KR20210006805A - 선박 평형수의 수질 측정 시스템 - Google Patents

선박 평형수의 수질 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박의 균형, 안전성 및 조종 성능 향상 등을 위해 운용되는 평형수의 수질을 측정하는 선박 평형수의 수질 측정 시스템을 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 선박 내에 설치되고, 외부환경으로부터 격리되어 온도, 습도 제어를 위한 공기 조화기(12)와 평형수 분배라인(100)이 구비되는 센서룸(10); 상기 센서룸(10) 내에서 평형수 분배라인(100)에 연결되어 내부에 평형수를 담기 위한 집수챔버(22)와, 이 집수챔버(22)에 결합되어 평형수의 총 잔류 산화물질(TRO, total residual oxidant) 농도를 포함하는 수질인자를 검출하는 일렉트릭(electric) TRO 센서를 포함하는 제 1센싱부(20); 상기 제 1, 2센싱부(20)(30)에 의해 검출되는 수질인자의 값 중 어느 하나를 유효 검출 값으로 디스플레이하고, 주 센싱부 고장 시 상기 제 1, 2센싱부(20)(30)에서 측정된 값 중 하나를 유효 검출 값으로 전환 출력하도록 구비되는 제어부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 선박 평형수의 수질 측정 시스템을 이용하면, 선박 내 열악한 환경으로부터 TRO 센싱부를 안전하게 보호 관리하면서 센싱부 고장 유무를 실시간으로 판단하여 정상 센싱부로 신속하게 전환하여 운항할 수 있다는 장점이 있다.

Description

선박 평형수의 수질 측정 시스템 {Water quality measurement system of ship ballast water}
본 발명은 선박 평형수의 수질 측정 시스템으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 선박 내 열악한 환경으로부터 TRO 센싱부를 안전하게 보호 관리하면서 주 센싱부 고장 시 즉시 대체가능한 선박 평형수의 수질 측정 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 해상 운송용 선박은 균형, 안전성 및 조종 성능 향상 등을 위하여 밸러스트 수(평형수; ballast water)를 선내로 유입하여 밸러스트 상태로 항해를 하게 되는바, 여기서 밸러스트 수는 밸러스팅 작업(ballasting operation)을 통해 한 항구에서 채워져서 다른 곳으로 이송되고, 디밸러스팅 작업(deballasting operation)을 통해 새로운 항구 내에 배출된다. 이와 같이, 타지에서 유입되어 온 밸러스트 수에 포함된 해양 생물 및 병원균의 방출은 새로운 환경에 유해할 뿐만 아니라, 새로운 항구에서도 사람과 동물 모두에게 위험할 수 있다.
즉, 비-천연적인 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.
이러한 해양 생물 및 병원균에 의해 제기되는 위험을 제거하기 위해, 밸러스트 수를 살균 처리하는 방식의 밸러스트수 처리 장치를 사용하고 있고, 밸러스트 수 처리 장치가 정상적으로 동작하여 밸러스트 수가 국제해사기구(IMO : International Maritime Organization)의 기준치에 부합하는지 검사하기 위한 측정장치들이 개발되고 있다.
