KR20190104190A - 통기 요소 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스를 액체 내로 유입시키기 위한 통기 요소에 관한 것으로서, 통기 요소는 적어도 하나의 가스 포트(12)를 갖고, 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13)를 가지며, 적어도 하나의 가스 포트(12) 및/또는 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13)에 연결된 적어도 하나의 탄성 변형 가능한 격막(14)을 갖는다. 적어도 하나의 격막(14)과 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13) 사이에 형성될 수 있는 공간은 가스 포트(12)에 유동 관점에서 연결된다. 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13)는 다수의 가스 배출구 개구부(15)를 갖고, 적어도 하나의 격막(14)은 적어도 일부분에서 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 재료로 구성되거나, 또는 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 적어도 하나의 플로트 본체(18)를 구비한다.
Description
본 발명은 가스를 액체 내에 유입시키기 위한 에어레이션(aeration) 요소에 관한 것이다. 이러한 목적을 위해, 에어레이션 요소는 바람직하게는, 적어도 하나의 가스 포트, 적어도 하나의 캐리어 플레이트, 및 적어도 하나의 가스 포트 및/또는 적어도 하나의 캐리어 플레이트에 연결된 적어도 하나의 탄성 변형 가능한 멤브레인(membrane)을 갖는다. 특히, 예를 들어 압력이 가해질 때, 적어도 하나의 멤브레인과 적어도 하나의 캐리어 플레이트 사이에 형성될 수 있는 공간이 가스 포트와 유동 연결될 수 있다.
에어레이션 요소는 폐수의 유기 및 무기 함유물이 분해되거나 산화되도록, 슬러지 및 물의 혼합물의 박테리아에 용존 산소를 제공하기 위해, 생물학적 폐수 처리에 주로 사용된다.
산소 투입의 유형에 따라, 기계식 에이레이션(표면 에어레이션으로도 알려짐)과 압축 공기 에어레이션으로 구별된다. Aqseptence Group GmbH는 예를 들어, MAMMUTROTOR®라는 상표명으로 기계식 에어레이션 시스템을 공급하며, 공기로부터의 산소가 수평으로 회전하는 롤러에 의해 물과 집중적으로 접촉하게 되고, 이러한 방식으로 산소가 물 내로 유입된다.
또한, Aqseptence Group GmbH는 ROEFLEX® 및 BIOFLEX®라는 상표명으로 압축 공기 에어레이션 요소를 공급하며, 송풍기 또는 압축기에 의해 압축 공기가 생성되고, 생물학적 반응 탱크의 하부에 설치된 개별 에어레이션 요소에 분배 파이프 시스템에 의해 제공된다. 거기에서, 요소의 특수 개구부로부터 압축 공기가 개별 기포로서 발생되며, 개별 기포는 슬러지 및 물의 혼합물을 통하여 물의 표면으로 상승하고, 기포가 상승함에 따라 기포와 물 사이에 집중적인 물질 전달이 발생하여, 산소가 물 내에 용해된다.
강성 금속 또는 플라스틱의 에어레이션 파이프는 예를 들어 에어레이션 샌드 트랩(aerated sand trap)에서, 대형 기포에 의해 물의 유동을 순환시키고 혼합물을 생성하기 위해 거의 독점적으로 사용되며, 우수한 산소 투입을 위해 적합하지 않은 경향이 있다. 더욱이, 이러한 에어레이션 파이프에서 침전물이 급속하게 형성되어 이들이 고형물 입자에 의해 막히게 되고, 고형물 입자는 공기의 공급이 중단되는 즉시 파이프 내부에 침전된다.
