KR20120017854A - Marine biofouling prevention - Google Patents

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KR20120017854A KR1020100080749A KR20100080749A KR20120017854A KR 20120017854 A KR20120017854 A KR 20120017854A KR 1020100080749 A KR1020100080749 A KR 1020100080749A KR 20100080749 A KR20100080749 A KR 20100080749A KR 20120017854 A KR20120017854 A KR 20120017854A
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박규원
박용석
김대원
김은찬
최학선
최진우
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(주) 테크로스
한국해양연구원
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for preventing marine biofouling is provided to prevent marine biofouling by generating oxygen and hydrogen gas. CONSTITUTION: An apparatus for preventing marine biofouling comprises a power supply unit and electrode units(200). The power supply unit generates currents. The electrode units are connected to the power supply unit. Each electrode unit has an anode(210) and a cathode(220). The anodes generate oxygen through the currents generated from the power supply unit, and the cathodes generate hydrogen.

Description

해양생물 부착방지 장치{MARINE BIOFOULING PREVENTION}Marine life adhesion prevention device {MARINE BIOFOULING PREVENTION}

본 발명은 선체에 고정한 전기분해장치를 이용하여 선체에 해양생물 부착을 방지하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for preventing marine organisms from adhering to the hull using an electrolysis device fixed to the hull.

상기 선박의 하부가 수중에 함침된 상태로 정박된 경우에 일정시간이 경과하면, 수중에서 서식하는 각종 해양생물(미생물, 해조류, 조개류 등)이 선체의 함침된 외면에 다량으로 부착된다.When a certain time elapses when the lower part of the vessel is anchored in the water, various marine organisms (microorganisms, algae, shellfish, etc.) inhabiting the water are attached in large quantities to the impregnated outer surface of the hull.

그러나, 상기와 같이, 선체의 함침된 외면에 각종 해상생물이 부착된 경우, 선박의 표면 저항력과 무게가 증가되면서, 선박의 운항 시 운행 속력이 떨어지고, 과다한 연료소비에 따른 운항비를 증가시키는 등의 심각한 문제점이 있다.However, as described above, when various marine organisms are attached to the outer surface of the hull, as the surface resistance and weight of the vessel is increased, the operating speed is lowered during the operation of the vessel, increasing the operating cost due to excessive fuel consumption, etc. There is a serious problem.

또한, 해상생물이 부착된 선체의 외면은 빨리 부식되는 문제점이 있다.In addition, the outer surface of the hull to which marine organisms are attached has a problem that quickly corroded.

도 1은 해양생물의 부착방지 장치를 장착하지 않고 해양에 방치한 구조물을 일정기간 경과한 결과물이다. Figure 1 is a result of a certain period of time after the structure left in the ocean without mounting the attachment device of marine life.

도1은 해양생물의 부착방지 장치를 장착하지 않은 선체의 보우 트러스터(Bow Thruster)를 형상화하여 해양에 3개월 가량 방치해놓은 선체로써 프로펠러(propeller])가 위치하는 내부에 해양생물로 가득 차여 있는 것을 확인할 수 있다. Figure 1 is a hull that is not equipped with a marine life prevention device (Bow Thruster) of the hull left for about three months in the hull is filled with marine life inside the propeller (propeller) is located You can see that.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 일반적으로 선박 선체에 방오 도료를 도장하여 해양 생물의 부착을 방지하는 방법은 Cu2O, TBT(Tributyltin) 등이 물에 용해되면서 발생되는 해양 생물의 회피를 이용한 방법을 사용하였으나, 이 경우에는 해양 생물 독성 등 2차적인 문제로 인하여 현재는 사용이 금지되고 있는 상황이다. In order to solve the above problems, a method of coating marine antifouling paints on ship hulls in order to prevent marine organisms from sticking to the marine hull is used by avoiding marine organisms generated by dissolving Cu2O and TBT (Tributyltin) in water. However, in this case, the use is currently prohibited due to secondary problems such as marine biotoxicity.

