ITGE20110038A1

ITGE20110038A1 - "SYSTEM OF MANAGEMENT OF WATERS OF ZAVORRA DELLE NAVI"

Info

Publication number: ITGE20110038A1
Application number: IT000038A
Authority: IT
Inventors: Roberto Costanzo; Riccardo Sabatini; Ivan Tortarolo
Original assignee: Roberto Costanzo; Riccardo Sabatini; Ivan Tortarolo
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2012-10-08

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: “Sistema di gestione delle acque di zavorra delle navi”, DESCRIPTION of the patent for industrial invention entitled: "Ship ballast water management system",

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un sistema di gestione delle acque di zavorra delle navi. The present invention relates to a ship's ballast water management system.

Come è noto esistono dei regolamenti, ad esempio le Convenzioni e i Regolamenti deH’International Maritime Organization (IMO), che prevedono la necessità, per le navi, di sistemi di gestione per le cosiddette acque di zavorra, compresi eventuali fanghi presenti nei compartimenti adibiti al contenimento di tali acque di zavorra. Tale gestione delle acque di zavorra prevede restrizioni finalizzate all'eliminazione e/o riduzione, per esempio, del fenomeno chimico-biologico-fisico di trasferimento di sostanze, microorganismi e/o invertebrati/animali/organismi acquatici pericolosi e/o patogeni da un comparto marino ad un altro attraverso il trasferimento di acque di zavorra e sedimenti. Questo trasferimento avverrebbe durante i cambi del livello di riempimento di uno o più locali adibiti al contenimento delle acque di zavorra di una nave. Tale trattamento delle acque di zavorra prevede quindi normalmente l’impiego di complesso e costosi impianti di trattamento delle acque e/o l’impiego di agenti chimici o biochimici. As is known, there are regulations, for example the Conventions and Regulations of the International Maritime Organization (IMO), which provide for the need, for ships, of management systems for the so-called ballast water, including any sludge present in the compartments used for containment of such ballast waters. This management of ballast water includes restrictions aimed at eliminating and / or reducing, for example, the chemical-biological-physical phenomenon of transfer of dangerous and / or pathogenic substances, microorganisms and / or invertebrates / animals / aquatic organisms from a compartment to another by transferring ballast water and sediment. This transfer would occur during changes in the fill level of one or more rooms used to contain a ship's ballast water. Such ballast water treatment therefore normally involves the use of complex and expensive water treatment plants and / or the use of chemical or biochemical agents.

Lo scopo della presente invenzione è un sistema di gestione delle acqua di zavorra in grado di consentire un ricambio continuo o discontinuo delle acque di zavorra, in modo tale che nei compartimenti di zavorra l’acqua presente sia sempre simile all’acqua del mare in cui si trova la nave, senza quindi la necessità di aggiungere prodotti chimici e/o effettuare trattamenti fisici e/o chimico fisici e/o biochimici alle acque di zavorra prima del loro scarico in mare. The purpose of the present invention is a ballast water management system capable of allowing a continuous or discontinuous replacement of the ballast water, so that in the ballast compartments the water present is always similar to the sea water in which the ship is located, therefore without the need to add chemical products and / or carry out physical and / or chemical physical and / or biochemical treatments to the ballast waters before their discharge into the sea.

Tale scopo viene raggiunto da un sistema di gestione delle acque di zavorra per navi secondo la rivendicazione 1. This object is achieved by a ballast water management system for ships according to claim 1.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche del presente sistema sono riportate nelle rivendicazioni dipendenti. Further advantageous characteristics of the present system are reported in the dependent claims.

Mediante il presente sistema è possibile sostituire con acqua di mare, in maniera preimpostabile, l'acqua di zavorra presente a bordo della nave, o anche modificarne il contenuto, in maniera continua o discontinua, anche durante la navigazione della nave. Ciò consente di sostituire in maniera progressiva l'acqua di zavorra che viene così ad essere uguale, o simile, a quella del mare circostante la nave. Il presente sistema consente anche di utilizzare l'acqua di zavorra per il raffreddamento del motore sostituendola con nuova acqua attinta dalla zona di mare in cui si trova la nave. Alternativamente si può impiegare l'acqua in uscita dal complesso degli apparati soggetti a raffreddamento, per esempio del motore principale, per sostituire e/o modificare il livello di zavorra presente nelle casse. By means of this system it is possible to replace the ballast water present on board the ship with sea water, in a pre-settable manner, or even to modify its content, continuously or discontinuously, even during the navigation of the ship. This allows you to progressively replace the ballast water which thus becomes the same or similar to that of the sea surrounding the ship. This system also allows the use of ballast water to cool the engine by replacing it with new water drawn from the sea area in which the ship is located. Alternatively, it is possible to use the water coming out of the complex of the apparatuses subject to cooling, for example of the main motor, to replace and / or modify the level of ballast present in the boxes.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione verranno meglio compresi nel corso della seguente descrizione, considerata a titolo esemplificativo e non limitativo e riferita ai disegni allegati, nei quali: Further characteristics and advantages of the present invention will be better understood in the course of the following description, considered by way of non-limiting example and referring to the attached drawings, in which:

