KR101571871B1 - 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치 - Google Patents

선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박 밸러스트수(Ballast water)의 미생물 살균 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸러스트수 배관의 외측 표면에 다수의 초음파진동자를 설치하고, 이 다수의 초음파진동자 각각에 ±15V, 1~5A인 고 전류 사인파, 삼각파, 펄스 중에서 어느 하나의 파형을 지속적으로 인가하거나, 또는 다수의 초음파진동자 각각에 ±15V, 1~5A인 고 전류 사인파, 삼각파, 펄스를 순차적으로 교호로 인가하여 1~5A에 해당하는 강력한 초음파를 발생시키고, 이 초음파에 의해 밸러스트수 배관을 타고 유입되는 해수에 포함된 미생물을 살균하거나 또는 강한 충격을 주어 서서히 사멸되도록 하는 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 관한 것이다.
본 발명은 시스템 전체를 제어를 위한 프로그램이 내장되고 파형 생성신호를 발생하는 컨트롤유닛과, 상기 컨트롤유닛의 제어신호에 의해 사인파, 삼각파, 펄스를 발생하고, 파형에 대한 위상변화 및 주파수를 변화시키는 신호발생부와, 상기 신호발생부의 출력파형을 그라운드를 기준으로 한 파형의 높이 조절, 기준파에 대한 증폭기능, 파형에 대한 미적분 기능을 수행하여 피크파를 출력하는 신호변환부와, 상기 신호변환부의 출력신호를 일정한 레벨로 증폭하는 신호증폭부와, 상기 신호증폭부의 사인파, 삼각파, 펄스 출력신호를 ±15V, 1~5A의 고전력으로 증폭하여 출력하는 전력증폭기로 이루어진 전력증폭부유닛과, 상기 전력증폭기 각각에 구동전원을 공급하는 전력구동부와, 상기 전력증폭기로부터 출력되는 ±15V, 1~5A의 고전력 사인파, 삼각파, 펄스에 의해 1~5A의 고전력 초음파를 발생하는 초음파진동자로 구성된 초음파진동자유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치{Apparatus for sterilizing microorganism in ballast water of a ship}
본 발명은 선박 밸러스트수(Ballast water)의 미생물 살균 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸러스트수 배관의 외측 표면에 다수의 초음파진동자를 설치하고, 이 다수의 초음파진동자 각각에 ±15V, 1~5A인 고 전류 사인파, 삼각파, 펄스 중에서 어느 하나의 파형을 지속적으로 인가하거나, 또는 다수의 초음파진동자 각각에 ±15V, 1~5A인 고 전류 사인파, 삼각파, 펄스를 순차적으로 교호로 인가하여 1~5A에 해당하는 강력한 초음파를 발생시키고, 이 초음파에 의해 밸러스트수 배관을 타고 유입되는 해수에 포함된 미생물을 살균하거나 또는 강한 충격을 주어 서서히 사멸되도록 하는 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 해상에서 운항하는 대형 선박은 선박의 균형, 안정성 및 조종성능 향상을 등을 위하여 밸러스트수(평형수)가 선내로 유입되어 선박이 평형상태를 유지하도록 한 상태로 항해하지만, 밸러스트수에는 박테리아, 미생물을 포함하여 다양한 유기체와 바이러스 및 해안의 식물 및 동물의 성체의 애벌레가 생존하게 된다.
이러한 밸러스트수가 배출될 때 유기체 대부분은 생존할 수 없게 되지만 일부는 새로운 환경에 적응하고 번성할 수 있게 됨으로써 서로 다른 해양에서 비토착 생물이 생존하고 번영할 경우 이를 받아들인 환경에서는 심각한 생태계 변화를 가져올 수 있게 될 뿐만 아니라, 해수에 포함된 미생물이 배관을 통해 유입될 때 배관 내벽에 부착되어 해수의 유입을 방해하게 되며, 배관의 부식을 빠르게 촉진시킬 수 있어 선박의 안전운항에 문제를 일으키게 된다.
