KR860000395B1 - 광합성 장치 - Google Patents

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KR860000395B1 KR1019830000110A KR830000110A KR860000395B1 KR 860000395 B1 KR860000395 B1 KR 860000395B1 KR 1019830000110 A KR1019830000110 A KR 1019830000110A KR 830000110 A KR830000110 A KR 830000110A KR 860000395 B1 KR860000395 B1 KR 860000395B1
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Abstract

내용 없음.

Description

광합성 장치
제1도는 본 발명에 의한 광합성 장치의 측단면도.
제2도는 제1도의 II-II선 단면도.
제3도는 제1도의 III-III선 단면도.
제4도는 본 발명의 다른 실시예의 부분 측단면도.
제5도는 제4도의 V-V선 단면도.
제6도는 제4도와 유사하나 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도면.
제7도는 제6도의 VII-VII선 단면도.
제8도, 제9도는 본 발명에 적용할 수 있는 체크밸브의 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
제10도는 본 발명의 또 다른 실시예의 부분 측단면도.
제11도는 제10도의 XI-XI선 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 광합성 반응조 12 : 광라디 에이터
14 : 단관(短管) 16 : 외관(外管)
16a : 나사 18 : 광도체로드(ROD)
18a : (광학산)물질 20 : 반사경
22 : 덮개 22a : 나사
24 : 광도체케이블 24a : 광섬유
26 : 파이프 26' : 파이프 연장부
26'a : 축방향 유통로 26'b : 원주 방향 유통로
28 : 보조조, 간극 30, 32 : 연통구(連通口)
34 : 광합성 물질 배출 밸브 36 : 배지(培地)공급밸브
38 : 공기 배출 밸브 40 : 계기류
42 : 발열 및 흡열장치 44 : 조절판
46 : 구멍 48 : 밸브시트(VALVE SEAT)
50 : 유로(流路) 52 : 구(球)
56 : 로우터(ROTOR) 58 : 공기유통로
58a : 공기유통로 측벽부 58b : 공기분사구
60 : 공기분사구 66 : 공기유통로
본 발명은 광합성 물질, 예를 들면, 조(藻)(예를 들면 클로렐라, 스피로리나등), 광합성 세균 및 그외에 인공적으로 합성되는 광합성 물질(예를 들면 캘러스등) 등을 효과적으로 광합성 하기 위한 광합성 장치에 관한 것이다. 광합성 장치의 일례로서, 예를 들면, 클로렐라 배양 장치가 제안되어 있으나, 클로렐라(엽록소를 포함한 단세포미생물)를 배양하는 경우, 클로렐라에 일정량 이상의 광을 부여하면 엽록소가 파괴되어 독소(페오포르바이트)를 발생하고, 일정량 이하의 광으로서는 광합성이 진행되지 않는다.
이 때문에 광합성을 효과적으로 진행 시키기위해서는 전부의 광합성 물질을 포함하는 세포에 대해서 균일한 어떤 일정량의 광을 부여할 필요가 있다. 또, 생체가 밀집되어 있는 경우에는, 단위 체적당의 증식능력이 증대될 뿐만 아니라, 다른 균류에 대해서 저항력이 증대되는 특성을 가지고 있다. 그러므로 배지(培地)1
Figure kpo00001
당의 광 조사면적이 어떤 소정의 값이 아니면 배양 효율이 나빠진다. 그래서, 종래에는 광합성물질(개체)의 수를 적게해서 광의 투과를 좋게 하도록 하고있다. 그러나, 이 종래의 방법에는 모순이 있어, 예를 들면 개체가 증가되는 경우에는 광의 투과율이 저하되기 때문에 개체를 회수하지 않으면 안되지만, 그 때문에 개체의 수가 적어져 다른 균류에 대한 저항력이 약해지는 등의 결점이 있었다.
또한, 광원에 가까운 곳의 개체에 대해서는 광이 너무 강하고, 먼곳의 개체에 대해서는 광이 약하게 되며, 게다가 물에 흡수된 광의 파장 성분이 변하는 등의 결점이 있었다. 따라서 이상적으로는 극히 좁은 간극 사이로 광합성물질을 통과 하게 하는 동시에 이 간극에 대해서 직각 방향으로 일정량의 광을 부여하도록 한다. 이렇게 하면, 광의 감쇄가 적어지고, 광합성 물질을 함유하는 전부의 세포에 대해서 광의 파장 성분이 변하는 일이 없이 충분한 광을 균등하게 부여할 수 있다.
