WO2014065458A1 - 선박의 밸러스트수 처리시스템 - Google Patents

선박의 밸러스트수 처리시스템 Download PDF

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최금식
이영만
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DSEC Co Ltd
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SUNBO INDUSTRIES Co Ltd
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    • C02F2305/02—Specific form of oxidant

Definitions

  • the present invention relates to a ballast water treatment system of a ship, and more specifically, to improve the stability and stability of the ship, the ballast is loaded in a plurality of ballast tank (ballast tank) for introducing and storing the seawater into the interior of the ship.
  • ballast tank ballast tank
  • the present invention relates to a ballast water treatment system for ships that sterilize water.
  • Ships such as LNG carriers, LPG carriers, container ships, cargo ships, and tanker ships are generally moved by loading cargo, so the ship is designed in consideration of the loaded cargo. Therefore, after the cargo is unloaded from the ship, the center of gravity of the ship is raised may cause problems in the stability of the ship.
  • ballast water the water loaded in the ballast tank.
  • the ballast water serves to stably adjust the odd number and trim of the ship according to the amount of cargo loaded. As described above, if the ballast water is not loaded while all the cargo is unloaded, the weight of the ship itself may not maintain sufficient odd number.
  • ballast water is essential for ships because the athletes are badly lifted above the water or the ship's propulsion system is not submerged enough to cause problems such as bow slamming, poor propulsion performance, and poor performance.
  • ballast water there is a problem when the ship is provided with ballast water. Marine contamination by microorganisms or marine organisms can occur during the inflow and outflow of ballast water into the ballast tanks.
  • ballast water flowed from the first country is discharged to the ocean of the second country in a completely different environment, various foreign matters, microorganisms, three groups and other organic materials of the first country may cause the risk of disturbing the marine ecosystem of the second country. do.
  • ballast water treatment sediments have been strengthened since 2009 to prevent the spread of harmful bacteria contained in ballast water by sterilizing and draining more than 99%.
  • international regulations for ballast water treatment sediments are strengthened, difficulties in treating ballast water are increasing, and various technical developments related to ballast water treatment devices are being made.
  • ballast water treatment apparatus using a filtration method of one embodiment of the prior art, aquatic organisms such as plankton are precipitated in the apparatus.
  • aquatic organisms such as plankton are precipitated in the apparatus.
  • it is necessary to perform the process of separating all the apparatuses and then performing the washing process, and thus there is a problem in that the washing process is complicated and the microscopic harmful bacteria cannot be removed in addition to some plankton.
  • ballast water by injecting sodium hypochlorite produced by electrolysis of seawater into ballast water
  • sterilization efficiency may be reduced and sterilization material is controlled because only part of the microorganism is treated without indirect method. There is a problem that is not easy to do.
  • the apparatus for treating ballast water by separately providing a filtration device and an electrolysis device is composed of several stages of treatment devices, which requires an excessively complex operation mechanism and a large amount of treatment space.
  • this method has a problem in that the sterilization efficiency is lowered and the control of the sterilization material is difficult because the indirect method does not process the whole microorganism but only a part of the process.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a ballast water treatment system for a vessel that can directly supply ozone to the ballast conduit and at the same time can bubble the ozone to dissolve efficiently in the ballast water.
  • an ozone bubble unit is provided inside a conduit through which ballast water flows to bubble ozone supplied;
  • a seawater supply passage which is a separate line not branched from the conduit, and has one side connected to the ozone bubble part to supply sea water to the ozone bubble part;
  • a seawater pumping unit provided in the seawater supply passage and pumping the seawater to the ozone bubble unit.
  • the ozone bubble unit may include: a bubble nozzle connected to the one side of the seawater supply passage and microbubbling the ozone supplied using the seawater; And a diffusion part provided at an outlet of the bubble nozzle to diffuse the bubbled ozone.
  • the conduit includes a main conduit; And a connecting conduit detachably coupled between the main conduits, wherein the ozone bubble portion may be provided in the connecting conduit.
  • Both ends of the connecting conduit may have the same diameter as the main conduit, but a central portion thereof may have a diameter larger than that of the both ends to provide an environment capable of diffusing the bubbled ozone.
  • the ozone bubble portion may be disposed at the central portion of the connecting conduit.
  • the sea water pumping unit a pump provided in the sea water supply passage; And a motor provided in the pump to drive the pump.
  • the ozone is supplied from an ozone generator provided on the deck of the ship, the ozone generator, oxygen generator for generating oxygen using the air supplied to the deck (deck); An oxygen storage tank provided on the deck and storing oxygen generated by the oxygen generator; And an ozone generator provided on the deck and generating ozone using oxygen supplied from the oxygen storage tank.
  • the oxygen generator, the oxygen storage tank and the ozone generator may be installed in the container provided in the deck.
  • Ozone generated from the ozone generator may be supplied to the ozone bubble unit through a double pipe.