- la fig. 1 illustra uno schema a blocchi di un prima forma esecutiva del presente sistema di gestione delle acque di zavorra delle navi; e - fig. 1 illustrates a block diagram of a first embodiment of the present ship ballast water management system; And

- la fig. 2 illustra uno schema a blocchi di una seconda forma esecutiva del presente sistema; - fig. 2 illustrates a block diagram of a second embodiment of the present system;

- la fig. 3 illustra uno schema a blocchi di una terza forma esecutiva della presente invenzione; e - fig. 3 illustrates a block diagram of a third embodiment of the present invention; And

- la fig. 4 illustra una variante della forma esecutiva della terza forma esecutiva del presente sistema. - fig. 4 illustrates a variant of the embodiment of the third embodiment of the present system.

Con riferimento a tali disegni allegati e con particolare riferimento alla fig. 1 degli stessi, il blocco 1 indica il complesso zavorra, comprendente le varie casse di zavorra ed altri elementi quali valvole, doppi fondi, pompe, servizi accessori ecc.. Tale complesso zavorra 1 si trova normalmente a bordo di una qualunque nave. Tale complesso zavorra 1 comprende a monte una linea 2 di alimentazione di acqua prelevata dal mare 3. In tale linea 2, comprendente una o più opportune condutture, è prevista almeno una valvola 4 di regolazione del flusso d’acqua in ingresso al complesso zavorra 1. A valle del complesso zavorra 1 è prevista una linea 5 di scarico in mare dell’acqua dal complesso zavorra 1. Anche in tale linea è prevista una relativa valvola 4 di regolazione del flusso d’acqua. Il blocco 6 schematizza il complesso degli elementi che a bordo di una nave normalmente necessitano di raffreddamento, ad esempio il o i motori principali e/o altri apparati. A monte di tale complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento è prevista una linea 7 di prelievo di acqua dal mare 3, provvista di relativa valvola 4 di regolazione del flusso d’acqua, mentre a valle di tale complesso è prevista una linea 8 di scarico in mare dell’acqua utilizzata per il raffreddamento degli apparati, come detto il o i motori principali e/o altri. Tale complesso zavorra 1 e tale complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento nelle navi attualmente esistenti sono separati tra loro. Secondo una prima forma esecutiva del presente sistema, a valle del complesso zavorra 1 è posizionata un’ulteriore linea 9 d prelievo di una certa quantità d’acqua dalle casse di zavorra del complesso 1. In tale linea 9, comprendente una o più condutture di trasporto dell’acqua, è prevista almeno una valvola 10 di regolazione del flusso d’acqua. La quantità d’acqua prelevata dal complesso zavorra 1 viene inviata nella linea 7 di alimentazione dell’acqua di mare e quindi al complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento. With reference to these accompanying drawings and with particular reference to fig. 1 of the same, block 1 indicates the ballast assembly, comprising the various ballast boxes and other elements such as valves, double bottoms, pumps, accessory services, etc. This ballast assembly 1 is normally found on board any ship. Said ballast assembly 1 comprises upstream a line 2 for feeding water taken from the sea 3. In this line 2, comprising one or more suitable pipes, at least one valve 4 is provided for regulating the flow of water entering the ballast assembly 1 Downstream of the ballast assembly 1 there is a line 5 for discharging the water from the ballast assembly 1 into the sea. A relative valve 4 for regulating the flow of water is also provided in this line. Block 6 schematizes the complex of elements which on board a ship normally require cooling, for example the main engine or engines and / or other equipment. Upstream of this assembly 6 of the apparatuses subject to cooling, a line 7 for drawing water from the sea 3 is provided, equipped with a relative valve 4 for regulating the flow of water, while a discharge line 8 is provided downstream of this assembly. in the sea of the water used for cooling the equipment, as mentioned, the main engine or engines and / or others. This ballast assembly 1 and this assembly 6 of the apparatuses subjected to cooling in the currently existing ships are separated from each other. According to a first embodiment of the present system, downstream of the ballast assembly 1 there is a further line 9 for drawing a certain quantity of water from the ballast boxes of the assembly 1. In this line 9, comprising one or more ducts water transport, at least one water flow adjustment valve 10 is provided. The amount of water taken from the ballast complex 1 is sent to the sea water supply line 7 and then to the complex 6 of the equipment subject to cooling.

