KR102060716B1 - 해수 취수 장치 - Google Patents

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Abstract

이물질 유입 방지 기능을 가지는 해수 취수 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 해수 취수 장치는 해수를 취수하기 위한 취수관; 취수관에 설치되고, 취수관을 통해 해수를 흡입하는 해수 펌프; 취수관 내에 회전 가능하게 설치되는 프로펠러; 프로펠러를 회전시켜 취수관에 흐르는 해수의 이송 압력을 조절하는 구동부; 및 취수관의 측면에 형성된 개구부에 설치되고, 해수의 이물질을 포집하는 다공성 메쉬 형태의 필터부재를 포함한다.

Description

해수 취수 장치{APPARATUS FOR INTAKING SEA WATER}
본 발명은 해수 취수 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해수 펌프에 진흙 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하는 기능을 구비하는 해수 취수 장치에 관한 것이다.
일반 상선이나 해양 구조물에서는 해수를 냉각수, 방화수, 밸러스트 워터 등 다양한 용도로 사용하기 위하여, 해수 펌프를 이용하여 해수를 취수하여 각 기관에서 요구하는 만큼 공급하고 있다. 해수 취수시 진흙이나 암석, 조개 등의 이물질이 해수와 함께 유입되어, 해수 펌프의 운용에 문제를 일으키는 경우가 발생할 수 있다. 해수 펌프는 미사용시에는 기밀을 유지해야 하나, 해수 펌프에 유입된 이물질로 인해 기밀 유지가 제대로 되지 않아 펌프의 수명 단축이나 펌프 압력 저하 등의 문제를 야기시킬 수 있다.
본 발명은 해수 펌프에 진흙 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하는 기능을 가지는 해수 취수 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 해수 공급 압력을 일정 수준 이상으로 유지하면서 이물질 유입을 효과적으로 방지할 수 있는 해수 취수 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 이물질의 포집 및 배출이 용이하고, 유지/보수 및 교체 작업을 쉽게 할 수 있는 해수 취수 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 해수 취수 장치는 해수를 취수하기 위한 취수관; 상기 취수관에 설치되고, 상기 취수관을 통해 해수를 흡입하는 해수 펌프; 상기 취수관 내에 회전 가능하게 설치되는 프로펠러; 상기 프로펠러를 회전시켜 상기 취수관에 흐르는 해수의 이송 압력을 조절하는 구동부; 및 상기 취수관의 측면에 형성된 개구부에 설치되고, 해수의 이물질을 포집하는 다공성 메쉬 형태의 필터부재를 포함한다.
상기 프로펠러와 상기 필터부재는 상기 취수관의 길이 방향을 기준으로 같은 높이에 설치될 수 있다.
해수의 이물질은 상기 프로펠러의 회전으로 인한 해수의 원심력에 의해 상기 필터부재에 포집될 수 있다.
상기 프로펠러는 상기 취수관의 길이 방향을 따라 복수개로 설치되고, 복수개의 상기 프로펠러는 상기 취수관의 중심축과 나란한 회전축을 가지도록 설치될 수 있다.
상기 필터부재는 상기 취수관의 길이 방향을 따라 복수개로 설치되고, 복수개의 상기 필터부재는 상이한 메쉬 크기를 가질 수 있다.
복수개의 상기 필터부재는 해수의 이송 방향을 따라 메쉬 크기가 증가할 수 있다.
복수개의 상기 필터부재는 해수의 이송 방향을 따라 메쉬 크기가 감소할 수 있다.
상기 필터부재는 반원통 형상의 제1 메쉬부재와, 반원통 형상의 제2 메쉬부재를 포함하고, 상기 제1 메쉬부재와 상기 제2 메쉬부재는 볼트에 의해 상기 취수관의 양 측면부에 조립될 수 있다.
