WO2014046506A1 - 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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supply
ballast water
unit
electrolysis
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표태성
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Definitions

  • the present invention relates to a ballast water treatment system and a control method thereof, and more particularly, a fluid supplying fluid to an electrolysis part by drawing a part of ballast water or injecting brine from the inlet pipe into which the ballast water flows and the inlet pipe.
  • an electrolysis unit configured to electrolyze the fluid supplied from the supply unit and the fluid supply unit to generate electrolytic water including a sterilizer, wherein the fluid supply unit draws a part of ballast water from the inlet pipe or receives brine from the brine supply unit.
  • Electrolysis including a brine supply for supplying the calculated amount of brine according to the Since the amount of brine to be supplied to the ballast water is calculated in consideration of the electrical conductivity and temperature of the ballast water, it is possible to prevent the supply of excess or undersized brine to improve the efficiency of disinfectant production and to optimize the efficiency of the brine injection.
  • Ballast water refers to seawater that fills ballast tanks in ships in order to balance the ships when the ships operate without loading.
  • the rate of maritime transportation is gradually increasing. Accordingly, the number of ships and the size of ships are increasing rapidly, and the amount of ballast used by ships is also greatly increased.
  • the amount of ballast water used by ships increases, the incidence of damage to indigenous marine ecosystems caused by foreign marine species also increases.
  • IMO International Maritime Organization
  • the ballast water is discharged after sterilization using a method such as heat treatment, chemical treatment, electrolysis, and the like.
  • a method such as heat treatment, chemical treatment, electrolysis, and the like.
  • the heat treatment method there is a problem that it is difficult to treat the heat-resistant microorganisms or inorganic pollutants
  • the chemical treatment method there is a problem that can cause a second pollution after the ballast water treatment
  • the ballast water flowing into the vessel Electrolysis of a part of electrolytic water is produced, and the method of disinfecting the ballast water by supplying the electrolyzed water to the ballast water is widely used.
  • the ballast water to be electrolyzed should have a salinity above a certain level. Since most ships operate the ocean, seawater is used as the ballast water to dissolve hypochlorite, sodium hypochlorite, and hypochlorite. It has enough salinity to produce a disinfectant such as ions, but when the ship runs in brackish or fresh water areas, the ballast water flowing into the ship does not have sufficient salinity, so it is separately brine in the ballast water drawn out for electrolysis.
  • the method of determining the injection amount of the brine in the ballast water withdrawal for electrolysis is installed by installing a salinometer on the ballast water inlet side of the vessel and comparing the salinity value measured in the salinity meter with the reference standard salinity value is measured Will be decided.
  • the present invention has been made to solve the above problems,
  • the present invention is to supply the brine to the ballast water to be electrolyzed when the low salinity ballast water flows into the vessel to correct the salinity, smart electricity that can be optimally injected brine can be smoothly generated to sterilize the ballast water
  • the purpose is to provide a decomposition ballast water treatment system and a control method thereof.
  • the present invention can maintain the optimum ballast water sterilization efficiency by supplying an appropriate amount of brine to the ballast water to be electrolyzed, and to maintain the optimum ballast water sterilization efficiency, it is possible to prevent the supply of excess brine to achieve economic efficiency
  • the purpose of the present invention is to provide a smart electrolysis ballast water treatment system and a control method thereof.
  • the present invention determines the amount of brine to be supplied to the ballast water to be electrolyzed by measuring the electrical conductivity and the temperature of the ballast water flowing into the vessel, smart electrolysis capable of optimum saline injection that can supply a suitable amount of brine It is an object of the present invention to provide a ballast water treatment system and a control method thereof.
  • the present invention is the number of ballast to be electrolyzed according to the value measured in the first measuring unit Smart electrolysis ballast water treatment system capable of optimal salt injection to improve the electrolysis efficiency since the salinity correction and the salinity correction ballast water is measured by the second measuring unit to control the output of the electrolysis unit.
  • the purpose is to provide a control method.
  • the present invention is the storage module and the amount of salt water to be injected according to the electrical conductivity and temperature of the ballast water flowing into the vessel of the brine corresponding to the electrical conductivity and temperature of the ballast water received from the first measuring unit Smart electrolysis ballast water treatment system and its control capable of optimal brine injection to improve the efficiency of salt water supply, including a brine amount calculation module for calculating the amount of brine to be supplied by obtaining the amount from the storage module
  • the purpose is to provide a method.
  • the present invention is implemented by the embodiment having the following configuration to achieve the above object.
  • the smart electrolysis ballast water treatment system capable of optimal salt water injection includes an inlet pipe into which the ballast water is introduced; A fluid supply unit for drawing a part of ballast water from the inlet pipe or receiving brine to supply fluid to an electrolysis unit; And an electrolysis unit configured to electrolyze the fluid supplied from the fluid supply unit to generate electrolyzed water including a sterilizing agent, wherein the fluid supply unit draws a part of ballast water from the inlet pipe or receives brine from the brine supply unit. And a first measuring unit for measuring the electrical conductivity and the temperature of the ballast water before the electrolytic water is mixed and moved through the inlet pipe, and the electrical conductivity measured by the first measuring unit.
  • the amount of brine to be supplied to the ballast water to be electrolyzed is calculated in consideration of the electrical conductivity and the temperature of the ballast water, including the brine supply unit for supplying the amount of brine calculated according to the temperature to the withdrawal unit, excess or under It is possible to improve the efficiency of the production of the disinfectant by preventing the supply of brine, it is characterized in that it can be economical.
  • the fluid supply unit adds a second measurement unit for measuring the salinity of the fluid flowing into the electrolysis unit
  • the electrolysis unit is characterized in that the output is adjusted by the salinity value of the fluid measured by the second measuring unit.
  • the smart electrolysis ballast water treatment system capable of optimal saline injection further comprises a controller, the controller to be supplied according to the electrical conductivity and temperature of the ballast water
  • the controller should be supplied to the outlet by analyzing the information output from the saline amount calculation module Instructing the brine supply unit to supply the brine in accordance with the information output from the brine supply determination module for determining whether there is brine, and the brine supply determination module to be supplied to the extraction unit in the brine quantity calculation module It characterized in that it further comprises a salt water supply instruction module.
  • the withdrawal part is connected to the inlet pipe in the rear of the first measuring unit flows through the inlet pipe
  • a drawing pipe for supplying a part of ballast water to the electrolysis unit, and a drawing pump connected to the drawing pipe and transporting a fluid
  • the brine supply part is connected to the brine tank in which the brine is stored, and the other end of the brine tank.
  • the brine supply pipe is connected to the outlet pipe, characterized in that it comprises a brine pump connected to the brine supply pipe to transport the brine.
  • a control method for a smart electrolysis ballast water treatment system capable of optimal salt water injection includes a ballast water information collecting step of the controller to obtain information of the ballast water flowing into the vessel;
  • the controller includes a brine supply determination and instruction step of instructing supply of the brine by determining whether the brine to be supplied by analyzing the information of the ballast water collected in the ballast water information collection step, the ballast water information collection step
  • the control unit includes a first measurement unit data collection step of obtaining data on the value of the electrical conductivity and the temperature of the ballast water output from the first measurement unit, wherein the salt water supply determination and indicating step is the salt water quantity calculation module
  • a brine supply amount estimating step of estimating the amount of saline to be supplied to the withdrawal unit by acquiring an amount of saline corresponding to the electrical conductivity and temperature of the ballast water collected in the measurement unit data collection step.
  • the saltwater supply determination and indicating step is the saltwater supply determination module is the saltwater supply amount calculation step Analyzing the information on the amount of brine calculated in the brine supply determination step to determine whether there is a brine to be supplied to the withdrawal unit, and when the brine supply determination step determines that there is a brine to be supplied to the withdrawal unit
  • the brine supply instruction module may further include a brine supply instruction step of instructing the supply of a predetermined amount of brine to the brine supply unit according to the information calculated in the brine supply amount calculation step.
