KR100434893B1 - 수중구조물에서 해양유기물을 제거하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배의 선체(10)와 같은 수중구조물에서 해양오염물을 제거하는 방법과 장치에 관한 것으로, 이 방법은 우선 만각류와 같은 해양유기물이 상기 구조물에 대해 유기물의 부착성질을 떨어뜨리도록 충분한 강도의 전기장을 받는 단계와, 그 후에 회전하는 브러쉬(16)나 이와 유사한 마찰식 제거수단의 도움으로 상기 유기물을 물리적으로 제거하는 단계로 특징지어지며, 상기 장치는 유기물의 제거용 전극 뒤에 장착된 마찰식 제거수단(16)과 함께 상기 유기물에 전기장을 전달하는 앞쪽에 장착된 전극(14)을 갖추고서, 자력을 띤 무한궤도를 갖춘 차량과 같은 임의의 적당한 이송수단 또는 원격제어되는 잠수정(12)을 구비하고, 구조물(10)에 연결되는 제 1극판(20)과 전극(14)에 연결되는 제 2극판을 갖춘 전원(18)이 구비된다.

Description

수중구조물에서 해양유기물을 제거하는 방법 및 장치 {Method and apparatus for removing marine organisms from a submerged substrate}

해양유기물에 의한 수중구조물의 오염은 잘 공지되어 있는 문제이다. 오일플랫폼과 같은 정적구조물과 선박과 같은 동적구조물이 영향을 받게 되는 바, 선박의 경우에는 해양식물의 축적이 선박의 속도를 크게 감소시키고 연료소비를 크게 증가시킬 수 있다. 그 결과, 선박은 이러한 식물을 규칙적으로 감소시키도록 수리되어야 한다. 하지만, 선박의 수리는 직접적인 비용면에서 뿐만 아니라, 선박이 정지해 있는 동안 수입원을 잃는다는 점에서 매우 고가이다. 결국, 이런 작업이 수행될 때 속도를 증가시키는 일이 중요하다.

수중오염물을 이루는 다양한 형태의 유기물 중에서, 가장 곤란한 것 중의 하나가 만각류(barnacle)이다. 외형상으로 연체동물을 닮은 이 유기물은 실제로는 만각류의 일종인 갑각류(crustacean)이다. 그 유충단계에서, 만각류는 선박의 선체와같은 구조물에 거꾸로 붙어서, 칼슘염을 형성하는 6개의 판으로 이루어진 조개를 만들어 낸다. 이 동물은 구조물에 상기 판을 붙이는데, 이는 조개의 제거를 극도로 어렵게 하는 자연에 공지되어 있는 가장 강력한 점착물 중의 하나이다. 특히, 만각류는 동물이 죽은 후에라도 이 조개들이 붙은 채로 남게 되므로 문제가 된다.

다양한 방법이 해양식물을 죽이기 위해 개발되고 있지만, 이들 방법은 이 식물들이 죽은 후에 유기물을 제거하는 문제에는 착수하지 않고 있다. 미국특허 제 5,327,848호와, 동 제 5,240,674호 및, 동 제 5,593,636호는 줄무늬 말조개를 죽이기 위해 열을 이용하는 것에 관한 것이다. 이들 특허는 섭씨 35∼45℃의 온도가 적당한 사망률을 성취하는 데에 충분하다고 기술하고 있다. 미국특허 제 5,804,065호는 해양식물을 죽이기 위한 낮은 전기장의 사용에 관해 기술하고 있다. 이 특허는 줄무늬 말조개를 약 24 내지 72시간의 시간간격 동안 약 3,500 내지 50,000 ㎼/㎥ 사이의 전력밀도를 갖는 범위에 놓는다고 한다. 하지만, 이들 특허는 구조물에 만각류 조개의 점착특성에 대한 영향을 기술하지는 않고 있으며, 이런 조개를 제거하는 수단을 제공하지도 않는다. 특히, 미국특허 제 5,804,065호에 의해 공개된 시간간격은 기술되어 있는 기술이 유기물의 재생과 증식을 중지시키는 데에 목적이 있음을 증명해 주며, 결국 이는 선체나 다른 구조물의 효율적인 청소에 부적절하다.

본 발명은 해양환경에 노출된 구조물, 특히 선박의 선체에서 해양오염물을 제거하는 것에 관한 것이다.

도 1은 선박과 함께 작동되는 앞쪽에 장착된 전극과 브러쉬 조립체를 갖춘 원격작동되는 잠수정의 측면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 원격작동되는 잠수정의 부분 확대사시도,

도 3은 수중유기물에 닿는 전선을 나타내는 원격제어되는 잠수정에 장착된 전극의 확대측면도이다.

따라서, 본 발명의 목적은 구조물에서 해양오염물, 특히 천연의 점착성에 의해 구조물에 부착되는 만각류와 같은 해양유기물을 제거하는 장치와 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 해양오염물이 제거될 수 있는 속도와 효율을 개선하는 장치와 방법을 제공하는 것이다. 다른 목적과 장점은 본 발명의 설명과 도면을 참조하여 명료해질 것이다.

