KR20220084678A - 폐양액 살균 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치는, 폐양액이 공급되는 공급부; 상기 공급부와 연결되며, 상기 공급부로부터 유입된 상기 폐양액이 흐르는 파이프; 상기 파이프를 감싼 형태로 제공되는 베셀; 상기 베셀의 내부면에 구비되고, 상기 파이프를 향해 살균 광을 조사하는 적어도 하나의 살균 광원; 및 상기 파이프를 지나면서 상기 살균 광을 통해 살균된 상기 폐양액이 배출되는 배출부를 포함하고, 상기 베셀은 서로 분리 가능한 제1 베셀판 및 제2 베셀판을 포함하며, 상기 베셀의 내부면은 상기 살균 광을 반사한다.
Description
본 발명은 폐양액 재이용을 위한 살균 장치에 관한 것이다.
식물공장의 경우 기본적으로 모든 조건의 완전제어를 목적으로 하기 때문에 식물에게 공급되는 영양분을 조절할 수 있는 배양액을 사용하는 양액재배를 기반으로 한다. 현재 식물공장에서 사용되는 배양액의 경우 일정 시간이 흐르거나 작물을 재배한 후 수확단계에서 폐기하는 재배방식과 정기적으로 배양액을 보정해서 재사용하는 순환식 재배방식을 목표로 사용된다. 하지만 사용된 양액 속에 미생물 병원균이 존재하게 되면 토경재배에 비하여 병원균의 확산이 빨라 양액탱크를 경유해서 재배용 베드 전체에 만연되기 쉽기 때문에 폐양액 속에 함유되는 세균과 곰팡이를 제거하는 것이 중요하다.
본 발명의 목적은, 폐양액을 효율적으로 살균하여 재이용하고, 살균 광원의 유지 보수가 용이한 양액 살균 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치는, 폐양액이 공급되는 공급부; 상기 공급부와 연결되며, 상기 공급부로부터 유입된 상기 폐양액이 흐르는 파이프; 상기 파이프를 감싼 형태로 제공되는 베셀; 상기 베셀의 내부면에 구비되고, 상기 파이프를 향해 살균 광을 조사하는 적어도 하나의 살균 광원; 및 상기 파이프를 지나면서 상기 살균 광을 통해 살균된 상기 폐양액이 배출되는 배출부를 포함하고, 상기 베셀은 서로 분리 가능한 제1 베셀판 및 제2 베셀판을 포함하며, 상기 베셀의 내부면은 상기 살균 광을 반사한다.
일 실시예에 있어서, 상기 파이프는 석영 유리관인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 석영 유리관의 내경은 40~60mm로 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 베셀은 열 전달 및 광 반사가 용이한 스테인레스 재질이다.
일 실시예에 있어서, 상기 베셀은 다각형 형태로 형성되고, 상기 적어도 하나의 살균 광원은 상기 베셀 내부의 다각형에 대응하는 다수의 면에 병렬로 배치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 다각형 형태는 6각형 이고, 상기 살균 광원은 상기 6각형의 형상에 따른 6개의 면에 대해 병렬로 배치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 살균 광원은, 253.7nm±10nm 파장의 UV-C 램프인 것을 특징으로한다.
일 실시예에 있어서, 상기 공급부의 일측에 배치되고, 상기 공급부에서 상기 파이프로 이동하는 상기 폐양액의 유량을 조절하는 공급 조절 밸브; 상기 배출부의 일측에 배치되고, 상기 파이프를 지나면서 상기 살균 광을 통해 살균된 상기 폐양액이 배출되는 유량을 조절하는 배출 조절 밸브를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 살균 광원의 조사 시간, 광량, 파장을 제어하는 제어부를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 폐양액의 유량 및 유속을 조절한다.
