KR101130730B1 - 밸러스트수 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밸러스트수 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 여과부와, 상기 여과부에서 여과된 밸러스트수에 인위적인 와류를 형성시키는 와류발생부와, 상기 와류발생부에서 배출된 벨러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 자외선램프를 가지는 자외선처리부를 포함하며, 부산물로 인한 2차 오염을 방지할 수 있고, 밸러스트 탱크의 오염을 방지할 수 있으며, 유지관리 면에서 효율적이고 제어가 간편하고, 밸러스트수에 인위적인 와류를 형성시켜 상기 밸러스트수를 혼합함으로써, 자외선처리부를 통과하는 밸러스트수의 자외선 조사량을 높여 살균효과가 향상된 밸러스트수 처리장치에 관한 것이다.
밸러스트수 처리, 여과, 와류, 자외선, 세척

Description

밸러스트수 처리장치{Ballast Water Treatment Device}
본 발명은 밸러스트수 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 여과부와, 상기 여과부에서 여과된 밸러스트수에 인위적인 와류를 형성시키는 와류발생부와, 상기 와류발생부에서 배출된 벨러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 자외선램프를 가지는 자외선처리부를 포함하며, 부산물로 인한 2차 오염을 방지할 수 있고, 밸러스트 탱크의 오염을 방지할 수 있으며, 유지관리 면에서 효율적이고 제어가 간편하고, 밸러스트수에 인위적인 와류를 형성시켜 상기 밸러스트수를 혼합함으로써, 자외선처리부를 통과하는 밸러스트수의 자외선 조사량을 높여 살균효과가 향상된 밸러스트수 처리장치에 관한 것이다.
선박은 화물을 하역한 후에는 충분히 수중에 가라앉지 않음으로써 균형을 잃기 쉽고 추진기 등이 충분히 수중에 잠기지 않아서 상기 추진기 등의 작동이 효율적으로 되지 않는 문제가 있다. 따라서 선박이 짐을 싣지 않고 운항하는 경우에 선박의 균형을 유지하기 위해 선박 내의 탱크에 해수를 담아서 운행하는데 상기 해수를 밸러스트수(ballast water)라 한다. 국제교역량의 증가에 따라 많은 양의 물건 을 운송할 수 있는 선박을 이용한 해상운송 비율이 증가하고 있고, 그에 따라 선박의 대형화가 빠르게 이루어지고 있다. 따라서 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양도 크게 증가하고 있다. 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양이 증가함에 따라 외래 해양생물종들로 인한 토착 해양생태계의 피해 발생 사례 역시 증가하고 있는바, 이러한 국제적인 환경문제를 해결하기 위해 2004년도에 국제해사기구(IMO)에서 '선박의 밸러스트수와 침전물의 통제와 관리에 대한 국제협약'이 완성되어 2009년부터 발효되고 있다.
종래 밸러스트수를 처리하기 위한 방식으로는 육상에서 처리하는 방식이 있었으나 비효율적인 단점이 있어 선박에 밸러스트수를 처리하기 위한 처리시설을 설치하는 방식이 많이 활용되고 있다. 밸러스트수 처리시설에 사용되는 처리방식으로는 크게 여과, 열처리, 화학약품처리, 전기분해, 오존, 자외선 조사 등의 방식이 사용되고 있다.
그러나, 열처리 방식의 경우 열에 강한 미생물이나 무기오염원에 대해서는 처리가 어렵다는 문제가 있고, 화학약품처리 방식의 경우 밸러스트수 처리 후 2차 오염의 문제가 발생할 수 있는 문제가 있고, 전기분해 방식이나 오존 방식의 경우 합선에 의한 폭발이나 관리상의 비효율적인 문제 등이 있을 수 있고, 특히 여과 방식의 경우 필터에 부착되는 침전물 제거문제나 이를 제거할 시 밸러스트수 처리를 중지해야 하는 문제가 있고, 자외선 조사 방식의 경우 자외선 램프를 둘러싸는 슬리브관의 표면에 부착되는 이물질에 의한 효율이 낮아지는 문제가 있습니다. 또한 이들 각각의 방식만으로는 완전한 밸러스트수 처리가 어렵고 이들 방식 전부를 적 용하는 경우에는 처리비용이 상승하여 비효율적인 문제가 있습니다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 밸러스트수를 처리함에 있어 필터를 사용하여 물리적으로 여과시키는 방식과 자외선을 사용하여 살균하는 방식을 복합적으로 사용함으로써 부산물로 인한 2차 오염을 방지할 수 있고, 밸러스트 탱크의 오염을 방지할 수 있으며, 유지관리 면에서 효율적이고 제어가 간편한 밸러스트수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 여과부와 자외선처리부 사이에 와류발생부를 포함하여 여과부를 거친 밸러스트수에 인위적인 와류를 형성시켜 상기 밸러스트수를 균일하게 혼합함으로써, 자외선처리부를 통과하는 밸러스트수의 자외선 조사량을 높여 살균효과가 향상된 밸러스트수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 와류발생부를 포함하여 상기 밸러스트수를 균일하게 혼합하여 살균효과가 향상되므로, 상기 필터의 중심과 자외선램프의 중심까지의 거리를 예컨데, 1.5m 이내로 제작할 수 있어 상기 벨러스트수의 처리장치의 소형화로 상기 장치의 설치면적을 최소화할 수 있는 밸러스트수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 자외선처리부에 보호스크린을 포함하여 자외선처리부로 들어온 밸러스트수에 와류를 발생시켜 상기 밸러스트수의 자외선 조사량을 높임으로써 살균효과를 향상시키고, 밸러스트수와 함께 유입되는 패각 등의 이물질을 걸러 서 자외선 램프를 둘러싸고 있는 슬리브관을 보호할 수 있는 밸러스트수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 여과부와 와류발생부 사이에 우회관로를 추가로 포함하여, 필요에 따라 상기 여과부 또는 상기 자외선처리부만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수 있도록 할 수 있는 밸러스트수 처리장치를 제공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 항상 균일한 성능을 유지하게 할 수 있고, 유지관리 면에서 효율적인 밸러스트수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 밸러스트수에 대한 처리작업의 중지 없이도 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 처리효율을 높여 처리시간이나 비용 측면에서 효율적인 밸러스트수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 여과부의 자동세척부가 상하이동 및 회전운동을 동시에 할 수 있는 구조로 형성됨으로써 필터의 세척능력을 향상시킬 수 있는 밸러스트수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치는 선박에 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 여과부와, 상기 여과부에서 여과된 밸러스트수에 인위적인 와류를 형성시키는 와류발생부와, 상기 와류발생부에서 배출된 벨러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 자외선램프를 가지는 자외선처리부를 포함하며, 상기 와류발생부에 의해 형성된 와류에 의해 밸러스트수가 균일하게 혼합되어 살균효과를 높이고 상기 여과부와 자외선처리부간의 거리를 줄여 설비를 컴팩트화할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치는 밸러스트수에 와류를 발생시키고, 밸러스트수와 함께 유입된 이물질을 걸러서 상기 자외선처리부를 보호하는 보호스크린을 추가로 포함하며, 상기 보호스크린은 상기 자외선처리부의 전단에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 있어서 상기 보호스크린은 가로방향의 살과 세로 방향의 살을 교차로 결합하여 형성되는 메쉬망을 포함하며, 상기 가로방향의 살과 세로방향의 살은 상기 바디의 내부를 흐르는 밸러스트수와 부딪어서 상기 밸러스트수의 이동방향을 변경시켜 와류가 형성되도록 일정 각도 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 있어서 상기 여과부는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수를 