KR20130029586A - Apparatus for cultivation microalgae using natural light - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for culturing microalgae is provided to reduce installation of facilities or systems and to maximize culture ability. CONSTITUTION: An apparatus for culturing microalgae using natural light comprises: a light collector(10) for collecting incident light from sunlight; a light guide member(20) which is coupled to the light collector at one end and transfers collected light; a light distributor(21) which is coupled at the other end of the light guide member and distributes the light of predetermined strength; a light guider(22) which is linked to the light distributor; and a light pipe(30) which is mounted at a fixing frame(24), is coupled with a binding member(23), and disperses light transferred from the light guider.

Description

자연광을 이용한 미세조류 배양장치{Apparatus for Cultivation Microalgae using Natural Light}Apparatus for Cultivation Microalgae using Natural Light}

본 발명은 미세조류를 배양하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세조류를 배양하는 배양지에 하수를 투입하고 자연광을 조사하여 미세조류를 배양하는 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for culturing microalgae, and more particularly, to an apparatus for culturing microalgae by putting sewage into a culture paper for culturing microalgae and irradiating natural light.

일반적으로 지구상의 인간 활동과 산업화의 가속화로 인하여 대기 중에 이산화탄소가 다량으로 방출되고 있다. 대기의 자정능력을 갖는 열대 우림의 훼손으로 대기 중의 이산화탄소 농도는 18세기 산업혁명 이후 대략 280ppm에서 2005년 379ppm으로 증가하고 있다. 그리고 국제유가의 지속적인 상승과, 세계적으로 지구온난화에 따른 기후변화와 고유가에 의한 자원위기에 효과적 대처를 위해 녹색성장이 대두되고 있다. 세계 각국은 석유사용량을 줄이고 재생에너지로 대체하기 위한 장기적인 에너지 정책을 수립하고 있는 실정이다. 이로 인하여 바이오연료의 시장전망은 매우 밝은 것으로 평가되고 있지만, 지구상에서 기아문제가 완전히 해결되지 못한 상황에서 옥수수, 사탕수수, 콩 등의 식용작물을 바이오연료의 원료로 사용함으로 인한 윤리적 문제, 그리고 이들 작물의 증산에 수반되는 환경오염 문제 등이 꾸준히 제기되는 실정이다.In general, large amounts of carbon dioxide are released into the atmosphere due to the acceleration of human activity and industrialization on the planet. Due to the destruction of tropical rainforests with atmospheric self-cleaning capacity, the concentration of carbon dioxide in the atmosphere has increased from approximately 280 ppm to 379 ppm in 2005 since the Industrial Revolution of the 18th century. In addition, green growth is emerging to cope with the continuous rise in international oil prices and the global economic crisis due to climate change and high oil prices. Countries around the world are establishing long-term energy policies to reduce oil consumption and replace them with renewable energy. Due to this, the market prospect of biofuel is considered to be very bright, but the ethical problem of using edible crops such as corn, sugarcane, and soybean as raw materials of biofuel in the situation that starvation problem is not completely solved on the planet, and these The environmental pollution accompanying the production of crops is steadily raised.

바이오연료의 원료로 미세조류는 단위면적당 연료 추출량이 가장 많은 것으로 나타나 미세조류를 바이오연료로 이용하기 위한 타당성과 필요성에 그 관심이 집중되고 있다. 일반적으로 조류는 단세포형, 군체형, 사상형, 엽상형, 거대한 다세포형으로 다양하며, 지구상에 대략 20만종(species) 이상이 분포하는 것으로 추정되고 있다. 미세조류는 식물과 마찬가지로 광합성에 의해 이산화탄소, 물, 태양에너지를 이용하여 유기물을 합성한다. 미세조류는 현미경적인 크기로 갈조류를 제외한 모든 분류군에 속한다. 미세조류는 해양과 담수에 서식하고, 실내에서 배양조 등을 이용하여 생산된다. 미세조류는 대부분이 지질 성분이다.As microalgae has the highest amount of fuel extraction per unit area as a raw material of biofuel, attention is focused on the feasibility and necessity for using microalgae as biofuel. In general, algae are unicellular, colony, filamentous, frond, and giant multicellular, and are estimated to have more than 200,000 species on earth. Microalgae, like plants, synthesize organic matter using carbon dioxide, water, and solar energy by photosynthesis. Microalgae are microscopic in size and belong to all taxa except brown algae. Microalgae inhabit the ocean and fresh water, and are produced indoors using culture tanks. Microalgae are mostly lipid components.

