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KR101287144B1 - 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치 - Google Patents

배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치 Download PDF

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KR101287144B1
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주식회사 파나시아
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Abstract

본 발명은 밸러스트수를 여과방식에 의해 처리하는 여과장치에 관한 것으로, 특히 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 여과장치 필터의 이물질을 역세척하여 배출하는 역세척라인 상에 배압방지탱크를 포함하여, 역세척라인의 역세척수 및 이물질이 일차로 배압방지탱크에 저장되어 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지할 수 있고, 배압방지탱크 내 수위가 항상 역세척라인과 연결되는 유입구보다 낮게 유지되어 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서에 의해 측정된 수위가 일정 높이 이상인 경우 탱크 내 저장된 역세척수를 펌프에 의해 인위적으로 배출시킴으로써 탱크 내 수위를 항상 일정 높이 이하로 유지할 수 있는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다.

Description

배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치{A Multi-Cage Type Ballast Water Filter Equipment preventing a formation of back-pressure}
본 발명은 밸러스트수를 여과방식에 의해 처리하는 여과장치에 관한 것으로, 특히 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 여과장치 필터의 이물질을 역세척하여 배출하는 역세척라인 상에 배압방지탱크를 포함하여, 역세척라인의 역세척수 및 이물질이 일차로 배압방지탱크에 저장되어 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지할 수 있고, 배압방지탱크 내 수위가 항상 역세척라인과 연결되는 유입구보다 낮게 유지되어 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서에 의해 측정된 수위가 일정 높이 이상인 경우 탱크 내 저장된 역세척수를 펌프에 의해 인위적으로 배출시킴으로써 탱크 내 수위를 항상 일정 높이 이하로 유지할 수 있는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 관한 것이다.
밸러스트수(ballast water)란 선박이 짐을 싣지 않고 운항하는 경우에 선박의 균형을 유지하기 위해 선박 내의 밸러스트 탱크에 채우는 해수를 의미한다.
국제교역량의 증가와 함께 해상운송 비율이 점점 증가하고 있고 그에 따라 선박 수의 증가 및 대형화가 빠르게 이루어지고 있어 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양도 크게 증가하고 있다. 선박에서 사용하는 밸러스트수의 양이 증가함에 따라 외래 해양생물종들로 인한 토착 해양생태계의 피해 발생 사례 역시 증가하고 있는 바, 이러한 국제적인 환경문제를 해결하기 위해 2004년도에 국제해사기구(IMO)에서 '선박의 밸러스트수와 침전물의 통제와 관리에 대한 국제협약'이 완성되어 2009년부터 신규 건조되는 선박에 밸러스트수 처리장치가 의무적으로 설치되고 있다.
종래 밸러스트수를 처리하기 위한 방식으로는 밸러스트수를 해상에서 교환하거나 육상에서 처리하는 방식이 있었으나, 비효율적인 단점이 있어 선박 내에 밸러스트수를 처리하기 위한 처리시설을 설치하는 방식이 많이 활용되고 있고, 특히 밸러스트수 처리시설에 사용되는 처리방식으로 필터를 사용한 여과방식이 주로 이용되고 있는데, 선박이 대형화됨에 따라 큰 선박에서는 많은 양의 밸러스트수를 처리하여야 할 필요성이 증대되므로, 그에 따라 대용량의 밸러스트수를 처리할 수 있는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치가 사용되고 있다.
멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치란, 여과장치 내에 필터와 이를 자동으로 세착하는 장치가 하나의 세트를 형성하는 여과유닛 다수 개가 집적되어 있는 것으로, 여과유닛이 다수 포함됨에 따라 그만큼 밸러스트수를 처리할 수 있는 처리용량도 많아지게 되므로 대용량의 밸러스트수를 처리하여야 하는 큰 선박 등에 주로 활용되고 있다.
도 1은 종래 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치의 측면도이고, 도 2는 종래 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치의 평면도이다.
그러나, 종래 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치는 사용 중에 필터에 부착되는 이물질 등을 자동으로 역세척하여 외부로 배출시키는 구성 등은 존재하나, 이러한 역세척과정에서 역세척라인 상에 이물질 등이 쌓이게 됨에 따라 증가하는 배압으로 인해 역세척과정이 원활하게 이루어지지 않는 문제를 근본적으로 해결하고자 하는 어떠한 문제인식이나 과제해결원리도 개시되어 있지 않은 실정이다.
또한, 종래의 여과장치는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 여과장치에 포함된 각 여과유닛을 역세척하기 위한 역세척장치를 구동시키는 구동부(a)는 물론 역세척 후 이물질을 배출하기 위한 배출부(b) 및 그 배관라인(c)이 모두 여과장치의 상부에 집중되는 구조를 취하고 있기 때문에, 위 구성들이 혼재됨에 따른 설치, 교체 및 해체시에 작업이 번거롭게 되며, 특히 선박이라는 특수한 환경에서는 이러한 여과장치가 설치되는 공간 역시 매우 협소(선박 고유의 목적을 위한 공간을 넓게 확보하기 위해 기계실과 같은 공간은 상대적으로 협소하게 설계됨)하기 때문에 여과장치 상측공간이 매우 협소하다는 점을 감안한다면, 종래와 같이 여과장치의 상부에 구성들이 집중되는 구조에서는 더욱 유지관리의 어려움이 증대될 수밖에 없는 문제를 안고 있다.
또한, 위와 같이 여과장치의 각 구성들이 여과장치의 상부에 집중되면 집중될수록 이를 설치 및 해체하기 위해 필요한 상부공간 역시 커져야 하기 때문에, 선박이라는 특수한 환경에서 여과장치를 위해 별도의 상부공간을 확보해야 하는 비효율적인 공간구조를 야기하는 문제 또한 안게 된다.
또한, 종래의 여과장치에서는 필터 내부에 쌓이는 이물질을 제거하는 역세척라인 상에서 역세척라인을 따라 이동하던 역세척수 및 이물질 등이 역세척라인을 따라 이동하는 흐름이 약해지는 순간 역세척라인의 관로에 쌓이게 되거나 또는 역세척라인 상의 역세척수가 순간 집중되는 경우 등에서 역세척라인의 관로를 막는 비율이 증대되고 그에 따라 역세척라인 내 압력 즉, 배압이 증대되어 역세척효율 및 여과효율이 떨어지게 되는 문제가 있으나, 이를 해결하고자 하는 기술적 구성 역시 갖추어지지 않은 실정이다.
또한, 종래의 여과장치에서는 각 여과유닛을 역세척하는 과정에 있어 역세척장치에 사용되는 구성들이 서로 부딪혀 파손되거나 또는 쌓인 이물질에 의해 파손되는 경우를 근본적으로 방지할 수 있는 수단들이 부족하고, 사용 정지 중에 여과장치 내부에 방치되는 밸러스트수로 인한 문제나, 여과되지 않은 밸러스트수가 유출되는 것을 방지할 수 있도록 하는 필터의 기밀에 관련된 문제를 해결하고자 하는 기술적 구성 역시 갖추어지지 않은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 여과장치 필터의 이물질을 역세척하여 배출하는 역세척라인 상에 배압방지탱크를 포함하여, 역세척라인의 역세척수 및 이물질이 일차로 배압방지탱크에 저장되어 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지할 수 있는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 배압방지탱크 내 수위가 항상 역세척라인과 연결되는 유입구보다 낮게 유지되어, 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지할 수 있는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서에 의해 측정된 수위가 일정 높이 이상인 경우 탱크 내 저장된 역세척수를 펌프에 의해 인위적으로 배출시킴으로써, 탱크 내 수위를 항상 일정 높이 이하로 유지할 수 있는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 선박에 장착되는 여과장치의 특수한 설치환경을 고려하여 여과장치 상부에 집중되던 구성들 중 필터 역세척 후 이물질의 배출을 위한 배출부와 그 역세척라인을 여과장치의 하부로 분산시킴은 물론, 각 여과유닛의 배출관을 하나의 라인으로 연통함으로써, 구조의 간단화와 여과장치 상부의 설치를 위한 공간을 줄일 수 있게 함은 물론, 각 여과유닛의 이물질 배출 및 배압관리를 통합하여 효율적으로 관리할 수 있는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 각 여과유닛 내 필터의 역세척을 위해 상하이동하는 자동세척부 구성들이 부딪혀 손상되는 것을 사전에 방지할 수 있는 이중 삼중의 관련 구성들을 포함하여, 장치의 손상을 방지하고 내구성을 확보할 수 있는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 각 여과유닛 내 필터를 역세척하는 과정에서 이물질을 흡입하는 흡입부가 이동경로 상의 필터에 미흡입되는 이물질을 남기지 않도록 하며, 미작동시에는 여과장치 내 모든 밸러스트수를 배출시킬 수 있고, 필터의 기밀 유지 및 교체의 편의성을 높일 수 있는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치는 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치는 밸러스트수가 유출입되는 유입부와 유출부를 갖는 바디 내에 다수의 여과유닛이 패키지화되어 연결되며, 상기 여과유닛은 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수를 여과시키는 필터와, 상기 필터에 부착되는 이물질을 역세척하는 자동세척부를 포함하고, 상기 자동세척부는 제어부의 신호에 의해 자동세척부를 구동시키는 구동부와, 상기 구동부에 연결되어 움직이면서 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입부와, 상기 흡입부에서 흡입된 이물질을 배출시키는 배출부를 포함하고, 상기 배출부는 역세척라인 상에 배압방지탱크를 포함하여, 역세척라인의 역세척수 및 이물질이 일차로 상기 배압방지탱크에 저장되어 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 배압방지탱크는 각 여과유닛의 배출관이 바디의 하부에서 연통하여 형성한 하나의 역세척라인 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 배압방지탱크는 역세척수가 유입되는 유입구보다 배출되는 배출구가 낮게 위치하여, 배압방지탱크 내 수위가 상기 유입구보다 낮게 유지되어 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 배압방지탱크는 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서와, 상기 수위측정센서에 의해 측정된 수위가 일정 높이 이상인 경우 탱크 내 저장된 역세척수를 배출하는 펌프를 포함하여, 탱크 내 수위를 일정 높이 이하로 유지하여 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 