KR20220159545A - 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트에 있어서, 분리막 프레임;
상기 분리막 프레임에 설치되고 내부에는 유로가 형성되어 있으며 하부에는 유로와 연통되는 다수의 탭홀이 형성된 흡입관; 상기 흡입관의 흡입관의 탭홀에 체결되며, 상대적으로 길이가 짧고 머리부와 상대적으로 길이가 긴 홀더부로 이루어지고, 중심에는 구공이 형성되어 있으며, 홀더부의 외주에는 상기 탭홀의 암나수부와 체결되는 수나사부가 형성되어 있되, 상기 홀더부가 탭홀에 체결된 후 관통하여 흡입관 내부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 석션홀더; 상기 분리막 프레임에 다수 설치되고 내부에 유로가 형성된 상부헤더와 유로가 형성되지 않는 하부헤더 사이에 중공사막이 연결되어 이루어지고 상부헤더의 일측단에는 상기 석션홀더에 삽입되어 상하로 슬라이딩 가능하게 절곡되어 상향되는 수직헤더연결구가 형성되며, 상기 상부헤더의 다른 일측단에는 상기 분리막프레임에 결합되어 수평방향을 슬라이딩 가능한 수평헤더연결구가 형성되고, 상기 하부헤더의 일측단에는 하향되어 절곡되어 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 수직헤더연결구가 형성되며, 상기 하부헤더의 다른 일측단에는 상기 분리막프레임에 결합되어 수평방향으로 슬라이딩 가능한 수평헤더연결구로 이루어져 수직방향은 유동력은 수직헤더연결구의 수직방향 슬라이딩과 수평방향 유동력은 수평헤더연결구의 수평방향 슬라이딩을 통하여 수직방향과 수평방향 유동력을 동시에 흡수할 수 있는 중공사막모듈; 상기 분리막프레임에 고정된 중공사막모듈의 상부헤더와 하부헤더를 양측단 밑에서 받쳐서 각각 지지하는 평받침대; 상기 분리막프레임의 하부에 설치되어 폭기압을 발생시켜 수류를 만들어 냄으로써 중공사막모듈의 중공사막에 달라붙은 이물질을 제거하는 산기관;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트에 관한 것이다.
상기 분리막 프레임에 설치되고 내부에는 유로가 형성되어 있으며 하부에는 유로와 연통되는 다수의 탭홀이 형성된 흡입관; 상기 흡입관의 흡입관의 탭홀에 체결되며, 상대적으로 길이가 짧고 머리부와 상대적으로 길이가 긴 홀더부로 이루어지고, 중심에는 구공이 형성되어 있으며, 홀더부의 외주에는 상기 탭홀의 암나수부와 체결되는 수나사부가 형성되어 있되, 상기 홀더부가 탭홀에 체결된 후 관통하여 흡입관 내부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 석션홀더; 상기 분리막 프레임에 다수 설치되고 내부에 유로가 형성된 상부헤더와 유로가 형성되지 않는 하부헤더 사이에 중공사막이 연결되어 이루어지고 상부헤더의 일측단에는 상기 석션홀더에 삽입되어 상하로 슬라이딩 가능하게 절곡되어 상향되는 수직헤더연결구가 형성되며, 상기 상부헤더의 다른 일측단에는 상기 분리막프레임에 결합되어 수평방향을 슬라이딩 가능한 수평헤더연결구가 형성되고, 상기 하부헤더의 일측단에는 하향되어 절곡되어 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 수직헤더연결구가 형성되며, 상기 하부헤더의 다른 일측단에는 상기 분리막프레임에 결합되어 수평방향으로 슬라이딩 가능한 수평헤더연결구로 이루어져 수직방향은 유동력은 수직헤더연결구의 수직방향 슬라이딩과 수평방향 유동력은 수평헤더연결구의 수평방향 슬라이딩을 통하여 수직방향과 수평방향 유동력을 동시에 흡수할 수 있는 중공사막모듈; 상기 분리막프레임에 고정된 중공사막모듈의 상부헤더와 하부헤더를 양측단 밑에서 받쳐서 각각 지지하는 평받침대; 상기 분리막프레임의 하부에 설치되어 폭기압을 발생시켜 수류를 만들어 냄으로써 중공사막모듈의 중공사막에 달라붙은 이물질을 제거하는 산기관;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트에 관한 것이다.
Description
본 발명은 오폐수나 하수를 처리하여 정화하는 침지식 막분리 장치의 분리막유니트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공사막모듈이 분리막 프레임에 설치되었을 때 폭기되는 공기압에 의해 발생되는 유동을 완충하여 중공사막모듈과 연결되는 헤더연결구나 흡입관에 결합된 석션홀더의 피로파괴나 손상을 방지하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트에 관한 것이다.
침지식 막분리 장치는 생물학적 공정이나 물리화학적 공정으로 오폐수에 포함된 용존오염물질과 미생물 및 부유물질 등의 이물질을 걸러내어 여과함으로써 오폐수를 정화하는 장치이다. 분리막 유니트는 여과수단에 필요한 분리막인 중공사막모듈이 여러개 설치되어 있다.