  • the control method of the smart electrolysis ballast water treatment system capable of optimal saline injection in accordance with the present invention is to control the flow of the fluid to the outlet portion after the flow rate control unit after determining and indicating the salt water supply A fluid supply instruction step;
  • the controller controls the operation of the electrolysis unit according to the data output to the second measurement unit to generate the electrolytic water, and further comprising the electrolytic water generation and supply step of instructing the supply to the inlet pipe;
  • the generating and supplying step may include an electrolysis instruction step of instructing the electrolysis of the fluid by adjusting the magnitude of the voltage supplied to the electrolytic cell according to the data obtained by the electrolysis control unit.
  • the present invention can obtain the following effects by the configuration, combination, and use relationship described above with the present embodiment.
  • the present invention is to supply the brine to the ballast water to be electrolyzed when the ballast water of low salinity is introduced into the ship to correct the salinity, there is an effect that can smoothly produce the sterilizer for sterilizing the ballast water.
  • the present invention can supply an appropriate amount of brine to the ballast water to be electrolyzed to generate a fungicide to maintain the optimum ballast water sterilization efficiency, it is possible to prevent the supply of excess brine to achieve economic efficiency.
  • the present invention determines the amount of brine to be supplied to the ballast water to be electrolyzed by measuring the electrical conductivity and temperature of the ballast water flowing into the vessel, there is an effect that can supply a suitable amount of brine.
  • the present invention is the number of ballast to be electrolyzed according to the value measured in the first measuring unit Since the salinity is corrected and the salinity corrected ballast water is measured by the second measuring unit to control the output of the electrolytic unit, there is an effect of improving the electrolytic efficiency.
  • the present invention is the storage module and the amount of salt water to be injected according to the electrical conductivity and temperature of the ballast water flowing into the vessel of the brine corresponding to the electrical conductivity and temperature of the ballast water received from the first measuring unit Including the brine amount calculation module for calculating the amount of the brine to be supplied to obtain the amount from the storage module, there is an effect that can improve the supply efficiency of the brine.
  • FIG. 1 is a block diagram of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a controller used in the ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a reference diagram for explaining a storage module used in the ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flow chart showing a control method of the ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a block diagram of a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a block diagram of a controller used in the ballast water treatment system according to the present invention
  • Figure 4 is a reference diagram for explaining a storage module used in the ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is an embodiment of the present invention It is a flowchart which shows the control method of the ballast water treatment system which concerns on an example.
  • a smart electrolysis ballast water treatment system capable of optimally injecting brine according to an embodiment of the present invention may include an inlet pipe 1 through which ballast water is introduced, and the The ballast tank (2) connected to the end of the inlet pipe (1) stores the ballast water, and supplies the fluid formed by drawing a portion of the ballast water from the inlet pipe (1) or injecting brine to the electrolysis unit (4)
  • the electrolysis unit 4 to electrolyze the fluid supplied from the fluid supply unit 3 to generate an electrolytic water containing a sterilizing agent, and the electrolyzed water generated by the electrolysis unit 4
  • Electrolyzed water supply unit 5 for supplying to the outlet pipe (4), and a controller (6) for controlling the operation of the ballast water treatment system, to prevent the supply of excess or excessive brine to the ballast water to be electrolyzed It is possible to improve the production efficiency of the disinfectant and to improve the economics.
  • the inlet pipe (1) is a pipe for supplying the ballast water introduced to the ballast tank (2), the inlet pipe (1) is supplied with electrolytic water containing a sterilizer will be described in detail below.
  • the inlet pipe 1 is provided with a water intake pump 11, concentration sensor 12, water intake valve 13, water intake meter 14 and the like.
  • the intake pump 11 is installed at the front end side of the inlet pipe 1 and operates under the control of the controller 6 to transport ballast water through the inlet pipe 1. It is possible to control the flow rate of the ballast water transported through the inlet pipe 1 by controlling the strength of the output.
  • the concentration sensor 12 is a sensor installed at the rear side of the inlet pipe 2 to measure the concentration of the oxidant present in the ballast water mixed with electrolytic water, by measuring the concentration of residual chlorine contained in the ballast water Calculate the concentration of the oxidant. The value measured by the concentration sensor 12 is transmitted to the controller 6.
  • the intake valve 13 is installed in the inlet pipe 1 on the rear side of the concentration sensor 12 and is configured to adjust the flow rate of the ballast water flowing through the inlet pipe 1 under the control of the controller 6.
  • Ball valve type 2-way valve can be used.
  • the water intake meter 14 is installed in the inlet pipe 1 on the rear side of the intake valve 13 to measure the flow rate of the ballast water supplied to the ballast tank 2 through the inlet pipe 1. The value measured by the water intake meter 14 is transmitted to the controller 6.
  • the ballast tank (2) is connected to the end of the inlet pipe (1) is configured to store ballast water mixed with electrolytic water containing a sterilant transported through the inlet pipe (1), for example, cylindrical, rectangular It may be formed in various shapes such as, and may be made of various materials such as SUS304 or SPV300.
  • the fluid supply part 3 is configured to draw a part of the ballast water from the inlet pipe 1 or to supply the fluid formed by injecting the brine to the electrolysis part 4, the outlet part 31, the first measuring part 32, a salt water supply unit 33, a flow meter 34, the second measuring unit 35 and the like.
  • the withdrawal part 31 is configured to withdraw a part of ballast water from the inlet pipe 1 or to supply the fluid formed by receiving the brine from the brine supply part 33 to the electrolytic part 4, the withdrawal pipe 311, the extraction valve 312, the extraction pump 313, and the like.
  • the outlet pipe 311 is connected in communication with the inlet pipe 1 between the first measuring unit 32 and the concentration sensor 12 to electrolyze a portion of the ballast water flowing through the inlet pipe 1.
  • the brine supply pipe 332 to be described later is connected to the outlet pipe 41.
  • the withdrawal valve 312 and the withdrawal pump 313 are installed in the withdrawal pipe 311.
  • the brine is supplied to the outlet pipe 311 by the brine supply unit 33 to be described later, the ballast water to the outlet pipe 311 Rather, since the brine flows, the ballast water and the brine supplied to the electrolysis unit 4 through the outlet pipe 311 are collectively referred to as fluids throughout the specification.
  • the withdrawal valve 312 is installed at the front end side of the withdrawal pipe 311 and operates under the control of the controller 6 to regulate the flow rate of the ballast water flowing through the withdrawal pipe 311.
  • the withdrawal pump 313 is installed in the withdrawal tube 311 on the rear side of the withdrawal valve 312 and operates under the control of the controller 6 to transport fluid through the withdrawal tube 311.
  • the first measuring unit 32 is configured to measure the electrical conductivity and the temperature of the ballast water before the electrolytic water is mixed in the inlet pipe 1 at the rear side of the intake pump 11, and the first measuring unit ( The value measured at 32 is transmitted to the controller 6.
  • the first measuring unit 32 is formed in one integrated configuration and simultaneously measures electrical conductivity and temperature.
  • the brine supply unit 33 is configured to supply the brine of the amount calculated according to the electrical conductivity and the temperature measured by the first measuring unit 32 to the extraction unit 31, controlled by the controller 6 do.
  • ballast water has salinity enough to produce a disinfectant during electrolysis using seawater, but when the vessel travels in brackish or fresh water areas, the incoming ballast water does not have sufficient salinity.
  • the brine is fed through).
  • the amount of brine supplied through the brine supply unit 33 is calculated in consideration of the electrical conductivity and the temperature of the incoming ballast water, unlike the conventional method, which will be described in detail below.
  • the brine tank 331 is a configuration in which the brine having a high salinity is stored, the brine may be used seawater or salt dissolved water.