여과시키는 필터와, 상기 필터에 부착되는 이물질을 세척하는 자동세척부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 있어서 상기 자동세척부는 자동세척부를 구동시키는 구동부와, 상기 구동부에 연결 되어 움직이면서 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입부와, 상기 흡입부에서 흡입된 이물질을 배출시키는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 있어서 상기 구동부는 상기 자동세척부를 작동시키는 동력을 제공하는 구동모터와, 상기 구동모터와 연결되는 구동축을 포함하며, 상기 흡입부는 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입봉과, 상기 흡입봉에 연결되어 흡입된 이물질을 이동시키며 상기 구동부에 연결되는 코어를 포함하며, 상기 배출부는 상기 코어 일단에 형성된 배출공을 통해 배출되는 이물질을 저장하는 플러싱챔버와, 상기 플러싱챔버의 이물질이 배출되는 통로가 되는 배출관과, 상기 배출관의 일측에 형성되는 이그조스트밸브를 포함하여, 상기 이그조스트밸브의 개폐에 따른 압력차이를 이용하여 자동으로 필터에 부착된 이물질을 흡입, 배출할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 있어서 상기 구동축은 나사산 형태로 형성되고, 상기 흡입봉은 상기 코어에 방사상 형태로 연결됨으로써, 상기 구동부의 작동에 따라 상하이동 및 회전하면서 보다 효율적으로 필터의 이물질을 흡입할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 있어서 상기 와류발생부는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부와 유출부와, 내부에 돌출된 걸림턱을 갖는 바디와; 걸림턱에 지지결합되어 상기 바디의 내부를 흐르는 밸러스트수에 와류를 발생시키는 와류발생기를; 포함하며, 상기 와류발생기는 외곽 지지체를 형성하며, 걸림턱과 결합하는 프레임과; 상기 프레임과 동일평면을 이루는 면을 일정 반경으로 절개하여 일정방향으로 절곡시킨 다수개의 날개를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 있어서 상기 와류발생부는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디의 내주면을 따라 설치되는 일정 각도로 경사진 다수개의 날개를 포함하여, 상기 바디의 내부를 흐르는 밸러스트수는 상기 날개와 부딪어서 와류가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 있어서 상기 자외선처리부는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프를 포함하는 자외선램프부와, 상기 자외선램프부에 부착되는 이물질을 제거하는 세척부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 있어서 상기 세척부는 상기 자외선램프부의 외주면을 청소하는 와이퍼와, 상기 와이퍼를 연결하는 구동축과, 상기 구동축과 연결되어 구동축을 작동시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 있어서 상기 자외선처리부는 상기 자외선램프에서 나오는 자외선의 강도를 측정하는 자외선강도계와, 상기 바디 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치는 상기 여과부와 상기 와류발생부 사이에 우회관로를 추가로 포함하여, 필요에 따라 상기 여과부 또는 상기 자외선처리부만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수 있도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치는 밸러스트수 처리장치의 작동상태를 표시해주는 디스플레이부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 밸러스트수를 처리함에 있어 필터를 사용하여 물리적으로 여과시키는 방식과 자외선을 사용하여 살균하는 방식을 복합적으로 사용함으로써 부산물로 인한 2차 오염을 방지할 수 있고, 밸러스트 탱크의 오염을 방지할 수 있으며, 유지관리 면에서 효율적이고 제어가 간편한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 여과부와 자외선처리부 사이에 와류발생부를 포함하여 여과부를 거친 밸러스트수에 인위적인 와류를 형성시켜 상기 밸러스트수를 균일하게 혼합함으로써, 자외선처리부를 통과하는 밸러스트수의 자외선 조사량을 높여 살균효과가 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 와류발생부를 포함하여 상기 밸러스트수를 균일하게 혼합하여 살균효과가 향상되므로, 상기 필터의 중심과 자외선램프의 중심까지의 거리를 1.5m 이내로 제작할 수 있어 상기 벨러스트수의 처리장치의 소형화로 상기 장치의 설치면적을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 자외선처리부에 보호스크린을 포함하여 자외선처리부로 들어온 밸러스트수에 와류를 발생시켜 상기 밸러스트수의 자외선 조사량을 높임으로써 살균효과를 향상시키고, 밸러스트수와 함께 유입되는 패각 등의 이물질을 걸러서 자외선 램프를 둘러싸고 있는 슬리브관을 보호할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 여과부와 와류발생부 사이에 우회관로를 추가로 포함하여, 필요에 따라 상기 여과부 또는 상기 자외선처리부만을 거쳐 밸러스트수를 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 항상 균일한 성능을 유지하게 할 수 있고, 유지관리 면에서 효율적인 효과가 있다.
또한, 본 발명은 밸러스트수에 대한 처리작업의 중지 없이도 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 처리효율을 높여 처리시간이나 비용 측면에서 효율적인 효과가 있다.
또한, 본 발명은 여과부의 자동세척부가 상하이동 및 회전운동을 동시에 할 수 있는 구조로 형성됨으로써 필터의 세척능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 여과부, 와류발생부 및 자외선처리부의 결합관계를 나타내는 계통도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 여과부의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류발생부의 부분절단 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류발생부의 측면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 자외선처리부의 부분절단 분해사시도이고, 도 8은 본 발명에 일 실시예에 보호스크린의 측면도이고, 도 9은 도 8의 A-A', B-B', C-C', D-D'의 단면도이고, 도 10는 자외선처리부의 세척부 사시도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치는 선박의 취수펌프(1)로부터 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 여과부(2)와, 상기 여과부(2)에서 여과된 밸러스트수에 인위적인 와류를 형성시키는 와류발생부와(3), 상기 와류발생부(3)에서 배출된 밸러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 자외선처리부(4)와, 상기 여과부(2)와 자외선처리부(4)의 작동 전반을 제어하는 제어부(5)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 여과부(2)는 선박의 취수펌프(1)로부터 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 구성으로 도 3을 참조하면, 상기 여과부(2)는 밸러스트수가 유 출입될 수 있는 유입부(211)와 유출부(212)를 갖는 바디(21)와, 상기 바디(21) 내부를 흐르는 밸러스트수를 여과시키는 필터(22)와, 상기 필터(22)에 부착되는 이물질을 세척하는 자동세척부(23)와, 상기 유입부(211)와 유출부(212)에서의 압력을 측정하는 압력센서(24)를 포함할 수 있다.