분리막은 일반적으로 중공사막을 사용하는데, 한정된 공간 내에서 처리용량을 높이고 집적화하기 위해 중공사막 수백 내지 수천개를 한데 모아서 일체로 묶은 중공사막모듈을 사용한다.
중공사막모듈의 구조는 일반적으로 소정길이를 갖는 중공사막과 중공사막 상하단을 고정하는 상부헤더와 하부헤더로 구성된다.
상부헤더에는 여과 유로가 형성되어 있어서, 펌프와 연결된 흡입관을 통해 상부헤더에 연통시켜 부압(흡입압력)에 의해서 중공사막을 통해 여과수가 외부로 배출된다.
헤더의 재료는 금속이나 합성수지를 사용하는데, 무게가 가볍고 가격이 저렴하며 특히 성형성이 우수한 합성수지를 사용하는 것이 일반적이다.
상기와 같은 중공사막모듈이 분리막 유니트에 설치될 때에는 분리막 유니트에 헤더를 안착시킬 수 있는 모듈지지대가 구비되고, 모듈지지대 사이에 중공사막모듈이 안착된다.
분리막 유니트의 제조는 각각의 구성부들로 제작하였다가, 용접이나 끼워 맞춤으로 조립하는 것이 일반적인데 그게 생산성이나 제품의 안전성에서 유리하기 때문이다.
중공사막모듈의 하부에는 여과 과정에서 중공사막의 미세공에 오염물질이 달라붙어 막히는 것을 방지하기 위하여 산기관을 통해 공기 세척을 하게 되는데, 이때 압축공기에 의한 오폐수의 유동으로 중공사막모듈에도 상당한 압력이 가해진다.
또한, 산기관을 통한 공기압은 일정한 압력이 균일하고 지속적으로 가해지는 것이 아니라 강하고 짧은 공기압이 반복되는 펄스압이 가해지기 때문에 중공사막모듈은 모든 방향으로 유동(상하좌우로 심하게 흔들림)이 발생될 수 밖에 없다.
중공사막모듈이 심하게 흔들리면 유로가 형성되어 내부에 공간이 형성된 상부헤더와 흡입관 사이를 연결하는 헤더연결구나 흡입관에 체결되어 헤더연결구와 결합되는 석션홀더가 지속적인 충격으로 피로하중이 누적되어 결국에는 파손되고 만다. 중공사막모듈은 소모품이기 때문에 일정기간 경과 후 교체해야 하지만, 대부분 중공사막모듈의 다른 문제보다는 내부에 비어 있는 공간인 유로가 형성되어 구조적 강도가 약한 상부헤더의 파손으로 인해 교체되는 경우가 가장 많이 발생 된다. 따라서 상부헤더의 손상만 방지할 수 있으면 교체하지 않고 중공사막모듈의 사용 기간을 크게 늘릴 수 있다.
중공사막모듈의 교체기간이 늘어난다는 것은, 침지식 막분리 장치의 수리비나 관리비 감소를 의미하므로 폐수처리장 운용하는 비용을 크게 감소시킬 수 있다.
하지만, 지금까지는 모듈지지대에 조립되는 중공사막모듈의 헤더가 조립 후에 유동이 발생하지 않도록 하는데 필요한 기술개발에 집중하였다. 그래서 결합부분이 조금도 움직이지 못하도록 헤더의 다른 부분에 보조 구조물을 덧대어 고정하거나 또 다른 홀더를 이용하여 이중으로 잡아주는 구조를 갖추는 것이 일반적이었다.
그런데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실제로 현장에서 사용하다 보면 헤더연결구나 흡입관에 결합된 석션홀더의 기저부가 사용중에 자주 파손된다.
상부헤더의 헤더연결구나 석션홀더가 파손되는 과정을 설명하면, 중공사막모듈에서 발생한 유동이 헤더연결구에 전달되거나 흡입관에서 발생한 진동이 석션홀더에 전달되면 결국 헤더연결구 기저부나 석션홀더의 기저부에 유동 부하나 진동부하가 집중되어 결국 그곳이 피로파괴 된다.
또한, 분리막 유니트는 수중에 설치되어 있고, 수중에는 진흙과 같은 오염되고 점성이 있는 물질이 있어서, 수중에서 오랫동안 사용하면 헤더연결구 사이나 석션홀더 사이에 오염물질이 끼여 프레임이나 중공사막모듈이 휘거나 뒤틀리면서 헤더연결구나 석션홀더의 기저부에 뒤틀림 하중이 집중되어 결국 파손된다.
이와 같이, 헤더연결구를 움직이지 못하도록 단단히 잡아주는 것만으로는 헤더연결구나 석션홀더의 피로파괴를 방지할 수 없으므로, 최근에는 헤더연결구를 석션홀더에 체결할 때, 헤더연결구가 석션홀더에 실린더와 같이 삽입된 상태에서 일정거리를 왕복 슬라이딩 가능하게 형성하였다.
헤더연결구가 석션홀더에서 왕복 슬라이딩 하면 헤더연결구에 전달된 부하가 석션홀더에 전달되지 않고 석션홀더 내부에서 슬라이딩 하면서 상쇄된다.
