KR101435380B1 - 수 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

수 처리 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치는 몸체; 상기 몸체가 수중에서 이동가능하도록 상기 몸체에 설치된 추진 및 자세 제어 모듈; 및 상기 몸체에 설치되며, 일측으로 유입된 상기 수중의 물을 처리한 후 타측으로 배출하는 수 처리 모듈을 포함할 수 있다.

Description

수 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING WATER}

본 발명은 수 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전세계 물동량의 80% 이상을 차지하는 화물선은 선적 화물이 충분하지 않을 경우 물속에서 추진기 및 방향타의 효율적인 작동과 균형 유지 및 안정성을 높이기 위하여 밸러스트 탱크에 해수를 담은 상태로 운항되는데, 밸러스트 탱크 내에 적재되는 물을 통상 밸러스트 수라고 부른다.

이러한 밸러스트 수는 선박이 철재로 건조되기 시작한 1870년대 후반부터 사용되고 있으며, 선박에 따라 밸러스트 수를 적재하지 않고 광석이나 모래등을 밸러스트 수 대신 사용하는 경우도 있으나, 오늘날에는 해수나 담수를 밸러스트 수로 사용하는 것이 일반적이다.

도 1은 밸러스트 탱크를 구비한 선박의 단면도이다. 도 2는 도 1에서 A 부분의 확대도로서 밸러스트 탱크 내부로 밸러스트 수를 유입하는 유입관 부분을 확대한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 밸러스트 탱크(6)는 선박(1)의 선체(2) 내부에 화물을 저장하는 화물 탱크(4)의 측부 및 하부에 위치된다. 일반적으로 밸러스트 탱크(6)는 선박의 선수 선미 방향 중앙을 기준으로 좌측 및 우측에 대칭인 구조로 이루어진다.

그리고, 갑판(5) 상부 또는 선체(2) 내부에는 밸러스트 탱크 내부로 접근할 수 있도록 해치(9)가 형성된다.

밸러스트 탱크(6) 내부로 밸러스트 수를 급수하기 위한 유입관(8)이 밸러스트 탱크(6)의 외부로부터 밸러스트 탱크(6) 내부로 연장된다. 유입관(8)은 밸러스트 탱크(6)의 외부로부터 밸러스트 탱크(6) 내부로 밸러스트를 이송하기 위한 펌프(미도시)에 연결되어 있다.

한편, 도 2를 참조하면, 밸러스트 탱크(6)의 하부에는 유입관(8)에 연결되어 밸러스트 수를 용이하게 밸러스트 탱크(6) 내부로 유입하기 위한 벨 마우스(16)가 지지대(14)에 의하여 밸러스트 탱크(6) 내부에 설치된다. 미설명 부호 18은 보강재이다.

이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 유입관(8)의 단부에 벨 마우스(16)가 연결되어 있을 수 있으나, 유입관(8)에 벨 마우스가 연결되지 않은 형태로 유입관(8)의 단부가 밸러스트 탱크의 내벽에 위치될 수도 있다. 이 때, 유입관(8)은 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 배출하기 위한 용도로 사용될 수도 있다.

한편, 항만이나 수로 및 대양에서 해수 또는 담수를 취수하여 밸러스트 탱크에 적재되는 밸러스트 수에는 통상 취수된 해수 또는 담수에 여러가지 해양 생물이 함께 존재하게 된다.

밸러스트 수의 취수와 배출은 선박이 기항하는 국가의 산업 발전 정도 자원등의 부존 여부등에 따라 차이가 있을 수 있는데, 선박의 특성상 밸러스트 수를 대량으로 적재해야 하는 유조선이나 벌크선의 경우, 산유국이나 철광석 등의 원료 수출국이 수입국에 비하여 밸러스트 수에 기생하는 각종 병원균이나 외래 해양 생물종의 위험에 노출될 가능성이 많다.

이러한 밸러스트 수의 가장 큰 문제점은 기본적으로 밸러스트 수가 외래 해양 생물종을 전파하는 매체로 이용된다는 점인데, 밸러스트 수 내에 포함된 특정 해역의 생물 또는 병원균 등이 밸러스트 수를 담고 있는 선박에 의해 전혀 다른 타 해역으로 이송되어 그 해역의 환경과 생태계를 교란시키는 부작용을 유발하게 된다는 것이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 선박에는 밸러스트 탱크 내부에 저장된 밸러스트 수를 처리하는 밸러스트 수 처리 시스템을 구비하는 것이 일반적이다. 이 때, 대표적인 밸러스트 수 처리 방법에는 기계적, 전기적, 화학적 방법이 있다.

기계적인 밸러스트 수 처리 방법은 원심력, 필터 등을 이용하여 기계적으로 밸러스트 수에 포함된 미생물을 걸러내는 방법이다.

전기적인 밸러스트 수 처리 방법은 전기 분해를 통해 일차적인 전기 충격을 가하고, 전기 분해시 발생하는 차아염소산 등에 의한 이차적인 화학 살균이 이루어지도록 하는 것이다.

화학적인 밸러스트 수 방법은 미생물을 살균할 수 있는 화학약품을 밸러스트수에 첨가하여 살균하는 방법이다.

그밖에 밸러스트수 중의 산소를 제거하거나, 열을 가하여 수온을 높임으로써 미생물이 서식하지 못하도록 하는 방법 등이 사용되고 있다.

기계 및 전기적인 방법에 의하여 밸러스트 수를 처리하는 밸러스트 수 처리 장치는 대부분 수 처리 장치가 밸러스트수 탱크 외부에 위치하며 입수/출(배)수 관로에 설치된 펌프에 의해 발생한 유동이 수 처리 장치 내부를 지나가면서 미생물이 포함된 밸러스트 수가 기계/전기적 방법에 의해 살균처리 된다.

기계적인 방법에 의한 밸러스트 수 처리 방법은 펌프 용량에 따라 수 처리 유닛의 용량이 결정된다. 만일 펌프 용량보다 수 처리 용량이 작다면 미쳐 처리되지 못한 밸러스트 수가 탱크 내부로 유입되거나 배출될 가능성이 있고, 또 수처리 용량에 맞춰 밸러스트 수의 유입 또는 배출 속도를 늦춰야 하므로 수 처리 효과가 떨어진다.

또한 일단 수 처리 유닛을 통과한 밸러스트 수는 탱크 내부에서 더 이상의 처리가 이루어지지 않으므로 밸러스트 수의 수질을 보장할 수 없다.

상기 방식의 또 하나의 문제점은 수 처리 장치가 차지하는 공간과 설치 비용 및 시간이다. 밸러스트 수 처리 장치가 탱크 외부에 설치되므로 그만큼의 공간을 차지하게 되며, 설치 비용도 비싸지고 시간도 많이 소요된다. 특히 밸러스트 수 처리 시설을 갖추지 않은 기존의 선박에 이와 같은 외부 장착형 시설을 갖추려고 한다면 선주의 입장에서는 상당히 부담스러울 수 밖에 없다.

한국 공개 특허 제 10-2004-0008306호 한국 공개 특허 제 10-2004-0008307호

본 발명의 일 실시예는 수 처리 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 선박의 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체; 상기 몸체가 수중에서 이동가능하도록 상기 몸체에 설치된 추진 및 자세 제어 모듈; 및 상기 몸체에 설치되며, 일측으로 유입된 상기 수중의 물을 처리한 후 타측으로 배출하는 수 처리 모듈을 포함하는, 수 처리 장치가 제공된다.

이 때, 상기 추진 및 자세 제어 모듈은 상기 몸체에 설치되되 상하 방향, 전후 방향 및 좌우 방향 중 적어도 일 방향으로 향하도록 배열되는 복수의 스러스터를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 복수의 스러스터는 상기 상하 방향, 전후 방향 및 좌우 방향으로 각각 한 쌍씩 총 6개로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 추진 및 자세 제어 모듈은 부력 조절부를 포함하되, 상기 부력 조절부는, 상기 몸체 내부에 위치되는 유체 저장 탱크; 상기 유체 저장 탱크와 연결된 주머니 부재; 및 상기 유체 저장 탱크 및 상기 주머니 부재 사이에 설치되어 상기 유체 저장 탱크 내부에 저장된 유체를 상기 주머니 부재로 이동시킬 수 있는 펌프를 포함할 수 있다.

한편, 상기 추진 및 자세 제어 모듈은 무게 중심 이동부를 포함하되, 상기 무게 중심 이동부는, 상기 몸체 내부에 전후 방향으로 이동가능하게 형성되는 중량체; 상기 중량체를 상기 몸체의 전후 방향으로 이동하기 위하여 상기 중량체와 결합되는 볼 스크류; 및 상기 볼 스크류를 회전시키기 위한 구동 모터를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 중량체의 이동을 가이드 하도록 상기 볼 스크류와 나란하게 배열되는 한 쌍의 LM 가이드를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 몸체에 탈착가능하게 설치될 수 있는 이동 모듈을 더 포함하되, 상기 이동 모듈은, 상기 몸체에 고정될 수 있는 프레임; 상기 프레임에 회전가능하게 설치되는 복수의 주행 휠 및 상기 주행 휠을 회전시키기 위한 구동 모터를 포함할 수 있다.

한편, 상기 몸체의 측부에 위치되는 복수 쌍의 다관절 다리부를 포함할 수 있는데, 이 때, 상기 다관절 다리부는, 상기 몸체에 상기 몸체의 외측 방향으로 연장된 제 1 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 회전축 부재; 상기 회전축 부재의 일단부에 상기 제 1 회전축에 수직한 제 2 회전축을 중심으로 회전가능하게 결합된 조인트 부재; 상기 조인트 부재의 일단부에 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축에 수직한 제 3 회전축을 중심으로 회전가능하도록 결합되는 제 1 프레임 부재; 상기 제 1 프레임 부재의 일 단부에 상기 제 3 회전축과 나란한 제 4 회전축을 중심으로 회전가능하게 결합되는 제 2 프레임 부재 및 상기 제 2 프레임 부재의 단부에 설치되는 발 부재를 포함할 수 있다.