Nella seconda forma esecutiva del presente sistema, si veda lo schema a blocchi di fig. 2, è prevista un linea 9’ di prelievo di una certa quantità di acqua scaricata dalla linea 8 di raffreddamento del complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento. L’acqua prelevata dalla linea 9’ viene inviata alle casse di zavorra del complesso zavorra 1. Anche in tale linea 9 è prevista una valvola 10’ di regolazione della portata d’acqua. In the second embodiment of the present system, see the block diagram of fig. 2, a line 9 'is provided for the withdrawal of a certain amount of water discharged from the cooling line 8 of the complex 6 of the apparatus subject to cooling. The water taken from line 9 'is sent to the ballast tanks of the ballast complex 1. Also in this line 9 there is a 10' valve for regulating the water flow.

In entrambe le forme esecutive illustrate nelle figure 2 il presente sistema prevede dei mezzi di pompaggio dedicati, a tal proposito si vedano le pompe 11 , 12 e 13 riportate a titolo esemplificativo rispettivamente nella linea 2 di alimentazione di acqua al complesso zavorra, nella linea 5 all’uscita del complesso zavorra 1 e nella linea 7 di raffreddamento. Naturalmente nel presente sistema potrebbero essere previste più linee 2, 5, 7, 8 e 9, quindi i mezzi di pompaggio potrebbero anche essere in numero maggiore rispetto a quanto illustrato. In both embodiments illustrated in figures 2, the present system provides for dedicated pumping means, in this regard see the pumps 11, 12 and 13 shown by way of example respectively in line 2 for supplying water to the ballast complex, in line 5 at the outlet of the ballast assembly 1 and in the cooling line 7. Naturally, in the present system more lines 2, 5, 7, 8 and 9 could be provided, therefore the pumping means could also be in a greater number than illustrated.

Il funzionamento del sistema secondo le due forme esecutive descritte è facilmente intuibile. In entrambi i casi il sistema sarà cooperante con un’unità di gestione e comando delle varie operazioni collegata ad esempio alle valvole 10 e 10’ di regolazione, mediante la quale si potrà impostare la quantità d’acqua da prelevare nel primo caso dall’uscita del complesso zavorra 1 e, nell’altro caso, dall’uscita del complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento. Le linee 9 e 9’ verranno impiegate quando a bordo della nave si desidera sostituire una parte o la totalità dell’acqua di zavorra presente nel complesso 1 , mentre normalmente tali linee resteranno in stand-by. Considerando ad esempio la forma esecutiva di fig. 1 del sistema, mediante l’unità di comando verrà impostato un valore di portata di acqua da prelevare dalla linea 5 posta a valle delle casse di zavorra del complesso 1 e da inviare sulla linea 7 posta a monte del complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento. Supponendo che la portata d’acqua necessaria per il raffreddamento del complesso 6 sia di 8000 m<3>/h, mediante l’unità di comando verrà impostato che dal mare 3 vengano prelevati ad esempio 6000 m / h d’acqua, mentre i 2000 m<3>/h mancanti verranno prelevati dalla linea 5 mediante la linea 9. Dal complesso zavorra 1 sono stati pertanto prelevati 2000 m / h, quindi l’unità di gestione comanderà ai normali sistemi di aspirazione dell’acqua dal mare di prelevare 2000 m<3>/h di acqua della zona di mare in cui si trova la nave mediante la linea 2 e inviarla quindi al complesso zavorra. Ciò che in definitiva si è ottenuto nell’esempio sopra descritto è di avere sostituito parte dell’acqua di zavorra del complesso 1 con nuova acqua di zavorra, mantenendo sempre il livello preimpostato e desiderato delle casse di zavorra. Vantaggiosamente quindi, il flusso d’acqua di mare prelevata dal complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento può essere ridotto in funzione dell’apporto di acqua di zavorra che proviene dalla linea 9, riducendo pertanto la potenza installata al dispositivo di aspirazione dal mare dell’acqua di raffreddamento. Tale potenza potrà essere impiegata per attingere la nuova acqua di zavorra dal mare dalla linea 2. The operation of the system according to the two embodiments described can be easily understood. In both cases, the system will cooperate with a management and control unit for the various operations connected for example to the regulation valves 10 and 10 ', by means of which the quantity of water to be withdrawn from the outlet in the first case can be set. of the ballast assembly 1 and, in the other case, from the outlet of the assembly 6 of the apparatuses subject to cooling. Lines 9 and 9 'will be used when on board the ship you want to replace part or all of the ballast water present in complex 1, while normally these lines will remain in stand-by. Considering for example the embodiment of fig. 1 of the system, by means of the control unit a water flow rate value will be set to be taken from the line 5 located downstream of the ballast boxes of the complex 1 and to be sent to the line 7 located upstream of the complex 6 of the apparatus subject to cooling . Assuming that the water flow rate necessary for cooling the complex 6 is 8000 m <3> / h, the control unit will set that from the sea 3 for example 6000 m / h of water are drawn, while the 2000 m <3> / h missing will be taken from line 5 through line 9. From the ballast complex 1, 2000 m / h have therefore been taken, so the management unit will command the normal water intake systems from the sea to take 2000 m <3> / h of water of the sea zone in which the ship is located via line 2 and then send it to the ballast complex. What was ultimately obtained in the example described above is to have replaced part of the ballast water of the complex 1 with new ballast water, always maintaining the pre-set and desired level of the ballast boxes. Advantageously, therefore, the flow of sea water taken from the complex 6 of the apparatuses subject to cooling can be reduced according to the supply of ballast water coming from line 9, thus reducing the installed power to the suction device from the sea of the cooling water. This power can be used to draw the new ballast water from the sea from line 2.

