KR20100095306A - 자외선 ｌｅｄ를 이용한 활성 물질 중화 장치 및 이를 구비한 밸러스트 수 처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
활성 물질 중화 장치가 제공된다. 일측에 활성 물질이 포함된 유체가 유입되는 유입관이 연결되고 타측에 상기 유체가 유출되는 유출관이 연결된 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되되 상기 유체의 흐름 중 일부가 그 내부를 관통하도록 형성되는 링형 지지부 및 상기 링형 지지부에 원주 방향으로 설치된 복수의 자외선 발광 다이오드를 포함하는, 활성물질 중화 장치는, 링형 지지부에 설치되는 복수의 자외선 발광 다이오드가 자외선을 조사하여 하우징 내부를 지나는 유체에 포함된 활성 물질을 효율적으로 중화시킬 수 있다.
활성 물질, 중화, 자외선 발광 다이오드
Description
본 발명은 활성 물질 중화 장치 및 이를 구비한 밸러스트 수 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히, 자외선 LED를 이용하여 활성 물질을 중화시키는 중화 장치 및 이를 구비한 밸러스트 수 처리 시스템에 관한 것이다.
밸러스트 수는 해양 선박에서 중량 분배를 조절하기 위하여 사용되는데, 예를 들어, 해수 등의 물을 선박 내부의 밸러스트 탱크 내부에 저장하여 선박이 항해하는 동안 선박이 평형을 유지하도록 한다. 밸러스트 수는 출발지인 항구에서 채워져 다른 곳으로 이송된 후 도착지인 다른 항구에서 배출되곤 하는데, 이와 같은 경우 먼 곳으로부터 실려온 밸러스트 수의 방출은 밸러스트 수가 방출되는 지역의 환경에 유해하다.
왜냐하면, 다른 지역에 생존하는 해양 생물, 예를 들어, 미생물 및 해양 식물들을 신규 생태계로 도입시킬 경우, 이와 같은 해양 생물은, 신규 종에 대한 자 연적인 방어 체계를 가지고 있지 않은 해당 지역의 천연 식물군 및 동물군들을 파괴할 우려가 존재하기 때문이다.
또한 병원균이 밸러스트 탱크 내부에 증식할 경우, 이들은 방출되는 영역에서 질병을 야기할 수도 있다.
이와 같은 해양 생물 및 병원균들에 의하여 발생될 수 있는 위험을 방지하기 위하여 밸러스트 수가 밸러스트 탱크에 유입되기 전 혹은 밸러스트 탱크로부터 배출되기 전에 밸러스트 수로부터 해양 생물 및 병원균들을 처리하는 공정을 거친다.
공지된 밸러스트 수 처리 시스템에서는, 밸러스트 수 처리 방법으로서, 활성 물질(Active Substance)인 차아 염소산 나트륨, 오존 등을 이용하여 수중에 포함된 미생물들을 살균한다.
처리된 밸러스트수 중에는 미생물들을 살균하고 남은 활성물질이 포함되어있다. 총잔류산화물(Total Residual Oxdiants)은 밸러스트수 중에 남아있는 활성물질의 양을 나타낸다. 처리후 총잔류산화물은 1.5~2.0ppm을 유지하고 있으며, 밸러스트 탱크에서 미생물의 번식이나 증식을 억제하는 역할을 한다.
하지만, 밸러스트수를 다시 바다로 배출할 때 수중에 남아있는 활성물질에 의해서 주변 해역의 생물에 독성물질로 작용하여 2차적인 피해를 유발시킬 수 있다.
상기 밸러스트 수 처리 시스템에서는, 전기 분해를 통해 차아 염소산 나트륨을 발생시켜 밸러스트수를 살균한 후, 밸러스트 탱크에 보관된 밸러스트 수를 배출하기 전에 아황산염 보조 시스템이 이산화황 가스, 아황산 수소나트륨의 용액 또는 황산 나트륨을 이용하여 밸러스트 수의 염소를 제거한다.
그런데, 상기 밸러스트 수 처리 시스템은 밸러스트 수에 존재하는 염소를 제거하기 위하여 상기 약품을 저장할 수 있는 탱크가 필요하며 또한 상기 약품을 일정하게 주입하기 위한 펌프 및 교반 장치와 같은 추가 설비가 필요하기 때문에, 시스템이 복잡하다는 문제점이 있다.