상기 바디(21)는 상기 여과부(2)의 몸체를 이루는 부분으로 바람직하게는 내부에 공간을 갖는 원통형으로 형성될 수 있으며 선박에 취수된 밸러스트수가 유입되는 유입부(211)와 여과된 밸러스트수가 유출되는 유출부(212)를 포함하는데, 본 발명은 후술할 바와 같이 상기 바디(21) 내부를 둘러싸는 필터(22)를 사용하여 여과처리를 하기 때문에 상기 유입부(211)는 상기 바디(21)의 하측에 위치하고 상기 유출부(212)는 상기 유입부(211) 보다 상측에 위치하여 밸러스트수가 하부에서 유입되어 상기 바디(21) 내부를 채우면서 여과될 수 있도록 함이 바람직하다.
상기 필터(22)는 상기 유입부(211)를 통해 상기 바디(21) 내부로 유입된 밸러스트수를 여과처리하는 부분으로 바람직하게는 상기 바디(21)의 내주면을 따라 원통형으로 상기 바디(21)의 내부를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 유입부(211)를 통해 상기 바디(21)의 내부로 유입된 밸러스트수가 상기 유출부(212)를 통해 배출되기 위해서는 반드시 상기 필터(22)를 거쳐야 하고, 상기 필터(22)에 여과되는 과정에서 50㎛ 이상의 생물 및 입자가 걸러지게 된다. 이러한 여과가 계속 진행되는 경우 상기 필터(22) 내부면에 이물질이 쌓여 여과기능이 저 하되므로 후술하는 자동세척부(23)에 의해 이물질 제거작업이 진행되게 된다.
상기 자동세척부(23)는 상기 필터(22) 내외부의 압력차이를 이용하여 상기 제어부(5)의 제어하에 상기 필터(22)에 쌓이는 이물질을 자동으로 제거하는 부분으로, 상기 제어부(5)의 신호에 의해 자동세척부(23)를 구동시키는 구동부(231)와, 상기 구동부(231)에 연결되어 움직이면서 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입부(232)와, 상기 흡입부(232)에서 흡입된 이물질을 배출시키는 배출부(233)를 포함할 수 있다.
상기 구동부(231)는 상기 자동세척부(23)가 작동하기 위한 동력을 제공하는 부분으로 구동모터(2311)와, 구동축(2312), 리미트스위치(2313)를 포함한다.
상기 구동모터(2311)는 상기 자동세척부(23)를 작동시키기 위한 동력을 제공하며 일반적인 모터 등이 활용될 수 있으며, 상기 제어부(5)의 제어하에 자동으로 운전되어진다.
상기 구동축(2312)은 후술할 코어와 상기 구동모터(2311) 사이를 연결하는 부분으로 상기 구동모터(2311)의 작동에 따라 상기 코어를 상하이동 및 회전운동시킨다. 특히 상기 구동축(2312)의 상기 구동모터(2311)와 연결되는 일단의 외주면은 나사산 형태로 형성될 수 있는데, 이는 상기 구동모터(2311)의 작동에 따라 상하이동하면서 회전운동도 할 수 있어 보다 효율적으로 상기 필터(22)의 이물질을 흡입할 수 있도록 하기 위함이다. 또한 상기 구동축(2312)의 일단에는 접촉수단(2312a)이 결합될 수 있는데, 상기 접촉수단(2312a)은 상기 구동축(2312)의 상하이동거리 를 제한하기 위한 후술할 리미트 스위치(2313)와 접촉하는 부분으로 원반형태의 고무부재나 금속부재 등이 활용될 수 있으며, 상기 접촉수단(2312a)이 상기 리미트 스위치(2313)와 접촉하는 경우 상기 제어부(5)의 제어하에 상기 구동축(2312)이 이동하는 진행방향이 바뀌기 때문에 상기 구동축(2312)은 상기 리미트 스위치(2313) 사이를 상하이동하게 된다.
상기 리미트스위치(2313)는 상기 바디 내부 상측에 한 쌍이 위치하며, 상기 접촉수단(2312a)이 상기 리미트 스위치(2313)와 접촉하는 경우에 구동축(2312)이 이동하는 방향이 바뀌도록 한다. 따라서 상기 구동축(2312)은 리미트 스위치(2313) 사이만큼의 거리를 상하이동하게 된다.
상기 흡입부(232)는 상기 구동부(231)에 연결되어 움직이면서 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 흡입하는 부분으로, 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입봉(2321)과, 상기 흡입봉(2321)에 연결되어 흡입된 이물질을 이동시키는 코어(2322)를 포함할 수 있다.
상기 흡입봉(2321)은 상기 필터(22)의 내부면에 부착된 이물질을 흡입하는 부분으로 전체적으로 내부에 관통공이 형성된 봉 내지는 막대 형상으로 형성될 수 있으며, 그 일단은 상기 필터(22) 내부면과 밀착되어 상기 필터(22)의 내부면에 부착된 이물질을 흡입할 수 있는데 바람직하게는 흡입력을 높이기 위해 일단의 관통공은 그 직경이 작게 형성될 수 있으며, 그 타단은 상기 코어(2322)와 연결되어 흡입한 이물질을 상기 코어(2322)로 이동시키게 된다. 또한 상기 흡입봉(2321)은 다수 개가 상기 코어(2322)의 외주면 상에 높이를 달리하여 방사상으로 부착된 형태 로 형성될 수 있는데 이는 후술하는 바와 같이 상기 코어(2322)가 회전하면서 상하이동하는 경우에 상기 필터의 원주방향뿐만 아니라 축 방향에 부착된 이물질을 보다 용이하게 하여 필터 전체를 세척할 수 있도록 하기 위함이다. 상기 흡입봉(2321)이 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 흡입할 수 있는 원리는 상기 필터(22) 내부의 높은 압력과 상기 흡입봉(2321) 내지는 코어(2322) 내부의 낮은 압력의 압력차에 따른 밸러스트수의 흐름을 이용하는 것으로 그에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 코어(2322)는 상기 흡입봉(2321)에 연결되어 흡입된 이물질을 이동시키는 부분으로 전체적으로 내부에 공간이 형성된 봉 내지는 막대 형상으로 형성될 수 있는데 그 외주면 상에는 상기 흡입봉(2321)이 방사상으로 부착되어 연결되어 상기 흡입봉(2321)을 통해 흡입된 이물질이 상기 코어(2322)의 내부공간을 통해 이동할 수 있고 상기 코어(2322)의 일단에는 내부공간을 통해 이동된 이물질이 후술하게 될 배출부(233)의 플러싱챔버(2331)로 배출될 수 있도록 하는 배출공(2322a)이 형성될 수 있다. 또한 상기 코어(2322)의 일단은 상기 구동축(2312)과 연결되어 상기 구동축의 움직임에 따라 상하이동은 물론 회전운동도 가능하게 된다. 상기 코어(2322) 내에서 이물질이 이동할 수 있는 원리 역시 상기 필터(22) 내부의 높은 압력과 상기 흡입봉(2321) 내지는 코어(2322) 내부의 낮은 압력의 압력차에 따른 밸러스트수의 흐름을 이용하는 것으로 그에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 배출부(233)는 상기 흡입부(232)에서 흡입된 이물질을 배출시키는 부분 으로 상기 코어(2322)의 일단에 형성된 배출공(2322a)을 통해 배출되는 이물질을 저장하는 플러싱챔버(2331)와, 상기 플러싱챔버(2331)의 이물질이 배출되는 통로가 되는 배출관(2332)과, 상기 배출관(2332)의 일측에 형성되는 이그조스트밸브(2333)를 포함할 수 있다.
