KR102495034B1 - Plasma processing apparatus for ballast water treatment with vortex generation module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 자세하게는 플라즈마를 이용하여 선박 평형수를 살균 처리할 때 와류를 형성하게 하여 살균효율을 향상시킬 수 있는 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ballast water plasma treatment device using a vortex generating module, and more particularly, to a ship using a vortex generating module capable of improving sterilization efficiency by forming vortices when ballast water is sterilized using plasma It relates to a ballast water plasma treatment device.
선박 평형수(ballast water)란 선박의 균형을 잡기 위해 바닷물을 취수하여 선박의 평형수 탱크 안으로 채웠다가 바다로 배출하는 물을 말한다. 이러한 물에는 살아있는 생물들이 포함되어 있다. 평형수에 의한 문제는 기본적으로 평형수가 외래유해침입생물종을 전파하는 매체로 이용된다는 점이다.Ballast water refers to the water that is discharged into the sea after taking sea water to balance the ship and filling it into the ballast water tank of the ship. These waters contain living organisms. The problem with ballast water is that ballast water is basically used as a medium to propagate harmful invasive alien species.
대부분의 선박은 다양한 지역을 항해하기 때문에 평형수에 포함된 생물들도 선박의 운항경로를 따라서 전 세계로 이동할 수 있다. 조선과 항해기술의 발달은 선박운항시간을 단축시켰고, 그 결과 평형수에 있는 생물의 생존 가능성을 높였다. 이것은 평형수에 들어 있는 특정 해역의 생물 또는 병원균 등이 평형수를 담고 있는 선박에 의해 전혀 다른 해역으로 이송되어 타 해역의 환경과 생태계를 교란시키는 부작용을 유발하게 된다.Since most ships sail in various regions, organisms contained in ballast water can travel around the world along the ship's route. The development of shipbuilding and navigation technology shortened the sailing time of ships and, as a result, increased the chances of survival of organisms in ballast water. This causes side effects of disturbing the environment and ecosystem of other sea areas by transporting organisms or pathogens of a specific sea area contained in the ballast water to a completely different sea area by the ship containing the ballast water.
평형수는 전 세계적으로 매년 100억 톤 이상 이동되고 있다고 추정되는데, 평형수 내 생물종의 국가간 이동으로 인한 문제는 생태계 교란뿐만 아니라 연안 산업이나 다른 상업적 활동 및 자원에도 큰 피해를 유발했다.It is estimated that more than 10 billion tonnes of ballast water is moved every year around the world, and problems caused by the cross-border movement of species in ballast water have not only disturbed the ecosystem, but also caused great damage to the coastal industry and other commercial activities and resources.
1992년 유엔환경개발회의에서 비토착생물의 확산방지를 위한 평형수의 배출에 관한 강제적인 조치를 준비하도록 국제해사기구(IMO-International Maritime Organization)에 요청하였다. IMO는 평형수 관리와 규제에 관한 논의를 수행토록 산하 해양환경보호위원회에 요청하였으며, 2004년 2월 IMO 외교회의에서 “선박의 평형수와 침전물의 통제 및 관리를 위한 국제협약”이 채택되었고 외래생물체의 이동을 줄이기 위해 선박평형수의 무단배출을 금지하며 국제항해를 하는 선박은 평형수 배출조건을 맞추기 위해 평형수 중의 유해침입생물종을 죽일 수 있는 다양한 처리장치를 2017년부터 의무적으로 장착해야 한다.In 1992, at the United Nations Conference on Environment and Development, the International Maritime Organization (IMO) was requested to prepare compulsory measures regarding the discharge of ballast water to prevent the spread of non-indigenous organisms. IMO requested the Marine Environment Protection Committee under its agency to discuss ballast water management and regulation, and at the IMO diplomatic meeting in February 2004, the “International Convention for the Control and Management of Ships’ Ballast Water and Sediment” was adopted and foreign In order to reduce the movement of organisms, unauthorized discharge of ballast water is prohibited, and ships on international voyages must be equipped with various treatment devices that can kill harmful invasive species in ballast water from 2017 to meet the ballast water discharge conditions. do.
