WO2015041413A1 - 밸러스트 수 처리 시스템 및 밸러스트 수 처리 방법 - Google Patents

밸러스트 수 처리 시스템 및 밸러스트 수 처리 방법 Download PDF

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WO2015041413A1
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ballast
unit
signal
ecu
deballast
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PCT/KR2014/007938
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박규원
김성태
이해돈
박용석
이광호
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(주) 테크로스
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    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH

Definitions

  • the present invention relates to a ballast water treatment system and a ballast water treatment method, and in particular, a ballast water treatment system and a ballast water treatment that automatically perform a ballast or deballast operation by receiving related signals even when a source does not perform a separate operation procedure. It is about a method.
  • ballast water In filling ballast tanks, the ballast water passes through the electrolysis chamber. In the process of discharging the ballast water from the ballast tank, the discharged water is neutralized by the neutralizing agent discharged from the automatic neutralization device.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration related to ballast operation in a conventional ballast water treatment system.
  • the ballast water treatment system includes a user input 110, valves 120, a pump 130, an electrolysis unit 140, and a control unit 150.
  • the source When the ballast operation is to be executed, the source first inputs valve operation commands for the associated valves 120 through the user input unit 110, and then inputs a pump operation command for the pump 130. As a result, the control unit 150 operates the associated valves 120 and operates the pump 130 according to the commands input through the user input unit 110.
  • the user then checks the state that the associated valves 120 and the pump 130 are operating normally, and if the associated valves 120 and the pump 130 are operating normally, to operate the electrolysis unit 140 Enter the disassembly unit operation command. Thereby, the control unit 150 operates the electrolysis unit 140 in accordance with the electrolysis unit operation command.
  • ballast water treatment system when a ballast or deballast operation is required in a ship, the source must input commands one by one through the user input unit, and thus the ballast water treatment system is further adjusted after adjusting the mimic of the control unit. There was a hassle to enter commands for each configuration of.
  • an object of the present invention is to provide a ballast water treatment system and a ballast water treatment method that automatically receives a ballast or deballast operation by receiving relevant signals even if a seaman does not perform a separate operation procedure. It is done.
  • the ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention, the electrolysis unit for electrolyzing the ballast water, the neutralization unit for neutralizing the TRO remaining in the discharge water during deballast operation and
  • the electrolysis unit is operated, and the ECU inlet valve status signal and the ECU discharge valve status A control unit is provided for operating the neutralizing unit when the signals are each off and the bypass valve status signal and the deballast discharge valve status are each on.
  • the ballast water treatment system further includes a flow rate detection unit that detects a flow rate of the ballast water flowing in the ballast operation or the deballast operation, wherein the control unit is configured in the flow detection unit to operate the electrolysis unit or the neutralization unit. It may further be checked whether the flow rate of the ballast water is detected.
  • the ballast water treatment system further includes a pump for supplying or discharging the ballast water, and the control unit may further check whether a pump status signal is on to operate the electrolysis unit or the neutralization unit.
  • the ballast water treatment system further includes a TRO sensor unit for measuring TRO during ballast or deballast operation, wherein the control unit includes a flow rate value of the ballast water provided by the flow detection unit and a TRO provided by the TRO sensor unit during ballast operation.
  • the operating current of the electrolytic unit can be adjusted according to the value.
  • the control unit may adjust the discharge amount of the neutralizer discharged from the neutralization unit according to the flow rate value of the ballast number provided by the flow rate detection unit and the TRO value provided from the TRO sensor unit during the deballast operation.
  • the ballast water treatment system further includes a ballast signal check unit that generates a ballast power supply signal when the ECU inlet valve status signal and the ECU discharge valve status signal are on, respectively, and the bypass valve status signal and the deballast discharge valve status are off, respectively. can do.
  • the ballast water treatment system may further include a power supply unit that provides an operating voltage to the electrolysis unit when a ballast power supply signal is provided from the ballast signal check unit.
  • the ballast water treatment method comprises the steps of: inputting a ballast operation command or deballast operation command; operating the ECU inlet valve and the ECU discharge valve if the ballast operation command; and bypassing the deballast operation command.
  • Operating the valve and the deballast discharge valve providing a status signal according to the operation of each valve, ECU inlet valve status signal and ECU discharge valve status signal are on, bypass valve status signal and deballast respectively. If the discharge valve status is off respectively, operate the electrolysis unit to electrolyze the ballast water, ECU inlet valve status signal and ECU discharge valve status signal are off respectively, bypass valve status signal and deballast discharge valve status are on respectively.
  • a step to neutralize the remaining TRO in the discharge water by operating the rear neutralizing unit As a result, the above-described object can be achieved.
  • the present invention can automatically perform the ballast or deballast operation by receiving the relevant signals even if the source does not perform a separate operation procedure.
  • the ballast operation when the ballast operation is terminated by providing the ballast signal check unit, even when an abnormality occurs in the control unit, the operation power of the electrolysis unit is cut off, thereby preventing malfunction.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration related to ballast operation in a conventional ballast water treatment system.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a ballast operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a deballast operation according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating a ballast water treatment system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating the ballast signal check unit shown in FIG. 5.
