KR102391455B1 - 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜 - Google Patents
양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 스마트팜 작물 재배 시스템에 관한 발명으로서, 컨테이너, 조립식 건축물 또는 유리온실 내부를 불연판넬 또는 샷시 재질로 격벽을 설치하여 기계실과 재배실로 구획하고, 재배실 내부에 작물이 식재된 재배조를 적재대에 다단으로 배치하고 급,배기덕트가 포함된 공기조화장치를 설치하여 재배실 내부의 공기를 주기적으로 순환과정에서 부유공기중 분진을 필터로 제진하고, 산화질소 생성기에서 생성된 하이드록실 이온(OH-)이 함유된 활성기체로 부유공기중 세균 및 바이러스를 살균 및 생성된 산화질소를 공급하며, 급기덕트 일측에 장착된 탄산가스 공급노즐을 통해 용기에 저장된 탄산가스를 공급하며, 급기FAN의 회전속도를 조절 및 전동댐퍼의 개도율을 조절하여 재배실을 대기압 보다 높은 양압으로 유지하며, 양액제조기에서 생산된 재배수(양액)를 순환 펌프를 이용하여 재배조에 순환과정에서 미네랄 공급장치에서 식물성장의 필수 원소중 미네랄 성분이 함유된 플라이애쉬(석탄회) 또는 제강 슬래그 또는 광물질을 공급하여 양액으로 제조하여 폐기물을 자원화하여서 탄산가스 배출량을 감축하고 및 이어 여과장치에서 전기분해 작용에 의해 양극에서 용출된 금속양이온으로 수중의 음이온성물질 및 유기물, 무기물 이물질을 제거하고 양액제조기에서 PH 조정 및 산화질소 생성기에서 생성된 산소이온, 히드록실 이온, 산화질소를 가압하여 산소 및 산화질소 용해기에 공급하여 순환되는 수중에 공급 분사하여 용해하면서 수중의 세균을 살균하고, 냉각기에 재배수의 온도를 적정온도로 냉각하여 펌프를 이용하여 재배실의 적재대에 다단으로 적재된 복수개의 재배조에 양액을 공급 및 순환하면서 식물을 재배하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜에 관한 것이다.
그리고, 본 발명은, 산소 및 산화질소수 공급기의 산소 및 산화질소생성기에서 고전압 방전에 의해 공기 구성분자인 산소 및 질소분자를 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응의 전기화학적 반응으로 산화질소를 생성하고, 생성된 산화질소를 산소 및 산화질소용해기에서 재배수에 미세기포 형태로 분사 및 고전압 방전과정에서 산화질소가 함유된 기포를 파괴하여 용해되어 생성된 아질산염(NO3 -)이 수중의 호기성 미생물에 의해 분해되어 산화질소가 생성 및 불용된 산화질소(NO)가 근권 미생물을 활성화(PGPR:Plant Growth Promoting Rhizobacteria)하여 식물성장촉진호르몬인 옥신(Auxin)을 생산하고, 식물병원성 진균을 저해하는 세포외벽과 수분해 효소를 생산하고, 사이드로포어(Siderophore)를 생산(토양전염병 병해방제를 통해 식물의 성장을 촉진시키며 불용성 인을 가용화 하며, 질소를 고정하며, 식물세포에 기본인 핵산을 구성하고, 세포막의 인지질을 구성하며, 호흡에 의해 당을 분해하고 전분을 만드는 과정에서 당인산을 형성하며, ATP, NADP등의 구성 및 식물의 성장을 촉진하며, 산화질소(NO)는 강력한 항산화제로서 식물세포의 신진대사에 비정상 신호를 제공해 부전마비를 초래하고, RNA변이를 초래하는 산화스트레스장애를 예방하고, 과산화수소(H2O2)를 제거할 수 있으며 스트레스 내성 및 중금속 의 독성을 해독하며, 식물 세포액 내의 활성산소(ROS)를 직접적으로 제거할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 산소 및 산화질소수 공급기의 산소 및 산화질소생성기에서 고전압 방전에 의해 공기 구성분자인 산소 및 질소분자를 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응의 전기화학적 반응으로 산화질소를 생성하고, 생성된 산화질소를 산소 및 산화질소용해기에서 재배수에 미세기포 형태로 분사 및 고전압 방전과정에서 산화질소가 함유된 기포를 파괴하여 용해되어 생성된 아질산염(NO3 -)이 수중의 호기성 미생물에 의해 분해되어 산화질소가 생성 및 불용된 산화질소(NO)가 근권 미생물을 활성화(PGPR:Plant Growth Promoting Rhizobacteria)하여 식물성장촉진호르몬인 옥신(Auxin)을 생산하고, 식물병원성 진균을 저해하는 세포외벽과 수분해 효소를 생산하고, 사이드로포어(Siderophore)를 생산(토양전염병 병해방제를 통해 식물의 성장을 촉진시키며 불용성 인을 가용화 하며, 질소를 고정하며, 식물세포에 기본인 핵산을 구성하고, 세포막의 인지질을 구성하며, 호흡에 의해 당을 분해하고 전분을 만드는 과정에서 당인산을 형성하며, ATP, NADP등의 구성 및 식물의 성장을 촉진하며, 산화질소(NO)는 강력한 항산화제로서 식물세포의 신진대사에 비정상 신호를 제공해 부전마비를 초래하고, RNA변이를 초래하는 산화스트레스장애를 예방하고, 과산화수소(H2O2)를 제거할 수 있으며 스트레스 내성 및 중금속 의 독성을 해독하며, 식물 세포액 내의 활성산소(ROS)를 직접적으로 제거할 수 있다.
Description
본 발명은 스마트팜 작물 재배 시스템에 관한 발명으로서, 컨테이너, 조립식 건축물 또는 유리온실 내부를 기계실과 재배실로 불연판넬 또는 샷시재질로 격벽을 설치하여 구획하고, 설치된 격벽의 중앙부분을 타공하여 에어샤워를 설치하고, 에어샤워와 간격을 두고 일정 면적을 타공하여 패스박스를 설치 및 재배실 내부에 통로를 중심으로 좌우에 설치된 적재대에 식물이 식재되는 재배조를 다단으로 설치하고, 재배공간 양측면 상부에 급기덕트를, 하부에 배기덕트가 설치된 환기장치를 설치하여 재배실 내부의 공기를 순환 FAN을 이용하여 흡입, 가압, 토출의 순환과정에서 부유공기중 분진을 필터로 제진하고, 급기 및 배기FAN을 이용하여 재배실 내부로의 급기량 및 배기량을 조절하여 내부의 압력을 2.5 내지 25Pa 범의의 양압으로 유지하며, 양자에너지 발생기에서 자기장 및 양자에너지를 순환하는 공기에 조사하면서 고전압 방전과정의 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응등의 전기화학적 반응으로 공기구성분자의 질소, 산소, 수중기의 물분자의 공유결합을 분해하여 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)를 생성시켜 산소이온(O)은 식물의 호흡작용에 이용하고, 하이드록실 이온(OH-)은 순환공기중 세균 및 바이러스를 살균하고, 식물의 잎을 통해 흡수되어 성장을 촉진하는 산화질소(NO)를 공급하며, 급기덕트 일측에 장착된 탄산가스 공급노즐을 통해 용기에 저장된 탄산가스를 공급하며, 양액제조기에서 생산된 재배수(양액)를 순환 펌프를 이용하여 재배조에 순환과정에서 미네랄 공급장치에서 식물성장의 필수 원소중 미네랄 성분이 함유된 플라이애쉬(석탄회) 또는 제강 슬래그 또는 광물질을 공급하여 양액으로 제조하여 폐기물을 자원화하여서 탄산가스 배출량을 감축하고 및 이어 여과장치에서 전기분해 작용에 의해 양극에서 용출된 금속양이온으로 수중의 음이온성물질 및 유기물, 무기물등 이물질을 제거하고 양액제조기에서 PH 조정 및 산화질소 생성기에서 생성된 산소이온, 히드록실 이온, 산화질소를 가압하여 산소 및 산화질소 용해기에 공급하여 순환되는 수중에 공급 분사하여 용해하면서 수중의 세균을 살균하고, 냉각기에 재배수의 온도를 적정온도로 냉각하고 펌프를 이용하여 재배실의 적재대에 다단으로 적재된 복수개의 재배조에 양액을 공급 및 순환하면서 식물을 재배하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜에 관한 것이다.
농작물은 인류의 생존에 있어서 필수 불가결한 요소이기 때문에 농업의 중요성이 더욱 부각되고 있지만, 최근 각국과 체결된 FTA협정으로 인하여 국내 농작물의 시장이 전면 개방되어 선진국의 거대 농업회사와 무한경쟁 하여야 하는데, 국내 사정은 농업을 기피하는 현상과 농촌의 고령화 현상으로 인하여 농업의 노동력이 절대적으로 부족하고, 품종개량과 작물재배의 기술개발과 기계화 자동화 기술 개발은 선진국 대비 미흡한 실정이다. 따라서 최근에는 농업분야에서 노동력절감, 경쟁력 강화, 생산량증가 및 품질을 향상하고자 개발되는 작물 재배 기술에 정보통신기술(ICT)을 접목하고, 사물 인터넷(Iot:Internet of Things) 기술을 이용하여 농작물 재배 시설의 온도, 습도, 햇볕량, 이산화탄소, 토양등을 측정분석하고, 분석결과에 따라 제어장치를 구동하여 이러한 정보를 스마트 폰에 제공받아 사용자가 원격제어하는 스마트팜 재배 시스템이 개발되어 적용되고 있다.
그러나 종래기술의 스마트팜은 온도, 습도, 탄산가스 공급, 조도 등 환경정보에 기반한 재배 시설의 개폐 및 제어 기술에 관한 내용이 대다수이며, 재배시설의 적절한 환기, 부유 공기중 작물에 질병을 일으키는 세균의 살균, 세균침입을 예방하는 양압기술, 성장을 촉진시키는 산화질소의 공급과 수경재배시설의 재배수에 미네랄 공급, 재배수중의 세균살균 및 산화질소 공급에 의한 식물성장 촉진 기술은 아직도 미흡한 실정이다.
1. 대한민국특허공보 제10-10-1952124호(발명의 명칭: 플라즈마 살균장치를 구비한 스마트팜)에서는 단위시설 ID를 구비하고, 살균제, 살충제, 비료 또는 물을 공급받는 단위재배시설과 원통 형상으로 형성되어 원통의 양 밑면은 오존기체를 유입받는 유입배관과 물을 유입받는 유입배관에 각각 연결되고, 원통 내부에서 상기 유입배관들로부터 상기 오존 기체 및 상기 물을 교반하여 OH- 수를 생성하며, 원통의 외주면에 복수 개의 통공을 구비하여 상기 OH- 라디칼수를 상기 복수 개의 통공을 통해 배출하는 제2원통형 하우징과 상기 제2원통형 하우징에서 배출되는 OH- 라디칼수를 상기 단위 재배시설에 살균제로 공급하기 위하여 OH- 라디칼수 배출배관으로 전달하는 제1원통형 하우징을 포함하는 교반기로 구성하여 상기 단위 재배시설 ID에 일대일 대응되는 사용자 ID를 구비하고, 인터넷을 통해 상기 단위 재배시설 내부의 상황을 실시간 모니터링하고 상기 단위 재배시설에 살균제, 살충제, 비료 또는 물의 공급을 요청하는 공급요청신호를 생성하는 사용자 단말기 그리고 상기 단위 재배시설 ID 및 상기 사용자 ID를 대응시켜 권한 데이터베이스로서 구비하고, 상기 단위 재배시설의 내부상황을 상기 단위 재배시설 ID에 대한 감지 정보로 포함하는 감지정보 데이타베이스를 구비하며, 상기 사용자 단말기에서 생성된 상기 공급요청 신호에 따라 상기 권한 데이타베이스를 검토하여 상기 단위 재배시설에 살균제, 살충제, 비료 또는 물을 공급하도록 제어하는 관리용 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 살균장치를 구비한 스마트 팜이 개시 되어 있으나 이 기술은 재배실에 환기되는 공기중 부유세균 살균기능과 외부공기의 유입을 방지하기 위한 양압유지능 및 산화질소 공급기능이 없으며, 양액제조에 대한 구체적 사항이 제시 되지 않았으며, 수중에 산화질소의 용존기능이 없다.
2. 대한민국특허공보 제10-10-1801029호(발명의 명칭: 사물인터넷을 이용한 수질관리장치)에서는 수경재배, 스마트팜, 다양한 양식장에서 단위면적으로 구획된 다수 개의 구획셀에 유입되는 물의 특성 및 환경적 특성을 측정하기 위한 여러개의 센서그룹을 형성하고, 상기 센서그룹은 구획셀에서 측정할 수질을 바이패스 방식으로 공급받을 때 설치되는 장소의 수평 바닥면을 기준으로 20-250 경사지게 사각형태의 측정셀을 설치하며, 상기 측정셀로 측정수의 공급은 낮은위치 지점으로 유입되어 높은위치 지점으로 배수되도록 형성하고, 상기 측정셀에는 낮은지점을 기준으로 센서그룹의 센서가 상부로 등 간격으로 측정셀의 경사진 각도와 직교되도록 형성하며 상기 센서그룹에 구비되는 다수개의 센서마다 각각 연결되며, 전원인가를 위해 전원/신호선이 연결되어센서에 전원공급과 측정시 발생하는 기전력 신호를 국제통일규격 신호로 변환 2Wire(24V DC) 방식의 컨버터를 다수개로 형성하되 상기 컨버터가 수중이나 대기 온도를 측정하는 센서에 연결된 경우에는 표시온도를 섭씨(0C)나 화씨(0F)로 출력되도록 변환하는 온도선택스위치를 형성하며, 상기 컨버터가수질의 용존 산소량을 측정하는 센서에 연결된 경우에는 측정원리에 따른 갈바닉방식이나 폴라로그래픽방식을 선택할 수 있는 측정선택스위치를 형성하고 상기 컨버터의 전원 신호선을 통해 변환된 측정신호를 전달 받으며, 무선통신망을 이용하여 관리기지나 휴대용 단말기로 무선전송 및 제어신호를 전달받는 콘트롤러를 형성하며 상기 컨트롤러에서 측정신호를 전달받아 각 센서 그룹의 센서 측정값을 표시하는 로컬패널로 구성하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷을 이용한 수질관리 장치로서 이 기술은 경재배, 스마트팜, 다양한 양식장, 양만장의 수질을 측정하는 방법으로 미네랄 공급, 양액제조, 산소 및 산화질소의 용존방법 및 수중세균 살균의 방법이 기술되어 있다.
3. 대한민국특허공보 제10-1986139호(발명의 명칭: 스마트팜 재배시스템)에서는 가이드프레임; 상기 가이드프레임 내측에 일정간격 이격 배치되는 적재프레임; 상기 적재프레임에 설치되며 내부에 재배식물이 수용되는 수용되는 재배화분; 상기 재배화분에 광에너지를 제공하는 조명장치; 상기 집배화분에 물을 공급하는 관수장치; 상기 적재프레임 사이에작업자의 보행통로를 확보하도록 상기 적재프레임간 간격을 조절하는 이송수단;을 포함하며 상기 이송수단은 상기 가이드 프레임에 상기 적재프레임의 이동 방향을 따라 구비되는 렉기어; 상기 적재프레임에 고정 장착되며, 상기 렉기어와 맞물리는 피니언기어가 구비된 구동모터;를 포함하며 상기 가이드 프레임의 하단과 상기 가이드 프레임의 하단사이에 구비되는 제1가이드 수단을 더 포함하되 상기 제1가이드 수단은, 상기 가이드 프레임의 하단에 상기 적재프레임의 이동방향으로 길게 형성되며, 상방향으로 돌출 형성된 제1가이드레일; 상기 적재프레임의 하단에 고정 장착되는 제1롤러지지대; 상기 제1롤러지지대에 회전가능하게 장착되며, 외주면에 상기 제1가이드레일과 맛물림되는 제1가이드홈이 형성된 제1가이드롤러;를 포함하며, 내부에 상기 가이드프레임, 상기 적재프레임을 수용하는 하우징;을 포함하되, 상기 하우징은 탄소 복합소재로 이루어지며, 내측벽에는 반사판이 구비되고, 상기 하우징 내부의 온도 및 습도를 제어하는 환경제어장치; 상기 하우징 내부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소공급장치;를 더 포함하여 구성되는 기술은 재배실의 환기, 부유공기중 세균살균, 산화질소 공급 및 재배수에 미네랄공급, 산소 및 산화질소의 공급 및 용해 수중 세균의 살균에 관한 내용이 없다.
4. 대한민국특허공보 제10-1911217호(발명의 명칭: 식물추출물을 함유하는 생물막 형성 억제 또는 방지용 조성물)에서 층층나무(Cornus controversa Hemsl,), 백수오(Cynanchum wilfordii Hemsl,), 물오리나무(Alnus sibirica Fish, ex Turcz) 및 층꽃나무(Caryopteris incana(Thunb, ex Houtt,)miq,)로 이루어진 군에서 선택되는 1종이상의 식물을 추출한 식물 추출물에 물, 탄소수 1 내지 4개의 무수 또는 함수 저급알콜, 탄화수소계 용매 또는 이들의 적정비율로 첨가하여 세균밀도인식(Quorum sensing)저해 활성을 나타내는 생물막 형성 억제 또는 방지용 조성물을 제조하여 식물의 잎, 가지, 열매, 꽃, 지상부, 수피 및 뿌리등 선택된 부위에 분사 및 공급하여 크로모박테리움 바이오라세움(Chromobacterium violaceum), 펙토박테리움 카르토보룸(pectobacterium carotovorum), 슈도모나스 에로지노사(pseudumonas aeruginosa), 여니시아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica) 및 아그로박테리움 투메파시언스(Agrobacterium tumefaciens)등의 세균의 생물막 형성을 억제하여 무름병, 썩음병, 시들음병, 뿌리혹병등의 식물 세균병 방제용 조성물로서 이기술은 세균의 생물막 형성을 억제하여 세균의 증식을 억제할 수 있으나 배실의 환기, 부유공기중 세균살균, 산화질소 공급에 관한 내용이 없다.
즉, 지금까지 개발된 스마트팜 기술은 전술한 문제점들로 인해 효율성 측면에서 미진한 부분이 있으며, 보다 양호한 작물재배 과정에서의 질병을 유발하는 세균의 살균기술과 성장촉진 기술이 없고, 유효성, 안정성, 내구성을 확보하면서 넓은 적용범위를 갖는 스마트 팜 기술에 대해서는 아직까지 개발이 미진한 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유리온실, 천정면 및 양측면에서 자연광이 조사되는 구조의 창고형 조립식 건축물 및 컨테이너 중에 어느 한기종의 건축물이 선정되어 건축물 내부를 샌드위치판넬 또는 페어글라스가 설치되는 샷시재질로 격벽을 설치하여 기계실과 재배실로 구획하고, 격벽의 중앙부분 일정면적을 타공하여 작업자가 출입하는 에어샤워기를 설치하고, 에어샤워기와 간격을 두고 부자재를 재배실로 반입 및 반출하는 패스박스를 설치하며, 재배실과 기계실의 중앙을 작업자가 통행하는 통로로 구획하고 통로를 중심으로 양측면에 다단구조의 적재대를 설치하고, 설치된 적재대에 일정크기를 갖는 복수개의 재배조를 설치하고, 설치된 각각의 재배조에 미네랄 공급장치에서 식물성장에 필요한 필수 원소를 함유한 화력발전소의 보일러에서 무연탄이 연소후 배출되는 연소물을 포집한 플라이애쉬 또는 제강공장의 고로에서 배출되는 슬래그 또는 란탄족 희토류가 포함된 운모석등의 광물자갈 또는 분말을 재배수에 공급하고, 전기분해과정에서 공급된 미네랄을 양이온화하여 활성시키고, 이어 여과장치의 전기분해기에서 전기분해 과정중 +극에서 용출되는 Al3+ 이온, Zn2+ 이온, Fe2+ 및 Fe3+ 이온을 이용하여 전기응집 방법으로 수중의 부유 이물질을 응집하고, 응집물을 필터로 여과하고, 양액제조기에서 PH를 산 또는 알카리 용액을 투여하여 조절 및 산소 및 산화질소 발생기에서 외부공기를 유입 및 자기장 발생 코일겸 방전극에 고전압을 인가하여 자기장이 중첩소멸되어 제로 자기장 상태에서 발생되는 양자에너지를 유입된 공기에 조사하면서 고전압 방전으로 공기 구성분자의 공유결합을 분해하여 전기화학적 반응으로 산소원자, 산화질소, 하이드록실 이온을 생성하여 에어가압기로 가압하여 산소 및 산화질소 용해기에 공급하여 산소, 산화질소 및 하이드록실이온을 용해하면서 냉각기로 공급하여 냉각기에서 적정 온도로 냉각한 후 순환펌프를 이용하여 미네랄이 공급되고 PH를 조종 및 산소, 산화질소를 용해되고 냉각된 재배수를 재배조에 공급 및 환류 시키며 기계실에 설치된 순환, 급기, 배기FAN을 이용하여 재배실 내부에 외부공기 공급 및 내부공기를 배기하면서 환기시키면서 급기, 배기FAN용 모터의 분당회전수를 조절하여 재배실 내부의 압력을 대기압 보다 높은 양압으로 유지하며 산화질소 생성기의 자기장 발생 코일겸 방전극에 고전압을 인가하여 자기장이 중첩소멸되어 제로 자기장 상태에서 발생되는 양자에너지를 유입된 공기에 조사하면서 고전압 방전에 의해 생성되는 산소이온, 산화질소 이온, 히드록실 이온으로 순환공기중의 부유세균을 살균하고, 산소이온과 산화질소 이온을 공급하여 재배되는 식물의 잎을 통해 호흡작용을 촉진하고, 순환되는 공기중에 탄산가스 용기에 충진된 탄산가스를 감압하고 유량을 조절하여 순환공기에 공급하며 재배실에 공급하여 식재된 식물에 광합성에 필요한 탄산가스를 공급하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜을 제공하기 위함이다.
본 발명에 따른 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜은
유리온실 또는 지붕면에 일정 간격을 두고 일정면적의 유리, 폴리아크릴, 투명 PVC재질중에 어느 한가지 이상의 재질이 선정 사용되어
전부 또는 부분 시공되어 태양광이 재배실에 조사되는 창고형 조립식 건축물, 지붕 양측에 전동기로 구동되는 태양광을 반사시키는 반사판이 부착 시공된 덮개가 설치되는 컨테이너중에서 어느 한가지 형태의 건축물이 선정되고, 내부에 일정공간으로 분할된 기계실(101)과 재배실(102)은 샌드위치판넬 또는 페어글라스가 설치되는 샷시구조의 격벽으로 구획되며, 격벽의 중앙부분에는 출입문 겸용 살균 및 제진기능, 도어의 동시열림 방지장치가 내장된 에어 샤워장치(110)가 설치된다. 에어 샤워장치(110)와 간격을 두고 좌측 또는 우측 일측에 격벽의 벽체를 타공하고 타공된 부위에 부자재 반입, 반출용 살균기능이 내장되고, 도어의 동시열림 방지장치가 내장된 패스박스(120)가 설치된다. 천정면에는 조명장치가 설치되고, 내부 중앙 통로를 중심으로 좌측 우측의 공간에는 환기장치(200), 미네랄공급장치(500), 여과장치(600), 양액제조기(700), 탄산가스가 충전된 용기(231), 싱크대, 및 제어반(900)이 설치되는 기계실(110),
바닥면 중심선에서 60cm 내지 80cm 범위의 통로를 구획하고, 통로 끝 중앙에 설치되는 재배실 온도 조절용 스탠드형의 냉난방기(300), 통로 좌측 및 우측에 스테인레스 스틸(STS304), 탄소강에 분체 도장품 등의 재질로 선반(RACK)을 제작하여 설치하고, 제작된 선반위에 각각 일정치수를 갖는 직육면체 형상의 복수개의 재배조(400)를 다단 설치하고, 각각의 제배조(400) 상부에는 식물성장용 광합성용 광원인 LED조명장치가 복수개가 설치되고, 재배조(400)에는 양액 제조기(700)에서 제조한 양액을 펌프(713)에 의해 공급되는 양액 공급관(713a) 및 배출관이 설치되고, 내부 천정면 중앙부분에는 탄산가스 농도 측정센서(237) 및 온습도계(미도시)가 설치되고, 내부 양측 측면 상부에는 환기장치(200)의 급기덕트(213)가 설치되고, 바닥면에서 20cm 내지 60cm범위는 환기장치(200)의 배기덕트(216) 및 배기구(215)가 설치되는 재배실(120)로 구성되는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜용 건축물(100);
순환FAN(211), 프리필터(212a), 헤파필터(212b)가 내장되는 필터하우징(212), 급기덕트(213), 급기구(214), 배기구(215), 배기덕트(216), 가지관 전동댐퍼(216a,216b), 배기FAN(217), 외부공기 급기용 전동댐퍼(218a), 외부공기 공급용FAN(218)으로 구성되고, 제어반(900)에서 순환FAN(211)에 전원을 공급 및 가동시켜 배기덕트(216)에 연결된 배기구(215)를 통해 재배실 하부의 공기를 흡입 및 가압시켜 프리, 헤파필터가 내장되는 필터하우징(212)을 통과하는 과정에서 미세분진을 프리필터, 헤파필터로 제진하고 제진된 공기를 급기덕트(213)에 설치된 급기구(214)에 공급 및 상부에서 하부로 분사시켜 층류 흐름을 형성하면서 재배실의 공기를 강제 순환시키면서,
외부공기 공급라인의 전동댐퍼(218a) 및 외부공기공급 FAN(218)을 가동하여, 순환FAN(211)에 의한 순환 풍량에 외부공기 급기용FAN(218)에 의한 외기량을 추가로 공급 및 과잉된 풍량은 배기용 및 흡입용 전동댐퍼(216a,216b)의 개도율 조정 및 배기FAN(217)의 배기량을 조절 및 외부공기 급기용FAN(218), 배기FAN(217)의 분당 회전수(RPM)의 비례조절(PI) 및 전동댐퍼(216a,216b)와 전동댐퍼(218a)의 개도율을 비례조절(PI)하여 재배실(102)의 압력을 대기압 보다 2,5 내지 25Pa범위의 높은 압력으로 유지하는 환기 시스템(210);
환기시스템(210)의 급기덕트(213)상에 필터하우징(212)와 간격을 두고 단면이 원형이고 외통(221) 내통(222)의 중공구조의 반응챔버겸 외통(221)내부 원주면상에 면접하여 설치되는 솔레노이드 코일 형상의 제1자기장 코일겸 방전전극(223)과 간격을 두고 내통(222)외부 원주면상에 설치되는 제1자기장 코일겸 방전전극(223)의 권선 방향이 반대인 솔레노이드 코일 형상의 제2자기장 코일겸 접지전극(224)에 반응챔버겸 외통(221) 외부 일측면에 설치된 고전압 발생기(225)으로 구성되는 제1양자에너지 발생기의 고전압 발생기(225)에서 생성되는 고전압을 도선(226)을 통하여 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 코일 겸 방전극(223,224)에 공급하면 전류의 흐름방향과 90도 각도로 자기장이 생성되어 방전극(223,224)사이 중심부에서 중첩소멸되어 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 동시에 방전이 개시 및 방전극(223,224)사이에서 고전계 전자에너지 대역을 형성하고, 동시에 환기시스템(210)의 순환FAN(211)이 가동되어 재배실의 공기가 흡입 및 가압된 후 필터하우징(212)에 제진된 공기는 선회류(SWIRL FLOW)흐름으로 통과하면서 공기 구성분자인 질소((N2);78.8%), 산소((O2);20.8%), 수증기의 물분자(H2O)에 양자에너지가 조사되고, 고 전계전자에어지가 인가되어 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응의 전기 화학적 반응으로 상기 공기구성 물질분자의 공유결합을 해리하여 산소이온(O), 질소이온(N), 산화질소(NO), 수소이온(H+), 하이드록실이온(OH-)등의 활성기체를 생성하여 공기중 악취물질을 산화 환원반응으로 정화하고 동시에 하이드록실이온(OH- Radical) 이온 등이 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하는 양자에너지 조사, 공기정화, 부유공기중 세균살균, 산화질소를 생성하는 제1양자에너지 발생기(220)와,
탄산가스가 고압 충진된 용기(bombe)(231), 압력조정기(232), 가열용 전기히터(233), 유량조절밸브(234), 공급관(235), 분사노즐(236) 및 가스감지기(237) 및 제어부(238)로 구성되며, 제조사에서 120kg/cm2의 압력으로 탄산산가스가 충전되어 입고된 용기(bombe;231)에 압력계 및 전기히터(233)가 부착된 압력조정기(232)를 부착한 후 공급관(235)를 설치하고 공급관(235)에 유량조절기(235)를 설치 및 재배실(120)의 환기시스템(200)의 급기덕트(213) 일측에 일정직경의 홀을 타공하고 타공된 홀에 분사노즐(236)을 설치하여, 설치된 분사노즐(236)과 유량조절기(235)사이를 공급관으로 연결 설치한 후 탄산가스가 고압 충진된 용기(bombe)(231)의 밸브를 개방하고 압력조정기(232)에서 40 내지 200mmaq 범위내로 감압한 후 유량조절기(235)에서 적정유량으로 조절하면서 배관을 통하여 분사노즐(236)에 공급 및 환기시스템의 급기덕트(213) 내부를 통과하는 청정공기에 분사하여 청정공기와 혼합된 상태로 재배실(120)에 공급하면서, 재배실 중앙부 일측에 설치된 감지기(237)에서 재배실의 탄산가스 농도를 계측하여 실시간으로 계측된 데이터를 제어반(900)에 전송하고 사전에 프로그램되어 입력된 탄산가스 농도 목표값에 초과 또는 미달시는 제어부(238)에서 유량조절기(235)에 개도율을 조절하여 재배실로 공급되는 탄산가스 량을 조절하는 탄산가스 공급시스템(230)으로 구성되는 공기조화시스템(200);
재배실 중앙 통로 끝 중앙에 설치되며, 압축기(311), 공냉식응축기(312), 냉매 순환관(313), 팽창밸브(314), 증발기(315) 순환 FAN(316a)로 구성되어, 압축기(311)는 증발기(315)에 열교환에 의해 기화된 저온저압의 냉매 가스를 압축하여 고온 고압가스 상태로 공냉식 응축기(312)로 보내어 외부에 복수개의 로핀이 부착된 배관을 통과하는 과정에서 응축기용 FAN(312a)에 의해 유입되는 송풍에 간접 열교환되어 고온고압의 액체로 상변화하여 응축되고 이어서 팽창밸브(313)를 통과하면서 주울-톰슨 효과에 의해 저온저압의 액체 냉매가 되고 이어서 외부에 복수개의 로핀이 부착된 증발기(315)을 통과하면서 증발기 및 난방기 겸용 FAN(316a)에 의해 유입되는 고온의 실내공기와 액체냉매와 간접 열교환 과정에서 냉매가 기화하면서 기화잠열로 고온의 실내공기를 냉각하는 과정에서 액체냉매는 완전기화하여 가스상태로 압축기로 유입되는 반복과정을 거치면서 실내공기는 사전에 프로그램되어 설정된 온도까지 냉각하여 재배실 내부의 온도를 식물성장에 적합한 온도로 유지하는 냉방기(310)와,
전기히터(321), 로핀(322), 전원공급용 제어반(323)으로 구성되어 외표면에 복수개의 로핀(322)이 부착된 히터(321) 전원공급용 제어반(323)로 구성되며 상기 히터(발열체)(321)는 냉방기의 증발기(315)와 간격을 두고 하우징(미도시)의 유로에 설치되어 사전에 프로그램되어 설정된 온도이하로 실내온도가 냉각되면 전원공급기(323)에서 전원을 통하여 히터(발열체)(321)에 전원을 공급하면 발열체(321)가 발열되어 발열체의 외표면에 복수개가 부착된 로핀(322)을 열전도방식으로 가열하면서 냉방기 및 난방기용 순환 FAN(316a)에 의해 유입되는 저온의 실내공기가 히터(발열체)(321)를 통과하는 과정에서 간접열교환 되어 유입되는 공기를 가열하면서 설정된 온도에 도달하면 전원공급용 제어반(323)에서 전원을 차단 및 공급하는 제어동작이 반복되어 재배실 내부의 온도를 식물성장에 적합한 온도로 유지하는 난방기(320)로 구성되는 온도조절 시스템(300),
본체(411), 양액유입관(412), 분사노즐(413), 배플(414), 흡입격판(415), 배출관(416), 히터(418), 영구자석의 제1자기장 발생기(441), 헬름홀츠 코일 형상의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b), 전원공급기(442c)로 구성된 제2 양자에너지 발생기(442),
솔레노이드 또는 트로이드 형상의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b) 및 전원공급기(443c)로 구성된 제3 양자에너지 발생기(443)에서 어느 한가지 기종이 선택되어 구성되어 본체(411)의 양측면 또는 전면 및 배면에 제1자기장 발생기(441)의 영구자석을 복수개 부착하여 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지 발생기(442)의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)을 부착한 후 또는 제3 양자에너지 발생기(443)의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)을 부착한 후 전원공급기(442c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)에 공급 또는 전원공급기(443c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서 양액제조기(700)에서 제조된 양액이 순환되는 구조의 제1재배조(410)와,
본체(421), 양액유입관(422a), 분사노즐(423a), 배플(423b), 흡입격판(423c), 배출관(422b), 순환펌프(424), 벤츄리이젝터(425), 필터하우징(426), 가열용 히터(428), 양액온도센서(미도시), 제1 자기장 발생기(441), 또는 헬름홀츠 코일 형상의 제1,제2 자기장 발생기(442a,442b) 및 전원공급기(442c)로 구성된 제2 양자에너지 발생기(442), 또는 솔레노이드 코일 또는 드로이드 코일 타입의 제1,제2 자기장 발생코일(443a,443b) 및 전원공급기(443c)로 구성된 제3 양자에너지 발생기(443)에서 어느 한가지 기종이 선택되어 구성되어 본체의 양측면 또는 전면 및 배면에 제1자기장 발생기(441)의 영구자석을 복수개 부착하여 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지 발생기(442)의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)을 부착한 후 또는 제3 양자에너지 발생기(443)의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)을 부착한 후 전원공급기(442c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서 또는 전원공급기(443c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서, 제어반(900)에서 양액공급펌프(424)에 전원을 공급하면 양액공급펌프(424)가 가동하여 재배조 본체(421)의 양액을 흡입 및 가압하여 양액유입관(422a)을 통하여 벤츄리이젝터(425)에 공급되고 벤츄리이젝터(425)목부로 에어펌프(425a)에 의해 흡입되고 가압된 공기 또는 활성기체가 공급되어 유입된 양액과 공기가 혼합된 버블(기포)을 유체 상태로 유입된 공기중 일부가 함유하는 양액에 용해되면서 필터 하우징으로 유입되어 내부에 설치된 필터에 의해 이물질이 여과된 후양액 유입관(422a)을 통하여 분사노즐(423a)에 공급 및 양액에 분사되고 이어 서로 간격을 두고 지그 재그 형태로 설치된 복수개의 배플(423b)을 통과하는 사이 양액은 불규칙한 층류 형태로 유동하여 흡입격판(423c)으로 흡입 및 배출관(422b)을 통해 순환 펌프로 유입되는 과정이 반복수행되는 순환펌프(424), 공기를 흡입 가압하는 가압기(425a), 필터하우징(426), 가열장치가(428) 일체가 결합된 시스템형의 제2재배조(420),
직육면체, 정육면체, 원기둥형의 형상중에서 어느 한가지 형상이 선정되어 사용되며 재질은 스테인레스 스틸(STS304), PVC, PE, 고무, 유리섬유 성형폼(FRP)등의 재질중에서 어느 한가지의 재질이 선정되어 사용되는 양액저장탱크(431)일 측면하부와 일정거리 이격되어 공급펌프(432)가 배관과 연결되어 설치되고,공급펌프(432)토출 배관상에 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O),하이드록실 이온(OH-),산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)이 설치되고, 산소 및 산화질소 용해기(433)의 출구측 배관상에 내부에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과할 수 있는 필터가 내장된 필터하우징(435)가 설치되고, 필터하우징(435)의 출구측은 내부에 암면(Rock wool), 펄라이트, 질석, 피트모스, 코코피트 등의 배지중에 어느 한가지 이상의 배지가 선정되어 일정높이로 채워진 본체(431)와 배관(436)으로 연결되고, 본체(431) 내부측면에는 배지에 접하거나 일정 간격을 두고 분사노즐(437)이 배관상에 복수개가 설치되며, 제어반(900)에서 양액 공급펌프(432), 가압펌프((434), 필터(435), 공급관(436), 분사노즐(437), 자기장 발생기(441) 또는 제2,제3양자에너지발생기(442,443)중에서 어느 한가지 기종이 선택된 자기장 발생기(441) 또는 제2,제3양자에너지발생기(442,443)의 전원공급기(430c) LED에 전원을 공급하면 LED가 점등하여 배지에 식재된 딸기등의 식물에 광원을 조사함과 동시에 질산성질소(NO3-), 암모니아성질소(NH4+), 인(P), 칼륨(K), 마그네슘(Mg)등이 함유된 양액이 저장된 양액저장탱크(431)의 양액을 양액 공급펌프(432)를 이용하여 배관으로 흡입 및 가압하여 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)에 공급하여 공기 또 활성기체를 양액에 용해하면서 필터하우징(435)에 공급하여 배부에 설치된 미세필터를 통과 과정중에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과한 후 배관(436)을 통해 본체(431) 내부에 설치된 복수개의 분사노즐(437)에 공급 및 배지에 식재된 딸기등의 식물에 공급하면서 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 또는 하부면에 설치된 복수개의 영구자석(431)에서 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지발생기(442)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2 헬름홀츠 코일(442a,442b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(442c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 식물에 조사되어 성장을 촉진 시키거나, 제3 양자에너지발생기(443)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 솔레노이드형상 또는 트로이드 형상의 제1.제2 코일(443a,443b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(433c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 식물에 조사되어 성장을 촉진 시키는 제3 재배조(430)중에 어느 한가지 재배조가 선택되어 사용되는 재배조(400);
본체(501), 펌프(511), 유입배관(512), 배출관(513), 벤트관(514), 드레인관(515), +극 전극판 거치대(521), +극(522), -극 거치대(523), -극(524), 직류전원 공급장치(525), IGBT형 직류전원 공급장치(526), 자동전원 교환장치(527), 도선(528)로 구성되는 제1 공급장치(510)와 첨가물질저장탱크(531), 정량펌프(532), 배관(533)으로 구성되는 제2공급장치(530)으로 구성되어, 제어반(900)에서 펌프(511) 및 직류전원공급장치(525) 또는 IGBT형 직류전원 공급장치(526)에 전원을 공급하면, 펌프(511)가 가동하여 재배조의 양액을 배관을 통하여 본체(501) 내부로 회수하면서 직류전원공급장치(525) 또는 IGBT형 직류전원 공급장치(526)에서 생성된 전원을 본체(501)내부 거치대(522,523)에 설치된 칼륨(K)합금, 망간(Mn)합금, 철(Fe) 및 철합금, 마그네슘(Mg) 및 마그네슘 합금, 붕소(B) 합금, 인(p) 합금, 아연(Zn) 합금등의 재질 전부 또는 어느 하나 이상의 재질의 +극(522) 및 -극(524)에 공급하면 전기분해작용이 개시되고, +극(522)에서 나트륨(Na), 칼륨(K), 니켈(Ni), 망간(Mn), 구리(Cu), 아연(Zn), 인(p), 붕소(B)등의 금속이온을 용출시켜 양액에 제1미네랄을 공급하는 방법과 전기전도도 센서(EC)에서 계측된 데이터에 의해 첨가물질저장탱크(531)에 저장된 나트륨-칼륨기를 갖는 타르타르산(KNaC4H4O6,4H2O), 붕소함유 인공 염수(간수)와 수산화칼슘을 포화시켜 제조하는 Carciumborate(CaB2O5,H2O) 또는 붕사, 붕산등 붕소 화합물중에 어느 한가지 이상이 선정된 물질, 인(p) 합금에는 인이 0.1w% - 20w%함유된 코발트(CO)-인(P)촉매, 니켈(Ni-인(P)촉매, 티타늄(Ti)-인(P)촉매, 바다듐(V)-인(P)촉매, 크롬(Cr)-인(P)촉매, 망간(Mn)-인(P)촉매, 철(Fe)-인(P)촉매, 구리(Cu)-인(P)촉매, 아연(Zn)-인(P)촉매, 코발트(CO)-니켈(Ni)-인(P)촉매, 코발트(CO)-구리(Cu)-인(P)촉매, 코발트(CO)-아연(Zn)-인(P)촉매등의 전이금속촉매 중에서 어느 한가지 이상의 물질이 선정되거나, 토르말린, 귀양석, 황토, 견운모등의 운모석, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석등에서 선택된 하나이상의 천연석 재질과 석영, 몬조나이트, 편마암류 및 유문암질의 응회암과같이 천연광물질군으로 부터 선택된 어느하나 이상을 포함하는 원적외선 방사물질과 스트론륨, 바다듐, 지르코늄, 세륨, 네오디움, 란탄, 바륨, 루비듐, 세슘중에서 선택된 하나의 희토류 천연석의 음이온 방출물질 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질 또는 하수슬러지 소각애쉬, 플라이애쉬, 제강공장에서 배출되는 슬래그중에서 어느 한지 이상의 애쉬 또는 슬래그가 선택되거나,
염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH)등의 산 중에 어느 한가지 산을 선택하여 정량펌프(532) 또는 공급기(Feeder)(미도시)를 이용하여 선택된 물질을 배관(533)을 통하여 본체(501)에 적량 공급하는데, 전기전도도(EC) 및 양액제조기(700)에 설치된 수소이온농도 지수(PH)검출센서에 의해 부족량과 투입량이 없도록 각물질의 투입량을 조정하여 재배수에 식물성장에 필요한 영양원을 공급하는 미네랄 공급장치(500);
본체(601), 유입관(602), 배출관(603), 드레인관(604), 구획판(611), 하부챔버(612), 고정용 볼트(613), 출수관(614), 필터(615), 고정스프링(616), 고정판(617), 고정너트(618), 압력스위치(619), 압력계(619a), +극(621), -극(622), 직류전원 공급기(623), 도선(624), 하부 고정판(625), 상부 고정구(626)로 구성되는 전기응집기(620)를 더 포함하여 구성되어, 재배조(400)에서 유입된 부유물, 미네랄 공급기(500)에서 과잉 석출된 금속이온, 금속 염, 과잉 공급된 플라이애쉬등의 광물등이 펌프(511)의 압력으로 유입관(602)으로 본체(601) 내부로 유입되면서, 본체와 간격을 두고 설치된 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe) 재질중에 선택된 어느 한가지 이상의 재질로 된 +극(621) 및 -극(622)에 직류전원 공급기(623)에서 생성된 직류전원을 도선(624)을 통하여 공급하면 +극(651)에서 용출되는 Al3+, CU2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+ 등의 금속 양 이온과의 응집반응으로 부유물, 금속이온, 금속 염, 플라이애쉬등의 광물등이 염 형태로 응집 및 부피가 커져 필터(615)를 통과하면서 여과되고 필터에 여과되어 여재에 부착된 직경 5μm 내지 300 μm오염물질중 비중이 큰 물질은 구획판(611)의 원주면 가장자리의 원주면에 일정직경으로 타공된 홀로 비중차로 본체(601)의 하부 경사진곳으로 회수되면서 드레인관(604)을 통하여 외부로 배출되고 비중이 가벼운 물질은 필터에서 여과되어 출수관(614)로 유입되어 하부챔버(612)를 거쳐 배출관(603)으로 배출되어 PH조정 및 양액 저장조(710)로 배출되고, 필터(615)에서 여과과정에서 오염물질이 여재의 눈막음 현상에 의해 차압이 발생하고 차압의 정도를 본체(601)상부에 설치된 압력계(619a)에서 지시하고, 압력스위치(619)에서 계측된 차압에 해당되는 데이터(4-20mA)를 제어반(900)에 실시간 전송하여 필터(615)의 차압이 사전에 프로그램되어 제어반에 입력된 차압수치를 초과시 제어회로에 의해 순환펌프(511)를 정지시켜 필터(615)의 여과재의 찢어짐 및 과압에의한 누수예방 및 장치 고장요인을 사전에 예방하며 경고음을 취명하는 여과장치(600);
직육면체 형상의 좌측면 상부 일측에 간격을 두고 유입관(711), 직수 공급관(712)이 설치되며, 좌측면 하부에 유입관(711)과 간격을 두고 배출관(713a)이 설치되고, 우측면 하부 일측에 순환관(714)이 설치되고, 하부면에 드레인관(715)이 설치되며, 상부면 중심부에 정사각형의 점검구(716)가 설치되고, 점검구(716)와 간격을 두고 수위 검출센서(717)와 간격을 두고 및 첨가물질 공급관 및 PH 조정용 산성물질 및 알카리 물질을 공급하는 공급관이 설치되는 본체(710)와,
산성용액 저장탱크(721), 정량펌프(722), 공급관(723), 알카리용액 저장탱크(724), 정량펌프(725), 공급관(726), pH센서(727)로 구성되어 pH센서(727)가 실시간 순환수의 pH 검출하여 실시간으로 제어반(900)에서 산성용액용 정량펌프(722)를 가동하여 산성용액 저장탱크(721)에 저장된 염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH)중에 어느 한가지가 선정된 산성용액을 흡입 및 가압하여 양액제조기의 본체(710)에 공급하거나 알카리용액 저장탱크(724)에 저장된 수산화나트륨(Na(OH)), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화리튬(LiOH), 수산화알미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH2)), 수산화암모늄(NH4OH)등의 알카리용액중에 어느 한가지가 선정된 산알카리용액을 정량펌프(725) 흡입 및 가압하여 양액제조기의 본체(731)에 공급하면서 pH센서가 실시간 순환수의 pH 검출하여 검출된 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절되면 정량펌프(725)를 가동 중지하여 양액의 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절하는 pH 조절기(720)와,
필터하우징(732a), 외부공기 급기FAN(732b), 방전챔버(732c), 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e), 고전압발생기(732f), 도선(732g)오 구성되는 제4 양자에너지 발생기(732j)로 구성되어, 제어반(900)에서 전원을 공급하면 급기FAN(732b)이 가동되어 급기FAN(732b)의 흡입력으로 외부공기를 흡입 및 가압하여 필터하우징(732a)내부로 공급하여 내부에 설치된 헤파필터(미도시)에서 미세분진이 여과된 공기는 급기FAN(732b)에 의해 가압되어 서로 마주보게 설치되고 권선방향이 서로 반대방향으로 권선된 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)이 설치된 방전챔버(732c) 내부를 통과 과정중에 고전압 발생기(732f)에서 생성된 고전압이 도선(732g)을 통하여 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)에 인가되면 전류의 흐름방향과 90도 방향으로 자기장이 생성되면서 방전이 개시되며 동시에 고전계전자에너지 대역이 형성되고, 급기FAN(732b)에 의해 흡입 및 가압되어 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)를 통과 과정중에 서로 반대방향의 자기장이 조사 및 중첩되어 상쇄되는 과정에 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 동시에 고전계전자에너지가 공기(질소(N2);78.8%, 산소(O2);20.8%, 수증기의 물분자(H2O)에 인가되어 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응의 전기 화학적 반응으로 기체상물질을 해리하여 활성기체를 생성하는데, 상기 산화반응에 의해 산화질소(NO), 산소(O2), 히드록실이온(OH- Radical) 이온 등 활성기체가 생성되고, 생성된 활성기체와 공기중 악취물질이 산화 환원반응으로 악취물질을 정화하고 동시에 히드록실이온(OH- Radical) 이온 등이 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하면서 방전챔버(732c)에서 배출된 후 가압기(732h)에 흡입 되어 300mmaq 내지 3kg/cm범위로 가압된 후 산소 및 산화질소용해기(733)의 내통 및 외통의 중공구조 형태의 본체 외통 내부에 설치된 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733d), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733e)의 한 끝 단면에 각각 연결되어 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)의 내부로 공급하는 산소 및 산화질소생성기(732)와,
