(57)【要約】 【課題】前処理装置の円筒状の内室空間を直径が大きい空間と直径が小さい空間とが連通するように順次に交互に配置し、円筒状の内室空間にバッフルプレートを配列し、各空間内を貫通する回転軸に各空間別にインペラを設置する一方、円筒状の内室空間の内周面に沿って螺旋形突起を形成する構造を選択的に適用することによって、直径が大きい空間と直径が小さい空間内を流れる船舶バラスト水の流速差と突起による流速増加で乱流を容易に形成して動物性プランクトンと水中微生物がインペラとぶつかって発生する乱流による物理的衝撃効果が増大され、この時発生するインペラの外側方向への遠心力によってバッフルプレートと螺旋形突起との物理的衝突を誘発させることによって、動物性プランクトンと水中微生物の処理効率を向上した船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置を提供すること。【解決手段】前処理装置と電解装置とを含む船舶バラスト水のインライン処理処置において、上記前処理装置は円筒状の内室が形成された構造で、円筒状の内室の両側に備えられたベアリングに回転軸が結合され、上記回転軸に複数のインペラが備えられることを特徴とする船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置。【選択図】図３
2016517368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前処理装置及び電解装置を含む船舶バラスト水のインライン処理処置において、
前記前処理装置は円筒状の内室が形成された構造で、円筒状の内室の両側に備えられたベアリングに回転軸が結合され、前記回転軸に複数のインペラが備えられることを特徴とする船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置。
【請求項２】
前記円筒状の内室に一つ以上のバッフルプレートが備えられることを特徴とする請求項１に記載の船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置。
【請求項３】
前記円筒状の内室は円筒の直径が異なる複数の空間で形成され、直径が小さい空間と直径が大きい空間とが順次に交互に配列されることを特徴とする請求項１または２に記載の船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置。
【請求項４】
前記円筒状の内室に配列された直径が小さい空間と直径が大きい空間とが接する部位にバッフルプレートが配列されるようにすることを特徴とする請求項３に記載の船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置。
【請求項５】
前記円筒状の内室は内周面に沿って螺旋形突起がさらに形成されることを特徴とする請求項１に記載の船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置。
【請求項６】
前記ベアリングは円筒状の内室の両側に結合される回転軸固定リブに挿入されて備えられ、前記回転軸固定リブは円筒状の内室の両側に形成された回転軸固定フランジに結合されることを特徴とする請求項１に記載の船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は前処理装置の円筒状の内室空間を直径が大きい空間と直径が小さい空間とが連通されるように順次に交互に配置し、円筒状の内室空間にバッフルプレート（ｂａｆｆｌｅ  ｐｌａｔｅ）を配列し、各空間内を貫通する回転軸に各空間別にインペラを設置する一方、円筒状の内室空間の内周面に沿って螺旋形突起を形成する構造を選択的に適用することによって、直径が大きい空間と直径が小さい空間内を流れる船舶バラスト水の流速差を利用して、動物性プランクトン及び水中微生物がインペラとバッフルプレート及び螺旋形突起にぶつかって発生する乱流による物理的衝撃効果を向上させる船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶バラスト水は船舶の貨物を荷役した後運航する時、船舶のバランスを保持するために船舶内に満たされる水で、一定地域で貨物を積まない状態で船舶バラスト水を船舶バラスト水貯蔵タンク内に貯蔵して他の地域に運航し、そこで貨物を積載した後積荷によって船舶バラスト水を船舶バラスト水貯蔵タンクから外部に排出するため、取水地とは全く異なる生態環境を有する地域に排水される形態で運営される。この時、取水する船舶バラスト水内に含有された所定地域の海洋生物が他の地域に移動して新しい環境に露出される虞があり、それにより、在来種に外来種が流入されて海洋生態系が破壊されたり、環境的、経済的損失を誘発し、各種病源菌による人体有害性も内包している。
【０００３】
