KR101780952B1 - 밸러스트수 여과 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 필터어셈블리와, 순환유로와, 세척수 펌프 및 차압해소부를 포함하여 이루어지며, 상기한 필터어셈블리와 순환유로, 세척수 펌프 및 차압해소부는 서로 단일화되어 밸러스트수 처리시스템의 여타 구성과는 독립된 모듈로 구성됨을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치가 제공되며, 이를 통해 역세수를 선외로 배출할 수 있는 밸러스팅시 1차 여과뿐 아니라 역세수를 선외로 배출할 수 없는 디밸러스팅시에도 2차 여과 및 차압 해소를 위한 역세가 수행될 수 있도록 하여 해양 미생물의 최종 여과율을 높일 수 있으며, 또한 후처리설비에 각종 이물질이 유입되어 파손이나 고장이 유발되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 하면서도 보다 컴팩트한 구성으로 협소한 공간에도 설치가 가능하도록 한 것이다.
Description
본 발명은 선박의 밸러스트수를 여과하기 위한 여과 처리장치에 관련된 것으로, 밸러스팅 뿐 아니라 세척수의 배출이 불가하여 여과장치를 사용할 수 없던 디밸러스팅시에도 여과장치의 사용이 가능하여 재차 여과함으로써 최종 여과율을 높일 수 있으며, 또한 후처리설비에 각종 이물질이 유입되어 파손이나 고장이 유발되는 것을 미연에 방지할 수 있으면서도 협소한 공간에 적용 가능한 새로운 형태에 따른 밸러스트수 여과 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 밸러스트수(ballast water)는 선박의 균형을 유지하기 위해 선박 내부에 채우는 해수로써, 전 세계적으로 연간 50~100억톤 규모로 사용되고 있다.
이와 같은 밸러스트수 내에는 다양한 생물이 존재하며, 이러한 생물의 대부분은 그 배출 해역 환경에 적응하지 못해 사멸되지만, 일부 내성이 강한 종은 살아남아 항만 고유의 생태계를 교란시키는 문제점이 야기되었다.
이에 국제해사기구(IMO:International Maritime Organization)에서는 밸러스트수 관리시스템(BWMS:Ballast Water Management System)을 개발하여 생물을 원천적으로 제거 및 사멸시킨 후 배출해야 하는 국제선박평형수관리협약(IMO D2 regulation)을 제정하였으며, 이러한 D2규정에 따라 밸러스트수 내에 포함된 해양생물의 해역 간 이동은 허용되지 않으며, 이동 후 배출시에는 반드시 사멸처리하여 배출수 내의 생존 해양생물이 기준치 이하를 이루도록 관리하고 있다.
이러한 IMO의 D2규정에 따라 종래에는 다양한 처리장치가 제공되고 있으며, 통상적으로는 첨부된 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 후처리설비(7)에서 사멸하기 힘든 큰 해양생물을 미리 여과 처리장치(1)로 걸러냄으로써 상기 후처리설비(7)로 유입되는 개체수를 줄여 사멸에 사용되는 에너지를 경감하면서도 IMO의 D2규정을 만족할 수 있도록 하고 있다.
그러나, 상기 종래 방식의 여과 처리장치(1)는 그에 사용되는 여과망의 공극보다 큰 해양생물 및 이물질을 걸러내는 역할을 수행하는데 반해, 여과망 표면에 여과 대상물이 축적됨으로 인한 막힘 현상이 발생되어 처리유량이 감소되는 단점을 가지고 있으며, 이러한 처리유량의 유지를 위해 주기적인 세척을 하도록 구성되고 있다. 이에 관련하여는 등록특허 제10-1563888호, 공개특허 제10-2014-0088456호, 공개특허 제10-2014-0071660호, 등록특허 제10-1486501호, 등록특허 제10-1486503호, 공개특허 제10-2016-0064374호, 등록특허 제10-1406817호, 등록특허 제10-1587249호 등에 개시된 바와 같다.
특히, 전술된 바와 같은 다양한 형태의 밸러스트수 여과장치들 중 역세척 방식의 여과장치는 여과망의 막힘을 여과망의 전후 차압으로 감지하고 여과방향과 반대방향으로 역세수가 흐르게 하여 여과망 표면에 부착된 미생물과 이물질을 여과대상물을 털어버림으로써 역세수와 함께 배출함으로서 막힘 현상을 해소하는 방법으로 세척을 하고 있다.
하지만, 이러한 역세척시 발생하는 역세배출수에는 많은 해양생물이 포함되어 있다는 것을 고려할 때 밸러스팅시(밸러스트수의 선내 유입시)에는 동일 해역이므로 사멸처리 없이 선외로 배출할 수 있으나, 디밸러스팅시(밸러스트수의 선외 배출시)에는 여과망 표면에 부착된 미생물이 다른 해역의 미생물이고 후처리설비(자외선, 전기분해 등)로 배출기준에 맞게 사멸처리를 하지 않았으므로 역세척 방법으로는 곧장 선외로 배출할 수가 없었다.
이에 따라, 종래에는 도 1a에 도시된 바와 같이 여과 처리장치(1), 후처리설비(7) 순으로 밸러스팅을 하고, 역세척을 할 수 없는 디밸러스팅 때에는 도 1b에 도시된 바와 같이 여과처리장치(1)는 건너뛰고 후처리설비(7)(예컨대, 자외선 살균설비)로만 처리하여 선외로 배출하고 있다.
그러나, 상기한 일반적인 종래의 처리방식은 밸러스팅시 여과가 되지 않았거나 선박의 밸러스트수 저장탱크(3) 내에 존재하는 이물질이 디밸러스팅시 여과 처리장치(1)를 건너뛰고 후처리설비(7)로 바로 유입되므로 자외선 램프나 전극의 파손과 같은 후처리설비(7)의 파손 및 고장이 빈번하게 발생되었다.
특히, 디밸러스팅시 여과 처리장치(1)를 건너뛰기 위한 별도의 배관(8) 및 밸브(9a,9b,9c)가 추가로 구성되어야만 한다는 것을 고려할 때 해당 구성으로 인한 현존선에의 적용이 극히 곤란하였다. 즉, 건조시 밸러스트수 처리장치의 설치 공간을 확보하지 않은 현존선에 밸러스트수의 처리를 위한 장비의 추가 제공시에는 공간을 줄이는 것이 매우 중요함에도 불구하고 상기한 배관(8) 및 밸브(9a,9b,9c)의 추가 제공에 따른 공간이 크게 필요하였기 때문에 상기한 종래의 기술에 따른 구조를 현존선에 적용하는 것이 사실상 어려웠던 것이다.
