KR101438279B1 - 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치 - Google Patents

활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치 Download PDF

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Abstract

활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치는, 선박의 저장조에 저장되어 있는 밸라스트 워터를 정화한 후 상기 저장조로 재투입하기 위한 휴대용 밸라스트 워터 정화 장치로서, 내부 수용공간을 가지며 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 마련되며 상기 저장조에 기마련된 배관 또는 별도의 배관 연결을 통해 상기 저장조와 연결되어 상기 저장조에 저장되어 있는 상기 밸라스트 워터를 외부로 배출하여 밸라스트 워터 이동라인을 따라 이송시키는 펌프; 상기 하우징 내부에 마련되며 기체를 방전하여 전자 및 이온으로 활성화하여 외부로 배출 가능한 전자 발생부; 및 상기 밸라스트 워터 이동라인을 따라 이송되는 상기 밸라스트 워터와, 상기 전자 발생부로부터 배출되는 활성화된 전자 및 이온을 모두 공급받아 내부에서 혼합한 후 다시 상기 저장조 내부로 공급하도록 경로를 제공하되, 상기 하우징으로부터 외부 인출이 가능하도록 마련되는 전자이온 폭기유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시예에 의하면, 작업자가 휴대 가능하도록 마련되어 밸라스트 워터가 저장되어 있는 기존 선박의 저장조에 별도의 정화장치를 새로 설치할 필요없이 간편하게 연결하여 보다 신속하게 밸라스트 워터를 정화할 수 있다.

Description

활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치{PORTABLE TYPE SHIP BALLAST WATER TREATMENT APPARATUS USING AN ELECTRON AND AN ION ACTIVATED}
본 발명은 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 선박의 저장조에 저장되어 있는 밸라스트 워터(BALLAST WATER,평형수)와 활성화된 전자 및 이온을 자기장을 이용하여 균일하게 혼합하여 밸라스트 워터의 정화 효율을 향상시킬 수 있을뿐만 아니라, 작업자가 휴대 가능하도록 마련되어 기존 선박 저장조에 별도의 정화장치를 새로 설치할 필요없이 간편하게 연결하여 보다 신속하게 밸라스트 워터를 정화할 수 있는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 폐수처리기술은 크게 물리적 처리, 화학적 처리 및 생물학적 처 리 등으로 구분된다. 각 처리방식은 보통 1차, 2차 및 3차로 재구분되는데, 1차 처리란 물리적 처리를 의미하며, 2차 처리는 화학적, 생물학적 처리를 뜻한다. 그리고 3차 처리는 고도의 폐수처리방식으로 상기 물리적, 화학적, 생물학적 처리를 모두 뜻한다.
물리적 처리는 물리적 단위조작을 뜻하는 것으로 유량균등조·부상·막공법·흡착·침전 등이 이에 속하며, 보통 주택가마다 내설된 처리구조의 대다수가 상기 물리적 처리구조이다. 그리고 화학적 처리는 중화, 응집침전, 이온교환, 화학적 산화 등이고, 생물학적 처리는 활성오니법, 접촉성 반응조, 혐기성 소화, 라군과 안정화지(lagoons and stabilization basins) 등이 이에 속한다. 이와 같은 폐수처리에 대한 보다 구체적인 기술로서 고급산화법(Advanced Oxidation Process: AOP)이 대두되고 있는데, 각종 폐수내 오염물질을 산화반응을 이용하여 처리하는 기술이다. 상기 고급 산화법에는 주로 오존에 의한 방법과 펜톤 산화법에 의한 방식이 주류를 이루고 있으며, 각각의 난분해성 폐수를 처리하는데 있어 나름대로의 성능을 가지는 데 비해 단점 또한 많이 지적되고 있다. 예를 들면, 오존을 이용한 고급산화법은 오존 발생효율에 비해 전력소모가 크며, 펜톤을 이용한 산화법은 약품의 사용으로 인한 유지비용 및 2차 오염원의 발생 우려가 있는 등의 문제점이 있다.
이에 따라 2차 오염원의 발생 우려가 없고, 장치제작 및 유지보수에 있어 보다 경제적인 구조의 폐수처리 기술이 요구되고 있다. 또한, 작업자가 휴대 가능한 구조로 마련되어 보다 효율적이면서 신속하게 폐수 정화 작업을 시행할 수 있는 기술이 요구된다.
