KR20090106302A - 선박의 파손으로 인한 유체 유출 방지 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박의 파손으로 인한 유체 유출 방지 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 선박의 파손으로 인한 유체의 유출을 방지함에 있어서, 파손 부위의 최대 직경보다 큰 팽창 직경을 갖는 수축팽창이 가능한 기구(balloon)와, 상기 기구에 충진제를 주입하거나 상기 기구로부터 충진제를 배출하기 위해 견고한 도관과 유연한 도관으로 이루어져 있고 상기 견고한 도관이 상기 기구에 연결되어 있는 도관을 포함하는, 선박의 파손으로 인한 유체 유출 방지 장치 및 그 방법에 대한 것이다.
유출 방지

Description

선박의 파손으로 인한 유체 유출 방지 장치 및 방법{Apparatus and Method for Blocking Outflow of fluid from a Damaged Ship}
본 발명은 선박의 파손으로 인한 유체 유출 방지 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 선박의 파손으로 인한 유체의 유출을 방지함에 있어서, 파손 부위의 최대 직경보다 큰 팽창 직경을 갖는 수축팽창이 가능한 기구(balloon)와, 상기 기구에 충진제를 주입하거나 상기 기구로부터 충진제를 배출하기 위해 견고한 도관과 유연한 도관으로 이루어져 있고 상기 견고한 도관이 상기 기구에 연결되어 있는 도관을 포함하는, 선박의 파손으로 인한 유체 유출 방지 장치 및 그 방법에 대한 것이다.
본 발명에서 "기구(balloon)"는 유연한 재료로 만들어진 구피 속에 압축가스나 폼(foam) 또는 겔(gel) 등의 충진제를 채워 팽창시킬 수 있는 것을 의미한다.
또한 본 발명에서 "전개가능한 보강구조물"은 기구와 함께 선박의 파손 부위를 통하여 접힌 상태로 삽입된 후 펼쳐져 선박의 파손 부위의 날카로운 파단면에 의하여 상기 기구가 손상되는 것을 방지하기 위한 장치를 의미한다.
또한 본 발명에서 "다중벽(multi-wall)"은 기구의 구피가 여러 겹이고 각 구 피 사이에 충진제가 채워질 수 있는 공간이 존재하는 구조를 의미한다.
해양에서 원유 유출 사고가 발생할 경우, 현재는 선박 내부의 원유가 유출된 후 오일펜스로 확산을 방지하고 화학적 방법(유화제 등)으로 원유를 제거하는 방법을 사용하고 있다.
이러한 종래의 기술은 여러 가지 문제점이 있다. 우선 기후에 많은 영향을 받기 때문에 악천후에는 원유 확산 방지가 근본적으로 불가능하며 근해에서 사고가 발생할 경우 양식장 및 생태계에 심각한 영향을 주어 경제적으로 천문학적 손실을 발생시킨다.
그리고 유화제를 사용하여 원유를 응고 침전시키는 종래의 기술은 원유를 완전하게 제거하거나 분해하지 못하므로 시간이 지남에 따라 다시 해수면으로 부유하여 피해를 확산시키거나, 유화제에 의한 2차 피해를 발생시킬 수 있다.
또한 사고 초기에는 원유 유출과 함께 발생하는 휘발성 가스의 폭발 위험성 때문에 접근 및 수리 작업이 불가능하다.
