KR20160132242A

KR20160132242A - 전기분해방식 선박평형수 처리장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160132242A
Application number: KR1020150064269A
Authority: KR
Inventors: 박규원; 김성태; 이해돈; 박용석; 이광호
Original assignee: (주) 테크로스
Priority date: 2015-05-08
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2016-11-17
Also published as: CN106115860A; JP6212164B2; US20160326023A1; KR101758830B1; JP2016209876A; EP3090987A1

Abstract

본 발명은 전기분해방식 선박평형수 처리장치에 관한 것으로, 선박평형수가 유입되는 복수개의 밸러스트 탱크들; 상기 밸러스트 탱크로 공급되는 상기 선박평형수 메인 스트림(main stream); 상기 선박평형수 메인 스트림에서 분기된 선박평형수 사이드 스트림(side stream); 상기 선박평형수 사이드 스트림을 전기분해하기 위한 전해조; 상기 전해조로 유입되는 선박평형수 사이드 스트림의 염분도를 측정하는 제1 염분도 측정수단; 상기 밸러스트 탱크들 중 적어도 하나로 유입되는 선박평형수의 염분도를 측정하는 제2 염분도 측정수단; 및 상기 제1 염분도 측정수단에서 측정된 염분도가 임계값보다 작은 경우, 상기 제2 염분도 측정수단에서 측정된 염분도 값을 근거로 하여 상기 복수개의 밸러스트 탱크중 하나로부터 선박평형수를 상기 전해조로 공급하도록 제어하는 제어기;를 포함하여 구성됨으로써, 염분도가 낮은 해수가 유입될 때에 효과적으로 전기분해할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

전기분해방식 선박평형수 처리장치 및 방법{Apparatus and method for treating ballast water by using electrolysis}

본 발명은 전기분해방식 선박평형수 처리장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 선박으로 유입되는 선박평형수의 염분도 변화에 잘 대응할 수 있도록 하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치 및 방법에 관한 것이다.

선박평형수는 운항중인 선박이 해상에서 충분한 복원성을 가지고 또한 흘수와 트림각도를 적당히 유지할 수 있도록 선박 내에 채워지는 물로서 밸러스트수((ballast water)라고도 불리운다. 안전한 항해를 위해서는 충분한 복원력과 적당한 흘수가 필수적이므로 출항 전 선박에는 반드시 선박평형수가 채워진다. 아울러 선박평형수는 선박이 목적지에 도착했을 때 도착지점에서 배출되고 출발할 때 다시 채워진다. 이를 위해 선박에는 선박평형수가 채워지는 밸러스트탱크와 취수 및 배수시설 등이 구비된다.

한편, 상기 선박평형수로는 보통 선박 주변의 해수(海水)가 사용된다. 그런데 해수에는 해당 지역 생태계를 구성하는 여러 가지 세균이나 독성미생물 또는 동식물성 생물이 포함되어 있다. 세균이나 독성조류 또는 동식물성 생물은 해수에 섞인 상태로 밸러스트탱크에 채워지며 도착지점으로 옮겨져 배출된다.

보통 유조선이나 컨테이너선 등과 같은 대규모 선박은 대양(大洋)을 가로질러 운항하므로, 가령 미국내 항구 근해에 분포하는 세균이나 동식물성 생물이, 태평양을 건너 한국의 부산 항구에 배출되어 부산 지역 해양 생태계를 파괴할 수도 있다. 독성 미생물이 콜레라균 등의 병원균일 경우에는, 육상에서 생활하는 동물이나 사람에게도 피해를 끼칠 수 있다. 이에 따라, 선박에는 선박평형수 내부의 병원성 세균이나 독성 미생물 또는 각종 동식물성 생물을 제거하기 위한 선박평형수 처리장치가 의무적으로 설치되어야 한다.

선박평형수 처리장치는 저염, 저온 해수지역에서 전기분해가 제대로 이루어지지 않아 염소 생성 성능 저하가 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 일반적으로 히터 또는 염분 탱크를 따로 설치하게 된다. 그러나, 이는 추가적인 장비로 인하여 선박의 무게가 증가하고, 추가비용이 발생하는 문제가 있다.