또한, 선박의 저장조에 저장되어 있는 평형수로서의 밸라스트 워터는 장시간 저장된 상태를 유지하는 경우, 저장조 내에서 오염되는 현상이 발생하게 되며 적절한 주기로 교체해주어야 한다. 종래에는 고중량의 정화장치를 이용하여 밸라스트 워터를 정화하였으나, 이 경우 작업의 신속성 및 장치 설치 측면에 있어서 비효율적인 문제를 발생시켰다. 특히, 선박 중 유조선인 경우 이러한 밸라스트 워터의 정화가 상대적으로 빈번하게 요구되는 바, 작업자가 보다 신속하게 사용할 수 있는 장치의 개발이 요구된다.
본 발명의 목적은, 작업자가 휴대 가능하도록 마련되어 밸라스트 워터가 저장되는 선박의 저장조에 별도의 정화장치를 새로 설치할 필요없이 간편하게 연결하여 보다 신속하게 밸라스트 워터를 정화할 수 있는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 오염된 상태의 밸라스트 워터 내 유기물질 등을 효과적으로 분해, 처리할 수 있는 새로운 방식의 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온을 자기장을 이용하여 균일하게 혼합하여 밸라스트 워터의 정화 처리 효율을 향상시킨 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기 목적은, 선박의 저장조에 저장되어 있는 밸라스트 워터를 정화한 후 상기 저장조로 재투입하기 위한 휴대용 밸라스트 워터 정화 장치로서, 내부 수용공간을 가지며 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 마련되며 상기 저장조에 기마련된 배관 또는 별도의 배관 연결을 통해 상기 저장조와 연결되어 상기 저장조에 저장되어 있는 상기 밸라스트 워터를 외부로 배출하여 밸라스트 워터 이동라인을 따라 이송시키는 펌프; 상기 하우징 내부에 마련되며 기체를 방전하여 전자 및 이온으로 활성화하여 외부로 배출 가능한 전자 발생부; 및 상기 밸라스트 워터 이동라인을 따라 이송되는 상기 밸라스트 워터와, 상기 전자 발생부로부터 배출되는 활성화된 전자 및 이온을 모두 공급받아 내부에서 혼합한 후 다시 상기 저장조 내부로 공급하도록 경로를 제공하되, 상기 하우징으로부터 외부 인출이 가능하도록 마련되는 전자이온 폭기유닛을 포함하는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 전자이온 폭기유닛은, 상기 밸라스트 워터 이동라인을 따라 이송하는 상기 밸라스트 워터가 유입되는 밸라스트 워터 유입구와, 상기 전자 발생부와 연결된 이온전자 이동라인을 따라 이송하는 상기 활성화된 전자 및 이온이 유입되는 전자 및 이온 유입구가 마련되며, 내부가 관통되게 마련되는 폭기부 몸체; 및 상기 폭기부 몸체 내에 위치하는 상기 활성화된 전자 및 이온에 자기장을 인가하도록 상기 폭기부 몸체 외면에 마련되는 자기장 인가부를 포함할 수 있다.
상기 펌프는 상기 저장조에 마련된 밸라스트 워터 출구와 착탈 가능하도록 연결되며, 상기 전자이온 폭기유닛은 상기 저장조에 마련된 밸라스트 워터 입구와 착탈 가능하도록 연결될 수 있다.
상기 밸라스트 워터 이동라인 및 상기 이온전자 이동라인은 길이 조절 및 벤딩 가능한 구조로 이루어질 수 있다.
상기 밸라스트 워터 이동라인 및 상기 이온전자 이동라인은, 플렉시블한 벨로우즈관 또는 자바라관일 수 있다.
상기 밸라스트 워터 유입구를 통해 상기 폭기부 몸체로 유입되는 상기 밸라스트 워터의 유동 방향이 상기 전자 및 이온 유입구를 통해 상기 폭기부 몸체로 유입되는 상기 활성화된 전자 및 이온의 유동 방향과 서로 직교하도록, 상기 밸라스트 워터 유입구 및 상기 전자 및 이온 유입구는 서로 직교하는 방향으로 배치될 수 있다.
상기 자기장 인가부는, 상기 폭기부 몸체의 외면 둘레 방향을 따라 서로 동일한 간격으로 이격되게 배치되는 영구자석 또는 전자석일 수 있다.
상기 자기장 인가부가 전자석인 경우, 상기 펌프 및 상기 전자 발생부의 구동 신호를 전달받아 이를 기초로 상기 전자석으로의 전원 공급을 온오프하도록 상기 하우징 내에 마련되는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 폭기부 몸체는, 상기 밸라스트 워터 유입구와 상기 전자 및 이온 유입구가 마련되며, 동일한 내경으로 이루어지는 제1 몸체부; 상기 제1 몸체부의 후방에 연결되며 길이 방향을 따라 내경이 점차적으로 증가하도록 이루어지는 제2 몸체부; 및 상기 제2 몸체부의 후방에 연결되며, 상기 자기장 인가부가 마련되는 제3 몸체부를 포함할 수 있다.
