KR20140001564A - 선박용 밸러스트수 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

선박용 밸러스트수 처리 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 밸러스트수 처리 시스템은, 선박에 설치되어 밸러스트수를 밸러스팅(ballasting)하거나 디밸러스팅(de-ballasting)하는 시스템으로서, 이러한 선박의 밸러스트 탱크에 밸러스트수를 공급하고 배출하기 위한 펌핑장치를 구비한 이송라인과; 밸러스트 탱크로 공급되는 밸러스트수에 살균제를 공급하는 살균장치와; 밸러스트 탱크로부터 배출되는 밸러스트수를 중화시키는 중화장치와; 살균장치와 중화장치가 상호 인접되도록 상기 살균장치와 상기 중화장치의 양측에 연결되는 듀얼 센싱장치를 포함한다.

Description

선박용 밸러스트수 처리 시스템{BALLAST WATER TREATMENT SYSTEM FOR SHIPS}

본 발명은 선박용 밸러스트수 처리 시스템에 관한 것이다.

선박에 있어서 밸러스트 탱크(ballast tank)는 선박의 안정성을 확보하는 장치이다. 이러한 밸러스트 탱크는 선박에 화물이 적재되지 않은 경우 선박 운항의 효율을 증가시키기 위하여 선박의 하부나 측면에 설치된다.

밸러스트 탱크에 밸러스트수(ballast water)를 채우면 오뚝이처럼 무게중심이 아래로 쏠리게 되어 선박이 수면에서 복원력을 확보할 수 있다. 밸러스트 탱크를 채우는 밸러스트수로는 일반적으로 주변의 해수가 사용되는데, 해수를 취수하여 밸러스트 탱크로 공급하는 과정에서 플랑크톤과 같은 미세한 해양 생물들도 같이 포함되어 밸러스트 탱크로 공급된다.

그러나, 선박이 정박한 국가 및 지역에서 해수(밸러스트수)를 취수한 후 타국가 및 타지역으로 이동하여 밸러스트수를 배출하는 경우에는 그 항구 내에 이전에는 존재하지 않던 플랑크톤과 같은 미세 해양 생물이 유입되어 그 해당지역 생태계에 혼란이 발생할 우려가 있다. 이를 방지하기 위해서 2009년 각국의 항구에서는 이에 대한 규제를 시작하기로 하고, 이에 대한 국제 협약인 "선박 밸러스트수 관리 협약"이 2004년에 체결되었다.

국제해사기구(International Maritime Organization: IMO)의 "선박 밸러스트수 관리 협약"발효에 맞춰, 2009년부터 우리나라도 연안에 외래 수중생물의 유입을 방지하기 위한 밸러스트수 배출이 통제되고 있다.

종래의 밸러스트수 처리 시스템은 밸러스트 탱크 내부의 미세 해양 생물을 처리하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 유입되는 해수를 필터를 통하여 1차적으로 거르고, 이렇게 걸려진 밸러스트수에 살균제를 투입하는 방법을 사용한다. 또한, 선박이 목적지에 도착한 후 밸러스트수를 외부로 배출할 때에도 밸러스트 탱크로부터 배출된 밸러스트수의 살균제 농도를 센서(40)를 통해 측정하여 그 농도에 맞춰 중화장치(30)를 통해 중화제를 투입하는 중화 과정을 거치게 된다. 이렇게 중화된 밸러스트수는 또 다른 센서(50)를 이용하여 한번 더 살균제 농도를 측정한 다음 소정의 배출 기준에 부합할 경우 외부로 배출된다.

그러나, 이러한 밸러스트수 처리 시스템을 설계함에 있어서, 밸러스트수 이송라인(10)에 살균제를 주입하는 지점(도 1의 20)과 이렇게 살균제가 주입된 밸러스트수의 살균제 농도를 측정하는 지점(도 1의 40') 간에는 살균제가 충분히 희석될 수 있도록 최소한의 이격거리(L1)가 요구된다.

또한, 밸러스트수를 외부로 배출할 경우에도, 밸러스트수 이송라인(10)에 중화제를 주입하는 지점(도 1의 30')과 이렇게 중화제가 주입된 밸러스트수의 중화된 정도를 측정하는 지점(도 1의 50') 간에는 중화제가 충분히 희석될 수 있도록 최소한의 이격거리(L2)가 요구된다.

