KR20230139862A - 판형 멤브레인 산기관 - Google Patents

판형 멤브레인 산기관 Download PDF

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KR20230139862A
KR20230139862A KR1020220036433A KR20220036433A KR20230139862A KR 20230139862 A KR20230139862 A KR 20230139862A KR 1020220036433 A KR1020220036433 A KR 1020220036433A KR 20220036433 A KR20220036433 A KR 20220036433A KR 20230139862 A KR20230139862 A KR 20230139862A
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이창용
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(주)에스.엠 .엔지니어링
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Abstract

본 발명은 판형 멤브레인 산기관에 관한 것으로써, 이를 실현하기 위한 본 발명은 양측에 날개부가 마주하여 형성되고, 상기 날개부의 안쪽면으로 길이방향을 따라 연결부의 양단이 각각 연결되며, 상기 연결부의 저면으로 길이방향을 따라 공기공급부가 형성되되, 상기 공기공급부의 입구는 상기 연결부의 한쪽 측면에 위치하고, 상기 연결부의 상면에는 상기 공기공급부와 통하는 공기배출구가 일정한 간격을 두고 복수개로 형성되며, 상기 공기배출구에는 역류방지체크시트가 각각 구비되는 제1 몸체와, 상기 제1 몸체의 양측에 각각 결합되는 마감캡 및 상기 연결부의 상측에 설치되며, 길이방향의 전후 끝단이 상기 날개부와 연결부의 연결부위에 고정되고, 양측 끝단은 상기 마감캡과 연결부의 연결부위에 고정되는 멤브레인이 포함되어 구성된 것이 특징이다.

Description

판형 멤브레인 산기관{Plate-shaped membrane diffuser}
본 발명은 폭기조 내부에 설치되어 초미세기포를 발생시키는 판형 멤브레인 산기관에 관한 것으로, 더욱 상세히는 멤브레인의 제작이 용이해질 수 있고, 멤브레인을 통해 배출되는 초미세기포가 멤브레인의 어느 한 부위에 집중되지 않으면서 효과적으로 확산되어 배출될 수 있는 판형 멤브레인 산기관에 관한 것이다.
일반적으로, 가정에서 하천으로 방류되는 오/폐수 및 하수는 오/폐수처리장치를 경유하여 정화된 상태로 방류됨에 따라 하천의 오염을 방지할 수 있으며, 이러한 오/폐수 처리장치는 유량조정조, 침전조, 폭기조 및 방류조로 분리되는데, 유량조정조를 통해 침전조로 유입된 오/폐수의 이물질이 침전되고, 이물질이 침전된 오/폐수는 폭기조로 이동된다.
그리고 폭기조로 이동되는 오/폐수에 함유된 각종 유기물질은 폭기조에 투입되어 배양되는 미생물로 하여금 산화, 분해, 응집, 흡착 및 침전 등의 단계를 거쳐 정화 처리되며, 폭기조는 산화작용과 호기성 세균에 의한 소화작용을 촉진하여 미생물의 소화작용을 통해 오/폐수내의 탄산가스, 황화수소, 메탄가스 등을 제거하게 된다.
아울러, 이러한 폭기조에는 미생물 증식에 필요한 산소공급을 위하여 산기관이 설치되는데, 이는 공기공급수단인 송풍기와 연결되어 오/폐수내에 초미세기포를 제공하면서 미생물의 증식에 필요한 용존 산소를 전달하게 된다.
이와 같은 산기관은 미세기포식, 조대기포식, 기계식 및 펌프 순환식으로 구분될 수 있으며, 특히 판형 멤브레인 산기관은 산소전달 효율성이 높고, 송풍 에너지를 절약할 수 있으며, 균일한 산소의 공급 및 부분적인 혐기화를 방지할 수 있는 특징을 가지고 있다.
한편, 종래의 판형 멤브레인 산기관을 보면, 몸체의 내부로 공기가 유입되는데, 이때 공기는 몸체의 측면으로 공급되는 형태 또는 몸체의 상면에서 공급되는 형태가 될 수 있다.
그리고 몸체로 유입된 공기는 몸체의 표면 한쪽에 구비된 공기배출구로 배출되고, 배출된 공기는 몸체의 상부에 설치된 멤브레인을 팽창시키게 되며, 이 과정에서 멤브레인에 형성된 미세기공이 열리게 되고, 열린 미세기공을 통해 공기가 배출되면서 초미세기포가 되어 폭기조 내로 공급된다.