한 끝단면이 원형이고, 다른 끝단면은 벤츄리 이젝터 형상의 원뿔 형상으로 마감 처리된 외통(731a) 내통(732b)의 중공구조 이며, 벤츄리이젝트부(733), 충돌부재겸 트리거 전극(733c)으로 구성된 본체(731), 솔레노이드 형상이며 외통(731a) 내부원주면에 설치되는 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 솔레노이드 형상이며 권선방향이 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a)과 반대방향이며 내통(732b) 외표면의 원주방향으로 설치되는 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b), 원뿔형상의 트리거 전극(733c), 고전압 펄스전원 공급기(734) 및 도선(733g)으로 구성된 제5양자에너지 발생기(733j), 순환펌프(734) 및 공급관으로 구성되어,제어반(900)에서 순환펌프(734), 제5양자에너지 발생기(733j)의 고전압 펄스전원 공급기(733), 제5양자에너지 발생기(733j)의 가압기(732h)에 전원을 공급하면, 양액 순환펌프(734)가 가동되어 본체(731)에 저장된 양액을 흡입 및 가압하여 본체내부 외통과 내통 사이로 공급하면서, 가압기(732h)를 가동하여 산소 및 산화질소 생성기(732)에서 생성된 산소 및 산화질소가 함유된 활성기체를 외표면에 일정직경의 미세기공이 타공된 제5양자에너지 발생기(733j)의 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 공급 및 양액속에 분사하여 양액과 산소 및 산화질소가 함유된 활성기체가 혼합된 유체상태를 형성하고, 이어서 트리거 전압 발생기(733e)에서 생성된 고전압을 트리거 전극(733c)에 공급 및 고전압 펄스전원 공급기(733d)에서 생성된 펄스형태의 고전압을 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b), 트리거 전극(733c)에 인가하면 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 트리거 전극(733c)에서 수중 방전이 개시되며, 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에서는 전류의 흐름방향과 90도 방향으로 자기장이 생성되어 수중에 조사 및 외통과 내통 중심 거리에서 자기장이 서로 반대방향의 자기장이 조사 및 상쇄되는 과정에 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 양액에 혼합된 활성기체가 1차 파괴(탈포)되어 활성기체에 함유된 산소이온 및 산화질소 이온이 양액에 용해되고, 이어 벤츄리 목부를 통과 과정에서 가압 및 감압에 의해 2차 2차 파괴되고 이어 트리거 전극(733c)에의 수중 방전에 의해 3차파괴되는 과정에서 산소 및 산화질소 이온이 양액에 용해되고, 제5양자에너지 발생기(733j)의 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 충돌부재겸 전압전극(733c) 사이의 전위차를 1V 이상으로 유지하여 전기천공 살균 방법으로 유입 양액중의 인삼뿌리를 썩게하는 인삼뿌리 썩음병을 발생시키는 병원균인 Cylindrocarpon속의 Cylindrocarpon destructans, Cylindrocarpon candidum, Cylindrocarpon album 과 잿빛곰팡이병을 발생시키는 병원균인 Botrytis cinerea,모잘록병을 발생시키는 병원균인 Rhizolctonia solani, 시들음병을 발생시키는 병원균인 Fusarium oxysporum, 역병을 발생시키는 병원균인 Phytophthora cactorm, 점무늬병을 발생시키는 병원균인 Alternaria panax, 균핵병을 발생시키는 병원균인 Sclerotinia Sclerotiorum을 살균하는 산소 및 산화질소 용해기(733)와,
압축기(741), 응축기(742) 및 응축기용 냉각FAN(742a), 팽창밸브(743), 증발기(744) 및 도관(745)로 구성되어, 증발기(744)에 유입되는 저온 저압의 냉매기체를 압축기(741)에서 단열압축하여 고온 고압으로 압축하여 응축기(742)에서 냉각FAN(742a)에서 외부공기를 유입 가압하여 분사되는 공기와 고온 고압의 냉매가스가 관을 통과과정에서 대류, 전도방식의 열교환에 의해 고온 고압의 액상 냉매로 상변환 후 자체 압력으로 미세직경의 모세관 형태의 팽창밸브(743)를 통과과정에서 주울-탐슨 효과에 의해 감압되어 저온 저압의 냉매로 감온 감압된 후 양액관 외부를 솔레노이드 코일형상으로 권선된 증발기를 통과 과정중에 열전도 현산으로 냉매가 증발하면서 발생되는 기화열에 양액관이 냉각되고 열전도 방식으로 내부에 유동하고 있는 양액을 사전에 프로그램되어 제어반에 입력된 제어회로에 의해 양액이 설정된 온도만큼 냉각 및 정지하고, 양액의 온도가 설정온도를 초과하면 다시 냉각기(740)이 가동되는 제어동작이 반복하여 수행되면서 냉각된 양액은 순환펌프(734)에 의해 양액제조기의 본체(710)에 공급 및 본체(710)에 저장된 양액을 흡입 및 공급의 양액을 순환과정에서 설정된 온도로 유지하는 냉각기(740)와,
저장탱크(751), 교반기(752), 정량펌프(753), 공급관(754), 전자밸브(755)로 구성되며, 양액제조기(700)의 상부 일면에 상부에 교반기(752)가 설치된 저장탱크(751)가 설치되고, 저장탱크(751)와 간격을 두고 정량펌프(753)가 설치되며, 정량펌프(753)의 흡입 배관은 저장탱크(751)의 측면 하부에 연결 설치되고, 토출배관은 양액제조기(700)의 본체 상부면을 관통하여 내부에 저장된 양액에 접촉되는 길이만큼 연결 설치(C)되며 배관 일측에 전자밸브(755)가 설치되고, 저장탱크 내부에 저장된 옥신(auxine), 지베렐린(gibberellins), 사이토키닌(cytokinins), 에틸렌(ethylene), 앱시스산(abscisic acid), 브라시노스테로이드(brassinosteroids), 살리실산(salicylic acid), 자스몬산(jasmonic acids), 스트리고락톤(strigolactone), 시스테민(systemin), 피토설포카인(phytosulfokine), 클라바타(CLV3), 노둘린(ENOD40), 플로리겐(florigen)중에서 어느 한가지 이상의 물질이 선택된 후 교반기(752) 및 정량펌프(753)를 가동하여 전자밸브(755)가 사전에 개방된 공급관(754)을 통하여 본체에 적정량을 공급하는 첨가제 공급부(750)으로 구성된 양액제조기(700);
건축물(100) 내부에 설치된 에어샤워(110) 및 패스박스(120)의 도어열림 감지센서(미도시), 환기장치(200)의 실내압력검출센서, 산소농도 검출센서, 탄산가스 농도 검출센서(237), 양액제조기의 전기전도도 검출센서, PH검출센서(717), 온도검출센서(727)에서 실시간 계측되어 제어반으로 전송되는 데이터에 의해 컨테이너의 에어샤워(130), 패스박스(140), 환기시스템(200)의 환기장치(201), 탄산가스 공급장치(230), 온도조절기(300), 재배조(400), 미네랄 공급장치(500), 양액제조기(700)에 전원을 공급하거나 차단하는 제어작용을 하는 제어반(900);더 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜은,
1. 격벽을 설치하여 내부를 재배실과 기계실을 구획하고, 대인용 살균 및 제진기능이 있는 에어샤워기를 설치 및 부자재 반입용 살균기능이 내장된 패스박스를 설치하여 부자재 반입시 표면에 부착된 분진 및 세균을 관리자 출입시 신체 및 의복에 부착된 분진 및 세균을 살균 처리하여 부자재 반입 및 작업자 출입에 기인된 세균유입 경로를 차단한다.
2. 재배실에 급기, 순환배기시스템을 구축, 양압유지 및 살균시스템을 설치하여 틈새로의 외기도입 원천 차단 및 도입되는 외부공기 및 순환공기중에 부유되는 세균 및 바이러스를 살균 및 멸균하여 공기를 매개로한 재배실 내부로의 세균유입을 원천 차단한다.
3. 양자에너지발생기를 설치하여 고전압 방전에 의한 공기구성 물질(산소, 질소, 수증기의 물분자)을 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응등의 전기화학적 반응으로 산소분자를 산소원자로 해리 및 질소원자와 산소원자의 결합에 의해 일산화질소를 생성시켜 재배실에 공급하여 식물의 호흡작용을 용이하게 하고 산화질소를 공급하여 근권 미생물을 활성화(PGPR:Plant Growth Promoting Rhizobacteria)하여 식물성장촉진호르몬인 옥신(Auxin)을 생산하여 성장을 촉진 시킨다.
4. 식물 성장의 필수 원소인 인(燐; phosphorus; P), 포타시움(potassium), 칼륨(K), 황(黃; sulfur; S), 칼슘(calcium; Ca), 마그네슘(magnesium; Mg), 염소(鹽素; chlorine; Cl), 붕소(硼素; boron; B), 철(鐵; iron; Fe), 만강(만강; manganese(Mn), 구리(銅; copper; Cu), 아연(亞鉛; zinc; Zn), 니켈(nickel Ni), 몰리브덴(molybdenum; Mo)이 함유된 합금 재질로 된 전기분해용 전극을 제조 사용하여 전기분해작용으로 양극에서 미네랄 성분을 용출시켜 식물 성장용 양액에 제공하면서 필요이상의 미네랄 성분을 전기분해작용 및 전해액을 투입하여 금속염으로 석출하여 제거하므로 균일한 영양의 농도를 유지할 수 있다.
5. 식물 성장의 필수 원소인 인(燐; phosphorus; P), 포타시움(potassium), 칼륨(K), 황(黃; sulfur; S), 칼슘(calcium; Ca), 마그네슘(magnesium; Mg), 염소(鹽素; chlorine; Cl), 붕소(硼素; boron; B), 철(鐵; iron; Fe), 만강(만강; manganese(Mn), 구리(銅; copper; Cu), 아연(亞鉛; zinc; Zn), 니켈(nickel Ni), 몰리브덴(molybdenum; Mo)이 함유된 플라이애쉬(석탄재) 및 슬래그(제철폐기물)을 가공하여 식물성장의 필수원소로 활용가능하여 폐기물의 자원화가 가능하여 탄소 배출을 억제할 수 있다.
6. 양자에너지 발생깅의 고전압 방전에 의해 산소 및 산화질소 생성기에서 생성된 활성기체를 수중에 공급 및 방전과정으로 활성기체가 함유된 기포를 효율적으로 파괴하여 산소의 용존율을 향상하며 전기 천공 방법으로 수중의 세균을 살균하며, 생성된 산화질소를 양액에 용해시켜 근권 미생물을 활성화(PGPR:Plant Growth Promoting Rhizobacteria)하여 식물성장촉진호르몬인 옥신(Auxin)을 생산하여 성장을 촉진 시킨다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 팜용 컨테이너의 전체구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스마트 팜용 건축물의 Lay out을 나타낸 단면도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 스마트 팜용 건축물의 입체적 모습을 나타낸 입면도이다.
도 3b는 도 2에 도시된 스마트 팜용 컨테이너의 태양광 유도장치을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 스마트 팜용 컨테이너의 출입용 에어샤워를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 스마트 팜용 컨테이너 작물 및 부자재 반입 및 반출용 패스박스를 나타낸 단면도이다.
도 6는 도 1에 도시된 스마트 팜용 컨테이너 재배실의 공기조화설비의 환기시스템 및 양압유지 시스템을 나타낸 계통도이다.
도 7는 도 1에 도시된 스마트 팜용 컨테이너 재배실의 공기정화 및 세균 살균용 양자에너지 발생기를 나타낸 계통도이다.
도 8은 도 1의 재배실의 탄산가스 공급계통을 나타낸 단면도이다.
도 8는 도 1의 재배실의 온도조절 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 1의 재배실의 수처리 시스템을 나타낸 계통도이다.
도 11a은 도 10의 제1재배조를 나타낸 단면도이다.
도 11b는 도 10의 시스템용 제2 재배조를 나타낸 단면도이다.
도 11c는 도 10의 시스템용 제3 재배조를 나타낸 단면도이다.
도 11d는 도 11a,도 11b,도 11c의 자기장 발생기 및 양자에너지 발생기를 나타낸 단면도이다.
도 12은 도 10의 미네랄 공급기를 나타낸 단면도이다.
도 13은 도 10에 도시된 전기응집 기능이 내장된 여과장치를 나타낸 구성도이다.
도 14는 도 10에 도시된 양액제조기를 나타낸 단면도이다.
도 15는 도 10에 도시된 제 산화질소수 공급기를 나타낸 단면도이다.
도 16은 도 10에 도시된 냉각기를 나타낸 단면도이다.
도 17은 도 14에 도시된 첨가제 공급부를 나타낸 단면도이다.
도 18는 도 1에 도시된 스마트 팜의 소형화된 식물 재배기를 나타낸 단면도이다.
도 19은 도 1에 도시된 스마트 팜의 제어반을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스마트 팜용 건축물의 Lay out을 나타낸 단면도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 스마트 팜용 건축물의 입체적 모습을 나타낸 입면도이다.
도 3b는 도 2에 도시된 스마트 팜용 컨테이너의 태양광 유도장치을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 스마트 팜용 컨테이너의 출입용 에어샤워를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 스마트 팜용 컨테이너 작물 및 부자재 반입 및 반출용 패스박스를 나타낸 단면도이다.
도 6는 도 1에 도시된 스마트 팜용 컨테이너 재배실의 공기조화설비의 환기시스템 및 양압유지 시스템을 나타낸 계통도이다.
도 7는 도 1에 도시된 스마트 팜용 컨테이너 재배실의 공기정화 및 세균 살균용 양자에너지 발생기를 나타낸 계통도이다.
도 8은 도 1의 재배실의 탄산가스 공급계통을 나타낸 단면도이다.
도 8는 도 1의 재배실의 온도조절 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 1의 재배실의 수처리 시스템을 나타낸 계통도이다.
도 11a은 도 10의 제1재배조를 나타낸 단면도이다.
도 11b는 도 10의 시스템용 제2 재배조를 나타낸 단면도이다.
도 11c는 도 10의 시스템용 제3 재배조를 나타낸 단면도이다.
도 11d는 도 11a,도 11b,도 11c의 자기장 발생기 및 양자에너지 발생기를 나타낸 단면도이다.
도 12은 도 10의 미네랄 공급기를 나타낸 단면도이다.
도 13은 도 10에 도시된 전기응집 기능이 내장된 여과장치를 나타낸 구성도이다.
도 14는 도 10에 도시된 양액제조기를 나타낸 단면도이다.
도 15는 도 10에 도시된 제 산화질소수 공급기를 나타낸 단면도이다.
도 16은 도 10에 도시된 냉각기를 나타낸 단면도이다.
도 17은 도 14에 도시된 첨가제 공급부를 나타낸 단면도이다.
도 18는 도 1에 도시된 스마트 팜의 소형화된 식물 재배기를 나타낸 단면도이다.
도 19은 도 1에 도시된 스마트 팜의 제어반을 나타낸 단면도이다.
이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜 의 전체구성을 나타낸 구성도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜은,
유리온실 또는 지붕면에 일정 간격을 두고 일정면적의 유리, 폴리아크릴, 투명 PVC재질중에 어느 한가지 이상의 재질이 선정 사용되어
전부 또는 부분 시공되어 태양광이 재배실에 조사되는 창고형 조립식 건축물,지붕 양측에 전동기로 구동되는 태양광을 반사시키는 반사판이 부착 시공된 덮개가 설치되는 컨테이너중에서 어느 한가지 형태의 건축물이 선정되고, 내부에 일정공간으로 분할된 기계실과 재배실은 샌드위치판넬 또는 페어글라스가 설치되는 샷시구조의 격벽으로 구획되며, 격벽의 중앙부분에는 출입문 겸용 살균 및 제진기능,도어의 동시열림 방지장치가 내장된 에어 샤워장치(110)가 설치된다. 에어 샤워장치(110)와 간격을 두고 좌측 또는 우측 일측에 격벽의 벽체를 타공하고 타공된 부위에 부자재 반입, 반출용 살균기능이 내장되고, 도어의 동시열림 방지장치가 내장된 패스박스(120)가 설치된다. 천정면에는 조명장치가 설치되고, 내부 중앙 통로를 중심으로 좌측 우측의 공간에는 환기장치(200), 미네랄공급장치(500), 여과장치(600), 양액제조기(700), 탄산가스가 충전된 용기(231), 싱크대, 및 제어반(900)이 설치되는 기계실(110),
반사판(101a,101b), 고정 프레임(102a,102b), 구동축(103a,103b), 제1스퍼기어(104a,104b), 제2스퍼기어(105a,105b), 전동기(106a,106b), 전동기 축(107a,197b), 태양위치 감지센서(108), 고정부재(109)로 구성되어, 감지센서(108)에서 지구의 자전각도(일출,일몰)를 실시간 계측하고, 계측된 데이터를 제어반에 전송하면 제어반(900)에서 구동모터(106a,106b)에 전원을 선택된 또는 전부(106a,106b)에 공급 및 구동시켜 모터축(107a,107b)에 연결된 제1 스퍼기어(104a,104b) 및 제2 스퍼기어(105a,105b)를 회전시켜 제1 스퍼기어(104a,104b) 중심에 연결된 회전축(103a,103b)에 연결된 반사판이 부착 시공된 덮개를 개방시켜 태양광을 재배실 내부로 조사하는, 컨테이너 천정위 지붕면 양측에 길이방향으로 설치하는 동력구동형 자연채광시스템;
바닥면 중심선에서 60cm 내지 80cm 범위의 통로를 구획하고, 통로 끝 중앙에 설치되는 재배실 온도 조절용 스탠드형의 냉난방기(300), 통로 좌측 및 우측에 스테인레스 스틸(STS304), 탄소강에 분체 도장품 등의 재질로 선반(RACK)을 제작하여 설치하고, 제작된 선반위에 각각 일정치수를 갖는 직육면체 형상의 복수개의 재배조(400)를 다단 설치하고, 각각의 제배조(400) 상부에는 식물성장용 광합성용 광원인 LED조명장치가 복수개가 설치되고, 재배조(400)에는 양액 제조기(700)에서 제조한 양액을 펌프(713)에의해 공급되는 양액 공급관(713a) 및 배출관이 설치되고,내부 천정면 중앙부분에는 탄산가스 농도 측정센서(237) 및 온습도계(미도시)가 설치되고, 내부 양측 측면 상부에는 환기장치(200)의 급기덕트(213)가 설치되고, 바닥면에서 20cm 내지 60cm범위는 환기장치(200)의 배기덕트(216) 및 배기구(215)가 설치되는 재배실(120)로 구성되는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜용 건축물(100);
순환FAN(211), 프리필터(212a), 헤파필터(212b)가 내장되는 필터하우징(212), 급기덕트(213), 급기구(214), 배기구(215), 배기덕트(216), 가지관 전동댐퍼(216a,216b), 배기FAN(217), 외부공기 급기용 전동댐퍼(218a), 외부공기 공급용FAN(218)으로 구성되고, 제어반(900)에서 순환FAN(211)에 전원을 공급 및 가동시켜 배기덕트(216)에 연결된 배기구(215)를 통해 재배실 하부의 공기를 흡입 및 가압시켜 프리, 헤파필터가 내장되는 필터하우징(212)을 통과하는 과정에서 미세분진을 프리필터, 헤파필터로 제진하고 제진된 공기를 급기덕트(213)에 설치된 급기구(214)에 공급 및 상부에서 하부로 분사시켜 층류 흐름을 형성하면서 재배실의 공기를 강제 순환 시키면서,
및 외부공기공급 FAN(218)을 가동하여, 순환FAN(211)에 의한 순환 풍량에 외부공기 급기용FAN(218)에 의한 외기량을 추가로 공급 및 과잉된 풍량은 배기용 및 흡입용 전동댐퍼(216a,216b)의 개도율 조정 및 배기FAN(217)의 배기량을 조절 및 외부공기 급기용FAN(218), 배기FAN(217)의 분당 회전수(RPM)의 비례조절(PID) 및 전동댐퍼(216a,216b)와 전동댐퍼(218a)의 개도율을 비례조절(PID)하여 재배실의 압력을 대기압 보다 2,5 내지 25Pa범위의 높은 압력으로 유지하는 환기시스템(210);
환기시스템(210)의 급기덕트(213)상에 필터하우징(212)와 간격을 두고 단면이 원형이고 외통(221) 내통(222)의 중공구조의 반응챔버겸 외통(221)내부 원주면상에 면접하여 설치되는 솔레노이드 코일 형상의 제1자기장 코일겸 방전전극(223)과 간격을 두고 내통(222)외부 원주면상에설치되는 제1자기장 코일겸 방전전극(223)의 권선 방향이 반대인 솔레노이드 코일 형상의 제2자기장 코일겸 접지전극(224)에 반응챔버겸 외통(221) 외부 일측면에 설치된 고전압 발생기(225)으로 구성되는 제1양자에너지 발생기의 고전압 발생기(225)에서 생성되는 고전압을 도선(226)을 통하여 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 코일 겸 방전극(223,224)에 공급하면 전류의 흐름방향과 90도 각도로 자기장이 생성되어 방전극(223,224)사이 중심부에서 중첩소멸되어 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 동시에 방전이 개시 및 방전극(223,224)사이에서 고전계 전자에너지 대역을 형성하고, 동시에 환기시스템(210)의 순환FAN(211)이 가동되어 재배실의 공기가 흡입 및 가압된 후 필터하우징(212)에 제진된 공기는 선회류(SWIRL FLOW)흐름으로 통과하면서 공기 구성분자인 질소((N2);78.8%), 산소((O2);20.8%), 수증기의 물분자(H2O)에 양자에너지가 조사되고, 고 전계전자에어지가 인가되어 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응의 전기 화학적 반응으로 상기 공기구성 물질분자의 공유결합을 해리하여 산소이온(O), 질소이온(N), 산화질소(NO), 수소이온(H+), 하이드록실이온(OH-)등의 활성기체를 생성하여 공기중 악취물질을 산화 환원반응으로 정화하고 동시에 하이드록실이온(OH- Radical) 이온 등이 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하는 양자에너지 조사, 공기정화, 부유공기중 세균살균, 산화질소를 생성하는 제1양자에너지 발생기(220)와,
탄산가스가 고압 충진된 용기(bombe)(231), 압력조정기(232), 가열용 전기히터(233), 유량조절밸브(234), 공급관(235), 분사노즐(236) 및 가스감지기(237) 및 제어부(238)로 구성되며, 제조사에서 120kg/cm2의 압력으로 탄산산가스가 충전되어 입고된 용기(bombe;231)에 압력계 및 전기히터(233)가 부착된 압력조정기(232)를 부착한 후 공급관(235)를 설치하고 공급관(235)에 유량조절기(235)를 설치 및 재배실(120)의 환기시스템(200)의 급기덕트(213) 일측에 일정직경의 홀을 타공하고 타공된 홀에 분사노즐(236)을 설치하여, 설치된 분사노즐(236)과 유량조절기(235)사이를 공급관으로 연결 설치한 후 탄산가스가 고압 충진된 용기(bombe)(231)의 밸브를 개방하고 압력조정기(232)에서 40 내지 200mmaq 범위내로 감압한 후 유량조절기(235)에서 적정유량으로 조절하면서 배관을 통하여 분사노즐(236)에 공급 및 환기시스템의 급기덕트(213) 내부를 통과하는 청정공기에 분사하여 청정공기와 혼합된 상태로 재배실(120)에 공급하면서, 재배실 중앙부 일측에 설치된 감지기(237)에서 재배실의 탄산가스 농도를 계측하여 실시간으로 계측된 데이터를 제어반(900)에 전송하고 사전에 프로그램되어 입력된 탄산가스 농도 목표값에 초과 또는 미달시는 제어부(238)에서 유량조절기(235)에 개도율을 조절하여 재배실로 공급되는 탄산가스 량을 조절하는 탄산가스 공급시스템(230)으로 구성되는 공기조화시스템(200);
재배실 중앙 통로 끝 중앙에 설치되며, 압축기(311), 공냉식응축기(312), 냉매 순환관(313), 팽창밸브(314), 증발기(315) 순환 FAN(316a)로 구성되어, 압축기(311)는 증발기(315)에 열교환에 의해 기화된 저온저압의 냉매 가스를 압축하여 고온 고압가스 상태로 공냉식 응축기(312)로 보내어 외부에 복수개의 로핀이 부착된 배관을 통과하는 과정에서 응축기용 FAN(312a)에 의해 유입되는 송풍에 간접 열교환되어 고온고압의 액체로 상변화하여 응축되고 이어서 팽창밸브(313)를 통과하면서 주울-톰슨 효과에 의해 저온저압의 액체 냉매가 되고 이어서 외부에 복수개의 로핀이 부착된 증발기(315)을 통과하면서 증발기 및 난방기 겸용 FAN(316a)에 의해 유입되는 고온의 실내공기와 액체냉매와 간접 열교환 과정에서 냉매가 기화하면서 기화잠열로 고온의 실내공기를 냉각하는 과정에서 액체냉매는 완전기화하여 가스상태로 압축기로 유입되는 반복과정을 거치면서 실내공기는 사전에 프로그램되어 설정된 온도까지 냉각하여 재배실 내부의 온도를 식물성장에 적합한 온도로 유지하는 냉방기(310)와,
전기히터(321), 로핀(322), 전원공급용 제어반(323)으로 구성되어 외표면에 복수개의 로핀(322)이 부착된 히터(321) 전원공급용 제어반(323)로 구성되며 상기 히터(발열체)(321)는 냉방기의 증발기(315)와 간격을 두고 하우징(미도시)의 유로에 설치되어 사전에 프로그램되어 설정된 온도이하로 실내온도가 냉각되면 전원공급기(323)에서 전원을 통하여 히터(발열체)(321)에 전원을 공급하면 발열체(321)가 발열되어 발열체의 외표면에 복수개가 부착된 로핀(322)을 열전도방식으로 가열하면서 냉방기 및 난방기용 순환 FAN(316a)에 의해 유입되는 저온의 실내공기가 히터(발열체)(321)를 통과하는 과정에서 간접열교환 되어 유입되는 공기를 가열하면서 설정된 온도에 도달하면 전원공급용 제어반(248)에서 전원을 차단 및 공급하는 제어동작이 반복되어 재배실 내부의 온도를 식물성장에 적합한 온도로 유지하는 난방기(320)로 구성되는 온도조절 시스템(300),
본체(411), 양액유입관(412), 분사노즐(413), 배플(414), 흡입격판(415), 배출관(416), 히터(418), 영구자석의 제1자기장 발생기(441),헬름홀츠 코일 형상의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b), 전원공급기(442c)로 구성된 제2 양자에너지 발생기(442),
솔레노이드 또는 트로이드 형상의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b) 및 전원공급기(443c)로 구성된 제3 양자에너지 발생기(443)에서 어느한가지 기종이 선택되어 구성되어 본체(411)의 양측면 또는 전면 및 배면에 제1자기장 발생기(441)의 영구자석을 복수개 부착하여 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지 발생기(442)의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)을 부착한 후 또는 제3 양자에너지 발생기(443)의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)을 부착한 후 전원공급기(442c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)에 공급 또는 전원공급기(443c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서 양액제조기(700)에서 제조된 양액이 순환되는 구조의 제1재배조(410)와,
본체(421), 양액유입관(422a), 분사노즐(423a), 배플(423b), 흡입격판(423c), 배출관(422b), 순환펌프(424), 벤츄리이젝터(425), 필터하우징(426), 가열용 히터(428), 양액온도센서(미도시), 제1 자기장 발생기(441), 또는 헬름홀츠 코일 형상의 제1,제2 자기장 발생기(442a,442b) 및 전원공급기(442c)로 구성된 제2 양자에너지 발생기(442), 또는 솔레노이드 코일 또는 드로이드 코일 타입의 제1,제2 자기장 발생코일(443a,443b) 및 전원공급기(443c)로 구성된 제3 양자에너지 발생기(443)에서 어느한가지 기종이 선택되어 구성되어 본체의 양측면 또는 전면 및 배면에 제1자기장 발생기(441)의 영구자석을 복수개 부착하여 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지 발생기(442)의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)을 부착한 후 또는 제3 양자에너지 발생기(443)의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)을 부착한 후 전원공급기(442c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서 또는 전원공급기(443c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서, 제어반(900)에서 양액공급펌프(424)에 전원을 공급하면 양액공급펌프(424)가 가동하여 재배조 본체(421)의 양액을 흡입 및 가압하여 양액유입관(422a)을 통하여 벤츄리이젝터(425)에 공급되고 벤츄리이젝터(425)목부로 에어펌프(425a)에 의해 흡입되고 가압된 공기 또는 활성기체가 공급되어 유입된 양액과 공기가 혼합된 버블(기포)을 유체 상태로 유입된 공기중 일부가 함유하는 양액에 용해되면서 필터 하우징으로 유입되어 내부에 설치된 필터에 의해 이물질이 여과된 후양액 유입관(422a)을 통하여 분사노즐(423a)에 공급 및 양액에 분사되고 이어 서로 간격을 두고 지그 재그 형태로 설치된 설치된 복수개의 배플(423b) 통과하는 사이 양액은 불규칙한 층류 형태로 유동하여 흡입격판(423c)으로 흡입 및 배출관(422b)을 통해 순환 펌프로 유입되는 과정이 반복수행되는 순환펌프(424), 공기를 흡입 가압하는 가압기(425a), 필터하우징(426), 가열장치가(428) 일체가 결합된 시스템형의 제2재배조(420),
직육면체, 정육면체, 원기둥형의 형상중에서 어느 한가지 형상이 선정되어 사용되며 재질은 스테인레스 스틸(STS304), PVC, PE, 고무, 유리섬유 성형폼(FRP)등의 재질중에서 어느 한가지의 재질이 선정되어 사용되는 본체(431)와 양액저장탱크(431)일 측면하부와 일정거리 이격되어 공급펌프(432)가 배관과 연결되어 설치되고,공급펌프(432)토출 배관상에 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)이 설치되고, 산소 및 산화질소 용해기(433)의 출구측 배관상에 내부에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과할 수 있는 필터가 내장된 필터하우징(435)가 설치되고, 필터하우징(435)의 출구측은 내부에 암면(Rock wool), 펄라이트, 질석, 피트모스, 코코피트 등의 배지중에 어느 한가지 이상의 배지가 선정되어 일정높이로 채워진 본체(431)와 배관(436)으로 연결되고, 본체(431) 내부측면에는 배지에 접하거나 일정 간격을 두고 분사노즐(437)이 배관상에 복수개가 설치되며, 제어반(900)에서 양액 공급펌프(432), 가압펌프(434), 필터(435), 공급관(436), 분사노즐(437), 자기장 발생기(441) 또는 제3,제4양자에너지발생기(442,443)중에서 어느 한가지 기종이 선택된 자기장 발생기(441)또는 제3,제4양자에너지발생기(442,443)의 전원공급기(430c) LED에 전원을 공급하면 LED가 점등하여 배지에 식재된 딸기등의 식물에 광원을 조사함과 동시에 질산성질소(NO3-), 암모니아성질소(NH4+), 인(P), 칼륨(K), 마그네슘(Mg)등이 함유된 양액이 저장된 양액저장탱크(431)의 양액을 양액 공급펌프(432)를 이용하여 배관으로 흡입 및 가압하여 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)에 공급하여 공기 또 활성기체를 양액에 용해하면서 필터하우징(435)에 공급하여 배부에 설치된 미세필터를 통과 과정중에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과한 후 배관(436)을 통해 본체(431) 내부에 설치된 복수개의 분사노즐(437)에 공급 및 배지에 식재된 딸기등의 식물에 공급하면서 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 또는 하부면에 설치된 복수개의 영구자석(441)에서 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지발생기(442)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 제1.제2 헬름홀츠 코일(442a,442b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(442c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 식물에 조사되어 성장을 촉진 시키거나, 제3 양자에너지발생기(443)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 솔레노이드형상 또는 트로이드 형상의 제1,제2 코일(443a,443b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(443c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 식물에 조사되어 성장을 촉진 시키는 제3 재배조(430)중에 어느 한가지 재배조가 선택되어 사용되는 재배조(400);
본체(501), 펌프(511), 유입배관(512), 배출관(513), 벤트관(514), 드레인관(515), +극 전극판 거치대(521), +극(522), -극 거치대(523), -극(524), 직류전원 공급장치(525), IGBT형 직류전원 공급장치(526), 자동전원 교환장치(527), 도선(528)로 구성되는 제1 공급장치(510)와 첨가물질저장탱크(531), 정량펌프(532), 배관(533)으로 구성되는 제2공급장치(530)으로 구성되어, 제어반(900)에서 펌프(511) 및 직류전원공급장치(525)또는 IGBT형 직류전원 공급장치(526)에 전원을 공급하면, 펌프(511)가 가동하여 재배조의 양액을 배관을 통하여 본체(501) 내부로 회수하면서 직류전원공급장치(525)또는 IGBT형 직류전원 공급장치(526)에서 생성된 전원을 본체(501)내부 거치대(522,523)에 설치된 칼륨(K)합금, 망간(Mn)합금, 철(Fe) 및 철합금, 마그네슘(Mg) 및 마그네슘 합금, 붕소(B) 합금, 인(p) 합금, 아연(Zn) 합금등의 재질 전부 또는 어느 하나 이상의 재질의 +극(522) 및 -극(524)에 공급하면 전기분해작용이 개시되고, +극(522)에서 나트륨(Na), 칼륨(K), 니켈(Ni), 망간(Mn), 구리(Cu), 아연(Zn), 인(p), 붕소(B)등의 금속이온을 용출시켜 양액에 제1미네랄을 공급하는 방법과 전기전도도 센서(EC)에서 계측된 데이터에 의해 첨가물질저장탱크(531)에 저장된 나트륨-칼륨기를 갖는 타르타르산(KNaC4H4O6.4H2O), 붕소함유 인공 염수(간수)와 수산화칼슘을 포화시켜 제조하는 Carciumborate(CaB2O5,H2O) 또는 붕사, 붕산등 붕소 화합물중에 어느 한가지 이상이 선정된 물질, 인(p) 합금에는 인이 0.1w% - 20w%함유된 코발트(CO)-인(P)촉매, 니켈(Ni-인(P)촉매, 티타늄(Ti)-인(P)촉매, 바다듐(V)-인(P)촉매, 크롬(Cr)-인(P)촉매, 망간(Mn)-인(P)촉매, 철(Fe)-인(P)촉매, 구리(Cu)-인(P)촉매, 아연(Zn)-인(P)촉매, 코발트(CO)-니켈(Ni)-인(P)촉매, 코발트(CO)-구리(Cu)-인(P)촉매, 코발트(CO)-아연(Zn)-인(P)촉매등의 전이금속촉매 중에서 어느 한가지 이상의 물질이 선정되거나, 토르말린, 귀양석, 황토, 견운모등의 운모석, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석등에서 선택된 하나이상의 천연석 재질과 석영, 몬조나이트, 편마암류 및 유문암질의 응회암과같이 천연광물질군으로 부터 선택된 어느하나 이상을 포함하는 원적외선 방사물질과 스트론륨, 바다듐, 지르코늄, 세륨, 네오디움, 란탄, 바륨, 루비듐, 세슘중에서 선택된 하나의 희토류 천연석의 음이온 방출물질 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질 또는 하수슬러지 소각애쉬, 플라이애쉬, 제강공장에서 배출되는 슬래그중에서 어느 한지 이상의 애쉬 또는 슬래그가 선택되거나,
염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH)등의 산 중에 어느 한가지 산을 선택하여 정량펌프(532) 또는 공급기(Feeder)(미도시)를 이용하여 선택된 물질을 배관(533)을 통하여 본체(501)에 적량 공급하는데, 전기전도도(EC) 및 양액제조기(700)에 설치된 수소이온농도 지수(PH)검출센서에 의해 부족량과 투입량이 없도록 각물질의 투입량을 조정하여 재배수에 식물성장에 필요한 영양원을 공급하는 미네랄 공급장치(500);
본체(601), 유입관(602), 배출관(603), 드레인관(604), 구획판(611), 하부챔버(612), 고정용 볼트(613), 출수관(614), 필터(615), 고정스프링(616), 고정판(617), 고정너트(618), 압력스위치(619), 압력계(619a), +극(621), -극(622), 직류전원 공급기(623), 도선(624), 하부 고정판(625), 상부 고정구(626)로 구성되는 전기응집기(620)를 더 포함하여 구성되어, 재배조(400)에서 유입된 부유물,미네랄 공급기(500)에서 과잉 석출된 금속이온, 금속 염, 과잉 공급된 플라이애쉬등의 광물등이 펌프(511)의 압력으로 유입관(602)으로 본체(601) 내부로 유입되면서, 본체와 간격을 두고 설치된 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe) 재질중에 선택된 어느 한가지 이상의 재질로 된 +극(621) 및 -극(622)에 직류전원 공급기(623)에서 생성된 직류전원을 도선(624)을 통하여 공급하면 +극(651)에서 용출되는 Al3+, CU2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+ 등의 금속 양이온과의 응집반응으로 부유물, 금속이온, 금속 염, 플라이애쉬등의 광물등이 염 형태로 응집 및 부피가 커져 필터(615)를 통과하면서 여과되고 필터에 여과되어 여재에 부착된 직경 5μm 내지 300 μm오염물질중 비중이 큰 물질은 구획판(611)의 원주면 가장자리의 원주면에 일정직경으로 타공된 홀로 비중차로 본체(601)의 하부 경사진곳으로 회수되면서 드레인관(604)을 통하여 외부로 배출되고 비중이 가벼운 물질은 필터에서 여과되어 출수관(614)로 유입되어 하부챔버(612)를 거쳐 배출관(603)으로 배출되어 PH조정 및 양액 저장조(710)로 배출되고, 필터(615)에서 여과과정에서 오염물질이 여과재의 눈막음 현상에 의해 차압이 발생하고 차압의 정도를 본체(601)상부에 설치된 압력계(619a)에서 지시하고, 압력스위치(619)에서 게측된 차압에 해당되는 데이터(4-20mA)를 제어반(900)에 실시간 전송하여 필터(615)의 차압이 사전에 프로그램되어 제어반에 입력된 차압수치를 초과시 제어회로에 의해 순환펌프(511)를 정지시켜 필터(615)의 여과재의 찢어짐 및 과압에 의한 누수예방 및 장치 고장요인을 사전에 예방하며 경고음을 취명하는 여과장치(600);
직육면체 형상의 좌측면 상부 일측에 간격을 두고 유입관(711), 직수 공급관(712)이 설치되며, 좌측면 하부에 유입관(711)과 간격을 두고 배출관(713a)이 설치되고, 우측면 하부 일측에 순환관(714)이 설치되고, 하부면에 드레인관(715)이 설치되며, 상부면 중심부에 정사각형의 점검구(716)가 설치되고, 점검구(716)와 간격을 두고 수위 검출센서(717)와 간격을 두고 및 첨가물질 공급관 및 PH 조정용 산성물질 및 알카리 물질을 공급하는 공급관이 설치되는 본체(710)와,
산성용액 저장탱크(721), 정량펌프(722), 공급관(723), 알카리용액 저장탱크(724), 정량펌프(725), 공급관(726), pH센서(727)로 구성되어 pH센서(727)가 실시간 순환수의 pH 검출하여 실시간으로 제어반(900)에서 산성용액용 정량펌프(722)를 가동하여 산성용액 저장탱크(721)에 저장된 염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH)중에 어느 한가지가 선정된 산성용액을 흡입 및 가압하여 양액제조기의 본체(710)에 공급하거나 알카리용액 저장탱크(724)에 저장된 수산화나트륨(Na(OH)), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화리튬(LiOH), 수산화알미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH2)), 수산화암모늄(NH4OH)등의 알카리용액중에 어느 한가지가 선정된 산알카리용액을 정량펌프(725) 흡입 및 가압하여 양액제조기의 본체(731)에 공급하면서 pH센서가 실시간 순환수의 pH 검출하여 검출된 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절되면 정량펌프(725)를 가동 중지하여 양액의 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절하는 pH 조절기(720)와,
필터하우징(732a), 외부공기 급기FAN(732b), 방전챔버(732c), 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e), 고전압발생기(732f), 도선(732g)오 구성되는 제4 양자에너지 발생기(732j)로 구성되어, 제어반(900)에서 전원을 공급하면 급기FAN(732b)이 가동되어 급기FAN(732b)의 흡입력으로 외부공기를 흡입 및 가압하여 필터하우징(732a)내부로 공급하여 내부에 설치된 헤파필터(미도시)에서 미세분진이 여과된 공기는 급기FAN(732b)에 의해 가압되어 서로 마주보게 설치되고 권선방향이 서로 반대방향으로 권선된 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)이 설치된 방전챔버(732c) 내부를 통과 과정중에 고전압 발생기(732f)에서 생성된 고전압이 도선(732g)을 통하여 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)에 인가되면 전류의 흐름방향과 90도 방향으로 자기장이 생성되면서 방전이 개시되며 동시에 고전계전자에너지 대역이 형성되고, 급기FAN(732b)에 의해 흡입 및 가압되어 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)를 통과 과정중에 서로 반대방향의 자기장이 조사 및 중첩되어 상쇄되는 과정에 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 동시에 고전계전자에너지가 공기(질소(N2);78.8%, 산소(O2);20.8%, 수증기의 물분자(H2O)에 인가되어 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응의 전기 화학적 반응으로 기체상물질을 해리하여 활성기체를 생성하는데, 상기 산화반응에 의해 산화질소(NO), 산소(O2), 히드록실이온(OH- Radical) 이온 등 활성기체가 생성되고, 생성된 활성기체와 공기중 악취물질이 산화 환원반응으로 악취물질을 정화하고 동시에 히드록실이온(OH- Radical) 이온 등이 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하면서 방전챔버(732c)에서 배출된 후 가압기(732h)에 흡입 되어 300mmaq 내지 3kg/cm범위로 가압된 후 산소 및 산화질소용해기(732)의 내통 및 외통의 중공구조 형태의 본체 외통 내부에 설치된 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733d), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733e)의 한 끝 단면에 각각 연결되어 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)의 내부로 공급하는 산소 및 산화질소생성기(732)와,
한 끝단면이 원형이고, 다른 끝단면은 벤츄리 이젝터 형상의 원뿔 형상으로 마감 처리된 외통(731a) 내통(732b)의 중공구조 이며, 벤츄리이젝트부(733), 충돌부재겸 트리거 전극(733c)으로 구성된 본체(731), 솔레노이드 형상이며 외통(731a) 내부원주면에 설치되는 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 솔레노이드 형상이며 권선방향이 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a)과 반대방향이며 내통(732b) 외표면의 원주방향으로 설치되는 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b), 원뿔형상의 트리거 전극(733c), 고전압 펄스전원 공급기(733d) 및 도선(733g)으로 구성된 제5 양자에너지 발생기(733j), 순환펌프(734) 및 공급관으로 구성되어, 제어반(900)에서 순환펌프(734), 제5양자에너지 발생기발생기(733j)의 고전압 펄스전원 공급기(733d),양자에너지 발생기(733j)의 가압기(732h)에 전원을 공급하면, 양액 공급펌프(734)가 가동되어 본체에 저장?된 양액을 흡입 및 가압하여 본체내부 외통과 내통 사이로 공급하면서, 가압기(732h)를 가동하여 산소 및 산화질소 생성기(732)에서 생성된 산소 및 산화질소가 함유된 활성기체를 외표면에 일정직경의 미세기공이 타공된 제5 양자에너지 발생기(733j)의 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 공급 및 양액속에 분사하여 양액과 산소 및 산화질소가 함유된 활성기체가 혼합된 유체상태를 형성하고, 이어서 트리거 전압 발생기(733e)에서 생성된 고전압을 트리거 전극(733c)에 공급 및 고전압 펄스전원 공급기(733d)에서 생성된 펄스형태의 고전압을 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b),트리거 전극(733c)에 인가하면 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 트리거 전극(733c)에서 수중 방전이 개시되며, 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에서는 전류의 흐름방향과 90도 방향으로 자기장이 생성되어 수중에 조사 및 외통과 내통 중심 거리에서 자기장이 서로 반대방향의 자기장이 조사 및 상쇄되는 과정에 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 양액에 혼합된 활성기체가 1차 파괴(탈포)되어 활성기체에 함유된 산소이온 및 산화질소 이온이 양액에 용해되고, 이어 벤츄리 목부를 통과 과정에서 가압 및 감압에 의해 2차 2차 파괴되고 이어 트리거 전극에의 수중 방전에 의해 3차 파괴되는 과정에서 산소 및 산화질소 이온이 양액에 용해되고,양자에너지 발생기의 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 충돌부재겸 전압전극(733c) 사이의 전위차를 1V 이상으로 유지하여 전기천공 살균 방법으로 유입 양액중의 인삼뿌리를 썩게하는 인삼뿌리 썩음병을 발생시키는 병원균인 Cylindrocarpon속의 Cylindrocarpon destructans, Cylindrocarpon candidum, Cylindrocarpon album 과 잿빛곰팡이병을 발생시키는 병원균인 Botrytis cinerea,모잘록병을 발생시키는 병원균인 Rhizolctonia solani, 시들음병을 발생시키는 병원균인 Fusarium oxysporum, 역병을 발생시키는 병원균인 Phytophthora cactorm, 점무늬병을 발생시키는 병원균인 Alternaria panax, 균핵병을 발생시키는 병원균인 Sclerotinia Sclerotiorum을 살균하는 산소 및 산화질소 용해기(733)와,
압축기(741), 응축기(742) 및 응축기용 냉각FAN(742a), 팽창밸브(743), 증발기(744) 및 도관(745)로 구성되어, 증발기(744)에 유입되는 저온 저압의 냉매기체를 압축기(741)에서 단열압축하여 고온 고압으로 압축하여 응축기(742)에서 냉각FAN(742a)에서 외부공기를 유입 가압하여 분사되는 공기와 고온 고압의 냉매가스가 관을 통과과정에서 대류, 전도방식의 열교환에 의해 고온 고압의 액상 냉매로 상변환 후 자체 압력으로 미세직경의 모세관 형태의 팽창밸브(743)를 통과과정에서 주울-탐슨 효과에 의해 감압되어 저온 저압의 냉매로 감온 감압된 후 양액관 외부를 솔레노이드 코일형상으로 권선된 증발기를 통과 과정중에 열전도 현산으로 냉매가 증발하면서 발생되는 기화열에 양액관이 냉각되고 열전도 방식으로 내부에 유동하고 있는 양액을 사전에 프로그램되어 제어반에 입력된 제어회로에 의해 양액이 설정된 온도만큼 냉각 및 정지하고, 양액의 온도가 설정온도를 초과하면 다시 냉각기(740)이 가동되는 제어동작이 반복하여 수행되면서 냉각된 양액은 순환펌프(734)에 의해 양액제조기의 본체(710)에 공급 및 본체(710)에 저장된 양액을 흡입 및 공급의 양액을 순환과정에서 설정된 온도로 유지하는 냉각기(740)와,
저장탱크(751), 교반기(752), 정량펌프(753), 공급관(754), 전자밸브(755)로 구성되며, 양액제조기(700)의 상부 일면에 상부에 교반기(752)가 설치된 저장탱크(751)가 설치되고, 저장탱크(751)와 간격을 두고 정량펌프(753)가 설치되며, 정량펌프(753)의 흡입 배관은 저장탱크(751)의 측면 하부에 연결 설치되고, 토출배관은 양액제조기(700)의 본체 상부면을 관통하여 내부에 저장된 양액에 접촉되는 길이만큼 연결 설치(C)되며 배관 일측에 전자밸브(755)가 설치되고, 저장탱크 내부에 저장된 옥신(auxine), 지베렐린(gibberellins), 사이토키닌(cytokinins), 에틸렌(ethylene), 앱시스산(abscisic acid), 브라시노스테로이드(brassinosteroids), 살리실산(salicylic acid), 자스몬산(jasmonic acids), 스트리고락톤(strigolactone), 시스테민(systemin), 피토설포카인(phytosulfokine), 클라바타(CLV3), 노둘린(ENOD40), 플로리겐(florigen)중에서 어느 한가지 이상의 물질이 선택된 후 교반기(752) 및 정량펌프(753)를 가동하여 전자밸브(755)가 사전에 개방된 공급관(754)을 통하여 본체에 적정량을 공급하는 첨가제 공급부(750)으로 구성된 양액제조기(700);
건축물(100) 내부에 설치된 에어샤워(110) 및 패스박스(120)의 도어열림 감지센서(미도시), 환기장치(200)의 실내압력검출센서, 산소농도 검출센서, 탄산가스 농도 검출센서(237), 양액제조기의 전기전도도 검출센서, PH검출센서(717), 온도검출센서(727)에서 실시간 계측되어 제어반으로 전송되는 데이터에 의해 컨테이너의 에어샤워(130), 패스박스(140), 환기시스템(200)의 환기장치(201), 탄산가스 공급장치(230), 온도조절기(300), 재배조(400), 미네랄 공급장치(500), 양액제조기(700)에 전원을 공급하거나 차단하는 제어작용을 하는 제어반(900);으로 구성된다.