상기 제1 몸체부의 내부에 상기 밸라스트 워터 유입구와 연결되게 마련되되, 상기 제2 몸체부 측을 향해 점차적으로 내경이 감소하도록 리듀서가 마련될 수 있다.
상기 자기장 인가부는, 상기 제3 몸체부의 외면에 서로 마주보도록 마련되며, 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 제1 및 제2 자석; 및 상기 폭기부 몸체 내에서의 상기 밸라스트 워터의 유동 방향상, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 자석의 후방에 이격되게 배치되며, 상기 제3 몸체부의 외면에 서로 마주보도록 마련되며 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 제3 및 제4 자석을 포함하되, 상기 한 쌍의 제3 및 제4 자석은, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 자석을 상기 제3 몸체부의 반경 방향 중앙을 중심으로 각각 90도씩 회전한 위치에 마련될 수 있다.
상기 한 쌍의 제1 및 제2 자석과 상기 한 쌍의 제3 및 제4 자석은, 상기 제3 몸체부의 길이 방향을 따라 서로 교대로 복수개 설치될 수 있다.
상기 하우징의 하부에는 복수의 이동바퀴가 마련될 수 있다.
상기 선박은 유조선일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 작업자가 휴대 가능하도록 마련되어 밸라스트 워터가 저장되어 있는 기존 선박의 저장조에 별도의 정화장치를 새로 설치할 필요없이 간편하게 연결하여 보다 신속하게 밸라스트 워터를 정화할 수 있다.
둘째, 오염된 상태의 밸라스트 워터 내 유기물질 등을 효과적으로 분해, 처리할 수 있는 새로운 방식을 제공할 뿐만 아니라, 2차 오염원의 발생 우려가 없고 장치제작 및 유지보수에 있어 보다 경제적인 구조로서 제조 비용을 절감할 수 있다.
셋째, 자기장 인가부를 마련함으로써 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온을 자기장을 이용하여 균일하게 혼합하여 밸라스트 워터의 정화 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
넷째, 복수의 자석을 폭기부 몸체의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 배치하며, 영역에 따라 극성이 90도 정도 회전된 위치에 자석이 위치하도록 함으로써 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온이 균일하게 혼합되도록 하여 밸라스트 워터의 정화 처리 효율을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치의 사용 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치의 전자이온 폭기유닛을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치에서 폭기부 몸체의 영역별 활성화된 전자 및 이온이 이동 방향을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치(이하, '정화 장치'라 함)는, 선박(유조선 포함)의 평형을 유지하는 평형수로서의 밸라스트 워터에 활성화된 전자 및 이온을 균일하게 혼합하여 장기간 저장 및 기타 이물질 등과의 혼합에 의해 오염된 밸라스트 워터를 효율적으로 정화할 수 있을 뿐만 아니라, 작업자가 휴대 가능하도록 마련되며 선박의 저장조(밸라스트 워터가 저장되는 공간) 등에 연결하여 밸라스 워터를 정화 가능하도록 하며, 밸라스트 워터 정화작업이 완료되면 분리하여 별도의 장소에 보관 가능하도록 마련된다. 특히, 본 실시예에 따른 정화 장치는 선박 중 유조선에 적용 되는 것이 보다 바람직하다. 이유는, 유조선의 경우 상대적으로 다른 선박에 비해 밸라스트 워터의 오염 발생 정도가 더 심하기 때문이다.
따라서, 기존 선박의 저장조에 별도의 정화장치를 새로 설치할 필요없이 본 실시예에 따른 정화 장치를 이용함으로써, 보다 신속하게 밸라스트 워터를 정화할 수 있는 이점이 발생한다. 덧붙이자면, 상기 정화 장치를 별도로 설치하는 설치시간을 절약하여 밸라스트 워터 정화 작업의 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치의 사용 상태를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치의 전자이온 폭기유닛을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치에서 폭기부 몸체의 영역별 활성화된 전자 및 이온이 이동 방향을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 정화 장치를 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 정화 장치는, 선박의 저장조에 저장되어 있는 밸라스트 워터를 정화한 후 저장조로 재투입하기 위한 휴대용 밸라스트 워터 정화 장치이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이러한 정화 장치는, 내부 수용공간을 가지며 외관을 형성하는 하우징(101), 하우징(101) 내부에 마련되며 저장조(100)에 기마련된 배관(미도시) 또는 별도의 배관(103) 연결을 통해 저장조(100)와 연결되어 저장조(100)에 저장되어 있는 밸라스트 워터를 외부로 배출하여 밸라스트 워터 이동라인(111)을 따라 이송시키는 펌프(110), 하우징(101) 내부에 마련되며 기체를 방전하여 전자 및 이온으로 활성화하여 외부로 배출 가능한 전자 발생부(120), 및 밸라스트 워터 이동라인(111)을 따라 이송되는 밸라스트 워터와 전자 발생부(120)로부터 배출되는 활성화된 전자 및 이온을 모두 공급받아 내부에서 혼합한 후 다시 저장조(100) 내부로 공급하도록 경로를 제공하는 전자이온 폭기유닛(130)을 포함한다.