강성 금속 또는 플라스틱의 대형-기포 및 중간-기포 에어레이션 파이프, 세라믹 가스 배출 부분을 갖는 미세-기포 에어레이터(aerator), 및 강성 지지체 상으로 당겨져서 고정되는 EPDM, 실리콘 또는 TPU의 천공된 탄성 멤브레인을 갖는 중간-기포 및 미세-기포 에어레이터가 있다. 동시에, 에어레이터는 원형 또는 타원형 파이프, 원형 플레이트, 비교적 소형의 신장형 플레이트 또는 대형 직사각형 플레이트의 형태로 설계될 수 있다. 멤브레인의 천공부는 형상, 크기 및 밀도가 상이할 수 있는 반면에, 멤브레인의 두께는 대체로 설계 및 기계적 부하에 적응된다.
또한, 공기의 공급이 중단되는 즉시 원형 또는 직사각형 플레이트 또는 파이프로서의 세라믹 가스 배출 부분이 고형물 슬러지 입자에 의해 쉽게 막히게 될 수 있기 때문에, 또는 미세 세라믹 모세관이 생물학적 부착물에 의해 차단되는 경향이 있기 때문에, 세라믹 에어레이터는 우수한 산소 투입 특성에도 불구하고 점점 덜 사용되고 있다. 이는 이들이 화학적으로 자주 세정되어야 할 것을 필요로 한다. 이러한 목적을 위해, 세라믹 부분은 기포가 발생함에 따라 더 큰 압력 손실을 수용하면서, 충분한 압축 강도(내부 및 외부의 압력 차이) 및 파손 내성을 제공하기 위해 특정한 최소 두께를 가져야 한다.
또한, 미세 기포 에어레이터 중 하나인 초미세 슬릿 형태를 갖는 강성 재료로 구성된 에어레이터가 제공되는 일부 사례가 있다.
압축 공기 에어레이션 시스템의 비용 효율성은 생성되는 기포의 크기, 공기가 에어레이터에서 배출될 때의 압력 손실, 기포 크기의 균일성, 및 표면적 분포를 포함하는 구체적인 다양한 요인에 따라 좌우된다.
현대적인 폐수 처리에 있어서, 주로 미세-기포 멤브레인 에어레이터가 사용되는데, 그 이유는 상대적으로 우수한 산소 투입 특성 외에도, 이들이 막힘에 매우 내성이 있기 때문이다. 더욱이, 가동 중에 중단이 있는 경우, 개구부가 다시 폐쇄되므로, 그러한 에어레이터는 탄력적인 가동을 위해 또한 적합하다.
도 1은 Aqseptence Group GmbH에 의해 ROEFLEX®라는 상표명으로 판매되는 그러한 멤브레인 에어레이터를 단면도로 개략적으로 도시한다. 이러한 에어레이터(1)는 실질적으로, 중앙 가스 공급부(2), 강성 캐리어 플레이트(3), 및 캐리어 플레이트(3)에 밀봉식으로 연결된 가요성 멤브레인(4)으로 구성된다. 멤브레인(4)에는 천공부(5)가 구비되며, 가스 공급부(2)로부터 양압의 가스가 에어레이터(1) 내로 유입되는 경우, 천공부(5)로부터 가스가 배출될 수 있다. 이 경우, 멤브레인(4)이 캐리어 플레이트(3)의 지지 구조체로부터 상승됨으로써, 가스로 충전된 공간이 캐리어 플레이트(3)와 멤브레인(4) 사이에 생성된다. 여기서 도 1의 좌측은 가스가 공급되지 않는 경우의 에어레이터(1)의 상태를 도시하는 반면에, 도 1의 우측은 에어레이터(1) 내로 가스가 유입된 상태를 도시한다.
