KR101045694B1 - 선박의 발라스트 수 처리장치 - Google Patents

선박의 발라스트 수 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박의 발라스트 수 처리장치에 관한 것으로, 그 목적은 발라스트 수의 유입과 유출이 공통적으로 이루어지는 커먼 파이프(common pipe)에 다수개의 자외선 램프들이 직접적으로 설치되어 설치면적의 감소와 설치비용을 절감할 수 있는 선박의 발라스트 수 처리장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 선박에 구비된 해수 상자(Sea chest)로부터 발라스트 펌프에 의해 유입되어 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트 수를 살균처리하며, 상기 발라스트 탱크로부터 발라스트 펌프에 의해 오버보드로 유출되는 발라스트 수를 살균처리하는 발라스트 수 처리장치에 있어서, 상기 발라스트 펌프의 토출측으로부터 연장되어 상기 발라스트 펌프로부터 토출되는 발라스트 수의 유동로를 제공하는 커먼 파이프 상에 다수개의 자외선 램프들이 설치되되, 상기 발라스트 펌프의 토출측으로부터 상기 발라스트 탱크와 상기 오버보드로 나뉘는 분지점 사이에 다수개의 자외선 램프들이 설치된 선박의 발라스트 수 처리장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.
자외선 램프, 커먼 파이프, 발라스트 수, 발라스트 펌프

Description

선박의 발라스트 수 처리장치{Apparatus for Treatment of Ships' Ballast Water}
도 1 은 종래의 발라스트 처리장치가 구비된 발라스트 시스템의 구성도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발라스트 수 처리장치가 구비된 발라스트 시스템의 구성도,
도 3a, 도 3b 는 도 2에 도시된 자외선 램프의 설치구조를 나타낸 평면도,
도 4 는 도 2에 도시된 자외선 램프의 또 다른 설치구조를 나타낸 정단면도,
도 5a, 도 5b 는 도 2에 도시된 자외선 램프의 또 다른 설치구조를 나타낸 평면도,
도 6 은 전처리 필터가 더 구비된 발라스트 수 처리장치를 갖는 발라스트 시스템의 구성도,
도 7 은 도 2에 도시된 커먼 파이프의 또 다른 구조를 나타낸 사시도,
도 8 은 대형선박에 적용된 예를 나타낸 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(111) : 자외선 램프 (121) : 유입용 제1 파이프
(122) : 커먼 파이프 (123) : 유입용 제2 파이프
(124) : 유출용 제1 파이프 (125) : 유출용 제2 파이프
(130) : 해수 상자 (140) : 발라스트 펌프
(150) : 발라스트 탱크 (160) : 오버보드
(170) : 분지관 (171) : 플랜지
(180) : 전처리 필터
본 발명은 선박의 발라스트 탱크에 유입되거나, 또는 발라스트 탱크로부터 유출되는 발라스트 수를 처리하는 장치에 관한 것으로, 특히 발라스트 수가 유동하는 파이프에 다수개의 자외선 램프들을 설치하여 발라스트 수를 살균처리하도록 구성된 선박의 발라스트 수 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박의 발라스트 탱크는 화물의 선적 및 하역에 의해 선박의 무게중심이 변동되는 것을 최소화하여 안전한 항해가 가능하도록 돕는 것이다. 즉, 선박에 화물이 만재되면 발라스트 탱크에 발라스트 수를 채우지 않아도 선박의 무게중심이 해수면 아래에 위치하여 파도 등의 외력이 작용하여도 안전하게 항해할 수 있으나, 선적된 화물이 없거나 적은 경우에는 화물이 선적된 것과 동일하게 선박의 일정부분이 해수면 아래 위치하게 할 수 있도록 발라스트 탱크에 발라스트 수를 유입시켜 운항하도록 하고 있다.
상기와 같이 선박의 안전운항을 위해 사용되는 발라스트 수는 특정 해역의 생물 또는 병원균 등을 다른 해역으로 전파하는 매체로 이용되는 문제점을 갖고 있다. 즉, 발라스트 탱크에 채워지는 발라스트 수에는 각종 해양 생물 및 병원균 등이 포함될 수 있으며, 이러한 발라스트 수의 유입과 유출이 서로 다른 지역에서 이루어지게 되므로, 발라스트 수의 유입 시 함께 유입된 특정 해역의 해양 생물 또는 병원균이 다른 해역으로 유출됨에 따라 환경과 생태계를 교란시키는 부작용을 유발하게 된다. 이에 따라 발라스트 수의 유출입시 발라스트 수에 포함된 해양 생물이나 병원균을 처리하는 과정을 거치도록 하고 있다.
