KR101236830B1 - 밸러스트수 처리장치 - Google Patents

Abstract

밸러스트수 처리장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치는 밸러스트수 유입구 및 유출구를 구비한 하우징, 유입구를 통하여 유입된 밸러수트수가 여과된 후 유출구로 유출되도록 하우징 내부에 설치되는 복수의 필터를 포함하는 필터부 및 하우징의 일측에 형성된 복수의 세척수 투입 개구를 통하여 복수의 필터를 세척하기 위한 세척수를 선택적으로 복수의 필터 각각의 내부로 투입하는 세척수 투입부를 포함한다.

Description

밸러스트수 처리장치{Ballast water processing unit}

본 발명은 밸러스트수 처리장치에 관한 것이다.

원유 등을 수송하는 화물용 선박에는 항해시의 선체의 안정성을 유지하기 위해서 밸러스트 탱크가 설치되어 있다. 통상적으로 원유 등이 적재되어 있지 않을 때에는 밸러스트 탱크 내를 밸러스트수로 채우고, 원유 등을 실을 때에 밸러스트 수를 배출함으로써 선체의 부력을 조정해 선체를 안정화시키고 있다.

이와 같이 밸러스트수는 선박의 안전한 항해를 위해서 필요한 물이며, 통상적으로 하역을 실시하는 항만의 해수가 이용된다. 그 양은, 세계적으로 보면 연간 100억 톤을 넘는 것으로 추계 되고 있다.

그러나, 밸러스트수에는 그것을 취수한 항만에 생식하는 미생물이나 소형, 대형 생물의 알이 혼입되어 있어, 선박의 이동에 수반해 이런 미생물이나 소형, 대형 생물의 알이 동시에 이국에 옮겨지게 된다.

따라서, 원래 그 해역에는 서식하고 있지 않았던 생물종이 기존 생물종을 대신하게 되어 생태계의 파괴가 심각해지고 있다.

이러한 배경하에, 국제해사기관(IMO)의 외교회의에서 밸러스트수 처리장치 등에 관한 정기적 검사의 수검의무가 채택되어 2009년 이후의 건조선부터 적용되고 있다.

한편, 밸러스트수를 처리하기 위해서 막처리를 채용하는 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 막처리기술은 고분자 재료의 물질 선택 투과 성질을 이용한 분리기술의 하나이다. 이와 같은 막을 이용해 밸러스트수를 막처리하는 경우, 밸러스트수(해수)에는 생물에 유래하는 겔상 물질이 많이 존재하기 때문에 막을 장기간 운전시 표면상에 겔상 물질이 퇴적될 우려가 있다.

또한, 밸러스트수(해수)는 미네랄 성분에서 유래하는 이온 농도가 높기 때문에, 막을 이용해 밸러스트수를 막처리하는 경우, 장기간 운전시 표면상에 스케일이 생성될 우려가 있다.

이 스케일이 막 표면에 생성되면 막의 폐색 및 파손의 위험이 있고, 더욱이 스케일이 유기물을 끌어들임으로써 견고한 덩어리로 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 밸러스트수를 여과함과 동시에 필터를 세척할 수 있는 밸러스트수 처리장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 밸러스트수 처리장치의 필터의 표면에 부착되어 있는 겔상의 이물질을 세척하고, 스케일을 방지할 수 있는 밸러스트수 처리장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 밸러스트수 유입구 및 유출구를 구비한 하우징; 상기 유입구를 통하여 유입된 밸러수트수가 여과된 후 상기 유출구로 유출되도록 상기 하우징 내부에 설치되는 복수의 필터를 포함하는 필터부; 및 상기 하우징의 일측에 형성된 복수의 세척수 투입 개구를 통하여 상기 복수의 필터를 세척하기 위한 세척수를 선택적으로 상기 복수의 필터 각각의 내부로 투입하는 세척수 투입부;를 포함하는, 밸러스트수 처리 장치가 제공될 수 있다.

이 때, 상기 하우징의 하측부에 위치되는 슬러지 배출구 및 상기 슬러지 배출구에 설치되는 슬러지 배출 밸브를 포함할 수 있다.

한편, 상기 세척수 투입부는 상기 하우징 내부로 세척수를 투입하기 위한 펌프; 및 세척수 분배 수단을 포함하되, 상기 세척수 분배 수단은 상기 복수의 세척수 투입 개구와 상기 펌프 사이에 설치되어 선택적으로 상기 복수의 세척수 투입 개구로 세척수를 분배할 수 있다.

한편, 상기 세척수 분배 수단은 상기 하우징의 외측에 이동가능하게 설치되며 일측으로 세척수가 유입되어 타측으로 세척수가 유출되는 분배 도관; 및 복수의 연결 도관을 포함하되, 상기 복수의 연결도관은 상기 분배 도관의 이동 위치에 따라 소정의 위치에서 일단부가 상기 분배 도관의 타측과 연통될 수 있도록 상기 분배 도관 주변부에 설치되며, 타단부가 상기 복수의 세척수 투입 개구와 각각 연통될 수 있다.