  • ballast water treatment system according to the present invention.
  • terms referring to the components of the present invention are named in consideration of the function of each component, and should not be understood as a meaning of limiting the technical components of the present invention. Will be.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a ballast water treatment system according to an embodiment of the present invention.
  • the ballast water treatment system includes a pump 210 for supplying ballast water, a ballast tank 235 for storing ballast water, and a first valve for controlling the flow of the ballast water. 221, the second valve 222, the third valve (ECU inlet valve) 223, the fourth valve (ECU discharge valve) 224, the fifth valve (bypass valve) 225, and the sixth valve ( Tank outlet valve) 226, a seventh valve (tank inlet valve) 227, and an eighth valve (deballast discharge valve) 228.
  • a pump 210 for supplying ballast water
  • ballast tank 235 for storing ballast water
  • a first valve for controlling the flow of the ballast water. 221, the second valve 222, the third valve (ECU inlet valve) 223, the fourth valve (ECU discharge valve) 224, the fifth valve (bypass valve) 225, and the sixth valve ( Tank outlet valve) 226, a seventh valve (tank inlet valve) 227, and an eighth valve (deballast discharge valve) 228.
  • the ballast water treatment system also includes a number of units associated with the treatment of ballast water.
  • the ballast water treatment system includes an electrolysis unit (ECU) 246 for electrolyzing the ballast water, a neutralizing unit 242 for neutralizing TRO remaining in the discharge water during deballast operation, and a ballast or dewatering.
  • ECU electrolysis unit
  • TRO sensor unit 248 for measuring TRO generated during ballast operation
  • flow rate detection unit 244 for detecting flow rate during ballast operation or deballast operation
  • power supply for supplying power to the above units Supply unit 260.
  • the ballast water treatment system also includes a user input unit 270 that can be input by the user, a switchboard 250 that provides a status signal for each operation of the pump 210 and the plurality of valves, and a PC. And a control unit 280 for communicating with and controlling the units of.
  • the state signal of each valve means information about a state disposed in the pump 210 or each valve and detected according to the operation of the pump 210 or each valve.
  • the status signal of each valve may be a signal in which the limit switch is turned on when the valve is opened.
  • TRO used in the present invention is an abbreviation of "Total Residual Oxidant", and means the total residual oxidant present in the ballast water. This is obtained by measuring the residual chlorine level of chlorine.
  • TRO is replaced by an atom such as bromine instead of active chlorine, and various kinds of oxidants coexist.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a ballast operation according to an embodiment of the present invention.
  • the crew may input a ballast driving command to the control unit 280 by pressing a ballast button (not shown) of the user input unit 110 (S302).
  • the control unit 280 When the ballast driving command is input, the control unit 280 firstly operates the first valve 221, the second valve 222, the third valve 223, the fourth valve 224, and the seventh valve 227.
  • the driving unit (not shown) is controlled to open (S304). Accordingly, the first valve 221, the second valve 222, the third valve 223, the fourth valve 224, and the seventh valve 227 are operated to open, and the first valve state on signal and the second valve 221 are operated.
  • the valve state on signal, the third valve state on signal, the fourth valve state on signal, and the seventh valve state on signal may be provided to the switchboard 250.
  • the switchboard 250 is provided with a fifth valve state off signal, a sixth valve state off signal, and an eighth valve state off signal.
  • the control unit 280 may then control the driving unit to operate the pump 210 (S306). According to the operation of the pump 210, a pump state on signal may be provided to the switchboard 250.
  • the control unit 280 detects the flow rate of the ballast water through the flow rate detection unit 244 (S308).
  • the control unit 280 can determine that the ballast water flows from the flow rate detection unit 244 if it is a predetermined reference flow rate value, for example, 50 m 3 / h or more.
  • the control unit 280 determines the ballast condition using the valve state signals provided to the switchboard 250 together with the detected flow rate (S310).
  • the control unit 280 may determine the ballast condition from at least state signals. In this case, when the flow rate of the ballast water is not detected by the flow rate detection unit 244, the pump on state signal is not necessarily required. However, if there is no flow detection unit 244, the control unit 280 preferably uses a pump on signal.
  • control unit 280 determines whether at least the third valve state signal and the fourth valve state signal are open signals, and the fifth valve state signal and the eighth valve state signal are closed signals.
  • control unit 280 If it is determined that the control unit 280 is a ballast condition using the above-described signals, the control unit 280 automatically operates the electrolysis unit 246 to proceed with the ballast operation (S312).
  • the control unit 280 also measures the flow rate of the ballast water through the flow rate detection unit 244, measures the TRO through the TRO sensor unit 248, and supplies it to the electrolysis unit 246 so that an appropriate TRO is generated. The current is adjusted (S314).
  • the control unit 280 may control the pump 210 as necessary to control the flow rate of the ballast water.
  • the control unit 280 continuously checks the pump 210 and each valve state signal during the ballast operation, and terminates the ballast operation if the ballast condition is not met (S316).
