KR101842057B1 - 밸러스트수 처리 시스템 및 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 - Google Patents

Abstract

내부에 유체를 여과하기 위한 통형의 필터부가 구비되는 필터 하우징; 상기 필터 하우징에 연결되어 상기 필터부 내부로 유체를 유입시키는 유체 유입관; 상기 필터 하우징에 연결되고, 상기 필터 하우징 내부에서 상기 필터부에 의하여 여과된 유체가 배출되는 유체 배출관; 및 상기 필터부의 내주면을 따라 회전 가능하게 설치되는 역세척 노즐 및 상기 역세척 노즐을 통해 유입되는 역세척수를 배출하기 위하여 상기 필터 하우징 내부에 설치되고, 상기 필터 하우징 외부로 연장되는 역세척수 배출관;을 포함하고, 상기 유체 유입관을 통해 상기 필터 하우징 내부로 유입되는 유체는 상기 필터부를 통과하여 여과되고, 여과된 유체는 상기 유체 배출관을 통해 밸러스트수 탱크로 이동되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체가 제공된다.

Description

밸러스트수 처리 시스템 및 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체{Ballast water treatment system and Filter structure for Ballast water treatment system}

본 발명은 선박의 밸러스트수 처리 시스템 및 밸러스트수 처리 시스템에 사용되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체에 관한 것이다.

오늘날 선박은 사람을 운송하는 수단 이외에 다양한 화물을 이송하는 수단으로 사용된다. 선박은 화물을 적재하지 않는 경우 안정성과 추진력의 효율을 위해 밸러스트수 탱크 시스템을 적용하고 있다.

밸러스트수 탱크 시스템은 화물의 선적 및 하역에 따른 선박의 무게중심 변동을 줄이고 안전한 항해가 가능하도록 밸러스트수 탱크 내에 밸러스트수의 양을 조절하여 운항하는 방법이다.

일반적으로, 화물을 운반 시 화물을 하역하는 항구에서 선박의 화물을 하역한다. 이 후, 선박은 화물을 하역한 항구에서 밸러스트수를 채워서 돌아온다. 이 후, 새로운 화물을 선적할 때는 선적하는 항구에서 밸러스트수를 버리고 화물을 적재 한 후 항해를 한다.

다만, 이러한 과정에서 화물을 하역하는 항구와 화물을 선적하는 항구가 달라짐에 따라 다른 환경에서 채취한 밸러스트수를 선적 항구에 버리는 것이 문제가 될 수 있다.

즉, 밸러스트수는 특정 해역의 생물 또는 병원균 등의 다른 해역으로 전파하는 매체로 이용되어, 선적 항구의 환경과는 다른 환경에서 채취한 밸러스트수를 그냥 버리는 경우 선적 항구의 환경을 파괴하는 문제가 생길 수 있다.

이 때, 선박의 밸러스트수 탱크에 밸러스트수를 채우는 과정에 있어서, 바닷물을 필터링하여 채울 필요가 있다. 바닷물을 필터링하기 위하여, 밸러스트수 탱크로 연결되는 유입관에 필터 구조체가 배치될 수 있다.

이 때, 필터망에 걸러진 물질들이 필터에 누적되면, 밸러스트수 탱크에 밸러스트 수를 원활이 채울 수 없는 문제가 있으며, 또한, 필터 내부의 압력이 지나치게 상승함에 따라 필터 내부의 손상이 야기될 수 있는 문제가 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체를 제공하고자 한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 여과 과정 중에 필터부 내부의 압력을 측정하여, 필터 내부의 압력이 소정의 범위에 해당하는 경우, 역세척 노즐을 순차 제어하여 필터부를 효율적으로 역세척하는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체를 제공하고자 한다.

