(57)【要約】本発明は、微細藻類バイオ燃料製造用プラントを提供する。前記プラントは、内部空間を有するプラント空間部と、前記プラント空間部の内部空間に配置され、外部から提供される微細藻類が含まれた流体を、互いに異なる位置で連続的に循環させて培養する培養部と、前記プラント空間部の内部空間の温度値を、既設定の温度値範囲に含まれるようにする温度調節部を含む。
2014515931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有するプラント空間部と、
前記プラント空間部の内部空間に配置され、外部から提供される微細藻類が含まれる流体を、互いに異なる位置で連続的に循環させて培養する培養部と、
前記プラント空間部の内部空間の温度値を、既設定の温度値範囲に含まれるようにする温度調節部とを含むことを特徴とする微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項２】
前記プラント空間部は、コンクリートからなる底部と、前記底部の縁を囲む壁体部と、
前記壁体部の縁から内部空間を成すように上部を覆う天井部と、前記壁体部に設けられ、内部空間を開閉する１又は複数の扉とを含み、 
前記壁体部、前記天井部、及び前記扉のそれぞれは、アルミニウム材質の格子フレームと、前記格子フレームの間に設けられるガラス板とを備えることを特徴とする請求項１に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項３】
前記培養部は、
前記プラント空間部の内部空間に配置され、流体が一定量貯留され、前記流体の循環流路を形成する水槽と、
前記水槽に配置され、外部から動力を伝達され、前記流体を前記循環流路に沿って強制流動させるように回転する水車とを含むことを特徴とする請求項２に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項４】
前記水槽の下端部は、前記底部に挿設されることを特徴とする請求項３に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項５】
前記水槽は、
上方に開口し、流体が貯留される貯留空間を有する水槽胴体と、
前記水槽胴体の内部底から上方に突出形成し、前記循環流路を成す隔壁とを備えることを特徴とする請求項３に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項６】
前記水槽胴体の貯留空間側面と、前記隔壁の外側面とのそれぞれには、 
前記水槽胴体の貯留空間側面と、前記隔壁の外側面との間の幅が、前記水槽胴体の内部底に沿って逐次狭くなるように案内する斜面が形成されることを特徴とする請求項５に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項７】
前記水槽胴体の貯留空間側面と、前記隔壁とのそれぞれには、前記流体の貯留水位を限定する流体限定溝が形成されることを特徴とする請求項５に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項８】
前記水車は、 
前記循環流路上に配置されるように、前記水槽胴体に選択的に固定される支持部材と、外部から動力を伝達されて回転するように、前記支持部材に両端が回転支持される回転軸と、
板状に形成され、前記回転軸に放射状に設けられる第１のブレードと、 
前記第１のブレードの端部に設けられ、前記各第１のブレードと一定角度の傾斜を成す第２のブレードと、 
前記回転軸に連結され、前記回転軸を回転させる回転モータと、 
前記回転モータの作動を制御する水車制御ユニットとを備えることを特徴とする請求項５に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項９】
前記水車制御ユニットは、前記温度調節部から電気的信号を伝送されて、前記測定される温度値により、前記回転軸の回転速度を可変調節することを特徴とする請求項８に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項１０】
前記温度調節部は、 
前記培養部の底に設けられ、前記底を一定温度で加熱する加熱ユニットと、 
外部から電気的信号を伝送されて、前記プラント空間部の内部空間を開閉する１又は複数の開閉ユニットと、 
前記プラント空間部の内部の温度値を測定する温度センサと、 
前記温度センサで前記測定される温度値が、前記既設定の基準温度値範囲に含まれるように、前記加熱ユニット及び前記開閉ユニットの作動を制御する制御ユニットとを備えることを特徴とする請求項１に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項１１】
前記各開閉ユニットは、 
前記プラント空間部の内部を開閉するように、前記プラント空間部に回転支持される開閉扉と、 
前記プラント空間部に設けられ、前記制御ユニットから制御信号を伝送されて回転するモータ軸を有するモータと、 
前記モータ軸と連結されるギアと、
前記開閉扉から突出形成され、前記ギアと曲線経路に沿って歯合し、前記モータ軸の回転動作により、前記開閉扉を回転させるラックとを備えることを特徴とする請求項１０に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項１２】
前記加熱ユニットは、 
一定の間隔を隔てて、前記培養部の底に埋設される循環パイプと、 
前記循環パイプと連結され、前記制御ユニットから電気的信号を伝送されて、暖房水を  一定温度で加熱し、前記加熱される暖房水を、前記循環パイプに供給して循環させるボイラーとを備えることを特徴とする請求項１０に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項１３】
前記プラント空間部の内部には、照明部が更に設けられ、
前記照明部は、 
前記培養部の上に配置され、外部から電気的信号を伝送されて、一定の照度で発光される発光素子と、 
前記発光素子と電気的に連結され、既設定の照度及び発光時間となるように、前記発光素子に信号を伝送する照明制御ユニットとを備えることを特徴とする請求項１に記載の微細藻類バイオ燃料製造用プラント。
【請求項１４】
上部が開放し、内部にバイオ燃料製造用流体の循環経路が形成される培養部と、
前記循環経路上に配置され、前記流体を、循環経路に沿って強制循環させ、前記流体に酸素を提供する流体流動部とを含むことを特徴とするバイオ燃料製造用培養槽。
【請求項１５】
前記培養部は、 
前記流体が貯留される貯留空間が形成される側壁と、
前記側壁の下端部を繋ぐ底と、 
前記底の中央部に直立するように設けられ、前記貯留空間を区切って前記循環経路を形成する隔壁とを備えることを特徴とする請求項１４に記載のバイオ燃料製造用培養槽。
【請求項１６】
前記循環経路の断面幅は、前記培養部の上方から下方に沿って、逐次狭くなることを特徴とする請求項１５に記載のバイオ燃料製造用培養槽。
【請求項１７】
前記側壁と前記隔壁の互いに対向する面には、前記培養部の上方から下方に沿って、対向する面の間隔が逐次に狭くなるようにガイドする斜面が形成されることを特徴とする請求項１６に記載のバイオ燃料製造用培養槽。
【請求項１８】
前記培養部の下端部は、地上に一定の深さで挿設されることを特徴とする請求項１４に記載のバイオ燃料製造用培養槽。
