(57)【要約】【課題】誘電バリア放電を利用した水処理装置およびこれを備えた水処理システムに関する。【解決手段】本発明はバラスト水処理装置の両端に備えられ、一側と他側の直径が異なるように形成された第１異径管および第２異径管と、第１異径管および第２異径管の間に備えられ、第１、２異径管のうち何れか一つを介して流入した海水に含まれた水中生物および細菌を除去する複数の水処理ユニットを含み、それぞれの水処理ユニットは、円筒形の第１電極管と、第１電極管の内側面の少なくとも一領域にコーティングされた誘電体、および第１電極管と相互離隔した状態で第１電極管の内部に備えられ、メッシュ構造を有する第２電極管を含むバラスト水処理装置とこれを備えるシステムに関するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バラスト水処理装置であって、
前記バラスト水処理装置の両端に備えられ、一側と他側の直径が異なるように形成された第１異径管および第２異径管と、
前記第１異径管および前記第２異径管との間に備えられ、前記第１、２異径管のうち何れか一つを介して流入した海水に含まれた水中生物および細菌を除去する複数の水処理ユニットと、を含み、
前記それぞれの水処理ユニットは、
円筒形の第１電極管と、
前記第１電極管の内側面の少なくとも一領域にコーティングされた誘電体と、
前記第１電極管と相互離隔した状態で第１電極管の内部に備えられてメッシュ構造を有する第２電極管と、を含むバラスト水処理装置。
【請求項２】
前記第１電極管と前記第２電極管それぞれは電源を印加するための突出部を含み、前記突出部と電気的に接続された電線を介して前記第１電極管と前記第２電極管にパルス型直流電源が印加される請求項１に記載のバラスト水処理装置。
【請求項３】
前記第１異径管および前記第２異径管は、
前記第１異径管の両側のうち直径が大きく形成された一側と、前記第２異径管の両側のうち直径が大きく形成された一側とが、前記複数の水処理ユニットと隣接するように配置される請求項１または２に記載のバラスト水処理装置。
【請求項４】
前記第２電極管はチタニウム、ハステロイ、およびイリジウムのうち少なくとも何れか一つを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載のバラスト水処理装置。
【請求項５】
前記第１電極管はＳＵＳを含む請求項１〜４のいずれか一項に記載のバラスト水処理装置。
【請求項６】
バラスト水処理システムであって、
海水に含まれた水のうち生物中基準サイズ以上の水中生物を除去する第１水処理装置と、
誘電体バリア放電により前記海水に含まれた基準サイズ未満の水中生物および細菌を除去する第２水処理装置と、
紫外線を利用して前記海水に含まれた水中生物および細菌を除去する第３水処理装置と、
前記バラスティング動作時、海から前記海水を流入し、前記流入した海水を前記第１水処理装置、第２水処理装置、および第３水処理装置を順次に通過させ、前記デバラスティング動作時に船舶に保存されたバラスト水を、前記第３水処理装置を通過させて前記船舶の外部に排出させる制御装置と、を含み、
前記第２水処理装置は、
第１電極管と、
第１電極管の内側面にコーティングされた誘電体と、
前記第１電極管の内部に備えられ、メッシュ構造を有する第２電極管と、を含むバラスティング水処理システム。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記デバラスティング動作時、前記第３水処理装置を通過したバラスト水の検査結果に基づき、前記第３水処理装置を通過したバラスト水を前記船舶の外部に排出させる前に前記第２水処理装置を通過させる動作をさらに含む請求項６に記載のバラスティング水処理システム。
【請求項８】
バラスト水処理装置であって、
開口部を通して海水が流入する水処理ユニットと、
前記水処理ユニットの内部を横切るように配置される複数の第１電極管と、
前記第１電極管の外側面の少なくとも一領域にコーティングされた誘電体と、
前記第１電極管と相互離隔した状態で第１電極管それぞれに対して平行するように前記水処理ユニットを横切って配置される複数の第２電極管と、を含むバラスト水処理装置。
【請求項９】
前記水処理ユニットの内部に配置される前記複数の第１電極管および前記複数の第２電極管は第１方向に沿って延長され、
前記バラスト水処理装置は、
