KR101287101B1 - 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸러스트수 여과장치에 있어서, 필터부를 수용하는 밸러스트수 여과장치 내에 동심원 방향으로 필터엘리먼트를 설치하고 여과장치 하단에서 밸러스트수를 유입시켜 여과장치 내부의 필터엘리먼트를 통과시켜 여과를 수행하면서, 구동부가 여과장치의 하단에 위치한 흡입부를 회전시켜 필터엘리먼트와 연결시키고 차압에 의해 필터 내부의 이물질을 포함한 역세수를 배출하는 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상기 구동부를 하우징의 하부에 위치시켜 하우징 내에 더 많은 필터엘리먼트를 수용하여 밸러스트수 처리에 적합하도록 여과효율을 높이고, 흡입부의 역세수가 구동축을 따라 하우징 외부로 누출되지 않도록 기밀부를 포함하여 여과시 기밀성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다.

Description

구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치{A Candle type Apparatus for Filtering Ballast Water Improving Sealing of the Shaft}

본 발명은 밸러스트수 여과장치에 있어서, 필터부를 수용하는 밸러스트수 여과장치 내에 동심원 방향으로 필터엘리먼트를 설치하고 여과장치 하단에서 밸러스트수를 유입시켜 여과장치 내부의 필터엘리먼트를 통과시켜 여과를 수행하면서, 구동부가 여과장치의 하단에 위치한 흡입부를 회전시켜 필터엘리먼트와 연결시키고 차압에 의해 필터 내부의 이물질을 포함한 역세수를 배출하는 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상기 구동부를 하우징의 하부에 위치시켜 하우징 내에 더 많은 필터엘리먼트를 수용하여 밸러스트수 처리에 적합하도록 여과효율을 높이고, 흡입부의 역세수가 구동축을 따라 하우징 외부로 누출되지 않도록 기밀부를 포함하여 여과시 기밀성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다.

밸러스트수(ballast water)란 선박이 특정한 항구에 정박하여 짐을 내려놓거나 짐을 싣지 않고 운항하는 경우에 선박의 균형을 유지하기 위해 선박 내에 채우는 해수를 의미한다. 밸러스트수를 채운 선박이 다른 나라의 항구에 정박하여 짐을 싣는 경우 선내의 밸러스트수를 그 나라 항구에 배출해야 하는데 이 때 밸러스트수로 사용된 해수에 있는 해양생물종들에 의해 다른 나라 해양생태계의 피해가 발생하게 된다. 따라서, 밸러스트수를 다른 나라 해양에 배출하기 전에 선박 내에서 밸러스트수에 대한 처리가 필요하다.

도 1은 종래의 필터를 이용한 밸러스트수 여과장치 중 여과장치 하부를 통해 역세수를 배출하는 밸러스트수 여과 처리장치(이하 종래 밸러스트수 여과장치라 함)의 단면도를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 종래의 밸러스트수 여과장치는 원통형의 여과장치 몸체(g) 내에 원주방향으로 원추형 필터(a)를 설치하고 여과장치 하단에서 바다에서 취수한 밸러스트수(이하 원수라 함)를 유입시켜 여과장치 몸체(g)내부의 필터(a)를 통과시켜 여과를 수행하고, 여과장치 상부에 위치한 모터(b1)를 통해 여과장치의 몸체(g)를 관통하는 회전축(b2) 및 이와 연결된 여과장치 하부의 흡입부(c)를 회전시켜 흡입부(c)와 필터(a)를 연통시키면, 흡입부(c)와 여과장치 내부의 차압에 의해 여과장치 내부의 여과된 밸러스트수(이하 여과수라 함)가 필터 내부로 유입하여 필터에 부착한 이물질을 세척하고 이물질을 포함하는 밸러스트수(이하 역세수라 함)가 흡입부(c)를 지나 배출부(d)를 통해 빠져나간다.

다만, 상기 여과장치는 흡입부(c)의 역세수가 회전축을 따라 흐르는 경우 회전축(b2)이 여과장치를 관통하는 부분에서 완전한 기밀이 이루어지지 못해 역세수가 여과장치 외부로 누출되는 문제가 있었다.

또한, 상기 종래의 밸러스트수 여과장치는 모터(b1)가 여과장치 상부에 위치하여 여과장치 하부의 흡입부(c)를 회전시키기 위해서는 회전축(b2)이 여과장치 몸체(g) 내부를 관통해야 하므로 상기 회전축(b2)이 차지하는 공간으로 인해 여과장치 내부의 공간이 좁아져 많은 필터(a)를 수용하기가 힘들어지는 바, 높은 여과효율을 요하는 해상용으로는 부적합하다.

또한, 위와 같은 경우 여과장치의 상면 및 하면 모두 회전축(b2)이 관통하는 부위의 기밀성을 요하므로 구조가 복잡해지고 실링 비용이 많이 들며, 실링 손상시 원수와 여과수가 섞이는 문제가 발생하고, 모터(b1)의 회전축(b2)이 여과장치를 관통하게 되는 경우 여과장치를 설치하는 과정에서 회전축(b2)의 중심을 잡는 것이 어렵다.

또한, 여과장치의 상부에 모터(b1)가 존재하므로 여과장치의 전체 높이를 높게 만들어 선박 내에 설치시 많은 공간을 차지하는 문제가 있고, 여과장치 내부를 수리하거나 부품을 교체하는 경우도 상부의 모터(b1)를 제거하는 작업을 선행해야 하므로, 수리 교체가 쉽지 않은 문제도 있다.