【請求項１９】
前記側壁、及び前記隔壁には、前記流体の貯留水位を限定する流体水位限定溝がそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１５に記載のバイオ燃料製造用培養槽。
【請求項２０】
前記流体流動部は、 
前記培養部に設けられ、回転軸を有する支持部材と、 
前記回転軸の外周から放射状に形成され、端部が一定角度で曲げられ、流体を流動させる板状のブレードと、 
前記回転軸と連結され、外部から電気的信号を伝送されて、前記回転軸を回転させる回転モータと、 
前記回転モータと電気的に連結され、前記回転モータの作動を制御する流体流動部制御ユニットとを備えることを特徴とする請求項１４に記載のバイオ燃料製造用培養槽。
【請求項２１】
前記各ブレードは、前記回転軸の外周から放射状に設けられる板状の第１のブレード と、 
前記第１のブレードと一定角度で傾くように、前記第１のブレードの端部に設けられる板状の第２のブレードとを備えることを特徴とする請求項２０に記載のバイオ燃料製造用培養槽。
【請求項２２】
前記回転軸と前記各ブレードとの間には、支持フレームが更に設けられ、
前記支持フレームは、 
前記回転軸の外周の複数の位置から放射状に一定の長さ延在する複数の第１の支持フレームと、 
前記回転軸の円周方向に沿って、前記各第１の支持フレームの端部を繋ぎ、前記各ブレードが固定される第２の支持フレームとを備えることを特徴とする請求項２０に記載のバイオ燃料製造用培養槽。
【請求項２３】
循環流路が形成され、プラント室内に配置される培養槽に微細藻類を含む流体を貯留する流体貯留段階と、
前記流体を、前記循環流路に沿って、連続的に循環させる流体循環段階と、
前記プラント室内の内部空間の温度値を、既設定の温度値範囲に含ませ、前記プラント室内の内部空間の温度値により、前記培養槽の温度値を制御する温度調節段階と、
前記流体から微細藻類を分離して搾乳する分離・搾油段階とを含むことを特徴とする微細藻類バイオ燃料製造方法。
【請求項２４】
前記流体循環段階は、前記循環流路上で強制流動を発生させる強制循環器を培養槽に配置し、
前記強制循環器を作動させて、前記流体を前記循環流路に沿って、連続的に強制流動させることを特徴とする請求項２３に記載の微細藻類バイオ燃料製造方法。
【請求項２５】
前記培養槽の内部に隔壁を備えて、前記循環流路を形成し、 
前記培養槽の内側壁と前記隔壁に水位限定溝を形成し、 
前記流体の水位を前記水位限定溝に達するようにして、前記培養槽に貯留することを特徴とする請求項２３に記載の微細藻類バイオ燃料製造方法。
【請求項２６】
前記流体循環段階において、前記プラント室内の内部空間の温度値、又は前記培養槽に貯留された流体の温度値により、前記強制流動の速度を可変するように前記強制循環器の作動を制御することを特徴とする請求項２４に記載の微細藻類バイオ燃料製造方法。
【請求項２７】
前記温度調節段階は、
前記培養槽の温度値と、前記プラント室内の内部空間の温度値とのいずれか１つを制御するか否かを選択する選択段階を経由し、
前記培養槽の温度値の制御を選択すると、前記プラント内部空間の温度値により、前記培養槽の温度を調節する培養槽温度調節段階を経由し、 
前記プラント室内の内部空間の温度値の制御を選択すると、前記プラント室内の内部空間の温度値を、前記既設定の温度値範囲に含ませるように、前記プラント室内の内部換気を調節する換気調節段階を経由することを特徴とする請求項２３に記載の微細藻類バイオ燃料製造方法。
【請求項２８】
前記培養槽温度調節段階は、
温度センサを用いて、前記プラント室内の内部の温度値を測定し、 
前記測定される温度値を制御ユニットに伝送し、 
前記制御ユニットを用いて、前記温度センサで前記測定される温度値が、前記既設定の第１の基準温度値範囲に含まれるように、前記培養槽の底に設けられる暖房ユニットの作動を介して、前記底を一定温度で加熱することを特徴とする請求項２７に記載の微細藻類バイオ燃料製造方法。
【請求項２９】
前記培養槽の底に循環パイプを埋設し、
ボイラーを用いて、前記制御ユニットから電気的信号を伝送されて、暖房水を一定温度で加熱し、前記加熱される暖房水を、前記循環パイプに供給及び循環させて、前記培養槽の底を加熱することを特徴とする請求項２８に記載の微細藻類バイオ燃料製造方法。
【請求項３０】
温度センサを用いて、前記プラント室内の内部の温度値を測定し、 
前記測定される温度値を制御ユニットに伝送し、 
前記制御ユニットを用いて、前記温度センサで前記測定される温度値が、前記既設定の第２の基準温度値範囲に含まれるように、１又は複数の換気調節ユニットの作動により、
前記プラント室内の内部空間を開閉することを特徴とする請求項２７に記載の微細藻類バイオ燃料製造方法。
【請求項３１】
前記循環流路に沿って循環される流体に、一定の光を提供する光提供段階を含み、
前記光提供段階は、 
前記培養槽の上に外部から電気的信号を伝送されて、一定の照度が発光されるランプを配置し、 
光制御ユニットを用いて、既設定の照度及び発光時間となるように、前記ランプを作動させることを特徴とする請求項２３に記載の微細藻類バイオ燃料製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオ燃料製造用プラントに関し、より詳しくは、微細藻類が大量培養可能な成長環境を造成して、バイオ燃料を製造することができるバイオ燃料の原料生産及びこれを用いた微細藻類バイオ燃料製造用プラントに関する。
【０００２】
また、本発明は、バイオ燃料製造用培養槽に関し、より詳しくは、微細藻類を含む流体を連続的に強制循環すると共に、酸素を供給して大量培養することができるバイオ燃料製造用培養槽に関する。
【０００３】
更に、本発明は、微細藻類バイオ燃料製造方法に関し、より詳しくは、微細藻類を大量に培養してバイオ燃料を製造することができる微細藻類バイオ燃料製造方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
一般に、微細藻類は、地球上で一番古い生物であって、その種類が数十万種に至る。このうち、約０.１％の微細藻類だけが生理活性があるものと報告されるが、極めて一部だけが産業的規模として培養される。
【０００５】
代表的に、クロレラやスピルリナのような微細藻類は、栄養補助食品、健康補助食品、水産養殖用飼料、代替医薬品、及びエネルギー資源などの様々な素材物質として開発されている。前記の微細藻類は、淡水又は海水に棲息し、根、幹、葉のない単細胞植物であって、葉緑素をもって光合性をする。前記微細藻類は、植物性脂肪酸、タンパク質、ミネラル、及び各種のビタミンが含有されているため、健康食品などへの活用度が大きい。前記微細藻類は、培養環境条件により、早い成長と増殖活動で短時日内に多い量を収穫することができるというメリットがあるため、バイオディーゼルの原料として無限な潜在性を有する。
【０００６】
従来には、前記微細藻類の培養環境を形成して成長させるために、下記の２つの方法を使用する。
【０００７】
第１に、藻類と培養水は、日光に対する最大の露出を保障するために、パイプを介して運搬される。藻類が実験室条件と類似な密閉型環境で成長することにつれ、藻類に対する汚染危険が相対的に低い。装備が開放型システムよりも少ない土地を占めるので、ヘクタール当りに生産性も高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来には、商業的水準のオイル量を生産するためには、数キロの管が必要であるため、設備自体が高価であり、このメインテナンスに投入されるコストが上昇するという問題点がある。