또한, 소모된 약품은 계속적으로 보충을 해야하는 불편함이 있다. 대용량을 처리하는 밸러스트수 처리장치의 경우 약품저장 탱크의 크기가 증가될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 활성 물질을 효과적으로 중화할 수 있는 활성 물질 중화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 구조로 이루어지는 밸러스트 수 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 일측에 활성 물질이 포함된 유체가 유입되는 유입관이 연결되고 타측에 상기 유체가 유출되는 유출관이 연결된 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되되 상기 유체의 흐름 중 일부가 그 내부 를 관통하도록 형성되는 링형 지지부 및 상기 링형 지지부에 원주 방향으로 설치된 복수의 자외선 발광 다이오드를 포함하는, 활성물질 중화 장치가 제공된다.
한편, 상기 링형 지지부는, 상기 하우징 내부로부터 소정의 간격 이격되게 설치되는 지지링 및 상기 지지링을 상기 하우징 내부에 고정하기 위한 지지링 고정 부재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 하우징은, 상기 링형 지지부가 설치되는 링형 지지부 설치관, 유체흐름 방향으로 상기 링형 지지부 설치관의 전방측에 설치되되 전단면이 후단면보다 작은 단면을 갖는 원추형상의 전방연결관 및 유체 흐름 방향으로 상기 링형 지지부 설치관의 후방측에 설치되되 전단면이 후단면보다 넓은 단면을 갖는 원추형상의 후방 연결관을 포함할 수 있다.
한편, 상기 유입관, 상기 전방연결관, 상기 링형 지지부 설치관, 상기 후방 연결관 및 상기 유출관의 각각의 관 단부측에는 플랜지가 형성되며, 상기 각각의 관의 연결은 서로 이웃하는 관의 플랜지를 상호 볼트결합함으로써 달성될 수 있다.
이 때, 상기 복수의 자외선 발광 다이오드에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하며, 상기 전원 공급부는 상기 하우징의 외측부 또는 상기 링형 지지부 중 어느 하나에 설치될 수 있다.
이 때, 상기 링형 지지부가 설치되는 하우징의 단면의 넓이는 상기 유입관 및 상기 유출관의 단면 넓이보다 넓도록 형성되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 링형 지지부의 중심부는 상기 하우징 내부의 중심부에 위치되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 복수의 자외선 발광 다이오드는 상기 링형 지지부의 외향면 및 내향면에 설치되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 복수의 자외선 발광 다이오드는 상기 링형 지지부 상에 일렬로 배열될 수 있다.
한편, 상기 링형 지지부는 동심원으로 배열된 복수의 지지링으로 이루어지고, 상기 자외선 발광 다이오드는 상기 복수의 지지링 각각에 설치될 수 있다.
이 때, 상기 활성 물질 중화 장치는 상기 링형 지지부를 둘러싸는 중공의 링형 보호관을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 링형 지지부가 설치된 하우징의 내측면에는 광촉매 부재가 설치될 수 있으며, 상기 광촉매 부재는 TiO2가 도포된 금속판일 수 있다.
상기 활성 물질 중화 장치는 상기 링형 지지부의 외부에 부착되는 이물질을 제거하도록, 상기 링형 지지부의 중심부에 설치되는 회전축을 중심으로 회전 가능한 세척 브러쉬 및 상기 세척 브러쉬를 회전시키기 위한 회전 모터를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 활성 물질 중화 장치는, 일측이 하우징의 내부면에 고정되고, 타측이 하우징의 중앙부로 연장되는 한쌍의 지지대, 상기 한쌍의 지지대 타측에 회전 가능하게 설치되는 회전축 및 일단이 상기 회전축에 결합되며 타단에는 링형 지지부측으로 연장된 연장부를 구비한 회전 몸체를 포함하고, 상기 세척 브러쉬는 상기 회전 몸체의 연장부에 설치될 수 있다.