도 2는 도 1에 도시된 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜 건축물의 Lay out을 나타낸 평면도이고, 도 3a는 도 1에 도시된 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜 건축물의 입면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 상기 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜 건축물은 유리온실, 창고형 조립식 건축물, 컨테이너등에서 어느 한 종류의 건축형태를 선정하여 사용할 수 있다.
창고형 조립식 건축물 및 컨테이너의 경우에는 경우 천정 마감재 일부를 폴리카보네이트(PC), 투명 PVC, 페아글래스(유리)등의 어느 한가지 이상의 재질을 사용하여 천정면 전부를 시공하거나 일부를 시공할 수 있다.
상기 스마트팜 건축물의 Lay out은 첨부된 도면과 같이 중앙에 복도 형태의 통로가 구획되며 격벽을 설치하여 내부공간을 기계실 및 재배실로 구획 한다. 상기 기계실(101)에는 미네랄 공급기(500), 여과장치(600), PH조정 및 양액제조기(700)의 우측 상부측에 환기시스템(200), 산소,산화질소 발생용 제1 양자에너지 발생기가(220)가 설치되며, 좌측에는 제어반(900) 및 탄산가스 공용 탄산가스 용기(231), 싱크대(미도시)가 설치되고 기계실(101)경계선에 샷시 또는 샌드위치 판넬재질의 격벽으로 구획되며, 내부 좌우공간에 다단 구조의 구조물에 재배조(400)가 복수개가 설치되고, 통로 끝에 온도조절기(300)가 설치되는 재배실(102)로 구획된다.
도 3b는 도 1에 도시된 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜 건축물의 자연 채광시스템을 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 자연 채광시스템(109)는 반사판(101a,101b), 고정 프레임(102a,102b), 구동축(103a,103b), 제1스퍼기어(104a,104b), 제2스퍼기어(105a,105b), 전동기(106a,106b), 전동기 축(107a.107b), 태양위치 감지센서(108)로 구성되어,
컨테이너 지붕 외부 양측에 일정 길이를 갖는 반사판(101a,101b)이 부착된 동력 구동형 덮개를 설치하는 것으로서, 복수개의 전동기(106a,106b)를 양측면에 설치된 고정부재(미도시)에 설치하고, 전동기 축(107a,107b)의 끝단에 복수개의 제1스퍼기어(105a,105b)를 설치하고, 제1스퍼기어(105a,105b)와 기어이가 맞물리게 끝단에 제2스퍼기어(104a,104b)가 부착된 구동축(103a,103b)이 설치되고, 각 구동축(103a,103b)상에 2개 이상의 고정프레임(102a,102b)을 설치하고 고정프레임에 반사판(101a,101b)를 설치한다.
제어반(900)에서 정회전, 역회전이 가능한 전동기(106a,106b)에 전원을 공급하면 전동기가 시계방향 또는 반시계 방향으로 구동하고 전동기 축(107a,107b)에 부착된 제1스퍼기어(105a,105b)도 전동기 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하고, 동시에 제1스퍼기어(105a,105b)와 기어 이가 맞물린 제2스퍼기어(104a,104b)가 부착된 구동축(103a,103b)이 전동기 회전방향과 반대방향으로 회전하고, 동시에 구동축(103a,103b)상에 복수개가 설치된 고정 프레임(102a,103b)에 설치된 반사판(101a,101b)이 태양위치 감지센서(108)에서 계측된 태양위치 정보를 제어반(900)에 실시간 전송하면 제어반(900)에서 사전에 프로그램되어 입력된 제어회로에 의해 전동기(106a,106b)에 전원을 공급 및 차단하여 전동기(106a,106b)를 간헐운전하여 반사판(101a,101b)의 회전구간을 제한한다.
상기 반사판(101a,101b) 오목렌즈, 또는 볼록렌즈 형상 또는 오목, 볼록렌즈형상의 반사판(101a,101b)을 각각 컨테이너 상부에 설치할 수 있으며, 또는 오목,볼록렌즈 형상이되 외표면이 허니컴(벌집구조)구조 다양한 각으로 반사될 수 있게 제작된 소형 반사체(미도시)가 복수개 부착된 구조의 반사판을 설치할 수 있다.
아침에 해가 일출하여 동쪽에서 비추면 자연 채광시스템(109)의 반사판(101a,101b)이 설치된 복수개의 전동 구동용 덮개중 좌측에 설치된 전동기(106a)를 시계방향향으로 회전시켜 반사판의 각도 90도 내지 180도 범위로 조정하여 재배실(102)의 우측 내부로 조사되는 태양광을 조사하는 방법으로 자연 채광하며, 시간이 흘러 정오가 되어 태양광이 수직으로 조사시에는 좌측 및 우측에 설치된 전동기(106a,106b) 90도 각도로 회전시켜 태양광이 수직으로 재배실(102)내부를 수직으로 채광하도록 하며 시간이 흘러 서쪽방향으로 일몰과정이 진행될 때 좌측에 설치된 전동기(106a)를 시계방향향으로 회전시키면서 우측에 설치된 전동기(106b)를 반시계방향향으로 회전시켜 서쪽 상공에서 조사하는 태양광을 반사판(101b)을 이용하여 반사시키는 방법으로 재배실(102)의 내부 좌측을 자연채광하는데 반사판(101a,101b)를 구동시키는 전동기(106a,106b)의 미세 구동은 태양위치 감지센서(108)에 태양의 각도를 실시간 계측하여 계측된 테이터를 제어반(900)에 전송하면 제어반(900)에서 사전에 프로그램되어 입력된 제어회로에 의해 반사판(101a,101b)를 구동시키는 전동기(106a,106b)를 미세 구동시켜 재배실(102)내부의 자연채광율을 일정하게 유지한다.
도 4는 도 1에 도시된 스마트 팜의 출입용 에어샤워를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 에어샤워는(110)는 분사노즐(111b) 및 에어흡입구(111c), 동시 열림 방지 기능의 인터록 장치가 내장된 출입문(미도시)이 설치되는 에어샤워 본체(111a), 순환FAN(112), 필터하우징(113), 고전압방전챔버겸 외통(114a), 방전챔버 내부에 서로 마주보게 설치되는 솔레노이드 또는 트로이드 형상의 제1자기장 코일겸 방전전극(114c) 및 고전압방전챔버겸 내통(114b), 제2자기장 코일겸 접지전극(114d), 방전극에 고전압을 인가하는 고전압 발생기(114e)로 구성되는 양자에너지 발생기(114)로 구성되어 기계실(101)과 재배실(102)을 구획하는 격벽의 중앙부분에 일정면적을 타공하고, 타공된 공간에 본체(111a)가 설치된다.
작업자가 출입하는 통로에 접한 양 측면의 일정높이의 양 측면 및 천정면에는 정화된 공기를 고속으로 분사하는 노즐(111l)이 서로 간격을 두고 복수개가 설치되며, 양 측면의 일정높이의 하부면에는 오염된 공기를 흡입하는 그릴 타입의 흡입구(111b)가 설치된다.
또한, 덕트(111d)로 연결되는 순환 FAN(112)이 설치되고 간격을 두고 필터하우징(113)이 덕트로 연결되며, 필터유닛(113)과 간격을 두고 양자에너지발생기(114)가 설치되고, 양자에너지발생기(114) 출구와 분사노즐(111b)이 덕트로(111d) 연결된다. 또한, 복수개의 출입문(미도시)는 직육면체 형상의 본체 전면 배면에 각각 설치하고 출입문 동시열림 방지용 인터록 장치(미도시)를 설치하며, 천정면 일측에는 조명장치가 설치된다. 출입문 개폐 신호를 받은 제어반(900)에서 순환 FAN(112) 및 양자에너지 발생기(114)의 고전압 발생기(114e)에 전원을 공급하면 순환 FAN(112)이 가동되어 본체(111a)내부의 오염된 공기를 하부에 설치된 흡입구(111c)로 흡입 및 가압하여 필터하우징(113)에 공급하여 내부에 설치된 헤파필터(113a)를 통과시켜 공기중 부유 분진을 제진하고 이어 양자에너지 발생기(114)의 양 끝단면이 원형이고 외통(114a) 및 내통(114b)구조의 이중 원기둥 형상이며, 외통(114a) 내부 원주면상에 면접하여 양자에너지발생기(114)의 솔레노이드(solenoid) 형상 또는 트로이드(toroid) 형상으로 가공된 제1자기장 코일겸 방전전극(114c)이 설치되고 간격을 두고 내통(114b)외부 표면에 면접하여 설치된 솔레노이드(solenoid) 형상 또는 트로이드(toroid) 형상으로 가공된 제2자기장 코일겸 접지전극(114d)사이에 형성된 유로로 공급하면서 동시에 양자에너지 발생기(114)의 전원공급기(114e)에서 생성된 고전압을
도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름방향과 90도 각도로 자기장이 생성되는데 권선방향이 서로 반대방향이어서 제1,제2 자기장 발생기겸 방전극(114c, 114d) 사이에서 자기장이 서로 중첩되고, 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 조사되면서 제1,제2 자기장 발생기겸 방전극(114c, 114d)사이에서 방전이 개시 및 고전계 전자 에너지를 유입되는 분진이 제거된 공기에 인가하면 해리, 여기, 이온화, 산하, 환원 반응의 전기화학적 반응으로 공기구성분자인 산소, 질소, 수증기의 물분자의 공유결합이 해리되어 산소이온(O). 히드록실이온(OH-Radical) 등의 활성기체가 생성되어 악취물질을 정화하고 동시에 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하여 분사노즐(111a)을 통하여 챔버 내부에 들어온 작업자 및 관계자의 신체에 활성기체가 함유된 정화된 공기를 분사하여 탈진 및 악취물질을 제거 및 살균과정을 수행한다.
도 5는 도 1에 도시된 스마트 팜의 작물 및 부자재를 재배실로 반입하기위한 패스박스(120)를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 패스박스(120)는 분사노즐(121b) 및 에어흡입구(121c), 동시 열림 방지 기능의 인터록 장치가 내장된 출입문(미도시)이 설치되는 패스박스 본체(121a), 순환FAN(122), 필터하우징(123), 고전압방전챔버겸 외통(124a), 방전챔버 내부에 서로 마주보게 설치되는 솔레노이드 트로이드 형상의 제1자기장 코일겸 방전전극(124c) 및 고전압방전챔버겸 내통(124b), 제2자기장 코일겸 접지전극(124d), 방전극에 고전압을 인가하는 고전압 발생기(124e)로 구성되는 양자에너지 발생기(124)로 구성되어 기계실(101)과 재배실(102)을 구획하는 격벽의 중앙부분에 설치된 에어샤워(11)과 좌측 또는 우츠에 간격을 두고 격벽을 일정면적을 타공하고, 타공된 공간에 본체(121a)가 설치된다.
작물 및 부자재 반입 반출 공간에 접한 양 측면의 일정높이의 측면 및 천정면에는 정화된 공기를 고속으로 분사하는 노즐(121b)이 서로 간격을 두고 복수개가 설치되며, 양 측면의 일정높이의 하부면에는 오염된 공기를 흡입하는 그릴 타입의 흡입구(121c)가 설치된다.
또한, 덕트(121d)로 연결되는 순환 FAN(122)이 설치되고 간격을 두고 필터하우징(123)이 덕트로 연결되며, 필터유닛(123)과 간격을 두고 양자에너지발생기(124)가 설치되고, 양자에너지발생기(124) 출구와 분사노즐(121b)이 덕트(121d)로 연결된다. 또한, 복수개의 출입문(미도시)는 직육면체 형상의 본체 전면 배면에 각각 설치하고 출입문 동시열림 방지용 인터록 장치(미도시)를 설치하며, 천정면 일측에는 조명장치가 설치된다.출입문 개폐 신호를 받은 제어반(900)에서 순환 FAN(122) 및 양자에너지 발생기(124)의 고전압 발생기(124e)에 전원을 공급하면 순환 FAN(122)이 가동되어 본체(121a)내부의 오염된 공기를 하부에 설치된 흡입구(121c)로 흡입 및 가압하여 필터하우징(123)에 공급하여 내부에 설치된 헤파필터(123a)를 통과시켜 공기중 부유 분진을 제진하고 이어 양자에너지 발생기(124)의 양 끝단면이 원형이고 외통(124a) 및 내통(124b)구조의 이중 원기둥 형상이며, 외통(124a) 내부 원주면상에 면접하여 양자에너지발생기(114)의 솔레노이드(solenoid) 형상 또는 트로이드(toroid) 형상으로 가공된 제1자기장 코일겸 방전전극(124c)이 설치되고 간격을 두고 내통(124b)외부 표면에 면접하여 설치된 솔레노이드(solenoid) 형상 또는 트로이드(toroid) 형상으로 가공된 제2자기장 코일겸 접지전극(124d)사이에 형성된 유로로 공급하면서 동시에 양자에너지 발생기(124)의 전원공급기(124e)에서 생성된 고전압을
도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름방향과 90도 각도로 자기장이 생성되는데 권선방향이 서로 반대방향이어서 제1,제2 자기장 발생기겸 방전극(124c, 124d) 사이에서 자기장이 서로 중첩되고, 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 조사되면서 제1,제2 자기장 발생기겸 방전극(124c, 124d)사이에서 방전이 개시 및 고전계 전자 에너지를 유입되는 분진이 제거된 공기에 인가하면 해리, 여기, 이온화, 산하, 환원 반응의 전기화학적 반응으로 공기구성분자인 산소, 질소, 수증기의 물분자의 공유결합이 해리되어 산소이온(O), 히드록실이온(OH-Radical) 등의 활성기체가 생성되어 악취물질을 정화하고 동시에 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하여 분사노즐(121l)을 통하여 챔버 내부에 들어온 작물 및 부자재에 활성기체가 함유된 정화된 공기를 분사하여 탈진 및 악취물질을 제거 및 살균과정을 수행한다.
도 6는 도 1에 도시된 스마트 팜의 재배실의 공기조화기의 환기시스템 및 양압유지시스템을 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 환기시스템(210)은 순환FAN(211), 필터하우징(212), 급기덕트(213), 급기구(214), 배기구(215), 배기덕트(216), 가지관 전동댐퍼(216a,216b), 배기FAN(217), 외기공급용 전동댐퍼(218a), 외부공기 급기용FAN(218)로 구성된다.
상기 순환FAN(211)과 간격을 두고 내부에 프리필터(212a), 헤파필터(212b)가 설치되는 필터하우징(212)이 설치되고, 재배실 상부 천정면 중심부에 설치되는 급기구(214)와 필터하우징(212)사이를 급기덕트(213)로 연결한다.
재배실(102) 측면에 재배실 바닥으로부터 30 내지 60cm높이에 일정직경의 배기덕트(216)가 설치되고, 배기덕트(216)상에 일정간격마다 배기구(215)가 복수개 설치되며 간격을 두고 설치되는 배기FAN(217)의 흡입측에 전동댐퍼(217a) 및 배기덕트(216)가 연결설치된다.
배기덕트(216) 일 측면에 설치되는 분기된 덕트의 한 가지관은 배기FAN(217)과 연결되고, 다른 한 가지관은 또다른 분기된 덕트의 한 끝단에 연결된다.
상기 또다른 분기된 덕트의 한 끝단에는 외부공기 급기용FAN(218)과 전동댐퍼(218a)가 설치된 외부 공기 급기덕트와 연결되고, 덕트의 한 끝단에는 순환FAN(211)의 흡입측 덕트와 연결된다.
분기덕트는 배기FAN(217)에 의해 흡입되는 재배실(102)공기를 외부로 배기 하기위한 전동 댐퍼(217a)가 설치되어 마감된 배기구 이며, 다른 일측은 배기FAN(217)에 의해 흡입되는 재배실(102)공기를 순환FAN(211)에 공급하기위한 순환FAN(211)의 흡입덕트용이며, 흡입덕트 일측에 분기되어 분기구 일측은 청정 외부 공기를 흡입하기위한 전동댐퍼(218a) 및 외부공기 공급FAN(218)이 설치된 외부공기 흡입 덕트며, 다른 일측은 순환FAN(211)의 흡입덕트에 연결된다.
제어반(900)에서 순환FAN(211)에 전원을 공급하면 순환FAN(211)이 가동하여 발생되는 흡인력으로 재배실(102)의 공기가 순환FAN(211)에 의해 흡입 및 가압되어 덕트를 통해 필터하우징(212)에 공급되고 내부에 설치된 프리필터(212a) 및 헤파필터(212b)를 통과 과정중에 미세먼지가 제진 된 후, 급기턱트 통하여 재배실(102)의 양측면 상부에 설치된 급기구(214)를 통해 재배실(102)내부로 분사하여 층류 흐름(laminar flow)을 유지 하면서 재배실(102) 양 측면 바닥으로부터 30 내지 60cm높이에 일정직경의 배기턱트(216)상에 일정간격마다 설치된 배기구(215)에 흡입되어 배기덕트(216)를 통해 다시 순환FAN(211)에 의해 재배실로 공기가 계속 순환된다.
또한, 재배실의 재배조에 식재된 인삼등의 식물은 광원(3파장 LED 램프)의 조사 조건하에 [표 1]에 도시한 바와 같이 광합성과 호흡을 하므로 이산화 탄소와 산소농도를 적정농도로 유지할 필요가 있다.
[표 1] 식물의 광합성 및 호흡작용
| 구분 | 광합성 | 호흡 |
| 일어나는 장소 | 엽록체 | 모든 세포 |
| 일어나는 시간 | 빛이 비칠 때 | 하루 종일(밤, 낮) |
| 기체의 출입 | 이산화탄소 흡수, 산소 방출 | 산소 흡수, 이산화탄소 방출 |
따라서 재배실(102)내부의 실내 공기질을 적정관리 하기 위하여 주기적으로 또는 간헐적으로 환기 시스템 중에서 배기덕트(216)의 분기된 턱트상에 설치된 전동댐퍼(216a)의 개도율을 사전에 프로그램되어 제어반(900)에 입력된 설정치 만큼 축소시키고, 동시에 배기덕트(216)상의 분기된 덕트상에 설치된 전동댐퍼(217a)의 개도율을 설정치만큼 확대시키고 배기FAN(216)을 가동하여 재배실의 공기를 외부로 배기하면서, 동시에 순환FAN(211)의 흡입덕트측 분기덕트에 설치된 전동댐퍼(218a)를 일부 개방하고 외부공기 공급FAN(218)을 가동하여 배기FAN(217)에 의해 배기된 배기량 만큼 외부공기를 공급하여 재배실(120)내부에 설치된 산소농도 감지기(미도시) 에 실시간 계측되어 제어반(900)으로 전송되는 데이터에 의해 가동, 정지 등의 제어동작을 반복하여 재배실(102)의 공기질을 청정하게 유지한다.
또한, 재배실(102)의 내부압력이 대기압 이거나 대기압보다 낮은 음압을 유지할 경우 재배실(102)의 출입문의 개방되거나 누기되는 개소가 존재시 외부에서 빠른 유속의 불규칙한 바람이 불면 외부공기가 출입문의 틈새나 누기개소로부터 재배실(102)내부로 유입될 경우가 발생되는데, 외부공기중에 함유된 식물 병원균, 유해화학물질, 중금속이 함유된 공기의 유입의로 재배실(102)의 공기질이 오염될 수 있다. 오염방지를 위해서 재배실(102)의 내부를 대기압력보다 약 2.5 내지 25Pa범위의 높은 압력(양압)으로 유지할 필요가 있다.
따라서 재배실(102)의 실내압력을 양압으로 유지하기 위하여 기존의 환기시스템(210)중 배기덕트(216)상의 분기관에 설치된 전동댐퍼(217a) 및 배기FAN(217)을 정지 시키고, 다른 분기관에 설치된 전동댐퍼(216b)를 완전 개방 및 외기 공급라인의 전동댐퍼(218a)를 개방 및 외부공기 공급 FAN(218)을 가동하면 재배실에 순환되는 공기량보다 외부공기 공급 FAN(218)에 의해 공급되는 외기량만큼 많이 공급되어 재배실 내부가 대기압력 보다 높은 압력(2,5 내지 25Pa)을 유지하며 과잉의 공기는 재배실(102)의 출입문 틈새 및 기타 누기 개소로 누기시키는 방법으로 재배실(102)내부를 양압(2,5 내지 25Pa)으로 유지 시키거나, 또는 재배실(102) 내부 천정면에 실내압력 검출 트랜스미터(미도시)를 설치하고, 기존의 환기시스템중 배기덕트상(216)의 분기관에 설치된 전동댐퍼(217a)에 전기적 신호에 의해 개도율이 비례조절되도록(PID제어)기능을 부여 및 배기FAN(217)모터의 분당회전수(RPM)를 실내압력 검출 트랜스미터(미도시)에서 제어반(900)에 실시간 전송하는 전기적 신호에 의해 분당회전수(RPM)를 실내압력 검출 트랜스미터(미도시)에서 제어반(900)에 실시간 전송하는 전기적 신호에 의해 분당회전수(RPM)가 비례조절되도록(PID제어)기능을 부여하고, 다른 분기관에 설치된 전동댐퍼(216b) 및 외기공급 라인에 설치된 전동댐퍼(218a)도 전기적 신호에 의해 개도율이 비례조절되도록(PID제어)기능을 부여하고, 외부공기 공급 FAN(218) 모터의 분당회전수(RPM)가 전기적 신호에 의해 비례조절되도록(PID제어)기능을 부여하는데 이러한 일련의 제어동작은 실내압력 검출 트랜스미터(미도시) 계측되는 실내압력을 전류수치(4 내지 20mA 범위)로 변환하여 제어반(900)에 실시간 전송하고 제어반(900)내부에 사전에 프로그램되어 입력된 제어회로(인버터제어:모터의 RPM제어)의 제어동작에 의해 전동댐퍼(217a,216b,218a)의 개도율 조정 및 배기FAN(217), 외부공기 공급FAN(218) 모터의 분당회전수(RPM)조절에 따른 풍량 조절로 재배실의 급기,배기량을 조절하여 재배실 내부의 압력을 설정된 압력(2.5 내지 25Pa)으로 유지한다.
상기 배기FAN(217), 외부공기 공급FAN(218) 모터의 분당회전수(RPM)조절에 따른 풍량 조절은 송풍기(유체기계)의 상사법칙을 준용한다.
송풍기 상사법칙은 아래의 식1, 2, 3과 같다.
1. FAN의 회전수(RPM)과 풍량(m3/min)의 관계
양압 유지조건:Q1(N1) > Q2(N2)-------식1
여기서, Q1(N1): 급기FAN(218)의 풍량(m3/min)과 분당회전수(RPM)
Q2(N2): 배기FAN(217)의 풍량(m3/min)과 분당회전수(RPM)
상기 식1은 송풍기 상사법칙이 적용되며 회전수 변화의 1승에 비례하여 풍량이 비례한다.
2. FAN의 회전수(RPM)와 풍압(mmaq)의 관계
양압유지조건: PS1(N1)2 > PS2(N2)2 -------식2
여기서, PS1(N1)2: 급기FAN(218)의 풍압(mmaq)과 분당회전수(RPM)
PS2(N2)2: 배FAN(217)의 풍압(mmaq)과 분당회전수(RPM)
3. FAN의 회전수(RPM)와 FAN의 축동력(Hp)의 관계
양압유지조건: Hp1(N1)3 > Hp2(N2)3 -------식3
여기서, Hp1(N1)3: 급기FAN(218)의 축동력(HP)과 분당회전수(RPM)
Hp2(N2)3: 배기FAN(217)의 축동력(HP)과 분당회전수(RPM)
상기 식2, 3은 송풍기 상사법칙이 적용되며 회전수 변화의 2승에 비례하여 풍압이 비례한다.
도 7은 도 1에 도시된 스마트 팜의 산화질소 생성 및 살균시스템을 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 산화질소 생성 및 살균시스템(220)은 반응챔버겸 외통(221), 내통(222) 및 제1자기장 코일겸 방전전극(223a), 제2자기장 코일겸 접지전극(223b), 고전압 발생기(223c) 및 도선(223d)으로 구성되는 제1양자에너지발생기(223)로 구성된다.
상기 반응챔버겸 외통(221), 내통(222)은 양 끝단면이 원형이고 외통(221) 및 내통(222)구조의 이중 원기둥 형상의 반응챔버겸 외통(221)내부 원주면상에 면접하여 제1양자에너지발생기(223)의 솔레노이드 코일 형상의 제1자기장 발생 코일겸 방전전극(223a)이 설치되고, 간격을 두고 내통(222)외부 원주면상에 제1자기장 발생 코일겸 방전전극(223a)의 권선 방향이 반대인 제1양자에너지발생기(223)의 솔레노이드 코일 형상의 제2자기장 발생 코일겸 접지전극(223b)이 설치된다.
고전압 발생기(223c)는 반응챔버겸 외통(221) 외부 일측면에 설치되고 고전압 발생기(223c)에서 생성되는 고전압을 도선(223d)을 통하여 자기장 코일 겸 방전극(223a,223b)에 공급하는 산화질소 생성 및 살균시스템이 도 5에 도시한 환기시스템(210)의 필터하우징(213) 출구에 연결된 급기 덕트상의 일측에 설치된다.
또한, 도 5에 도시된 환기시스템(210)의 순환FAN(212)이 가동되어 재배실(102)의 공기가 흡입 및 가압된 후 필터하우징(213)에서 프리필터(213a) 및 헤파필터(213b)에 의해 제진된 공기는 제1 양자에너지발생기(223)의 반응챔버겸 외통(221) 과 내통(222)에 설치된 솔레노이드 코일 형상의 제1자기장 발생 코일겸 방전전극(223a) 및 접지전극(223b)사이에서 형성된 고전계 전자에너지 대역을 선회류(SWIRL FLOW)흐름으로 통과 하면서 고전압 발생기(223c)에서 생성된 고전압이 도선(223d)을 통하여 제1자기장 발생 코일겸 방전전극(223a), 제2자기장 발생 코일겸 접지전극(223b)에 인가되면 전류의 흐름방향과 90도 방향으로 자기장이 생성되며, 제1자기장 코일겸 방전전극(223a) 및 접지전극(223b)의 권선방향이 서로 반대방향이어서 서로 반대방향의 자기장이 조사 및 상쇄되는 과정에 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 동시에 고전계전자에너지가 유입되는 공기 구성분자 (질소(N2);78.8%, 산소(O2);20.8%, 수증기의 물분자(H2O)에 인가되어 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응의 전기 화학적 반응으로 기체상물질을 해리하여 활성기체를 생성하는데 전기전자 에너지를 e로, M을 Na, K, Ca, Mg라 표기할 때 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 해리반응은 아래와 같은 단계로 이루어진다.
1) e + O2 → O + O + e
2) e + N2 → N + N + e
3) e + O2 → O- + O
또한, 이온화반응은 아래와 같은 단계로 이루어진다.
1) e + N2 → N + N+ + 2e
2) e + N2 → N2 + + 2e
3) e + O2 → O + O+ + 2e
4) e + O2 → O2 + + 2e
또한, 산화반응은 아래와 같은 단계로 이루어진다.
1) e + O2 → O + O
2) O + NO + M → NO2 + M
3) O + H2O → OH + OH
4) OH + NO2 → HNO3
또한, 환원반응은 아래와 같은 단계로 이루어진다.
1) e + N2 → e + N + N
2) N + NO → N2 + O
상기 산화반응에 의해 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 히드록실이온(OH- Radical) 이온 등 활성기체가 생성되고, 생성된 활성기체와 공기중 악취물질이 산화 환원반응으로 악취물질을 정화하고, 동시에 히드록실이온(OH- Radical) 이온 등이 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균한다.
재배실(102)에서 재배되는 식물은 광합성도 하고 숨도 쉰다. 또한, 재배실(102)를 순환하는 공기중에 산소(O2) 및 산화질소(NO), 히드록실 이온(OH-)등의 활성기체를 공급하면 식물의 잎에는 식물과 공기가 서로 통하는 문이라고 할 수 있는 기공이 있다. 식물의 잎은 이 기공을 통해 공기 중의 물질을 받아들이거나 공기 중으로 자신의 물질을 내보낸다. 그리고 이러한 필요가 생길 때마다 기공이 열린다.
호흡할 때 필요한 산소는 이렇게 기공을 통해 받아들이게 된다. 그리고 호흡의 과정에서 생기는 이산화탄소는 또 기공을 통해 밖으로 내보낸다. 이것은 광합성의 경우도 마찬가지다. 광합성에 필요한 이산화탄소도 기공을 통해 받아들이고, 광합성에서 생긴 산소도 기공을 통해 밖으로 내보낸다.
식물의 호흡 작용은 낮에만 일어나는 광합성과는 달리 하루 종일 일어난다. 또한, 광합성은 주로 잎의 엽록소에서만 일어나지만 식물의 호흡은 모든 세포에서 일어난다.
기공을 통한 식물의 호흡 작용 과 광합성을 통해 생성된 에너지는 식물의 체온 유지와 생장 등에 쓰인다. 그래서 꽃을 피우거나 씨에서 싹이 나올 때 식물의 호흡은 더욱 왕성해진다.
광합성과 호흡작용의 관계는 [표 2]와 같다.
| 구분 | 광합성 | 호흡 |
| 일어나는 장소 | 엽록체 | 모든 세포 |
| 일어나는 시간 | 빛이 비칠 때 | 하루 종일(밤, 낮) |
| 기체의 출입 | 이산화탄소 흡수, 산소 방출 | 산소 흡수, 이산화탄소 방출 |
식물은 밤에만 호흡을 하는 것이 아니라 낮에도 광합성과 함께 끊임없이 호흡을 한다. 그런데 이 두 과정이 동시에 일어나므로 호흡에서 배출한 이산화탄소는 곧바로 광합성에서 흡수돼 버린다. 상기 활성기체중에 함유된 산화질소(NO)를 식물이 기공을 통하여 흡수되면,
1. 산화질소(NO)가 근권 미생물을 활성화(PGPR:Plant Growth Promoting Rhizobacteria)한다.
근권 미생물을 활성화는 식물성장촉진호르몬인 옥신(Auxin)을 생산하고, 식물병원성 진균을 저해하는 세포외벽과 수분해 효소를 생산하고, 사이드로포어(Siderophore)를 생산(토양전염병 병해방제를 통해 식물의 성장을 촉진시킴)하며, 불용성 인(P)을 가용화 하며, 질소(N)를 고정한다.
상기 옥신(Auxin)은 식물의 내생 생장 조절제 로써 세포분열을 촉진하고, 식물체의 길이를 생장하며, 부피를 생장하고, 농가 토양에 친화력이 우수한 균주(PY-01,PY-02,PY-03,)를 활성화 하고 증식한다.
상기 PY-01 균주가 토양의 질산염을 아질산 염으로 환원 시킨다.
2.수중의 인(P)을 고정한다.