또한, 밸러스팅시에는 여과망을 통과하는 크기의 해양생물이었으나 밸러스트수 저장탱크(3) 내에서 후처리설비(7)로 사멸하기 힘들만큼 성장하였을 경우에는 여과처리를 하지 않고 상기 후처리설비(7)로만 배출기준을 충족할 만큼 해양생물을 사멸하기 위해서는 큰 에너지가 요구될 수밖에 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 역세수를 배출할 수 없는 디밸러스팅시에도 차압 해소를 위한 역세가 수행될 수 있도록 하여 밸러스팅 및 디밸러스팅에서 모두 여과 처리가 가능하여 최종 여과율을 높일 수 있으며, 또한 디밸러스팅시 후처리설비에 각종 이물질이 유입되어 파손이나 고장이 유발되는 것을 미연에 방지할 수 있으면서 보다 작은 공간에도 설치가 가능한 새로운 형태에 따른 밸러스트수 여과 처리장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치는 밸러스트 펌프에 의해 펌핑된 밸러스트수의 유동을 안내하는 유입측 관로에 연결되는 미처리수 유입배관 및 후처리장치의 유입관로에 연결되는 처리수 유출배관을 갖는 하우징과, 상기 미처리수 유입배관을 통해 유입되어 처리수 유출배관으로 배출되는 밸러스트수로부터 이물질을 걸러주는 복수의 필터엘리먼트와, 상기 미처리수 유입배관 및 처리수 유출배관과는 별도로 제공되는 세척수 배출관을 가지는 필터어셈블리; 상기 필터어셈블리의 세척수 배출관을 통해 배출되는 역세수가 상기 필터어셈블리의 미처리수 유입배관으로 재유입되도록 안내하는 순환유로; 상기 세척수 배출관과 순환유로 간의 연결 부위에 설치되면서 상기 세척수 배출관을 통해 배출되는 역세수가 선외로 배출되도록 하거나 혹은, 순환유로를 따라 강제 순환되도록 펌핑하는 세척수 펌프; 상기 순환유로의 관로 중 상기 세척수 펌프의 역세수 배출측에 구비되면서 차압을 해소하는 차압해소부;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
여기서, 상기 순환유로와 세척수 펌프 및 차압해소부는 상기 필터어셈블리에 단일의 모듈을 이루도록 설치됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 순환유로에는 선외로의 역세수 배출을 위한 선외 배출유로가 더 구비되고, 상기 순환유로와 선외 배출유로에는 해당 관로의 개폐를 위한 개폐밸브가 각각 더 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 순환유로의 역세수가 배출되는 측은 상기 미처리수 유입배관의 둘레를 관통하여 상기 미처리수 유입배관 내로 삽입되게 설치되며, 상기 순환유로의 역세수가 배출되는 측 끝단은 미처리수 유입배관을 따라 유동되는 밸러스트수의 유동 방향을 향해 절곡 혹은, 라운드지게 형성됨과 더불어 관말 부위는 점차 확관되게 형성되면서 말단이 유선형 구조로 형성되고, 상기 순환유로의 역세수가 배출되는 측 끝단 내부에는 유선형의 유속가속깃이 내장됨과 더불어 이 유속가속깃의 표면에는 다수의 접촉핀이 돌출되어 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 차압해소부는 저부로 갈수록 협소하게 이루어짐과 더불어 저부 끝단은 이물질이 배출되도록 개방된 사이클론몸체와, 상기 사이클론몸체 내에 설치되는 복수의 보조사이클론과, 상기 각 보조사이클론의 상단 둘레를 통해 상기 각 보조사이클론 내부로 역세수가 유입되도록 안내하는 유입관과, 상기 사이클론몸체의 상부 둘레를 관통하도록 설치되면서 상기 각 보조사이클론을 통과하여 이물질이 분리된 역세수의 유출을 안내하는 유출관과, 상기 사이클론몸체 내의 저부측 공간에 구비되면서 상기 각 보조사이클론들로부터 분리된 이물질의 재비산을 방지하기 위해 삿갓 구조를 이루면서 순차적으로 구비된 비산방지플레이트 및 복수의 안내깃과, 상기 사이클론몸체의 하측에 구비되면서 이물질의 선택적 배출을 위한 배출밸브로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 차압해소부는 내부가 빈 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 저면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유입측에 연결되는 유입관과, 상기 몸체의 둘레면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유출측에 연결되는 유출관과, 상기 몸체 내에 유출관을 가로막도록 설치됨과 더불어 둘레면에는 다수의 통공이 형성되면서 회전모터의 구동에 의해 회전되도록 이루어진 회전통체와, 상기 회전통체와 유출관 사이를 가로막도록 고정 설치되면서 둘레면에는 다수의 통공이 형성된 다공관으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 차압해소부는 내부가 빈 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 저면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유입측에 연결되는 유입관과, 상기 몸체의 둘레면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유출측에 연결되는 유출관과, 상기 몸체 내에 유입관이 연통된 공간 및 유출관이 연통된 공간을 가로막도록 설치됨과 더불어 표면에는 다수의 통공이 형성되면서 밸러스트수의 유동 방향으로 갈수록 외향 경사지게 형성된 구획판과, 상기 몸체 내의 유입관이 연통된 공간측에 위치됨과 더불어 회전모터의 구동에 의해 회전되면서 상기 구획판을 통과하여 유출관으로 유출되는 밸러스트수를 분쇄하는 회전브러시로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 차압해소부는 내부가 빈 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 둘레면 일측에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유입측에 연결되는 유입관과, 상기 몸체의 둘레면 타측에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유출측에 연결되는 유출관과, 상기 몸체 내에 유입관이 연통된 측 및 유출관이 연통된 측을 가로막도록 설치되면서 회전모터의 구동에 의해 회전되면서 상기 유입관을 통해 유입되어 유출관으로 유출되는 밸러스트수를 분쇄하는 다공형의 분쇄블레이드와, 상기 유출관과 분쇄블레이드 사이를 가로막도록 위치되면서 미생물 및 이물질의 추가적 분쇄를 위한 반원통형의 타공분쇄판으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터어셈블리의 세척수 배출관은 상기 복수의 필터엘리먼트를 세척한 역세수가 배출되는 관로로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징 내에는 상하 공간을 구획하면서 상기 필터엘리먼트 내부와 연통되는 복수의 통과공이 형성된 구획플레이트가 구비되고, 상기 세척수 배출관의 끝단에는 상기 각 통과공에 일치될 경우 서로 간의 틈새를 차단하는 기밀부재가 더 구비되며, 상기 기밀부재는 둘 이상의 통과공을 동시에 폐쇄할 수 있을 크기의 유선형으로 형성되어 세척수 배출관이 어느 한 통과공에 일치되기 전까지 미처리수가 상기 세척수 배출관을 통해 배출됨을 방지하도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징은 상부로 개방되면서 내부 공간을 갖는 통체로 형성됨과 더불어 개방된 상면은 덮개가 구비되어 이루어지고, 상기 덮개는 덮개리프트에 고정됨과 더불어 상기 덮개리프트는 승강샤프트가이드의 지지를 받아 승강 및 회전 가능하게 설치된 승강샤프트에 결합 고정되면서 상기 승강샤프트의 상승 이동에 의해 상기 하우징의 상면으로부터 이격된 후 해당 승강샤프트의 회전 조작에 의해 상기 하우징의 상면이 완전히 개방될 수 있도록 구성되며, 상기 승강샤프트의 승강 이동은 유압 자키의 조작으로 이루어짐을 특징으로 한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치는 단일의 독립된 모듈로 제공됨에 따라 새로운 밸러스트수 처리시스템뿐 아니라 종래의 밸러스트수 처리시스템에도 손쉬운 적용이 가능하다는 효과를 가진다.
특히, 모듈화된 밸러스트수 여과 처리장치만 밸러스트수 처리시스템으로부터 분리될 수 있기 때문에 필터어셈블리의 유지 보수가 손쉽게 수행될 수 있게 된 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치는 디밸러스팅시에도 밸러스팅시와 동일하게 여과 처리장치를 통과하도록 구성되기 때문에 상기 여과 처리장치를 건너뛰기 위한 별도의 배관구성이 필요없어서 컴팩트화가 가능할 뿐 아니라 현존선과 같이 사전에 설치 공간이 충분히 확보되지 않는다 하더라도 그 설치가 가능하다는 효과를 가진다.
이와 함께, 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치는 선외에서 밸러스트수를 밸러스트수 저장탱크 내에 저장하는 밸러스팅 뿐 아니라 이 밸러스트수 저장탱크 내에 저장된 밸러스트수를 선외로 배출하는 디밸러스팅 때에도 IMO D2 배출규정을 만족하면서 각 필터엘리먼트에 대한 세척 작업이 가능하기 때문에 각 필터엘리먼트의 표면 막힘에 따른 차압 발생이 방지되며, 후단에 위치되는 후처리설비의 파손이나 고장이 유발되지 않는다는 효과를 가진다.
