KR100840762B1 - 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치 - Google Patents

복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박의 밸러스트수 살균장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박선체의 바닥면 및 측면에 구획별로 형성된 밸러스트탱크의 외측 벽면에 복극식 전기분해시스템으로 이루어진 전해살균장치를 설치하여 밸러스트수의 전기분해시 차아염소산 생성을 증대하여 살균력을 높이는 한편, 밸러스트탱크 내에 존재하는 대장균의 농도에 따라 복극식 전해살균장치를 제어함으로써 밸러스트수의 살균을 효과적으로 이루어질 수 있도록 하는 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치에 관한 것이다.
본 발명은 선박선체의 바닥면 및 하부 측면에 형성되어 있는 밸러스트탱크에 설치된 순환펌프에 의하여 유입된 밸러스트수를 강제로 순환시켜 살균하는 선박 밸러스트수 살균장치에 있어서, 상기 밸러스트탱크 외측에 설치되어 밸러스트수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키는 복극식 전해살균장치와, 상기 순환펌프 전단에 설치되어 밸러스트수에 존재하는 대장균을 검출하기 위한 대장균검출장치와, 상기 대장균검출장치의 출력정보에 의해 밸러스트수에 존재하는 대장균의 량을 산출하고, 그 산출결과에 따라 상기 복극식 전해살균장치 및 대장균검출장치를 제어하는 제어시스템으로 이루어지는 것에 특징이 있다.
밸러스트수, 살균, 복극, 전기분해, 차아염소산, 대장균, 전해살균

Description

복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치{Sterilizing apparatus of ballast water of a ship using double pole type electrolysis system}
도 1은 본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치의 설치상태도.
도 2는 본 발명에 적용되는 복극식 전해살균장치의 결합사시도.
도 3은 본 발명에 적용되는 복극식 전해살균장치의 분해사시도.
도 4는 도 3의 "A"부 확대도.
도 5는 본 발명에 적용되는 복극식 전해살균장치의 평단면도.
도 6은 본 발명에 적용되는 복극식 전해살균장치의 정단면도.
도 7은 도 6의 B-B선 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박의 밸러스트수 살균장치에 적용되는 대장균검출장치의 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박의 밸러스트수 살균장치에 있어 제어시스템의 블록도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 전해조 2a, 2b : 커버
3a, 3b : 연결관 4a, 4b : 볼트
5a : 요홈부 5b : 절개부
5c : 체결
6a~6c : 제1 내지 제3불용성 티탄 전극판
7a, 7b ; 제1, 제2 스텐레스 전극판
8a, 8b, 8c, 9a, 9b : 전원공급부 10 : 복극식 전해살균장치
11a, 11b : 패킹 13a, 13b : 전극봉
14a~14c, 15a, 15b : 통공 16a, 16b : 패킹
20 : 순환펌프 30 : 선박선체
31 : 밸러스트탱크 50 : 제어시스템
51 : 조작부 53 : MPU
54 : DC컨버터 55 : 제1스위칭부
60 : 대장균검출장치 61 : 항온조
62 : 배양조 63 : 온도센서
64 : 압력센서 65 : 유입펌프
66 : 배출펌프 67 : 배지
68 : 히터 69 : 제2스위칭부
80 : 통신포트 90 : 선박통제시스템
본 발명은 선박의 밸러스트수 살균장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박선체의 바닥면 및 측면에 구획별로 형성된 밸러스트탱크의 외측 벽면에 복극식 전기분해시스템으로 이루어진 전해살균장치를 설치하여 밸러스트수의 전기분해시 차아염소산나트륨을 생성을 증대하여 살균력을 높이는 한편, 밸러스트탱크 내에 존재하는 대장균의 농도에 따라 복극식 전해살균장치를 제어함으로써 밸러스트수의 살균을 효과적으로 이루어질 수 있도록 하는 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치에 관한 것이다.
1992년 유엔환경개발회의는 비토착 생물의 확산 방지를 위하여 국제해사기구에 밸러스트수(Ballast water)의 방출에 관한 제도적인 규제를 요청하였으며, 이에 따라 국제해사기구에서는 밸러스트수에 의한 생태계 파괴 및 오염을 방지하기 위한 방안으로 선박이 항만 내에 입항하기 전 일정한 해역에서 밸러스트수를 교환하는 방안과, 적재하고 있는 밸러스트수를 물리, 화학적인 방법으로 살균이나 소독하는 두 가지 방안을 제시하였다.
