KR20160086633A - 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템이 개시되며, 본 선박평형수 처리 시스템은, 선박평형수 메인 유입라인으로 유입받은 선박평형수를 살균한 후 발라스트 탱크에 저장하는 살균 모드 또는 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수를 중화제로 중화시키는 재살균 및 중화 모드에서 동작하며, 재살균 및 중화 모드에서, 살균부는 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수를 오존 가스를 이용하여 살균하고, 이렇게 살균된 선박평형수를 중화제가 중화시킨다.

Description

디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템{BALLAST WATER TREATMENT SYSTEM CABLE OF STERILIZATION NEUTRALIZATION DURING DEBALLASTING}

디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템에 관한 것이다.

선박은 한번에 많은 양의 물건을 운송하는 수단으로 또는 군사용으로 널리 활용된다.

적재된 인원, 장비, 물건 등(이들을 통틀어 화물이라 함)이 많지 않을 경우 선박은 수중으로 충분히 가라앉지 않기 때문에 작은 파도에도 쉽게 흔들릴 수 있으며, 심지어는 추진기 및 방향타 등이 충분히 수중에 잠기지 않게 되어 이들이 효율적으로 작동되지 않게 된다.

이에, 화물을 하역한 선박은 균형 유지 및 안정성을 높이기 위해 발라스트 탱크(ballast tank)에 해수, 즉 선박평형수(ballast water)를 담은 상태로 운항된다. 결과적으로 선박평형수는 선박의 흘수(吃水)와 트림(trim)을 조정하는 중량물의 역할을 수행한다.

한편, 발라스트 탱크에 선박평형수를 담아 다른 지역이나 혹은 다른 나라의 항만에 도착한 선박은 도착지의 바다에 선박평형수를 배출시켜 선박의 중량을 줄인 후에 화물을 다시 적재하게 된다.

이처럼 선박평형수는 선박의 균형 유지 및 안정성을 위해 필수적으로 사용되고 있지만, 한편으로는 선박평형수가 발라스트 탱크 내에 장시간 보관된다는 점에서, 또한 선박평형수가 서로 다른 지역에 속해 있는 바다의 해수를 서로 혼합시키는 역할을 하게 되는 것을 부인할 수 없으며, 이러한 연유로 인하여 선박평형수를 살균하여 발라스트 탱크에 저장하게 된다.

이에, 이러한 단점을 해소하기 위한 여러 가지 대안들이 제시되고 있기는 하지만 현재까지는 투자비용 또는 설비 규모 대비 선박평형수의 처리 효율이 미비하여 상용화가 되기에는 다소 부족한 실정이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템에 있어서,

선박평형수를 저장할 수 있는 발라스트 탱크;

선박평형수를 유입받는 선박평형수 메인 유입라인;

오존 기포를 상기 선박평형수 메인 유입라인 내로 제공하는 살균부; 및

중화제를 저장하는 중화제 저장부;를 포함하며,

상기 선박평형수 처리 시스템은, 상기 선박평형수 메인 유입라인으로 유입받은 선박평형수를 살균한 후 상기 발라스트 탱크에 저장하는 살균 모드 또는 상기 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수를 상기 중화제 저장부에 저장된 중화제로 중화시키는 재살균 및 중화 모드에서 동작하며

살균 모드에서, 상기 살균부는 오존 가스를 이용하여 상기 선박평형수를 살균하고, 상기 발라스트 탱크는 상기 살균부에 의해 살균된 선박평형수를 저장하며,

재살균 및 중화 모드에서, 상기 살균부는 상기 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수를 배출할 때 오존 가스를 이용하여 살균하고, 이렇게 살균된 선박평형수를 상기 중화제 저장부에 저장된 중화제가 중화시키는 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템은, TRO 농도를 센싱하는 제1 TRO 센서와 제2 TRO 센서를 더 포함하며,

상기 제1 TRO 센서는 상기 재살균 및 중화 모드에서 중화제가 상기 살균된 선박평형수를 중화시키기 전의 선박평형수의 TRO 농도를 센싱하고,

상기 제2 TRO 센서는 상기 재살균 및 중화 모드에서 중화제가 상기 살균된 선박평형수를 중화시킨 후의 선박평형수의 TRO 농도를 센싱할 수 있다.

상기 선박평형수를 중화시키는 중화제의 양은 상기 제1 TRO 센서와 상기 제2 TRO 센서의 센싱결과에 기초하여 결정된 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템은,

상기 살균부에게 해수를 펌핑하여 제공하는 드라이브 워터 펌프;를 더 포함하며,

상기 살균 모드에서, 상기 드라이브 워터 펌프는 씨 체스트로부터 해수를 펌핑하여 상기 살균부에게 제공할 수 있다.

