KR20170095255A - 밸러스트 워터 순환 시스템, 조절 장치, 및 이의 방법 - Google Patents

밸러스트 워터 순환 시스템, 조절 장치, 및 이의 방법 Download PDF

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올레 루테크 크리스텐슨
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Abstract

제어 유닛, 순환 시스템 및 하나 이상의 탱크의 밸러스트 워터를 처리하기 위한 방법을 제공한다. 순환 시스템은 제어 유닛; 제1 시스템 주입구 및 제1 시스템 배출구를 갖는 파이프 구조물; 및 상기 제1 시스템 주입구 및 상기 제1 시스템 배출구 사이에서 밸러스트 워터를 펌핑하기 위한 펌프 유닛을 포함하고, 상기 펌프 유닛은 상기 제어 유닛과 연결된다. 제어 유닛은 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻고; 펌프 기준이 충족되는지를 결정하며, 여기서 펌프 기준은 부피 파라미터에 근거하고; 펌프 기준이 충족되는지 여부에 기초하여 펌프 유닛이 작동되도록 구성된다.

Description

밸러스트 워터 순환 시스템, 조절 장치, 및 이의 방법{BALLAST WATER CIRCULATION SYSTEM, CONTROL UNIT, AND RELATED METHOD}
본 발명은 선박의 선상(onboard) 및 다른 연안(offshore) 구조물에서의 밸러스트 탱크(ballast tank)의 밸러스트 워터를 세척, 오염물 제거(decontaminating), 위생처리(sanitizing) 및/또는 살균(sterilizing)하는 것과 같은 처리(handling) 및/또는 취급(treating)하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 시스템 및/또는 이러한 시스템의 부품(parts)을 제어하기 위한 제어 유닛(unit)에 관한 것이다.
화물을 수송하는 것과 관계없이 배의 안정성을 향상시키기 위해 배는 화물의 종류에 따라 채워지거나 비워질 수 있는 탱크가 제공된다. 이러한 탱크는 밸러스트 탱크로 표기되고, 이들에 채워지는 물은 밸러스트 워터로 표기된다.
비워진 배 또는 부분적으로 화물을 운송하는 배가 항구를 떠나는 경우, 밸러스트 워터는 배의 안정성을 향상시키고 부력을 조절하기 위해 밸러스터 탱크로 채워진다. 거의 모든 경우에 이러한 밸러스트 워터는 플랑크톤, 조류 등과 같은 살아있는 생물체를 포함한다. 배가 목적지에 도착하고, 배가 다시 화물을 싣게 되면, 밸러스트 워터는 바다로 배출된다.
따라서, 밸러트스 워터의 배출은 잠재적으로 도착지 항구에서의 해양 생태계에 외래종(invasive species)을 제공하게 되고, 이는 생물체이 자연 서식지에서 새로운 생물체계로 이동하는 것을 의미한다. 세계의 다른 지역에서 자생한 이러한 생물체이 현지의 해양 생태계에 위협이 될 수 있고, 그러므로 "생물체학적 오염(biological pollution)"으로 표시된다. 매년, 주요 탱크 선박이 세계의 일부 지역에서 다른 지역으로 생물체를 갖는 수십억 입방미터의 물을 이동시키고, 탱크 선박은 이에 의해 새로운 환경에 수백 개의 외래종을 제공하는 요인이 되며, 이는 세계의 큰 환경 이슈 중 하나로 여겨진다.
현재, 배출되는 밸러스트 워터에서 허용되는 살아있는 미생물체의 수의 관점에서 국제 해사기구(IMO)에 의해 특정 규제들이 작성되고 있고, 본 발명은 이러한 규제들에 부합하는 방법들을 제공한다.
생물체학적 오염을 감소시키기 위해 밸러스트 워터를 처리 및/또는 취급하기 위한 효과적이고 신뢰할 수 있는 시스템 및 이와 관련된 방법이 필요하다.
따라서, 예를 들어 밸러스트 워터를 처리하는 동안 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터를 처리하기 위한 순환 시스템을 제공한다. 순환 시스템은 제어 유닛(control unit), 파이프 구조물(pipe structure) 및 펌프 유닛(pump unit)을 포함한다. 파이프 구조물은 제1 시스템 주입구(inlet) 및 제1 시스템 배출구(outlet)를 가진다. 제1 시스템 주입구는 밸러스트 워터를 순환 시스템으로 공급하기 위한 하나 이상의 밸러스트 탱크의 탱크 배출구와 유체 연결되도록 구성된다. 제1 시스템 배출구는 밸러스트 워터를 하나 이상의 밸러스트 탱크로 공급하기 위한 하나 이상의 밸러스트 탱크의 탱크 주입구와 유체 연결되도록 구성된다. 펌프 유닛은 제1 시스템 주입구 및 제1 시스템 배출구 사이에서 밸러스트 워터를 펌핑하도록 구성된다. 펌프 유닛은 제어 유닛과 연결된다. 제어 유닛은 하기를 위해 구성된다: 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻고; 펌프 기준이 충족되었는지 결정하며, 여기서 펌프 기준은 부피 파라미터에 근거하고; 상기 펌프 기준이 충족되었는지에 근거하여 펌프 유닛을 작동한다.
또한, 밸러스트 워터 시스템은 개시된 순환 시스템과 같은 순환 시스템 및 밸러스트 탱크를 포함한다. 밸러스트 탱크는 탱크 주입구 및 탱크 배출구를 가진다. 탱크 주입구는 밸러스트 탱크의 하부에 위치하고, 탱크 배출구는 밸러스트 탱크의 상부에 위치한다. 순환 시스템의 제1 시스템 주입구는 탱크 배출구와 연결되고, 순환 시스템의 제1 시스템 배출구는 탱크 주입구에 연결된다.
또한, 예를 들어, 밸러스트 워터의 처리 동안 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터를 처리하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 하기를 포함한다: 펌프 유닛을 갖는 탱크 배출구와 탱크 주입구 사이의 파이프 구조물에서 밸러스트 워터를 펌핑하는 단계; 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻는 단계; 펌프 기준이 총족되었는지 결정하는 단계를 포함하고, 여기서 펌프 기준은 부피 파라미터에 근거하고; 상기 펌프 기준이 충족되었는지에 근거하여 펌프 유닛을 작동하는 단계.
또한, 본 발명은 탱크 배출구 및 탱크 주입구 사이의 파이프 구조물에서의 밸러스트 워터를 펌핑하는 펌프 장치를 포함하는 순환 시스템을 위한 조절 장치를 제공한다. 순환 시스템은 예를 들어 밸러스트 워터를 처리하는 동안 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터를 처리하기 위해 구성된다. 제어 유닛은 하기를 위해 구성된다: 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻고; 펌프 기준이 충족되었는지를 결정하며, 펌프 기준은 부피 파라미터에 근거하고; 펌프 기준이 수행되었는지에 근거하여 펌프 유닛을 작동시킨다. 제어 유닛은 상기 개시된 순환 시스템의 제어 유닛일 수 있다.
