KR20120119698A - Ballast water treatment system using electrolysis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolytic ballast water treatment system.
대형선박의 경우 선박의 안정성 및 균형을 확보하기 위하여 배의 하부에 밸러스트 탱크가 구비되어 있다. 이러한 밸러스트 탱크에는 선적물의 중량변화에 따라 해수로부터 취수한 밸러스트수가 유입 또는 유출되어 배의 균형이 유지된다.In the case of large ships, ballast tanks are provided on the lower part of the ship to ensure the stability and balance of the ship. In such ballast tanks, the ballast water taken from the seawater is inflowed or outflowed according to the weight change of the shipment to maintain the balance of the ship.
이 과정에서 유입되는 해수에는 미세 해양생물이 포함되는데, 선박이 접안한 국가 또는 지역의 해수를 유입한 후 타국가 또는 지역으로 이동하여 해수를 방출하는 경우, 해수 유입과정에서 혼입된 해양생물이 타지역으로 전파될 수 있다. 이러한 해양생물의 이동은 자연계에서는 거의 발생하지 않는 현상으로서 대표 생물종의 변동, 적조발생 등 심각한 해양 생태계 교란 현상을 야기하고 있어 세계적으로 해양환경에 문제가 되고 있다.The seawater introduced in this process includes fine marine life.If the seawater in the country or region to which the vessel is docked moves to another country or region to release seawater, the marine life mixed in the seawater inflow process It can be spread to areas. The movement of marine life is a phenomenon that rarely occurs in the natural world, causing serious marine ecosystem disturbances such as fluctuation of representative species and red tide, which is a problem in the marine environment around the world.
이러한 문제에 대처하기 위해 밸러스트수 내에 포함된 해양생물을 사멸처리하는 밸러스트수 처리를 위한 연구가 진행되고 있으며, 현재 밸러스트수 처리 방법으로 전기분해 소독법, 자외선 소독법, 오존처리 방법, 캐비테이션 방법, 공촉매 소독법 등이 단독으로 또는 복합적으로 사용되고 있다.In order to cope with these problems, research is being conducted for the treatment of ballast water that kills marine organisms contained in the ballast water. Currently, the ballast water treatment method is electrolysis disinfection, ultraviolet disinfection, ozone treatment, cavitation method, and co-catalyst. Disinfection methods are used alone or in combination.
이 중 전기분해 소독법은 해수를 전기분해용 전극이 설치된 전기분해장치로 펌프를 가동하여 유입하면서 전기분해장치의 전기분해에 의하여 해수 중에 함유된 염분(NaCl)을 통해 차아염소산나트륨(NaOCl)을 생성하고, 생성된 차아염소산나트륨을 이용하여 밸러스트수를 처리하는 방식이다.Among these, electrolytic disinfection generates sodium hypochlorite (NaOCl) through salt (NaCl) contained in seawater by electrolysis of the electrolysis device while inflowing seawater into an electrolysis device equipped with an electrode for electrolysis. Then, the ballast water is treated using the produced sodium hypochlorite.
이러한 전기분해 방식에 있어서의 전기분해 효율은 유입되는 해수 온도와 염분 농도에 따라 달라지는데, 해수 온도의 경우 15℃ 이상의 온도에서 전기분해효율이 높은 것으로 알려져 있다. The electrolysis efficiency in such an electrolysis method varies depending on the incoming seawater temperature and salt concentration, which is known to have high electrolysis efficiency at a temperature of 15 ° C. or higher.
만일 15℃보다 낮은 해수를 사용할 경우 전기분해장치를 추가로 더 구성해야 하는데, 이는 비용 증가를 유발하고 선박과 같이 설치 장소의 크기에 제한을 받는 구조에서는 그 적용이 불가능할 수도 있다. If seawater lower than 15 ° C is used, an additional electrolysis device must be constructed, which may increase the cost and may not be applicable in structures that are limited by the size of the installation site, such as ships.
또한, 통상적으로 선박이 운행하는 항로와 항구에는 15℃ 이하의 해수 온도를 가지는 구역이 많으므로 전기분해 방식을 적용한 선박은 그 운용 가능한 항구의 제약으로 선박의 가치 하락과 해운선사의 경영에 기회손실을 초래할 수 있다. In addition, since many sea lanes have a seawater temperature of less than 15 ° C in sea lanes and ports where ships operate, electrolyzed ships are limited in their operational ports, causing loss of value and loss of opportunity for management of shipping ships. May result.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전기분해장치로 유입되는 해수의 온도를 일정하게 유지하여 저온 해수의 해양 또는 항구에서도 안정적으로 밸러스트수를 처리할 수 있는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide an electrolytic ballast water treatment system that can treat the ballast water stably in the ocean or port of low temperature seawater by maintaining a constant temperature of the seawater flowing into the electrolysis device. will be.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 시-체스트로부터 냉각용 해수를 공급하는 냉각용 해수 공급 배관; 상기 냉각용 해수 공급 배관으로부터 연장되어 상기 선박 내의 발열장치를 냉각시키기 위한 냉각수와 열교환을 통해 가열된 해수를 공급하는 가열 해수 공급배관; 상기 가열 해수 공급배관과 합류하도록 배치되며, 선박의 밸러스트 탱크와 상기 선박의 시-체스트 중 어느 하나 이상으로부터 밸러스트수와 해수 중 어느 하나 이상을 배출하는 밸러스트수 유출입 배관; 상기 가열 해수 공급배관과 상기 밸러스트수 유출입 배관이 합류하는 혼합수 공급배관 상에 배치되며, 상기 가열된 해수와 상기 밸러스트수가 혼합된 혼합수의 온도를 일정하게 조절하는 혼합수 온도조절장치; 및 상기 혼합수 온도조절장치를 통과한 상기 혼합수의 적어도 일부를 전기분해하는 전기분해장치를 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the invention, the cooling sea water supply pipe for supplying cooling sea water from the sea-chest of the ship; A heated seawater supply pipe extending from the cooling seawater supply pipe and supplying seawater heated through heat exchange with cooling water for cooling the heat generator in the ship; A ballast water inflow and outflow pipe disposed to join the heated seawater supply pipe and discharge at least one of ballast water and seawater from at least one of a ballast tank of the ship and a sea-chest of the ship; A mixed water temperature adjusting device disposed on the mixed water supply pipe that joins the heated seawater supply pipe and the ballast water inflow and outflow pipe, and adjusts a temperature of the mixed water in which the heated seawater and the ballast water are mixed; And an electrolysis device for electrolyzing at least a portion of the mixed water that has passed through the mixed water temperature control device.
