KR100743946B1 - 밸러스트수 정화 장치 및 상기 장치를 탑재한 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박에 저장된 밸러스트수(Ballast Water)를 배출할 때에는, 밸러스트수에 포함되는 미생물이나 세균이 기준값을 충족시켜 밸러스트수의 정화를 실현할 수 있는 밸러스트수 정화 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 밸러스트수 정화 장치는 선박(3) 내에서 밸러스트수를 저장하는 저장 탱크(30)와, 저장 탱크(30)에 싣는 밸러스트수를 여과하는 여과 장치(21)와, 항해 중 또는 항해 후의 밸러스트수의 배출시에, 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수를 살균 처리하는 살균 처리 장치(31)를 구비한 구성이다.
선박, 밸러스트수, 밸러스트수 정화 장치, 저장 탱크, 여과 장치, 살균 처리 장치

Description

밸러스트수 정화 장치 및 상기 장치를 탑재한 선박{APPARATUS FOR PURIFYING BALLAST WATER AND SHIP MOUNTED THE SAME}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 제 2 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 제 3 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4는 제 4 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 5는 제 5 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 6은 제 6 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 7은 제 7 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 8은 제 8 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 9는 제 8 실시예에 관한 살균 처리 장치의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 10은 제 9 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 11은 제 10 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 12는 제 11 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 13은 제 12 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 14는 제 13 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 15는 제 14 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 평면도.
도 16은 제 15 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 17은 제 16 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 18은 제 17 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 19는 제 18 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 20은 제 19 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 밸러스트수
2 : 지상 설비
20 : 펌프
21 : 여과 장치
22 내지 24 : 수배관
3 : 선박
30 : 저장 탱크
31 : 살균 처리 장치
32 : 펌프
33, 34 : 수배관
35 : 화물 저장부
본 발명은 일반적으로는 선박에 저장되는 밸러스트수(Ballast Water)의 정화 를 행하기 위한 밸러스트수 정화 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 석유 탱커나 화물 운반선 등의 선박에서는 석유 등의 화물을 수입국까지 운반하고, 상기 화물을 항(港)에 내린 후는 동일 중량 정도의 해수(海水)를 선내의 탱크 내에 저장시키는 것이 행해진다. 이 해수를 선내에 저장시키는 것은 화물을 내린 후에 선내가 가벼워짐으로써 항해상에서 밸런스가 무너지는 것을 미연에 회피하기 위해서이다. 즉, 선박은 어느 정도의 중량이 없으면 항해를 할 수 없기 때문이다.
이러한 선박의 밸런스를 취하기 위한 해수(또는, 담수이어도 됨)는 밸러스트수라고 불리고 있다. 상기와 같은 화물의 수입국은 말하자면, 밸러스트수의 수출국으로 되는 것이다.
한편, 밸러스트수를 저장한 선박은 수입국으로부터 화물의 수출국 등을 향하여 항해하고, 상기 수출국의 근해 중에 밸러스트수를 배출한다. 따라서, 화물의 수출국 등은 말하자면, 밸러스트수의 수입국으로 되는 것이다.
그런데, 밸러스트수는 밸러스트수의 수출국의 근해 중에 생존하고 있는 특이한 악성 미생물이나 세균 등을 포함하는 경우가 있다. 예를 들어, 일본의 근해 중에는 적조 플랭크톤이라고 불리는 미생물이 생존하고 있는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 수출국으로서의 일본으로부터 타국에 밸러스트수가 운반된 경우에, 그 타국의 근해 중에서 적조 플랭크톤이 대량으로 발생하는 사태가 예상된다. 또한, 콜레라균 등의 악성 세균이 타국에서 이상 발생하는 등, 밸러스트수를 통한 수생 생물의 국제적인 이동의 문제가 발생하고 있다.
그래서, 선박의 밸러스트수 및 침전물의 규제 및 관리를 위한 국제 조약(이하, 밸러스트 조약이라고 약칭함)이 2004년 2월 13일에 영국(런던)에서, 참가국 74개국에 의해 채택되었다. 이 조약에서는, 밸러스트수의 수입국 내의 근해에 밸러스트수를 배출할 때의 배출 기준으로서, 소위 밸러스트수 배수(排水)의 생물 기준이 설정되어 있다. 이 기준을 충족시키지 않으면, 밸러스트수의 수입국은 밸러스트수의 배수, 즉 밸러스트의 수용을 거부할 수 있게 된다.
밸러스트수 배수의 생물 기준으로서는, 구체적으로는 동식물 플랭크톤 등의 미생물에서는 「10개/100㎥」이하이다. 또한, 세균에서는, 콜레라균의 경우에는 「1개/100㎖」이하이고, 대장균의 경우에는 「250개/100㎖」이하이며, 장구균의 경우에는 「100개/100㎖」이하이다.
이상과 같은 밸러스트수의 취급에 관하여, 선내에 밸러스트수를 저장하기 전에 정화하고, 이 정화한 밸러스트수를 선내에 싣는 밸러스트수 정화 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 일본국 특허공개 공보 2004-25040호를 참조). 이러한 밸러스트수 정화 기술을 이용함으로써, 예를 들어 화물 수송선이 밸러스트수의 수입국까지 항해하고, 이 수입국에 착항한 후에 저장되어 있던 밸러스트수를 항 내에 배출하는 경우에, 이미 정화된 밸러스트수를 배출할 수 있다.
또한, 종래의 밸러스트수의 정화 방법으로서, 선내에 열처리를 주체로 한 밸러스트수 정화 장치를 배치하여 선내 밸러스트수를 순환 정화하는 밸러스트수 정화 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 일본국 특허공개 공보 2004-284481호를 참조). 또한, 선내의 밸러스트수 정화 장치로서, 밸러스트수에 살균제를 혼입 가능한 살균 제 혼입 장치와, 배수 중의 밸러스트수에 공기를 주입 가능한 장치를 포함하는 밸러스트수 정화 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 일본국 특허공개 공보 4-322788호 공보를 참조).
상술한 밸러스트수 정화 기술을 이용한 방식에는 이하와 같은 과제가 있다.
첫째로, 선내에 정화한 후의 밸러스트수를 실은 경우에도 완전히 살균되지 않은 잔존 미생물이 항해 중에 증식하는 경우가 있다. 이 경우에는, 밸러스트수를 수입국의 항 내 등에 배출할 수 없다.
일반적으로, 여과 장치나 살균 처리 장치 등의 정화 장치에 의해 밸러스트수를 정화해도 밸러스트수 중에 포함되는 미생물이나 세균이 다량으로 존재하거나, 또는 그들 중에 정화 장치에 대하여 저항성을 갖는 것이 존재하는 등의 원인에 의해, 선내에 실린 밸러스트수 중에는 미생물이나 세균이 잔존할 가능성이 높다.
둘째로, 항해 중에 선내의 저장 탱크에 저장된 밸러스트수에 공기 중으로부터 미생물이나 세균이 혼입될 가능성이 있다. 특히, 밸러스트수의 수출국의 근해에서는, 해중(海中)의 미생물 등이 비말(飛沫)로 되어 기상(氣相) 중에 부유(浮遊)하고 있으므로, 선내의 저장 탱크에 혼입될 가능성이 있다.
따라서, 선내에 정화한 후의 밸러스트수를 실은 후에, 공기 중으로부터 혼입된 미생물이나 세균이 항해 중에 증식하고, 결과적으로 밸러스트수를 수입국의 항 내 등에 배출할 수 없는 사태로 된다.
그래서, 본 발명의 목적은 선박에 저장된 밸러스트수를 배출할 때에는, 밸러 스트수에 포함되는 미생물이나 세균이 기준값을 충족시켜 밸러스트수의 정화를 실현할 수 있는 밸러스트수 정화 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 관점에 따른 밸러스트수 정화 장치는 선박에 설치되어 밸러스트수를 저장하는 저장 수단과, 상기 저장 수단에 저장하는 밸러스트수를 여과하는 여과 수단과, 상기 선박의 항해 중 또는 상기 밸러스트수의 배출시에, 상기 저장 수단에 저장된 밸러스트수를 살균 처리하는 살균 수단을 구비한 구성이다.
본 발명의 밸러스트수 정화 장치에 의하면, 선박에 저장된 밸러스트수를 배출할 때에는, 밸러스트수에 포함되는 미생물이나 세균이 기준값을 충족시킬 수 있는 밸러스트수의 정화를 실현할 수 있다.
[실시예]
이하 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 각 실시예를 설명한다.
(제 1 실시예)
도 1은 본 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예의 밸러스트수 정화 장치는, 예를 들어 선박 외의 항의 지상 설비(2)와, 선박(3)에 탑재되는 설비로 크게 나뉜다.
지상 설비(2)는, 예를 들어 항 내(밸러스트수의 수출국)의 해수인 밸러스트수(1)(이하, 밸러스트 원수(原水)라고 표기하는 경우가 있음)를 끌어올리는 펌프(20)와, 여과 장치(21)와, 수배관(水配管)(22 내지 24)을 갖는다. 여과 장치(21) 는, 예를 들어 밸러스트 원수(1)의 부유 물질을 제거하는 막(膜)여과 장치이다.
한편, 예를 들어 화물 운반선 등의 선박(3)에는 밸러스트수를 저장하기 위한 저장 탱크(30), 살균 처리 장치(31), 저장 탱크(30)로부터 살균 처리 장치(31)에 밸러스트수를 공급하기 위한 급수 장치로서의 펌프(32)와 수배관(33) 및 살균 처리 장치(31)에 의해 살균된 밸러스트수를 항 내(밸러스트수의 수입국)에 배출하기 위한 수배관(34)이 설치되어 있다. 또한, 선박(3)에는 화물을 저장하기 위한 화물 저장부(35)가 설치되어 있다. 살균 처리 장치(31)는 밸러스트수에 포함되는 미생물이나 세균을 살균하기 위한, 예를 들어 자외선식 살균 처리 장치이다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
우선, 선박(3)은 항해 전에 밸러스트수의 수출국의 항 내에 정박하고 있을 때에, 지상 설비(2)의 수배관(23)을 통하여 여과 장치(21)의 출구와, 저장 탱크(30)가 접속된다. 여기서, 여과 장치(21)의 배수용 출구로부터의 폐수는 수배관(24)을 통하여 밸러스트 원수(1)가 존재하는 항 내로 되돌려진다.