시스템 및/또는 방법은 밸러스트 워터의 처리로 구성되거나 결합될 수 있고, 예를 들어, 밸러스트 워터의 순환 처리 및/또는 밸러스트 탱크로 화학적 화합물을 제공하는 것에 의해 생물체를 포함하는 밸러스트 워터를 배출하는 위험을 효과적으로 제거하거나 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 밸러스트 워터가 선택된 요건에 만족하도록 충분하게 처리하면서 비용을 감소시키는 밸러스트 워터 처리의 최적화를 제공한다.
밸러스트 워터의 처리는 밸러스트 워터의 처리가 밸러스트 워터의 취급을 포함할 수 있는 것과 같이 밸러스트 워터의 취급과 결합될 수 있다. 밸러스트 워터의 처리는 생물체 함량과 관련된 특정 기준을 만족시키기 위해 제공될 수 있고, 예를 들어, 밸러스트 워터의 처리가 밸러스트 워터 내의 생물체의 감소 및/또는 제거를 목적으로 할 수 있고, 밸러스트 워터의 처리가 밸러스트 워터 내에 용해된 산소와 같은 산소 함량의 감소 및/또는 밸러스트 워터 내의 이산화탄소 및/또는 질소 함량을 증가시키는 것을 목적으로 할 수 있다. 예를 들어, 밸러스트 워터는 부피당 생물체의 수가 임계값(threshold)보다 적은 경우 및/또는 밸러스트 워터 내의 산소 함량이 다른 임계값보다 낮은 경우 처리된 것으로 여겨질 수 있다.
접근하기 쉬운 파라미터로부터 밸러스트 워터의 처리 및/또는 취급을 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 밸러스트 워터의 처리 및/또는 취급은 펌핑된 부피 및/또는 밸러스트 워터 내의 산소 함량과 같은 가스와 같은 파라미터를 사용하여 제어될 수 있다.
본 발명의 또 다른 이점은 밸러스트 워터를 처리하기 위한 효과적이고 신뢰할 수 있는 시스템, 제어 유닛 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 에너지 소모가 감소된 밸러스트 워터를 처리하는 방법을 제공하고, 예를 들어 낭비되는 에너지의 재사용 및/또는 특정 파라미터가 충족될 때 에너지 소비를 효과적으로 감소시켜 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 전술한 특징들 및 다른 특징들과 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 실시예들의 상세한 설명에 의해 당업자에게 명백해질 것이다:
도 1은 예시적인 밸러스트 워터 시스템을 나타낸 모식도이다.
도 2는 밸러스트 워터를 처리하기 위한 예시적인 순환 시스템을 나타낸 모식도이다.
도 3은 예시적인 센서 장치를 나타낸 모식도이다.
도 4는 밸러스트 워터를 처리하기 위한 예시적인 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 밸러스트 워터를 처리하기 위한 예시적인 방법을 나타낸 흐름도이다.
선박 및 다른 해안 구조물은 하나 이상의 밸러스트 탱크를 포함할 수 있다. 순환 시스템은 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터를 취급하도록 구성된다. 하나 이상의 밸러스트 탱크는 밸러스트 탱크를 포함할 수 있다. 밸러스트 탱크는 복수의 밸러스트 탱크 중 하나일 수 있다.
밸러스트 탱크는 복수의 섹션(section) 및/또는 복수의 구획(compartment)으로 나눠질 수 있다. 복수의 밸러스트 탱크는 제1의 섹션 및/또는 구획을 갖는 하나 이상의 밸러스트 탱크를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 밸러스트 탱크는 제2의 섹션 및/또는 구획을 갖는 하나 이상의 밸러스트 탱크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 밸러스트 탱크는 배/선박의 길이 방향 연장부를 따라 가로 방향으로 제공되는 밸러스트 탱크의 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션과 같은 복수의 섹션을 포함할 수 있다. 밸러스트 탱크의 두개의 인접 섹션은 섹션 벽(section wall)에 의해 분리된다. 웹 프레임(web frame)은 섹션 벽을 구성할 수 있다. 인접한 섹션은 섹션 벽에서 하나 이상의 개구부(opening)를 통해 유체 연결될 수 있다. 섹션은 가로 방향 구획과 같은 복수의 구획을 포함할 수 있다. 구획은 구획 벽에 의해 분리될 수 있으며, 여기서 인접한 구획 사이의 구획 벽은 제1 센터(center) 개구부 및/또는 하나 이상의 코너(corner) 개구부와 같은 하나 이상의 개구부를 포함할 수 있다.
순환 시스템의 파이프 구조물은 제1 시스템 주입구와 같은 시스템 주입구를 갖는다. 파이프 구조물은 제1 시스템 주입구 및 제2 시스템 주입구를 포함하는 복수의 시스템 주입구를 가질 수 있다. 복수의 시스템 주입구 및/또는 복수의 탱크 배출구는 예를 들어 밸러스트 탱크에서의 서로 다른 밸러스트 워터의 수위와 같이 더욱 효과적인 밸러스트 워터 순환을 용이하게 한다. 이와 관련하여, 시스템은 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 워터 수위 아래에 있는 최상부의 탱크 배출구 및/또는 시스템 주입구를 이용하도록 구성될 수 있다. 제1 시스템 주입구와 같은 시스템 주입구는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 하나 이상의 탱크 배출구와 유체 연결되도록 구성된다.
하나 이상의 밸러스트 탱크는 서로 다른 밸러스트 탱크의 탱크 배출구 및/또는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 섹션 및/또는 구획과 같이 복수의 탱크 배출구를 가질 수 있다. 제1 탱크 배출구는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 제1 구획과 연결될 수 있고, 제2 탱크 배출구는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 제2 구획과 연결될 수 있다. 제1 시스템 주입구는 제1 탱크 배출구와 유체 연결되도록 구성될 수 있다. 제2 시스템 주입구는 제2 탱크 배출구와 유체 연결되도록 구성될 수 있다.
순환 시스템의 파이프 구조물은 제1 시스템 배출구와 같은 시스템 배출구를 갖는다. 파이프 구조물은 제1 시스템 배출구 및 제2 시스템 배출구를 포함하는 복수의 시스템 배출구를 가질 수 있다. 복수의 시스템 배출구는 예를 들어 밸러스트 탱크 내의 상이한 밸러스트 워터 수위에서보다 더욱 효과적인 밸러스트 워터 순환이 되게 할 수 있다.
하나 이상의 밸러스트 탱크는 서로 다른 밸러스트 탱크의 탱크 주입구 및/또는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 섹션 및/또는 구획과 같은 복수의 탱크 주입구를 가질 수 있다. 제1 탱크 주입구는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 제1 및/또는 제3 구획과 연결될 수 있고, 제2 탱크 주입구는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 제1 및/또는 제4 구획과 연결될 수 있다. 제1 시스템 배출구는 제1 탱크 주입구와 유체 연결되도록 구성될 수 있다. 제2 시스템 배출구는 제2 탱크 주입구와 유체 연결되도록 구성될 수 있다.
제1 시스템 주입구 및/또는 제2 시스템 주입구와 같은 시스템 주입구 및/또는 복수의 시스템 주입구는 밸러스트 워터를 순환 시스템에 공급하도록 구성되며, 하나 이상의 밸러스트 탱크에서 순환 시스템으로 밸러스트 워터를 공급한다.