  • the brine supply pipe 332 is one end is connected to the brine tank 331 and the other end is connected to the outlet pipe 311 between the withdrawal pump 313 and the flow meter 34, the brine to the outlet pipe 311 Supplies).
  • the brine pump 333 is installed on the tip side of the brine supply pipe 332 is operated under the control of the controller 6 is configured to transport the brine through the brine supply pipe 332.
  • the salt water valve 334 is installed in the salt water supply pipe 332 on the rear side of the salt water pump 333 and controls the flow rate of the brine flowing through the salt water supply pipe 332 under the control of the controller 6.
  • the flow meter 34 is installed in the withdrawal pipe 311 on the rear side of the portion where the brine supply pipe 332 is connected to the withdrawal pipe 311 to the electrolysis unit 4 through the withdrawal pipe 311. With the configuration for measuring the flow rate of the fluid to be supplied, the value measured at the flow meter 34 is transmitted to the controller 6.
  • the second measuring unit 35 is configured to measure the salinity of the fluid is installed in the outlet pipe 311 of the rear side of the flow meter 34, the value measured by the second measuring unit 35 is the controller ( 6).
  • a salinometer may be used as the second measuring unit 35.
  • the electrolysis unit 4 is configured to generate an electrolytic water containing a sterilizing agent by electrolyzing the fluid supplied from the fluid supply unit 3, and includes an electrolytic cell 41, a rectifier 42 and the like.
  • the electrolytic cell 41 is configured to electrolyze by receiving a fluid, the fluid has a certain salinity of more than a predetermined amount of electrolytic water containing an oxidizing agent, such as hypochlorous acid, sodium hypochlorite, hypochlorite ion acting as a disinfectant during electrolysis Is generated.
  • an oxidizing agent such as hypochlorous acid, sodium hypochlorite, hypochlorite ion acting as a disinfectant during electrolysis Is generated.
  • the rectifier 42 converts an AC voltage into a DC voltage to supply the electrolytic cell 41.
  • the rectifier 42 changes the strength of the voltage supplied to the electrolytic cell 41 under the control of the controller 6 to generate a disinfectant. Adjust
  • the electrolytic water supply unit 5 is configured to supply the electrolytic water generated in the electrolysis unit 4 to the inlet pipe 1 under the control of the controller 6, and the gas separator 51 and the electrolytic water supply pipe 52. ), The supply valve 53 and the like.
  • the gas separator 51 is connected to the electrolyzer 41 to separate and remove gases such as hydrogen and chlorine generated during the electrolysis of the fluid in the electrolyzer 41, and in the gas separator 51. Electrolyzed water from which gas has been removed is supplied to the inlet pipe 1 through the electrolytic water supply pipe 52.
  • the electrolytic water supply pipe 52 is connected to the gas separator 51 to supply the electrolyzed water from which gas is separated to the inlet pipe 1, and the end of the electrolytic water supply pipe 52 is the first measuring unit 32.
  • the supply valve 53 is installed in the electrolytic water supply pipe 52 and controls the flow rate of the electrolytic water flowing through the electrolytic water supply pipe 52 under the control of the controller 6.
  • the controller 6 is configured to control the overall operation of the ballast water treatment system, the transmission and reception unit 61, the flow control unit 62, the salt water supply control unit 63, the electrolysis control unit 64, the control unit 65 and the like.
  • the transceiver 61 receives signals from various instruments of the ballast water treatment system and controls the flow rate controller 62, the brine supply controller 63, the electrolysis controller 64, and the controller 65. Send an instruction.
  • the flow rate adjusting unit 62 controls the operation of the water intake pump 11, the water intake valve 12, the extraction valve 312, the extraction pump 313, and the supply valve 312 to the inlet pipe 1. Adjust the amount of ballast water introduced, the amount of ballast water introduced into the outlet pipe 311, the amount of electrolytic water supplied to the inlet pipe (1).
  • the brine supply control unit 63 is configured to control the operation of the brine supply unit 33 to adjust the amount of brine supplied to the withdrawal unit 31, the storage module 631, the brine amount calculation module 632 ), A salt water supply determination module 633, a salt water supply instruction module 634, and the like.
  • the storage module 631 stores the amount of the brine to be supplied according to the electrical conductivity and the temperature of the ballast water in order to generate a range of disinfectant during electrolysis of the ballast water.
  • the ballast water treatment system when calculating the amount of the brine supplied through the brine supply unit 33, considering the electrical conductivity and temperature of the incoming ballast water, unlike the conventional method, which is the temperature even if the ballast water has a sufficient salinity In the low case, the electrolysis does not occur smoothly, considering that the amount of the disinfectant produced in the electrolysis unit 4 does not reach the reference value.
  • the brine amount calculation module 632 obtains the amount of saline corresponding to the electrical conductivity and the temperature of the ballast water received from the first measuring unit 32 from the storage module 631 to the withdrawal unit 31. Print information about the amount of brine to be supplied. For example, as shown in FIG. 4, it is assumed that the storage module 631 stores the electrical conductivity of the ballast water and the amount of the brine to be supplied according to the temperature. If the value of the conductivity of the ballast water is A2 and the temperature of the ballast water is B2, the amount of brine to be supplied is estimated to be C22.
  • the saltwater quantity calculation module 632 does not calculate the amount of saltwater to be supplied by a direct calculation, and stores the saltwater amount corresponding to the electrical conductivity and temperature received from the first measuring unit 32. Since the amount of brine to be obtained is calculated from (), it is possible to quickly calculate the amount of brine to be supplied, thereby improving the efficiency of the brine supply.
  • the brine supply determination module 633 is a module for analyzing the information output from the brine calculation module 632 to determine whether the brine to be supplied to the withdrawal unit 31 and outputs the result, the brine amount calculation If the amount of the brine output from the module 632 is not zero, it is determined that there is a brine to be supplied to the withdrawal unit (1).
  • the brine supply instruction module 634 determines that the brine supply determination module 633 is brine to be supplied to the withdrawal unit 31, the brine according to the information output from the brine amount calculation module 632 The supply part 33 is instructed to supply a certain amount of brine.
  • the electrolysis control unit 64 adjusts the magnitude of the voltage supplied to the electrolytic cell 41 according to the signal output from the second measuring unit 35 to adjust the amount of the sterilizer produced by the electrolytic cell 41. To control.
  • the controller 65 controls the overall operation of the controller 6.
  • the control method of the ballast water treatment system is the ballast water information collection step (S1) , Salt water supply determination and instruction step (S2), fluid supply instruction step (S3), electrolytic water generation and supply step (S4).
  • the ballast water information collecting step (S1) is a step in which the controller 6 acquires the information of the ballast water flowing into the ship, and includes an inflow information receiving step (S11) and a first measuring unit data collecting step (S12). do.
  • the inflow information receiving step S11 is a step in which the transceiver 61 receives inflow information for operating the intake pump 11 to allow ballast water to flow into the inflow pipe 1.
  • the first measuring unit data collection step (S12) is the electricity of the ballast number output from the first measuring unit 32 by the control unit 65 through the transmission unit 61 after the inflow information receiving step (S11) Acquiring data on conductivity and temperature values.
  • the brine supply determination and indicating step (S2) is the controller 6 analyzes the ballast water information collected in the ballast water information collection step (S1) to determine whether the brine to be supplied to instruct the supply of brine In the step, the saltwater supply amount calculation step (S21), the brine supply availability determination step (S22), and the brine supply instruction step (S23).
  • the brine supply amount calculation step (S21) is the amount of salt solution corresponding to the electrical conductivity and temperature of the ballast water collected by the brine amount calculation module 632 in the first measurement unit data collection step (S21) the storage module ( 631) to calculate the amount of brine to be supplied to the outlet 31.
