KR20080058851A - 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출장치 - Google Patents

Abstract

본원발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기분해법에 의한 밸러스트 해수 처리에 있어서 발생하는 수소를 전기분해장치의 가까이에서 제거할 수 있도록 하는 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원발명의 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출장치는, 전해수가 수납되는 챔버와; 상기 챔버의 상부측에는 전기분해장치에서 처리된 전해수가 유입되는 전해수 유입구와; 상기 챔버의 하부측에 형성되는 전해수배출구와; 상기 챔버 내에서 상기 전해수 유입구와 상기 전해수 유입구의 사이에서 상기 챔버의 상부면에 부착되고 하부는 관통되는 격벽과; 상기 격벽의 전해수 배출구 측의 면에서 수소의 배출을 위한 공간을 이루도록 수평으로 격벽과 상기 챔버의 측면벽을 부착되는 격자망과; 상기 격자망의 상부의 상기 챔버의 상부면에 형성되는 수소배출구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

밸러스트, 전기분해, 수소가스 배출, 해수처리, 밸러스트 수처리장치

Description

전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출장치{Exhausting apparatus fo hydrogen gas generating by seawater electorlysis ballast}

도 1은 종래기술의 전해식 밸러스트 수 처리 장치를 나타내는 도면,

도 2는 본원발명의 일 실시 예에 따르는 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출 장치의 구성도,

도 3은 도 2의 수소가스 배출 장치의 배치도,

도 4는 수소 가스 배출장치 유무에 따른 수소 발생률을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

1: 선박 2: 취수구

3: 취수펌프 4: 전기분해장치

5: 밸러스트 탱크 6: 배수펌프

7: 배출구

10: 수소가스 배출 장치

11: 전해수 유입구 12: 챔버

13: 격벽 14: 격자망

15: 수소배출구 16: 전해수 배출구

본원발명은 선박의 밸러스트를 위한 해수처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 밸러스트 탱크에 유입되는 해수에 포함되는 동물, 식물, 박테리아, 병원균 등의 해양 생물종의 멸균을 위한 전기분해에서 발생하는 수소 가스를 배출시키는 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출장치에 관한 것이다.

선박의 밸러스트 수는 안전한 향해를 위해서 화물을 충분히 적재하지 않는 경우에 추진기와 방향타가 물 속에서 효과적으로 작동되게 할 뿐 아니라, 지지대가 없는 해양에서 선박의 균형유지와 안정성을 높이는 기능을 보유하고 있다.

이러한 밸러스트 수인 해수에 포함되어 있는 동물, 식물, 박테리아, 병원균 등의 다양한 해양 생물종들이 밸러스트 수와 함께 취수되어 선박의 밸러스트 탱크에 적재되어 다른 해역으로 이동하게 될 가능성이 커, 각국의 해양 생태계의 교란을 일으킬 가능성을 내포하고 있어 해양환경 및 토착 생태계에 미치는 악 영향으로 인하여 세계적인 문제점으로 대두되고 있다.

따라서, 밸러스트 수의 경우 적절한 해수처리를 수행하여 해양생물을 제거하 도록 하고 있으며, 이러한 해수처리 방법으로는 UV, O₃ 등의 기술을 사용하는 정수처리 시스템, 염소, 응집제 등의 오·폐수 처리 시스템, 열을 가하는 열처리 시스템 등의 수처리 관련 기술이 밸러스트 수 처리 시스템에 도입되어 개발 중에 있다.

이 중 전기분해법의 경우에는 해수를 전기 분해하여 알카리 성의 물질[차아염소산나트륨]을 포함한 전해수를 생성하게 된다.

도 1은 종래기술의 전해식 밸러스트 수 처리 장치를 나타내는 도면으로서, 선박(1)의 저부의 취수구(2)를 통해 취수펌퍼(3)가 해수를 취수한 후, 전기분해장치(4)에서 전기분해하여 전해수를 생성하여 해양생물의 사멸 등을 수행한 후 밸러스트 탱크(5)로 유입하고, 필요시 배수펌퍼(6)를 가동하여 배출구(7)를 통해 배출하도록 구성된다.