따라서 1992년 유엔환경개발회의는 비토착 생물의 확산 방지를 위하여 국제해사기구에 밸러스트수의 방출에 관한 제도적인 규제를 요청하였으며, 이에 따라 국제해사기구에서는 밸러스트수에 의한 생태계 파괴 및 오염을 방지하기 위한 방안으로 선박이 항만 내에 입항하기 전 일정한 해역에서 밸러스트수를 교환하는 방안과, 적재하고 있는 밸러스트수를 물리, 화학적인 방법으로 살균이나 소독하는 두 가지 방안을 제시하였으며, 국제해사기구(IMO)에서는 선박 평형수의 배출을 규제하고, 선박 밸러스트수에 기인하는 비토착 생물에 의한 생태계 변화를 감소시키기 위하여 국제법령을 제정하였으며, 이에 따라 2009년부터 선박 평형수 용적 5,000㎥ 이상의 건조중이거나 건조될 선박은 선박 밸러스트의 처리를 위한 설비를 반드시 갖추어야만 하도록 하고 있다.
이와 같이 밸러스트수의 처리 기준으로서 국제해사기구(IMO)가 정하는 기준에 따르면 선박으로부터 배출되는 밸러스트수에 포함되는 50㎛ 이상의 생물(주로 동물 플랑크톤)의 수가 1m3 중에 10개 미만, 10㎛ 이상 50㎛ 미만의 생물(주로 식물 플랑크톤)의 수가 1mL 중에 10개 미만, 콜레라균의 수가 100mL 중에 1cfu 미만, 대장균의 수가 100mL 중에 250cfu 미만, 장구균의 수가 100mL 중에 100cfu 미만으로 되어 있다.
상기와 같은 종래 밸러스트수 처리장치는 일본공개특허 제2005-342626호(공개일자:2005.12.15)(발명의 명칭:밸러스트 수처리방법 및 장치, 해당 장치를 탑재한 선박)에서 충격수압장치를 구비하여 밸러스트 탱크 내부로 해수가 유입될 때 바다생물을 걸러내는 막여과장치의 세척수에 충격수압을 가하고, 이 충격수압에 의해 수생 생물의 사멸 효과를 발휘할 수 있도록 하고, 또한 막여과장치의 전.후단에 자외선 조사장치나 전해장치를 구비하여 살균을 실시한 것이 제안되었다.
또한, 대한민국 공개특허 제2004-0066971호(공개일자:2004.07.30)(발명의 명칭 : 선박용 밸라스트수 처리장치)에서는 밸러스트 탱크 내부로 해수가 유입될 때 바다생물을 걸러내는 여과장치 내부에 회전식 여과필터를 설치하고, 청소솔로 회전식 여과필터에 부착된 이물질을 연속적으로 제거하고, 상기 여과장치 후단부에 자외선-전해살균처리장치를 설치한 것이 제안되었다.
상기와 같은 종래 전해살균장치로서 밸러스트수를 처리하는 장치에서에서는 양극으로 사용된 티탄 소재 불용성 전극에서 염소생성으로 인한 살균제가 생성되고 음극에서의 수산화염화합물이 부착되는 현상이 나타나면 주기적으로 전원을 단속(斷續)하여 음극을 산성용액으로 세척 한 후 전해가 계속 이루어지도록 하고 있으나, 이럴 경우 세척에 필요한 염산 등의 산용액을 이용함에 따라 위험성이 큰 산 용액을 선적하여 관리해야하는 안전성의 문제뿐만 아니라 세척 시 발생되는 폐수처리를 해야 하므로 폐수처리에 필요한 시설 및 약품 등이 요구되는 문제가 발생되며, 또한 음극의 주기적인 세척으로 인하여 불필요한 인력이 소요되는 문제점을 안고 있다.
또한, 종래 밸러스트수 처리장치로서 대한민국 등록특허 제10-0663332호와 대한민국 공개특허 제10-2005-0063460호에도 별도의 챔버에서 직류전류를 인가하여 전기분해에 의해 선박의 평형수를 살균하는 장치가 개시되어 있으나, 직류 전원을 이용한 전기분해의 경우 소금물의 전기화학적 분해과정에서 차아염소산(PH 5,5 ~ 6.5)이 발생되고, 높은 산도로 밸러스트수 속의 미생물을 살균하게 되므로 그대로 배출될 경우 강산성에 의한 해양의 오염 우려가 있으며, 분해과정에서 발생되는 트리할로메탄과 활성산소는 바닷물에 버려지게 될 경우 해양 생물들에게 또 다른 영향을 줄 수 있는 문제가 있다.