일 실시예에 있어서, 상기 베셀 및 상기 제어부가 배치되는 프레임을 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 베셀판은 상기 프레임에 고정되고, 상기 제2 베셀판은 상기 제1 베셀판과 힌지결합되어 회동한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 양액 살균 장치는, 폐양액이 공급되는 공급부; 상기 공급부와 연결되며, 상기 공급부로부터 유입된 상기 폐양액이 흐르는 파이프; 상기 파이프를 감싼 형태로 제공되고, 제1 베셀판과 제2 베셀판으로 분리 가능한 베셀; 상기 베셀의 내부면에 구비되고, 상기 파이프를 향해 살균 광을 조사하는 적어도 하나의 살균 광원; 및 상기 파이프를 지나면서 상기 살균 광을 통해 살균된 상기 폐양액이 배출되는 배출부를 포함하고, 상기 베셀은 다각형 형태로 형성되고, 내부 면이 스테인리스 재질로 이루어져 상기 살균 광의 반사가 용이하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 양액 살균 장치는, 폐양액이 공급되는 공급부; 상기 공급부와 연결되며, 상기 공급부로부터 유입된 상기 폐양액이 흐르는 파이프; 상기 파이프를 감싼 형태로 제공되고, 제1 베셀판과 제2 베셀판으로 분리 가능한 베셀; 상기 베셀의 내부면에 구비되고, 상기 파이프를 향해 살균 광을 조사하는 적어도 하나의 살균 광원; 상기 파이프를 지나면서 상기 살균 광을 통해 살균된 상기 폐양액이 배출되는 배출부; 및 상기 공급부 및 배출부에 제공되는 상기 폐양액의 유량을 조절하고, 상기 살균 광원의 조사 시간, 광량 및 파장을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 베셀은 다각형 형태로 형성되고, 내부 면이 스테인리스 재질로 이루어져 상기 살균 광의 반사가 용이하다.
본 발명의 실시 예에 따른 양액 살균 장치는 살균 광의 소실을 최소화하고, 분리 가능한 베셀을 통해 베셀 내부의 문제 발생시 신속한 상황대처가 가능하다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 사시도를 보여주는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 분리된 형태를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 결합된 형태를 보여주는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 분리된 형태를 보여주는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 분리된 형태를 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀을 좀 더 자세히 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 양액 살균 장치를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 살균 광원의 자외선 출력 강도 및 자외선 조사 시간에 따른 세균 살균 정도를 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 살균 광원의 자외선 출력 강도 및 자외선 조사 시간에 따른 곰팡이 살균 정도를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 시스템을 스마트 팜에 적용한 예를 나타낸 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 분리된 형태를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 결합된 형태를 보여주는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 분리된 형태를 보여주는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 분리된 형태를 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀을 좀 더 자세히 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 양액 살균 장치를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 살균 광원의 자외선 출력 강도 및 자외선 조사 시간에 따른 세균 살균 정도를 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 살균 광원의 자외선 출력 강도 및 자외선 조사 시간에 따른 곰팡이 살균 정도를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 시스템을 스마트 팜에 적용한 예를 나타낸 도면이다.
본 발명은 식물공장 생산시스템에 있어서, 양액 재배시 폐양액의 배출로 인한 환경문제를 줄이기 위하여 배양액을 순환 사용하여야 하고, 안정적인 순환 배양액을 사용하기 위하여 세균이나 곰팡이등으로 순환 배양액이 오염되는 것을 막기 위한 고효율 살균 장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는, UV-C LED 광원을 이용한 양액 자외선 살균 장치로서, UV-C 살균은 양액의 화학성분에는 영향이 적고 양액 살균에서 매우 유용하였으며, 배드에서 사용되는 양액의 양과 순환속도를 고려하여 자외선 살균기를 순환배양액 소독에 적용하면 유용한 효과를 기대할 수 있다.
또한, 광원의 반사가 용이한 재질로 이루어지고, 분리가 용이한 베셀을 통해 순환배양액의 살균이 효율적으로 이루어질 수 있으며, 시설의 유지 보수가 손쉽게 이루어질 수 있다.
즉, 광원의 고장, 파이프의 오염 및 훼손 등 특이사항 발생 시, 베셀의 신속한 결합 및 해체를 통해 폐양액 살균 장치의 유지 보수가 용이하게 이루어질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시(present disclosure)를 설명한다. 본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
본 개시 가운데 "제 1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들이 본 개시의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 사시도를 보여주는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 분리된 형태를 보여주는 사시도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치(100)는 공급부(110), 파이프(130), 베셀(150), 살균 광원(170), 배출부(190)을 포함한다.
