KR101312590B1 - 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 밸러스트수에 포함된 미생물의 분포와 개체수 등을 측정하는 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸러스트수에 포함된 미생물을 농축하는 원추형의 여과기를 샘플링탱크의 내부에 삽입 설치하고, 상기 샘플링탱크의 하부측에는 해당 여과기를 거쳐 미생물이 농축된 추출수가 저장되는 센싱챔버를 설치하되, 상기 센싱챔버의 하단측에 미생물의 분포와 개체수 및 사멸 여부 등을 측정할 수 있는 미생물검출기를 설치하며, 상기 여과기로 공급되는 밸러스트수의 일부를 농축여과조와 원수저장조로 분배시키는 한편, 상기 농축여과조에서는 샘플링탱크의 여과기에서 농축되지 못한 미생물을 농축시키고, 원수저장조에는 미생물이 제거되지 않은 상태의 밸러스트수를 저장시킴으로서, 샘플링탱크의 여과기에서 농축된 미생물의 개별적인 정량분석과 더불어, 원수저장조의 밸러스트수를 기본시료로 하고 미생물의 추출수가 아닌 농축여과조의 여과수를 대조군으로 하는 정량분석을 통하여, 밸러스트수중에 포함된 각종 미생물의 분포와 개체수 등을 한층 더 신속,정확하게 측정할 수 있도록 하며, 이로 인하여 보다 경제적이고 합리적인 방식의 모니터링 작업이 가능토록 하는 동시에, 밸러스트수 정화장치의 효율적인 피드백 제어 및 배출기준에 적합한 밸러스트수 처리가 가능토록 한 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템에 관한 것이다.

Description

선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템{Monitoring system for ballast water of a ship by a quantitative analysis}

본 발명은 밸러스트수에 포함된 미생물을 농축하는 원추형의 여과기를 샘플링탱크의 내부에 삽입 설치하고, 상기 샘플링탱크의 하부측에는 해당 여과기를 거쳐 미생물이 농축된 추출수가 저장되는 센싱챔버를 설치하되, 상기 센싱챔버의 하단측에 미생물의 분포와 개체수 및 사멸 여부 등을 측정할 수 있는 미생물검출기를 설치하며, 상기 여과기로 공급되는 밸러스트수의 일부를 농축여과조와 원수저장조로 분배시키는 한편, 상기 농축여과조에서는 샘플링탱크의 여과기에서 농축되지 못하는 미세한 크기의 미생물까지 농축시키도록 하고, 상기 원수저장조에는 미생물이 제거되지 않은 상태의 밸러스트수가 저장되도록 함으로서, 샘플링탱크의 여과기에서 농축된 미생물의 개별적인 정량분석과 더불어, 원수저장조의 밸러스트수를 기본시료로 하고 미생물의 추출수가 아닌 농축여과조의 여과수를 대조군으로 하는 정량분석을 통하여, 밸러스트수중에 포함된 각종 미생물의 분포와 개체수 등을 한층 더 신속,정확하게 측정할 수 있도록 한 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 밸러스트수(Ballast Water)는 선박으로부터 화물을 하역시킨 상태 또는 선박에 적재된 화물의 량이 매우 적은 상태에서 선박을 운행할 경우, 선박이 균형을 잃는 것을 방지할 수 있도록 선박의 저부 양측에 설치된 밸러스트탱크의 내부에 채우는 부력조정용 담수 또는 해수를 말하는 것이다.

상기와 같은 밸러스트수에는 밸러스트수를 채운 지역의 담수나 해수에 포함된 병원성균 및 플랑크톤 등의 각종 미생물이 서식하고 있으므로, 이를 아무런 처리없이 타지역의 수역으로 배출시킬 경우 밸러스트수로 인한 심각한 해양오염 및 생태계 파괴를 유발시킬 우려가 높게 된다.

이러한 상황에 입각하여, 1996년 미국에서는 국가 침입종 법률을 제정함으로서, 외래종을 침입자로 규정하여 밸러스트수에 대한 관리와 통제를 의무화 하였으며, 호주에서는 검역법을 개정하여 밸러스트수를 검역대상이 되는 수입화물로 규정함은 물론, 이에 대한 직접 검역을 실시하고 있다.

한편, 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)에서는 2004년 2월 국제협약을 체결하여 2009년부터 순차적으로 밸러스트수의 살균 및 정화처리에 필요한 장치를 선박에 탑재토록 하였으며, 이를 위반할 시에는 해당 선박의 입항을 전면 금지하도록 하였다.

따라서, 최근에 들어 선박용 밸러스트수를 처리하기 위한 다양한 기술개발이 이루어지고 있는 바, 대표적인 것으로는 오존(Ozone: 0₃)을 이용한 밸러스트수의 살균 및 정화처리를 들 수 있으며, 이외에도 여러 가지 종류의 밸러스트수 정화장치가 개발되었거나 또는 개발중에 있다.

상기와 같이 선박에 탑재된 밸러스트수 정화장치는, 국제해사기구(IMO) 및 국토해양부의 기준에 맞추어 육상시험 및 선상시험을 거쳐 승인증서를 받은 다음, 상기 승인증서를 선박에 비치하고 운항하게 되므로, 밸러스트수 정화장치에 의하여 처리된 밸러스트수가 국제해사기구 및 국토해양부에서 규정한 배출기준에 적합한 것인지를 모니터링 하는 시스템이 필요하게 된다.

상기와 같이 밸러스트수의 모니터링을 위한 샘플링 시스템의 대표적인 예로서, 대한민국 공개특허공보 제 2010-103487호(공개일자: 2010년 09월 27일)에 기재된 바와 같이, 밸러스트수에 포함된 미생물을 농축시키는 원추형의 여과기를 샘플링탱크의 내부에 삽입 설치하고, 상기 샘플링탱크의 하부측에는 여과기를 거쳐 미생물이 농축된 추출수가 저장되는 저장용기를 설치한 샘플링 시스템을 들 수 있다.

상기와 같은 종래의 샘플링 시스템에 의하면, 샘플링탱크를 통하여 밸러스트수를 유입 및 배출시키는 과정에서 여과기의 내부 표면에 미생물이 갇히도록 하고, 이와 같이 여과기의 내부 표면에 갇힌 미생물을 씻어 내리는 린싱작업에 의하여 샘플용 추출수가 저장용기에 저장되도록 하며, 위와 같은 작업을 수 회 반복하여 요구하는 량의 추출수를 얻어낸 다음, 샘플링탱크로부터 저장용기를 분리하여 추출수에 포함된 미생물의 분포나 개체수 등을 측정할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 샘플링 시스템은, 샘플용 추출수가 저장된 저장용기를 샘플링탱크로부터 분리하여 측정장비가 구비된 실험실로 저장용기를 운반시킨 다음, 샘플용 추출수에 포함된 미생물의 분포나 개체수 등을 실험실에서 측정하여야 함으로서, 밸러스트수의 모니터링 작업에 불필요한 시간과 인력이 낭비되는 문제점이 있었다.

특히, 수 회의 반복 과정을 거쳐 저장용기에 샘플용 추출수가 저장되는 시간 동안에는 추출수에 포함된 미생물의 분포나 개체수 등을 실시간으로 측정할 수 없는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 추출수의 저장 및 운반 과정에서 미생물의 사멸 여부 또한 정확하게 판단할 수 없기 때문에, 사멸된 미생물이 정화장치에 의한 것인지, 아니면 다른 외부 요인에 의한 것인지를 규명하기가 어려운 문제점이 발생하게 된다.