먼저, 저장조(100)는 선박의 평형을 유지하는 평형수로서의 밸라스트 워터가 저장되는 일종의 저장 탱크로서, 내부로 밸라스트 워터를 유입하도록 밸라스트 워터 입구(미도시)가 마련되며, 반대로 기저장되어 있는 밸라스트 워터를 외부로 배출하도록 밸라스트 워터 출구(미도시)가 마련된다.
다음, 펌프(110)는 저장조(100)에 저장된 밸라스트 워터를 외부로 배출하도록 일정 압력 이상의 배출압을 제공하는 것으로서, 하우징(101) 내부에 마련되며 저장조(100)와는 배관(103)을 통해 연결되며 전자이온 폭기유닛(130)과는 밸라스트 워터 이동라인(111)을 통해 연결된다. 이러한 펌프(110)는 전자이온 폭기유닛(130) 내부에서 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온의 혼합 가능하도록 함으로써, 기능상 일명 폭기펌프라고 할 수 있겠다. 또한, 상기 배관(103)은 별도로 마련되어 있지만, 반드시 이에 한정되어 있지 않으며, 저장조(100)에 기 마련된 드레인 배관(미도시)에 펌프(110)를 연결하여도 무방하다. 여기서, 드레인 배관은 밸라스트 워터 출구(미도시)가 연통된다. 펌프(110)는 밸라스트 워터 출구(미도시)와 착탈 가능하도록 연결된다. 즉, 정화 작업 완료시에는 분리 가능하다.
다음, 전자 발생부(120)는, 내부에서 기체를 방전하여 전자 및 이온으로 활성화한 후 외부로 배출하도록 마련되는 것으로서, 하우징(101) 내부에 마련되며 고전압의 글로우 방전을 통하여 라디칼, 이온 등의 기체활성종을 생성하는 것이다. 전자 발생부(120)에서 생성된 활성화된 전자 및 이온은 오염된 상태인 밸라스트 워터의 유기물질을 분해하게 된다. 또한, 전자 발생부(120)와 전자이온 폭기유닛(130)과는 별도의 이온전자 이동라인(121)을 통해 연결되며, 이온전자 이동라인(121)을 따라 활성화된 전자 및 이온(이온화된 공기)이 전자이온 폭기유닛(130) 측으로 공급된다.
다음, 전자이온 폭기유닛(130)은, 밸라스트 워터 이동라인(111)을 따라 이송되는 밸라스트 워터와, 전자 발생부(120)로부터 배출되는 활성화된 전자 및 이온을 모두 공급받아 내부에서 혼합한 후 다시 저장조(100) 내부로 공급하도록 경로를 제공하는 것이다. 즉, 펌프(110)에 의해 공급된 밸라스트 워터와 전자 발생부(120)에 의해 발생된 활성하된 전자 및 이온은 전자이온 폭기유닛(130) 내에서 서로 골고루 혼합된 후 다시 저장조(100)로 유입되며, 이러한 밸라스트 워터의 공급과 활성화된 전자 및 이온의 공급은 일정 주기로 반복된다. 부연하자면, 제어부(미도시)는 펌프(110)와 전자 발생부(120)의 구동을 제어하며, 일 예로 펌프(110)가 구동하는 경우 전자 발생부(120)를 작동하도록 동작 신호를 전달한다.
본 실시예에서, 전자이온 폭기유닛(130)은 저장조(100)에 마련된 밸라스트 워터 입구와 착탈 가능하도록 연결된다. 즉, 정화 작업 완료시에는 분리 가능하다. 덧붙이자면, 전자이온 폭기유닛(130)의 후술하는 출구측은 별도의 배관 및 플랜지 등을 통해 밸라스트 워터 입구와 착탈 가능하게 연결된다.
