KR200350689Y1

KR200350689Y1 - 선박의 발라스트수 처리장치

Info

Publication number: KR200350689Y1
Application number: KR20040003132U
Authority: KR
Inventors: 성홍근; 유정석; 정노택; 김은찬; 강국진; 최진우; 노준혁
Original assignee: 한국해양연구원
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2004-05-17

Abstract

본 고안은 선박의 발라스트수 처리장치에 관한 것으로, 취수라인과 배수라인 사이에 발라스트 탱크가 구비되되, 상기 취수라인을 통해 유입되는 해수가 전처리부를 거치면서 해수에 포함된 불순물이 여과 및 분리되고, 상기 해수의 일부를 유입파이프를 통해 유입하여 차아염소산나트륨을 생성시켜 농도조절기를 거쳐 배출파이프를 통해 발라스트수 내에 주입하도록 해수변환부가 구비된 발라스트수 처리장치에 있어서, 상기 전처리부를 거친 해수에 포함된 유해물의 종류 및 농도를 검출하도록 된 검출계가 구비되고, 상기 검출계는 콘트롤러를 매개로 상기 해수변환부의 농도조절기와 전기적으로 연결되며, 상기 해수변환부의 배출파이프 말단에는 분사노즐이 구비되어, 상기 검출계를 통해 유해물의 종류 및 농도를 검출하여 차아염소산나트륨의 공급농도를 제어하는 한편, 상기 분사노즐을 통해 공급되는 차아염소산나트륨이 발라스트수에 효율적으로 혼합될 수 있도록 된 것이다.

Description

선박의 발라스트수 처리장치 {Apparatus for Treatment of Ships' Ballast Water}

본 고안은 선박의 발라스트수 처리장치에 관한 것으로, 특히 검출계를 통해 선박으로 취수되는 해수에 포함된 생물체의 종류 및 농도를 파악하여 주입되는 차아염소산나트륨의 농도를 적절히 제어할 수 있음은 물론, 분사노즐을 통해 주입되는 차아염소산나트륨의 혼합효율을 향상시키도록 된 선박의 발라스트수 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전세계 물동량의 80% 이상을 차지하는 화물선은 선적 화물이 충분하지 않을 경우 물속에서 추진기 및 방향타의 효율적인 작동과 균형 유지 및 안정성을 높이기 위해 발라스트 탱크(Ballast Tank)에 해수를 담은 상태로 운항되는데, 상기 발라스트 탱크 내에 적재되는 물을 통상 발라스트수(Ballast Water)라 부른다. 이러한 발라스트수는 선박의 흘수(吃水)와 트림(Trim:배의 앞뒤 경사)을 조정하기 위하여 적재하는 중량물로써 선박의 균형 유지와 안정성을 높이는 기능을 하게 되며, 화물을 충분히 적재하지 않은 경우에 추진기와 방향타가 물속에서 효과적으로 작동되게 하는 보조기능을 수행하게 된다.

이러한 발라스트수는 선박이 철재로 건조되기 시작한 1870년대 후반부터 사용되고 있으며, 선박에 따라 발라스트수를 적재하지 않고, 광석이나 모래 등을 발라스트로 사용하는 경우도 있으나, 오늘날에는 해수나 담수를 발라스트로 사용하는 것이 보편화되어 있다.

한편, 항만이나 수로 및 대양에서 해수 또는 담수를 취수하여 발라스트 탱크에 적재되는 발라스트수에는 통상 취수된 해수 또는 담수에는 여러 가지 해양생물은 발라스트수와 함께 취수되어 선박의 발라스트 탱크로 옮겨진다. 발라스트수의취수와 배출은 선박이 기항하는 국가의 산업발전 정도, 자원 등의 부존 여부 등에 따라 차이가 있을 수 있는데, 선박의 특성상 발라스트수를 대량으로 적재해야 하는 유조선이나 산적 화물선(Bulk Carrier)의 경우, 산유국이나 철광석 등의 원료 수출국이 수입국에 비하여 발라스트수에 기생하는 각종 병원균이나 외래 해양 생물종의 위험에 노출된 가능성이 많다. 국제해사기구(IMO;International Maritime Organization)의 자료에 따르면, 전세계적으로 매년 100억 톤 이상의 발라스트수를 운송하는 것으로 추정되고 있다.