이에 종래에 개시된 등록특허 제10-1303349호에서, 채수 파이프에 연결되어 위치하고, 상기 채수 파이프 내부를 흐르는 채수를 인입받아 상기 채수의 총 잔류 산화물질(TRO, total residual oxidant) 농도를 측정하는 센싱부를 구비하는 하우징, 그리고 상기 채수 파이프 및 상기 하우징과 연결되어 있고, 상기 채수 파이프 내부를 흐르는 상기 채수를 상기 하우징 내부로 유입하거나 상기 하우징에 유입되어 상기 센싱부에 의해 총 잔류 산화물질 농도 측정이 완료된 채수를 상기 하우징 외부로 배출시키는 인렛 및 아웃렛 워터실(Inlet and Outlet Water Seal)을 포함하고, 상기 센싱부는, 상기 인렛 및 아웃렛 워터실을 통해 상기 하우징 내부로 유입된 채수에 DPD 시약을 투입하는 시약 투입부, 상기 시약 투입부로부터 상기 DPD 시약이 투입된 채수에 빛을 투과시켜 총 잔류 산화물질 농도를 측정하는 농도측정부, 그리고 상기 농도 측정부로부터 측정된 채수의 총 잔류 산화물질 농도를 표시하는 표시부를 포함하는 연속 측정방식의 TRO 측정장치가 제안되고 있지만, 인렛 및 아웃렛 워터실을 통해 흐르는 채수에 DPD 시약을 투입하고 이를 계속하여 측정하여야 하므로 시약의 낭비가 심하게 되고, 시약의 투입과 측정이 연속적으로 이루어짐으로써 채수에 시약이 잘 섞이지 않은 상태로 배출되게 되어 TRO 농도에 대해 정확한 측정이 불가능한 문제점이 따랐다.
또한, 다른 종래기술인 특허공개번호 10-2017-0057541에서, 배관에 흐르는 평형수가 유입되는 공급노즐; 상기 배관에 흐르는 평형수를 상기 공급노즐로 유입되도록 압력을 조정하는 압력조정기; 상기 공급노즐을 통해 유입된 평형수에 포함된 이물질을 제거하기 위한 스트레이너; 상기 공급노즐을 통해 유입된 평형수를 저장하는 비이커; 평형수의 잔류산화물 농도를 측정하기 위해 평형수를 수용하는 큐벳; 상기 비이커에 저장된 평형수를 상기 큐벳으로 이송시키는 펌프; 상기 큐벳에 수용된 평형수의 잔류산화물 농도를 측정하는 측정센서; 및 상기 큐벳에서 상기 잔류산화물 농도의 측정이 완료된 평형수를 배출하는 배출노즐을 포함하는 기술이 선 공개된바 있지만, 이러한 측정센서는 ballast main 관에서부터 분기된 배관에 설치하며, 주로 기관실에 배치되는데, 기관실은 먼지, 습도, 온도 등의 환경 관리가 어려워 센서 수명이 단축되는 실정이다. 이에 선박 입항을 위해 항구 관리자들이 배에 승선하여 평형수를 검사시 센서 고장으로 입항허가가 지연되는 사례가 비일비재가 발생되고, 운항지연에 따른 시간 및 비용 손실로 이어지는 폐단이 따랐다.
KR 10-1303349 B1 (2013.08.28.) KR 10-2017-0057541 A (2017.05.05.)
본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 포함하는 수질을 측정하는 센싱부가 선박 내에 열악한 환경으로부터 안전하게 보호 관리되어 고장률을 현저히 감소시킬 수 있는 선박 평형수의 수질 측정 시스템을 제공함을 발명에서 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 서로 상이한 측정방식의 이종계 센싱부를 복합 적용하여 다양한 유형의 평형수에 대해 측정 정밀도 향상을 도모하도록 한 선박 평형수의 수질 측정 시스템을 제공함을 발명에서 또다른 해결하고자 하는 과제로 한다.
