KR20230130190A - 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템 - Google Patents
플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230130190A KR20230130190A KR1020220026646A KR20220026646A KR20230130190A KR 20230130190 A KR20230130190 A KR 20230130190A KR 1020220026646 A KR1020220026646 A KR 1020220026646A KR 20220026646 A KR20220026646 A KR 20220026646A KR 20230130190 A KR20230130190 A KR 20230130190A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nutrient solution
- drainage
- sterilization
- tank
- plasma
- Prior art date
Links
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 title claims abstract description 82
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims abstract description 62
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 47
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 7
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 7
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 4
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G31/02—Special apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
- C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G2031/006—Soilless cultivation, e.g. hydroponics with means for recycling the nutritive solution
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Economics (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Hydroponics (AREA)
Abstract
본 발명은 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템에 관한 것이다.
본 발명은 식물을 재배하는 재배실(100)과, 상기 재배실(100)로 양액을 공급하는 양액공급기(200)와, 상기 재배실(100)로부터 배출되는 배액을 회수하여 저장하는 배액회수탱크(300)와, 상기 배액회수탱크(300)로 회수된 배액을 살균 처리하는 살균처리탱크(600)와, 상기 살균처리탱크(600)로부터 플라즈마 살균 처리된 배액을 재배실(100)로 공급하도록 제어하는 제어부(700)를 포함하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템을 제시한다.
본 발명은 시설 재배에 있어 재배실에 양액 공급후 배출되는 배액을 플라즈마 살균을 통한 여과의 정제 과정을 통해 적정의 양액 상태로 재배실에 공급될 수 있도록 하여 폐양액의 최소화가 가능하도록 하는 장점이 있다.
본 발명은 식물을 재배하는 재배실(100)과, 상기 재배실(100)로 양액을 공급하는 양액공급기(200)와, 상기 재배실(100)로부터 배출되는 배액을 회수하여 저장하는 배액회수탱크(300)와, 상기 배액회수탱크(300)로 회수된 배액을 살균 처리하는 살균처리탱크(600)와, 상기 살균처리탱크(600)로부터 플라즈마 살균 처리된 배액을 재배실(100)로 공급하도록 제어하는 제어부(700)를 포함하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템을 제시한다.
본 발명은 시설 재배에 있어 재배실에 양액 공급후 배출되는 배액을 플라즈마 살균을 통한 여과의 정제 과정을 통해 적정의 양액 상태로 재배실에 공급될 수 있도록 하여 폐양액의 최소화가 가능하도록 하는 장점이 있다.
Description
본 발명은 시설 재배에 양액을 공급하는 양액 공급시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시설 재배에 양액 공급후 배출되는 배액을 플라즈마 살균을 통한 정제후 순환 과정을 통해 양액으로 재공급될 수 있도록 하여 폐양액의 최소화가 가능하도록 하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템에 관한 것이다.
일반적으로 재배되는 식물에 있어 생육에 필요한 최적의 재배 조건을 기반으로 최적의 재배 환경을 제공하여 식물을 재배하는 기술을 시설 재배라 할 수 있다.
즉, 시설 재배는 식물의 생육에 최적의 조건으로 재배 환경을 만들어 식물을 재배할 수 있도록 하는 기술로, 유리 형태의 온실, 비닐 하우스 등의 시설에서 엽채류, 과채류, 근채류 등의 채소, 과수 화훼 등을 재배하는 기술이다.
이러한 시설 재배는 최근 자동화 장비를 갖춘 스마트팜 시설물에서 재배되고 있고, 상기한 스마트팜은 정보통신기술(ICT)을 활용해 원격 및 자동으로 작물의 생육환경을 관측하고 최적의 상태로 관리하는 과학 기반의 농업 방식이어서 최근 농축산 인구의 고령화, 젊은 층의 영농 승계 인력난 및 생산 면적 감소, 투자위축 등에 따른 소득, 수출, 성장률 정체 등 지속 가능성 위기에 처한 농촌 문제 해결안으로 큰 주목을 받고 있다.
그리고, 스마트팜 보급에 있어 양액 재배는 식물의 성장에 필요한 양분이 모두 함유된 배양액을 공급시켜 각종 작물을 재배하도록 하는 과학적인 영농기술로 토양에 구애받지 않고 식물을 재배하기 위한 것으로 배지에 따라 구별되고 있다.