前記水処理ユニットの前記開口部の向かい側に備えられた第２水処理ユニットをさらに含み、
前記第２水処理ユニットの内部には、
前記第２水処理ユニットの内部を横切るように配置される複数の第３電極管と、
前記第３電極管の外側面の少なくとも一領域にコーティングされた誘電体と、
前記第３電極管と相互離隔した状態で第３電極管それぞれに対して平行するように前記第２水処理ユニットの内部を横切って配置される第４電極管と、を含み、
前記第３電極管および前記第４電極管は前記第１方向と垂直の第２方向に沿って延長される請求項８に記載のバラスト水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバラスト水処理装置およびこれを備えたバラスト水処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶が海上で安定して均衡を維持した状態でプロペラを動力源として海洋を移動するためには、船舶の底部を一定の水準まで浸けて移動しなくてはならない。このような状態を維持するため、一定量の海水を船舶に流入するが、このような海水をバラスト水という。
【０００３】
国際交流が活発になるにつれ、各国家間の船舶による貿易が活発になり、これに従い第１国の海水が船舶に流入して第２国で排出する現象が生じることにより、最低７、０００種余りの生物が船舶を介して全世界に移動することができる。このように互い異なる地域に移動した生物は海洋生態系を破壊し、ひいては人類の健康を破壊する要素であるため、船舶のバラスト水の処理が要求されている。
【０００４】
これに伴い、国際海事機関（ＩＭＯ）は運航するすべての船舶にバラスト水殺菌装置を設置するようにし、バラスト水を処理するための多様な研究は継続して行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１０−０１３０４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一実施形態は、誘電バリア放電を利用した水処理装置およびこれを備えた水処理システムに関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によれば、バラスト水処理装置であって、前記バラスト水処理装置の両端に備えられ、一側と他側の直径が異なるように形成された第１異径管および第２異径管と、前記第１異径管および前記第２異径管との間に備えられ、前記第１、２異径管のうち何れか一つを介して流入した海水に含まれた水中生物および細菌を除去する複数の水処理ユニットと、を含み、前記それぞれの水処理ユニットは、円筒形の第１電極管と、前記第１電極管の内側面の少なくとも一領域にコーティングされた誘電体、および前記第１電極管と相互離隔して状態で第１電極管の内部に備えられてメッシュ構造を有する第２電極管と、含むバラスト水処理装置を提供する。
【０００８】
本発明の一特徴によれば、前記第１電極管と前記第２電極管それぞれは電源を印加するための突出部を含み、前記突出部と電気的に接続された電線を介して前記第１電極管と前記第２電極管にパルス型直流電源が印加され得る。
【０００９】
本発明のまた他の特徴によれば、前記第１電極管の内側面の一部領域は前記誘電体がコーティングされない状態であって前記第２電極管と隣接するように配置され得る。
【００１０】
本発明のまた他の特徴によれば、前記第１異径管および前記第２異径管は、前記第１異径管の両側のうち直径が大きく形成された一側と、前記第２異径管の両側のうち直径が大きく形成された一側とが、前記複数の水処理ユニットと隣接するように配置され得る。
【００１１】
本発明のまた他の特徴によれば、前記第２電極管はチタニウム、ハステロイ、およびイリジウムのうち少なくとも何れか一つを含み得る。
【００１２】
本発明のまた他の特徴によれば、前記第１電極管はＳＵＳを含み得る。
【００１３】
本発明のまた他の側面によれば、バラスト水処理システムであって、海水に含まれた水中生物のうち基準サイズ以上の水中生物を除去する第１水処理装置と、誘電体バリア放電により前記海水に含まれた基準サイズ未満の水中生物および細菌を除去する第２水処理装置と、紫外線を利用して前記海水に含まれた水中生物および細菌を除去する第３水処理装置と、前記バラスティング動作時、海から前記海水を流入し、前記流入した海水を前記第１水処理装置、第２水処理装置、および第３水処理装置を順次に通過させ、前記デバラスティング動作時に船舶に保存されたバラスト水を、前記第３水処理装置を通過させて前記船舶の外部に排出させる制御装置と、を含み、前記第２水処理装置は、第１電極管と、第１電極管の内側面にコーティングされた誘電体と、前記第１電極管の内部に備えられ、メッシュ構造を有する第２電極管と、を含むバラスティング水処理システムを提供する。
