KR20220049829A - Co2를 이용한 양액 제공 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, CO2를 이용한 양액 제공 시스템에 있어서, 베드(111)에 양액을 제공하기 위한 양액 제공 라인; 상기 양액 제공 라인을 통해서 이동되는 양액의 pH를 감지하는 pH 감지센서; 및 상기 양액 제공 라인에 공급하는 CO2가 용해된 CO2 용해수를 생성하는 CO2 용해수 생성부(200);를 포함하며, 상기 pH 감지 센서의 감지 결과에 기초하여, 상기 CO2 용해수의 pH를 조절하는 제어부(112);를 포함하는 CO2를 이용한 양액 제공 시스템이 제공된다.

Description

CO2를 이용한 양액 제공 시스템 및 방법{System and method for supplying nutrient solution using CO2}

본 발명은 CO2를 이용한 양액 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.

스마트 공장의 활성화로 인하여 시설원예를 이용한 작물의 재배가 급속히 증가하고 있다. 이에 생산량을 증가하기 위한 다양한 방법들이 제안되고 있다. 예를 들면, 한국공개특허공보 10-2020-0079077호(2020년 7월 2일)에는 '환경 조건에 따른 양액 제어 장치 및 제어 방법)이 개시되어 있고, 한국등록특허공보 10-0470453호(2005년 1월 27일)에는 '순환식 수경재배용 양액 자동공급장치 및 방법'이 개시되어 있다.

종래기술들에서 양액의 pH가 식물의 성장에 영향을 미치고, 따라서 양액의 pH를 조절하고 있다. 도 1은 종래의 양액의 pH를 조정하는 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 양액의 pH를 조정하는 시스템은, 베드(11), 제어부(12), pH 센서(13), pH 조정조(14), 양액저장부(15a, 15b), 및 물 공급원(16)을 포함한다. pH 센서(13)는 베드(11)로 제공되는 양액의 pH를 감지하여 제어부(12)로 제공하고, 제어부(12)는 pH의 감지결과에 기초하여 pH 조정조(14)에 저장된 pH 조정수(14)를 양액에 주입한다.

하지만, 이러한 종래기술에서는 질산이나 황산 등이 포함된 별도의 pH 조정수를 주로 활용하여야 하므로 환경이나 경제적 측면에서 바람직하지 못하다.

본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, CO2를 이용한 양액 제공 시스템 및 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, CO2를 이용한 양액 제공 시스템에 있어서,

베드(111)에 양액을 제공하기 위한 양액 제공 라인; 상기 양액 제공 라인을 통해서 이동되는 양액의 pH를 감지하는 pH 감지센서; 및 상기 양액 제공 라인에 공급하는 CO2가 용해된 CO2 용해수를 생성하는 CO2 용해수 생성부(200);를 포함하며, 상기 pH 감지 센서의 감지 결과에 기초하여, 상기 CO2 용해수의 pH를 조절하는 제어부(112);를 포함하는 CO2를 이용한 양액 제공 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법에 있어서, 베드(111)에 양액을 제공하는 단계; 상기 베드(111)에 제공되는 상기 양액의 pH를 감지하는 pH 감지 단계; CO2가 용해된 CO2 용해수를 생성하는 CO2 용해수 생성단계; 상기 pH 감지 단계의 감지 결과에 기초하여, CO2 용해수의 pH를 조절하는 단계;를 포함하는 CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 배가스에 포함된 이산화탄소를 정제하여 양액의 pH 조절과 시비에 사용함으로써, 별도로 pH 조정조를 준비하지 않거나 보조용으로만 준비해도 된다.

도 1은 종래의 양액 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2 용해수 생성부(200)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회기(150)를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 위치될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한 본 명세서에서 구성요소간의 위치 관계를 설명하기 위해 사용되는 '상부(위)', '하부(아래)', '좌측’, '우측’, '전면', '후면' 등의 표현은 절대적 기준으로서의 방향이나 위치를 의미하지 않으며, 각 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 때 해당 도면을 기준으로 설명의 편의를 위해 사용되는 상대적 표현이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 제공 시스템(이하, '제1실시예'라고도 함)은 베드(111), 제어부(112), pH 센서(113), 양액원액 저장부, 양액 저장 탱크(118), 및 CO2 용해수 생성부(200)를 포함한다.

