해가 용이하도록 한다. 용수의 수류를 복수개로 형성한다면, 노즐(350)의 설치 상태는 도 2에 도시된 바로 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다. 한편, 노즐(350)을 통해 공급되는 용수의 수류는 폭이 넓게 형성되도록 하여 이산화탄소의 용해를 용이하게 하는 것이 바람직하다.
용수 배출부(400)는 용수 배출관(410), 제2 체크 밸브(420), 배출 밸브(430) 및 제2 용량계(440)를 포함하여 구성될 수 있다.
용수 배출관(410)은 탱크(200) 내부에서 제조된 이산환탄소 수용액을 외부로 배출한다. 용수 배출관(410) 상에는 배출되는 이산화탄소 수용액의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브(420), 이산화탄소 수용액의 배출을 단속하는 배출 밸브(430), 및 배출되는 이산화탄소 수용액의 양을 측정하는 제2 용량계(440)가 설치될 수 있다. 또한, 용수 배출관(410)을 통해 배출되는 이산화탄소 수용액을 외부의 기기(예를 들어, 광생물 반응기 등)으로 공급할 수 있도록 하는 배출 펌프(450)가 설치될 수 있다.
이산화탄소 공급부(500)는 탱크(200)의 내부로 이산화탄소를 공급한다. 이산화탄소 공급부(500)는 탱크(200)의 하부 일측으로 연결되는 것이 바람직하다.
이산화탄소 공급부(500)는 가스 탱크(510), 가스 공급관(520), 가스 공급 밸브(530), 압축기(540), 가스 용량계(550) 및 확산판(560)을 포함하여 구성될 수 있다.
가스 탱크(510)는 소정 용량의 이산화탄소를 저장한다. 가스 탱크(510)에 저장되는 이산화탄소는 화력 발전소의 가동에 의해 발생된 이산화탄소일 수 있다. 또한, 미세 조류의 배양을 위해 별도의 이산화탄소 발생 장치에 의해 발생된 이산화탄소일 수 있다. 가스 탱크(510)에 저장되는 이산화탄소는 필터 등에 의해 가스에 포함되어 있는 미세 입자가 제거된 상태인 것이 바람직하다.
가스 공급관(520)은 가스 탱크(510)와 탱크(200)를 연결하여 탱크(200)로 가스의 공급이 이루어지도록 한다.
가스 공급 밸브(530)는 가스 탱크(510)에서의 가스 배출을 단속한다.
가스 공급관(520) 상에는 압축기(540)가 설치된다. 압축기(540)는 가스 탱크(510)에서 방출되는 가스를 소정의 압력 상태로 압축하여 탱크(200)로 공급한다.
가스 용량계(550)는 가스 공급관(520)을 통해 공급되는 이산화탄소의 용량을 측정하여 표시한다.
확산판(560)은 탱크(200)의 내측 하부에 설치된다. 확산판(560)은 탱크(200)의 내측 하부에 위치되는 가스 공급관(520)의 단부보다는 높은 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
확산판(560)은 가스 공급관(520)의 단부를 통해 배출되는 이산화탄소를 탱크(200)의 전체에 걸쳐 확산되도록 한다.
도면에서 미설명된 도면 부호 512와 514는 가스 탱크(510) 내부의 압력을 측정하여 표시하는 압력 게이지와 가스 탱크(510) 내부의 압력이 안전 범위를 넘었을 때 가스 탱크(510) 내부의 가스를 강제 배출하는 안전 밸브이다.
기포 발생부(600)는 외부에서 공급되는 이산화탄소를 기포 형태로 생성시켜 용해가 용이하게 이루어지도록 한다.
기포 발생부(600)는 격벽(610)과 격벽(610) 상의 홀(620)을 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 격벽의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 격벽(610)에는 복수개의 홀(620)이 형성되어 있다.
격벽(610)은 탱크(200)의 내부에 복수의 층으로 설치되되, 용수 공급관과 용수 배출관 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 최하부에 위치되는 격벽(610)은 이산화탄소 공급부(500)의 확산판(560) 보다 높은 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 최상부에 위치되는 격벽(610)은 탱크(200) 내부에 설치되어 있는 노즐(350) 보다 낮은 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
복수개의 격벽(610)은 수평으로 설치되고, 서로 평행하게 설치된다.
격벽(610)은 외주면이 탱크(200)의 내측면에 밀착되도록 형성된다.
홀(620)은 가스 공급관(520)을 통해 배출된 이산화탄소를 소정의 직경을 갖는 미세한 기포 형태로 발생시킨다. 미세한 기포로 형성된 이산화탄소는 용수에의 용해가 용이하게 이루어질 수 있다. 홀(620)은 격벽(610)의 전면에 걸쳐 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
홀(620)의 직경은 가능한 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이산화탄소의 기포를 형성하는 것은 이산화탄소의 용해를 용이하게 하기 위함이다. 따라서, 기포의 직경이 가능한 작을수록 이산화탄소 용해가 더욱 촉진되므로 이를 위해 격벽(610)에 형성되는 홀(620)의 직경은 가능한 작게 형성되는 것이 바람직하다.