더욱이 미세조류는 식물에 비해 증식속도가 빠르고, 유전자조작에 의한 기능향상이 비교적 용이하며, 다양한 종류의 유용물질의 생산이 가능하고, 기존 식용작물이 아니라는 점에서 재생에너지원으로서 장점이 있다. 또한, 미세조류의 단위면적당 바이오디젤 생산, 즉 오일(oil) 함량이 30%인 경우는 대략 58,700 L/ha로 대두의 446 L/ha에 비해 대략 130배에 달하고 있어 "Green Gold"로 호칭되기도 한다.Moreover, microalgae have advantages as a renewable energy source in that the growth rate is faster than that of plants, the functional improvement by gene manipulation is relatively easy, the production of various kinds of useful substances is possible, and the existing food crops are not existing. In addition, biodiesel production per unit area of microalgae, i.e., when the oil content is 30%, is about 58,700 L / ha, which is about 130 times higher than 446 L / ha of soybean. do.

미세조류의 CO2 생물학적 전환 및 처리는 광합성을 이용하는 것으로 환경 친화적이고, 상온 및 상압에서 이루어져 공정이 단순하고, 생산된 바이오매스(biomass)를 유용물질로 활용한다는 장점이 있다. 이러한 미세조류를 이용하는 바이오 연료의 개발을 통한 기대효과는 CO2의 흡수에 따른 지구온난화를 방지하고 바이오디젤이라는 연료를 생산할 수 있다.The CO 2 biological conversion and treatment of microalgae is environmentally friendly by using photosynthesis, is simple at the room temperature and atmospheric pressure, and has the advantage of using the produced biomass as a useful material. The expected effect through the development of biofuels using such microalgae is to prevent global warming due to the absorption of CO 2 and to produce a fuel called biodiesel.

종래에 미세조류와 같은 미생물을 배양하는 방식으로는 국내공개특허공보 제10-2011-62623호의 분사 장비를 구비한 광생물반응기 및 이를 이용한 미세조류의 배양 방법은 광에너지를 공급하여 효율적으로 광합성 미생물 및 상기 미생물이 생산하는 유용생산물을 배양할 수 있는 분사형 장비를 구비한 광생물반응기를 제공한 것이다. 미생물을 생성하기 위한 광원으로 형광등이거나 LED소자 등을 이용하였다. 이는 미생물을 배양하기 위하여 별도의 광원이 공급되므로 에너지소비가 발생하는 문제가 있었다.Conventionally, as a method of culturing microorganisms such as microalgae, the optical bioreactor equipped with the injection device of Korean Patent Publication No. 10-2011-62623 and the cultivation method of microalgae using the same are efficiently photosynthetic microorganisms by supplying light energy. And it provides a photobioreactor having a spray-type equipment for culturing the useful products produced by the microorganisms. Fluorescent lamps or LED devices were used as light sources for generating microorganisms. This is because a separate light source is supplied to culture the microorganisms, there was a problem that energy consumption occurs.

또한, 종래에 실외에서 미세조류를 배양하기 위한 배양지는 그 깊이가 제한적이었다. 이는 태양 등의 자연광이 배양지에 저수된 물을 투과하는 깊이, 즉 대략 1m 내외로 제한적이어서 단위면적당 미세조류의 생산량이 한정적이었다.
In addition, the depth of the conventional culture medium for culturing microalgae outdoors is limited. This is limited to the depth of the natural light, such as the sun penetrating the water stored in the culture medium, that is about 1m or so, the production of microalgae per unit area was limited.

본 발명은 미세조류를 하수의 생물학적 처리에 적용하여 생물학적 처리 때에 증식된 미세조류를 바이오연료로 추출할 수 있도록 함으로써, 미세조류를 이용한 하수처리 및 바이오연료를 생산하기 위한 것이 목적이다.It is an object of the present invention to apply microalgae to biological treatment of sewage so that microalgae grown during biological treatment can be extracted as biofuel, thereby producing sewage treatment and biofuel using microalgae.

