DEVICE FOR STORING AND DISSOLVING CHEMICAL FOR DISINFECTING BALLAST WATER

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 밸러스트수 살균처리용 약제저장 및 용해장치는 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 밸브기구(V)를 구비하는 용매공급관(4)과 약제액배출관(3)이 상단측과 하단측에 각각 연결 설치되는 함체형의 약제용해탱크(2)와, 상기 약제용해탱크(2)의 내부로 투입되는 화학약제, 예를 들어 염소계 살균제 등의 저장과 배분을 위한 약제정량투입기(10)와, 상기 약제정량투입기(10)로부터 약제용해탱크(2)로 투입된 약제를 용매와 함께 혼합 및 용해시키기 위한 교반기(8)를 포함하여서 이루어지며, 상기 약제정량투입기(10)와 교반기(8)는 약제용해탱크(2)의 상부면에 수직 방향으로 설치된다.

상기 약제용해탱크(2)의 외측면에는 구조적 강도의 보강을 위한 격자형의 보강살(2b)이 설치되는 한편, 약제정량투입기(10)와 교반기(8)의 설치 및 유지보수 등을 위하여 작업자가 약제용해탱크(2)의 상부로 올라갈 수 있도록 사다리 형태의 손잡이(2c)가 설치되어 있으며, 약제용해탱크(2)의 상부면에는 과압배출기(2a)와 운반용 걸고리(2d)가 추가로 설치되고, 약제용해탱크(2)의 하부측에는 지지판과 프레임에 의한 장치베이스(1a)가 설치되어 있다.

상기 교반기(8)는 도 2에서와 같이 약제용해탱크(2)의 상부면에 수직 방향으로 고정 설치되는 교반모터(8a)와, 상기 교반모터(8a)의 구동축과 연결된 상태로 약제용해탱크(2)의 상부면을 관통하여 약제용해탱크(2)의 내부로 연장되는 임펠러축(8b)과, 상기 임펠러축(8b)의 하단에 연결 설치되는 임펠러(9)로 이루어지고, 상기 임펠러(9)는 임펠러허브(9a)의 주연부상에 다수 개의 교반날개(9b)가 방사상으로 연결 설치된 것이며, 상기 약제용해탱크(2)의 바닥면은 깔때기 형상으로 이루어지고, 상기 약제액배출관(3)은 깔때기형 바닥면의 하단 꼭지점 부분과 연결 설치되어 있다.

본 발명의 제 1요부에 해당하는 상기 약제정량투입기(10)는 약제용해탱크(2)의 상부면에 수직 방향으로 연결 설치되어 약제의 자유낙하식 정량투입을 수행토록 한 것으로서, 도 1 내지 도 5에 걸쳐 도시된 바와 같이, 상,하단부가 개구된 원통 형상의 약제저장통(14)과, 상기 약제저장통(14)이 수직 방향으로 삽입 설치되는 원통 형상의 홀딩케이스(Holding case)(11)와, 상기 홀딩케이스(11)에 삽입된 약제저장통(14)을 직립된 상태로 회전시키기 위한 구동수단을 포함하여서 이루어진다.

상기 홀딩케이스(11)의 하단부는 약제용해탱크(2)의 상부면을 관통하는 약제투입관(12)이 되고, 상기 약제저장통(14)의 상단측에는 착탈식의 커버캡(Cover cap)(16)이 조립 설치되며, 상기 약제저장통(14)의 내부공간은 방사상의 칸막이판(15a)에 의하여 다수 개의 수직형 약제저장실(15)로 구획 형성되고, 상기 홀딩케이스(11)의 내측 하부에는 약제저장통(14)의 하단면과 밀착되는 저장통지지판(18)이 설치되며, 상기 저장통지지판(18)에는 하나의 약제저장실(15)과 대응되는 부채꼴 형태의 약제투입구(18a)가 형성되어 있다.

보다 더 바람직하게는, 상기 홀딩케이스(11)의 하측 부분을 깔때기부(11a)로 형성시키고, 상기 약제투입관(12)은 깔때기부(11a)의 하단측으로부터 소정의 길이만큼 수직 하방으로 연장시킨 상태에서, 해당 약제투입관(12)의 중앙측 외주연부에 홀딩케이스(11)를 약제용해탱크(2)상에 조립시키기 위한 장착플랜지(13)를 설치하는 것이며, 상기 저장통지지판(18)은 깔때기부(11a)의 직상부에 배치되고, 상기 장착플랜지(13)에는 조립볼트의 체결을 위한 체결공(13a)이 형성된다.

