KR20120124690A - Green house system - Google Patents

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KR20120124690A
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김기태
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Abstract

PURPOSE: A greenhouse system capable of supplying nitrogen necessary for the crop cultivation is provided to use the nitrogen in air directly to cultivate crops. CONSTITUTION: A greenhouse system comprises the following: a house(100) supplying a crop cultivating space, and including an air passage.; a plasma generator(200) installed inside the house, generating plasma for reacting nitrogen and oxygen in air and producing nitrate ions; a liquid phase-spraying unit(300) spraying liquid for dissolving the nitrate ions, installed inside the house closely to the plasma generator; a core electrode located inside the air passage of the housing; a peripheral electrode located around of the core electrode; and an air supplying unit supplying external air in the housing toward the tip-end of the core electrode by force.

Description

그린 하우스 시스템{GREEN HOUSE SYSTEM} Green house system {GREEN HOUSE SYSTEM}

본 발명은 작물재배에 사용할 수 있도록 질소를 고정할 수 있는 그린 하우스 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 인공적으로 질소를 고정하는 그린 하우스 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a green house system capable of fixing nitrogen for use in crop cultivation, and more particularly, to a green house system for artificially fixing nitrogen.

식물이 성장하는데 필요한 산소, 수소, 및 이산화탄소 등은 공기나 물등에서 쉽게 얻을 수 있으나, 식물이 성장하는데 필요한 또 다른 원소인 질소는 질산(nitric acid)으로부터 제공될 수 있다. 다만, 질산은 그 자체로서 결정이 될 수 없기 때문에 칼슘이나 칼륨과 같은 다른 원소와 결합된 질산칼슘, 질산칼륨 등의 결정상태로 제공되고 있다. Oxygen, hydrogen, carbon dioxide, etc. required for plant growth can be easily obtained from air or water, but nitrogen, another element necessary for plant growth, can be provided from nitric acid. However, since nitric acid cannot be crystallized by itself, it is provided in the crystal state of calcium nitrate, potassium nitrate, etc. combined with other elements, such as calcium and potassium.

상기 예로 든 질산칼슘이나 질산칼륨, 및 질산암모늄과 같은 질산염(nitrate)은 조해성(deliquescence)을 가지면서 흡습성이 대단히 강하기 때문에 작물 재배시설에서 비료로서 널리 사용되고 있다. Nitrates such as calcium nitrate, potassium nitrate, and ammonium nitrate are widely used as fertilizers in crop cultivation facilities because they have deliquescence and are highly hygroscopic.

식물 성장에 꼭 필요한 질산이온(NO3-)은 자연계에서도 질소 고정에 의해서 자연스럽게 생성되기도 한다. 질소 고정(nitrogen fixation)이란, 질소 분자(N2)에서 질소 원자를 떼어내 다른 질소 화합물(질산이온 또는 암모늄이온)으로 바꾸는 과정을 말한다.Nitrate ions (NO3-), which are essential for plant growth, are naturally produced by nitrogen fixation in nature. Nitrogen fixation refers to a process of removing a nitrogen atom from a nitrogen molecule (N 2 ) and converting it into another nitrogen compound (nitrate or ammonium ion).

자연계에서 상술한 질소 고정은 번개나 뿌리혹박테리아 등에 의해서 일어날 수 있다. 구체적으로, 질소 분자는 삼중결합을 한 불활성 기체로 질소 분자를 쪼개 질소 원자로 만들어 다른 분자와 결합시키려면 상당한 양의 에너지가 필요하다. 따라서, 번개가 칠때 거대한 양의 에너지는 질소 분자를 질소 원자로 쪼개어 공기 중의 산소와 결합시킬 수 있고, 이렇게 생성된 일산화질소(2NO)는 빗물에 용해되어 질산이온 상태로 땅으로 이동하게 된다. The nitrogen fixation described above in nature can be caused by lightning, root-knot bacteria and the like. Specifically, the nitrogen molecule is an inert gas with triple bonds, and a considerable amount of energy is required to split the nitrogen molecule into nitrogen atoms and bond them with other molecules. Therefore, when lightning strikes, a huge amount of energy can break up nitrogen molecules into nitrogen atoms and combine them with oxygen in the air, and the produced nitrogen monoxide (2NO) dissolves in rainwater and moves to the ground as nitrate ions.