상기 혼합수 온도조절장치는, 상기 가열된 해수와 상기 밸러스트수의 혼합량을 조절함으로써 상기 혼합수의 온도를 조절할 수 있다.The mixed water temperature control device may adjust the temperature of the mixed water by adjusting the mixed amount of the heated seawater and the ballast water.
상기 혼합수 온도조절장치는, 상기 가열 해수 공급배관 상에 마련되는 가열 해수 공급밸브; 상기 밸러스트수 유출입배관 상에 마련되는 밸러스트수 유출입밸브; 상기 혼합수의 온도를 측정하는 온도센서; 및 상기 온도센서로부터 수신되는 상기 혼합수의 온도정보에 따라 상기 가열 해수 공급밸브와 상기 밸러스트수 유출입밸브의 개방량을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.The mixed water temperature control device, the heating sea water supply valve provided on the heating sea water supply pipe; A ballast water inlet and outlet valve provided on the ballast water inlet and outlet pipe; A temperature sensor for measuring the temperature of the mixed water; And it may include a control unit for controlling the opening amount of the heated seawater supply valve and the ballast water inlet valve according to the temperature information of the mixed water received from the temperature sensor.
상기 온도센서의 상류 측에 설치되어 상기 가열된 해수와 상기 밸러스트수를 혼합시키기는 유체 혼합기를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a fluid mixer installed upstream of the temperature sensor to mix the heated seawater and the ballast water.
상기 혼합수 공급배관상에 배치되며, 상기 전기분해장치의 상류 측에 설치되어 상기 혼합수를 여과시키는 필터를 더 포함할 수 있다.The filter may further include a filter disposed on the mixed water supply pipe and installed upstream of the electrolysis device to filter the mixed water.
상기 전기분해장치는, 상기 혼합수 공급배관 상에 설치될 수 있다.The electrolysis device may be installed on the mixed water supply pipe.
상기 전기분해장치를 우회하도록 상기 혼합수 공급배관으로부터 분기되어 배치되며, 상기 전기분해장치에 공급되는 상기 혼합수의 공급량을 조절하는 바이패스 배관을 더 포함할 수 있다.Branched from the mixed water supply pipe so as to bypass the electrolysis device, it may further include a bypass pipe for adjusting the supply amount of the mixed water supplied to the electrolysis device.
상기 전기분해장치는, 상기 혼합수를 상기 밸러스트 탱크에 공급하거나 선박 외부로 배출하는 혼합수 공급배관으로부터 분기되는 분기배관 상에 설치될 수 있다.The electrolysis device may be installed on a branch pipe branched from the mixed water supply pipe for supplying the mixed water to the ballast tank or discharged to the outside of the vessel.
상기 분기배관 상에 설치되어 상기 혼합수 공급배관을 흐르는 상기 혼합수의 일부를 상기 전기분해장치로 공급하는 부스터 펌프를 더 포함할 수 있다.It may further include a booster pump installed on the branch pipe to supply a portion of the mixed water flowing through the mixed water supply pipe to the electrolysis device.
상기 밸러스트수 유출입 배관은, 선박의 시체스트에 연결되어 해수를 공급하는 밸러스트수 공급배관; 및 상기 밸러스트 탱크로부터 밸러스트수를 배출하는 밸러스트수 배출배관을 포함할 수 있다.The ballast water inflow and outflow pipe is connected to the ballast of the ship ballast water supply pipe for supplying seawater; And it may include a ballast water discharge pipe for discharging the ballast water from the ballast tank.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 시-체스트로부터 전기분해용 해수를 공급하는 전기분해용 해수 공급배관; 상기 전기분해용 해수 공급배관으로부터 분기하여 선박 내의 발열장치의 냉각수와 열교환을 한 후 상기 전기분해용 해수와 재합류하는 가열된 해수를 공급하는 가열 해수 공급배관; 상기 가열 해수 공급배관과 상기 전기분해용 해수 공급배관이 합류하는 혼합수 공급배관 상에 배치되며, 상기 가열된 해수와 상기 전기분해용 해수가 혼합된 혼합수의 온도를 일정하게 조절하는 혼합수 온도조절장치; 및 상기 혼합수 공급배관 상에 설치되어 상기 혼합수 온도조절장치를 통과한 상기 혼합수를 전기분해하여 전해수를 생성하는 전기분해장치; 상기 전기분해장치로부터 생성된 전해수를 이용하여 밸러스트 탱크로 유입되거나 상기 밸러스트 탱크와 상기 선박의 시-체스트 중 어느 하나 이상으로부터 상기 밸러스트수와 해수 중 어느 하나 이상을 처리하는 밸러스트수 유출입 배관을 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, an electrolysis seawater supply pipe for supplying seawater for electrolysis from the sea-chest of the ship; A heated seawater supply pipe branching from the electrolysis seawater supply pipe and exchanging heat with the cooling water of the heating device in the ship, and then supplying heated seawater rejoining the electrolysis seawater; The mixed water temperature arranged on the mixed water supply pipe joining the heated seawater supply pipe and the electrolysis seawater supply pipe, and constantly controlling the temperature of the mixed water in which the heated seawater and the electrolysis seawater are mixed. Regulator; And an electrolysis device installed on the mixed water supply pipe to electrolyze the mixed water passing through the mixed water temperature controller to generate electrolytic water. Including a ballast water inflow and outflow pipe for flowing into the ballast tank using the electrolyzed water generated from the electrolysis device or to treat any one or more of the ballast water and seawater from any one or more of the ballast tank and the sea-chest of the vessel Electrolytic ballast water treatment systems may be provided.
