KR20030017647A - 개량된 세정장치를 포함하는 유체처리용 자외선조사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 쟈켓관의 표면을 세정하는 개량된 세정장치를 갖는 유체처리용 자외선조사장치로서, 각기 조사광원과 이 조사광원을 둘러싸는 쟈켓관(6)을 구비하여 원통형을 이루는 다수의 램프부와, 상기 쟈켓관(6)의 주위로 환상으로 연장되는 세정요소(1)를 갖는 세정장치로서, 상기 각 쟈켓관은 상기 적어도 하나의 세정요소와 결합되며 상기 세정요소(1)는 적어도 하나의 구동부에 의해 상기 쟈켓관(6)의 종방향으로 변위가능하게 구성된 세정장치를 구비하며, 상기 세정요소는 상기 쟈켓관의 표면측으로 개방된 축방향으로 한정된 환형챔버를 가지며, 상기 환형챔버 내에는 적어도 하나의 엘라스토머재료의 링이 배치되며, 헐렁한 상태에서 상기 링의 내경은 상기 쟈켓관의 외경보다 작거나 같도록 구성된 유체처리용 자외선조사장치에 관한 것이다.

Description

개량된 세정장치를 포함하는 유체처리용 자외선조사장치{UV-IRRADIATION DEVICE FOR TREATING FLUIDS, COMPRISING AN IMPROVED CLEANING DEVICE}

이런 장치는 미국특허 제 5,874,740호에 공지되어있다.

정화플랜트나 오수처리플랜트에서 발생하는 폐수 등의 미생물적으로 오염된 액체는 자외선조사로 처리하여 특히 환경보호방식으로 소독된다. 이를 위해, 최신기술에서는 다양한 조사장치가 알려져 있다. 많은 응용에 있어서, 조사장치의 램프부가 외부로부터 더러워진다는 문제점이 있다.

따라서, 전술한 특허에 있어서는 램프단부를 환형챔버가 둘러싸는 장치가 제시되어있다. 이들 챔버는 두 개의 O링에 의해 밀봉되는 쟈켓관의 표면에 기대어있다. 이 챔버들의 내부는 공급부를 통해 인산 등의 세정책이 충전된다. 램프부의 표면을 세정하기 위해, 세정액이 충전된 챔버가 표면 위에서 전후로 이동하고, 그 결과 약하게 부착된 불순물이 밀어내어지고 강하게 부착된 침적물은 세정액에 의해 분해된다.

실제로, 이 장치는, 챔버의 O링시일이 쟈켓관의 표면에 대한 치수편차나 기계적 손상에 매우 민감하고, 또한 침적물의 형성을 방지하거나 이런 침적물을 제거하는데는 기계적 도움 없이는 쟈켓관의 표면상의 세정액의 화학작용이 충분하지 않기 때문에 그 작용이 한정되어있다. 이 반응시간은 이런 목적으로서는 너무 짧다. 기계적으로 제거할 수 있는 침적물에 대해서는 이런 장치가 너무 비싸다. 상기 O링자체는, 그 원형단면이 쟈켓관에 대하여 매우 예리한 접촉각을 형성하는 한편 강하게 부착된 연마성의 침적물 때문에 O링이 그 침적물위에서 롤링하기 때문에 큰 세정효과를 갖지 못한다.

완전히 기계적으로 동작하는 세정장치도 WO98/27011에 공지되어있다. 여기서는 약하게 부착된 불순물을 제거하기 위해 자켓관의 표면 위에서 세정링이 움직인다. 불순물이 더 강하게 부착하는 경우, 이 세정장치의 효과는 한정된다.

본 발명은 청구항 1의 전제부의 특징을 갖는 자외선조사장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 자외선조사장치의 세정요소의 반경방향으로 본 평면도.

도 2는 도 1의 세정요소의 중심축을 따라서 취한 단면도.

도 3은 삽입된 지지요소 및 링을 제거한 상태의 세정요소의 사시도.

도 4는 도 2의 세정요소의 링을 축방향으로 본 평면도.

도 5는 도 4의 링을 반경방향으로 본 도면.

