KR101406817B1 - 밸러스트수 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수 유입구 및 해수 유출구가 형성되어 이루어진 하우징; 상기 하우징 내를 상기 해수 유입구와 연통된 해수 유입측 공간 및 상기 해수 유출구와 연통된 해수 유출측 공간으로 구획하며, 복수의 통과공이 서로 원형의 배치를 이루도록 각각 형성되어 이루어진 구획플레이트; 상기 하우징 내의 해수 유출측 공간에 구비되면서 내부로는 해수가 유동되는 공간을 갖도록 형성되며, 하단은 상기 구획플레이트의 각 통과공과 연통되도록 설치되면서 수직하게 세워진 상태로 제공되는 복수의 필터엘리먼트; 상기 하우징의 해수 유입측 공간에 회전 가능하게 설치되며, 구획플레이트의 각 통과공에 순차적으로 일치되면서 세척에 사용된 세척수가 유입되는 회전흡입부; 상기 회전흡입부를 통해 유입된 세척수를 제공받아 외부로 배출하는 배출부; 상기 회전흡입부를 상기 각 필터엘리먼트의 배치 간격만큼 순차 회전시키는 순차회전부;를 포함하여 구성된 밸러스트수 여과장치가 제공되며, 이를 통해 여과 운전에 따른 역세척을 수행하는 도중 각 필터엘리먼트 내부의 역세척을 위해 각 필터엘리먼트와 회전흡입부의 일치하기까지 소요되는 시간을 최대한 단축시켜 불완전 역세척을 최소화할 수 있도록 한 것이다.

Description

밸러스트수 여과장치{ballast water filter equipment}

본 발명은 밸러스트수 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 여과 운전에 따른 역세척을 수행하는 도중 각 필터엘리먼트 내부의 역세척을 위해 각 필터엘리먼트와 회전흡입부의 일치하기까지 소요되는 시간을 최대한 단축시켜 불완전 역세척을 최소화한 새로운 형태에 따른 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다.

일반적으로 밸러스트수(ballast water)는 선박의 균형을 유지하기 위해 선박 내부에 채우는 해수를 의미한다.

상기 밸러스트수는 통상 항구에 정박된 상태에서는 해당 해역에 배출하게 되는데, 이러한 밸러스트수 내에는 상기 밸러스트수를 채운 국가의 해양에 존재하는 각종 해양생물들이 존재하기 때문에 해양 생태계의 교란을 방지하기 위해서는 반드시 상기 밸러스트수를 여과 처리한 후 배출하도록 규정되고 있으며, 상기 선박에 밸러스트수를 채우는 과정에서도 해당 국가의 해수에 포함된 비교적 큰 미생물이나 이물질 등을 일차적으로 여과 처리한 후 해당 선박에 채우고 있다.

이러한 밸러스트수의 여과 처리를 위한 여과장치는 통상 미생물이나 이물질을 필터로 걸러서 처리하는 방식이 주로 사용되고 있으며, 이로 인해 상기 필터의 표면에 누적되는 미생물 및 이물질의 제거를 위해 주기적 혹은, 필요에 따른 필터 세척작업이 추가로 수행되고 있다.

등록특허공보 제10-1287090호와, 공개특허공보 제10-2013-0040213호 및 공개특허공보 제10-2013-0040971호에서는 캔들 타입의 밸러스트수 여과장치를 제공하고 있으며, 이를 통해 밸러스트수를 선박에 채우는 과정에서 해수에 포함된 미생물이나 이물질 등이 걸러질 수 있도록 함과 더불어 각 필터엘리먼트에 대한 주기적인 역세척이 자동으로 이루어질 수 있도록 하고 있다.

특히, 전술된 종래 기술에 따른 밸러스트수 여과장치는 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 구동부(도시는 생략됨)를 하우징(10)의 하부에 위치시킴으로써 하우징(10) 하부 공간에 대한 활용을 극대화할 수 있도록 함과 더불어 함과 더불어 더욱 많은 필터엘리먼트(30)의 부가가 가능하게 된 장점을 가진다.

하지만, 전술된 종래 기술에 따른 밸러스트수 여과장치는 선외의 배출 배관과 연결된 회전흡입부(40)가 구동부에 의해 회전되면서 각 필터엘리먼트(30)의 해수 유입측과 일치되는 과정이 천천히 이루어짐에 따라 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 상기 각 필터엘리먼트(30)와 상기 회전흡입부(40)가 정확히 일치되지 않는 시간이 상기 각 필터엘리먼트(30)와 상기 회전흡입부(40)가 정확히 일치되어 유지되는 시간에 비해 더욱 길다는 단점이 있다.

즉, 상기 회전흡입부(40)는 등속 회전 운동을 하기 때문에 어느 한 필터엘리먼트(30)의 입구와 상기 회전흡입부(40)의 입구가 정확히 일치되어 진행되는 역세척의 수행 시간이 극히 짧을 수밖에 없었으며, 이로 인해 미처리수의 상당량이 선외로 곧장 유출될 뿐만 아니라 해당 필터엘리먼트(30) 내부의 표면에 붙은 각 이물질에 대한 제거도 원활히 이루어지지 못하고 고착되는 현상이 발생되어 필터엘리먼트(30)의 수명 단축과 그 유지비용의 증가를 야기시켰던 문제점이 발생된 것이다.