흡입부는 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입봉이 연결되어 흡입봉을 회전시키는 회전축으로 작용하는 코어의 일측에 스토퍼를 구비하여, 상기 스토퍼가 바디에 접촉하는 경우 상기 코어의 상하이동을 제한하여 상기 흡입봉이 바디에 부딪혀 손상되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 스토퍼와 접촉하게 되는 바디에는 부싱을 구비하고, 상기 스토퍼는 금속재질로, 상기 부싱은 비금속재질로 형성함으로써, 스토퍼와 바디의 접촉에 따른 스토퍼나 바디의 손상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 구동부는 구동모터에 의해 회전 및 상하이동하는 구동축과, 상기 구동측의 일측에 부착된 접촉수단과, 상기 흡입부의 상하이동간격만큼 상하로 이격되어 상기 접촉수단과 접촉하게 되는 한 쌍의 제1리미트스위치와, 상기 제1리미트스위치보다 각각 상하로 더 이격되어 흡입부의 상하이동제한구간을 설정하는 한 쌍의 제2리미트스위치를 포함하여, 접촉수단이 상기 제1리미트스위치의 이격간격을 넘어 이동하는 경우 상기 제2리미트스위치에 의해 이중으로 흡입부의 이동을 제한시켜 흡입부가 바디와 부딪혀 손상되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 제2리미트스위치는 상기 제1리미트스위치와 대향되도록 위치하여, 제1리미트스위치와 제2리미트스위치의 이격간격이 좁은 경우에도 제2리미트스위치가 상기 접촉수단을 정확하게 감지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 흡입부는 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입봉과, 상기 흡입봉이 연결되며 구동부에 연동하여 흡입봉을 회전시키는 회전축으로 작용하는 코어를 포함하고, 상기 흡입봉은 흡입구의 직경이 흡입봉이 1회전하면서 상하로 이동하는 리드 길이보다 대략 같거나 크게 형성되어, 흡입봉이 회전하면서 이물질을 역세척하지 않은 부분을 남기지 않으면서 중첩되어 이물질을 역세척하여 필터 역세척효율을 높이고 흡입봉의 파손을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 바디 내부의 압력을 측정하는 제1압력센서와, 각 여과유닛마다 설치되어 각 여과유닛의 필터 내부의 압력을 측정하는 제2압력센서를 추가로 포함하여, 제어부의 제어하에 바디 내부의 압력과 일정 범위 이상의 차압이 발생하는 여과유닛별로 순차적으로 상기 자동세척부를 구동시켜, 이물질 역세척과정에서의 배압증가를 방지하여 역세척이 원활하게 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 제2압력센서는 상기 바디 상부의 필터인입공을 차단하는 상부덮개판을 관통하는 압력측정공을 통해 필터 내부의 압력을 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 바디의 하부에는 드레인라인이 형성되어, 여과장치의 동작이 정지된 경우 바디 내부의 밸러스트수를 상기 드레인라인으로 배수시켜 고여 있는 밸러스트수로 인한 바디 내부의 부식을 방지하고, 상기 바디의 상부에는 바디 내부에 에어를 주입할 수 있는 에어주입부을 포함하여, 바디 내부의 밸러스트수를 상기 드레인라인을 통해 배수시 에어를 주입하여 바디 내부에 부착된 이물질을 제거할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 배출관이 형성하는 역세척라인의 하부에는 제2드레인라인이 형성되어, 여과장치의 동작이 정지된 경우 역세척라인 내부의 밸러스트수를 상기 제2드레인라인으로 배수시켜 고여 있는 밸러스트수로 인한 역세척라인 내부의 부식을 방지하고, 상기 배출관 상에는 배출관 내부에 에어를 주입할 수 있는 제2에어주입부가 배치되어, 역세척라인 내부의 밸러스트수를 상기 제2드레인라인을 통해 배수시 에어를 주입하여 배출관 내부에 부착된 이물질을 제거할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 필터는 상측이 상기 바디의 상부면에 결합하고, 하측이 상기 바디의 격벽에 결합하며, 필터의 상측과 하측 말단에는 바디와 직접 접촉하여 안착되는 시트가 부착되고, 상기 시트과 바디의 접촉면에는 오링이 위치하여, 여과압력에 의해 필터 내부의 여과 전 밸러스트수가 필터와 바디의 접촉면 틈으로 유출되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 필터 상측의 시트는 상기 바디 상부면에 형성된 필터인입공을 차단하는 상부덮개판의 하향돌출편과 접촉하며, 상기 오링은 상기 상부덮개판의 하향돌출편에 함입형성된 오링홈 내에 삽입되므로, 상기 상부덮개판만을 분리하면 오링을 교체할 수 있어 용이하게 오링 교체작업을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서 상기 필터 하측의 시트는 상기 바디 격벽에 형성된 밸러스트수유입공을 둘러싸는 돌출편과 접촉하며, 상기 오링은 상기 필터 하측의 시트에 함입형성된 제2오링홈 내에 삽입되므로, 상기 필터만을 분리하면 오링을 교체할 수 있어 용이하게 오링 교체작업을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 여과장치 필터의 이물질을 역세척하여 배출하는 역세척라인 상에 배압방지탱크를 포함하여, 역세척라인의 역세척수 및 이물질이 일차로 배압방지탱크에 저장되어 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 배압방지탱크 내 수위가 항상 역세척라인과 연결되는 유입구보다 낮게 유지되어, 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서에 의해 측정된 수위가 일정 높이 이상인 경우 탱크 내 저장된 역세척수를 펌프에 의해 인위적으로 배출시킴으로써, 탱크 내 수위를 항상 일정 높이 이하로 유지할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 선박에 장착되는 여과장치의 특수한 설치환경을 고려하여 여과장치 상부에 집중되던 구성들 중 필터 역세척 후 이물질의 배출을 위한 배출부와 그 역세척라인을 여과장치의 하부로 분산시킴은 물론, 각 여과유닛의 배출관을 하나의 라인으로 연통함으로써, 구조의 간단화와 여과장치 상부의 설치를 위한 공간을 줄일 수 있게 함은 물론, 각 여과유닛의 이물질 배출 및 배압관리를 통합하여 효율적으로 관리할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 각 여과유닛 내 필터의 역세척을 위해 상하이동하는 자동세척부 구성들이 부딪혀 손상되는 것을 사전에 방지할 수 있는 이중 삼중의 관련 구성들을 포함하여, 장치의 손상을 방지하고 내구성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 각 여과유닛 내 필터를 역세척하는 과정에서 이물질을 흡입하는 흡입부가 이동경로 상의 필터에 미흡입되는 이물질을 남기지 않도록 하며, 미작동시에는 여과장치 내 모든 밸러스트수를 배출시킬 수 있고, 필터의 기밀 유지 및 교체의 편의성을 높일 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치의 측면도
도 2는 종래 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치의 평면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치의 분해사시도
도 4는 도 3의 여과장치의 단면도
도 5는 도 3의 여과장치의 평면도
도 6은 도 3의 여과장치의 저면도
도 7은 역세척라인과 배압방지탱크의 관계를 도시한 단면도
도 8은 스토퍼와 부싱의 관계를 도시한 도 4의 'A'부분의 확대도
도 9는 구동부의 세부구성을 도시한 도 4의 'B'부분의 확대도
도 10은 흡입봉이 1회전하면서 이동하는 리드간격과 흡입구의 직경 관계를 도시한 참고도
도 11은 흡입봉의 상하이동간격과 흡입봉 간의 이격간격을 도시한 참고도
도 12는 제1,2압력센서가 위치한 상태를 도시한 단면도
도 13은 드레인라인과 에어주입부이 위치한 상태를 도시한 단면도
도 14는 제2드레인라인과 제2에어주입부이 위치한 상태를 도시한 단면도
도 15는 필터 상측의 결합관계를 도시한 도 4의 'C'부분의 확대도
도 16은 종래의 필터 상측의 결합관계를 도시한 단면도
도 17은 필터 하측의 결합관계를 도시한 도 4의 'D'부분의 확대도
이하에서는 본 발명에 따른 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치의 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 여과장치의 단면도이고, 도 5는 도 3의 여과장치의 평면도이고, 도 6은 도 3의 여과장치의 저면도이고, 도 7은 역세척라인과 배압방지탱크의 관계를 도시한 단면도이고, 도 8은 스토퍼와 부싱의 관계를 도시한 도 4의 'A'부분의 확대도이고, 도 9는 구동부의 세부구성을 도시한 도 4의 'B'부분의 확대도이고, 도 10은 흡입봉이 1회전하면서 이동하는 리드간격과 흡입구의 직경 관계를 도시한 참고도이고, 도 11은 흡입봉의 상하이동간격과 흡입봉 간의 이격간격을 도시한 참고도이고, 도 12는 제1,2압력센서가 위치한 상태를 도시한 단면도이고, 도 13은 드레인라인과 에어주입부이 위치한 상태를 도시한 단면도이고, 도 14는 제2드레인라인과 제2에어주입부이 위치한 상태를 도시한 단면도이고, 도 15는 필터 상측의 결합관계를 도시한 도 4의 'C'부분의 확대도이고, 도 16은 종래의 필터 상측의 결합관계를 도시한 단면도이고, 도 17은 필터 하측의 결합관계를 도시한 도 4의 'D'부분의 확대도이다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치의 기본적인 구조에 대해 도 3 내지 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치는 밸러스트수가 유출입되는 유입부(110)와 유출부(120)를 갖는 바디(10) 내에 다수의 여과유닛이 패키지화되어 연결되는 구조로, 각 여과유닛은 상기 바디(10) 내부를 흐르는 밸러스트수를 여과시키는 필터(20)와, 상기 필터(20)에 부착되는 이물질을 역세척하는 자동세척부(30)를 포함하게 된다(즉, 여과유닛에 대해서는 별도의 도면부호를 표기하지는 않았으나, 이는 필터(20) 및 자동세척부(30)로 이루어진 유닛을 의미한다).
상기 바디(10)는 본 발명에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치의 외부 골격을 이루는 부분으로, 상기 바디(10)의 유입부(110)를 통해 내부로 유입된 밸러스트수는 바디(10) 내에 위치하는 여과유닛을 거치면서 이물질 등이 여과되어 처리된 후 상기 바디(10)의 유출부(120)를 통해 배출되게 된다. 상기 바디(10)의 유출부(120)는 유입부(110) 보다는 상측에 위치하는 것이 바람직하며, 상기 바디(10) 내부는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 유입부(110)를 사이에 두고 바디(10)의 최하부면을 형성하는 하부면(150)과 중간면을 형성하는 격벽(140)에 의해 형성되어 유입부(110)로 유입된 처리 전 밸러스트수가 일시 저장되는 여과전실(161)과, 상기 유출부(120)를 사이에 두고 상기 격벽(140)과 바디(10)의 최상부면을 형성하는 상부면(130)에 의해 형성되어 필터(20) 및 필터(20)를 통과하여 여과처리된 밸러스트수가 저장되는 여과후실(162)이 형성될 수 있다. 상기 상부면(130)에는 바디(10) 내부에 필터(20)가 진입될 수 있도록 필터인입공(131)이 관통형성되고, 필터(20)가 설치된 이후에는 상기 필터인입공(131)에 결합하여 이를 폐쇄하는 상부덮개판(170)이 결합하게 된다. 상기 격벽(140)에는 상기 여과전실(161)에 일시 저장된 밸러스트수가 필터(20) 내부로 유입될 수 있도록 관통형성된 밸러스트수유입공(141)이 형성되고, 상기 밸러스트수유입공(141)을 둘러싸며 필터(20)의 하측이 안정적으로 고정될 수 있도록 필터(20) 하측의 내면과 접촉하게 되는 돌출편(142)이 형성될 수 있다.
