KR100945838B1

KR100945838B1 - 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치

Info

Publication number: KR100945838B1
Application number: KR1020070113926A
Authority: KR
Inventors: 최상규; 박기택; 김상욱
Original assignee: 한국기계연구원; 주식회사 부강테크
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2010-03-05
Also published as: KR20090047858A

Abstract

본 발명은 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 수처리를 위해 원형 멤브레인인 분리판을 다수 적층하고, 상기 적층된 분리판 사이에 와류판을 위치하도록 하여 와류판이 회전하면서 와류를 발생시켜 분리판에 흡착된 이물질을 제거하도록 하되, 상기 와류판을 회전시키기 위한 구동수단으로는 케이스 내부에 고정되어 다수의 코일층을 갖는 스테이터와, 상기 스테이터와의 전자기력반발에 의해 회동되는 로터로 구성하여 상기 회전되는 로터에는 와류판이 고정되도록 하여 와류판에 회전력을 전달한다. 이러한 구동수단은 케이스의 중심축상에 형성하거나 케이스의 상하부 일측에 형성하여 구동이 이루어지도록 하고, 상기 로터와 스테이터 사이에는 감속기를 더 설치하여 큰 회전토크를 발생시키도록 한다.또한, 상기 분리판과 와류판의 적층수를 일정하게 하여 케이스내부에 설치되는 모듈화에 의해 다수의 수처리모듈을 적층함으로써 회전축의 좌굴없이 와류판에 회전력을 전달하고, 필요에 따라 수처리용량을 조절할 수 있는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치에 관한 것이다.

수처리장치, 멤브레인, 와류, 스테이터, 로터

Description

내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치{Membrane Water-treatment Apparatus with Built-in Driving Instruments}

[문헌 1] 대한민국 특허등록 제0501524호(등록일 : 2005.07.06)

최근 멤브레인 제조기술 및 적용기술이 획기적으로 발달함에 따라 유용한 물질의 분리 농축 및 회수 분야와 같은 수처리 분야에 멤브레인 기술이 널리 이용되고 있다. 멤브레인 공극 크기에 따른 일정한 성능과 안정성 및 자동화로 인한 편의성, 간결한 시스템으로 인해 기존의 기술들이 멤브레인 기술로 대체되고 있다. 그러나 기존 멤브레인 기술을 이용한 수처리 모듈은 멤브레인 막힘현상으로 인해 유체흐름이 저하되고 운전압력이 상승하는 문제를 가지고 있다. 이러한 막힘현상은 고농도 유체에서 특히 심하며, 고농도 고탁도 유체에 대해서는 멤브레인 기술의 적용이 블가능하였다.

국내특허등록 제0501524호에서는 와류발생기를 채용한 분리막 모듈을 개발하여 기존의 멤브레인 수처리 모듈로 진입이 거의 불가능했던 블루오션과 같은 축산폐수, 메틸셀룰로스 회수 등의 고농도 고점도의 유체 처리 및 유용한 물질 회수에 적용하여 탁월한 성능이 확인되었다.

상기 와류발생기를 채용한 분리막 모듈은 원형 평막을 적층하는 형태로 구성되며 도 6과 같은 구성을 갖는다. 도시된 바와같이 회전축(1)에 고정되어 회전하는 와류발생로터(2)는 막과 막 사이를 회전하여 와류를 생성시킨다. 이 때 생성된 와류는 와류발생로터의 블레이드와 블레이드 사이에서 연속적으로 발생하여 막(3) 표면에서 오염물들이 누정되어 발생하는 막힘현상을 해소하는 역할을 한다. 막의 막힘현상이 억제됨으로 분리막은 높은 여과율을 유지할 수 있고, 고농도 폐수에서도 운전이 원활하다.

상기 종래 와류발생기는 도 7에 도시된 바와같이 와류발생로터(2)를 회전시키기 위한 수단으로 모터가 사용되고 있다. 즉, 회전축(1)의 일단에 모터의 동력을 전달받는 밸트풀리(4)를 장착하여 회전축이 회전되도록 하고, 상기 회전축에는 와류발생로터를 장착하여 고정된 멤브레인인 분리막(5) 사이를 회전하여 와류를 발생시키는 것이다.