상기 전기분해장치는 가연성 가스가 존재하지 않는 선박의 안전구역에 설치되고, 상기 밸러스트수 유출입 배관은 가연성 가스의 누출 위험이 존재하는 선박의 위험구역에 설치될 수 있다.The electrolysis apparatus may be installed in a safety zone of a ship in which flammable gas does not exist, and the ballast water inflow and outflow pipe may be installed in a danger zone of a ship in which a risk of flammable gas leakage exists.
상기 혼합수 온도조절장치는, 상기 가열 해수 공급배관 상에 마련되는 가열 해수 공급밸브; 상기 전기분해용 해수 공급배관 상에 마련되는 전기분해용 해수 공급밸브; 상기 혼합수의 온도를 측정하는 온도센서; 및 상기 온도센서로부터 수신되는 상기 혼합수의 온도정보에 따라 상기 가열 해수 공급밸브와 상기 전기분해용 해수 공급밸브의 개방량을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.The mixed water temperature control device, the heating sea water supply valve provided on the heating sea water supply pipe; An electrolysis sea water supply valve provided on the electrolysis sea water supply pipe; A temperature sensor for measuring the temperature of the mixed water; And it may include a control unit for controlling the opening amount of the heated seawater supply valve and the electrolysis seawater supply valve in accordance with the temperature information of the mixed water received from the temperature sensor.
상기 밸러스트수 유출입 배관은, 선박의 시체스트에 연결되어 밸러스트 탱크에 해수를 공급하는 밸러스트수 공급배관; 및 상기 밸러스트 탱크로부터 밸러스트수를 배출하는 밸러스트수 배출배관을 포함할 수 있다.The ballast water inflow and outflow pipe, the ballast water supply pipe is connected to the body of the ship for supplying seawater to the ballast tank; And it may include a ballast water discharge pipe for discharging the ballast water from the ballast tank.
상기 밸러스트수 유출입 배관상에 배치되며, 상기 전기분해장치로부터 생성된 전해수와, 상기 밸러스트수와 해수 중 어느 하나 이상이 합류되는 합류지점의 상류 측에 설치되어 상기 밸러스트수와 해수 중 어느 하나 이상을 여과시키는 필터를 더 포함할 수 있다.Disposed on the ballast water inflow and outflow pipe, and installed at an upstream side of the confluence point at which any one or more of the ballast water and the seawater joined from the electrolyzed water generated from the electrolysis device is disposed at least one of the ballast water and the seawater; The filter may further include a filter.
본 발명의 실시예들은, 전기분해장치로 유입되는 해수의 온도를 일정하게 유지하여 해수의 전기분해 효율을 높임으로써 저온 해수의 해양 또는 항구에서도 안정적으로 밸러스트수를 처리할 수 있다.Embodiments of the present invention, by maintaining a constant temperature of the seawater flowing into the electrolysis device to increase the electrolysis efficiency of the seawater can be treated the ballast water in the sea or port of low-temperature seawater stably.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템의 계통도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템의 계통도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템의 계통도이다.1 is a system diagram of an electrolytic ballast water treatment system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a system diagram of an electrolytic ballast water treatment system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a system diagram of an electrolytic ballast water treatment system according to a third embodiment of the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템의 계통도이다.1 is a system diagram of an electrolytic ballast water treatment system according to a first embodiment of the present invention.
