담수화 모듈이 구비된 선박 및 담수화 방법{Vessel having Seawater Desalination Module and Desalinating Method Using the Same}
본 발명은 선박의 밸러스트 탱크에 충전된 해수를 담수화 시켜 운송하는 담수화 모듈이 구비된 선박 및 담수화 방법에 관한 것이다.
컨테이너 수송선 및 유류 수송선 등 화물을 운송하기 위한 수송선은 화물을 적재했을 때와 비웠을 때의 중량 차이가 크며, 그로 인해 화물을 적재했을 때와 비웠을 때의 선박이 수면 밑으로 잠기는 흘수의 차이가 크다. 한편, 수송선은 화물을 적재했을 때 최적의 운항조건을 갖도록 선형 및 흘수가 설정되는데, 화물을 비웠을 때에는 오히려 운항에 비 적합한 조건 상태가 되는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 화물이 일측에 편중되어 적재되는 경우 선박에 불균형이 발생하여 선박의 안정성을 해칠 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 일반적으로 선박에는 복수개의 밸러스트 탱크가 구비된다. 상기 밸러스트 탱크는 선박의 둘레측에 복수개가 배치되며 화물의 적재량 및 편중 정도에 따라 선박이 최적의 흘수와 균형을 유지하도록 복수개의 밸러스트 탱크에 선택적으로 해수가 충전되거나 배출된다. 그런데, 상기와 같은 밸러스트 탱크 내의 해수는 해양오염 및 생태계 교란을 방지하고자 배출 시 살균등의 처리과정 후에 배출해야 하는 실정이다. 또 한편, 최근 들어 환경오염 및 인구증가 등으로 음용 및 세척에 사용할 수 있는 가용수자원의 부족 문제에 직면하는 국가들이 증가하고 있다. 이에 최근에는 해수를 담수화 하는 시설 등을 해변에 설치하여 해수를 담수화 하고 있는 실정이다.
본 발명은 선박의 밸러스트에 충전된 해수를 담수화시켜 이를 활용할 수 있는 담수화 모듈이 구비된 선박 및 담수화 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다. 본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선체에 구비된 밸러스트 탱크 및 상기 밸러스트 탱크에 보관된 해수를 담수화시켜 상기 밸러스트 탱크에 다시 채우는 담수화 모듈을 포함하는 담수화 모듈이 구비된 선박이 개시된다. 상기 담수화 모듈은, 상기 밸러스트 탱크로부터 담수화될 해수를 옮겨와 일시적으로 저장하는 제1버퍼탱크 및 상기 제1버퍼탱크로부터 해수를 공급받아 담수화하는 담수 플랜트를 포함할 수 있다. 상기 담수 플랜트는, 담수화된 물을 비어있는 밸러스트 탱크로 송수할 수 있다. 상기 담수화 모듈은, 상기 담수 플랜트에서 담수화된 물을 공급받아 일시적으로 저장한 후, 비어있는 밸러스트 탱크로 송수하는 제2버퍼탱크를 더 포함할 수 있다. 상기 제1버퍼탱크는 상기 밸러스트 탱크 하나의 용량과 같은 용량을 가질 수 있다. 상기 제2버퍼탱크는 상기 밸러스트 탱크 하나의 용량과 같은 용량을 가질 수 있다. 상기 제1버퍼탱크는 상기 선체의 좌우에 균등하게 분할되어 배치되거나 상기 선체의 횡단면상 중앙부에 위치되어 상기 선체의 균형을 유지할 수 있다. 상기 제2버퍼탱크는 상기 선체의 좌우에 균등하게 분할되어 배치되거나 상기 선체의 횡단면상 중앙부에 위치되어 상기 선체의 균형을 유지할 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 해수가 충전된 밸러스트 탱크의 해수가 제1퍼버탱크로 이송되는 해수 이송단계, 제1버퍼탱크의 해수가 담수 플랜트로 이송되어 담수화되는 담수화 단계 및 상기 담수화 단계에서 담수화된 물이 밸러스트 탱크로 송수되는 담수 이동단계를 포함하는 담수화 모듈이 구비된 선박의 담수화 방법이 개시된다. 또는, 상기 담수 이동단계는, 상기 담수 플랜트에서 담수화된 물이 제2버퍼탱크에 일시적으로 보관되는 제2버퍼탱크 충전단계 및 상기 제2버퍼탱크에 보관된 담수가 비어있는 밸러스트 탱크로 송수되는 밸러스트 탱크 재충전단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 담수화 모듈이 구비된 선박 및 담수화 방법에 따르면, 밸러스트 탱크에 충전된 해수를 담수화 시킴으로써, 기항지 등에서 담수를 판매하여 부가적인 수입을 기대할 수 있으며, 밸러스트 탱크에 충전된 해수를 배출할 때 별도로 처리할 필요가 없으므로, 해양오염 및 생태계 교란을 방지할 수 있으며 별도 처리에 필요한 설비 및 비용을 절감할 수 있다. 