베드(111)는 야채나 과일의 재배를 위한 것으로 양액 저장 탱크(118)에 저장된 양액과, CO2 용해수 생성부(200)로부터 CO2 시비를 제공받을 수 있다.

제어부(112)는 pH 센서(113)의 감지 결과에 기초하여 양액 저장탱크(118)에 저장된 양액의 pH를 조절할 수 있다.

pH 센서(113)는 양액 저장 탱크(118)로부터 베드(111)로 제공되는 양액의 pH를 감지할 수 있으며, pH 센서(113)의 감지 결과는 제어부(112)로 제공된다. 예를 들면, pH 센서(113)는 양액 저장 탱크(118)와 베드(111) 사이의 배관에 동작적으로 결합되어, 양액의 pH를 감지할 수 있다.

양액원액 저장부는 적어도 하나 이상의 종류의 양액 원액을 저장할 수 있다.

예를 들면, 양액원액 저장부는 제1 종류의 양액원액을 저장하는 제1양액원액 저장부(115a)와 제2 종류의 양액원액을 저장하는 제2양액원액 저장부(115b)를 포함한다. 본원 명세서에서, pH가 조절되기 전의 양액을 '양액원액'이라고 지칭하고, 제1양액원액 저장부(115a)와 제2양액원액 저장부(115b)는 구별의 실익이 있는 경우를 제외하고는, '양액원액 저장부(150)'로 통칭하기로 한다.

분리부(140)는 발전기(예를 들면, LNG 발전기)로부터 배출되는 배가스에 포함된 CO2 가스를 분리할 수 있다.

CO2 용해수 생성부(200)는 pH를 조절하기 위한 CO2 용해수와 CO2 가스를 생성할 수 있다. 본 실시예에서, CO2 용해수 생성부(200)는 분리부(140)로부터 CO2 가스를 제공받아, CO2가 액체(예를 들면, 물)에 용해된 CO2 용해수를 생성한다.

CO2 용해수 생성부(200)는 CO2 용해수를 생성하기 위한 물이 부족할 경우 외부로부터 보충받을 수 있다. 제어부(112)는 CO2 용해수 생성부(200)에 보충되는 물의 양을 조절할 수 있다. CO2 용해수 생성부(200)에 대한 보다 상세한 설명은 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

양액원액 저장부(150)와 양액 저장 탱크(118)는 유체가 이동될 수 있는 배관에 의해 서로 연결되어 있고, 이 배관에는 온-오프 밸브나 유량 제어밸브들(V1, V2)이 동작적으로 결합되어 있다. 제어부(112)는 pH 센서(113)의 감지 결과에 기초하여 양액 저장 탱크(118)로 제공되는 양액원액의 양과, CO2 용해수의 양을 조절할 수 있다. 예를 들면, 제어부(112)는 밸브들(V1, V2)을 제어하여 양액 저장 탱크(118)로 이동되는 양액원액의 양을 조절한다.

또한, 양액원액 저장부(150)와 양액 저장 탱크(118) 사이의 배관에는 혼합기(117a, 117b)가 동작적으로 결합되어 있다. 혼합기(117a, 117b)는 양액원액과 CO2 용해수를 혼합하기 위한 것이며, 예를 들면 벤츄리 인젝터(130)와 같은 기기일 수 있다. 벤츄리 인젝터(130)에 대하여는 후술하기로 한다. 대안적인 방안으로서, CO2 용해수 생성부(200)에 의해 생성된 CO2 용해수가 양액 저장 탱크(118)로 직접 이동되도록 구성되는 것도 가능한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2 용해수 생성부(200)를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2 용해수 생성부(200)는 인젝터(130), 선회기(150), 용해조(160), 및 CO2 용해수 저장부(180)를 포함할 수 있다.

인젝터(130), 선회기(150), 용해조(160), 및 CO2 용해수 저장부(180)는 유체가 순차적으로 이동될 수 있도록 배관에 의해 서로 연결되어 있고, 용해조(160)와 CO2 용해수 저장부(180) 사이의 배관에는 유량제어밸브(V3)가 동작적으로 결합되어 있다. 유량제어밸브(V3)는 제어부(112)에 의해 개방 또는 패쇄가 조절된다.

CO2 용해수 저장부(180)에는 수위를 측정할 수 있는 수위측정센서(미도시)가 결합되어 있고, 제어부(112)는 수위측정센서(미도시)의 감지 결과에 기초하여 CO2 용해수 저장부(180)에 보충되는 물의 양을 조절할 수 있다.