또한, 선박평형수 처리장치는 선박평형수의 염분도에 따라 전력 소모량이 크게 차이가 나기 때문에 염분도가 낮은 선박평형수를 처리할 때 전략 소모량이 너무 커지는 문제가 발생한다. 예를 들면, 염분도가 30PSU인 해수 1,000m³/h를 처리할 때 4.0V 7,000A가 소모되어 소비전력은 28kW/h가 되지만, 1PSU일 때는 동일한 TRO를 생산하기 위해 18V 8,000A가 소모되어 소비전력이 144kW/h가 된다. 이와 같이 염분도에 따라 5배 이상의 소비전력 차이가 나게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 염분도를 일정 수준이상 유지할 수 있는 장치 및 제어부가 필요하다.

한국 공개특허공보 2011-0109299호는 조수기를 이용한 전기분해방식 선박평형수 처리장치를 개시하고 있다. 이로 인해 저염 해수에서 선박평형수 처리장치의 성능 향상에 기여할 수 있다. 그러나 조수기는 항상 가동되는 것이 아니고, 저온 해수지역에서는 문제점을 해결할 수 없는 한계가 있다.

한국 공개특허공보 제2011-0109299호(2011.10.06)) 한국 등록특허공보 제10-1335264호(2013.12.03)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 선박으로 유입되는 선박평형수의 염분도가 낮은 경우에 산화제 생성 성능을 향상시키며 소모전력량을 최소화할 수 있도록 하는 전기분해방식 선박평형수 처리장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 제1관점에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는, 선박평형수가 유입되는 복수개의 밸러스트 탱크들; 상기 밸러스트 탱크로 공급되는 상기 선박평형수 메인 스트림(main stream); 상기 선박평형수 메인 스트림에서 분기된 선박평형수 사이드 스트림(side stream); 상기 선박평형수 사이드 스트림을 전기분해하기 위한 전해조; 상기 전해조로 유입되는 선박평형수 사이드 스트림의 염분도를 측정하는 제1 염분도 측정수단; 상기 밸러스트 탱크들 중 적어도 하나로 유입되는 선박평형수의 염분도를 측정하는 제2 염분도 측정수단; 및 상기 제1 염분도 측정수단에서 측정된 염분도가 임계값보다 작은 경우, 상기 제2 염분도 측정수단에서 측정된 염분도 값을 근거로 하여 상기 복수개의 밸러스트 탱크중 하나로부터 선박평형수를 상기 전해조로 공급하도록 제어하는 제어기;를 포함한다.

본 발명의 제2관점에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치 방법은, 선박평형수를 선박 내부로 유입하는 단계; 유입된 상기 선박평형수의 일부를 전해조로 유입하는 단계; 상기 전해조에서 전기분해를 통해 산화제를 생성하는 단계; 상기 선박평형수의 염분도를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 염분도가 임계값보다 낮으면 밸러스트 탱크 내의 선박평형수를 상기 전해조로 유입하는 단계;를 포함하는;를 포함한다.

본 발명에 의하면 전해조로 유입되는 선박평형수의 염분도를 모니터링함으로써 전기분해의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 낮은 염분도의 선박평형수가 유입되더라도 적절한 염분도의 선박평형수를 대체 유입시킴으로써 전기분해시의 소비전력을 감소시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 선박평형수의 염분도에 상관없이 지속적인 전기분해가 가능하도록 함으로써 사용자가 제품을 보다 신뢰할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치의 구성도이다.
도 2는 인가 전압과 염분도의 관계를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치에서 선박평형수의 제1 유동경로를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치에서 선박평형수의 제2 유동경로를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리방법을 도시한 순서도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리방법을 도시한 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치의 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는, 선내로 유입된 선박평형수 중 일부를 전기분해하는 전해조(50)와, 전해조(50)에서 처리된 선박평형수를 저장되는 복수개의 밸러스트 탱크들(90,100)를 포함한다.

흡입 펌프(10)는 밸러스트 탱크들(90, 100)에 선박평형수를 저장하기 위해 해수를 유입하는 펌프이다.