한편, 상기 분배 도관은 T자형으로 형성되며, 상기 하우징의 외측에서 회전가능하게 형성될 수 있다.

이 때, 상기 유출구를 통하여 배출된 밸러스트수의 일부를 전기분해하여 상기 세척수를 생성하는 전기분해수단을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 세척수 투입부의 상기 펌프는 상기 세척수 내에 미세한 기포를 발생시킬 수 있다.

이 때, 상기 하우징은 상기 유출구와 연통되어 생물 증식 방지제를 여과된 상기 밸러스트수에 투입되는 생물 증식 방지제 주입구를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 유입구의 일측에 설치되어 외부에서 유입되는 상기 밸러스트수의 압력을 측정하는 제 1 압력 측정 센서; 및 상기 유출구의 일측에 설치되어 외부로 배출되는 여과된 상기 밸러스트수의 압력을 측정하는 제 2 압력 측정 센서를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 압력 측정 센서와 제 2 압력 측정 센서에서 측정된 압력차가 소정의 압력값 이상보다 커지게 되면, 상기 세척수 투입부에서 세척수를 필터에 공급할 수 있다.

한편, 초음파 발생부를 더 포함하되, 상기 초음파 발생부는 상기 하우징의 일측에 형성되고 초음파를 생성하여 미세한 진동을 발생시켜 상기 복수의 필터에 부착된 이물질을 제거할 수 있다.

한편, 상기 하우징은, 원통형 형상으로 형성되고, 상부에 상기 유입구가 형성되며, 양단이 개방된 제 1 하우징 몸체; 상기 제 1 하우징 몸체의 양단에 각각 결합되고, 복수 개의 상기 필터가 결합되는 개구가 형성된 두 개의 필터 지지부; 및 일측이 상기 제 1 하우징 몸체 및 하나의 상기 필터 지지부가 결합된 일측에 결합되고, 타측이 상기 유출구와 연통되는 제 2 하우징 몸체를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치는 필터 표면 상에 퇴적된 겔상의 이물질 세척이 용이하며, 필터 표면 상에 스케일이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치는 밸러스트수를 여과하는 중에도 필터의 세척이 가능하여 효율적으로 운영될 수 있다

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 개략적인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 회전모터, 연결 도관 및 분배 도관이 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 세척수 투입부의 개략적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 밸러스트수가 여과되는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 필터가 세척되는 과정을 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 분배 도관이 1번과 4번의 연결 도관에 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 분배 도관이 2번과 5번의 연결 도관에 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 분배 도관이 3번과 6번의 연결 도관에 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 개략적인 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 개략적인 측면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100) 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 개략적인 구성도이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 개략적인 측면도이다. 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 회전모터, 연결 도관 및 분배 도관의 결합된 상태를 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 세척수 투입부의 개략적인 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)는 하우징(110), 필터부(120) 및 세척수 투입부(130)를 포함할 수 있다.

하우징(110)은 후술하는 필터부가 내측에 설치되어 밸러스트수를 처리하는 처리 공간이며, 제 1 하우징 몸체(110a), 제 2 하우징 몸체(110b) 및 두 개의 필터 지지부(117)가 결합되어 형성된다.

도 1 및 2를 참조하면, 제 1 하우징 몸체(110a)는 횡방향으로 연장된 원통형 형상으로 이루어진다. 제 1 하우징 몸체(110a)의 내측부에는 후술하는 필터부(120)가 위치되는 중공부(116)가 형성된다.

제 1 하우징 몸체(110a)의 상측부에는 밸러스트수가 유입되는 유입도관(111)이 연결된다. 제 1 하우징 몸체(110a)의 하측부에는 하우징 내부에서 처리되고 남은 슬러지가 배출될 수 있도록 슬러지 배출도관(113)이 형성된다.

이 때, 밸러스트수가 유입되는 유입도관(111)이 형성된 제 1 하우징 몸체(110a)의 상측부 및 슬러지 배출도관(113)이 형성된 제 1 하우징 몸체(110a)의 하측부에는 각각 경사면이 형성되어 유입도관(111)의 유입구와 슬러지 배출도관(113)의 슬러지 배출구를 통과하는 유체의 흐름이 원활할 수 있도록 한다.

제 1 하우징 몸체(110a)의 양 측면에는 각각 개구부가 형성된다. 상기 개구부에는 두개의 필터 지지부(117)가 각각 결합된다.

필터 지지부(117)는 제 1 하우징 몸체(110a)의 양측 개구부에 대응하는 원판형 판재 형상으로 이루어진다. 필터 지지부(117)에는 복수의 개구가 형성된다.