상기 해수 취수 장치는, 상기 취수관 및 상기 필터부재를 감싸도록 설치되고, 상기 필터부재를 통과한 해수의 이물질이 이동되는 이물질 통로를 형성하는 이물질 이송관; 및 상기 이물질 통로의 하단부에 설치되고, 상기 이물질 통로를 통해 이송된 이물질을 보관하는 이물질 보관함을 더 포함할 수 있다.
상기 이물질 이송관은 반원통 형상의 제1 이송관 부재와, 반원통 형상의 제2 이송관 부재를 포함하고, 상기 제1 이송관 부재와 상기 제2 이송관 부재는 볼트에 의해 상기 취수관의 양 측면부에 조립될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 해수 펌프에 진흙 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하는 기능을 가지는 해수 취수 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 해수 공급 압력을 유지하면서 이물질 유입을 방지할 수 있는 해수 취수 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 이물질 배출이 용이하고 유지/보수 및 교체 작업을 쉽게 할 수 있는 해수 취수 장치가 제공된다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 취수 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 취수 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 취수 장치의 동작 및 작용을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 취수 장치의 단면도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 취수 장치의 분해 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 해수 취수 장치(100)는 취수관(110), 해수 펌프(120), 복수개의 프로펠러(130), 구동부(140), 복수개의 필터부재(150), 이물질 이송관(160) 및 이물질 보관함(170)을 포함한다.
취수관(110)은 해수를 취수하기 위해 선체(10)에 설치된다. 일 실시예에서, 취수관(110)은 하단부가 선체(10)에 결합되고, 선체(10) 표면에 수직한 방향(Z)으로 설치될 수 있다. 취수관(110)은 해수의 유입구와 해수 펌프(120) 사이에 해수의 이송 경로를 형성한다.
해수 펌프(120)는 취수관(110)에 설치되고, 취수관(110)을 통해 해수를 흡입한다. 해수 펌프(120)의 구동에 의해, 취수관(110)을 통해 해수가 유입되고, 해수를 필요로 하는 기관들로 공급된다.
해수에는 진흙, 조개, 암석 등의 이물질이 포함되어 있으며, 이러한 이물질이 해수 펌프(120)로 유입될 경우 해수 펌프(120)의 운용에 문제를 일으킬 수 있다.
해수의 이물질이 해수 펌프(120)로 유입되는 것을 방지하기 위하여, 취수관(110)의 측면에는 해수가 통과할 수 있도록 하나 이상의 개구부(112)가 형성되고, 각 개구부(112)에 필터부재(152, 154, 156)가 설치된다.
프로펠러(130)는 취수관(110) 내에 회전 가능하게 설치된다. 프로펠러(130)는 필터부재(150)를 향하여 해수를 가압함으로써 필터부재(150) 내에 이물질이 잘 포집되게 하는 동시에, 해수의 공급 압력을 일정 수준 이상으로 유지하는 기능을 한다.
필터부재(150)에 강한 압력으로 해수를 유입시켜 해수의 이물질이 필터부재(150)에 잘 박히게 하기 위하여, 프로펠러(130)는 취수관(110)의 내경에 거의 근접하는 위치까지 연장될 수 있다.
이물질 포집 및 해수 공급 압력 유지 효과를 위하여, 프로펠러(130)는 취수관(110)의 길이 방향(Z)을 따라 복수개로 설치될 수 있다. 복수개의 프로펠러(130)는 취수관(110)의 중심축과 나란한 회전축(142)을 가지도록 설치된다.
복수개의 프로펠러(130)는 동일한 회전축(142)에 의해 회전될 수도 있고, 각기 다른 회전축에 의해 회전되도록 구성될 수도 있다. 또한, 각 프로펠러(130)는 감속기(도시생략)를 구비할 수도 있다.
구동부(140)는 프로펠러(130)의 회전축(142)을 회전시켜 취수관(110)을 따라 흐르는 해수의 이송 압력을 조절한다. 구동부(140)는 구동모터와 감속기로 제공될 수 있다.