  • the control unit 280 may stop the operation of the electrolysis unit 246, in particular, if the ballast tank 235 is completely filled with the ballast water so that the flow rate of the ballast water is not detected in the flow rate detection unit 244.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a deballast operation according to another embodiment of the present invention.
  • the crew When the crew wants to perform deballast operation, the seaman may input a deballast operation command to the control unit 280 by pressing a deballast button (not shown) of the user input unit 110 (S402).
  • the control unit 280 When the ballast driving command is input, the control unit 280 firstly drives the drive unit (not shown) so that the second valve 222, the fifth valve 225, the sixth valve 226, and the eighth valve 228 are opened. Control) (S404). Accordingly, the second valve 222, the fifth valve 225, the sixth valve 226, and the eighth valve 228 are operated to open, and the second valve state on signal, the fifth valve state on signal, and the sixth valve 222 are operated.
  • the valve state on signal and the eighth valve state on signal may be provided to the switchboard 250.
  • the switchboard 250 is provided with a first valve state off signal, a third valve state off signal, a fourth valve state off signal, and a seventh valve state off signal.
  • the control unit 280 may then control the driving unit to operate the pump 210 (S406). According to the operation of the pump 210, a pump state on signal may be provided to the switchboard 250.
  • control unit 280 detects the flow rate of the ballast water through the flow rate detection unit 244 (S408).
  • the control unit 280 determines the deballast condition using the valve state signals provided to the switchboard 250 together with the detected flow rate (S410). To determine the deballast condition, the control unit 280 may determine whether at least the third valve state signal and the fourth valve state signal are open signals, and the fifth valve state signal and the eighth valve state signal are closed signals. have.
  • control unit 280 determines that the deballast condition is determined using the above-described signals, the control unit 280 automatically operates the neutralization unit 242 to proceed with the deballast operation (S412).
  • the control unit 280 also measures the flow rate of the ballast water through the flow rate detection unit 244, and measures the TRO through the TRO sensor unit 248 to determine the discharge amount of the neutralizer discharged from the neutralizing device so that an appropriate TRO is generated. Adjust (S414).
  • the control unit 280 continuously checks the pump 210 and each valve state signal during the ballast operation, and terminates the deballast operation when the deballast condition is not met (S416).
  • the control unit 280 may stop the operation of the neutralizing unit 242, especially if the ballast tank 235 is completely empty of the ballast water so that the flow rate of the ballast water is not detected in the flow rate detection unit 244.
  • the ballast water treatment system may include a strike operation, a gravity ballast operation, a gravity deballast operation, and the like, and may include a selection switch that can be manually operated by the operation of a source.
  • the ballast water treatment system may store operating records, ie, flow rate and treatment concentration, as log records.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating a ballast water treatment system according to another embodiment of the present invention.
  • the ballast water treatment system includes a power supply unit 520 in addition to the electrolysis unit 246, the neutralization unit 242, the TRO sensor unit 248, and the flow rate detection unit 244 shown in FIG. 2. And a ballast signal check unit 510.
  • the ballast signal check unit 510 may receive a pump state signal, a third valve state signal, and a fourth valve state signal provided to the switchboard 250.
  • the ballast signal check unit may generate and output a ballast operation signal when the pump state signal, the third valve state signal, and the fourth valve state signal are all on signals.
  • the power supply unit 520 is a unit for supplying power to each unit.
  • the power supply unit 520 operates the power supply to the electrolysis unit 246 only when an operation signal for the electrolysis unit 246 from the control unit 280 and a ballast operation signal from the ballast check unit 510 are input. Can be supplied.
  • the electrolytic unit 246 since the operating power is not supplied to the electrolytic unit 246 even when the control signal for operation is supplied to the electrolytic unit 246 due to an abnormal occurrence of the control unit 280, the electrolytic unit 246 in which a large current flows. Can prevent malfunctions and reduce unnecessary power consumption.
  • FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating the ballast signal check unit shown in FIG. 5.
  • an input terminal unit 610 for connecting each signal output from the switchboard 250, a ballast operation signal generator 620 for generating a ballast operation signal by combining each signal, and a ballast.
  • an output terminal unit 630 for outputting an operation signal.
  • the input terminal unit 610 may include a first pump state signal input terminal 611 for receiving a pump state signal, a third valve state signal input terminal 612, and a fourth valve state signal for receiving a third valve state signal.
  • the ballast operation signal generator 620 includes a first inverter circuit 622, a second inverter circuit 624, and an AND circuit 626 to combine the signals to generate the ballast operation signal.
  • a fifth valve state signal input terminal 614 is connected to an input terminal of the first inverter circuit 622. That is, the ballast operation signal may be generated in the fifth valve state signal only in the off signal.
  • An eighth valve state signal input terminal 615 is connected to an input terminal of the second inverter circuit 624. That is, the ballast operation signal may be generated only in the eighth valve state signal.
  • the output terminal unit 630 includes a ballast operation signal output terminal 632 for outputting a ballast signal.