Come visto quindi, il consumo energetico della nave rimane vantaggiosamente pressoché costante anche con l’aggiunta di un circuito di collegamento delle linee di alimentazione dell’acqua al complesso zavorra e delle linee di alimentazione di acqua al complesso degli apparati soggetti a raffreddamento. Quest’ultima considerazione vale anche per la seconda forma esecutiva del sistema di fig. 2. As seen therefore, the energy consumption of the ship remains advantageously almost constant even with the addition of a circuit for connecting the water supply lines to the ballast complex and the water supply lines to the complex of the equipment subject to cooling. This last consideration also applies to the second embodiment of the system of fig. 2.

Il sistema secondo la forma esecutiva di fig. 2 funziona in maniera analoga al sistema di fig. 1, con la differenza che l’acqua di ricambio dell’acqua di zavorra del complesso 1 viene prelevata, con il controllo dell’unità di comando, a valle del complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento, quindi man mano che dalla linea 5 viene scaricata acqua di zavorra in mare si procederà al reintegro della stessa prelevandola dalla linea 9’. The system according to the embodiment of fig. 2 works in a similar way to the system of fig. 1, with the difference that the replacement water of the ballast water of the complex 1 is withdrawn, with the control of the control unit, downstream of the complex 6 of the apparatuses subject to cooling, therefore as it gradually flows from the line 5 once the ballast water has been discharged into the sea, it will be replenished by taking it from line 9 '.

In fig. 3 è illustrata una terza forma esecutiva del presente sistema. In tale forma esecutiva è prevista una linea di parziale ricircolo 14 mediante la quale viene prelevata acqua a valle del complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento, viene inviata nel complesso zavorra 1 e viene reintrodotta a monte della linea 7,8 di raffreddamento. Vantaggiosamente, in questa forma esecutiva, viene utilizzata solamente la pompa 15 della linea 7,8 del complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento invece che utilizzare una serie di pompe dedicate. In fig. 3 shows a third embodiment of the present system. In this embodiment, a partial recirculation line 14 is provided by means of which water is drawn downstream of the complex 6 of the apparatuses subject to cooling, is sent to the ballast assembly 1 and is reintroduced upstream of the cooling line 7,8. Advantageously, in this embodiment, only the pump 15 of the line 7,8 of the complex 6 of the apparatuses subject to cooling is used instead of using a series of dedicated pumps.

Tale vantaggio dell’utilizzo di una sola pompa 15 è conseguibile anche con la variante del sistema illustrata in fig. 4. In tale variante l’acqua viene prelevata a monte del complesso 6 degli apparati soggetti a raffreddamento ed inviata al complesso zavorra 1. La linea 14’ di parziale ricircolo prevede, a valle del complesso zavorra 1 , una diramazione recante un tratto 16 mediante il quale è possibile scaricare parte dell’acqua proveniente da tale complesso zavorra 1 direttamente in mare 3. This advantage of using a single pump 15 is also achievable with the variant of the system illustrated in fig. 4. In this variant the water is withdrawn upstream of the complex 6 of the apparatuses subject to cooling and sent to the ballast complex 1. The partial recirculation line 14 'provides, downstream of the ballast complex 1, a branch bearing a section 16 by means of which it is possible to discharge part of the water coming from this ballast complex 1 directly into the sea 3.