또한, 필터를 신속하게 비상 역세척할 수 있는 밸러스트수 처리 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 유체를 여과하기 위한 통형의 필터부가 구비되는 필터 하우징과 상기 필터 하우징에 연결되어 상기 필터부 내부로 유체를 유입시키는 유체 유입관과 상기 필터 하우징에 연결되고 상기 필터 하우징의 내부에서 상기 필터부에 의하여 여과된 유체가 배출되는 유체 배출관과 상기 필터부의 내주면을 따라 회전 가능하게 설치되는 역세척 노즐을 포함하는 역세척부와 그리고 상기 역세척 노즐을 통해 유입되는 역세척수를 배출하기 위하여 상기 필터 하우징의 내부에 설치되고 상기 필터 하우징의 외부로 연장되는 역세척수 배출관을 구비하는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체를 포함하는 밸러스트수 처리 시스템으로서, 상기 역세척수 배출관에 형성되고, 역세척 노즐에 음압을 형성시키는 역세척 펌프; 상기 유체 유입관에 형성되는 제 1 압력센서 및 제 1 밸브; 상기 유체 배출관에 형성되는 제 2 압력센서 및 제 2 밸브; 상기 유체 유입관과 상기 유체 배출관을 바이패스 시키는 제 1 바이패스관; 상기 유체 배출관과 상기 역세척수 배출관을 바이패스 시키는 제 2 바이패스관; 상기 제 1 바이패스관에 형성되는 제 3 밸브; 상기 제 2 바이패스관으로부터 연결된 밸러스트수 탱크 유입관에 형성되는 제 4 밸브; 및 상기 제 1 내지 제 4 밸브의 개폐를 제어하고, 상기 제 1 압력센서 및 제 2 압력센서를 측정하며, 상기 역세척 펌프를 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제 1 압력센서 및 상기 제 2 압력센서에 의해 측정된 차압이 0.7bar 이상일 때, 상기 제어부는 상기 제 1 밸브 및 상기 제 4 밸브를 폐쇄시키고, 상기 제 2 밸브 및 상기 제 3 밸브를 개방시키고, 상기 역세척 펌프를 작동시키고, 상기 역세척 펌프에 의해, 상기 필터부 내부의 상기 역세척 노즐에 음압이 형성됨으로써, 상기 유체 유입관으로 유입된 유체는 폐쇄된 상기 제 1 밸브에 의해, 상기 제 1 바이패스관으로 바이패스되고, 상기 제 1 바이패스관으로 바이패스된 유체의 일부는 상기 개방된 제 2 밸브에 의해, 상기 유체 배출관으로 유입되어, 상기 유체 배출관을 따라 상기 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 상기 필터부의 외측부로 유입되고, 상기 필터부의 외측부로 유입된 유체는 상기 역세척 노즐에 형성된 음압에 의해 상기 필터부를 통과하여 상기 필터부의 내측부의 상기 역세척 노즐로 흡입되고, 상기 제 1 바이패스관으로 바이패스된 유체의 나머지는 상기 제 2 바이패스관으로 유입되고, 상기 폐쇄된 제 4 밸브에 의해, 상기 역세척수 배출관으로 유입되는 밸러스트수 처리 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제 1 항에 따른 밸러스트수 처리 시스템에 사용되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체로서, 상기 필터부는 상기 유체 유입관을 통해 유입된 유체가 여과되는 필터망을 구비하고, 상기 필터망은 상기 필터부 내측으로부터 보강망, 본망 및 보호망의 순서로 세 겹으로 구성되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체가 제공된다.
이 때, 상기 필터부는 상기 유체 유입관을 통해 유입되는 유체의 여과 유효 면적을 증가시키기 위하여, 주름진 형태로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 역세척 노즐은 복수 개로 이루어지고, 상기 역세척 노즐 각각은 상기 필터부의 길이 방향을 따라 연장 형성되되, 서로 나란하게 배치될 수 있다.
이 때, 상기 복수 개의 역세척 노즐은 서로 소정의 각도만큼 이격 배치되되, 상기 소정의 각도는 0도보다 크고 180도 보다 작을 수 있다.
이 때, 상기 역세척부는 상기 복수개의 역세척 노즐이 수직되게 형성되는 연결관을 더 포함하고, 상기 연결관은 상기 복수개의 역세척 노즐과 상기 역세척수 배출관을 연결하고, 상기 연결관은 상기 필터부의 중심축 상에 배치될 수 있다.
이 때, 상기 역세척 노즐은 상기 연결관에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
이 때, 상기 역세척 노즐은 상기 필터부의 내주면을 향해 형성되고, 상기 필터부에 걸러진 이물질을 흡입하는 흡입부를 구비하고, 상기 흡입부는 상기 연결관과 연통되는 복수 개의 홀 또는 복수개의 슬릿으로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 필터부는 상기 필터 하우징 내에 한 쌍으로 구비되고, 상기 한 쌍의 필터부는 서로 나란하게 배치될 수 있다.
이 때, 모터를 구비하는 구동부를 더 포함하고, 상기 모터의 구동축은 상기 필터 하우징 내부에 배치된 상기 연결관과 연결되어, 상기 연결관 및 상기 역세척 노즐이 상기 필터 하우징 내부에서 회전되도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 필터부는 상기 필터 하우징 내에 복수 쌍으로 구비되며, 상기 구동부는 상기 복수 쌍의 필터부의 어느 한 쌍에 각각 연결되는 복수의 모터를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 복수의 모터를 제어하기 위한 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 유체 유입관에 배치되는 제 1 압력센서 및 상기 유체 배출관에 배치되는 제 2 압력센서를 포함하고, 상기 제 1 압력센서와 상기 제 2 압력센서에 의해 측정된 차압이 0.2bar 내지 0.6bar 범위인 경우, 상기 제어부는 상기 복수의 모터 각각이 순차적으로 구동되도록 제어할 수 있다.
이 때, 상기 복수의 모터 중 어느 하나는 사전에 설정된 시간동안 구동되고, 상기 제 1 압력센서와 상기 제 2 압력센서의 차압을 재측정하고, 상기 재측정된 차압이 0.2bar 미만인 경우, 상기 제어부는 모든 모터의 구동을 중지시키도록 제어할 수 있다.

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본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부에 형성된 역세척 노즐이 복수의 홀로 이루어져 역세척시 보다 강한 흡입력으로 필터의 역세척을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내에 배치된 복수의 필터부가 하나의 모터에 의하여 구동될 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 역세척시 역세척 노즐의 일부를 우선 구동시킴으로써 효율적인 역세척이 가능하고, 필터부의 압력이 지나치게 증가되는 경우 필터부를 신속하게 역세척시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 필터부와 역세척부의 결합을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 역세척 노즐의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 역세척 노즐의 흡입부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 개략적인 분해 사시도이다.
도 7(a) 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 여과 과정의 회로도고, 도 7(b)는 여과 과정시 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 유체 흐름을 도시한 도면이다.
도 8(a)은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 역세척 과정의 회로도고, 도 8(b)는 역세척 과정시 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 유체 흐름을 도시한 도면이다.
도 9(a)는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 비상 역세척 과정의 회로도고, 도 9(b)는 비상 역세척 과정시 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 유체 흐름을 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 필터부와 역세척부의 결합을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 역세척 노즐의 평면도이다. 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 역세척 노즐의 흡입부를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)는 필터 하우징(12), 필터부(20), 유체 유입관(60), 유체 배출관(70), 역세척부(30), 구동부(40) 및 제어부를 포함할 수 있다.

본 명세서에 있어서, 유체는 일반적으로 해수이지만, 연안에서는 기수 또는 담수일 수 있다.

이 때, 필터 하우징(12)은 내부에 필터부(20)를 구비하며, 필터 하우징(12)에는 필터부(20) 내주면에 배치되는 필터망(22)에 여과시킬 바닷물이 유입되는 유체 유입관(60), 필터망(22)을 통해 여과된 바닷물이 배출되는 유체 배출관(70) 및 필터망(22)에 걸러진 이물질이 배출되는 역세척수 배출관(80)이 연결될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 필터 하우징(12)은 원통부재로 이루어질 수 있으며, 내부에 필터부(20)가 구비될 수 있다. 이 때, 도 1 및 도 2에 도시된 필터부(20)는 종형으로 배치되지만, 횡형으로 배치될 수 있다.