특히, 복수 개의 센싱부를 병렬로 연결하여 각각 독립적으로 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 측정함과 더불어 각각의 검출 값을 대비 연산하는 방식으로 센싱부 고장유무 판단 및 실시간 센싱부 전환에 의해 유효 TRO 검출 값을 디스플레이하므로 총 잔류 산화물질 농도 측정오류로 인한 입항허가 지연사고가 미연에 방지되는 선박 평형수의 수질 측정 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 선박 평형수의 수질 측정 시스템을 구성하되, 선박 내에 설치되고, 외부환경으로부터 격리되어 온도, 습도 제어를 위한 공기 조화기(12)와 평형수 분배라인(100)이 구비되는 센서룸(10)와; 상기 센서룸(10) 내에서 평형수 분배라인(100)에 연결되어 내부에 평형수를 담기 위한 집수챔버(22)와, 이 집수챔버(22)에 결합되어 평형수의 총 잔류 산화물질(TRO, total residual oxidant) 농도를 포함하는 수질인자를 검출하는 일렉트릭(electric) TRO 센서를 포함하는 제 1센싱부(20)와; 상기 센서룸(10) 내에서 평형수 분배라인(100)에 연결되어, 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 포함하는 수질인자를 DPD TRO 센서로 측정하는 제 2센싱부(30); 및 상기 제 1, 2센싱부(20)(30)에 의해 검출되는 수질인자의 값 중 어느 하나를 유효 검출 값으로 디스플레이하고, 선박 내에 설치되어 평형수의 수질 인자들을 검출하는 주 센싱부 고장 시, 상기 제 1, 2센싱부(20)(30)에서 측정된 값 중 하나를 유효 검출 값으로 전환 출력하도록 구비되는 제어부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 센서룸(10)은 독립된 공간을 가지는 제 1, 2 센서룸(10A)(10B)으로 구성되어, 상기 제 1센서룸(10A)에는 제 1, 2센싱부(20)(30)가 설치되고, 상기 제 2센서룸(10B)에는 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 포함하는 수질인자를 일렉트릭 TRO 센서로 검출하는 제 3센싱부(20')와 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 포함하는 수질인자를 DPD TRO 센서로 측정하는 제 4센싱부(30')가 설치되며, 제1 센서룸(10A) 안에 설치되는 메인유로(110)는 선박의 좌현 또는 우현 중 어느 한측의 평형수메인관(1)과 연결되며, 제2 센서룸(10B) 안에 설치되는 메인유로(110)는 타측의 평형수메인관(1)에 연결되어, 선박 안으로 유입되는 평형수에 대해 4개소에서 평형수의 수질을 독립적으로 측정하도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 평형수 분배라인(100)은, 일단이 센서룸(10) 외부로 노출되어 입력포트(112)를 형성하고, 다른 일단은 센서룸(10) 외부로 노출되어 바이패스포트(114)를 형성하며, 입력포트(112)와 바이패스포트(114) 사이에서 평형수 이동을 on/off 제어하는 메인밸브(116)가 구비되는 메인유로(110)와, 입력포트(112)와 메인밸브(116) 사이에 구비되어 메인유로(110)와 일렉트릭 TRO 센서를 연결하고 제 1멀티밸브(122)에 의해 평형수 공급이 on/off 제어되는 제 1멀티유로(120)와, 메인밸브(116)와 바이패스포트(114) 사이에 구비되어 메인유로(110)와 DPD TRO 센서를 연결하고 제 2멀티밸브(132)에 의해 평형수 공급이 on/off 제어되는 제 2멀티유로(130)와, 일렉트릭 TRO 센서와 DPD TRO 센서에 일단이 각각 연결되어 제 3, 4멀티밸브(142)(152)에 의해 개폐 작동되고, 다른 일단은 센서룸(10) 외부로 연장되어 검사과정을 거친 평형수를 배출하는 제 1, 2드레인관(140)(150)으로 구성되며, 상기 멀티밸브에 의해 제 1, 2멀티유로(120)(130) 중 어느 하나를 선택적으로 off 작동하여 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 측정하는 중에 센서의 교체작업이 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입력포트(112)는 샘플링 펌프모듈(160)에 연결되어 평형수가 정압으로 공급되고, 상기 샘플링 펌프모듈(160)은 평형수메인관(1)에 연결되어 평형수를 펌핑하는 에어펌프(162)와, 에어펌프(162) 토출라인에 연결되어 평형수 토출압력을 제어하는 공압밸브(164)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명은 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 측정하는 센싱부가 선박 내에 열악한 환경으로부터 안전하게 보호 관리되어 TRO 센서의 고장률을 현저하게 낮출 수 있다.
또한, 서로 상이한 측정방식의 이종계 센싱부를 복합 적용하여 다양한 유형의 평형수에 대해 측정 정밀도 향상을 도모하며, 특히, 복수 개의 센싱부를 병렬로 연결하여 각각 독립적으로 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 측정함과 더불어 각각의 검출 값을 대비 연산하는 방식으로 센싱부 고장유무 판단 및 실시간 센싱부 전환에 의해 유효 TRO 검출 값을 디스플레이하므로 총 잔류 산화물질 농도 측정오류로 인한 입항허가 지연사고가 미연에 방지되는 효과가 있다.
