KR102465310B1 - Hybrid sterilization and neutralization appatus based on seawater battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해수전지와 전기분해모듈을 동시에 포함하는 하이브리드 살균중화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해수전지와 전기분해모듈의 운전 가동을 제어함으로써 해수의 살균 및 중화처리를 수행하는 하이브리드 살균중화장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 산업통상자원부 및 한국산업기술진흥원이 지원하는 지역활력프로젝트 사업(P0012970)으로 수행된 연구결과이다.(This research was supported by the Ministry of Trade, Industry & Energy(MOTIE), Korea Institute for Advancement of Technology(KIAT) through the Program for The Region Dynamics Project(P0012970)))The present invention relates to a hybrid sterilization and neutralization device including a seawater battery and an electrolysis module at the same time, and more particularly, a hybrid sterilization and neutralization device for sterilizing and neutralizing seawater by controlling the operation and operation of the seawater battery and the electrolysis module. is to provide
The present invention is a research result carried out as a regional vitality project project (P0012970) supported by the Ministry of Trade, Industry and Energy and the Korea Institute for Advancement of Technology. (This research was supported by the Ministry of Trade, Industry & Energy (MOTIE), Korea Institute for Advancement of Technology(KIAT) through the Program for The Region Dynamics Project(P0012970))

Description

해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치{HYBRID STERILIZATION AND NEUTRALIZATION APPATUS BASED ON SEAWATER BATTERY}Seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device {HYBRID STERILIZATION AND NEUTRALIZATION APPATUS BASED ON SEAWATER BATTERY}

본 발명은 해수전지와 전기분해모듈을 동시에 포함하는 하이브리드 살균중화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해수전지와 전기분해모듈의 운전 가동을 제어함으로써 해수의 살균 및 중화처리를 수행하는 하이브리드 살균중화장치를 제공하는 것이다.The present invention relates to a hybrid sterilization and neutralization device including a seawater battery and an electrolysis module at the same time, and more particularly, a hybrid sterilization and neutralization device for sterilizing and neutralizing seawater by controlling the operation and operation of the seawater battery and the electrolysis module. is to provide

화물 수송이나 여객용 대형 선박은 선박의 하부에 위치한 별도의 탱크에 선박 평형수를 유입하여 선박의 균형을 유지한다. 선박의 안전한 운항을 위해 필수적인 역할을 하는 선박 평형수는 선적 목적물의 중량 변화에 따라 유입 또는 유출이 반복된다. 이는 운반 목적물을 하역하는 항만에서 선박 평형수 탱크 내부로 유입하고, 운반 목적물을 선적하는 항만에서 외부로 배출한다.A large ship for cargo transport or passengers maintains the balance of the ship by introducing ballast water into a separate tank located at the bottom of the ship. Ballast water, which plays an essential role for the safe operation of ships, repeats inflow or outflow according to changes in the weight of the loading object. It flows into the ballast water tank at the port where the object to be transported is unloaded, and discharges to the outside at the port where the object to be transported is loaded.

선박에서 배출되는 오염물질 중 가장 대표적인 물질은 선박 평형수이며, 선박 평형수의 가장 큰 문제점은 전 세계 해양생태계를 교란 시킨다는 것인데 처리되지 않은 평형수가 그대로 자연에 배출될 경우, 지역 환경으로의 비토종 생명체 및 외래 유입종 문제를 유발하며 더 나아가 해양 생태계의 파괴에 이르는 결과를 초래할 수 있다.The most representative pollutants emitted from ships is ballast water, and the biggest problem with ballast water is that it disturbs the global marine ecosystem. It can cause problems for life and invasive species and further lead to the destruction of marine ecosystems.

이를 막기 위해 전 세계적으로 선박 평형수에 대한 국제적 규격을 통한 강도 높은 살균 및 정화기준을 요구하는 실정이다.In order to prevent this, there is a worldwide demand for high-intensity sterilization and purification standards through international standards for ballast water.

선박 평형수 살균 및 중화배출의 기준이 되는 총 잔류 산화물(Total Residual Oxidant; TRO)의 정확한 분석을 위해 다양한 TRO 센서가 이용된다.Various TRO sensors are used for accurate analysis of Total Residual Oxidant (TRO), which is the standard for ballast water sterilization and neutralization emission.

해수전지는 지구상에서 가장 풍부한 자원인 해수를 에너지원으로 이용하여 전기 에너지를 생산 및 저장하기 위한 친환경 에너지 저장장치이다. 해수전지는 일반적인 리튬이온 전지보다 생산 가격이 절반 이상 경제적이며, 해수를 이용함으로써 열 제어가 자체적으로 가능하여 폭발의 위험이 낮다. 특히 오랜 시간 동안 바다에서 체류해야 하는 대형 선박이나 잠수함 및 원자력 발전소의 비상 전원 장치로 이용될 수 있어 활용 분야가 매우 다양하다.A seawater battery is an eco-friendly energy storage device for producing and storing electric energy using seawater, the most abundant resource on earth, as an energy source. Seawater batteries are more than half economical in production price than general lithium-ion batteries, and by using seawater, thermal control is possible, so the risk of explosion is low. In particular, it can be used as an emergency power supply for large ships, submarines, and nuclear power plants that need to stay in the sea for a long time, so the field of application is very diverse.

해수전지는 해수의 나트륨 이온이 리튬 이온과 비슷한 성질을 가진 것을 이용하며, 해수전지는 충전시 해수의 나트륨 이온을 추출하여 이를 음극으로 저장하였다가 방전시 물(H2O)을 양극삼아 이 둘을 반응시켜 전기를 생산한다.The seawater battery uses the sodium ions of seawater that have similar properties to lithium ions, and the seawater battery extracts sodium ions from seawater during charging and stores them as the anode. react to produce electricity.

대한민국 등록특허 제10-1847098호Republic of Korea Patent No. 10-1847098

본 발명은 별도의 살균제 또는 중화제를 필요로 하지 않고, 해수전지를 기반으로 하여 전력을 생산함과 동시에, 생산된 전력을 방전함으로써, 평형수 등의 해수를 살균 및 중화처리하는 하이브리드 살균중화장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a hybrid sterilization and neutralization device that sterilizes and neutralizes seawater such as ballast water by discharging the generated electric power while producing electric power based on a seawater battery without requiring a separate sterilizing agent or neutralizing agent. is to provide

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전기 기반 하이브리드 살균중화장치는 해수를 저장하는 해수탱크; 상기 해수탱크로부터 배출되는 해수를 기반으로 전기화학반응을 수행하는 해수전지; 상기 해수전지로부터 배출되는 해수의 전기분해반응을 수행한 후 상기 해수탱크로 해수를 유입시키는 전기분해모듈; 상기 해수탱크와 상기 해수전지 사이에 배치되는 TRO 센서; 및 상기 TRO 농도를 기반으로 상기 해수전지와 상기 전기분해모듈의 운전(operating)을 제어하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above objects, a seawater electricity-based hybrid sterilization and neutralization device according to an embodiment of the present invention includes a seawater tank for storing seawater; a seawater battery for performing an electrochemical reaction based on seawater discharged from the seawater tank; an electrolysis module for introducing seawater into the seawater tank after performing an electrolysis reaction of seawater discharged from the seawater battery; a TRO sensor disposed between the seawater tank and the seawater battery; and a control unit for controlling the operation of the seawater battery and the electrolysis module based on the TRO concentration.

상기 제어부는 상기 전기분해모듈로부터 상기 해수탱크에 유입되는 해수의 TRO 농도가 기설정된 값을 충족하는 경우 상기 해수전지의 방전반응을 수행하도록 하는 것일 수 있으며, 상기 해수전지의 방전반응이 수행하는 동안 상기 전기분해장치의 운전을 중지시키는 것일 수 있다.The control unit may be to perform a discharge reaction of the seawater battery when the TRO concentration of seawater flowing into the seawater tank from the electrolysis module meets a preset value, while the discharge reaction of the seawater battery is performed It may be to stop the operation of the electrolysis device.