도 1은 종래의 발라스트 처리구조를 나타내고 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 발라스트 수 처리장치는 전처리 필터(11)와 자외선 램프를 구비하는 UV 챔버(12)를 구비하여 유입 또는 유출되는 발라스트 수를 살균처리하도록 구성되어 있다. 즉, 발라스트 수의 유입 시에는 해수 상자(sea chest)(20)로부터 발라스트 펌프(30)로 유입되어 토출되는 발라스트 수는 전처리 필터(11)와 UV 챔버(12)에 의해 이물질의 제거와 살균처리과정을 거친 다음 발라스트 탱크(40)로 유입된다. 한편, 발라스트 수의 유출 시에는 발라스트 탱크(40)로부터 발라스트 펌프(30)로 유입되어 토출되는 발라스트 수가 UV 챔버(12)만을 거친 다음 오버보드(overboard)(50) 즉, 해양으로 배출되도록 함으로써 발라스트 수에 의해 해양오염을 방지하도록 하고 있다.
그러나 상기와 같은 전처리 필터(11)와 UV 챔버(12)는 발라스트 수의 유출입을 위한 일반적인 발라스트 배관이 설치된 다음, 발라스트 배관으로부터 별도의 파이프를 분기하고, 분기된 파이프 상에 전처리 필터와 UV 챔버를 설치하는 구성으로써, 분기된 파이프 및 전처리 필터와 UV 챔버가 설치되기 위한 많은 설치면적과 설치비용이 요구되는 문제점이 발생되었다.
또한, 발라스트 수량이 큰 대형선박의 경우, 적정량의 발라스트 수 처리가 가능하도록 하기 위해서는 많은 수의 UV 챔버 혹은 대형 UV 챔버가 요구되며, 이는 선박의 유효면적(실사용면적)을 감소시키게 되며, 발라스트 수 처리장치가 설치되지 않은 선박에 적용하고자 할 경우, 공간적 제약과 파이프 라인의 조작 등에 어려움이 따르는 문제점이 발생되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 발라스트 수의 유입과 유출이 공통적으로 이루어지는 커먼 파이프(common pipe)에 다수개의 자외선 램프들이 직접적으로 설치되어 설치면적의 감소와 설치비용을 절감할 수 있는 선박의 발라스트 수 처리장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 펌프실 내에 위치하여 노출된 커먼 파이프에 다수개의 자외선 램프들이 설치되므로 유지 보수가 용이한 선박의 발라스트 수 처리장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 선박에 구비된 해수 상자로부터 발라스트 펌프에 의해 유입되어 발라스트 탱크로 유입되는 발라스트 수를 살균처리하며, 상기 발라스트 탱크로부터 발라스트 펌프에 의해 오버보드로 유출되는 발라스트 수를 살균처리하는 발라스트 수 처리장치에 있어서,
상기 발라스트 펌프의 토출측으로부터 연장되어 상기 발라스트 펌프로부터 토출되는 발라스트 수의 유동로를 제공하는 커먼 파이프 상에 다수개의 자외선 램프들이 설치되되,
상기 자외선 램프들은 발라스트 펌프의 토출측으로부터 상기 발라스트 탱크와 상기 오버보드로 나뉘는 분지점 사이에서 커먼 파이프로부터 분지된 다수개의 분지관들에 각각 결합된 플랜지에 설치된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발라스트 수 처리장치를 나타내고 있다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발라스트 수 처리장치는 다수개의 자외선 램프(111)들로 이루어진 램프 모듈(110)이 커먼 파이프(122)에 설치된 것으로 구성된다. 이러한 발라스트 수 처리장치는 자외선 램프 (111)들이 커먼 파이프(122)에 직접적으로 설치되어 발라스트 탱크(150)로 유출입되는 발라스트 수를 살균처리하도록 구성된다.
한편, 상기 발라스트 수 처리장치가 설치되는 발라스트 시스템의 구조를 설명하면, 선박의 하단부에 구비되어 발라스트 수가 유입되는 공간을 제공하는 해수 상자(sea chest)(130)와, 상기 해수 상자(130)로부터 연장된 유입용 제1 파이프(121)와, 상기 유입용 제1 파이프(121)에 설치되어 발라스트 수를 유동시키는 발라스트 펌프(140)와, 상기 발라스트 펌프(140)의 토출측으로부터 연장된 커먼 파이프(122)와, 상기 커먼 파이프(122)로부터 분지되어 발라스트 탱크(150)로 연결된 유입용 제2 파이프(123)와, 상기 커먼 파이프(122)로부터 분지되어 오버보드(160)로 연결되는 유출용 제2 파이프(125)와, 상기 발라스트 탱크(150)로부터 유입용 제1 파이프(121)로 연결된 유출용 제1 파이프(124)와, 상기 유입용 제1,2 파이프(121,123)와 유출용 제1,2 파이프(124,125) 및 커먼 파이프(122)에 각각 설치되어 발라스트 수의 유동을 차단하는 차단밸브(161,162,163,164,165)들로 구성되어 있다. 이러한 발라스트 시스템은 발라스트 수의 유입 시, 해수 상자(130)-유입용 제1 파이프(121)-발라스트 펌프(140)-커먼 파이프(122)-유입용 제2 파이프(123)를 통해 발라스트 탱크(150)로 발라스트 수가 유입되도록 각 차단밸브(161,162,163,164,165)가 제어되며, 발라스트 수의 유출 시, 발라스트 탱크(150)-유출용 제1 파이프(124)-발라스트 펌프(140)-커먼 파이프(122)-유출용 제2 파이프(125)를 통해 오버보드(160), 즉 배의 바깥쪽으로 발라스트 수를 배출하도록 구성되어 있다.