그런데, 문제는 석션홀더는 내부가 원통형이고 헤더연결구는 구체이어서 헤더연결구가 삽입된 상태에서 슬라이딩할 때 수직방향이나 수평방향 하나만 선택해서 슬라이딩하도록 설계를 하므로 수직방향의 부하를 슬라이딩으로 상쇄시키면 수평방향 부하는 그대로 남게 되고, 수평방향 부하를 슬라이딩으로 상쇄시키면 수직방향 부하는 그대로 남게 된다. 이는 중공사막모듈의 상하단 양측에 형성되는 헤더연결구가 수직방향이나 수평방향 중 하나를 선택하여 한쪽 방향으로만 형성되어 있기 때문이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 것으로, 중공사막모듈을 분리막 유니트에 조립한 후, 중공사막모듈의 헤더연결구와 석션홀더를 통해 흡입관에 연통되게 연결할 때 분리막 유니트가 사용중에 약간 뒤틀리거나 산기관에 의한 수류의 유동 부하가 중공사막모듈를 통해 헤더연결구에 전달되더라도 그 부하가 헤더연결부의 기저부나 석션홀더의 기저부에 집중되지 않도록 헤더연결구의 구조와 석션홀더의 구조를 변경하여 헤더연결구나 석션홀더의 파손을 방지할 수 있는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트를 제공한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트에 있어서, 분리막 프레임; 상기 분리막 프레임에 설치되고 내부에는 유로가 형성되어 있으며 하부에는 유로와 연통되는 다수의 탭홀이 형성된 흡입관; 상기 흡입관의 흡입관의 탭홀에 체결되며, 상대적으로 길이가 짧고 머리부와 상대적으로 길이가 긴 홀더부로 이루어지고, 중심에는 구공이 형성되어 있으며, 홀더부의 외주에는 상기 탭홀의 암나수부와 체결되는 수나사부가 형성되어 있되, 상기 홀더부가 탭홀에 체결된 후 관통하여 흡입관 내부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 석션홀더; 상기 분리막 프레임에 다수 설치되고 내부에 유로가 형성된 상부헤더와 유로가 형성되지 않는 하부헤더 사이에 중공사막이 연결되어 이루어지고 상부헤더의 일측단에는 상기 석션홀더에 삽입되어 상하로 슬라이딩 가능하게 절곡되어 상향되는 수직헤더연결구가 형성되며, 상기 상부헤더의 다른 일측단에는 상기 분리막프레임에 결합되어 수평방향을 슬라이딩 가능한 수평헤더연결구가 형성되고, 상기 하부헤더의 일측단에는 하향되어 절곡되어 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 수직헤더연결구가 형성되며, 상기 하부헤더의 다른 일측단에는 상기 분리막프레임에 결합되어 수평방향으로 슬라이딩 가능한 수평헤더연결구로 이루어져 수직방향은 유동력은 수직헤더연결구의 수직방향 슬라이딩과 수평방향 유동력은 수평헤더연결구의 수평방향 슬라이딩을 통하여 수직방향과 수평방향 유동력을 동시에 흡수할 수 있는 중공사막모듈;상기 분리막프레임에 고정된 중공사막모듈의 상부헤더와 하부헤더를 양측단 밑에서 받쳐서 각각 지지하는 평받침대; 상기 분리막프레임의 하부에 설치되어 폭기압을 발생시켜 수류를 만들어 냄으로써 중공사막모듈의 중공사막에 달라붙은 이물질을 제거하는 산기관;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트을 제공한다.
본 발명에 따르면, 분리막 유니트 가동중 산기관의 폭기압에 의해 중공사막모듈에 충격력이 가해지더라도, 그 충격력이 헤더연결구나 흡입관의 탭홀에 체결된 석션홀더에 과도하게 집중되지 않도록 하여 헤더연결구나 석션홀더의 피로파괴를 방지할 수 있다.
또한, 분리막 유니트 사용중에 중공사막모듈의 헤더연결구나 석션홀더 주위에 오염물질이 끼여 중공사막모듈이 휘거나 뒤틀리더라도 그 휨이나 뒤틀림을 헤더연결구와 석션홀더의 개선된 구조를 통해 그 응력을 상쇄함으로써 헤더연결구나 석션홀더의 파손을 방지할 수 있다.
게다가, 헤더연결구나 석션홀더가 사용중에 파손되면 중공사막모듈의 교체 비용도 많이 들어가고 교체하는 도중에는 장치의 가동을 중지해야 하기 때문에 이때는 제대로 오염수를 처리할 수 없는데, 이런 문제들이 크게 감소하기 때문에 장기적으로는 장치의 관리 비용도 크게 줄어들고 장치의 처리 효율도 크게 높일 수 있다.