공급부(110)는 재배용 베드로 공급된 양액 중에서 작물이 흡수하고 남은 폐양액을 본 발명의 양액 살균 장치(100)의 내부로 공급시킬 수 있다. 여기서, 폐양액은 재배용 베드로부터 수경재배에 사용된 후 배출되는 양액 중 작물에 흡수되지 않고 재배용 베드에서 배출된, 즉, 적어도 한번 이상 사용된 양액을 의미하는 것으로, 폐양액은 수경재배 과정 중 다양한 형태 및 크기의 부유물질, 농약 및 미생물 등을 포함할 수 있다.
파이프(130)는 공급부(110)와 연결되어, 공급부(110)로부터 재배용 베드로부터 배출된 폐양액이 유입될 수 있다. 파이프(130)는 소정 길이를 갖는 막대 형상으로 형성될 수 있으며, 내부 공간을 통해 폐양액이 흐를 수 있다.
베셀(150)은 파이프(130)를 감싼 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 베셀(150)은 내부 공간이 제공되고, 파이프(130)와 동일한 길이인 다각형의 통 형상으로 될 수 있다. 이 경우, 베셀(150)은 파이프(130)를 내부 공간의 중앙에 위치시킬 수 있으며, 파이프(130)를 둘러싼 형태로 제공될 수 있다.
또한, 베셀(150)은 분리가 가능하며, 광 반사에 용이한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 베셀(150)은 스테인레스 재질로 이루어져, 광 반사 및 열 전달에 용이할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정된 것이 아님이 이해될 것이다.
살균 광원(170)은 베셀(150)의 내부 면에 구비될 수 있다. 예를 들어, 살균 광원(170)은 베셀(150)의 내부면에 탈부착이 가능한 형태로 제공될 수 있다. 또한, 살균 광원(170)은 파이프(130)를 향해 살균 광을 조사할 수 있다. 이에 따라, 파이프(130)를 통해 이동하는 폐양액에 대해 살균 광을 통한 살균이 이루어질 수 있다.
배출부(190)는 파이프(130)를 통해 이동하면서 살균 광원(170)의 살균 광을 통해 살균된 폐양액을 배출할 수 있다. 이 때, 배출부(190)로부터 배출된 폐양액은 다시 재배용 베드로 공급되어 살균된 폐양액이 재이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 양액 살균 장치(100)는 광 반사가 용이하고, 열 전달률이 높은 재질의 베셀(150)을 이용하여 폐양액의 효율적인 살균과 열 냉각이 가능하고, 분리가 가능한 베셀(150)을 통해 베셀(150) 내부에 배치되는 살균 광원(170)의 유지 보수가 용이하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 결합된 형태를 보여주는 정면도이다.
도 2를 참조하면, 공급부(110), 파이프(130), 베셀(150) 및 살균 광원(170)의 정면에서 바라본 도면을 확인할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치(100)의 파이프(130)는 베셀(150)의 중심부에 위치할 수 있으며, 원형의 파이프 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 파이프(130)는 석영 유리관으로 구성될 수 있다. 이는, 살균 광 조사 시, 살균 광이 석영 유리관을 잘 관통할 수 있으며, 이러한 석영 유리관의 경우 고온에 잘 견디는 등 내구성이 크기 때문에 안정적으로 오랜 기간 동안 사용이 가능하다. 따라서, 베셀(150)의 내부면에 제공된 살균 광원(170)의 살균 광을 효율적으로 전달받을 수 있으며, 유지 보수 또한 용이할 수 있다.
또한, 파이프(130)는 0.8m~ 1.5m의 길이로 이루어질 수 있으며, 내경은 40mm~60mm로 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 본 발명이 이에 한정된 것이 아님이 이해될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치(100)의 베셀(150)은 다각형의 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 베셀(150)의 내부면에 구비되는 살균 광원(170)은 복수개로 이루어질 수 있으며, 베셀(150)의 다각형의 형상에 대응하는 다수의 면에 병렬로 배치될 수 있다. 예를 들어, 베셀(150)은 6각형의 형태로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 베셀(150)의 내부면에 구비되는 살균 광원(170)은 베셀(150)의 6각형의 형상에 대응하는 6개의 면에 병렬로 배치될 수 있다. 이 경우, 살균 광원(170)에서 조사되는 살균 광의 반사 각도가 다양한 각도로 반사될 수 있다.
