KR100463007B1 - Method and apparatus for exchanging ballast water in a ship - Google Patents
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Abstract
물에서 배가 전방으로 움직일 때 배에 작용하는 수압이 교환될 밸러스트 물의 수압보다 더 높은 배의 일부에 설치된 물 유입구(11), 밸러스트 탱크 내의 물 배출구(14) 및 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물보다 더 높은 압력으로 물을 밸러스트 탱크 내로 유입시키기 위해 상기 물 유입구(11)와 상기 밸러스트 탱크(6) 사이에 연장된 물 유입 통로(12)를 포함하는 배(5)의 밸러스트 탱크(6) 내의 밸러스트 물을 자동으로 교환하는 시스템. 이런 방식에서 밸러스트 물은 상기 배출구(14)를 통하여 밸러스트 탱크에서 배출되어 유입구(11)를 통해 유입된 물로 교환된다. 또한 배의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물을 교환하는 방법이 제공된다.When the ship moves forward in water, the water pressure acting on the ship is higher than the water inlet 11 installed in the part of the ship which is higher than the water pressure of the ballast water to be exchanged, the water outlet 14 in the ballast tank and the ballast water in the ballast tank. Ballast water in the ballast tank 6 of the vessel 5 including a water inlet passage 12 extending between the water inlet 11 and the ballast tank 6 for introducing water into the ballast tank. Exchange system. In this way, ballast water is discharged from the ballast tank through the outlet 14 and exchanged for water introduced through the inlet 11. There is also provided a method of exchanging ballast water in a ship's ballast tank.
Description
밸러스트 탱크는 배를 안정시키기 위하여 배에 설치된다. 이러한 기능을 수행하기 위하여 밸러스트 탱크는 밸러스트 물로 채워진다. 밸러스트 탱크에 도입된 물이 오염되거나 더러워질 가능성이 있기 때문에, 더러워진 물을 깨끗한 물로 교환할 필요성이 있게 된다.Ballast tanks are installed on the ship to stabilize the ship. To perform this function the ballast tanks are filled with ballast water. Since the water introduced into the ballast tank is likely to be contaminated or dirty, there is a need to replace the dirty water with clean water.
통상적으로, 밸러스트 물을 펌프를 사용하여 교환된다. 이것은 조작을 제어할 오퍼레이터는 물론이고 동력이 필요하다.Typically, ballast water is exchanged using a pump. This requires power as well as the operator to control the operation.
본 발명의 목적은 밸러스트 물의 교환을 용이하게 하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to facilitate the exchange of ballast water.
본 발명은 밸러스트 물을 교환하는 시스템이 설치된 배 뿐만 아니라 배의 밸러스트 탱크에 밸러스트 물을 교환하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for exchanging ballast water in a ballast tank of a ship as well as a ship in which a system for exchanging ballast water is installed.
본 발명은 다음의 도면을 참조하여 실시예에 의해 설명될 것이다.The invention will be explained by way of example with reference to the following figures.
도 1은 본 발명의 실시형태을 나타내는 것으로, 배의 뱃머리쪽의 개략적인사시도이다.1 shows an embodiment of the present invention, which is a schematic perspective view of the bow side of a ship.
도 2A는 본 발명의 실시형태에 따른 다수의 배출구와 유입구의 위치를 나타내는 배의 사시도이다.2A is a perspective view of a vessel showing the location of multiple outlets and inlets according to an embodiment of the invention.
도 2B는 도 2A의 각각의 배출구와 유입구의 수두 사이의 차이를 나타내는 상관관계를 도시한 도면이다.FIG. 2B shows a correlation representing the difference between the head of each outlet and inlet of FIG. 2A.
도 3A 및 3B는 본 발명의 실시형태에 따른 밸러스트 물 교환 조작을 도시하는 단면도이다.3A and 3B are sectional views showing the ballast water exchange operation according to the embodiment of the present invention.
도 4는 밸러스트 탱크내의 물 교환을 관찰하기 위한 시험장치의 개략적인 측면도이다.4 is a schematic side view of a test apparatus for observing water exchange in a ballast tank.
도 5는 도 4의 장치를 사용하여 탱크 내의 염농도 변화를 측정하는 시험결과를 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing test results for measuring changes in salt concentration in a tank using the apparatus of FIG. 4.
