WO2010062032A4 - 밸러스트수 처리 시스템 - Google Patents

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WO2010062032A4
WO2010062032A4 PCT/KR2009/005538 KR2009005538W WO2010062032A4 WO 2010062032 A4 WO2010062032 A4 WO 2010062032A4 KR 2009005538 W KR2009005538 W KR 2009005538W WO 2010062032 A4 WO2010062032 A4 WO 2010062032A4
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ballast water
ultraviolet
filter
treatment system
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이수태
표태성
김현오
천상규
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주식회사 파나시아
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    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
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    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/03—Pressure

Definitions

  • the present invention relates to a ballast water treatment system used in a ship, and more particularly, to a ballast water treatment system for use in a ship, comprising a filtration unit for filtering the ballast water taken in a ship using a filter, A filtering unit for filtering the ballast water flowing in the body, and a controller for controlling the operation of the filtering unit and the ultraviolet processing unit, And a pressure sensor for measuring the pressure in the inflow portion and the outflow portion, wherein the ultraviolet ray treatment portion includes a body having an inflow portion and an outflow portion, a ballast water flowing inside the body, An ultraviolet lamp for irradiating ultraviolet rays on the ultraviolet lamp, and a foreign matter adhering to the sleeve tube surrounding the ultraviolet lamp An ultraviolet intensity meter for measuring the intensity of ultraviolet rays emitted from the ultraviolet lamp, and a temperature sensor for measuring the temperature inside the body, thereby enabling effective ballast water treatment at a low maintenance cost,
  • the present invention relates to a ballast water treatment system
  • Ballast water means seawater filled in the ballast tanks in order to maintain the balance of the ship when the ship is operated without luggage.
  • ballast water treatment facilities include filtration, heat treatment, chemical treatment, electrolysis, ozone, ultraviolet irradiation, and the like.
  • Another object of the present invention is to provide a ballast water treatment system that further includes a bypass duct between the filtration unit and the ultraviolet treatment unit so that the ballast water can be treated only through the filtration unit or the ultraviolet treatment unit as needed .
  • Another object of the present invention is to provide a ballast water treatment system capable of improving the cleaning ability of a filter by being formed in a structure capable of simultaneously moving up and down and rotating in an automatic washing section of the filtration section.
  • the ballast water treatment system for achieving the object of the present invention includes the following configuration.
  • a ballast water treatment system comprises a filtering part for filtering ballast water taken in a ship using a filter, and a sterilizing unit for sterilizing the ballast water filtered in the filtering part using ultraviolet An ultraviolet processing unit, and a control unit for controlling overall operation of the filtering unit and the ultraviolet processing unit.
  • the ballast water treatment system further includes a bypass conduit between the filtration unit and the ultraviolet treatment unit so that the ballast water can be treated only through the filtration unit or the ultraviolet treatment unit, .
  • the ballast water treatment system further includes a display unit connected to the control unit to display an operation state of the ballast water treatment system.
  • the filtration unit includes a body having an inlet and an outlet through which ballast water can flow in and out, a filter for filtering the ballast water flowing in the body, An automatic cleaning unit, and a pressure sensor for measuring the pressure in the inflow portion and the outflow portion.
  • the automatic washing unit may include a driving unit that drives the automatic washing unit by a signal of the control unit, a suction unit that is connected to the driving unit and sucks foreign substances attached to the filter while moving, And a discharge unit for discharging the foreign substance sucked in.
  • the suction unit includes a suction bar for sucking foreign substances attached to the filter, a core connected to the suction bar to move the sucked foreign matter, And a driving shaft for moving the core according to the operation of the driving unit.
  • the discharging unit includes a flushing chamber for storing foreign substances discharged through a discharge hole formed at one end of the core, a discharge pipe serving as a passage through which the foreign substances in the flushing chamber are discharged, And the dust filter is formed on one side of the discharge pipe so that the foreign matter attached to the filter can be automatically sucked and discharged using the pressure difference due to the opening and closing of the dust filter.
  • the drive shaft is formed in the form of a thread
  • the suction rod is radially connected to the core, thereby moving the filter vertically and rotating according to the operation of the driving unit, .
  • the ultraviolet ray processing unit includes a body having an inlet and an outlet through which ballast water can flow in and out, an ultraviolet lamp that emits ultraviolet rays to the ballast water flowing in the body, And a temperature sensor for measuring a temperature of the inside of the body.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing the same.
  • the sleeve pipe cleaning portion includes a wiper attached to an outer circumferential surface of the sleeve tube, a drive shaft connecting the wiper, and a drive motor connected to the drive shaft to operate the drive shaft .
  • the present invention can obtain the following effects by the above-described embodiment, the constitution described below, the combination, and the use relationship.
  • the present invention can prevent secondary pollution due to by-products by using a combination of a physically filtered method using a filter and a sterilizing method using ultraviolet rays in the treatment of ballast water and to prevent contamination of the ballast tank And provides an efficient and easy-to-control ballast water treatment system in terms of maintenance.
  • the present invention provides a ballast water treatment system that further includes a bypass duct between the filtration unit and the ultraviolet treatment unit so that the ballast water can be treated only through the filtration unit or the ultraviolet treatment unit as needed.
  • the present invention provides an automatic ballast water treatment system capable of maintaining a uniform performance at all times by enabling automatic filtration of a filtration unit or an ultraviolet treatment unit, and in terms of maintenance.
  • the present invention provides an automatic ballast water treatment system that is efficient in terms of processing time and cost by improving the treatment efficiency by enabling automatic cleaning of the filtration unit or ultraviolet treatment unit without stopping the treatment of the ballast water.
  • the present invention provides a ballast water treatment system capable of improving a cleaning ability of a filter by being formed in a structure capable of simultaneously performing up-and-down movement and rotational movement in an automatic washing section of a filtering section.
  • FIG. 1 is a block diagram of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a ballast water treatment system, and more particularly,
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a filtration portion of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a partial cutaway perspective view of the ultraviolet treatment section of the ballast water treatment system according to the embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a perspective view of the sleeve pipe cleaning portion of the ultraviolet processing unit.
  • Figure 6 is a photograph of the experimental equipment using a barge 7 is a flow chart of the microbial processing capability of the ballast water treatment system
  • driving part 232 suction part 233:
  • suction rod 2322 core 2323: drive shaft
  • FIG. 1 is a block diagram of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a systematic diagram showing a coupling relationship between a filtering part and an ultraviolet treatment part of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention
  • 4 is a partial cutaway perspective view of the ultraviolet treatment unit of the ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the ultraviolet treatment unit of the ultraviolet treatment unit according to one embodiment of the present invention.
  • 6 is a photograph of an experimental equipment using a barge line
  • Fig. 7 is an experimental system diagram of a microbial treatment capability of a ballast water treatment system.
  • a ballast water treatment system includes a filtration unit 2 that filters the ballast water taken from a water intake pump 1 of a ship using a filter, An ultraviolet treatment unit 3 for sterilizing the ballast water filtered by the ultraviolet ray treatment unit 2 using ultraviolet rays and a control unit 4 for controlling overall operation of the filtration unit 2 and ultraviolet treatment unit 3 do.
  • the filtration unit 2 is configured to filter the ballast water taken from the water intake pump 1 of the ship by using a filter.
  • the filtration unit 2 includes an inlet A filter 21 for filtering the ballast water flowing in the body 21 and an automatic washing unit 21 for washing foreign matter adhered to the filter 22, A pressure sensor 24 for measuring the pressure in the inflow portion 211 and the outflow portion 212,
  • the body 21 may be formed in a cylindrical shape having a space inside the filter unit 2, and may include an inlet 211 through which the ballast water taken in the vessel flows and an inlet 211 through which the filtered ballast water Since the filtration process is performed using the filter 22 surrounding the inside of the body 21 as described later on the present invention, the inflow portion 211 is formed in the body 21 And the outlet 212 is located above the inlet 211 so that the ballast water can flow in from the bottom to be filtered while filling the inside of the body 21.
