KR102602308B1 - 유출 기름 회수선 - Google Patents

Abstract

개시되는 발명은 유출 기름 회수선에 관한 것으로서, 선수의 전면 및 측면의 일부가 개방된 구조로 형성된 유입부;와, 상기 유입부의 개방도를 조절하도록, "ㄷ" 형태를 가진 복수의 프로텍터 유닛이 접철식으로 중첩되어 있으면서 상기 유입부의 측면에 구비된 축을 중심으로 각 프로텍터 유닛이 회동할 수 있는 프로텍터 어셈블리;와, 상기 유입부의 하단 테두리를 따라 일단이 수밀 접합되고, 상기 프로텍터 어셈블리의 최상단 프로텍터 유닛의 전면 및 측면에 타단이 수밀 접합되는 방수포;와, 상기 프로텍터 어셈블리의 최상단 프로텍터 유닛에 연결되고, 상기 최상단 프로텍터 유닛을 승강 구동하여 상기 프로텍터 어셈블리의 접철 운동을 일으키는 액추에이터;와, 상기 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부; 및 상기 유입부와 연통하면서 데크 아래에 배치되는 탱크와, 상기 탱크 밖으로 돌출된 물 배출구와 기름 배출구를 구비하는 유수 분리기를 포함한다.

Description

유출 기름 회수선{OIL RECOVERY VESSEL}

본 발명은 유출 기름 회수선에 관한 것으로서, 물과 기름이 섞인 유수 혼합액을 적절한 양으로 조절하면서 선내로 유입하고, 간단한 분리구조로서 신속히 물과 기름을 분리할 수 있는 유출 기름 회수선에 관한 것이다.

최근 유조선, 선박, 시추선 등이 암초나 폭풍에 의해 좌초되거나 선박 충돌로 인해 침몰되어 해상이나 하상에 다량으로 기름이 유출되는 사고가 빈번하게 발생되고 있다.

유출된 기름은 고점도의 흑색 기름띠를 형성하며 오랫동안 표류하여 해수 또는 하천의 생태계를 심각하게 파괴하여 어족 자원의 소멸을 초래하고 양어장이나 양식장에 심각한 영향을 미쳐 수산업에 막대한 피해를 끼침은 물론 인근 주민의 삶의 터전을 황폐화시키기에, 사고의 수습을 위해 막대한 사회적 비용이 소요된다.

이러한 유출유의 방제 작업은, 오일펜스를 이용한 방법, 흡착재를 사용한 방법이나 뜰채를 이용한 방법, 유출 기름 회수선을 이용하는 방법 등과 같이 여러 가지 방안이 제시되어 각각의 상황에 맞게 취사선택되어 사용되고 있다.

오일펜스를 1∼2 노트의 속력으로 예인하여 유출유를 제거하는 방식은, 오일펜스 내측에 모인 유출유가 오일펜스의 아래쪽을 통해 외부로 유실되기 쉽고, 오일펜스와 유체인 물간의 저항으로 인해 예인이 어려운 문제가 있다.

그리고, 유출유를 흡착하는 섬유질로 이루어진 흡착재를 이용한 방식은, 유출사고 현장에 흡착재를 던져서 유출유를 흡수하도록 한 후 다시 건져 올려 유출유를 방제하게 된다. 그러나, 흡착재는 유출된 기름이 고점도일 경우 흡수율이 떨어지게 되고, 흡수하는데 많은 시간이 소요되며, 투입과 수거에 많은 인력이 동원됨으로써 방제비용이 상승하는 문제가 있다.

그리고, 뜰채를 이용한 방식은, 잠자리채 형상으로 생긴 뜰채를 사용하여 유출유를 일일이 떠올려서 방제하는 방식으로서, 이 경우 또한 많은 인력과 시간을 필요로 하는 문제가 있다.

이런 점에서, 가장 효과적인 방제 방식은 유출 기름 회수선을 이용한 방법이라 할 수 있는데, 유출 기름 회수선은 대량의 기름을 회수할 수 있다는 장점이 있지만, 회수선에 장착되는 오일 스키머 장치는 물과 기름을 분리하는데 시간이 오래 걸리고 주기적인 관리와 청소가 요구된다는 점에서 효율적이지 못한 점이 있다.

따라서, 효율적인 누출 기름 회수가 가능한 유출 기름 회수선에 대한 구조적 개선이 요구된다.

한국등록특허 제10-2328587호 (2021.11.15 등록)

본 발명은 물과 기름이 섞인 유수 혼합액을 적절한 양으로 조절하면서 선내로 유입하고, 간단한 분리구조로서 신속히 물과 기름을 분리할 수 있는 유출 기름 회수선을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 유출 기름 회수선에 관한 것으로서, 선수의 전면 및 측면의 일부가 개방된 구조로 형성된 유입부;와, 상기 유입부의 개방도를 조절하도록, "ㄷ" 형태를 가진 복수의 프로텍터 유닛이 접철식으로 중첩되어 있으면서 상기 유입부의 측면에 구비된 축을 중심으로 각 프로텍터 유닛이 회동할 수 있는 프로텍터 어셈블리;와, 상기 유입부의 하단 테두리를 따라 일단이 수밀 접합되고, 상기 프로텍터 어셈블리의 최상단 프로텍터 유닛의 전면 및 측면에 타단이 수밀 접합되는 방수포;와, 상기 프로텍터 어셈블리의 최상단 프로텍터 유닛에 연결되고, 상기 최상단 프로텍터 유닛을 승강 구동하여 상기 프로텍터 어셈블리의 접철 운동을 일으키는 액추에이터;와, 상기 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부; 및 상기 유입부와 연통하면서 데크 아래에 배치되는 탱크와, 상기 탱크 밖으로 돌출된 물 배출구와 기름 배출구를 구비하는 유수 분리기를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 유입부의 측면은, 상기 프로텍터 어셈블리의 최하단 프로텍터 유닛의 측면이 이루는 사선에 대응하도록 개방되어 있다.

