KR20140121131A - 선박 평형수 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 독성 물질의 생성이 없으며, 처리 효율이 높은 선박 평형수 처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 선박의 평형을 유지하기 위하여 선박 외부에서 유입 유출되는 평형수의 처리를 위한 선박 평형수 처리 장치에 있어서, 평형수가 유입하여 저장 탱크로 안내하는 주배관; 상기 주배관에 설치되어 평형수를 흡입하여 주배관으로 이송하는 펌프; 상기 펌프 후단 주배관에 설치되어 주배관에 흐르는 평형수에 초음파를 방사하는 초음파 장치; 상기 초음파 장치 후단에 설치되어 평형수를 필터링하는 필터; 상기 필터 후단에 설치되어 와류를 형성하는 제1와류발생부; 상기 제1와류발생부 후단에 설치되어 평형수를 이온처리하는 이온활수장치; 및 상기 이온활수장치 후단에 설치되어 평형수를 소독하여 평형수를 평형수 저장 탱크로 안내하는 UV살균장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박 평형수 처리 장치{Ballast water treatment apparatus}
본 발명은 선박 평형수 처리 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 친환경적이면서 살균력이 우수한 선박 평형수 처리 장치에 관한 것이다.
선박 평형수는 선박으로부터 화물을 하역시킨 상태 또는 선박에 적재된 화물의 량이 매우 적은 상태에서 선박을 운행할 경우, 선박이 균형을 잃는 것을 방지할 수 있도록 선박 하단 양측에 형성된 저장탱크의 내부에 채우는 부력조정용 담수 또는 해수를 의미한다.
상기와 같은 선박 평형수에는 선박 평형수를 채운 지역의 담수나 해수가 사용되므로, 해당 지역의 단수 또는 해수에 포함된 병원성균 및 플랑크톤 등의 각종미생물이 서식하고 있으므로, 이를 별도의 처리 없이 타지역의 담수 또는 해안으로 배출시킬 경우 선박 평형수로 인한 심각한 해양오염 및 생태계 파괴를 유발시킬 우려가 있다.
이러한 상황에 입각하여, 1996년 미국에서는 국가 침입종 법률을 제정함으로서, 외래종을 침입자로 규정하여 선박 평형수에 대한 관리와 통제를 의무화 하였으며, 호주에서는 검역법을 개정하여 선박 평형수를 검역대상이 되는 수입화물로 규정하고 직접 검역을 실시하고 있다.
한편, 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)에서는 2004년 2월 국제협약을 체결하여 2009년부터 순차적으로 선박평형수의 살균처리에 필요한 장치를 선박에 탑재토록 하였으며, 이를 위반할 시에는 해당 선박의 입항을 전면 금지하도록 하였다.
따라서, 최근에 들어 선박평형수를 처리하기 위한 다양한 기술개발이 이루어지고 있는바, 예를 들면 등록특허 제769834호 및 등록특허 제802889호에 개시된 바와 같이, 오존 또는 전기분해를 이용한 선박 평형수의 살균 및 정화처리 기술을 들 수 있다.
상기와 같이 오존을 이용한 종래의 선박 평형수 처리 장치는 살균처리 자체의 효율은 우수하나 살균 처리과정에서 총잔류 산화물과 같은 독성물질이 생성되는 경우도 있으며, 이 독성물질은 보통 1일 ~ 5일정도 시간이 지나면 자연적으로 분해되기 때문에 장거리 운항을 하는 선박의 경우에는 문제가 되지는 않지만, 단거리 운항 또는 독성물질이 분해되지 않은 시점에서 선박 평형수를 배출해야하는 비상상황의 경우에는 문제가 될 수도 있다.