상기 필터(20)는 상기 바디(10) 내부에 유입된 밸러스트수를 여과처리하여 이물질 등을 제거하는 구성으로, 상기 필터인입공(131)을 통해 바디(10) 내에 삽입되어 상기 여과후실(162)에 설치되는데, 필터(20)의 하측은 상기 격벽(140)에, 상측의 상기 상부면(130)에 각각 고정되게 된다. 상기 필터(20)가 설치되게 되면, 상기 유입부(110)를 통해 여과전실(161)에 일시 저장된 밸러스트수는 상기 밸러스트수유입공(141)을 통해 필터(20) 내부로 유입되어 필터(20)를 거쳐 여과후실(162)로 이동하면서 이물질 등이 필터(20) 내주면에 걸러지면서 여과처리되게 된다. 상기 필터(20)는 바람직하게는 원통형으로 형성될 수 있으며, 필터(20)에 밸러스트수가 여과되는 과정에서 생물 및 입자 등의 이물질이 걸러지게 된다. 이러한 여과가 계속 진행되는 경우 상기 필터(20) 내주면에 이물질 등이 쌓여 여과기능이 저하되므로 후술하는 자동세척부(30)에 의해 필터(20) 내주면의 이물질 제거작업이 진행되게 된다.
상기 자동세척부(30)는 상기 필터(20)에 부착되는 이물질을 역세척하는 구성으로, 이를 위해 상기 자동세척부(30)는 제어부(미도시)의 신호에 의해 자동세척부를 구동시키는 구동부(310)와, 상기 구동부(310)에 연결되어 움직이면서 상기 필터(20)에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입부(320)와, 상기 흡입부(320)에서 흡입된 이물질을 배출시키는 배출부(330)를 포함할 수 있다.
상기 구동부(310)는 상기 자동세척부(30)가 작동하기 위한 동력을 제공하고, 이러한 동력을 이용하여 후술할 흡입부(320)를 회전 및/또는 상하이동시키는 부분으로, 일반적으로 구동력을 제공하는 구동모터(311)와, 일단이 상기 구동모터(311)에 연결되어 구동모터(311)로부터 동력을 제공받아 회전 및/또는 상하이동하면서 그 타단에 연결되는 후술할 흡입부(320)의 코어(322)를 연동하여 회전 및/또는 상하이동시키는 구동축(312)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 구동축(312)의 상하이동간격을 특정하기 위해서, 상기 구동축(312)에는 별도의 접촉수단(313, 이는 후술할 한 쌍의 리미트스위치와 접촉할 수 있도록 판 형상으로 형성되는 디스크 등이 일 예가 된다)이 부착되고, 상기 접촉수단(313)을 사이에 두고 상하로 일정간격(이는 구동축(312)의 상하이동간격에 대응됨) 이격되는 한 쌍의 제1리미트스위치(314)가 배치되어, 상기 구동축(312)이 상하이동하면서 상기 접촉수단(313)이 하측의 제1리미트스위치(314)에 접촉하게 되면 상향이동하도록 하고, 반대로 접촉수단(313)이 상측의 제1리미트스위치(314)에 접촉하게 되면 하향이동하도록 하는 구조를 갖게 된다.
상기 흡입부(320)는 상기 구동부(310)에 연결되어 움직이면서 상기 필터(20)에 부착된 이물질을 흡입하는 부분으로, 상기 필터(20)에 부착된 이물질 등을 흡입하는 흡입봉(321)과, 상기 흡입봉(321)이 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 연결되며 그 일단은 상기 구동부(310)의 구동축(312)에 결합되어 상기 구동축(312)의 회전 및/또는 상하이동에 연동하여 회전 및/또는 상하이동하면서 상기 흡입봉(321)을 회전시키는 회전축으로 작용하는 코어(322)를 포함할 수 있다. 상기 흡입봉(321)은 그 일단이 상기 필터(20)의 내주면에 접촉 또는 아주 근접하게 되면서 그 중앙에 관통형성된 흡입구(3211)를 통해 필터(20) 내주면에 부착된 이물질과 역세척수(즉, 흡입구(3211)에서의 흡입압력에 의해 필터(20) 외부의 여과된 밸러스트수가 다시 필터(20)의 외부에서 내부로 통과하면서 필터(20) 내부에 부착된 이물질과 함께 흡입되는데 이를 '역세척수'라 한다) 등을 흡입하여 상기 코어(322)로 이동시키게 되며, 상기 코어(322)에서는 각 흡입봉(321)에서 흡입된 이물질과 역세척수 등을 길이방향으로 형성된 관로를 통해 후술할 배출부(330)로 이동시켜 배출될 수 있게 한다.
상기 배출부(330)는 상기 흡입부(320)에서 흡입된 이물질 등을 배출시키는 부분으로, 이물질의 배출통로가 되는 배출관(331)의 일단이 상기 코어(322)와 연통되고 타단이 외부와 연통되어 코어(322)로부터 이물질 등을 외부로 배출시키게 된다. 상기 배출관(331)의 일측에는 이그조스트밸브(3311)가 연결되는데, 상기 이그조스트밸브(3311)는 상기 배출관(331)의 일측에 연결되어 상기 필터(20) 내에 부착된 이물질의 흡입/배출을 위한 흡입력을 제공하는 부분으로 제어부(미도시)에 의해 제어된다. 즉, 상기 이그조스트밸브(3311)가 열리는 경우에는 상기 배출관(331), 코어(322) 및 흡입봉(321) 내부는 대기압 즉, 상기 여과후실(162) 내부 또는 필터(20) 내부의 높은 기압에 비해 낮은 기압이 형성되므로 상기 여과후실(162) 내부의 밸러스트수가 기압이 낮은 상기 흡입봉(321) 내부로 흡입되면서 이때 필터(20) 내주면에 부착된 이물질 등도 함께 흡입되게 되며(이때, 흡입되는 여과후실(162)의 밸러스트수가 역세척수로서 기능하게 됨), 상기 이그조스트밸브(3311)가 닫히는 경우에는 역세척수 및 이물질 등의 흡입이 중단되게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에서는 특히, 상기 배출부(330)에서 이물질이 배출되는 통로가 되는 상기 배출관(331)이 상기 바디(10)의 하부로 위치하며, 바디(10) 하부에서 다수의 여과유닛의 배출관(331)이 하나의 역세척라인(332)으로 연통 형성됨으로써, 선박 내 공간효율성을 높이고 간단한 구조를 이룰 수 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 앞서 종래기술의 문제점으로 지적한 바와 같이, 종래의 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에서는 여과장치에 포함된 각 여과유닛을 역세척하기 위한 역세척장치를 구동시키는 구동부(a)는 물론, 역세척 후 이물질을 배출하기 위한 배출부(b) 및 그 배관라인(c)이 모두 여과장치의 상부에 집중되는 구조를 취하고 있기 때문에(도 1 및 2 참조), 위 구성들이 혼재된 여과장치 상부에서의 설치작업은 물론 교체 및 향후 해체시에도 작업이 번거롭게 되는 문제가 있었으며, 특히 선박이라는 특수한 환경에서는 본 발명과 같은 여과장치가 설치되는 공간이 매우 협소(선박 고유의 목적을 위한 공간을 넓게 확보하기 위해 기계실과 같은 공간은 상대적으로 협소하게 설계됨)하여 그에 따라 여과장치 상측 공간 역시 매우 협소하다는 점을 감안한다면, 종래와 같이 여과장치의 상부에 각종 구성들이 집중되는 구조에서는 더욱 유지관리의 어려움이 증대될 수밖에 없고, 나아가 위와 같이 여과장치의 각 구성들이 여과장치의 상부에 집중되면 집중될수록 이를 설치 및 해체하기 위해 필요한 상부공간 역시 커져야 하기 때문에, 선박이라는 특수한 설치환경에서 여과장치를 위해 별도의 상부공간을 확보해야 함은 물론 여과장치를 하부에서 지지하는 받침대에 의해 여과장치와 바닥면 사이에 형성되는 하부공간은 활용되지 못하고 있는 비효율적인 공간구조를 야기하는 문제 또한 안게 된다.
따라서, 본 발명에서는 위와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있게 하기 위해, 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이 상기 배출부(330)에서 이물질이 배출되는 통로가 되는 상기 배출관(331)을 상기 바디(10)의 상부가 아닌 하부에 위치시켜, 상기 바디(10)의 하부면(150)을 관통하여 외부로 돌출된 후, 상기 바디(10)의 하부에서 각 여과유닛 마다 돌출된 다수의 배출관(331) 모두를 연통시켜 하나의 역세척라인(332)을 형성하도록 하여, 위 하나의 역세척라인(332)을 통해 각 여과유닛에서 역세척과정에 의해 배출되는 이물질 등을 한 번에 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 구조를 형성하게 된다. 이와 같은 본 발명과 같은 구조에서는 상기 구동부(310)는 상기 바디(10)의 상부에, 상기 배출부(330)는 상기 바디(10)의 하부에 각각 분리되어 배치되기 때문에, 모든 구성이 바디(10)의 상측에 집중되는 종래와 같은 문제점을 해소하여 선박이라는 특수한 환경에서 여과장치 상부공간을 필요 이상으로 크게 확보하지 않아도 되고, 여과장치를 하부에서 지지하는 받침대(151)에 의해 여과장치와 바닥면 사이에 형성되는 하부공간을 활용하여 하부공간에 배출부(330)를 위치시키기 때문에 공간의 활용성을 높임은 물론 종래와 같이 상부에 위치하는 배출부에서 아래로 연장되는 배관라인을 별도로 구성하지 않아도 되어 장치를 컴팩트화할 수 있고, 특히 배출부(330)의 설치, 교체 및 해체 작업시에 작업자가 여과장치 상부로 올라가 협소한 공간에서 작업하지 않고도 여과장치 하부에 위치한 배출부(330)를 설치, 교체 및 해체 작업을 진행할 수 있으므로 작업의 편의성 및 유지관리의 편의성을 증대시킬 수 있게 된다(아울러, 바디(10) 상부에서의 구동부(310)와 여과장치의 각 부품의 설치,교체 및 해체 작업 역시 여과장치 상부의 배출부(330)가 하부로 분리되었기 때문에 용이하게 작업을 수행할 수 있게 된다). 또한, 상기 배출관(331)이 종래와 같이 상향이 아닌 하향으로 연장되기 때문에, 상기 배출관(331)을 통해 역세척과정에서 흡입된 이물질 등을 배출시 이물질이 배출관(331)을 따라 보다 용이하게 이동할 수 있어(이동방향이 중력방향과 일치하게 되기 때문) 배출관(331) 내에 배압(본 발명에서 사용하는 '배압'이란, 배출관(331)을 통해 필터(20) 내주면에 부착된 이물질을 흡입하여 배출하기 위해서는 배출관(331) 내에 형성되는 압력이 필터(20) 외부(즉, 여과후실(162) 내부) 또는 필터(20) 내부의 압력보다 작아야 하는데, 배출관(331)에 이물질 또는 역세척수가 많이 이동하여 배출관(331) 내를 가득 채우면 채울수록 그에 따라 배출관(331) 내의 압력이 저압에서 고압으로 올라가 필터(20) 내주면에 부착된 이물질 등을 흡입하는데 어려움을 주는 압력을 형성하게 되는데, 이를 '배압'이라 한다. 즉, 배압이 증가하면 증가할수록 배출관(331)을 통한 이물질 배출이 용이하지 않게 되므로, 배출관(331) 내 배압이 증가하지 않도록 조절하는 것이 중요하다)이 증가하는 경우도 보다 줄일 수 있게 된다. 또한, 각 여과유닛의 배출관(331)들이 상기 바디(10) 하부에서 곧바로 하나의 역세척라인(332)으로 연통(수렴)하여 하나의 역세척라인(332)을 통해 이물질이나 역세척수가 배출되도록 형성되기 때문에, 다수의 여과유닛이 존재함에도 배출부(330)가 간단한 구조로 형성되는 장점을 갖게 된다.