더욱이, 역세척을 실시하는 시간 및 빈도 역시 증가될 수밖에 없으므로 인해 각 필터엘리먼트(30)를 거쳐 여과된 처리수의 상당량이 세척수로 소모될 수밖에 없어서 밸러스트 작업이 신속히 이루어지지 못하고 지연될 수밖에 없어서 선박의 유지비용이 증가될 수밖에 없다는 문제점이 추가로 야기되었다.

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 여과 운전에 따른 역세척을 수행하는 도중 각 필터엘리먼트 내부의 역세척을 위해 각 필터엘리먼트와 회전흡입부의 일치하기까지 소요되는 시간을 최대한 단축시켜 불완전 역세척을 최소화한 새로운 형태에 따른 밸러스트수 여과장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 밸러스트수 여과장치에 따르면 하부 둘레에는 해수가 유입되는 해수 유입구가 형성되고, 상부 둘레에는 여과 처리된 해수가 배출되는 해수 유출구가 형성되어 이루어진 하우징; 상기 하우징 내를 상기 해수 유입구와 연통된 해수 유입측 공간 및 상기 해수 유출구와 연통된 해수 유출측 공간으로 구획하며, 복수의 통과공이 서로 원형의 배치를 이루도록 각각 형성되어 이루어진 구획플레이트; 상기 하우징 내의 해수 유출측 공간에 구비되면서 내부로는 해수가 유동되는 공간을 갖도록 형성되며, 하단은 상기 구획플레이트의 각 통과공과 연통되도록 설치되면서 수직하게 세워진 상태로 제공되는 복수의 필터엘리먼트; 상기 하우징의 해수 유입측 공간에 회전 가능하게 설치되며, 구획플레이트의 각 통과공에 순차적으로 일치되면서 세척에 사용된 세척수가 유입되는 회전흡입부; 상기 회전흡입부를 통해 유입된 세척수를 제공받아 외부로 배출하는 배출부; 상기 회전흡입부를 상기 각 필터엘리먼트의 배치 간격만큼 순차 회전시키는 순차회전부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 회전흡입부는 상기 해수 유입측 공간 내의 배출부 상단에 회전 가능하게 설치되는 설치단과, 상기 설치단으로부터 어느 한 방사 방향을 향해 연장 형성됨과 더불어 끝단의 상부는 상기 구획플레이트의 통과공과 연통되도록 개방되어 이루어진 연장단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 연장단은 원통이나 반원형 혹은, 라운드형의 통체를 이루도록 형성되고, 상기 연장단 중 상기 통과공과 연통되도록 개방된 부위에는 상기 연장단의 상면과 상기 통과공이 형성된 구획플레이트 사이의 틈새를 밀폐하는 밀폐부재가 더 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출부의 상단 중 상기 회전흡입부의 설치단이 회전 가능하게 설치되는 부위는 상기 설치단 내부와 연통되도록 개방되어 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 순차회전부는 상기 회전흡입부의 회전 동작을 위한 구동력을 제공하는 구동모터와, 둘레면을 따라 복수의 수용홈이 요입 형성되어 이루어진 회전플레이트와, 상기 구동모터의 모터축에 결합됨과 더불어 상기 모터축의 축중심으로부터 편심되어 회전되며, 상기 회전플레이트의 둘레면에 형성된 각 수용홈 내로 순차적으로 수용되면서 상기 회전플레이트를 각 수용홈 간의 이격 거리만큼 순차적으로 회전시키는 편심회전축과, 일단은 상기 회전플레이트의 회전 중심에 고정되고, 타단은 상기 회전흡입부의 회전 중심에 고정되는 암샤프트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 회전플레이트의 둘레면에 형성되는 각 수용홈은 상기 각 필터엘리먼트의 수량과 대응되는 수만큼 형성되고, 상기 각 수용홈들 간의 이격 피치는 상기 각 필터엘리먼트들 간의 이격 피치와 동일하게 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징에는 상기 배출부 내의 세척수를 제공받아 배출하도록 상기 배출부의 내부 공간과 연통되게 연결된 배출관이 더 구비되고, 상기 배출관에는 역세척의 효율 강화를 위해 세척수를 강제 펌핑하여 배출되도록 하는 배출펌프가 더 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 필터엘리먼트는 원통형을 이루도록 형성되고, 상기 각 필터엘리먼트의 내부에는 해당 필터엘리먼트 내를 유동하는 해수 혹은, 세척수의 유속과 자중에 의해 승강 이동되면서 상기 필터엘리먼트의 내주면을 물리적으로 청소하는 고착물 제거부가 더 구비됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 고착물 제거부는 원판형으로 이루어지면서 해당 필터엘리먼트 내를 유동하는 해수 혹은, 세척수의 유속과 자중에 의해 승강 이동되는 승강판과, 상기 승강판의 둘레면에 구비되면서 상기 승강판의 승강 이동시 상기 필터엘리먼트의 내주면을 청소하는 브러시를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 고착물 제거부를 이루는 승강판의 내측 부위에는 상기 승강판의 승강시 세척수의 흐름에 의해 상기 승강판을 회전시키는 복수의 블레이드가 더 구비되어 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 밸러스트수 여과장치는 순차회전부의 추가적인 제공에 의해 회전흡입부가 강제적으로 간헐 회전되면서 각 필터엘리먼트에 순차적으로 일치되기 때문에 상기 회전흡입부가 다른 한 필터엘리먼트에 일치되기까지 소요되는 시간이 극히 짧게 이루어질 수 있게 되어, 하우징의 세척수 유입 공간 내에 존재하는 해수가 상기 회전흡입부의 연통공 내로 유입되는 량은 극히 미미하게만 이루어질 수 있게 된다는 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 밸러스트수 여과장치는 순차회전부를 이루는 편심회전축이 회전플레이트의 어느 한 수용홈 내로부터 벗어난 시점부터 또 다른 수용홈 내로 진입하기 전까지 상기 회전플레이트의 회전이 이루어지지 않기 때문에 필터엘리먼트와 회전흡입부가 일치된 상태로 역세척 작업을 진행하는 시간의 증가를 이룰 수 있게 되고, 이로 인한 세척 효율의 향상을 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.