멤브레인 에어레이터의 단점은 예를 들어, 압축 공기가 기포로서 발생되기 위해 천공부(예를 들어, 좁은 슬릿)를 먼저 개방된 상태로 전개해야 한다는 점이다. 이것은 압력 손실의 형태로 에너지의 손실을 수반한다. 더 작은 기포를 생성하여 개선된 산소 전달을 달성하기 위해, 더 작은 슬릿팅 또는 아주 작은 구멍(pinprick)이 선택되는 경우 압력 손실은 더 커진다. 한편, 평탄한 또는 시트 형태의 멤브레인의 경우, 멤브레인의 내측면과 외측면 사이의 압력 차이로 인해, 멤브레인의 팽창이 발생하고, 팽창이 더 커질수록, 그 위치는 이것이 고정되거나 부착된 위치로부터 더 멀리 떨어진다. 이러한 팽창은 어느 정도까지는 더 큰 팽창이 있는 위치에서 더 많은 기포가 발생되기 때문에, 불균등한 기포 분포를 유발한다. 또한, 기포가 상승함에 따라 일종의 기포 수축이 있을 수 있어서, 더 큰 유착을 유발하고, 결과적으로 더 큰 기포 및 더 부족한 산소 전달을 유발한다.
본 발명은 위에서 설명된 단점을 방지하고 우수한 산소 전달을 달성하는 개선된 압축 공기 에어레이터를 형성하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적은, 다수의 가스 배출구 개구부를 갖는 적어도 하나의 캐리어 플레이트, 및 적어도 특정 부분에서 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 재료로 구성되거나/구성되고 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 적어도 하나의 플로트를 구비하는 적어도 하나의 멤브레인에 의해, 실질적으로 도입부에 언급된 유형의 에어레이션 요소를 위한 본 발명에 따라 달성된다. 특히, 본 발명에 따른 에어레이션 요소는 가스 공급부, 캐리어 플레이트, 및 멤브레인으로 구성된다.
본 발명의 핵심 개념은 예를 들어, 평탄한 가스 배출 표면으로서, 금속 또는 플라스틱으로 구성될 수 있는 미세하게 천공된 강성 플레이트(캐리어 플레이트)를 사용하는 것이다. 설치된 위치에서, 즉 본 발명에 따른 에어레이션 요소가 가스를 액체 내로 유입시키기 위해 사용되고 있는 경우, 캐리어 플레이트는 상향하게 지향되고, 멤브레인은 캐리어 플레이트 아래에 배치된다.
멤브레인은 물보다 밀도 자체가 더 낮기 때문에 및/또는 플로트에 의한 융기를 받기 때문에, 가스 공급부에 의해 에어레이션 요소 내로 가스가 유입되지 않는 경우, 멤브레인이 아래에서부터 캐리어 플레이트와 접촉하게 된다. 정지 상태에서, 즉 압축 공기가 공급되지 않는 상태에서, 멤브레인은 아래에서부터 천공된 플레이트와 접촉되도록 근접하게 위에 놓이며, 결과적으로 아래에서부터 가스 배출 플레이트(캐리어 플레이트)의 개구부를 폐쇄시킨다. 이는 물 및/또는 오물 입자가 멤브레인과 캐리어 플레이트 사이의 간극으로 관통할 수 없게 한다. 강성 플레이트의 상부 측면으로부터의 수압과 비교할 때, 매우 작은 정도로 아래에서부터 약간 더 높은 수압 및 멤브레인의 부력은 모두 이에 기여한다. 압축 공기가 공급되는 경우, 가요성 멤브레인은 이의 부력에 대항하여 하향하게 가압되어, 연장된 간극이 생성됨으로써, 압축 공기가 강성 가스 배출 플레이트의 모든 천공된 개구부에 도달하고 이들을 통하여 물 내로 통과하는 것이 가능해진다.