따라서, 본 발명의 목적은 화학약품의 공급 없이 동작하는 효과적인 세정장치를 갖는 자외선조사장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 장치에 의해 실현될 수 있다.

상기 챔버 내에는 엘라스토머재료로 만들어져 비원형 단면을 갖는 적어도 하나의 링이 배치되며, 상기 링의 내경은 헐렁한 상태에서 상기 자켓관의 외경보다 작거나 같으며, 상기 쟈켓관의 표면의 기계적 세정효과가 강해지며 침적물 상에서의 링의 롤링이 효과적으로 방지된다. 상기 링은 상기 표면에 대하여 압축력이 가해져 가압되며, 마모가 발생할 때는 자동으로 조정된다. 상기 장치는 처리할 물이나 폐수 중의 석회의 함량이 높은 경우에도 쟈켓슬리브의 표면 상에 침적물이 형성되는 것을 효과적으로 방해 및 방지할 수 있다.

상기 재료가 DuPont Dow Elastomer사에서 시판되는 VITON 등의 플루오로엘라스토머인 경우, 상기 링은 열, 산화, 오존영향 및 자외선조사에 민감하지 않으며, 또한 기계적 내구성이 높다.

상기 링은 바람직하게는 두께가 1mm이고 폭이 10mm이상이며 직각단면을 갖는다. 이런 크기로 인하여 압축력 때문에 단위면적 당 압력이 특히 양호하다.

상기 세정요소가 상기 쟈켓관의 종방향으로 상기 링의 단부면에 인접 배치되어 상기 세정요소의 작동시에 링의 변형을 방해하는 폴리머 또는 금속 디스크형태의 지지수단을 갖는다면, 표면에 부착하는 불순물에 대한 링의 휨이 방지된다. 따라서 세정효과가 향상된다.

상기 지지수단은 특히 나선형으로 권취되므로, 지지수단의 재료는 편평한 직각단면을 가지며, 상기 지지수단의 내경은 헐렁한 상태에서 상기 쟈켓관의 외경보다 작거나 같으며, 각 지지수단에는 적어도 두 개의 나삿니가 마련된다. 이렇게 구성된 지지수단은 엘라스토머 링의 지지에 만족스러울 뿐만 아니라 엘라스토머 링에 큰 저항을 주는 거친 불순물을 벗기는데도 만족스럽다는 것이 증명되었다.

여기서, 상기 지지수단은 비탄성를 가질 수 있으며, 할로겐화 탄화수소재료로 만들어질 수 있다. 특히 유리한 것은 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)의 지지수단이다.

상기 세정요소 내에 마련된 챔버는 바람직하게는 세정요소의 내측으로부터 마련되어 직각단면을 갖는 홈이나 오목부이며, 그 속에는 지지수단, 링 및 다른 지지수단으로 구성된 패키지가 배치된다. 또한 다수의 링이나 다수의 지지수단이 마련될 수 있다. 상기 오목부 내에서 패키지는 바람직하게는 축방향으로 0mm - 2mm 유동한다. 상기 팩키지는 오목부 내에서 반경방향으로 2mm - 8mm, 특히 5mm 유동하여야 한다.

상기 엘라스토머재료의 링의 두께는 바람직하게는 0.5mm - 2mm, 특히 0.8mm이다. 상기 링은 바람직하게는 반경방향으로 5mm - 15mm, 특히 11mm 연장된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 반경방향 자외선조사장치의 세정요소의 도면을 나타낸다. 상기 세정요소는 축방향으로 대칭을 이루는 것으로서, 소직경의 안내부(2)에 의해 축방향으로 양측면이 한정되는 대직경의 중앙부(1)를 갖는다.

도 2는 도 1의 선 II-II을 따라서 취한 단면도이다.

상기 안내부(2)는 관형상으로서 상기 중앙부(1)와 일체적으로 되어있으므로, 반경방향으로 연장되는 면(3)은 상기 가이드부(2)와 상기 중앙부(1) 사이의 전이부를 형성한다.

상기 면(3)과 상기 중앙부(1)의 원주면은 그 사이에, 축심(4) 방향으로 개방되어 거의 사각형 단면을 갖는 홈이나 오목부(5)를 형성한다. 도면부호 6은 동작중에 세정요소를 지지하는 쟈켓관의 외측면선을 나타낸다.