  • the brine supply determination module 633 analyzes information on the amount of brine calculated in the brine supply amount calculation step (S21) to be supplied to the withdrawal unit 31 If the amount of the brine calculated in the brine supply amount calculation step (S21) is not zero, it is determined that there is a brine to be supplied to the withdrawal unit (1).
  • the brine supply instruction module 634 calculates the brine supply amount step ( It is a step of instructing the supply of a predetermined amount of brine to the brine supply unit 33 according to the information calculated in S21).
  • the flow rate control unit ( 62) opens the draw valve 312 and operates the draw pump 313 to instruct the supply of fluid.
  • the electrolyzed water generation and supply step S4 may be performed by the controller 6 controlling the operation of the electrolysis unit 4 according to the data output from the second measurement unit 35 after the fluid supply command step S3.
  • Generating electrolyzed water and instructing supply of the electrolyzed water to the inlet pipe 1 includes a second measurement unit data collection step S41, an electrolysis instruction step S42, and an electrolysis water supply instruction step S43. .
  • the second measuring unit data collection step (S41) is the salinity of the fluid output from the second measuring unit 35 by the control unit 65 through the transmission unit 61 after the fluid supply instruction step (S3). Acquiring data about a value.
  • the electrolysis instruction step (S42) is a fluid by adjusting the magnitude of the voltage supplied to the electrolytic cell 41 according to the data obtained by the electrolysis control unit 64 in the second measurement unit data collection step (S41) Directing electrolysis.
  • the electrolytic water supply instructing step (S43) is a step in which the flow rate adjusting unit 62 opens the supply valve 53 to supply the electrolytic water to the inlet pipe 1 after the electrolysis instructing step S43.
  • the ballast water treatment system determines the amount of brine to be supplied to the ballast water to be electrolyzed by measuring the electrical conductivity and the temperature of the ballast water flowing into the vessel, it is possible to supply a suitable amount of brine to produce an appropriate range of disinfectant It is possible to maintain the optimum ballast water sterilization efficiency, it is characterized by the economic efficiency by preventing the supply of excess brine.

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Abstract

본 발명은 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 전기분해될 밸러스트수에 공급되어야 할 염수의 양이 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 고려하여 산정되므로 과잉 또는 과소의 염수 공급을 방지하여 살균제 생성효율을 향상시킬 수 있고 경제성을 도모할 수 있는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법에 대한 것이다.

Description

최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법
본 발명은 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 밸러스트수가 유입되는 유입관과 상기 유입관으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하거나 염수를 주입받아 유체를 전기분해부에 공급하는 유체공급부와 상기 유체공급부에서 공급된 유체를 전기분해하여 살균제를 포함하는 전해수를 생성하는 전기분해부를 포함하며, 상기 유체공급부는 상기 유입관으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하거나 염수공급부로부터 염수를 공급받아 유체를 전기분해부에 공급하는 인출부와 상기 유입관을 통해 이동하며 전해수가 혼합되기 전의 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 측정하는 제1측정부와 상기 제1측정부에서 측정된 전기전도도와 온도에 따라 산정된 양의 염수를 상기 인출부에 공급하는 염수공급부를 포함하여, 전기분해될 밸러스트수에 공급되어야 할 염수의 양이 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 고려하여 산정되므로 과잉 또는 과소의 염수 공급을 방지하여 살균제 생성효율을 향상시킬 수 있고 경제성을 도모할 수 있는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법에 대한 것이다.
밸러스트수(ballast water)란 선박이 짐을 싣지 않고 운항하는 경우에 선박의 균형을 유지하기 위해 선박 내의 밸러스트탱크에 채우는 해수를 의미한다. 국제교역량의 증가와 함께 해상운송 비율이 점점 증가하고 있고 그에 따라 선박 수의 증가 및 대형화가 빠르게 이루어지고 있어 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양도 크게 증가하고 있다. 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양이 증가함에 따라 외래 해양생물종들로 인한 토착 해양생태계의 피해 발생 사례 역시 증가하고 있는바, 이러한 국제적인 환경문제를 해결하기 위해 2004년도에 국제해사기구(IMO)에서 '선박의 밸러스트수와 침전물의 통제와 관리에 대한 국제협약'이 완성되어 2009년부터 신규 건조되는 선박에 밸러스트수 처리장치가 의무적으로 설치되고 있다.
종래에는 밸러스트수에 포함되어 있는 생물종에 의한 해양생태계 파괴를 방지하기 위하여, 상기 밸러스트수를 열처리, 화학약품처리, 전기분해 등의 방식을 이용하여 살균한 후 배출하고 있다. 상기 열처리 방식의 경우 열에 강한 미생물이나 무기오염원에 대해서는 처리가 어려운 문제가 있고, 상기 화학약품처리 방식의 경우 밸러스트수 처리 후 2차 오염의 문제가 발생할 수 있는 문제가 있어, 선박에 유입되는 밸러스트수의 일부를 전기분해하여 전해수를 생성하고, 상기 전해수를 밸러스트수에 공급하여 밸러스트수를 살균하는 방식이 널리 이용되고 있다.
상기 전기분해를 이용한 방식에 있어 살균제를 생성하기 위해서는 전기분해되는 밸러스트수가 일정 수준이상의 염도를 가져야 하는데, 대부분의 선박은 해양을 운행하므로 밸러스트수로 해수가 사용되어 차염소산, 차염소산나트륨, 차염소산이온 등의 살균제를 생산할 수 있을 만큼의 충분한 염도를 가지나, 선박이 기수 또는 담수 지역을 운행할 때에서는 선박에 유입되는 밸러스트수는 충분한 염도를 가지지 못하므로 전기분해하기 위해 인출되는 밸러스트수에 별도로 염수를 주입한다. 또한, 전기분해하기 위해 인출되는 밸러스트수에 염수의 주입량을 결정하는 방법은 선박의 밸러스트수 유입구측에 염도계를 설치하고 상기 염도계에서 측정된 염도값과 기 설정된 기준 염도값을 비교하여 염수의 주입량을 결정하게 된다.
하지만, 종래의 염수의 주입량을 결정하는 방식에 의해 염수가 공급된 밸러스트수를 전기분해하여 생성된 전해수에는 기준치 미만의 살균제가 생성되어 밸러스트수의 살균효율이 떨어지거나, 기준치를 훨씬 초과하는 살균제가 생성되어 필요치 않은 염수의 공급으로 경제성이 떨어지는 문제가 있었다.
