WO2015060617A1

WO2015060617A1 - 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치

Info

Publication number: WO2015060617A1
Application number: PCT/KR2014/009881
Authority: WO
Inventors: 김태규; 김태형
Original assignee: 아이닉스(주); 김태규; 김태형
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2015-04-30
Also published as: KR101445250B1

Abstract

본 발명은 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치를 개시한다. 본 발명의 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치는 구조가 간소하여 취수 파이프 또는 이 취수 파이프와 연결되는 관로 상에 설치가 가능함에 따라 종전의 선박평형수 살균 처리장치에 비해 설치 공간에 대한 자유도를 대폭 높일 수 있음에 따라 결과적으로 기존의 선박에 대해서도 간소한 구조변경을 통해 용이하게 적용시킬 수 있으며, 아울러 전기분해 방식의 살균장치를 구성하는 전극판에 이물질 등의 오염물질이 달라붙는 것이 방지되게 구동원에 의해 회전하는 브러쉬를 구비시킴으로써 전극판 오염으로 인한 살균 성능의 저하를 미연에 방지하고, 유지관리의 편의성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치

본 발명은 안전하고 효율적인 운항을 위해 선박 내부로 유입하는 평형수를 처리하기 위한 선박평형수 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유입된 평형수에 잔존하는 미생물이나 오염원을 효율적으로 제거 및 멸균 상태를 유지되게 한 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치에 관한 것이다.

선박은 안전하고 효율적인 운항을 위하여 적재할 수 있는 총 중량이 제한되어 있기 때문에 화물을 적재하거나 내리는 하역에 따라 선박의 하부 및 양측면에 마련된 밸러스트 탱크에 해수를 채워넣거나 배출함으로써 선박의 좌·우 평형을 조절하도록 되어 있으며, 이러한 선박의 무게중심을 잡기 위해 밸러스트 탱크에 채우는 해수를 선박 평형수라 한다. 이러한 선박평형수(ballast water)의 주입은 대부분 화물이나 여객이 타고 내리는 항만이나 부근 해역에서 이뤄지게 되는데, 국제교역량의 증가함에 따라 선박평형수를 주입한 장소에서 서식하던 다양한 종류의 해양생물을 비롯한 미생물과 오염원이 선박의 운항에 따라 장거리를 이동한 후 다른 지역 또는 제3국에서 선박평형수와 함께 배출되어 결과적으로 배출 지역에서 살아남은 해양생물이 해당 해역의 생태계를 교란하거나 또는 오염원이 확산되는 심각한 문제점을 초래하였다. 실제 선박평형수의 이동에 따른 생태교란의 사례로는, 유럽종인 얼룩무늬 담치가 미국에서 집단 번식하여 토착 생태계에 혼란을 야기하였고, 선박평형수에 포함된 유해한 수중 유기물질이 호주의 진주양신산업에 막대한 피해를 초래하였으며, 브라질의 항만과 연안 해역에 서식하지 않았던 수중 미생물이 출현하여 해양 생태계를 파괴하는 피해 사례 외에도 국내에서도 지중해가 원산지인 소형갑각류인 몬스트릴라가 경북 영덕 강구항에서 발견된 사례가 보고된 바 있다.

이에 따라 여러 국가들은 자국의 입법을 통하여 항만 내에서는 선박평형수의 교환을 제한하거나 입항 전 수심이 깊은 곳에서 미리 교환하도록 규제하고 있으며, 이러한 상황으로 인해 국제해사기구(International Maritime Organization)에서는 2004년 2월 선박평형수와 침전물 관리 국제협약(International Convention for The Control and Management of Ship’s Ballast water and sediment)을 채택해 배출되는 선박평형수의 수질 기준을 마련하였고, 2011년부터 협약을 순차적으로 적용하여 2016년 말까지는 전 세계를 운항중인 6만 8천여척의 선박은 선박평형수 설비를 의무적으로 탑재하도록 강제하였다.

또한 세계 외항선대의 약 65%가 기항하는 미국은 자국의 해양환경 보호를 위해 이미 합의된 국제기준보다 1000배나 강화된 평형수 처리 기술을 요구하고, 이를 기준으로 입항하는 선박을 통제하려는 계획을 가지고 있다고 밝힌바 있다.

한편, 선박 평형수 처리기술은 크게 선박 평형수의 유입 및 배출시점에 처리하는 관로(in-line) 처리방법과, 선박 평형수가 유입된 이후 항해 중에 처리하는 탱크(in-tank) 처리 방법으로 대별되며, 현재 국제적인 선박 평형수 처리기술들은 처리장치의 소형화와 운영효율 등을 고려하여 관로 처리방법을 채택하고 있다.