도 1에서 (a) 도면은 직접적인 전기분해를 수행하는 밸러스트 수처리장치를 나타내고(직접전기분해법), (b) 별도의 취수구(3)를 통해 유입되는 해수에 전기분해법에 의해 처리된 전해수를 간접 혼합하는 것에 의해 해수처리를 수행하는 것을 나타낸다(간접전기분해법).

이 경우 밸러스트 수에 대한 전기분해법에 의한 처리시 발생하는 수소 가스는 폭발 한계성이 약 4% 이므로 이것은 발생하는 수소가스보다는 휠씬 차이가 나는 값이다. 그러나 해수 배관의 굴곡진 부분이나 포집이 될 수 있는 부분이 있는 곳에서는 언제든지 국부적으로 4% 이상이 되거나 발화점이 있으면 충분하게 폭발할 수 있는 위험 요소를 내포하고 있다.

밸러스트 탱크 안으로 수소가 들어가면 자체 강제 팬이 있을 경우에는 자동적으로 배기가 되나 없는 경우에는 이 발생 가스를 전기분해 단계에서 강제적으로 배출하여야 한다. 이러한 강제 배기를 위한 방안으로서 전해 장치에 가까이에 설치하여 전해수와 함께 발생한 수소 가스를 해수관에서 제거하여야 하는 것을 필요로 한다.

따라서, 본원발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기분해법에 의한 밸러스트 해수 처리에 있어서 발생하는 수소를 전기분해장치의 가까이에서 제거할 수 있도록 하는 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원발명의 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출장치는, 전해수가 수납되는 챔버와; 상기 챔버의 상부측에는 전기분해장치에서 처리된 전해수가 유입되는 전해수 유입구와; 상기 챔버의 하부측에 형성되는 전해수배출구와; 상기 챔버 내에서 상기 전해수 유입구와 상기 전해수 유입구의 사이에서 상기 챔버의 상부면에 부착되고 하부는 관통되는 격벽과; 상기 격벽의 전해수 배출구 측의 면에서 수소의 배출을 위한 공간을 이루도록 수평으로 격벽과 상기 챔버의 측면벽을 부착되는 격자망과; 상기 격자망의 상부의 상기 챔버의 상부면에 형성되는 수소배출구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 챔버는 처리되는 해수의 양의 3배의 이상의 체적을 가지는 것이 바람직하며, 다단으로 배열 구성될 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본원발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본원발명의 일 실시 예에 따르는 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출 장치(이하 '수소가스 배출장치')의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본원발명의 일 실시 예에 따르는 수소가스 배출장치(10)는, 전해수가 수납되는 챔버(11)가 형성되고, 상기 챔버(11)의 상부측에는 전기분해장치(4)에서 처리된 전해수가 유입되는 전해수 유입구(12)가 형성되며, 상기 챔버(11)의 전해수 유입구(12)가 형성되는 챔버(11)의 측벽면과 대향하는 측벽면의 하부에는 전해수 배출구(16)가 형성되고, 상기 챔버(11) 내에서 상기 전해수 유입구(12)와 상기 전해수 배출구(16)의 사이에서 상기 챔버(12)의 상부면에 부착되고 하부는 관통되어 전해수가 수소가스 배출구(15)로 배출되는 것을 차단하는 격벽(13)이 부착 형성되며, 상기 격벽(13)의 전해수 배출구(16) 측의 면과 상기 챔버(11)의 측벽면의 사이의 공간에는 수소포집 공간을 이루도록 수평으로 격벽(13)과 상기 챔버의 측면벽에 격자망(14)이 부착되고, 격자망(14)의 상부에 위치되는 챔버(11)의 상부측벽면에는 포집된 수소를 배출하기 위한 수소배출구(15)가 형성되 는 구조를 가진다.