따라서, 전기분해될 밸러스트수에 염수의 공급시 밸러스트수의 염도뿐만 아니라 다른 인자도 고려하여 적량의 염수의 공급할 수 있는 시스템 및 방법에 대한 필요성이 증대되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 선박에 저염도의 밸러스트수가 유입되는 경우 전기분해될 밸러스트수에 염수를 공급하여 염도를 보정하므로, 밸러스트수를 살균하는 살균제의 생성을 원활하게 할 수 있는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전기분해될 밸러스트수에 적량의 염수를 공급하여 살균제를 생성하여 최적의 밸러스트수 살균효율을 유지할 수 있으며, 과잉 염수의 공급을 방지하여 경제성을 도모할 수 있는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 선박에 유입되는 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 측정하여 전기분해될 밸러스트수에 공급될 염수의 양을 결정하므로, 적량의 염수를 공급할 수 있는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제1측정부에서 계측된 값에 따라 전기분해될 밸러스트수의 염도를 보정하고, 염도가 보정된 밸러스트수를 제2측정부에서 계측하여 전기분해부의 출력을 제어하므로, 전기분해효율을 향상시킬 수 있는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 선박에 유입되는 밸러스트수의 전기전도도 및 온도에 따라 주입되어야 할 염수의 양이 저장되어 있는 저장모듈과 제1측정부로부터 수신된 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 해당하는 염수의 양을 상기 저장모듈로부터 획득하여 공급되어야 할 염수의 양을 산정하는 염수량산정모듈을 포함하여, 염수의 공급효율을 향상시킬 수 있는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템은 밸러스트수가 유입되는 유입관과; 상기 유입관으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하거나 염수를 공급받아 유체를 전기분해부에 공급하는 유체공급부와; 상기 유체공급부에서 공급된 유체를 전기분해하여 살균제를 포함하는 전해수를 생성하는 전기분해부;를 포함하며, 상기 유체공급부는 상기 유입관으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하거나 염수공급부로부터 염수를 공급받아 유체를 전기분해부에 공급하는 인출부와, 상기 유입관을 통해 이동하며 전해수가 혼합되기 전의 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 측정하는 제1측정부와, 상기 제1측정부에서 측정된 전기전도도와 온도에 따라 산정된 양의 염수를 상기 인출부에 공급하는 염수공급부를 포함하여, 전기분해될 밸러스트수에 공급되어야 할 염수의 양이 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 고려하여 산정되므로, 과잉 또는 과소의 염수 공급을 방지하여 살균제 생성효율을 향상시킬 수 있고 경제성을 도모할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템에 있어서 상기 유체공급부는 상기 전기분해부에 유입되는 유체의 염도를 측정하는 제2측정부를 추가로 포함하며, 상기 전기분해부는 상기 제2측정부에서 측정된 유체의 염도의 값에 의해 출력이 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템은 컨트롤러를 추가로 포함하며, 상기 컨트롤러는 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 따라 공급되어야 할 염수의 양이 테이블화되어 저장되어 있는 저장모듈과, 상기 제1측정부로부터 수신된 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 해당하는 염수의 양을 상기 저장모듈로부터 획득하여 상기 인출부에 공급되어야할 염수의 양에 대한 정보를 출력하는 염수량산정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템에 있어서 상기 컨트롤러는 상기 염수량산정모듈에서 출력된 정보를 분석하여 상기 인출부에 공급되어야 할 염수가 있는지 판단하는 염수공급판단모듈과, 상기 염수공급판단모듈이 상기 인출부에 공급되어야 할 염수가 있다고 판단한 경우 상기 염수량산정모듈에서 출력된 정보에 따라 상기 염수공급부에 염수의 공급을 지시하는 염수공급지시모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템에 있어서 상기 인출부는 상기 제1측정부의 후측 상기 유입관에 연통되게 연결되어 상기 유입관을 흐르는 밸러스트수의 일부를 상기 전기분해부에 공급하는 인출관과, 상기 인출관에 연결되어 유체를 수송하는 인출펌프를 포함하며, 상기 염수공급부는 염수가 저장된 염수탱크와, 상기 염수탱크에 연결되고 타단은 상기 인출관에 연결되는 염수공급관과, 상기 염수공급관에 연결되어 염수를 수송하는 염수펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템에 제어방법은 컨트롤러가 선박에 유입되는 밸러스트수의 정보를 획득하는 밸러스트수 정보수집단계와; 상기 컨트롤러가 상기 밸러스트수 정보수집단계에서 수집된 밸러스트수의 정보를 분석하여 공급되어야할 염수가 있는지 판단하여 염수의 공급을 지시하는 염수공급 판단 및 지시단계를 포함하며, 상기 밸러스트수 정보 수집단계는 제어부가 제1측정부에서 출력된 밸러스트수의 전기전도도와 온도의 값에 대한 데이터를 획득하는 제1측정부 데이터 수집단계를 포함하고, 상기 염수공급 판단 및 지시단계는 염수량산정모듈이 상기 제1측정부 데이터 수집단계에서 수집된 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 해당하는 염수의 양을 저장모듈로부터 획득하여 인출부에 공급되어야할 염수의 양을 산정하는 염수공급량 산정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템의 제어방법에 있어서 상기 염수공급 판단 및 지시단계는 상기 염수공급판단모듈이 상기 염수공급량 산정단계에서 산정된 염수의 양에 대한 정보를 분석하여 인출부에 공급되어야 할 염수가 있는지 판단하는 염수공급여부 판단단계와, 상기 염수공급여부 판단단계에서 상기 인출부에 공급되어야 할 염수가 있다고 판단한 경우 상기 염수공급지시모듈이 상기 염수공급량 산정단계에서 산정된 정보에 따라 염수공급부에 일정 양의 염수의 공급을 지시하는 염수공급 지시단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템의 제어방법은 상기 염수공급 판단 및 지시단계 후에 유량조절부가 인출부에 유체의 공급을 지시하는 유체공급지시단계와; 상기 유체공급지시단계 후에 상기 컨트롤러가 제2측정부에 출력된 데이터에 따라 전기분해부의 작동을 제어하여 전해수를 생성하고 유입관에 공급을 지시하는 전해수 생성 및 공급단계를 추가로 포함하며, 상기 전해수 생성 및 공급단계는 상기 전기분해조절부가 상기 제2측정부가 획득한 데이터에 따라 전해조에 공급되는 전압의 크기를 조절하여 유체의 전기분해를 지시하는 전기분해 지시단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 선박에 저염도의 밸러스트수가 유입되는 경우 전기분해될 밸러스트수에 염수를 공급하여 염도를 보정하므로, 밸러스트수를 살균하는 살균제의 생성을 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전기분해될 밸러스트수에 적량의 염수를 공급하여 살균제를 생성하여 최적의 밸러스트수 살균효율을 유지할 수 있으며, 과잉 염수의 공급을 방지하여 경제성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 선박에 유입되는 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 측정하여 전기분해될 밸러스트수에 공급될 염수의 양을 결정하므로, 적량의 염수를 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제1측정부에서 계측된 값에 따라 전기분해될 밸러스트수의 염도를 보정하고, 염도가 보정된 밸러스트수를 제2측정부에서 계측하여 전기분해부의 출력을 제어하므로, 전기분해효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 선박에 유입되는 밸러스트수의 전기전도도 및 온도에 따라 주입되어야 할 염수의 양이 저장되어 있는 저장모듈과 제1측정부로부터 수신된 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 해당하는 염수의 양을 상기 저장모듈로부터 획득하여 공급되어야 할 염수의 양을 산정하는 염수량산정모듈을 포함하여, 염수의 공급효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 블럭도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템에 사용되는 컨트롤러의 블럭도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템에 사용되는 저장모듈을 설명하기 위한 참고도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 제어방법을 나타내는 순서도.
이하에서는 본 발명에 따른 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템 및 그 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 블럭도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템에 사용되는 컨트롤러의 블럭도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템에 사용되는 저장모듈을 설명하기 위한 참고도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸러스트수 처리시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템을 도 1 내지 4를 참조하여 설명하면, 상기 밸러스트수 처리시스템은 밸러스트수가 유입되는 유입관(1)과, 상기 유입관(1)의 말단에 연결되어 밸러스트수가 저장되는 밸러스트탱크(2)와, 상기 유입관(1)으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하거나 염수를 주입받아 형성된 유체를 전기분해부(4)에 공급하는 유체공급부(3)와, 상기 유체공급부(3)에서 공급된 유체를 전기분해하여 살균제를 포함하는 전해수를 생성하는 전기분해부(4)와, 상기 전기분해부(4)에서 생성된 전해수를 상기 인출관(4)에 공급하는 전해수공급부(5)와, 상기 밸러스트수 처리시스템의 작동을 제어하는 컨트롤러(6)를 포함하여, 전기분해될 밸러스트수에 과잉 또는 과소의 염수 공급을 방지하여 살균제 생성효율을 향상시킬 수 있고 경제성을 도모할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 유입관(1)은 유입된 밸러스트수를 상기 밸러스트탱크(2)에 공급하는 관으로, 상기 유입관(1)에는 살균제를 포함하는 전해수가 공급되는데 이에 대하여는 하기에서 자세히 설명하기로 한다. 상기 유입관(1)에는 취수펌프(11), 농도센서(12), 취수밸브(13), 취수량계(14) 등이 설치된다.
