KR102157035B1 - 선박용 평형수 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 선박용 평형수 처리장치에 관한 것으로, 해수의 유입부와 배출부를 갖는 하우징과, 하우징의 내부에 하우징의 축방향을 따라 설치되고, 각각의 상면에는 한 쌍의 상부홈이 이격되게 형성되며, 하면에는 한 쌍의 하부홈이 이격되게 형성된 복수의 전극을 갖는 전극부와, 전극부의 양측면에 배치되고, 상면과 하면에는 각각 한 쌍의 상부홈 및 한 쌍의 하부홈과 동축 상에 위치되도록 형성된 복수의 외측 상부홈과 복수의 외측하부홈이 형성된 가이드판과, 상부홈 및 외측상부홈에 의해 형성된 상부안착부와 하부홈과 외측하부홈에 의해 형성된 하부안착부에 안착되며, 전극들 사이에 위치되는 복수의 링을 갖는 스페이스유니트와, 전극부의 축방향을 따라 일정간격 이격되게 설치되며, 상부에 복수의 기체 배출홀이 형성되고, 하부에는 개구부가 형성된 복수의 배플플레이트 및, 전극부의 하부에 전극부의 길이방향으로 배치되며, 유입부와 마주보는 면에 유입부와 연통되도록 형성된 연통홀을 가지고, 양측면이 개구부에 끼워지는 적어도 하나의 드로워(drawer)를 포함한다.

Description

선박용 평형수 처리장치{Ballast water treatment system}

본 개시는 해수의 전기분해시 발생되는 수소가스가 원활하게 배출시킬 수 있는 선박용 평형수 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 대형 선박은 화물이 적재되지 않은 상태에서 선박의 균형 및 안전 항해 등을 위해 일정량의 해수를 저수하여 평형수로 사용하는 평형수탱크가 구비되어 있다.

그러나 평형수탱크에 저수된 평형수는 일지역 해양에서 취수하여 타지역 해양으로 배출하게 되므로 일지역의 해양 생물 및 질병 유발 세균 등을 타지역으로 이동시키는 매체로 작용함으로써 타지역 해양 오염 및 생태계 파괴의 주된 원인으로 작용하고 있다.

따라서 해양 오염 및 생태계 파괴 등의 문제를 해결하기 위해 일지역 해양에서 해수를 평형수탱크에 취수할 때 또는 평형수탱크에 저수된 해수를 타지역 해양으로 배출할 때 살균 및 소독 처리를 행한 후 배출하고 있다.

즉, 선박용 평형수 처리장치를 설치하여 취수 혹은 배출되는 해수를 살균 및 소독 처리하고 있다.

전기분해 방식의 선박용 평형수 처리장치는 유입배관을 따라 유입되는 해수의 일부를 전기분해조로 유입시켜 전기분해하여 살균제를 생성한 후 다시 유입배관으로 유입시키고 전기분해조에서 생성된 수소가스를 송풍기가 연결된 가스 배출관을 통해 외부로 배출시키는 구조이다.

한편, 상기한 선박용 평형수 처리장치는 전기분해조에서 전기화학적 반응에 의해 발생되는 수소와 전기분해조 내부의 전극 배열에 따라 유입된 해수의 바이패스 정도에 따라 전기분해조의 효율에 영향을 받는다.

특히, 상기한 선박용 평형수 처리장치는 전기분해조의 내부에서 전기분해에 의해 생성된 수소가스가 유입배관을 따라 해수와 함께 배출되지 않고 그 일부가 전기분해조의 내부에 그대로 잔존하면서 전기분해조의 고장을 유발하고 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

즉, 잔존 수소가스에 의해 전기분해조의 내부 수위가 낮아지면서 전기분해조의 내부 전극판이 해수에 의해 원활하게 냉각되지 않아 전휴에 의해 가열되면서 전극판이 손상되고 전기분해조의 내부 절연이 파괴는 문제점이 있다.

