KR101033537B1 - 선박용 배출폐유 오염도 측정시스템 - Google Patents

선박용 배출폐유 오염도 측정시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기름을 하역한 후 선박의 내부에 남아있는 폐유를 희석시켜 배출하기 위해 폐유의 오염도를 측정하는 선박용 배출폐유 오염도 측정시스템에 있어서, 광원에 연결되어 기름과 물의 혼합되어 배출되는 배출로에 설치되어 광을 조사하는 제 1광섬유센서;와, 상기 제 1광섬유센서에서 조사되는 광이 기름과 물이 혼합된 폐유를 거쳐 입사되는 광이 수광될 수 있도록 수광부에 연결되어 상기 제 1광섬유센서와 서로 대면하게 배출로에 고정되는 제 2광섬유센서;와, 상기 광원와 수광부를 보호하기 위해 내부에 내장시키고, 상부로는 제 1광섬유센서와 제 2광섬유센서를 고정하는 고정드럼; 및 상기 고정드럼에 전기적으로 연결되어 수신되는 수광부의 측정값에 따라 기름오염도를 측정하여 물탱크의 제 1유로에 설치되는 제 1솔레노이드밸브와 폐유탱크의 제 2유로에 설치되는 제 2솔레노이드밸브를 단속하는 제어부;를 포함하여 이루어지되, 상기 제 1광섬유센서 및 제 2광섬유센서는 충격에 의해 손상되어도 전체 면적에 일정한 광이 조사되거나 입사될 수 있도록 중간부위에 광섬유가닥을 교번시킨 교번부가 형성되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
광섬유센서, 광섬유, 선박, 폐유, 드럼, 솔레노이드, 포토다이오드

Description

선박용 배출폐유 오염도 측정시스템{a measurement system a pollution level for Waste oil discharge of a Vessel}
본 발명은 기름을 하역한 후 선박의 내부에 남아있는 폐유를 희석시켜 배출하기 위해 배출로 상에서 폐유의 오염도를 측정하는 선박용 배출 폐유 오염도 측정시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물과 폐유가 섞인 배출로에 광을 조사/입사할 수 있는 2개의 광섬유센서를 설치하되, 상기 각 광섬유센서는 충격에 의해 일부 손상되어도 전체 면적에 일정한 광이 조사되거나 입사될 수 있도록 중간부위에 광섬유가닥을 교번시킨 교번부가 형성되고, 더불어 수광부에 입사되는 광의 수신감도 또는 광원에서 조사되는 광의 특정파장만을 발진 되도록 광섬유센서를 연결하는 커넥터의 내부에 시안필터와 적외선필터를 구비하고, 이로써 배출로의 오염도에 따라 제어부를 통해 비교판단하여 물탱크와 폐유탱크의 밸브를 자동으로 조절할 수 있게 한 구조의 선박용 배출폐유 오염도 측정시스템에 관한 것이다.
일반적으로 유조선의 내부에 있는 배출 폐유 오염도 측정시스템은 유조선의 기름을 하역한 후, 회항하면서 탱크 속의 남은 폐유를 물과 섞어서 규정된 오염기준 이하의 상태로 선박 외부에 배출하는 장비이며, 이때 배출되는 물과 섞인 기름의 오염도를 측정하는 것이 광섬유센서이다.
종래의 광섬유센서(9)는 도 1과 같이 내부에 들어있는 광섬유가닥의 중앙부위가 일부가 단락되거나 손상되었을 때, 광원(1)에 광은 중앙지점이 광이 나오지 않기 때문에 수광부(5)가 이를 감지하지 못하는 문제점이 있었다.
이 때 배출 폐유 오염도 측정시스템은 유조선 1대당 1세트씩만 장착되어 있으므로 상기와 같은 광섬유센서의 고장 시, 폐유를 모두 실은 채로 회항해야 하며, 수리가 완료되기 전에는 중간에 기름을 다시 저장할 수가 없는 문제점이 있었다.
또한 상기 광섬유센서는 항시적으로 폐유의 오염률을 감지해야하므로, 폐유의 오염이 심할 경우에도 광원이 수광될 수 있도록 하여야 하기 때문에 광원의 세기도 항상 크게 하여 전력소비가 많은 문제점이 있다.