이 때, 상기 세척브러쉬는 상기 링형 지지부의 내향면 및 외향면에 인접하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 밸러스트 수를 저장하는 밸러스트 탱크, 상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 상기 선박 외부로부터 유출입하기 위한 밸라스트 펌프, 상기 밸러스트 펌프에 의하여 상기 선박 외부로부터 유출입되는 밸러스트 수를 처리하기 위하여 상기 밸러스트 수에 활성 물질을 투여하는 살균 장치 및 상기 살균 장치로부터 투여되는 활성 물질을 중화하기 위한 활성 물질 중화 장치를 포함하고, 이 때, 상기 활성 물질 중화 장치는, 일측에 활성 물질이 포함된 유체가 유입되는 유입관이 연결되고 타측에 상기 유체가 유출되는 유출관이 연결된 하우징, 상기 하우징 내부에 설치되되 상기 유체의 흐름 중 일부가 그 내부를 관통하도록 형성되는 링형 지지부 및 상기 링형 지지부에 원주 방향으로 설치된 복수의 자외선 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 밸러스트 수처리 장치가 제공된다.
상기 벨러스트 수처리 장치는 밸러스트 수에 포함된 활성물질의 양을 측정하기 위한 활성물질 측정 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 활성 물질이 포함된 유체가 자외선 발광 다이오드가 설치된 하우징을 포함하는 활성물질 중화 장치를 지나도록 함으로써, 유체에 포함된 활성 물질을 효율적으로 중화시킬 수 있다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 활성물질 중화 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치(10)의 측면도이고, 도 2는 도 1의 활성 물질 중화 장치의 하우징(20)의 내부를 도시한 단면도이다. 도 3은 도 1에서 A-A'의 단면도이다. 이하 도면을 설명함에 있어, 본 발명의 일 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치로 유체가 유입되는 방향을 전방(도 1에서 볼 때 왼쪽)으로 규정하고, 유체가 배출되는 방향을 후방(도 1에서 볼 때 오른쪽)으로 규정한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치(10)는 유체가 관통하는 하우징(20), 하우징(20) 내부에 설치되는 링형 지지부(40) 및 상기 링형 지지부(40)에 설치되는 복수의 자외선 발광 다이오드(50)를 포함한다.
보다 상세히, 상기 하우징(20)은 전방 연결관(12), 링형 지지부 설치관(22) 및 후방 연결관(14)으로 형성된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전방 연결관(12)은 유체흐름 방향으로 후술하는 링형 지지부 설치관(22)의 전방측에 설치되되 전단면이 후단면보다 작은 단면을 갖는 원추형상으로 이루어진다.
보다 상세히, 전방연결관(12)은 일측에 유입관(3)이 연결되고 타측에 링형 지지부 설치관(22)이 연결되도록 형성된다. 상기 전방 연결관(12)은 유입관(3)이 연결된 일측 개구보다 링형 지지부 설치관(22)이 연결된 타측 개구가 더 넓은 원추형 관 형태로 이루어진다.
상기 전방 연결관(12)의 후방측에는 링형 지지부 설치관(22)이 연결된다. 링형 지지부 설치관(22)은, 후술하는 링형 지지부(40)가 설치되는 관이며, 원통 형태로 이루어진다.
상기 링형 지지부(40)의 후방측에는 후방 연결관(14)이 연결된다.
상기 후방 연결관(14)은 유체흐름 방향으로 링형 지지부 설치관(22)의 후방측에 설치되되 전단면이 후단면보다 넓은 단면을 갖는 원추형상으로 이루어진다.
보다 상세히, 후방 연결관(14)은 전방측이 링형 지지부(40)의 후방측 개구와 연결되며, 후방측이 유출관(4)과 연결되도록 형성된다. 본 실시예에서 후방 연결관(14)의 전방측 개구는 후방측 개구보다 더 넓은 단면을 갖는 원추형 관 형태로 이루어진다.
