KR20200039398A - 시설재배용 이산화탄소 공급시스템 - Google Patents
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Abstract
이산화탄소 발생기를 통해 생성된 폐연소가스에 포함되는 이산화탄소를 냉각하여 온실, 비닐하우스 등의 식물재배시설 내에 용이하게 공급하면서도 가능한 불순물이 제거되고 완전 연소된 가스를 공급할 수 있게 구성되는 시설재배용 이산화탄소 공급시스템이 개시된다.
Description
본 발명은 시설재배용 이산화탄소 공급시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 는 폐연소가스에 포함되는 이산화탄소를 냉각하여 온실, 비닐하우스 등의 식물재배시설 내에 용이하게 공급하면서도 가능한 불순물이 제거되고 완전 연소된 가스를 공급할 수 있는 시설재배용 이산화탄소 공급시스템에 관한 것이다.
일반적으로 온실, 비닐하우스 등의 밀폐된 식물재배시설을 이용하여 식물을 재배할 때, 시설 내부의 공간을 식물이 자라는 최적의 환경으로 만들어주는 것이 가장 중요하다.
식물의 성장은 광합성 작용(탄소 동화 작용)을 기초로 이루어지는데, 광합성 작용에는 빛, 물, 이산화탄소가 필수요소로 사용된다. 그러므로 시설 내의 밀폐된 공간에서는 온도, 광도, 이산화탄소의 농도를 조절하여 식물의 생육을 조절하고 극대화시킬 수있다.
통상적으로 대기 중에는 이산화탄소의 농도가 450 내지 500 PPM(parts per million) 정도인데, 식물성장에 있어 최적의 이산화탄소 요구량은 대기중의 이산화탄소 함유량보다 2배 내지 3배 높은 1000 내지 1500 PPM 정도임이 연구 보고되고 있다.
이처럼 광합성을 통해 식물은 성장, 발육하게 되지만, 이산화탄소의 결핍은 광합성을 저해하므로 식물의 생육 부실을 초래할 수 있다. 특히 밀폐된 온실이나 비닐하우스 내에서 재배되는 식물은 밀집, 격리되어 있기 때문에 대기중의 이산화탄소 농도에 비하여 현저하게 적은 이산화탄소로 성장하게 되며, 더욱이 일출 후 식물의 광합성 작용으로 온실 내에 이산화탄소 농도는 단시간 내에 소진되고 그 결과 식물의 생육부진과 품질저하, 수확량 감소가 필연적이다. 즉 광합성의 근본요소 중 하나인 이산화탄소 관리를 배제한 상태에서는 우수한 식물 재배와 수확이 불가능한 것이다.
종래에는 이와 같이 시설 내의 이산화탄소의 농도를 조절하기 위하여 이산화탄 공급장치가 개발되어 사용되고 있으며, 이산화탄소 공급장치로는 액화 탄산가스 공급장치, 연소식 이산화탄소 공급장치 등이 있다.
하지만, 상술한 바와 같은 종래의 이산화탄소 공급장치는, 액화 이산화탄소 공급장치의 경우 열풍 공급 기능이 없기 때문에 동절기에 이산화탄소 공급 및 열풍 공급을 동시에 수행하기 어려운 문제점이 있었다. 즉 하절기, 동절기의 사용환경에 따라 시설로 이산화탄소 및 열풍을 동시에 공급하거나, 이산화탄소 또는 열풍만을 공급하는 기능이 필요한 것이다.
또한, 연소식 이산화탄소 공급장치의 경우 연소과정에서 불완전 연소될 수 있는데, 이를 정화하거나 외부로 배출하지 못한 상태에서는 불순물 및 불완전 연소된 가스의 일부가 온실, 비닐하우스 등의 시설로 그대로 공급될 수 있는 문제점이 있다. 불완전 연소된 가스가 시설 내로 공급되면 시설 내에서 재배되는 식물과 시설 관리자에게 유해한 환경이 조성되는 문제점이 있었다.