최근 실제로 사용 하는 광합성 장치는 광합성 반응조(예를 들면 클로렐라 배양조) 내에 다수개의 형광등을 배설하고, 이 형광등 간의 간극에 광합성 물질을 통과하게 하고 있다. 그러나, 형광등을 사용하면 장치가 대형화되고 또한 전력 소모가 증가되며 더우기 형광등에서 발생하는 열의 처리가 큰 문제였다. 한편 광합성을 효율적으로 진행 시키기 위해서는 충분한 CO2를 전체 반응조에 대해서 계속하여 균등하게 공급하면 되나, 이러한 조건을 실현시키는 것은 극히 곤란한 일이었다. 또한 광합성 물질중의 죽은 부분이나 반응조내의 여러 단면부에 축적되려는 경향이 있는 것은 죽은 것과 같은 것에 의한 오염을 방지할 수 있는 효과적인 수단들이 제안되지 않았었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명을 구현하는 광합성 장치는 광합성 반응조와 다수개의 세관(細管) 상의 광 라디 에이터를 구비하고 있는데 이들 광 라디 에이터군은 반응조내에 다른 광 라디 에이터와 병렬로서 수직으로 정렬되어 있다. 반응조는 CO2를 함유하는 공기의 공급원이다. 환류 장치는 파이프를 통하여 반응조에 공급되는 CO2를 함유하는 공기를 반응조내에서 환류 시키기 위하여 구비되어 있다.
본 발명에 의하면 광합성 반응조 내에는 다수개의 세관상의 수직으로 정렬된 광 라디 에이터가 있다. 조절판은 광 라디 에이터 밑에 장치되어 있고, 이 조절판은 다수개의 구멍으로 형성되어 있는데, 이 구멍들을 통하여 소정 영역-방사상의 중심부 또는 환상의 주변부-으로 통하게 된다. CO2를 함유한 공기는 반응조 내측의 소정 루-트를 따라 조절판의 나머지 구멍 없는 영역에 환류시키기 위하여 조절판의 구멍들을 통하여 반응조에 공급된다. 조절판의 기능은 소정 영역내에서 인접한 광라디 에이터의 하단부 사이의 간극을 통한 공기의 흐름을 방지함으로서 수행 가능하다.
공기는 로우터(ROTOR)에 의하여 가변루-트를 통하여 더 확실하게 환류될 수 있다. 로우터는 광 라디 에이터 밑에 위치해 있으면 공기가 공급되는 동안 반응조 내부로 그 공기를 배출함으로서 회전이 가능한것이다. 로우터는 작동중 로우터로 부터 배출되는 공기에 의하여 충격이방지될 뿐 아니라 회전가능 하도록 지지된다. 따라서 본 발명의 목적은 광합성 반응의 효율을 높이는 광합성 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 반응조 내의 모든 세포들에게 CO2를 함유한 공기의 균등한 분배를 진행시키는 광합성 장치를 제공하는 데에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 정비할 때 까지의 오랜기간 동안 장치의 내부를 자동적으로 청결 하게유지 하는 광합성 장치를 제공하는 데에 있다. 전기한 바와 같은 목적과 더불어 본 발명의 또 다른 목적은 다음과 같이 상술하고 첨부 도면에 도시된 실시예에 따라 성취된다. 본 발명의 광합성 반응 장치는 사용상의 조건과 필요에 따라 많은 물리적인 형태로 될 수 있으나, 여기에 나타난 실제의 수치와 설명 되는 실시예는 제조, 검사 및 사용되어 모두 현저하게 만족할 만한 것이었다. 이하 본 발명을 첨부 도면에 따라 상세히 설명 하면 다음과 같다.
