KR102014252B1 - 개방 채널을 가진 uv 수처리 플랜트 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 브라켓에 다수의 길다란 UV 램프(2)들을 포함하는 적어도 하나의 모듈(1)을 가지고, 상기 램프(2)들은 서로 평행으로 배치되는, UV 수처리 플랜트에 관한 것으로, 베이스(8)와 상기 브라켓에 연결된 적어도 하나의 가이드 레일(7)이 구비되며, 상기 베이스(8)에는 적어도 하나의 가이드(16, 17)가 견고하게 연결되고, 상기 가이드 레일(7)은 상기 가이드에 이동가능하게 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

개방 채널을 가진 UV 수처리 플랜트{OPEN-CHANNEL UV WATER TREATMENT PLANT}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 기재된 UV 수처리 플랜트에 관한 것이다.

오랜 동안 UV 조사는 살균 효과를 가지며 태양광에서 자연적으로 발생하는 UV 조사는 충분한 세기와 수명의 살균 효과를 가지는 것으로 알려져 있다. UV 조사는 예컨대, 미국 특허 명세서 제1,170, 117호에 기재된 바와 같이, 물과 폐수의 살균을 위한 작고 큰 플랜트에 사용된다. UV 이미터들이 폐쇄 채널에 배치되는 플랜트들과 UV 이미터들이 개방 채널로서 알려진 상부에서 개방된 채널들, 소위 거터(gutters)들에 배치된 플랜트 사이에 구분이 이루어질 수 있다. 개방 거터들을 가진 제2의 디자인은 주로 폐수 기술에서 사용된다. 청정화된 폐수는 개방 채널을 통해 UV 플랜트로 안내되어 세균들의 수를 예컨대 청정화된 폐수가 물 덩어리로 배출될 수 있는 레벨로 감소시키도록 UV 조사를 적용한다. 살균 동력은 세면용 물로 배출될 수 있는 정도로 높을 수 있다.

폐수 처리 플랜트는 정상적으로 물이 여러 다른 처리 레벨을 통해 펌프의 필요 없이 단지 중력의 힘에 의해 입구로부터 출구로 흐르도록 구성된다. 그러므로, 폐수 처리 기술의 UV 처리 플랜트에서 또한, 제공된 흐름 속도의 가능한 작은 압력 손실을 달성하도록 흐름 저항을 가능한 낮게 유지하는 것이다. 플랜트의 작동중, 이러한 유형의 압력 손실은 입구의 워터 라인과 출구의 워터 라인 사이의 높이 차이로서 표현될 것이다. 목적은 가능한 낮게 이러한 높이 차이를 유지하는 것이다.

특히 바람직한 전기 효율에 기인하여, 두 전극들 사이의 가스 배출이 UV 조사를 발생하는 석영으로 제조된 길다란 램프 튜브를 가지는 물의 살균을 위하여 소위 수은 저압 램프들이 주로 사용된다. 그러한 램프의 길이는 대략 1.5m이다. 램프들이 물에 대한 보호와 동작 온도의 유지를 위하여 수밀식으로 석영으로 제조된 피복 튜브에 삽입되며, 이어서 상기 피복 튜브들은 살균될 물 속에 배치된다. UV 램프와 피복 튜브의 이러한 조립체는 이어서 램프로 불린다.

또한 거터로 불리는, 개방 채널을 가진 플랜트들의 경우, 여러 램프 장치들이 있다. 램프들은 채널의 흐름 방향에 평행으로 수평으로 위치할 수 있다(예컨대, 특허 명세서 US 4,482, 809 및 US 6,5000, 312 참조). 램프들은 또한 특허 명세서 US 4,367,410에 기재된 바와 같이 흐름 방향에 수평으로 가로질러 위치할 수 있다. 최종적으로, 특허 명세서 US 5,660,719 및 US 5, 332,388에 기재된 바와 같이 램프들이 채널에서 수직으로 위치하거나 현가되는 플랜트들이 있다.

여러 UV 램프들은 모듈로 조합된다. 이들 모듈들은 유지 목적으로서 예컨대 개별 램프들을 교체하거나 또는 램프 표면을 세척하기 위하여 채널로부터 들어 올려져야 한다. 예컨대, 4개 내지 8개의 램프들을 가지는 더 작은 모듈들은 수동으로 채널로부터 들어 올려질 수 있다. 더 큰 모듈들은 크레인을 사용하는 것이 필요하다.