제1 시스템 배출구 및/또는 제2 시스템 배출구와 같은 시스템 배출구 및/또는 복수의 시스템 배출구는 하나 이상의 밸러스트 탱크로 밸러스트 워터를 공급하도록 구성되며, 순환 시스템으로부터 하나 이상의 밸러스트 탱크로 밸러스트 워터를 공급한다.
펌프 유닛은 하나의 시스템 주입구 및/또는 제1 시스템 주입구 및/또는 제2 시스템 주입구와 같은 복수의 시스템 주입구와, 하나의 시스템 배출구 및/또는 제1 시스템 배출구 및/또는 제2 시스템 배출구와 같은 복수의 시스템 배출구 사이에서 밸러스트 워터를 펌핑하도록 구성된다. 펌프 유닛은 순환 펌프일 수 있다. 펌프 유닛은 예를 들어 시간당 최대 500 m3 이상의 펌프 용량을 가질 수 있다. 예시적인 시스템에서, 펌프 유닛은 시간당 100 내지 300 m3의 펌프 용량을 가질 수 있다. 펌프 유닛은 시간당 50 m3, 시간당 100 m3, 시간당 200 m3, 시간당 400 m3 또는 시간당 500 m3와 같은 특정 펌프 속도가 수행되도록 작동될 수 있다.
제어 유닛은 순환 시스템 및 이들의 요소(element)/유닛의 작동을 제어하도록 구성된다. 제어 유닛은 프로세싱 유닛 및 사용자 인터페이스(user interface)를 포함하는 인터페이스를 포함한다. 펌핑된 밸러스트 워터와 같은 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터가 얻어진다. 펌핑된 부피는 순환 시스템을 통한 밸러스트 워터의 부피, 파이프 구조물을 통과한 밸러스트 워터의 부피, 제1 시스템 주입구를 통과한 밸러스트 워터의 부피, 제1 시스템 배출구를 통과한 밸러스트 워터의 부피 및/또는 펌프 유닛을 통과한 밸러스트 워터의 부피일 수 있다. 제어 유닛은 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻도록 구성될 수 있다. 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터는 펌프 용량 및/또는 펌프 시간을 포함할 수 있다.
부피 파라미터는 순환 시스템을 통과한 밸러스트 워터의 유동, 파이프 구조물을 통과한 밸러스트 워터의 유동, 제1 시스템 주입구를 통과한 밸러스트 워터의 유동, 제1 시스템 배출구를 통과한 밸러스트 워터의 유동 및/또는 펌프 유닛을 통과한 밸러스트 워터의 유동과 같은 밸러스트 워터의 유동을 나타내는 유동 파라미터를 적분하여 얻어질 수 있다. 제어 유닛은 밸러스트 워터의 유동을 나타내는 유동 파라미터를 얻도록 구성될 수 있다. 제어 유닛은 얻어진 유동 파라미터에 의해 표시된 밸러스트 워터 유동을 적분함으로써 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻도록 구성될 수 있다.
시스템 및/또는 방법에서, 펌프 기준이 충족되는지, 즉 펌프 기준이 측정되는지가 결정된다. 펌프 기준은 부피 파라미터에 근거한다. 제어 유닛은 펌프 기준이 충족되었는지를 결정할 수 있다. 펌프 기준은 제1 서브 기준 및/또는 제2 서브 기준과 같은 하나 이상의 서브 기준을 포함할 수 있다. 하나 이상의 서브 기준이 충족되면 펌프 기준이 충족될 수 있다. 예를 들어, 부피 파라미터에 근거한 제1 서브-기준의 이행은 펌프 속도의 가능한 감소를 나타낼 수 있다. 또한, 센서 출력(output)에 근거한 제2 서브-기준의 이행은 지속적인 펌핑의 필요성을 나타낼 수 있다. 프로세싱 유닛은 밸러스트 워터 시스템 구성에 따르거나 이들 파라미터를 작동시키는 펌프 기준의 서로 다른 서브-기준을 적용하도록 구성될 수 있다. 펌프 기준이 충족되는지를 결정하는 단계는 적어도 제1 서브 기준에서 펌핑된 부피와 부피 임계값과 같은 임계값을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 임계값은 하나 이상의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 워터의 함수일 수 있다. 예를 들어, 임계값은 하나 이상의 밸러스트 탱크에서 곱셈 계수(multiplication factor)×밸러스트 워터 부피로 제공될 수 있다. 곱셈 계수는 1과 10 사이일 수 있다. 임계값은 하나 이상의 밸러스트 탱크에서의 밸러스트 워터 부피에 1에서 10 사이의 값을 곱한 것일 수 있다.
펌프 기준은 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터 부피 또는 채워진 섹션 및/또는 구획의 수와 같이 밸러스트 워터 부피 또는 이들을 나타내는 파라미터에 근거한 것일 수 있다. 방법은 하나 이상의 밸러스트 탱크에서 밸러스트 워터의 부피를 나타내는 밸러스트 워터 부피 데이터를 얻는 단계를 포함할 수 있다. 제어 유닛은 하나 이상의 밸러스트 탱크에서의 밸러스트 워터 부피를 나타내는 밸러스트 워터 부피 데이터를 얻도록 구성될 수 있다. 밸러스트 워터의 부피를 나타내는 밸러스트 워터 부피 데이터는 사용자 인터페이스 또는 제어 패널로부터 얻어질 수 있으며, 여기서 오퍼레이터(operator)는 밸러스트 워터의 부피를 나타내는 밸러스트 워터 부피 데이터를 입력한다. 선택적 또는 부가적으로, 밸러스트 워터의 부피를 나타내는 밸러스트 워터 부피 데이터는 하나 이상의 밸러스트 탱크에서의 하나 이상의 센서 및/또는 중앙 선박 컴퓨터로부터 얻어질 수 있다.
펌프 기준이 충족되었는지 여부에 따라 펌프 유닛이 작동된다. 제어 유닛은 펌프 기준이 충족되는지 여부에 근거하여 펌프 유닛을 작동시키도록 구성된다. 제어 유닛은 펌프 기준이 충족되는 경우 펌프 유닛의 펌프 속도와 같은 펌프 속도를 감소시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 펌프 기준 또는 이의 적어도 제1 서브 기준이 총족되면 펌프 속도는 감소될 수 있다. 예를 들어, 펌프 기준이 충족되면 펌프 속도는 펌프 유닛의 펌프 용량의 50% 미만, 20% 미만, 10% 미만, 5% 미만 또는 0%로 감소될 수 있다.
선택적 또는 추가적으로, 펌프 속도는 펌프 기준이 충족되지 않으면 유지 및/또는 증가될 수 있다. 예를 들어, 펌프 기준이 충족되지 않으면 펌프 속도가 펌프 유닛의 펌프 용량의 100%로 증가 및/또는 설정될 수 있다. 제어 유닛은 펌프 기준이 충족되지 않을 때 펌프 유닛의 펌프 속도와 같은 펌프 속도를 유지 및/또는 증가시키도록 구성될 수 있다.
