JP2015524744A - 同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】バラスト水が流出入するボディー内に多数の濾過ユニットがパッケージ化されて連結されたマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法を提供する。【解決手段】さらに詳しくは、ボディーの内部を流れるバラスト水を濾過させるフィルターと、前記フィルターに付着する異物を逆洗浄する自動洗浄部とを含み、前記マルチケージ型バラスト水濾過装置は、前記フィルターの外部と前記ボディーとの間の圧力を測定する第１圧力センサーと、前記多数の濾過ユニットのうち一部の濾過ユニットに設置され、各濾過ユニットのフィルター内部の圧力を測定する第２圧力センサーとをさらに含み、前記第２圧力センサーで測定された値と前記第１圧力センサーで測定された値との差が一定の範囲を超過する場合、前記多数の濾過ユニットの自動洗浄部を全て駆動させ、前記フィルターに付着する異物を逆洗浄することにより、異物除去効率を向上させ且つ経済性を図ることができる、同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法を提供する。【選択図】図５
Description
本発明は、バラスト水が流出入するボディー内に多数の濾過ユニットがパッケージ化されて連結されたマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法に係り、さらに詳しくは、前記ボディーの内部を流れるバラスト水を濾過させるフィルターと、該フィルターに付着する異物を逆洗浄する自動洗浄部とを含み、前記マルチケージ型バラスト水濾過装置は、前記フィルターの外部と前記ボディーとの間の圧力を測定する第１圧力センサーと、前記多数の濾過ユニットのうち一部の濾過ユニットに設置され、各濾過ユニットのフィルター内部の圧力を測定する第２圧力センサーとをさらに含み、前記第２圧力センサーで測定された値と前記第１圧力センサーで測定された値との差が一定の範囲を超過する場合、前記多数の濾過ユニットの自動洗浄部を全て駆動させて前記フィルターの付着異物を逆洗浄することにより、異物除去効率を向上させ且つ経済性を図ることができる、同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法に関する。
バラスト水(ballast water)とは、船舶が荷物を乗せないで運航する場合に船舶のバランスを保つために船舶内のバラストタンクに充填する海水を意味する。国際交易量の増加に伴って海上運送比率が益々増加しており、それにより船舶数の増加および船舶の大型化が速く進んでおり、船舶で使用するバラスト水の量も大きく増加している。船舶で使用するバラスト水の量が増加するにつれて、外来海洋生物種による土着海洋生態系の被害発生事例も増加しているので、このような国際的環境問題を解決するために、２００４年度に国際海事機関（ＩＭＯ）で「船舶のバラスト水と沈殿物の統制および管理に関する国際協約」が完成され、２００９年から新規建造される船舶にバラスト水処理装置が義務的に設置されている。
従来のバラスト水を処理するための方式としては、バラスト水を海上で交換し或いは陸上で処理する方式があったが、非効率的な欠点があって、船舶内にバラスト水を処理するための処理施設を設置する方式が多く活用されており、特にバラスト水処理施設に使用される処理方式として、フィルターを用いた濾過方式が主に採用されている。ところが、船舶が大型化するにつれて、大きい船舶では多量のバラスト水を処理しなければならない必要性が増大するので、それにより大容量のバラスト水を処理することが可能なマルチケージ型バラスト水濾過装置が用いられている。
図１は従来のマルチケージ型バラスト水濾過装置の部分切断分解斜視図、図２は従来のマルチケージ型バラスト水濾過装置の平面図、図３は従来のマルチケージ型バラスト水濾過装置の底面図である。以下、図１〜図３を参照して、従来のマルチケージ型バラスト水濾過装置を考察する。
従来のマルチケージ型バラスト水濾過装置は、フィルター７１の外部とボディー７２との間の圧力を測定する第１圧力センサー７３と、各濾過ユニット（フィルター７１と自動洗浄部７４からなるユニットを意味する）ごとに設置され、各濾過ユニットのフィルター７２内部の圧力を測定する第２圧力センサー７５とを含んでなり、フィルター７１に異物が付着した場合に前記フィルター７１内部の圧力が増加するという理論的背景に基づいて、前記ボディー７２内部の圧力との差圧が一定の範囲以上発生する濾過ユニット別に順次前記自動洗浄部７４を駆動させ、前記フィルター７１を逆洗浄する。ところが、特定の濾過ユニットのフィルター７１を洗浄して異物を除去したにも拘わらず、前記特定の濾過ユニットのフィルター７１内部の圧力がさらに急速に増加して他のフィルター７１が逆洗浄されず、前記特定の濾過ユニットのフィルター７１が継続的に逆洗浄されるという問題がある。
また、従来のマルチケージ型バラスト水濾過装置は、異物と逆洗浄水を排出する排出管７６が前記ボディー７２の内部に溶接されて形成されるので、前記ボディー７２の内部および排出管７６の腐食を防止する塗料を、前記排出管７６を前記ボディー７２に設置した後に作業者が前記ボディー７２の内部に入って塗布する他はないため、前記ボディー内の腐食を防止するための塗装作業が難しくなって装置の設置およびメンテナンスが難しいという問題がある。