상기의 두 가지 방안 중 밸러스트수를 물리, 화학적으로 살균 또는 소독하는 방법은 선박에 적재되는 밸러스트수 양이 대용량이므로 처리효율이 떨어져서 대양에서 밸러스트수를 교환하는 방안에 대하여 검토가 집중적으로 이루어져 왔으나, 대양에서의 밸러스트수 교환 작업은 많은 시간과 노력이 필요하며 선박안전에 위험을 초래할 가능성이 있고 근거리 항해 중에는 작업이 불가능하므로 실용적인 밸러스트수 처리장치의 개발이 요구 및 제안되고 있다.
상기와 같은 종래의 밸러스트수 처리장치는 일본공개특허 제2005- 342626호(공개일자:2005.12.15)(발명의 명칭:밸러스트 수처리방법 및 장치, 해당 장치를 탑재한 선박)에서 충격수압장치를 구비하여 밸러스트 탱크 내부로 해수가 유입될 때 바다생물을 걸러내는 막여과장치의 세척수에 충격수압을 가하고, 이 충격수압에 의해 수생 생물의 사멸 효과를 발휘할 수 있도록 하고, 또한 막여과장치의 전.후단에 자외선 조사장치나 전해장치를 구비하여 살균을 실시한 것이 제안되었다.
또한, 대한민국 공개특허 제2004-0066971호(공개일자:2004.07.30)(발명의 명칭:선박용 밸라스트수 처리장치)에서는 밸러스트 탱크 내부로 해수가 유입될 때 바다생물을 걸러내는 여과장치 내부에 회전식 여과필터를 설치하고, 청소솔로 회전식 여과필터에 부착된 이물질을 연속적으로 제거하고, 상기 여과장치 후단부에 자외선-전해살균처리장치를 설치한 것이 제안되었다.
상기와 같은 종래의 선박용 밸라스트수 처리장치는 양극(+)에 불용성 티탄전극을, 음극(-)에는 스텐레스 전극을 설치하여 양극에서의 전해로 인해 차아염소산나트륨이 생성되어 밸러스트수에 포함된 각종 세균을 살균하도록 되어 있는 전해살균장치를 포함하고 있다.
상기와 같이 전해살균장치를 사용하여 해수를 전기 분해할 경우 양극과 음극에는 반응식(1)과 같은 주 반응과 반응식(2),(3)과 같은 부 반응이 진행됨에 따라 해수의 전기분해가 일어나는 동안 양극에서는 차아염소산 및 차아염소산이온 혹은 차아염소산나트륨이 생성되고, 이러한 차아염소산, 차아염소산이온, 차아염소산나트륨에 의해 살균이 이루어지게 되는 것이다.
즉, 해수에 용존되어 있는 양이온 성분은 Na+, K+, Mg2+, Ca2+ 등이 주성분이고, 음이온 성분에는 염소이온(Cl-), 중탄산이온(HCO3 -), 탄산이온(CO3 2-) 등이 포함되어 있어 해수를 전기분해 할 경우 음극과 양극에는 반응식(1)과 같은 주 반응이 진행된다.
양극반응 : 2Cl- → Cl2 + 2e-
음극반응 : 2H2O + 2Na+ + 2e- → 2NaOH + H2 ↑ .....반응식(1)
상기 반응식(1)에서 보는 바와 같이 양극반응에서 생성되는 염소 기체는 물에 대한 용해성이 큼에 따라 아래의 반응식(2)가 일어나게 되며, 이 반응으로 이미 살균력을 인정받은 차아염소산(pH가 산성일 때 많이 존재) 및 차아염소산이온(pH가 알카리성일 때 많이 존재)이 생성된다.
Cl2 + H2O → HCl + HOCl
HOCl → H+ + OCl- ......반응식(2)
또한, 상기의 차아염소산이온은 아래의 반응식 (3)에서와 같이 해수 내 다량 함유되어 있는 Na+ 이온성분과 결합하여 일부 차아염소산나트륨을 형성하기도 하며, 이러한 차아염소산나트륨은 일반 소독용으로 상당히 많이 사용하고 있는 물질이다.
