KR102261123B1 - 유출오일 회수장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터 제트 추진장치를 갖는 유출오일 회수장비에 관한 것으로, 일측에 워터 제트 펌프가 구비되는 본체와, 본체의 전방 양측에 결합되는 한 쌍의 오일 붐과, 워터 제트 펌프와 연통하도록 오일 붐의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 도수관과, 오일 붐의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 구비되며 도수관을 통해 공급되는 물을 분사하는 분사장치를 포함한다.

Description

유출오일 회수장비{Oil recovery apparatus}

본 발명은 유출오일 회수장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 워터 제트 추진장치를 갖는 유출오일 회수장비에 관한 것이다.

최근 산업발달로 인해 오일(Oil) 소비량이 증대되고 있으며, 이로 인해 오일을 수송하는 과정에서 유조선이나 유조차의 전복 사고 등으로 인하여 해상 또는 하천으로 오일이 유출되는 오일 유출사고가 증가하고 있다.

이러한 오일 유출사고는 해상 또는 하천에서 다량의 오일이 한꺼번에 배출되어 급속하게 넓은 지역으로 확산되기 때문에, 주변 환경에 심각한 환경 오염 문제를 야기할 수 있다.

또한, 해상 또는 하천으로 유출된 유출유는 정화에 수달에서 수년이 걸린다고는 하나, 실제적으로 바다 속 오일을 완전히 제거하기가 매우 어려우며, 수십년이 지나도 쉽게 정화되지 않는 문제가 있다. 이와 같이 해상 또는 하천에서의 오일 유출은 오랜 기간동안 심각한 피해를 초래하므로, 오일이 유출됨과 동시에 빠른 시간 내에 제거해야 한다.

일반적으로 해상 또는 하천에서 유출된 오일을 제거하는 방법은 먼저 오일 펜스(oil fence)로 유출된 오일이 확산되지 않도록 방지한 후, 방제 작업을 실시하는 방식으로 이루어진다.

방제하는 방법으로는 수면에 막을 형성한 오일을 흡유제로 흡수하거나, 오일 흡착기로 표면에 떠 있는 오일을 걷어내는 물리적 처리 방법, 일종의 액체 세제인 오일 처리제를 뿌려 오일을 작은 방울로 나누어 물과 오일이 섞인 덩어리가 해저에 가라앉지 않도록 하는 화학적 방법 및 해상의 미생물들이 오일 성분을 분해하도록 하는 생물학적 방법 등이 있다.

그러나, 이러한 방법들은 모두 오일 유출이 발생하여 주변에 퍼진 상황에서 이루어지는 후속 처리의 사용에 적합한 것으로서, 오일 유출 발생 즉시 선박으로부터 유출되는 오일을 빠른 속도로 선택적으로 흡수하여 오일 유출이 주변으로 퍼지는 상황을 방지하기 위한 즉각적인 대응 조치로서 사용하기에는 한계가 있다.

한편, 최근에는 견인식 또는 자항식 유출오일 회수장비가 제시되고 있다. 그러나, 견인식의 경우 견인선박을 필요로 하는 문제점이 있으며, 견인선박이 유출 오일을 가르며 지나가는 과정에서 유출 오일이 확산되는 문제점이 있다.

또한, 자항식의 경우에는 그물과 로프 등에 프로펠러가 감겨서 손상되거나, 유출오일 회수장비를 유실하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 해양 또는 하천에서 오일 유출 발생 즉시 능동적인 초기 대응을 통해 오염을 방지할 수 있는 유출오일 회수장비를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 별도의 견인선박 없이 자체적으로 주행 가능한 유출오일 회수장비를 제공함에 있다.