제어 유닛은 펌프 유닛을 작동시키도록 구성된다. 펌프 유닛은 제어 유닛으로부터의 제어 신호에 따라 유동을 제공하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛은 선택된 유동을 제공하도록 펌프 유닛을 작동시킴으로써 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻을 수 있다. 따라서, 펌핑된 부피는 유동을 적분하여 얻어질 수 있다. 선택적 또는 부가적으로, 제어 유닛은 하나 이상의 요소들, 예를 들어 순환 시스템의 부피 또는 유동 센서(들)로부터 부피 파라미터를 얻을 수 있다.
순환 시스템은 하나 이상의 센서 유닛을 포함할 수 있다. 센서 유닛은 제어 유닛에 센서 출력을 제공하기 위해 제어 유닛과 연결될 수 있다. 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터는 센서 출력에 근거할 수 있다. 센서 유닛은 복수의 센서를 포함할 수 있다. 센서 유닛 및/또는 센서 유닛의 하나 이상의 센서는 펌프 유닛과 같은 순환 시스템의 요소의 통합된 부분일 수 있다.
제1 센서 유닛은 순환 시스템을 통한 밸러스트 워터 유동을 측정하는 유동 센서를 포함할 수 있다. 센서 출력은 밸러스트 워터 유동을 나타낼 수 있다. 제1 센서 유닛은 제1 시스템 주입구와 제1 시스템 배출구 사이의 파이프 구조물에 구비될 수 있다. 유동 센서는 펌프 유닛의 통합된 센서일 수 있다.
제1 센서 유닛 및/또는 제2 센서 유닛은 순환 시스템을 통한 밸러스트 워터의 부피를 측정하는 부피 센서를 포함할 수 있다. 센서 출력은 펌핑된 밸러스트 워터의 부피를 나타낼 수 있다. 제2 센서 유닛은 제1 시스템 주입구와 제1 시스템 배출구 사이의 파이프 구조물에 구비될 수 있다. 부피 센서는 펌프 유닛의 통합된 센서일 수 있다.
제1 센서 유닛 또는 제2 센서 유닛과 같은 센서 유닛은 밸러스트 워터 내의 가스 함량을 측정 또는 얻도록 구성된 가스 센서를 포함할 수 있다. 가스 센서는 밸러스트 워터에서의 산소, 질소 또는 이산화탄소 중 하나 이상의 함량을 측정 또는 얻도록 구성될 수 있다. 센서 출력은 밸러스트 워터에서의 가스 함량 및/또는 특정 가스 함량을 나타낼 수 있다. 가스 센서는 제1 시스템 주입구와 제1 시스템 배출구 사이의 파이프 구조물에 구비될 수 있다. 가스 센서는 펌프 유닛의 통합된 센서일 수 있다.
제1 센서 유닛, 제2 센서 유닛 또는 제3 센서 유닛과 같은 센서 유닛은 밸러스트 워터에서의 미생물체 활성을 측정 또는 얻도록 구성된 센서를 포함할 수 있다.
순환 시스템은 제1 시스템 주입구와 제1 시스템 배출구 사이의 밸러스트 워터를 처리하기 위한 워터 처리 유닛을 포함할 수 있다. 워터 처리 유닛은 밸러스트 워터를 가열하도록 구성된 열교환기(heat exchanger)를 포함할 수 있다. 열교환기는 한 세트의 작동 파라미터에 따라 밸러스트 워터를 처리하도록 구성될 수 있다. 작동 파라미터는 제1 작동 파라미터를 포함할 수 있다. 제1 작동 파라미터는 온도일 수 있다. 제1 작동 파라미터는 65 ℃ 내지 85 ℃ 범위의 온도, 예를 들어 70 ℃ 내지 75 ℃ 일 수 있다. 예시적인 온도는 72 ℃이다. 작동 파라미터는 제2 작동 파라미터를 포함할 수 있다. 제2 작동 파라미터는 유지 시간(holding time)일 수 있다. 유지 시간은 처리 시간일 수 있다. 제2 작동 파라미터는 30초 내지 120초의 범위와 같이, 적어도 30초의 유지 시간일 수 있다. 예시적인 유지 시간은 45 내지 90 초의 범위, 예컨대 60초 또는 75초이다.
열교환기는 75초와 같은 적어도 30초의 시간인 적어도 제1 기간(a first period of time, 제2 작동 파라미터) 동안, 예를 들어 72 ℃의 제1 온도(제1 작동 파라미터)로 밸러스트 워터를 가열하도록 구성될 수 있다. 열교환기는 밸러스트 워터에서의 생물체를 살균하기 위해 밸러스트 워터를 가열하도록 구성될 수 있다.
워터 처리 유닛(water treatment unit)은 화학물 공급을 포함할 수 있으며, 염소와 같은 화학 물질 또는 염소와 같은 활성 시약을 포함하는 조성물이 밸러스트 워터에 첨가된다. 밸러스트 워터에 첨가된 화학 물질은 밸러스트 워터 내의 생물체체를 죽이기 위해 사용된다. 워터 처리 유닛은 밸러스트 워터의 UV 처리를 위해 구성된 UV 공급원(source)과 같은 방사선 공급원을 포함할 수 있다.
순환 시스템은 파이프 구조물의 유체 주입구와 연결된 유체 배출구를 갖는 유체 공급원을 포함할 수 있다. 유체 공급원은 가스와 같은 유체 및/또는 액체 및/또는 가스와 액체의 조합물을 파이프 구조물의 밸러스트 워터에 첨가할 수 있다. 예를 들어, 질소와 같은 가스의 첨가는 밸러스트 워터 내의 산소의 고갈을 촉진시키고, 밸러스트 워터 탱크를 통한 유동을 용이하게 할 수 있다. 유체 공급원은 압력 하에서 밸러스트 워터에 유체를 첨가할 수 있다. 유체의 첨가, 예를 들어 질소를 압력 하에서 밸러스트 워터에 첨가하면, 첨가된 유체는 파이프 시스템의 밸러스트 워터에 용해되는 것을 촉진할 수 있다. 이어서, 첨가된 유체를 갖는 밸러스트 워터가 밸러스트 탱크에 유입되면, 압력이 떨어지고 밸러스트 탱크 내부에 기포가 형성된다. 이러한 효과는 밸러스트 탱크 내부에서 교반 또는 혼합 효과를 제공할 수 있다. 따라서 적어도 하나의 구획 내의 밸러스트 워터는 하나 이상의 밸러스트 탱크 및/또는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 각각의 구획에서 균질 또는 실질적으로 균질한 것으로 여겨질 수 있다.
파이프 구조물의 유체 주입구는 펌프 유닛의 아래에 구비될 수 있다. 파이프 구조물의 유체 주입구를 펌프 유닛의 하부에 구비시킴으로써 오작동 또는 펌프 장치의 효율성 감소시키는 펌프 유닛 내의 가스 및/또는 기포로 인한 위험성을 제거하거나 감소시킬 수 있다.