특히, 해수의 전기화학적 분해를 위해서는 선박 밸러스트수가 유동되는 유로 상에 별도의 전기분해를 위한 챔버가 구비되어야 하며, 지속적으로 전기분해를 위한 챔버를 통해 평형수가 공급되면서 살균되는 구성을 가지게 되므로 별도의 챔버 및 부속 장비들이 제공되어야만 함에 따라 제조 및 설비비용이 증대됨은 물론 유지비용이 증대되고, 챔버의 공간만큼 선체의 공간을 차지하게 되어 공간 효율성이 떨어지며, 국제해사기구에서 정하는 밸러스트수의 처리 기준을 충족시키지 못하는 문제점이 있는 것이다.
또한, 일반적으로 수영장, 정수기, 세척기 등에서 초음파를 방사하여 살균하는 장치들이 많이 제안되어 있으나, 이러한 종래 초음파 살균장치는 수 mA~수십 mA의 전류를 사용함에 따라 이를 사용하여 밸러스트수에 유입된 해양 미생물을 살균하기에는 많은 어려운 문제점이 있는 것이다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 밸러스트수 배관의 외측 표면에 다수의 초음파진동자를 설치하고, 이 다수의 초음파진동자 각각에 ±15V, 1~5A인 고 전류 사인파, 삼각파, 펄스 중에서 어느 하나의 파형을 지속적으로 인가하거나, 또는 다수의 초음파진동자 각각에 ±15V, 1~5A인 고 전류 사인파, 삼각파, 펄스를 순차적으로 교호로 인가하여 1~5A에 해당하는 강력한 초음파를 발생시키고, 이 초음파에 의해 밸러스트수 배관을 타고 유입되는 해수에 포함된 미생물을 직접 살균하거나 또는 강한 충격을 주어 서서히 사멸되도록 함으로써 국제해사기구가 정하는 밸러스트수의 처리 기준을 만족시킬 수 있으며, 미생물이 밸러스트수 배관 내벽에 부착됨에 따라 발생되는 부식현상을 방지하여 배관의 수명을 연장시킬 수 있음은 물론, 비토착 생물의 확산을 방지할 수 있어 밸러스트수에 의한 해양 생태계 파괴 및 오염을 방지할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 시스템 전체의 제어를 위한 프로그램이 내장되고 파형 생성신호를 발생하는 컨트롤유닛과, 상기 컨트롤유닛의 제어신호에 의해 사인파, 삼각파, 펄스를 발생하고, 파형에 대한 위상변화 및 주파수를 변화시키는 신호발생부와, 상기 신호발생부의 출력파형을 그라운드를 기준으로 한 파형의 높이 조절, 기준파에 대한 증폭기능, 파형에 대한 미적분 기능을 수행하여 피크파를 출력하는 신호변환부와, 상기 신호변환부의 출력신호를 일정한 레벨로 증폭하는 신호증폭부와, 상기 신호증폭부의 사인파, 삼각파, 펄스 출력신호를 ±15V, 1~5A의 고전력으로 증폭하여 출력하는 전력증폭기로 이루어진 전력증폭부유닛과, 상기 전력증폭기 각각에 구동전원을 공급하는 전력구동부와, 상기 전력증폭기로부터 출력되는 ±15V, 1~5A의 고전력 사인파, 삼각파, 펄스에 의해 1~5A의 고전력 초음파를 발생하는 초음파진동자로 구성된 초음파진동자유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예로서, 상기 컨트롤유닛에는 통신 인터페이스가 연결되어 외부에서 제어 및 감시할 수 있도록 하고, 상기 초음파진동자 각각에 ±15V, 1~5A의 고전류 사인파, 삼각파, 펄스의 6개 파형 중에서 어느 하나 만의 파형을 지속적으로 공급하거나, 또는 순차적으로 공급하는 것을 특징으로 하며, 상기 초음파진동자는 각각 병렬로 접속하고, 밸러스트수 배관의 외측면에서 밸러스트수 배관의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 설치되거나, 또는 상기 초음파진동자유닛을 180도 내지 90도 간격으로 밸러스트수 배관의 외주면을 따라 방사상으로 설치한 상태에서, 상기 각각의 초음파진동자유닛을 이루는 초음파진동자를 병렬로 접속시키는 한편, 밸러스트수 배관의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 설치되도록 함을 특징으로 한다.