본 발명에 따르면, 물에서 배가 전방으로 움직일 때 배에 작용하는 수압이 교환될 밸러스트 물의 수압보다 더 높은 배의 일부에 물 유입구를 설치하고; 상기 더 높은 압력의 물을 유입구에서 밸러스트 탱크 내로 유입시키기 위해 교환될 밸러스트 물을 수용하는 밸러스트 탱크에 상기 물 유입구를 연결하고, 그리고 밸러스트물을 밸러스트 탱크에서 배출되도록 하기 위해 상기 유입구에서 유입되는 더 높은 압력의 물과 밸러스트 물 사이의 압력차를 이용하고 이것에 의해 밸러스트 물을 유입구에서 유입되는 물로 교환하는 단계를 포함하는 배의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물을 교환하는 방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a water inlet in a portion of the vessel where the water pressure acting on the vessel when the vessel moves forward in water is higher than the water pressure of the ballast water to be exchanged; Connect the water inlet to a ballast tank containing the ballast water to be exchanged to introduce the higher pressure water from the inlet into the ballast tank, and the higher inlet at the inlet to allow ballast water to exit the ballast tank. A method of exchanging ballast water in a ship's ballast tank is provided, which comprises using a pressure difference between water of pressure and ballast water, thereby exchanging ballast water with water entering the inlet.
또한 본 발명에 따르면, 물에서 배가 전방으로 움직일 때 배에 작용하는 수압이 교환될 밸러스트 물의 수압보다 더 높은 배의 일부에 설치된 물 유입구; 밸러스트 탱크 내의 물 배출구; 및 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물보다 더 높은 압력으로 물을 밸러스트 탱크 내로 유입시키고, 이것에 의해 밸러스트 물을 상기 배출구를 통하여 밸러스트 탱크에서 배출시키기 위해 상기 물 유입구와 상기 밸러스트 탱크 사이에 연장된 물 유입 통로를 포함하는 배의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물을 자동으로 교환하는 시스템이 제공된다.According to the present invention, there is also provided a water inlet installed in a portion of the vessel which is higher than the water pressure of the ballast water to be exchanged, the water pressure acting on the vessel when the vessel moves forward in the water; Water outlet in the ballast tank; And extending the water inlet passage between the water inlet and the ballast tank to introduce water into the ballast tank at a higher pressure than the ballast water in the ballast tank, thereby discharging the ballast water from the ballast tank through the outlet. A system is provided for automatically exchanging ballast water in a ballast tank of a containing vessel.
바람직하게는, 상기 물 유입구는 배의 전방 이동시에 수위 아래에 있는 배의 뱃머리 전방부에 위치되어 있다.Preferably, the water inlet is located at the front of the bow of the ship which is below the water level upon forward movement of the ship.
본 발명은 또한 위에서 설명된 밸러스트 물 교환 시스템이 구비된 배에 까지 확장된다.The invention also extends to ships equipped with the ballast water exchange system described above.
본 발명의 다른 목적과 장점들은 이하에서 설명되는 본 발명의 바람직한 실시형태의 설명으로부터 명확해질 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments of the present invention.
도 1과 도 2에서, 배(5)는 그 양쪽 옆을 따라 연장된 일련의 밸러스트 탱크(6)를 구비하고 있다. 물 유입구(11)는 도 1에 나타낸 것처럼 배(5)가 전방으로 진행할 때 수위(8) 아래쪽 위치의 배(5)의 뱃머리에 설치되어 있다. 유입구(11)는 배(5)가 전방으로 진행하는 동안 해수가 유입구(11) 내로 자연적으로 유입되기 쉽게 바깥쪽으로 테이퍼되어 있다.1 and 2, the vessel 5 is provided with a series of ballast tanks 6 extending along both sides thereof. The water inlet 11 is provided on the bow of the boat 5 at the position below the water level 8 as the boat 5 advances as shown in FIG. 1. The inlet 11 is tapered outward so that seawater naturally flows into the inlet 11 while the vessel 5 is moving forward.