【０００９】
第２に、藻類を日光に露出するため、培養水を流す方法を用いる。従来のオープンポンドは、閉鎖型システムよりも設備自体のコストが安価であるが、貯留される海水が沈滞している状態を維持し、持続的な酸素の供給が行われないため、微細藻類が廃死するという問題点を有する。
【００１０】
そして、オープンポンドは外部に設けられるため、微細藻類が含まれる海水又は淡水だけでなく、その周辺の温度を制御することができず、実質的に、微細藻類の培養環境又は成長条件を可変に調節することができないという問題点を有する。
【００１１】
本発明の目的は、微細藻類を大量に培養可能な培養温度及び光合性のような成長条件を容易に制御することができるバイオ燃料の原料生産、及びこれを用いた微細藻類バイオ燃料製造用プラントを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、制限した空間で微細藻類を連続的に循環させると共に、微細藻類に連続的に酸素を提供して、微細藻類を容易に成長させることができる微細藻類バイオ燃料製造用プラントを提供することにある。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、微細藻類を含む流体を一定量に貯留し、これを強制循環及び酸素供給を連続的に実施して、大量に培養することができ、低い設備コストで行うことができるバイオ燃料製造用培養槽を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、微細藻類を含む流体の培養環境をリアルタイムで調節することができるバイオ燃料製造用培養槽を提供することにある。
【００１５】
更に、本発明の他の目的は、培養温度及び光合性のような成長条件を容易に制御して、微細藻類を大量に培養すると共に、微細藻類バイオ燃料を大量に生産することができる微細藻類バイオ燃料製造方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の更に他の目的は、制限したプラントの内部空間で微細藻類を連続的に循環させると共に、微細藻類に連続的に酸素を提供して、微細藻類を容易に成長させることができる微細藻類バイオ燃料製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
好適な様態において、本発明は、微細藻類バイオ燃料製造用プラントを提供する。
【００１８】
前記バイオ燃料製造用プラントは、内部空間を有するプラント空間部と、前記プラント空間部の内部空間に配置され、外部から提供される微細藻類が含まれる流体を、互いに異なる位置で連続的に循環させて培養する培養部と、前記プラント空間部の内部空間の温度値を、既設定の温度値範囲に含まれるようにする温度調節部とを含む。
【００１９】
ここで、前記プラント空間部は、コンクリートからなる底部と、前記底部の縁を囲む壁体部と、前記壁体部の縁から内部空間を成すように上部を覆う天井部と、前記壁体部に設けられ、内部空間を開閉する１又は複数の扉とを含む。
【００２０】
そして、前記壁体部、前記天井部、及び前記扉のそれぞれは、アルミニウム材質の格子フレームと、前記格子フレームの間に設けられるガラス板とを備えることが望ましい。
【００２１】
また、前記培養部は、前記プラント空間部の内部空間に配置され、流体が一定量貯留され、前記流体の循環流路を形成する水槽と、前記水槽に配置され、外部から動力を伝達され、前記流体を前記循環流路に沿って強制流動させるように回転する複数の水車とを含む。
【００２２】
更に、前記水槽の下端部は、前記底部に挿設されることが望ましい。
【００２３】
ここで、前記水槽は、上方に開口し、流体が貯留される貯留空間を有する水槽胴体と、前記水槽胴体の内部底から上方に突出形成し、前記循環流路を成す隔壁とを備えることが望ましい。
【００２４】
前記水槽胴体の貯留空間側面と、前記隔壁の外側面とのそれぞれには、 前記水槽胴体の貯留空間側面と、前記隔壁の外側面との間の幅が、前記水槽胴体の内部底に沿って逐次狭くなるように案内する斜面が形成されることが望ましい。
【００２５】
そして、前記水槽胴体の貯留空間側面と、前記隔壁とのそれぞれには、前記流体の貯留水位を限定する流体限定溝が形成されることが望ましい。
【００２６】
また、前記各水車は、前記循環流路上に配置されるように、前記水槽胴体に選択的に固定される支持部材と、 外部から動力を伝達されて回転するように、前記支持部材に両端が回転支持される回転軸と、板状に形成され、前記回転軸に放射状に設けられる第１のブレードと、前記第１のブレードの端部に設けられ、前記各第１のブレードと一定角度の傾斜を成す第２のブレードと、前記回転軸に連結され、前記回転軸を回転させる回転モータと、前記回転モータの作動を制御する水車制御ユニットとを備えることが望ましい。
【００２７】
ここで、前記水車制御ユニットは、前記温度調節部から電気的信号を伝送されて、前記測定される温度値により、前記回転軸の回転速度を可変調節することが望ましい。
【００２８】
前記温度調節部は、 前記培養部の底に設けられ、前記底を一定温度で加熱する加熱ユニットと、外部から電気的信号を伝送されて、前記プラント空間部の内部空間を開閉する１又は複数の開閉ユニットと、前記プラント空間部の内部の温度値を測定する温度センサと、前記温度センサで前記測定される温度値が、前記既設定の基準温度値範囲に含まれるように、前記加熱ユニット及び前記開閉ユニットの作動を制御する制御ユニットとを備える。
【００２９】
前記各開閉ユニットは、前記プラント空間部の内部を開閉するように、前記プラント空間部に回転支持される開閉扉と、前記プラント空間部に設けられ、前記制御ユニットから制御信号を伝送されて回転するモータ軸を有するモータと、前記モータ軸と連結されるギアと、前記開閉扉から突出形成され、前記ギアと曲線経路に沿って歯合し、前記モータ軸の回転動作により、前記開閉扉を回転させるラックとを備えることが望ましい。
【００３０】
そして、前記加熱ユニットは、 一定の間隔を隔てて、前記培養部の底に埋設される循環パイプと、前記循環パイプと連結され、前記制御ユニットから電気的信号を伝送されて、暖房水を一定温度で加熱し、前記加熱される暖房水を、前記循環パイプに供給して循環させるボイラーとを備えることが望ましい。
【００３１】
これに加えて、前記プラント空間部の内部には、照明部が更に設けられる。
【００３２】
ここで、前記照明部は、前記培養部の上に配置され、外部から電気的信号を伝送されて、一定の照度で発光される発光素子と、 前記発光素子と電気的に連結され、既設定の照度及び発光時間となるように、前記発光素子に信号を伝送する照明制御ユニットとを備えることが望ましい。
【００３３】
一方、本発明は、微細藻類バイオ燃料製造方法を提供する。
【００３４】
前記微細藻類バイオ燃料製造方法、循環流路が形成され、プラント室内に配置される培養槽に微細藻類を含む流体を貯留する流体貯留段階と、前記流体を、前記循環流路に沿って、連続的に循環させる流体循環段階と、前記プラント室内の内部空間の温度値を、既設定の温度値範囲に含ませる温度調節段階と、前記流体から微細藻類を分離して搾乳する分離・搾油段階とを含む。