그리고, 상기 유입부의 측면에 구비된 축은 만재흘수선 위에 위치할 수 있다.

그리고, 상기 프로텍터 유닛은, 전면에 높이방향을 따라 절개된 제1 슬라이딩 홈이 복수 개 구비되고, 상기 제1 슬라이딩 홈 사이 공간의 상부에 돌출형성된 복수 개의 제1 가이드 돌기를 구비하는 하방 프로텍터 유닛과, 전면에 상기 제1 가이드 돌기의 위치에 대응하여 높이방향을 따라 절개된 제2 슬라이딩 홈이 복수 개 구비되고, 상기 제1 슬라이딩 홈의 위치에 대응하여 상기 제2 슬라이딩 홈 사이 공간의 상부에 돌출형성된 복수 개의 제2 가이드 돌기를 구비하는 상방 프로텍터 유닛을 포함한다. 이에 따라, 상기 프로텍터 어셈블리는, 상기 하방 프로텍터 유닛의 제1 가이드 돌기가 상기 상방 프로텍터 유닛의 제2 슬라이딩 홈에 대해 이탈하지 않도록 결합하고, 또한 상기 상방 프로텍터 유닛의 제2 가이드 돌기가 또 하나의 하방 프로텍터 유닛의 제1 슬라이딩 홈에 대해 이탈하지 않도록 결합하는 연결구조가 연이어 반복되어 있다.

그리고, 상기 탱크의 천장에 설치되는 거리 측정기를 더 포함하고, 상기 거리 측정기는 상기 탱크 내부에 수용된 유수 혼합액의 액면의 높이를 측정하며, 상기 제어부는 상기 거리 측정기에서 전송한 상기 액면의 높이에 대응하여 상기 액추에이터의 승강 구동을 제어할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 유입부의 개방도가 흘수선에 대응하여 유수 혼합액이 선내로 유입될 수 있는 높이로 상기 액추에이터의 승강 구동을 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 유수 분리기는, 상기 유입부를 통해 상기 탱크 안으로 유수 혼합액이 유입되고, 또한 상기 물 배출구는 상기 기름 배출구의 하방에 위치하며, 상기 유수 혼합액이 비중차에 의해 물과 기름으로 분리되어 계면을 형성하는 영역에 배치되고, 바닥과 계면 사이의 제1 수위와 액면과 계면 사이의 제2 수위 및 액면과 바닥 사이의 전체 수위 중의 적어도 두 개의 수위를 측정하는 수위측정부와, 상기 물 배출구의 개폐를 조작하는 제1 밸브 및 상기 기름 배출구의 개폐를 조작하는 제2 밸브와, 상기 수위 측정부로부터 수신한 신호를 바탕으로 하여 상기 제1 밸브 및 제2 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 포함하고, 여기서, 상기 밸브 제어부는 상기 제1 수위가 사전에 설정된 제1 범위에 있을 때만 상기 물 배출구를 개방하는 제어를 수행하고, 또한 상기 제2 수위가 사전에 설정된 제2 범위에 있을 때만 상기 기름 배출구를 개방하는 제어를 수행할 수 있다.

여기서, 상기 제1 범위는 상기 제1 수위가 상기 물 배출구와 기름 배출구 사이로 설정된 제1 경계수위 이상인 범위이고, 상기 제2 범위는 상기 제1 수위가 상기 기름 배출구와 제1 경계수위 사이로 설정된 제2 경계수위 이하이면서 동시에 전체 수위가 상기 기름 배출구 상방으로 설정된 제3 경계수위 이상인 범위일 수 있으며, 이에 따라 상기 밸브 제어부는, 상기 제1 수위가 상기 제1 경계수위에 제1 여유높이를 더한 위치에 도달했을 때 상기 제1 밸브의 폐쇄상태를 개방상태로 전환하고, 또한 상기 제1 수위가 상기 제2 경계수위에 제2 여유높이를 뺀 위치에 도달하고, 동시에 전체 수위가 상기 제3 경계수위에 제3 여유높이를 더한 위치에 도달했을 때 상기 제2 밸브의 폐쇄상태를 개방상태로 전환할 수 있다.

이울러 상기 수위측정부는, 상기 물의 비중과 기름의 비중 사이의 중간 비중으로 이루어짐으로써 상기 물과 기름의 계면상에 위치하는 계면 부상체를 구비하고, 상기 계면 부상체는 바닥과 계면 사이의 제1 수위 또는 액면과 계면 사이의 제2 수위에 대한 기준을 제공할 수 있다.

나아가 상기 수위측정부는, 상기 기름의 비중보다 가벼운 비중으로 이루어진 액면 부상체를 구비하고, 상기 액면 부상체와 계면 부상체를 기준으로 삼아 바닥과 계면 사이의 제1 수위와 액면과 계면 사이의 제2 수위 및 액면과 바닥 사이의 전체 수위 중의 적어도 두 개 이상의 수위를 측정할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 유출 기름 회수선에 의하면, 프로텍터 어셈블리에 의해 개방도가 조절되는 유입부를 통해 적절하게 물과 기름이 섞인 수면의 유수 혼합액이 유출 기름 회수선 안으로 유입되고, 유수 분리기는 비중이 다른 물과 기름을 동시에 연속적으로 분리해서 배출하므로, 시간당 분리처리량이 매우 높다는 장점을 가진다.