이러한 방식으로 설계된 에어레이션 요소로의 공기 공급은, 정지 상태에서, 멤브레인에 의해 추가적으로 폐쇄되도록, 그리고 결과적으로 에어레이션 요소에서 누출이 있는 경우에도 물 및 오물 입자가 공기 분배 시스템 내로 들어갈 수 없게 하도록 형성될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 캐리어 플레이트 및 적어도 하나의 멤브레인은, 무부하 상태에서 적어도 특정 영역에서 서로 적층되게 놓이고 이들의 외주변에서 서로 밀봉식으로 연결되는 예를 들어 원형 디스크와 같은 디스크로서 형성된다. 이러한 연결은 가스 배출구 개구부가 균등하게 공급되는 효과를 달성하기 위해, 가스가 공급되는 경우 팽창하는 기밀 공간의 멤브레인과 캐리어 플레이트 사이의 형태를 가능하게 하고, 가스의 공급이 없는 경우 최소 체적을 나타낸다. 이러한 최소 체적은 멤브레인과 캐리어 플레이트 사이에 존재하는 임의의 상당한 가스 함유물 없이, 멤브레인이 캐리어 플레이트 위에 평탄하게 놓일 정도로 작을 수 있다.
적어도 하나의 캐리어 플레이트 및 적어도 하나의 멤브레인은 예를 들어 클램핑 요소 및/또는 나사식 연결에 의해, 이들의 외주변에서 서로 연결된다. 이러한 클램핑 요소는 멤브레인 및 캐리어 플레이트를 서로 접촉되게 가압된 상태로 유지시키는 칼라(collar), 예를 들어 주변 칼라일 수 있다. 이러한 목적을 위해, 멤브레인 및/또는 캐리어 플레이트는 예를 들어, 클램핑 요소의 해당 함몰부에 맞물리는 비드를 구비할 수 있다. 역으로, 클램핑 요소의 비드는 또한 캐리어 플레이트 또는 멤브레인의 함몰부에 맞물릴 수 있다. 이에 대한 대안으로서 또는 이에 추가적으로, 적어도 하나의 캐리어 플레이트 및 적어도 하나의 멤브레인은 접착제 본드 및/또는 용접 조인트에 의해 이들의 외주변에서 서로 연결될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 캐리어 플레이트는 멤브레인과 비교하여 더 강성 재료, 특히 금속 또는 플라스틱으로 구성된다. 특히, 예를 들어 고급 강철과 같은 금속 재료, 그리고 또한 고강도 플라스틱은 심지어 매우 작은 벽 두께를 갖는 요소로서 충분한 기계적 안정성, 및 가스 배출 플레이트(캐리어 플레이트)의 위와 아래 사이의 압력 차이에 대한 충분한 내성의 이점을 갖는다. 결과적으로, 기포가 나타날 때 압력 손실의 추가적인 최소화는 더 얇은 벽 두께의 선별적인 선택에 의해 달성될 수 있는 것이 가능하다.
현재 흔히 사용되는 멤브레인 에어레이션 요소와 비교할 때, 본 발명에 따라 형성된 에어레이션 요소는 또한 강성 가스 배출 표면(캐리어 플레이트)의 재료 표면이 특수 처리될 수 있는 이점, 예를 들어, 기포가 다소 액적을 형성하는 경향이 있도록, 또는 박테리아 부착물, 오염물 및 침전물에 대한 보다 우수한 내성을 갖도록 하는 방식으로 코팅되거나 처리될 수 있는 이점을 갖는 반면에, 그러한 조치는 연성의 가요성 멤브레인을 통해서는 달성하기가 어렵다. 이는 위에서 설명된 바람직한 특성이 고려되는 방식으로 함유물을 선택하기 위해 재료의 혼합을 선택하는 경우, 플라스틱의 가스 배출 표면을 사용함으로써 이미 가능하다. 이러한 방식으로, 산소 투입의 추가적인 개선이 달성될 수 있고, 내구성이 개선된다. 특히, 적어도 하나의 캐리어 플레이트는, 액적을 형성하는 기포에 도움이 되거나/도움이 되고 박테리아 부착물, 오염물 및/또는 침전물을 중화시키는 코팅 및/또는 마감재를 구비할 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 멤브레인은 물-불투과성 및 공기-불투과성 재료로 구성된 연질의 가요성 플라스틱 멤브레인이다. 본 발명의 일 실시형태에 따라, 적어도 하나의 멤브레인은 가스 배출구 개구부를 구비하지 않는다.