종래 기술에 따른 선박 평형수 처리장치로는 대한민국 등록특허 제10-1070948호에 개시된 ′해수 전기분해를 이용한 선박 평형수 처리장치′가 있으며, 그 청구항 3에는 ′분지흐름배관에 설치되어 유입되는 해수의 내부에 포함된 고형물과 필터보다 입경이 큰 해양생물을 제거해주는 자동역세척필터; 상기 분지흐름 배관을 통해 유입된 해수의 유량을 조절해주는 유량조절장치; 상기 유량조절장치에 연결되어 유입되는 해수의 온도를 적절히 조절해주는 해수온도조절장치; 상기 해수온도조절장치에 연결되고 해양생물을 사멸하기 위해 산화제를 생성하는 전기분해장치; 상기 전기분해장치에서 발생한 산화제의 농도를 측정하는 산화제농도 측정장치; 상기 산화제농도 측정장치에서 측정된 산화제의 농도에 따라 전기분해장치의 전류량을 제어하는 전원공급장치; 상기 해수온도조절장치에 연결되어 해수의 온도가 적절히 유지할 수 있도록 제어해주는 온도제어부; 상기 해수온도조절장치에 연결되어 해수의 온도가 적절히 유지할 수 있도록 제어해주고, 상기 전기분해장치에서 발생된 산화제를 메인흐름 배관으로 공급되도록 하는 가압펌프;를 포함하여 구성되되, 상기 해수온도조절장치는, 열매체를 통해 열원을 공급받아 유입되는 해수의 온도를 조절할 수 있도록 하는 주열교환기이고, 상기 열매체와 주 열교환기 사이에 설치되어 열매체를 통해 열원을 공급받아 상기 주 열교환기로 전달하는 보조 열교환기를 더 포함하여 구성되되, 상기 주 열교환기와 보조 열교환기 사이에는 수배관과 보조펌프를 설치하여 순환되도록 함으로써 간접열교환이 이루어지도록 구성되며, 상기 온도제어부는, 주 열교환기와 전기분해장치의 사이에 연결되어 해수의 온도를 계측하는 온도계측기와, 상기 온도계측기에서 계측된 해수의 온도에 따라 주 열교환기의 작동을 제어하여 해수의 온도가 적절히 조절될 수 있도록 하는 온도제어기와, 상기 주 열교환기에 연결되도록 설치되어 선박의 열매체의 유량을 조절하는 온도조절밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 해수 전기분해를 이용한 선박 평형수 처리장치′가 개시되어 있다.

그러나, 상기 종래의 해수 전기분해를 이용한 선박 평형수 처리장치는 산화제농도 측정장치와, 해수온도조절장치를 비롯하여 열교환기 등 그 구성요소가 많고 구조가 복잡하기 때문에 비교적 넓은 면적의 설치공간이 요구됨에 따라 기존의 선박에 추가 장착이 곤란할 뿐만 아니라 유지관리의 어려움으로 인해 고장발생에 따른 신뢰도가 낮으며 경제적인 제조가 어려운 문제점이 있었다.

종래 기술에 따른 선박 평형수 처리장치로는 대한민국 등록특허 제10-1204879호에 개시된 ′선박평형수 살균장치 및 이를 이용한 선박평형수 살균방법 ′가 있으며, 그 청구항 1에는 ′해양미생물을 포함하는 선박평형수가 저장되는 선박평형수(ballast water) 저장조; 상기 선박평형수 저장조에 저장된 선박평형수로 오존(O3)을 용해시키기 위하여 일단부가 선박평형수 저장조 내의 바닥과 근접하도록 연결되는 오존주입부; 선박평형수 수막을 형성시키기 위하여 일단부가 상기 선박평형수 저장조와 연결되되, 수막이 흐르는 유로(flowpassage)를 형성하는 이산화티타늄(TiO2) 판재와, 상기 이산화티타늄 판재를 냉각시키기 위하여 상기 이산화티타늄 판재 하부에 구비되는 냉각코일을 포함하는 수막형성부; 상기 수막형성부의 이산화티타늄 판재를 따라 흐르는 선박형평수로 전자선을 조사하기 위하여 상기 이산화티타늄 판재 상부 중앙에 구비되는 전자빔 가속기; 및 상기 수막형성부의 이산화티타늄 판재를 따라 흐르는 선박형평수에 자외선을 조사하기 위하여 상기 이산화티타늄 판재 상부 측면부에 구비되는 자외선 발생기를 포함하는 선박평형수 살균장치′가 개시되어 있다.

