KR100967375B1

KR100967375B1 - 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조

Info

Publication number: KR100967375B1
Application number: KR1020080034943A
Authority: KR
Inventors: 신윤호
Original assignee: 신윤호
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2010-07-05
Also published as: KR20090109602A

Abstract

본 발명은 부유성 고형물질(suspended solids)이 포함된 시료를 온라인 분석기가 분석 할 수 있도록 시료를 전처리하는 장치의 구성의 일부인 중공사막모듈 구조에 관한 것이다. 더욱 상세히 설명하자면, 중공사막모듈에 진동을 일으켜 중공사막에 낀 부유물질을 털어주는 진동장치를 내재하고, 모듈하우징의 내부에 흡입된 원수 수위를 계측하여 장치을 자동으로 작동시킬 수 있게 한 방식을 채택, 모듈하우징 내부 공기 주입에 영향을 받는 DO(Dissolved Oxygen; 용존산소, ORP(Oxidation Reduction Potential; 산화환원전위) 및 휘발성이 강한 성분의 분석용 시료도 생산할 수 있게 한 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조이다.

따라서 또한 본 발명은 필터를 통해 부유물질을 걸러 주기도 하지만, 장시간 사용으로 인한 중공사막 부유물질 누적으로 중공사막 통과하는 유량 감소하는 현상을, 고속으로 회전하는 모터에서 생산된 진동장치를 통해 털어주는 방식으로 해결하였으며, 본 발명의 장치이 작동되지 못하도록 별도의 수위센서 기능을 부여한 유용한 발명이다.

중공사막, 체결판, 모터케이스, 캠, 커버, 단턱부

Description

온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조{The module structure of ultra filteration apparatus for on-line analyzer}

본 발명은 부유성 고형물질(suspended solids)이 포함된 시료를 온라인 분석기가 분석 할 수 있도록 시료를 전처리하는 장치의 구성의 일부인 중공사막모듈 구조에 관한 것이다. 더욱 상세히 설명하자면, 대부분 분석용 시료(pH, NH3-N, NO3-N, 중금속, 음이온, 양이온 등)는 공기에 민감하지 않지만 일부 DO(Dissolved Oxygen ; 용존산소), ORP(Oxidation Reduction Potential ; 산화환원전위) 및 휘발성이 강한 물질은 공기에 영향을 받는다.

부유물질의 중공사막 공경 차단을 막기 위해 공기를 불어 넣어 중공사막 표면에 붙은 이물질을 털어 내는 방식에서는 공기 영향을 받는 분석용 시료 즉 DO값, ORP값 및 휘발성 성분량이 변하여 원수중의 DO, ORP 및 휘발성 성분 실제 값과 DO, ORP 및 휘발성 성분 측정 값과 차이 즉 오차를 발생 할 수 있다.

공기에 영향을 받는 시료인 경우 공기를 주입하여 중공사막에 붙은 이물질을 제거 할 수 없는 문제점을 갖고 있으므로, 중공사막모듈에 진동을 일으켜 중공사막에 낀 불순물이나 찌꺼기를 털어주는 진동장치를 내재하고, 모듈하우징의 내부에 흡입된 원수의 수위를 계측하여 자동으로 장치을 작동시킬 수 있게 한 방식을 채택하여 공기에 영향을 받는 시료도 공기에 의한 시료 변질 없이 온라인 분석기가 안정적으로 분석할 수 있는 시료를 생산하는 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조이다.

일반적으로 온라인 분석기는 가정용수, 생활용수 등 각종의 물을 분석하여 그 사용이 적정한 것인가를 측정하는 것으로 즉, 가정용수의 경우 그 물에 포함된 성분들이 식수로 사용되기 적당한가를 측정하기 위하여 사용되고, 공장용 폐수의 경우 그 배출수들이 자연환경에 얼만큼 유해한가를 측정하기 위해 사용되며, 축사나 돈사 등에서 배출되는 물이 얼마나 유해한가를 측정하기 위해 사용되나, 부유성 고형물이 다량 함유한 시료에서는 부유성 고형물질에 의해 온라인 분석기의 유로 막힘, Valve 막힘 등에 의한 측정 장애와 . 전극 피막 형성 등에 의한 분석 신뢰도 저하 현상이 발생 한다. 울트라 필터레이션 장치을 온라인 분석기 전단에 설치하여 분석 시료중 부유성 고형물질을 필터링함으로써 온라인 분석기가 정확한 농도를 연속 검측이 가능하다. 물론 이와 같이 온라인 분석기용 울트라 필터레이션 장치은 종래 개발된 바가 미미하여 별도의 종래기술이 사실상 없다.