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Abstract

본 발명은 밸러스트 수 처리 시스템 및 밸러스트 수 처리 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 밸러스트 수 처리 시스템은 밸러스트 수를 전기 분해하기 위한 전기 분해 유닛과, 디밸러스트 운전시 배출 수에 잔존하는 TRO를 중화하기 위한 중화 유닛과, ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 온이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 오프이면 전기 분해 유닛을 동작시키고, ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 오프이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 온이면 중화 유닛을 동작시키는 제어 유닛을 포함함으로써, 선원이 별도의 운전 절차를 수행하지 않아도 관련 신호들을 입력받아 자동으로 밸러스트 또는 디밸러스트 동작을 실행할 수 있다.

Description

밸러스트 수 처리 시스템 및 밸러스트 수 처리 방법
본 발명은 밸러스트 수 처리 시스템 및 밸러스트 수 처리 방법에 관한 것으로, 특히 선원이 별도의 운전 절차를 수행하지 않아도 관련 신호들을 입력받아 자동으로 밸러스트 또는 디밸러스트 동작을 수행하는 밸러스트 수 처리 시스템 및 밸러스트 수 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 해상에서 화물을 운송하는 선박은 선박의 만재 상태에서 항해한 후 화물을 하역한 후에는 공선으로 선박의 균형을 유지하면서 항해하여야 한다. 이를 위해서 선박은 밸러스트 탱크에 물을 채워서 항해하고, 항해가 끝나면 밸러스트 탱크에 유입된 물은 다시 바다로 배출된다.
밸러스트 탱크에 밸러스트 수를 채우는 과정에서 밸러스트 수는 전기 분해 챔버를 통과하게 된다. 밸러스트 탱크에서 밸러스트 수를 배출하는 과정에서 배출 수는 자동 중화 장치로부터 토출되는 중화제에 의해 중화된다.
도 1은 종래의 밸러스트 수 처리 시스템에서 밸러스트 동작과 관련된 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 밸러스트 수 처리 시스템은 사용자 입력부(110), 밸브들(120), 펌프(130), 전기 분해 유닛(140) 및 제어 유닛(150)을 포함한다.
밸러스트 동작을 실행하고자 하는 경우 선원은 사용자 입력부(110)를 통해 먼저 관련 밸브들(120)에 대한 밸브 동작 명령들을 입력하고, 이어서 펌프(130)에 대한 펌프 동작 명령을 입력한다. 이에 의해, 제어 유닛(150)은 사용자 입력부(110)를 통해 입력된 명령들에 따라 관련 밸브들(120)을 동작시키고, 펌프(130)를 동작시킨다.
이어서 사용자는 관련 밸브들(120) 및 펌프(130)가 정상적으로 동작하는지 상태를 확인하고, 관련 밸브들(120) 및 펌프(130)가 정상적으로 동작하면, 전기 분해 유닛(140)을 동작시키기 위해 전기 분해 유닛 동작 명령을 입력한다. 이에 의해, 제어 유닛(150)은 전기 분해 유닛 동작 명령에 따라 전기 분해 유닛(140)을 동작시킨다.
이와 같이, 종래의 밸러스트 수 처리 시스템은 선박에서 밸러스트 또는 디밸러스트 동작이 필요할 때 선원이 사용자 입력부를 통해 하나씩 명령을 입력하여야 하기 때문에 제어 유닛의 미믹(Mimic)을 조절한 후에도 추가로 밸러스트 수 처리 시스템의 각 구성에 대한 명령을 입력시켜야 하는 번거로움이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 선원이 별도의 운전 절차를 수행하지 않아도 관련 신호들을 입력받아 자동으로 밸러스트 또는 디밸러스트 동작을 수행하는 밸러스트 수 처리 시스템 및 밸러스트 수 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템은 밸러스트 수를 전기 분해하기 위한 전기 분해 유닛과, 디밸러스트 운전시 배출 수에 잔존하는 TRO를 중화하기 위한 중화 유닛과, ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 온이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 오프이면 상기 전기 분해 유닛을 동작시키고, ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 오프이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 온이면 상기 중화 유닛을 동작시키는 제어 유닛을 제공한다.
밸러스트 수 처리 시스템은 밸러스트 운전시 또는 디밸러스트 운전시 흐르는 밸러스트 수의 유량을 검출하는 유량 검출 유닛을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 전기 분해 유닛 또는 상기 중화 유닛을 동작시키기 위해 상기 유량 검출 유닛에서 밸러스트 수의 유량이 검출되는지를 더 체크할 수 있다.
밸러스트 수 처리 시스템은 밸러스트 수를 공급 또는 배출하기 위한 펌프를 더 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 전기 분해 유닛 또는 상기 중화 유닛을 동작시키기 위해 펌프 상태 신호가 온인지를 더 체크할 수 있다.
밸러스트 수 처리 시스템은 밸러스트 또는 디밸러스트 동작시 TRO를 측정하기 위한 TRO 센서 유닛을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은 밸러스트 동작시 상기 유량 검출 유닛에서 제공된 밸러스트 수의 유량 값 및 상기 TRO 센서 유닛에서 제공된 TRO 값에 따라 상기 전기 분해 유닛의 동작 전류를 조절할 수 있다.