상기 해수전기 기반 하이브리드 살균중화장치는 상기 해수탱크와 상기 해수전지를 연결하며 해수의 이동통로를 제공하는 제1 이송배관; 상기 해수전지와 상기 전기분해모듈을 연결하며 해수의 이동통로를 제공하는 제2 이송배관; 및 상기 전기분해모듈와 상기 해수탱크를 연결하며 해수의 이동통로를 제공하는 제3 이송배관을 더 포함할 수 있다.The seawater electricity-based hybrid sterilization and neutralization device includes: a first transfer pipe connecting the seawater tank and the seawater battery and providing a passageway for seawater; a second transfer pipe connecting the seawater battery and the electrolysis module and providing a movement path of seawater; and a third transfer pipe connecting the electrolysis module and the seawater tank and providing a movement path of seawater.

상기 해수전기 기반 하이브리드 살균중화장치는 상기 해수전지에서 배출되는 해수를 상기 해수탱크로 유입시키는 바이패스 배관을 더 포함할 수 있다.The seawater electricity-based hybrid sterilization and neutralization device may further include a bypass pipe for introducing seawater discharged from the seawater battery into the seawater tank.

상기 해수전기 기반 하이브리드 살균중화장치는 상기 제1 이송배관에 구비되는 제1 제어밸브; 상기 제2 이송배관에 구비되는 제2 제어밸브; 상기 제3 이송배관이 구비되는 제3 제어밸브; 및 상기 바이패스 배관에 구비되는 바이패스 제어밸브를 더 포함할 수 있다.The seawater electricity-based hybrid sterilization and neutralization device includes a first control valve provided in the first transfer pipe; a second control valve provided in the second transfer pipe; a third control valve provided with the third transfer pipe; and a bypass control valve provided in the bypass pipe.

상기 제어부는 상기 해수전지에서 방전반응에 따라 중화처리된 해수의 상기 바이패스 배관을 통하여 상기 해수탱크로 유입되도록 상기 바이패스 제어밸브를 개방시키고 상기 제2 제어밸브를 차단하는 것일 수 있다.The controller may open the bypass control valve and block the second control valve so that the seawater neutralized according to the discharge reaction in the seawater battery flows into the seawater tank through the bypass pipe.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 별도의 살균제 또는 중화제를 필요로 하지 않고, 해수전지를 기반으로 하여 전력을 생산함과 동시에, 생산된 전력을 방전함으로써, 평형수 등의 해수를 살균 및 중화처리하는 하이브리드 살균중화장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, without the need for a separate sterilizing agent or neutralizing agent, the seawater such as ballast water is sterilized and neutralized by producing electric power based on the seawater battery and discharging the produced electric power at the same time. A hybrid sterilization and neutralization device can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치의 구성도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치의 다른 작동예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치의 다른 작동예를 도시한 것이다.1 is a block diagram of a seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows another operation example of the seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device according to an embodiment of the present invention.
3 shows another operation example of the seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail.

청구범위에 개시된 발명의 다양한 특징들은 도면 및 상세한 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 명세서에 개시된 장치, 방법, 제법 및 다양한 실시예들은 예시를 위해서 제공되는 것이다. 개시된 구조 및 기능상의 특징들은 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시예들을 구체적으로 실시할 수 있도록 하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 용어 및 문장들은 개시된 발명의 다양한 특징들을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.Various features of the invention disclosed in the claims may be better understood upon consideration of the drawings and detailed description. The apparatus, methods, preparations, and various embodiments disclosed herein are provided for purposes of illustration. The disclosed structural and functional features are intended to enable those skilled in the art to specifically practice the various embodiments, and are not intended to limit the scope of the invention. The terms and sentences disclosed are for the purpose of easy-to-understand descriptions of various features of the disclosed invention, and are not intended to limit the scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 실시예 및 도면을 이용하여 상세히 설명한다.Hereinafter, it will be described in detail using the embodiments and drawings of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치의 구성도를 도시한 것이다.1 is a block diagram of a seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치(100)는 해수를 저장하는 해수탱크(110); 해수를 기반으로 전기화학반응을 수행하는 해수전지(120) 및 해수의 전기분해반응을 수행하는 전기분해모듈(130)을 포함하며, 해수는 해수탱크(110); 해수전지(120); 및 전기분해모듈(130)의 순서로 이동하는 것이며, 전기분해모듈(130)에서 배출되는 해수는 해수탱크(110)로 유입되어, 해수탱크(110); 해수전지(120); 및 전기분해모듈(130)를 연속적으로 순환하는 것일 수 있다.Referring to FIG. 1 , a seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device 100 according to an embodiment of the present invention includes a seawater tank 110 for storing seawater; It includes a seawater battery 120 for performing an electrochemical reaction based on seawater and an electrolysis module 130 for performing an electrolysis reaction of seawater, wherein the seawater includes a seawater tank 110; seawater battery 120; And to move in the order of the electrolysis module 130, the seawater discharged from the electrolysis module 130 is introduced into the seawater tank 110, the seawater tank 110; seawater battery 120; And it may be to continuously cycle the electrolysis module 130.

해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치(100)는 해수의 총 잔류 산화물(Total Residual Oxidant; TRO) 농도를 측정하는 TRO 센서(140)를 더 포함할 수 있으며, 해수탱크(110); 해수전지(120); 및 전기분해모듈(130)의 운전(operating)을 제어하는 제어부(150)를 더 포함할 수 있다.The seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device 100 may further include a TRO sensor 140 for measuring a total residual oxide (TRO) concentration of seawater, and a seawater tank 110 ; seawater battery 120; And it may further include a control unit 150 for controlling the operation (operating) of the electrolysis module (130).

해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치(100)는 해수탱크(110); 해수전지(120); 및 전기분해모듈(130) 각각이 서로 연결되어 해수의 이동통로를 제공하는 이송배관(160)을 더 포함하며, 이송배관(160)은 해수탱크(110)와 해수전지(120)는 연결하며 해수를 이동통로를 제공하는 제1 이송배관(161); 해수전지(120)와 전기분해모듈(130)을 연결하며 해수의 이동통로를 제공하는 제2 이송배관(162); 및 전기분해모듈(130)과 해수탱크(110)을 연결하며 해수의 이동통로를 제공하는 제3 이송배관(163)을 더 포함할 수 있다.The seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device 100 includes a seawater tank 110; seawater battery 120; And each of the electrolysis modules 130 is connected to each other further comprises a transfer pipe 160 for providing a movement path of seawater, the transfer pipe 160 is connected to the seawater tank 110 and the seawater battery 120, seawater a first transfer pipe 161 for providing a movement path; a second transfer pipe 162 connecting the seawater battery 120 and the electrolysis module 130 and providing a passage for seawater movement; and a third transfer pipe 163 connecting the electrolysis module 130 and the seawater tank 110 and providing a passage for seawater movement.

해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치(100)는 해수전지(120)에서 배출되는 해수를 해수탱크(110)로 유입시키는 바이패스 배관(170)을 더 포함할 수 있으며, 바이패스 배관(170)은 제2 이송배관(162)으로부터 분기되어 제3 이송배관(163)에 합류되는 것일 수 있다. 바이패스 배관(170)은 전기분해모듈(130)을 우회하여 해수전지(120)로부터 해수탱크(110)에 직접적으로 해수를 유입시킨다.The seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device 100 may further include a bypass pipe 170 for introducing seawater discharged from the seawater battery 120 into the seawater tank 110, and the bypass pipe 170 is It may be branched from the second transfer pipe 162 and joined to the third transfer pipe 163 . The bypass pipe 170 bypasses the electrolysis module 130 and directly introduces seawater from the seawater battery 120 into the seawater tank 110 .

해수탱크(110)는 선박 평형수로 사용한 해수를 저장하기 위한 것으로, 소정의 체적(volume)을 가지는 것이며, 외부로부터 해수(평형수)가 유입되거나 외부로 해수(배출수)를 배출하는 배수구를 구비하며, 제1 이송배관(161)을 통하여 해수전지(120)로 해수를 배출하는 유출포트; 제3 이송배관(163)을 통하여 해수전지(120) 또는 전기분해모듈(130)로부터 해수가 유입되는 유입포트를 구비할 수 있다. 해수탱크(110)는 해수전지(120) 또는 전기분해모듈(130)로부터 유입되는 해수를 다시 해수전지(120)로 유입시키거나, 배수구를 통하여 살균장치(100)의 외부로 배출하는 것일 수 있다.The seawater tank 110 is for storing seawater used as ballast water, has a predetermined volume, and has a drain port for introducing seawater (ballast water) from the outside or discharging seawater (discharge water) to the outside. and an outlet port for discharging seawater to the seawater battery 120 through the first transfer pipe 161; An inlet port through which seawater is introduced from the seawater battery 120 or the electrolysis module 130 may be provided through the third transfer pipe 163 . The seawater tank 110 may be to introduce seawater flowing from the seawater battery 120 or the electrolysis module 130 back into the seawater battery 120 or to discharge it to the outside of the sterilization device 100 through a drain hole. .