본 발명이 또 다른 목적은, 그물과 로프 등에 프로펠러가 감길 우려가 없고, 이에 따라 손상이나 유실의 위험이 없는 유출오일 회수장비를 제공함에 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 일측에 워터 제트 펌프가 구비되는 본체; 상기 본체의 전방 양측에 결합되는 한 쌍의 오일 붐; 상기 워터 제트 펌프와 연통하도록 상기 오일 붐의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 도수관; 및 상기 오일 붐의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 구비되며 상기 도수관을 통해 공급되는 물을 분사하는 분사장치를 포함하는 유출오일 회수장비를 제공함에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 의하면, 상기 오일 붐의 내측에 결합되는 러더를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 도수관과 상기 분사장치를 연통하도록 구비되는 연결관을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 연결관의 일단에 상기 분사장치가 수평방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 한 쌍의 오일 붐을 가로질러 설치되는 적어도 하나 이상의 스워시 네트를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 오일 붐의 전단에 구비되는 카메라를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 유출오일 회수장비에 의하면, 해양 또는 하천에서 오일 유출 발생 즉시 능동적인 초기 대응을 통해 오염을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 유출오일 회수장비에 의하면, 별도의 견인선박 없이 자체적으로 주행 가능하며, 워터 제트 추진 방식을 이용함에 따라 그물이나 로프 등에 걸려서 손상되거나 유실될 위험을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 유출오일 회수장비는 선박 또는 모든 해양 시설물에 비치 가능하여 그 사용에 있어 편의성이 향상되고, 가격이 저렴한 보급형으로 보급될 수 있으며, 선박 또는 해양 시설물의 위치 또는 방향에 관계없이 독립적으로 작동될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유출오일 회수장비의 사시도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 붐의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사장치의 사용 상태도.

이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유출오일 회수장비의 사시도이며, 도 2는 도 1의 평면도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유출오일 회수장비(100)는 본체(200)와, 본체(200)의 전방 양측에 각각 결합되는 한 쌍의 오일 붐(300)과, 오일 붐(300)의 하단에 구비되는 도수관(400)과, 오일 붐(300)의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 구비되며 물(해수 또는 하천수, 이하 '해수')을 분사하는 분사장치(500)를 포함한다.

본체(200)는 내부에 공간부를 갖는 블록 형태로 형성된다. 본체(200)의 하단부에는 해수가 통과하도록 전후 방향으로 길게 유로(210)가 관통 형성되며, 유로(210)의 입구에는 제1 유수분리막(미도시)이 설치된다.

본체(200) 전진시 제1 유수분리막을 통과한 해수는 유로(210)를 통해 본체(200)의 후방으로 안내되며, 해수 표면에 뜬 오일은 해수와 함께 제1 유수분리막을 넘어 본체(200) 내부로 유입된다.

유로(210) 양측의 본체(200) 내부에는 이렇게 유입된 해수로부터 오일을 분리하기 위한 제2 유수분리막(미도시)이 설치되며, 제2 유수분리막의 일측에는 제2 유수분리막을 통해 분리된 오일을 저장하기 위한 오일 탱크(미도시)와, 본체(200)의 전후좌우 평형 유지를 위한 밸러스트 탱크(미도시)가 구비된다. 제2 유수분리막을 통과한 해수와, 밸러스트 탱크에 저장된 해수는 펌프(미도시) 작동에 의해 본체(200) 외부로 배출될 수 있으며, 역으로 주변의 해수를 펌프로 흡입하여 밸러스트 탱크에 채울 수도 있음은 물론이다.

아울러, 본체(200)의 내부에는 한 쌍의 워터 제트 펌프(220)가 구비된다. 예컨대, 유로(210)를 사이에 두고 한 쌍의 워터 제트 펌프(220)가 상호 대향하여 설치될 수 있으며, 각각의 워터 제트 펌프(220)에서 분사되는 압력수는 후술하는 도수관(400)을 따라 분사장치(500)로 공급된다.

본체(200)의 전방 양측에 각각 하나씩 한 쌍의 오일 붐(300)이 결합된다. 한 쌍의 오일 붐(300)은 본체(200)와 가까워질수록 상호 간의 간격이 좁아지는 'Y'자 형태로 배치되며, 유출오일 회수장비(100)의 전진시 한 쌍의 오일 붐(300) 사이로 유입된 오일을 본체(200) 쪽으로 안내하는 역할을 한다.

오일 붐(300)은 부력을 가진 소재로 이루어지거나, 부력을 유지할 수 있는 소재로 이루어질 수 있다. 예컨대, 오일 붐(300)은 내부에 공기가 채워지는 고무 또는 합성수지 재질의 튜브로 이루어질 수 있다.

또한, 한 쌍의 오일 붐(300)을 가로질러 스워시 네트(swash net)(310)가 설치된다. 이 스워시 네트(310)는 오일 붐(300)의 길이 방향을 따라 소정 간격 상호 이격하여 복수 개가 설치될 수 있으며, 한 쌍의 오일 붐(300) 사이로 유입된 오일막이 출렁거리지 않도록 파랑을 감쇄시키는 역할을 한다. 아울러, 스워시 네트(310)는 한 쌍의 오일 붐(300)이 파랑에 의해 서로 멀어지거나 가까워지지 않도록 간격을 유지하는 역할도 한다. 스워시 네트(310)는 해수면에 대하여 수직하게 설치되거나, 해수면과 평행하게 수평으로 설치될 수 있다.

