KR101335264B1 - 전기분해방식 선박평형수 처리장치 - Google Patents

Abstract

산화제저장탱크를 구비하여 효율적으로 선박평형수를 처리하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는 해수를 유입하는 흡입펌프, 상기 흡입펌프에서 공급되는 해수를 분지시키는 제1제어밸브, 상기 제1제어밸브에서 제1방향으로 분지되는 제1분지해수가 유입되어 산화제를 생산하는 전기분해장치, 상기 전기분해장치에서 공급되는 산화제를 저장하는 산화제저장탱크, 상기 제1제어밸브에서 제2방향으로 분지되는 제2분지해수가 유입되어 저장되는 밸러스트탱크, 상기 산화제저장탱크에서 공급되는 산화제를 상기 밸러스트탱크로 안내하는 산화제조절밸브, 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 밸러스트탱크의 유량 및 오염도를 측정하여 상기 산화제조절밸브를 제어한다.

Description

전기분해방식 선박평형수 처리장치{Electrolysis ballast water treatment apparatus}

본 발명은 전기분해방식 선박평형수 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산화제저장탱크를 구비하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치에 관한 것이다.

선박평형수는, 운항중인 선박이 물 위에서 충분한 복원성을 가지고 또한 흘수와 트림각도를 적당히 유지할 수 있도록 선박 내에 채워지는 물이다. 안전한 항해를 위해서는 충분한 복원력과 적당한 흘수가 필수적이므로 출항전 선박에는 반드시 선박평형수가 채워진다. 아울러 상기한 선박평형수는 선박이 목적지에 도착했을 때 도착지점에서 배출되고 출발할 때 다시 채워진다. 이를 위해 선박에는 선박평형수가 채워지는 밸러스트탱크와 취수 및 배수시설 등이 구비된다.

한편, 상기 선박평형수로는 보통 선박 주변의 해수(海水)가 사용된다. 그런데 상기 해수에는 해당 지역 생태계를 구성하는 여러 가지 세균이나 독성미생물 또는 동식물성 생물이 포함되어 있다. 상기한 세균이나 독성조류 또는 동식물성 생물은 해수에 섞인 상태로 밸러스트탱크에 채워지며 도착지점으로 옮겨져 배출된다.

보통 유조선이나 컨테이너선 등과 같은 대규모 선박은 대양(大洋)을 가로질러 운항하므로, 가령 미국내 항구 근해에 분포하는 세균이나 동식물성 생물이, 태평양을 건너 한국의 부산 항구에 배출되어 부산 지역 해양 생태계를 파괴할 수도 있다. 가령 상기한 독성 미생물이 콜레라균 등의 병원균일 경우에는, 육상에서 생활하는 동물이나 사람에게도 피해를 끼칠 수 있다. 이에 따라, 선박에는 선박평형수 내부의 병원성 세균이나 독성 미생물 또는 각종 동식물성 생물을 제거하기 위한 선박평형수 처리장치가 의무적으로 설치되어야 한다.

선박평형수 처리장치는 저염, 저온 해수지역에서 전기분해가 제대로 이루어지지 않아 염소 생성 성능 저하가 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 일반적으로 히터 또는 염분 탱크를 따로 설치하게 된다. 그러나 이는 추가적인 장비로 인하여 선박의 무게가 증가하고, 추가비용이 발생하는 문제가 있다.

또한 전기분해장치의 효율에 따라 생성되는 산화제의 양이 다르고 밸러스트탱크에 필요한 산화제의 양이 일정치 않아 둘 사이에 효율적인 사용이 되지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 생성되는 산화제를 효율적으로 사용할 수 있는 장치 및 제어부가 필요하다.

한국 공개특허공보 2011-0109299호는 조수기를 이용한 전기분해방식 선박평형수 처리장치를 개시하고 있다. 이로 인해 저염 해수에서 선박평형수 처리장치의 성능 향상에 기여할 수 있다. 그러나 조수기는 항상 가동되는 것이 아니고, 저온 해수지역에서는 문제점을 해결할 수 없는 한계가 있다. 또한 전기분해장치에 의해 생성되는 산화제를 효율적으로 사용할 수 없는 문제가 있다.