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박의 일부를 도시한 사시도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박의 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박의 담수화 방법을 도시한 순서도;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박의 일부를 도시한 사시도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박의 단면도; 그리고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박의 담수화 방법을 도시한 순서도 이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크(120) 및 담수화 모듈(130)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 밸러스트 탱크(120)는 선체(110)의 좌측과 우측에 선수부터 선미 방향으로 복수개가 형성될 수 있다. 각 밸러스트 탱크(120)는 각각 독립적으로 해수 또는 담수를 채우거나 비울 수 있도록 파이프(미도시) 및 밸브(미도시)와 펌프(미도시) 등의 구성요소가 부가되어 구비될 수 있으며, 상기 각 밸러스트 탱크(120)의 용량은 동일할 수 있다. 상기 담수화 모듈(130)은 상기 복수개의 밸러스트 탱크(120) 중 어느 한 밸러스트 탱크(120)에 보관된 해수를 담수화 한 후 밸러스트 탱크(120)에 다시 채우는 구성요소일 수 있다. 즉, 밸러스트 탱크(120)에 보관된 해수가 담수화 모듈(130)에서 담수처리를 통해 담수화 된 후 밸러스트 탱크(120)에 재 보관되는 것이다. 따라서, 기항지에서 상기 밸러스트 탱크(120)에 보관된 담수를 판매할 수 있으며, 운항중에 식수 또는 세척 등의 용도로 활용할 수도 있으며, 선체 세척 등의 용도로 별도의 담수를 구매할 필요가 없어지는 효과를 기대할 수 있다. 한편, 본 실시예의 담수화 모듈이 구비된 선박에 따르면, 상기 담수화 모듈(130)은 제1버퍼탱크(140)와 담수 플랜트(150)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제1버퍼탱크(140)는 각 밸러스트 탱크(120) 중 어느 한 밸러스트 탱크(120)로부터 담수화될 해수를 옮겨와 일시적으로 저장하는 구성요소일 수 있다. 상기 제1버퍼탱크(140)는 그 용량이 밸러스트 탱크(120) 하나의 용량과 동일한 용량을 가질 수 있다. 또한, 제1버퍼탱크(140)에 해수를 채우거나 비울 때 선체(110)의 균형을 해치지 않도록 상기 제1버퍼탱크(140)는 상기 선체(110) 둘레의 좌우에 대칭적으로 균등한 용량으로 분할 배치되거나 또는 선체(110)의 횡단면상 중심선상에 위치될 수 있다. 상기 담수 플랜트(150)는 상기 제1버퍼탱크(140)로부터 공급받은 해수를 담수처리하며, 담수 처리한 물을 상기 밸러스트 탱크(120)로 송수하는 구성요소일 수 있다. 상기 담수 플랜트(150)가 해수를 담수 처리하는 방법으로는 널리 알려진 증류법, 역삼투법, 전기투석법 및 냉동법등의 방법이 적용될 수 있으며, 각 방법을 구현하는 장치의 구성에 관해서는 당업자라면 능히 알 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예에서는 상기 담수 플랜트(150)에서 담수처리된 담수는 상기 복수개의 밸러스트 탱크(120) 중 비어있는 비어있는 탱크에 직접 송수 되어 저장되도록 이루어질 수 있다. 