단지 본 발명의 출원인에 의하여 대한민국 특허청에 특허 출원된 제 10-2006-34151호가 유일할 것인데, 그 장치의 구성과 작동의 형태를 살펴보면 다음과 같다. 그 발명을 도시된 도 1 내지 도 3과 함께 살펴본다.

이 발명은 도시된 도 1에서처럼, 원수시료(1)가 제1펌프(11)를 통해 펌핑되어 제1관(21)으로 입수된다. 그리고 그 입수된 원수시료(1)는 상기 중공사막모듈(70)로 들어가 고형물질을 걸러진 상태로 중공사막모듈(70)의 하부에 연통된 제4관(23)을 통해 나오게 된다. 그러면 상기 제4관(23)에서 나온 필터링된 분석용시료(P)는 제5관(104)을 거쳐 제4개폐밸브(33)로 오게 되는데, 상기 제4개폐밸브(33)는 양방향 밸브이다. 따라서 상기 제4개폐밸브(33) 중 상기 분석용 시료의 채취를 위한 방향과는 다른 타측이 막히고 제2펌프(13)의 펌핑력에 의해 제1유량계(61)의 방향으로 입수하게 된다. 이 제1유량계(61)를 통해 생산된 분석용시료(P)의 양을 측정하면서 제5개폐밸브(34)를 통과하며 분석용 시료 집수탱크(40)에 원수시료(1)의 불용성 고형물을 필터링한 분석용시료(P)를 저장하는 것이다.

이 저장된 분석용시료(P)는 분석을 위해 사용될 수도 있고, 뒤에서 설명하겠지만 중공사막필터(75)를 세척하는데도 사용될 수가 있다. 즉, 본 발명의 온라인 분석기용 필터레이션 장치의 경우, 고형물을 걸러주고 그 걸러진 분석용시료를 온라인 분석기로 보내어 그 성분을 분석하는 것이다.

그런데 도 1과 3을 참조하여보면, 중공사막필터(75)의 내부로 입수된 분석용시료(P)는 중력에 의해 도시된 하부탱크(73)에 모이게 되고, 이 하부탱크(73)에 모여진 분석용시료(P)는 앞에서 설명된 것처럼, 분석용시료집수탱크(40)에 모이게 되는 것이다. 그런데 본 발명의 장치이 계속적으로 가동되어 상기 고형물(A)을 걸러주는 과정을 수행하게 되면 상기 중공사막필터(75)가 고형물(A)에 막히는 결과를 가져온다. 그러면 이를 해결하기 위해 종래에는 상기 분석용시료집수탱크(40)에 모아진 분석용시료(P)를 이용하여 본 발명의 중공사막모듈(70)을 세척한다. 즉, 상기 분석용시료집수탱크(40)에 모아진 분석용시료(P)는 도시된 제10관(81)을 통해 오버플로우되는 부분은 배출시키고 항상 그 최고 수위의 상태로 집수되어 있다. 따라서 그 집수된 분석용시료(P)을 끌어다가 양방향의 제4개폐밸브(33)를 통해 제2펌프(13), 제1유량계(61),양방향의 제5개폐밸브(34),제9관(105)을 통과시키게 된다. 물론 상기 제4개폐밸브(33)는 양방향밸브이기에 도시된 도 1b에서처럼 일측을 막고 일측을 오픈시킨 상태로 변환이 가능하다.