특히, 상기 밸러스팅시 비록 여과망을 통과하는 크기의 미생물이었으나 생존하여 밸러스트수 저장탱크 내에서 후처리설비로 사멸하기 어려울만큼 성장했다 하더라도 디밸러스팅시 여과 처리장치에서 재차 걸러지기 때문에 후처리설비에서 IMO D2규정의 배출기준을 충족하도록 사멸하기 위해 사용되는 많은 에너지의 소모를 줄일 수 있게 됨과 더불어 동일 에너지의 사용시에는 보다 가혹한 배출기준을 적용하더라도 만족할 수 있다는 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치는 디밸러스팅 중 막힘현상에 따른 역세척시 역세수 재순환 배관에 배압을 작게 형성함에 따라 역세수의 재순환 흐름을 원활히 하여 역세척의 효과를 증대시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치는 배출안내부를 이루는 기밀부재의 유선형 구조로 인해 세척수 배출관이 어느 한 통과공으로부터 다른 한 통과공에 일치되도록 이동되는 도중 상기한 세척수 배출관 내로 비세척수가 원치않게 배출됨을 방지될 수 있게 된 효과를 가진다.
이와 함께, 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치는 순환유로의 유로배출측 구조 및 관말 부위의 구조로 인해 역세수의 재순환 유량이 증가될 수 있게 된 효과를 가진다.
도 1a은 종래 밸러스트수 처리시스템의 밸러스팅시 해수 및 역세수 흐름을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 1b는 종래 밸러스트수 처리시스템의 디밸러스팅시 해수 흐름을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치가 적용된 밸러스트수 처리시스템을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치를 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리에 대한 상세 구조를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리 중 덮개의 개방을 위한 구조 및 과정을 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 8은 종래의 일반적인 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리 중 덮개의 개방을 위한 구조를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리 중 배출안내부의 기밀부재 및 그 작용을 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리 중 배출안내부의 기밀부재 및 그 작용을 설명하기 위해 나타낸 요부 상태도
도 14는 도 4의 “A”부 확대도
도 15은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 차압해소부에 대한 일 예를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 16는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치가 적용된 밸러스트수 처리시스템의 밸러스팅시 해수의 흐름을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 밸러스팅과 디밸러스팅 도중 여과 작업시 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 18는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 밸러스팅 도중 여과 및 역세척 작업시 해수의 흐름을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 밸러스팅 도중 여과 및 역세척 작업시 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 디밸러스팅 중 여과 및 역세척 작업시 해수의 흐름을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 21는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 디밸러스팅 중 여과 및 역세척 작업시 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 22 내지 도 26는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 차압해소부에 대한 다른 예들을 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 1b는 종래 밸러스트수 처리시스템의 디밸러스팅시 해수 흐름을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치가 적용된 밸러스트수 처리시스템을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치를 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리에 대한 상세 구조를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리 중 덮개의 개방을 위한 구조 및 과정을 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 8은 종래의 일반적인 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리 중 덮개의 개방을 위한 구조를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리 중 배출안내부의 기밀부재 및 그 작용을 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리 중 배출안내부의 기밀부재 및 그 작용을 설명하기 위해 나타낸 요부 상태도
도 14는 도 4의 “A”부 확대도
도 15은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 차압해소부에 대한 일 예를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 16는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치가 적용된 밸러스트수 처리시스템의 밸러스팅시 해수의 흐름을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 밸러스팅과 디밸러스팅 도중 여과 작업시 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 18는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 밸러스팅 도중 여과 및 역세척 작업시 해수의 흐름을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 밸러스팅 도중 여과 및 역세척 작업시 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 디밸러스팅 중 여과 및 역세척 작업시 해수의 흐름을 설명하기 위해 나타낸 블럭도
도 21는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 디밸러스팅 중 여과 및 역세척 작업시 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 22 내지 도 26는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 차압해소부에 대한 다른 예들을 설명하기 위해 나타낸 상태도
이하, 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 26를 참조하여 설명하도록 한다.
첨부된 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치가 적용된 밸러스트수 처리시스템을 설명하기 위해 나타낸 블럭도이다.
이에 따르면, 밸러스트수 처리시스템은 밸러스트수 여과 처리장치를 포함하여 이루어진 시스템으로써, 해수를 씨체스트(9)를 통하여 밸러스트수 여과 처리장치(1)로 유동되도록 안내하는 유입측 관로(2)와, 상기 밸러스트수 여과 처리장치(1)를 거쳐 밸러스트수 저장탱크(이하, “저장탱크”라 함)(3)로 저장되도록 안내하는 유출측 관로(4)와, 상기 유입측 관로(2) 및 유출측 관로(4)를 통해 밸러스트수가 유동되도록 펌핑하는 밸러스트수 펌프(5)와, 상기 저장탱크(3)로부터 상기 유입측 관로(2)의 밸러스트수 펌프(5) 선단으로 밸러스트수를 안내하는 안내관로(6)와, 상기 유출측 관로(4)에 설치되는 후처리설비(예컨대, 적외선 살균 설비)(7)를 포함하여 구성되며, 이때 상기 유출측 관로(4)에는 선외로 밸러스트수를 배출하는 선외배출유로(4a) 및 저장탱크(3)로 밸러스트수를 저장하는 저장탱크 주입유로(4b)가 더 연결되면서 밸러스트수의 선외 배출시 상기 후처리설비(7)를 통과한 밸러스트수가 상기 선외배출유로(4a)를 통해 선외로 배출되도록 구성된다.
이와 함께, 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치(1)는 상기 유입측 관로(2) 상에 구비되면서 상기 유입측 관로(2)를 통과하는 해수 내의 이물질을 걸러주도록 이루어짐과 더불어 역세척을 통한 차압 해소가 가능하도록 이루어진 장치이다.
한편, 첨부된 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 필터어셈블리에 대한 상세 구조를 설명하기 위해 나타낸 상태도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치(1)는 크게 필터어셈블리(100)와, 순환유로(200)와, 세척수 펌프(300) 및 차압해소부(400)를 포함하여 이루어지며, 특히 상기한 필터어셈블리(100)와 순환유로(200), 세척수 펌프(300) 및 차압해소부(400)는 서로 단일화되어 밸러스트수 처리시스템의 여타 구성과는 독립된 모듈로 구성됨을 특징으로 제시한다.
즉, 상기 밸러스트수 여과 처리장치(1)가 밸러스트수 처리시스템에 선택적으로 적용될 수 있는 독립된 모듈로 제공되도록 함으로써 유지 보수가 용이하면서도 새로운 밸러스트수 처리시스템뿐 아니라 종래 밸러스트수 처리시스템이 적용된 현존선에도 손쉬운 적용이 가능하도록 하며, 또한 밸러스트수를 선외로 배출하는 디밸러스팅 때에도 여과처리의 수행이 가능하면서도 필터어셈블리(100)의 역세척도 가능하도록 한 것이다.
이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 필터어셈블리(100)는 유입측 관로(2)를 통해 유입되는 해수 내의 이물질을 걸러주는 부위이다.
이와 같은 필터어셈블리(100)는 하우징(110)과, 미처리수 유입배관(120)과, 처리수 유출배관(130)과, 복수의 필터엘리먼트(140) 및 세척수 유출관(150)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 하우징(110)은 밸러스트수 여과 처리장치(1)의 외관을 형성하는 부위로써, 상부로 개방되면서 내부 공간을 갖는 통체로 형성됨과 더불어 내부에는 상하 공간을 구획하는 구획플레이트(111)가 구비되어 이루어지며, 이때 상기 구획플레이트(111)에는 그의 둘레 방향을 따라 복수의 통과공(112)이 관통 형성된다.
이와 함께, 첨부된 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 하우징(110)의 개방된 상면에는 필터엘리먼트(140)를 교환할 수 있도록 덮개(113)가 개폐 가능하게 설치된다.