결국 오목부(5) 내에는 지지요소(7), 링(8) 및 다른 지지요소(9)로 구성되는 팩키지가 배치된다.

상기 지지요소(7, 9)는 본질적으로 동일한구성을 갖는다. 이들은, 편평하고 직각단면을 가지며 대략 2중선나사의 형태로 축심(4)의 주위로 감긴 스트립형상의 나선형권취재료로 형성된다. 여기서 나선형 나삿니들은 서로 기대어있다. 상기 지지요소(7, 9)의 반경방향 연장부는 대략 그 두께의 5배이다. 헐렁한 상태에서, 각 지지요소는 오목부(5) 내에서 반경방향으로 유동할 수 있도록 배치된다.

상기 링(8)은 두 개의 지지요소(7, 9) 사이에 배치된다. 상기 링(8)은 폴리머로 형성되는 것으로서, 반경방향으로의 폭(b)과 축방향으로의 두께(d)의 비가 대략 5 : 1 내지 6 : 1이다.

도 3은 도 1 및 도 2의 세정요소의 본체를 지지요소(7, 9) 및 링(8)로 구성되는 삽입팩키지를 제거한 상태로 나타내는 사시도이다.

도 4는 축심(4)의 방향으로 본 링(8)의 평면도이다. 이 링의 폭의 크기(b)가 예시되어있다.

도 5는 도 4의 링(8)을 반경방향으로 나타내는 것으로서, 크기(d)를 예시한다.

대체로 고효율 및 고신뢰성의 세정시스템이 된다. 석회함량이 높은 폐수에서 예상되는 잘 분해되지 않거나 급속하게 성장하는 침적물에 대해서도 확실한 표면세정이 보장된다. 따라서 상기 링은 평면형상의 원형링의 구조를 갖는다.

이런 구체적인 실시예에 있어서, 상기 자외선조사장치에는 외경이 48mm인 쟈켓관(6)이 마련된다. 세정요소, 보다 정확하게는 도 3에 예시한 본체는 내경이 52mm이므로, 상기 반경방향으로 적절히 유동될 수 있다. 상기 박스형의 오목부(5)는 상기 축심(4)의 방향으로의 크기가 5.5mm이며 반경방향으로 4.5mm이다. 축심(4)의 방향으로 세정요소의 전체크기는 15mm이다. 세정요소는 바람직하게는 PETP(폴리에틸렌테레프탈레이트)로 만들어진다.

상기 지지요소(7, 9)는 바람직하게는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)으로 만들어지며, 세정장치가 쟈켓관(6)에 놓이지 않는 비응력상태에서는 본 실시예에서 내경이 대략 47mm인 쟈켓관(6)의 외경보다 내경이 약간 작도록 형성된다. 이는 링(8)에 대해서도 적용된다. 이 링은 내경이 47.2mm인 한편 두께가 0.8mm이고 폭이 5mm이다. 링의 재료는 바람직하게는 VITON이라는 상표로 시판되는 헥사플루오로프로필렌과 비닐플로라이드의 중합물 같은 플루오로엘라스토머이다.

동작 중에, 도 2에 예시한 세정요소는 쟈켓관(6)에 놓여진다. 이 세정요소는 포크형 구동요소에 의해 면(3)의 양측이 결합되며, 시간의 함수로서 또는 그 외의 기준에 따른 함수로서의 제어수단에 의해 쟈켓관의 전체면 위에서 주기적으로 움직인다. 여기서, 지지요소(7, 9) 및 링(8)으로 구성된 패키지가 상기 쟈켓관(6)의 형상에 맞추어질 수 있다. 지지요소(7, 9)는 이들에 의해 형성된 나선이 다소 확장되는 점에서 직경이 변화할 수 있다. 또한 선택된 재료가 비탄성의 PTFE라면가능하다. 링(8)은 엘라스토머로 이루어지며 따라서 쟈켓관(6)의 표면형상에 맞추어 형성된다. 세정요소의 본체는 패키지(7, 8, 9)를 축심(4)의 방향으로만 안내한다. 상기 패키지는 반경방향으로는 오목부 내에서 자유롭게 움직일 수 있다.

