KR101501819B1 - 유지보수가 용이한 자외선 리액터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 발라스트수를 자외선 살균하는 자외선 리액터에 해수가 들어올 때 유동을 안정화시켜 자외선 램프를 통과할 때 균일한 살균이 가능하도록 하는 발라스트수 처리장치용 자외선 리액터에 관한 것이다. 본 발명의 발라스트수 처리장치용 자외선 리액터는, 해수가 흐르는 통로로서 제공되는 사각기둥 형태의 몸체(200); 상기 몸체(200)의 길이방향 양측 단부에 각각 형성되는 해수 유입관(300) 및 해수 유출관(400); 상기 몸체(200)의 중간을 가로질러 설치되는 복수의 자외선 램프(500); 상기 몸체(200)의 해수 유입구 부분을 가로질러 배치되어 해수 유입관(300)으로 들어온 해수가 부딪혀 소파 된 후 몸체 내부로 들어가도록 유도하는 유동 안정화 부재(700); 및 상기 해수 유입관(300)의 말단부를 개방하여 개폐가능한 점검용 도어(840)로 막아 상기 해수 유입관(300)의 내부를 유지보수하기 위한 하부 점검문을 구비한다.

Description

유지보수가 용이한 자외선 리액터{UV reactor having easy maintenance structure}

본 발명은 발라스트 탱크에 채워지는 발라스트 수(Ballast Water)에 의해 선박의 무게중심의 변동을 최소화하는 발라스트수 처리장치에서 발라스트 수를 자외선(Ultraviolet; UV) 살균하기 위한 자외선 리액터(Reactor)의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자외선 램프의 파편이나 이물질의 제거와 청소, 내부 부품의 보수와 교체 등의 유지보수 작업을 쉽게 수행할 수 있는 구조를 가지도록 한 발라스트수 처리장치용 자외선 리액터에 관한 것이다.

일반적으로 선박에 설치된 발라스트 탱크는 화물의 선적 및 하역에 의해 선박의 무게중심이 변동되는 것을 최소화하여 안전한 항해가 가능하도록 돕는 것이다. 즉, 선박에 화물이 가득 선적되면 발라스트 탱크에 발라스트수를 채우지 않아도 선박의 무게중심이 해수면 아래에 위치하기 때문에 외력이 작용하더라도 선박이 안전하게 항해할 수 있으나, 선적된 화물이 없거나 적은 경우에는 화물이 선적된 것과 동일하게 선박의 일정 부분이 해수면 아래 위치하게 할 수 있도록 발라스트 탱크에 발라수트 수를 채워 운항하도록 하고 있다.

위와 같이 선박의 안전 운항을 위해 사용되는 발라스트 수는 특정 해역의 생물 또는 병원균 등을 다른 해역으로 전파하는 매체로 이용되는 문제점이 있다.

발라스트 탱크에 채워지는 발라스트 수에는 각종 해양 생물 및 병원균 등이 포함될 수 있으며, 이러한 발라스트수의 유입과 유출이 서로 다른 지역에서 이루어지게 되므로, 발라스트수의 유입시 함께 유입된 특정 해역의 해양 생물 또는 병원균이 다른 해역으로 유출됨에 따라서 환경과 생태계를 교란시키는 부작용을 유발하게 되는 것이다.

따라서, 발라스트수의 유출입시 발라스트수에 포함된 해양 생물이나 병원균을 처리하는 설비 도입이 의무화되고 있다.

도 1은 일반적인 발라스트수 처리장치의 구성을 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 발라스트수 처리장치(1)는 전처리 필터(10)와 자외선 리액터(20)를 구비하여 유입 또는 유출되는 발라스트수를 살균처리하도록 구성되어 있다.

먼저, 발라스트수의 유입 과정을 살펴보면, 도 1에서 "A"로 표시된 구성이 해양이 되고, "B"로 표시된 구성이 발라스트 탱크가 된다.