한국 공개특허공보 2011-0109299호(2011. 10. 06. 공개)

본 발명의 실시 예는 산화제저장탱크 및 제어부를 이용하여 효율적으로 산화제를 사용하고, 선박 내 열원을 이용하여 저온 해수지역에서의 산화제 생성 성능을 향상시키는 한편 조수기를 이용하여 저염 해수지역에서의 산화제 생성 성능을 향상시키며, 배기가스 또는 산성물질을 이용하여 선박평형수 처리 효율을 향상시키기 위한 전기분해방식 선박평형수 처리장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1해수를 유입하는 흡입펌프; 상기 흡입펌프에서 공급되는 해수를 분지시키는 제1제어밸브; 상기 제1제어밸브에서 제1방향으로 분지되는 제1분지해수가 유입되어 산화제를 생산하는 전기분해장치; 상기 전기분해장치에서 공급되는 산화제를 저장하는 산화제저장탱크; 상기 제1제어밸브에서 제2방향으로 분지되는 제2분지해수가 유입되어 저장되는 밸러스트탱크; 상기 산화제저장탱크에서 공급되는 산화제를 상기 밸러스트탱크로 안내하는 산화제조절밸브; 및 제어부; 를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 밸러스트탱크의 유량 및 오염도를 측정하여 상기 산화제조절밸브를 제어하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치가 제공될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 산화제저장탱크에 저장된 산화제의 양 및 농도와 상기 전기분해장치에 유입되는 상기 제1분지해수의 수온 및 염도를 측정하여 상기 제1제어밸브를 제어하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치가 제공될 수 있다.

상기 제1제어밸브에서 상기 제1방향으로 분지되는 상기 제1분지해수 및 열을 발생시키는 열원과 열교환된 제2해수의 유량을 조절하여 상기 전기분해장치로 분배하는 제2제어밸브; 를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2해수의 온도 및 유량을 측정하여 상기 제2제어밸브를 제어하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치가 제공될 수 있다.

상기 제1제어밸브에서 상기 제1방향으로 분지되는 상기 제1분지해수가 지나는 유로에 설치되어, 열을 발생시키는 열원과 열교환 된 제2해수와 열교환 한 후 상기 전기분해장치로 공급되는 제3해수 및 열교환을 거치지 않고 상기 전기분해장치에 공급되는 제4해수의 유량을 조절하는 제3제어밸브; 를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2해수의 온도 및 유량을 측정하여 상기 제3제어밸브를 제어하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치가 제공될 수 있다.

상기 제1제어밸브에서 제1방향으로 분지되는 상기 제1분지해수 및 청수를 생산하는 선박용 조수기로부터 배출되는 제5해수의 유량을 조절하여 상기 전기분해장치로 분배하는 제4제어밸브; 를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제5해수의 염도 및 유량을 측정하여 상기 제4제어밸브를 더 제어하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는 효율적인 산화제사용이 가능하다.

또한 선박 내 열원을 이용하여 저온 해수지역에서의 산화제 생성효율을 향상시킨다.

또한 조수기를 이용하여 저염 해수지역에서의 산화제 생성효율을 향상시킨다.

또한 배기가스 또는 산성물질을 이용하여 선박평형수 처리 효율을 향상시킨다.

도 1은 산화제저장탱크 및 산화제저장탱크를 포함하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치이다.
도 2는 밸러스트처리탱크, 산도조절장치, 및 산도조절밸브를 더 포함하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치이다.
도 3은 열원과 열교환 된 해수를 이용하는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치이다.
도 4는 열원과 열교환 된 해수와 열교환하는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치이다.
도 5는 조수기를 이용하는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치이다.
도 6은 열원 및 조수기를 모두 이용하는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 흡입펌프(10), 필터(20), 제1제어밸브(31), 전기분해장치(60), 산화제저장탱크(70), 밸러스트탱크(90), 산화제조절밸브(80), 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.

흡입펌프(10)는 밸러스트탱크(90)에 저장하기 위한 해수를 유입하는 펌프이다. 이하 흡입펌프(10)에 의해 유입되는 해수를 제1해수라고 한다. 제1해수는 일차로 필터(20)에 의해 오염원이 제거될 수 있다. 필터(20)는 필터를 통하여 물리적으로 또는 삼투압 방식으로 불순물을 제거하는 장치이다. 예를 들면, 50μm 이상의 쓰레기, 모래, 진흙, 해조 등을 제거하는 제1여과장치를 지나, 10μm 이상의 플랑크톤, 대장균 등을 대부분 감소시키는 나노필터의 제2여과장치 등을 순차적으로 배치하는 등으로 물리적인 여과방식 또는 삼투압방식으로 불순물을 제거할 수 있다.

제1제어밸브(31)는 제1해수를 제1방향 또는 제2방향으로 분지시키기 위한 밸브이다. 제1제어밸브(31)는 제1방향 및 제2방향으로의 유로를 선택적으로 개폐하거나, 개도를 조절하여 제1방향 및 제2방향으로 흐르는 해수의 양을 조절할 수 있다. 제1방향은 산화제를 생성하기 위하여 전기분해장치(60)로 해수가 유입되는 방향이고 제2방향은 밸러스트탱크(90)에 저장되는 해수가 유입되는 방향이다. 제1제어밸브(31)는 단순히 유입된 해수를 분지시키는 것뿐 만 아니라, 각 분지되는 방향에 유입되는 해수의 양을 조절할 수 있다. 즉, 산화제저장탱크 센서(71) 및 밸러스트탱크 센서(91)를 통해 저장된 산화제 및 요구되는 산화제의 양을 측정하여 제1방향으로 유입되는 제1분지해수 및 제2방향으로 유입되는 제2분지해수의 양을 정하게 된다.

전기분해장치(60)는 해수 중에 함유된 염화나트륨(NaCl)을 차아염소산나트륨(NaOCl)으로 변환시켜 해양 생물을 사멸시키기 위한 장치이다. 산화제의 예로서 차아염소산나트륨(NaOCl)을 예로 들었지만 해수를 전기분해하는 과정에서 생성되는 염화이온을 이용하여 얻을 수 있는 산화제라면 본 발명의 실시 예에 의한 전기분해장치(60)에 의해 생성되는 산화제에 포함될 수 있다.

전기분해장치(60)의 입구측에는 전기분해장치(60)에 유입되는 제1분지해수의 수온 및 염도에 관한 정보 등을 센싱하는 전기분해장치 센서(61)가 마련될 수 있다.

산화제저장탱크(70) 및 산화제조절밸브(80)는 전기분해장치(60)와 밸러스트탱크(90)를 연결하는 유로의 중도에 마련된 장치로써, 전기분해장치(60)에 의해 생성되는 산화제를 효과적으로 사용하기 위한 것이다. 생성된 산화제가 곧바로 밸러스트탱크(90)로 들어가는 것이 아니라 산화제저장탱크(70)에 저장된 후 밸러스트탱크(90)의 선박평형수를 처리하는데 필요한 양 만이 적절한 농도로 사용되게 되어 선박평형수 처리 효율을 상승시킬 수 있다.

산화제저장탱크(70)에는 저장된 산화제의 양 및 농도에 관한 정보를 센싱하는 산화제저장탱크 센서(71)가 마련될 수 있다.

밸러스트탱크(90)는 선박평형수를 저장하는 장치이다. 흡입펌프(10)를 통해 유입된 해수 중 제1제어밸브(31)에서 제2방향으로 분지되는 제2분지해수가 밸러스트탱크(90)에 저장된다. 또한 제1제어밸브(31)에서 제1방향으로 분지되는 제1분지해수는 전기분해장치(60)에 의해 전기분해되어 산화제를 생산하는데 이용되고, 산화제는 산화제저장탱크(70)에 수용된 후 산화제조절밸브(80)를 거쳐 밸러스트탱크(90)에 유입된다.

밸러스트탱크(90)에는 밸러스트탱크(90)내의 유량 및 오염도에 관한 정보를 센싱하는 밸러스트탱크 센서(91)가 마련될 수 있다.

밸러스트탱크(90) 내의 선박평형수는 그 유량이 일정치 않고 오염도 또한 계속적으로 변하게 된다. 이에 따라 산화제의 농도를 조절하여 효과적으로 선박평형수를 처리할 필요가 있다. 이를 통해 밸러스트탱크(90)의 유량 또는 오염도에 따라 적절한 산화제를 주입하여 효율적인 밸러스트 처리가 가능하게 된다.

제어부(130)는 전기분해장치 센서(61)로부터 전기분해장치(60)에 유입되는 제1분지해수의 수온 및 염도에 관한 정보, 산화제저장탱크 센서(71)로부터 산화제저장탱크(70)에 저장된 산화제의 양 및 농도에 관한 정보, 및 밸러스트탱크 센서(91)로부터 밸러스트탱크(90) 내의 유량 및 오염도에 관한 정보의 입력신호를 받는다. 또한 제어부(130)는 이를 처리하여 산화제조절밸브(80)에 밸러스트탱크(90)에 주입하는 산화제의 양 및 제1제어밸브(31)에 제1분지해수 또는 제2분지해수의 양에 대한 전달신호를 보낸다. 일 예로 밸러스트탱크(90) 내의 오염도가 소정치 이상이면 제1제어밸브(31)의 개도를 조절하여 제1방향으로 분지하는 제1분지해수의 양이 증가되도록 하여 산화제의 생성량을 높일 수 있으며, 산화제조절밸브(80)의 개도를 크게하여 많은 산화제가 밸러스트탱크(90)내로 유입되도록 할 수 있다. 즉, 밸러스트탱크(90)에 저장된 유량과 오염도에 따라 적절한 산화제의 양을 주입함으로써 효율적인 선박평형수 처리가 가능하게 된다.

또한, 전기분해장치(60)로 유입되는 해수의 양은 필요한 산화제의 농도 및 양, 전기분해 장치의 효율에 따라 달라지게 된다. 그러므로 밸러스트탱크 센서(91)를 통해 밸러스트탱크(90) 내의 유량과 오염도를 측정하여 필요한 산화제의 양을 결정하여 산화제조절밸브(80)의 개도를 결정한다. 다음, 산화제저장탱크 센서(71)를 통해 산화제저장탱크(70)에 저장된 산화제의 양 및 농도를 측정하여 잔존 산화제의 양 및 농도를 파악하고, 전기분해장치 센서(61)를 통해 전기분해장치(60)에 유입되는 해수의 수온 및 염도를 측정하여 전기분해장치(60)의 효율을 산정한 후 필요한 산화제에 대응하는 양을 생산하기 위하여 유입되는 제1분지해수의 양을 결정하여 제1제어밸브(31)를 제어하게 된다. 제1해수의 수온 또는 염도는 일정치 않고 열원(40) 또는 조수기(50)에 의해 유입되는 해수의 수온 또는 염도 또한 일정치 않기 때문에 이들에 따라 전기분해장치(60)로 유입되는 해수의 양이 달라져야 한다. 결국, 제어부(130)는 제1제어밸브(31)를 제어하여 효과적인 전기분해를 가능케 할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시 예에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 일 실시예와 동일한 도면부호를 가지는 구성은 동일한 기능을 하는 동일한 구성으로, 그 설명을 생략하고 차별되는 구성을 중심으로 설명한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 흡입펌프(10), 필터(20), 제1제어밸브(31), 전기분해장치(60), 산화제저장탱크(70), 밸러스트탱크(90), 산화제조절밸브(80), 밸러스트처리탱크(100), 산도조절장치(110), 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.

밸러스트처리탱크(100) 및 산도조절장치(110)는 선박평형수를 배출하기 전에 한 번 더 처리하여 선박평형수 처리 효율을 높이기 위한 장치이다. 밸러스트탱크(90)의 선박평형수는 선박 외부로 배출되기 전에 밸러스트처리탱크(100)에 저장되어 산도조절장치(110)에서 유입되는 물질에 의해 수소이온농도를 조절하여 남아있는 해양미생물 등을 사멸하게 된다. 산도조절장치(110)는 선박평형수의 수소이온농도를 조절하기 위하여 선박 엔진에서 배출되는 배기가스를 밸러스트처리탱크(100)에 주입하거나 산도를 갖는 물질(예를 들어 액체 상태의 아세트산 또는 염산 등)을 밸러스트처리탱크(100)에 주입하는 장치이다.

선박 엔진에서 배출되는 배기가스는 별도의 여과 필터를 통과하여 입자상물질(PM) 등의 이물질을 제거하고 또 열교환 등의 방법으로 냉각 처리하여 선박평형수 내로 주입하는 것을 포함할 수 있다. 선박 엔진의 배기가스는 이산화탄소가 주성분으로, 밸러스트처리탱크(100)에 배기가스를 주입하여 이산화탄소로 인해 선박평형수의 pH를 낮출 수 있다. 선박 엔진에서 배출되는 배기가스를 대기로 내보내지 않고 선박평형수 처리에 활용함으로써 지구 대기오염의 방지라는 효과를 제공할 수 있다. 배기가스에 포함된 이산화탄소의 주입으로 인한 선박평형수 내 수소이온농도는 pH 환산으로 5.0 이하로 유지되는 것이 바람직하며, 4.0 내지 5.0으로 유지되는 것이 더욱 바람직하다. 이는 해양미생물이 사멸되는 pH의 범위와 함께 이에 영향을 끼치는 관련 설비 등의 부식 문제 등을 다 함께 고려한 것이다. 그리고 이산화탄소의 주입에 따라 적절한 선박평형수의 pH 값을 얻게 되면 이산화탄소의 주입을 중단하는 것이 바람직하다.

그리고 선박 엔진의 배기가스를 주입하여 원하는 수준의 수소이온농도를 얻을 수 없는 경우 또는 선박 엔진의 배기가스의 공급이 원활하지 않은 경우에는 산도조절장치(110)에 구비된 산도를 갖는 물질을 밸러스트처리탱크(100)에 가하여 선박평형수의 수소이온농도를 조절하고 선박평형수 내 해양미생물을 사멸시킨다. 산도를 갖는 물질은 아세트산 또는 염산 등이 대표적이며, 이를 밸러스트처리탱크(100)에 주입하여 선박평형수의 수소이온농도를 높인다. 즉, 선박 엔진의 배기가스와 산도를 갖는 물질은 상호 보완적으로 또 선별적으로 밸러스트처리탱크(100) 내 선박평형수의 수소이온농도를 조절하게 되는 것이다.

제어부(140)는 전기분해장치 센서(61), 산화제저장탱크 센서(71), 밸러스트탱크 센서(91)로부터 입력신호를 받을 뿐만 아니라, 밸러스트처리탱크 센서(101)로부터 밸러스트처리탱크(100) 내의 유량 및 오염도에 대한 입력신호를 받는다. 또한 제어부(140)는 이를 처리하여 산화제조절밸브(80) 및 제1제어밸브(31)에 전달신호를 보낼 뿐만 아니라, 산도조절부(120)에 밸러스트처리탱크(100)에 주입하는 배기가스 또는 산도를 갖는 물질의 양에 대한 전달신호를 보낸다. 산도조절밸브(120)는 밸러스트처리탱크(100)에 저장되어 있는 선박평형수의 pH를 조절하기 위하여 선박 엔진에서 배출되는 배기가스를 이용하거나 산도를 갖는 물질을 투입함으로써 선박평형수의 수소이온농도를 조절하기 위한 장치이다. 즉, 산도조절밸브(120)는 선박 엔진의 배기가스에 포함된 이산화탄소를 이용하여 선박평형수의 pH를 낮출 수 있다. 또한, 산도조절밸브(120)는 때에 따라 산도를 갖는 물질을 가하여 수소이온농도를 조절하여 선박평형수 내 해양미생물을 사멸시킬 수 있다. 밸러스트처리탱크(100)의 유량 및 pH에 따라 요구되는 배기가스 또는 산도를 갖는 물질의 양이 달라지게 된다. 밸러스트처리탱크 센서(101)를 통하여 밸러스트처리탱크(100)의 유량 및 산도를 측정하여 밸러스트처리탱크(100) 내의 적정 수소이온농도를 조절하기 위한 배기가스 또는 산도를 갖는 물질의 양을 결정하여 산도조절밸브(120)를 제어하게 된다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 열원(40)과 열교환되는 제2해수를 제1제어밸브(31)와 전기분해장치(60)사이의 제1분지해수가 지나는 유로로 선택적으로 공급하는 제2제어밸브(32)를 포함한다.

제2제어밸브(32)는 제1제어밸브(31)를 통해 제1방향으로 유입된 제1분지해수 및 열을 발생시키는 열원(40)과 열교환되어 공급되는 제2해수의 유량을 조절하여 전기분해장치(60)로 분배하는 장치이다.

열원(40)은 선체 내에서 열을 발생시키는 장치들로, 엔진에서 발생하는 폐열, 배기가스의 폐열, 전원공급장치에서 발생하는 폐열 등이 있다. 대표적인 엔진에서 발생하는 폐열을 살펴보면, 엔진을 냉각하기 위한 냉각자켓을 지난 해수는 고온의 엔진 폐열에 의해 상온 이상이 된다. 이러한 상온 이상의 해수를 제2제어밸브(32)를 통해 전기분해장치(60)에 공급하게 되면 전기분해 효율이 상승하게 된다. 전기분해장치(60)의 효율은 저온의 해수일 경우 감소되는 특성을 가지므로, 선체 내에서 발생하는 폐열을 이용하여 전기분해장치(60)에 공급되는 해수의 온도를 상승시켜 전기분해 효율을 향상시킬 수 있다.

제어부(150)는 전기분해장치 센서(61), 산화제저장탱크 센서(71), 밸러스트탱크 센서(91), 및 밸러스트처리탱크 센서(101)로부터 입력신호를 받을 뿐만 아니라, 열원 제1센서(41)로부터 제2해수의 양 및 수온에 대한 입력신호를 받는다. 또한 제어부(150)는 이를 처리하여 산화제조절밸브(80), 제1제어밸브(31), 및 산도조절부(120)에 전달신호를 보낼 뿐만 아니라, 제2제어밸브(32)에 제1제어밸브(31)로부터 제1방향으로 유입되는 제1분지해수 및 열원(40)과 열교환하여 유입되는 제2해수의 양을 달리하여 전기분해장치(60)로 보내기 위한 전달신호를 보낸다.

제2해수의 온도 및 유량에 따라 전기분해장치(60)의 효율 및 생성되는 산화제의 양이 달라지게 되므로 이들에 따라 전기분해장치(60)로 유입되는 해수를 제어할 필요가 있다. 열원 제1센서(41)를 통해 열원(40)과 열교환 되어 공급되는 해수의 온도 및 유량을 측정하여 전기분해장치(60)의 효율에 따라 필요한 산화제의 양을 생산하기 위한 유입 해수의 양을 결정하여 제1제어밸브(32)를 제어하게 된다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는 도 4에 도시한 바와 같이, 제1분지해수를 제2해수와 열교환하하여 전기분해장치(60)로 공급하거나, 열교환없이 전기분해장치(60)로 직접 공급할 수 있도록 선택적으로 분지시키는 제3제어밸브(33)를 포함한다. 본 발명의 다른 실시 예는 열원(40)과 열교환 되어 공급되는 해수인 제2해수를 직접 전기분해장치(60)에 공급하는 것이 아니라 간접적인 열교환을 거쳐 공급하게 된다. 즉, 제1제어밸브(31)에 의해 제1방향으로 분지되는 제1분지해수가 제3제어밸브(33)에 의해 분지되어 제2해수와 열교환 하여 온도가 높아진 제3해수를 전기분해장치(60)에 공급하게 되는 것이다. 이는 제2해수를 직접 유입시키는 것이 아니라 제1해수와 제2해수를 열교환 시킨다는 점에서 차이가 있다.

제어부(160)는 전기분해장치 센서(61), 산화제저장탱크 센서(71), 밸러스트탱크 센서(91), 및 밸러스트처리탱크 센서(101)로부터 입력신호를 받을 뿐만 아니라, 열원 제2센서(42)로부터 제2해수의 양 및 수온에 대한 입력신호를 받는다. 또한 제어부(160)는 이를 처리하여 산화제조절밸브(80), 제1제어밸브(31), 및 산도조절부(120)에 전달신호를 보낸다. 뿐만 아니라, 제3제어밸브(33)가 제1제어밸브(31)로부터 제1방향으로 유입되는 제1분지해수를 받아들여 열교환을 거치는 제3해수와 열교환을 거치지 않는 제4해수로 양을 달리하여 분지시키도록 전달신호를 보낸다.

제3해수의 온도 및 유량에 따라 전기분해장치(60)의 효율 및 생성되는 산화제의 양이 달라지게 되므로 이들에 따라 전기분해장치(60)로 유입되는 해수를 제어할 필요가 있다. 열원 제2센서(42)를 통해 제2해수의 온도 및 유량을 측정하여 전기분해장치(60)의 효율에 따라 필요한 산화제의 양을 생산하기 위한 제3해수 및 제4해수의 양을 결정하여 제3제어밸브(33)를 제어하게 된다.

도 4에 도시한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는 제2해수와 직접적으로 열교환 하는 것을 나타내었지만 그 사이에 열교환 매개체를 두어 간접적으로 열교환 하는 것도 포함할 수 있다. 이러한 간접 열교환 방식은 선박의 열원(40)으로부터 제2해수를 끌어오기 어려운 경우에 적용될 수 있는 것으로, 열원(40)과 직접 열교환 하는 열교환 매개체를 추가한 경우이다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는 도 5에 도시한 바와 같이, 제4제어밸브(34)를 포함한다. 조수기(50)는 선박에서 이용되는 청수를 생산하는 장치로, 해수를 이용하여 청수를 생산하고 배출되는 해수는 염도가 높아지게 된다. 결국 해수를 직접 흡입하는 제1해수에 비하여 고염의 해수가 되는 것이다. 저염의 해수지역에서는 전기분해효율이 떨어지게 되므로 이를 해결하기 위해 조수기(50)에서 배출되는 고염의 해수인 제5해수를 전기분해장치(60)에 주입하게 된다. 제4제어밸브(34)는 제1제어밸브(31)에서 제1방향으로 분지되는 제1분지해수와 선박용 조수기(50)로부터 배출되는 해수의 유량을 조절하여 전기분해장치(60)로 전달한다.

제어부(170)는 전기분해장치 센서(61), 산화제저장탱크 센서(71), 밸러스트탱크 센서(91), 및 밸러스트처리탱크 센서(101)로부터 입력신호를 받을 뿐만 아니라, 조수기 센서(51)로부터 제5해수의 양 및 염도에 대한 입력신호를 받는다. 또한 제어부(170)는 이를 처리하여 산화제조절밸브(80), 제1제어밸브(31), 및 산도조절부(120)에 전달신호를 보낸다. 뿐만 아니라, 제4제어밸브(34)에 제1제어밸브(31)로부터 제1방향으로 유입되는 제1분지해수 및 제5해수의 양을 달리하여 전기분해장치(60)로 보내기 위한 전달신호를 보낸다.