한편, 이러한 전자이온 폭기유닛(130)은, 하우징(101)로부터 외부로 인출 가능하도록 마련된다. 부연하자면, 전자이온 폭기유닛(130), 밸라스트 워터 이동라인(111), 이온전자 이동라인(121)은 평상시 하우징(101) 내부에 수용된 상태로 배치되다가 밸라스트 워터 정화작업시 하우징(101) 외부로 인출 가능하도록 마련되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 밸라스트 워터 이동라인(111) 및 이온전자 이동라인(121)은 길이 조절 및 벤딩 가능한 구조로 이루어진다. 일 예로, 밸라스트 워터 이동라인(111) 및 이온전자 이동라인(121)은, 플렉시블한 벨로우즈관 또는 자바라관으로 적용 가능하다. 덧붙이자면, 전술한 벨로우즈관 또는 자바라관은 다수의 단위 금속관 또는 단위 플라스틱관이 서로 연결되어 벤딩 가능한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 작업자는 밸라스트 워터 정화 작업의 요청에 따라 전술한 라인들을 하우징(101)로부터 인출하여 사용할 수 있으며, 보관시에는 다시 하우징(101) 내부로 수납하여 보관 가능하다.
덧붙여, 본 실시예에 따른 정화 장치는, 휴대가 용이하게 마련되는 것으로서 이를 위해, 도 1에 도시한 바와 같이, 하우징(101)의 하부에는 복수의 이동바퀴(102)가 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 작업자가 손으로 잡고 쉽게 이동하도록 하우징(101)에는 별도의 손잡이(미도시)가 더 마련될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서, 전자이온 폭기유닛(130)은, 밸라스트 워터 이동라인(111)을 따라 이송하는 오염된 상태의 밸라스트 워터가 유입되는 밸라스트 워터 유입구(135)와, 전자 발생부(120)와 연결된 이온전자 이동라인을 따라 이송하는 활성화된 전자 및 이온이 유입되는 전자 및 이온 유입구(136)가 마련되는 폭기부 몸체(134), 및 폭기부 몸체(134) 내에 위치하는 활성화된 전자 및 이온이 혼합된 밸라스트 워터에 자기장을 인가하도록 폭기부 몸체(134) 외면에 마련되는 자기장 인가부(140)를 포함한다.
먼저, 폭기부 몸체(134)는, 내부가 관통된 형상으로 일정 이상 길게 마련되며, 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온이 서로 혼합하도록 혼합 공간을 제공한다. 이러한 폭기부 몸체(134)에는 밸라스트 워터 유입구(135)와 전자 및 이온 유입구(136)가 마련된다. 이러한 폭기부 몸체(134)는 단면이 원형 또는 사각형으로 이루어질 수 있으며, 이하에서는 원형인 경우를 기준으로 설명한다.
본 실시예에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 밸라스트 워터 유입구(135) 및 전자 및 이온 유입구(136)가 서로 직교하는 방향으로 배치된다. 부연하자면, 밸라스트 워터 유입구(135)를 통해 폭기부 몸체(134)로 유입되는 밸라스트 워터의 유동 방향은 전자 및 이온 유입구(136)를 통해 폭기부 몸체(134)로 유입되는 활성화된 전자 및 이온의 유동 방향과 서로 직교하게 되며, 따라서 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온의 초기 혼합이 효율적으로 이루어질 수 있다. 덧붙이자면, 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온이 폭기부 몸체(134) 내부로의 초기 유입시 직교하는 방향으로 서로 간에 타격이 발생하게 되며, 이에 따라 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온이 서로 동일한 방향으로 유입되는 경우보다 서로 간의 초기 혼합율의 증대를 가져올 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 폭기부 몸체(134)는, 밸라스트 워터 유입구(135)와 전자 및 이온 유입구(136)가 마련되며 동일한 내경으로 이루어지는 제1 몸체부(131), 제1 몸체부(131)의 후방에 연결되며 길이 방향을 따라 내경이 점차적으로 증가하도록 이루어지는 제2 몸체부(132), 및 제2 몸체부(132)의 후방에 연결되며 자기장 인가부(140)가 마련되는 제3 몸체부(133)를 포함한다. 여기서, '후방'이라 함은 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온의 이동 방향을 기준으로 전후를 말한다.
본 실시예에서, 제1 몸체부(131)의 일단부에는 밸라스트 워터 유입구(135)가 마련되며, 이와 대략 수직한 측단부에는 전자 및 이온 유입구(136)가 마련된다. 또한, 제1 몸체부(131)의 내부에는 밸라스트 워터 유입구(135)와 연결되게 마련되되, 제2 몸체부(132) 측을 향해 점차적으로 내경이 감소하도록 리듀서(137)가 마련된다. 이러한 리듀서(137)는 벤츄리(venturi) 원리가 적용되어 폭기부 몸체(134) 내에서 밸라스트 워터의 유동 속도를 증가하도록 마련되는 것으로서, 밸라스트 워터 유입구(135)로 유입된 밸라스트 워터가 제3 몸체부(133)의 단부에 마련된 정화 밸라스트 워터 배출구(138)를 통해 일정 이상의 속도로 배출 가능하도록 한다.