하지만, 상술한 자연계 자체의 질소 고정만으로는 작물재배에 필요한 질산이온을 충분히 얻을 수 없다. 특히, 19세기 산업혁명에 맞춰서 폭발적으로 증가한 인구를 먹여살리기 위해서, 작물 생산량을 늘리기 위한 비료의 중요성이 크게 부각되었다. 이러한 상황에서 하버법(haber process)은 공업적으로 질소를 고정할 수 있는 획기적인 방법이었다. 하지만, 하버법의 경우 적절한 온도(400~600℃)를 유지해야 하고, 수소나 질소를 보관하기 위한 대형 저장 탱크 등이 필요하여 유지관리이 비용이 크고, 공간적인 제약이 있다. 또한, 공업적으로 생산된 암모니아(NH3)를 다시 실제로 작물을 재배하는 농가로 수송해야하는 등의 물류비용도 발생하게 된다.However, the nitrate ion necessary for crop cultivation alone cannot be sufficiently obtained by the nitrogen fixation of the natural system itself. In particular, in order to feed the explosive population in line with the industrial revolution of the 19th century, the importance of fertilizers to increase crop production has been highlighted. In this situation, the haber process was an innovative way to fix nitrogen industrially. However, in the case of the Harbor method, it is necessary to maintain an appropriate temperature (400-600 ° C.), and a large storage tank for storing hydrogen or nitrogen is required, and thus maintenance is expensive and space is limited. In addition, logistics costs such as the need to transport industrially produced ammonia (NH 3 ) back to the farmers who actually grow crops.

본 발명은 공기 중의 질소를 그대로 이용하여 작물재배에 사용할 수 있도록 질소를 고정할 수 있는 그린 하우스 시스템을 제공한다. The present invention provides a green house system which can fix nitrogen to be used for crop cultivation using nitrogen in the air as it is.

본 발명은 작물을 재배하는 공간에서 즉각적으로 질소를 고정시켜 질산이온을 생산할 수 있는 그린 하우스 시스템을 제공한다. The present invention provides a green house system capable of producing nitrate ions by immobilizing nitrogen immediately in a space for growing crops.

본 발명은 오로지 공기만을 이용하여 질소를 고정시켜 질산이온을 생성할 수 있고, 이에 질산이온 생산의 연속성 및 자동화를 구현하기 용이한 그린 하우스 시스템을 제공한다.The present invention provides a green house system that can generate nitrate ions by only fixing nitrogen using only air, thereby facilitating continuity and automation of nitrate ion production.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 작물재배에 사용할 수 있도록 질소를 고정하는 그린 하우스 시스템이 개시된다. 그린 하우스 시스템은 작물재배 공간을 제공하는 하우스, 하우스 내부에 장착되며, 공기 중의 질소 및 산소를 반응시켜 질산이온을 생성하기 위한 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부, 및 플라즈마 발생부에 인접하게 하우스 내부에 장착되며, 질산이온을 용해시키기 위한 액체를 분무하는 액상 분무부를 포함한다. 이에, 액상 분무부를 통해서 분무된 액체에 플라즈마 발생부에서 생성된 질산이온이 용해되어 지면에 안착될 수 있다. According to one exemplary embodiment of the present invention for achieving the above object of the present invention, a green house system for fixing nitrogen for use in crop cultivation is disclosed. The green house system is mounted in a house providing a crop cultivation space, a house, a plasma generating unit generating a plasma for generating nitrate ions by reacting nitrogen and oxygen in the air, and a plasma generating unit adjacent to the plasma generating unit. And a liquid spray unit for spraying a liquid for dissolving nitrate ions. Thus, the nitrate ions generated in the plasma generation unit may be dissolved in the liquid sprayed through the liquid spray unit and may be deposited on the ground.

공기 중의 질소를 그대로 플라즈마에 노출시켜 질소를 고정시킬 수 있고, 고정된 질소는 질산이온 상태로 액상 분무부를 통해 분무된 액체에 용해되어 작물재배에 반드시 필요한 질소를 제공할 수 있다. The nitrogen in the air may be exposed to the plasma as it is to fix the nitrogen, and the fixed nitrogen may be dissolved in the liquid sprayed through the liquid spray unit in the nitrate state to provide nitrogen which is necessary for crop cultivation.

또한, 플라즈마 발생부로 전력 공급만 이루어진다면, 오로지 공기만으로 질산이온을 생성할 수 있고, 이에 질산이온 생산의 연속성 및 자동화를 구현하기가 매우 용이하다. In addition, if only the power is supplied to the plasma generating unit, it is possible to generate nitrate ions only by air, and thus it is very easy to implement continuity and automation of nitrate ion production.

또한, 작물재배에 필요한 질산이온을 농가 자체적으로 필요할 때마다 즉각적으로 생산할 수 있어, 별도의 보관 공간이 필요하지 않아 규모가 한정된 하우스 재배에 있어서 공간적인 효율을 극대화시킬 수 있다. In addition, the nitrate ions required for crop cultivation can be produced immediately whenever the farmhouse itself is needed, it is possible to maximize the spatial efficiency in the house cultivation of a limited size because no separate storage space is required.