그러나 이러한 종래의 산기관은 공기배출구가 어느 한쪽에 치우쳐 구성됨에 따라 공기배출구를 통해 배출되는 공기가 멤브레인을 전체적으로 팽창시키지 못하게 되면서 멤브레인을 통해 초미세기포가 효과적으로 발생되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 멤브레인을 제작함에 있어서 멤브레인의 표면에 미세기공을 형성할 때, 미세기공의 직경이 너무 크게 형성될 경우에는 초미세기포가 발생될 수 없으며, 멤브레인의 두께가 너무 얇은 경우에는 쉽게 찢어질 수 있고, 너무 두꺼운 경우에는 효과적인 팽창이 이루어질 수 없으며, 미세기공의 간격이 너무 가까운 경우에는 멤브레인의 팽창 과정에서 미세기공 사이가 찢어질 수 있고, 미세기공의 간격이 너무 먼 경우에는 필요한 양의 초미세기포를 발생시킬 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-2239322호(2021.04.13 공고)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 몸체에 형성되는 공기배출구를 적절한 간격을 유지하면서 복수개로 형성하여 공기배출구에 의한 효과적인 공기 배출을 통해 멤브레인을 전체적으로 팽창시킴으로써, 초미세기포의 발생 효과를 높이고, 멤브레인의 제작성 및 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 판형 멤브레인 산기관을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 위에서 언급한 기술적 과제로 제한될 필요는 없으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관은,
양측에 날개부가 마주하여 형성되고, 상기 날개부의 안쪽면으로 길이방향을 따라 연결부의 양단이 각각 연결되며, 상기 연결부의 저면으로 길이방향을 따라 공기공급부가 형성되되, 상기 공기공급부의 입구는 상기 연결부의 한쪽 측면에 위치하고, 상기 연결부의 상면에는 상기 공기공급부와 통하는 공기배출구가 일정한 간격을 두고 복수개로 형성되며, 상기 공기배출구에는 역류방지체크시트가 각각 구비되는 제1 몸체와,
상기 제1 몸체의 양측에 각각 결합되는 마감캡 및
상기 연결부의 상측에 설치되며, 길이방향의 전후 끝단이 상기 날개부와 연결부의 연결부위에 고정되고, 양측 끝단은 상기 마감캡과 연결부의 연결부위에 고정되는 멤브레인이 포함되어 구성된다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관은,
베이스플레이트의 외측둘레를 따라 금속프레임이 설치되고, 상기 베이스플레이트의 상면으로 내부에 공간부를 가지는 함체 형태의 공기공급부재가 설치되며, 상기 공기공급부재의 상면에는 한쪽 끝에 공기공급관이 형성되고, 상면의 길이방향을 따라서는 일정한 간격을 유지하면서 공기배출구가 각각 형성되며, 상기 공기배출구에는 역류방지체크시트가 각각 설치되는 제2 몸체 및
상기 베이스플레이트의 상측에 설치되며, 사방의 테두리가 상기 베이스플레이트의 외측둘레와 금속프레임 사이에 고정되는 멤브레인이 포함되어 구성된다.
더 바람직하게 상기 역류방지체크시트는 상기 공기배출구 상에 설치되어 상기 공기배출구를 폐쇄하다가 상기 공기배출구로 배출되는 공기의 압력에 의해 작동되면서 상기 공기배출구를 개방시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
더 바람직하게 상기 멤브레인은 EDPM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무 또는 실리콘 또는 폴리우레탄 수지 중 어느 하나로 구성되며, 두께는 0.5mm ~ 0.7mm로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 멤브레인에 형성되는 미세기공의 직경은 0.15mm ~ 0.25mm로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 멤브레인에 형성되는 미세기공은 규칙적이면서 반복적인 격자 형태 또는 지그재그 형태로 배열될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 멤브레인에 형성되는 미세기공은 1㎠ 당 35개 ~ 45개로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 멤브레인의 표면은 1nm 내지 10nm의 미세입자로 구성되는 산화알루미늄, 이산화규소, 산화아연 및 아나타제형 이산화티탄으로부터 선택된 어느 하나의 성분이 포함되는 무기 나노 코팅제에 의해 20nm 내지 80nm의 두께로 1차 또는 2차로 코팅될 수 있다.