상기 플러싱챔버(2331)는 상기 코어(2322)의 배출공(2322a)을 통해 배출되는 이물질이 쌓이게 되는 부분으로 바람직하게는 상기 코어(2322)가 상하이동하는 거리를 감안하여 어떠한 경우라도 상기 코어(2322)의 배출공(2322a)에서 배출되는 이물질을 저장할 수 있는 크기와 형상으로 형성될 수 있다.
상기 배출관(2332)은 상기 플러싱챔버(2331)의 이물질이 배출되는 통로가 되는 부분으로 상기 플러싱챔버(2331)의 일측에 연결되는 관 형태로 형성될 수 있다.
상기 이그조스트밸브(2333)는 상기 배출관(2332)의 일측에 연결되어 상기 필터(22)에 부착된 이물질의 흡입/배출을 위한 흡입력을 제공하는 부분으로 상기 제어부(4)에 의해 제어된다. 즉, 상기 이그조스트밸브(2333)가 열리는 경우에는 상기 배출관(2332), 플러싱챔버(2331), 코어(2322) 및 흡입봉(2321) 내부는 대기압 즉 상기 필터(22) 내부의 높은 기압에 비해 낮은 기압이 형성되므로 상기 필터(22) 내부의 밸러스트수는 기압이 낮은 상기 흡입봉(2321) 내부로 흡입되게 되고 이때 필터(22)에 부착된 이물질도 함께 흡입되게 되며, 상기 이그조스트밸브(2333)가 닫히는 경우에는 밸러스트수 및 이물질의 흡입이 중단되게 되는데 그 전체적인 작동원리에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 압력센서(24)는 상기 필터(22) 내외부의 압력을 측정하기 위한 구성으로 일반적으로 사용되는 압력측정용 센서들이 활용될 수 있는데 상기 압력센서(24)에 의해 측정되는 상기 필터(22) 내외부의 압력차이가 일정범위 이상 상승하게 되면 상기 제어부(4)의 제어하에 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 제거하기 위한 상기 자동세척부(23)의 작동이 시작되게 된다.
이상과 같은 구성들을 포함하는 상기 여과부(2)의 작동원리에 대해 자세히 살펴보면, 먼저 상기 유입부(211)를 통해 상기 바디(21) 내부로 유입된 밸러스트수는 상기 필터(22)를 거쳐 여과되어 상기 유출부(212)를 통해 배출되게 되는데, 이때 상기 필터(22)에서 걸러지는 이물질이 상기 필터(22) 내부면에 부착되게 되면 상기 압력센서(24)에 의해 측정되는 상기 필터(22) 내부의 압력이 상승하게 되고 그 상승이 일정범위를 넘게 되면 상기 제어부(4)의 제어하에 상기 자동세척부(23)가 작동하게 되는데, 상기 제어부(4)가 상기 구동모터(2311)를 작동시키면 상기 구동축(2312), 코어(2322) 및 흡입봉(2321)은 상하이동 및 회전운동을 하게 되고 또한 상기 제어부(4)가 상기 이그조스트밸브(2333)를 열게 되면 상기 흡입봉(2321) 내의 압력이 상기 필터(22) 내부의 압력보다 낮게 되어 상기 필터(22) 내부의 밸러스트수와 이물질이 상기 흡입봉(2321)을 통해 흡입되게 되어 상기 코어(2322), 플러싱챔버(2331) 및 배출관(2332)를 통해 배출되게 된다. 또한 상기 필터(22) 내부의 압력이 일정범위 이하로 내려가게 되면 상기 자동세척부(23)의 작동은 중지하게 된다. 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치의 중요한 특징 중의 하나는 상기 자동 세척부(23)가 작동하는 동안에도 상기 여과부(2)의 필터(22)를 이용한 여과처리는 계속될 수 있다는 것이다.
상기 와류발생부(3)는 상기 여과부(2)에서 여과된 밸러스트수에 와류를 발생시키는 구성으로 도 4를 참조하면, 상기 와류발생부(3)는 밸러스트수가 유출입되는 바디(31)와, 상기 바디(31)의 내부에 결합되어 상기 바디(31)의 내부를 흐르는 밸러스트수에 와류를 발생시키는 와류발생기(32)를 포함할 수 있다.
상기 바디(31)는 상기 와류발생부(3)의 몸체를 이루는 부분으로 바람직하게는 내부에 공간을 갖는 원통형으로 형성될 수 있으며 밸러스트수가 유입되는 유입부(311)와 와류가 형성된 밸러스트수가 유출되는 유출부(312)와 상기 유입부(311)와 유출부(312) 사이의 상기 바디(31) 내주면을 따라 돌출되어 후술할 와류발생기(32)와 결합하는 걸림턱(313)을 포함한다.
상기 걸림턱(313)은 상기 바디(31)의 내주면을 따라 돌출되어 후술할 와류발생기(32)와 결합하며, 와류발생기(32)와 나사결합할 수 있도록 체결공(3131)이 형성되어 있다.
상기 와류발생기(32)는 상기 바디(31)에서 밸러스트수가 유입되는 쪽의 상기 걸림턱(313)의 측면에 나사나 용접 등에 의해 결합하여 상기 바디(31)의 내부를 흐르는 밸러스트수에 와류를 발생시키며, 동일평면을 이루는 원형의 금속박판 중심부 의 일정 반경 안쪽면을 절개하여 프로펠러 형태로 절곡시킨 다수의 날개(321)와 상기 날개(321)를 형성함에 따라 금속박판에 생긴 관통공(322)와 상기 날개 둘레의 프레임(323)을 포함한다.