도 1은 종래의 흡인관 탭홀에 결합된 흡입관연결구가 한쪽으로 기울어져 흡입관연결구의 나사부가 부러지기 전 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 분리막 유니트에 설치된 흡입관연결구가 흡입관의 탭홀에 끼워진 상태에서 기저부가 완전히 절단되어 기저부만 탭홀에 끼워진 상태로 남아있는 것을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 분리막 유니트의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 분리막 유니트의 중공사막모듈과 흡입관의 결합구조를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 분리막 유니트의 흡입관과 상부헤더의 수직헤더연결구의 결합구조를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 분리막 유니트의 보조바와 하부더의 수직헤더연결구의 결합구조를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평헤더연결구의 결합구조를 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 분리막 유니트에 설치된 흡입관연결구가 흡입관의 탭홀에 끼워진 상태에서 기저부가 완전히 절단되어 기저부만 탭홀에 끼워진 상태로 남아있는 것을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 분리막 유니트의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 분리막 유니트의 중공사막모듈과 흡입관의 결합구조를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 분리막 유니트의 흡입관과 상부헤더의 수직헤더연결구의 결합구조를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 분리막 유니트의 보조바와 하부더의 수직헤더연결구의 결합구조를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평헤더연결구의 결합구조를 나타낸 것이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상호간의 용접으로 형성된 구조물이 모서리 부분에서는 분해조립이 편리한 볼트로 결합되어 일체화됨으로써 직육면체 형태를 이루는 분리막프레임(110)이 구비된다.
분리막프레임(110)의 상부와 하부에는 각각 양측에 중공사막모듈을 설치하기 위한 평받침대(160)가 형성된다.
상하의 평받침대(160) 사이에는 중공사막모듈(150)이 일정간격으로 다수 설치된다. 중공사막모듈(150)은 합성수지재의 상부헤더(152)와 하부헤더(154)를 서로 이격시켜 상하로 배치하고 그 사이에 다수의 중공사막을 연결하여 이루어진 것으로, 상부헤더(152)에는 중공사막과 연통되는 유로(파이프와 같이 내부가 비어 있는 공간)가 형성되어 있다.
상부헤더(152)와 하부헤더(154)는 각각 분리막프레임(110)의 측면에 결합된 평받침대(160) 위에 올려져 있다. 상부헤더(152)는 양단 모두 평받침대(160)에 올려진 상태로 있고, 하부헤더(154)는 평받침대(160)에 하면이 결합된 엘자형브라켓(170)에 중간에 보조바(180)를 대고 고정시킨다.
상부헤더(152)의 좌측에는 절곡되어 상향되는 수직헤더연결부(152a)가 형성되고, 우측에는 수평헤더연결부(152b)가 형성된다. 수직헤더연결구(152a)는 중심에 상부헤더(152)의 유로와 연통 되는 유로가 형성되어 있고, 수평헤더연결구(152b)에는 유로가 형성되지 않는다. 수직헤더연결구(152a)에는 유로(파이프와 같이 내부가 비어 있는 공간)가 형성되어 있기 때문에 구조적으로 취약하고, 완전히 부러지지 않고 틈이 갈라지거나 조금만 파손되면 수밀이 유지되지 못하여 정화되지 못한 폐수가 바로 유입되기 때문에 제기능을 하지 못한다.
하부헤더(154)의 좌측에는 절곡되어 하향되는 수직헤더연결부(154a)가 형성되고, 우측에는 수평헤더연결부(154b)가 형성된다. 하부헤더(154) 전체에는 유로가 형성되어 있지 않기 때문에 하부헤더(154)의 수직헤더연결부(154a)와 수평헤더연결부(154b)에도 유로가 형성되어 있지 않으므로 상부헤더(152)의 수직헤더연결부(152a) 보다는 상대적으로 구조적으로 안정되어 있고, 틈이 갈라지거나 조금 파손되어도 완전히 부러지지만 않으면 제기능을 할 수 있다.
즉 중공사막모듈(150)이 파손되었다는 것은 대부분, 내부에 유로가 형성되어 있어서 구조적으로 취약하고, 조금만 깨지더라도 수밀이 유지되지 못하여 제기능(정수)를 할 수 없는 상부헤더(152)의 수직헤더연결구(152a)나 수직헤더연결구(152a)와 다른 구성부간의 연결부가 문제다.
분리막프레임(110) 일측 상단에는 흡입관(120)이 형성되어 있다. 흡입관(120)은 강관으로서 중공되어 있고, 펌프와 연결되어 있다. 중공사막모듈(150)의 상부헤더(152)는 수직헤더연결부(152a)를 통해 흡입관(120)에 연결됨으로써 펌프가 가동되면 부압이 생기면서 중공사막을 통해 폐수에서 정수만 뽑아 흡입관(120)을 통해 외부로 배출시킨다.
흡입관(120)에는 수직헤더연결구(152a)가 삽입되도록 원형의 탭홀(130)이 일정간격으로 다수 형성된다. 탭홀(130)에는 내벽에 암나사부(fs)가 형성되고, 탭홀(130)에는 석션홀더(140)가 체결된다. 석션홀더(140)의 외부에 수나사부(ms)를 형성하여 석션홀더(140)를 탭홀(130)에 체결하는 것이다. 수직헤더연결구(152a)를 탭홀(130)에 바로 체결할 수도 있지만, 흡입관(120)이 강관이기 때문에 수직헤더연결구(152a)가 탭홀(130)에 바로 체결되면 중공사막모듈(150)에 유동이 발생했을 때 경도가 흡입관(120) 보다 낮은 수직헤더연결구(152a)가 쉽게 손상되기 때문에 탭홀(130)에 바로 체결하지 않고 수직헤더연결구(152a)와 경도가 비슷하거나 동일한 재질로 이루어진 석션홀더(140)를 체결하고 여기에 다시 수직헤더연결구(152a)를 끼워서 연결한 것이다.