해수탱크(110)는 전기분해모듈(130)로부터 전기분해를 통하여 살균처리 된 해수(살균수)가 유입되는 것일 수 있으며, 또한, 해수탱크(110)는 바이패스 배관(170)을 통하여 전기분해모듈(130)을 우회하여 해수전지(120)로부터 직접 해수가 유입되는 것일 수 있다. 이때, 해수전지(120)로부터 유입되는 해수는 해수전지(120)의 방전반응에 따른 중화처리된 해수(중화수)일 수 있다.The seawater tank 110 may be to which seawater (sterilized water) sterilized through electrolysis is introduced from the electrolysis module 130, and the seawater tank 110 is electrolyzed through the bypass pipe 170 The seawater may be directly introduced from the seawater battery 120 by bypassing the module 130 . In this case, the seawater flowing in from the seawater battery 120 may be seawater (neutralized water) that has been neutralized according to the discharge reaction of the seawater battery 120 .

해수탱크(110)는 온도 센서와 수위 센서를 구비할 수 있으며, 온도 센서에 의하여 해수탱크(110)내 해수의 온도를 측정하며, 수위 센서에 의하여 해수탱크(110) 내 해수의 수위를 측정한다.The seawater tank 110 may include a temperature sensor and a water level sensor, and measures the temperature of seawater in the seawater tank 110 by the temperature sensor, and measures the level of seawater in the seawater tank 110 by the water level sensor .

해수탱크(110) 내 온도 센서에 의하여 측정되는 해수의 온도 데이터 및 수위 센서의 의하여 측정되는 수위 데이터는 제어부(150)에 수집되는 것일 수 있으며 제어부(150)와 연동되는 데이터베이스(DB)에 저장되는 것일 수 있다.The temperature data of the seawater measured by the temperature sensor in the seawater tank 110 and the water level data measured by the water level sensor may be collected by the control unit 150, and stored in the database DB interlocked with the control unit 150 it could be

해수전지(120)는 해수탱크(110)로부터 배출되는 해수를 기반으로 전기화학반응을 수행하는 것이며, 제1 이송배관(161)을 통하여 해수탱크(110) 내 저장된 해수가 해수전지(120)로 유입된다.The seawater battery 120 performs an electrochemical reaction based on seawater discharged from the seawater tank 110 , and the seawater stored in the seawater tank 110 through the first transfer pipe 161 is converted to the seawater battery 120 . is brought in

해수전지(120)는 해수탱크(110)로부터 유입된 해수의 전기화학 반응으로, 전력을 생산하는 충전반응과 전력을 소모하는 방전반응을 수행하는 것일 수 있다. 해수전지(120)는 충전반응 동안 해수를 살균하는 것일 수 있으며, 해수전지(120)는 방전하는 동안 해수를 중화시키는 것일 수 있다.The seawater battery 120 is an electrochemical reaction of seawater introduced from the seawater tank 110 , and may be to perform a charging reaction for generating power and a discharging reaction for consuming power. The seawater battery 120 may sterilize seawater during a charging reaction, and the seawater battery 120 may neutralize seawater during discharging.

해수전지(120)는 하기 반응식 1에서와 같이 충전반응시 화학반응(충전반응)에 의하여 해수에 함유된 염(salt)으로부터 염소기체(Cl2) 및 나트륨이온(Na+)이 발생된다. 충전시 발생된 염소기체(Cl2) 내지 차아염소산(HClO)는 해수를 살균하는데 이용될 수 있으며, 차아염소산(HClO)는 수소이온(H+)과 하이포아염소산(OCl-)로 생성된다.The seawater battery 120 generates chlorine gas (Cl 2 ) and sodium ions (Na + ) from salts contained in seawater by a chemical reaction (charging reaction) during the charging reaction as shown in Reaction Formula 1 below. Chlorine gas (Cl 2 ) to hypochlorous acid (HClO) generated during charging can be used to sterilize seawater, and hypochlorous acid (HClO) is generated as hydrogen ions (H + ) and hypochlorous acid (OCl - ).

[반응식 1][Scheme 1]

NaCl → Na+ + 1/2 Cl2 + e- NaCl → Na + + 1/2 Cl 2 + e -

Cl2 + H2O → HCl + HOClCl 2 + H 2 O → HCl + HOCl

HOCl → H+ + OCl- HOCl → H + + OCl -

해수전지(120)는 하기 반응식 2에서와 같이, 방전반응시 증류수(청수)와 나트륨이온이 차아염소산(HClO)과의 화학반응을 통하여 해수(살균수)의 중화를 수행하는 것일 수 있다. 이때, 해수전지(120)에서 방전반응을 통하여 중화를 수행하는 대상이 되는 해수는, 해수탱크(110) 및 제1 이송배관(161)을 거쳐 유입되는 전기분해모듈(130)에서의 전기분해 처리된 해수(살균수)일 수 있으며, 또는 해수탱크(110) 및 제1 이송배관(161)를 거쳐 유입되는 해수전지(120)의 충전반응에서 살균처리된 해수(살균수)일 수 있다.The seawater battery 120 may neutralize seawater (sterilized water) through a chemical reaction between distilled water (fresh water) and sodium ions with hypochlorous acid (HClO) during the discharge reaction, as shown in Scheme 2 below. At this time, the seawater subjected to neutralization through the discharge reaction in the seawater battery 120 is subjected to electrolysis treatment in the electrolysis module 130 introduced through the seawater tank 110 and the first transfer pipe 161 . It may be seawater (sterilized water), or it may be seawater (sterilized water) that has been sterilized in the charging reaction of the seawater battery 120 introduced through the seawater tank 110 and the first transfer pipe 161 .

[반응식 2][Scheme 2]

Na+ + 1/2 HOCl + 1/2 HCl → NaCl + 1/2 H2ONa+ + 1/2 HOCl + 1/2 HCl → NaCl + 1/2 H 2 O

해수전지(120)는 온도 센서와 수위 센서를 구비할 수 있으며, 온도 센서에 의하여 해수전지(120) 내 해수의 온도를 측정하며, 수위 센서에 의하여 해수전지(120) 내 해수의 수위를 측정한다.The seawater battery 120 may include a temperature sensor and a water level sensor, and measures the temperature of seawater in the seawater battery 120 by the temperature sensor, and measures the level of seawater in the seawater battery 120 by the water level sensor .

해수전지(120) 내 온도 센서에 의하여 측정되는 해수의 온도 데이터 및 수위 센서의 의하여 측정되는 수위 데이터는 제어부(150)에 수집되는 것일 수 있으며 제어부(150)와 연동되는 데이터베이스(DB)에 저장되는 것일 수 있다.The temperature data of the seawater measured by the temperature sensor in the seawater battery 120 and the water level data measured by the water level sensor may be collected by the control unit 150 and stored in the database DB interlocked with the control unit 150 . it could be

해수전지(120) 후단에 해수의 유속을 측정하는 유량계(121)를 더 포함할 수 있으며, 유량계(121)를 통하여 해수전지(120)에서 배출되는 해수의 유량을 측정할 수 있다. 유량계(121)를 통하여 측정된 해수의 유량 데이터는 제어부(150)에 수집되는 것일 수 있으며 제어부(150)와 연동되는 데이터베이스(DB)에 저장되는 것일 수 있다.A flow meter 121 for measuring the flow rate of seawater may be further included at the rear end of the seawater battery 120 , and the flow rate of seawater discharged from the seawater battery 120 may be measured through the flowmeter 121 . The flow data of the seawater measured through the flow meter 121 may be collected by the control unit 150 or may be stored in a database DB that is interlocked with the control unit 150 .

유량계(121)는 해수전지(120)에 후단에 배치되어 해수전지(120)로부터 배출되는 해수의 유량을 측정하기 위한 것이므로, 제2 이송배관(162) 상에 배치되는 것일 수 있다. Since the flow meter 121 is disposed at the rear end of the seawater battery 120 to measure the flow rate of seawater discharged from the seawater battery 120 , it may be disposed on the second transfer pipe 162 .