In tutte le forme esecutive illustrate del presente sistema, intervenendo sulla portata in ingresso o in uscita dal complesso zavorra, è possibile mantenere o variare il contenuto d’acqua nelle casse di zavorra. Entrambe le forme esecutive del presente sistema illustrate nelle figure consente di effettuare un ricambio dell’acqua di zavorra presente nei compartimenti del complesso 1 della nave per un numero di volte predeterminato in base alle necessità. Tale ricambio dell’acqua di zavorra può essere continuo o discontinuo e consente di avere sempre nel complesso zavorra 1 dell’acqua simile all’acqua di mare della zona in cui si trova la nave, eliminando così la necessità di impiegare agenti chimici, biochimici e/o l’impiego di complessi e costosi impianti di trattamento delle acque di zavorra. In all the illustrated embodiments of this system, by intervening on the inlet or outlet flow from the ballast complex, it is possible to maintain or vary the water content in the ballast boxes. Both of the embodiments of the present system illustrated in the figures allows for a replacement of the ballast water present in the compartments of the ship complex 1 for a predetermined number of times according to the needs. This exchange of ballast water can be continuous or discontinuous and allows to always have in the complex ballast 1 water similar to the sea water of the area in which the ship is located, thus eliminating the need to use chemical, biochemical and / or the use of complex and expensive ballast water treatment plants.

In alternativa a quanto descritto precedentemente, il presente sistema di gestione delle casse di zavorra potrebbe prevedere un’unica linea di prelievo di acqua dal mare e di scarico in mare della stessa: la regolazione del livello d’acqua del complesso e/o delle casse di zavorra avverrebbe pertanto mediante tale unica linea, escludendo così la linea di alimentazione e scarico dell’acqua di mare degli apparati soggetti a raffreddamento. As an alternative to what has been described above, the present ballast tank management system could envisage a single line for taking water from the sea and discharging it into the sea: the regulation of the water level of the complex and / or of the tanks. ballast would therefore take place through this single line, thus excluding the sea water supply and discharge line of the equipment subject to cooling.

Claims

CLAIMS 1. Ballast water management system for ships, comprising a ballast assembly (1) provided with one or more lines (2, 5) for supplying and discharging ballast water and a complex (6) of equipment subject to cooling provided of one or more lines (7, 8) for supplying and discharging cooling water, characterized in that said lines (2, 5, 7, 8) for supplying and discharging water from the ballast assembly (1) and for supplying and water discharge of the complex (6) of devices subject to cooling are connected by means of a circuit (9, 9 ', 10, 10', 14, 14 ') capable of carrying out a continuous or discontinuous exchange between the water taken from the sea and sent to the lines (7, 8) of the complex (6) of the equipment subject to cooling and the water of the lines (2, 5) of the ballast complex (1), so as to allow a continuous or discontinuous exchange of the ballast water present overall ballast (1) with seawater from the area where the ship is located, manta rays by constant or by varying pre-established and pre-settable values the amount of ballast water present in said complex (1).

2. System according to claim 1, characterized in that said circuit comprises at least one line (9) for transferring at least part of the water leaving the ballast assembly (1) to the sea water supply line (7) to the complex (6) of the organs subject to cooling.

3. System according to claim 1, characterized in that said circuit comprises at least one line (9 ') for transferring at least part of the water leaving the complex (6) of the apparatuses subject to cooling towards the supply line (2) of the water to the ballast complex O)

4. System according to claim 1, characterized in that said circuit comprises at least one line (14, 14 ') for at least partial recirculation of the water drawn from said one or more lines (7, 8) for supplying and discharging water from cooling and sent to said ballast assembly (1).

5. System according to claim 4, characterized by the fact that said line (14 ') of at least partial recirculation includes a section (16) of any discharge into the sea of at least part of the water leaving the ballast complex (1).

6. System according to any of the preceding claims, characterized by the fact that in said lines (9, 9 ', 14, 14') there are means (10, 10 ') for regulating and controlling the water flow.

7. System according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a control unit for regulating and controlling the flow of water exchanged between the water taken from the sea and sent to the lines (7, 8) of the complex (6) of the apparatus subject to cooling and the water of the lines (2, 5) of the ballast complex (1).