KR20150134734A - 밸러스트수 처리 장치 - Google Patents

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KR20150134734A KR1020140061889A KR20140061889A KR20150134734A KR 20150134734 A KR20150134734 A KR 20150134734A KR 1020140061889 A KR1020140061889 A KR 1020140061889A KR 20140061889 A KR20140061889 A KR 20140061889A KR 20150134734 A KR20150134734 A KR 20150134734A
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홍일기
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Abstract

밸러스트수 처리 장치를 개시한다. 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치는 선박 외부로부터 유입된 해수가 이송되는 이송관, 상기 이송관에 연결되어 상기 이송관으로부터 유입된 해수가 저장되는 하나 이상의 밸러스트수 저장 탱크, 상기 밸러스트수 저장 탱크에 연결되고, 살균 물질을 생성하여 상기 밸러스트수 저장 탱크로 주입하는 살균 물질 생성 유닛, 및 상기 살균 물질 생성 유닛에 공급되는 해수를 가열시키는 가열 유닛을 포함할 수 있다.

Description

밸러스트수 처리 장치{Ballast water treatment apparatus}
본 발명은 밸러스트수 처리 장치에 관한 것이다.
밸러스트수는 해양 선박에서 중량 분배를 조절하는 데 사용된다. 밸러스트수에 의해 선박이 운행되는 과정에서 선박의 균형이 안정적으로 유지될 수 있게 한다.
밸러스트수가 한 항구에서 채워져서 다른 곳으로 이송된다. 그리고, 밸러스트수는 해당 위치의 새로운 항구에 배출되는 것이 일반적이다. 이러한 과정에서는 타 지역의 해양 생물이 해당 지역에 유입됨에 따라 생태계가 급변하거나, 해로운 세균성 병원균이 유입되어 질병을 발생시킬 수 있다.
이를 방지하고자 선박에는 밸러스트수 처리 장치가 배치된다. 밸러스트수 처리 장치는 해수로부터 살균 물질을 생성하고, 이러한 살균 물질을 해수에 혼합하여 해수에 포함된 병원균을 사멸시키는 것이 일반적이다.
한편, 선박은 다양한 지역을 이동함으로써, 각각의 지역의 해수의 온도에 있어서 차이가 발생될 수 있다. 따라서, 선박이 다른 지역보다 상대적으로 저온인 해역의 해수로 살균 물질을 생성하는 경우, 해수가 살균 물질을 생성하기에 적절한 온도가 되지 않아서, 밸러스트수 처리 장치에 포함된 전해 설비 내부의 반응 효율이 감소될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 전해 설비 내부의 반응 효율이 향상될 수 있게 한 밸러스트수 처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 밸러스트수 처리 장치는 선박 외부로부터 유입된 해수가 이송되는 이송관, 상기 이송관에 연결되어 상기 이송관으로부터 유입된 해수가 저장되는 하나 이상의 밸러스트수 저장 탱크, 살균 물질을 생성하여 상기 밸러스트수 저장 탱크로 주입하는 살균 물질 생성 유닛, 및 상기 살균 물질 생성 유닛에 공급되는 해수를 가열시키는 가열 유닛을 포함할 수 있다.
이때, 상기 살균 물질 생성 유닛에 연결되어 상기 선박의 외부로부터 상기 살균 물질 생성 유닛으로 해수를 공급하는 해수 공급관을 더 포함하며, 상기 가열 유닛은 상기 해수 공급관에 형성될 수 있다.
이때, 상기 이송관으로부터 분기되어 상기 살균 물질 생성 유닛에 연결된 분기관을 더 포함하며, 상기 가열 유닛은 상기 분기관에 형성될 수 있다.
이때, 상기 가열 유닛은, 해수가 유입되는 제1배관, 상기 제1배관에 형성되어 열을 발생시키는 가열부, 양단이 상기 제1배관에 연결되도록 형성되어 상기 제1배관에 유입된 해수의 일부가 상기 가열부를 우회하게 하는 제2배관, 및 상기 제1배관 또는 제2배관에 형성된 하나 또는 그 이상의 제어 밸브를 포함할 수 있다.