그리고, 복수의 센싱부 검출 값을 대비 연산하여 센싱부 고장 유무를 검출할 수 있고, 고장 난 센싱부를 유효 TRO 검출 값 지표에서 제외하는 과정이 제어부에 의해 자동으로 수행되므로, 센싱부 검사작업을 수행하는 불필요한 인력 감축과 더불어 실시간으로 센싱부 고장 사고가 자동 복구되어 입항지연으로 인한 시간 및 비용 손실이 미연에 방지 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 평형수의 수질 측정 시스템을 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 평형수의 수질 측정 시스템의 제 1, 2센서룸 구조를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 평형수의 수질 측정 시스템의 제 2센서룸 내주 구조를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 평형수의 수질 측정 시스템을 나타내는 회로도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 평형수의 수질 측정 시스템의 센서룸 내부 구조를 나타내는 회로도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 선박 평형수의 수질 측정 시스템의 샘플링 펌프모듈을 나타내는 구성도.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 선박 평형수의 수질 측정 시스템에 관련되며, 이는 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 측정하는 센싱부가 선박 내에 열악한 환경으로부터 안전하게 보호 관리되어 조기 고장률이 현저하게 감소되고, 또 서로 상이한 측정방식의 이종계 센싱부를 복합 적용하여 다양한 유형의 평형수에 대해 측정 정밀도 향상을 도모하며, 특히, 복수 개의 센싱부를 병렬로 연결하여 각각 독립적으로 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 포함하는 수질인자들을 측정함과 더불어 각각의 검출 값을 대비 연산하는 방식으로 센싱부 고장유무 판단 및 실시간 센싱부 전환에 의해 유효 수질인자 검출 값을 디스플레이하므로 수질 측정오류로 인한 입항허가 지연사고가 미연에 방지하기 위해 센서룸(10), 제 1센싱부(20), 제 2센싱부(30), 제어부(40)를 포함하는 주요구성으로 이루어진다.
본 발명에 따른 센서룸(10)은 선박 내에 설치되고, 외부환경으로부터 격리되어 온도, 습도 제어를 위한 공기 조화기(12)와 평형수 분배라인(100)이 구비된다. 센서룸(10)은 도 1과 같이 하부에 받침다리가 설치되어 선박 바닥으로부터 이격 설치되고, 내부 격리 구획이 도어에 의해 개폐가능하게 형성된다.
그리고 상기 센서룸(10) 상부에 공기 조화기(12)가 설치되어, 온도, 습도는 물론 이물질로부터 후술하는 제 1센싱부(20), 제 2센싱부(30) 및 제어부(40)가 안전하게 보호 관리됨에 따라 외부 환경에 민감한 정밀한 전자 측정 장비들의 내구성이 높아지게 하는 효과가 있고, 또한 관리 보수의 편의성이 향상된다.
한편, 상기 센서룸(10) 내에 설치되는 제 1센싱부(20), 제 2센싱부(30)는 각각의 포트를 통하여 평형수메인관(1)과 연결되어 평형수가 센서룸(10) 내부로 공급되고, 또 제 1, 2드레인관(140)(150)을 통하여 총 잔류 산화물질 검사를 거친 평형수가 센서룸(10) 외부로 배출되게 구성된다.
본 발명에 따른 제 1센싱부(20)에 대해 구체적으로 살펴보면, 상기 센서룸(10) 내에서 평형수 분배라인(100)에 연결되어, 평형수의 총 잔류 산화물질(TRO, total residual oxidant) 농도를 일렉트릭(electric) TRO 센서로 검출하도록 구비된다. 여기서 일렉트릭 TRO 센서는 전극을 이용하여 티알오(TRO), 전도도(Conductivity), 염분도(Salinity), 수온(Water temperature), 산화환원전위(ORP), 페하(pH) 등의 수질 인자들을 동시에 측정 및 디스플레이하는 센서로서, 안정적인 측정값을 얻기 위해 평형수 분배라인(100)에 연결되어 유입된 평형수를 담아 보관하기 위한 집수챔버(22) 안에 일렉트릭 TRO 센서의 전극이 결합된다.