본 발명에서 플라즈마 발생부는 내측으로 공기의 유로를 형성하는 하우징, 공기의 유로 상에 배치되며, 전류가 인가되는 코어전극, 코어전극의 선단을 제외한 주변으로 제공되는 절연체관, 및 코어전극의 단부를 중심으로 그 주변에 배치되는 주변전극을 포함할 수 있으며, 여기서, 주변전극은 주변전극은 그라운드(ground) 전극으로 사용될 수 있다. In the present invention, the plasma generating unit is disposed on a housing forming an air passage therein, a core electrode to which an electric current is applied, an insulator tube provided around the core except the tip of the core electrode, and an end portion of the core electrode. The peripheral electrode may include a peripheral electrode disposed around the center, wherein the peripheral electrode may be used as a ground electrode.

또한, 그린 하우스 시스템은 공기의 유로를 통해 코어전극의 선단을 향하여 하우징의 외부 공기를 강제 공급하는 공기 공급부를 포함할 수 있다. 또한, 공기 공급부에 의해서 지속적으로 플라즈마 발생부, 즉 두 전극에 공기가 유입되기 때문에 고압의 코어전극의 온도가 지나치게 상승하는 것을 방지할 수 있다.In addition, the green house system may include an air supply unit for forcibly supplying the outside air of the housing toward the front end of the core electrode through the air flow path. In addition, since the air is continuously introduced into the plasma generating unit, that is, the two electrodes, the temperature of the high-pressure core electrode can be prevented from rising excessively.

한편, 코어전극은 끝 부분이 바늘 형태로 제공되고, 주변전극은 중앙에 홀이 형성된 디스크 형태로 코어전극의 중심으로 인접하게 절연체관 내부에 장착되어, 코어전극의 단부와 주변전극의 전극면 사이에서 고르게 플라즈마를 발생시킬 수 있다. On the other hand, the core electrode is provided in the form of a needle end, the peripheral electrode is mounted in the insulator tube adjacent to the center of the core electrode in the form of a disk with a hole in the center, between the end of the core electrode and the electrode surface of the peripheral electrode To generate plasma evenly.

따라서, 플라즈마 발생부에서는 코어전극과 주변전극의 어느 특정부분에서 플라즈마가 발생되는 것이 아니기 때문에, 코어전극과 주변전극의 온도가 급격하게 상승하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 플라즈마 발생부는 온도를 낮추기 위한 별도의 냉각 장치를 구비할 필요가 없어, 제작 비용의 감소를 기대할 수 있으며, 경량화가 가능하다. Therefore, since the plasma is not generated at any particular portion of the core electrode and the peripheral electrode, the plasma generator can prevent the temperature of the core electrode and the peripheral electrode from rising sharply. Thus, the plasma generating unit according to the present invention does not need to provide a separate cooling device for lowering the temperature, and thus, a reduction in manufacturing cost can be expected and weight can be reduced.

플라즈마가 일어나는 상태에서 공기가 공급되면 일산화질소(NO)가 생성될 수 있고 이렇게 생선된 일산화질소는 다시 산소 분자와 반응하여 질산이온(NO3-)을 형성하게 된다. Nitrogen monoxide (NO) may be generated when air is supplied in a plasma state, and the fish may then react with oxygen molecules to form nitrate ions (NO 3 − ).

플라즈마 발생부에서 생성된 질산이온(NO3-)은 다시 플라즈마 발생부에 인접하게 제공되는 액상 분무부에서 분무되는 액체에 녹아 땅으로 떨어지게 된다.The nitrate ions (NO3 − ) generated in the plasma generator are dissolved in the liquid sprayed from the liquid spray unit provided adjacent to the plasma generator and fall to the ground.

본 발명의 그린 하우스 시스템은 공기 중의 질소를 플라즈마에 노출시켜 질소를 고정시킬 수 있고, 고정된 질소는 질산이온 상태로 액상 분무부를 통해 분무된 액체에 용해되어 작물재배에 반드시 필요한 질소를 제공할 수 있다.The green house system of the present invention may expose nitrogen in the air to the plasma to fix the nitrogen, and the fixed nitrogen may be dissolved in the liquid sprayed through the liquid spray unit in the state of nitrate to provide nitrogen necessary for crop cultivation. have.

본 발명의 그린 하우스 시스템은 작물재배에 필요한 질산이온을 농가 자체적으로 필요할 때마다 즉각적으로 생산할 수 있어, 별도의 보관 공간이 필요하지 않아 규모가 한정된 하우스 재배에 있어서 공간적인 효율을 극대화시킬 수 있다.The green house system of the present invention can immediately produce the nitrate ions required for crop cultivation whenever needed by the farmhouse itself, thereby maximizing spatial efficiency in house cultivation of a limited size because no separate storage space is required.