이러한 장치를 평형수 관리시스템 또는 처리설비라고 부르며 최근 이러한 처리설비 산업이 새로운 조선기자재사업으로 주목 받고 있고, 국제해사기구와 각국 정부의 형식승인과 시험만족 승인을 받아야 선박에 공급할 수 있다.These devices are called ballast water management systems or treatment facilities. Recently, these treatment facility industries are attracting attention as a new shipbuilding equipment business, and they can be supplied to ships only after type approval and test satisfaction approval from the International Maritime Organization and each government.
그러나 화학제 투입 방식을 제외한 이러한 평형수 처리장치들의 대부분 기술들이 세계범용기술들인 전기분해, 오존, 자외선방식 기술들을 이용하여 수중생물을 처리하고 있는데, 육상이 아닌 선상에서의 환경이므로 관리성에 문제가 될만큼 설비가 크고 잦은 전극소재와 자외선 램프교체, 오존 생산상의 비용과 주변기기에 미치는 영향들에 문제가 있음이 서서히 발견되어 화학제를 평형수에 투여하던 예전으로 다시 돌아가자는 논의가 있을만큼 심각한 실정에 있다.However, most technologies of these ballast water treatment devices, excluding the chemical injection method, treat aquatic organisms using electrolysis, ozone, and ultraviolet technologies, which are world-wide technologies. The situation is so serious that there are discussions about going back to the old days when chemical agents were injected into ballast water as problems with large enough facilities, frequent replacement of electrode materials and ultraviolet lamps, cost of ozone production, and effects on peripheral devices were gradually discovered. is in
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플라즈마를 이용해 선박 평형수를 살균처리 할 수 있는 선박 평형수 플라즈마 처리 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a ballast water plasma treatment apparatus capable of sterilizing ballast water using plasma.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems to be solved by the present invention that are not mentioned here are those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be clearly understandable.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 장치를 수용하는 파이프 형상의 하우징과, 상기 하우징의 중심축을 따라 길이를 형성하는 봉 형상으로 마련되는 방전전극과, 상기 하우징 내에서 상기 방전전극을 중심축으로 하는 동심원을 형성하는 파이프 형상의 접지전극 및 상기 방전전극의 길이 방향을 따라 복수개 마련되는 와류모듈을 포함하고, 상기 와류모듈을 통과한 피처리수에서 발생한 기포를 통해 기체상의 플라즈마가 생성되는 것을 제공할 수 있다.A ballast water plasma processing apparatus using a vortex generating module according to the present invention for solving the above problems is provided in a pipe-shaped housing accommodating the plasma processing apparatus and a rod shape forming a length along the central axis of the housing Including a discharge electrode, a pipe-shaped ground electrode forming a concentric circle with the discharge electrode as a central axis in the housing, and a plurality of vortex modules provided along the longitudinal direction of the discharge electrode, passing through the vortex module It is possible to provide that gaseous plasma is generated through bubbles generated in the water to be treated.
바람직하게는, 상기 와류모듈은, 상기 방전전극에 고정되는 고정부와, 상기 고정부를 중심으로 방사형으로 연장되는 막대형태로 형성되는 복수개의 암부와, 상기 암부 말단에 마련되는 구형태의 와류구를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, the vortex module includes a fixing part fixed to the discharge electrode, a plurality of arm parts formed in a bar shape extending radially around the fixing part, and a spherical vortex sphere provided at an end of the arm part It may be characterized in that it further includes.
바람직하게는, 서로 이웃하는 와류모듈에 있어서, 일 와류구는 이웃하는 와류모듈의 와류구와 일직선 상에 위치하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, in the vortex modules adjacent to each other, one vortex sphere may not be located on a straight line with the vortex sphere of the adjacent vortex module.
바람직하게는, 상기 와류모듈의 암부는 피처리수 진행방향의 역방향으로 탄성력을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, the arm portion of the vortex module may have elasticity in a direction opposite to the flow direction of the water to be treated.
바람직하게는, 상기 암부는 이웃하는 암부와 길이가 다르게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, the arm portion may be formed to have a different length from neighboring arm portions.
본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치는, 와류에 의해 발생하는 기포를 이용해 플라즈마를 생성하여 선박 평형수를 살균처리할 수 있는 효과가 있다.The ballast water plasma treatment apparatus using the vortex generation module according to the present invention has an effect of sterilizing the ballast water by generating plasma using bubbles generated by the vortex.
