KR101693232B1 - 필터 및 이를 포함하는 선박용 필터 장치 - Google Patents

필터 및 이를 포함하는 선박용 필터 장치 Download PDF

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Abstract

필터를 개시한다. 본 발명의 일실시예에 따른 필터는 내부 공간이 형성되고, 양단이 개구된 하우징, 상기 하우징의 제1단부에 형성되어 상기 하우징의 제1단부의 반대측인 제2단부로 갈수록 내경이 감소되도록 형성된 엘리먼트부, 및 상기 엘리먼트부의 중앙에 형성된 중공부를 포함할 수 있다.

Description

필터 및 이를 포함하는 선박용 필터 장치{filter and filter apparatus for ship including the same}
본 발명은 필터 및 이를 포함하는 선박용 필터 장치에 관한 것이다.
밸러스트수는 해양 선박에서 중량 분배를 조절하는데 사용된다. 밸러스트수에 의해 선박이 운행되는 과정에서 선박의 균형이 안정적으로 유지될 수 있게 한다.
밸러스트수가 한 항구에서 채워져서 다른 곳으로 이송되고, 그 곳에서 새로운 항구에 배출되는 것이 일반적이다. 이러한 과정에서는 타 지역의 해양 생물이 해당 지역에 유입됨에 따라 생태계가 급변하거나, 해로운 세균성 병원균이 유입되어 질병을 발생시킬 수 있다. 이를 방지하고자 선박에는 밸러스트수 처리 장치가 배치된다.
일반적인 밸러스트수 처리 장치는 필터를 포함한다. 필터는 해수에 포함된 이물질을 여과한다. 이러한 필터가 장시간 사용되는 경우, 필터에 축적된 이물질의 제거가 필요할 수 있다. 필터의 세척을 위하여 처리수를 필터 내부에 역방향으로 공급하는 방법이 사용되는데, 선박이 수질이 좋지 못한 지역의 해수를 처리수로 사용하면, 세척 효율이 떨어지는 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 역세척이 원활하게 이루어질 수 있는 필터 및 이를 포함하는 선박용 필터 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 필터는 내부 공간이 형성되고, 양단이 개구된 하우징, 상기 하우징의 제1단부에 형성되어 상기 하우징의 제1단부의 반대측인 제2단부로 갈수록 내경이 감소되도록 형성된 엘리먼트부, 및 상기 엘리먼트부의 중앙에 형성된 중공부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 중공부는 상기 하우징의 제1단부를 향하여 연장형성될 수 있다.
이때, 상기 중공부에서 상기 엘리먼트부와 연결된 부분에 형성된 체크 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박용 필터 장치는 복수의 필터가 내부 공간에 배치된 몸체 부재, 상기 필터의 역세척을 위한 유체가 유입되는 제1유입부, 상기 제1유입부의 하단에 회전가능하게 결합되어 상기 복수의 필터 중 어느 하나의 필터의 상단을 밀폐하는 제1회전부, 상기 필터를 관통한 유체가 배출되는 제1배출부, 상기 제1배출부의 상단에 회전가능하게 결합되어 상기 제1회전부와 연동되어 회전되면서 상기 복수의 필터 중 어느 하나의 필터의 하단을 밀폐하는 제2회전부, 및 상기 몸체 부재의 일측에 형성되어 해수가 유입되는 제2유입부, 상기 몸체 부재의 일측에 형성되어 상기 필터에서 필터링된 해수가 배출되는 제2배출부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1유입부의 일단은 상기 제2배출부의 일측에 연통될 수 있다.
이때, 상기 제1유입부에 형성되어 유체를 펌핑하는 펌프를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 필터는, 엘리먼트부의 중앙에 형성된 중공부를 통하여 주변부보다 상대적으로 속도가 빠른 제2흐름이 발생된다. 이러한 제2흐름은 제1흐름의 압력에 의하여 발생되는 제3흐름과는 별개로, 주변의 제3흐름을 가속화 시킴으로써 역세척이 보다 원활하게 이루어지도록 한다.
또한, 엘리먼트부에 이물질이 축적된 막힌 상태일수록 중공부를 관통한 처리수의 제2흐름은 더욱 강해짐으로써, 제3흐름도 보다 더욱 강해지게 된다. 이를 통해, 수질이 좋지 못한 지역의 해수를 처리수로 사용하더라도 높은 효율의 역세척을 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 필터를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 필터를 포함하는 선박용 필터 장치를 도시한 도면.
도 3은, 도 2에 도시된 선박용 필터 장치의 내부를 A방향에서 바라본 도면.