이러한 선박평형수 살균장치는 오존주입부와 자외선 발생기를 이용하여 단시간 내에 많은 선박 평형수를 살균할 수 있는 구성을 개시하고 있으나, 오존의 경우 해양생물을 사멸시키기 위한 적절한 농도를 정량적으로 생산하기 어려운 단점이 있으며, 또한 오존을 그대로 해양에 배출하는 경우 2차 오염의 원인을 제공함에 따라 별도의 오존 중화장치를 추가로 설치할 필요가 있으며, 끝으로 오존에 의한 장비의 부식 문제가 있다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서 본 발명의 목적은, 취수 관로를 따라 유입되는 해수에 포함된 잔존 해양생물을 비롯한 오염원에 대한 살균을 경제적이면서 대량 살균을 가능하게 한 살균장치를 포함하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치의 제공을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 살균장치의 구조를 간소화하여 부피를 최소화시키면서 안정적인 살균성능을 보장하고, 오염물질 흡착에 따른 성능저하를 방지되게 하여 유지관리의 편의성을 높일 수 있는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치의 제공을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 단 시간내에 대량의 평형수에 대한 살균을 가능하게 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치의 제공을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 해수의 유입압력에 의해 자동으로 필터에 고착되는 해양생물을 비롯한 각종 고형의 오염원이 제거되도록 함으로써, 복잡한 구조의 세정설비 없이도 간소한 구조에 의해 효율성 높은 여과성능을 보장할 수 있는 필터장치의 제공을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치는, 선박의 밸러스트 탱크에 연결되어 해수를 유입 안내하는 취수 파이프에 연결 구비되어 해수에 포함된 해양생물과 오염물을 살균 처리하는 전기분해 살균장치를 구비한 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치에 있어서,

상기 전기분해 살균장치는, 상기 취수 파이프에 연결되어 유입된 해수가 통과하도록 내부가 빈 관 형상의 하우징과; 상기 하우징의 내부에 구비되어 외부로부터 전원을 공급받도록 배선되는 것으로 간격을 두고 면 대향으로 배치되는 적어도 한 쌍의 전극판과; 상기 인접한 한 쌍의 전극판 사이에 배치되어 전극판에 접촉된 상태로 마찰 회전하는 절연재로 된 디스크 브러쉬과; 상기 디스크 브러쉬에 회전 구동력을 전달하는 구동유닛을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 전극판과 디스크 브러쉬는 원형의 판 형상으로 구비되면서 중심으로는 고정축이 일체로 삽입 통과되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 전극판은 해수가 통과할 수 있도록 복수의 통수홀이 관통 형성되며, 지르코늄·지르코늄 화합물·티타늄·티타늄 화합물 중 적어도 하나를 선택하여 사용하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 디스크 브러쉬는 상기 전극판에 대하여 지름이 확장된 크기로 구비되면서 상기 전극판에 마찰 접촉하여 스케일을 제거하는 요소로 방사상으로 배치되는 복수의 스케일바 및 외주면에 형성되는 기어이를 포함하고, 상기 구동유닛은 외부로부터 전원을 공급받아 회전 구동력을 생성하는 모터 및 이 모터에 축연결되는 것으로 상기 디스크 브러쉬의 기어이에 교합되어 회전 구동력을 전달하는 기어축으로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 취수 파이프는 해수에 포함된 해양생물과 오염물을 여과하는 필터장치를 포함하며, 상기 필터장치는, 상기 취수 파이프에 연결되어 해수를 유입 공급하는 요소로 해수가 내부로 유입되게 복수의 입수구가 형성된 유도커버와; 상기 유도커버의 내부에 삽입 수용될 수 있게 구비되는 것으로 입수구를 통과한 해수에 섞여 있는 해양생물과 오염물을 걸러내어 그 내부로 통과시키는 필터유닛과; 상기 유도커버의 내측으로 필터유닛의 외면에 접촉된 상태에서 회전하는 것으로, 해수의 유입에 회전력을 얻도록 나선형의 수류유도슬롯이 형성된 로터 브러쉬를 더 포함하여 구성되는 것에 있다

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 유도커버는 개방된 상부면의 테두리 부분이 확장되어 상기 취수 파이프의 플랜지부와 맞닿아 관이음되는 플랜지가 형성되고, 유입되는 해수를 일정한 방향으로 흐름을 유도하기 위해 간격을 두고 복수의 베인이 구비되며, 이들 베인 사이에 입수구가 형성되며, 내부에 구비되는 상기 필터유닛과 로터 브러쉬를 받치기 위한 바닥부가 형성되고, 전체적으로 원통 형상으로 구비되거나 또는 전체적으로 하향 진행하면서 지름이 감소되는 형상으로 구비되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 필터유닛은 원통 형상으로 구비되거나 또는 하향 진행하면서 지름이 감소되게 원추 형상으로 구비되며,