아울러, 역세수가 배출부(d)에 쌓이는 경우 배출부(d)에 배압이 형성되어 흡입부(c)와 필터(a)의 차압이 줄어들게 되므로 원활한 역세척이 이루어지지 않아 여과의 효율이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 밸러스트수 여과장치에 있어서, 필터부를 수용하는 밸러스트수 여과장치 내에 동심원방향으로 필터엘리먼트를 설치하고 여과장치 하단에서 밸러스트수를 유입시켜 여과장치 내부의 필터엘리먼트를 통과시켜 여과를 수행하면서, 흡입부의 역세수가 구동축을 따라 하우징 외부로 누출되지 않도록 구동축 주변에 정밀하게 기밀부를 형성함으로써 여과장치의 기밀성을 현저히 향상시키는 캔들 타입 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 밸러스트수 여과장치에 있어서, 구동부를 여과장치의 하부에 위치시켜 하우징몸체 내부의 공간을 확보하여 필터엘리먼트를 구동축을 중심으로 직경이 서로 다른 하나 이상의 동심원 경로를 따라 배열하고, 하나 이상의 플러싱암을 갖는 흡입부를 통해 동시에 여러 필터엘리먼트의 역세척을 가능하게 함으로써 여과의 효율성을 현저히 향상시키고, 구동축이 하우징몸체를 관통하지 않아 구조가 간단해져 실링 비용이 절감되어 원수와 역세수가 섞일 위험이 적고, 설치가 용이하고, 구동축의 중심을 설정할 문제가 생기지 않게 되는 캔들 타입 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 구성을 취하여 여과장치 내부를 수리하거나 부품을 교체하는 경우도 유지보수가 편리해지며, 여과장치의 전체 높이를 낮게 만들어 선박 내에 비교적 좁은 공간에도 설치가 가능한 캔들 타입 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 배출부의 배출라인 말단에 배압방지탱크를 설치하고 배압방지탱크에 일정 수위 이상의 역세수가 쌓이게 되는 경우 이를 방출함으로써 배압형성을 방지하여 균일한 역세척이 이루어지도록 함으로써 밸러스트수 여과장치의 여과능력을 유지시키는 캔들 타입 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 캔들 타입 밸러스트수 여과장치는 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치는 선박의 밸러스트수가 유출입 될 수 있는 유입부와 유출부를 갖는 하우징과; 상기 하우징 내에 위치하고 상기 유입부를 통해 유입된 밸러스트수를 여과시키는 필터부와; 상기 필터부에 부착된 이물질을 세척하는 자동세척부를 포함하고, 상기 자동세척부는 여과장치 하부에 위치하며 필터부에 부착된 이물질을 포함하는 역세수를 흡입하는 흡입부와, 상기 흡입부와 연결되어 흡입부를 회전시키는 구동부와, 상기 흡입부의 일측을 수용하여 흡입부로부터 흡입된 역세수를 배출하는 배출부를 포함하고, 상기 필터부는 구동부의 구동축을 중심으로 동심원 경로를 따라 구성되고 여과와 역세척이 가능한 하나 이상의 필터엘리먼트를 포함하고, 상기 흡입부는 상기 구동부에 의해 구동축을 중심으로 회전하면서 상기 필터부의 동심원 경로 상의 각각의 필터엘리먼트와 연통되어 역세수를 받아들이는 하나 이상의 플러싱암을 포함하며, 상기 구동부는 상기 하우징 하부에 위치하여 상기 흡입부와 구동축으로 연결되고, 흡입부의 역세수가 구동축을 따라 하우징 외부로 누출되지 않도록 기밀부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치는 상기 기밀부는 구동축에 고정되어 구동축과 함께 회전하는 회전자와, 상기 회전자와 섭동면을 이루어 지지판에 고정된 고정자와, 상기 고정자 및 회전자를 수용하고 구동축을 둘러싸는 구동축케이스와, 상기 구동축케이스 및 고정자를 고정하며 하우징 바닥에 결합하는 지지판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치는 상기 회전자는 함입부에 설치된 스프링의 복원력에 의해 하향으로 회전자섭동링을 가압하는 회전자패킹과, 상기 회전자패킹의 압력에 의해 고정자섭동링와 섭동면을 이루어 밀착되는 회전자섭동링과, 스프링의 복원력을 회전자패킹의 하부로 전달하는 캡플레이트와, 상기 회전자패킹 및 회전자섭동링을 둘러싸는 회전자케이스를 포함하고, 상기 고정자는 지지판에 고정되어 고장자섭동링을 지지하는 고정자패킹과, 상기 고정자패킹과 밀착하고 회전자섭동링과 섭동면을 형성하는 고정자섭동링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치는 상기 흡입부는 상기 플러싱암과 연통되어 흡입된 역세수를 통과시키고 구동축에 고정되어 구동축의 회전력을 흡입부에 전달하는 플러싱바디를 더 포함하고, 상기 필터엘리먼트 들은 구동축을 중심으로 직경이 서로 다른 하나 이상의 동심원 경로를 따라 배열되고, 상기 플러싱암은 각 동심원 경로 상의 하나의 필터엘리먼트와 연통되도록 구동축을 중심으로 하나 이상이 방사형으로 존재하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치는 상기 플러싱바디는 상기 구동축의 단부를 고정하는 구동축고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치는 상기 구동축고정수단은 플러싱바디의 중심을 가로지르는 바플레이트를 포함하고, 상기 구동축의 단부는 상기 바플레이트가 끼워질 수 있는 플레이트홈을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치는 상기 배출부는 상기 흡입부 하부에서 연통하여 형성한 하나의 배출라인 상에 배압방지탱크를 포함하여, 배출라인의 역세수 및 이물질이 일차로 상기 배압방지탱크에 저장되어 배출라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치는 상기 배압방지탱크는 역세수가 유입되는 유입구보다 배출되는 배출구가 낮게 위치하여, 배압방지탱크 내 수위가 상기 유입구보다 낮게 유지되어 배출라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치는 상기 배압방지탱크는 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서와, 상기 수위측정센서에 의해 측정된 수위가 일정 높이 이상인 경우 탱크 내 저장된 세척수를 배출하는 펌프를 포함하여, 탱크 내 수위를 일정 높이 이하로 유지하여 배출라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시 예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 밸러스트수 여과장치에 있어서, 필터부를 수용하는 밸러스트수 여과장치 내에 동심원방향으로 필터엘리먼트를 설치하고 여과장치 하단에서 밸러스트수를 유입시켜 여과장치 내부의 필터엘리먼트를 통과시켜 여과를 수행하면서, 흡입부의 역세수가 구동축을 따라 하우징 외부로 누출되지 않도록 구동축 주변에 정밀하게 기밀부를 형성함으로써 여과장치의 기밀성을 현저히 향상시킨다.

본 발명은 밸러스트수 여과장치에 있어서, 구동부를 여과장치의 하부에 위치시켜 하우징몸체 내부의 공간을 확보하여 필터엘리먼트를 구동축을 중심으로 직경이 서로 다른 하나 이상의 동심원 경로를 따라 배열하고, 하나 이상의 플러싱암을 갖는 흡입부를 통해 동시에 여러 필터엘리먼트의 역세척을 가능하게 함으로써 여과의 효율성을 현저히 향상시키고, 구동축이 하우징몸체를 관통하지 않아 구조가 간단해져 실링 비용이 절감되어 원수와 역세수가 섞일 위험이 적고, 설치가 용이하고, 구동축의 중심을 설정할 문제가 생기지 않게 된다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 취하여 여과장치 내부를 수리하거나 부품을 교체하는 경우도 유지보수가 편리해지며, 여과장치의 전체 높이를 낮게 만들어 선박 내에 비교적 좁은 공간에도 설치가 가능하다.

본 발명은 배출부의 배출라인 말단에 배압방지탱크를 설치하고 배압방지탱크에 일정 수위 이상의 역세수가 쌓이게 되는 경우 이를 방출함으로써 배압형성을 방지하여 균일한 역세척이 이루어지도록 함으로써 밸러스트수 여과장치의 여과능력을 유지시킨다.

도 1은 종래의 필터를 이용한 밸러스트수 여과장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치의 사시도.
도 3는 도 2의 수직방향 단면도.
도 4은 몸체하부덮개(232)의 평면도.
도 5는 도 3의 X를 확대한 것으로, 흡입부의 확대 사시도.
도 6는 흡입부의 수직방향 단면도.
도 7는 플러싱암의 수평방향 단면도.
도 8는 플러싱암이 하우징 몸체하부덮개에서 필터엘리먼트와 연통되는 상태를 나타내는 개념도.
도 9는 도 3의 Y를 확대한 것으로, 플러싱바디의 바플레이트와 구동축의 단부가 연통된 상태의 확대 사시도.
도 10은 도 9의 분해 사시도.
도 11는 도 9의 플러싱바디의 수평방향 단면도.
도 12은 기밀부의 수직방향 단면도.
도 13은 도 12의 분해 사시도.
도 14은 도 12의 부분 확대 사시도.
도 15는 배출부의 배출라인 상에 형성된 배압방지탱크의 개념도.

이하에서는 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치(1)의 사시도이고, 도 3는 도 2의 수직방향 단면도이고, 도 12는 구동부(42)의 기밀부(44) 부분 확대 사시도이고, 도 13은 도 12의 부분 분해 사시도이고, 도 14은 도 12의 단면도이다.

도 2 내지 3을 참조하면 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치(1)는 선박의 밸러스트수가 유출입 될 수 있는 유입부(21)와 유출부(24)를 갖는 하우징(2)과, 상기 하우징(2) 내에 위치하고 상기 유입부(21)를 통해 유입된 원수를 여과시키는 필터부(3)와, 상기 필터부(3)에 부착된 이물질을 세척하는 자동세척부(4)를 포함할 수 있다.

