KR20010108049A - 배의 밸러스트 물을 교환하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

물에서 배가 전방으로 움직일 때 배에 작용하는 수압이 교환될 밸러스트 물의 수압보다 더 높은 배의 일부에 설치된 물 유입구(11), 밸러스트 탱크 내의 물 배출구(14) 및 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물보다 더 높은 압력으로 물을 밸러스트 탱크 내로 유입시키기 위해 상기 물 유입구(11)와 상기 밸러스트 탱크(6) 사이에 연장된 물 유입 통로(12)를 포함하는 배(5)의 밸러스트 탱크(6) 내의 밸러스트 물을 자동으로 교환하는 시스템. 이런 방식에서 밸러스트 물은 상기 배출구(14)를 통하여 밸러스트 탱크에서 배출되어 유입구(11)를 통해 유입된 물로 교환된다. 또한 배의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물을 교환하는 방법이 제공된다.

Description

배의 밸러스트 물을 교환하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR EXCHANGING BALLAST WATER IN A SHIP}

밸러스트 탱크는 배를 안정시키기 위하여 배에 설치된다. 이러한 기능을 수행하기 위하여 밸러스트 탱크는 밸러스트 물로 채워진다. 밸러스트 탱크에 도입된 물이 오염되거나 더러워질 가능성이 있기 때문에, 더러워진 물을 깨끗한 물로 교환할 필요성이 있게 된다.

통상적으로, 밸러스트 물을 펌프를 사용하여 교환된다. 이것은 조작을 제어할 오퍼레이터는 물론이고 동력이 필요하다.

본 발명의 목적은 밸러스트 물의 교환을 용이하게 하기 위한 것이다.

본 발명은 밸러스트 물을 교환하는 시스템이 설치된 배 뿐만 아니라 배의 밸러스트 탱크에 밸러스트 물을 교환하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 다음의 도면을 참조하여 실시예에 의해 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시형태을 나타내는 것으로, 배의 뱃머리쪽의 개략적인사시도이다.

도 2A는 본 발명의 실시형태에 따른 다수의 배출구와 유입구의 위치를 나타내는 배의 사시도이다.

도 2B는 도 2A의 각각의 배출구와 유입구의 수두 사이의 차이를 나타내는 상관관계를 도시한 도면이다.

도 3A 및 3B는 본 발명의 실시형태에 따른 밸러스트 물 교환 조작을 도시하는 단면도이다.

도 4는 밸러스트 탱크내의 물 교환을 관찰하기 위한 시험장치의 개략적인 측면도이다.

도 5는 도 4의 장치를 사용하여 탱트 내의 염농도 변화를 측정하는 시험결과를 도시한 그래프이다.

본 발명에 따르면, 물에서 배가 전방으로 움직일 때 배에 작용하는 수압이 교환될 밸러스트 물의 수압보다 더 높은 배의 일부에 물 유입구를 설치하고; 상기 더 높은 압력의 물을 유입구에서 밸러스트 탱크 내로 유입시키기 위해 교환될 밸러스트 물을 수용하는 밸러스트 탱크에 상기 물 유입구를 연결하고, 그리고 밸러스트물을 밸러스트 탱크에서 배출되도록 하기 위해 상기 유입구에서 유입되는 더 높은 압력의 물과 밸러스트 물 사이의 압력차를 이용하고 이것에 의해 밸러스트 물을 유입구에서 유입되는 물로 교환하는 단계를 포함하는 배의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물을 교환하는 방법이 제공된다.

또한 본 발명에 따르면, 물에서 배가 전방으로 움직일 때 배에 작용하는 수압이 교환될 밸러스트 물의 수압보다 더 높은 배의 일부에 설치된 물 유입구; 밸러스트 탱크 내의 물 배출구; 및 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물보다 더 높은 압력으로 물을 밸러스트 탱크 내로 유입시키고, 이것에 의해 밸러스트 물을 상기 배출구를 통하여 밸러스트 탱크에서 배출시키기 위해 상기 물 유입구와 상기 밸러스트 탱크 사이에 연장된 물 유입 통로를 포함하는 배의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물을 자동으로 교환하는 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 상기 물 유입구는 배의 전방 이동시에 수위 아래에 있는 배의 뱃머리 전방부에 위치되어 있다.

본 발명은 또한 위에서 설명된 밸러스트 물 교환 시스템이 구비된 배에 까지 확장된다.

본 발명의 다른 목적과 장점들은 이하에서 설명되는 본 발명의 바람직한 실시형태의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1과 도 2에서, 배(5)는 그 양쪽 옆을 따라 연장된 일련의 밸러스트 탱크(6)를 구비하고 있다. 물 유입구(11)는 도 1에 나타낸 것처럼 배(5)가 전방으로 진행할 때 수위(8) 아래쪽 위치의 배(5)의 뱃머리에 설치되어 있다. 유입구(11)는 배(5)가 전방으로 진행하는 동안 해수가 유입구(11) 내로 자연적으로 유입되기 쉽게 바깥쪽으로 테이퍼되어 있다.