발라스트수의 유입시, 유입관(11)의 밸브(21)와 연결관(12)의 밸브(22)는 개방되고, 분기관(13)의 밸브(23)는 폐쇄된다. 해양(A)으로부터 유입된 해수는 유입관(11)을 통해 전처리 필터(10)로 유입되고, 연결관(12)을 통해 자외선 리액터(20)를 거쳐 이물질 제거와 살균처리 과정을 거친 다음 배출관(14)을 통해 발라스트 탱크(B)로 유입된다.

반대로, 발라스트수의 유출 과정을 살펴보면, 도 1에서 "B"로 표시된 구성이 해양이 되고, "A"로 표시된 구성이 발라스트 탱크가 된다(해양과 발라스트 탱크는 공통라인(common line)에 의해 연결되어 있다). 발라스트수의 유출시, 유입관(11)의 밸브(21)와 연결관(12)의 밸브(22)는 폐쇄되고, 분기관(13)의 밸브(23)는 개방된다. 발라스트 탱크(A)로부터 유출된 해수는 분기관(13)을 통해 자외선 리액터(20)로 유입되어 살균처리 과정을 거친 다음 배출관(14)을 통해 해양(B)으로 배출된다.

최근 IMO(국제 해사 기구)에서 체결된 협정에 따라 선박에 사용된 발라스트수는 살균처리를 필요로 한다.

발라스트수 처리를 위한 살균처리는 전기분해, 열처리, 자외선 광 조사, 막분리 등 다양한 방법의 적용이 가능하지만, 자외선 광 조사 처리는 별도의 화학물질의 첨가가 필요하지 않고, 제어가 간편하기 때문에 널리 이용되고 있다.

상술한 자외선 리액터(20)는 해수에 자외선을 조사하기 위한 것으로, 자외선을 조사하는 복수의 자외선 램프를 구비한다. 자외선 리액터(20)를 통과하는 해수는 자외선 램프에서 조사되는 자외선에 의해 살균처리된다.

이러한 자외선 램프는, 통상적으로 형광등처럼 길이가 긴 전구로 이루어지고, 자외선 리액터 몸체에 설치할 때에는 자외선 램프의 전구 외부에 석영 등으로 이루어지는 보호관을 씌워 설치하게 된다.

그런데 이러한 자외선 램프는 해수의 흐름 방향에 직교하는 방향으로 몸체를 가로질러 배치되기 때문에 해수 압력이나 유속에 취약한 구조를 가질 수밖에 없다.

따라서, 해수의 압력이나 유동 또는 선박 내 엔진과 같은 설비의 진동을 반복적으로 또는 크게 받으면 자외선 램프가 파손되는 경우가 발생한다.

이처럼 자외선 램프가 파손되면 그 파편들을 몸체 내부에서 제거하는 유지보수 작업을 수행하여야 한다.

또한, 몸체 내부가 오염될 경우에는 자외선 리액터의 몸체 내부를 청소하는 작업뿐만 아니라, 몸체 내부의 부품들의 상태도 확인하는 유지보수 작업을 수행하여야 한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2008-0090098호

본 발명은 위와 같은 필요에 따라 개발된 것으로서, 본 발명은 자외선 램프의 파편이나 이물질의 제거, 청소, 또는 내부 부품의 보수와 교체 등과 같은 유지보수 작업을 쉽고 신속하게 수행할 수 있는 구조의 발라스트수 처리장치용 자외선 리액터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 발라스트수 처리장치용 자외선 리액터는, 해수가 흐르는 통로로서 제공되는 사각기둥 형태의 몸체; 상기 몸체의 길이방향 양측 단부에 각각 형성되는 해수 유입관 및 해수 유출관; 상기 몸체의 중간을 가로질러 설치되는 복수의 자외선 램프; 상기 몸체의 해수 유입구 부분을 가로질러 배치되어 해수 유입관으로 들어온 해수가 부딪혀 소파 된 후 상기 몸체 내부로 들어가도록 유도하는 유동 안정화 부재; 및 상기 해수 유입관의 말단부를 개방하여 개폐가능한 점검용 도어로 막아 상기 해수 유입관의 내부를 유지보수하기 위한 하부 점검문을 구비한다.