상기 하우징(2)은 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치(1)의 몸체를 이루는 구성으로, 바람직하게는 내부에 벨러스트수의 여과를 위한 필터부(3)를 수용하고 내벽을 따라 밸러스트수가 큰 저항을 받지 않고 흐를 수 있도록 수 있도록 원통형으로 형성될 수 있다. 상기 하우징(2)은 해수로부터 취수된 밸러스트수가 유입되는 유입부(21)와, 유입부(21)를 통해 유입된 원수가 하우징몸체(23)의 필터부(3)로 진입하기 전에 내벽을 순환하면서 머무는 하우징하부(22)와, 하우징하부(22)로부터 들어오는 밸러스트수의 여과와 역세척(이에 대해서는 후술함)을 위한 필터부(3)를 수용하는 하우징몸체(23)와, 하우징몸체(23) 내부의 필터부(3)를 통해 여과된 여과수가 유출되는 유출부(24)와, 상부에서 하우징몸체(23)를 덮어 손상을 방지하는 하우징상부(25)를 포함한다. 하우징상부(25)는 하우징몸체(23) 상에 고정나사(235)를 통해 고정된다.

상기 유입부(21)는 해수로부터 취수된 밸러스트수가 유입되는 구성으로, 바람직하게는 하우징하부(22)의 일 측면에 원통형상으로 관통 형성된다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 유입부(21)는 밸러스트수 여과장치(1)의 하부에 위치하여 유입부(21)를 통과한 원수가 하우징하부(22)를 채우면서 충분한 수압을 형성하여 하우징몸체(23)로 이동한다(도 2, 3의 화살표 A).

상기 하우징하부(22)는 유입부(21)를 통해 유입된 원수가 하우징몸체(23)의 필터부(3)로 진입하기 전에 거치는 공간으로, 바람직하게는 유입부(21)를 통해 유입된 원수가 필터부(3)로 진입하기 전에 큰 저항을 받지 않고 내벽을 따라 흐를 수 있도록 수 있도록 원통형으로 형성될 수 있다. 후술할 하우징(2)의 몸체하부덮개(232)는 필터엘리먼트(31)가 관통되어 하우징하부(22)와 연통된 상태로 구성되고 유입부(21)를 통해 하우징하부(22)로 진입한 원수가 몸체하부덮개(232) 근처로 접근하면 압력차에 의해 필터엘리먼트(31) 내부로 진입한다. 필터엘리먼트(31) 내부로 진입하지 못한 원수는 하우징하부(22)의 내측면을 따라 이동하는데, 몸체하부덮개(232) 근처의 원수가 필터엘리먼트(31) 내부로 진입하면 상대적으로 몸체하부덮개(232) 근처의 수압이 낮아지므로 하우징하부(22)의 아래쪽에 위치한 원수가 상승하여 몸체하부덮개(232) 근처로 접근하고 압력차에 의해 필터엘리먼트(31) 내부로 진입하고, 이와 같은 과정이 반복된다. 하우징하부(22)는 도 2 및 3처럼 내부에 후술하는 흡입부(41), 구동부(42) 및 배출부(43)포함하고, 상기 배출부(43)는 측면으로 관통되는 형태로 구성될 수 있다.

상기 하우징몸체(23)는 하우징하부(22)로부터 들어오는 밸러스트수의 여과와 역세척(이에 대해서는 후술함)을 위한 필터부(3)를 수용하는 구성으로, 하우징몸체(23)의 상부를 밀봉하는 몸체상부덮개(231)와, 하우징몸체(23)의 하부를 필터엘리먼트(31)가 관통된 상태로 덮는 몸체하부덮개(232)와, 상기 몸체상부덮개(231) 및 몸체하부덮개(232)를 연결하고 지지고정하는 지지축(233)을 포함한다.

상기 몸체상부덮개(231)는 하우징몸체(23)의 상부를 밀봉하는 구성으로, 바람직하게는 원판 형상으로 하우징몸체(23)의 상부를 덮어 하우징몸체(23) 내부에 수용된 필터부(3)와 여과수를 외부와 격리시킨다. 몸체상부덮개(231)는 내측면에 여러 크기의 돌출부(231a)을 갖고 이러한 돌출부(231a)가 필터엘리먼트(31)와 지지축(233) 상부의 내측면에 삽입되고 고정나사(231a')에 의해 고정할 수 있다. 후술할 몸체하부덮개(232)와 달리 필터엘리먼트(31)의 상부는 몸체상부덮개(231)에 의해 완전히 폐쇄되어 밸러스트수가 필터엘리먼트(31) 상면을 통해서는 빠져나갈 수 없다.

상기 몸체하부덮개(232)는 하우징몸체(23)의 하부를 필터엘리먼트(31)가 관통된 상태로 덮는 구성으로, 바람직하게는 원판 형상으로 하우징몸체(23)의 하부를 덮어 하우징몸체(23) 내부에 필터엘리먼트(31)에 의해 여과된 밸러스트수가 하우징하부(22)의 원수와 섞이는 것을 방지한다. 몸체하부덮개(232)의 하우징몸체(23) 내측면은 여러 크기의 돌출부(231b)를 갖거나 결합공(231c)을 갖고 이러한 돌출부(231b)가 지지축(233)의 상부 내측면에 삽입되거나, 필터엘리먼트(31)의 하부가 결합공(231c)에 삽입 및 결합됨으로써 몸체하부덮개(232)가 하우징몸체(23)에 고정된다. 몸체하부덮개(232)의 하우징몸체(23) 외측면은 도 4에 도시된 것처럼 필터엘리먼트(31)가 결합공(231c)를 통해 관통하여 구동축(421)을 중심으로 하는 동심원(237', 237'', 237''') 상의 경로 상에 일정 간격을 두고 배치되어 하우징하부(22)와 연통된다. 반면, 몸체하부덮개(232)의 필터엘리먼트(31)를 둘러싸는 면은 기밀이 이루어져 하우징하부(22)와 하우징몸체(23)를 완전히 단절시킨다. 그러면, 후술하는 흡입부(41)는 몸체하부덮개(232) 위를 구동축(421)을 중심으로 회전하면서 상기 각 동심원 경로(237', 237'', 237''')상의 하나의 필터엘리먼트와 연통되는 것이다. 따라서, 원수는 필터엘리먼트(31)를 통해서만 여과가 이루어지고 여과된 원수(여과수)는 하우징몸체(23) 내부를 유동하다가, 후술하는 흡입부(41)가 구동축(421)을 중심으로 회전하면서 각 동심원 경로(237', 237'', 237''')상의 하나의 필터엘리먼트와 연통되면 필터엘리먼트(31) 내부로 유입되어 역세척을 수행하면서 흡입부(41)를 통해 빠져나간다.

상기 지지축(233)은 몸체상부덮개(231) 및 몸체하부덮개(232)를 연결하고 지지고정하는 구성으로, 바람직하게는 복 수의 필터엘리먼트(31)들 사이의 공간에 수직방향으로 형성되고 몸체상부덮개(231)와 몸체하부덮개(232)의 돌출부(231a', 231b)에 결합하여 몸체상부덮개(231)와 몸체하부덮개(232)를 고정하고 하우징몸체(23)를 지지하는 봉이다.

상기 유출부(24)는 하우징몸체(23) 내부의 필터부(3)를 통해 여과된 밸러스트수가 유출되는 구성으로, 바람직하게는 하우징몸체(23)의 일 측면에 원통 형상으로 관통 형성된다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 유입부(21)는 하우징하부(22) 일 측면에 위치하고 유출부(24)는 이와 대향하여 이보다 높은 위치인 하우징몸체(23)의 다른 측면에 위치하여 밸러스트수가 유입부(21)를 통해 유입되면 하우징하부(22)를 채우면서 필터엘리먼트(31)로 유입되고 이를 통해 여과된 밸러스트수가 유출부(24)로 유출되게 된다(도 2 및 3의 화살표 D).