CO2 용해수 저장부(180)에 저장된 CO2 용해수의 적어도 일부는 인젝터(130)로 다시 유입된다.

인젝터(130)는 벤츄리 인젝터(130)라고도 불리우며, 인젝터(130)는 입구가 2개이고, 출구가 1개이다. 인젝터(130)의 입구 2개 중에서 한개로는 액체 - 예를 들면, 저장부에 저장된 CO2 용해수 - 가 유입되고 나머지 한개로는 기체 - 예를 들면, 이산화탄소 - 가 유입된다. 인젝(130)의 출구로는 이산화탄소가 함유된 용해수가 배출되어 선회기(150)로 유입된다.

선회기(150)로 유입된 용해수는 복수회 선회된 후 용해조(160)로 배출된다.

선회기(150)에 대한 보다 상세한 구성은, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 상세히 설명하기로 한다.

용해조(160)에는 벤트(170)가 구비되어 있고, 용해되지 않은 이산화탄소는 벤트(170)를 통해서 베드(111)로 공급된다. 본 실시예에서, 벤트(170)와 베드(111)는, 벤트(170)로부터 방출된 이산화탄소가 베드(111)로 이동될 수 있도록 배관에 의해 연결되어 있고, 이산화탄소는 베드(111)에서 시비로 사용된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 제공 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 제공 시스템(이하, '제2실시예'라고도 함)은 베드(111), 제어부(112), pH 센서(113), pH 조정조, 양액원액 저장부, 양액 저장 탱크(118), 및 CO2 용해수 생성부(200)를 포함하고, CO2 용해수 생성부(200)는 인젝터(130), 선회기(150), 용해조(160), 및 CO2 용해수 저장부(180)를 포함한다.

도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한 제1실시예와 제2실시예를 비교하면, 제2실시예는 pH 조정조(114)를 더 포함하고 있다는 점에서 양자의 차이점이 있다. 이하에서는, 양자의 차이점을 위주로 제2실시예를 설명하기로 한다.

pH 조정조(114)는 양액 저장 탱크(118)에 저장된 양액의 pH를 조절할 수 있는 pH 조정수를 저장한다. pH 조정수는 예를 들면 질산이나 황산을 포함하는 수용액일 수 있다.

제어부(112)는 pH 센서(113)의 감지결과에 기초하여 양액 저장 탱크(118)에 저장된 양액의 pH를 조절할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 제어부(112)는 양액원액의 양, CO2 용해수의 양, 및 pH 조정수의 양을 제어하여 양액 저장 탱크(118)에 저장된 양액의 pH를 조절할 수 있다.

pH 조정조(114)와 양액 저장 탱크(118)는 배관에 의해 연결되어 있고, 이 배관에는 유량제어밸브(V5)와 혼합기(117c)가 결합되어 있다. 유량제어밸브(V5)는 양액 저장 탱크(118)로 이동되는 pH 조정수의 양을 조절할 수 있고, 혼합기(117c)는 용해조(160)에 저장된 CO2 용해수와 pH 조정수를 혼합할 수 있다. 혼합기(117c)에 의해 혼합된 CO2 용해수와 pH 조정수는 양액 저장 탱크(118)로 제공된다.

혼합기(117c)와 CO2 용해수 생성부(200)는 배관에 의해 연결되어 있고, 이 배관에는 유량제어밸브(V6)가 결합되어 있다. 유량제어밸브(V6)는 혼합기(117c)로 이동되는 CO2 용해수로 이동되는 양을 조절할 수 있다.

본 실시예에서, 제어부(112)는 다양한 방식으로 양액의 pH를 조절할 수 있다.

제1방식에 따르면, 제어부(112)는 양액 저장 탱크(118)로 제공되는 양액원액의 양을 일정하게 유지하고, CO2 용해수를 이용하여 양액의 pH를 조절한다. 만약, C02 용해수의 양이 부족하거나 또는 CO2의 농도가 부족할 경우, 제어부(112)는 pH 조정수를 이용하여 양액의 pH를 조절한다. 예를 들면, 제1방식에서, 제어부(112)는 유량제어밸브(V1, V2, V3)을 개방시키고, 유량제어밸브(V4)와 유량제어밸브(V5, V6)를 폐쇄시킨 상태로 제어하고, pH 센서(113)의 감지결과에 따라서 유량제어밸브(V5, V6)을 개방시킬지 여부를 판단한다. 만약, pH 센서(113)의 감지결과 양액의 pH가 기준보다 낮을 경우, 제어부(112)는 유량제어밸브(V5, V6)도 개방시킨다. 이처럼, 제1방식에서는 기본적으로 CO2 용해수를 이용해서 양액의 pH를 조절하지만, CO2 용해수의 부족하거나 CO2 용해수에 용해되어 있는 CO2의 농도가 부족할 경우, pH 조정수를 양액에 추가적으로 공급함으로써, 양액의 pH를 조절한다.