도 1은, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 일실시예에 따른 전체 구조를 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 일실시예에 따른 부분 조립 구성도로 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 일실시예에 따른 석영관 및 방전전극의 구성을 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 일실시예에 따른 방전전극과 와류모듈의 구성을 나타낸 것이다.
도 5는, 본 발명의 일실시예에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 와류모듈을 나타낸 것이다.
도 6은, 본 발명의 일실시예에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 와류구를 통과한 피처리수가 와류를 형성하는 것을 개념도로 나타낸 것이다.
도 7은, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 와류모듈에 있어서 암부의 길이가 서로 다르게 형성되는 것을 나타낸 실시예이다.1 is a perspective view showing the overall structure of an apparatus for plasma processing of ballast water using a vortex generating module according to an embodiment of the present invention.
2 is a partially assembled configuration diagram according to an embodiment of a ballast water plasma processing apparatus using a vortex generating module according to the present invention.
3 shows the structure of a quartz tube and a discharge electrode according to an embodiment of a ballast water plasma processing apparatus using a vortex generating module according to the present invention.
4 shows the structure of a discharge electrode and a vortex module according to an embodiment of a ballast water plasma processing apparatus using a vortex generation module according to the present invention.
5 illustrates a vortex module of a vessel ballast water plasma processing apparatus using a vortex generating module according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram showing that the water to be treated passing through the vortex hole of the ballast water plasma processing device using the vortex generating module according to an embodiment of the present invention forms vortexes.
7 is an embodiment showing that arm parts are formed to have different lengths in the vortex module of the ship ballast water plasma processing apparatus using the vortex generation module according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the person of the scope of the invention. And terms used in this specification are for describing the embodiments, and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. On the other hand, the drawings and detailed descriptions of configurations and their actions and effects, which can be easily known by those skilled in the art, are simplified or omitted, and will be described in detail focusing on parts related to the present invention.
먼저, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 도면에 대한 설명은 다음과 같다.First, a description of a drawing of a ballast water plasma processing apparatus using a vortex generating module according to the present invention is as follows.
도 1은, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 일실시예에 따른 전체 구조를 사시도를 나타낸 것이다.1 is a perspective view showing the overall structure of an apparatus for plasma processing of ballast water using a vortex generating module according to an embodiment of the present invention.
그리고, 도 2는, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 일실시예에 따른 부분 조립 구성도로 나타낸 것이다.And, FIG. 2 is a partially assembled configuration diagram according to an embodiment of a ballast water plasma processing apparatus using a vortex generating module according to the present invention.
또한, 도 3은, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 일실시예에 따른 석영관 및 방전전극의 구성을 나타낸 것이다.3 shows the structure of a quartz tube and a discharge electrode according to an embodiment of a ballast water plasma processing apparatus using a vortex generating module according to the present invention.
또한, 도 4는, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 일실시예에 따른 방전전극과 와류모듈의 구성을 나타낸 것이다.4 shows the structure of the discharge electrode and the vortex module according to an embodiment of the ballast water plasma processing apparatus using the vortex generation module according to the present invention.
또한, 도 5는, 본 발명의 일실시예에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 와류모듈을 나타낸 것이다.In addition, FIG. 5 shows a vortex module of a ship ballast water plasma processing apparatus using the vortex generation module according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 6은, 본 발명의 일실시예에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 와류구를 통과한 피처리수가 와류를 형성하는 것을 개념도로 나타낸 것이다.In addition, FIG. 6 is a conceptual diagram showing that the water to be treated passing through the vortex hole of the ballast water plasma processing device using the vortex generating module according to an embodiment of the present invention forms vortices.
그리고, 도 7은, 본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치의 와류모듈에 있어서 암부의 길이가 서로 다르게 형성되는 것을 나타낸 실시예이다.And, FIG. 7 is an embodiment showing that the length of the arm part is formed differently in the vortex module of the ship ballast water plasma processing apparatus using the vortex generation module according to the present invention.