또한, 본 발명의 유출 기름 회수선은 비중차를 이용하는 유수 분리기의 구조가 단순하고 소모품이 거의 없기 때문에 유지관리 비용이 크게 절감된다. 따라서, 대형 선박으로 구성함에 있어서도 무리가 없으며 각종 수상·해상 유출기름을 처리하기에 적합하다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유출 기름 회수선의 일 실시형태를 도시한 도면.
도 2는 프로텍터 어셈블리의 결합구조를 도시한 도면.
도 3은 프로텍터 어셈블리의 승강과 이에 따른 유입부의 개방도를 도시한 도면
도 4는 본 발명의 유출 기름 회수선에 구비되는 유수 분리기의 일 실시형태를 도시한 도면.
도 5는 제1 범위와 제2 범위에 대한 구체적인 실시형태를 도시한 도면.
도 6은 유수 분리기에 구비되는 수위측정부의 일 실시형태를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 유출 기름 회수선(10)의 일 실시형태를 도시하고 있다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바를 참조하면, 본 발명의 유출 기름 회수선(10)은 선수(12)와 선미(14)를 구별할 수 있는 선박의 형태를 가지고 있다. 여기서, 선박이라 함은 호수나 강, 바다에 떠서 자력 또는 타력으로 운항할 수 있는 각종 부상체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 유출 기름 회수선(10)은, 선수(12)의 전면 및 측면의 일부가 개방된 구조로 형성된 유입부(100)를 구비하고 있다. 유입부(100)는 선수(12)의 데크(16) 아래쪽에 배치되며, 유입부(100)를 통해 수면의 물(LQ1), 특히 물(LQ1)과 기름(LQ2)이 섞여 있는 유수(油水) 혼합액(ML)이 데크(16) 아래쪽의 탱크(610)로 들어오게 된다. 탱크(610)로 유입된 유수 혼합액(ML)은 뒤에서 상술할 유수 분리기(600)를 통해 물(LQ1)과 기름(LQ2)으로 분리되고, 분리된 기름(LQ2)은 별도로 관리되고 물(LQ1)만 외부로 배출된다.

그리고, 유출 기름 회수선(10)의 선수(12)에는 유입부(100)의 개방도를 조절하기 위한 프로텍터 어셈블리(200) 및 방수포(300)가 구비된다.

먼저 프로텍터 어셈블리(200)에 대해 설명하면, 프로텍터 어셈블리(200)는 "ㄷ" 형태를 가진 복수의 프로텍터 유닛(210)이 접철식으로 중첩되어 있으면서, 유입부(100)의 측면에 구비된 축(110)을 중심으로 각 프로텍터 유닛(210)이 회동할 수 있는 구조를 이루고 있다. 즉, 프로텍터 어셈블리(200)는, 마치 접부채를 펴고 접듯이, 축(110)을 중심으로 프로텍터 유닛(210)을 접고 폄으로써 유입부(100)를 가로막는 면적을 조절할 수 있도록 구성되어 있다.

다만, 프로텍터 어셈블리(200)는 이를테면 도어의 뼈대를 이루는 것이어서 그 자체가 유수의 흐름을 차단할 수는 없으므로, 본 발명에서는 프로텍터 어셈블리(200)에 대해 방수포(300)를 결합하고 있다. 방수포(300)는 유연한 패브릭 재질에 대해 수밀처리, 예를 들어 패브릭 표면에 합성수지를 코팅한 것 등을 통칭하는 것인데, 프로텍터 어셈블리(200)와는 반대로, 뼈대를 이룰 강도는 없지만 유수의 흐름을 차단할 수는 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는, 프로텍터 어셈블리(200)와 방수포(300)를 조합하여 유입부(100)의 개방도를 조절하고 있다.

도 1을 참조하면, 방수포(300)의 일단은 유입부(100)의 하단 테두리를 따라 수밀 접합되고, 타단은 프로텍터 어셈블리(200)의 최상단 프로텍터 유닛(212)의 전면 및 측면에 수밀 접합되어 있다. 따라서, 유입부(100)의 하단 테두리, 즉 선수(12)에 접합된 방수포(300)의 일단은 고정되어 있고, 상부에 위치한 방수포(300)의 타단은 최상단 프로텍터 유닛(212)의 회동 운동에 따라 함께 승강하게 된다.

여기서, 프로텍터 어셈블리(200)의 접철식 회동운동은 액추에이터(400) 및 그 구동을 제어하는 제어부(500)에 의해 이루어진다. 액추에이터(400)는 프로텍터 어셈블리(200)의 최상단 프로텍터 유닛(212)에 연결되고, 최상단 프로텍터 유닛(212)을 승강 구동하여 프로텍터 어셈블리(200)의 접철 운동을 일으킨다. 즉, 최상단 프로텍터 유닛(212)이 승강하면 이에 연동하여 그 하위의 프로텍터 유닛(210)이 순차적으로 승강함으로써, 프로텍터 어셈블리(200) 전체에서 접철 운동이 일어난다.

그리고, 액추에이터(400)는 다양한 방식으로 구비될 수 있다. 도 1에서는, 액추에이터(400)가 원호 형상의 로드를 승강 구동하는 것으로 도시되어 있다. 원호 형상인 로드의 일단은 최상단 프로텍터 유닛(212)에 결합되어 있는데, 로드의 형상을 원호로 하는 것은 하나의 축(110)을 중심으로 회동하는 각 프로텍터 유닛(210)의 궤적이 원형임을 감안하여 가장 부드럽게 움직이도록 구성했기 때문이다. 물론, 도시된 액추에이터(400) 외에, 직선형 로드의 양단이 피봇 회동할 수 있는 구조의 유압 실린더나, 또는 밧줄이나 사슬과 같은 와이어 부재를 권취하는 윈치 등을 액추에이터(400)로서 적용하는 것도 가능하다. 프로텍터 어셈블리(200)의 구체적인 실시형태에 대해서는, 뒤에서 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

프로텍터 어셈블리(200)와 방수포(300)의 결합구조로 돌아오면, 방수포(300)는 패브릭 재질의 특성에 의해 외력에 의해 자연스럽게 접히거나 펴진다. 따라서, 방수포(300)는 최상단 프로텍터 유닛(212)의 승강에 따라, 유입부(100)의 하단 테두리를 따라 수밀 접합된 방수포(300)의 일단은 고정된채로 최상단 프로텍터 유닛(212)의 높이에 대응하여 펼쳐지거나 접히게 된다.