【００３５】
ここで、前記流体循環段階は、前記循環流路上で強制流動を発生させる強制循環器を培養槽に配置し、前記強制循環器を作動させて、前記流体を前記循環流路に沿って、連続的に強制流動させることが望ましい。
【００３６】
そして、前記培養槽の内部に隔壁を備えて、前記循環流路を形成し、前記培養槽の内側壁と前記隔壁に水位限定溝を形成し、前記流体の水位を前記水位限定溝に達するようにして、前記培養槽に貯留することが望ましい。
【００３７】
また、前記流体循環段階において、前記プラント室内の内部空間の温度値により、前記強制流動の速度を可変するように前記強制循環器の作動を制御することが望ましい。
【００３８】
更に、前記温度調節段階は、前記プラント室内の内部空間の温度値により、前記培養槽の温度を調節する培養槽温度調節段階と、前記プラント室内の内部空間の温度値により、前記プラント室内の内部の換気を調節する換気調節段階とを含む。
【００３９】
ここで、前記培養槽温度調節段階は、温度センサを用いて、前記プラント室内の内部の温度値を測定し、前記測定される温度値を制御ユニットに伝送し、前記制御ユニットを用いて、前記温度センサで前記測定される温度値が、前記既設定の第１の基準温度値範囲に含まれるように、前記培養槽の底に設けられる暖房ユニットの作動を介して、前記底を一定温度で加熱することが望ましい。
【００４０】
そして、前記培養槽の底に循環パイプを埋設し、ボイラーを用いて、前記制御ユニットから電気的信号を伝送されて、暖房水を一定温度で加熱し、前記加熱される暖房水を、前記循環パイプに供給及び循環させて、前記培養槽の底を加熱することが望ましい。
【００４１】
また、温度センサを用いて、前記プラント室内の内部の温度値を測定し、前記測定される温度値を制御ユニットに伝送し、前記制御ユニットを用いて、前記温度センサで前記測定される温度値が、前記既設定の第２の基準温度値範囲に含まれるように、１又は複数の換気調節ユニットの作動により、前記プラント室内の内部空間を開閉することが望ましい。
【００４２】
更に、前記循環流路に沿って循環される流体に、一定の光を提供する光提供段階を含む。
【００４３】
前記光提供段階は、 前記培養槽の上に外部から電気的信号を伝送されて、一定の照度が発光されるランプを配置し、光制御ユニットを用いて、既設定の照度及び発光時間となるように、前記ランプを作動させることが望ましい。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は、微細藻類を大量に培養可能な培養温度及び光合性のような成長条件を容易に制御することができるという効果を有する。
【００４５】
また、本発明は、制限した空間で微細藻類を連続的に循環させると共に、微細藻類に連続的に酸素を提供して、微細藻類を容易に成長させることができるという効果を有する。
【００４６】
更に、本発明は、培養温度及び光合性のような成長条件を容易に制御して、微細藻類を大量に培養すると共に、微細藻類バイオ燃料を大量に生産することができるという効果を有する。
【００４７】
更に、本発明は、制限したプラントの内部空間で微細藻類を連続的に循環させると共に、 微細藻類に連続的に酸素を提供して、微細藻類を容易に成長させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の微細藻類バイオ燃料製造用プラントを示す正面図である。
【図２】図２は、本発明の微細藻類バイオ燃料製造用プラントを示す背面図である。
【図３】図３は、本発明の微細藻類バイオ燃料製造用プラントを示す側面図である。
【図４】図４は、本発明の微細藻類バイオ燃料製造用プラントを示す断面図である。
【図５】図５は、本発明によるプラント空間部を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明による水槽を示す断面図である。
【図７】図７は、図６のＡを示す部分拡大断面図である。
【図８】図８は、本発明による水槽を示す平面図である。
【図９】図９は、図８の水車を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図８の水車が水槽胴体に設置される状態を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明のプラント空間部の天井部を示す平面図である。
【図１２】図１２は、本発明による開閉ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、添付の図面を参照して、本発明の微細藻類バイオ燃料製造用プラントを説明することにする。
【００５０】
図１及び図２は、本発明のバイオ燃料製造用プラントの正面と背面を示す。図３は、図１及び図２のプラントの内部平面を示す。
【００５１】
図１〜図３を参照すると、本発明のバイオ燃料製造用プラントは、大きく、プラント空間部１と、培養部２と、温度調節部とで構成される。
【００５２】
前記プラント空間部１について、説明する。
【００５３】
前記プラント空間部１は、底部１００と、壁体部１１０と、天井部１２０と、扉１３０とで構成される。
【００５４】
前記底部１００は、コンクリートからなる。
【００５５】
前記壁体部１１０は、前記底部１００の縁から上方に一定高さの壁を成す。
【００５６】
前記壁体部１１０は、格子フレーム１０から構成される。前記格子フレーム１０は、アルミニウムのような金属材質に形成される。前記アルミニウムは硬質の金属であり、熱を外部に放熱することができる機能を持つ。
【００５７】
前記格子フレーム１０の間には、ガラス板２０が設けられる。前記ガラス板２０は、透明な材質からなる。前記ガラス板２０は、外部の太陽光を内部空間に投入させる。
【００５８】
前記天井部１２０は、前記壁体部１１０の上部を覆うように配置される。前記天井部１２０は、前記壁体部１１０の構成と実質的に同一である。前記天井部１２０は、最上端が尖端形状に形成される。
【００５９】
前記天井部１２０の上端には、開閉ユニット５００が設けられる。前記開閉ユニット５００の構成及び作用については、後述する。
【００６０】
前記扉１３０は、図１及び図２に示しているように、プラント空間部１の正面部と背面部にそれぞれ設けられる。前記各扉１３０は、壁体部１１０と同様に、格子フレーム１０と、格子フレーム１０の間に設けられるガラス板１１とで構成される。
【００６１】
また、前記各扉１３０には、防虫網のような一定の大きさのメッシュを成す網１３１が更に設けられる。前記網１３１は、外気流入通路として使用されるか、外部の害虫がプラント空間部１の内部に侵入することを防止する目的として使用される。
【００６２】
本発明による培養部２について、説明する。
【００６３】
図４は、プラント空間部の断面を示している。
【００６４】
図４を参照すると、前記培養部２は、プラント空間部１の底部１００に設けられる。
【００６５】
前記培養部２は、１又は複数の水槽２００と、前記各水槽２００に設けられる複数の水車３００とを含む。
【００６６】
前記水槽２００は、図４に示しているように、一対に並列して設けられることができる。ここで、前記各水槽２００の構成は、同一である。したがって、１つの水槽２００の構成について説明することにする。
【００６７】