상기 인(P)이 식물에 미치는 영향은 세포에 기본인 핵산을 구성하고, 세포막의 인지질을 구성하며, 호흡에 의해 당을분해하고 전분을 만드는 과정에서 당인산을 형성하며, ATP, NADP등의 구성 및 화곡류의 성장을 촉진한다.
상기 인(P)이 결핍되면 식물별로 결핍증상이 다르나 인이 부족할 때 옥수수의 예를 들어 설명하면 옥수수는 어린모의 생장이 느린데 5엽기 이후에 증상이 비교적 뚜렷하며 잎색은 보라색을 뛰며 옥수수 알은 꽉차지 않고, 밀도 유모의 생장이 완만해지고 뿌리 발달 불량 및 분열감소를 보이며 줄기 밑동은 보라색, 잎은 암녹색에 약간 자색을 띠고, 이삭이 작고 낟알이 적다. 벼의 예를들면, 분열이 적어지고 키가 왜소해 지옆은 암녹색이고 노옆은 자색을 띠며 영화와 벼알의 수가 적어져 수확량이 감소한다.
3. 산화질소(NO)는 강력한 항산화제로서 식물세포의 신진대사에 비정상 신호를 제공해 부전마비를 초래하고, RNA변이를 초래하는 산화스트레스장애를 예방할 수 있고, 과산화수소(H2O2)를 제거할 수 있으며 스트레스 내성 및 중금속 의 독성을 해독한다.
상기 항산화제는 식물 세포액 내의 활성산소(ROS)를 직접적으로 제거할 할 수 있다.(Rubio et al.2001,ManuelBecana et al. 2003)
상기 방전과정 중에 발생되는 산소이온(O)과 산소가 불안정한 형태로 결합한 슈퍼옥사이드 음이온(O2-), 히드록실라디칼(OH-Radical), 일산화질소(NO), 일중항산소(1O2) 등의 자유 라디칼로 유입되는 공기중 인삼뿌리 썩음병인Cylindrocarpon, Cylindrocarpon destructans, Cylindrocarpon candidum, Cylindrocarpon album, Cylindrocarpon hetronema과 인삼 식물 병원균인 Selerotinia nivalis, Rhizoctonia solani AG2, Botrytis cinerea:잿빛곰팡이병균인 Fusarium solani, 모잘록병인 Fusarium roseum, 시들음병인 Fusarium oxysporum, 역병인 Phytophthora cactorm, 점무늬병인Cladosporium sp, 균핵병인 Sclerotinia Sclerotiorum, 곰팡이균, 녹농균, 황색 포도상구균, 폐렴균, 레지오넬라균 등의 세균 및 변종바이러스(MRSA), 박테리아등의 부유 바이러스의 세포벽을 히드록실라디칼(OH-Radical)등의 활성 라디칼이 공격하여 세포벽을 분해 및 천공하여 생물체의 조직과 기관의 손상을 초래하여 살균,멸균한다.
도 8은 도 1에 도시된 스마트 팜의 탄산가스(CO2)공급 시스템을 나타낸 단면도로서 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 탄산가스(CO2)공급 시스템(230)은 탄산가스가 고압 충진된 용기(bombe)(231), 압력조정기(232), 가열용 전기히터(233), 유량조절밸브(234), 공급관(235), 분사노즐(236) 및 가스감지기(237) 및 제어부(238)로 구성된다. 탄산가스 제조사에서 120kg/cm2의 압력으로 탄산산가스가 충전되어 입고된 용기(bombe;231)에 압력계 및 전기히터(233)가 부착된 압력조정기(232)를 부착한 후 공급관(235)를 설치하고 공급관(235)일 측에 유량조절기(234)를 설치 및 재배실(120)의 양압유지 환기시스템 의 급기덕트(213) 일측에 일정직경의 홀을 타공하고 타공된 홀에 분사노즐(236)을 설치하고 설치된 분사노즐(236)과 유량조절기(235)사이를 공급관으로 연결 설치한다. 재배실(120)에서 재배되는 식물의 광합성을 위한 탄산가스 공급 유무 및 재배실의 탄산가스 농도를 계측하기위한 감지기(237)는 재배실 중앙부 일측에 설치하고 제어부(238)는 기계실(101)에 설치하며 감지기(237)와 제어부(238)사이를 도선으로 연결하여 감지기(237)에서 실시간 계측되는 탄산가스의 농도를 4 내지 20mA범위의 전기신호로 변환하여 도선을 통하여 제어부(238)에 전송하면 제어부(238)에 내장된 마이컴 제어회로에서 전송된 탄산가스 농도를 화면창에 표시되며 계측된 재배실(120)의 탄산가스 농도가 사전에 프로그램되어 입력된 탄산가스 농도 목표값에 초과 또는 미달시는 제어부(238)에서 유량조절기(235)에 공급되는 전원값을 조절하여 유량조정기(235)의 개도율을 조정하여 재배실(102)로 공급되는 탄산가스 공급량을 조절한다.
상기 가열용 히터(233)의 사용목적은 용기(231)에 충전된 탄산가스를 일정시간 공급 하다보면 탄산가스의 기화열에 의해 탄산가스가 냉각 및 액화되어 액체상태로 압력조정기(232)의 오리피스를 냉각 및 동결 시키기 때문에 히터를 사용하여 히터(233)의 발열로 액상 탄산가스를 기화 시킨다.
또한, 재배실(120)의 재배조(400)에 식재된 인삼등의 식물은 광원(3파장 LED 램프)의 조사 조건하에 광합성과 호흡을 하므로 이산화 탄소 와 산소농도를 적정농도로 유지할 필요가 있다.
[표 3]은 식물의 광합성과 호흡관계를 나타낸 표이다.
| 구분 | 광합성 | 호흡 |
| 일어나는 장소 | 엽록체 | 모든 세포 |
| 일어나는 시간 | 빛이 비칠 때 | 하루 종일(밤, 낮) |
| 기체의 출입 | 이산화탄소 흡수, 산소 방출 | 산소 흡수, 이산화탄소 방출 |
따라서 재배실(102)내부의 천정면 일측에 탄산가스농도 감지기(237)를 재배실(102)내부 천정면 일측에 설치하고, 설치된 탄산가스농도 감지기(237)에서 재배실(102)내부의 탄간가스 농도를 실시간으로 계측하여 제어반(238)으로 전송하면 사전에 프로그램되어 입력된 제어회로에 의해 재배실의 탄산가스 농도가 고농도일 경우 탄산가스 공급시스템의 유량조절 밸브(234) 및 환기시스템(210)의 베기덕트(216)상에 설치된 배기덕트의 전동댐퍼(217a)를 개방하고 배기FAN(217)을 가동하여 외부로 재배실(102)의 공기를 배기 하면서, 동시에 가지관 전동댐퍼(216b)를 닫고 외기 공급덕트 상에 설치된 전동댐퍼(218a) 및 외부공기 급기FAN(218)을 가동하여 배기량 만큼 또는 여유율을 감안한 풍량을 공급하여 재배실(102)에 공급하여 희석방법으로 탄산가스 농도를 조절하면서, 재배실(102)의 탄산가스 농도가 설정치 보다 5 내지 10% 범위의 초과농도일 경우 농도일 경우 환기시스템(210)의 배기덕트(216)상에 설치된 유량조절용 전동댐퍼(217a)개도율을 조정하고 배기FAN(217)용 모터의 분당회전수(RPM)을 조절하여 외부로 배기되는 배기량을 감소 시키며 동시에 가지관 전동댐퍼(216b)를 개도율을 조절하여 순환공기량을 증가시키고, 외부공기 공급덕트 상에 설치된 전동댐퍼(218a)의 개도율을 조절 및 외부공기 급기FAN(218)용 모터의 분당회전수(RPM)을 조절하여 급기량을 감소 시키면서 탄산가스농도 감지기(237)에서 감지된 재배실의 탄산가스 농도가 관리치로 조정되면 탄산가스 공급라인에 설치된 유량조절 밸브(234)의 개도율을 정상으로 복귀 시키고 동시에 배기라인의 전동댐퍼(217a)를 닫고 배기FAN(217)을 정지시키며 흡입관에 설치된 전동댐퍼(216b)를 100% 개방하고 외부공기 공급덕트 상에 설치된 전동댐퍼(218a)의 개도율을 양압유지 상태로 복귀 시키며 및 외부공기 급기FAN(218)용 모터의 분당회전수(RPM)수도 양압유지 상태로 복귀 시켜 정상운전 하는 방식으로 재배실의 탄산가스 농도를 설정된 목표치로 관리한다.
도 9는 도 1의 식물재배실의 온도조절기를 나타낸 단면도로서, 상기 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 상기 온도조절기(300)은 냉방기(310)과 난방기(320)으로 구성된다. 상기 냉방기(310)는 압축기(311), 공냉식응축기(312), 냉매 순환관(313), 팽창밸브(314), 증발기(315) 순환 FAN(316a)로 구성되고, 상기 난방기(320)는 전기히터(321), 로핀(322), 전원공급용 제어반(323)으로 구성된다.
상기 냉방기(310)의 압축기(311)는 순환 FAN(316a)에 의해 순환되는 재배실(102)의 공기와 간접 열교환에 의해 증발기(315)에서 기화된 저온저압의 냉매 가스를 압축하여 고온 고압가스 상태로 공냉식 응축기(312)로 보내어 외부에 복수개의 로핀이 부착된 배관을 통과하는 과정에서 응축기용 FAN(312a)에 의해 유입되는 송풍에 간접 열교환되어 고온고압의 액체로 상변화하여 응축되고 이어서 팽창밸브(313)를 통과하면서 주울-톰슨 효과에 의해 저온저압의 액체 냉매가 되고 이어서 외부에 복수개의 로핀이 부착된 증발기(315)을 통과하면서 증발기 및 난방기 겸용 FAN(316a)에 의해 유입되는 고온의 실내공기와 액체냉매와 간접 열교환 과정에서 냉매가 기화하면서 기화잠열로 고온의 실내공기를 냉각하는 과정에서 액체냉매는 완전기화하여 가스상태로 압축기(311)로 유입되는 반복과정을 거치면서 실내공기는 사전에 프로그램되어 설정된 온도까지 냉각된다.
상기 난방기(320)는 외표면에 복수개의 로핀(322)이 부착된 히터(321) 전원공급용 제어반(323)로 구성되며 상기 히터(발열체)(321)는 냉방기의 증발기(315)와 간격을 두고 하우징(316)의 유로에 설치된다.
사전에 프로그램되어 설정된 온도이하로 실내온도가 냉각되면 전원공급기(323)에서 전원을 도선을 통하여 히터(발열체)(321)에 전원을 공급하면 발열체(321)가 발열되어 발열체의 외표면에 복수개가 부착된 로핀(322)을 열전도방식으로 가열하면서 냉방기 및 난방기용 순환 FAN(316a)에 의해 유입되는 저온의 실내공기가 히터(발열체)(322)를 통과하는 과정에서 간접열교환 되어 유입되는 공기를 가열하면서 설정된 온도에 도달하면 제어반(323)에서 전원을 차단 및 공급하는 제어동작이 반복되어 수용된다.
또한, 환기시스템(220)의 순환FAN(221)가동되어 재배실(102)내부의 공기를 배기덕트로 흡입 및 가압하여 재배실로 공급하여 재배실의 공기가 순환되므로 재배실 내부(102)에서 온도가 일정하게 유지된다.
도 10은 도 1에 도시된 수처리 시스템의 계통도를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 상기 수처리 시스템은 재배조(400), 미네랄 공급장치(500), 여과장치(600), 양액제조기(700)으로 구성된다,
도 11a는 도 10에 도시된 수처리 시스템의 제1재배조(410)와 제2재배조(420), 제3재배조(430)으로 구성되는 재배조(400)의 제1재배조(410)를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 제1재배조(410)는 재배조 본체(411), 양액유입관(412), 분사노즐(413), 배플(414), 흡입격판(415), 배출관(416), 전기히터(418) 및 제1자기장 발생기(431), 또는 헬름홀츠 코일 형상의 제1 자기장 발생코일(432a), 헬름홀츠 코일 형상의 제2 자기장 발생코일(432b), 직류전원공급기(432c)로 구성된 제2양자에너지 발생기(432) 또는 솔레노이드코일 또는 트로이드 형상의 제1 자기장 발생코일(433a), 제2 자기장 발생코일(433b), 직류전원공급기(433c)로 구성되는 제3 양자에너지발생기(433)중 어느 한가지 기종이 선정되어 구성된다.
상기 제1 재배조(410)의 본체(411)의 형상은 직육면체, 정육면체, 원기둥형의 형상중에서 어느 한가지 형상이 선정되어 사용되며 재질은 스테인레스 스틸(STS304), PVC, PE, 고무, 유리섬유 성형폼(FRP)등의 재질중에서 어느 한가지의 재질이 선정되어 사용되며 양측면 일측에 양액 유입관(412)가 설치되고, 상기 유입관(412)이 연결되는 본체(411)내면에 면접하여 양액분사노즐(413)이 설치되고, 양액분사노즐(413)과 간격을 두고 배플(414)이 복수개 설치되고, 배플(414)과 간격을 두고 흡입격판(415)이 분사노즐(413)이 설치된 반대방향 본체(411)의 한 측면에 면접하여 설치되고, 본체(411)의 다른 한측면을 경계로 양액 배출관(416)이 흡입격판(415)과 간격을 두고 설치된다.
상기 양액유입관(412)은 양액공급펌프(713)의 토출측 배관에 연결되고, 양액 배출관(416)은 한 끝단면은 미네랄 공급장치(500)의 펌프(511)의 흡입측 배관에 연결된다.
제어반(900)에서 제1자기장 발생기(431) 또는 제2,제3 양자에너지발생기(432,433)중에서 어느 한가지 기종이 선택된 자기장 발생기(431) 또는 제2,제3 양자에너지발생기(432,433)에 전원을 공급하여 생성되는 자기장 또는 자기장 및 양자에너지를 제1재배조(410)의 본체에 조사하면서, 양액공급펌프(713)에 전원을 공급하면 양액공급펌프(713)가 가동하여 제조가 완료되어 저장되는 양액저장탱크(710)의 양액을 흡입 및 가압하여 양액유입관(412)을 통하여 양액분사노즐(413)을 통해 양액을 재배조 본체(411) 내부의 양액에 분사하여 층류 흐름이 되게 하고 이어 재배조 본체(411) 내부에 간격을 두고 지그재그 형태로 삼각기둥 형태의 배플(414)을 통과과정에 양액의 흐름이 수평 층류 흐름은 지그재그 및 상하흐름 형태가 혼합된 불규칙한 층류흐름으로 흡입격판(415) 방향으로 흘러 표면에 일정직경의 홀이 복수개 타공된 흡입격판(415)으로 유입 및 배출관(416)을 통해 펌프(511)에 흡입 및 가압되어 통해 미네랄 공급장치(500)의 공급되는 과정이 반복 수행된다.
상기 양액유입관(412)과 순환 펌프(713) 와의 배관연결 형태 및 양액 배출관(416)과 흡입펌프(511)사이의 배관은 일정직경을 갗는 금속제 배관으로 연결할 수 있거나 공압용 피팅을 양액유입관(412)의 끝단부 및 순환 펌프(713)토출측에 설치, 공압용 피팅을 양액배출관(416)의 끝단부 및 순환 펌프(511)토출측에 설치하고 사이를 공압 호스로 원터치 방식으로 연결할 수 있고, 또는 접속식 클램프를 양액유입관(412)의 끝단부 및 순환 펌프(713)토출측에 설치, 접속식 클램프를 양액배출관(416)의 끝단부 및 순환 펌프(511)토출측에 설치하고 사이를 고무호스 또는 PE 재질의 호스를 이용하여 연결할 수 있다.
상기 재배조 본체(411) 내부에서 분사노즐(413) 및 삼각기둥 형태의 배플(414)에 의해 재배조(411) 내부에서 양액의 흐름을 층류 및 불규칙한 층류 흐름을 형성하는 목적은 산중 실개전이나 하천의 흐름 형태로 양액의 흐름을 조성하여 식재판(배지) 식재된 식물 하부(양액수중)에 돌출된 뿌리를 불규칙하게 터치하고 수중위로 도출된 식물간 잎을 터치하여 잔 뿌리가 많이 생성되도록 하고 잎을 자극하여 재배되는 식물을 강인하게 재배 하기 위해서이며,또한, 양액의 흐름이 재배조(410,420)내에서 정체되어 오염되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 가열기(418)는 제1 재배조(410)내부의 온도가 설정된 온도보다 냉각되면 양액온도 센서(미도시)에서 실시간 계측하여 제어반(900)으로 전송되는 데이터에 의해 사전에 프로그램되어 입력된 제어회로에 의해 제어반(900)에서 가열기(418)에 전원을 공급 및 차단의 제어동작으로 양액의 온도를 설정된 온도로 일정하게 유지한다.
도 11b는 도 10에 도시된 수처리 시스템의 다른 형태의 시스템형 제2 재배조(420)를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 상기 제2 재배조(420)는 순환펌프(424), 산소 및 산화질소 용존장치(425:벤츄리이젝터), 필터(426), 가열기(428), 자기장 발생기(431) 또는 제2,제3 양자에너지발생기( 432,433)가 일체로 결합된 시스템 형태의 제2재배조(420)를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 재배조(420)는 재배조 본체(421), 양액유입관(422a), 배출관(422b), 분사노즐(423a), 배플(423b), 흡입격판(423c), 순환펌프(424), 벤츄리이젝터(425), 에어가압기(425a), 필터하우징(426),가열용 히터(428) 및 제1자기장 발생기(431) 또는 제2,제3 양자에너지발생기(432,433)중에서 어느 한가지 기종이 선택된 자기장 발생기(431) 또는 제2,제3 양자에너지발생기(432,433), 양액온도센서(미도시)로 구성된다.
상기 시스템형 제2재배조(420)의 본체(421)의 형상은 직육면체, 정육면체, 원기둥형의 형상중에서 어느 한가지 형상이 선정되어 사용되며 재질은 스테인레스 스틸(STS304), PVC, PE, 고무, 유리섬유 성형폼(FRP)등의 재질중에서 어느 한가지의 재질이 선정되어 사용되며 양측면 일측에 양액 유입관(422a)가 설치되고, 상기 유입관(422a)이 연결되는 본체(421)내면에 면접하여 양액분사노즐(423a)이 설치되고, 양액분사노즐(423a)과 간격을 두고 배플(423b)이 복수개 설치되고, 배플(423b)과 간격을 두고 흡입격판(423c)이 본체(421)의 다른 한 측면에 면접하여 설치되고, 본체(421)의 다른 한측면을 경계로 흡입격판(423c)과 간격을 두고 양액 배출관(422b)이 설치된다.
상기 양액유입관(422a)은 필터하우징(426)의 토출측 배관에 연결되고, 양액 배출관(423b)은 양액공급펌프(424)의 흡입측 배관에 연결 설치된다.
상기 양액 배출관(422b)상에 설치되는 양액공급펌프(424)와 간격을 두고 벤츄리이젝터(425)가 설치되고 벤츄리이젝터(425)의 목부에는 가압기(425a)에 의해 흡입되는 재배실 실내공기 또는 고전압 방전에 의해 생성된 산소이온(O) 및 산화질소(NO), 히드록실이온(OH-)등의 활성기체가 공급되어 벤츄리이젝터(425)를 통과하는 양액에 공급 및 용해된다.
제어반(900)에서 제1 자기장 발생기(431) 또는 제2,제3 양자에너지발생기(432,433) 중에서 어느 한가지 기종이 선택된 제1자기장 발생기(431)에서 생성되는 자기장 또는 제2,제3 양자에너지발생기(432,433)에 전원을 공급하여 생성되는 서로 반대방향으로 생성되는 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 생성되는 자기장 및 양자에너지를 시스템형 제2재배조(420)의 본체(421)에 조사하면서, 양액공급펌프(424)에 전원을 공급하면 양액공급펌프(424)가 가동하여 재배조 본체(421)의 양액을 흡입 및 가압하여 벤츄리이젝터(425)에 공급되고 벤츄리이젝터(425)목부로 에어가압기(425a)에 의해 흡입되고 가압된 공기 또는 활성기체가 공급되어 유입된 양액과 공기가 혼합된 버블(기포)의 유체 상태로 유입된 공기 또는 활성기체중 일부가 양액에 용해되면서 필터 하우징(426)으로 유입되어 내부에 설치된 필터에 의해 이물질이 여과되어 양액 유입관(422a)을 통하여 양액분사노즐(423a)에 공급 및 양액에 분사되는 일련의 과정이 반복적으로 수행된다.
상기 양액유입관(422a)과 순환 펌프(424), 흡입관(422b), 벤츄리이젝터(425), 가압기(425a)과의 배관은 일정직경을 갗는 금속제 배관으로 연결할 수 있거나 공압용 원터치 피팅과 공압관을 이용하여 연결할 수 있거나 접속식 클램프 와 고무재질 PE 재질호스, 금속 후렉시블과 유니언으로 연결할 수 있다.
상기 재배조(420)의 본체(421) 내부에서 분사노즐(423a) 및 삼각기둥 형태의 배플(423b)에 의해 재배조 본체(421) 내부에서 양액의 흐름을 수평방향 층류 및 불규칙한 층류 흐름을 형성하는 목적은 산이나 하천의 실개천 흐름 형태로 양액의 흐름을 조성하여 부상된 식물 식재판에 식재된 식물의 하부(양액수중)에 돌출된 뿌리를 불규칙하게 터치하여 잔 뿌리가 많이 생성되도록 하고, 수중위로 도출된 식물간 잎을 터치하는 방법으로 식물간 잎을 자극하여 재배되는 식물을 강인하게 재배 하기 위해서이다.
도 11c는 도 10에 도시된 수처리 시스템의 다른 형태의 시스템형 제3 재배조(430)를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 상기 제3 재배조(430)는 양액저장탱크(431), 양액 공급펌프(432), 산소 및 산화질소 용존장치(433:벤츄리이젝터), 가압펌프(434), 필터(435), 공급관(436), 분사노즐(437) 및 제1자기장 발생기(441) 또는 제2,제3 양자에너지발생기(442,443)중에서 어느 한가지 기종이 선택된 자기장 발생기(431) 또는 양자에너지발생기(442,443), 양액온도센서(미도시)로 구성된다.
상기 시스템형 제3재배조(430)의 본체의 형상은 직육면체, 정육면체, 원기둥형의 형상중에서 어느 한가지 형상이 선정되어 사용되며 재질은 스테인레스 스틸(STS304), PVC, PE, 고무, 유리섬유 성형폼(FRP)등의 재질중에서 어느 한가지의 재질이 선정되어 사용되며 양액저장탱크(431)일 측면하부와 일정거리 이격되어 공급펌프(432)가 배관과 연결되어 설치되고, 공급펌프(432)토출 배관상에 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)이 설치되고, 산소 및 산화질소 용해기(433)의 출수측 배관상에 내부에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과할 수 있는 필터가 내장된 필터하우징(435)가 설치되고, 필터하우징(435)의 출구측은 내부에 딸기등 식물재배용 암면(Rock wool), 펄라이트, 질석, 피트모스, 코코피트, 부엽토 등의 배지중에 어느 한가지 이상의 물질이 선정되어 본체배부에 일정높이로 채워지거나, 힌점박이 꽃무지 및 유충인 굼뱅이 사육용 참나무톱밥, 짚, 퇴비, 도라지뿌리, 왕겨중에서 어느 한가지 이상의 물질이 선정되어 본체배부에 일정높이로 채워진 본체(431)와 배관(436)으로 연결되고, 본체(431) 내부측면에는 식재판 또는 배지에 접하거나 식재판상부에서 일정 간격을 두고 분사노즐(437)이 배관상에 복수개가 설치된다.
제어반(900)에서 양액 공급펌프(432), 가압펌프(434),LED 및 제2,제3 양자에너지발생기(442,443)중에서 어느 한가지 기종이 선택된 제2,제3 양자에너지발생기(442,443)의 전원공급기(430c)에 전원을 공급하면 LED가 점등하여 배지에 식재된 딸기등의 식물과 힌점박이 꽃무지 및 유충인 굼뱅이에게 광원을 조사함과 동시에 딸기등의 식물인 경우 질산성질소(NO3-), 암모니아성질소(NH4+), 인(P), 칼륨(K), 마그네슘(Mg)등이 함유된 양액이 힌점박이 꽃무지 및 유충인 굼뱅이인 경우 도라지 추출물, 굼벵이 면역증강물질, 생장촉진물질, 산화질소 용존수등이 저장된 양액저장탱크(431)의 양액을 양액 공급펌프(432)를 이용하여 배관으로 흡입 및 가압하여 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)에 공급하여 공기 또는 활성기체를 양액에 용해하면서 필터하우징(435)에 공급하여 배부에 설치된 미세필터를 통과 과정중에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과한 후 배관(436)을 통해 본체(431) 내부에 설치된 복수개의 분사노즐(437)에 공급 및 식재판에 식재된 딸기등의 식물에 공급하면서 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 또는 하부면에 설치된 복수개의 영구자석(431)에서 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지발생기(432)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 제1.제2 헬름홀츠 코일(432a,432b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(432c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 식물에 조사되어 성장을 촉진 시키거나, 제3 양자에너지발생기(433)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 솔레노이드형상 또는 트로이드 형상의 제1,제2 코일(433a,433b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(433c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 식물 및 곤충에 조사되어 성장을 촉진 시키는 특성을 갖는다.
도 11d는 도 11a, 도 11b 및 도 11c에 에 도시된 제1재배조(410) 및 제2재배조(420), 제3재배조(430)에 설치되는 제1자기장 발생기(431) 또는 제2,제3 양자에너지 발생기(432,433)를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 상기 제1자기장 발생기(431)는 원판형, 직사각형, 정사각형, 봉형의 형상중에서 어느 한지 형상을 선정하고, 재질은 페라이트, 사마륨코발트, 네오디움, 알리코, 카돌리움, 디스프로슘 재질중에 어느 한가지 이상의 재질을 선정하여 제조하는 자기장의 세기 1 내지 200g(가우스) 범위의 영구자석으로 제1재배조(410) 및 제2제배조(420), 제3재배조(430)의 양측면 또는 전면 및 배면 또는 바닥면에 복수개를 부착하여 제1재배조(410) 및 제2제배조(420), 제1재배조(430) 본체(411,421,431)내부의 배지에 식재된 식물에 자기장을 조사한다.
상기 제2 양자에너지 발생기(432)는 핼름홀츠 코일의 제1코일(432a), 핼름홀츠 코일의 제2코일(432b), 전원공급기(432c), 도선(432d)로 구성되며, 제1코일(432a) 및 제2코일(432b)은 재배조의 양측면에 서로 마주보게 설치 하거나 전면 배면에 서로 마주보게 설치하는데 제1코일(432a) 및 제2코일(432b)의 권선방향이 서로 같은방향 또는 서로 반대 방향이 되도록 권선한다.
제1코일(432a) 및 제2코일(432b)의 권선방향이 서로 같은 방향으로 권선되면 제1코일(432a) 및 제2코일(432b)에 전원공급기(432c)에서 전압이 인가시 전류의 흐름방향과 90도의 동일방향으로 자기장이 생성되어 재배조(410,420,430)의 배지에 식재된 식물에 자기장만 조사되어 식물 또는 곤충의 성장을 촉진하고, 제1코일(432a) 및 제2코일(432b)의 권선방향이 서로 반대 방향으로 권선되면 제1코일(432a) 및 제2코일(432b)에 전압이 인가시 전류의 흐름방향과 90도의 서로 반대방향으로 방향으로 자기장이 생성되어 재배조(410,420,430)의 배지에 식재된 식물또는 곤충에 자기장이 조사 및 재배조 중심 부분에서 자기장이 서로 중첩되어 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 식물또는 곤충에 조사되어 식물성장 촉진외에 프렉탈 효과를 부여한다.
상기 제3 양자에너지 발생기(433)는 솔레노이드형상 또는 트로이드 형상의 제1코일(432a), 솔레노이드형상 또는 트로이드 형상의 2코일(433b), 전원공급기(433c), 도선(433d)로 구성되며, 상기 솔레노이드형상 또는 트로이드 형상의 제1코일(432a), 솔레노이드형상 또는 트로이드 형상의 제2코일(433b)이 서로 반대방향으로 권선될 경우에 한정하고, 동일한 방향으로 권선될 경우에는 자기장 발생기로 한정한다.
상기 제3 양자에너지 발생기(433)는 솔레노이드형상의 제1자기장 발생 코일(433a), 솔레노이드형상의 제2자기장 발생 코일(433b), 전원공급기(433c), 도선(433d)로 구성되며, 제1코일(433a) 및 제2코일(433b)은 재배조의 양측면에 서로 마주보게 설치 하거나 전면 배면에 서로 마주보게 설치하는데 제1코일(433a) 및 제2코일(433b)의 권선방향이 서로 같은방향 또는 서로 반대 방향이 되도록 권선한다.
제1코일(433a) 및 제2코일(433b)의 권선방향이 서로 같은 방향으로 권선되면 제1코일(433a) 및 제2코일(433b)에 전원공급기(433c)에서 전압이 인가시 전류의 흐름방향과 90도의 동일방향으로 자기장이 생성되어 재배조(410,420)의 배지에 식재된 식물또는 곤충에 자기장만 조사되어 식물의 성장을 촉진하고, 제1코일(433a) 및 제2코일(433b)의 권선방향이 서로 반대 방향으로 권선되면 제1코일(433a) 및 제2코일(433b)에 전압이 인가시 전류의 흐름방향과 90도의 서로 반대방향으로 방향으로 자기장이 생성되어 재배조(410,420)의 배지에 식재된 식물또는 곤충에 자기장이 조사 및 재배조 중심 부분에서 자기장이 서로 중첩되어 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 식물 또는 곤충에 조사되어 식물성장 촉진외에 프렉탈 효과를 부여한다.
또한, 상기 제2,제3 양자에너지 발생기(432,433)의 전원공급기(432c,433c)는 마이컴에 사전에 작물(식물) 영향을 미치는 다양한 주파수 대역과 전류 값이 사전에 프로그램되어 입력되고 출력되는 자료에 의해 PWM(펄스폭 변조:Pulse width modlation) 제어방식과 펄스 주파수 변조 PFM(pulse frequence modlation)방식이 혼용된 DC-DC 컨버터 또는 단상 전압원 인버터(MPCC:모델예측 전류제어) 중에 한가지 이상이 선택되어 공급되는 전원의 전류 제어기능이 내장된 제3,제4 양자에너지 발생기(432,433)의 전원 공급기(432c,433c)에서 생성된 전원을 도선(432d,433d)을 통하여 제3,제4 양자에너지 발생기(432,433)의 제1코일(432a,433a)및 제2코일(432b,433b)에 공급 및 전원의 전류를 조절함으로써 [수학식 1]과 같이 자기장의 세기(자속밀도)를 조절할 수 있다.
[수학식 1]
B = 2πknI
여기서, B는 자기장의 세기, k는 자기상수(K=2 x 10-6 Tm/A), T는 코일 권수, I는 전류이다.
PWM(펄스폭 변조:Pulse width modlation)제어방식, PFM(펄스 주파수 변조:pulse frequence modlation)에서 변조되는 주파수 대역은 또는 공명 주파수 대역은1Hz 내지 10Hz 범위 이거나, 10Hz 내지 29Hz 범위 이거나, 30Hz 내지 300Hz 범위 이거나 300Hz 내지 10KHz이거나, 10KHz 내지 1MHz 중에서 어느 한가지 주파수 대역이 선정되고, 또한, 제1및 제2코일(432a,432b)에 공급되는 전류를 조절함으로서, 제1및 제2코일에서 전류 흐름에 90도 방향으로 서로 반대방향으로 생성되는 자기장의 세기를 조절할 수 있고, 자기장이 중첩되어 무자장 상태에서 생성되는 양자에너지 생성량을 조절할 수 있다.
또한, 제3자기장 발생기(433)는 솔레노이드 코일형 또는 트로이드형 자기장 발생기로서 전원 공급기(433c) 및 복수개의 제1,제2코일(433a,433b)로 구성되는데 솔레노이드 코일은 재배조(410,420,430)에 부착을 용이하게 하기위하여 원판형으로 변형하여 재배조의 바닥면 또는 양측면 또는 전면 및 배면에 부착한다. 트로이드형은 원형 고리형으로 변형하여 재배조(410,420,430)의 바닥면 또는 양측면 또는 전면 및 배면에 부착한다. 제1코일(433a) 및 제2코일(433b)은 재배조의 양측면에 서로 마주보게 설치 하거나 전면 배면에 서로 마주보게 설치하는데 제1코일(433a) 및 제2코일(433b)의 권선방향이 서로 같은 방향이 되거나, 서로반대 방향이 되도록 권선한다.
상기 제3,제4 양자에너지 발생기에서 생성되는 양자에너지성능 평가방법은
1) 라만(Raman)분광 분석기로 분석
양자에너지(양자파동)가 조사된 물의 진동상태, 회전상태, 물의 결합각(예 6각, 5각, ....등)을 측정한다.
2) 자외선분광 분석기로 분석
양자에너지(양자파동)가 조사된 물의 아원자 수준의 전자의 변화를 분석한다.
3) 중력파 검색기로 분석
양자에너지(양자파동)가 조사된 물의 파장의 굴절을 분석한다.
4) 양자에너지(양자파동)가 조사된 물의 구조 변화를 관찰하여 평가한다.
상기 자기장 발생기에서 자기장을 재배조에 식재된 식물 또는 곤충에게 조사하면 식물의 생육에 관한 특성변화는 Savostin(1930)이 자기장 처리를 통해 밀의 줄기 생장이 2배 가량 증대될 수 있음을 보고한 이래 다양한 형태의 자기장이 식물의 생육과 대사과정에 미치는 영향에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 관련 연구결과들은 자기장의 세기와 지속시간 및 식물의 종류에 따라 식물 또는 곤충의 생육을 촉진시키거나 혹은 억제시키는등 다양하지만(Huang and Wang,2007;Racuciu et al.,2008) 일반적으로 자기장의 세기가 적합할 경우 종자의 발아율 및 발아속도(Chao and Wallker,1967;Krylov and Tarkanova,1960;Moon and Chung, 2000; Pittman,1967) 그리고 유묘의 생장(Pittman,1967;Racuciu et al.,2008)에 긍적적인 영향을 미치는 것으로 인식되고 있다.
또한, 자기장이 생물체에 영향을 미치는 정확한 메카니즘에 대해서는 아직 이해가 부족한 실정이지만 외부 자기장이 세포내 이온의 활성화 혹은 극성분자들의 분극화에 영향을 미치며(Johnson and Guy,1972)이를 통해 이온의 흡수(Dhawi et al.,2009;Duarte etal.,1997)혹은 효소 및 단백질의 활성화(Bhatnagar and Deb,1978)를 유도 하는 것으로생각되고 있다. 식물을 통한 실내공기질 개선 및 환경조절 효과는 식물의 가스교환 특성에 일차적으로 기인하는데 식물의 가스교환율과 밀접한 관련이 있는 엽록소 함량이나 질소 흡수 또한 외부 자기장 처리에 의해 증대될 수 있다고 보고된 바 있다.(EsiKen and Turan,2004; Racuciu et al.,2008).
2. 자기장 처리에 따른 가스교환 특성변화
자기장 조사하에 식물을 생육시킨 결과 광합성이 다소 증대된다. 대조구와의 광합성율 차이는 광도가 높을수록 보더 현저해지는 경향이었으나, PPFD 1000umol.m-2.s-1정도의 저광 조건에서도 유의성 차이를 보여 실내 저광조건에서도 자기장 조사하에 광합성 증대 효과를 기대할 수 있다.
따라서 자기장 존재하에 생육이 식물의 생물량 축적에 보다 유리한 조건을 제공하는 것으로 추측되는데 이는 기본적인 대사활동이나 온도 및 양, 수분과 같은 주변 환경변화에 적응하기 위해 소모되는 동화산물의 요구도가 낮아질 수 있음을 의미하는 것이다. 즉 자성처리를 통해 주변 환경변화에 대한 잠재적 적응력을 향상 시킬 수 있다.
한편, 자기장 조사하에 광합성 증가경향을 보인 식물종의 경우 증산율이 다소 증가된 것으로 보이는데 이는 자성처리 화분이 가스교환율을 증대 시키거나 또는 광합성 기구의 효율을 보다 증진 시키는 것 혹은 두 가지 모두 효과가 있을 수 있음을 제시하는 것이다.
3. 자기장 처리에 따른 질소 및 엽록소 함량 변화
자기장은 세포 원형질막의 투과성을 변화시킬 수 있으며(Stange et ai.,2002)이를 통해 뿌리로부터 다양한 이온들의 흡수를 증대시킬 수 있다는 사실이 보고 되어있다(Dhawi et al.,2009;Duarte et al.,1997).Dhawi et al.(2009)은 자기장 처리를 통해 대추야자로부터 Mg, Ca을 비롯한 다양한 무기양분의 흡수가 증대되어 이를 통해 자기장 처리가 효과적인 재배 수단이 될 수 있음을 시사한 바 있다.
EsitKen Turan(2004) 또한 딸기에 대한 자기장 처리를 통해 엽내 N을 비롯한 K,Ca,Mg,Fe,Mn,Na 및 Zn과 같은 양분 함량이 증진된다는 사실을 보고한 바 있다.
이들 양분 가운데 엽 내 질소 함량은 광합성과 밀접한 연관성을 갖는다. 이는 엽 내 질소의 상당부분이 ribulose 1, 5-bisphosphate(RuBP) carboxylase로 대표되는 수용성 단백질 과 엽록소를 비롯한 thylakoid막의 전자전달계를 구성하는 단백질로 조성되기 때문이다.
자성처리 화분에서 질소함량이 크게 증대되는 경향을 보였다 일반적으로 단위엽면적당 질소함량이 증대되면 엽록소양이 증가하고 수용성 단백질이 차지하는 질소의 비율이 증대된다.
식물은 질소와 관련이 있는 광합성 기구 즉 탄소고정효소나 전자전달계에 대한 질소의 배분과정에서 광, 온도 등과같이 이들 광합성 기구에 영향을 미침으로써 광합성을 제한 하는 환경변화에 대해 질소 배분율을 조정함으로써 최적의 광합성을 유도할 수 있다(Caemmerer and Farquhar,1981). 또한 질소는 광합성과 직접적으로 관련요소 이외에도 항산화요소와 같은 수용성 단백질 및 엽 내 다양한 화합물의 구성성분이 되며 식물체는 장차 필요한 단백질 합성을 위한 질소원으로 이들 화합물을 이용할 수있다(Selmar et al.,1988). 이와 같은 관점에서 자성처리 화분을 통한 질소함량의 증대는 질소의 잠재적 이용성을 높임으로써 식물체의 환경 적응력 및 대기오염과 같은 스트레스에 대한 저항성을 향상 시킬 수있다.
또한, 질소는 식물의 엽록소를 구설하는 주된 구성요소로써 엽록소 내 질소함량과 엽록소 함량은 밀접한 관련이 있으며 두 요인 모두 광합성에 영향을 미친다(Prsa et al.,2007).
한편, 자성처리는 엽록소a 및 엽록소b를 모두 증가시키는 것으로 나타 났으나 대부분 엽록소a의 증가율이 보다 현저하기 때문에 엽록소a/b비율이 증가하는 경향을 보였다.
상기와 같이 재배조에 자기장 생성기에 발생되는 자기장을 조사하여 식재된 식물의 생육을 촉진시킨다.
또한 자기장 발생기의 서로 반대방향으로 권선된 제1및 제2코일에서 전류흐름방향의 90도 각도로 발생되는 자기장이 중첩되어 제로 자기장 태에서 양자에너지가 조사되면 카오스(chaos)의 과학적 의미에서 자연현상은 우리의 눈으로 보기에는 고도의 불규칙적인 현상처럼 보이더라도그 배후에는 고도의 질서를 보인다는 것이며, 그래서 카오스는 어떤 현상의 겉으로 드러난 모습은 불규칙하더라도 그속에 숨겨진 모습은 고도의 질서를 지니고 있다거나 혹은 초기조건에 민감한 의존성을 가진 기간 전개라는 뜻으로 비선형 방정식의 해를 푸는 작업이며 그래서 상태공간이라 불리는 추상적인 수학적 공간속에서 그래프상의 표현된다. 이렇게 하면 수십 차원의 공간도 상태공간에서는 3차원에서 표현할 수 있게 되는데 이일을 처음으로 한 사람이 1963년 미국 MIT의 기상학자 로렌츠(E.Lorentz)이며 그가 그려낸 그림을 기묘한 끌개(stranger attractor)라 부르고, 이 기묘한 끌개(stranger attractor)는 작은 규모에서나 큰 규모에서나 모습을 그대로 닮아가는 자기 유사성(self-simillarity)을 보인다는 사실도 밝혀냈다.
자연을 있는 그대로 표현하는데 유클리드 기하학으로는 표현 할수 없어 자연을 있는 그대로 표현하기 위해서는 허수(lmaginary number)를 사용한 복소 평면에서 그림을 그리면 된다는 사실을 발견했다. 이와 같이 복소 평면을 사용해 자연을 있는 그대로 표현하는 기법을 프랙탈(fractal) 기하학이라 부른다. 프랙탈의 놀라운 특성은 특징적인 패턴들이 모든계층(scale)반복적으로 나타나 패턴의 부분들은 어떤 계층에서도 전체의 모습을 닮게되는 자기유사성(self-simillarity) 혹은 크기에 대한 대칭(symmetry)을 갖는다.
인체나, 동물, 곤충, 식물은 대부분 프랙탈 구조를 갖으며 이 프랙탈 구조에 양자에너지가 조사되면,
- 프랙탈 구조는 에너지와 물질을 확산시키고자 할 때 빠르고 효과적으로 수송할 수있다.
- 심장과 같은 전기적 유도가 작동하고 있는 장기에서 프랙탈 구조는 심장을 수축하는 시간을 상황에 따라서 일정하게 조절할 수 있다.
- 혈관에서의 프랙탈 구조는 산소 및 영양소를 충분히 공급할 수 있고 탄산가스 및 노폐물 등을 효과적으로 제거할 수 있다.
- 기관지의 프랙탈 구조는 가스교환을 할 수 있는 표면적을 증가시킬 수 있으며, 또한 호흡기능과 심기능을 효과적으로 결합할 수 있다.
- 대동맥 판막을 구성하는 결체조직의 프랙탈 구조는 기계적인 힘을 효과적으로 분배할 수 있다.
- 신경계의 프랙탈 구조는 정보를 효과적으로 분배할 수 있다.
- 소화기의 프랙탈 구조는 장에서 효율적으로 영양소를 흡수할 수 있다.
- 비뇨기의 프랙탈 구조는 흡수와 수송을 효율적으로 할 수 있다.