  • ozone for detachably coupling a portion of the conduit through which the ballast water flows, and microbubbling ozone supplied into a portion of the conduit using sea water
  • the ballast water treatment system of the ship may be provided with a bubble but the sea water is supplied through a separate line which is not branched from the conduit.
  • Embodiments of the present invention by directly supplying bubbled ozone to the conduit flowing through the ballast water can effectively sterilize the ballast water, and by supplying seawater through a separate line rather than the conduit through the ballast water to bubble the ozone It is possible to bubble a certain amount of ozone at a constant rate.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a ballast water treatment system of a ship according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically illustrating a state in which an ozone generating unit is provided in a deck in the ballast water treatment system of the ship illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view schematically showing the main part shown in FIG.
  • FIG. 4 is a view schematically showing the installation position and the double pipe of the ozone generator in the ballast water treatment system of the ship shown in FIG.
  • FIG. 5 is a view schematically showing the use state of the present invention.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a ballast water treatment system of a ship according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic view showing a state in which the ozone generator is provided on the deck in the ballast water treatment system of the ship shown in FIG. 3 is a view schematically showing the main part shown in FIG. 1
  • FIG. 4 is a view schematically showing the installation position of the ozone generating unit and the double pipe in the ballast water treatment system of the ship shown in FIG. to be.
  • the ship's ballast water treatment system 1 is provided inside the conduit L through which ballast water flows, and an ozone bubble unit for bubbling ozone to be supplied.
  • 100 and the seawater supply passage 200 which is a separate line which is not branched from the conduit L and has one side portion connected to the ozone bubble portion 100 to supply sea water to the ozone bubble portion 100.
  • the seawater supply passage 200 is provided with a seawater pumping unit 300 for pumping seawater into the ozone bubble unit 100, and the ozone generating unit 400 is provided on the deck (D) of the ship.
  • the ozone bubble part 100 micro-bubbles the ozone provided in the conduit L and is supplied using seawater, and the microbubble ozone has a large area in the ballast water. Diffuse and discharge to dissolve.
  • the ozone bubble unit 100 includes a bubble nozzle 110 connected to one side of the seawater supply passage 200 and microbubbles ozone supplied using seawater, and bubbles. And a diffusion part 120 provided at an outlet of the nozzle 110 to diffuse bubbled ozone.
  • the ozone supply flow path OL is detachably coupled to the bubble nozzle 110 of the ozone bubble unit 100, and the ozone generated by the ozone generator (see FIG. 2) is supplied with ozone. It flows into the bubble nozzle 110 through the flow path OL.
  • the bubble nozzle 110 is provided with an ozone flow path (not shown) in communication with the ozone supply flow path OL, and a seawater flow path (not shown) in communication with the sea water supply flow path 200.
  • a bottleneck portion (not shown) having a narrower channel than that of the other regions is provided in the seawater passage in the region where the ozone passage and the seawater passage meet, and ozone supplied by negative pressure is generated from the ozone passage into the seawater passage. After microbubble, it is discharged to the outlet with seawater.
  • a bubble film (not shown) having a plurality of micro holes may be provided at the outlet of the bubble nozzle 110, and ozone may be promoted to microbubble while passing through the bubble film.
  • the diffusion part 120 of the ozone bubble part 100 is provided at an outlet of the bubble nozzle 110, and the inner flow path of the portion connected to the sea water flow path is the same as the diameter of the sea water flow path but is bubbled.
  • the inner flow path in a direction away from the outlet of the nozzle 110 is larger than the diameter of the sea water flow path to diffuse the microbubble ozone.
  • the above-described ozone bubble unit 100 is only one embodiment, and may be replaced with another bubble nozzle known in the present application, and only the bubble nozzle 110 may be used without the diffusion unit 120. have.
  • the conduit L through which the ballast water flows is connected to and detachably coupled between the main conduit L1 and the main conduit L1.
  • the ozone bubble unit 100 may be provided in the center of the connecting conduit (L2).
  • both ends of the connecting conduit (L2) has the same diameter as the main conduit (L1), the diameter (D) of the central portion may be provided larger than the diameter (d) of both ends.
  • the flow rate of the ballast water flowing into the center of the connecting conduit (L2) is reduced, there is an advantage that can further promote the diffusion of the micro-bubble ozone.
  • flanges may be provided in regions where the main conduit L1 and the connecting conduit L2 contact each other, and the main conduit L1 and the connecting conduit L2 may be bolted to each other through the flange.
  • a portion of the upper region of the connecting conduit is cut and detached for convenience of installation and coupling of the ozone bubble unit 100, the seawater supply passage 200, the seawater pumping unit 300, and the ozone supply passage OL. It can also be bolted together.
  • the seawater supply flow path 200 is connected at one end to the bubble nozzle 110 to supply seawater to the bubble nozzle 110, and is not separated from the conduit L. Is the line of.