제1도 내지 제3도에서, 광합성 장치는 부호 10으로 되어 있는 반응조를 갖고 있다. 세관상의 다수개의 광라디 에이터(12)는 반응조(10) 내에 다른 광 라디 에이터들과 병렬로 수직으로 정렬되어 있다. 그 하단부는 폐쇄됨과 동시에 각각 단관(短管)(14)에 수밀로 감합(嵌合)되어 있다. 광 라디 에이터(12)는 투명체의 외관(外管)(16), 그 외관(16)내에 삽입된 광도체 rod(18) 및 하단부 내측에 설치된 반사경(20) 등으로 되어 있고, 외관(16)의 상부 외벽에는 나사(16a)가 나 있고, 나사(16a)가 상부 덮개(22)에 나 있는 나사(22a)와 맞물려 있어서, 상부 덮개(22)를 광합성 반응조(10)로 부터 벗겨 내면, 광 라디 에이터(12) 도 상부 덮개(22)와 함께 벗겨 지기 때문에, 광합성 반응조(10) 및 광 라디에이터(12)의 세정등을 용이하게 할 수 있다. 또, 광 라디 에이터(12)의 전기 상단부 외벽(16)에 나 있는 나사(16a)에는, 광도체 케이블(24)의 출광단측(出光端側)이 나사로 결합되도록 되어 있어, 이들을 체결한 때에 광도체 케이블(24)의 광섬유(24a)의 단부와 광 라디 에이터 내의 광도체 로드(rod)(18)내의 단부가 일치해서, 광도체 케이블(24)의 광 섬유(24a)를 통해서 전송되어 온 빛이 광도체 로드(rod)(18)에 효과적으로 전달되도록 되어 있다. 광 도체로드(rod)(18)는, 석영 혹은 플라스틱등으로 구성 되어, 도시예의 경우, 그 표면에 원하는 간격으로 위치한 광 확산 물질(18a)-말할 나위 없이 이들 석영 또는 플라스틱의 광 굴절률 보다도 큰 굴절률을 갖는 물질-이 취부되어 있어, 광도체 로드(rod)내를 전송 되어온 빛이 이들 물질(18a) 부에서 방사 되도록 되어 있다. 파이프(26)는 그것을 통하여 CO2를 함유한 공기를 공급하기 위하여 광합성 반응조(10)와 연결되어 있다. 제3도에서 보듯이, 그안에 광 라디 에이터(12)의 하단부가 감합되어 있는 단관(14)은, 그 외주부가 밀착되어 일체적으로 접합되고, 각 단관간의 간극(28)은 그 일부의 영역(제3도에 있어서 검게칠해진 부분)이 폐쇄되어 있다.
파이프(26)에 의하여 반응조에 공급된 CO2를 함유한 공기는 도시 실시예의 경우, 외주부 근방의 간극(28)을 통해서 광 라디 에이터(12)의 사이를 제1도의 화살표 A 방향으로 상승해, 상단부에서 중심 방향으로 흐르고, 중심부를 화살표 B 방향으로 하강 하지만 전술과 같이 중심부 근방의 간극(28)은 폐쇄되어 있기 때문에 중심부를 하강한 공기는 하단부에서 외주부로 향하여 광합성 반응조(10) 내를 환류 한다.
이와 같이 하면, 광 라디 에이터(12)의 외주벽상을 배지(培地)가 공기와 함께 상당한 속도로 이동 하기 때문에 광 라디 에이터의 외주벽에 광합성 물질이 부착되는 것과 같은 일이 없고, 이것들에 의해서 광 라디 에이터로 부터 방출된 광이 차단 되는 것과 같은 일은 없게되고, 전부의 광합성 물질에 광 에너지 및 CO2를 균등하게 공급하는 것이 가능하다. 더우기 그 때 하강부의 면적을 상승부의 면적보다 적게하면, 하강부의 수류가 빠르게 되어, 당해 하강부에서의 광 라디 에이터의 외주벽의 오염을 적게할 수 있다. 또, 그림에서는, 외주부를 상승영역, 중심부를 하강영역으로 했으나, 역으로 중심부를 상승영역, 주변부를 하강영역으로 해도 좋다.
보조조(28)는, 광합성 반응조(10)의 상단측에서 연통구(30, 32)를 통해서 당해 광합성 반응조(10)와 연결되어 통하도록 취부되어 있고, 전술과 같이해서 생성된 광합성 물질은, 당해 보조조(28)의 하단부에 설치된 배출 밸브(34)를 통해서 배출된다. 이 때, 광합성 반응조내의 배지와 함께 토출되어 버리기 때문에 밸브(36)를 통하여 부족분의 배지 및 pH-control 용액을 보급한다. 또, 보조조(28)의 상단부에는, 전술과 같이 해서 광합성 반응조(10) 내에 압입된 공기를 배출하기 위한 밸브(38)가 설치되어 있고, 당해밸브의 열림 정도를 조정 함으로서 광합성 반응조(10) 내의 압력을 조정할 수 있다. 그때 압력조정 밸브를 이용해서 광합성 반응조내의 압력을 자동적으로 소정압력으로 조정 하도록하면, CO2가 수중에 용해되는 양을 많이해서 광합성 반응을 촉진하고 동시에 광합성 반응조내의 압력이 저하되어 CO2가 중탄산으로 되는것을 방지 할 수 있다.