상기 취수펌프(11)는 상기 유입관(1)의 선단측에 설치되며 상기 컨트롤러(6)의 제어하에 작동하여 밸러스트수를 유입관(1)을 통해 수송하는 구성으로, 상기 취수펌프(11) 출력의 강약을 제어하여 상기 유입관(1)을 통해 수송되는 밸러스트수의 유량을 제어할 수 있다.
상기 농도센서(12)는 상기 유입관(2)의 후측에 설치되어 전해수가 혼합된 밸러스트수에 존재하는 산화제의 농도를 측정하는 센서로, 상기 밸러스트수에 포함되어 있는 잔류 염소의 농도를 측정하여 산화제의 농도를 계산한다. 상기 농도센서(12)에서 측정된 값은 상기 컨트롤러(6)에 송신된다.
상기 취수밸브(13)는 상기 농도센서(12)의 후측 상기 유입관(1)에 설치되며 상기 컨트롤러(6)의 제어하에 상기 유입관(1)을 통해 흐르는 밸러스트수의 유량을 조절하는 구성으로, 볼 밸브타입의 2way 밸브 등이 사용될 수 있다.
상기 취수량계(14)는 상기 취수밸브(13)의 후측 상기 유입관(1)에 설치되어 상기 유입관(1)을 통해 상기 밸러스트탱크(2)에 공급되는 밸러스트수의 유량을 측정하는 구성으로, 상기 취수량계(14)에서 측정된 값은 상기 컨트롤러(6)에 송신된다.
상기 밸러스트탱크(2)는 상기 유입관(1)의 말단에 연결되어 상기 유입관(1)을 통해 수송되는 살균제가 포함되어 있는 전해수가 혼합된 밸러스트수를 저장하는 구성으로, 예컨대, 원통형, 장방형 등과 같은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, SUS304 또는 SPV300과 같은 다양한 재질로 제조될 수 있다.
상기 유체공급부(3)는 상기 유입관(1)으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하거나 염수를 주입받아 형성된 유체를 전기분해부(4)에 공급하는 구성으로, 인출부(31), 제1측정부(32), 염수공급부(33), 유량계(34), 제2측정부(35) 등의 구성을 포함한다.
상기 인출부(31)는 상기 유입관(1)으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하거나 상기 염수공급부(33)로부터 염수를 공급받아 형성된 유체를 상기 전기분해부(4)에 공급하는 구성으로, 인출관(311), 인출밸브(312), 인출펌프(313) 등의 구성을 포함한다.
상기 인출관(311)은 상기 제1측정부(32)와 농도센서(12) 사이의 상기 유입관(1)에 연통되게 연결되어 상기 유입관(1)을 흐르는 밸러스트수의 일부를 상기 전기분해부(4)에 공급하는 관으로, 상기 인출관(41)에는 후술할 염수공급관(332)이 연결된다. 상기 인출관(311)에는 인출밸브(312), 인출펌프(313)가 설치된다. 상기 유입관(1)에 유입되는 밸러스트수의 염도가 설정치보다 낮은 경우에는 후술할 염수공급부(33)에 의해 상기 인출관(311)에 염수가 공급되어, 상기 인출관(311)에는 밸러스트수뿐만 아니라 염수가 흐르므로 상기 인출관(311)을 통해 상기 전기분해부(4)에 공급되는 밸러스트수와 염수를 통칭하여 전 명세서에 걸쳐 유체라 칭하기로 한다.
상기 인출밸브(312)는 상기 인출관(311)의 선단측에 설치되며 상기 컨트롤러(6)의 제어하에 작동하여 상기 인출관(311)을 통해 흐르는 밸러스트수의 유량을 조절한다.
상기 인출펌프(313)는 상기 인출밸브(312)의 후측 상기 인출관(311)에 설치되며 상기 컨트롤러(6)의 제어하에 작동하여 유체를 상기 인출관(311)을 통해 수송한다.
상기 제1측정부(32)는 상기 취수펌프(11)의 후측 상기 유입관(1)에 설치되어 전해수가 혼합되기 전의 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 측정하는 구성으로, 상기 제1측정부(32)에서 측정된 값은 상기 컨트롤러(6)에 송신된다. 상기 제1측정부(32)는 하나의 일체화된 구성으로 형성되며 동시에 전기전도도와 온도를 측정한다.
상기 염수공급부(33)는 상기 제1측정부(32)에서 측정된 전기전도도와 온도에 따라 산정된 양의 염수를 상기 인출부(31)에 공급하는 구성으로, 상기 컨트롤러(6)에 의해 제어된다. 염수탱크(331), 염수공급관(332), 염수펌프(333), 염수밸브(334) 등의 구성을 포함한다. 일반적으로 밸러스트수는 해수가 사용되어 전기분해시 살균제를 생산할 수 있을 만큼의 염도를 가지나, 선박이 기수 또는 담수 지역을 운행할 때에서는 유입되는 밸러스트수는 충분한 염도를 가지지 못하므로 상기 염수공급부(33)를 통해 염수가 공급된다. 상기 염수공급부(33)를 통해 공급되는 염수의 양의 산정은 종래의 방식과 달리 유입되는 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 고려하여 산정되는데, 이에 대하여는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.
상기 염수탱크(331)는 고염도를 가지는 염수가 저장되는 구성으로, 상기 염수는 해수 또는 소금이 용해된 물이 사용될 수 있다.
상기 염수공급관(332)은 일단은 상기 염수탱크(331)에 연결되고 타단은 상기 인출펌프(313)와 유량계(34)의 사이 인출관(311)에 연결되어, 상기 염수를 상기 인출관(311)에 공급한다.
상기 염수펌프(333)는 상기 염수공급관(332)의 선단측에 설치되며 상기 컨트롤러(6)의 제어하에 작동하여 염수를 염수공급관(332)을 통해 수송하는 구성이다.
상기 염수밸브(334)는 상기 염수펌프(333)의 후측 상기 염수공급관(332)에 설치되며 상기 컨트롤러(6)의 제어하에 상기 염수공급관(332)을 흐르는 염수의 유량을 조절한다.
상기 유량계(34)는 상기 염수공급관(332)이 상기 인출관(311)에 연결되는 부분의 후측 상기 인출관(311)에 설치되어 상기 인출관(311)을 통해 상기 전기분해부(4)에 공급되는 유체의 유량을 측정하는 구성으로, 상기 유량계(34)에서 측정된 값은 상기 컨트롤러(6)에 송신된다.
상기 제2측정부(35)는 상기 유량계(34)의 후측 상기 인출관(311)에 설치되어 유체의 염도를 측정하는 구성으로, 상기 제2측정부(35)에서 측정된 값은 상기 컨트롤러(6)에 송신된다. 상기 제2측정부(35)는 예컨대, 염도계가 사용될 수 있다.
상기 전기분해부(4)는 상기 유체공급부(3)로부터 유체를 공급받아 전기분해하여 살균제를 포함하는 전해수를 생성하는 구성으로, 전해조(41), 정류기(42) 등을 포함한다.
상기 전해조(41)는 유체를 공급받아 전기분해하는 구성으로, 상기 유체는 일정 이상의 염도를 가지므로 전기분해시 살균제로 작용하는 차염소산, 차염소산나트륨, 차염소산이온 등의 산화제를 포함하는 전해수가 생성된다.
상기 정류기(42)는 교류전압을 직류전압으로 변환하여 상기 전해조(41)에 공급하는 구성으로, 상기 컨트롤러(6)의 제어하에 상기 전해조(41)에 공급되는 전압의 세기를 변경하여 살균제의 생성량을 조절한다.
상기 전해수공급부(5)는 상기 컨트롤러(6)의 제어에 의해 상기 전기분해부(4)에서 생성된 전해수를 상기 유입관(1)에 공급하는 구성으로, 가스분리기(51), 전해수공급관(52), 공급밸브(53) 등의 구성을 포함한다.