따라서, 즉 이산화탄소를 온실, 비닐하우스 등의 시설 내에 용이하게 공급하면서도 가능한 불순물이 제거되고 완전 연소된 가스를 공급할 수 있는 이산화탄소 공급장치의 개발이 필요한 것이다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 폐연소가스에 포함되는 이산화탄소를 냉각하여 온실, 비닐하우스 등의 식물재배시설 내에 용이하게 공급하면서도 가능한 불순물이 제거되고 완전 연소된 가스를 공급할 수 있는 시설재배용 이산화탄소 공급시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 목적은, 일측에 물공급구가 형성되고 타측에 물배출구가 형성된 케이스와, 상기 케이스 내부의 하측에 설치되어 화석 연료를 연소시켜 이산화탄소를 포함하는 연소가스를 생성하는 가스연소부와, 상기 가스연소부의 상부에 설치되고, 일측이 상기 가스연소부와 연결되며 다수의 열교환기용 파이프가 수평으로 나열된 상태로 서로 연결된 구조를 갖어 상기 케이스 내로 공급된 물을 열교환을 통해 가열하게 구성되는 열교환기와, 상기 가스연소부에서 연소된 연소가스를 공급하는 송풍기를 포함하는 이산화탄소 발생기와, 상기 열교환기의 타측에 연결되어 상기 이산화탄소 발생기와 식물재배시설을 연결하고 상기 연소가스가 이송되는 이송배관과,상기 이송배관에 연통되어 있는 배기배관과, 상기 이송배관과 상기 배기배관의 연통부위에 장착되어 제어부의 제어에 의해 상기 연소가스의 흐름 방향이 상기 배기배관 또는 상기 이송배관을 통해 상기 식물재배시설을 향하도록 하는 댐퍼와, 상기 이송배관 상에 설치되어 이산화탄소 발생기에서 공급되는 상기 연소가스를 냉각하고 연소가스에 포함된 불순물이 제거하여 공급하는 냉각여과수단과, 식물재배시설의 내부 측면에 길이방향으로 설치되고 중앙에 상기 이송배관이 연결되어 연소가스를 식물재배시설의 전후단으로 공급하는 공급배관과, 식물재배시설 내부의 전단부 및 후단부에 설치되고 상기 공급배관의 단부가 연결되어 공급배관을 통해 공급되는 연소가스를 수용하여 수집하는 이산화탄소 수집실과, 상기 이산화탄소 수집실에 일단이 연결되고 식물재배시설의 중앙으로 연장 설치되어, 상기 이산화탄소 수집실에 수집된 연소가스를 식물재배시설의 실내 전부분에 고루 공급하게 구성되는 공급덕트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시설재배용 이산화탄소 공급시스템에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 시설재배용 이산화탄소 공급시스템은 이산화탄소 발생기에서 생성된 이산화탄소를 포함하는 연소가스를 냉각여과수단를 통해 냉각 및 여과하여 공급덕트를 통해 온실, 비닐하우스 등의 식물재배시설 내에 용이하게 공급하게 구성됨으로써, 식물재배시설 내에서 식물이 성장할 수 있는 최적의 환경을 만들어줄 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시설재배용 이산화탄소 공급시스템이 식물재배시설에 설치된 구조를 도시한 평단면도,
도 2에서 이산화탄소 발생기 및 냉각여과수단의 일실시예를 확대 도시한 도면,
도 3은 도 2에 따른 냉각여과수단에 적용되는 냉각여과기만을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에서 냉각여과수단의 바람직한 다른 실시예를 도시한 도면,
도 5는 도 4에서 냉각여과바디만을 도시한 사시도,
도 6은 도 5에서 상부고정프레임 및 하부고정프레임의 단면도,
도 7은 도 5에 따른 냉각여과바디에 적용되는 쿨링패널의 상부냉각플레이트 및 하부냉각플레이트를 도시한 평면도,
도 8은 도 5에 따른 냉각여과바디에 적용되는 쿨링패널의 상부냉각플레이트와 하부냉각플레이트의 결합을 설명하기 위한 측면도.
도 9 및 도 10은 도 4에 따른 냉각여과수단의 또 다른 실시예들을 설명하기 위한 도면.
도 2에서 이산화탄소 발생기 및 냉각여과수단의 일실시예를 확대 도시한 도면,
도 3은 도 2에 따른 냉각여과수단에 적용되는 냉각여과기만을 도시한 도면,
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도 7은 도 5에 따른 냉각여과바디에 적용되는 쿨링패널의 상부냉각플레이트 및 하부냉각플레이트를 도시한 평면도,
도 8은 도 5에 따른 냉각여과바디에 적용되는 쿨링패널의 상부냉각플레이트와 하부냉각플레이트의 결합을 설명하기 위한 측면도.
도 9 및 도 10은 도 4에 따른 냉각여과수단의 또 다른 실시예들을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 시설재배용 이산화탄소 공급시스템은 이산화탄소 발생기(100)와, 이송배관(200)과, 배기배관(300)과, 댐퍼(400)와, 공급배관(500)과, 냉각여과수단(600)과, 이산화탄소 수집실(700)과, 공급덕트(800)를 포함하여 구성된다.
상기 이산화탄소 발생기(100)는 일측에 물공급구(111)가 형성되고 타측에 물배출구(112)가 형성된 케이스(110)와, 상기 케이스(110) 내부의 하측에 설치되어 화석 연료를 연소시켜 이산화탄소를 포함하는 연소가스를 생성하는 가스연소부(120)와, 상기 가스연소부(120)의 상부에 설치되고, 일측이 상기 가스연소부(120)와 연결되며 다수의 열교환기용 파이프가 수평으로 나열된 상태로 서로 연결된 구조를 갖어 상기 케이스(110) 내로 공급된 물을 열교환을 통해 가열하게 구성되는 열교환기(130)와, 상기 가스연소부에서 연소된 연소가스를 공급하는 송풍기(140)로 구성된다.
즉, 상기 이산화탄소 발생기(100)는 물을 가열하는 보일러와 유사한 구조를 가지면서 물을 가열할 때 발생되는 폐연소가스를 이용하는 것으로, 상기 가스연소부(120)에 공급된 화석연료를 연소시킬 때 발생되는 이산화탄소를 포함하는 폐연소가스를 송풍기(140)를 통해 식물재배시설(10) 내부로 공급하는 장치이다. 여기서, 상기 이산화탄소 발생기(100)의 케이스(110) 내에서 열교환기를 통해 가열된 물은 식물재배시설(10) 내로 공급하여 식물재배시설(10) 내부를 난방하는 데 사용될 수 있다.