상기와 같은 구조의 홀딩케이스(11)를 적용하게 되면, 약제정량투입기(10)를 약제용해탱크(2)상에 장착시키는 작업의 편의성과 견고한 장착상태를 도모할 수 있으며, 상기 깔때기부(11a)를 형성시키지 않고 약제투입관(12)을 포함하는 홀딩케이스(11)를 일자형의 원통 형상으로 제작한 다음, 상기 장착플랜지(13)를 홀딩케이스(11)의 하단부에 설치하는 방식도 가능함은 물론이다.

또한, 상기 장착플랜지(13)와 저장통지지판(18)과 각각의 칸막이판(15a)은 홀딩케이스(11) 및 약제저장통(14)과 동일한 재질로 하여 일체로 형성시키는 것이 바람직하고, 필요시 장착플랜지(13)와 저장통지지판(18)과 각각의 칸막이판(15a)을 별도의 부품으로 제작하여 이를 홀딩케이스(11) 및 약제저장통(14)과 접착(용접) 또는 조립시키는 방식도 가능함을 밝혀두는 바이다.

도면상 약제저장통(14)의 내부에 45도의 각도범위로 총 8개의 약제저장실(15)이 구획된 것으로 도시되어 있으나, 최소 3개 이상의 약제저장실(15)을 동일한 치수와 각도범위로 형성시키는 조건하에서, 밸러스트수의 처리에 필요한 약제의 투입량과 투입회수에 맞추어 약제저장실(15)의 개수나 체적 등은 임의대로 조정이 가능하며, 상기 커버캡(16)은 신속한 약제투입과 투입된 약제의 노출방지를 위하여 기밀(氣密)유지가 가능한 수준의 나사체결방식으로 약제저장통(14)과 조립시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 2요부에 해당하는 구성요소로서 상기 약제저장통(14)의 구동수단은, 약제저장통(14)의 상측 주연부에 고정 설치되는 종동기어(14a)와, 상기 종동기어(14a)를 약제저장통(14)과 함께 회전시키기 위한 스테핑모터(Stepping motor) (20)와, 상기 스테핑모터(20)의 구동축(21)에 설치되어 종동기어(14a)와 맞물리게 되는 구동기어(22)를 포함하여서 이루어지며, 상기 종동기어(14a) 역시 약제저장통(14)과 일체로 형성시키는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 종동기어(14a)의 하부측에 해당하는 약제저장통(14) 부분이 홀딩케이스(11)의 내부로 삽입 설치되고, 상기 종동기어(14a)는 홀딩케이스(11)의 상단면에 놓여지는 것이며, 상기 스테핑모터(20)를 약제용해탱크(2)의 상부면에 설치하는 것도 가능하지만, 약제정량투입기(10)의 모듈(Module)화 및 부피축소 등을 위하여 홀딩케이스(11)의 외측면에 모터지지대(23)를 일체로 돌출 형성시킨 다음, 해당 모터지지대(23)상에 스테핑모터(20)를 설치하는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같이 약제저장통(14)의 외주면에 종동기어(14a)를 설치하고 이를 스테핑모터(20)의 구동기어(22)와 직결시키는 방식을 적용하는 것이 구동수단의 손쉬운 설치와 용이한 유지보수 측면에서 가장 바람직하고, 구동기어(22)와 종동기어(14a)가 맞물리는 기어식 전동수단 이외에도 벨트와 풀리 또는 체인과 스프라켓 등의 다른 전동수단이 적용될 수도 있으며, 구동기어(22)와 종동기어(14a)를 벨트기어(타이밍벨트)로 연결시키는 방식도 가능하다.