상기 입수구를 통과한 해수를 걸러내는 것으로 메쉬망 구조의 금속재로 된 마이크로필터와; 상기 마이크로필터의 내부에 삽입 수용되는 크기로 구비되어 상기 마이크로필터를 내측에서 지지하는 것으로 상대적으로 큰 크기의 통수 구멍을 갖는 필터하우징을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 로터 브러쉬는 고리 형상을 갖는 상부링과; 상기 상부링의 하측에 간격을 두고 배치되는 것으로 상대적으로 감소된 크기로 구비되며 중심에 보스홀이 형성된 하부링과; 상기 상부링과 하부링 사이를 나선 형태로 연결하는 것으로 상기 필터유닛의 외면에 접촉하여 해양생물이나 오염물을 긁어내는 복수의 블레이드 및 이들 블레이드 사이에 형성되는 수류유도슬롯으로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 필터유닛은 하향 진행하면서 지름이 감소되게 원추 형상으로 구비되는 것으로, 상부면 테두리가 확장되어 상기 유도커버의 확장된 상부 테두리 부분에 나사 또는 용접으로 고정되고 하부에는 보스가 돌출 형성되고, 상기 로터 브러쉬는 하부에 상기 보스가 삽입 통과하는 보스홀을 구비하여 상기 필터유닛에 대하여 자유 회전되게 구비되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 필터유닛의 하부에 구비되어 지지하는 요소로, 하향 진행하면서 지름이 감소되는 형태로 구비되는 바디부 및 이 바디부의 하면 중심에서 하향 돌출되어 상기 로터 브러쉬의 하부 중심에 형성된 보스홀에 삽입되는 보스를 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 면 대향으로 배치되는 적어도 한 쌍의 전극판은 각각 음극과 양극이 전원 공급되게 배선되며, 타이머를 내장한 전극전환 스위치에 연결되어 설정된 시간 간격으로 음극과 양극이 교대로 공급되는 것에 있다.

본 발명에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치는, 살균장치의 구성을 간소화하면서 오염물질 흡착에 따른 살균성능의 저하없이 안정적인 성능을 보장함으로써 제품에 대한 신뢰도를 높임과 아울러 유지관리의 편의성을 개선시킬 수 있는 이점이 있다. 특히, 본 발명의 살균장치는 구조가 간소하여 취수 파이프 또는 이 취수 파이프와 연결되는 관로 상에 설치가 가능함에 따라 종전의 선박평형수 살균 처리장치에 비해 설치 공간에 대한 자유도를 대폭 높일 수 있음에 따라 결과적으로 기존의 선박에 대해서도 간소한 구조변경을 통해 용이하게 적용시킬 수 있는 효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 전기분해 방식의 살균장치를 구성하는 전극판에 이물질 등의 오염물질이 달라붙는 것이 방지되게 구동원에 의해 회전하는 브러쉬를 구비시킴으로써 전극판 오염으로 인한 살균 성능의 저하를 미연에 방지하고, 유지관리의 편의성을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 부가 설치되는 필터장치는 간소한 구조에 의해 취수시 해양수에 포함된 고형물을 비롯한 진흙이나 플랑크톤 및 일정 크기의 생물체와 오염원을 여과시킬 수 있으며, 특히 취수시 유입압력을 이용하여 별도의 구동원 없이도 자동으로 필터에 고착되는 해양생물을 비롯한 각종 고형의 이물질과 오염원의 유입을 원천적으로 차단함으로써 기존의 스크린 필터에 비해 유지관리의 편의성과 안정된 여과성능을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 복잡한 세정설비를 필요로 하지 않음에 따라 경제적인 제조가 가능하고 아울러 기존 선박에 대한 설치의 자유도가 높은 이점이 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치를 설명하기 위한 구성도,

도 2는 도 1의 전기분해 살균장치의 외형을 나타낸 사시도,

도 3 및 도 4는 전기분해 살균장치의 내부 구성을 나타낸 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 전기분해 살균장치의 요부 구성을 나타낸 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치에서 전극판과 구동유닛을 설명하기 위한 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치에서 디스크 브러쉬와 구동유닛을 설명하기 위한 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치에서 필터장치의 구성을 설명하기 위한 사시도,

도 9은 도 8의 분해 사시도,

도 10은 본 발명의 필터장치의 필터유닛의 결합 관계를 설명하기 위한 분해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치

3 : 취수 파이프 5 : 펌프 7 : 밸러스트 탱크

10 : 필터장치 11 : 유도커버 11a : 입수구

11b : 플랜지 13 : 필터유닛 13a : 필터하우징

13b : 마이크로필터 15 : 로터 브러쉬 15a : 상부링

15b : 블레이드 15c : 하부링 15d : 수류유도슬롯

15h : 보스홀 20 : 전기분해 살균장치 21 : 하우징

22 : 배선 23 : 전극판 23h : 통수홀

25 : 디스크 브러쉬 25a : 스케일바 25g : 기어이

27 : 구동유닛 27g : 기어축

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치의 바람직한 실시례를 설명하기 위한 도면로서, 도 1은 전체적인 구성을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 전기분해 살균장치의 외형을 나타낸 사시도이며, 도 3 및 도 4는 전기분해 살균장치의 내부 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 5 내지 도 7은 전기분해 살균장치를 구성하는 요부 구성을 설명하기 위한 사시도이다.

본 실시례에서의 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치(1)는, 선박의 밸러스트 탱크(7)에 연결되어 해수를 유입 안내하는 취수 파이프(3)에 연결 구비되어 해수에 포함된 해양생물과 오염물을 전기분해를 이용하여 살균 처리하는 공지의 전기분해 기술을 적용한 전기분해 살균장치(20)를 구비하는 것을 제안한다.

본 발명의 전기분해 살균장치(20)의 원리는, 크게 전기 화학적으로 해양 미생물이나 오염물을 처리하는 전기분해(Electrolysis), 전기응집(Electro-coagulation), 전기부상(Electro-flotation) 및 전위차 생성의 4가지 전기화학적 반응에 의한다.