본 발명의 그린 하우스 시스템은 플라즈마 발생부로 전력 공급만 이루어진다면, 오로지 공기만으로 질산이온을 생성할 수 있고, 이에 질산이온 생산의 연속성 및 자동화를 구현하기가 매우 용이하다.The green house system of the present invention can generate nitrate ions using only air if only power is supplied to the plasma generating unit, and thus it is very easy to implement continuity and automation of nitrate ion production.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그린 하우스 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 그린 하우스 시스템에 의해서 질산이온이 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 그린 하우스 시스템 중 플라즈마 발생부의 사시도이다.
도 4는 도 1의 플라즈마 발생부의 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 플라즈마 발생부의 단면도이다.1 is a block diagram of a green house system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the process of generating nitrate ions by the green house system of the present invention.
3 is a perspective view of a plasma generator of the green house system of FIG. 1.
4 is an exploded perspective view of the plasma generator of FIG. 1.
5 is a cross-sectional view of the plasma generator of FIG. 1.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under these rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그린 하우스 시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 그린 하우스 시스템에 의해서 질산이온이 생성되는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 그린 하우스 시스템 중 플라즈마 발생부의 사시도이며, 도 4는 도 1의 플라즈마 발생부의 분해 사시도이며, 도 5는 도 1의 플라즈마 발생부의 단면도이다.1 is a block diagram of a green house system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view for explaining the process of generating nitrate ions by the green house system of the present invention, Figure 3 is a green of Figure 1 4 is an exploded perspective view of the plasma generator of FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the plasma generator of FIG. 1.

먼저, 도 1을 참조하면, 작물을 재배하는 하우스(100)가 도시되어 있다. 하우스(100)는 그 내부로 작물재배 공간을 제공할 수 있으며, 그 내부는 작물의 특성에 맞춰 적절한 온도 및 습도로 조절될 수 있다. First, referring to FIG. 1, there is shown a house 100 for growing crops. House 100 may provide a crop cultivation space therein, the interior may be adjusted to an appropriate temperature and humidity according to the characteristics of the crop.

상술한 하우스(100)의 내부 공간의 상부에는 복수개의 플라즈마 발생부(200)가 일렬로 매달려 배치될 수 있도록 바(bar) 형태의 행어(110)가 서로 나란하게 여럿 배치된다. 행어(110)에는 플라즈마 발생부(200)가 고정 배치될 수 있고, 더불어 플라즈마 발생부(200)로 전력을 제공하기 위한 배선이 배치될 수 있다.In the upper part of the inner space of the house 100, a bar-shaped hanger 110 is arranged in parallel with each other such that the plurality of plasma generators 200 are arranged in a row. The plasma generator 200 may be fixedly disposed on the hanger 110, and wires for providing power to the plasma generator 200 may be disposed.

그리고, 상기 행어(110) 사이 사이로 바 형태의 배관(120)이 서로 나란하게 여럿 배치된다. 배관(120)에는 액상 분무부(300)가 고정 배치될 수 있고, 액상 분무부(300)는 배관(120)을 통해서 유입되는 액체를 분무시킬 수 있는 노즐 형태로 제공될 수 있다. In addition, a bar-shaped pipe 120 is arranged side by side between the hangers 110. The liquid spraying unit 300 may be fixedly disposed on the pipe 120, and the liquid spraying unit 300 may be provided in the form of a nozzle capable of spraying liquid introduced through the pipe 120.

물론, 플라즈마 발생부(200) 및 액상 분무부(300)의 배치는 도 1에 도시된 배열 상태처럼 행어(110)와 배관(120)이 서로 평행하게 교호적으로 배치되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 행어(110)와 배관(120)이 교차되게 배치되는 것도 가능할 것이며, 플라즈마 발생부 및 액상 분무부가 서로 인접하게 배치될 수 있는 한도 내에서 얼마든지 다르게 배치될 수 있다. 또한, 플라즈마 발생부(200) 및 액상 분무부(300)의 개수도 하우스(100)의 재배공간의 규모에 따라서 얼마든지 바뀔 수 있다.Of course, the arrangement of the plasma generating unit 200 and the liquid spray unit 300 is not limited to the hanger 110 and the pipe 120 alternately arranged in parallel with each other, as shown in the arrangement state shown in FIG. It is also possible that the hanger 110 and the pipe 120 are arranged to cross each other, and the plasma generating unit and the liquid spray unit may be arranged as different as long as they can be disposed adjacent to each other. In addition, the number of the plasma generating unit 200 and the liquid spraying unit 300 may also vary depending on the size of the cultivation space of the house 100.

다시 도 1 내지 도 5를 참조하면, 플라즈마 발생부(200)는 하우징(210), 절연체관(220), 및 주변전극(240)을 포함할 수 있다. Referring back to FIGS. 1 to 5, the plasma generator 200 may include a housing 210, an insulator tube 220, and a peripheral electrode 240.