이러한 발라스트수의 가장 큰 문제점은 기본적으로 발라스트수가 외래 해양 생물종을 전파하는 매체로 이용된다는 점인데, 즉 발라스트수 내에 포함된 특정 해역의 생물 또는 병원균 등이 발라스트수를 담고 있는 선박에 의해 전혀 다른 타 해역으로 이송되어 그 해역의 환경과 생태계를 교란시키는 부작용을 유발하게 된다. 이러한 발라스트수 내 생물종의 국가간 이동으로 인하여 나타나는 문제는 생태계 교란 뿐만 아니라 연안 산업이나 다른 상업적 활동 또는 자원에도 큰 피해를 유발하게 된다.

이렇게 발라스트수에 의해 발생되는 문제점을 나열해 보면, 기존 토착생태계를 파괴 또는 교란시키거나, 병원균 및 독성생물에 의해 수산자원 및 인간 건강을 위협하고, 생물종의 제거나 기타 수산 경제적 측면에서 막대한 손실을 유발하는 피해를 초래하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 해수를 전기분해할 때 발생되는 차아염소산나트륨(살충 및 살균효과를 갖음)을 이용하여 발라스트수 내에 포함된 각종 유해물을 제거하는 기술이 개발되었다.

그런데, 상기 발라스트수 내에 포함되는 생물체(유해물)는 해수의 상태에 따라 그 종류 및 농도가 달라지게 된다. 이에 따라 유해물의 효과적인 제거를 위해서는 주입되는 차아염소산나트륨의 농도를 상기 유해물의 종류 및 농도에 따라 적절히 제어할 필요성이 있다.

또한, 상기 차아염소산나트륨을 발라스트수에 주입하는 과정에서 상기 발라스트수와 신속한 혼합이 이루어져야만 유해물의 제거효율이 향상시킬 수 있으므로 보다 효과적인 발라스트수 유해물 처리를 위해서는 상기한 요구사항에 대한 적절한 대책이 시급한 실정이었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 요구에 부응하고자 안출된 것으로, 선박으로 취수되는 해수에 포함된 생물체의 종류 및 농도를 파악하여 주입되는 차아염소산나트륨의 농도를 적절히 제어하고, 발라스트수 내에 주입되는 차아염소산나트륨의 혼합효율을 향상시키도록 된 선박의 발라스트수 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 발라스트수 처리장치의 구성을 보여주는 개략적인 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 발라스트수 처리장치의 해수변환부가 발라스트 탱크에 설치된 모습을 보여주는 개략적인 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 발라스트수 처리장치의 해수변환부가 배수라인에 설치된 모습을 보여주는 개략적인 구성도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 취수라인 20 : 전처리부

30 : 해수변환부 31 : 유입파이프

32 : 배출파이프 40 : 발라스트 탱크

50 : 배수라인 100 : 검출계

200 : 분사노즐

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 취수라인과 배수라인 사이에 발라스트 탱크가 구비되되, 상기 취수라인을 통해 유입되는 해수가 전처리부를 거치면서 해수에 포함된 불순물이 여과 및 분리되고, 상기 해수의 일부를 유입파이프를 통해 유입하여 차아염소산나트륨을 생성시켜 농도조절기를 거쳐 배출파이프를통해 발라스트수 내에 주입하도록 해수변환부가 구비된 발라스트수 처리장치에 있어서, 상기 전처리부를 거친 해수에 포함된 유해물의 종류 및 농도를 검출하도록 된 검출계가 구비되고, 상기 검출계는 콘트롤러를 매개로 상기 해수변환부의 농도조절기와 전기적으로 연결되며, 상기 해수변환부의 배출파이프 말단에는 분사노즐이 구비된 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 발라스트수 처리장치의 구성을 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 고안에 따른 발라스트수 처리장치의 해수변환부가 발라스트 탱크에 설치된 모습을 보여주는 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 고안에 따른 발라스트수 처리장치의 해수변환부가 배수라인에 설치된 모습을 보여주는 개략적인 구성도이다.

본 고안은, 해수가 선박 내부로 유입되는 통로인 취수라인(10)과 발라스트수가 배출되는 통로인 배수라인(50) 사이에 발라스트 탱크(40)가 구비되되, 상기 취수라인(10)을 통해 유입되는 해수가 전처리부(20)를 거치면서 해수에 포함된 불순물이 여과 및 분리되고, 상기 해수의 일부를 유입파이프(31)를 통해 유입하여 차아염소산나트륨을 생성시켜 농도조절기(도시안됨)를 거쳐 배출파이프(32)를 통해 발라스트수 내에 주입하도록 해수변환부(30)가 구비된 발라스트수 처리장치에 있어서,

상기 전처리부(20)를 거친 해수에 포함된 유해물의 종류 및 농도를 검출하도록 된 검출계(100)가 구비되고, 상기 검출계(100)는 콘트롤러(도시안됨)를 매개로상기 해수변환부(30)의 농도조절기와 전기적으로 연결되며, 상기 해수변환부(30)의 배출파이프(32) 말단에는 분사노즐(200)이 구비되어 이루어진다.