본 발명은 기름을 하역한 후 선박의 내부에 남아있는 폐유를 희석시켜 배출하기 위해 기름을 하역한 후 선박의 내부에 남아있는 폐유를 희석시켜 배출하기 위해 폐유의 오염도를 측정하는 측정시스템에 있어서, 광원에 연결되어 기름과 물이 혼합되어 배출되는 배출로에 설치되어 광을 조사하는 제 1광섬유센서; 상기 제1광섬유센서에서 조사되는 광이 기름과 물이 혼합된 폐유를 거쳐 입사되는 광이 수광될 수 있도록 수광부에 연결되고 상기 제1광섬유센서와 서로 대면하게 배출로에 고정되는 제2광섬유센서; 상기 광원와 수광부를 보호하기 위해 내부에 내장시키고, 상부로는 제 1광섬유센서와 제 2광섬유센서를 고정하는 고정드럼; 및 상기 고정드럼에 전기적으로 연결되어 수신되는 수광부의 측정값에 따라 기름오염도를 측정하여 물탱크의 제 1유로에 설치되는 제 1솔레노이드밸브와 폐유탱크의 제 2유로에 설치되는 제 2솔레노이드밸브를 단속하는 제어부;를 포함하여 이루어지되, 상기 제 1광섬유센서 및 제 2광섬유센서는 충격에 의해 광섬유가닥이 손상되어도 전체 면적에 일정한 광이 조사되거나 입사될 수 있도록 중간부위에 광섬유가닥을 교번시킨 교번부가 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 선박용 배출폐유 오염도 측정시스템에 의해서 달성된다.
상기에서 제 1광섬유센서 및 제 2광섬유센서는 각각 연결 커넥터를 통해 연장되는 것이 바람직하다.
상기에서 제 1광섬유센서 및 제 2광섬유센서 중 어느 하나의 연결커넥터에는 수광부에 입사하는 광의 특정 파장의 세기를 최대화하기 시안필터가 장착되는 것이 바람직하다.
상기에서 제 1광섬유센서 및 제 2광섬유센서 중 어느 하나의 연결커넥터에는 입사하는 광의 수광을 용이하기 위해 가시광선을 차단시키는 적외선필터가 부착되는 것이 바람직하다.
상기에서 수광부는 포토다이오드인 것이 바람직하다.
본 발명은 선박용 기름오염도 배출 측정장치에 관한 것으로, 광원으로부터 발진되는 광을 필터링하여 광량의 세기가 밝지 않아도 수광이 용이하여 광원의 전력소모가 작은 장점이 있다.
또한 외부 충격에 의해 광섬유센서의 내부에 있는 광섬유가닥이 손상된다 할지라도 전체 면적에 일정한 광이 조사되거나 입사될 있으므로, 고장률이 극히 적은 장점이 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 선박용 기름오염도 배출 측정장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 선박용 배출 폐유 오염도 측정시스템을 나타내는 개략적인 구성도이며, 도 3은 도 1의 광섬유센서를 연결커넥터를 통해 다수 연장된 모습을 나타낸 구성도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 물과 폐유가 섞인 배출로(210)에 광을 조사/입사할 수 있는 2개의 광섬유센서(10,20)를 설치하되, 상기 각 광섬유센서(10,20)는 충격에 의해 일부 손상되어도 전체 면적에 일정한 광이 조사되거나 입사될 수 있도록 중간부위에 광섬유가닥을 교번시킨 교번부가 형성되고, 더불어 수광부(21)에 입사되는 광의 수신감도 또는 광원에서 조사되는 광의 특정파장만을 발진 되도록 광섬유센서를 연결하는 연결커넥터(30)의 내부에 시안필터(31)와 적외선필터(32)를 구비하고, 이로써 배출로(210)의 오염도에 따라 제어부(60)를 통해 비교판단하여 물탱크(221)와 폐유탱크(231)의 밸브를 자동으로 조절할 수 있게 한 구조의 선박용 배출 폐유 오염도 측정시스템(100)에 관한 것이다
이러한 측정시스템(100)은 유조선의 내부에 설치되며, 광원(11)에 연결되어 광을 조사하는 제 1광섬유센서(10)와, 상기 제 1광섬유센서(10)에서 조사되는 광을 수광할 수 있도록 수광부(21)에 연결되는 제 2광섬유센서(20)와, 상기 각 광섬유센서(10,20)를 고정하는 고정드럼(40)과, 물탱크(221) 및 폐유탱크(231)에 설치되는 제 1솔레노이드밸브(51) 및 제 2솔레노이드밸브(52)와, 수광부(21)에서 수광된 광량에 따라 각 솔레노이드밸브(51,52)를 제어하는 제어부(60)로 구성된다.
여기서 제 1광섬유센서(10)와 제 2광섬유센서(20)는 고정드럼(40)에 고정되며, 상기 고정드럼(40)의 안측에는 광원(11)과 수광부(21)가 내장되어 있는 구조이다.
이 때 상기 제 1광섬유센서(10) 및 제 2광섬유센서(20)는 폐유와 물이 섞여 나오는 배출로(210)에 설치되는데, 이를 위해 상기 각 광섬유센서(10,20)는 연결커넥터(30)를 통해 길게 연장되는 구조이다.(도 3에 도시)
그리고 상기 제 1광섬유센서(10)와 제 2광섬유센서(20)는 배출로(210)에서 서로 대면하게 직렬로 고정된다.