지상 설비(2)에서는, 펌프(20)의 구동에 의해 항 내로부터 밸러스트 원수(1)가 수배관(22)을 통하여 끌어 올려져 여과 장치(21)의 입구에 보내진다. 여과 장치(21)에서는, 밸러스트 원수(1) 중에 존재하는 일정 이상의 크기의 부유 물질이 막(예를 들어, 10㎛의 포어 사이즈) 표면에 포획되어 그 이하의 크기의 부유 물질이나 용해성 액체를 포함하는 밸러스트수만이 막을 통과하고, 수배관(23)을 통하여 저장 탱크(30) 내에 공급된다. 한편, 여과 장치(21)에서는, 막 표면에 포획된 부유 물질을 포함하는 액체(폐수)는 수배관(24)을 통하여 원래의 밸러스트 원수(1)가 존재하는 항 내로 되돌려진다.
다음에, 선박(3)은 밸러스트수의 수출국의 항 내로부터 수입국을 향하여 항해를 시작한다. 이 항해 후에, 예를 들어 상기 수입국의 항 내 또는 근해에서, 선박(3)에서는 펌프(32)를 구동함으로써 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수는 수배관(33)을 통하여 살균 처리 장치(31)에 공급된다.
살균 처리 장치(31)는, 예를 들어 자외선 살균 능력에 의해 밸러스트수 중에 잔존하는 미생물이나 세균을, 예를 들어 소정의 기준값(상술한 밸러스트수 배수의 생물 기준)을 충족시킬 때까지 살균 처리하여 수배관(34)에 송출(送出)한다. 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수는 살균 처리 후에 수입국의 항 내 또는 근해의 해수(4) 중에 수배관(34)을 통하여 배출된다.
여기서, 선박(3)이 밸러스트수의 수입국의 항 또는 근해에 도착한 항해 후에 살균 처리 장치(31)를 기동하여 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수의 살균 처리를 실행하는 경우에 대해서 설명했지만, 항해 중에 살균 처리를 실행할 수도 있다. 즉, 수입국의 항 또는 근해에 도착하기 전의 항해 중에 살균 처리 장치(31)를 기동할 수도 있다. 이 경우에는, 살균 처리된 밸러스트수의 일부는 항 또는 근해 이외의 공해(公海)에 배출되게 된다.
통상적으로는, 항해 후의 살균 처리에서는 약 1일간의 정박 시간 내에 살균 처리를 완료시킬 필요가 있지만, 항해 중이면, 예를 들어 1 내지 2주간의 항해 기간에 걸쳐 살균 처리를 행할 수 있다. 이 때문에, 선박(3)에 탑재되는 살균 처리 장치(31)는 상대적으로 살균 능력이 작은 것으로 되고, 선박(3) 위에서의 살균 처 리 장치(31)의 설치 면적이나 동력 등을 저감할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치를 사용함으로써, 선박의 항해 전에 여과 장치(21)에 의해 여과된 밸러스트수를 선박 내에 싣고, 또한 항해 중 또는 항해 후에 상기 밸러스트수를 살균 처리한 후에 배출한다. 따라서, 선박 내에 실린 밸러스트수 중에 여과되지 않고 잔존하고 있는 미생물이나 세균 및 항해 중에 공기 중으로부터 혼입된 미생물이나 세균을 소정의 기준값(밸러스트수 배수의 생물 기준)을 충족시킬 때까지 살균 처리한 후의 밸러스트수를 배출할 수 있다. 즉, 밸러스트수 배수의 생물 기준을 충족시키도록 밸러스트수의 배출시의 정화를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시예의 여과 장치(21)는 부유 물질을 제거하기 위한 막여과 장치를 상정하고 있지만, 이것에 한정되지 않고 다른 장치라도 된다. 구체적으로는, 모래 여과 장치, 응집 침전 처리 장치, 스크린 처리 장치 등이다.
모래 여과 장치는 막여과 장치보다도 대유량(大流量) 처리가 가능하다. 응집 침전 처리 장치는 PAC나 황산철 등의 응집제를 주입하여 부유 물질을 큰 덩어리 형상 물질로 하고, 그 후에 모래 여과에 의해 그 덩어리 형상 물질을 제거한다. 응집 침전 처리 장치의 특징은 막여과 장치나 모래 여과 장치보다도 입경이 작은 콜로이드 형상 물질도 제거 가능해져 후단(後段)의 살균 처리의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 스크린 처리 장치는 1㎜ 내지 20㎜ 정도의 메쉬(mesh)가 있는 스크린에 의해 부유 물질을 제거하는 것으로서, 모래 여과 장치보다도 대유량 처리가 더욱 가능해진다.
또한, 본 실시예의 살균 처리 장치(31)는 자외선식 살균 처리 장치를 상정하고 있지만, 이것에 한정되지 않고 다른 장치라도 된다. 구체적으로는, 약품 주입 처리 장치, 전기 처리 장치, 오존 처리 장치, OH 래디컬 처리 장치 등이다.
약품 주입 처리 장치는 미생물이나 세균의 살균 능력을 갖는 약품인 차아염소산나트륨 용액, 염소 용액, 고형 염소, 이산화염소 등의 염소제 또는 과산화수소를 주입하여 살균 처리를 행하는 것이다. 전기 처리 장치는 수중에 2극(極)의 전압을 가하여 전기적으로 살균 처리를 행하는 것으로서, 플라즈마 방전이나 고전압처리도 포함한다.
오존 처리 장치는 오존 가스를 수중에 주입하여 오존의 산화력에 의해 살균 처리하는 것이다. 오존 처리 장치는 살균 처리뿐만 아니라 밸러스트수로부터 악취물질이나 착색 물질도 제거할 수 있다. OH 래디컬 처리 장치는 이산화티탄 등의 광촉매와 자외선, 오존과 자외선, 오존과 과산화수소 또는 오존, 자외선 및 과산화수소의 조합에 의한 병용 처리에 의해 강력한 산화제인 OH 래디컬을 발생시켜 살균 처리를 행하는 것이다. OH 래디컬 처리 장치는 살균 처리뿐만 아니라 유기성의 오탁(汚濁) 물질도 제거할 수 있게 된다.
(제 2 실시예)
도 2는 제 2 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 장치는 지상 설비(2)에서, 여과 장치(21)의 출구에 접속된 수배관(23) 중에 배치된 살균 처리 장치(25)(전(前)처리용 살균 처리 장치)를 구비한 구성이다. 또한, 제 1 실시예에 관한 도 1에 나타내는 밸러스트수 정화 장치와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
우선, 선박(3)은 항해 전에 밸러스트수의 수출국의 항 내에 정박하고 있을 때에, 지상 설비(2)의 수배관(23)을 통하여 여과 장치(21)의 출구와, 저장 탱크(30)가 접속된다. 지상 설비(2)에서는, 펌프(20)의 구동에 의해 항 내로부터 밸러스트 원수(1)가 수배관(22)을 통하여 끌어 올려져 여과 장치(21)의 입구에 보내진다.
여기서, 여과 장치(21)에 의해 부유 물질이 제거된 밸러스트수는 수배관(23)을 통하여 저장 탱크(30) 내에 공급될 때, 살균 처리 장치(25)를 통과함으로써 살균 처리된다. 따라서, 항해 전에 미생물이나 세균이 살균 처리된 밸러스트수가 저장 탱크(30) 내에 공급된다. 또한, 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수 중에 잔존 또는 혼입된 미생물이나 세균은 상술한 제 1 실시예와 마찬가지로, 항해 중 또는 항해 후에 선박(3) 위의 살균 처리 장치(31)에 의해 살균 처리된다.
이상과 같이 하여, 선박 내에 실린 밸러스트수는 소정의 기준값(밸러스트수배수의 생물 기준)을 충족시킬 때까지 살균 처리한 후에 배출되게 된다. 즉, 밸러스트수 배수의 생물 기준을 충족시키도록 밸러스트수의 배출시의 정화를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 미리 항해 전에 밸러스트수 중의 미생물이나 세균을 살균 처리함으로써, 항해 중 또는 항해 후의 살균 처리를 행하는 살균 처리 장치(31)의 운전 부하를 상대적으로 저감할 수 있다.
(제 3 실시예)
도 3은 제 3 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 장치는 지상 설비(2)에서, 여과 장치(21)의 출구에 접속된 수배관(23) 중에 살균 물질로서의 약품을 주입하는 전처리용 살균 처리 장치를 구비한 구성이다. 또한, 제 1 실시예에 관한 도 1에 나타내는 밸러스트수 정화 장치와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
전처리용 살균 처리 장치는 살균 물질로서의 약품인 차아염소산나트륨 용액을 저장하는 탱크(26), 배관(27) 및 펌프(28)를 갖는다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
우선, 선박(3)은 항해 전에 밸러스트수의 수출국의 항 내에 정박하고 있을 때에, 지상 설비(2)의 수배관(23)을 통하여 여과 장치(21)의 출구와, 저장 탱크(30)가 접속된다. 지상 설비(2)에서는, 펌프(20)의 구동에 의해 항 내로부터 밸러스트 원수(1)가 수배관(22)을 통하여 끌어 올려져 여과 장치(21)의 입구에 보내진다.
여기서, 펌프(28)를 구동함으로써, 탱크(26) 중의 차아염소산나트륨 용액이 배관(27)을 통하여 수배관(23)에 공급된다. 따라서, 여과 장치(21)에 의해 부유 물질이 제거된 밸러스트수는 수배관(23)을 통하여 차아염소산나트륨 용액과 혼합 접촉하면서 저장 탱크(30) 내에 보내진다.
이상과 같이 하여, 항해 전에 선박(3) 내에 실리는 밸러스트수는 여과 처리 후에 약품에 의해 더 살균 처리된다. 이 경우, 차아염소산나트륨 용액 등의 약품은 수중에서의 잔류성이 높기 때문에 저장 탱크(30) 중에 공급된 후, 항해 중에도 그 잔류성에 의한 살균 능력이 계속되게 된다. 따라서, 저장 탱크(30) 중에 잔존 또는 혼입되는 미생물이나 세균에 대하여도 살균 효과가 있어 항해 중에서의 밸러스트수의 정화 상태를 유지할 수 있다.