이에 따라, 상대적으로 좁은 유입관(3)을 통하여 유입되던 유체는 유입관(3)으로 유입되던 속도보다 저속으로 링형 지지부 설치관(22)을 지나게 된다. 이와 같이 링형 지지부 설치관(22)에서 유속이 저속으로 유동함으로써 링형 지지부 설치관(22) 내에서 유동하는 유체에 조사되는 자외선의 단위 시간당 조사량이 증가하게 된다. 유체에 조사되는 자외선에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
한편, 상기 유입관(3), 전방연결관(12), 링형 지지부 설치관(22), 후방 연결관(14) 및 유출관(4)의 연결은 각각의 관 단부측에 플랜지(13)를 형성하여 이웃하는 두 관의 플랜지(13)를 결합 볼트(6)를 이용하여 상호 볼트결합함으로써 달성된 다. 이와 같이 각각의 이웃하는 두 관을 볼트 결합함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치는 조립과 분해가 간단하게 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 이웃하는 두 관사이의 연결을 볼트를 이용하여 결합하는 방식을 제시하였으나, 이와 같은 두 관 사이의 연결은 용접 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 링형 지지부 설치관(22)의 내부에는 링형 지지부(40)가 설치된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 링형 지지부(40)는 상기 하우징 내부면으로부터 소정의 간격 이격되도록 형성되는 지지링 및 상기 지지링을 상기 하우징 내부에 고정하기 위한 지지링 고정 부재를 포함한다. 이 때, 지지링은 관형의 링형 지지부 설치관(22)의 내부에 동심원 상으로 설치되는 복수의 지지링(42a, 42b, 42c)을 포함한다. 상기 복수의 지지링(42a, 42b, 42c) 지지링 고정 부재(45)에 의하여 링형 지지부 설치관(22)에 설치되는 설치된다.
본 실시예에서는 3개의 지지링(42a, 42b, 42c)이 동심원으로 배치되어 하우징(20)의 내부에 배치되도록 형성된다. 이와 같은 지지링의 개수 및 크기는 다양하게 변형될 수 있다.
도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 복수의 지지링(42a, 42b, 42c)은 그 중심부가 링형 지지부 설치관(22)의 중심부, 즉 하우징의 중심부에 위치된다.
복수의 지지링(42a, 42b, 42c) 각각은 원형의 링 형태로 이루어지는 단면을 가지며, 유체의 유동 방향으로 소정의 두께를 갖도록 형성된다. 이에 따라 상기 복 수의 지지링(42a, 42b, 42c) 각각은 하우징 내부에서 중심부를 향하는 내향면(43a, 43b, 43c) 및 하우징의 내면측을 향하는 외향면(44a, 44b, 44c)을 갖도록 형성된다.
한편, 상기 하우징 내부에 설치되는 복수의 지지링(42a, 42b, 42c)은 유체의 흐름 방향에 수직하게 설치된다. 이에 따라 하우징 내부를, 도 2의 화살표 방향(C)으로 유동하는 유체의 일부는 각각의 지지링을 관통하여 지나도록 형성되고, 일부는 지지링의 외측을 지나도록 형성된다.
상기 복수의 지지링(42a, 42b, 42c)을 지지하기 위한 지지링 고정 부재(45)는 일측이 하우징(20)의 내측면에 고정되고 타측이 복수의 지지링(42a, 42b, 42c)에 연결되어, 복수의 지지링(42a, 42b, 42c)이 하우징 내부에 견고하게 위치 고정되도록 한다.
한편, 상기 복수의 지지링(42a, 42b, 42c)의 내향면(42a, 42b, 42c) 및 외향면(43a, 43b, 43c)에는 복수의 자외선 발광 다이오드(50)가 설치된다.
자외선 발광 다이오드(50)는 하우징(20) 외측부에 설치되는 전원 공급부(30)에 의하여 전원이 공급되어 하우징(20) 내부로 자외선을 발산하도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치(10)는 자외선 발광 다이오드(50)에 의하여 발생되는 자외선에 의하여 유체 내의 활성 물질을 중화시킬 수 있도록 형성된다.
이 때, 활성 물질이 중화된다는 것은, 활성 물질에 조사된 자외선에 의하여 활성 물질이 분해되어 활성 물질이 안정화된다는 것을 의미한다. 이와 같이 활성 물질을 중화시키기 위하여 자외선은 대략 200nm~300nm정도의 파장을 갖는다.