상기 제어 유닛은 디밸러스트 동작시 상기 유량 검출 유닛에서 제공된 밸러스트 수의 유량 값 및 상기 TRO 센서 유닛에서 제공된 TRO 값에 따라 상기 중화 유닛에서 토출되는 중화제 토출량을 조절할 수 있다.
밸러스트 수 처리 시스템은 ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 온이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 오프이면 밸러스트 전원 공급 신호를 생성하는 밸러스트 신호 체크 유닛을 더 포함할 수 있다.
밸러스트 수 처리 시스템은 상기 밸러스트 신호 체크 유닛으로부터 밸러스트 전원 공급 신호가 제공되면 상기 전기 분해 유닛에 동작 전압을 제공하는 전원 공급 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 방법은, 밸러스트 운전 명령 또는 디밸러스트 운전 명령을 입력하는 단계와, 밸러스트 운전 명령이면 ECU 유입 밸브 및 ECU 배출 밸브를 동작시키고, 디밸러스트 운전 명령이면 바이패스 밸브 및 디밸러스트 배출 밸브를 동작시키는 단계와, 각 밸브의 동작에 따른 상태 신호가 제공되는 단계와, ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 온이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 오프이면 전기 분해 유닛을 동작시켜 밸러스트 수를 전기 분해하고, ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 오프이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 온이면 중화 유닛을 동작시켜 배출 수에 잔존하는 TRO를 중화하는 단계를 제공함으로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.
상술한 구성에 의해, 본 발명은 선원이 별도의 운전 절차를 수행하지 않아도 관련 신호들을 입력받아 자동으로 밸러스트 또는 디밸러스트 동작을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 밸러스트 신호 체크 유닛을 구비함으로써 밸러스트 동작이 종료되면, 제어 유닛에 이상이 발생한 경우에도 전기 분해 유닛의 동작 전원이 차단되므로 오동작을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 밸러스트 수 처리 시스템에서 밸러스트 동작과 관련된 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디밸러스트 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 밸러스트 신호 체크 유닛을 개략적으로 도시한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 밸러스트 수 처리 시스템의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 밸러스트 수 처리 시스템은, 밸러스트 수를 공급하기 위한 펌프(210)와, 밸러스트 수를 저장하기 위한 밸러스트 탱크(235)와, 밸러스트 수의 흐름을 제어하는 제1 밸브(221), 제2 밸브(222), 제3 밸브(ECU 유입 밸브)(223), 제4 밸브(ECU 배출 밸브)(224), 제5 밸브(바이패스 밸브)(225), 제6 밸브(탱크 유출 밸브)(226), 제7 밸브(탱크 유입 밸브)(227) 및 제8 밸브(디밸러스트 배출 밸브)(228)를 포함한다.
또한, 밸러스트 수 처리 시스템은 밸러스트 수의 처리와 관련된 다수의 유닛을 포함한다. 이를 위해, 밸러스트 수 처리 시스템은 밸러스트 수를 전기 분해하기 위한 전기 분해 유닛(ECU)(246)과, 디밸러스트 운전시 배출 수에 잔존하는 TRO를 중화하기 위한 중화 유닛(242)과, 밸러스트 또는 디밸러스트 운전시 발생한 TRO를 측정하기 위한 TRO 센서 유닛(248)과, 밸러스트 운전시 또는 디밸러스트 동작시 흐르는 유량을 검출하기 위한 유량 검출 유닛(244)과, 위의 유닛들에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 유닛(260)을 포함한다.
밸러스트 수 처리 시스템은, 또한 사용자가 입력할 수 있는 사용자 입력부(270)와, 펌프(210) 및 복수의 밸브들의 각 동작에 대한 상태 신호를 제공하는 배전반(250)과, 및 PC 등으로 이루어져 위의 유닛들과 통신하며 제어하기 위한 제어 유닛(280)을 포함한다. 여기서 각 밸브의 상태 신호란 펌프(210) 또는 각 밸브에 배치되어 펌프(210) 또는 각 밸브의 동작에 따라 검출되는 상태에 대한 정보를 의미한다. 예를 들면, 각 밸브의 상태 신호는 밸브가 개방되면 리미트 스위치가 온되는 신호일 수 있다.
본 발명에서 사용하는 "TRO"는 "Total Residual Oxidant"의 약어로서, 밸러스트 수에 존재하는 전체 잔류 산화제를 의미하며, 통상적으로 전기 분해 과정을 통하여 발생하는 염소가 밸러스트 수 내의 수중 생물을 산화시키고 남은 염소의 잔류 염소 수치를 측정하여 구한다. TRO는 바닷물이나 염분이 섞여있는 물을 전기분해 또는 염소 소독할 경우 활성 염소 대신 브로민 등의 원자로 대체되어 여러 종류의 산화제가 공존하게 되는데, 이 때 존재하는 모든 활성 산화제를 가리킨다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 밸러스트 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
선원은 밸러스트 운전을 시키고자 하는 경우 사용자 입력부(110)의 밸러스트 버튼(미도시됨)을 눌러 제어 유닛(280)으로 밸러스트 운전 명령을 입력할 수 있다(S302).