상기 구조에서 처리용량을 증대시키기 위해서는 도 8를 참조한 바와같이 회전축(1) 길이를 증가시키고, 이에 와류발생로터와 분리막을 적층하는 방법이 적용될 수 있다. 일예로 상기 방법에서 외경 850mm의 와류발생로터를 100장 적층할 경우 전체 높이는 2.7m이고, 100개의 각 와류발생로터는 중심부를 관통하는 회전축과 키홈으로 고정한다. 또한, 회전축의 상하단에는 각각 롤러베어링(6)과 테이퍼롤러베어링으로 지지되는데 하단부의 테이퍼롤러베어링(7)은 약 560kg에 해당하는 로터-회전축 시스템의 자중을 감당할 수 있도록하고, 상단부의 롤러 베어링은 반경방향 하중 지지와 더불어 조립시 축 정렬 불량이나 운전시 내부의 온동상승으로 인한 회전축 열변형을 감안하여 일반 롤러 베어링을 사용하고 있으며 처리수의 누설을 방지하기 위해 회전축의 상하단부 베어링 내부에 고가의 고정밀 MFS(Mechanical Face Seal)을 장착한다.

이와같은 구조를 갖는 종래 와류발생기는 100장 이상의 와류발생로터를 하나의 회전축에 쌓음으로써 로터의 불평형력에 의한 과도한 진동이 발생되고, 회전축에 집중된 큰 하중으로 베어링과 같은 부품의 선정이 어렵다.

또한 와류발생기를 회전시키는 드라이브모터는 하중에 의한 저항으로 효율이 약 40% 정도로 전력의 누수가 심하고, 용량 증가를 위해 대용량의 모터 및 인버터를 사용할 경우 그 효율은 기하급수적으로 저하된다. 그리고 회전축으로 인해 반드시 필요한 상하부의 MFS은 고가의 정교한 대형 seal로서 제품의 성능유지가 힘든 단점이 있다. 아울러, 상기 처리용량을 증가시키기 위해서 와류발생로터의 적층수를 줄인 와류발생기를 병렬로 연결하는 방법이 적용될 수 있으나 이 역시 설치비가 증가되는 단점이 있다.

따라서 본 발명에 따른 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리장치는 상기 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

다수 적층된 멤브레인 분리판과, 상기 분리판 사이에 위치하도록 개재하여 와류를 발생시켜 분리판에 이물질이 흡착되는 것을 방지하는 와류판을 구비하여 오염된 원수를 정화하는 수처리 장치에 있어서, 오염된 원수를 유입하는 원수유입구와 상기 유입된 원수에서 분리된 분리수가 배출되는 분리수배출구가 각각 형성된 하부판과, 상기 유입된 원수에서 하부판을 통해 분리되지 않고 남아 오염물이 농축된 농축수를 배출하는 농축수배출구가 형성된 상부판과, 상기 하부판과 상부판에 개재되어 내부에 중공부를 형성하는 몸체로 이루어진 케이스와; 상기 케이스의 중공부에 다수 적층되는 멤브레인 필터로 원수로부터 분리수를 수취하는 분리판과; 상기 분리판 사이에 각각 설치되어 와류를 발생시켜 분리판에 이물질이 흡착되는 것을 방지하는 와류판과; 상기 케이스의 내부 중심에 설치되어 와류판을 회전시키는 구동수단;을 포함하여 이루어진다.

상기 구동수단은 외주면에 코일이 감겨있어 전원을 공급받아 전자력을 형성하는 스테이터와, 상기 스테이터를 내포하고 외주면에 와류판이 결합되는 원기둥으로 내주면에는 자성체가 설치되어 자력반발에 의해 회전하는 로터로 구성된다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이 본 발명의 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치는,

케이스 내부에 분리판과 와류판의 적층수를 적게 설치하여 모듈화하고, 상기 모듈을 다수 적재하여 구동하게 함으로써, 와류판을 회전시키는 중심축에 전달되는 하중을 줄여 회전시 휨현상을 방지함과 동시에 수처리용량을 증가시키도록 하였다. 특히 자력체인 로터와 코일층이 형성된 스테이터로 구성된 구동수단이 케이스에 내장되어 별도의 동력발생 모터와 동력전달 벨트풀리의 설치없이 구동 가능하고, 밀폐가능하기 때문에 고가의 실링시스템이 불필요하여 부품수를 줄일 수 있는 등 효율성과 대용량화 및 제품가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 유용한 장치의 제공이 가능하게 되었다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리장치(10)는 원수를 유입 및 배출하는 케이스(20)와, 상기 케이스의 내부에 적층되는 분리판(30) 및 와류판(40)과, 상기 와류판을 회전시키는 구동수단(50)을 포함하여 구성된다.