본 발명은 밸러스트수 배관의 외측 표면에 다수의 초음파진동자를 설치하고, 이 다수의 초음파진동자 각각으로부터 고전류의 초음파를 방출하여 이 초음파에 의해 밸러스트수 배관을 타고 유입되는 해수에 포함된 미생물을 직접 살균하거나 또는 강한 충격을 주어 서서히 사멸되도록 함으로서, 국제해사기구가 정하는 밸러스트수의 처리 기준을 만족시킬 수 있고, 미생물이 밸러스트수 배관 내벽에 부착됨에 따라 발생되는 부식현상을 방지하여 배관의 수명을 연장시킬 수 있음은 물론, 비토착 생물의 확산을 방지하여 밸러스트수에 의한 해양 생태계 파괴 및 오염을 방지하는 효과가 있으며, 밸러스트수 배관의 외주면을 따라 초음파진동자의 배치를 최적화시킴으로서, 밸러스트수 배관의 내부로 방사되는 초음파에 의한 살균의 사각지대가 발생하지 않도록 함에 따라, 초음파에 의한 미생물의 살균 및 사멸기능을 보다 더 극대화시킬 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 컨트롤유닛의 상세회로도.
도 3은 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 신호발생부의 상세회로도.
도 4는 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 신호변환부의 상세 회로도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 신호증폭부의 상세 회로도.
도 6의 (가) 및 (나)는 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 전력구동부의 상세 회로도.
도 7의 (가) 내지 (바)는 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 전력증폭부유닛 및 초음파진동자유닛의 상세 회로도.
도 8은 밸러스트수 배관에 초음파진동자가 설치된 상태도.
도 9 및 도 10은 밸러스트수 배관에 초음파진동자가 설치된 다른 실시예의 상태도.
이하, 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치를 첨부된 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치의 블록도로서, 시스템 전체를 제어를 위한 프로그램이 내장되고 파형 생성신호인 시리얼 클럭(Serial Clock : SCLK)과, 제어신호인 시리얼 데이터(Serial Data : SDATA) 및 파일 동기(file synchronization : FSYNC)신호를 발생하는 컨트롤유닛(10)이 구비된다.
상기 컨트롤유닛(10)의 출력단에는 컨트롤유닛(10)로부터 파형 생성신호인 시리얼 클럭(Serial Clock : SCLK)를 전송받아 사인파, 삼각파, 펄스파를 발생하고, 파형에 대한 위상변화 및 주파수를 변화시키는 신호발생부(20)가 연결된다.
상기 신호발생부(20)의 출력단에는 시스템에 적용할 수 있도록 그라운드(GROUND)를 기준으로 한 파형의 높이 조절, 기준파에 대한 증폭기능, 파형에 대한 미적분 기능을 수행하여 피크파를 출력하는 신호변환부(30)가 연결된다.
상기 신호변환부(30)의 출력단에는 입력되는 파형의 진폭이 낮은 경우에는 증폭하여 일정한 레벨의 진폭이 나올 수 있도록 하는 신호증폭부(40)가 접속된다.
상기 신호증폭부(40)의 출력단에는 다수의 초음파진동자에 강력한 초음파를 발생시키도록 하기 위해 입력되는 사인파, 삼각파, 펄스파를 1~5A의 고전력으로 증폭하여 출력하는 전력증폭부유닛(50)이 연결된다.
상기 전력증폭부유닛(50)의 출력단에는 밸러스트수 배관의 표면에 부착 설치되어 1~5A의 고전력으로 초음파를 발생하는 초음파진동자유닛(80)가 연결되고, 이 초음파진동자유닛(80)의 타측에는 전력증폭부유닛(50)에 ±15V의 구동전원을 공급하는 전력구동부(60)가 접속된다.