이를 참조하면, 본 실시예의 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템(100)은, 선박 내의 발열장치(미도시)를 냉각시키기 위한 냉각수(21)와 열교환을 통해 가열된 해수를 공급하는 가열 해수 공급배관(113)과, 선박의 밸러스트 탱크(30)에 연결되는 밸러스트수 유출입 배관(120)과, 가열된 해수와 밸러스트수가 혼합된 혼합수의 온도를 일정하게 조절하는 혼합수 온도조절장치(140)와, 혼합수 온도조절장치(140)를 통과한 혼합수를 전기분해하는 전기분해장치(150)를 포함한다.Referring to this, the electrolytic ballast
가열 해수 공급배관(113)은 선저에 마련된 시-체스트(Sea-chest, 10)에 연결되는 냉각용 해수 공급배관(110)과 연결된다. 냉각용 해수 공급배관(110)은 해수펌프(111)를 이용하여 냉각수(21)를 냉각시키기 위한 냉각용 해수를 냉각장치(20)에 공급한다.The heated
여기서 냉각장치(20)는 엔진, 발전기, 전동기 등 선박 내에서 가동 시 열을 발생시키는 발열장치를 냉각시키는 장치로서, 발열장치를 냉각시키기 위한 냉각수(21)가 냉각장치(20)를 통과하여 순환하고, 냉각수(21)는 냉각용 해수와의 열교환을 통해 냉각시키는 방식이 사용된다.Here, the
냉각장치(20) 내에서 냉각수(21)와 열교환을 통해 가열된 냉각용 해수는 가열 해수 공급배관(113)을 따라 이송되며, 밸러스트수 유출입 배관(120)을 통해 이송되는 밸러스트수와 합류한다.The cooling seawater heated by the heat exchange with the
밸러스트수 유출입배관(120)에는 선저에 마련된 시-체스트(10)에 연결되는 밸러스트수 공급배관(121)과, 밸러스트 탱크(30)로부터 밸러스트수를 배출하는 밸러스트수 배출배관(122)이 연결된다. The ballast water inflow and
밸러스트수 공급배관(121)과 밸러스트수 배출배관(122)에는 각각 개폐밸브가 구비되어 있어 선택적으로 개폐된다. 예를 들어 밸러스트 탱크(30)에 밸러스트수를 보충하는 경우 밸러스트수 배출배관(122)의 개폐밸브를 닫고 밸러스트수 공급배관(121)의 개폐밸브를 개방한 상태에서 밸러스트 펌프(123)가 가동된다.The ballast
한편, 밸러스트수 유출입배관(120)을 통해서 밸러스트 탱크(30)로부터 배출되거나 밸러스트 탱크(30)로 유입되는 밸러스트수는 가열된 냉각용 해수와 혼합수 공급배관(130)에서 합류되어 혼합수를 형성한다.Meanwhile, the ballast water discharged from the
여기서 혼합수가 밸러스트 탱크(30)에 채워지는 경우라면, 밸러스트용으로 필요한 해수의 일부를 가열된 냉각용 해수를 이용하여 충당할 수 있게 된다. 따라서 종래에 선박 외부로 가열된 냉각용 해수를 배출하던 것에 비하여 밸러스트 펌프(123)에서 감당해야 할 해수용량이 줄어들어 밸러스트 펌프(123) 구동에 필요한 동력원의 소비전력을 줄일 수 있다.Here, if the mixed water is filled in the
밸러스트수 유출입배관(120)과 가열 해수 공급배관(113)이 합류하는 지점에는 혼합수 온도조절장치(140)가 설치된다. 혼합수 온도조절장치(140)는 혼합수의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 장치로서, 가열 해수 공급배관(113) 상에 마련되는 가열 해수 공급밸브(141)와, 밸러스트수 유출입배관(120) 상에 마련되는 밸러스트수 유출입밸브(142)와, 혼합수의 온도를 측정하기 위한 온도센서(143)와, 제어부(144)를 포함한다.At the point where the ballast
제어부(144)는 온도센서(143)로부터 수신되는 혼합수의 온도와 미리 설정된 혼합수 온도를 비교하고, 혼합수의 온도가 미리 설정된 온도에 도달할 수 있도록 가열 해수 공급밸브(141)와 밸러스트수 유출입밸브(142)의 개방량을 조절한다. 제어부(144)에 의해 설정되는 혼합수의 온도는 전술한 바와 같이 15℃ 이상의 온도범위에서 혼합수 온도조절장치(140)에 공급되는 가열된 냉각용 해수와 밸러스트수의 온도를 고려하여 결정할 수 있다. 그리고 도면에 도시되지 않았으나 혼합수의 정확한 온도 측정을 위하여 온도센서(143)의 상류 측에 냉각용 해수와 밸러스트수를 혼합시키기 위한 유체 혼합기를 추가로 설치할 수 있다. The
이와 같이 혼합수의 온도를 일정온도 이상으로 승온시키는 이유는 앞서 설명한 바와 같이 전기분해의 효율을 적정수준으로 유지하기 위함이다. 따라서 해수의 온도가 높은 지역을 항해하는 경우에는 전기분해장치(150)로 유입되는 해수의 온도를 승온시킬 필요가 없게 된다. 이러한 경우에는 혼합수 공급배관(130)으로 유입되는 가열 해수 공급밸브(141)는 닫히게 되고, 가열된 냉각용 해수는 냉각용 해수 배출배관(112)을 통해 종래와 같이 선박 외부로 배출된다. 이때에는 밸러스트 유출입배관(120)을 흐르는 밸러스트수 만이 전기분해장치(150)로 유입된다.The reason why the temperature of the mixed water is raised above a predetermined temperature is to maintain the efficiency of electrolysis at an appropriate level as described above. Therefore, when sailing in an area where the temperature of the sea water is high, there is no need to increase the temperature of the seawater flowing into the
혼합수 온도조절장치(140)를 통하여 일정 온도로 승온된 혼합수는 혼합수 공급배관(130) 상에 설치되는 전기분해장치(150)로 유입된다.The mixed water heated up to a predetermined temperature through the mixed
전기분해장치(150)를 통하여 해수로 이루어진 혼합수를 전기분해하면 혼합수에 포함된 염화나트륨성분은 차아염소산나트륨(NaOCl)이나 차아염소산(HClO)으로 전환되며, 이러한 살균, 소독 물질에 의하여 해수 중에 함유되어 있는 해양생물이 제거된다.When the mixed water consisting of sea water is electrolyzed through the
본 실시예의 전기분해장치(150)는 혼합수 공급배관(130) 상에 설치되어 차아염소산나트륨을 포함하는 전해수를 연속적으로 생성하도록 하고, 이를 이용하여 밸러스트수를처리하는직접방식이사용된다. 다만, 이러한 직접방식에 의한 경우에도 전기분해장치(150)를 통과할 필요가 없을 정도로 혼합수의 오염도가 낮거나 혼합수에 포함되는 전해수의 농도를 조절할 필요가 있는 경우에는 전기분해장치(150)로 유입되는 혼합수의 공급량을 조절할 필요가 있다.The