そして、２００４年国際海事機関（ＩＭＯ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍａｒｉｔｉｍｅ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）では、生態系の破壊及び汚染を防止するために、船舶内の船舶バラスト水と沈殿物の管理に関する協約を制定した。つまり、船舶が港湾内に入港する前に指定された海域で船舶バラスト水を交換する方案と、積載している船舶バラスト水を物理的、化学的方法で殺菌、消毒する二つの方案を提示した。これは船舶の建造日及び船舶内の船舶バラスト水の用量によって適用時点が相異し、船舶バラスト水の交換はたくさんの時間と努力が必要となり、船舶安全に危険をもたらす虞があり、近距離航海中には作業が不可能であるため、設置性、経済性などを考慮した実用的な船舶バラスト水処理装置の開発が要求されている。
【０００４】
一般的な船舶バラスト水処理装置は、主要工程運営中、バラスト工程（ｂａｌｌａｓｔ  ｐｒｏｃｅｓｓ）には前処理工程（または前処理工程がなし）と、主要工程として電解法、オゾン処理法、紫外線照射法または薬品注入法などが実施されている。上記主要工程の運営時には、船舶バラスト水内に含有された微生物の死滅、除去のためのメカニズムで高濃度の酸化物質が生成されるように運営することによって、主要工法の後端の配管には微生物が成長または付着されなくなる。
【０００５】
また、上記主要工程の前端には主要工法への負荷を減少させるために、ろ過器、遠心分離器などのような様々な前処理技術（ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ、ｂａｆｆｌｅ）が採用される。本出願人（または発明者）は図１に示すように、管路の内部に設置されたジェット流れ誘発インペラ１１によって動物性プランクトン及び水中微生物を物理的衝撃で死滅、除去及び損傷させることができる物理的前処理装置１００と、内部には陽電極板と陰電極板が交互に設置され、残留塩素を生成させて水中微生物を完璧に死滅、殺菌及び除去させる電解装置２００と、上記電解装置２００を経て船舶バラスト水貯蔵タンク５００に貯蔵された処理水に含まれる過剰残留塩素を海洋に排出する前に中和処理するための中和装置３００とを含む船舶バラスト水のインライン処理装置に関する技術を特許出願して特許登録された（大韓民国登録特許第１１１８０５５号公報）。
【０００６】
上記大韓民国登録特許第１１１８０５５号公報の「船舶バラスト水のインライン処理装置」における前処理装置１００は、図２に示すように、ジェット流れ誘発インペラ１１は螺旋形構造で、回転軸１３に形成され、その回転軸１３の両端が複数の連結配管のフランジ２３の間に対面するように結合されるフランジ結合構造１４に備えられたベアリング１２に連結された構造で、回転軸が回転する時、肉眼で識別可能な程度の相対的大きい動物性プランクトンと水中微生物を管路内部に設置されたジェット流れ誘発インペラ１１とのぶつかり及び乱流形成による物理的衝撃で死滅、除去及び損傷を与えるとはするが、ジェット流れ誘発インペラ１１の構造が螺旋形の構造であるためインペラが動物性プランクトンと水中微生物とのぶつかる物理的衝撃効果が低下される虞があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような問題点を解消するための方案として、前処理装置の円筒状の内室空間を直径が大きい空間と直径が小さい空間とが連通するように順次に交互に配置し、円筒状の内室空間にバッフルプレートを配列し、各空間内を貫通する回転軸に各空間別にインペラを設置する一方、円筒状の内室空間の内周面に沿って螺旋形突起を形成する構造を選択的に適用することによって、直径が大きい空間と直径が小さい空間内を流れる船舶バラスト水の流速差と突起による流速増加で乱流を容易に形成して動物性プランクトンと水中微生物がインペラとぶつかって発生する乱流による物理的衝撃効果が増大され、この時発生するインペラの外側方向への遠心力によってバッフルプレートと螺旋形突起との物理的衝突を誘発させることによって、動物性プランクトンと水中微生物の処理効率を向上した船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前処理装置と電解装置とを含む船舶バラスト水のインライン処理処置において、上記前処理装置は円筒状の内室が形成された構造で、円筒状の内室の両側に備えられたベアリングに回転軸が結合され、上記回転軸に複数のインペラが備えられることを特徴とする船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置を課題解決手段とする。ここで、上記円筒状の内室に一つ以上のバッフルプレートが備えられる。
【０００９】
また、上記円筒状の内室は円筒の直径が異なる複数の空間で形成され、直径が小さい空間と直径が大きい空間とが順次に交互に配列されることが好ましい。ここで、上記円筒状の内室に配列された直径が小さい空間と直径が大きい空間とが接する部位にバッフルプレートが配列されるようにすることが好ましい。