본 발명자들은 날씨에 영향을 받지 않고 2차 오염원으로 작용할 수 있는 유화제를 사용하지 아니하면서, 선박 내부에서 기구를 팽창시켜 선박의 파단면과 접촉시킴으로써 선박으로부터 원유, 화학물질 등과 같은 유체가 유출되는 것을 방지할 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서 본 발명의 기본적인 목적은 선박의 파손으로 인한 유체의 유출을 방지함에 있어서, 파손 부위의 최대 직경보다 큰 팽창 직경을 갖는 수축팽창이 가능한 기구(balloon)와, 상기 기구에 충진제를 주입하거나 상기 기구로부터 충진제를 배출하기 위해 견고한 도관과 유연한 도관으로 이루어져 있고 상기 견고한 도관이 상기 기구에 연결되어 있는 도관을 포함하는, 선박의 파손으로 인한 유체 유출 방지 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 ⅰ) 상기 유체 유출 방지 장치를 선박의 파손 부위를 통하여 상기 선박 내부로 삽입하는 단계; 그리고 ⅱ) 상기 주입관을 통하여 충진제를 주입하여 상기 기구를 팽창시켜 상기 기구와 상기 선박의 파단면을 밀착시키는 단계를 포함하는, 선박으로부터의 액체 유출 방지 방법을 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 기본적인 목적은 선박의 파손으로 인한 유체의 유출을 방지함에 있어서, 파손 부위의 최대 직경보다 큰 팽창 직경을 갖는 수축팽창이 가능한 기구(balloon)와, 상기 기구에 충진제를 주입하거나 상기 기구로부터 충진제를 배출하기 위해 견고한 도관과 유연한 도관으로 이루어져 있고 상기 견고한 도관이 상기 기구에 연결되어 있는 도관을 포함하는, 선박의 파손으로 인한 유체 유출 방지 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
바람직하게는 상기 기구가 팽창시 구형 또는 중앙 부위가 함몰된 디스크 형태이다. 또한 상기 기구를 파손된 선박의 파단면과 밀착시켜 유체의 유출을 방지할 수 있다면 어떠한 형상도 가능하다.
상기 기구의 재질은 수축, 팽창 및 전개가 용이한 유연한 고분자 재료 또는 직물이 바람직하고, 탱크에 저장되는 유체에 대한 화학적 안정성이 높은 재료를 선택하는 것이 바람직하다.
바람직하게는 상기 기구가 다중벽 구조이다. 이러한 다중벽 기구는 외부 기구가 날카로운 파단면에 의하여 손상되었을 때 내측의 기구가 상기 유체의 유출을 방지하는 기능을 하게 된다.
바람직하게는 상기 기구의 구피가 그물망 형태의 보강 구조로 강화될 수 있다. 예를 들어 금속 그리드(metal grid)와 같은, 상기 그물망 형태의 보강구조는 상기 구피의 외측, 내측 또는 구피의 중간에 장착할 수 있다.
바람직하게는 상기 기구에 전개가능한 보강구조물이 결합된다. 상기 전개가능한 보강구조물은 상기 기구와 달리 강화플라스틱, 금속 등과 같이 견고한 재료를 사용하여 상기 기구가 날카로운 파단면에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 충진제는 압축가스, 폼(foam) 또는 겔(gel) 등으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한 상기 충진제는 탱크에 저장되는 물질과 반응성이 없는 물질을 선택하는 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 또 다른 목적은 ⅰ) 상기 유체 유출 방지 장치를 선박의 파손 부위를 통하여 상기 선박 내부로 삽입하는 단계; 그리고 ⅱ) 상기 주입관을 통하여 충진제를 주입하여 상기 기구를 팽창시켜 상기 기구와 상기 선박의 파단면을 밀착시키는 단계를 포함하는, 선박으로부터의 액체 유출 방지 방법을 제공하는 것이다.
바람직하게는 상기 기구가 팽창시 구형 또는 중앙 부위가 함몰된 디스크 형태이다. 또한 상기 기구를 파손된 선박의 파단면과 밀착시켜 유체의 유출을 방지할 수 있다면 어떠한 형상도 가능하다.
상기 기구의 재질은 수축, 팽창 및 전개가 용이한 유연한 고분자 재료 또는 직물이 바람직하고, 탱크에 저장되는 유체에 대한 화학적 안정성이 높은 재료를 선택하는 것이 바람직하다.
바람직하게는 상기 기구가 다중벽 구조이다. 이러한 다중벽 기구는 외부 기구가 날카로운 파단면에 의하여 손상되었을 때 내측의 기구가 상기 유체의 유출을 방지하는 기능을 하게 된다.
바람직하게는 상기 기구의 구피가 그물망 형태의 보강 구조로 강화될 수 있다. 예를 들어 금속 그리드(metal grid)와 같은, 상기 그물망 형태의 보강구조는 상기 구피의 외측, 내측 또는 구피의 중간에 장착할 수 있다.
바람직하게는 상기 기구에 전개가능한 보강구조물이 결합 된다. 상기 전개가능한 보강구조물은 상기 기구와 달리 강화플라스틱, 금속 등과 같이 견고한 재료를 사용하여 상기 기구가 날카로운 파단면에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 충진제는 압축가스, 폼(foam) 또는 겔(gel) 등으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 기구를 이용하여 선박으로부터 유출되는 원유를 신속하게 봉쇄함으로써 해양을 오염시키는 원유의 유출량을 대폭 감소시킬 수 있다.