Na+ + OCl- → NaOCl ......반응식(3)
따라서 해수를 전기분해 할 경우 생성되는 차아염소산 및 차아염소이온 또는 차아염소산나트륨으로 인하여 해수에 존재하는 미세 병원성 미생물 세균을 살균하게 되는 것이다.
이러한 종래 선박용 밸라스트수 살균장치로서 전해장치를 이용하여 해수를 전기 분해할 경우 발생되는 차아염소산 혹은 차아염소산나트륨이 발생되어 살균효과는 어느 정도 기대할 수 있으나, 전술한 바와 같이 선박에 적재되는 밸러스트수 양이 대용량이므로 살균 처리효율이 미미함에 따라 국제해사기구에서 요구하는 기준에 미치지 못함으로써 실용화되기에는 많은 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 선박선체의 바닥면 및 측면에 구획별로 형성된 밸러스트탱크의 외측 벽면에 복극식 전기분해시스템으로 이루어진 전해살균장치를 설치하여 밸러스트수의 전기분해시 동일한 시간 내에 다량의 차아염소산나트륨이 생성되도록 함으로써 밸러스트수의 살균력을 높여 국제해사기구에서 요구하는 기준에 충족할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 밸러스트탱크 외측 벽면에 설치된 복극식 전해살균장치의 전단에 밸러스트수에 존재하는 대장균의 량을 측정할 수 있는 대장균검출장치를 설치함으로써 밸러스트탱크 내에 존재하는 대장균의 농도에 따라 복극식 전해살균장치를 제어함으로써 밸러스트수의 살균이 효과적으로 이루어질 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
이하 본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치를 첨부된 도 1 내지 도 9에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 1은 본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치의 설치상태도로서 복극식 전기분해시스템으로 구성되어 해수를 전기분해하여 차아염소산 혹은 차아염소산나트륨을 발생시키는 복극식 전해살균장치(10)가 구비되며, 이 복극식 전해살균장치(10)의 일측에는 밸러스트탱크(31)에 유입되어 있는 밸러스트수를 복극식 전해살균장치(10)로 순환시키기 위한 순환펌프(20)가 설치된다.
상기 순환펌프(20)의 타측과 복극식 전해살균장치(10)의 타측에는 선박선체(30)의 바닥면 및 하부 측면에 형성되어 있는 밸러스트탱크(31)가 연결 설치되며, 상기 순환펌프(20) 전단에는 밸러스트수에 존재하는 대장균을 검출하기 위한 대장균검출장치(60)가 설치된다.
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치에 있어 복극식 전해살균장치(10)의 결합사시도 및 분해사시도이며, 도 4는 도 3의 "A"부 확대도이고, 도 5와 도 6은 본 발명에 따른 복극식 전해살균장치(10)의 평단면도 및 정단면도이며, 도 7은 도 6의 B-B선 단면도이다.
즉, 상기 복극식 전해살균장치(10)는 유리섬유강화플라스틱(FRP), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC) 등과 같은 수지로서 절연체이며 적정한 강도와 내구성 및 두께를 갖는 사각형상의 전해조(1)가 구비되고, 상기 전해조(1)의 양측 끝단부면의 전 둘레에는 체결공(5c)이 일정 간격으로 형성되어 있으며, 상기 전해조(1)의 상.하면 내측에는 요홈부(5a)가 일정한 간격으로 다수 형성되고, 상기 전해조(1)의 상면에 형성된 요홈부(5a)의 일측에는 절개부(5b)가 형성되며, 이 절개부(5b)에는 'Ｉ'형상의 패킹(11a)(11b)이 삽입 설치된다.
또한, 상기 전해조(1)의 상.하면에 형성된 다수의 요홈부(5a)에 유입되는 평판 형태의 제1 내지 제3불용성 티탄 전극판(6a)(6b)(6c)과 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)이 구비되고, 상기 제1 내지 제3불용성 티탄 전극판(6a)(6b)(6c)의 일측에는 전해조(1)의 상측면에 형성된 절개부(5b)에 유입되어 외부로 노출되며 제1통공(14a)(14b)(14c)이 형성된 제1전원공급부(8a)(8b)(8c)가 돌출 형성되고, 이 제1전원공급부(8a)(8b)(8c)에 형성된 제1통공(14a)(14b)(14c)에는 양극(+)의 DC전원이 공급되는 제1전극봉(13a)이 삽입된다.