도 1은 종래 일반적인 밸러스트수 여과장치의 필터엘리먼트와 회전흡입부 간의 불완전 일치 상태를 설명하기 위해 나타낸 요부도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과장치의 외관 및 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 요부 절개사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과장치의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 단면도
도 4는 도 3의 “A”부 확대도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과장치의 회전흡입부를 이루는 연장단의 구조를 설명하기 위해 나타낸 요부 단면도
도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과장치의 순차회전부에 대한 구조 및 동작 과정을 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과장치의 다른 형태를 설명하기 위해 나타낸 단면도
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과장치의 고착물 제거부에 대한 다른 실시형태를 설명하기 위해 나타낸 사시도

이하, 본 발명의 밸러스트수 여과장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 14를 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과장치의 외관 및 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 요부 절개사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과장치의 내부 구조를 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과장치는 크게 하우징(100)과, 구획플레이트(200)와, 복수의 필터엘리먼트(300)와, 회전흡입부(400)과, 배출부(500)를 포함하여 구성되며, 특히 순차회전부(600)의 추가적인 제공을 통해 구동모터(610)의 연속 회전운동을 간헐적 회전운동으로 전환될 수 있도록 함으로써 회전흡입부(400)가 각각의 필터엘리먼트(300)에 순차적이면서도 빠르게 이동될 수 있도록 하여 역세척 성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 하우징(100)은 해수의 여과를 위한 공간 및 각 구동 부품들의 장착을 위한 공간을 제공하면서 밸러스트수 여과장치의 외관을 형성하는 부위이다.

상기한 하우징(100)은 상면 및 저면이 개방됨과 더불어 내부에 해수 유입측 공간(101) 및 해수 유출측 공간(102)을 가지는 관체로 형성되며, 하부 둘레에는 해수가 유입되는 해수 유입구(110)가 형성되고, 상부 둘레에는 여과 처리된 해수가 배출되는 해수 유출구(120)가 형성되어 이루어진다.

이때, 상기 하우징(100)의 개방된 상면에는 상부덮개(130)가 분리 가능하게 구비되면서 상기 하우징(100)의 개방된 상면을 폐쇄하도록 구성되고, 상기 하우징(100)의 개방된 저면에는 저부덮개(140)가 분리 가능하게 구비되면서 상기 하우징(100)의 개방된 저면을 폐쇄하도록 구성된다.

이와 함께, 상기 하우징(100)에는 상기 해수 유출측 공간(102) 내의 수압을 감지하기 위한 제1압력감지센서(150) 및 상기 해수 유입측 공간(101) 내의 수압을 감지하기 위한 제2압력감지센서(160)가 각각 더 구비된다. 즉, 두 압력감지센서(150,160)에 의해 센싱된 압력값의 차이를 토대로 각 필터엘리멘트(300)들에 의한 여과 성능의 저하를 확인하여 역세척 작업의 진행 여부가 판단될 수 있도록 한 것이다.

다음으로, 상기 구획플레이트(200)는 상기 하우징(100) 내부의 상기 해수 유입구(110)와 연통된 해수 유입측 공간(101) 및 상기 해수 유출구(120)와 연통된 해수 유출측 공간(102)을 서로 구획하는 부위이다.

상기 구획플레이트(200)는 상기 해수 유입구(110)에 인접한 상기 하우징(100) 내의 저부측 공간에 구비됨으로써 충분한 크기의 해수 유출측 공간(102)이 제공될 수 있도록 하며, 이를 통해 상기 해수 유출측 공간(102)에서 수행되는 여과 작업이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 상기 구획플레이트(200)에는 상하로 관통되는 복수의 통과공(210)이 형성되며, 이때 상기 각 통과공(210)은 평면에서 봤을 때 전체적으로 원형의 배치를 이루도록 각각 형성된다.

다음으로, 상기 각 필터엘리먼트(300)는 상기 구획플레이트(200)의 각 통과공(210)을 통과하여 하우징(100) 내의 해수 유출측 공간(102) 내로 유입된 해수를 여과하는 장비이다.

상기한 필터엘리먼트(300)는 상기 하우징(100) 내의 해수 유출측 공간(102) 내에 구비되면서 내부로는 해수가 유동되는 공간을 갖는 관체로 형성되며, 둘레면은 해수의 통과는 가능하면서도 상기 해수에 포함된 각종 이물질이나 미생물은 걸러낼 수 있도록 필터체로 구성된다.