이러한 양액 재배는, 각종 작물의 병충해 방지가 가능하게 되며, 농약이 필요없는 재배로 무공해식물을 재배할 수 있고, 이를 통한 양액 공급시스템은 재배작물의 생육에 적합하게 양액 농도를 미리 설정한 다음 영양분인 농축양액을 물과 혼합시켜 설정된 양액농도에 맞게 조절하여 공급하고 있다.
하지만, 상기한 양액 공급 시스템은, 양액을 설정된 값 만큼 자동 공급하는 것이지만 공급 과정에서 다양한 변수를 고려하여 대부분 양액 공급시 적정량 보다 많은 양액을 공급하므로 과다한 배액이 발생되고 이와같이 발생된 배액 처리를 위한 시설물이 추가 설치되어야 하는 문제점이 있어 왔다.
여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항인 시설 재배시 공급된 양액에 의해 발생되는 배액을 별도 보관 처리하지 않고 배출되는 문제점을 종합적으로 고려함과 동시에 기존의 기술이 지닌 기술적 한계 및 문제점들을 해결하려는 발상에서, 시설 재배 과정에 있어 배출되는 배액을 재사용할 수 있도록 한 다음 이를 순환시켜 공급할 수 있도록 하는 양액 공급 시스템을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 시설 재배에 있어 재배실에 양액 공급후 배출되는 배액을 플라즈마 살균을 통한 정제 처리 과정을 통해 양액 상태로 재배실에 재공급될 수 있도록 하여 폐양액의 최소화가 가능하도록 하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템을 제공하는데 있다.
여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 새로운 착상을 구체화하면서 특정의 기술적 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 실시에 따른 구체적인 수단은, 원수탱크, 복수의 액비탱크, 상기 원수탱크로부터 공급되는 원수와 상기 액비탱크의 재료를 혼합하여 양액을 생산하는 양액생산탱크로 이루어지는 양액공급기; 식물 재배실로부터 배출되는 배액을 회수하여 저장 또는 회수관을 통해 저장하며 일측에 상기 양액생산탱크와 연결되는 순환관을 구비하는 배액회수탱크; 상기 순환관에 설치되어 배액을 저장한후 플라즈마 반응기를 통해 플라즈마 살균 처리하여 상기 양액생산탱크로 배액을 공급하는 살균처리탱크; 상기 살균처리탱크내에 저장된 배액에 에어를 공급하여 상기 플라즈마 반응기의 플라즈마가 고르게 공급될 수 있도록 버블화시키는 버블발생기; 상기 재배실의 식물 종류에 따른 양액 공급량 정보에 대응하여, 상기 버블발생기, 상기 플라즈마 반응기, 상기 배액회수탱크를 제어하여 양액 공급량을 제어하는 제어부를 포함하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템을 제시한다.
상기 플라즈마 반응기는, 원형으로 축방향을 따라 살균관로를 상하 관통되게 형성하며 상기 살균관로의 상하단이 상기 살균처리탱크와 각각 순환관을 통해 연결되는 바디, 전원과 연결되며 상기 살균관로에 축방향을 따라 설치되는 전극봉, 상기 바디의 외측에 둘레를 따라 복수개 결합되며 상기 살균관로에 방전구간이 형성되도록 설치되는 전극부로 이루어진 것을 적용할 수 있다.
상기 플라즈마 반응기에 배액을 액적 상태로 기화 처리하여 공급할 수 있도록 기화분사기를 더 제공할 수 있다.
상기 기화분사기는, 내측 공간을 갖는 바디와, 상기 바디 일측에 결합되어 배액을 공급하는 노즐과, 상기 노즐을 통해 공급되는 배액을 부딪힘을 통해 외측으로 미립화 시키면서 확산시키도록 돌출 형태의 제1확산구와, 상기 제1확산구를 통해 확산 분사되는 배액이 타공을 통과하면서 부딪혀 미립화 되면서 공급되도록 하는 타공망체와, 상기 타공망체를 통과하는 배액을 경사각을 통해 중심 방향으로 유도하여 공급하는 가속유도구와, 상기 가속유도구를 통해 유도되어 배출되는 배액을 부딪힘을 통해 미립화 시키면서 확산 배출시키는 제2확산구와, 상기 제2확산구를 통해 액적 상태로 배출되도록 안내하는 액적공급실로 이루어진 것을 적용할 수 있다.