또한, 상기 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)의 일측에는 전해조(1)의 상측면에 형성된 절개부(5b)에 유입되어 외부로 노출되며 제2통공(15a)(15b)이 형성된 제2전원공급부(9a)(9b)가 돌출 형성되고, 이 제2전원공급부(9a)(9b)에 형성된 제2통공(15a) (15b)에는 음극(-)의 DC전원이 공급되는 제2전극봉(13b)이 삽입된다.
상기 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)과 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)은 요홈부(5a)를 통해 서로 교대로 설치되어 복극식 전기분해시스템을 구성하게 된다.
상기 전해조(1)의 양측 끝단부에는 해수의 유출을 방지하기 위한 패킹(16a) (16b)을 사이에 두고 연결관(3a)(3b)이 설치되어 있는 호퍼형상의 커버(2a)(2b)가 체결공(5c)을 통해 볼트(4a)(4b)로서 나사 결합되며, 상기 연결관(3a)의 타측에는 순환펌프(20)를 통해 밸러스트탱크(31)와 연결되고, 다른 연결관(3b)은 밸러스트탱크(31)와 직접 연결되어 구성된다.
도 8은 본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박의 밸러스트수 살균장치에 적용되는 대장균검출장치(60)의 구성도로서, 밸러스트수에 있는 대장균의 양을 측정하는 방법은 대장균의 배양시 생성되는 CO₂가스 생성에 의한 미세한 압력 증가율을 측정하여 이루어지는 것으로서 압력 및 온도 센서를 이용하는 등 대장균의 양을 측정할 수 있도록 한 것이다.
즉, 밀폐된 공간을 유지하며 히터(68)에 의해 일정한 온도를 유지하는 항온조(61)와, 상기 항온조(61) 내부에 설치되고 하부에 배지(67)가 설치되어 유입된 밸러스트수에 존재하는 대장균을 배양하는 배양조(62)와, 상기 배양조(62) 내부에 설치되어 배양조(62) 내부의 온도와 압력을 센싱하여 그 정보를 제어시스템(50)으로 전송하는 온도센서(63) 및 압력센서(64)와, 상기 배양조(62) 양측에 각가 설치되어 밸러스트수를 공급 및 배출하는 유입.배출펌프(65)(66)로 구성된다.
도 9는 본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박의 밸러스트수 살균장치에 있어 제어시스템(50)의 블록도로서, AC 전원을 DC전원으로 변환하여 제1, 제2전극봉(13a)(13b)을 통해 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)에는 양극(+)의 DC전원을, 그리고 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)에는 음극(-)의 DC전원을 공급하는 DC컨버터(54)와, 대장균검출장치(60)를 구성하는 압력센서(64)의 정보를 읽어 들여 밸러스트수에 존재하는 대장균 량을 분석하고, 그 분석된 결과에 의해 복극식 전해살균장치(10) 및 순환펌프(20)의 구동을 결정하는 마이크로 프로세서 유닛(MPU)(53)이 구비된다.
상기 MPU(53)의 입력단에는 대장균검출장치(60)를 구성하는 배양조(62) 내부에 설치되어 배양조(62)의 온도를 센싱하여 그에 비례한 전기신호를 출력하는 온도센서(63)와, 상기 배양조(62) 내부에 설치되어 배양조(62)의 압력을 센싱하여 그에 비례한 전기신호를 출력하는 압력센서(64)와, 상기 시스템의 자동/수동 운전모드를 설정하는 등 운전조건을 설정하는 조작부(51)가 연결된다.
상기 MPU(53)의 출력단에는 대장균검출장치(60)를 구성하는 배양조(62)에 밸러스트수를 유입 및 배출시키는 유입/배출펌프(65)(66)와, 상기 배양조(62) 내부에 설치된 온도센서(63)의 출력 정보에 의해 항온조(61)의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 히터(68)에 전원을 공급하기 위한 제2스위칭부(69)와, 상기 DC컨버터(54)의 출력전원을 제1, 제2전극봉(13a)(13b)을 통해 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c) 및 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)에 전원을 공급하는 제1스위칭부(55)와, 상기 복극식 전해살균장치(10)에 밸러스트수를 순환시키는 순환펌프(20)가 연결된다.