오일 붐(300)의 전단 상측에는 카메라(320)가 설치될 수 있으며, 이에 따라 유출 오일의 확산이 진행되었을 때 카메라(320)를 이용하여 유출 오일의 정보를 수집할 수 있다. 예컨대, 유출오일 회수장비(100)의 전방 이미지를 카메라(320)로 촬영한 후, 이미지 인식 시스템(미도시)에 미리 저장된 영상과 비교함으로써 유출 오일의 유무를 파악할 수 있다. 이미지 인식 시스템은 딥-러닝(deep learning)을 통해 유출 오일의 정보를 수집 및 파악할 수 있으며, 유출 오일 관련 이미지 빅 데이터와 카메라(320)에서 촬영된 이미지를 상호 비교, 분석함으로써 유출 오일의 유무를 판단할 수 있다.

이미지 인식 시스템을 통해 유출 오일의 확산이 확인되면, GPS 등 위치측정장치(미도시)에서 확인되는 유출 오일의 위치 정보가 본체(200)의 추진제어 시스템(230)으로 전송될 수 있다. 또한, 본체(200)의 추진제어 시스템(230)이 워터 제트 펌프(220)와 분사장치(500)를 작동시킴으로써, 유출오일 회수장비(100)가 자율주행 방식으로 유출 오일 확산 지점으로 이동할 수 있다.

다만, 이는 본 발명의 일 실시예일 뿐이며, 필요에 따라서는 분사장치(500)의 작동 없이 오일 붐(300)과 선박(미도시)을 로프(미도시) 등으로 연결하여, 선박에 의해 유출오일 회수장비(100)가 견인되게끔 할 수도 있다.

오일 붐(300)의 하단에는 오일 붐(300)의 길이 방향을 따라 도수관(400)이 연장 형성된다. 도수관(400)은 본체(200)의 워터 제트 펌프(220)와 연통하도록 형성되며, 워터 제트 펌프(220)에서 공급되는 압축수를 분사장치(500)로 안내하는 역할을 한다. 해수가 흐르는 도수관(400)이 오일 붐(300)과 함께 이중저 구조(double bottom construction)를 이룸에 따라, 악천후의 기상 상황으로 인해 해상에 심한 파랑이 있는 경우에도, 오일 붐(300)이 해수면에서 이탈하지 않고 유출오일 회수장비(100)가 안정적으로 오일 회수 작업을 진행할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 붐의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사장치의 사용 상태도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 도수관(400)의 일측에 예컨대 분사노즐 형태의 분사장치(500)가 설치된다. 분사장치(500)는 오일 붐(300)의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격하여 복수 개가 설치될 수 있으며, 도수관(400)에 흐르는 압축수를 외부로 분사함으로써 유출오일 회수장비(100)의 전 방위 이동을 가능케 한다.

이를 위해, 도수관(400)과 분사장치(500)를 연통하도록 연결관(410)이 구비되며, 분사장치(500)는 연결관(410)의 일단에 수평 방향으로 회전 가능하게 결합된다. 즉, 도 4에 실선 화살표로 도시된 바와 같이, 분사장치(500)의 회전에 따라 유출오일 회수장비(100)의 이동 방향이 변하게 되는 것이다.

이때, 분사장치(500)의 편심 추진력에 의한 오일 붐(300)의 회전력 상쇄를 위해, 오일 붐(300)의 내측에 일종의 반작용 판인 러더(rudder)(330)가 구비된다. 러더(330)는 하단부가 오일 붐(300)의 하부로 연장되어 해수면 밑에 소정 깊이 잠기게 되며, 한 쌍의 오일 붐(300) 사이로 유입되는 오일을 가운데로 밀어서 모으는 역할을 한다(도 4의 점선 화살표 참조). 이를 위해, 오일 붐(300)에 대하여 러더(330)의 후단이 본체(200)의 유로(210) 입구 쪽 전방으로 비스듬하게 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 러더(330)는 오일 붐(300)을 바깥쪽으로 밀어 분사장치(500)와 작용 반작용 관계를 이루도록 함으로써, 스워시 네트(310)와 함께 한 쌍의 오일 붐(300)이 'Y'자로 벌어진 형태를 유지할 수 있게끔 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 유출오일 회수장비(100)의 작동을 설명한다.

