KR20170115924A - 잠수형 펌프가 설치된 선박의 기관실 내 선박평형수 처리부를 갖는 선박평형수처리시스템 - Google Patents

잠수형 펌프가 설치된 선박의 기관실 내 선박평형수 처리부를 갖는 선박평형수처리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박평형수 처리시스템에 관한 것으로, 선박의 엔진이 설치되는 기관실; 상기 기관실내에 설치되는 선박평형수 처리부; 상기 선박평형수 처리부로 선박평형수를 이송하는 제1 밸러스트 펌프; 상기 제1 밸러스트 펌프와 메인 배관으로 연결되고, 상기 메인 배관을 통해 상기 선박평형수가 이송되어 저장되는 밸러스트 탱크; 상기 밸러스트 탱크의 상기 선박평형수 내에 잠수되어 설치되는 제2 밸러스트 펌프; 및 상기 메인 배관에서 분기되어 상기 제1 밸러스트 펌프에서 이송된 상기 선박평형수의 일부를 선미 탱크로 이송시키는 분기 배관을 포함하여 별도의 방폭공간을 필요로 하지 않아 설치 비용을 절감할 수 있게 된다.

Description

잠수형 펌프가 설치된 선박의 기관실 내 선박평형수 처리부를 갖는 선박평형수처리시스템 {Ballast water treatment system}
본 발명은 잠수형 펌프가 설치된 선박의 기관실 내 선박평형수 처리부를 갖는 선박평형수처리시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 잠수형 펌프가 설치된 탱커선의 경우 선박평형수 처리부를 통상적 설치 위치인 갑판위가 아닌 기관실 내에 설치하여 설치비용을 최소화할 수 있도록 하는 선박평형수 처리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 해상에서 운송하는 화물 선박은 유사한 화물의 상호 교환을 위하여 왕복 항해하는 선박을 제외하고는 대부분 편도 운항을 한다. 그리고 편도 운항을 만재 상태로 항해한 후 귀환 항해 시에는 선박의 균형, 안전성 및 조종 성능 향상 등을 위하여 선박평형수(ballast water)를 선내로 유입하여 항해를 하게 된다.
이때, 선박평형수는 밸러스팅 작업(ballasting operation)을 통해 한 항구에서 채워져서 다른 곳으로 이송되고, 디밸러스팅 작업(deballasting operation)을 통해 새로운 항구 내에 배출된다. 이와 같이, 먼 위치로부터 실려져 온 선박평형수에 포함된 해양 생물 및 병원균의 방출은 새로운 환경에 유해할 뿐만 아니라, 새로운 항구에서도 사람과 동물 모두에게 위험할 수 있다.
외래종의 해양 생물을 신규 생태계로 도입시키면, 신규 종에 대해 자연적인 방어체계를 지니고 있지 않을 수 있는 천연 식물군 및 동물군에게 파괴적인 효과를 미칠 수 있다. 또한, 콜레라와 같은 해로운 세균성 병원균이 원래의 항구에 존재할 수 있다. 이러한 병원균은 시간이 지남에 따라 밸러스트 탱크 내에서 증식되어, 이들이 방출되는 영역에서 질병을 발생시킬 수 있다.
이와 같은 재해를 방지하기 위해 국제해사기구(IMO : International Maritime Organization)에서는 2004년 선박평형수 관리 협약을 채택하였고, 최근 세계선박의 65%가 기항하는 미국에서는 국제해사기구 (IMO) 에서 합의된 기준보다 1,000배 강화된 선박평형수 처리기술을 요구하고 자국만의 규제기준(USCG Phase 2)을 제정하여 자국의 해양환경 보호를 위한 움직임을 보이고 있다.
이러한 해양 생물 및 병원균에 의해 제기되는 위험을 제거하기 위해, 선박평형수를 전기분해하거나, 자외선 살균 처리 또는 밸러스트 탱크 내에 화학품류를 주입하여 선박평형수를 살균 처리하는 방식의 선박평형수 처리부를 사용한다.
전기분해 또는 자외선 살균 (UV) 방식의 선박평형수 처리부는 일반적으로 밸러스트 펌프 후단에 설치되는데, 밸러스트 펌프를 잠수형으로 사용할 경우, 전기장비가 포함된 선박평형수 처리부를 밸러스트 탱크 내에 잠수형으로 설치하기는 제약사항 많다.
따라서, 잠수형 밸러스트 펌프가 적용되면, 선박평형수 처리부를 갑판위에 설치하고, 선박평형수 처리부와 밸러스트 탱크를 파이프로 연결하도록 구성하는 방식을 채용하고 있다.