또한, 본 발명은 미세조류의 배양에 필요한 광원으로 청정에너지인 태양광을 이용하고, 태양광을 효율적으로 전달할 수 있도록 하여 미세조류 배양을 극대화하기 위한 것이 다른 목적이다.
In addition, another object of the present invention is to maximize the microalgal culture by using sunlight as clean energy as a light source for cultivating the microalgae, and efficiently transmitting sunlight.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치는, 태양으로부터 입사된 빛을 집광하는 집광기; 상기 집광기에 커플링으로 일단이 고정 결합되어 집광기에서 고 집광된 빛을 전송하는 도광부재; 상기 도광부재 타단에 결합되어 일정 강도의 빛으로 분배하는 광분배기; 상기 광분배기에 복수로 연결된 도광체; 일정 넓이 및 깊이로 설치된 배양지 내에 고정프레임으로 복수 설치되고, 상기 도광체 타단에 결합부재와 결합되어 도광체로부터 전송된 빛을 확산시키는 광파이프를 포함하여 이루어진 것이다.The present invention, in order to achieve the above object, the microalgae culture apparatus using natural light, a light collector for collecting light incident from the sun; A light guide member having one end fixedly coupled to the light collector to transmit the high-condensed light from the light collector; An optical splitter coupled to the other end of the light guide member to distribute light having a predetermined intensity; A light guide connected to the optical splitter in plurality; A plurality of fixed frames are installed in the culture paper installed at a predetermined width and depth, and the light pipe is coupled to the other end of the light guide to diffuse light transmitted from the light guide.

또한, 본 발명에서, 상기 배양지에는 하수가 투입되는 하수관이 연결되고, 배양지 내에 탄소공급을 위한 폭기장치가 설치될 수 있다.In addition, in the present invention, the sewage pipe into which the sewage is introduced is connected to the culture paper, and an aeration device for supplying carbon in the culture paper may be installed.

또한, 본 발명에서, 상기 집광기는 내부에 공간이 형성되고 내측면에 반사부재가 일체로 결합된 케이스와, 상기 케이스 상부에 결합되어 일측에서 입사되는 빛만 투과시키는 하나 이상의 투과창과, 상기 케이스 내에 집광된 빛이 배출되는 집광통로를 포함할 수 있다.In addition, in the present invention, the light collector has a space formed therein and a reflection member is integrally coupled to the inner surface, one or more transmission windows coupled to the upper case to transmit only light incident from one side, and condensing in the case It may include a condensation passage through which the emitted light is emitted.

또한, 본 발명에서, 상기 도광부재 또는 도광체는 빛을 전송하는 복수의 광섬유 다발로 이루어진 광케이블이거나 또는 빛을 전반사시키는 반사부재 및 반사경이 내측면에 구비되어 빛을 전송할 수 있다.In addition, in the present invention, the light guide member or the light guide may be an optical cable composed of a plurality of optical fiber bundles for transmitting light, or a reflection member and a reflector for totally reflecting light may be provided on the inner side to transmit light.

또한, 본 발명에서, 상기 광파이프는 배양지에 세로방향으로 설치될 수 있다.In addition, in the present invention, the light pipe may be installed in the longitudinal direction in the culture paper.

또한, 본 발명에서, 상기 광파이프의 양단에 도광체를 연결할 수 있다.In addition, in the present invention, the light guide may be connected to both ends of the light pipe.

또한, 본 발명에서, 상기 광파이프의 표면 또는 내측면에 원호를 따라 일정 너비의 반사필름이 부착될 수 있다.In addition, in the present invention, a reflective film of a predetermined width may be attached to the surface or the inner surface of the light pipe along an arc.

또한, 본 발명에서, 상기 광파이프는 나선형으로 이루어질 수 있다.In addition, in the present invention, the light pipe may be formed in a spiral.

또한, 본 발명에서, 상기 광파이프 외주면을 세척하기 위한 세척수단이 더 포함될 수 있다.
In addition, in the present invention, washing means for cleaning the outer peripheral surface of the light pipe may be further included.