일 실시예에 있어서, 상기 해수 유입관 말단의 개방 단부에 지름이 확장되는 플랜지를 형성하고, 상기 플랜지에는 해수 유입관과 통하는 출입구를 형성하며, 상기 플랜지에 상기 점검용 도어를 분리가능한 체결구로 고정할 수 있다.

또한, 상기 해수 유입관의 말단부에 몸체로부터 돌출되는 연장부가 형성되고, 상기 연장부의 단부에 상기 플랜지를 형성하는 구성이어도 좋다.

다른 실시예로서, 해수 유입관과 자외선 램프 사이의 몸체의 측면에 외부와 통하는 점검용 홀을 형성하고, 점검용 홀을 개폐가능한 점검용 덮개로 막은 상부 점검창을 더 구비할 수 있다.

이 경우, 상기 점검용 홀의 둘레의 몸체의 외벽에는 상기 점검용 홀에 대응하는 출입구를 가지는 플랜지를 형성하고, 상기 플랜지에 상기 점검용 덮개를 분리가능한 체결구로 체결하여 상기 출입구를 막은 구성을 취하여도 좋다.

본 발명에 따른 발라스트수 처리장치용 자외선 리액터에 의하면, 자외선 리액터의 몸체에 내부와 통하는 점검창을 마련한 구조로 이루어짐으로써, 점검창을 통해 몸체 내부의 자외선 램프 파편이나 이물질 등의 제거 작업, 각종 부품의 점검, 보수, 교체 등의 유지보수 작업을 용이하게 수행할 수 있으며, 그에 따라 유지보수 시간도 줄일 수 있다.

도 1은 일반적인 발라스트수 처리장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자외선 리액터의 사시도이다.
도 3은 도 2의 자외선 리액터의 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자외선 리액터를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 5는 도 2의 배면에서 바라본 종단면도이다.
도 6은 도 5의 좌측면도이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 자외선 리액터(100)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 자외선 리액터(100)의 종단면 사시도이며, 도 4는 자외선 리액터(100)를 다른 방향에서 바라본 사시도이고, 도 5는 도 2의 배면에서 바라본 종단면도이며, 도 6은 도 5의 좌측면도이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 자외선 리액터(100)는, 해수가 흐르는 통로로서 제공되는 몸체(200)와, 해양 또는 발라스트 탱크(미도시)로부터 몸체(200)로 해수를 유입시키기 위한 해수 유입관(300)과, 몸체(200)를 통과한 해수를 내보내기 위한 해수 유출관(400)과, 몸체(200)를 통과하는 해수에 자외선을 조사하여 살균처리하는 복수의 자외선 램프(500)를 포함한다.

본 실시예에 따르면, 몸체(200)는 그것의 길이방향 양측 단부가 개구 되는 중공의 사각기둥 형태로 이루어지며, 해수 유입관(300) 및 해수 유출관(400)은, 몸체(200)의 길이방향 단부에 몸체(200)의 폭 방향과 나란하게 배치된다.

복수의 자외선 램프(500)는 몸체(200)를 가로질러 배치되어 해수에 자외선을 조사하여 살균한다. 이러한 자외선 램프(500)는 길이가 긴 원통의 관으로 이루어지고, 그 외부에 석영관 등으로 이루어진 보호관으로 감싼 후 양측 단부를 보스(510)와 연결 구조체(520)에 의해 몸체(200)에 고정한다. 도면에서는 보호관까지 결합한 상태로 자외선 램프(500)를 도시하고 있다.

본 발명의 자외선 리액터(100)에 있어서는, 특히 해수 유입관(300)으로부터 해수가 유입되는 부분인 몸체(200)의 입구 부분에, 유동 안정화 부재(700)가 몸체(200)를 가로질러 배치되어 있다.

유동 안정화 부재(700)는, 해수 유입관(30)으로 들어오는 해수가 먼저 부딪혀 소파(消波) 된 다음에 통과하여 몸체(200) 내부로 들어가도록 함으로써, 해수의 격렬한 유동을 안정화시켜 몸체(200)로 들어가도록 하는 것이다.