상기 가스분리기(51)는 상기 전해조(41)와 연결되어 상기 전해조(41)에서 유체의 전기분해 과정 시 생성되는 수소, 염소 등의 기체를 분리하여 제거하는 구성으로, 상기 가스분리기(51)에서 기체가 제거된 전해수는 상기 전해수공급관(52)을 통해 상기 유입관(1)에 공급된다.
상기 전해수공급관(52)은 상기 가스분리기(51)와 연결되어 기체가 분리된 전해수를 상기 유입관(1)에 공급하는 구성으로, 상기 전해수공급관(52)의 말단은 상기 제1측정부(32)와 인출관(311) 사이의 유입관(1)에 연통되게 연결된다. 상기 유입관(1)에 공급된 전해수에 포함되어 있는 차염소산, 차염소산나트륨, 차염소산이온 등은 산화제는 살균제로 작용하여 상기 밸러스트수를 살균한다.
상기 공급밸브(53)는 상기 전해수공급관(52)에 설치되며 상기 컨트롤러(6)의 제어하에 상기 전해수공급관(52)을 흐르는 전해수의 유량을 조절한다.
상기 컨트롤러(6)는 상기 밸러스트수 처리시스템이 전체적인 작동을 제어하는 구성으로, 송수신부(61), 유량조절부(62), 염수공급조절부(63), 전기분해조절부(64), 제어부(65) 등을 포함한다.
상기 송수신부(61)는 상기 밸러스트수 처리시스템의 각종계기로부터 신호를 수신하고 유량조절부(62), 염수공급조절부(63), 전기분해조절부(64), 제어부(65) 등의 제어지시를 송신한다.
상기 유량조절부(62)는 취수펌프(11), 취수밸브(12), 인출밸브(312), 인출펌프(313), 공급밸브(312)의 작동을 제어하여, 상기 유입관(1)에 유입되는 밸러스트수의 양, 상기 인출관(311)에 유입되는 밸러스트수의 양, 상기 유입관(1)에 공급되는 전해수의 양을 조절한다.
상기 염수공급조절부(63)는 상기 염수공급부(33)의 작동을 제어하여 상기 인출부(31)에 공급되는 염수의 양을 조절하는 구성으로, 저장모듈(631), 염수량산정모듈(632), 염수공급판단모듈(633), 염수공급지시모듈(634) 등의 구성을 포함한다.
상기 저장모듈(631)에는 밸러스트수의 전기분해시 일정 범위의 살균제를 생성하기 위해 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 따라 공급되어야 하는 염수의 양이 테이블화되어 저장되어 있다. 상기 밸러스트수 처리시스템에서는 상기 염수공급부(33)를 통해 공급되는 염수의 양의 산정시 종래의 방식과 달리 유입되는 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 고려하는데, 이는 밸러스트수가 충분한 염도를 가져도 온도가 낮은 경우에는 전기분해가 원활하게 일어나지 못해서 상기 전기분해부(4)에서 생성되는 살균제의 양이 기준치에 이르지 못하는 점을 고려한 것이다.
상기 염수량산정모듈(632)은 상기 제1측정부(32)로부터 수신된 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 해당하는 염수의 양을 상기 저장모듈(631)로부터 획득하여 상기 인출부(31)에 공급되어야 하는 염수의 양에 대한 정보를 출력한다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 저장모듈(631)에 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 따른 공급되어야할 염수의 양이 테이블화되어 저장되어 있다고 가정할 시에, 상기 제1측정부(32)에 측정된 밸러스트수의 전기전도도의 값이 A2이고 밸러스트수의 온도의 값이 B2인 경우에는 공급되어야할 염수의 양은 C22로 산정되게 된다. 상기 염수량산정모듈(632)은 직접 연산에 의해 공급되어야 할 염수의 양을 계산하지 않고, 상기 제1측정부(32)로부터 수신된 전기전도도와 온도에 해당하는 염수 양을 상기 저장모듈(631)로부터 획득하여 공급되어야 할 염수의 양을 산정하므로, 공급되어야 할 염수량의 산정을 빨리 할 수 있어 염수의 공급효율을 향상시킬 수 있다.
상기 염수공급판단모듈(633)은 상기 염수량산정모듈(632)에서 출력된 정보를 분석하여 인출부(31)에 공급되어야 할 염수가 있는지 판단하여 그 결과를 출력하는 모듈로, 상기 염수량산정모듈(632)에서 출력된 염수의 양이 제로가 아닌 경우에는 인출부(1)에 공급되어야 할 염수가 있는 것으로 판단한다.
상기 염수공급지시모듈(634)은 상기 염수공급판단모듈(633)이 상기 인출부(31)에 공급되어야 할 염수가 있다고 판단한 경우, 상기 염수량산정모듈(632)에서 출력된 정보에 따라 상기 염수공급부(33)에 일정 양의 염수의 공급을 지시한다.
상기 전기분해조절부(64)는 상기 제2측정부(35)로부터 출력된 신호에 따라 상기 전해조(41)에 공급되는 전압의 크기를 조절하여 상기 전해조(41)에 의해 제조되는 살균제의 양을 제어한다.
상기 제어부(65)는 상기 컨트롤러(6)의 전제적인 작동을 제어한다.
상기와 같은 구성을 가지는 최적의 염수 공급이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템의 제어방법을 도 1 내지 5를 참조하여 설명하면, 상기 밸러스트수 처리시스템의 제어방법은 밸러스트수 정보수집단계(S1), 염수공급 판단 및 지시단계(S2), 유체공급지시단계(S3), 전해수 생성 및 공급단계(S4)를 포함한다.
상기 밸러스트수 정보수집단계(S1)는 상기 컨트롤러(6)가 선박에 유입되는 밸러스트수의 정보를 획득하는 단계로, 유입정보 수신단계(S11), 제1측정부 데이터 수집단계(S12)를 포함한다.
상기 유입정보 수신단계(S11)는 상기 취수펌프(11)를 작동시켜 상기 유입관(1)에 밸러스트수가 유입되도록 하는 유입정보를 상기 송수신부(61)가 수신하는 단계이다.
상기 제1측정부 데이터 수집단계(S12)는 상기 유입정보 수신단계(S11) 후에 상기 제어부(65)가 상기 송신수부(61)를 통해 상기 제1측정부(32)에서 출력된 밸러스트수의 전기전도도와 온도의 값에 대한 데이터를 획득하는 단계이다.
상기 염수공급 판단 및 지시단계(S2)는 상기 컨트롤러(6)가 상기 밸러스트수 정보수집단계(S1)에서 수집된 밸러스트수의 정보를 분석하여 공급되어야 할 염수가 있는지 판단하여 염수의 공급을 지시하는 단계로, 염수공급량 산정단계(S21), 염수공급여부 판단단계(S22), 염수공급 지시단계(S23)를 포함한다.
상기 염수공급량 산정단계(S21)는 상기 염수량산정모듈(632)이 상기 제1측정부 데이터 수집단계(S21)에서 수집된 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 해당하는 염수의 양을 상기 저장모듈(631)로부터 획득하여 상기 인출부(31)에 공급되어야 하는 염수의 양을 산정하는 단계이다.
상기 염수공급여부 판단단계(S22)는 상기 염수공급판단모듈(633)이 상기 염수공급량 산정단계(S21)에서 산정된 염수의 양에 대한 정보를 분석하여 인출부(31)에 공급되어야 할 염수가 있는지 판단하여 그 결과를 출력하는 단계로, 상기 염수공급량 산정단계(S21)에서 산정된 염수의 양이 제로가 아닌 경우에는 인출부(1)에 공급되어야 할 염수가 있는 것으로 판단한다.