본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극들 사이의 간격을 유지하는 스페이스링을 갖는 스페이스부를 간단하고 손쉽게 전극부에 탈부착할 수 있도록 구성하고, 스페이스부를 배플부를 통해 견고하게 전극부에 고정할 수 있는 선박용 평형수 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 전기분해시 발생되는 수소가스를 원활하게 분리 및 배출하여 수소가스에 의한 전극판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 선박용 평형수 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 개시에 따르면, 해수의 유입부와 배출부를 갖는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 상기 하우징의 축방향을 따라 설치되고, 각각의 상면에는 한 쌍의 상부홈이 이격되게 형성되며, 하면에는 한 쌍의 하부홈이 이격되게 형성된 복수의 전극을 갖는 전극부와, 상기 전극부의 양측면에 배치되고, 상면과 하면에는 각각 상기 한 쌍의 상부홈 및 상기 한 쌍의 하부홈과 동축 상에 위치되도록 형성된 복수의 외측 상부홈과 복수의 외측하부홈이 형성된 가이드판과, 상기 상부홈 및 상기 외측상부홈에 의해 형성된 상부안착부와 상기 하부홈과 상기 외측하부홈에 의해 형성된 하부안착부에 안착되며, 상기 전극들 사이에 위치되는 복수의 링을 갖는 스페이스유니트와, 상기 전극부의 축방향을 따라 일정간격 이격되게 설치되며, 상부에 복수의 기체 배출홀이 형성되고, 하부에는 개구부가 형성된 복수의 배플플레이트 및, 상기 전극부의 하부에 상기 전극부의 길이방향으로 배치되며, 상기 유입부와 마주보는 면에 상기 유입부와 연통되도록 형성된 연통홀을 가지고, 양측면이 상기 개구부에 끼워지는 적어도 하나의 드로워(drawer)를 포함한다.

또한, 상기 복수의 전극은 상기 하우징의 일측에 배치되는 음극과, 상기 하우징의 타측에 배치되는 양극과, 상기 음극과 상기 양극 사이에 배치되는 복극으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복수의 배플플레이트는 상부에 상기 복수의 기체 배출홀이 이격되게 형성되고, 내부에 상기 개구부와 연결되는 수용부가 형성된 바디와, 상기 바디의 일측면에 상호 대칭되게 연장 형성되며, 내부에는 하측 단부가 개방된 절개홈을 갖는 한 쌍의 결합부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복수의 배플플레이트에 각각 구비된 상기 복수개의 기체 배출홀은 상기 유입부에서 상기 배출부 방향으로 그 직경이 점진적으로 증가하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 개구부의 양측면에는 상호 마주보도록 한 쌍의 가이드홈이 형성되고, 상기 드로워(drawer)의 양쪽 외측면에는 상기 한 쌍의 가이드홈에 끼워지는 한 쌍의 가이드돌기가 상기 드로워(drawer)의 길이방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 구성을 갖는 본 개시의 선박용 평형수 처리장치는 전극들 사이의 간격을 유지하는 스페이스링을 갖는 스페이스부를 간단하고 손쉽게 전극부에 탈부착할 수 있도록 구성하고, 스페이스부를 배플부를 통해 견고하게 전극부에 고정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전기분해시 발생되는 수소가스를 원활하게 분리 및 배출하여 수소가스에 의한 전극판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 선박용 평형수 처리장치의 분해 사시도.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 선박용 평형수 처리장치의 내부구조를 도시한 정면도.
도 3은 도 1에 도시된 전극부와 배플플레이트의 부분 확대 사시도.

본 개시의 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 선박용 평형수 처리장치의 분해 사시도, 도 2는 본 개시의 실시예에 따른 선박용 평형수 처리장치의 내부구조를 도시한 정면도, 도 3은 도 1에 도시된 전극부와 배플플레이트의 부분 확대 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 선박용 평형수 처리장치(100)는 하우징(110), 전극부(120), 가이드판(130), 스페이스유니트(140), 복수의 배플플레이트(150), 드로워(drawer)로 구성된다.

하우징(110)은 수평방향 또는 수직방향으로 설치될 수 있고, 원통형, 타원형, 다면체 등으로 구성될 수 있다.

하우징(110)의 내부에는 중공부(112)가 형성되며, 중공부(112)에는 후술하는 전극부(120)가 수용된다.

하우징(110)의 외부 소정 위치에는 중공부(112)로 해수가 유입되게 하는 유입부(114)와, 유입부(114)를 통해 중공부(112)로 유입된 해수를 배출하는 배출부(116)가 이격되게 형성된다.