유체 공급원은 파이프 구조물의 유체 배출구와 연결된 유체 주입구를 가질 수 있다. 따라서, 파이프 구조물에서의 밸러스트 워터의 5 %의 부분은 유체 공급원을 통해 유동할 수 있고, 가스와 같은 유체, 액체 및/또는 가스와 액체의 혼합물은 유체 공급원을 통해 유동하는 밸러스트 워터의 일부에 추가될 수 있다. 파이프 구조물의 유체 배출구는 펌프 유닛의 아래에 구비될 수 있다.
유체 공급원은 제어 유닛에 연결될 수 있다. 제어 유닛은 유체 공급원의 작동을 제어하거나 작동하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛은 밸러스트 워터 내의 산소 함량이 산소 임계값과 같은 임계값 아래에 있는지와 같은 유체 공급원 기준에 기초하여 유체 공급원을 작동시키도록 구성될 수 있다. 유체 공급원 기준은 밸러스트 워터 내의 이산화탄소 또는 질소와 같은 가스 함량이 임계값 이상인지의 여부를 포함할 수 있다. 유체 공급원 기준은 센서 출력에 의해 나타나는 산소 함량에 기초할 수 있다.
제어 유닛은 펌프 기준 및 유체 공급원 기준 모두에 근거하여 펌프 유닛 및 유체 공급원의 작동을 작동시키거나 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 펌프 기준이 충족되고 유체 공급원 기준이 충족되지 않으면 펌프 속도가 감소 및/또는 유체의 첨가가 증가될 수 있다. 펌프 기준 및 유체 공급원 기준 모두가 충족되면, 펌프 속도는 5% 미만으로 감소될 수 있고, 유체의 첨가가 감소되거나 중단될 수 있다.
제어 유닛은 순환 시스템 및/또는 순환 시스템의 요소, 예컨데 펌프 유닛, 유체 공급원 및/또는 워터 처리 유닛을 작동시키거나 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛은 사용자 입력을 얻도록 구성된 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 제어 유닛은 얻어진 사용자 입력에 근거하여 순환 시스템 및/또는 순환 시스템의 요소, 예컨데 펌프 유닛, 유체 공급원 및/또는 워터 처리 유닛을 작동시키도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예가 도면을 참조하여 하기에 설명된다. 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 유사한 구성 요소는 개개 도면의 설명과 관련하여 상세하게 설명되지는 않을 것이다. 도면들은 단지 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위한 것임을 유의해야한다. 이들은 청구된 발명의 완전한 설명 또는 청구된 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도된 것은 아니다. 또한, 예시된 실시예는 도시된 모든 양태 또는 이점을 가질 필요는 없다.
특정 실시예와 관련하여 기술된 양태 또는 이점은 반드시 그 실시예에 한정되지 않으며, 그렇게 예시되지 않거나 또는 그렇게 명시적으로 설명되지는 않더라도 임의의 다른 실시예에서 실시될 수 있다.
전체적으로, 동일한 또는 대응하는 부분에는 동일한 참조 번호가 사용된다.
도 1은 예시적인 밸러스트 워터 시스템 (1)을 개략적으로 나타낸다. 밸러스트 워터 시스템 (1)은 순환 시스템 (2) 및 밸러스트 탱크 (6)를 포함한다.
밸러스트 탱크 (6)는 탱크 주입구 (18) 및 탱크 배출구 (16)를 갖는다. 탱크 주입구 (18)는 탱크 주입구 (18)가 밸러스트 탱크 (6)의 하부에 있을 수 있고, 탱크 배출구 (16)가 밸러스트 탱크 (6)의 상부에 있을 수 있는 것과 같이 탱크 배출구 (16) 아래에 구비된다. 탱크 배출구 (16)는 밸러스트 워터 (4)의 표면 부근에서 효과적이게 구성될 수 있다. 예를 들어, 탱크 배출구 (16)는 밸러스트 탱크 (6) 내부에 수직으로 분포된 복수의 개구부(미도시)를 가질 수 있다.
순환 시스템 (2)은 밸러스트 탱크 (6)와 연결된다. 순환 시스템 (2)은 밸러스트 탱크 (6)의 밸러스트 워터 (4)를 처리하도록 구성된다. 밸러스트 워터 (4)는 밸러스트 탱크 (6)를 밸러스트 워터 수위 (5)까지 적어도 부분적으로 채운다. 순환 시스템 (2)은 제1 시스템 주입구 (12) 및 제1 시스템 배출구 (14)를 포함한다. 제1 시스템 주입구 (12)는 탱크 배출구 (16)에 연결되고, 제1 시스템 배출구 (14)는 탱크 주입구 (18)에 연결된다.
도 1에서, 순환 시스템 (2)이 도시되어 있고, 밸러스트 탱크 (6)의 밸러스트 수 (4)를 처리하도록 구성된 것으로 설명되어있다. 그러나, 순환 시스템 (2)은 예컨데 밸러스트 탱크 (6)를 포함하면서, 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터 (4)를 처리하도록 구성될 수 있다.
도 1은 밸러스트 탱크 (6)의 제1 섹션을 나타내고, 제1 섹션은 각각의 구획 벽 (9A, 9B, 9C, 9C, 9E)에 의해 분리된 복수의 구획 (예를 들어, 5 개 이상) (7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F)을 포함한다. 밸러스트 탱크 (6)와 같은 밸러스트 탱크는 도시된 바와 같이 L 자 형상일 수 있거나 대안적으로 밸러스트 탱크는 I 자형 또는 U 자형일 수 있다.
도 2는 도 1과 관련하여 도시되고 기술된 바와 같이, 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터와 같은 밸러스트 워터를 처리하기 위한 예시적인 순환 시스템 (2)을 개략적으로 도시한다.
순환 시스템 (2)은 제어 유닛 (8), 파이프 구조물 (10) 및 펌프 유닛 (20)을 포함한다.
파이프 구조물 (10)은 제1 시스템 주입구 (12) 및 제1 시스템 배출구 (14)를 갖는다. 제1 시스템 주입구 (12)는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 탱크 배출구와 유체 연결되도록 구성되고, 제1 시스템 주입구 (12)는 순환 시스템 (2)으로 밸러스트 워터를 공급하기 위해 구성된다. 제1 시스템 배출구 (14)는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 탱크 주입구와 유체 연결되도록 구성되고, 제1 시스템 배출구는 하나 이상의 밸러스트 탱크로 밸러스트 워터를 공급하도록 구성된다.
순환 펌프와 같은 펌프 유닛 (20)은 제1 시스템 주입구 (12)와 제1 시스템 배출구 (14) 사이에 밸러스트 워터를 펌핑하도록 구성된다. 펌프 유닛은 제어 유닛 (8)과 연결된다. 펌프 유닛 (20)은 시간당 500 m3 이상의 밸러스트 워터를 공급하도록 구성될 수 있다.
제어 유닛 (8)은 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻도록 구성된다. 예를 들어, 제어 유닛 (8)은 순환 시스템 (2)의 작동 유지시간 및/또는 펌프 유닛 (20)의 작동 유지시간 및/또는 펌프 유닛 (20)의 펌프 속도로부터 펌핑된 부피를 예측하도록 구성될 수 있다. 대안적 또는 추가적으로, 순환 시스템 (2)은 후술되는 센서 유닛 (22)을 포함할 수 있으며, 제어 유닛 (8)은 센서 출력 (40)에 근거하여 부피 파라미터를 얻을 수 있다.