물론, 상기 제1버퍼탱크(140)에 해수를 공급한 밸러스트 탱크(120)는 내부가 비어있을 것이므로 상기 제1버퍼탱크(140)에 해수를 공급한 밸러스트 탱크(120)에 담수 처리된 물을 송수하여 다시 채워 보관 할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1버퍼탱크(140)는 각 밸러스트 탱크(120)와 파이프(162)로서 연결되며, 각 파이프(162)를 개폐하는 밸브(170) 및 펌프(미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1버퍼탱크(140)는 상기 담수 플랜트(150)와 파이프(164)로서 연결되며 상기 파이프(164)에는 밸브(170) 또는 펌프(미도시)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 담수 플랜트(150)는 각 밸러스트 탱크(120)와 파이프(166)로서 연결되며 각 파이프(166)에는 밸브(170) 또는 펌프(미도시)가 구비될 수 있다. 이하에서는 전술한 실시예에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박에서 해수를 담수화 하는 담수화 방법의 일 실시예를 설명하고자 한다. 본 실시예에 따른 담수화 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 해수 이송단계(S110) 및 담수화 단계(S120) 및 담수 이동단계(S130)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 해수 이송단계(S110)는 해수가 충전된 밸러스트 탱크(120) 중 어느 하나의 밸러스트 탱크(120)의 해수가 상기 제1버퍼탱크(140)로 송수되는 단계이다. 이 때, 상기 제1버퍼탱크(140)는 하나의 밸러스트 탱크(120)와 같은 용량이므로, 상기 제1버퍼탱크(140)에 해수를 공급한 밸러스트 탱크(120)는 비워질 수 있다. 상기 담수화 단계(S120)는 상기 제1버퍼탱크(140)의 해수가 상기 담수 플랜트(150)로 이송되어 담수화 되는 단계이다. 상기 담수화 단계(S120)에서는 기 알려진 방법으로서 담수처리를 진행할 수 있다. 그리고, 상기 담수 이송단계(S130)는, 상기 담수 플랜트(150)에서 담수 처리된 물이 밸러스트 탱크(120)로 송수되어 밸러스트 탱크(120)에 담기는 단계이다. 이 때, 상기 담수 이송단계(S130)는, 복수개의 밸러스트 탱크(120) 중 물이 비어있는 밸러스트 탱크(120)로 송수하는 단계일 수 있으며, 상기 제1버퍼탱크(140)에 해수를 공급한 밸러스트 탱크(120)가 비여 있을 것이므로 상기 제1버퍼탱크(140)에 해수를 공급한 밸러스트 탱크(120)에 담수 처리된 물을 송수하여 보관할 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박의 다른 실시예를 설명하기로 한다. 본 실시예에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박을 설명함에 있어서, 전술한 실시예와 동일한 부분은 동일한 명칭 및 도면부호를 사용하며 자세한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예에 따른 담수화 모듈이 구비된 선박은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 선체(110) 둘레에 구비되는 복수개의 밸러스트 탱크(120) 및 상기 각 밸러스트 탱크(120) 중 어느 한 밸러스트 탱크(120)에 채워진 해수를 담수화하는 담수화 모듈(270)을 포함하여 이루어질 수 있다. 본 실시예에 따른 담수화 모듈(270)은 제1버퍼탱크(240)와 담수 플랜트(250) 및 제2버퍼탱크(260)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제1버퍼탱크(240)는 상기 각 밸러스트 탱크(120) 중 어느 한 밸러스트 탱크(120)로부터 담수화될 해수를 옮겨와 일시적으로 저장하는 구성요소이다. 상기 담수 플랜트(250)는 상기 제1버퍼탱크(240)로부터 공급받은 해수를 담수처리하는 구성요소로서, 널리 알려진 증류법, 역삼투법, 전기투석법 및 냉동법 등 하나의 방법으로서 담수처리를 할 수 있으며, 각 방법으로 담수 처리를 구현하는 장치의 구성에 관해서는 당업자라면 능히 알 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 담수 플랜트(250)에서 담수 처리된 물은 상기 제2버퍼탱크(260)로 송수되어 상기 제2버퍼탱크(260)에 일시적으로 채워질 수 있다. 