  • the amount or rate of micro ozone bubble generation depends on the ballast water in the conduit L. Done.
  • ballast water when the ballast water is insufficiently filled in the conduit (L), there is a limit on the amount of ballast water flowing into the bubble nozzle 110, so that the required micro ozone bubble may not be generated, and It may be less.
  • the seawater can be supplied with high stability and accuracy by the seawater supply passage 200 which is a line separate from the conduit L, the generation of micronized ozone bubbles can be made constant. .
  • the other end of the seawater supply passage 200 may be connected to a sea chest (not shown) or to a seacross.
  • the seawater pumping unit 300 supplies the seawater supplied to the bubble nozzle 110 at a high speed, as shown in FIGS. 1 and 3, and a pump 310 provided in the seawater supply passage 200. It is provided on the upper side of the pump 310 includes a motor 320 for driving the pump 310.
  • the ozone generating unit 400 is provided in the deck D and generates ozone to supply ozone bubbles.
  • the ozone generating unit 400 is conventionally provided. It is possible to solve the problem of difficult work due to the small area generated when installed inside the ship.In case of emergency, toxic gas is diluted into the atmosphere, which is the open area of the deck (D), not inside the hull. There is no advantage.
  • the ozone generator 400 may be installed inside the container C, as shown in FIG. 2, in which case, the operation is easy and the installation movement is free.
  • the ozone generator 400 includes an oxygen generator 410 for generating oxygen using air provided in the deck D and an oxygen generator ( Oxygen storage tank 420 is stored in the oxygen generated in 410, the deck (D) is provided in the ozone generator 430 to generate ozone using oxygen supplied from the oxygen storage tank 420, and ozone It includes a water cooler 440 for cooling the heat generated in the process of generating, and a control panel 450 for controlling the above-described configuration (410 ⁇ 440).
  • Oxygen storage tank 420 is stored in the oxygen generated in 410
  • the deck (D) is provided in the ozone generator 430 to generate ozone using oxygen supplied from the oxygen storage tank 420
  • ozone It includes a water cooler 440 for cooling the heat generated in the process of generating, and a control panel 450 for controlling the above-described configuration (410 ⁇ 440).
  • the ozone generator 430 generates ozone by a silent discharge method in which a dielectric such as glass or ceramic is sandwiched between electrodes, blowing oxygen, and applying high pressure (6kv to 15kv) to the electrode to generate ozone by reaction in the discharge space. You can.
  • the ozone gas generated in the ozone generator 430 may be supplied to the conduit L through which the ballast water flows to have a concentration of 170 g / cm 3 , a flow rate of 1 L / min, and an injection amount of 2 mg / L.
  • the ozone generator 430 cools the ozone generator 430 by using a water chiller 440, as shown in FIG. 1, to cool the heat generated in the process of generating ozone.
  • the water cooler 440 may perform a cooling function using the cooled fresh water, and the fresh water whose temperature is increased after heat exchange may be recooled through the cooler.
  • the ozone generated by the ozone generator 430 is connected to the ozone bubble part 100 disposed on the bottom through the ozone supply flow path OL, and the ozone supply flow path OL passes through the enclosed space. Due to the nature of ozone, there is a risk of corrosion in the pipes that transport ozone. Thus, even if corrosion occurs in one pipe, the present embodiment can prevent ozone from leaking to the other pipe, as shown in FIG. 4.
  • the ozone supply flow path OL to convey can be made into a double pipe.
  • At least one valve may be provided in the ozone supply flow path OL, and the valve may be opened and closed by a controller (not shown).
  • at least one bubble sensor may be provided inside the conduit L to measure the amount of bubble generation, and the controller may be provided in the ozone supply flow path OL based on the amount of bubble measured by the bubble sensor. The opening and closing degree of at least one valve provided and the power of the pump 310 can be adjusted.
  • FIG. 5 is a view schematically showing the use state of the present invention.
  • the use state of this embodiment will be briefly described with reference to FIG. 5.
  • Ozone generated by the ozone generator 400 is supplied to the ozone bubble unit 100 through the ozone supply flow path (OL).
  • the ozone bubble unit 100 microbubbles the ozone supplied using seawater supplied from the seawater supply passage 200.
  • the ozone bubble unit 100 diffuses the microbubble ozone so that the microbubble ozone can be dissolved in a large area in the ballast water.
  • This ozone diffusion can be seen that the central diameter of the connecting conduit (L2) is larger than the diameter of the main conduit (L1), so that the diffusion of the ballast water is more efficiently diffused.
  • the ozone generation in the ozone bubble part 100 is performed by the seawater supply flow path 200 rather than the ballast water flowing through the conduit L, the amount and flow velocity of the ballast water in the conduit L may be affected. There is an advantage that can not generate a certain amount of micro bubbled ozone at a constant rate.