한편, 상기 몸체에 설치되는 센서 모듈을 더 포함하되, 상기 센서 모듈은, 상기 몸체의 자세를 측정하는 자세 측정부 및 상기 몸체의 위치를 측정하는 위치 측정부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 자세 측정부는 초음파 카메라, 자이로스코프, 각속도 측정 센서, 중력 센서 및 기울기 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

한편, 상기 위치 측정부는 수 처리 장치가 위치되는 공간의 일 위치에 설치된 신호 발생기의 신호를 탐지할 수 있는 신호 수신 센서 및 초음파 카메라 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

한편, 상기 수 처리 모듈은, 일측에 상기 물이 유입되는 유입구가 형성되고 타측에 물이 배출되는 배출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징의 상기 유입구측에 설치되어 상기 하우징 내부로 유입되는 수중의 불순물을 제거하는 필터; 상기 필터를 통과한 물을 처리하기 위한 수 처리 수단을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 수 처리 수단은, 상기 물을 전기 분해하기 위한 전기 분해용 전극; 상기 물에 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프, 상기 물을 소독하기 위한 소독약을 살포하기 위한 소독약 주입부 및 상기 물을 고온으로 살균하기 위한 가열부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

한편, 상기 수 처리 모듈은, 상기 하우징 내부로 수중의 물이 유입될 수 있도록 하기 위한 펌프를 포함할 수 있다.

한편, 수 처리 장치는, 상기 하우징 내부를 지나는 물의 수질을 측정하기 위하여 상기 하우징에 연결되는 수질 측정기를 더 포함할 수 있다.

한편, 수 처리 장치는 상기 수 처리 모듈로부터 발생되는 열을 냉각하기 위하여 상기 수 처리 모듈의 발열부와 결합되는 열 교환 수단을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 하우징의 유입구는 상기 몸체의 일 측면에 형성될 수 있다.

한편, 수 처리 장치는 상기 하우징의 유입구 측에 설치되는 이동 유입구 모듈을 더 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 이동 유입구 모듈은, 상기 하우징의 유입구가 형성된 상기 몸체의 일측면 양측부에 상하 방향으로 이동될 수 있도록 설치되는 한 쌍의 가이드 부재; 상기 한 쌍의 가이드 부재에 의하여 상기 일측면으로부터 외측 방향으로 이동될 수 있도록 상기 한 쌍의 가이드 부재에 결합되되, 상기 수중의 물이 상기 하우징 내부로 유입될 수 있는 개구가 형성된 이동 프레임 및 일단이 상기 개구에 연결되고 타단이 상기 하우징의 유입구에 연결되어 상기 개구를 통하여 유입된 물을 상기 하우징의 유입구로 안내하는 안내 도관을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 안내 도관은 신축 가능한 자바라 형태로 이루어질 수 있다.

이 때, 상기 이동 프레임은 상기 몸체에 나란한 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 한 쌍의 가이드 부재에 결합될 수 있다.

이 때, 상기 회전축은 상기 몸체에 대하여 좌우방향으로 연장된 축일 수 있다.

이 때, 상기 이동 프레임이 상기 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 일단이 몸체의 일측에 결합되고, 타단이 상기 이동 프레임의 일측에 결합된 유압 실린더를 더 포함할 수 있다.

한편, 수 처리 장치는 상기 개구에 설치되는 거름망을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 밸러스트 탱크의 수 처리 방법으로서, 상기 밸러스트 탱크 내부에 상기 밸러스트 탱크 내부의 수중 또는 바닥면에서 이동가능한 수 처리 장치를 투입하는 단계; 상기 수 처리 장치를 이용하여 상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 단계; 상기 밸러스트 수의 처리가 완료된 경우 상기 수 처리 장치를 상기 밸러스트 탱크 외부로 회수하는 단계를 포함하는, 밸러스트 탱크의 수 처리 방법이 제공된다.

이 때, 수 처리 장치를 이용하여 상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 단계 이전 또는 이후에 상기 밸러스트 수의 수질을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 단계는, 상기 수 처리 장치를 상기 밸러스트 수가 유입되는 밸러스트 수 공급관 측으로 이동시키는 단계; 상기 밸러스트 수 공급관에 상기 수 처리 장치의 수 처리 모듈의 유입구를 연결시키는 단계; 상기 밸러스트 수 공급관을 통하여 상기 밸러스트 탱크 내부로 유입되는 밸러스트 수가 상기 수 처리 모듈 내부에서 처리되는 단계 및 상기 수 처리 모듈 내부에서 처리된 밸러스트 수를 상기 수 처리 장치의 외부로 배출시키는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 단계는, 상기 수 처리 장치를 상기 밸러스트 수가 배출되는 밸러스트 수 배출관 측으로 이동시키는 단계; 상기 밸러스트 수 배출관에 상기 수 처리 장치의 수 처리 모듈의 배출구를 연결시키는 단계; 상기 밸러스트 탱크 내부로부터 상기 수 처리 장치 내부로 유입되는 밸러스트 수가 상기 수 처리 모듈 내부에서 처리되는 단계; 상기 수 처리 모듈 내부에서 처리된 밸러스트 수를 상기 밸러스트 수 배출관으로 배출시키는 단계를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 단계는, 상기 수 처리 장치를 상기 밸러스트 탱크 내부에서 이동시키거나 또는 특정 위치에 고정시키는 단계; 상기 밸러스트 탱크 내부에서 상기 수 처리 장치가 이동하거나 또는 특정 위치에 고정된 동안 상기 밸러스트 수를 상기 수 처리 장치의 상기 수 처리 모듈 내부로 유입시키는 단계; 상기 밸러스트 수가 상기 수 처리 모듈 내부에서 처리되는 단계 및 상기 수 처리 모듈 내부에서 처리된 밸러스트 수를 상기 수 처리 장치의 외부로 배출시키는 단계를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 수 처리 장치를 상기 밸러스트 탱크 내부에서 이동시키거나 또는 특정 위치에 고정시키는 단계 이전에, 상기 밸러스트 탱크 내부에서 이동하는 수 처리 장치의 이동 경로를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 밸러스트 탱크 내부에서 이동하는 수 처리 장치의 이동 경로를 설정하는 단계 이전에, 상기 밸러스트 탱크 내부 구조 데이터를 상기 수 처리 장치의 제어부에 입력시키는 단계 및 상기 밸러스트 탱크 내부의, 미리 설정된 초기 위치에 상기 수 처리 장치를 위치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수 처리 장치가 밸러스트 탱크 내부의 수중 또는 바닥면에서 이동하면서 밸러스트 수를 처리하므로 별도의 밸러스트 수 처리 장치를 설치하기 위한 공간이 절약될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치는 밸러스트 탱크 내부에서 밸러스트 수가 유입되는 유입관 또는 배출관에 직접 연결되어 밸러스트 수를 처리하여 밸러스트 수를 배출하므로 밸러스트 수를 완전히 처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치는 선박 운항중에 수처리가 가능하므로 수처리 용량에 상관없이 밸러스트 수 펌프의 용량을 선택할 수 있으며, 또한 운항중 수처리를 통해 수질을 유지할 수 있으므로 미쳐 처리되지 못한 밸러스트 수가 탱크로 유입되더라도 처리가 가능하다.

도 1은 밸러스트 탱크를 구비한 선박의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 A부분의 확대도로서 밸러스트 수가 유입 및 유출되는 벨 마우스의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 부력 조절부의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 무게 중심 이동부의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 수 처리 모듈의 구성도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 이동 유입구 모듈의 사시도이다.
도 10 및 도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 이동 유입구 모듈의 작동 상태를 도시한 측면도이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 이동 모듈의 사시도이다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 몸체가 이동 모듈에 탑재된 상태를 도시한 정면도이다.
도 14은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수 처리 장치의 몸체에 설치될 수 있는 다관절 다리부의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 방법의 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 측면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 구성도이다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치를 설명함에 있어 도 3 및 도 4에서 볼 때 좌측 방향, 즉 수 처리 장치의 수 처리 모듈의 유입구가 위치되는 면이 향하는 방향을 수 처리 장치의 전방으로 규정하고, 그 반대 방향을 수 처리 장치의 후방으로 규정하여 설명한다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)는, 몸체(110), 추진 및 자세 제어 모듈(120) 및 수 처리 모듈(160)을 포함한다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)는 센서 모듈(101), 제어 모듈(112) 및 전원 모듈(114)을 포함할 수 있다.

몸체(110)는, 밸러스트 수를 처리하기 위한 수 처리 모듈(160)과 밸러스트 탱크(6) 내부에서 이동하기 위하여 필요한 각종 센서를 포함하는 센서 모듈(101), 수 처리 장치(100)를 구동하기 위한 전원 모듈(114), 수 처리 장치(100)의 작동을 제어하기 위한 제어 모듈(112) 등을 내부에 포함하는 하우징으로 형성된다.

몸체(110)는 밸러스트 수 내부에서 작동하는 동안 내부에 설치된 각종 전자 기기 및 센서와 같은 구성 요소들이 안전하게 작동할 수 있도록 수밀 구조로 이루어지도록 하거나 또는 각 구성 요소들을 수밀되는 구조로 만들고 프레임 형태의 몸체에 각 요소를 부착하는 것도 가능하다. 도 3 및 도 4에서는 몸체(110)의 형태를 직육면체 형상으로 도시하였으나, 몸체의 형태는 다양하게 이루어질 수 있다.

몸체(110)의 양 측부에는 몸체를 지지하기 위한 몸체 지지 프레임(111)이 설치된다. 도 3을 참조하면, 판 형상으로 이루어진 몸체 지지 프레임(111)의 일측면은 몸체(110)의 일측면과 결합된다.

그리고, 몸체 지지 프레임(111)의 하측 단부는 수 처리 장치(100)가 바닥면에 놓여진 상태에서 바닥면에 닿도록 형성되며 몸체(110)가 바닥면으로부터 이격된 상태로 지지될 수 있도록 한다.

본 실시예에서 몸체 지지 프레임(111)은, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 전체적으로 전후 방향으로 길게 연장된 8각형의 판재 형태로 이루어지며, 몸체 지지 프레임(111)의 하부측에 개구가 형성된 형태로 이루어진다. 그러나, 몸체 지지 프레임(111)의 형태는 전술한 형태에 제한되지 않으며, 몸체(110)를 지지할 수 있는 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

추진 및 자세 제어 모듈(120)은 밸러스트 탱크(6) 내부의 수중 또는 바닥면에서 몸체(110)가 이동하거나 자세를 바로 잡을 수 있도록 제어하기 위한 구성 요소이다. 추진 및 자세 제어 모듈(120)은 스러스터부(140), 부력 조절부(130) 및 무게 중심 이동부(150)를 포함할 수 있다.