또한, 선박 선체 표면에 부착한 생물을 제거하는 생물 오손 제거 기술은 다방면으로 개발되어 상용화되어 왔으며, 물 분사 방식, 증기 분사 방식, 브러쉬 회전 방식, 수중 진공 흡착 방식 등의 방법이 다양하게 사용되고 있다. In addition, the biofouling removal technology for removing the organisms attached to the surface of the ship hull has been developed and commercialized in a variety of ways, and water injection method, steam injection method, brush rotation method, underwater vacuum adsorption method and the like are variously used.

이러한 방식은 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라, 해양부착물의 제거에 있어서도 일시적인 효과에 불과하여 장기적으로 그 효율성을 유지하기 어려운 실정이다.This method is not only costly, but also a temporary effect in the removal of marine deposits, it is difficult to maintain its efficiency in the long term.

또한, 이러한 기술은 선박이 독크로 이동한 후 부착 생물을 제거시키는 기술로 선박 독크 이동 후 정박 상태에서 생물 오손을 제거하기 전에는 선박 표면으로의 해양 생물 부착에 의한 운항 속도의 저하 및 선박 선체 오손 등의 문제를 가지고 있으며, In addition, this technique removes adherent organisms after the ship moves to the dock, and before the biological dock is removed from the anchored state after the ship dock is moved, the speed of operation and the ship hull damage due to the attachment of marine organisms to the surface of the ship are reduced. Have a problem with

더욱 심각한 문제는 외래 생물이 선박의 표면에 붙어 또는 부착되어 들어와서 해양 생태계를 교란시키고 생물 종의 다양성을 저해하고 있다는 문제가 있다. A more serious problem is that foreign organisms may be attached to or attached to the surface of the vessel, disrupting marine ecosystems and inhibiting biodiversity.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다양한 형태의 전기분해장치를 이용하여 다양한 위치에 용이하게 설치하여 해양생물 부착을 방지하는 것이다.Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is to easily install in various locations using various types of electrolysis device to prevent marine organisms.

본 발명의 한 특징에 따른 해양생물 부착방지 장치는 전류를 발생하는 전원부와;Marine life adhesion prevention device according to an aspect of the present invention and the power supply for generating a current;

상기 전원부와 연결되어 발생하는 전류를 통해 산소를 발생하는 양(+)극과 수소를 발생하는 음(-)극으로 구성하는 전극부를 선체 고정하여 형성하되, It is formed by fixing the electrode portion consisting of a positive electrode (+) for generating oxygen and a negative (-) electrode for generating hydrogen through the current generated in connection with the power source,

상기 전극부는 티타늄에 불용성을 유지하기 위해 전이금속으로 코팅하는 것을 특징으로 한다.The electrode portion is characterized in that the coating with a transition metal to maintain insolubility in titanium.

상기 특징에 따른 해양생물 부착방지 장치의 상기 산소 및 수소의 발생량은 전극에 공급하는 전류의 양에 따라 가변하는 것을 특징으로 한다.The generation amount of the oxygen and hydrogen of the marine organisms adhesion preventing device according to the above characteristics is characterized in that it varies according to the amount of current supplied to the electrode.

상기 특징에 따른 해양생물 부착방지 장치의 상기 전극부는 와이어형(Wire), 판형(panel), 및 매쉬형(Mesh) 중 어느 하나 이상으로 형성하는 것을 특징으로 한다.The electrode unit of the marine organisms attachment preventing device according to the above characteristics is characterized in that it is formed of any one or more of the wire (Wire), plate (mesh), and mesh (Mesh).

이러한 본 발명의 특징에 따르면, According to this aspect of the present invention,

본 발명은 다양한 형태로 형성할 수 있어 선박의 경우 보우 트러스터(Bow thruster), 프로펠러, 및 씨체스트와 같이 생물부착이 많은 부분을 선별하여 선택적으로 장착하여 해양생물 부착 방지를 증대시킬 수 있는 효과가 있다. The present invention can be formed in a variety of forms, in the case of ships (Bow thruster, propeller, and sea-stitch) to selectively attach a large portion of the bio-adhesive parts, such as the effect that can increase the prevention of marine life attachment There is.