한편, 리듀서(137)의 돌출 단부는 전자 및 이온 유입구(136)를 통해 유입된 활성하된 전자 및 이온의 유입을 제한하지 않는 정도의 위치에 마련되는 것이 바람직하다. 덧붙이자면, 리듀서(137)의 단부를 통해 막 배출된 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온이 리듀서(137)에 의해 차단되어 서로 효과적으로 혼합되지 못하는 것을 방지하도록, 적절 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예는, 리듀서(137)에 의한 밸라스트 워터의 유동 속도 증가, 전술한 밸라스트 워터 유입구(135)와 전자 및 이온 유입구(136)의 상대적인 수직 배치에 의해, 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온이 폭기부 몸체(134) 내부로 초기 유입된 상태에서 보다 효율적으로 혼합될 수 있는 이점이 있다. 이러한 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온의 혼합은 밸라스트 워터의 유기물질을 분해하여 밸라스트 워터를 정화하게 된다.
본 실시예에서, 제2 몸체부(132)는, 제1 몸체부(131)의 후방에 일체로 연결되며 길이 방향을 따라 내경이 점차적으로 증가하도록 이루어진다. 즉, 제2 몸체부(132)를 통과하면서 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온의 유량은 보다 증가하게 되며, 이에 따라 보다 많은 양의 밸라스트 워터를 정화할 수 있도록 확장된 공간을 제공할 수 있게 된다.
다음, 제3 몸체부(133)는 제2 몸체부(132)의 후방에 일체로 연결되며 일단부에는 폭기부 몸체(134) 내에서 활성화된 전자 및 이온과의 혼합에 의해 일정 이상 정화된 밸라스트 워터를 다시 저장조(100)로 배출하도록 정화 밸라스트 워터 배출구(138)가 마련된다. 이러한 제3 몸체부(133)의 외면에는 폭기부 몸체(134) 내부를 따라 유동하는 밸라스트 워터 및 활성화된 전자 및 이온에 자기장을 부여하도록 자기장 인가부(140)가 마련된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서, 자기장 인가부(140)는, 폭기부 몸체(134) 내에 위치하는 활성화된 전자 및 이온에 자기장을 인가하는 것으로서 폭기부 몸체(134), 구체적으로 제3 몸체부(133) 외면에 마련된다.
본 실시예에서, 자기장 인가부(140)는, 폭기부 몸체(134)의 외면 둘레 방향을 따라 서로 동일한 간격으로 이격되게 배치되며, 예를 들어 자기장 형성이 가능한 영구자석 또는 전자석으로 적용 가능하다.
한편, 자기장 인가부(140)가 전자석으로 적용되는 경우, 제어부(미도시)는 펌프(110) 및 전자 발생부(120)의 구동 신호를 전달받아 이를 기초로 전자석으로의 전원 공급을 온오프하게 된다. 부연하자면, 제어부는 펌프(110) 및 전자 발생부(120)의 구동이 ON 상태에서만 전자석으로 전원을 인가하며, 전술한 구동이 OFF 상태인 경우 전자석으로의 전원 공급을 차단한다. 이러한 제어부(미도시)는 하우징(101) 내부에 마련되며 일종의 컨트롤 패널 또는 보드로 적용될 수 있다.
이하, 자기장 인가부(140)에 대해 보다 자세히 설명한다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 자기장 인가부(140)는, 제3 몸체부(133)의 외면에 서로 마주보도록 마련되며, 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 제1 및 제2 자석(141,142), 폭기부 몸체(134) 내에서의 밸라스트 워터의 유동 방향상, 한 쌍의 제1 및 제2 자석(141,142)의 후방에 이격되게 배치되며, 제3 몸체부(133)의 외면에 서로 마주보도록 마련되며 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 제3 및 제4 자석(423,144)을 포함한다.
여기서, 한 쌍의 제3 및 제4 자석(423,144)은, 한 쌍의 제1 및 제2 자석(141,142)을 제3 몸체부(133)의 반경 방향 중앙(C)을 중심으로 각각 90도씩 회전한 위치에 마련된다. 즉, 극성(N,S)이 서로 간에 90도 변경된 위치에 마련된다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 제1 및 제2 자석(141,142)과 한 쌍의 제3 및 제4 자석(423,144)은, 제3 몸체부(133)의 길이 방향을 따라 서로 교대로 복수개 설치된다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제3 몸체부(133)의 길이 방향을 따라 동일한 면, 동일한 위상에 위치하는 복수의 자석은 서로 일체로 이루어질 수 있다. 예를 들면, N극과 S극을 갖는 일체의 자석 형태를 가질 수 있다. 도면에서는 이를 N극과 S극을 연결하는 외곽선으로 표시하였다. 본 실시예에서는, 제1 내지 제4 자석(141,142,423,144)이 각각 2개씩 총 4열로 배치된 구조를 가지나, 반드시 이에 한정되지 않으며 배치 개수는 충분히 증감할 수 있다.