해상 오일 유출 사고 발생시, 본 발명의 일 실시예에 따른 유출오일 회수장비(100)가 사고 해역에 투입된다. 이때, 유출오일 회수장비(100)에 워터 제트 펌프(220), 분사장치(500) 등의 자체 추진기가 설치되어 있음에 따라, 오일 확산 지점으로 무선 리모트 컨트롤 또는 자율 주행 방식으로 진입할 수 있다.

예컨대, 유출오일 회수장비(100)는 오일 붐(300)의 전단에 구비되는 카메라(320), 또는 드론(미도시)을 통해 주변의 해역을 촬영하고, 빅 데이터로 수집, 저장된 이미지(또는 영상)와 찰영된 이미지(또는 영상)를 상호 비교함으로써 해당 해역에서 유출 오일의 확산 여부를 판단할 수 있다. 이때, 확산 여부 판단의 신속성과 정확도 향상을 위해, 이미지 비교와 유출 오일의 확산 여부를 판단하는 이미지 인식 시스템이 딥 러닝 알고리즘을 포함하여 이루어질 수 있다.

유출 오일의 확산이 확인되면, 오일 확산 지점의 위치 정보에 따라 유출오일 회수장비(100)의 이동이 이루어진다. 이때, 본체(200)의 추진제어 시스템(230)이 워터 제트 펌프(220)를 구동시키며, 워터 제트 펌프(220)의 압축수가 도수관(400)을 통해 분사장치(500)로 공급된다. 분사장치(500)에서 압축수가 분사되면서 유출오일 회수장비(100)의 주행이 시작되며, 방향 전환은 오일 확산 지점의 위치 정보에 따른 분사장치(500)의 분사각도 조절에 의해 이루어진다.

유출오일 회수장비(100)는 해상을 이동하면서 유출 오일 회수 작업을 수행하게 되는데, 본체(200) 전진시 한 쌍의 오일 붐(300) 사이로 모인 오일이 본체(200) 내부로 유입되고, 2단계의 유수분리막을 차례로 거치면서 해수와 분리 정제된 오일이 본체(200) 내부의 오일 탱크에 저장된다. 이때, 이동중 본체(200)는 밸러스트 탱크의 해수량 조절에 의해 전후좌우의 평형을 유지할 수 있다.

한편, 전술한 실시예는 자율 주행 방식에 의한 것이나, 본 발명의 다른 예로서, 작업자가 유출오일 회수장비(100)의 이동을 직접 리모트 컨트롤할 수 있으며, 필요시에는 선박에 의해 견인 이동되면서 유출 오일 회수 작업을 수행할 수도 있음은 물론이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

100 : 유출오일 회수장비
200 : 본체
210 : 유로
220 : 워터 제트 펌프
230 : 추진제어 시스템
300 : 오일 붐
310 : 스워시 네트
320 : 카메라
330 : 러더
400 : 도수관
410 : 연결관
500 : 분사장치

Claims (6)

1. 일측에 워터 제트 펌프가 구비되며, 하단부에 전후 방향으로 유로가 관통 형성되는 본체;
   상기 본체의 전방 양측에 결합되는 한 쌍의 오일 붐;
   상기 오일 붐의 내측에 결합되며, 후단이 상기 본체의 유로 입구 쪽으로 비스듬하게 배치되는 러더;
   상기 워터 제트 펌프와 연통하며, 상기 오일 붐과 함께 이중저 구조를 이루도록 상기 오일 붐의 하단에 상기 오일 붐의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 도수관;
   상기 오일 붐의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 구비되며 상기 도수관을 통해 공급되는 물을 분사하여 추진력을 발생시키는 분사장치; 및
   상기 도수관과 상기 분사장치를 연통하도록 구비되는 연결관을 포함하며,
   상기 연결관의 일단에 상기 분사장치가 수평방향으로 회전 가능하게 결합되어, 상기 분사장치의 회전에 의해 이동 방향 전환이 가능한 것을 특징으로 하는 유출오일 회수장비.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 한 쌍의 오일 붐을 가로질러 설치되는 적어도 하나 이상의 스워시 네트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유출오일 회수장비.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 오일 붐의 전단에 구비되는 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유출오일 회수장비.
   

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