강관(12) 등의 물 유입통로는 도 1에 나타낸 것처럼 밸러스트 탱크(6)를 통과하여 유입구(11)에서부터 연장되어 있다. 이 강관은 도면부호 12.1로 나타낸 것처럼 배(5)의 양쪽 옆에 밸러스트 탱크(6)를 통과하여 연장되도록 분기되어 있다.

각 밸러스트 탱크(6)는 그 탱크(6) 내로 물을 유입시키는 강관(12)에 물 유입구(13)가 설치되어 있다. 도시된 바와 같이, 물유입구(13)는 탱크(6)의 한쪽에 위치되어 있다. 각 물유입구(13)는 물 유입구(13)를 개폐하는 밸브(13.1)가 설치되어 있다.

각 밸러스트 탱크(6)는 물 배출구(14) 및 배출구(14)를 개폐하는 밸브(14.1)가 설치되어 있다. 도시된 바와 같이, 배출구(14)는 배의 진행방향으로 볼때 유입구(13) 앞쪽에 위치되고 밸러스트 탱크(6)의 대향 단부의 바닥에 위치되어 있어서 물 유입구(13)에서 가장 멀리 떨어진 위치에 있게 된다.

밸브(11.1)는 필요에 따라 유입구(11)를 개폐하기 위해 유입구(11)에 설치되어 있다.

유입구(11)가 움직이는 배에 작용하는 수압이 높은 위치, 예를 들면 배(5)의 뱃머리 전방부의 수위(8) 아래 부분에 위치되어 있기 때문에, 유입구(11)와 배출구(14) 사이에 압력차, 또는 수두(water head)의 차이가 생긴다. 이것은 유입구(11)에서 탱크(6)로 물을 펌프로 유입시키기 위해 추가적인 동력을 필요로 하지 않고 물이 밸러스트 탱크(6)에 공급될 수 있게 한다. 수두차로 인하여, 유입구(11)로부터 들어온 물이 밸러스트 탱크(6)의 한쪽에서 유입구(13)를 통해 흘러 들어와서 대체를 필요로 하는 탱크(6)에 존재하는 더러운 밸러스트 물을 탱크(6)의 다른 쪽으로 몰아내어 배출구(14)를 통해 물이 배출되게 된다. 이러한 형태로, 항해 중에 더러운 밸러스트 물이 자동적으로 깨끗한 물로 대체된다.

밸브(11.1)가 닫히면, 유입구(11)로 물이 유입되는 것을 방지한다. 물 교환조작을 개시하기 전에, 밸브(14.1)가 열린다. 그 결과, 도 3A에 도시된 것처럼, 탱크(6) 내의 물이 중력하에서 배의 흘수선에 대응하는 높이까지 자동으로 배출된다.

다음에, 밸브(11.1)와 밸브(13.2)가 열린다. 그러면 물이 강관(12)을 통해 유입구(11)로부터 밸러스트 탱크(6) 내로 유입된다.

유입구(13)에서 강관(12)내의 수압이 유입구(11)에서와 같고 탱크(6) 내의 밸러스트 물의 압력보다 높기 때문에, 도 3B에 도시된 것처럼, 탱크(6) 내의 압력은 탱크(6)의 반대쪽으로 가해지고 유출구(14)를 통해 배출된다.

더러운 밸러스트 물이 깨끗한 해수로 대체된 후, 밸브(11.1), 밸브(13.1) 및 밸브(14.1)은 닫히고, 물 교환 조작은 완료된다. 필요에 따라, 탱크(6) 내의 물은 펌프를 사용하여 원하는 수위까지 채워진다.

이상의 설명은 단일 밸러스트 탱크(6)에 관한 것이다. 그러나, 같은 조작이 더러운 밸러스트 물의 교환을 필요로 하는 다른 밸러스트 탱크(6)에 적용될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 물 배출구는 예를 들면 도 2A에서 도면부호 141, 142, 143 및 144로 표시된 배(5)의 다른 위치에 설치될 수 있다.

유입구(11)와 배출구(141) 사이의 수두 차이는 도 2B에 도시되어 있다.

시험예

다음 시험은 추가적인 동력이 필요없이 수압의 차이에 의해 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물의 교환을 설명하기 위해 행해졌다.

시험 장치는 도 4에 나타냈다. 유입구(11)에 상응하는 수압을 발생시키는 탱크(21)를 설치하였다. 깨끗한 물을 탱크(21) 내로 유입시켰다. 도시된 바와 같이,탱크(21)에 과잉량을 공급하였다. 밸러스트 탱크(6)에 상응하는 밀봉 탱크(22)를 설치하였다. 탱크(22)에 염수를 채우고 다수의 염농도 검출 지점(1 내지 9)을 탱크(22) 내에 설치하였다. 배출구(14)를 시뮬레이트하기 위해 수압을 발생시키는 탱크(23)를 설치하였다. 탱크(23)에 과잉량을 공급하였다. 탱크(21)와 탱크(22)를 물 통로(24)에 의해 연결시켰다. 또한, 탱크(22)와 탱크(23)를 물 통로(25)에 의해 연결시켰다.

탱크(21) 내의 수위가 탱크(22) 내의 수위보다 더 높게 되도록 배열하고 탱크(23) 내의 수위가 탱크(22) 내의 수위보다 더 낮게 되도록 배열하여 물교환을 시험하였다. 수위 차이를 이용하여 탱크(21)에서 탱크(22)로 깨끗한 물을 공급시켰다. 탱크(22) 내의 서로 다른 염농도 검출 지점(1 내지 9)에서 염농도 변화를 측정하였다.

배가 15 노트의 속도로 항해하는 것에 상응하는 수압차에 기인하는 각각의 염농도 검출 지점(1 내지 9)에서 시간에 따른 염농도 변화를 도 5에 나타냈다. 염농도가 통과 60분후 최초값의 약 1/4로 감소되어 탱크(22) 내의 염수의 약 3/4이 교환되었음을 나타냈다.

본 발명은 위에서 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 위에서 설명한 실시형태에서, 유입구(11)는 항해시에 배에 작용하는 수압이 가장 높은 뱃머리의 전방부의 수위 아래 위치에 설치되어 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 수압이 밸러스트 탱크(6) 내의 수압보다 더 높기만 하면 다른 위치에 설치할 수도있다.

또한, 위에서 설명한 실시형태에서, 물 통로(12)는 분기되어 배의 양쪽에 있는 각각의 밸러스트 탱크(6)에 연결되어 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 다수의 밸러스트 탱크(6)에 상응하는 유입 통로(12)가 설치되도록 배열되어, 다수의 유입 통로(12)의 각각의 단부가 밸러스트 탱크(6)의 각각에 연결되도록 할 수 있다. 그러므로, 유입 통로(12)의 분기와는 다르게, 교환되는 물은 갇은 압력에서 밸러스트 탱크(6)의 각각에 공급될 수 있다.

본 발명의 장점은 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물이 항해하는 배에 의해 발생되는 동력 이외의 다른 동력을 적용하지 아니하고 교환될 수 있고, 따라서 밸러스트 물의 교환시에 추가의 에너지 비용이 필요없다는 것이다. 또한, 동력의 적용을 조작하는 오퍼레이터가 필요없게 되고 그에 따른 비용을 절감할 수 있다.

본 명세서에서는 본 발명의 바람직한 실시형태만을 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고 첨부된 청구의 범위 내에서 여러가지 변형이 가능하다.

Claims (6)

1. 물에서 배가 전방으로 움직일 때 배에 작용하는 수압이 교환될 밸러스트 물의 수압보다 더 높은 배의 일부에 물 유입구를 설치하는 단계;

   상기 더 높은 압력의 물을 유입구에서 밸러스트 탱크 내로 유입시키기 위해 교환될 밸러스트 물을 수용하는 밸러스트 탱크에 상기 물 유입구를 연결하는 단계; 및

   밸러스트 물을 밸러스트 탱크에서 빠져나오게 하여 밸러스트 물을 유입구에서 유입되는 물로 교환하기 위해 상기 유입구에서 유입되는 더 높은 압력의 물과 밸러스트 물 사이의 압력차를 이용하는 단계

   를 포함하는 배의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물을 교환하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유입구는 배의 뱃머리 전방부에 위치되어 있는 것인 방법.
3. 물에서 배가 전방으로 움직일 때 배에 작용하는 수압이 교환될 밸러스트 물의 수압보다 더 높은 배의 일부에 설치된 물 유입구;

   밸러스트 탱크 내의 물 배출구; 및

   밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물보다 더 높은 압력으로 물을 밸러스트 탱크 내로 유입시키고, 이것에 의해 밸러스트 물을 상기 배출구를 통하여 밸러스트 탱크에서 배출시키기 위해 상기 물 유입구와 상기 밸러스트 탱크 사이에 연장된 물 유입 통로

   를 포함하는 배의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 물을 자동으로 교환하는 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 물 유입구는 배의 뱃머리 전방부에 위치되어 있는 것인 시스템.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 배에 상기 물 유입 통로를 통해 상기 물 유입구에 연결되어 있는 다수의 밸러스트 탱크가 설치되어 있는 것인 시스템.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 밸러스트 물을 교환하는 시스템이 구비되어 있는 배.