보다 상세히, 도 3을 참조하면, 스러스터부(140)는 좌우 방향 스러스터(146), 전후 방향 스러스터(144) 및 상하 방향 스러스터(142)를 포함할 수 있다.

좌우 방향 스러스터(146)는, 도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 몸체(110)의 좌우 방향으로 중앙부 하측에 횡방향으로 나란하게 배열되도록 형성된 두개의 스러스터로 이루어질 수 있다.

좌우 방향 스러스터(146)는 몸체(110)를 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이동시키고자 할 경우 그 역방향으로 유체, 예를 들어 밸러스트 수를 배출시키도록 프로펠러를 회전시켜 몸체(110)를 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이동시킬 수 있다.

전후 방향 스러스터(144)는 몸체 지지 프레임(111)의 양 측부에 전후 방향을 향하도록 배열된 두 개의 스러스터로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)는 전후 방향 스러스터(144)를 회전시켜 전방으로 이동하거나 후방으로 이동할 수 있다.

상하 방향 스러스터(142)는 몸체(110)의 전방부 및 후방부에 수직 방향으로 배열되도록 형성된 두 개의 스러스터로 이루어질 수 있다.

상하 방향 스러스터(142)는 몸체(110)를 상측 방향으로 이동시키고자 할 경우 프로펠러를 회전하여 하측 방향으로 유체, 예를 들어 밸러스트 수가 배출되도록 하거나, 몸체(1100)를 하측 방향으로 이동시키고자 할 경우 프로펠러를 회전하여 상측 방향으로 밸러스트 수가 배출되도록 구성된다.

본 실시예에서는 상하 방향 스러스터(142)를 몸체(110)의 전방부 및 후방부에 구비하고, 전후 방향 스러스터(144)를 몸체의 양 측부에 구비하고, 좌우 방향 스러스터(146)를 몸체의 길이 방향 중앙부 하측에 구비하였으나, 상하 방향 스러스터(142), 전후 방향 스러스터(144) 및 좌우 방향 스러스터(146)의 설치 위치 및 개수는 몸체(110)의 자세를 제어하고 추력을 발생시킬 수 있도록 하기 위하여 당업자가 용이하게 발명할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)는 밸러스트 탱크(6) 내부와 같은 제한된 공간 내부에서 천천히 수 처리 장치(100)의 몸체(110)를 이동시키거나 밸러스트 탱크(6) 내부의 일 위치에 정지된 상태로 밸러스트 수를 처리하도록 구성되므로, 스러스터와 같이 추력을 발생시킬 수 있으면서도 자세의 조절이 용이한 추력 발생 수단을 사용하여 수중에서 몸체의 추력 및 자세 제어를 수행하는 것이 바람직하다.

한편, 추력 및 자세 제어 모듈(120)은 몸체(110) 내부에 설치되는 부력 조절부(130)를 포함할 수 있다.

도 6를 참조하면, 부력 조절부(130)는 몸체(110)의 중앙부에 위치되며, 유체 저장 탱크(132), 펌프(134), 밸브(136) 및 주머니 부재(138)를 포함할 수 있다.

유체 저장 탱크(132) 내부에는 소정의 유체가 저장된다. 이 때, 유체는 밸러스트 수보다 밀도가 낮은 유체로서, 가벼운 기체일 수 있다. 유체는 유체 저장 탱크(132) 내부에서 필요에 따라 펌프(134)에 의하여 주머니 부재(138) 측으로 이동하여 주머니 부재(138)의 부피를 증가시키도록 형성된다.

유체 저장 탱크(132) 내부의 유체를 주머니 부재(138)로 이송하기 위하여 펌프(134)가 유체 저장 탱크(132)와 주머니 부재(138) 사이에 위치된다.

그리고, 주머니 부재(138)에 저장된 유체의 양을 일정하게 유지하기 위하여 펌프(134)와 주머니 부재(138) 사이에는 밸브(136)가 설치된다.

주머니 부재(138)는 신축가능한 소재로 이루어지며, 주머니 부재(138)의 부피가 그 내부에 저장된 유체의 양에 따라 조절될 수 있도록 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 부력 조절부(130)는 부력 조절부(130)가 설치된 몸체(110) 내부 공간에서 주머니 부재(138)의 부피가 증가 또는 감소하면 주머니 부재(138)의 부피가 증가 또는 감소함에 따라, 그에 대응하는 양의 물, 즉 수 처리 장치를 둘러싸고 있는 유체, 예를 들어, 밸러스트 수가 몸체(110) 내부로 유입 또는 유출될 수 있는 구조로 이루어진다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)는, 유체가 주머니 부재(138)에 채워지는 정도에 따라 몸체(110)의 전체 밀도가 달라지게 된다.

예를 들어, 유체가 주머니 부재(138)의 부피를, 도 6에서 실선으로 도시된 부피로부터 2점 쇄선으로 도시된 부피만큼 증가시키면 그만큼의 밸러스트 수가, 부력 조절부(130)가 설치된 몸체(110)의 내부 공간(139)으로부터 몸체(110)의 외부로 배출되고, 이에 따라 몸체(110) 전체의 밀도가 낮아진다.

이 때, 몸체(110) 전체의 밀도가, 수 처리 장치(100)를 둘러싸는 밸러스트 수의 밀도보다 낮아지게 되면, 몸체(110)에 양의 부력이 생성되어 몸체(110)가 밸러스트 수 속에서 상측 방향으로 떠오르게 된다.

반대로, 주머니 부재(138)의 부피가 감소되면, 부피가 감소된 만큼 몸체(110) 외부로부터 밸러스트 수가 유입되고, 그에 따라 몸체(110) 전체의 밀도가 높아진다.

이 때, 몸체(110) 전체의 밀도가, 수 처리 장치(110)를 둘러싸고 있는 밸러스트 수의 밀도보다 높아지게 되면, 몸체(110)에 음의 부력이 생성되어 몸체(110)가 밸러스트 수 속에서 하측 방향으로 가라앉게 된다.

이와 같은 방식으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)는 주머니 부재(138)에 저장되는 유체의 양을 조절하여 몸체(110) 전체의 부력의 크기를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 유체가 주입되는 주머니 부재(138)가 몸체(110)의 내부 공간에 위치되는 것으로 예시하였으나, 주머니 부재(138)는 주머니 부재(138)의 내부에 유체가 유입되었을 때 몸체(110)의 외측으로 돌출되어 부풀려지도록 형성될 수도 있다.

한편, 추력 및 자세 제어 모듈(120)은 몸체(110) 내부에 설치되는 무게 중심 이동부(150)를 포함할 수 있다.

도 7은 무게 중심 이동부를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 무게 중심 이동부(150)는 볼 스크류(154), 이동 지지대(156), 중량체(158), LM 가이드(152) 및 구동 모터(159)를 포함한다.

볼 스크류(154)는 몸체 내부에 전후 방향으로 배열되며 구동 모터(159)에 의하여 축(154a)이 회전하도록 형성된다. 축(154a)이 회전함에 따라 축(154a)에 결합된 너트(154b)가 전후 방향으로 이동한다.

너트(154b)에는 이동 지지대(156)가 결합된다. 이동 지지대(156)는 너트(154b)가 이동함에 따라 함께 이동가능하도록 형성된다. 이동 지지대(156) 상에는 중량체(158)가 결합되어 이동 지지대(156)가 이동함에 따라 이동 지지대(156)와 함께 중량체(158)가 이동할 수 있도록 형성된다.

한편, 이동 지지대(156)의 이동을 가이드 하기 위하여 볼 스크류(154)의 양 측부에는 한 쌍의 LM 가이드(152)가 설치된다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 무게 중심 이동부(150)의 볼 스크류(154)는 몸체의 전후 방향 뿐 아니라 몸체의 좌우 방향으로도 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 이동 지지대(156)에 결합된 중량체(158)가 몸체(110)의 전후 방향으로 전후로 이동함에 따라 몸체(110)의 무게 중심의 위치가 변경될 수 있으며, 중량체(158)의 위치에 따라 몸체(110)의 자세 및 기울기가 변경될 수 있다.

다시, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 몸체(110) 내부에는 몸체(110) 내부의 각종 전기 장치로 전력을 공급하기 위한 전원 모듈(114)이 설치된다.

전원 모듈(114)은 충전용 배터리와 같은 형태로 이루어질 수 있다. 전원 모듈(114)은 수 처리 모듈(160), 각종 센서 그리고 추진 및 자세 제어 모듈(120)의 구동 모터로 전력을 공급할 수 있도록 형성된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)는 충전용 배터리와 같은 형태의 전원 모듈(114)을 구비하였으나, 다른 실시예로서, 수 처리 장치(100)가 전력을 공급하기 위한 모듈을 몸체 내부에 별도로 구비하지 않고 수 처리 장치(100)의 외부, 예를 들어 밸러스트 탱크 외부에 설치된 전력 공급원으로부터 전력 케이블을 통하여 전력을 공급받도록 할 수도 있다. 이와 같이 외부로부터 전력이 공급되는 구조로 이루어질 경우 수 처리 장치(100)는 몸체(110)의 무게를 줄일 수 있으므로, 수 처리 장치(100)의 이동성이 향상될 수 있다.

한편, 몸체(110) 내부에는 다양한 종류의 센서를 포함하는 센서 모듈(101)이 설치된다. 센서 모듈(101)은 수 처리 장치(100)의 자세를 측정하기 위한 자세 측정부(106), 수 처리 장치(100)의 위치를 측정하기 위한 위치 측정부(104) 및 밸러스트 탱크(6) 내부의 수질을 측정하기 위한 수질 측정기(102)를 포함할 수 있다.

자세 측정부(106)는 수 처리 장치(100)가 수중에서 이동하는 동안 수 처리 장치(100)가 안정적인 자세를 취하고 있는지 여부를 측정하기 위한 구성 요소이다.

수 처리 장치(100)의 현재 자세를 측정하기 위한 자세 측정부(106)는 예를 들어, 초음파 카메라, 자이로스코프, 각속도 측정 센서, 중력 센서 및 기울기 센서 중 적어도 어느 하나를 이용하여 수 처리 장치의 자세를 측정하고, 자세가 불안정한 경우 자세를 보정하여 수 처리 장치가 안정된 자세를 취하도록 한다.