  • the present embodiment can directly sterilize the ballast water by bubbling ozone directly to the conduit through which the ballast water flows, and supply the seawater through a separate line instead of the conduit through which the ballast water flows. Since bubbling, there is an advantage that can bubble a certain amount of ozone at a constant rate.

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Abstract

선박의 밸러스트수 처리시스템이 개시된다. 본 발명의 선박의 밸러스트수 처리시스템은, 밸러스트수(ballast water)가 흐르는 도관의 내부에 마련되며 공급되는 오존을 버블화시키는 오존 버블부; 도관에서 분기되지 않은 별개의 라인이며, 오존 버블부에 일측부가 연결되어 해수(sea water)를 오존 버블부로 공급시키는 해수 공급 유로; 및 해수 공급 유로에 마련되며, 해수를 오존 버블부로 펌핑시키는 해수펌핑부를 포함한다.

Description

선박의 밸러스트수 처리시스템
본 발명은, 선박의 밸러스트수 처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선박의 안정성 및 복원성을 향상시키기 위하여 선박의 내부에 해수를 유입하여 저장하는 복수의 밸러스트 탱크(ballast tank) 내에 적재되는 밸러스트수를 살균 처리하는 선박의 밸러스트수 처리시스템에 관한 것이다.
LNG 운반선, LPG 운반선, 컨테이너선, 화물선, 탱커선 등의 선박은 화물을 적재하여 이동하는 것이 일반적이므로 화물이 적재된 상태를 감안하여 선박의 설계가 이루어 진다. 따라서 선박에서 화물을 하역한 이후에는 선박의 무게중심이 상승되어 선박의 안정성에 문제가 발생할 수 있다.
즉 선박에서 화물을 하역함으로써 홀수(배가 물위에 떠 있을 때 물에 잠겨있는 부분의 깊이를 말한다)가 얕아진 경우에는 항해 중에서의 호깅(hogging, 선박의 양끝부분에 화물을 집중하여 실으면 선박의 양끝부분이 부력보다 더 무거워 밑으로 처지면서 선박의 중앙부가 위로 솟아올라 선박이 위로 볼록하게 휘는 현상을 말한다)의 정도가 커지고 선체에 부가되는 전단력 및 새로 굽힘모멘트가 커진다.
또한 항해 중에 뱃바닥이 파도에 부딪혀 충격을 받는 슬래밍(slamming)현상이 생기고, 프로펠러가 모두 잠기지 않고 수면 상으로 노출되어 추진성능이 저하되거나 프로펠러 및 주요 기관의 부하변동이 증대되는 프로펠러 레이싱이 발생하며, 키가 충분히 수몰될 수 없어 조종성능이 악화되는 문제가 발생한다.
따라서 이러한 문제점을 고려하여 LNG 운반선, LPG 운반선, 컨테이너선, 화물선, 탱커선들의 선박의 경우 선박의 안정성 및 복원성을 향상시키기 위하여 선박의 내부에 해수를 유입하여 저장하는 복수의 밸러스트 탱크를 설치한다. 여기서 밸러스트 탱크 내에 적재되는 물을 밸러스트수라 한다.
밸러스트수는 선적되는 화물의 양에 따라 선박의 홀수와 트림(trim, 배의 앞뒤 경사를 말함)을 안정적으로 조정하는 역할을 한다. 전술한 바와 같이 화물이 모두 하역된 상태에서 밸러스트수를 적재하지 않는다면 선박 자체의 중량만으로는 충분한 홀수를 유지할 수 없다.
따라서 선수가 수면 위로 심하게 들리거나 선박의 추진장치가 물속에 충분히 잠기지 않아 선수 슬래밍, 추진 성능저하, 조정성능저하들이 문제를 초래하게 되므로 선박의 경우 밸러스트수의 사용이 필수적으로 요구된다.
그러나 선박에 밸러스트수를 구비하는 경우에도 문제점이 있다. 밸러스트 탱크내로 밸러스트수를 유입 및 유출시키는 과정에서 미생물이나 해양 생물에 의한 해양오염이 발생할 수 있다.
즉 제1국에서 유입된 밸러스트수가 전혀 다른 환경의 제2국 해양에 배출되는 경우 제1국의 각종 이물질, 미생물, 세군 그 밖의 유기물질 등이 제2국의 해양 생태계를 교란시킬 위험이 발생하게 된다.
이러한 위험을 고려하여 밸러스트수에 포함된 유해균의 전파를 막기 위하여 2009년부터는 99% 이상 살균하여 배수하도록 밸러스트수 처리 침전물에 관한 국제규정이 강화되었다. 이와 같이 밸러스트수 처리 침전물 국제규정이 강화됨에 따라 밸러스트수 처리에 어려움이 가중되고 있으며 아울러 밸러스트수 처리 장치에 관한 다양한 기술개발이 이루어지고 있다.