제어 유닛(280)은 밸러스트 운전 명령이 입력되면, 먼저, 제1 밸브(221), 제2 밸브(222), 제3 밸브(223), 제4 밸브(224) 및 제7 밸브(227)가 개방되도록 구동 유닛(미도시됨)을 제어한다(S304). 이에 제1 밸브(221), 제2 밸브(222), 제3 밸브(223), 제4 밸브(224) 및 제7 밸브(227)가 작동되어 개방되고, 제1 밸브 상태 온 신호, 제2 밸브 상태 온 신호, 제3 밸브 상태 온 신호, 제4 밸브 상태 온 신호 및 제7 밸브 상태 온 신호가 배전반(250)에 제공될 수 있다. 아울러 배전반(250)에는 제5 밸브 상태 오프 신호, 제6 밸브 상태 오프 신호 및 제8 밸브 상태 오프 신호도 제공된다.
제어 유닛(280)은 이어서 펌프(210)를 동작시키기 위해 구동 유닛을 제어할 수 있다(S306). 펌프(210)의 동작에 따라 펌프 상태 온 신호가 배전반(250)에 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 펌프 상태 신호와 모든 밸브 상태 신호들이 배전반(250)에 제공되기 위해서는 펌프(210) 또는 각 밸브로부터 배전반(250)에 모든 신호가 연결되어야 하는데, 이는 비용을 증가시킨다. 따라서 배전반(250)에는 밸러스트 동작 및 디밸러스트 동작을 위해 필요한 일부 신호들만 제공되는 것이 바람직하다.
제어 유닛(280)은 펌프(210)가 운전하면, 유량 검출 유닛(244)을 통해 밸러스트 수의 유량을 검출한다(S308). 제어 유닛(280)은 유량 검출 유닛(244)으로부터 소정의 기준 유량값, 예를 들면 50m³/h 이상이면 밸러스트 수가 흐르고 있다고 판단할 수 있다.
제어 유닛(280)은 검출된 유량과 함께 배전반(250)에 제공된 밸브 상태 신호들을 이용하여 밸러스트 조건을 판단한다(S310). 제어 유닛(280)은 최소한 상태 신호들로부터 밸러스트 조건을 판단할 수 있다. 이 경우 유량 검출 유닛(244)에 의해 밸러스트 수의 유량이 검출되지 않는 경우에는 펌프 온 상태 신호가 반드시 필요한 것은 아니다. 그러나 유량 검출 유닛(244)이 없는 경우에는 제어 유닛(280)은 펌프 온 신호를 이용하는 것이 바람직하다.
제어 유닛(280)은 밸러스트 조건을 판단하기 위해, 최소한 제3 밸브 상태 신호와 제4 밸브 상태 신호가 개방 신호이고, 제5 밸브 상태 신호와 제8 밸브 상태 신호가 폐쇄 신호인지를 판단한다.
제어 유닛(280)은 상술한 신호들을 이용하여 밸러스트 조건이라고 판단하면, 밸러스트 운전을 진행하기 위해 자동으로 전기 분해 유닛(246)을 동작시킨다(S312).
제어 유닛(280)은 또한, 유량 검출 유닛(244)을 통해 밸러스트 수의 유량을 측정하고, TRO 센서 유닛(248)을 통해 TRO를 측정하여, 적정한 TRO가 발생되도록 전기 분해 유닛(246)에 공급되는 전류를 조절한다(S314). 제어 유닛(280)은 필요에 따라서는 펌프(210)를 제어하여 밸러스트 수의 유량을 제어할 수 있다.
제어 유닛(280)은 밸러스트 동작 중 펌프(210), 각 밸브 상태 신호를 지속적으로 체크하여 밸러스트 조건이 맞지 않으면 밸러스트 동작을 종료한다(S316). 제어 유닛(280)은 특히 밸러스트 탱크(235)에 밸러스트 수가 완전히 채워져서 유량 검출 유닛(244)에서 밸러스트 수의 유량이 검출되지 않으면, 전기 분해 유닛(246)의 동작을 정지시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디밸러스트 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
선원은 디밸러스트 운전을 시키고자 하는 경우 사용자 입력부(110)의 디밸러스트 버튼(미도시됨)을 눌러 제어 유닛(280)으로 디밸러스트 운전 명령을 입력할 수 있다(S402).
제어 유닛(280)은 밸러스트 운전 명령이 입력되면, 먼저, 제2 밸브(222), 제5 밸브(225), 제6 밸브(226) 및 제8 밸브(228)가 개방되도록 구동 유닛(미도시됨)을 제어한다(S404). 이에 제2 밸브(222), 제5 밸브(225), 제6 밸브(226) 및 제8 밸브(228)가 작동되어 개방되고, 제2 밸브 상태 온 신호, 제5 밸브 상태 온 신호, 제6 밸브 상태 온 신호 및 제8 밸브 상태 온 신호가 배전반(250)에 제공될 수 있다. 아울러 배전반(250)에는 제1 밸브 상태 오프 신호, 제3 밸브 상태 오프 신호, 제4 밸브 상태 오프 신호 및 제7 밸브 상태 오프 신호도 제공된다.