유량계(121)는 해수전지(120))로부터 배출되는 해수의 유량 데이터를 통하여 제2 제어밸브(182) 및/또는 바이패스 제어밸브(184)의 개폐정도를 제어할 수 있으며, 이때, 제2 제어밸브(182) 및/또는 바이패스 제어밸브(184)의 개폐정도는 제어부(150)에 의하여 제어되는 것일 수 있다.The flow meter 121 may control the degree of opening/closing of the second control valve 182 and/or the bypass control valve 184 through the flow data of the seawater discharged from the seawater battery 120). The degree of opening and closing of the control valve 182 and/or the bypass control valve 184 may be controlled by the controller 150 .

전기분해모듈(130)은 해수전지(120)로부터 배출되는 해수의 전기분해반응을 수행하는 것이며, 전기분해모듈(130)에서 전기분해반응을 수행하여 살균처리된 해수를 해수탱크(110)로 유입시키는 것일 수 있다. 전기분해모듈(130)은 제2 이송배관(162)을 통하여 해수전지(120)로부터 해수가 유입되는 것이며, 전기분해모듈(130)은 제3 이송배관(163)을 통하여 해수탱크(110) 해수를 유입시키는 것일 수 있다.The electrolysis module 130 performs an electrolysis reaction of seawater discharged from the seawater battery 120 , and the electrolysis reaction is performed in the electrolysis module 130 to introduce sterilized seawater into the seawater tank 110 . it may be to do The electrolysis module 130 is that seawater is introduced from the seawater battery 120 through the second transfer pipe 162 , and the electrolysis module 130 is the seawater tank 110 seawater through the third transfer pipe 163 . may be introduced.

전기분해모듈(130)는 해수전지(120)로부터 배출되는 해수를 전기분해를 통하여 살균시키는 장치이이며. 전기분해 장치(130)는 전기분해 처리 대상이 되는 해수는 해수전지(120)로부터 배출되어 유입되는 해수이다.The electrolysis module 130 is a device for sterilizing seawater discharged from the seawater battery 120 through electrolysis. In the electrolysis device 130 , the seawater to be subjected to the electrolysis treatment is seawater discharged from the seawater battery 120 and introduced.

전기분해모듈(130)은 해수전지(120)로부태 배출되는 해수가 유입되는 유입포트;와 전기분해에 의하여 살균처리된 해수(살균수)가 배출되는 배출포트를 포함한다.The electrolysis module 130 includes an inlet port through which seawater discharged from the seawater battery 120 is introduced; and an outlet port through which seawater (sterilized water) sterilized by electrolysis is discharged.

하기 반응식 3에서와 같이, 전기분해모듈(130) 내에서 해수의 전기분해를 통하여 직접 차아염소산(HClO)를 생성하기 때문에, 해수 살균시 별도의 약품처리를 필요로 하지 않으며 비교적 높은 살균을 가지고 있다는 장점이 있다.As shown in Scheme 3 below, since hypochlorous acid (HClO) is directly generated through the electrolysis of seawater in the electrolysis module 130, it does not require a separate chemical treatment during seawater sterilization and has a relatively high sterilization. There are advantages.

[반응식 3][Scheme 3]

NaCl → Na+ + 1/2 Cl2 + e- NaCl → Na + + 1/2 Cl 2 + e -

Cl2 + H2O → HCl + HOClCl 2 + H 2 O → HCl + HOCl

HOCl → H+ + OCl- HOCl → H + + OCl -

전기분해모듈(130)은 양극, 상기 양극을 수용하는 양극 챔버, 상기 양극과 전기적으로 연동되는 음극, 상기 음극을 수용하는 음극 챔버, 상기 양극과 음극 사이에 배치되는 이온 교환막을 포함할 수 있다. 전기분해모듈(130)을 구성하는 각각의 단위 장치(내지 부품)을 특별히 제한되는 것은 아니며, 전기분해를 통하여 해수의 살균처리가 가능하다.The electrolysis module 130 may include an anode, an anode chamber accommodating the anode, a cathode electrically interlocked with the anode, a cathode chamber accommodating the cathode, and an ion exchange membrane disposed between the anode and the cathode. Each unit device (or component) constituting the electrolysis module 130 is not particularly limited, and seawater sterilization treatment is possible through electrolysis.

전기분해모듈(130)은 해수전지(120)에서 방전반응에 따라 중화 처리된 해수(중화수)가 유입되는 경우, 전기분해모듈(130)은 운전 가동을 중지하며 해수(중화수)의 전기분해 반응을 진행하지 않으며 해수(중화수)를 제3 이송배관을(163)을 통하여 해수탱크(110)로 유입(배출)시키는 것일 수 있다. 해수전지(120)에서의 방전반응 시, 전기분해모듈(130)의 운전 가동은 제어부(150)에 의하여 중지되는 것이며, 운전 가동이 중지된 전기분해모듈(130)은 해수전지(120)에서 방전반응에 따라 중화 처리된 해수(중화수)가 이동하는 통로를 제공한다.When the seawater (neutralized water) that has been neutralized according to the discharge reaction from the seawater battery 120 flows into the electrolysis module 130, the electrolysis module 130 stops the operation and electrolysis of the seawater (neutralized water) The reaction may not proceed and the seawater (neutralized water) may be introduced (discharged) into the seawater tank 110 through the third transfer pipe 163 . During the discharge reaction in the seawater battery 120 , the operation and operation of the electrolysis module 130 is stopped by the control unit 150 , and the electrolysis module 130 whose operation operation is stopped is discharged from the seawater battery 120 . According to the reaction, it provides a passage through which neutralized seawater (neutralized water) moves.

전기분해모듈(130) 내 온도 센서에 의하여 측정되는 해수의 온도 데이터 및 수위 센서의 의하여 측정되는 수위 데이터는 제어부(150)에 수집되는 것일 수 있으며 제어부(150)와 연동되는 데이터베이스(DB)에 저장되는 것일 수 있다.The temperature data of seawater measured by the temperature sensor in the electrolysis module 130 and the water level data measured by the water level sensor may be collected by the control unit 150 and stored in the database (DB) interlocked with the control unit 150 . it may be

TRO 센서(140)는 전기분해모듈(130) 또는 바이패스 배관(170)으로부터 유입되어 해수탱크(110) 내 저장된 해수(살균수 또는 중화수)의 TRO 농도를 측정하는 것이며, 해수탱크(110)와 해수전지(120) 사이에 배치되는 것일 수 있다.The TRO sensor 140 is to measure the TRO concentration of the seawater (sterilized water or neutralized water) that is introduced from the electrolysis module 130 or the bypass pipe 170 and stored in the seawater tank 110, the seawater tank 110. and may be disposed between the seawater battery 120 .

보다 상세하게는 해수전지(120)와 이송펌프(190) 사이의 제1 이송배관(161) 상에 배치되는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로는 제1 이송배관(161) 상의 제1 이송밸브(181)와 이송펌프(190) 사이에 배치되는 것일 수 있다. TRO 센서(140)에 의한 TRO 농도의 측정은, 측정 대상이 되는 해수(살균수 또는 중화수)가 일정 속도 이상의 유량을 가지는 것이 TRO 농도의 정확도를 향상시킬 수 있는 것이므로, 이송펌프(190)에 의하여 해수(살균수 또는 중화수)가 일정 속도 이상의 유량을 갖도록 하는 것이 바람직하다.More specifically, it may be disposed on the first transfer pipe 161 between the seawater battery 120 and the transfer pump 190 , and more specifically, the first transfer valve 181 on the first transfer pipe 161 . ) and the transfer pump 190 may be disposed between. In the measurement of the TRO concentration by the TRO sensor 140, it is possible to improve the accuracy of the TRO concentration if the seawater (sterilized water or neutralized water) to be measured has a flow rate above a certain speed, so Accordingly, it is preferable to allow the seawater (sterilized water or neutralized water) to have a flow rate of at least a certain speed.