석션홀더(140)는 중심에는 수직헤더연결구(152a)가 밀착되어 삽입되도록 하는 중공되어 있으며 머리부와 나사부로 구성된다. 머리부는 외관이 육각형으로 이루어져 있어 스패너와 같은 체결공구를 이용하여 조일수 있도록 하였고, 나사부는 머리부의 높이 보다 상대적으로 2 ~ 3배 정도 길게 형성되는데, 그 길이는 수직헤더연결구(152a)의 체결부(C) 길이와 동일하다.
수직헤더연결구(152a)의 체결부(C)에는 3단의 링돌기(R)가 상하로 일정간격을 두고 원주를 따라 형성되어 있고, 링돌기(R) 사이에는 각각 오링(O)이 삽입되어 있다. 체결부(C)는 석션홀더(140)의 중공부에 삽입되어 상하로 슬라이딩 되면서도 수밀을 유지해야 되는데, 신축성 있는 오링(O)이 석션홀더(140)의 중공부와 체결부 (C)사이에 탄성적으로 압축된 상태로 있으므로 그 수밀이 유지된다.
수직헤더연결구(152a)의 체결부(C)가 짧으면 오링(O)을 하나나 두개만 형성할 수밖에 없기 때문에 수밀을 유지하는데 불리하다. 따라서 석션홀더(140)의 길이는 수직헤더연결구(152a)의 길이와 비슷하거나 동일하게 형성되어야 한다. 그런데 석션홀더(140)가 흡입관(120)의 탭홀(130)에서 흡입관(120)의 저부 밑으로 노출되는 길이(높이)가 길수록 탭홀(130)의 하단과 석션홀더(140)의 만나는 지점에 상대적으로 더 큰 전단력(수평방향유동력)이 걸린다.
기존의 석션홀더(140)는 이러한 전단력에 의해 탭홀(130)과 석션홀더(140)의 만나는 지점인 기저부가 부러지거나 파손되는 것을 간과했고, 석션홀더(140)를 탭홀(130)에 체결하기 쉬운 작업성에만 촛점을 맞추어서 석션홀더(140)가 탭홀(130) 하단 밑으로 돌출되는 길이가 상대적으로 너무 길었다.
본 발명에서 석션홀더(140)는 상대적으로 짧은 머리부만 제외하고 나머지는 탭홀(130) 안으로 들어가 있고, 머리부는 육각형으로 되어 있어 체결공구를 이용하여 조일 수 있도록 한 것이므로, 체결공구를 이용하는 것을 감안하여 머리부의 높이를 최소화 한것이다.
상부헤더(152)의 우측단에 형성된 수평헤더연결구(152b)는 분리막프레임(110)에 결합된 평받침대에 올려진 상태에서 평받침대 일측에 결합된 엘자형브라켓(170)에 결합되는데, 엘자형브라켓(170)은 중간이 절곡되어 있으며, 엘자형브라켓(170)에 수평헤더연결구(152b)와 동일하거나 경도가 비슷한 재질의 보조바(180)를 대고, 보조바(180)에는 수평헤더연결구(152b)가 삽입되는 구공(182)을 일정한 간격으로 다수 형성하여 각각의 수평헤더연결구(152b)가 구공(182)에 삽입된다.
수평헤더연결구(152b)에는 2단으로 링돌기(R)가 형성되고 그 사이에 오링(O)이 형성되어 있어서 구공(182)에 삽입될 때 오링(O)이 압축되면서 삽입된다. 즉 수평헤더연결구(152b)의 직경을 구공(182)의 내경 보다 약간 작게 하고, 그 사이의 간격을 오링(O)이 압축되면서 메우는 것이다. 이렇게 되면 수평헤더연결구(152b)가 구공(182)에서 외력이 작용할 때 수평방향으로 슬라이딩 하면서도 반경방향으로 구공(182)의 내경과 수평헤더연결구(152b)의 직경 차이 만큼 압축된 오링(O)에 의해 탄성적으로 움직일 수 있다.
보조바(180)는 경도가 강관 보다는 상대적으로 낮은 재질을 사용함으로써 상부헤더(152)에 폭기압에 의해 외력(수류에 의한 유동력)이 작용할 때 경도가 높은 강재인 흡입관(120)에 직접 연결되지 않고 경도가 상대적으로 낮은 보조바(180)에 접촉되므로 상부헤더(152) 단부의 파손이나 손상을 방지한다.
또한, 엘자형브라켓(170)이 중간에 절곡되어 있기 때문에 절곡된 부분을 축으로 약간 탄성적으로 휘어지면서 복원되는 과정을 거치며 수평방향의 유동력을 탄성적으로 흡수함으로써 상부헤더(152) 단부와 수평헤더연결구(152b)에 작용하는 외력을 탄성적으로 흡수한다.