제어 유닛(280)은 이어서 펌프(210)를 동작시키기 위해 구동 유닛을 제어할 수 있다(S406). 펌프(210)의 동작에 따라 펌프 상태 온 신호가 배전반(250)에 제공될 수 있다.
제어 유닛(280)은 펌프(210)가 운전하면, 유량 검출 유닛(244)을 통해 밸러스트 수의 유량을 검출한다(S408).
제어 유닛(280)은 검출된 유량과 함께 배전반(250)에 제공된 밸브 상태 신호들을 이용하여 디밸러스트 조건을 판단한다(S410). 제어 유닛(280)은 디밸러스트 조건을 판단하기 위해, 최소한 제3 밸브 상태 신호와 제4 밸브 상태 신호가 개방 신호이고, 제5 밸브 상태 신호와 제8 밸브 상태 신호가 폐쇄 신호인지를 판단할 수 있다.
제어 유닛(280)은 상술한 신호들을 이용하여 디밸러스트 조건이라고 판단하면, 디밸러스트 운전을 진행하기 위해 자동으로 중화 유닛(242)을 동작시킨다(S412).
제어 유닛(280)은 또한, 유량 검출 유닛(244)을 통해 밸러스트 수의 유량을 측정하고, TRO 센서 유닛(248)을 통해 TRO를 측정하여, 적정한 TRO가 발생되도록 중화 장치에서 토출되는 중화제 토출량을 조절한다(S414).
제어 유닛(280)은 밸러스트 동작 중 펌프(210), 각 밸브 상태 신호를 지속적으로 체크하여 디밸러스트 조건이 맞지 않으면 디밸러스트 동작을 종료한다(S416). 제어 유닛(280)은 특히 밸러스트 탱크(235)에 밸러스트 수가 완전히 비워져서 유량 검출 유닛(244)에서 밸러스트 수의 유량이 검출되지 않으면, 중화 유닛(242)의 동작을 정지시킬 수 있다.
밸러스트 수 처리 시스템은 상술한 동작 조건 이외에도 스트라이트 동작, 중력 밸러스트 동작 및 중력 디밸러스트 동작 등이 있을 수 있으며, 선원의 조작에 의해 수동으로 운전할 수 있는 선택 스위치도 구비할 수 있다. 또한 밸러스트 수 처리 시스템은 운전한 기록들, 즉 유량 및 처리 농도 등을 로그 기록으로 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸러스트 수 처리 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 밸러스트 수 처리 시스템은 도 2에 도시된 전기 분해 유닛(246), 중화 유닛(242), TRO 센서 유닛(248) 및 유량 검출 유닛(244) 이외에 전원 공급 유닛(520) 및 밸러스트 신호 체크 유닛(510)을 더 포함할 수 있다.
밸러스트 신호 체크 유닛(510)은 배전반(250)에 제공되는 펌프 상태 신호, 제3 밸브 상태 신호 및 제4 밸브 상태 신호를 입력받을 수 있다. 밸러스트 신호 체크 유닛은 펌프 상태 신호, 제3 밸브 상태 신호 및 제4 밸브 상태 신호가 모두 온 신호이면 밸러스트 동작 신호를 생성하여 출력할 수 있다.
전원 공급 유닛(520)은 각 유닛에 전원을 공급하기 위한 유닛이다. 또한, 전원 공급 유닛(520)은 제어 유닛(280)으로부터 전기 분해 유닛(246)에 대한 동작 신호와 밸러스트 체크 유닛(510)으로부터 밸러스트 동작 신호가 입력된 경우에만 전기 분해 유닛(246)에 동작 전원을 공급할 수 있다. 이에 의해 제어 유닛(280)의 이상 발생으로 인해 전기 분해 유닛(246)에 동작을 위한 제어 신호가 공급되더라도 전기 분해 유닛(246)으로 동작 전원이 공급되지 않기 때문에, 대전류가 흐르는 전기 분해 유닛(246)의 오동작을 방지하고 또한 불필요한 전력 소비를 줄일 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 밸러스트 신호 체크 유닛을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 배전반(250)에서 출력된 각 신호를 연결하기 위한 입력 단자부(610)와, 각 신호를 조합하여 밸러스트 동작 신호를 생성하는 밸러스트 동작 신호 생성부(620)와, 밸러스트 동작 신호를 출력하는 출력 단자부(630)를 포함한다.