대체적으로, 모듈들은 또한 US 특허출원공개 US 2008/0260602A1에 도시된 바와 같이 일 단부(상류 또는 하류)에서 선회할 수 있도록 장착될 수 있다. 이어서 모듈은 채널로부터 위로 선회될 수 있다. 언급된 특허출원공개공보의 경우, 이러한 이유로서, 모듈의 선회를 가능하게 하는 핸들이 제공된다. 더 큰 모듈의 경우, 또한 채널로부터 모듈을 위로 선회시키는 회전 액튜에이터를 제공하는 것으로 알려져 있다.

예컨대, 12개 이상의 램프들을 가질 수 있는 특히 더 큰 모듈에 대해, 크레인에 의한 리프팅은 불리한 바, 한편으로, 무거운 걸림 하중이 이동되어야 하며, 다른 한편, 수직 장착 램프들의 경우, 개방 위치에 의해 매우 깊으며 종업원의 추락 위험이 존재하는 채널을 발생하기 때문이다. 어느 경우이든 잠재적인 사고 위험을 포함한다.

회전 액튜에이터가 구비된 모듈의 경우, 모듈의 전 길이에 대응하는 자유 공간이 흐름 방향으로 선회 운동에 기인하여 필요로 된다. 이러한 이유로서, 다시 이 길이에 대해 채널을 자유로이 유지하는 것이 요구된다. 사람에 대해 낙하 위험이 존재하는 대응하게 긴 영역이 발생한다. 위로 선회되는 모듈은 채널 위로 선회 상태로 위치되고, 이는 개별적인 램프들을 사용할 수 있도록 덮혀야 한다. 이는 또한 실제로 불리점으로 보여진다.

그러므로 본 발명의 목적은 채널 외측의 램프들과 모듈들의 유지가 더욱 간단하고 안전하도록 여러 UV 램프들을 포함하는 모듈들을 가진 UV 수처리 플랜트를 향상시키는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 특징을 가진 UV 수처리 플랜트에 의해 달성된다.

모듈들에는 UV 램프의 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 선형 가이드가 구비되고, 채널에 고정된 가이드 부재 위로 모듈을 구동할 수 있는 구동 수단이 구비되므로, 채널의 추가적인 영역이 필요하지 않도록 길이방향 축 방향으로 채널로부터 모듈을 인출할 수 있다. 모듈을 인출하기 위하여 필요한 채널의 자유 상부 측은 이와 같이 최소이다. 모듈의 인출 상태에서 채널의 상부 측에 근접한 베이스판을 구비하는 것이 바람직하다.

베이스는 양 측면에서 채널의 측벽들에 고정될 수 있다. 바람직하게는, 이는 채널의 워터 라인 위에서 발생하므로 베이스와 바람직하게는 구동 수단이 또한 장기간 동안 물에 접하지 않는다. 베이스는 바람직하게는 적어도 두 개의 가이드들을 가지며, 이는 채널 벽에 근접하게 측면으로 배치된다. 레일들은 이들 가이드들에서 안내될 수 있으며, 가이드들은 모듈에 고정되고 베이스에 대해 모듈이 직선으로 이동할 수 있다. 구동 수단은 바람직하게는 전기모터이며, 이는 피니언을 통해 모듈에 연결된 기어랙을 구동한다. 여기서, 자체-잠금 기어 기구를 통해 전기모터가 피니언에 구동하게 연결되면 특히 높은 작동상의 안전이 달성된다. 이와 같이, 급속한 동력 차단의 경우, 리프팅된 모듈이 제어되지 않은 방식으로 채널로 하강되는 것이 방지될 수 있다. 대신에, 유사하게 바람직하게는 자체-잠금 기어기구를 가진 전기모터에 의해 구동된 로프 호이스트가 또한 제공될 수 있다. 유압 또는 공압 드라이브는 또한 피스톤/실린더 유닛들과 같이 작동하도록 배치될 수 있다.

선형 가이드와 채널로부터 모듈을 리프팅하기 위한 드라이브를 가지는 모듈은, 램프의 길이방향 축이 채널의 인접한 측벽 평면에 평행하게 배치되고 길이방향 축이 흐름 방향에 대해 일정 각도로 경사지도록 배치되는 것이 특히 바람직하다. 램프의 길이방향 축과 실질적으로 수평인 흐름 방향 사이의 각도는 바람직하게는 30도 내지 80도, 특히 바람직하게는 40도 내지 60도 이다. 그러한 각도의 경우, 모듈이 채널로부터 리프팅될 때, 특히 램프들에 간단하게 접근할 수 있다.