また、従来のマルチケージ型バラスト水濾過装置は、前記排出管７６がそれぞれ前記ボディー７２から突出して一つの連結管７７に連通するので、前記濾過装置の外部の構成が複雑で大きさが大きくなって装置の設置およびメンテナンスが難しく、特に船舶という特殊な環境では、このような濾過装置が設置される空間も非常に狭い（船舶固有の目的のための空間を広く確保するために、機械室などの空間は相対的に狭く設計される）ため、濾過装置の外部空間が非常に狭いということを勘案すると、従来のように濾過装置の外部に構成が集中する構造ではさらに装置の設置およびメンテナンスの難しさが増大するしかないという問題を抱えている。また、相対的に小さい内部面積を占める排出管７６が長い長さをもって折り曲げられるので、容易に異物が前記排出管７６の内部に挟み込まれるようになり、異物および逆洗浄水の排出を妨害する大きい背圧が形成されるという問題がある。
本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、多数のフィルターを同時に逆洗浄してフィルターの濾過効率を向上させることができる、同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、濾過装置の使用の際に濾過ユニットのフィルター内部の圧力が高い順序とおりに一定の個数の濾過ユニットを選択し、選択された濾過ユニットにのみ第２圧力センサーを設置し、前記第２圧力センサーで測定された値と第１圧力センサーで測定された値との差が一定の範囲を超過する場合、多数の濾過ユニットの自動洗浄部を全て駆動させて前記フィルターの付着異物を逆洗浄することにより、異物除去効率を向上させ且つ第２圧力センサーの使用量を減らして経済性を図ることができる、同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、自動洗浄部が同時に全て作動して多量の異物と逆洗浄水が排出管を介して排出されても、相対的に大きい面積を占める逆洗後室に異物と逆洗浄水が集められるので、前記異物および逆洗浄水の移動を防止する背圧が容易に形成されないようにする、同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、排出管がボディーに着脱式で連結されて前記ボディーの内部および前記排出管に腐食防止用塗料をそれぞれ塗布した後、前記排出管を前記ボディーの内部に連結しても前記塗料の破損が発生しないから、前記ボディー内部の腐食を防止するための塗装作業を容易に行うことができて、濾過装置の製作にかかる時間および費用を節減することができる、同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、排出管がボディーの内部下端の逆洗後室に連通することにより、フィルターの洗浄過程で形成された異物と逆洗浄水が、ボディー内部の逆洗後室に集められた後、前記逆洗後室に連通する逆洗浄ラインを介して外部へ排出されるので、異物を除去して排出する構成が逆洗浄ラインを除いてはボディーの内部に位置することにより、前記ボディーの外部構成を簡単化し大きさを減らすことができるため、前記濾過装置の容易な設置およびメンテナンスを図ることができ、前記濾過装置の占有面積を減らすことができるため、前記濾過装置が設置される船舶の空間を効率よく運用することができる、同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、排出管がボディーの外部に突出せず、すなわち短く形成され且つ折り曲げられないため、前記排出管が異物によって詰まることを効果的に防止することができて、前記フィルターの逆洗浄効率を向上させることができる、同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、次の構成を持つ実施例によって実現される。
本発明の一実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置は、バラスト水が流出入するボディー内に多数の濾過ユニットがパッケージ化されて連結されたマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記濾過ユニットは、前記ボディーの内部を流れるバラスト水を濾過させるフィルターと、前記フィルターに付着する異物を逆洗浄する自動洗浄部とを含み、前記マルチケージ型バラスト水濾過装置は、前記フィルターの外部と前記ボディーとの間の圧力を測定する第１圧力センサーと、前記多数の濾過ユニットのうち一部の濾過ユニットに設置され、各濾過ユニットのフィルター内部の圧力を測定する第２圧力センサーと、前記第２圧力センサーで測定された値と前記第１圧力センサーで測定された値との差が一定の範囲を超過する場合、前記多数の濾過ユニットの自動洗浄部を全て駆動させる制御部をさらに含むことを特徴とする。
本発明の他の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記第２圧力センサーは、濾過装置の使用の際に濾過ユニットのフィルター内部の圧力が高い順序とおりに一定の個数の濾過ユニットを選択し、選択された濾過ユニットにのみ設置されることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記第２圧力センサーは２〜３個の濾過ユニットにそれぞれ設置されることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記自動洗浄部は、前記フィルターから除去された異物の排出通路となる排出管を有する排出部を含み、前記排出管は前記ボディーの内部に着脱可能に取り付けられることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記ボディーは、前記排出管の下側に着脱式で結合する第１隔壁と、前記第１隔壁の上側に形成され、前記排出管の上側に着脱式で結合する第２隔壁とをさらに含み、前記第１隔壁は、前記排出管の下側が挿入される排出管収容孔を含み、前記排出部は、前記排出管の下側の外面に嵌められて前記排出管を取り囲み、前記排出管収容孔に挿入されて前記排出管を前記第１隔壁に固定し、前記排出管の外側面と前記排出管収