입력 단자부(610)는 펌프 상태 신호를 입력받기 위한 제1 펌프 상태 신호 입력 단자(611)와, 제3 밸브 상태 신호를 입력받기 위한 제3 밸브 상태 신호 입력 단자(612), 제4 밸브 상태 신호를 입력받기 위한 제4 밸브 상태 신호 입력 단자(613), 제5 밸브 상태 신호를 입력받기 위한 제5 밸브 상태 신호 입력 단자(614) 및 제8 밸브 상태 신호를 입력받기 위한 제8 밸브 상태 신호 입력 단자(615)를 포함한다.
밸러스트 동작 신호 생성부(620)는 각 신호를 조합하여 밸러스트 동작 신호를 생성하기 위해 제1 인버터 회로(622), 제2 인버터 회로(624) 및 AND 회로(626)를 포함한다.
제1 인버터 회로(622)의 입력단에는 제5 밸브 상태 신호 입력 단자(614)가 연결되어 있다. 즉, 제5 밸브 상태 신호는 오프 신호에 한해 밸러스트 동작 신호가 생성될 수 있다.
제2 인버터 회로(624)의 입력단에는 제8 밸브 상태 신호 입력 단자(615)가 연결되어 있다. 즉, 제8 밸브 상태 신호는 오프 신호에 한해 밸러스트 동작 신호가 생성될 수 있다.
AND 회로(626)의 복수 개의 입력단에 펌프 상태 신호 입력 단자, 제3 밸브 상태 신호 입력 단자(612), 제4 밸브 상태 신호 입력 단자(613), 제1 인버터 회로(622)의 출력단, 제2 인버터 회로(624)의 출력단이 연결되어 있으며, 각 입력이 모두 온 신호이면, 그 출력은 온 신호, 즉 밸러스트 동작 신호가 출력된다.
출력 단자부(630)는 밸러스트 신호를 출력하기 위한 밸러스트 동작 신호 출력 단자(632)를 포함한다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 밸러스트 수를 전기 분해하기 위한 전기 분해 유닛과,
    디밸러스트 운전시 배출 수에 잔존하는 TRO를 중화하기 위한 중화 유닛과,
    ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 온이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 오프이면 상기 전기 분해 유닛을 동작시키고, ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 오프이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 온이면 상기 중화 유닛을 동작시키는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    밸러스트 운전시 또는 디밸러스트 운전시 흐르는 밸러스트 수의 유량을 검출하는 유량 검출 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 전기 분해 유닛 또는 상기 중화 유닛을 동작시키기 위해 상기 유량 검출 유닛에서 밸러스트 수의 유량이 검출되는지를 더 체크하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    밸러스트 수를 공급 또는 배출하기 위한 펌프를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 전기 분해 유닛 또는 상기 중화 유닛을 동작시키기 위해 펌프 상태 신호가 온인지를 더 체크하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    밸러스트 또는 디밸러스트 동작시 TRO를 측정하기 위한 TRO 센서 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은 밸러스트 동작시 상기 유량 검출 유닛에서 제공된 밸러스트 수의 유량 값 및 상기 TRO 센서 유닛에서 제공된 TRO 값에 따라 상기 전기 분해 유닛의 동작 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 디밸러스트 동작시 상기 유량 검출 유닛에서 제공된 밸러스트 수의 유량 값 및 상기 TRO 센서 유닛에서 제공된 TRO 값에 따라 상기 중화 유닛에서 토출되는 중화제 토출량을 조절하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 온이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 오프이면 밸러스트 전원 공급 신호를 생성하는 밸러스트 신호 체크 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밸러스트 신호 체크 유닛으로부터 밸러스트 전원 공급 신호가 제공되면 상기 전기 분해 유닛에 동작 전압을 제공하는 전원 공급 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 처리 시스템.
  8. 밸러스트 운전 명령 또는 디밸러스트 운전 명령을 입력하는 단계와,
    밸러스트 운전 명령이면 ECU 유입 밸브 및 ECU 배출 밸브를 동작시키고, 디밸러스트 운전 명령이면 바이패스 밸브 및 디밸러스트 배출 밸브를 동작시키는 단계와,
    각 밸브의 동작에 따른 상태 신호가 제공되는 단계와,
    ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 온이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 오프이면 전기 분해 유닛을 동작시켜 밸러스트 수를 전기 분해하고, ECU 유입 밸브 상태 신호 및 ECU 배출 밸브 상태 신호가 각각 오프이고, 바이패스 밸브 상태 신호 및 디밸러스트 배출 밸브 상태가 각각 온이면 중화 유닛을 동작시켜 배출 수에 잔존하는 TRO를 중화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 밸러스트 수를 전기 분해하는 단계는 밸러스트 동작시 유량 검출 유닛에서 제공된 밸러스트 수의 유량 값 및 TRO 센서 유닛에서 제공된 TRO 값에 따라 상기 전기 분해 유닛의 동작 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 배출 수에 잔존하는 TRO를 중화하는 단계는 디밸러스트 동작시 상기 유량 검출 유닛에서 제공된 밸러스트 수의 유량 값 및 상기 TRO 센서 유닛에서 제공된 TRO 값에 따라 상기 중화 유닛에서 토출되는 중화제 토출량을 조절하는 것을 특징으로 하는 밸러스트 수 처리 방법.
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