본 발명은 태양광을 이용하여 미세조류를 배양하는데 소요되는 시설이나 시스템 등의 설치를 절감할 수 있고, 지하시설에 적용할 때 소요되는 시설이나 시스템의 절감을 극대화할 수 있으며, 태양광을 사용하므로 광 생산을 위한 별도의 비용이 절감된다. 또한, 본 발명은 하수를 이용하여 미세조류를 배양함으로써 미세조류를 이용하여 하수처리 및 바이오연료를 생산할 수 있어 바이오연료의 생산에 따른 비용의 절감할 수 있다. 더욱이 배양지의 깊이에 무관하게 단위면적당 미세조류의 배양능력을 극대화할 수 있다.
The present invention can reduce the installation of the facility or system required for culturing microalgae using sunlight, and can maximize the reduction of the facility or system required when applied to underground facilities, using the solar light This reduces the extra cost for light production. In addition, the present invention can produce the sewage treatment and biofuel using the microalgae by culturing the microalgae using sewage it is possible to reduce the cost of the production of biofuel. Moreover, it is possible to maximize the cultivation capacity of microalgae per unit area regardless of the depth of the culture.

도 1은 본 발명에 따른 실시예로, 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광파이프의 고정구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광파이프의 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광파이프의 다른 설치구조를 나타낸 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 광파이프의 다양한 설치예를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예로, 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치를 나타낸 구성도이다.1 is an embodiment according to the present invention, a block diagram showing a microalgae culture apparatus using natural light.
2 is a perspective view showing a fixing structure of the light pipe according to the present invention.
3 is a perspective view showing another example of the light pipe according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing another installation structure of the light pipe according to the present invention.
5A to 5C are cross-sectional views illustrating various installation examples of the light pipe according to the present invention.
Figure 6 is another embodiment according to the present invention, a block diagram showing a microalgae culture apparatus using natural light.

이하 본 발명의 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a microalgae culture apparatus using natural light of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에서, 배양지(1)는 실외에 설치하는 것이 좋지만 실내에 마련하여도 좋을 것이다. 배양지(1)에는 하수가 투입되는 하수관(2)이 연결된다. 배양지(1)에는 탄소공급을 위한 폭기장치(3) 및 부속시설이 설치된다. 배양지(1)는 일정 깊이 이하로 형성될 수 있다.In FIG. 1, the culture paper 1 may be installed outdoors but may be provided indoors. The sewage pipe 2 into which the sewage is introduced is connected to the culture paper 1. The culture paper 1 is provided with an aeration device 3 and an accessory facility for carbon supply. The culture paper 1 may be formed to a predetermined depth or less.

본 발명에서는 미세조류의 광합성을 위한 광원으로 태양광을 이용하고, 태양광을 배양지(1) 내부로 효과적으로 전송하여 공급할 수 있도록 한다. 이를 위하여 태양광을 집광하기 위한 집광기(10)가 적용된다. 도 6에서, 집광기(10)는 태양으로부터 입사된 빛을 집광하는 것으로, 집광기(10)는 많은 광량을 수집하고 집광할 수 있는 구조로 이루어진 것이 좋다. 집광기(10)는 상부가 넓게 형성되고 하부가 좁게 형성된 형상으로 내부에 일정 체적의 공간이 형성되어 있다. 집광기(10)의 케이스(12) 내측면에는 반사부재(13)가 일체로 결합된 것이다. 반사부재(13)는 빛을 전반사하는 거울이나 필름 등이 적용된다. 집광기(10)의 케이스(12) 상부에는 하나 이상의 투과창(11)이 결합되어 있다. 투과창(11)은 단일 또는 단위패널의 형태로 복수개가 집적될 수 있다. 투과창(11)은 입사되는 빛을 투과하지만 내부의 빛이 외부로 투과되거나 빠져나가지 못하도록 구성되는 것이 좋다. 투과창(11) 배면에는 내부의 빛이 외부로 통과하지 하지 못하도록 반사판이나 필름 등이 접착될 수 있다. 또한, 투과창(11)은 빛은 투과하고 열은 투과하지 못하는 창이 결합될 수 있고, 이중패널로 빛의 전반사와 차단효과를 동시에 구현한 창이 적용될 수도 있다. 또한, 케이스(12) 아래에는 케이스(12) 내에 집광된 빛이 배출되는 집광통로(14)가 형성된다. 집광통로(14)는 케이스(12) 내부로 입사된 빛이 케이스(12) 내측면의 반사부재(13)에 전반사되어 집광통로(14)로 모이는 구조로 인하여 고 집광된 광이 배출되는 통로이다. 집광기(10)는 다양한 구조나 형태 또는 모양으로 태양광을 고 집광시킬 수 있는 어떠한 것도 적용이 가능할 것이다.In the present invention, using the sunlight as a light source for photosynthesis of microalgae, it is possible to effectively transmit and supply the sunlight into the culture paper (1). For this purpose, a light collector 10 for condensing sunlight is applied. In FIG. 6, the light collector 10 collects light incident from the sun, and the light collector 10 may have a structure capable of collecting and collecting a large amount of light. The light collector 10 is formed to have a wide upper portion and a narrow lower portion, and a predetermined volume of space is formed therein. The reflection member 13 is integrally coupled to the inner surface of the case 12 of the light collector 10. The reflective member 13 is applied to a mirror or film that totally reflects light. At least one transmission window 11 is coupled to the case 12 of the light collector 10. The transmission window 11 may be integrated in plural in the form of a single or unit panel. The transmission window 11 may be configured to transmit incident light, but not to transmit or escape the light therein. A reflective plate, a film, or the like may be attached to the rear surface of the transmission window 11 to prevent light from passing through the outside. In addition, the transmission window 11 may be combined with a window that transmits light and does not transmit heat, and a window that simultaneously realizes total reflection and blocking effect of light may be applied to a double panel. In addition, a light converging passage 14 through which light condensed in the case 12 is discharged is formed below the case 12. The condensing path 14 is a path through which high-condensed light is emitted due to a structure in which light incident inside the case 12 is totally reflected by the reflecting member 13 inside the case 12 and collected in the condensing path 14. . The condenser 10 may be applied to anything that can high-concentrate sunlight in various structures, shapes, or shapes.