게다가, 보조조(28) 내에는 온도계, 압력계, pH계, 농도계등 광합성 반응 상태를 감시하기 위한 계기류(40)가 설치되어 있어, 이들에 의하여 광합성이 가장 효과적으로 행하여지도록 광합성 반응조(10) 내의 상태를 제어해서, 예를 들면 보조조(28) 내에 발열, 흡열장치(42)를 설치 당해 발열, 흡열장치(42)를 제어해서 광합성 반응조내의 온도를 제어하고 또 광합성 물질을 배출할 시기를 알 수 있다. 상술과 같이, 광합성 물질을 보조조를 통해서 배출할 때에는 광합성 반응을 연속해서 행할 수 있으나, 광합성 반응을 일시 중단해도 좋은 경우에는 파이프(4)의 도시 되지 않은 선단을 도시 되지 않은 진공장치등에 바꾸어 접속하면 그 파이프(4)를 통해서 광합성 물질을 회수할 수 있다.
제4도와 제5도에 의해서, 본 발명의 다른 실시예를 볼 수 있는 바, 제4도는 본 발명의 다른 실시예를 설명 하기 위한 요부 즉 제1도에 표시한 광합성 반응조의 하단부의 측단면도, 제5도는 제4도의 V-V선 단면도이다. 도시와 같이 광 라디 에이터(12)군의 하단부에 밀접해서 조절판(44)을 설치, 그 조절판(44)의 소정의 영역 A(제3도에서의 검게 칠해지지 않은 간극(28)의 어떤 영역에 상당)에서 전기 간극(28)의 어떤 위치에 상당하는 위치에 구멍(46)을 뚫고, 나머지 영역 B (제3도에서 검게 칠해진 간극(28)의 어떤 영역에 상당)에는 구멍을 뚫지 않고 방치하도록 하여 제1도내지 제3도에 표시한 실시예에서 검게 칠해진 어떤 부분의 간극(28)의 폐쇄를 생략 하도록한 것이다.
이와 같이 하면, 간극(28)의 폐쇄작업이 불필요하게 되어 제작이 용이하게 된다. 제6도와 제7도에 의해서 본 발명의 다른 실시예로서 제4도와 제5도와 비슷하나, 조절판(44)의 위치가 다른 것을 볼 수 있다. 제6도는 제1도에 표시한 광합성 반응조의 하단부의 측면도. 제7도는 제6도의 VII-VII선 단면도이다. 도시와 같이 광 라디 에이터(12)군의 하단부에 소정의 간극을 두고 조절판(44)을 설치한 것으로서, 이와 같이 하면 하강류의 일부는 제4도 및 제5도에 표시한 실시예와 같은 모양으로 해서 광라디 에이터(12) 사이의 간극을 통해서 외주 방향으로 환류하지만, 일부는 직진해서 조절판(44)에 충돌하여 전기 광 라디 에이터군의 하단과 조절판과의 사이의 간극을 통해서 외주 방향으로 환류하기 때문에 단관(14)의 상단부의 오염이 적어진다.
또 이예와 같이 광 라디 에이터 군의 하단부로 부터 간극을 두고 조절판을 설치하는 경우에는 단관을 사용 하는 일 없이 광 라디 에이터를 밀착해서 배열 하는 것도 가능하고, 이와 같이 하면 광 라디 에이터(12)의 외벽이 오염 되는 것 같은 일은 거의 없게 된다. 다만, 이 경우에는 광 라디 에이터의 상단부의 관직경을 적게해서 외주부(또는 중앙부)를 상승한 배지(培地)가 중앙부(또는 주변부)로 환류하기 위한 유로(流路)를 설치할 필요가 있다.