하부헤더(154)의 우측단에 형성되는 수평헤더연결구(154b)도 상부헤더(152)의 수평헤더연결구(152b)와 동일하게 평받침대(160)에 엘자형브라켓(170)을 결합하고, 엘자형브라켓(170)에 구공(182)이 형성된 보조바(180)를 댄 후 구공(182)에 링돌기(R)와 오링(O)이 형성된 수평헤더연결구(154b)를 엘자형브라켓(170)과 결합한다.
따라서 하부헤더(154)의 수평헤더연결구(154b)도 수평방향으로 슬라이딩 되면서 동시에 엘자형브라켓(170)의 절곡된 부분이 미소하지만 탄성적으로 휨으로써 수평방향 유동력을 탄성적으로 흡수하고, 구공(182)과 수평헤더연결구(154b)의 직경 차이에 의해 반경방향 외력도 탄성적으로 흡수하며 경도가 낮은 보조바(180)에 의해 하부헤더(154)의 수평헤더연결구(154b)의 파손이나 손상도 방지한다.
하부헤더(154)는 상부헤더(152) 와는 달리 내부에 유로가 형성되어 있지 않기 때문에 상부헤더(152) 보다는 구조적으로 더 안정되어 있다. 하부헤더(154)에 형성되는 수직헤더연결구(154b) 역시 내부에 유로가 형성되어 있지 않기 때문에 상부헤더(152)에 형성된 수직헤더연결구(152a) 보다 수직하중(수직방향유동력)이나 수평하중(수평방향유동력)이 더 크게 작용하더라도 쉽게 파손되지 않는다.
하부헤더(154)의 좌측에 형성되는 수직헤더연결구(154a)은 평받침대(160)의 구공(182)에 삽입되어 고정된다. 상부헤더(152)에 형성되는 수직헤더연결구(152a)와 마찬가지로 수직헤더연결구(154a)의 체결부(C)에는 3단의 링돌기(R) 형성되어 있고, 링돌기(R) 사이에는 각각 오링(O)이 삽입되어 있다. 체결부(C)는 구공(182)에 삽입되어 상하로 슬라이딩 되면서 수직방향 외력(진동하는 수직방향 유동력)을 흡수하고, 수평방향으로는 미세하지만 오링(O)이 수평방향으로 탄성적으로 수축되었다가 탄성적으로 복원되면서 수평방향 외력(진동하는 수평방향 유동력)을 흡수한다.
또한, 산기관(210)이 하부헤더(154) 바로 밑에 위치에 있고, 하부헤더(154)가 평받침대(160) 위에 안착되어 있으므로 폭기압에 의해 하부헤더(154)가 과도하게 진동할 수 있기 때문에 하부헤더(154)의 수직헤더연결구(154A)가 형성되는 위의 평평한 면에 누름대(190)를 대고 누르고, 그 상태에서 누름대(190)에 볼트공을 형성하고 평받침대(160)에도 볼트공을 형성한 후 볼트공에 볼트(B)를 삽입하여 체결함으로써 다수의 하부헤더(154)를 누름대(190)를 이용하여 일시에 잡아줌으로써 하부헤더(154)의 과도한 진동을 방지한다.
분리막유니트(110)의 바닥에는 펌프를 통해 중공사막모듈(150)의 밑에서 위로 압축된 공기를 분출시키는 산기관(210)이 설치된다. 산기관(210)은 중공파이프 형태로 분리막프레임(110) 바닥에 설치되고, 일정간격으로 다수의 공기구멍이 형성되어 있어서 펌프를 통해 압축공기를 중공사막모듈(150)을 향해 분출한다.
이와 같이, 산기관(210)은 중공사막의 미세공에 달라붙은 오염물질을 털어내기 위한 것으로, 균일한 압력으로 분출되면 잘 제거되지 않기 때문에 일정한 시간 간격마다 폭기 시킨다. 즉, 펄스 공기압력을 이용해 수류를 형성시켜 중공사막에 불어 줌으로써 미세공에 달라붙은 오염물질 제거효과를 높이는 것이다.
본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상부헤더(152)의 수평헤더연결구(152b)와 하부헤더(154)의 수직헤더연결구(154b) 및 수평헤더연결구(152b)를 일실시예의 엘자형브라켓(170) 대신에 강판을 2단으로 절곡하여 만든 2단절곡브라켓(270)를 이용하여 고정한다.
2단절곡브라켓(270)은 보조바(180)의 구공(182)에 끼워진 수평헤더연결구(152b,154b)를 수평방향으로 유동 가능하게 하면서, 동시에 상부헤더(152)나 하부헤더(154)의 상부와 일체로 결합되어 있지는 않지만 상면에 밀착된 상태에서 위에서 아래로 누르되, 강판으로 이루어진 2단절곡브라켓(270)이 재료의 탄성에 의해 수직방향으로의 유동이 약간 일어날 수 있게 하면서, 수평방향으로의 유동은 간섭하지 않는다. 2단절곡브라켓(270)은 한쪽 끝만 평받침대(160)에 고정되어 있기 때문에 진동하는 외력이 가해지면 절곡된 부분이 미세하지만 탄성적으로 구부러졌다 펴지면서 수직 방향으로 충격흡수가 가능하다.