상기 컨트롤유닛(10)의 타측에는 제어신호인 시리얼 데이터(Serial Data : SDATA)와 파일 동기(file synchronization : FSYNC)신호를 RS-232 통신포트를 이용하여 전송함에 따라 통제소와 같이 외부에서 살균 처리장치(100)를 제어 및 감시할 수 있도록 하는 통신 인터페이스(70)가 연결되어 구성된다.
도 2는 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 컨트롤유닛(10)의 일실시예를 나타낸 상세회로도로서, 아두이노(Arduino) 오퍼레이팅 시스템(Operating System:OS)를 이용한 것이며, 제어부(11), LCD(12), 조작부(13)가 하나의 보드에 일체로 구성되어 파형 생성신호인 시리얼 클럭(Serial Clock : SCLK)과 제어신호인 시리얼 데이터(Serial Data : SDATA) 및 파일 동기(file synchronization : FSYNC)신호를 출력하며, 조작부(13)로부터 입력되는 제어명령을 수행하고, LCD(12)에 각종 정보를 표시 및 제어하는 기능을 수행하게 된다.
본 발명에서는 일실시예로서 컨트롤유닛(10)을 아두이노 오퍼레이팅 시스템을 사용하였으나, 그 외에도 중앙처리창치(CPU), 마이크로 프로세스 유닛(MPU) 등을 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 신호발생부(20)의 상세회로도로서, 상기 컨트롤유닛(10)으로부터 출력되는 파형 생성신호인 시리얼 클럭(Serial Clock : SCLK)이 인가되면 사인파, 삼각파, 펄스를 순차적으로 발생하고, 이 파형에 대한 위상변화 및 주파수를 변화시켜 출력(ORGSIG)하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 신호변환부(30)의 상세 회로도로서, 상기 신호발생부(20)로부터 사인파, 삼각파, 펄스의 출력신호(ORGSIG)가 파형발생기(31)에 순차적으로 인가되면 시스템에 적용할 수 있도록 그라운드(GROUND)를 기준으로 한 신호를 출력하게 되고, 파형발생기(31)로부터 출력되는 신호는 파형증폭기(32)를 거침으로써 높이 조절, 기준파에 대한 증폭기능, 파형에 대한 미적분 기능을 수행하여 피크파(WAVE)를 출력하게 된다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 신호증폭부(40)의 상세 회로도로서, 상기 신호변환부(30)로부터 입력되는 사인파, 삼각파, 펄스의 피크파(WAVE)는 먼저 도 5a에 도시된 3단의 증폭회로를 거침에 따라 일정레벨로 증폭된 제1파형신호(SG1)를 출력하게 된다.
이와 동시에 상기 신호변환부(30)로부터 입력되는 사인파, 삼각파, 펄스의 피크파(WAVE)는 도 5b에 도시된 2단의 증폭회로를 거침에 따라 일정레벨로 증폭된 제2파형신호(SIGALL)를 출력하게 되며, 스위치(SW7)의 조작 선택 여부에 따라 6개의 진동자가 병렬 접속된 초음파진동자유닛(80)에 인가되는 두 개의 제1, 제2파형신호(SG1)(SIGALL) 중에서 하나를 선택하게 된다.
여기서 두 개의 신호 중에서 제1파형신호(SG1)은 하나의 진동자에 각각 서로 다른 파형이 순차적으로 공급되도록 한 것이며, 제2파형신호(SIGALL)은 하나의 진동자에 하나의 파형이 공급되도록 한 것이다.
도 6의 (가) 및 (나)는 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 전력구동부(60)의 상세 회로도로서, 초음파진동자유닛(80)에 고전류를 공급하는 전력증폭부유닛(50)으로부터 1~5A의 고 전류를 얻기 위해 ±12V 및 ±5V의 전원으로 ±15V의 구동 전원을 공급하기 위한 것이다.
즉, 도 6의 (가)는 ±12V의 전원이 레귤레이터(61)(62)를 경유함으로써 ±15V의 전압으로 상승되어 출력되고, (나)는 ±5V의 전원이 레귤레이터(63)(64)를 경유함으로써 ±15V의 전압으로 상승되어 초음파진동자유닛(80)의 구동전원으로 공급된다.