상기 이송배관(200)은 상기 열교환기(130)의 타측에 연결되어 상기 이산화탄소 발생기(100)와 식물재배시설(10)을 연결하고 상기 이산화탄소 발생기(100)에서 생성된 연소가스가 식물재배시설(10)로 이송되도록 하는 통로이다.
상기 배기배관(300)은 상기 이송배관(200)에 연통된다. 그리고, 상기 배기배관(300)의 배출구는 식물재배시설(10)의 외부에 노출되어 있어, 배기배관(300)을 통과하는 연소가스는 대기 중으로 바로 배출되게 구성된다.
상기 댐퍼(400)는 이송배관(200)과 배기배관(300)의 연통 부위에 장착된다. 상기 댐퍼(400)는 상기 이산화탄소 발생기(100)에서 생성된 연소가스가 배기배관(300)을 통하여 대기 중으로 빠져나가게 하거나, 배기배관(300)으로의 유동을 차단하여 식물재배시설(10)의 내부로 이송되게 하는 것이다. 즉, 댐퍼(400)는 배기배관(300) 또는 이송배관(200)을 선택적으로 개방하여 연소가스의 흐름 방향을 전환시키는 것이다. 이러한 댐퍼(400)는 미도시된 제어부에 의하여 작동이 제어되고, 댐퍼의 구성은 공지된 삼방밸브와 동일하게 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 상기 댐퍼(400)에 의하여 불완전 연소에 따른 연소가스를 대기로 방출시킬 수 있기 때문에, 불완전 연소된 가스가 식물재배시설(10)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 냉각여과수단(500)은 상기 이송배관(200) 상에 설치되어 이산화탄소 발생기(100)에서 공급되는 상기 연소가스를 냉각하고 연소가스에 포함된 불순물이 제거하여 시설재배시설(10)로 공급하게 구성된다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 냉각여과수단(600)의 일 실시예로, 냉각여과기(610), 냉각수탱크(620), 필터기(630)로 구성되는 냉각여과수단이 적용될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉각여과기(610)는 상기 이송배관(200) 상에 설치되되, 일측에 이송배관이 연결되는 연소가스유입구(611a)가 형성되고 타측에 이송배관(200)이 연결되는 연소가스배출구(611b)가 형성되는 형성되는 본체(611)가 형성된다. 그리고, 상기 본체(611) 내부에는 연소가스에 포함된 매연을 산화시키는 금속 미립자 필터(612)가 설치된다. 그리고, 상기 본체(611) 내부의 상면과 하면에는 각각 상,하부 리브판(613,614)이 형성되되, 상기 상,하부 리브판(613,614)은 서로 일정 간격 이격되게 형성되어 상기 연소가스유입구(611a)에서 상기 연소가스배출구(611b)측으로 지그 재그로 된 유로(615)를 형성한다. 그리고, 상기 본체(611)의 일측 상부에 상기 유로(615) 내에 냉각수를 공급하는 냉각수공급구(616)가 형성되며, 상기 본체(611)의 타측 하부에 상기 유로 내의 냉각수를 배출하는 냉각수배출구(617)가 형성된다. 이와 같이 구성된 냉각여과기(610)는 상기 연소가스유입구(611a)를 통해 본체(611) 내로 유입된 연소가스가 유로(615)를 따라 이동되면서 유로 내에 채워진 냉각수에 의해 냉각되고 불순물이 제거되면서 상기 연소가스배출구(611b)로 배출되게 구성된다.
그리고, 상기 냉각수 탱크(620)는 상기 냉각수공급구(616)에 냉각수공급관(621)을 통해 연결되어 냉각수를 공급하게 구성된다.
그리고, 상기 필터기(630)는 상기 냉각수배출구(617)와 냉각수배출관(631)을 통해 연결되고 타측은 냉각수재공급관(632)을 통해 상기 물탱크(620)와 연결되어, 냉각여과기(610)에서 배출되는 불순물이 포함된 냉각수를 필터링한 후 물탱크(620)로 재공급하게 구성된다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 냉각여과수단(600)의 다른 실시예로, 냉각여과실(650)과 냉각여과바디로 구성되는 냉각여과수단이 적용될 수 있다.
좀 더 구체적으로 상기 냉각여과실(650)은 식물재배시설(10)의 외측으로 설치되어 일측은 상기 이송배관(200)에 연결되고 타측은 후술하는 공급배관(500)에 연결된다. 그리고, 상기 냉각여과실(650)의 중앙에는 냉각여과바디(660)가 설치된다. 여기서, 상기 냉각여과실(650)은 상기 이송배관(200)에서 냉각여과바디(660)로 갈수록 그 폭이 넓어지게 구성되고, 상기 냉각여과바디(660)에서 공급배관(500)으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 냉각여과실(650)은 상기 이송배관(200)을 통해 이송되는 연소가스를 수용하여 내부에 설치된 냉각여과바디(660)를 통해 연소가스를 냉각 및 여과시켜 공급배관(500)을 통해 식물재배시설(10) 내부로 공급시키는 부분이다.