  • the filter 22 is a part for filtering the ballast water introduced into the body 21 through the inlet 211.
  • the filter 22 preferably has a cylindrical shape along the inner circumferential surface of the body 21, As shown in FIG. Therefore, in order for the ballast water flowing into the body 21 through the inlet 211 to be discharged through the outlet 212, it must pass through the filter 22, The organisms and particles of 50 mu m or more are filtered out. If the filtration continues, foreign matter accumulates on the inner surface of the filter 22 and the filtering function is lowered, so that the foreign substance removing operation is performed by the automatic washing unit 23 described later.
  • the automatic washing unit 23 automatically removes foreign matter accumulated in the filter 22 under the control of the control unit 4 by using the pressure difference between the inside and outside of the filter 22.
  • the automatic washing unit 23 automatically removes the foreign substances accumulated in the filter 22, A suction unit 232 for suctioning foreign matter attached to the filter 22 while being connected to the driving unit 231 and a suction unit 232 connected to the suction unit 231, 232 for discharging the foreign substances sucked in.
  • the driving unit 231 may be a general motor or the like and may be automatically operated under the control of the control unit 4 as a part for providing the power for operating the automatic washing unit 23.
  • the suction unit 232 is connected to the driving unit 231 and sucks foreign substances adhered to the filter 22 while moving.
  • the suction unit 232 includes a suction rod 2321 for sucking foreign matter adhered to the filter 22, A core 2322 connected to the suction rod 2321 to move the sucked foreign object and a core 2322 connected between the core 2322 and the driving unit 231 to move the core 2322 according to the operation of the driving unit 231. [ And a drive shaft 2323 for moving the drive shaft 2323.
  • the suction rod 2321 may be formed as a rod or rod shape having a through hole formed therein as a whole for suctioning foreign matter attached to the inner surface of the filter 22,
  • the through holes may be formed to have a small diameter in order to increase the suction force, and the other end of the through holes may be formed in the cores 2322, So that the foreign substances sucked and connected to the core 2322 are moved.
  • a plurality of the suction rods 2321 may be radially attached to the outer circumferential surface of the core 2322 at different heights. As will be described later, when the core 2322 rotates and moves up and down So that foreign matter adhered to the filter 22 can be more easily sucked.
  • the principle that the suction rod 2321 can suck foreign matters attached to the filter 22 is that the high pressure inside the filter 22 and the low pressure of the suction rod 2321 or the inside of the core 2322
  • the flow of the ballast water along the car is used, and a detailed description thereof will be described later.
  • the core 2322 is connected to the suction rod 2321 to move a foreign object sucked in.
  • the core 2322 may be formed as a rod or rod having a space formed therein as a whole.
  • the suction rod 2321 is radially
  • a foreign matter sucked through the suction rod 2321 can be moved through the inner space of the core 2322 and a foreign matter moved through the inner space can be introduced into the one end of the core 2322,
  • a discharge hole 2322a may be formed so as to be discharged to the flushing chamber 2331 of the discharge chamber 233.
  • one end of the core 2322 is connected to the drive shaft 2323 so that it can move up and down as well as rotate according to the movement of the drive shaft 2323.
  • the principle that the foreign matter can move in the core 2322 also uses the flow of the ballast water according to the pressure difference between the high pressure inside the filter 22 and the low pressure inside the suction rod 2321 or the core 2322 And a detailed description thereof will be given later.
  • the driving shaft 2323 connects the core 2322 and the driving unit 231 to move the core 2322 up and down and rotate according to the operation of the driving unit 231.
  • the outer circumferential surface of one end of the drive shaft 2323 connected to the drive unit 231 can be formed in a threaded shape, which can move in the up and down direction according to the operation of the drive unit 231, So that foreign matter of the filter 22 can be sucked in.
  • a contact means 2323a may be coupled to one end of the drive shaft 2323.
  • the contact means 2323a is a portion that contacts the limit switch 2323b for limiting the upward and downward movement distance of the drive shaft 2323 It is possible to utilize a disk-shaped rubber member or a metal member or the like in the direction of movement of the drive shaft 2323 under the control of the control unit 4 when the contact means 2323a contacts the limit switch 2323b The drive shaft 2323 moves up and down between the limit switches 2323b.
  • the discharge portion 233 discharges foreign substances sucked from the suction portion 232.
  • the discharge portion 233 includes a flushing chamber 2331 for storing foreign substances discharged through a discharge hole 2322a formed at one end of the core 2322, A discharge pipe 2332 serving as a passage through which the foreign substances in the flushing chamber 2331 are discharged and a drain valve 2333 formed at one side of the discharge pipe 2332.
  • the flushing chamber 2331 is a portion where foreign substances discharged through the discharge hole 2322a of the core 2322 are accumulated.
  • the flushing chamber 2331 may be formed in the core 2322 in consideration of a distance that the core 2322 moves up and down.
  • 2322 may be formed to have a size and shape capable of storing foreign matter discharged from the discharge hole 2322a of the discharge port 2322a.
  • the discharge pipe 2332 may be formed in the shape of a tube connected to one side of the flushing chamber 2331 as a passage through which the foreign substances in the flushing chamber 2331 are discharged.
  • the suction valve 2333 is connected to one side of the discharge pipe 2332 and is controlled by the control unit 4 to provide a suction force for sucking / discharging foreign matter attached to the filter 22. That is, when the suction valve 2333 is opened, the inside of the discharge pipe 2332, the flushing chamber 2331, the core 2322, and the suction bar 2321 is pressurized to atmospheric pressure, that is, The ballast water inside the filter 22 is sucked into the suction rod 2321 having a low air pressure and the foreign matter attached to the filter 22 is also sucked together with the ballast water, The suction of the ballast water and foreign matter is stopped, and the overall operation principle thereof will be described later.
  • the pressure sensor 24 may be a pressure sensor for measuring the pressure inside or outside the filter 22.
  • the pressure sensor 24 may be a sensor for measuring pressure inside or outside the filter 22,
  • the operation of the automatic washing unit 23 for removing the foreign substances adhering to the filter 22 is started under the control of the control unit 4.
  • the ballast water flowing into the body 21 through the inlet 211 is filtered through the filter 22 and then discharged to the outside of the body 21.
  • the operation of the filtration unit 2 including the above- The foreign matter filtered by the filter 22 is adhered to the inner surface of the filter 22 so that the filter 22, which is measured by the pressure sensor 24,
  • the automatic washing unit 23 is operated under the control of the control unit 4.
  • the control unit 4 operates the driving unit 231
  • the driving shaft 2323, the core 2322 and the suction rod 2321 move up and down and rotate.
  • ballast water and foreign substances in the filter 22 are sucked through the suction rod 2321 and discharged through the core 2322, the flushing chamber 2331 and the discharge pipe 2332. Also, when the pressure inside the filter 22 falls below a predetermined range, the operation of the automatic washing unit 23 is stopped.
  • One of the important features of the ballast water treatment system according to the present invention is that the filtering process using the filter 22 of the filtration unit 2 can continue even during the operation of the automatic washing unit 23.
  • the ultraviolet ray processing unit 3 has a structure in which ballast water filtered in the filtration unit 2 is sterilized by using ultraviolet rays, A body 31 having an outlet 311 and an outlet 312 and an ultraviolet lamp 32 for irradiating ultraviolet rays to the ballast water flowing in the body 31.