초음파 카메라를 이용한 자세 측정 방법은, 수 처리 장치(100)에 설치된 카메라를 이용하여 수 처리 장치(100)가 위치하고 있는 밸러스트 탱크(6) 내부의 형상을 촬영하고, 이에 따라 촬영된 영상을, 수 처리 장치(100)의 제어 모듈(112) 내에 이미 저장된 밸러스트 탱크(6) 내부의 구조와 비교하여 탱크 내부에서의 수 처리 장치(100)의 현재 자세를 판단할 수 있다.

자이로스코프 또는 각속도 측정 센서는,자이로 스코프 또는 각속도 측정 센서를 이용하여 각속도를 측정하고 측정된 각속도를 적분하여 기준 자세로부터 상대적인 자세 변화를 계산함으로써 수 처리 장치(100)의 현재 자세를 판단할 수 있다.

중력 센서는, 중력이 어느 방향으로 작동하는지를 감지하여 중력에 수직인 평면으로부터 상대적인 자세를 파악할 수 있다.

기울기 센서는 경사계(inclinometer)와 같이 경사를 측정할 수 있는 센서로서, 이와 같은 기울기 센서를 이용하여 수 처리 장치 몸체가 기울어진 정도를 측정하여 수 처리 장치의 현재 자세를 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 수 처리 장치(100)가 자세 측정부(106)로서 초음파 카메라, 자이로스코프, 각속도 측정 센서, 중력 센서 및 기울기 센서 중 적어도 어느 하나를 구비하는 것으로 예시하였으나, 그 이외에 수중에서 이동하는 장치의 자세를 측정할 수 있는 공지의 센서를 이용하여 수 처리 장치의 자세를 측정할 수도 있을 것이다.

한편, 위치 측정부(104)는 신호 수신 센서 및 초음파 카메라 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

수 처리 장치(100)가 신호 수신 센서를 이용하여 수 처리 장치의 위치를 측정하고자 할 경우, 수 처리 장치가 위치되는 공간, 예를 들어 밸러스트 탱크 내부의 소정의 위치에 미리 신호 발생기, 예를 들어 비컨(beacon)을 3개 이상 설치한 후, 이로부터 발생되는 신호를 수신하여 신호 수신 센서와 신호 발생기 사이의 거리를 계산하고, 삼각 측량법으로부터 밸러스트 탱크(6) 내부에서의 수 처리 장치(100)의 위치를 판단할 수 있다.

한편, 수 처리 장치(100)가 초음파 카메라를 이용하여 밸러스트 탱크(6) 내부의 위치를 측정하고자 할 경우, 초음파 카메라로 수 처리 장치 주위의 밸러스트 탱크 내부 형상을 촬영하고, 이를 수 처리 장치의 제어 모듈 내에 이미 저장된 밸러스트 탱크 내부의 구조와 비교하여 탱크 내부에서의 수 처리 장치의 현재 위치를 판단할 수 있다.

한편, 도시되지는 아니하였으나, 밸러스트 탱크(6) 내부에 수 처리 장치(100)가 이동할 수 있는 가이드 레일과 같은 가이드 수단이 설치된 경우에는 이와 같은 가이드 레일 상에 수 처리 장치의 위치를 파악할 수 있는 표시를 해 두고, 수 처리 장치가 해당 표시 위를 지나치는지 여부를 확인함으로써 수 처리 장치의 위치를 판단할 수 있다.

한편, 수질 측정기(102)는 후술하는 수 처리 모듈(160)을 지나는 밸러스트 수의 수질을 측정하기 위한 구성 요소이다. 이 때, 수질 측정기는 수 처리 모듈(160)을 지나는 밸러스트 수 뿐 아니라 몸체를 둘러싸는 밸러스트 수의 수질을 측정하도록 구성될 수도 있다.

수질 측정기(102)는 공지의 수질 측정용 비전 시스템 및 현미경 등으로 구성될 수 있다. 이 때, 수질 측정기(102)는 현미경으로 확대한 밸러스트 수의 영상을 비전 시스템으로 인식하여 밸러스트 수에 존재하는 미생물의 수를 파악할 수 있다.

수질 측정기(102)에서 측정되는 수질은, 단위 유량당 미생물의 수뿐 아니라, 산소 농도, 수소 농도, 염소 농도, 탁도 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)에서는 수질 측정기(102)를 이용하여 밸러스트 수의 처리 전 또는 처리 후 밸러스트 수의 수질을 측정한다. 이에 따라 수질 측정기(102)에서 측정된 수질 데이터는 수 처리 장치(100)를 이용하여 밸러스트 수를 처리할지 여부를 판단하기 위한 자료로 제공된다.

제어 모듈(112)은 수 처리 장치(100)의 수 처리 모듈(160), 센서 모듈(101), 추진 및 자세 제어 모듈(120), 그리고 전원 모듈(114)과 연결되어 수 처리 장치의 전체 작동을 제어한다.

제어 모듈(112)은 밸러스트 탱크 내부의 구조에 대한 정보를 기초로 수 처리 장치(100)의 추진 및 자세 제어 모듈(120)을 제어하여 수 처리 장치(100)의 이동 및 정지를 제어하고, 수 처리 모듈(160)의 작동 및 정지를 지시하도록 한다.

이 때, 제어 모듈(112)은 미리 세팅된 프로그램에 의하여 밸러스트 탱크(6) 내부의 구조에 따라 적절하게 세팅된 작동 방식으로 수 처리 장치(100)가 작동하도록 할 수 있다.

한편, 제어 모듈(112)은 몸체에 설치되지 않고 외부에 별도로 설치하여 외부에 연결된 제어 모듈로부터 수 처리 장치(100)가 제어되도록 하거나, 또는 밸러스트 탱크(6) 외부의 사용자가 원격으로 수 처리 장치(100)의 작동을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 수 처리 모듈(160)의 구성도이다.

도8을 참조하면, 수 처리 모듈(160)은 하우징(162), 제 1 필터(166), 수 처리 수단(170) 및 제 2 필터(176)를 포함한다.

하우징(162)은 밸러스트 수가 지나는 동안 밸러스트 수가 처리되는 공간을 제공하기 위하여 몸체(110)를 관통하여 설치되는 구성 요소이다.

도 3 및 도 8을 참조하면, 하우징(162)은 도 8에서 볼 때, 좌측 단부인 유입구(163)가 몸체(110)의 전방면에 위치되며, 우측 단부인 배출구(173)가 몸체(110)의 후방면에 위치되도록 형성된다. 하우징(162)은 밸러스트 수가 하우징(162) 내부를 지나는 동안 몸체(110) 내부로 밸러스트 수가 누수되지 않을 수 있는 수밀 구조로 형성된다.

유입구(163)를 통하여 하우징(162)의 내부로 유입된 밸러스트 수는 하우징(162)을 지나는 동안 기계적, 전기적, 화학적으로 처리된 후 배출구(173)를 통하여 하우징 외부로 배출된다.

도 8을 참조하면, 하우징(162)의 유입구에는 거름망(164)이 설치된다. 거름망(164)은 비교적 큰 이물질이 하우징(162) 내부로 유입되지 않도록 한다.

거름망(164)을 지나 하우징(162) 내부로 유입된 밸러스트 수를 정화하기 위하여 유체 흐름 방향으로 볼 때 거름망(164)의 하류 측에 필터가 설치된다.

필터는 기계적으로 밸러스트 수의 미생물 또는 불순물을 제거한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터는 하나 이상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 두개의 필터가 하우징 내부에 설치된다.

제 1 필터(166)는 거름망(164)의 하류에 설치되어 거름망(164)을 지난 밸러스트 수가 하우징(162)의 수 처리 수단(170)을 지나기 전에 물에 존재하는 불순물을 제거하도록 한다.

제 2 필터(176)는 수 처리 수단(170)을 지나 배출구를 통하여 하우징(162)을 나가는 밸러스트 수를 마지막으로 정화시킨다.

본 실시예에서는 2개의 필터가 하우징(162)에 설치되는 것으로 구성하였으나, 처리되어야 하는 물의 종류 및 불순물의 종류에 따라 하우징에 설치되는 필터의 수 및 종류는 달라질 수 있다.

한편, 하우징(162)에는 펌프(168)가 설치되어 유입구(163)를 통하여 밸러스트 수가 하우징 내부로 용이하게 유입될 수 있도록 한다.

제 1 필터(166)를 지난 밸러스트 수를 처리 하기 위하여 하우징(162)의 내부에는 수 처리 수단(170)이 설치된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수 처리 수단(170)은, 예를 들어, 공지의 자외선 램프(171), 전기 분해용 전극(172), 소독약 주입부(174) 및 가열부(175)를 포함할 수 있다.

자외선 램프(171)는 자외선을 밸러스트 수에 조사하여 밸러스트 수를 살균하도록 한다. 자외선 램프(171)는 전원 모듈(114)에 연결되어 전기를 공급받도록 형성되며, 선택적으로 자외선 램프(171)를 온/오프시켜 하우징(162) 내부를 지나는 밸러스트 수를 정화시킨다.

전기 분해용 전극(172)은 밸러스트 수에 직류 전원을 통전 시킬 때 발생하는 산화 및 환원 반응에 의해 각종 오염물질을 분해함으로써 밸러스트 수를 정화하도록 한다. 전기 분해용 전극(172)도 자외선 램프(171)와 마찬가지로 전원 모듈(114)에 연결되어 전기를 공급받고, 선택적으로 온/오프시켜 하우징(162) 내부를 지나는 밸러스트 수를 정화시킨다.

한편, 하우징(162) 내부의 소독약 주입부(174)에서는 밸러스트 수를 정화하기 위한 공지의 화학약품을 저장하고 있는 소독약 저장 탱크(6)로부터 소독약 주입부(174)를 통하여 소독약이 주입되도록 하고, 하우징(162) 내부에서 소독약의 화학 반응에 의하여 미생물을 제거하도록 한다.

한편, 소독약 주입부(174)는 하우징 내부뿐 아니라 몸체(110) 외부로 소독약을 배출하도록 구성될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)가 밸러스트 탱크(6) 내부의 수중에서 이동하면서 밸러스트 수를 처리할 경우 밸러스트 수를 소독하기 위한 소독약을 수 처리 장치(100)의 외부로 배출함으로써 밸러스트 탱크(6) 내부의 밸러스트 수를 균일하게 소독할 수 있다.

가열부(175)는 전원 모듈(114)에 연결되어 전기를 공급받고, 밸러스트 수를 가열함으로써 밸러스트 수를 고온 살균하도록 형성된다.