図５は、一対の水槽の配置状態を示している。図６は、水槽の断面であり、図７は、図６のＡ部分であり、図８は、水槽の平面を示している。
【００６８】
図４を参照すると、前記水槽２００は、水槽胴体２１０と、水槽胴体２１０の中央部に形成される隔壁２１２とで構成される。
【００６９】
前記水槽胴体２１０は、水槽底２１３と、前記水槽底２１３の縁から上方に延在する側壁２１１とで構成される。前記水槽２００の貯留空間は、前記底２１３と側壁２１１とで取り囲まれ、上部は、外部に露出する。
【００７０】
前記水槽胴体２１０は、微細藻類が含まれる流体を供給する流体供給部(図示せず)と管連結される。前記水槽胴体２１０の貯留空間には、流体供給部で供給される流体が一定量貯留されることができる。
【００７１】
前記水槽胴体２１０は、鉄筋が配筋されるコンクリートから形成される。
【００７２】
そして、前記水槽胴体２１０の下端部の一部は、プラント空間部１の底部１００に挿入されるように設けられる。そこで、前記水槽胴体２１０は、その下端部を通じて、底部１００から一定の地熱を提供されることができる。
【００７３】
前記隔壁２１２は、前記水槽胴体２１０の中央部に設けられる。
【００７４】
前記隔壁２１２は、前記水槽胴体２１０の長さ方向に沿って一定の長さをなし、上方に一定の高さをなす。前記隔壁２１２の高さは、前記水槽胴体２１０の側壁２１１の高さと実質的に同一に形成される。
【００７５】
前記隔壁２１２の設置により、前記水槽胴体２１０の貯留空間には、図５に示しているように、流体が循環される循環流路(ａ)が形成される。
【００７６】
図６を参照すると、水槽胴体２１０の側壁２１１と隔壁２１２との間の幅は、下方に沿って逐次狭くなるように形成される。
【００７７】
前記側壁２１１の側面と隔壁２１２の外面とには、斜面(Ｓ)がそれぞれ形成される。前記各斜面(Ｓ)の角度は、水槽胴体２１０の底２１３と鈍角をなす。
【００７８】
また、前記水槽胴体２１０には、流体限定溝２１０ａが形成される。
【００７９】
前記流体限定溝２１０ａは、水槽胴体２１０の側壁２１１と隔壁２１２とにそれぞれ形成される。
【００８０】
前記流体限定溝２１０ａの形成位置は、水槽胴体２１０の底２１３から一定の設置高さをなす位置に形成される。
【００８１】
前記水槽胴体２１０の貯留空間側の側壁２１１に形成される流体限定溝２１０ａは、前記設置高さを側壁２１１の外面に沿って連続的に形成される。
【００８２】
前記隔壁２１２の外面に形成される流体限定溝２１０ａは、前記設置高さをなし、連続的に形成される。
【００８３】
それで、隔壁及び側壁に形成される流体限定溝２１０ａの設置高さは、互いに同一である。
【００８４】
前記流体限定溝２１０ａは、図７に示しているように、方形状の溝でもよく、内周面が曲面をなす溝でもよい。
【００８５】
それで、前記流体限定溝２１０ａによって、水槽胴体２１０の貯留空間に貯留される流体の水位は、一定に限定することができる。
【００８６】
更に、図７を参照すると、前記水槽胴体２１０の外面には、一定の厚さの防水層２２０が形成される。前記防水層２２０は、ＰＶＣライナーからなる層である。
【００８７】
これに加えて、前記水槽胴体２１０の下端部の一部が底部１００に挿設されるプラント空間部１も、図６に示しているように、他の防水層１４０が形成される。
【００８８】
図５及び図８を参照すると、水槽胴体２１０には、水車３００が設けられる。
【００８９】
前記水車３００は、水槽胴体２１０に形成される循環流路(ａ)上に配置される。
【００９０】
前記循環流路(ａ)は、隔壁２１２を境界として、両側に形成される２つの直線流路と、前記直線流路の両端側を繋ぐ２つの曲線流路とを含む。
【００９１】
前記水車３００は、前記直線流路と前記曲線流路との境界位置に配置されたことが望ましい。
【００９２】
図８〜図１０を参照して、前記水車３００の構成について説明する。
【００９３】
図８及び図１０を参照すると、前記水車３００は、一対の支持部材３１０を有する。
【００９４】
前記各支持部材３１０は、下方に開口する支持溝３１１ａが形成される支持板３１１から構成される。
【００９５】
前記各支持部材３１０は、支持板３１１の支持溝３１１ａが、側壁２１１の上端又は隔壁２１２の上端に挟持される。そして、このような状態で、前記支持部材３１０の支持板３１１は、ボルト(Ｂ)の締結により固定される。
【００９６】
図８及び図１０を参照すると、前記回転軸３２０の両端は、前記一対の支持部材３１０に回転支持される。
【００９７】
また、回転モータ３５０は、前記回転軸３２０の一端に連結される。
【００９８】
図８に示されている水車制御ユニット３６０は、前記回転モータ３５０と電気的に連結されて、前記回転モータ３５０の動作を制御する。
【００９９】
前記第１のブレード３３０は、耐食性を有する。
【０１００】
図９及び図１０を参照すると、前記第１のブレード３３０の一端は、前記回転軸３２０に固定される。前記第１のブレード３３０は、前記回転軸３２０を中心に、放射状をなすように設けられる。
【０１０１】
また、各第２のブレード３４０は、前記各第１のブレード３３０の端部に設けられる。前記各第２のブレード３４０は、前記各第１のブレード３３０から一定の傾きをなす。
【０１０２】
前記のような第１、２のブレード３３０、３４０の端部は、回転に伴い、水槽胴体２１０の貯留空間に貯留される流体に順次含浸されるように配置される。
【０１０３】
前記各第１のブレード３３０から傾いた各第２のブレード３４０は、回転に伴い、流体を循環流路(а)に沿って強制流動させることができると共に、流体を上方に汲み上げ、一定の高さで、前記汲み上げられた流体を下方に落下させることができる。
【０１０４】
それで、前記水車３００は、回転するブレード３３０、３４０を用いて、水槽胴体２１０内で流体の強制循環流路を形成し、循環される流体を上方に汲み上げて落下させるによって、循環される流体に酸素を連続的に発生することができる。
【０１０５】
以下、本発明による温度調節部について、説明する。
【０１０６】
図４を参照すると、前記温度調節部は、加熱ユニット４００と、複数の開閉ユニット５００と、温度センサ６１０と、制御ユニット６００とで構成される。
【０１０７】
前記加熱ユニット４００は、循環パイプ４１０と、ボイラー４２０とで構成される。
【０１０８】
前記循環パイプ４１０は、水槽胴体２１０の下端部に埋設される。前記循環パイプは、ジグザグ状に形成される。前記循環パイプ４１０の両端は、前記ボイラー４２０と連結される。前記循環パイプ４１０の一端は、暖房水が流入され、他端は、暖房水が排出される。
【０１０９】
前記ボイラー４２０は、制御ユニット６００と電気的に連結される。前記制御ユニット６００は、前記ボイラー４２０の作動を制御する。
【０１１０】
前記ボイラー４２０は、制御ユニット６００から電気的信号を送信されて、外部から供給された暖房水を一定の加熱温度で加熱して、循環パイプ４１０に供給する。前記循環パイプ４１０に提供される暖房水は、循環パイプ４１０に沿って循環される。
【０１１１】
それで、前記加熱ユニット４００は、水槽胴体２１０の底を、一定温度で加熱暖房することができる。
【０１１２】
図１１には、プラント空間部の天井部を示している。
【０１１３】
図１１を参照すると、前記複数の開閉ユニット５００は、プラント空間部１の天井部１２０に設けられる。
【０１１４】
前記開閉ユニット５００は、２つで構成され、前記天井部１２０の最上端の境界を基準に、両側に対称するように設けられる。