이와 함께, 상기 필터엘리먼트(300)의 상단은 상부덮개(130)와는 별도의 상부평판(170)에 고정되고, 상기 필터엘리먼트(300)의 하단은 상기 구획플레이트(200)의 각 통과공(210)과 연통되도록 설치되면서 수직하게 세워진 상태로 제공된다. 물론, 상기 필터엘리먼트(300)의 상단을 상기 상부덮개(130)에 직접 설치되면서 고정되도록 구성할 수도 있다.

다음으로, 상기 회전흡입부(400)는 각 필터엘리먼트(300)의 세척에 사용된 세척수를 하우징(100) 외부로 배출되도록 안내하는 관체로써, 상기 하우징(100)의 해수 유입측 공간(101) 내에 회전 가능하게 설치된다.

상기한 회전흡입부(400)는 첨부된 도 4에 도시된 바와 같이 상기 해수 유입측 공간(101) 내에 회전 가능하게 설치되는 설치단(410)과, 상기 설치단(410)으로부터 어느 한 방사 방향을 향해 연장 형성됨과 더불어 끝단의 상부는 상기 구획플레이트(200)의 통과공(210)과 연통되도록 연통공(421)이 형성된 연장단(420)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 설치단(410)의 상면 중 회전흡입부(400)의 회전 중심이 되는 부위에는 지지축(411)이 상향 돌출 형성됨과 더불어 이 지지축(411)은 구획플레이트(200)의 저면 중앙에 회전 가능하게 설치된다. 이와 함께, 상기 설치단(410)의 하단은 후술될 배출부(500)의 상단에 회전 가능하게 설치된다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 첨부된 도 5에 도시된 바와 같이 상기 연장단(420)이 원통이나 반원형 혹은, 라운드형의 통체를 이루도록 형성됨을 특징으로 제시한다. 이러한 구조는 상기 연장단(420)이 하우징(100) 내의 해수 유입측 공간(101) 내에서 수평 회전할 때 상기 해수 유입측 공간(101) 내에 존재하는 해수에 의한 유체저항이 최소화될 수 있도록 하기 위함이며, 이를 통해 구동모터(610)의 부하를 감소시켜 보다 소용량의 모터 사용이 가능하도록 한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 회전흡입부(400)를 이루는 연장단(420)의 연통공(421)에는 상기 연통공(421)이 형성된 부위와 상기 통과공(210)이 형성된 구획플레이트(200) 사이의 틈새를 밀폐하는 링형의 밀폐부재(422)가 더 구비됨을 추가로 제시하며, 이를 통해 각 필터엘리먼트(300)에 대한 역세척 작업이 진행되는 도중 하우징(100)의 해수 유입측 공간(101) 내에 존재하는 해수가 상기 회전흡입부(400) 내로 직접 유입됨이 방지될 수 있도록 한다.

한편, 상기 밀폐부재(422)가 접촉되는 구획플레이트(200)의 저면에는 상기 밀폐부재(422)의 이동 경로를 따라 보강판(220)을 더 구비함이 바람직하다.

즉, 상기 밀폐부재(422)가 항상 상기 구획플레이트(200)의 저면에 접촉된 상태로 이동될 경우 서로 간의 마찰로 인해 변형이 야기될 수 있다는 것을 고려할 때 상기 보강판(220)의 추가적 제공을 통해 마찰로 인한 변형이 최소화될 수 있도록 한 것이다.

특히, 상기 보강판(220)은 불소수지의 평판으로 구성함으로써 상기 밀폐부재(422)와의 마찰력을 최소화할 수 있도록 함이 더욱 바람직하다.

물론, 도시되지는 않았지만 상기 구획플레이트(200)의 저면에 보강판(220)을 추가로 설치하는 것이 아닌, 상기 구획플레이트(200) 자체를 불소수지의 평판으로 구성할 수도 있다.

다음으로, 상기 배출부(500)는 상기 회전흡입부(400)를 통해 유입된 세척수를 제공받아 하우징(100) 외부로 배출하는 구성이다.

상기한 배출부(500)는 상기 하우징(100)의 해수 유입측 공간(101) 내에 별도의 구획된 공간을 갖도록 형성되며, 첨부된 도 4에 도시된 바와 같이 상기 해수 유입측 공간(101) 내의 중앙측 저부에 구비되면서 상기 회전흡입부(400)를 이루는 설치단(410)이 회전 가능하게 설치되는 연통단(510)과, 상기 연통단(510) 내부와 연통되면서 연통단(510)을 통해 유입된 세척수를 하우징(100) 외부로 배출하도록 상기 하우징(100)의 저부와 연통된 배출단(520)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 연통단(510)은 상기 설치단(410) 내부와 연통되도록 개방되어 이루어진다.

또한, 상기 하우징(100)의 저면에는 상기 배출부(500)를 이루는 배출단(520)과 연통된 상태로 상기 배출단(520)을 통해 배출되는 세척수를 제공받아 배출하는 배출관(530)이 더 구비되고, 상기 배출관(530)에는 역세척의 효율 강화를 위해 세척수를 강제 펌핑하여 배출되도록 하는 배출펌프(540)가 더 구비된다.

다음으로, 상기 순차회전부(600)는 상기 회전흡입부(400)를 상기 각 필터엘리먼트(300)의 배치 간격만큼 순차 회전시키는 부위이다.

이와 같은 순차회전부(600)는 첨부된 도 2와, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 구동모터(610)와, 회전플레이트(620)와, 편심회전축(630) 및 암샤프트(640)와, 회전부재(650)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 구동모터(610)는 상기 회전흡입부(400)의 회전 동작을 위한 구동력을 제공하는 모터이다. 이때 상기 구동모터(610)는 하우징(100)의 저부에 고정 설치되며, 그의 모터축(611)은 상기 하우징(100)의 저면을 향해 상향 돌출되도록 위치된다.