【００１４】
本発明の一特徴によれば、前記制御装置は、前記デバラスティング動作時、前記第３水処理装置を通過したバラスト水の検査結果に基づき、前記第３水処理装置を通過したバラスト水を前記船舶の外部に排出させる前に前記第２水処理装置を通過させる動作をさらに含み得る。
【００１５】
本発明のまた他の特徴によれば、前記第２電極管の外径は前記第１電極管の内径より小さく形成され、前記第２電極管は前記第１電極管と相互離隔した状態で備えられ、前記第１電極管の内側面の一部領域は前記誘電体がコーティングされない領域を含み得る。
【００１６】
本発明のまた他の側面によれば、バラスト水処理装置であって、開口部を介して海水が流入する水処理ユニットと、前記水処理ユニットの内部を横切るように配置される複数の第１電極管と、前記第１電極管の外側面の少なくとも一領域にコーティングされた誘電体と、前記第１電極管と相互離隔した状態で第１電極管のそれぞれに対して平行するように前記水処理ユニットを横切って配置される複数の第２電極管と、を含むバラスト水処理装置を提供することができる。
【００１７】
本発明の一特徴によれば、前記水処理ユニットの内部に配置される前記複数の第１電極管および前記複数の第２電極管は第１方向に沿って延長され、前記バラスト水処理装置は、前記水処理ユニットの前記開口部の向かい側に備えられた第２水処理ユニットをさらに含み、前記第２水処理ユニットの内部には、前記第２水処理ユニットの内部を横切るように配置される複数の第３電極管と、前記第３電極管の外側面の少なくとも一領域にコーティングされた誘電体と、前記第３電極管と相互離隔した状態で第３電極管のそれぞれに対して平行するように前記第２水処理ユニットの内部を横切って配置される第４電極管と、を含み、前記第３電極管および前記第４電極管は前記第１方向と垂直である第２方向に沿って延長されるバラスト水処理装置を含み得る。
【発明の効果】
【００１８】
前記のような本発明の一実施形態によれば、メッシュ構造の電極を利用して誘電バリア放電を誘導することによって、より多い海水を処理することにおいて水中生物および細菌の除去が可能である。
【００１９】
また、パルス型直流電源を印加することによって衝撃波を発生させて水中生物および細菌の除去効率を向上させることができる。のみならず、構造が簡単であり、電力を印加することによって水中生物および細菌の除去が可能であるため、維持費用を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態によるバラスト水処理システムの第１実施形態のバラスティングの実施形態を図示する図である。
【図２】本発明の一実施形態によるバラスト水処理システムの第２実施形態のデバラスティングの実施形態を図示する図である。
【図３】本発明の一実施形態によるバラスト水処理装置を概略的に示す側断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図である。
【図５】図３のバラスト水処理装置中の水処理ユニットを概略的に示す側断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って切断した水処理ユニットの側断面図である。
【図７】本発明のまた他の実施形態によるバラスト水処理装置を概略的に示す斜視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態を参照することにより明確になるであろう。しかし、本発明は以下に開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されるものであり、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。一方、本明細書で使用する用語は実施形態を説明するためであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された構成要素、段階、動作および／または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。第１、第２等の用語は多様な構成要素を説明するために使用するが、構成要素が用語によって限定されるものではない。用語は一つの構成要素を他の構成要素と区別することを目的としてのみ使用される。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態によるバラスト水処理システムの第１実施形態のバラスティング実施形態を図示する図である。