또한, 베셀(150)은 광의 반사가 용이한 스테인레스 재질로 이루어져, 살균 광원(170)에서 조사되는 살균 광이 지속적으로 반사될 수 있다. 예를 들어, 베셀(150)이 육각형으로 이루어질 경우, 6개의 면에 살균 광원(170)이 배치될 수 있다. 6개의 면에 배치된 살균 광원(170) 중 어느 하나에서 조사되는 살균 광은 석영 유리관으로 이루어진 파이프(130)를 통과하여 스테인레스 재질의 베셀(150)의 내부면에 도달할 수 있다. 이 때, 베셀(150)의 내부면에 도달한 살균 광은 광 반사가 용이한 베셀(150)의 재질에 의해 반사되어 다시한번 석영 유리관으로 이루어진 파이프(130)로 조사될 수 있다. 즉, 살균 광의 세기가 반사 가능할 때까지 지속적으로 반사되어 살균 광이 파이프(130)를 향해 지속적으로 조사될 수 있다.
또한, 내부와 외부가 모두 스테인레스 재질로 이루어진 베셀(150)은 열 전달이 용이하여, 살균 광원(170)에 의해 내부에서 발생하는 열을 용이하게 냉각시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치(100)의 살균 광원(170)은 UVC LED 광원으로서, 예를 들어 253.7nm±10nm 파장의 UV-C 램프일 수 있으며, 바람직하게는 253.7nm 파장을 갖는 UV-C 램프일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 분리된 형태를 보여주는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀이 분리된 형태를 보여주는 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치(100)의 베셀(150)은 제1 베셀판(151)과 제2 베셀판(153)으로 분리가 가능하다.
제1 베셀판(151)은 베셀 정면부(151_a), 베셀 후면부(151_b), 제1 날개부(151_1) 및 제2 날개부(151_3)를 포함하고, 제2 베셀판(153)은 제3 날개부(153_1) 및 제4 날개부(153_3)를 포함한다.
베셀 정면부(151_a)는 공급부(110)와 파이프(130)를 연결하는 위치에 제공되며, 제1 베셀판(151)의 일단부에 제공될 수 있다. 이에 따라, 베셀 정면부(151_a)는 베셀(150)의 내부 공간이 밀폐될 수 있도록 제공되어, 살균 광원(170)에서 조사하는 살균 광이 베셀(150)의 외부로 빠져 나가지 못하도록 베셀(150)의 정면부분를 밀폐할 수 있으며, 공급부(110)와 파이프(130)가 용이하게 고정될 수 있도록 공급부(110) 또는 파이프(130)의 내경의 크기와 동일한 홈이 형성될 수 있다. 예를 들어, 베셀 정면부(151_a)의 홈은 공급부(110) 또는 파이프(130)의 내경이 50mm로 제공될 경우, 이에 대응될 수 있도록 50mm의 지름의 크기로 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되지 않음이 이해될 것이다.
베셀 후면부(151_b)는 배출부(190)와 파이프(130)를 연결하는 위치에 재공되며, 제1 베셀판(151)의 타단부에 제공될 수 있다. 이에 따라, 베셀 후면부(151_b)는 베셀 정면부(151_a)와 함께 베셀(150)의 내부 공간이 밀폐될 수 있도록 제공되어, 살균 광원(170)에서 조사하는 살균 광이 베셀(150)의 외부로 빠져 나가지 못하도록 베셀(150)의 후면부분을 밀폐할 수 있으며, 배출부(190)와 파이프(130)가 용이하게 고정될 수 있도록 배출부(190) 또는 파이프(130)의 내경의 크기와 동일한 홈이 형성될 수 있다. 예를 들어, 베셀 후면부(151_b)의 홈은 배출부(190) 또는 파이프(130)의 내경이 50mm로 제동될 경우, 이에 대응될 수 있도록 50mm의 지름의 크기로 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되지 않음이 이해될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베셀(150)은 베셀 정면부(151_a)와 베셀 후면부(151_b)의 모양이 다각형의 형상으로 제공됨에 따라, 베셀 정면부(151_a)와 베셀 후면부(151_b)를 연결하여 막대 형상을 갖는 베셀(150)이 다각형의 막대형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 베셀(150)은 베셀 정면부(151_a)와 베셀 후면부(151_b)가 육각형의 형상으로 제공됨에 따라, 육각형의 막대형상으로 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본 발명의 베셀 정면부(151_a)와 베셀 후면부(151_b)의 형상은 다양한 형태의 다각형으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치(100)의 베셀(150)이 육각형의 막대 형상으로 제공됨에 따라, 베셀(150)의 내부면에 구비되는 살균 광원(170)은 베셀(150)의 6각형의 막대 형상에 대응하는 측면 부분의 6개의 내부면에 병렬로 배치될 수 있다. 즉, 살균 광원(170)은 베셀(150)의 베셀 정면부(151_a)와 베셀 후면부(151_b)를 연결하는 측면 부분의 내부면에 탈부착 되도록 제공될 수 있다. 이 경우, 살균 광원(170)에서 조사되는 살균 광의 반사 각도가 다양한 각도로 반사되어 폐양액을 살균할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 발명의 베셀(150)은 베셀 정면부(151_a)와 베셀 후면부(151_b)를 연결하는 소정 길이를 갖는 측면 부분에 날개부(151_1, 151_3, 153_1, 153_3)가 제공될 수 있다.