제어 유닛 (8)은 또한 펌프 기준이 충족되는지를 결정하도록 구성된다. 펌프 기준은 얻어진 부피 파라미터에 근거한다. 예를 들어, 펌프 기준은 펌핑된 부피와 임계값을 비교하는 것을 포함할 수 있다. 임계값은 하나 이상의 발라스트 탱크 내의 밸러스트 워터의 곱셈과 같은 함수일 수 있다. 예를 들어, 임계값은 하나 이상의 밸러스트 탱크에서의 6배의 밸러스트 워터 부피와 같이 하나 이상의 밸러스트 탱크에서의 밸러스트 워터 부피의 1배 내지 10배일 수 있다.
제어 유닛 (8)은 또한 펌프 유닛 (20)을 작동시키도록 구성된다. 제어 유닛 (8)은 펌프 기준이 충족되는지 여부에 근거하여 펌프 유닛 (20)을 작동시키도록 구성된다. 예를 들어, 제어 유닛 (8)은 펌프 기준 또는 이의 서브 기준이 충족되면 펌프 유닛 (20)의 펌프 속도를 감소시키도록 구성될 수 있고, 예를 들면, 제어 유닛 (8)은 펌프 기준이 충족되면 파이프 구조물 (10)을 통한 유동을 감소시키도록 구성될 수 있다. 선택적 또는 부가적으로, 제어 유닛 (8)은 펌프 기준이 충족되지 않으면 펌프 속도를 증가 및/또는 펌프 속도를 유지하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛 (8)은 펌프 제어 신호 (42)를 펌프 유닛 (20)에 전송한다. 펌프 유닛 (20)은 펌프 제어 신호 (42)를 수신하여 그에 따라 작동하도록 구성된다. 예를 들어, 펌프 제어 신호 (42)는 펌프 속도를 나타낼 수 있고, 펌프 유닛 (20)은 펌프 제어 신호 (42)에 의해 나타나는 펌프 속도에 따라 펌프 속도를 조절할 수 있다.
순환 시스템 (2)은 선택적인 센서 유닛 (22), 선택적인 워터 처리 유닛 (28) 및/또는 선택적인 유체 공급원 (30)을 포함한다.
센서 유닛 (22)은 제어 유닛 (8)에 연결되고, 센서 유닛 (22)은 제어 유닛 (8)에 센서 출력 (40)을 제공하도록 구성된다. 센서 유닛 (22)은 펌프 유닛 (20)의 통합된 부분일 수 있다. 예를 들어, 센서 출력 (40)은 펌프의 속도 및/또는 펌프를 통한 워터의 유동을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
제어 유닛 (8)은 센서 출력 (40)에 근거하여 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서 출력 (40)은 펌프를 통한 워터의 유동을 나타낼 수 있고, 제어 유닛은 센서 출력 (40)으로부터 부피 파라미터를 예측하거나 계산되도록 구성된다. 대안으로, 센서 출력 (40)은 일정 시간 동안 파이프를 통한 워터의 양 및/또는 유동을 나타낼 수 있다. 선택적 또는 부가적으로, 센서 출력 (40)은 밸러스트 워터 내의 산소 함량 및/또는 다른 가스 함량을 나타내는 데이터를 포함할 수 있으며, 제어 유닛 (8)은 밸러스트 워터 내의 산소 함량을 나타내는 산소 파라미터를 얻도록 구성될 수 있다.
워터 처리 유닛 (28)은 제1 시스템 주입구 (12) 및 제1 시스템 배출구 (14) 사이의 밸러스트 워터를 처리한다. 워터 처리 유닛 (28)은 밸러스트 워터 내의 생물체를 감소시키거나 제거하도록 구성된다. 예를 들어, 워터 처리 유닛 (28)은 화학물질을 밸러스트 워터로 첨가할 수 있다. 부가적 또는 대안적으로, 워터 처리 유닛 (28)은 밸러스트 워터의 열 처리를 제공할 수 있다.
유체 공급원 (30)은 가스 및/또는 액체 및/또는 가스와 액체의 혼합물을 밸러스트 워터로 첨가할 수 있다. 예를 들어, 질소와 같은 가스의 첨가는 밸러스트 워터 내의 산소의 고갈을 촉진할 수 있다. 질소와 같은 가스의 첨가는 하나 이상의 밸러스트 탱크에서 밸러스트 워터를 교반 또는 혼합하는 것을 도울 수 있다. 따라서, 밸러스트 워터는 하나 이상의 밸러스트 탱크 및/또는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 각각의 구획에서 균질 또는 대략 균질하다. 유체 공급원 (30)은 파이프 구조물 (10)의 유체 주입구 (34)와 연결된 유체 배출구 (32)를 갖는다. 파이프 구조물 (10)의 유체 주입구 (34)는 펌프 유닛 (20)의 아래에 구비된다.
또 다른 예시적인 순환 시스템(미도시)에서, 유체 공급원 (30)은 파이프 구조물 (10)의 유체 배출구와 연결된 유체 주입구를 갖는다. 따라서, 파이프 구조물에서의 밸러스트 워터의 일부, 예컨데 5%는 유체 공급원 (30)을 통해 흐르고, 가스, 액체 및/또는 가스와 유체의 조합물은 유체 공급원 (30)을 통해 흐르는 밸러스트 워터의 일부로 첨가될 수 있다.
제어 유닛 (8)은 유체 공급원 기준이 충족되는지를 결정하도록 선택적으로 구성된다. 유체 공급원 기준은 얻어진 산소 파라미터를 기반으로 한다. 예를 들어, 유체 공급원 기준은 밸러스트 워터 내의 산소 함량과 산소 임계값을 비교하는 것을 포함할 수 있다.
제어 유닛 (8)은 펌프 기준 및/또는 유체 공급원 기준이 충족되는지 여부에 근거하여 펌프 유닛 (20) 및/또는 유체 공급원 (30)을 작동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 펌프 기준이 충족되고 유체 기준이 충족되지 않으면, 제어 유닛 (8)은 유체 공급원 (30)을 작동시켜 유체 첨가를 증가시킬 수 있다. 선택적 또는 부가적으로, 펌프 기준 및 유체 기준 모두가 충족되는 경우, 제어 유닛 (8)은 유체 공급원 (30)을 작동시켜 유체 첨가를 감소시킬 수 있다.
제어 유닛 (8)은 유체 공급원 (30)으로 유체 공급원 제어 신호 (44)를 전송한다. 유체 공급원 (30)은 유체 공급원 제어 신호 (44)를 수신하여 그에 따라 작동하도록 구성된다. 예를 들어, 유체 공급원 제어 신호 (44)는 유체 첨가의 속도를 나타낼 수 있으며, 유체 공급원 (30)은 유체 공급원 제어 신호 (44)에 의해 나타나는 유체 첨가 속도에 따라 유체 첨가 속도를 조절할 수 있다.