상기 제 1광섬유센서(10)는 광원(11)에 연결되어 광이 조사되며, 배출로(210)에 있는 폐유의 오염도에 따라 광이 난반사 및 산란되어 제 2광섬유센서(20)로 입사되고, 입사된 광은 제 2광섬유센서(20)와 연결된 수광부(21)를 통해 수광되는 구조이다.
그리고 상기 제 1솔레노이드밸브(51)는 물탱크(221)의 제 1유로(220)에 설치 되고, 제 2솔레노이드밸브(52)는 폐유탱크(231)의 제 2유로(230)에 설치된다.
더불어 제 1유로(220) 및 제 2유로(230)에는 각각 폐유와 물을 펌핑할 수 있도록 펌프(240)도 설치되는 구조이다.
따라서 제어부(60)는 고정드럼(40)에 전기적으로 연결되어 수신되는 수광부(21)의 측정값에 따라 기름오염도를 측정하여 물탱크(221)의 제 1유로(220)에 설치되는 제 1솔레노이드밸브(51)와 폐유탱크(231)의 제 2유로(230)에 설치되는 제 2솔레노이드밸브(52)를 단속하는 기능을 한다.
도 4는 도 2의 A부분에 대한 확대도이고, 도 5는 도 1의 광섬유센서의 내부 광섬유가닥의 교번부를 나타낸 구성도이며, 도 6은 본 발명에 따른 제 1광섬유센서와 제 2광섬유센서의 파손에 따른 광면적을 나타내는 개념도이다.
먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1광섬유센서(10)와 제 2광섬유센서(20)는 물과 폐유가 배출되는 배출로(210)에 설치된다.
광원(11)에 연결된 제 1광섬유센서(10)는 배출로(210)로 광을 조사하고, 제 2광섬유센서(20)는 폐유의 오염도에 따라 난반사 및 산란하는 광을 입사시켜 수광부(21)에 의해 광을 검출하게 된다.
이 때 상기 수광부(21)는 포토다이오드인 것이 바람직하다.
그리고 상기 제 1광섬유센서(10) 및 제 2광섬유센서(20) 중 어느 하나의 연결커넥터(30)에는 포토다이오드의 수광을 용이하게 하기 위해 광원(11)에서 발진하는 광의 특정 파장의 세기를 최대화하는 시안필터(31)가 장착된다.(도 3에 도시)
또한 상기 제 1광섬유센서(10) 및 제 2광섬유센서(20) 중 어느 하나의 연결커넥터(30)에는 가시광선을 차단시키는 적외선필터(32)가 부착되어 배출로(210)에서의 산란되는 빛의 량을 최소화시켜 줄 수 있다.(도 3에 도시)
그러므로 상기의 적외선필터(32)와 시안필터(31)를 통해 광량의 세기가 밝지 않아도 수광이 용이하여 광원(11)의 전력소모가 작은 장점이 있는 것이다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1광섬유센서(10)와 제 2광섬유센서(20)는 충격에 의해 광섬유가닥이 손상되어도 전체 면적에 일정한 광이 조사되거나 입사될 수 있도록 중간부위에 광섬유가닥을 교번시킨 교번부(12,22)가 형성되어 있는 구조이다.
만약 도 1과 같이 광섬유센서(9) 내의 광섬유가닥이 일정하게 배치되었을 때, 광섬유가닥이 파손되었을 경우, 조사되거나 입사되는 광은 일정면적에 걸쳐 광이 나오지 않으므로, 수광부(포토다이오드)는 이를 인식하지 못하게 된다.
따라서 도 5와 같이 광섬유가닥을 교번부(12,22)를 통해 교번시키면, 도 6과 같이 광섬유가닥이 일정부위 파손된다 하더라도 광은 특정부위에서 죽지 않고 파손되기 전과 같이 광량만이 작을 뿐 일정면적에 걸쳐 광이 나오므로 수광부(포토다이오드)는 이를 인식할 수 있는 특징이 있다.
이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 선박용 배출 폐유 오염도 측정시스템의 동작에 관하여 설명하기로 한다.
먼저 제 2광섬유센서(20)에 연결된 수광부(21)에 의해 실시간으로 검출되는 배출로(210)의 폐유 오염도 측정값에 의해 폐유의 오염도가 심해졌을 경우, 제어부(60)는 이를 비교 판단하여 배출로(210)의 오염도를 낮추기 위해 제 1유로(220)에 있는 제 1솔레노이드밸브(51)를 개방하고 제 1유로(220)에 연결된 펌프(240)를 동작시켜 물탱크(221)의 물 송출량을 증대시키거나, 제 2유로(230) 있는 제 2솔레노이드밸브(52) 개방하고 제 2유로(230)에 연결된 펌프(240)의 펌핑량을 조절하여 폐유의 송출량을 줄인다.