이하, 본 발명의 예시적인 예들이 도면을 참조하여 설명된다:
도 1은 위로부터의 사시도로 도시된 베이스와 선형 드라이브를 가진 모듈을 도시하며;
도 2는 베이스가 없는 도 1 도시의 모듈의 또 다른 사시도이며;
도 3은 전기 부품들의 커버와 램프들이 없는 도 2 도시 램프들의 기계적 구성을 도시하는 도면이며;
도 4는 구동 수단이 없는 도 1에 따른 모듈용 베이스의 사시도이며;
도 5는 전기 모터 드라이브를 가진 도 4 도시의 베이스를 도시한다.

도 1에서, 전체적으로 도면 부호 1로 표시된 UV 수처리 플랜트의 모듈이 사시도로 도시되어 있다. 모듈은 전체 12개의 램프(2)들을 포함하며, 각각은 보다 상세하게 도시되지 않은 길다란 UV 수은 저압 램프와 램프를 둘러싸는 UV-투과 재료로 제조된 피복 튜브를 포함한다. 모듈(1)은 화살표로 표시된 흐름 방향(3)으로 물이 흐르는 채널에 장착되도록 제공된다. 모듈은 도 1에 도시되지 않은 하부면이 채널의 베이스로 상승하는 베이스판(4)을 가진다. 또한, 모듈(1)은 상부 프레임(5)과, 베이스판(4)을 프레임(5)에 연결하는 길이방향 버팀대(brace)(6)를 가진다. 또한, 두 개의 가이드 레일(7)들이 흐름 방향(3)을 향하는 도 1 도시의 모듈의 후방측에 부착되고, 상기 가이드 레일(7)은 유사하게 베이스판(4)과 프레임(5)을 연결하며 길다란 램프(2)들과 버팀대(6)에 실질적으로 평행으로 연장된다. 가이드레일(7)들은 프레임(5) 위로 돌출된다. 가이드 레일(7)들은 또한 베이스(8)와 맞물리는데, 베이스(8)는 가로 버팀대(9)와 고정 플랜지(10)들로 워터 라인 위의 채널의 측벽들(도시되지 않음)에 고정될 수 있다. 도 1에서, 베이스(8)는 길이방향 연장부 방향으로 이동가능하도록 가이드 레일(7)들이 장착되는 인식가능하기 않은 가이드들을 가진다.

또한, 모듈(1)에는 프레임(5) 영역에 후드(11)가 구비되는데, 상기 후드(11)는 채널의 워터 라인 위에서 램프(2)들의 전기적인 연결부를 위로부터 덮는다. 마지막으로, 모듈(1)은 브라켓과 각 램프(2)용의 세척 링을 포함하는 세척 기구(12)를 구비한다. 세척 기구(12)는, 종래기술로부터 알려진 바와 같이, 램프(2)의 길이방향으로 이동가능하므로 이는 램프 표면을 따른 스트로크에 의해 세척된다. 이러한 목적으로, 도 1에 도시되지 않은 드라이브로서 바람직하게는 공압 또는 유압 드라이브가 구비된다.

도 2에는, 램프들과 전기적인 부품들, 및 베이스를 생략한, 도 1의 모듈(1)의 기계적인 지지 부품이 도시되어 있다. 동일한 부품들은 같은 참조 부호들을 사용하였다. 베이스판(4)은, 전기적인 연결부 반대편에서 램프(2)의 하단부가 삽입되는 12개의 리세스(13)을 가지는 것이 도시되어 있다. 램프(2)는 여기에 지지된다. 프레임(5)은 램프(2)의 상단부용 대응 개구들을 가진다. 이 개구들은 서로에 대해 오프셋된 두 단의 브라켓(14 및 15)들에 배치된다. 개구들 자체는 도 2에 도시되어 있지 않다. 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스판(4)은 작동중 채널에 수평으로 배치되고, 버팀대(6)들과 가이드 레일(7)들은 대략 50도 각도에서 수평에 대해 기울어져 있다. 버팀대(6)들과 가이드레일(7)에 평행으로 배치된 램프들은 작동중 같은 각도로 배치된다. 또한, 가이드레일(7)들이 6개의 인접 램프들로 형성되는 도 2의 평면 후방에 위치되는 것이 도시되어 있다.

도 2에 도시된 부품들은 바람직하게는 내식강으로 제조된다.

도 3은, 도 2의 베어링 부재들과 도 1에 이미 도시되었던 전기 부품들을 가지나 도 1에 도시된 베이스가 없는 모듈(1)을 도시한다. 동일한 부품들은 동일한 참조 부호를 사용하였다.