본 발명에 따른 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치는, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리 장치를 수용하는 파이프 형상의 하우징(1)과, 상기 하우징(1)의 중심축을 따라 길이를 형성하는 봉 형상으로 마련되는 방전전극(2)과, 상기 하우징(1) 내에서 상기 방전전극(2)을 중심축으로 하는 동심원을 형성하는 파이프 형상의 접지전극(3) 및 상기 방전전극(2)의 길이 방향을 따라 복수개 마련되는 와류모듈(4)을 포함하고, 상기 와류모듈(4)을 통과한 피처리수에서 발생한 기포를 통해 기체상의 플라즈마가 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 7, the ballast water plasma processing apparatus using the vortex generating module according to the present invention includes a pipe-
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 있어서, 상기 하우징(1)은 플라즈마 처리 장치를 수용하는 파이프 형상으로 마련된다. 즉, 상기 하우징(1)은 절연배관으로 마련되는 것으로, 통상적인 국제 규격의 평형수 배관에 연결하여 사용할 수 있다.As shown in FIG. 1, in the present invention, the
다음으로, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 방전전극(2)은 상기 하우징(1)의 중심축을 따라 길이를 형성하는 봉 형상으로 마련될 수 있다.Next, as shown in FIGS. 1 to 4 , the
구체적으로, 상기 방전전극(2)은 타이타늄으로 이루어지는 것일 수 있다.Specifically, the
또한, 상기 방전전극(2)의 표면에는 유전체가 피복될 수 있다.In addition, a dielectric material may be coated on the surface of the
더욱 상세하게는 유전체로 다이아몬드가 피복되는 것이 바람직하다. 다이아몬드는 유전율이 석영보다 높은 유전체로서 상기 방전전극(2)에 화학기상증착하여 수중 내 전극이 되게 한다. 종래에는 전극간 방전에서 유전체가 용융되는 문제점이 있었지만, 다이아몬드 높은 내화학성을 지니며, 고주파 및 고압에 대한 내구성도 뛰어나기 때문에 방전전극(2)에 피복되는 유전체로 적합하다.More specifically, it is preferable that diamond is coated with a dielectric material. Diamond, as a dielectric having a higher permittivity than quartz, is chemically vapor deposited on the
상기 방전전극(2)에 피복되는 다이아몬드의 피복 두께는 10미크론에서 15미크론 사이인 것이 바람직하다. 피복의 두께가 너무 얇으면 용융점이 낮고 너무 두꺼우면 전극표면과의 접합력이 떨어지기 때문이다. 하지만, 이에 한정하고자 하는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 두께로 적용될 수 있다.The coating thickness of the diamond coated on the
다음으로, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 접지전극(3)은 상기 하우징(1) 내에서 상기 방전전극(2)을 중심축으로 하는 동심원을 형성하는 파이프 형상으로 마련될 수 있다.Next, as shown in FIG. 2 , the
구체적으로, 상기 접지전극(3)은 타이타늄으로 이루어지는 것으로, 격자로 메쉬를 형성하는 형태로 마련될 수 있다.Specifically, the
또한, 상기 접지전극(3)은 관형으로 형성되는 유전체를 감싸는 형태로 마련된다.In addition, the
즉, 상기 접지전극(3)은 유전체관을 감싸는 타이타늄 소재의 관으로, 전체적으로 격자로 이루어진 메쉬관으로 마련될 수 있다.That is, the
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유전체관은 석영관(32)으로 마련되는 것으로, 관 내부에는 피처리수가 흐르게 된다.In addition, as shown in FIG. 3, the dielectric tube is provided as a