한편, 상기 지지링에 설치되는 자외선 발광 다이오드(50)는 도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 지지링의 외향면 및 내향면의 표면에 일렬로 배열된다. 본 실시예에서는 이와 같이 일렬로 배열된 발광 다이오드가 유체의 흐름 방향으로 나란하게 두 줄로 배열된다. 이 때, 복수의 자외선 발광 다이오드(50)는 동일한 간격으로 지지링의 내향면 및 외향면에, 원주 방향으로 360도에 걸쳐 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 도시되지는 아니하였으나, 자외선 발광 다이오드로부터 일정한 혹은 사용자가 요구하는 파장을 갖는 자외선이 조사되도록 발광 다이오드의 강도를 조절하기 위한 제어부가 활성 물질 중화 장치에 설치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치(10)는 유체가 지나가는 통로의 중앙부에 링형 지지부(40)를 설치하고 링형 지지부(40)의 내향면 및 외향면에 점 광원인 복수의 발광 다이오드를 일렬로 배열하였다. 점광원인 자외선 발광 다이오드는 제향각에 제한이 있는 한편, 일정 부분에만 집중적인 조사가 가능하므로, 앞서 설명한 바와 같은 발광 다이오드의 배치에 따라 하우징 내부에 자외선이 조사되지 않는 사각 영역이 발생하지 않게 되어 보다 효율적인 유체 내 활성 물질의 중화가 이루어질 수 있게 된다.
이 때, 하우징(20) 내부를 지나는 유체는 자외선 발광 다이오드(50)에서 조사되는 자외선보다 매우 낮은 온도를 가지므로, 유체가 링형 지지부(40)를 통과하여 지나는 동안 자외선 발광 다이오드(50)를 냉각시킴으로서 자외선 발광 다이오드 의 발열을 억제하는 역할을 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 지지링(42a, 42b, 42c)이 동심원으로 배열되어 자외선 발광 다이오드(50)가 복수의 지지링(42a, 42b, 42c)이 설치된 면에 고르게 분포되어 있기 때문에 복수의 지지링(42a, 42b, 42c)을 통과하여 지나는 유체의 전체 체적에 고르게 자외선이 조사될 수 있다.
한편, 자외선의 활성 물질 분해 효과를 증대시키기 위하여 하우징 내부에는 광촉매 부재(60)가 설치될 수 있다. 도 4는 광촉매 부재(60)가 하우징 내부에 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
하우징(20) 내부에 설치되는 광촉매 부재(60)는 자외선 발광 다이오드(50)로부터 조사되는 자외선을 받아 산화물질을 발생하도록 형성된다.
광촉매(이산화티타늄 TiO2)는 자외선을 받으면 - 전기를 가진 전자(e-)와 +전기를 가진 정공(h+)이 형성되고, 그 중에서 정공(h+)은 특히 강력한 산화작용을 하는 수산화물(OH Radical)을 형성하여 살균용 염소나 차아염소산 오존보다도 강력한 산화력을 갖게 된다. 이에 따라 광촉매에 의하여 발생된 산화 물질은 활성 물질을 산화시켜 안정화된 물질로 바꾸게 된다. 이와 같은 광촉매 부재(60)로서, 도 4에 도시된 바와 같이, TiO2가 도포된 스테인리스 금속판이 하우징(20) 내부의 링형 지지부(40) 외측에 설치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치(10')를 도시한 도면이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치(10')는 링형 지지부(140)에 링형 지지부(140)를 둘러 싸는 중공의 링형 보호관(160)이 설치된다. 이 때, 전원 공급부(130)가 링형 지지부, 보다 상세히 링형 보호관(160)의 일측에 설치된다. 이하, 제 1 실시예와 구별되는 구성을 중심으로 제 2 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치를 설명하고, 제 1 실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대하여는 설명을 생략하도록 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치(10')에 있어서, 링형 지지부(140)를 둘러싸는 보호관(160)은 자외선 발광 다이오드(150)가 설치된 링형 지지부(140)를 내부에 포함하도록 내부가 중공 형태로 이루어지는 링형 도관으로 이루어질 수 있다.