특히, 상기 덮개(113)는 쉽고 편리하게 개방하기 위하여 덮개리프트(118)에 고정되고, 상기 덮개리프트(118)는 승강샤프트가이드(117)의 지지를 받아 승강 및 회전 가능하게 설치된 승강샤프트(114)에 결합 고정되면서 상기 승강샤프트(114)의 상승 이동에 의해 상기 하우징(110)의 상면으로부터 이격된 후 해당 승강샤프트(114)의 회전 조작에 의해 상기 하우징(110)의 상면이 완전히 개방될 수 있게 된다. 이때 상기 승강샤프트(114)의 승강 이동은 유압 자키(jack)(115)의 조작으로 이루어질 수 있도록 구성되며, 이에 관련하여는 첨부된 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같다.
즉, 첨부된 도 8에 도시된 바와 같이 종래의 밸러스트수 여과 처리장치는 덮개(113)를 크레인(10)으로 완전히 들어올려 개방하는 구조가 일반적이라는 것을 고려한다면 선박의 내부에 상기 덮개(113)의 개방을 위한 크레인(10)을 설치하여야만 할 뿐 아니라 상기 덮개(113)의 개방 및 취출을 위한 충분한 공간이 제공되어야만 하기 때문에 첨부된 도 5 내지 도 7의 개폐 구조로 덮개(113)가 개폐될 수 있도록 한 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치는 그 설치 공간을 최소화할 수 있게 되어 현존선에의 설치도 가능하다는 장점을 가진다.
또한, 첨부된 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 미처리수 유입배관(120)은 밸러스트 펌프(5)에 의해 펌핑된 밸러스트수의 유동을 안내하는 유입측 관로(2)에 연결되는 배관으로써 상기 하우징(110)의 저부측 둘레면에 구비된다.
또한, 상기 처리수 유출배관(130)은 밸러스트수 저장탱크(3) 혹은, 선외로 배출되도록 안내하는 유출측 관로(4)에 연결되는 배관으로써 상기 하우징(110)의 상부측 둘레면에 구비된다.
또한, 상기 필터엘리먼트(140)는 상기 미처리수 유입배관(120)을 통해 유입되어 처리수 유출배관(130)으로 배출되는 밸러스트수로부터 이물질을 걸러주는 필터이다. 이러한 필터엘리먼트(140)는 복수로 제공됨과 더불어 둘레면이 망 혹은, 여과용 실이 권취된 구조로 이루어지면서 저면이 개방된 통 형상으로 형성되며, 상기 개방된 저면은 상기 하우징(110) 내의 구획플레이트(111) 상면에 얹힌 상태로 상기 구획플레이트(111)의 각 통과공(112)과 연통되도록 각각 설치된다.
또한, 상기 세척수 유출관(150)은 상기 미처리수 유입배관(120) 및 처리수 유출배관(130)과는 별도로 제공되는 관로로써 상기 하우징(110)의 저부측 둘레면에 구비된다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 세척수 유출관(150)이 상기 각 필터엘리먼트(140)의 역세척에 의해 하우징(110) 내의 상측 공간으로부터 각 필터엘리먼트(140)를 통과하여 하우징(110) 내의 하측 공간으로 유동되는 세척수를 하우징(110) 외부로 배출하는 배관임을 특징으로 제시한다.
한편, 상기 필터어셈블리(100)를 이루는 하우징(110) 내의 저부측 공간에는 상기 필터엘리먼트(140)를 역으로 통과한 세척수가 상기 하우징(110) 내의 저부측 공간과는 구획된 상태로 상기 세척수 유출관(150)으로 유동되도록 안내하는 배출안내부(160)가 더 구비된다.
상기 배출안내부(160)는 상기 각 필터엘리먼트(300)의 세척에 사용된 세척수를 제공받아 배출하도록 이루어진 부위로써 압력트랜스미터(116a,116b)를 통해 확인된 여과수와 미여과수의 차압이 미리 설정한 값에 도달할 때 동작되도록 이루어지며, 구획플레이트(111)의 각 통과공(112)에 순차적으로 일치되는 세척수 배출관(161)과, 상기 세척수 배출관(161)이 통과공(112)에 일치될 경우 서로 간의 틈새를 차단하는 기밀부재(162)와, 상기 세척수 배출관(161)의 순차적 회전 구동을 위한 구동모터(163)를 포함하여 이루어진다.
특히, 상기 기밀부재(162)의 경우 첨부된 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 둘 이상의 통과공(112)을 동시에 폐쇄할 수 있을 크기의 유선형으로 형성하여 첨부된 도 12와 같이 세척수 배출관(161)이 어느 한 통과공(112)으로부터 다른 한 통과공(112)에 일치되도록 이동되는 도중 상기한 세척수 배출관(161) 내로 미처리수(비세척수)가 원치않게 배출(첨부된 도 13의 상태 참조)됨이 방지될 수 있도록 하며, 이를 통해 역세 효율이 극대화될 수 있도록 한다.
이때, 첨부된 도 9는 배출안내부(160)가 회전되면서 기밀부재(162)와 통과공(112)이 연통될 때의 상태이고, 도 10 및 도 11은 배출안내부(160)가 회전되면서 기밀부재(162)와 통과공(112)이 연통되지 않을 때의 상태로서 미처리수가 유입되지 않음을 알 수 있다.
다음으로, 첨부된 도 4에 도시된 바와 같이 상기 순환유로(200)는 상기 세척수 유출관(150)을 통해 배출되는 이물질을 포함한 밸러스트수(이하, “역세수”라 함)가 상기 필터어셈블리(100)의 미처리수 유입배관(120)으로 재유입되도록 안내하는 유로이다.
이와 같은 순환유로(200)는 상기 세척수 유출관(150)에 일단이 연결됨과 더불어 타단은 상기 미처리수 유입배관(120) 내부에 위치되도록 구성된다.
즉, 상기한 순환유로(200)의 구조를 통해 필터어셈블리(100)의 각 필터엘리먼트(140)를 세척한 역세수는 다시금 필터어셈블리(100) 내의 각 필터엘리먼트(140)를 통과하면서 재차적으로 처리(이물질 필터링)될 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 순환유로(200)의 각 부위 중 역세수가 배출되는 부위(이하, “유로배출측”이라 함)(201)는 상기 미처리수 유입배관(120)의 둘레를 관통하여 상기 미처리수 유입배관(120) 내로 삽입되게 설치됨과 더불어 미처리수 유입배관(120)을 따라 유동되는 밸러스트수의 유동 방향을 향해 절곡 혹은, 라운드지게 형성되며, 특히 상기 유로배출측(201)의 관말 부위(202)는 첨부된 도 10에 도시된 바와 같이 밸러스트수가 배출되는 방향으로 갈수록 점차 확관됨과 더불어 끝단은 유선형 구조로 형성됨으로써 압력 손실을 최소화하고 상기 미처리수 유입배관(120)내로 상기 순환유로(200)를 따라 유동되는 역세수의 배출이 이젝트 원리에 의하여 더욱 원활히 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다.
즉, 상기와 같은 순환유로(200)의 유로배출측(201) 구조는 상기 미처리수 유입배관(120)을 따라 흐르는 밸러스트수의 유동압력(음압)에 의해 상기 순환유로(200) 내의 배출측을 통해 배출되는 역세수의 배출 유량이 더욱 증가될 수 있도록 한 것이다.
특히, 상기 순환유로(200)의 역세수가 배출되는 측 끝단 내부에는 유선형의 유속가속깃(203)이 내장됨과 더불어 이 유속가속깃(203)의 표면에는 다수의 접촉핀(204)이 돌출 형성되어 이루어진다. 이러한 구조는 차압해소부를 통과한 역세수에 미처 제거되지 않았거나 파쇄되지 않은 미생물이 하우징(110) 내로 재유입될 때 상기 유속가속깃(203)의 각 접촉핀(204)에 일차적인 충격을 받은 후 상기 유속가속깃(203)의 형상과 상기 관말 부위(202)의 형상에 의해 유속의 가속과 감속으로 압력의 변동을 유도하여 미생물 세포막이 충격으로 파쇄될 수 있도록 한 것이다.
