KR20100120946A - 전기분해방식의 선박평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 분해 방식의 선박 평형수 처리 장치와 연결되어 상기 선박 평형수 처리 장치로부터 전해수를 공급받아 상기 전해수에 포함된 수소 가스를 분리한 다음, 상기 분리된 수소 가스의 폭발 위험성을 줄일 수 있도록 외부 공기와 혼합하여 배출시킬 수 있도록 하는 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치에 관한 것이다.

상기 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치는, 내부에 전해수가 충진되는 전해수 수소 분리챔버; 전해수 유입관의 일측 끝단부와 연결되어 상기 전해수 수소 분리챔버에 충진된 전해수에 침수되도록 전해수 수소 분리챔버 내에 삽입되는 전해수 유입구; 상기 전해수 수소 분리챔버의 일측면 하단부와 연결된 전해수 주입관 상에 설치되는 전해수 주입펌프; 상기 전해수 수소 분리챔버의 상부면 일측에 설치되는 가스 배출관; 상기 가스 배출관 상에 설치되는 기류 유인수단; 및 상기 기류 유인수단과 연결되는 송풍기;를 포함하여 구성된다.

전해수, 선박, 평형수, 수소 분리, 기류 유인수단, 분리장치

Description

전기분해방식의 선박평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치{Hydrogen Gas Separator of the Electrolytic Water for Electrolysis Ballast Water Treatment Equipment }

본 발명은 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 분해 방식의 선박 평형수 처리 장치와 연결되어 상기 선박 평형수 처리 장치로부터 전해수를 공급받아 상기 전해수에 포함된 수소 가스를 분리한 다음, 상기 분리된 수소 가스의 폭발 위험성을 줄일 수 있도록 외부 공기와 혼합하여 배출시킬 수 있도록 하는 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치에 관한 것이다.

이하, 배경기술과 그 문제점에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 통상적인 전해수 수소 분리장치는, 내부에 전해수가 충진 되는 전해수 수소 분리챔버와, 상기 전해수 수소 분리챔버의 타측 상단에 설치되어 전해수 유입관의 일측 끝단부와 연결되는 전해수 유입구와, 상기 전해수 수소 분리챔버의 일측면 하단부와 연결된 전해수 주입관 상에 설치되는 전해수 주입펌프와, 상기 전해수 수소 분리챔버의 상부면에 설치되는 가스 배출관과, 상기 전해수 수소 분리 챔버의 타측면 하단에 설치되는 수위계와, 상기 수위계와 연결되도록 전해수 주입관 상에 설치되는 수위 조절밸브를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 통상적인 전해수 수소 분리장치는, 전해수 유입관 및 전해수 유입구를 통해 전해수 수소 분리챔버 내부에 전해수가 충진되며, 상기 전해수 수소 분리챔버 내부에 충진된 전해수에 포함된 수소 가스는 전해수 수소 분리챔버 내부의 상부 공간 즉, 전해수가 충진되지 않은 공간에서 자동적으로 기액 분리되어 전해수 수소 분리챔버의 상부면에 별도의 밸브나 장치가 없이 개방되어 있는 가스 배출관을 통해 전해수 수소 분리챔버 내부에 수소 가스가 축적되지 않고 전해수 수소 분리챔버 외부로 배출되도록 한다.

그리고 부가적으로 전해수 수소 분리챔버 내의 수소 가스의 희석을 위하여 전해수 수소 분리챔버의 전해수가 충진되지 않은 상부 공간에는 전해수 수소 분리챔버 내부로 외부의 공기를 공급할 수 있는 송풍기(도시되지 않음)가 설치되어 외부의 공기를 수소 가스와 혼합하여 수소 가스를 희석시켜 수소 가스의 폭발 위험을 줄인 후 가스 배출관을 통해 외부로 배출할 수 있도록 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 통상적인 전해수 수소 분리장치는 송풍기에 의해 수소 가스의 희석을 위하여 전해수 수소 분리챔버 내부에 외부 공기를 공급함으 로써 외부 공기가 전해수 수소 분리챔버 내부에 충진된 전해수와 직접적으로 접촉하게 됨으로써 외부 공기에 의해 전해수 수소 분리챔버 내부에 충진된 전해수가 오염된다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 상기 송풍기가 작동됨에 따라 전해수 수소 분리챔버 내부로 공급되는 외부 공기에 의해 전해수 유입구를 통해 전해수 수소 분리챔버 내부로 유입되는 전해수가 비말 동반된다는 문제점이 있었다.