그리고, 상기 제2버퍼탱크(260)에 채워진 물은 상기 복수개의 밸러스트 탱크(120) 중 비어있는 밸러스트 탱크(120)에 송수되어 저장될 수 있다. 물론, 상기 제1버퍼탱크(240)에 해수를 공급한 밸러스트 탱크(120)는 내부가 비어있을 것이므로 상기 제1버퍼탱크(240)에 해수를 공급한 밸러스트 탱크(120)에 담수 처리된 물을 송수하여 다시 채울 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1버퍼탱크(240)와 제2버퍼탱크(260)는 각 밸러스트 탱크(120)와 파이프(282, 284)로 연결되며 각 파이프(282, 284)를 개폐하는 밸브(290) 및 펌프(미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1버퍼탱크(240)와 제2버퍼탱크(260)는 담수 플랜트(250)와 파이프(286, 288)로 연결되며 각 파이프(286, 288)를 개폐하는 밸브(290) 및 펌프(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 제1버퍼탱크(240)와 제2버퍼탱크(260)는 그 용량이 밸러스트 탱크(120) 하나의 용량과 동일한 용량을 가질 수 있다. 또한, 제1버퍼탱크(240) 및 제2버퍼탱크(260)에 해수를 채우거나 비울 때 선체(110)의 균형을 해치지 않도록 상기 제1버퍼탱크(240)는 상기 선체(110) 둘레의 좌우에 대칭적으로 균등한 용량으로 분할 배치되거나 또는 선체(110)의 횡단면상 중심선상에 위치될 수 있다. 이하에서는 전술한 실시예에 따른 담수화 모듈(270)이 구비된 선박에서 해수를 담수화 하는 담수화 방법이 일 실시예를 설명하고자 한다. 본 실시예에 따른 담수화 방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 해수 이송단계(S210)와 담수화 단계(S220) 및 담수 이동단계(S230)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 해수 이송단계(S210)는 해수가 충전된 밸러스트 탱크(120) 중 어느 하나의 밸러스트 탱크(120)의 해수가 상기 제1버퍼탱크(240)로 이송되는 단계이다. 이 때, 상기 제1버퍼탱크(240)는 하나의 밸러스트 탱크(120)와 같은 용량이므로, 상기 제1버퍼탱크(240)에 해수를 공급한 밸러스트 탱크(120)는 비워질 수 있다. 상기 담수화 단계(S220)는 상기 제1버퍼탱크(240)의 해수가 상기 담수 플랜트(250)로 이송되어 담수화 되는 단계이다. 그리고, 상기 담수 이송단계(S230)는, 상기 담수 플랜트(250)에서 담수 처리된 물이 밸러스트 탱크(120)로 송수되어 밸러스트 탱크(120)에 담기는 단계이다. 한편, 상기 담수 이송단계(S230)는 제2버퍼탱크 충전단계(S232) 및 밸러스트 탱크 재충전단계(S234)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제2버퍼탱크 충전단계(S232)는 상기 담수화 단계(S220)에서 담수 처리된 물이 상기 제2버퍼탱크(260)로 송수되어 일시적으로 보관되는 단계이다. 그리고, 상기 밸러스트 탱크 재충전단계(S234)는 상기 제2버퍼탱크(260)에 보관되어 있는 담수를 상기 복수개의 밸러스트 탱크(120) 중 비어있는 밸러스트 탱크(120)에 송수하여 보관하는 단계일 수 있다. 이 때, 상기 제1버퍼탱크(240)에 해수를 공급한 밸러스트 탱크(120)가 비여 있을 것이므로 상기 제1버퍼탱크(240)에 해수를 공급한 밸러스트 탱크(120)에 담수 처리된 물을 송수하여 보관할 수 있다. 이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
110: 선체 120: 밸러스트 탱크
130, 270: 담수화 모듈 140, 240: 제1버퍼탱크
150, 250: 담수 플랜트 260: 제2버퍼탱크
S110, S210: 해수 이송단계 S120, S220: 담수화 단계
S130, S230: 담수 이송단계 |