TRO 센서(140)는 TRO 농도의 측정을 통하여, 해수탱크(110)에 저장(유입)된 해수전지(120)의 방전반응에 따른 중화 처리된 해수(중화수)의 중화정도를 측정하고, 해수탱크(110)에 저장(유입)된 전기분해모듈(130)의 전기분해에 따른 살균 처리된 해수(살균수)의 살균정도를 측정하는 것일 수 있다. 이때, 상기 해수전지(120)의 방전반응에 따른 중화 처리된 해수(중화수)는 바이패스 배관(170)을 통하여 해수탱크(110)로 유입되는 것일 수 있으며, 운전 가동이 중지된 전기분해모듈(130)로부터 해수탱크(110)로 유입되는 것일 수 있다.The TRO sensor 140 measures the degree of neutralization of the neutralized seawater (neutralized water) according to the discharge reaction of the seawater battery 120 stored (inflowed) in the seawater tank 110 through the measurement of the TRO concentration, and the seawater It may be to measure the degree of sterilization of seawater (sterilized water) that has been sterilized according to the electrolysis of the electrolysis module 130 stored (inflowed) in the tank 110 . At this time, the neutralized seawater (neutralized water) according to the discharge reaction of the seawater battery 120 may be introduced into the seawater tank 110 through the bypass pipe 170, and the operation of the electrolysis module is stopped It may be introduced into the seawater tank 110 from 130 .

TRO 센서(140)에서 측정되는 해수의 TRO 농도 데이터는 제어부(150)에 수집되는 것일 수 있으며 제어부(150)와 연동되는 데이터베이스(DB)에 저장되는 것일 수 있다.The TRO concentration data of seawater measured by the TRO sensor 140 may be collected by the control unit 150 , and may be stored in a database DB that is interlocked with the control unit 150 .

제어부(150)는 TRO 센서(140)에서 측정된 해수의 TRO 농도를 기반으로 해수전지(120)의 운전(operating) 가동과 전기분해모듈(130)의 운전 가동을 제어하는 것일 수 있다. 또한, 제어부(150)는 TRO 센서(140)에서 측정된 해수의 TRO 농도를 기반으로 해수전지(120) 또는 전기분해모듈(130)로부터 해수탱크(110)에 유입된 해수(중화수)에 대하여 배수구를 통하여 살균장치(100) 외부로의 배출여부를 제어하는 것일 수 있다.The control unit 150 may control the operation of the seawater battery 120 and the operation of the electrolysis module 130 based on the TRO concentration of the seawater measured by the TRO sensor 140 . In addition, the control unit 150 with respect to the seawater (neutralized water) introduced into the seawater tank 110 from the seawater battery 120 or the electrolysis module 130 based on the TRO concentration of the seawater measured by the TRO sensor 140 It may be to control whether or not to be discharged to the outside of the sterilizer 100 through the drain.

제어부(150)는 전기분해모듈(130)에서 살균 처리되어 해수탱크(110)에 유입되는 해수(살균수)의 TRO 농도(TRO 센서(140)에서 측정된 TRO 농도)가 기설정된 값을 충족하는 경우, 전기분해모듈(130)로부터 살균 처리된 해수(살균수)를 해수탱크(110)를 통하여 해수전지(120)에 유입하도록 하며, 해수전지(120)의 방전반응을 수행하도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(130)는 전기분해모듈(130)의 운전을 중지시키는 것일 수 있으며, 제어부(150)는 바이패스 제어밸브(184)를 개방시키고 제2 제어밸브(182)를 차단시킴으로써 해수전지(120)에서 중화 처리된 해수(중화수)를 바이패스 배관(170)에 의하여 해수탱크(110)로 다시 유입시킬 수 있다. The control unit 150 is the TRO concentration (TRO concentration measured by the TRO sensor 140) of the seawater (sterilized water) flowing into the seawater tank 110 after being sterilized in the electrolysis module 130 meets a preset value. In this case, the sterilized seawater (sterilized water) from the electrolysis module 130 is introduced into the seawater battery 120 through the seawater tank 110, and the discharge reaction of the seawater battery 120 can be controlled. . At this time, the control unit 130 may be to stop the operation of the electrolysis module 130, the control unit 150 by opening the bypass control valve 184 and blocking the second control valve 182, the seawater battery ( 120), the neutralized seawater (neutralized water) may be introduced back into the seawater tank 110 through the bypass pipe 170 .

보다 구체적으로, 해수탱크(110)에 유입되는 전기분해모듈(130)로부터 살균 처리된 해수(살균수)의 TRO 농도가 5 ppm 이상인 경우, 제어부(120)는 해수전지(120)의 운전 상태를 방전반응을 수행하도록 하며, 전기분해모듈(130)의 운전을 중지시키거나 바이패스 제어밸브(184)를 개방시키고 제2 제어밸브(182)를 차단시킬 수 있다. 한편, 제어부(150)는 전기분해모듈(130)로부터 해수탱크(110)에 유입되는 해수의 TRO 농도가 5 ppm 미만인 경우에는 해수전지(120)의 운전 가동을 중지시키거나 충전반응을 진행하도록 하며, 전기분해모듈(130)은 전기분해 반응을 진행하도록 운전 가동을 작동시키는 것일 수 있다.More specifically, when the TRO concentration of the seawater (sterilized water) sterilized from the electrolysis module 130 flowing into the seawater tank 110 is 5 ppm or more, the control unit 120 controls the operation state of the seawater battery 120 To perform a discharge reaction, it is possible to stop the operation of the electrolysis module 130 or open the bypass control valve 184 and block the second control valve 182 . On the other hand, when the TRO concentration of seawater flowing into the seawater tank 110 from the electrolysis module 130 is less than 5 ppm, the control unit 150 stops the operation of the seawater battery 120 or proceeds with the charging reaction. , the electrolysis module 130 may be to operate a driving operation to proceed with the electrolysis reaction.

제어부(150)는 해수탱크(110)로 유입되는 해수전지(120)에서의 방전반응에 따라 중화 처리된 해수(중화수)의 TRO 농도가 기설정된 값을 충족하는 경우에는 해수탱크(110)로부터 해수를 배출수로서 살균장치(100) 외부로 배출시키도록 제어하는 것일 수 있다. 이때, 해수전지(120)에서 방전반응에 따라 중화처리된 해수(중화수)는 바이패스 배관(170)에 의하여 해수탱크(110)에 유입되는 것일 수 있으며, 운전 가동이 중지된 전기분해모듈(130)로부터 제3 이송배관(163)에 의하여 유입되는 것일 수 있다.When the TRO concentration of the seawater (neutralized water) that has been neutralized according to the discharge reaction in the seawater battery 120 flowing into the seawater tank 110 meets a preset value, the control unit 150 from the seawater tank 110 It may be to control the seawater to be discharged to the outside of the sterilizer 100 as discharge water. At this time, the seawater (neutralized water) that has been neutralized according to the discharge reaction in the seawater battery 120 may be introduced into the seawater tank 110 through the bypass pipe 170, and the operation is stopped by the electrolysis module ( 130) may be introduced by the third transfer pipe 163.

보다 구체적으로 해수전지(120)에서 방전반응에 따라 중화 처리된 해수의 TRO 농도가 0.5 ppm 이하인 경우에는 해수탱크(110)에서 유입된 해수를 배수구를 통하여 살균장치(100) 외부로 배출시킬 수 있다.More specifically, when the TRO concentration of the seawater neutralized according to the discharge reaction in the seawater battery 120 is 0.5 ppm or less, the seawater introduced from the seawater tank 110 can be discharged to the outside of the sterilization device 100 through the drain port. .

제어부(150)는 해수탱크(110), 해수전지(120) 및 전기분해모듈(130) 각각에 구비된 온도 센서 및 수위 센서에 의하여, 해수탱크(110), 해수전지(120) 및 전기분해모듈(130) 각각의 해수의 온도 데이터 및 해수 데이터를 수집하며, 이를 기반으로 제어밸브(181, 182, 183, 184)를 제어할 수 있다.The control unit 150 is the seawater tank 110, the seawater battery 120 and the electrolysis module by a temperature sensor and a water level sensor provided in each of the seawater tank 110, the seawater battery 120, and the electrolysis module 130. (130) The temperature data and seawater data of each seawater are collected, and the control valves 181 , 182 , 183 , and 184 can be controlled based on this.