이와 같이, 제3 몸체부(133)에 자기장 인가부(140)가 마련됨으로써, 제3 몸체부(133) 내측 영역으로 유입된 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온은 서로간에 보다 균일하게 혼합되며, 이에 따라 밸라스트 워터의 유기물질을 효과적으로 분해하여 정화효율을 증대시킬 수 있다.
구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 몸체부(132)에 상대적으로 가깝게 배치된 제1 및 제2 자석(141,142)이 배치된 영역을 제1 영역(S1)이라하고, 이후 영역을 순차적으로 제2 내지 제4 영역(S2,S3,S4)이라 할때, 각 영역에서 자석에 의해 발생되는 자기장에 의해 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온의 혼합율은 증대된다.
본 실시예의 제1 영역(S1)에서, 활성화된 전자 및 이온이 제1 및 제2 자석(141,142) 사이에서 발생하는 자력선 방향을 따라 회전하면서 이동하게 되고, 제2 영역(S2)으로 진입하게 되면, 제3 및 제4 자석(423,144)에서 발생하는 자력선 방향을 따라 전술한 방향과 대략 직교하는 방향으로 회전하면서 이동하게 된다. 따라서, 전술한 바와 같이 자기장에 의해 활성화된 전자 및 이온이 회전하면서 이동하므로, 제3 몸체부(133) 내에서 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온은 서로 간에 균일하게 혼합될 수 있다. 도 4에서 화살표는 활성화된 전자 및 이온이 자기력에 의해 회전하는 방향을 나타낸다. 이와 같은 밸라스트 워터와 활성화된 전자 및 이온의 혼합에 따른 밸라스트 워터의 정화는 제1 내지 제4 자석(141,142,423,144)의 설치 개수와 비례하여 반복적으로 이루어진다. 제3 몸체부(133) 내에서 자기장 인가부(140)에 의해 회전하면서 활성화된 전자 및 이온에 의해 정화된 밸라스트 워터는 다시 선박의 저장조(100)측으로 배출된다. 또한, 저장조(100)에 저장되어 있는 밸라스트 워터는 다시 전자이온 폭기유닛(130) 측으로 재공급되며, 이러한 과정이 다수회 반복된 후 저장조(100) 내의 밸라스트 워터는 일정 수질 이상으로 정화될 수 있다. 여기서, 최초 저장조(100)에 저장되어 있던 밸라스트 워터를 원수라 할 수 있고, 전자이온 폭기유닛(130)을 통해 일정 이상 정화된 밸라스트 워터를 정화된 밸라스트 워터라 할 수 있겠다.
정리하자면, 본 실시예는, 자기장 인가부(140)를 마련하여 폭기부 몸체(134) 내에서 활성화된 전자 및 이온이 자기력선 방향을 따라 회전하도록 할 뿐만 아니라, 이러한 회전 방향을 영역 별로 변경하여 적용함으로써 활성화된 전자 및 이온과 밸라스트 워터의 혼합율(균일한 혼합율)을 증대시켜 오염된 상태를 갖는 밸라스트 워터 내의 유기물질을 분해함으로써 결국에는 밸라스트 워터의 정화효율을 상승시킬 수 있다. 추가적으로, 밸라스트 워터의 오염에 따른 선박의 저장조 내면의 부식 등을 방지하여 유지 보수 측면에서 이점이 발생한다.