상기와 같이 종래의 샘플링 시스템에 의해서는 밸러스트수에 포함된 미생물의 분포나 개체수 및 사멸 여부 등을 실시간으로 정확하게 측정하기 어려우므로, 선박에 탑재된 밸러스트수 정화장치가 배출기준에 적합한 수준으로 작동하는 지의 여부 또한 불확실하게 됨으로서, 모니터링 결과를 바탕으로 한 밸러스트수 정화장치의 효율적인 피드백 제어가 어려운 문제점이 있었다.

이와 더불어, 종래의 샘플링 시스템에 의하면, 여과기의 내부 표면에 갇힌 미생물을 저장용기측으로 씻어 내리는 린싱(Rinsing) 작업시 여과기의 내부에 설치된 린싱기구를 이용함에 따라, 여과기의 망에 끼인 미생물의 회수가 용이하지 않게 됨은 물론, 린싱작업의 과정에서도 여과기의 표면에 미생물이 지속적으로 부착되며, 이로 인하여 여과기의 린싱작업이 원활하게 수행되지 못하고 여과기의 막힘 현상이 자주 발생하는 문제점이 있었으며, 해당 여과기에서 농축되지 못하는 미생물에 대한 추가적이고 복합적인 모니터링이 불가능한 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결할 수 있도록 한 것으로서, 샘플용 추출수의 저장용기 자체를 센싱챔버로 하여, 이 센싱챔버의 하단측에 미생물검출기를 설치하는 한편, 2개의 샘플링탱크를 사용하여 밸러스트수에 포함된 50㎛ 이상의 미생물(동물성 플랑크톤)과 50㎛ 미만으로부터 10㎛ 이상의 미생물(식물성 플랑크톤)을 2차에 걸쳐 크기별로 각각 추출하고, 이를 해당 센싱챔버에 저장시켜 미생물검출기로 모니터링 함으로서, 밸러스트수의 처리결과에 대한 다양하고 복합적인 데이터를 확보할 수 있도록 한 선박용 밸러스트수의 모니터링 시스템이 본 출원인에 의하여 2011년 특허출원 제 19574호로 선출원 되었다.

그러나, 본 출원인에 의하여 선출원된 모니터링 시스템의 경우에 있어서도, 1차 여과기를 거친 여과수를 2차 여과기로 보내어, 1차 여과기에서 농축되지 못한 50㎛ 미만으로부터 10㎛ 범위내의 미생물을 2차 여과기에서 추가로 농축시킴에 따라, 2차 여과기로부터 요구하는 량의 추출수를 얻어내어 센싱챔버로 저장시키는 과정에 비교적 긴 처리시간과 까다로운 린싱작업이 요구되는 문제점이 있었다.

다시 말해서, 2차 여과기에 제공된 여과망의 메시(Mesh)가 10㎛ 수준의 미생물까지 농축시킬 수 있도록 매우 미세한 구멍으로 형성됨으로서, 1차 여과기를 거쳐 2차 여과기로 투입된 여과수가 미생물의 농축과정을 수행하면서 2차 여과기를 거쳐 완전히 빠져 나오는 데 걸리는 시간이 비교적 길게 됨은 물론이고, 린싱기구를 이용한 2차 여과기의 린싱작업 또한 미세한 여과구멍으로 말미암아 1차 여과기보다 긴 처리시간과 까다로운 처리작업이 요구된다는 것이다.

따라서, 기존의 방식보다는 밸러스트수의 모니터링에 소요되는 시간과 경비를 줄이고 다양한 데이터를 확보할 수 있었으나, 2차 여과기의 적용에 따라 밸러스트수의 모니터링에 소요되는 시간과 비용이 불필요하게 낭비되었는 바, 이로 인하여 선출원의 장점은 최대한으로 유지시키면서 보다 더 신속하고 정확하며 경제적이고 합리적인 방식의 모니터링이 수행될 수 있도록 하는 개선방안이 요구되기에 이르렀다.

대한민국 공개특허공보 제 2010-103487호(공개일자: 2010년 09월 27일) 대한민국 특허출원 제 2011-19574호(출원일자: 2011년 03월 04일)

본 발명은 상기와 같은 선출원의 단점을 보완하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템은, 샘플링탱크의 여과기로 공급되는 밸러스트수의 일부를 농축여과조와 원수저장조로 분배시키는 한편, 상기 농축여과조에서는 샘플링탱크의 여과기에서 농축되지 못한 미생물을 농축시키고, 상기 원수저장조에는 미생물이 제거되지 않은 상태의 밸러스트수가 저장되도록 한 다음, 샘플링탱크의 여과기에서 농축된 미생물의 개별적인 정량분석과 더불어, 원수저장조의 밸러스트수를 기본시료로 하고 미생물의 추출수가 아닌 농축여과조의 여과수를 대조군으로 하는 정량분석을 통하여, 한층 더 신속하고 정확하며 경제적이고 합리적인 방식의 미생물 분석 및 모니터링이 가능토록 하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.

이와 더불어, 본 발명은 상기 센싱챔버를 원추형의 용기로 형성시키는 한편, 이 원추형 센싱챔버의 하단 꼭지점 부분에 상기 미생물검출기를 설치함으로서, 미생물검출기에 의한 검출범위와 검출성능을 최대한으로 확보할 수 있도록 하고, 여과기의 린싱기구와 린싱방식을 추가로 개선시킴으로서, 여과기의 린싱작업 또한 보다 신속하고 정확하게 수행하여 매우 우수한 수준의 샘플용 추출수를 확보할 수 있도록 하며, 이로 인하여 측정된 데이터에 의한 모니터링의 신뢰도를 보다 더 향상시키는 한편, 밸러스트수의 처리결과에 대한 다양하고 복합적인 데이터를 확보하여 배출기준에 적합한 밸러스트수의 처리를 보다 완벽하게 보장할 수 있도록 하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 샘플링탱크의 상부면과 바닥면에는 밸러스트수의 유입관과 여과수의 배출관이 각각 연결 설치되고, 상기 샘플링탱크의 내부에는 밸러스트수중의 미생물을 걸러내기 위한 원추 형상의 여과기가 삽입 설치되며, 상기 여과기의 외측에는 여과기의 린싱기구가 설치되고, 상기 샘플링탱크의 하부측에는 미생물이 포함된 추출수를 저장하는 센싱챔버가 연결 설치되며, 상기 센싱챔버는 밸브기구를 구비하는 채수관에 의하여 여과기의 하단집수부와 연결 설치되고, 상기 센싱챔버의 하단에는 미생물검출기가 설치된 선박용 밸러스트수의 모니터링 시스템에 있어서, 상기 유입관에는 샘플링배관이 연결 설치되고, 상기 샘플링배관으로부터 밸브기구를 구비하는 2개의 분배관이 연장되어 농축여과조와 원수저장조에 각각 연결 설치되며, 상기 농축여과조와 원수저장조의 내부로부터 취수라인이 각각 연장 설치되고, 상기 각각의 취수라인이 정량토출펌프를 거쳐 검출챔버와 연결 설치되며, 상기 농축여과조의 내부에는 농축여과기가 삽입 설치되고, 상기 농축여과조용 취수라인의 입구는 농축여과기의 외측 하부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 센싱챔버는 원추형의 용기로 형성되고, 상기 미생물검출기는 원추형 센싱챔버의 하단 꼭지점 부분에 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 유입관에는 유량계에 의하여 제어되는 메인밸브가 설치되고, 상기 샘플링배관은 메인밸브와 유량계가 설치되기 이전 위치에서 유입관과 연결되는 한편, 상기 샘플링배관의 입구측은 유입관을 관통하여 유입관의 내부로 삽입된 다음 밸러스트수의 유입 방향과 마주보는 방향으로 소정의 길이만큼 유입관과 평행하게 연장 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 원수저장조의 내부로 삽입된 취수라인에는 원수저장조의 높이 방향을 따라 다수 개의 파이프형 유입구가 제공되고, 상기 유입구는 원수저장조의 하부측으로부터 상부측으로 갈수록 그 길이와 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 린싱기구는, 여과기를 에워싸는 링 형태의 린싱파이프가 여과기의 높이 방향에 걸쳐 다수 개로 배치되고, 상기 각각의 린싱파이프 내주면에 다수 개의 세척노즐이 설치된 것으로 이루어지며, 상기 린싱파이프에는 린싱펌프로부터 연장되어 여과수 또는 청수를 세척수로 공급하는 세척수주입관이 연결 설치되고, 각각의 린싱파이프는 연결파이프에 의하여 서로 연통되는 세척수 주입통로를 형성함을 특징으로 하며, 상기 샘플링탱크의 상단 주연부에는 다수 개의 인장실린더가 수직 하방으로 설치되고, 상기 인장실린더의 피스톤로드가 여과기의 상단보강테와 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 샘플링탱크의 하부에는 여과수저장조와 청수저장조가 구비된 수조케이스가 설치되고, 상기 배출관은 샘플링탱크의 바닥측으로부터 여과수저장조로 연장 설치되며, 상기 린싱펌프로부터는 밸브기구를 구비하는 2개의 세척수유입관이 연장되어 여과수저장조와 청수저장조로 각각 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 선출원된 모니터링 시스템의 모든 작용효과를 가지는 한편, 샘플링탱크의 여과기에서 추출된 50㎛ 이상의 미생물에 대한 개별적인 정량분석과 더불어, 원수저장조의 밸러스트수에서 측정된 50㎛ 미만의 미생물 값을 기준으로 하고, 농축여과기를 거쳐 배출된 여과수에서 측정된 10㎛ 미만의 미생물 값을 대조군으로 하여, 50㎛ 미만과 10㎛ 이상의 미생물 값을 산출하는 정량분석을 병행함으로서, 밸러스트수중에 포함된 각종 미생물의 분포와 개체수 등을 측정토록 하며, 이로 인하여 2차 여과기로서의 농축여과기에서 미생물을 농축시키는 린싱작업과 추출작업을 수행하였던 선출원의 경우보다 한층 더 신속하고 정확하며 경제적이고 합리적인 방식의 모니터링이 가능한 효과를 제공한다.