제2 방식에 따르면, 제어부(112)는, 양액 저장 탱크(118)로 양액원액이 일정하게 제공되도록 하고, pH 조정조(114)에 저장된 pH 조정수를 이용하여 양액의 pH를 조절한다. 만약, pH 조정조(114)에 저장된 pH 조정수가 부족하면, CO2 용해수를 이용하여 양액의 pH를 조절한다. 예를 들면, 제2방식에서, 제어부(112)는 유량제어밸브(V1, V2, V5)을 개방시키고, 유량제어밸브(V3, V4, V6)들을 폐쇄시킨 상태로 제어하고, pH 센서(113)의 감지결과에 따라서 유량제어밸브(V6) 및/또는 유량제어밸브(V3)를 개방시킬지 여부를 판단한다. 만약, pH 센서(113)의 감지결과 양액의 pH가 기준보다 낮을 경우, 제어부(112)는 유량제어밸브(V6) 및/또는 유량제어밸브(V3)도 개방시킨다. 이처럼, 제2방식에서는 기본적으로 pH 조정수를 이용해서 양액의 pH를 조절하지만, pH 조정수만으로 양액의 pH 농도를 조절하기 힘들 경우, CO2 용해수를 양액에 추가적으로 공급함으로써, 양액의 pH를 조절한다.

제3방식에 따르면, 제어부(112)는, 양액 저장 탱크(118)로 양액원액이 일정하게 제공되도록 하고, CO2 용해수와 pH 조정수를 동시에 이용하여 양액의 pH를 조절한다.

예를 들면, 제3방식에서, 제어부(112)는 유량제어밸브(V1, V2, V3, V5)을 개방시키고, 유량제어밸브(V4, V6)를 폐쇄시킨 상태로 제어하고, pH 센서(113)의 감지결과에 따라서 유량제어밸브(V3, V5, V6)를 개방 또는 폐쇄시킬지 여부를 판단한다. 이처럼, 제3방식에서는 기본적으로 CO2 용해수와 pH 조정수를 모두 이용해서 양액의 pH를 조절하지만, pH 농도가 기준 보다 높을 경우, CO2 용해수와 pH 조정수 중 어느 하나를 공급하지 않음으로써, 양액의 pH를 조절한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회기(150)를 설명하기 위한 도면들이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선회기(150)의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회기(150)의 사시 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회기(150)의 단면도이다. 한편, 도 7에는 본 발명의 이해의 편의를 위해서 스트로를 표시하지 않았다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선회기(150)는 CO2(이산화탄소)와 물의 혼합물을 인젝터(130)로부터 유입받아 선회(또는 , '회전'이라고도 함)시켜 용해조(160)로 배출한다.

본원 명세서에서는 용어 '혼합물'은 다음과 같은 상태들 중 어느 하나를 의미하는 것으로 사용하기로 한다.

i) 액체와 기포 형태의 CO2가 혼합된 상태

ii) 액체에 CO2가 녹은 상태

iii) 상기 i)과 ii)의 상태가 혼존하는 상태

여기서, 액체는 물일 수 있고, 기체는 CO2일 수 있다. 여기서, 물은 예시적인 것일 수 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 선회기(150)는 내부 공간을 가진 본체(151)와 유입부(156)를 포함할 수 있다. 유입부(156)와 본체(151)는, 본체(151)의 내부 공간으로 혼합물이 유입되도록 동작적으로 결합되어 있다. 후술하겠지만, 유입부(156)와 본체(151)는, 유입부(156)를 통해서 본체(151)의 내부 공간으로 유입되는 혼합물이 본체(151)의 내부 공간으로 유입되는 순간부터 선회가 되도록, 서로 동작적으로 결합되어 있다.