도면에 일례로 도시한 유동 안정화 부재(700)는, 해수가 통과하기 위한 통과공들이 형성되는 다공판(710, 720)으로 이루어진다. 이러한 유동 안정화 부재(700)는 다공판(710, 720 이외에도 철망을 엮어서 해수가 일단 부딪힌 후 철망 사이의 공간을 통해 들어가도록 구성되기도 하는 등, 설치 여건이나 유동 조건에 따라 다양한 형태의 것을 사용한다.

하부의 해수 유입관(300)으로부터 들어오는 해수는, 몸체(200)에 들어가지 전에 유동 안정화 부재(700)에 먼저 부딪히면서 격렬한 유동이 감쇄된 후, 유동 안정화 부재(700)를 통과한 후 몸체(200)를 지나게 된다. 몸체(200)의 통로를 지나면서는 자외선 램프(500)에 의해 살균된 후 해수 유출관(400)을 통해 배출된다.

이물질이나 자외선 램프(500)가 파손되면서 만들어진 파편들은 유동 안정화 부재(700)로 떨어지게 되고, 입자가 큰 것은 유동 안정화 부재(700)의 상면에 잔류하고, 입자가 작은 것은 유동 안정화 부재(700)를 통과하여 해수 유입관(300)의 바닥에 떨어지게 된다.

본 발명의 실시예에 있어서는, 해수 유입관(300)과 자외선 램프(500) 사이의 몸체(200)의 측면에 외부와 통하는 점검용 홀(210)을 형성하고, 점검용 홀(210)을 개폐가능한 점검용 덮개(820)로 막은 형태의 상부 점검창이 구비된다.

일 실시예로서, 상기 상부 점검창의 점검용 홀(210) 둘레의 몸체(200)의 외벽에는 플랜지(810)를 형성하고, 상기 플랜지(810)에 상기 점검용 덮개(820)를 볼트와 같이 분리할 수 있는 체결구(821)로 체결하여 고정하는 구조로 이루어질 수 있다. 상기 플랜지(810)에는 상기 점검용 홀(210)에 대응하는 출입구(811)가 형성된다.

도시하지는 않았지만, 플랜지(810)와 점검용 덮개(820) 사이에는 당연히 개스킷과 같은 밀폐용 부재가 개재된다.

이러한 상부 점검창은, 점검용 덮개(820)를 열어 유동 안정화 부재(700)의 상면에 남아있는 파편이나 입자들을 제거할 수 있고, 몸체(200) 내부의 청소도 가능하며, 유동 안정화 부재(700)의 손상 여부를 확인하고 교체하는 작업을 쉽게 수행할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 상기 해수 유입관(300)의 말단부(입구 반대측 단부)를 개방하고, 개방 단부를 개폐가능한 점검용 도어(840)로 막은 형태의 하부 점검문이 구비된다.

일 실시예로서, 상기 해수 유입관(300) 말단의 개방 단부에 지름이 확장되는 플랜지(830)를 형성하고, 상기 플랜지(830)에는 해수 유입관(300)과 통하는 출입구(831)를 형성하며, 플랜지(830)에 상기 점검용 도어(840)를 볼트와 같이 분리할 수 있는 체결구(850, 851)로 체결하여 고정하는 구조로 이루어질 수 있다.

이 경우, 상기 해수 유입관(300)의 말단부를 몸체(200)로부터 돌출되도록 연장부(301)로 연장하고, 상기 연장부(301)의 단부에 상기 플랜지(830)를 형성한 형태로 구성할 수 있다.

도시하지는 않았지만, 플랜지(830)와 점검용 도어(840) 사이에는 당연히 개스킷과 같은 밀폐용 부재가 개재된다.

이러한 하부 점검문은, 점검용 도어(840)를 열어 해수 유입관(300) 바닥에 남아있는 파편이나 입자들을 제거할 수 있고, 위쪽의 유동 안정화 부재(700)의 손상 여부를 확인하고 교체하는 작업도 수행할 수 있다.

또한, 하부 점검문은, 해수 유입관(300)의 말단부를 개방하여 형성하므로, 구조적으로 간단하고 출입 및 작업이 용이하다.

상부 점검창과 하부 점검문을 모두 설치하는 경우에는, 두 개의 통로를 사용하므로 유지보수 작업을 더욱 쉽고 효과적으로 할 수 있다.