상기 필터부(3)는 하우징(2) 내에 위치하고 상기 유입부(21)를 통해 유입된 밸러스트수를 여과시키는 구성으로, 바람직하게는 구동부(42)의 구동축(421)을 중심으로 하는 동심원 경로(237',237'',237''')를 따라 구성되고 여과와 역세척(이에 대해서는 후술함)이 가능한 다수의 원추형 필터엘리먼트(31)를 포함하는 구성이다.

상기 필터엘리먼트(31)는 원수 내의 일정 크기 이상의 이물질을 여과하는 구성으로, 바람직하게는 상부에서 하부방향으로 평단면적이 넓어지는 형태의 원추형태의 필터이다. 하우징하부(22)에 위치한 유입부(21)를 통해 유입된 밸러스트수는 필터엘리먼트(31)로 진입하여 여과가 이루어지고(도 2 및 3의 화살표 B), 여과된 역세수는 하우징몸체(23) 내부를 이동하면서 흡입부(41)에 생긴 차압에 의해 필터엘리먼트(31) 내부로 진입하면서 필터엘리먼트(31) 내벽에 부착된 이물질을 흡입부(41)로 운반시킨다(도 2 및 3의 화살표 C). 상기 필터엘리먼트(31)는 하나 이상 존재할 수 있고, 구동축(421)을 중심으로 직경이 서로 다른 하나 이상의 동심원 경로(237', 237'', 237''')를 따라 배열될 수 있다(도 4 참조).

상기 자동세척부(4)는 필터부(3)에 부착된 이물질을 세척하는 구성으로, 바람직하게는 하우징하부(22)에 위치하면서 필터부(3)에 부착된 이물질을 포함하는 역세수를 흡입하는 흡입부(41)와, 상기 흡입부(41)와 연결되어 흡입부(41)를 회전시키는 구동부(42)와, 상기 흡입부(41)의 일측을 수용하여 흡입부(41)로부터 흡입된 역세수를 배출하는 배출부(43)를 포함할 수 있다.

상기 흡입부(41)는 필터부(3)에 부착된 이물질을 포함하는 역세수를 흡입하는 구성이다. 흡입부(41)는 후술할 구동부(42)와 연결되어 구동부(42)의 동력전달에 의해 하우징하부(22)에서 회전하면서 일정 주기의 각속도로 각각의 필터엘리먼트(31)와 연통되는데, 흡입부(41)는 하우징(2) 내부에 비해 훨씬 낮은 압력을 보이므로 차압과 중력에 의해 여과작업 결과 필터엘리먼트(31) 내벽에 붙어있는 이물질이 흡입부(41)로 떨어지게 된다. 이 때 필터엘리먼트(31) 주위의 물도 차압에 의해 필터엘리먼트(31)로 유입되어 흡입부(41)로 흡입되는데, 이 과정을 역세척이라 하고 이물질을 포함하는 역세수를 전달한다(도 2 및 3의 화살표 C, C'). 상기 흡입부(41)는 하단이 배출부(43)에 삽입되어 연통되고 양 자 사이에는 베어링(419)이 있으므로 흡입부(41)가 배출부(43)에 삽입된 상태에서 회전가능하다.

상기 구동부(42)는 상기 흡입부(41)의 일측에 연결되어 흡입부(41)를 회전시키는 구성으로, 동력을 생산하여 구동축(421)을 회전시키면서 이와 연결된 흡입부(41)도 회전시킨다. 종래의 구동부를 상부에 위치시킨 밸러스트수 여과장치는 모터가 여과장치 상부에 위치하여 여과장치 하부의 흡입부를 회전시키기 위해서는 회전축이 여과장치 내부를 관통해야 하므로 여과장치 내부의 공간이 좁아져 많은 필터를 수용하기가 힘들어지는 바, 높은 여과효율을 요하는 해상용으로는 부적합하였다. 또한, 위와 같은 경우 여과장치의 상면 및 하면 모두 회전축이 관통하는 부위의 기밀성을 요하므로 구조가 복잡해지고 실링 비용이 많이 들며, 실링 손상시 원수와 여과수가 섞이는 문제가 발생하고, 설치시 회전축의 중심을 잡기가 어렵다. 아울러, 여과장치의 상부에 모터가 존재하므로 여과장치의 전체 높이를 높게 만들어 선박 내에 설치시 많은 공간을 차지하는 문제가 있고, 여과장치 내부를 수리하거나 부품을 교체하는 경우도 상부의 모터를 제거하는 작업을 선행해야 하므로, 수리 교체가 쉽지 않은 문제가 있었다.

그러나, 본 발명에서는 상기 구동부(42)를 밸러스트수 여과장치(1)의 상부가 아닌 하우징 하부에 위치함으로써, 구동축(421)이 하우징몸체(23)를 관통하지 않게 되므로, 하우징몸체(23) 내부의 공간이 확보되어 필터엘리먼트(31)의 개수를 늘릴 수 있게 되므로 동일한 부피의 밸러스트수 여과장치(1)에서 여과효율을 높일 수 있게 된다. 또한, 구동축(421)이 하우징(2)을 관통하지 않아 하우징몸체(23)의 몸체상부덮개(231) 및 몸체하부덮개(232)에서 기밀을 유지할 필요가 없어지므로, 구조가 간단해져 실링 비용이 절감되고 따라서 원수와 여과수가 섞이는 문제도 발생하지 않는다. 또한, 구조가 단순해져 설치가 용이하고, 구동축(421)의 중심을 설정할 문제가 생기지 않는다. 아울러, 여과장치(1) 내부를 수리하거나 부품을 교체하는 경우도 구동부(42)를 제거할 필요 없이 하우징상부(25)와 몸체상부덮개(231)만을 제거하고 수리나 부품교체를 수행하면 되므로 유지보수가 편리해지며, 구동부(42)를 여과장치(1)의 상부에 설치하는 것과 비교해 여과장치의 전체 높이를 낮게 만들어 선박 내에 비교적 좁은 공간에도 설치가 가능한 이점이 있다.

도 12 내지 14를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치(1)에서 상기 구동부(42)는 흡입부(41)의 역세수가 구동축(421)을 따라 하우징(2) 외부로 누출되지 않도록 기밀부(44)를 더 포함할 수 있다.

상기 기밀부(44)는 흡입부(41)를 통해 유입된 역세수가 구동축(421)을 따라 하우징(2) 외부로 누출되는 것을 방지하는 구성으로, 바람직하게는 구동축(421)을 둘러싸고 하우징하부(22)의 바닥면에 고정되어 구동축(421)을 따라 역세수가 하우징(2) 밖으로 유출되는 것을 방지하는 구성이다. 상기 기밀부(44)는 구동축(421)에 고정되어 구동축(421)과 함께 회전하는 회전자(45)와, 상기 회전자(45)와 섭동면(40)을 이루며 지지판(48)에 고정된 고정자(46)와, 상기 고정자(46) 및 회전자(45)를 수용하고 구동축(421)을 둘러싸는 구동축케이스(47)와, 상기 구동축케이스(47) 및 고정자(46)를 고정하며 하우징(2) 바닥에 결합하는 지지판(48)을 포함한다.