이때, 상기 가열부는 스팀(steam)을 사용하여 열교환이 이루어지도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 밸러스트수 저장 탱크의 하류에 위치하여 상기 밸러스트수 저장 탱크로부터 배출되는 밸러스트수에 잔류하는 염소를 중화시키는 중화부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 이송관에 형성되어 해수를 펌핑하는 펌프, 및 상기 이송관에 형성되어 상기 펌프에 의해 펌핑된 해수를 여과하는 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치에 포함된 가열 유닛에 의해 선체 외부로부터 유입된 해수의 온도가 증가될 수 있다. 이에 따라, 온도가 비교적 낮은 해역에 선박이 위치된 상태에서, 살균 물질 생성 유닛이 해당 지역의 해수를 사용하여 살균 물질을 생성하는 경우, 해수의 온도가 증가된 상태이므로, 살균 물질 반응 효율이 증가될 수 있다.
따라서, 낮은 온도의 해수로 살균 물질을 생성하는 경우보다 더욱 효율적으로 살균 물질이 생성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치를 도시한 구성도.
도 3은, 도 1 과 도 2에 도시된 가열 유닛만 발췌하여 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)는 이송관(110)과, 밸러스트수 저장 탱크(140)와, 살균 물질 생성 유닛(150)과, 가열 유닛(160)을 포함할 수 있다.
이송관(110)에서는 선박 외부로부터 유입된 해수가 이송된다. 이송관(110)의 일단에는 씨체스트(sea chest, 111)가 형성될 수 있다.
이러한 이송관(110)에는 펌프(120) 및 필터(130)가 형성될 수 있다. 펌프(120)는 상기 이송관(110)에 형성되어 해수를 펌핑한다. 필터(130)는 상기 이송관(110)에 형성되어 상기 펌프(120)에 의해 펌핑된 해수를 여과한다. 필터(130)는 일반적인 밸러스트수 처리 장치에 포함된 필터가 사용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
밸러스트수 저장 탱크(140)는 상기 이송관(110)에 연결되어 이송관(110)으로부터 유입된 해수가 저장된다. 밸러스트수 저장 탱크(140)는 하나 또는 그 이상일 수 있다. 밸러스트수 저장 탱크(140)에서 배출된 밸러스트수는 선체 외부로 배출될 수 있다.
살균 물질 생성 유닛(150)은 상기 밸러스트수 저장 탱크(140)에 연결되고, 살균 물질을 생성하여 상기 밸러스트수 저장 탱크(140)에 연결된 이송관(110)으로 주입한다.
살균 물질 생성 유닛(150)은 밸러스트수 저장 탱크(140)에 연결된 이송관(110)에 살균 물질을 주입하여, 이송관(110)을 따라 이송된 살균 물질이 밸러스트수 저장 탱크(140)로 유입될 수 있다. 이와 다르게, 살균 물질 생성 유닛(150)은 이송관(110)에 살균 물질을 주입하지 않고 밸러스트수 저장 탱크(140)에 직접 연결되어 살균 물질을 주입하도록 이루어진 것도 가능할 수 있다.
가열 유닛(160)은 상기 살균 물질 생성 유닛(150)에 공급되는 해수를 가열시킨다. 이러한 가열 유닛(160)에 의해 해수의 온도가 증가된 상태로 살균 물질 생성 유닛(150)에 공급될 수 있다.
이에 따라, 온도가 비교적 낮은 해역에서 유입된 해수가 가열됨으로써, 살균 물질 생성 유닛(150)에서 살균 물질을 생성하기에 적절한 온도의 해수가 살균 물질 생성 유닛(150)으로 공급된다. 즉, 살균 물질 생성 유닛(150)에서 살균 물질을 생성하는데 있어서 살균 물질 반응 효율이 증가될 수 있다.
여기서, 살균 물질을 생성하기에 적절한 해수의 온도는 대략 3℃ 내지 38℃일 수 있고, 더욱 바람직하게는 해수의 온도가 대략 20℃인 것이 살균 물질을 생성하기에 가장 적절한 온도일 수 있다.
한편, 상기와 같은 가열 유닛(160)을 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)의 상세한 구조의 일례를 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)는 분기관(180)을 포함할 수 있다. 분기관(180)은 상기 이송관(110)으로부터 분기되어 상기 살균 물질 생성 유닛(150)에 연결된다. 이때, 상기 가열 유닛(160)은 상기 분기관(180)에 형성될 수 있다.
이송관(110)을 통하여 이송된 해수의 일부는 분기관(180)을 통하여 가열 유닛(160)을 지나 살균 물질 생성 유닛(150)으로 이송되고, 나머지 해수는 밸러스트수 저장 탱크(140)로 이송된다.
이하에서는 전술한 구조와 다른 구조로 이루어진 본 발명의 다른 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치의 상세한 구조를 설명한다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치를 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(200)는 해수 공급관(270)을 포함할 수 있다.
해수 공급관(270)은 상기 살균 물질 생성 유닛(150)에 연결되어 상기 선박의 외부로부터 상기 살균 물질 생성 유닛(150)으로 해수를 공급한다. 이때, 상기 가열 유닛(160)은 상기 해수 공급관(270)에 형성될 수 있다.
이러한 구조는 전술한 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100, 도 1 참조)와 다르게 살균 물질 생성 유닛(150)이 별도의 해수 공급관(270)에 의해 선체 외부로부터 해수를 직접 공급받도록 이루어진다. 이와 같은 구조에 의하여 전술한 실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100, 도 1 참조)보다 살균 물질 생성 유닛(150)에 해수의 공급이 더욱 안정적으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 해수 공급관(270)에는 부스터 펌프(272)가 배치될 수 있다. 부스터 펌프(272)는 해수의 압력을 증가시킨다. 해수가 살균 물질 생성 유닛(150)을 통과하면서 압력이 강하될 수 있고, 이 과정에서 압력이 과도하게 감소되면, 해수가 이송관(110)으로 주입되기 어려울 수 있다.
따라서, 부스터 펌프(272)가 해수의 압력을 상승시킴으로써, 해수가 살균 물질 생성 유닛(150)을 통과하면서 압력이 강하되더라도 이송관(110)으로의 주입이 용이하게 이루어질 수 있다.
도 3은, 도 1에 도시된 가열 유닛만 발췌하여 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 전술한 가열 유닛(160)의 상세한 구조는 일례로, 제1배관(161a), 가열부(162), 제2배관(161b) 및 제어 밸브(163)를 포함할 수 있다.
제1배관(161a)에는 해수가 유입된다. 가열 유닛(160)이 분기관(180)에 형성되는 경우, 제1배관(161a)은 분기관(180)에 연결된다. 그리고, 가열 유닛(160)이 해수 공급관(270, 도2 참조)에 형성되는 경우, 제1배관(161a)은 해수 공급관(270, 도 2 참조)에 연결된다.
가열부(162)는 상기 제1배관(161a)에 형성되어 열을 발생시킨다. 가열부(162)에 의해 제1배관(161a)을 따라 이송되는 해수가 가열될 수 있다. 가열된 해수는 살균 물질 생성 유닛(150)에 공급될 수 있다.
이러한 상기 가열부(162)는 스팀(steam)을 사용하여 열교환이 이루어지도록 구성될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 가열부(162)는 제1배관(161a)을 스팀으로 가열하는 것일 수 있다. 제1배관(161a)의 일측에는 해수나 물(fresh water)를 가열하여 스팀을 생성하는 스팀 발생기(미도시)가 형성될 수 있다. 스팀 발생기에서 생성된 스팀은 제1배관(161a)을 가열하여 제1배관(161a)을 따라 이송되는 해수의 온도가 증가될 수 있다.
이와 다르게, 상기 가열부(162)는 발열 코일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발열 코일이 제1배관(161a)을 감싸도록 이루어질 수 있다. 이와 다르게 발열 코일이 제1배관(161a) 내부에 위치되어 해수가 직접적으로 접촉되도록 이루어질 수 있다. 이러한 발열 코일에 전기가 공급되어 열이 발생되면, 열전달에 의해 해수의 온도가 증가할 수 있다.
단, 가열부(162)가 스팀을 생성하거나 발열 코일을 포함하는 것으로 한정하지는 않으며, 열을 발생시킬 수 있는 장치이면 어느 장치를 사용하건 무방할 수 있다.
제2배관(161b)은 양단이 상기 제1배관(161a)에 연결되도록 형성되어 상기 제1배관(161a)에 유입된 해수가 상기 가열부(162)를 따라 우회하게 한다.
따뜻한 해역의 해수를 유입시키는 경우, 가열부(162)가 해수를 가열시킬 필요가 없다. 그러므로, 가열부(162)에서 열이 발생되지 않게 하고, 해수를 제2배관(161b)으로 우회시켜서 살균 물질 생성 유닛(150, 도 2 참조)로 이송되도록 할 수 있다. 이에 따라, 가열부(162)가 불필요하게 동작되는 것을 방지함으로써, 가열부(162)를 가동하기 위한 전기 소비를 절감할 수 있다.
제어 밸브(163)는 상기 제1배관(161a) 또는 제2배관(161b)에 형성된다. 제어 밸브(163)는 하나 또는 그 이상일 수 있다. 제어 밸브(163)는 제1배관(161a) 또는 제2배관(161b)을 따라 이동되는 해수의 흐름을 차단(SHUT)하거나 개방(OPEN)한다.
이러한 (163)는 일예로 체크 밸브일 수 있다. 체크 밸브는 유체의 역류를 방지하기 위해 사용되는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 단, (163)가 체크 밸브인 것으로 한정하지는 않으며, 해수의 역류가 방지될 수 있는 것이면 어느 것을 사용하든 무방할 수 있다.
상기와 같은 구조로 이루어진 가열 유닛(160)에 의해 선체 외부로부터 유입된 해수의 온도가 증가될 수 있다. 이에 따라, 온도가 비교적 낮은 해역에 선박이 위치된 상태에서, 살균 물질 생성 유닛(150)이 해당 지역의 해수를 사용하여 살균 물질을 생성하는 경우, 해수의 온도가 증가된 상태이므로, 살균 물질 반응 효율이 증가될 수 있다. 따라서, 낮은 온도의 해수로 살균 물질을 생성하는 경우보다 더욱 효율적으로 살균 물질이 생성될 수 있다.
한편, 전술한 상기 살균 물질 생성 유닛(150)은 차아염소산염 전해 전지를 포함할 수 있다.
상기 살균 물질 생성 유닛(150)에서 해수로부터 차아염소산 나트륨(NaOCl)을 생성하는 것은 아래의 화학식1에 의해 설명될 수 있다.
[화학식1]
Figure pat00001
차아염소산염 전해 전지에는 음극 및 양극 전류가 인가되는 전극이 형성되어 있다. 해수가 전극에 접촉되면, 해수 내에 함유된 나트륨 이온(Na+)과 염소 이온(Cl-)의 부분적인 전기 분해가 일어난다. 염화나트륨 (NaCl) 수용액은 양극에서 반응하여 유리 염소를 생성시킨다.
수중의 수산화물 이온(OH-)은 양극 영역으로부터 이동하여, 양극 근처에서 Na+ 및 Cl2와 반응하여 차아염소산 나트륨 (NaOCl) 및 수소 (H2)를 형성한다.
한편, 도 1로 되돌아가서, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트수 처리 장치(100)는 중화부(170)를 포함할 수 있다. 중화부(170)는 밸러스트수 저장 탱크(140)의 하류에 위치하여 상기 밸러스트수 저장 탱크(140)로부터 배출되는 밸러스트수에 잔류하는 염소를 중화시킨다.
여기서, 밸러스트수 저장 탱크(140)의 하류란, 밸러스트수 저장 탱크(140)에 저장된 밸러스트수가 선체 외부로 배출되기 위하여 이송되는 배관일 수 있다. 중화부(170)는 일례로 잔류 염소를 이산화황 가스, 아황산수소나트륨의 용액, 황산나트륨 및 싸이오황산나트륨과 반응시킴으로써 잔류 염소를 제거하는 것일 수 있다.
밸러스트수는 하나의 항구에서 채워진 다음 다음 항구에서는 방출된다. 밸러스트수를 처리하고 난 이후에 소모되지 않은 밸러스트수 탱크 내의 잔류 염소는 밸러스트수가 배출되는 새로운 항구에서의 해양 생태계에 유해한 영향을 미칠 수 있다.
예컨대 잔류 염소는 생태계 내의 천연 식물군 및 동물군을 파괴시킬 수 있다. 중화부(170)는 밸러스트수를 배출시키기 직전에 이러한 잔류 염소를 소모 또는 중화시켜서 잔류 염소에 의해 해양 환경이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 밸러스트수 처리 장치 110: 이송관
120: 펌프 130: 필터
140: 밸러스트수 저장 탱크 150: 살균 물질 생성 유닛
160, 260: 가열 유닛 161a: 제1배관
161b: 제2배관 162: 가열부
163: 제어 밸브 170: 중화부
180: 분기관 270: 해수 공급관
111, 271: 씨체스트 272: 부스터 펌프

Claims (7)

  1. 선박 외부로부터 유입된 해수가 이송되는 이송관,
    상기 이송관에 연결되어 상기 이송관으로부터 유입된 해수가 저장되는 하나 이상의 밸러스트수 저장 탱크,
    살균 물질을 생성하여 상기 밸러스트수 저장 탱크에 연결된 이송관으로 주입하는 살균 물질 생성 유닛, 및
    상기 살균 물질 생성 유닛에 공급되는 해수를 가열시키는 가열 유닛을 포함하는 밸러스트수 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 살균 물질 생성 유닛에 연결되어 상기 선박의 외부로부터 상기 살균 물질 생성 유닛으로 해수를 공급하는 해수 공급관을 더 포함하며,
    상기 가열 유닛은 상기 해수 공급관에 형성된 밸러스트수 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송관으로부터 분기되어 상기 살균 물질 생성 유닛에 연결된 분기관을 더 포함하며,
    상기 가열 유닛은 상기 분기관에 형성된 밸러스트수 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가열 유닛은,
    해수가 유입되는 제1배관,
    상기 제1배관에 형성되어 열을 발생시키는 가열부,
    양단이 상기 제1배관에 연결되도록 형성되어 상기 제1배관에 유입된 해수의 일부가 상기 가열부를 우회하게 하는 제2배관, 및
    상기 제1배관 또는 제2배관에 형성된 하나 또는 그 이상의 제어 밸브를 포함하는 밸러스트수 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가열부는 스팀(steam)을 사용하여 열교환이 이루어지도록 구성된 밸러스트수 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밸러스트수 저장 탱크의 하류에 위치하여 상기 밸러스트수 저장 탱크로부터 배출되는 밸러스트수에 잔류하는 염소를 중화시키는 중화부를 더 포함하는 밸러스트수 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이송관에 형성되어 해수를 펌핑하는 펌프, 및
    상기 이송관에 형성되어 상기 펌프에 의해 펌핑된 해수를 여과하는 필터를 더 포함하는 밸러스트수 처리 장치.
KR1020140061889A 2014-05-22 2014-05-22 밸러스트수 처리 장치 KR20150134734A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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