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 냉각여과바디(660)는 상기 냉각여과실(650)의 중앙에 설치되되, 상부고정프레임(661a), 하부고정프레임(661b) 및 측면고정프레임(661c)이 서로 연결되어 사각 형상을 갖는프레임(661) 내부에 적층된 다수개의 쿨링패널(662)이 고정되고, 상기 상부고정프레임의 내부에는 상기 쿨링패널(662)로 물을 공급하는 급수관(663)이 설치된 구조를 갖는다. 이와 같이 구성된, 냉각여과바디(660)는 상기 급수관(663)에서 공급되는 물이 적층된 쿨링패널(662)의 내부를 하방향으로 지나가면서 미세하고 균일하게 분산되게 구성되고 상기 이송배관(200)에서 유입되는 연소가스가 물과의 접촉에 의해 냉각 및 여과되면서 공급배관(500)을 통해 식물재배시설(10) 내부로 공급되도록 구성된다.
좀 더 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부고정프레임(661a)은 내부 상측으로 외면에 다수의 급수공(663a)이 형성된 급수관(663)이 길이방향으로 설치되고 적층된 쿨링패널(662)의 상단부가 끼워지게 하부가 개방된 사각 프레임을 갖는다. 여기서, 상기 급수관(663)은 외부에서 연결되는 물공급관(664)과 연결되어 물을 공급받아 쿨링패널(662)로 물을 공급하게 구성된다. 그리고, 상기 상부고정프레임(661a)의 내부 전면 및 후면에는 중앙측으로 돌출되고 길이방향을 따라 상부가이드편(661a')이 형성되어 상기 상부가이드편(661a')의 저면에 적층된 쿨링패널(662)의 상면이 밀착되고 상기 상부가이드편(661a')의 상면은 상기 급수관(663)에서 공급되는 물이 쿨링패널(130)의 중앙측으로 모여 낙하될 수 있도록 가이드하게 구성된다. 즉, 상기 상부가이드편(661a')에 의해 급수관(663)에서 낙하되는 물이 가이드되어 쿨링패널(662)의 중앙측으로 공급되게 구성됨으로써 쿨링패널(662)의 외측으로 물이 튀어 나가지 않게 구성된다.
그리고, 상기 하부고정프레임(661b)은 내부에 쿨링패널에서 낙하되는 물이 수집되어 배수되는 배수로(661b')를 형성하고 적층된 쿨링패널(662)의 하단부가 끼워지게 상부가 개방된 사각 프레임을 갖는다. 그리고, 상기 하부고정프레임(661b)의 내부 전면 및 후면에는 중앙측으로 돌출되고 길이방향을 따라 하부가이드편(662b")이 형성되어 적층된 쿨링패널(662)의 하면이 밀착되고 상기 쿨링패널(662)에서 낙하되는 물이 상기 배수로(661b')의 중앙측으로 모여 낙하될 수 있도록 가이드하게 구성된다. 여기서, 상기 하부고정프레임(661b)의 저면에는 물배수관(665)이 연결되어 쿨링패널(662)에서 낙하되어 하부고정프레임의 배수로(661b')를 통해 배수되는 물이 외부로 배출되게 구성된다.
그리고, 상기 쿨링패널(662)은 다수개가 위아래로 적층되어 정렬 배치되는 데, 이러한 쿨링패널(662)은 상부냉각플레이트(662a)와 하부냉각플레이트(662b)를 포함하여 구성된다.
좀 더 구체적으로, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 상부냉각플레이트(662a)는 급수관(663)에서 분사되는 물이 분산되어 안내될 수 있도록 일측으로 볼록한 형태의 복수개의 제1산부(662a-1)사이에 제1유로골부(662a-2)가 형성되되, 상기 제1산부(662a-1)의 경사면에는 다수개의 통공(662a-3)이 형성된다. 즉, 상기 상부냉각플레이트(662a)는 직사각형판 형상으로 마련되고, 상부냉각플레이트의 상면에 제1산부(662a-1)가 구비되는데, 제1산부(662a-1)는 상부냉각플레이트의 상면에서 볼 때에 좌우단의 중심부에서 이어지는 길이 방향 중심선을 기준으로 일측으로 볼록한 형상으로 형성된다. 그리고, 상기 제1산부(662a-1)가 일정 간격으로 이격되어 있어서, 각각의 제1산부(662a-1) 사이에 대략 브이홈 형태의 제1유로골부(662a-2)가 형성된다. 즉, 상기 상부냉각플레이트(662a)는 길이 방향을 따라 일측으로 볼록한 형태의 제1산부(662a-1)와 제1유로골부(662a-2)가 교대로 형성된 구조이다.
그리고, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 하부냉각플레이트(662b)는 급수관(663)에서 분사되는 물이 분산되어 안내될 수 있도록 타측으로 볼록한 형태의 복수개의 제2산부(662b-1)사이에 제2유로골부(662b-2)가 형성되어 상기 상부냉각플레이트의 제1산부(662a-1)와 상기 하부냉각플레이트의 제2산부(662b-1)는 방향이 반대로 배치되어 서로 교차되게 구성되되, 상기 제2산부(662b-1)의 경사면에는 다수개의 통공(662b-3)이 형성된다.