상기 회전자(45)는 구동축(421)에 고정되어 구동축(421)과 함께 회전하는 구성으로, 도 12 내지 14에 도시된 것처럼 구동축(421)을 둘러싸고 구동축(421)에 고정되어 구동축(421)과 함께 회전하는 구성이다. 상기 회전자(45)는 함입부(452)에 설치된 스프링(450)의 복원력에 의해 하향으로 회전자섭동링(453)을 가압하는 회전자패킹(451)과, 상기 회전자패킹(451)의 압력에 의해 고정자섭동링(461)와 섭동면(40)을 이루어 밀착되는 회전자섭동링(453)과, 스프링(450)의 복원력을 회전자패킹(451)의 하부로 전달하는 캡플레이트(455)와, 상기 회전자패킹(451) 및 회전자섭동링(453)을 둘러싸는 회전자케이스(457)를 포함할 수 있다.

상기 회전자패킹(451)은 함입부(452)에 설치된 스프링(450)의 복원력에 의해 하향으로 회전자섭동링(453)을 가압하는 구성이다. 바람직하게는 상기 회전자패킹(451)은 구동축(421)을 상향으로 지지하는 패킹상부(4510)와, 패킹상부(4510)에서 연통되어 구동축(421)을 감싸는 패킹바디(4512)와, 패킹바디(4512)에 연통되어 캡플레이트(455)의 하면 및 회전자섭동링(453)이 밀착되는 패킹하부(4514)를 포함한다.

도 12 내지 14를 참조하면, 좁은 직경의 구동축(421a)은 회전자패킹(451)의 패킹상부(4510)와 밀착 부위에서 수평방향으로 직각의 턱을 이루어 넓은 직경을 갖는 구동축(421b)으로 이어지는데, 회전자패킹(451)의 패킹상부(4510)는 상기 구동축(421)의 턱에 수직으로 밀착되어 패킹상부(4510)의 상면이 직경이 넓은 구동축(421b)의 하면을 지지하고 패킹상부(4510)의 축방향 내주면은 직경이 좁은 구동축(421a)과 밀착된다. 상기와 같은 패킹상부(4510)의 형상은 회전자케이스(457)를 통해 전달되는 스프링(450)의 상방향 압력을 직경이 넓은 구동축(421b)으로 전달하여 반작용력에 의해 회전자(45)를 지지하여 고정하고, 직경이 좁은 구동축(421a)에 회전자(45)를 밀착하여 고정시키는 역할을 한다. 상기 패킹바디(4512)는 상기 패킹상부(4510)에 비해 좁은 바깥 반지름을 갖고 구동축(421)에 밀착되며 패킹상부(4510)에 연통되고 패킹하부(4514)로 이어진다. 패킹바디(4512)는 수직방향으로 신축성이 있는 부재로 형성되어 스프링(450)의 복원력이 작용하는 경우 수직방향으로 길이가 연장될 수 있다. 상기 패킹하부(4514)는 패킹바디(4512)에 연통되고 패킹상부(4510)에 비해 넓은 바깥 반지름을 갖고 내주면은 구동축(421)에 밀착되며 하면이 회전자섭동링(453)에 밀착되어 하부의 회전자섭동링(453)을 가압한다. 캡플레이트(455)는 패킹하부(4514)의 상면에 밀착되는 수평판(455a)과 수평판(455a)에서 수직으로 이어져 패킹하부(4514)의 측면에 내측이 밀착되는 수직곡판(455b)으로 이루어지며, 스프링(450)에 의한 압력을 패킹하부(4514)로 전달한다. 캡플레이트(455)의 수직곡판(455b)은 회전자섭동링(453)의 외측면 일부까지 밀착하여 감싸는데, 이는 회전자패킹(451)과 회전자섭동링(453) 사이에 역세수가 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 상기와 같은 구성으로 인해 회전자패킹(451)은 전체적으로 도 12 내지 14에 도시된 것처럼 수직방향의 단면도가 외향으로 개방된 함입부(452)를 형성하게 되고, 캡플레이트(455)가 패킹하부(4514)에 안착된 상태에서 복원에너지를 보유하는 스프링(450)이 함입부(452)에 안착되게 된다.

상기 회전자섭동링(453)은 회전자패킹(451)의 압력에 의해 고정자섭동링(461)과 섭동면(40)을 이루어 밀착되는 구성으로, 바람직하게는 구동축(421)과의 사이에 일정 공간을 두어 구동축(421)을 둘러싸고 회전자패킹(451)의 하면과 밀착되어 캡플레이트(455)로 밀착부위가 감싸지며, 고정자섭동링(461)과는 섭동면(40)을 이루게 되는 구성이다. 상기 섭동면(40)은 고정자(46)와 회전자(45)가 맞대어지는 면으로 매우 미세한 공극이 존재하나 공극 틈에 수분이 생겨도 회전자(45)의 회전시 고온에 이르게 되므로 기화가 이루어져 기밀이 이루어진다. 또한, 섭동면(40)이 마모되는 경우도 스프링(450)의 복원력에 의해 회전자패킹(451)이 하향으로 신장되어 회전자(45) 전체의 길이가 복원되므로 섭동면(40)의 간극은 일정하게 유지된다. 상기 회전자패킹(451), 스프링(450), 캡플레이트(455), 회전자섭동링(453)은 도 14 내지 8에 도시된 것처럼 회전자케이스(457)에 의해 다시 밀봉되어 내부로 수분이 유입되는 것이 방지된다.

상기 고정자(46)는 상기 회전자(45)와 섭동면(40)을 이루어 지지판(48)에 고정하는 구성으로, 지지판(48)에 고정되어 고정자섭동링(461)을 지지하는 고정자패킹(463)과, 상기 고정자패킹(463)과 밀착하고 회전자섭동링(453)과 섭동면(40)을 형성하는 고정자섭동링(461)을 포함한다.

상기 고정자패킹(463)은 지지판(48)에 고정되어 고정자섭동링(461)을 지지하는 구성으로, 바람직하게는 지지판(48)의 상면에 하면이 밀착되고 고정자섭동링(46)의 하면을 상면에 밀착하며 구동축(421)을 둘러싸는 수평판(463a)과 상기 수평판(463a)의 외주면에서 수직으로 이어져 고정자섭동링(461)을 둘러싸면서 내주면을 고정자섭동링(461)의 외측면에 밀착하는 수직곡판(463b)으로 이루어진다.

상기 고정자섭동링(461)은 상기 고정자패킹(463)과 밀착하고 회전자섭동링(453)과 섭동면(40)을 형성하는 구성으로, 바람직하게는 도 12 내지 14에 도시된 바와 같이 고정자패킹(463)의 수평판(463a)의 상면에 고정자섭동링(461)의 하면을 밀착시키고 고정자패킹(463)의 수직곡판(463b)의 내주면에 고정자섭동링(461)의 외주면을 밀착시키며, 구동축(421)과 일정 간격을 두어 둘러싸고 회전자섭동링(453)과 섭동면(40)을 형성하는 구성이다. 상기와 같이 고정자패킹(463)과 고정자섭동링(461)이 밀착구성되는 이유는 역세수의 유입을 완벽히 차단하고 고정자(46)를 단단히 고정하기 위한 것이다. 전술한 바와 같이 섭동면(40)은 기밀이 보장된다.

상기 구동축케이스(47)는 상기 고정자(46) 및 회전자(45)를 수용하고 구동축(421)을 둘러싸는 구성이다. 앞서 살펴본 도 3에 도시된 바와 같이 구동축(421)은 흡입부(41)와 배출부(43) 내에 위치하여 하우징하부(22)의 원수의 유입 우려는 근본적으로 차단되지만, 흡입부(41)와 연통된 구동축(421)은 배출부(43)의 하단을 관통하고 계속해서 하우징하부(22)의 하면을 관통하여 형성되므로 배출부(43)의 관통부(43a) 및 하우징하부의 관통부(22a)에 역세수의 누수 우려가 있게 된다. 상기 구동축케이스(47)는 상기 배출부(43)의 관통부(도 3의 43a참조)부터 하우징하부의 관통부(도 3의 22a참조)까지 구동축(421)과 전술한 고정자(46) 및 회전자(45)를 감싸 배출부의 관통부(도 3의 43a참조)에서 흘러나오는 역세수가 배출부(43) 또는 하우징(2) 밖으로 누수되는 것을 방지한다. 구동축케이스(47) 내부는 공간이 형성되므로 결국 역세수는 구동축케이스(47) 내부를 이동하며 전술한 고정자(46)와 회전자(45)에 의해 최종적인 기밀이 이루어진다.