더 바람직하게 상기 제1 몸체는 합성수지의 재질로 구성되되, 폴리프로필렌 또는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 또는 염화비닐수지 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
더 바람직하게 상기 제2 몸체의 금속프레임은 SUS316으로 구성된 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
이상과 같은 본 발명에 따른 판형 멤브레인 산기관은 다음과 같은 효과를 가진다.
즉, 판형 멤브레인 산기관으로 공급되는 공기를 복수의 공기배출구를 통해 분산시킴으로써, 멤브레인의 효과적인 팽창에 따라 충분한 초미세기포의 발생으로 수처리의 효과를 높이고, 멤브레인의 두께와 미세기공의 크기 및 간격과 개수와 효과적인 배열을 통해 멤브레인의 제작성 및 내구성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
아울러, 이와 같이 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.
또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관의 구조를 나타낸 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관에서 제1 몸체와 멤브레인의 결합상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관의 평면 모습을 나태는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관에서 제1 몸체의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관이 폭기조에 설치된 상태를 나타낸 요부 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관의 구성을 나태는 분리 사시도이다.
도 7의 (a),(b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관에서 공기의 공급 여부에 의해 멤브레인의 팽창된 상태와, 수축된 상태를 나타낸 한쪽 부위의 요부 단면도이다.
도 8의 (a),(b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관에서 공기의 공급 여부에 의해 멤브레인의 팽창된 상태와, 수축된 상태를 나타낸 다른 한쪽 부위의 요부 단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다.
이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 내용을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
또한, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 하며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 판단되어야 한다.
우선, 본 발명의 일 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관의 구성은 크게 양측의 날개부와 중앙의 연결부와 연결부 저면에 구비되는 공기공급부와 그러한 공기공급부와 연결되면서 연결부에 형성되는 공기배출구가 포함되는 제1 몸체, 그리고 제1 몸체의 양측을 마감하는 마갑캡 및 제1 몸체의 연결부 상에 설치되는 멤브레인으로 구분될 수 있으며, 각 구성요소를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제1 몸체(100)는,
외부에서 유입되는 공기를 상측으로 이동시켜 상측에 설치되는 후술될 멤브레인(300)을 팽창시켜준다.
도 1에 예시된 바와 같이 제1 몸체(100)는 대략 직사각형의 형상으로 구성될 수 있으며, 마주하는 양측으로 날개부(110)가 세워져 형성되고, 연결부(120)가 그러한 날개부(110)의 중심부를 수평하게 서로 연결하여 구성될 수 있으며, 이러한 연결부(120)는 평판 또는 상측을 향하여 만곡진 형태로 구성될 수 있다.
아울러, 연결부(120)의 저면에는 외부에서 유입되는 공기가 이동될 수 있도록 공기공급부(130)가 형성될 수 있으며, 공기공급부(130)는 내부에 통로가 구비되는 관의 형상으로 구성될 수 있고, 연결부(120) 저면의 길이방향을 따라 형성되면서 개방된 입구는 연결부(120)의 측방향 끝단에 위치될 수 있다.
또한, 연결부(120)의 상면에는 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 공기배출구(121)가 형성될 수 있으며, 이러한 공기배출구(121)는 연결부(120)의 저면에 구비된 공기공급부(130)와 연결됨에 따라 공기공급부(130)로 이동되는 공기가 공기배출구(121)로 배출될 수 있다.
여기서, 이웃하는 공기배출구(121)의 간격은 대략 1m를 유지함이 바람직하며, 이웃하는 공기배출구(121)의 간격이 1m보다 짧거나 긴 경우에는 공기배출구(121)로 배출되는 공기가 일정한 압력을 유지하면서 멤브레인(300)을 향하여 효과적으로 이동되지 못하게 되어 멤브레인(300)을 통한 초미세기포의 확산이 효과적이지 못할 수도 있다.
연결부(120)의 상면에 형성되는 공기배출구(121)는 하나의 구멍으로 구성되거나, 다수개의 구멍이 모여 하나의 영역을 이루고 이러한 영역이 다수개로 구성될 수 있으며, 이와 같은 공기배출구(121)에는 역류방지를 위한 역류방지수단이 구비될 수 있다.