따라서 상기 제9관(105)을 통과한 분석용시료(P)는 제4관(23)을 통과하고, 하부탱크(73)의 내부로 입수하게 된다. 즉, 분석용시료(P)를 걸러주는 방향과 반대의 방향으로 입수가 되는 것이다. 이렇게 상기 하부탱크(73)로 들어온 분석용시료(P)는 그 수압에 의해 상기 중공사막필터(75)의 필터공(74)을 통해 외부의 중공사모듈하우징(71)의 내부로 뿜어져 나오는 것이다. 물론 전술된 것처럼, 상기 분석용시료(P)는 이미 고형물(A)이 걸러진 상태이기에 상기 중공사막필터(75)의 필터공(74)을 통과하는데 용이하다. 따라서 온라인 검측과정에서 상기 중공사막필터(75)의 필터공(74)에 끼이거나 막힌 고형물(A)을 도시된 도 3에서처럼 배출시킬 수 있다.

이와는 다른 방법으로 공기를 이용하여 청소하는 방법도 있는데, 도 1과 3에서처럼, 산기관(77)의 하단에는, 제1압력계(86),공급관(111)을 통해 상기 산기관(77) 내부로 공기를 불어 넣어 중공사막필터(75)를 털어주는 것이다. 즉, 상기 산기관(77)은 상기 중공사막필터(75)의 내부에 형성되어 있고, 그 하단에 도시된 배출공(76)이 형성되어 있다. 따라서 상기 제1압력계(86)를 통해 고압으로 공급되는 공기는 상기 공급관(111)을 통과하여 상기 산기관(77)의 내부로 입수된다. 그러나 상기 원통형의 산기관(77)은 그 배출구가 하단에 형성된 배출공(76) 밖에는 없다. 따라서 이 배출공(76)으로 강하게 뿜어져 나오는 것이다.

이때 이 공기는 그 외부에 비치된 중공사막필터(75)를 털어주게 되고 이 과정에서 상기 중공사막필터(75)의 필터공(74)에 끼어든 불순물이나 고형물(A)을 털어줄 수 있는 것이다. 즉, 이 진동에 의해 상기 중공사막필터(75)의 필터공(74)에 끼인 고형물(A)이나 부유물질 등이 떨어져 나가 다음의 분석작업 시 보다 정확한 작업을 수행할 수 있는 준비작업을 할 수 있는 것이다.

이러한 종래의 필터링장치의 단점은, 공기 분사로 공기 또는 산소의 영향을 받는 DO, ORP 및 휘발성이 강한 물질 등은 하우징 내부로 공기를 불어 넣어 중공사막필터(75)를 털어주 방식에서는 시료가 변하여 온라인 분석기 분석 값과 실제 원시료 값과 차이 즉 오차가 발생 할 수 있다.

또한, 원수 시료가 하우징 내부에 차지 않은 상태에서 장치이 가동되면, 중공사막이 공기 중에 노출되고 노출된 중공사막 부위로 공기가 흡인되어 DO, ORP 및 휘발성 물질 측정 시료인 경우 시료의 변질을 가져다줄 수 있다.

본 발명은 부유성 고형물질(suspended solids)이 포함된 시료를 온라인 분석기가 분석 할 수 있도록 시료를 전처리하는 장치 구성의 일부인 중공사막모듈 구조로, 중공사막모듈의 내부에서 진동을 일으켜 중공사막 표면에 붙은 부유물질을 털어주는 진동장치를 내재, 부유물질로 인한 중공사막 유량감소하는 것을 방지하고, 모듈하우징의 내부에 유입된 원수의 수위를 계측하여 중공사막이 공기 중에 노출되는 것을 사전 감지, 시료 중에 공기 유입을 사전 차단함으로써 DO(Dissolved Oxygen ; 용존산소), ORP(Oxidation Reduction Potential ; 산화환원전위) 및 휘발성 성분 분석용 시료도 변질 없이 안정적으로 생산할 수 있는 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조를 제공하고자 한다.

본 발명은 중공사막유니트 구조에 있어서, 모듈하우징(110)에 설치된 다수의 중공사막(111a)과; 상기 장형의 중공사막(111a)에 끼워지게 다수의 막관통공(121)과 중심부에 결합공(122)이 형성된 원판형의 체결판(120)과; 상기 체결판(120)의 결합공(122)에 끼워진 진동장치(130)가; 결합하여 진동장치(130)의 진동이 체결판(120)과 중공사막(111a)을 흔들어 중공사막(111a) 표면에 부유물질이 붙지 않도록 부유물질을 털어 줄 수 있게 한 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조이다.