더구나 상술과 같이 조절판을 사용하는 경우에는 물론 구멍(46)의 직경을 배지가 통과할 수 있을 정도로 크게 해서 광합성 물질을 회수할때 전술과 같이 파이프(26)의 도시 되지 않은 단부에 설치된 진공 장치등에 의해서 그 광합성 물질을 회수 하도록 하는것도 가능하다. 그외에 각 구명(46)의 직경을 공기는 통하나 배지는 통하지 않을 정도로 적게 하거나, 혹은 제8도에 표시한 것과같이 구멍(46)을 반응지역 쪽의 끝이 가늘어 지게 형성 하거나, 혹은 제9도에 표시한 것과 같이 구멍(46)에 구(球)(52)를 설치하여 (제9도에서 유로(50)를 갖는 밸브 시트(48)는 각 구멍에 나사로 체결되어 있다) 각 구멍(46)에 첵밸브의기능을 갖게하고, 공기만 각 구멍(46)을 통하여 광합성 반응부로 도입해서 광합성 반응부의 배지가 하강 하지않도록 하는 일도 하여, 이렇게하면 파이프(26)가 배지등으로 막히는 것 같은 일은 없게 된다.
제10도와 제11도에 의해서, 본 발명의 더 앞선 실시예를 볼 수 있는 바, 반응조(10)내에서 배지의 환류를 더욱 효율적이고 확실하게 얻을 수 있도록 설계되어 있다. 이 실시예에서 파이프(4)에는 광 라디 에이터(12)의 밑 부분으로 반응조(10)로 돌출되어 들어간 연장부(26')가 있다. 파이프 연장부(26')는 축방향 유통로(26'a)와 (26' a)에 비스듬 하고 원주 방향으로 외부를 난 다수개의 원주 방향 유통로(26'b)를 갖고 있다. (56)은 파이프(26)로 부터 공급된 CO2를 함유한 공기에 의해서 회전 되는 로우터로서 이 로우터(56)는 공기 유통로(58) 및 공기 분사구(60)를 갖고, 파이프(26)로 부터 공급된 공기를 공기 베어링, 공기 쿠션으로 하고 공기 분사구(60)로 부터 분사된 공기를 주된 회전력으로 해서 회전된다.
즉, 도시예에 있어서는 파이프 연장부(26')의 원주벽에는 비스듬히 뚫린 구멍(26'b)를 갖고 그 구멍, (26'b)으로 부터 방출되는 공기는 먼저 로우터(56)에 설치된 공기 유통로(58)의 측벽부(58a)에 닿아 그 로우터(56)에 화살표 R방향의 회전력을 주고, 다음으로 그 공기 유통로(58)를 통해서 공기 분사구(60)로 부터 분사되어 로우터를 화살표 방향으로 회전 시킨다.
그 때 파이프(26')의 유통로(26'a)의 상단으로부터 방출된 공기압에 의해서 로우터(56)가 뜨게되어 그 파이프(26')의 상단과 로우터(56)와의 사이에 간극 d1이 생기고, 그간극 d1을 통해서 화살표 방향으로 공기가흐르고, 한편 간극 d1을 통과한 공기 및 파이프(26')의 측벽에 뚫린 구멍(26'b)을 통해서 방출된 공기의 일부가 파이프(26')의 외벽과 로우터(56)의 내벽과의 사이의 간극 d2를 통해서 그 로우터(56)의 저부와 기판과의 사이의 간극 d3로 흐르기 때문에, 로우터(56)는 간극 d1및 d3에 흐르는 공기류에 의해서 공기-쿠션으로 지지되고, 또 간극 d2에 흐르는 공기류에 의해서 공기-베어링 지지 된다.
한편, 그때 로우터(56)의 상부에 공기 유통로(66)를 설치해 놓으면, 광합성 반응조의 하면(下面)과 로우터의 상면(上面)과의 사이의 간극 d4에도 공기류가발생하여 로우터(56)를 보다 효과적으로 공기-쿠션 지지할 수 있다. 제10도와 제11도 에의해서 위에 기술된 바와 같은 실시예에 의하여 여러가지 이익을 얻게된다.