상기 염수공급 지시단계(S23)는 상기 염수공급여부 판단단계(S22)에서 상기 인출부(31)에 공급되어야 할 염수가 있다고 판단한 경우, 상기 염수공급지시모듈(634)이 상기 염수공급량 산정단계(S21)에서 산정된 정보에 따라 상기 염수공급부(33)에 일정 양의 염수의 공급을 지시하는 단계이다.
상기 유체공급지시단계(S3)는 상기 염수공급여부 판단단계(S22)에서 상기 인출부(31)에 공급되어야 할 염수가 없다고 판단한 경우 및 상기 염수공급 지시단계(S23) 후에, 상기 유량조절부(62)가 상기 인출밸브(312)를 개방하고 상기 인출펌프(313)을 작동시켜 유체의 공급을 지시하는 단계이다.
상기 전해수 생성 및 공급단계(S4)는 상기 유체공급지시단계(S3) 후에 상기 컨트롤러(6)가 제2측정부(35)에서 출력된 데이터에 따라 상기 전기분해부(4)의 작동을 제어하여 전해수를 생성하고 상기 전해수의 상기 유입관(1)에의 공급을 지시하는 단계로, 제2측정부 데이터 수집단계(S41), 전기분해 지시단계(S42), 전해수공급 지시단계(S43)를 포함한다.
상기 제2측정부 데이터 수집단계(S41)는 상기 유체공급지시단계(S3) 후에 상기 제어부(65)가 상기 송신수부(61)를 통해 상기 제2측정부(35)에서 출력된 유체의 염도의 값에 대한 데이터를 획득하는 단계이다.
상기 전기분해 지시단계(S42)는 상기 전기분해조절부(64)가 상기 제2측정부 데이터 수집단계(S41)에서 획득한 데이터에 따라 상기 전해조(41)에 공급되는 전압의 크기를 조절하여 유체의 전기분해를 지시하는 단계이다.
상기 전해수공급 지시단계(S43)는 상기 전기분해 지시단계(S43) 후에 상기 유량조절부(62)가 상기 공급밸브(53)를 개방하여 전해수를 상기 유입관(1)에 공급하는 단계이다.
상기 밸러스트수 처리시스템은 선박에 유입되는 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 측정하여 전기분해될 밸러스트수에 공급될 염수의 양을 결정하므로, 적량의 염수를 공급할 수 있어 적정 범위의 살균제를 생성하는 것이 가능하여 최적의 밸러스트수 살균효율을 유지할 수 있으며, 과잉 염수의 공급을 방지하여 경제성을 도모할 수 있는 특징이 있다. 또한, 상기 밸러스트수 처리시스템은 제1측정부에서 계측된 값에 따라 전기분해될 밸러스트수의 염도를 보정하고, 염도가 보정된 밸러스트수를 제2측정부에서 계측하여 전기분해부의 출력을 제어하므로, 전기분해효율을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 유입관으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하거나 염수를 공급받아 유체를 전기분해부에 공급하는 유체공급부와; 상기 유체공급부에서 공급된 유체를 전기분해하여 살균제를 포함하는 전해수를 생성하는 전기분해부;를 포함하며,
    상기 유체공급부는 상기 유입관으로부터 밸러스트수의 일부를 인출하거나 염수공급부로부터 염수를 공급받아 유체를 전기분해부에 공급하는 인출부와, 상기 유입관을 통해 이동하며 전해수가 혼합되기 전의 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 측정하는 제1측정부와, 상기 제1측정부에서 측정된 전기전도도와 온도에 따라 산정된 양의 염수를 상기 인출부에 공급하는 염수공급부를 포함하여, 전기분해될 밸러스트수에 공급되어야 할 염수의 양이 밸러스트수의 전기전도도와 온도를 고려하여 산정되므로, 과잉 또는 과소의 염수 공급을 방지하여 살균제 생성효율을 향상시킬 수 있고 경제성을 도모할 수 있는 것을 특징으로 하는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체공급부는 상기 전기분해부에 유입되는 유체의 염도를 측정하는 제2측정부를 추가로 포함하며,
    상기 전기분해부는 상기 제2측정부에서 측정된 유체의 염도의 값에 의해 출력이 조절되는 것을 특징으로 하는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템은 컨트롤러를 추가로 포함하며,
    상기 컨트롤러는 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 따라 공급되어야 할 염수의 양이 테이블화되어 저장되어 있는 저장모듈과, 상기 제1측정부로부터 수신된 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 해당하는 염수의 양을 상기 저장모듈로부터 획득하여 상기 인출부에 공급되어야할 염수의 양에 대한 정보를 출력하는 염수량산정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 염수량산정모듈에서 출력된 정보를 분석하여 상기 인출부에 공급되어야 할 염수가 있는지 판단하는 염수공급판단모듈과, 상기 염수공급판단모듈이 상기 인출부에 공급되어야 할 염수가 있다고 판단한 경우 상기 염수량산정모듈에서 출력된 정보에 따라 상기 염수공급부에 염수의 공급을 지시하는 염수공급지시모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인출부는 상기 제1측정부의 후측 상기 유입관에 연통되게 연결되어 상기 유입관을 흐르는 밸러스트수의 일부를 상기 전기분해부에 공급하는 인출관과, 상기 인출관에 연결되어 유체를 수송하는 인출펌프를 포함하며,
    상기 염수공급부는 염수가 저장된 염수탱크와, 상기 염수탱크에 연결되고 타단은 상기 인출관에 연결되는 염수공급관과, 상기 염수공급관에 연결되어 염수를 수송하는 염수펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템.
  6. 컨트롤러가 선박에 유입되는 밸러스트수의 정보를 획득하는 밸러스트수 정보수집단계와; 상기 컨트롤러가 상기 밸러스트수 정보수집단계에서 수집된 밸러스트수의 정보를 분석하여 공급되어야할 염수가 있는지 판단하여 염수의 공급을 지시하는 염수공급 판단 및 지시단계를 포함하며,
    상기 밸러스트수 정보 수집단계는 제어부가 제1측정부에서 출력된 밸러스트수의 전기전도도와 온도의 값에 대한 데이터를 획득하는 제1측정부 데이터 수집단계를 포함하고,
    상기 염수공급 판단 및 지시단계는 염수량산정모듈이 상기 제1측정부 데이터 수집단계에서 수집된 밸러스트수의 전기전도도와 온도에 해당하는 염수의 양을 저장모듈로부터 획득하여 인출부에 공급되어야할 염수의 양을 산정하는 염수공급량 산정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템의 제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 염수공급 판단 및 지시단계는
    상기 염수공급판단모듈이 상기 염수공급량 산정단계에서 산정된 염수의 양에 대한 정보를 분석하여 인출부에 공급되어야 할 염수가 있는지 판단하는 염수공급여부 판단단계와, 상기 염수공급여부 판단단계에서 상기 인출부에 공급되어야 할 염수가 있다고 판단한 경우 상기 염수공급지시모듈이 상기 염수공급량 산정단계에서 산정된 정보에 따라 염수공급부에 일정 양의 염수의 공급을 지시하는 염수공급 지시단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템의 제어방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템의 제어방법은 상기 염수공급 판단 및 지시단계 후에 유량조절부가 인출부에 유체의 공급을 지시하는 유체공급지시단계와; 상기 유체공급지시단계 후에 상기 컨트롤러가 제2측정부에 출력된 데이터에 따라 전기분해부의 작동을 제어하여 전해수를 생성하고 유입관에 공급을 지시하는 전해수 생성 및 공급단계를 추가로 포함하며,
    상기 전해수 생성 및 공급단계는 상기 전기분해조절부가 상기 제2측정부가 획득한 데이터에 따라 전해조에 공급되는 전압의 크기를 조절하여 유체의 전기분해를 지시하는 전기분해 지시단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적의 염수 주입이 가능한 스마트 전기분해 밸러스트수 처리시스템의 제어방법.
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