따라서, 독성물질을 생성하지 않으면서, 살균특성이 높은 새로운 방식의 평형서 처리 장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 독성 물질의 생성이 없으며, 처리 효율이 높은 선박 평형수 처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 선박의 평형을 유지하기 위하여 선박 외부에서 유입 유출되는 평형수의 처리를 위한 선박 평형수 처리 장치에 있어서, 평형수가 유입하여 저장 탱크로 안내하는 주배관; 상기 주배관에 설치되어 평형수를 흡입하여 주배관으로 이송하는 펌프; 상기 펌프 후단 주배관에 설치되어 주배관에 흐르는 평형수에 초음파를 방사하는 초음파 장치; 상기 초음파 장치 후단에 설치되어 평형수를 필터링하는 필터; 상기 필터 후단에 설치되어 와류를 형성하는 제1와류발생부; 상기 제1와류발생부 후단에 설치되어 평형수를 이온처리하는 이온활수장치; 및 상기 이온활수장치 후단에 설치되어 평형수를 소독하여 평형수를 평형수 저장 탱크로 안내하는 UV살균장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 외부의 공압을 이용하여 충격파 또는 버블을 발생하는 충격파 발생기를 더 포함하며, 상기 충격파 발생기에서 발생된 충격파 또는 버블을 상기 필터와 상기 제1와류발생부 사이의 주배관과 상기 제1와류발생부의 측면과 상기 제2와류발생부의 측면에 각각 공급하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 제2와류발생부와 상기 UV살균장치 사이의 주배관에는 스케일제거장치가 설치되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 펌프 이전의 주배관에서 분지하여 상기 필터와 상기 상기 충격파 또는 버블이 공급되는 주배관 전단에 연결되는 바이패스관과 상기 충격파 또는 버블이 공급되는 주배관 후단과 제1와류발생부 사이에 설치되는 주밸브를 더 포함하여, 상기 충격파 발생기에 의하여 상기 필터를 역세척하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 초음파 발생기 후단의 주배관은 자화기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는 상기 필터와 상시 제1와류발생부 사이에는 주배관을 개폐하는 주밸브가 설치되며, 상기 UV살균장치는 오존 발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박 평형수 처리 장치는 선박 평형수를 통상의 필터, 이온활수장치, 스케일제거장치 및 UV살균장치를 이용하여 처리하고, 상기 장치들과 연계하여 공기 충격파 및 공기 버블을 추가하여 높은 수처리 효율과 별도의 유해물 생성이 없어 친환경적인 선박 평형수 처리 장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박 평형수 처리 장치의 계통도이며,
도 2는 도 1에 도시된 와류발생부의 구성도이다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 선박 평형수 처리 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유입구(1)에 연결되는 주배관(10)과 상기 주배관(10)에 설치되는 펌프(11), 초음파 장치(20), 필터(30), 제1와류발생부(40), 이온활수장치(50), 제2와류발생부(60), 스케일제거장치(70), UV살균장치(80), 평형수 저장 탱크에 처리수를 배출하는 유출구(2)를 포함하여 구성되며, 상기 주배관(10)의 다수의 지점에 충격파를 공급하는 충격파 발생기(90), 상기 주배관(10) 측면에 분지되는 바이패스관(12)을 포함하여 구성된다.
먼저 평형수는 상기 유입구(1)를 통하여 주배관(10)에 유입된다. 물론 상기 주배관(10)의 입구에는 펌프(11)가 설치되어 상기 유입구(1)를 통하여 평형수를 흡입하여 주배관(10)으로 이송한다.
상기 펌프(11)는 통상의 펌프 구성이며, 처리 용량에 따라 해당 용량을 결정하며, 후단에 위치 부재들에 의하여 발생하는 저항의 정도에 따라 가동 압력을 설정하여 구동한다.
한편, 상기 펌프(11)의 후단의 주배관(10)에는 초음파 장치(20)가 설치된다. 상기 초음파 장치(20)는 초음파 발진기와 초음파 진동자로 구성되며, 상기 초음파 진동자는 상기 주배관(10) 외부를 감싸는 형태로 구현되며, 역시 통상의 구성으로 상기 주배관(10) 내부에 초음파를 전파하여 평형수 내부에 존재하는 미생물 등을 살균하는 역할을 한다.
상기 초음파 장치(20)의 후단에는 필요한 경우 자화기(13)를 설치하여 주배관(10) 내부에 흐르는 평형수를 육각수로 변환시켜 주배관(10) 내부의 스케일 등의 발생을 억제할 수도 있다.
상기 자화기(12)의 후단의 주배관(10)에는 필터(30)가 위치한다. 상기 필터(30)는 금속, 특히 스테인리스 스틸 망이 뭉쳐진 형태로 상기 필터(30)를 통과하는 평형수는 내부에 포함된 일정 크기 이상의 이물질들이 상기 필터(30)에 의하여 걸러진다.
상기 필터(30)의 정도는 선택적으로 적용할 수 있으며, 필요한 경우 다단으로 구성하며, 이때 필터 정도 역시 순차적으로 달리하여 구성할 수도 있다.