회전축(142)의 일단은 구동부(140)의 구동축에 결합된다. 취수관(110) 내의 하단 측에는 브래킷(144a)에 의해 베어링(144)이 취수관(110)의 중심축 상에 설치되고, 베어링(144)에 회전축(142)의 타단이 회전 가능하게 지지된다.
필터부재(150)는 취수관(110)의 측면에 형성된 개구부(112)에 설치된다. 해수의 이송 흐름을 방해하지 않기 위하여, 필터부재(150)는 취수관(110)의 외면에 설치된다. 필터부재(150)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 필터부재(150)의 내경은 취수관(110)의 외경과 동일하게 설계될 수 있다.
필터부재(150)는 해수의 이물질을 잘 포집하기 위해 다공성 메쉬(mesh) 형태로 제공된다. 프로펠러(130)의 원심력에 의해 이물질이 필터부재(150) 내에 효과적으로 박히도록 하기 위하여, 프로펠러(130)와 필터부재(150)는 취수관(110)의 길이 방향을 기준으로 같은 높이에 설치될 수 있다.
일 실시예에서, 필터부재(150)는 취수관(110)의 길이 방향을 따라 복수개로 설치된다. 필터부재(150)는 프로펠러(130)와 같은 개수로 제공될 수 있다. 해수의 이물질은 프로펠러(130)의 회전으로 인한 해수의 원심력에 의해 필터부재(150) 내에 포집될 수 있다.
필터부재들(152, 154, 156)에 다양한 크기의 이물질이 포집되도록 하기 위해, 복수개의 필터부재(152, 154, 156)는 상이한 메쉬 크기를 가질 수 있다. 필터부재(150)는 이물질이 포집되는 공간이 형성되도록, 반경 방향으로 소정의 두께를 가지도록 설계될 수 있다.
일 실시예에서, 필터부재(150)의 설치 및 교체 작업을 원활하게 수행할 수 있도록, 각 필터부재(152, 154, 156)는 반원통 형상의 제1 메쉬부재(152a, 154a, 156a)와, 반원통 형상의 제2 메쉬부재(152b, 154b, 156b)로 이루어질 수 있다.
이러한 실시예의 경우, 개구부(112)는 취수관(110)의 둘레 방향을 따라 제1 메쉬부재(152a, 154a, 156a) 및 제2 메쉬부재(152b, 154b, 156b)와 각각 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
제1 메쉬부재(152a, 154a, 156a)의 양단에는 볼트결합공이 형성된 제1 결합부재(152c, 154c, 156c)가 형성되고, 제2 메쉬부재(152b, 154b, 156b)의 양단에는 볼트결합공이 형성된 제2 결합부재(152d, 154d, 156d)가 형성될 수 있다.
제1 메쉬부재(152a, 154a, 156a)와 제2 메쉬부재(152b, 154b, 156b)는 볼트에 의해 취수관(110)의 양측에 조립될 수 있다. 이와 같은 실시예에 의하면, 제1 메쉬부재(152a, 154a, 156a)와 제2 메쉬부재(152b, 154b, 156b)를 조립 또는 분해하여, 취수관(110)을 분리시키지 않고도 필터부재(152, 154, 156)의 설치 및 교체 작업을 손쉽게 수행할 수 있다.
이물질 이송관(160)은 취수관(110) 및 필터부재(150)를 감싸도록 설치된다. 이물질 이송관(160)은 필터부재(150)를 통과한 해수의 이물질이 이동되는 이물질 통로(160a)를 형성한다. 이물질 이송관(160)은 필터부재(150)의 외경과 같거나 큰 내경을 가진다.
이물질 보관함(170)은 이물질 통로(160a)의 하단부에 설치되고, 이물질 통로(160a)를 통해 이송된 이물질을 보관한다. 이물질 보관함(170)은 이물질 이송관(160)보다 큰 반경을 가지도록 확장된다.