상기 재살균 및 중화 모드에서, 상기 드라이브 워터 펌프는 상기 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수의 일부를 펌핑하여 상기 살균부에게 제공할 수 있다.

상기 선박평형수 메인 유입라인 내부에 물리적으로 생물을 살균하는 살균용 구조체가 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템은,

디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템에 있어서,

외부로부터 유입되는 선박평형수를 저장할 수 있는 발라스트 탱크;

외부로부터 유입되는 선박평형수가 상기 발라스트 탱크에 저장되기 전에, 상기 외부로부터 유입되는 선박평형수를 살균하는 살균부; 및

중화제를 저장하는 중화제 저장부; 를 포함하며,

상기 선박평형수 처리 시스템은, 상기 외부로부터 유입되는 선박평형수를 살균하고, 살균한 선박평형수를 상기 발라스트 탱크에 저장하는 살균 모드 또는 상기 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수를 배출할 때 중화시키는 재살균 및 중화 모드에서 동작하며

재살균 및 중화 모드에서, 상기 살균부는 상기 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수를 배출할 때 살균하고, 이렇게 살균된 선박평형수를 상기 중화제 저장부에 저장된 중화제가 중화시키는 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템은,

중앙 관제부;를 더 포함하며,

재살균 및 중화 모드에서, 상기 중앙 관제부는 상기 살균된 선박평형수를 중화시키는데 투입되는 중화제의 양을 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템은, 재살균 및 중화 모드에서, 상기 중화제에 의해 중화되기 전의 선박평형수에서의 TRO 농도를 센싱하는 제1 TRO 센서;를 더 포함하며,

상기 중앙 관제부는 상기 제1 TRO 센서의 센싱 결과에 기초하여 상기 중화제의 양을 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템은, 재살균 및 중화 모드에서, 상기 중화제에 의해 중화된 후의 선박평형수의 TRO 농도를 센싱하는 제2 TRO 센서;를 더 포함하며,

상기 중앙 관제부는 상기 제2 TRO 센서에 의해 센싱된 TRO 농도가 기준을 만족하지 못하는 경우, 선박평형수에 투입되는 중화제의 양을 변화시킬 수 있다.

본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 디발라스트시에도 선박평형수를 살균함으로써 효과적으로 선박평형수를 살균시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빗살형 구조체를 설명하기 위한 도면들이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

용어의 정의

본원 명세서에서, 용어 '초미세 기포'는 기포의 크기가 수 나노미터 ~ 수백 나노미터 또는 수 마이크로 미터 ~ 수백 마이크로 미터의 크기를 가진 기포를 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 선박평형수 처리 시스템은, 예를 들면 오존 가스를 이용하여 선박평형수에 존재하는 생물들을 사멸시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 선박평형수 처리 시스템은, 살균용 구조체를 추가적으로 설치하여 생물들을 사멸시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 선박평형수 처리 시스템은, 중앙 관제부(113), 살균부(200), 살균된 선박평형수를 저장할 수 있는 발라스트 탱크(303), 중화제를 저장하는 중화제 저장부(402)를 포함할 수 있다. 여기서, 중화제는 예를 들면, 아황산염, 이산화황, 아황산수소나트륨, 아황산나트륨으로 구성된 것 중에서 어느 하나일 수 있으나 본원 발명에서 사용 가능한 중화제가 이들에만 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 따른 선박평형수 처리 시스템은, 살균 모드 또는 재살균 및 중화 모드에서 동작할 수 있다.

살균 모드에서, 살균부(200)는 오존 가스를 이용하여 선박평형수를 살균하고, 발라스트 탱크(303)는 살균부(200)에 의해 살균된 선박평형수를 저장할 수 있다.

재살균 및 중화 모드에서, 살균부(200)는 발라스트 탱크(303)에 저장된 선박평형수를 배출할 때 오존 가스를 이용하여 다시 한번 더 살균하고, 이렇게 살균된 선박평형수를 중화제 저장부(402)에 저장된 중화제가 중화시킨다.

본 실시예에 따른 중앙 관제부(113)는 각 장치들의 동작을 제어할 수 있다.