도 3은 도 2의 수소가스 배출 장치의 배치도이다.

도 2의 구성을 가지는 수소가스 배출장치(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 전기분해장치(4)의 전해수 배출구 측으로부터 전해수 유입구(12)를 통해 전해수가 유입되고, 수소가스의 포집이 완료된 전해수는 전해수 배출구(16)를 통해 밸러스트 탱그(5)로 유입되도록 배치된다.

상술한 바와 같이 구성되는 수소가스 배출장치(1)는 유입되는 전해수와 최종 빠져나가는 전해수량은 같게 하고 수소 가스가 포함된 전해수가 들어오더라도 빈 공간에서 공기보다 가벼운 수소 가스가 상부로 자동적으로 확산되는 것에 의해 수소가스 배출구(15)를 통해 빠져나가도록 하여 수소가스가 배출된다.

이 경우 다른 수소가스 배출장치(10)를 다단으로 설치하는 것에 의해 수소가스의 포집 효율을 증가시키는 것에 의해 수소가스 배출 효과를 향상시킬 수 있다.

도 4는 수소 가스 배출장치 유무에 따른 수소 발생률을 나타내는 도면으로서, 더욱 상세하게는, 수소가스 배출장치(10)가 없는 경우와, 하나만 구성된 경우, 다단으로 구성된 경우에 따라 수소가스 배출 효과를 나타낸다.

즉, 도 4는 수소가스 배출장치(10)의 유무 및 개수에 따라서 전해수 발생 농도별, 그리고 수소가스 배출장치(10)의 전해수 배출구(16)에서 수소 검지기로 측정 한 수소 농도를 표시하였다.

도 4에 도시된 바와 같이, 단지 전기분해장치(4)가 구성되고 본원발명의 수소가스 배출장치(10)가 구성되지 않은 경우(■)에는 수소 가스가 발생하며 전해수 발생 농도에 따라 증가하는 것을 알 수 있다.

그러나 수소가스 배출장치(10)를 1단으로 설치한 경우(●)에는 전해수 배출구(16)에서 수소가스의 농도가 수소가스 배출장치가 없는 경우(■)에 비해 현저히 감소한 것을 알 수 있었으나, 전해수 농도가 높아짐에 따라 완전히 배기가 되지 않는 것을 알 수 있다.

그리고 수소가스 배출장치(10)를 2단으로 설치한 경우(▲)에는 완전히 수소 가스가 배출되어 전해수 배출구(16)에서 전해수 농도가 높아지는 경우에도 수소가스의 농도가 거의 측정되지 않고 있는 것을 알 수 있다.

상술한 본원발명은 전기분해법 밸러스트 수 처리 장치에서 해수의 전기분해시 발생하는 수소 가스를 자동으로 제거할 수 있도록 하는 것에 의해 보다 안전한 해수의 처리를 가능하게 하며 완벽한 생물군 제어가 가능하고, 가격 경쟁력을 충분히 확보하고 있어 조선사의 경쟁력을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 전해수가 수납되는 챔버와;

   상기 챔버의 상부측에는 전기분해장치에서 처리된 전해수가 유입되는 전해수 유입구와;

   상기 챔버의 하부측에 형성되는 전해수배출구와;

   상기 챔버 내에서 상기 전해수 유입구와 상기 전해수 유입구의 사이에서 상기 챔버의 상부면에 부착되고 하부는 관통되는 격벽과;

   상기 격벽의 전해수 배출구 측의 면에서 수소의 배출을 위한 공간을 이루도록 수평으로 격벽과 상기 챔버의 측면벽을 부착되는 격자망과;

   상기 격자망의 상부의 상기 챔버의 상부면에 형성되는 수소배출구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 챔버는 처리되는 해수의 양의 3배의 이상의 체적을 가지는 것을 특징으로 하는 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출장치.
3. 청구항 1 또는 2 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버는 다단으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전해식 밸러스트 수처리장치의 수소가스 배출장치.

Images