상기 날개(321)는 상기 프레임(323)의 중심부에 형성되며, 관통공(322)에 대응되는 일정 반경의 면을 상기 프레임(323)과 연결되도록 절개하여 동일 경사를 이루도록 프로펠러 형태로 절곡시킨 것으로, 상기 프레임(323)과 연결되어 일정 각도로 비틀어진 목부분(3211)과, 상기 목부분(3211)에서 관통공(322)의 중심을 향하여 연장되면서 밸러스트수의 유입방향으로 일정 각도로 경사져 돌출되는 곡면을 이루는 날개면(3212)이 형성된다. 상기 날개면(3212)의 각도는 밸러스트수의 유입방향으로 20°~ 40°의 경사를 이루도록 한다. 상기 날개면(3212)에는 밸러스트수의 유출입에 의해서 상기 날개에 과다한 압력이 가해져 목부분(3211)이 쉽게 손상되는 것을 방지하기 위해서 다수개의 중공(3213)이 뚫어져 있다. 상기 바디(31) 내부를 흐르는 밸러스트수는 상기 날개(321)와 부딪히면서 날개의 경사방향으로 회전되어 와류가 형성되는데 상기 와류발생부(3)에 유입된 밸러스트수에 와류가 형성되는 것에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 관통공(322)은 상기 날개(321)의 형성함에 따라 금속박판에 생긴 구멍으로 상기 바디(31) 내로 유입된 밸러스트수를 상기 와류발생기(32)에서 통과시킨다.
상기 프레임(323)은 날개의 둘레에 원형의 형태로 형성되며, 상기 걸림턱(313)과 결합한다. 상기 프레임(323)에는 상기 걸림턱(313)과 나사에 의해 결합할 수 있도록 체결공(3231)이 형성된다.
이상과 같은 구성들을 포함하는 상기 와류발생부(3)에 의해 상기 와류발생부에 유입된 밸러스트수에 와류가 발생되는 원리를 설명하면, 상기 여과부(2)를 통과한 밸러스트수는 와류발생부(3)의 유입부(311)를 통해서 바디(31) 내부로 유입되게 된다. 상기 바디(31) 내부에 유입된 밸러스트수는 유출부(312) 방향으로 흘러가 와류발생기(32)를 지나가게 된다. 상기 와류발생기(32)의 관통공(322)을 통과한 밸러스트수는 날개(321)에 부딪혀서 상기 날개(321)의 경사방향으로 이동방향이 변경된다. 상기 날개(321)는 다수개가 프로펠러의 모양으로 형성되어 있음으로 상기 날개(321)에 부딪힌 밸러스트수는 회전을 하게 되어 와류가 형성된다. 와류가 형성된 밸러스트수는 유출구(312)를 통해 유출되어 자외선처리부(4)로 들어가게 된다. 상기 밸러스트수는 와류가 형성되어 소용돌이쳐져 이동하므로, 상기 밸러스트수는 혼합이 잘 이루어져 자외선처리부(4)에 들어간 밸러스트수는 균일하고 높은 자외선 조사량을 가지게 되어 상기 밸러스트수 처리장치는 높은 살균효과를 가지게 된다. 또한 상기 밸러스트수와 부딪히는 날개(321)에는 큰 압력이 가해져 파손될 경우, 상기 와류발생기(32)는 상기 바디(31)에서 나사결합에 의해 쉽게 탈부착이 가능하므로 상기 와류발생기(32)를 교체하여 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
또한, 와류에 의해 균일한 혼합이 이루어짐으로써, 여과부에서 자외선처리부까지의 배관길이를 줄일 수 있어, 전체적으로 설비를 컴팩트화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치는 도 5를 참조하면, 상기 와류발생부(3')는 밸러스트수가 유출입되는 바디(31')와, 상기 바디(31') 내부에 형성되어 상기 바디(31')의 내부를 흐르는 밸러스트수에 와류를 발생시키는 날개(32')를 포함할 수 있다.
상기 바디는 도 4에서 설명한 와류발생부(3)의 바디(31)에서 걸림턱(313) 대신에 후술할 날개(32')가 결합되는 것만 차이가 있을 뿐 나머지는 동일하다.
상기 날개(32')는 상기 바디(31') 내부를 흐르는 밸러스트수와 부딪혀서 와류를 발생시키는데 바디(31')의 내부에 일정 각도로 경사진 다수개의 날개(32')가 일체로 결합된다. 상기 날개(32')는 일정길이를 갖는 금속판에 양측면에서 내측으로 향할수록 그 폭이 좁아지는 일정한 곡면의 형태를 취한다. 상기 날개(32')에는 밸러스트수와 부딪힘에 따라 과도한 압력이 가해져서 상기 바디에서 떨어지는 것을 방지하기 위해 다수개의 중공(321')이 뚫어져 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류발생부(3")를 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 와류발생부(3")는 밸러스트수가 유출입되는 바디(31")와 상기 바디(31")의 내주면을 따라 곡면형태의 날개(32")가 다수개 설치될 수 있다.
도시되지는 않지만, 본 발명이 다른 실시예에 따르면 하나 이상의 날개가 바디의 내주면에 나선형상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 와류발생부(3')에 의해 상기 와류발생부(3')에 유입된 밸러스트수에 와류가 발생되는 원리는 도 4에서 설명한 원리와 동일하므로 자세한 설명 은 생략하기로 한다.
상기 자외선처리부(4)는 상기 와류발생부(3)에서 배출된 밸러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 구성으로 도 7 내지 10를 참조하면, 상기 자외선처리부(4)는 밸러스트수가 유출입되는 바디(41)와, 상기 바디(41)의 내부에 결합하여 상기 바디(41)로 유입된 밸러스트수에 와류를 발생시키고 밸러스트수와 함께 유입되는 패각 등의 이물질을 걸러서 자외선 램프를 둘러싸고 있는 슬리브관(432)을 보호하는 보호스크린(42)과 상기 보호스크린(42)을 통과하여 흐르는 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프(431)를 포함하는 자외선램프부(43)와, 상기 자외선램프부(43)에 부착되는 이물질을 제거하는 세척부(44)와, 상기 자외선램프(431)에서 나오는 자외선의 강도를 측정하는 자외선강도계(45)와, 상기 바디(41) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(46)를 포함할 수 있으며, 상기 자외선처리부(4)는 필요에 따라 다수 개가 직렬로 연속적으로 설치될 수도 있다.
상기 바디(41)는 상기 자외선처리부(4)의 몸체를 이루는 부분으로 바람직하게는 내부에 공간을 갖는 원통형으로 형성될 수 있으며 밸러스트수가 유입되는 유입부(411)와 살균처리된 밸러스트수가 유출되는 유출부(412)와 상기 유입부(411) 근처의 상기 바디(41) 내주면을 따라 돌출되어 후술할 보호스크린(42)과 결합하는 걸림턱(413)을 포함하는데, 바람직하게는 상기 유입부(411)과 유출부(412)가 상기 바디(41) 원통형의 옆면에 형성될 수 있는데 이는 상기 자외선램프부(43)를 통과하 여 살균되는 밸러스트수의 살균효율을 높이기 위함이다.
상기 걸림턱(413)은 상기 유입부(411) 근처의 상기 바디(41) 내주면을 따라 돌출되어 후술할 보호스크린(42)과 결합하며, 보호스크린(42)과 나사결합 할 수 있도록 체결공(4131)이 형성되어 있다.