보통 해수 속에 포함된 전해수의 농도가 높으면 해양생물을 사멸시키는 효과가 증가하나, 전해수의 농도가 지나치게 높으면 배관계통에 부식이 발행할 수 있기 때문이다. 이를 위해 본 실시예에서는 전기분해장치(150)를 우회하도록 배치되는 바이패스 배관(151)이 설치된다. 바이패스 배관(151)은 전기분해장치(150)의 상류 측에서 혼합수 공급배관(130)으로부터 분기되고 전기분해장치(150)의 하류 측에서 다시 합류하도록 설치된다.Usually, the higher the concentration of the electrolyzed water contained in the seawater increases the effect of killing marine life, but if the concentration of the electrolyzed water is too high, corrosion may occur in the piping system. To this end, in the present embodiment, a
바이패스 배관(151)으로 이송되는 혼합수의 양은 오염도 센서(131)와, 바이패스 배관(151)이 혼합수 공급배관(130)으로부터 분기되는 지점에 설치되는 3방 밸브(133)와, 혼합수 공급량 제어부(132)에 의해 조절된다.The amount of the mixed water transferred to the
오염도 센서(131)는 발광부(미도시)에서 혼합수 내에 일정량의 빛을 조사하고 수광부(미도시)에서 감지되는 빛의 강도를 측정하는 방식이 사용될 수 있다.The
오염도 센서(131)로부터 측정된 오염도에 따라 혼합수 공급량 제어부(132)는 3방 밸브(133)의 개폐량을 조절하여 전기분해장치(150)으로 유입되는 혼합수 량을 조절하게 된다. 혼합수의 오염도가 밸러스트수의 배출기준보다 낮은 경우에는 혼합수는 모두 바이패스 배관(151)을 통해 이송된다.The mixed water supply
전기분해장치(150)를 통과한 혼합수는 밸러스트 탱크(30)에 채워지거나 밸러스트수 배출배관(131)을 통해서 선박 외부로 배출된다. 밸러스트 탱크(30)에 채워지는 것은 시-체스트(10)로부터 밸러스트수가 공급되는 경우이고, 선박 외부로 배출되는 것은 밸러스트 탱크(30)로부터 밸러스트수가 배출되는 경우이다.The mixed water passing through the
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템의 계통도이다.2 is a system diagram of an electrolytic ballast water treatment system according to a second embodiment of the present invention.
본 실시예의 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템(200)은 혼합수의 일부만을 전기분해하여 이를 다시 혼합수에 혼합시키는 간접방식에 의한 밸러스트수 처리 시스템으로서, 혼합수 공급배관(130) 상에 설치되는 필터(260)와, 전기분해장치(250)를 포함하고, 그외 구성요소는 제1 실시예와 동일하다.The electrolytic ballast
필터(260)는 혼합수를 여과하여 전기분해장치(250)에 유입되는 혼합수에 포함된 이물질과 미생물을 제거하기 위한 것이다. 필터(260)를 통해서 대부분의 미생물이 여과되므로 밸러스트수의 처리에 필요한 전해수의 양이 감소될 수 있다. 만약 필터(260)를 통과할 필요가 없을 정도로 오염도가 낮은 혼합수가 유입되는 경우에 혼합수는 필터(260)를 통과하지 않고 바이패스 배관(261)을 통해 이송될 수 있다.The
필터(260)를 통과한 혼합수의 일부는 전기분해장치(250)에 유입된다. 전기분해장치(250)는 혼합수 공급배관(130)으로부터 분기되는 분기배관(251) 상에 설치되며, 부스터 펌프(252)를 이용하여 혼합수가 전기분해장치(250)에 공급된다.A portion of the mixed water that has passed through the
전기분해장치(250)에 공급되는 혼합수의 양은 제1 실시예와 같이 오염도 센서(131)와, 3방 밸브(133)와, 혼합수 공급량 제어부(132)에 의해 조절된다. 여기서 3방 밸브(133)는 분기배관(251)이 혼합수 공급배관(130)으로부터 분기되는 지점에 설치되며, 혼합수 공급량 제어부(132)의 신호에 의해 밸브 개폐량이 조절된다.The amount of the mixed water supplied to the
전기분해장치(250)로부터 생성된 전해수는 혼합수 공급배관(130)과 합류하는 전해수 공급배관(253)을 통해 혼합수에 공급된다.The electrolyzed water generated from the
이와 같이 혼합수의 일부만을 전기분해하여 밸러스트수를 처리하는 간접방식은 밸러스트수의 오염도가 크지 않은 경우에 혼합수의 일부만을 전기분해하여 신속하게 밸러스트수를 처리할 수 있다. 그리고 제1 실시예와 같이 일정온도로 승온된 혼합수를 이용하여 전기분해함으로써 전기분해 효율을 높일 수 있어 밸러스트수 처리가 신속히 이루어질 수 있다.As such, the indirect method of treating the ballast water by electrolyzing only a part of the mixed water may treat the ballast water quickly by electrolyzing only a part of the mixed water when the ballast water is not contaminated. The electrolysis efficiency can be increased by electrolysis using the mixed water heated to a predetermined temperature as in the first embodiment, so that the ballast water treatment can be performed quickly.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템의 계통도이다.3 is a system diagram of an electrolytic ballast water treatment system according to a third embodiment of the present invention.