이상을 한마디로 표현하자면 '최소의 노력으로 최대의 효과'를 낼 수 있는 구조가 바로 프랙탈 구조이다.
도 12는 도 1에 도시된 수처리 시스템의 미네랄 공급장치를 나타낸 구성도이다. 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 미네랄 공급장치(500)은 본체(501), 펌프(511), 배관(512), 배출관(513), 벤트관(514), 드레인관(515), +극 전극판 거치대(521), +극(522), -극 거치대(523), -극(524), 직류전원 공급장치(525), IGBT형 직류전원 공급장치(526), 자동전원 교환장치(527:ATS), 도선(528), 첨가물질저장탱크(531), 정량펌프(532), 배관(533)으로 구성된다. 펌프(511)는 본체(501) 측면 하부와 간격을 두고 설치되어 토출배관이 측면 상부 일측에 연결 설치되고 상부 중심부에 첨가제 장탱크(531)와 배관(533)으로 연결 설치된 정량펌프(532)의 토출배관이 연결 설치되고, 상부면 우측 가장 자리면에 밴트관(514)과 분기된 배출관(513)이 설치되고, 경사진 하부면 중심부에 드레인 관(515)가 설치된다.
또한, 본체(501) 측면 상부 중심부에 서로 간격을 두고 +전극(522)이 설치되는 +전극 거치대(521)가 설치되고, 간격을 두고 -전극(523)이 설치되는 -전극 거치대(524)가 설치되며, 본체 외부에 직류전원공급기(525) 및 IGBT형 직류전원 공급장치(526), 자동전원 변환장치(527)이 도선(528)상에 설치된다.
재배조(410)에서 저장된 양액을 회수하는 간이 탱크(미도시)에 양액이 적정량이 저장되면 수위검출센서(미도시)에서 제어반(900)에 수량정보를 실시간 계측하여 전송된 데이터 및 사전에 프로그램되어 입력된 제어회로에 의해 펌프(511)가 가동되어 양액을 미네랄 공급장치의 본체(501)에 적정량을 공급 후 수위검출센서(미도시)에서 계측되어 제어반(900)에 실시간 계측되어 전송되는 정보에 의해 펌프(511)가 정지되는 제어동작이 반복하여 수행되고, 본체(501)에 순환수가 적정량 저장되면 내부에 간격을 두고 설치된 +전극 거치대(521)에 설치된 +극(522)과 -전극 거치대(523)에 설치된 -전극(524)에 직류전원공급기(525) 또는 IGBT형 직류전원 공급장치(526) 생산된 직류전원이 자동전원 변환장치(527)에서 선택되어 도선(528)을 통해 +전극(522) 및 -전극(523)에 공급되어 양액중에서 전기분해작용이 개시된다.
상기 +전극(522) 및 -극(524)의 재질은 식물이 태양에너지(solar energy)를 이용하여 대기(大氣; air)와 토양(土壤; soil)에서 무기원소(無機元素; inorganic element)를 흡수하여 유기물(有機物; organic matter), 즉, 당(糖; sugar), 아미노산(~酸; amino acid), 지질(脂質; lipid), 바타민(vitamin)등을 합성하는데 필요한 필수 영양소로 알려진 탄소(炭素; carbon; C), 수소(水素; hydrogen; H), 산소(酸素; oxygen; O), 질소(窒素; nitrogen), 인(燐; phosphorus; P), 포타시움(potassium), 칼륨(K), 황(黃; sulfur; S), 칼슘(calcium; Ca), 마그네슘(magnesium; Mg), 염소(鹽素; chlorine; Cl), 붕소(硼素; boron; B), 철(鐵; iron; Fe), 망간(망간; manganese(Mn), 구리(銅; copper; Cu), 아연(亞鉛; zinc; Zn), 니켈(nickel Ni), 몰리브덴(molybdenum; Mo)중에서 무기물에 해당하는 칼륨(K), 칼슘(calcium; Ca), 마그네슘(magnesium; Mg), 붕소(硼素; boron; B), 철(鐵; iron; Fe), 망간(망간; manganese(Mn), 구리(銅; copper; Cu), 아연(亞鉛; zinc; Zn), 니켈(nickel Ni), 몰리브덴(molybdenum; Mo)중 산소(O2)는 전기분해과정에서 물분자가 해리되어 양극(522)에서 생성되고,수소(H2)는 전기분해과정에서 물분자가 해리되어 음극(524)에서 생성되어 양액에 공급되고, 상기 미네랄물질을 이온형태로 양액에 공급하기위하여 +전극(522) 및 -극(524)의 재질을 단일 성분 또는 합금형태로 선정하여 제조한다.
칼륨합금에는 나트륨(Na)-칼륨(k)합금(Na-k alloy), 나트륨-칼륨기를 갖는 타르타르산(KNaC4H4O6.4H2O), 니켈-망간합금(Ni-Mn aolly), 니켈-구리합금(Ni-Cu alloy), 망간-구리합금(Mn-Cu alloy), 알루미늄-구리합금(Al-Cu alloy), 구리-아연 합금(Cu-Zn alloy), 구리-주석합금(Cu-Sn alloy), 구리-티타니계 동합금(Cu-Ti alloy), 구리-니켈-규소계 합금(Cu-Ni-Si alloy)등이 있다.
망간합금에는 망간합금(Mn alloy:SMn 443 기계구조용 합금강(KS D 3867)를 사용하는데 성분 및 함유량은 [표 4]와 같다.
| 구분 | C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr |
| SMn443 | 0.4-0.46% | 0.15-0.035% | 1.35-1.65% | 0.030% | 0.030% | 0.25% | 0.35-0.70% |
철 및 철합금에는 카본스틸(SS400), STS304, 페로망간, 페로티탄, 페로 니켈, 페로지르콘, 페로브론, 페로 몰리브덴, 페로 포르포스, 페로 바다듐등을 사용한다.
마그네슘 및 마그네슘 합금에는 Mg 또는 유럽에서 생산하는 Mg-Al-(Zn)-(Mn)계(제품명 : 일렉트론)와 미국 다우케미컬사에서 생산하는 MG-Zn-Zr계 또는 Mg-히토류계, Mg-미시메탈계, Mg-Ce계, Mg-La계중에서 어느 한가지 이상의 재질을 사용한다.
붕소 합금에는 붕소강을 사용한다.
붕소 화합물에는 붕소함유 인공 염수(간수)와 수산화칼슘을 포화시켜 제조하는 Carciumborate(CaB2O5,H2O) 또는 붕사, 붕산중에 어느 한가지를 선정하여 사용한다.
인(p) 합금에는 인이 0.1w% - 20w%함유된 코발트(CO)-인(P)촉매, 니켈(Ni-인(P)촉매, 티타늄(Ti)-인(P)촉매, 바다듐(V)-인(P)촉매, 크롬(Cr)-인(P)촉매, 망간(Mn)-인(P)촉매, 철(Fe)-인(P)촉매, 구리(Cu)-인(P)촉매, 아연(Zn)-인(P)촉매, 코발트(CO)-니켈(Ni)-인(P)촉매, 코발트(CO)-구리(Cu)-인(P)촉매, 코발트(CO)-아연(Zn)-인(P)촉매등의 전이금속촉매 중에서 어느 한가지 이상의 촉매물질을 분말카본 과 결합제를 혼합하여 성형시켜 사용한다.
아연(Zn) 합금에는 아연괴(alloy), 아연도금 강판 및 아연합금중에서 어느 한가지 재질을 선정하여 사용한다.
또한 상기 탄소(C)를 수중에 공급하기 위하여 +전극(422) 및 -극(424)의 재질은 고강도 탄소 플레이트를 가공하여 사용하거나, 흑연봉을 사용하거나, 분말카본에 결합제를 첨가하여 압축성형시키거나, 탄소 그래핀 재료를 이용하여 사용할 수 있다.
또한, 식물이 태양에너지(solar energy)를 이용하여 대기(大氣; air)와 토양(土壤; soil)에서 무기원소(無機元素; inorganic element)를 흡수하여 유기물(有機物; organic matter), 즉, 당(糖; sugar), 아미노산(~酸; amino acid), 지질(脂質; lipid), 바타민(vitamin)등을 합성하는데 필요한 필수 영양소로 알려진 칼륨(K), 칼슘(calcium; Ca), 마그네슘(magnesium; Mg), 붕소(硼素; boron; B), 철(鐵; iron; Fe), 망간(망간; manganese(Mn), 구리(銅; copper; Cu), 아연(亞鉛; zinc; Zn), 니켈(nickel Ni), 몰리브덴(molybdenum; Mo)를 이온형태로 순환수에 공급하기위하여 상기 +전극(522) 및 -극(524)의 거치대(521,523)에 재질이 서로 다른 복수개의 +전극(522) 및 -극(524)을 설치한다.
상기 재질이 서로 다른 복수개의 +전극(522) 및 -극(523)은 칼륨합금, 망간합금, 철 및 철합금, 마그네슘 및 마그네슘 합금, 붕소 합금, 인(p) 합금, 아연(Zn) 합금등의 재질 전부 또는 어느 하나 이상의 재질의 +전극(522) 및 -극(523)이 거치대(521,523)에 설치된다.
상기 직류전원 공급기(525)는 감압 트랜스 포머(525a), 정류회로(525b), 도선(525c), 극성변환기(525d)로 구성된다.
상기 감압 트랜스 포머(525a)는 입력전압 단상 220V,60Hz의 교류전원을 단상 12V 내지 24V범위로 전압을 감압하며 상기 정류회로(525b)에서는 감압 트랜스 포머(525a)에서 단상 220V,60Hz의 교류전원을 단상 12V 내지 24V범위로 감압된 교류전원을 직류전원으로 변환하고 도선(525c)를 통하여 +전극(522) 및 -극(524)에 직류 전원을 공급하면서 제어반(900)에서 설정된 시간마다 공급되는 전원의 극성을 극성변환기(526d)에서 주기적으로 변환하여 +전극(522)에 공급되는 전원이 일정시간 경과 후 -극(524)에 공급되고 -극(524)에 공급되는 전원이 일정시간 경과 후 +극(522)에 공급되도록하여 +전극(522) 및 -극(524)이 균등하게 마모되게한다,
상기 IGBT전원공급기(526)은 감압 트랜스 포머(526a), 정류회로(526b), IGBT인버터(526c), 전원 출력부(526d), 제어신호 생성부(526e), 마이컴(526f)으로 구성된다.
상기 감압 트랜스 포머(526a)에서 입력전압 단상 220V,60Hz의 교류전원을 단상 12V 내지 24V범위로 전압을 감압하며 상기 정류회로(526b)에서는 감압 트랜스 포머(526a)에서 단상 220V,60Hz의 교류전원을 단상 22V 내지 24V범위로 직류전원으로 변환하고, 상기 IGBT인버터(526c)는 외부로부터 공급되는 제어신호에 의해 입력되는 직류전원을 부하측에 공급하고, 상기 제어신호 생성부(526e)은 PWM(주파수 변환:9KHz 내지 (18KHz)형태로 제어신호를 생성하여 상기 IGBT인버터(526c)로 전달하고 상기 +전극(522) 및 -극(524)에 인가되는 전압과 기 프로그램되어 입력된 전압과 비교 및 조정하여 기 프로그램되어 입력된 전압값으로 상기 +전극(522) 및 -극(524)에 도선을 통하여 인가하고 상기 마이컴(526f)은 상기 제어신호 생성부(526e)의 출력신호를 디지털 형태로 변환하여 수신된 출력신호로부터 제어신호의 PWM폭을 설정하고, 설정된 PWM 폭을 가지는 제어신호를 제어신호 생성부(526e)로 전달한다.
또한 상기 IGBT전원공급기(526)에도 도선 일측에 전원의 극성을 변화시키는 극성변환기(526g)를 설치하여 +전극(522) 및 -극(524)에 공급되는 직류전원을 주기적으로 변환하여 +전극(522)에 공급되는 전원이 일정시간 경과 후 -극(524)에 공급되고 -극(524)에 공급되는 전원이 일정시간 경과 후 +극(522)에 공급되도록하여 전극(522) 및 -극(524)이 균등하게 마모되게한다.
양액(순환수)에서 전류밀도가 클수록 양극에서 양이온의 석출량이 증가하는데, +극(522)에서 금속(무기물) 이온의 이론적 용출량은 아래식과 같이 패러데이 법칙에 의해 결정될 수 있다.
W = 
(여기서, W : 용출 이온량(g), I : 전류(A), t : 시간(s), M : 원자량(석출 또는 용해한 물질의 당량)(g/mol), 그리고 F : 파라데이 정수(96.487)이다)
상기 미네랄 공급장치(500)의 첨가물질 공급수단은 첨가물질저장탱크(531), 정량펌프(532), 배관(533), 농도 검출센서(미도시)로 구성된다.
첨가물질 공급수단은 본체(501)상부면에 설치되며 첨가물질저장탱크(531)의 형상은 원기둥형, 직육면체형상중에서 어느 한 형상을 선택하여 사용하며 첨가물질저장탱크(431)에 저장되는 물질은 토르말린, 귀양석, 황토, 견운모등의 운모석, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석등의 광물에서 선택된 하나이상의 천연석 재질과 석영, 몬조나이트, 편마암류 및 유문암질의 응회암과같이 천연광물질군으로부터 선택된 어느하나 이상을 포함하는 원적외선 방사물질과 스트론륨, 바다듐, 지르코늄, 세륨, 네오디움, 란탄, 바륨, 루비듐, 세슘중에서 선택된 하나의 희토류 천연석의 음이온 방출물질 중에서 선택된 어느하나 이상의 물질 또는 하수슬러지 소각애쉬, 플라이애쉬, 제강공장에서 배출되는 슬래그중에서 어느 한가지 이상의 애쉬 또는 슬래그가 선택되고, 염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH)등의 산 중에 어느 한가지 산을 선택하여 저장한다.
천연석 중의 운모석의 성분 및 함유량은 [표 5]와 같이 식물의 필수 영양소가 상당부분 함유되어 있으며 입경 1 내지 19μm 범위로 분쇄하여 분말형태로 첨가물질저장탱크(531)에 인력 또는 피더(공급장치)를 이용하여 투입한다.
[표 5]운모석의 성분 및 함유량
(강원도 삼척시 인근 채굴 운모석)
분석기관:(주)친환경 농식품안정성센타)
| 항목 | 질소전량 (%) |
수용성인산 (%) |
수용성칼 리 (%) |
수용성규산 (%) |
수용성 석회 (%) |
수용성고토 (%) |
수용성 망간 (%) |
수용성 붕소 (%) |
수용성 몰리브덴 (%) |
수용성철 (%) |
비소( mg/kg) |
카드늄 ( mg/kg) |
수은 ( mg/kg) |
납 ( mg/kg) |
크롬 ( mg/kg) |
구리 ( mg/kg) |
니켈 ( mg/kg) |
아연 ( mg/kg) |
| 함유량 | 0.05 | 0.0002 | 0.0086 | 0.17 | 0.13 | 0.017 | 0.0012 | 0.0079 | 0.0002 | 0.0033 | 4.97 | 0.00 | 0.00 | 25.52 | 43.84 | 21.29 | 9.49 | 35.60 |
무연탄의 연소 생성물인 플라이 애쉬의 성분 및 중량 %는 [표 5]과 같이 식물의 필수 영양소가 상당부분 함유되어 있으며 입경 1 내지 19μm 범위로 분쇄하여 분말형태로 첨가물질저장탱크(531)에 투입한다.
[표 6]미연소탄소 고함량 플라이애쉬의 화학적 성분)
| 화학성분 | SIO2 | AL2O3 | Fe2O3 | CaO | Na2O | K2O | SO3 | MgO | P2O5 | TiO2 | L.O.I |
| 중량% | 42.05 | 20.06 | 7.27 | 4.73 | 1.52 | 1.13 | 0.53 | 1.17 | 0.60 | 1.27 | 19.20 |
소각시설에서 연소된 하수슬러지를 염산용액에 용해시켜 얻어진 침출액 조성은 [표 7]과 같이 식물의 필수 영양소가 상당부분 함유되어 있으며 다이아프램 타잎의 펌프를 이용하여 첨가물질저장탱크(531)에 투입한다.
[표 7]소각 하수 슬러지가 염산에 용해되어 얻어진 침출액 조성(g/l)
| pH | Al | Mn | Fe | Na | Mg | P | S | K | Ca |
| 3.5 | 4.81 | 0.18 | 9.46 | 0.11 | 0.25 | 21.44 | 0.01 | 1.91 | 6.92 |
제강 공정에서 배출되는 고로슬래그, 괴재 슬래그 성분은 [표 8]과 같이 식물의 필수 영양소가 상당부분 함유되어 있으며 입경 1 내지 19μm 범위로 분쇄하여 분말형태로 첨가물질저장탱크(531)에 투입한다.
[표 8]전로슬래그, 괴재 슬래그 성분
측정방법:ICP-OES
| 화학성분 | SiO2 | Mg | Fe2O3 | Na2O | K2O | Ca | Al2O3 | TiO2 |
| 중량% | 13.3 | 3.48 | 17.8 | 0.23 | 0.066 | 22.3 | 4.2 | 0.75 |
또한, +전극(522)에서 전기분해 과정에서 칼륨(K), 칼슘(calcium; Ca), 마그네슘(magnesium; Mg), 철(鐵; iron; Fe), 망간(망간; manganese(Mn), 구리(銅; copper; Cu), 아연(亞鉛; zinc; Zn), 니켈(nickel Ni), 몰리브덴(molybdenum; Mo)의 물질이 목표관리범위를 벗어나 과다 용출시 및 애쉬, 슬래그 및 침출액이 과다 하게 본체(401) 투입시에는 전도도 검출센서(미도시) 및 pH센서 수용액이 알카리로 계측시에는 저장탱크에 저장된 염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH)등의 산 중에 어느 한가지 산이 선택되어 정량펌프에 흡입되어 본체(401)에 투입되어 용출된 또는 과다 투입된 애쉬성분과 반응하여 금속염 형태로 침전시켜 본체내부 양액(순환수)의 미네랄 농도(전도도) 및 pH값을 다음식 과 같은 반응으로 조정한다.
아울러, 상기한 전극판(522,524)의 재질에 의한 용출 이온 반응식은 다음과 같다.
양극 재질이 알루미늄인 경우에는 (식 1), (식 2)와 같다.
Al3+ + 3Cl- → AlCl3 --------------------------(식 1)
2Al3+ + 3SO4 2- → Al2(SO4)3 ---------------------(식 2)
양극의 재질이 아연인 경우는 (식 3), (식 4)과 같다.
Zn2+ + 2Cl- → ZnCl2----------------------------(식 3)
Zn2+ + SO42- → ZnSO4---------------------------(식 4)
양극의 재질이 동인 경우는 (식 5), (식 6)과 같다.
Cu+ + Cl- → CuCl------------------------------(식 5)
2Cu+ + SO4 2- → Cu2SO4-------------------------- (식 6)
양극의 재질이 철인 경우는 (식 7)과 같다.
Fe3+ + 3Cl- → FeCl3----------------------------(식 7)
양극의 재질이 마그네슘인 경우는 (식 8)과 같다.
Mg2+ + 2Cl- → MgCl2----------------------------(식 8)
양극의 재질이 니켈인 경우는 (식 9)과 같다.
Ni2+ + 2Cl- → NiCl2----------------------------(식 9)
양극의 재질이 몰리브덴인 경우는 (식 10)과 같다.
Mo3+ + 3Cl- → MoCl3----------------------------(식 10)
도 13은 도 1에 도시된 수처리 시스템의 전기응집기능이 내장된 여과장치를 나타낸 구성도이다. 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 여과장치(600)는 본체(601), 유입관(602), 배출관(603), 드레인관(604), 구획판(611), 하부챔버(612), 고정용 볼트(613), 출수관(614), 필터(615), 고정스프링(616), 고정판(617), 고정너트(618), 압력스위치(619), 압력계(619a), +극(621), -극(622), 직류전원 공급기(623), 도선(624), 하부 고정판(625), 상부 고정구(626)로 구성되는 전기응집기(620)를 더 포함하여 구성된다. 상기 본체(601)의 형상은 하부가 경사진 직육면체 형상 또는 하부가 원뿔 형태의 원기둥 형상이고 재질은 스테인레스 스틸(STS304, STS316L), 유리섬유 성형폼(FRP), 카본스틸에 내 부식 페인트를 도장한 재질중에서 어느 한가지 재질을 선정하여 사용한다 상기 본체(601) 측면 일측 상부에 미네랄 공급장치(500)의 배출관(513)과 연결된 유입관 (602)가 설치되고, 유입관 (602)과 간격을 두고 본체(601) 측면 일측 하부에 배출관(603)이 설치되고 본체(601) 상부 중심부에 압력스위치(619)가 설치되고 압력스위치(619)와 간격을 두고 압력계가 설치되고, 경사진 본체(601)의 하부 중심부에 드레인관(604)가 설치된다.
또한, 본체(601) 하부 경사진부분에 일정직경의 홀(미도시)이 원주면상에 복수개 타공된 홀(미도시)이 타공된 구획판(611)의 하부에는 면접하여 원기둥 또는 사각기둥 형상의 하부챔버(612)가 면접하여 설치되고, 하부챔버(612)의 측면 일측에 출수관(614)이 본체(601) 일 측면을 관통하여 외부에 돌출되게 설치되며, 구획판(611)의 상부면 중심부에 일정직경의 고정용 볼트(613)가 용접되어 설치되고, 고정용 볼트(613)와 직경 20mm 내지 50mm범위로 간격을 두고 원주면 상으로 직경 5mm 내지 10mm 범위의 홀이 복수개 타공된 출수관(614)이 처리 유량에 비례하여 3 내지 10개 범위로 설치되고, 출수관(614)에 내부직경 직경 25mm 내지 55mm범위 이고 외부직경 직경 45mm 내지 110mm범위이며 길이 300mm 내지 1500mm 범위(필터규격)이고, 직경 5μm 내지 300μm범위 크기의 무기물질, 불용물질 염 등 수중에 함유된 오염물질을 여과하는 중공 구조의 필터가 고정용 볼트(613) 외부에 설치되며 복수개의 필터 상부에 고정용 스프링(616)이 면접하여 설치되고, 고정스프링(616)과 면접하여 중심부에 고정용 볼트(613)의 직경보다 3mm 정도 크게 홀이 타공된 고정판(517)이 고정용 볼트(513)에 씌워져 설치되고, 고정판(517) 상부 면에 고정너트(618)가 고정용 볼트(613)에 삽입되어 하부방향으로 이동하여 고정판(617)을 하부방향으로 이동시키고,고정판(617)의 하부면에 면접되는 고정스프링(616)을 압축하여 하부에 면접되어 설치된 필터(615)를 고정스프링(616)의 장력으로 고정한다.
상기 전기응집기(620)의 +극(621) 및 -극(622)의 형상은 외표면에 일정직경의 홀(미도시)이 복수개 타공된 평판, 일정 곡률 반경을 가지는 원판형, 원기둥형, 외표면에 일정직경의 홀(미도시)이 복수개 타공된 직사각형,정사각형,육각 내지 12각 파이프 중에서 어느 한가지 이상의 형을 선정하여 사용하고, 재질은 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 스테인레스 스틸(STS304), 동(Cu), 주석(Sn)중에서 어느 한가지 이상의 재질을 선정하여 사용하며, 상기 +극(621)은 상 본체(601)내부와 필터(615) 사이에 간격을 두고 하부 고정구에 삽입하고 상부 고정구에 연결하여 고정 설치하고, 상기 -극(622)은 상기 필터(615)와 출수관(614) 사이에 간격을 두고 하부 고정구(626)에 삽입하고 상부 고정구(626)에 연결하여 고정 설치한 후 본체 상부 일측에 본체를 관통하여 설치된 소켓을 통하여 도선이 본체 내부로 유입 되어 +극(621) 및 -극(622)에 연결 설치되며 전원공급기(623)는 본체 외부 일측에 설치된 고정대(미도시)에 설치된다. 상기 전원 공급기(623)는 감압 변압기(623a), 정류회로(623b)로 구성되어 단상 220V,60Hz의 교류전원이 감압 변압기(623a)에서 12 내지 24V,60Hz의 교류전원으로 감압된 후 정류회로(623b)에서 직류 12 내지 24V범위의 직류로 변환하여 +극 및 -극에 공급하면 +극에서 식 1과 같이 알루미늄(AL)은 Al3+이온으로, 아연(Zn)이온은 Zn2+이온으로, 철(Fe)은 Fe2+ 및 Fe3+ 이온으로, 스테인레스 스틸(STS304)은 Fe2+, Fe3+, Ni2+이온으로, 동(Cu)은 Cu2+이온으로, 주석(Sn)은 Sn2+이온으로 용출되어 미네랄 공급기(500)에서 과잉 석출된 금속이온, 금속 염, 플라이애쉬등의 광물, 재배조(201)에서 유입된 부유물 등이 펌프(611)의 압력으로 유입관(602)으로 본체(601) 내부로 유입되어 용출된 양이온이 응집제 역할을 하여 유기물, 무기물 산, 하이드록실 이온등이 반응하여 응집하여 부피를 키우고 이어 필터(615)를 통과하면서 직경 5μm 내지 300μm오염물질중 비중이 큰 물질은 구획판(611)의 원주면 가장자리의 원주면에 일정직경으로 타공된 홀로 비중차로 본체(601)의 하부 경사진곳으로 회수되면서 드레인관(604)을 통하여 외부로 배출되고 비중이 가벼운 물질은 필터에서 여과되어 출수관(614)로 유입되어 하부챔버(612)를 거쳐 배출관(603)으로 배출되어 PH조정 및 양액 저장조(601)로 배출된다.
필터(615)에서 여과과정에서 오염물질이 여재의 눈막음 현상에 의해 차압이 발생하고 차압의 정도를 본체(601)상부에 설치된 압력계(619a)에서 지시하고 필터(615)의 차압이 사전에 프로그램되어 제어반에 입력된 차압수치를 초과시 제어회로에 의해 순환펌프(611)를 정지시켜 필터(615)의 여과재의 찢어짐 및 과압에 의한 누수예방 및 장치 고장요인을 사전에 예방하며 경고음을 취명하고 작업자 새로운 필터로 교체한다.
도 14는 도 1에 도시된 수처리 시스템의 양액 제조기(700)를 나타낸 구성도이다. 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 양액 제조기(700)는 본체(710), pH 조절기(720), 산소 및 산화질소 용해기(730), 냉각기(740), 첨가제 공급부(750)로 구성된다.
상기 본체(710)는 정육면체 또는 직육면체 또는 원형 탱크 형상이며 재질은 스테인레스 스틸(STS304, STS316L), 유리섬유 성형폼(FRP), 카본스틸에 내 부식 페인트를 도장한 재질중에서 어느 한가지 재질을 선정하여 사용한다. 상기 본체(710) 측면 일측 상부에 여과장치(600)의 유출관(603)과 연결된 유입관(711)이 연결 설치되고, 유입관(711)과 간격을 두고 직수 공급관(712)이 설치되고, 유입관(711)과 간격을 두고 본체(710) 측면 일측 하부에 배출관(713a)이 설치되고 배출관(713a) 반대방향에 본체(710)와 간격을 두고 순환관(714)이 설치되고, 본체 하부면에 드레인관(715)이 설치되며 상부면 중심부에 정사각형의 점검구(716)가 설치되고, 점검구(716)와 간격을 두고 수위 검출센서(717)이 설치된다.
여과장치(600)에서 이물질이 여과된 순환수는 유입관(711)을 통하여 양액 제조기(700) 본체(710)로 유입되고 적정유량이 유입되면 수위검출센서(717)이 수위를 실시간 계측하여 제어반(900)에 사전에 프로그램되어 입력된 제어회로에 의해 양액순환 펌프(711)을 정지 시키고, 초기 시작 운전 및 재배조(410.420)에서 식물 재배중 증발 및 일부 배수등으로 본체(711)의 양액 수위가 감소 하였을 때는 직수 공급관(712)상에 설치된 전자밸브를 개방하여 감소된 수위만큼 물을 보충한다.
pH 조절기(720)는 산성용액 저장탱크(721), 정량펌프(722), 공급관(723), 알카리용액 저장탱크(724), 정량펌프(725), 공급관(726), pH센서(727)로 구성된다. 순환되는 양액의 pH 값은 pH 는 pH6.0 내지 pH 8.0 범위의 약산성 및 약알카리 양액으로 관리하나 재배조(400)에서 재배되는 인삼을 포함한 식물의 부폐 또는 미네랄 제조기(500)에서 나트륨(Na), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 구리등의 금속이온의 과량 석출시 및 재배조(410,420)에서 재배되는 식물이 부패시 순환수의 pH가 8이상으로 알카리성 순환수가 되므로 pH센서(727)가 실시간 순환수의 pH 검출하여 실시간으로 제어반(900)에서 산성용액용 정량펌프(722)를 가동하여 산성용액 저장탱크(721)에 저장된 염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH)중에 어느 한가지가 선정된 산성용액을 흡입 및 가압하여 양액제조기의 본체(710)에 공급하면서 pH센서가 실시간 순환수의 pH 검출하여 검출된 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절되면 정량펌프(722)를 가동 중지하고, 반대로 산성용액이 과량 본체내부(710)에 투입시에는 순환수의 pH가 pH6.0 내지 pH8.0 범위를 이탈하여 산성 순환수가 되므로 pH센서(727)가 실시간 순환수의 pH 검출하여 알카리용액 저장탱크(724)에 저장된 수산화나트륨(Na(OH)), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화리튬(LiOH), 수산화알미늄(Al(OH)3) ,수산화마그네슘(Mg(OH2)), 수산화 암모늄(NH4OH)등의 알카리용액중에 어느 한가지가 선정된 알카리용액을 정량펌프(725) 흡입 및 가압하여 양액제조기의 본체(710)에 공급하면서 pH센서(727)가 실시간 순환수의 pH 검출하여 검출된 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절되면 정량펌프(725)를 가동 중지하여 양액의 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절한다.
도 15는 도 14에 도시된 수처리 시스템의 양액 제조기(700)의 산소 및 산화질소 생성기 및 용해기를 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 상기 산소 및 산화질소수 생성기(730)는 본체(731), 산소 및 산화질소생성기(732), 산소 및 산화질소용해기(733), 순환펌프(734)로 구성된다.
상기 본체(731)는 외통(731) 내통(732)의 중공구조 형상에 벤츄리이젝트 원뿔 형상내부에 설치되는 트리거 전극겸 충돌부재(733), 순환펌프(734), 양액 순환관(735)로 구성된다.
상기 산소및산화질소생성기(732)는 필터하우징(732a), 외부공기 급기FAN(732b) 및 방전챔버(732c), 솔레노이드 형상의 제1 자기장 코일겸 방전전극(732d), 솔레노이드 형상의 제2 자기장 코일겸 접지전극(732e), 고전압발생기(732f), 도선(732g)로 구성되는 제4 양자에너지 발생기(732j)로 구성되어 제어반(900)에서 전원을 공급하여 급기FAN(732b)이 가동되어 급기FAN(732b)의 흡입력으로 외부공기를 필터하우징(732a)내부로 흡입하여 내부에 설치된 헤파필터(미도시)에서 미세분진이 여과된 공기는 급기FAN(732b)에 의해 가압되어 서로 마주보게 설치되고 권선방향이 서로 반대방향으로 권선된 제4 양자에너지 발생기(732j)의 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)이 설치된 방전챔버(732c) 내부를 통과 과정중에 고전압 발생기(732f)에서 생성된 고전압이 도선(732g)을 통하여 제4 양자에너지 발생기(732j)의 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)에 인가되면 전류의 흐름방향과 90도 방향으로 자기장이 생성 되면서 방전이 개시되며 동시에 고전계전자에너지 대역이 형성되고, 급기FAN(732b)에 의해 흡입 및 가압되어 제4 양자에너지 발생기(732j)의 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)를 통과 과정중에 서로 반대방향으로 권선된 방전전극(732d), 접지전극(732e)에서로 반대방향의 자기장이 생성 및 중첩 소멸되어 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 생성조사 되면서, 동시에 고전계전자에너지가 공기(질소(N2);78.8%, 산소(O2);20.8%, 수증기의 물분자(H2O)에 인가되어 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응의 전기 화학적 반응으로 공기구성 물질인 산소분자(O2), 질소분자(N2), 수증기의 물분자(H2O)의 공유결합을 해리하여 산소이온(O), 산화질소(NO)등이 함유된 활성기체를 생성하는데 전기전자 에너지를 e로, M을 Na, K, Ca, Mg라 표기할 때 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 해리반응은 아래와 같은 단계로 이루어진다.
1) e + O2 → O + O + e
2) e + N2 → N + N + e
3) e + O2 → O- + O
또한, 이온화반응은 아래와 같은 단계로 이루어진다.
1) e + N2 → N + N+ + 2e
2) e + N2 → N2 + + 2e
3) e + O2 → O + O+ + 2e
4) e + O2 → O2 + + 2e
또한, 산화반응은 아래와 같은 단계로 이루어진다.
1) e + O2 → O + O
2) O + NO + M → NO2 + M
3) O + H2O → OH + OH
4) OH + NO2 → HNO3
또한, 환원반응은 아래와 같은 단계로 이루어진다.
1) e + N2 → e + N + N
2) N + NO → N2 + O
상기 산화반응에 의해 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 히드록실이온(OH- Radical) 이온 등 활성기체가 생성되고, 생성된 활성기체와 공기중 악취물질이 산화 환원반응으로 악취물질을 정화하고, 동시에 히드록실이온(OH-Radical) 이온 이 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하면서 방전챔버(731c) 에서 배출된 후 가압기(732h)에 흡입 되어 300mmaq 내지 3kg/cm범위로 가압된 후 산소 및 산화질소용해기(732)의 내통 및 외통의 중공구조 형태의 본체 외통 내부에 설치된 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733d), 내통 외부에 설치된 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733e)의 한 끝 단면에 각각 연결되어 제5 양자에너지 발생기(733J)의 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)의 내부로 공급된다.
상기 산소 및 산화질소용해기(733)는 외표면에 0.1mm 내지 1.0mm이하 직경의 미세기공이 원주방향으로 복수개가 타공되고 일정직경의 파이프가 솔레노이드 코일 형상으로 권선된 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a) 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b), 고전압펄스장치(733d), 도선(733g)으로 구성된 제5 양자에너지 발생기(733j)및 충돌부재겸 트리거 전극(733c), 트리거전압발생기(733e), 도선(733g)로 구성된다
상기 산소 및 산화질소용해기(733)의 본체 형상은 한쪽 끝단면이 원형인 외통(731a) 및 간격을 두고 한 끝단면이 원형인 내통(731b)의 이중구조의 원기둥 형상이고, 다른 한끝단면은 벤츄리 이젝터 형상에 원뿔형상이 결합된 형상으로 마감된 중심에 순환관(735)가 연결 설치되고, 다른 이중 원기둥 형상의 일측면에는 산소 및 산화질소생성기(732)의 가압기(732h)가 설치된 활성기체 공급관(732i)에 연결된다.
상기 산소 및 산화질소용해기(733)의 제5 양자에너지 발생기(733j)의 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a)은 본체 외통(731a)의 내면에 절연 처리 후 원주방향을 솔레노이드 코일 형태로 면접하여 설치되며, 제5 양자에너지 발생기(733j)의 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)은 본체 내통(732)의 외표면에 절연 처리 후 원주방향을 솔레노이드 코일 형태로 면접하여 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a)의 권선방향과 반대방향이 되도록 설치한다. 고전압 펄스전원 공급기(733d)가 본체 외부에 설치하며, 고전압 펄스전원 공급기(733d)에서 생성된 고전압펄스전원을 공급하는 도선(733g)이 본체 외통(731)측면 일측을 관통하여 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a) 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 각각 연결되며 트리거전압발생기(733e)에서 생성된 고전압펄스전원을 공급하는 도선(733g)이 본체 측면 일측을 관통하여 충돌부재겸 트리거 전극(733c)에 연결된다.
또한, 중공구조의 본체 외측 일 측면에 순환관(735)이 설치되고 순환관 상에 순환펌프(734)가 설치되고, 본체의 좌측면에는 벤츄리 이젝터 형상의 원뿔 형상으로 마감 처리되며 내부에 본체와 간격을 두고 충돌부재겸 트리거 전극(733c)이 설치되고 고전압 펄스전원 공급기의 한 도선이 원뿔 형상의 본체 일 측면을 관통하여 충돌부재겸 트리거 전극(733c)에 연결 설치된다.
상기 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a) 및 제2자기장 코일겸 수중 방전극(733b)은 본체 외통(731)의 내부면의 원주방향으로 솔레노이드 코일 형상으로 권선되어 설치 되며 외표면에 직경 0.1mm 내지 1.0mm이하 범위의 미세기공이 복수개 타공되어 있으며 한쪽 끝단면은 밀봉되고 다른 끝단면은 본체를 관통하여 가압기(732h)연결된다.
상기 충돌부재겸 트리거 전극(733c)은 본체 좌측면에 벤츄리 이젝터(732a)의 좌측원뿔 내부에 간격을 유지하며 설치된다.
순환펌프(734)를 가동하여 본체의 외통(731), 내통(732) 및 벤츄리 이젝터를 통과하여 양액을 순환 하면서 산소 및 산화질소 생성기(732)에서 생성된 산소 및 산화질소를 가압기(732h)에서 300mmaq 내지 3kg/cm범위로 가압하여 제5 양자에너지 발생기(733j)의 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 공급하면 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)의 외표면에 직경 0.1mm 내지 0.5mm범위로 복수개 타공된 미세기공으로 산소 및 산화질소의 활성기체가 순환되는 양액에 분사되어 혼합되고, 본체 외부 일측에 설치된 고전압펄스장치(733d)에 제어반(900)으로부터 교류전압(A.C)을 인가받아 직류전압(D.C)으로 변환시키는 고전압 직류공급장치(733d-1)와 고전압 직류공급장치(733d-1)로부터 인가받은 직류전압을 충전하고 스위칭 제어신호를 입력받으면 방전하면서 LC 공진에 의해 유사 펄스전압을 공급하는 저장부(733d-2)와 상기 저장부(733d-2)에서 충전된 직류 고전압을 방전 시키기 위한 스위칭 제어신호를 상기 저장부로부터 방전된 유사 펄스전압을 인가받아 설정된 전압값까지 승압 및 압축을 다단계적으로 수행하는 다중 승압 압축부(733d-3) 및 상기 다중 승압 압축부(733d-3)의 자기펄스 압축소자를 승압 및 압축동작이 수행되기전에 감자시키는 역자화부(733d-4)로 구성되어 생산하는 고전압 펄스전원을 제7 양자에너지 발생기(733j)의 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a) 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 공급하면 전류의 흐름방향과 90도 각도이며 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a) 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)의 권선방향이 서로 반대이어서 유로 중심부로 서로 중첩되는 방향으로 자기장이 조사되고 중심부에서 자기장이 중첩되어 소멸되면서 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 유로에 유입되는 양액에 조사되면서, 산소 및 산화질소의 활성기체 기포와 양액이 혼합된 유체에 펄스 에너지를 인가하면 초기 방전이 발생하고, 방전과정중에 충격파가 발생하여 발생하는 진동을 수반하는 수격압의 충격파로 기포를 효율적으로 파괴하여 양액중에 함유된 활성기체가 함유된 기포가 1차 파괴되면서 활성기체가 함유된 산소이온(O), 산화질소(NO)등의 이온이 양액에 용해되고,이어 벤츄리이젝터의 목부를 통과과정에 가압과정의 압축 및 감압과정의 팽창과정에서 활성기체가 함유된 기포가 2차 파괴되면서 활성기체가 함유된 산소이온(O), 산화질소(NO)등의 이온이 양액에 용해되고, 이어 충돌부재겸 트리거 전극(733c)에 활성기체가 함유된 기포가 충돌 및 충돌부재겸 트리거 전극(733c)에 트리거 전압공급기(733e)에서 생성된 고전압이 인가되어 생성되는 고 전계에너지에 의해 활성기체가 함유된 기포가 3차 파괴등 다단계 기포가 파괴과정에서 활성기체가 함유된 산소이온(O), 산화질소(NO)등의 이온이 양액에 용해되는 용존율이 향상된다.
또한, 고전압펄스 발생 장치(733d)가 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 고전압펄스를 인가할 때, 도선을 사이에 끼워 트리거전압발생기(733e)에 동기 작동신호를 부여한다(또한, 역으로 되어있어도 좋다). 그러면, 트리거전압 발생기(733e)는, 고전압펄스 발생 장치(733d)가 고전압펄스를 제1자기장 코일겸 수중 방전(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 인가하기보다 이전에(또는 동시에), 트리거전압을 충돌부재겸 트리거 전극(733)에 인가한다. 그러면, 우선 충돌부재겸 트리거 전극(733c)은 자기와 달리하는 극성의 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 사이에서 펄스에너지가 전달되면서 방전을 개시한다. 그러면, 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)은 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 인가된 고전압펄스 보다도 저전압으로 주 방전을 개시한다.
즉, 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 고전압펄스를 인가하여 동일한 전압으로 방전할 때 보다 충돌부재겸 트리거전압전극(733c)을 사용할 때의 방전거리가 수배로 신장한다.
또한, 고전압 펄스 발생장치(733d)에서 생성되는 고전압 펄스를 도선을 통하여 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 인가하고, 트리거 전압발생기(733e)에서 생성되는 전압을 도선을 통하여 충돌부재겸 전압전극(733c)에 인가하면, 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 충돌부재겸 전압전극(733c) 사이에서 펄스에너지가 전달되면서 방전이 개시되고, 방전에 의하여 진동을 수반한 충격파가 발생하고, 이 진동을 수반한 충격파가 미네랄공급기(500)에서 용출된 식물성장 영양원의 금속이온중 입경이 큰이온은 여과장치(600)에서 여과되고 입경이 작은 이온이 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)사이로 유입되어 상기 방전과정에서 활성도(+이온화)가 향상된다.
상기 고전압 펄스 발생장치(733d)의 출력측 전압은 1KV 내지 30KV 범위내서 적정전압을 선택하여 선정하고, 전류값은 5A 내지 300A 범위내서 적정전압을 선택하여 선정하고, 펄스반복율(단위시간당 펄스횟수;PRR)은 20Hz 내지 10KHz 범위내서 적정전압을 선택하여 선정하며, 펄스폭은 1ms 내지 5ms범위내서 적정전압을 선택되어 출력되는 전원을 도선을 통하여 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 공급한다.
상기 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 충돌부재겸 전압전극(733c)의 재질은 스테인레스스틸(STS304), 티타늄, 하스탈로이, 철, 동, 알미늄, 주석 등의 재질중에서 어느 한가지 이상의 재질이 선택되어 사용된다.