상기와 같이 발라스트 수의 유입과 유출 시 커먼 파이프(122)는 공통적으로 사용되며, 본 발명은 이러한 커먼 파이프(122)에 다수개의 자외선 램프(111)들을 직접 설치하여 구성된 것이다. 다시 말해, 상기 발라스트 펌프(140)의 토출측에 위치한 커먼 파이프(122)의 일부분으로부터 상기 유입용 제2 파이프(123)와 상기 유출용 제2 파이프(125)로 나뉘는 분지점(P) 사이 구간에 다수개의 자외선 램프(111)들이 설치되어 발라스트 수를 살균처리하도록 구성된다.
도 3a 및 도 3b는 상기 자외선 램프(111)의 설치구조를 위에서 본 것을 나타내고 있다. 도 3a를 참조하면, 상기 자외선 램프(111)들은 커먼 파이프(122)의 측면으로부터 삽입되어 커먼 파이프(122)의 중심부를 향하도록 배치됨과 더불어 커먼 파이프(122)의 길이방향에 대하여 평행하게 일렬의 배치구조를 갖도록 설치되어 구성될 수 있다.
또한, 도 3b를 참조하면, 상기 자외선 램프(111)들은 도 3a와 동일한 배치구조를 갖되, 커먼 파이프(122)를 통해 흐르는 발라스트 수의 흐름방향에 순응하도록 후방으로 경사지게 설치되어 구성될 수 있다. 다시 말해, 커먼 파이프(122)의 내부에 위치한 자외선 램프(111)의 끝단이 분지점(P)을 향해 비스듬하게 경사지도록 설치될 수 있다.
도 4는 상기 자외선 램프(111)의 또 다른 설치구조를 나타내고 있다. 도 4를 참조하면, 도 3a 및 도 3b와 같이 설치된 자외선 램프(111)들의 양측에 또 다른 자외선 램프(111`)들이 커먼 파이프(122)의 외측으로부터 비스듬하게 경사지도록 설치되어 구성될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 상기 자외선 램프(111)의 또 다른 설치구조를 나타낸 평면도를 도시하고 있다. 도 5a를 참조하면, 상기 자외선 램프(111)들은 커먼 파이프(122)로부터 분지된 다수개의 분지관(170)에 각각 결합되는 플랜지(171)에 의해 설치되어 고정될 수 있다. 이때 하나의 플랜지(171)에는 하나 또는 다수개의 자외선 램프(111)들이 설치될 수 있다.
또한, 도 5b를 참조하면, 상기 자외선 램프(111)들은 도 5a와 동일한 배치구조를 갖되, 커먼 파이프(122)를 통해 흐르는 발라스트 수의 흐름방향에 순응하도록 후방으로 경사지게 설치되어 구성될 수 있다. 다시 말해, 커먼 파이프(122)의 내부에 위치한 자외선 램프(111)의 끝단이 분지점(P)을 향해 비스듬하게 경사지도록 설치될 수 있다.
도 6은 전처리 필터(180)가 더 구비된 발라스트 수 처리장치를 나타내고 있다. 도 6을 참조하면, 상기 커먼 파이프(122)의 선단부, 즉 발라스트 펌프(140)의 토출측에 근접한 커먼 파이프(122)의 일단부로부터 분지되어 다시 커먼 파이프(122)로 연결되도록 보조 파이프(181)가 더 설치되고, 상기 보조 파이프(181)에 발라스트 수의 처리를 위한 전처리 필터(180)가 설치되며, 상기 전처리 필터(180)로 유입되는 발라스트 수의 흐름을 선택적으로 차단하기 위한 차단밸브(182,183)가 보조 파이프(181)에 설치될 수 있다. 이때 상기 보조 파이프(181)는 자외선 램프(111)들이 설치되지 않는 커먼 파이프(122)의 나머지 구간에서 발라스트 수를 전처리 필터(180)로 순환시켜 여과처리한 뒤, 자외선 램프(111)들을 거치도록 구성되어 있다. 이에 따라 자외선 램프(111)들에 의한 살균처리 전, 발라스트 수에 포함된 고형물이 먼저 제거됨으로써, 자외선의 투과율을 높여 살균효과를 증대시킬 수 있게 된다.