도 1을 참조한 바와같이 상기 케이스(20)는 상부판(22)과 하부판(21) 및 몸체(23)로 구성되어 오염물질이 다량 포함된 원수를 하부판으로부터 유입받아 상부판으로 배출하도록 한다. 즉, 상기 하부판에는 원수유입구(211)가 형성되어 오염된 원수를 내부공간으로 유입되도록 함은 물론 일측에는 분리수배출구(212)가 형성되어 후술되는 멤브레인인 분리판에 의해 수취한 분리수가 배출되도록 한다. 또한, 상기 상부판(22)에는 케이스 내부에서 하부판으로 분리되지 않고 남아서 오염물질이 농축된 농축수를 배출하는 농축수배출구(221)가 형성된다. 아울러 상기 몸체는 원주로 형성하여 내부공간의 높이를 한정하도록 한다.

상기 상부판(22)과 하부판(21) 및 몸체(23)의 결합은 상하부판의 내면에 홈을 형성하여 몸체가 안착되도록 하고 상기 접합면에는 케이스의 내부를 유동하는 원수의 누수를 방지하기 위해 오링을 하나 또는 다수개가 설치된다.

이러한 구성을 갖는 케이스(20)의 내부에는 다수 적층된 분리판(30)과 상기 분리판 사이에 와류판(40)이 각각 설치되고, 상기 케이스의 중심축에는 구동수단(50)이 설치되어 구동수단에 고정설치된 와류판(40)을 회전시키도록 한다.

상기 분리판(30)은 원판형태의 멤브레인으로 내부는 원수로부터 분리수취한 분리수가 이동되는 유로가 형성된다. 상기 분리판(30)의 내부유로는 일측으로 포집되어 분리수배출구(212)를 통해 외부로 배출되며, 상기 다수 적층된 분리판(30)은 상하간에 일정간격이 유지되도록 몸체 내부에 고정부재(231)를 설치하여 분리판을 고정시킨다. 이때 상기 분리수를 포집하는 포집부(232)는 고정부재 내에 수직으로 형성되어 각 층에서 포집된 분리수가 분리수배출구(212)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 한다.

아울러 상기 와류판(40)은 분리판 사이에 위치하고, 회전에 의해 분리판 사이의 충전원수에 와류를 형성시킴으로써 분리판 표면에 이물질이 흡착되는 것을 방지하도록 한다. 상기 와류판에 회전력을 부여하는 수단으로는 케이스 중심축에 설치된 구동수단(50)이 사용된다.

상기 구동수단(50)은 축상으로 코일이 감긴 스테이터(51)와, 상기 스테이터를 내포하고 내주면에 자성체가 설치된 로터(52)로 구성된다. 이러한 구동수단의 스테이터(51)인 코일에 전압을 인가하면 전자력이 발생되어 자기 반발에 의해 로터(52)가 회전하게 되는데, 이 때 로터에 고정설치된 와류판(40)은 로터의 회전력을 전달받아 분리판 사이공간에서 수평으로 회전하면서 와류를 발생시키는 것이다.

또한, 상기 자성체는 하나의 극을 갖는 자성체를 사용할 수 있으나, 도시된 바와같이 서로 극을 달리하는 다수의 자성체를 수직방향으로 다수 적층하여 일체화함으로써 동일 전력으로 반발력을 최대화 할 수 있는 구조로 형성할 수 있다.

이러한 구성 및 작용을 하는 구동수단(50)은 케이스의 중심축에 위치하도록 하고, 상부판(22) 중앙부에 캡을 형성하여 상부로부터 내설되도록 할 수 있다. 또한, 상기 로터(52)의 상하단에는 회전마찰력을 최소화하기 위해 베어링(521)을 장착할 수 있으며, 상기 로터와 상하부판 사이에 패킹을 설치하여 누수를 방지하도록 할 수 있다.

상기 구성을 갖는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치(10)는 하부판의 원수유입구(211)를 통해 케이스(20)의 내부로 오염물질이 다량 함유된 원수를 공급하면, 케이스 내부로 유입된 원수는 멤브레인인 분리판(30)에 의해 이물질이 제거된 분리수와 이물질이 다량 함유된 농축수로 분리된다. 상기 분리수는 분리판(30)의 내부 유로를 따라 일측의 포집부(232)로 이동하고, 상기 포집부에서 상하 분리판에서 각각 수취한 분리수와 합류하여 분리수배출구(212)를 통해 외부로 배출한다.