또한, 유체 유입관(60) 및 유체 배출관(70)은 필터 하우징(12)의 측면부에 형성될 수 있고, 유체 배출관(70)은 유체 유입관(60)보다 필터 하우징(12)의 상부 측으로 연결될 수 있으며, 역세척수 배출관(80)은 필터 하우징(12)의 하부측에 형성될 수 있다. 즉, 필터 하우징(12)의 외측부에는 유체가 유동하는 세 개의 배관이 연결될 수 있으며, 이중 유체 배출관(70)에는 여과된 유체가 유동될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 필터 하우징(12) 내부는 유체의 종류에 따라 크게 세 영역으로 나누어질 수 있다. 구체적으로, 여과되지 않은 유체가 유동하는 제 1 공간(S1), 필터를 거쳐 여과된 유체가 유동하는 제 2 공간(S2) 및 역세척된 필터의 이물질을 포함하는 유체가 유동하는 제 3 공간(S3)으로 나누어질 수 있다.

먼저 제 1 공간(S1)은 유체 유입관(60)과 연통되는 공간으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 필터 하우징(12)의 하부측에 위치할 수 있다. 제 1 공간(S1)으로 유입된 유체는 펌프에 의해 필터부(20) 내부로 이동될 수 있다. 필터부 내부로 유체가 유입됨에 따라 필터부 내부의 압력이 상승할 수 있고, 이에 따라, 필터부(20) 내부의 유체는 압력 차이에 의해 필터부(20)의 필터망(22)을 통과함으로써 제 2 공간(S2)으로 유입될 수 있다.

제 2 공간(S2)은 필터부(20)의 필터망(22) 외측을 포함하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 공간(S1)의 상부측에 위치하고, 유체 배출관(70)과 연통되는 공간이다. 제 2 공간(S2)을 유동하는 유체는 필터망(22)에 의해 이물질들이 걸러진 여과된 유체다. 제 2 공간(S2)의 여과된 유체는 유체 배출관(70)을 따라 밸러스트수 탱크로 이동될 수 있다.

마지막으로 제 3 공간(S3)은 필터망(22)에 걸러진 이물질을 포함하는 유체가 유동하는 공간이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 3 공간(S3)은 역세척 노즐(32), 연결관(34) 및 역세척수 배출관(80)을 포함하는 공간으로서, 필터 하우징(12)의 하부측에서 역세척수 배출관(80)과 연통될 수 있다. 제 3 공간(S3)에서 유동하는 유체는 필터망(22)에 의해 걸러진 이물질과 함께 역세척수 배출관(80)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 필터망(22)은 삼중의 망으로 이루어질 수 있다. 보다 상세히, 필터망(22)은 필터부(20) 내측으로부터 외측 방향으로 보강망(22a), 본망(22b) 및 보호망(22c)의 순서로 이루어질 수 있다.

외측으로부터 보호망(22c)은 구조강도가 상대적으로 약한 본망을 보호하기 위한 메시 층으로, 본망에 비해 필터망의 강도가 크게 형성되도록, 필터 프레임을 이루는 철사 등의 굵기가 크게 형성될 수 있으며, 본망에 비해 필터 사이즈가 크게 형성되어, 부유물을 걸러낼 수 있다.

본망(22b)은 실질적으로 필터부의 여과 수준을 결정하는 망으로서, 촘촘한 구멍으로 이루어진 망이다. 본망의 필터 사이즈는 100 마이크로미터 미만으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 50마이크로미터로 이루어질 수 있다. 따라서 구조적으로 강도가 약하게 형성될 수 있다. 본망의 양측으로는 강도 보강을 위한 보호망과 보강망이 배치될 수 있다.

보강망(22a)은 높은 압력에 의해 파손될 수 있는 보호망과 본망의 구조 보강을 위한 것이다. 일반적으로, 링부재 또는 막대부재 형태의 보강재를 망에 배치하거나, 망 외주면 전체를 감싸는 타공망으로 이루어질 수 있다.

이 때, 필터부를 이루는 필터망의 종류 및 개수 등은 다양하게 이루어질 수 있다.

본망과 보강망의 2중구조로 이루어질 수 있으며, 보호망, 본망 및 보강망의 3중구조로 이루어질 수 있다. 또한, 본망의 양측에 보호망을 배치하고, 보강망을 더하는 4중구조로 이루어질 수 있다. 또한, 본망의 양측에 각각 2중의 보호망을 배치하는 5중구조로 이루어질 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)는 역세척부(30)를 더 포함할 수 있다.

먼저 역세척이란, 필터부(20) 내부의 필터망(22)에 의해 걸러진 이물질을 세척하여 배출하는 것으로, 필터망(22)에 지속적으로 이물질이 누적되는 경우 필터부(20) 내부 압력이 증가하여 필터부 파손의 위험이 높아지고, 유체가 유체 배출관(70)으로 원활히 배출될 수 없어 여과 효율이 감소될 수 있다. 따라서, 필터망(22)의 이물질을 제거하여 필터부(20) 내부와 외부의 압력을 소정의 범위에서 유지되게 하기 위함이다.

이 때, 소정의 범위는 유입된 유체가 여과되기에 충분한 압력을 의미할 수 있다. 구체적으로 펌프에 의해 가압된 유체가 유입되는 필터부(20) 내부는 필터부(20) 외부보다 압력이 높게 형성되지만, 내부와 외부의 차압이 지나치게 큰 경우 유체 배출량이 감소하여 비효율적일 수 있다. 또한, 차압이 지나치게 작거나 음압이 형성되는 경우 유입된 유체의 여과가 불가능할 수 있다. 따라서, 필터부(20) 내부와 필터부(20) 외부의 차압이 0 이상 2bar 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

이 때, 대안적 실시예로서, 필터부(20) 내부와 외부의 압력을 측정하는 것은 유체 유입관(60)과 유체 배출관(70)의 압력을 측정하는 것으로 수행될 수 있다. 유체 유입관(60)은 필터부(20) 내부을 포함하는 제 1 공간(S1)과 연통되고, 유체 배출관(70)은 필터부(20) 외부를 포함하는 제 2 공간(S2)과 연통되기 때문이다.

본 발명의 제 1 실시예에서, 역세척부(30)는 역세척 노즐(32), 연결관(34), 지지부재(38) 및 회전축(36)을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 역세척 노즐(32)은 필터부(20) 내부에 구비되되, 필터부(20) 또는 필터 하우징(12)의 중심축에 배치될 수 있다.

이 때, 연결관(34)은 필터부(20) 내부에서 필터부(20)의 길이 방향을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 이 때, 연결관(34)의 외주면에는 역세척 노즐(32)이 연결관(34)과 수직되게 연결될 수 있다.