일례로 강관 같은 물 유입통로(12)는 도 1에 나타낸 것처럼 밸러스트 탱크(6)를 통과하여 유입구(11)에서부터 연장되어 있다. 이 물유입통로는 도면부호 12.1로 나타낸 것처럼 배(5)의 양쪽 옆에 밸러스트 탱크(6)를 통과하여 연장되도록 분기되어 있다.For example, the water inflow passage 12, such as a steel pipe, extends from the inlet 11 through the ballast tank 6 as shown in FIG. This water inflow passage is branched so as to extend through the ballast tanks 6 on both sides of the ship 5, as indicated by 12.1.
각 밸러스트 탱크(6)는 그 탱크(6) 내로 물을 유입시키는 물유입통로(12)에 물 유입구(13)가 설치되어 있다. 도시된 바와 같이, 물유입구(13)는 탱크(6)의 한쪽에 위치되어 있다. 각 물유입구(13)는 물 유입구(13)를 개폐하는 밸브(13.1)가 설치되어 있다.Each ballast tank 6 is provided with a water inlet 13 in a water inlet passage 12 through which water is introduced into the tank 6. As shown, the water inlet 13 is located on one side of the tank 6. Each water inlet 13 is provided with a valve 13.1 for opening and closing the water inlet 13.
각 밸러스트 탱크(6)는 물 배출구(14) 및 배출구(14)를 개폐하는 밸브(14.1)가 설치되어 있다. 도시된 바와 같이, 배출구(14)는 배의 진행방향으로 볼때 유입구(13) 앞쪽에 위치되고 밸러스트 탱크(6)의 대향 단부의 바닥에 위치되어 있어서 물 유입구(13)에서 가장 멀리 떨어진 위치에 있게 된다.Each ballast tank 6 is provided with a valve 14.1 for opening and closing the water outlet 14 and the outlet 14. As shown, the outlet 14 is located in front of the inlet 13 in the forward direction of the ship and at the bottom of the opposite end of the ballast tank 6 so as to be located farthest from the water inlet 13. do.
밸브(11.1)는 필요에 따라 유입구(11)를 개폐하기 위해 유입구(11)에 설치되어 있다.The valve 11. 1 is provided at the inlet 11 to open and close the inlet 11 as necessary.
유입구(11)가 움직이는 배에 작용하는 수압이 높은 위치, 예를 들면 배(5)의 뱃머리 전방부의 수위(8) 아래 부분에 위치되어 있기 때문에, 유입구(11)와 배출구(14) 사이에 압력차, 또는 수두(water head)의 차이가 생긴다. 이것은 유입구(11)에서 탱크(6)로 물을 펌프로 유입시키기 위해 추가적인 동력을 필요로 하지 않고 물이 밸러스트 탱크(6)에 공급될 수 있게 한다. 수두차로 인하여, 유입구(11)로부터 들어온 물이 밸러스트 탱크(6)의 한쪽에서 유입구(13)를 통해 흘러 들어와서 대체를 필요로 하는 탱크(6)에 존재하는 더러운 밸러스트 물을 탱크(6)의 다른 쪽으로 몰아내어 배출구(14)를 통해 물이 배출되게 된다. 이러한 형태로, 항해 중에 더러운 밸러스트 물이 자동적으로 깨끗한 물로 대체된다.The pressure between the inlet 11 and the outlet 14 is because the inlet 11 is located at a position where the water pressure acting on the moving vessel is high, for example, below the water level 8 of the bow front of the boat 5. There is a difference in the car or water head. This allows water to be supplied to the ballast tank 6 without the need for additional power to pump water from the inlet 11 to the tank 6. Due to the water head difference, the water coming from the inlet 11 flows in through the inlet 13 on one side of the ballast tank 6 so that dirty ballast water present in the tank 6 which needs replacement is removed from the tank 6. It is driven to the other side and water is discharged through the outlet 14. In this form, dirty ballast water is automatically replaced by clean water during navigation.
밸브(11.1)가 닫히면, 유입구(11)로 물이 유입되는 것을 방지한다. 물 교환조작을 개시하기 전에, 밸브(14.1)가 열린다. 그 결과, 도 3A에 도시된 것처럼, 탱크(6) 내의 물이 중력하에서 배의 흘수선에 대응하는 높이까지 자동으로 배출된다.When the valve 11. 1 is closed, water is prevented from entering the inlet 11. Before starting the water exchange operation, the valve 14.1 is opened. As a result, as shown in FIG. 3A, the water in the tank 6 is automatically discharged to the height corresponding to the ship's draft line under gravity.