또한, 상기 회전플레이트(620)는 회전흡입부(400)를 일정한 각도로 순차 회전시키는 부위로써, 둘레면을 따라 복수의 수용홈(621)이 요입 형성되어 이루어진 평판형 구조로 형성된다. 이때, 상기 각 수용홈(621)은 각 필터엘리먼트(300)의 수량과 대응되는 수만큼 형성됨과 더불어 상기 회전플레이트(620)의 방사 방향을 향해 요입되도록 형성되며, 상기 각 수용홈(621) 간의 이격 피치는 상기 각 필터엘리먼트(300)들 간의 이격 피치와 동일하게 형성된다. 특히, 상기 각 수용홈(621)들 사이를 이루는 둘레면(622)은 각각 라운드진 요입 구조로 형성된다.
또한, 상기 회전부재(650)는 상기 구동모터(610)의 모터축(611)과 동심을 이루도록 설치되면서 상기 구동모터(610)의 구동에 의해 회전되는 부위이며, 그의 상면 중앙 부위는 둘레면이 상기 회전플레이트(620)의 각 라운드진 둘레면(622)에 일치되는 원주면으로 형성된 지지블럭(651)을 포함하여 구성된다. 이때 상기 지지블럭(651)의 둘레면 중 일부의 둘레면에는 상기 회전플레이트(620)의 각 라운드진 둘레면(622)들 사이의 부위(수용홈이 형성된 부위)가 위치될 경우 서로 간의 간섭됨을 회피하기 위한 회피홈(652)이 형성되어 이루어진다.

또한, 상기 편심회전축(630)은 상기 회전부재(650)의 상면 중 상기 회전부재(650)의 회전 중심과는 편심된 어느 한 측 둘레 부위에 구비되며, 특히 상기 편심회전축(630)은 그의 일 회전시마다 상기 회전플레이트(620)의 각 수용홈(621) 내에 순차적으로 수용되면서 상기 회전플레이트(620)를 각 수용홈(621) 간의 이격 피치만큼 순차 회전시키는 부위이다.

또한, 상기 암샤프트(640)는 상기 회전플레이트(620)와 함께 회전되면서 상기 회전흡입부(400)를 회전시키는 부위로써, 일단은 상기 회전플레이트(620)의 회전 중심에 고정되고, 타단은 상기 회전흡입부(400)의 회전 중심에 고정된다.

하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과장치에 의한 밸러스트수 여과 과정 및 상기 여과장치의 세척 과정에 대하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 밸러스트수 여과장치의 동작 제어가 이루어짐에 따른 해수의 여과 작업이 진행될 때에는 하우징(100)의 해수 유입측 공간(101) 내부로 해수 유입구(110)를 통해 해수가 유입된다.

이와 함께, 상기 해수 유입측 공간(101) 내에 유입된 해수는 구획플레이트(200)의 각 통과공(210)을 통과하게 된다.

그리고, 상기와 같이 각 통과공(210)을 통과한 해수는 해수 유출측 공간(102) 내의 상기 각 통과공(210)과 연통되게 설치된 각 필터엘리먼트(300) 내로 유입되며, 계속해서 상기 각 필터엘리먼트(300)를 통과하여 하우징(100)의 해수 유출측 공간(102) 내로 유동되면서 상기 해수에 포함된 미생물이나 각종 이물질이 걸러지게 된다.

이후, 상기 해수 유출측 공간(102) 내로 유동된 해수는 상기 하우징(100)의 해수 유출구(120)를 통해 해당 선박의 밸러스트 탱크(도시는 생략됨) 내로 유동되어 저장된다.

한편, 상기한 과정이 진행되는 도중에는 하우징(100)에 설치된 제1압력감지센서(150) 및 제2압력감지센서(160)를 통한 해수 유출측 공간(102) 내의 수압 및 해수 유입측 공간(102) 내의 수압이 각각 감지되며, 이렇게 감지된 각 수압의 차이를 토대로 각 필터엘리멘트(300)들에 의한 여과 성능의 저하가 확인된다.

즉, 수압의 차이가 설정값을 초과하게 될 경우 각 필터엘리멘트(300)들에 의한 여과 성능이 저하되었음으로 판단하여 역세척 작업이 진행되도록 제어되는 것이다.

그리고, 상기한 역세척 작업의 진행을 위한 제어가 이루어질 때에는 배출관(530)에 설치된 배출펌프(540)가 동작됨과 더불어 회전흡입부(400)를 이루는 연장단(420)의 연통공(421)은 구획플레이트(200)의 어느 한 통과공(210)과 일치됨으로써 해당 통과공(210) 내로는 더 이상 해수 유입측 공간(101) 내의 해수가 유입되지 않게 된다.