단, 기포의 크기에 따라서는 역으로 방전 충격파를 흡수해버리는 문제가 발생할 수 있으나 기포입경이 약 1.0㎜를 경계로 하여, 기포 입경 약 1.0㎜ 이하에서는 수격압을 발생하고, 방전충격파로 계속 작용되는데 반대로 기포 입경 약 1.0㎜ 이상의 큰 입경의 기포는, 기포가 파괴되기, 방전 충격파를 흡수한다.
여기서 기포파괴 수격압은, 기포가 파괴했을 때에 수중에서 발생하는 압력이다.
또한, 기포는 단지 방전거리를 늘릴 뿐만 아니라, 방전충격파로 기포를 파괴하며, 이 기포가 파괴시에 발생하는 수격압이 방전충격파로 거듭되는 상승효과를 초래한다.
기포중에는 대소의 기포가 혼합하지만, 평균입경이 1㎜ 이하라면, 상기한 「수격압이 방전충격파로 거듭되는 상승효과」 「평균입경 1㎜ 이하의 기포의 분위기」이므로, 「수격압이 방전충격파로 거듭되는 상승효과가 발생된다.
또한, 방전 시에, 양전극간에 기포나 플라스마가 생성된다. 플라스마는 잔류물로서 이온이나 래디칼을 남긴다. 20㎐ 이상에서 고전압펄스를 양 전극에 인가할 수 있으므로, 이온, 래디칼이 소멸하기 전에 이들을 다음 번의 방전에 이용할 수 있다. 이 경우에, 이온, 래디칼은 기포이상으로 방전거리를 신장시킨다.
또한, 동일한 입경의 기포를 파괴함에 있어서 방전거리에 따라 방전거리가 크면 클수록 고전압펄스 발생장치(733d)도 초 고전압 고 전류화가 되고 장치가 대형화 되고, 방전거리가 적을수록 고전압펄스 저전압화, 저비용화, 저소음화할 수 있고 또 안전하게 효율적으로 기포를 파괴할 수 있다.
또한, 고전압 발생장치에서 생성된 고전압이 방전극에 인가되어 전기천공 방법에 의해 세포막이 사멸(파괴)되는 방법이 개시되어있다.
세포막(microbial biofilm)은 자가-발생된 (self-developed) 다중체 매트릭스 내에 캡슐화되고 생체(living) 또는 비활성(inert) 표면에 부착한 미생물의 구조화된 집단(structured community)이다. 또한, 바이오 필름은 종종 표면부착, 구조적 이질성(structural heterogeneity), 유전적 다양성, 복잡한 집단 상호작용 및 다중체 물질의 세포외 매트릭스를 특징으로 한다.
단세포 개체는 일반적으로 두 가지 행동양식을 보인다. 첫째는 단일 세포가 특정한 액체 매질에서 부유하거나 또는, 독립적으로 유영하는 것인, 익숙한 자유 부유성 형태또는 플랑크톤 형태이다. 둘째는 세포들이 밀접하게 팩킹되고 상호 간에 강하게 부착하며 일반적으로 고체 표면을 형성하는 것인, 부착된 상태(attached state)이다.
세포간의 행동의 변화는 쿼럼 센싱(quorum sensing)을 포함한 다수의 인자, 및 종들 간에 다양한 기타 메카니즘에 의해 유발된다. 세포가 방식을 전환할 때, 세포는 큰 세트(suite)의 유전자가 상향- 및 하향- 조절되는 것인 행동의 표현형 변화를 겪는다.
바이오필름의 형성은 자유-부유 미생물의 표면으로부터 부착에 의해 개시된다. 이와 같은 최초의 정착물(colonist)은 초기에 약한, 가역적 반 데르 발스 힘(van der waais force)를 통해 표면에 부착한다. 정착물이 즉시 그 표면으로부터 분리되지 않는 경우, 그들은 필리(pili)와 같은 세포 부착 구조물을 이용하여 보다 영구적으로 스스로를 고정시킬 수 있다. 최초의 전착물은 보다 다양한 부착 부위를 제공하고 바이오필름을 유지시키는 매트릭스를 형성하기 시작하는 것에 의해 다른 세포들의 도달을 촉진한다. 일부 종은 그들 스스로 표면에 부착할 수 없으나, 종종 스스로를 매트릭스에 또는 직접적으로 보다 이전의 정착물에 고정시킬 수 있다. 일단 정착화(colonization)가 개시되면, 바이오필름은 세포 분열 및 동원(recruitment)이 조합을 통해 증식된다. 세포계는 발달(development)로 알려져 있고, 바이오필름이 정립되고, 형태 및 크기만 변할 수 있는 단계이다. 바이오필름의 이 발달은 세포들이 보다 높은 항생제 내성을 가질 수 있게 한다. 박테리아 바이오필름은 적어도 두가지 이유 때문에 항생제 작용에 대해 저항적인 것으로 사료된다; 바이오필름이 박테리아에 대한 항생제 침투를 방지하는 물리적 장벽을 형성하고, 둘째로, 바이오필름 내의 박테리아는 보다 느리게 증식하는 경향이 있기 때문에, 이에 의해 표적화 하는 항생제에 대한 보다 낮은 대사 프로파일을 제공한다. 바이오필름은 고 습도 환경에서 액체 표면상에 및 잎의 표면상에 부유성 매트(floating mat)를 형성할 수 있으나, 통상적으로 특정한 수용액에 잠기거나 또는 노출된 고체 기질상에 발견된다. 증식을 위한 충분한 자원이 주어지는 경우, 바이오필름은 다양한 종류의 미생물, 예를 들면, 미생물, 원시미생물(archaea), 원생동물, 진균류 및 조류를 포함할 수 있고; 각 그룹은 특화된 대사기능을 수행한다. 그러나, 일부 미생물은 특정한 조건 하에 화석화될 수 있을 정도로 충분히 강하다.
바이오필름은 함께 유지되고 EPS로 지칭되는 분비성 중합체 화합물(excreted polymeric compound)의 매트릭스에 의해 보호된다. EPS는 중합체 물질(extracellular polymeric substance) 또는 엑소폴리사카라이드(exopolysaccharide)의 약자이다. 이 매트릭스는 그 내부의 세포들을 보호하고 생화학적 신호를 통해그들 간의 소통을 촉진한다. 일부 바이오필름은 영양분 및 신호전달 분자(signaling molecule)을 분배하는 수로(water channel)을 포함하는 것으로 발견되었다.
바이오필름 내에 서식하는 박테리아는 통상적으로 동일한 종의 자유 부유성 박테리아와 유의성 있게 상이한 특성을 가지며 이는 필름의 치밀하고 보호된 환경이 그들이 다양한 방식으로 상호작용하고 소통할 수 있게 하기 때문이다. 이 환경의 하나의 잇점은 디터전트 및 항생제에 대한 증가된 내성이고, 이는 치밀한 세포외 메트릭스 및 외부 층이 집단(community)의 내부를 보호하기 때문이다. 일부 경우에 항생제의 내성은 1000배 증가될 수 있다.
(출처: Stewart p ,cosrerton J , 2001,Lanset 358(9276):135-8)
상기와 같이 바이오필름은 어디에나 존재하며, 박테리아 및 원시미생물뿐만 아니라 거의 모든종의 미생물이 표면 및 상호간에 부착할 수 있는 메카니즘을 갖고 있다. 또한, 스파트 팜 내부는 습윤하고, 따뜻한 환경을 제공할 수 있기 때문에 매우 용이하게 증식한다. 이러한 미생물의 증식을 예방하기 위하여 층층나무(Cornus controversa), 백수오(Cynanchum wilfordii Hemsl,)등의 식물 추출물등의 쿼럼센싱(quorum sensing)억제제를 물에 일정비율 희석하여 펙토박테리움, 카로토보룸(Pectobacter carotovorum)등의 식물병을 유발하는 세균에 대한 증식을 억제하지만 이는 쿼럼센싱(quorum sensing)억제제를 일정주기마다 재배수에 투여하여야 하기때문에 세균 살균에 대한 관리가 용이 하고, 높은 신뢰성을 확보하기 위해 본 발명에서는 수중 고전압 방전에 의한 바이오필름 전기 천공방식을 채택한다.
짐머만(Zimmerman)은 "미생물의 세포막 주위에 약 1Volt의 전위차가 있으면 미생물막이 절연파괴(Dielectric Breakdown)되어 세포안의 내용물이 세포밖으로 흘러 나가 미생물이 사멸된다."는 연구결과를 발표하였다(Zimmerman, U., G. Pilwat, and F. Eiemann,"Dielectric Breakdown of cell membrane" ,Biophys. J. 1974 Nov;14(11):88199).
전기천공이란 어떤 특정파라미터들 내에서 고 전압 펄스 전기장에 노출된 세포의 원형질막(plsma membrane)이 지질 이중층(lipid bilayer)의 불안정화와 기공(p)의 형성으로 인하여 일시적으로 투과성을 띄게 된다는 사싱을 말해준다.
세포 원형질막은 대략 5㎚ 두께(t)의 지질 이중층으로 구성된다.
세포막은 본질적으로 축전(capacitor)를 형성하는 비 전도성 유전체 배리어로 작용한다. 생리적 조건들로 인하여 인가된 전기장이 없을 경우에도, 세포막 내부와 외부 사이의 세포막을 가로질러 형성된 전하 분리 현상에 의해 자연적으로 전위차가 생기게 된다.
세포막의 전위가 임계치 이상인 상태에서 세포가 보다 오랜 시간 동안 노출되면, 천공은 세포외 이온의 유입을 야기하고, 이는 항상성(homeostasis)의 상실 및 그에 따를 세포 자멸(apoptosis)로 이어져 결과적으로 돌이킬 수 없는 (irreversible) 세포사(cell death)를 초래한다.
따라서 양액중에 존재가능한 인삼뿌리를 썩게하는 인삼뿌리 썩음병인Cylindrocarpon, Cylindrocarpon destructans, Cylindrocarpon candidum, Cylindrocarpon album, Cylindrocarpon hetronema과 인삼 식물 병원균인 Selerotinia nivalis, Rhizoctonia solani AG2, Botrytis cinerea:잿빛곰팡이병균인 Fusarium solani, 모잘록병인 Fusarium roseum, 시들음병인 Fusarium oxysporum, 역병인 Phytophthora cactorm, 점무늬병인 Cladosporium sp, 균핵병인 Sclerotinia Sclerotiorum 살균 또는 멸균하기 위하여 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 충돌부재겸 전압전극(733c) 사이에서의 전위차가 1Volt 이상이 되도록 고전압 펄스장치(733d) 및 트리거 전압 발생기의 출력전압을 1KV 내지 30KV 범위로 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 충돌부재겸 전압전극(733c)에 공급한다.
또한, 양액에 산화질소를 용해시켜 산화질소 함유하게 하는 목적은
1. 산화질소(NO)가 근권 미생물을 활성화(PGPR:Plant Growth Promoting Rhizobacteria)한다.
근권 미생물을 활성화는 식물성장촉진호르몬인 옥신(Auxin)을 생산하고, 식물병원성 진균을 저해하는 세포외벽과 수분해 효소를 생산하고, 사이드로포어(Siderophore)를 생산(토양전염병 병해방제를 통해 식물의 성장을 촉진시킴)하며, 불용성 인을 가용화 하며, 질소를 고정한다.
상기 옥신(Auxin)은 식물의 내생 생장 조절제 로써 세포분열을 촉진하고, 식물체의 길이를 생장하며, 부피를 생장하고, 농가 토양에 친화력이 우수한 균주(PY-01,PY-02,PY-03,)임
상기 PY-01 균주가 토양의 질산염을 아질산 염으로 환원 시킨다.
2. 수중의 인(P)을 고정한다.
상기 인(P)이 긱물에 미치는 영향은 세포에 기본인 핵산을 구성하고, 세포막의 인지질을 구성하며, 호흡에 의해 당을분해하고 전분을 만드는 과정에서 당인산을 형성하며, ATP, NADP등의 구성 및 화곡류의 성장을 촉진한다.
상기 인(P)이 결핍되면 식물별로 결핍증상이 다르나 인이 부족할 때 옥수수의 예를 들어 설명하면 옥수수는 어린모의 생장이 느린데 5엽기 이후에 증상이 비교적 뚜렷하며 잎색은 보라색을 뛰며 옥수수 알은 꽉차지 않고, 밀도 유모의 생장이 완만해지고 뿌리 발달 불량 및 분열감소를 보이며 줄기 밑동은 보라색, 잎은 암녹색에 약간 자색을 띠고, 이삭이 작고 낟알이 적다. 벼의 예를들면, 분열이 적어지고 키가 왜소해 지옆은 암녹색이고 노옆은 자색을 띠며 영화와 벼알의 수가 적어져 수확량이 감소한다.
3. 산화질소(NO)는 강력한 항산화제로서 식물세포의 신진대사에 비정상 신호를 제공해 부전마비를 초래하고, RNA변이를 초래하는 산화스트레스장애를 예방한다.
상기 항산화제는 식물 세포액 내의 활성산소(ROS)를 직접적으로 제거할 수있고 과산화수소(H2O2)를 제거할 수 있으며 스트레스 내성 및 중금속 의 독성을 해독할 수 있다(Rubio et al.2001,ManuelBecana et al. 2003).
양액에 산소를 용해시키는 목적은 양액속에 용존산소가 부족하면 저산소성 미생물이 증식하고, 호기성 미생물이 활성을 잃어 양액중의 유기물을 분해하지 못하여 양액의 수질이 오염되고, 수질의 오염지표인 생물학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD)은 오염된 물을 정화시키는데 용존산소량(DO)의 필요량을 나타내는 지표로써 식물의 뿌리 호흡을 왕성하게 하며, 산화작용에 활용되어 양분 분해를 돕고, 광합성 작용이 활발히 진행되도록 도움을 준다.
또한, 철이온이 활성화 하여 3가철이온(Fe3+)을 형성하여 농도를 조절하고, 철이온은 식물 병원균의 포자발아에 관여하고 발아관 신장을 촉진하며, 양액중에서 철이온의 농도가 적절히 조절되지 않으면 식물병원균이 증식하여 뿌리로 침투 감염이 되어수확량의 감소 및 고사될 수 있다. 철이온은 옆록소 형성하고 황화현상을 방지하며 호흡과정에 필요하며 포도당을 분해하는데 도움을 준다.
상기 산소 및 산화질소 용해기에 산소 및 산화질소가 용해된 양액은 펌프(730)의 가압력으로 냉각기(740)으로 이송된다.
도 16은 도 14의 냉각기를 도시한 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 상기 냉각기는 압축기(741), 응축기(742), 팽창밸브(743), 증발기(744) 및 도관(745)로 구성된다. 증발기(744)에 유입되는 저온 저압의 냉매기체를 압축기(741)에서 단열압축하여 고온 고압으로 압축하여 응축기(742)에서 냉각FAN(742a)에서 외부공기를 유입 가압하여 분사되는 공기와 고온 고압의 냉매가스가 관을 통과과정에서 대류, 전도방식의 열교환에 의해 고온 고압의 액상 냉매로 상변환 후 자체 압력으로 미세직경의 모세관 형태의 팽창밸브(743)를 통과과정에서 주울-탐슨 효과에 의해 감압되어 저온 저압의 냉매로 감온 감압된 후 양액관 외부를 솔레노이드 코일형상으로 권선된 증발기를 통과 과정중에 열전도 현산으로 냉매가 증발하면서 발생되는 기화열에 양액관이 냉강되고 열전도 방식으로 내부에 유동하고 있는 양액을 사전에 프로그램되어 제어반에 입력된 제어회로에 의해 양액이 설정된 온도만큼 냉각 및 정지하고,양액의 온도가 설정온도를 초과하면 다시 냉각기(740)이 가동되는 제어동작이 반복하여 수행되면서 냉각된 양액은 순환펌프(734)에 의해 양액제조기의 본체(710)에 공급 및 본체(710)에 저장된 양액을 흡입과정 및 공급으로양액을 순환 시킨다.
도 17은 첨가제 공급수단(750)을 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 상기 첨가제 공급수단(750)은 저장탱크(751), 교반기(752), 정량펌프(753), 공급관(754), 전자밸브(755)로 구성된다. 양액제조기(700)의 상부 일면에 상부에 교반기(752)가 설치된 저장탱크(751)가 설치되고, 저장탱크(751)와 간격을 두고 정량펌프(753)가 설치되며, 정량펌프(753)의 흡입 배관은 저장탱크(751)의 측면 하부에 연결 설치되고, 토출배관은 양액제조기(700)의 본체(710) 상부면을 관통하여 내부에 저장된 양액에 접촉되는 길이만큼 연결 설치되며 배관 일측에 전자밸브(755)가 설치된다.
상기 저장탱크(751)의 재질은 스테인레스 스틸(STS304), PVC, PE, FRP, 고무 재질중에 어느 한가지 이상의 재질을 선정하여 사용하고, 저장탱크 내부에 저장하는 물질은 식물의 성장장애 요인을 개선하고 성장을 촉진하는 줄기신장, 굴성(굴광성, 굴지성), 곁가지 성장저해 기능의 옥신(auxine), 줄기신장, 종자발아, 곡류종자의 녹말분해 촉진 기능의 지베렐린(gibberellins), 잎 노화 저해, 세포분열촉진, 곁가지생장촉진 기능의 사이토키닌(cytokinins), 과육숙성촉진, 잎 탈리 기능의 에틸렌(ethylene), 종자휴면유지, 기공닫기, 스트레스 저항성 촉진 기능의 앱시스산(abscisic acid), 세포신장, 관다발분화, 꽃가루관 발달, 저온 및 가뭄스트레스 저항성 촉진기능의 브라시노스테로이드(brassinosteroids), 식물병원균저항성, 전신저항성(systemic acquired resistance)기능의 살리실산(salicylic acid), 종자발아 및 꽃가루관 발달저해, 병충저항성 기능의 자스몬산(jasmonic acids), 곁가지생장저해, 2기생장촉진, 토양미생물공생반응촉진 기능의 스트리고락톤(strigolactone), 해충저항성 및 해충발달저해 기능의 시스테민(systemin), 세포분열촉진, 가도관세포(trachery element)분화촉진 기능의 피토설포카인(phytosulfokine), 정단분열조직(apical meristem)의 세포분열 및 분화조절 기능의 클라바타(CLV3), 뿌리혹 형성 촉진 기능의 노둘린(ENOD40), 개화촉진 기능의 플로리겐(florigen)중에서 어느 한가지 이상의 물질 저장 및 양액 제조기(700)의 본체(711)에 투입한다.
도 18은 도 1의 기술사상을 소형으로 축소시킨 가정용 및 업소형 스마트 팜(800)의 구성을 나타낸 단면도로서, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 상기 소형 스마트 팜(800)은 직육면체 형상이며 전면이 유리가 PE재질의 프레임에 설치되는 도어(802), 카본스틸에 분체도장을 한 이중구조에 우레탄폼 재질의 단열 및 보냉재가 삽입된 본체(801), 최하부에 FOOT MASTER형태의 바퀴(803)가 복수개가 설치되고,
본체 내부를 5개의 독립실로 구획한 최하부 제1실(805)에는 냉각기(830)의 압축기(831), 응축기(832), 응축기용 냉각FAN(832a)이 설치되고, 최상층인 제5실(809)에는 냉각기(830)의 팽창밸브(834), 증발기(835) 및 순환 FAN(835a)가 설치되며, 제3실(807) 및 제4실(808)에는 시스템형 재배조 본체에 설치되는 상부 고정틀 또는 재배조 상부 전면 또는 측면 일측에 에 식물의 광합성에 필요한 광원을 조사하는 복수개의 LED 램프(851)설치되는 고정대(851a) 및 LED 램프(851)에 전원을 공급하는 전원공급기(852)가 설치되고, 간격을 두고 재배조 내부 양액위에 부양되는 식재판에 인삼등 재배대상 식물이 복수개가 식재되고, 재배조 측면 일측에 양액 유입관(821)이 연결되고 내부에 양액유입관(821)과 연결되는 양액 분사노즐(821a)가 설치되고, 간격을 두고 삼각 기둥형태의 배플(821b)이 서로 간격을 두고 복수개가 바닥면에 면접하여 설치되고 간격을 두고 양액을 흡입하는 흡입격판(821c)이 설치되고, 흡입격판(821c)와 연결되는 배출관(822)가 연결되며 바닥면 또는 양측면 일측, 또는 전면 배면 일측에 설치되는 제1 자기장 발생기 (861) 또는 양자에너지 발생기의 제1자기장 발생코일, 제2자기장 발생 코일(861,862) 및 전원공급기(863)이 설치되는 재배조가 제3실(807) 및 제4실(808)에 각각 설치된다.
상기 시스템형 재배조의 우측면 일측에 설치되는 양액 배출관(822)은 순환펌프(823)과 연결되며, 순환펌프(823)의 토출관은 간격을 두고 에어 가압기(824a)의 배관이 목부에 연결된 벤츄리 이젝터(824)가 설치되고 간격을 두고 필터하우징(825)가 연결 설치되며, 상기 필터하우징(825)는 양액유입관과 연결된다.
또한, 상기 제2실(805)내부에 순환펌프(823)과 간격을 두고 순환FAN(811)이 설치되고 간격을 두고 내부에 제1자기장 발생기겸 방전전극(813) 및 제2자기장 발생기겸 접지전극(814), 고전압 발생기(816)로 구성된 양자에너지발생기의 고전압 발생기(816)에서 생성된 고전압을 도선을 통해 인가받는 제1자기장 발생기겸 방전전극(813) 및 제2자기장 발생기겸 접지전극(814)이 서로 마주보게 설치되는 방전 챔버(812)가 설치되고, 방전챔버(812)는 토출관과 설치되고 상기 순환FAN(811)의 흡입측에는 제3실(807) 및 제4실(808)의 공기를 흡입하는 흡입관이 설치되며, 순환FAN(811)과 간격을 두고 전원공급기로 전원을 공급받는 전기히터(841)이 설치되며 본체(801)외부 일 측면 또는 본체(801)내부 제4실(808) 일측에 제어반(900)이 설치된다.
전원공급기(852)에서 LED 램프(851)에 전원을 공급하면 LED 램프(851)가 점등되고 이어 하절기 본체(801)내부의 온도가 설정된 온도보다 상승되면 냉각기(830)의 압축기(831)이 가동하여 증발기(834)에 기화된 기체상태의 낸매를 흡입 및 단열압축으로 고온고압 상태의 기체상태로 응축기(832)에 공급하여 응축기용 냉각FAN(832a)에서 토출되는 공기와 공냉하여 고온고압의 상태로 액화되고 자체압력으로 모세관 형상의 팽창밸브(833)를 통과과정에 주울-탐슨 효과에 의해 저온저압의 상태로 증발기(834)에 공급되어 냉각FAN(834a)에 의해 유입되는 제3실(807)의 공기와 간접 열교환 과정에서 맹배가 증발과정에서 기화잠열에 의해 공기가 적정온도로 냉각되고, 또한 동절기에 제5실(807)의 온도가 설정온도보다 저온으로 냉각시 실내온도 감지기(미도시)에 의해 전원공급기에서 전기히터(841)에 전원을 공급하여 히터의 발열로 제5실(807)의 온도를 설정치까지 상승시켜 적정온도로 관리하면서 제어반(900)에서 내부공기 순환FAN(811)에 전원을 공급하면 순환FAN(811)이 가동하여 제3실(807) 및 제4실(808)의 공기를 흡입 및 가압하여 방전챔버(812)내부에 서로 마주보게 설치되고 권선방향이 서로 반대인 양자에너지 발생기의 제1자기장겸 방전전극(813) 및 제2자기장겸 접지전극(814)에 고전압 발생기(816)에서 생성된 고전압을 도선을 통하여 인가하면 전류흐름방향과 90도 각도로 자기장이 생성되고 중심부에서 서로 반대방향으로 생성되는 자기장이 중첩되어 소멸되면서 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 조사되면서 방전이 개시되고 동시에 생성된 고전계전자에너지 대역을 통과하는 제3실(807) 및 제4실(808)의 공기는 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응 의 전기화학적 반응으로 해리되어 산소이온(O), 산화질소(NO), 하이드록실이온(OH-)이 생성되어 제3실(807) 및 제4실(808)에 공급 및 순환과정에 하이드록실이온(OH-)에 의해 공기중 부유세균의 세포막이 천공되어 살균되고, 산소이온(O)은 식물 호흡을 통해 잎으로 흡수되며, 산화질소(NO)는 잎에 흡수되어 뿌리에서 옥신을 생성시켜 성장을 촉진하면서 산소이온(O) 및 산화질소(NO)가 함유된 공기는 에어펌프(825a)에 흡입 및 가압되어 벤츄리 이젝터(824)의 목부로 공급되어 순환되는 양액에 용해된다.
또한, 제어반(900)에서 순환펌프(823)에 전원을 공급하면 순환펌프(823)이 가동하여 베출관(823)으로 재배조(821,822))의 양액을 흡입 및 가압하여 벤츄리 이젝터(824)에 공급하여 목부에 유입되는 실내 공기, 산소이온(O), 산화질소(NO), 하이드록실이온(OH-)의 활성기체와 양액이 혼합한 유체상태에서 활성기체의 기포가 파괴되어 양액에 용해되면서 양액유입관(821)을 통해 제3실(807) 및 제4실(808)에 설치된 재배조(821,822))의 분사노즐(821a)에 공급하여 층류흐름을 형성하고 이어 간격을 두고 지그재그 형태로 설치된 복수개의 배플(821b)를 통과하면서 수평흐름 및 상하흐름등 와류흐름을 형성하여 부양되는 식재판에 식재된 식물의 뿌리를 흔들어 잔뿌리가 많이 생기게 하여 생장을 촉진 하면서 양액은 흡입판(821c)를 통해 배출관(822)로 배출되는 과정이 반복수행된다.
또한, 재배조(821,822)의 바닥면 또는 양측면 일측 또는 전면 및 배면 일측에 영구자석이 복수개 부착되는 구성의 제1자기장 발생기(861), 또는 헬름홀츠 코일의 제1코일(862a) 및 제2코일(862b) 그리고 전원 공급기(862c)로 구성되는 제2양자에너지발생기(862) 또는 변형된 솔레노이드 또는 트로이드 형태의 제1(863a),제2코일(863b) 및 전원공급기(863c)로 구성되는 제3 양자에너지발생기(863)중에서 어느 한가지 기종을 설치하여 재배조(821,822)에 자기장을 발생시켜 식물의 성장을 촉진하고, 또는 헬름홀츠 코일의 제1자기장 발생코일(862a) 및 제2자기장 발생코일(862b) 그리고 전원 공급기(862c)로 구성되는 제2 양자에너지발생기(862) 또는 변형된 솔레노이드 또는 트로이드 형태의 제1,제2자기장 발생코일(863a,863b) 및 전원공급기(863c)로 구성되는 제3 양자에너지 발생기(863)의 제1 및 제2자기장 발생코일(863a,863b)의 권선을 서로 반대방향으로 권선하여 전원공급기(863c)에서 제1,제2자기장 발생코일에 전원을 공급하면 제1,제2자기장 발생코일(863a,863b)에서 전류의 흐름방향의 90도각도의 서로반대방향의 자기장이 발생케 하여 재배조의 중심부분에서 자기장이 중첩되어 소멸된 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지를 식재판에 식재된 식물에 자기장과 양자에너지를 조사하여 식물성장 및 프렉탈 효과로 식재된 식물이 질병에 강하며 성장을 촉진하게하는 시스템형 재배조가 설치되는 소형 스마트팜용 재배기를 제공한다.
100: 스마트팜용 건축물
101: 기계실 102: 재배실
101a,101b: 반사판 102a,102b: 프레임
103a,103b: 구동축 104a,114b: 제2스퍼기어
105a,105b: 제1스퍼기어 106a: 전동기
106b: 전동기 107a,107b: 전동기 축
108: 태양위치 감지센서 109: 고정부재
110: 에어샤워
111a: 본체 111b: 분사구
111c: 흡입구 111d: 덕트
112: 순환FAN 113: 필터하우징
113a: 헤파필터 114: 양자에너지 발생기
114a: 방전챔버겸외통 114b: 방전챔버겸내통
114c: 제1자기장 발생 코일겸 방전전극
114d: 제1자기장 발생 코일겸 방전전극
114e: 고전압 전원공급기 114e: 덕트
120: 패스박스
121a: 본체 121b: 분사구
121c: 흡입구 121d: 덕트
122: 순환FAN 123: 필터하우징
123a: 헤파필터 124: 양자에너지 발생기
124a: 방전챔버겸외통 124b: 방전챔버겸내통
124c: 제1자기장 발생 코일겸 방전전극
124d: 제1자기장 발생 코일겸 방전전극
124e: 고전압 전원공급기 124e: 덕트
200: 공기조화기시스템
210: 환기시스템 211: 순환FAN
212: 필터하우징 212a: 프리필터
212b: 헤파필터 213: 급기덕트
214: 급기구 215: 배기구
216: 배기덕트 217a,216b: 배기라인 전동댐퍼
217: 배기FAN
218a: 외부공기 급기용 전동댐퍼
218: 외부공기 급기FAN
220: 제1 양자에너지 발생기
221: 본체겸 외통 222: 본체겸 내통
223:제1 양자에너지 발생기
223a: 제1자기장 코일겸 방전극
223b: 제2자기장 코일겸 접지전극
223c: 전원공급기 223d:도선
230: 탄산가스 공급시스템 231: 탄산가스 용기
232: 압력조정기 233: 전기히터
234: 유량조절밸브 235: 공급관
236: 분사노즐 237: 가스감지기
238: 제어부
300: 냉난방기
310: 냉방기 311: 압축기
312: 응축기 313: 순환관
314: 팽창밸브 315: 증발기
316: 하우징 316: 순환FAN
320: 난방기
321: 전기히터 322: 로핀
323: 제어반
400: 재배조
410: 제1 재배조
411: 본체 412: 양액유입관
413: 분사노즐 414: 배플
415: 흡입격판 416: 배출관
418: 전기히터
420: 시스템형 제2 재배조 421: 본체
422a: 양액유입관 422b: 배출관
423a: 분사노즐 424: 순환펌프
425: 벤츄리이젝터 425a: 가압기
426: 필터 428: 전기히터
430: 제3재배조 431: 양액저장탱크
432: 양액공급펌프 433: 산소 및 산화질소용해기
434: 가압기 434a: 활성기체 공급관
435: 필터하우징 436: 양액공급배관
437: 분사노즐
440: 자기장 및 양자에너지 발생기
441: 제1자기장발생기 442: 제2양자에너지 발생기
442a: 헬름홀츠코일의 제1코일 442b: 헬름홀츠코일의 제2코일
442c: 전원공급기
443: 제3 양자에너지 발생기
443a: 솔레노이드 제1코일 443b: 솔레노이드 제2코일
443c: 전원공급기
500: 미네랄 공급장치
501: 본체 511: 펌프
512: 유입배관 513: 배출관
514: 벤트관 515: 드레인관
521: +극판 거치대 522: +극
523: -극판 거치대 524: -극
525: 직류전원 공급장치
526: IGBT형 직류전원 공급장치
527: 자동 전원극성 교환장치 528: 도선
530: 제2공급장치 531: 첨가물질 저장탱크
532: 정량펌프 533: 배관
600: 여과장치
601: 본체 602: 유입관
603: 배출관 604: 드레인관
611: 구획판 612: 하부챔버
613: 고정용 볼트 614: 출수관
615: 필터 616: 고정스프링
617: 고정판 618: 상부 고정너트
619: 압력스위치 620a: 압력계
621: 양극 622: 음극
623: 전원공급기 624: 도선
625: 상부 고정구 626: 하부고정구
700: 양액 제조기
710: 본체 711: 유입관
712: 직수 공급관 713a: 배출관
714: 순환관 715: 드레인관
716: 점검구 717: 수위검출센서
720: PH조절기 721: 산성용액 저장탱크
722: 정량펌프 723: 공급관
724: 알카리용액 저장탱크 725: 정량펌프
726: 공급관
730: 산소 및 산화질소 생성 및 용해기
731: 본체
732: 산소 및 산화질소 생성기
731a: 외통 731b: 내통
732a: 필터하우징 732b: 급기팬
732c: 방전챔버
732j: 제4 양자에너지 발생기
732d: 제1자기장 코일겸 방전전극
732e: 제2자기장 코일겸 접지전극
732f: 전원공급기에어
732h: 에어 가압기 732i: 배관
732: 벤츄리이젝트
733j: 제5 양자에너지 발생기
733a: 제1양자코일겸 방전전극
733b: 제2양자코일겸 접지전극 733c: 트리거 전극
733d: 고전압펄스 전원공급기 733e: 트리거 전원공급기
740: 냉각기
741: 압축기 742: 응축기
742a: 냉각FAN 743: 팽창밸브
744: 증발기
750: 첨가제 공급부
751: 저장탱크 752: 교반기
753: 정량펌프 754: 공급배관
755: 전자밸브
800: 소형스마트팜
801: 본체 802: 도어
803: 바퀴 805: 제1실
806: 제2실 807: 제3실
808: 제4실 809: 제5실
811: 순환FAN
812: 방전챔버 813: 제1자기장코일겸 방전전극
814: 제2자기장코일겸 접지전극 815: 전원공급기
816: 토출관 817: 흡입관
820: 재배조 821: 본체
821a: 분사노즐 821b: 배플
821c: 흡입격판 822: 양액배출관
823: 순환펌프 824: 벤츄리이젝
824a: 가압기 825: 필터
830: 냉각기 831: 압축기
832: 응축기 832a: 냉각FAN
833: 팽창밸브 834: 증발기
834a: 순환FAN 841: 전기히터
851: LED 852: 전원공급기
860: 자기장 발생기 861: 제1자기장발생기
862: 제2자기장발생기 863: 제3자기장발생기
900: 제어반
101: 기계실 102: 재배실
101a,101b: 반사판 102a,102b: 프레임
103a,103b: 구동축 104a,114b: 제2스퍼기어
105a,105b: 제1스퍼기어 106a: 전동기
106b: 전동기 107a,107b: 전동기 축
108: 태양위치 감지센서 109: 고정부재
110: 에어샤워
111a: 본체 111b: 분사구
111c: 흡입구 111d: 덕트
112: 순환FAN 113: 필터하우징
113a: 헤파필터 114: 양자에너지 발생기
114a: 방전챔버겸외통 114b: 방전챔버겸내통
114c: 제1자기장 발생 코일겸 방전전극
114d: 제1자기장 발생 코일겸 방전전극
114e: 고전압 전원공급기 114e: 덕트
120: 패스박스
121a: 본체 121b: 분사구
121c: 흡입구 121d: 덕트
122: 순환FAN 123: 필터하우징
123a: 헤파필터 124: 양자에너지 발생기
124a: 방전챔버겸외통 124b: 방전챔버겸내통
124c: 제1자기장 발생 코일겸 방전전극
124d: 제1자기장 발생 코일겸 방전전극
124e: 고전압 전원공급기 124e: 덕트
200: 공기조화기시스템
210: 환기시스템 211: 순환FAN
212: 필터하우징 212a: 프리필터
212b: 헤파필터 213: 급기덕트
214: 급기구 215: 배기구
216: 배기덕트 217a,216b: 배기라인 전동댐퍼
217: 배기FAN
218a: 외부공기 급기용 전동댐퍼
218: 외부공기 급기FAN
220: 제1 양자에너지 발생기
221: 본체겸 외통 222: 본체겸 내통
223:제1 양자에너지 발생기
223a: 제1자기장 코일겸 방전극
223b: 제2자기장 코일겸 접지전극
223c: 전원공급기 223d:도선
230: 탄산가스 공급시스템 231: 탄산가스 용기
232: 압력조정기 233: 전기히터
234: 유량조절밸브 235: 공급관
236: 분사노즐 237: 가스감지기
238: 제어부
300: 냉난방기
310: 냉방기 311: 압축기
312: 응축기 313: 순환관
314: 팽창밸브 315: 증발기
316: 하우징 316: 순환FAN
320: 난방기
321: 전기히터 322: 로핀
323: 제어반
400: 재배조
410: 제1 재배조
411: 본체 412: 양액유입관
413: 분사노즐 414: 배플
415: 흡입격판 416: 배출관
418: 전기히터
420: 시스템형 제2 재배조 421: 본체
422a: 양액유입관 422b: 배출관
423a: 분사노즐 424: 순환펌프
425: 벤츄리이젝터 425a: 가압기
426: 필터 428: 전기히터
430: 제3재배조 431: 양액저장탱크
432: 양액공급펌프 433: 산소 및 산화질소용해기
434: 가압기 434a: 활성기체 공급관
435: 필터하우징 436: 양액공급배관
437: 분사노즐
440: 자기장 및 양자에너지 발생기
441: 제1자기장발생기 442: 제2양자에너지 발생기
442a: 헬름홀츠코일의 제1코일 442b: 헬름홀츠코일의 제2코일
442c: 전원공급기
443: 제3 양자에너지 발생기
443a: 솔레노이드 제1코일 443b: 솔레노이드 제2코일
443c: 전원공급기
500: 미네랄 공급장치
501: 본체 511: 펌프
512: 유입배관 513: 배출관
514: 벤트관 515: 드레인관
521: +극판 거치대 522: +극
523: -극판 거치대 524: -극
525: 직류전원 공급장치
526: IGBT형 직류전원 공급장치
527: 자동 전원극성 교환장치 528: 도선
530: 제2공급장치 531: 첨가물질 저장탱크
532: 정량펌프 533: 배관
600: 여과장치
601: 본체 602: 유입관
603: 배출관 604: 드레인관
611: 구획판 612: 하부챔버
613: 고정용 볼트 614: 출수관
615: 필터 616: 고정스프링
617: 고정판 618: 상부 고정너트
619: 압력스위치 620a: 압력계
621: 양극 622: 음극
623: 전원공급기 624: 도선
625: 상부 고정구 626: 하부고정구
700: 양액 제조기
710: 본체 711: 유입관
712: 직수 공급관 713a: 배출관
714: 순환관 715: 드레인관
716: 점검구 717: 수위검출센서
720: PH조절기 721: 산성용액 저장탱크
722: 정량펌프 723: 공급관
724: 알카리용액 저장탱크 725: 정량펌프
726: 공급관
730: 산소 및 산화질소 생성 및 용해기
731: 본체
732: 산소 및 산화질소 생성기
731a: 외통 731b: 내통
732a: 필터하우징 732b: 급기팬
732c: 방전챔버
732j: 제4 양자에너지 발생기
732d: 제1자기장 코일겸 방전전극
732e: 제2자기장 코일겸 접지전극
732f: 전원공급기에어
732h: 에어 가압기 732i: 배관
732: 벤츄리이젝트
733j: 제5 양자에너지 발생기
733a: 제1양자코일겸 방전전극
733b: 제2양자코일겸 접지전극 733c: 트리거 전극
733d: 고전압펄스 전원공급기 733e: 트리거 전원공급기
740: 냉각기
741: 압축기 742: 응축기
742a: 냉각FAN 743: 팽창밸브
744: 증발기
750: 첨가제 공급부
751: 저장탱크 752: 교반기
753: 정량펌프 754: 공급배관
755: 전자밸브
800: 소형스마트팜
801: 본체 802: 도어
803: 바퀴 805: 제1실
806: 제2실 807: 제3실
808: 제4실 809: 제5실
811: 순환FAN
812: 방전챔버 813: 제1자기장코일겸 방전전극
814: 제2자기장코일겸 접지전극 815: 전원공급기
816: 토출관 817: 흡입관
820: 재배조 821: 본체
821a: 분사노즐 821b: 배플
821c: 흡입격판 822: 양액배출관
823: 순환펌프 824: 벤츄리이젝
824a: 가압기 825: 필터
830: 냉각기 831: 압축기
832: 응축기 832a: 냉각FAN
833: 팽창밸브 834: 증발기
834a: 순환FAN 841: 전기히터
851: LED 852: 전원공급기
860: 자기장 발생기 861: 제1자기장발생기
862: 제2자기장발생기 863: 제3자기장발생기
900: 제어반
Claims (31)
- 유리온실 또는 지붕면에 일정 간격을 두고 일정면적의 유리, 폴리아크릴, 투명 PVC재질중에 어느 한가지 이상의 재질이 선정 사용되어 전부 또는 부분 시공되어 태양광이 재배실에 조사되는 창고형 조립식 건축물, 지붕 양측에 전동기로 구동되는 태양광을 반사시키는 반사판이 부착 시공된 덮개가 설치되는 컨테이너중에서 어느 한가지 형태의 건축물이 선정되고, 내부에 일정공간으로 분할된 기계실과 재배실은 샌드위치판넬 또는 페어글라스가 설치되는 샷시구조의 격벽으로 구획되며,격벽의 중앙부분에는 출입문 겸용 살균 및 제진기능, 도어의 동시열림 방지장치가 내장된 에어 샤워장치(110)가 설치되며, 에어 샤워장치(110)와 간격을 두고 좌측 또는 우측 일측에 격벽의 벽체를 타공하고 타공된 부위에 부자재 반입, 반출용 살균기능이 내장되고, 도어의 동시열림 방지장치가 내장된 패스박스(120)가 설치되고, 천정면에는 조명장치가 설치되고, 내부 중앙 통로를 중심으로 좌측 우측의 공간에는 환기장치(200), 미네랄공급장치(500), 여과장치(600), 양액제조기(700), 탄산가스가 충전된 용기(231), 싱크대, 및 제어반(900)이 설치되는 기계실(110),
바닥면 중심선에서 60cm 내지 80cm 범위의 통로를 구획하고, 통로 끝에 설치되는 재배실 온도 조절용 스탠드형의 냉난방기(300), 통로 좌측 및 우측에 스테인레스스틸(STS304), 탄소강에 분체 도장품의 재질로 선반(RACK)을 제작하여 설치하고, 제작된 선반위에 각각 일정치수를 갖는 직육면체 형상의 복수개의 재배조(400)를 다단 설치하고, 각각의 제배조(400) 상부에는 식물성장용 광합성용 광원인 LED조명장치가 복수개가 설치되고, 재배조(400)에는 양액 제조기(700)에서 제조한 양액을 펌프(713)에 의해 공급되는 양액 공급관(713a) 및 배출관이 설치되고, 내부 천정면 중앙부분에는 탄산가스 농도 측정센서(237) 및 온습도계가 설치되고, 내부 양측 측면 상부에는 환기장치(200)의 급기덕트(213)가 설치되고, 바닥면에서 20cm 내지 60cm범위는 환기장치(200)의 배기덕트(216) 및 배기구(215)가 설치되는 재배실(120)로 구성되는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜용 건축물(100);
순환FAN(211), 프리,헤파필터가 내장되는 필터하우징(212), 급기덕트(213), 급기구(214), 배기구(215), 배기덕트(216), 가지관 전동댐퍼(216a,216b), 배기FAN(217), 외부공기 급기용 전동댐퍼(218a), 외부공기 공급용FAN(218)으로 구성되고, 제어반(900)에서 순환FAN(211)에 전원을 공급 및 가동시켜 배기덕트(216)에 연결된 배기구(215)를 통해 재배실 하부의 공기를 흡입 및 가압시켜 프리,헤파필터가 내장되는 필터하우징(212)을 통과하는 과정에서 미세분진을 프리,헤파필터로 제진하고 제진된 공기를 급기덕트(213)에 설치된 급기구(214)에 공급 및 상부에서 하부로 분사시켜 층류 흐름을 형성하면서 재배실의 공기를 강제 순환 시키면서
외부공기 공급라인의 전동댐퍼(218a) 및 외부공기공급 FAN(218)을 가동하여, 순환FAN(211)에 의한 순환 풍량에 외부공기 급기용FAN(218)에 의한 외기량을 추가로 공급 및 과잉된 풍량은 배기용 및 흡입용 전동댐퍼(216a,216b)의 개도율 조정 및 배기FAN(217)의 배기량을 조절 및 외부공기 급기용FAN(218), 배기FAN(217)의 분당 회전수(RPM)의 비례조절(PI) 및 전동댐퍼(216a,216b)와 전동댐퍼(218a)의 개도율을 비례조절(PI)하여 재배실(102)의 압력을 대기압 보다 2.5 내지 25Pa범위의 높은 압력으로 유지하는 환기 시스템(210):
환기시스템(210)의 급기덕트(213)상에 필터하우징(212)와 간격을 두고 단면이 원형이고 외통(221) 내통(222)의 중공구조의 반응챔버겸 외통(221)내부 원주면상에 면접하여 설치되는 솔레노이드 코일 형상의 제1자기장 코일겸 방전전극(223)과 간격을 두고 내통(222)외부 원주면상에 설치되는 제1자기장 코일겸 방전전극(223)의 권선 방향이 반대인 솔레노이드 코일 형상의 제2자기장 코일겸 접지전극(224)에 반응챔버겸 외통(221) 외부 일측면에 설치된 고전압 발생기(225)으로 구성되는 제1양자에너지 발생기의 고전압 발생기(225) 에서 생성되는 고전압을 도선(226)을 통하여 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 코일 겸 방전극(223,224)에 공급하면 전류의 흐름방향과 90도 각도로 자기장이 생성되어 방전극(223,224)사이 중심부에서 중첩소멸되어 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 동시에 방전이 개시 및 방전극(223,224)사이에서 고전계 전자에너지 대역을 형성하고, 동시에 환기시스템(210)의 순환FAN(211)이 가동되어 재배실의 공기가 흡입 및 가압된 후 필터하우징(212)에 제진된 공기는 선회류(SWIRL FLOW)흐름으로 통과하면서 공기 구성분자인 질소((N2);78.8%), 산소((O2);20.8%), 수증기의 물분자(H2O)에 양자에너지가 조사되고, 고 전계전자에어지가 인가되어 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응의 전기 화학적 반응으로 상기 공기구성 물질분자의 공유결합을 해리하여 산소이온(O), 질소이온(N), 산화질소(NO), 수소이온(H+), 하이드록실이온(OH-)의 활성기체를 생성하여 공기중 악취물질을 산화 환원반응으로 정화하고 동시에 하이드록실이온(OH- Radical) 이온이 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하는 양자에너지 조사, 공기정화, 부유공기중 세균살균, 산화질소를 생성하는 제1양자에너지 발생기(220)와,