  • the sleeve 31 surrounds the ultraviolet lamp 32, A sleeve tube cleaning part 33 for removing foreign substances adhered to the body 321, an ultraviolet intensity meter 34 for measuring the intensity of ultraviolet rays emitted from the ultraviolet lamp 32,
  • a plurality of ultraviolet processing units 3 may be installed in series or in a separate position from the filtration unit 2.
  • the ultraviolet processing unit 3 may include a plurality of ultraviolet processing units 3,
  • the body 31 may be formed in a cylindrical shape having a space inside the UV treatment unit 3, and may include an inlet 311 through which the ballast water flows and an outlet through which sterilized ballast water flows.
  • the inflow portion 311 and the outflow portion 312 may be formed on the cylindrical side surface of the body 31. This is because the ballast 31, which is sterilized by passing through the ultraviolet lamp 32, It is to increase sterilization efficiency of water.
  • the ultraviolet lamp 32 emits ultraviolet rays to emit ultraviolet rays to the ballast water flowing in the body 31.
  • the ultraviolet lamp 32 of rod or rod shape is disposed inside the body 31 A plurality of radially arranged radially arranged at predetermined intervals along the cylindrical inside of the body 31 parallel to the axial direction of the body 31 so as to flow through the inflow portion 311 and the outflow portion 312
  • the ballast water may pass vertically through the ultraviolet lamps 32. If foreign matter adheres to the surface of the sleeve tube 321 surrounding the ultraviolet lamp 32, the strength of the ultraviolet ray emitted is reduced, so that the surface of the sleeve tube 321 is cleaned by the sleeve tube cleaning unit 33 do.
  • the sleeve pipe cleaning unit 33 removes foreign matter adhered to the surface of the sleeve pipe 321 and includes a wiper 331 attached to an outer circumferential surface of the sleeve pipe 321, And a driving motor 333 connected to the driving shaft 332 to operate the driving shaft 332.
  • the wiper 331 may be formed as an annular shape that surrounds the entire outer circumferential surface of the sleeve tube 321.
  • the material of the wiper 331 may be heat- A synthetic resin or a synthetic rubber may be utilized.
  • a plurality of the wipers 331 are also present. In this case, each wiper 331 is connected to the driving shaft 332 .
  • the driving shaft 332 is connected to the wiper 331 to move the wiper 331 so that the wiper 331 can remove the foreign substances adhered to the outer circumferential surface of the sleeve pipe 321, And may be disposed parallel to the axial direction of the body 31 at the center of the inside of the body 31, and the outer peripheral surface of the body 31 may be formed in a thread shape.
  • One end of the driving shaft 332 is connected to the driving motor 333.
  • the driving motor 333 may be a motor commonly used as a part connected to one end of the driving shaft 332 and providing power for operating the driving shaft 332 and the wiper 331.
  • the ultraviolet light intensity meter 34 may measure the intensity of ultraviolet light emitted from the ultraviolet lamp 32 and may penetrate the inside of the body 31 on the outer surface of the body 31, 4, the control unit 4 operates the sleeve pipe cleaning unit 33 when the ultraviolet light intensity measured is less than a predetermined range, and a detailed description of the operation principle will be given later.
  • the temperature sensor 35 is a part for measuring the temperature inside the body 31 of the ultraviolet processing unit 3 and may be installed on the outer circumference or inside of the body 31.
  • the temperature sensor 35 is connected to the control unit 4
  • the controller 4 stops the operation of the ultraviolet processing unit 3 when the temperature inside the body 31 measured by the ultraviolet processing unit 3 is higher than a predetermined range.
  • the ballast water flowing into the body 31 through the inflow portion 311 may be irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet ray lamp 32,
  • the foreign matter is adhered to the surface of the sleeve tube 321 surrounding the ultraviolet lamp 32 and the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet lamp 32 are irradiated with ultraviolet rays,
  • the intensity of the ultraviolet ray intensity meter 34 is lowered and the intensity of ultraviolet light measured by the ultraviolet ray intensity meter 34 falls below a predetermined range
  • the sleeve tube cleaning unit 33 is operated under the control of the controller 4.
  • the wiper 331 moves along the driving shaft 332 by the operation of the driving shaft 333 to remove the foreign substances adhering to the surface of the sleeve pipe 321.
  • the control unit 4 stops the operation of the ultraviolet ray processing unit 3.
  • the control unit 4 controls the entire operation of the filtration unit 2 and the ultraviolet processing unit 3.
  • the control unit 4 controls the operation of the automatic washing unit 23, the pressure sensor 24, The ultraviolet ray intensity meter 33, the ultraviolet ray intensity meter 34, the temperature sensor 35, and the like, and controls the overall operation while exchanging signals.
  • the controller 4 additionally stores data or transmits a warning message It is possible.
  • the display unit 5 may further include a display unit 5 connected to the control unit 4 to display an operation state of the ballast water treatment system. 4, the state of the automatic washing section 23, the pressure sensor 24, the sleeve pipe washing section 33, the ultraviolet ray intensity meter 34, the temperature sensor 35, etc., 2 and the processing state of the ballast water to be processed by the ultraviolet ray processing section 3 can be visually easily confirmed by the person concerned.
  • the ballast water treatment system uses a filter for physically filtering the ballast water and a method for sterilizing the ballast water by using ultraviolet rays, It is possible to prevent contamination of the ballast tank and to automatically clean the filtration unit or ultraviolet treatment unit so that it is possible to maintain uniform performance at all times and to be efficient in maintenance, It is possible to perform the automatic cleaning of the filtration unit or the ultraviolet treatment unit without stopping the operation, thereby improving the treatment efficiency and being efficient in terms of the treatment time and cost, and the automatic cleaning unit of the filtration unit is formed in a structure capable of simultaneously moving up and down and rotating. You will be able to improve your ability.
  • the ballast water treatment system according to another embodiment of the present invention may further include a right wharf 7 between the filtration unit 2 and the ultraviolet treatment unit 3 as shown in Fig. And the ballast water can be treated only through the filtration unit 2 or the ultraviolet ray treatment unit 3.
  • the wastewater path 7 is a conduit through which the ballast water can flow between the filtration unit 2 and the ultraviolet treatment unit 3.
  • the presence of the wastewater path 7 causes the filtration unit 2
  • the ballast water may be treated only through the filtration part 2 or the ultraviolet treatment part 3 as required in the ballast water treatment process which is performed while passing through the ultraviolet treatment part 3 and the ultraviolet treatment part 3 in order,
  • the ballast water stored in the ultraviolet ray treatment unit 3 is discharged after passing through the ultraviolet ray treatment unit 3 because it is not necessary to pass through the filtration unit 2 and can be efficiently operated in terms of treatment time and cost.
  • Target Five or more microorganisms and bacteria
  • the ballast water containing five or more microorganisms and bacteria belonging to three different groups was collected immediately after being treated by the ballast water treatment system according to the present invention and after being stored in the ballast tank and collected after 5 days, Respectively.
  • the ballast water containing more than five microorganisms and bacteria belonging to three different groups was collected immediately before and after storing in the ballast tank without any separate treatment, and collected after 5 days to measure the remaining microorganism amount.
  • the microorganism having a size of 50 ⁇ m or more showed a retention rate of 50% or more from the initial 250,000 Ind / m 3 to 223,000 Ind / m 3 and after 5 days 126,000 Ind / m 3 ; from 5,000 Ind / m3 4,300 Ind / m3 , 5 days 3,600 Ind / with m3 and showing 70% or more residual ratio, 3 of 235 Cfu / 100ml and then in the case of bacteria, the first 2,700 Cfu / 100ml 1,800 Cfu / 100ml , 5 days While the remaining amount is shown,
  • Test groups 1 In the case of microorganisms in size than the first 50 ⁇ m 250,000 Ind / m3 in Ind 800 immediately after the rough processing / m3, 5 days 0 Ind / m3 to show the residual rate of 0% IMO standard of 10 Ind / m3 (2) Microorganisms with a size of 10 ⁇ 50 ⁇ m have 240 Ind / m3 immediately after treatment at the initial 5,000 Ind / m3 and 0% residual after 0 days with 0 Ind / m3 after 5 days.