날개부(151_1, 151_3, 153_1, 153_3)는 제1 베셀판(151)과 제2 베셀판(153)이 결합될 경우, 제1 베셀판(151)에 제공된 날개부(151_1, 151_3)와 제2 베셀판(153)에 제공된 날개부(153_1, 153_3)가 서로 접촉하여 제1 베셀판(151)과 제2 베셀판(153)을 결합하여 고정시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 베셀판(151)의 날개부(151_1,151_3)와 제2 베셀판(153)의 날개부(153_1, 153_3)가 서로 접촉하여 제1 베셀판(151)과 제2 베셀판(153)이 결합될 경우, 제1 베셀판(151)의 날개부(151_1, 151_3)와 제2 베셀판(153)의 날개부(153_1, 153_3)가 서로 접촉하는 면 중 동일한 위치에 홈이 형성될 수 있다. 여기서, 날개부(151_1, 151_3, 153_1, 153_3)는 해당 홈에 볼트와 너트의 결합으로 제1 베셀판(151)과 제2 베셀판(153)이 탈부착 가능하도록 이루어질 수 있다.
보다 상세하게, 제1 베셀판(151)의 날개부(151_1, 151_3)는 제1 날개부(151_1)와 제2 날개부(151_3)을 포함할 수 있으며, 제2 베셀판(153)의 날개부(153_1, 153_3)는 제3 날개부(153_1)와 제4 날개부(153_3)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 베셀판(151)의 제1 날개부(151_1)가 제2 베셀판(153)의 제4 날개부(153_3)와 접촉하고, 제1 베셀판(151)의 제2 날개부(151_3)가 제2 베셀판(153)의 제3 날개부(153_1)가 접촉할 경우, 제1 날개부(151_1)와 제4 날개부(153_3)가 서로 접촉하는 면, 제2 날개부(151_3)와 제3 날개부(153_1)가 서로 접촉하는 면에 적어도 하나의 홈이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 날개부(151_1)와 제4 날개부(153_3)가 접촉하는 면에 형성된 적어도 하나의 홈에 볼트와 너트가 결합되고, 제2 날개부(151_3)와 제3 날개부(153_1)가 접촉하는 면에 형성된 적어도 하나의 홈에 볼트와 너트의 결합되어 제1 베셀판(153)과 제2 베셀판(153)이 탈부착 가능하도록 이루어질 수 있다.
이에 따라, 베셀(150)을 손쉽게 분리하여 베셀(150)의 내부의 오염 및 베셀(150)의 내부에 위치한 파이프(130), 살균 광원(170) 의 유지 보수가 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양액 살균 장치의 베셀을 자세히 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 베셀판(151)과 제2 베셀판(153)은 힌지결합되고, 힌지를 축으로 제2 베셀판(153)이 제1 베셀판(151)을 향해 회동할 수 있다.
보다 상세하게, 본 발명의 다른 실시예에 따른 양액 살균 장치(100)의 베셀(150)은 힌지(155)를 더 포함할 수 있다.
힌지(155)는 제1 베셀판(151)의 제1 날개부(151_1) 및 제2 날개부(151_3) 중 어느 하나와 제2 베셀판(153)의 제3 날개부(153_1) 및 제4 날개부(153_3)의 어느 하나를 연결하도록 제공될 수 있다.