이에 따라, 상기 통과공(210)과 연통되게 설치된 필터엘리먼트(300) 내부는 순간적으로 역압이 걸리게 되고, 이로 인해 하우징(100) 내의 해수 유출측 공간(102)에 존재하는 여과처리된 해수가 상기 필터엘리먼트(300)로 빨려 들어오면서 해당 필터엘리먼트(300)의 표면에 붙은 각종 미생물 및 이물질을 상기 필터엘리먼트(300)의 표면으로부터 분리시키면서 상기 회전흡입부(400) 내로 역류되는 역세척이 이루어지며, 계속해서 상기 미생물 및 이물질을 포함하는 세척수는 상기 회전흡입부(400)의 연장단(420)과 설치단(410) 및 배출부(500)의 연통단(510)과 배출단(520)을 순차적으로 통과한 후 배출관(530)을 통해 배출된다.

한편, 전술된 역세척 작업이 진행될 때에는 순차회전부(600)를 이루는 구동모터(610)의 구동 및 이로 인한 편심회전축(630)의 편심 회전에 의해 회전플레이트(620)는 간헐적 회전을 수행하게 되며, 이러한 회전플레이트(620)의 간헐적 회전에 의해 암샤프트(640)로 상기 회전플레이트(620)와 연동되도록 설치된 회전흡입부(400) 역시 간헐적인 회전을 수행하게 된다.

즉, 첨부된 도 6 내지 도 11에 도시된 바와 같이 구동모터(610)의 구동에 따른 편심회전축(630)의 편심 회전이 이루어지면서 상기 편심회전축(630)이 상기 회전플레이트(620)의 각 수용홈(621) 내에 수용 및 이탈을 순차적으로 반복함에 따라 상기 회전플레이트(620)는 상기 편심회전축(630)의 1회전이 이루어질 때마다 상기 회전흡입부(400)의 연통공(421)이 구획플레이트(200)의 각 통과공(210)에 순차적으로 위치될 수 있게 되는 것이다. 이때 상기 편심회전축(630)이 어느 한 수용홈(621)으로부터 벗어나 다른 한 수용홈(621) 내에 진입하기 전까지는 지지블럭(651)의 원주면으로 이루어진 둘레면이 상기 회전플레이트(620)의 각 라운드진 둘레면(622)에 일치되면서 상기 회전플레이트(620)의 회전됨을 방지하게 된다.

특히, 상기 편심회전축(630)에 의한 구획플레이트(200)의 강제적 간헐 회전은 순간적으로 이루어지기 때문에 최대한 빠른 시간 내에 상기 회전흡입부(400)의 연통공(421)이 어느 한 통과공(210)으로부터 그에 인접된 다른 한 통과공(210)으로 이동되며, 이로 인해 하우징(100)의 세척수 유입 공간(101) 내에 존재하는 해수가 상기 회전흡입부(400)의 연통공(421) 내로 유입되는 량은 미미하게만 이루어짐에 따라 시간당 처리할 수 있는 해수 유량의 증가를 이룰 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 상기 편심회전축(630)이 회전플레이트(620)의 어느 한 수용홈(621) 내로부터 벗어난 시점부터 또 다른 수용홈(621) 내로 진입하기까지는 상기 회전플레이트(620)의 회전이 이루어지지 않기 때문에 필터엘리먼트(300)와 회전흡입부(400)가 일치된 상태로 유지되는 시간이 상기 회전흡입부(400)가 또 다른 필터엘리먼트(300)와 일치되기 위해 이동되는 시간에 비해 길기 때문에 세척 효율이 더욱 향상될 수 있게 된다.

또한, 상기 회전흡입부(400)가 어느 한 필터엘리먼트(300)와 일치된 상태로 해당 필터엘리먼트(300)의 내부에 대한 역세척이 진행되는 도중 여타의 필터엘리먼트(300)가 위치된 구획플레이트(200)의 통과공(210)은 하우징(100)의 해수 유입측 공간(101) 내부와 개방된 상태를 유지하기 때문에 계속적인 해수의 여과 작업을 수행할 수 있게 되며, 이로 인해 밸러스트 탱크 내에 밸러스트수를 채우는 시간은 단축될 수 있게 된다.

그리고, 전술된 각 과정의 연속 반복적인 수행에 의해 모든 필터엘리먼트(300)에 대한 역세척이 완료되면 순차회전부(600)의 동작이 중단되면서 더 이상의 세척 작업은 진행되지 않고 여과 작업만 수행된다.

한편, 본 발명에 따른 밸러스트수 여과장치는 전술된 실시예의 구성으로만 실시되는 것으로 한정되지 않는다.

예컨대, 첨부된 도 2 및 도 12에 도시된 바와 같이 각 필터엘리먼트(300)의 경우 전술된 실시예와는 달리 원통형을 이루도록 형성할 수도 있는 것이다.

이와 함께, 상기 각 필터엘리먼트(300)를 원통형으로 형성할 경우에는 상기 각 필터엘리먼트(300)의 내부에 고착물 제거부(700)를 추가로 구비함이 더욱 바람직하다.

즉, 상기 고착물 제거부(700)의 추가적 제공에 의해 각 필터엘리먼트(300) 내부의 표면에 고착된 이물질이나 미생물이 물리적으로 제거될 수 있도록 함으로써 상기 각 필터엘리먼트(300)의 세척 효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

이러한 고착물 제거부(700)는 다양하게 구성될 수 있지만, 본 발명의 실시예에서는 상기 고착물 제거부(700)가 원판형으로 이루어지면서 해당 필터엘리먼트(300) 내를 유동하는 해수 혹은, 세척수의 유속과 자중에 의해 승강 이동되는 승강판(710)과, 상기 승강판(710)의 둘레면에 구비되면서 상기 승강판(710)의 승강 이동시 상기 필터엘리먼트(300)의 내주면을 청소하는 브러시(720)를 포함하여 구성됨을 제시한다.