여기서, 최상단 프로텍터 유닛(212)을 제외한 나머지 프로텍터 유닛(210)은 방수포(300)에 접합되어 있거나 그렇지 않을 수도 있는데, 나머지 프로텍터 유닛(210)의 주된 기능은 방수포(300)에 작용하는 수압을 받아주는 지지 프레임의 역할을 하는 것에 있다.

그리고, 선수(12)에 구비된 유입부(100)의 측면은, 프로텍터 어셈블리(200)의 최하단 프로텍터 유닛(214)의 측면이 이루는 사선에 대응하도록 개방되어 있음으로써, 유입부(100)의 하단 테두리에 접합된 방수포(300)가 최하단 프로텍터 유닛(214)에 의해 충분히 지탱되도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 유입부(100)의 측면에 구비된 축(110)은 만재흘수선 위에 위치함으로써, 유출 기름 회수선(10)이 최대로 물에 잠기는 상황에서도 프로텍터 어셈블리(200)가 원활히 회동할 수 있도록 하는 것도 바람직할 수 있다.

도 2는 프로텍터 어셈블리(200)의 결합구조를 도시한 도면이며, 도 2를 참조하여 프로텍터 어셈블리(200)에 대해 상세히 설명한다.

복수의 프로텍터 유닛(210)은 전면 구조를 기준으로 하여 하방 프로텍터 유닛(220)과 상방 프로텍터 유닛(230)으로 구별할 수 있다. 여기서, 하방과 상방은 상대적인 개념으로서, 어느 하나의 하방 프로텍터 유닛(220)에 대한 상방 프로텍터 유닛(230)은, 그 위쪽의 프로텍터 유닛(210)에 대해서는 하방 프로텍터 유닛(220)이 된다.

도 2를 보면, 하방 프로텍터 유닛(220)은 전면에 높이방향(도면 기준)을 따라 절개된 제1 슬라이딩 홈(222)이 복수 개 구비되고, 또한 제1 슬라이딩 홈(222) 사이 공간의 상부에는 복수 개의 제1 가이드 돌기(224)가 돌출형성되어 있다.

이에 대응하여, 상방 프로텍터 유닛(230)은 그 전면에 하방 프로텍터 유닛(220)의 제1 가이드 돌기(224)의 위치에 대응하여 높이방향을 따라 절개된 제2 슬라이딩 홈(232)이 복수 개 구비된다. 또한, 상방 프로텍터 유닛(230)은, 하방 프로텍터 유닛(220)의 제1 슬라이딩 홈(222)의 위치에 대응하여, 제2 슬라이딩 홈(232) 사이 공간의 상부에 복수 개의 제2 가이드 돌기(234)가 돌출형성되어 있다.

이러한 하방 및 상방 프로텍터 유닛(220, 230)을 서로 결합하면, 하방 프로텍터 유닛(220)의 제1 가이드 돌기(224)는 상방 프로텍터 유닛(230)의 제2 슬라이딩 홈(232)에 대해 이탈하지 않도록 결합한다. 또한, 하나의 하방 프로텍터 유닛(220)에 결합한 상방 프로텍터 유닛(230)의 제2 가이드 돌기(234)는 또 하나의 하방 프로텍터 유닛(220)의 제1 슬라이딩 홈(222)에 대해 이탈하지 않도록 결합한다.

이와 같이, "하방 프로텍터 유닛(220) - 상방 프로텍터 유닛(230) - 하방 프로텍터 유닛(220) …"으로 연속되는 연결구조가 설계된 개수나 높이까지 연이어 반복됨으로써 프로텍터 어셈블리(200)가 완성된다. 모든 프로텍터 유닛(210)의 양측면은 유입부(100)의 측면에 구비된 축(110)에 회동 가능하게 고정되고, 액추에이터(400)에 연결된 최상단 프로텍터 유닛(212)의 승강운동은 슬라이딩 홈과 가이드 돌기의 연이은 연결구조를 통해 하방의 프로텍터 유닛(210)을 순차적으로 승강시킴으로써, 방수포(300)와 결합한 프로텍터 어셈블리(200)는 유입부(100)의 개방도를 조절하게 된다.

도 3은 프로텍터 어셈블리(200)의 승강과 이에 따른 유입부(100)의 개방도를 도시한 도면이다. 유입부(100)의 개방도는 탱크(610) 내부에 수용된 유수 혼합액(ML)의 양에 대응하여 조절될 수 있다. 즉, 탱크(610) 내부에 수용된 유수 혼합액(ML)의 높이가 낮으면 낮게 개방하고, 반대로 유수 혼합액(ML)의 높이가 높으면 높게 개방하여 외부의 유수 혼합액(ML)이 어느 정도 일정하게 지속적으로 내부로 유입될 수 있도록 유입부(100)의 개방도가 조절되는 것이다. 참고로, 도 3에는 이해의 편의를 위해, 프로텍터 어셈블리(200) 중의 최상단 프로텍터 유닛(212)과 방수포(300)만이 도시되어 있다.

이를 위해, 본 발명은 탱크(610)의 천장에 설치되는 거리 측정기(510)를 구비할 수 있다. 거리 측정기(510)는 초음파 또는 광파를 이용하는 거리측정 센서일 수 있으며, 거리 측정기(510)는 반사파의 도달시간으로부터 탱크(610) 내부에 수용된 유수 혼합액(ML)의 액면의 높이를 측정할 수 있다. 이에 따라, 제어부(500)는 거리 측정기(510)에서 전송한 상기 액면의 높이에 관한 정보를 수신하고 이에 대응하여 액추에이터(400)의 승강 구동을 제어함으로써, 유수 혼합액(ML)이 선내로 유입될 수 있는 적절한 높이로 유입부(100)의 개방도를 조절할 수 있다.