역류방지수단으로는 그 실시 예로 도 3내지 도4에 예시한 바와 같이 공기배출구(121)의 수직 상방에 설치되어 공기배출구(121)를 충분하게 가려줄 수 있는 범위를 가지는 고무재질 등의 역류방지체크시트(122)가 될 수 있으며, 역류방지체크시트(122)의 테두리 중 일부만 연결부(120)의 상면에 고정된 상태를 유지하도록 구성됨에 따라 평상시에는 수압에 의해 역류방지체크시트(122)가 공기배출구(121)를 폐쇄하게 되며, 공기공급부(130)에서 공기배출구(121)로 이동하는 공기의 압력에 의해 역류방지체크시트(122)의 테두리 중 연결부(120)의 상면에 고정되지 않는 나머지 부분이 들려지면서 공기배출구(121)는 개방된다.
한편, 제1 몸체(100)는 합성수지의 재질로 구성될 수 있으며, 예를 들어 폴리프로필렌 또는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 또는 염화비닐수지 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
마감캡(150)은,
다시 도 1을 참조하면, 제1 몸체(100)의 양측에 설치되어 마감해주는 역할을 하는 것으로, 공기공급부(130)의 입구쪽에 설치되는 마감캡(150)은 안쪽에 공기공급부(130)의 입구에 끼워지는 연결관(151)이 구비되고, 반대쪽에는 그러한 연결관(151)과 연결되는 주입구(152)가 형성되며, 이러한 주입구(152)로 외부의 공기가 유입된다.
멤브레인(300)은,
전술한 제1 몸체(100)의 연결부(120) 상측에 길이방향을 따라 설치되며, 연결부(120)의 공기배출구(121)를 통해 배출되는 공기에 의해 팽창되면서 초미세기포를 발생시킨다.
멤브레인(300)은 도 2에서와 같이 연결부(120) 상에 설치될 수 있도록 연결부(120)의 형상과 상응한 형상을 가질 수 있으며, 멤브레인(300)의 길이방향 전후 끝단은 날개부(110)와 연결부(120)의 연결지점에 형성된 끼움홈(140)에 직접 또는 별도의 끼움구(160)를 통해 연결될 수 있고, 멤브레인(300)의 양측 끝단은 연결부(120)와 마감캡(150)의 연결부위에 연결될 수 있다.
따라서, 멤브레인(300)의 사방 테두리가 연결부(120) 상에 고정됨에 따라 공기배출구(121)를 통해 배출되는 공기가 외부로 누설되지 않으면서 멤브레인(300)의 표면을 통해 빠져나갈 수 있다.
멤브레인(300)은 팽창과 수축이 가능하도록 EDPM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무 또는 실리콘 또는 폴리우레탄 수지 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
멤브레인(300)은 두께가 0.5mm ~ 0.7mm로 구성될 수 있으며, 바람직하게 0.6mm로 구성될 수 있다.
멤브레인(300)의 두께가 0.5mm보다 얇은 경우에는 쉽게 파손될 수 있으며, 0.7mm보다 두꺼운 경우에는 팽창률이 불량하여 필요한 초미세기포를 발생시킬 수 없다.
멤브레인(300)은 팽창을 통해 초미세기포를 발생시키기 위하여 다수개의 미세기공이 형성되며, 이때 미세기공의 직경은 0.15mm ~ 0.25mm로 구성될 수 있고, 바람직하게 0.2mm로 구성될 수 있다.
멤브레인(300)에 형성되는 미세기공의 직경이 0.15mm보다 작거나 0.25mm보다 클 경우, 초미세기포는 효과적으로 발생될 수 없다.
멤브레인(300)에 형성되는 미세기공은 반복적이면서 일정한 규칙을 가지고 배열됨이 바람직하며, 예를 들어 격자 형태로 구성되거나, 도 1에서와 같이 지그재그 형태로 구성될 수 있다.
멤브레인(300)에 형성되는 미세기공은 1㎠ 당 35개 ~ 45개로 구성됨이 바람직하며, 미세기공이 1㎠ 당 35개보다 적으면 미세기포 발생 효과가 저하되며, 미세기공이 1㎠ 당 45개보다 많으면 미세기공 사이의 간격이 가까워 멤브레인(300)이 팽창되는 과정에서 찢어질 수 있다.
멤브레인(300)은 미세기공이 형성된 상태에서 미세한 입자의 무기 나노 코팅제를 침적에 의하여 코팅함으로써, 멤브레인(300)의 전면 또는 후면뿐만 아니라 미세기공 내부까지 코팅제가 침적되어 코팅됨에 따라 멤브레인(300)의 내구성을 향상시키고 멤브레인(300)의 표면과 미세기공의 내면까지 방오 코팅이 될 수 있다.