탱크(200)의 하부로 공급된 이산화탄소는 탱크(200)의 하부에서 상부로 이동하는 동안 복수의 격벽(610)에 형성된 홀(620)을 통과하면서 미세한 기포로 형성되고, 기포로 형성된 이후에는 탱크(200) 내부의 용수에 용해될 수 있다.
순환부(700)는 순환관(710), 유입관(720), 순환펌프(730) 및 스태틱 믹서(750)를 포함하여 구성될 수 있다. 순환부(700)는 탱크(200) 내의 용수 즉, 이산화탄소가 용해된 용수를 탱크(200) 내로 재순환시킴으로써 이산화탄소의 용해 정도를 향상시킬 수 있다.
순환관(710)은 탱크(200) 내의 용수 즉, 이산화탄소가 용해된 용수를 수집하여 노즐(350)을 통해 탱크(200) 내로 재공급할 수 있도록 한다. 순환관(710)의 타단은 노즐(350) 측에 연결되되, 제1 체크 밸브(320)와 노즐(350)의 사이로 연결되는 것이 바람직하다.
여기서, 용수의 수집을 용이하게 하기 위해 탱크(200) 내측에 위치되는 순환관(710)의 단부에는 순환관(710)의 직경보다 큰 직경을 갖는 유입관(720)이 설치된다. 본 실시예에서 유입관(720)은 평판 형태로 형성되어 있으나, 사용자의 선택에 따라서 깔때기 형태로 형성될 수 있다.
순환관(710) 상에는 순환펌프(730)가 설치되어 순환관(710)을 통한 용수의 순환을 용이하게 한다. 그리고, 순환관(710) 상에는 용수의 순환이 없을 경우에는 순환관(710)을 폐쇄할 수 있도록 순환 개폐 밸브(740)가 설치된다.
순환관(710) 상에는 스태틱 믹서(750)가 설치된다. 스태틱 믹서(750) 이산화탄소의 용해 정도를 향상시킬 수 있다. 스태틱 믹서(750)는 관형태로 형성된다. 스태틱 믹서(750)의 중심축은 순환관(710)의 중심축과 일치하게 형성된다.
스태틱 믹서(750)의 내부에는 사선 형태의 경사판(752)이 복수개로 형성되어 있다. 경사판(752)의 일단은 스태틱 믹서(750)의 내측벽에 연결되어 있고, 경사판(752)의 타단은 스태틱 믹서(750)의 타측벽 상부를 향하여 소정의 기울기로 설치되어 있다. 이때, 경사판(752)의 타단은 스태틱 믹서(750)의 내측벽과 소정의 간격을 두고 이격되어 있다. 이격 공간으로는 용수가 통과할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 이산화탄소 수용액 제조 장치의 작용을 설명하기로 한다.
이산화탄소 수용액의 제조를 위해 탱크(200) 내부에는 용수를 공급한다. 용수의 공급을 위해서 용수 공급관(310) 상의 공급 밸브(330)를 개방조작한다. 이때 공급되는 용수로는 천연 해수, 인공 해수, 염수 및 담수가 사용될 수 있다. 또한, 공급되는 용수는 유기물 및 먼지와 같은 불순물이 제거된 상태인 것이 바람직하다.
용수 공급관(310)을 통해 공급되는 용수는 노즐(350)을 통해 확산된 상태에서 탱크(200) 내부로 분사된다. 탱크(200) 내부는 소정량의 용수로 채워진다. 제1 용량계(340)는 탱크(200) 내로 공급되는 용수의 양을 측정하여 표시한다. 측정된 용수의 양이 복수개의 격벽(610) 중 최상부의 격벽(610)이 잠길 수 있는 양이 되면, 공급 밸브(330)를 폐쇄 조작하여 용수 공급을 중단한다. 여기서, 별도의 조작이 있기 전까지 용수 배출관(410) 상의 배출 밸브(430)는 폐쇄된 상태를 유지한다.
한편, 가스 탱크(510)와 탱크(200)를 연결하는 가스 공급관(520) 상에 설치되어 있는 가스 공급 밸브(330)를 개방조작하여 탱크(200) 내부로 이산화탄소를 공급한다.
탱크(200) 내부로 공급되는 이산화탄소는 확산판(560)을 통해 탱크(200) 하부 전체에 걸쳐 공급된다.
이후, 확산판(560)을 통해 공급되는 이산화탄소는 탱크(200)의 상부로 상승한다. 이산화탄소는 탱크(200) 상부로 상승하는 도중 격벽(610)에 형성된 홀(620)을 통과하며 미세한 기포로 형성된다. 미세한 기포들은 계속 상승하고, 기포는 상승하는 도중 용수에 용해되어 이산화탄소 수용액이 생성된다.
한편, 순환관(710) 상에 설치되어 있는 순환 개폐 밸브(740)를 개방하고, 순환 펌프(730)를 동작시키도록 한다. 순환 펌프(730)의 동작에 의해 탱크(200) 내부의 수용액은 순환관(710) 내로 유입된다. 이후, 스태틱 믹서(750)를 통과한 후, 노즐(350)을 통하여 탱크(200) 내부로 재공급된다. 재공급된 수용액에는 격벽(610)의 홀(620)을 통과하여 형성된 기포가 접촉하여 용해되며, 이에 의해 수용액의 이산화탄소의 용존량은 증가한다.