또한, 본 발명에 따른 제 2센싱부(30)는 센서룸(10) 내에서 평형수 분배라인(100)에 연결되어, 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 DPD TRO 센서로 측정하도록 구비된다. 여기서 DPD TRO 센서는 일반적으로 DPD(N, N-Diethyl-p-Phenylenediamine) 법을 이용한 센서로서, DPD 법은 통상적으로 채취한 샘플에 DPD시약을 혼합하고, 혼합물의 색상과 색상표를 비교하여 TRO 농도를 측정하는 방법이다. 물론 상기 DPD TRO 센서 역시 TRO 뿐만 아니라 전도도(Conductivity), 염분도(Salinity), 수온(Water temperature), 산화환원전위(ORP), 페하(pH) 값들도 동시에 측정 가능하다.
이와 같이 상기 평형수메인관(1)으로 이동되는 평형수를 제 1, 2센싱부(20)(30)에서 서로 상이한 방식으로 측정하는바, 즉, 제 1센싱부(20)에서 일렉트릭(electric) TRO 센서로 검출되고, 제 2센싱부(30)에서 DPD TRO 센서로 측정되므로 선박으로 유입되는 평형수 유형에 따라 보다 정밀한 TRO 측정값을 제공할 수 있게 된다.
상기 제 1, 2센싱부(20)(30)는 평형수메인관(1)으로부터 이어져 센서룸(10)을 관통하는 메인유로(110)에 병렬 연결되어, 평형수의 수질 검사를 각각 독립적으로 수행하도록 구비된다.
한편, 전술한 제 1, 2센싱부(20)(30) 외에도 상기 센서룸(10) 안에는 휴대용 수질측정기(Portable TRO Colorimeter)를 별도 배치할 수 있으며, 이로써 선박내로 유입되거나 외부로 배출되는 평형수를 3가지 종류의 측장장비로 계측함으로써 보다 신뢰성 있고 정확한 수질의 측정이 가능하다.
본 발명에 따른 제어부(40)는 제 1, 2센싱부(20)(30)의 검출 값 중 어느 하나를 유효 수질인자 검출 값으로 디스플레이하고, 선박의 기관실 등에 설치되어 평형수의 수질특성을 측정하여 그 값을 제공하는 주 센싱부 고장 시, 상기 제 1, 2센싱부(20)(30)에서 측정된 값 중 하나를 유효 검출 값으로 전환 출력하도록 구비된다.
상기 제어부(40)는 유효 TRO 검출 값으로 디스플레이하는 디스플레이부가 구비되고, 주 센싱부에서 측정하는 TRO 검출 값을 주기적으로 대비하여 주 센싱부의 고장여부를 감시하게 된다. 이때, 유효 TRO 검출 값을 제공하는 주 센싱부의 고장 유무 판단은, 제 1, 2센싱부(20)(30)의 검출 값을 실시간으로 대비 연산하여, 설정 값 이상으로 편차가 감지되면 고장으로 판단하고, 관리자에게 알림신호를 송출하게 된다.
그리고 상기 제 1, 2센싱부(20)(30) 중 고장 유무에 따라 유효 TRO 검출 값의 입력 지표(예컨대, 제 1, 2센싱부(20)(30) 중 택일)가 변경되어 디스플레이되는 바, 즉, 주 센싱부 고장이 발생하면 그 즉시 본 발명의 제 1센싱부(20) 또는 2센싱부(30)로 전환 작동되므로, 센싱부 고장으로 인한 입항이 지연되어 화물수송이 지연되는 사고를 일소할 수 있게 되는 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 센서룸(10)은 독립된 공간을 가지는 제 1, 2 센서룸(10A)(10B)으로 분할 구성되며, 이 경우 상측에 형성되는 하나의 공기조화기(12)에 의해 제 1, 2 센서룸(10A)(10B)이 동시에 온도, 습도가 관리된다.