이와 같은 자외선 램프(171), 전기 분해용 전극(172), 소독약 주입부(174) 및 가열부(75)를 이용한 수 처리 수단(170)은 이미 공지되어 있는 다양한 종류의 전기 화학적 수 처리 장치들을 이용하여 구성할 수 있는 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 본 실시예에 따른 수 처리 장치(100)의 수 처리 수단(170)은 자외선 램프(171), 전기 분해용 전극(172), 소독약 주입부(174) 및 가열부(175) 중 적어도 어느 하나를 포함하도록 구성될 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 언급하지 않은 공지의 다양한 수 처리 장치가 수 처리 수단에 포함될 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수 처리 모듈(160)의 구성 요소 중 펌프(168), 자외선 램프(171) 및 전기 분해용 전극(172)과 같은 구성요소는 전원 모듈(114)에 의하여 전기적으로 작동하므로, 작동하는 동안 열이 발생할 수 있다.

이와 같이 작동하는 동안 열이 발생하는 발열부의 열을 냉각하기 위하여 펌프(168), 자외선 램프(171) 및 전기 분해용 전극(172) 및 전원 모듈(114)을 냉각시킬 수 있는 열 교환 수단(180)이 몸체 내부에 설치될 수 있다.

열 교환 수단(180)은 발열부에서 발생하는 열을 몸체 내부의 빈 공간으로 방출시키기 위하여 발열부에 발열용 핀(fin) 구조체를 설치하는 구조 또는 발열부로부터 발생하는 열을 냉각시키기 위한 냉매로써 몸체 외부의 밸러스트 수를 몸체(110) 내부로 유입시킨 후 이를 이용하여 발열부를 냉각시키는 구조 등을 포함할 수 있다. 그러나, 열 교환 수단(180)이 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 수 처리 모듈(160)의 하우징(162)의 유입구(163)가 몸체(110)의 전방면에 수직하게 배열되도록 형성된다.

이 때, 밸러스트 탱크(6) 내부로 밸러스트 수를 유입하는 유입관(8)의 단부에 형성된 벨 마우스(16)는 도 2에 도시된 바와 같이 밸러스트 탱크(6) 내부의 바닥면을 향하도록 하측 방향으로 향하고 바닥면으로부터 소정의 높이만큼 높은 위치에 위치해 있기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)의 수 처리 모듈(160)의 하우징(162) 내부로 벨 마우스(16)를 통하여 유입되는 벨러스트 수를 용이하게 유입하기 위하여, 벨 마우스(16)의 단부와 수 처리 모듈(160)의 하우징(162)의 유입구(163)를 서로 연결하기 위한 보조 부재가 필요할 수 있다. 이와 같은 보조 부재로서 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치에는 이동 유입구 모듈(190)이 설치될 수 있다.

이하 도면을 달리하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)에 설치될 수 있는 이동 유입구 모듈(190)에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)의 이동 유입구 모듈(190)의 사시도이다. 도 10 및 도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 이동 유입구 모듈의 작동 상태를 도시한 측면도이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 이동 유입구 모듈(190)은 몸체(110)의 전방면에 설치되어 하우징(162)의 유입구와 유체 소통가능하게 연결되는 안내 도관(165)의 일 단부가 벨 마우스(16)와 접할 수 있도록 이동가능하게 하는 가이드 구조체이다.

보다 상세히, 이동 유입구 모듈(190)은 이동 프레임(192), 안내 도관(165) 및 가이드 부재(194)를 포함한다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 이동 프레임(192)은 사각형 판재 형상으로 이루어지되 중앙에 개구(192a)가 형성된다. 이 때, 개구(192a)에는 거름망(184)이 설치될 수 있다.

판재 형상의 이동 프레임(192)의 일면에는 신축가능한 자바라 형태로 이루어지는 안내 도관(165)의 일 단부가 결합된다.

안내 도관(165)의 타 단부는, 도 10에서 알 수 있는 바와 같이 몸체(110) 내부에 위치되는 하우징(162)의 유입구(163)를 통하여 하우징(162)의 내부로 연장된 후 하우징(162)의 내부 일측에 결합될 수 있다. 이와 같이 형성될 경우 하우징(162)의 유입구(163)에 형성된 거름망은 하우징(162)의 내부에서 안내 도관(165)의 타 단부 측에 위치될 수 있다.

이 때, 안내 도관(165)의 넓이는 이동 프레임(192)의 개구(192a)의 넓이 및 하우징 내부의 넓이와 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라 이동 프레임(192)의 개구(192a)로부터 하우징(162)의 유입구를 지나 하우징(162) 내부까지의 넓이가 동일하게 유체 소통가능하게 형성될 수 있다.

판재 형상의 이동 프레임(192)의 타면, 즉, 도 9에서 볼 때 전방을 향하는 면에는 개구(192a) 둘레에 링형 돌출부(183)가 결합된다.

링형 돌출부(183)는 이동 프레임(192)의 전방을 향하는 면이 벨 마우스(16)에 접할 때 벨 마우스(16)의 단부에 링형 돌출부(183)가 접하도록 형성됨으로써 벨 마우스(16)를 통하여 하측 방향으로 배출되는 밸러스트 수가 용이하게 개구(192a)를 통하여 안내 도관(165) 내측으로 유입될 수 있도록 한다. 이 때, 벨 마우스(16)의 단부에 링형 돌출부(183)가 용이하게 접할 수 있도록 링형 돌출부(183)의 외측면이 경사면으로 형성될 수 있다.

한편, 이동 프레임(192)의 양 측 모서리부 중앙에는 바 형상의 가이드 부재(194)가 설치된다. 이 때 이동 프레임(192)은 가이드 부재(194)의 전방측 단부에서 가이드 부재(194)의 연장 방향에 수직한 회전축(193)을 중심으로 회전할 수 있도록 형성된다.

이 때, 도 10를 참조하면, 가이드 부재(194)는 몸체(110)의 양측부에 설치된 전후 방향 가이드(196)에 전후 방향으로 설치되어 수 처리 장치(100)의 전방 또는 후방측으로 이동될 수 있도록 형성된다.

한편, 도 11을 참조하면, 전후 방향 가이드(196)는 몸체 양 측부에 설치된 상하 방향 가이드(198)에 의하여 상하 방향으로 이동될 수 있도록 형성된다.

한편, 이동 프레임(192)의 상측 모서리부에는 유압 실린더(185)가 설치되어, 이동 프레임(192)의 상측부가 몸체 방향으로 회전될 수 있도록 형성된다.

이 때, 유압 실린더(185)의 실린더 몸체(186)의 단부측은 몸체(110)의 내부 일측에 회전가능하게 고정되며, 유압 실린더(185)의 암 부재(188)의 암 단부(189)는 이동 프레임(192)의 상측 모서리부에 회전가능하게 결합된다.

이에 따라, 이동 프레임(192)이 가이드 부재(194)에 의하여 전방측으로 이동된 상태에서 유압 실린더(185)의 암 부재(188)의 길이를 조절하면 이동 프레임(192)이 도 10에 도시된 바와 같이 전방으로 향하여 개방되어 있다가 도 11에 도시된 바와 같이 상측 방향을 향하여 개방되도록 배열될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 프레임(192)의 개구(192a)가 상측 방향을 향하도록 개방된 상태에서 전후 방향 가이드(196)의 높이를 조절하면 이동 프레임(192)의 높이가 조절될 수 있다.

이에 따라 밸러스트 탱크(6) 내부에 위치되는 벨 마우스(16)의 단부가 하측 방향으로 향하여 개방되어 있는 경우, 수 처리 장치(100)의 전방부에 설치된 이동 유입구 모듈(190)의 이동 프레임(192)의 위치를 벨 마우스(16)의 하측에 위치시킴으로써, 벨 마우스(16)를 통하여 밸러스트 탱크(6) 내부로 유입되는 벨러스트 수가 바로 밸러스트 탱크(6) 내부로 유입되지 않고 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)의 수 처리 모듈(160) 내부로 바로 유입되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 이동 유입구 모듈(190)은 수 처리 장치(100)의 하우징(162)의 배출구 측, 즉 수 처리 장치(100)의 몸체(110)의 후방면에도 설치될 수 있다.

이와 같이 이동 유입구 모듈(190)이 수 처리 장치의 몸체(110) 후방면에 설치될 경우 수 처리 장치(100)를 지나 배출되는 배출구와 연결된 이동 프레임(192)의 개구(192a)가 상측 방향을 향하도록 할 수 있다. 상측 방향을 향하도록 배열된 이동 프레임(192)의 개구(192a)는 밸러스트 탱크(6) 내부의 벨 마우스(16)에 연결시킬 수 있다.

이 때, 수 처리 장치(100)의 배출구에 연결된 이동 프레임(192)의 개구(192a)가 벨 마우스(16)와 연결된 상태에서 밸러스트 탱크(6) 내부의 밸러스트 수를 벨 마우스(16)를 통하여 밸러스트 탱크(6) 외부로 배출시키는 경우 밸러스트 탱크(6) 외부로 밸러스트 수가 배출되기 전에 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)를 지나 밸러스트 탱크(6)의 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상과 같이 구성함으로써 밸러스트 탱크(6)를 빠져 나가는 밸러스트 수가 수 처리 장치(100)의 수 처리 모듈(160) 내부에서 완전히 처리된 상태로 밸러스트 탱크(6)를 빠져 나갈 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)에 있어서 이동 유입구 모듈(190)은 밸러스트 수가 유입되는 유입관 또는 배출관의 단부에 연결된 벨 마우스(16)의 위치에 따라 수 처리 장치(100)의 하우징(162)과 연결되는 이동 프레임(192)의 개구(192a)의 위치를 변경시킬 수 있도록 하여 밸러스트 수가 유입되는 유입관 또는 밸러스트 수가 배출되는 배출관에 직접 수 처리 장치(100)가 연결될 수 있도록 구성된다.