상기 복수의 개구에는 후술하는 필터부(120)의 복수의 필터(121)가 결합되어 지지되도록 형성된다. 그리고, 두 개의 필터 지지부(117) 중, 도 2를 기준으로 했을 때, 좌측 필터 지지부(117)의 개구는 세척수가 필터 내부로 유입될 수 있도록 하는 세척수 투입 개구(135)를 형성하며, 우측 필터 지지부(117)의 개구는 정화된 밸러스트수가 배출되는 배출 개구(도면 미도시)를 형성한다.

한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 두개의 필터 지지부가 결합된 제 1 하우징 몸체(110a)의 우측에 제 2 하우징 몸체(110b)가 결합된다. 도2를 참조했을 때 제 2 하우징 몸체(110b)는 깔대기 형상으로 이루어진다. 본 발명의 실시예에 따른 제 2 하우징 몸체(110b)의 좌측 개구부는 제 1 하우징 몸체(110a)의 개구부에 대응하는 크기의 원형으로 이루어지고, 우측 개구부는 제 1 하우징 몸체(110a)의 개구부보다 작은 단면으로 이루어진다. 여기서, 제 2 하우징 몸체(110b)의 우측 개구부는 밸러스트수가 유출되는 유출도관(112)의 유출구와 연통된다.

한편, 제 1 하우징 몸체(110a), 두 개의 필터 지지부(117) 및 제 2 하우징 몸체(110b)는 볼트와 같은 결합부재에 의하여 결합될 수 있다. 이와 같이 제 1 하우징 몸체(110a), 두개의 필터 지지부(117) 및 제 2 하우징 몸체(110b)가 볼트와 같은 결합 부재에 의하여 결합됨으로써 본 발명의 제 1일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치는 내부의 필터 교환 및 보수가 용이하게 이루어질 수 있다.

상기 설명한 제 1 하우징 몸체(110a)의 내측에는 필터부(120)가 필터 지지부(117)에 의하여 지지된다. 필터부(120)는 하우징 내부로 유입된 밸러스트수를 정화하기 위한 구성요소이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 필터부(120)는 복수 개의 필터(121)를 포함한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)의 복수 개의 필터(121)는 횡방향으로 연장된 관 형상으로 이루어지며, 양 단부가 개방되도록 형성된다.

개방된 복수의 필터(121) 각각의 일단은 후술하는 세척수 투입부(130)의 복수의 세척수 투입 개구(135)와 각각 연통하며, 복수의 필터(121) 각각의 타단은 제 2 하우징 몸체(110b) 내부와 연결되어 유출도관(112)의 유출구와 연통하도록 형성된다. 한편, 복수 개의 필터 각각의 양 단부측은 필터 지지부(117)의 복수의 개구에 결합되어 지지된다.

이 때, 본 발명의 제 1일 실시예에 따르면 복수의 필터(121)들은 도 1 내지 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 원통형인 제 1 하우징 몸체(110a)의 횡방향 중심축을 기준으로 제 1 하우징 몸체(110a)의 내부에 상호 60도 간격으로 총 6개의 필터가 배치될 수 있다. 이때, 복수의 필터의 수가 늘어나면 밸러스트수를 필터링할 수 있는 필터의 표면적이 넓어질 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 복수의 필터들의 배치 간격 및 형태는 이에 제한되는 것은 아니며, 다양하게 변경될 수 있으며, 하우징 내부의 밸러스트수의 유량을 고려하여 하우징 내부에 설치되는 필터의 수는 적절하게 선택될 수 있을 것이다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)의 필터부(120)의 필터(121)는 예를 들어, 중공사막일 수 있다. 이때, 밸러스트수를 처리하기 위한 중공사막은 대략 0.1~0.4㎛의 여과 크기를 갖도록 이루어질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 따라, 중공사막의 여과 크기보다 크기가 큰 미생물은 중공사막을 통과하지 못하고 중력에 의해서 하우징(110)의 하부에 가라앉아 슬러지 배출도관(113)의 슬러지 배출구를 통하여 배출될 수 있다.

한편, 하우징의 외측에는 하우징 내부로 세척수를 투입하기 위한 세척수 투입부(130)가 설치된다. 세척수 투입부(130)는 제 1 하우징 몸체(110a)에 결합된 좌측 필터 지지부(117)에 형성된 복수의 세척수 투입 개구(135)를 통하여 복수의 필터(121)를 세척하기 위한 세척수를 선택적으로 복수의 필터(121) 각각의 내부로 투입할 수 있다.

도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 세척수 투입부(130)는 펌프(138) 및 세척수 분배 수단(131)을 포함할 수 있다.

펌프(138)는 하우징 내부에 설치되는 필터 내부로 세척수를 투입하도록 하우징으로 세척수가 유입되는 도관의 상류측에 위치된다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프(138)는 세척수를 공급하는 기능 이외에 하우징 내부로 유입되는 세척수 내에 미세한 기포를 발생시키도록 형성될 수 있다. 이와 같이 펌프(138)에 의하여 형성된 미세한 공기 방울은 하우징 내부로 유입되었을 때, 필터(121)의 표면에 붙어 있는 입자상 오염물질을 효과적으로 제거하는 역할을 한다.