본 발명에 따라 상기 진동장치(130)는, 원통형의 모터케이스(131)와; 상기 샤프트(132)에 편심된 캠(133)이 결합되어, 모터케이스(131)의 내부로 삽입되는 모터(134)와; 상기 모터케이스(131)의 양단 개구부(135)에 끼워 결합되는 단턱부(136)를 가진 커버(137)가; 결합하여 진동을 발생시키고; 상기 모터(134)는, 전기식, 에어식, 유압식 중 어느 하나의 모터가 사용될 수 있는 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조이다.

본 발명은 중공사막모듈 구조에 있어서, 원통형으로 형성되는 모듈하우징(110)의 하단에 결합된 침전조(141)와; 상기 침전조(141)의 하부에 결합된 배출관(142)과; 상기 배출관(142)의 일측에 결합된 밸브(143)가; 결합하여 밸브(143)의 개폐를 통해 모듈하우징(110) 내부의 불순물을 빼 줄 수 있는 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조이다.

본 발명은 중공사막모듈 구조에 있어서, 상기 모듈하우징(110)의 상단 유틸리티공급관홀더(151)에 끼워져 하우징의 내부로 하향된 유틸리티공급관(152)과; 상기 유틸리티공급관(152)의 끝단에 상하의 연동 폭을 제어하는 상하단 스톱퍼(153, 153a)와; 상기 스톱퍼(153, 153a)의 사이 유틸리티공급관(152)에 끼워지되, 내주면에 영구자석(154)을 내장한 원통형의 플로트(155)와; 상기 유틸리티공급관(152)의 내부로 스톱퍼(153, 153a) 사이 중심부에 형성된 리드스위치(152b)가; 결합하여 원수가 모듈하우징(110)의 내부로 차오르면 그 수면의 수위에 따라 상기 플로트(155)가 상승하여 상기 영구자석이 상기 리드스위치(152b)를 접지시키는 방식으로 원수의 수위를 계측하는 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조이다.

본 발명은 중공사막에 공기를 불어 넣어 중공사막 표면에 붙은 부유물질을 털어 주지 않으면 장시간 사용으로 인한 중공사막 부유물질 누적으로 중공사막을 통과하는 유량이 감소하는 현상이 발생 할 수 있다. 대부분 분석용 시료( pH, NH3-N, NO3-N, Pb, Cr, Cu, 음이온 양이온 등 )는 공기의 영향을 받지 않으나, DO, ORP 및 휘발성이 강한 성분 등의 측정용 시료는 부유물질이 중공사막 공경 차단을 막기 위해 공기를 불어 넣어 중공사막 표면에 붙은 이물질을 털어 내던 방식에서는 공기에 영향을 받아 시료가 변하여 온라인 분석값과 실제 원시료 값과 차이 즉 오차를 발생 할 수 있다.

장시간 사용으로 인한 중공사막 막힘으 중공사막 통과 유량이 감소하는 현상을, 공기를 불어 넣지 않고, 고속으로 회전하는 모터에서 생산된 진동장치를 통해 DO, ORP 및 휘발성 성분 분석용 시료를 생산할 수 있도록 부유물질을 털어주는 방식으로 해결하였으며, 하우징 내부에 원수시료 공급이 원활하지 못하면 원수시료 수위가 중공사막 상단보다 낮아져 중공사막이 공기중에 노출되고 노출된 중공사막 부위로 공기를 흡입, 시료의 변질을 가져다 줄 수 있는데 공기를 포함한 분석용 시 료를 생산하지 못하도록 모듈 하우징 내부 원수 수위가 중공사막 상단보다 낮아지는 것을 감지 분석용 시료중에 공기가 포함하는 것을 차단하는 수위센서 기능을 부여한 유용한 발명이다.

또한 본 발명은 환경, 식품, 화학, 미생물 등 분야에서 다량의 고형물질을 함유한 액상시료에서 연속적으로 고형물을 분리하고, 그 시료를 온라인 분석기가 분석할 수 있는 최상의 상태로 만들어 줌으로서 온라인 분석기가 신뢰할 수 있는 시료 분석을 하고, 실시간 공정변화 감지 및 신속한 대응을 할 수 있으며, 온라인 분석기 수명 연장 및 분석기 유지관리 및 검교정 등으로 인한 인력 낭비를 최소화 할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 다량의 부유성 고형물(suspended solids)이 포함된 시료를 연속 여과하여 분석하기 위한 장치에 관한 것이다. 그럼 먼저 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위해 부유물질과 중공사막필터에 대하여 설명하자면 다음과 같다.