본 실시예에 따른 살균부(200)는 오존 가스를 유입 받고 초미세 기포의 형태로 선박평형수에 제공함으로써 선박평형수에 존재하는 생물들을 효과적으로 사멸시킬 수 있다. 초미세 기포는 부력이 약하므로, 선박평형수에서 쉽게 상승하지 않고 내부에 균일하게 퍼진 상태로 이동되므로, 사멸효과가 극대화될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 살균부(200)는 살균용 구조체가 설치된 선박평형수 유입 메인 라인(L31)에 초미세 기포의 형태로 오존 가스를 주입하며, 선박평형수에 존재하는 생물들은 물리적인 충격과 초미세 기포화된 오존 가스에 의해 사멸될 수 있다.

일 실시예에 따른 살균부(200)는, 예를 들면, 선박평형수 유입 메인 라인(L31) 내부에 초미세 기포를 생성시킨다. 선박평형수 유입 메인 라인(L31)은 선박평형수가 발라스트 탱크(303)로 이동할 수 있는 이동 경로를 제공한다.

드라이브 워터 펌프(P32)는 씨 체스트(Sea cheast) - 선박에서 통상 해수를 저장하는 곳 - 로부터 해수를 흡입하여 살균부(200)로 제공한다. 본 실시예에서 드라이브 워터 펌프(P32)는 씨 체스트로부터 해수를 흡입하여 살균부(200)로 제공하는 것으로 설명하였지만, 다르게(alternatively) 드라이브 워터 펌프(P32)는, 선박평형수 유입 메인 라인(L31)에 흐르는 해수의 일부를 펌핑하여 사용하는 것도 가능하다.

발라스트 펌프(P33)는, 예를 들면, 해수로부터 직접, 또는 씨 체스트로부터 해수를 흡입하여, 선박평형수 유입 메인 라인(L31)으로 제공할 수 있다.

본 실시예에 따른 TRO 센서(305)는, 선박평형수의 TRO 농도를 센싱하며, 센싱 결과를 중앙 관제부(113)로 전송한다.

본 실시예에 따른 중앙 관제부(113)는, TRO 센서(305)로부터 TRO 농도 센싱 결과를 수신하며, 수신결과와 기저장된 기준을 비교한 결과 기준을 벗어나는 경우에는, 밸브(V11)으로 유입되는 오존 가스의 유량을 조절한다. 오존 가스의 유량을 조절하기 위한 구성은 종래 알려진 유량 제어를 할 수 있는 밸브를 사용할 수 있을 것이다.

예를 들면, 중앙 관제부(113)는, TRO 센서(305)에 의해 센싱된 TRO 농도가 기준 이상이면, 오존 가스 유입라인(L33)으로 보다 적은 오존 가스가 유입되도록 한다. 반대로, TRO 센서(305)에 의해 센싱된 TRO 농도가 기준 미만이면, 오존 가스 유입라인(L33)으로 보다 많은 오존 가스가 유입되도록 한다.

본 실시예에 따른 중앙 관제부(113)는 TRO 센서(305)로부터 TRO 농도 센싱 결과를 수신하며, 수신결과와 기저장된 기준과 비교하며 기준에 맞지 않는 경우에는, 밸브(V11)으로 유입되는 오존 가스의 유량을 조절한다. 오존 가스의 유량을 조절하기 위한 구성은 종래 알려진 유량 제어를 할 수 있는 밸브를 사용할 수 있을 것이다. 예를 들면, 중앙 관제부(113)는, TRO 센서(305)에 의해 센싱된 TRO 농도가 기준 이상이면, 오존 가스 유입라인(L33)으로 보다 적은 오존 가스가 유입되도록 한다. 반대로, TRO 센서(305)에 의해 센싱된 TRO 농도가 기준 미만이면, 오존 가스 유입라인(L33)으로 보다 많은 오존 가스가 유입되도록 한다.

한편, 본 실시예에 따른 중앙 관제부(113)는 재살균 및 중화 모드에서 TRO 센서(305) 및 TRO 센서(306)로부터 TRO 농도 센싱 결과들을 이용하여 선박평형수 유입 메인 라인(L31)으로 주입되는 중화제의 양을 조절할 수 있다. 예를 들면, 재살균 및 중화 모드에서 중앙관제부(113)는 TRO 센서(306)의 센싱 결과에 기초하여 선박평형수에 포함된 오존 가스를 중화시킬 수 있는 중화제의 양을 산출하고, 산출된 양의 중화제가 선박평형수 유입 메인 라인(L31)에 주입되도록 밸브(V45)의 온오프를 제어한다. 또한, 재살균 및 중화 모드에서 중앙관제부(113)는 TRO 센서(206)의 센싱 결과에 따라 중화제를 주입하고 TRO 센서(305)의 센싱 결과에 기초하여 선박평형수가 기준에 맞도록 중화되었는지를 확인하고, 기준에 맞지 않는 경우 밸브(V45)의 온오프를 제어하여 선박평형수 유입 메인 라인(L31)에 주입되는 중화제의 양을 조절한다.