로우터(56)가 회전 되어, 광합성 반응조 저부의 공기압력 분포가 그 로우터(56)의 회전에 의해서 변화 하기 때문에, 광합성 반응조내의 공기 환류 루-트가 시시각각 변화 하여 시간적으로 평균하면, 전 공기 유통로에서 거의 균등하게 CO2를 함유한 공기가 공급되는 것으로 되어, 광합성 반응을 보다 효과적으로 행할 수 있게 된다. 또, 공기 분사구(60)로 부터 분사된 분사기류에 의해서 광합성 반응조의 하부에 낙하한 배지, 광합성물질 등은 상방으로 흡인되어 버리기 때문에, 그 광합성 반응조의 하부에 광합성 물질의 사체등이 남은 것같은 일은 없으나, 그 때 공기 분사구(60)를 다소 아래 방향으로 향하게 하면, 설사 그 하부에 광합성 물질의 사체등이 남는다고 하더래도, 이들 사체는 공기 분사구(60)로 부터 분사된 공기류에 의해서 상방으로 비산 되어 버리기 때문에 보다 효과적으로 광합성 반응조의 저부를 청결하게 보존하는 일이 가능하다.
또 그림에는 공기-베어링, 공기-쿠션에 의해서 회전 가능하고 지지되는 로우터를 사용하는 예를 표시했지만, 본 발명은 도시 실시예에 한정 되는 것만 아니고, 통상의 베어링을 사용 해도 좋다는 것은 용이하게 이해될 것이다. 다만, 도시예와 같이 공기-베어링을 사용 하면 로우터를 타 부재, 예를 들면 광합성 반응조의 하면 또는 공기 공급 파이프의 상부등에 회전 가능하도록 해서 고착할 것 없이 간단하게 로우터를 단독으로 공기 공급 파이프(26)와 광 라디 에이터(12)의 사이에 설치하면 되기 때문에 로우터의 장착, 탈착이 매우 쉽게 되어 로우터의 보존, 관리가 매우 쉽다.
그림에서는 광합성 반응조(10)가 6각 형상을 하고 있는 경우의 예를 표시 했으나, 이와같이 광합성 반응조가 다각형상을 하고 있는 경우(환언하면 원형이 아닌 경우), 로우터(56)의 공기 유통로(58)를 연장해서 그 로우터의 원주면(58b)으로 부터 로우터의 반경 방향으로 공기류를 방출하는 것처럼 하면, 그 광합성 반응조의 주변부의 공기 유통로(28)에도 효과적으로 공기를 흐르게 할 수 있고, 로우터의 선단부의 회전 계적을 제3도에 표시한 점선 원 Q로 하면, 공기 분사구(58b)가 광합성 반응조의 벽면에 가까운 b 위치에 있을 때는 그 공기 분사구(58b)의 공기 저항이 크게되고, 먼 b 위치에 있을 때는 공기 저항이 적게되기 때문에 b 부의 공기유로에도, b 부의 공기 유로에도 거의 균등하게 공기를 보낼 수 있다. 또, 로우터의 상방 끝에 광합성 반응조를 향하여 뚫린 공기 분사구를 설치하는 것도 가능해서, 이렇게 하면 로우터의 회전에 따라서 강제적으로 순차적으로 간극(28)에 공기를 흐르게 할 수 있다.
더우기 본 발명에 의해서 로우터를 회전시키는 것에 의해서 강제적으로 공기 유로를 형성하는 것 처럼 하면 선행 기술에 있어서 필요로 한폐쇄부(제3도에서의 검게 칠한 부분)가 불필요 하게되어, 그 폐쇄부가 없이도 전기 종래 기술과 같은 모양의 환류 루-트를 광합성 반응조내에 형성할 수 있다. 요약 하건데, 이상의 설명으로 부터 명확한 바와 같이, 본 발명에 의하면 광합성 반응조내에 거의 균일한 광 에너지 및 CO2를 함유한 공기를 공급할 수 있어 보다 효율 높게 광합성 반응을 행할 수 있고, 더우기 광합성 반응조의 저부에 광합성 반응 물질의 사체등이 남지 않기 때문에 광합성 장치를 보다 청결하게 보존할 수 있고, 그 광합성 장치의 보수 관리를 용이하게 할 수 있는 등의 이점이 있다.
본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않은 범위에서(본 발명에 대한 기능이 숙달됨에 따라) 여러가지의 변형예가 가능할 것이다. 예를 들면, 주변부 재료의 광 굴절률을 중심부 재료의 광 굴절률 보다도 크게하는 것에 의해서도 광도체로드(rod)(18) 내를 전송 되어온 빛을 그 광도체로드(rod)의 주변부로 부터 방사하는 것처럼 해도 좋다는 것은 용이하게 이해될 것이다.