일 실시예에서, 이물질 이송관(160)은 반원통 형상의 제1 이송관 부재(162)와, 반원통 형상의 제2 이송관 부재(164)를 포함할 수 있다. 제1 이송관 부재(162)와 제2 이송관 부재(164)의 상단부와 하단부에는 이물질 이송관(160)과 취수관(110) 사이로 이물질이 배출되는 것을 방지하기 위한 차폐판(162a, 164a, 164b)이 형성된다.
제1 이송관 부재(162)와 제2 이송관 부재(164)의 양단에는 볼트공이 형성된 고정부재(162c, 162d, 164c, 164d)가 형성된다. 제1 이송관 부재(162)와 제2 이송관 부재(164)는 볼트에 의해 취수관(110)에 조립될 수 있으며, 볼트를 해체하여 취수관(110)으로부터 분리될 수 있다.
이물질 보관함(170)은 제1 이송관 부재(162)에 설치되는 제1 보관함(172)과 제2 이송관 부재(164)에 설치되는 제2 보관함(174)으로 구성될 수 있다. 제1 보관함(172)과 제2 보관함(174) 내에 이물질이 저장될 수 있도록 이물질 저장 공간을 형성하는 차단판(174a, 174b)이 마련된다.
이와 같은 실시예에 의하면, 제1 이송관 부재(162)와 제2 이송관 부재(164)를 조립 또는 분해하여, 필터부재(152, 154, 156)의 설치 및 교체 작업을 손쉽게 수행할 수 있다. 또한, 이물질 보관함(170)에 채워진 진흙 등의 이물질을 배출하는 작업을 손쉽게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수 취수 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 해수 펌프(120)의 구동에 의해, 해수는 취수관(110)을 통해 선체(10) 내부로 유입된다.
해수 펌프(120)의 구동에 연동하여 프로펠러(130)가 구동되고, 프로펠러(130)의 구동에 의해 해수의 회전 기류가 형성된다. 또한, 프로펠러(130)의 구동에 의한 해수의 원심력에 의하여, 해수에 포함된 이물질 중에서 다공성 메쉬 형태의 필터부재(150)의 메쉬 크기와 비슷한 크기를 가지는 이물질이 필터부재(150) 내에 포집된다.
필터부재(150)를 통과하는 과정에서 해수의 압력이 떨어질 수 있는데, 프로펠러(130)의 회전력에 의해 해수의 공급을 가속화하여, 해수의 공급 압력을 일정 압력 이상으로 유지시킨 상태로 해수의 이물질을 제거할 수 있게 된다.
필터부재(150)를 통과하여 걸러진 작은 이물질은 이물질 통로(160a)를 통해 이물질 보관함(170)에 모이게 된다. 이물질 보관함(170) 내의 이물질은 주기적으로 비워질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 해수 펌프(120)에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 이물질로 인해 해수 펌프(120)의 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 다양한 메쉬 크기의 필터부재(152, 154, 156)에 의해, 해수에 포함된 다양한 크기의 이물질을 효율적으로 포집할 수 있다.
일 실시예에서, 복수개의 필터부재(152, 154, 156)는 해수의 이송 방향을 따라 메쉬 크기가 증가할 수 있다. 이 경우, 하부 측의 필터부재(152)의 메쉬 크기가 작기 때문에, 상부 측의 필터부재(156)를 통과하여 이물질 통로(160a)를 따라 하부로 이동한 작은 크기의 이물질이 하부 측의 필터부재(152)를 통과하여 취수관(110)으로 다시 유입되는 것을 방지할 수 있다.