또한, 항해 후에는 선박 내에 실린 밸러스트수는 선박(3)에 탑재된 살균 처리 장치(31)에 의해 살균 처리된 후에 배출되게 된다. 따라서, 밸러스트수 배수의 생물 기준을 충족시킬 뿐만 아니라 배출시에 고수준의 정화를 실현할 수 있게 된다.
(제 4 실시예)
도 4는 제 4 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 밸러스트수 정화 장치는 선박(3) 위에 탑재된 설비로 구성되어 있다. 즉, 선박(3)의 설비로서, 예를 들어 항 내의 해수인 밸러스트 원수(1)를 끌어올리는 펌프(42)와, 여과 장치(41)와, 수배관(43 내지 45)을 갖는다. 여과 장치(41)는, 예를 들어 밸러스트 원수(1)의 부유 물질을 제거하는 막여과 장치이다.
또한, 이것 이외의 살균 처리 장치(31)에 관계되는 설비에 대해서는, 제 1 실시예에 관한 도 1에 나타내는 밸러스트수 정화 장치와 동일하여, 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
우선, 선박(3)은 항해 전에 밸러스트수의 수출국의 항 내에 정박하고 있을 때에, 펌프(42)의 구동에 의해 밸러스트 원수(1)를 끌어올려, 수배관(43)을 통하여 여과 장치(41)에 보낸다.
여과 장치(41)는 밸러스트 원수(1) 중에 존재하는 일정 이상의 크기의 부유 물질을 여과하여, 수배관(45)을 통하여 저장 탱크(30) 내에 공급한다. 한편, 여과 장치(41)에서는, 막 표면에 포획된 부유 물질을 포함하는 액체(배수)는 수배관(44)을 통하여 원래의 밸러스트 원수(1)가 존재하는 항 내로 되돌려진다.
본 실시예에 의하면, 여과 장치(41)에 관계되는 설비가 선박(3)에 탑재되어 있으므로, 선박(3)을 항 내의 지상 설비(2)에 연결시킬 필요가 없다. 이 때문에, 선박(3)은 항 내의 임의의 위치에서 정박하여 밸러스트 원수(1)를 실을 수 있다. 또한, 상술한 지상 설비(2)가 설치되어 있지 않은 항의 경우에도, 선박(3)은 여과 장치(41)에 의한 정화 처리를 행한 후에, 상기 항 내로부터 밸러스트 원수(1)를 실을 수 있다.
(제 5 실시예)
도 5는 제 5 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 밸러스트수 정화 장치는 지상 설비(2)에 상당하는 설비를 탑재한 정화 장치 적재선(積載船)(5)(이하, 여과 처리 전용선(專用船)이라고 표기함)을 포함하는 구성이다.
여과 처리 전용선(5)은, 예를 들어 항 내의 해수인 밸러스트 원수(1)를 끌어올리는 펌프(52)와, 여과 장치(51)와, 수배관(53, 54)을 갖는다. 여과 장치(51)는, 예를 들어 밸러스트 원수(1)의 부유 물질을 제거하는 막여과 장치이다.
또한, 이것 이외의 살균 처리 장치(31)에 관계되는 설비에 대해서는, 제 1 실시예에 관한 도 1에 나타내는 밸러스트수 정화 장치와 동일하여, 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
우선, 선박(3)은 항해 전에 밸러스트수의 수출국의 항 내에 정박하고 있을 때에, 여과 처리 전용선(5)에 접근하고, 상기 전용선(5)의 수배관(54)을 통하여 여과 장치(51)의 출구와, 저장 탱크(30)가 접속된다.
여과 처리 전용선(5)에서는, 펌프(52)의 구동에 의해 항 내로부터 밸러스트 원수(1)가 수배관(53)을 통하여 끌어 올려져 여과 장치(51)의 입구에 보내진다. 여과 장치(51)는 밸러스트 원수(1) 중에 존재하는 일정 이상의 크기의 부유 물질을 제거한 후의 밸러스트수를 수배관(54)을 통하여 저장 탱크(30) 내에 보낸다.
본 실시예에 의하면, 여과 장치(51)에 관계되는 설비를 구비한 여과 처리 전용선(5)을 사용함으로써, 항으로부터 상술한 지상 설비(2)는 불필요해진다. 또한, 선박(3)에도 여과 장치(51)에 관계되는 설비를 탑재할 필요가 없으므로, 그만큼 설치 스페이스를 절약할 수 있다. 또한, 상술한 지상 설비(2)와는 달리 여과 처리 전용선(5)은 이동이 가능하므로, 선박(3)은 항 내의 임의의 위치에서 밸러스트 원수(1)를 실을 수 있다.
(제 6 실시예)
도 6은 제 6 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 밸러스트수 정화 장치는 선박(3)에 탑재되어 있는 살균 처리 장치(61)에 관계되는 설비를 탑재한 정화 장치 적재선(6)(이하, 살균 처리 전용선이라고 표기함)을 포함하는 구성이다.
살균 처리 전용선(6)은 살균 처리 장치(61), 저장 탱크(30)로부터 살균 처리 장치(61)에 밸러스트수를 공급하기 위한 펌프(62)와 수배관(63) 및 살균 처리 장치(61)에 의해 살균된 밸러스트수를 배출하기 위한 수배관(64)을 탑재하고 있다. 살균 처리 장치(61)는 밸러스트수에 포함되는 미생물이나 세균을 살균하기 위한, 예를 들어 자외선식 살균 처리 장치이다.
또한, 이것 이외의 여과 장치(21)에 관계되는 지상 설비(2)에 대해서는, 도 1에 나타내는 제 1 실시예의 밸러스트수 정화 장치와 동일하여, 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
우선, 선박(3)은 항해 전에 밸러스트수의 수출국의 항에 설치된 지상 설비(2)에 의해, 부유물 등이 여과된 밸러스트수를 저장 탱크(30)에 저장하고 있다. 선박(3)은 항해 후에, 예를 들어 상기 수입국의 항 내에서 살균 처리 전용선(6)에 접근한다. 그리고, 선박(3)은 저장 탱크(30)와, 상기 전용선(6)의 수배관(63)을 통하여 살균 처리 장치(61)가 접속된다.
살균 처리 전용선(6)은 펌프(62)를 구동함으로써 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수를 끌어올려, 수배관(63)을 통하여 살균 처리 장치(61)에 공급한다. 살균 처리 장치(61)는, 예를 들어 자외선 살균 능력에 의해 밸러스트수 중에 잔존하는 미생물이나 세균을 살균 처리하여, 수배관(64)을 통하여 해수(4) 중에 배출한다.
본 실시예에 의하면, 살균 처리 장치(61)에 관계되는 설비를 구비한 살균 처리 전용선(6)을 사용함으로써, 선박(3)에는 상기 장치(61)에 관계되는 설비를 탑재할 필요가 없어진다. 따라서, 선박(3)은 밸러스트수 정화 장치에 관한 설비를 탑재할 필요가 없으므로, 그만큼 설치 스페이스를 절약할 수 있다.
(제 7 실시예)
도 7은 제 7 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 밸러스트수 정화 장치는 선박(3)에 탑재되어 있는 살균 처리에 관계되는 설비에서, 살균 처리 장치(31), 저장 탱크(30)로부터 살균 처리 장치(31)에 밸러스트수를 공급하기 위한 펌프(32)와 수배관(33) 및 살균 처리 장치(31)에 의해 살균된 밸러스트수를 저장 탱크(30)로 되돌리기 위한 수배관(36)을 갖는다. 또한, 선박(3)은 상기 설비로서, 저장 탱크(30)로부터 밸러스트수를 끌어올려 배출하기 위한 펌프(37) 및 수배관(34)을 탑재하고 있다.
또한, 이것 이외의 여과 장치(21)에 관계되는 지상 설비(2)에 대해서는, 도 1에 나타내는 제 1 실시예의 밸러스트수 정화 장치와 동일하여, 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
우선, 선박(3)은 항해 전에 밸러스트수의 수출국의 항에 설치된 지상 설비(2)에 의해, 부유물 등이 여과된 밸러스트수를 저장 탱크(30)에 저장한다.
선박(3)은 항해 개시 후에 펌프(32)를 기동하고, 저장 탱크(30)로부터 수배관(33)을 통하여 밸러스트수를 끌어올려 살균 처리 장치(31)에 공급한다. 살균 처리 장치(31)는 끌어 올려진 밸러스트수를 살균 처리한 후에, 수배관(36)을 통하여 저장 탱크(30)로 되돌린다.
말하자면, 선박(3)은 항해 중에 저장 탱크(30)와 살균 처리 장치(31) 사이에서 밸러스트수를 순환시킨다. 이 순환에 의해, 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수는 항해 전에 잔존하고 있는 미생물이나 세균 및 항해 중에 혼입된 미생물이나 세균이 살균 처리되게 된다.
다음에, 선박(3)은 항해 종료 후에, 예를 들어 상기 수입국의 항 내에서 펌프(37)를 구동함으로써 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수를 끌어올려, 수배관(34)을 통하여 해수(4) 중에 배출한다.
본 실시예에 의하면, 예를 들어 선박(3)의 항해 중에 1 내지 2주간의 기간에 걸쳐 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수의 살균 처리를 행할 수 있다. 따라서, 항해가 종료될 때까지의 기간에 밸러스트수에 포함되는 미생물이나 세균을 충분히 살균 처리할 수 있다. 또한, 충분한 기간에 걸쳐 살균 처리를 완료시킬 수 있으므로, 선박(3)에 탑재하는 살균 처리 장치(31)는 상대적으로 살균 능력이 작은 것으로 되고, 선박(3) 위에서의 살균 처리 장치(31)의 설치 면적이나 동력 등을 저감할 수 있는 효과도 있다.
(제 8 실시예)
도 8 및 도 9는 제 8 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 밸러스트수 정화 장치는 선박(3)에 탑재되어 있는 살균 처리 장치(38)에 관계되는 설비에서, 살균 처리 장치(38)가 저장 탱크(30)의 밸러스트수 내에 부유하고 있는 구조이다. 또한, 선박(3)은 상기 설비로서, 저장 탱크(30)로부터 밸러스트수를 끌어올려 배출하기 위한 펌프(37) 및 수배관(34)을 탑재하고 있다.