도 3은 예시적인 센서 유닛 (22)을 개략적으로 도시한다. 센서 유닛 (22)은 유동 센서 (24), 부피 센서 (26) 및 가스 센서 (27)를 포함한다. 유동 센서 (24)는 순환 시스템을 통한 밸러스트 워터 유동을 측정한다. 부피 센서 (26)는 순환 시스템을 통한 밸러스트 워터 부피를 측정한다. 가스 센서 (27)는 밸러스트 워터 내의 산소 함량을 측정하는 산소 센서일 수 있다.
부피 센서 (26)는 밸러스트 워터의 부피를 연속적으로 측정하도록 구성될 수 있고, 부피 센서 (26)는 예를 들어, 밸러스트 워터의 순환이 초기화 및/또는 밸러스트 탱크가 채워지거나 비워지는 경우, 측정된 밸러스트 워터의 부피를 리셋(reset)하게 구성될 수 있다.
센서 유닛 (22)과 같은 센서 유닛은 유동 센서, 부피 센서 및 산소 센서 (도시 된 바와 같이) 모두를 포함할 수 있다. 대안적으로, 센서 유닛은 하나 이상의 유동 센서 (24), 부피 센서 (26) 및 가스 센서 (27)를 포함할 수 있다. 결과적으로, 센서 출력 (40)은 밸러스트 워터 유동, 펌핑된 워터의 양 및/또는 밸러스트 워터 내의 산소, 질소 및/또는 이산화탄소와 같은 가스 함량을 나타낸다.
도 4는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터를 처리하기 위한 예시적인 방법 (100)의 흐름도이다. 상기 방법 (100)은 밸러스트 워터를 펌핑(pumping)하는 단계 (102), 부피 파라미터를 얻는 단계 (104), 펌프 기준이 충족되는지 결정하는 단계 (106) 및 펌프 유닛을 작동시키는 단계 (108)를 포함한다.
밸러스트 워터를 펌핑하는 단계 (102)는 펌프 유닛을 갖는 탱크 배출구 및 탱크 주입구 사이의 파이프 구조물에 밸러스트 워터를 펌핑하는 단계를 포함한다. 탱크 배출구는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 탱크 배출구이다. 탱크 주입구는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 탱크 주입구이다.
부피 파라미터를 얻는 단계 (104)는 파이프 구조물 및/또는 펌프 유닛을 통한 밸러스트 워터의 펌핑된 부피와 같은 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻는 단계 (104)를 포함한다.
펌프 기준이 충족되는지 결정하는 단계 (106)는 펌프 기준이 충족되면 결정하는 단계 (106)를 포함하며, 여기서 펌프 기준은 부피 파라미터에 근거한다.예를 들어, 펌프 기준은 펌핑된 부피 및 부피 임계값 같은 임계값을 비교하는 단계를 포함할 수 있고, 예를 들어, 펌핑된 부피가 임계값보다 큰 경우 펌프 기준은 충족된 것으로 결정 (106)될 수 있다.
펌프 유닛을 작동하는 단계 (108)는 펌프 기준이 충족되는지 여부에 근거하여 펌프 유닛을 작동시키는 단계 (108)를 포함한다. 예를 들어, 펌프 기준이 충족되면 펌프 속도를 감소시키기 위해 펌프 유닛이 작동 (108) 될 수 있다.
도 5는 밸러스트 워터를 처리하기 위한 예시적인 방법 (100')의 흐름도이다. 상기 방법 (100')은 도 4에 도시된 방법 (100)과 동일한 단계를 포함한다. 그러나, 펌프 기준이 충족되는지 결정 (106)하는 방법에 따라 펌프 유닛을 작동 (108)시키는 차이를 추가로 예시하고 있다. 펌프 기준이 충족되는 것으로 결정 (106)되면, 펌프 속도는 감소 (110)된다. 반대로, 펌프 기준이 충족되지 않는 것으로 결정 (106)되면 펌프 속도가 유지 (112)된다.
상기 방법 (100')은 또한 밸러스트 워터 부피 데이터를 얻는 (101) 선택적인 단계를 보여준다. 밸러스트 워터 부피 데이터는 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터 부피를 나타낸다. 예를 들어, 하나 이상의 밸러스트 탱크가 50%로 채워질 수 있고, 밸러스트 워터 부피를 나타내는 밸러스트 워터 부피 데이터는 예를 들어, 채워지는 퍼센트 및/또는 절대 부피(absolute volume)를 제어 패널에 입력하는 오퍼레이터에 의해 얻어질 수 있고, 선택적 또는 대안적으로, 밸러스트 워터 부피 데이터는 밸러스트 탱크에서의 센서 및/또는 중앙 선박 컴퓨터로부터 얻어질 수 있다.
상기 방법 (100')은 또한 예를 들어 밸러스트 워터 내의 산소 함량을 나타내는 산소 파라미터를 얻는 선택적인 단계 (114)를 나타낸다. 펌프 기준이 충족되는지 결정하는 단계 (106)는 펌프 기준이 충족되는지 결정하는 단계(106)를 포함할 수 있고, 여기서 펌프 기준은 산소 파라미터에 근거한다. 예를 들어, 펌프 기준은 산소 임계값을 갖는 밸러스트 워터 내의 산소 함량을 비교하는 단계를 포함할 수 있고, 즉 펌프 기준은 밸러스트 워터 내의 산소 함량이 산소 임계값보다 작은 경우 및/또는 펌프 부피가 부피 임계값보다 큰 경우에 충족되는지가 결정 (106)될 수 있다.
상기 방법 (100')은 또한 유체 공급원 기준이 충족되는지를 결정하는 선택적 단계 (116)를 나타낸다. 유체 공급원 기준은 산소 파라미터에 근거한다. 예를 들어, 산소 기준은 밸러스트 워터 내의 산소 함량을 산소 임계값과 비교하는 단계를 포함할 수 있고, 예를 들어 유체 공급원 기준은 밸러스트 워터 내의 산소 함량이 산소 임계값보다 작은 경우에 충족될 수 있다. 선택적 또는 부가적으로, 유체 공급원 기준은 부피 파라미터에 근거한다. 예를 들어, 유체 공급원 기준이 펌핑된 부피와 부피 임계값과 같은 임계값을 비교하는 단계를 포함할 수 있고, 예를 들어, 유체 공급원 기준은 펌핑된 부피가 임계값보다 큰 경우 및/또는 밸러스트 워터 내의 산소 함량이 산소 임계값보다 작은 경우에 충족되는 것으로 결정 (116)될 수 있다.
상기 방법 (100')은 또한 유체 공급원 기준이 충족되는지 여부에 기초하여 유체 공급원을 작동시키는 단계 (118)를 예시한다. 예를 들어, 유체 공급원 기준이 충족되는 것으로 결정 (116)되면, 유체 공급원은 유체의 첨가를 감소시키기 위해 작동(118)된다. 반대로, 유체 공급원 기준이 충족되지 않는 것으로 결정 (116)되면 유체의 첨가를 유지 (112)하기 위해 유체 공급원이 작동 (118)된다.