하부헤더(154)의 수직헤더연결구(154a)는 보조바(180)의 구공(182)에 삽입되어 평받침대(160)에 결합된 상태에서 2단절곡브라켓(270)의 일측을 평받침대(160)에 고정한 후 다른 일측은 하부헤더(154)의 상면을 눌러서 하부헤더(154)의 수직헤더연결구(154a)가 2단절곡브라켓(270)에 고정된 상태에서도 수직방향으로 미세하게 유동할 수 있도록 한다. 즉 산기관의 폭기압에 의해 중공사막모듈에 진동하는 수직방향으로 외력이 가해지면 2단절곡브라켓(270)의 절곡부가 탄성변형 되고 복원되면서 수직헤더연결구(154a)가 상하(수직방향)로 진동하면서 충격이 흡수된다.
이와 같이 수평헤더연결구(152b,154b)가 고정된 상태에서 구공(182) 내에서 수평방향으로 짧은 거리지만 자유롭게 유동할 수 있게 하고, 수직헤더연결구(154b)가 고정된 상태에서 석션홀더(140) 중공부 및 구공(182) 내에서 수직방향으로 짧은 거리지만 자유롭게 유동할 수 있도록 함으로서 수직헤더연결구(154b)와 수평헤더연결구(152b)에 가해지는 반복적인 충격력을 흡수하여 수직헤더연결구(154b)와 수평헤더연결구(152b,154b)의 피로파괴를 방지할 수 있다.
110 : 분리막프레임 120 : 흡입관
130 : 탭홀 140 : 석션홀더
142 : 머리부 144 : 홀더부
150 : 중공사막모듈 152 : 상부헤더
154 : 하부헤더
152a : 수직헤더연결구 152b : 수평헤더연결구
154 : 하부헤더 154a : 수직헤더연결구
160 : 평받침대 170 : 엘자형브라켓
180 : 보조바 190 : 누름대
270 : 2단절곡브라켓
130 : 탭홀 140 : 석션홀더
142 : 머리부 144 : 홀더부
150 : 중공사막모듈 152 : 상부헤더
154 : 하부헤더
152a : 수직헤더연결구 152b : 수평헤더연결구
154 : 하부헤더 154a : 수직헤더연결구
160 : 평받침대 170 : 엘자형브라켓
180 : 보조바 190 : 누름대
270 : 2단절곡브라켓
Claims (4)
- 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트에 있어서,
분리막 프레임(110);
상기 분리막프레임(110)에 설치되고 내부에는 유로가 형성되어 있으며 하부에는 유로와 연통되는 다수의 탭홀(130)이 형성된 흡입관(120);
상기 흡입관(120)의 탭홀(130)에 체결되며, 상대적으로 길이가 짧은 머리부(142)와 상대적으로 길이가 긴 홀더부(144)로 이루어지고, 중공되어 있으며, 홀더부(144)의 외주에는 상기 탭홀(130)의 암나수부(fs)와 체결되는 수나사부(ms)가 형성되어 있되, 상기 홀더부(144)가 탭홀(130)에 체결된 후 관통하여 흡입관(120) 내부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 석션홀더(140);
상기 분리막프레임(110)에 다수 설치되고 내부에 유로가 형성된 상부헤더(152)와 유로가 형성되지 않는 하부헤더(154) 사이에 중공사막이 연결되어 이루어지고 상부헤더(152)의 일측단에는 상기 석션홀더(140)에 삽입되어 상하로 슬라이딩 가능하게 절곡되어 상향되는 수직헤더연결구(152a)가 형성되며, 상기 상부헤더(152a)의 다른 일측단에는 상기 분리막프레임(110)에 결합되어 수평방향으로 슬라이딩 가능한 수평헤더연결구(152b)가 형성되고, 상기 하부헤더(154)의 일측단에는 하향되어 절곡되어 수직방향으로 슬라이딩 가능하게 수직헤더연결구(154a)가 형성되며, 상기 하부헤더(154)의 다른 일측단에는 상기 분리막프레임(110)에 결합되어 수평방향으로 슬라이딩 가능한 수평헤더연결구(154b)로 이루어져 수직방향 유동력은 수직헤더연결구(152a,154a)의 수직방향 슬라이딩과 수평방향 유동력은 수평헤더연결구(152b,154b)의 수평방향 슬라이딩을 통하여 수직방향과 수평방향 유동력을 상하좌우로 슬라이딩 요동하면서 동시에 흡수할 수 있는 중공사막모듈(150);
상기 분리막프레임(110)에 고정된 중공사막모듈(150)의 상부헤더(152)와 하부헤더(154)를 양측단 밑에서 받쳐서 각각 지지하는 평받침대(160);
상기 분리막프레임(110)의 하부에 설치되어 폭기압을 발생시켜 수류를 만들어 냄으로써 중공사막모듈(150)의 중공사막에 달라붙은 이물질을 제거하는 산기관(210);
을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트. - 제1항에 있어서,
상기 중공사막모듈(150)의 수직헤더연결구(152a,154a)는 석션홀더(140)에 삽입된 상태에서 수직방향으로 슬라이딩 하면서 동시에 반경 방향으로도 움직일 수 있도록 석션홀더(140)의 중공부 내경을 수직헤더연결구(152a,154a)의 직경 보다 상대적으로 크게 하되, 석션홀더(140) 내경과 수직헤더연결구(152a,154a) 직경 사이의 간격을 메우면서 수밀을 유지하도록 수직헤더연결구(152a,154a)에 3단으로 링돌기(R)를 형성하고, 상기 링돌기(R)에는 각각 오링(O)을 삽입하여 압축되도록 함으로써 상기 수직헤더연결구(152a,154a)에 수평방향 유동력이 작용할 때 수밀을 유지하면서도 수평방향으로 움직이면서 그 유동력을 압축된 오링에 의해 탄성적으로 흡수할 수 있는 것을 특징으로 하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트. - 제1항에 있어서,