이에 따라, 밸러스트 탱크(6)로 들어오는 밸러스트 수 또는 밸러스트 탱크(6)를 나가는 밸러스트 수는 수 처리 장치(100)를 지나지 않고 밸러스트 탱크(6) 내부로 들어오거나 빠져나갈 수 없게 되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)를 이용하면 밸러스트 수를 완벽하게 처리할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치가 밸러스트 수의 유입관 또는 배출관에 형성된 벨 마우스에 연결되는 것으로 예시하였으나, 이는 예시적인 것으로 유입관 또는 배출관에 벨 마우스가 설치되어 있지 않은 경우 유입관 또는 배출관에 직접 연결되거나, 또는 벨 마우스 이외의 다른 부재가 유입관 또는 배출관에 설치되어 있는 경우 이와 같은 부재에 유체소통가능하게 연결되는 것도 가능할 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)는 밸러스트 탱크(6) 내부의 바닥면에서 몸체(110)가 용이하게 이동할 수 있도록 하기 위하여 몸체(110)에 탈착가능하게 설치될 수 있는 이동 모듈(200)을 포함할 수 있다.

도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 이동 모듈의 사시도이다. 도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 몸체가 이동 모듈에 탑재된 상태를 도시한 정면도이다.

도 12 및 도 13를 참조하면, 이동 모듈(200)은 몸체(110)가 놓여질 수 있는 수평 프레임(210) 및 수평 프레임(210)의 양측 단부 모서리에 형성된 수직 프레임(220)을 포함하고, 수직 프레임(220)에는 구동 휠(240)이 회전가능하게 설치된다. 구동 휠(240)은 구동 모터(230)에 의하여 구동될 수 있도록 형성된다.

이 때, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)의 몸체(110)는 도시되지 않은 볼트와 같은 결합 수단에 의하여 수평 프레임(210)의 상부에 위치 고정될 수 있다.

이 때, 이동 모듈(200)의 구동 모터는 몸체(110)의 제어 모듈(112)에 의하여 구동이 제어될 수 있도록 전기적으로 연결된다.

그리고, 구동 모터(230) 및 구동 휠(240)은 수중에서 원활하게 이동할 수 있도록 방수 재료 및 구조를 갖도록 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 모듈(200)은 밸러스트 탱크(6) 내부의 상태에 따라 선택적으로 몸체(110)에 결합되어 사용될 수 있다.

즉, 수 처리 장치(100)가 밸러스트 탱크(6) 내부에 투입된 상태에서 바닥면을 이동하면서만 밸러스트 수를 처리하면 되는 경우에는 스러스터부(140) 및 부력 조절부(130)를 이용하여 수 처리 장치(100)를 이동시키는 것보다는 바닥면을 이동할 수 있는 구동 휠(240)을 구비한 이동 모듈(200)을 이용하는 것이 보다 효율적일 수 있다.

따라서, 이와 같은 경우에는 이동 모듈(200)은 수 처리 장치(100)를 밸러스트 탱크(6) 내부로 투입하기 전에 몸체(110)와 일체로 결합시킨 상태에서 밸러스트 탱크(6) 내부로 투입하여 수 처리 장치(100)가 밸러스트 탱크(6)의 바닥면을 주행하면서 위치를 이동할 수 있도록 한다.

한편, 밸러스트 탱크(6) 내부에 밸러스트 수가 완전히 채워져 있지 않고 일부 비워져 있는 경우에는 수 처리 장치(100)의 스러스터부(140), 부력 조절부(130) 및 무게 중심 이동부를 이용하여 이동하는 방법이 효과적이지 않을 수 있으므로, 이와 같은 경우에도 이동 모듈(200)을 몸체에 결합하여 밸러스트 탱크(6) 내부의 바닥면에서 수 처리 장치(100)가 용이하게 이동할 수 있도록 한다.

밸러스트 탱크(6) 내부에 밸러스트 수가 채워져 있어 스러스터부(140) 및 부력 조절부(130)에 의하여 수 처리 장치(100)를 용이하게 이동시킬 수 있는 경우에는 이동 모듈(200)을 구비하지 않은 상태로 수 처리 장치(100) 몸체를 밸러스트 탱크(6) 내부로 투입하여 밸러스트 탱크(6) 내부의 수 처리 작업을 수행할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)는 필요에 따라 선택적으로 바닥면을 주행할 수 있는 이동 모듈(200)을 몸체(110)에 결합할 수 있도록 형성됨으로써 밸러스트 탱크(6) 내부에 밸러스트 수가 채워져 있는 경우 및 채워져 있지 않은 경우 모두 용이하게 수 처리 장치를 운용할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수 처리 장치(100)의 몸체(110)에는 몸체를 바닥면 상에서 이동시킬 수 있도록 하기 위하여 다관절 다리부(300)가 설치될 수 있다. 다관절 다리부(300)는 수 처리 장치(100)가 예를 들어 밸러스트 탱크의 바닥면에 안착된 경우 스러스터를 이용하지 않고 바닥면 상에서 걷는 방식으로 이동하거나 벽면 또는 특정 위치에 고정시킨 상태로 수처리를 하기 위한 구성이다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)에 설치될 수 있는 다관절 다리부(300)의 일 예의 사시도이다. 도 14에는 예시적으로 하나의 다관절 다리부 만을 도시하였다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치(100)의 다관절 다리부(60)는 회전축 부재(310), 조인트 부재(320), 제 1 프레임 부재(330), 제 2 프레임 부재(340) 및 발 부재(360)를 포함한다.

회전축 부재(310)는, 일단부가 수 처리 장치(100)의 몸체(110)에 결합되며 타단부가 몸체(110)의 외측 방향으로 연장되도록 형성된다. 이 때, 회전축 부재(310)는 몸체(110)의 외측 방향으로 배열되는 제 1 회전축(A1)을 중심으로 회전할 수 있도록 형성된다.

조인트 부재(320)는 일단부가 회전축 부재(310)의 타단부에 회전가능하게 설치된다. 이 때, 조인트 부재(320)는 제 1 회전축(A1)에 대하여 수직한 제 2 회전축(A2)을 중심으로 회전할 수 있도록 형성된다. 이 때, 회전축 부재(310)와 조인트 부재(320)는 유니버셜 조인트에 대응하는 구조로 형성될 수 있다.

조인트 부재(320)의 타단부에는 제 1 프레임 부재(330)의 일단부가 제 1 회전축(A1) 및 제 2 회전축(A2)에 수직한 제 3 회전축(A3)을 중심으로 회전할 수 있도록 결합된다.

제 1 프레임 부재(330)의 타단부에는 제 4 회전축(A4)을 중심으로 회전할 수 있는 제 2 프레임 부재(340)가 결합된다.

제 4 회전축(A4)에 결합되는 제 1 프레임 부재(330) 및 제 2 프레임 부재(340)는 동일 평면 상에 배열되지 않고 제 4 회전축(A4)의 연장방향으로 서로 이웃하여 배열된다.

제 1 프레임 부재(330) 및 제 2 프레임 부재(340)는 수 처리 장치(100)가 수중의 바닥면에 안착하였을 때 몸체(110)를 바닥면에 대하여 지지하는 다관절 다리부(300)의 뼈대를 형성하는 구성요소이다.

이 때, 본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 프레임 부재(330)에는 유압 실린더(350)가 제 1 프레임 부재(330)와 동일 평면 상의 일 측부에 설치된다.

유압 실린더(350)의 피스톤(354)의 단부는 제 2 프레임 부재(340)의 일측에 회전가능하게 결합된다. 이에 따라, 제 2 프레임 부재(340)는 유압 실린더(350)의 피스톤 길이를 조절함으로써 제 4 회전축(A4)을 중심으로 회전될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 프레임 부재(330) 및 제 2 프레임 부재(340)는 일 방향으로 연장되되 제 4 회전축(A4)의 연장 방향으로 소정의 두께를 갖는 납작한 판 형태로 이루어질 수 있다.

이 때, 도 14을 참조하면, 제 1 프레임 부재(330) 및 제 2 프레임 부재(340)에는 각각 제 1 프레임 부재(330) 및 제 2 프레임 부재(340)를 경량화하기 위하여 길이 방향으로 개구(332342)가 형성될 수 있다.

제 2 프레임 부재(340)의 단부측에는 발 부재(360)가 회전가능하게 형성된다.

이 때, 발 부재(360)의 하측면에는 예를 들어, 빨판 등과 같이 발 부재(360)가 바닥면 상에 놓였을 때 발 부재의 위치를 고정할 수 있는 고정 수단(미도시)이 설치되어 수 처리 장치가 바닥면, 벽면 또는 탱크 내의 소정의 위치에 놓인 상태에서 움직이지 않고 고정되도록 할 수 있다.

발 부재(360)는 도 14에 도시된 바와 같이 일 방향으로 길게 연장된 형태로 이루어지거나 또는 원형으로 이루어지는 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 도 14에 도시된 바와 같은 다관절 다리부(300)는 몸체(110) 양 측부에 복수의 쌍, 예를 들어, 3쌍으로 형성될 수 있다.

이 때 복수 쌍의 다리부(300)는 몸체(110)의 양 측부에 전방으로부터 후방으로 서로 나란하게 대칭으로 배열될 수 있으며, 이와 같은 복수 쌍의 다리부를 이용하여 몸체는 바닥면에 놓인 상태에서 보행하여 이동할 수 있다.

본 실시예에서는 제 1 프레임 부재, 제 2 프레임 부재 및 발 부재로 형성되는 다관절 다리부를 예시하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치의 몸체에 설치될 수 있는 다관절 다리부의 형태는 몸체를 바닥면 상에서 이동시킬 수 있는 구조라면 어떠한 형태로든 이루어질 수 있으며, 이와 같은 다관절 다리부의 구조가 본 발명의 사상을 제한하는 것은 아니다.

이상과 같은 구조를 갖는 수 처리 장치를 이용하여 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 방법에 대하여 도면을 달리하여 설명한다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 방법의 순서도이다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 방법은 밸러스트 탱크 내부에서 이동할 수 있는 수 처리 장치를 밸러스트 탱크 내부에 투입하여 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하고, 밸러스트 수의 처리가 완료되면 수 처리 장치를 회수하는 과정으로 이루어진다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 방법을 수행하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치가 사용될 수 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치를 이용하여 수 처리 방법을 수행하는 과정을 설명한다.

보다 상세히, 수 처리 방법을 설명하면, 수 처리 장치(100)를 밸러스트 탱크 내부에 투입하기에 앞서, 밸러스트 탱크(6) 내부에 투입되는 수 처리 장치(100)의 제어 모듈(112)에는 수 처리 장치(100)가 처리해야 하는 밸러스트 탱크(6) 내부 공간의 구조 및 작업 환경에 대한 데이터가 저장되고, 수 처리 장치(100)의 작업 순서에 대한 프로그램이 미리 설정되어 프로그래밍된 작업 절차에 따라 수 처리 장치(100)가 밸러스트 수 처리 작업을 수행하도록 한다. (S101)

그 후, 수 처리 장치(100)를 밸러스트 탱크(6) 내부에 투입한다. (S102)

밸러스트 탱크(6) 내부에 투입된 수 처리 장치(100)는 설정된 프로그램에 따라 수 처리를 수행한다.