容孔の内面との間の隙間を密閉する連結部材を含むことを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記第１隔壁は、前記排出管収容孔を取り囲みながら前記第１隔壁の上面に突設される突出部をさらに含み、前記連結部材は、前記排出管の外面と前記排出管収容孔の内面に位置し、前記排出管によって占有されていない前記排出管収容孔を密閉する密閉部と、前記密閉部の一側に突設され、前記突出部の上面に接して前記連結部材を支持する支持部とを含むことを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記密閉部と排出管との間、および前記突出部と支持部との間にはＯリングが設置されることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記ボディーは、前記排出管の下側に着脱式で結合する第１隔壁と、前記第１隔壁の上側に形成され、前記排出管の上側に着脱式で結合する第２隔壁とをさらに含み、前記第２隔壁は、フィルターの内部にバラスト水が流入するようにするバラスト水流入孔を含み、前記排出管は、外側面の上側から突出する突出結合片を含むことにより、前記排出管の上側が前記バラスト水流入孔に収容され、前記突出結合片が前記第２隔壁の上面に装着されることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記突出結合片と前記第２隔壁とは締結手段によって着脱式で連結されることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記自動洗浄部は、前記フィルターに付着した異物を吸入する吸入部をさらに含み、前記吸入部は、前記フィルターに付着した異物を吸入する吸入棒が連結され、吸入棒を回転させる回転軸として作用するコアの一側にストッパーを備え、前記ストッパーがボディーに接触する場合、前記コアの下側への移動を制限することにより、前記吸入棒がボディーにぶつかって損傷することを防止することができることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置において、前記自動洗浄部は、前記フィルターから除去された異物の排出通路となる排出管を有する排出部を含み、前記ボディーは、前記排出管の下側に連結される第１隔壁と、前記第１隔壁と前記ボディーの最下面を形成する下部面との間に形成され、前記排出管に連通して前記フィルターからの異物を一時的に収容する逆洗後室とをさらに含むことにより、前記排出管が短く且つ折り曲げられないように形成することができて前記排出管の詰まりを防止することができることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置は、前記ボディーの下部面に連結され、前記逆洗後室と連通して異物を前記ボディーの外部へ排出する逆洗浄ラインをさらに含むことにより、船舶内の空間効率性を高め且つ簡単な構造を実現することができることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係るマルチケージ型バラスト水濾過装置における同時逆洗浄自動制御方法は、ボディー内部の圧力を測定する第１圧力センサーを用いて、濾過処理されたバラスト水が貯留されたボディー内部の圧力を測定する第１圧力測定段階と、前記多数の濾過ユニットのうち一部の濾過ユニットに設置される第２圧力センサーを用いて、前記第２圧力センサーが設置された各濾過ユニットのフィルター内部の圧力を個別的に測定する第２圧力測定段階と、前記第２圧力測定段階で測定された各濾過ユニットのフィルター内部の圧力と前記第１圧力測定段階で測定されたボディー内部の圧力とを比較し、一定の範囲を超過する差圧が発生する場合、前記多数の濾過ユニットの自動洗浄部を全て駆動させる同時逆洗浄段階とを含むことにより、前記フィルターの逆洗浄効率を向上させることができることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係るマルチケージ型バラスト水濾過装置における同時逆洗浄自動制御方法において、前記第２圧力センサーは、濾過装置の使用の際に濾過ユニットのフィルター内部の圧力が高い順序とおりに一定の個数の濾過ユニットを選択し、選択された濾過ユニットにのみ設置されることを特徴とする。
本発明は、前述した実施例や後述する構成、組み合わせ、使用関係などによって次の効果を得ることができる。
本発明は、多数のフィルターを同時に逆洗浄してフィルターの濾過効率を向上させることができるという効果がある。
また、本発明は、濾過装置の使用の際に濾過ユニットのフィルター内部の圧力が高い順序とおりに一定の個数の濾過ユニットを選択し、選択された濾過ユニットにのみ第２圧力センサーを設置し、前記第２圧力センサーで測定された値と第１圧力センサーで測定された値との差が一定の範囲を超過する場合、多数の濾過ユニットの自動洗浄部を全て駆動させて前記フィルターの付着異物を逆洗浄することにより、異物除去効率を向上させ且つ第２圧力センサーの使用量を減らして経済性を図ることができるという効果がある。
また、本発明は、自動洗浄部が同時に全て作動して多量の異物と逆洗浄水が排出管を介して排出されても、相対的に大きい面積を占める逆洗後室に異物と逆洗浄水が集められるので、前記異物および逆洗浄水の移動を防止する背圧が容易に形成されないようにするという効果がある。
また、本発明は、排出管がボディーに着脱式で連結されて前記ボディーの内部および前記排出管に腐食防止用塗料をそれぞれ塗布した後、前記排出管を前記ボディーの内部に連結しても前記塗料の破損が発生せず、前記ボディー内部の腐食を防止するための塗装作業を容易に行うことができて、濾過装置の製作にかかる時間および費用を節減することができるという効果がある。