또한, 상기 센싱챔버를 원추형으로 형성시킨 상태에서 센싱챔버의 하단 꼭지점 부분에 미생물검출기를 설치함에 따라, 센싱챔버의 내부영역 전체가 센싱팁에 의한 검출범위에 포함되어 미검출 영역인 사각지대가 발생하지 않도록 함으로서, 미생물검출기에 의한 추출수의 검출범위 및 검출성능을 최대한으로 확보하는 효과가 있으며, 이로 인하여 측정된 데이터에 의한 모니터링의 신뢰도를 보다 더 향상시키는 효과를 제공한다.

이와 더불어, 샘플링탱크의 여과기 외측에 설치된 린싱기구와 린싱방식을 추가로 개선시킴으로서, 여과기의 린싱작업 또한 보다 신속하고 정확하게 수행하여 매우 우수한 수준의 샘플용 추출수를 확보할 수 있으며, 이로 인하여 측정된 데이터에 의한 모니터링의 신뢰도를 한층 더 크게 향상시키는 한편, 밸러스트수 정화장치의 효율적인 피드백 제어 및 배출기준에 적합한 밸러스트수의 완벽한 처리를 이루어내도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 모니터링 시스템을 나타내는 배관도.
도 2는 본 발명에 따른 모니터링 시스템의 외관사시도.
도 3은 도 2의 일부 절개 배면사시도.
도 4는 농축여과조와 원수저장조의 내부구조를 나타내는 정단면도.

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

본 발명에 따른 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템(100)의 경우 역시 마찬가지로 도 1 내지 도 3에 각각 도시된 바와 같이, 밸러스트수에 포함된 미생물을 농축하는 원추형의 여과기(2)가 샘플링탱크(1)의 내부에 삽입 설치되고, 상기 샘플링탱크(1)의 하부측에 여과기(2)를 거쳐 미생물이 농축된 추출수가 저장되는 센싱챔버(8)가 설치된 샘플링장치(10)를 기초로 하여 설비된다.

통상 여과기(2)의 상단 주연부에는 여과기(2)의 입구 형태를 유지토록 하는 상단보강테(2a)가 설치되는 한편, 여과기(2)의 하단 출구측은 플랜지 형상의 장착기구를 사용하여 샘플링탱크(1)의 바닥면과 수밀(水密) 가능하게 조립 설치되지만, 이외에도 다른 여러 가지 방식을 사용하여 여과기(2)를 샘플링탱크(1)의 내부에 설치할 수 있음은 물론이다.

상기 여과기(2)는 통상 나일론 등의 소재를 이용한 직물(천)이나 부직포 재질의 여과포가 사용되지만, 경우에 따라서는 스테인레스 스틸 재질의 금속망을 원추형으로 형성시켜 사용할 수도 있으며, 여과기(2)에 의하여 농축되는 미생물의 크기(㎛)는 여과기(2)에 제공된 여과구멍의 치수(Mesh)에 의하여 좌우되는 바, 본 발명에서는 상기 여과기(2)를 50㎛ 이상의 크기를 가지는 미생물(동물성 플랑크톤)의 농축을 위한 1차 여과기로 한다.

상기 샘플링탱크(1)는 통상 스테인레스 스틸을 사용한 원통형 탱크가 되고, 샘플링탱크(1)의 상단면에는 밸러스트수의 유입관(12)이 연결 설치되며, 샘플링탱크(1)의 바닥면 일측부에는 여과기(2)를 거친 여과수의 배출관(13)이 연결 설치되는 바, 상기 유입관(12)에는 밸러스트수의 정량투입을 위하여 메인밸브(16) 및 유량계(17)가 설치된다.

다시 말해서, 밸러스트수 배관으로부터 유입관(12)을 거쳐 샘플링탱크(1)의 내부로 유입되는 밸러스트수의 량을 유량계(17)로 체크하여 적정량의 밸러스트수가 샘플링탱크(1)의 내부로 유입되면, 상기 유량계(17)가 유입관(12)에 설치된 메인밸브(16)를 폐쇄시키도록 한다는 것이며, 이를 위하여 상기 메인밸브(16)는 자동제어식 전동밸브가 바람직하다.

상기 유입관(12)은 밸러스트수 정화장치를 거쳐 선박용 밸러스트 탱크로 밸러스트수를 공급하는 미도시된 밸러스트수 배관으로부터 분기되는 것으로서, 도 3에서와 같이 메인밸브(16)와 유량계(17)가 설치된 위치를 기준으로 하여 그 이전 위치에 수동식 밸브기구(V)를 유입관(12)에 추가로 설치하는 것이 바람직하며, 상기 메인밸브(16)와 유량계(17)는 시스템의 작동 측면에서 중요한 부품이 되므로 장치케이스(30)의 내부에 삽입시켜 안전하게 보호토록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 센싱챔버(8)는 샘플링탱크(1)의 하부측 중앙에 위치한 상태로 밸브기구(V)를 구비하는 채수관(7)에 의하여 여과기(2)의 하단측과 연결 설치되며, 채수관(7)이 연결되는 여과기(2)의 하단측은 배관연결의 편의성과 추출수의 1차 집수를 위한 파이프 형상의 하단집수부(3)로 형성된다.