【００２３】
図１に図示するバラスト水処理システム（以下、システムという）は船舶内に搭載され、複数の水処理装置で構成される水処理部２０、バラストタンク２５、サンプリング装置２６、制御装置２７を含み得る。水処理部２０はシステムに流入した海水に含まれた浮遊物および一定のサイズの微生物を除去し、殺菌するため、第１水処理装置２１、第２水処理装置２２、および第３水処理装置２３を含み得る。以下では、本発明の実施形態によるバラスト水処理システムに海水が流入する場合を中心に説明するが、本発明は海水以外にも淡水が流入され得ることはもちろんである。
【００２４】
第１水処理装置２１は海水に含まれた水生生物や浮遊物質を除去するためのものであり、例えば基準サイズとして５０μｍ以上の微生物を除去することができる。第１水処理装置２１はフィルタを含み得る。
【００２５】
第１水処理装置２１は海水のような未処理水が流入され得る環状配管１３が接続されており、環状配管１３にはポンプ１１およびバルブ１２が備えられる。ポンプ１１の駆動により環状配管１３に海水が流入し、バルブ１２が開いた状態で流入した海水は第１水処理装置２１に流入する。ポンプ１１の駆動およびバルブ１２の開放状態は制御装置２７により制御される。
【００２６】
第２水処理装置２２と第３水処理装置２３は第１水処理装置２１で除去されない、基準サイズ未満の水生生物を除去するかまたは細菌を死滅させることができる。第２水処理装置２２は誘電バリア放電（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ、以下バリア放電という）により水生生物または細菌を除去し、第３水処理装置２３はＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）を利用して水生生物または細菌を除去する。
【００２７】
海水は第１水処理装置２１を通過しながら比較的サイズが大きい浮遊物および微生物が除去されＵＶを利用する第３水処理装置２３に流入する前に、第２水処理装置２２を通過しながら小さいサイズの水生生物と細菌の大部分が除去され得る。第２水処理装置２２に対する具体的説明は以下の図３ないし図６を参照して後述する。
【００２８】
第１ないし第３水処理装置（２１、２２、２３）を備える水処理部２０は処理水配管１４を介してバラストタンク２５に接続される。水処理部２０を通過しながら水生生物および各種細菌が除去された処理水はバラストタンク２５に流入して船舶のバラスティングに使用され得る。
【００２９】
サンプリング装置２６は環状配管１３と連結された支管１５を介して海水を採取し、第１ないし第３水処理装置（２１、２２、２３）を連結する処理水配管１４と連結された支管１６を介して処理水を採取して水処理部２０を通過した処理水の水質を検査することができる。制御装置２７はサンプリング装置２６により検査した水質情報に基づき、第１ないし第３水処理装置（２１、２２、２３）の動作を制御することができる。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態によるバラスト水処理システムの第２実施形態のデバラスティング実施形態を図示する図である。
【００３１】
図２を参照すると、デバラスティング動作は概略的にデバラスティングのための水処理動作の逆方向に行われる。システムのバルブ１２を開放し、ポンプ１１を駆動してバラストタンク２５に収容されていたバラスト水が水処理部２０を通過して外部に排水される。この際、制御装置２７はバルブ１２およびポンプ１１を制御し、水処理部２０の駆動を制御することができる。
【００３２】
バラストタンク２５に収容されているバラスト水は所定の期間タンク２５に収容されているため、収容されていた期間中細菌が繁殖したり水生植物が繁殖したりするおそれがある。したがって、バラスト水が排水される際には水処理部２０を通過しなければならない。