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Abstract

본 발명은 선박에 사용되는 밸러스트수의 처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박에 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 여과부와, 상기 여과부에서 여과된 밸러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 자외선처리부와, 상기 여과부와 자외선처리부의 작동 전반을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 여과부는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수를 여과시키는 필터와, 상기 필터에 부착되는 이물질을 세척하는 자동세척부와, 상기 유입부와 유출부에서의 압력을 측정하는 압력센서를 포함하고, 상기 자외선처리부는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프와, 상기 자외선램프를 둘러싸고 있는 슬리브관에 부착되는 이물질을 제거하는 슬리브관 세척부와, 상기 자외선램프에서 나오는 자외선의 강도를 측정하는 자외선강도계와, 상기 바디 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 포함함으로써, 적은 유지비용으로 효과적인 밸러스트수 처리를 가능하게 하고, 유해물질이나 2차오염의 우려가 없고, 밸러스트수 탱크 내부의 오염을 방지함은 물론, 작동중에도 자동으로 세척작용이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 관한 것이다.

Description

밸러스트수 처리 시스템
본 발명은 선박에 사용되는 밸러스트수의 처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박에 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 여과부와, 상기 여과부에서 여과된 밸러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 자외선처리부와, 상기 여과부와 자외선처리부의 작동 전반을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 여과부는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수를 여과시키는 필터와, 상기 필터에 부착되는 이물질을 세척하는 자동세척부와, 상기 유입부와 유출부에서의 압력을 측정하는 압력센서를 포함하고, 상기 자외선처리부는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프와, 상기 자외선램프를 둘러싸고 있는 슬리브관에 부착되는 이물질을 제거하는 슬리브관 세척부와, 상기 자외선램프에서 나오는 자외선의 강도를 측정하는 자외선강도계와, 상기 바디 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 포함함으로써, 적은 유지비용으로 효과적인 밸러스트수 처리를 가능하게 하고, 유해물질이나 2차오염의 우려가 없고, 밸러스트수 탱크 내부의 오염을 방지함은 물론, 작동중에도 자동으로 세척작용이 가능한 밸러스트수 처리시스템에 관한 것이다.
밸러스트수(ballast water)란 선박이 짐을 싣지 않고 운항하는 경우에 선박의 균형을 유지하기 위해 선박 내의 밸러스트 탱크에 채우는 해수를 의미한다.
국제교역량의 증가와 함께 해상운송 비율이 점점 증가하고 있고 그에 따라 선박 수의 증가 및 대형화가 빠르게 이루어지고 있어 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양도 크게 증가하고 있다. 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양이 증가함에 따라 외래 해양생물종들로 인한 토착 해양생태계의 피해 발생 사례 역시 증가하고 있는 바, 이러한 국제적인 환경문제를 해결하기 위해 2004년도에 국제해사기구(IMO)에서 '선박의 밸러스트수와 침전물의 통제와 관리에 대한 국제협약'이 완성되어 2009년부터 발효될 예정에 있다.
종래 밸러스트수를 처리하기 위한 방식으로는 밸러스트수를 해상에서 교환하거나 육상에서 처리하는 방식이 있었으나 비효율적인 단점이 있어 선박에 밸러스트수를 처리하기 위한 처리시설을 설치하는 방식이 많이 활용되고 있다. 밸러스트수 처리시설에 사용되는 처리방식으로는 크게 여과, 열처리, 화학약품처리, 전기분해, 오존, 자외선 조사 등의 방식이 사용되고 있다.
그러나, 열처리 방식의 경우 열에 강한 미생물이나 무기오염원에 대해서는 처리가 어렵다는 문제가 있고, 화학약품처리 방식의 경우 밸러스트수 처리 후 2차 오염의 문제가 발생할 수 있는 문제가 있고, 전기분해 방식이나 오존 방식의 경우 합선에 의한 폭발이나 관리상의 비효율적인 문제 등이 있을 수 있고, 특히 여과 방식의 경우 필터에 부착되는 침전물 제거문제나 이를 제거할 시 밸러스트수 처리를 중지해야 하는 문제가 있고, 자외선 조사 방식의 경우 자외선 램프를 둘러싸는 슬리브관의 표면에 부착되는 이물질에 의한 효율이 낮아지는 문제가 있습니다. 또한 이들 각각의 방식만으로는 완전한 밸러스트수 처리가 어렵고 이들 방식 전부를 적용하는 경우에는 처리비용이 상승하여 비효율적인 문제가 있습니다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 밸러스트수를 처리함에 있어 필터를 사용하여 물리적으로 여과시키는 방식과 자외선을 사용하여 살균하는 방식을 복합적으로 사용함으로써 부산물로 인한 2차 오염을 방지할 수 있고, 밸러스트 탱크의 오염을 방지할 수 있으며, 유지관리 면에서 효율적이고 제어가 간편한 밸러스트수 처리시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 여과부와 자외선처리부 사이에 우회관로를 추가로 포함하여, 필요에 따라 상기 여과부 또는 상기 자외선처리부만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수 있도록 할 수 있는 밸러스트수 처리시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 항상 균일한 성능을 유지하게 할 수 있고, 유지관리 면에서 효율적인 밸러스트수 처리시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 밸러스트수에 대한 처리작업의 중지 없이도 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 처리효율을 높여 처리시간이나 비용 측면에서 효율적인 밸러스트수 처리시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 여과부의 자동세척부가 상하이동 및 회전운동을 동시에 할 수 있는 구조로 형성됨으로써 필터의 세척능력을 향상시킬 수 있는 밸러스트수 처리시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 밸러스트수 처리시스템은 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 밸러스트수 처리시스템은 선박에 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 여과부와, 상기 여과부에서 여과된 밸러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 자외선처리부와, 상기 여과부와 자외선처리부의 작동 전반을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 밸러스트수 처리시스템은 상기 여과부와 상기 자외선처리부 사이에 우회관로를 추가로 포함하여, 필요에 따라 상기 여과부 또는 상기 자외선처리부만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수 있도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 밸러스트수 처리시스템은 상기 제어부에 연결되어 밸러스트수 처리시스템의 작동상태를 표시해주는 디스플레이부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 여과부는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수를 여과시키는 필터와, 상기 필터에 부착되는 이물질을 세척하는 자동세척부와, 상기 유입부와 유출부에서의 압력을 측정하는 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 자동세척부는 상기 제어부의 신호에 의해 자동세척부를 구동시키는 구동부와, 상기 구동부에 연결되어 움직이면서 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입부와, 상기 흡입부에서 흡입된 이물질을 배출시키는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 흡입부는 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입봉과, 상기 흡입봉에 연결되어 흡입된 이물질을 이동시키는 코어와, 상기 코어와 상기 구동부 사이를 연결하여 상기 구동부의 작동에 따라 상기 코어를 움직이는 구동축을 포함하고, 상기 배출부는 상기 코어 일단에 형성된 배출공을 통해 배출되는 이물질을 저장하는 플러싱챔버와, 상기 플러싱챔버의 이물질이 배출되는 통로가 되는 배출관과, 상기 배출관의 일측에 형성되는 이그조스트밸브를 포함하여, 상기 이그조스트밸브의 개폐에 따른 압력차이를 이용하여 자동으로 필터에 부착된 이물질을 흡입, 배출할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 구동축은 나사산 형태로 형성되고, 상기 흡입봉은 상기 코어에 방사상 형태로 연결됨으로써, 상기 구동부의 작동에 따라 상하이동 및 회전하면서 보다 효율적으로 필터의 이물질을 흡입할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 자외선처리부는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프와, 상기 자외선램프를 둘러싸고 있는 슬리브관에 부착되는 이물질을 제거하는 슬리브관 세척부와, 상기 자외선램프에서 나오는 자외선의 강도를 측정하는 자외선강도계와, 상기 바디 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 슬리브관 세척부는 상기 슬리브관의 외주면에 부착되는 와이퍼와, 상기 와이퍼를 연결하는 구동축과, 상기 구동축과 연결되어 구동축을 작동시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 밸러스트수를 처리함에 있어 필터를 사용하여 물리적으로 여과시키는 방식과 자외선을 사용하여 살균하는 방식을 복합적으로 사용함으로써 부산물로 인한 2차 오염을 방지할 수 있고, 밸러스트 탱크의 오염을 방지할 수 있으며, 유지관리 면에서 효율적이고 제어가 간편한 밸러스트수 처리시스템을 제공한다.