즉, 해당 필터엘리먼트(300) 내를 유동하는 해수 혹은, 세척수의 유속과 자중에 의해 상기 승강판(710)이 승강 이동되면서 상기 승강판(710)의 둘레면에 구비된 브러시(720)가 필터엘리먼트(300)의 내주면을 물리적으로 청소할 수 있도록 한 것이다.

물론, 첨부된 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 상기 고착물 제거부(700)를 이루는 승강판(710)의 내측 부위에는 복수의 블레이드(711)가 더 구비될 수도 있다. 즉, 상기한 복수의 블레이드(711)에 대한 추가적 구성을 통해 승강판(710)이 승강 이동되는 도중 상기 각 블레이드(711)로 제공되는 세척수의 유체 흐름에 의해 회전력이 발생될 수 있도록 하고, 이를 통한 승강판(710)의 회전 동작이 이루어질 수 있도록 함으로써 브러시(720)가 필터엘리먼트(300) 내벽면을 따라 승강 이동되는 도중 회전되면서 상기 필터엘리먼트(300)의 내벽면을 긁어줄 수 있도록 하여 세척 효율이 더욱 향상될 수 있도록 한 것이다.

또 한편, 본 발명의 밸러스트수 여과장치는 전술된 각 필터엘리먼트(300)가 구획플레이트(200) 상에 단순히 하나의 열을 이루면서 원형으로 배치되도록 한 구조뿐만 아니라, 도시되지는 않았지만 상기 구획플레이트(200)의 방사 방향을 향해 둘 이상 복수의 열을 이루면서 원형으로 배치되는 다중 배열 구조로도 형성할 수 있다. 즉, 각 필터엘리먼트(300)를 다중 배열 구조로 배치함으로써 최소한의 공간 내에 최대한 많은 수의 필터엘리먼트(300)가 제공될 수 있도록 하여 밸러스트수의 여과 시간이 단축될 수 있도록 한 것이다. 물론, 이와 같이 필터엘리먼트(300)를 다중 배열 구조로 배치할 경우 회전흡입부(400)의 각 연장단(420) 역시 복수로 제공된다.

특히, 상기 필터엘리먼트(300)를 다중 배열 구조로 형성할 경우 종래의 회전흡입부(400)를 등속 회전시키도록 한 기술(예컨대, 등록특허공보 제10-1287090호에 기재된 기술)은 상기 회전흡입부(400)의 회전 중심으로부터 먼 쪽의 배열에 배치된 필터엘리먼트(300)가 상기 회전흡입부(400)의 회전 중심으로부터 가까운 쪽의 배열에 배치된 필터엘리먼트(300)에 비해 역세척이 이루어지는 시간이 더욱 짧아짐에 따른 세척 효율 저하가 야기될 수밖에 없다는 문제점이 발생된 반면, 순차회전부(600)를 추가로 적용한 본 발명의 밸러스트수 여과장치는 상기 필터엘리먼트(300)의 배치 위치나 배열에 관계없이 모두 동일한 시간 동안 회전흡입부(400)의 연통공(421)이 구획플레이트(200)의 각 통과공(210)에 일치될 수 있기 때문에 모든 필터엘리먼트(300)의 역세척 성능을 균일하게 제공할 수 있다는 현저히 향상된 효과를 제공하게 된다.

이렇듯, 본 발명에 따른 밸러스트수 여과장치는 다양한 변형과 개량이 이루어진다 하더라도 항상 균일한 세척 성능을 얻을 수 있는 유용한 발명이라 할 수 있다.

100. 하우징 101. 해수 유입측 공간
102. 해수 유출측 공간 110. 해수 유입구
120. 해수 유출구 130. 상부덮개
140. 저부덮개 150. 제1압력감지센서
160. 제2압력감지센서 170. 상부평판
200. 구획플레이트 210. 통과공
220 .보강판 300. 필터엘리먼트
400. 회전흡입부 410. 설치단
411. 지지축 420. 연장단
421. 연통공 422. 밀폐부재
500. 배출부 510. 연통단
520. 배출단 530. 배출관
540. 배출펌프 600. 순차회전부
610. 구동모터 611. 모터축
620. 회전플레이트 621. 수용홈
630. 편심회전축 640. 암샤프트
700. 고착물 제거부 710. 승강판
720. 브러시

Claims (10)