상기 하단집수부(3)는 샘플링탱크(1)의 바닥면 하측에 조립식으로 설치하여 여과기(2)의 하단 출구와 연통되도록 하는 것이 가장 바람직하지만, 여과기(2)의 하단측에 파이프 형상의 하단집수부(3)를 일체로 형성시킨 상태에서, 상기 하단집수부(3)가 샘플링탱크(1)의 바닥면을 관통하도록 설치될 수도 있으며, 하단집수부(3)의 내측 바닥면은 채수관(7)의 밸브기구(V)를 개방할 시 샘플용 추출수가 잔류되지 않도록 깔대기형 바닥면으로 형성시키는 것이 바람직하다.

도 1에서 상기 하단집수부(3)의 직하방에 여액의 배출을 위하여 밸브기구가 구비된 드레인배관이 설치된 것으로 도시되어 있으나, 이러한 드레인배관을 설치하지 않더라도 센싱챔버(8)를 밸브기구(V)와 함께 채수관(7)으로부터 분리시키는 과정에서 여액의 배출작업이 수행될 수 있으며, 상기 센싱챔버(8) 또한 스테인레스 스틸 용기가 바람직하지만, 그 이외의 다른 내부식성 소재가 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 센싱챔버(8)는 본원의 선출원에서와 같이, 내부가 비어 있는 원추형의 용기로 형성시키는 한편, 이 원추형 센싱챔버(8)의 하단 꼭지점 부분에 미생물검출기(9)를 설치함으로서, 센싱챔버(8)의 내부영역 전체가 미생물검출기(9)에 의한 검출범위에 포함되도록 하는 것이 가장 바람직하며, 상기 미생물검출기(9)는 수밀용(水密用) 밀폐링 등을 개재시킨 상태로 센싱챔버(8)의 하단부에 체결방식으로 조립시키는 것이 가장 바람직하다.

상기 미생물검출기(9)는 여과기(2)에서 농축된 샘플용 추출수 중의 미생물, 즉 50㎛ 이상인 동물성 플랑크톤의 분포와 개체수 및 사멸 여부 등을 확인할 수 있는 것이라면 어떠한 종류의 것을 설치하여 사용하더라도 무방하지만, 연속적인 실시간 모니터링이 가능한 FACS (Fluorescence-activated cell sorting) 모듈이나 DLS (Dynamic light scattering) Sensor 또는 LED(Light emitting diode)/ PD(Photodiode) 방식의 광학검출기가 가장 바람직하며, 케이블(9a)에 의하여 모니터실(선박의 기관실이나 조타실 또는 실험실 등)의 검출모니터와 접속된다.

이와 더불어, 미생물검출기(9)에서 측정된 데이터를 모니터실의 검출모니터로 출력하는 방식 또한 매우 다양한 방식이 적용될 수 있는 바, 예를 들어, 사이즈 필터링(Size Filtering), 대상 추출(Object Extraction), 대상 측정(Object Measurement), 패턴 일치(Pattern Matching), 패턴 인식(Pattern Recognition), 센서 데이터 모니터링(Sensor data monitoring), 로그 데이터 기록(Log data recording), 검량 방법(Calibration Method), 데이터 전환(Data Conversion) 등의 과정이 포함될 수 있다.

상기와 같이 여과기(2)에서 미생물을 농축시킨 샘플용 추출수가 저장되는 원추형 센싱챔버(8)의 하단에 미생물검출기(9)를 설치하는 한편, 상기 미생물검출기(9)가 모니터실의 검출모니터와 접속되도록 하면, 센싱챔버(8)에 샘플용 추출수를 저장시켜 놓은 상태로 추출수에 포함된 미생물의 분포나 개체수 및 사멸 여부 등을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있게 된다.

이로 인하여, 센싱챔버(8)를 실험실로 운반시키는 번거러운 작업을 배제시킴으로서, 샘플측정에 소요되는 시간과 비용을 최소화시킬 수 있고, 센싱챔버(8)로 추출수가 유입되는 시간대별로 미생물의 상태를 수시로 체크하여 한층 더 신뢰성 있는 데이터를 제공할 수 있으며, 선출원에서와 같이 상기 원추형 센싱챔버(8)를 소정의 각도만큼 경사지게 설치한 상태에서 원추형 센싱챔버(8)를 회전시키는 방식 또한 적용이 가능하다.

본 발명에 따른 모니터링 시스템(100)의 제 1요부를 이루는 구성요소로서는, 상기 유입관(12)에 밸러스트수의 샘플링배관(21)이 연결 설치되고, 상기 샘플링배관(21)이 밸브기구(V)를 구비하는 2개의 분배관(22)으로 분기되는 한편, 각각의 분배관(22)이 농축여과조(23)와 원수저장조(26)로 나뉘어 연결 설치되며, 상기 농축여과조(23)와 원수저장조(26)의 내부로부터 취수라인(25)(27)이 각각 연장 설치되고, 상기 각각의 취수라인(25)(27)이 정량토출펌프(28)를 거쳐 검출챔버(29)와 연결 설치되도록 한 것이다.

보다 더 바람직하게는, 상기 샘플링배관(21)을 메인밸브(16)와 유량계(17)가 설치되기 이전 위치에서 유입관(12)과 연결시키되, 도 1의 확대된 부분에 도시된 바와 같이, 상기 샘플링배관(21)의 입구측이 유입관(12)을 관통하여 유입관(12)의 내부로 삽입된 다음, 밸러스트수의 유입 방향과 마주보는 방향으로 소정의 길이만큼 유입관(12)과 평행하게 연장되도록 한 것이다.

상기와 같은 방식으로 샘플링배관(21)의 입구측을 유입관(12)의 내부에 설치하게 되면, 유입관(12)을 통하여 샘플링탱크(1)의 여과기(2)로 공급되는 밸러스트수의 일부가 샘플링배관(21)과 분배관(22)을 거쳐 농축여과조(23)와 원수저장조(26)로 원활하게 유입시키는 측면에서 한층 유리한 잇점을 제공하게 되며, 해당 입구의 선단측 부분은 45도 내외의 각도로 상향 경사지게 절단시키는 것이 보다 더 바람직하다.

이와 더불어, 상기 농축여과조(23)의 내부에는 농축여과기(24)가 삽입 설치되는 바, 상기 농축여과기(24)는 샘플링탱크(1)의 여과기(2)에서 농축되지 못하는 10㎛ 크기의 미생물(식물성 플랑크톤)까지 농축시킬 수 있는 여과기가 되며, 상기 농축여과조(23)용 취수라인(25)의 입구는 농축여과기(24)의 외측 하부에 배치됨으로서, 정량토출펌프(28)의 작동에 따라 농축여과기(24)를 거친 여과수가 검출챔버(29)로 공급된다.

상기와 같이 본 발명의 모니터링 시스템(100)에서는, 샘플링탱크(1)의 여과기(2)로 공급되는 밸러스트수의 일부를 농축여과조(23)와 원수저장조(26)로 분배시키는 한편, 농축여과조(23)의 농축여과기(24)에서는 샘플링탱크(1)의 여과기(2)에서 농축되지 못하는 10㎛ 크기의 미생물까지 농축시키고, 원수저장조(26)에는 미생물이 제거되지 않은 상태의 밸러스트수가 저장되도록 한 다음, 농축여과기(24)를 거친 여과수와 원수저장조(26)의 밸러스트수를 정량토출펌프(28)에 의하여 검출챔버(29)로 공급시키게 된다.