본 실시예는 밸러스트수 유출입 배관(320)이 위험구역(50)에 설치된 경우, 안전구역(40)에 설치된 전기분해장치(350)를 통해서 밸러스트수를 효율적으로 처리하기 위한 실시예이다.This embodiment is an embodiment for efficiently treating the ballast water through the
여기서 위험구역(50)은 탄화수소 계열의 가스가 발생되는 원유나 정제된 기름을 수송하는 선박에 있어서 가연성 가스가 누출될 우려가 있는 구역을 의미하며, 안전구역(40)은 그러한 염려가 없는 구역을 의미한다. 위험구역(50)에 전기시설을 설치하는 경우 누출된 가스의 폭발을 방지하기 위한 방폭시설이 의무화되어 있으므로, 본 실시예에서는 전기시설인 전기분해장치(350)를 안전구역에 설치하고, 전기분해장치(350)에 의해 생산된 전해수를 위험구역에 위치하는 밸러스트수 유출입배관(320)에 공급하는 방식이 사용된다.Here, the
도 3을 참조하면, 본 실시예의 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템(300)은 제2 실시예와 같이 간접방식에 의해 밸러스트수를 처리하나, 전기분해장치(350)에 유입되는 해수는 제2 실시예와 달리 냉각용 해수만을 이용한다. 그리고 전기분해용 해수 공급배관(310)과 전기분해장치(350)는 안전구역(40)에 배치되고 밸러스트수 유출입배관(320)은 위험구역(50)에 배치된다.Referring to FIG. 3, the electrolytic ballast
먼저, 전기분해장치(350)가 설치되는 안전구역의 배관 구조에 대하여 설명한다.First, the piping structure of the safety zone in which the
전기분해용 해수를 해수펌프(311)에 의해 공급하는 전기분해용 해수 공급배관(310)이 선저에 마련된 시-체스트(10)에 연결된다.An electrolysis
전기분해용 해수의 일부는 냉각수(21)를 냉각시키기 위한 냉각용 해수로서 전기분해용 해수 공급배관(310)으로부터 분기되는 냉각용 해수 공급배관(312)을 통해 냉각장치(20)에 공급된다.A portion of the electrolysis sea water is supplied to the
냉각용 해수는 냉각장치(20)에서 냉각수(21)와 열교환을 통해 가열된 후, 가열 해수 공급배관(313)을 통해 다시 전기분해용 해수 공급배관(310)과 합류한다.The cooling sea water is heated by heat exchange with the cooling
냉각수(21)와의 열교환을 통해 가열된 냉각용 해수가 합류한 전기분해용 해수는 일정온도로 승온된 혼합수로서 혼합수 공급배관(330)을 통해 이송된다.The electrolytic seawater joined by the cooling seawater heated by heat exchange with the cooling
혼합수 온도조절장치(340)는 가열 해수 공급배관(313)이 전기분해용 해수 공급배관(310)에 합류하는 지점에 설치되어 혼합수의 온도를 일정하게 조절한다.The mixed
이러한 혼합수의 온도조절은 이전 실시예들과 같이 혼합수의 온도를 감지하는 온도센서(343)의 온도정보를 이용하여 가열 해수 공급밸브(341)와 전기분해용 해수 공급밸브(342)의 개방량을 조절하는 제어부(344)에 의해 이루어진다.The temperature control of the mixed water is performed by opening the heated
혼합수 온도조절장치(340)에 의해 일정한 온도로 유지되는 혼합수는 혼합수 공급배관(330)에 설치된 부스터 펌프(351)에 의해 전기분해장치(350)로 유입된다.The mixed water maintained at a constant temperature by the mixed
전기분해장치(350)로부터 생성된 차아염소산나트륨을 포함한 전해수는 격벽(51)을 통과하는 전해수 공급배관(352)을 통해 위험구역(50)에 설치된 밸러스트수 유출입배관(320)에 공급된다. 그리고 전해수 공급배관(352) 상에는 체크밸브(353)가 설치된다. 체크밸브(353)는 위험구역의 가연성 가스가 배관의 플랜지 결합부로 유입되어 전해수를 따라 안전구역으로 역류하는 것을 방지하기 위한 것이다. Electrolyzed water including sodium hypochlorite generated from the
밸러스트수 유출입배관(320)에 공급되는 전해수의 양은, 전해수 공급배관(352)이 밸러스트수 유출입배관(320)에 합류하는 지점의 상류 측에 설치되는 오염도 센서(324)와, 전해수 공급배관(352) 상에 설치되는 전해수 공급밸브(353)와, 오염도 센서(324)의 측정신호에 따라 전해수 공급밸브(353)의 개폐량을 조절하는 전해수 공급량 제어부(325)에 의해 조절된다.The amount of electrolyzed water supplied to the ballast water inlet and
본 실시예의 밸러스트수 유출입배관(320)의 구성은 제2 실시예에 있어서 전기분해장치(250)와 분기배관(251)을 제외한 구성과 유사하므로, 이하에서는 밸러스트수 유출입배관(320)에 대하여 간략히 설명한다.Since the configuration of the ballast water inlet and
밸러스트수 공급배관(321)이 선저에 마련된 시-체스트(10)와 연결되고, 밸러스트수 배출배관(322)이 밸러스트 탱크(30)와 연결된다. 그리고 밸러스트수 공급배관(321)과 밸러스트수 배출배관(322)이 합류하는 밸러스트수 유출입배관(320) 상에 밸러스트 펌프(323)가 설치된다.The ballast
전해수 공급배관(352)이 밸러스트수 유출입배관(320)과 합류하는 지점의 상류 측에는 필터(360)와 바이패스 배관(361)이 더 설치되어 전기분해장치(350)를 보조하여 해수 속에 포함된 미생물을 여과하여 제거하게 된다.On the upstream side of the point where the electrolytic
이와 같은 구성에 의해 본 실시예는 밸러스트 유출입배관(320)이 선적된 가스의 누출 위험이 있는 위험구역에 설치되어 있는 경우에도 승온된 해수를 통해 전해수를 생성하는 전기분해장치(350)을 이용하여 밸러스트수를 효율적으로 처리할 수 있다.By such a configuration, the present embodiment uses the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들은 전기분해장치(150, 250, 350)에 공급되는 해수의 온도를 일정하게 유지하는 것에 의해 저온 해수의 해양에서도 전기분해 효율을 적정수준 이상으로 유지할 수 있다.As described above, the embodiments of the present invention can maintain the temperature of the seawater supplied to the
또한, 열교환장치를 추가적으로 설치가 필요 없이 기존 발열장치에 설치된 냉각장치(20)에서 냉각수(21)와 열교환을 한 후 선박 외부로 배출되었던 고온의 해수를 열원으로 이용하는 것이므로 비용 절감과 선박의 에너지의 효율적 이용에 기여할 수 있다.In addition, since heat exchange with the
또한, 냉각용 해수를 이용하여 밸러스트용으로 필요한 해수를 일부 충당할 수 있으므로 밸러스트 펌프(123, 223, 323)에서 감당해야 할 해수용량이 줄어들어 밸러스트 펌프(123, 223, 323) 구동에 필요한 동력원의 소비전력을 줄일 수 있어 선박 운항 비용을 절감할 수 있다.In addition, the cooling seawater can cover a portion of the seawater needed for the ballast, so the seawater capacity to be handled in the ballast pump (123, 223, 323) is reduced, so that the power source required to drive the ballast pump (123, 223, 323) The power consumption can be reduced, thereby reducing the cost of operating the ship.