도 4는, 도 2에 도시된 선박용 필터 장치에서 해수가 여과되는 과정에서 유체의 흐름을 도시한 도면.
도 5는, 도 2에 도시된 선박용 필터 장치에서 필터의 역세척이 진행되는 과정에서 유체의 흐름을 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 필터를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 필터(100)는 하우징(110)과, 엘리먼트부(120)와, 중공부(130)를 포함할 수 있다.
하우징(110)에는 내부 공간이 형성된다. 하우징(110)은 양단이 개구되게 형성된다. 하우징(110)은 필터(100) 내부를 통하여 이송되는 유체가 외부로 유출되지 않게 한다. 이를 위하여 하우징(110)은 유체가 투과되지 않는 소재로 이루어질 수 있다.
엘리먼트부(120)는 하우징(110)의 제1단부(E1)에 형성된다. 엘리먼트부(120)는 하우징(110)의 제1단부(E1)의 반대측인 제2단부(E2)로 갈수록 내경이 감소되도록 형성된다. 즉, 엘리먼트부(120)는 원뿔 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 엘리먼트부(120)는 해수를 필터링하는데 사용되는 소재로 이루어질 수 있다.
해수가 엘리먼트부(120)를 통과하면서 해수에 포함된 이물질이 여과될 수 있다. 이와 반대로, 엘리먼트부(120)에서 이물질이 축적된 면의 반대면을 향하여 유체를 통과시켜서 이물질을 역세척이 이루어지도록 할 수도 있다.
중공부(130)는 엘리먼트부(120)의 중앙에 형성된다. 중공부(130)는 원뿔 형상의 엘리먼트부(120)의 꼭지점을 관통하도록 이루어질 수 있다. 중공부(130)의 형상은 일례로 하우징(110)의 제1단부(E1)를 향하여 연장형성될 수 있다. 즉, 중공부(130)는 파이프 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 필터(100)는 체크 밸브(140)를 포함할 수 있다. 체크 밸브(140)는 중공부(130)에서 엘리먼트부(120)와 연결된 부분에 형성된다. 이러한 체크 밸브는 해수가 필터링되는 과정에서 엘리먼트부(120)를 통과하지 않고 중공부(130)를 통하여 지나가게 되는 것을 방지한다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 필터(100)에 의해 역세척이 이루어지는 과정을 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 관내의 유동은 가운데 부분의 속도가 빠르고, 벽면과 접촉되는 부분의 속도는 가운데 부분보다 상대적으로 느리다. 필터(100)에 역세척을 위한 유체(이하 '처리수'라 함)가 하우징(110) 내부로 공급된다. 이 과정에서 엘리먼트부(120)의 중앙에 형성된 중공부(130)를 통하여 주변부보다 상대적으로 속도가 빠른 제2흐름(F2)이 발생된다. 이러한 제2흐름(F2)은 제1흐름(F1)의 압력에 의하여 발생되는 제3흐름(F3)과는 별개로, 주변의 제3흐름(F3)을 가속화 시킴으로써 역세척이 보다 원활하게 이루어지도록 한다.
또한, 엘리먼트부(120)에 이물질이 축적된 막힌 상태일수록 중공부(130)를 관통한 처리수의 제2흐름(F2)은 더욱 강해짐으로써, 제3흐름(F3)도 보다 더욱 강해지게 된다. 이를 통해, 수질이 좋지 못한 지역의 해수를 처리수로 사용하더라도 높은 효율의 역세척을 실시 할 수 있다.
이하에서는 전술한 필터(100)를 포함하는 선박용 필터 장치(200)에 대해 설명하기로 한다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 필터를 포함하는 선박용 필터 장치를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 필터 장치(200)는 몸체 부재(210)와, 제1유입부(220)와, 제1회전부(230)와, 제1배출부(250), 제2회전부(240)와, 제2유입부(260)와, 제2배출부(270)를 포함할 수 있다.
몸체 부재(210)는 전술한 구조로 이루어진 복수의 필터(100)가 내부 공간에 배치된다. 복수의 필터(100)는 몸체 부재(210)의 가상의 중심점을 기준으로 일정 각도마다 위치될 수 있다. 즉, 복수의 필터(100)는 배치된 전체적인 형상이 원형인 패턴으로 이루어질 수 있다.
제1유입부(220)는 필터(100)의 역세척을 위한 유체가 유입된다. 제1유입부(220)는 몸체 부재(210)의 일측에 결합될 수 있다. 제1유입부(220)는 몸체 부재(210)의 상측의 중앙 부분을 관통하도록 결합될 수 있다.