다음에, 밸브(11.1)와 밸브(13.1)가 열린다. 그러면 물이 물유입통로(12)를 통해 유입구(11)로부터 밸러스트 탱크(6) 내로 유입된다.Next, the valve 11.1 and the valve 13.1 are opened. Water is then introduced into the ballast tank 6 from the inlet 11 through the water inlet passage 12.
유입구(13)에서 물유입통로(12)내의 수압이 유입구(11)에서와 같고 탱크(6) 내의 밸러스트 물의 압력보다 높기 때문에, 도 3B에 도시된 것처럼, 탱크(6) 내의 압력은 탱크(6)의 반대쪽으로 가해지고 유출구(14)를 통해 배출된다.Since the water pressure in the water inlet passage 12 at the inlet 13 is the same as at the inlet 11 and is higher than the pressure of the ballast water in the tank 6, as shown in FIG. 3B, the pressure in the tank 6 is equal to the tank 6. ) And is discharged through the outlet 14.
더러운 밸러스트 물이 깨끗한 해수로 대체된 후, 밸브(11.1), 밸브(13.1) 및 밸브(14.1)은 닫히고, 물 교환 조작은 완료된다. 필요에 따라, 탱크(6) 내의 물은 펌프를 사용하여 원하는 수위까지 채워진다.After the dirty ballast water is replaced with clean seawater, the valve 11.1, the valve 13.1 and the valve 14.1 are closed, and the water exchange operation is completed. If necessary, the water in the tank 6 is filled to the desired level using a pump.
이상의 설명은 단일 밸러스트 탱크(6)에 관한 것이다. 그러나, 같은 조작이 더러운 밸러스트 물의 교환을 필요로 하는 다른 밸러스트 탱크(6)에 적용될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 물 배출구는 예를 들면 도 2A에서 도면부호 141, 142, 143 및 144로 표시된 배(5)의 다른 위치에 설치될 수 있다.The above description relates to a single ballast tank 6. However, the same operation can be applied to other ballast tanks 6 requiring the exchange of dirty ballast water. For this purpose, the water outlet can be installed, for example, at another position of the boat 5, indicated by reference numerals 141, 142, 143 and 144 in FIG. 2A.
유입구(11)와 배출구(141) 사이의 수두 차이는 도 2B에 도시되어 있다.The head difference between inlet 11 and outlet 141 is shown in FIG. 2B.
시험예Test Example
다음 시험은 추가적인 동력이 필요없이 수압의 차이에 의해 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물의 교환을 설명하기 위해 행해졌다.The next test was conducted to account for the exchange of ballast water in the ballast tank by the difference in water pressure without the need for additional power.
시험 장치는 도 4에 나타냈다. 유입구(11)에 상응하는 수압을 발생시키는 탱크(21)를 설치하였다. 깨끗한 물을 탱크(21) 내로 유입시켰다. 도시된 바와 같이,탱크(21)에 과잉량을 공급하였다. 밸러스트 탱크(6)에 상응하는 밀봉 탱크(22)를 설치하였다. 탱크(22)에 염수를 채우고 다수의 염농도 검출 지점(1 내지 9)을 탱크(22) 내에 설치하였다. 배출구(14)를 시뮬레이트하기 위해 수압을 발생시키는 탱크(23)를 설치하였다. 탱크(23)에 과잉량을 공급하였다. 탱크(21)와 탱크(22)를 물 통로(24)에 의해 연결시켰다. 또한, 탱크(22)와 탱크(23)를 물 통로(25)에 의해 연결시켰다.The test apparatus is shown in FIG. A tank 21 for generating water pressure corresponding to the inlet 11 was installed. Clean water was introduced into tank 21. As shown, the excess amount was supplied to the tank 21. A sealing tank 22 corresponding to the ballast tank 6 was installed. The tank 22 was filled with brine and a number of salt concentration detection points 1 to 9 were installed in the tank 22. A tank 23 for generating water pressure was installed to simulate the outlet 14. The excess amount was supplied to the tank 23. The tank 21 and the tank 22 were connected by the water passage 24. In addition, the tank 22 and the tank 23 were connected by the water passage 25.