상기 유전체관이 석영관(32)으로 이루어지는 이유는, 석영관(32)이 상기 방전전극(2)의 유전체인 다이아몬드와는 유전율이 다르고, 다른 유전체 소재들보다는 유전율이 높기 때문이다. 또한, 상기 접지전극(3)에서 생성되는 플라즈마 활성종들중 입자성 자외선의 투과를 용이하게 하여 수중에 조사되도록 하기 위함인데 상기 입자성의 자외선은 파장성 자외선 보다 활성도가 높아 수중미생물들의 접촉반응이 신속한 장점이 있고, 흐르는 평형수 자체가 유전체가 되어 유전체 장벽 역할을 하여 플라즈마의 생성을 안정되게 하는 역할을 할 수 있다.The reason why the dielectric tube is made of the
즉, 본 발명에서는, 방전전극(2)의 유전체가 다이아몬드로 이루어지고, 접지전극(3)의 유전체가 석영관(32)으로 이루어지고, 석영관(32) 내부에서 흐르는 피처리수가 또 다른 유전체 역할을 하게 된다.That is, in the present invention, the dielectric of the
본 발명에 있어서, 석영관(32) 외곽으로 상기 접지전극(3)이 둘러지게 된다. 그리고, 석영관(32) 내부에는 플라즈마 생성 시 플라즈마 집단속의 공진 주파수에 동조되어 파단되는 것을 방지하는 동조 주파수 방해 수단이 설치될 수 있다. 또한, 상기 방전전극(2)을 석영관(32) 내부에 고정하는 수단과 외곽에는 외부충격을 흡수하여 석영관(32)의 파손을 방지하는 충격 흡수틀과 절연체의 절연배관이 구성된다.In the present invention, the
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 접지전극(3)은 석영관(32) 외곽에 둘러지게 되는데 타이타늄 소재의 메쉬망이 적당하다. 또한, 생성되는 플라즈마의 온도는 80℃ 이상이 되지 않는 저온이지만, 스파크가 일어날 수 있으므로 석영관(32) 벽에 밀착되어 둘러진다. 스파크가 일어나면 플라즈마 방전 중심온도가 2,000℃를 상회하므로 전극의 급속용융이 일어나고 안정된 플라즈마 생성을 지속할 수 없게 된다.On the other hand, as shown in FIG. 2, the
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 말단에는 접지전극(3) 전원인가 커넥터를 편자 형으로 하여 전원인가 접속면은 봉으로 전극접촉면은 판상으로 하여 접지전극(3)에 고정할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 석영관(32) 내부에는 플라즈마 생성 시 플라즈마 집단속의 공진 주파수에 동조되어 석영관(32)이 파단 되지 않게 하는 동조 주파수 방해수단이 설치되는데 이는 전로와 전로를 연결하는 슬리브에 석영관(32)의 두께 보다 얇은 석영으로 틀을 구성하여 공진주파수 방해틀(23)을 설치하고 상기 방전전극(2)을 상기 석영관(32) 내부에 고정하는 방전전극 고정부(41)(21)는 유속에 저항이 없게 원형틀에 삼각다리를 하여 방전전극(2)을 고정하게 한다.In addition, as shown in FIG. 3, a tuned frequency interrupting means is installed inside the
석영관(32) 외곽에는 외부충격을 흡수하여 석영관(32)의 파손을 막기 위한 구성으로, 충격을 흡수하는 진동 보호틀(5)과 절연체로 마련된 외부 절연배관이 구성되고, 배관에는 플라즈마의 진행과 거동상태를 플라즈마의 진행과 소거시 발현하는 빛으로 확인 할 수 있도록 반응 확인 시각창(y)이 구성될 수 있다.Outside the
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 와류모듈(4)은 상기 방전전극(2)의 길이 방향을 따라 복수개 마련될 수 있다.Next, as shown in FIG. 4 , the
여기서, 상기 와류모듈(4)을 통과한 피처리수에서 발생한 기포를 통해 기체상의 플라즈마가 생성될 수 있다.Here, gaseous plasma may be generated through bubbles generated in the water to be treated that has passed through the
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 와류모듈(4)은 고정부(41), 암부(42) 및 와류구(43)를 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 5 , the
상기 고정부(41)는 상기 방전전극(2)을 감싸서 고정되는 원통형으로 형성된다.The fixing
또한, 상기 암부(42)는 상기 고정부(41)를 중심으로 방사형으로 연장되는 막대형태로 형성되고 복수개 마련될 수 있다.In addition, the
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 와류구(43)는 상기 암부(42) 말단에 고정되는 구형태로 형성되는 것으로, 구 뒤편에서 와류가 형성되게 된다. 즉, 피처리수가 일방향으로 진행하는데 있어서, 와류구(43)에 의해 와류를 형성하게되고 기포가 발생되는 것이다.In addition, as shown in FIG. 6, the