물에 용해하지 않고 수중에 부유하는 이러한 고형물질을 부유물질이라 하는데, 더욱 상세하게는 이러한 부유물질은 입자의 크기에 따라 부유상태, 콜로이드 상태 또는 용존상태로 존재하게 되는데, 부유상태는 직경이 0.1㎛ 이상의 입자를 말하고, 콜로이드 상태의 경우 0.1-0.001㎛의 입자를 칭하며, 용존상태의 경우 0.001㎛ 이하의 입자를 말한다. 여기서 본 발명의 부유물질(SS: suspended solids)에 속하는 것은 0.1㎛ 이상의 입자와 0.01㎛이상의 콜로이드 입자를 말하는 것으로 이를 검측 전에 연속 분리하여 그 검측의 정확도를 기하여야만 한다.

따라서 본 발명의 울트라필터장치(Ultra Filteration System)은 0.01 - 0.6㎛정도의 기공크기를 갖는 필터공을 이용하여 액체 중에 분산되어있는 입자를 분리하는 방법이다. 분리하는 막은 중공사막(Hollow Filter)이며, 말 그대로 가운데가 비어 있는 튜브 형태의 막이다.

이 울트라필터링장치의 여과능력은 원수 중의 저분자물질(K, Mg, Ca, Na, Cl)등은 막 사이로 투과되고 고분자물질(부유물질(SS), 대장균, 바이러스, 박테리아, 세균성 비브리오균, 적조류, 유지분, 콜로이드용액, 피로겐 등)은 모두 농축, 제거된다. Hollow Fiber Module은 외경 3mm 이하의 중공사를 수십개 ~ 수천가닥을 묶어 압력용기에 넣은 것이다. 부유성 고형물질 여과는 부유성 고형물이 함유된 원수가 가압되어 압력 용기에 유입되고 유입된 원수는 중공사의 외측으로 흐르는( Cross flow ) 사이에 중공사 공경보다 작은 저분자 용질과 물만이 중공사막을 투과하여 중공사의 내부로 들어가고 투과수는 중공사의 가운데를 통하여 제2펌프(13) 감압에 흡인되어 각각의 중공사막을 통과한 용질과 물은 중공사막 모듈 상부 모듈 집수 탱크에서 합쳐 지고 다시 모듈 외부로 나가 시료집수 탱크에 집수되게 된다. 또한, 중공사막은 단위 부피당 처리막의 면적이 넓어 여과효율이 우수하다는 장점도 있지만 특히 자기 지지성을 가지고 있으므로 역세척이 가능하며 막 표면이 오염되더라도 역세척에 의해 세정하므로 성능회복이 쉽게 된다.

일반적으로 오염이 쉽게 일어나는 시료에 대해서도 주기적으로 자동 역세정 시키므로서 항상 일정량의 분석용 시료를 연속 생산할 수 있어 온라인 분석기 최상의 정상적 운전이 가능하다.

그럼 본 발명의 구성과 그 작동의 모습을 도시한 도 4 내지 9과 함께 상세히 설명한다. 중공사막유니트 구조에 있어서, 모듈하우징(110)에 설치된 다수의 중공사막(111a)이 있고, 상기 장형의 중공사막(111a)에 끼워지게 다수의 막관통공(121)과 중심부에 결합공(122)이 형성된 원판형의 체결판(120)이 있으며, 상기 체결판(120)의 결합공(122)에 끼워진 진동장치(130)가 있다. 따라서 이들이 결합하여 진동장치(130)의 진동이 체결판(120)과 중공사막(111a)을 흔들어 중공사막(111a)에 끼인 불순물을 제거시킬 수 있게 한다. 즉, 사실상 본 발명의 장치은 종래의 중공사막장치과 그 작동의 형태는 동일 내지 유사하다. 단지, 그 중공사막모듈에서 모듈하우징(110)의 내부에 끼워진 중공사막(111a)을 진동으로 떨어주는 기능을 별도로 수행한다는 점에서 큰 차이가 있는 것이다. 설명된 것처럼, 불순물이나 고형물이 중공사막(111a)에 끼이게 되면 그 필터링 작업에 문제를 가져와, 시료 생산이 어렵기 때문에 본 발명과 같은 중공사막모듈은 반드시 고형물을 제거하는 작업이 수행되어야만 한다. 그런데 종래의 방식처럼 에어를 통해 고압으로 방사하는 방식에서는 공기 분사로 공기 또는 산소의 영향을 받는 DO, ORP 및 휘발성이 강한 물질 등은 시료가 변하여 온라인 분석기 분석 값과 실제 원시료 값과 차이 즉 오차가 발생 할 수 있다.