상기와 같은 모니터링 방식의 개선을 통하여, 샘플링탱크(1)의 여과기(2)에서 미생물이 농축된 추출수를 동물성 플랑크톤의 정량분석을 위한 시료로 사용하는 한편, 원수저장조(26)로부터 공급된 밸러스트수를 기본시료로 하고, 미생물의 추출수가 아닌 농축여과기(24)를 거친 여과수를 대조군으로 하여, 밸러스트수중에 포함된 각종 식물성 플랑크톤의 분포와 개체수 등을 정량분석 방식으로 측정할 수 있게 된다.

즉, 샘플링탱크(1)의 여과기(2)에서 추출된 50㎛ 이상의 미생물은 센싱챔버(8)에서 미생물검출기(9)를 사용하여 개별적으로 정량분석하는 동시에, 원수저장조(26)로부터 공급된 밸러스트수를 해당 검출챔버(29)에서 측정하여 50㎛ 미만의 미생물 값을 산출하고, 농축여과기(24)를 거쳐 배출된 여과수를 해당 검출챔버(29)에서 측정하여 10㎛ 미만의 미생물 값을 산출하는 한편, 50㎛ 미만의 미생물 값으로부터 10㎛ 미만의 미생물 값을 차감시켜, 50㎛ 미만과 10㎛ 이상의 미생물 값을 산출하는 방식의 정량분석을 병행한다는 것이다.

상기와 같이 농축여과기(24)를 거쳐 배출된 여과수를 대조군으로 이용하여 50㎛ 미만과 10㎛ 이상의 미생물 값을 산출하는 정량분석 방식을 적용시킴으로서, 50㎛ 이상의 동물성 플랑크톤으로부터 10㎛ 이상 ~ 50㎛ 미만의 식물성 플랑크톤과 10㎛ 미만의 식물성 플랑크톤에 이르기까지, 밸러스트수의 모니터링에 필요한 각종 미생물 데이터를 확보토록 함으로서, 농축여과기(24)를 2차 여과기로 하여 농축여과기(24)에서 미생물을 농축 및 추출시킨 다음 이를 미생물검출기(9)로 측정토록 하였던 선출원의 모니터링 방식과 비교하여, 한층 더 신속하고 정확하며 경제적이고 합리적인 방식의 모니터링이 가능하게 된다.

다시 말해서, 선출원의 경우는 농축여과기(24)로부터 요구하는 량의 추출수를 얻어내어 센싱챔버로 저장시키는 과정에서 비교적 긴 처리시간과 까다로운 린싱작업이 요구되었지만, 본 발명에서는 농축여과기(24)를 거친 여과수를 대조군으로 이용함으로서, 비교적 긴 시간이 요구되는 미생물의 추출작업과 이에 필요한 까다로운 린싱작업이 필요없게 된다는 것이다.

또한, 샘플링탱크(1)의 내부에만 여과기(2)의 린싱기구를 설치하고, 농축여과조(23)의 내부에는 별도의 린싱기구를 설치할 필요가 없기 때문에, 농축여과조(23)의 구성을 매우 단순하게 할 수 있음은 물론이고, 린싱용 세척수의 공급을 위한 배관설비 역시 선출원의 경우보다 훨씬 간단하게 구축할 수 있으므로, 모니터링 시스템(100)의 설비에 따른 시간과 비용의 절감 차원에도 크게 기여할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 모니터링 시스템(100)에 있어, 원수저장조(26)로부터 배출된 밸러스트수와 농축여과조(23)로부터 배출된 여과수 중의 미생물을 측정하는 검출챔버(29)는 센싱챔버(8)의 미생물검출기(9)를 설명하는 부분에서 언급되어진 바와 같은 다양한 방식의 검출기구가 사용될 수 있음은 물론이고, 상기 센싱챔버(8)와 동일한 방식으로 검출챔버(29)를 구성하여 미생물의 분포와 개체수 및 사멸여부를 실시간으로 모니터링하는 것도 가능하다.

단지, 차이가 있는 점은 1차 여과기(2)의 센싱챔버(8)용 미생물검출기(9)에서는 50㎛ 이상의 동물성 플랑크톤을 측정하는 데 반하여, 상기 검출챔버(29)에서는 밸러스트수와 여과수에 포함된 50㎛ 미만 또는 10㎛ 미만의 식물성 플랑크톤을 측정하므로, 식물성 플랑크톤이 광합성을 위하여 체내에 보유하고 있는 엽록소(클로로필:Chlorophyl) 성분 등을 추적하여 개체수나 활동여부를 측정할 수 있는 검출기구나 검출방식이 적용된다는 것이다.

또한, 상기 정량토출펌프(28)는 기본시료와 대조군으로 사용되는 밸러스트수와 여과수의 정확한 수량을 각각의 검출챔버(29)로 공급시킬 수 있도록 2-WAY 방식으로 설치된 것이며, 필요시 정량토출펌프(28) 대신에 유량계로 제어되는 모터펌프를 해당 취수라인(25)(27)에 설치하는 것도 가능하고, 이 외에도 밸러스트수와 여과수의 정량공급이 가능한 어떠한 장치나 기구를 사용하더라도 무방하다.

다른 한편으로, 농축여과조(23)와 원수저장조(26)에 저장된 여과수와 밸러스트수를 펌핑방식에 의하여 검출챔버(29)로 공급시킬 수도 있고, 필요에 따라서는 농축여과조(23)와 원수저장조(26)의 하단에 설치된 드레인배관(23a)(26a)을 이용하여 밸러스트수와 여과수의 샘플을 직접 채수한 다음, 이를 실험장치가 구비된 모니터실로 운반하는 기존의 방식도 적용이 가능함을 밝혀두는 바이다.

도 4에서는 상기 농축여과조(23)와 원수저장조(26)의 구조를 보다 세부적으로 도시하였는 바, 농축여과조(23)의 내부에 설치되는 농축여과기(24) 또한 샘플링탱크(1)의 여과기(2)와 동일한 소재를 사용하여 원추 형상으로 설치되며, 상기 농축여과기(24)의 상단부에는 농축여과조(23)의 내부에 농축여과기(24)를 견고하게 장착시키기 위한 여과기지지대(24a)가 설치되어 있다.

상기 여과기지지대(24a)는 농축여과기(24)를 견고하게 지지하는 기능과 더불어, 분배관(22)으로부터 투입된 밸러스트수가 농축여과기(24)를 거치지 않고 농축여과조(23)의 내부로 넘쳐 흘러내리는 것을 차단시키는 칸막이 즉, 차수용(遮水用) 보강테두리나 플랜지의 역할 또한 병행하게 된다.

그리고, 상기 원수저장조(26)는 내부가 비어 있는 상태의 원통형 저장탱크가 되며, 원수저장조(26)의 내부로 삽입된 취수라인(27)에는 원수저장조(26)의 높이 방향을 따라 다수 개의 파이프형 유입구가 제공되는 바, 이는 원수저장조(26)에 저장된 밸러스트수를 특정 위치에 편중하지 않고 여러 위치에서 골고루 균일하게 배출시키기 위함이다.

다시 말해서, 원수저장조(26)의 내부로 삽입된 취수라인(27)에 하나의 유입구만을 형성시키게 되면, 해당 유입구와 인접한 특정 부분의 밸러스트수만이 시료로 취수되어 밸러스트수 전반에 걸친 균등한 표준샘플을 얻어내기가 어렵게 되므로, 원수저장조(26)의 내부로 삽입된 취수라인(27)에 다수 개의 유입구를 형성시킴으로서, 원수저장조(26)에 저장된 밸러스트수 전반에 걸친 균등한 표준샘플을 얻어내도록 한 것이다.