전극부(120)는 하우징(110)의 내부에 하우징(110)의 축방향을 따라 설치되고, 각각의 상면에는 한 쌍의 상부홈(122a)이 축방향으로 이격되게 형성되며, 하면에는 상부홈(122a)과 상하로 정렬되게 한 쌍의 하부홈(122b)이 축방향으로 이격되게 형성된 복수의 전극(122)을 갖는다. 이하, 하우징(110)의 축방향을 길이 방향이라 하고, 도 1을 기준으로 평면상에서 길이 방향에 수직한 방향을 좌우 방향이라 한다. 전극(122)은 좌우 방향으로 설정 거리 이격되어 복수 제공된다.

전극부(120)는 하우징(110)의 일측에 배치되는 음극(124)과, 하우징(110)의 타측에 배치되는 양극(126)과, 음극(124)과 양극(126) 사이에 배치되는 복극(128)으로 구성되며, 음극(126)과 양극(126)에는 전기를 공급하는 버스(BUS)(129)가 결합된다. 복극(128) 구간에는, 길이 방향으로 서로 인접한 전극(122)이 길이 방향으로 서로 중첩되고 좌우 방향으로 마주보게 위치되고, 이에 따라 길이 방향으로 서로 인접한 전극(122)은 한 쌍의 상부홈(122a) 중 하나와 한 쌍의 하부홈(122b) 중 하나가 좌우 방향으로 정렬되게 위치된다.

전극을 형성하는 모재의 재질은 티타늄, 탄탈륨, 주석, 지르코늄, 스테인리스스틸, 니켈 등으로 구성될 수 있으며, 전극의 일부 또는 전부에 양극활성물질을 코팅하면 양극의 기능을 갖게 되고, 아무것도 코팅하지 않으면 음극의 기능을 갖게 된다. 양극활성물질로는 루테늄, 이리듐, 백금, 로듐, 팔라듐 등을 사용할 수 있다.

복극은 하나의 전극이 양극과 음극의 기능을 동시에 갖는 전극으로서, 일정한 길이로 절단된 모재를 좌우로 양분하여 그 일측에만 양극활성물질을 코팅한 것일 수 있다.

가이드판(130)는 전극부(120)의 보호, 복수의 전극(122)과 스페이스부(140)의 조립, 배플부(150)의 설치 등을 위한 것으로, 전극부(120)의 양측면 축방향(즉, 좌우 방향)으로 배치되어 전극부(120)의 최외곽에 위치한 전극과 밀착되거나 인접하도록 그리고 전극과 평행하게 설치된다.

가이드판(130)의 상면과 하면에는 각각 전술한 복수의 전극(122)에 형성된 한 쌍의 상부홈(122a) 및 한 쌍의 하부홈(122b)과 동축 상에 위치되도록 형성된 복수의 외측상부홈(130a)과 복수의 외측하부홈(130b)이 형성된다.

스페이스유니트(140)는 복수의 전극(122)의 간격을 유지시키기 위한 것이다. 이러한 스페이스유니트(140)는 지지바(142), 복수의 링(144), 고정구(146)로 이루어진다.

지지바(142)는 복수의 전극(122)의 각각의 상면에 형성된 상부홈(122a)과 가이드판(130)의 상면에 형성된 외측상부홈(130a)에 의해 형성된 상부안착부(10)와, 복수의 전극(122)의 각각의 하면에 형성된 하부홈(122b)과 가이드판(130)의 하면에 형성된 외측하부홈(130b)에 의해 형성된 하부안착부(20)에 안착된다.

복수의 링(144)은 좌우 방향으로 마주보게 위치된 복수의 전극(122) 사이에 각각 위치되어 전극들 사이의 간격을 유지하고, 단락을 방지하도록 지지바(142)의 축선방향으로 이격되게 삽입된다.

고정구(146)는 지지바(142)의 양단부에 체결되어 지지바(142)가 가이드판(130)에 고정되도록 한다.

이와 같이, 스페이스유니트(140)의 지지바(142)를 복수의 전극(122)과 가이드판(130)의 상면과 하면에 각각 형성된 상부홈(122a)과 외측상부홈(130a)에 형성된 상부안착부(10) 및, 하부홈(122b)과 외측하부홈(130b)에 의해 형성된 하부안착부(20)에 시키면서 지지바(142)에 축선방향으로 이격되게 삽입된 복수개의 링(144)이 복수의 전극(122) 사이에 위치되도록 한 다음 고정구(146)가 가이드판(130)을 가압하도록 고정구(146)를 지지바(142)의 양단부에 체결시키면 스페이스부(140)가 견고하게 결합된다.