【００３３】
本発明による一実施形態によれば、バラスト水は第３水処理装置２３でＵＶを利用して殺菌した後、直ちに排水することができる（第１モード）。本発明のまた他の実施形態によれば、バラスト水は第２水処理装置２２に流入してバリア放電によって殺菌した後、第３水処理装置２３でＵＶを利用して殺菌した上で排水する（第２モード）。
【００３４】
以下では、図３ないし図６を参照して第２水処理装置２２について説明する。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態によるバラスト水処理装置を概略的に示す側断面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図である。
【００３６】
図３および図４を参照すると、第２水処理装置２２はバリア放電を利用して海水を処理するための装置であって、第１、２異径管（３１０、３２０、ｒｅｄｕｃｅｒ）、第１、２異径管（３１０、３２０）の間に備えられた複数の水処理ユニットＵを含み得る。また、複数の水処理ユニットＵを保護する保護管３８０、それぞれの部材の機械的な結合のために介在させる複数のガスケット（３６２、３７２）を含み得る。
【００３７】
第１、２異径管（３１０、３２０）は一端と他端の直径が互いに異なるように形成された管であり、複数の水処理ユニットＵと図１に図示する第１水処理装置２１の間を連結することができる。例えば、第１異径管３１０は第１水処理装置２１と第２水処理装置２２を連結する処理水配管１４と連結され、第２異径管３２０は第３水処理装置２３と第２水処理装置２２を連結する処理水配管１４と連結され得る。
【００３８】
第１、２異径管（３１０、３２０）は直径が一定ではない管であって、水処理ユニットＵと隣接した一側の直径が他側の直径より大きく形成された管であり得る。この際、第１、２異径管（３１０、３２０）中、直径が大きく形成された一側が複数の水処理ユニットＵと隣接するように備えられるため、水処理ユニットＵを通過する水の流れが遅くなる。第１、２異径管（３１０、３２０）の構造により、水処理ユニットＵを通過する水の速度を調節することによって水処理ユニットＵ内で水処理に必要な充分な時間を確保することができる。また、水の速度を調節することによって複数の水処理ユニットＵに均等な量の水が流入できるようにする。
【００３９】
以下では説明の便宜のため、図１を参照して説明したバラスティング動作による水の流れを中心に説明するが、図２を参照して説明したデバラスティング動作の場合も同一構成の第２バラスト水処理装置が利用され得ることはもちろんである。
【００４０】
第１異径管３１０を通して流入した水は分岐板３６０と連結された複数の水処理ユニットＵに流入する。分岐板３６０は水処理ユニットＵの個数分だけ形成された開口を含み、それぞれの開口は水処理ユニットＵと連結され、第１異径管３１０を介して流入した水がそれぞれの水処理ユニットＵに流れて行くようにする。分岐板３６０と第１異径管３１０との間にはガスケッ３６２が備えられ、気密を維持することができる。
【００４１】
水処理ユニットＵは第１電極が印加される第１電極管３３０と第２電極が印加される第２電極管３４０を含み得る。第１電極管３３０の内径は第２電極管３４０の外径より大きく形成され、第１、２電極管（３３０、３４０）の間に形成されたギャップを通過して水が流れ得る。第１電極管３３０はリジッド（ｒｉｇｉｄ）な管の形状であり、第２電極管３４０はメッシュ構造を有する管の形状であり得る。第２電極管３４０はほぼ円筒形のメッシュ構造により、水との接触面積を向上させることができ、バリア放電により形成されたラジカルを第１、２電極管（３３０、３４０）の間の空間に位置する水に作用させつつ第２電極管３４０の内部に水が流れるようにする。第２電極管３４０はほぼ円筒形の形状であり得る。
【００４２】
第１電極管３３０の内側面の第１領域には誘電体３５０がコーティングされており、誘電体３５０は第１、２電極管と共にバリア放電を誘導する。一方、第１電極管３３０の内側面の一部領域である第２領域Ａ２には誘電体３５０がコーティングされていない状態であり得る。誘電体３５０がコーティングされていない第２領域は第１電極管３３０と第２電極管３４０が別途の誘電体３５０が備えられていないまま隣接するように配置され、海水に含まれた水中生物または細菌に電気衝撃を加えることができる。水処理ユニットＵの具体的構成および動作は以下図５および図６を参照して後述する。