이 때, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 역세척 노즐(32)은 복수로 형성되며, 연결관(34)의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 배치될 수 있다. 각 역세척 노즐(32)의 흡입부(33)는 필터부(20)의 내주면의 필터망(22)에 걸러진 이물질을 흡입하도록 필터망의 내주면을 향해 배치되며, 연결관(34)의 길이 방향을 따라 연장 형성되어 필터망(22)의 이물질을 흡입할 수 있다.

이 때, 역세척 노즐은 필터부 내측의 보강망의 내주면과 접촉하면서 회전하므로, 회전에 따른 마모를 방지하기 위하여 테프론 재질로 이루어질 수 있다.

이 때, 흡입부(33)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 연결관(34)과 연통되는 복수개의 홀이 필터 하우징(12)의 길이 방향으로 배열될 수 있다. 바람직하게는 홀의 직경이 6mm이하로 형성될 수 있다.

이 때, 흡입부(33)에는 필터 하우징의 길이 방향과 나란하게 형성되는 복수의 슬릿이 형성될 수 있다. 바람직하게는 슬릿 상호간의 간격이 5mm이하로 형성될 수 있다.

이 때, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 역세척 노즐(32)은 연결관(34)의 길이 방향으로 볼 때, 교차로 배치되어, 필터망(22)의 모든 부분의 이물질을 흡입할 수 있다.

이 때, 연결관(34) 및 이에 연결된 역세척 노즐(32)의 단면을 볼 때, 각 역세척 노즐(32)이 이루는 각도(θ)는 180도 미만 이격되도록 배치될 수 있다.

일 실시예로서, 도 3에 도시된 역세척 노즐과 같이, 흡입부는 90도 간격으로 이격되도록 배치될 수 있다. 이는 역세척 노즐의 조립을 용이하게 하기 위한 것이다. 즉, 역세척 노즐이 180도 간격으로 동일 평면 상에 배치될 경우 필터망의 내부 지름이 역세척 노즐, 연결관 및 지지부재의 전체 폭보다 약간 크거나 거의 동일하게 형성되므로, 필터망 내부에 역세척 노즐, 연결관 및 지지부재를 설치하는 것이 용이하지 않을 수 있는데, 역세척 노즐이 이루는 각도를 180도 이하, 예를 들어 90도로 형성함으로써 필터망 내부에 역세척 노즐을 설치하는 것이 용이해 질 수 있다.

이 때, 역세척 노즐(32)은 지지부재(38)에 의해 연결관(34)에 수직되게 결합될 수 있다. 지지부재(38)는 역세척 노즐이 필터부(20)의 내주면에 근접하도록, 연결관(34)의 외주면에 돌출 형성될 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에서, 연결관(34)의 상단부에는 구동부(40)의 회전력을 전달받아 회전하는 회전축(36)이 결합될 수 있다. 따라서, 회전축(36)의 회전에 따라 연결관(34) 및 역세척 노즐(32)이 필터망(22)의 원주 방향으로 회전할 수 있다.

따라서, 적은 수의 역세척 노즐(32)을 이용하여 필터망(22)을 전체적으로 세척할 수 있다.

이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결관(34)의 하단부에는 일측이 연결관(34)과 연통되고 타측이 외부 유체와 연통되는 역세척수 배출관(80)이 결합될 수 있다. 역세척수 배출관(80)은 연결관(34)과 달리 회전축(36)에 의해 회전되지 않으므로, 연결관(34)과 적절한 베어링을 통해 결합될 수 있다. 역세척수 배출관(80)은 연결관(34)을 통해 흡입된 이물질을 포함하는 유체를 외부로 배출시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에서, 역세척부(30)는 역세척수 배출관(80)과 연결되는 역세척 펌프(도 7a의 220) 더 포함할 수 있다. 역세척 펌프는 역세척수 배출관(80) 및 이와 연결되는 연결관(34)에 음압을 인가하여, 역세척 노즐(32)의 흡입부(33)를 통해 필터부(20) 내주면의 필터망(22)에 걸러진 이물질을 유체와 함께 흡입하여, 이물질을 역세척수 배출관(80)을 통해 외부로 배출시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)는 구동부(40)를 더 포함할 수 있다.

이 때, 구동부(40)는 역세척부(30)의 회전축(36)에 결합되는 모터(42)를 더 포함할 수 있다. 여기서 모터(42)는 도 1에 도시된 바와 같이, 필터 하우징(12) 상부측에 배치될 수 있으며, 전술한 바와 같이, 역세척부의 연결관과 함께 회전되도록 결합될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 필터 하우징 내부에는 복수의 필터부가 설치될 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)를 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 개략적인 구성도이다. 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 개략적인 분해 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 필터 하우징에는 필터부(20)가 복수 개 배치될 수 있다. 이 경우, 유체 유입관, 유체 배출관, 역세척부의 구성은 본 발명의 제 1 실시예와 동일할 수 있으며, 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체는, 복수의 필터부를 포함하며, 각각의 필터부를 구동하기 위한 구동부 및 제어부의 구성이 제 1 실시예의 경우와 달라질 수 있다. 구체적으로, 구동부는 모터(42) 및 기어부재(44)를 더 포함할 수 있다.

기어부재(44)는 필터 하우징 상부측에 배치될 수 있으며, 도 5에 도시된 예에 따르면, 필터부의 개수와 대응되는 회전축에 형성될 수 있다. 이 때, 기어부재(44)는 풀리 기어 또는 체인 기어 등으로 이루어질 수 있다.

이 때, 일 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 필터 하우징(12)에는 필터부(20) 네 개가 구비될 수 있고 각각의 회전축(36)이 필터 하우징(12) 상부측의 구동부(40)로 연장될 수 있다. 이 때, 모터(42)는 회전축(36)의 개수와 대응되도록 네 개가 구비될 수도 있고, 두 개만 구비될 수도 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에서, 구동부(40)에 두 개의 모터(42)가 구비되는 경우, 하나의 모터(42)에 두 개의 회전축(36)이 연결될 수 있다. 즉, 하나의 모터(42)를 가동함으로써, 두 개의 회전축(36)을 회전시켜 회전축(36)과 결합된 역세척 노즐(32)을 필터부(20) 내부의 내주면에 배치된 필터망(22)을 따라 회전시킬 수 있다.