그러나, 한정된 공간을 가진 선박 내에 이러한 이격거리(L1, L2)를 확보하기 위해 이송라인을 길게 하는 것은 공간활용의 비효율성과 비용증가 등 현실적으로 어려운 측면이 많다.

이러한 이유로 인하여 선박에 설치되는 선박용 밸러스트수 처리 시스템을 개선하여 보다 단순화할 필요가 있다.

본 발명의 실시예들은 기존의 살균장치와 센서 간의 이격거리와 중화장치와 센서간의 이격거리를 확보하기 위해 이송라인을 길게 설계할 필요 없이 시스템을 단순화할 수 있으며 이를 통해 공간활용의 비효율성과 비용증가를 최소화할 수 있는 선박용 밸러스트수 처리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 설치되어 밸러스트수를 밸러스팅(ballasting)하거나 디밸러스팅(de-ballasting)하는 시스템으로서, 상기 선박의 밸러스트 탱크에 밸러스트수를 공급하고 배출하기 위한 펌핑장치를 구비한 이송라인과; 상기 밸러스트 탱크로 공급되는 밸러스트수에 살균제를 공급하는 살균장치와; 상기 밸러스트 탱크로부터 배출되는 밸러스트수를 중화시키는 중화장치와; 상기 살균장치와 상기 중화장치가 상호 인접되도록 상기 살균장치와 상기 중화장치의 양측에 연결되는 듀얼 센싱장치를 포함하는 선박용 밸러스트수 처리 시스템이 제공된다.

상기 듀얼 센싱장치는, 상기 선박의 외부로부터 공급되는 밸러스트수의 공급방향을 기준으로 상기 중화장치의 하류 측에 설치되는 제1 센싱부와; 상기 밸러스트 탱크에서 배출되는 밸러스트수의 배출방향을 기준으로 상기 중화장치의 상류 측에 설치되는 제2 센싱부를 포함할 수 있다.

상기 제1 센싱부는 상기 살균장치를 통과한 밸러스트수의 살균제 농도를 측정할 수 있으며, 상기 제2 센싱부는 상기 밸러스트 탱크에서 배출된 밸러스트수의 살균제 농도를 측정할 수 있다.

상기 밸러스트 탱크로 밸러스트수를 공급시에는 상기 제1 센싱부가 작동할 수 있으며, 상기 밸러스트 탱크로부터 밸러스트수를 상기 선박의 외부로 배출시에는 상기 제2 센싱부가 작동할 수 있다.

상기 선박용 밸러스트수 처리 시스템은, 상기 중화장치를 통과한 밸러스트수의 중화된 상태를 측정하는 중화도 측정센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 밸러스트수의 공급과 배출 시 밸러스트수의 살균제 농도를 측정하는 센싱장치를 듀얼로 구성하고 중화장치를 살균장치와 인접하게 배치함으로써, 기존의 살균장치와 센서 간의 이격거리와 중화장치와 센서간의 이격거리를 확보하기 위해 이송라인을 길게 설계할 필요 없이 시스템을 단순화할 수 있으며, 이를 통해 공간활용의 비효율성과 비용증가를 최소화할 수 있다.

또한, 시스템의 단순화 및 이송라인을 개선함으로써 기존의 복잡한 배관 설치 작업이 생략됨에 따라 설치비용을 절감할 수 있으며, 이러한 시스템의 유지보수를 보다 용이하게 할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 선박용 밸러스트수 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 밸러스트수 처리 시스템에서 밸러스트수가 밸러스트 탱크로 공급되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 밸러스트수 처리 시스템에서 밸러스트수가 밸러스트 탱크로부터 외부로 배출되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 선박용 밸러스트수 처리 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 밸러스트수 처리 시스템에서 밸러스트수가 밸러스트 탱크로 공급되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 밸러스트수 처리 시스템에서 밸러스트수가 밸러스트 탱크로부터 외부로 배출되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