이와 함께, 상기 순환유로(200)에는 선외로의 역세수 배출을 위한 선외 배출관(210)이 더 구비되고, 상기 순환유로(200)에는 해당 관로의 개폐를 위한 제1개폐밸브(220a)가 더 구비됨과 더불어 상기 선외 배출관(210)에는 해당 관로의 개폐를 위한 제2개폐밸브(220b)가 더 구비된다. 즉, 저장탱크(3) 내에 저장된 밸러스트수와 선외로부터 유입되는 밸러스트수가 동일 지역의 해수일 경우에는 순환유로(200)를 통해 역세수가 순환하지 않고 곧장 선외로 배출되어도 상관없다는 것을 고려할 때 상기 두 개폐밸브(220a,220b)의 동작 제어를 통해 필터어셈블리(100)의 세척수 유출관(150)을 통해 배출되는 역세수는 다시금 필터어셈블리(100) 내로 재공급하는 것이 아니라 곧장 선외로 배출시킴으로써 해당 필터어셈블리(100)의 필터링 작업으로 인해 밸러스트수 펌프(5)에 걸리는 부하를 줄일 수 있도록 한 것이다.
다음으로, 상기 세척수 펌프(300)는 상기 세척수 유출관(150)으로 역세수가 배출되도록 펌핑하는 펌프이다.
이와 같은 세척수 펌프(300)는 상기 세척수 유출관(150)과 순환유로(200)의 연결 부위에 설치되면서 상기 세척수 유출관(150)으로 배출되는 역세수가 선외로 배출되도록 하거나 혹은, 순환유로(200)를 따라 강제 순환되도록 구성된다.
다음으로, 상기 차압해소부(400)는 역세수에 의해 필터어셈블리(100)의 각 필터엘리멘트(140)가 제공받게 되는 부하를 저감시킬 수 있도록 제공되는 부위로써, 상기 순환유로(200)의 관로 중 상기 세척수 펌프(300)의 역세수 배출측에 구비된다.
즉, 상기 차압해소부(400)는 순환유로(200)를 따라 유동되는 역세수 내의 각종 이물질을 추가적으로 필터링하거나 혹은, 분쇄함으로써 필터어셈블리(100)의 각 필터엘리멘트(140) 및 밸러스트수 펌프(5)가 제공받게 되는 부하를 저감시킬 수 있도록 한 것이다.
참고로, 차압해소부(400)는 디밸러스팅시에만 구동하며, 디밸러스팅은 밸러스트수 저장탱크(3)에 있는 밸러스트수를 선외로 배출하는 것을 의미한다. 그리고 밸러스트수 저장조의 밸러스트수는 1차적으로 밸러스팅시 필터링하여 저장되었으므로 깨끗한 밸러스트수이다. 그러므로 차압해소부(400)는 저장탱크(3) 내에서 추가로 발생하였거나 저장조에서 성장한 생물체를 포집하거나 분쇄하면 된다.
본 발명의 실시예에서는 상기 차압해소부(400)가 다중 사이클론 집진 방식의 구조로 이루어짐을 그 예로 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 차압해소부(400)는 첨부된 도 15에 도시된 바와 같이 저부로 갈수록 협소하게 이루어짐과 더불어 저부 끝단은 이물질이 배출되도록 개방된 사이클론몸체(451)와, 상기 사이클론몸체(451) 내에 설치되는 복수의 보조사이클론(457)과, 상기 각 보조사이클론(457)의 상단 둘레를 통해 상기 각 보조사이클론(457) 내부로 역세수가 유입되도록 안내하는 유입관(452)과, 상기 사이클론몸체(451)의 상부 둘레를 관통하도록 설치되면서 상기 각 보조사이클론(457)을 통과하여 이물질이 분리된 역세수의 유출을 안내하는 유출관(453)과, 상기 사이클론몸체(451) 내의 저부측 공간에 구비되면서 상기 각 보조사이클론(457)들로부터 분리된 이물질의 재비산을 방지하기 위해 삿갓 구조를 이루면서 순차적으로 구비된 비산방지플레이트(458) 및 복수의 안내깃(455)과, 상기 사이클론몸체(451)의 하측에 구비되면서 이물질의 선택적 배출을 위한 배출밸브(459)로 이루어진다.
즉, 유입관(452)을 통해 유입된 역세수는 사이클론 몸체(451) 내에 설치되는 복수의 보조사이클론(457)을 통과하면서 이물질이 분리된 후 사이클론 몸체(451)의 상부 둘레를 관통하도록 이루어진 유출관(453)을 통해 유출되고, 상기 각 보조사이클론(457)에 의해 역세수로부터 분리된 이물질은 사이클론 몸체(451) 내의 저부 공간으로 낙하되어 저장되도록 한 것이다.
이때, 상기 사이클론 몸체(451) 내의 저부 공간에 순차적으로 구비된 비산방지플레이트(458)와 안내깃(455)은 상기 각 보조사이클론(457)들로부터 분리된 이물질의 재비산을 방지하며, 상기 사이클론 몸체(451)의 하측에는 사이클론 몸체(451) 내의 저부 공간인 이물질 저장통(454)에 저장된 이물질은 배출밸브(459)의 동작에 의해 선택적으로 배출된다.
하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 밸러스트수 여과 처리장치의 작용을 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저, 첨부된 도 2와 같은 최초의 상태에서 선박의 저장탱크(3) 내에 밸러스트수를 채우기 위한 밸러스팅 작업이 수행될 때에는 밸러스트수 펌프(5)를 구동함과 더불어 각종 밸브의 동작 제어를 통해 선외의 해수를 펌핑하여 밸러스트수 여과 처리장치(1) 및 후처리설비(7)를 순차적으로 통과시킨 후 상기 저장탱크(3) 내에 저장되도록 한다.
이의 과정에서 해수에 포함된 각종 이물질 및 미생물은 상기 밸러스트수 여과 처리장치(1)를 통과하면서 일차적으로 걸러진 후 상기 후처리설비(7)를 통과하면서 살균된 상태로 상기 저장탱크(3) 내에 저장된다. 이는 첨부된 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같다.
한편, 전술된 과정이 진행되는 도중 밸러스트수 여과 처리장치(1)를 이루는 필터어셈블리(100)의 각 필터엘리먼트(140) 표면에 각종 이물질이 쌓여서 상기 각 필터엘리먼트(140)를 통과하는 해수의 유동을 방해하여 차압이 발생된다.
이의 경우 하우징(110)의 상,하부에 설치된 압력트랜스미터(116a,116b)가 상기 차압을 확인하게 되고, 이렇게 확인된 차압이 미리 설정된 최대 차압에 도달되지 않을 경우에는 계속적인 필터링 작업만 수행하고, 만일 상기 차압이 미리 설정된 최대 차압에 도달될 경우에는 세척수 펌프(300)가 추가로 동작됨과 더불어 개폐밸브(220b)의 개폐 제어가 이루어지면서 상기 압력트랜스미터(116a,116b)에 의해 확인되는 차압이 미리 설정된 최소 차압보다 낮아질 때까지 상기 각 필터엘리먼트(140)에 대한 역세척을 수행하게 된다.
즉, 상기 세척수 펌프(300)의 추가 동작에 의해 필터어셈블리(100)를 이루는 하우징(110) 내의 상부 공간에 존재하는 필터링된 해수는 각 필터엘리먼트(140) 중 배출안내부(160)와 연통되도록 위치된 필터엘리먼트(140)를 역으로 통과하면서 상기 배출안내부(160)를 통과하여 세척수 유출관(150)을 통해 배출되며, 이의 과정에서 해당 필터엘리먼트(140)의 표면에 쌓인 이물질이 제거됨으로써 차압이 해소된다. 이는, 첨부된 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같다.