상기 지지판(48)은 구동축케이스(47) 및 고정자(46)를 고정하며 하우징(2) 바닥에 결합하는 구성으로, 구동축(421)의 회전력의 영향을 받지 않기 위해서는 전술한 고정자(46)가 단단히 고정될 필요가 있으므로 지지판(48)을 통해 고정자(46)를 고정해주고 전술한 구동축케이스(47) 역시 고정시켜 구동축케이스(47) 내부에서 기밀이 이루어지는 것을 돕는다.

본 발명은 상기와 같이 흡입부(41)의 역세수가 구동축(421)을 따라 하우징(2) 외부로 누출되지 않도록 구동축(421) 주변에 정밀하게 기밀부(44)를 형성하여 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치(1)의 기밀성을 현저히 향상시킨다.

상기 배출부(43)는 상기 흡입부(41)의 일측을 수용하여 흡입부(41)로부터 흡입된 역세수를 배출하는 구성으로, 바람직하게는 도 6에 도시된 바와 같이 후술할 흡입부(41)의 플러싱바디(412)를 베어링(419)을 사이에 두어 수용하고 양 자가 연통되어 수직방향으로 연장되며 다시 직각방향으로 구부러져 하우징하부(22)의 측면을 관통하여 형성되는 도관이다. 상기 배출부(43)는 흡입부(41)와 연결된 구동축(421)이 지면방향으로 관통하며, 상기 베어링(419)으로 인해 흡입부(41)가 배출부(43) 상에서 회전할 수 있다. 전술한 흡입부(41)를 통해 흡입된 역세수는 흡입부(41)의 플러싱바디(412)를 통과하여 배출부(43)를 통해 배출된다(도 2 및 3의 화살표 E).

도 4은 몸체하부덮개(232)의 평면도이고, 도 5는 도 3의 X를 확대한 것으로, 흡입부(41)의 확대 사시도이고, 도 6는 흡입부(41)의 수직방향 단면도이고, 도 7는 플러싱암(411)의 수평방향 단면도이고, 도 8는 플러싱암(411)이 하우징(2) 몸체하부덮개(232)에서 필터엘리먼트(31)와 연통되는 상태를 나타내는 개념도이다.

도 5 내지 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치(1)에서 상기 흡입부(41)는 일단에 형성되고 몸체하부덮개(232) 위를 회전하면서 필터엘리먼트(31)와 연통되어 역세수를 흡입하는 플러싱암(411)과, 상기 플러싱암(411)을 통해 흡입된 역세수를 통과시키고 구동축(421)의 회전력을 흡입부(41)로 전달하는 플러싱바디(412)를 포함한다.

상기 플러싱암(411)은 상기 흡입부(41)의 일단에 형성되고 몸체하부덮개(232) 위를 회전하면서 필터엘리먼트(31)와 연통되어 역세수를 흡입하는 구성으로, 바람직하게는 상기 구동부(42)에 의해 구동축(421)을 중심으로 회전하면서 몸체하부덮개(232)를 관통하여 형성된 필터엘리먼트(31)와 차례로 연통되면서 차압에 의해 필터엘리먼트(31) 내벽에 부착된 이물질을 포함하는 역세수를 흡입하는 원통형 도관이다. 바람직하게 상기 플러싱암(411)은 도 5 및 6에 도시된 것처럼 역세수진입구(411a, 411b, 411c)가 수직방향으로 일정 깊이의 도관으로 형성되고, 끝단이 회전축방향으로 구부러져 축 중심부에서 다시 일정 깊이를 갖는 플러싱바디(412)와 연결된다. 상기 플러싱바디(412)는 다시 구동축(421)과 연결되어 구동부(42)의 회전력을 플러싱암(411)으로 전달하므로 플러싱암(411)은 구동부(42)에 의해 상기 몸체하부덮개(232) 위를 일정한 주기의 각속도로 회전할 수 있게 된다. 전술한 바와 같이 필터엘리먼트(31)는 몸체하부덮개(232)를 관통하여 하우징하부(22)와 연통되고 몸체하부덮개(232) 위의 구동축(421)을 중심으로 하는 동심원(237',237'',237''') 상에 일정한 간격을 두고 배열될 수 있다. 이 경우 상기 흡입부(41)는 동심원(237', 237'', 237''')의 개수와 동일한 수의 플러싱암(411)을 갖을 수 있는데, 상기 동심원(237', 237'', 237''')이 서로 다른 반지름을 가지므로 상기 흡입부(41) 역시 중심축(421)을 중심으로 서로 다른 길이(p, q, r)의 플러싱암(411)을 갖게 된다. 상기 동심원(237', 237'', 237''')의 반지름과 플러싱암(411)의 길이(p, q, r)는 1:1로 대응된다(도 8참조).

상기 플러싱암(411)은 각각의 필터엘리먼트(31)에 연통되어 일정 시간동안 역세수를 받아들이고, 일정 시간이 경과하면 구동부(42)에 의해 동심원(237', 237'',237''')을 따라 회전하여 다음 필터엘리먼트(31)와 연통되고 다시 일정시간 동안 역세수를 받아들이는 과정을 반복한다.

상기 플러싱바디(412)는 플러싱암(411)을 통해 흡입된 역세수를 통과시키고 구동축(421)의 회전력을 흡입부(41)로 전달하는 구성으로, 바람직하게는 플러싱암(411)의 필터엘리먼트(31)가 위치한 반대편 방향의 끝단과 연통되어 도관을 형성하고, 구동부(42)의 구동축(421)에 고정되어 구동축(421)의 회전력을 플러싱암(411)으로 전달하는 구성이다.

본 발명의 바람직한 실시 예로 도 4과 같이 상기 복 수의 필터엘리먼트(31) 들은 구동축(421)을 중심으로 직경이 서로 다른 하나 이상(상기 도면에서는 세 개)의 동심원 경로(237',237'',237''')를 따라 몸체하부덮개(232)를 관통하여 배열될 수 있다. 이 경우 플러싱암(411)은 도 5 내지 8에 도시된 것처럼 각 동심원 경로 상의 필터엘리먼트(31)와 연통되도록 구동축(421)을 중심으로 복 수개의 플러싱암(411)이 방사형으로 형성될 수 있다. 본 발명은 전술한 바와 같이 구동부(42)를 하우징하부(22)에 설치하여 하우징몸체(23)의 공간을 극대화하여 필터엘리먼트(31)를 높은 밀도로 설치할 수 있게 되는데, 상기와 같이 흡입부(41)가 복 수의 플러싱암(411)을 갖게 되므로 직경이 서로 다른 하나 이상의 동심원 경로를 따라 동시에 적어도 하나 이상의 필터엘리먼트(31)의 역세척이 이루어질 수 있게 되어 여과의 효율성이 종래 발명에 비해 현저히 향상된다. 이 경우 각 플러싱암(411)은 서로 다른 방향 및 길이를 갖지만, 중심부에서 하나로 연결되어 플러싱바디(412)로 이어진다. 도 8는 플러싱암(411)이 하우징(2) 몸체하부덮개(232)에서 필터엘리먼트(31)와 연통되는 상태를 나타내는 개념도를 보여주고 있다.