하우징(210)에는 내측으로 공기의 유로(211)가 형성되어 있다. 하우징(210)은 상부 하우징(212), 중간 하우징(214), 및 하부 하우징(216)을 포함하고 있으며, 하우징(210)의 한 쪽 단부 구제척으로 상부 하우징(212)에는 외부의 공기 공급부에서 공급되는 공기가 유입되도록 공기공급호스(250)가 연결된다. 참고로, 상부 하우징(212), 중간 하우징(214), 및 하부 하우징(216)은 각각 서로 인접한 하우징끼리 나사 결합될 수 있다.The air passage 211 is formed in the housing 210. The housing 210 includes an upper housing 212, an intermediate housing 214, and a lower housing 216, with one end remedy of the housing 210 having an external air supply in the upper housing 212. The air supply hose 250 is connected to supply the supplied air. For reference, the upper housing 212, the intermediate housing 214, and the lower housing 216 may each be screwed to adjacent housings.

또한, 본 발명에 따른 그린 하우스 시스템(10)은 앞서 언급한 데로 공기 공급부를 포함하는데, 공기 공급부는 외부 공기를 하우징(210) 내부에 제공되는 공기의 유로(211)를 통해서 강제로 코어전극(230)의 선단으로 공급할 수 있으며, 공기 공급부는 하우징(210) 외부에 제공되는 공기 펌프를 사용할 수 있으며, 반대쪽 단부 혹은 하우징의 내측에 장착될 수도 있으며, 이때에는 소형 배터리에 의해서 작동하는 팬으로 제공될 수도 있다. In addition, the green house system 10 according to the present invention includes an air supply as mentioned above, the air supply forcibly pushes the external electrode through the flow path 211 of the air provided in the housing 210 to the core electrode ( 230 may be supplied to the front end, and the air supply unit may use an air pump provided outside the housing 210, and may be mounted at an opposite end or inside the housing, and provided as a fan operated by a small battery. May be

이하, 플라즈마 발생부(200)의 구성을 상세하게 설명하고, 플라즈마 발생부(200)가 상술한 바와 같이 공급된 공기를 이용하여 일산화 질소를 생성하고, 생성된 일산화 질소가 다시 산소 분자와 결합되어 질산이온을 생성하는 과정을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the plasma generating unit 200 will be described in detail, the plasma generating unit 200 generates nitrogen monoxide using the supplied air as described above, and the generated nitrogen monoxide is combined with oxygen molecules again. The process of producing nitrate ions is described in detail.

플라즈마 발생부(200)는 절연체관(220), 고압의 전류가 인가되는 코어전극(230), 및 그라운드 전극으로 사용되는 주변전극(240)을 포함한다. The plasma generator 200 includes an insulator tube 220, a core electrode 230 to which a high voltage current is applied, and a peripheral electrode 240 used as a ground electrode.

절연체관(220)은 하우징(210)의 공기의 유로(211)를 형성하는 내부에 삽입 고정되며 구체적으로 하부 하우징(216)의 내측 면에 밀착 고정된다. 절연체관(220)은 코어전극이 주변전극(240) 이외에 어떤 부분과도 플라즈마 방전이 발생하지 않도록 하기 위한 장치이다. 절연체관(220)은 전체가 절연체로 형성되어 제공될 수도 있으며, 절연체관의 내측면을 절연성 재질로 코팅하여 제공할 수도 있다. 또한, 절연체관은 경우에 따라서 하우징의 내면에 직접 절연성 물질을 코팅하여 제공될 수도 있다.The insulator tube 220 is inserted and fixed inside the air flow path 211 of the housing 210 and specifically fixed to the inner surface of the lower housing 216. The insulator tube 220 is a device for preventing plasma discharge from occurring with any part of the core electrode other than the peripheral electrode 240. The insulator tube 220 may be provided in its entirety as an insulator, or may be provided by coating an inner surface of the insulator tube with an insulating material. In addition, the insulator tube may be provided by coating an insulating material directly on the inner surface of the housing as the case may be.

코어전극(230)은 끝 부분이 바늘 형태로 제공되어 끝 부분에서 전기장이 극대화되고, 절연체관(220)의 내부에 배치되는데, 이때 코어전극(230)이 절연체관(220) 내부에 밀착 고정될 수 있도록, 절연체관(220)의 내측에는 코어전극(230)의 직경과 동일한 내경을 갖는 코어전극 결합홀(222)이 형성되어 있으며, 코어전극(230)은 코어전극 결합홀(222)에 끼움 결합될 수 있다.The core electrode 230 has an end portion provided in a needle shape to maximize the electric field at the end portion, and is disposed inside the insulator tube 220, wherein the core electrode 230 is tightly fixed to the inside of the insulator tube 220. A core electrode coupling hole 222 having an inner diameter equal to that of the core electrode 230 is formed inside the insulator tube 220, and the core electrode 230 is fitted into the core electrode coupling hole 222. Can be combined.