【０１１５】
前記天井部１２０には、２つの開閉ユニット５００が設けられる開口１１が形成される。
【０１１６】
図１２には、本発明による開閉ユニットを示している。
【０１１７】
以下では、１つの開閉ユニット５００の構成について、説明する。
【０１１８】
図１２を参照すると、前記各開閉ユニット５００は、ヒンジ軸５１１を有する開閉扉５１０と、モータ５２０と、ギア５３０と、ラック５４０とで構成される。
【０１１９】
前記開閉扉５１０は、プラント空間部１の天井部１２０に形成される開口１１に配置される。
【０１２０】
前記開閉扉５１０は、開口１１に配置されるように、一定の幅を有する。前記開閉扉５１０は、アルミニウムのような金属からなる格子フレームと、格子フレームの間に設けられ、透明に形成されるガラス板とで構成されることができる。
【０１２１】
前記ヒンジ軸５１１は、前記天井部１２０の境界に設けられる。
【０１２２】
それで、前記開閉扉５１０は、ヒンジ軸５１１を回転中心にして、上下方に沿って回転可能である。
【０１２３】
前記モータ５２０は、制御ユニット６００と電気的に連結される。
【０１２４】
前記モータ５２０は、開口隣接の天井部１２０の格子フレームに固設される。
【０１２５】
前記モータ５２０は、別の固定ブラケット(図示せず)によって固定される。
【０１２６】
前記モータ５２０は、制御ユニット６００から制御信号を伝送されて、一定の回転速度で回転されるモータ軸５２１を有する。前記モータ軸５２１は、ヒンジ軸５１１と一定の距離離隔され、互いに並列な方向に沿う。
【０１２７】
前記モータ軸５２１は、ギア５３０の中心と連結される。前記ギア５３０は、円板状に形成される。前記ギア５３０の外周面には、ギア歯が形成される。ここで、前記ギアは、別のブラケット(図示せず)により、開口１１隣接の格子フレームに固設される。
【０１２８】
そして、前記開閉扉５１０の下面部には、一定の長さを有する‘Ｕ’字状のラック５４０が設けられる。
【０１２９】
前記ラック５４０は、曲線経路を成し、前記ギア５３０のギア歯とギア連結される。
【０１３０】
前記ギア５３０の回転は、ラック５４０の強制移動をガイドする。前記ラック５４０は、上下方に沿って、強制回転移動される。前記開閉扉５１０は、前記ラック５４０の端部が開閉扉５１０の下面部に固定されるため、上下方に沿って回転することができる。
【０１３１】
本発明では、前述したように、前記の構成を有する開閉ユニット５００が２つで構成され、天井部１２０の境界を基準に、対称となるように配置される。
【０１３２】
前記制御ユニット６００は、前記各開閉ユニット５００の開閉扉５１０を、同時に又は 独立して回転動作するように制御することができる。
【０１３３】
図４を参照すると、前記温度センサ６１０は、制御ユニット６００と電気的に連結される。
【０１３４】
前記温度センサ６１０は、熱電対のような装置でもあり、プラント空間部１の内部空間の温度値をリアルタイムで測定し、前記測定された温度値を制御ユニット６００に伝送する。
【０１３５】
望ましくは、前記温度センサ６１０は、水槽２００の上部空間、及び水槽２００を囲む空間の温度値を測定するように配置することができる。
【０１３６】
前記制御ユニット６００は、上述したように、開閉ユニット５００のモータ５２０と、温図センサ６１０と電気的に連結される。
【０１３７】
前記制御ユニット６００には、基準温度値範囲が設定される。前記基準温度値範囲は、入力器(図示せず)のような装置によって、前記制御ユニット６００に可変的に設定されることができる。
【０１３８】
例えば、前記基準温度値範囲は、２０〜３０℃内の範囲を成すことができる。この範囲は、四季の間、微細藻類の培養を容易に実施可能な温度範囲である。
【０１３９】
図５を参照すると、本発明のプラントは、照明部４を備える。
【０１４０】
前記照明部４は、発光素子７２０と、発光素子７２０を固定するベース７１０と、照明制御ユニット７３０とで構成される。
【０１４１】
前記照明部４は、各水槽２００の上に配置される。
【０１４２】
前記ベース７１０は、水槽２００の上に配置され、天井部１２０から延在する固定バー(図示せず)によって固定することができる。
【０１４３】
前記ベース７１０には、前記発光素子７２０が配置される。
【０１４４】
前記照明制御ユニット７３０は、前記発光素子７２０の作動を制御する。
【０１４５】
前記照明制御ユニット７３０には、発光素子７２０の発光時間及び照度が既設定される。それで、前記照明制御ユニット７３０は、既設定の照度及び発光時間となるように、発光素子７２０の作動を制御する。例えば、前記発光時間は、午後５時から１０時までの時間範囲を成すことができる。
【０１４６】
前記発光素子７２０から発せられる光は、水槽胴体２１０に貯留される流体に照射される。 微細藻類を含む流体の場合、微細藻類は、前記照射される光によって、光合性作用が進行されることがある。
【０１４７】
本発明のプラントは、遠心分離機８００と、搾油機８１０とを備える。
【０１４８】
前記遠心分離機８００と、前記搾油機８１０とは、プラント空間部１の内部空間に配置される。
【０１４９】
前記遠心分離機８００は、水槽胴体２１０と管(図示せず)連結される。前記管には、流路を開閉するバルブ(図示せず)が設けられる。前記管には、流体をパンピングするポンプ(図示せず)が設けられる。
【０１５０】
前記バルブが開弁し、ポンプが作動すると、水槽胴体２１０の貯留空間で循環される微細藻類を含む流体は、管を介して遠心分離機８００に移動される。
【０１５１】
前記遠心分離機８００は、前記流体で互いに比重の異なる油類成分と、これと異なる成分とを分離することができる。
【０１５２】
前記搾油機８１０は、遠心分離機８００と管(図示せず)連結される。
【０１５３】
前記遠心分離機８００と搾油機８１０との間の管には、流体をパンピングするポンプ(図示せず)が設けられる。
【０１５４】
前記搾油機８１０は、前記遠心分離機８００から分離される油類成分を、管を介して供給され、油類成分に含まれる他の成分を除去して、バイオディーゼルを搾油することができる。
【０１５５】
そして、前記搾油されるバイオディーゼルは、排出ラインに沿って、別の貯留器８２０に貯留される。
【０１５６】
以下では、前記のような構成を有する本発明のバイオ燃料製造用プラントの作用について、説明する。
【０１５７】
図１乃至図３を参照すると、本発明によるプラント空間部１は、全体として、アルミニウム材質の格子フレーム１０から構成されるので、設置が容易であり、外部への放熱機能を行うことができる。
【０１５８】
また、前記格子フレーム１０の間に設けられるガラス板２０は、外部の太陽からの光を内部空間へ容易に伝達することができる。
【０１５９】
それで、前記プラント空間部１は、温室のような雰囲気が形成される。
【０１６０】
前記プラント空間部１の両側部に設けられる２つの扉１３０は、作業者の出入りを案内すると共に、互いに対向する位置に設けられるため、内部空間の換気を円滑に行うことができる。
【０１６１】
前記プラント空間部１の上端部、望ましくは、天井部１２０に設けられる開閉ユニット５００は、外部から電気的信号を受けて開閉される方式で作動され、この動作により、内部空間の換気及び温度調節を行うことができる。これは、以下で詳しく説明することにする。
【０１６２】