또한 유출된 원유 처리에 대한 부담을 크게 줄일 수 있으며 원유의 손실도 최소화 할 수 있다.
이하, 다음의 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 다음의 도면에 대한 설명은 본 발명의 구체적인 실시 태양을 특정하여 설명하고자 하는 것일 뿐이며, 본 발명의 권리범위를 이들에 기재된 내용에 한정하거나 제한해석하고자 의도하는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 사고에 의해 발생한 선박(103)의 파손부위로부터 원유 또는 화학물질 등의 유체(104)의 유출이 발생하였거나 발생할 가능성이 높을 때 수축팽창이 가능한 기구(100)를 외부에서 파손부위로 삽입한다. 상기 기구는 초기에 삽입이 용이하도록 수축된 상태에서 견고한 도관(101)에 연결하여 삽입한다. 삽입 후 견고한 도관(101)과 연결된 유연한 도관(102)을 통하여 압축가스, 폼(foam) 또는 겔(gel) 형태의 충진제를 주입하여 기구를 팽창시킨다(105). 팽창된 기구는 내부압력에 의해 자동적으로 선박(103)의 파손부위에 밀착되어 원유 또는 화학물질 등의 유체의 유출을 기계적으로 봉쇄한다.
본 발명의 하나의 실시 태양인 도 2의 구형 기구(200)는 팽창과 수축이 용이한 재료로 제작된다. 견고한 도관(201)과 유연한 도관(202)을 통하여 압축가스와 같은 충진제를 주입하여 파손 부위의 크기 및 형상에 적합하게 기구를 변형시킬 수 있다. 상기 기구(200)는 유연한 폴리머 재료나 직물(fabric)로 제작하여 사고 부위 접촉 시 발생할 수 있는 집중하중을 완화시켜 기구(200) 및 선박(203) 구조물의 파손을 방지하면서 유체(204)의 유출을 방지한다.
본 발명의 또 다른 실시 태양인 도 3의 중앙 부위가 함몰된 디스크 형태의 기구(300)도 견고한 도관(301)과 유연한 도관(302)을 통하여 압축가스 및 충진제를 주입하여 변형시킬 수 있다. 기구의 재질 또한 유연한 폴리머 재료나 직물(fabric)을 사용한다. 상기 디스크의 외측 부분이 팽창 후 선박(303) 구조물과 접촉하여 기구를 고정하는 역할을 하며 상기 디스크의 내측 부분은 원유 및 화학물질(304)의 유출을 막는 역할을 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기구는 전개가능한 보강구조물(401,407)을 이용하여 구형 기구(400)나 환형 기구(406)를 기계적으로 보강할 수 있다. 상기 기구를 파손 부위에 삽입하고 상기 보강구조물을 전개한 후 상기 기구를 팽창시킨다. 상기 기구는 유연한 폴리머 재료나 직물(fabric)을 사용하고, 상기 보강구조물(401,407)은 강화 플라스틱이나 금속재료와 같은 견고한 재료를 사용한다.
다중벽 기구(500)는, 도 5에 나타난 바와 같이, 하나의 기구가 다른 하나의 기구 내부에 포함되는 형태이다. 하나의 기구 내에 포함된 다른 하나의 기구 내에 제3의 기구가 포함될 수도 있다. 상기 기구들 사이에 독립된 공간을 확보하고, 단단한 튜브(501)와 유연한 연결 튜브(502)를 통하여 압축가스와 같은 충진제를 주입하여 기구들의 팽창과 수축을 조절할 수 있다. 상기 다중벽 기구를 파손된 선 박(504) 내부로 삽입한 후 팽창시킨다. 파손 부위의 날카로운 파단면에 의해 외부 기구에 파손이 발생하여도 내부 기구가 원유 및 화학물질(506)의 유출을 방지하는 역할을 대신한다.