도 5에 도시된 필터부와 구동부의 개수 및 배치에 관한 것은 일 예시에 관한 것으로, 반드시 도 5에 도시된 것으로 제한되지 않는다. 일례로, 필터부가 6개 배치되고, 이를 구동하는 구동부가 2개 배치되어 각 구동부가 3개의 필터부를 역세척시킬 수 있다.

구체적으로, 제 1 연결관(34a) 및 제 3 연결관(34c)은 제 1 모터(42a)에 의해 구동될 수 있으며, 제 2 연결관(34b) 및 제 4 연결관(34d)은 제 2 모터(42b)에 의해 구동될 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체는 두 개의 모터에 연결된 4개의 역세척부를 이용하여 밸러스트수를 필터링하는 동안 역세척을 수행할 수 있다. 이 때, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 두 개의 모터를 동시에 작동시켜 4개의 역세척부를 이용하여 필터링을 수행하는 동안 역세척을 수행하거나, 두 개의 모터를 순차적으로 번갈아 작동시켜 4개의 역세척부 중 2개의 역세척부만을 이용하여 역세척을 수행할 수도 있다. 이 때, 4개의 역세척부를 작동시키기 위한 2개의 모터의 제어는 필터 하우징 내부의 압력에 따라 조절될 수 있다.

이 때, 복수개의 모터를 동시에 제어하는 동시제어와 복수개의 모터를 순차적으로 제어하는 순차제어가 가능하다. 순차제어의 경우 어느 하나의 모터를 일정시간동안 구동시킨 후 그 모터가 정지되면, 다른 모터를 일정시간동안 구동시키는 것이다.

순차제어는 동시제어보다 역세척 시간이 증가하지만 전체적인 역세척 효율이 향상되는 유리한 효과가 있다.

구체적으로, 유체 유입관과 유체 배출관에 각각 설치된 압력 센서를 통해, 차압을 계산하고, 계산된 차압이 소정의 압력이 되면 역세척 공정이 수행될 수 있다. 이 때, 소정의 압력이란, 0.4bar일 수 있다.

이 때, 유체 배출관의 유량을 조절하기 위해, 유체 배출관에 형성되는 제 2 밸브(도 7의 320)의 개방여부를 판단하여, 제어부는 제 2 밸브가 40% 개방되도록 제어할 수 있다. 40% 개방은 완전 개방된 경우의 유량의 40%가 연통되는 것을 의미하며, 완전 개방되는 경우에 비해 높은 배관압을 가져 역세척 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 이와 동시에 역세척 펌프 후단에 위치하는 역세척수 배출관 온 오프 밸브를 개방하고, 구동부(40)를 구동시킬 수 있다.

이로써, 필터망(22)에 걸러진 이물질을 역세척 노즐(32)을 통해 연결관(34)으로 흡입시킬 수 있고, 이를 통해 필터부(20) 내부의 압력이 지나치게 높아지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)는 구동부(40)를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다.

이 때, 제어부는 구동부(40)의 모터(42)를 제어할 수 있는 마이크로프로세서를 포함하는 회로(미도시), 유체 유입관(60)에 배치된 제 1 압력센서(62) 및 유체 배출관(70)에 배치된 제 2 압력센서(72)를 포함할 수 있다.

구체적으로 제어부는 유체 유입관(60)에 배치된 제 1 압력센서(62)로부터 측정된 값과 유체 배출관(70)에 배치된 제 2 압력센서(72)로부터 측정된 값의 차이인 차압의 범위에 따라 모터(42)의 회전 여부 및 회전 속도를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 차압이 0.4bar 인 경우, 제어부는 모터(42)를 회전시켜 역세척을 수행하도록 제어할 수 있다. 여기서 차압은 유체 유입관과 유체 배출관의 압력 차이를 의미한다.

또한, 최적의 역세척 효율을 달성하기 위하여, 모터의 회전 속도를 제어할 수 있다. 모터의 회전 속도를 제어하는 방법으로는 인버터를 통해 출력 전압을 제어하는 방법과 기계적으로 구동부의 기어비를 변경하는 방법이 있다.

전술한 바와 같이, 구동부(40)의 제 1 모터(42a)는 제 1 및 제 3 필터부(20a, 20c)의 제 1 및 제 3 필터망(22a, 22c)를 역세척 시킬 수 있고, 제 2 모터(42b)는 제 2 및 제 4 필터부(20b, 20d)의 제 2 및 제 4 필터부(22b, 22d)를 역세척 시킬 수 있으므로, 최적의 역세척 효율을 위하여, 어느 필터부에 의해 전체 차압이 주로 증가된 것인지 판단할 필요가 있다.

이 때, 제어부는 먼저 제 1 모터(42a)를 구동하여 제 1 필터부(20a)와 제 3 필터부(20c)를 역세척 시킬 수 있다. 또한, 제 1 모터(42a)가 구동되고 소정의 시간이 경과한 후에 제 1 압력센서(62)와 제 2 압력센서(72)를 통해 차압을 다시 측정할 수 있다.

이 때, 계산된 차압이 여과 가능한 소정의 범위에 있는 경우에는 제 1 모터(42a)의 회전을 정지시켜 역세척을 중지시킬 수 있다. 만약, 계산된 차압이 소정의 범위보다 여전히 높은 경우에는 제 2 모터(42b)를 구동시켜 제 2 필터부(20b) 및 제 4 필터부(20d)를 역세척 시킬 수 있다.

즉, 역세척이 실시될 필요가 있다고 판단되는 경우에, 제어부는 먼저 제 1 모터(42a)를 구동시켜 제 1 필터부(20a)와 제 3 필터부(20c)의 역세척을 실시하고, 다시 계산된 차압을 근거로 역세척의 효과가 있는 경우에는 역세척을 중지하지만, 역세척의 효과가 없는 경우에는 제 2 모터(42b)를 통해 제 2 필터부(20b)와 제 4 필터부(20d)의 역세척을 더 실시할 수 있다.

이 때, 제어부는 메모리를 포함하고, 메모리에는 역세척을 수행한 경우 마지막으로 구동시킨 모터(42)의 번호를 저장하고, 이후 역세척 단계에서 마지막으로 구동시킨 모터(42)가 아닌 다른 모터를 먼저 구동시킬 수 있다.