참고로 본 발명에서의 선박은, 예를 들어 드릴쉽(drill ship)과 같이 자항능력을 가지고 추진 가능한 선박을 모두 포함할 수 있으며, 이외에도 바지선이나 수면에 플로팅(floating)되는 모든 구조물을 포함할 수 있다. 또한 선박은, 부유식 원유생산저장하역 설비(floating production storage & offloading unit, or FPSO)나 부유식 가스저장재기화 설비(floating storage and regasification unit, or FSRU)와 같은 부유식 해양 구조물 등을 포함할 수 있다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 선박용 밸러스트수 처리 시스템(100)은 선박에 설치되어 밸러스트수를 밸러스팅(ballasting)하거나 디밸러스팅(de-ballasting)하는 시스템으로서, 펌핑장치(112)를 구비한 이송라인(110)과, 살균장치(120)와, 중화장치(130)와, 제1 센싱부(142)와 제2 센싱부(144)를 구비한 듀얼 센싱장치(dual-sensing device, 140)를 포함할 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따르면, 밸러스트수의 공급과 배출 시 밸러스트수의 살균제 농도를 측정하는 센싱장치를 듀얼로 구성하고 중화장치를 살균장치와 근접되게 배치함으로써, 기존의 살균장치와 센서 간의 이격거리(L1)와 중화장치와 센서간의 이격거리(L2)를 확보하기 위해 이송라인을 길게 설계할 필요 없이 시스템을 단순화할 수 있으며, 이를 통해 공간활용의 비효율성과 비용증가를 최소화할 수 있다.

즉, 밸러스트수 내에 포함된 살균제의 농도를 정확하게 측정하기 위해 필수적으로 요구되는 최소 이격거리(L1, L2)를 확보하기 위해 이송라인을 길게 설치할 필요가 없음에 따라, 이러한 설비를 설치할 때 발생하는 비용 증가를 억제할 수 있으며 이를 통해 제한된 면적을 가진 선박 내의 공간활용도를 높일 수 있다

또한, 이와 같이 시스템의 단순화 및 이송라인을 개선함으로써 기존의 복잡한 배관 설치 작업이 생략됨에 따라 선박 건조시 설치비용을 절감할 수 있으며 건조 후에도 이러한 시스템의 유지보수를 보다 용이하게 할 수 있다. 또한, 종래와 같이 이송라인을 길게 설치할 필요가 없음에 따라, 선박의 중량이 감소하여 운항시 연료비 등을 줄일 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 본 실시예에 따른 선박용 밸러스트수 처리 시스템(100)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

이송라인(110)은 선체 내에 형성된 적어도 하나 이상의 밸러스트 탱크로 밸러스트수를 공급하거나 이러한 밸러스트 탱크에 저장된 밸러스트수를 다시 선체 외부로 배출하는 경로를 제공하는 부재이다. 이러한 이송라인(110) 상에는 밸러스트수가 공급되거나 배출될 수 있도록 동력을 제공하는 펌핑장치(111)가 설치될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이(굵은 실선 참조), 살균장치(120)는 이러한 이송라인(110)을 통해 밸러스트 탱크로 공급되는 밸러스트수에 살균제를 공급하여 밸러스트수 내의 미생물을 살균처리하는 장치이다. 이러한 살균장치(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 이송라인(110) 상에 설치될 수 있으며, 이외에도 어떠한 매개라인(미도시)을 통해 이송라인(110)에 연결되도록 설치될 수도 있다.

또한, 살균장치(120)는 예를 들어 락스나 오존 성분의 화학적 산화제와 같은 다양한 종류의 살균제를 자체적으로 생성하거나 외부로부터 공급받아 상기 이송라인(110)에 공급할 수 있다. 이러한 살균장치(120)로는 공지된 다양한 장치들이 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 이러한 살균장치(120)에 대한 구체적 설명을 생략하기로 한다.

한편, 고농도의 산화제가 포함된 밸러스트수가 선체 외부로 그냥 배출되면 해양 생태계에 악영향을 줄 수 있음으로, 배출되는 밸러스트수의 살균제 농도를 적정 수준 이하로 관리할 필요가 있다.