상기 버블발생기는, 에어를 공급하는 펌프와, 상기 펌프로부터 공급된 에어를 상기 살균처리탱크 내에 공급하는 복수개의 노즐로 이루어진 것을 적용할 수 있다.
상기 재배실에, 온실 내부에 온도를 센싱하는 온도 감지센서, 이산화탄소 감지센서, 습도를 측정하는 습도 감지센서, 일사량에 따른 광도를 측정하는 광도 감지센서, 유입 및 배출 그리고 투입된 양액의 정보를 센싱하는 양액 감지센서, 토양 정보를 센싱하는 토양정보 감지센서 및 재배실 모니터링이 가능한 디스플레이 등을 설치할 수 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하고자 특유한 해결 수단이 기초하고 있는 본 발명의 기술에 따르면, 시설 재배에 있어 재배실에 양액 공급후 배출되는 배액을 플라즈마 살균을 통한 여과의 순환 과정을 통해 양액 상태로 재배실에 공급될 수 있도록 하여 배액의 최소화가 가능하도록 하는 장점이 있다.
또한 플라즈마 살균 과정에서 배액을 1차로 버블화 시킨 다음 순차적으로 액적화 되도록 한 후 플라즈마 살균이 이루어지도록 하여 최적의 살균 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에서 플라즈마 반응기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다른 예로서 기화분사기를 도시한 단면 개략도이다.
도 5는 도 4의 다른 예이다.
도 2는 도 1에서 플라즈마 반응기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다른 예로서 기화분사기를 도시한 단면 개략도이다.
도 5는 도 4의 다른 예이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하며, 본 발명을 설명하기에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다. 또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과, 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.
아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
즉, '포함하다' 또는 '구비하다', '가지다' 등의 용어는 본 명세서에서 설시(說示)하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.
그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측, 전후, 좌우 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명하거나 지칭하고, 길이 방향을 전후 방향으로, 폭 방향을 좌우 방향으로 명명하거나 지칭할 수 있다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.
본 발명은 시설 재배의 재배 베드로 공급된 후 재배 베드로부터 배출되는 배액을 살균 처리하여 다시 사용할 수 있도록 하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템에 관한 것이다.
본 발명은 식물을 재배하는 재배실(100)과, 상기 재배실(100)로 양액을 공급하는 양액공급기(200)와, 상기 재배실(100)로부터 배출되는 배액을 회수하여 저장하는 배액회수탱크(300)와, 상기 배액회수탱크(300)로 회수된 배액을 살균 처리하는 살균처리탱크(600)와, 상기 살균처리탱크(600)로부터 플라즈마 살균 처리된 배액을 재배실(100)로 공급하도록 제어하는 제어부(700)로 구성되어 있다.
재배실(100)은, 내부에 공간을 갖는 재배 베드로 이루어져 있고, 공간에 다양한 종류의 식물을 재배할 수 있도록 되어 있다. 상기 재배 베드는 상면에 식물 재배를 위한 상향 개방된 재배홈이 형성되어 있고 또한 각종 센서가 설치되어 있다.
상기 센서는, 온실 내부에 온도를 센싱하는 온도 감지센서와, 이산화탄소 감지센서, 습도를 측정하는 습도 감지센서, 일사량에 따른 광도를 측정하는 광도 감지센서, 유입 및 배출 그리고 투입된 양액의 정보를 센싱하는 양액 감지센서, 토양 정보를 센싱하는 토양정보 감지센서 등은 물론 복수의 카메라를 통해 실시간 모니터링 가능하도록 디스플레이부가 설치되어 있다.
이에따라 상기 센서에서 측정된 각종 신호값은 상기 제어부(700)로 출력되어 메모리되거나 기메모리된 저장값과 비교하여 해당되는 각 구성 장비를 적정 조건으로 제어할 수 있게 된다.
양액공급기(200)는, 산소용해기(221)를 통해 용해된 원수를 저장하는 원수탱크(220)와, 다양한 종류의 양액을 각기 저장하는 액비탱크(240)와, 상기 원수탱크(220)로부터 공급되는 원수와 해당 양액을 혼합하여 양액을 생산하는 양액생산탱크(260)로 구성되어 있다.
원수탱크(220)는, 원수를 저장하기 위한 것이며 일측에 산소용해기(221)가 설치되어 있어 적정 조건으로 용해된 산소를 저장하도록 되어 있다.