また、本発明は、異物および逆洗浄水を排出する排出管がボディーの内部下端の逆洗後室に連通して、フィルターの洗浄過程で形成された異物と逆洗浄水がボディー内部の逆洗後室に集められた後、ボディーを連通する逆洗浄ラインを介して外部へ排出されるので、異物を除去して排出する構成が逆洗浄ラインを除いてはボディーの内部に位置することにより、前記ボディーの外部構成を簡単化し大きさを減らすことができるため、前記濾過装置の容易な設置およびメンテナンスを図ることができ、前記濾過装置の占有面積を減らすことができるため、前記濾過装置が設置される船舶の空間を効率よく運用することができるという効果がある。
また、本発明は、排出管がボディーの外部に突出せず、すなわち短く形成され且つ折り曲げられないため、前記排出管が異物によって詰まることを効果的に防止することができて、前記フィルターの逆洗浄効率を向上させることができるという効果がある。
以下に添付図面を参照しながら、本発明に係る同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置およびその方法を詳細に説明する。他に定義がない限り、本明細書の全ての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が理解する当該用語の一般な意味と同一であり、もし本明細書に使用された用語の意味と衝突する場合には、本明細書に使用された定義に従う。また、本発明の要旨を無駄に不明確にするおそれのある公知の機能および構成については詳細な説明を省略する。
図４は本発明の一実施例に係るマルチケージ型バラスト水濾過装置の部分切断分解斜視図、図５は本発明の一実施例に係るマルチケージ型バラスト水濾過装置の断面図、図６は本発明の一実施例に係るマルチケージ型バラスト水濾過装置の平面図、図７は本発明の一実施例に係るマルチケージ型バラスト水濾過装置の底面図、図８は図５のＡ部分の拡大図、図９は図５のＢ部分の拡大図、図１０は本発明の一実施例に係るマルチケージ型バラスト水濾過装置に使用される排出管の斜視図、図１１は本発明の一実施例に係るマルチケージ型バラスト水濾過装置を用いた同時逆洗浄自動制御方法を示すフローチャートである。
本発明の一実施例に係るマルチケージ型バラスト水濾過装置を図４〜図１０に基づいて説明すると、前記マルチケージ型バラスト水濾過装置は、バラスト水が流出入するボディー１０と、前記ボディー１０の内部に設置され、フィルター２０と自動洗浄部３０からなる多数の濾過ユニットと、前記ボディー１０に連結され、異物と逆洗浄水が移動する逆洗浄ライン４０と、前記ボディー１０内部の圧力を測定する第１圧力センサー５０と、前記フィルター２０内部の圧力を測定する第２圧力センサー６０と、前記濾過装置の作動を制御する制御部（図示せず）などの構成を含む。前記濾過ユニットについては別途の図面符号を表記していないが、これはフィルター２０および自動洗浄部３０からなるユニットを意味する。
前記ボディー１０は、前記マルチケージ型バラスト水濾過装置の外部骨格をなす部分であって、前記ボディー１０の流入部１１０を介して内部に流入したバラスト水は、前記ボディー１０内に位置する濾過ユニットを介して異物などが濾過されて処理された後、前記ボディー１０の流出部１２０を介して排出される。前記ボディー１０の流出部１２０は流入部１１０よりは上側に位置することが好ましく、前記ボディー１０の内部には、前記流入部１１０を挟んで前記ボディー１０の下側に形成される第１隔壁１４０、および前記第１隔壁１４０の上方に形成される第２隔壁１５０によって形成され、前記流入部１１０を介して流入した濾過処理前のバラスト水が一時貯留される濾過前室Ｓ１と、前記流出部１２０を挟んで前記第２隔壁１５０、および前記ボディー１０の最上面を形成する上部面１３０によって形成され、フィルター２０が取り付けられるうえ、該フィルター２０を通過して濾過処理されたバラスト水が貯留される濾過後室Ｓ２と、前記第１隔壁１４０、および前記ボディー１０の最下面を形成する下部面１６０によって形成され、前記フィルター２０の逆洗浄過程で排出される異物および逆洗浄水が貯留される逆洗後室Ｓ３とが設けられる。
前記上部面１３０には、前記ボディー１０の内部に前記フィルター２０が進入できるようにフィルター引込孔１３１が穿設され、前記フィルター２０の設置後には、前記フィルター引込孔１３１に結合してこれを閉鎖する上蓋板１７０が結合する。
前記第１隔壁１４０には、後述の排出管３３１が着脱式で挿入できるように穿設される排出管収容孔１４１と、前記排出管収容孔１４１を取り囲むように突設され、前記第１隔壁１４０の上面から突出して後述の第２連結部材３３３と接する突出部１４２とが備えられる。
前記第２隔壁１５０には、前記濾過前室Ｓ１に一時貯留されたバラスト水が前記フィルター２０の内部に流入できるように穿設されるバラスト水流入孔１５１と、前記バラスト水流入孔１５１を取り囲むように設けられ、前記フィルター２０の下側が安定的に固定できるようにし、後述の突出結合片３３１１と着脱式で結合する突出連結片１５２とが備えられる。
前記突出連結片１５２は、前記第２隔壁１５０の上面から突出して前記バラスト水流入孔１５１を取り囲むように設けられ、前記フィルター２０の下側に挿入されて前記フィルター２０を固定支持するフィルター固定部１５２１と、前記フィルター固定部１５２１の内側から突出し、上面が前記突出結合片３３１１の下面と接して前記排出管３３１を支持する結合片支持部１５２２とを含む。