경우에 따라서는, 절연체관의 내경은 코어전극의 직경보다 크게 제공되고, 코어전극을 절연체관의 중공 내에 배치하기 위한 별도의 고정부재를 이용하여 코어전극을 절연체관 내부에 고정 배치할 수도 있다.In some cases, the inner diameter of the insulator tube is provided to be larger than the diameter of the core electrode, and the core electrode may be fixedly disposed inside the insulator tube by using a separate fixing member for disposing the core electrode in the hollow of the insulator tube.

코어전극(230)은 전도성이 뛰어나며 내열성과 강도 또한 좋은 텅스텐을 이용하여 제조하는 것이 바람직하다.The core electrode 230 is preferably manufactured using tungsten having excellent conductivity and good heat resistance and strength.

또한, 하우징(210)의 공기의 유로(211)를 통해서 유입된 외부 공기가 절연체관(220)을 통과할 수 있도록, 절연체관(220) 내부에는 코어전극 결합홀(222)의 외측으로 별도의 홀(224)이 형성되어 있다.In addition, in order to allow the outside air introduced through the air passage 211 of the housing 210 to pass through the insulator tube 220, a separate outer side of the core electrode coupling hole 222 is formed inside the insulator tube 220. The hole 224 is formed.

한편, 코어전극(230)은 주변전극(240)을 향한 팁 부분을 제외한 다른 부분을 절연성 재질로 코팅하여 제공하는 것이 바람직하다. 이는 후술할 주변전극(240)과 코어전극(230)의 팁 사이에서만 플라즈마가 발생될 수 있도록 하기 위함이다. On the other hand, the core electrode 230 is preferably provided by coating an insulating material other than the tip portion toward the peripheral electrode 240. This is to allow plasma to be generated only between the tip of the peripheral electrode 240 and the core electrode 230 to be described later.

또한, 주변전극(240)은 절연체관(220)의 내부에 배치되되, 코어전극(230)의 단부를 중심으로 인접하게 배치될 수 있도록 절연체관(220)의 내부에 장착되며, 절연체관(220) 내부로 유입된 공기가 다시 배출되도록 중앙에 홀(242)이 형성된다. In addition, the peripheral electrode 240 is disposed inside the insulator tube 220, and is mounted inside the insulator tube 220 so that the peripheral electrode 240 may be disposed adjacent to the end of the core electrode 230, and the insulator tube 220 is disposed. Holes 242 are formed at the center of the air to be discharged again.

주변전극(240)은 코어전극(230)과 마찬가지로 전도성이 뛰어나며, 내열성이 좋은 재질을 선택하여 제조하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 코어전극(230)의 단부 주변으로 원형의 전극면(244)을 제공하는 원판 형태로 제공된다. 전극면(244)은 코어전극(230)의 팁을 향한 원판의 내측면을 지칭할 수 있다.Like the core electrode 230, the peripheral electrode 240 is excellent in conductivity and preferably manufactured by selecting a material having good heat resistance. In this embodiment, the circular electrode surface 244 is formed around the end of the core electrode 230. It is provided in the form of a disc to provide. The electrode surface 244 may refer to the inner surface of the disc facing the tip of the core electrode 230.

플라즈마 발생부(200)는 코어전극(230)에 고압의 전류가 인가되면, 코어전극(230)의 단부와 주변전극(240)의 전극면(244) 간의 거리는 대체로 일정하기 때문에, 코어전극(230)의 팁과 주변전극(240)의 전극면(244) 전체에 걸쳐서 방전이 일어난다. 즉, 코어전극(230)의 단부와 주변전극(240)의 전극면(244) 사이에서 고르게 플라즈마를 발생시킬 수 있다. When the high voltage current is applied to the core electrode 230, the plasma generator 200 has a substantially constant distance between the end of the core electrode 230 and the electrode surface 244 of the peripheral electrode 240, and thus, the core electrode 230. The discharge occurs over the tip of the ()) and the entire electrode surface 244 of the peripheral electrode 240. That is, plasma may be generated evenly between the end of the core electrode 230 and the electrode surface 244 of the peripheral electrode 240.