또한, 이것 이외의 여과 장치(21)에 관계되는 지상 설비(2)에 대해서는, 제 1 실시예에 관한 도 1에 나타내는 밸러스트수 정화 장치와 동일하여, 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
본 실시예의 살균 처리 장치(38)는 도 9에 나타낸 바와 같이, 복수의 자외선 램프(381a 내지 381c)가 램프 지지체(380)에 설치된 구조이다. 램프 지지체(380)는 비중이 작은 소재로 구성되어 있고, 밸러스트수 중에 부유할 수 있는 구조이다.
우선, 선박(3)은 항해 전에 밸러스트수의 수출국의 항에 설치된 지상 설비(2)에 의해, 부유물 등이 여과된 밸러스트수를 저장 탱크(30)에 저장한다.
선박(3)은 항해 개시 후에, 저장 탱크(30)에 살균 처리 장치(38)를 부유시킨다. 살균 처리 장치(38)는 자외선 램프(381a 내지 381c)를 발광시킴으로써 밸러스트수의 살균 처리를 행하게 된다.
말하자면, 선박(3)은 항해 중에 살균 처리 장치(38)에 의해 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수 중에 잔존하고 있는 미생물이나 세균 및 항해 중에 혼입된 미생물이나 세균이 살균 처리되게 된다.
다음에, 선박(3)은 항해 종료 후에, 예를 들어 상기 수입국의 항 내에서 펌프(37)를 구동함으로써 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수를 끌어올려, 수배관(34)을 통하여 해수(4) 중에 배출한다.
본 실시예에 의하면, 예를 들어 선박(3)의 항해 중에 1 내지 2주간의 기간에 걸쳐 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수의 살균 처리를 행할 수 있다. 따라서, 항해가 종료될 때까지의 기간에 밸러스트수에 포함되는 미생물이나 세균을 충분히 살균 처리할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 살균 처리를 위해 밸러스트수를 순환시키는 펌프 등의 설비는 불필요하다. 또한, 살균 처리 장치(38)는 저장 탱크(30) 중에 배치되므로, 상대적으로 선박(3) 위에 설치되는 살균 처리 장치(31)와 비교하여 점유 스페이스를 절약할 수 있다.
또한, 살균 처리 장치(38)는 자외선 램프(381a 내지 381c)를 사용하는 장치 가 아니라, 전기 처리 장치, 오존 처리 장치 또는 광촉매 등의 OH 래디컬 발생 장치라도 된다. 전기 처리 장치의 경우에는, 전극을 고정화한 지지체를 저장 탱크(30) 중에 배치시킨다. 또한, 오존 처리 장치의 경우에는, 오존 주입 배관을 고정화한 지지체를 저장 탱크(30) 중에 배치시킨다. OH 래디컬 발생 장치의 경우에는, 장치 본체를 고정화한 지지체를 저장 탱크(30) 중에 배치시킨다.
(제 9 실시예)
도 10은 제 9 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 장치는 지상 설비(2)에서, 여과 장치(21)의 배수 측 출구에 접속된 수배관(24)에 접속된 폐수 처리 장치(29)를 구비한 구성이다. 폐수 처리 장치(29)는 수배관(24)을 통하여 배출되는 부유물을 포함하는 폐수에 대하여 부유 물질을 농축하여 감량화하는, 예를 들어 오니(汚泥) 건조 장치이다.
또한, 도 1에 나타내는 제 1 실시예의 밸러스트수 정화 장치와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
우선, 선박(3)은 항해 전에 밸러스트수의 수출국의 항 내에 정박하고 있을 때에, 지상 설비(2)의 수배관(23)을 통하여 여과 장치(21)의 출구와, 저장 탱크(30)가 접속된다. 지상 설비(2)에서는, 펌프(20)의 구동에 의해 항 내로부터 밸러스트 원수(1)가 수배관(22)을 통하여 끌어 올려져 여과 장치(21)의 입구에 보내진다.
여과 장치(21)에 의해 부유 물질이 제거된 밸러스트수는 수배관(23)을 통하여 선박(3)의 저장 탱크(30) 내에 공급된다. 여기서, 여과 장치(21)에서는, 막 표면에 포획된 부유 물질을 포함하는 폐수는 폐수용 출구로부터 수배관(24)을 통하여 폐수 처리 장치(29)에 보내진다.
폐수 처리 장치(29)는 오니 건조 처리 등의 폐수 처리를 실행하고, 폐수 중 의 부유 물질을 농축 및 건조 처분하여 원래의 밸러스트 원수(1)가 존재하는 항 내로 되돌린다. 또한, 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수 중에 잔존 또는 혼입된 미생물이나 세균은 상술한 제 1 실시예와 마찬가지로, 항해 중 또는 항해 후에 선박(3) 위의 살균 처리 장치(31)에 의해 살균 처리된다.
본 실시예에 의하면, 항해 전에 여과 장치(21)에 의해 밸러스트수를 정화했을 때에 배출되는 폐수를 폐수 처리 장치(29)에 의해 폐수 처리한 후에 항 내의 해수 중으로 되돌린다. 따라서, 폐수의 부유 물질의 농도가 높은 경우라도 항 내의 해수 환경의 오염을 억제할 수 있다.
(제 10 실시예)
도 11은 제 10 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 장치는 선박(3) 위에 정화 장치의 설비를 탑재하고, 또한 상기 정화 장치를 제어하는 제어 장치(110)(이하, 콘트롤러)를 탑재하고 있는 구성이다. 콘트롤러(110)는 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어로 구성되어 있다.
선박(3)의 설비로서, 화물 저장부(35)에 배치되는 중량계(39)가 설치되어 있다. 중량계(39)의 출력부는 콘트롤러(110)의 밸러스트수 적재시-밸러스트수 배수시 판단부(이하, 배수시 판단부라고 표기)(111)의 입력부에 접속되어 있다. 배수시 판단부(111)의 출력부는 밸러스트수 적재시 여과 장치 운전 제어부(이하, 여과 장치 운전 제어부라고 표기)(112) 및 밸러스트수 배수시 UV 살균 운전 제어부(이하, 살균 운전 제어부라고 표기)(113) 각각의 입력부에 접속되어 있다. 여기서, UV는 자외선을 의미한다.
여과 장치 운전 제어부(112)는 여과 장치(41) 및 펌프(42)를 제어한다. 살균 운전 제어부(113)는 살균 처리 장치(31) 및 펌프(32)를 제어한다.
또한, 도 4에 나타내는 제 4 실시예의 밸러스트수 정화 장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
콘트롤러(110)의 배수시 판단부(111)는 중량계(39)로부터의 계측값을 감시하고, 상기 계측값이 설정값 (L) 이하인 경우에는 화물 저장부(35) 내가 비게 되어, 밸러스트수의 적재시(주입시)라고 판단한다. 한편, 배수시 판단부(111)는 상기 계측값이 설정값 (H) 이상인 경우에는, 화물 저장부(35) 내에는 화물이 가득 차게 되어 밸러스트수 배수시라고 판단한다. 여기서, 상기 계측값이 설정값 (L)과 설정값 (H) 사이의 경우에는, 배수시 판단부(111)는 항해 중이라고 판단한다.
배수시 판단부(111)로부터 밸러스트수 적재시라는 판단 결과를 받은 경우에, 여과 장치 운전 제어부(112)는 여과 장치(41) 및 펌프(42)를 제어하여 밸러스트수를 적재한다. 즉, 선박(3)은 항해 전에 펌프(42)의 구동에 의해 밸러스트 원수(1)를 끌어올려, 수배관(43)을 통하여 여과 장치(41)에 보낸다. 여과 장치(41)는 밸러스트 원수(1) 중에 존재하는 일정 이상의 크기의 부유 물질을 여과하여, 수배관(45)을 통하여 저장 탱크(30) 내에 공급한다.
한편, 배수시 판단부(111)로부터 밸러스트수 배수시라는 판단 결과를 받은 경우에, 살균 운전 제어부(113)는 살균 처리 장치(31) 및 펌프(32)를 제어하여 저 장 탱크(30)로부터 살균 처리 후의 밸러스트수를 배수한다. 또한, 배수시 판단부(111)가 항해 중이라고 판단한 경우에는, 여과 장치 운전 제어부(112) 및 살균 운전 제어부(113)는 어느 것도 제어 동작을 실행하지 않는다.
본 실시예에 의하면, 선박(3)의 화물 저장부(35) 내의 화물 적재 상태에 의거하여, 저장 탱크(30)로의 밸러스트수의 적재 운전 및 저장 탱크(30)로부터의 밸러스트수의 배수 운전을 자동으로 행할 수 있다.
또한, 본 실시예는 화물 저장부(35) 내의 중량계(39)로부터의 계측값에 의거하여, 밸러스트수의 자동 운전을 제어하는 구성이지만, 중량계(39)를 사용하지 않는 구성도 가능하다.
구체적으로는, 화물 수송선 등의 선박(3)의 입국 신호에 의거하여 배수시 판단부(111)가 판단을 실행하는 구성이다. 이 입국 신호란, 선박이 각국의 영해 내에 들어간 것을 검지하는 검지 신호로서, 예를 들어 무선 연락 등의 입국 연락 신호, 배 본체가 착항했을 때의 적외선 검지 신호, 배의 번호 등의 검지 신호 등에 상당한다.
또한, 화물 수송선 등의 선박(3)의 항해 방향 검지 신호에 의거하여 배수시 판단부(111)가 판단을 실행하는 구성일 수도 있다. 이 항해 방향 검지 신호란, 밸러스트수 적재시와 배수시에서는 화물 수송선의 항해 방향이 다르고, 예를 들어 선내의 항해 방향값, 항해 유속의 정부(正負) 등에 의한 계측 신호를 의미한다.
또한, 저장 탱크(30) 내에 수위계를 설치하여 펌프(42)의 피드백 제어를 하는 구성으로 할 수도 있다. 펌프 유량이 작을 경우에는, 밸러스트수 적재 시간이 길어져 배의 정류 시간이 길어지므로, 그것을 적절하게 제어함으로써 상기 시간을 짧게 하고 정류 시간도 짧게 할 수 있기 때문이다.