이처럼, 중앙 관제부(113)는 선박평형수에 잔존하는 총 잔류 산화물(TRO)의 량을 기준에 맞도록 중화제의 양을 조절할 수 있다.

본 실시예에 따른 선박평형수 처리 시스템은, 워터 벤트(302)를 더 포함할 수 있으며 이는 기체 유입 라인(L33)을 통해서 선박평형수가 역류하는 경우를 대비하여, 역류한 선박평형수를 외부로 방출하기 위함이다. 살균부(200)가 오존 가스를 선박평형수 유입 메인 라인(L31)으로 제공하는 경우에, 기체 유입 라인(L33)으로 역류한 선박평형수가 오존 발생 장치로 유입되면 오존 발생 장치를 손상시킬 수 있기 때문이다.

본 실시예에 따른 선박평형수 처리 시스템은 선박평형수를 살균처리하는 동작(이하, '살균 모드')과, 살균처리된 선박평형수를 중화하여 외부로 배출하는 모드('재살균 및 중화 모드')를 수행할 수 있다. 예를 들면, 중앙 관제부는 밸브들과 펌프들을 제어하여, 본 선박평형수 처리 시스템이 살균 모드 또는 재살균 및 중화 모드에서 동작하도록 할 수 있다. 이하에서는, 살균 모드와 재살균 및 중화 모드를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

살균모드

살균모드에서, 본 선박평형수 처리 시스템은 선박평형수를 펌핑 및 살균하여 발라스트 탱크(303)에 채우는 동작을 수행하며, 이 과정에 발라스트 탱크(303)에 채워지는 선박평형수를 물리적으로 살균하고 화학적(예를 들면, 오존 가스)으로 살균한다.

살균 모드에서 밸브들과 펌프들의 동작 상태는 다음과 같으며, 이러한 밸브들의 개방 또는 폐쇄는 수동으로 이루어지거나, 또는 중앙 관제부(113)와 같은 제어장치에 의해 자동적으로 이루어질 수 있다.

ON 되는 밸브: V32, V11, V33, V41

OFF 되는 밸브: V47, V34, V43, V45

동작 되는 펌프: P32, P33

발라스트 펌프(P33)는 선박평형수를 펑핑하여 선박평형수 유입 메인 라인(L31) 내부로 제공한다. 예를 들면, 발라스트 펌프(P33)는, 해수로부터 직접 선박평형수를 흡입하거나 또는 씨 체스트로부터 흡입하여 선박평형수 유입 메인 라인(L31)으로 제공할 수 있다.

예를 들면, 드라이브 워터 펌프(P32)는 씨 체스트에 저장된 해수를 흡입하여 살균부(200)로 제공한다.

살균부(200)는, 예를 들면, 오존가스를 유입받고, 선박평형수 유입 메인 라인의 내부에 오존 가스가 포함된 초미세 기포를 생성할 수 있다. 선박평형수 유입 메인 라인 내부에서 생성된 오존 가스가 포함된 초미세 기포에 의해서, 발라스트 탱크(303)으로 이동 중인 선박평형수는 살균될 수 있다.

살균 모드에서, 살균부(200)의 후단에 장착되어 있는 TRO 센서(306) 또는 TRO 센서(305)는, 선박평형수 유입 메인 라인 내부에 흐르는 선박평형수의 TRO를 센싱한다. 센싱 결과는 중앙 관제부(113)로 제공되며, 중앙 관제부(113)는 센싱 결과에 기초하여 살균부(200)로 제공되는 오존 가스의 량을 제어하게 된다. 이로써, 선박평형수 유입 메인 라인 내부에 흐르는 선박평형수의 TRO가 적절하게 유지된다.

재살균 및 중화 모드

재살균 및 중화 모드에서, 본 선박평형수 처리 시스템은 발라스트 탱크(303)에 채워진 선박평형수를 외부로 배출할 때 중화시켜서 배출한다.

본 선박평형수 처리 시스템은, 발라스트 탱크(303)에 채워진 선박평형수를 배출할 때 한번 더 살균시키고, 중화한 후 외부로 배출하는 방식으로 동작하도록 구성될 수 있다.

이하에서는 재살균 및 중화 모드를 상세히 설명하기로 한다.

재살균 및 중화 모드에서 밸브들과 펌프들의 동작 상태는 다음과 같으며, 이러한 밸브들의 개방 또는 폐쇄는 수동으로 이루어지거나, 또는 중앙 관제부(113)와 같은 제어장치에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있다.