본 발명은 여과부와 자외선처리부 사이에 우회관로를 추가로 포함하여, 필요에 따라 상기 여과부 또는 상기 자외선처리부만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수 있도록 할 수 있는 밸러스트수 처리시스템을 제공한다.
본 발명은 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 항상 균일한 성능을 유지하게 할 수 있고, 유지관리 면에서 효율적인 밸러스트수 처리시스템을 제공한다.
본 발명은 밸러스트수에 대한 처리작업의 중지 없이도 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 처리효율을 높여 처리시간이나 비용 측면에서 효율적인 밸러스트수 처리시스템을 제공한다.
본 발명은 여과부의 자동세척부가 상하이동 및 회전운동을 동시에 할 수 있는 구조로 형성됨으로써 필터의 세척능력을 향상시킬 수 있는 밸러스트수 처리시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 블럭도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 여과부와 자외선처리부의 결합관계를 나타내는 계통도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 여과부의 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 자외선처리부의 부분절단 사시도
[규칙 제91조에 의한 정정 25.11.2009]　
도 5는 자외선처리부의 슬리브관 세척부의 사시도
도 6은 바지선을 이용한 실험장비의 사진
도 7은 밸러스트수처리시스템의 미생물처리능력 실험계통도
*도면에 사용된 주요부호에 대한 설명
1: 취수펌프 2: 여과부 3: 자외선처리부 4: 제어부
5: 디스플레이부 6: 밸러스트 탱크 7: 우회관로
21: 바디 22: 필터 23: 자동세척부 24: 압력센서
211: 유입부 212: 유출부
231: 구동부 232: 흡입부 233: 배출부
2321: 흡입봉 2322: 코어 2323: 구동축
2322a: 배출공 2323a: 접촉수단 2323b: 리미트스위치
2331: 플러싱챔버 2332: 배출관 2333: 이그조스트밸브
31: 바디 32: 자외선램프 33: 슬리브관 세척부
34: 자외선강도계 35: 온도센서
311: 유입부 312: 유출부
321: 슬리브관
331: 와이퍼 332: 구동축 333: 구동모터
이하에서는 본 발명에 따른 밸러스트수 처리시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[규칙 제91조에 의한 정정 25.11.2009]　
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 여과부와 자외선처리부의 결합관계를 나타내는 계통도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 여과부의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 자외선처리부의 부분절단사시도이고, 도 5는 자외선처리부의 슬리브관 세척부의 사시도이고, 도 6은 바지선을 이용한 실험장비의 사진이고, 도 7은 밸러스트수처리시스템의 미생물처리능력 실험계통도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템은 선박의 취수펌프(1)로부터 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 여과부(2)와, 상기 여과부(2)에서 여과된 밸러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 자외선처리부(3)와, 상기 여과부(2)와 자외선처리부(3)의 작동 전반을 제어하는 제어부(4)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 여과부(2)는 선박의 취수펌프(1)로부터 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 구성으로 도 3을 참조하면, 상기 여과부(2)는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부(211)와 유출부(212)를 갖는 바디(21)와, 상기 바디(21) 내부를 흐르는 밸러스트수를 여과시키는 필터(22)와, 상기 필터(22)에 부착되는 이물질을 세척하는 자동세척부(23)와, 상기 유입부(211)와 유출부(212)에서의 압력을 측정하는 압력센서(24)를 포함할 수 있다.
상기 바디(21)는 상기 여과부(2)의 몸체를 이루는 부분으로 바람직하게는 내부에 공간을 갖는 원통형으로 형성될 수 있으며 선박에 취수된 밸러스트수가 유입되는 유입부(211)와 여과된 밸러스트수가 유출되는 유출부(212)를 포함하는데, 본 발명은 후술할 바와 같이 상기 바디(21) 내부를 둘러싸는 필터(22)를 사용하여 여과처리를 하기 때문에 상기 유입부(211)는 상기 바디(21)의 하측에 위치하고 상기 유출부(212)는 상기 유입부(211) 보다 상측에 위치하여 밸러스트수가 하부에서 유입되어 상기 바디(21) 내부를 채우면서 여과될 수 있도록 함이 바람직하다.
상기 필터(22)는 상기 유입부(211)를 통해 상기 바디(21) 내부로 유입된 밸러스트수를 여과처리하는 부분으로 바람직하게는 상기 바디(21)의 내주면을 따라 원통형으로 상기 바디(21)의 내부를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 유입부(211)를 통해 상기 바디(21)의 내부로 유입된 밸러스트수가 상기 유출부(212)를 통해 배출되기 위해서는 반드시 상기 필터(22)를 거쳐야 하고, 상기 필터(22)에 여과되는 과정에서 50㎛ 이상의 생물 및 입자가 걸러지게 된다. 이러한 여과가 계속 진행되는 경우 상기 필터(22) 내부면에 이물질이 쌓여 여과기능이 저하되므로 후술하는 자동세척부(23)에 의해 이물질 제거작업이 진행되게 된다.
상기 자동세척부(23)는 상기 필터(22) 내외부의 압력차이를 이용하여 상기 제어부(4)의 제어하에 상기 필터(22)에 쌓이는 이물질을 자동으로 제거하는 부분으로, 상기 제어부(4)의 신호에 의해 자동세척부(23)를 구동시키는 구동부(231)와, 상기 구동부(231)에 연결되어 움직이면서 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입부(232)와, 상기 흡입부(232)에서 흡입된 이물질을 배출시키는 배출부(233)를 포함할 수 있다.
상기 구동부(231)는 상기 자동세척부(23)가 작동하기 위한 동력을 제공하는 부분으로 일반적인 모터 등이 활용될 수 있으며, 상기 제어부(4)의 제어하에 자동으로 운전되어 진다.
상기 흡입부(232)는 상기 구동부(231)에 연결되어 움직이면서 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 흡입하는 부분으로, 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입봉(2321)과, 상기 흡입봉(2321)에 연결되어 흡입된 이물질을 이동시키는 코어(2322)와, 상기 코어(2322)와 상기 구동부(231) 사이를 연결하여 상기 구동부(231)의 작동에 따라 상기 코어(2322)를 움직이는 구동축(2323)을 포함할 수 있다.
상기 흡입봉(2321)은 상기 필터(22)의 내부면에 부착된 이물질을 흡입하는 부분으로 전체적으로 내부에 관통공이 형성된 봉 내지는 막대 형상으로 형성될 수 있으며, 그 일단은 상기 필터(22) 내부면과 밀착되어 상기 필터(22)의 내부면에 부착된 이물질을 흡입할 수 있는데 바람직하게는 흡입력을 높이기 위해 일단의 관통공은 그 직경이 작게 형성될 수 있으며, 그 타단은 상기 코어(2322)와 연결되어 흡입한 이물질을 상기 코어(2322)로 이동시키게 된다. 또한 상기 흡입봉(2321)은 다수 개가 상기 코어(2322)의 외주면 상에 높이를 달리하여 방사상으로 부착된 형태로 형성될 수 있는데 이는 후술하는 바와 같이 상기 코어(2322)가 회전하면서 상하이동하는 경우에 보다 용이하게 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 흡입할 수 있도록 하기 위함이다. 상기 흡입봉(2321)이 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 흡입할 수 있는 원리는 상기 필터(22) 내부의 높은 압력과 상기 흡입봉(2321) 내지는 코어(2322) 내부의 낮은 압력의 압력차에 따른 밸러스트수의 흐름을 이용하는 것으로 그에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 코어(2322)는 상기 흡입봉(2321)에 연결되어 흡입된 이물질을 이동시키는 부분으로 전체적으로 내부에 공간이 형성된 봉 내지는 막대 형상으로 형성될 수 있는데 그 외주면 상에는 상기 흡입봉(2321)이 방사상으로 부착되어 연결되어 상기 흡입봉(2321)을 통해 흡입된 이물질이 상기 코어(2322)의 내부공간을 통해 이동할 수 있고 상기 코어(2322)의 일단에는 내부공간을 통해 이동된 이물질이 후술하게 될 배출부(233)의 플러싱챔버(2331)로 배출될 수 있도록 하는 배출공(2322a)이 형성될 수 있다. 또한 상기 코어(2322)의 일단은 상기 구동축(2323)과 연결되어 상기 구동축(2323)의 움직임에 따라 상하이동은 물론 회전운동도 가능하게 된다. 상기 코어(2322) 내에서 이물질이 이동할 수 있는 원리 역시 상기 필터(22) 내부의 높은 압력과 상기 흡입봉(2321) 내지는 코어(2322) 내부의 낮은 압력의 압력차에 따른 밸러스트수의 흐름을 이용하는 것으로 그에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 구동축(2323)은 상기 코어(2322)와 상기 구동부(231) 사이를 연결하는 부분으로 상기 구동부(231)의 작동에 따라 상기 코어(2322)를 상하이동 및 회전운동시킬 수 있게 된다. 특히 상기 구동축(2323)의 상기 구동부(231)와 연결되는 일단의 외주면은 나사산 형태로 형성될 수 있는데, 이는 상기 구동부(231)의 작동에 따라 상하이동하면서 회전운동도 할 수 있어 보다 효율적으로 상기 필터(22)의 이물질을 흡입할 수 있도록 하기 위함이다. 또한 상기 구동축(2323)의 일단에는 접촉수단(2323a)이 결합될 수 있는데, 상기 접촉수단(2323a)은 상기 구동축(2323)의 상하이동거리를 제한하기 위한 리미트스위치(2323b)와 접촉하는 부분으로 원반형태의 고무부재나 금속부재 등이 활용될 수 있으며, 상기 접촉수단(2323a)이 상기 리미트스위치(2323b)와 접촉하는 경우 상기 제어부(4)의 제어하에 상기 구동축(2323)이 이동하는 진행방향이 바뀌기 때문에 상기 구동축(2323)은 상기 리미트스위치(2323b) 사이를 상하이동하게 된다.
상기 배출부(233)는 상기 흡입부(232)에서 흡입된 이물질을 배출시키는 부분으로 상기 코어(2322)의 일단에 형성된 배출공(2322a)을 통해 배출되는 이물질을 저장하는 플러싱챔버(2331)와, 상기 플러싱챔버(2331)의 이물질이 배출되는 통로가 되는 배출관(2332)과, 상기 배출관(2332)의 일측에 형성되는 이그조스트밸브(2333)를 포함할 수 있다.
상기 플러싱챔버(2331)는 상기 코어(2322)의 배출공(2322a)을 통해 배출되는 이물질이 쌓이게 되는 부분으로 바람직하게는 상기 코어(2322)가 상하이동하는 거리를 감안하여 어떠한 경우라도 상기 코어(2322)의 배출공(2322a)에서 배출되는 이물질을 저장할 수 있는 크기와 형상으로 형성될 수 있다.
상기 배출관(2332)은 상기 플러싱챔버(2331)의 이물질이 배출되는 통로가 되는 부분으로 상기 플러싱챔버(2331)의 일측에 연결되는 관 형태로 형성될 수 있다.
상기 이그조스트밸브(2333)는 상기 배출관(2332)의 일측에 연결되어 상기 필터(22)에 부착된 이물질의 흡입/배출을 위한 흡입력을 제공하는 부분으로 상기 제어부(4)에 의해 제어된다. 즉, 상기 이그조스트밸브(2333)가 열리는 경우에는 상기 배출관(2332), 플러싱챔버(2331), 코어(2322) 및 흡입봉(2321) 내부는 대기압 즉 상기 필터(22) 내부의 높은 기압에 비해 낮은 기압이 형성되므로 상기 필터(22) 내부의 밸러스트수는 기압이 낮은 상기 흡입봉(2321) 내부로 흡입되게 되고 이때 필터(22)에 부착된 이물질도 함께 흡입되게 되며, 상기 이그조스트밸브(2333)가 닫히는 경우에는 밸러스트수 및 이물질의 흡입이 중단되게 되는데 그 전체적인 작동원리에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 압력센서(24)는 상기 필터(22) 내외부의 압력을 측정하기 위한 구성으로 일반적으로 사용되는 압력측정용 센서들이 활용될 수 있는데 상기 압력센서(24)에 의해 측정되는 상기 필터(22) 내외부의 압력차이가 일정범위 이상 상승하게 되면 상기 제어부(4)의 제어하에 상기 필터(22)에 부착된 이물질을 제거하기 위한 상기 자동세척부(23)의 작동이 시작되게 된다.
이상과 같은 구성들을 포함하는 상기 여과부(2)의 작동원리에 대해 자세히 살펴보면, 먼저 상기 유입부(211)를 통해 상기 바디(21) 내부로 유입된 밸러스트수는 상기 필터(22)를 거쳐 여과되어 상기 유출부(212)를 통해 배출되게 되는데, 이때 상기 필터(22)에서 걸러지는 이물질이 상기 필터(22) 내부면에 부착되게 되면 상기 압력센서(24)에 의해 측정되는 상기 필터(22) 내부의 압력이 상승하게 되고 그 상승이 일정범위를 넘게 되면 상기 제어부(4)의 제어하에 상기 자동세척부(23)가 작동하게 되는데, 상기 제어부(4)가 상기 구동부(231)를 작동시키면 상기 구동축(2323), 코어(2322) 및 흡입봉(2321)은 상하이동 및 회전운동을 하게 되고 또한 상기 제어부(4)가 상기 이그조스트밸브(2333)를 열게 되면 상기 흡입봉(2321) 내의 압력이 상기 필터(22) 내부의 압력보다 낮게 되어 상기 필터(22) 내부의 밸러스트수와 이물질이 상기 흡입봉(2321)을 통해 흡입되게 되어 상기 코어(2322), 플러싱챔버(2331) 및 배출관(2332)를 통해 배출되게 된다. 또한 상기 필터(22) 내부의 압력이 일정범위 이하로 내려가게 되면 상기 자동세척부(23)의 작동은 중지하게 된다. 본 발명에 따른 밸러스트수 처리시스템의 중요한 특징 중의 하나는 상기 자동세척부(23)가 작동하는 동안에도 상기 여과부(2)의 필터(22)를 이용한 여과처리는 계속될 수 있다는 것이다.
상기 자외선처리부(3)는 상기 여과부(2)에서 여과된 밸러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 구성으로 도 4 내지 5를 참조하면, 상기 자외선처리부(3)는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부(311)와 유출부(312)를 갖는 바디(31)와, 상기 바디(31) 내부를 흐르는 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프(32)와, 상기 자외선램프(32)를 둘러싸는 슬리브관(321)에 부착되는 이물질을 제거하는 슬리브관 세척부(33)와, 상기 자외선램프(32)에서 나오는 자외선의 강도를 측정하는 자외선강도계(34)와, 상기 바디(31) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(35)를 포함할 수 있으며, 상기 자외선처리부(3)는 필요에 따라 다수 개가 직렬로 연속적으로 설치될 수도, 상기 여과부(2)와 별도의 위치에 설치될 수도 있다.
상기 바디(31)는 상기 자외선처리부(3)의 몸체를 이루는 부분으로 바람직하게는 내부에 공간을 갖는 원통형으로 형성될 수 있으며 밸러스트수가 유입되는 유입부(311)와 살균처리된 밸러스트수가 유출되는 유출부(312)를 포함하는데, 바람직하게는 상기 유입부(311)과 유출부(312)가 상기 바디(31) 원통형의 옆면에 형성될 수 있는데 이는 상기 자외선램프(32)를 통과하여 살균되는 밸러스트수의 살균효율을 높이기 위함이다.
상기 자외선램프(32)는 상기 바디(31) 내부를 흐르는 밸러스트수에 자외선을 조사하기 위해 자외선을 방출하는 부분으로, 막대나 봉 형상의 상기 자외선램프(32)는 상기 바디(31)의 내부에 위치하는데 바람직하게는 상기 바디(31)의 축방향에 평행하게 상기 바디(31)의 원통형 내부를 따라 일정간격으로 다수 개가 방사상으로 배치되어 상기 유입부(311)과 유출부(312)를 통하여 흐르는 밸러스트수는 상기 자외선램프(32) 사이를 수직으로 통과하게 할 수 있다. 상기 자외선램프(32)를 둘러싸고 있는 슬리브관(321) 표면에 이물질이 부착하게 되면 방출되는 자외선의 강도가 저하되기 때문에 상기 슬리브관(321) 표면은 상기 슬리브관 세척부(33)에 의해 세척되게 된다.
상기 슬리브관 세척부(33)는 상기 슬리브관(321) 표면에 부착되는 이물질을 제거하는 부분으로, 상기 슬리브관(321)의 외주면에 부착되는 와이퍼(331)와, 상기 와이퍼(331)를 연결하는 구동축(332)과, 상기 구동축(332)과 연결되어 구동축(332)을 작동시키는 구동모터(333)를 포함할 수 있다.
상기 와이퍼(331)는 상기 슬리브관(321)의 외주면에 부착되는 이물질을 제거하는 부분으로 바람직하게는 상기 슬리브관(321) 외주면 전체를 둘러싸는 환형으로 형성될 수 있으며 그 재질로는 내열성을 갖는 합성수지나 합성고무 등이 활용될 수 있으며, 상기 슬리브관(321)이 다수 개 존재하는 경우 상기 와이퍼(331) 역시 다수 개가 존재하게 되고 이 경우 각각의 와이퍼(331)는 상기 구동축(332)에 연결될 수 있다.
상기 구동축(332)은 상기 와이퍼(331)와 연결되어 상기 와이퍼(331)를 이동시켜 상기 와이퍼(331)가 상기 슬리브관(321) 외주면에 부착된 이물질을 제거할 수 있도록 하는 부분으로 바람직하게는 상기 바디(31)의 내부 중앙에 상기 바디(31)의 축방향에 평행하게 배치될 수 있으며 그 외주면은 나사산 형태로 형성될 수 있다. 상기 구동축(332)의 일단은 상기 구동모터(333)에 연결된다.
상기 구동모터(333)는 상기 구동축(332)의 일단과 연결되어 상기 구동축(332) 및 와이퍼(331)를 작동시키는 동력을 제공하는 부분으로 일반적으로 사용되는 모터 등이 활용될 수 있다.
상기 자외선강도계(34)는 상기 자외선램프(32)에서 나오는 자외선의 강도를 측정하는 부분으로 상기 바디(31)의 외주면 상에서 상기 바디(31)의 내부로 관통하여 설치될 수 있으며, 상기 제어부(4)와 연결되어 있기 때문에 측정되는 자외선강도가 일정범위 이하인 경우 상기 제어부(4)는 상기 슬리브관 세척부(33)를 작동시키게 되는데 그 작동원리에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 온도센서(35)는 상기 자외선처리부(3)의 바디(31) 내부의 온도를 측정하는 부분으로 상기 바디(31)의 외주면 또는 내부에 설치될 수 있으며, 상기 제어부(4)와 연결되어 있기 때문에 측정되는 상기 바디(31) 내부의 온도가 일정 범위 이상으로 높아지게 되면 상기 제어부(4)는 상기 자외선처리부(3)의 작동을 중지시키게 된다.
이상과 같은 구성들을 포함하는 상기 자외선처리부(3)의 작동원리에 대해 자세히 살펴보면, 먼저 상기 유입부(311)를 통해 상기 바디(31) 내부로 유입된 밸러스트수는 상기 자외선램프(32)에서 조사되는 자외선에 의해 살균처리되어 상기 유출부(312)를 통해 배출되게 되는데, 이때 상기 자외선램프(32)를 둘러싸고 있는 슬리브관(321) 표면에 이물질이 부착되게 되면 자외선램프(32)에서 방출되는 자외선의 강도가 낮아지게 되어 상기 자외선강도계(34)에서 측정되는 자외선 강도가 일정범위 이하로 내려가게 되면 상기 제어부(4)의 제어하에 상기 슬리브관 세척부(33)가 작동하게 되는데, 상기 구동모터(333)의 작동에 의해 상기 구동축(332)을 따라 상기 와이퍼(331)가 이동하면서 상기 슬리브관(321) 표면에 부착된 이물질을 제거하게 된다. 또한 상기 온도센서(35)에 의해 측정되는 상기 바디(31) 내부의 온도가 일정범위 이상으로 올라가게 되면 상기 제어부(4)는 상기 자외선처리부(3)의 작동을 중지시키게 된다.
상기 제어부(4)는 상기 여과부(2)와 자외선처리부(3)의 작동 전반을 제어하는 부분으로, 앞서 설명한 바와 같이 상기 자동세척부(23), 압력센서(24), 슬리브관 세척부(33), 자외선강도계(34), 온도센서(35) 등과 연결되어 신호를 주고받으면서 작동 전반을 제어하게 되는데 상기 제어부(4)는 추가적으로 데이터를 저장하거나 경고메세지를 송출하는 등의 기능을 수행할 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예의 경우 상기 제어부(4)에 연결되어 밸러스트수 처리시스템의 작동상태를 표시해주는 디스플레이부(5)를 추가로 포함할 수 있는데, 상기 디스플레이부(5)는 상기 제어부(4)의 제어하에 작동되는 상기 자동세척부(23), 압력센서(24), 슬리브관 세척부(33), 자외선강도계(34), 온도센서(35) 등의 상태는 물론 상기 여과부(2)와 자외선처리부(3)에 의해 처리되는 밸러스트수의 처리상태 등도 관계자가 시각적으로 용이하게 확인할 수 있도록 표시할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템은 밸러스트수를 처리함에 있어 필터를 사용하여 물리적으로 여과시키는 방식과 자외선을 사용하여 살균하는 방식을 복합적으로 사용함으로써 부산물로 인한 2차 오염을 방지할 수 있고, 밸러스트 탱크의 오염을 방지할 수 있음은 물론, 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 항상 균일한 성능을 유지하게 할 수 있고 유지관리 면에서 효율적이며, 밸러스트수에 대한 처리작업의 중지 없이도 여과부나 자외선처리부의 자동세척이 가능하도록 함으로써 처리효율을 높여 처리시간이나 비용 측면에서 효율적이며, 여과부의 자동세척부가 상하이동 및 회전운동을 동시에 할 수 있는 구조로 형성됨으로써 필터의 세척능력을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 여과부(2)와 상기 자외선처리부(3) 사이에 우회관로(7)를 추가로 포함하여, 필요에 따라 상기 여과부(2) 또는 상기 자외선처리부(3)만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수 있도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 우회관로(7)는 상기 여과부(2)와 상기 자외선처리부(3) 사이로 밸러스트수가 이동할 수 있도록 하는 관로를 의미하며, 상기 우회관로(7)가 존재함으로 인해 상기 여과부(2)와 상기 자외선처리부(3)를 순서대로 통과하면서 처리되는 밸러스트수 처리과정에서 필요에 따라 상기 여과부(2) 또는 상기 자외선처리부(3)만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수도 있고, 특히 밸러스트탱크(6)에 저장된 밸러스트수를 다시 바다로 배출하는 경우 상기 여과부(2)를 거칠 필요는 없으므로 상기 자외선처리부(3)만을 거친 후 배출할 있어 처리 시간이나 비용측면에서 효율적으로 운영할 수 있는 특징이 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 밸러스트수 처리시스템에 의해 밸러스트수를 처리했을 때의 처리효과를 비교실험데이터를 토대로 입증,설명하고자 한다.
[실험] 밸러스트수 처리시스템의 미생물 처리능력 실험
1. 목적 : 본 발명에 따른 밸러스트수 처리시스템의 미생물 처리능력에 대한 비교검증
2. 대상 : 각기 다른 3문에 속하는 5종 이상의 미생물과 박테리아
[규칙 제91조에 의한 정정 25.11.2009]　
3. 방법 : 도 6에서 보는 바와 같이 바지선을 이용한 실험장비를 이용하여 실험을 실시하였으며, 그 방법은 도 7에서 보는 바와 같이,
시험군은 각기 다른 3문에 속하는 5종 이상의 미생물과 박테리아가 포함된 밸러스트수를 본 발명에 따른 밸러스트수 처리시스템에 의해 처리한 직후와 밸러스트탱크에 저장하여 5일 후 각각 채취하여 잔존미생물량을 측정하였으며,
대조군은 각기 다른 3문에 속하는 5종 이상의 미생물과 박테리아가 포함된 밸러스트수를 별도의 처리과정 없이 밸러스트탱크에 저장하기 직전과 저장하여 5일 후 각각 채취하여 잔존미생물량을 측정하였습니다.
[규칙 제91조에 의한 정정 25.11.2009]　
[규칙 제91조에 의한 정정 25.11.2009]　
[규칙 제91조에 의한 정정 25.11.2009]　
[규칙 제91조에 의한 정정 25.11.2009]　
4. 결과 : 실험결과는 아래 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이,
대조군은 ① 50㎛ 이상 크기의 미생물의 경우 최초 250,000Ind/m3 에서 223,000Ind/m3 , 5일 후 126,000Ind/m3 로 50% 이상의 잔존률을 보이고 있고, ② 10~50㎛ 크기의 미생물의 경우 최초 5,000Ind/m3 에서 4,300Ind/m3 , 5일 후 3,600Ind/m3 로 70% 이상의 잔존률을 보이고 있고, ③ 박테리아의 경우 최초 2,700Cfu/100ml 에서 1,800Cfu/100ml , 5일 후 235Cfu/100ml 의 잔존량을 보이고 있는 반면에,
시험군은 ① 50㎛ 이상 크기의 미생물의 경우 최초 250,000Ind/m3 에서 처리과정을 거친 직후 800Ind/m3 , 5일 후 0Ind/m3 로 0%의 잔존률을 보여 IMO 기준인 10Ind/m3 이하를 완벽하게 충족시키고 있고, ② 10~50㎛ 크기의 미생물의 경우 최초 5,000Ind/m3 에서 처리과정을 거친 직후 240Ind/m3 , 5일 후 0Ind/m3 로 0%의 잔존률을 보여 IMO 기준인 10Ind/m3 이하를 완벽하게 충족시키고 있고, ③ 박테리아의 경우 최초 2,700Cfu/100ml 에서 처리과정을 거친 직후 26Cfu/100ml , 5일 후 13Cfu/100ml 의 잔존량을 보여 IMO 기준인 250Cfu/100ml 이하를 완벽하게 충족시키고 있다는 결과를 확인할 수 있습니다.
표 1
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 선박에 취수된 밸러스트수를 필터를 사용하여 여과시키는 여과부와, 상기 여과부에서 여과된 밸러스트수를 자외선을 사용하여 살균시키는 자외선처리부와, 상기 여과부와 자외선처리부의 작동 전반을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸러스트수 처리시스템은 상기 여과부와 상기 자외선처리부 사이에 우회관로를 추가로 포함하여, 필요에 따라 상기 여과부 또는 상기 자외선처리부만을 거쳐 밸러스트수가 처리될 수 있도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸러스트수 처리시스템은 상기 제어부에 연결되어 밸러스트수 처리시스템의 작동상태를 표시해주는 디스플레이부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 여과부는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수를 여과시키는 필터와, 상기 필터에 부착되는 이물질을 세척하는 자동세척부와, 상기 유입부와 유출부에서의 압력을 측정하는 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 자동세척부는 상기 제어부의 신호에 의해 자동세척부를 구동시키는 구동부와, 상기 구동부에 연결되어 움직이면서 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입부와, 상기 흡입부에서 흡입된 이물질을 배출시키는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 흡입부는 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입봉과, 상기 흡입봉에 연결되어 흡입된 이물질을 이동시키는 코어와, 상기 코어와 상기 구동부 사이를 연결하여 상기 구동부의 작동에 따라 상기 코어를 움직이는 구동축을 포함하고,
    상기 배출부는 상기 코어 일단에 형성된 배출공을 통해 배출되는 이물질을 저장하는 플러싱챔버와, 상기 플러싱챔버의 이물질이 배출되는 통로가 되는 배출관과, 상기 배출관의 일측에 형성되는 이그조스트밸브를 포함하여,
    상기 이그조스트밸브의 개폐에 따른 압력차이를 이용하여 자동으로 필터에 부착된 이물질을 흡입, 배출할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동축은 나사산 형태로 형성되고, 상기 흡입봉은 상기 코어에 방사상 형태로 연결됨으로써,
    상기 구동부의 작동에 따라 상하이동 및 회전하면서 보다 효율적으로 필터의 이물질을 흡입할 수 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 자외선처리부는 밸러스트수가 유출입될 수 있는 유입부와 유출부를 갖는 바디와, 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수에 자외선을 조사하는 자외선램프와, 상기 자외선램프를 둘러싸고 있는 슬리브관에 부착되는 이물질을 제거하는 슬리브관 세척부와, 상기 자외선램프에서 나오는 자외선의 강도를 측정하는 자외선강도계와, 상기 바디 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 슬리브관 세척부는 상기 슬리브관의 외주면에 부착되는 와이퍼와, 상기 와이퍼를 연결하는 구동축과, 상기 구동축과 연결되어 구동축을 작동시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리시스템.
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