보다 더 바람직하게는, 원수저장조(26)의 내부로 삽입된 취수라인(27)의 높이 방향을 따라 다수 개의 파이프형 유입구를 형성시키되, 원수저장조(26)의 하부측으로부터 상부측으로 갈수록 그 길이와 직경이 작게 형성되도록 하는 것이며, 각각의 유입구 선단부 및 농축여과조(23)용 취수라인(25)의 입구 선단부 역시 45도 내외의 각도로 상향 경사지게 절단되어 있다.

상기와 같은 방식으로 원수저장조(26)용 취수라인(27)의 유입구를 형성시키게 되면, 정량토출펌프(28)에서 발생한 흡입력이 각각의 유입구마다 거의 균일하게 작용하도록 할 수 있으며, 각 유입구의 위치 또한 높이 방향을 따라 서로 다른 위치에 배치되도록 할 수 있으므로, 균등한 표준샘플을 얻어내는 측면에서 한층 더 유리한 잇점을 제공한다.

도면상 상기 취수라인(27)의 높이 방향을 따라 하단유입구(27a)와 중간유입구(27b)와 상단유입구(27c)로 이루어지는 3개의 유입구가 설치된 것으로 도시되어 있으며, 유입구의 설치개수를 증가시킬수록 표준샘플의 획득 측면에서 유리하지만, 취수라인(27)의 제작 및 설치가 까다롭게 되는 단점이 있으므로, 원수저장조(26)의 용량에 맞추어 적절한 개수의 유입구를 적용시키는 것이 바람직하다.

이와 더불어, 상기 농축여과조(23)와 원수저장조(26)의 하단에는 밸브기구(V)가 구비된 드레인배관(23a)(26a)이 설치되어 있고, 도 2 및 도 3에서와 같이 별도의 수조테이블(31)을 이용하여 샘플링장치(10)의 장치케이스(30)와 인접하게 설치되어 있으며, 필요시 농축여과조(23)와 원수저장조(26)의 내부에 수위레벨센서를 설치하여 분배관(22)과 드레인배관(23a)(26a)의 밸브기구(V)가 자동적으로 제어되도록 하는 것도 가능함을 밝혀두는 바이다.

다른 한편으로, 도 2 및 도 3에서는 상기 농축여과조(23) 및 원수저장조(26)와 함께 보조탱크(26')가 추가로 설치되어 있는 바, 상기 보조탱크(26') 역시 샘플링배관(21)으로부터 분기되는 또 다른 분배관(22)에 의하여 샘플링배관(21)과 연결 설치되는 한편, 드레인밸브가 구비된 미도시된 드레인배관이 탱크의 하부에 설치된다.

상기 보조탱크(26')는 일정량의 밸러스트수를 추가로 저장시켜 놓았다가 필요시 드레인배관으로 밸러스트수를 빼내어 박테리아의 측정이나 또 다른 샘플 등의 용도로 사용할 수 있도록 한 것으로서, 원수저장조(26)와 같은 방식으로 취수라인을 연장시켜 박테리아 등의 측정이 가능한 또 다른 측정기구와 연결시킬 수도 있음은 물론이다.

상기 농축저장조(23)와 원수저장조(26)와 보조탱크(26') 역시 내부식성이 우수한 SUS 316과 같은 스테인레스 스틸 소재를 사용하여 제작하는 것이 바람직하고, 내부식성과 내화학성이 우수하면서도 부착면이나 조립면 또는 이음매가 없는 밀폐형 용기를 제조할 수 있는 합성수지, 예를 들어 아세탈(Acetal) 등을 사용하여 제작하는 것도 가능하다.

본 발명의 또 다른 요부는 여과기(2)의 린싱작업을 위한 린싱기구와 린싱방식의 개선사항으로서 도 1에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 여과기(2)를 에워싸는 링(Ring) 형태의 린싱파이프(6)가 여과기(2)의 높이 방향에 걸쳐 다수 개로 배치되는 한편, 상기 각각의 린싱파이프(6) 내주면에 다수 개의 세척노즐(4)이 설치된 것으로 하여 린싱기구가 구성된다.

이와 더불어, 상기 린싱파이프(6)에는 린싱펌프(15)로부터 연장되어 여과수 또는 청수를 세척수로 공급하는 세척수주입관(15a)이 연결 설치되고, 각각의 린싱파이프(6)는 연결파이프(5)에 의하여 서로 연통되는 세척수 주입통로를 형성함으로서, 린싱펌프(15)로부터 세척수주입관(15a)을 거쳐 공급된 세척수가 각각의 세척노즐(4)로 분사되어 여과기(2)의 린싱작업을 수행할 수 있게 된다.

상기 린싱작업은 여과기(2)의 표면으로 여과수를 분사시켜 하단집수부(3)를 통한 미생물의 농축작업을 수행하는 것으로서, 샘플링탱크(1)로의 밸러스트수 유입→여과기(2)에서의 미생물 농축 및 여과수의 배출→여과수 저장→여과수를 이용한 여과기(2)의 린싱(2~3회) 및 센싱챔버(8)로의 추출수 저장→여과수의 최종 배수의 과정이 1회의 싸이클을 이루며, 이와 같은 싸이클이 수 회 반복하여 수행되는 것이다.

상기와 같이 세척노즐(4)이 구비된 링 형태의 린싱파이프(6)를 여과기(2)의 외측에 높이 방향을 따라 다수 개로 배치시킨 상태에서 여과기(2)의 린싱작업을 수행토록 하면, 세척노즐(4)로부터 분사되는 세척수가 여과기(2)의 내측 표면에 붙어 있는 미생물을 해당 표면으로부터 탈락시키는 한편, 이와 같이 탈락된 미생물이 여과기(2)의 내부측 공간을 따라 하단집수부(3)로 모이게 되는 이상적인 샘플링 작업이 가능하게 된다.

상기와 같은 여과기(2)의 린싱작업을 보다 더 효율적으로 수행할 수 있도록, 샘플링탱크(1)의 상단 주연부에는 다수 개(도면상 3개)의 인장실린더(18)가 샘플링탱크(1)에 고정된 실린더브라켓(1a)을 기초로 하여 수직 하방으로 설치되고, 상기 인장실린더(18)의 피스톤로드(18a)가 여과기(2)의 상단보강테(2a) 부분과 연결 설치되어 있다.

따라서, 여과기(2)의 린싱작업시 상기 인장실린더(18)를 작동시켜 여과기(2)를 상부로 팽팽하게 당겨 놓은 상태에서 여과기(2)의 외측 표면으로 세척수를 분사시킬 수 있으며, 이로 인하여 얇은 천 재질로 이루어지는 여과기(2)가 세척수의 분사압력에 의하여 내부로 오목하게 들어가거나 그 형태가 찌그러드는 등의 변형을 방지토록 한 상태에서, 여과기(2)의 표면에 부착된 미생물의 탈락이 매우 원활하게 이루어지도록 함에 따라, 여과기(2)의 린싱작업 뿐만 아니라 청수를 이용한 여과기(2)의 최종 세척작업까지 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 것이다.

보다 더 바람직하게는, 여과기(2)를 에워싸는 링 형태의 린싱파이프(6)를 여과기(2)의 높이 방향에 걸쳐 다수 개로 배치하되, 각각의 린싱파이프(6)가 여과기(2)의 표면과 일정한 간격을 두고 이격되어 여과기(2)와 동일한 원추 형상으로 배치되도록 한 것이다.

상기와 같이 각각의 린싱파이프(6)를 여과기(2)와 동일한 원추 형태로 배치하게 되면, 린싱파이프(6)마다 설치된 세척노즐(4)과 여과기(2)의 외측 표면이 모두 동일한 거리에 놓이게 되므로, 여과기(2)의 상단측으로부터 하단측에 이르기까지 세척수의 분사압력이 골고루 균일하게 전달되어 한층 원활한 린싱작업 및 최종 세척작업이 가능하게 되는 것이다.