탱크(21) 내의 수위가 탱크(22) 내의 수위보다 더 높게 되도록 배열하고 탱크(23) 내의 수위가 탱크(22) 내의 수위보다 더 낮게 되도록 배열하여 물교환을 시험하였다. 수위 차이를 이용하여 탱크(21)에서 탱크(22)로 깨끗한 물을 공급시켰다. 탱크(22) 내의 서로 다른 염농도 검출 지점(1 내지 9)에서 염농도 변화를 측정하였다.The water exchange was tested by arranging the water level in the tank 21 to be higher than the water level in the tank 22 and the water level in the tank 23 to be lower than the water level in the tank 22. The water level difference was used to supply clean water from the tank 21 to the tank 22. The salt concentration change was measured at different salt concentration detection points 1-9 in the tank 22.
배가 15 노트의 속도로 항해하는 것에 상응하는 수압차에 기인하는 각각의 염농도 검출 지점(1 내지 9)에서 시간에 따른 염농도 변화를 도 5에 나타냈다. 염농도가 통과 60분후 최초값의 약 1/4로 감소되어 탱크(22) 내의 염수의 약 3/4이 교환되었음을 나타냈다.5 shows the change in salt concentration over time at each salt concentration detection point 1 to 9 due to the hydraulic pressure difference corresponding to the ship sailing at a speed of 15 knots. The salt concentration was reduced to about one quarter of the original value after 60 minutes of passage, indicating that about three quarters of the brine in the tank 22 was exchanged.
본 발명은 위에서 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 위에서 설명한 실시형태에서, 유입구(11)는 항해시에 배에 작용하는 수압이 가장 높은 뱃머리의 전방부의 수위 아래 위치에 설치되어 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 수압이 밸러스트 탱크(6) 내의 수압보다 더 높기만 하면 다른 위치에 설치할 수도있다.The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications are possible within the technical spirit of the present invention. For example, in the embodiment described above, the inlet 11 is provided at a position below the level of the front part of the bow with the highest water pressure acting on the ship at the time of sailing. However, the present invention is not limited to this, and may be provided in another position as long as the water pressure is higher than the water pressure in the ballast tank 6.
또한, 위에서 설명한 실시형태에서, 물 유입통로(12)는 분기되어 배의 양쪽에 있는 각각의 밸러스트 탱크(6)에 연결되어 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 다수의 밸러스트 탱크(6)에 상응하는 물 유입 통로(12)가 설치되도록 배열되어, 다수의 물 유입 통로(12)의 각각의 단부가 밸러스트 탱크(6)의 각각에 연결되도록 할 수 있다. 그러므로, 물 유입 통로(12)의 분기와는 다르게, 교환되는 물은 같은 압력에서 밸러스트 탱크(6)의 각각에 공급될 수 있다.In addition, in the embodiment described above, the water inflow passage 12 is branched and connected to each ballast tank 6 on both sides of the ship. However, the present invention is not limited to this, and is arranged such that water inflow passages 12 corresponding to the plurality of ballast tanks 6 are installed so that each end of the plurality of water inflow passages 12 has a ballast tank ( 6) can be connected to each. Therefore, unlike the branch of the water inflow passage 12, the water to be exchanged can be supplied to each of the ballast tanks 6 at the same pressure.
본 발명의 장점은 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물이 항해하는 배에 의해 발생되는 동력 이외의 다른 동력을 적용하지 아니하고 교환될 수 있고, 따라서 밸러스트 물의 교환시에 추가의 에너지 비용이 필요없다는 것이다. 또한, 동력의 적용을 조작하는 오퍼레이터가 필요없게 되고 그에 따른 비용을 절감할 수 있다.An advantage of the present invention is that the ballast water in the ballast tank can be exchanged without applying power other than the power generated by the sailing ship, thus eliminating the need for additional energy costs in the exchange of ballast water. In addition, there is no need for an operator to manipulate the application of power, thereby reducing the cost.
본 명세서에서는 본 발명의 바람직한 실시형태만을 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고 첨부된 청구의 범위 내에서 여러가지 변형이 가능하다.Although only the preferred embodiment of this invention was described in detail in this specification, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible for it within the attached Claim.
Claims (6)
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Legal Events
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| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |