KR102260200B1 - Ballast Water Filter Bypass Control Methods for Ships - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선박에서 선체의 균형을 유지하여 주는 용도로 이용되는 평형수(Ballast Water)를 우회시키는 평형수 필터 우회 시스템에 관한 것으로서, 특히 운항 조건에 따라 평형수가 필터를 우회하도록 함으로써, 필터를 보호하며 우회하지 않았을 시에 발생할 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있게 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 평형수를 가압하는 평형수 펌프와; 평형수 펌프로부터 평형수 탱크에 유입되는 평형수를 여과하여서 불순물을 제거하는 필터와; 해수를 흡입하여서 전기분해기에 이송하는 해수 공급 펌프와; 해수 공급 펌프로부터 공급되는 해수를 전기분해하여 살균용으로 사용하기 위한 차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 차아염소산(HOCl)을 생성하여서 평형수 탱크에 유입되는 평형수에 주입하는 전기분해기와; 평형수 탱크에 저장된 평형수를 선외측으로 이송하여 해양에 배출하는 경우에 평형수를 중화시키는 중화기를 구비한 평형수 필터 우회 시스템으로서, 평형수 펌프에서 필터로 연장된 유입관에 장착된 탁도센서와, 필터를 역세척하는 역세척장치와, 평형수 펌프에서 필터로 연장된 유입관에 장착된 제1밸브와 펄터에서 평형수 탱크로 연장된 배수관에 장착된 제2밸브와 유입관과 배수관을 연결하는 우회관에 장착된 제3밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 더불어 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선박의 평형수 필터 우회 시스템 및 제어 방법은 필터에 걸러진 부유물질을 제거하기 위한 역세척 횟수가 역세척 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제1단계와, 필터로 유입되는 평형수의 압력과 필터에서 배수되는 평행수의 압력차가 압력 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제2단계와, 필터로 유입되는 해수의 탁도를 측정한 측정치가 탁도 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제3단계와, 출발지에서 목적지 까지의 선박의 운항거리가 운항거리 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제4단계와, 선박이 설정된 해역에 위치하는 지를 GPS를 통해 인식하는 제5단계와, 제1단계 내지 제4단계 중 어느 한 단계에서라도 설정치를 초과하지 못하거나 제5단계에서 설정된 해역 외에 선박이 위치하는 것으로 인식될 경우에는 평형수를 여과하여 평형수 탱크에 채우는 단계와, 제1단계 내지 제4단계 중 어느 한 단계 이상 설정치를 초과하거나 제5단계에서 설정된 해역에 선박이 위치하는 것으로 인식될 경우에는 평형수가 필터를 우회하여 평형수 탱크에 채우는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.The present invention relates to a ballast water filter bypass system for bypassing ballast water used for the purpose of maintaining the balance of a ship's hull, and in particular, by allowing ballast water to bypass the filter according to operating conditions, the filter is protected It is configured to prevent problems that may occur when not bypassed.
The present invention for achieving the above object is a ballast water pump for pressurizing the ballast water; a filter for removing impurities by filtering the ballast water flowing into the ballast water tank from the ballast water pump; a seawater supply pump for sucking seawater and transferring it to the electrolyzer; an electrolyzer for generating sodium hypochlorite (NaOCl) or hypochlorous acid (HOCl) for use for sterilization by electrolyzing the seawater supplied from the seawater supply pump and injecting it into the ballast water flowing into the ballast water tank; A ballast water filter bypass system equipped with a neutralizer that neutralizes ballast water in the case of transferring ballast water stored in the ballast water tank outboard and discharging it to the sea, comprising: a turbidity sensor mounted on an inlet pipe extending from the ballast water pump to the filter; , the backwashing device for backwashing the filter, the first valve mounted on the inlet pipe extending from the ballast water pump to the filter, and the second valve mounted on the drain pipe extending from the purter to the ballast water tank, connect the inlet pipe and the drain pipe It is a technical feature to include a control unit for controlling the opening and closing of the third valve mounted on the bypass pipe, and in addition to the above object, the ballast water filter bypass system and control method of the ship according to the present invention for achieving the above object is The first step of comparing whether the number of backwashing to remove the filtered suspended matter exceeds the backwashing setpoint, and comparing whether the pressure difference between the pressure of the ballast water flowing into the filter and the parallel water draining from the filter exceeds the setpoint The second step of comparing the turbidity of the seawater flowing into the filter, the third step of comparing whether the measured value of the turbidity exceeds the turbidity set value, and the third step of comparing whether the operating distance of the vessel from the departure point to the destination exceeds the operating distance set value Step 4, Step 5 of recognizing through GPS whether the ship is located in the set sea area, and either the first to fourth steps fail to exceed the set value in any one of the steps, or the ship is located outside the sea area set in Step 5. When it is recognized as being located, the step of filtering the ballast water and filling the ballast water tank, and exceeding the set value in any one of steps 1 to 4, or the ship is recognized as being located in the sea area set in step 5. In this case, it is technically characterized to include the step of filling the ballast tank with ballast water bypassing the filter.
Description
본 발명은 선박에서 선체의 균형을 유지하여 주는 용도로 이용되는 평형수(Ballast Water)를 우회시키는 평형수 필터 우회 시스템에 관한 것으로서, 특히 운항 조건에 따라 평형수가 필터를 우회하도록 함으로써, 필터를 보호하며 우회하지 않았을 시에 발생할 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있게 구성한 것이다.The present invention relates to a ballast water filter bypass system for bypassing ballast water used for the purpose of maintaining the balance of a ship's hull, and in particular, by allowing ballast water to bypass the filter according to operating conditions, the filter is protected It is configured to prevent problems that may occur when not bypassed.
일반적으로 선박을 운용하는 경우에 선체의 균형을 유지하기 위하여 선박의 평형수 탱크에 평형수를 저장하며, 화물의 선적 상황에 따라 평형수 탱크에 평형수를 채우거나 평형수 탱크의 평형수를 배출한다.In general, when a ship is operated, ballast water is stored in the ship's ballast tank to maintain the balance of the hull, and depending on the loading conditions of the cargo, the ballast water is filled in the ballast tank or the ballast water is discharged. do.
아울러, 선박은 대양을 운항하여 여러 나라를 목적지로 항해하기 때문에 해당 평형수에 포함된 미생물 등에 의해 해양을 오염시킬 우려가 있다.In addition, since ships navigate the ocean and sail to destinations in various countries, there is a risk of contaminating the ocean by microorganisms contained in the corresponding ballast water.
이처럼 평형수에 의한 해양 오염을 방지하기 위하여, 선박의 평형수 탱크에 평형수를 채우는 경우에는 해수를 전기분해하여 생성한 차아염소산나트륨이나 차아염소산을 해당 평형수와 함께 평형수 탱크에 공급하여서 평형수를 살균하며, 평형수 탱크의 평형수를 해양에 배출하는 경우에는 해당 평형수를 중화시켜 배출함으로써, 평형수로 인한 해양 오염을 방지하고 있다.In order to prevent marine contamination by ballast water as described above, when the ballast water tank of a ship is filled with ballast water, sodium hypochlorite or hypochlorous acid generated by electrolysis of seawater is supplied to the ballast water tank together with the ballast water to provide the ballast water. In the case of sterilizing water and discharging ballast water from the ballast water tank to the sea, the ballast water is neutralized and discharged, thereby preventing marine pollution caused by ballast water.
도면에서, 도 1은 종래 기술에 따른 평형수 처리 시스템을 나타낸 개념도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 다른 평형수 처리 시스템을 나타낸 개념도이다.In the drawings, Figure 1 is a conceptual diagram showing a ballast water treatment system according to the prior art, Figure 2 is a conceptual diagram showing another ballast water treatment system according to the prior art.
종래의 평형수 처리 시스템은, 도 1에 예시된 바와 같이, 해수 유입구(10), 평형수 펌프(11), 필터(12), 해수 공급 펌프(13), 전기분해기(14), 평형수 탱크(15), 중화기(16) 및 복수의 밸브(V1~V3)를 구비하여 이루어진다.The conventional ballast water treatment system, as illustrated in FIG. 1 , a
평형수 펌프(11)는 해수 유입구(10)로부터의 해수를 평형수로 사용하기 위하여 흡입하여서 필터(12)에 이송하고, 필터(12)는 평형수 펌프(11)로부터 평형수 탱크(15)에 유입되는 평형수를 여과(filtering)하되 평형수에 포함된 불순물을 제거한다. 한편, 평형수 펌프로는 해수뿐만 아니라, 기수, 담수도 유입될 수 있다.The
해수 공급 펌프(13)는 해수 유입구(10)로부터의 해수를 살균용으로 사용하기 위하여 흡입하여서 전기분해기(14)에 이송한다. 전기분해기(14)는 해수 공급펌프(13)로부터 공급되는 해수를 전기분해하되 해수 중의 염화나트륨(NaCl)을 전해질로 하여 해수 내 세균 및 플랑크톤을 살균하기 위한 차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 차아염소산(HOCl)을 생성하여서, 필터(12)를 경유하여 평형수 탱크(15)에 유입되는 평형수에 차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 차아염소산(HOCl)을 주입함으로써, 평형수 탱크(15)의 평형수에 포함된 세균 및 플랑크톤을 살균한다.The
또한, 평형수 탱크(15)에 저장된 평형수를 선외측으로 이송하여 해양에 배출하는 경우에는 해당 평형수를 중화기(16)에 의해 중화시켜서 배출하는데, 중화기(16)에 의해 중화시킨 평형수는 평형수 펌프(11)를 통해 가압되어서 밸브(V3)를 통해 필터(12)를 우회하여 선외측으로 배출된다.In addition, when the ballast water stored in the
아울러, 밸브(V1~V3)는 필터(12)의 사용을 절환하는데, 평형수를 평형수 탱크(15)에 채우는 경우에는 밸브(V3)를 차단함과 아울러 밸브(V1, V2)를 개방한 상태에서 유입되는 평형수를 필터(12)를 통과시켜서 여과 처리한 후에 평형수 탱크(15)에 이송하여 저장케 하며, 평형수 탱크(15)에 채워져 있는 평형수를 선외측으로 배출하는 경우에는 밸브(V3)를 개방함과 아울러 밸브(V1, V2)를 차단한 상태에서 평형수 탱크(15)의 평형수를 필터(12)를 우회하여 선외측으로 배출한다.In addition, the valves V1 to V3 switch the use of the
한편, 도 1에 도시된 평형수 처리 시스템은 해수 공급 펌프(13)를 엔진 룸 영역에 설치하고 전기분해기(14)를 엔진 케이싱 영역이나 갑판 영역에 설치한 경우, 해수 공급 펌프(13)의 양정 손실이 발생하기 때문에, 해수 공급 펌프(13)로부터 전기분해기(14)에 공급되는 해수의 수량이 부족하게 되므로, 전기분해기(14)에 의해 전기 분해하여 평형수에 투입되는 차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 차아염소산(HOCl)의 양을 평형수 탱크(15)에 공급되는 평형수의 양에 대응하게 충분히 투입하기 위해서는 높은 양정의 해수 공급 펌프(13)를 설치해야 되어서 해수 공급 펌프(13)의 설치 비용 및 크기가 증가하여 경제성을 저하하는 문제점이 있다.On the other hand, in the ballast water treatment system shown in FIG. 1, when the
이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0101597호(공개일; 2016.08.25.)에 기술된 평형수 처리 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 평형수를 가압하는 평형수 펌프(31)와, 상기 평형수 펌프(31)로부터 평형수 탱크(35)에 유입되는 평형수를 여과하여서 불순물을 제거하는 필터(32)와, 상기 평형수 펌프(31)로부터의 해수를 흡입하여서 전기분해기(34)에 이송하는 해수 공급 펌프(33)와, 상기 해수 공급 펌프(33)로부터 공급되는 해수를 전기분해하여 살균용으로 사용하기 위한 차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 차아염소산(HOCl)을 생성하여서 상기 평형수 탱크(35)에 유입되는 평형수에 주입하는 전기분해기(34)와, 상기 평형수 탱크(35)에 저장된 평형수를 선외측으로 이송하여 해양에 배출하는 경우에 평형수를 중화시키는 중화기(36)를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.In order to solve this problem, the ballast water treatment system described in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0101597 (published on August 25, 2016) is a ballast water pump that pressurizes ballast water as shown in FIG. 2 . (31), a filter (32) for removing impurities by filtering the ballast water flowing into the ballast water tank (35) from the ballast water pump (31), and sucking the seawater from the ballast water pump (31). Sodium hypochlorite (NaOCl) or hypochlorous acid (HOCl) for electrolyzing the
이와 같은 구조의 평형수 처리 시스템은 선박의 평형수 탱크(35)에 평형수를 공급하여 저장하는 때에 해수 공급 펌프(33)에 의해 유입시킨 해수를 전기분해기(34)에 의해 전기분해하여 생성한 차아염소산나트륨 또는 차아염소산을 평형수와 함께 평형수 탱크(35)에 공급하여서 평형수를 살균하는 경우에, 낮은 양정의 해수 공급 펌프(33)를 이용하더라도 효율적으로 살균하므로, 해수 공급 펌프(33)의 설치 비용 및 크기를 감소시킬 수 있어서 경제성을 향상시키게 된다.The ballast water treatment system having such a structure is generated by electrolyzing the seawater introduced by the
도 1 및 도 2에 도시된 평형수 처리 시스템은 해수 유입구(30)를 통해 유입된 해수를 필터(32)를 통해 여과하고 평형수 탱크(35)에 채우며, 평형수 탱크(35)에 채워진 평형수를 선외로 배수할 경우 필터(32)를 우회시켜 선외로 배수하는 것으로 설명하고 있다.The ballast water treatment system shown in FIGS. 1 and 2 filters the seawater introduced through the
하지만, 선박이 운항함에 있어서 탁도가 높은 고탁도 해역을 운항할 경우, 고탁도의 해수가 필터를 통과하면서 해수에 포함된 다량의 부유물질이 필터에 걸러지게 되고, 여과되는 해수 양이 증가할수록 필터의 기능은 급격히 감소된다.However, when a ship operates in a high turbidity sea area with high turbidity, the high turbidity seawater passes through the filter and a large amount of suspended matter contained in the seawater is filtered through the filter, and as the amount of filtered seawater increases, the filter function is rapidly reduced.
이러한 필터 기능 감소를 방지하기 위해 통상적으로 역세척장치를 선박의 평형수 처리 시스템에 설치하고, 해수의 유동방향의 역방향으로 해수를 공급하여 필터에 걸러진 부유물질을 제거하는 방식이다. 하지만 역세척 처리과정은 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 처리과정에서 발생한 부유물질의 발생 및 처리에도 어려움이 있기 때문에 운항 중에는 가급적 역세척 처리 과정을 수행하지 않는 것이 바람직하다.In order to prevent such a decrease in the filter function, a backwash device is typically installed in the ballast water treatment system of a ship, and the seawater is supplied in the reverse direction of the flow direction of the seawater to remove the suspended matter filtered by the filter. However, since the backwashing process takes a considerable amount of time and there are difficulties in the generation and treatment of suspended solids generated in the process, it is desirable not to perform the backwashing process during operation as much as possible.
또한, 필터를 통과하는 미생물의 크기에 따라 선박 평형수 내부에 차염과 같은 활성물질을 유지해야 하는 적재 시간이 달라지는데, 충분히 긴 거리를 운항할 경우에는 선박 평형수의 적재 시간이 충분히 확보되므로 필터를 사용하지 않는 것이 바람직하다.In addition, depending on the size of the microorganisms passing through the filter, the loading time required to maintain active substances such as anti-salt inside the ballast water varies. In case of operating a long enough distance, the loading time of the ballast water is sufficiently secured. It is preferable not to use it.
이러한 해수의 필터링 과정에 따른 문제점을 해결하거나 또는 미연에 방지하기 위한 시스템 및 제어방법이 종래에는 개발되지 않았으나, 차츰 고탁도의 해역이 증가하고 이를 운항하는 횟수가 많아지면서 필터에 따른 문제점을 해결하기 위한 시스템 및 방법이 요구되고 있다.A system and a control method for solving or preventing the problems caused by the filtering process of seawater have not been developed in the prior art, but as the sea area of high turbidity gradually increases and the number of times it operates increases, it is possible to solve the problems caused by the filter. There is a need for a system and method for
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 선박이 운항하는 해역 또는 해수의 조건에 따라 평형수를 필터로 여과하거나 우회시킴으로써, 필터의 사용횟수를 최소화 할 수 있게 구성한 선박의 평형수 필터 우회 시스템 및 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was invented to solve the problems of the prior art as described above, and by filtering or bypassing the ballast water with a filter according to the conditions of the sea area or sea water in which the ship operates, the number of times of use of the filter can be minimized. An object of the present invention is to provide a ballast water filter bypass system and a control method for a ship.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 평형수를 가압하는 평형수 펌프와; 평형수 펌프로부터 평형수 탱크에 유입되는 평형수를 여과하여서 불순물을 제거하는 필터와; 해수를 흡입하여서 전기분해기에 이송하는 해수 공급 펌프와; 해수 공급 펌프로부터 공급되는 해수를 전기분해하여 살균용으로 사용하기 위한 차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 차아염소산(HOCl)을 생성하여서 평형수 탱크에 유입되는 평형수에 주입하는 전기분해기와; 평형수 탱크에 저장된 평형수를 선외측으로 이송하여 해양에 배출하는 경우에 평형수를 중화시키는 중화기를 구비한 평형수 필터 우회 시스템으로서, 평형수 펌프에서 필터로 연장된 유입관에 장착된 탁도센서와, 필터를 역세척하는 역세척장치와, 평형수 펌프에서 필터로 연장된 유입관에 장착된 제1밸브와 펄터에서 평형수 탱크로 연장된 배수관에 장착된 제2밸브와 유입관과 배수관을 연결하는 우회관에 장착된 제3밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a ballast water pump for pressurizing the ballast water; a filter for removing impurities by filtering the ballast water flowing into the ballast water tank from the ballast water pump; a seawater supply pump for sucking seawater and transferring it to the electrolyzer; an electrolyzer for generating sodium hypochlorite (NaOCl) or hypochlorous acid (HOCl) for use for sterilization by electrolyzing the seawater supplied from the seawater supply pump and injecting it into the ballast water flowing into the ballast water tank; A ballast water filter bypass system equipped with a neutralizer for neutralizing ballast water in the case of transferring ballast water stored in a ballast water tank outboard and discharging it to the sea, comprising: , the backwashing device for backwashing the filter, the first valve mounted on the inlet pipe extending from the ballast water pump to the filter, and the second valve mounted on the drain pipe extending from the purter to the ballast water tank, connect the inlet pipe and the drain pipe It is technically characterized in that it includes a control unit for controlling the opening and closing of the third valve mounted on the bypass pipe.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 유입관 및 배수관에는 평형수의 압력을 측정하는 압력계가 장착된다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the inlet pipe and the drain pipe are equipped with a pressure gauge for measuring the pressure of the ballast water.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선박의 평형수 필터 우회 시스템 및 제어 방법은 필터에 걸러진 부유물질을 제거하기 위한 역세척 횟수가 역세척 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제1단계와, 필터로 유입되는 평형수의 압력과 필터에서 배수되는 평행수의 압력차가 압력 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제2단계와, 필터로 유입되는 해수의 탁도를 측정한 측정치가 탁도 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제3단계와, 출발지에서 목적지 까지의 선박의 운항거리가 운항거리 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제4단계와, 선박이 설정된 해역에 위치하는 지를 GPS를 통해 인식하는 제5단계와, 제1단계 내지 제4단계 중 어느 한 단계에서라도 설정치를 초과하지 못하거나 제5단계에서 설정된 해역 외에 선박이 위치하는 것으로 인식될 경우에는 평형수를 여과하여 평형수 탱크에 채우는 단계와, 제1단계 내지 제4단계 중 어느 한 단계 이상 설정치를 초과하거나 제5단계에서 설정된 해역에 선박이 위치하는 것으로 인식될 경우에는 평형수가 필터를 우회하여 평형수 탱크에 채우는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.A ballast water filter bypass system and control method for a ship according to the present invention for achieving the above object includes a first step of comparing whether the number of backwashing for removing suspended solids filtered in the filter exceeds a backwashing set value; The second step of comparing whether the pressure difference between the pressure of the ballast water flowing into the filter and the pressure difference of the parallel water draining from the filter exceeds the set pressure, and whether the measured value of the turbidity of the seawater flowing into the filter exceeds the set value a third step, a fourth step of comparing whether the operating distance of the vessel from the departure point to the destination exceeds a set operating distance, a fifth step of recognizing whether the vessel is located in a set sea area through GPS, the first If the set value is not exceeded in any one of the steps to the fourth step or when it is recognized that the ship is located outside the sea area set in the fifth step, filtering the ballast water and filling the ballast water tank; It is characterized in that it includes a step of filling the ballast tank with ballast water bypassing the filter when it is recognized that the ship is located in the sea area set in step 5 or exceeds the set value in one or more steps of step 4.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박의 평형수 필터 우회 시스템 및 제어 방법은 평형수로 사용하기 위해 유입하는 해수의 탁도가 높거나 또는 필터에 걸러진 부유물질이 과다할 경우 필터를 우회시킴으로써, 필터의 내구성을 향상시킬 수 있다.As described above, the ballast water filter bypass system and control method of a ship according to the present invention bypasses the filter when the turbidity of the seawater flowing in for use as ballast water is high or the suspended matter filtered in the filter is excessive, can improve the durability of
또한, 본 발명의 따른 선박의 평형수 필터 우회 시스템 및 제어 방법은 필터가 부유물질에 의해 막힌 상태에서도 평형수를 평형수 탱크에 채워 발라스팅을 수행할 수 있어 선박의 운항에 유연하게 대처할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the ballast water filter bypass system and control method of a ship according to the present invention can perform ballasting by filling the ballast water tank with ballast water even when the filter is blocked by floating substances, so that it can flexibly cope with the operation of the ship. There are advantages.
도 1은 종래 기술에 따른 평형수 처리 시스템을 나타낸 개념도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 다른 평형수 처리 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 평형수 필터 우회 시스템을 나타낸 개념도이고,
도 4는 본 발명에 따른 평형수 처리 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a conceptual diagram showing a ballast water treatment system according to the prior art,
2 is a conceptual diagram showing another ballast water treatment system according to the prior art.
3 is a conceptual diagram showing a ballast water filter bypass system according to the present invention;
4 is a flowchart illustrating a ballast water treatment control method according to the present invention.
아래에서는 본 발명에 따른 선박의 평형수 필터 우회 시스템 및 제어 방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a ballast water filter bypass system and control method for a ship according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도면에서, 도 3은 본 발명에 따른 평형수 필터 우회 시스템을 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 평형수 처리 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.In the drawings, FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a ballast water filter bypass system according to the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a ballast water treatment control method according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 해수 유입구(30), 평형수 펌프(31), 필터(32), 해수 공급 펌프(33), 전기분해기(34), 평형수 탱크(35), 중화기(36) 및 복수의 밸브(V11, V12, V13)를 구비한다.As shown in FIG. 3 , the seawater inlet 30 , the
평형수 펌프(31)는 해수 유입구(30)로부터의 해수나 기수 및 담수를 평형수로서 공급하기 위하여 흡입한다. 필터(32)는 평형수 펌프(31)로부터 평형수 탱크(35)에 유입되는 평형수를 여과(filtering)하되 해당 평형수에 포함된 불순물을 제거한다.The
그리고 해수 공급 펌프(33)는 평형수 펌프(31)로부터의 해수를 살균용으로 사용하기 위하여 흡입하여서 전기분해기(34)에 이송한다. 전기분해기(34)는 해수 공급 펌프(33)로부터 공급되는 해수를 전기분해하되 해수 중의 염화나트륨(NaCl)을 전해질로 하여 해수 내 세균 및 플랑크톤을 살균하기 위한 차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 차아염소산(HOCl)을 생성하여서, 필터(32)를 경유하여 평형수 탱크(35)에 유입되는 평형수에 차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 차아염소산(HOCl)을 주입함으로써, 평형수 탱크(35)의 평형수에 포함된 세균 및 플랑크톤을 살균한다.And the
또한, 평형수 탱크(35)에 저장된 평형수를 해수 유입구(30) 측으로 이송하여 해양에 배출하는 경우에는, 해당 평형수를 중화기(36)에 의해 중화시켜서 배출하는데, 중화기(36)에 의해 중화시킨 평형수는 평형수 펌프(31)를 통해 가압되어서 밸브(V13)를 통해 필터(32)를 우회하여 선외측으로 배출된다.In addition, when the ballast water stored in the
아울러, 밸브(V11~V13)는 필터(32)의 사용을 전환하는데, 평형수를 평형수 탱크(35)에 채우는 경우에는 제3밸브(V13)를 폐쇄함과 아울러 제1밸브(V11)와 제2밸브(V12)를 개방한 상태에서 유입되는 평형수를 필터(32)를 통과시켜서 여과 처리한 후에 평형수 탱크(35)에 이송하여 저장케 하며, 평형수 탱크(35)에 채워져 있는 평형수를 선외측으로 배출하는 경우에는 밸브(V13)를 개방함과 아울러 제1밸브(V11)와 제2밸브(V12)를 폐쇄한 상태에서 평형수 탱크(35)의 평형수를 필터(32)를 우회하여 선외측으로 배출한다. 평형수 탱크(35)에 채워져 있는 평형수는 필터(32)에 의해 이미 여과된 상태이므로 평형수 탱크(35)의 평형수를 선외측으로 배출하는 경우에는 필터(32)를 통과시키지 않아도 된다.In addition, the valves V11 to V13 switch the use of the
앞서 설명한 바와 같이, 평형수 펌프(31)의 작동에 의해 평형수가 평형수 탱크(35)에 채워지도록 밸브(V11, V12, V13)들을 개폐하거나, 반대로 평형수 탱크(35)에서 선회로 배수하기 위해 밸브(V11, V12, V13)들을 개폐함에 있어서, 밸브(V11, V12, V13)의 개폐는 제어부(110)에 의해 제어된다.As described above, the valves V11, V12, and V13 are opened and closed so that the ballast water is filled in the
보다 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 평형수 펌프(31)에서 필터(32)로 연장된 유입관(101)에는 제1밸브(V11)가 장착되고, 필터(32)에서 평형수 탱크(35)로 연장된 배수관(102)에는 제2밸브(V12)가 장착되며, 제1밸브(V11) 전방의 유입관(101)과 제2밸브(V12) 후방의 배수관(102)을 연결하여 평형수를 우회시키는 우회관(103)을 포함하며, 우회관(103)에는 제3밸브(V13)가 장착된다.More specifically, as shown in FIG. 3 , the
또한 제1밸브(V11)와 제2밸브(V12)에는 압력계가 장착되어 밸브(V11, V12)를 통과하는 평형수의 압력을 측정하고 측정된 압력치를 제어부(110)로 전송한다.In addition, a pressure gauge is mounted on the first valve V11 and the second valve V12 to measure the pressure of the ballast water passing through the valves V11 and V12 and transmit the measured pressure value to the
한편, 제어부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 아래에 설명하고 있는 장치 등으로부터 정보를 전송받으며, 전송된 정보에 의해 밸브(V11, V12, V13)를 개폐하여 평형수가 필터(32)를 통과하거나 우회하도록 제어한다.On the other hand, as shown in FIG. 3 , the
제어부(110)가 전송받는 정보는 아래와 같다.Information received by the
1. 필터(32)를 역세척하기 위한 역세척장치(40)로부터 필터(32)의 역세척 횟수 정보.1. Information on the number of times of backwashing of the
2. 필터(32)로 유입되는 평형수의 압력(Pin) 및 필터에서 배수되는 평형수의 압력(Pout) 정보.2. The pressure of the ballast water flowing into the filter 32 (P in ) and the pressure of the ballast water discharged from the filter (P out ) information.