적어도 하나의 멤브레인의 특히 적절한 구조는, 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 기포 및/또는 플로트가 적어도 하나의 멤브레인의 2개의 층 사이에서 밀봉되는 다층 구조를 적어도 특정 부분에서 갖도록 제공한다. 대안으로서 또는 추가적으로, 적어도 하나의 멤브레인은 적어도 하나의 캐리어 플레이트로부터 멀리 지향하는 이의 측면 상에서 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 적어도 하나의 플로트에 연결될 수 있거나/연결될 수 있고, 개방형 또는 폐쇄형 가스 쿠션을 포함한다. 이러한 조치는 예를 들어, 물보다 훨씬 더 가벼운 멤브레인이 그 안에서 부유하게 하는 효과가 있다. 바람직하게는, 충분한 부력이 형성되는 그러한 두께가 멤브레인에 제공된다. 따라서, 물-불투과성 멤브레인은 예를 들어, 기포 또는 경량 포말 입자를 밀봉할 수 있으며, 이에 따라 충분한 부력을 생성할 수 있다. 부력 멤브레인은 강성 가스 배출 플레이트 아래에 고정되고, 그 주변부에서 가스 배출 플레이트와 함께 밀봉 방식으로 연결되어 고정된다. 즉, 플로트 부분 또는 공기 쿠션은 아래에서부터 멤브레인에 접착식으로 부착될 수 있거나 멤브레인에서 밀봉될 수 있거나, 또는 멤브레인이 그러한 경량의 부력 재료로 적어도 부분적으로 완전히 생성될 수 있다. 플로트를 갖는 멤브레인의 경우, 유닛을 형성하기 위해 그 위에 위치된 멤브레인에 이를 연결하지 않고도, 아래에서부터 위에 배치된 별도의 플로트에 의해 부력을 부여하는 것도 가능하다.
본 발명에 따라 설계된 에어레이션 요소는 예를 들어, 원형 플레이트, 하나 이상의 공기 공급 포트를 갖는 직사각형의 대형 플레이트, 좁은 또는 신장형 플레이트와 같은 다양한 기하학적 형상을 나타낼 수 있다. 강성의 천공된 플레이트와 가요성의 공기-불투과성 멤브레인 사이에 압축 공기를 공급하기 위해, 적합한 위치에, 예를 들어 원형 가스 배출 플레이트의 중간에, 개구부가 제공되어 압축 공기 분배 시스템에 연결된다.
전술한 설계는 공기의 발생 및 기포의 형성을 위한 개구부가 이미 개방 상태로 있고, 에너지를 가하여 더 이상 개방될 필요가 없다는 이점을 갖는다. 동시에, 공기가 발생되는 경우에 압력 손실이 과도하게 증가하는 것을 염려할 필요 없이, 적절하게 인가되면, 더 작은 개구부 크기 또는 개구부 치수가 선택될 수도 있다. 또한, 이것은 더 작은 개구부 크기 및 훨씬 더 큰 개구부 밀도로 균일한 더 작은 기포를 생성할 수 있고, 결과적으로 산소 수율의 개선을 달성할 수 있는 가능성을 열어준다.
본 발명에 따라 설계된 에어레이션 요소를 통해, 예를 들어, 더 우수한 산소 투입 효율을 위한 고밀도의 더 작은 천공부, 또는 더 우수한 내부 혼합 효율을 위한 보다 저밀도의 더 큰 천공부와 같은, 가공 엔지니어링의 관점에서 필요한 바와 같은 천공부의 밀도를 선택하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 전개, 이점 및 적용 가능성은 예시적인 실시형태 및 도면에 대한 이하의 설명에서 나타낸다. 설명된 및/또는 그래프로 표현된 모든 특징들은 이들의 이전 언급 또는 청구범위에서 어떻게 함께 포함되는지와 관계없이, 그 자체로 또는 임의의 조합으로 본 발명의 청구 대상을 형성한다.