또한, 서로 이웃하는 와류모듈(4)에 있어서, 일 와류구(43)는 이웃하는 와류모듈(4)의 와류구(43)와 일직선 상에 위치하지 않는다. 즉, 하나의 와류모듈(4)의 와류구(43)는 이웃하는 와류모듈(4)의 와류구(43)와 정렬되지 않고 엇갈리게 배치되는 것이다. 이는, 피처리수가 진행함에 있어서 저항을 골고루 받게 하기 위함이며, 상기 와류구(43)를 통과한 피처리수가 와류 형성부(v)에서 더 풍부한 기포가 생성되게 함으로써 플라즈마 생성효율을 높이기 위해 마련되는 구성이다.In addition, in the
또한, 상기 와류모듈(4)의 암부(42)는 피처리수 진행방향의 역방향으로 탄성력을 가질 수 있다.In addition, the
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 암부(42)는 이웃하는 암부(42)와 길이가 다르게 형성되어 기포를 밀도 있게 생성시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6 , the
또한, 상기 와류모듈(4)은 절연체로 마련되어 스파크가 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the
상기와 같은 와류모듈(4)은 피처리수 흐름에 저항을 형성하는 와류구(43)를 포함하여 구성되는데, 이는 피처리수가 흐를 때 와류구(43)를 타고 흐르면서 와류구(43) 뒤편의 와류 형성부(v)에 강한 와류를 형성하여 기포성 기체상의 플라즈마를 생산하기 위해 마련되는 구성이다. 와류구(43)는 수중의 플라즈마 생성종들과 함께 라디칼을 생성하여 수중미생물의 사멸을 유도하게 된다. The
상기 와류모듈(4)이 피처리수 흐름 상에 지지되고 있는 것만으로도 와류구(43)를 지나오는 피처리수의 흐름에 의해 와류가 형성되고 이때 발생하는 기포를 통해 플라즈마를 생성할 수 있으므로, 기포 생성을 위해 별도의 회전력을 가할 필요가 없어 에너지가 절약되는 장점이 있다.Just because the
덧붙여, 상기 와류모듈(4)의 암부(42)는 피처리수 흐름 반대 방향으로 탄성력을 가짐으로써 더욱 원활히 기포가 생성 되도록 할 수 있다.In addition, the
한편, 다른 실시예로, 상기 방전전극(2)은 다분할된 봉 형태로 형성될 수 있다. 각 분할된 모듈은 나사방식으로 서로 체결되어 하나의 봉을 이루는 형태로 마련될 수 있다.Meanwhile, in another embodiment, the
또 다른 실시예로, 상기 와류모듈(4)의 고정부(41)에는 상하로 연장되는 방전전극(2) 봉을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 상기 와류모듈(4) 고정부(41)에 연장되는 방전전극(2) 봉이 하나의 세트를 이루며 각 세트가 체결되어 하나의 방전전극(2)을 형성하고 와류모듈(4)이 일정한 간격으로 배치되어 있는 형태로 마련될 수 있다. 즉, 방전전극(2)은 길이가 짧은 특징이 있으므로 접지전극(3)에 대응하도록 하기 위하여 상기 와류모듈(4)을 복수로 연결하여 사용할 수 있도록, 상단에는 방전전극(2) 연결 암나사부, 하단에는 방전전극(2) 연결 숫나사부를 구성하여 방전전극(2)의 복수 조립완성형과 같이 조립하게 된다. 즉, 상기 전극 연결 암나사부는 방전전극(2) 내부에 형성되어 다른 전극의 전극 연결 숫나사부가 삽입 및 고정되도록 하고, 상기 전극 연결 숫나사부는 다른 전극의 전극 연결 암나사부에 끼워짐으로써 전극들 사이의 연결이 이루어지도록 한다.In another embodiment, the fixing
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 방전전극 전원 안테나(22) 상단을 공진주파수 방해틀(23) 내의 전로 슬리브에 끼우고 방전전극 전원인가 커넥터(24)로부터 인가되는 전원이 연결되도록 구성한다.In addition, as shown in FIG. 2, the upper end of the discharge
또한, 플라즈마 인가전원은 이미 상용되는 플라즈마 전원들이 많고 종류별로 모두 사용이 가능하므로 본 특허에는 포함되지 않으나 인가 전원을 연결하는 수단들은 다양하게 채용될 수 있다.In addition, since there are many plasma power sources that are already commercially available and all of them can be used by type, various means for connecting the applied power source may be employed, although not included in the present patent.