상기 보호스크린(42)은 상기 바디(41)에서 밸러스트수가 유입되는 쪽의 상기 걸림턱(413)의 측면에 나사나 용접 등에 의해 결합하여 상기 바디(41)로 유입된 밸러스트수에 와류를 발생시키고 밸러스트수와 함께 유입되는 패각 등의 이물질을 걸러서 자외선 램프(431)를 둘러싸고 있는 슬리브관(432)을 보호하는 역할을 하며, 외곽 지지체를 형성하는 프레임(421)과 상기 프레임(421) 내측에 형성된 메쉬망(422)을 포함한다.
상기 프레임(421)은 원형의 형태로 외곽 지지체를 형성하며, 상기 걸림턱(413)과 결합한다. 상기 프레임(321)에는 상기 걸림턱(413)과 나사에 의해 결합할 수 있도록 체결공(4211)이 형성된다.
상기 메쉬망(422)은 프레임 내측에 가로방향의 살(4221)과 세로 방향의 살(4222)을 교차로 결합하여 형성되며, 교차로 결합된 살 사이에는 관통공(4223)이 형성된다. 상기 메쉬망(422)을 형성하는 살은 길이가 긴 직사각형의 판제로 이루어지며 상기 가로방향의 살(4221) 또는 세로방향의 살(4222)은 상기 유입부(411)에 들어온 밸러스트수와 부딪쳐서 상기 밸러스트수의 이동방향을 변경시켜 와류를 형성할 수 있도록 방향성을 가지도록 예컨대 경사지게 설치될 수 있다. 예컨대, 도 8 과 9을 참조하면, 4등분한 메쉬망(422)에서 a부분은 세로방향의 살(4222)은 수직으로 설치되어 있으나 가로방향의 살(4221)은 12시 방향으로 일정각도 경사져 설치되 있고, b부분은 가로방향의 살(4221)은 수직으로 설치되어 있으나 세로방향의 살(4222)은 9시 방향으로 일정 각도 경사져 있고, c부분은 세로방향의 살(4222)은 수직으로 설치되 있으나 가로방향의 살(4221)은 6시 방향으로 일정각도 경사져 있고, d부분은 가로방향의 살(4221)은 수직으로 설치되 있으나 세로방향의 살(4222)은 3시 방향으로 일정 각도 경사져 있다. 상기 메쉬망(422)에서 가로방향의 살(4221) 또는 세로방향의 살(4222)의 경사 기울기는 20~ 40도인 것이 바람직하다.
상기 보호스크린(42)을 통과한 밸러스트수에 와류가 발생되는 원리를 살며보면, a부분을 통과하는 밸러스트수는 12시 방향으로 경사지게 설치된 가로방향(4221)의 살과 부딪어서 12방향으로 이동방향이 변경되고, b부분을 통과하는 밸러스트수는 9시 방향으로 경사지게 설치된 세로방향의 살(4222)과 부딪어서 9시 방향으로 이동방향이 변경되고, c부분을 통과하는 밸러스트수는 6시 방향으로 경사지게 설치된 세로방향의 살(4222)과 부딪어서 6시 방향으로 이동방향이 변경되고, d부분을 통과하는 밸러스트수는 3시 방향으로 경사지게 설치된 가로방향의 살(4221)과 부딪어서 3시 방향으로 이동방향이 변경되어 결국 상기 보호스크린(42)을 통과하는 밸러스트수는 반시계 방향으로 회전하여 와류가 생성된다. 상기 밸러스트수는 와류가 형성되어 소용돌이쳐져 이동하므로 혼합이 잘 이루어져, 자외선램프부(43) 쪽으로 이동한 밸러스트수는 높은 자외선 조사량을 가지게 되어 상기 밸러스트수 처리장치는 높은 살균효과를 가지게 된다. 상기 슬리브관(432)은 밸러스트수와 함 께 유입되는 패각 등의 이물질에 부딪혀서 파손될 수 있는데, 상기 보호스크린(42)을 설치하면 밸러스트수와 함께 유입되는 패각 등의 이물질은 상기 보호스크린(42)을 통과하면서 걸러짐으로 상기 슬리브관(432)을 보호할 수 있다.
상기 자외선램프부(43)는 상기 바디(41) 내부를 흐르는 밸러스트수에 자외선을 자외선을 조사하기 위해 자외선을 방출하는 부분으로, 상기 자외선램프부(43)는 자외선램프(431)와 슬리브관(432)을 포함한다.
상기 자외선램프(431)는 막대나 봉 형상으로 상기 바디(41)의 내부에 위치하는데 바람직하게는 상기 바디(41)의 축방향에 평행하게 상기 바디(41)의 원통형 내부를 따라 일정간격으로 다수 개가 방사상으로 배치되어 상기 유입부(411)과 유출부(412)를 통하여 흐르는 밸러스트수는 상기 자외선램프(431) 사이를 수직으로 통과하게 할 수 있다.
상기 슬리브관(432)은 상기 자외선램프(431)를 둘러쌓아 자외선램프(431)를 보호하는데, 표면에 이물질이 부착하게 되면 방출되는 자외선의 강도가 저하되기 때문에 상기 슬리브관(432) 표면은 상기 세척부(44)에 의해 세척되게 된다. 상기 슬리브관(432)에는 석영으로 제조된 관이 사용될 수 있다.
상기 세척부(44)는 상기 슬리브관(432) 표면에 부착되는 이물질을 제거하는 부분으로, 상기 슬리브관(432)의 외주면에 부착되는 와이퍼(441)와, 상기 와이퍼(441)를 연결하는 구동축(442)과, 상기 구동축(442)과 연결되어 구동축(442) 을 작동시키는 구동모터(443)를 포함할 수 있다.
상기 와이퍼(441)는 상기 슬리브관(432)의 외주면에 부착되는 이물질을 제거하는 부분으로 바람직하게는 상기 슬리브관(432) 외주면 전체를 둘러싸는 환형으로 형성될 수 있으며 그 재질로는 내열성을 갖는 합성수지나 합성고무 등이 활용될 수 있으며, 상기 슬리브관(432)이 다수 개 존재하는 경우 상기 와이퍼(441) 역시 다수 개가 존재하게 되고 이 경우 각각의 와이퍼(441)는 암(4411)을 통해 상호 연결되고, 상기 암(4411)이 상기 구동축(442)에 연결될 수 있다.
상기 구동축(442)은 상기 와이퍼(441)와 연결되어 상기 와이퍼(441)를 이동시켜 상기 와이퍼(441)가 상기 슬리브관(432) 외주면에 부착된 이물질을 제거할 수 있도록 하는 부분으로 바람직하게는 상기 바디(41)의 내부 중앙에 상기 바디(41)의 축방향에 평행하게 배치될 수 있으며 그 외주면은 나사산 형태로 형성될 수 있다. 상기 구동축(442)의 일단은 상기 구동모터(443)에 연결된다.