예를 들어, 힌지(155)는 제1 베셀판(151)의 제2 날개부(151_3)와 제2 베셀판(153)의 제3 날개부(153_1)를 연결하도록 제공될 수 있으며, 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다.
즉, 제2 베셀판(153)은 고정된 제1 베셀판(151)의 제2 날개부(151_3)와 제2 베셀판(153)의 제3 날개부(153_1)를 연결하는 힌지(155)를 축으로 회동할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 양액 살균 장치를 보여주는 도면이다. 도 6의 양액 살균 장치(200)는 도 1의 양액 살균 장치(100)와 유사하다. 따라서, 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용하여 표기되었으며, 중복되는 설명은 간략한 설명을 위하여 생략될 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 양액 살균 장치(200)는 양액 조절 밸브(10), 프레임(20) 및 제어부(195)을 더 포함한다.
양액 조절 밸브(11, 17)는 공급부에 제공된 공급 조절 밸브(11)와 배출부(190)에 제공된 배출 조절 밸브(17)를 포함한다.
공급 조절 밸브(11)는 공급부(110)의 일측에 배치되고, 재배용 배드로부터 배출되는 폐양액이 공급부(110)로부터 파이프(130)로 이동하는 폐양액의 유량과 유속을 조절할 수 있다.
배출 조절 밸브(17)는 배출부(190)의 일측에 배치되고, 파이프(130)를 지나면서 살균 광원(170)의 살균 광을 통해 살균된 폐양액이 배출되는 폐양액의 유량과 유속을 조절할 수 있다.
프레임(20)은 베셀(150) 및 제어부(195)가 배치되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 프레임(20)은 베셀(150)이 지면으로부터 소정 높이에 위치할 수 있도록 제공되며, 프레임(20)의 상부에 베셀(150)이 배치되고, 프레임(20)의 측면에 제어부(195)가 결합되어 제공될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 양액 살균 장치(100)는 작업자가 용이하게 작업할 수 있는 위치에 제공될 수 있다.
제어부(195)는 살균 광원(170)의 광 조사 시간, 광량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(195)는 살균 광원(170)의 광 출력을 0~100%까지 조절할 수 있다. 또한, 제어부(195)는 살균 광원(170)의 광 조사 지속 시간 설정, 광 조사 시간 예약 설정, 시간 별 광 출력 세기 등을 조절할 수 있다.
또한, 제어부(195)는 재배용 배드로부터 배출되는 폐양액이 공급부(110)로부터 파이프(130)로 이동하는 폐양액의 유량과 유속을 조절 및 파이프(130)를 지나면서 살균 광원(170)의 살균 광을 통해 살균된 폐양액이 배출되는 폐양액의 유량과 유속을 조절할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 제어부(195)의 설정값에 따른 살균 광원(170)의 총 광량[mW]은 표 1과 같이 조절될 수 있다.
| 설정값 | 총광량[mW] |
| 0% | - |
| 5% | 22.2 |
| 10% | 43.3 |
| 15% | 69.7 |
| 20% | 102.1 |
| 25% | 134.2 |
| 30% | 176.1 |
| 35% | 222.5 |
| 40% | 272.6 |
| 45% | 326.1 |
| 50% | 382.2 |
| 55% | 440.2 |
| 60% | 495.8 |
| 65% | 553.4 |
| 70% | 615.1 |
| 75% | 675.4 |
| 80% | 725.7 |
| 85% | 778.7 |
| 90% | 839.8 |
| 95% | 887.5 |
| 100% | 949.7 |
표 1을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부(195)의 광 출력 설정 값에 따른 살균 광원(170)의 총 광량[mW]을 확인할 수 있다. 다만, 이는 제어부(195)의 설정값에 따른 살균 광원(170)의 총 광량[mW]의 변화를 보여주는 예시적인 것이며, 본 발명의 살균 광원(170)의 총 광량[mW]은 이에 한정된 것이 아님이 이해될 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 살균 광원의 자외선 출력 강도 및 자외선 조사 시간에 따른 세균 살균 정도를 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치의 살균 광원의 자외선 출력 강도 및 자외선 조사 시간에 따른 곰팡이 살균 정도를 보여주는 그래프이다.