특히, 전술된 과정에서 배출안내부(160)를 이루는 세척수 배출관(161)은 구동모터(163)의 구동에 의해 회전되어 어느 한 통과공(112)으로부터 그 측부의 다른 한 통과공(112)으로 순차적인 이동을 수행하면서 각 통과공(112)에 설치된 각 필터엘리먼트(140)를 모두 역세척하게 되는데, 이의 과정에서 상기한 세척수 배출관(161)이 상기 두 통과공(112)에 일부분씩 동시에 연통될 경우 야기될 수 있는 비세척수의 원치않는 배출이 발생될 수 있다. 하지만, 상기 세척수 배출관(161)에 구비되는 기밀부재(162)가 둘 이상의 통과공(112)을 동시에 폐쇄할 수 있을 크기의 유선형으로 형성되기 때문에 세척수 배출관(161)이 어느 한 통과공(112)에 일치된 상태에서 다른 한 통과공(112)으로 이동되는 도중 상기한 세척수 배출관(161)으로 비세척수가 원치않게 배출됨이 방지될 수 있게 된다. 이는 첨부된 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같다.
또한, 디밸러스팅시에는 다른 해역에서 밸러스트수를 저장탱크(3)에 저장하였으므로 상기 세척수 유출관(150)을 통해 배출되는 역세수는 선외로 배출하지 못하고 상기 세척수 유출관(150)과 연결된 순환유로(200)를 따라 유동되고, 밸러스팅시 선외의 밸러스트수를 저장탱크(3)에 저장하는 과정으로 상기 세척수 유출관(150)을 통해 배출되는 역세수는 선외 배출관(210)을 통해 선외로 배출되며, 이렇게 배출되는 역세수는 같은 해역의 밸러스트수이므로 선외 배출에 따른 IMO D2규정의 배출기준을 충족시킬 수 있게 된다.
그리고, 전술된 과정에 의한 각 필터엘리먼트(140)들에 대한 순차적인 세척에 의해 차압이 설정된 최소 차압 이하로 낮아지게 되면 세척수 펌프(300)의 동작이 중단되면서 첨부된 도 16 및 도 17와 같은 밸러스트수 펌프(5)의 동작에 의한 선외의 해수를 저장탱크(3) 내에 저장하는 작업만이 계속하여 수행된다.
한편, 선박이 여타 해역으로 이동된 후 그의 항해가 완료되면 저장탱크(3) 내에 저장된 밸러스트수를 선외로 배출하는 디밸러스팅 작업을 수행하게 된다.
이와 같은 디밸러스팅 작업시의 경우에는 저장탱크(3) 내의 밸러스트수가 선외의 해역과는 다른 해역의 해수이기 때문에 상기 밸러스트수는 안내관로(6)를 통해 유입측 관로(2)로 제공된 후 밸러스트수 여과 처리장치(1) 및 후처리설비(7)를 순차적으로 경유한 다음 선외배출유로(210)를 통과하여 선외로 배출되도록 각종 밸브 및 밸러스트수 펌프(5)의 동작 제어가 이루어진다.
즉, 디밸러스팅(밸러스트수의 선외 배출)시에는 저장탱크(3) 내의 밸러스트수가 후처리설비(7)를 통과하면서 살균된 후 선외배출유로(4a)를 통해 배출될 수 있도록 함과 더불어 상기 밸러스트수는 밸러스트수 여과 처리장치(1)를 통과한 후 후처리설비(7)로 유입될 수 있도록 함으로써 상기 밸러스트수 내에 잔존하는 이물질로 인해 후처리설비(7)의 성능 저하 현상이 발생됨을 최소화할 수 있게 된다. 이는 첨부된 도 20에 도시된 바와 같다.
특히, 상기한 디밸러스팅 작업시 하우징(110)의 상,하부에 설치된 압력트랜스미터(116a,116b)에 의해 확인된 차압이 미리 설정된 최대 차압을 초과하게 될 경우에는 세척수 펌프(300)가 추가로 동작됨과 더불어 개폐밸브(220a)의 개폐 제어가 이루어지면서 상기 압력트랜스미터(116a,116b)에 의해 확인되는 차압이 미리 설정된 최소 차압보다 낮아질 때까지 상기 각 필터엘리먼트(140)에 대한 역세척을 수행하게 된다.
즉, 상기 세척수 펌프(300)의 추가 동작에 의해 필터어셈블리(100)를 이루는 하우징(110) 내의 상부 공간에 존재하는 필터링된 해수는 각 필터엘리먼트(140) 중 회전하는 세척수 배출관(161)을 통하여 배출안내부(160)와 연통되도록 위치된 필터엘리먼트(140)를 역으로 통과하고, 상기 배출안내부(160)를 통하여 세척수 유출관(150)을 통해 배출되며, 이의 과정에서 해당 필터엘리먼트(140)의 표면에 쌓인 이물질이 제거됨으로써 차압이 해소된다. 이는, 첨부된 도 21에 도시된 바와 같다.
이와 함께, 상기 밸러스트수 여과 처리장치(1)의 각 필터엘리먼트(140)에 대한 세척 작업시 해당 필터엘리먼트(140)를 세척한 역세수는 순환유로(200)를 따라 다중 사이클론 집진 방식의 구조로 이루어진 차압해소부(400)를 통과하며, 이로써 이 역세수에 포함된 이물질이 일차적으로 제거된 후 미처리수 유입배관(120)을 통해 하우징(110) 내로 재유입되도록 이루어짐에 따라 상기 이물질에 의한 차압 발생은 최대한 방지될 수 있고, 또한 상기 이물질에 의한 후처리설비(7)의 성능 저하 현상 역시 최대한 방지된다.
더욱이, 상기 순환유로(200)의 역세수가 배출되는 유로배출측(201)은 상기 미처리수 유입배관(120)의 둘레면을 관통한 후 상기 미처리수 유입배관(120) 내로 유입되는 밸러스트수의 유동 방향과 동일한 방향을 향하도록 절곡(혹은, 라운딩) 형성되어 있고, 이 순환유로(200)의 관말 부위(202)는 역세수의 배출 방향으로 갈수록 점차 확관되는 구조로 이루어짐에 따라 상기 미처리수 유입배관(120)으로 유동되는 밸러스트수가 상기 순환유로(200)를 통과하는 역세수를 끌어당기는 효과를 유발함으로써 상기 역세수의 배출이 더욱 원활히 이루어져 역세수에 대한 배출 유량은 더욱 증가될 수 있어서 각 필터엘리먼트(140)에 대한 세척 성능의 향상을 이룰 수 있게 된다.
결국, 전술된 바와 같은 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치(1)는 단일의 독립된 모듈로 제공됨에 따라 새로운 밸러스트수 처리시스템뿐 아니라 종래의 밸러스트수 처리시스템에도 손쉬운 적용이 가능하다.
특히, 모듈화된 밸러스트수 여과 처리장치(1)만 밸러스트수 처리시스템으로부터 분리될 수 있기 때문에 필터어셈블리(100)의 유지 보수가 손쉽게 수행될 수 있게 된다.
이와 함께, 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치(1)는 밸러스트수를 선외로 배출하는 디밸러스팅 때에도 각 필터엘리먼트(140)에 대한 세척 작업이 가능하기 때문에 각 필터엘리먼트(140)의 표면 막힘에 따른 차압 발생 및 이에 의한 후처리설비(7)의 손상은 방지된다.
한편, 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치(1)를 이루는 차압해소부(400)는 전술된 실시예에서와 같은 사이클론 집진 방식의 구조로만 형성되는 것으로 한정되지 않는다.
예컨대, 첨부된 도 22에 도시된 바와 같이 사이클론 집진 방식 및 여과 방식의 혼용 구조로 차압해소부(400)를 형성할 수도 있고, 첨부된 도 23에 도시된 바와 같이 사이클론 집진 방식의 구조로만 차압해소부(400)를 형성할 수도 있으며, 첨부된 도 24 내지 도 26에 도시된 바와 같이 사이클론을 이용한 이물질의 분리 집진 방식이 아닌 이물질을 분쇄하는 분쇄 방식의 구조로 차압해소부(400)를 형성할 수도 있다.