상기 구동모터(443)는 상기 구동축(442)의 일단과 연결되어 상기 구동축(442) 및 와이퍼(441)를 작동시키는 동력을 제공하는 부분으로 일반적으로 사용되는 모터 등이 활용될 수 있다.
상기 자외선강도계(45)는 상기 자외선램프(431)에서 나오는 자외선의 강도를 측정하는 부분으로 상기 바디(41)의 외주면 상에서 상기 바디(41)의 내부로 관통하여 설치될 수 있으며, 상기 제어부(5)와 연결되어 있기 때문에 측정되는 자외선강도가 일정범위 이하인 경우 상기 제어부(5)는 상기 세척부(44)를 작동시키게 되는 데 그 작동원리에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 온도센서(46)는 상기 자외선처리부(4)의 바디(41) 내부의 온도를 측정하는 부분으로 상기 바디(41)의 외주면 또는 내부에 설치될 수 있으며, 상기 제어부(5)와 연결되어 있기 때문에 측정되는 상기 바디(41) 내부의 온도가 일정 범위 이상으로 높아지게 되면 상기 제어부(5)는 상기 자외선처리부(4)의 작동을 중지시키게 된다.
이상과 같은 구성들을 포함하는 상기 자외선처리부(4)의 작동원리에 대해 자세히 살펴보면, 먼저 상기 유입부(411)를 통해 상기 바디(41) 내부로 유입되어 보호스크린(42)을 통과하여 와류가 형성된 밸러스트수는 상기 자외선램프(431)에서 조사되는 자외선에 의해 살균처리되어 상기 유출부(412)를 통해 배출되게 되는데, 이때 상기 자외선램프(431)를 둘러싸고 있는 슬리브관(432) 표면에 이물질이 부착되게 되면 자외선램프(431)에서 방출되는 자외선의 강도가 낮아지게 되어 상기 자외선강도계(45)에서 측정되는 자외선 강도가 일정범위 이하로 내려가게 되면 상기 제어부(5)의 제어하에 상기 세척부(44)가 작동하게 되는데, 상기 구동모터(443)의 작동에 의해 상기 구동축(442)을 따라 상기 와이퍼(441)가 이동하면서 상기 슬리브관(432) 표면에 부착된 이물질을 제거하게 된다. 또한 상기 온도센서(46)에 의해 측정되는 상기 바디(41) 내부의 온도가 일정범위 이상으로 올라가게 되면 상기 제어부(5)는 상기 자외선처리부(4)의 작동을 중지시키게 된다.
상기 제어부(5)는 상기 여과부(2)와 자외선처리부(4)의 작동 전반을 제어하는 부분으로, 앞서 설명한 바와 같이 상기 자동세척부(23), 압력센서(24), 세척부(44), 자외선강도계(45), 온도센서(46) 등과 연결되어 신호를 주고받으면서 작동 전반을 제어하게 되는데 상기 제어부(5)는 추가적으로 데이터를 저장하거나 경고메세지를 송출하는 등의 기능을 수행할 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예의 경우 상기 제어부(5)에 연결되어 밸러스트수 처리장치의 작동상태를 표시해주는 디스플레이부(6)를 추가로 포함할 수 있는데, 상기 디스플레이부(6)는 상기 제어부(5)의 제어하에 작동되는 상기 자동세척부(23), 압력센서(24), 세척부(44), 자외선강도계(45), 온도센서(46) 등의 상태는 물론 상기 여과부(2)와 자외선처리부(4)에 의해 처리되는 밸러스트수의 처리상태 등도 관계자가 시각적으로 용이하게 확인할 수 있도록 표시할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치은 밸러스트수를 처리함에 있어 필터를 사용하여 물리적으로 여과시키고 상기 여과된 밸러스트수에 와류를 발생시킨 다음 자외선을 사용하여 살균하는 방식을 복합적으로 사용함으로써 부산물로 인한 2차 오염을 방지할 수 있고, 밸러스트 탱크의 오염을 방지할 수 있음은 물론, 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 항상 균일한 성능을 유지하게 할 수 있고 유지관리 면에서 효율적이며, 밸러스트수에 대한 처리작업의 중지 없이도 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 처리효율을 높여 처리시간이나 비용 측면에서 효율적이며, 여과부의 자동세척부가 상하이동 및 회전운동을 동시에 할 수 있는 구조로 형성됨으로써 필터의 세척능력을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 와류발생부를 포함하여 상기 밸러스트수를 균일하게 혼합하여 살균효과가 향상되므로, 상기 필터의 중심과 자외선램프(431)의 중심까지의 거리를 1.5m 이내로 제작할 수 있어 상기 벨러스트수의 처리장치의 소형화로 상기 장치의 설치면적을 최소화할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 여과부(2)와 와류발생부(3) 사이에 우회관로(7)를 추가로 포함하여, 필요에 따라 상기 여과부(2) 또는 상기 자외선처리부(4)만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수 있도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 우회관로(7)는 상기 여과부(2)와 상기 와류발생부(3) 사이로 밸러스트수가 이동할 수 있도록 하는 관로를 의미하며, 상기 우회관로(7)가 존재함으로 인해 상기 여과부(2)와 상기 자외선처리부(4)를 순서대로 통과하면서 처리되는 밸러스트수 처리과정에서 필요에 따라 상기 여과부(2) 또는 상기 자외선처리부(4)만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수도 있고, 특히 밸러스트탱크(8)에 저장된 밸러스트수를 다시 바다로 배출하는 경우 상기 여과부(2)를 거칠 필요는 없으므로 상기 자외선처리부(4)만을 거친 후 배출할 있어 처리 시간이나 비용측면에서 효율적으로 운영할 수 있는 특징이 있다.
상기 밸러스트 처리장치에 유입된 밸러스트 수가 밸러스트 탱크(8)에 저장되는 경로를 도 2를 참조하여 설명하면, 취수된 밸러스트 수에 살균 및 여과가 필요없는 경우에는 제1밸브(11), 제3밸브(13), 제4밸브(14)를 잠그고 제5밸브(15)를 열어서 취수된 밸러스트수를 바로 밸러스트탱크(8)에 저장할 수 있다. 취수된 밸러스트 수에 여과 및 살균이 필요한 경우에는 제3밸브(13)와 제5밸브(15)를 잠그고 제1밸브(11), 제2밸브(12), 제4밸브(14)를 열어서 취수된 밸러스트수가 상기 여과부(2)와 자외선처리부(4)를 거치도록 한 다음 상기 밸러스트 탱크(8)에 저장할 수 있다. 또한, 취수된 밸러스트 수에 살균만을 할 경우에는 제1밸브(11), 제2밸브(12), 제5밸브(15)를 잠그고, 제4밸브(14)와 제5밸브(15)를 열어서 취수된 밸러스트수가 상기 자외선처리부(4)를 거치도록 한 다음 상기 밸러스트탱크(8)에 저장할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 도 4의 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에 의해 밸러스트수를 처리했을 때의 처리효과를 비교실험데이터를 토대로 입증,설명하고자 한다.