탄산가스가 고압 충진된 용기(bombe)(231), 압력조정기(232), 가열용 전기히터(233), 유량조절밸브(234), 공급관(235), 분사노즐(236) 및 가스감지기(237) 및 제어부(238)로 구성되며, 제조사에서 120kg/cm2의 압력으로 탄산산가스가 충전되어 입고된 용기(bombe;231)에 압력계 및 전기히터(233)가 부착된 압력조정기(232)를 부착한 후 공급관(235)를 설치하고 공급관(235)에 유량조절기(235)를 설치 및 재배실(120)의 환기시스템(200)의 급기덕트(213) 일측에 일정직경의 홀을 타공하고 타공된 홀에 분사노즐(236)을 설치하여, 설치된 분사노즐(236)과 유량조절기(235)사이를 공급관으로 연결 설치한 후 탄산가스가 고압 충진된 용기(bombe)(231)의 밸브를 개방하고 압력조정기(232)에서 40 내지 200mmaq 범위내로 감압한 후 유량조절기(235)에서 적정유량으로 조절하면서 배관을 통하여 분사노즐(236)에 공급 및 환기시스템의 급기덕트(213) 내부를 통과하는 청정공기에 분사하여 청정공기와 혼합된 상태로 재배실(120)에 공급하면서, 재배실 중앙부 일측에 설치된 감지기(237)에서 재배실의 탄산가스 농도를 계측하여 실시간으로 계측된 데이터를 제어반(900)에 전송하고 사전에 프로그램되어 입력된 탄산가스 농도 목표값에 초과 또는 미달시는 제어부(238)에서 유량조절기(235)에 개도율을 조절하여 재배실로 공급되는 탄산가스 량을 조절하는 탄산가스 공급시스템(230)으로 구성되는 공기조화 시스템(200)과,
재배실 중앙 통로 끝에 설치되며, 압축기(311), 공냉식응축기(312), 냉매 순환관(313), 팽창밸브(314), 증발기(315) 순환 FAN(316a)로 구성되어, 압축기(311)는 증발기(315)에 열교환에 의해 기화된 저온저압의 냉매 가스를 압축하여 고온 고압가스 상태로 공냉식 응축기(312)로 보내어 외부에 복수개의 로핀이 부착된 배관을 통과하는 과정에서 응축기용 FAN(312a)에 의해 유입되는 송풍에 간접 열교환되어 고온고압의 액체로 상변화하여 응축되고 이어서 팽창밸브(313)를 통과하면서 주울-톰슨 효과에 의해 저온저압의 액체 냉매가 되고 이어서 외부에 복수개의 로핀이 부착된 증발기(315)을 통과하면서 증발기 및 난방기 겸용 FAN(316a)에 의해 유입되는 고온의 실내공기와 액체냉매와 간접 열교환 과정에서 냉매가 기화하면서 기화잠열로 고온의 실내공기를 냉각하는 과정에서 액체냉매는 완전기화하여 가스상태로 압축기로 유입되는 반복과정을 거치면서 실내공기는 사전에 프로그램되어 설정된 온도까지 냉각하여 재배실 내부의 온도를 식물성장에 적합한 온도로 유지하는 냉방기(310)와,
전기히터(321), 로핀(322), 전원공급용 제어반(323)으로 구성되어 외표면에 복수개의 로핀(322)이 부착된 히터(321) 전원공급용 제어반(323)로 구성되며 상기 히터(발열체)(321)는 냉방기의 증발기(315)와 간격을 두고 하우징(미도시)의 유로에 설치되어 사전에 프로그램되어 설정된 온도이하로 실내온도가 냉각되면 전원공급기(323)에서 전원을 통하여 히터(발열체)(321)에 전원을 공급하면 발열체(321)가 발열되어 발열체의 외표면에 복수개가 부착된 로핀(322)을 열전도방식으로 가열하면서 냉방기 및 난방기용 순환 FAN(316)에 의해 유입되는 저온의 실내공기가 히터(발열체)(247)를 통과하는 과정에서 간접열교환 되어 유입되는 공기를 가열하면서 설정된 온도에 도달하면 전원공급용 제어반(323)에서 전원을 차단 및 공급하는 제어동작이 반복되어 재배실 내부의 온도를 식물성장에 적합한 온도로 유지하는 난방기(320)로 구성되는 온도조절 시스템(300),
본체(411), 양액유입관(412), 분사노즐(413), 배플(414), 흡입격판(415), 배출관(416), 히터(418), 영구자석의 제1자기장 발생기(441), 헬름홀츠 코일 형상의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b), 전원공급기(442c)로 구성된 제2 양자에너지 발생기(442), 솔레노이드 또는 트로이드 형상의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b) 및 전원공급기(443c)로 구성된 제3 양자에너지 발생기(443)에서 어느 한가지 기종이 선택되어 구성되어 본체(411)의 양측면 또는 전면 및 배면에 제1자기장 발생기(441)의 영구자석을 복수개 부착하여 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지 발생기(442)의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)을 부착한 후 또는 제3 양자에너지 발생기(443)의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)을 부착한 후 전원공급기(442c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)에 공급 또는 전원공급기(443c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서 양액제조기(700)에서 제조된 양액이 순환되는 구조의 제1재배조(410)와,
본체(421), 양액유입관(422a), 분사노즐(423a), 배플(423b), 흡입격판(423c), 배출관(422b), 순환펌프(424), 벤츄리이젝터(425), 필터하우징(426), 가열용 히터(428), 양액온도센서(미도시), 제1 자기장 발생기(431), 또는 헬름홀츠 코일 형상의 제1,제2 자기장 발생기(442a,442b) 및 전원공급기(442c)로 구성된 제2 양자에너지 발생기(442), 또는 솔레노이드 코일 또는 드로이드 코일 타입의 제1,제2 자기장 발생코일(443a,443b) 및 전원공급기(443c)로 구성된 제3 양자에너지 발생기(443)에서 어느 한가지 기종이 선택되어 구성되어 본체의 양측면 또는 전면 및 배면에 제1자기장 발생기(441)의 영구자석을 복수개 부착하여 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지 발생기(442)의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)을 부착한 후 또는 제3 양자에너지 발생기(443)의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)을 부착한 후 전원공급기(443c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서 또는 전원공급기(443c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서, 제어반(900)에서 양액공급펌프(424)에 전원을 공급하면 양액공급펌프(424)가 가동하여 재배조 본체(421)의 양액을 흡입 및 가압하여 양액유입관(422a)을 통하여 벤츄리이젝터(425)에 공급되고 벤츄리이젝터(425)목부로 에어펌프(425a)에 의해 흡입되고 가압된 공기또는 활성기체가 공급되어 유입된 양액과 공기가 혼합된 버블(기포)을 유체 상태로 유입된 공기중 일부가 함유하는 양액에 용해되면서 필터 하우징으로 유입되어 내부에 설치된 필터에 의해 이물질이 여과된 후양액 유입관(422a)을 통하여 분사노즐(423a)에 공급 및 양액에 분사되고 이어 서로 간격을 두고 지그 재그 형태로 설치된 설치된 복수개의 배플(423b)을 통과하는 사이 양액은 불규칙한 층류 형태로 유동하여 흡입격판(423c)으로 흡입 및 배출관(422b)을 통해 순환 펌프로 유입되는 과정이 반복수행되는 순환펌프(424), 공기를 흡입 가압하는 가압기(425a), 필터하우징(426), 가열장치가(428) 일체가 결합된 시스템형의 제2재배조(420),
직육면체, 정육면체, 원기둥형의 형상중에서 어느 한가지 형상이 선정되어 사용되며 재질은 스테인레스 스틸(STS304), PVC, PE, 고무, 유리섬유 성형폼(FRP)의 재질중에서 어느 한가지의 재질이 선정되어 사용되는 본체(431)와 양액저장탱크(431)일 측면하부와 일정거리 이격되어 공급펌프(432)가 배관과 연결되어 설치되고, 공급펌프(432)토출 배관상에 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)이 설치되고, 산소 및 산화질소 용해기(433)의 출구측 배관상에 내부에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과할 수 있는 필터가 내장된 필터하우징(435)가 설치되고, 필터하우징(435)의 출구측은 내부에 암면(Rock wool), 펄라이트, 질석, 피트모스, 코코피트의 배지중에 어느 한가지 이상의 배지가 선정되어 일정높이로 채워진 본체(431)와 배관(436)으로 연결되고, 본체(431) 내부측면에는 배지에 접하거나 일정 간격을 두고 분사노즐(437)이 배관상에 복수개가 설치되며, 제어반(900)에서 양액 공급펌프(432), 가압펌프(434), 필터(435), 공급관(436), 분사노즐(437), 자기장 발생기(441) 또는 제2,제3 양자에너지발생기(442,443)중에서 어느 한가지 기종이 선택된 자기장 발생기(431) 또는 제2,제3 양자에너지발생기(442,443)의 전원공급기(430c) LED에 전원을 공급하면 LED가 점등하여 배지에 식재된 딸기와 같은 식물에 광원을 조사함과 동시에 질산성질소(NO3 -), 암모니아성질소(NH4 +), 인(P), 칼륨(K), 마그네슘(Mg)이 함유된 양액이 저장된 양액저장탱크(431)의 양액을 양액 공급펌프(432)를 이용하여 배관으로 흡입 및 가압하여 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)에 공급하여 공기 또 활성기체를 양액에 용해하면서 필터하우징(435)에 공급하여 배부에 설치된 미세필터를 통과 과정중에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과한 후 배관(436)을 통해 본체(431) 내부에 설치된 복수개의 분사노즐(437)에 공급 및 배지에 식재된 딸기와 같은 식물에 공급하면서 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 또는 하부면에 설치된 복수개의 영구자석(431)에서 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지발생기(432)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 제1.제2 헬름홀츠 코일(432a,432b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(432c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 식물에 조사되어 성장을 촉진 시키거나, 제4양자에너지발생기(433)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 솔레노이드형상 또는 트로이드 형상의 제1.제2 코일(433a,433b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(433c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 식물에 조사되어 성장을 촉진 시키는 제3 재배조(430)중에 어느 한가지 재배조가 선택되어 사용되는 재배조(400);중에 어느 한가지 재배조가 선택되어 사용되는 재배조(400);
본체(501), 펌프(511), 유입배관(512), 배출관(513), 벤트관(514), 드레인관(515), +극 전극판 거치대(521), +극(522), -극 거치대(523), -극(524), 직류전원 공급장치(525), IGBT형 직류전원 공급장치(526), 자동전원 교환장치(527), 도선(528)로 구성되는 제1 공급장치(510)와 첨가물질저장탱크(531), 정량펌프(532), 배관(533)으로 구성되는 제2공급장치(530)으로 구성되어, 제어반(900)에서 펌프(511) 및 직류전원공급장치(525)또는 IGBT형 직류전원 공급장치(526)에 전원을 공급하면, 펌프(511)가 가동하여 재배조의 양액을 배관을 통하여 본체(501) 내부로 회수하면서 직류전원공급장치(525)또는 IGBT형 직류전원 공급장치(526)에서 생성된 전원을 본체(501)내부 거치대(522,523)에 설치된 칼륨(K)합금, 망간(Mn)합금, 철(Fe) 및 철합금, 마그네슘(Mg) 및 마그네슘 합금, 붕소(B) 합금, 인(p) 합금, 아연(Zn) 합금의 재질 전부 또는 어느 하나 이상의 재질의 +극(522) 및 -극(524)에 공급하면 전기분해작용이 개시되고, +극(522)에서 나트륨(Na), 칼륨(K), 니켈(Ni), 망간(Mn), 구리(Cu), 아연(Zn), 인(p), 붕소(B)의 금속이온을 용출시켜 양액에 제1미네랄을 공급하는 방법과 전기전도도 센서(EC)에서 계측된 데이터에 의해 첨가물질저장탱크(531)에 저장된 나트륨-칼륨기를 갖는 타르타르산(KNaC4H4O6.4H2O), 붕소함유 인공 염수(간수)와 수산화칼슘을 포화시켜 제조하는 Carciumborate(CaB2O5,H2O) 또는 붕사, 붕산, 붕소 화합물중에 어느 한가지 이상이 선정된 물질, 인(p) 합금에는 인이 0.1w% - 20w%함유된 코발트(CO)-인(P)촉매, 니켈(Ni-인(P)촉매, 티타늄(Ti)-인(P)촉매, 바다듐(V)-인(P)촉매, 크롬(Cr)-인(P)촉매, 망간(Mn)-인(P)촉매, 철(Fe)-인(P)촉매, 구리(Cu)-인(P)촉매, 아연(Zn)-인(P)촉매, 코발트(CO)-니켈(Ni)-인(P)촉매, 코발트(CO)-구리(Cu)-인(P)촉매, 코발트(CO)-아연(Zn)-인(P)촉매의 전이금속촉매 중에서 어느 한가지 이상의 물질이 선정되거나, 토르말린, 귀양석, 황토, 견운모의 운모석, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석에서 선택된 하나이상의 천연석 재질과 석영, 몬조나이트, 편마암류 및 유문암질의 응회암과같이 천연광물질군으로 부터 선택된 어느하나 이상을 포함하는 원적외선 방사물질과 스트론륨, 바다듐, 지르코늄, 세륨, 네오디움, 란탄, 바륨, 루비듐, 세슘중에서 선택된 하나의 희토류 천연석의 음이온 방출물질 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질 또는 하수슬러지 소각애쉬, 플라이애쉬, 제강공장에서 배출되는 슬래그중에서 어느 한지 이상의 애쉬 또는 슬래그가 선택되거나,
염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH)의 산 중에 어느 한가지 산을 선택하여 정량펌프(532) 또는 공급기(Feeder)(미도시)를 이용하여 선택된 물질을 배관(533)을 통하여 본체(501)에 적량 공급하는데, 전기전도도(EC) 및 양액제조기(700)에 설치된 수소이온농도 지수(PH)검출센서에 의해 부족량과 투입량이 없도록 각물질의 투입량을 조정하여 재배수에 식물성장에 필요한 영양원을 공급하는 미네랄 공급장치(500);
본체(601), 유입관(602), 배출관(603), 드레인관(604), 구획판(611), 하부챔버(612), 고정용 볼트(613), 출수관(614), 필터(615), 고정스프링(616), 고정판(617), 고정너트(618), 압력스위치(619), 압력계(619a), +극(621), -극(622), 직류전원 공급기(623), 도선(624), 하부 고정판(625), 상부 고정구(626)로 구성되는 전기응집기(620)를 더 포함하여 구성되어, 재배조(400)에서 유입된 부유물, 미네랄 공급기(500)에서 과잉 석출된 금속이온, 금속 염, 과잉 공급된 플라이애쉬의 광물이 펌프(511)의 압력으로 유입관(602)으로 본체(601) 내부로 유입되면서, 본체와 간격을 두고 설치된 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe) 재질중에 선택된 어느 한가지 이상의 재질로 된 +극(621) 및 -극(622)에 직류전원 공급기(623)에서 생성된 직류전원을 도선(624)을 통하여 공급하면 +극(651)에서 용출되는 Al3+, CU2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+ 의 금속 양이온과의 응집반응으로 부유물, 금속이온, 금속 염, 플라이애쉬의 광물이 염 형태로 응집 및 부피가 커져 필터(615)를 통과하면서 여과되고 필터에 여과되어 여재에 부착된 직경 5μm 내지 300 μm오염물질중 비중이 큰 물질은 구획판(611)의 원주면 가장자리의 원주면에 일정직경으로 타공된 홀로 비중차로 본체(601)의 하부 경사진곳으로 회수되면서 드레인관(604)을 통하여 외부로 배출되고 비중이 가벼운 물질은 필터에서 여과되어 출수관(614)로 유입되어 하부챔버(612)를 거쳐 배출관(603)으로 배출되어 PH조정 및 양액 저장조(710)로 배출되고, 필터(615)에서 여과과정에서 오염물질이 여재의 눈막음 현상에 의해 차압이 발생하고 차압의 정도를 본체(601)상부에 설치된 압력계(619a)에서 지시하고 압력스위치(619)에서 게측된 차압에 해당되는 데이터(4-20mA)를 제어반(900)에 실시간 전송하여 필터(615)의 차압이 사전에 프로그램되어 제어반에 입력된 차압수치를 초과시 제어회로에 의해 순환펌프(511)를 정지시켜 필터(615)의 여과재의 찢어짐 및 과압에의한 누수예방 및 장치 고장요인을 사전에 예방하며 경고음을 취명하는 여과장치(600);
직육면체 형상의 좌측면 상부 일측에 간격을 두고 유입관(711), 직수 공급관(712)이 설치되며, 좌측면 하부에 유입관(711)과 간격을 두고 배출관(713)이 설치되고, 우측면 하부 일측에 순환관(714)이 설치되고, 하부면에 드레인관(715)이 설치되며, 상부면 중심부에 정사각형의 점검구(716)가 설치되고, 점검구(716)와 간격을 두고 수위 검출센서(717)와 간격을 두고 및 첨가물질 공급관 및 PH 조정용 산성물질 및 알카리 물질을 공급하는 공급관이 설치되는 본체(731)와,
산성용액 저장탱크(721), 정량펌프(722), 공급관(723), 알카리용액 저장탱크(724), 정량펌프(725), 공급관(726), pH센서(727)로 구성되어 pH센서(727)가 실시간 순환수의 pH 검출하여 실시간으로 제어반(900)에서 산성용액용 정량펌프(722)를 가동하여 산성용액 저장탱크(721)에 저장된 염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH)중에 어느 한가지가 선정된 산성용액을 흡입 및 가압하여 양액제조기의 본체(710)에 공급하거나 알카리용액 저장탱크(724)에 저장된 수산화나트륨(Na(OH)), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화리튬(LiOH), 수산화알미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH2)), 수산화암모늄(NH4OH)의 알카리용액중에 어느 한가지가 선정된 산알카리용액을 정량펌프(725) 흡입 및 가압하여 양액제조기의 본체(701)에 공급하면서 pH센서가 실시간 순환수의 pH 검출하여 검출된 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절되면 정량펌프(725)를 가동 중지하여 양액의 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절하는 pH 조절기(720)와,
필터하우징(732a), 외부공기 급기FAN(732b), 방전챔버(732c), 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e), 고전압발생기(732f), 도선(732g)로 구성되는 제4 양자에너지 발생기(732j)로 구성되어, 제어반(900)에서 전원을 공급하면 급기FAN(732b)이 가동되어 급기FAN(732b)의 흡입력으로 외부공기를 흡입 및 가압하여 필터하우징(732a)내부로 공급하여 내부에 설치된 헤파필터(미도시)에서 미세분진이 여과된 공기는 급기FAN(732b)에 의해 가압되어 서로 마주보게 설치되고 권선방향이 서로 반대방향으로 권선된 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)이 설치된 방전챔버(732c) 내부를 통과 과정중에 고전압 발생기(732f)에서 생성된 고전압이 도선(732g)을 통하여 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)에 인가되면 전류의 흐름방향과 90도 방향으로 자기장이 생성되면서 방전이 개시되며 동시에 고전계전자에너지 대역이 형성되고, 급기FAN(732b)에 의해 흡입 및 가압되어 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)를 통과 과정중에 서로 반대방향의 자기장이 조사 및 중첩되어 상쇄되는 과정에 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 동시에 고전계전자에너지가 공기(질소(N2);78.8%, 산소(O2);20.8%, 수증기의 물분자(H2O)에 인가되어 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응의 전기 화학적 반응으로 기체상물질을 해리하여 활성기체를 생성하는데, 상기 산화반응에 의해 산화질소(NO), 산소(O2), 히드록실이온(OH- Radical) 이온 활성기체가 생성되고, 생성된 활성기체와 공기중 악취물질이 산화 환원반응으로 악취물질을 정화하고 동시에 히드록실이온(OH- Radical) 이온이 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하면서 방전챔버(732)에서 배출된 후 가압기(732h)에 흡입 되어 300mmaq 내지 3kg/cm범위로 가압된 후 산소 및 산화질소용해기(732)의 내통 및 외통의 중공구조 형태의 본체 외통 내부에 설치된 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733d), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733e)의 한 끝 단면에 각각 연결되어 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)의 내부로 공급하는 산소 및 산화질소생성기(732)와,
한 끝단면이 원형이고, 다른 끝단면은 벤츄리 이젝터 형상의 원뿔 형상으로 마감 처리된 외통(731) 내통(732)의 중공구조 이며, 벤츄리이젝트부, 트리거 전극겸 충돌부재(733c)구성된 본체(731), 솔레노이드 형상이며 외통(731) 내부 원주면에 설치되는 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 솔레노이드 형상이며 권선방향이 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a)과 반대방향이며 내통(732) 외표면의 원주방향으로 설치되는 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b), 트리거 전극겸 충돌부재(733c), 고전압 펄스전원 공급기(733d) 및 도선(733g)으로 구성된 제5양자에너지 발생기(733j), 양액 순환펌프(734) 및 공급관으로 구성되어, 제어반(900)에서 순환펌프(734), 제5양자에너지 발생기(733)의 고전압 펄스전원 공급기(733d), 제5 양자에너지 발생기(733j)의 가압기(732h)에 전원을 공급하면, 양액 공급펌프(734)가 가동되어 본체에 저장된 양액을 흡입 및 가압하여 본체내부 외통과 내통 사이로 공급하면서, 가압기(732h)를 가동하여 산소 및 산화질소 생성기(732)에서 생성된 산소 및 산화질소가 함유된 활성기체를 외표면에 일정직경의 미세기공이 타공된 제5 양자에너지 발생기(733j)의 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 공급 및 양액속에 분사하여 양액과 산소 및 산화질소가 함유된 활성기체가 혼합된 유체상태를 형성하고, 이어서 트리거 전압 발생기(733c)에서 생성된 고전압을 트리거 전극(733c)에 공급 및 고전압 펄스전원 공급기(733d)에서 생성된 펄스형태의 고전압을 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 인가하고, 트리거 전원공급기(733e)에서 생성된 고전압을 트리거 전극(733c)에 인가하면 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 트리거 전극(733c)에서 수중 방전이 개시되며, 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에서는 전류의 흐름방향과 90도 방향으로 자기장이 생성되어 수중에 조사 및 외통과 내통 중심 거리에서 자기장이 서로 반대방향의 자기장이 조사 및 상쇄되는 과정에 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 양액에 혼합된 활성기체가 1차 파괴(탈포)되어 활성기체에 함유된 산소이온 및 산화질소 이온이 양액에 용해되고,이어 벤츄리 목부를 통과 과정에서 가압 및 감압에 의해 2차 2차 파괴되고 이어 트리거 전극(733c)에의 수중 방전에 의해 3차파괴되는 과정에서 산소 및 산화질소 이온이 양액에 용해되고, 제5 양자에너지 발생기의 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 충돌부재겸 전압전극(733c) 사이의 전위차를 1V 이상으로 유지하여 전기천공 살균 방법으로 유입 양액중의 인삼뿌리를 썩게하는 인삼뿌리 썩음병을 발생시키는 병원균인 Cylindrocarpon속의 Cylindrocarpon destructans, Cylindrocarpon candidum, Cylindrocarpon album 과 잿빛곰팡이병을 발생시키는 병원균인 Botrytis cinerea,모잘록병을 발생시키는 병원균인 Rhizolctonia solani, 시들음병을 발생시키는 병원균인 Fusarium oxysporum, 역병을 발생시키는 병원균인 Phytophthora cactorm, 점무늬병을 발생시키는 병원균인 Alternaria panax, 균핵병을 발생시키는 병원균인 Sclerotinia Sclerotiorum을 살균하는 산소 및 산화질소 용해기(733)와,
압축기(741), 응축기(742) 및 응축기용 냉각FAN(742a), 팽창밸브(743), 증발기(744) 및 도관(745)로 구성되어, 증발기(744)에 유입되는 저온 저압의 냉매기체를 압축기(741)에서 단열압축하여 고온 고압으로 압축하여 응축기(742)에서 냉각FAN(742a)에서 외부공기를 유입 가압하여 분사되는 공기와 고온 고압의 냉매가스가 관을 통과과정에서 대류, 전도방식의 열교환에 의해 고온 고압의 액상 냉매로 상변환 후 자체 압력으로 미세직경의 모세관 형태의 팽창밸브(743)를 통과과정에서 주울-탐슨 효과에 의해 감압되어 저온 저압의 냉매로 감온 감압된 후 양액관 외부를 솔레노이드 코일형상으로 권선된 증발기를 통과 과정중에 열전도 현산으로 냉매가 증발하면서 발생되는 기화열에 양액관이 냉각되고 열전도 방식으로 내부에 유동하고 있는 양액을 사전에 프로그램되어 제어반에 입력된 제어회로에 의해 양액이 설정된 온도만큼 냉각 및 정지하고, 양액의 온도가 설정온도를 초과하면 다시 냉각기(740)이 가동되는 제어동작이 반복하여 수행되면서 냉각된 양액은 순환펌프(734)에 의해 양액제조기의 본체(710)에 공급 및 본체(710)에 저장된 양액을 흡입 및 공급의 양액을 순환과정에서 설정된 온도로 유지하는 냉각기(740)와,
저장탱크(751), 교반기(752), 정량펌프(753), 공급관(754), 전자밸브(755)로 구성되며, 양액제조기(700)의 상부 일면에 상부에 교반기(752)가 설치된 저장탱크(751)가 설치되고, 저장탱크(751)와 간격을 두고 정량펌프(753)가 설치되며, 정량펌프(753)의 흡입 배관은 저장탱크(751)의 측면 하부에 연결 설치되고, 토출배관은 양액제조기(700)의 본체 상부면을 관통하여 내부에 저장된 양액에 접촉되는 길이만큼 연결 설치(C)되며 배관 일측에 전자밸브(755)가 설치되고, 저장탱크 내부에 저장된 옥신(auxine), 지베렐린(gibberellins), 사이토키닌(cytokinins), 에틸렌(ethylene), 앱시스산(abscisic acid), 브라시노스테로이드(brassinosteroids), 살리실산(salicylic acid), 자스몬산(jasmonic acids), 스트리고락톤(strigolactone), 시스테민(systemin), 피토설포카인(phytosulfokine), 클라바타(CLV3), 노둘린(ENOD40), 플로리겐(florigen)중에서 어느 한가지 이상의 물질이 선택된 후 교반기(752) 및 정량펌프(753)를 가동하여 전자밸브(755)가 사전에 개방된 공급관(754)을 통하여 본체에 적정량을 공급하는 첨가제 공급부(750)으로 구성된 양액제조기(700);
건축물(100) 내부에 설치된 에어샤워(110) 및 패스박스(120)의 도어열림 감지센서(미도시), 환기장치(200)의 실내압력검출센서, 산소농도 검출센서, 탄산가스 농도 검출센서(237), 양액제조기의 전기전도도 검출센서, PH검출센서(717), 온도검출센서(727)에서 실시간 계측되어 제어반으로 전송되는 데이터에 의해 컨테이너의 에어샤워(130), 패스박스(140), 환기시스템(200)의 환기장치(201), 탄산가스 공급장치(230), 온도조절기(300), 재배조(400), 미네랄 공급장치(500), 양액제조기(700)에 전원을 공급하거나 차단하는 제어작용을 하는 제어반(900);
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
재배실은 유리온실, 창고형 조립식 건축물, 컨테이너에서 어느 한 종류의 건축형태를 선정하여 사용하며, 창고형 조립식 건축물의 경우 천정 마감재 일부를 폴리카보네이트(PC), 투명 PVC, 유리의 어느 한가지 이상의 재질을 사용하여 천정면 전부를 시공하거나 부분 시공할 수 있고, 컨테이너의 경우에는 천정면 전부를 폴리카보네이트(PC), 투명 PVC, 유리의 어느 한가지 이상의 재질을 사용하여 천정면 전부를 시공하거나 불투명 샌드위치 패널 투명 재질순으로 시공하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제2항에 있어서,
컨테이너 천정위 지붕면 양측에 길이방향으로 설치하는 동력구동형 자연채광시스템은 반사판(101a,101b), 고정 프레임(102a,102b), 구동축(103a,103b), 제1스퍼기어(104a,104b), 제2스퍼기어(105a,105b), 전동기(106a,106b), 전동기 축(107a,197b), 태양위치 감지센서(108), 고정부재(109)로 구성되어, 감지센서(108)에서 지구의 자전각도(일출,일몰)를 실시간 계측하고, 계측된 데이터를 제어반에 전송하면 제어반(900)에서 구동모터(106a,106b)에 전원을 선택된 또는 전부(106a,106b)에 공급 및 구동시켜 모터축(107a,107b)에 연결된 제1 스퍼기어(104a,104b) 및 제2 스퍼기어(105a,105b)를 회전시켜 제1 스퍼기어(104a,104b) 중심에 연결된 회전축(103a,103b)에 연결된 반사판이 부착 시공된 덮개를 개방시켜 태양광을 재배실 내부로 조사하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
에어샤워는(110)는 에어샤워 본체(111a), 본체 양 측면에 간격을 두고 복수개 설치되는 분사노즐(111b), 본체 하부에 설치되는 흡입구(111c), 동시열림 방지용 인터록 시스템이 내장된 복수개(입구,출구)의 출입문(미도시), 분사노즐(111b)과 덕트(111d)로 연결되는 순환 팬(112), 필터유닛(113), 필터유닛(113)과 간격을 두고 고전압 방전챔버(114a), 방전챔버 내부에 서로 마주보게 설치되는 제1자기장 코일겸 방전전극(114c) 및 제2자기장 코일겸 접지전극(114d), 방전극에 고전압을 인가하는 고전압 발생기(114e)로 구성되는 양자에너지 발생기(114)로 구성되어, 출입문에 설치된 동시열림 방지용 인터록 시스템에서 전송되는 신호에 의해 제어반(900)에서 순환 팬(112) 및 양자에너지 발생기(114)에 전원을 공급하면 순환 팬(112)이 가동하여 에어샤워 본체(111a)내부의 공기를 흡입구(111c)를 통해 흡입 및 가압하여 필터유닛(113)에 공급하여 제진하고 이어 양자에너지발생기(114)의 방전챔버(114a)를 통과 과정중 방전챔버(114a)내부에 서로 마주보게 설치되고 고전압 발생기로부터 고전압을 인가받는 제1자기장 코일겸 방전전극(114c) 및 제2자기장 코일겸 접지전극(114d)에서,
전류 흐름방향과 90도 각도로 서로 다른 방향으로 자기장이 조사되고 제1자기장 코일겸 방전전극(114c) 및 제2자기장 코일겸 접지전극(114d)에서 중심부근에서 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 동시에 방전이 개시되어, 고전압 방전의 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응의 전기화학적 반응으로 제진중 공기중 악취물질 분자의 공유결합을 해리하여 정화하고, 부유공기중 세균을 살균하여 정화된 공기를 덕트(111d)를 통해 분사노즐(111b)에 공급 하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제4항에 있어서,
양자에너지 발생기(114)는 고전압 방전챔버(114a), 방전챔버 내부에 서로 마주보게 설치되는 솔레노이드(solenoid) 형상 또는 트로이드(toroid) 형상으로 가공되고 권선방향이 서로 반대방향으로 권선된 제1자기장 코일겸 방전전극(114c) 및 제2자기장 코일겸 접지전극(114d), 방전극에 고전압을 인가하는 고전압 발생기(114e)로 구성되어, 제어반(900)에서 고전압 발생기(114e)에서 생산된 고전압 전원이 제1자기장 코일겸 방전전극(114c) 및 제2자기장 코일겸 접지전극(114d)에 인가되면 전류의 흐름방향과 90도 각도로 자기장이 생성되는데 권선방향이 서로 반대방향이어서 자기장이 방전극(114c, 114d) 사이에서 서로 중첩되어 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 조사되면서 방전극(114c, 114d)사이에 방전이 개시 및 고전계 전자 에너지 대역을 형성하면서 순환 팬(112)에 의해 유입되는 분진이 제거된 공기가 방전극(114c, 114d)사이에 형성된 고전계 전자에너지 대역을 통과하면서 해리, 여기, 이온화, 산하, 환원 반응의 전기화학적 반응으로 히드록실이온(OH-Radical) 이온의 활성기체가 생성되어 악취물질을 정화하고 동시에 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제2항에 있어서,
패스박스(120)는 본체(121a), 본체 양 측면에 간격을 두고 복수개 설치되는 분사노즐(121b), 본체 하부에 설치되는 흡입구(121c), 동시열림 방지용 인터록 시스템이 내장된 복수개(입구,출구)의 출입문(미도시), 분사노즐(121b)과 덕트(121d)로 연결되는 순환 팬(122), 필터유닛(123), 필터유닛(123)과 간격을 두고 고전압 방전챔버(124a), 방전챔버 내부에 서로 마주보게 설치되는 제1자기장 코일겸 방전전극(124c) 및 제2자기장 코일겸 접지전극(124d), 방전극에 고전압을 인가하는 고전압 발생기(124e)로 구성되는 양자에너지 발생기(124)로 구성되어, 출입문에 설치된 동시열림 방지용 인터록 시스템에서 전송되는 신호에 의해 제어반에서 순환 팬(122) 및
양자에너지 발생기(124)에 전원을 공급하면 순환 팬(122)이 가동하여 패스박스 본체(121a)내부의 공기를 흡입구(121c)를 통해 흡입 및 가압하여 필터유닛(123)에 공급하여 제진하고 이어 양자에너지발생기(124)의 방전챔버(124a)를 통과 과정중 방전챔버(124a)내부에 서로 마주보게 설치되고 고전압 발생기로부터 고전압을 인가받는 제1자기장 코일겸 방전전극(124c) 및 제2자기장 코일겸 접지전극(124d)에 양자에너지가 조사되며, 고전압 방전의 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원반응의 전기화학적 반응으로 제진중 공기중 악취물질 분자의 공유결합을 해리하여 정화하고,부유공기중 세균을 살균하여 덕트(121d)를 통해 분사노즐(121b)에 공급 하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제6항에 있어서,
양자에너지 발생기(124)는 고전압 방전챔버(124a), 방전챔버 내부에 서로 마주보게 설치되는 솔레노이드(solenoid) 형상 또는 트로이드(toroid) 형상으로 가공되고 권선방향이 서로 반대방향으로 권선된 제1자기장 코일겸 방전전극(124c) 및 제2자기장 코일겸 접지전극(124d), 방전극에 고전압을 인가하는 고전압 발생기(124e)로 구성되어, 제어반(900)에서 고전압 발생기(124d)에서 생산된 고전압 전원이 제1자기장 코일겸 방전전극(124c) 및 제2자기장 코일겸 접지전극(124d)에 인가되면 전류의 흐름방향과 90도 각도로 자기장이 생성되는데 권선방향이 서로 반대방향이어서 자기장이 방전극(124c, 124d) 사이에서 서로 중첩되어 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 조사되면서 방전극(114c, 114d)사이에 방전이 개시 및 고전계 전자 에너지 대역을 형성하면서 순환 팬(112)에 의해 유입되는 분진이 제거된 공기가 방전극(124c, 124d)사이에 형성된 고전계 전자에너지 대역을 통과하면서 해리, 여기, 이온화, 산하, 환원 반응의 전기화학적 반응으로 히드록실이온(OH-Radical) 이온의 활성기체가 생성되어 악취물질을 정화하고 동시에 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
환기시스템(210)은 순환FAN(211), 필터하우징(212), 급기덕트(213), 급기구(214), 배기구(215), 배기덕트(216)로 구성되어, 제어반(900)에서 급기FAN(211)에 전원을 공급하면 순환FAN(211)이 가동하여 발생되는 흡인력으로 공급되는 재배실의 공기가 순환FAN(211)에 의해 흡입 및 가압되어 덕트를 통해 필터하우징(212)에 공급되고 내부에 설치된 프리필터(212a) 및 헤파필터(212b)를 통과 과정중에 미세먼지가 제진 된 후 급기턱트 통하여 재배실(201)의 천정면에 설치된 급기구(214)를 통해 재배실(201)내부로 분사하여 층류 흐름(laminar flow)을 유지 하면서 재배실(201) 양 측면에 재배실 바닥으로부터 30 내지 60cm높이에 일정직경의 배기턱트(216)상에 일정간격마다 설치된 배기구(215)흡입되어 배기덕트를 통해 다시 순환FAN(211)에 의해 재배실로 공기가 계속 순환 하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제8항에 있어서,
재배실의 양압유지 시스템은 순환FAN(211), 필터하우징(212), 급기덕트(213), 급기구(214), 배기구(215), 배기덕트(216)로 구성된 환기시스템(210), 가지관이 설치되는 배기덕트(216), 배기덕트(216)가지관 끝담부에 설치되는 배기용 전동댐퍼(218a) 및 배기FAN(217), 가지관 전동댐퍼(216a), 외부공기 급기용덕트에 전동댐퍼(217a) 및 FAN(218), 압력검출센서(미도시)로 구성되어, 제어반(900)에서 환기시스템(210) 전원을 공급하면 순환FAN(211)이 가동되어 재배실의 공기를 흡입 및 가압하여 제진하고, 제진된 공기를 재배실에 공급 및 순환 시키면서 압력검출센서(미도시)에 재배실의 압력을 실시간 제어반(900)에 전송하면 제어반(900)에서 사전에 프로그램되어 입력된 제어회로에 의해 외부공기 급기용덕트에 설치된 전동댐퍼(217a)를 개방 및 급기FAN(218) 가동하여 재배실의 압력을 2.5Pa 내지 25Pa 범위로 유지하며, 재배실의 압력이 2.5Pa 내지 25Pa 범위를 초과하면 배기덕트(216)가지관 끝단부에 설치되는 배기용 전동댐퍼(218a)를 일부 개방하고 및 배기FAN(217)을 가동하여 재배실의 압력을 2.5Pa 내지 25Pa 범위 로 조절하는데 외부공기 급기용 전동댐퍼(217a) 및 급기FAN(218)과 배기용 전동댐퍼(218a) 및 배기FAN(217)이 제어반(900)에 내장된 제어회로에 의해 비례 조절되는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
산화질소 생성 및 살균시스템(220)(고전압 방전시스템)은 내부에 솔레노이드 코일 형상의 제1자기장 코일겸 방전전극(223a)이 권선되는 이중 원통형 구조의 반응챔버겸 외통(221), 외부에 제1자기장 코일겸 방전전극(223a)의 권선방향과 반대방향으로 솔레노이드 코일 형상의 제2자기장 코일겸 접지전극(223b)이 권선되는 이중 원통형 구조의 내통(222), 제1,제2제자기장 코일겸 방전전극 및 접지전극(223a,223b)에 도선을 통해 고전압을 생성하여 인가하는 고전압 발생기(223c)로 구성된 제1 양자에너지 발생기(223)로 구성되어, 제어반(900)에서 고전압 발생기(225)에 전원을 공급하면 고전압 발생기(225)에서 생성된 고전압이 도선을 통하여 제1자기장 코일겸 방전전극(223a), 제2자기장 코일겸 접지전극(223b)에 인가되면 전류의 흐름방향과 90도 방향이며 서로 반대방향의 자기장이 조사 및 상쇄되는 과정에 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 동시에 제1,제2자기장 코일겸 방전전극(223a) 및 접지전극(223b)사이에서 방전이 개시 및 고전계전자에너지가 형성되고 환기시스템(210)의 순환FAN(211)의 가압되어 공급되는 공기(질소(N2);78.8%, 산소(O2);20.8%, 수증기의 물분자(H2O)에 인가되어 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응의 전기 화학적 반응으로 공기구성 물질을 해리하여 산소이온(O), 수소이온(H+), 히드록실(OH-), 산화질소(NO)의 활성기체를 생성하고, 생성된 활성기체중 히드록실(OH-)이 부유공기중 세균을 살균하고, 산화질소(NO), 산소이온(O)을 순환FAN(211)의 가압력으로 재배실에 공급하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜 - 제10항에 있어서,
산화질소 생성 및 살균시스템(220)에서 자기장이 중첩되어 소멸되면서 자기장이 제로상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서, 방전 과정에서 산화질소(NO), 산소이온(O), 수소이온(H+), 하이드록실이온(OH-)을 생성하는 반응은 전기전자 에너지를 e로, M을 Na, K, Ca, Mg라 표기할 때 전기화학적 반응의 해리반응은 아래와 같은 단계로 이루어 지고,
1) e + O2 → O + O + e
2) e + N2 → N + N + e
3) e + O2 → O- + O
이온화반응은 아래와 같은 단계로 이루어지고,
1) e + N2 → N + N+ + 2e
2) e + N2 → N2 + + 2e
3) e + O2 → O + O+ + 2e
4) e + O2 → O2 + + 2e
전기화학적 반응의 산화반응은 아래와 같은 단계로 이루어지고,
1) e + O2 → O + O
2) O + NO + M → NO2 + M
3) O + H2O → OH + OH
4) OH + NO2 → HNO3
전기화학적 반응의 환원반응은 아래와 같은 단계로
1) e + N2 → e + N + N
2) N + NO → N2 + O