또한 상기 농축수는 수압에 의해 상측으로 이동되면서 상부판(22)에 형성된 농축수배출구(221)를 통해 외부로 배출하게 된다. 이 과정에서 구동수단(50)은 전원을 공급받아 스테이터(51)에서 자력이 발생되고, 로터(52)의 자성체는 스테이터(51)의 전자력에 반발하여 회전하게되며, 상기 로터의 외주면에 결합된 와류판(40)도 분리판 사이에서 회전하여 와류를 발생시킴으로 발생된 와류로 인해 분리판 외면에 이물질이 흡착되는 것을 방지하도록 한다.

다음으로 본 발명에 따른 수처리장치(10)는 다수의 분리판(30)과 와류판(40)이 내설된 케이스(20)를 하나의 모듈(11,11‘)로 하여 다수의 모듈을 적층해 수처리용량을 증가시킬 수 있다.

도 2를 참조한 바와같이 다수의 모듈(11,11‘)이 수직으로 적층되어 있으며, 하부 모듈(11’)의 상부판(22‘)에 형성된 농축수배출구(221)와 상부 모듈(11)의 하부판(21)에 형성된 원수유입구(211)를 연통되도록 설치하여 최하부에 설치된 모듈(11’)에 공급된 원수가 순차적으로 상측모듈(11)로 유동되어 최종적으로는 최상부 모듈로부터 배출이 이루어지도록 할 수 있다. 아울러 상기한 바와같이 다수의 모듈이 적층될 시에는 각 모듈의 상부판(22‘)에는 분리수유입구(222)를 형성해 상부 모듈(11)의 분리수배출구(212)와 하부모듈(11’)의 분리수유입구(222)를 연통되도록하여 분리판에 의해 분리된 분리수가 포집되어 최하부에 설치된 모듈의 분리수배출구(212)를 통해 외부로 배출되도록 한다. 여기서 각 모듈을 연통시키는 상기 원수유입구(211)와 농축수배출구(221)는 지그재그로 형성하여 유입된 원수가 모듈내부에서 이동되는 거리를 길게 형성하여 분리효율이 증가되도록 할 수 있다.

상기 각 모듈사이에는 도 3a를 참조한 바와같이 패킹(60)을 개재하여 분리수와 원수 또는 농축수가 모듈(11,11‘)사이를 이동하면서 누수되는 것을 방지하도록 할 수 있다. 상기 패킹(60)은 두 모듈의 접면을 모두 덮는 크기로 형성하거나, 부분적으로 유체가 이동되는 통공의 외측 일부만 커버하는 형태로 형성될 수 있다.

예컨데 도 3b를 참조한 바와같이 접하는 일측 모듈(11)에 유체가 이동되는 통공인 농축수배출구와 분리수유입구의 외측면에 일부 홈(61)을 형성하고, 이에 홈 깊이보다 두꺼운 패킹(60‘)을 삽설한 후 상측에 다른 모듈을 안치하여 유체 이동통공 사이를 밀폐하도록 할 수 있는 등 다양한 설치가 이루어질 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치를 도시한 것으로, 참조한 바와같이 구동수단은 다수의 계자코일(531)이 설치된 원판스테이터(53)와, 상기 원판스테이터와 대향된 면에 자성체(543)가 형성된 원판로터(54)로 구성되며, 실직적으로 회전력을 부여하는 자기력은 케이스의 하부판 내에서 이루어진다.

상기 구동수단의 한 요소인 원판스테이터(53)는 도 4c에 도시된 바와같이 중심축을 중심으로 다수의 계자코일(531)이 등각으로 설치되어 전원을 공급받아 큰 자장이 형성되도록 한다.

또한, 상기 원판로터(54)는 계자코일이 형성된 원판스테이터의 상부면에 자성체(543)가 위치하도록 설치된다. 즉, 상기 원판로터는 자성체를 갖는 구동원판부(541)와, 상기 구동원판부의 중심에 형성되어 케이스의 중심축을 내포하는 구동통체부(542)가 일체로 형성된 것으로, 상기 구동원판부의 자성체(543)가 원판스테이터의 계자코일(531)이 설치된 면과 대향되는 부분에 설치되어 계자코일과 자성체의 전자력에 의해 원판로터(54)가 회전되도록 한다. 상기한 바와같이 회전되는 원판로터는 구동통체부(542)에 다수의 와류판(40)이 결합되어 있어 원판로터 회전시 와류판을 함께 회전시키게 된다.