이상에서와 같은 수용액의 순환은 사용자가 원하는 용존 이산화탄소량을 얻을 때까지 수차례 반복할 수 있다.
수용액의 순환이 이루어지는 동안 용존 이산화탄소 센서는 수용액의 이산화탄소 용존량을 측정한다. 이산화탄소 용존량이 광생물 반응기와 같은 외부 기기에서 필요로 하는 정도에 도달하면, 사용자는 공급 밸브(330), 가스 공급 밸브(330) 및 순환 개폐 밸브(740)를 폐쇄 조작한다. 이후, 용수 배출관(410) 상의 배출 밸브(430)를 개방 조작하여 이산화탄소 수용액이 용수 배출관(410)을 통해 외부로 배출되도록 한다.
배출 펌프(450)를 동작시키면 탱크(200) 외부로 배출되는 이산화탄소 수용액은 광생물 반응기와 같은 외부 기기로 공급될 수 있다.
이산화탄소 수용액의 공급량은 제2 용량계(440)에 의해 측정되어 표시되므로, 필요로 하는 양이 공급된 후 배출 밸브(430)를 폐쇄 조작한다.
이후, 상술한 공정을 반복하여 이산화탄소 수용액을 준비하여 이후의 공정에 대비하도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 이산화탄소 수용액 제조 장치
200: 탱크
300: 용수 공급부
400: 용수 배출부
500: 이산화탄소 공급부
600: 기포 발생부
700: 순환부

Claims (8)

  1. 탱크;
    상기 탱크에 용수를 공급하는 용수 공급부;
    상기 탱크에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부;
    상기 이산화탄소를 미세한 기포로 발생시키는 기포 발생부; 및
    상기 탱크에서 생성된 이산화탄소 수용액을 상기 탱크 외부로 배출하는 용수 배출부;를 포함하고,
    상기 기포 발생부에서 발생된 기포는 상기 용수에 용해됨으로써 상기 이산화탄소 수용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 용수 공급부는,
    상기 탱크 내부로 용수가 유입되도록 하는 용수 공급관;
    상기 용수의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브;
    상기 탱크 내부로 유입되는 상기 용수의 양을 측정하는 제1 용량계;
    상기 용수의 유입을 단속하는 공급밸브; 및
    상기 용수 공급관을 통해 공급된 용수를 확산하여 분사하는 복수개의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용수 공급부는,
    상기 이산화탄소가 용해된 상기 용수를 상기 탱크로 재공급하는 순환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 순환부는,
    상기 탱크 하부의 용수를 상기 노즐을 통해 공급되도록 연결되는 순환관; 및
    상기 순환관으로 용수가 유입되도록 하는 순환펌프;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 용수 배출부는,
    상기 탱크에서 제조된 이산화탄소 수용액을 배출하는 용수 배출관;
    상기 이산화탄소 수용액을 배출을 단속하는 배출 밸브;
    상기 용수 배출관을 통해 배출되는 상기 이산화탄소 수용액의 용량을 측정하는 제2 용량계; 및
    상기 배출되는 상기 이산화탄소 수용액의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탱크는 온도 센서, 용존 이산화탄소 센서, 용존 산소 센서 및 pH 센서의 군(群) 가운데 선택된 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이산화탄소 공급부는,
    상기 이산화탄소가 저장되는 가스 탱크;
    상기 가스 탱크에서 배출되는 이산화탄소를 압축하는 압축기;
    상기 가스 탱크에서의 이산화탄소의 배출을 단속하는 가스 공급 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기포 발생부는,
    상기 탱크의 내측에 복수의 층으로 배치되는 격벽; 및
    상기 격벽에 형성되어 통과하는 이산화탄소를 기포로 발생시키는 복수개의 홀;을 포함하되,
    상기 격벽은 상기 용수 공급부의 상기 용수 공급관과 상기 용수 배출관 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013051748A1 (ko) * 2011-10-04 2013-04-11 주식회사 삼에스코리아 천적 미생물의 방역이 가능한 미세조류를 이용한 이산화탄소 고정 장치
KR101467459B1 (ko) * 2012-08-27 2014-12-02 주식회사이피에스솔루션 이산화탄소 용해조가 독립적으로 구성되어 있는 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6154226A (ja) * 1984-08-22 1986-03-18 Toshiba Mach Co Ltd 炭酸水の製造装置
JP2009297476A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Viita Kk 炭酸泉生成方法および装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013051748A1 (ko) * 2011-10-04 2013-04-11 주식회사 삼에스코리아 천적 미생물의 방역이 가능한 미세조류를 이용한 이산화탄소 고정 장치
KR101467459B1 (ko) * 2012-08-27 2014-12-02 주식회사이피에스솔루션 이산화탄소 용해조가 독립적으로 구성되어 있는 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법

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