【００４３】
複数の水処理ユニットＵを通過した処理水は第２異径管３２０を介して第３水処理装置２３に流入する。第２異径管３２０と水処理ユニットＵとの間には分岐板３７０が備えられ得る。分岐板３７０は水処理ユニットＵの個数分だけ形成された開口を含み、それぞれの開口は水処理ユニットＵと連結され得る。図２を参照して説明したように、第２異径管３２０を介して流入したバラスト水がそれぞれの水処理ユニットＵに流れて行く場合、分岐板３７０を介して複数の水処理ユニットＵにバラスト水が流入する。分岐板３７０と第２異径管３４０との間にはガスケッ３７２が備えられ気密を維持することができる。
【００４４】
一方、複数の水処理ユニットＵは外部の衝撃による割れ、その他汚染の物質の流入を防止するために別途の保護管３８０により囲まれ得る。この際、電源が印加される第１、２電極管（３３０、３４０）と保護管３８０の間には絶縁体（図示せず）が備えられ得る。第１異径管３１０、ガスケット３６２、第１電極管３３０、絶縁層および保護管３８０はフランジ結合され得、第２異径管３２０、ガスケット３７２、第２電極管３４０、絶縁層および保護管３８０もフランジ結合され得る。
【００４５】
図５は、図２の第２水処理装置２２に備えられた複数の水処理ユニットＵのうち一つの水処理ユニットＵを概略的に示す斜視図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って切断した側断面図である。
【００４６】
図５および図６を参照すると、水処理ユニットＵは第１電極管３３０および第１電極管３３０の内部に備えられたメッシュ構造の第２電極管３４０を備え、第１電極管３３０の内側面にコーティングされた誘電体３５０を含む。第１、２電極管（３３０、３４０）はほぼ円筒形であり、第１電極管３３０の内側面と第２電極管３４０の外側面は相互離隔した状態で対向するように備えられ得、誘電体３５０は第１電極管３３０の内側面にコーティングした状態で配置され得る。
【００４７】
第１電極管３３０の内部に備えられた第２電極管３４０は第１電極管３３０との間の間隔を維持するためにギャップ維持部３４５を含み得る。ギャップ維持部３４５は第１、２電極管（３３０、３４０）の間の電気的短絡を防止するためにプラスチックのような絶縁性素材を含み得る。または、絶縁コーティングされたボルトをギャップ維持部３４５として使用することができる。この際、絶縁コーティングされたボルトはメッシュ構造である第２電極管３４０の何れか一つの格子ホールに結合され得る。
【００４８】
第１電極管３３０はバリア放電の特性を維持しつつ、腐食に強い素材、例えばＳＵＳ素材を含み得、誘電体３５０はポリエチレン（ＰＥ）素材を含み得る。誘電体３５０は第１、２電極管（３３０、３４０）と共にバリア放電を誘導し、付随的には水処理ユニットＵを通過する水、例えば海水による第１電極管３３０の腐食を防止することができる。
【００４９】
第２電極管３４０は水処理ユニットＵを通過する水、例えば海水による腐食を防止するためにチタニウム、ハステロイ、およびイリジウムのうち少なくとも何れか一つを含み得る。本発明の制約的ではない一実施形態として、第２電極管３４０は内部腐食性が強いチタニウムまたは主にニッケルを含むハステロイ（ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）のような合金で製作され得る。また他の実施形態として、銅、チタニウムのような多様な導電性素材を含む第２電極管３４０にイリジウム（Ｉｒ）をコーティングして海水による腐食を防止することができる。
【００５０】
第１電極管３３０と第２電極管３４０はそれぞれ電流を印加するための突出部（３３２、３４２）を備え、それぞれの突出部（３３２、３４２）は電流を印加するための電線と連結され、本発明による一実施形態によれば、第１電極管３３０は陰極であり、第２電極管３４０は陽極であり得る。
【００５１】