前記フィルター２０は、前記ボディー１０の内部に流入したバラスト水を濾過処理して異物などを除去する構成であって、前記フィルター引込孔１３１を介してボディー１０内に挿入されて前記濾過後室Ｓ２に設置されるが、フィルター２０の下側は前記第２隔壁１５０に、フィルター２０の上側は前記上部面１３０にそれぞれ固定される。前記フィルター２０が設置されると、前記流入部１１０を介して濾過前室Ｓ１に一時貯留されたバラスト水は、前記バラスト水流入孔１５１を介してフィルター２０の内部に流入し、前記フィルター２０を経て濾過後室Ｓ２に移動しながら、異物などが前記フィルター２０の内周面にフィルタリングされて濾過処理される。前記フィルター２０は、好ましくは円筒状に形成できる。前記フィルター２０にバラスト水が濾過される過程で生物および粒子などの異物がフィルタリングされる。このような濾過が引き続き行われる場合、前記フィルター２０の内周面に異物などが積もって濾過機能が低下するので、後述の自動洗浄部３０によってフィルター２０の内周面の異物除去作業が行われる。
前記自動洗浄部３０は、前記フィルター２０に付着する異物を逆洗浄する構成である。このために、前記自動洗浄部３０は、制御部（図示せず）の信号によって自動洗浄部３０を駆動させる駆動部３１０と、前記駆動部３１０に連結されて動きながら、前記フィルター２０に付着した異物を吸入する吸入部３２０と、前記吸入部３２０で吸入された異物を排出させる排出部３３０などを含む。
前記駆動部３１０は、前記自動洗浄部３０が作動するための動力を提供し、このような動力を用いて後述の吸入部３２０を回転および／または上下移動させる部分であって、一般に駆動力を提供する駆動モーター３１１と、一端が前記駆動モーター３１１に連結され、駆動モーター３１１から動力の提供を受けて回転および／または上下移動しながら、その他端に連結される後述の吸入部３２０のコア３２２を連動して回転および／または上下移動させる駆動軸３１２とを含む。
前記吸入部３２０は、前記駆動部３１０に連結されて動きながら、前記フィルターに付着した異物を吸入する部分であって、前記フィルター２０に付着した異物などを吸入する吸入棒３２１と、前記吸入棒３２１が長手方向に沿って一定の間隔で離隔して連結され、その一端は前記駆動部３１０の駆動軸３１２に結合し、前記駆動軸３１２の回転および／または上下移動に連動して回転および／または上下移動しながら、前記吸入棒３２１を回転させる回転軸として作用するコア３２２とを含むことができる。
前記吸入棒３２１は、その一端が前記フィルター２０の内周面に接触または最も近接するようになり、その中央に穿設された吸入口３２１１を介して、フィルター２０の内周面に付着した異物と逆洗浄水（吸入口３２１１の吸入圧力によって、フィルター２０の外部の濾過されたバラスト水が再びフィルター２０の外部から内部に通過しながらフィルター２０内の付着異物と共に吸入されるが、これを「逆洗浄水」という）などを吸入して前記コア３２２へ移動させる。前記コア３２２では、各吸入棒３２１で吸入された異物と逆洗浄水などを、長手方向に形成された管路を介して後述の排出部３３０へ移動させて排出できるようにする。
前記コア３２２は、一端が駆動軸３１２に連結され、他端は後述の排出管３３１に連通し、前記吸入棒３２１を介して流入した異物と逆洗浄水を前記排出管３３１へ排出する。前記コア３２２は、図８に示すように、一側、すなわちコア３２２に付着した最も下側の吸入棒３２１より低い位置に形成されるストッパー３２２１を含み、前記ストッパー３２２１が後述の第１連結部材３３２にぶつかる場合、前記コア３２２の下側への移動が制限される。
前記排出部３３０は、前記吸入部３２０で吸入された異物などが移動する部分であって、排出管３３１、第１連結部材３３２、第２連結部材３３３などの構成を含む。
前記排出管３３１は、上端が前記コア３２２に連通し、下端が前記逆洗後室Ｓ３に連通して前記コア３２２から異物などを前記逆洗後室Ｓ３へ排出する構成であって、前記ボディー１０に着脱式で連結される。前記排出管３３１の上側は前記バラスト水流入孔１５１に挿入されて第２隔壁１５０に着脱式で連結され、前記排出管３３１の下側は前記排出管収容孔１４１に挿入されて前記第１隔壁１４０に着脱式で連結される。前記排出管３３１は、前記排出管３３１の外面から放射状に突出して設けられ、前記排出管３３１を第２隔壁１５０に連結するときに下面が前記結合片支持部１５２２の上面に接する突出結合片３３１１を含む。図８に示すように、前記排出管３３１の突出結合片３３１１を前記第２隔壁１５０の結合片支持部１５２２に装着させた後、ねじなどの締結手段ａを用いて前記突出結合片３３１１と結合片支持部１５２２とを結合させて前記排出管３３１を前記第２隔壁１５０に着脱式で連結させることができる。
前記第１連結部材３３２は、前記排出管３３１の内面と前記コア３２２の外面との間に位置し、前記排出管３３１とコア３２２との間の隙間に濾過前のバラスト水が流入することを防止する。また、前記第１連結部材３３２は、コア３２２の移動に伴って前記ストッパー３２２１に接して前記コア３２２の下側への移動を制限し、非金属材質、特に自己潤滑性プラスチック、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロンなどのプラスチック材質から形成することにより、頻繁な接触および衝突にも拘わらず、前記ストッパー３２２１または第１連結部材３３２が損傷することを防止することができる。
前記第２連結部材３３３は、前記排出管３３１の下側の外側面に嵌められて前記排出管３３１を取り囲み、前記排出管収容孔１４１に挿入されて前記排出管３３１を前記第１隔壁１４０に固定し、前記排出管３３１の外側面と前記排出管収容孔１４１の内面との間の隙間を密閉し、前記濾過前室Ｓ１に貯留されたバラスト水が前記逆洗後室Ｓ３に流入することを防止する。前記第２連結部材３３３は、一定の素材から製造されるが、好ましくは弾性を持つ素材から製造されることが好ましい。
前記第２連結部材３３３は、前記排出管３３１の下側の外側面と前記突出部１４２の側面との間に位置し、前記排出管収容孔１４１を密閉させる密閉部３３３１と、前記密閉部３３３１の一面から突出し、前記突出部１４２の上面に接して前記第２連結部材３３３が支持されるようにする支持部３３３２とを含む。前記密閉部３３３１の側面にはＯリングｂが挿入されて密閉部３３３１と排出管３３１との間を水密にし、前記支持部３３３２の下面にはＯリングｂが挿入されて前記支持部３３２２と突出部１４２との間を水密にする。