이와 같이 쿨링패널(662)을 구성하는 상부냉각플레이트(662a)와 하부냉각플레이트(662b)는 서로 결합되면 위쪽의 상부냉각플레이트(662a)의 제1산부(662a-1) 및 제1유로골부(662a-2)와 아래쪽의 하부냉각플레이트(662b)의 제2산부(662b-1) 및 제2유로골부(662b-2)는 서로 방향이 반대로 배치되어 서로 교차되도록 배치된다.
따라서, 이러한 쿨링패널(662)들이 적층되면 급수관(663)에서 공급되는 물이 각 쿨링패널(662)의 제1산부(662a-1) 및 제2산부(662b-1)에 형성된 통공(121c,122c)을 지나면서 미세하고 균일하게 분산되고, 쿨링패널(662)의 제1유로골부(662a-2) 및 제2유로골부(662b-2)로 물이 들어와 쿨링패널(662)을 지나는 연소가스와 열교환이 이루어지고, 이러한 열교환 과정을 통하여 냉각 작용이 이루어지게 된다. 또한, 위아래로 적층된 쿨링패널(662)들은 제1산부(662a-1) 및 제1유로골부(662a-2)와 제2산부(662b-1) 및 제2유로골부(662b-2)가 방향이 반대로 배치되어 서로 교차되어, 적층된 쿨링패널(662)의 내부의 유로가 미로처럼 형성되므로, 쿨링패널의 내부 유로로 통과되는 연소가스가 공기와 접촉되는 시간을 늘려주어서 열교환 효율이 보다 상승하는 장점이 있다.
나아가, 도 8 도시된 바와 같이, 상기 쿨링패널(662)을 서로 조립식으로 결합될 수 있게 구성되는 데, 이를 위해, 상기 상부냉각플레이트(662a)의 제1유로골부(662a-2)의 저면에 제1결합돌기(662a-4)가 형성되고, 상기 하부냉각플레이트(662b)의 제2산부(662b-1)의 상면에는 상기 제1결합돌기(662a-4)에 대응되는 제1결합홈(662b-4)이 형성되어, 상기 제1결합돌기(662a-4)와 제1결합홈(662b-4)의 결합에 의해 상기 상부냉각플레이트와 상기 하부냉각플레이트가 연결되게 구성된다. 상기 하부냉각플레이트(662b)의 제2유로골부(662b-2)의 저면에는 제2결합돌기(662b-5)가 형성되고, 상기 상부냉각플레이트(662a)의 제1산부(662a-1)의 상면에는 상기 제2결합돌기(662b-5)에 대응되는 제2결합홈(662a-5)이 형성되어, 상기 제2결합돌기(662b-5)와 제2결합홈(662a-5)의 결합에 의해 위쪽 쿨링패널와 아래쪽 쿨링패널가 위아래로 연결되어 배치되게 구성된다.
한편, 상기 냉각여과실(650)에는 냉각여과바디(660)와 공급배관(500) 사이에 식물의 성장에 방해가 되는 수분 및 이물질을 제거할 수 있는 여과지(F)가 설치되어, 연소가스에서 수분 및 이물질을 제거하게 구성되는 것이 바람직하다. 상기 여과지(F)는 부직포 등 통상적으로 사용되는 여과부재가 채용될 수 있음은 물론이다.
여기서, 상기 여과지(F)의 표면에는 여과 기능을 수행하면서 세균들을 사멸시켜 농작물의 성장에 도움이 되도록 일정두께 바람직하게는 0.2mm 정도의 두께로 기능성 코팅층(670)을 더 형성할 수 있다.
이때, 상기 기능성 코팅층(670)은 디아릴프탈레이트 2중량%와, 크레실 글리시드 에테르 2중량%와, 1-클로로-2,3-에폭시프로페인 1.5중량%와, 메틸트리메톡시실란 2.5중량%와, 페그마타이트 분말 15중량%와, 규산칼슘 1.5중량%와, 수용성 규소 5.5중량%와, DBNPA(2,2-dibromo-3-nitrilopropionamide) 10중량% 및 나머지 폴리우레탄 수지로 이루어진 코팅액을 도포하여 형성된다.