도광부재(20)는 집광기(10)에 커플링(15)으로 일단이 고정 결합되어 집광기(10)에서 고 집광된 빛을 전송하는 것이다. 도광부재(20)의 일단은 집광기(10)의 집광통로(14)에 커플링으로 축 결합된다. 도광부재(20)는 빛을 전송하는 복수의 광섬유 다발로 이루어진 광케이블이 적용될 수 있다. 또한, 도광부재(20)는 내부에 빛을 전반사시키는 반사부재가 구비되고, 도광부재(20)가 일정 각도로 꺾어지는 위치에 빛을 일정 각도로 반사시키는 반사경이 구비되어 빛을 전송하는 도광관이 적용될 수 있다. 도광부재(20)는 광 손실을 최소화시킬 수 있는 것이 적용되는 것이 좋다.The light guide member 20 is fixedly coupled to one end by a coupling 15 to the light collector 10 so as to transmit the high light collected from the light collector 10. One end of the light guide member 20 is axially coupled to the light collecting passage 14 of the light collector 10 by coupling. The light guide member 20 may be an optical cable consisting of a plurality of optical fiber bundles for transmitting light. In addition, the light guide member 20 is provided with a reflective member for totally reflecting light therein, and a light guide tube for transmitting light by having a reflector reflecting light at a predetermined angle at a position where the light guide member 20 is bent at a predetermined angle. This can be applied. The light guide member 20 may be applied to minimize light loss.

광분배기(21)는 도광부재(20) 타단에 결합되어 일정 강도의 빛으로 분배하는 것이다. 광분배기(21)는 일정 길이로 연결된 도광부재(20) 말단에 위치되어 복수 갈래로 빛을 분산시키는 것이다. 도광체(22)는 광분배기(21)에 복수로 연결되어 배양지(1)에 설치된 광파이프(30)로 빛을 공급하는 것으로, 도광체(22)는 빛을 전반사시키는 반사부재 및 반사경이 내측면에 구비되어 빛을 전반사시키는 것이다. 즉, 도광체(22)는 도광부재(20)와 동일한 구성으로 이루어지는데, 빛을 전송하는 복수의 광섬유 다발로 이루어진 광케이블이거나 또는 빛을 전반사시키는 반사부재 및 반사경이 내측면에 구비되어 빛을 전송하는 도광관이 적용될 수 있다.The light splitter 21 is coupled to the other end of the light guide member 20 to distribute the light with a predetermined intensity. The light splitter 21 is positioned at the end of the light guide member 20 connected to a predetermined length to disperse light into a plurality of branches. The light guide 22 is connected to the optical splitter 21 in a plurality to supply light to the light pipe 30 installed in the culture paper 1, the light guide 22 is a reflection member and a reflector that totally reflects the light inside It is provided on the side to totally reflect light. That is, the light guide member 22 has the same configuration as the light guide member 20, and is an optical cable made up of a plurality of optical fiber bundles for transmitting light, or a reflection member and a reflector for total reflection of light are provided on the inner side to transmit light. A light guide can be applied.