유입부(156)에는 혼합물이 이동할 수 있는 유입구(153)와 나사부(157)가 형성되어 있고, 유입구(153)는 본체(151)의 내부 공간과 연통되고, 나사부는 외부의 배관 - 혼합물이 공급되는 배관 - 과의 결합을 위한 것이다. 즉, 배관(인젝터(130)와 선회기(150) 사이의 배관)에 흐르는 혼합물은 유입구(153)를 통해서 본체(151)의 내부 공간으로 유입된다.

본체(151)는 선회기(150)의 외관을 형성하며, 예를 들면 금속성 재질이 나 플라스틱 사출물로 구성될 수 있다. 본체(151)는 유입부(156)로 유입된 혼합물을 회전시키고, 회전되면서 발생되는 기포의 적어도 일부를 외부로 배출할 수 있다. 한편, 본 실시예에서, 선회기(150)에서 배출되는 기포는, 저장부(180)와 인젝터(130) 사이의 배관으로 다시 주입되어 순환될 수 있다.

본체(151)의 내부 공간은 길이를 가진 원통형 공간으로 구성된다. 원통형 공간은 전면(F), 전면(F)과 대향하여 평행하게 위치된 후면(B), 및 전면(F)과 후면(B)을 연결하는 측면(S)에 의해 정의되고, '회전축'(X)은 원통형 공간의 중심에서 원통형 공간의 길이 방향을 따라서 연장된 가상의 선을 의미한다.

본체(151)의 내부 공간으로 유입된 혼합물은 원통형 공간의 최외각으로부터 시작하여 점진적으로 회전축(X)을 중심으로 선회하면서 회전축(X)에 가까워지도록 이동하며, 혼합물에 존재하는 적어도 일부의 기포는 혼합물로부터 분리되어 배출된다.

일 실시예에 따르면, 본체(151)는 회전유도안내부(159), 스트로(191)(straw), 관통구(192), 및 배출부(155)를 포함한다. 회전유도안내부(159)는 본체(151)의 내부 공간에 복수의 안내벽체로 마련되어, 외부로부터 유입된 혼합물 - 유입부(156)를 통해서 유입된 혼합물 - 이 회전축(X)을 중심으로 선회하면서 배출부(155)를 통해서 배출되도록 유도하고, 스트로(191)는 회전유도안내부(159)에 의해 선회되는 혼합물에 존재하는 기포의 적어도 일부를 외부로 배출하도록 본체(151)와 동작적으로 결합되어 있다.

회전유도안내부(159)는, 본체(151)의 내부로 유입된 혼합물이 외부로 배출되는 순간까지 회전축(X)을 중심으로 선회를 유지하면서 배출되도록 하는 복수의 안내벽체를 포함한다.

복수의 안내벽체는 제1안내벽체(159a)와 제2안내벽체(159b)를 포함하며, 이들 각각은 파이프 형상의 관상체로 구성된다.

제1안내벽체(159a)와 제2안내벽체(159b)는 본체(151)의 내부 공간의 표면과 회전축(X) 사이에 배치되어 있다. 제1안내벽체(159a)는 본체(151)의 원통형 공간의 전면에서 시작하여 후면 방향으로 제1 거리 - 후면에 도달하지 않을 정도의 거리 - 만큼 연장되어 있고, 제2안내벽체(159b)는 본체(151)의 원통형 공간의 후면에서 시작하여 전면 방향으로 제2거리 - 전면에 도달하지 않을 정도의 거리 - 만큼 연장되어 있다. 또한, 제1안내벽체(159a)는 회전축(X)과 제1 거리 만큼 이격되어 회전축)을 둘러싸면서 배치되어 있고, 제2안내벽체(159b)는 회전축(X)과 제2 거리 만큼 이격되어 회전축을 둘러싸면서 배치되어 있다. 여기서, 제1안내벽체(159a)의 외부 직경 - 제1안내벽체(159a)의 외부 표면으로부터 시작하여 제1안내벽체(159a)의 중심축을 경유하여 제1안내벽체(159a)의 외부 표면까지의 최단 거리 - 은 제2안내벽체(159b)의 내부 직경 - 제2안내벽체(159b)의 내부 표면으로부터 시작하여 제2안내벽체(159b)의 중심축을 경유하여 제2안내벽체(159b)의 내부 표면까지의 최단 거리 - 보다 작고, 제1 거리보다 제2 거리가 더 길다. 본 실시예에서, 제1안내벽체(159a)의 중심축과 제2안내벽체(159b)의 중심축은 본체(151) 내부 공간의 회전축(X)과 일치한다.