또한, 본 발명에서는 상기 배출관(331) 및/또는 역세척라인(332)에 배압이 형성되는 것을 보다 근본적으로 해결할 수 있도록, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 역세척라인(332) 상에 배압방지탱크(333)를 포함하여, 역세척라인(332)의 역세척수 및 이물질이 일차로 상기 배압방지탱크(333)에 저장되도록 하여 역세척라인(332) 상에 배압이 증가하는 것을 방지할 수 있게 할 수 있다.
상기 배압방지탱크(333)는 물을 저장할 수 있는 내부 공간을 형성하는 저장탱크와 같은 구성으로, 상기 역세척라인(332) 중간에 위치하게 된다. 따라서, 상기 역세척라인(332)을 따라 이동하던 역세척수 및 이물질 등은 중간에 상기 배압방지탱크(333) 내부로 유입되어 일시 저장되게 된다. 즉, 상기 역세척라인(332) 만이 길게 형성되어 있는 종래와 같은 경우라면, 역세척라인(332)을 따라 이동하던 역세척수 및 이물질 등은 역세척라인(332)을 따라 이동하는 흐름이 약해지는 순간 역세척라인(332)의 관로에 쌓이게 되어 역세척라인(332)의 관로를 막는 비율이 증대되고 그에 따라 역세척라인(332) 내 압력 즉, 배압이 증대되게 되는데, 본 발명에서와 같이 역세척라인(332) 중간에 별도의 배압방지탱크(333)를 형성함으로써, 상기 역세척라인(332)을 흐르는 역세척수 및 이물질 등은 중간에 상기 배압방지탱크(333)에 일시에 저장되기 때문에, 종래와 같이 긴 역세척라인(332) 중간에서 적체되는 경우 없이 역세척라인(332)에서 배압방지탱크(333)까지 신속하게 이동하게 되고, 그에 따라 역세척라인(332) 관로는 막히는 경우가 예방되어 배압이 증가하지 않도록 방지할 수 있게 된다.
상기 배압방지탱크(333)는 도 7에 도시된 바와 같이, 역세척수 등이 탱크 내로 유입되도록 하는 유입구(3331)보다 배출시키는 배출구(3332)가 낮게 위치하도록 형성되기 때문에, 배압방지탱크(333) 내 수위는 상기 유입구(3331)보다 낮게 유지될 수 있어, 상기 유입구(3331)를 통해 역세척라인(332)에서 배압방지탱크(333) 내로 유입되는 역세척수 등은 막힘없이 원활하게 이동할 수 있게 되어 그만큼 배압이 증가하지 않도록 사전에 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 배압방지탱크(333)에는 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서(3333)와, 상기 수위측정센서(3333)에 의해 측정된 수위가 일정 높이 이상인 경우 탱크 내 저장된 역세척수 등을 인위적으로 보다 빠르게 배출될 수 있게 작동하는 펌프(3334)를 포함하여, 탱크 내 수위를 항상 일정 높이 이하로 유지하여 역세척라인(332) 상에 배압이 증가하는 것을 방지할 수 있게 할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 상기 배압방지탱크(333) 내에서 별도로 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서(3333)를 구비하고, 이를 통해 탱크 내 수위가 일정 높이(통상 상기 유입구(3331)의 높이와 같은 높이 정도) 이상으로 올라가는 경우에는 이를 감지하여 상기 배출구(3332) 라인에 설치된 펌프(3334)를 작동시켜 탱크 내 저장된 역세척수 등을 인위적으로 배출구(3332)를 통해 보다 빠르게 배출될 수 있게 함으로써, 탱크 내 수위가 일정 높이 이상으로 올라가지 않도록 유지하여 그만큼 배압이 증가하지 않도록 사전에 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 상기 자동세척부(30)가 필터(20) 내 부착된 이물질을 역세척하기 위해 작동하는 과정에서 자동세척부(30)의 구성들이 바디(10)나 필터(20)와의 잦은 부딪힘 등으로 인해 파손되는 것을 보다 근본적으로 방지할 수 있도록 하는 기술적 구성들을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 도 4 및 8에 도시된 바와 같이 상기 흡입부(320)의 코어(322)의 일측 즉, 코어(322)에 부착된 가장 아래쪽의 흡입봉(321)보다 낮은 위치 및/또는 코어(322)에 부착된 가장 위쪽의 흡입봉(321) 보다 높은 위치에 별도의 스토퍼(3221)를 구비하여, 상기 스토퍼(3221)가 바디(10)에 접촉하는 경우에는 상기 코어(322)의 상하이동을 제한하여 상기 흡입봉(321)이 바디(10)에 부딪혀 손상되는 것을 방지하도록 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 흡입부(320)는 필터(20) 내주면에 부착된 이물질 등을 역세척하도록, 상기 코어(322)가 상기 구동축(312)의 회전 및 상하이동에 연동하여 움직이면서 코어(322)에 부착된 상기 흡입봉(321)이 필터(20) 내주면을 회전 및 상하이동하면서 내주면에 부착된 이물질을 흡입할 수 있게 하는데, 이때 상기 코어(322)가 과도하게 상하로 이동하게 되면 코어(322)의 가장 아래쪽에 위치하는 흡입봉(321)이 바디(10) 즉, 여과후실(162)의 격벽(140)에 부딪히게 되거나, 또는 코어(322)의 가장 위쪽에 위치하는 흡입봉(321)이 바디(10) 즉, 여과후실(162)의 상부면(130)에 부딪히게 되어 손상되는 문제가 발생하게 되는바, 이를 보다 근원적으로 예방할 수 있도록 하기 위해, 상기 흡입부(320)의 코어(322)의 일측 즉, 코어(322)에 부착된 가장 아래쪽의 흡입봉(321) 보다 낮은 위치(도 8 참조)에 별도의 스토퍼(3221)를 구비하여, 상기 코어(322)가 하향이동하는 과정에서 상기 스토퍼(3221)가 바디(10) 즉, 격벽(140)에 접촉하는 경우에는 상기 코어(322)의 상하이동을 제한하도록 하여 상기 흡입봉(321)이 바디(10)에 부딪혀 손상되는 것을 방지하도록 한다. 참고로, 상기 도 4에는 상기 스토퍼(3221)가 코어(322)에 부착된 가장 위쪽의 흡입봉(321) 보다 높은 위치에 구비된 예는 도시되지 않았으나, 상기 스토퍼(3221)는 필요에 따라 코어(322)에 부착된 가장 위쪽의 흡입봉(321) 보다 높은 위치에도 추가로 형성될 수 있다. 이때, 상기 스토퍼(3221)는 상기 격벽(140) 및/또는 상부면(130)과 접촉하게 되므로 그 접촉에 따른 손상을 방지할 수단이 필요한데, 이를 위해 본 발명에서는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 스토퍼(3221)가 접촉하게 되는 격벽(140)에 별도의 부싱(143)을 설치함과 아울러, 상기 스토퍼(3221)는 금속재질로 형성하고 상기 부싱(143)은 비금속재질 특히, 자기윤활성 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 나일론 등과 같은 플라스틱 재질로 형성함으로써, 잦은 접촉과 부딪힘에도 상기 스토퍼(3221)나 격벽(140)(또는 부싱(143))이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 도 4 및 9에 도시된 바와 같이, 앞서 설명한 상기 구동부(310)의 접촉수단(313)과 한 쌍의 제1리미트스위치(314) 이외에, 추가로 한 쌍의 상기 제1리미트스위치(314)보다 각각 상하로 더 이격되어 상기 흡입부(320)의 코어(322)의 상하이동제한구간을 설정하는 한 쌍의 제2리미트스위치(315)를 포함하여, 상기 접촉수단(313)이 상기 제1리미트스위치(314)의 이격간격을 넘어 이동하는 경우에 있어 상기 제2리미트스위치(315)에 의해 이를 감지하여 이중으로 상기 흡입부(320)의 코어(322)의 이동을 제한시켜 흡입부(320), 보다 구체적으로는 상기 흡입봉(321)이 바디(10)에 부딪혀 손상되는 것을 방지하도록 할 수 있다.