여기에서, 디아릴프탈레이트는 접착성과 인성을 개선하여 부착안정성을 포함한 내열성과 치수안정성을 증대시키기 위해 첨가되고, 크레실 글리시드 에테르는 성분들간 바인딩력을 강화시켜 크랙 발생, 파단이나 국부적인 파손을 억제하기 위해 첨가되며, 1-클로로-2,3-에폭시프로페인은 반응성이 강한 염소계 물질로서 조성물의 반응 안정화를 위해 첨가되고, 메틸트리메톡시실란은 소수성에 의해 유화물질들간의 결합력을 강화시켜 내구성을 증대시키기 위해 첨가된다. 그리고, 페그마타이트 분말은 다수의 특허기술에서 순환 촉진 기능이 입증된 분말 물질로서, 마그마의 분화 광상 생성물이며 거정질 화강암이라고도 불리는 약리 작용을 갖는 광석이다. 본 발명에서는 조 크러셔 혹은 임팩트 크러셔로 분쇄된 후 마쇄기로 마쇄하여 0.1㎛의 입도를 갖는 미분 상태로 첨가된다. 이러한 페그마타이트는 단일 20종의 성분 중 농작물에 유리한 9종의 성분을 함유한 광물질인 바, 단독 방사체의 소재로서 원적외선 방사 및 항균 탈취 기능을 가지며, 농작물 접촉시 세포 활성화와, 순환 촉진을 상보하기 위해 사용된다. 또한, 규산칼슘은 인체 무해성이 우수하고 저흡수력과 저휘발성 때문에 수지의 정착성을 강화시키면서 기능성 코팅층(670)의 광택성을 증대시키기 위해 첨가된다. 아울러, 상기 수용성 규소(SiO3)는 독성을 제거하여 농작물 유해성을 없애기 위한 것으로, 불가피하게 함유되는 중금속 등의 6대 유해물질을 흡착 제거하면서 원적외선을 방출시켜 농작물 유용성을 증대시키기 위해 첨가된다. 그리고, 상기 DBNPA는 대표적인 액체 항균제로서, 항균성 강화를 통해 여과지에서 세균, 곰팡이 등의 활성을 차단하기 위해 첨가되며, 폴리우레탄수지는 접착성을 구현하기 위한 것으로 특히 상온경화형 수용성 폴리우레탄수지를 사용함이 바람직하다.
이러한 구성에 더하여, 본 발명에서는 쿨링패널(662)의 외면에서 발생되는 곰팡이 생성을 억제하고, 방습성을 확보하기 위해 쿨링패널의 외면에 방습코팅층(680)을 더 형성할 수 있다. 상기 방습코팅층(680)은 일종의 도막으로서 방습코팅액을 도포함으로써 구현된다. 이때, 상기 방습코팅액은 DBNPA(2,2-Dibromo-3-nitrilopropionamide) 20중량%와, 페닐트리메톡시실란 15중량%와, 리시놀레인산 바륨 10중량% 및 나머지 폴리우레탄수지로 이루어진다.
여기에서, 상기 DBNPA(2,2-Dibromo-3-nitrilopropionamide)는 액상 항균제로서 알카리 환경에서도 항균 특성이 우수한 물질로서, 특히 진드기와 곰팡이에 대한 항균특성이 매우 우수한 것으로 알려져 있다. 특히, 상기 DBNPA는 도막형성용 점착기능을 갖는 폴리우레탄수지에 완전히 점착된 상태로 도포되어 도막을 형성하게 되므로 도막의 수명이 다할 때까지 항균특성을 유지할 수 있게 된다. 또한, 상기 페닐트리메톡시실란은 소수화 특성에 따른 내습성은 물론 발수성도 제공하여 곰팡이 발생의 주요 요건중 하나인 습기가 도막에 머물지 못하게 함으로써 곰팡이 서식을 어렵게 하는 환경을 조성하는데 기여하기 위해 첨가된다. 뿐만 아니라, 상기 리시놀레인산 바륨은 열분해되는 것을 최대한 억제하고 쉽게 변질되지 않도록 하여 도막이 들뜨거나 균열이 생기지 않도록 하여 도막의 안정화에 기여하도록 하기 위해 첨가된다. 그리고, 상기 폴리우레탄수지는 도막 형성용 점착성을 가진 베이스 수지이다.
이와 같이, 쿨링패널(662)의 외면에 방습코팅층(680)을 형성함으로써 내습성은 물론, 항균성 강화로 인한 곰팡이 서식을 억제하여 물의 냉각 과정에서 생성되는 분비물 및 냉각수가 멸균 및 정화되기 때문에, 쿨링패널을 위생적으로 유지할 수 있다.
상기 공급배관(500)은 식물재배시설(10)의 내부 측면에 길이방향으로 설치되고 중앙에 상기 이송배관(200)이 연결되어 연소가스를 식물재배시설(10)의 전후단으로 공급하게 구성된다. 여기서 공급배관(500)에는 송풍기(510)가 설치되어 이송배관(200)을 통해 이송되는 연소가스를 후술하는 이산화탄수 수집실(700)로 이송시킬 수 있게 구성된다.
상기 이산화탄소 수집실(700)은 식물재배시설(10) 내부의 전단부 및 후단부에 설치되고 상기 공급배관(500)의 단부가 연결되어 공급배관을 통해 공급되는 연소가스를 수용하여 수집하게 구성된다.
상기 공급덕트(800)는 상기 이산화탄소 수집실(700)에 일단이 연결되고 식물재배시설(10)의 중앙으로 연장 설치되어, 상기 이산화탄소 수집실(700)에 수집된 연소가스를 식물재배시설(10)의 실내 전부분에 고루 공급하게 구성된다. 여기서, 상기 공급덕트(800)에는 입구에 송풍팬(810)이 설치되고 외면에 순차적으로 미도시된 분출공이 형성되어, 상기 이산화탄소 수집실(700)에 수집된 이산화탄소를 포함하는 연소가스를 공급받은 다음, 식물재배시설(10)의 실내 전부분에 고루 공급하게 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 시설재배용 이산화탄소 공급시스템은 이산화탄소 발생기에서 생성된 이산화탄소를 포함하는 연소가스를 냉각여과수단를 통해 냉각 및 여과하여 공급덕트를 통해 온실, 비닐하우스 등의 식물재배시설 내에 용이하게 공급할 수 있게 구성됨으로써, 식물재배시설 내에서 식물이 성장할 수 있는 최적의 환경을 만들어줄 수 있다는 장점이 있다.