또한, 제어부(500)는 유입부(100)의 개방도가 흘수선에 대응하여 유수 혼합액(ML)이 선내로 유입될 수 있는 높이로 액추에이터(400)의 승강 구동을 제어할 수 있다. 외부의 유수 혼합액(ML)은 수두 차이에 의해 선내로 유입되므로, 흘수선에 비해 최상단 프로텍터 유닛(212)의 상면은 이보다 낮고, 또한 탱크(610) 내부에 수용된 유수 혼합액(ML)의 수위는 최상단 프로텍터 유닛(212)의 상면보다 낮아야 한다. 따라서, 제어부(500)는 거리 측정기(510)로 측정한 탱크(610) 내부의 유수 혼합액(ML)의 수위 및 흘수선에 맞춰 유입부(100)의 개방도를 조절할 수 있다.

한편, 본 발명의 유출 기름 회수선(10)은 유입부(100)와 연통하면서 데크(16) 아래에 배치되는 탱크(610)와, 탱크(610) 밖으로 돌출된 물 배출구(620)와 기름 배출구(630)를 구비하는 유수 분리기(600)를 포함한다. 전술한 유입부(100)와 프로텍터 어셈블리(200) 및 방수포(300)의 구성은 물(LQ1)과 기름(LQ2)이 섞인 수면의 유수 혼합액(ML)을 유출 기름 회수선(10) 안으로 적절히 도입하기 위한 구성이며, 유수 분리기(600)는 이렇게 도입된 유수 혼합액(ML)을 물(LQ1)과 기름(LQ2)으로 분리하기 위한 구성에 해당한다.

도 4는 유수 분리기(600)의 일 실시형태를 도시한 도면이며, 물 배출구(620)로 배출되는 깨끗한 물(LQ1)은 바로 수면 아래로 배출되고, 기름 배출구(630)로 나오는 기름(LQ2)은 별도로 관리하여 처리할 수 있다. 여기서는, 유수 분리기(600)가 유수 혼합액(ML)을 물(LQ1)과 기름(LQ2)으로 분리하는 구성을 중심으로 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 유입부(100)를 통해 탱크(610) 안으로 유수 혼합액(ML)이 유입된다. 그리고, 물 배출구(620)는 기름 배출구(630)의 하방에 위치하는데, 이는 유수 혼합액(ML)이 물(LQ1)과 기름(LQ2)으로 분리된 계면을 형성할 때 비중이 높은 물(LQ1)이 아래쪽에 위치하기 때문이다.

그리고, 유수 분리기(600)에는 수위측정부(640)가 구비된다. 수위측정부(640)는 유수 혼합액(ML)이 비중차에 의해 물(LQ1)과 기름(LQ2)으로 분리되어 계면을 형성하는 영역에 배치된다. 그리고, 수위측정부(640)는 바닥과 계면 사이의 제1 수위(LV1)와, 액면과 계면 사이의 제2 수위(LV2)와, 액면과 바닥 사이의 전체 수위(TL) 중의 적어도 두 개의 수위를 측정한다. 제1 수위(LV1)와 제2 수위(LV2)를 합한 것이 전체 수위(TL)이므로, 이들 3개의 수위 중에 2개의 수위만 측정하여도 계산을 통해 모든 수위를 알 수 있다.

여기서, 유수 혼합액(ML)이 탱크(610)에 투입될 때 발생하는 충격이 물 배출구(620)와 기름 배출구(630) 주변에 교란을 일으키는 것을 방지하고, 유수 혼합액(ML)의 유속을 조절하며, 물(LQ1)과 기름(LQ2)이 상하로 신속히 분리되는 것을 유도하기 위해, 적절한 위치와 깊이로서 흐름 조절판(612)이 구비되는 것도 바람직할 수 있다.

물 배출구(620)와 기름 배출구(630)에는 각각 개폐를 담당하는 제1 밸브(622) 및 제2 밸브(632)가 구비된다. 제1 밸브(622)는 물 배출구(620)를 통해 물(LQ1) 외에 기름(LQ2)이 배출되는 것을 방지하기 위해 그 개폐가 적절히 제어되며, 마찬가지로 제2 밸브(632)는 기름 배출구(630)에서 물(LQ1)이 배출되는 것을 방지한다. 이러한 제1 밸브(622) 및 제2 밸브(632)의 개폐조작은 밸브 제어부(650)에 의해 수행된다.

밸브 제어부(650)는 수위측정부(640)로부터 수신한 수위정보를 바탕으로 하여 제1 밸브(622) 및 제2 밸브(632)의 동작을 제어한다. 구체적으로, 밸브 제어부(650)는 제1 수위(LV1)가 사전에 설정된 제1 범위(660)에 있을 때만 물 배출구(620)를 개방하는 제어를 수행하고, 또한 제2 수위(LV2)가 사전에 설정된 제2 범위(670)에 있을 때만 기름 배출구(630)를 개방하는 제어를 수행한다.

즉, 제1 범위(660)는 물(LQ1)이 물 배출구(620) 주변에 존재하는 것으로 특정할 수 있는 범위를 말하고, 이를 물 배출구(620)의 관점에서 바라본다면, 물 배출구(620)가 제1 범위(660)를 벗어나서 기름(LQ2)에 인접하거나 적어도 기름(LQ2) 안으로 진입하기 직전에 제1 밸브(622)가 폐쇄 조작된다는 것이다. 제2 범위(670) 또한 기름 배출구(630)에 대해 동일한 의미를 가진다.