아울러 상기 원판로터(54)의 구동원판부(541)와 원판스테이터(53)는 밀폐실에 내장되도록 하여 케이스내부에 유동되는 처리수가 유입되는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 케이스의 하부판(21)에는 원판홈(213)을 형성하여 원판스테이터(53)와 원판로터의 구동원판부(541)가 내장될 수 있도록 하고, 하부판의 상면에 구획판(214)을 설치하여 원판홈(213)과 케이스 내부의 중공부를 구 획한다. 여기서 상기 원판홈(213) 내에는 처리수가 유입되는 것을 방지하기 위해 패킹, 베어링등이 설치되는 것이 바람직하며, 상기 원판로터(54)의 구동통체부(542)와 케이스 중심축(24) 사이에는 베어링을 설치하여 회전에 의해 구동통체부(542)가 편향되는 것을 방지하도록 한다.

한편, 상기 중심축상에 구동수단이 형성된 형태와 하부판에 구동수단이 형성된 형태의 수처리장치는 회전토크 증가 및 운전속도의 조정을 위해 감속기(70)가 더 설치될 수 있다. 상기 감속기로는 다양한 방법이 적용될 수 있으며, 대표적으로는 유성기어를 사용하는 것이 바람직하다.

도 5a는 중심축에 구동수단인 스테이터와 로터가 구비된 실시예에서 유성기어군을 적용한 다른 실시예를 도시한 것으로, 중심축(24)의 외주면에는 코일이 감긴 스테이터(51)가 형성되며, 상기 스테이터의 외측으로는 내주면에 자성체(543)를 갖는 통체의 로터(52)가 설치된다. 상기 로터는 스테이터 및 중심축을 내포하고, 내주면에 설치된 자성체(543)는 스테이터와 일정간격으로 이격되어 자력반발에 의해 로터(52)가 회전되도록 한다. 또한, 상기 로터(52)는 중심축과 베어링으로 결합되어 자전가능하게 고정시키도록 할 수 있다.

상술된 로터(52)의 외주면에는 나사산을 형성하여 선기어로 작용되도록 하고, 상기 외주면의 나사산에는 다수의 위성기어(73)가 치합되도록 하며, 상기 위성기어의 외측은 링기어(72)의 내주면과 치합시킨다. 이 때 상기 링기어는 하부판(21)에 일체로 고정되어 선기어로부터 전달되는 회전력이 위성기어로 전달되도록 한다.

상기 링기어(72)와 로터(52)사이에 개재되는 위성기어(73)는 링기어를 내포하는 회전통체에 결합되어 로터로부터 전달받은 회전력을 회전통체(71)로 전달되도록 한다. 이 과정에서 로터의 회전력은 감속되면서 회전토크가 증가되어 회전통체에 전달되고, 상기 회전통체의 외주면에 결합된 와류판을 회전시키도록 한다. 여기서 상기 회전통체의 하단과 상단에는 베어링이 장착되어 구동수단의 내부로 처리수가 유입되는 것을 방지하도록 할 수 있다.

도 5b는 구동수단이 하부판에 형성된 실시예에 유성기어군을 적용한 또다른 실시예를 도시한 것으로, 하부판(21)에 원판홈(213)을 형성하고, 상기 원판홈의 하부면에는 계자코일을 등각으로 설치해 전자력을 형성하는 원판스테이터(53)를 설치한다.

상기 원판스테이터(53)의 상부에는 저면에 자성체(543)가 형성되고 상기 원판스테이터와 일정간격 이격된상태에서 자기반발이 이루어지도록 하는 구동원판부(541)와, 자전가능하도록 중심축을 내포하는 구동통체부(542)로 구성된 원판로터(54)가 설치된다. 또한, 상기 원판로터(54)는 구동통체부(542)의 외주면에 나사산을 형성하여 원판로터(54)가 선기어역할을 하여 다수의 위성기어(73)와 치합되도록 한다.