또 다른 방법으로는 각 펌프(240)는 계속 가동시키고 각 솔레노이드밸브(51,52)의 부분 개방으로 가능하다.
아울러 폐유의 오염도가 약할 경우에는, 제어부(60)는 이를 비교 판단하여 배출로(210)의 오염도를 기준치로 높이기 위해 제 1유로(220)에 있는 제 1솔레노이드밸브(51)를 개방하고 제 1유로(220)에 연결된 펌프(240)를 동작시켜 물탱크(221)의 물 송출량을 감소시키거나, 제 2유로(230) 있는 제 2솔레노이드밸브(52)를 개방하고 제 2유로(230)에 연결된 펌프(240)의 펌핑량을 조절하여 폐유의 송출량을 증대시킨다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.
도 1은 종래의 파손에 의한 광섬유센서의 광면적을 나타내는 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 선박용 배출 폐유 오염도 측정시스템을 나타내는 개략적인 구성도,
도 3은 도 1의 광섬유센서를 연결커넥터를 통해 다수 연장된 모습을 나타낸 구성도,
도 4는 도 2의 A부분에 대한 확대도,
도 5는 도 1의 광섬유센서의 내부 광섬유가닥의 교번부를 나타낸 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 제 1광섬유센서와 제 2광섬유센서의 파손에 따른 광면적을 나타내는 개념도,
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 광원 3: 수광부
9: 종래의 광섬유센서 10: 제 1광섬유센서
11: 광원 12: 교번부
20: 제 2광섬유센서
21: 수광부 22: 교번부
30: 연결커넥터 31: 시안필터
32: 적외선필터 40: 고정드럼
51: 제 1솔레노이드밸브 52: 제 2솔레노이드밸브
60: 제어부 100: 선박용 배출 폐유 오염도 측정시스템
200: 선박 210: 배출로
220: 제 1유로 221: 물탱크
230: 제 2유로 231: 폐유탱크
240: 펌프

Claims (5)

  1. 기름을 하역한 후 선박의 내부에 남아있는 폐유를 희석시켜 배출하기 위해 폐유의 오염도를 측정하는 측정시스템에 있어서,
    광원(11)에 연결되어 기름과 물이 혼합되어 배출되는 배출로(210)에 설치되어 광을 조사하는 제 1광섬유센서(10);
    상기 제1광섬유센서(10)에서 조사되어 기름과 물이 혼합된 폐유의 오염도에 따라 난반사 및 산란하는 광이 수광될 수 있도록 수광부(21)에 연결되고 상기 제1광섬유센서(10)와 서로 대면하게 배출로(210)에 고정되는 제2광섬유센서(20);
    상기 광원(11)와 수광부(21)를 보호하기 위해 내부에 내장시키고, 상부로는 제 1광섬유센서(10)와 제 2광섬유센서(20)를 고정하는 고정드럼(40); 및
    상기 고정드럼(40)에 전기적으로 연결되어 수신되는 수광부(21)의 측정값에 따라 기름오염도를 측정하여 물탱크(221)의 제 1유로(220)에 설치되는 제 1솔레노이드밸브(51)와 폐유탱크(231)의 제 2유로(230)에 설치되는 제 2솔레노이드밸브(52)를 단속하는 제어부(60);를 포함하여 이루어지되,
    상기 제 1광섬유센서(10) 및 제 2광섬유센서(20)는 충격에 의해 광섬유가닥이 손상되어도 전체 면적에 일정한 광이 조사되거나 입사될 수 있도록 중간부위에 광섬유가닥을 교번시킨 교번부(12,22)가 형성되어 구성되고,
    상기 제 1광섬유센서(10) 및 제 2광섬유센서(20)는 각각 연결커넥터(30)를 통해 연장되며,
    상기 제 1광섬유센서(10) 및 제 2광섬유센서(20) 중 어느 하나의 연결커넥터(30)에는 수광부(21)에 입사하는 광의 특정 파장의 세기를 최대화하기 위해 시안필터(31)가 장착되고,
    상기 제 1광섬유센서(10) 및 제 2광섬유센서(20) 중 어느 하나의 연결커넥터(30)에는 입사하는 광의 수광을 용이하게 하기 위해 가시광선을 차단시키는 적외선필터(32)가 부착되며,
    상기 수광부(21)는 포토다이오드인 것을 특징으로 하는 선박용 배출 폐유 오염도 측정시스템.
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