한편, 세척수 분배 수단(131)은 복수의 세척수 투입 개구(135)와 펌프(138) 사이에 설치되어 선택적으로 복수의 세척수 투입 개구(135)로 세척수를 분배하기 위한 구성 요소이다. 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 세척수 분배 수단(131)은 분배 도관(133), 복수의 연결 도관(132) 및 분배 도관 회전 지지체(137)를 포함할 수 있다.

분배 도관 회전 지지체(137)는 하우징의 좌측 필터 지지부의 외측면 중앙에 위치되는 원통 형상의 구조체이다. 상기 원통 형상의 분배 도관 회전 지지체(137)의 외측면에는 복수의 연결 도관(132)의 일측이 연통되도록 형성되며, 분배 도관 회전 지지체(137)의 내측부에는 분배 도관(133)이 회전가능하게 설치된다.

분배 도관 회전 지지체(137) 내부에 회전가능하게 설치되는 분배 도관(133)은 T자형으로 형성되며, 분배 도관의 중앙에 형성된 분배 도관의 유입구를 통하여 세척수가 유입되어 분배 도관 양측단에 위치된 한쌍의 분배 도관의 유출구를 통하여 세척수가 유출될 수 있도록 형성된다. 이때, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 분배 도관(133)의 한쌍의 유출구는 180도 간격으로 배열되어 있다.

한편, 분배 도관(133)의 한쌍의 유출구는, 분배 도관 회전 지지체(137)의 내측면에 접하도록 형성되어, 분배 도관(133)이 회전함에 따라 소정의 위치에서 복수의 연결 도관(132) 중 일부의 연결 도관(132)에 유체가 소통가능하게 연결될 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)의 분배 도관(133)은, 이와 같이, 분배 도관(133)이 T자형으로 형성되어, 일측으로 세척수가 공급되면 연결된 두 개의 연결 도관(132)으로 세척수가 공급될 수 있다.

복수의 연결 도관(132)은 분배 도관(133)의 이동 위치에 따라 소정의 위치에서 일단부가 분배 도관(133)의 타측과 연통될 수 있도록 분배 도관(133) 주변부에 설치되며, 타단부가 복수의 세척수 투입 개구(135)와 각각 연통된다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)의 연결 도관(132)은 6개로 형성되며, T자형 분배 도관(133)을 중심으로 동일한 반지름 상에 60도 간격으로 배열된다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 분배 도관(133)을 회전시키기 위하여 분배 도관(133)의 일측에는 회전모터(139)가 설치된다. 회전모터(139)는 하우징(110)의 일측에 고정될 수 있다. 도시되지 아니하였으나 분배 도관(133)을 회전시키기 위한 회전모터(139)와 분배 도관(133) 사이에는 감속기가 설치될 수 있으며, 회전 모터(139)의 회전 방향 및 회전 각도는 도시되지 아니한 제어부에 의하여 제어될 수 있다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)는 분배 도관(133)이 회전모터(139)에 의해서 회전하면서 선택적으로 연결 도관(132)에 세척수를 공급하여 연결 도관(132)과 연통된 세척수 투입 개구(135)에 세척수를 공급하도록 하였으나, 이는 일 실시예에 불과하며, 세척수 분배 수단(131)의 구조는 필터(121)와 연통된 세척수 투입 개구(135)에 선택적으로 세척수를 공급할 수 있는 구조이면 본 발명이 속하는 기술 분야에 속한 당업자가 실시할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있을 것이다.

예를 들면 분배 도관(133)이 회전하지 않고, 하우징의 하부쪽 방향을 하부바향으로 정의하고 하우징의 상부쪽 방향을 상방향으로 정의했을 때, 분배 도관(133)이 상하 방향으로 이동하면서 상하 방향으로 배열된 연결 도관(132)에 선택적으로 세척수를 공급하도록 하거나, 필터가 설치되어 있는 하우징이 회전가능게 설치되고 분배 도관은 고정되어 있어, 하우징이 회전할 경우 세척수 투입 개구와 연결된 연결 도관이 선택적으로 분배 도관에 연결되어 연결 도관이 분배 도관으로부터 세척수를 공급받도록 구성할 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 6개의 필터에 세척수를 공급하기 위한 분배 도관의 형태를 T자형으로 구성하여 2개의 분배 도관의 유출구가 각각 2개의 연결 도관에 연결되도록 하였으나, 분배 도관의 유출구의 개수는 1개 또는 3개로 구성될 수도 있을 것인바, 그 수에 의하여 본 발명의 사상이 제한되는 것은 아니다.