ON 되는 밸브: V43, V47, V11, V34, V45

OFF 되는 밸브: V32, V33, V41

동작 되는 펌프: P32, P33

재살균 및 중화 모드에서, 밸브 V32 대신에 밸브 V47이 온 되는 이유는, V32를 통해서 제공되는 선박평형수는 미 살균된 것이고, 발라스트 탱크(303)에 저장된 선박평형수는 살균된 것이기 때문이다. 재살균 및 중화 모드에서는 살균부(200)에 의해 살균이 한번 더 이루어지기는 하지만, 보다 완전한 살균을 위해서, 드라이브 워터 펌프(P32)는 발라스트 탱크(303)에 저장된 살균된 선박평형수를 이용하여, 오존 가스를 선박평형수 유입 메인 라인(L31)으로 주입한다. 다르게(alternatively), 재살균 및 중화 모드에서, 드라이브 워터 펌프(P32)는, 발라스트 탱크(303)에 저장되었던 선박평형수를 이용하지 않고, 씨 체스트에 저장된 선박평형수를 이용하여 오존 가스를 선박평형수 유입 메인 라인(L31)으로 주입할 수 있다. 이러한 경우, 밸브 V47 은 오프되어있고, 밸브 V32가 온되어 있을 것이다.

재살균 및 중화 모드에서, 발라스트 펌프(P33)는 발라스트 탱크(303)에 채워진 선박평형수를 펌핑하여 선박평형수 유입 메인 라인(L31) 내부에 흐르도록 한다. 재살균 및 중화 모드에서, 선박평형수 유입 메인 라인(L31) 내부를 따라서 이동하는 선박평형수는, 살균부(200)에 의해 살균 된 후, 중화제 저장부(402)로부터 투입되는 중화제에 의해 중화된 후, 밸브(34)를 통과하여 외부로 배출된다.

TRO 센서(306)는, 발라스트 탱크(303)로부터 유출되는 선박평형수의 TRO를 센싱한다. TRO 센서(306)는 센싱 결과를 중앙 관제부(113)로 제공하며, 중앙 관제부(113)는 TRO 센서(306)의 센싱 결과에 기초하여 중화제 저장부(402)에 저장된 중화제를 선박평형수 유입 메인 라인(L31) 내부에 얼마나 투입해야 하는지를 결정한다. 중앙 관제부(113)는, 중화제 투입량이 결정되면, 결정된 투입량만큼 중화제를 선박평형수 유입 메인 라인(L31) 내부로 투입한다.

TRO 센서(305)는, 중화제가 투입된 후의 선박평형수의 TRO를 센싱한다. TRO 센서(305)는 센싱 결과를 중앙 관제부(113)로 제공하며, 중앙 관제부(113)는 TRO 센서(305)의 센싱 결과에 기초하여 선박평형수가 기준에 맞도록 중화되었는지를 확인하고, 기준에 맞지 않는 경우 밸브(V45)의 온오프를 제어하여 선박평형수 유입 메인 라인(L31)에 주입되는 중화제의 량을 조절한다.

이로써, 선박평형수 유입 메인 라인 내부에 흐르는 선박평형수의 TRO를 적절하게 조절시킬 수 있다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균용 구조체의 일 예인 빗살형 구조체가 도 1에 예시적으로 도시된 선박평형수 유입 메인 라인(L31) 내부에 장착된 것을 설명하기 위한 도면이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빗살형 구조체(250)는, 선박평형수 유입 메인 라인(L31)의 내부에 장착된다.

일 실시예에 따르면, 살균부(200)에 의해 오존 가스가 주입되는 위치를 고려하여 빗살형 구조체(250)가 장착될 수 있다. 예를 들면, 살균부(200)에 의해 주입되는 오존 가스가 빗살형 구조체(250)와 직접 충돌되도록, 살균부(200)와 빗살형 구조체(250)의 위치가 정해진다.

살균부(200)는, 노즐(240), 오존 가스를 유입 받는 오존 가스 유입 라인(212), 및 물을 유입 받는 드라이브 워터 유입라인(217)을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박평형수 처리 시스템은, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 고정판(215)을 더 포함할 수 있으며, 살균부(200)는 고정판(215)에 고정되는 형태로 구성될 수 있다.