스트로(191)는, 개방된 양 단부를 가진 파이프 형상으로서, 양 단부 중에서 어느 하나의 단부를 통해서 기포가 이동될 수 있는 내부 유로를 가지며, 내부 유로를 통해서 이동되는 기포는 나머지 하나의 단부를 통해서 배출된다. 이렇게 배출된 기포는 인젝터(130)로 다시 주입될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 스트로(191)는 관통구(192)에 삽입되어 회전축(X) 상에 배치되거나 또는 회전축(X)과 소정 거리 만큼 평행하게 이격되어 배치된다. 스트로(191)의 일 단부는 제2안내벽체(159b)의 내부 공간 - 예를 들면, 회전축(X) 또는 회전축(X)에 근접한 곳 - 에 위치되고, 스트로(191)의 나머지 단부는 본체(151)의 외부에 위치된다. 이렇게 위치됨으로써, 회전축(X) 상에 존재하거나 회전축(X)에 근접한 곳에 위치되는 기포는 스트로(191)를 통해서 외부로 방출될 수 있다.

도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 본원 발명의 다양한 실시예들에서, 일부 구성요소들(예를 들면, 펌프나 밸브와 같은 수단들)은 본 발명의 본질을 흐리지 않기 위해서 일부 생략되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 자라면 실시예에 맞게 추가적으로 설치하여 사용할 수 있을 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법은, 양액 저장탱크(118)에 저장된 양액을 베드(111)로 제공하는 단계(S101), 베드(111)로 제공되는 양액의 pH를 감지하는 단계(S103), S103 단계의 감지결과에 기초하여 양액의 pH를 조절하는 단계(S105)를 포함한다. 본 방법은, CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법의 운행이 중지되어야 할 것으로 판단 된 경우 본 방법은 종료되고, CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법의 운행을 계속할 것으로 판단한 경우에는 S101 단계부터 S105 단계까지 반복된다.

S103 단계의 감지결과에 기초하여 양액의 pH를 조절하는 단계(S105)의 일 예를 들면, 양액 저장 탱크(118)로 제공되는 양액원액의 양을 일정하게 유지하고, CO2 용해수를 이용하여 양액의 pH를 조절하되, 만약, C02 용해수의 양이 부족하거나 또는 CO2의 농도가 부족할 경우, 제어부(112)는 pH 조정수를 이용하여 양액의 pH를 조절하는 단계이다.

S103 단계의 감지결과에 기초하여 양액의 pH를 조절하는 단계(S105)의 다른 예를 들면, 양액 저장 탱크(118)로 양액원액이 일정하게 제공되도록 하고, pH 조정조(114)에 저장된 pH 조정수를 이용하여 양액의 pH를 조절하되, 만약, pH 조정조에 저장된 pH 조정수가 부족하면, CO2 용해수를 이용하여 양액의 pH를 조절하는 단계이다.

S103 단계의 감지결과에 기초하여 양액의 pH를 조절하는 단계(S105)의 또 다른 예를 들면, 양액 저장 탱크(118)로 양액원액이 일정하게 제공되도록 하고, CO2 용해수와 pH 조정수를 동시에 이용하여 양액의 pH를 조절하는 단계이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법은, 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 CO2를 이용한 양액 pH 조정 시스템에 적용될 수 있다.

이와 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상술한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

P1, P2: 펌프 100: 양액 제공부
111: 베드(111) 112: 제어부(112)
115a: 제1양액원액 저장부 115b: 제2양액원액 저장부
117a, 117b: 혼합기 118: 양액 저장탱크
130: 인젝터(130) 140: 분리부(140)
150: 선회기(150) 151: 본체
153: 유입구 155: 배출부
156: 유입부 159: 회전유도안내부
159a: 제1안내벽체 159b: 제2안내벽체
160: 용해조(160) 170: 벤트
180: CO2 용해수 저장부(180) 191: 스트로
200: 녹조 제거부 201: 여과망
202: 필터 203: UV 살균부
205: 역세척 장치 207: 펌프
209: MB 발생기 300: 양액 임시 저장부

Claims (10)