또한, 도면에 도시한 실시예와 같이 하부 점검문의 점검용 도어(840)를 해수 유입관(300)의 말단부에 설치하고, 상부 점검창의 점검용 덮개(820)를 같은 방향으로 설치하는 것에 의해, 유지보수를 위한 작업자의 통행로를 한 곳에만 설치하면 되므로 주변 장치의 설치나 공간 활용 등에 유리하다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

100 : 자외선 리액터
200 : 몸체
210 : 점검용 홀
300 : 해수 유입관
301 : 연장부
400 : 해수 유출관
500 : 자외선 램프
510 : 보스
520 : 연결구조체
700 : 유동 안정화 부재
710, 720 : 다공판
810 : 플랜지
811 : 출입구
820 : 점검용 덮개
821 : 체결구
830 : 플랜지
831 : 출입구
840 : 점검용 도어
850, 851 : 체결구

Claims (5)

1. 해수가 흐르는 통로로서 길이방향 하단부와 상단부가 개구 된 사각기둥 형태의 몸체(200);
   상기 몸체(200)의 하부 개부구에 몸체(200)의 폭 방향과 나란하게 배치되고 몸체(200)의 하부 개구부와 측면이 연통하도록 형성되는 해수 유입관(300);
   상기 몸체(200)의 상부 개부구에 몸체(200)의 폭 방향과 나란하게 배치되고 몸체(200)의 상부 개구부와 측면이 연통하도록 형성되는 해수 유출관(400);
   상기 몸체(200)의 중간 부분을 가로질러 설치되는 복수의 자외선 램프(500);
   상기 몸체(200)의 하부 개구부 부분을 가로질러 배치되어 해수 유입관(300)으로 들어온 해수가 부딪혀 소파 된 후 상기 몸체(200) 내부로 올라가도록 유도하는 유동 안정화 부재(700)를 구비하고,
   상기 해수 유입관(300)과 자외선 램프(500) 사이의 몸체(200)의 측면에 외부와 통하는 점검용 홀(210)을 형성하고, 점검용 홀(210)을 개폐가능한 점검용 덮개(820)를 착탈 가능하게 설치하여 상기 유동 안정화 부재(700)의 상면에 쌓인 파편과 이물질을 청소하는 작업과 유동 안정화 부재(700)의 교체 작업을 수행하기 위한 통로를 제공하는 상부 점검문(800a)을 구비하며,
   상기 해수 유입관(300) 말단의 개방 단부에, 상기 유동 안정화 부재(700)로부터 아래로 떨어져서 해수 유입관(300) 바닥에 쌓인 파편 및 이물질을 청소하는 작업과 유동 안정화 부재(700)의 교체 작업을 수행하기 위한 하부 통로를 제공하는 출입구(831)를 형성하고, 상기 출입구(831)를 막으면서 착탈 가능하게 장착되는 점검용 도어(840)를 포함하는 하부 점검문(800b)을 구비하는 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리장치용 자외선 리액터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부 점검문(800b)은, 상기 해수 유입관(300) 말단의 개방 단부에 지름이 확장되는 플랜지(830)를 형성하고, 상기 플랜지(830)에는 해수 유입관(300)과 통하는 출입구(8310)를 형성하며, 상기 플랜지(830)에 상기 점검용 도어(840)를 분리가능한 체결구(850, 851)로 고정하는 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리장치용 자외선 리액터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 해수 유입관(300)의 말단부에 몸체(200)로부터 돌출되는 연장부(301)가 형성되고, 상기 연장부(301)의 단부에 상기 플랜지(830)가 형성되는 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리장치용 자외선 리액터.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 상부 점검문(800a)은, 상기 점검용 홀(210)의 둘레의 몸체(200)의 외벽에는 상기 점검용 홀(210)에 대응하는 출입구(811)를 가지는 플랜지(810)를 형성하고, 상기 플랜지(810)에 상기 점검용 덮개(820)를 분리가능한 체결구(821)로 체결하여 상기 출입구(811)를 막은 것을 특징으로 하는 발라스트수 처리장치용 자외선 리액터.

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