그러나, 홀딩케이스(11)의 내부에 삽입된 약제저장통(14)을 직립된 상태로 회전시킬 수 있는 것이라면 어떠한 형태의 구동수단이 적용되더라도 무방하며, 대표적인 예를 들자면, 약제저장통(14)의 하측면 중심부, 즉 각각의 칸막이판(15a)이 교차되는 부분에 회전축을 일체로 연결 설치하되, 상기 회전축이 저장통지지판(18)을 관통하여 약제투입관(12)의 내부까지 연장되도록 하고, 약제투입관(12)의 내부 중심측에 방사상의 지지살에 의하여 스테핑모터(20)를 배치시킨 상태에서, 스테핑모터(20)의 구동축(21)을 약제저장통(14)의 회전축과 연결시키는 것이다.

본 발명의 제 3요부에 해당하는 구성요소로서, 상기 저장통지지판(18)의 하측에는 약제투입구(18a)를 선택적으로 개폐시키는 투입구커버(17)가 설치되고, 상기 홀딩케이스(11)의 깔때기부(11a) 상단측에는 투입구커버(17)의 삽입을 위한 장공(長孔) 형태의 장착슬릿(17c)이 형성되는 바, 상기 투입구커버(17)는, 장착슬릿(17c)을 통하여 홀딩케이스(11)의 내부로 삽입되는 약제투입구(18a)용 커버판(17b)과, 상기 커버판(17b)의 일측단에 설치되어 홀딩케이스(11)의 외측면과 밀착되는 손잡이부(17a)로 구성하는 것이 가장 바람직하다.

도 6은 본 발명에 사용되는 약제저장통(14)의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 도 1 내지 도 5에 걸쳐 도시된 원통 형상의 약제저장통(14) 대신에 다각통(도면상 8각통) 형상의 약제저장통(14)을 사용한 것이며, 이러한 다각통 형상의 약제저장통(14)은 약제저장실(15)의 용적이 다소 줄어드는 단점은 있으나, 홀딩케이스(11)와의 접촉면적을 최소화시켜 구동수단을 이용한 약제저장통(14)의 직립식 회전작동을 한층 더 원활하게 수행할 수 있는 잇점을 제공한다.

상기와 같이 다각통 형상의 약제저장통(14)을 사용하는 경우, 저장통지지판(18)의 약제투입구(18a)는 도 5에서와 같은 부채꼴 형태가 될 수도 있고, 도 6의 약제저장실(15)과 대응되는 삼각 형태가 될 수도 있으며, 상기 투입구커버(17)의 커버판(17b)은 약제투입구(18a)의 하측에서 약제투입구(18a)를 임시로 막아 놓을 수 있는 형태면 충분하고, 투입구커버(17)의 손잡이부(17a)는 홀딩케이스(11)의 외측면과 완전히 밀착되어 약제성분이 외부로 노출되지 않도록 원호상으로 형성시키는 것이 바람직하다.

마지막으로, 도 1 및 도 2에서와 같이 밸브기구(V)와 유량계(5a)를 구비하는 중화제투입관(5)을 약제용해탱크(2)상에 추가로 연결시킴으로서, 밸러스트수의 살균처리 이후 약제용해탱크(2)에 잔존하는 약제액의 독성을 중화제로 중화시켜 선박의 외부로 배출시킬 수 있도록 하였으며, 도면상 2개의 중화제투입관(5)이 연결된 것으로 도시되어 있으나, 최소 1개의 중화제투입관(5)을 약제용해탱크(2)와 연결시키는 것만으로도 충분하다.

상기와 같은 중화제투입관(5)의 적용에 맞추어, 약제용해탱크(2)의 전방측에는 밸브기구(V)와 순환펌프(7)를 구비하는 순환배관(6)이 추가로 설치되는 바, 상기 순환배관(6)은 약제용해탱크(2)의 하단측과 상부면을 연결하는 배관라인이 되며, 상기 순환배관(6)에 각각의 중화제투입관(5)을 연결시킴으로서, 약제용해탱크(2)에 저장된 약제액을 자체적으로 순환시키도록 하는 한편, 이 과정에서 약제액을 통하여 중화제가 투입될 수 있도록 하였다.