이루어지는 것을
것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제11항에 있어서,
산화질소 생성 및 살균시스템(220)에서 생성되는 산화질소(NO)가 식물의 기공을 통하여 흡수되어 산화질소(NO)가 근권 미생물을 활성화(PGPR:Plant Growth Promoting Rhizobacteria)하여 식물의 내생 생장 조절제로써 세포분열을 촉진하고, 식물체의 길이를 생장하며, 부피를 생장하는 식물성장촉진호르몬인 옥신(Auxin)을 생산하고, 식물병원성 진균을 저해하는 세포외벽과 수분해 효소를 생산하고, 사이드로포어(Siderophore)를 생산(토양전염병 병해방제를 통해 식물의 성장을 촉진시키며, 불용성 인을 가용화 하며, 질소를 고정하며, 세포에 기본인 핵산을 구성하고, 세포막의 인지질을 구성하며, 호흡에 의해 당을 분해하고 전분을 만드는 과정에서 당인산을 형성하고, ATP, NADP의 구성 및 화곡류의 성장을 촉진하는 수중의 인(P)을 고정하고,강력한 항산화제로서 식물세포의 신진대사에 비정상 신호를 제공해 부전마비를 초래하고, RNA변이를 초래하는 산화스트레스장애를 예방하고, 과산화수소(H2O2)를 제거할 수 있으며 스트레스 내성 및 중금속 의 독성을 해독하며, 식물 세포액 내의 활성산소(ROS)를 직접적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
제1재배조(410)는 직육면체 또는 원기둥 형상의 재배조 본체(411), 양액유입관(412), 분사노즐(413), 배플(414), 흡입격판(415), 양액 유출관(416), 제1자기장 발생기(431), 제3 양자에너지 발생기(442), 제4 양자에너지 발생기(443)로 구성되어, 본체(411)한 측면에는 양액유입관(411)이 설치되고, 양액유입관(411)과 간격을 두고, 영구자석의 제1 자기장 발생기(441), 또는, 제2 양자에너지 발생기(442)의 헬름홀츠 코일 형상의 제1자기장 발생코일(442a) 또는, 제3 양자에너지 발생기(433)의 솔레노이드 또는 트로이드 형상의 제1자기장 발생코일(443a)이 설치되고, 다른 한 측면에는 양액 유출관(416)이 설치되고, 양액 유출관(416)과 간격을 두고 영구자석의 제1 자기장 발생기(441), 또는, 제2 양자에너지 발생기(442)의 헬름홀츠 코일 형상의 제2자기장 발생코일(442b) 또는, 제3 양자에너지 발생기(443)의 솔레노이드 또는 트로이드 형상의 제2자기장 발생코일(443b)이 설치되고, 바닥면에는 전기히터(418)가 설치되며,
제2 양자에너지 발생기(442) 및 제 3 양자에너지 발생기(443)의 전원공급기(442c,443c)는 제어반(900)에 내장되며, 본체(411)내부 중앙부분에는 서로 간격을 두고 복수개 베플(414)이 지그재그 형태로 설치되어 제어반(900)에서 양액공급펌프(713) 및 제2 양자에너지 발생기(442)에 전원을 공급하면 양액공급펌프(713)가 가동되어 양액저장탱크(710)의 양액을 흡입 및 가압하여 양액유입관(412)을 통하여 양액분사노즐(413)을 통해 양액을 재배조 본체(411) 내부의 양액에 분사하여 층류 흐름이 되게 하고 이어 재배조 본체(411) 내부에 간격을 두고 지그재그 형태로 삼각기둥 형태의 배플(414)을 통과과정에 양액의 흐름은 층류 흐름은 지그재그 및 상하흐름 형태가 혼합된 불규칙한 층류흐름으로 흡입격판(415) 방향으로 흘러 표면에 일정직경의 홀이 복수개 타공된 흡입격판(415)으로 유입 및 배출관(416)을 통해 배출 및 순환되는 제1 재배조(410)인 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
제2재배조(420)는
본체(421), 양액유입관(422a), 분사노즐(423a), 배플(423b), 흡입격판(423c), 배출관(422b), 순환펌프(424), 벤츄리이젝터(425), 필터하우징(426), 가열용 히터(428), 양액온도센서(미도시), 제1 자기장 발생기(431), 또는 헬름홀츠 코일 형상의 제1,제2 자기장 발생기(442a,442b) 및 전원공급기(442c)로 구성된 제2 양자에너지 발생기(442), 또는 솔레노이드 코일 또는 드로이드 코일 타입의 제1,제2 자기장 발생코일(443a,443b) 및 전원공급기(443c)로 구성된 제3 양자에너지 발생기(443)에서 어느 한가지 기종이 선택되어 구성되어 본체의 양측면 또는 전면 및 배면에 제1자기장 발생기(441)의 영구자석을 복수개 부착하여 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지 발생기(442)의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)을 부착한 후 또는 제3 양자에너지 발생기(443)의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)을 부착한 후 전원공급기(443c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서 또는 전원공급기(443c)에서 생성된 전원을 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)에 공급하면 전류의 흐름방향의 90도 각도로 자기장을 조사 및 본체 중심면에서 서로 반대방향의 자기장이 중첩 소멸되어 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조 내부의 양액에 조사하면서, 제어반(900)에서 양액공급펌프(424)에 전원을 공급하면 양액공급펌프(424)가 가동하여 재배조 본체(421)의 양액을 흡입 및 가압하여 양액유입관(422a)을 통하여 벤츄리이젝터(425)에 공급되고 벤츄리이젝터(425)목부로 에어펌프(425a)에 의해 흡입되고 가압된 공기또는 활성기체가 공급되어 유입된 양액과 공기가 혼합된 버블(기포)을 유체 상태로 유입된 공기중 일부가 함유하는 양액에 용해되면서 필터 하우징으로 유입되어 내부에 설치된 필터에 의해 이물질이 여과된 후양액 유입관(422a)을 통하여 분사노즐(423a)에 공급 및 양액에 분사되고 이어 서로 간격을 두고 지그 재그 형태로 설치된 설치된 복수개의 배플 통과하는 사이 양액은 불규칙한 층류 형태로 유동하여 흡입격판(423c)으로 흡입 및 배출관(422b)을 통해 순환 펌프로 유입되는 과정이 반복수행되는 순환펌프(424), 공기를 흡입 가압하는 가압기(425a), 필터하우징(426), 가열장치가(428) 일체가 결합된 시스템형의 제2재배조(420)인 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
제3재배조(430)는
직육면체, 정육면체, 원기둥형의 형상중에서 어느 한가지 형상이 선정되어 사용되며 재질은 스테인레스 스틸(STS304), PVC, PE, 고무, 유리섬유 성형폼(FRP)의 재질중에서 어느 한가지의 재질이 선정되어 사용되는 본체(431)와 양액저장탱크(431)일 측면하부와 일정거리 이격되어 공급펌프(432)가 배관과 연결되어 설치되고, 공급펌프(432)토출 배관상에 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)이 설치되고, 산소 및 산화질소 용해기(433)의 출구측 배관상에 내부에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과할 수 있는 필터가 내장된 필터하우징(435)가 설치되고, 필터하우징(435)의 출구측은 내부에 암면(Rock wool), 펄라이트, 질석, 피트모스, 코코피트의 배지중에 어느 한가지 이상의 배지가 선정되어 일정높이로 채워진 본체(431)와 배관(436)으로 연결되고, 본체(431) 내부측면에는 배지에 접하거나 일정 간격을 두고 분사노즐(437)이 배관상에 복수개가 설치되며, 제어반(900)에서 양액 공급펌프(432), 가압펌프(434), 필터(435), 공급관(436), 분사노즐(437), 자기장 발생기(441) 또는 제2,제3양자에너지발생기(442,443)중에서 어느 한가지 기종이 선택된 자기장 발생기(431)또는 제3,제4양자에너지발생기(442,443)의 전원공급기(430c) LED에 전원을 공급하면 LED가 점등하여 배지에 식재된 딸기와 같은 식물에 광원을 조사함과 동시에 질산성질소(NO3-), 암모니아성질소(NH4+), 인(P), 칼륨(K), 마그네슘(Mg)이 함유된 양액이 저장된 양액저장탱크(431)의 양액을 양액 공급펌프(432)를 이용하여 배관으로 흡입 및 가압하여 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)에 공급하여 공기 또 활성기체를 양액에 용해하면서 필터하우징(435)에 공급하여 배부에 설치된 미세필터를 통과 과정중에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과한 후 배관(436)을 통해 본체(431) 내부에 설치된 복수개의 분사노즐(437)에 공급 및 배지에 식재된 딸기와 같은 식물에 공급하면서 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 또는 하부면에 설치된 복수개의 영구자석(441)에서 자기장을 조사하거나 또는 제3양자에너지발생기(442)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 제1.제2 헬름홀츠 코일(442a,442b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(442c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 식물에 조사되어 성장을 촉진 시키거나, 제3 양자에너지발생기(443)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 솔레노이드형상 또는 트로이드 형상의 제1,제2 코일(443a,443b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(433c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 딸기와 같은 식물에 조사되어 성장을 촉진 시키는 제3 재배조(430)인 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제15항에 있어서,
제3재배조(430)는
직육면체, 정육면체, 원기둥형의 형상중에서 어느 한가지 형상이 선정되어 사용되며 재질은 스테인레스 스틸(STS304), PVC, PE, 고무, 유리섬유 성형폼(FRP)의 재질중에서 어느 한가지의 재질이 선정되어 사용되는 본체(431)와 양액저장탱크(431)일 측면하부와 일정거리 이격되어 공급펌프(432)가 배관과 연결되어 설치되고, 공급펌프(432)토출 배관상에 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)이 설치되고, 산소 및 산화질소 용해기(433)의 출구측 배관상에 내부에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과할 수 있는 필터가 내장된 필터하우징(435)가 설치되고, 필터하우징(435)의 출구측은 내부에 힌점박이 꽃무지 및 유충인 굼뱅이를 포함한 굼벵이 사육용 참나무톱밥, 짚, 퇴비, 도라지뿌리, 왕겨중에서 어느 한가지 이상의 물질이 선정되어 본체배부에 일정높이로 채워진 본체(431)와 배관(436)으로 연결되고, 본체(431) 내부측면에는 배지에 접하거나 일정 간격을 두고 분사노즐(437)이 배관상에 복수개가 설치되며, 제어반(900)에서 양액 공급펌프(432), 가압펌프(434), 필터(435), 공급관(436), 분사노즐(437), 자기장 발생기(441) 또는 제2,제3양자에너지발생기(442,443)중에서 어느 한가지 기종이 선택된 자기장 발생기(441) 또는 제2,제3양자에너지발생기(442,443)의 전원공급기(440c) LED에 전원을 공급하면 LED가 점등하여 배지에 식재된 딸기와 같은 식물에 광원을 조사함과 동시에 질산성질소(NO3-), 암모니아성질소(NH4+), 인(P), 칼륨(K), 마그네슘(Mg)이 함유된 양액이 저장된 양액저장탱크(431)의 양액을 양액 공급펌프(432)를 이용하여 배관으로 흡입 및 가압하여 가압기(434)로부터 압축된 실내공기 또는 산소이온(O), 하이드록실 이온(OH-), 산화질소(NO)가 함유된 활성기체를 목부로 공급받는 벤츄리이젝터 형상의 산소 및 산화질소 용해기(433)에 공급하여 공기 또 활성기체를 양액에 용해하면서 필터하우징(435)에 공급하여 배부에 설치된 미세필터를 통과 과정중에 직경 0.2μm 이상의 이물질을 여과한 후 배관(436)을 통해 본체(431) 내부에 설치된 복수개의 분사노즐(437)에 공급 및 배지에 식재된 딸기와 같은 식물에 공급하면서 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 또는 하부면에 설치된 복수개의 영구자석(441)에서 자기장을 조사하거나 또는 제2 양자에너지발생기(442)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 제1.제2 헬름홀츠 코일(442a,442b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(442c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 식물에 조사되어 성장을 촉진 시키거나, 제3 양자에너지발생기(443)의 코일의 권선방향이 동일한 방향 또는 서로 반대방향으로 권선된 솔레노이드형상 또는 트로이드 형상의 제1,제2 코일(433a,433b)을 본체(431)의 양측면 또는 전면 및 배면 그리고 하부면에 면접하여 설치하고 전원 공급기(433c)에서 생성된 전원을 도선을 통하여 공급하면 전류의 흐름 방향과 90도 각도로 동일한 방향으로 자기장이 생성되어 식물에 조사 되거나 또는 서로 반대방향으로 자기장이 생성 및 본체 중심면 부근에서 자기장이 중첩 소멸 되면서 제로자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 곤충에 조사되어 성장을 촉진 시키는 제3 재배조(430)인 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제13항, 제14항, 제15항, 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
제1재배조(410), 제2재배조(420), 제3재배조(430)의 제1자기장 발생기(441)에서 자기장을 발생하는 영구 자석은 페라이트자석, 알리코자석, 사마륨코발트자석, 네오디움자석, 중에서 어느 한가지 자석이 선정되어 사용되고 자기장의 세기는 1 내지 200가우스범위로 사용되어 식물 또는 곤충의 성장을 촉진하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제13항, 제14항, 제15항 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
제1재배조(410), 제2재배조(420), 제3재배조(430)의 제2 양자에너지 발생기(442)는 헬름홀츠 코일 형상이며 권선 방향이 서로 반대방향으로 권선된 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b) 및 전원공급기(442c)로 구성되되고, 제3 양자에너지 발생기(443)는 권선 방향이 서로 반대방향으로 권선된 솔레노이드 코일 형상, 또는 트로이드 형상의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b) 및 전원공급기(443c)로 구성되어, 전원 공급기(442c,443c)에서 제2 양자에너지 발생기(442)의 제1,제2자기장 발생코일(442a,442b) 또는 제3 양자에너지 발생기(443)의 제1,제2자기장 발생코일(443a,443b)에 전원을 공급하면 전류 흐름 방향의 90도 각도의 서로 다른 방향으로 자기장이 조사되고 제1재배조(410) 또는 제2재배조(420)또는 제3재배조(430)의 중심선 상에서 자기장이 중첩되어 소멸되면서 제로 자기장 상태에서 양자에너지가 생성되어 재배조에 식재된 식물또는 곤충의 성장을 촉진하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
미네랄 공급장치(500)는 본체(501), 펌프(511), 배관(512), 배출관(513), 벤트관(514), 드레인관(515), +극 전극판 거치대(521), +극(522), -극 거치대(523), -극(524), 직류전원 공급장치(525), IGBT형 직류전원 공급장치(526), 자동전원 교환장치(527), 도선(528)로 구성되는 제1 공급장치(510)와 첨가물질저장탱크(531), 정량펌프(532), 배관(533)으로 구성되는 제2공급장치(530)으로 구분되어, 제어반(500)에서 펌프(511) 및 IGBT형 직류전원 공급장치(526)에 전원을 공급하면, 펌프(511)가 가동하여 재배조의 양액을 배관을 통하여 본체 내부로 회수하면서 IGBT형 직류전원 공급장치(526)에서 전원을 거치대(522,523)에 설치된 +극(522) 및 극(524)에 공급하면 전기분해작용이 개시되고 +극(522)에서 금속이온을 용출시켜 전기전도도 조절 및 양액에 미네랄을 공급하는 방법과 전기전도도 센서에서 계측된 데이터에 의해 첨가물질저장탱크(531)에 저장된 첨가물질을 정량펌프(532)을 가동시켜 적정량을 배관(533)으로 공급하는 방법으로 전기분해반응과 여과기능이 내장된 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제19항에 있어서,
미네랄 공급장치(500)의 제1 미네랄 공급장치(510)는 직류전원 공급장치(525)또는 IGBT형 직류전원 공급장치(526)에서 생성된 직류전원을 도선을 통하여 +전극(522) 및 -극(524)에 인가하여 +전극(522)에서 금속이온을 용출시키는 방법으로 미네랄을 공급하는 방법으로 +전극(522) 및 -극(524)의 재질은 식물성장의 필수영양소를 이온형태로 공급하기 위하여 나트륨(Na), 칼륨(K) 공급원은 나트륨(Na)-칼륨(k)합금(Na-k alloy)을 사용하고, 니켈(Ni) 및 망간(Mn), 구리(Cu)공급원은 니켈-망간합금(Ni-Mn aolly), 니켈-구리합금(Ni-Cu alloy), 망간- 구리합금(Mn-Cu alloy)을 사용하고, 알루미늄(Al),구리(Cu)공급원은 알루미늄-구리합금(Al-Cu alloy)을 사용하고, 구리(Cu),아연(Zn)공급원은 아연괴(alloy), 아연도금 강판 및 구리-아연 합금(Cu-Zn alloy)을 사용하고, 구리(Cu),주석(Sn)공급원은 구리-주석합금(Cu-Sn alloy)을 사용하고, 구리(Cu),티타니아(Ti)공급원은 구리-티타니계 동합금(Cu-Ti alloy)을 사용하고, 구리(Cu),니켈(Ni),규소(Si)공급원은 구리-니켈-규소계 합금(Cu-Ni-Si alloy)을 사용하고, 탄소(C)공급원은 고강도 탄소 플레이트를 가공하여 사용하거나, 흑연봉을 사용하거나, 분말카본에 결합제를 첨가하여 압축성형시키거나, 탄소 그래핀 재료사용하고, 철(Fe) 공급원은 카본스틸(SS400), STS304, 페로망간, 페로티탄, 페로 니켈, 페로지르콘, 페로브론, 페로 몰리브덴, 페로 포르포스, 페로 바다듐을 사용하고, 붕소(B)공급원은 붕소강을 사용하고, 인(P)공급원은 인이 0.1w% - 20w%함유된 코발트(CO)-인(P)촉매, 니켈(Ni-인(P)촉매, 티타늄(Ti)-인(P)촉매, 바다듐(V)-인(P)촉매, 크롬(Cr)-인(P)촉매, 망간(Mn)-인(P)촉매, 철(Fe)-인(P)촉매, 구리(Cu)-인(P)촉매, 아연(Zn)-인(P)촉매, 코발트(CO)-니켈(Ni)-인(P)촉매, 코발트(CO)-구리(Cu)-인(P)촉매, 코발트(CO)-아연(Zn)-인(P)촉매의 전이금속촉매 중에서 어느 한가지 이상의 촉매물질을 분말카본과 결합제를 혼합하여 성형시켜 제조된 인(p) 합금을 사용하고, 마그네슘(Mg)공급원은 마그네슘(Mg), 유럽에서 생산하는 마그네슘(Mg)합금인 Mg-Al-(Zn)-(Mn)계(제품명 : 일렉트론)합금 또는 미국 다우케미컬사에서 생산하는 MG-Zn-Zr계 또는 Mg-히토류계, Mg-미시메탈계, Mg-Ce계, Mg-La계중에서 어느 한가지 이상의 재질을 사용 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제19항에 있어서,
미네랄 공급장치(500)의 제2 미네랄 공급장치(530)는 첨가물질저장탱크(531), 정량펌프(532), 배관(533)으로 구성되어 전기전도도 검출센서에 의해 계측된 데이터 또는 양액 수질분석 데이터에 의해 첨가물질저장탱크(531)에 저장된 첨가물질을 정량펌프 (532)를 이용하여 배관으로 본체(501)에 공급하는데 첨가물질저장탱크(531)에 저장되는 첨가제 물질은 나트륨-칼륨기를 갖는 타르타르산(KNaC4H4O6.4H2O), 붕소함유 인공 염수(간수)와 수산화칼슘을 포화시켜 제조하는 Carciumborate(CaB2O5,H2O) 또는 붕사, 붕산 붕소 화합물중에 어느 한가지 이상이 선정된 물질, 인(p) 합금에는 인이 0.1w% - 20w%함유된 코발트(CO)-인(P)촉매, 니켈(Ni-인(P)촉매, 티타늄(Ti)-인(P)촉매, 바다듐(V)-인(P)촉매, 크롬(Cr)-인(P)촉매, 망간(Mn)-인(P)촉매, 철(Fe)-인(P)촉매, 구리(Cu)-인(P)촉매, 아연(Zn)-인(P)촉매, 코발트(CO)-니켈(Ni)-인(P)촉매, 코발트(CO)-구리(Cu)-인(P)촉매, 코발트(CO)-아연(Zn)-인(P)촉매의 전이금속촉매 중에서 어느 한가지 이상의 물질이 선정되어 저장 및 양액에 공급되는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜 - 제19항에 있어서,
직류전원 공급기(525)는 감압 트랜스 포머(525a), 정류회로(525b), 도선(525c), 극성변환기(525d)로 구성되며, IGBT전원공급기(526)은 감압 트랜스 포머(526a), 정류회로(526b), IGBT인버터(526c), 전원 출력부(526d), 제어신호 생성부(526e), 마이컴(526f), 극성변환기(526d)으로 구성되어, 극성변환기(526d)에서 직류전원공급기(525) 또는 IGBT전원공급기(526)에서 +전극(522) 및 -극(524)에 공급하는 직류전원을 주기적으로 변환하여 즉, +전극(522)에 공급되는 전원이 일정시간 경과 후 -극(524)에 공급되고 -극(524)에 공급되는 전원이 일정시간 경과 후 +극(522)에 공급되도록하여 +전극(522) 및 -극(524)이 균등하게 마모되게 하고,스위칭 소자 이용 복수개의 전극(+극,-극) 전체 또는 개별전극(+극,-극)에 직류전원을 선택적으로 공급하여 +전극(522)에서 용출량을 조절하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제19항에 있어서,
미네랄 공급장치의 첨가물질 공급수단은 저장탱크(531), 정량펌프(532), 배관(533), 농도 검출센서(534)로 구성되고, 첨가물질저장탱크(531)에 저장되는 물질은 토르말린, 귀양석, 황토, 견운모의 운모석, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석에서 선택된 하나이상의 천연석 재질과 석영, 몬조나이트, 편마암류 및 유문암질의 응회암과같이 천연광물질군으로 부터선택된 어느 하나 이상을 포함하는 원적외선 방사물질과 스트론륨, 바다듐, 지르코늄, 세륨, 네오디움, 란탄, 바륨, 루비듐, 세슘중에서 선택된 하나의 희토류 천연석의 음이온 방출물질 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질 또는 하수슬러지 소각애쉬, 플라이애쉬, 제강공장에서 배출되는 슬래그중에서 어느 한지 이상의 애쉬 또는 슬래그가 선택되고, 염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH)의 산 중에 어느 한가지 산을 선택하여 저장하고 저장된 첨가물질을 농도 검출센서(534)에서 전송되는 데이터에 의해 제어반(900)에서 정량펌프(532)에 전원을 공급하여 정량펌프(532)가 가동되어 선택된 첨가물질을 공급하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
전기응집 기능이 내장된 여과장치(600)는 하부가 경사진 직육면체 형상 또는 하부가 원뿔 형태의 원기둥 형상이고 재질은 스테인레스 스틸(STS304, STS316L), 유리섬유 성형폼(FRP), 카본스틸에 내 부식 페인트를 도장한 재질중에서 어느 한가지 재질을 선정하여 제작하는 본체(601), 본체(601) 측면 일측 상부에 설치되는 유입관(602) 및 간격을 두고 측면 일측 하부에 배출관(603)이 설치되고, 하부 중심면에 드레인관(604)이 설치되며, 본체(601)하부 경사진부분 에 일정직경의 홀(미도시)이 원주면상에 복수개 타공된 홀(미도시)이 타공된 구획판(611) 및 구획판(611)하부에 면접하여 설치되는 하부챔버(612) 구획판(611)상부 중심부에 고정용 볼트(613)가 설치되고 간격을 두고 출수관(614)이 설치되며 간격을 두고 전기응집기의 -극(622)이 설치되고, 간격을 두고 복수개의 필터(615)가 설치되며, 필터(615)와 본체사이에 +극(621)이 고정구에 설치되며 본체를 관통하여 설치된 소◎으로 본체 외부에 설치된 전원공급기(623)와 연결된 도선(624)이 삽입되어 상기 +극(621) 및 -극(622)에 연결되고, 필터(615)의 상 단면에 고정스프링(616)이 설치되고, 고정스프링(616)에 면접하여 고정판(617)이 설치되고, 고정판 상부면에 면접하여 고정너트(618)에 삽입되어 조임으로 스프링(616)에 압력을 가하여 필터(615)를 고정하며, 또한 본체 상부면 일측에 압력스위치(619) 및 압력계(619a)가 설치되어 필터의 차압을 지시하며 미네랄 공급기(500)에서 발생되는 금속이온, 금속 염, 플라이애쉬의 광물 및, 재배조(410,420)에서 유입된 부유물이 펌프(511)의 압력으로 유입관(562)으로 본체(601) 내부로 유입되면서 전기응집기의 전원 공급기(623)에서 생성된 전원을 도선(624)을 통하여 +극(621),-극(622)을 공급하면 +극에서 용출되는 알루미늄 이온과 응집반응하여 부피가 확대되어 필터(615)를 통과하면서 여과된 양액은 배출관(603)을 통해 양액제조기(700)로 공급되고, 필터에 걸러진 오염물 및 오염물질중 비중이 큰 물질은 구획판(611)의 원주면에 일정직경으로 타공된 홀로 비중차로 본체(601)의 하부 경사진곳으로 회수되면서 드레인관(604)을 통하여 외부로 배출되고 비중이 가벼운 물질은 필터에서 여과되어 출수관(614)로 유입되어 하부챔버(612)를 거쳐 배출관(603)으로 배출되어 PH조정 및 양액 저장조(700)로 배출하는데, 필터(615)에서 여과과정에서 오염물질이 여재의 눈막음 현상에 의해 차압이 발생하고 차압의 정도를 본체(601)상부에 설치된 압력계(619a)에서 지시하고 필터(615)의 차압이 사전에 프로그램되어 제어반에 입력된 차압수치를 초과시 제어회로에 의해 순환펌프(611)를 정지시켜 필터(615)의 여과재의 찢어짐 및 과압에 의한 누수예방 및 장치 고장요인을 사전에 예방하며 경고음을 취명하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
양액 제조기(700)는 본체(710), pH 조절기(720), 산소 및 산화질소 용해기(730), 냉각기(740), 첨가제 공급부(750)로 구성되며 본체(710)는 정육면체 또는 직육면체 또는 원형 탱크 형상이며 재질은 스테인레스 스틸(STS304, STS316L), 유리섬유 성형폼(FRP), 카본스틸에 내 부식 페인트를 도장한 재질중에서 어느 한가지 재질을 선정하여 사용하며, 상기 본체(710) 측면 일측 상부에 여과장치(600)의 유출관(603)과 연결된 유입관(711)이 연결 설치되고 유입관(711)과 간격을 두고 직수 공급관(712)이 설치되고 유입관 (711)과 간격을 두고 본체(710) 측면 일측 하부에 배출관(613)이 설치되고 배출관(713)과 간격을 두고 순환관(714)이 설치되고, 본체 하부면에 드레인관(715)이 설치되며 상부면 중심부에 정사각형의 점검구(616)가 설치되고, 점검구(616)와 간격을 두고 수위 검출센서(717)이 설치되어,
여과장치(600)에서 이물질이 여과된 순환수는 유입관(711)을 통하여 양액 제조기(700) 본체(710)로 유입되고 적정유량이 유입되면 수위검출센서(717)이 수위를 실시간 계측하여 제어반에 사전에 프로그램되어 입력된 제어회로에 의해 순환 펌프(711)을 정지 시키고, 초기 시작 및 재배조(401)에서 식물 재배중 증발 및 일부 배수로 본체(711)의 수위가 감소 하였을 때는 직수 공급관(712)상에 설치된 pH 전자밸브를 개방하여 감소된 수위만큼 물을 보충하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제25항에 있어서,
pH 조절기(720)는 산성용액 저장탱크(721), 정량펌프(722), 공급관(723), 알카리용액 저장탱크(724), 정량펌프(725), 공급관(726), pH센서(727)로 구성되며, 순환되는 양액의 pH를 pH6.0 내지 pH 8.0범위로 제어반에 사전에 프로그램되어 입력된 제어회로에 의해 유입되는 양액의 pH수치가 8.0초과시 pH센서가 실시간 순환수의 pH 검출하여 실시간으로 제어반에서 산성용액용 정량펌프(722)를 가동하여 산성용액 저장탱크(721)에 저장된 염산(HCL), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 구연산(C6H8O7), 구연산(C6H8O7), 아세트산(CH3COOH)중에 어느 한가지가 선정된 산성용액을 흡입 및 가압하여 양액제조기의 본체(710)에 공급하면서 양액의 pH수치를 pH6.0 내지 pH 8.0범위로 조절하고,
양액의 pH수치를 pH6.0 이하로 목표 관리치를 초과할 경우 pH센서가 실시간 순환수의 pH 검출하여 실시간으로 제어반에서 알카리용액용 정량펌프(722)를 가동하여 알카리액 저장탱크(724)에 저장된 수산화나트륨(Na(OH)), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화리튬(LiOH), 수산화알미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH2)), 수산화암모늄(NH4OH)의 알카리용액중에 어느 한가지가 선정된 산알카리용액을 정량펌프(725) 흡입 및 가압하여 양액제조기의 본체(710)에 공급하면서 pH센서가 실시간 순환수의 pH 검출하여 검출된 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절되면 정량펌프(725)를 가동 중지하여 양액의 pH수치가 pH6.0 내지 pH8.0 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
산소 및 산화질소생성기(732), 산소 및 산화질소용해기(733), 순환펌프(734)로 구성되는 산소 및 산화질소수 공급기(730)의 산소 및 산화질소생성기(732)는 필터하우징(732a), 외부공기 급기FAN(732b), 양 끝단면이 원형이고 내통(732e) 및 외통(732d)의 이중 원기둥 형상의 방전챔버(732c), 솔레노이드코일 형상의 제1 자기장발생코일겸 방전전극(732d)및 권선방향이 제1 자기장발생코일겸 방전전극(732d)과 반대방향으로 권선되고 솔레노이드 형상의 제2 자기장발생코일겸 접지전극(732e)및 고전압발생기(732f)및 도선(732g)으로 구성된 제4양자에너지 발생기(732j)로 구성되어, 제어반(900)에서 양자에너지발생기(732) 및 급기FAN(732b)에 전원을 공급하면 고전압발생기(732f)에서 생성된 고전압이 도선(732g)을 통하여 제1 자기장발생코일겸 방전전극(732d)및 제2 자기장발생코일겸 접지전극(732e)에 공급하면 전류의 흐름방향과 90도 방향으로 자기장이 생성되면서 방전이 개시되며 동시에 고전계전자에너지 대역이 형성되고, 급기FAN(732b)에 의해 흡입 및 가압되어 제1자기장 코일겸 방전전극(732d), 제2자기장 코일겸 접지전극(732e)를 통과 과정중에 서로 반대방향의 자기장이 조사 및 상쇄되는 과정에 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 동시에 고전계전자에너지가 공기(질소(N2);78.8%, 산소(O2);20.8%, 수증기의 물분자(H2O)에 인가되어 해리, 여기, 이온화, 산화, 환원 반응의 전기 화학적 반응으로 기체상물질을 해리하여 활성기체를 산화반응에 의해 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 히드록실이온(OH- Radical) 이온 활성기체가 생성되고, 생성된 활성기체와 공기중 악취물질이 산화 환원반응으로 악취물질을 정화하고 동시에 히드록실이온(OH-Radical) 이온이 부유공기중의 세균 및 바이러스의 세포막을 천공하여 소독, 살균, 멸균하면서 방전챔버(731c)에서 배출된 후 가압기(732h)에 흡입 되어 300mmaq 내지 3kg/cm범위로 가압된 후 산소 및 산화질소용해기(632)의 내통 및 외통의 중공구조 형태의 본체 외통 내부에 설치된 제1자기장 코일겸 수중 방전극(633d), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(633e)의 한 끝 단면에 각각 연결되어 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)의 내부로 공급되는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제27항에 있어서,
산소 및 산화질소수 용해기(733)는
한 끝단면이 원형이고, 다른 끝단면은 벤츄리 이젝터 형상의 원뿔 형상으로 마감 처리된 외통(731a) 내통(732b)의 중공구조 이며, 트리거 전극겸 충돌부재(733c)로 구성된 본체(731), 솔레노이드 형상이며 외통(731) 내부원주면에 설치되는 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 솔레노이드 형상이며 권선방향이 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a)과 반대방향이며 내통(732b) 외표면의 원주방향으로 설치되는 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b), 트리거 전극겸 충돌부재(733c), 고전압 펄스전원 공급기(733d) 및 도선(733g)으로 구성된 제5양자에너지 발생기, 양액 공급펌프(734) 및 공급관으로 구성되어, 제어반(900)에서 순환펌프(734), 양자에너지 발생기의 고전압 펄스전원 공급기(734), 양자에너지 발생기의 가압기(732h)에 전원을 공급하면, 양액 공급펌프(734)가 가동되어 본체에 저장된 양액을 흡입 및 가압하여 본체내부 외통과 내통 사이로 공급하면서, 가압기(732h)를 가동하여 산소 및 산화질소 생성기(732)에서 생성된 산소 및 산화질소가 함유된 활성기체를 외표면에 일정직경의 미세기공이 타공된 양자에너지 발생기의 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 공급 및 양액속에 분사하여 양액과 산소 및 산화질소가 함유된 활성기체가 혼합된 유체상태를 형성하고, 이어서 고전압 펄스전원 공급기(734)에서 생성된 펄스형태의 고전압을 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b), 트리거 전극(733c)에 인가하면 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 트리거 전극(733c)에서 수중 방전이 개시되며, 제1자기장 코일겸 수중방전극(733a), 및 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에서는 전류의 흐름방향과 90도 방향으로 자기장이 생성되어 수중에 조사 및 외통과 내통 중심 거리에서 자기장이 서로 반대방향의 자기장이 조사 및 상쇄되는 과정에 제로 자기장 상태에서 생성되는 양자에너지가 조사되면서 양액에 혼합된 활성기체가 1차 파괴(탈포)되어 활성기체에 함유된 산소이온 및 산화질소 이온이 양액에 용해되고,이어 벤츄리 목부를 통과 과정에서 가압 및 감압에 의해 2차 2차 파괴되고 이어 트리거 전극에의 수중 방전에 의해 3차 파괴되는 과정에서 산소 및 산화질소 이온이 양액에 용해되는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제27항에 있어서,
산소 및 산화질소용해기(733)의 제5양자에너지 발생기(733j)는 본체 외통(731) 내부에 설치되는 솔레로이드 형상의 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 본체 내통(732) 외부에 설치되는 제2자기장 코일겸 733d-1수중접지전극(733b), 충돌부재겸 트리거 전극(733c), 고전압펄스장치(733-1,733-2,733-3,733-4), 트리거전압발생기(733e), 도선(733g)로 구성되어,고전압 펄스 발생장치(733)의 출력측 전압은 1KV 내지 30KV 범위내서 적정전압을 선택하여 선정하고, 전류값은 5A 내지 300A 범위내서 적정전압을 선택하여 선정하며, 펄스반복율(단위시간당 펄스횟수;PRR)은 20Hz 내지 10KHz 범위내서 적정전압을 선택하여 선정하며, 펄스폭은 1ms 내지 5ms범위내서 적정전압을 선택되어 출력되는 전원을 도선을 통하여 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b)에 인가하고, 트리거 전압발생기(733e)에서 생성되는 전압을 도선을 통하여 충돌부재겸 트리거전극(733c)에 인가하여, 제1자기장 코일겸 수중 방전극(733a), 제2자기장 코일겸 수중접지전극(733b) 및 충돌부재겸 전압전극(733c) 사이에서 펄스에너지가 전달시켜 방전 및 이들 방전극(733a,733b,733c)사이의 전위차를 1V 이상으로 유지하여 전기천공 살균 방법으로 유입 양액중의 인삼뿌리를 썩게하는 인삼뿌리 썩음병을 발생시키는 병원균인 Cylindrocarpon속의 Cylindrocarpon destructans, Cylindrocarpon candidum, Cylindrocarpon album 과 잿빛곰팡이병을 발생시키는 병원균인 Botrytis cinerea,모잘록병을 발생시키는 병원균인 Rhizolctonia solani, 시들음병을 발생시키는 병원균인 Fusarium oxysporum, 역병을 발생시키는 병원균인 Phytophthora cactorm, 점무늬병을 발생시키는 병원균인 Alternaria panax, 균핵병을 발생시키는 병원균인 Sclerotinia Sclerotiorum을 살균하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제25항에 있어서,
첨가제 공급수단(750)은 저장탱크(751), 교반기(752), 정량펌프(753), 공급관(754), 전자밸브(755)로 구성되며, 양액제조기(700)의 상부 일면에 상부에 교반기(752)가 설치된 저장탱크(751)가 설치되고, 저장탱크(751)와 간격을 두고 정량펌프(753)가 설치되며, 정량펌프(753)의 흡입 배관은 저장탱크(751)의 측면 하부에 연결 설치되고, 토출배관은 양액제조기(700)의 본체 상부면을 관통하여 내부에 저장된 양액에 접촉되는 길이만큼 연결 설치(C)되며 배관 일측에 전자밸브(755)가 설치되고 저장탱크(751)의 재질은 스테인레스 스틸(STS304), PVC, PE, FRP, 고무 재질중에 어느 한가지 이상의 재질을 선정하여 사용하고, 저장탱크 내부에 저장하는 물질은 옥신(auxine), 지베렐린(gibberellins), 사이토키닌(cytokinins), 에틸렌(ethylene), 앱시스산(abscisic acid), 브라시노스테로이드(brassinosteroids), 살리실산(salicylic acid), 자스몬산(jasmonic acids), 스트리고락톤(strigolactone), 시스테민(systemin), 피토설포카인(phytosulfokine), 클라바타(CLV3), 노둘린(ENOD40), 플로리겐(florigen)중에서 어느 한가지 이상의 물질을 투입하는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜. - 제1항에 있어서,
소형 이동식 스마트 팜(800)은 직육면체 형상이며 전면이 유리가 스틸, 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS304), PE재질중에 어느 한가지 재질이 선택도어 가공되는 프레임에 설치되는 도어(802), 카본스틸에 분체도장을 한 이중구조 또는 스테인레스 스틸(STS304)중에 어느 한가지 재질이 선택되는 재질 외부와 내부사이에 우레탄폼 재질의 단열 및 보냉재가 삽입된 본체(802), 최하부에 FOOT MASTER형태의 바퀴(803)가 복수개가 설치되고, 본체 내부를 5개의 독립실로 구획한 최하부 제1실(805)에는 냉각기(830)의 압축기(831), 응축기(832), 응축기용 냉각FAN(832a)가 설치되고, 최상층인 제5실(809)에는 냉각기(830)의 팽창밸브(834), 증발기(835) 및 순환 FAN(835a)가 설치되고, 제3실(807) 및 제4실(808)에는 각각 상부면이 없는 직육면체의 재배조(821)와 간격을 두고 상부 고정틀에 식물의 광합성에 필요한 광원을 조사하는 복수개의 LED 램프(851) 및 전원공급기(852)가 설치되고, 재배조(821)내부에는 배지에 인삼 재배대상 식물이 복수개가 식재되고, 좌측면 일측에 양액 유입관(821)이 연결되고 내부에 양액유입관(821)과 연결되는 양액 분사노즐(821a)가 설치되고, 간격을 두고 삼각 기둥형태의 배플(821b)이 서로 간격을 두고 복수개가 바닥면에 면접하여 설치되고 간격을 두고 양액을 흡입하는 흡입격판(821c)이 설치되고, 흡입격판(821c)와 연결되는 배출관(822)가 연결되며 바닥면 또는 양측면 일측,또는 전면 배면 일측에 설치되는 자기장 발생기 겸 양자에너지 발생기의 제1,제2코일(861,862) 및 전원공급기(863)이 설치되는 재배조(820)가 상하로 복수개가 설치되며,
상기 재배조(820)의 우측면 일측에 설치되는 양액 배출관(822)는 제2실(806)에 설치된 순환펌프(823)과 연결되며, 순환펌프(823)의 토출관은 간격을 두고 에어 가압기(824a)의 배관이 목부에 연결된 벤츄리 이젝터(824)가 설치되고 간격을 두고 필터하우징(825)가 연결 설치되며, 상기 필터하우징(825)는 양액유입관(821)과 연결되며, 또한, 상기 제2실(806)내부에 순환펌프(823)과 간격을 두고 순환FAN(811)이 설치되고 간격을 두고 내부에 고전압 발생기(816)에서 생성된 고전압을 도선을 통해 인가받는 제1자기장 발생기겸 방전전극(813) 및 제2자기장 발생기겸 접지전극(814)이 서로 마주보게 설치되는 방전 챔버(812)가 설치되고, 방전챔버(812)는 토출관과 설치되고 상기 순환FAN(811)의 흡입측에는 제4실(808)의 공기를 흡입하는 흡입관(817)이 설치되며,순환FAN(811)과 간격을 두고 전원공급기로 전원을 공급받는 전기히터(841)이 설치되며 본체(801)일 측면 또는 본체(801)내부 제3실 일측에 제어반(900)이 설치되는 것을 특징으로 하는 양자에너지가 조사되는 온실가스 배출 저감형 스마트 팜.
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