그리고 케이스 하부판에 고정설치된 링기어(72)는 내주면이 상기 위성기어(73)와 치합되어 원판로터(54)의 회전력이 위성기어로 전달되도록 한다. 이 때 상기 링기어(72)는 위성기어와 치합되는 관체부(721)와, 하부판의 원판홈을 케이스 중공부와 분리되도록 하는 구획원판부(722)로 구성되어, 상기 구획원판부(722)에 의해 구획된 원판홈(213)에 원판로터의 구동원판부(541)와 원판스테이터(53)가 내재되도록 한다.

또한, 상기 링기어(72)의 외측으로는 회전통체(71)가 설치되고, 상기 회전통체는 위성기어와 연결되어 위성기어로부터 큰 토크회전력을 전달받아 회전되도록 하여 최종적으로 회전통체의 외주면에 결합된 와류판(40)이 회전되도록 한다.

한편, 상기 서술한 예는, 본 발명을 설명하고자하는 예일 뿐이다. 따라서 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 전문가가 본 상세한 설명을 참조하여 부분변경 사용한 것도 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치의 주요부를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 수처리 모듈이 다수 적층된 상태를 도시한 수처리장치의 단면도.

도 3a는 본 발명에 따른 패킹이 개재된 수처리 장치를 도시한 단면도.

도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 패킹이 개재된 수처리 장치를 도시한 단면도.

도 4a는 본 발명에 따른 제3실시예에 따른 수처리 장치를 도시한 단면도.

도 4b는 도 4a의 A부분 확대도.

도 4c는 본 발명에 따른 원판스테이터를 도시한 평면도.

도 5a와 5b는 본 발명의 각 실시예에 유성기어를 적용한 다른 실시예를 도시한 단면도.

도 6은 종래 와류발생기를 채용한 수처리장치의 일부분을 도시한 개략도.

도 7은 종래 와류발생기를 구비한 수처리장치를 도시한 단면도.

도 8은 종래의 와류발생로터와 분리막이 다수 적층된 수처리장치를 도시한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 수처리장치 11,11‘ : 모듈

20 : 케이스 21,21‘ : 하부판

22,22‘ : 상부판 23 : 몸체

24 : 중심축 30 : 분리판

40 : 와류판 50 : 구동수단

51 : 스테이터 52 : 로터

53 : 원판스테이터 54 : 원판로터

60,60‘ : 패킹 61 : 홈

70 : 감속기, 유성기어 71 : 회전통체

72 : 링기어 73 : 위성기어

211 : 원수유입구 212 : 분리수배출구

213 : 원판홈 214 : 구획판

221 : 농축수배출구 222 : 분리수유입구

231 : 고정부재 232 : 포집부

521 : 베어링 531 : 계자코일

541 : 구동원판부 5 42 : 구동통체부

543 : 자성체 721 : 관체부

722 : 구획원판부

Claims

다수 적층된 멤브레인 분리판(30)과, 상기 분리판 사이에 위치하도록 개재하여 와류를 발생시켜 분리판에 이물질이 흡착되는 것을 방지하는 와류판(40)을 구비하여 오염된 원수를 정화하는 수처리 장치(10)에 있어서,

오염된 원수를 유입하는 원수유입구(211)와 상기 유입된 원수에서 분리된 분리수가 배출되는 분리수배출구(212)가 각각 형성된 하부판(21)과, 상기 유입된 원수에서 하부판을 통해 분리되지 않고 남아 오염물이 농축된 농축수를 배출하는 농축수배출구(221)가 형성된 상부판(22)과, 상기 하부판과 상부판에 개재되어 내부에 중공부를 형성하는 몸체(23)로 이루어진 케이스(20)와;

상기 케이스의 중공부에 다수 적층되는 멤브레인 필터로 원수로부터 분리수를 수취하는 분리판(30)과;

상기 분리판 사이에 각각 설치되어 와류를 발생시켜 분리판에 이물질이 흡착되는 것을 방지하는 와류판(40)과;