또한, 전해수 수소 분리장치의 외부 선박 운항 중 전해수 수소 분리챔버 내부에 충진된 전해수의 출렁임에 의해 전해수가 송풍기로 역류하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 상기 전해수가 가스 배출관으로 캐리오버(Carry-over)되는 현상이 발생된다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 수소가스를 희석시키기 위하여 공급되는 외부 공기와 전해수가 직접적으로 접촉되지 않도록 하여 외부 공기에 의하여 전해수 수소 분리챔버 내부에 충진된 전해수가 오염되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 전해수 수소 분리챔버 내부에 충진된 전해수 수위의 출렁임을 대폭 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전해수 유입구를 통해 전해수 수소 분리챔버 내부로 유입되는 전해수가 수소 탈기 과정에서 비말 동반되어 가스 배출관을 통해 배출되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 선박의 운항 여건에 따른 전해수 수면의 출렁임과 비산을 완화하여 전해수가 가스 배출관으로 캐리오버(Carry-over)되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 전해수가 충진되는 전해수 수소 분리챔버; 전해수 유입관의 일측 끝단부와 연결되어 상기 전해수 수소 분리챔버에 충진된 전해수에 침수되도록 전해수 수소 분리챔버 내에 삽입되는 전해수 유입 구; 상기 전해수 수소 분리챔버의 일측면 하단부와 연결된 전해수 주입관 상에 설치되는 전해수 주입펌프; 상기 전해수 수소 분리챔버의 상부면 일측에 설치되는 가스 배출관; 상기 가스 배출관 상에 설치되는 기류 유인수단; 및 상기 기류 유인수단과 연결되는 송풍기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치를 제공하는 것이다.

상기 전해수 수소 분리챔버의 하단부 일측에는 전해수 수소 분리챔버로부터 주입펌프로 가스 기포가 유입되는 것을 방지하기 위한 기포 유입 방지 격막판이 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 전해수 수소 분리챔버의 내부에는 전해수의 수면 전체를 덮을 수 있도록 다수개의 플로팅 볼이 더 삽입될 수 있다.

여기서, 상기 기류 유인수단은, 가스배출 배관과 양측이 연통되도록 연결되는 믹싱 챔버; 및 송풍기와 덕트에 의해 연결되어 상기 믹싱 챔버 내부에 삽입되는 노즐로 구성되는 것이 바람직하다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 일실시예에 의한 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치는, 송풍기에 의해 공급되는 외부 공기가 전해수와 직접적으로 접촉되지 않도록 함으로써 외부 공기로 인하여 전해수가 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 기류 유인수단에 의한 감압작용에 의하여 전해수에 포함된 수소가스가 유인되어 보다 효과적으로 배출될 수 있도록 하고, 전 해수 유입구가 전해수에 침수되도록 설치됨으로써 전해수를 충진할 시에 전해수 수소 분리챔버 내부에 충진된 전해수 수위의 흔들림을 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수소가스의 탈기 과정에서 전해수가 비말 동반되어 가스 배출관으로 배출되는 현상을 최소화할 수 있으며, 다수개의 플로팅 볼 전해수의 수면 전체를 덮고 있음으로써 수면에서 기포가 박리될 때 동반되는 전해수의 흐름을 차단하는 기능을 할 뿐만 아니라, 선박의 운항 여건에 따른 전해수 수면의 출렁임과 비산을 완화하여 가스 배출관으로 전해수가 캐리오버(Carry-over)되는 현상을 방지할 수 있도록 하여 성능을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있어 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위하여 종래의 전해수 수소분리장치와 동일 유사한 부분에 있어서는 동일한 도면 부호를 부여하였다.

도 2는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치를 설명하기 위한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 기류 유인수단의 상세도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 일실시예에 의한 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치(1)는, 전해수 수소 분리챔버(10), 전해수 유입구(11), 전해수 주입펌프(12), 가스 배출관(13), 기류 유인수단(14), 송풍기(15), 수위 조절밸브(16), 수위계(17)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치(1)의 전해수 수소 분리챔버(10)는 내부에 전해수가 충진된다.

상기 전해수 유입구(11)는 전기 분해방식의 선박 평형수 처리장치(도시되지 않음)와 타측 끝단부가 연결된 전해수 유입관(18)의 일측 끝단부와 연결되어 상기 전해수 수소 분리챔버(10)에 충진된 전해수에 침수되도록 전해수 수소 분리챔버(10) 내에 삽입된다.

상기 전해수 주입펌프(12)는, 상기 전해수 수소 분리챔버(10)의 일측면 하단부와 연결된 전해수 주입관(19) 상에 설치된다.