여기서, 첨부된 도 22에 도시된 차압해소부(400)는 여과망(416)이 복수로 제공되면서 사이클론몸체(411) 내의 유입관(412)을 통과하여 유출관(413)으로 유출되는 역세수가 상기 각 여과망(416)을 통과하도록 이루어진 구조이다. 이때, 상기 싸이클론몸체(411)의 저부 끝단은 저부로 갈수록 점차 축관되는 원뿔 구조로 형성됨과 더불어 이 사이크롤론몸체(411)의 저부 끝단에는 이물질 저장통(414)이 구비되고, 이러한 이물질 저장통(414)의 내주면에는 지그 재그 구조의 안내깃(415)이 추가로 형성됨으로써 상기 이물질 저장통(414) 내에 저장된 이물질이 다시금 사이클론몸체(411) 내부로 제공됨이 방지되도록 구성된다.
또한, 첨부된 도 23에 도시된 차압해소부(400)는 저부로 갈수록 협소하게 이루어짐과 더불어 저부 끝단은 이물질이 배출되도록 개방된 사이클론몸체(411)와, 상기 사이클론몸체(411)의 둘레면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로(200)의 역세수 유입측에 연결되는 유입관(412)과, 상기 사이클론몸체(411)의 상면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로(200)의 역세수 유출측에 연결되는 유출관(413)으로 이루어지며, 이때 상기 사이클론몸체(411)의 저부 끝단에는 이물질 저장통(414)이 구비되고, 이러한 이물질 저장통(414)의 내주면에는 지그 재그 구조의 안내깃(415)이 추가로 형성됨으로써 상기 이물질 저장통(414) 내에 저장된 이물질이 다시금 사이클론몸체(411) 내부로 제공됨이 방지되도록 구성된다. 이와 함께, 상기 유출관(413) 중 사이클론몸체(411) 내에 위치되는 끝단측 부위에는 여과망(416)이 추가로 구비되면서 상기 유출관(413)을 통해 유출되는 밸러스트수 내의 이물질이 재차적으로 걸러질 수 있도록 한다.
또한, 첨부된 도 24에 도시된 차압해소부(400)는 내부가 빈 원통형의 몸체(421)와, 상기 몸체(421)의 저면에 연통되게 설치되면서 순환유로(200)의 밸러스트수 유입측에 연결되는 유입관(422)과, 상기 몸체(421)의 둘레면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로(200)의 밸러스트수 유출측에 연결되는 유출관(423)과, 상기 몸체(421) 내에 유출관(423)을 가로막도록 설치됨과 더불어 둘레면에는 다수의 통공이 형성되면서 회전모터(424)의 구동에 의해 회전되도록 이루어진 회전통체(425)와, 상기 회전통체(425)와 유출관(423) 사이를 가로막도록 고정 설치되면서 둘레면에는 다수의 통공이 형성된 다공관(426)으로 이루어지며, 이의 구조에 의해 해당 차압해소부(400)를 통과하는 역세수 내의 이물질이 분쇄되어 미세화될 수 있도록 한 것이다.
또한, 첨부된 도 25에 도시된 차압해소부(400)는 내부가 빈 원통형의 몸체(431)와, 상기 몸체(431)의 저면에 연통되게 설치되면서 순환유로(200)의 밸러스트수 유입측에 연결되는 유입관(432)과, 상기 몸체(431)의 둘레면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로(200)의 밸러스트수 유출측에 연결되는 유출관(433)과, 상기 몸체(431) 내에 유입관(432)이 연통된 공간 및 유출관(433)이 연통된 공간을 가로막도록 설치됨과 더불어 표면에는 다수의 통공이 형성된 구획판(435)과, 상기 몸체(431) 내의 유입관(432)이 연통된 공간측에 위치됨과 더불어 회전모터(434)의 구동에 의해 회전되면서 상기 구획판(435)을 통과하여 유출관(433)으로 유출되는 밸러스트수를 분쇄하는 회전브러시(436)로 이루어지며, 이의 구조에 의해 해당 차압해소부(400)를 통과하는 역세수 내의 이물질이 분쇄되어 미세화될 수 있도록 한 것이다.
이때, 상기 구획판(435)은 평판으로 형성할 수도 있지만 통수 면적을 확대하여 몸체(431) 내의 전 부위로의 균일한 역세수 유동을 위해 역세수의 유동 방향을 향해 점차 외향 경사지게 형성됨을 그 예로 한다.
또한, 첨부된 도 26에 도시된 차압해소부(400)는 내부가 빈 원통형의 몸체(441)와, 상기 몸체(441)의 둘레면 일측에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로(200)의 밸러스트수 유입측에 연결되는 유입관(442)과, 상기 몸체(441)의 둘레면 타측에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로(200)의 밸러스트수 유출측에 연결되는 유출관(443)과, 상기 몸체(441) 내에 유입관(442)이 연통된 측 및 유출관(443)이 연통된 측을 가로막도록 설치되면서 회전모터(444)의 구동에 의해 회전되면서 상기 유입관(442)을 통해 유입되어여 유출관(443)으로 유출되는 밸러스트수를 분쇄하는 다공형의 분쇄블레이드(445)와, 상기 유출관(443)과 분쇄블레이드(445) 사이를 가로막도록 위치되면서 미생물 및 이물질의 추가적 분쇄를 위한 반원통형의 타공분쇄판(446)으로 이루어지며, 이의 구조에 의해 해당 차압해소부(400)를 통과하는 역세수가 더욱 원활히 유동되면서도 상기 역세수 내의 이물질을 분쇄하는 방법으로 생물체를 사멸하고 분쇄될 수 있고, 또한 상기와 같이 분쇄된 생물체는 다공판으로 형성한 타공분쇄판(446)를 통과하는 과정에서의 부딪힘으로 인해 추가적으로 분쇄되어 배출된다.
이렇듯, 본 발명의 밸러스트수 여과 처리장치는 다양한 실시가 가능한 유용한 발명이다.