제1회전부(230)는 제1유입부(220)의 하단에 회전가능하게 결합되어 복수의 필터(100) 중 어느 하나의 필터(100)의 상단을 밀폐한다. 제1회전부(230)는 몸체 부재(210) 내부에 위치되며, 제1유입부(220)를 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.
제1배출부(250)는 필터(100)를 관통한 유체가 배출된다. 제1배출부(250)는 제1유입부(220)로 유입되어 필터(100)를 통과한 유체를 배출시킨다.
제2회전부(240)는 제1배출부(250)의 상단에 회전가능하게 결합된다. 제2회전부(240)는 제1회전부(230)와 연동되어 회전되면서 복수의 필터(100) 중 어느 하나의 필터(100)의 하단을 밀폐한다.
도 3은, 도 2에 도시된 선박용 필터 장치의 내부를 A방향에서 바라본 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 몸체 부재(210) 내부에 8개의 필터(100)들이 가상의 중심점을 중심으로 45°마다 위치된 경우, 제2회전부(240)와 제1회전부(230)는 시계 방향으로 45°씩 회전될 수 있다.
이에 따라, 8개의 필터(100)들 중에서 어느 하나의 필터(100)만 역세척이 이루어지고, 나머지 필터(100)들에서는 해수의 필터링이 실시될 수 있다. 하나의 필터(100)의 역세척이 완료된 이후에는 제2회전부(240)와 제1회전부(230)가 동일한 방향으로 일정 각도 회전되어 다른 필터(100)의 역세척이 실시된다. 이러한 과정이 반복되면서 모든 필터(100)들이 세척될 수 있다.
도 2로 되돌아가서, 제2유입부(260)는 몸체 부재(210)의 일측에 형성되어 해수가 유입된다. 제2유입부(260)는 선박의 외부로부터 유입된 해수가 유입된다.
제2배출부(270)는 몸체 부재(210)의 일측에 형성된다. 제2배출부(270)에는 필터(100)에서 필터링된 해수가 배출된다. 배출된 해수의 일부는 살균 물질을 생성하는 전기 분해 장치(미도시)로 이송될 수 있고, 나머지는 밸러스트수 저장 탱크에 저장될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 필터 장치(200)에서 제1유입부(220)의 일단은 제2배출부(270)의 일측에 연통될 수 있다.
이러한 구조에 의하여 제2배출부(270)를 통하여 이송되는 필터링된 해수가 역세척용 유체로 사용될 수 있다. 즉, 필터(100)의 역세척을 위한 별도의 유체를 선박 내부에 마련할 필요가 없다. 따라서, 선박 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 필터 장치(200)가 구비된 선박이 수질이 좋지 않은 지역을 운항하더라도, 이물질이 필터링된 해수를 역세척에 바로 사용하므로, 필터(100)의 오염을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 필터 장치(200)는 펌프(221)를 포함할 수 있다. 펌프(221)는 제1유입부(220)에 형성되어 유체를 펌핑한다. 이러한 펌프(221)에 의해 역세척용 유체의 압력이 증가되어 필터(100)에 잔류하는 이물질이 유체에 의해 더욱 원활하게 제거될 수 있다.
이하에서는 전술한 구조로 이루어진 선박용 필터 장치(200)에서 해수가 여과되고, 필터(100)의 역세척이 진행되는 과정을 도면을 참고하여 간략하게 설명한다.
도 4는, 도 2에 도시된 선박용 필터 장치에서 해수가 여과되는 과정에서 유체의 흐름을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 해수가 제2유입부(260)로 유입된다. 필터(100)에서 해수에 포함된 이물질이 필터링된다. 필터링된 해수는 제2배출부(270)로 배출된다.
도 5는, 도 2에 도시된 선박용 필터 장치에서 필터의 역세척이 진행되는 과정에서 유체의 흐름을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제2배출부(270)로 배출되는 필터링된 처리수 중 일부가 제1유입부(220)로 유입된다. 제1회전부(230)를 통과한 처리수는 상방에서 하방으로 필터(100)를 통과하면서 필터(100) 내부의 이물질이 처리수와 함께 제1배출부(250)를 통하여 배출될 수 있다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 필터 110: 하우징
120: 엘리먼트부 130: 중공부
140: 체크 밸브
200: 선박용 필터 장치 210: 몸체 부재
220: 제1유입부 221: 펌프
230: 제1회전부 240: 제2회전부
250: 제1배출부 260: 제2유입부
270: 제2배출부 E1: 제1단부
E2: 제2단부