중화장치(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이송라인(110)을 통해 밸러스트 탱크로부터 배출되는 밸러스트수를 중화시키는 장치이다. 중화장치(130)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 살균장치(120)에 최대한 근접되도록 이송라인(110) 상에 설치될 수 있다. 이와 같이 중화장치(130)와 살균장치(120)를 상호 근접되게 배치함으로써, 이송라인(110)의 길이를 보다 단축시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 중화장치(130)가 매개라인을 통해 이송라인(110)과 이격되게 연결된 것을 예로 들어 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 중화장치(130)가 살균장치(120)와 같이 이송라인(110)에 직접 설치될 수도 있다.

이러한 중화장치(130)는 도 3에 도시된 바와 같이(굵은 실선 참조), 이송라인(110)을 통해 선체 외부로 배출되는 밸러스트수에 중화제를 제공하여 상기 밸러스트수에 잔존하는 산화제를 중화시키는 역할을 한다. 이러한 중화장치(130)로는 공지된 다양한 장치들이 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 이러한 중화장치(130)에 대한 구체적 설명을 생략하기로 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 듀얼 센싱장치(140)는 살균장치(120)와 중화장치(130)가 상호 인접되게 배치되도록 이러한 살균장치(120)와 중화장치(130)의 양측에 단부(참조번호 142, 144 참조)가 하나씩 연결될 수 있다.

구체적으로, 듀얼 센싱장치(140)는, 선박의 외부로부터 밸러스트 탱크로 공급되는 밸러스트수의 공급방향을 기준으로(도 2의 굵은 실선 참조) 중화장치(130)의 하류 측에 설치되는 제1 센싱부(142)와, 밸러스트 탱크에서 선박의 외부로 배출되는 밸러스트수의 배출방향을 기준으로(도 3의 굵은 실선 참조) 중화장치(130)의 상류 측에 설치되는 제2 센싱부(144)를 포함할 수 있다.

제1 센싱부(142)는 살균장치(120)를 통과한 밸러스트수에 포함된 살균제의 농도를 측정하는 부재이다. 이러한 제1 센싱부(142)는, 밸러스트 탱크로 밸러스트수(즉, 선체 외부로부터 바로 취수하여 살균 처리되지 않은 해수)를 공급할 때에 작동할 수 있다.

제2 센싱부(144)는 밸러스트 탱크 내에 저장된 밸러스트수를 중화장치(130)를 거쳐 외부로 배출하기 전에(즉, 밸러스트수에 중화제를 투입하기 전에) 상기 밸러스트수에 잔존하는 살균제의 농도를 측정하기 위한 부재이다. 이러한 제2 센싱부(144)는 밸러스트 탱크에 저장된 밸러스트수를 선박의 외부로 배출할 때에 작동할 수 있다.

참고로, 본 발명에서의 제1 센싱부(142)와 제2 센싱부(144)는 이송라인(110) 상에 직접 설치되는 센서뿐만 아니라 이송라인(110) 상에서 센싱(sensing)이 수행되는 어떤 지점(즉, sensing point)을 모두 포괄하는 개념이다.

본 실시예에 따르면, 종래와 달리(도 1 참조), 중화장치(130)의 중화제 투입지점(130')을 제1 센싱부(142)의 상류 측에 위치시킴으로써, 이송라인(110)의 길이를 종래와 같이 길게 설계할 필요 없이, 살균장치(120)와 제1 센싱부(142) 간의 이격거리(L1)와 중화장치(130)와 후술할 중화도 측정센서(150)의 센싱지점(150') 간의 이격거리(L2)를 충분히 확보할 수 있다.

이와 같이 제1 센싱부(142)와 제2 센싱부(144)를 포함하는 하나의 듀얼 센싱장치(140)를 살균장치(120)와 중화장치(130)의 양측에 연결되게 구성함으로써, 밸러스트수 내에 포함된 살균제의 농도를 정확하게 측정하기 위해 필수적으로 요구되는 최소 이격거리(L1, L2)를 충분히 확보할 수 있으며, 종래와 같이 이러한 이격거리(L1, L2)를 확보하기 위해 이송라인을 길게 설치할 필요가 없음에 따라 이러한 설비를 설치할 때 발생하는 비용 증가를 억제할 수 있으며, 이를 통해 제한된 면적을 가진 선박 내의 공간활용도를 높일 수 있다.