종래 기술의 일 실시 예 중 여과방식을 이용한 밸러스트수 처리 장치의 경우 장치내에 플랑크톤 등의 수중 생물이 침전된다. 침전된 수중 생물을 세척하기 위하여 장치를 모두 분리한 후 세척을 수행하는 과정을 수행하여야 하므로 세척공정이 복잡하고 일부 플랑크톤 이외에 미세한 유해 세균 등을 제거할 수 없다는 문제점이 있다.
또한 해수를 전기 분해하여 생성된 차아 염소산나트륨을 밸러스트수에 주입하여 밸러스트수를 처리하는 장치의 경우 간접식 방법으로 전체의 미생물을 처리하지 않고 일부만 처리하기 때문에 살균효율이 떨어질 수 있고 살균물질을 제어 하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있다.
나아가 여과장치와 전기분해장치를 각각 별개로 구비하여 밸러스트수를 처리하는 장치의 경우 여러 가지 단계의 처리장치로 구성되어 있어 작동 메카니즘이 지나치게 복잡하고 처리공간이 많이 필요하다.
또한 이 방법은 간접식 방법으로 전체의 미생물을 처리하지 않고 일부만 처리하기 때문에 살균 효율이 떨어지고 살균 물질의 제어가 곤란한 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 밸러스트 도관에 오존을 직접 공급할 수 있는 직관 주입 방식이며 동시에 오존을 버블화하여 밸러스트수에 효율적으로 용해시킬 수 있는 선박의 밸러스트수 처리시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 밸러스트수(ballast water)가 흐르는 도관의 내부에 마련되며 공급되는 오존을 버블화시키는 오존 버블부; 상기 도관에서 분기되지 않은 별개의 라인이며, 상기 오존 버블부에 일측부가 연결되어 해수(sea water)를 상기 오존 버블부로 공급시키는 해수 공급 유로; 및 상기 해수 공급 유로에 마련되며, 상기 해수를 상기 오존 버블부로 펌핑시키는 해수펌핑부를 포함하는 선박의 밸러스트수 처리시스템이 제공될 수 있다.
상기 오존 버블부는, 상기 해수 공급 유로의 상기 일측부가 연결되며 공급되는 상기 오존을 상기 해수를 이용하여 마이크로 버블화시키는 버블 노즐; 및 상기 버블 노즐의 배출구에 마련되어 버블화된 상기 오존을 확산시키는 확산부를 포함할 수 있다.
상기 도관은, 주 도관; 및 상기 주 도관의 사이에 탈착 가능하게 결합되는 커넥팅 도관을 포함하고, 상기 오존 버블부는 상기 커넥팅 도관에 마련될 수 있다.
상기 커넥팅 도관의 양단부는 상기 주 도관과 동일한 직경을 갖되 중심부는 상기 양단부 보다 직경이 커서 버블화된 상기 오존을 확산시킬 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
상기 오존 버블부는 상기 커넥팅 도관의 상기 중심부에 배치될 수 있다.
상기 해수펌핑부는, 상기 해수 공급 유로에 마련되는 펌프; 및 상기 펌프에 마련되어 상기 펌프를 구동시키는 모터를 포함할 수 있다.
상기 오존은 상기 선박의 데크에 마련되는 오존발생부에서 공급되며, 상기 오존발생부는, 데크(deck)에 마련되며 공급되는 공기를 이용하여 산소를 발생시키는 산소발생기; 데크에 마련되며 상기 산소발생기에서 발생된 산소가 저장되는 산소저장탱크; 및 데크에 마련되며 상기 산소저장탱크에서 공급되는 산소를 이용하여 오존을 발생시키는 오존발생기를 포함할 수 있다.
상기 산소발생기, 상기 산소저장탱크 및 상기 오존발생기는 상기 데크에 마련되는 컨테이너의 내부에 설치될 수 있다.
상기 오존발생기에서 발생된 오존은 이중관을 통하여 상기 오존 버블부로 공급될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 밸러스트수 처리시스템에 있어서, 밸러스트수가 흐르는 도관의 일부를 착탈 가능하게 결합시키며, 상기 도관의 일부의 내부에 공급되는 오존을 해수를 이용하여 마이크로 버블화시키는 오존 버블부를 마련하되 상기 해수는 상기 도관에서 분기되지 않은 별도의 라인을 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트수 처리시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 밸러스트수가 흐르는 도관에 오존을 버블화하여 직접 공급하므로 밸러스트수를 효율적으로 살균할 수 있고, 밸러스트수가 흐르는 도관이 아닌 별개의 라인을 통해 해수를 공급하여 오존을 버블화하므로 일정한 속도로 일정한 양의 오존을 버블화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 밸러스트수 처리시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 선박의 밸러스트수 처리시스템에서 오존발생부가 데크에 마련된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 주요부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 선박의 밸러스트수 처리시스템에서 오존발생부의 설치 위치와 이중관을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 사용 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 밸러스트수 처리시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 선박의 밸러스트수 처리시스템에서 오존발생부가 데크에 마련된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 주요부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 선박의 밸러스트수 처리시스템에서 오존발생부의 설치 위치와 이중관을 개략적으로 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 선박의 밸러스트수 처리시스템(1)은, 밸러스트수(ballast water)가 흐르는 도관(L)의 내부에 마련되며 공급되는 오존을 버블화시키는 오존 버블부(100)와, 도관(L)에서 분기되지 않은 별개의 라인이며 오존 버블부(100)에 일측부가 연결되어 해수(sea water)를 오존 버블부(100)로 공급시키는 해수 공급 유로(200)와, 해수 공급 유로(200)에 마련되며 해수를 오존 버블부(100)로 펌핑시키는 해수펌핑부(300)와, 선박의 데크(D)에 마련되는 오존발생부(400)를 구비한다.