일 예로, 수 처리 장치(100)는 밸러스트 탱크(6) 내부의 일 위치로 투입된 상태에서 밸러스트 탱크(6) 내부에서 수 처리 장치의 위치 측정부 및 자세 측정부를 이용하여 초기 위치 및 자세를 확인한다. (S103)

그리고, 수 처리 장치(100)는 수 처리 작업 프로그램에 따라 밸러스트 탱크(6) 내부에서의 작업 경로를 설정한다. (S104)

한편, 밸러스트 탱크(6) 내부가 넓어서 밸러스트 탱크(6) 내부를 몇 개의 블록으로 나누어 블록 별로 수 처리 작업을 수행하는 경우 순차적으로 개별 블록의 내부에서 수 처리 작업을 진행하기 위한 경로를 설정하고(S105), 개별 블록 내부에서 수 처리 작업을 진행한 후 다음 블록으로 이동하여 블록 내부에서의 수 처리 작업을 수행한다.

이 때, 개별 블록 내부에서 수 처리 작업을 수행하는 경우 먼저 수 처리 작업을 수행하는 블록의 이미 설정된 작업 위치로 이동한 후(S106), 수 처리 작업을 진행한다. (S107) 수 처리 작업은 수 처리 장치의 수 처리 모듈을 이용하여 이루어질 수 있다.

일 블록 내에서의 수 처리 작업이 완료된 경우에는 해당 블록 내부의 수질을 측정한다. (S108) 이 때, 수 처리 장치는 하우징 내부를 지나면서 수 처리 수단에 의하여 수 처리된 상태의 밸러스트 수의 수질을 측정하거나 또는 수 처리 장치를 둘러싸는 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수의 수질을 측정할 수 있다.

블록 내의 수질이 밸러스트 수 처리 성능 기준을 만족한 경우 블록 내의 수 처리를 완료한 것으로 판단하고(S109), 다음 블록으로 이동하여 블록 내의 수 처리 작업을 반복하여 수행한다.

밸러스트 탱크(6) 내부의 모든 블록에 대한 수 처리 작업을 완료한 경우(S110), 미리 설정된 밸러스트 탱크(6) 내부의 특정 위치, 예를 들어 초기 위치로 이동하여(S111) 밸러스트 탱크(6) 내부의 수 처리 작업을 완료한다.

밸러스트 탱크(6) 내부의 수 처리 작업이 완료된 경우 사용자는 밸러스트 탱크(6) 내부로부터 수 처리 장치를 밸러스트 탱크(6) 밖으로 회수한다. (S112)

이상과 같은 과정으로 수행되는 밸러스트 탱크(6) 내부의 수 처리 작업 중 수 처리 장치가 밸러스트 수를 처리하는 방법은 다음과 같이 세 가지 형태로 나누어질 수 있다.

첫째, 밸러스트 탱크가 비워진 상태에서 밸러스트 탱크로 밸러스트가 유입되는 유입관에 수 처리 장치를 연결하여 밸러스트 탱크 내부로 유입되는 밸러스트 수가 처리된 상태로 밸러스트 탱크 내부로 유입되도록 하는 방법이다.

첫째 방법은, 밸러스트 탱크 내부가 비워진 상태에서 밸러스트 탱크 내부로 수 처리 장치를 투입한 후 밸러스트 탱크의 유입관의 벨 마우스 측으로 수 처리 장치를 이동시키고, 수 처리 장치의 유입구 또는 이동 프레임의 개구를 벨 마우스에 연결하여 밸러스트 탱크 내부로 유입되는 밸러스트 수가 수 처리 장치를 지난 후 밸러스트 탱크 내부로 유입되도록 한다.

이와 같이 할 경우 밸러스트 탱크 내부로 유입되는 밸러스트 수가 모두 수 처리 장치를 지나 처리된 상태로 밸러스트 탱크 내부에 저장된다.

밸러스트 탱크 내부로 밸러스트 수의 유입이 완료되면 유입관으로부터 수 처리 장치의 유입구 또는 이동 프레임의 개구를 분리시키고, 수 처리 장치를 회수한다.

둘째, 밸러스트 탱크 내부에 밸러스트 수가 일부 또는 전부 채워진 상태에서 밸러스트 탱크 내부의 수중에서 수 처리 장치를 이동시키거나 또는 특정 위치에 고정시킨 후 밸러스트 수를 수 처리 하는 방법이다.

둘째 방법은 밸러스트 탱크 내부에 밸러스트 수가 채워진 상태에서 수 처리 장치를 수중에서 이동시키거나 특정 위치에 고정시킨 후 수 처리를 수행하도록 한다. 이 때, 수 처리 장치를 이용한 수 처리는 밸러스트 수를 수 처리 장치의 수 처리 모듈 내부로 통과시키면서 수 처리를 수행하거나 수 처리 장치로부터 수 처리용 소독약을 분무하여 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 약품 처리 하는 방법 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 수 처리 장치의 이동은 스러스터, 부력 조절부 및 무게 중심 이동부에 의하여 이루어질 수 있으며 이동 모듈을 이용하여 필요시 특정 위치에 고정될 수 있다. 이동중에는 수처리 장치의 이동에 의해 자연스럽게 수처리 모듈로 밸러스트수가 유입될 수 있으며 필요시 펌프(168)를 이용하여 밸러스트 수가 유입되도록 할 수 있다. 수 처리 장치를 고정시킨 상태에서는 펌프(168)를 사용하여 수처리 모듈 내부로 밸러스트 수가 유입되도록 할 수 있다. 수 처리가 완료되면 수 처리 장치를 회수한다.

셋째, 밸러스트 탱크 내부에 밸러스트 수가 채워진 상태에서 밸러스트 수를 배출하는 배출관에 수 처리 장치를 연결하여 밸러스트 탱크 내부로부터 밸러스트 수를 배출하기 직전에 밸러스트 수를 처리한 후 밸러스트 탱크 외부로 배출되도록 하는 방법이다.

셋째 방법은 밸러스트 탱크 내부에 밸러스트 수가 채워진 상태에서 수 처리 장치를 밸러스트 탱크 내부로 투입시키고, 밸러스트 탱크의 배출관의 벨 마우스 측으로 수 처리 장치를 이동시킨 후, 수 처리 장치의 배출구 또는 이동 프레임의 개구를 벨 마우스에 연결하여 밸러스트 탱크 내부로부터 배출되는 밸러스트 수가 수 처리 장치를 지난 후 밸러스트 탱크 외부로 배출되도록 한다.

이와 같이 할 경우 밸러스트 탱크 외부로 배출되는 밸러스트 수가 모두 수 처리 장치를 지나 처리된 상태로 밸러스트 탱크 외부로 배출된다.

밸러스트 탱크 외부로 밸러스트 수의 배출이 완료되면 배출관으로부터 수 처리 장치의 배출구 또는 이동 프레임의 개구를 분리시키고, 수 처리 장치를 회수한다.

이 때에는 부력 조절부 및 무게 중심 이동부를 포함하되 수 처리 장치에 이동 모듈을 설치하여 수 처리 장치가 밸러스트 탱크의 바닥면을 주행하면서 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치는 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하기 위하여 선박에 수 처리 장치를 설치하지 않으므로 별도의 설치 공간을 필요로 하지 않으며 필요시에 밸러스트 탱크 내부에 수 처리 장치를 투입하여 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리할 수 있으므로, 밸러스트 수를 처리함에 있어서 공간의 제약을 받지 않는다.

또한, 본 발명의 일 실시에에 따른 수 처리 장치는 밸러스트 탱크 내부로 밸러스트 수가 유입되는 유입관 및 배출되는 배출관에 직접 연결되어 밸러스트 수를 처리할 수 있으며, 이동성을 가지므로 보다 확실하게 밸러스트 수를 처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치는 밸러스트 탱크 내부에 밸러스트 수가 채워진 상태에서 밸러스트 수에 직접 투입하여 밸러스트 탱크 내부에서 이동하면서 밸러스트 수를 처리하므로 빠른 시간 안에 균일하게 밸러스트 수를 처리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치는 선체 내에 여러 개의 밸러스트 탱크가 있을 경우 탱크마다 한 대씩 설치하여 구동하거나, 또는 한 대의 수 처리 장치를 이용하여 순서대로 수 처리를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치는 수 처리 장치를 설치하지 않은 선박에 이용할 수 있음은 물론이며, 별도의 밸러스트 수 처리 시스템이 설치된 선박이라 하더라도 수 처리 성능을 개선하기 위하여 기존의 수 처리 시스템과 병용할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치를 이용하여 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 방법에 대하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수 처리 장치는 밸러스트 탱크의 밸러스트 수 뿐 아니라 오폐수 처리 시설과 같이 수 처리가 필요한 다양한 장소에서 수 처리를 수행하기 위한 용도로 사용될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

1 선박 2 선체
4 화물 탱크 6 밸러스트 탱크
8 유입관 9 해치
14 지지대 16 벨 마우스
18 보강재 100 수 처리 장치
101 센서 모듈 102 수질 측정기
104 위치 측정부 106 자세 측정부
110 몸체 112 제어 모듈
114 전원 모듈 120 추진 및 자세 제어 모듈
130 부력 조절부 140 스러스터부
150 무게 중심 이동부 160 수 처리 모듈
164 거름망 165 안내 도관
166 제 1 필터 168 펌프
170 자외선 램프 172 전기 분해부
174 소독약 주입부 176 제 2 필터
180 열교환기 185 유압 실린더
190 이동 유입구 모듈 192 이동 프레임
194 가이드 부재 200 이동 모듈
210 수평 프레임 220 수직 프레임
230 구동 모터 240 구동휠
300 다관절 다리부

Claims (31)