개략적으로,
도 1은 종래기술에 따른 에어레이션 요소를 통하는 단면을 도시한다;
도 2는 무부하 상태에 있는 본 발명에 따른 에어레이션 요소를 통하는 단면을 도시한다;
도 3은 압력이 가해진 상태에 있는 도 2에 도시된 바와 같은 에어레이션 요소를 통하는 단면을 도시한다;
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 에어레이션 요소의 부분 단면의 평면도를 도시한다;
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 에어레이션 요소를 상세 단면도로 도시한다;
도 6은 대안적인 에어레이션 요소를 상세 단면도로 도시한다; 그리고
도 7은 추가적인 실시형태로 제공되는 바와 같은 본 발명에 따른 에어레이션 요소를 통하는 단면을 도시한다.
도 1은 종래기술에 따른 에어레이션 요소를 통하는 단면을 도시한다;
도 2는 무부하 상태에 있는 본 발명에 따른 에어레이션 요소를 통하는 단면을 도시한다;
도 3은 압력이 가해진 상태에 있는 도 2에 도시된 바와 같은 에어레이션 요소를 통하는 단면을 도시한다;
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 에어레이션 요소의 부분 단면의 평면도를 도시한다;
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 에어레이션 요소를 상세 단면도로 도시한다;
도 6은 대안적인 에어레이션 요소를 상세 단면도로 도시한다; 그리고
도 7은 추가적인 실시형태로 제공되는 바와 같은 본 발명에 따른 에어레이션 요소를 통하는 단면을 도시한다.
도 2 내지 도 5의 예시적인 실시형태로 도시된 에어레이션 요소(11)는 중앙 가스 포트(12)를 가지며, 이를 통해 가압된 공기가 에어레이션 요소(11) 내로 유입될 수 있다. 에어레이션 요소(11)는 실질적으로 캐리어 플레이트(13) 및 이에 고정된 멤브레인(14)에 의해 형성된다. 도시된 실시형태에서, 캐리어 플레이트(13)는 예를 들어, 고급 강철 또는 플라스틱과 같은 강성 재료의 평탄한 원형 디스크이다. 캐리어 플레이트(13)는 다수의 가스 배출구 개구부(15)를 구비하며, 이를 통해 공기가 에어레이션 요소(11)로부터 나올 수 있다.
도시된 실시형태에서, 멤브레인(14)은 클램핑 요소(16)에 의해 캐리어 플레이트(13)에 그 외주변으로 고정되는 원형 디스크로서 유사하게 설계된다. 도 5의 상세도에서 알 수 있는 바와 같이, 멤브레인(14)은 이러한 목적을 위해 클램핑 요소(16)의 해당 간극에 맞물리는 비드를 이의 외주변 상에 구비할 수 있다. 멤브레인(14)은, 밀봉 방식으로 가스 포트(12)와 접촉되게 놓이거나 나사식 연결을 통해 연결될 수 있는 중앙 개구부를 갖는다.
도시된 실시형태에서, 예를 들어, 밀봉 방식으로 캐리어 플레이트(13)에 연결된 캡형 중앙 공기 분배기(17)가 가스 포트(12)에 구비된다. 공기는 가스 포트(12)로부터 캐리어 플레이트(13)의 관통 개구부(19)를 통해 캐리어 플레이트(13)와 멤브레인(14) 사이의 간극 내로 통과할 수 있다. 결과적으로, 멤브레인(14)은 캐리어 플레이트(13) 상에 평탄하게 놓이는 도 2에 도시된 이의 상태로부터 멤브레인(14)이 캐리어 플레이트(13)로부터 상승되는 도 3에 도시된 상태로 변형된다. 여기서, 도 2의 상태에서는 멤브레인(14)이 캐리어 플레이트(13)의 가스 배출구 개구부(15)를 폐쇄시키는 반면에, 도 3에서는 가스 배출구 개구부(15)가 멤브레인(14)에 의해 커버되지 않는다는 것을 알 수 있다.