(제 11 실시예)
도 12는 제 11 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 장치는 선박(3) 위에 정화 장치의 설비를 탑재하고, 또한 상기 정화 장치를 제어하는 제어 장치(110)(이하, 콘트롤러)를 탑재하고 있는 구성이다.콘트롤러(110)는 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어로 구성되어 있다.
선박(3)의 설비로서, 저장 탱크(30) 내에 배치된 생물 계측계(121)가 설치되어 있다. 생물 계측계(121)는 계측값을 콘트롤러(110)의 밸러스트수 배수시 UV 살균 운전 제어부(이하, 살균 운전 제어부라고 표기, UV는 자외선을 의미함)(120)의 입력부에 출력한다. 생물 계측계(121)는, 예를 들어 유전자나 면역 반응을 이용한 대장균 센서이다.
살균 운전 제어부(120)는 생물 계측계(121)로부터의 계측값에 의거하여 살균 처리 장치(31) 및 펌프(32)를 제어한다.
또한, 도 4에 나타내는 제 4 실시예의 밸러스트수 정화 장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
본 실시예는 선박(3)의 항해 후의 밸러스트수 배수시에 생물 계측계(121)로부터 설정값보다도 높은 계측값을 출력한 경우에, 살균 운전 제어부(120)는 살균 처리 장치(31) 및 펌프(32)의 기동시에, 살균 처리 장치(31)의 살균 능력을 향상시키는 제어를 실행한다. 또한, 살균 운전 제어부(120)는 펌프(131)의 유량을 감소시키는 제어를 실행한다.
즉, 생물 계측계(121)로부터 설정값보다도 높은 계측값이 출력되어 있는 경우에는, 살균 운전 제어부(120)는 저장 탱크(30) 내의 대장균이 증대되어 있다고 판단하여 살균 처리 장치(31)의 살균 능력을 향상시키는 제어를 실행한다. 구체적으로는, 살균 처리 장치(31)는 인가 전압을 높게 하여 살균 처리 장치(31)의 자외선 램프의 발광 강도를 증가시킨다. 또는, 살균 처리 장치(31)에 일체로 구성되어 있는 복수의 자외선 램프 중에서, 기동시키는 자외선 램프 수를 증가시킨다.
한편, 생물 계측계(121)로부터 설정값보다도 낮은 계측값이 출력되어 있는 경우에는, 살균 운전 제어부(120)는 저장 탱크(30) 내의 대장균이 기준값보다 적다고 판단하여, 상기와는 반대로 살균 처리 장치(31)의 살균 능력을 저하시키는 제어를 실행한다. 또한, 펌프(131)의 유량을 정상 또는 증대시키는 제어를 실행한다.
살균 운전 제어부(120)는 이상과 같은 제어 운전을 ON-OFF 제어, PI 제어(비례 적분 제어) 또는 PID 제어(비례 적분 미분 제어) 방식에 의거하여 실행한다.
본 실시예에 의하면, 밸러스트수의 배수시에 생물 계측계(121)에 의해 저장 탱크(30) 내에 저장되어 있는 밸러스트수 중에 포함되는 대장균의 상태를 감시하고, 이것에 적응하는 살균 능력을 발휘하도록 살균 처리 장치(31)의 운전 제어를 실행한다. 따라서, 살균 처리 장치(31)의 적정한 운전이 가능해져 운전 비용의 저감화를 실현할 수 있다. 또한, 콘트롤러(110)가 생물 계측계(121)의 계측값을 디 스플레이에 표시시킴으로써, 저장 탱크(30) 내의 밸러스트수 중에 포함되는 대장균의 상태를 항상 감시할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 실시예는 생물 계측계(121)로서 대장균 센서를 사용하는 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 식물 플랑크톤을 검지하기 위한 형광 강도 또는 비색(比色) 반응에 의한 해초류 센서나, 화상 계측에 의한 생물 센서 등이라도 된다. 또한, 살균 처리 장치(31)는 자외선 램프를 사용하는 장치가 아니라, 전기 처리 장치, 오존 처리 장치 또는 광촉매 등의 OH 래디컬 발생 장치라도 된다.
(제 12 실시예)
도 13은 제 12 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 장치는 지상 설비(2) 위의 정화 장치의 설비에서, 여과 장치(21)로부터의 밸러스트수를 선박(3)의 저장 탱크(30)에 보내기 위한 수배관(23) 중에 배치된 잔류 염소 농도계(131) 및 항해 전 살균 제어 장치(이하, 항해 전 콘트롤러라고 표기)(130)를 갖는 구성이다. 또한, 항해 전 콘트롤러(130)는 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어로 구성되어 있다.
항해 전 콘트롤러(130)는 잔류 염소 농도계(131)로부터의 출력 신호에 의거하여, 차아염소산나트륨 용액을 저장하는 탱크(26)로부터의 살균용 약품의 주입을 행하기 위한 펌프(28)를 제어한다.
또한, 도 3에 나타내는 제 3 실시예의 밸러스트수 정화 장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
이하, 본 실시예의 밸러스트수 정화 장치의 작용 효과를 설명한다.
항해 전 콘트롤러(130)는 항해 전에 밸러스트수를 여과 장치(21)에 의해 정화하여 선박(3)의 저장 탱크(30)에 실을 때에, 잔류 염소 농도계(131)의 계측값(CLpv)을 연속적으로 계측함으로써, 수배관(23) 중을 흐르는 밸러스트수의 잔류 염소 농도를 감시하고 있다.
항해 전 콘트롤러(130)는 하기의 식 (1) 및 (2)에 나타내는 제어 모델식에 의거하여, PI 제어 방식에 의한 펌프(28)의 유량 제어를 실행한다. 구체적으로는, 항해 전 콘트롤러(130)는 펌프(28)의 유량 제어 목표값 QCL을 연산하고, 이 QCL 값을 펌프(28)에 송신한다. 이것에 의해, 항해 전 콘트롤러(130)는 펌프(28)가 잔류 염소 농도의 목표값 CLSV로, 예를 들어 0.1㎎/L 내지 2.0㎎/L 중 어느 수치로 설정한 값에 가까워지도록 제어 운전을 실행한다.
QCL = KP · ECL + (Ki/Ti) ·
Figure 112006007835171-pat00001
ECLdt … (1)
ECL = [(CLSV) - (CLPV)] … (2)
QCL … 펌프 유량 제어 목표값
ECL … 잔류 농도 염소계의 편차값
CLSV … 잔류 염소 농도의 목표값
CLPV … 잔류 염소 농도의 계측값
KP … 패러미터(비례 게인)
Ki … 패러미터(적분 정수)
Ti … 적분 시간
본 실시예에 의하면, 잔류 염소 농도계(131)를 사용하여 선박(3) 내에 싣는 밸러스트수의 잔류 염소 농도를 감시하여, 상기 농도를 일정값으로 조정하도록 탱크(26)로부터의 차아염소산나트륨 용액을 주입한다. 따라서, 차아염소산나트륨의 부족에 의해 선박(3) 내에 싣는 밸러스트수 중에 잔존하는 미생물 등의 살균 부족을 해소할 수 있다.
한편, 차아염소산나트륨의 과잉 주입에 의해 밸러스트수 중의 유기물과 차아염소산나트륨이 반응하여 트리할로메탄 등의 발암성 부(副)생성물이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 항해 전에 적정한 환경 상태의 밸러스트수를 선박(3) 내에 실을 수 있게 된다.
또한, 본 실시예는 항해 전의 살균 처리로서 차아염소산나트륨의 주입을 상정했지만, 이것에 한정되지 않고 다른 살균제라도 되며, 구체적으로는, 고형 염소, 액체 염소, 이산화염소 등이다. 또한, 약품의 주입 방법이 아니라, 자외선식 살균 처리 장치, 오존 살균 처리 장치 또는 광촉매 살균 처리 장치 등의 장치를 이용하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예는 잔류 염소 농도계(131)를 센서로서 사용했지만, 상기와 같이 다른 살균 방법을 적용하는 경우에는, 당연히 각각의 살균 처리 장치에 따른 센서를 이용하게 된다. 구체적으로는, 자외선식 살균 처리 장치나 광촉매 살균 처리 장치의 경우에는, 자외선 투과율계, 탁도계 등의 자외선의 투과성을 계측하는 센서가 사용된다. 이 경우, 물의 투과성이 나빠지면 자외선이 투과하지 않게 되므로, 생물에 자외선을 받을 수 없게 되어 살균 효율이 나빠진다고 하는 인과 관계가 있기 때문이다. 또한, 오존 살균 처리 장치의 경우에는, 수중의 용존(溶存) 오존 농도계, 대기중(氣中)의 배(排)오존 농도계 또는 수중의 탁도계 등의 수질 센서가 사용된다. 이들의 계측값과 오존 살균력 사이에 인과 관계가 있기 때문이다.
또한, 본 실시예는 항해 전의 살균 대상 위치로서 여과 장치(21)의 통과수(水)를 이용하고 있지만, 그 위치에 한정되지 않는다. 즉, 항해 중 또는 항해 후 배출시의 살균 처리 장치에도 적용할 수 있다.
(제 13 실시예)
도 14는 제 13 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 장치는 선박(예를 들어, 화물 수송선)(3) 위에 설치된 구성으로, 2개의 밸러스트수용의 제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81)를 갖는 구성이다. 선박(3)에는 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수의 원수 공급용 펌프(60), 제 1 저장 탱크(80) 내의 밸러스트수 공급용 펌프(61), 밸러스트수 배수용 펌프(62) 및 물순환용 펌프(63)가 설치되어 있다. 또한, 선박(3)에는 수배관(70 내지 78) 및 제어 장치(90)가 설치되어 있다.
이하, 본 실시예의 작용 효과를 설명한다.
우선, 본 실시예의 선박(3)은, 예를 들어 화물을 내린 국가의 정박항에서 원수 공급용 펌프(60)를 구동함으로써, 해수인 밸러스트 원수(1)를 밸러스트수의 제 1 저장 탱크(80)에 공급한다. 선박(3)이 항해를 개시하면, 제어 장치(90)는 밸러스트수 공급용 펌프(61)를 구동하고, 또한 자외선 살균 처리 장치(31)를 구동한다. 이것에 의해, 제 1 저장 탱크(80) 내의 밸러스트수는 살균 처리 장치(31)에 의해 악성 생물 등이 살균 처리되어 제 2 저장 탱크(81)에 공급된다.