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that the scope of the invention which follows may be better understood. Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 : 하우징
2 : 방전전극
21 : 방전전극 고정부
22 : 방전전극 전원 안테나
23 : 공진주파수 방해틀
24 : 방전전극 전원인가 커넥터
3 : 접지전극
31 : 접지전극 전원인가 커넥터
32 : 석영관
4 : 와류모듈
41 : 고정부
42 : 암부
43 : 와류구
5 : 진동 보호틀
y : 반응 확인 시각창
v : 와류 형성부1 : Housing
2: discharge electrode
21: discharge electrode fixing part
22: discharge electrode power antenna
23: resonant frequency interference frame
24: discharge electrode power supply connector
3: ground electrode
31: ground electrode power supply connector
32: quartz tube
4: Vortex module
41: fixed part
42: dark part
43: Vortex
5: Vibration protection frame
y: reaction confirmation window
v: vortex forming part
Claims (5)
상기 하우징의 중심축을 따라 길이를 형성하는 봉 형상으로 마련되는 방전전극;
상기 하우징 내에서 상기 방전전극을 중심축으로 하는 동심원을 형성하는 파이프 형상의 접지전극; 및
상기 방전전극의 길이 방향을 따라 복수개 마련되는 와류모듈;을 포함하고,
상기 와류모듈은, 상기 방전전극에 고정되는 고정부와, 상기 고정부를 중심으로 방사형으로 연장되는 막대형태로 형성되는 복수개의 암부와, 상기 암부 말단에 마련되는 구형태의 와류구를 더 포함하며,
상기 와류모듈을 통과한 피처리수에서 발생한 기포를 통해 기체상의 플라즈마가 생성되는 것을 특징으로 하는 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치.a pipe-shaped housing accommodating the plasma processing device;
a discharge electrode provided in a rod shape forming a length along the central axis of the housing;
a pipe-shaped ground electrode forming a concentric circle with the discharge electrode as a central axis within the housing; and
Including; vortex modules provided in plurality along the longitudinal direction of the discharge electrode,
The vortex module further includes a fixing part fixed to the discharge electrode, a plurality of arm parts formed in a bar shape extending radially around the fixing part, and a spherical vortex sphere provided at an end of the arm part, ,
Ballast water plasma treatment device using a vortex generation module, characterized in that gaseous plasma is generated through bubbles generated in the water to be treated that has passed through the vortex module.
상기 암부는 이웃하는 암부와 길이가 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치.According to claim 2,
Ballast water plasma processing device using a vortex generating module, characterized in that the arm portion is formed to have a different length from neighboring arm portions.
서로 이웃하는 와류모듈에 있어서, 일 와류구는 이웃하는 와류모듈의 와류구와 일직선 상에 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치.According to claim 3,
Ballast water plasma processing apparatus using a vortex generation module, characterized in that in the vortex modules adjacent to each other, one vortex sphere is not located on a straight line with the vortex sphere of the adjacent vortex module.
상기 와류모듈의 암부는 피처리수 진행방향의 역방향으로 탄성력을 가지는 것을 특징으로 하는 와류 생성 모듈을 이용한 선박 평형수 플라즈마 처리 장치.According to claim 4,
Ballast water plasma treatment device using a vortex generation module, characterized in that the arm portion of the vortex module has an elastic force in a direction opposite to the flow direction of the water to be treated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220087297A KR102495034B1 (en) | 2022-07-15 | 2022-07-15 | Plasma processing apparatus for ballast water treatment with vortex generation module |
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KR101643413B1 (en) | 2014-04-30 | 2016-07-27 | 자원전자 주식회사 | Plasma advanced water treatment apparatus having a means lowering temparature |
KR101680522B1 (en) | 2016-06-22 | 2016-11-29 | 한주호 | Water treatment bubble plasma unit |
KR101942668B1 (en) * | 2017-11-24 | 2019-04-11 | 홍종화 | Ballast water treatment pipe type plasma unit |
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- 2022-07-15 KR KR1020220087297A patent/KR102495034B1/en active IP Right Grant
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