이 때 중공 형태의 링형 도관 내부는 수밀 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 자외선 발광 다이오드(150)로부터 조사되는 자외선이 보호관의 외부로 조사되도록 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 이루어진 제 2 실시예에 따른 중화 물질 중화 장치(10')는 자외선 발광 다이오드가 보호관에 의하여 보호되기 때문에 제 1 실시예에서와 달리 자외선 발광 다이오드가 직접 하우징을 통과하는 유체에 접하지 아니한다. 따라서, 자외선 발광 다이오드(50)에 직접 이물질이 부착되지 않고 보호관(160)의 외부에 이물질이 부착된다. 이 때, 보호관(160)의 외부는 자외선 발광 다이오드(50)가 설치된 지지링(142)의 외부보다 매끄러운 표면을 갖도록 형성될 수 있다. 따라 서, 본 발명의 제 2 실시예에서와 같이, 링형 지지부에 보호관(160)이 설치된 경우 중화 물질 정화 장치(10')의 자외선 발광 다이오드(150)의 조사 능력이 저하되지 않도록 하기 위한 하우징 내부의 세척이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 활성 물질 정화 장치(10")의 단면도이다. 도 7은 도 6에서 B-B'의 단면도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 활성 물질 정화 장치(10")는 하우징(20)의 내부에 설치된 링형 지지부(40)를 세척하기 위한 세척 장치(70)를 포함하도록 형성된다.
보다 상세히, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 활성 물질 정화 장치(10")의 세척 장치(70)는 링형 지지부(40)의 중심부에 회전가능하게 설치되는 회전 몸체(74)와, 상기 회전 몸체(74)에 설치되는 세척 브러쉬(76) 및 상기 회전 몸체(74)를 회전시키기 위한 구동 모터(72)를 포함하여 형성된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 링형 지지부(40)의 전방과 후방측에는 한쌍의 지지대(71)가 설치된다. 상기 한쌍의 지지대(71)는 일측이 하우징(20)의 내부면에 고정되고, 타측이 하우징의 중앙부로 연장되도록 형성된다.
상기 지지대(71)의 타측에는 회전축(73)이 회전가능하게 설치된다. 상기 회전축(73)에는, 세척브러쉬(76)를 일단부측에 구비한 회전 몸체(74)가 설치된다.
상기 세척브러쉬(76)는 회전몸체(74)의 일단부측으로부터 링형 지지부측으로 연장된 연장부(75)에 설치되어, 링형 지지부의 내향면 및 외향면에 인접하도록 형성된다.
이 때, 본 실시예에서는 동심원으로 배열된 3개의 지지링(42a, 42b, 42c)을 모두 닦아내기 위하여 각각의 회전 몸체에 6개의 세척 브러쉬(76)를 구비하도록 형성하였다. 이와 같이 형성된 세척 브러쉬(76)는 돌출된 자외선 발광 다이오드(50)에 이물질이 부착된 경우, 회전 몸체(74)의 회전에 의하여 이물질을 닦아낼 수 있도록 형성된다.
한편, 상기 회전축(73)의 일측에는 상기 회전축(73)을 회전하기 위한 구동 모터(72)가 설치된다. 이에 따라, 구동 모터(72)를 구동함으로써 세척브러쉬(76)를 구비한 회전 몸체(74)는 회전축(73)을 중심으로 360도 회전이 가능하게 된다.
이물질을 닦아내기 위한 세척 브러쉬(76)의 작동은 도시되지 아니한 제어부를 통하여 구동 모터의 회전 속도 및 회전 시간을 조절함으로써 이루어질 수 있다.
본 실시예에서는 세척 브러쉬(76)가 제 1 실시예에 개시된 링형 지지부(40)의 표면을 세척하도록 구성하였으나, 제 3 실시예에 개시된 보호관(160)의 표면을 세척할 수 있도록 보호관이 설치된 링형 지지부에 세척 장치를 설치하는 것도 가능할 것이다.
이상의 실시예들에서 설명한 바와 같은 활성 물질 중화 장치는 선박의 밸러스트 수 처리 장치에 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 활성 물질 중화 장치가 설치된 선박의 밸러스트 수 처리 장치(1)의 개략도를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 활성 물질 중화 장치가 설치된 선박의 밸 러스트 수 처리 장치(1)는 밸러스트 탱크(130)와, 상기 밸러스트 탱크(130)로 밸러스트 수를 유출입시키는 밸러스트 펌프(100), 유출입되는 밸러스트 수를 살균하는 살균 장치(120) 및 본 발명에 따른 활성 물질 중화 장치(10)를 포함하여 형성될 수 있다.