도 7의 (가) 내지 (바)는 본 발명에 따른 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어 전력증폭부유닛(50) 및 초음파진동자유닛(80)의 상세 회로도로서, 초음파진동자유닛(80)은 6개의 독립적인 초음파진동자(81~86)가 일체로 형성되어 있고, 전력증폭부유닛(50)은 상기 6개의 초음파진동자(81~86) 각각에 ±15V, 1~5A의 고 전류 발진 파형을 공급하도록 되어 있으며, 또한 초음파진동자(81~86)는 도 8에 도시된 바와 같이 밸러스트수 배관(90) 외측에 길이 방향으로 설치된다.
상기 6개의 초음파진동자(81~86)는 고출력의 초음파를 발생하기 위해 저항 값을 줄일 수 있도록 서로 병렬 연결되는 것이 바람직하다.
즉, 전술한 전력구동부(60)로부터 ±15V의 구동전원이 전력증폭부유닛(50)을 구성하는 전력증폭기(51~56) 각각에 공급되면 동작상태가 되어 신호증폭부(40)로부터 출력되는 제2파형신호(SIGALL)가 전력증폭기(51~56)로 입력됨으로써 각각 ±15V, 1~5A인 고전류 사인파, 삼각파, 펄스의 6개 파형(+15V, 1~5A 고전류 사인파 / +15V, 1~5A 삼각파 / +15V, 1~5A 펄스 / -15V, 1~5A 고전류 사인파 / -15V, 1~5A 삼각파 / -15V, 1~5A 펄스)을 출력하여 상기 전력증폭기(51~56)에 연결된 초음파진동자(81~86) 각각에 하나의 파형을 지속적으로 공급하게 된다.
한편, 도 5b에 도시된 신호증폭부(40)의 스위치(SW7)를 조작하여 제1파형신호(SG1)를 출력으로 선택할 경우 전력증폭기(51~56)에서는 모두 ±15V, 1~5A인 고전류 사인파, 삼각파, 펄스의 6개 파형을 순차적으로 출력하여 상기 전력증폭기(51~56)에 연결된 초음파진동자(81~86) 각각에 고전류 사인파, 삼각파, 펄스의 6개 파형을 순차적으로 공급하게 된다.
이때, 6개의 초음파진동자(81~86)에 ±15V, 1~5A인 고 전류 사인파, 삼각파, 펄스 중에서 어느 하나의 파형이 동시에 인가되면 1~5A에 해당하는 강력한 초음파가 발생되고, 이 초음파는 도 8에서와 같이 밸러스트수 배관(90)을 관통하여 방사됨으로써, 밸러스트수 배관(90)을 타고 유입되는 해수에 포함된 미생물을 직접 살균하거나 또는 강한 충격을 주어 서서히 사멸시키게 되는 것이다.
따라서 본 발명의 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치는 국제해사기구가 정하는 밸러스트수의 처리 기준을 만족시킬 수 있으며, 미생물이 밸러스트수 배관 내벽에 부착됨에 따라 발생되는 부식현상을 방지하여 배관의 수명을 연장시킬 수 있음은 물론, 비토착 생물의 확산을 방지할 수 있어 밸러스트수에 의한 해양 생태계 파괴 및 오염을 방지할 수 있게 되는 것이다.
특히, 도 9에서와 같이 상기 초음파진동자유닛(80)을 90도 간격을 두고 밸러스트수 배관(90)의 외주면을 따라 방사상으로 설치하거나, 도 10에서와 같이 밸러스트수 배관(90)의 상,하 또는 좌,우 양측에 초음파진동자유닛(80)을 설치하는 것과 같이, 초음파진동자유닛(80)을 이루는 각각의 초음파진동자(81~86)로부터 발생되는 초음파가 밸러스트수 배관(90)의 내부에서 복합적으로 중첩되도록 하면, 밸러스트수 배관(90)의 내부로 방사되는 초음파에 의한 살균의 사각지대가 발생하지 않게 됨으로써, 초음파에 의한 미생물의 살균 및 사멸효과를 보다 더 극대화시킬 수 있는 것이다.