제5해수의 염도 및 유량에 따라 전기분해장치(60)의 효율 및 생성되는 산화제의 양이 달라지게 되므로 이들에 따라 전기분해장치(60)로 유입되는 해수의 양을 제어할 필요가 있다. 조수기 센서(51)를 통해 제5해수의 염도 및 유량을 측정하여 전기분해장치(60)의 효율에 따라 필요한 산화제의 양을 생산하기 위한 유입 해수의 양을 결정하여 제4제어밸브(34)를 제어하게 된다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는 도 6에 도시한 바와 같이, 제2해수를 받아들이는 제2밸브 및 제5해수를 받아들이는 제4밸브를 함께 포함하는 것도 가능하다. 이 경우, 저온의 해수뿐 만 아니라, 저염의 해수에서도 전기분해장치(60)의 효율을 높일 수 있게 된다. 또한 제어부(180)는 제1제어밸브(31), 제2제어밸브(32), 및 제4제어밸브(34)에 신호를 보낼 뿐만 아니라, 산화제조절밸브(80) 및 산도조절밸브(120)에도 신호를 보낸다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 흡입펌프, 20: 필터,
31: 제1제어밸브, 32: 제2제어밸브,
33: 제3제어밸브, 34: 제4제어밸브,
40: 열원, 41: 열원 제1센서,
42: 열원 제2센서, 50: 선박용 조수기,
51: 조수기 센서, 60: 전기분해장치,
61: 전기분해장치 센서, 70: 산화제저장탱크,
71: 산화제저장탱크 센서, 80: 산화제조절밸브,
90: 밸러스트탱크, 91: 밸러스트탱크 센서,
100: 밸러스트처리탱크, 101: 밸러스트처리탱크 센서,
110: 산도조절장치, 120: 산도조절밸브,
130~180: 제어부,

Claims (5)

1. 제1해수를 유입하는 흡입펌프;
   상기 흡입펌프에서 공급되는 해수를 분지시키는 제1제어밸브;
   상기 제1제어밸브에서 제1방향으로 분지되는 제1분지해수가 유입되어 산화제를 생산하는 전기분해장치;
   상기 전기분해장치에서 공급되는 산화제를 저장하는 산화제저장탱크;
   상기 제1제어밸브에서 제2방향으로 분지되는 제2분지해수가 유입되어 저장되는 밸러스트탱크;
   상기 산화제저장탱크에서 공급되는 산화제를 상기 밸러스트탱크로 안내하는 산화제조절밸브; 및
   제어부; 를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 밸러스트탱크의 유량 및 오염도를 측정하여 상기 산화제조절밸브를 제어하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 산화제저장탱크에 저장된 산화제의 양 및 농도와 상기 전기분해장치에 유입되는 상기 제1분지해수의 수온 및 염도를 측정하여 상기 제1제어밸브를 제어하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1제어밸브에서 상기 제1방향으로 분지되는 상기 제1분지해수 및 열을 발생시키는 열원과 열교환된 제2해수의 유량을 조절하여 상기 전기분해장치로 분배하는 제2제어밸브; 를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 제2해수의 온도 및 유량을 측정하여 상기 제2제어밸브를 제어하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1제어밸브에서 상기 제1방향으로 분지되는 상기 제1분지해수가 지나는 유로에 설치되어, 열을 발생시키는 열원과 열교환 된 제2해수와 열교환 한 후 상기 전기분해장치로 공급되는 제3해수 및 열교환을 거치지 않고 상기 전기분해장치에 공급되는 제4해수의 유량을 조절하는 제3제어밸브; 를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 제2해수의 온도 및 유량을 측정하여 상기 제3제어밸브를 제어하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1제어밸브에서 제1방향으로 분지되는 상기 제1분지해수 및 청수를 생산하는 선박용 조수기로부터 배출되는 제5해수의 유량을 조절하여 상기 전기분해장치로 분배하는 제4제어밸브; 를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 제5해수의 염도 및 유량을 측정하여 상기 제4제어밸브를 더 제어하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치.

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