상기 MPU(53)의 일측단에는 통신포트(80)가 연결되어 선박통제시스템(90)과 양방향으로 통신하여 상기 선박통제시스템(90)에서 일괄 제어할 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치의 조립 및 설치과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 복극식 전해살균장치(10)의 조립과정을 설명하면 도 2 내지 도 7에서와 같이 전해조(1)의 상하면 최외곽과 중간에 형성된 요홈부(5a)에 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)을 유입하게 되면 상기 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b) (6c)에 돌출 형성된 제1전원공급부(8a)(8b)(8c)가 절개부(5b)를 통해 외부로 노출되어 일렬로 정렬된다.
또한, 상기 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)이 유입되지 않은 나머지 요홈부(5a)에 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)을 유입하게 되면 상기 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)에 돌출 형성된 제2전원공급부(9a)(9b)가 제1전원공급부(8a)(8b) (8c) 보다 후단에 정렬되며, 상기와 같이 설치될 경우 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)과 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)은 교대로 설치되는 구조를 이루게 된다.
이때, 상기 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c) 및 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)과 전해조(1)의 틈새는 실리콘을 도포하여 밀폐시킴으로서 밸러스트수가 복극식 전해살균장치(10)에 유입될 경우 누수를 방지하도록 한다.
그 다음, 상기 전해조(1)에 형성된 절개부(5b)에 밀폐용 패킹(11a)(11b)을 설치하는 한편, 전해조(1)의 양끝단부에는 해수의 유출을 방지하기 위한 패킹(16a)(16b)을 사이에 두고 연결관(3a)(3b)이 설치된 호퍼형상의 커버(2a)(2b)를 체결공(5c)을 통해 볼트(4a)(4b)로서 나사 결합한다.
이 후, 상기 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)의 제1전원공급부(8a) (8b)(8c)에 형성된 제1통공(14a)(14b)(14c)에 제1전극봉(13a)을 유입시켜 서로 연결하고, 이와 동시에 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)에 형성된 제2통공(15a)(15b)에 제2전극봉(13b)을 유입시켜 서로 연결함으로써 복극식 전해살균장치(10)의 조립을 완료한다.
본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박의 밸러스트수 살균장치의 설치과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1 및 도 8에서와 같이 상기 연결관(3a)의 타측에는 순환펌프(20)를 통해 밸러스트탱크(31)와 관통되도록 연결 설치하고, 다른 연결관(3b)은 밸러스트탱크(31)와 관통되도록 직접 연결 설치하는 한편, 상기 순환펌프(20)의 타측에 대장균검출장치(60)를 병렬로 설치한다.
또한, 복극식 전해살균장치(10), 순환펌프(20) 및 대장균검출장치(60)의 전기적인 연결은 도 9에서와 같이 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)을 전기적으로 연결하는 제1, 제2전극봉(13a)에는 DC컨버터(54)로부터 출력되는 DC전원의 양극(+)에 연결하고, 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)을 전기적으로 연결하는 제2전극봉(13a)(13b)에는 DC전원의 음극(+)에 각각 연결한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 운영자가 조작부(51)를 조작하여 시스템에 전원을 공급하게 되면 MPU (53)에서는 시스템을 초기화한 후, 순환펌프(20)를 가동하여 밸러스트탱크(31)에 유입된 밸러스트수를 복극식 전해살균장치(10)를 경유하게 함으로써 강제 순환시키는 한편, 대장균검출장치(60)의 유입펌프(65)를 일정 시간 동안 구동하여 배양 조(62)에 적정량의 밸러스트수를 유입시키게 된다.
이와 동시에 상기 MPU(53)에서는 제1스위칭부(55)를 제어하여 DC컨버터(54)를 경유한 양극(+)의 DC전원을 제1전극봉(13a)에 인가하고, 음극(-)의 DC전원을 제2전극봉(13b)에 인가하는 한편, 제2스위칭부(69)를 제어하여 히터(68)에 전원을 공급함으로써 간접열에 의해 배양조(62)를 35℃로 일정하게 유지시키게 된다.