보다 상세히, 상기 밸러스트 수 처리 장치(1)를 설명하면, 선박 내부에 설치되는 밸러스트 탱크(130)의 일측에는 중화 장치(10)가 설치되며, 상기 중화장치(10)에는 살균 장치(120) 및 여과 장치(110)가 설치된다.
밸러스트 수를 밸러스트 탱크(130)로 유입하는 것은 다음과 같은 과정을 통하여 이루어진다.
우선 선박 외부로부터 유입된 밸러스트 수는 도관(2)을 통하여 일차적으로 여과 장치(110)를 통과하고, 여과장치(110)에 의하여 이물질이 여과된 후 도관(5)을 통하여 살균 장치(120)로 유입된다.
살균 장치(120)에서는 밸러스트 수를 처리하기 위한 활성 물질(Active Substance)인 차아 염소산 나트륨, 오존등을 이용하여 수중에 포함된 미생물들을 살균할 수 있다. 이와 같은 여과 장치 및 살균 장치의 구성은 공지의 여과 장치 및 살균 장치를 이용할 수 있다.
한편, 살균 장치(120)를 나온 밸러스트 수는 본 발명에 따른 중화 장치(10)를 통과하지만 이때는 중화장치가 가동되지 않고 활성물질이 포함된 밸러스트수가 밸러스트 탱크(130)로 유입된다. 밸러스트 탱크(130) 내에서 살균물질에 의한 살균효과가 지속되게 된다.
상기 밸러스트 탱크(130)에서 선박 외부로 밸러스트 수를 배출하는 것은, 밸러스트 탱크(130)로부터 나온 밸러스트 수가 중화 장치(10)를 거치면서 활성물질이 중화된 후, 별도로 살균 장치(120) 및 여과 장치(110)를 거치지 않고, 유입관(3) 및 도관(6)을 지나도록 함으로써 달성된다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 자외선 발광 다이오드에 의하여 밸러스트 수에 포함된 활성물질이 제거된 정도는 밸러스트 수에 포함된 활성물질의 양을 측정하는 활성물질 자동 측정 장치(190)에 의하여 측정될 수 있다. 이에 따라 측정된 활성 물질의 양에 근거하여 자외선 발광 다이오드의 출력을 제어부가 조절하도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 밸러스트 수 처리 장치는 종래의 밸러스트 수 처리장치에서 밸러스트 수에 포함된 활성 물질을 중화하기 위하여 화학 약품을 밸러스트 수에 투여하던 것과 비교할 때, 상기 약품을 저장할 수 있는 탱크가 필요하지 않고 또한 상기 약품을 일정하게 주입하기 위한 펌프 및 교반 장치 등과 같은 추가 설비가 필요하지 않기 때문에, 간단한 구성으로 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치의 측면도이고,
도 2는 도 1에서 활성 물질 중화 장치의 하우징의 단면도이고,
도 3은 도 2에서 A-A' 의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치의 하우징에 광촉매 부재가 설치된 상태를 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치의 횡단면도이고,
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 활성 물질 중화 장치의 측단면도이고,
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 활성 물질 중화장치의 B-B'의 단면도이고, 그리고
도 8은 본 발명에 따른 활성 물질 중화 장치를 포함하는 밸러스트 수 처리 장치의 개략도이다.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-
1 밸러스트 수 처리 장치 10 활성 물질 중화 장치
20 하우징 30 130 전원 공급부
40 140 링형 지지부 50 150 자외선 발광 다이오드
60 광촉매 부재 70 세척 장치
100 모터 110 여과 장치
120 살균 장치 130 밸러스트 탱크
160 보호관
Claims (19)
- 일측에 활성 물질이 포함된 유체가 유입되는 유입관이 연결되고 타측에 상기 유체가 유출되는 유출관이 연결된 하우징;상기 하우징 내부에 설치되는 링형 지지부; 및상기 링형 지지부에 원주 방향으로 설치된 복수의 자외선 발광 다이오드를 포함하는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 링형 지지부는,상기 하우징 내부로부터 소정의 간격 이격되게 설치되는 지지링; 및상기 지지링을 상기 하우징 내부에 고정하기 위한 지지링 고정 부재를 포함하는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 하우징은,상기 링형 지지부가 설치되는 링형 지지부 설치관;유체흐름 방향으로 상기 링형 지지부 설치관의 전방측에 설치되되 전단면이 후단면보다 작은 단면을 갖는 원추형상의 전방연결관; 및유체 흐름 방향으로 상기 링형 지지부 설치관의 후방측에 설치되되 전단면이 후단면보다 넓은 단면을 갖는 원추형상의 후방 연결관을 포함하는, 활성물질 중화 장치.