1. 몸체;
   상기 몸체가 수중에서 이동가능하도록 상기 몸체에 설치된 추진 및 자세 제어 모듈; 및
   상기 몸체에 설치되며, 일측으로 유입된 상기 수중의 물을 처리한 후 타측으로 배출하는 수 처리 모듈을 포함하며,
   상기 수 처리 모듈은,
   일측에 상기 물이 유입되는 유입구가 형성되고 타측에 물이 배출되는 배출구가 형성되는 하우징;
   상기 하우징의 상기 유입구측에 설치되어 상기 하우징 내부로 유입되는 수중의 불순물을 제거하는 필터 및
   상기 필터를 통과한 물을 처리하기 위한 수 처리 수단을 포함하는, 수 처리 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 추진 및 자세 제어 모듈은 상기 몸체에 설치되되 상하 방향, 전후 방향 및 좌우 방향 중 적어도 일 방향으로 향하도록 배열되는 복수의 스러스터를 포함하는 수 처리 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 스러스터는 상기 상하 방향, 전후 방향 및 좌우 방향으로 각각 한 쌍씩 총 6개로 이루어지는, 수 처리 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 추진 및 자세 제어 모듈은 부력 조절부를 포함하되,
   상기 부력 조절부는,
   상기 몸체 내부에 위치되는 유체 저장 탱크;
   상기 유체 저장 탱크와 연결된 주머니 부재; 및
   상기 유체 저장 탱크 및 상기 주머니 부재 사이에 설치되어 상기 유체 저장 탱크 내부에 저장된 유체를 상기 주머니 부재로 이동시킬 수 있는 펌프를 포함하는, 수 처리 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 추진 및 자세 제어 모듈은 무게 중심 이동부를 포함하되,
   상기 무게 중심 이동부는,
   상기 몸체 내부에 전후 방향으로 이동가능하게 형성되는 중량체;
   상기 중량체를 상기 몸체의 전후 방향으로 이동하기 위하여 상기 중량체와 결합되는 볼 스크류; 및
   상기 볼 스크류를 회전시키기 위한 구동 모터를 포함하는, 수 처리 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 중량체의 이동을 가이드 하도록 상기 볼 스크류와 나란하게 배열되는 한 쌍의 LM 가이드를 더 포함하는, 수 처리 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체에 탈착가능하게 설치될 수 있는 이동 모듈을 더 포함하되,
   상기 이동 모듈은,
   상기 몸체에 고정될 수 있는 프레임;
   상기 프레임에 회전가능하게 설치되는 복수의 주행 휠 및
   상기 주행 휠을 회전시키기 위한 구동 모터를 포함하는, 수 처리 장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체의 측부에 위치되는 복수 쌍의 다관절 다리부를 포함하는, 수 처리 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 다관절 다리부는,
   상기 몸체에 상기 몸체의 외측 방향으로 연장된 제 1 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 회전축 부재;
   상기 회전축 부재의 일단부에 상기 제 1 회전축에 수직한 제 2 회전축을 중심으로 회전가능하게 결합된 조인트 부재;
   상기 조인트 부재의 일단부에 상기 제 1 회전축 및 상기 제 2 회전축에 수직한 제 3 회전축을 중심으로 회전가능하도록 결합되는 제 1 프레임 부재;
   상기 제 1 프레임 부재의 일 단부에 상기 제 3 회전축과 나란한 제 4 회전축을 중심으로 회전가능하게 결합되는 제 2 프레임 부재 및
   상기 제 2 프레임 부재의 단부에 설치되는 발 부재를 포함하는, 수 처리 장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체에 설치되는 센서 모듈을 더 포함하되,
    상기 센서 모듈은,
    상기 몸체의 자세를 측정하는 자세 측정부 및 상기 몸체의 위치를 측정하는 위치 측정부 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 수 처리 장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 자세 측정부는 초음파 카메라, 자이로스코프, 각속도 측정 센서, 중력 센서 및 기울기 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 수 처리 장치.
    
12. 제 10항에 있어서,
    상기 위치 측정부는 수 처리 장치가 위치되는 공간의 일 위치에 설치된 신호 발생기의 신호를 탐지할 수 있는 신호 수신 센서 및 초음파 카메라 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 수 처리 장치.
    
13. 삭제
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 수 처리 수단은,
    상기 물을 전기 분해하기 위한 전기 분해용 전극;
    상기 물에 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프
    상기 물을 소독하기 위한 소독약을 살포하기 위한 소독약 주입부 및
    상기 물을 고온 살균하기 위한 가열부
    중 적어도 어느 하나를 포함하는, 수 처리 장치.
    
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 수 처리 모듈은,
    상기 하우징 내부로 수중의 물이 유입될 수 있도록 하기 위한 펌프를 포함하는, 수 처리 장치.
    
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 내부를 지나는 물의 수질을 측정하기 위하여 상기 하우징에 연결되는 수질 측정기를 더 포함하는, 수 처리 장치.
    
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 수 처리 모듈로부터 발생되는 열을 냉각하기 위하여 상기 수 처리 모듈의 발열부와 결합되는 열 교환 수단을 더 포함하는, 수 처리 장치.
    
18. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 유입구는 상기 몸체의 일 측면에 형성되는, 수 처리 장치.
    
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 하우징의 유입구 측에 설치되는 이동 유입구 모듈을 더 포함하되, 상기 이동 유입구 모듈은,
    상기 하우징의 유입구가 형성된 상기 몸체의 일측면 양측부에 상하 방향으로 이동될 수 있도록 설치되는 한 쌍의 가이드 부재;
    상기 한 쌍의 가이드 부재에 의하여 상기 일측면으로부터 외측 방향으로 이동될 수 있도록 상기 한 쌍의 가이드 부재에 결합되되, 상기 수중의 물이 상기 하우징 내부로 유입될 수 있는 개구가 형성된 이동 프레임 및
    일단이 상기 개구에 연결되고 타단이 상기 하우징의 유입구에 연결되어 상기 개구를 통하여 유입된 물을 상기 하우징의 유입구로 안내하는 안내 도관을 포함하는, 수 처리 장치.
    
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 안내 도관은 신축 가능한 자바라 형태로 이루어지는, 수 처리 장치.
    
21. 제 19 항에 있어서,
    상기 이동 프레임은 상기 몸체에 나란한 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 한 쌍의 가이드 부재에 결합되는, 수 처리 장치.
    
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 몸체에 대하여 좌우방향으로 연장된 축인, 수 처리 장치.
    
23. 제 21 항에 있어서,
    상기 이동 프레임이 상기 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 일단이 몸체의 일측에 결합되고, 타단이 상기 이동 프레임의 일측에 결합된 유압 실린더를 더 포함하는, 수 처리 장치.
    
24. 제 19 항에 있어서,
    상기 개구에 설치되는 거름망을 더 포함하는, 수 처리 장치.
    
25. 밸러스트 탱크의 수 처리 방법으로서,
    상기 밸러스트 탱크 내부에 상기 밸러스트 탱크 내부의 수중 또는 바닥면에서 이동가능한 제1 항 내지 제 12항 및 제 14항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 수 처리 장치를 투입하는 단계;
    상기 수 처리 장치를 이용하여 상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 단계; 및
    상기 밸러스트 수의 처리가 완료된 경우 상기 수 처리 장치를 상기 밸러스트 탱크 외부로 회수하는 단계를 포함하는, 밸러스트 탱크의 수 처리 방법.
    
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 단계 이전 또는 이후에
    상기 밸러스트 수의 수질을 측정하는 단계를 더 포함하는, 밸러스트 탱크의 수 처리 방법
    
27. 제 25 항에 있어서,
    상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 단계는,
    상기 수 처리 장치를 상기 밸러스트 수가 유입되는 밸러스트 수 공급관 측으로 이동시키는 단계;
    상기 밸러스트 수 공급관에 상기 수 처리 장치의 수 처리 모듈의 유입구를 연결시키는 단계;
    상기 밸러스트 수 배출구로부터 상기 밸러스트 탱크 내부로 유입되는 밸러스트 수가 상기 수 처리 모듈 내부에서 처리되는 단계;
    상기 수 처리 모듈 내부에서 처리된 밸러스트 수를 상기 수 처리 장치의 외부로 배출시키는 단계를 포함하는, 밸러스트 탱크의 수 처리 방법.
    
28. 제 25 항에 있어서,
    상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 단계는,
    상기 수 처리 장치를 상기 밸러스트 수가 배출되는 밸러스트 수 배출관 측으로 이동시키는 단계;
    상기 밸러스트 수 배출관에 상기 수 처리 장치의 수 처리 모듈의 배출구를 연결시키는 단계;
    상기 밸러스트 탱크 내부로부터 상기 수 처리 장치 내부로 유입되는 밸러스트 수가 상기 수 처리 모듈 내부에서 처리되는 단계;
    상기 수 처리 모듈 내부에서 처리된 밸러스트 수를 상기 밸러스트 수 배출관으로 배출시키는 단계를 포함하는, 밸러스트 탱크의 수 처리 방법.
    
29. 제 25 항에 있어서,
    상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 처리하는 단계는,
    상기 수 처리 장치를 상기 밸러스트 탱크 내부에서 이동시키거나 또는 특정 위치에 고정시키는 단계;
    상기 밸러스트 탱크 내부에서 상기 수 처리 장치가 이동하거나 상기 특정 위치에 고정되어 있는 동안 상기 밸러스트 수를 상기 수 처리 장치의 상기 수 처리 모듈 내부로 유입시키는 단계;
    상기 밸러스트 수가 상기 수 처리 모듈 내부에서 처리되는 단계; 및
    상기 수 처리 모듈 내부에서 처리된 밸러스트 수를 상기 수 처리 장치의 외부로 배출시키는 단계를 포함하는, 밸러스트 탱크의 수 처리 방법.
    
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 수 처리 장치를 상기 밸러스트 탱크 내부에서 이동시키거나 또는 특정 위치에 고정시키는 단계 이전에,
    상기 밸러스트 탱크 내부에서 이동하는 수 처리 장치의 이동 경로를 설정하는 단계를 더 포함하는, 밸러스트 탱크의 수 처리 방법.
    
31. 제 30 항에 있어서,
    상기 밸러스트 탱크 내부에서 이동하는 수 처리 장치의 이동 경로를 설정하는 단계 이전에,
    상기 밸러스트 탱크 내부 구조 데이터를 상기 수 처리 장치의 제어부에 입력시키는 단계; 및
    상기 밸러스트 탱크 내부의, 미리 설정된 초기 위치에 상기 수 처리 장치를 위치시키는 단계를 더 포함하는, 밸러스트 탱크의 수 처리 방법.

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