그러나, 선박평형수 처리부를 선상 갑판 위 설치 시에는 방폭 공간내 설치되어야 하기 때문에, 방폭 공간이 새롭게 제작되어 과다한 비용이 발생하고 있다.
또한, 갑판 위에 설치된 방폭 공간은 밸러스트 펌프가 위치한 선박 중앙에 위치한 밸러스트 탱크 상부에 위치해 관리자가 주로 근무하는 거주구로부터의 거리가 소형선은 100여 미터, 대형선은 200여 미터에 달해 관리와 비상조치에 어려운 점이 많으며, 방폭 공간이 외부에 노출되어 있어 황천시 파도나, 저온, 고습도 등에 대해서도 취약한 문제점이 있다.
또한, 갑판 위에 선박평형수 처리부를 설치시 선미탱크(Aft Peak Tank, APT)에 저장되는 해수는 잠수형 밸러스트 펌프가 아닌 기관실 내의 소화 및 잡용펌프 (Fire & General Service Pump)를 이용하는 이유로 별도 추가의 처리장치가 설치되어야 하기 때문에 추가의 과다한 비용이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 탱커선에서 선박평형수 처리부를 기관실에 설치하여 추가적인 방폭공간의 설치가 필요없도록 하는 선박평형수 처리시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템은, 선박의 기관실내에 설치되는 선박평형수 처리부; 상기 선박평형수 처리부로 선박평형수를 이송하는 제1 밸러스트 펌프; 상기 선박평형수 처리부와 메인 배관으로 연결되고, 상기 메인 배관을 통해 상기 선박평형수가 이송되는 밸러스트 탱크; 상기 밸러스트 탱크 내에 잠수되어 설치되는 제2 밸러스트 펌프; 및 상기 메인 배관에서 분기되어 상기 선박평형수 처리부에서 처리된 선박평형수의 일부를 선미 탱크로 이송시키는 분기 배관을 포함한다.
상기 메인 배관은, 상기 선박평형수 처리부에서 상기 선박의 갑판을 통과하여 상기 밸러스트 탱크로 연결될 수 있다.
또한, 상기 메인 배관은, 상기 선박의 갑판을 통과하는 부분의 일측에 처리수의 역류를 막기 위한 체크밸브가 설치될 수 있다.
한편, 상기 체크밸브의 배출측에는 격리밸브(isolating valve)가 설치될 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템은 탱커선에 설치될 수 있다.
또한, 상기 밸러스트 탱크는, 화물을 탑재하는 화물창의 하단에 설치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리장치에서 상기 제1 밸러스트 펌프는, 선박평형수를 상기 밸러스트 탱크로 이송하는 밸러스팅(ballasting)시에 가동되고, 상기 제2 밸러스트 펌프는, 선박평형수를 상기 밸러스트 탱크에서 바다로 배출하는 디밸러스팅(deballasting)시에 가동되도록 구성할 수 있다..
본 발명에 의하면 탱커선에서 선박평형수 처리부를 기관실에 설치하여 별도의 방폭공간을 설치할 필요가 없게 됨으로써 방폭공간 구조물의 설치 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 기관실내에 설치된 하나 또는 두 대의 밸러스트 펌프로 밸러스트 탱크와 선미 탱크에 동시에 처리수를 공급할 수 있어 장비 비용을 절감할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템에서 밸러스팅 때의 선박평형수의 이동을 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템에서 디밸러스팅 때의 선박평형수의 이동을 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템에서 스트리핑 때의 선박평형수의 이동을 도시한 것이다.
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 선박평형수 처리시스템을 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 선박평형수 처리시스템은, 선박의 기관실(10)내에 설치되는 선박평형수 처리부(110)와, 상기 선박평형수 처리부(110)로 선박평형수를 이송하는 제1 밸러스트 펌프(120)와, 상기 선박평형수 처리부(110)와 연결되는 밸러스트 탱크(11) 및 선미 탱크(12)를 포함한다.
선박평형수 처리부(110)는 전기분해를 통해 산화제를 생성시키는 장치를 포함할 수 있다. 본 발명의 선박평형수 처리부(110)는 이에 한정되지 아니하고 산화제를 생성하는 다양한 장치로 구성할 수 있다. 예를 들면, 산화제 약제를 직접 투입하는 장치로 구성할 수도 있다.
제1 밸러스트 펌프(120)는 씨체스트(Sea Chest, 17)에서 유입배관(21)을 통해 선박평형수로 사용될 해수를 유입시켜 선박평형수 처리부(110)로 이송한다.