액비탱크(240)는, 양액을 저장하는 것이며, 다양한 종류의 양액이 각각 저장되어 있다.
양액생산탱크(260)는, 제어부(700)의 신호값에 따라 자동으로 공급된 원수탱크(220)의 원수와 상기 액비탱크(240) 중 선택된 액비탱크(240)의 양액 그리고 살균처리탱크(600)에 살균 처리된 배액을 적정 비율로 혼합하여 저장 및 공급관(202)을 통해 상기 재배실(100)로 공급하도록 되어 있다.
상기 양액생산탱크(260)에는, 적정 양액을 공급할 수 있도록 양액 상태를 센싱하는 이온 감지센서, pH 감지센서, EC 감지센서 등이 설치될 수 있다.
배액회수탱크(300)는, 상기 재배실(100)로부터 배액을 회수하여 저장 또는 회수관(101)을 통해 배출되는 배액을 저장하며 일측에 상기 양액생산탱크(260)와 연결되는 순환관(102)(103)이 구비되어 있다.
상기 순환관(102)은 배액회수탱크(300)와 상기 살균처리탱크(600)를 서로 연결하고 있고, 상기 순환관(103)은 살균처리탱크(600)와 양액생산탱크(260)을 연결하고 있다.
상기 회수관(101) 및 순환관(102)에는 배액으로부터 이물질을 여과하기 위해 여과기(110)(400)가 각각 설치되며, 상기 여과기(110)(400)는 교체 가능하도록 설치되어 있으며 배액으로부터 이물질을 필터링후 살균처리탱크(600)로 배액을 공급할 수 있도록 되어 있다.
상기 여과기(110)(400)는, 이물질을 걸러낼 수 있도록 금속사 또는 섬유사가 직조되어 복수의 틈새를 갖는 망사체로 이루어진 것을 적용할 수 있다.
여기서, 상기 여과기(110)(400)를 이루는 망사체는, 내부에 이물질을 저장할 수 있도록 포집공간을 형성하고 있고, 표면에 배액 유입을 위한 유입구가 형성되고, 상기 유입구는 빠른 유입을 위해 입구에서 출구측 방향으로 내경이 점차적으로 축소되는 형태로 이루어지며 입구측 테두리단이 상기 망사체의 표면에 고정되고 출구단이 상기 포집공간의 중간부에 위치된 것을 적용할 수 있다.
이에따라 배액이 유입구로 유입되면 이물질이 포집공간에 머무르게 되고 유입구의 출구가 좁게 형성되어 있어 포집공간에 쌓여지는 이물질이 이탈되지 않고 포집공간에 머루른 상태를 유지할 수 있게 된다.
살균처리탱크(600)는, 상기 순환관(102)을 통해 유입된 배액을 살균 처리하여 순환관(103)을 통해 살균 처리된 배액을 상기 양액생산탱크(260)로 공급하도록 되어 있다.
상기 살균처리탱크(600)에는 버블발생기(800)와 플라즈마 반응기(900)가 설치되어 있다.
버블발생기(800)는, 상기 살균처리탱크(600)내에 저장된 배액을 유입관을 통해 유입하여 여과한 후 여과된 배액에 에어 공급을 통해 기포를 형성시킨 후 상기 살균처리탱크(600)내로 공급하도록 되어 있다.
상기한 버블발생기(800)는, 순환관(601)에 설치되는 것으로 살균처리탱크(600)의 배액을 유입하여 버블화 시킨 후 다시 살균처리탱크(600)로 공급하도록 되어 있다.
이는, 유입되는 배액에 에어를 공급하는 펌프와, 상기 펌프로부터 공급된 에어를 상기 살균처리탱크(600) 내에 공급하는 복수개의 노즐로 이루어진 것을 적용할 수 있다.
또한, 상기 버블발생기(800)로 배액이 유입되도록 하는 순환관(601)에는 이물질 필터링을 위한 여과기(500), 펌핑 동작을 통해 배액 유입을 위한 펌프(P), 배액 유입을 선택적으로 차단하는 밸브(V)가 설치되어 있다.
상기 여과기(500)는, 배액으로부터 이물질을 필터링 하기 위한 것으로 상기 여과기(110), 여과기(400)과 동일한 것이 적용된다.