상기 가스 배출관(13)은 상기 전해수 수소 분리챔버(10)의 상부면 일측에 설치된다.

상기 기류 유인수단(14)은 상기 가스 배출관(13) 상에 설치된다.

상기 송풍기(15)는 상기 기류 유인수단(14)과 연결되도록 전해수 수소 분리챔버(10)의 외부에 설치된다.

상기 수위 조절밸브(16)는, 일측 끝단부가 전해수 유입구(11)와 연결된 전해수 유입관(18) 상에 설치된다.

상기 수위계(17)는 상기 전해수 수소 분리챔버(10)와 연결되고, 상기 수위 조절밸브(16)와도 연결된다.

상기 기류 유인수단(14)에 대하여 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 기류 유인수단(14)은, 가스배출 배관(13)과 양측이 연통되도록 연결되는 믹싱 챔버(140)와, 상기 송풍기(15)와 덕트(150)에 의해 연결되어 상기 믹싱 챔버(140) 내부에 삽입되는 노즐(141)로 구성된다.

여기서, 상기 믹싱 챔버(140)는 필요에 따라서 도 3의 a에 도시된 바와 같이 타측에 가스 배출구(140a)가 형성되며, 하단부에 가스 유입구(140b)가 형성되도록 'ㄱ'자 형태로 형성될 수 있으며, 도 3의 b에 도시된 바와 같이 상단부에 가스 배출구(140a)가 형성되며, 하단부에 가스 유입구(140b)가 형성되도록 직선 형태로도 형성될 수 있다.

또한, 상기 전해수 수소 분리챔버(10)의 하단부 일측에는 전해수 주입펌 프(12)를 작동시켜 전해수 수소 분리챔버(10) 내부의 전해수를 전해수 주입관(19)을 통해 배출할 시에 전해수 수소 분리챔버(10)로부터 전해수 주입펌프(12)로 수소가스 기포가 유입되는 것을 방지하기 위한 기포 유입 방지 격막판(20)이 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 전해수 수소 분리챔버(10)의 내부에는 전해수의 수면 전체를 덮을 수 있도록 다수개의 플로팅 볼(21)이 더 삽입될 수 있다.

다시, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예에 의한 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치의 작용 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 전해수 유입관(18) 상에 설치된 수위 조절밸브(16)가 개방되면, 전해수 수소 분리챔버(10) 내부에는 전해수 유입관(18) 및 전해수 유입구(11)를 통해 전기 분해방식의 선박 평형수 처리장치(도시되지 않음)로부터 수소가스가 포함된 전해수가 일정 수위가 될 때까지 충진된다.

상기와 같이 전해수 수소 분리챔버(10)에 전해수가 충진되면, 상기 전해수 수소 분리챔버(10)의 상부 공간, 즉 전해수가 충진되지 않은 빈 공간에서는 전해수에 포함된 수소가스가 자동적으로 기액 분리되며, 상기와 같이 분리된 수소 가스는 전해수 수소 분리챔버(10)의 내부와 외부의 압력 차이에 의해 자동적으로 가스 배출관(13)으로 배출된다.

상기와 같이 가스 배출관(13)으로 배출된 수소 가스는 가스 배출관(13) 상에 설치된 기류 유인수단(14)의 믹싱 챔버(140) 내부로 유입되며, 상기 믹싱 챔버(140) 내부에는 송풍기(15)가 작동됨에 따라 노즐(141)을 통해 외부의 공기가 빠른 유속으로 유입되어 상기 믹싱 챔버(140) 내부에 유입된 수소 가스와 혼합되어 믹싱 챔버(140)의 가스 배출구(140a)와 연결된 가스 배출관(13)을 통하여 외부로 배출된다.

여기서, 상기 송풍기(15)에 의해 덕트(150) 내부로 공급되는 외부 공기는 노즐(141)을 통해 믹싱 챔버(140) 내부로 유속이 증가하면서 공급됨에 따라 믹싱 챔버(140) 내부 압력을 감압시키게 됨으로써 전해수에 포함된 수소가스를 유인하여 보다 효과적으로 가스 배출관(13) 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 작용을 하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 일실시예에 의한 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치(1)는 전해수로부터 분리된 수소가스를 희석시키기 위하여 송풍기(15)에 의해 공급되는 외부공기가 전해수 수소 분리챔버(10) 내부로 직접 공급되지 않고 기류 유인수단(14)의 믹싱 챔버(140) 내부로 공급됨으로써 외부 공기와 전해수의 직접적인 접촉이 발생되지 않아 외부 공기에 의해 전해수의 오염을 방지할 수 있도록 한다.