즉, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 구동부(310)에서는 상기 구동축(312)의 상하이동간격을 특정하기 위해서, 상기 구동축(312)에 별도의 접촉수단(313)이 부착하고, 상기 접촉수단(313)을 사이에 두고 상하로 일정간격(W1, 이는 구동축(312)의 상하이동간격에 대응됨) 이격되는 한 쌍의 제1리미트스위치(314)가 배치하여, 상기 구동축(312)이 상하이동하는 과정에서 상기 접촉수단(313)이 하측의 제1리미트스위치(314)에 접촉하게 되면 상향이동으로 이동방향을 전환하도록 하고, 반대로 접촉수단(313)이 상측의 제1리미트스위치(314)에 접촉하게 되면 하향이동으로 이동방향을 전환하도록 하는 구조를 채택하고 있으나, 이 경우에도 접촉수단(313)과 제1리미트스위치(314) 간의 빈번한 접촉에 의한 이상이나 또는 제어부(미도시)의 제어신호 이상 등의 이유로 상기 접촉수단(313)이 제1리미트스위치(314)를 넘어 계속 이동하는 경우가 발생할 수 있게 되고, 이러한 경우가 발생하게 되면 상기 흡입부(320)의 흡입봉(321)이 바디(10)에 부딪혀 손상되는 것을 방지할 수 없게 되는바, 이러한 경우까지 근본적으로 방지할 수 있도록 본 발명에서는, 도 9에 도시된 바와 같이 제1리미트스위치(314) 이외에 추가로 한 쌍의 제1리미트스위치(314)보다 각각 상하로 더 이격되어 위치하는 한 쌍의 제2리미트스위치(315)를 배치(이때, 상기 제2리미트스위치(315) 사이의 간격(W2)은 코어(322)의 흡입봉(321)이 바디(10)에 맞닿지 않도록 하는 범위 이내여야 한다)시키게 된다. 위와 같이, 한 쌍의 제2리미트스위치(315) 중 상측에 위치하는 제2리미트스위치(315)는 한 쌍의 제1리미트스위치(314) 중 상측에 위치하는 제1리미트스위치(314) 보다 상향으로 더 이격시켜 배치하고, 한 쌍의 제2리미트스위치(315) 중 하측에 위치하는 제2리미트스위치(315)는 한 쌍의 제1리미트스위치(314) 중 하측에 위치하는 제1리미트스위치(314) 보다 하향으로 더 이격시켜 배치시킴으로써, 도 9에 예시된 바와 같이 상기 접촉수단(313)이 하측의 제1리미트스위치(314)를 넘어 계속 하향이동하는 경우가 발생한다 하더라도, 상기 접촉수단(313)이 하측의 제2리미트스위치(315)에 접촉하게 되면 상기 제2리미트스위치(315)가 그 접촉신호를 제어부(미도시)에 전송하여 접촉수단(313)이 부착된 상기 구동축(312)이 더 이상 하향이동하지 않도록 제어할 수 있게 한다. 이때, 상기 제2리미트스위치(315)가 제어부(미도시)와 연결되는 회로는 상기 제1리미트스위치(314)가 제어부(미도시)와 연결되는 회로와는 별도의 독립된 회로를 형성함으로써, 상기 제1리미트스위치(314)와 제어부(미도시) 간의 회로 이상 등에 의해 상기 접촉수단(313)이 제1리미트스위치(314)를 넘어 계속 이동하는 경우가 발생하더라도, 상기 제2리미트스위치(315)와 제어부(미도시) 간의 회로는 정상적으로 작동하여 제2리미트스위치(315)에 접촉수단(313)이 접촉하게 되면 상기 제2리미트스위치(315)가 그 접촉신호를 제어부(미도시)에 전송하여 접촉수단(313)이 부착된 상기 구동축(312)이 더 이상 이동하지 않도록 제어할 수 있게 하는 것이다.
또한, 상기 제2리미트스위치(315)는 상기 제1리미트스위치(314)와 대향되도록 위치하여, 제1리미트스위치(314)와 제2리미트스위치(315)의 이격간격이 좁은 경우에도 제2리미트스위치(315)가 상기 접촉수단(313)을 정확하게 감지할 수 있게 할 수 있다. 즉, 만약 제2리미트스위치(315)가 제1리미트스위치(314)와 동일한 위치에서 상하로 이격되는 경우에는 제2리미트스위치(315)가 제1리미트스위치(314)와 충분하게 이격되지 않는다면, 상기 접촉수단(313)이 제1리미트스위치(314)를 지나친 이후에 제2리미트스위치(315)에 접촉하기 전에 이미 제1리미트스위치(314)와 제2리미트스위치(315) 간에 간섭이 발생하기 때문에 제2리미트스위치(315)가 접촉수단(313)을 정확하게 감지할 수 없게 되는 경우가 발생할 수 있기 때문에, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제2리미트스위치(315)를 상기 제1리미트스위치(314)에 대향되는 위치에 배치시킴으로써, 상기 제2리미트스위치(315)와 제1리미트스위치(314) 간의 이격간격이 좁은 경우(즉, 흡입봉(321)이 필터(20) 역세척을 위해 가장 낮은 위치 또는 가장 높은 위치에 위치했을 때에의 바디(10)와의 이격간격이 좁은 경우)에도 제2리미트스위치(315)가 제1리미트스위치(314)와의 간섭 없이 상기 접촉수단(313)을 정확하게 감지할 수 있게 되어, 흡입봉(321)이 바디(10)에 부딪혀 손상되는 것을 이중으로 정확하게 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 도 4 및 10에 도시된 바와 같이, 상기 흡입봉(321)에서의 흡입구(3211)의 직경(L1)이 흡입봉(321)이 1회전하면서 상하로 이동하는 리드 길이(L2)보다 같거나 크게 형성되어, 흡입봉(321)이 회전하면서 이물질을 역세척하지 않은 부분을 남기지 않도록 하여 필터 역세척효율을 높이고 흡입봉(321)의 파손을 방지할 수 있게 할 수 있다.
즉, 상기 코어(322)에 일정간격 이격되어 방사형태로 부착되어 있는 상기 흡입봉(321)들이 상기 코어(322)의 회전 및 상하이동에 따라 연동되어 상기 필터(20) 내주면에 부착된 이물질들을 흡입하는 역세척 과정에 있어서, 도 10의 (1)에 도시된 바와 같이 흡입봉(321)이 1회전하면서 상측으로 이동하는 리드 길이(L2)가 흡입봉(321)에서 이물질이 흡입되는 입구인 흡입구(3211)의 직경(L1)보다 크게 되면, 흡입봉(321)이 1회전하면서 흡입하는 동안 상측으로 이동한 리드 길이(L2)에서 흡입구 직경(L1)의 길이를 뺀 길이만큼의 간격(L3)에서는 필터 내주면에 부착된 이물질이 흡입되지 않고 여전히 남아있게 됨은 물론, 흡입봉(321)이 1리드를 이동하는 동안 흡입봉(321)이 흡입하는 필터(20)의 흡입면이 중첩되지 아니하므로 흡입봉(321)이 지나간 필터(20)의 흡입면에도 지속적인 여과과정으로 인해(역세척과정 중에도 여과과정은 중단되지 않고 계속되기 때문) 이물질이 또 다시 부착되기 때문에, 향후 흡입봉(321)이 하측으로 회전이동하면서 내려올 때 남아있던 이물질(이 이물질들은 흡입봉(321)에 의한 흡입과정 중에도 지속적으로 더 부착하게 되므로 이를 방치하면 이물질의 부착두께가 커지게 된다) 및 새로이 부착된 이물질이 흡입봉(321)에 부딪히게 되므로, 이러한 과정이 지속적으로 반복되면 흡입봉(321)의 파손이나 손상이 발생할 가능성이 보다 커지게 되는 문제를 야기하고, 필터에 부착되는 이물질로 인해 여과효율이 낮아지게 된다.
따라서, 본 발명에서는 도 10의 (2)에 도시된 바와 같이, 흡입봉(321)에서의 흡입구(3211)의 직경(L1)을 흡입봉(321)이 1회전하면서 상측으로 이동하는 리드 길이(L2)보다 대략 같거나 크게 형성함으로써, 필터(20) 내 이물질 제거를 위해 자동세척부(30)가 동작하는 과정에 있어 상기 흡입봉(321)이 1회전하면서 상측으로 이동하는 리드 길이(L2)가 흡입봉(321)에서 이물질이 흡입되는 입구인 흡입구(3211)의 직경(L1)과 같거나 그보다 작은 간격을 이루게 되므로, 흡입봉(321)이 상측으로 1회전하면서 이동하는 과정에서 필터(20) 내주면에는 상기 흡입봉(321)에 의해 흡입되지 않고 남아있는 부분이 없게 됨은 물론 흡입구(3211)의 직경(L1)이 리드 길이(L2)보다 크게 형성되는 경우에는 흡입봉(321)이 흡입하는 필터(20)의 흡입면이 중첩되어, 필터(20) 내주면에 역세척되지 않고 이물질이 부착된 상태로 존재하는 부분이 없게 되거나 중첩적으로 흡입되고, 따라서 향후 흡입봉(321)이 하측으로 회전이동하면서 내려올 때에도 종래와 같이 흡입봉(321)이 남아있던 이물질과 부딪히게 되는 경우 역시 사전에 방지되므로, 각 여과유닛 내 필터(20)를 역세척하는 과정에서 이물질을 흡입하는 흡입봉(321)이 남아있던 이물질과의 잦은 충돌에 의해 파손 또는 손상되는 경우를 예방할 수 있고, 필터에 이물질이 부착되는 것을 최소화할 수 있어 여과효율이 높아지게 된다.
또한, 본 발명에서는 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 코어(322)에 연결되는 다수의 흡입봉(321) 사이의 간격(L4)이 상기 코어(322)의 상하이동간격(L5)보다 같거나 작게 형성되도록 함으로써, 코어(322)가 상하이동하는 동안 흡입봉(321)과 흡입봉(321) 사이에 이물질을 역세척하지 않은 부분을 남기지 않도록 하여 필터 역세척효율과 여과효율을 높이고 흡입봉(321)의 파손을 방지하도록 할 수 있다.