또한, 본 발명은 산소 및 수소가스를 발생하여 해양에 장기간 방치되어 있는 선체에 생물 부착을 방지하여 방오 도료 사용에 의한 2차적 환경 오염을 막을 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of preventing the secondary environmental pollution by the use of antifouling paint by generating oxygen and hydrogen gas to prevent biological attachment to the hull that is left in the ocean for a long time.

도 1은 해양생물의 부착방지 장치를 장착하지 않고 해양에 방치한 구조물을 일정기간 경과한 결과물이다.
도 2는 본 발명에 따른 해양생물 부착방지 장치가 선체에 장착된 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 해양생물 부착방지 장치의 타입 형태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 해양생물 부착방지 장치를 장착하여 해양에 방치한 구조물을 일정기간 경과한 결과물이다. Figure 1 is a result of a certain period of time after the structure left in the ocean without mounting the attachment device of marine life.
2 is a view attached to the hull is a marine life prevention apparatus according to the present invention.
3 and 4 is a view showing the type of the marine life prevention apparatus according to the present invention.
5 is a result of a certain period of time after the structure left in the sea by mounting the marine life prevention apparatus according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 해양생물의 부착방지 장치가 선체에 장착된 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 해양생물의 부착방지 장치의 타입 형태를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명에 따른 해양 생물의 부착방지 장치를 장착하여 해양에 방치한 구조물을 일정기간 경과한 결과물이다.2 is a view showing a marine life attachment prevention device according to the invention mounted on the hull, Figures 3 and 4 is a view showing the type of the marine life attachment prevention device according to the present invention. Figure 5 is a result of a certain period of time after the structure left in the sea by mounting the attachment device of the marine life according to the present invention.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 해양생물 부착방지 장치는 전원부(100) 및 전극부(200)로 형성한다. As shown in Figures 2 to 5, marine life adhesion prevention apparatus according to the present invention is formed of the power supply unit 100 and the electrode unit 200.

전원부(100)는 전류를 발생하는 구성으로 선체(300)내부에 형성한다. The power supply unit 100 is formed in the hull 300 to generate a current.

이때, 상기 전원부(100)가 발생하는 전류의 양에 따라 연결된 전극부(200)의 산소 및 수소의 발생량을 조절할 수 있다. At this time, the generation amount of oxygen and hydrogen of the connected electrode unit 200 may be adjusted according to the amount of current generated by the power supply unit 100.

또한, 상기 전원부(100)가 공급하는 공급전류는 전류밀도가 적어도 0.001A/cm2 내지 0.3A/cm2으로 수소는 약 0.418LA/Hr, 산소는 약 0.209LA/Hr의 발생속도로 전류밀도를 적용하면 수소는 단위면적 시간당 0.000418 L/cm2/Hr 내지 0.1254 L/cm2/Hr로 발생하고, 산소는 단위면적 시간당 0.000209 L/cm2/Hr 내지 0.0627 L/cm2/Hr로 발생한다. In addition, the supply current supplied by the power supply unit 100 has a current density of at least 0.001 A / cm 2 to 0.3 A / cm 2, and the current density is applied at a generation rate of about 0.418 LA / Hr for hydrogen and about 0.209 LA / Hr for oxygen. Hydrogen is generated from 0.000418 L / cm 2 / Hr to 0.1254 L / cm 2 / Hr per unit area hour, and oxygen is generated from 0.000209 L / cm 2 / Hr to 0.0627 L / cm 2 / Hr per unit area hour.

상기 전극부(200)는 상기 전원부(100)와 연결되어 발생하는 전류를 통해 산호를 발생하는 양극(210)과 수소를 발생하는 음극(220)으로 구성하여 선체(300) 표면 또는 해양 생물이 잘 부착되는 보우 트러스터(Bow thruster), 프로펠러, 및 씨체스트와 같은 장소에 고정하거나, 선체(300)외주면에 고정할 수 있다. The electrode unit 200 is composed of a positive electrode 210 for generating coral and a negative electrode 220 for generating hydrogen through a current generated by being connected to the power supply unit 100, so that the surface of the hull 300 or a marine life is well formed. It may be fixed at a place such as a bow thruster, a propeller, and a sea chest to be attached, or may be fixed to an outer circumferential surface of the hull 300.