Claims (6)

  1. 내부 공간이 형성되고, 제1 단부와 제2 단부가 개구되어 유체가 흐르는 하우징, 및
    상기 하우징 내부에서 상기 제1단부에 연결되어 상기 하우징의 상기 제2단부로 갈수록 내경이 감소되도록 형성된 엘리먼트부를 포함하고,
    상기 엘리먼트부는,
    상기 유체를 필터링 할 수 있는 소재로 이루어지며,
    상기 제2단부측 상기 엘리먼트부의 내측 중앙에 형성되어 상기 제1단부 방향으로 연장되는 파이프 형상으로 이루어진 중공부를 포함하고,
    상기 중공부에서 상기 엘리먼트부와 연결되는 부분에 형성되며, 상기 유체가 상기 제1 단부에서 상기 제2 단부 방향으로 흘러 여과될 때에는 폐쇄되고, 상기 유체가 상기 엘리먼트부를 역세척 할 경우에는 개방되는 체크밸브를 포함하는 필터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 따른 복수의 필터가 내부 공간에 배치된 몸체 부재,
    상기 필터의 역세척을 위한 유체가 유입되는 제1유입부,
    상기 제1유입부의 하단에 회전가능하게 결합되어 상기 복수의 필터 중 어느 하나의 필터의 상단을 밀폐하는 제1회전부,
    상기 필터를 관통한 유체가 배출되는 제1배출부,
    상기 제1배출부의 상단에 회전가능하게 결합되어 상기 제1회전부와 연동되어 회전되면서 상기 복수의 필터 중 어느 하나의 필터의 하단을 밀폐하는 제2회전부, 및
    상기 몸체 부재의 일측에 형성되어 해수가 유입되는 제2유입부,
    상기 몸체 부재의 일측에 형성되어 상기 필터에서 필터링된 해수가 배출되는 제2배출부를 포함하는 선박용 필터 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1유입부의 일단은 상기 제2배출부의 일측에 연통된 선박용 필터 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1유입부에 형성되어 유체를 펌핑하는 펌프를 포함하는 선박용 필터 장치.
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