상기 중공사막모듈(150)의 수평헤더연결구(152b,154b))는 상기 분리막프레임(110)에 직접연결되지 않고 평받침대(160)에 절곡된 부분이 외력이 가해지면 탄성적으로 구부러졌다가 펴지면서 외력을 탄성적으로 흡수하는 엘자형브라켓(170)의 하부를 결합시킨 후 엘자형브라켓과 상부헤더 사이에 유동력에 의해 피로하중이 가해져도 상부헤더(152)의 파손을 방지하도록 상대적으로 경도가 낮은 보조바(180)를 대고, 상기 보조바(180)에는 다수의 구공(182)을 형성한 후 상기 수평헤더연결구(152b,154b)가 구공내에서 수평방향으로 자유롭게 슬라이딩 할 수 있도록 삽입되되, 상기 수평헤더연결구(152b,154b)가 구공내에서 반경방향으로도 움직일 수 있도록 상기 수평헤더연결구(152b,154b)의 직경을 구공(182)의 내경 보다 작게 하고, 상기 구공(182)과 수평헤더연결구(152b,154b) 사이의 공간이 메워지도록 상기 수평헤더연결구(152b,154b)의 앞 부분에 2단의 링돌기(R)를 형성하고 상기 링돌기(R) 사이에 탄성적인 오링(O)을 삽입하여 오링(O)이 압축된 상태가 되도록 함으로써 수평방향연결구(152b,154b)가 수평방향으로 슬라이딩 하면서 동시에 반경방향으로도 압축된 오링(O)에 의해 탄성적으로 움직이면서 수평방향 유동력을 흡수하고는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트. - 제1항에 있어서,
상기 중공사막모듈(150)의 수평헤더연결구(152b,154b))는 상기 분리막프레임(110)에 직접연결되지 않고 평받침대(160)에 절곡된 부분이 외력이 가해지면 탄성적으로 구부러졌다가 펴지면서 외력을 탄성적으로 흡수하는 강판을 2단 절곡하여 이루어진 2단절곡브라켓(270)의 하부를 결합시킨 후 2단절곡브라켓과 상부헤더 사이에 유동력에 의해 피로하중이 가해져도 상부헤더(152)의 파손을 방지하도록 상대적으로 경도가 낮은 보조바(180)를 대고, 상기 보조바(180)에는 다수의 구공(182)을 형성한 후 상기 수평헤더연결구(152b,154b)가 구공내에서 수평방향으로 자유롭게 슬라이딩 할 수 있도록 삽입되되, 상기 수평헤더연결구(152b,154b)가 구공내에서 반경방향으로도 움직일 수 있도록 상기 수평헤더연결구(152b,154b)의 직경을 구공(182)의 내경 보다 작게 하고, 상기 구공(182)과 수평헤더연결구(152b,154b) 사이의 공간이 메워지도록 상기 수평헤더연결구(152b,154b)의 앞 부분에 2단의 링돌기(R)를 형성하고 상기 링돌기(R) 사이에 탄성적인 오링(O)을 삽입하여 오링(O)이 압축된 상태가 되도록 함으로써 수평방향연결구(152b,154b)가 수평방향으로 슬라이딩 하면서 동시에 반경방향으로도 압축된 오링(O)에 의해 탄성적으로 움직이면서 수평방향 유동력을 흡수하고,
상기 2단절곡브라켓의 상부는 상기 상부헤더(152)나 하부헤더(154) 상면을 눌러서 상부헤더(152)나 하부헤더(154)가 수직 방향으로 진동할 때 절곡된 부분이 탄성적으로 변형되었다가 복원되면서 그 수직방향 진동을 흡수하고, 동시에 상부헤더(152)나 하부헤더(154)가 수평방향으로도 유동(진동) 가능하게 하는 것을 특징으로 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트.
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116177725A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-05-30 | 山东中侨启迪环保装备有限公司 | 一种中空纤维复合生物膜污水处理设备 |
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| KR20120133601A (ko) | 2011-05-31 | 2012-12-11 | 최송휴 | 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트 |
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2021
- 2021-05-25 KR KR1020210067025A patent/KR102503715B1/ko active IP Right Grant
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| KR102503715B1 (ko) | 2023-03-02 |
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