상기 필터(30)의 후단 주배관(10)에는 제1와류발생부(40)가 연결된다.
상기 제1와류발생부(40)는 주배관(10)과 달리 수직으로 연결되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형의 몸체(41), 상기 몸체 내부에 위치하는 나선부(42)가 형성되며, 상기 나선부(42)에 의하여 와류를 형성하며, 2개의 출구(43)와 1개의 입구(44)를 가지며, 상기 입구(44)에 주배관(10)이 연결된다.
한편 상기 제1와류발생부(40)의 각 출구(43)에는 이온활수장치(50)가 각각 연결되며, 상기 이온활수장치(50)는 일반적인 이온활수장치이면 가능하고, 처리 용량에 맞추어 크기를 선정하면 된다.
상기 이온활수장치(50)의 출구에는 제2와류발생부(50)가 연결된다. 상기 제2와류발생부(60)는 제1와류발생부(40)와 동일한 구조로 몸체(61), 나선부(62)가 형성되나 입구(64)와 출구(63)는 제1와류발생부(40)의 입구(44)와 출구(43)와는 반대로 구성되는 것에서만 차이를 나타낸다.
상기 제2와류발생부(50)의 후단에는 스케일제거장치(70)가 위치한다. 상기 스케일제거장치(70)는 평형수 저장 탱크와 그외 평형수가 이동하는 배관의 스케일을 제거하기 위한 구성으로 이온교환방식 등을 이용한 물리적 방식이 적절하다.
상기 스케일제거장치(70)의 후단에는 UV살균장치(80)가 위치하여 평형수의 포함된 미생물 등을 최종적으로 살균하여 유출구(2)를 통하여 평형수를 평형수 저장 탱크로 배출한다.
UV살균장치(80) 역시 통상의 UV램프를 이용한 살균장치를 적용할 수 있으며, 필요한 경우에는 오존 발생기도 부가할 수 있다. 특히 오존 발생기는 일부 총잔류 산화물 등이 생성될 수 있으므로, 유해물이 기준치 이하 생성되는 양으로 설정하여 부가하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 주배관(10)에서 상기 펌프(10) 전단에서 분지되고, 필터(30) 후단에 연결되는 바이패스관(12)이 설치된다. 상기 바이패스관(12)은 상기 펌프(10)나 필터(30)의 세척을 위하여 평형수 공급을 위한 것으로 개폐를 위한 밸브와 역류방지 밸브가 포함되어 구성된다.
또한, 상기 주배관(10)의 필터(30)와 제1와류발생부(40) 사이에는 주배관(10)의 개폐할 수 있는 주밸브(15)가 위치하여 긴급한 상황에서 주배관(10)을 통하여 흐르는 평형수의 유동을 중지시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 선박 평형수 처리 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 충격파 발생기(90)를 포함한다.
상기 충격파 발생기(90)는 공압 유입관(91)을 통하여 공급되는 공압을 공압 밸브(92)를 통하여 충격파를 형성하는 것으로 상기 공압 밸브(92)는 일정한 주기로 개폐를 반복하도록 동작한다.
상기 공압 밸브(92)는 별도의 제어장치를 포함하는 것으로 사용자의 지정에 의하여 개폐 주기를 결정할 수 있으나, 통상 1초 내지 5초 사이의 주기로 개폐를 반복하도록 설정된다.
상기 공압 유입관(91)을 통하여 공급되는 공압은 5kgf/cm2 내지 10kgf/cm2의 범위를 가지며, 상기 공압 범위에서 충격파가 발생한다.
또한 상기 충격파 발생기(90)는 공압 유출관(93)을 포함하여, 상기 공압 유출관(93)을 통하여 충격파가 배출되며, 상기 공압 유출관(93)은 복수로 구성될 수 있다.
한편, 상기 공압 유출관(93)은 도 1에 도시된 바와 같이, 필터(30)와 제1와류발생부(40) 사이의 주배관(10)에 연통되고, 제1와류발생부(40)와 제2와류발생부(50)의 측면에도 각각 공급된다.
상기 충격파 발생기(90)는 버블 생성 기능을 포함하며, 선택적으로 충격파와 버블 생성이 가능하도록 구현할 수 있다.
즉, 상기 공압 유출관(93)을 통하여 충격파 또는 버블을 공급할 수 있다.
상기 충격파는 평형수 속에 포함된 미생물을 충격에 의하여 소독하는 기능을 하며, 추가적으로 배관 내부에 생성된 스케일도 제거를 위한 세척 작용을 한다.