세정운동 중에, 지지요소(7, 9)는 지지요소(7, 9)가 존재하지 않을 경우 링(8)이 쟈켓관(6)의 표면과의 마찰 때문에 비틀리기 쉬운 것을 방지한다. 그러나, 링(8)의 약간의 변형은 엣지가 쟈켓관에 대하여 변형되게 하기 때문에 유리할 수 있다. 약간의 축방향 유동으로 지지효과가 향상된다. 링(8)의 단면 관계는 엘라스토머 특성과 함께 쟈켓관(6)의 표면에 대한 링(8)의 압력에 영향을 주며, 이 영향은 링(8)의 작은 두께 때문에 비교적 큰 표면압력을 야기한다. 따라서, 전술한 세정요소에 의한 쟈켓관(8)의 표면의 세정효과가 양호하게 되며, 결국 본 발명의 자외선조사장치에 의해 동작 중에 동작신뢰도가 향상되고 자외선조사출력이 양호하게 된다.

그 외의 실시예에 따르면, 다수의 링(8) 및/또는 지지요소(7, 9)를 이용할 수 있다. 재료 및 크기는 그 외의 사용조건에 맞추어 조정될 수 있다.

Claims (11)

1. 특히 물이나 폐수 등의 유체처리용 자외선조사장치로서,

   각기 조사광원과 이 조사광원을 둘러싸는 쟈켓관을 구비하여 원통형을 이루는 다수의 램프부와,

   상기 쟈켓관(6)의 주위로 환상으로 또는 링형상으로 연장되는 세정요소(1)를 갖는 세정장치로서, 상기 적어도 하나의 세정요소(1)는 각 쟈켓관(6)과 결합되며 상기 세정요소(1)는 적어도 하나의 구동부에 의해 상기 쟈켓관(6)의 종방향으로 변위가능하게 구성된 세정장치를 구비하며,

   상기 세정요소는 상기 쟈켓관(6)의 표면측으로 개방된 축방향으로 한정된 환형챔버(5)를 갖도록 구성된 유체처리용 자외선조사장치에 있어서,

   상기 환형챔버(5) 내에는 엘라스토머재료로 이루어져 비원형의 단면을 갖는 적어도 하나의 링(8)이 배치되므로, 헐렁한 상태에서 상기 링의 내경은 상기 쟈켓관의 외경보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 재료는 플루오로엘라스토머인 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 링(8)은 직각단면을 갖는 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.
4. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정요소(1)는 상기 쟈켓관(6)의 종방향으로 특히 폴리머나 금속의 지지수단(7, 9)을 갖는데, 상기 지지수단은 상기 링(8)의 단부면에 인접하여 배치되어 상기 세정요소의 작동시에 링(8)의 변형을 방지하는 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.
5. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 지지수단(7, 9)은 나선형으로 권취되며, 따라서

   상기 재료는 편평하고 직각의 단면을 가지며,

   상기 지지수단(7, 9)의 내경은 헐렁한 상태에서 상기 쟈켓관(6)의 외경보다 작거나 같으며,

   각각 적어도 두 개의 나삿니가 제공되는 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.
6. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 지지수단(7, 9)은 할로겐화 탄화수소재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.
7. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 세정요소(1) 내에 마련된 상기 챔버(5)는 상기 내측면으로부터 마련되며 직각 단면을 갖는 오목부(5)이며, 상기 오목부(5) 내에는 지지수단(7), 링(8) 및 다른 지지수단(9)로 구성되는 패키지(7, 8,9)가 배치되는 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.
8. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 패키지(7, 8, 9)는 오목부(5) 내에서 축방향으로 0mm - 2mm 유동하는 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.
9. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 패키지(7, 8, 9)는 상기 오목부(5)내에서 반경방향으로 2mm - 8mm, 특히 5mm 유동하는 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.
10. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 링(8)의 두께는 0.5mm - 2mm, 특히 0.8mm 인 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.
11. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 링(8)의 재료의 반경방향 폭은 5mm - 15mm, 특히 11mm인 것을 특징으로 하는 유체처리용 자외선조사장치.