예시적인 방법에서의 펌프 기준 및/또는 유체 공급원 기준은 밸러스트 워터 내의 산소 함량 및 펌핑된 부피의 조합일 수 있다. 예를 들어, 펌핑된 부피가 부피 임계값을 초과하고, 산소 함량이 산소 임계값보다 낮지 않으면 펌프 속도가 감소되고 유체의 첨가가 증가될 수 있다. 선택적 또는 부가적으로, 펌핑된 부피가 부피 임계값보다 크고 산소 함량이 산소 임계값보다 낮으면, 펌프 속도는 감소될 수 있고, 유체의 첨가는 감소될 수 있으며, 예를 들어, 순환 시스템이 차단되거나 공회전 상태(idle state)로 진행될 수 있다.
비록 특별한 특징들이 도시되고 설명되었지만, 이는 청구된 발명을 제한하려는 의도가 아니며, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 의미로 간주되어야 한다. 청구된 발명은 모든 대안, 변형 및 균등물을 포함한다.
1: 밸러스트 워터 시스템 2: 순환 시스템
4: 밸러스트 워터 5: 밸러스트 워터 수위
6: 밸러스트 탱크 7A: 제1 구획
7B: 제2 구획 7C: 제3 구획
7D: 제4 구획 7E: 제5 구획
7F: 제6 구획 8: 제어 유닛
9A: 제1 구획 벽 9B: 제2 구획 벽
9C: 제3 구획 벽 9D: 제4 구획 벽
9E: 제5 구획 벽 10: 파이프 구조물
12: 제1 시스템 주입구 14: 제1 시스템 배출구
16: 탱크 배출구 18: 탱크 주입구
20: 펌프 유닛 22: 센서 유닛
24: 유동 센서 26: 부피 센서
27: 가스 센서 28: 워터 처리 유닛
30: 유체 공급원 32: 유체 배출구
34: 유체 주입구 40: 센서 배출구
42: 펌프 제어 신호 44: 유체 공급원 제어 신호
100, 100': 방법 101: 밸러스트 워터 부피 데이터 얻는 단계
102: 밸러스트 워터 펌핑 단계 104: 부피 파라미터 얻는 단계
106: 펌프 기준 결정 단계 108: 펌프 유닛 작동 단계
110: 펌프 속도 감소 단계 112: 펌프 속도 유지 단계
114: 산소 파라미터 얻는 단계 116: 유체 공급원 기준 결정 단계
118: 유체 공급원 작동 단계 120: 유체 첨가 감소 단계
122: 유체 첨가 유지 단계

Claims (16)

  1. 제어 유닛;
    제1 시스템 주입구 및 제1 시스템 배출구를 갖는 파이프 구조물을 포함하고, 상기 제1 시스템 주입구는 밸러스트 워터를 순환 시스템으로 공급하기 위한 하나 이상의 밸러스트 탱크의 탱크 배출구와 유체 연결되도록 구성되고, 상기 제1 시스템 배출구는 밸러스트 워터를 하나 이상의 밸러스트 탱크로 공급하기 위한 하나 이상의 밸러스트 탱크의 탱크 주입구와 유체 연결되도록 구성되며,
    상기 제1 시스템 주입구와 상기 제1 시스템 배출구 사이에 밸러스트 워터를 펌핑하기 위한 펌프 유닛을 포함하고, 상기 펌프 유닛은 상기 제어 유닛에 연결되는 순환 시스템에서,
    상기 제어 유닛은 펌핑된 부피를 나타낸 부피 파라미터를 얻고;
    펌프 기준이 충족되는지를 결정하며, 상기 펌프 기준은 부피 파라미터에 근거하고;
    상기 펌프 기준의 총족 여부에 따라 펌프 유닛을 작동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터를 취급하기 위한 순환 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 하나 이상의 밸러스트 탱크에서 밸러스트 워터의 부피를 나타내는 밸러스트 워터 부피 데이터를 얻도록 구성되며, 상기 펌프 기준은 밸러스트 워터의 부피에 근거한, 순환 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 펌프 기준이 충족되는지를 결정하는 단계는 펌핑된 부피 및 임계값을 비교하는 단계를 포함하는, 순환 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임계값은 하나 이상의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 워터 부피의 함수인, 순환 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 임계값은 곱셈 계수(multiplication factor)×하나 이상의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 워터 부피로 제공되는, 순환 시스템.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임계값은 1과 10 사이의 수×하나 이상의 밸러스트 탱크 내의 밸러스트 워터 부피인, 순환 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 순환 시스템은 센서 출력을 상기 제어 유닛에 제공하기 위해 제어 유닛과 연결되는 센서 유닛을 포함하고, 상기 펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터는 상기 센서 출력에 근거한, 순환 시스템.
  8. 상기 센서 유닛은 상기 순환 시스템을 통한 밸러스트 워터 유동을 측정하는 유동 센서를 포함하고, 상기 센서 출력은 밸러스트 워터 유동을 나타내는, 순환 시스템.
  9. 제7항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 유닛은 상기 순환 시스템을 통한 밸러스트 워터 부피를 측정하는 부피 센서를 포함하고, 상기 센서 출력은 펌핑된 밸러스트 워터 부피를 나타내는, 순환 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 순환 시스템은 상기 제1 시스템 주입구 및 상기 제1 시스템 배출구 사이에서 밸러스트 워터를 처리하기 위한 워터 처리 유닛을 포함하는, 순환 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 순환 시스템은 상기 파이프 구조물의 유체 주입구와 연결되는 유체 배출구를 갖는 유체 공급원을 포함하고, 상기 유체 공급원은 상기 제어 유닛과 연결되며, 상기 제어 유닛은 상기 유체 공급원을 작동시키도록 구성되는, 순환 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유체 주입구는 상기 펌프 유닛의 아래에 구비되는, 순환 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 펌프 기준이 충족되는 경우 펌프 속도를 감소시키도록 구성되는, 순환 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 순환 시스템 및 밸러스트 탱크의 하부에 탱크 주입구를 가지고 상기 밸러스트 탱크의 상부에 탱크 배출구를 갖는 밸러스트 탱크를 포함하고, 상기 제1 시스템 주입구는 상기 탱크 배출구에 연결되고, 상기 제1 시스템 배출구는 상기 탱크 주입구에 연결되는, 밸러스트 워터 시스템.
  15. 탱크 배출구 및 탱크 주입구 사이의 파이프 구조물에 밸러스트 워터를 펌핑하는 펌프 유닛을 포함하는 순환 시스템에서, 제어 유닛은
    펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻고;
    펌프 기준이 충족되는지 결정하며, 상기 펌프 기준은 상기 부피 파라미터에 근거하고;
    상기 펌프 기준의 충족 여부에 따라 상기 펌프 유닛을 작동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터를 처리하기 위한 순환 시스템용 제어 유닛.
  16. 펌프 유닛을 갖는 탱크 배출구 및 탱크 주입구 사이의 펌프 구조물에서 밸러스트 워터를 펌핑하는 단계;
    펌핑된 부피를 나타내는 부피 파라미터를 얻는 단계;
    펌프 기준이 충족되는지 결정하고, 상기 펌프 기준은 상기 부피 파라미터에 근거하는 단계;
    상기 펌프 기준이 충족되는지의 여부에 따라 상기 펌프 유닛을 작동시키는 단계;를 포함하는, 하나 이상의 밸러스트 탱크의 밸러스트 워터의 처리 방법.
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