도 2에서, 광파이프(30)는 일정 넓이 및 깊이로 설치된 배양지(1) 내에 고정프레임(24)으로 고정되어 복수로 설치된 것으로, 광파이프(30)는 도광체(22) 단부에 결합부재(23)와 결합되어 도광체(22)로부터 전송된 빛을 배양지(1) 내부에서 확산시키는 것이다. 도 5a에서, 광파이프(30)는 배양지(1) 내에 일정 간격으로 설치되고, 배양지(1) 내 미세조류의 광합성을 위한 최적의 광을 공급할 수 있는 간격 및 위치로 설치되는 것이 좋다.In FIG. 2, the light pipe 30 is fixed to the fixed frame 24 in the culture paper 1 installed at a predetermined width and depth, and is installed in plurality. The light pipe 30 is coupled to the light guide 22 at an end thereof. It is combined with 23 to diffuse the light transmitted from the light guide 22 in the culture paper (1). In FIG. 5A, the light pipes 30 are installed at regular intervals in the culture paper 1, and are disposed at intervals and positions capable of supplying optimal light for photosynthesis of microalgae in the culture paper 1.

더욱이 광파이프(30)는 배양지(1)에 수평방향으로 설치될 수 있지만, 도 4에서, 광파이프(30)를 배양지(1)에 수직방향, 즉 배양지(1)에 일정 간격을 두고 세로방향으로 설치될 수 있다. 광파이프(30)가 세로방향으로 설치될 때에도 고정프레임 등으로 고정시켜 설치하는 것이 좋다. 또한, 도 5c에서, 광파이프(30) 양단에 도광체(22)를 연결하여 광파이프(30)로 공급되는 광량을 증가시킬 수 있다. 또한, 도 5b에서, 광파이프(30) 표면이나 내측면에 원호를 따라 일정 너비의 반사필름(31)을 부착시킬 수 있다. 이는 광파이프(30)에서 확산되는 빛을 일정 방향으로만 확산될 수 있도록 제한할 수 있다. 또한, 광파이프(30) 내에 형광물질을 도포하여 도광체(22)에서 공급된 빛을 고르게 분포 및 확산되도록 할 수 있을 것이다. 그리고 도 3에서, 광파이프(30)를 나선형으로 구성하여 보다 많은 광이 배양지(1) 내부에 투입될 수 있도록 하는 것도 좋다. 더욱이 광파이프(30)는 코일형으로 일정 깊이마다 일정 간격으로 설치될 수도 있을 것이다. 광파이프(30)는 일정 시간이 경과하면 외주면에 이물질이 고착될 수 있으므로 광파이프(30)의 외주면을 세척하기 위하여 세척수단을 이용할 수 있다. 세척수단은 광파이프(30)의 외관을 닦아낼 수 있는 구조로 별도의 와이어의 연결이나 모터 등으로 이동하면서 세척할 수 있을 것이다.Furthermore, although the light pipe 30 may be installed in the culture paper 1 in the horizontal direction, in FIG. 4, the light pipe 30 is perpendicular to the culture paper 1, that is, in the longitudinal direction at a predetermined distance from the culture paper 1. Can be installed as. Even when the light pipe 30 is installed in the longitudinal direction, it is good to fix and install it with a fixing frame. In addition, in FIG. 5C, the light guide 22 may be connected to both ends of the light pipe 30 to increase the amount of light supplied to the light pipe 30. In addition, in FIG. 5B, the reflective film 31 having a predetermined width may be attached to the surface or the inner surface of the light pipe 30 along an arc. This may limit the light diffused in the light pipe 30 to be diffused only in a predetermined direction. In addition, the fluorescent material may be coated in the light pipe 30 to uniformly distribute and diffuse the light supplied from the light guide 22. In addition, in FIG. 3, the light pipe 30 may be spirally configured to allow more light to be introduced into the culture paper 1. Furthermore, the light pipe 30 may be installed in a coil shape at regular intervals every predetermined depth. Since the light pipe 30 may have foreign matters fixed to the outer circumferential surface after a predetermined time, washing means may be used to clean the outer circumferential surface of the light pipe 30. The cleaning means may be cleaned while moving to a separate wire connection or a motor, etc. in a structure capable of wiping the exterior of the light pipe 30.