상기 전기분해 반응은 해수에 직류전원을 통전 시킬 때 발생하는 산화 및 환원 반응에 의해 각종 오염물질을 분해함으로써 오염물질을 처리하는 방법이고, 상기 전기응집 반응은 전극에서 방출되는 전자의 교환에 의해 이온성 물질의 염으로의 석출 및 floc의 성장을 가속화함으로써 오염물질을 처리하는 방법이며, 상기 전기부상이란 물의 전기분해시 발생하는 미세기포에 의해 유분 및 부유물질을 수면으로 부상시켜 오염물질을 제거하는 방법이다 끝으로 전위차 생성이란 직류전원을 전극에 통전 시킬 때 발생되며, 양극에서의 +전위차는 강력한 살균효과가 있다. 이러한 전기분해 반응을 이용한 전기분해 살균장치(20)는 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하며, 다만 본 발명에서는 전기분해 살균장치(20)를 구성함에 있어 전극판에 고착되는 스케일을 자동으로 제거하도록 하여 전극의 수명과 살균효율성을 안정되게 유지시키는데 있다.

본 발명의 전기분해 살균장치(20)는 크게 외체를 형성하면서 관로 역할을 제공하는 하우징(21)과, 상기 하우징(21)의 내부에 간극을 두고 면 대향하도록 최소 한 쌍 이상으로 설치되는 복수의 전극판(23)과, 상기 전극판과 전극판 사이에 위치되어 구동유닛(27)으로부터 구동력을 전달받아 회전됨으로써 전극판에 부착된 스케일을 제거하는 일종의 세척 요소인 디스크 브러쉬(25)으로 구성된다.

하우징(21)은 상기 취수 파이프(3)에 연결되어 유입된 해수가 통과하여 배출되도록 내부가 빈 관 형상으로 구비된다. 이러한 하우징(21)은 상기 취수 파이프(3)와 비례하는 크기의 관으로 제공되는 것이 바람직하며, 도면에서 보는 바와 같이 전·후면이 개방된 형태로 구비된다.

전극판(23)은 상기 하우징(21)의 내부에 구비되어 외부로부터 전원을 공급받도록 배선되는 것으로 간격을 두고 면 대향으로 배치되며, 적어도 한 쌍 이상으로 구성되며, 본 발명에서는 원형의 판 형상으로 구비되고, 그 중심으로는 고정축(s)이 삽입 통과하도록 구성된다. 이러한 전극판(23)은 해수가 통과할 수 있도록 복수의 통수홀(23h)이 관통 형성되며, 지르코늄·지르코늄 화합물·티타늄·티타늄 화합물 중 적어도 하나를 선택하여 제작된다.

한편 상기 전극판(23)은 그 크기 등을 고려하여 5mm~50mm 내·외의 간격을 갖는 것이 바람직하며, 전기분해 효율을 높이기 위해서는 전극간의 간격이 5mm 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 면 대향으로 배치되는 적어도 한 쌍의 전극판은 각각 음극과 양극이 전원 공급되게 배선되며, 이들 배선은 타이머를 내장한 전극을 전환하는 전극전환 스위치에 연결되어 설정된 시간 간격으로 음극과 양극이 전환 공급되게 구성될 수 있다. 이와 같이 음극과 양극을 전환하여 각 전극판에 전원을 공급하게 되면, 전극의 교환되면서 전극판에 도금현상으로 인한 성능 저하를 억제할 수 있기 때문이다. 아울러 본 실시례에서의 타이머를 내장한 전극전환 스위치는 시간 설정이 가능하고, 설정된 시간에 출력신호를 출력하는 타이머 및 이 타이머를 구비하거나 연결되는 것으로 음극과 양극을 절환하는 스위치를 결하 한 것으로, 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

디스크 브러쉬(25)는 상기 인접한 한 쌍의 전극판(23) 사이에 배치되어 상기 전극판(23)에 접촉된 상태로 마찰 회전하는 회전요소로서, 원형의 판 형상으로 구비되며 그 중심으로는 상기 전극판(23)과 일체로 고정축(s)이 삽입 통과하도록 관통된 구성이다. 이러한 디스크 브러쉬(25)는 상기 전극판(23)에 대하여 지름이 확장된 크기로 구비되면서 상기 전극판(23)에 마찰 접촉하여 스케일을 제거하는 것으로, 방사상으로 배치되는 복수의 스케일바(25a) 및 외주면에 형성되는 기어이(25g)를 포함하는 구성이다.

한편, 본 발명에서의 디스크 브러쉬(25)는 불소수지 화합물 또는 이 불소수지 화합물이 코팅된 절연재로 제공되는 것이 바람직하다.