한편, 본 발명의 제 1일 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치는 생물 증식 방지제 주입구(115)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 생물 증식 방지제 주입구(115)는 하우징의 유출도관(112)과 연결된 하우징 일측, 예를 들어 제 2 하우징 몸체(110b) 일측에 형성된 생물 증식 방지제 주입구를 통하여 하우징 내부로 생물 증식 방지제를 투입하여, 하우징 내부에서 여과된 밸러스트수에서 생존할 수 있는 미생물의 증식을 방지할 수 있다.

이때, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)는 생물 증식 방지제로서 차아염소산(HOCl)을 사용할 수 있다. 이때, 차아염소산은 후술하는 전기분해수단(140)에 의하여 새로이 생성되거나 또는 기 생성된 차아염소산이 사용될 수 있다.

보다 상세히, 전기분해수단(140)에 의해서 밸러스트수가 전기분해되면, 하기 화학식 1과 같이 밸러스트수에 포함된 염소(Cl)에 의해서 차아염소산이 생성된다.

이때, 도 1을 참조하면, 차아염소산을 생성하기 위한 전기분해수단은, 하우징(110)의 유출도관(112)의 유출구를 통하여 배출된 밸러스트수의 일부를 전기분해하도록 유출도관(112)의 유출구의 하류측에 설치될 수 있다.

전기분해수단에 의하여 생성된 차아염소산이 포함된 세척수는 펌프(138)로 공급되어 하우징 내부로 공급될 수 있다. 차아염소산을 생성하기 위한 전기분해수단은 공지의 전기분해장치를 이용할 수 있는 바, 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)에서는 밸러스트수를 전기분해할 수 있는 전기분해수단(140)을 유출도관(112)의 유출구 하류측에 설치하여 정화된 밸러스트수가 전기분해되어 생성된 차아염소산을 세척수 내에 포함시킴으로써, 필터(121)의 표면에 부착되어 있는 오염물질이나 생물에 의한 슬라임(slime)을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 1일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)는 하우징(110)에 제 1 압력 측정 센서(151)와 제 2 압력 측정 센서(152)를 구비할 수 있다.

제 1 압력 측정 센서(151)는 하우징(110)의 유입도관(111)의 유입구 일측에 설치되어 외부에서 유입되는 밸러스트수의 압력을 측정한다.

제 2 압력 측정 센서(152)는 하우징(110)의 유출도관(112)의 유출구 일측에 설치되어 외부로 유출되는 여과된 밸러스트수의 압력을 측정한다.

필터(121)에 이물질이 존재하지 않을 경우에는 여과가 잘 이루어져 유입도관(111)에 설치된 제 1 압력 측정 센서(151)와 유출도관(112)에 설치된 제 2 압력 측정 센서(152)에 의해서 측정된 압력 측정값의 차이가 일정한 값 이하로 유지된다.

그러나, 밸러스트수를 여과함에 따라서 필터(121)의 표면에는 겔상의 이물질이 부착될 수 있다. 겔상의 이물질이 필터(121)의 표면에 부착됨에 따라서 필터(121)를 통해서 여과되는 밸러스트수의 양이 작아질 수 있다.

이에 따라서, 유입된 밸러스트수의 여과 속도가 느려져서 유입된 밸러스트수의 처리가 지연되어 유입도관(111)의 유입구의 압력은 높아지게 되고, 유출도관(112)의 유출구는 여과되는 밸러스트수의 양이 작아지게 되어 유출도관(112)에서 측정된 압력은 차츰 낮아지게 된다. 시간이 지남에 따라서, 제 1 압력 측정 센서와 제 2 압력 측정 센서에서 측정한 압력 차이가 일정한 값보다 커지게 된다.

본 발명의 제 1일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치는, 제 1 압력 측정 센서(151)와 제 2 압력 측정 센서(152)에서 측정된 압력차가 일정한 압력값 이상보다 커지게 되면, 세척수 투입부(130)에서 세척수를 필터(121)에 공급하여 필터(121)를 세척한다. 그럼으로써, 제 1 압력 측정 센서(151)와 제 2 압력 측정 센서(152)에서 측정된 압력차가 일정한 압력값 이하로 유지되게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치는 초음파 발생부를 더 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)의 초음파 발생부(170)는 하우징 내부에 설치되어, 초음파를 생성하여 미세한 진동을 발생시킴으로써 복수의 필터(121)에 부착된 이물질을 제거하도록 구성된다.

이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)의 초음파 발생부(170)에서 생성된 미세한 진동에 의해서, 필터(121)의 세척을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치의 작동에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 밸러스트수가 여과되는 과정을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치는, 하우징 외부에서 유입도관(111)의 유입구를 통하여 하우징 내부로 유입된 밸러스트수가 하우징 내부에 설치된 필터(121)의 외부에서 내부로 이동하면서 여과가 진행된다.

밸러스트수가 필터(121)를 통과하면서 필터(121)보다 입자 크기가 큰 미생물들은 필터(121)를 통과하지 못하고 하우징의 하부에 중력에 의해서 가라앉는다.