상기 제 1센서룸(10A)에는 제 1, 2센싱부(20)(30)가 설치되고, 마찬가지로 상기 제 2센서룸(10B)에는 도 3과 같이 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 일렉트릭 TRO 센서로 검출하는 제 3센싱부(20')와 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 DPD TRO 센서로 측정하는 제 4센싱부(30')가 설치된다.
즉, 제 1 내지 4 센싱부(20)(20')(30)(30')가 제 1, 2 센서룸(10A)(10B)에 설치되고, 도 4에서와 같이 상기 제 1, 2 센서룸(10A)(10B) 안으로 관통 설치되는 각각의 메인유로(110)에 병렬 연결되어 총 잔류 산화물질 농도를 독립적으로 측정하게 된다.
이 때 제1 센서룸(10A) 안에 설치되는 메인유로(110)는 좌현 쪽 평형수메인관(1)에 설치되는 샘플링 펌프모듈(160)과 연결되며, 제2 센서룸(10B) 안에 설치되는 메인유로(110)는 우현 쪽 평형수메인관(1)에 설치되는 샘플링 펌프모듈(160)과 연결되게 구성하여, 선박 안으로 유입되는 평형수에 대해 4개소에서 총 잔류 산화물질 농도를 독립적으로 측정하게 된다.
그리고, 상기 제어부(40)는 제 1 내지 4 센싱부(20)(20')(30)(30') 검출 값 간에 편차 값을 연산하고, 상기 편차 값이 설정 값 이상으로 검출되는 센싱부에 대해 고장으로 판단하고, 그 외 센싱부 중 어느 하나의 검출 값이 유효 TRO 검출 값으로 디스플레이 되도록 구비된다.
이처럼, 좌, 우현측으로 유입되는 평형수를 이종(일렉트릭 및 DPD TRO 센서)의 센싱부를 이용하여 검출 값을 대비 연산하게 되므로, 측정값의 신뢰도를 높이는 효과를 제공할 수 있을 뿐 아니라, 센싱부 고장 유무가 신속하게 검출되고, 고장 난 센싱부를 유효 TRO 검출 값 지표에서 제외하는 과정이 제어부(40)에 의해 자동으로 수행되므로, 센싱부 고장으로 입항 허가가 지연되는 일을 미연에 방지할 수 있다.
도 5에서, 상기 평형수 분배라인(100)은, 일단이 센서룸(10) 외부로 노출되어 입력포트(112)를 형성하고, 다른 일단은 센서룸(10) 외부로 노출되어 바이패스포트(114)를 형성하며, 입력포트(112)와 바이패스포트(114) 사이에서 평형수 이동을 on/off 제어하는 메인밸브(116)가 구비되는 메인유로(110)와, 입력포트(112)와 메인밸브(116) 사이에 구비되어 메인유로(110)와 일렉트릭 TRO 센서가 결합되는 집수챔버(22)를 연결하고 제 1멀티밸브(122)에 의해 평형수 공급이 on/off 제어되는 제 1멀티유로(120)와, 메인밸브(116)와 바이패스포트(114) 사이에 구비되어 메인유로(110)와 DPD TRO 센서를 연결하고 제 2멀티밸브(132)에 의해 평형수 공급이 on/off 제어되는 제 2멀티유로(130)와, 일렉트릭 TRO 센서와 DPD TRO 센서에 일단이 각각 연결되어 제 3, 4멀티밸브(142)(152)에 의해 개폐 작동되고, 다른 일단은 센서룸(10) 외부로 연장되어 검사과정을 거친 평형수를 배출하는 제 1, 2드레인관(140)(150)으로 구성된다.
이처럼, 상기 멀티밸브에 의해 제 1, 2멀티유로(120)(130) 중 어느 하나를 선택적으로 off 작동하여 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 측정하는 중에 센서의 교체작업이 가능하도록 구비된다.