도 9는 도 3의 Y를 확대한 것으로, 플러싱바디(412)의 바플레이트(414)와 구동축의 단부(423)가 연통된 상태의 확대 사시도이고, 도 10은 도 9의 분해사시도이고, 도 11는 도 9의 플러싱바디(412)의 수평방향 단면도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치(1)에서 상기 플러싱바디(412)는 상기 구동축의 단부(423)를 고정하는 구동축고정수단(413)을 포함한다.

상기 구동축고정수단(413)은 구동축의 단부(423)에 고정하기 위한 일체의 구성을 말하는데, 바람직하게는 도 9 내지 11에 도시된 바와 같은 플러싱바디(412)의 중심을 가로지르는 바플레이트(414)와, 상기 바플레이트(414)와 구동축의 단부(423)를 고정 결합하는 고정핀(415)를 포함한다. 바플레이트(414)는 도 10 및 11에 도시된 것처럼 플러싱바디(412) 도관내를 수평방향으로 가로지르는 직육면체 모양의 얇은 판으로 상기 판에는 구동축의 단부(423)와 결합을 위하여 고정핀(415)를 삽입할 수 있는 결합공(427)이 존재하고, 바플레이트(414)를 제외한 부분은 역세수가 이동할 수 있는 충분한 단면적이 확보된다(417). 이 때 상기 구동축의 단부(423)는 상기 바플레이트(414)가 끼워질 수 있는 플레이트홈(425)을 갖는데, 상기 플레이트홈(425)은 상기 바플레이트(414)의 두께를 수용할 수 있을 정도의 폭(425a)이 확보되고 바플레이트(414)가 안착될 수 있을 정도의 깊이(425b)를 갖게 된다. 그리고 플레이트홈(425)도 바플레이트(414)가 끼워진 경우 고정핀(415)를 결합할 수 있는 결합공(427')을 갖는다. 상기와 같은 구성을 통해 바플레이트(414)와 구동축의 단부(423)은 고정핀(415)에 의해 단단히 고정되어 구동축(421)이 회전하는 경우 바플레이트(414)와 결합된 흡입부(41)가 함께 회전하게 된다.

도 15는 배출부의 배출라인(432) 상에 형성된 배압방지탱크(434)의 개념도이다.

도 15를 참조하면, 상기 배출부(43)는 상기 흡입부(41) 하부에서 연통하여 형성한 하나의 배출라인(432) 상에 배압방지탱크(434)를 더 포함할 수 있다.

상기 배압방지탱크(434)는 흡입부(41)와 연통되어 형성된 배출라인(432) 상에 위치하여 흡입부(41)의 배압형성을 방지하기 위한 구성으로, 바람직하게는 흡입부(41)와 연통되어 역세수가 배출되는 배출라인(432)의 일단에 연통되어 내부에 역세수가 축적될 수 있는 원통형 탱크이다. 배출부(43)에 역세수가 많이 쌓이게 되면 배출부(43)의 압력이 높아지게 되고 이에 따라 흡입부(41)의 압력 역시 올라가게 되므로 역세척이 이루어지기 위해 플러싱암(411)과 필터엘리먼트(31)가 연통된 경우도 필터엘리먼트(31)와 흡입부(41)의 차압이 줄어들어 역세수의 흡입력이 약해지게 되므로 충분한 역세척이 이루어지지 않는다. 이로 인해 필터엘리먼트(31) 내부의 압력도 줄어들지 않게 되므로 하우징몸체(23)와 하우징하부(22)와의 차압도 줄어들게 되어 필터엘리먼트(31)로의 밸러스트수 유입도 느려지게 되는 바, 전체적인 밸러스트수 여과처리 능력이 떨어지게 된다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 배출부(43)의 배출라인(432) 말단에 배압방지탱크(434)를 설치하고 배압방지탱크(434)에 일정 수위 이상의 역세수가 쌓이게 되는 경우 이를 방출함으로써 배압형성을 방지하는 것이다. 이를 위해 상기 배압방지탱크(434)는 역세수가 유입되는 유입구(436)보다 배출되는 배출구(438)가 낮게 위치하여, 배압방지탱크(434) 내 수위가 상기 유입구(436)보다 낮게 유지되도록 할 수 있다. 또한, 상기 배압방지탱크(434)는 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서(435)와, 상기 수위측정센서(435)에 의해 측정된 수위가 일정 높이 이상인 경우 탱크 내 저장된 역세수를 배출하는 펌프(437)를 포함하여, 탱크 내 수위가 일정 높이 이상이 된 경우 수위측정센서(435)가 이를 감지하여 상기 펌프(437)에 의해 탱크 내에 저장된 역세수를 배출구(438)를 통해 방출하게 된다.

첨부된 도 2 내지 15를 참조하여 본 발명의 전술한 구성요소 들 간의 상호 작용 관계를 설명한다.

캔들 타입 밸러스트수 여과장치(1)를 가동시키는 경우 밸러스트수는 하우징하부(22)에 관통 형성된 유입부(21)를 통해 하우징하부(22)로 유입된다. 유입된 원수는 하우징하부(22)의 내벽을 따라 이동하다가 하우징몸체(23)에 수용되어 몸체하부덮개(232)와 관통형성되어 있는 필터엘리먼트(31) 내부 압력이 줄어드는 경우 필터엘리먼트(31) 내부로 진입한다. 진입된 원수는 필터엘리먼트(31)를 통해 여과가 이루어진다. 흡입부(41)의 플러싱바디(412)가 구동부(42)에 의한 회전력에 의해 구동축(421)과 함께 회전하면 이와 결합된 플러싱암(411)도 같이 구동축(421)을 중심으로 하는 원주면을 따라 회전하면서 개별 필터엘리먼트(31)와 차례대로 연통된다. 본 발명은 상기 구동부(42)를 밸러스트수 여과장치(1)의 상부가 아닌 하부에 위치함으로써, 구동축(421)이 하우징몸체(23)를 관통하지 않게 되므로, 하우징몸체(23) 내부의 공간이 확보되어 필터엘리먼트(31)의 개수를 늘릴 수 있게 되므로 동일한 부피의 밸러스트수 여과장치(1)에서 여과효율을 높일 수 있게 된다. 또한, 구동축(421)이 하우징(2)을 관통하지 않아 하우징몸체(23)의 몸체상부덮개(231) 및 몸체하부덮개(232)에서 기밀을 유지할 필요가 없어지므로, 구조가 간단해져 실링 비용이 절감되고 실링 손상으로 인해 원수와 여과수가 섞이는 문제가 발생하지 않는다. 또한, 구조가 단순해져 설치가 용이하고, 회전축의 중심을 설정할 문제가 생기지 않는 한편, 여과장치 내부를 수리하거나 부품을 교체하는 경우도 구동부(42)를 제거할 필요 없이 하우징상부(25)와 몸체상부덮개(231)만을 제거하고 수리나 부품교체를 수행하면 되므로 유지보수가 편리해지며, 구동부(42)를 여과장치의 상부에 설치하는 것과 비교해 여과장치의 전체 높이를 낮게 만들어 선박 내에 적은 공간에도 설치가 가능해진다.