이후에, 필터(121)를 통과한 여과된 밸러스트수는 필터(121)의 일측(도 1을 기준으로 했을 때 오른쪽)을 통해서 제 2 하우징 몸체(110b)로 이동하게 된다.

이때, 본 발명의 제 1일 실시예에 따르면, 생물 증식 방지제 주입구(115)를 통해서 생물 증식 방지제가 여과된 밸러스트수에 주입될 수 있으며, 이후에, 필터를 통해서 여과된 밸러스트수는 하우징(110)의 유출도관(112)의 유출구를 통해서 외부로 배출된다. 마지막으로, 유출도관(112)의 유출구를 통하여 배출된 밸러스트수는 밸러스트 탱크(도면 미도시)에 전달되어 보관될 수 있다.

한편, 외부에서 밸러스트수가 하우징의 유입도관(111)의 유입구를 통해서 하우징 내부로 유입되면 중력에 의해서 밸러스트수가 하우징(110)의 상부에서 하부로 흐르게 된다. 이때, 밸러스트수에 포함된 무거운 슬러지들이 하우징(110)의 하부에 가라앉게 된다.

이후, 하우징 하부에 가라앉은 슬러지가 일정 정도 쌓이면, 슬러지 배출 밸브(114)를 개방하여, 슬러지 배출도관(113)의 슬러지 배출구를 통하여 하우징(110)의 외부로 슬러지를 배출할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)에서 필터(121)를 세척하는 과정을 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)에서 필터가 세척되는 과정을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)에 의해서 여과된 밸러스트수는 밸러스트수 공급 도관(141)에 의해서 일부의 밸러스트수가 전기분해수단(140)으로 공급될 수 있다.

전기분해수단(140)에 의해서 밸러스트수가 전기분해되면 차아염소산이 생성되며, 이에 따라, 차아염소산이 포함된 세척수는 세척수 투입부에 의하여 하우징 내부로 유입될 수 있다.

이와 같이 차아염소산이 포함된 세척수는 차아염소산을 이용하여 밸러스트수 안에 미생물이 증식하는 것을 방지한다.

한편, 세척수 투입부의 펌프(138)는 세척수 내부에 미세 기포를 발생시키고, 이를 세척수 주입 도관(134)을 통해서 분배 도관(133)에 공급한다.

분배 도관에 연결된 연결 도관(132)에 공급된 세척수는 세척수 투입 개구(135)를 통하여 필터(121)에 공급된다. 필터(121)에 공급된 세척수는 유입 압력에 의해서 필터(121) 내부로부터 외부로 이동된다. 이때, 세척수가 필터 내부로부터 외부로 이동하는 동안 세척수의 흐름에 의하여 필터(121)의 표면에 부착되어 있는 겔상의 이물질이 제거된다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 하우징 내측에 설치된 초음파 발생부(170)에 의해서 생성된 초음파에 의하여 일정한 진동수를 가진 미세한 진동이 발생하며 이와 같은 진동이 필터(121)의 표면에 전달되면, 필터(121)의 표면에 부착된 이물질이 보다 효과적으로 제거될 수 있다.

또한, 미세한 진동에 의해서 밸러스트수에 포함된 염(염화 나트륨, 황산 칼슘 등)에 의한 스케일의 발생을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)는 밸러스트수를 정화함과 동시에 필터를 세척할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)에서 밸러스트수를 정화함과 동시에 필터를 세척하는 과정에 대해서 설명한다. 이때, 도면을 참조하여 본 발명의 제 1일 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치의 작동을 설명함에 있어, 하우징 내부에 설치된 6개의 필터 중 도 8에서 볼 때, 좌측 상부에 위치된 분배 도관을 1번 분배 도관으로 규정하고 1번 분배 도관을 기준으로 시계 방향으로 배열된 나머지 분배 도관을 2번 내지 6번 분배 도관으로 규정하여 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 분배 도관이 1번과 4번의 연결 도관과 연결된 상태를 도시한 도면이다. 도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 분배 도관이 2번과 5번의 연결 도관과 연결된 상태를 도시한 도면이다. 도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에서 분배 도관이 3번과 6번의 연결 도관과 연결된 상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)는 분배 도관(133)의 일측에 설치된 회전모터(139)가 T자형 분배 도관(133)을 회전시켜 동시에 모든 연결 도관(132)에 세척수를 공급하지 않고, T자형 분배 도관(133)에 연결된 두 개의 연결 도관(132)에만 세척수를 공급한다.

좀 더 상세하게는, 도 4, 도 5 및 도 8을 참조하여 설명하면, 회전모터(139)에 의해서 분배 도관(133)이 회전하여 분배 도관(133)이 1번과 4번의 연결 도관(132)과 연결되면, 차아염소산이 포함된 세척수가 분배 도관(133)과 연결된 1 번과 4번의 연결 도관(132)을 통하여 1번과 4번의 연결 도관(132)과 연결된 필터(121)에 공급된다.