구동유닛(27)은 상기 디스크 브러쉬(25)에 회전 구동력을 제공하는 요소로서, 이러한 구동유닛(27)은 외부로부터 전원을 공급받아 회전 구동력을 생성하는 모터(27m) 및 이 모터(27m)에 축연결되는 것으로 상기 디스크 브러쉬(25)의 기어이(25g)에 교합되어 회전 구동력을 전달하는 기어축(27g)으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전기분해 살균장치(20)는 복수의 전극판(23)에 전원이 공급되면, 전기분해 작용에 의해 상기 하우징(21)을 통과하는 해수에 포함된 해양 미생물과 오염물에 대한 살균을 실시하게 된다.

이와 동시에 상기 복수의 전극판(23)에 배치되어 있는 복수의 디스크 브러쉬(25)는 그 외주면에 마련된 기어이(25g)가 상기 구동유닛(27)을 구성하는 모터(27m)에 축이음된 기어축(27g)에 교합되는 구성이므로, 상기 모터(27m)의 구동에 의해 연동하여 일방향 회전을 하게 된다.이때, 상기 디스크 브러쉬(25)는 방사상으로 배치된 스케일바(25a)가 인접한 전극판에 마찰 접촉된 상태로 회전되는 것에 의해 결과적으로 상기 전극판에 부착된 스케일을 제거함으로써 전극판의 수명을 연장하고 전기분해 효율을 양호하게 유지시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치는 도 8 내지 도 10에 나타내 보인 바와 같은 필터장치가 부가 구성되는 것도 가능하다.

도 8은 본 발명에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치에서 필터장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 9는 도 8의 분해 사시도이며, 도 10은 본 발명의 필터장치의 필터유닛의 결합 관계를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도면에 나타내 보인 바와 같이, 본 실시례에 따른 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치(1)는, 선박의 밸러스트 탱크(7)에 연결되어 해수를 유입 안내하는 관로요소인 취수 파이프(3) 및 이 취수 파이프(3)의 유입구(미부호)측에 설치되어 해수에 포함된 해양생물과 오염물을 여과시키는 필터장치(10)를 부가 구성하는 것을 주요한 기술적 특징으로 한다. 즉, 본 발명에 따른 필터장치(10)는 크게 유도커버(11)와, 필터유닛(13)과, 로터 브러쉬(15)로 구성되며, 해수를 유입하는 과정에서 포함되어 있는 해양생물을 비롯한 각종 오염물의 유입을 원천적으로 차단하고 이들 해양생물과 각종 오염물이 외부로 자연스럽게 떨어져 나가도록 하여, 여과된 여과수를 전기분해 살균장치(20)로 공급하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

유도커버(11)는 상기 취수 파이프(3)에 연결되어 해수를 유입 공급하는 일종의 흡입요소로서, 전체적으로 하향 진행하면서 지름이 감소되는 형태를 취하며, 외면에는 해수가 내부로 유입될 수 있도록 복수의 입수구(11a)가 형성된다. 이러한 유도커버(11)는 상부면이 개방된 형태를 취하며, 상기 개방된 상부면의 테두리 부분이 확장되어 상기 취수 파이프(3)의 플랜지부와 맞닿아 관 이음되는 플랜지(11b)가 형성되고, 유입되는 해수를 일정한 방향으로 흐름을 유도하기 위해 간격을 두고 복수의 베인(11v)이 구비된다.

또한, 상기 베인과 베인 사이의 공간으로 해수가 유입되는 입수구(11a)가 형성되며, 내부에 구비되는 후술할 필터유닛(13)과 로터 브러쉬(15)를 구조적으로 받치기 위한 바닥부(11c)가 형성된다.

필터유닛(13)은 상기 유도커버(11)의 입수구(11a)를 통과한 해수에 섞여 있는 해양생물과 오염물을 걸러내고, 걸러낸 해수를 그 내부로 통과시키는 여과요소로, 상기 유도커버(11)의 내부에 삽입 수용될 수 있는 크기를 갖는다. 또한, 상기 필터유닛(13)은 전체적으로 원통 형상으로 구비되거나 또는 하향 진행하면서 지름이 감소되는 원추 형상을 갖도록 구비되며, 본 발명에서는 원추 형상으로 구비되는 것을 도시하였다. 이러한 필터유닛(13)은 상기 입수구(11a)를 통과한 해수를 걸러내는 것으로 메쉬망 구조의 금속재로 된 마이크로필터(13b)와, 상기 마이크로필터(13b)의 내부에 삽입 수용되는 크기로 구비되어 상기 마이크로필터(13b)를 내측에서 지지함과 아울러 유도커버(11)에 결합 고정되는 필터하우징(13a)으로 구성된다. 여기서 상기 마이크로필터(13b)는 상기 필터하우징(13a)에 대하여 여과시킬 수 있는 구멍의 크기가 상대적으로 더 작아야 한다. 즉, 상기 필터하우징(13a)은 상기 마이크로필터(13b)에 대하여 상대적으로 큰 크기의 통수용 구멍을 갖는다.