상기 케이스의 내부에 설치되어 와류판(40)을 회전시키는 구동수단(50);을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 구동수단(50)은 전원을 공급받아 전자력을 형성하도록 중심축(24)의 외주면에 코일이 감겨 있는 스테이터(51)와, 상기 스테이터를 내포하는 원기둥으로 외주면에 와류판(40)이 결합되고 내주면에는 자성체(543)가 설치되어 자력반발에 의해 회전하는 로터(52)로 구성됨을 특징으로 하는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 구동수단(50)은 전원을 공급받아 전자력을 형성하도록 중심축(24)의 외주면에 코일이 감겨 있는 스테이터(51)와, 상기 스테이터를 내포하는 통체로 내주면에 자성체(543)가 설치되어 스테이터와의 자력반발에 의해 회전하는 로터(52)와, 상기 로터의 외주면에 치합되는 다수의 위성기어(73)와, 상기 케이스 하부판(21)에 일체로 결합하여 고정되고 내주면이 상기 위성기어와 치합되도록 하는 링기어(72)로 구성되데,

상기 위성기어(73)는 링기어를 내포하는 회전통체(71)에 결합되어 로터의 회전력을 감속시키도록 하고, 상기 회전통체는 감속에 의해 증가된 회전토크를 전달받아 외주면에 결합된 와류판(40)을 회전시키도록 한 것을 특징으로 하는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 구동수단(50)은,

케이스 중심축(24)을 중심으로 다수의 계자코일(531)을 등각으로 설치해 전자력을 형성하는 원판스테이터(53)와; 상기 원판스테이터의 상측으로 하부면에 자 성체를 갖는 구동원판부(541)가 이격설치되고 상기 구동원판부의 중심에는 케이스 중심축(24)을 내포하는 구동통체부(542)가 일체로 형성되어 상기 구동통체부의 외주면에 와류판(40)이 결합되는 원판로터(54);로 구성되데,

상기 케이스의 하부판(21)에는, 상기 원판스테이터(53)와 원판로터의 구동원판부(541)가 안치되는 원판홈(213)과, 상기 원판홈과 케이스의 중공부를 구획하는 구획판(214)을 각각 형성한 것을 특징으로 하는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 구동수단은,

케이스 중심축(24)을 중심으로 다수의 계자코일(531)을 등각으로 설치해 전자력을 형성하는 원판스테이터(53)와; 상기 원판스테이터의 상측에 이격설치되고 하부면에 자성체(543)가 결합된 구동원판부(541)와, 상기 구동원판부의 중심에 일체로 형성되어 케이스 중심축(24)을 내포하는 구동통체부(542)로 이루어진 원판로터(54)와; 상기 원판로터의 구동통체부 외주면에 치합되는 다수의 위성기어(73)와; 상기 위성기어와 내주면이 치합되고 케이스 하부판(21)에 고정설치되는 링기어(72)로 구성되데,

상기 케이스 하부판(21)에는 원판로터의 구동원판부(541)가 안치되는 원판홈(213)을 형성하고, 상기 링기어(72)는 위성기어와 치합되는 관체부(721)와 원판홈과 케이스의 중공부를 구획하는 구획원판부(722)로 구성하여 상기 구획원판 부(722)를 하부판에 일체로 결합해 고정되도록 하고, 상기 위성기어는 링기어의 관체부(721)를 내포하는 회전통체(71)에 결합되어 감속에 의해 증가된 회전토크를 전달해 회전통체의 외주면에 결합된 와류판(40)을 회전시키도록 한 것을 특징으로 하는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 케이스(20) 내부에는 구동수단(50)이 구비되고 다수의 분리판(30)과 와류판(40)이 적층된 것을 하나의 모듈(11)로 하고, 상기 모듈(11)을 다수 적층하여 처리용량을 증가시킨 것을 특징으로 하는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치.
제 6항에 있어서,

상기 적층된 모듈(11,11‘) 중 하부모듈(11’)의 상부판(22‘)에는 분리수유입구(222)를 형성하고, 상부모듈(11)의 분리수배출구(212)와 하부모듈(11’)의 분리수유입구(222)를 동일 수직상에 위치하도록 연통시켜 상하부모듈(11,11‘)에서 수취한 분리수가 합류하여 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치.
제 6항에 있어서,

상기 적층된 모듈(11,11‘)은 각 모듈에 원수를 공급하기 위해 하부모듈(11 ’)의 농축수배출구(221)와 상부모듈(11)의 원수유입구(211)를 동일 수직상에 위치하도록 연통시키는 것을 특징으로 하는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치.
제 7항 또는 8항에 있어서,

상기 적층된 상하부모듈(11,11‘)에는 분리수와 원수의 유동으로 누수되는 것을 방지하도록 패킹(60,60’)이 개재되는 것을 특징으로 하는 내장형 구동수단을 갖는 멤브레인 수처리 장치.