도 4는, 도 1의 베이스(8)의 확대된 사시도이다. 베이스(8)는 채널 벽의 내측에 고정하기 위한 판들로 형성되는 고정 플랜지(10)들과 가로 버팀대(9)를 가진다. 두 개의 길이방향 가이드(16 및 17)들은 고정 부재(18)를 통해 가로 버팀대(9)에 견고하게 연결된다. 가이드(16 및 17)들에는 길이방향으로 연장되는 자유 단면이 구비되는데, 이 자유 단면은 도 1 내지 3의 가이드 레일(7)들이 길이방향으로 이동하도록 장착될 수 있도록 형성된다. 바람직하게는, 가이드(16 및 17)들은 또한, 가이드 레일(7)이 가이드(16 및 17)을 향하여 티핑(tipping)이 가능하지 않도록 형성된다. 가이드(16 및 17)들과 가이드레일(7)의 상호작용은 선형 가이드이며, 그 가이드 방향은 램프(2)의 길이방향 축에 실질적으로 평행하다.

도 5는 도 4에 유사하나 내부에 드라이브(19)가 구비된 베이스(8)를 도시한 것이다. 여기서 드라이브(19)는 바람직하게는 자체-잠금 기어기구(20)를 통해 두 개의 피니언(21)들을 구동하는 전기모터 드라이브로 형성된다. 피니언(21)들은 도 2에 도시되지 않은 가이드레일(7)의 후방 또는 하측에 배치된 기어 랙의 유형에 따라 선형 톱니와 함께 차례로 작동한다.

가이드레일(7)과 함께, 드라이브(19)를 가지는 베이스(8)는, 드라이브(19)를 기동함으로써 채널로부터의 모듈(1)의 제어된 직선 리프팅을 가능하게 한다.

작동중, 도 1에 따른 모듈은 이하와 같이 UV 수처리 설비에 사용될 수 있다. 상기 모듈은, 작은 플랜트에서, 두 개의 대향하는 고정 플랜지(10)들로부터의 거리에 대응하는 폭을 가지는 채널에서 개별적인 모듈로서 사용될 수 있다. 베이스로부터 워터 라인까지의 채널의 높이는 베이스판(4)의 하측으로부터 프레임(5)의 하측까지에 대략 대응한다. 채널에는 전체 12개의 램프(2)들이 배치되고, 이는 물을 살균하기 위하여 사용될 수 있다. 채널은 어떤 UV 조사도 이탈하지 않도록 그리고 사람이나 물체가 채널로 낙하할 수 없도록 그 상부 측이 편의상 커버된다.

램프(2)들의 유지를 위하여, 모듈(1)은 드라이브(19)를 기동함으로써 채널의 커버 위로 상향으로 모듈(1)이 리프팅될 수 있다. 드라이브(19)는 기어기구(20)를 통해 두 개의 피니언(21)을 구동하고, 이어서 상기 피니언(21)은 가이드레일(7)의 톱니들과의 결합을 통해 수평에 대해 일정 각도에서 상향으로 채널로부터 가이드(16 및 17)의 가이드레일(7)을 구동한다. 이러한 과정은 바람직하게는 베이스판(4)이 채널의 커버와 대략 같은 레벨일 때까지 계속된다. 램프(2)와 또한 커버(11) 아래의 전기적인 연결부는 이어서 잠재적인 위험 소스를 나타내는 채널의 커버에 형성되는 개구 없이 자유로이 접근할 수 있다. 베이스판(4)은 모듈이 내부로 구동되는 채널 커버의 자유 단면을 덮는다. 도시된 실시예에서, 워터 라인 아래 가이드들이 필요하지 않은 것이 특히 유익하다. 가이드레일(7)은 완전히 워터 라인 위에 배치된 베이스(8)로 배타적으로 가이드된다. 본 실시예는 채널에의 필요한 설비를 최소화하며 특히 높은 작동 안정성을 보장한다.

더 큰 채널들의 경우, 여러 모듈(1)들이 흐름 방향(3)으로 연이어서 배치될 수 있다. 여기서, 모듈은 채널로부터 개별적으로 리프팅될 수 있으며, 다시 각 모듈의 베이스판(4)이 들어 올려진 모듈의 경우, 사람이나 물체가 채널 내로 낙하할 위험이 존재하지 않을 정도로 상부 측을 밀봉하므로, 채널 커버에 큰 개구를 형성하지 않는다.