따라서 본 발명에서는 진동장치(130)를 상기 중공사막(111a)에 결합시켜 그 진동을 통해서 털어 주자는 것이다. 따라서 본 발명과 같은 진동장치(130)를 사용함과 동시에 종래의 에어를 이용하는 방식과 시료의 역 세정하는 방식이 동시에 사용되어도 무방하다. 아니 그 효과면에서는 더욱 현저할 것이다.

도시된 도 4와 6에서처럼, 진동장치(130)는 상기 원판형의 체결판(120)에 결합된 상태이다. 그리고 상기 체결판(120)에는 다수의 막관통공(121)이 형성된 상태이다. 따라서 만일 상기 진동장치(130)가 진동을 시작하게 되면 상기 체결판(120)이 흔들릴 것이고, 그 체결판(120)에 끼워진 중공사막(111a)도 흔들려 그 표면에 붙어있는 부유물질이나 고형물이 털어지게 하는 것이다. 이때 상기 진동장치(130)의 세부적인 구성은 도시된 도 6에서처럼, 상기 진동장치(130)는, 원통형의 모터케이스(131)가 있고, 상기 샤프트(132)에 편심된 캠(133)이 결합되어, 모터케이스(131)의 내부로 삽입되는 모터(134)가 있으며, 상기 모터케이스(131)의 양단 개구부(135)에 끼워 결합되는 단턱부(136)를 가진 커버(137)가 있다. 따라서 이들이 결합하여 진동을 발생시키는 것이다.

즉, 본 발명의 진동장치(130)는 단순한 구조로서, 원통형의 모터케이스(131) 내부에 편심된 캠(133)이 구성된 모터(134)가 삽입되어 있다. 그리고 상기 모터케이스(131)의 양단 개구부(135)에는 도시된 커버(137)가 체결되는데, 이 커버(137) 는 수밀 작용을 위해서 별도의 단턱부(136)를 형성하고 있다. 따라서 이 모터케이스(131)가 원수에 잠겨 진동작업을 하여도, 그 내부로 물이 새어들지 않기에 모터(134)의 전기 접속에는 이상이 없는 것이다.

물론 이때 본 발명에서 사용될 수 있는 상기 모터(134)는, 전기식, 에어식, 유압식 중 어느 하나의 모터(134)가 사용될 수 있다. 전기를 그 동력으로 사용하는 방식이나, 에어를 이용하여 회전력을 전달하는 방식뿐만이 아니고, 유압을 이용한 모터(134)도 사용될 수 있다.

또한 본 발명은 중공사막모듈 구조에 있어서, 원통형으로 형성되는 모듈하우징(110)의 하단에 결합된 침전조(141)가 있고, 상기 침전조(141)의 하부에 결합된 배출관(142)이 있으며, 상기 배출관(142)의 일측에 결합된 밸브(143)가 있다. 따라서 이들이 결합하여 밸브(143)의 개폐를 통해 모듈하우징(110) 내부의 불순물을 빼 줄 수 있는 것이다. 즉, 상기 진동장치(130)를 통해서 중공사막(111a)에 끼이게 된 다수의 불순물과 고형물을 별도의 청소작업이 필요 없이 간단하게 빼주는 것이다. 모듈하우징(110)의 하단에 결합된 침전조(141)에는 별도의 배출관(142)이 결합된 상태이고, 그 배출관(142)의 일측에는 밸브(143)가 형성되어 있기에 이 밸브(143)를 개방하여 제1관(도 1에서 도면부호 21)을 통하여 모듈하우징 내부로 유입된 대부분 유량은 유입압력에 의하여 상부 Drain 라인( 도 1에서 83 : 제2관) 으로 배출되고 일부 유량은 침전조(141)에 침전된 고형물과 함께 배출관(142)을 통하여 배 출된다.