한편, 선박(3)은 밸러스트수의 배출처의 항에서는 배수용 펌프(62)를 구동함으로써, 제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81) 내의 정화된 밸러스트수를 배출처의 해수(4)에 배출한다.
이러한 기본적인 동작에서, 이하 선박(3)의 항해 중에서의 작용 효과를 설명한다.
우선, 도 14에 나타낸 바와 같이, 물순환 펌프(63)의 입구 측은 수배관(78)을 통하여 제 2 저장 탱크(81) 내의 저부(低部)에 연결되어 있다. 상기 펌프(63)의 출구 측은 제 1 저장 탱크(80) 내의 상부에 연결되어 있다.
제어 장치(90)는 내부에 타이머(91)를 갖고, 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)의 각각을 구동 제어한다. 제어 장치(90)는 선박(3)의 항해 전에 미리 타이머(91)에 설정된 시간 정보에 의거하여 항해 안정성을 유지할 수 있는 제어 동작을 실행한다. 즉, 타이머(91)에는 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)의 구동 개시 시각이 동일 시각 (t)로 되도록 설정되어 있다. 또한, 그들의 구동 정지 시각도 동일 시각 (t+1)로 되도록 설정되어 있다.
선박(3)의 항해 중에 제어 장치(90)는 타이머(91)로 설정된 시간대로 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)의 각각을 동시에 구동시킨다. 여기서, 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)는 동일한 유량 설정값이 설정되어 있는 것으로 한다.
밸러스트수 공급용 펌프(61)의 구동에 의해, 제 1 저장 탱크(80) 내로부터 밸러스트수가 취출(取出)되어 제 2 저장 탱크(81)에 공급된다. 이때, 자외선 살균 처리 장치(31)에 의해 살균된 밸러스트수가 제 2 저장 탱크(81)에 공급된다.
제 1 저장 탱크(80) 내는 밸러스트수 공급용 펌프(61)의 구동에 의해 수량(水量)이 감소해 간다. 동시에, 물순환용 펌프(63)의 구동에 의해 제 2 저장 탱크(81)로부터 제 1 저장 탱크(80)에 밸러스트수가 공급된다. 따라서, 제 1 저장 탱크(80) 내의 감소분은 제 2 저장 탱크(81)로부터의 공급분에 의해 보충된다. 이러한 순환 작용에 의해, 소정의 시간 경과 후에 제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81)에서는 수량의 변화가 없어져 수량이 일정해진다.
한편, 제 1 저장 탱크(80) 내의 수중에 존재하는 악성 생물은 자외선 살균 처리 장치(31)에 의해 자외선 조사됨으로써, 유전자 DNA에 손상이 발생하기 때문에 증식할 수 없게 된다. 따라서, DNA에 손상을 받아 증식 불능이 된 악성 생물을 포함하는 정화수가 제 2 저장 탱크(81) 내로 공급된다. 이러한 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)의 동시 운전을 계속함으로써, 제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81) 내의 수중에 존재하는 악성 생물이 서서히 감소하여, 선박(3)의 항해 종료 시에는 밸러스트수의 생물 배출 기준 이하로 되어 있다. 그리고, 항해 종료시에 제어 장치(90)는 배수용 펌프(62)를 구동함으로써, 제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81) 내의 밸러스트수 정화수를 배출처의 해수(4)에 배출한다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)의 2대의 펌프를 동시 구동 제어함으로써, 제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81) 내의 수량을 일정화시키는 것에 의해, 선박(3)의 항해 중의 안정성을 유지할 수 있다. 환언하면, 제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81)의 한쪽 수량이 증감하여 회피함으로써, 항해 중의 선박(3)의 자세가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 2대의 펌프(61, 63)와 동시에 자외선 살균 처리 장치(31)를 구동 제어함으로써, 항해 중에 밸러스트수의 생물 배출 기준을 충족시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서는, 제어 장치(90)는 내부 타이머(91)를 사용하여 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)를 동시각에 구동하도록 제어하는 구성이지만, 이것에 한정되지 않고, 시간 지연을 고려한 제어일 수도 있다. 즉, 각 펌프(61, 63)를 시간적으로 조금씩 시프트하여 구동시킴으로써, 제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81) 내의 수량을 일정화시키는 구성일 수도 있다. 또한, 제어 장치(90)는 내부 타이머(91)를 사용하지 않고, 예를 들어 선박(3)의 항해 속도 정보에 의거하여, 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)의 각각을 구동 제어하는 구성일 수도 있다.
(제 14 실시예)
도 15는 제 14 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 평면 도이다. 즉, 도 14에 나타내는 선박(3)을 위에서 본 도면이다. 또한, 도 14에 나타내는 것과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다. 또한, 본 실시예의 장치는 도 15에서 도시하지 않아도 도 14에 나타내는 모든 구성 요소를 구비하고 있다.
본 실시예의 장치는 도 15에 나타낸 바와 같이, 선박(3)의 내부에 밸러스트수의 저장조인 제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81) 이외에, 제 3 및 제 4 저장 탱크(82, 83)의 4개의 저장 탱크가 밸런스 있게 균일하게 배치된 구성이다.
제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81) 사이에는 수배관(73, 74), 자외선 살균 처리 장치(31) 및 밸러스트수 공급용 펌프(61)가 각각 설치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 제 2 및 제 3 저장 탱크(81, 82) 사이에는 수배관(78) 및 물순환용 펌프(63a)가 각각 설치되어 있다.
제 3 및 제 4 저장 탱크(82, 83) 사이에는 수배관(79a) 및 물순환용 펌프(63b)가 각각 설치되어 있다. 또한, 이 사이에는 자외선 살균 처리 장치(31)에 상당하는 살균 처리 장치(310)가 설치되어 있을 수도 있다. 또한, 제 4 및 제 1 저장 탱크(83, 80) 사이에는 수배관(79b) 및 물순환용 펌프(63c)가 각각 설치되어 있다.
이러한 구성에서, 상술한 도 14에 나타내는 제 13 실시예와 마찬가지로, 선박(3)의 항해 중에서, 제어 장치(90)는 타이머(91)에 설정된 시간 정보에 의거하여, 밸러스트수 공급용 펌프(61), 물순환용 펌프(63a 내지 63c) 및 자외선 살균 처리 장치(31)를 동시에 구동 제어한다. 여기서, 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63a 내지 63c)는 동일한 유량 설정값이 설정되어 있는 것으로 한다.
이러한 제어에 의해, 상술한 제 13 실시예와 마찬가지로, 제 1 내지 제 4 저장 탱크(80 내지 83)는 순환 작용에 의해, 소정의 시간 경과 후에는 수량의 변화가 없어져 수량이 일정해진다. 또한, 자외선 살균 처리 장치(31)에 의해 살균된 밸러스트수가 제 2 저장 탱크(81)에 공급된다. 여기서, 자외선 살균 처리 장치(310)가 설치되어 있는 경우에는, 또한 살균된 밸러스트수가 제 4 저장 탱크(83)에도 공급된다.
이러한 자외선 살균 처리 장치(31)(또는, 살균 처리 장치(310)), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63a 내지 63c)의 동시 운전을 계속함으로써, 제 1 내지 제 4 저장 탱크(80 내지 83) 내의 수중에 존재하는 악성 생물이 서서히 감소하여, 선박(3)의 항해 종료 시에는 밸러스트수의 생물 배출 기준 이하로 되어 있다. 그리고, 항해 종료시에 제어 장치(90)는 배수용 펌프(62)를 구동함으로써, 제 1 내지 제 4 저장 탱크(80 내지 83) 내의 밸러스트수 정화수를 배출처의 해수(4)에 배출한다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 제 1 내지 제 4 저장 탱크(80 내지 83) 내의 수량을 일정화시킴으로써, 선박(3)의 항해 중의 안정성을 유지할 수 있다. 또한, 자외선 살균 처리 장치(31)(또는, 살균 처리 장치(310))를 구동 제어함으로써, 항해 중에 밸러스트수의 생물 배출 기준을 충족시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서는 제 1 내지 제 4 저장 탱크(80 내지 83) 및 펌프(61, 63a 내지 63c) 각각을 4개씩 배치한 구성이지만, 개수는 단순한 일례이며, 이것 이외의 개수일 수도 있다. 또한, 저장 탱크의 형상, 용량도 특별히 한정되지 않는다. 또한, 본 실시예에서는, 수배관을 인접하는 저장 탱크(80 내지 83)에 연결하는 방식이지만, 이것에 한정되지 않고, 대각선상에 수배관을 접속하거나, 1개를 띄우고 수배관을 접속하거나 하는 구성일 수도 있다.
(제 15 실시예)
도 16은 제 15 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 14에 나타내는 것과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
본 실시예의 장치는 동일한 밸러스트수의 저장 탱크에 반송 순환하는 구성이다. 즉, 도 16에 나타낸 바와 같이, 자외선 살균 처리 장치(31)의 출구 측은 수배관(740)을 통하여 제 1 저장 탱크(80)의 상부에 연결되어 있다.
본 실시예의 제어 장치(90)는 선박(3)의 항해 중에서 타이머(91)에 설정된 시간 정보에 의거하여, 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 자외선 살균 처리 장치(31)를 동시에 구동 제어함으로써, 자외선 살균 처리 장치(31)에 의해 정화된 밸러스트수를 원래의 저장 탱크(80)에 반송하는 것이다. 이 반송 순환 작용에 의해, 제 1 저장 탱크(80)의 수량은 거의 변화되지 않으므로, 선박(3)의 항해 안정성은 유지된 채로 된다. 또한, 당연히 제 2 저장 탱크(81)의 수량은 전혀 변화되지 않으므로, 선박(3)의 항해 상태에는 영향이 없다.
또한, 반송 순환 작용 이외의 작용 효과는 상술한 제 13 실시예의 장치와 동일하다. 또한, 상술한 제 14 실시예와 마찬가지로, 저장 탱크의 개수, 종류, 용량등에 대해서도 특별히 한정되는 것은 없고, 어느 경우에도 적용 가능하다.