이에 따라, 1번과 4번의 연결 도관(132)과 연결된 필터(121)만 세척이 진행되고, 세척수가 공급되지 않는 2, 3, 5 및 6번의 연결 도관(132)과 연결된 필터(121)는 정상적으로 밸러스트수를 여과한다.

다음으로, 도 4, 도 5 및 도 9를 참조하면, 회전모터(139)에 의해서 분배 도관(133)이 회전하여 분배 도관(133)이 2번과 5번의 연결 도관(132)과 연결되면 1번과 4번의 연결 도관(132)으로의 세척수의 공급은 중단되고, 2번과 5번의 연결 도관(132)에 세척수가 공급된다.

이에 따라, 2번과 5번의 연결 도관(132)에 연결된 필터(121)는 세척수에 의해서 세척이 진행되고, 세척수가 공급되지 않는 나머지 1, 3, 4 및 6번의 연결 도관(132)에 연결된 필터(121)는 밸러스트수를 여과한다.

마지막으로, 도 4, 도 5 및 도 10을 참조하면, 회전모터(139)에 의해서 분배 도관(133)이 회전하여 분배 도관(133)이 3번과 6번의 연결 도관(132)과 연결되면 2번과 5번으로의 세척수의 공급은 중단되고, 3번과 6번의 연결 도관(132)에 세척수가 공급된다.

이에 따라, 3번과 6번의 연결 도관(132)에 연결된 필터(121)는 세척수에 의해서 세척이 진행되고, 세척수가 공급되지 않는 나머지 1, 2, 4 및 5번의 연결 도관(132)에 연결된 필터(121)는 밸러스트수를 여과한다.

이상과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)는 선택적으로 필터(121)를 세척할 수 있으며, 필터(121)의 외부에 부착된 겔상의 이물질을 세척하는 동시에, 나머지 필터(121)를 통하여 정상적으로 밸러트스수를 여과할 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 도면을 달리하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치에 대하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 개략적인 구성도이다. 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 개략적인 측면도이다.

본 발명의 제 2 실시예를 설명함에 있어 본 발명의 제 1 실시예와 동일하거나 유사한 구성에 대하여는 상세한 설명을 생략한다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100')는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100)와 달리, 하우징(110')이 사각형으로 형성되고 복수의 필터는 하우징의 상부부터 하측 방향으로 두 개씩 나란하게 여섯 개가 순차적으로 배열된다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100')는 제 1 실시예와 달리 복수의 세척수 투입 개구(135)와 펌프(138) 사이에 설치된 개폐 밸브(136)의 개폐를 통하여 세척수를 필터에 공급한다.

이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100')는 개폐 밸브(136)가 세 개가 형성되고, 연결 도관(132')은 여섯 개가 형성되는 것으로 설명하고 있으나 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며,설치환경이나 사용조건에 따라 달라질 수 있음은 당업자에게 자명하다.

그리고 개폐 밸브(136)는 각각 두 개의 연결 도관(132')과 일측이 연결된다. 개폐 밸브(136)의 타측은 세척수 주입 도관(134)과 연결된다. 각각의 연결 도관(132')은 다른 연결 도관(132')에 대하여 평행하게 설치된다. 이 때 밸브는 자동 또는 수동 방식으로 개폐될 수 있다.

한편, 도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치(100')는 필터(121)에 부착된 겔상의 이물질들을 선택적으로 세척하기 위하여, 세척수를 주입하는 개폐 밸브(136)가 1개씩 순차적으로 개방된다.

이때, 개방된 개폐 밸브(136)와 연결된 2개의 필터는 세척수가 공급되어 세척이 진행되고, 개방되지 않은 2개의 개폐 밸브(136)와 연결된 4개의 필터에는 세척수가 공급되지 않고 밸러스트수가 필터 내부로 유입되어 밸러스트수가 여과된다.

이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치도, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치와 마찬가지로, 필터를 사용하여 밸러스트수를 여과하면서 동시에 세척수를 사용하여 필터를 세척할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치는 항상 일정한 수준 이상의 여과성능을 확보할 수 있어, 대용량의 밸러스트수를 보다 빠른 시간 내에 여과처리할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치는 필터의 막 성능에 따라 해수로부터 음용수를 생산할 수 있는 담수화 설비에 적용될 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치를 이용하여 담수화 처리를 하는 경우 막을 이용하여 다량의 해수를 여과하게 된다. 이때, 막에 생물이 부착되어 파울링이 형성될 수 있는데, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리장치의 전기분해수단에서 발생 되는 차아염소산과 같은 살균물질과 미세 기포를 사용하여, 막에 부착한 부착 생물들을 살균하여 제거할 수 있다.