플라즈마 반응기(900)는, 상기 버블발생기(800)로부터 버블화 되어 저장된 상태의 배액을 순환관(602)을 통해 유도하여 배액에 방전을 통해 플라즈마를 공급하여 배액을 연속 살균시키면서 상기 살균처리탱크(600)로 순환되도록 하게 된다..
상기한 플라즈마 반응기(900)는, 원형으로 축방향을 따라 살균관로(910)를 상하 관통되게 형성하며 상기 살균관로(910)의 상하단이 상기 살균처리탱크(600)와 각각 순환관(602)을 통해 연결되는 바디(920)와, 전원과 연결되며 상기 살균관로(910)에 축방향을 따라 설치되는 전극봉(930)와, 상기 바디(920)의 외측에 둘레를 따라 복수개 결합되며 상기 살균관로(910)에 방전구간이 형성되도록 설치되는 전극부(940)으로 이루어진 것을 적용할 수 있다.
이에따라 전원 인가를 통해 전극봉(930)과 전극부(940)에 전원이 공급되게 되면 살균관로(910) 내에 방전구간을 형성하게 되고 이때 살균관로(910)를 통해 유입되는 배액이 방전구간을 통과하면서 플라즈마 살균 처리되어 배출되게 된다.
도면중 901은 상기 플라즈마 반응기(900)에 전원을 공급하는 고전압 발생기이고, 902는 변환을 위한 다운트랜스이다.
또한, 상기 플라즈마 반응기(900)에 배액을 액적 상태로 기화 처리하여 공급할 수 있도록 하는 기화분사기(680)를 설치할 수 있다.
상기 기화분사기(680)는, 내측 공간을 갖는 바디(681)와, 상기 바디(681)의 일측에 결합되어 배액을 공급하는 노즐(682)과, 상기 노즐(682)과 대응되게 위치되어 상기 노즐(682)을 통해 공급되는 배액을 외측으로 확산되도록 하여 미립화 시키는 돌출 형태의 제1확산구(683)와, 상기 제1확산구(683)을 통해 확산 분사되는 배액이 타공을 통과하면서 부딪힘을 통해 분산되면서 공급되도록 하는 타공망체(685)와, 상기 타공망체(685)를 통과하는 배액을 경사각을 통해 중심 방향으로 유도하여 가속되도록 하는 가속유도구(686)와, 상기 가속유도구(686)를 통해 유도되어 배출되는 배액을 부딪힘을 통해 확산시켜 배출시키는 제2확산구(687)와, 상기 제2확산구(687)를 통해 이동되는 배액을 액적 상태로 배출되도록 안내하는 액적공급실(688)로 이루어져 있다.
이에따라 배액이 노즐(682)을 통해 공급되면 제1확산구(683)를 통해 확산 분사된 후 타공망체(685) 내부로 이동되고 연속해서 타공망체(685)를 통해 필터링 된 후 가속유도구(686)을 통과하면서 가속된 후 제2확산구(687)을 통해 다시 확산 분사되어 액정공급실(688)을 통과하면서 액적화 상태로 상기 플라즈마 반응기(900)의 살균관로(910)로 이동하여 방전구간에 최적의 상태로 플라즈마와 반응하게 된다.
제어부(700)는, 식물 종류에 따른 양액 공급량 정보를 통해 식물 재배실(100)에 양액생산탱크(260)로부터 제조된 양액을 공급관을 통해 적정량 공급하도록 되어 있다.
상기한 제어부(700)는 공지의 인공신경망모듈(Artificial Neural Network) 기술을 포함하는 것으로, 인공지능(artificial intelligence)과, 머신러닝(machine learning) 및 딥러닝(deep learning) 기반 기술을 적용하여 재배실(100)로 공급되는 양액 공급량을 조절할 수 있다.
도면중 V는 밸브이며, 상기 밸브(V)는 펌프(P) 동작을 통해 이송되는 배액을 공급 및 차단하도록 되어 있다.
도면중 P는 펌프이며, 상기 펌프(P)는 펌핑 동작을 통해 배액을 순환시키도록 되어 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예(embodiment) 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다. 그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.