오존 버블부(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 도관(L)의 내부에 마련되어 공급되는 오존을 해수를 이용하여 마이크로 버블화시킴과 더불어 마이크로 버블화된 오존이 밸러스트수에 넓은 면적으로 용해될 수 있도록 확산 배출시키는 역할을 한다.
본 실시 예에서 오존 버블부(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 해수 공급 유로(200)의 일측부가 연결되며 공급되는 오존을 해수를 이용하여 마이크로 버블화시키는 버블 노즐(110)과, 버블 노즐(110)의 배출구에 마련되어 버블화된 오존을 확산시키는 확산부(120)를 포함한다.
오존 버블부(100)의 버블 노즐(110)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 오존 공급 유로(OL)가 탈착 가능하게 결합되고, 오존 발생부(도 2 참조)에서 생성된 오존은 오존 공급 유로(OL)를 통해 버블 노즐(110)의 내부로 유입된다.
본 실시 예에서 버블 노즐(110)의 내부에는, 오존 공급 유로(OL)와 연통되는 오존 유로(미도시)와, 해수 공급 유로(200)와 연통되는 해수 유로(미도시)가 마련된다.
또한, 오존 유로와 해수 유로가 만나는 영역의 해수 유로에는 다른 영역 보다 유로가 좁은 병목부(미도시)가 마련되고, 이 병목부에서 음압이 발생되어 공급되는 오존은 오존 유로에서 해수 유로로 흡입되어 마이크로 버블화된 후 해수와 함께 배출구로 배출된다.
나아가 버블 노즐(110)의 배출구에는 복수의 미세홀을 갖는 버블막(미도시)이 마련될 수 있고, 이 버블막을 통과하면서 오존은 마이크로 버블화는 촉진될 수 있다.
오존 버블부(100)의 확산부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 버블 노즐(110)의 배출구에 마련되며, 해수 유로와 연결되는 부분의 내부 유로는 해수 유로의 직경과 같으나 버블 노즐(110)의 배출구로부터 멀어지는 방향의 내부 유로는 해수 유로의 직경 보다 크게 마련되어 마이크로 버블화된 오존을 확산시킨다.
본 실시 예에서 전술한 오존 버블부(100)는 일 실시예에 지나지 않으며, 본 출원시에 공지되어 있는 다른 버블 노즐로 대체가 가능하고, 확산부(120) 없이 버블 노즐(110)만을 사용할 수도 있다.
한편 본 실시 예에서 밸러스트수가 흐르는 도관(L)은, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 주 도관(L1)과, 주 도관(L1)의 사이에 탈착 가능하게 결합되는 커넥팅 도관(L2)을 포함하고, 오존 버블부(100)는 커넥팅 도관(L2)의 중심부에 마련될 수 있다.
그리고 커넥팅 도관(L2)의 양단부는, 도 3에 도시된 바와 같이, 주 도관(L1)과 동일한 직경을 갖되 그 중심부의 직경(D)은 양단부의 직경(d) 보다 크게 마련될 수 있다. 이 경우 커넥팅 도관(L2)의 중심부로 유입되는 밸러스트수의 유속이 감소되므로 마이크로 버블화된 오존의 확산을 더 촉진시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 주 도관(L1)과 커넥팅 도관(L2)이 서로 접촉하는 영역에는 플랜지가 각각 마련될 수 있고, 플랜지를 통하여 주 도관(L1)과 커넥팅 도관(L2)은 상호 볼트 결합될 수 있다.
나아가 오존 버블부(100), 해수 공급 유로(200), 해수펌핑부(300), 오존 공급 유로(OL)의 설치 및 결합의 편의를 위해서 커넥팅 도관의 상측부 영역의 일부를 절개하여 탈착 가능하게 볼트 결합할 수도 있다.
해수 공급 유로(200)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일단부가 버블 노즐(110)에 연결되어 해수를 버블 노즐(110)로 공급시키는 것으로서, 도관(L)에서 분기되지 않은 별개의 라인이다.