또한, 제1 밸러스트 펌프(120)를 통해 선박평형수 처리부(110)에서 생성된 산화제를 포함한 처리수가 밸러스트 탱크(11)와 선미 탱크(12)로 각각 배관을 통해 이송된다.
즉, 상기 선박평형수 처리부(110)는 밸러스트 탱크(11)와 수직 메인배관(22), 수평 배관(23), 수직 공급배관(27)을 통해 연결되어 순차적으로 이들 배관을 통해 처리수를 이송할 수 있게 된다.
또한, 선박평형수 처리부(110)는 수직 메인배관(22)에서 분기된 분기배관(25)을 통해 선미 탱크(aft-peak tank, 12)와 연결되어 처리수를 이송할 수 있게 된다.
수평 배관(23)은 수직 메인배관(22)의 상측단과 연결되어 갑판(10) 위에서 수평으로 연장되는 배관으로, 카고 탱크(Cargo tank, 13)의 상측부에 위치하게 된다.
상기 수평 배관(23)에는 처리수가 위험구역에서 안전구역으로 역류되는 것을 방지하기 위한 체크밸브(31)를 설치한다.
즉, 선박평형수 처리부(110)를 기관실(10)에 설치하기 위해서는 국제 선급 규정에 따라 미처리수가 기관실(10) 안전구역에서 처리 후 위험지역인 밸러스트 탱크(11)로 이동하는 방향만 허용이 되고 반대로 처리수가 위험지역인 밸러스트 탱크(11)에서 안전구역인 기관실(10)로 이동하는 방향은 허용이 되지 않는다.
여기서, 체크밸브(31)는 보다 안전성을 강화하기 위해 2개가 동시에 설치될 수도 있다.
또한, 수평 배관(23)에는 상기 체크밸브(31)의 배출측인 후방에는 격리밸브(isolating valve, 33)가 설치될 수 있다. 이를 통해 비상시에 배관을 차단시킴으로 보다 안전한 시스템을 구성할 수 있게 된다.
상기 수평 배관(23)의 후방 끝단은 하방으로 절곡되어 수직 공급배관(27)과 연결된다.
수직 공급배관(27)은 밸러스트 탱크(11)의 측면구역을 관통하여 연장되어 하단 밸러스트 탱크(11)와 연결된다.
여기서, 상기 밸러스트 탱크(11)는, 카고 탱크(13)의 하단에 설치된다.
수직 공급배관(27)의 끝단에는 다른 밸러스트 탱크(미도시)로 연결되는 연결배관(28)이 설치되어 다수의 밸러스트 탱크를 포함하도록 시스템을 구성할 수도 있다.
여기서, 밸러스트 탱크(11) 내에는 제2 밸러스트 펌프(130)가 잠수된 상태로 설치된다.
제2 밸러스트 펌프(130)는 디밸러스팅 동작시에 밸러스트 탱크(11)의 선박평형수를 선박외부로 배출배관(29)을 통해 배출한다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 기관실 (E/R)내에 선박평형수 처리부(110)를 설치하기 위해 잠수형의 제2 밸러스트 펌프(130)와 함께 추가로 설치되는 제1 밸러스트 펌프(120)를 포함하여 선박평형수 처리부(110)에서 처리된 처리수가 배관을 통해 갑판으로 관통된 후 다시 밸러스트 탱크(11)로 이송되도록 구성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템은 산적화물선(Bulk Carrier), 컨테이너 (Container)와 같은 건화물선(Dry Carge)이 아닌 석유화학제품 운반선(MR Tanker)과 같이 잠수형 밸러스트 펌프(Submersible Ballast pump)가 설치된 선박에서 선박평형수 처리부(110)를 기관실(10)에 설치하도록 적용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템에서 밸러스팅(Ballasting) 때의 선박평형수의 이동을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 선박평형수로 사용될 해수가 기관실(10)에 설치된 제1 밸러스트 펌프(120)에 의해 유입배관(21)을 통해 선박평형수 처리부(110)로 이송된다.
선박평형수 처리부(110)에서 배출되는 처리수는 살균된 상태로 수직 메인배관(22), 수평 배관(23), 수직 공급배관(27)을 통해 밸러스트 탱크(11)로 이송된다.
또한, 선박평형수 처리부(110)에서 배출되는 처리수의 일부는 수직 메인배관(22)에서 분기된 분기배관(25)을 통해 선미 탱크(12)로 이송된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템에서 디밸러스팅(Deballasting) 때의 선박평형수의 이동을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 선박평형수 처리부(110)를 통과한 후 밸러스트 탱크(11)내에 보관되는 선박평형수를 배출하는 디밸러스팅시에는, 잠수형 펌프인 제2 밸러스트 펌프(130)와 배출배관(29)을 통해 선외로 배출된다.