1. 밸러스트수 여과 처리장치 2. 유입측 관로
3. 밸러스트수 저장탱크 4. 유출측 관로
4a. 선외 배출유로 4b. 저장탱크 주입유로
5. 밸러스트수 펌프 6. 안내관로
7. 후처리설비 8. 배관
9. 씨체스트 100. 필터어셈블리
110. 하우징 111. 구획플레이트
112. 통과공 113. 덮개
114. 승강샤프트 115. 자키
116a,116b. 압력트랜스미터 117. 승강샤프트가이드
118. 덮개리프트 120. 미처리수 유입배관
130. 처리수 유출배관 140. 필터엘리먼트
150. 세척수 유출관 160. 배출안내부
161. 세척수 배출관 162. 기밀부재
163. 구동모터 200. 순환유로
201. 유로 배출측 202. 끝단 부위
203. 유속가속깃 204. 접촉핀
210. 선외 배출유로 220a,220b. 개폐밸브
300. 세척수 펌프 400. 차압해소부
411,421,431,441,451. 몸체 412,422,432,442,452. 유입관
413,423,433,443,453. 유출관 414,454. 이물질 저장통
415. 안내깃 416. 여과망
424,434,444. 회전모터 425. 회전통체
426. 다공관 435,455판
436. 회전브러시 445. 분쇄블레이드
446. 타공분쇄판 455. 안내깃
457. 보조사이클론 458. 비산방지플레이트
459. 배출밸브
3. 밸러스트수 저장탱크 4. 유출측 관로
4a. 선외 배출유로 4b. 저장탱크 주입유로
5. 밸러스트수 펌프 6. 안내관로
7. 후처리설비 8. 배관
9. 씨체스트 100. 필터어셈블리
110. 하우징 111. 구획플레이트
112. 통과공 113. 덮개
114. 승강샤프트 115. 자키
116a,116b. 압력트랜스미터 117. 승강샤프트가이드
118. 덮개리프트 120. 미처리수 유입배관
130. 처리수 유출배관 140. 필터엘리먼트
150. 세척수 유출관 160. 배출안내부
161. 세척수 배출관 162. 기밀부재
163. 구동모터 200. 순환유로
201. 유로 배출측 202. 끝단 부위
203. 유속가속깃 204. 접촉핀
210. 선외 배출유로 220a,220b. 개폐밸브
300. 세척수 펌프 400. 차압해소부
411,421,431,441,451. 몸체 412,422,432,442,452. 유입관
413,423,433,443,453. 유출관 414,454. 이물질 저장통
415. 안내깃 416. 여과망
424,434,444. 회전모터 425. 회전통체
426. 다공관 435,455판
436. 회전브러시 445. 분쇄블레이드
446. 타공분쇄판 455. 안내깃
457. 보조사이클론 458. 비산방지플레이트
459. 배출밸브
Claims (11)
- 밸러스트 펌프에 의해 펌핑된 밸러스트수의 유동을 안내하는 유입측 관로에 연결되는 미처리수 유입배관 및 후처리장치의 유입관로에 연결되는 처리수 유출배관을 갖는 하우징과, 상기 미처리수 유입배관을 통해 유입되어 처리수 유출배관으로 배출되는 밸러스트수로부터 이물질을 걸러주는 복수의 필터엘리먼트와, 상기 미처리수 유입배관 및 처리수 유출배관과는 별도로 제공되는 세척수 배출관을 가지는 필터어셈블리;
상기 필터어셈블리의 세척수 배출관을 통해 배출되는 역세수가 상기 필터어셈블리의 미처리수 유입배관으로 재유입되도록 안내하는 순환유로;
상기 세척수 배출관과 순환유로 간의 연결 부위에 설치되면서 상기 세척수 배출관을 통해 배출되는 역세수가 선외로 배출되도록 하거나 혹은, 순환유로를 따라 강제 순환되도록 펌핑하는 세척수 펌프;
상기 순환유로의 관로 중 상기 세척수 펌프의 역세수 배출측에 구비되면서 차압을 해소하는 차압해소부;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 순환유로와 세척수 펌프 및 차압해소부는 상기 필터어셈블리에 단일의 모듈을 이루도록 설치됨을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 순환유로에는 선외로의 역세수 배출을 위한 선외 배출유로가 더 구비되고,
상기 순환유로와 선외 배출유로에는 해당 관로의 개폐를 위한 개폐밸브가 각각 더 구비됨을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 순환유로의 역세수가 배출되는 측은 상기 미처리수 유입배관의 둘레를 관통하여 상기 미처리수 유입배관 내로 삽입되게 설치되며,
상기 순환유로의 역세수가 배출되는 측 끝단은 미처리수 유입배관을 따라 유동되는 밸러스트수의 유동 방향을 향해 절곡 혹은, 라운드지게 형성됨과 더불어 관말 부위는 점차 확관되게 형성되면서 말단이 유선형 구조로 형성되고,
상기 순환유로의 역세수가 배출되는 측 끝단 내부에는 유선형의 유속가속깃이 내장됨과 더불어 이 유속가속깃의 표면에는 다수의 접촉핀이 돌출되어 이루어짐을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 차압해소부는
저부로 갈수록 협소하게 이루어짐과 더불어 저부 끝단은 이물질이 배출되도록 개방된 사이클론몸체와,
상기 사이클론몸체 내에 설치되는 복수의 보조사이클론과,
상기 각 보조사이클론의 상단 둘레를 통해 상기 각 보조사이클론 내부로 역세수가 유입되도록 안내하는 유입관과,
상기 사이클론몸체의 상부 둘레를 관통하도록 설치되면서 상기 각 보조사이클론을 통과하여 이물질이 분리된 역세수의 유출을 안내하는 유출관과,
상기 사이클론몸체 내의 저부측 공간에 구비되면서 상기 각 보조사이클론들로부터 분리된 이물질의 재비산을 방지하기 위해 삿갓 구조를 이루면서 순차적으로 구비된 비산방지플레이트 및 복수의 안내깃과,
상기 사이클론몸체의 하측에 구비되면서 이물질의 선택적 배출을 위한 배출밸브로 이루어짐을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 차압해소부는
내부가 빈 원통형의 몸체와,
상기 몸체의 저면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유입측에 연결되는 유입관과,
상기 몸체의 둘레면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유출측에 연결되는 유출관과,
상기 몸체 내에 유출관을 가로막도록 설치됨과 더불어 둘레면에는 다수의 통공이 형성되면서 회전모터의 구동에 의해 회전되도록 이루어진 회전통체와,
상기 회전통체와 유출관 사이를 가로막도록 고정 설치되면서 둘레면에는 다수의 통공이 형성된 다공관으로 이루어짐을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 차압해소부는
내부가 빈 원통형의 몸체와,
상기 몸체의 저면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유입측에 연결되는 유입관과,
상기 몸체의 둘레면에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유출측에 연결되는 유출관과,
상기 몸체 내에 유입관이 연통된 공간 및 유출관이 연통된 공간을 가로막도록 설치됨과 더불어 표면에는 다수의 통공이 형성되면서 밸러스트수의 유동 방향으로 갈수록 외향 경사지게 형성된 구획판과,
상기 몸체 내의 유입관이 연통된 공간측에 위치됨과 더불어 회전모터의 구동에 의해 회전되면서 상기 구획판을 통과하여 유출관으로 유출되는 밸러스트수를 분쇄하는 회전브러시로 이루어짐을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 차압해소부는
내부가 빈 원통형의 몸체와,
상기 몸체의 둘레면 일측에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유입측에 연결되는 유입관과,
상기 몸체의 둘레면 타측에 연통되게 설치되면서 상기 순환유로의 밸러스트수 유출측에 연결되는 유출관과,
상기 몸체 내에 유입관이 연통된 측 및 유출관이 연통된 측을 가로막도록 설치되면서 회전모터의 구동에 의해 회전되면서 상기 유입관을 통해 유입되어 유출관으로 유출되는 밸러스트수를 분쇄하는 다공형의 분쇄블레이드와,
상기 유출관과 분쇄블레이드 사이를 가로막도록 위치되면서 미생물 및 이물질의 추가적 분쇄를 위한 반원통형의 타공분쇄판으로 이루어짐을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 필터어셈블리의 세척수 배출관은 상기 복수의 필터엘리먼트를 세척한 역세수가 배출되는 관로로 이루어짐을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징 내에는 상하 공간을 구획하면서 상기 필터엘리먼트 내부와 연통되는 복수의 통과공이 형성된 구획플레이트가 구비되고,
상기 세척수 배출관의 끝단에는 상기 각 통과공에 일치될 경우 서로 간의 틈새를 차단하는 기밀부재가 더 구비되며,
상기 기밀부재는 둘 이상의 통과공을 동시에 폐쇄할 수 있을 크기의 유선형으로 형성되어 세척수 배출관이 어느 한 통과공에 일치되기 전까지 미처리수가 상기 세척수 배출관을 통해 배출됨을 방지하도록 구성됨을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 상부로 개방되면서 내부 공간을 갖는 통체로 형성됨과 더불어 개방된 상면은 덮개가 구비되어 이루어지고,
상기 덮개는 덮개리프트에 고정됨과 더불어 상기 덮개리프트는 승강샤프트가이드의 지지를 받아 승강 및 회전 가능하게 설치된 승강샤프트에 결합 고정되면서 상기 승강샤프트의 상승 이동에 의해 상기 하우징의 상면으로부터 이격된 후 해당 승강샤프트의 회전 조작에 의해 상기 하우징의 상면이 완전히 개방될 수 있도록 구성되며, 상기 승강샤프트의 승강 이동은 유압 자키의 조작으로 이루어짐을 특징으로 하는 밸러스트수 여과 처리장치.
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