한편, 그때 도시와 같이로드(rod) 상의 광도체(18)을 사용하면 직선성이 나오기 쉽고 광 라이에이터의 내로의 배설이 용이하게 된다. 또 광도체 케이블(24) 내에 2개 이상의 광섬유(24a)를 설치해 놓고, 그중의 1개 이상에 태양광을 수집한 빛을 도입하고 나머지의 1개 이상에 인공광을 도입 하도록 하고, 이들을 동시에 또는 바꿔서 사용 하도록 하는 것도 가능하며, 이와 같이 하면, 태양광이 충분히 있을 때는 태양광만을 사용하고 아침, 저녁 또는 구름이 낀 때둥 충분하지 않을 때는 태양광과 인공광을 동시에 사용하고 야간등 태양광을 이용할 수 없는 때는 인공광만 사용 하도록 하면 항상 효율좋게 광합성을 행할수 있도록 하는 일도 가능하다. 또 광 라디 에이터(12)의 외관(16)의 단면형상도 도시예에는 원형의 것을 표시 했지만, 본 발명은 원형의 것에만 한정 시키는 것은 아니고, 예를 들면 삼가형, 사각형, 6각형등 임의의 형상의 것이라고 좋다는 것은 용이하게 이해할 수 있다.
마찬가지로 반응조(10)의 형상도 6각형상의 것으로 한정되는 것이 아니고 원하는 어떠한 형상의 것으로도 대체할 수 있을 것이다.

Claims (39)

  1. 광합성 반응조와, 그 광합성 반응조 내에 병렬로 수직으로 배열된 다수개의 세관상의 광 라디 에이터군과, CO2를 함유한 공기를 공급하기 위하여 반응조와 연결되어 있는 파이프와, 파이프를 통하여 반응조에 공급된 CO2를 함유한 공기를 반응조내에서 환류시키기 위한 장치로 구성된 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 환류장치를 반응조내에 소정통로를 따라 공기를 환류시키는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  3. 제2항에 있어서, 광 라디 에이터군은 각각 일정한 간격을 두고 환류장치는 소정 영역내에서 인접한 광 라디 에이터의 하단부 사이의 간극이나 갭을 막기 위한 플러그류로 구성된 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  4. 제3항에 있어서, 인접한 광 라디 에이터 사이의 간격이 광 라디 에이터의 하단부에 수밀 감합된 단관에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  5. 제3항에 있어서, 전기 소정 영역이 반응조내에서 방사상의 중앙부인 것을 특징으로 하는 광합성장치.
  6. 제3항에 있어서, 전기 소정의 영역이 일반적으로 반응조의 주연부에 인접한 환상부인 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  7. 제3항에 있어서, 전기 소정 영역의 면적이 나머지 영역의 면적보다도 작은 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  8. 제2항에 있어서, 전기 환류장치는 소정 영역안에 다수개의 구멍이 나 있고 광 라디 에이터의 하단부밑에 위치한 판으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  9. 제8항에 있어서 전기 판이 각각 일정한 간격을 두고 위치한 광 라디 에이터군의 하단부와 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  10. 제9항에 있어서, 인접한 광 라디 에이터 사이의 간격이, 각 광 라이 에이터의 하단부에 수밀 감합된 단관에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  11. 제9항에 있어서, 전기 소정 영역이 반응조내에서 방사상의 중심부인 것을 특징으로 하는 광합성장치
  12. 제9항에 있어서, 전기 소정 영역이 일반적으로 반응조의 주연부에 인접한 환상부인 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  13. 제9항에 있어서, 전기 소정 영역의 면적이 나머지 영역의 면적보다도 큰 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  14. 제8항에 있어서, 전기의 판이 각가 맞물려 있는 광 라디 에이터의 하단부와 소정의 간격을 두고 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  15. 제14항에 있어서, 전기 소정 영역이 반응조내에서 방사상이 중앙부인 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  16. 제14항에 있어서, 전기 소정 영역이 일반적으로 반응조의 주연부에 인접한 환상부인 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  17. 제14항에 있어서, 전기 소정 영역의 면적이 나머지 영역의 면적보다도 큰 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  18. 제14항에 있어서, 각 광라디 에이터가 하단부 보다도 상단부가 더 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  19. 제8항에 있어서, 전기 각 구멍은 배지가 통과할 수 있을 정도의 직경을 갖고, 광합성 물질을 회수하는 동안 파이프가 진공원(眞空源)과 연결될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  20. 