상기 순환펌프(20)의 구동에 의해 밸러스트탱크(31)에 저장된 밸러스트수가 복극식 전해살균장치(10)에 유입되면 제1전극봉(13a)을 통해 양극(+)의 DC전원이 인가되는 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)과, 제2전극봉(13b)을 통해 음극(-)의 DC전원이 인가되는 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b) 사이를 경유하게 됨에 따라 각각의 전극판 사이에서 밸러스트수의 전기분해가 일어나게 됨으로써 전술한 반응식 1, 2에서 보는 바와 같이 차아염소산 혹은 차아염소산나트륨을 생성하게 되며, 이러한 살균제인 차아염소산 혹은 차아염소산나트륨을 밸러스트탱크(31)로 다시 유입됨에 따라 밸러스트탱크(31) 내부에 유입된 밸러스트수를 살균하게 되는 것이다.
이때, 다수의 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)과 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)에 의해 복극식 전해기가 구성됨에 따라 동시에 다량의 차아염소산 혹은 차아염소산나트륨을 생성하게 되어 살균력이 매우 높아지게 됨으로써 국제해사기구에서 요구하는 기준을 충족할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 MPU(53)에서는 대장균검출장치(60)를 주기적으로 구동하여 대장균검출장치(60)에 의해 검출된 대장균의 량에 따라 복극식 전해살균장치(10)를 온. 오프시키게 된다.
즉, 대장균 군에 속하는 미생물은 유당(lactose)을 35℃에서 48시간 이내에 발효시켜 가스를 생성하는 모든 호기성 및 통기성 그람음성 비포자형성균들을 말하고, 이는 인간의 장내에서 사는 미생물중 우점종균으로 많은 수가 사람의 배설물에서 발견되며, 이런 이유로 자연수에서 대장균 군의 발견은 물의 배설물 오염의 표시로 해석된다.
또한, 대장균은 환경 변화에 따라 분포양상이 변하여 환경변화의 정도를 나타내므로 지표미생물(indicator microorganism)로 이용되며, 대장균은 유당과 같은 영양물질이 풍부한 배지에서 20~30분 만에 배증하는 번식속도가 빠른 특성을 갖고 있으므로 선택적 배양에 의한 측정이 가능하다.
그러므로 대장균검출장치(60)를 구성하는 밀폐된 배양조(62) 내부에 밸러스트수가 유입된 상태에서 항온조(61)에 의해 온도를 35℃로 일정하게 유지시키게 되면 밸러스트수에 존재하는 대장균이 배지(67)에서 배양되며, 이 배양된 대장균의 발효에 의하여 CO₂가 발생되어 상기 배양조(62)내의 압력이 증가하게 되고, 이러한 압력의 시간당 변화율을 측정하면 정량화된 기준표에 의하여 대장균의 양을 측정하게 되는 것이다.
이러한 대장균검출장치(60)는 1996년 5월 센서학회지 제5권 제3호의 논문 96-5-3-07에 발표되어 있다.
즉, 상기 MPU(53)는 일정 주기마다 압력센서(64)의 정보를 읽어 들여 배양조(62) 내부 압력의 시간당 변화율을 측정하고, 그 측정된 시간당 압력 변화율과 저장디어 있는 정량화된 데이터와 비교 분석하여 대장균 량을 측정하게 되며, 이 측정된 대장균의 량이 일정량 이상이면 밸러스트수의 전기분해를 지속하여 차아염소산나트륨 생성을 유지시키게 되지만, 측정된 대장균 량이 일정량 이하이면 제1스위칭부(55)를 오프시켜 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)과 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)에 인가되는 DC 전원을 차단하여 살균을 중단하는 한편, 배출펌프(66)를 구동하여 배양조(62)에 유입된 배수를 배출하게 된다.