노즐(240)은, 오존 가스 유입 라인(212)을 통해서 오존 가스를 유입받고, 드라이브 워터 유입라인(217)을 통해서 드라이브 워터(예를 들면, 씨 체스트에 저장된 해수일 수 있다. 다르게는, 선박평형수 유입 메인 라인(L31)에 흐르는 해수가 드라이브 워터로 사용될 수 도 있다)를 유입 받으며, 이 경우 드라이브 워터에 오존 가스 유입 라인(212)을 통해서 유입받은 오존 가스의 적어도 일부가 녹은 상태(이하, '오존 가스 용해수')로 선박평형수 유입 메인 라인에 분사되어 이에 의해 초미세 기포를 발생될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노즐(240)은, 선박평형수(해수, 기수 또는 담수)가 흐르는 방향과 평행한 방향으로 드라이브 워터가 분사되도록 배치될 수 있다. 도 2와 도 3을 참조하면, 오존 가스 유입 라인(L33, 212)을 통해서 유입된 오존 가스는 드라이브 워터 유입라인(L32, 217)을 통해서 유입된 물에 용해되면서 섞이게 되고, 이렇게 오존 가스가 용해된 물이 노즐(240)에 의해 분사된다. 일 실시예에 따르면, 노즐(240)에 의해 초미세 기포가 생성될 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로서 노즐(240)에 의해 생성되는 기포는 반드시 초미세 기포일 필요는 없다.

노즐(240)의 내부 구성과 상세한 작용은 2013년 10월 14일자로 본 출원인들에 의해 출원된 완전 중화된 선박평형수 배출을 위한 중화 시스템" (한국특허출원번호 10-2013-0121677)에 기재되어 있다. 한국특허출원번호 10-2013-0121677호에 개시된 발명의 모든 내용은 본원 명세서의 일부로서 결합된다. 특히, 한국특허출원번호 10-2013-0121677호의 도 7 내지 도 11에서 설명된 노즐의 구조와 작용은, 본원의 도 1을 참조하여 설명하는 실시예에서의 노즐(240)과 동일하다.

한국특허출원번호 10-2013-0121677호에 개시된 내용에서 알 수 있듯이, 본 실시예에서 노즐(240)의 충돌판(244)에 의해 초미세 기포가 발라스트 메인 라인(L31)의 전체 면적으로 균일하게 분사될 수 있고, 발라스트 메인 라인(L31)의 중심에서 360도 방사되는 방향으로 분사된다.

도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 빗살형 구조체를 설명하기 위한 도면이다. 이들 도면과 도 3의 (a) 및 (b)를 같이 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빗살형 구조체는, 빗살형 구조체가 복수개 적층된 적층형 빗살형 구조체일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 빗살형 구조체(250)는 원형링(254)와 원형링(254)의 중앙을 향해 뻗어있는 복수의 빗살(252)들을 포함한다. 여기서, 빗살(252)들은 예를 들면 스틱의 형상을 가질 수 있다. 스틱 형상의 빗살(252)의 일 단부는 원형링(254)에 결합되어 있고, 다른 단부는 자유단으로서 원형링(254)의 중앙을 향해 뻗어 있다. 빗살(252)들의 자유단은 각각 원형링(254)의 중앙이 비어 있도록, 원형링(254)의 중앙으로부터 일정 거리 이격되어 있다.

본 실시예에서 빗살형 구조체(250)의 중앙은, 노즐(240)의 초미세 기포가 유출되는 충돌판(244)이 있는 부분이 삽입될 수 있는 구조이다.

일 실시예에 따르면, 도 3 (a), (b)에 도시된 바와 같이 노즐(240)의 충돌판이 빗살형 구조체(250)의 내부에 위치될 수 있다. 도 3 (a), (b)에 도시된 노즐(240)의 위치는 예시적인 것으로서, 이와 다르게 구성되는 것도 가능하다. 예를 들면, 노즐(240)의 위치는 빗살형 구조체(250)를 관통되도록 위치되거나 또는 노즐(240)이 빗살형 구조체(250)에 삽입되지 않고 빗살형 구조체(250)의 전단에 위치되는 것도 가능하다. 또한, 도 3 (a), (b)에 도시된 노즐(240)이 아닌 다른 형상의 노즐도, 사용이 가능하다.

다른 형상의 노즐을 사용하는 경우에도, 빗살형 구조체(250)의 내부에 노즐이 위치되거나, 빗살형 구조체(250)로 삽입되지 않고 빗살형 구조체(250)의 전단에 위치되도록 구성될 수 있을 것이다. 예를 들면, 다른 형상의 노즐은, 초미세 기포를 반드시 생성할 필요는 없다.