다른 실시예로, 복수개의 필터부재(152, 154, 156)는 해수의 이송 방향을 따라 메쉬 크기가 감소할 수 있다. 이 경우, 해수의 이송 방향을 따라 점차적으로 작은 크기의 이물질을 걸러낼 수 있게 된다. 이때, 이물질 통로(160a)를 따라 하부로 이동한 작은 크기의 이물질이 하부 측의 필터부재(152)를 통과하여 취수관(110)으로 유입될 수 있는데, 이를 방지하기 위해 하부 측의 프로펠러(132)의 회전속도를 다른 프로펠러보다 빠르게 하여 하부 측의 필터부재(152)를 통해 이물질이 취수관(110)으로 유입되는 것을 방지할 수도 있다.
이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 선체 100: 해수 취수 장치
110: 취수관 112: 개구부
120: 해수 펌프 130: 프로펠러
140: 구동부 142: 회전축
144: 베어링 150, 152, 154, 156: 필터부재
152a, 154a, 156a: 제1 메쉬부재 152b, 154b, 156b: 제2 메쉬부재
152c, 154c, 156c: 제1 결합부재 152d, 154d, 156d: 제2 결합부재
160: 이물질 이송관 160a: 이물질 통로
162: 제1 이송관 부재 162a, 164a, 164b: 차폐판
162c, 162d, 164c, 164d: 고정부재 164: 제2 이송관 부재
170: 이물질 보관함 172: 제1 보관함
174: 제2 보관함

Claims (10)

  1. 해수를 취수하기 위한 취수관;
    상기 취수관에 설치되고, 상기 취수관을 통해 해수를 흡입하는 해수 펌프;
    상기 취수관 내에 회전 가능하게 설치되는 프로펠러;
    상기 프로펠러를 회전시켜 상기 취수관에 흐르는 해수의 이송 압력을 조절하는 구동부; 및
    상기 취수관의 측면에 형성된 개구부에 설치되고, 해수의 이물질을 포집하는 다공성 메쉬 형태의 필터부재를 포함하고,
    상기 프로펠러와 상기 필터부재는 상기 취수관의 길이 방향을 기준으로 같은 높이에 설치되고,
    상기 프로펠러의 회전으로 인한 해수의 원심력에 의해 해수의 이물질이 상기 개구부에 설치된 상기 필터부재 내에 박히게 하여 상기 이물질을 포집하도록 구성되고,
    상기 필터부재는 상기 이물질이 포집될 수 있는 공간이 형성되도록 반경 방향으로 소정의 두께를 가지는 해수 취수 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 프로펠러는 상기 취수관의 길이 방향을 따라 복수개로 설치되고, 복수개의 상기 프로펠러는 상기 취수관의 중심축과 나란한 회전축을 가지도록 설치되는 해수 취수 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 필터부재는 상기 취수관의 길이 방향을 따라 복수개로 설치되고, 복수개의 상기 필터부재는 상이한 메쉬 크기를 가지는 해수 취수 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    복수개의 상기 필터부재는 해수의 이송 방향을 따라 메쉬 크기가 증가하는 해수 취수 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    복수개의 상기 필터부재는 해수의 이송 방향을 따라 메쉬 크기가 감소하는 해수 취수 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 필터부재는 반원통 형상의 제1 메쉬부재와, 반원통 형상의 제2 메쉬부재를 포함하고, 상기 제1 메쉬부재와 상기 제2 메쉬부재는 볼트에 의해 상기 취수관의 양 측면부에 조립되는 해수 취수 장치.
  9. 제1 항, 제4 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 취수관 및 상기 필터부재를 감싸도록 설치되고, 상기 필터부재를 통과한 해수의 이물질이 이동되는 이물질 통로를 형성하는 이물질 이송관; 및
    상기 이물질 통로의 하단부에 설치되고, 상기 이물질 통로를 통해 이송된 이물질을 보관하는 이물질 보관함을 더 포함하는 해수 취수 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 이물질 이송관은 반원통 형상의 제1 이송관 부재와, 반원통 형상의 제2 이송관 부재를 포함하고, 상기 제1 이송관 부재와 상기 제2 이송관 부재는 볼트에 의해 상기 취수관의 양 측면부에 조립되는 해수 취수 장치.
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