이때, 전극부(200)는 선체에 고정하여 설치하기 용이하도록 와이어형(Wire), 판형(panel), 및 매쉬형(Mesh) 중 어느 하나 이상으로 형성한다.At this time, the electrode unit 200 is formed of any one or more of a wire (wire), a plate (panel), and a mesh (Mesh) to be fixed to the hull for easy installation.

또한, 전극부(200)는 양극(+, 210)과 음극(-, 220)을 한 쌍으로 이뤄 설치하되 설치 수는 한정하지 아니하고 사용자 지정으로 용이하게 형성할 수 있다. In addition, the electrode unit 200 may be installed as a pair of anodes (+, 210) and cathodes (-, 220), but the number of installations may be easily formed by user designation.

상기 전원부(100)에서 공급되는 전류에 의해 전극부(200)에서 발생하는 가스기포는 선체(300)에 생물 부착을 방해하고, 대기중으로 휘발한다. The gas bubbles generated in the electrode part 200 by the current supplied from the power supply part 100 hinder the adhesion of the organism to the hull 300 and volatilize into the atmosphere.

이때, 상기 전극부(200)는 티타늄에 불용성을 유지하기 위해 전이금속으로 코팅한다.In this case, the electrode unit 200 is coated with a transition metal to maintain insolubility in titanium.

상기 전극부(200) 제조방법에서, 상기 전극부(200)는 티타늄 와이어(Titanium wire)로 타타늄 그레드(Grade) 1, 2로 사용할 수 있으며, 그 중 그레드1이 직경 0.5 내지 1mm로 샌드 블라스터로 35 내지 80mesh 블라스팅하고 염산, 황산, 가성소다 등으로 에칭(Etcing)을 실시하고 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 백금(Pt)등 백금족 화합물과 첨가제로는 티타늄(Ti), 탄탈럼(Ta), 납(Nb)등을 첨가한 코팅용액을 3 내지 8um코팅 소성하여 산화물로 전극을 제작한다. In the manufacturing method of the electrode unit 200, the electrode unit 200 may be used as titanium wire (Grade) 1, 2 of the titanium wire (Trade Grade 1), of which the gold 1 of 0.5 to 1mm in diameter Blasting 35 to 80mesh with sandblasting and etching with hydrochloric acid, sulfuric acid, caustic soda A coating solution containing rum (Ta), lead (Nb), and the like is coated with a 3 to 8 um coating firing to prepare an electrode from an oxide.

또한, 상기 전원부(100)가 발생하는 전류를 전극부(200)에 인가하는 방식은 스위치 정류기를 이용하여 양극(210)과 음극(220)을 주기적으로 극을 전환하여 스케일에 의한 전기분해 효율의 저하를 방지한다. In addition, the method of applying the current generated by the power supply unit 100 to the electrode unit 200 is a switch rectifier of the anode 210 and the cathode 220 by periodically switching the poles of the electrolysis efficiency by the scale Prevent degradation.

도 2는 보우 트러스터와 같은 특수한 위치에 선체 고정형 해양생물 부착방지 장치를 고정하는 모습을 나타내며, 해양생물은 보우 트러스터(Bow thruster), 프로펠러, 및 씨체스트와 같은 장소뿐만 아니라, 함침된 선체(300) 외주면에도 해양생물이 부착할 수 있어 이를 방지하기 위한 전극부(200)의 고정모습은 도 3 및 도 4와 같다. Figure 2 shows the fixing of the hull-mounted marine life prevention device in a special position, such as bow thrusters, marine life is not only places such as bow thruster, propeller, and sea chest, but also impregnated hull Marine life may be attached to the outer circumferential surface (300) The fixed shape of the electrode unit 200 to prevent this is the same as FIG. 3 and FIG.