즉, 전술한 바와 같이 제 1 모터(42a)의 구동만으로 유체 유입관과 유체 배출관의 차압이 소정의 범위로 형성되어 역세척이 완료된 것으로 판단되는 경우라면, 제어부는 다음 역세척 단계에서 제 2 모터(42b)를 우선 구동시키도록 제어할 수 있다. 만약 제 1 모터(42a)를 구동한 후 제 2 모터(42b)를 구동함으로써 역세척이 완료된 경우라면, 제어부는 다음 역세척 단계에서 제 1 모터(42a)를 구동시키도록 제어할 수 있다.

이로써, 두 개의 모터(42a, 42b)를 이용하여 네 개의 필터부(22a, 22b, 22c, 22d)를 효율적으로 역세척 시킬 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템은 전술한 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체에 연결된 배관 및 밸브를 이용하여 필터 구조체 내부의 비상 역세척을 수행할 수 있다.

이하, 도 7(a) 및 7(b) 내지 도 9(a) 및 9(b)를 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템(100)을 설명한다. 이 때, 밸러스트수 처리 시스템(100)을 설명함에 있어 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)는 전술한 내용과 동일하므로 설명을 생략한다

도 7(a) 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 여과 과정의 회로도이고, 도 7(b)는 여과 과정시 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 유체 흐름을 도시한 도면이다. 도 8(a)은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 역세척 과정의 회로도이고, 도 8(b)는 역세척 과정시 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 유체 흐름을 도시한 도면이다. 도 9(a)는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 비상 역세척 과정의 회로도이고, 도 9(b)는 비상 역세척 과정시 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 유체 흐름을 도시한 도면이다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템(100)은 전술한 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10), 유체 유입관(60), 유체 배출관(70), 제 1 바이패스관(65), 탱크 유입관(90), 역세척수 배출관(80), 제 2 바이패스관(75)을 포함할 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예에서는, 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체의 비상 역세척 과정이 가능하다. 이는 필터망(22) 역세척을 신속히 할 필요가 있는 경우에 이용되는 것으로 자세한 과정은 후술한다.

도 7(a) 및 7(b) 내지 도 9(a) 및 9(b)에 도시된 바와 같이, 유체 유입관(60)은 외부의 유체로부터 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)까지 연결되고, 유체 유입관(60)을 통해 여과되지 않은 외부의 유체가 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)로 공급될 수 있다.

이 때, 유체 유입관(60)에는 외부 유체를 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)로 공급시키는 유체공급펌프(210)와 필터 구조체의 유입구 측에 제 1 밸브(310)가 형성될 수 있다.

유체 배출관(70)은 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)로부터 밸러스트수 탱크의 탱크 유입관(90)까지 연결되고, 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)를 거쳐 여과된 유체가 밸러스트수 탱크 측으로 이동되거나, 제 1 바이패스관(65)을 거친 여과되지 않은 유체가 이동될 수 있다.

이 때, 유체 배출관(70)에는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)의 배출구 측에 제 2 밸브(320)가 형성될 수 있다.

제 1 바이패스관(65)은 유체 유입관(60)으로부터 유체 배출관(70)까지 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)를 거치지 않고 연결되는 관이다. 이 때, 제 1 바이패스관(65)에는 제 3 밸브(330)가 형성되어 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)를 거치지 않은 여과되지 않은 유체가 유체 배출관(70) 측으로 공급되는 것을 조절할 수 있다.

역세척수 배출관(80)은 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)에서 역세척이 수행된 경우, 필터 이물질을 포함하는 역세척수를 외부로 배출하기 위한 것으로, 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)로부터 외부의 유체까지 연결될 수 있다.

이 때, 역세척수 배출관(80)은 역세척시 역세척 노즐에 음압을 형성시키기 위한 역세척펌프(220)가 형성될 수 있다.

제 2 바이패스관(75)은 유체 배출관(70)으로부터 역세척수 배출관(80)으로 연결될 수 있다. 이 때, 제 2 바이패스관(75)에는 제 5 밸브(350)가 형성될 수 있다.

탱크 유입관(90)은 유체 배출관(70)으로부터 밸러스트수 탱크까지 연결되며, 밸러스트수 탱크로 유입되는 유체를 조절하기 위한 제 4 밸브(340)가 형성될 수 있다.

즉, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 밸러스트수 처리 시스템(100)은 외부로부터 유체가 유입되는 1개의 관, 외부로 유체가 배출되는 1개의 관 및 밸러스트수 탱크로 유입되는 관 1개를 포함할 수 있다.

도 7(a) 및 7(b) 내지 도 9(a) 및 9(b)를 참조하여, 여과 과정, 역세척 과정 및 비상 역세척 과정의 밸러스트수 처리 시스템(100)의 작동을 설명한다.

먼저, 도 7(a) 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 여과 과정의 회로도이고, 도 7(b)는 여과 과정시 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 유체 흐름을 도시한 도면이다.

외부의 유체는 유체공급펌프(210)에 의해 유체 유입관(60)으로 공급될 수 있다. 이 때, 제 1 밸브(310)는 개방되지만, 제 3 밸브(330)는 폐쇄된다. 이에 따라, 유체 유입관(60)으로 공급되는 외부 유체는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)로 이동될 수 있다. 이는 여과되지 않은 유체가 밸러스트수 탱크로 유입되는 것을 막기 위한 것이다.

이후, 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)를 거쳐 여과된 유체는 제 2 밸브(320)가 개방되므로 유체 배출관(70)을 통해 밸러스트수 탱크 측으로 이동될 수 있다. 이 때, 역세척을 수행할 필요가 없으므로 역세척펌프(220)는 작동되지 않아 역세척수 배출관(80) 측으로는 여과된 유체가 이동될 수 없다.

결국, 도 7b에 도시된 바와 같이, 개방된 제 4 밸브(340) 및 탱크 유입관(90)을 통해 밸러스트수 탱크로 여과된 유체가 공급될 수 있다.

도 8(a)은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 역세척 과정의 회로도이고, 도 8(b)는 역세척 과정시 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 유체 흐름을 도시한 도면이다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 외부의 유체는 유체공급펌프(210)에 의해 유체 유입관(60)으로 공급될 수 있다. 이 때, 여과 과정과 마찬가지로, 제 1 밸브(310)는 개방되지만, 제 3 밸브(330)는 폐쇄된다. 이에 따라, 유체 유입관(60)으로 공급되는 외부 유체는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)로 이동될 수 있다. 제 3 밸브(330)의 폐쇄로 여과되지 않은 유체는 유체 배출관(70)으로 이동될 수 없다.