채널이 두 개의 대향하는 플랜지(10)들 사이의 거리의 수배의 폭을 가지면, 여러 모듈(1)들은 또한 서로 흐름 방향을 가로질러 서로 이어서 삽입될 수 있다. 이어서 에지-측면의 모듈은 두 개의 고정 플랜지(10)들을 가진 채널 벽에 고정될 수 있다. 채널 내측에 있는 모듈들은 플랜지들이 연이어서 배치되면서 서로 고정되며, 이로써 흐름 방향(3)을 가로지르는 방향으로 서로 연결된다. 작동을 위하여 채널로부터 모듈을 리프팅하기 위한 기능은 위와 같이 여기 설명된다. 각각의 모듈은 채널의 커버에 갭을 남기지 않고, 드라이브(19)를 기동함으로써 개별적으로 일정 각도로 채널로부터 리프팅될 수 있다. 모듈은 이어서 커버 위로 상향으로 돌출하며 단순히 유지 목적으로 접근할 수 있다. 이들 이점들은 가이드레일(7)과 가이드(16 및 17)들의 조합으로부터 발생하는 선형 가이드를 가지는 모듈(1)은 채널로부터 직선으로 구동될 수 있으며 다시 구동될 수 있다.

또 다른 특징은 도 1과 도 2의 개관으로부터 명백하다. 베이스판(4)은 흐름 방향(3)으로 볼 때, 좌측 좁은 측면(22) 위에 대략 중심으로 치우치며, 상기 치우침은 흐름 방향을 가로질러 발생한다. 상류의 좁은 측면(22) 부분은 하류 부분에 대해 일정 양만큼 치우친다. 치우침은 대략 서로에 대해 램프(2)들의 두 개의 램프 열의 횡방향 치우침에 대략 대응한다. 도 2에서, 베이스판(4)은 다른 측면으로부터 보여진다. 치우침은 여기서 좁은 측면(23)에 따라 구비된다. 좁은 측면(22 및 23)들은 서로 평행으로 연장된다.

좁은 측면(22 및 23)들은 일정 정도로 서로 보충적이므로, 인접한 구조적으로 동일한 베이스판들은 실질적으로 갭이 없이 서로 인접하여 배치될 수 있다. 서로 인접하는 여러 모듈들을 가지는 배치의 경우, 따라서 두 인접한 모듈들로부터 인접한 램프(2)들의 거리 및 위치들은 정확히 규정되므로, 작은 UV 세기를 가지는 갭들이 인접한 램프들 상에서 형성될 수 없다. 필요시, 좁은 측면(22 및 23)들에는 또한 보충적인 홈들 및 핀들 또는 바들이 구비되고, 이들은 서로 위에 두 개의 베이스판(4)들을 고정할 수 있으므로, 서로에 대해 채널의 베이스에 평행으로 이동될 수 없으나, 가이드 방향으로 서로 분리될 수 없다.

상부 프레임(5)은 바람직하게 베이스판(4)과 같은 흐름 방향으로 연장되는 측벽들에서 동일한 치우침을 가진다.

Claims (11)

1. 브라켓에 다수의 길다란 UV 램프(2)들을 포함하는 적어도 하나의 모듈(1)을 가지며, 상기 램프(2)들은 서로 평행으로 배치되는, UV 수처리 플랜트에 있어서,
   베이스(8)와 상기 브라켓에 연결된 적어도 하나의 가이드 레일(7)이 구비되며, 상기 베이스(8)에는 적어도 하나의 가이드(16, 17)가 견고하게 연결되고, 상기 가이드 레일(7)은 상기 가이드에 이동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드(16, 17)는 상기 가이드 레일(7)과 선형 가이드를 형성하는 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
3. 제2항에 있어서,
   상기 선형 가이드는 상기 램프(2)들의 길이방향 축에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 램프(2)들을 가지는 브라켓을, 상기 베이스(8)에 대해 상기 가이드(16, 17) 방향으로 구동하기 위한 구동 수단(19, 20, 21)이 구비되는 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 모듈(1)은 베이스판(4)을 가지는 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 베이스에는 양 측면에서 채널의 대향하는 측벽들에 고정될 수 있는 고정 기구가 제공되는 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 베이스는 측면으로 배치된 적어도 두 개의 가이드를 가지는 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
8. 제4항에 있어서,
   상기 구동 수단은, 피니언을 통해 상기 모듈에 연결되는 기어랙을 구동하는 전기 모터인 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
9. 제8항에 있어서,
   상기 전기 모터는 자체-잠금 기어 기구를 통해 피니언에 구동하게 연결되는 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
10. 제6항에 있어서,
    상기 램프(2)들은 길이방향 축이 상기 채널의 인접한 측벽의 평면에 평행하게 배치되고, 상기 길이방향 축은 흐름 방향에 대해 일정 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
11. 제10항에 있어서,
    상기 각도는 30도 내지 80도인 것을 특징으로 하는 UV 수처리 플랜트.
    

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