도 2 및 도 3에서 멤브레인(14)의 하부면 상에는 예를 들어, 멤브레인(14)에 연결된 플로트(18)가 배치된다. 이에 대한 대안으로서, 플로트(18)가 단지 멤브레인(14)과 접촉되게 놓일 수 있거나 멤브레인(14)에 일체화될 수 있다. 특히, 멤브레인(14) 자체가 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 재료로 구성될 수도 있다. 결과적으로, 에어레이션 요소(11)가 액체 또는 슬러지에 침지되는 경우, 멤브레인(14)은 캐리어 플레이트(13)와 접촉되게 가압된다. 결과적으로, 캐리어 플레이트(13)의 가스 배출구 개구부(15)는 멤브레인(14)에 의해 특히 효과적으로 폐쇄된다.
도 4의 평면도에서, 중앙 공기 분배기(17)는 가스 포트(12)가 중앙 개구부로서 보일 수 있도록 단면 형태로 도시된다. 또한, 도시된 실시예에서, 가스 포트(12)로부터 중앙 공기 분배기(17)를 통해 캐리어 플레이트(13)와 멤브레인(14) 사이의 간극 내로 압축 공기를 통과시킬 수 있는 4개의 관통 개구부(19)가 도시된다.
도 6에서는, 도 5에 도시된 바와 같은 캐리어 플레이트(13) 상에서의 멤브레인(14)의 고정에 대한 대안이 도시된다. 도 6에 도시된 바와 같은 예시적인 실시형태에서, 멤브레인(14)이 접착제 층(20)에 의해 캐리어 플레이트(13)에 접착식으로 본딩되거나 용접되는 경우, 별도의 클램핑 요소가 생략될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 멤브레인(14)은 설치 위치의 상부 측면인 캐리어 플레이트(13)의 측면 상으로 올려져서 거기에서 캐리어 플레이트에 연결될 수 있다.
도 7에서, 에어레이션 요소의 추가적인 실시형태가 도시된다. 여기서, 플로트는, 전면에 걸쳐서 밀봉되어 멤브레인(14)의 하부면(도시된 설치 위치에서) 상에 제공되는 가스 또는 공기 쿠션(21)으로서 형성된다. 이러한 가스 쿠션(21)은 추가적인 멤브레인(도시되지 않음)에 의해 하향하게 폐쇄될 수 있거나, 또는 도 7에 도시된 바와 같이 하향하게 개방될 수 있다. 가스의 측방향 배출을 방지하기 위해, 도시된 실시예에서 클램핑 요소(16)로부터 하향하게 연장되고 예를 들어 둘레로 이어지는 경계 벽(22)이 제공된다. 그러나, 이러한 경계 벽(22)은 멤브레인(14) 또는 캐리어 플레이트(13)에 직접 부착될 수도 있다.
예를 들어, 폐쇄형 가스 쿠션(21)의 앞서 언급된 대안에서, 예를 들어 밸브를 구비할 수 있고 설치 동안 공기로 충전될 수 있는 제2 멤브레인(도시되지 않음)의 아래에 간단히 부착하는 것이 필요하다. 대안적으로, 예를 들어, 밸브를 통해 또는 하향하는 멤브레인(14)의 작은 슬릿팅 또는 유사한 개구부(23)를 통해, 가동 동안 매우 점진적으로 공기로 충전되는 경계 벽(22)에 의해 주변 벽이 간단히 제공된다. 개구부(23)는 이의 기능을 예시하기 위해 도 7에서 크게 확대된 상태로 도시된다. 이는 실제로는 상당히 더 작을 수 있다. 가동이 중지되는 경우, 이러한 가스 쿠션(21)은 멤브레인(14)에 의한 캐리어 플레이트(13)의 개구부(15)의 필요한 융기 및 폐쇄를 제공한다.