유량계(20)는 흡입 펌프(10)로부터 유입된 해수의 유량을 측정하기 위해 흡입 펌프(10)의 배출부에 설치된다.

제1밸브(30)는 유량계(20)에서 배출된 해수의 일부를 분기시키기 위한 밸브로서 제1방향으로의 유로를 선택적으로 개폐하거나, 개도를 조절하여 제1방향 및 제2방향으로 흐르는 해수의 양을 조절할 수 있다. 여기서, 제1방향은 산화제를 생성하기 위하여 전해조(50)로 해수가 유입되는 방향이고 제2방향은 밸러스트 탱크들(90,100)에 저장되는 해수가 유입되는 방향이다.

부스트 펌프(40)는 제1방향으로 유입된 해수가 전해조(50)로 유동되도록 제1밸브(30)와 전해조(50) 사이에 설치된다.

염분도 센서(60)는 제1방향으로 유입된 해수의 염분을 측정하기 위한 센서로 부스트 펌프(40)와 전해조(50)사이에 설치된다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 전해조(50)의 입구측에 제1방향 해수의 수온을 측정하는 온도센서가 추가로 마련될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치에서는 상기 염분도 센서(60) 없이 전해조(50) 전극의 인가 전압을 통해 염분도 정보를 획득할 수도 있다. 도 2는 인가 전압과 염분도의 관계를 도시한 그래프로서, 가로축은 염분도이고 세로축은 인가전압을 나타내고 있다.

도 2를 참조하면, 전기분해시 8 PSU를 기준으로 인가 전압이 급격하게 변하게 된다. 즉, 8 PSU보다 낮은 염분도의 선박평형수를 전기분해할 경우에 인가 전압이 급격하게 상승하게 되고, 8 PSU보다 큰 염분도의 선박평형수를 전기분해할 ㄱ된경우에는 인가 전압이 거의 일정하게 유지됨을 알 수 있다. 이와 같이 도 2의 그래프를 근거로 하여 인가되는 전압으로부터 유입되는 해수의 염분도를 파악할 수 있게 된다.

한편, 전술한 제1밸브(30)는 단순히 유입된 해수를 분지시키는 것뿐만 아니라, 각 분지되는 방향에 유입되는 해수의 양을 조절할 수 있다. 즉, 염분도 센서(60) 및 총잔류산화제(Total Residual Oxidant, 이하 'TRO'라고 함) 센서(80)를 통해 요구되는 산화제의 양을 측정하여 제1방향으로 유입되는 해수의 양을 조절하게 된다. 이때에는 제1밸브(30)의 개폐정도를 조절하여 해수의 양을 조절할 수도 있지만, 제1밸브(30)의 개폐정도는 유지하고 상기 부스트 펌프(40)의 회전속도를 조절하여 해수의 양을 조절할 수도 있으며, 상기 제1밸브(30) 및 상기 부스트 펌프(40)를 모두 제어하여 해수의 양을 조절할 수도 있다.

전해조(50)는 해수 중에 함유된 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 차아염소산나트륨(NaOCl)을 생성하여 선박평형수 안의 해양 생물을 사멸시키기 위한 장치이다. 산화제의 예로서 차아염소산나트륨(NaOCl)을 예로 들었지만 해수를 전기분해하는 과정에서 생성되는 염화이온을 이용하여 얻을 수 있는 산화제라면 본 발명의 실시 예에 의한 전해조(50)에 의해 생성되는 산화제에 포함될 수 있다.

제2밸브(70)는 전해조(50)의 배출측에 설치되며, 전해조(50)에서 생성된 산화제를 포함하는 제1방향 해수가 제2방향의 해수와 합류되도록 개방될 수 있다.

TRO센서(80)는 밸러스트 탱크(90, 100)로 유입되는 해수(선박평형수)의 산화제의 농도를 측정할 수 있도록 제1방향 해수와 제2방향 해수가 합류된 위치에 설치된다.

복수의 밸러스트 탱크들(90, 100)은 선박평형수를 저장하는 장치로서 흡입 펌프(10)를 통해 유입된 해수가 제1방향과 제2방향으로 분지된 다음 제1방향 해수에 전해조(50)에서 생성된 산화제가 포함된 후, 다시 제1방향 해수와 제2방향 해수가 합류되어 밸러스트탱크들(90,100) 중 적어도 하나에 저장된다.

각각의 밸러스트 탱크(90, 100)의 유입측에는 유입밸브(93, 103) 및 배출밸브(91, 101)가 설치되어 선박평형수가 밸러스트 탱크(90, 100)로 유입되거나 배출이 제어될 수 있도록 한다.

여기서, 밸러스트 탱크(90, 100)에는 저장된 선박평형수의 염분도를 측정하는 염분도 센서(미도시)가 설치될 수 있다. 또한, 밸러스트탱크(90, 100)내의 유량을 측정하도록 레벨 센서(미도시)가 마련될 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치에서 각각의 밸러스트 탱크(90, 100)에 저장된 선박평형수의 염분도는 전술한 밸러스트 탱크(90, 100)에 각각 설치된 염분도 센서(미도시)를 통해 얻어질 수 있지만, 염분도 센서가 없더라도 각 밸러스트 탱크(90, 100) 마다 샘플링(sampling)을 통해 염분도 정보를 획득할 수 있다.

또한, 제2방향의 선박평형수가 전해조(50)로 유입되는 위치에 기설치된 염분도 센서(60)를 통해 밸러스트 탱크(90, 100)의 염분도를 측정할 수도 있다. 즉, 염분도 센서(60)를 통해 제2방향 선박평형수의 염분도를 측정한 후 유입밸브(93, 103)의 개폐 여부를 확인하여 어느 밸러스트 탱크로 유입되는지 알 수 있게 된다. 여기서, 상기 염분도 센서(60)를 대신하여 도 2의 그래프를 참조하여 전해조(50)의 인가 전압으로부터 염분도 정보를 획득할 수 있음은 물론이다.

이와 같이 본 발명의 선박평형수 처리장치는 다양한 방식에 따라 전해조(50)로 유입되는 선박평형수의 염분도 및 밸러스트 탱크(90, 100)에 저장되는 선박평형수의 염분도를 측정할 수 있다.

도 2에서 살펴본 바와 같이, 전기분해 방식의 선박평형수 처리장치에 있어 유입되는 선박평형수의 염분도는 전해조 인가 전압에 영향을 미치게 되어 전해조(50)의 효율을 좌우하게 되므로, 전해조(50)에 유입되는 해수(선박평형수)의 염분도를 일정수준 이상으로 유지할 필요가 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리장치는 유입되는 선박평형수의 염분도가 일정수준 이하일때에는 밸러스트 탱크(90, 100)에 저장된 선박평형수를 전해조(50)로 유입시킴으로써 염분도에 따른 전해조(50) 소비전력 변동을 최소화시키고 있다.

제어부(110)는 염분도 센서(60)로부터 전해조(50)에 유입되는 제1방향 선박평형수의 염분도에 관한 정보의 입력신호를 받으며, TRO 센서(80)로부터 제1방향 및 제2방향의 선박평형수가 합류된 선박평형수의 산화제 농도에 관한 정보의 입력신호를 받는다. 또한, 밸러스트 탱크(90, 100)의 유입밸브(93, 103) 및/또는 배출밸브(91, 101)의 개폐에 관한 정보의 입력신호를 받을 수도 있으며, 제1밸브(30), 제2밸브(70) 등 기타 밸브들의 개폐정보를 입력받을 수도 있다.

제어부(110)는 이와 같은 입력신호를 수신하고 처리하여 전해조(50)에 인가되는 전압 및/또는 전류에 대한 제어신호를 전달한다. 또한, 유입밸브(93, 103)와 배출밸브(91, 101)을 개폐시킬 수 있는 제어신호를 전달할 수도 있다. 제1밸브(30)나 제2밸브(70) 등의 다른 밸브들을 개폐시킬 수 있는 제어신호를 전달하도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 제어부(110)는, 제1방향 선박평형수의 유량과 TRO센서(80)에서 측정되는 총잔류산화제(TRO)농도를 근거로 전해조(50)에 인가되는 전류 및/또는 전압을 제어한다. TRO 센서(80)에서 측정된 산화제 농도가 소정치 이하이면 전해조(50)의 인가 전류 및/또는 전압을 제어하여 산화제의 생성량을 높일 수 있으며, 제1밸브(30)의 개도를 조절하여 제1방향의 선박평형수의 양이 증가되도록 하여 산화제의 생성량을 높일 수도 있다.

한편, 도 1에 도시되지 않았지만, 유량계(20)의 전단측 또는 후단측에 유입되는 선박평형수에 포함될 수 있는 불순물을 제거하도록 필터(미도시)가 설치될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치에서 선박평형수의 제1 유동경로를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치에서 선박평형수의 제2 유동경로를 도시한 것이다. 여기서, 제1 및 제2 유동경로는 배관을 나타내는 선보다 굵은 선으로 표현된다.

도 3의 제1 유동경로는, 전해조(50)로 유입되는 선박평형수의 염분도가 일정수준이상인 경우로서, 흡입 펌프(10)를 통해 흡입된 선박평형수의 일부가 개방된 제1밸브(30)를 관통하여 제1방향으로 유동된 후 전해조(50)로 유입되어 전기분해되는 유동 경로를 도시하고 있다.

도 4의 제2 유동경로는, 전해조(50)로 유입되는 선박평형수의 염분도가 일정수준이하인 경우로서, 흡입 펌프(10)를 통해 흡입된 선박평형수는 폐쇄된 제1밸브(30)에 의해 제2방향으로 유동되고, 일정 수준이상의 염분도를 갖는 선박평형수가 저장된 특정 밸러스트 탱크(90)의 배출밸브(91)가 개방되어 상기 선박평형수가 전해조(50)로 유입되어 전기분해되는 유동 경로를 도시하고 있다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리장치는, 전해조(50)로 유입되는 제1방향 선박평형수(사이드 스트림)의 염분도를 측정하는 제1 염분도 측정수단과 복수개의 밸러스트 탱크들(90, 100) 중 적어도 하나로 유입되는 선박평형수의 염분도를 측정하는 제2 염분도 측정수단을 구비하여, 제1 염분도 측정수단에서 측정된 염분도가 임계값보다 작은 경우, 제2 염분도 측정수단에서 측정된 염분도 값을 근거로 하여 상기 복수개의 밸러스트 탱크들(90, 100) 중 하나로부터 선박평형수를 전해조(50)로 공급하도록 제어한다.

여기서, 제1 염분도 측정수단은, 제1방향 선박평형수(사이드 스트림)을 전해조(50)로 유입시키는 유입배관에 설치되는 염분도 센서(60)로 구성될 수도 있고, 도 2에 도시된 전해조(50)에 인가되는 전압-염분도 그래프로부터 염분도를 산출하는 방법을 사용할 수도 있다.

또한, 제2 염분도 측정수단은, 제1 염분도 측정수단을 구성하는 상기 염분도 센서(60)를 사용하여 밸러스트 탱크들(90, 100)로 유입되는 선박평형수의 염분도를 측정할 수도 있으며, 밸러스트 탱크들(90, 100)에 저장된 선박평형수를 샘플링(sampling)하여 염분도를 측정하거나 밸러스트 탱크들(90, 100)에 염분도 센서(미도시)를 설치하여 측정할 수도 있다.

이와 같이, 현재 전해조(50)에서 처리되고 있는 선박평형수의 염분도를 알고 있고 어느 밸러스트 탱크에 유입되는지의 정보를 제어부에서 저장하고 있거나 밸러스트 탱크마다 샘플링함으로써 적당한 염분도의 선박평형수를 저장한 밸러스트 탱크에 대한 정보를 획득할 수 있게 된다. 이후 밸러스트시 염분도가 소정값보다 낮은 선박평형수가 유입되면 상기 획득된 밸러트스 탱크별 염분도 정보를 근거로 제어부(110)에서 제어신호를 전달하여 자동으로 소정값보다 높은 염분도를 갖는 밸러스트 탱크에 저장된 선박평형수를 전해조(50)로 유입시켜 이를 전기분해하게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리방법을 도시한 순서도이다. 이하 도 1 및 도 5를 참조하여 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리방법은, 선박평형수를 선박 내부로 유입시키는 단계(S110)와, 유입된 선박평형수의 염분도를 판단하는 단계(S130)와, 상기 염분도 판단결과에 따라 선박평형수를 처리하는 단계를 포함한다.

먼저, 선박평형수는 해수 채취함(sea chest)를 통해 선박 내부로 유입된 다음, 일부의 선박평형수(사이드 스트림(side stream))는 전해조(50)로 유동된다(S110).

다음으로, 전해조(50)에서 사이드 스트림을 전기분해하는데(S120), 이 때 전해조(50)에 인가되는 전압을 근거로 사이드 스트림의 염분도 정보를 획득하게 된다(도2 참조).

이후, 획득된 상기 염분도 정보와 임계값(Kth)과 비교하여 염분도가 임계값보다 작은 경우에는 특정 밸러스트 탱크(90)의 배출밸브(91)를 개방하여(S140) 탱크에 저장된 선박평형수를 전해조(50)로 유입시키고 이를 전기분해하며(S120), 사이드 스트림을 유입시키는 제1밸브(30)를 폐쇄하여 제1방향의 해수유입을 차단시킨다(S145).

한편, 선박평형수의 염분도를 획득하는 방법은 전술된 센서를 이용하거나 인가전압-염분도 그래프를 이용하는 방법 등을 사용할 수 있다. 또한, 밸러스트 탱크에 저장되는 선박평형수의 염분도를 획득하는 방법도 전술된 방법 중 하나를 사용할 수 있다.

전기분해단계(S120)에서는, 전해조(50)로 유입되는 선박평형수의 유량과 전해조(50)에서 배출되는 선박평형수의 산화제농도(잔류산화농도)에 근거하여 인가되는 전류를 제어한다.

전기분해된 처리수는 메인배관으로 투입되고(S150), TRO센서(80)에 의해 산화제 농도가 측정된 다음(S160), 복수개의 밸러스트 탱크들 중 적어도 하나로 유입된다(S170).

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리방법을 도시한 순서도이다. 이하, 본 발명의 다른 실시 예에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 일실시예와 동일한 도면부호를 가지는 구성은 동일한 기능을 하는 동일한 구성으로, 그 설명을 생략하고 차별되는 구성을 중심으로 설명한다.

사이드 스트림이 유입된 다음(S110), 전해조(50)의 유입부에 위치한 염분도 센서(60)를 통해 염분도 정보를 먼저 획득하고 획득된 상기 염분도 정보와 임계값(Kth)과 비교하여 염분도가 임계값보다 작은 경우에는 사이드 스트림을 유입시키는 제1밸브(30)를 폐쇄하여 제1방향의 해수유입을 차단시키고(S145'), 특정 밸러스트 탱크(90)의 배출밸브(91)를 개방하여(S140') 탱크에 저장된 선박평형수를 전해조(50)로 유입시키고 이를 전기분해한다(S120').

도 5 및 도 6의 실시예에 개시된 사이드스트림 밸브 폐쇄(S145, S145') 및 밸러스트 탱크 밸브 개방(S140, S140')는 거의 동시에 이루어지거나 약간의 시간차이를 두고 순차적으로 진행될 수 있으며, 도시된 동작순서가 바뀌어 진행될 수도 있다.

이상에서 기술된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기분해방식 선박평형수 처리장치는, 전해조에 유입되는 사이드 스트림의 염분도를 측정하여 임계값보다 낮을 경우에는 사이드 스트림의 유입을 차단하고, 기저장된 밸러스트 탱크의 선박평형수 중 임계값보다 높은 염분도를 갖는 선박평형수를 전해조(50)로 유입시킴으로써 전력효율을 향상시키고 효과적인 전기분해를 가능케 할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 흡입 펌프 20: 유량계
30: 제1밸브 40: 부스트 펌프
50: 전해조 60: 염분도 센서
70: 제2밸브 80: TRO센서
90,100: 밸러스트 탱크 110: 제어부

Claims

선박평형수가 유입되는 복수개의 밸러스트 탱크들;
상기 밸러스트 탱크로 공급되는 상기 선박평형수 메인 스트림(main stream);
상기 선박평형수 메인 스트림에서 분기된 선박평형수 사이드 스트림(side stream);
상기 선박평형수 사이드 스트림을 전기분해하기 위한 전해조;
상기 전해조로 유입되는 선박평형수 사이드 스트림의 염분도를 측정하는 제1 염분도 측정수단;
상기 밸러스트 탱크들 중 적어도 하나로 유입되는 선박평형수의 염분도를 측정하는 제2 염분도 측정수단; 및
상기 제1 염분도 측정수단에서 측정된 염분도가 임계값보다 작은 경우, 상기 제2 염분도 측정수단에서 측정된 염분도 값을 근거로 하여 상기 복수개의 밸러스트 탱크중 하나로부터 선박평형수를 상기 전해조로 공급하도록 제어하는 제어기;를 포함하는, 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 염분도 측정수단은, 상기 선박평형수 사이드 스트림을 상기 전해조로 유입시키는 유입배관에 설치되는 염분도 센서로 구성되는, 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 염분도 측정수단은, 상기 전해조에 인가되는 전압-염분도 그래프로부터 염분도를 산출하는 방법을 사용하는, 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 염분도 측정수단은, 상기 제1 염분도 측정수단의 상기 염분도 센서를 사용하여 상기 밸러스트 탱크로 유입되는 선박평형수의 염분도를 측정하는, 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 염분도 측정수단은, 상기 밸러스트 탱크들의 선박평형수를 샘플링(sampling)하여 염분도를 측정하거나 또는 상기 밸러스트 탱크들에 설치된 염분도 센서를 이용하는, 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어기는, 상기 선박평형수 사이드 스트림의 유량과 측정되는 총잔류산화제(TRO)농도를 근거로 상기 전해조에 인가되는 전류를 제어하는, 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전해조에 유입되는 상기 선박평형수 사이드스트림을 개폐하는 개폐밸브; 및
상기 전해조에 상기 선박평형수 사이드 스트림을 유입시키는 펌프;를 더 포함하는, 전기분해방식 선박평형수 처리장치.
선박평형수를 선박 내부로 유입하는 단계;
유입된 상기 선박평형수의 일부를 전해조로 유입하는 단계;
상기 전해조에서 전기분해를 통해 산화제를 생성하는 단계;
상기 선박평형수의 염분도를 획득하는 단계; 및
상기 획득된 염분도가 임계값보다 낮으면 밸러스트 탱크 내의 선박평형수를 상기 전해조로 유입하는 단계;를 포함하는 전기분해방식 선박평형수 처리방법.
청구항 8에 있어서,
상기 염분도를 획득하는 단계는, 전기분해시의 인가되는 전압을 기초로 하여 획득되는, 전기분해방식 선박평형수 처리방법.
청구항 8에 있어서,
상기 염분도를 획득하는 단계는, 상기 전해조와 연결된 유입배관에 설치되는 염분도 센서로부터 획득되는, 전기분해방식 선박평형수 처리방법.
청구항 8에 있어서,
상기 전기분해방식 선박평형수 처리방법은,
상기 밸러스트 탱크와 연결된 배관에 개폐밸브가 설치되고, 상기 개폐밸브의 개폐신호를 전달받아 전기분해처리된 선박평형수가 유입되는 탱크 및 염분도를 저장하는 단계를 더 포함하는, 전기분해방식 선박평형수 처리방법.
청구항 8 내지 청구항 11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화제를 생성하는 단계는, 상기 전해조로 유입되는 선박평형수의 유량과 상기 전해조에서 배출되는 선박평형수의 잔류산화농도에 근거하여 인가되는 전류를 제어하는 단계를 더 포함하는, 전기분해방식 선박평형수 처리방법.