이상에서와같이 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 이산화탄소 발생기
200: 이송배관
300: 배기배관 400: 댐퍼
500: 공급배관 600: 냉각여과수단
700: 이산화탄소 수집실 800: 공급덕트
300: 배기배관 400: 댐퍼
500: 공급배관 600: 냉각여과수단
700: 이산화탄소 수집실 800: 공급덕트
Claims (4)
- 일측에 물공급구가 형성되고 타측에 물배출구가 형성된 케이스와, 상기 케이스 내부의 하측에 설치되어 화석 연료를 연소시켜 이산화탄소를 포함하는 연소가스를 생성하는 가스연소부와, 상기 가스연소부의 상부에 설치되고, 일측이 상기 가스연소부와 연결되며 다수의 열교환기용 파이프가 수평으로 나열된 상태로 서로 연결된 구조를 갖어 상기 케이스 내로 공급된 물을 열교환을 통해 가열하게 구성되는 열교환기와, 상기 가스연소부에서 연소된 연소가스를 공급하는 송풍기를 포함하는 이산화탄소 발생기와,
상기 열교환기의 타측에 연결되어 상기 이산화탄소 발생기와 식물재배시설을 연결하고 상기 연소가스가 이송되는 이송배관과,
상기 이송배관에 연통되어 있는 배기배관과,
상기 이송배관과 상기 배기배관의 연통부위에 장착되어 제어부의 제어에 의해 상기 연소가스의 흐름 방향이 상기 배기배관 또는 상기 이송배관을 통해 상기 식물재배시설을 향하도록 하는 댐퍼와,
상기 이송배관 상에 설치되어 이산화탄소 발생기에서 공급되는 상기 연소가스를 냉각하고 연소가스에 포함된 불순물이 제거하여 공급하는 냉각여과수단과,
식물재배시설의 내부 측면에 길이방향으로 설치되고 중앙에 상기 이송배관이 연결되어 연소가스를 식물재배시설의 전후단으로 공급하는 공급배관과,
식물재배시설 내부의 전단부 및 후단부에 설치되고 상기 공급배관의 단부가 연결되어 공급배관을 통해 공급되는 연소가스를 수용하여 수집하는 이산화탄소 수집실과,
상기 이산화탄소 수집실에 일단이 연결되고 식물재배시설의 중앙으로 연장 설치되어, 상기 이산화탄소 수집실에 수집된 연소가스를 식물재배시설의 실내 전부분에 고루 공급하게 구성되는 공급덕트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시설재배용 이산화탄소 공급시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 냉각정화수단은,
상기 이송배관 상에 설치되되, 일측에 이송배관이 연결되는 연소가스유입구가 형성되고 타측에 이송배관이 연결되는 연소가스배출구가 형성되는 형성되는 본체가 형성되고, 상기 본체 내부에는 연소가스에 포함된 매연을 산화시키는 금속 미립자 필터가 설치되며, 상기 본체 내부의 상면과 하면에는 각각 상,하부 리브판이 형성되되, 상기 상,하부 리브판은 서로 일정 간격 이격되게 형성되어 상기 연소가스유입구에서 상기 연소가스배출구측으로 지그 재그로 된 유로를 형성하고, 상기 본체의 일측 상부에 상기 유로 내에 냉각수를 공급하는 냉각수공급구가 형성되며, 상기 본체의 타측 하부에 상기 유로 내의 냉각수를 배출하는 냉각수배출구가 형성되어, 상기 연소가스유입구를 통해 본체 내로 유입된 연소가스가 유로를 따라 이동되면서 유로 내에 채워진 냉각수에 의해 냉각되고 불순물이 제거되면서 상기 연소가스배출구로 배출되게 구성되는 냉각여과기와,
상기 냉각수공급구에 냉각수공급관을 통해 연결되어 냉각수를 공급하는 냉각수탱크와,
일측은 상기 냉각수배출구와 냉각수배출관을 통해 연결되고 타측은 냉각수재공급관을 통해 상기 물탱크와 연결되어, 여과기에서 배출되는 불순물이 포함된 냉각수를 필터링한 후 물탱크로 재공급하는 필터기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시설재배용 이산화탄소 공급시스템.