도면상 순환배관(6)의 상단측에 설치된 프리믹서(Pre-mixer)(6a)는 약제용해탱크(2)의 내부로 중화제를 투입시키기 이전에 중화제를 약제액과 함께 1차 혼합시켜 중화반응에 필요한 시간을 보다 더 단축시킬 수 있도록 한 것이고, 순환펌프(7)의 입구측에 해당하는 순환배관(6)에는 이물질의 필터기구를 설치하여 순환펌프(7)의 안전한 가동을 보장토록 하였으며, 상기 필터기구로서 도면상 Y필터(6b)가 설치되어 있으나, 이외에도 다양한 필터기구가 적용될 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 저장통지지판(18)의 약제투입구(18a)가 약제저장통(14)에 형성된 하나의 약제저장실(15)과 대응되도록 약제저장통(14)을 홀딩케이스(11)로 삽입시키고, 해당 위치에서 종동기어(14a)와 구동기어(22)가 서로 맞물리도록 한 다음, 각각의 약제저장실(15)로 요구하는 량의 약제를 투입시키고, 약제저장통(14)의 상단에 커버캡(16)을 장착시키는 순서대로 약제정량투입기(10)를 세팅한 상태에서, 홀딩케이스(11)로 삽입된 약제저장통(14)을 스테핑모터(20)와 구동기어(22) 및 종동기어(14a)를 이용하여 직립된 상태로 회전시키되, 밸러스트수의 1회 살균처리시마다 각각의 약제저장실(15)이 저장통지지판(18)의 약제투입구(18a)와 순차적으로 대응되도록 하면, 해당 약제저장실(15)에 저장된 약제가 약제투입구(18a)를 거쳐 약제용해탱크(2)의 내부로 낙하된다.

상기와 같이 밸러스트수의 살균처리가 요구되는 시점마다 각각의 약제저장실(15)에 저장된 약제를 자연적인 낙하방식에 의하여 약제용해탱크(2)로 투입시킬 수 있도록 함으로서, 인체에 유해한 독성을 가지는 산화제 형태의 약제를 약제저장통(14)에 저장시킨 상태로 안전하게 관리 및 사용할 수 있음은 물론이고, 각각의 약제저장실(15)마다 밸러스트수의 살균처리에 요구되는 1회분의 약제를 정확한 량으로 저장시킨 상태에서, 밸러스트수의 살균처리가 요구되는 시점에 해당 약제가 약제용해탱크(2)로 남김없이 모두 투입될 수 있도록 함에 따라, 약제액의 농도를 요구하는 기준에 맞추어 신속하고 정확하게 조성시킬 수 있다.

따라서, 종래의 기술 내용에서 설명되어진 통상의 이송스크류 장치와 비교하여 약제와 용매의 불필요한 낭비를 방지할 수 있고, 약제액의 농도조절을 위한 복잡한 제어시스템을 적용하는 대신 스테핑모터(20)의 회전수만을 제어하는 간단한 방식으로 약제액의 농도를 요구하는 농도로 정확하게 맞출 수 있기 때문에, 약제저장 및 용해장치(1)의 설치비용을 절감시킬 수 있음은 물론이고, 약제정량투입기(10)를 약제용해탱크(2)의 직상부에 배치하여 좁은 선박내의 공간활용성 역시 향상시킬 수 있다.

특히, 저장통지지판(18)에 형성된 약제투입구(18a)를 투입구커버(17)에 의하여 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 함으로서, 약제저장통(14)의 내부에 구획된 모든 약제저장실(15)로의 약제투입이 가능토록 하여 약제정량투입기(10)를 이용한 약제액 조성작업의 횟수, 즉 밸러스트수의 살균처리 횟수를 보다 더 충분히 확보할 수 있으며, 순환펌프(7)를 구비하는 순환배관(6)상에 중화제투입관(5)을 연결시킴에 따라, 독성을 가지는 약제액을 중화제로 중화시켜 선박의 외부로 배출시키는 작업 역시 교반기(8)와 순환배관(6)의 병용을 통하여 한층 더 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 것이다.

추가적인 사항으로서, 상기 약제용해탱크(2) 및 이와 함께 설치되는 배관라인 등은 기존의 방식과 같이 내부식성이 우수한 금속소재, 예를 들어 스테인레스 스틸 소재를 사용하거나, 내부식성 코팅을 수행한 금속 제품을 사용하는 것이 바람직하고, 스테핑모터(20)를 제외한 약제정량투입기(10)의 각 부품은 저렴한 제작비용과 장치의 경량화와 같은 잇점을 고려하여 플라스틱 소재를 사용하는 것이 바람직하며, 각각의 밸브기구(V)는 볼밸브를 사용하는 것이 가장 바람직하다.