図４及び図５を参照すると、前記プラント空間部１の内部空間には、２つの水槽２００が設けられる。
【０１６３】
前記２つの水槽２００の１つには、海水が貯留され、他の１つには、淡水が貯留される。ここで、各水槽２００に貯留される流体の種類は、選択的に可変することができる。
【０１６４】
１つの水槽２００を例にして説明することにする。
【０１６５】
水槽胴体２１０の貯留空間には、微細藻類を含む海水が一定量貯留される。前記海水は、流体供給部(図示せず)を介して、前記水槽胴体２１０の貯留空間に貯留されることができる。
【０１６６】
水槽胴体２１０の底２１３の中央部において一定の長さで形成される隔壁２１２は、側壁２１１と一定の間隔を成して、水槽胴体２１０の貯留空間内で流体の循環流路(а)を形成する。前記循環流路(а)は、直線流路と曲線流路とからなる。
【０１６７】
ここで、海水が水槽胴体２１０に貯留される望ましい水位は、流体限定溝２１０аによって限定されることが望ましい。
【０１６８】
図６及び図７を参照すると、水槽胴体２１０の側壁２１１と隔壁２１２との外周には、同じ高さをなす流体限定溝２１０ａが形成される。
【０１６９】
それで、海水は、流体限定溝２１０ａが位置する高さと同一の水位を成して、水槽胴体２１０の貯留空間内に貯留される。
【０１７０】
図８及び図９を参照すると、前記水槽胴体２１０の循環流路(а)上には、水車が配置される。 この際、水車は、第２のブレード３４０が回転されながら海水に順次含浸するように、水槽２００に設けられることが望ましい。
【０１７１】
水車制御ユニット３６０は、回転モータ３５０を駆動させる。前記回転モータ３５０は、回転軸３２０を一定の回転速度で回転させる。
【０１７２】
それで、 回転軸３２０の外周に放射状に形成される第１のブレード３３０は、一定の回転速度で回転される。そして、前記各第１のブレード３３０の端部で傾くように設けられる第２のブレード３４０も、同時に回転される。
【０１７３】
前記第２のブレード３４０は回転しながら、流体を循環流路(а)に沿って循環させることができる。
【０１７４】
前記第２のブレード３４０は回転しながら、水槽胴体２１０に貯留される海水を順次上方に汲み上げることができる。そして、上方の一定の位置まで汲み上げられた海水は、下方に落下される。
【０１７５】
前記第２のブレード３４０の回転により、海水が汲み上げられ、前記汲み上げられた海水は、再度貯留した海水に落下する過程が繰り返される。
【０１７６】
前記のような繰返し過程により、海水は、水槽胴体２１０の循環流路(а)に沿って循環することができる。
【０１７７】
そして、第２のブレード３４０の回転により汲み上げられた海水は、一定の高さで下方の水槽胴体２１０に貯留した海水に落下される。この際、落差により、水槽胴体２１０の海水には、気泡が形成され、これは、海水に酸素を供給することができる。
【０１７８】
それで、水槽胴体２１０において、循環流路(а)に沿って循環される海水は、前記の連続的な落下過程により、酸素を提供されることができる。
【０１７９】
これにより、海水に含まれる微細藻類は、連続的に循環すると共に、酸素を提供されるため、容易に成長することができる。
【０１８０】
前記水槽２００は、鉄筋が配筋されるコンクリートからなると共に、図７に示しているように、その外面に防水層２２０が形成される。この防水層２２０により、前記水槽胴体２１０に貯留される海水又は淡水は、外部に漏洩、又は、水槽胴体２１０内部に浸透されない。
【０１８１】
図６を参照すると、水槽胴体２１０の側壁２１１の内側面と隔壁２１２の外側面とのそれぞれには、斜面(Ｓ)が形成される。水槽２００の循環流路(а)の断面幅は、下方に沿って、逐次減少するように形成される。
【０１８２】
それで、水槽胴体２１０の貯留空間に貯留される海水は、前記斜面(Ｓ)によって安定して循環することができ、循環の際、貯留空間から外部へあふれないようにことができる。
【０１８３】
図４を参照すると、本発明による照明部４は、水槽２００で循環される海水に含まれる微細藻類に、光合性作用を誘発することができる。
【０１８４】
前記照明部４の発光素子７２０は、ベース７１０に設けられた状態で、水槽胴体２１０の上に配置される。
【０１８５】
発光素子７２０と電気的に連結される照明制御ユニット７３０は、既設定の発光時間範囲及び照度をなすように、発光素子７２０を発光させることができる。
【０１８６】
例えば、前記発光時間範囲が、午後５時から１０時までに設定される場合、前記照明制御ユニット７３０は、前記設定される時間範囲及び照度となるように、発光素子７２０を発光させる。
【０１８７】
前記発光素子７２０から発せられる光は、水槽胴体２１０の循環流路(а)に沿って循環される海水に提供される。
【０１８８】
前記海水に含まれる微細藻類は、外部に供給される光により光合性作用を起こすことができる。
【０１８９】
本発明で記述される発光素子７２０から発せられる発光面積は、水槽胴体２１０の貯留空間の上面部領域を含むように設定されるか、循環流路(а)の上面部領域を含むように設定されることもできる。
【０１９０】
これに加えて、前記発光面積は、循環流露(а)の上部の一部領域を含むように設定されることもできる。
【０１９１】
前記発光面積の調節は、発光素子７２０が設けられるベース７１０の面積で決められることもでき、ベース７１０を水槽胴体２１０の上部で回転するように設置して、発光角度を調節することで、発光面積を調節することもできる。
【０１９２】
本発明による照明部４は、水槽胴体２１０に貯留され、海水に含まれる微細藻類に光合性作用を起こすための環境を提供する。
【０１９３】
図面には示していないが、発光素子７２０は、図９に示している水車３００の第１、２のブレード３３０、３４０に設置されることもできる。このような場合、前記発光素子７２０は、防水材(図示せず)で取り囲まれて、第１、２のブレード３３０、３４０に設置されることが望ましい。勿論、前記発光素子７２０は、水車３００の回転軸３２０に設置されることもできる。
【０１９４】
また、図面には示していないが、図４に示している発光素子７２０は、水槽胴体２１０の側壁２１１と、隔壁２１２と、底２１３に内設されることもできる。
【０１９５】
このような場合、前記内設される発光素子７２０は、水槽胴体２１０の貯留空間に貯留される海水に直接的に光を提供することもできる。
【０１９６】
図４を参照すると、本発明の温度調節部は、プラント空間部１の内部空間の温度値を、既設定の温度値範囲に含まれるようにすることができる。
【０１９７】
温度センサ６１０は、プラント空間部１の内部空間の温度値をリアルタイムで測定する。前記温度センサ６１０は、前記測定される温度値を、制御ユニット６００に伝送する。
【０１９８】
前記制御ユニット６００は、前記測定される温度値が、既設定の温度値範囲に含まれているか否かを判断する。例えば、前記既設定の温度値範囲は、２０〜３０℃の範囲である。
【０１９９】
そして、前記制御ユニット６００は、前記測定される温度値が前記既設定の温度値範囲に含まれるように、複数の開閉ユニット５００と、加熱ユニット４００との作動を制御する。
【０２００】
以下では、前記開閉ユニット５００の作動について説明する。ここで、１つの開閉ユニット５００の作動について説明する。
【０２０１】
図１１及び図１２を参照すると、開閉扉５１０は、天井部１２０に形成される開口１１を蜜閉した状態とする。