그리고 전해수를 사용하기 위하여 전해수 주입펌프(12)를 작동시키게 되면, 전해수 수소 분리챔버(10) 내부에 충진된 전해수가 전해수 주입관(19)을 통해 공급처로 배출되어 주입되되, 상기 전해수 주입펌프(12)가 작동됨에 따라 전해수 수소분리챔버(10) 외부로 배출되는 전해수는 전해수 주입관(19)으로 배출되기 전에 전 해수 수소 분리챔버(10) 내부에 설치된 기포 유입방지 격막판(20)을 통과한 후 전해수 주입관(19)으로 배출되도록 함으로써 수소가스가 전해수 주입펌프(12)로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

상기와 같이 전해수 주입펌프(12)에 의해 전해수 수소 분리챔버(10) 내부에 충진된 전해수가 전해수 주입관(19)을 통해 배출되어 수위계(17)에 의해 전해수 수소 분리챔버(10)에 충진된 전해수의 수위가 세팅된 높이 이하인 것으로 감지되면 상기 수위계(17)에 의해 수위 조절밸브(16)가 개방되어 전해수 유입관(18) 및 전해수 유입구(11)를 통해 전해수 수소 분리챔버(10) 내부로 전해수가 유입된다.

여기서, 상기 전해수 유입구(11)는 전해수에 침수되도록 전해수 수소 분리챔버(10) 내에 삽입되어 있으므로 전해수 유입구(11)를 통해 전해수가 전해수 수소 분리챔버(10) 내부로 공급될 시에 전해수 수소 분리챔버(10) 내부에 충진된 전해수 수위의 흔들림을 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수소가스의 탈기 과정에서 전해수가 비말 동반되어 가스 배출관(13)으로 배출되는 현상을 최소화할 수 있도록 한다.

또한, 상기 전해수 수소 분리챔버(10)의 내부에는 전해수의 수면 전체를 덮을 수 있도록 다수개의 플로팅 볼(21)이 더 삽입됨으로써 전해수 수면에서 기포가 박리될 때 동반되는 전해수의 흐름을 차단하는 기능을 할 뿐만 아니라, 선박의 운항 여건에 따른 전해수 수면의 출렁임과 비산을 완화하여 가스 배출관(13)으로 전해수가 캐리오버(Carry-over)되는 현상을 방지할 수 있도록 한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 전기분해방식의 선박평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치를 설명하기 위한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치를 설명하기 위한 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 기류 유인수단의 상세도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 전해수 수소 분리챔버 (11) : 전해수 유입구

(12) : 전해수 주입펌프 (13) : 가스 배출관

(14) : 기류 유인수단 (15) : 송풍기

(16) : 수위 조절밸브 (17) : 수위계

(18) : 전해수 유입관 (19) : 전해수 주입관

(20) : 기포 유입 방지 격막판 (21) : 플로팅 볼

(140) : 믹싱 챔버 (140a) : 가스 배출구

(140b) : 가스 유입구 (141) : 노즐

(150) : 덕트

Claims (4)

1. 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치에 있어서,

   내부에 전해수가 충진되는 전해수 수소 분리챔버;

   전해수 유입관의 일측 끝단부와 연결되어 상기 전해수 수소 분리챔버에 충진된 전해수에 침수되도록 전해수 수소 분리챔버 내에 삽입되는 전해수 유입구;

   상기 전해수 수소 분리챔버의 일측면 하단부와 연결된 전해수 주입관 상에 설치되는 전해수 주입펌프;

   상기 전해수 수소 분리챔버의 상부면 일측에 설치되는 가스 배출관;

   상기 가스 배출관 상에 설치되는 기류 유인수단; 및

   상기 기류 유인수단과 연결되는 송풍기;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치.
2. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 전해수 수소 분리챔버의 하단부 일측에는 전해수 수소 분리챔버로부터 주입펌프로 가스 기포가 유입되는 것을 방지하기 위한 기포 유입 방지 격막판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치.
3. 청구항 제 2 항에 있어서,

   상기 전해수 수소 분리챔버의 내부에는 전해수의 수면 전체를 덮을 수 있도록 다수개의 플로팅 볼이 더 삽입되는 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치.
4. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 기류 유인수단은,

   가스배출 배관과 양측이 연통되도록 연결되는 믹싱 챔버; 및

   송풍기와 덕트에 의해 연결되어 상기 믹싱 챔버 내부에 삽입되는 노즐로 구성된 것을 특징으로 하는 전기분해방식의 선박 평형수 처리장치의 전해수 수소 분리장치.

Images