【００１０】
また、上記ベアリングは円筒状の内室の両側に結合される回転軸固定リブに挿入されて備えられるが、上記回転軸固定リブは円筒状の内室の両側に形成された回転軸固定フランジに結合されることが好ましい。
【００１１】
一方、上記円筒状の内室は内周面に沿って螺旋形突起をさらに形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上で説明したように、本発明は前処理装置の円筒状の内室空間を直径が大きい空間と直径が小さい空間とが連通するように順次に交互に配置し、円筒状の内室空間に複数のバッフルプレートを配列し、各空間内を貫通する回転軸に各空間別にインペラを設置する一方、円筒状の内室空間の内周面に沿って螺旋形突起を形成する構造を選択的に適用することによって、直径が大きい空間と直径が小さい空間内を流れる船舶バラスト水の流速差と螺旋形突起による流速増加で容易に誘導される乱流形成を通じて動物性プランクトンと水中微生物がインペラとぶつかる物理的衝撃効果が増大され、この時インペラの外側方向への遠心力によって、動物性プランクトンと水中微生物がさらにバッフルプレートと螺旋形突起と物理的に衝突されて船舶バラスト水を処理することによって、安定的な船舶バラスト水の運営が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本出願人が先出願して特許登録された船舶バラスト水のインライン処理装置の模式図である。
【図２】図１の前処理装置の内部構造を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施例による船舶バラスト水のインライン処理装置の前処理装置に対する内部構造を示す拡大断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ`線を切断した断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ`線を切断した断面で、直径が小さい空間内に設置されたインペラを示した断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ`線を切断した断面で、直径が大きい空間内に設置されたインペラを示した断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ`線を切断した断面で、円筒状の内室に設置されたバッフルプレートを示した断面図である。
【図８】図３のＥ−Ｅ`線を切断した断面図である。
【図９】本発明の他の実施例による船舶バラスト水のインライン処理装置の前処理装置に対する内部構造を示す拡大断面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ`線を切断した断面図である。
【図１１】本発明のまた他の実施例による船舶バラスト水のインライン処理装置の前処理装置に対する内部構造を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置について添付された図面を参照して本発明の技術的構成を理解するために必要な部分のみを説明するが、その以外の部分の説明は本発明の要旨を曖昧にしないように省略されていることに留意すべきである。
【００１５】
以下、本発明による船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置を添付された図面によって詳しく説明すれば以下の通りである。
【００１６】
本発明は前処理装置１００及び電解装置２００を含む一般的な船舶バラスト水のインライン処理処置において、上記前処理装置１００は円筒状の内室が形成された構造を有する。円筒状の内室の両側に設置されたベアリング１０に回転軸２０が結合されて回転し、上記回転軸２０に複数のインペラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃが備えられる。そして、円筒状の内室空間に一つ以上のバッフルプレート ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆが備えられる。このようなバッフルプレート７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆはリング状の円盤体で形成され、円筒状の内室内周面に付着されて円筒状の内室空間に突出される。
【００１７】
また、円筒状の内室空間の内周面に沿って螺旋形突起８０が形成されることができる。
【００１８】