【０２０２】
前記制御ユニット６００は、モータ５２０を作動させ、前記モータ５２０は、モータ軸５２１を一方向に回転させる。
【０２０３】
前記モータ軸５２１に連結されるギア５３０は、モータ軸５２１の回転に連動して、一方向に回転される。
【０２０４】
前記ギア５３０は、開閉扉５１０の下面部に設けられるＵ字状のラック５４０の一面と歯合される。
【０２０５】
それで、前記ギア５３０が一方向に回転することにつれ、これに連動する前記ラック５４０は上方に、開閉扉５１０が開放する方向に沿って上昇する。そして、前記ラック５４０に連結される開閉扉５１０は、天井部１２０の開口１１を開放する。
【０２０６】
そして、他の１つの開閉ユニット５００の作動は、前記作動と同一である。
【０２０７】
天井部１２０の開口１１は、前記開放する開閉扉５１０によって開放され、プラント空間部１の内部空間は、開放した開口１１によって外部に露出する。
【０２０８】
それで、前記開口１１を介して、外気がプラント空間部１の内部空間に流入される。
【０２０９】
夏季の場合、外気の温度は、プラント空間部１の内部温度よりも低いことがあるため、外気が流入することにより、プラント空間部１の内部の温度は、一定以下に下降することがある。
【０２１０】
これに加えて、前記制御ユニット６００は、２つの開閉ユニット５００の作動を制御する。
【０２１１】
ここで、前記制御ユニット６００は、各開閉ユニット５００のモータ５２０を同時に作動させるか、互いに独立して作動させることもできる。
【０２１２】
これにより、制御ユニット６００は、各開閉扉５１０を同時に開閉するか、いずれか１つだけを開閉することができる。それで、プラント空間部１の内部空間に流入される外気の量は、調節することができる。
【０２１３】
前記加熱ユニット４００の作動について、説明する。
【０２１４】
図４を参照すると、制御ユニット６００は、ボイラー４２０を作動させる。
【０２１５】
前記ボイラー４２０は、外部から暖房水を供給される。前記ボイラー４２０は、前記暖房水を一定温度で加熱した後に、これを循環パイプ４１０に供給する。
【０２１６】
循環パイプ４１０の両端は、ボイラーに連結され、循環パイプ４１０に供給される暖房水は、循環パイプ４１０に沿って循環されることができる。
【０２１７】
ここで、前記循環パイプ４１０は、水槽胴体２１０の底内部に埋設される。
【０２１８】
それで、一定温度で加熱された暖房水が循環される循環パイプ４１０は、一定温度で加熱される。この加熱される温度は、水槽胴体２１０の底に伝達される。
【０２１９】
それで、前記水槽胴体２１０の貯留空間、及びこれに貯留される海水は、一定の温度に上昇される。
【０２２０】
これに加えて、前記水槽胴体２１０の底は、プラント空間部１の底部１００に一部挿設される。
【０２２１】
それで、冬季の場合、前記水槽胴体２１０は、水槽胴体２１０の底２１３を介して、地熱を直接的に伝達されることができる。
【０２２２】
上述したように、温度調節部は、開閉ユニット５００及び加熱ユニット４００の作動をリアルタイムで制御することで、四季にかけて、プラント空間部１の内部空間の温度値が２０〜３０℃の範囲に一定に含まれるようにすることができる。
【０２２３】
一方、前記温度調節部は、図９及び図１０に示される水車３００の作動を制御することもできる。
【０２２４】
図４、図９及び、図１０を参照すると、水車制御ユニット３６０は、温度調節部の制御ユニット６００と電気的に連結される。
【０２２５】
制御ユニット６００は、プラント空間部１の内部温度値が、既設定の基準温度値範囲の以下となると、前記のように開閉ユニット５００及び加熱ユニット４００の作動を制御すると共に、水車制御ユニット３６０に電気的信号を伝送する。
【０２２６】
前記水車制御ユニット３６０は、回転軸３２０の回転数を一定以上に上昇するように、回転モータ３５０の作動を制御する。前記回転軸３２０に形成される第１、２のブレード３３０、３４０の回転速度も、上昇する。
【０２２７】
これにより、水槽胴体２１０の貯留空間に貯留される海水の循環流路(а)に沿って循環される流速は、増加する。また、海水が落下される回数が増加するため、海水における酸素発生量も、増加する。
【０２２８】
本発明は、プラント空間部１の内部温度が一定温度の以下となる場合、海水の循環流速を増加させて、微細藻類の活動性を強制的に上昇させることができる。
【０２２９】
また、一方、前記温度調節部は、図４における照明部４の作動を制御することもできる。
【０２３０】
照明制御ユニット７３０は、温度調節部の制御ユニット６００と電気的に連結される。
【０２３１】
制御ユニット６００は、プラント空間部１の内部温度値が、既設定の基準温度値範囲の以下となると、前記のように、開閉ユニット５００及び加熱ユニット４００の作動を制御すると共に、照明制御ユニット７３０に電気的信号を伝送する。
【０２３２】
前記照明制御ユニット７３０は、設定される照度をある一定水準に上昇させることができる。
【０２３３】
これにより、水槽胴体２１０の貯留空間に貯留される海水は、上昇した照度をなして発光する光に露出される。前記光に露出される海水に含まれる微細藻類は、光合性作用が活発に起きることになる。
【０２３４】
そして、照度上昇により発光される光は、熱を含んでいるため、この熱は、海水に伝達される。それで、海水は、一定温度に上昇されることができる。
【０２３５】
上述したように、水槽胴体２１０に貯留される微細藻類を含む海水は、水槽胴体２１０ 内で循環され、酸素を提供される。
【０２３６】
これと共に、水槽２００が設けられるプラント空間部１の内部温度値は、設定された基準温度値範囲に含まれるようにリアルタイムで制御される。
【０２３７】
これにより、本発明は、微細藻類の成長環境を容易に調節して、微細藻類を大量に成長させることができる。
【０２３８】
また、前記水槽２００で成長する微細藻類を含む海水は、管を介して遠心分離機８００に排出される。
【０２３９】
前記遠心分離機８００は、微細藻類を含む物質と海水との比重差を用いて、これらを互いに分離する。前記微細藻類を含む物質は、バイオ燃料として製造される原料である。
【０２４０】
このように、前記原料は、管を介して搾油機８１０に排出される。
【０２４１】
前記搾油機８１０は、微細藻類原料の細胞壁を破壊し、ここに含まれる油類成分と、その他の成分とを分離して、油類成分だけを搾乳する。前記搾油機８１０は、油類成分を分離することができる機能を有する他の装置及び方法で使用することができる。
【０２４２】
前記のように搾油された油類成分は、別の貯留器８２０に排出、貯留される。
【産業上の利用の可能性】
【０２４３】
上述した作用により、本発明は、微細藻類を大量に培養可能な培養温度及び光合性のような成長条件を容易に制御することができるというメリットがある。
【０２４４】
また、本発明は、制限した空間で微細藻類を連続的に循環させると共に、微細藻類に連続的に酸素を提供して、微細藻類を容易に成長させることができるというメリットがある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図４】
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【国際調査報告】
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