3. 탁도센서(101)로 측정된 운항 해역의 탁도치 정보.3. Turbidity value information of the operating sea area measured by the
4. 선박의 출발지와 도착지의 운항거리 정보.4. Distance information of the ship's origin and destination.
5. GPS((global positioning system)(130)를 통해 현재 선박이 운항하는 위치 정보.5. GPS (global positioning system) (130) through the current position information of the vessel.
이와 같이 5가지의 정보가 제어부(110)로 전송되면, 제어부(110)에서는 각 정보에 대한 설정치와 비교하여 어느 한 조건이라도 만족할 경우, 평형수가 필터(32)를 통과하지 않고 우회하여 평형수 탱크(35)에 채워지도록 제1밸브(V11) 내지 제3밸브(V13)의 개폐를 제어한다.When five pieces of information are transmitted to the
제어부(110)로 전송되는 정보 중 역세척 횟수 정보의 경우에는, 역세척의 횟수가 설정치를 초과할 경우(S10) 필터로 유입되는 평형수에 부유물질이 과다하게 포함된 것을 의미한다.In the case of the number of backwashing information transmitted to the
이와 같이 부유물질이 다량 포함된 고탁도의 해수를 필터로 여과할 경우, 역세척 장치(40)를 통해 수시로 필터를 역세척하여야 한다. 이 경우 역세척 과정에 상당한 시간이 소요되어 평형수 탱크(35)의 충수 시간이 장시간 소요됨에 따라 평형수를 우회관(103)을 통해 필터(32)를 회피함으로써, 평형수 탱크(35)의 충수 시간을 단축할 수 있다.When filtering the highly turbid seawater containing a large amount of suspended matter with a filter as described above, the filter should be frequently backwashed through the
이 경우에도 평형수 탱크(35)에 채워진 평형수는 전기분해하여 생성한 차아염소산나트륨이나 차아염소산을 평형수 탱크(35)에 주입하여 평형수를 살균할 수 있다.Even in this case, the ballast water filled in the
또한 제어부(110)로 전송되는 5가지 정보 중 필터(32)로 유입되는 평형수의 압력(Pin) 및 필터(32)에서 배수되는 평형수의 압력(Pout)의 차를 계산하여 필터(32)에 작용하는 압력을 계산한다. 계산된 압력 즉 필터(32)에 작용하는 압력이 설정치를 초과할 경우(S20)에는 필터(32)에 과다한 부유물질이 걸러진 상태임을 의미하는 것으로서, 제어부(110)가 제1밸브(V11) 내지 제3밸브(V13)의 개폐를 제어하여 평형수가 우회관(103)을 통해 필터(32)를 우회하도록 제어함으로써, 필터(32)의 과부하를 방지하며 평형수 탱크(35)의 충수 시간을 단축할 수 있다. In addition, by calculating the difference between the pressure (P in ) of the ballast water flowing into the
또한, 필터(32) 전방에 설치된 탁도센서(120)를 통해 평형수의 탁도를 측정하고 측정치는 제어부(110)로 전송된다. 제어부(110)에서는 측정치와 설정치를 비교한 후 측정치가 설정치 이상일 경우(S30)에는 평형수가 우회관(103)을 통해 필터(32)를 우회하여 평형수 탱크(35)에 채워지도록 제1밸브(V11) 내지 제3밸브(V13)의 개폐를 제어한다.In addition, the turbidity of the ballast water is measured through the
한편, 선박의 출발지와 도착지의 운항거리 정보를 통해 설정치 거리 이상일 경우(S40)에는 평형수가 우회관(103)을 통해 필터를 우회하여 평형수 탱크(35)에 채워지도록 제1밸브(V11) 내지 제3밸브(V13)의 개폐를 제어한다. 운항거리가 설정치 이상일 경우에는 운항에 소요된 시간이 장시간이므로, 앞서 설명한 차아염소산나트륨이나 차아염소산을 평형수 탱크에 주입하여 평형수를 살균처리할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있기 때문이다.On the other hand, when the distance is greater than the set value through the sailing distance information of the ship's departure and destination (S40), the ballast water bypasses the filter through the
또한, 제어부(110)로 전송되는 5가지 정보 중 GPS(130)를 통해 현재 선박이 운항하는 위치 정보, 그리고 선박의 현재 운항하는 해역의 탁도 정보는 평형수의 필터링 전에 전송된 평형수의 탁도에 따라 평형수를 우회관(103)으로 회피 유동시키기 위함이다.In addition, among the five pieces of information transmitted to the
전 세계의 해역별 탁도가 저장된 상태에서 GPS(130)를 통해 선박이 운항하는 지역을 확인하고, 운항하고 있는 해역이 고탁도로 설정된 해역일 경우(S50)에는 필터를 우회하여 평형수 탱크(35)에 평형수를 채운다.In the state where the turbidity of each sea area around the world is stored, the area where the ship operates is checked through the
이와 같이 제어부(110)에서는 5가지 정보를 전송받아, 역세척 횟수, 운항거리, 압력 측정치 및 측정된 탁도치의 정보가 설정치를 초과할 경우 또는 GPS를 통해 현재 운항하는 해역의 탁도가 고탁도로 설정된 해역에 진입하였을 경우, 제1밸브(V11)와 제2밸브(V12)를 폐쇄하고 제3밸브(V13)를 개방하며(S62), 평형수 펌프(31)를 작동하여(S70) 평형수 펌프(31)를 통해 공급된 평형수가 우회관(103)을 통해 평형수 탱크(35)에 채워지도록 필터를 우회시킨다.In this way, the