본 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템(100)의 작동 관계를 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이 해수를 취수하여 밸러스트 탱크로 공급할 경우(도 2의 굵은 실선 참조)에는 살균장치(120)를 통과한 밸러스트수가 제1 센싱부(142)에 도달하기 전에 충분히 희석될 수 있으며, 살균제가 주입된 밸러스트수를 살균장치(120)에서 소정의 이격거리(L1)에 위치한 제1 센싱부(142)에서 감지할 때 밸러스트수의 살균제 농도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 밸러스트 탱크 내의 밸러스트수를 선체 외부로 배출할 경우(도 3의 굵은 실선 참조)에도 듀얼 센싱장치(140)의 제2 센싱부(144)에서 밸러스트 탱크로부터 막 배출된 밸러스트수의 살균제 농도를 측정할 수 있으며, 이러한 측정 결과에 따라 중화장치(130)의 중화제 투입지점(130')에서 중화제의 투입농도를 효과적으로 조절할 수 있다. 따라서, 고가의 중화제를 불필요하게 낭비하는 경우를 최소화할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템(100)은 중화장치를 통과한 밸러스트수의 중화된 상태를 측정하는 중화도 측정센서(150)를 더 포함할 수 있다.

중화도 측정센서(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 중화장치(130)의 중화제 투입지점(130')을 통해 중화된 밸러스트수를 외부로 배출하기 전에 상기 밸러스트수에 잔존하는 살균제의 농도를 재확인하는 장치이다. 이와 같이 배출되는 밸러스트수의 잔존하는 살균제 농도를 모니터링함으로써, 잔존하는 산화제가 기준을 초과하여 해양에 배출되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 중화도 측정센서(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 밸러스트 탱크에서 배출되는 밸러스트수의 배출방향을 기준으로 제1 센싱부(142)의 하류 측에 설치될 수 있다. 본 실시예의 경우, 이러한 중화도 측정센서(150)로는 예를 들어 TRO (total residual oxidant) 센서가 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100: 선박용 밸러스트수 처리 시스템 110: 이송라인
111: 펌핑장치 120: 살균장치
130: 중화장치 130': 중화제 투입지점
140: 듀얼 센싱장치 142: 제1 센싱부
144: 제2 센싱부 150: 중화도 측정센서
150': 센싱지점

Claims (5)

1. 선박에 설치되어 밸러스트수를 밸러스팅(ballasting)하거나 디밸러스팅(de-ballasting)하는 시스템으로서,
   상기 선박의 밸러스트 탱크에 밸러스트수를 공급하고 배출하기 위한 펌핑장치를 구비한 이송라인과;
   상기 밸러스트 탱크로 공급되는 밸러스트수에 살균제를 공급하는 살균장치와;
   상기 밸러스트 탱크로부터 배출되는 밸러스트수를 중화시키는 중화장치와;
   상기 살균장치와 상기 중화장치가 상호 인접되도록 상기 살균장치와 상기 중화장치의 양측에 연결되는 듀얼 센싱장치를 포함하는, 선박용 밸러스트수 처리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 듀얼 센싱장치는,
   상기 선박의 외부로부터 공급되는 밸러스트수의 공급방향을 기준으로 상기 중화장치의 하류 측에 설치되는 제1 센싱부와;
   상기 밸러스트 탱크에서 배출되는 밸러스트수의 배출방향을 기준으로 상기 중화장치의 상류 측에 설치되는 제2 센싱부를 포함하는, 선박용 밸러스트수 처리 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 센싱부는 상기 살균장치를 통과한 밸러스트수의 살균제 농도를 측정하며,
   상기 제2 센싱부는 상기 밸러스트 탱크에서 배출된 밸러스트수의 살균제 농도를 측정하는, 선박용 밸러스트수 처리 시스템.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 밸러스트 탱크로 밸러스트수를 공급시에는 상기 제1 센싱부가 작동하며,
   상기 밸러스트 탱크로부터 밸러스트수를 상기 선박의 외부로 배출시에는 상기 제2 센싱부가 작동하는, 선박용 밸러스트수 처리 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 중화장치를 통과한 밸러스트수의 중화된 상태를 측정하는 중화도 측정센서를 더 포함하는, 선박용 밸러스트수 처리 시스템.

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