아울러 물 배출구(620)와 기름 배출구(630)에는 각각 제1 펌프(624)와 제2 펌프(634)가 구비됨으로써 자연배출에 비해 훨씬 신속하게 물(LQ1)과 기름(LQ2)을 외부로 배출할 수 있다. 특히, 기름(LQ2)이 분리된 물(LQ1)을 선외로 배출하려면 제1 펌프(624)는 필수적이다. 제1 펌프(624)와 제2 펌프(634)의 작동은 밸브 제어부(650)의 제어하에서 제1 밸브(622) 및 제2 밸브(632)의 개방작동에 연동된다.

도 5는 제1 범위(660)와 제2 범위(670)에 대한 구체적인 실시형태를 도시하고 있다.

먼저 물 배출구(620)에 대해 설정된 제1 범위(660)에 대해 설명하면, 제1 범위(660)는 제1 수위(LV1), 즉 바닥에서부터 계면까지의 물(LQ1)의 수위가 물 배출구(620)와 기름 배출구(630) 사이로 설정된 제1 경계수위(662) 이상인 범위로 설정될 수 있다.

다시 말해, 제1 범위(660)는 물(LQ1)이 물 배출구(620) 위쪽으로 어느 정도의 수위를 유지하는 범위를 의미하는 것이며, 안전값으로 설정된 제1 경계수위(662) 이상으로 제1 수위(LV1)가 유지될 때는 제1 밸브(622)를 개방하고, 그렇지 못하면 제1 밸브(622)를 폐쇄함으로써 물 배출구(620)를 통해 기름(LQ2)이 유출되는 것을 미연에 방지한다.

나아가 밸브 제어부(650)는 제1 수위(LV1)가 제1 경계수위(662) 미만으로 떨어졌다가 다시 상승하는 경우에는, 제1 경계수위(662)에 제1 여유높이(664)를 더한 위치에 제1 수위(LV1)가 도달했을 때 비로소 제1 밸브(622)의 폐쇄상태를 개방상태로 전환하는 제어를 수행할 수 있다. 이는 제1 수위(LV1)가 제1 경계수위(662)를 오르내릴 때 제1 밸브(622)가 반복하여 빈번하게 개폐되는 문제를 고려한 것이다.

그리고, 기름 배출구(630)에 대해 설정된 제2 범위(670)에 대해 설명하면, 제2 범위(670)는 제1 수위(LV1)가 기름 배출구(630)와 제1 경계수위(662) 사이로 설정된 제2 경계수위(672) 이하인 범위로 설정될 수 있다. 제1 수위(LV1)는 바닥에서부터 계면까지의 수위로서, 제1 수위(LV1)는 물(LQ1)의 수위이면서 동시에 기름(LQ2)의 바닥면 높이를 의미한다.

도 5에 도시된 제2 경계수위(672) 역시 일종의 안전값으로서, 기름 배출구(630) 아래로 확보되어야 할 기름(LQ2)의 최소깊이, 다른 정의로는 바닥에서 계면까지의 거리인 제1 수위(LV1)의 허용 가능한 최대높이를 의미한다. 즉, 물(LQ1)이 제2 경계수위(672)를 초과하여 기름 배출구(630) 쪽으로 근접하는 것은 기름 배출구(630)를 통해 물(LQ1)이 유출될 가능성이 높아지는 것이므로, 제2 경계수위(672)는 제2 밸브(632)의 개폐조작에 대한 기준이 된다.

또한, 밸브 제어부(650)는 제1 수위(LV1)가 제2 경계수위(672)에 제2 여유높이(674)를 뺀 위치에 도달했을 때 비로소 제2 밸브(632)의 폐쇄상태를 개방상태로 전환하는 제어를 수행할 수 있다. 이는 전술한 제1 여유높이(664)를 설정한 것과 마찬가지의 이유로서, 제1 수위(LV1)가 제2 경계수위(672)를 오르내릴 때 제2 밸브(632)가 빈번하게 개폐되는 현상을 방지하기 위함이다.

한편, 경우에 따라서는, 제1 수위(LV1)가 제2 경계수위(672) 이하에 있더라도, 기름(LQ2)의 양이 적은 경우에는 기름(LQ2)의 표면이 기름 배출구(630) 아래에 있을 수도 있다. 다시 말해, 기름 배출구(630)를 개방하여도 기름(LQ2)이 배출될 수가 없는 상황도 있으므로, 이런 경우에는 굳이 기름 배출구(630)를 개방하고 제2 펌프(634)를 가동할 필요가 없다.

따라서, 제2 범위(670)는 제1 수위(LV1)가 기름 배출구(630)와 제1 경계수위(662) 사이로 설정된 제2 경계수위(672) 이하이고, 동시에 전체 수위(TL)가 기름 배출구(630) 상방으로 설정된 제3 경계수위(676) 이상인 범위로 설정되는 것이 더욱 바람직할 수 있다.

그리고, 제3 경계수위(676)가 추가 설정됨에 따라, 밸브 제어부(650)는 제1 수위(LV1)가 제2 경계수위(672)에 제2 여유높이(674)를 뺀 위치에 도달하고, 동시에 전체 수위(TL)가 제3 경계수위(676)에 안전값인 제3 여유높이(678)를 더한 위치에 도달했을 때 제2 밸브(632)의 폐쇄상태를 개방상태로 전환하는 제어를 수행할 수 있다.

도 6은 유수 분리기(600)에 구비되는 수위측정부(640)의 일 실시형태를 도시한 도면이다. 도시된 실시형태에서, 수위측정부(640)는 물(LQ1)의 기름(LQ2)의 비중 사이의 중간 비중으로 이루어진 계면 부상체(642)를 포함한다. 계면 부상체(642)는 물(LQ1)과 기름(LQ2)의 중간 비중을 가지기 때문에 물(LQ1)과 기름(LQ2)의 계면상에 위치한다. 따라서, 계면 부상체(642)는 바닥과 계면 사이의 제1 수위(LV1), 또는 액면과 계면 사이의 제2 수위(LV2)에 대한 측정기준을 제공한다.