1. CO2를 이용한 양액 제공 시스템에 있어서,
   베드(111)에 양액을 제공하기 위한 양액 제공 라인;
   상기 양액 제공 라인을 통해서 이동되는 양액의 pH를 감지하는 pH 감지센서; 및
   상기 양액 제공 라인에 공급하는 CO2가 용해된 CO2 용해수를 생성하는 CO2 용해수 생성부(200);를 포함하며,
   상기 pH 감지 센서의 감지 결과에 기초하여, 상기 CO2 용해수의 pH를 조절하는 제어부(112);를 포함하는 CO2를 이용한 양액 제공 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베드(111)에 CO2 시비를 분사하는 분사부;를 더 포함하며,
   상기 CO2 용해수 생성부(200)는, 또한,
   상기 CO2 시비를 생성하여 상기 분사부에게 제공하는 것인. CO2를 이용한 양액 제공 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 CO2 용해수 생성부(200)는,
   CO2 가스를 물과 혼합하는 인젝터(130);
   상기 인젝터(130)로부터 배출되는 CO2 용해수 - CO2가 적어도 일부는 물에 녹아 있는 상태 - 을 제공받아 저장하는 용해조(160); 및
   외부로부터 물과, 상기 용해조(160)로부터 CO2 용해수를 제공받아 혼합하여 저장하는는 저장부;를 포함하는 것인, CO2를 이용한 양액 제공 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 CO2 용해수 생성부(200)는,
   상기 인젝터(130)와 상기 용해조(160) 사이에 설치되는 선회기(150);를 더 포함하며,
   상기 선회기(150)는 상기 인젝터(130)로부터 배출되는 CO2 용해수를 유입받아서 선회시킨 후 상기 용해조(160)로 배출하는 것인, CO2를 이용한 양액 제공 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 베드(111)에 CO2 시비를 분사하는 분사부;를 더 포함하며,
   상기 용해조(160)는, 상기 CO2 용해수에 용해되지 않은 CO2 가스를 배출할 수 있는 벤트를 포함하며,
   상기 벤트를 통해서 배출되는 CO2 가스는 상기 분사부로 제공되는 것인, CO2를 이용한 양액 제공 시스템.
6. 제4항에 있어서,
   상기 선회기(150)는 상기 인젝터(130)로부터 배출되는 CO2 용해수를 유입받기 위한 유입부와, 상기 유입부로 유입받은 CO2 용해수를 선회시켜서 상기 용해조(160)로 배출하기 위한 배출부와, 상기 CO2 용해수에 용해되지 않은 CO2 기체의 적어도 일부를 외부로 배출하기 위한 스트로를 포함하며,
   상기 스트로를 통해서 배출되는 CO2 기체는 상기 인젝터(130)로 제공되는 것인, CO2를 이용한 양액 제공 시스템.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   CO2 용해수를 저장하는 조정조;
   상기 조정조에 저장된 CO2 용해수를 상기 양액 제공 라인으로 제공하기 위한 CO2 용해수 제공 라인; 및
   상기 CO2 용해수 제공 라인을 따라 제공되는 CO2 용해수의 흐름을 조절하도록 상기 CO2 용해수 제공 라인에 동작적으로 결합된 밸브; 를 더 포함하며,
   상기 제어부(112)는 상기 CO2 용해수 생성부(200)가 고장나거나 또는 상기 CO2 용해수 생성부(200)에 의해 생성된 CO2 용해수의 pH가 기준에 미달할 경우, 상기 조정조에 저장된 CO2 용해수를 상기 양액 제공 라인으로 제공하도록 상기 밸브를 개방시키는 것인, CO2를 이용한 양액 제공 시스템.
8. CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법에 있어서,
   베드(111)에 양액을 제공하는 단계;
   상기 베드(111)에 제공되는 상기 양액의 pH를 감지하는 pH 감지 단계;
   CO2가 용해된 CO2 용해수를 생성하는 CO2 용해수 생성단계;
   상기 pH 감지 단계의 감지 결과에 기초하여, CO2 용해수의 pH를 조절하는 단계;를 포함하는 CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 CO2 용해수에 용해되지 않은 CO2를 상기 베드(111)에 시비로서 제공하는 단계;를 더 포함하는 것인, CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 CO2 용해수 생성단계는,
    상기 CO2 용해수에 CO2 기체가 용해되고, 또는 CO2 미세기포도 생성되도록 하는 단계인 것인, CO2를 이용한 양액 pH 조정 방법.

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