1: 에어레이션 요소
2: 가스 포트
3: 캐리어 플레이트
4: 멤브레인
5: 가스 배출구 개구부
11: 에어레이션 요소
12: 가스 포트
13: 캐리어 플레이트
14: 멤브레인
15: 가스 배출구 개구부
16: 클램핑 요소
17: 중앙 공기 분배기
18: 플로트
19: 관통 개구부
20: 접착제 본딩
21: 가스 쿠션
22: 경계 벽
23: 개구부
2: 가스 포트
3: 캐리어 플레이트
4: 멤브레인
5: 가스 배출구 개구부
11: 에어레이션 요소
12: 가스 포트
13: 캐리어 플레이트
14: 멤브레인
15: 가스 배출구 개구부
16: 클램핑 요소
17: 중앙 공기 분배기
18: 플로트
19: 관통 개구부
20: 접착제 본딩
21: 가스 쿠션
22: 경계 벽
23: 개구부
Claims (10)
- 가스를 액체 내로 유입시키기 위한 에어레이션 요소로서,
적어도 하나의 가스 포트(12), 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13), 및 상기 적어도 하나의 가스 포트(12) 및/또는 상기 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13)에 연결된 적어도 하나의 탄성 변형 가능한 멤브레인(14)을 가지며,
상기 적어도 하나의 멤브레인(14)과 상기 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13) 사이에 형성될 수 있는 공간은 상기 가스 포트(12)와 유동 연결되고,
상기 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13)는 다수의 가스 배출구 개구부(15)를 가지며, 상기 적어도 하나의 멤브레인(14)은 적어도 특정 부분에서 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 재료로 구성되거나/구성되고, 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 적어도 하나의 플로트(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는,
가스를 액체 내로 유입시키기 위한 에어레이션 요소. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13) 및 상기 적어도 하나의 멤브레인(14)은, 무부하 상태에서 적어도 특정 영역에서 서로 적층되게 놓이고 이들의 외주변에서 서로 밀봉식으로 연결되는, 예를 들어 원형 디스크와 같은 디스크로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 에어레이션 요소. - 제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13) 및 상기 적어도 하나의 멤브레인(14)은 클램핑 요소(16)에 의해 이들의 외주변에서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 에어레이션 요소. - 제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13) 및 상기 적어도 하나의 멤브레인(14)은 접착제 본드(20) 및/또는 용접 조인트에 의해 이들의 외주변에서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 에어레이션 요소. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13)는 상기 적어도 하나의 멤브레인(14)보다 더 강성 재료, 특히 금속 또는 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 에어레이션 요소. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13)는 액적을 형성하는 기포에 도움이 되는 코팅 및/또는 마감재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 에어레이션 요소. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13)는 박테리아 부착물, 오염물 및/또는 침전물을 중화시키는 코팅 및/또는 마감재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 에어레이션 요소. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 멤브레인(14)은 물-불투과성 및 공기-불투과성 재료로 구성된 연질의 가요성 플라스틱 멤브레인인 것을 특징으로 하는, 에어레이션 요소. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 멤브레인(14)은 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 기포 및/또는 플로트(18)가 상기 적어도 하나의 멤브레인(14)의 2개의 층 사이에서 밀봉되는 다층 구조를 적어도 특정 부분에서 갖는 것을 특징으로 하는, 에어레이션 요소. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 멤브레인(14)은 상기 적어도 하나의 캐리어 플레이트(13)로부터 멀리 지향하는 이의 측면 상에서 물보다 더 낮은 밀도를 갖는 적어도 하나의 플로트(18)에 연결되거나/연결되고, 개방형 또는 폐쇄형 가스 쿠션(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 에어레이션 요소.
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