前述したように、前記突出結合片３３１１を前記第２隔壁１５０の結合片支持部１５２２に装着させた後、締結手段ａを用いて前記排出管３３１の上側を前記第２隔壁１５０に着脱式で連結することが可能であり、前記第２連結部材３３３を用いて前記排出管３３１の下側を前記第１隔壁１４０に水密可能に着脱式で連結することが可能であるので、前記排出管３３１を前記ボディー１０に対して設置、取り替えおよび取り外しすることを容易にすることができる。また、前記排出管３３１を前記ボディー１０に連結する過程で、従来とは異なり溶接過程が不要であるため、前記ボディー１０の内部および前記排出管３３１に腐食防止用塗料をそれぞれ塗布した後、前記排出管３３１を前記ボディー１０の内部に連結しても前記塗料の破損が発生しないから、前記ボディー内部の腐食を防止するための塗装作業を容易に行うことができて、濾過装置の製作にかかる時間および費用を節減することができる。
前記逆洗浄ライン４０は、前記逆洗後室Ｓ３に連通するように前記ボディー１０の下面に連結される構成であって、前記逆洗後室Ｓ３に貯留された異物と逆洗浄水を外部へ排出する構成である。前記逆洗浄ライン４０の一側にはエキゾーストバルブ(exhaust valve)（図示せず）が連結されるが、前記エキゾーストバルブは前記フィルター２０内に付着した異物の吸入／排出のための吸入力を提供する部分であって、制御部によって制御される。すなわち、前記エキゾーストバルブが開く場合には、前記逆洗浄ライン４０、逆洗後室Ｓ３、排出管３３１、コア３２２および吸入棒３２１の内部は前記濾過後室Ｓ２の内部またはフィルター２０内部の高い気圧に比べて低い気圧が形成されるので、前記濾過後室Ｓ２の内部のバラスト水が気圧の低い前記吸入棒３２１の内部に吸入されながら、この際、フィルター２０の内周面に付着した異物なども共に吸入される（この際、吸入される濾過後室Ｓ２のバラスト水が逆洗浄水として機能する）。これに対し、前記イグソーストバルブが閉じる場合には、逆洗浄水および異物などの吸入が中断される。
前記マルチケージ型バラスト水濾過装置は、異物および逆洗浄水が排出される排出管３３１がボディー１０の内部下端の逆洗後室Ｓ３に連通し、フィルター２０の洗浄過程で形成された異物および逆洗浄水がボディー内部の逆洗後室Ｓ３に集められた後、前記逆洗後室Ｓ３に連通する逆洗浄ライン４０を介して外部へ排出されるので、異物を除去して排出する構成が逆洗浄ラインを除いてはボディーの内部に位置することにより、前記ボディーの外部構成を簡単化し大きさを減らすことができるため、前記濾過装置の容易な設置およびメンテナンスを図ることができ、前記濾過装置の占有面積を減らすことができるため、前記濾過装置が設置される船舶の空間を効率よく運用することができるという特徴がある。また、前記濾過装置において、前記排出管３３１は、前記ボディー１０の外部へ突出せず、すなわち短く形成され且つ折り曲げられないため、前記排出管３３１が異物により詰まることを効果的に防止することができて、前記フィルター２０の逆洗浄効率を向上させることができる。
前記第１圧力センサー５０は、前記フィルター２０の外部と前記ボディー１０との間の圧力を測定するセンサーであり、前記第２圧力センサー６０は、前記フィルター２０の内部の圧力を測定するセンサーであって、前記第１、第２圧力センサー５０、６０で測定された値は前記制御部に伝送され、前記第１、第２圧力センサー５０、６０としてはトランスメーターや圧力センサー、差圧スイッチなどが活用できる。図１〜図３を参照して説明した濾過装置とは異なり、前記第２圧力センサー６０は、図６に示すように、特定の一部の濾過ユニットに設置され（濾過ユニットの個数より少なく第２圧力センサーが設置される）、一部の濾過ユニットのフィルター２０内部の圧力を測定する。前記第２圧力センサー６０は、一部の濾過ユニットを選定して設置される。前記濾過装置の使用の際に濾過ユニットのフィルター内部の圧力が高い順序とおりに一定の個数の濾過ユニットを選択し、選択された濾過ユニットにのみ第２圧力センサーを設置し、好ましくは２〜３つの濾過ユニットにのみ第２圧力センサーを設置する。例えば、図６に示すように、１１つの濾過ユニットが存在する濾過装置を一定の期間使用してバラスト水を濾過させた後、前記濾過ユニットそれぞれのフィルター２０内部の圧力を測定し、圧力の高い順序とおりに濾過ユニットを３つ選定する。その後、図６に示すような濾過装置を製作する場合、前記濾過ユニットを選定する過程で選択された濾過ユニットと同じ位置の濾過ユニットにのみ第２圧力センサー６０を設置する。
前記制御部（図示せず）は、前記濾過装置の電気的および機械的作動を制御し、特に第１圧力センサー５０と第２圧力センサー６０からそれぞれ出力された値を比較して、第１圧力センサー５０で測定された値と第２圧力センサー６０で測定された値との差が一定の範囲を超過する場合、多数の濾過ユニットの自動洗浄部３０を全て同時に駆動させて前記フィルター２０の付着異物を逆洗浄するようにする。
以下、図４〜６および図１１を参照して、上述したように第１、２圧力センサー５０、６０が設置されたマルチケージ型バラスト水濾過装置における同時逆洗浄自動制御方法について説明すると、バラスト水が流出入する流入部１１０と流出部１２０を有するボディー１０内に多数の濾過ユニットがパッケージ化されて連結されたマルチケージ型バラスト水濾過装置における濾過過程中に、ボディー１０内部の圧力を測定する第１圧力センサー５０を用いて、濾過処理されたバラスト水が貯留されたボディー１０の内部、より具体的には濾過後室Ｓ２の内部の圧力を測定する第１圧力測定段階Ｓ１と、濾過装置の使用の際に濾過ユニットのフィルター内部の圧力が高い順序とおりに一定の個数の濾過ユニットを選択し、選択された濾過ユニットにのみ設置される第２圧力センサー６０を用いて、第２圧力センサー６０が設置された濾過ユニットのフィルター２０内部の圧力を個別的に測定する第２圧力測定段階Ｓ２と、制御部（図示せず）の制御の下に第１圧力センサー５０と第２圧力センサー６０からそれぞれ出力された値を比較して、第１圧力センサー５０で測定された値と第２圧力センサー６０で測定された値との差が一定の範囲を超過する場合、多数の濾過ユニットの自動洗浄部３０を全て同時に駆動させる同時逆洗浄段階Ｓ３の順で行われる。