(제 16 실시예)
도 17은 제 16 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면 이다. 또한, 도 14에 나타내는 것과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
본 실시예의 장치는 제 1 저장 탱크(80) 내에 배열 설치된 수위계(170)를 갖는다. 수위계(170)는 항해 안정도의 하나의 지표가 되는 계측값을 나타내는 출력 신호를 제어 장치(90)에 송출하도록 구성되어 있다.
본 실시예의 제어 장치(90)는 선박(3)의 항해 중에서, 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63) 각각을 구동 제어하여 항해 중의 선박(3)의 항해 안정도를 유지한다. 이 경우, 제어 장치(90)는 내부 메모리에 미리 수위계(170)의 하한 설정값 HL과, 상한 설정값 HH가 설정되어 있다.
제어 장치(90)는 수위계(170)의 계측값이 하한 설정값 HL 이하로 되었을 때에, 물순환용 펌프(63)를 구동시켜 제 2 저장 탱크(81)로부터 제 1 저장 탱크(80)에 밸러스트수를 공급한다. 한편, 제어 장치(90)는 수위계(170)의 계측값이 상한 설정값 HH 이상으로 되었을 때에, 물순환용 펌프(63)의 구동을 정지시킨다. 이러한 제어(시퀸스 제어)에 의해 물순환용 펌프(63)를 구동 제어함으로써, 제 1 저장 탱크(80) 내의 수위가 하한 설정값 HL과 상한 설정값 HH의 범위 내를 변동하게 된다.
이상 본 실시예에 의하면, 선박(3)의 항해 안정성의 지표로서 수위계(170)의 계측값을 사용하고, 이 계측값에 의거하여 물순환용 펌프(63)의 구동을 제어함으로써, 제 1 저장 탱크(80) 내의 수량을 일정 범위 내로 유지할 수 있다. 따라서, 간단한 구성에 의해 선박(3)의 항해 안정성을 유지할 수 있다. 또한, 자외선 살균 처리 장치(31)에 의해, 항해 중에 밸러스트수의 생물 배출 기준을 충족시키는 효과에 대해서는, 상술한 제 13 실시예의 경우와 동일하다.
본 실시예에서는, 1개의 수위계(170)가 제 1 저장 탱크(80) 내에 설치된 구성이지만, 제 2 저장 탱크(81) 내에도 설치하는 구성일 수도 있다. 이 경우, 제어 장치(90)는 2개의 수위계로부터의 계측값을 입력하여 각 계측값의 차분이 일정값 이내로 되도록 물순환용 펌프(63)의 구동 제어를 실행할 수 있다. 따라서, 제 1 저장 탱크(80)뿐만 아니라 제 1 및 제 2 저장 탱크(80, 81)로 이루어지는 저장 탱크 전체의 수량의 밸런스를 취할 수 있게 되어 선박(3)의 항해상에서의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제어 장치(90)는 물순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 제어 동작이지만, 당연히 밸러스트수 공급용 펌프(61)나 자외선 살균 처리 장치(31)의 구동 제어도 동시에 실행한다.
(제 17 실시예)
도 18은 제 17 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 14에 나타내는 것과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
본 실시예의 장치는, 예를 들어 선박(3)의 데크(deck) 위 중앙부에 배열 설치된 진동계(180)를 갖는다. 진동계(180)는 항해 안정도의 하나의 지표가 되는 계측값(진동 상태값)을 나타내는 출력 신호를 제어 장치(90)에 송출하도록 구성되어 있다.
본 실시예의 제어 장치(90)는 선박(3)의 항해 중에서, 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)의 각각을 구동 제어하여 항해 중의 선박(3)의 항해 안정도를 유지한다. 이 경우, 제어 장치(90)는 내부 메모리에 미리 진동계(180)의 진동 상태값의 기준값이 설정되어 있다.
제어 장치(90)는 진동계(180)의 계측값이 기준값 이하로 되었을 때에, 물순환용 펌프(63)를 구동시켜 제 2 저장 탱크(81)로부터 제 1 저장 탱크(80)에 밸러스트수를 공급한다. 한편, 제어 장치(90)는 진동계(180)의 계측값이 기준값을 초과했을 때에 물순환용 펌프(63)의 구동을 정지시킨다. 이러한 제어(시퀸스 제어)에 의해 물순환용 펌프(63)를 구동 제어함으로써, 제 1 저장 탱크(80) 내의 수위를 일정 범위 내로 억제할 수 있다.
이상 본 실시예에 의하면, 선박(3)의 항해 안정성의 지표로서 진동계(180)의 계측값을 사용하고, 이 계측값에 의거하여 물순환용 펌프(63)의 구동을 제어함으로써, 제 1 저장 탱크(80) 내의 수량을 일정 범위 내로 유지할 수 있다. 따라서, 간단한 구성에 의해 선박(3)의 항해 안정성을 유지할 수 있다. 또한, 자외선 살균 처리 장치(31)에 의해 항해 중에 밸러스트수의 생물 배출 기준을 충족시키는 효과에 대해서는, 상술한 제 13 실시예의 경우와 동일하다.
본 실시예에서는, 예를 들어 1개의 진동계(180)가 선박(3)의 데크 위 중앙부에 설치된 구성이지만, 다른 장소에 설치하는 구성일 수도 있다. 또한, 진동계(180)는 1개만이 아니라 복수 개일 수도 있다. 또한, 진동계(180) 이외의 계측기에 의한 진동 상태값을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시예에서는, 제어 장치(90)는 물순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 제어 동작이지만, 당연히 밸러스트수 공급용 펌프(61)나 자외선 살균 처리 장치(31)의 구동 제어도 동시에 실행한다.
(제 18 실시예)
도 19는 제 18 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 14에 나타내는 것과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
본 실시예의 장치는, 예를 들어 선박(3)의 데크 위 중앙부에 배열 설치된 풍속계(190)를 갖는다. 풍속계(190)는 항해 안정도의 하나의 지표가 되는 계측값(풍속값)을 나타내는 출력 신호를 제어 장치(90)에 송출하도록 구성되어 있다.
본 실시예의 제어 장치(90)는 선박(3)의 항해 중에서, 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)의 각각을 구동 제어하여 항해 중의 선박(3)의 항해 안정도를 유지한다. 이 경우, 제어 장치(90)는 내부 메모리에 미리 풍속계(190)의 풍속의 기준값이 설정되어 있다.
제어 장치(90)는 풍속계(190)의 계측값이 기준값 이하로 되었을 때에, 물순환용 펌프(63)를 구동시켜 제 2 저장 탱크(81)로부터 제 1 저장 탱크(80)에 밸러스트수를 공급한다. 한편, 제어 장치(90)는 풍속계(190)의 계측값이 기준값을 초과했을 때에 물순환용 펌프(63)의 구동을 정지시킨다. 이러한 제어(시퀸스 제어)에 의해 물순환용 펌프(63)를 구동 제어함으로써, 제 1 저장 탱크(80) 내의 수위를 일정 범위 내로 억제할 수 있다.
이상 본 실시예에 의하면, 선박(3)의 항해 안정성의 지표로서 풍속계(190)의 계측값을 사용하고, 이 계측값에 의거하여 물순환용 펌프(63)의 구동을 제어함으로써, 제 1 저장 탱크(80) 내의 수량을 일정 범위 내로 유지할 수 있다. 따라서, 간단한 구성에 의해 선박(3)의 항해 안정성을 유지할 수 있다. 또한, 자외선 살균 처리 장치(31)에 의해 항해 중에 밸러스트수의 생물 배출 기준을 충족시키는 효과에 대해서는, 상술한 제 13 실시예의 경우와 동일하다.
본 실시예에서는, 예를 들어 1개의 풍속계(190)가 선박(3)의 데크 위 중앙부에 설치된 구성이지만, 다른 장소에 설치하는 구성일 수도 있다. 또한, 풍속계(190)는 1개만이 아니라 복수 개일 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는, 제어 장치(90)는 물순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 제어 동작이지만, 당연히 밸러스트수 공급용 펌프(61)나 자외선 살균 처리 장치(31)의 구동 제어도 동시에 실행한다. 또한, 풍속계(190) 이외에 풍향계(도시 생략)의 이용 또는 병용하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예의 변형예로서, 풍속계(190) 대신에 파도의 강도 계측 장치를 사용하는 구성일 수도 있다. 이 경우에도, 본 실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 파도의 강도는 항해 안정도에 대하여 영향이 큰 인자이기 때문에, 본 변형예의 구성이라면, 파랑(波浪)에 의해 선박(3)의 항해 안정도의 저하를 초래할 때에 상기 항해 안정도를 유지시키는 효과가 크다.
또한, 본 실시예의 변형예로서, 풍속계(190) 대신에 우량 강도계를 사용하는 구성일 수도 있다. 이 경우에도, 본 실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 폭우일 때에는 항해 안정도에 대한 영향이 크기 때문에, 본 변형예의 구성이라면, 폭우에 의해 선박(3)의 항해 안정도의 저하를 초래할 때에 상기 항해 안정도 를 유지시키는 효과가 크다.
또한, 상기 수위계(170), 진동계(180), 풍속계(190), 풍향계, 파도의 강도 계측 장치 및 우량 강도계의 계측기 중에서, 2종 이상의 계측기로부터의 계측 결과에 의거하여 물순환용 펌프(63)의 구동 제어를 실행하여 선박(3)의 항해 안정도를 유지시키는 구성일 수도 있다. 이 경우에는, 복수 종의 계측 결과를 사용하므로, 항해 안정도를 종합적으로 평가할 수 있게 되어 항해 안정성의 향상을 도모할 수 있다.
(제 19 실시예)
도 20은 제 19 실시예에 관한 밸러스트수 정화 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 14에 나타내는 것과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 첨부하여 설명을 생략한다.
본 실시예의 장치는 제어 장치(90)에 접속되어 있는 통신 장치(92) 및 기상 정보를 관리하고 있는 서버(93)를 갖는다. 통신 장치(92)와 서버(93)는 무선 통신에 의해 접속되어 있다. 서버(93)는 통신 장치(92)를 통하여 선박(3)의 항해 중에서의 풍속값, 풍향값, 파도의 강도값, 우량 강도값 등의 기상 정보를 제어 장치(90)에 송신한다.