밸브(143)가 개방되면, 상기 모듈하우징(110) 내부의 원수가 빠져나올 것이고, 이 과정에서 진동장치를 통해 털어낸 불순물이나 고형물이 같이 빠져나온다는 간단한 원리이다.

또한 중공사막모듈 구조에 있어서, 상기 모듈하우징(110)의 상단 유틸리티공급관홀더(151)에 끼워져 하우징의 내부로 하향된 유틸리티공급관(152)이 있고, 상기 유틸리티공급관(152)의 끝단에 상하의 연동 폭을 제어하는 상하단 스톱퍼(153, 153a)이 있으며, 상기 스톱퍼(153, 153a)의 사이 유틸리티공급관(152)에 끼워지되, 내주면에 영구자석(154)을 내장한 원통형의 플로트(155)가 있다. 또한 상기 유틸리티공급관(152)의 내부로 스톱퍼(153, 153a) 사이 중심부에 형성된 리드스위치(152b)가 있다. 따라서 이들이 결합하여 원수가 모듈하우징(110)의 내부로 차오르면 그 수면의 수위에 따라 상기 플로트(155)가 상승하여 상기 영구자석이 상기 리드스위치(152b)를 접지시키는 방식으로 원수의 수위를 계측하는 것이다.

모듈하우징(110)의 유틸리티공급관홀더(151) 정 중심부에 끼워진 유틸리티공급관(152)은 도시된 것처럼, 장형의 봉이다. 그리고 그 끝단에는 2개의 움직임을 제한하는 테두리를 가지고 있는데, 이는 일정한 간격을 유지하고 형성된 스톱퍼(153, 153a)이다. 상기 스톱퍼(153, 153a)의 사이에 끼워진 플로트(155)에는 별 도의 접지부가 형성되어 있다. 즉, 원통형의 플로트(155) 내주면에는 영구자석(154)이 몰딩된 상태로 결합되어 있는 것이다. 따라서 도시된 도 9에서처럼, 상기 원수가 펌프를 통해 흡입되면, 그 원수의 수위가 일정한 수위까지 올라와서, 상기 플로트(155)의 끝단과 면접하게 되고 그 부력에 의해 상기 원수의 수위 상승과 함께 플로트(155)도 상승하는 것이다. 물론 이 플로트(155)의 경우 도시된 것처럼 상하 양단에 별도의 스톱퍼(153, 153a)가 있기에 그 하향된 위치와 상향된 위치가 제한을 받는다.

본 발명에서 이 플로트(155)의 특징은 상기 원수가 모듈하우징(110)의 내부에 수용되면서 일정한 높이 즉, 상기 하단 스톱퍼(153) 위치까지 올라오고 플로트(155)의 저면과 면접하면서 수위가 상승할 때까지는 아무런 작동을 시작하지 않는다는 것이다. 그러다가 상기 원수의 수위가 더욱 상승하여 상기 플로트(155)의 부력에 의해 원수와 같이 상승하던 플로트가(155)가 상기 상, 하단 스톱퍼(153, 153a)의 중심 부근에 오게 되면, 상기 플로트(155)의 내부에 몰딩된 영구자석(154)에서 자력이 발생하여 상기 유틸리티공급관(152)의 내부에 비치된 리드스위치(152b)를 당겨 접지하게 되는 것이다. 물론 상기 유틸리티공급관(152)의 내주면은 금속의 전도물질이 도포되거나 몰딩된 상태이기에 전기가 통하며 본 발명의 장치을 작동시키는 것이다. 즉, 상기 리드스위치(152b)가 유틸리티공급관(152)의 내주면과 접지를 함과 동시에 본 발명에서 사용되는 펌프 및 모터는 가동을 시작하여 장치을 작동시키는 것이다. 이 장치의 작동이란 원수의 흡입력을 높이고, 원수의 흐름을 진행시키면서 계측 가능한 시료로서 필터링을 하고, 온라인으로 그 시료를 계측하는 과정을 총칭한다.