위와 같은 경우에 있어, 각각의 린싱파이프(6) 중에서 하단측에 배치되는 1개 내지 2개의 린싱파이프(6)를 제외한 상부측 린싱파이프(6)가 연결파이프(5)에 의하여 서로 연통되는 세척수 주입통로를 형성토록 하고, 하단측에 배치된 1개 내지 2개의 린싱파이프(6)는 상부측 린싱파이프(6)와 분리된 별도의 세척수 주입통로로 형성시킨 다음, 상기 린싱펌프(15)로부터 밸브기구(V)를 구비하는 2개의 세척수주입관(15a)을 연장시켜, 상부측 린싱파이프(6)와 하단측 린싱파이프(6)에 각각 개별적으로 연결시키는 것도 가능하다.

상기와 같은 방식으로 상부측 린싱파이프(6)와 하부측 린싱파이프(6)를 통한 세척수의 공급을 이원화시키게 되면, 2개의 세척수주입관(15a)에 설치된 밸브기구(V)를 모두 개방시켜 여과기(2)의 전체 표면에 대한 린싱작업을 수행할 수도 있고, 하단측 린싱파이프(6)용 세척수주입관(15a)의 밸브기구(V)만을 개방시켜 여과기(2) 하단측의 린싱작업을 별도로 분리하여 독립적으로 수행할 수 있다.

따라서, 미생물이 대량으로 부착되어 처리부하가 상대적으로 크게 되는 여과기(2) 하단부의 린싱작업을 필요시마다 독립적으로 추가 수행할 수 있는 한편, 해당 부위만을 통한 세척수의 공급이 가능하기 때문에 세척수의 낭비 또한 방지할 수 있으며, 이로 인하여 여과기(2) 하단부의 린싱작업을 신속하고 효율적으로 수행하여 미생물의 농축성능을 향상시킬 수 있는 것이다.

상기 린싱파이프(6)를 여과기(2)의 높이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 5개 정도로 배치하는 한편, 원추 형상의 여과기(2) 표면적에 맞추어 상부측 린싱파이프(6)로부터 하단측 린싱파이프(6)에 걸쳐 7개, 6개, 5개, 4개, 3개의 순으로 세척노즐(4)을 구분하여 설치하는 것이 바람직하지만, 린싱파이프(6)와 세척노즐(4)의 개수나 배치상태는 여과기(2)의 치수와 용량에 맞추어 임의대로 변경이 가능함을 밝혀두는 바이다.

또한, 상기 인장실린더(18)는 샘플링탱크(1)의 상단측에 고정된 실린더브라켓(1a)에 의하여 총 3개소에 설치되어 있는 바, 이는 여과기(2)를 상부로 끌어 당기는 실린더의 인장력이 여과기(2)의 상단보강테(2a)에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있도록 한 것으로서, 여과기(2)의 치수나 용량에 맞추어 최소 2개소 이상으로 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 세척수주입관(15a)을 거쳐 린싱파이프(6) 및 세척노즐(4)로 공급되는 세척수는 여과기(2)와 배출관(13)을 거쳐 배출된 여과수를 여과수저장조(19)에 저장시켜 놓았다가, 이를 린싱펌프(15)로 펌핑하여 여과기(2)의 린싱작업에 사용하는 것이 바람직하며, 여과기(2)의 최종 세척작업은 청수저장조(19')에 저장된 청수(담수)를 린싱펌프(15)로 펌핑하여 사용하는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 본 발명의 모니터링 시스템(100)에서는 샘플링탱크(1)의 하부에 상기 여과수저장조(19)와 청수저장조(19')가 구비된 수조케이스(20)를 배치시켰으며, 여과수의 배출관(13)은 샘플링탱크(1)의 바닥부와 연결된 상태에서 여과수저장조(19)로 연장되고, 상기 린싱펌프(15)로부터 밸브기구(V)를 구비하는 상태로 연장되는 2개의 세척수흡입관(15b)이 여과수저장조(19)와 청수저장조(19')의 내부로 각각 분리되어 삽입 설치된다.

또한, 상기 여과수저장조(19)와 청수저장조(19')는 격벽(19a)에 의하여 서로 구획된 상태로 수조케이스(20)의 내부에 삽입 설치되어 있고, 청수저장조(19')에는 효율적인 여과기(2)의 세척작업을 위하여 청수를 가열시키는 미도시된 히터가 설치되며, 필요시 해당 수조에 저장된 여과수와 청수를 외부로 배출시킬 수 있도록 드레인배관(20a)이 각각 설치되어 있고, 여과수저장조(19)의 상측부에는 오버플로우관(20b)이 연결 설치되어 있다.

도 3에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 상기 오버플로우관(20b)이 2개의 배관으로 설치되는 한편, 하나의 오버플로우관(20b)이 밸브기구(V)를 지난 위치에서 여과수저장조(19)용 드레인배관(20a)과 연결 설치되어 있는 바, 이러한 방식으로 2개의 오버플로우관(20b)을 적용시키게 되면, 배관구조를 단순화시키면서도 여과수저장조(19)로 배출되는 기준치 이상의 여과수를 신속하고 원활하게 배출시킬 수 있다.

상기와 같이 여과수저장조(19)와 청수저장조(19')가 구비된 수조케이스(20)를 샘플링탱크(1)의 하부에 일체형으로 설치하여 사용하는 것이, 배관설비를 단순화시키고 시스템의 전체적인 설치부피를 줄이는 측면에서 유리하지만, 공간적인 여건이 허락되지 않는 경우에는 선출원에서와 같이 여과수저장조(19)와 청수저장조(19')가 포함된 수조케이스(20)를 샘플링탱크(1)와 분리시켜 샘플링탱크(1)와 떨어진 장소에 설치할 수도 있다.

이 경우, 여과수의 배출관(13)은 샘플링탱크(1)의 바닥면으로부터 수조케이스(20)가 설치된 장소까지 연장되며, 상기 린싱펌프(15)와 세척수주입관(15a) 및 세척수유입관(15b) 역시 마찬가지로 샘플링장치(10)의 내부에서 외부로 노출되지 않도록 설치될 수도 있고, 샘플링장치(10)의 외부에 노출된 상태로 설치될 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

마지막으로, 샘플링탱크(1)와 린싱파이프(6)의 사이에는 여과기(2)보다 낮은 높이를 가지는 오버플로우탱크(11)가 설치되어 있으며, 상기 오버플로우탱크(11)와 샘플링탱크(1)의 사이에 해당하는 샘플링탱크(1)의 바닥면에는 여과수저장조(19)측으로 연장되는 보조배출관(14)이 연결 설치되어 있다.

상기와 같이 샘플링탱크(1)와 린싱파이프(6)의 사이에 여과기(2)보다 낮은 높이를 가지면서 상단부가 개구된 오버플로우탱크(11)를 설치하게 되면, 펌핑작동에 의한 밸러스트수의 강제적인 공급유량과 배출관(13)을 통한 여과수의 자연적인 배출유량에 다소 큰 차이가 발생하더라도, 샘플링탱크(1)와 오버플로우탱크(11) 사이의 공간이 이러한 유량의 차이를 완충시킬 수 있는 완충공간을 제공하게 된다.

따라서, 유입관(12)에 설치된 유량계(17)의 오작동 등으로 인하여 기준치(샘플링탱크의 내용적) 이상의 밸러스트수가 빠른 시간내에 샘플링탱크(1)로 과잉 공급되더라도, 여과기(2)를 거친 여과수가 오버플로우탱크(11)를 넘어 상기 완충공간으로 1차 유입된 다음 보조배출관(14)을 거쳐 배출되므로, 완충공간의 전체 용적을 초과하는 많은 량의 밸러스트수가 과잉 공급되지 않는 한, 여과기(2)를 거친 여과수가 여과기(2)의 내부로 다시 역류하지 않게 된다.