코어전극(230)의 단부와 주변전극(240)의 간격 사이에서 방전을 일으킬 만큼 전압이 충분이 높을 경우, 고밀도의 고온 스파크 플라즈마(Spark Plasma)가 생성된다. 예를 들어, 코어전극(230)의 단부와 주변전극(240)의 간격이 대략 1~3mm인 경우, 공급되는 전압이 약 0.5~5 kV 이며, 이는 주변전극(240)의 중앙에 홀(242)의 가장자리와 코어전극(230)의 끝 단 사이에서 방전이 일어나기에 충분한 전압이다. 이때, 주변전극(240) 중앙에 형성된 홀(242)의 직경은 대략 2~3mm이다.When the voltage is high enough to cause a discharge between the end of the core electrode 230 and the gap between the peripheral electrode 240, a high-density high-temperature spark plasma is generated. For example, when the distance between the end of the core electrode 230 and the peripheral electrode 240 is approximately 1 to 3 mm, the supplied voltage is about 0.5 to 5 kV, which is a hole 242 in the center of the peripheral electrode 240. Is a voltage sufficient for discharge to occur between the edge of the c) and the end of the core electrode 230. At this time, the diameter of the hole 242 formed in the center of the peripheral electrode 240 is approximately 2-3mm.

이런 경우에 방출에너지가 펄스(pulse)당 0.1~6J이다. 방전이 일어날 때, 플라즈마의 온도는 절대온도(K)로 수 천도까지 올라간다. 갑작스런 온도 증가의 결과로 플라즈마 방전 압력이 갑자기 증가한다. 압력이 증가함에 따라, 플라즈마 방출은 바깥쪽으로 급격하게 확장되며, 이때, 주변전극(240)의 중앙에 홀(242)을 통해서 플라즈마 방출이 일어나며, 그 결과 확장된 플라즈마 방전은 주변전극(240)의 중앙에 홀(242)의 바깥쪽으로 전파되고 급격히 냉각될 수 있다. In this case, the emission energy is 0.1 to 6J per pulse. When the discharge occurs, the temperature of the plasma rises to several thousand degrees in absolute temperature (K). As a result of the sudden temperature increase, the plasma discharge pressure suddenly increases. As the pressure increases, the plasma emission rapidly expands outward, whereby plasma emission occurs through the hole 242 in the center of the peripheral electrode 240, and as a result, the expanded plasma discharge is generated in the peripheral electrode 240. It may propagate outward of the hole 242 at the center and may be rapidly cooled.

본 발명에 따른 플라즈마 발생부(200)에서 스파크(Spark)는 간헐적으로 생성되는 스파크이다. 전형적으로 1Hz의 주파수를 갖는 경우 펄스의 지속 기간은 수 마이크로 초이며, 1Hz의 주파수에서 펄스 스파크를 이용할 경우 별도의 냉각장치 없이 플라즈마를 대기압에서 생성시킬 수 있으며, 이때 플라즈마 방전은 상기한 대로 급격한 팽창으로 인해 저온으로 냉각되기 때문에 별도의 냉각장치를 구비할 필요가 없으며, 생산되는 플라즈마 생성물 역시 재배작물에 영향을 주지 않는다. In the plasma generator 200 according to the present invention, a spark is a spark generated intermittently. Typically, with a frequency of 1 Hz, the duration of the pulse is several microseconds. Using pulsed sparks at a frequency of 1 Hz, the plasma can be generated at atmospheric pressure without additional cooling, with the plasma discharge rapidly expanding as described above. Due to the cooling to low temperature it is not necessary to have a separate cooling device, and the plasma product produced also does not affect the crops.

물론, 코어전극(230)으로 외부 전류를 제공할 수 있도록 방전이 일어나는 코어전극(230)의 팁의 반대편 단부에는 전선(232)이 연결되어 있으며, 이러한 전선(232)을 통해서 외부에 제공된 전원 공급부의 전원이 코어전극(230)으로 전달될 수 있다. Of course, the wire 232 is connected to the opposite end of the tip of the core electrode 230, which discharges to provide an external current to the core electrode 230, the power supply provided to the outside through the wire 232 Power may be delivered to the core electrode 230.

이에 외부 전류가 상기 전선(232)을 통해서 코어전극(230)으로 제공될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 주변전극(240)은 외주가 하우징(210)의 내측면 구체적으로 하부 하우징(216)에 닿아 있기 때문에 별도의 전선을 사용하지 않고 접지 상태를 유지할 수도 있으며, 별도의 전선을 통해서 하우징 혹은 외부로 접지시킬 수도 있을 것이다. 이때, 하부 하우징(216)은 주변전극(240)의 그라운드로 사용될 수 있기 때문에 상부 및 중간 하우징(212, 214)과는 다르게 도전성 재질을 이용하여 제공할 수 있다. Accordingly, an external current may be provided to the core electrode 230 through the wire 232, and as shown, the peripheral electrode 240 has an outer circumference of the inner surface of the housing 210, specifically the lower housing 216. Because it is in contact, it can be grounded without using a separate wire, or it can be grounded to a housing or outside through a separate wire. In this case, since the lower housing 216 may be used as the ground of the peripheral electrode 240, unlike the upper and middle housings 212 and 214, the lower housing 216 may be provided using a conductive material.