[실험] 밸러스트수 처리장치의 미생물 처리능력 실험
1. 목적 : 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치의 미생물 처리능력에 대한 비교검증
2. 대상 : 각기 다른 3문에 속하는 5종 이상의 미생물과 박테리아
3. 방법 : 아래 사진 1에서 보는 바와 같이 바지선을 이용한 실험장비를 이용하여 실험을 실시하였으며, 그 방법은 아래 실험계통도 1에서 보는 바와 같이,
시험군은 각기 다른 3문에 속하는 5종 이상의 미생물과 박테리아가 포함된 밸러스트수를 본 발명에 따른 밸러스트수 처리장치에 의해 처리한 직후와 밸러스트탱크에 저장하여 5일 후 각각 채취하여 잔존미생물량을 측정하였으며,
대조군은 각기 다른 3문에 속하는 5종 이상의 미생물과 박테리아가 포함된 밸러스트수를 별도의 처리과정 없이 밸러스트탱크에 저장하기 직전과 저장하여 5일 후 각각 채취하여 잔존미생물량을 측정하였습니다.
[사진 1]
Figure 112009066407668-pat00001
[실험계통도 1]
Figure 112009066407668-pat00002
4. 결과 : 실험결과는 아래 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이,
대조군은 ① 50㎛ 이상 크기의 미생물의 경우 최초 250,000Ind / m3 에서 223,000Ind/m3 , 5일 후 126,000Ind / m3 로 50% 이상의 잔존률을 보이고 있고, ② 10~50㎛ 크기의 미생물의 경우 최초 5,000Ind / m3 에서 4,300Ind /m3 , 5일 후 3,600Ind / m3 로 70% 이상의 잔존률을 보이고 있고, ③ 박테리아의 경우 최초 2,700Cfu /100 ml 에서 1,800Cfu/100ml , 5일 후 235Cfu /100 ml 의 잔존량을 보이고 있는 반면에,
시험군은 ① 50㎛ 이상 크기의 미생물의 경우 최초 250,000Ind / m3 에서 처리과정을 거친 직후 600Ind /m3 , 5일 후 0Ind / m3 로 0%의 잔존률을 보여 IMO 기준인 10Ind /m3 이하를 완벽하게 충족시키고 있고, ② 10~50㎛ 크기의 미생물의 경우 최초 5,000Ind/m3 에서 처리과정을 거친 직후 200Ind /m3 , 5일 후 0Ind / m3 로 0%의 잔존률을 보여 IMO 기준인 10Ind /m3 이하를 완벽하게 충족시키고 있고, ③ 박테리아의 경우 최초 2,700Cfu/100ml 에서 처리과정을 거친 직후 23Cfu /100 ml , 5일 후 7Cfu /100 ml 의 잔존량을 보여 IMO 기준인 250Cfu /100 ml 이하를 완벽하게 충족시키고 있다는 결과를 확인할 수 있습니다.
Organism
Type		 Unit Initial Control
Day 0		 Control
Day 5		 Treated
Day 0		 Treated
Day 5		 IMO
Req
Organisms
>50㎛ 		Ind /m3 250,000 223,000 126,000 600 0 >10
Organisms
10-50㎛ 		Ind /m3 5,000 4,300 3,600 200 0 >10
E-coli
bacteria		 Cfu /100 ml 2,700 1,800 235 23 7 >250
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 속하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 여과부, 와류발생부 및 자외선처리부의 결합관계를 나타내는 계통도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 여과부의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류발생부의 분해사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류발생부의 부분절단 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 와류발생부의 측면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 자외선처리부의 부분절단 분해사시도.
도 8은 본 발명에 일 실시예에 보호스크린의 측면도.
도 9은 도 9의 A-A', B-B', C-C', D-D'의 단면도.
도 10는 자외선처리부의 세척부 사시도.
*도면에 사용된 주요부호에 대한 설명
1: 취수펌프 2: 여과부 3, 3': 와류발생부 4: 자외선처리부
5: 제어부 6: 디스플레이부 7: 우회관로 8: 밸러스트 탱크
11: 제1밸브 12: 제2밸브 13: 제3밸브 14: 제4밸브 15: 제5밸브
21: 바디 22: 필터 23: 자동세척부 24: 압력센서
211: 유입부 212: 유출부 231: 구동부 232: 흡입부
233: 배출부 2311: 구동모터 2312: 구동축 2313: 리미트스위치
2321: 흡입봉 2322: 코어 2312a: 접촉수단 2322a: 배출공
2331: 플러싱챔버 2332: 배출관 2333: 이그조스트밸브
31, 31': 바디 32: 와류발생기 32': 날개 311: 유입부
312: 유출부 313:걸림턱 321: 날개 321': 중공
322: 관통공 323: 프레임 3131: 체결공 3211: 목부분
3212: 날개면 3213: 중공 3231: 체결공 41: 바디
42: 보호스크린 43: 자외선램프부 44: 세척부
45: 자외선강도계 46: 온도센서 411: 유입부 412: 유출부
413: 걸림턱 421: 프레임 422: 메쉬망 431: 자외선램프
432: 슬리브관 441: 와이퍼 442: 구동축 443: 구동모터 4131: 체결공
4211: 체결공 4221: 가로방향의 살 4222: 세로방향의 살
4223: 관통공 4411: 암

Claims (14)

  1. 선박에 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 여과부와;
    상기 여과부에서 여과된 밸러스트수에 인위적인 와류를 형성시키는 와류발생부와;
    상기 와류발생부에서 배출된 벨러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 자외선램프를 가지는 자외선처리부와;
    상기 자외선처리부의 전단에 설치되어 자외선처리부에 유입되는 밸러스트수에 와류를 발생시키고 밸러스트수와 함께 유입된 이물질을 걸러서 자외선처리부를 보호하는 보호스크린을; 포함하며,
    상기 보호스크린은 가로방향의 살과 세로 방향의 살을 교차로 결합하여 형성되는 메쉬망을 포함하고, 상기 가로방향의 살과 세로방향의 살은 자외선처리부 전단으로 유입되는 밸러스트수와 부딪어서 상기 밸러스트수의 이동방향을 변경시켜 와류가 형성되도록 서로 다른 방향으로 일정 각도 경사지게 설치되며,
    상기 와류발생부는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디의 내주면을 따라 설치되는 일정 각도로 경사진 다수개의 날개를 포함함으로써,
    상기 와류발생부와 보호스크린을 순차로 거치면서 형성된 와류에 의해 자외선처리부에서의 살균효과를 높이고 상기 여과부와 자외선처리부 간의 거리를 줄여 설비를 컴팩트화할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리장치.
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  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸러스트수 처리장치는 상기 여과부와 상기 와류발생부 사이에 우회관로를 추가로 포함하여, 필요에 따라 상기 여과부 또는 상기 자외선처리부만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수 있도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리장치.
  14. 삭제
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