이상에서 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention described above is not limited to the described embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.
110 : 냉각용 해수 공급배관 113 : 가열 해수 공급배관
120 : 밸러스트수 유출입배관 130 : 혼합수 공급배관
140 : 혼합수 온도조절장치 141 : 가열 해수 공급밸브
142 : 밸러스트수 유출입밸브 143 : 온도센서
144 : 제어부 150 : 전기분해장치
151 : 바이패스 배관110: cooling sea water supply pipe 113: heating sea water supply pipe
120: ballast water outflow pipe 130: mixed water supply pipe
140: mixed water temperature control unit 141: heated sea water supply valve
142: ballast water inlet and outlet valve 143: temperature sensor
144
151: bypass piping
Claims (15)
상기 냉각용 해수 공급 배관으로부터 연장되어 상기 선박 내의 발열장치를 냉각시키기 위한 냉각수와 열교환을 통해 가열된 해수를 공급하는 가열 해수 공급배관;
상기 가열 해수 공급배관과 합류하도록 배치되며, 선박의 밸러스트 탱크와 상기 선박의 시-체스트 중 어느 하나 이상으로부터 밸러스트수와 해수 중 어느 하나 이상을 배출하는 밸러스트수 유출입 배관;
상기 가열 해수 공급배관과 상기 밸러스트수 유출입 배관이 합류하는 혼합수 공급배관 상에 배치되며, 상기 가열된 해수와 상기 밸러스트수가 혼합된 혼합수의 온도를 일정하게 조절하는 혼합수 온도조절장치; 및
상기 혼합수 온도조절장치를 통과한 상기 혼합수의 적어도 일부를 전기분해하는 전기분해장치를 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.Cooling sea water supply pipe for supplying cooling sea water from the sea-chest of the ship;
A heated seawater supply pipe extending from the cooling seawater supply pipe and supplying seawater heated through heat exchange with cooling water for cooling the heat generator in the ship;
A ballast water inflow and outflow pipe disposed to join the heated seawater supply pipe and discharge at least one of ballast water and seawater from at least one of a ballast tank of the ship and a sea-chest of the ship;
A mixed water temperature adjusting device disposed on the mixed water supply pipe that joins the heated seawater supply pipe and the ballast water inflow and outflow pipe, and adjusts a temperature of the mixed water in which the heated seawater and the ballast water are mixed; And
Electrolytic ballast water treatment system comprising an electrolysis device for electrolyzing at least a portion of the mixed water passed through the mixed water temperature control device.
상기 혼합수 온도조절장치는,
상기 가열된 해수와 상기 밸러스트수의 혼합량을 조절함으로써 상기 혼합수의 온도를 조절하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method of claim 1,
The mixed water temperature control device,
Electrolytic ballast water treatment system for controlling the temperature of the mixed water by adjusting the mixing amount of the heated seawater and the ballast water.
상기 혼합수 온도조절장치는,
상기 가열 해수 공급배관 상에 마련되는 가열 해수 공급밸브;
상기 밸러스트수 유출입배관 상에 마련되는 밸러스트수 유출입밸브;
상기 혼합수의 온도를 측정하는 온도센서; 및
상기 온도센서로부터 수신되는 상기 혼합수의 온도정보에 따라 상기 가열 해수 공급밸브와 상기 밸러스트수 유출입밸브의 개방량을 조절하는 제어부를 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method of claim 2,
The mixed water temperature control device,
A heated sea water supply valve provided on the heated sea water supply pipe;
A ballast water inlet and outlet valve provided on the ballast water inlet and outlet pipe;
A temperature sensor for measuring the temperature of the mixed water; And
And a control unit for adjusting the opening amounts of the heated seawater supply valve and the ballast water inlet / out valve according to the temperature information of the mixed water received from the temperature sensor.
상기 온도센서의 상류 측에 설치되어 상기 가열된 해수와 상기 밸러스트수를 혼합시키기는 유체 혼합기를 더 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method of claim 3,
And a fluid mixer installed at an upstream side of the temperature sensor to mix the heated seawater and the ballast water.
상기 혼합수 공급배관상에 배치되며, 상기 전기분해장치의 상류 측에 설치되어 상기 혼합수를 여과시키는 필터를 더 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method of claim 1,
And a filter disposed on the mixed water supply pipe and installed upstream of the electrolysis device to filter the mixed water.
상기 전기분해장치는,
상기 혼합수 공급배관 상에 설치되는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method according to any one of claims 1 to 5,
The electrolysis device,
Electrolytic ballast water treatment system is installed on the mixed water supply pipe.
상기 전기분해장치를 우회하도록 상기 혼합수 공급배관으로부터 분기되어 배치되며, 상기 전기분해장치에 공급되는 상기 혼합수의 공급량을 조절하는 바이패스 배관을 더 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method according to claim 6,
And a bypass pipe which is branched from the mixed water supply pipe to bypass the electrolysis device, and regulates a supply amount of the mixed water supplied to the electrolytic device.