본 실시예의 제어 장치(90)는 상술한 바와 같이, 선박(3)의 항해 중에서 자외선 살균 처리 장치(31), 밸러스트수 공급용 펌프(61) 및 물순환용 펌프(63)의 각각을 구동 제어하여 항해 중의 선박(3)의 항해 안정도를 유지한다. 이 경우, 제어 장치(90)는 내부 메모리에 서버(93)로부터 수신한 기상 정보를 저장한다.
본 실시예에 의하면, 제어 장치(90)는 선박(3)의 항해 중에서 서버(93)로부터 풍속값, 풍향값, 파도의 강도값, 우량 강도값 등의 기상 정보를 필요에 따라 수신할 수 있다. 제어 장치(90)는 이들의 기상 정보에 의거하여, 특히 물순환용 펌프(63)를 구동 제어함으로써 선박(3)의 항해 안정도를 유지시킬 수 있다. 이 경우, 기상 정보를 취득하기 위한 각종 계측기를 선박 위에 설치할 필요가 없으므로, 상기 계측기의 설치에 필요한 스페이스나 메인터넌스가 불필요해진다.
또한, 선박(3)의 항해 중뿐만 아니라 항해처의 항해 루트 상의 기상 정보도 이용할 수 있다. 따라서, 항해처의 항해 안정성의 유지에 필요한 제어 동작이나 장래의 밸러스트수 정화 장치의 운용에 대하여 유효한 이용이 가능해진다.
또한, 본 발명은 상기 실시예 그대로 한정되는 것이 아니고, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해, 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 개의 구성 요소를 삭제할 수도 있다. 또한, 다른 실시예에 따른 구성 요소를 적절하게 조합시킬 수도 있다.
본 발명의 밸러스트수 정화 장치에 의하면, 선박에 저장된 밸러스트수를 배출할 때에, 밸러스트수에 포함되는 미생물이나 세균이 기준값을 충족시켜 밸러스트수의 정화를 실현할 수 있게 된다.

Claims (27)

  1. 밸러스트수(Ballast Water)를 저장하는 저장 탱크(30)를 갖는 선박에 적용하는 밸러스트수 정화 장치에 있어서,
    상기 저장 탱크(30)에 저장하는 밸러스트수를 여과하는 여과 장치(21)와,
    상기 선박의 항해 중 또는 상기 밸러스트수의 배출시에, 상기 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수를 살균 처리하는 살균 처리 장치(31)를 구비한 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 여과 장치(21)는 상기 밸러스트수를 여과하여 상기 밸러스트수 중에 부유(浮遊)하는 부유물을 제거하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 선박에는 상기 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수를 상기 살균 처리 장치(31)에 공급하는 급수 장치(32)가 설치되고,
    상기 살균 처리 장치(31)는 상기 급수 장치(32)에 의해 공급된 밸러스트수의 살균 처리를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 여과 장치(21)는 선박 외의 지상 설비(2)로서 설치되고,
    상기 저장 탱크(30)에 공급되기 전의 밸러스트수를 여과하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 여과 장치(21)에 의해 여과되어 상기 저장 탱크(30)에 저장되기 전의 밸러스트수의 살균 처리를 실행하는 전(前)처리용 살균 처리 장치(25)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전처리용 살균 처리 장치(25)는 선박 외의 지상 설비(2)로서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 여과 장치는 상기 선박에 설치되고, 상기 저장 탱크(30)에 공급되기 전의 밸러스트수를 여과하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  8. 밸러스트수를 저장하는 저장 탱크(30)와,
    상기 저장 탱크(30)에 저장되는 밸러스트수를 여과하는 여과 장치(21)와,
    선박의 항해 중 또는 상기 밸러스트수의 배출시에, 상기 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수를 살균 처리하는 살균 처리 장치(31)를 탑재한 것을 특징으로 하는 선박.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 선박에 설치되며, 밸러스트수를 저장하는 저장 탱크(30)와,
    상기 저장 탱크에 저장되는 밸러스트수를 여과하는 여과 장치(21)와,
    상기 선박에 설치되며, 상기 선박의 항해 중에 상기 저장 탱크(30)에 저장된 밸러스트수를 살균 처리하는 살균 처리 장치(38)를 구비한 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 살균 처리 장치(38)는 상기 저장 탱크(30)에 저장되어 있는 밸러스트수에 접촉하여 살균 처리를 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 여과 장치(21)에 의해 밸러스트수로부터 제거된 부유물을 회수 또는 분해 처리하는 폐수 처리 장치(29)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    선박으로의 밸러스트수의 공급시 및 상기 밸러스트수를 선박으로부터 배출하는 배출시를 판단하는 밸러스트수 공급시 및 배출시 판단부(111)와, 상기 밸러스트수 공급시 및 배출시 판단부(111)의 판단 결과에 의거하여, 상기 밸러스트수의 공급시에 상기 여과 장치를 운전하고, 상기 배출시에 상기 살균 처리 장치(31)를 운전하는 여과 장치 운전 제어부(112) 및 살균 처리 장치 운전 제어부(113)로 이루어진 콘트롤러(110)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  15. 제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 저장 탱크(30)에 저장되어 있는 밸러스트수에 포함되어 있는 미생물 또는 세균을 검지하는 생물 계측계(121)와,
    상기 생물 계측계(121)의 검지 결과에 의거하여, 상기 살균 처리 장치(31)의 살균 처리를 제어하는 살균 운전 제어부(120)로 이루어진 콘트롤러(110)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  16. 제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 저장 탱크(30)에 저장되어 있는 밸러스트수에 포함되어 있는 미생물 또는 세균을 처리하기 위한 약품의 잔존량을 계측하는 잔류 살균제 농도계(131)와,
    상기 잔류 살균제 농도계(131)의 계측 값에 의거하여, 상기 선박의 항해 전 또는 항해 후의 살균 처리를 제어하는 콘트롤러(130)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  17. 선박의 저장 탱크에 저장되는 밸러스트수를 펌프 장치, 여과 장치 및 살균 처리 장치를 포함하는 정화 설비를 사용하여 정화하는 밸러스트수 정화 방법으로서,
    상기 저장 탱크에 밸러스트수를 공급할 때에, 상기 여과 장치에 의해 상기 밸러스트수를 여과하고,
    상기 선박의 항해 중 또는 상기 밸러스트수의 배출시에, 상기 살균 처리 장치에 의해 상기 저장 탱크에 저장된 밸러스트수를 살균 처리하고,
    상기 살균 처리 장치에 의해 살균 처리된 밸러스트수를 상기 펌프 장치에 의해, 상기 저장 탱크로부터 배출하는 절차를 실행하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 방법.
  18. 밸러스트수를 저장하는 복수의 저장 탱크(80, 81)를 갖는 선박에 적용하는 밸러스트수 정화 장치에 있어서,
    상기 복수의 저장 탱크 중에서 적어도 1개의 저장 탱크에 저장하는 밸러스트수를 여과하는 여과 장치와,
    상기 선박의 항해 중에, 상기 복수의 저장 탱크 중에서 적어도 1개의 저장 탱크에 저장하는 밸러스트수를 살균 처리하는 살균 처리 장치(31)와,
    상기 선박의 항해 중에, 상기 각 저장 탱크에 저장되는 밸러스트수의 수량을 제어함으로써, 상기 선박의 항해 안정성을 유지하는 제어 장치(90)를 구비한 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 저장 탱크(80, 81) 중에서, 적어도 제 1 저장 탱크와 제 2 저장 탱크 사이에서 밸러스트수를 순환시키기 위한 순환용 펌프(63)를 갖고,
    상기 제어 장치(90)는 상기 순환용 펌프(63)를 구동 제어하여 상기 선박의 항해 안정성을 유지하는 제어 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 저장 탱크 내에 저장된 밸러스트수의 수위를 계측하는 수위계(170)를 갖고,
    상기 제어 장치(90)는 상기 수위계(170)의 수위 계측값에 의거하여, 상기 제 1 저장 탱크 내의 수위가 일정한 범위 내로 되도록 상기 순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 선박의 진동 상태값을 계측하는 진동계(180)를 갖고,
    상기 제어 장치(90)는 상기 진동계의 계측값에 의거하여, 상기 각 저장 탱크(80, 81) 내의 수위를 조정하도록 상기 순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 선박의 주위의 풍속값을 계측하는 풍속계(190)를 갖고,
    상기 제어 장치(90)는 상기 풍속계(190)의 계측값에 의거하여, 상기 각 저장 탱크(80, 81) 내의 수위를 조정하도록 상기 순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 선박의 주위의 풍향을 계측하는 풍향계를 갖고,
    상기 제어 장치(90)는 상기 풍향계의 계측값에 의거하여, 상기 각 저장 탱크(80, 81) 내의 수위를 조정하도록 상기 순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 선박의 주위의 파도의 강도값을 계측하는 계측 장치를 갖고,
    상기 제어 장치(90)는 상기 계측 장치의 계측값에 의거하여, 상기 각 저장 탱크(80, 81) 내의 수위를 조정하도록 상기 순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 선박의 주위의 우량 강도값을 계측하는 계측 장치를 갖고,
    상기 제어 장치(90)는 상기 계측 장치의 계측값에 의거하여, 상기 각 저장 탱크(80, 81) 내의 수위를 조정하도록 상기 순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 저장 탱크 내에 저장된 밸러스트수의 수위, 상기 선박의 진동 상태값 및 상기 선박의 주위의 풍향, 풍속값, 파도의 강도값, 우량 강도값 중 어느 2종류 이상의 계측값을 취득하는 수단을 갖고,
    상기 제어 장치(90)는 상기 2종류 이상의 계측값에 의거하여, 상기 각 저장 탱크(80, 81) 내의 수위를 조정하도록 상기 순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 선박의 항해 중의 기상 정보를 취득하는 통신 장치(92) 및 서버(93)로 이루어진 기상 정보 취득 시스템을 갖고,
    상기 제어 장치(90)는 상기 기상 정보에 의거하여, 상기 각 저장 탱크(80, 81) 내의 수위를 조정하도록 상기 순환용 펌프(63)를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 밸러스트수 정화 장치.
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