종래에는 하우징 등에 전극 고정용 홀이나 홈을 형성시키고 홀이나 홈에 전극들을 끼워서 전극들간의 간격을 고정시킴으로써 조립작업이 매우 힘들고 까다로웠으나, 본 개시에서는 조립작업을 상술한 바와 같이 간단하게 할 수 있어 작업성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 조립과정 중 링을 누락시킨 경우에도 전극부를 전체 해체하지 않고서도 링이 누락된 부분만 간단하게 분해하여 링을 추가할 수 있으며, 유지보수시에도 전극부 전체를 분리하지 않고 부분적으로 분리할 수 있어 유지보수시 사용되는 공간을 최소화할 수 있다.

복수의 배플플레이트(150)는 절연체 재질로 이루어지고, 전극부(120)의 축방향을 따라 일정간격 이격되게 설치되어 전극부(120)의 축방향으로 복수의 전극실(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)을 형성한다.

여기서, 복수의 배플플레이트(150)의 상부에는 복수의 기체 배출홀(152a)이 형성되고, 하부에는 개구부(152b)가 형성된다.

복수의 배플플레이트(150)는 상부에 복수의 기체 배출홀(152a)이 이격되게 형성되고, 내부에 개구부(152b)와 연결되도록 형성된 수용부(152d)를 갖는 바디(152)와, 바디(152)의 일측면에 상호 대칭되게 연장 형성되며, 내부에는 하측 단부가 개방된 절개홈(154a)을 갖는 한 쌍의 결합부(154)로 구성된다.

이때, 수용부(152d)에는 전극부(120)의 양측면이 끼워진다.

또한, 한 쌍의 결합부(154)에 형성된 절개홈(154a)에는 스페이스유니트(140)의 지지바(142)의 양단이 단부영역이 끼워지고, 한 쌍의 결합부(154)의 각각의 외측면은 지지바(142)의 단부에 체결되는 고정구(146)의 일측면에 의해 가압된다.

즉, 스페이스유니트(140)는 배플플레이트(150)의 한 쌍의 결합부(154)에 구비된 절개홈(154a)이 각각 지지바(142)에 삽입되고, 지지바(142)의 단부에 체결되는 고정구(146)가 한 쌍의 결합부(154)를 가압함에 따라 전극부(120)에 견고하게 결합된다.

여기서, 복수의 배플플레이트(150)에 각각 구비된 복수개의 기체 배출홀(152b)은 하우징(110)에 형성된 유입부(114)에서 배출부(116) 방향으로 그 직경이 점진적으로 증가하는 것이 바람직하다. 이는 복수개의 배플플레이트(150)에 의해 전극부(120)의 축방향을 따라 이격되게 설치된 복수의 전극실(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)에서 해수의 전기분해시 생성되는 수소가스는 유입부(114)에서 배출부(116)를 향해 이동하기 때문에 배출부(116)와 근접한 전극실의 상부에 존재하는 수소가스의 양이 상대적으로 유입부(114)와 근접한 전극실의 상부에 존재하는 수소가스의 양보다 더 많아 지기 때문에 수소가스의 원활한 이동을 유도하기 위함이다.

드로워(drawer, 160)는 해수 중에 포함된 이물질 또는 전극실에서 해수가 전기분해될 때 발생되는 이물질이 침전전되어 저장되는 것으로서, 전극부(120)의 하부에 전극부(120)의 길이방향으로 적어도 하나가 배치된다.

이와 달리 드로워(160)를 별도의 체결부재를 통해 연결가능하도록 복수의 단위체로 구성되는 것도 가능한데, 이는 드로워(160)를 하우징(110)으로부터 인출할 때 작업자가 손쉽게 분해하여 인출할 수 있게 한다.

이러한, 드로워(160)는 유입부(114)와 마주보는 면에 유입부(114)와 연통되도록 형성된 연통홀(162)을 가지고, 양측면이 개구부(152b)에 끼워지며, 내부에는 복수의 격벽(164)이 길이방향을 따라 이격되게 형성된다.

여기서, 복수의 격벽(164)은 복수의 배플플레이트(150)와 동축 상에 위치되도록 형성되는 것이 바람직한데, 이는 복수의 배플플레이트(150)에 의해 전극부(120)의 축방향으로 복수의 전극실(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)에 대응되는 저장공간(168)이 드로워(160)의 내부에 형성되도록 하기 위함이다.