본 발명은 선박의 선체와 같은 수중구조물에서 해양오염물을 제거하는 새로운 접근법에 관한 개선된 방법과 장치에 관한 것이다. 이 방법은 우선 만각류와 같은 해양유기물이 충분한 강도의 전기장에 노출되어 구조물에 이 유기물의 부착성질을 떨어뜨리는 단계와, 그 후에 회전하는 브러쉬나 이와 유사한 마찰식 제거수단의 도움으로 상기 유기물을 물리적으로 제거하는 단계로 특징지어진다. 본 발명의 장치는 유기물의 제거용 전극 뒤에 장착된 마찰식 제거수단과 함께 상기 유기물에 전기장을 전달하는 앞쪽에 장착된 전극을 갖추고서, 자력을 띤 무한궤도트랙을 갖춘 차량과 같은 원격제어되는 잠수정 또는 다른 적당한 이송수단을 포함한다.

본 발명의 설명은 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명된다.

도면들을 참조로 하면, 선체(10)를 갖춘 배로부터 해양오염물을 제거하는 장치가 도시되어 있는 바, 이 장치는 앞쪽에 장착된 전극(14)에 연결되고서 원격제어되는 잠수정(12)을 구비하고, 회전하는 브러쉬(16)가 상기 전극(14)의 바로 뒤에서 잠수정(12)에 장착된다. 상기 장치는 전원(18)에 연결되고, 선체(10)에서 끝나는 제 1극판(20)과 전극(14)에서 끝나는 제 2극판을 갖춘다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전극(14)이 선체(10)에 근접하게 될 때 전류는 해양유기물(22)을 통해 흐르게 된다.

충분한 강도의 전류는 선체(10)와 같은 구조물에 만각류와 같은 해양유기물의 부착을 현저히 감소시킨다는 경험적인 사실이 증명되었다. 그 결과, 브러쉬(16)는 공지된 방법에 의한 경우보다 훨씬 더 용이하게 유기물을 제거할 수 있다.

만각류의 부착력에 영향을 미치는 메카니즘은 아직 정확히 알려지지 않았다. 한가지 가능한 설명으로는, 만각류와 구조물 사이의 접촉점에서의 전기저항이 국부적인 가열을 일으키는데, 이렇게 하여 만각류가 들러붙는 자연적인 부착성질을 떨어뜨린다는 것이다. 아래의 표에 따른 시험결과는, 열의 사용이 전류에 의해 관찰된 것들과 유사한 결과를 생성함을 증명한다. 이 시험은 금속의 구조물로부터 무작위로 선택된 만각류를 물리적으로 제거하는 데에 필요한 힘의 측정도 포함한다.

사용된 열이 없음

시험 만각류	측정된 힘
1	1.0 kg
2	1.5 kg
3	2.5 kg
4	2.5 kg
5	1.0 kg
6	1.5 kg
평균	1.66 kg

250℃

시험 만각류	시간(초)	힘
1	3	0.1 kg
2	3	0.0 kg
3	3	0.5 kg
4	3	0.5 kg
5	3	0.1 kg
6	3	0.0 kg
평균		0.2 kg

100℃

시험 만각류	시간(초)	힘
1	2	1.5 kg
2	10	0.1 kg
3	10	0.5 kg

사실상 관찰된 결과를 생성하는 열과 함께 작용할 수 있는 관찰된 현상에 대한 다른 가능한 설명으로는, 전기분해에 의해 생성된 고속의 이온이나 거품이 부착의 보전을 방해한다는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, AC전원이 사용되고 양극판이 선체(10)와 전극(14)에 각각 부착되어 있지만, DC전원이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서는, 전극(14)은 서로에 대해 이격되고서 반대로 대전된 한쌍 이상의 전극으로 대체되어 필요한 강도의 전기장을 생성할 수 있는데, 이 전기장은 유기물에 근접하게 위치되어 요구되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 바람직한 실시예에서는 선체(10)를 따라 전극(14)과 브러쉬(16)를 이동시키도록 원격제어되는 잠수정의 이용을 기대할 수 있는 한편, 다른 이동수단이 마찬가지로 사용될 수 있다.

Claims (6)

1. 우선 유기물이 충분한 강도의 전류를 받아 상기 유기물의 부착성질을 떨어뜨리는 단계와, 그 후에 마찰식 제거수단에 의해 상기 유기물을 물리적으로 제거하는 단계를 포함하는, 수중구조물에서 해양유기물을 제거하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 구조물에 전원의 제 1극판을 연결하는 단계와, 전극에 전원의 제 2극판을 연결하는 단계 및, 그 후에 상기 전극을 구조물에 충분히 근접하게 하여 상기 유기물을 통해 흐르는 전류를 생성하는 단계에 의해 전류를 받도록 하는, 수중구조물에서 해양유기물을 제거하는 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 전극은 수중이동수단에 장착되고, 상기 마찰식 제거수단은 상기 전극 뒤쪽의 수중이동수단에 장착되는, 수중구조물에서 해양유기물을 제거하는 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 수중이동수단은 원격제어되는 잠수정이고, 상기 마찰식 제거수단은 회전하는 브러쉬인, 수중구조물에서 해양유기물을 제거하는 방법.
5. 수중이동수단과,

   이 수중이동수단에 장착된 전극,

   이 전극 뒤에서 상기 수중이동수단에 장착된 마찰식 제거수단 및,

   구조물에 연결되는 제 1극판과 상기 전극에 연결되는 제 2극판을 갖추고서, 상기 전극이 구조물에 근접하게 될 때 유기물을 통해 흐르는 전류를 생성하도록 충분한 강도를 가지며, 상기 유기물의 부착성질을 떨어뜨리기에 충분한 강도를 갖는 전원을 구비하는, 수중구조물에서 해양유기물을 제거하는 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 수중이동수단은 원격제어되는 잠수정이고, 상기 마찰식 제거수단은 회전하는 브러쉬인, 수중구조물에서 해양유기물을 제거하는 장치.