100: 재배실
200: 양액공급기
202: 공급관
300: 배액회수탱크
110,400,500: 여과기
600: 살균처리탱크
700: 제어부
800: 버블발생기
900: 플라즈마 반응기
910: 살균관로
920: 바디
930: 전극봉
940: 전극부
200: 양액공급기
202: 공급관
300: 배액회수탱크
110,400,500: 여과기
600: 살균처리탱크
700: 제어부
800: 버블발생기
900: 플라즈마 반응기
910: 살균관로
920: 바디
930: 전극봉
940: 전극부
Claims (5)
- 원수탱크, 복수의 액비탱크, 상기 원수탱크로부터 공급되는 원수와 상기 액비탱크의 재료를 혼합하여 양액을 생산하는 양액생산탱크로 이루어지는 양액공급기;
식물 재배실로부터 배출되는 배액을 회수하여 저장 또는 회수관을 통해 저장하며 일측에 상기 양액생산탱크와 연결되는 순환관을 구비하는 배액회수탱크;
상기 순환관에 설치되어 배액을 저장한후 플라즈마 반응기를 통해 플라즈마 살균 처리하여 상기 양액생산탱크로 배액을 공급하는 살균처리탱크;
상기 살균처리탱크내에 저장된 배액에 에어를 공급하여 상기 플라즈마 반응기의 플라즈마가 고르게 공급될 수 있도록 버블화시키는 버블발생기;
상기 재배실의 식물 종류에 따른 양액 공급량 정보에 대응하여, 상기 버블발생기, 상기 플라즈마 반응기, 상기 배액회수탱크를 제어하여 양액 공급량을 제어하는 제어부;
를 포함하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 반응기는,
원형으로 축방향을 따라 살균관로를 상하 관통되게 형성하며 상기 살균관로의 상하단이 상기 살균처리탱크와 각각 순환관을 통해 연결되는 바디와,
전원과 연결되며 상기 살균관로에 축방향을 따라 설치되는 전극봉와,
상기 바디의 외측에 둘레를 따라 복수개 결합되며 상기 살균관로에 방전구간이 형성되도록 설치되는 전극부로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 반응기에 배액을 액적 상태로 기화 처리하여 공급할 수 있도록 기화분사기를 더 제공하며;
상기 기화분사기는,
내측 공간을 갖는 바디와
상기 바디의 일측에 결합되어 배액을 공급하는 노즐과,
상기 노즐과 대응되게 위치되어 상기 노즐을 통해 공급되는 배액을 외측으로 확산되도록 하여 미립화 시키는 돌출 형태의 제1확산구와,
상기 제1확산구을 통해 확산 분사되는 배액이 타공을 통과하면서 부딪힘을 통해 분산되면서 공급되도록 하는 타공망체와,
상기 타공망체를 통과하는 배액을 경사각을 통해 중심 방향으로 유도하여 가속되도록 하는 가속유도구와,
상기 가속유도구를 통해 유도되어 배출되는 배액을 부딪힘을 통해 확산시켜 배출시키는 제2확산구와,
상기 제2확산구를 통해 이동되는 배액을 액적 상태로 배출되도록 안내하는 액적공급실로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 버블발생기는,
에어를 공급하는 펌프와,
상기 펌프로부터 공급된 에어를 상기 살균처리탱크 내에 공급하는 복수개의 노즐로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 회수관 및 순환관에,
유입되는 배액으로부터 이물질을 여과하기 위한 여과기가 각각 설치되며,
상기 여과기는,
이물질을 걸러낼 수 있도록 금속사 또는 섬유사가 직조되어 복수의 틈새를 갖는 망사체로 이루어지며;
상기 망사체는, 내부에 이물질 저장을 위한 포집공간을 형성하고 있고, 표면에 배액 유입을 위한 유입구가 복수개 결합되어지되, 상기 유입구는 입구에서 출구측 방향으로 내경이 점차적으로 축소되는 형태로 이루어지고, 입구측 테두리단이 상기 망사체의 표면에 고정되고 출구단이 상기 포집공간의 중간부에 위치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220026646A KR20230130190A (ko) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템 |
| PCT/KR2022/003142 WO2023167354A1 (ko) | 2022-03-02 | 2022-03-07 | 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220026646A KR20230130190A (ko) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230130190A true KR20230130190A (ko) | 2023-09-12 |
Family
ID=87883797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220026646A KR20230130190A (ko) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230130190A (ko) |
| WO (1) | WO2023167354A1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101416743B1 (ko) | 2013-07-01 | 2014-07-09 | 주식회사 동우 | 벤츄리가 설치된 양액공급시스템 |