- 상기 냉각정화수단은,
식물재배시설의 외측으로 설치되어 일측은 상기 이송배관에 연결되고 타측은 상기 공급배관에 연결되는 냉각여과실과,
상기 냉각여과실의 중앙에 설치되되, 상부고정프레임, 하부고정프레임 및 측면고정프레임이 서로 연결되어 사각 형상을 갖는프레임 내부에 적층된 다수개의 쿨링패널이 고정되고, 상기 상부고정프레임의 내부에는 상기 쿨링패널로 물을 공급하는 급수관이 설치된 구조를 가져, 상기 급수관에서 공급되는 물이 적층된 쿨링패널의 내부를 하방향으로 지나가면서 미세하고 균일하게 분산되게 구성되고 상기 이송배관에서 유입되는 연소가스가 물과의 접촉에 의해 냉각 및 여과되면서 공급배관을 통해 식물재배시설 내부로 공급되도록 구성되는 냉각여과바디로 구성되되,
상기 냉각여과실은 상기 이송배관에서 냉각여과바디로 갈수록 그 폭이 넓어지게 구성되고, 상기 냉각여과바디에서 공급배관으로 갈수록 그 폭이 좁아지게 구성되며,
상기 상부고정프레임은 내부 상측으로 외면에 다수의 급수공이 형성된 급수관이 길이방향으로 설치되고 적층된 쿨링패널의 상단부가 끼워지게 하부가 개방된 사각 프레임을 갖되, 내부 전면 및 후면에는 중앙측으로 돌출되고 길이방향을 따라 상부가이드편이 형성되어 상기 상부가이드편의 저면에 적층된 쿨링패널의 상면이 밀착되고 상기 상부가이드편의 상면은 상기 급수관에서 공급되는 물이 쿨링패널의 중앙측으로 모여 낙하될 수 있도록 가이드하게 구성되고,
상기 하부고정프레임은 내부에 쿨링패널에서 낙하되는 물이 수집되어 배수되는 배수로를 형성하고 적층된 쿨링패널의 하단부가 끼워지게 상부가 개방된 사각 프레임을 갖되, 내부 전면 및 후면에는 중앙측으로 돌출되고 길이방향을 따라 하부가이드편이 형성되어 적층된 쿨링패널의 하면이 밀착되고 상기 쿨링패널에서 낙하되는 물이 상기 배수로의 중앙측으로 모여 낙하될 수 있도록 가이드하게 구성되며,
상기 쿨링패널은 상부냉각플레이트와 하부냉각플레이트를 포함하고, 상기 상부냉각플레이트는 급수관에서 분사되는 물이 분산되어 안내될 수 있도록 일측으로 볼록한 형태의 복수개의 제1산부사이에 제1유로골부가 형성되되, 상기 제1산부의 경사면에는 다수개의 통공이 형성되고, 상기 하부냉각플레이트는 급수관에서 분사되는 물이 분산되어 안내될 수 있도록 타측으로 볼록한 형태의 복수개의 제2산부사이에 제2유로골부가 형성되어 상기 상부냉각플레이트의 제1산부와 상기 하부냉각플레이트의 제2산부는 방향이 반대로 배치되어 서로 교차되게 구성되되, 상기 제2산부의 경사면에는 다수개의 통공이 형성되며, 상기 상부냉각플레이트의 제1유로골부의 저면에 제1결합돌기가 형성되고, 상기 하부냉각플레이트의 제2산부의 상면에는 상기 제1결합돌기에 대응되는 제1결합홈이 형성되어, 상기 제1결합돌기와 제2결합홈의 결합에 의해 상기 상부냉각플레이트와 상기 하부냉각플레이트가 연결되게 구성되고, 상기 하부냉각플레이트의 제2유로홈부의 저면에는 제2결합돌기가 형성되고, 상기 상부냉각플레이트의 제1산부의 상면에는 상기 제2결합돌기에 대응되는 제2결합홈이 형성되어, 상기 제2결합돌기와 제2결합홈의 결합에 의해 위쪽 쿨링패널와 아래쪽 쿨링패널가 위아래로 연결되어 배치되게 구성되는 것을 특징으로 하는 시설재배용 이산화탄소 공급시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 냉각여과실에는 냉각여과바디와 공급배관 사이에 수분 및 이물질을 제거할 수 있는 여과지가 설치되고, 상기 여과지의 표면에는 기능성 코팅층을 더 도포형성하되, 상기 기능성 코팅층은 디아릴프탈레이트 2중량%와, 크레실 글리시드 에테르 2중량%와, 1-클로로-2,3-에폭시프로페인 1.5중량%와, 메틸트리메톡시실란 2.5중량%와, 페그마타이트 분말 15중량%와, 규산칼슘 1.5중량%와, 수용성 규소 5.5중량%와, DBNPA(2,2-dibromo-3-nitrilopropionamide) 10중량% 및 나머지 폴리우레탄 수지로 이루어지고,
상기 쿨링패널의 외면에는 곰팡이를 억제하고 방습성을 강화시키도록 방습코팅층을 더 형성하되, 상기 방습코팅층은 DBNPA(2,2-Dibromo-3-nitrilopropionamide) 20중량%와, 페닐트리메톡시실란 15중량%와, 리시놀레인산 바륨 10중량% 및 나머지 폴리우레탄수지로 이루어진 방습코팅액을 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 시설재배용 이산화탄소 공급시스템.
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| KR20130030996A (ko) | 2011-09-20 | 2013-03-28 | 동양로지텍(주) | 이산화탄소 공급제어방법 및 그 장치 |
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2018
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