그 결과 도관(L)의 내부에 있는 밸러스트수의 양이나 유속 등에 영향을 받지않으면서 버블 노즐(110)에 일정 속도로 일정한 양의 해수를 공급할 수 있으므로, 마이크로화된 오존 버블의 생성을 일정하게 할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 마이크로 버블을 생성하기 위해 도관(L) 내부의 밸러스트수를 이용하거나 도관(L)에서 분기되는 라인을 이용하는 경우 마이크로 오존 버블의 생성량이나 생성 속도는 도관(L) 내부의 밸러스트수에 의존하게 된다.
따라서 도관(L)의 내부에 밸러스트수가 부족하게 채워지는 경우 버블 노즐(110)로 유입되는 밸러스트수의 양에도 한계가 있어 요구되는 마이크로 오존 버블을 생성할 수 없을 수도 있고, 생성되는 마이크로 오존 버블의 양도 적을 수도 있다.
하지만 본 실시 예는 전술한 바와 같이 도관(L)과는 별개의 라인인 해수 공급 유로(200)에 의해 안정적이고 정확성이 높게 해수를 공급할 수 있으므로 마이크로화된 오존 버블의 생성을 일정하게 할 수 있다.
그리고 해수 공급 유로(200)의 타단부는 시체스트(sea chest, 미도시)나 시크로스에 연결될 수 있다.
해수펌핑부(300)는 공급되는 해수를 빠른 속도로 버블 노즐(110)로 공급하는 것으로서, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 해수 공급 유로(200)에 마련되는 펌프(310)와, 펌프(310)의 상측부에 마련되어 펌프(310)를 구동시키는 모터(320)를 포함한다.
오존발생부(400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 데크(D)에 마련되며 오존을 발생시켜 오존 버블로 공급하는 것으로서, 오존발생부(400)를 데크(D)에 마련하는 경우 종래의 선박 내부에 설치하는 경우에 발생되는 협소한 면적으로 인해 작업이 까다로운 문제점을 해결할 수 있고, 비상 시 유독 가스가 선체의 내부가 아닌 데크(D)의 개방된 영역인 대기중으로 희석되므로 안전상에도 문제가 없는 이점이 있다.
또한 본 실시 예에서 오존발생부(400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨테이너(C)의 내부에 설치될 수 있고, 이 경우 작업이 용이하며 설치 이동이 자유로운 이점이 있다.
오존발생부(400)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 데크(D)에 마련되며 공급되는 공기를 이용하여 산소를 발생시키는 산소발생기(410)와, 데크(D)에 마련되며 산소발생기(410)에서 발생된 산소가 저장되는 산소저장탱크(420)와, 데크(D)에 마련되며 산소저장탱크(420)에서 공급되는 산소를 이용하여 오존을 발생시키는 오존발생기(430)와, 오존을 발생시키는 과정에서 발생되는 열을 냉각시키는 수냉각기(440)와, 전술한 구성(410~440)을 제어하는 컨트롤 패널(450)을 포함한다.
오존발생기(430)는, 전극사이에 유리나 세라믹 같은 유전체를 끼우고 산소를 불어넣고 전극에 고압(6kv~15kv)을 가하여 방전 공간에서의 반응에 의하여 오존을 발생시키는 무성방전방식에 의해 오존을 발생시킬 수 있다.
오존발생기(430)에서 생성된 오존가스는 밸러스트수가 흐르는 도관(L)에 170g/cm3의 농도, 1L/min의 유량 및 2mg/L의 주입량을 갖도록 공급될 수 있다.
본 실시 예에서 오존발생기(430)는 오존을 발생시키는 과정에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 수냉각기(440, water chiller)를 이용하여 오존발생기(430)를 냉각시킬 수 있다. 수냉각기(440)는 냉각된 청수(fresh water)를 이용하여 냉각 기능을 할 수 있고, 열교환된 후 온도가 상승된 청수는 쿨러를 통해 재냉각될 수 있다.
그리고 오존발생기(430)에서 밸생된 오존은 오존 공급 유로(OL)를 통해 선저에 배치된 오존 버블부(100)로 연결되는 데, 오존 공급 유로(OL)는 밀폐된 공간을 통과하게 된다. 오존의 특성 상 오존을 이송하는 관에는 부식의 우려가 있으므로, 본 실시 예는 하나의 관에 부식이 발생되더라도 나머지 관으로 오존의 누설을 방지할 수 있도록, 도 4에 도시된 바와 같이, 오존을 이송하는 오존 공급 유로(OL)를 이중관으로 할 수 있다.