도 7, 도 8 및 표 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양액 살균 장치(100)를 사용할 경우 살균 광의 출력 세기와 조사 시간에 따라 세균 및 곰팡이의 살균 결과를 확인할 수 있다.
시험에 사용된 양액 살균 장치는 7와트 253.7±10nm 파장의 UVC램프 6각형 스테인리스 베셀 내부에 병렬로 500W용량을 설치하고 출력을 0~100%까지 조절할 수 있고. 자외선조사시간은 분단위로 조절할 수 있으며, 양액이 UVC램프가 설치된 베스 내부를 내경 50mm 유리관을 통하여 12L/분의 유량이 흐르도록 설정된 상태이다. 시험에서 수개월간 식물재배에 사용되던 세균수 17.7×103CFU/mL, 곰팡이 46.3CFU/mL의 10L의 양액을 순환시키며 자외선조사에 따른 양액의 화학조성의 변화를 보기 위하여 출력을 50%, 100% 2수준, 조사시간을 3,6,12분의 3수준으로 살균 전후의 화학성분변화를 조사하였으며, 출력을 50%, 100% 2수준, 조사시간을 1분, 2분, 4분 3수준으로 하여 살균전후의 세균수와 곰팡이수의 변화를 조사하였다.
시험결과 살균 전, 후 화학성분변화는 출력이나 조사시간변화에 관계없이 거의 변화 없이 일정하였으며, 세균수의 변화는 50%출력에서, 조사 시간이 증가함에 따라 유의미한 수치로 감소하였으며, 100%출력에서 또한, 조사 시간이 증가함에 따라 유의미한 수치로 감소하였다. 곰팡이의 변화 또한, 50%출력에서 조사 시간이 증가함에 따라 유의미한 수치로 감소하였으며, 100%출력에서 또한, 조사 시간이 증가함에 따라 유의미한 수치로 감소하는 것으로 나타났다. 이 시험결과에서 보는 바와 같이 UVC살균은 양액의 화학성분에는 영향이 없고 양액살균에서 매우 유용하였으며 배드에서 사용되는 양액의 양과 순환속도를 고려하여 자외선 살균기를 순환배양액 소독에 적용하면 유용할 것으로 판단될 수 있다.
도 9는 본 출원의 일 실시 예에 따른 양액 살균 시스템을 스마트 팜에 적용한 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 양액 살균 시스템은 스마트팜(1000)에도 적용이 가능하다. 스마트팜(1000)은 양액 살균 시스템, 서버(300), 및 사용자 단말(400)을 포함할 수 있다. 양액 살균 시스템은 공급부(110), 파이프(130), 베셀(150), 살균 광원(170), 배출부(190) 및 제어부(195)를 포함하고, 공급부(110), 파이프(130), 베셀(150), 살균 광원(170), 배출부(190) 및 제어부(195)는 도 6에 개시된 공급부(110), 파이프(130), 베셀(150), 살균 광원(170), 배출부(190) 및 제어부(195)와 동일하므로 자세한 설명은 생략될 것이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 양액 살균 시스템은 온실, 식물 공장 혹은 비닐하우스와 같은 작물 재배 시설 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 양액 살균 시스템의 제어부(195)는 서버(300)를 통해 사용자 단말(400)과 통신할 수 있다.
예를 들면, 사용자 단말(400)은 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(Smart Pad), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스, PCS(Personal CommunicationSystem), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(PersonalHandyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000,CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(WirelessBroadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치, 데스크탑 컴퓨터, 및 스마트 TV와 같은 고정용 단말기일 수도 있다.