또한, 본 실시예는, 2차 오염원의 발생 우려가 없고 장치제작 및 유지보수에 있어 보다 경제적인 구조의 밸라스트 워터 정화 기술로서, 간단하게 자기장 인가를 가능한 구조를 마련함으로써 제조 비용도 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 하우징(101) 내부에 펌프(110) 및 전자 발생부(120)이 설치되어 있으며, 작업자의 필요에 따라 전자이온 폭기유닛(130)을 하우징(101)로부터 인출하여 사용할 수 있는 휴대 가능한 구조를 가지므로 별도의 밸라스트 워터 정화 장치를 설치할 필요없이 보다 신속하게 밸라스트 워터 정화작업을 실시할 수 있는 이점이 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
100: 저장조 101: 하우징
102: 이동바퀴 110: 펌프
120: 전자 발생부 130: 전자이온 폭기유닛
134: 폭기부 몸체 137: 리듀서
140: 자기장 인가부 141,141,423,144: 제1,2,3,4 자석

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 선박의 저장조에 저장되어 있는 밸라스트 워터를 정화한 후 상기 저장조로 재투입하기 위한 휴대용 밸라스트 워터 정화 장치로서,
    내부 수용공간을 가지며 외관을 형성하는 하우징;
    상기 하우징 내부에 마련되며 상기 저장조에 기마련된 배관 또는 별도의 배관 연결을 통해 상기 저장조와 연결되어 상기 저장조에 저장되어 있는 상기 밸라스트 워터를 외부로 배출하여 밸라스트 워터 이동라인을 따라 이송시키는 펌프;
    상기 하우징 내부에 마련되며 기체를 방전하여 전자 및 이온으로 활성화하여 외부로 배출 가능한 전자 발생부; 및
    상기 밸라스트 워터 이동라인을 따라 이송되는 상기 밸라스트 워터와, 상기 전자 발생부로부터 배출되는 활성화된 전자 및 이온을 모두 공급받아 내부에서 혼합한 후 다시 상기 저장조 내부로 공급하도록 경로를 제공하되, 상기 하우징으로부터 외부 인출이 가능하도록 마련되는 전자이온 폭기유닛을 포함하며,
    상기 전자이온 폭기유닛은,
    상기 밸라스트 워터 이동라인을 따라 이송하는 상기 밸라스트 워터가 유입되는 밸라스트 워터 유입구와, 상기 전자 발생부와 연결된 이온전자 이동라인을 따라 이송하는 상기 활성화된 전자 및 이온이 유입되는 전자 및 이온 유입구가 마련되며, 내부가 관통되게 마련되는 폭기부 몸체; 및
    상기 폭기부 몸체 내에 위치하는 상기 활성화된 전자 및 이온에 자기장을 인가하도록 상기 폭기부 몸체 외면에 마련되는 자기장 인가부를 포함하는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 밸라스트 워터 이동라인 및 상기 이온전자 이동라인은 길이 조절 및 벤딩 가능한 구조로 이루어지는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밸라스트 워터 이동라인 및 상기 이온전자 이동라인은, 플렉시블한 벨로우즈관 또는 자바라관인 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 밸라스트 워터 유입구를 통해 상기 폭기부 몸체로 유입되는 상기 밸라스트 워터의 유동 방향이 상기 전자 및 이온 유입구를 통해 상기 폭기부 몸체로 유입되는 상기 활성화된 전자 및 이온의 유동 방향과 서로 직교하도록, 상기 밸라스트 워터 유입구 및 상기 전자 및 이온 유입구는 서로 직교하는 방향으로 배치되는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 자기장 인가부는, 상기 폭기부 몸체의 외면 둘레 방향을 따라 서로 동일한 간격으로 이격되게 배치되는 영구자석 또는 전자석인 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자기장 인가부가 전자석인 경우, 상기 펌프 및 상기 전자 발생부의 구동 신호를 전달받아 이를 기초로 상기 전자석으로의 전원 공급을 온오프하도록 상기 하우징 내에 마련되는 제어부를 더 포함하는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 폭기부 몸체는,
    상기 밸라스트 워터 유입구와 상기 전자 및 이온 유입구가 마련되며, 동일한 내경으로 이루어지는 제1 몸체부;
    상기 제1 몸체부의 후방에 연결되며 길이 방향을 따라 내경이 점차적으로 증가하도록 이루어지는 제2 몸체부; 및
    상기 제2 몸체부의 후방에 연결되며, 상기 자기장 인가부가 마련되는 제3 몸체부를 포함하는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 몸체부의 내부에 상기 밸라스트 워터 유입구와 연결되게 마련되되, 상기 제2 몸체부 측을 향해 점차적으로 내경이 감소하도록 리듀서가 마련되는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 자기장 인가부는,
    상기 제3 몸체부의 외면에 서로 마주보도록 마련되며, 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 제1 및 제2 자석; 및
    상기 폭기부 몸체 내에서의 상기 밸라스트 워터의 유동 방향상, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 자석의 후방에 이격되게 배치되며, 상기 제3 몸체부의 외면에 서로 마주보도록 마련되며 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 제3 및 제4 자석을 포함하되,
    상기 한 쌍의 제3 및 제4 자석은, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 자석을 상기 제3 몸체부의 반경 방향 중앙을 중심으로 각각 90도씩 회전한 위치에 마련되는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1 및 제2 자석과 상기 한 쌍의 제3 및 제4 자석은, 상기 제3 몸체부의 길이 방향을 따라 서로 교대로 복수개 설치되는 활성화된 전자 및 이온을 이용하는 휴대용 선박의 밸라스트 워터 정화 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
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