제8항에 있어서, 전기 각 구멍은 배지는 통과 시키지 않고 공기만을 통과 시킬 정도의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  21. 제8항에 있어서, 공기기 통과되는 동안 배지가 낙하하는 것을 방지하기 위한 첵 밸브장치를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  22. 제21항에 있어서, 첵 밸브 장치는 전기 각 구멍들로 부터 시작되어 위쪽으로 갈수록 가늘어 지는 구멍으로 구성 되는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  23. 제21항에 있어서, 첵 밸브 장치는 위쪽 방향으로 테이퍼된 구멍과 테이퍼된 구멍의 하단부와 나사로 조여진 밸브 시트 멤버(valve seat member)와 테이퍼된 구멍 내부에 움직일 수 있도록 상기 밸브 시트 멤버에 자리잡고 있는 구(球)로 구성 되어 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  24. 제1항에 있어서, 전기 환류장치가 반응조내의 가변(可變) 통로를 따라 공기류 환류시키는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  25. 제24항에 있어서, 전기 환류장치가 반응조의 저면에서 공기 압력 분포를 변화 시킴으로서 환류통로를 변화 시키는 환류 멤버로 구성되는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  26. 제25항에 있어서, 파이프에는 반응조의 저면으로 돌출된 연장부가 있고, 환류 멤버는 파이프 연장부위에 회전 가능토록해서 연결 되고, 파이프로 부터 공급된 공기의 공기류를 그안에 만들어진 공기 분사구를 통하여 배출 하면서 회전 하도록 만들어진 로우터로 구성 되며, 상기 로우터가 회전 하는 동안 반응조안으로 공기를 공급 하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  27. 제26항에 있어서, 로우터는 그 로우터를 회전시키는 동안 공기에 의해서 형성되는 공기-베어링으로 지지되는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  28. 제26항에 있어서, 전기 광합성 반응조가 다각형으로 구성 되고 또, 전기 로우터에 그 로우터의 반경 방향으로 외측으로 뚫린 공기 분사구를 갖는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  29. 제1항에 있어서, 전기 광합성 반응조의 상부측벽에 그 광합성 반응조와 연결되어 통한 보조조를 갖는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  30. 제29항에 있어서, 전기 보조조와 광합성 반응조를 연결시켜 통하에 하는 연통구(連通口)가 그 높이가 다르게 적어도 2개 이상 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  31. 제29항에 있어서, 전기 보조조의 하단부에 광합성 된 물질을 배출 하기 위한 배출구를 갖고, 상단부에 공기 배출구 및 배지 공급구를 갖는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  32. 제31항에 있어서, 전기 공기 배출구에 압력조정 밸브를 장치하여 반응조 내부의 압력을 자동으로 조정 하도록한 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  33. 제29항에 있어서, 전기 보조조 내에 방열 및 흡열 장치를 설치하여 반응조내의 온도를 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  34. 제1항에 있어서, 전기의 각 광라디 에이터는 투명체는 외관과 그 외관내에 배설된 광도체로드와 광확산 장치로 구성 되고, 그 광 확산 물질이 광도체 로드를 통해 외부로 해서 전송된 빛을 반응실로 확산시키도록한 것을 특징으로 한 광합성 장치.
  35. 제34항에 있어서, 전기 광 확산 장치는 광도체 로드에 소정 간격을 두고 위치한 광 확산 물질로 구성 되는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  36. 제34항에 있어서, 전기 광 확산장치는 외주부의 광 굴절률이 중앙부의 광 굴절률 보다 큰 것으로 된 광도체 로드로 구성 되는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  37. 제34항에 있어서, 그 광도체 케이불은 적어도 2개 이상의 광 섬유를 그 내부에 가지면서 전기 광라디 에이터의 하나내에서 광도체 로드와 광학적으로 접속되며, 그중 적어도 1개 이상에 태양광이 집속된 빛이 도입되고 나머지 적어도 1개 이상에 인공광이 도입되도록 구성 되어 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  38. 제1항에 있어서, 전기 광 라디 에이터의 하단내면이 반사면으로 구성 되는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
  39. 제1항에 있어서, 반응조의 상면을 탈착가능 하도록 해서 덮고 있는 덮개로 구성 하고, 전기 광 라디에이터의 상단측이 상기 윗 덮개에 수밀로 일체적으로 취부되어 있는 것을 특징으로 하는 광합성 장치.
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