이에 따라 상기 취수라인(10)을 통해 선박으로 취수된 해수는 상기 전처리부(20)를 거치면서 해수에 포함된 불순물이 일차적으로 걸러지게 되고, 상기 해수가 검출계(100)를 거치는 과정에서 상기 해수에 포함된 유해물의 종류 및 농도를 측정하게 된다.

이어서, 상기 해수변환부(30)에서는 상기 유입파이프(31)를 통해 취수되는 해수의 일부를 유입하여 전기분해하게 되는데, 상기 해수를 전기분해하면 주요 구성성분인 염화나트륨(NaCl)이 나트륨이온(Na⁺)과 염소이온(Cl^-)으로 분해되며, 물(H₂O)은 수소이온과 수산화기(OH^-)로 분해된다. 이후 나트륨이온과 수산화기가 만나 수산화나트륨(NaOH)이 되고 여기에 염소이온(Cl^-)이 붙어 차아염소산나트륨(NaOCl)이 형성되어 상기 농도조절기에서 공급농도를 조절하게 되는데, 이 과정을 좀 더 자세히 살펴보면, 상기 검출계(100)에 의해 측정된 데이터가 콘트롤러에 보내져 미리 정해진 값과 데이터를 비교하여 최적의 차아염소산나트륨 공급 농도 신호를 상기 해수변환부(30)의 농도조절기에 보내게 되며, 상기 농도조절기에서 최적의 차아염소산나트륨 농도를 조절하여 공급하게 된다.

이에 따라 최적 농도의 차아염소산나트륨이 상기 배출파이프(32)를 통해 발라스트수 내로 주입되는데, 이때 상기 배출파이프(32) 말단에 설치된 상기 분사노즐(200)을 통해 차아염소산나트륨이 소정압력으로 발라스트수에 골고루 분사된다. 따라서 자연적인 혼합에 비해 혼합시간이 상대적으로 단축되어 보다 단시간 내에 차아염소산나트륨이 발라스트수 내에 혼합될 수 있게 된다.

여기서, 상기 분사노즐(200)의 배치 각도를 서로 엇갈리게 하여 와류효과를 상승시킬 수 있도록 구성할 수 있음은 물론이다.

이에 따라 발라스트수 내에 포함된 각종 유해물이 제거될 수 있게 되며, 이후 상기 차아염소산나트륨은 자연환원특성에 따라 소정 시간이 경과하게 되면 자연상태의 해수로 환원되어 상기 발라스트수는 배수라인(50)을 통해 배출된다.

한편, 상기 해수변환부(30)의 설치위치는, 도 2 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 조건에 따라 취수라인(10), 발라스트 탱크(40), 또는 배수라인(50)에 각각 변경 설치할 수 있으며, 그 작동원리는 전술한 바와 동일하다.

이상 살펴본 바와 같이 본 고안에 따르면, 선박으로 취수되는 해수에 포함된 생물체의 종류 및 농도를 파악하여 주입되는 차아염소산나트륨의 농도를 적절히 제어하여 최적의 차아염소산나트륨 주입량을 결정할 수 있는 효과가 있음은 물론, 발라스트수 내에 주입되는 차아염소산나트륨의 혼합효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

취수라인과 배수라인 사이에 발라스트 탱크가 구비되되, 상기 취수라인을 통해 유입되는 해수가 전처리부를 거치면서 해수에 포함된 불순물이 여과 및 분리되고, 상기 해수의 일부를 유입파이프를 통해 유입하여 차아염소산나트륨을 생성시켜 농도조절기를 거쳐 배출파이프를 통해 발라스트수 내에 주입하도록 해수변환부가 구비된 발라스트수 처리장치에 있어서,

상기 전처리부(20)를 거친 해수에 포함된 유해물의 종류 및 농도를 검출하도록 된 검출계(100)가 구비되고, 상기 검출계(100)는 콘트롤러를 매개로 상기 해수변환부(30)의 농도조절기와 전기적으로 연결되며, 상기 해수변환부(30)의 배출파이프(32) 말단에는 분사노즐(200)이 구비된 것을 특징으로 하는 선박의 발라스트수 처리장치.