만약 역세척 횟수, 운항거리, 압력 측정치 및 측정된 탁도치의 정보가 설정치 이하일 경우 또는 GPS를 통해 현재 운항하는 해역의 탁도가 고탁도로 설정된 해역 외에 위치할 경우에는 제1밸브(V11)와 제2밸브(V12)를 개방하고 제3밸브(V13)를 폐쇄하며(S61), 평형수 펌프(31)를 작동하여(S70) 평형수 펌프(31)를 통해 공급된 평형수가 필터(32)를 통과한 후에 평형수 탱크(35)에 채워지도록 한다.If the number of backwashing times, operation distance, pressure measurement and measured turbidity value are below the set value, or if the turbidity of the sea area currently operated through GPS is located outside the sea area set as high turbidity, the first valve (V11) and the second valve The valve V12 is opened, the third valve V13 is closed (S61), the
이와 같이 평형수로 사용하기 위해 유입하는 해수의 탁도가 높거나 또는 필터(32)에 걸러진 부유물질이 과다할 경우 필터(32)를 우회시킴으로써, 필터(32)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한 필터(32)가 부유물질에 의해 막힌 상태에서도 평형수를 평형수 탱크(35)에 채워 발라스팅을 수행할 수 있어 선박의 운항에 유연하게 대처할 수 있다는 장점이 있다.As described above, when the turbidity of the seawater flowing in for use as ballast water is high or the suspended matter filtered by the
30; 해수 유입구
31; 평형수 펌프
32; 필터
33; 해수 공급 펌프
34; 전기분해기
35; 평형수 탱크
36; 중화기
V11, V12, V13; 밸브
101 : 유입관
102 : 배수관
103 : 우회관
110 : 제어부
120 : 탁도센서
130 : GPS30; sea water inlet
31; ballast water pump
32; filter
33; sea water supply pump
34; electrolyzer
35; ballast tank
36; heavy weapon
V11, V12, V13; valve
101: inlet pipe
102: drain pipe
103: bypass pipe
110: control unit
120: turbidity sensor
130: GPS
Claims (3)
필터로 유입되는 평형수의 압력과 필터에서 배수되는 평형수의 압력차가 압력 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제2단계와,
필터로 유입되는 해수의 탁도를 측정한 측정치가 탁도 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제3단계와,
출발지에서 목적지까지의 선박의 운항거리가 운항거리 설정치를 초과하는 지를 비교하는 제4단계와,
선박이 설정된 해역에 위치하는 지를 GPS를 통해 인식하는 제5단계와,
제1단계 내지 제4단계 중 어느 한 단계에서라도 설정치를 초과하지 못하거나 제5단계에서 설정된 해역 외에 선박이 위치하는 것으로 인식될 경우에는 평형수를 여과하여 평형수 탱크에 채우는 단계와,
제1단계 내지 제4단계 중 어느 한 단계 이상 설정치를 초과하거나 제5단계에서 설정된 해역에 선박이 위치하는 것으로 인식될 경우에는 평형수가 필터를 우회하여 평형수 탱크에 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 평형수 필터 우회 제어 방법.A first step of comparing whether the number of backwashing to remove suspended solids filtered out of the filter exceeds a setpoint for backwashing;
A second step of comparing whether the pressure difference between the pressure of the ballast water flowing into the filter and the ballast water discharged from the filter exceeds a pressure set value;
A third step of comparing whether the measured value of the turbidity of the seawater flowing into the filter exceeds the turbidity set value;
A fourth step of comparing whether the operating distance of the vessel from the departure point to the destination exceeds the operating distance set value;
A fifth step of recognizing through GPS whether the ship is located in the set sea area;
Filtering the ballast water and filling the ballast water tank when it does not exceed the set value in any one of the first to fourth steps or when it is recognized that the ship is located outside the sea area set in the fifth step;
When it is recognized that the ship is located in the sea area set in the fifth step or exceeds the set value in any one or more steps of steps 1 to 4, the ballast water bypasses the filter and fills the ballast tank. Ballast water filter bypass control method of ships.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |