KR20170052922A - 선박의 평형수 자동관리장치와 그 작동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 선체 선박의 평형수 자동관리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일체형 평형수 탱크의 구조를 다층형 구조의 평형수 탱크로 분할하고, 각각의 평형수 탱크를 해수로 채워서, 평형수를 통한 흘수선을 유지하는 본래의 기능을 수행하면서도, 냉각수와 생활용수 및 잡용수 등으로 사용하는 해수를 평형수 탱크의 해수를 활용하여서 사용하도록 구조와 장치를 구비하여, 선박의 해수 사용 및 관리를 통합하여 관리하며, 선박이 항해하는 동안 지속적이면서도 순차적으로 평형수탱크의 해수가 교환되도록 하는 선박의 평형수 자동관리장치에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 일체형 평형수 탱크를 다층형 수밀 격벽 구조를 가지는 평형수탱크로 분할하고, 인접하는 탱크를 서로 연결하는 바이패스 밸브를 구비하며, 각 평형수 탱크에 수위감지 센서 및 개폐장치를 설치하고 이를 통합적으로 자동 조절하는 전자식조절장치를 구비하여 평형수를 자동관리하는 이점이 있다.
이를 통하여 선박평형수가 선박의 운항 동안 지속적으로 유입되고 다양한 용도로 사용된 후에 배출되어서, 선박 운항 해역의 해수가 유입되고 인근 해역에 배출됨으로 인하여, 입항항구 해역의 해수와 동일한 조건의 해수를 항구에 배출하게 되어서, 생태계의 교란을 예방하는 이점이 있다.
또한, 평형수 탱크에 유입되는 해수가 기계장치용 냉각수 및 기타 잡용수 등의 생활용수로 사용되어서, 해수의 유입 및 배출에 따른 에너지 사용을 줄이게 되어 선박의 이윤을 높이는 이점이 있다.
또한, 항해 도중에 평형수가 지속적으로 교환되어서, 해안으로부터 200마일 이상 떨어지고 수심 500미터 이상인 지점에서 평형수를 교환해야 한다는 규정에 만족하는 이점이 있다.
또한, 다층형 수밀격벽 구조의 평형수 탱크를 구비하게 되어서 복원성이 좋아지며, 선박의 손상에 의한 침몰을 최소화하는 이점이 있다.

Description

선박의 평형수 자동관리장치와 그 작동방법{Automatic Ballast Water management system of vessel and the working mechanism}

본 발명은 이중 선체 선박의 평형수 자동관리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일체형 평형수 탱크의 구조를 다층형 구조의 평형수 탱크로 변경하고, 평형수를 통한 흘수선을 유지하는 본래의 기능을 수행하면서도, 냉각수와 잡용수 등으로 사용하는 해수를 평형수 탱크의 해수를 활용하여서 사용하도록 구조와 장치를 구비하여 선박에서 사용하는 해수를 통합적으로 관리하는 장치로써, 선박이 항해하는 동안 지속적이면서 순차적으로 평형수 탱크의 해수가 교환되도록 선박 평형수를 관리하는 장치에 관한 것이다.

1993년 이후 신조선의 이중선체의무화규정으로 한국은 조선업의 호황을 맞았으며, 2005년부터는 이중선체를 구비하지 않은 선박은 강제 퇴출되고 있으나, 한국에서는 여전히 단일선체 유조선이 운항하여, 기름유출의 위험성이 상존하며, 선박보험료도 높게 책정되어 있는 형편이다. 이와 관련하여, 평형수관리장치 Ballast Water management system 시장도 새로운 기회를 맞게 된다.

선박의 평형수관리장치 Ballast Water management system는 국제연합 UN의 국제해사기구IMO 산하 BWM Convention(평형수관리 협약)에 따라서 규제를 받으며, 우리나라도 2009년도부터 해양오염방지법으로 규정하고 있다. 이 협약은 전 세계 선복 량의 35%에 해당하는 국가가 비준하면, 12개월 후에 발효되며, 2015년 1월 30일 현재 32.86%에 해당하는 44개 국가가 비준한 상태이다. 즉, 최소한 1년 이내에는 협약의 발효 일을 알 수 있게 된다. 한국은 선박 평형수 관리법 (해양수산부고시 제2015-37호, 2015.4.1.)에 법적 근거를 두고있다 .

(평형수 흘수선과 만재흘수선-한국선급 강선규칙 발췌)

화물선과 같은 선박은 화물을 적재하지 않은 상태에서는 프로펠러가 잠기지 않을 만큼 무게중심이 높아지게 되어서 항해할 수 없을 뿐 아니라, 파도에 의해서 쉽게 전복될 수 있는 위험성이 높다. 따라서, 무게중심을 낮추어 프로펠러가 잠기게 되면 항해할 수 있고, 안정적인 상태를 유지할 수 있다. 이러한 기능을 수행하기 위하여, 해수를 선체 내에 보관하는데, 이를 평형수라고 하며, 이를 보관하기 위한 빈 공간을 구비하여야 한다. 화물을 가득 적재하여 선박이 최대로 잠기는 지점을 만재흘수선 (DLWL)이라고 하며, 프로펠러가 잠길 정도의 지점을 평형수 흘수선(BWL)이라고 한다.

아래의 표는 화물선들의 평형수 적재량을 보여주는데, 화물량에 비해서 50%에 이르는 양의 해수를 적재해야 하며, 평형수를 적재하고 배출하는데 사용되는 연료의 사용량은 선박의 연료 사용량 중 약 3~5%를 차지하는 것으로 알려져 있다. (미국해안경비대 US Coast Guard 자료 인용). 이 비용은 2004년도에 발행한 한국선주협회의 해운연보에 따르면, 국내 해운선사 전체의 순이익과 비슷한 금액이다.

(선박의 Dwt와 평형수 량의 상관관계 표 - 한국선급 자료 인용)

일반적으로 이중 선체 화물선에 사용되는 평형수 탱크의 구조는 다음과 같다.

(평형수탱크 구조 단면도 - 선저탱크, 호퍼사이드탱크, 선측탱크, 톱사이드 탱크)

선박 내에 평형수 공급을 위한 설비 및 장치들은 법적 규정에 의거하여 아래와 같이 상세히 규정하고 있다.

(선급 규칙 - 평형수 적재 설비)

(평형수 탱크 배치 모식도)

일반적으로 사용되는 선박 평형수 관리방식은 크게 세 가지로 분류한다.

격리방식은 선박 평형수의 오염이 심해서 정화가 어렵거나 불가능할 경우에 사용하는 방식이다.

처리방식은 생명체가 포함된 선박 평형수를 전기분해, 자외선 처리, 화학물질 처리, 플라스마 처리, 등의 다양한 방식으로 생명체를 사멸처리 한 후에 여과하는 방식이다.

교환방식은 선박 평형수의 오염이 심하지 않거나 처리의 양이 적을 경우에 주로 사용하는 방식이다.

아래 그림은 국제연합UN 의 국제해사기구IMO 산하 해양환경보호위원회 MEPC가 권고하는 선박평형수 관리 방법이다.

현재의 일반적으로 사용하는 선박의 평형수 관리시스템BWMS 은 평형수 탱크 내에 해수를 적재한 상태로 목적지 항구까지 이동한 후, 화물 적재를 위하여 평형수를 배출하는데, 이 과정에서 이동금지 생명종을 포함한 다량의 활성물질을 발생한다.

(이동금지 생명종, 2004. 11.24 KBS 1TV에서 발췌)

UN이 규정하는 10가지의 이동금지 생명 종을 사멸처리 하기 위하여 사용하는 다양한 방법에 의하여 평형수는 오염물질을 포함하게 되는데, 이를 포함하는 평형수, 빌지용수, 화장실용수, 청소용수 등을 통틀어서 활성물질이라고 지칭하며, 이 활성물질이 일으키는 생태계교란 및 해양오염을 막기 위하여 시행하는 제도가 선박에서 발생하는 해양오염방지협약 MARPOL 73/78 Protocol이다.

매년 130억 톤 이상의 선박 평형수가 이동되며, 하루 약 7,000여종의 이동 금지 해양생물이 큰 바다 건너로 이동되어 해양 생태계 교란 뿐 아니라, 병원균을 전파하여 전 세계의 항구가 몸살을 앓고 있다.

특히, 미국의 Chesapeak 만 인근에서 발생한 생태계교란은 주변의 철갑상어 양식에 심각한 타격을 입혀서 연간 10억 US Dollar 이상의 피해복구비용이 발생하였으며, 오대호 내부에도 타격을 줘서, 오대호 내부의 토종 생명종이 자취를 감추는 등의 심각한 생태계 교란을 겪게 되었다. 이러한 사건은 UN의 생명종다양성협약 UNCCD을 이끌어내는 아이러닉한 역할도 하였다.

선박에 적재되어 이동되는 활성물질들은 목적항구에 입항하기 전에 해안에서 20마일 이상 떨어지고, 수심이 500미터 이상인 공해상에서 평형수를 교환하여 배출하여야 하며, 기존의 평형수 적재량의 3배를 교환해야 하고, 이를 통해 이동금지종이 95% 이상 제거되어야 한다.

(공해상 배출규정, KBS TV에서 발췌)

상기와 같이, 종래에 사용하는 선박의 평형수관리시스템 BWMS 은 이동금지 생명종의 이동으로 인하여, 전 세계 해양생태계의 교란을 일으키며, 선박의 평형수 교환을 위한 에너지 사용량은 선박의 연로사용량 대비 3 ~ 5%에 이를 정도로 많아서 비용 부담이 크고, 활성물질 처리를 위한 처리장치의 설치 및 유지보수 비용이 크며, 선박 평형수 교환 시에 선박의 침몰 위험성이 상존하며, 선박 평형수 교환을 위하여 공해상에서 머물러 있는 시간으로 인하여 운항 횟수가 줄어드는 등의 경제적 손실이 크다는 문제점이 있었다.

또한, 평형수 탱크의 구조로 인하여 선박의 구조가 비틀리는 현상이 발생하며, 이를 막기 위하여 평형수 탱크의 구조를 튼튼하게 만들면서 철재 구조부재의 설치양이 많아져서, 선체의 무게가 증가 하는 등의 구조 역학적 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 10-120625 선박의 담수처리 시스템 대한민국 등록특허 10-1541286 선박의 무 발라스트시스템 대한민국 등록특허 10-1558296 자동 평형수 제어방법 및 시스템 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물 대한민국 등록특허 10-1036732 컨테이너선 평형수 교환장치 대한민국 등록특허 10-1313625 평형수 순환시스템 및 이를 갖춘 선박 대한민국 공개특허 출원번호 10-2010-0091775 평형수를 이용한 냉각시스템 대한민국 공개특허 출원번호 10-2011-0117382 수중익을 이용한 무발라스트시스템 대한민국 공개특허 출원번호 10-2011-0063828 전용 평형수 처리장치가 필요없는 트림 조정 시스템. 대한민국 공개특허 출원번호 10-2012-0077646 밸러스트교환시스템 및 이를 이용한 교환방법 대한민국 공개특허 출원번호 10-2013-0128503 자동 발라스트 장치 및 그 방법 대한민국 공개특허 출원번호 10-2013-0150818 선박 평형수 처리장치

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 기존의 선박 평형수 관리장치는 다음과 같이 구성되어 있다.

선박에서는 운항 중에 다양한 용도로 해수를 사용한다. 해수를 사용하기 위하여, 기관실 선저면이나 선측면에 해수를 유입하는 유입구 장치를 구비하며, 이를 Seachest라고 한다. 여기에는 개폐장치 Valve가 부착되어 있다. 이 개폐장치를 닫은 상태에서는 해수가 유입되지 않도록 수밀구조를 이루고 있다. 선저에 있는 개폐장치가 열리면, 자연압에 의해서 해수가 유입되며, 선체의 무게에 의해서 평형수 흘수선 까지 해수가 유입되기도 한다.

해수의 흐름을 일으키기 위해서는 기계실 또는 펌프실에 펌프를 구비하고 있다. 일반적으로는 전기에너지에 의해서 작동되는 펌프를 사용한다. 이 펌프와 해수유입구 개폐장치에 연결된 관붙이(배관 및 배관 부속품)를 통해서 해수는 원하는 곳으로 보낸다. 해수의 용도에 따라서, 평형수 펌프, 냉각수용 펌프, 소방용 펌프, 기계장치용 펌프, 생활용수용 펌프, 빌지펌프 등의 다양한 펌프를 사용한다.

해수의 용도에 따라서, 평형수 관리 장치와 일반적인 목적의 해수 관리장치가 별개의 관리방식으로 운용되어 왔다.

이중 선체의 구조물에 해수를 저장하여서 선박이 잠기도록 하는 중력을 만들기 위하여 평형수 저장탱크를 구비하고 있다. 선저 탱크, 선측탱크, 호퍼사이드탱크, 톱사이드탱크, 또는 윙탱크 등을 구비하여서 평형수의 양을 채운다. 이 용어는 수직적으로 볼 때, 위와 아래를 구분하기 위하여 사용하는 용어이다. 선수 탱크, 중앙탱크, 선미탱크 등으로 불리는 것은 선박의 앞쪽과 뒤쪽을 구분하기 위하여 사용하는 용어이다. 이중선체구조 선박에서는 선저탱크를 제외하고, 평형수탱크가 대부분 일체형구조로 설치되어 있어서 평형수탱크의 물이 배출되면, 평형수탱크의 최상위 공간이 빈 공간으로 남아있게 된다. 평형수탱크의 수위를 조절하기 위하여 상갑판에 설치된 체크밸브를 통해서 평형수가 공급되어 평형수 탱크가 채워진다.

화물을 적재하기 위하여 평형수를 배출하는 경우에, 평형수 탱크에 연결된 개폐장치를 열고 펌프를 가동하여 선외로 배출하며, 배출관은 선측에 설치되어 있다.

이러한 구조를 가지는 종래의 선박평형수관리장치는 선박 내부에 유입된 평형수에 이동금지생명종이 포함되어 있으며, 이를 통해 해양생태계 교란을 일으키는 문제가 있었다.

또한, 선박에서는 해수를 흡입하여서 평형수 이외에 다양한 용도로도 사용한다. 주로 기계장치용으로 사용하는 해수는 엔진 냉각용 냉각수, 발전기 냉각수, 메인 공기압축기 냉각수, 스턴 튜브 윤활유 냉각수, 보일러용 냉각수 등의 용도로 사용되며, 소방용수, 청소용수, 주방용수, 샤워용수, 변기용수 등의 생활용수를 사용하기 위하여 조수기를 이용하여 해수를 담수로 바꿔서 사용하는데, 이를 위한 보관용 탱크도 구비하고 있다. 이러한 이유로, 선박이 운항하는 동안 해수는 지속적으로 유입 및 배출된다.

대한민국 등록특허 10-1206025 선박의 담수처리시스템에서는 해수를 담수화 처리하여 사용하는 장치에 대하여 게시하고 있다.(도 3)

평형수 용도로 사용하는 해수와 기계장치용 해수 및, 생활용수로 사용하기 위한 담수화처리장치(조수기) 용도의 해수를 흡입하기 위한 에너지는 선박의 연료사용량 중에 약 10% 이상의 에너지를 소모하는 문제가 있었다.

일반적으로, 문제를 해결하기 위해서는 연관성 있는 요소들 간의 상호작용을 분석해야 한다. 다음 그림은 평형수에 의한 생태계 교란 문제를 일으키는 원인을 분석한 연관도이다.

문제의 연관성 분석을 통해서, 원인은 다음과 같음을 알게 되었다.

이동금지생명종이 포함된 해수가 유입되는 것이 하나의 원인이다.

유입된 해수에 포함된 이동금지종이 선박의 운항 기간 동안 변이를 일으키거나 성장하거나, 기타 독성 물질을 발생하게 만들어서 오염이 심화되는 것이 하나의 원인이다.

이동금지생명종이 포함된 평형수가 운항동안 오염이 심화되어서 배출되는 것이 하나의 원인이다.

문제를 개별적인 원인 제거의 방식으로 만 해결방안을 도출하면, 눈에 쉽게 띄지 않는 잠재된 원인을 알 수 없고, 근본적인 해결방안도 도출하기 어렵다. 구성요소 간의 상호작용에 대한 원인도 도출해야만 하는 것이다.

일체형 평형수탱크는 운항하는 동안 계속 평형수가 격리되어 보관되는 상태로 유지된다. 이로 인해서, 이동금지 생명종이 변이를 일으키거나 독성물질을 배출하는 등의 행위로 인하여 평형수의 오염이 심화되는 것이 또 하나의 원인이다.

문제해결을 위한 최상의 해결방안을 도출하면 다음과 같다.

현재의 선박평형수관리장치에 최소한의 변화를 통하여 해양생태계 교란 물질이 배출되지 않는 어떤 방법을 찾는다.

최상의 해결방안과 동일한 명제를 다시 정리하면 다음 그림과 같다.

현재의 선박평형수관리장치에 최소한의 변화를 통하여 평형수배출 해역의 조건과 동일한 해수를 배출한다

문제 해결을 위해서는 다음과 같이 문제의 해결방안을 재정의해야 한다.

선박 평형수 배출해역이 어디이든지 관계없이, 항상 배출해역의 조건과 동일한 해수가 배출되어야 한다. 이를 위해서는, 선박의 평형수가 지속적으로 배출되고 유입되는 방안을 실행하여야 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

기존의 일체형 평형수 탱크를 변경하여 다층형 수밀격벽구조를 가지는 복수개의 평형수 탱크를 구비하고,

각 평형수 탱크에 수위감지 장치 와,

수위 조절용 개폐장치(밸브)를 구비하고,

평형수 공급 및 배출을 위한 펌프에 연결하는 배관 및 연결구를 구비하고,

선저에 위치하는 평형수 탱크에 빠르게 평형수가 이동되기 위하여 서로 인접한 평형수 탱크를 연결하는 바이패스 밸브를 구비하고,

평형수의 공급 및 배출을 원활하게 조정하는 전자조절장치ECU를 구비하고,

선박의 운항 조건에 맞춰서 평형수 및 냉각수 등의 잡용수를 배출 또는 유입하면서 수위를 조절하는 해수조절장치를 구비한다.

또한, 기존에 사용하던 평형수 탱크의 용적을 늘려야 한다. 즉, Tbal(m) : 최소계획평형수 흘수선을 설정한 후에, Tbal-n(m) : 통상 평형수 적재 흘수선을 설정할 때, 평형수탱크로 사용하지 않는 탱크의 일부를 평형수 탱크로 사용하여서, 평형수가 배출되어도 Tbal-n(m) : 통상 평형수 적재 흘수선을 유지할 수 있도록 공간 및 장치류를 구비한다. 본 발명에 의하면, 평형수 탱크의 용적이 늘어나기 때문에 기존의 Tbal-n(m) : 통상 평형수 적재 흘수선 보다 선박이 더 잠기게 된다.

이상에서와 같이 이중선체 구조 선박의 평형수관리장치에 있어서,

이중선체 구조의 화물선에서 화물을 적재하지 않아서 공선 상태로 운항하는 경우의 평형수관리장치를 구비하는 방법에 관한 것으로,

본 발명은

다층형 복수개의 평형수 탱크에 저장된 해수를 냉각수 및 잡용수로 사용하여 평형수가 지속적이며 순차적으로 교환하도록 전자식 자동조절장치를 구비하여서 관리함으로써 그 동안에는 이원화되어 있던 선박의 해수 사용 방식을 통합하여 전자식으로 자동관리하면서, 평형수를 자동으로 관리하는 효과가 있다.

또한, 최초에 유입된 해역의 해수는 모두 운항 도중에 배출됨으로, 입항항구 해역의 해수와 동일한 조건의 해수를 항구에 배출하게 되어서 평형수에서 기인하는 이동금지 생명종에 의한 생태계 교란을 예방하는 효과가 있다.

또한, 기존의 방식에 의하면, 평형수의 저장 및 배출을 위해서 사용하는 에너지는 연료의 3 ~ 5 %에 달하는 양으로 선박의 순이익에 해당되지만, 본 발명에 의하면, 냉각수 및 잡용수로 사용하는 에너지의 양으로 평형수 유입 및 배출을 대체할 수 있어서, 에너지 절감을 통한 선박의 이윤을 높이는 효과가 있다.

또한, 항해 도중에 평형수가 지속적으로 교환되어서, 해안으로부터 200마일 이상 떨어지고 수심 500미터 이상인 지점에서 평형수를 교환해야 한다는 규정에 만족하는 효과가 있다. 이로 인하여, 선박이 외항에 정박하지 않고 항구에 입항하여서 운항의 횟수를 높이는 효과가 있다.

또한, 다층형 수밀격벽 구조의 평형수 탱크를 구비하게 되어서 복원성이 좋아지며, 선박의 손상에 의한 침몰을 최소화하여 선박 보험비를 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의하여 선박의 해수 통합관리방식을 통한 평형수관리방법의 작동과정을 나타내는 흐름도.
도 2는 기존의 평형수처리방식의 관리방법을 나타내는 흐름도.
도 3는 기존에 사용하는 다양한 용도의 해수 및 담수용 배관도.
도 4는 기존의 일체형 평형수 탱크 구조 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 다층형 평형수탱크 설치 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 전자조절장치ECU의 제어 요소를 나타내는 블록도.
도 7은 선박의 해수를 통합하여 관리하는 방식을 나타내는 흐름도.

이하, 본 발명에 의한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부된 도 1 및 도 5, 도 6을 참조하여 평형수자동조절장치의 구조에 대해 살피면 아래와 같다.

본 발명에 의하여 기존의 일체형 평형수 탱크를 구조 변경하여 구비하는 다층형 수밀격벽 구조를 가지는 복수개의 평형수 탱크 와,

추가되는 수밀격벽구조의 평형수 탱크와,

각각의 평형수 탱크의 수위를 감지하는 수위감지장치와,

수위 조절용 개폐장치(밸브)와,

펌프에 연결하는 배관 및 연결구와,

인접 탱크에 평형수 이동을 위한 바이패스 밸브와,

냉각수 및 잡용수에 연결하는 배관 및 연결구 와,

위의 각 요소들을 원활하게 조절하는 전자조절장치 ECU 등의 장치로 구성된다.

이때, 추가되는 수밀격벽구조의 평형수 탱크의 용적은 냉각수 및 잡용수로 사용하는 해수 저장용 탱크의 용적과 같은 것이 유리하다.

당 개발기술은 평형수, 냉각수 및 잡용수 등의 다양하게 사용되는 해수를 용도에 따라서 전자식으로 자동관리하는 효과가 있다.

또한, 상기 기술을 통해서, 기존의 선박평형수관리장치에서는 기능할 수 없던 이동금지생명종에 의한 생태계교란 문제를 근본적으로 예방하는 효과가 있다. 구체적인 내용을 도면을 통하여 설명한다.

화물을 적재하지 않은 상태에서는 도 5, 도 6의 유입 및 배출밸브 (11,12,13,14)를 개방하여 펌프(22, 24)가 가동되어서 선측탱크(102)의 톱탱크 까지 평형수를 저장하고 항해를 시작한다. 도 6 의 레벨감지기(500)에 의해서 수위를 감지하여서 제어부(600)가 각종 장치들을 전자식으로 조정한다.

항해가 시작되면 엔진 및 각종 기계장치의 가동에 의하여 다량의 테크니컬 워터가 필요하며, 기타 생활용수 및 잡용수의 용도로 사용하는 해수는 지속적으로 유입하게 되며, 이를 저장하여서 사용하거나 지속적으로 펌프로 흡입하여 사용하고 있다. 도 1의 선저평형수탱크(121)의 해수를 사용하여 냉각수 등의 테크니컬 워터 및 잡용수로 사용하면서 잡용수 및 배수부(400)장치가 작동되어서 해수를 사용하고 선외로 배출되고 나면 선저평형수탱크(121)가 비워지게 된다. 선박이 잠기는 수위는 최초에 설계된 통상평형수 적재 흘수선에 도달한다. 이때, 비워지지 않은 선저평형수탱크(121)의 바이패스밸브(62)를 열도록 제어부(600)가 제어하며, 바이패스밸브를 통해서 인접한 평형수탱크의 해수가 비워진 평형수 탱크를 채운다. 이와 같은 방식으로 인접한 선측탱크(123)의 해수가 비워진 탱크를 다시 채우게 된다. 순차적으로 선측탱크의 톱탱크가 비워지면 수위감지장치(61)가 제어부에 신호를 보내서, 해수 유입 밸브 (11,12,13,14)가 열리고 펌프가 가동되어 톱탱크가 채워지면 펌프(22,24)가 멈추는 동작을 반복적으로 수행한다. 이때, 각 평형수 탱크의 해수가 교환되는데 걸리는 시간은 30분에서 약 90분 까지로 설계한다. 이러한 지속적이고 순차적인 해수의 사용을 통해서 선박이 운항하는 동안 해수는 모두 교환된다.

일부에서 사용하는 평형수처리장치를 활용하여 활성물질을 처리한 후에 공해상에서 교환하는 방식은 그 방식이 무엇이든지 간에, 배출해역의 해수와 전혀 다른 상태의 해수를 배출하는 것이어서 또 다른 문제를 추가로 발생시키는 방법이다.

또한, 당 개발기술은 항해도중 평형수가 지속적이고 순차적으로 교환되도록 고안되었으며, 대양을 항해하는 화물선의 경우에는 해안으로부터 20마일 이상 떨어지고 수심이 500미터 이상의 해역을 지나면서도 평형수가 교환되기 때문에 국제해사기구 IMO의 규정을 만족하는 것 뿐 아니라 미국해안경비대USCG의 규정을 모두 만족하는 효과가 있다.

또한, 당 개발기술은 평형수, 냉각수 및 잡용수 등의 다양하게 사용되는 해수를 별도로 저장할 필요없이 평형수 탱크에 저장되는 해수를 사용함으로써 평형수의 저장 및 배출에 사용하는 에너지를 별도로 사용할 필요가 없기 때문에, 선박 연료의 3~5%에 해당하는 연료절약 효과가 있다. 이는 선박 운영의 순이익에 해당하는 양이다.

다층형 수밀격벽 구조의 평형수탱크를 구비하는 선박은 선체 외판에 충격에 의한 파손이 발생하더라도, 파손된 평형수 탱크에만 해수가 유입되어서, 기존의 일체형 평형수탱크를 가지는 선박에 발생하는 파손 시의 복원력 보다 현저하게 우수한 선체 복원성을 가지는 효과가 있다.

본 발명이 구현하는 방법과 같은 원리를 적용하는 다양한 기술이 존재하나, 이는 본 발명에 해당하는 기술의 일례이며, 이 분야에 종사하는 기존의 당업자라면 쉽게 해결할 수 있는 것으로써, 모두 본 발명의 응용에 해당한다.

10 : 담수 저장 탱크
11,12,13,14,15,16 : 개폐장치(밸브)
20 : 담수화장치
22, 24 : 평형수 펌프
30 : 해수 처리장치
50 : 일체형 평형수 탱크
52 : 기계장치 용수 공급관
54 : 생활용수 공급관
61 : 평형수 탱크 수위 감지 센서
62 : 바이패스 밸브
100 : 이중선체 구조 선박의 단면
101 : 선저
102 : 선체 외측벽
104 : 해수면
120 : 일체형 평형수 탱크 군
121 : 선저 평형수 탱크
122 : 일체형 선측 평형수 탱크
123 : 다층형 선측 평형수 탱크
150 : 배출용 관
400 : 배수부
500 : 흘수 감지 장치
600 : 전자식 제어장치

Claims (3)

1. 다층 구조의 평형수탱크 (121,123)와;
   평형수탱크 수위 감지 센서(61) 와;
   인접하는 평형수 탱크에 해수를 공급하는 바이패스 밸브(62)를 구비하고,
   선저 평형수 탱크(121)에서 냉각수와 생활용수 등의 담수화장치(20)에 연결하는 배관과,
   기계장치용 냉각수 등의 테크니컬 워터를 공급하는 배관(52)에 연결하도록 구비하며,
   선저 평형수 탱크(121)가 비워지면, 바이패스 밸브(62)를 개방하여서 인접 평형수 탱크에 해수가 공급되도록 조절하는 전자식 조절장치인 제어부(600)를 구비하여 선박에서 사용하는 해수를 통합적으로 관리하는 이중선체 선박의 평형수 자동 관리장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   다층 구조의 평형수탱크 (121,123)는 기존 평형수 양보다 많은 양을 담을 수 있도록 공탱크(void tank)를 평형수 탱크로 변경하고 각 탱크마다 수위감지 센서(61)와 바이패스 밸브(62)를 추가로 구비하는 이중선체 선박의 평형수 자동 관리장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   전자식 조절장치, 제어부(600)는 화물 선적을 위한 운항 도중 해수를 유입하도록 밸브(11,13) 조절하고, 평형수 탱크에 해수를 공급하는 밸브(15,16)을 조절하며, 선저평형수 탱크에서 담수화 장치(20) 및 테크니컬 워터 공급관(52), 및 생활용수 공급관(54)에 공급하도록 바이패스 밸브(62)를 조절하며, 화물 선적으로 인하여 해수를 배출해야 할 때는 해수배출 밸브(12,14)을 조절하는 기능을 수행하는 이중선체 선박의 평형수 자동 관리장치.

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