이와 같이 이루어진 본 발명의 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치는 배양지(1)에 투입된 하수로부터 질소(N)와 인(P) 등의 부산물을 흡수하고 외부에서 공급되는 이산화탄소와 빛의 광합성으로 증식을 하게 된다. 그리고 미세조류는 지속적인 증식으로 양이 증대된다.The microalgae culture apparatus using the natural light of the present invention made as described above absorbs by-products such as nitrogen (N) and phosphorus (P) from the sewage introduced into the culture paper 1, and proliferates with photosynthesis of carbon dioxide and light supplied from the outside. do. And microalgae increase in quantity due to continuous growth.

더욱이 배양지(1)의 광파이프(30)로 공급되는 빛은 실외에 설치된 집광기(10)에 투입된 태양광이 공급된다. 즉 집광기(10)의 투과창(11)을 통하여 태양광이 입사되면 투과창(11)을 투과한 태양광은 케이스(12) 내부의 반사부재(13)에 반사되면서 케이스(12) 하부에 위치된 집광통로(14)로 모이게 된다. 집광통로(14)로 집광된 빛은 고 집광된 빛이 되어 커플링(15)으로 결합된 도광부재(20)를 따라 전송된다. 도광부재(20)를 따라 전송된 빛은 단부에 고정 설치된 광 분배기(21)를 통해 복수의 도광체(22)로 분배된 후에 각 도광체(22)에 말단에 연결된 광파이프(30)로 공급된다. 광파이프(30)로 유입된 광은 확산되어 배양지(1) 내부를 조명하게 된다.Furthermore, the light supplied to the light pipe 30 of the culture paper 1 is supplied with solar light input to the light collector 10 installed outdoors. That is, when sunlight is incident through the transmission window 11 of the light collector 10, the sunlight transmitted through the transmission window 11 is reflected by the reflective member 13 inside the case 12 and positioned below the case 12. The condensing path 14 is collected. The light condensed into the condensing path 14 becomes a highly condensed light and is transmitted along the light guiding member 20 coupled to the coupling 15. The light transmitted along the light guide member 20 is distributed to the plurality of light guides 22 through the light distributor 21 fixed at the end, and then supplied to the light pipes 30 connected to the ends of the light guides 22. do. Light introduced into the light pipe 30 is diffused to illuminate the inside of the culture paper 1.

따라서 본 발명은 태양광을 집광, 전송 및 분배하여 일정 깊이의 배양지 내부까지 고른 빛을 조사할 수 있어 미세조류의 광합성에 의한 증식이 가능하고, 배양지에 투입된 하수도 미세조류에 의하여 1차 분해되어 재처리가 간편하다. 또한, 대량 증식된 미세조류로부터 바이오연료를 추출할 수 있다. 따라서 배양지에 투입된 하수의 처리비용을 최소화할 수 있고, 미세조류의 광합성에 필요한 광 에너지를 태양광으로 대체할 수 있어 에너지를 절감할 수 있으며, 바이오연료의 추출 등 다양한 장점이 있다.Therefore, the present invention can condense, transmit and distribute sunlight to irradiate light evenly to the inside of the culture medium of a certain depth, so that it is possible to proliferate by photosynthesis of microalgae, and is first decomposed by the sewage microalgae introduced into the culture paper. Easy to handle In addition, it is possible to extract the biofuel from the microalgae that have been largely grown. Therefore, the treatment cost of the sewage put into the culture can be minimized, and the light energy required for photosynthesis of microalgae can be replaced with sunlight, thereby saving energy, and there are various advantages such as extraction of biofuels.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the invention has been shown and described with respect to the specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone who has it will know it easily.