또한, 제어부(150)는 유량계(121)로부터 수집된 유량 데이터를 통하여 제2 제어밸브(182) 및 바이패스 제어밸브(184)의 개폐정도를 제어하는 것일 수 있다.Also, the controller 150 may control the degree of opening and closing of the second control valve 182 and the bypass control valve 184 through the flow data collected from the flow meter 121 .

또한, 제어부(150)는 해수탱크(110), 해수전지(120) 및 전기분해모듈(130) 각각에 구비된 수위 센서에 의하여, 해수탱크(110), 해수전지(120) 및 전기분해 장치(130) 내 수위를 감지하여, 기설정된 수위를 벗어나는 경우 해수 탱크(110), 해수전지(120) 및 전기분해 장치(130)로의 유입 내지 배출되는 유량을 조절하는 제어밸브(181, 182, 183)의 걔폐를 제어하여, 해수 탱크(110), 해수전지(120) 및 전기분해 장치(130)의 해수 수위를 조절하는 것일 수 있으며, 해수탱크(110), 해수전지(120) 및 전기분해모듈(130)의 운전 가동을 중지시킬 수 있다.In addition, the control unit 150 by the water level sensor provided in each of the seawater tank 110, the seawater battery 120 and the electrolysis module 130, the seawater tank 110, the seawater battery 120 and the electrolysis device ( 130) control valves (181, 182, 183) for controlling the flow rate flowing into or discharged from the seawater tank 110, the seawater battery 120, and the electrolysis device 130 by sensing the internal water level and deviating from the preset water level may be to control the opening and closing of the seawater tank 110, the seawater battery 120 and the seawater level of the electrolysis device 130, and the seawater tank 110, the seawater battery 120 and the electrolysis module ( 130) can be stopped.

제어부(150)는 해수전지(120)의 전류 및 전압 데이터; 전기분해모듈(130)의 전류 및 전압 데이터; 제어밸브(180)의 밸브값; 및 이송펌프(190)에 인가된 전압 데이터를 수집할 수 있으며, 수집된 데이터를 기반으로 살균장치(100)의 운전 가동을 제어할 수 있다.The control unit 150 includes current and voltage data of the seawater battery 120; Current and voltage data of the electrolysis module 130; the valve value of the control valve 180; And voltage data applied to the transfer pump 190 may be collected, and operation and operation of the sterilizer 100 may be controlled based on the collected data.

바이패스 배관(170)은 해수전지(120)에서 배출되는 해수를 해수탱크(110)로 유입시키는 이송배관이며, 바이배스 배관(170)은 전기분해모듈(130)을 우회하여 해수전지(120)로부터 해수탱크(110)에 직접적으로 해수를 유입시킨다. 바이패스 배관은(170)은 제2 이송배관(162)로부터 분기되어 제3 이송배관(163)에 합류되는 것일 수 있다. 바이패스 배관(170)을 통하여 해수전지(120)로부터 해수탱크(110)에 해수가 유입되는 경우, 바이패스 제어밸브(184)는 개방되는 것일 수 있으며, 이때, 제2 제어밸브(182)는 차단되는 것일 수 있으며, 이는 제어부(150)에서 TRO 농도(TRO 센서(140))를 기반으로 제어되는 것일 수 있다. The bypass pipe 170 is a transport pipe for introducing seawater discharged from the seawater battery 120 into the seawater tank 110 , and the bypass pipe 170 bypasses the electrolysis module 130 to bypass the seawater battery 120 . The seawater is directly introduced into the seawater tank 110 from the The bypass pipe 170 may be branched from the second transport pipe 162 and join the third transport pipe 163 . When seawater flows into the seawater tank 110 from the seawater battery 120 through the bypass pipe 170, the bypass control valve 184 may be opened, and in this case, the second control valve 182 is It may be blocked, which may be controlled based on the TRO concentration (TRO sensor 140) in the control unit 150.

해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치(100)는 이송배관(160) 및 바이패스 배관(170) 상의 해수의 이동을 제어하는 제어밸브(180)를 더 포함할 수 있으며, 제어밸브(180)는 이송배관(160) 및 바이패스 배관(170)에 상에 구비(내지 배치)되는 것일 수 있다. 제어밸브(180)는 제1 이송배관(161)에 배치되는 제1 제어밸브(181); 제2 이송배관(162)에 배치되는 제2 제어밸브(182); 및 제3 이송배관(163)에 배치되는 제3 제어밸브(183)를 포함할 수 있으며, 바이패스 배관(170)에 배치되는 바이패스 제어밸브(184)를 더 포함할 수 있다. The seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device 100 may further include a control valve 180 for controlling the movement of seawater on the transfer pipe 160 and the bypass pipe 170 , and the control valve 180 is the transfer pipe It may be provided (or disposed) on the 160 and the bypass pipe 170 . The control valve 180 includes a first control valve 181 disposed on the first transfer pipe 161; a second control valve 182 disposed on the second transfer pipe 162; and a third control valve 183 disposed on the third transfer pipe 163 , and may further include a bypass control valve 184 disposed on the bypass pipe 170 .

제1 제어밸브(181)는 해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 유입되는 해수를 제어하는 것이며, 제2 제어밸브(182)는 해수전지(120)로부터 전기분해모듈(130)에 유입되는 해수를 제어하는 것이며, 제3 제어밸브(183)은 전기분해모듈(130)로부터 해수탱크(110)에 유입되는 해수를 제어하는 것이며, 바이패스 제어밸브(184)는 해수전지(120)로부터 해수탱크(110)에 유입되는 해수를 제어하는 것일 수 있다.The first control valve 181 controls the seawater flowing into the seawater battery 120 from the seawater tank 110 , and the second control valve 182 flows into the electrolysis module 130 from the seawater battery 120 . The third control valve 183 controls the seawater flowing into the seawater tank 110 from the electrolysis module 130 , and the bypass control valve 184 operates from the seawater battery 120 . It may be to control the seawater flowing into the seawater tank (110).

제1 제어밸브(181), 제2 제어밸브(182), 제3 제어밸브(183) 및 바이패스 제어밸브(184) 각각의 밸브값 데이터(밸브의 개방 및 차단 정보)는 제어부(150)에 수집되는 것일 수 있으며 제어부(150)와 연동되는 데이터베이스(DB)에 저장되는 것일 수 있다.The first control valve 181 , the second control valve 182 , the third control valve 183 , and each of the bypass control valve 184 valve value data (valve opening and closing information) is transmitted to the control unit 150 . It may be collected or stored in a database DB that is interlocked with the controller 150 .

해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치(100)는 제1 이송배관(161)과 연동되는 이송펌프(190)를 더 포함할 수 있으며, 이송펌프(190)는 제1 이송배관(161)에 배치되어, 해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 유입되는 해수를 제어할 수 있다. 이송펌프(190)는 해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 이송되는 해수(살균수 또는 중화수)가 일정 속도 이상의 유량을 갖도록 하는 것이다.The seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device 100 may further include a transfer pump 190 interlocked with the first transfer pipe 161, and the transfer pump 190 is disposed on the first transfer pipe 161, It is possible to control the seawater flowing into the seawater battery 120 from the seawater tank 110 . The transfer pump 190 is to allow the seawater (sterilized water or neutralized water) transferred from the seawater tank 110 to the seawater battery 120 to have a flow rate of at least a certain speed.

이송펌프(190)는 인버터펌프일 수 있으며, 이송펌프(190)에 인가되는 전압 데이터는 제어부(150)에 수집되는 것일 수 있으며 제어부(150)와 연동되는 데이터베이스(DB)에 저장되는 것일 수 있다.The transfer pump 190 may be an inverter pump, and the voltage data applied to the transfer pump 190 may be collected by the controller 150 , and may be stored in a database DB that is interlocked with the controller 150 . .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치(100)의 일 작동예를 도시한 것이다.FIG. 2 shows an example of operation of the seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 해수탱크(110)에 대하여 외부 내지 선박 평형수로부터 해수가 유입되면, 해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 해수가 이동되며, 이때, 해수전지(120)는 충전반응을 수행하거나 운전의 가동을 중지하는 것일 수 있다. Referring to FIG. 2 , when seawater flows into the seawater tank 110 from the outside or ballast water, seawater moves from the seawater tank 110 to the seawater battery 120 , and at this time, the seawater battery 120 is charged. It may be to carry out a reaction or to shut down the operation.