한편, 상기 필터유닛(13)을 구성하는 필터하우징(13a)은 그 상부면 테두리가 확장되어 상기 유도커버(11)의 확장된 상부 테두리 부분인 플랜지(11b)에 나사 또는 용접으로 고정된다. 그리고 하부로는 보스(17b)가 돌출 구비된다. 이러한 보스(17b)는 상기 필터유닛(13)을 구성하는 요소에 일체로 구비되어도 무방하나, 제작의 편의를 위해 본 발명에서는 별도로 제작되어 구비되는 것을 제안하였다. 즉, 상기 필터유닛(13)의 하부에 위치되어 지지하는 요소로, 하향 진행하면서 지름이 감소되는 형태로 구비되는 바디부(17a) 및 이 바디부(17a)의 하면 중심에서 하향 돌출되어 상기 로터 브러쉬(15)의 하부 중심에 형성된 보스홀(15h)에 삽입되는 보스(17b)로 이루어진 지지부재(17)를 포함하는 것도 가능하다.

상기 로터 브러쉬(15)는 상기 유도커버(11)의 내측에 위치되면서 그 내면이 상기 필터유닛(13)의 외면에 접촉된 상태에서 회전하는 회전요소로서, 해수의 유입시 유입압력에 의해 회전력이 생성되는 특징을 가지며, 본 발명에서는 나선형의 수류유도슬롯(15d)을 형성하는 것을 제안한다. 이러한 로터 브러쉬(15)는 고리 형상을 갖는 상부링(15a)과, 상기 상부링(15a)의 하측에 간격을 두고 배치되는 것으로 상대적으로 감소된 크기로 구비되며 중심에 보스홀(15h)이 관통 형성된 하부링(15c)과, 상기 상부링(15a)과 하부링(15c) 사이를 연결하는 것으로 나선형으로 배치되면서 상기 필터유닛(13)을 구성하는 마이크로필터(13b)의 외면에 접촉하여 해양생물이나 오염물을 긁어내는 복수의 블레이드(15b)로 구성되며, 이들 블레이드(15b) 사이에 수류유도슬롯(15d)이 위치되는 구조이다.

한편, 상기 로터 브러쉬(15)는 하부에 상기 보스(17b)가 삽입 통과하는 보스홀(15h)이 구비되며, 상기 필터유닛(13)에 대하여 자유 회전되게 구비된다.

또한, 본 발명에서의 로터 브러쉬(15)는 수류유도슬롯(15d)을 통과하는 해수의 유입압력에 의해 회전되는 구성을 제안하였으나, 평형수의 유입량을 늘리거나 또는 세척성능을 높이기 위하여 대안적으로 상기 로터 브러쉬(15)에 구동원을 연결하여 강제 회전시키는 것도 가능할 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 필터장치(10)는 상기 취수 파이프(3)의 일측에 구비된 펌프(5)가 구동을 하는 것에 의해 해수를 흡입하게 되고, 이때 상기 취수 파이프(3)의 유입구측에 설치된 필터장치(10)가 해수에 포함된 해양생물을 비롯한 고형의 오염물 등의 유입을 차단한다. 즉, 본 발명의 필터장치(10)는 해수가 유도커버(11)의 입수구(11a)를 경유하여 그 내측에 구비된 필터유닛(13)을 통과한 뒤 취수 파이프(3)의 내부로 유입되는데, 이때 상기 필터유닛(13)을 구성하는 마이크로필터(13b)는 메쉬망 구조를 갖는 일종의 거름망으로 메쉬의 크기보다 큰 해양생물이나 오염물은 통과하지 못하고 상기 펌프(5)의 흡입압에 의해 마이크로필터(13b)에 흡착된 상태를 이루게 된다. 이때 상기 마이크로필터(13b)의 외면에 구비된 로터 브러쉬(15)는 나선형으로 배치된 블레이드(15b)에 의해 해수의 유입압력에 의해 일 방향 회전을 이룬다.

이때, 상기 블레이드(15b)는 그 내측면이 상기 마이크로필터(13b)의 외면에 접촉된 상태이므로 결과적으로 상기 마이크로필터(13b)의 외면에 흡착된 상태의 해양생물이나 오염물을 긁어낸다. 또한, 상기 블레이드(15b)는 전체적으로 나선형의 형태로 구비되면서 하향 진행하면서 블레이드 간의 간격이 좁아지는 형태로 구비되어 있으므로 결과적으로 상기 마이크로필터(13b)의 외면에 흡착된 해양생물이나 오염물을 도면을 기준으로 살펴보면 아래 방향으로 긁어내게 된다.