도 2를 참조하면, 상술한 플라즈마 발생부(200)에 전원이 인가되면, 플라즈마가 발생되고, 플라즈마에 의해서 공기 중의 질소 분자는 질소 원자로 쪼개지고, 이는 다시 산소와 결합되어, 질산이온을 생성한다. Referring to FIG. 2, when power is applied to the above-described plasma generating unit 200, plasma is generated, and nitrogen molecules in the air are split into nitrogen atoms by the plasma, which in turn are combined with oxygen to generate nitrate ions. .

상술한 바와 같이, 플라즈마 발생부(200)에 의해서 생성된 질산이온은 다시 플라즈마 발생부(200)에 인접하게 배치된 액상 분무부(300)에서 분무되는 액체에 녹아 질산이온 상태로 땅으로 이동하게 된다. 액상 분무부(300)에서는 일반적인 물만을 제공할 수도 있지만, 재배되는 작물에 적합한 다른 영양물질들을 혼합하여 제공할 수도 있을 것이다. As described above, the nitrate ions generated by the plasma generator 200 are dissolved in the liquid sprayed by the liquid spray unit 300 disposed adjacent to the plasma generator 200 to move to the ground in the state of nitrate ions. do. The liquid spray unit 300 may provide only general water, but may also provide a mixture of other nutrients suitable for the crop being grown.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

10：그린 하우스 시스템 100：하우스
110：행어 120：배관
200：플라즈마 발생부 210：하우징
211：공기의 유로 212：상부 하우징
214：중간 하우징 216：하부 하우징
220：절연체관 222：코어전극 결합홀
230：코어전극 240：주변전극
250：공기공급호스 300：액상 분무부10: Green house system 100: House
110: Hanger 120: Piping
200: plasma generating part 210: housing
211: Air flow path 212: Upper housing
214: middle housing 216: lower housing
220: insulator tube 222: core electrode coupling hole
230: core electrode 240: peripheral electrode
250: air supply hose 300: liquid spray unit

Claims (4)

작물재배에 사용할 수 있도록 질소를 고정하는 그린 하우스 시스템에 있어서,
상기 작물재배 공간을 제공하는 하우스;
상기 하우스 내부에 장착되며, 공기 중의 질소 및 산소를 반응시켜 질산이온을 생성하기 위한 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부; 및
상기 플라즈마 발생부에 인접하게 상기 하우스 내부에 장착되며, 상기 질산이온을 용해시키기 위한 액체를 분무하는 액상 분무부;
를 포함하며, 상기 액상 분무부를 통해서 분무된 액체에 상기 플라즈마 발생부에서 생성된 질산이온이 용해되어 지면에 안착되는 것을 특징으로 하는 그린 하우스 시스템. In a green house system that fixes nitrogen for use in crop cultivation,
A house providing the crop cultivation space;
A plasma generation unit mounted inside the house and generating plasma for reacting nitrogen and oxygen in air to generate nitrate ions; And
A liquid spray unit mounted inside the house adjacent to the plasma generating unit and spraying a liquid for dissolving the nitrate ions;
And a nitrate ion generated in the plasma generating unit in the liquid sprayed through the liquid spraying unit, wherein the green house system is seated on the ground. 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 발생부는 내측으로 공기의 유로를 형성하는 하우징, 상기 공기의 유로 상에 배치되며, 전류가 인가되는 코어전극, 상기 코어전극의 선단을 제외한 주변으로 제공되는 절연체관, 및 상기 코어전극의 단부를 중심으로 그 주변에 배치되는 주변전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 그린 하우스 시스템.The method of claim 1,
The plasma generating unit includes a housing forming an air passage therein, a core electrode to which an electric current is applied, an insulator tube provided around the core except the tip of the core electrode, and an end portion of the core electrode. Green house system, characterized in that it comprises a peripheral electrode disposed around the center. 제2항에 있어서,
상기 공기의 유로를 통해 상기 코어전극의 선단을 향하여 상기 하우징의 외부 공기를 강제 공급하는 공기 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 그린 하우스 시스템.The method of claim 2,
And an air supply unit forcibly supplying external air of the housing toward the front end of the core electrode through the air passage. 제2항에 있어서,
상기 코어전극은 끝 부분이 바늘 형태로 제공되고,
상기 주변전극은 중앙에 홀이 형성된 디스크 형태로 상기 코어전극의 중심으로 인접하게 상기 절연체관 내부에 장착되어, 상기 코어전극의 단부와 상기 주변전극의 전극면 사이에서 고르게 플라즈마를 발생시키는 것을 특징으로 하는 그린 하우스 시스템.The method of claim 2,
The core electrode has an end portion provided in the form of a needle,
The peripheral electrode is mounted in the insulator tube adjacent to the center of the core electrode in the form of a disk with a hole in the center, and generates a plasma evenly between the end of the core electrode and the electrode surface of the peripheral electrode. Green house system.
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