즉, 코어(322)에 연결되는 다수의 흡입봉(321) 사이의 간격(L4)이 상기 코어(322)의 상하이동간격(L5)보다 크게 형성되는 경우에는, 필터(20) 내 이물질 역세척을 위해 코어(322)가 상측으로 이동하는 과정에서 흡입봉(321)과 흡입봉(321) 사이 필터(20)의 일정 영역에서는 흡입되지 않고 여전히 잔존하는 이물질이 존재하게 되고, 이는 향후 코어(322)가 하측으로 이동하는 과정에서 흡입봉(321)이 잔존하는 이물질에 부딪히게 되므로 이러한 과정이 지속적으로 반복되면 흡입봉(321)의 파손이나 손상이 발생할 가능성이 보다 커지게 되는 문제와 여과효율을 떨어뜨리게 되는 문제를 야기하게 되는바, 본 발명에서와 같이 상기 코어(322)에 연결되는 다수의 흡입봉(321) 사이의 간격(L4)을 상기 코어(322)의 상하이동간격(L5)보다 같거나 작게 형성함으로써, 코어(322)가 상측으로 이동하는 동안 흡입봉(321)과 흡입봉(321) 사이에 역세척되는 필터(20)의 일정 영역을 중첩되게 하여 이물질이 역세척되지 않은 필터(20) 부분을 남기지 않게 되므로, 향후 코어(322)가 하측으로 이동하는 경우에 종래와 같이 흡입봉(321)이 남아있던 이물질과 부딪히게 되는 경우 역시 사전에 방지되어 각 여과유닛 내 필터(20)를 역세척하는 과정에서 이물질을 흡입하는 흡입봉(321)이 남아있던 이물질과의 잦은 충돌에 의해 파손 또는 손상되는 경우와 여과효율이 떨어지는 문제를 예방할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 도 4 및 12에 도시된 바와 같이, 상기 바디(10) 내부의 압력을 측정하는 제1압력센서(40)와, 각 여과유닛마다 설치되어 각 여과유닛의 필터(20) 내부의 압력을 측정하는 제2압력센서(50)를 포함하여, 제어부(미도시)의 제어하에 바디(10) 내부의 압력과 일정 범위 이상의 차압이 발생하는 여과유닛별로 순차적으로 상기 자동세척부(30)를 구동시켜, 이물질 역세척과정에서의 배압증가를 방지하여 역세척이 원활하게 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
즉, 종래에는 도 1, 2에 도시된 바와 같이 단순히 바디(10) 내부로 밸러스트수가 유입되는 측 즉, 유입부에서의 압력(도 1,2에서 유입부압력센서(d) 참조)과 바디(10)에서 외부로 밸러스트수가 배출되는 측 즉, 유출부에서의 압력(도 1,2에서 유출부압력센서(e) 참조)을 측정하여, 양자 간의 차압이 커지게 되면(즉, 유출부에서의 압력에 비해 유입부에서의 압력이 커지게 되면) 필터(20) 내에 이물질을 역세척하는 자동세척부를 작동시키는 방식으로 자동세척부를 운용하여 왔기 때문에, 이러한 방식을 바디(10) 내에 다수의 여과유닛이 존재하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에서도 그대로 적용하게 되면, 자동세척부(30)에 의한 역세척작업이 항상 다수의 여과유닛에서 동시에 이루어지게 되므로, 동시에 역세척작업이 이루어지는 다수의 여과유닛에서 한꺼번에 흡입된 역세척수나 이물질 등이 배출관을 통해 한꺼번에 배출되게 되면, 배출관의 관로 내를 이동하게 되는 역세척수의 유량 및 이물질 등이 급격히 증가하여 유량이 증가하거나 이물질 등이 배출관의 관로를 막아 형성하는 배압이 증대되어 그에 따라 자동세척부(30)에서의 이물질 역세척작업이 원활하게 진행되지 못하는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 도 12에 도시된 바와 같이, 여과장치의 바디(10) 내에 배치된 다수의 여과유닛 각각 마다 설치되어 각 여과유닛의 필터(20) 내부의 압력을 측정하는 제2압력센서(50)를 포함함으로써, 여과처리가 완료된 후 배출되기 직전의 여과후실(162) 내부의 압력을 측정하는 제1압력센서(40, 도면에는 바디(10)의 상부면(130)에서 여과후실(162) 내부 압력을 측정하는 예가 도시되어 있으나, 바디(10)의 유출부(120) 측에서 측정할 수도 있다)에 의해 측정된 압력과, 상기 제2압력센서에 의해 측정된 각 여과유닛의 필터(20) 내부의 압력을 개별적으로 대비하여, 그 차압이 일정 범위를 넘어선 여과유닛에 대해서만 순차적으로 자동세척부(30)에 의한 이물질 역세척작업이 이루어지게 하므로, 배출관(331)의 관로에 한꺼번에 흡입된 역세척수나 이물질 등이 집중되는 것을 방지할 수 있고 그에 따라 배출관(331)의 관로에서 한꺼번에 유량이 증가하거나 막혀 배압이 증대시키는 문제를 해결할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에서 하나의 바디(10) 내에 4개의 여과유닛이 배치되어 있는 경우를 상정하면, 종래와 같이 일괄적으로 4개의 여과유닛에서 동시에 자동세척부(30)에 의한 역세척작업이 진행되게 되면, 배출관(331)의 관로에 일거에 역세척수 및 이물질 등의 배출,이동이 집중되어 배출관(331)의 관로가 막히게 되는 경우가 빈번하게 발생(즉, 배압이 과도하게 증대되는 경우가 발생)하게 되나, 본 발명에서와 같이 개별적으로 차압이 일정 범위를 넘어선 여과유닛에 대해 순차적으로 자동세척부(30)에 의한 역세척작업이 진행되게 되면, 배출관(331)의 관로에는 한꺼번에 역세척수 및 이물질 등이 집중되는 것이 아니라 각 여과유닛에서 이동해 오는 역세척수 및 이물질 등이 분산되어 배출관(331)의 관로에 유입되기 때문에, 배출관(331)의 관로가 일거에 막히게 된다거나 배압이 순간적으로 증대되어 역세척작업이 원활하게 이루어질 수 없게 되는 현상이 효과적으로 방지될 수 있게 된다.
상기 제2압력센서(50)는 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 바디(10) 상부 즉, 상부면(130)의 필터인입공(131)을 차단하는 상부덮개판(170)을 관통하는 압력측정공(173)을 통해 필터(20) 내부의 압력을 측정할 수 있도록 형성됨으로써, 상기 상부덮개판(170)만을 해체하는 과정으로도 상기 제2압력센서(50)에 대한 수리 및 교체작업을 수행할 수 있게 된다. 이와 같이 설치된 상기 제2압력센서(50)는 상기 바디(10)의 상부면(130)을 직접 관통하여 여과후실(162) 내부의 압력을 측정하거나 또는 바디(10)의 유출부(120)에서의 압력을 측정하는 상기 제1압력센서(40)에서의 측정압력과 그 차압을 대비하게 된다. 상기 제1압력센서(40)와 제2압력센서(50)로는 압력을 측정하는 트랜스미터나 압력센서, 차압스위치 등이 활용될 수 있다.
참고로, 본 발명에서는 바디(10)의 유입부(110) 측에서 별도의 압력센서를 설치하여 여과전실(161) 내부의 압력을 측정할 수도 있는데, 이와 같이 유입부(110)측에 별도로 설치된 압력센서를 통해 측정된 여과전실(161) 내부의 압력은 각 여과유닛 내부 압력의 전체 평균이라 할 수 있는 것(또는, 각 여과유닛 내부 압력을 측정한 제2압력센서(50)에 의해 측정된 값에 대한 평균을 산출하는 방식도 가능함)으로, 만약 측정된 여과전실(161) 내부의 압력이 상기 제1압력센서(40)에 의해 측정된 여과후실(162) 내부의 압력과 일정 범위를 벗어나는 차압을 나타내게 되면 이때에는 바디(10) 내의 압력차가 위험수준에 도달한 것이므로, 이때에는 모든 여과유닛에서 동시에 역세척과정을 수행하도록 하여 바디(10) 내부의 압력차가 안정적인 수준을 유지할 수 있도록 조절하게 된다.
또한, 본 발명에서는 도 4, 6 및 13에 도시된 바와 같이, 상기 바디(10)의 하부에 별도의 컨트롤밸브(181)가 부착된 드레인라인(180)이 형성되어, 여과장치의 동작이 정지된 경우 바디(10) 내부의 밸러스트수를 상기 드레인라인(180)으로 배수시켜 고여 있는 밸러스트수로 인한 바디(10) 내부의 부식을 방지할 수 있도록 할 수 있다.
즉, 본 발명의 밸러스트수 여과장치는 선박에 장착되어 운용되는 특성상 선박이 장기간 정박하는 경우 등과 같이 밸러스트수 여과장치가 작동을 중단하는 경우 등이 자주 발생하게 되는데, 이와 같이 여과장치가 장기간 작동하지 않는 경우에 있어서 여과장치의 바디(10) 내에 밸러스트수가 고여있는 채로 방치되게 되면, 염분을 함유하고 있는 밸러스트수의 특성상 그로 인해 바디(10) 내부에 부식이 진행되는 등 바디(10)의 내구성에 악영향을 미치게 되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 도 4, 6 및 13에 도시된 바와 같이, 상기 바디(10), 보다 구체적으로는 바디(10) 최하부인 하부면(150)의 하부에 별도의 컨트롤밸브(181)가 부착된 드레인라인(180)(참고로, 상기 컨트롤밸브(181)가 생략되는 경우도 가능할 것이다)을 추가로 형성하게 된다. 이와 같이 바디(10) 즉, 여과전실(161) 하부의 가장 낮은 위치인 하부면(150)에 형성된 드레인라인(180)을 통해, 여과장치가 장기간 작동하지 않는 경우에는 드레인라인(180)의 컨트롤밸브(181)를 개방하여 여과전실(161) 및 여과후실(162)에 고여 있는 밸러스트수를 드레인라인(180)을 통해 외부로 배출시킬 수 있게 되므로, 상기 바디(10)의 여과전실(161)과 여과후실(162) 내부에는 밸러스트수가 완전히 배출되어 남아있지 않게 된다. 따라서, 종래와 같이 배출되지 않고 바디(10) 내부에 고여 있는 밸러스트수의 염분 등으로 인한 바디(10) 내부의 부식발생 등의 문제를 근본적으로 방지할 수 있게 된다. 상기 드레인라인(180)이 설치되는 위치는 상기 하부면(150)에서도 가장 낮은 부위에 연통되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 바디(10) 하부에 형성되는 상기 드레인라인(180) 이외에, 추가로 상기 바디(10)의 상부에 바디(10) 내부에 에어를 주입할 수 있는 에어주입부(190)를 포함시켜, 바디(10) 내부의 밸러스트수를 상기 드레인라인(180)을 통해 배수시에 에어를 주입하여 바디(10) 내부에 부착된 이물질을 제거할 수 있게 할 수 있다.