일예로서, 선박 운항 중에 제 1센싱부(20)가 고장 시, 제 1, 3멀티밸브(122)(142)를 off 작동하여 평형수 공급 및 역류현상이 차단되도록 조치한 상태로 일렉트릭 TRO 센서가 간단하게 교체되고, 일렉트릭 TRO 센서가 교체되는 동안 DPD TRO 센서로 평형수 이동이 허용되면서 총 잔류 산화물질 농도를 포함하는 다른 수질 인자들의 측정이 지속적으로 이루어진다.
도 4를 참조하면, 상기 샘플링 펌프모듈(160)은 엔진룸(기관실) 안에 총 4개소에 형성된다. 선박내로 평형수 유입시 TRO를 측정하기 위해 엔진룸의 씨체스트(Sea chest)에 연결되는 평형수메인관(1)의 좌, 우현측에 각각 설치되며, 또한, 선박의 평형수탱크 안의 평형수를 배출하기 전 TRO를 측정하기 위해 엔진룸의 전방 양측에서 화물칸으로부터 이어지는 평형수관에 각각 연결 구성된다.
센서룸(10)의 외부에 노출 형성되는 입력포트(112)는 샘플링 펌프모듈(160)에 연결되어 평형수를 공급받게 된다. 상기 샘플링 펌프모듈(160)은 평형수를 펌핑하여 정압으로 공급하기 위한 에어펌프(162)와, 에어펌프(162) 토출라인에 연결되어 평형수 토출압력을 제어하는 공압밸브(164)로 이루어진다.
이처럼, 상기 에어펌프(162) 작동 및 공압밸브(164)에 의한 평형수 토출 압력이 공압에 의해 정밀 제어됨에 따라 선박 내 설치장소에 구애받지 않고 센서룸(10)의 배치가 가능하고, 특히 평형수메인관(1) 내부 압력에 영향을 받지 않고 샘플링 펌프모듈(160)에 의해 평형수 공급 압력이 정압으로 유지됨에 따라 총 잔류 산화물질 농도 측정에 따른 정밀도 향상됨과 더불어 장시간 구동에 따른 측정값의 편차가 크지않고 안정적인 측정값을 제공할 수 있게 된다.
전술한 제 1센싱부(20), 제 2센싱부(30) 및 휴대용 수질측정기(Portable TRO Colorimeter)들에 의해 측정 가능한 수질 인자들은 설명의 편의를 위해 TRO를 중점을 두었으나, 그 외에도 전도도(Conductivity), 염분도(Salinity), 수온(Water temperature), 산화환원전위(ORP) , 페하(pH) 등의 수질 인자들도 측정 가능하므로, TRO 값만 한정하여 이해하여서는 안 될 것이다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.