서버(300)는 사용자 단말(400)과 양액 살균 시스템의 제어부(195)를 연결하여 서로 통신이 가능하도록 한다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100, 200 : 양액 살균 장치
110 : 공급부
130 : 파이프
150 : 베셀
170 : 살균 광원
190 : 배출부
195 : 제어부
110 : 공급부
130 : 파이프
150 : 베셀
170 : 살균 광원
190 : 배출부
195 : 제어부
Claims (14)
- 폐양액이 공급되는 공급부;
상기 공급부와 연결되며, 상기 공급부로부터 유입된 상기 폐양액이 흐르는 파이프;
상기 파이프를 감싼 형태로 제공되는 베셀;
상기 베셀의 내부면에 구비되고, 상기 파이프를 향해 살균 광을 조사하는 적어도 하나의 살균 광원; 및
상기 파이프를 지나면서 상기 살균 광을 통해 살균된 상기 폐양액이 배출되는 배출부를 포함하고,
상기 베셀은 서로 분리 가능한 제1 베셀판 및 제2 베셀판을 포함하며, 상기 베셀의 내부면은 상기 살균 광을 반사하는, 양액 살균 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 파이프는 석영 유리관인 것을 특징으로 하는, 양액 살균 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 석영 유리관의 내경은 40~60mm로 형성되는, 양액 살균 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 베셀은 열 전달 및 광 반사가 용이한 스테인레스 재질인, 양액 살균 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 베셀은 다각형 형태로 형성되고,
상기 적어도 하나의 살균 광원은 상기 베셀 내부의 다각형에 대응하는 다수의 면에 병렬로 배치되는, 양액 살균 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 다각형 형태는 6각형 이고,
상기 살균 광원은 상기 6각형의 형상에 따른 6개의 면에 대해 병렬로 배치되는, 양액 살균 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 살균 광원은,
253.7nm±10nm 파장의 UV-C 램프인 것을 특징으로하는, 양액 살균 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 공급부의 일측에 배치되고, 상기 공급부에서 상기 파이프로 이동하는 상기 폐양액의 유량을 조절하는 공급 조절 밸브;
상기 배출부의 일측에 배치되고, 상기 파이프를 지나면서 상기 살균 광을 통해 살균된 상기 폐양액이 배출되는 유량을 조절하는 배출 조절 밸브를 더 포함하는, 양액 살균 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 살균 광원의 조사 시간, 광량, 파장을 제어하는 제어부를 더 포함하는, 양액 살균 장치. - 제9 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 폐양액의 유량 및 유속을 조절하는, 양액 살균 장치. - 제9 항에 있어서,
상기 베셀 및 상기 제어부가 배치되는 프레임을 더 포함하는, 양액 살균 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 베셀판은 상기 프레임에 고정되고,
상기 제2 베셀판은 상기 제1 베셀판과 힌지결합되어 회동하는, 양액 살균 장치. - 폐양액이 공급되는 공급부;
상기 공급부와 연결되며, 상기 공급부로부터 유입된 상기 폐양액이 흐르는 파이프;
상기 파이프를 감싼 형태로 제공되고, 제1 베셀판과 제2 베셀판으로 분리 가능한 베셀;
상기 베셀의 내부면에 구비되고, 상기 파이프를 향해 살균 광을 조사하는 적어도 하나의 살균 광원;
상기 파이프를 지나면서 상기 살균 광을 통해 살균된 상기 폐양액이 배출되는 배출부; 및
상기 공급부 및 배출부에 제공되는 상기 폐양액의 유량을 조절하고, 상기 살균 광원의 조사 시간, 광량 및 파장을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 베셀은 다각형 형태로 형성되고, 내부 면이 스테인리스 재질로 이루어져 상기 살균 광의 반사가 용이한 양액 살균 장치. - 폐양액이 공급되는 공급부;
상기 공급부와 연결되며, 상기 공급부로부터 유입된 상기 폐양액이 흐르는 파이프;
상기 파이프를 감싼 형태로 제공되고, 제1 베셀판과 제2 베셀판으로 분리 가능한 베셀;
상기 베셀의 내부면에 구비되고, 상기 파이프를 향해 살균 광을 조사하는 적어도 하나의 살균 광원;
상기 파이프를 지나면서 상기 살균 광을 통해 살균된 상기 폐양액이 배출되는 배출부;
상기 공급부 및 배출부에 제공되는 상기 폐양액의 유량을 조절하고, 상기 살균 광원의 조사 시간, 광량 및 파장을 제어하는 제어부;
상기 제어부와 서로 통신이 가능한 서버; 및
상기 서버를 통해 상기 제어부와 통신이 가능한 사용자 단말기를 포함하고,
상기 베셀은 다각형 형태로 형성되고, 내부 면이 스테인리스 재질로 이루어져 상기 살균 광의 반사가 용이한 양액 살균 시스템.
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- 2020-12-14 KR KR1020200174389A patent/KR102612098B1/ko active IP Right Grant
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| KR102612098B1 (ko) | 2023-12-12 |
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