一般的な前処理装置は、後続主要工法への負荷を減少させるために、ろ過器または遠心分離器などのような多様な技術を適用して、相対的に大きい動物性プランクトン及び水中微生物または異物などを取り除くための物理的処理処置や動物性プランクトン及び水中微生物の処理効率を増大させるには限界がある。そこで、このような限界を改善するための方案として、本出願人は「船舶バラスト水のインライン処理装置」（大韓民国登録特許第１１１８０５５号公報の）に記載されたような前処理装置を開発して運用したが、このような前処理装置もインペラの構造が螺旋形構造で単独に備えられるため、円筒状の内室内部の動物性プランクトンと水中微生物を流体流動方向に押し出す機能が優越で、動物性プランクトンと水中微生物がインペラにぶつかる物理的衝撃効果が低下する恐れがあった。
【００１９】
本発明は本出願人により登録された「船舶バラスト水のインライン処理装置」（大韓民国登録特許公報第１１１８０５５号）の前処理装置を改善したもので、本発明による前処理装置の円筒状の内室は、図３に示すように円筒の直径が相異する複数の空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４で形成され、直径が小さい空間Ｓ１、Ｓ３と直径が大きい空間Ｓ２、Ｓ４とが順次に交互に配列される。ここで直径が小さな空間Ｓ１、Ｓ３と直径が大きい空間Ｓ２、Ｓ４が交互する部分、即ち直径が小さい空間Ｓ１、Ｓ３と直径が大きい空間Ｓ２、Ｓ４の連結面Ｃにバッフルプレート７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆが設置される。
【００２０】
従って、図３に示すように、直径がそれぞれ異なる空間の区間を船舶バラスト水が通過する時流体が有する流速は、各区間ごとの流速がＶ１、Ｖ２、Ｖ１、Ｖ２のように早い流速区間と遅い流速区間とによる乱流形成によって、船舶バラスト水内に含有された動物性プランクトン及び水中微生物などが図３、図５、図６、図７に示すような複数のインペラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃとバッフルプレート７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆに順次にぶつかる物理的衝撃で死滅、除去または損傷を与える効果が高くなる。
【００２１】
この時、上記ベアリング１０が円筒状の内室の両側に固定される構造を説明すれば、図３、図４に示すように、まず、円筒状の内室の両側に回転軸固定フランジ６０が形成され、上記回転軸固定フランジ６０に回転軸固定リブ５０が結合された状態で、上記回転軸固定リブ５０の中央部にベアリング１０が結合される構造からなる。
【００２２】
そして、上記前処理装置１００は、図７に示すように、前処理装置の両端に結合されたフランジ４０が複数の連結配管のフランジと対面し、上記フランジ４０に形成された締結孔９０を通じてねじ結合される構造で、前処理装置１００を通過した船舶バラスト水は、図１に示すように、後続工程である電解装置２００内に連続的に流入される構造である。
【００２３】
一方、上記前処理装置１００は、図９、図１０、図１１に示すように、円筒状の内室にその内周面に沿って螺旋形突起７０がさらに形成されることができる。このような螺旋形突起８０は設定幅を有する帯状の板体が螺旋形で巻かれて形成される。したがって、船舶バラスト水内に含有された動物性プランクトン及び水中微生物などが複数のインペラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、バッフルプレート７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆ以外に螺旋形突起８０にもさらにぶつかることによって物理的衝撃で死滅、除去または損傷を与える効果がより高くなる。
【００２４】
ここで、上記電解装置２００は本出願人によって特許登録された「船舶バラスト水のインライン処理装置」（大韓民国登録特許公報第１１１８０５５号）の電解装置２００が適用されることができる。上記電解装置２００は塩化ナトリウムＮａＣｌの水溶液である船舶バラスト水を電解して水酸化ナトリウムＮａＯＨと塩素ガスＣｌ２を発生し、これらが反応によって殺菌剤である次亜塩素酸ナトリＮａＯＣｌを生成することによって、上記物理的前処理装置１００で衝撃を受けた動物性プランクトンだけではなく、残存する水中微生物を完璧に死滅、殺菌及び取り除くための装置で、本発明は「船舶バラスト水のインライン処理装置」の電解装置２００のように、電解装置２００の内部には流入される流体の流れ方向と同じく複数の陽極板と陰極板とが交互に所定間隔で配置される構造であるか、または現場条件及び運営条件によって多様な形態で設置されることができる。
【００２５】
また、電解装置２００で流出される処理水は船舶バラスト水タンク５００に貯蔵され、処理水に含まれた残留塩素を自然海水と類似する成分になるように中和装置３００を通じて中和させて海洋に排出する。
【００２６】