- 제 3항에 있어서,상기 유입관, 상기 전방연결관, 상기 링형 지지부 설치관, 상기 후방 연결관 및 상기 유출관의 각각의 관 단부측에는 플랜지가 형성되며,상기 각각의 관의 연결은 서로 이웃하는 관의 플랜지를 상호 볼트 결합함으로써 달성되는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 복수의 자외선 발광 다이오드에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하며,상기 전원 공급부는 상기 하우징의 외측부 또는 상기 링형 지지부 중 어느 하나에 설치되는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 링형 지지부가 설치되는 하우징의 단면의 넓이는 상기 유입관 및 상기 유출관의 단면 넓이보다 넓도록 형성되는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 링형 지지부의 중심부는 상기 하우징 내부의 중심부에 위치되는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 링형 지지부는 상기 유체의 흐름에 수직하게 설치되는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 복수의 자외선 발광 다이오드는 상기 링형 지지부의 외향면 및 내향면에 설치되는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 복수의 자외선 발광 다이오드는 상기 링형 지지부 상에 일렬로 배열되는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 링형 지지부는 동심원으로 배열된 복수의 지지링으로 이루어지고,상기 자외선 발광 다이오드는 상기 복수의 지지링 각각에 설치되는 것을 특징으로 하는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 링형 지지부를 둘러싸는 중공의 링형 보호관을 더 포함하는, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 링형 지지부가 설치된 하우징의 내측면에는 자외선 발광 다이오드에 의하여 조사된 자외선에 의하여 산화 물질을 발생시키는 광촉매 부재가 배치되는, 활성물질 중화 장치.
- 제 13항에 있어서,상기 광촉매 부재는 TiO2가 도포된 금속판인, 활성물질 중화 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 링형 지지부의 외부에 부착되는 이물질을 제거하도록, 상기 링형 지지부의 중심부에 설치되는 회전축을 중심으로 회전 가능한 세척 브러쉬; 및상기 세척 브러쉬를 회전시키기 위한 회전 모터를 더 포함하는, 활성물질 중화 장치.
- 제 15항에 있어서,일측이 하우징의 내부면에 고정되고, 타측이 하우징의 중앙부로 연장되는 한쌍의 지지대;상기 한쌍의 지지대 타측에 회전 가능하게 설치되는 회전축; 및일단이 상기 회전축에 결합되며, 타단에는 링형 지지부측으로 연장된 연장부를 구비한 회전 몸체를 포함하고,상기 세척 브러쉬는 상기 회전 몸체의 연장부에 설치되는, 활성물질 중화 장치.
- 제 16항에 있어서,상기 세척브러쉬는 상기 링형 지지부의 내향면 및 외향면에 인접하도록 형성되는, 활성물질 중화 장치.
- 선박의 밸러스트 수를 저장하는 밸러스트 탱크;상기 밸러스트 탱크 내부의 밸러스트 수를 상기 선박 외부로부터 유출입하기 위한 밸라스트 펌프;상기 밸러스트 펌프에 의하여 상기 선박 외부로부터 유출입되는 밸러스트 수를 처리하기 위하여 상기 밸러스트 수에 활성 물질을 투여하는 살균 장치; 및상기 살균 장치로부터 투여되는 활성 물질을 중화하기 위한, 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 따른 활성 물질 중화 장치를 포함하는, 밸러스트 수처리 시스템.
- 제 18항에 있어서,밸러스트 수에 포함된 활성물질의 양을 측정하기 위한 활성물질 측정 장치를 더 포함하는, 밸러스트 수처리 시스템.
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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