| KR101712582B1 (ko) | 2016-12-30 | 2017-03-06 | 주식회사 청오엔지니어링 | Ict를 활용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템 |
| KR101963508B1 (ko) | 2017-09-11 | 2019-07-31 | 홍의기 | 자체제어 및 원격제어가 가능한 식물재배 시스템 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014117639A (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Sekisui Chem Co Ltd | 被処理水中のジオキサン分解処理方法 |
| KR20160085437A (ko) * | 2015-01-08 | 2016-07-18 | (주)창신농공 | 양액순환식 관수제어시스템 |
| KR20200139402A (ko) * | 2019-06-04 | 2020-12-14 | 최하정 | 다용도 수경재배 |
| KR20210065890A (ko) * | 2019-11-27 | 2021-06-04 | 주식회사 올릭스 | 스마트팜 양액 공급 장치 |
| KR102450860B1 (ko) * | 2020-05-14 | 2022-10-05 | (주)그룬 | 작물 생육을 위한 양액 공급 장치 |
| KR102454556B1 (ko) * | 2020-06-01 | 2022-10-14 | 금오공과대학교 산학협력단 | 마이크로 버블을 적용한 친환경 순환식 양액 공급기 |
| KR102500344B1 (ko) * | 2020-08-13 | 2023-02-16 | 한국과학기술연구원 | 식물공장 및 재배기 전용 순환식 수경재배 양액 전처리 정화장치 |
-
2022
- 2022-03-02 KR KR1020220026646A patent/KR20230130190A/ko unknown
- 2022-03-07 WO PCT/KR2022/003142 patent/WO2023167354A1/ko unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101416743B1 (ko) | 2013-07-01 | 2014-07-09 | 주식회사 동우 | 벤츄리가 설치된 양액공급시스템 |
| KR101712582B1 (ko) | 2016-12-30 | 2017-03-06 | 주식회사 청오엔지니어링 | Ict를 활용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템 |
| KR101963508B1 (ko) | 2017-09-11 | 2019-07-31 | 홍의기 | 자체제어 및 원격제어가 가능한 식물재배 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023167354A1 (ko) | 2023-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021026007A1 (en) | Vertical hydroponic solid nutrient growing system and method | |
| KR101339204B1 (ko) | 순환식 수경재배 시스템을 이용한 순환식 수경재배 방법 | |
| CN109258045B (zh) | 一种潮汐式育苗水肥灌溉管控系统及方法 | |
| US20200305369A1 (en) | Plant cultivation apparatus | |
| KR102471773B1 (ko) | 새싹 인삼 재배 시스템 | |
| CN106170201B (zh) | 高密度无土植物生长系统和方法 | |
| CN211558351U (zh) | 一种搭载有人工智能的菊科植物的水培系统 | |
| KR102190022B1 (ko) | 인삼 수경 재배 장치 | |
| KR20160026375A (ko) | 양액회수 재활용 시스템 | |
| KR101798479B1 (ko) | 순환식 수경재배 장치 | |
| KR101797212B1 (ko) | 폐양액 재순환 시스템 | |
| KR20230130190A (ko) | 플라즈마 살균 순환식 양액 공급시스템 | |
| KR20240003359A (ko) | 플라즈마 액적 살균 양액 공급시스템 | |
| KR20210038131A (ko) | 수경재배기 | |
| KR20200139402A (ko) | 다용도 수경재배 | |
| KR102545541B1 (ko) | 모듈형 토양관제화 식물재배기 | |
| JPH0661190B2 (ja) | 植物栽培方法および植物栽培装置 | |
| KR100285693B1 (ko) | 송이배지 전용 순환식 양액재배 시스템 및 양액재배 방법 | |
| KR102642724B1 (ko) | 기능성 성분강화 식물재배시스템 | |
| KR200347644Y1 (ko) | 과포화 용존 산소수를 이용한 콩나물 재배기 | |
| CN210247850U (zh) | 一种水培蔬菜种植柜 | |
| JP3242678U (ja) | 人工知能を搭載したキク科植物の水耕栽培システム | |
| CN213029408U (zh) | 开槽式无土栽培装置 | |
| CN208783434U (zh) | 水培植物种植装置 | |
| KR101794176B1 (ko) | 작물 담수경 재배 장치 |