도 6의 그물망(601) 형태의 보강구조물로 강화된 기구(600)를 이용하여 원유 및 화학물질(605)의 유출을 억제할 수 있다. 상기 그물망 보강구조는 상기 기구에 부착 또는 삽입되어 상기 기구와 함께 수축과 팽창이 가능하다. 상기 그물망 형태의 보강구조는 파손 부위의 날카로운 파단면에 의해 기구가 손상을 입더라도 손상 부위를 최소화하고 기구의 형상을 유지하여 유체(605)의 유출을 억제하는 역할을 한다.
도 7을 참조하면, 사고 감지 시스템을 이용하여 사고 위치를 파악한 후 트레일러(708)와 연장가능한 사다리(706)를 이용하여 사고 위치에 접근한다. 트레일러(708) 및 확장형 사다리(706)를 이동시켜 사고 위치에 접근한다. 정확한 위치로의 접근은 카메라(703) 및 영상 시스템을 통해 원격 조정한다. 사다리의 위치가 확정되면 강한 전자석(705)으로 사다리를 선박(709)의 벽면에 고정시킨다. 카메라(703) 및 영상 시스템을 이용하여 기구를 삽입할 위치를 파악한다. 로봇팔(702)을 이용하여 수축되어 있는 기구를 선박(709) 내부에 삽입한다. 견고한 도관(701)과 유연한 도관(707)을 통하여 압축가스와 같은 충진제를 주입하여 기구를 전개하거나 팽창시킨 후 사고 지점에 밀착시켜 유체의 유출을 방지한다.
도 1은 본 발명에 따른 기구를 (a)선박 내부로 삽입하고, (b)상기 기구를 팽창시켜, (c)상기 기구가 선박에 밀착됨으로써 원유 또는 화학물질의 유출을 방지하는 방법에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 구형(spherical) 기구를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 환형(torus) 기구를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 보강구조를 사용한 (a)구형 및 (b)환형의 전개형 기구를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 다중벽 기구를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 그물망 형태의 보강구조를 사용한 기구를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 선박 파손 부위에의 접근 방법 및 기구의 삽입 방법에 대한 개략도이다.

Claims (14)

  1. 선박의 파손으로 인한 유체의 유출을 방지함에 있어서, 파손 부위의 최대 직경보다 큰 팽창 직경을 갖는 수축팽창이 가능한 기구(balloon)와, 상기 기구에 충진제를 주입하거나 상기 기구로부터 충진제를 배출하기 위해 견고한 도관과 유연한 도관으로 이루어져 있고 상기 견고한 도관이 상기 기구에 연결되어 있는 도관을 포함하는, 선박의 파손으로 인한 유체 유출 방지 장치.
  2. 제1항의 장치에 있어서, 상기 기구가 팽창시 구형인 것임을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항의 장치에 있어서, 상기 기구가 팽창시 중앙 부위가 함몰된 디스크 형태인 것임을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항의 장치에 있어서, 상기 기구가 다중벽 구조인 것임을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항의 장치에 있어서, 상기 기구의 구피가 그물망 형태의 보강 구조로 강화된 것임을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항의 장치에 있어서, 상기 기구에 전개가능한 보강구조물이 결합되어 있는 것임을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항의 장치에 있어서, 상기 충진제가 압축가스, 폼(foam) 및 겔(gel)로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 장치.
  8. ⅰ) 제1항의 장치를 선박의 파손 부위를 통하여 상기 선박 내부로 삽입하는 단계; 그리고
    ⅱ) 상기 도관을 통하여 충진제를 주입하여 상기 기구를 팽창시켜 상기 기구와 상기 선박의 파단면을 밀착시키는 단계를 포함하는, 선박으로부터의 액체 유출 방지 방법.
  9. 제8항의 방법에 있어서, 상기 기구가 팽창시 구형인 것임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항의 방법에 있어서, 상기 기구가 팽창시 중앙 부위가 함몰된 디스크 형태인 것임을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항의 방법에 있어서, 상기 기구가 다중벽 구조인 것임을 특징으로 하는 방법.
  12. 제8항의 방법에 있어서, 상기 기구의 구피가 그물망 형태의 보강 구조로 강화된 것임을 특징으로 하는 방법.
  13. 제8항의 방법에 있어서, 상기 기구에 전개가능한 보강구조물이 결합되어 있는 것임을 특징으로 하는 방법.
  14. 제8항의 장치에 있어서, 상기 충진제가 압축가스, 폼(foam) 및 겔(gel)로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 방법.
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