본 실시예에 따른 빗살형 구조체(250)는 선박평형수에 포함되어 있는 생물이 복수의 빗살(252)들과 충돌되어 물리적으로 제거되기 쉽도록 구성되어 있다. 도 3의 (b)를 참조하면, 노즐(240)에서 드라이브 워터가 유출되는 단부(즉, 충돌판(244)이 위치된 곳)는 빗살형 구조체의 내부에 배치되며, 노즐(240)에서 유출되는 초미세 기포가 빗살형 구조체(250)의 내부 중심에서 원형링(254) 방향으로 360도 방사되는 방향으로 분사되고, 360도 방향으로 분사된 초미세 기포는 선박평형수에 포함되어 있는 생물을 빗살형 구조체(250)에 물리적으로 충돌시켜서 살균 효과를 극대화시킨다.

본 실시예에 따른 빗살형 구조체(250)는, 오존 가스와 함께 사용되고, 초미세 기포가 생성되는 노즐(240)을 사용할 때 그 효과가 보다 극대화될 수 있으나, 이는 예시적인 것이므로 오존 가스를 사용하지 않고 초미세 기포가 생성되지 않는 노즐을 사용하는 경우라도 본 실시예에 따른 빗살형 구조체(250)는 선박평형수에 포함되어 있는 생물을 효과적으로 제거할 수 있음을 본 발명이 속한 기술분야에 종사하는 자(당업자)는 이해할 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 빗살형 구조체의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 3과 도 4를 함께 참조하면, 빗살형 구조체(250)는 단층 빗살형 구조체(251)들이 복수개 적층되어 구성될 수 있다. 단층 빗살형 구조체(251)는, 원형링(252)과 원형링(252)에 결합된 복수의 빗살(252)을 포함한다.

본 실시예에서, 단층 빗살형 구조체(251)들은 서로 인접하는 단층 빗살형 구조체와는 빗살들이 서로 어긋나도록 적층된다(도 4의 (c)를 참조). 이러한 적층방법은 예시적인 것으로서 다른 방법으로 적층되는 것도 가능하다. 도 3과 도 4에 도시된 빗살형 구조체(250)는, 5개의 단층 빗살형 구조체가 적층되어 구성된 것을 알 수 있다. 본 실시예에서 적층된 단층 빗살형 구조체의 갯수는 예시적인 것으로서, 이보다 많거나 적은 갯수의 단층 빗살형 구조체로 적층되는 것도 가능하다. 한편, 본원 명세서에서, 용어 '빗살형 구조체'는 단층 빗살형 구조체와 적층형 빗살형 구조체를 모두 포함하는 의미로 사용하기로 한다.

이상 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 살균부(200)와 살균용 구조체를 예시적으로 설명하였다.

한편, 본 출원인들은 살균부와 살균용 구조체에 대한 다양한 실시예들을 본 특허출원일 이전에 특허출원한 아래의 명세서들에 개시한 바가 있다.

출원번호: 10-2013-0121611, 출원일:20131011, 발명의 명칭: 오존 미세기포 및 브롬을 이용한 담수용 선박평형수 처리 시스템

출원번호: 10-2013-0121610, 출원일:20131011, 발명의 명칭: 오존 미세기포 기반의 담수용 선박평형수 처리 시스템

출원번호: 10-2013-0121618, 출원일:20131012, 발명의 명칭: 오존가압장치를 이용한 선박평형수 처리 시스템

출원번호: 10-2013-0121617, 출원일:20131012, 발명의 명칭: 선박평형수 배출에 사용되는 중화제 주입량 조절 방법

출원번호: 10-2013-0121677, 출원일:20131014, 발명의 명칭: 완전 중화된 선박평형수 배출을 위한 중화 시스템

출원번호: 10-2014-0048627, 출원일:20140423, 발명의 명칭: 질소 가스를 이용한 선박평형수 처리 시스템

출원번호: 10-2014-0048625, 출원일:20140423, 발명의 명칭: 선박평형수 처리 시스템과 이에 사용되는 살균용 구조체

출원번호: 10-2014-0048623, 출원일:20140423, 발명의 명칭:선박평형수 처리 시스템과 이에 사용되는 부채형 구조체

출원번호: 10-2014-0048618, 출원일:20140423, 발명의 명칭: 선박평형수 처리 시스템과 이에 사용되는 빗살형 구조체

이들 한국특허출원들에는, 본 특허출원의 실시예에 사용될 수 있는 살균부와 살균용 구조체에 대한 다양한 실시예들이 개시되어 있으며, 이러한 모든 내용은 본원 명세서의 일부로서 결합된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

113: 중앙 관제부
200: 살균부
250: 빗살형 구조체
251: 단층 빗살형 구조체
252: 빗살
254: 원형링
303: 발라스트 탱크
402: 중화제 저장부

Claims (10)

1. 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템에 있어서,
   선박평형수를 저장할 수 있는 발라스트 탱크;
   선박평형수를 유입받는 선박평형수 메인 유입라인;
   오존 기포를 상기 선박평형수 메인 유입라인 내로 제공하는 살균부; 및
   중화제를 저장하는 중화제 저장부;를 포함하며,
   상기 선박평형수 처리 시스템은, 상기 선박평형수 메인 유입라인으로 유입받은 선박평형수를 살균한 후 상기 발라스트 탱크에 저장하는 살균 모드 또는 상기 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수를 상기 중화제 저장부에 저장된 중화제로 중화시키는 재살균 및 중화 모드에서 동작하며
   살균 모드에서, 상기 살균부는 오존 가스를 이용하여 상기 선박평형수를 살균하고, 상기 발라스트 탱크는 상기 살균부에 의해 살균된 선박평형수를 저장하며,
   재살균 및 중화 모드에서, 상기 살균부는 상기 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수를 배출할 때 오존 가스를 이용하여 살균하고, 이렇게 살균된 선박평형수를 상기 중화제 저장부에 저장된 중화제가 중화시키는 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   TRO 농도를 센싱하는 제1 TRO 센서와 제2 TRO 센서를 더 포함하며,
   상기 제1 TRO 센서는 상기 재살균 및 중화 모드에서 중화제가 상기 살균된 선박평형수를 중화시키기 전의 선박평형수의 TRO 농도를 센싱하고,
   상기 제2 TRO 센서는 상기 재살균 및 중화 모드에서 중화제가 상기 살균된 선박평형수를 중화시킨 후의 선박평형수의 TRO 농도를 센싱하는 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 선박평형수를 중화시키는 중화제의 양은 상기 제1 TRO 센서와 상기 제2 TRO 센서의 센싱결과에 기초하여 결정된 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 살균부에게 해수를 펌핑하여 제공하는 드라이브 워터 펌프;를 더 포함하며,
   상기 살균 모드에서, 상기 드라이브 워터 펌프는 씨 체스트로부터 해수를 펌핑하여 상기 살균부에게 제공하는 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 재살균 및 중화 모드에서, 상기 드라이브 워터 펌프는 상기 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수의 일부를 펌핑하여 상기 살균부에게 제공하는 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 선박평형수 메인 유입라인 내부에 물리적으로 생물을 살균하는 살균용 구조체가 설치된 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템.
7. 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템에 있어서,
   외부로부터 유입되는 선박평형수를 저장할 수 있는 발라스트 탱크;
   외부로부터 유입되는 선박평형수가 상기 발라스트 탱크에 저장되기 전에, 상기 외부로부터 유입되는 선박평형수를 살균하는 살균부; 및
   중화제를 저장하는 중화제 저장부; 를 포함하며,
   상기 선박평형수 처리 시스템은, 상기 외부로부터 유입되는 선박평형수를 살균하고, 살균한 선박평형수를 상기 발라스트 탱크에 저장하는 살균 모드 또는 상기 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수를 배출할 때 중화시키는 재살균 및 중화 모드에서 동작하며
   재살균 및 중화 모드에서, 상기 살균부는 상기 발라스트 탱크에 저장된 선박평형수를 배출할 때 살균하고, 이렇게 살균된 선박평형수를 상기 중화제 저장부에 저장된 중화제가 중화시키는 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   중앙 관제부;를 더 포함하며,
   재살균 및 중화 모드에서, 상기 중앙 관제부는 상기 살균된 선박평형수를 중화시키는데 투입되는 중화제의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   재살균 및 중화 모드에서, 상기 중화제에 의해 중화되기 전의 선박평형수에서의 TRO 농도를 센싱하는 제1 TRO 센서;를 더 포함하며,
   상기 중앙 관제부는 상기 제1 TRO 센서의 센싱 결과에 기초하여 상기 중화제의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    재살균 및 중화 모드에서, 상기 중화제에 의해 중화된 후의 선박평형수의 TRO 농도를 센싱하는 제2 TRO 센서;를 더 포함하며,
    상기 중앙 관제부는 상기 제2 TRO 센서에 의해 센싱된 TRO 농도가 기준을 만족하지 못하는 경우, 선박평형수에 투입되는 중화제의 양을 변화시키는 것을 특징으로 하는 디발라스트시에 살균 및 중화동작을 하는 선박평형수 처리 시스템.

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