이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치를 이용할 경우, 담수화 설비에서 사용되는 막의 수명이 연장될 수 있다. 또한, 담수화시 필터의 세척 및 담수화를 동시에 수행할 수 있으므로, 담수화 설비의 성능이 안정적으로 유지될 수 있다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

100, 100' : 밸러스트수 처리장치 110, 110' : 하우징
110a : 제 1 하우징 몸체 110b : 제 2 하우징 몸체
111 : 유입도관 112 : 유출도관
113 : 슬러지 배출도관 114 : 슬러지 배출 밸브
115 : 생물 증식 방지제 주입구 116 : 중공부
117 : 필터 지지부 120 : 필터부
121 : 필터 130 : 세척수 투입부
131 : 세척수 분배 수단 132, 132' : 연결 도관
133 : 분배 도관 134 : 세척수 주입 도관
135 : 세척수 투입 개구 136 : 개폐 밸브
137 : 분배 도관 회전 지지체 138 : 펌프
139 : 회전모터 140 : 전기분해수단
141 : 밸러스트수 공급 도관 151 : 제 1 압력 측정 센서
152 : 제 2 압력 측정 센서 170 : 초음파 발생부

Claims (12)

1. 밸러스트수 유입구 및 유출구를 구비한 하우징;
   상기 유입구를 통하여 유입된 밸러수트수가 여과된 후 상기 유출구로 유출되도록 상기 하우징 내부에 설치되는 복수의 필터를 포함하는 필터부; 및
   상기 하우징의 일측에 형성된 복수의 세척수 투입 개구를 통하여 상기 복수의 필터를 세척하기 위한 세척수를 선택적으로 상기 복수의 필터 각각의 내부로 투입하는 세척수 투입부를 포함하는, 밸러스트수 처리 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징의 하측부에 위치되는 슬러지 배출구 및
   상기 슬러지 배출구에 설치되는 슬러지 배출 밸브를 포함하는, 밸러스트수 처리 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 세척수 투입부는
   상기 하우징 내부로 세척수를 투입하기 위한 펌프; 및
   세척수 분배 수단을 포함하되,
   상기 세척수 분배 수단은 상기 복수의 세척수 투입 개구와 상기 펌프 사이에 설치되어 선택적으로 상기 복수의 세척수 투입 개구로 세척수를 분배하는, 밸러스트수 처리 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 세척수 분배 수단은
   상기 하우징의 외측에 이동가능하게 설치되며 일측으로 세척수가 유입되어 타측으로 세척수가 유출되는 분배 도관; 및
   복수의 연결 도관을 포함하되,
   상기 복수의 연결도관은 상기 분배 도관의 이동 위치에 따라 소정의 위치에서 일단부가 상기 분배 도관의 타측과 연통될 수 있도록 상기 분배 도관 주변부에 설치되며, 타단부가 상기 복수의 세척수 투입 개구와 각각 연통되는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리 장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 분배 도관은 T자형으로 형성되며, 상기 하우징의 외측에서 회전가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 유출구를 통하여 배출된 밸러스트수의 일부를 전기분해하여 상기 세척수를 생성하는 전기분해수단을 더 포함하는 밸러스트수 처리 장치.
7. 제 3항에 있어서,
   상기 세척수 투입부의 상기 펌프는 상기 세척수 내에 미세한 기포를 발생시키는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리 장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 유출구와 연통되고, 여과된 상기 밸러스트수에 생물 증식 방지제를 주입할 수 있는 생물 증식 방지제 주입구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리 장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 유입구의 일측에 설치되어 외부에서 유입되는 상기 밸러스트수의 압력을 측정하는 제 1 압력 측정 센서; 및
   상기 유출구의 일측에 설치되어 외부로 배출되는 여과된 상기 밸러스트수의 압력을 측정하는 제 2 압력 측정 센서를 더 포함하는, 밸러스트수 처리 장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1 압력 측정 센서와 제 2 압력 측정 센서에서 측정된 압력차가 소정의 압력값 이상보다 커지게 되면, 상기 세척수 투입부에서 세척수를 필터에 공급하는, 밸러스트수 처리 장치.
11. 제 1항에 있어서,
    초음파 발생부를 더 포함하되,
    상기 초음파 발생부는 상기 하우징의 일측에 형성되고 초음파를 생성하여 미세한 진동을 발생시켜 상기 복수의 필터에 부착된 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 처리 장치.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은,
    원통형 형상으로 형성되고, 상부에 상기 유입구가 형성되며, 양단이 개방된 제 1 하우징 몸체;
    상기 제 1 하우징 몸체의 양단에 각각 결합되고, 복수 개의 상기 필터가 결합되는 개구가 형성된 두 개의 필터 지지부; 및
    일측이 상기 제 1 하우징 몸체 및 하나의 상기 필터 지지부가 결합된 일측에 결합되고, 타측이 상기 유출구와 연통되는 제 2 하우징 몸체를 포함하는, 밸러스트수 처리 장치.

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