또한, 드로워(160)의 양쪽 외측면에는 길이방향을 따라 한 쌍의 가이드돌기(166)가 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 배플플레이트(150)에 형성된 개구부(152b)의 양측면에는 한 쌍의 가이드홈(152c)이 상호 마주보도록 형성된다.

이와 같은 구성에 의해 드로워(160)는 전극부(120)의 길이방향으로 슬라이드 이동가능하게 됨에 따라 본 개시에 따른 선박용 평형수 처리장치의 세정 및 유지, 보수시 작업자가 드로워(160)를 하우징(110)의 일측으로 손쉽게 빼낼 수 있어 드로워(160)의 내부에 저장된 침전물을 손쉽게 수거하여 처리할 수 있다.

이상 본 개시의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 개시의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 개시를 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 상부안착부
20; 하부안착부
31, 32, 33, 34, 35, 36, 37; 복수의 전극실
110; 하우징
120; 전극부
129; 버스
130; 가이드판
140; 스페이스유니트
150; 배플플레이트
160; 드로워

Claims (5)

1. 해수의 유입부와 배출부를 갖는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 상기 하우징의 축방향으로 제공되는 길이 방향을 따라 설치되고, 각각의 상면에는 한 쌍의 상부홈이 길이 방향으로 이격되게 형성되며, 하면에는 한 쌍의 하부홈이 길이 방향으로 이격되게 형성된 복수의 전극을 갖는 전극부;
   길이 방향에 수직한 좌우 방향으로 상기 전극부의 양측면에 배치되고, 상면과 하면에는 각각 상기 한 쌍의 상부홈 및 상기 한 쌍의 하부홈과 동축 상에 위치되도록 형성된 복수의 외측 상부홈과 복수의 외측하부홈이 형성된 가이드판;
   상기 상부홈 및 상기 외측상부홈에 의해 형성된 상부안착부와 상기 하부홈과 상기 외측하부홈에 의해 형성된 하부안착부에 안착되는 지지바와, 상기 지지바에 삽입되게 제공되어 좌우 방향으로 마주보게 위치된 상기 전극들 사이에 위치되는 복수의 링을 갖는 스페이스유니트;
   상기 전극부의 축방향을 따라 일정간격 이격되게 설치되며, 상부에 복수의 기체 배출홀이 형성되고, 하부에는 개구부가 형성된 복수의 배플플레이트; 및,
   상기 전극부의 하부에 상기 전극부의 길이방향으로 배치되며, 상기 유입부와 마주보는 면에 상기 유입부와 연통되도록 형성된 연통홀을 가지고, 양측면이 상기 개구부에 끼워지는 적어도 하나의 드로워(drawer);를 포함하되,
   상기 전극부는 상기 하우징의 일측에 배치되는 음극과, 상기 하우징의 타측에 배치되는 양극과, 상기 음극과 상기 양극 사이에 배치되는 복극으로 구성되고,
   상기 복극 구간에는 길이 방향으로 서로 인접한 상기 전극들이 길이 방향으로 서로 중첩되고 좌우 방향으로 마주보게 위치되고, 이에 따라 서로 인접한 복수의 전극들은 상기 한 쌍의 상부홈 중 하나와 상기 한 쌍의 하부홈 중 하나가 좌우 방향으로 정렬되게 위치되는 선박용 평형수 처리 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 배플플레이트는 상부에 상기 복수의 기체 배출홀이 이격되게 형성되고, 내부에 상기 개구부와 연결되는 수용부가 형성된 바디와, 상기 바디의 일측면에 상호 대칭되게 연장 형성되며, 내부에는 하측 단부가 개방된 절개홈을 갖는 한 쌍의 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 평형수 처리장치.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 복수의 배플플레이트에 각각 구비된 상기 복수개의 기체 배출홀은 상기 유입부에서 상기 배출부 방향으로 그 직경이 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 선박용 평형수 처리장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 개구부의 양측면에는 상호 마주보도록 한 쌍의 가이드홈이 형성되고, 상기 드로워(drawer)의 양쪽 외측면에는 상기 한 쌍의 가이드홈에 끼워지는 한 쌍의 가이드돌기가 상기 드로워(drawer)의 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 평형수 처리장치.

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