이후, 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)를 거쳐 여과된 유체는 개방된 제 2 밸브(320)를 거쳐 유체 배출관(70)을 통해 밸러스트수 탱크 측으로 이동될 수 있다.

이와 동시에, 역세척펌프(220)가 작동하여, 역세척수 배출관(80) 및 역세척 노즐에 음압을 형성시킬 수 있다. 이 때, 역세척펌프(220)의 작동으로, 유체 배출관(70)으로 이동되는 일부의 여과된 유체가 다시 필터부 내측의 역세척 노즐로 이물질과 함께 유입될 수 있다.

또한, 제어부에 의해 구동부의 모터가 구동되어, 필터부 내부의 회전축, 역세척 노즐 및 연결관이 회전하며 필터부에 걸러져 필터부 내주면에 위치된 이물질이 역세척 노즐을 통해 흡입될 수 있다.

즉, 역세척 과정에서는 크게 두 개의 유체 흐름이 나타날 수 있다. 여과 과정과 마찬가지로, 밸러스트수 탱크 측으로 여과된 유체가 이동될 수 있으며, 이와 함께, 여과된 유체의 일부가 역세척 노즐로 이물질과 함께 이동될 수 있다.

이 때, 역세척 노즐, 연결관, 역세척수 배출관(80)은 유체 배출관(70)에 비해 직경이 작게 형성될 수 있는데, 이에 따라 여과된 유체의 주된 유동 방향은 밸러스트수 탱크 측일 수 있다.

마지막으로, 도 9(a)는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 밸러스트수 처리 시스템의 비상 역세척 과정의 회로도이고, 도 9(b)는 비상 역세척 과정시 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 유체 흐름을 도시한 도면이다.

유체공급펌프(210)에 의해 공급된 외부의 유체는 유체 유입관(60)의 폐쇄된 제 1 밸브(310)에 의해 제 1 바이패스관(65)으로 이동될 수 있다. 따라서, 여과되지 않은 유체가 제 1 바이패스관(65)을 통해 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체(10)를 거치지 않고 유체 배출관(70)으로 이동될 수 있다.

이와 동시에, 역세척펌프(220)가 작동하여, 역세척수 배출관(80) 및 역세척 노즐에 음압을 형성시킬 수 있다. 따라서, 도 9b에 도시된 바와 같이, 제 1 바이패스관(65)을 통해 유체 배출관(70)으로 이동된 여과되지 않은 유체는 유체 배출관(70)을 통과하여 역세척 노즐을 통해 연결관으로 이동될 수 있다. 즉, 필터부 외부로부터 필터부 내부로 유동하면서 필터부에 걸러진 이물질과 함께, 역세척 노즐을 통해 역세척수 배출관(80)으로 이동될 수 있다.

또한, 제어부에 의해 구동부의 모터가 구동되어, 필터부 내부의 회전축, 역세척 노즐 및 연결관이 회전하며 필터부의 필터부에 걸러진 이물질이 역세척 노즐을 통해 흡입될 수 있다.

이 때, 제 1 바이패스관(65)을 통해 유체 배출관(70)으로 이동된 여과되지 않은 유체의 일부는 제 4 밸브(340)가 폐쇄되어 밸러스트수 탱크로 유입될 수 없으나, 제 2 바이패스관(75)의 개방된 제 5 밸브(350)를 통해 역세척수 배출관(80)으로 이동될 수 있다.

즉, 비상 역세척 과정 역시 역세척 과정과 마찬가지로, 크게 두 개의 유체 흐름이 나타날 수 있다. 이는 제 1 바이패스관(65)을 거쳐 유체 배출관(70)을 역행하여 필터부를 역세척하고 역세척수 배출관(80)으로 이동되는 흐름과, 제 1 바이패스관(65), 유체 배출관(70) 및 제 2 바이패스관(75)을 거쳐 역세척수 배출관(80)으로 이동되는 흐름일 수 있다.

이 때, 전술한 바와 같이, 역세척 노즐, 연결관, 역세척수 배출관(80)은 유체 배출관(70)에 비해 직경이 작게 형성되면, 유체의 주된 유동 방향은 제 2 바이패스관(75)을 경유하여 역세척수 배출관(80)으로 이동되는 방향일 수 있다.

결국, 비상 역세척 과정은 필터부에 걸러진 이물질이 다량 누적되어 이를 신속하게 역세척할 필요가 있는 비상시에 이용될 수 있다. 이 경우 밸러스트수 탱크 측으로 여과된 유체가 유입될 수 없다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에서, 제어부는 비상 역세척 과정을 위한 추가적인 제어 알고리즘이 필요할 수 있다.

전술한 바와 같이, 역세척 과정은 제 1 압력센서(62)와 제 2 압력센서(72)의 측정된 차압에 의해 결정될 수 있다. 이 때, 비상 역세척 과정은 역세척 과정이 소정의 시간보다 짧게 반복되는 경우 또는 제 1 모터(42a) 및 제 2 모터(42b)를 모두 구동하여 역세척을 했음에도 불구하고 측정된 차압이 적절한 범위 이상으로 형성되는 경우에 이루어질 수 있다.

일례로, 구동부의 순차제어를 통해 역세척을 진행했음에도 불구하고, 차압이 계속 증가하여 0.7bar에 도달하는 경우, 비상 역세척 과정이 수행될 수 있다. 또한, 0.8bar 이상의 압력이 2초 이상 지속되는 경우 알람이 발생하며, 모든 장비를 셧 다운시키고 비상 역세척 과정이 수행될 수 있다.

즉, 밸러스트수 탱크(400)로 여과된 유체의 순 유입을 제한하면서까지 필터망(22)을 역세척해야 할 필요가 있는 예외적인 경우에 수행될 수 있다.