1. 하부 둘레에는 해수가 유입되는 해수 유입구가 형성되고, 상부 둘레에는 여과 처리된 해수가 배출되는 해수 유출구가 형성되어 이루어진 하우징;
   상기 하우징 내를 상기 해수 유입구와 연통된 해수 유입측 공간 및 상기 해수 유출구와 연통된 해수 유출측 공간으로 구획하며, 복수의 통과공이 서로 원형의 배치를 이루도록 각각 형성되어 이루어진 구획플레이트;
   상기 하우징 내의 해수 유출측 공간에 구비되면서 내부로는 해수가 유동되는 공간을 갖도록 형성되며, 하단은 상기 구획플레이트의 각 통과공과 연통되도록 설치되면서 수직하게 세워진 상태로 제공되는 복수의 필터엘리먼트;
   상기 하우징의 해수 유입측 공간에 회전 가능하게 설치되며, 구획플레이트의 각 통과공에 순차적으로 일치되면서 세척에 사용된 세척수가 유입되는 회전흡입부;
   상기 회전흡입부를 통해 유입된 세척수를 제공받아 외부로 배출하는 배출부;
   상기 회전흡입부를 각 필터엘리먼트의 배치 간격만큼 비연속적으로 순차 회전시키는 순차회전부;를 포함하여 구성되며,
   상기 회전흡입부는
   상기 해수 유입측 공간 내의 배출부 상단에 회전 가능하게 설치되는 설치단과, 상기 설치단으로부터 어느 한 방사 방향을 향해 연장 형성됨과 더불어 끝단의 상부는 상기 구획플레이트의 통과공과 연통되도록 개방되어 이루어진 연장단을 포함하여 구성되며,
   상기 연장단은 원통이나 반원형 혹은, 라운드형의 통체를 이루도록 형성되고, 상기 연장단 중 상기 통과공과 연통되도록 개방된 부위에는 상기 연장단의 상면과 상기 통과공이 형성된 구획플레이트 사이의 틈새를 밀폐하는 밀폐부재가 더 구비됨을 특징으로 하는 밸러스트수 여과장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 배출부의 상단 중 상기 회전흡입부의 설치단이 회전 가능하게 설치되는 부위는 상기 설치단 내부와 연통되도록 개방되어 이루어짐을 특징으로 하는 밸러스트수 여과장치.
5. 해수 유입구 및 해수 유출구가 형성되어 이루어진 하우징;
   상기 하우징 내를 해수 유입구와 연통된 공간 및 해수 유출구와 연통된 공간으로 구획하며, 복수의 통과공이 원형의 배치를 이루도록 형성된 구획플레이트;
   상기 하우징 내의 해수 유출측 공간에 구비되면서 내부로는 해수가 유동되는 공간을 갖도록 형성되며, 하단은 상기 구획플레이트의 각 통과공과 연통되도록 설치되는 복수의 필터엘리먼트;
   상기 하우징의 해수 유입측 공간에 회전 가능하게 설치되며, 구획플레이트의 각 통과공에 순차적으로 일치되면서 세척에 사용된 세척수가 유입되는 회전흡입부;
   상기 회전흡입부를 각 필터엘리먼트의 배치 간격만큼 비연속적으로 순차 회전시키는 순차회전부;를 포함하여 구성되며,
   상기 순차회전부는 구동력을 제공하는 구동모터와, 둘레에는 방사 방향을 향해 요입된 복수의 수용홈이 형성됨과 더불어 상기 각 수용홈들 사이를 이루는 둘레면은 각각 라운드진 요입 구조로 형성된 회전플레이트와, 상기 구동모터의 구동에 의해 회전되며, 일부의 둘레면은 상기 회전플레이트의 각 라운드진 둘레면에 일치되는 원주면으로 형성됨과 더불어 다른 일부의 둘레면에는 상기 회전플레이트의 각 라운드진 둘레면들 사이의 부위가 위치될 경우 간섭됨을 회피하기 위한 회피홈이 형성되어 이루어진 지지블럭을 가지는 회전부재와, 상기 회전부재의 각 부위 중 회전부재의 회전 중심과는 편심된 어느 한 측의 부위에 구비되며, 그의 일 회전시마다 상기 회전플레이트의 각 수용홈 내에 순차적으로 수용되면서 상기 회전플레이트를 각 수용홈 간의 이격 거리만큼 순차 회전시키는 단일의 편심회전축과, 일단은 상기 회전플레이트의 회전 중심에 고정되고, 타단은 상기 회전흡입부의 회전 중심에 고정되는 암샤프트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밸러스트수 여과장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 회전플레이트의 둘레면에 형성되는 각 수용홈은 상기 각 필터엘리먼트의 수량과 대응되는 수만큼 형성되고,
   상기 각 수용홈들 간의 이격 피치는 상기 각 필터엘리먼트들 간의 이격 피치와 동일하게 형성됨을 특징으로 하는 밸러스트수 여과장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징에는 상기 배출부 내의 세척수를 제공받아 배출하도록 상기 배출부의 내부 공간과 연통되게 연결된 배출관이 더 구비되고,
   상기 배출관에는 역세척의 효율 강화를 위해 세척수를 강제 펌핑하여 배출되도록 하는 배출펌프가 더 구비됨을 특징으로 하는 밸러스트수 여과장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 각 필터엘리먼트는 원통형을 이루도록 형성되고,
   상기 각 필터엘리먼트의 내부에는 해당 필터엘리먼트 내를 유동하는 해수 혹은, 세척수의 유속과 자중에 의해 승강 이동되면서 상기 필터엘리먼트의 내주면을 물리적으로 청소하는 고착물 제거부가 더 구비됨을 특징으로 하는 밸러스트수 여과장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 고착물 제거부는
   원판형으로 이루어지면서 해당 필터엘리먼트 내를 유동하는 해수 혹은, 세척수의 유속과 자중에 의해 승강 이동되는 승강판과,
   상기 승강판의 둘레면에 구비되면서 상기 승강판의 승강 이동시 상기 필터엘리먼트의 내주면을 청소하는 브러시를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밸러스트수 여과장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 고착물 제거부를 이루는 승강판의 내측 부위에는 상기 승강판의 승강시 세척수의 흐름에 의해 상기 승강판을 회전시키는 복수의 블레이드가 더 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 밸러스트수 여과장치.
    

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