陰極である第１電極管３３０と陽極である第２電極管３４０との間に誘電体３５０が備えられている状態であるため、このような状態で第１、２電極管（３３０、３４０）に備えられた突出部と連結された電線を介して電流と電圧を印加すると、第１、２電極管（３３０、３４０）の間でバリア放電が誘導される。この際、電源はパルス型直流電源を使用することができる。パルス型直流電源は短時間で多くのエネルギーを発生させるため、一瞬で高い電力のパワーに到達することができ、高い出力にもかかわらず放電時間が短いため、消費電力が低くてかつ経済的である。
【００５２】
バリア放電は相互離隔している二つの電極、すなわち第１、２電極管（３３０、３４０）にパルス型直流電源を印加し、二つの電極の間に電荷が蓄積される現象を利用する。先に、それぞれの電極の第１、２電極管（３３０、３４０）に電圧を印加すると、電荷蓄積現象が生じ、開示電圧以後にそれぞれの電極の間でマイクロ放電が一組の電極面全体に均一に発生する。この際、第１、２電極管（３３０、３４０）の間は高濃度の電子からなるプラズマ状態となり、プラズマ反応によってＯＨ−のような多様な種類のラジカルが生成され、水に含まれた汚染物質、すなわち水中生物と細菌を除去することができる。
【００５３】
また、パルス型直流電源を印加してプラズマを形成するため、水中には衝撃波が生成され、ラジカルだけではなく衝撃波によっても水に含まれた汚染物質、すなわち水生生物および各種細菌を除去することができる。
【００５４】
前述したように、本発明の一実施形態による水処理ユニットＵは誘電体３５０が第１電極管３３０の内側面にはコーティングされ、第１、２電極管（３３０、３４０）と共にバリア放電を誘導するだけではなく、第１電極管３３０の内側面の一部領域Ａ２は誘電体３５０がコーティングされない状態であって第１、２電極管（３３０、３４０）が隣接するように配置され海水に含まれた水中生物または細菌に電気衝撃を加えることができる。
【００５５】
図７は、本発明のまた他の実施形態によるバラスト水処理装置を概略的に示す斜視図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【００５６】
図７および図８を参照すると、バラスト水処理装置は、開口部７１０と排出部７２０を備えるハウジングを含み、ハウジングは複数の水処理ユニットを含み得る。例えば、ハウジングの開口部７１０側と隣接して第１水処理ユニットが備えられ、ハウジングの排出部７２０側と隣接して第２水処理ユニットが備えられ得る。
【００５７】
一方、図示していないが、ハウジングの開口部７１０は図３を参照して前述した第１異径管を備え、ハウジングの排出部７２０は第２異径管を備え、第１、２水処理ユニット（ｕ１、ｕ２）を通過する水の速度を調節することによって第１、２水処理ユニット（ｕ１、ｕ２）で水処理に必要な充分な時間を確保できることはもちろんである。
【００５８】
第１水処理ユニット（ｕ１）の内部には第１、２電極管（７３０、７４０）が備えられ得る。例えば、第１電極管７３０と第２電極管７４０は相互離隔した状態で第１方向に沿って平行するように延長されることによって、第１水処理ユニット（ｕ１）の内部を横切ることができる。第１電極管７３０および第２電極管７４０のうち何れか一つの外周には図３を参照した説明したようにバリア放電のために誘電体７５０をコーティングすることができる。
【００５９】
複数の第１電極管７３０と複数の第２電極管７４０は交番配置され得、第１電極管７３０ではバリア放電の特性を維持しつつ腐食に強い素材、例えばＳＵＳ素材を含み得、誘電体７５０はポリエチレン（ＰＥ）素材を含み得る。誘電体７５０は第１、２電極管と共にバリア放電を誘導し、付随的には水処理部を通過する水、例えば海水による第１電極管７３０の腐食を防止することができる。
【００６０】
第２電極管７４０は第１水処理ユニット（ｕ１）を通過する水、例えば海水による腐食を防止するためにチタニウム、ハステロイ、およびイリジウムのうち少なくとも何れか一つを含み得る。本発明の制約的ではない一実施形態として、第２電極管７４０は内部腐食性が強いチタニウムまたは主にニッケルを含むハステロイ（ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）のような合金で製作され得る。また他の実施形態として、銅、チタニウムのような多様な導電性素材を含む第２電極管７４０にイリジウムをコーティングして海水による腐食を防止することができる。
【００６１】