도 9 및 도 10에 도시된 경우에 있어서도, 각각의 초음파진동자유닛(80)을 이루는 초음파진동자(81~86)는 병렬로 접속되도록 하는 한편, 밸러스트수 배관(90)의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 설치되도록 하는 것이 바람직하며, 각각의 초음파진동자유닛(80)을 이루는 초음파진동자(81~86) 전체를 도 8에서와 같이 하나의 열(列)로 배치하는 것도 가능하고, 도 10에서와 같이 초음파진동자유닛(80)을 이루는 초음파진동자(81~86)를 1/2로 나누어 이를 각각 마주보도록 배치시키는 것도 가능함을 밝혀두는 바이다.
또한, 본 발명의 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치에 있어, 상기 컨트롤유닛(10)에 RS-232 통신포트 등과 같은 통신 인터페이스(70)를 연결 설치하게 되면, 제어신호인 시리얼 데이터(Serial Data : SDATA)와 파일 동기(file synchronization : FSYNC)신호에 의해 통제소와 같이 외부에서의 제어 및 감시가 가능하게 되므로 살균 처리장치를 보다 효율적으로 운용하는 것이 가능하게 된다.
10 : 컨트롤유닛 20 : 신호발생부
30 : 신호변환부 31 : 파형발생기
32 : 파형증폭기 40 : 신호증폭부
50 : 전력증폭부유닛 51~56 : 전력증폭기
60 : 전력구동부 61~64 : 레귤레이터
70 : 통신 인터페이스 80 : 초음파진동자유닛
81~86 : 초음파진동자 100 : 살균 처리장치

Claims (6)

  1. 시스템 전체의 제어를 위한 프로그램이 내장되고 파형 생성신호인 시리얼 클럭(Serial Clock : SCLK)과 제어신호인 시리얼 데이터(Serial Data : SDATA) 및 파일 동기(file synchronization : FSYNC)신호를 발생하는 컨트롤유닛(10)과,
    상기 컨트롤유닛(10)의 파형 생성신호인 시리얼 클럭(Serial Clock : SCLK)에 의해 사인파, 삼각파, 펄스를 발생하고, 파형에 대한 위상변화 및 주파수를 변화시키는 신호발생부(20)와,
    상기 신호발생부(20)의 출력파형을 그라운드를 기준으로 한 파형의 높이 조절, 기준파에 대한 증폭기능, 파형에 대한 미적분 기능을 수행하여 피크파를 출력하는 신호변환부(30)와,
    상기 신호변환부(30)의 출력신호를 일정한 레벨로 증폭하는 신호증폭부(40)와,
    상기 신호증폭부(40)의 사인파, 삼각파, 펄스 출력신호를 ±15V, 1~5A의 고전력으로 증폭하여 출력하는 전력증폭기(51~56)로 이루어진 전력증폭부유닛(50)과,
    상기 전력증폭기(51~56) 각각에 구동전원을 공급하는 전력구동부(60)와,
    상기 전력증폭기(51~56)로부터 출력되는 ±15V, 1~5A의 고전력 사인파, 삼각파, 펄스에 의해 1~5A의 고전력 초음파를 발생하는 초음파진동자(81~86)로 구성된 초음파진동자유닛(80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 컨트롤유닛(10)에는 통신 인터페이스(70)가 연결되어 제어신호인 시리얼 데이터(Serial Data : SDATA) 및 파일 동기(file synchronization : FSYNC)신호에 의해 외부에서 제어 및 감시할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 초음파진동자유닛(80)은 6개의 초음파진동자(81~86)로 구성되며, 상기 각각의 초음파진동자(81~86)는 ±15V, 1~5A의 고전류 사인파, 삼각파 및 펄스 중에서 어느 하나 만의 파형을 지속적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 초음파진동자유닛(80)은 6개의 초음파진동자(81~86)로 구성되며, 상기 각각의 초음파진동자(81~86)는 ±15V, 1~5A의 고전류 사인파, 삼각파 및 펄스의 파형을 순차적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 초음파진동자(81~86)는 각각 병렬로 접속하고, 밸러스트수 배관(90)의 외측면에서 밸러스트수 배관(90)의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 초음파진동자유닛(80)은 180도 내지 90도 간격을 두고 밸러스트수 배관(90)의 외주면을 따라 방사상으로 설치되며,
    상기 각각의 초음파진동자유닛(80)을 이루는 초음파진동자(81~86)는 병렬로 접속되는 한편, 밸러스트수 배관(90)의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하는 선박 밸러스트수의 미생물 살균 처리장치.
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