1: 배양지 2: 하수관 3: 폭기장치 10: 집광기 11: 투과창 12: 케이스 13: 반사부재 14: 집광통로 15: 커플링 20: 도광부재 21: 분배기 22: 도광체 23: 결합부재 24: 고정프레임 30: 광파이프 31: 반사필름 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 culture paper 2 sewer pipe 3 aeration apparatus 10 condenser 11 transmission window 12 case 13: reflective member 14 condensing path 15 coupling 20 light guide member 21 distributor 22 light guide 23 coupling member 24 fixed Frame 30: Light Pipe 31: Reflective Film

Claims (9)

태양으로부터 입사된 빛을 집광하는 집광기;
상기 집광기에 커플링으로 일단이 고정 결합되어 집광기에서 고 집광된 빛을 전송하는 도광부재;
상기 도광부재 타단에 결합되어 일정 강도의 빛으로 분배하는 광분배기;
상기 광분배기에 복수로 연결된 도광체;
일정 넓이 및 깊이로 설치된 배양지 내에 고정프레임으로 복수 설치되고, 상기 도광체 타단에 결합부재와 결합되어 도광체로부터 전송된 빛을 확산시키는 광파이프;를 포함하여 이루어진 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치.
A condenser for condensing light incident from the sun;
A light guide member having one end fixedly coupled to the light collector to transmit the high-condensed light from the light collector;
An optical splitter coupled to the other end of the light guide member to distribute light having a predetermined intensity;
A light guide connected to the optical splitter in plurality;
The microalgae culture apparatus using natural light comprising a; a plurality of installed in a fixed frame in a culture paper installed in a predetermined width and depth, the light pipe coupled to the other end of the light guide to the light transmitted from the light guide.
제1항에 있어서, 상기 배양지에는 하수가 투입되는 하수관이 연결되고, 배양지 내에 탄소공급을 위한 폭기장치가 설치된 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치.
The microalgae culturing apparatus using natural light according to claim 1, wherein a sewage pipe into which the sewage is introduced is connected to the culture paper, and an aeration device for supplying carbon is installed in the culture paper.
제1항에 있어서, 상기 집광기는 내부에 공간이 형성되고 내측면에 반사부재가 일체로 결합된 케이스와, 상기 케이스 상부에 결합되어 일측에서 입사되는 빛만 투과시키는 하나 이상의 투과창과, 상기 케이스 내에 집광된 빛이 배출되는 집광통로를 포함하는 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치.
The light collector of claim 1, wherein the light collector has a space formed therein and a reflection member integrally coupled to an inner surface thereof, at least one transmission window coupled to an upper portion of the case to transmit only light incident from one side, and condensed in the case. Microalgae cultivation apparatus using natural light including a condensing passage through which the emitted light is emitted.
제1항에 있어서, 상기 도광부재 또는 도광체는 빛을 전송하는 복수의 광섬유 다발로 이루어진 광케이블이거나 또는 빛을 전반사시키는 반사부재 및 반사경이 내측면에 구비되어 빛을 전송하는 도광관인 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치.
The method of claim 1, wherein the light guide member or the light guide is an optical cable made up of a plurality of optical fiber bundles for transmitting light, or a light guide tube having a reflection member and a reflector for reflecting light on the inner side to transmit light, and using the natural light. Algal culture device.
제1항에 있어서, 상기 광파이프는 배양지에 세로방향으로 설치한 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치.
The microalgae culturing apparatus using natural light according to claim 1, wherein the light pipe is installed in a culture paper in a vertical direction.
제1항에 있어서, 상기 광파이프의 양단에 도광체를 연결한 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치.
The microalgae culturing apparatus using natural light according to claim 1, wherein light guides are connected to both ends of the light pipe.
제1항에 있어서, 상기 광파이프의 표면 또는 내측면에 원호를 따라 일정 너비의 반사필름이 부착된 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치.
According to claim 1, Microalgae culture apparatus using natural light having a predetermined width of the reflective film attached to the surface or the inner surface of the light pipe along an arc.
제1항에 있어서, 상기 광파이프는 나선형으로 이루어진 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치.
According to claim 1, The light pipe is a microalgae culture apparatus using natural light made of a spiral.
제1항에 있어서, 상기 광파이프 외주면을 세척하기 위한 세척수단이 더 포함된 자연광을 이용한 미세조류 배양 장치.According to claim 1, Microalgae culture apparatus using natural light further comprises a washing means for cleaning the outer peripheral surface of the light pipe.
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