上記電気制御装置６００は電解装置２００の内部を通過する船舶バラスト水の性相、即ち船舶バラスト水の流入流量と、管内部の流速、塩分濃度及び地域による海洋微生物の種類と形態を考慮して、これらの殺菌のために必要な次亜塩素酸ナトリＮａＯＣｌの生成に必要となる電力の供給量を算出して可変型整流器４００を通じて電解装置２００に供給される電力を制御するものに構成されることができる。このような構成によって、電解装置２００で微生物の殺菌のために必要な残留塩素系化合物の濃度調節が可能になり、残留塩素系化合物の過剰生成及び電力の不必要な無駄使いを防止することができる。
【００２７】
従って、本発明による船舶バラスト水のインライン処理処置の前処理装置１００は円筒状の内室空間を直径が小さい空間Ｓ１、Ｓ３と直径が大きい空間Ｓ２、Ｓ４とが連通するように順次に交互に配置され、直径が小さい空間Ｓ１、Ｓ３と直径が大きい空間Ｓ２、Ｓ４とが交互する部分にバッフルプレート７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆが配列され、各空間内を貫通する回転軸２０に複数のインペラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃが設置される一方、円筒状の内室空間の内周面に沿って螺旋形突起８０がさらに形成されることによって、直径が大きい空間Ｓ２、Ｓ４と直径が小さい空間Ｓ１、Ｓ３内を流れる船舶バラスト水の流速差を利用して動物性プランクトンと水中微生物をインペラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃとバッフルプレート７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆにぶつかると同時に発生する乱流による物理的衝撃効果を向上して物理的衝撃で死滅、除去または損傷を与える効果が高くなるだけでなく、空間内を流れる船舶バラスト水に含有された動物性プランクトンと水中微生物が上記螺旋形突起８０にもぶつかってその物理的衝撃効果がさらに向上される。
【００２８】
上述したように、本発明による船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置を上記の好ましい実施例を通じて説明し、その優秀性を説明したが、当該技術分野における当業者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解すべきである。
【００２９】
本発明は前処理装置及び電解装置を含む船舶バラスト水のインライン処理処置において、上記前処理装置は円筒状の内室が形成された構造で、円筒状の内室の両側に備えられたベアリングに回転軸が結合され、上記回転軸に複数のインペラが備えられることを特徴とする船舶バラスト水インライン処理処置の前処理装置を発明を実施するための形態とする。
【００３０】
ここで上記円筒状の内室に一つ以上のバッフルプレートが備えられることが好ましい。
【００３１】
そして、上記円筒状の内室は円筒の直径が異なる複数の空間で形成され、直径が小さい空間と直径が大きい空間とが順次に交互に配列されることが好ましい。ここで、上記円筒状の内室に配列された直径が小さい空間と直径が大きい空間とが接する部位にバッフルプレートが配列されるようにすることが好ましい。
【００３２】
また、上記ベアリングは円筒状の内室の両側に結合される回転軸固定リブに挿入されて備えられるが、上記回転軸固定リブは円筒状の内室の両側に形成された回転軸固定フランジに結合されることが好ましい。
【００３３】
一方、上記円筒状の内室は内周面に沿って螺旋形突起をさらに形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は前処理装置の円筒状の内室空間内で直径が大きい空間と直径が小さい空間内を流れる船舶バラスト水の流速差と螺旋形突起による流速増加で容易に誘導される乱流形成を通じて動物性プランクトンと水中微生物がインペラに順次にぶつかる物理的衝撃効果が増大され、且つ、インペラの外側方向への遠心力によって動物性プランクトンと水中微生物が追加的にバッフルプレートと螺旋形突起と物理的に衝突して船舶バラスト水を処理することによって、安定的な船舶バラスト水の運営が可能で、船舶に広く適用されることができることが期待される。
【図１】
2016517368.tif 000003
【図２】
2016517368.tif 000004
【図３】
2016517368.tif 000005
【図４】
2016517368.tif 000006
【図５】
2016517368.tif 000007
【図６】
2016517368.tif 000008
【図７】
2016517368.tif 000009
【図８】
2016517368.tif 000010
【図９】
2016517368.tif 000011
【図１０】
2016517368.tif 000012
【図１１】
2016517368.tif 000013
【国際調査報告】
2016517368.tif 000014
2016517368.tif 000015
2016517368.tif 000016
2016517368.tif 000017