즉, 도 4, 5 및 13에 도시된 바와 같이, 상기 바디(10)의 최상부 즉, 바디(10)의 상부면(130)에서 바디(10) 내부를 향해 에어를 주입할 수 있도록 하는 에어주입부(190)(이는 에어 또는 압축공기를 바디(10) 내부에 주입할 수 있도록 에어 또는 압축공기를 제공하는 컴프레샤 등과 연결되며, 주입여부를 조절할 수 있는 컨트롤 개폐밸브가 포함될 수 있다)를 추가로 형성함으로써, 상기 드레인라인(180)을 통한 바디(10) 내 밸러스트수의 드레인(배출)시에 상기 에어주입부(190)를 통해 에어(또는 압축공기)를 바디(10) 내에 주입하여 바디(10) 내의 밸러스트수가 신속하게 드레인라인(180)을 통해 배출될 수 있게 한다. 상기 에어주입부(190)를 통한 에어주입으로 인해 상기 여과후실(162) 내에 고여 있던 밸러스트수는 필터(20)를 통과하여 필터(20) 하부의 밸러스트수유입공(141)을 통해 여과전실(161)로 이동하여 드레인라인(180)을 통해 최종 배출되게 된다. 이때, 상기 에어주입부(190)에 의한 에어주입에 따른 압력으로 상기 바디(10) 내부면에 부착되어 있던 이물질 등이 내부면에서 떨어져 함께 배출될 수 있게 되는 효과 역시 기대될 수 있다. 또한, 상기 에어주입부(190)로는 별도의 압축공기를 주입할 수 있게 하는 구성이 사용되나, 필요에 따라서는 바디(10) 내에 있던 공기를 배출시킴으로써 드레인라인(180)을 통한 밸러스트수 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 밴트(vent)와 같은 구성도 활용될 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 도 4, 6 및 14에 도시된 바와 같이, 상기 역세척라인(332)의 하부에는 제2컨트롤밸브(33211)가 부착된 제2드레인라인(3321)이 형성되어, 여과장치의 동작이 정지된 경우 역세척라인(332) 내부의 밸러스트수를 상기 제2드레인라인(3321)을 통해 완전히 외부로 배수시켜, 고여 있는 밸러스트수로 인한 역세척라인(332) 내부의 부식을 방지할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 밸러스트수 여과장치는 앞서 설명한 바와 같이, 선박에 장착되어 운용되는 특성상 선박이 장기간 정박하는 경우 등과 같이 밸러스트수 여과장치가 작동을 중단하는 경우 등이 자주 발생하게 되는데, 이와 같이 여과장치가 장기간 작동하지 않는 경우에 있어서 여과장치 필터(20)의 이물질 등을 역세척하는데 사용되는 자동세척부(30)의 배출관(331)이나 역세척라인(332) 내에 밸러스트수가 고여있는 채로 방치되게 되면, 염분을 함유하고 있는 밸러스트수의 특성상 그로 인해 배출관(331)이나 역세척라인(332) 내부에 부식이 진행되는 등 배출관(331)이나 역세척라인(332)의 내구성에 악영향을 미치게 되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 도 4, 6 및 14에 도시된 바와 같이, 각 여과유닛의 배출관(331)들이 연통되어 하나로 모이게 되는 역세척라인(332)의 하부에 별도의 제2컨트롤밸브(33211)가 부착된 제2드레인라인(3321)을 추가로 형성하게 된다. 이와 같이 각 여과유닛의 배출관(331)들이 연통되어 하나로 모이게 되는 역세척라인(332)의 가장 낮은 위치에 형성되는 상기 제2드레인라인(3321)을 통해, 여과장치가 장기간 작동하지 않는 경우에는 제2드레인라인(3321)의 제2컨트롤밸브(33211)를 개방하여 각 여과유닛의 배출관(331) 및 역세척라인(332) 내에 고여 있게 되는 역세척수 및 이물질 등을 상기 제2드레인라인(3321)을 통해 외부로 배출시킬 수 있게 되므로, 각 여과유닛의 배출관(331)들이 연통되어 하나로 모이게 되는 역세척라인(332) 내부에는 밸러스트수 즉, 역세척수 및 이물질 등이 완전히 배출되어 남아있지 않게 된다. 따라서, 종래와 같이 배출되지 않고 각 여과유닛의 배출관(331)이나 역세척라인(332) 내부에 고여 있는 밸러스트수의 염분 등으로 인한 배출관(331)이나 역세척라인(332) 내부의 부식발생 등의 문제를 근본적으로 방지할 수 있게 된다. 상기 제2드레인라인(3321)이 설치되는 위치는 상기 역세척라인(332)에서도 가장 낮은 부위에 연통되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 역세척라인(332) 하부에 형성되는 상기 제2드레인라인(3321) 이외에, 추가로 각 여과유닛의 배출관(331) 상에서 배출관(331) 내부에 에어를 주입할 수 있는 제2에어주입부(3322)를 추가로 배치시켜, 역세척라인(332) 내부의 밸러스트수를 상기 제2드레인라인(3321)을 통해 배수시 에어를 주입하여 배출관(331) 내부에 부착된 이물질 등을 제거할 수 있도록 할 수 있다.
즉, 도 4, 5 및 14에 도시된 바와 같이, 각 여과유닛의 배출관(331) 상에서 배출관(331) 내부를 향해 에어를 주입할 수 있도록 하는 제2에어주입부(3322)(이는 에어 또는 압축공기를 배출관(331) 내부에 주입할 수 있도록 에어 또는 압축공기를 제공하는 컴프레샤 등과 연결되며, 주입여부를 조절할 수 있는 컨트롤 개폐밸브가 포함될 수 있다)를 추가로 형성함으로써, 상기 제2드레인라인(3321)을 통한 배출관(331) 및 역세척라인(332) 내 역세척수 및 이물질 등의 드레인(배출)시에 상기 제2에어주입부(3322)를 통해 에어(또는 압축공기)를 각 여과유닛의 배출관(331) 내에 주입하여 각 배출관(331) 및 역세척라인(332) 내의 역세척수 및 이물질 등이 신속하게 상기 제2드레인라인(3321)을 통해 배출될 수 있게 한다. 또한, 상기 제2에어주입부(3322)를 통한 에어주입에 따른 압력으로 인해 각 여과유닛의 배출관(331) 내부면에 부착되어 있던 이물질 등도 배출관(331) 내부면에서 떨어져 함께 배출될 수 있게 되는 효과 역시 기대될 수 있다. 상기 제2드레인라인(3321)의 제2컨트롤밸브(33211)의 개폐 및/또는 상기 제2에어주입부(3322)를 통한 에어주입은 제어부(미도시)에 의해 자동으로 제어될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 도 4, 15 및 17에 도시된 바와 같이, 상기 필터(20)가 상측은 상기 바디(10)의 상부면(130)에 결합하고, 하측은 상기 바디(10)의 격벽(140)에 결합하며, 필터(20)의 상측과 하측 말단에는 바디(10)와 직접 접촉하여 안착되는 시트(210)가 부착되어 있는 형태를 취하고 있다.
다만, 도 16을 참조하면, 종래의 경우에는 위와 같은 필터(20)의 상측과 바디(10) 간의 결합부분에 대한 기밀을 유지시키기 위해(필터(20)의 하측과 바디(10) 간의 결합부분에 대한 기밀을 유지시키기 위해서도 동일하게 적용될 수 있다), 필터(20) 상측의 시트(210)가 직접 바디(10) 상부면(130)에 형성된 필터인입공(131)을 덮는 상부덮개판(170)의 하향돌출편(171)과 직접 접촉하게 하는 것이 아니라, 필터(20) 상측 시트(210)와 상기 하향돌출편(171) 사이에 별도의 고무패킹(f, 도 16에 도시된 바와 같이 '┏┓'형태의 단면을 형성함)을 씌워, 보다 구체적으로는 상기 시트(210)에 별도의 고무패킹(f)을 씌워놓는 구조를 취하게 된다. 그러나, 이와 같은 종래의 구조에서는, 필터(20) 내주면에 이물질 등의 부착이 진행됨에 따라 필터(20) 내부의 압력은 높아지고 상대적으로 필터(20) 외부의 압력은 낮아지게 되는 상태에 있게 되면, 필터(20) 내부에서 외부로 빠져나가려고 하는 밸러스트수의 압력이 커지게 되어 필터(20)의 상측과 바디(10) 간의 결합부분을 통해 밸러스트수가 빠져 나가려고 하는 압력 역시 증대됨에 따라, 상기 필터(20) 상측의 시트(210)를 덮어씌우고 있던 고무패킹(f)이 그 압력에 의해 필터(20)의 외측으로 벗겨지는 현상이 빈번히 발생하게 되어, 고무패킹(f)이 탈락된 필터(20) 상측의 틈을 통해 필터(20) 내부의 미여과된 밸러스트수가 그대로 필터(20) 외부로 누수가 되는 문제가 발생하게 된다(물론, 필터(20) 하측에서도 동일한 문제점이 발행하게 된다).
따라서, 본 발명에서는 위와 같은 종래의 필터(20)와 바디(10) 간의 결합구조에 따른 문제를 해결하고자, 도 4 및 15에 도시된 바와 같이, 상기 필터(20) 상측의 시트(210)와 바디(10) 상부덮개판(170)의 하향돌출편(171) 간의 접촉면에 별도의 오링(60)을 위치시켜, 여과압력(즉, 필터(20) 내외부의 압력차)에 의해 필터(20) 내부의 여과 전 밸러스트수가 필터(20)와 바디(10) 즉, 상부덮개판(170)의 하향돌출편(171) 과의 접촉면 틈으로 유출되는 것을 방지할 수 있게 하고 있다.
즉, 본 발명에서는 종래와 같이 상기 필터(20)의 시트(210)를 덮어씌우는 고무패킹(f) 대신에, 상기 필터(20)에 고정된 시트(210)가 직접 바디(10) 즉, 상부덮개판(170)의 하향돌출편(171)에 접촉하도록 하고, 다만 상기 시트(210)와 상부덮개판(170)의 하향돌출편(171) 간의 접촉면에 별도의 오링(60)을 위치시킴으로써, 상기 오링(60)에 의해 필터(20) 내부의 여과 전 밸러스트수가 시트(210)와 상부덮개판(170)의 하향돌출편(171) 사이의 접촉면 틈을 통해 필터(20) 외부로 유출되는 것을 방지하게 된다. 상기 오링(60)은 상기 시트(210) 또는 상부덮개판(170) 하향돌출편(171)에 형성되는 함입된 홈 내에 위치하게 되므로, 필터(20) 내부의 여과압력에도 종래의 고무패킹()과 같이 쉽게 이탈되지 않게 되는 특징을 갖는다.
이때, 특히 상기 필터(20)의 상측에서는 도 15에 도시된 바와 같이 상기 오링(60)이 상기 상부덮개판(170)의 하향돌출편(171)에 함입형성된 오링홈(172) 내에 삽입되는 구조를 취함으로써, 상기 상부덮개판(170)만을 분리하면 상기 오링(60)을 쉽게 교체할 수 있도록 하여 용이하게 오링(60) 교체작업을 수행할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
즉, 위와 같이 상기 필터(20)의 상측 부분의 기밀을 유지시키기 위해 포함되는 상기 오링(60)을 상기 상부덮개판(170)의 하향돌출편(171)에 함입형성된 오링홈(172) 내에 삽입되도록 하게 되면, 상기 오링(60)에 대한 교체나 보수 작업을 요할 시에 상기 상부덮개판(170)을 상기 바디(10) 본체로부터 분리만 하게 되면 상부덮개판(170)의 하향돌출편(171)에 함입형성된 오링홈(172) 내에 위치한 상기 오링(60)을 쉽게 분리 및 교체할 수 있게 되므로 단시간에 오링(60) 교체작업을 수행할 수 있고 또한 편리하게 해당 작업을 진행할 수 있게 된다. 만약, 상기 오링홈(172)이 도 15에서와 달리 상기 필터(20) 상측의 시트(210)면에 형성되는 경우를 상정하게 되면, 오링(60)의 교체를 위해서는 상기 상부덮개판(170)의 분리 이외에도 추가적으로 상기 필터(20)를 바디(10) 내에서 빼내야 하는 작업이 추가적으로 진행되어야 하므로(설사, 필터(20)를 빼내지 않은 상태에서 오링(60)의 교체작업이 불가능하지 않다 하더라도, 이는 작업자가 바디(10) 상측에 올라가서 필터인입공(131) 내부를 통해 작업을 진행하여야 하기 때문에, 앞서 설명한 바와 같이 선박이라는 특수성상 여과장치 상부의 공간이 충분하지 않다는 점을 고려하면 이 역시 작업이 용이하지 않음은 분명하다), 오링(60)의 교체나 보수작업이 훨씬 복잡하고 많은 시간이 소요되는 문제를 안게 될 것이다. 따라서, 본 발명에서는 위와 같이 상기 오링(60)이 위치고정될 상기 오링홈(172)을 상기 상부덮개판(170)의 하향돌출편(171)에 함입형성시킴으로써, 그 교체작업의 편리성과 신속성을 확보할 수 있게 하고 있다.