또한 오존 공급 유로(OL)에는 적어도 하나의 밸브(미도시)가 마련될 수 있고, 이 밸브는 제어부(미도시)에 의해서 개폐될 수 있다. 나아가 도관(L)의 내부에는 버블의 발생량을 측정할 수 있는 버블 센서(미도시)가 적어도 하나 마련될 수 있고, 제어부는 버블 센서에서 측정되는 버블량을 기초로 하여 오존 공급 유로(OL)에 마련되는 적어도 하나의 밸브의 개폐 정도와 펌프(310)의 동력을 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 사용 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서 도 5를 참조하여 본 실시 예의 사용 상태를 간략히 설명한다.
오존발생부(400)에서 생성된 오존은 오존 공급 유로(OL)를 통해 오존 버블부(100)로 공급된다. 오존 버블부(100)는 공급되는 오존을 해수 공급 유로(200)에서 공급되는 해수를 이용하여 마이크로 버블화시킨다.
또한 오존 버블부(100)는 마이크로 버블화된 오존이 밸스스트수에 넓은 면적으로 용해될 수 있도록 마이크로 버블화된 오존을 확산시킨다. 이러한 오존의 확산은 커넥팅 도관(L2)의 중심부 직경이 주 도관(L1)의 직경 보다 커서 밸러스트수의 유입 속도 감소로 더 효율적으로 확산됨을 알 수 있다.
그리고 본 실시 예는 오존 버블부(100)에서의 오존 발생이 도관(L)을 흐르는 밸러스트수가 아닌 해수 공급 유로(200)에 의해 이루어지므로 도관(L) 내부의 밸러스트수의 양이나 유속에 영향을 받지 않아 일정한 속도로 일정한 양의 마이크로 버블화된 오존을 생성할 수 있는 이점이 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시예는 밸러스트수가 흐르는 도관에 오존을 버블화하여 직접 공급하므로 밸러스트수를 효율적으로 살균할 수 있고, 밸러스트수가 흐르는 도관이 아닌 별개의 라인을 통해 해수를 공급하여 오존을 버블화하므로 일정한 속도로 일정한 양의 오존을 버블화할 수 있는 이점이 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 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 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 밸러스트수(ballast water)가 흐르는 도관의 내부에 마련되며 공급되는 오존을 버블화시키는 오존 버블부;
    상기 도관에서 분기되지 않은 별개의 라인이며, 상기 오존 버블부에 일측부가 연결되어 해수(sea water)를 상기 오존 버블부로 공급시키는 해수 공급 유로; 및
    상기 해수 공급 유로에 마련되며, 상기 해수를 상기 오존 버블부로 펌핑시키는 해수펌핑부를 포함하는 선박의 밸러스트수 처리시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오존 버블부는,
    상기 해수 공급 유로의 상기 일측부가 연결되며 공급되는 상기 오존을 상기 해수를 이용하여 마이크로 버블화시키는 버블 노즐; 및
    상기 버블 노즐의 배출구에 마련되어 버블화된 상기 오존을 확산시키는 확산부를 포함하는 선박의 밸러스트수 처리시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 도관은,
    주 도관; 및
    상기 주 도관의 사이에 탈착 가능하게 결합되는 커넥팅 도관을 포함하고,
    상기 오존 버블부는 상기 커넥팅 도관에 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트수 처리시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 커넥팅 도관의 양단부는 상기 주 도관과 동일한 직경을 갖되 중심부는 상기 양단부 보다 직경이 커서 버블화된 상기 오존을 확산시킬 수 있는 환경을 제공하는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트수 처리시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 오존 버블부는 상기 커넥팅 도관의 상기 중심부에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트수 처리시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 해수펌핑부는,
    상기 해수 공급 유로에 마련되는 펌프; 및
    상기 펌프에 마련되어 상기 펌프를 구동시키는 모터를 포함하는 선박의 밸러스트수 처리시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 오존은 상기 선박의 데크에 마련되는 오존발생부에서 공급되며,
    상기 오존발생부는,
    데크(deck)에 마련되며 공급되는 공기를 이용하여 산소를 발생시키는 산소발생기;
    데크에 마련되며 상기 산소발생기에서 발생된 산소가 저장되는 산소저장탱크; 및
    데크에 마련되며 상기 산소저장탱크에서 공급되는 산소를 이용하여 오존을 발생시키는 오존발생기를 포함하는 선박의 밸러스트수 처리시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 산소발생기, 상기 산소저장탱크 및 상기 오존발생기는 상기 데크에 마련되는 컨테이너의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트수 처리시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 오존발생기에서 발생된 오존은 이중관을 통하여 상기 오존 버블부로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트수 처리시스템.
  10. 선박의 밸러스트수 처리시스템에 있어서,
    밸러스트수가 흐르는 도관의 일부를 착탈 가능하게 결합시키며, 상기 도관의 일부의 내부에 공급되는 오존을 해수를 이용하여 마이크로 버블화시키는 오존 버블부를 마련하되 상기 해수는 상기 도관에서 분기되지 않은 별도의 라인을 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 선박의 밸러스트수 처리시스템.
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