해수전지(120)에서 해수는 전기분해모듈(130)로 이동되어 전기분해 반응을 통하여 살균 처리되며, 이후, 전기분해모듈(130)에서 배출된 해수(살균수)는 해수탱크(110)로 다시 유입된다.Seawater from the seawater battery 120 is moved to the electrolysis module 130 to be sterilized through an electrolysis reaction, and then, the seawater (sterilized water) discharged from the electrolysis module 130 is returned to the seawater tank 110 . is brought in

전기분해모듈(130)에서 살균 처리되어 해수탱크(110)로 유입된 해수(살균수)는, 해수탱크(110)에 유입된 해수(살균수)는 제1 이송배관(161) 및 이송펌프(190)에 의하여 해수전지(120)로 다시 유입된다.The seawater (sterilized water) introduced into the seawater tank 110 after being sterilized in the electrolysis module 130 is the first transfer pipe 161 and the transfer pump ( 190) to the seawater battery 120 again.

해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 유입되는 과정에서 TRO 센서(140)에 의하여 해수(살균수)의 TRO 농도가 측정된다. TRO 센서(140)에 의하여 측정된 해수(살균수)의 TRO 농도가 5 ppm 이상인 경우에, 제어부(150)는 해수탱크(110)로부터 해수(살균수)가 유입된 해수전지(120)로 하여금 방전반응을 진행하도록 한다. 한편, TRO 농도가 5 ppm 미만인 경우, 제어부(150)는 해수전지(120)의 충전반응을 수행하도록 하거나 운전의 가동을 중지하도록 하여 상술한 과정은 반복한다.The TRO concentration of seawater (sterilized water) is measured by the TRO sensor 140 in the process of flowing into the seawater battery 120 from the seawater tank 110 . When the TRO concentration of the seawater (sterilized water) measured by the TRO sensor 140 is 5 ppm or more, the controller 150 causes the seawater battery 120 into which the seawater (sterilized water) is introduced from the seawater tank 110 to cause Let the discharge reaction proceed. On the other hand, when the TRO concentration is less than 5 ppm, the control unit 150 performs the charging reaction of the seawater battery 120 or stops the operation of the operation, and the above-described process is repeated.

해수전지(120)에서의 방전반응에 따라 중화처리된 이후 해수전지(120)에서 배출되는 해수(중화수)는 전기분해모듈(130)로 유입된다. 이때, 제어부(150)는 전기분해모듈(130)의 운전 가동을 중지시키며, 이에 따라서 전기분해모듈(130)에서의 전기분해 반응은 진행되지 않는다.After being neutralized according to the discharge reaction in the seawater battery 120 , the seawater (neutralized water) discharged from the seawater battery 120 flows into the electrolysis module 130 . At this time, the control unit 150 stops the operation of the electrolysis module 130 , and accordingly, the electrolysis reaction in the electrolysis module 130 does not proceed.

전기분해모듈(130)로부터 배출되는 해수(중화수)는 해수탱크(110)로 다시 유입된다.The seawater (neutralized water) discharged from the electrolysis module 130 flows back into the seawater tank 110 .

해수탱크(110)로 유입된 해수(중화수)는 제1 이송배관(161) 및 이송펌프(190)에 의하여 해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 유입된다.The seawater (neutralized water) introduced into the seawater tank 110 is introduced into the seawater battery 120 from the seawater tank 110 by the first transfer pipe 161 and the transfer pump 190 .

해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 유입되는 과정에서 TRO 센서(140)에 의하여 해수(중화수)의 TRO 농도가 측정된다. TRO 센서(140)에 의하여 측정된 해수(중화수)의 TRO 농도가 0.5 ppm 이하인 경우에, 제어부(150)는 제1 제어밸브(181)가 차단하며, 해수탱크(110)로 하여금 배출구를 통하여 해수(중화수)를 배출수로 살균장치(100) 외부(바다)로 배출한다.The TRO concentration of seawater (neutralized water) is measured by the TRO sensor 140 in the process of flowing into the seawater battery 120 from the seawater tank 110 . When the TRO concentration of the seawater (neutralized water) measured by the TRO sensor 140 is 0.5 ppm or less, the control unit 150 blocks the first control valve 181 and causes the seawater tank 110 to pass through the outlet. The seawater (neutralized water) is discharged to the outside (sea) of the sterilizer 100 as discharge water.

한편, TRO 센서(140)에서의 해수(중화수)의 TRO 농도가 0.5 ppm을 초과하는 경우, 제어부(150)는 제1 제어밸브(181)을 개방시켜 해수(중화수)를 해수탱크(110)에서 해수전지(120)로 유입시키며, 해수전지(120)의 방전반응을 가동시키며, 전기분해모듈(130)의 운전 가동을 중지시켜 상술한 중화처리 과정을 반복한다.On the other hand, when the TRO concentration of seawater (neutralized water) in the TRO sensor 140 exceeds 0.5 ppm, the control unit 150 opens the first control valve 181 to supply seawater (neutralized water) to the seawater tank 110 . ) to the seawater battery 120, activates the discharge reaction of the seawater battery 120, stops the operation of the electrolysis module 130, and repeats the neutralization process described above.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치(100)의 다른 작동예를 도시한 것이다.3 is a view showing another operation example of the seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 해수탱크(110)에 대하여 외부 내지 선박 평형수로부터 해수가 유입되면, 해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 해수가 이동되며, 이때, 해수전지(120)는 충전반응을 수행하거나 운전의 가동을 중지하는 것일 수 있다.Referring to FIG. 3 , when seawater flows into the seawater tank 110 from the outside or ballast water, seawater moves from the seawater tank 110 to the seawater battery 120 , and at this time, the seawater battery 120 is charged. It may be to carry out a reaction or to shut down the operation.

해수전지(120)에서 해수는 전기분해모듈(130)로 이동되어 전기분해 반응을 통하여 살균 처리되며, 이후, 전기분해모듈(130)에서 배출된 해수(살균수)는 해수탱크(110)로 다시 유입된다.Seawater from the seawater battery 120 is moved to the electrolysis module 130 to be sterilized through an electrolysis reaction, and then, the seawater (sterilized water) discharged from the electrolysis module 130 is returned to the seawater tank 110 . is brought in

전기분해모듈(130)에서 살균 처리되어 해수탱크(110)로 유입된 해수(살균수)는, 해수탱크(110)에 유입된 해수(살균수)는 제1 이송배관(161) 및 이송펌프(190)에 의하여 해수전지(120)로 다시 유입된다.The seawater (sterilized water) introduced into the seawater tank 110 after being sterilized in the electrolysis module 130 is the first transfer pipe 161 and the transfer pump ( 190) to the seawater battery 120 again.

해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 유입되는 과정에서 TRO 센서(140)에 의하여 해수(살균수)의 TRO 농도가 측정된다. TRO 센서(140)에 의하여 측정된 해수(살균수)의 TRO 농도가 5 ppm 이상인 경우에, 제어부(150)는 해수탱크(110)로부터 해수(살균수)가 유입된 해수전지(120)로 하여금 방전반응을 진행하도록 한다. 한편, TRO 농도가 5 ppm 미만인 경우, 제어부(150)는 해수전지(120)의 충전반응을 수행하도록 하거나 운전의 가동을 중지하도록 하여 상술한 과정은 반복한다.The TRO concentration of seawater (sterilized water) is measured by the TRO sensor 140 in the process of flowing into the seawater battery 120 from the seawater tank 110 . When the TRO concentration of the seawater (sterilized water) measured by the TRO sensor 140 is 5 ppm or more, the controller 150 causes the seawater battery 120 into which the seawater (sterilized water) is introduced from the seawater tank 110 to cause Let the discharge reaction proceed. On the other hand, when the TRO concentration is less than 5 ppm, the control unit 150 performs the charging reaction of the seawater battery 120 or stops the operation of the operation, and the above-described process is repeated.