물(LQ1)과 기름(LQ2)의 계면상에 계면 부상체(642)가 위치하므로, 계면 부상체(642)를 매개체로 이용함으로써 바닥과 계면 사이의 제1 수위(LV1), 액면과 계면 사이의 제2 수위(LV2), 그리고 액면과 바닥 사이의 전체 수위(TL)를 측정할 수 있다. 어떤 지점에서 계면 부상체(642)까지의 거리는, 공지된 다양한 방식의 거리센서를 이용하여 측정할 수 있다.

예를 들어, 탱크(610)의 바닥 또는 뚜껑에 배치된 초음파 거리센서를 액면과 계면 부상체(642)에 투사함으로써 뚜껑에서 액면까지의 거리나 뚜껑에서 계면 부상체(642)까지의 거리 등을 측정하고, 이를 통해 알고자 하는 모든 거리를 파악할 수 있다. 즉, 전체 수위(TL)는 수위를 측정하는 종래기술을 이용하여 아주 손쉽게 측정할 수 있으며, 계면 부상체(642)를 이용하여 측정한 거리를 여기에 조합하면 제1 수위(LV1), 제2 수위(LV2), 그리고 전체 수위(TL)를 모두 파악할 수 있다.

나아가 도 6에 도시된 것처럼, 탱크(610) 바닥에 고정한 로드(646)나 레일 등의 가이드 기구를 따라 계면 부상체(642)가 위아래로 계면의 변동에 따라 자유롭게 이동하도록 하고, 이렇게 오르내리는 계면 부상체(642)에 대해 빛이나 초음파 등을 이용하는 근접센서, 또는 자기장에 반응하는 홀 센서 등을 이용하면 그 위치를 손쉽게 측정할 수 있다. 참고로, 도 6에는 공지된 근접센서나 거리센서 등의 센서는 생략되어 있는데, 이는 센서의 측정방식에 의해 본 발명의 기술내용이 제한 해석되지 않도록 하기 위함이다.

또한, 수위측정부(640)는 기름(LQ2)의 비중보다 가벼운 비중으로 이루어진 액면 부상체(644)를 더 구비할 수도 있다. 액면 부상체(644) 역시 로드(646)나 레일 등을 따라 상하로만 이동할 수 있으며, 액면 부상체(644)와 계면 부상체(642)의 2개의 기준을 이용하여 바닥과 계면 사이의 제1 수위(LV1)와 액면과 계면 사이의 제2 수위(LV2), 그리고 액면과 바닥 사이의 전체 수위(TL) 중의 적어도 두 개 이상의 수위를 측정할 수 있다. 수위측정부(640)가 액면 부상체(644)까지 함께 구비하면, 계면 부상체(642)를 피탐체로 삼아서 마련된 근접센서나 거리센서 등의 센서를 공유할 수 있다는 점에서 유리하다.

이상의 설명과 같은 본 발명의 유출 기름 회수선(10)에 의하면, 프로텍터 어셈블리(200)에 의해 개방도가 조절되는 유입부(100)를 통해 적절하게 물(LQ1)과 기름(LQ2)이 섞인 수면의 유수 혼합액(ML)이 유출 기름 회수선(10) 안으로 유입되고, 유수 분리기(600)는 비중이 다른 물(LQ1)과 기름(LQ2)을 동시에 연속적으로 분리해서 배출하므로, 시간당 분리처리량이 매우 높다는 장점을 가진다.

또한, 본 발명의 유출 기름 회수선(10)은 비중차를 이용하는 유수 분리기(600)의 구조가 단순하고 소모품이 거의 없기 때문에 유지관리 비용이 크게 절감된다. 따라서, 대형 선박으로 구성함에 있어서도 무리가 없으며 각종 수상·해상 유출기름을 처리하기에 적합하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 유출 기름 회수선 12: 선수
14: 선미 16: 데크
100: 유입부 110: 축
200: 프로텍터 어셈블리 210: 프로텍터 유닛
212: 최상단 프로텍터 유닛 214: 최하단 프로텍터 유닛
220: 하방 프로텍터 유닛 222: 제1 슬라이딩 홈
224: 제1 가이드 돌기 230: 상방 프로텍터 유닛
232: 제2 슬라이딩 홈 234: 제2 가이드 돌기
300: 방수포 400: 액추에이터
500: 제어부 510: 거리 측정기
600: 유수 분리기 610: 탱크
612: 흐름 조절판 620: 물 배출구
622: 제1 밸브 624: 제1 펌프
630: 기름 배출구 632: 제2 밸브
634: 제2 펌프 640: 수위측정부
642: 계면 부상체 644: 액면 부상체
646: 로드 650: 밸브 제어부
660: 제1 범위 662: 제1 경계수위
664: 제1 여유높이 670: 제2 범위
672: 제2 경계수위 674: 제2 여유높이
676: 제3 경계수위 678: 제3 여유높이
ML: 유수 혼합액 LQ1: 물
LQ2: 기름 FC: 계면
LV1: 제1 수위 LV2: 제2 수위
TL: 전체 수위

Claims (10)