한편, 본 발명은 기재된 실시례에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims

선박의 밸러스트 탱크에 연결되어 해수를 유입 안내하는 취수 파이프에 연결 구비되어 해수에 포함된 해양생물과 오염물을 살균 처리하는 전기분해 살균장치를 구비한 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치에 있어서,

상기 전기분해 살균장치는, 상기 취수 파이프에 연결되어 유입된 해수가 통과하도록 내부가 빈 관 형상의 하우징과; 상기 하우징의 내부에 구비되어 외부로부터 전원을 공급받도록 배선되는 것으로 간격을 두고 면 대향으로 배치되는 적어도 한 쌍의 전극판과; 상기 인접한 한 쌍의 전극판 사이에 배치되어 전극판에 접촉된 상태로 마찰 회전하는 절연재로 된 디스크 브러쉬와; 상기 디스크 브러쉬에 회전 구동력을 전달하는 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 디스크 브러쉬는, 상기 전극판에 대하여 지름이 확장된 크기로 구비되면서 상기 전극판에 마찰 접촉하여 스케일을 제거하는 요소로 방사상으로 배치되는 복수의 스케일바 및 외주면에 형성되는 기어이를 구비하고, 상기 구동유닛은 외부로부터 전원을 공급받아 회전 구동력을 생성하는 모터 및 이 모터에 축연결되는 것으로 상기 디스크 브러쉬의 기어이에 교합되어 회전 구동력을 전달하는 기어축을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 전극판과 디스크 브러쉬는 원형의 판 형상으로 구비되면서 중심으로는 고정축이 일체로 삽입 통과되는 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 전극판은 해수가 통과할 수 있도록 복수의 통수홀이 관통 형성되며, 지르코늄·지르코늄 화합물·티타늄·티타늄 화합물 중 적어도 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.
제 1항에 있어서, 상기 면 대향으로 배치되는 적어도 한 쌍의 전극판은 각각 음극과 양극이 전원 공급되게 배선되며, 타이머를 내장한 전극전환 스위치에 연결되어 설정된 시간 간격으로 음극과 양극이 교대로 공급되는 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.
제1항에 있어서, 상기 취수 파이프는 해수에 포함된 해양생물과 오염물을 여과하는 필터장치를 포함하며,

상기 필터장치는, 상기 취수 파이프에 연결되어 해수를 유입 공급하는 요소로 해수가 내부로 유입되게 복수의 입수구가 형성된 유도커버와; 상기 유도커버의 내부에 삽입 수용될 수 있게 구비되는 것으로 입수구를 통과한 해수에 섞여 있는 해양생물과 오염물을 걸러내어 그 내부로 통과시키는 필터유닛과; 상기 유도커버의 내측으로 필터유닛의 외면에 접촉된 상태에서 회전하는 것으로, 해수의 유입에 회전력을 얻도록 나선형의 수류유도슬롯이 형성된 로터 브러쉬를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.
제6항에 있어서, 상기 유도커버는 개방된 상부면의 테두리 부분이 확장되어 상기 취수 파이프의 플랜지부와 맞닿아 관이음되는 플랜지가 형성되고, 유입되는 해수를 일정한 방향으로 흐름을 유도하기 위해 간격을 두고 복수의 베인이 구비되며, 이들 베인 사이에 입수구가 형성되며, 내부에 구비되는 상기 필터유닛과 로터 브러쉬를 받치기 위한 바닥부가 형성되고, 전체적으로 원통 형상으로 구비되거나 또는 전체적으로 하향 진행하면서 지름이 감소되는 형상으로 구비된 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.
제6항에 있어서, 상기 필터유닛은 원통 형상으로 구비되거나 또는 하향 진행하면서 지름이 감소되게 원추 형상으로 구비되며, 상기 입수구를 통과한 해수를 걸러내는 것으로 메쉬망 구조의 금속재로 된 마이크로필터와; 상기 마이크로필터의 내부에 삽입 수용되는 크기로 구비되어 상기 마이크로필터를 내측에서 지지하는 것으로 상대적으로 큰 크기의 통수 구멍을 갖는 필터하우징;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.
제6항에 있어서, 상기 로터 브러쉬는 고리 형상을 갖는 상부링과; 상기 상부링의 하측에 간격을 두고 배치되는 것으로 상대적으로 감소된 크기로 구비되며 중심에 보스홀이 형성된 하부링과; 상기 상부링과 하부링 사이를 나선 형태로 연결하는 것으로 상기 필터유닛의 외면에 접촉하여 해양생물이나 오염물을 긁어내는 복수의 블레이드 및 이들 블레이드 사이에 형성되는 수류유도슬롯;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.
제6항에 있어서, 상기 필터유닛은 하향 진행하면서 지름이 감소되게 원추 형상으로 구비되는 것으로, 상부면 테두리가 확장되어 상기 유도커버의 확장된 상부 테두리 부분에 나사 또는 용접으로 고정되고 하부에는 보스가 돌출 형성되며,

상기 로터 브러쉬는 하부에 상기 보스가 삽입 통과하는 보스홀을 구비하여 상기 필터유닛에 대하여 자유 회전되게 구비되는 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.
제6항에 있어서, 상기 필터유닛의 하부에 구비되어 지지하는 요소로, 하향 진행하면서 지름이 감소되는 형태로 구비되는 바디부 및 이 바디부의 하면 중심에서 하향 돌출되어 상기 로터 브러쉬의 하부 중심에 형성된 보스홀에 삽입되는 보스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해 자동세척형 선박평형수 처리장치.