나아가 상기 원수가 빠져 상기 플로트(155)가 다시 중력에 의해 하향을 하게 되면, 상기 리드스위치(152b)가 접점에서 떨어져 장치의 가동은 중지된다.

그리고 도시된 도 8의 미설명된 부호 a는 폴리우레탄이나 에폭시이고, b는 체결판이다.

도 1은 종래의 중공사막모듈 장치의 작동상태를 도시한 도면,

도 2는 일반적인 중공사막의 필터링 모습을 도시한 도면,

도 3은 종래의 중공사막 세척의 방식을 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 중공사막모듈을 분해하여 도시한 분해사시도,

도 5는 본 발명의 중공사막모듈의 온라인 계측 과정을 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 진동장치를 분해하여 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 원수 수위 계측의 방식을 도시한 도면,

도 8은 본 발명의 중공사막모듈을 단면하여 도시한 도면,

도 9는 본 발명의 수위계측 장치을 절단하여 도시한 도면이다.

<도시된 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명>

110; 모듈하우징 111a; 중공사막

120; 체결판 122; 결합공

130; 진동장치 131; 모터케이스

132; 샤프트 133; 캠

135; 개구부 136; 단턱부

137; 커버 141; 침전조

142; 배출관 143; 밸브

151; 유틸리티공급관홀더 152; 유틸리티공급관

153, 153a; 스톱퍼 155; 플로트

Claims

중공사막유니트 구조에 있어서,

모듈하우징(110)에 설치된 다수의 장형의 중공사막(111a)과;

상기 장형의 중공사막(111a)에 끼워지게 다수의 막관통공(121)과 중심부에 결합공(122)이 형성된 원판형의 체결판(120)과;

상기 체결판(120)의 결합공(122)에 끼워진 진동장치(130)가; 결합하여 진동장치(130)의 진동이 체결판(120)과 중공사막(111a)을 흔들어 중공사막(111a)에 끼인 불순물을 제거시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조.
제1항에 있어서,

상기 진동장치(130)는,

원통형의 모터케이스(131)와;

샤프트(132)에 편심된 캠(133)이 결합되어, 모터케이스(131)의 내부로 삽입되는 모터(134)와;

상기 모터케이스(131)의 양단 개구부(135)에 끼워 결합되는 단턱부(136)를 가진 커버(137)가; 결합하여 진동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조.
제2항에 있어서,

상기 모터(134)는,

전기식, 에어식, 유압식 중 어느 하나의 모터가 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조.
중공사막모듈 구조에 있어서,

원통형으로 형성되는 모듈하우징(110)의 하단에 결합된 침전조(141)와;

상기 침전조(141)의 하부에 결합된 배출관(142)과;

상기 배출관(142)의 일측에 결합된 밸브(143)가; 결합하여 밸브(143)의 개폐를 통해 모듈하우징(110) 내부의 불순물을 빼 줄 수 있는 것을 특징으로 하는 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조.
중공사막모듈 구조에 있어서,

모듈하우징(110)의 상단 유틸리티공급관홀더(151)에 끼워져 하우징의 내부로 하향된 유틸리티공급관(152)과;

상기 유틸리티공급관(152)의 끝단에 상하의 연동 폭을 제어하는 상하단 스톱퍼(153, 153a)와;

상기 스톱퍼(153, 153a)의 사이 유틸리티공급관(152)에 끼워지되, 내주면에 영구자석(154)을 내장한 원통형의 플로트(155)와;

상기 유틸리티공급관(152)의 내부로 스톱퍼(153, 153a) 사이 중심부에 형성된 리드스위치(152b)가; 결합하여 원수가 모듈하우징(110)의 내부로 차오르면 그 수면의 수위에 따라 상기 플로트(155)가 상승하여 상기 영구자석이 상기 리드스위치(152b)를 접지시키는 방식으로 원수의 수위를 계측하는 것을 특징으로 하는 온라인 분석기용 울트라필터레이션 장치의 중공사막모듈 구조.