해수전지(120)에서의 방전반응에 따라 중화처리된 이후 해수전지(120)에서 배출되는 해수(중화수)는 전기분해모듈(130)로 유입된다. 해수전지(120)에서 중화처리되어 배출되는 해수(중화수)는 바이패스 배관(170)을 통하여 해수탱크(110)로 유입된다. 이때, 제어부(150)는 바이패스 제어밸브(184)를 개방하며, 동시에 제2 제어밸브(182)를 차단하여 전기분해모듈(130)로 해수(중화수)가 유입되는 것을 차단할 수 있다.After being neutralized according to the discharge reaction in the seawater battery 120 , the seawater (neutralized water) discharged from the seawater battery 120 flows into the electrolysis module 130 . The seawater (neutralized water) discharged after being neutralized in the seawater battery 120 flows into the seawater tank 110 through the bypass pipe 170 . At this time, the control unit 150 may open the bypass control valve 184 and at the same time block the second control valve 182 to block the inflow of seawater (neutralized water) to the electrolysis module 130 .

바이패스 배관(170)을 통하여 해수(중화수)는 해수탱크(110)로 다시 유입된다.The seawater (neutralized water) flows back into the seawater tank 110 through the bypass pipe 170 .

해수탱크(110)로 유입된 해수(중화수)는 제1 이송배관(161) 및 이송펌프(190)에 의하여 해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 유입된다.The seawater (neutralized water) introduced into the seawater tank 110 is introduced into the seawater battery 120 from the seawater tank 110 by the first transfer pipe 161 and the transfer pump 190 .

해수탱크(110)로부터 해수전지(120)로 유입되는 과정에서 TRO 센서(140)에 의하여 해수(중화수)의 TRO 농도가 측정된다. TRO 센서(140)에 의하여 측정된 해수(중화수)의 TRO 농도가 0.5 ppm 이하인 경우에, 제어부(150)는 제1 제어밸브(181)가 차단하며, 해수탱크(110)로 하여금 배출구를 통하여 해수(중화수)를 배출수로 살균장치(100) 외부(바다)로 배출한다.The TRO concentration of seawater (neutralized water) is measured by the TRO sensor 140 in the process of flowing into the seawater battery 120 from the seawater tank 110 . When the TRO concentration of the seawater (neutralized water) measured by the TRO sensor 140 is 0.5 ppm or less, the control unit 150 blocks the first control valve 181 and causes the seawater tank 110 to pass through the outlet. The seawater (neutralized water) is discharged to the outside (sea) of the sterilizer 100 as discharge water.

한편, TRO 센서(140)에서의 해수(중화수)의 TRO 농도가 0.5 ppm을 초과하는 경우, 제어부(150)는 제1 제어밸브(181)을 개방시켜 해수(중화수)를 해수탱크(110)에서 해수전지(120)로 유입시키며, 해수전지(120)의 방전반응을 가동시키며, 바이패스 제어밸브(184)를 개방하여, 상술한 중화처리 과정을 반복한다.On the other hand, when the TRO concentration of seawater (neutralized water) in the TRO sensor 140 exceeds 0.5 ppm, the control unit 150 opens the first control valve 181 to supply seawater (neutralized water) to the seawater tank 110 . ) to the seawater battery 120, activates the discharge reaction of the seawater battery 120, opens the bypass control valve 184, and repeats the neutralization process described above.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 통상의 기술자라면 본 발명의 본질적인 특성이 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

본 명세서에 개시된 다양한 실시예들은 순서에 관계없이 수행될 수 있으며, 동시에 또는 별도로 수행될 수 있다. The various embodiments disclosed herein may be performed out of order, and may be performed simultaneously or separately.

일 실시예에서, 본 명세서에서 설명되는 각 도면에서 적어도 하나의 단계가 생략되거나 추가될 수 있고, 역순으로 수행될 수도 있으며, 동시에 수행될 수도 있다. In an embodiment, at least one step may be omitted or added in each figure described herein, may be performed in the reverse order, or may be performed simultaneously.

본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The embodiments disclosed in the present specification are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to illustrate, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.The protection scope of the present invention should be construed by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be understood to be included in the scope of the present invention.

100 : 살균장치
110 : 해수탱크
120 : 해수전지
130 : 전기분해모듈
140 : TRO 센서
150 : 제어부
160 : 이송배관(161: 제1 이송배관, 162: 제2 이송배관, 163: 제3 이송배관)
170 : 바이패스 배관
180 : 제어밸브(181: 제1 제어밸브, 182: 제2 제어밸브, 183: 제3 제어밸브, 184: 바이패스 제어밸브)
190 : 이송펌프100: sterilizer
110: sea water tank
120: seawater battery
130: electrolysis module
140: TRO sensor
150: control unit
160: transfer pipe (161: first transfer pipe, 162: second transfer pipe, 163: third transfer pipe)
170: bypass piping
180: control valve (181: first control valve, 182: second control valve, 183: third control valve, 184: bypass control valve)
190: transfer pump

Claims (7)

해수를 저장하는 해수탱크;
상기 해수탱크로부터 배출되는 해수를 기반으로 전기화학반응을 수행하는 해수전지;
상기 해수전지로부터 배출되는 해수의 전기분해반응을 수행한 후 상기 해수탱크로 해수를 유입시키는 전기분해모듈;
상기 해수탱크와 상기 해수전지 사이에 배치되는 TRO 센서; 및
TRO 농도를 기반으로 상기 해수전지와 상기 전기분해모듈의 운전(operating)을 제어하는 제어부;
상기 해수탱크와 상기 해수전지를 연결하며 해수의 이동통로를 제공하는 제1 이송배관;
상기 해수전지와 상기 전기분해모듈을 연결하며 해수의 이동통로를 제공하는 제2 이송배관;
상기 전기분해모듈와 상기 해수탱크를 연결하며 해수의 이동통로를 제공하는 제3 이송배관; 및
상기 해수전지 후단에 해수의 유속을 측정하는 유량계를 포함하며,
상기 제어부는 상기 전기분해모듈로부터 상기 해수탱크에 유입되는 해수의 TRO 농도가 기설정된 값을 충족하는 경우 상기 해수전지의 방전반응을 수행하도록 하는 것인,
상기 제어부는 상기 해수전지의 방전반응이 수행하는 동안 상기 전기분해모듈의 운전을 중지시키는 것인,
해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치.
a seawater tank for storing seawater;
a seawater battery for performing an electrochemical reaction based on seawater discharged from the seawater tank;
an electrolysis module for introducing seawater into the seawater tank after performing an electrolysis reaction of seawater discharged from the seawater battery;
a TRO sensor disposed between the seawater tank and the seawater battery; and
a control unit for controlling the operation of the seawater battery and the electrolysis module based on the TRO concentration;
a first transfer pipe connecting the seawater tank and the seawater battery and providing a movement path of seawater;
a second transfer pipe connecting the seawater battery and the electrolysis module and providing a movement path of seawater;
a third transfer pipe connecting the electrolysis module and the seawater tank and providing a passage for seawater movement; and
A flow meter for measuring the flow rate of seawater at the rear end of the seawater battery,
When the TRO concentration of seawater flowing into the seawater tank from the electrolysis module meets a preset value, the control unit performs a discharge reaction of the seawater battery,
The control unit will stop the operation of the electrolysis module while the discharge reaction of the seawater battery is performed,
Seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 해수전지에서 배출되는 해수를 상기 해수탱크로 유입시키는 바이패스 배관을 더 포함하는 해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치.
According to claim 1,
Seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device further comprising a bypass pipe for introducing seawater discharged from the seawater battery into the seawater tank.
 제5항에 있어서,
상기 제1 이송배관에 구비되는 제1 제어밸브;
상기 제2 이송배관에 구비되는 제2 제어밸브;
상기 제3 이송배관이 구비되는 제3 제어밸브; 및
상기 바이패스 배관에 구비되는 바이패스 제어밸브를 더 포함하는 해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치.
6. The method of claim 5,
a first control valve provided in the first transfer pipe;
a second control valve provided in the second transfer pipe;
a third control valve provided with the third transfer pipe; and
A seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device further comprising a bypass control valve provided in the bypass pipe.
 제6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 해수전지에서 방전반응에 따라 중화처리된 해수의 상기 바이패스 배관을 통하여 상기 해수탱크로 유입되도록 상기 바이패스 제어밸브를 개방시키고 상기 제2 제어밸브를 차단하는 것인,
해수전지 기반 하이브리드 살균중화장치.7. The method of claim 6,
the control unit
Opening the bypass control valve and blocking the second control valve so that the seawater neutralized according to the discharge reaction in the seawater battery flows into the seawater tank through the bypass pipe,
Seawater battery-based hybrid sterilization and neutralization device.
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