ハウジングの外側には、第１電極管７３０と第２電極管７４０それぞれに電流を印加するための突出部が形成され得る。第１電極管７３０と第１突出部７３２は一体で形成されて電気的に接続され、電流を印加するための電線と連結された第１突出部７３２を介して第１電極管７３０は陰極の極性を帯び得る。
【００６２】
一方、第２電極管７４０と第２突出部７４２は一体で形成されて電気的に接続され、電流を印加するための電線と連結された第２突出部７４２を介して第２電極管７４０は陽極の極性を帯び得る。本発明のまた他の実施形態として、第１電極管７３０が陽極を、第２電極管７４０が陰極の極性を帯び得る。
【００６３】
誘電体７５０はコーティングによって第１、２電極管のうち何れか一つに備えられるため、互いに異なる極性を帯びる第１電極管７３０と第２電極管７４０との間に誘電体７５０が備えられているのと同様であり、このような状態で第１、２電極管の間でバリア放電が誘導される。この際、電源はパルス型直流電源を使用できることについては前述した通りである。
【００６４】
第２水処理ユニット（ｕ２）はハウジングの排出部７２０側と隣接するように配置される。図面には図示していないが、第１水処理ユニットと同様に第２水処理ユニットの内部には第３、４電極管（７３０’、７４０’）が備られ得る。例えば、第３電極管７３０’と第４電極管７４０’は相互離隔した状態で第１方向と垂直の第２方向に沿って平行するように延長されることによって、第２水処理ユニット（ｕ２）の内部を横切ることができる。第３電極管７３０’および第４電極管７４０’のうち何れか一つの外周には図３を参照して説明したようにバリア放電のために誘電体７５０をコーティングすることができる。
【００６５】
第３電極管７３０’は第３突出部７３２’と電気的に接続され、電流を供給され、第４電極管７４０’は第４突出部７４２’と電気的に接続され電流を供給され得る。
【００６６】
第３電極管７３０’、第４電極管７４０’および誘電体７５０の構成は、前述した第１電極管７３０、第２電極管７４０および誘電体７５０の構成と同一であるため、その説明は省略する。
【００６７】
以上で説明したバラスト水処理装置は、水処理ユニット（ｕ１、ｕ２）が２個備えられ、それぞれの電極管（７３０、７４０、７３０’、７４０’）がほぼ垂直配置された場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。水処理ユニットは３個以上備えられ得、この場合、それぞれの水処理ユニットに備えられた電極管は一定の角度、例えば互いに対して６０°を成すように配置され得る。
【００６８】
本発明が前記言及した好ましい実施形態と関連して説明したが、発明の要旨と範囲から外れない程度で多様に修正や変形を行うことができる。したがって、添付する特許請求の範囲は本発明の要旨に属する限りこのような修正や変形を含む。
【符号の説明】
【００６９】
１１    ポンプ                     １２    バルブ
２０    水処理部                   ２１    第１水処理装置
２２    第２水処理装置             ２３    第３水処理装置
２５    バラストタンク             ２６    サンプリング装置
２７    制御装置                   ３１０    第１異径管
３２０    第２異径管               ３３０    第１電極管
３３２    突出部                   ３４０    第２電極管
３４２    突出部                   ３５０    誘電体
３６０、３７０    分岐板           Ｕ    水処理ユニット
７１０    流入部                   ７２０    排出部
７３０    第１電極管               ７３２    第１突出部
７４０    第２電極管               ７４２    第２突出部
７５０    誘電体                   ７３０’    第３電極管
７３２’    第３突出部             ７４０’    第４電極管
７４２’    第４突出部             ７８０    ハウジング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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