상기와 같이 여과기(2)를 거친 여과수가 여과기(2)의 내부로 다시 역류함에 따라 밸러스트수를 희석시키는 상황을 오버플로우탱크(11)에 의하여 효과적으로 차단시킬 수 있으며, 이로 인하여 샘플용 추출수에 포함된 미생물의 분포나 개체수 등의 측정데이터에 오차를 제공하는 또 다른 요인을 배제시킴으로서, 측정된 데이터의 신뢰도를 보다 더 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

상기 오버플로우탱크(11) 또한 샘플링탱크(1)와 마찬가지로 스테인레스 스틸 재질을 사용하는 것이 바람직하고, 표면장력에 따른 저항을 최소화시켜 과잉 공급된 밸러스트수 유량 만큼의 여과수가 완충공간으로 신속히 배출될 수 있도록, 오버플로우탱크(11)의 상단부는 톱니부로 형성시키는 것이 바람직하며, 오버플로우탱크(11)의 높이는 여과기(2) 높이의 4/5 정도가 바람직하다.

위에서 설명되어진 내용은 본 발명에 대한 이해의 편의를 돕기 위하여 최적 실시예만이 상세하게 설명되어진 것에 불과하며, 본 발명이 추구하고자 하는 기술적 사상의 범주를 벗어남이 없이 예시된 구조를 기초로 하여 다양한 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백한 사항이며, 본 발명은 이후에 첨부된 청구항에 기재된 기술적 내용을 기초로 평가되어져야 함을 밝혀두는 바이다.

일례를 들자면, 샘플링탱크(1)의 내부와 각각의 배관상에 센서를 설치하는 한편, 각각의 센서로부터 입력된 데이터를 미도시된 컨트롤러가 연산 처리하여, 모니터링 시스템(100)의 가동상태, 즉 밸러스트수의 유입, 여과수의 배출, 린싱 및 클리닝작업을 위한 밸브기구(V)나 펌프기구 등의 작동상태를 자동적으로 제어토록 하거나, 모니터링 시스템(100)의 가동 자체가 컨트롤러에 기입력된 조건에 따라 자동 수행되도록 할 수도 있다는 것이다.

1 : 샘플링탱크 1a : 실린더브라켓 2 : 여과기
2a : 상단보강테 3 : 하단집수부 4 : 세척노즐
5 : 연결파이프 6 : 린싱파이프 7 : 채수관
8 : 센싱챔버 9 : 미생물검출기 9a : 케이블
10 : 샘플링장치 11 : 오버플로우탱크 12 : 유입관
13 : 배출관 14 : 보조배출관 15 : 린싱펌프
15a : 세척수주입관 15b : 세척수유입관 16 : 메인밸브
17 : 유량계 18 : 인장실린더 18a : 피스톤로드
19 : 여과수저장조 19' : 청수저장조 19a : 격벽
20 : 수조케이스 20a,23a,26a : 드레인배관 20b : 오버플로우관
20c : 케이스도어 21 : 샘플링배관 22 : 분배관
23 : 농축여과조 24 : 농축여과기 24a : 여과기지지대
25,27 : 취수라인 26 : 원수저장조 26' : 보조탱크
27a : 하단유입구 27b : 중간유입구 27c : 상단유입구
28 : 정량토출펌프 29 : 검출챔버 30 : 장치케이스
31 : 수조테이블 100 : 모니터링 시스템 V : 밸브기구

Claims (7)

1. 샘플링탱크(1)의 상부면과 바닥면에는 밸러스트수의 유입관(12)과 여과수의 배출관(13)이 각각 연결 설치되고, 상기 샘플링탱크(1)의 내부에는 밸러스트수중의 미생물을 걸러내기 위한 원추 형상의 여과기(2)가 삽입 설치되며, 상기 여과기(2)의 외측에는 여과기(2)의 린싱기구가 설치되고, 상기 샘플링탱크(1)의 하부측에는 미생물이 포함된 추출수를 저장하는 센싱챔버(8)가 연결 설치되며, 상기 센싱챔버(8)는 밸브기구(V)를 구비하는 채수관(7)에 의하여 여과기(2)의 하단집수부(3)와 연결 설치되고, 상기 센싱챔버(8)의 하단에는 미생물검출기(9)가 설치된 선박용 밸러스트수의 모니터링 시스템에 있어서,
   상기 유입관(12)에는 샘플링배관(21)이 연결 설치되고, 상기 샘플링배관(21)으로부터 밸브기구(V)를 구비하는 2개의 분배관(22)이 연장되어 농축여과조(23)와 원수저장조(26)에 각각 연결 설치되며,
   상기 농축여과조(23)와 원수저장조(26)의 내부로부터 취수라인(25)(27)이 각각 연장 설치되고, 상기 각각의 취수라인(25)(27)이 정량토출펌프(28)를 거쳐 검출챔버(29)와 연결 설치되며,
   상기 농축여과조(23)의 내부에는 농축여과기(24)가 삽입 설치되고, 상기 농축여과조(23)용 취수라인(25)의 입구는 농축여과기(24)의 외측 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 센싱챔버(8)는 원추형의 용기로 형성되며, 상기 미생물검출기(9)는 원추형 센싱챔버(8)의 하단 꼭지점 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 유입관(12)에는 유량계(17)에 의하여 제어되는 메인밸브(16)가 설치되고, 상기 샘플링배관(21)은 메인밸브(16)와 유량계(17)가 설치되기 이전 위치에서 유입관(12)과 연결되며,
   상기 샘플링배관(21)의 입구측은 유입관(12)을 관통하여 유입관(12)의 내부로 삽입된 다음 밸러스트수의 유입 방향과 마주보는 방향으로 소정의 길이만큼 유입관(12)과 평행하게 연장 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 원수저장조(26)의 내부로 삽입된 취수라인(27)에는 원수저장조(26)의 높이 방향을 따라 다수 개의 파이프형 유입구가 제공되며,
   상기 유입구는 원수저장조(26)의 하부측으로부터 상부측으로 갈수록 그 길이와 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 린싱기구는, 여과기(2)를 에워싸는 링 형태의 린싱파이프(6)가 여과기(2)의 높이 방향에 걸쳐 다수 개로 배치되고, 상기 각각의 린싱파이프(6) 내주면에 다수 개의 세척노즐(4)이 설치된 것으로 이루어지며,
   상기 린싱파이프(6)에는 린싱펌프(15)로부터 연장되어 여과수 또는 청수를 세척수로 공급하는 세척수주입관(15a)이 연결 설치되고, 각각의 린싱파이프(6)는 연결파이프(5)에 의하여 서로 연통되는 세척수 주입통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플링탱크(1)의 상단 주연부에는 다수 개의 인장실린더(18)가 수직 하방으로 설치되고, 상기 인장실린더(18)의 피스톤로드(18a)가 여과기(2)의 상단보강테(2a)와 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템.
7. 제 5항에 있어서, 상기 샘플링탱크(1)의 하부에는 여과수저장조(19)와 청수저장조(19')가 구비된 수조케이스(20)가 설치되고, 상기 배출관(13)은 샘플링탱크(1)의 바닥측으로부터 여과수저장조(19)로 연장 설치되며,
   상기 린싱펌프(15)로부터는 밸브기구(V)를 구비하는 2개의 세척수유입관(15b)이 연장되어 여과수저장조(19)와 청수저장조(19')로 각각 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 밸러스트수의 정량분석 모니터링 시스템.

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