前記第１圧力測定段階Ｓ１では、図６に示すように、ボディー１０の上側に設置された第１圧力センサー５０（必要に応じて、前記第１圧力センサー５０がボディー１０の流出部１２０の入り口に設置される場合を排除するものではない）を用いて、濾過処理されたバラスト水が貯留されたボディー１０の内部、より具体的には濾過後室Ｓ２の内部の圧力を測定し、その測定値を制御部（図示せず）に伝送することにより、制御部（図示せず）で常にボディー１０の内部の圧力を管理することができるようにする。
前記第２圧力測定段階Ｓ２では、図６に示すように、フィルター２０内部の圧力を測定することができるように配置された複数個（濾過ユニットの個数より少ない）の第２圧力センサー６０を用いて、前記第２圧力センサー６０が設置された各濾過ユニット別にそのフィルター２０内部の圧力を測定し、その測定値を制御部（図示せず）に伝送することにより、制御部（図示せず）でフィルター２０内部の圧力を随時チェックすることができるようにする。
前記同時逆洗浄段階Ｓ３では、制御部が、前記第１圧力測定段階Ｓ１で伝送されたボディー１０内部の圧力値と、第２圧力測定段階Ｓ２で伝送された濾過ユニット別フィルター２０内部の圧力値とを比較し、その差圧が一定の範囲を超えると、全ての濾過ユニットに対して同時に自動洗浄部３０を駆動させ、フィルター２０に付着した異物などを除去する逆洗浄作業が行われるようにすることにより、従来の濾過装置に発生する特定の濾過ユニットのフィルター２０のみを繰返し逆洗浄する誤作動を防止して逆洗浄の効率を向上させることができる。また、前記濾過装置は、前記第２圧力センサー６０の使用量を減らして経済性を図ることができる。また、前記濾過装置は、前記自動洗浄部３０が同時に全て作動して多量の異物と逆洗浄水が排出管３３１を介して排出されても、相対的に大きい面積を占める逆洗後室Ｓ３に異物と逆洗浄水が集められるので、前記異物および逆洗浄水の移動を防止する背圧が容易に形成されないという特徴がある。
以上、出願人は本発明の好適な実施例を説明したが、これらの実施例は本発明の技術思想を具現化する一実施例に過ぎず、本発明の技術思想を具現化する限り、いずれの変更例または修正例も本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
１０ ボディー
１１０ 流入部
１２０ 流出部
１３０ 上部面
１４０ 第１隔壁
１５０ 第２隔壁
１６０ 下部面
１７０ 上蓋板
１３１ フィルター引込孔
１４１ 排出管収容孔
１４２ 突出部
１５１ バラスト水流入孔
１５２ 突出連結片
１５２１ フィルター固定部
１５２２ 結合片支持部
２０ フィルター
３０ 自動洗浄部
３１０ 駆動部
３２０ 吸入部
３３０ 排出部
３１１ 駆動モーター
３１２ 駆動軸
３２１ 吸入棒
３２２ コア
３３１ 排出管
３３２ 第１連結部材
３３３ 第２連結部材
３２１１ 吸入口
３２２１ ストッパー
３３１１ 突出結合片
３３３１ 密閉部
３３３２ 支持部
４０ 逆洗浄ライン
５０ 第１圧力センサー
６０ 第２圧力センサー
Ｓ１ 濾過前室
Ｓ２ 濾過後室
Ｓ３ 逆洗後室
ａ 締結手段
ｂ Ｏリング
１１０ 流入部
１２０ 流出部
１３０ 上部面
１４０ 第１隔壁
１５０ 第２隔壁
１６０ 下部面
１７０ 上蓋板
１３１ フィルター引込孔
１４１ 排出管収容孔
１４２ 突出部
１５１ バラスト水流入孔
１５２ 突出連結片
１５２１ フィルター固定部
１５２２ 結合片支持部
２０ フィルター
３０ 自動洗浄部
３１０ 駆動部
３２０ 吸入部
３３０ 排出部
３１１ 駆動モーター
３１２ 駆動軸
３２１ 吸入棒
３２２ コア
３３１ 排出管
３３２ 第１連結部材
３３３ 第２連結部材
３２１１ 吸入口
３２２１ ストッパー
３３１１ 突出結合片
３３３１ 密閉部
３３３２ 支持部
４０ 逆洗浄ライン
５０ 第１圧力センサー
６０ 第２圧力センサー
Ｓ１ 濾過前室
Ｓ２ 濾過後室
Ｓ３ 逆洗後室
ａ 締結手段
ｂ Ｏリング
Claims (14)
- バラスト水が流出入するボディー内に多数の濾過ユニットがパッケージ化されて連結されたマルチケージ型バラスト水濾過装置において、
前記濾過ユニットは、前記ボディーの内部を流れるバラスト水を濾過させるフィルターと、該フィルターに付着する異物を逆洗浄する自動洗浄部とを含み、
前記マルチケージ型バラスト水濾過装置は、前記フィルターの外部と前記ボディーとの間の圧力を測定する第１圧力センサーと、前記多数の濾過ユニットのうち一部の濾過ユニットに設置され、各濾過ユニットのフィルター内部の圧力を測定する第２圧力センサーと、前記第２圧力センサーで測定された値と前記第１圧力センサーで測定された値との差が一定の範囲を超過する場合、前記多数の濾過ユニットの自動洗浄部を全て駆動させる制御部とをさらに含むことを特徴とする、同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。 - 前記第２圧力センサーは、濾過装置の使用の際に濾過ユニットのフィルター内部の圧力が高い順序とおりに一定の個数の濾過ユニットを選択し、選択された濾過ユニットにのみ設置されることを特徴とする、請求項１に記載の同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。