1. 선수의 전면 및 측면의 일부가 개방된 구조로 형성된 유입부;
   상기 유입부의 개방도를 조절하도록, "ㄷ" 형태를 가진 복수의 프로텍터 유닛이 접철식으로 중첩되어 있으면서 상기 유입부의 측면에 구비된 축을 중심으로 각 프로텍터 유닛이 회동할 수 있는 프로텍터 어셈블리;
   상기 유입부의 하단 테두리를 따라 일단이 수밀 접합되고, 상기 프로텍터 어셈블리의 최상단 프로텍터 유닛의 전면 및 측면에 타단이 수밀 접합되는 방수포;
   상기 프로텍터 어셈블리의 최상단 프로텍터 유닛에 연결되고, 상기 최상단 프로텍터 유닛을 승강 구동하여 상기 프로텍터 어셈블리의 접철 운동을 일으키는 액추에이터;
   상기 액추에이터의 구동을 제어하는 제어부; 및
   상기 유입부와 연통하면서 데크 아래에 배치되는 탱크와, 상기 탱크 밖으로 돌출된 물 배출구와 기름 배출구를 구비하는 유수 분리기;
   를 포함하고,
   상기 유수 분리기는,
   상기 유입부를 통해 상기 탱크 안으로 유수 혼합액이 유입되고, 또한 상기 물 배출구는 상기 기름 배출구의 하방에 위치하며,
   상기 유수 혼합액이 비중차에 의해 물과 기름으로 분리되어 계면을 형성하는 영역에 배치되고, 바닥과 계면 사이의 제1 수위와 액면과 계면 사이의 제2 수위 및 액면과 바닥 사이의 전체 수위 중의 적어도 두 개의 수위를 측정하는 수위측정부와,
   상기 물 배출구의 개폐를 조작하는 제1 밸브 및 상기 기름 배출구의 개폐를 조작하는 제2 밸브와,
   상기 수위 측정부로부터 수신한 신호를 바탕으로 하여 상기 제1 밸브 및 제2 밸브를 제어하는 밸브 제어부를 포함하고,
   여기서, 상기 밸브 제어부는 상기 제1 수위가 사전에 설정된 제1 범위에 있을 때만 상기 물 배출구를 개방하는 제어를 수행하고, 또한 상기 제2 수위가 사전에 설정된 제2 범위에 있을 때만 상기 기름 배출구를 개방하는 제어를 수행하며,
   상기 수위측정부는,
   상기 물의 비중과 기름의 비중 사이의 중간 비중으로 이루어짐으로써 상기 물과 기름의 계면상에 위치하는 계면 부상체를 구비하고,
   상기 계면 부상체는 바닥과 계면 사이의 제1 수위 또는 액면과 계면 사이의 제2 수위에 대한 기준을 제공하는 것을 특징으로 하는 유출 기름 회수선.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유입부의 측면은, 상기 프로텍터 어셈블리의 최하단 프로텍터 유닛의 측면이 이루는 사선에 대응하도록 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 유출 기름 회수선.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유입부의 측면에 구비된 축은 만재흘수선 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 유출 기름 회수선.
4. 제1항에 있어서,
   상기 프로텍터 유닛은,
   전면에 높이방향을 따라 절개된 제1 슬라이딩 홈이 복수 개 구비되고, 상기 제1 슬라이딩 홈 사이 공간의 상부에 돌출형성된 복수 개의 제1 가이드 돌기를 구비하는 하방 프로텍터 유닛과,
   전면에 상기 제1 가이드 돌기의 위치에 대응하여 높이방향을 따라 절개된 제2 슬라이딩 홈이 복수 개 구비되고, 상기 제1 슬라이딩 홈의 위치에 대응하여 상기 제2 슬라이딩 홈 사이 공간의 상부에 돌출형성된 복수 개의 제2 가이드 돌기를 구비하는 상방 프로텍터 유닛을 포함하고,
   상기 프로텍터 어셈블리는,
   상기 하방 프로텍터 유닛의 제1 가이드 돌기가 상기 상방 프로텍터 유닛의 제2 슬라이딩 홈에 대해 이탈하지 않도록 결합하고,
   또한 상기 상방 프로텍터 유닛의 제2 가이드 돌기가 또 하나의 하방 프로텍터 유닛의 제1 슬라이딩 홈에 대해 이탈하지 않도록 결합하는 연결구조가 연이어 반복되어 있는 것을 특징으로 하는 유출 기름 회수선.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탱크의 천장에 설치되는 거리 측정기를 더 포함하고,
   상기 거리 측정기는 상기 탱크 내부에 수용된 유수 혼합액의 액면의 높이를 측정하며,
   상기 제어부는 상기 거리 측정기에서 전송한 상기 액면의 높이에 대응하여 상기 액추에이터의 승강 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 유출 기름 회수선.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 유입부의 개방도가 흘수선에 대응하여 유수 혼합액이 선내로 유입될 수 있는 높이로 상기 액추에이터의 승강 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 유출 기름 회수선.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 범위는, 상기 제1 수위가 상기 물 배출구와 기름 배출구 사이로 설정된 제1 경계수위 이상인 범위이고,
   상기 제2 범위는, 상기 제1 수위가 상기 기름 배출구와 제1 경계수위 사이로 설정된 제2 경계수위 이하이면서, 동시에 전체 수위가 상기 기름 배출구 상방으로 설정된 제3 경계수위 이상인 범위이며,
   상기 밸브 제어부는,
   상기 제1 수위가 상기 제1 경계수위에 제1 여유높이를 더한 위치에 도달했을 때 상기 제1 밸브의 폐쇄상태를 개방상태로 전환하고,
   또한 상기 제1 수위가 상기 제2 경계수위에 제2 여유높이를 뺀 위치에 도달하고, 동시에 전체 수위가 상기 제3 경계수위에 제3 여유높이를 더한 위치에 도달했을 때 상기 제2 밸브의 폐쇄상태를 개방상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 유출 기름 회수선.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 수위측정부는,
    상기 기름의 비중보다 가벼운 비중으로 이루어진 액면 부상체를 구비하고,
    상기 액면 부상체와 계면 부상체를 기준으로 삼아 바닥과 계면 사이의 제1 수위와 액면과 계면 사이의 제2 수위 및 액면과 바닥 사이의 전체 수위 중의 적어도 두 개 이상의 수위를 측정하는 것을 특징으로 하는 유출 기름 회수선.