상기 전기분해장치는,
상기 혼합수를 상기 밸러스트 탱크에 공급하거나 선박 외부로 배출하는 혼합수 공급배관으로부터 분기되는 분기배관 상에 설치되는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method according to any one of claims 1 to 5,
The electrolysis device,
Electrolytic ballast water treatment system is installed on the branch pipe branched from the mixed water supply pipe for supplying the mixed water to the ballast tank or discharged to the outside of the vessel.
상기 분기배관 상에 설치되어 상기 혼합수 공급배관을 흐르는 상기 혼합수의 일부를 상기 전기분해장치로 공급하는 부스터 펌프를 더 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.9. The method of claim 8,
And a booster pump installed on the branch pipe and supplying a part of the mixed water flowing through the mixed water supply pipe to the electrolysis device.
상기 밸러스트수 유출입 배관은,
선박의 시체스트에 연결되어 해수를 공급하는 밸러스트수 공급배관; 및
상기 밸러스트 탱크로부터 밸러스트수를 배출하는 밸러스트수 배출배관을 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method according to any one of claims 1 to 5,
The ballast water outflow pipe,
A ballast water supply pipe connected to the ship's chest to supply seawater; And
Electrolytic ballast water treatment system comprising a ballast water discharge pipe for discharging the ballast water from the ballast tank.
상기 전기분해용 해수 공급배관으로부터 분기하여 선박 내의 발열장치의 냉각수와 열교환을 한 후 상기 전기분해용 해수와 재합류하는 가열된 해수를 공급하는 가열 해수 공급배관;
상기 가열 해수 공급배관과 상기 전기분해용 해수 공급배관이 합류하는 혼합수 공급배관 상에 배치되며, 상기 가열된 해수와 상기 전기분해용 해수가 혼합된 혼합수의 온도를 일정하게 조절하는 혼합수 온도조절장치; 및
상기 혼합수 공급배관 상에 설치되어 상기 혼합수 온도조절장치를 통과한 상기 혼합수를 전기분해하여 전해수를 생성하는 전기분해장치;
상기 전기분해장치로부터 생성된 전해수를 이용하여 밸러스트 탱크로 유입되거나 상기 밸러스트 탱크와 상기 선박의 시-체스트 중 어느 하나 이상으로부터 상기 밸러스트수와 해수 중 어느 하나 이상을 처리하는 밸러스트수 유출입 배관을 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.An electrolysis seawater supply pipe for supplying seawater for electrolysis from the sea chest of the ship;
A heated seawater supply pipe branching from the electrolysis seawater supply pipe and exchanging heat with the cooling water of the heating device in the ship, and then supplying heated seawater rejoining the electrolysis seawater;
The mixed water temperature arranged on the mixed water supply pipe joining the heated seawater supply pipe and the electrolysis seawater supply pipe, and constantly controlling the temperature of the mixed water in which the heated seawater and the electrolysis seawater are mixed. Regulator; And
An electrolysis device installed on the mixed water supply pipe to electrolyze the mixed water passing through the mixed water temperature controller to generate electrolytic water;
Including a ballast water inflow and outflow pipe for flowing into the ballast tank using the electrolyzed water generated from the electrolysis device or to treat any one or more of the ballast water and seawater from at least one of the ballast tank and the sea-chest of the vessel Electrolytic ballast water treatment system.
상기 전기분해장치는 가연성 가스가 존재하지 않는 선박의 안전구역에 설치되고, 상기 밸러스트수 유출입 배관은 가연성 가스의 누출 위험이 존재하는 선박의 위험구역에 설치되는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method of claim 11,
The electrolysis device is installed in the safety zone of the ship does not exist flammable gas, the ballast water inflow and outflow pipe is installed in the hazardous area of the ship where there is a risk of leakage of flammable gas electrolytic ballast water treatment system.
상기 혼합수 온도조절장치는,
상기 가열 해수 공급배관 상에 마련되는 가열 해수 공급밸브;
상기 전기분해용 해수 공급배관 상에 마련되는 전기분해용 해수 공급밸브;
상기 혼합수의 온도를 측정하는 온도센서; 및
상기 온도센서로부터 수신되는 상기 혼합수의 온도정보에 따라 상기 가열 해수 공급밸브와 상기 전기분해용 해수 공급밸브의 개방량을 조절하는 제어부를 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method of claim 12,
The mixed water temperature control device,
A heated sea water supply valve provided on the heated sea water supply pipe;
An electrolysis sea water supply valve provided on the electrolysis sea water supply pipe;
A temperature sensor for measuring the temperature of the mixed water; And
And a control unit for controlling an opening amount of the heated seawater supply valve and the electrolysis seawater supply valve according to the temperature information of the mixed water received from the temperature sensor.
상기 밸러스트수 유출입 배관은,
선박의 시체스트에 연결되어 밸러스트 탱크에 해수를 공급하는 밸러스트수 공급배관; 및
상기 밸러스트 탱크로부터 밸러스트수를 배출하는 밸러스트수 배출배관을 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.The method of claim 12,
The ballast water outflow pipe,
A ballast water supply pipe connected to the body of the ship and supplying seawater to the ballast tank; And
Electrolytic ballast water treatment system comprising a ballast water discharge pipe for discharging the ballast water from the ballast tank.
상기 밸러스트수 유출입 배관상에 배치되며, 상기 전기분해장치로부터 생성된 전해수와, 상기 밸러스트수와 해수 중 어느 하나 이상이 합류되는 합류지점의 상류 측에 설치되어 상기 밸러스트수와 해수 중 어느 하나 이상을 여과시키는 필터를 더 포함하는 전기분해식 밸러스트수 처리 시스템.15. The method according to any one of claims 11 to 14,
Disposed on the ballast water inflow and outflow pipe, and installed at an upstream side of the confluence point at which any one or more of the ballast water and the seawater joined from the electrolyzed water generated from the electrolysis device is disposed at least one of the ballast water and the seawater; Electrolytic ballast water treatment system further comprising a filter for filtering.
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