- 前記第２圧力センサーは２〜３個の濾過ユニットにそれぞれ設置されることを特徴とする、請求項２に記載の同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。
- 前記自動洗浄部は、前記フィルターから除去された異物の排出通路となる排出管を有する排出部を含み、前記排出管は前記ボディーの内部に着脱可能に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。
- 前記ボディーは、前記排出管の下側に着脱式で結合する第１隔壁と、前記第１隔壁の上側に形成され、前記排出管の上側に着脱式で結合する第２隔壁とを含み、
前記第１隔壁は、前記排出管の下側が挿入される排出管収容孔を含み、前記排出部は、前記排出管の下側の外面に嵌められて前記排出管を取り囲み、前記排出管収容孔に挿入されて前記排出管を前記第１隔壁に固定し、前記排出管の外側面と前記排出管収容孔の内面との間の隙間を密閉する第２連結部材を含むことを特徴とする、請求項４に記載の同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。 - 前記第１隔壁は、前記排出管収容孔を取り囲みながら前記第１隔壁の上面に突設される突出部をさらに含み、
前記第２連結部材は、前記排出管の外面と前記排出管収容孔の内面に位置し、前記排出管によって占有されていない前記排出管収容孔を密閉する密閉部と、前記密閉部の一側に突設され、前記突出部の上面に接して前記第２連結部材を支持する支持部とを含むことを特徴とする、請求項５に記載の同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。 - 前記密閉部と前記排出管との間、および前記突出部と前記支持部との間にはＯリングが設置されることを特徴とする、請求項６に記載の同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。
- 前記ボディーは、前記排出管の下側に着脱式で結合する第１隔壁と、前記第１隔壁の上側に形成され、前記排出管の上側に着脱式で結合する第２隔壁とを含み、
前記第２隔壁は、フィルターの内部にバラスト水が流入するようにするバラスト水流入孔を含み、前記排出管は、外側面の上側から突出する突出結合片を含むことにより、前記排出管の上側が前記バラスト水流入孔に収容され、前記突出結合片が前記第２隔壁の上面に装着されることを特徴とする、請求項４に記載の同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。 - 前記突出結合片と前記第２隔壁とは締結手段によって着脱式で連結されることを特徴とする、請求項８に記載の同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。
- 前記自動洗浄部は、前記フィルターに付着した異物を吸入する吸入部をさらに含み、前記吸入部は、前記フィルターに付着した異物を吸入する吸入棒が連結され、吸入棒を回転させる回転軸として作用するコアの一側にストッパーを備え、前記ストッパーがボディーに接触する場合、前記コアの下側への移動を制限することにより、前記吸入棒がボディーにぶつかって損傷することを防止することができることを特徴とする、請求項４に記載の 同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。
- 前記自動洗浄部は、前記フィルターから除去された異物の排出通路となる排出管を有する排出部を含み、
前記ボディーは、前記排出管の下側に連結される第１隔壁と、前記第１隔壁と前記ボディーの最下面を形成する下部面との間に形成され、前記排出管に連通して前記フィルターからの異物を一時的に収容する逆洗後室とを含み、前記排出管が短く且つ折り曲げられないように形成することができて、前記排出管が詰まることを防止することができることを特徴とする、請求項１に記載の同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。 - 前記マルチケージ型バラスト水濾過装置は、前記ボディーの下部面に連結され、前記逆洗後室に連通して異物を前記ボディーの外部へ排出する逆洗浄ラインをさらに含むことにより、船舶内の空間効率性を高め且つ簡単な構造を実現することができることを特徴とする、請求項１１に記載の同時逆洗浄を自動制御するマルチケージ型バラスト水濾過装置。
- バラスト水が流出入するボディー内に多数の濾過ユニットがパッケージ化されて連結されたマルチケージ型バラスト水濾過装置における濾過過程において、
ボディー内部の圧力を測定する第１圧力センサーを用いて、濾過処理されたバラスト水が貯留されたボディー内部の圧力を測定する第１圧力測定段階と、
前記多数の濾過ユニットのうち一部の濾過ユニットに設置される第２圧力センサーを用いて、前記第２圧力センサーが設置された各濾過ユニットのフィルター内部の圧力を個別的に測定する第２圧力測定段階と、
前記第２圧力測定段階で測定された各濾過ユニットのフィルター内部の圧力と前記第１圧力測定段階で測定されたボディー内部の圧力とを比較し、一定の範囲を超過する差圧が発生する場合、前記多数の濾過ユニットの自動洗浄部を全て駆動させる同時逆洗浄段階とを含むことにより、
前記フィルターの逆洗浄効率を向上させることができることを特徴とする、マルチケージ型バラスト水濾過装置における同時逆洗浄自動制御方法。 - 前記第２圧力センサーは、濾過装置の使用の際に高いフィルター内部の圧力を有する濾過ユニットの順で一定の個数の濾過ユニットを選択し、選択された前記濾過ユニットにのみ設置されることを特徴とする、請求項１３に記載のマルチケージ型バラスト水濾過装置における同時逆洗浄自動制御方法。
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