필터엘리먼트(31)에는 여과가 이루어진 후 이물질이 끼어있는데, 하우징몸체(23)가 필터엘리먼트(31)와 연통된 흡입부(41)에 비해 높은 압력을 가지므로 차압이 발생하고, 이에 따라 하우징몸체(23)의 밸러스트수가 필터엘리먼트(31) 내부로 들어오면서 필터엘리먼트(31)의 이물질과 함께 플러싱암(411)으로 진입한다. 플러싱암(411)으로 진입한 역세수는 플러싱바디(412)를 따라 배출부(43)로 이동하고 배출라인(432)을 따라 외부로 배출된다. 본 발명은 전술한 바와 같이 구동부(42)를 하우징하부(22)에 설치하여 하우징몸체(23)의 공간을 극대화하여 필터엘리먼트(31)를 높은 밀도로 설치할 수 있게 되는데, 이에 따라 흡입부(41)가 복 수의 플러싱암(411)을 갖게 되므로 직경이 서로 다른 하나 이상의 동심원 경로를 따라 동시에 적어도 하나 이상의 필터엘리먼트(31)의 역세척이 가능해져 여과의 효율성이 종래 발명에 비해 현저히 향상된다. 또한, 흡입부(41)의 역세수가 구동축(421)을 따라 하우징(2) 외부로 누출되지 않도록 기밀부(44)를 형성하여 구동축(421)의 기밀성이 현저히 향상된다.

역세수가 배출부(43)를 통해 배출되는 경우 배출라인(432)의 일단에 형성된 배압방지탱크(434)에 채워지는데, 배압방지탱크(434)가 일정 수위 이상이 되는 경우 수위측정센서(435)가 이를 감지하고 펌프(437)를 가동시켜 채워진 역세수를 배출하게 된다. 이로써 배출부(43) 및 흡입부(41)와 필터엘리먼트(31) 사이의 차압이 유지되어 원활한 여과가 이루어지게 된다.

이상에서, 출원인은 본 발명에 따른 캔들 타입 밸러스트수 여과장치(1)의 바람직한 실시 예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시 예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정 예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

a: 원추형 필터
b1: 모터
b2: 회전축
c: 흡입부
d: 배출부
e: 유입부
f: 유출부
g: 여과처리장치 몸체
h: 다리
i: 여과장치의 하부 사이에 빈 공간
1: 밸러스트수 여과장치
2: 하우징
21: 유입부
22: 하우징하부
22a: 하우징하부의 관통부
23: 하우징몸체
231: 몸체상부덮개
231a: 돌출부 231a': 고정나사 231b: 돌출부
231c: 결합공
232: 몸체하부덮개 233: 지지축 235: 고정나사
237', 237'', 237''': 동심원 경로
24: 유출부 25: 하우징상부
3: 필터부
31: 필터엘리먼트
4: 자동세척부
40: 섭동면
41: 흡입부
411: 플러싱암
411a: 역세수진입구 411b: 말단부
412: 플러싱바디 413: 구동축고정수단 414: 바플레이트
415: 고정핀 417: 역세수 이동 통로 419: 베어링
42: 구동부
421: 구동축
421a: 좁은 직경의 구동축 421b: 넓은 직경의 구동축
423: 구동축의 단부
425: 플레이트홈
425a: 플레이트홈 폭 425b :플레이트홈 깊이
427, 427' : 결합공
43: 배출부
43a: 배출부의 관통부 432: 배출라인 434: 배압방지탱크
435: 수위측정센서 436: 유입구 437: 펌프
438: 배출구
44: 기밀부
45: 회전자
450: 스프링
451:회전자패킹
4510: 패킹상부 4512: 패킹바디 4514: 패킹하부
452: 함입부 453: 회전자섭동링
455:캡플레이트
455a: 수평판 455b: 수직곡판
457: 회전자케이스 461: 고정자섭동링
46: 고정자
461: 고정자섭동링
463: 고정자패킹
463a: 수평판 463b: 수직곡판
47: 구동축케이스 48: 지지판
A: 하우징몸체로 유입되는 밸러스트수
B: 여과되는 밸러스트수
C: 역세척 및 흡입되는 밸러스트수
D: 하우징몸체에서 유출되는 여과된 밸러스트수
E: 배출되는 역세수

Claims (9)

1. 선박의 밸러스트수가 유출입 될 수 있는 유입부와 유출부를 갖는 하우징과; 상기 하우징 내에 위치하고 상기 유입부를 통해 유입된 밸러스트수를 여과시키는 필터부와; 상기 필터부에 부착된 이물질을 세척하는 자동세척부를 포함하고,
   상기 자동세척부는 여과장치 하부에 위치하며 필터부에 부착된 이물질을 포함하는 역세수를 흡입하는 흡입부와, 상기 흡입부와 연결되어 흡입부를 회전시키는 구동부와, 상기 흡입부의 일측을 수용하여 흡입부로부터 흡입된 역세수를 배출하는 배출부를 포함하고,
   상기 필터부는 구동부의 구동축을 중심으로 동심원 경로를 따라 구성되고 여과와 역세척이 가능한 하나 이상의 필터엘리먼트를 포함하고,
   상기 흡입부는 상기 구동부에 의해 구동축을 중심으로 회전하면서 상기 필터부의 동심원 경로 상의 각각의 필터엘리먼트와 연통되어 역세수를 받아들이는 하나 이상의 플러싱암을 포함하며,
   상기 구동부는 상기 하우징 하부에 위치하여 상기 흡입부와 구동축으로 연결되고, 흡입부의 역세수가 구동축을 따라 하우징 외부로 누출되지 않도록 기밀부를 더 포함하고,
   상기 기밀부는 구동축에 고정되어 구동축과 함께 회전하는 회전자와, 상기 회전자와 섭동면을 이루어 지지판에 고정된 고정자와, 상기 고정자 및 회전자를 수용하고 구동축을 둘러싸는 구동축케이스와, 상기 구동축케이스 및 고정자를 고정하며 하우징 바닥에 결합하는 지지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전자는 함입부에 설치된 스프링의 복원력에 의해 하향으로 회전자섭동링을 가압하는 회전자패킹과, 상기 회전자패킹의 압력에 의해 고정자섭동링와 섭동면을 이루어 밀착되는 회전자섭동링과, 스프링의 복원력을 회전자패킹의 하부로 전달하는 캡플레이트와, 상기 회전자패킹 및 회전자섭동링을 둘러싸는 회전자케이스를 포함하고,
   상기 고정자는 지지판에 고정되어 고장자섭동링을 지지하는 고정자패킹과, 상기 고정자패킹과 밀착하고 회전자섭동링과 섭동면을 형성하는 고정자섭동링을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡입부는 상기 플러싱암과 연통되어 흡입된 역세수를 통과시키고 구동축에 고정되어 구동축의 회전력을 흡입부에 전달하는 플러싱바디를 더 포함하고,
   상기 필터엘리먼트 들은 구동축을 중심으로 직경이 서로 다른 하나 이상의 동심원 경로를 따라 배열되고,
   상기 플러싱암은 각 동심원 경로 상의 하나의 필터엘리먼트와 연통되도록 구동축을 중심으로 하나 이상이 방사형으로 존재하는 것을 특징으로 하는 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 플러싱바디는 상기 구동축의 단부를 고정하는 구동축고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 구동축고정수단은 플러싱바디의 중심을 가로지르는 바플레이트를 포함하고,
   상기 구동축의 단부는 상기 바플레이트가 끼워질 수 있는 플레이트홈을 갖는 것을 특징으로 하는 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 배출부는 상기 흡입부 하부에서 연통하여 형성한 하나의 배출라인 상에 배압방지탱크를 포함하여, 배출라인의 역세수 및 이물질이 일차로 상기 배압방지탱크에 저장되어 배출라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 배압방지탱크는 역세수가 유입되는 유입구보다 배출되는 배출구가 낮게 위치하여, 배압방지탱크 내 수위가 상기 유입구보다 낮게 유지되어 배출라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 배압방지탱크는 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서와, 상기 수위측정센서에 의해 측정된 수위가 일정 높이 이상인 경우 탱크 내 저장된 세척수를 배출하는 펌프를 포함하여, 탱크 내 수위를 일정 높이 이하로 유지하여 배출라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 구동축의 기밀성을 향상시킨 캔들 타입 밸러스트수 여과장치.

Images