또한, 본 발명에서는 필터(20)의 상측과 달리, 필터(20)의 하측에서는 도 17에 도시된 바와 같이 상기 필터(20) 하측의 시트(210)는 상기 바디(10)의 격벽(140)에 형성된 밸러스트수유입공(141)을 둘러싸는 돌출편(142)과 접촉하게 되며, 이때 상기 오링(60)이 상기 필터(20) 하측의 시트(210)에 함입형성된 제2오링홈(211) 내에 삽입되는 구조를 취함으로써, 상기 필터(20)만을 분리하면 오링(60)을 쉽게 교체할 수 있어 용이하게 필터(20) 하측의 오링(60) 교체작업을 수행할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
즉, 필터(20) 상측과 달리, 필터(20) 하측에서는 상기 필터(20) 하측에 부착된 시트(210)가 상기 바디(10) 격벽(140)에서 밸러스트수유입공(141)을 둘러싸며 돌출형성되는 돌출편(142)과 접촉되어 결합하게 되는데, 이때 상기 필터(20) 하측의 시트(210)와 상기 돌출편(142) 간의 접촉면에서의 기밀을 위해 포함되는 상기 오링(60)이 견고하게 안착,고정될 수 있도록 함입형성되는 제2오링홈(211)이 상기 필터(20) 하측의 시트(210) 면에 함입형성되도록 하게 되면, 상기 필터(20) 하측의 오링(60)에 대한 교체나 보수 작업을 요할 시에 상기 필터(20)만을 상기 바디(10) 내에서 분리만 하게 되면 필터(20) 하측의 시트(210) 면에 함입형성된 제2오링홈(211) 내에 위치한 상기 오링(60)을 쉽게 분리 및 교체할 수 있게 되므로 단시간에 오링(60) 교체작업을 수행할 수 있고 또한 편리하게 해당 작업을 진행할 수 있게 된다. 만약, 상기 제2오링홈(211)이 도 17에서와 달리 상기 바디(10) 격벽(140)에서 밸러스트수유입공(141)을 둘러싸며 돌출형성된 상기 돌출편(142) 면에 형성되는 경우를 상정하게 되면, 필터(20) 하측에 위치하는 오링(60)의 교체를 위해서는 상기 상부덮개판(170) 및 필터(20)의 분리만으로는 부족하고, 추가로 바디(10) 내 흡입부(320)를 분리시켜야 함과 아울러 작업자가 협소한 바디(10) 내로 들어와서 바디(10) 내에서 교체작업을 수행하여야 하기 때문에, 필터(20) 하측에 위치하는 오링(60)의 교체나 보수작업이 훨씬 복잡하고 많은 시간이 소요되는 문제를 안게 될 것이다. 따라서, 본 발명에서는 위와 같이 필터(20) 하측에서의 상기 오링(60)이 위치고정될 상기 제2오링홈(211)을 필터(20) 하측의 시트(210) 면에 함입형성시킴으로써, 그 교체작업을 위해서는 상기 필터(20)만을 바디(10) 내에서 외부로 빼내면 그에 부착된 오링(60)까지 외부에서 쉽게 교체작업을 진행할 수 있게 되어 편리성과 신속성을 확보할 수 있게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 바디
110: 유입부 120: 유출부 130: 상부면 131: 필터인입공
140: 격벽 141: 밸러스트수유입공 142: 돌출편 143: 부싱
150: 하부면 151: 받침대 161: 여과전실 162: 여과후실
170: 상부덮개판 171: 하향돌출편 172: 오링홈 173: 압력측정공
180: 드레인라인 181: 컨트롤밸브 190: 에어주입부
20: 필터
210: 시트 211: 제2오링홈
30: 자동세척부
310: 구동부 311: 구동모터 312: 구동축
313: 접촉수단 314: 제1리미트스위치 315: 제2리미트스위치
320: 흡입부 321: 흡입봉 3211: 흡입구 322: 코어 3221: 스토퍼
330: 배출부 331: 배출관 3311: 이그조스트밸브
332: 역세척라인 3321: 제2드레인라인 33211: 제2컨트롤밸브
3322: 제2에어주입부
333: 배압방지탱크 3331: 유입구 3332: 배출구
3333: 수위측정센서 3334: 펌프
40: 제1압력센서 50: 제2압력센서
60: 오링
*종래기술에 관련된 부호
a: 구동부 b: 배출부 c: 배관라인
d: 유입부압력센서 e: 유출부압력센서 f: 고무패킹

Claims (16)

  1. 밸러스트수가 유출입되는 유입부와 유출부를 갖는 바디 내에 다수의 여과유닛이 패키지화되어 연결된 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치에 있어서,
    상기 여과유닛은 상기 바디 내부를 흐르는 밸러스트수를 여과시키는 필터와, 상기 필터에 부착되는 이물질을 역세척하는 자동세척부를 포함하고,
    상기 자동세척부는 제어부의 신호에 의해 자동세척부를 구동시키는 구동부와, 상기 구동부에 연결되어 움직이면서 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입부와, 상기 흡입부에서 흡입된 이물질을 배출시키는 배출부를 포함하고,
    상기 배출부는 역세척라인 상에 배압방지탱크를 포함하여, 역세척라인의 역세척수 및 이물질이 일차로 상기 배압방지탱크에 저장되어 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하며,
    상기 구동부는 구동모터에 의해 회전 및 상하이동하는 구동축과, 상기 구동축의 일측에 부착된 접촉수단과, 상기 흡입부의 상하이동간격만큼 상하로 이격되어 상기 접촉수단과 접촉하게 되는 한 쌍의 제1리미트스위치와, 상기 제1리미트스위치보다 각각 상하로 더 이격되어 흡입부의 상하이동제한구간을 설정하는 한 쌍의 제2리미트스위치를 포함하여, 접촉수단이 상기 제1리미트스위치의 이격간격을 넘어 이동하는 경우 상기 제2리미트스위치에 의해 이중으로 흡입부의 이동을 제한시켜 흡입부가 바디와 부딪혀 손상되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배압방지탱크는 각 여과유닛의 배출관이 바디의 하부에서 연통하여 형성한 하나의 역세척라인 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배압방지탱크는 역세척수가 유입되는 유입구보다 배출되는 배출구가 낮게 위치하여, 배압방지탱크 내 수위가 상기 유입구보다 낮게 유지되어 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배압방지탱크는 탱크 내 수위를 측정하는 수위측정센서와, 상기 수위측정센서에 의해 측정된 수위가 일정 높이 이상인 경우 탱크 내 저장된 역세척수를 배출하는 펌프를 포함하여, 탱크 내 수위를 일정 높이 이하로 유지하여 역세척라인 상에 배압이 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입부는 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입봉이 연결되어 흡입봉을 회전시키는 회전축으로 작용하는 코어의 일측에 스토퍼를 구비하여, 상기 스토퍼가 바디에 접촉하는 경우 상기 코어의 상하이동을 제한하여 상기 흡입봉이 바디에 부딪혀 손상되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스토퍼와 접촉하게 되는 바디에는 부싱을 구비하고, 상기 스토퍼는 금속재질로, 상기 부싱은 비금속재질로 형성함으로써, 스토퍼와 바디의 접촉에 따른 스토퍼나 바디의 손상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2리미트스위치는 상기 제1리미트스위치와 대향되도록 위치하여, 제1리미트스위치와 제2리미트스위치의 이격간격이 좁은 경우에도 제2리미트스위치가 상기 접촉수단을 정확하게 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입부는 상기 필터에 부착된 이물질을 흡입하는 흡입봉과, 상기 흡입봉이 연결되며 구동부에 연동하여 흡입봉을 회전시키는 회전축으로 작용하는 코어를 포함하고,
    상기 흡입봉은 흡입구의 직경이 흡입봉이 1회전하면서 상하로 이동하는 리드 길이와 같거나 크게 형성되어, 흡입봉이 회전하면서 이물질을 역세척하지 않은 부분을 남기지 않으면서 중첩되어 이물질을 역세척하여 필터 역세척효율을 높이고 흡입봉의 파손을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디 내부의 압력을 측정하는 제1압력센서와, 각 여과유닛마다 설치되어 각 여과유닛의 필터 내부의 압력을 측정하는 제2압력센서를 추가로 포함하여,
    제어부의 제어하에 바디 내부의 압력과 일정 범위 이상의 차압이 발생하는 여과유닛별로 순차적으로 상기 자동세척부를 구동시켜, 이물질 역세척과정에서의 배압증가를 방지하여 역세척이 원활하게 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2압력센서는 상기 바디 상부의 필터인입공을 차단하는 상부덮개판을 관통하는 압력측정공을 통해 필터 내부의 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디의 하부에는 드레인라인이 형성되어, 여과장치의 동작이 정지된 경우 바디 내부의 밸러스트수를 상기 드레인라인으로 배수시켜 고여 있는 밸러스트수로 인한 바디 내부의 부식을 방지하고,
    상기 바디의 상부에는 바디 내부에 에어를 주입할 수 있는 에어주입부을 포함하여, 바디 내부의 밸러스트수를 상기 드레인라인을 통해 배수시 에어를 주입하여 바디 내부에 부착된 이물질을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 배출관이 형성하는 역세척라인의 하부에는 제2드레인라인이 형성되어, 여과장치의 동작이 정지된 경우 역세척라인 내부의 밸러스트수를 상기 제2드레인라인으로 배수시켜 고여 있는 밸러스트수로 인한 역세척라인 내부의 부식을 방지하고,
    상기 배출관 상에는 배출관 내부에 에어를 주입할 수 있는 제2에어주입부가 배치되어, 역세척라인 내부의 밸러스트수를 상기 제2드레인라인을 통해 배수시 에어를 주입하여 배출관 내부에 부착된 이물질을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터는 상측이 상기 바디의 상부면에 결합하고, 하측이 상기 바디의 격벽에 결합하며, 필터의 상측과 하측 말단에는 바디와 직접 접촉하여 안착되는 시트가 부착되고, 상기 시트과 바디의 접촉면에는 오링이 위치하여, 여과압력에 의해 필터 내부의 여과 전 밸러스트수가 필터와 바디의 접촉면 틈으로 유출되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 필터 상측의 시트는 상기 바디 상부면에 형성된 필터인입공을 차단하는 상부덮개판의 하향돌출편과 접촉하며, 상기 오링은 상기 상부덮개판의 하향돌출편에 함입형성된 오링홈 내에 삽입되므로, 상기 상부덮개판만을 분리하면 오링을 교체할 수 있어 용이하게 오링 교체작업을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 필터 하측의 시트는 상기 바디 격벽에 형성된 밸러스트수유입공을 둘러싸는 돌출편과 접촉하며, 상기 오링은 상기 필터 하측의 시트에 함입형성된 제2오링홈 내에 삽입되므로, 상기 필터만을 분리하면 오링을 교체할 수 있어 용이하게 오링 교체작업을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 배압형성을 방지하는 멀티케이지 타입 밸러스트수 여과장치.
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