도 3 및 도 4는 평평한 선체(300)에 설치할 수 있는 판형(Panel)타입으로 설치하되 설치되는 위치나 설치방법에 따라 전극부 지지부재(310)를 용이하게 구비할 수 있으며, 이때, 상기 전극부 지지부재는(310)은 전류가 흐르지 않은 부도체인 것이 바람직하다. 3 and 4 are installed in a plate type (Panel) type that can be installed on the flat hull 300 can be easily provided with an electrode support member 310 according to the installation position or installation method, wherein, the electrode The secondary support member 310 is preferably an insulator through which no current flows.

또한, 상기 전극부(200)의 전극 간격유지는 비전도성 스페이서(230)를 사용하여 간격을 유지할 수 있다. In addition, the electrode gap maintenance of the electrode unit 200 may be maintained by using the non-conductive spacer 230.

상기와 같이 본 발명의 실시 예의 선체 고정형 선체 고정형 해양생물 부착방지 장치의 기능을 입증하기 위해 해양생물 부착방지 장치를 장착한 구조물을 일정기간 경과한 결과물로, 도 5와 같이 각각 1개월, 및 3개월 경과된 상태를 보면 도1과 비교하여도 해양생물의 부착되지 않을 것을 확인할 수 있다. In order to prove the function of the hull fixed hull fixed marine life attachment prevention device of the embodiment of the present invention as described above as a result of a certain period of time, the structure equipped with a marine life attachment prevention device, as shown in Figure 5, respectively, 1 month, and 3 Looking at the elapsed months, even when compared with Figure 1 it can be seen that the marine life is not attached.

본 발명은 다양한 형태로 형성할 수 있어 선박의 경우 보우 트러스터(Bow thruster), 프로펠러, 및 씨체스트와 같이 생물부착이 많은 부분을 선별하여 선택적으로 장착하여 해양생물 부착 방지를 증대시킬 수 있는 효과가 있으며, 산소 및 수소가스를 발생하여 해양에 장기간 방치되어 있는 선체에 생물 부착을 방지하여 방오 도료 사용에 의한 2차적 환경 오염을 막을 수 있는 효과가 있다.The present invention can be formed in a variety of forms, in the case of ships (Bow thruster, propeller, and sea-stitch) to selectively attach a large portion of the bio-adhesive parts, such as the effect that can increase the prevention of marine life attachment There is an effect of preventing the secondary environmental pollution by the use of antifouling paint by preventing the adhesion of the organism to the hull that is left in the ocean for a long time by generating oxygen and hydrogen gas.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of course, this is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the equivalents as well as the claims to be described later.

100 : 전원부 200 : 전극부
210 : 양극 220 : 음극
230 : 스페이서 300 : 선체
310 : 전극부 지지부재100: power supply portion 200: electrode portion
210: anode 220: cathode
230: spacer 300: hull
310: electrode support member

Claims (3)

해양생물의 부착방지 장치에 있어서,
전류를 발생하는 전원부와;
상기 전원부와 연결되어 발생하는 전류를 통해 산소를 발생하는 양(+)극과 수소를 발생하는 음(-)극으로 구성하는 전극부를 선체 고정하여 형성하되,
상기 전극부는 티타늄에 불용성을 유지하기 위해 전이금속으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 해양생물 부착방지 장치.In the attachment device of marine life,
A power supply unit for generating a current;
It is formed by fixing the electrode portion consisting of a positive electrode (+) for generating oxygen and a negative (-) electrode for generating hydrogen through the current generated in connection with the power source,
The electrode unit is attached to the marine life, characterized in that the coating with a transition metal to maintain insolubility in titanium. 제1항에 있어서,
상기 산소 및 수소의 발생량은 전극에 공급하는 전류의 양에 따라 가변하는 것을 특징으로 하는 해양생물 부착방지 장치.The method of claim 1,
The generation amount of the oxygen and hydrogen is marine organisms adhesion prevention device, characterized in that the variable according to the amount of current supplied to the electrode. 제1항에 있어서,
상기 전극부는 와이어형(Wire), 판형(panel), 및 매쉬형(Mesh) 중 어느 하나 이상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 해양생물 부착방지 장치. The method of claim 1,
The electrode unit is attached to the marine life, characterized in that formed in at least one of the wire (panel), plate (mesh) (mesh) (Mesh).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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