도 7은 사각 형상의 단면구조를 갖는 커먼 파이프(122)에 자외선 램프(111)가 설치된 것을 나타내고 있다. 도 7을 참조하면, 상기 커먼 파이프(122)를 사각 형상의 단면구조를 갖도록 형성하여 상면, 저면, 좌측면, 우측면을 갖도록 형성하고, 이처럼 형성된 상면 또는 저면 또는 좌측면 또는 우측면 중 적어도 한 면 이상에 다수개의 자외선 램프(111)를 설치할 수 있다. 도 7에는 상면과 우측면에 자외선 램프(111)가 설치된 것으로 도시하고 있다.
도 8은 발라스트 탱크(150)의 규모가 큰 대형선박에 발라스트 수 처리장치를 나타내고 있다. 도 8을 참조하면, 큰 규모의 발라스트 탱크(150)에 대응하여 여러 개의 발라스트 펌프(140)가 사용될 경우, 도 2에 도시된 발라스트 시스템이 병렬구조로 배치되며, 이때 각각의 발라스트 펌프(140)의 토출측으로부터 연장된 커먼 파이프(122,122`)에 자외선 램프(111,111`)들이 설치되어 발라스트 수 처리장치를 구성하게 된다.
상기와 같이 구성된 발라스트 수 처리장치가 구비된 발라스트 시스템의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.
해수 상자(130)를 통해 발라스트 수가 유입되도록 발라스트 펌프(140)를 작동하게 되면, 차단밸브(164,165)는 유로를 차단하는 반면, 나머지 차단밸브(161,162,163)는 유로를 개방하게 된다. 이에 따라 발라스트 펌프(140)로부터 토출되는 발라스트 수는 커먼 파이프(122)를 거치는 동안 자외선 램프(111)로부터 조사 되는 자외선에 의해 살균처리된 후, 유입용 제1 파이프(121)를 통해 발라스트 탱크(150)로 채워지게 된다.
한편, 발라스트 탱크(150)에 채워진 발라스트 수의 배출이 요구될 경우, 차단밸브(161,162,163)는 유로를 차단하는 반면, 나머지 차단밸브(164,165)는 유로를 개방하게 된다. 이때 발라스트 펌프(140)가 작동하여 발라스트 탱크(150) 내의 발라스트 수를 유동시키게 되면, 유출용 제1 파이프(124)와 발라스트 펌프(140)를 통해 커먼 파이프(122)로 전달되며, 커먼 파이프(122)를 통해 다시 한번 살균처리된 후, 유출용 제2 파이프(125)를 통해 오버보드(160)로 배출되게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명은 상술한 바와 같이 발라스트 수의 유입과 유출이 공통적으로 이루어지는 커먼 파이프 상에 다수개의 자외선 램프들을 설치한 것으로 구성되어 처리장치의 설치면적과 설치비용을 감소시킬 수 있게 되었다. 더욱이 커먼 파이프가 펌프실 내에 노출되게 설치되므로 커먼 파이프에 설치되는 자외선 램프들의 유지 보수가 용이하게 되었다.

Claims (8)

  1. 선박에 구비된 해수 상자(130)로부터 발라스트 펌프(140)에 의해 발라스트 탱크(150)로 유입되는 발라스트 수를 살균처리하며, 상기 발라스트 탱크(150)로부터 발라스트 펌프(140)에 의해 오버보드(160)로 유출되는 발라스트 수를 살균처리하는 발라스트 수 처리장치에 있어서,
    상기 발라스트 펌프(140)의 토출측으로부터 연장되어 발라스트 수의 유동로를 제공하는 커먼 파이프(122) 상에 다수개의 자외선 램프(111)들이 설치되되,
    상기 자외선 램프(111)들은 발라스트 펌프(140)의 토출측으로부터 상기 발라스트 탱크(150)와 상기 오버보드(160)로 나뉘는 분지점(P) 사이에서 커먼 파이프(122)로부터 분지된 다수개의 분지관(170)들에 각각 결합된 플랜지(171)에 설치된 것을 특징으로 하는 선박의 발라스트 수 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수개의 자외선 램프(111)들은 발라스트 수의 흐름방향에 순응하도록 후방으로 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 발라스트 수 처리장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발라스트 펌프(140)의 토출측에 근접한 상기 커먼 파이프(122)의 단부로부터 분지되어 다시 커먼 파이프(122)로 연결되도록 설치된 보조 파이프(181);
    상기 보조 파이프(181)에 설치된 전처리 필터(180); 및
    상기 보조 파이프(181)에 설치되어 보조 파이프(181)로의 발라스트 수 유입을 제어하는 차단밸브(182,183)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 발라스트 수 처리장치.
  8. 삭제
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