이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당해 기술분야의 평균적인 기술자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

10: 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체
100: 밸러스트수 처리 시스템
10: 필터 구조체 12: 필터하우징
20: 필터부 30: 역세척부
40: 구동부 60: 유체 유입관
70: 유체 배출관 80: 역세척수 배출관

Claims (15)

1. 내부에 유체를 여과하기 위한 통형의 필터부가 구비되는 필터 하우징과 상기 필터 하우징에 연결되어 상기 필터부 내부로 유체를 유입시키는 유체 유입관과 상기 필터 하우징에 연결되고 상기 필터 하우징의 내부에서 상기 필터부에 의하여 여과된 유체가 배출되는 유체 배출관과 상기 필터부의 내주면을 따라 회전 가능하게 설치되는 역세척 노즐을 포함하는 역세척부와 그리고 상기 역세척 노즐을 통해 유입되는 역세척수를 배출하기 위하여 상기 필터 하우징의 내부에 설치되고 상기 필터 하우징의 외부로 연장되는 역세척수 배출관을 구비하는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체를 포함하는 밸러스트수 처리 시스템으로서,
   상기 역세척수 배출관에 형성되고, 역세척 노즐에 음압을 형성시키는 역세척 펌프;
   상기 유체 유입관에 형성되는 제 1 압력센서 및 제 1 밸브;
   상기 유체 배출관에 형성되는 제 2 압력센서 및 제 2 밸브;
   상기 유체 유입관과 상기 유체 배출관을 바이패스 시키는 제 1 바이패스관;
   상기 유체 배출관과 상기 역세척수 배출관을 바이패스 시키는 제 2 바이패스관;
   상기 제 1 바이패스관에 형성되는 제 3 밸브;
   상기 제 2 바이패스관으로부터 연결된 밸러스트수 탱크 유입관에 형성되는 제 4 밸브; 및
   상기 제 1 내지 제 4 밸브의 개폐를 제어하고, 상기 제 1 압력센서 및 제 2 압력센서를 측정하며, 상기 역세척 펌프를 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제 1 압력센서 및 상기 제 2 압력센서에 의해 측정된 차압이 0.7bar 이상일 때,
   상기 제어부는 상기 제 1 밸브 및 상기 제 4 밸브를 폐쇄시키고, 상기 제 2 밸브 및 상기 제 3 밸브를 개방시키고, 상기 역세척 펌프를 작동시키고,
   상기 역세척 펌프에 의해, 상기 필터부 내부의 상기 역세척 노즐에 음압이 형성됨으로써,
   상기 유체 유입관으로 유입된 유체는 폐쇄된 상기 제 1 밸브에 의해, 상기 제 1 바이패스관으로 바이패스되고,
   상기 제 1 바이패스관으로 바이패스된 유체의 일부는 상기 개방된 제 2 밸브에 의해, 상기 유체 배출관으로 유입되어, 상기 유체 배출관을 따라 상기 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체 내부의 상기 필터부의 외측부로 유입되고, 상기 필터부의 외측부로 유입된 유체는 상기 역세척 노즐에 형성된 음압에 의해 상기 필터부를 통과하여 상기 필터부의 내측부의 상기 역세척 노즐로 흡입되고,
   상기 제 1 바이패스관으로 바이패스된 유체의 나머지는 상기 제 2 바이패스관으로 유입되고, 상기 폐쇄된 제 4 밸브에 의해, 상기 역세척수 배출관으로 유입되는 밸러스트수 처리 시스템.
2. 제 1 항에 따른 상기 밸러스트수 처리 시스템에 사용되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체로서,
   상기 필터부는 상기 유체 유입관을 통해 유입된 유체가 여과되는 필터망을 구비하고,
   상기 필터망은 상기 필터부 내측으로부터 보강망, 본망 및 보호망의 순서로 세 겹으로 구성되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 필터부는 상기 유체 유입관을 통해 유입되는 유체의 여과 유효 면적을 증가시키기 위하여, 주름진 형태로 이루어지는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 역세척 노즐은 복수 개로 이루어지고,
   상기 역세척 노즐 각각은 상기 필터부의 길이 방향을 따라 연장 형성되되, 서로 나란하게 배치되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 복수 개의 역세척 노즐은 서로 소정의 각도만큼 이격 배치되되, 상기 소정의 각도는 0도보다 크고 180도 보다 작은 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 역세척부는 상기 복수개의 역세척 노즐이 수직되게 형성되는 연결관을 더 포함하고,
   상기 연결관은 상기 복수개의 역세척 노즐과 상기 역세척수 배출관을 연결하고,
   상기 연결관은 상기 필터부의 중심축 상에 배치되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 역세척 노즐은 상기 연결관에 분리 가능하게 결합되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 역세척 노즐은 상기 필터부의 내주면을 향해 형성되고, 상기 필터부에 걸러진 이물질을 흡입하는 흡입부를 구비하고,
   상기 흡입부는 상기 연결관과 연통되는 복수 개의 홀 또는 복수개의 슬릿으로 이루어지는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 필터부는 상기 필터 하우징 내에 한 쌍으로 구비되고, 상기 한 쌍의 필터부는 서로 나란하게 배치되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
10. 제 9 항에 있어서,
    모터를 구비하는 구동부를 더 포함하고,
    상기 모터의 구동축은 상기 필터 하우징 내부에 배치된 상기 연결관과 연결되어, 상기 연결관 및 상기 역세척 노즐이 상기 필터 하우징 내부에서 회전되도록 형성되는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 필터부는 상기 필터 하우징 내에 복수 쌍으로 구비되며,
    상기 구동부는 상기 복수 쌍의 필터부의 어느 한 쌍에 각각 연결되는 복수의 모터를 포함하는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 모터를 제어하기 위한 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 유체 유입관에 배치되는 제 1 압력센서 및 상기 유체 배출관에 배치되는 제 2 압력센서를 포함하고,
    상기 제 1 압력센서와 상기 제 2 압력센서에 의해 측정된 차압이 0.2bar 내지 0.6bar 범위인 경우, 상기 제어부는 상기 복수의 모터 각각이 순차적으로 구동되도록 제어하는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 모터 중 어느 하나는 사전에 설정된 시간동안 구동되고,
    상기 제 1 압력센서와 상기 제 2 압력센서의 차압을 재측정하고, 상기 재측정된 차압이 0.2bar 미만인 경우, 상기 제어부는 모든 모터의 구동을 중지시키도록 제어하는 밸러스트수 처리 시스템용 필터 구조체.
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