또한 상기 충격파 또는 버블은 UV살균장치(80)에 포함된 UV램프 표면을 지속적으로 자극하여 스케일 등의 부착되는 것을 사전에 예방한다.
또한, 주밸브(15)를 닫고 바이패스관(12)을 개방한 후 상기 충격파 발생기(90)를 통하여 충격파 또는 버블을 공급하는 경우 상기 필터(30)를 세척할 수 있다. 특히 상기 충격파는 필터(30)의 역으로 공급되어 필터(30) 입구를 통하여 필터(30) 내부에 부착된 이물질들을 배출하므로, 필터(30) 세척에 유리하며, 상기의 필터(30) 세척은 정기적으로 수행한다.
또한 필요한 경우 상기 바이패스관(12)을 통하여 염소투입장치를 추가할 수 있다. 상기 염소는 일정 수준 이하의 농도로 미량 투입하는 경우 환경 피해도 예방하면서 살균 특성을 향상시키는 효과가 있다.
또한 제1와류발생부(40)와 제2와류발생부(50)에는 충격파 또는 버블과 더불어 공기도 공급되므로, 와류와 연동되어 스케일 제거 등의 효과를 제공하고, 또한 버블 소멸 시 발생하는 또 다른 충격파와 연동되어 소독과 스케일 제거에 효율적인 특성을 제공한다.
본 발명에 따른 선박 평형수 처리 장치(100)는 초음파, 자화기, 필터링, 충격파, 버블, UV 살균 등이 혼합되어 높은 살균 특성을 제공하며, 또한 평형수에 의해 발생할 수 있는 배관 내부의 스케일의 발생을 억제하므로, 유지 보수가 편리한 장점이 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시 예들을 모두 포함한다.
1: 유입구 2: 유출구
10: 주배관 11: 펌프
12: 바이패스관 13: 자화기
15: 주밸브 20: 초음파 장치
30: 필터 40: 제1와류발생부
41: 몸체 42: 나선부
43: 출구 44: 입구
50: 이온활수장치 60: 제2와류발생부
61: 몸체 62: 나선부
63: 출구 64: 입구
70: 스케일제거장치 80: UV살균장치
90: 충격파 발생기 91: 공압 유입관
92: 공압 밸브 93: 공압 유출관
100: 선박용 평형수 처리 장치

Claims (6)

  1. 선박의 평형을 유지하기 위하여 선박 외부에서 유입 유출되는 평형수의 처리를 위한 선박 평형수 처리 장치에 있어서,
    평형수가 유입하여 저장 탱크로 안내하는 주배관;
    상기 주배관에 설치되어 평형수를 흡입하여 주배관으로 이송하는 펌프;
    상기 펌프 후단 주배관에 설치되어 주배관에 흐르는 평형수에 초음파를 방사하는 초음파 장치;
    상기 초음파 장치 후단에 설치되어 평형수를 필터링하는 필터;
    상기 필터 후단에 설치되어 와류를 형성하는 제1와류발생부;
    상기 제1와류발생부 후단에 설치되어 평형수를 이온처리하는 이온활수장치; 및
    상기 이온활수장치 후단에 설치되어 평형수를 소독하여 평형수를 평형수 저장 탱크로 안내하는 UV살균장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 외부의 공압을 이용하여 충격파 또는 버블을 발생하는 충격파 발생기를 더 포함하며, 상기 충격파 발생기에서 발생된 충격파 또는 버블을 상기 필터와 상기 제1와류발생부 사이의 주배관과 상기 제1와류발생부의 측면과 상기 제2와류발생부의 측면에 각각 공급하는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제2와류발생부와 상기 UV살균장치 사이의 주배관에는 스케일제거장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 펌프 이전의 주배관에서 분지하여 상기 필터와 상기 상기 충격파 또는 버블이 공급되는 주배관 전단에 연결되는 바이패스관과 상기 충격파 또는 버블이 공급되는 주배관 후단과 제1와류발생부 사이에 설치되는 주밸브를 더 포함하여, 상기 충격파 발생기에 의하여 상기 필터를 역세척하는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 초음파 발생기 후단의 주배관은 자화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 필터와 상시 제1와류발생부 사이에는 주배관을 개폐하는 주밸브가 설치되며, 상기 UV살균장치는 오존 발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 장치.
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