1: 평형수메인관 10: 센서룸
10A: 제 1 센서룸 10B: 제 2 센서룸
12: 공기 조화기 20: 제 1센싱부
20': 제 3센싱부 22: 집수챔버
30: 제 2센싱부 30': 제 4센싱부
40: 제어부 100: 평형수 분배라인
110: 메인유로 112: 입력포트
114: 바이패스포트 116: 메인밸브
120: 제 1멀티유로 122: 제 1멀티밸브
130: 제 2멀티유로 132: 제 2멀티밸브
140: 제 1드레인관 142: 제 3멀티밸브
150: 제 2드레인관 152: 제 4멀티밸브
160: 샘플링 펌프모듈 162: 에어펌프
164: 공압밸브

Claims (5)

  1. 선박 내에 설치되고, 외부환경으로부터 격리되어 온도, 습도 제어를 위한 공기 조화기(12)와 평형수 분배라인(100)이 구비되는 센서룸(10);
    상기 센서룸(10) 내에서 평형수 분배라인(100)에 연결되어 내부에 평형수를 담기 위한 집수챔버(22)와, 이 집수챔버(22)에 결합되어 평형수의 총 잔류 산화물질(TRO, total residual oxidant) 농도를 포함하는 수질인자를 검출하는 일렉트릭(electric) TRO 센서를 포함하는 제 1센싱부(20);
    상기 센서룸(10) 내에서 평형수 분배라인(100)에 연결되어, 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 포함하는 수질인자를 DPD TRO 센서로 측정하는 제 2센싱부(30); 및
    상기 제 1, 2센싱부(20)(30)에 의해 검출되는 수질인자의 값 중 어느 하나를 유효 검출 값으로 디스플레이하고, 선박 내에 설치되어 평형수의 수질 인자들을 검출하는 주 센싱부 고장 시, 상기 제 1, 2센싱부(20)(30)에서 측정된 값 중 하나를 유효 검출 값으로 전환 출력하도록 구비되는 제어부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박 평형수의 수질 측정 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센서룸(10)은 독립된 공간을 가지는 제 1, 2 센서룸(10A)(10B)으로 구성되어, 상기 제 1센서룸(10A)에는 제 1, 2센싱부(20)(30)가 설치되고, 상기 제 2센서룸(10B)에는 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 포함하는 수질인자를 일렉트릭 TRO 센서로 검출하는 제 3센싱부(20')와 평형수의 총 잔류 산화물질 농도를 포함하는 수질인자를 DPD TRO 센서로 측정하는 제 4센싱부(30')가 설치되며,
    제1 센서룸(10A) 안에 설치되는 메인유로(110)는 선박의 좌현 또는 우현 중 어느 한측의 평형수메인관(1)과 연결되며, 제2 센서룸(10B) 안에 설치되는 메인유로(110)는 타측의 평형수메인관(1)에 연결되어, 선박 안으로 유입되는 평형수에 대해 4개소에서 평형수의 수질을 독립적으로 측정하도록 구성됨을 특징으로 하는 선박 평형수의 수질 측정 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부(40)에서 제 1 내지 4 센싱부(20)(20')(30)(30')의 검출 값을 대비 연산하여 센싱부 고장 유무를 판단하고, 고장 센싱부를 제외한 나머지 센싱부 중 어느 하나의 검출값이 유효 수질인자 검출 값으로 디스플레이 되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 선박 평형수의 수질 측정 시스템.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평형수 분배라인(100)은, 일단이 센서룸(10) 외부로 노출되어 입력포트(112)를 형성하고, 다른 일단은 센서룸(10) 외부로 노출되어 바이패스포트(114)를 형성하며, 입력포트(112)와 바이패스포트(114) 사이에서 평형수 이동을 on/off 제어하는 메인밸브(116)가 구비되는 메인유로(110)와, 입력포트(112)와 메인밸브(116) 사이에 구비되어 메인유로(110)와 일렉트릭 TRO 센서가 결합되는 집수챔버(22)를 연결하고 제 1멀티밸브(122)에 의해 평형수 공급이 on/off 제어되는 제 1멀티유로(120)와, 메인밸브(116)와 바이패스포트(114) 사이에 구비되어 메인유로(110)와 DPD TRO 센서를 연결하고 제 2멀티밸브(132)에 의해 평형수 공급이 on/off 제어되는 제 2멀티유로(130)와, 일렉트릭 TRO 센서와 DPD TRO 센서에 일단이 각각 연결되어 제 3, 4멀티밸브(142)(152)에 의해 개폐 작동되고, 다른 일단은 센서룸(10) 외부로 연장되어 검사과정을 거친 평형수를 배출하는 제 1, 2드레인관(140)(150)으로 구성됨을 특징으로 하는 선박 평형수의 수질 측정 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 입력포트(112)는 평형수메인관(1)에 연결되어 평형수를 펌핑하는 에어펌프(162)와, 에어펌프(162) 토출라인에 연결되어 평형수 토출압력을 제어하는 공압밸브(164)로 구성되는 샘플링 펌프모듈(160)에 연결되어 평형수가 정압으로 공급되도록 구성됨을 특징으로 하는 선박 평형수의 수질 측정 시스템.
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