여기서, 배출배관(29)상에는 배출시의 유량을 확인할 수 있도록 유량계 (140)가 설치될 수 있다. 또한, 배출배관(29)으로 배출되는 선박평형수를 중화처리하기 위해 중화제 공급장치(미도시)의 토출라인이 배출배관(29)과 연결되도록 구성된다.
한편, 선미 탱크(12)에 보관된 선박평형수는 제1 밸러스트 펌프(120)의 작동에 의해 배출배관(26)을 통해 선외로 배출된다.
여기서, 상기 배출배관(26)은 별도의 배관으로 구성할 수도 있지만, 유입배관(21)의 일부를 같이 사용하도록 구성할 수도 있다.
또한, 제1 밸러스트 펌프(120)외에 기관실(10)내에 설치된 소화 및 잡용펌프(Fire & General Service Pump, 미도시)에 의해 선박평형수가 배출되도록 구성할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템에서 스트리핑(Stripping) 때의 선박평형수의 이동을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 잠수형인 제2 밸러스트 펌프(130)를 통해 배출이 힘든 밸러스트 탱크(11) 내의 소량의 선박평형수를 배출하는 작업인 스트리핑(Stripping)시에는, 스트리핑 이덕터(Stripping eductor, 150)와 배출배관(29)를 통해 선외 배출된다.
또한, 선외 배출되는 선박평형수를 중화처리하기 위해 도 3의 디밸러스팅시와 동일하게, 중화제 공급장치(미도시)의 토출라인이 배출배관(29)과 연결되도록 구성된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 선박평형수 처리시스템은, 선박평형수 처리부(110)를 갑판 위에 설치하지 않고 안전구역인 탱커선의 기관실(10) 내에 설치하고, 기관실(10) 내에 제1 밸러스트 펌프(120)을 설치하여 별도의 방폭공간을 설치할 필요가 없게 된다.
또한, 기관실(10)내에 설치된 하나의 제1 밸러스트 펌프(120)로 밸러스트 탱크(11)와 선미 탱크(12)에 동시에 처리수를 공급할 수 있어 별도 추가적인 장비의 설치가 불필요해 장비 및 설치 비용을 절감할 수 있게 된다.
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: 기관실
11: 밸러스트 탱크
12: 선미 탱크
13: 카고 탱크
31: 체크밸브
110: 선박평형수 처리부
120: 제1 밸러스트 펌프
130: 제2 밸러스트 펌프
140: 유량계
150: 스트리핑 이덕터

Claims (6)

  1. 선박의 기관실내에 설치되는 선박평형수 처리부;
    상기 선박평형수 처리부로 선박평형수를 이송하도록 상기 선박의 기관실내에 설치되는 제1 밸러스트 펌프;
    상기 선박평형수 처리부와 메인 배관으로 연결되고, 상기 메인 배관을 통해 상기 선박평형수가 이송되는 밸러스트 탱크; 및
    상기 밸러스트 탱크 내에 잠수되어 설치되는 잠수형 밸러스트 펌프;를 포함하되,
    상기 메인 배관은,
    상기 선박평형수 처리부에서 상기 선박의 갑판을 통과하여 상기 밸러스트 탱크로 연결되는, 잠수형 펌프가 설치된 선박의 기관실 내 선박평형수 처리부를 갖는 선박평형수처리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 체크밸브의 배출측에는 격리밸브(isolating valve)가 설치되는, 잠수형 펌프가 설치된 선박의 기관실 내 선박평형수 처리부를 갖는 선박평형수처리시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 선박은 탱커선인, 잠수형 펌프가 설치된 선박의 기관실 내 선박평형수 처리부를 갖는 선박평형수 처리시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸러스트 탱크는,
    화물을 탑재하는 화물창의 하단에 설치되는, 잠수형 펌프가 설치된 선박의 기관실 내 선박평형수 처리부를 갖는 선박평형수 처리시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 밸러스트 펌프는,
    선박평형수를 상기 밸러스트 탱크로 이송하는 밸러스팅(ballasting)시에 가동되는, 잠수형 펌프가 설치된 선박의 기관실 내 선박평형수 처리부를 갖는 선박평형수처리시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 잠수형 밸러스트 펌프는,
    선박평형수를 상기 밸러스트 탱크에서 바다로 배출하는 디밸러스팅(deballasting)시에 가동되는, 잠수형 펌프가 설치된 선박의 기관실 내 선박평형수 처리부를 갖는 선박평형수처리시스템.


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