따라서 본 발명에서는 밸러스트수에 존재하는 대장균의 량에 따라 복극식 전해살균장치(10)의 구동시간이 결정되며, 통신포트(80)를 통해 제어시스템(50)과 선박통제시스템(90) 간에 양방향 통신이 가능하도록 함으로써 상기 선박통제시스템(90)에서 다수의 밸러스트탱크(31)에 설치된 복극식 전해살균장치(10)를 일괄적으로 제어할 수 있는 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 선박선체의 바닥면 및 측면에 구획별로 형성된 밸러스트탱크의 외측 벽면에 복극식 전기분해시스템으로 이루어진 전해살균장치를 설치하여 밸러스트수의 전기분해시 동일한 시간 내에 다량의 차아염소산나트륨이 생성되도록 함으로써 밸러스트수의 살균력을 높여 국제해사기구에서 요구하는 기준에 충족할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 상기 복극식 전해살균장치의 전단에 밸러스트수에 존재하는 대장균의 량을 측정할 수 있는 대장균검출장치를 설치함으로써 밸러스트탱크 내에 존재하는 대장균의 농도에 따라 복극식 전해살균장치를 제어함으로써 밸러스트수의 살균이 효과적으로 이루어질 수 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 선박선체(30)의 바닥면 및 하부 측면에 형성되어 있는 밸러스트탱크(31)에 설치된 순환펌프(20)에 의하여 유입된 밸러스트수를 강제로 순환시켜 살균하는 선박 밸러스트수 살균장치에 있어서,
    상기 밸러스트탱크(31) 외측에 설치되어 밸러스트수를 전기분해하여 차아염소산나트륨을 발생시키는 복극식 전해살균장치(10)와,
    상기 순환펌프(20) 전단에 설치되어 밸러스트수에 존재하는 대장균을 검출하기 위한 대장균검출장치(60)와,
    상기 대장균검출장치(60)의 출력정보에 의해 밸러스트수에 존재하는 대장균의 량을 산출하고, 그 산출결과에 따라 상기 복극식 전해살균장치(10) 및 대장균검출장치(60)를 제어하는 제어시스템(50)으로 이루어지고,
    상기 복극식 전해살균장치(10)는 양측이 개구된 끝단부면의 전 둘레에 일정한 간격으로 체결공(5c)이 형성되고 상하면 내측에 요홈부(5a)가 일정한 간격으로 형성되며 상면에 형성된 요홈부(5a)의 일측에 절개부(5b)가 형성된 사각형상의 전해조(1)와, 상기 전해조(1)에 형성된 요홈부(5a)에 유입되며 상측 끝단부 일측에 제1통공(14a~14c)이 형성된 제1전원공급부(8a~8c)가 일체로 형성된 평판 형태의 제1 내지 제3불용성 티탄 전극판(6a~6c)과, 상기 전해조(1)에 형성된 요홈부(5a)에 유입되며 상측 끝단부 일측에 제2통공(15a)(15b)이 형성된 제2전원공급부(9a)(9b)가 일체로 형성된 평판 형태의 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)과, 상기 제1, 제2통공(14a~14c)(15a)(15b)에 유입되어 상기 제1 내지 제3불용성 티탄 전극판(6a~6c)은 양극(+) 전원을, 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)에는 음극(-)전원을 공급하는 제1, 제2전극봉(13a)(13b)과, 상기 전해조(1)에 형성된 체결공(5c)을 통해 볼트(4a)(4b)로서 나사 결합되며 끝단부에 연결관(3a)(3b)이 설치되어 있는 호퍼형상의 커버(2a)(2b)와, 상기 전해조(1)의 양끝단부 및 상기 커버(2a)(2b) 사이에 설치되어 밸러스트수의 누수를 방지하는 패킹(16a)(16b)과, 상기 절개부(5b)에 유입되어 밸러스트수의 누수를 방지하는 'Ｉ'형상의 패킹(11a)(11b)으로 이루어지고, 상기 제1 내지 제3불용성 티탄전극판(6a)(6b)(6c)과 제1, 제2스텐레스 전극판(7a)(7b)은 교대로 설치되는 것을 특징으로 하는 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어시스템(50)은 AC 전원을 DC전원으로 변환하여 상기 제1, 제2전극봉(13a)(13b)에 DC전원을 공급하는 DC컨버터(54)와, 압력센서(64)의 정보를 판독하여 밸러스트수에 존재하는 대장균 량을 산출하고, 그 산출 결과에 따라 상기 복극식 전해살균장치(10) 및 순환펌프(20)를 제어하는 MPU(53)와, 상기 MPU(53)의 입력단에 연결되어 시스템의 자동 및 수동 운전모드를 설정하는 조작부(51)와, 상기 MPU(53)의 출력단에 연결되어 온도센서(63)의 출력 정보에 의해 히터(68)에 전원을 공급하기 위한 제2스위칭부(69)와, 상기 MPU(53)의 출력단에 연결되어 상기 DC컨버터(54)의 출력전원을 상기 제1, 제2전극봉(13a)(13b)에 인가하는 제1스위칭부(55)로 이루어진 것을 특징으로 하는 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 MPU(53)의 일측단에는 통신포트(80)를 연결하여 선박통제시스템(90)과 양방향으로 통신하도록 한 것을 특징으로 하는 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치.
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