따라서, 멤브레인(300)의 표면과 미세기공의 오염물질의 부착을 방지하여 미세기공의 폐색을 방지할 수 있어, 원활한 공기공급으로 산기관의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
여기서, 멤브레인(300)의 무기 나노 코팅제는 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화티탄 및 산화아연 등이 될 수 있으며, 바람직하게는 아나타제형 이산화티탄(TiO2)이 될 수 있다.
이산화티탄은 광촉매로서 작용하여 표면의 미생물의 번식 등을 방지하므로 미생물에 의한 스케일 형성이 억제될 수 있다.
무기 나노코팅제의 입자 크기는 0.1㎚ 내지 30㎚, 바람직하게는 1㎚ 내지 10㎚가 될 수 있다.
아울러, 멤브레인(300)의 코팅방법은 코팅하고자 하는 멤브레인(300) 표면의 오염물질을 제거한 후, 멤브레인(300)에 프라이머층을 형성시키고, 프라이머층이 형성된 멤브레인(300)을 무기 나노 코팅제에 침지하거나, 브러시, 롤러, 스프레이로 도포하여 무기 나노 코팅층을 형성하고 상온에서 건조할 수 있다.
상기 코팅방법을 보다 상세하게 설명하면, 미세기공이 형성된 멤브레인(300)의 표면을 물로 세척하여, 코팅을 하고자 하는 부위의 먼지나 오염물질을 제거한 후, 상기 표면에 남아있는 이형제 등의 기름성분들을 제거하기 위하여, 유기용매인 메탄올이나 에탄올을 도포하여 세척과정을 거쳐 멤브레인(300) 표면의 이물질을 제거할 수 있다.
그리고 이물질이 제거된 멤브레인(300)을 에틸아세테이트 90 내지 98중량 %와, 트리클로로이소시아눌산 2 내지 10중량 %로 구성된 프라이머제에 1 내지 5분 침적한 후, 상온에서 10 내지 30분 자연 건조하여 프라이머층을 형성할 수 있다.
프라이머층이 형성된 멤브레인(300)을 무기 나노 코팅제 용액에 1 내지 5분 침적한 후, 상온에서 20 내지 28시간 자연 건조하여 코팅층이 형성되도록 할 수 있다.
무기 나노 코팅층의 두께는 침적시간에 따라 20㎚ 내지 80㎚로 형성할 수 있다.
필요에 따라 코팅막이 형성된 멤브레인(300)을 2차 코팅하기 위하여 재침적하거나 브러시, 롤러, 스프레이로 도포하여 2차 코팅을 할 수도 있다.
여기서, 2차 코팅은 오염물질의 접촉이 많은 멤브레인(300)의 상면부에 실시될 수 있다.
또한, 미세기공의 내면 코팅을 위하여 무기 나노 코팅제의 에어로졸을 멤브레인을 팽창시키면서 불어넣어, 추가로 미세기공 내부를 코팅할 수도 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에 따른 판형 멤브레인 산기관은 상측으로부터 공기가 공급되는 형태로 도 5에 예시한 바와 같이 폭기조의 내부 바닥면에 밀착되어 설치될 수 있으며, 이러한 산기관의 구성은 크게 외측둘레를 따라 금속프레임이 설치되는 베이스플레이트와, 베이스플레이트의 한쪽 상면에 설치되는 공기공급관과 베이스플레이트의 저면에 설치되는 공기공급부재가 포함되는 제2 몸체(200) 및 제2 몸체(200)의 베이스플레이트 상에 설치되는 멤브레인(300)으로 구분될 수 있으며, 각 구성요소를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제2 몸체(200)는,
외부에서 유입되는 공기를 상측으로 이동시켜 상측에 설치되는 후술될 멤브레인(300)을 팽창시켜준다.
도 6에서와 같이 제2 몸체(200)는 대략 직사각형의 형성으로 구성되는 베이스플레이트(210)의 사방 테두리에 금속프레임(220)이 설치되고, 베이스플레이트(210)의 상면에는 길이방향을 따라 내부에 공간부가 형성되는 함체 형태의 공기공급부재(230)가 설치되며, 공기공급부재(230)의 상면 한쪽에는 공기공급관(231)이 설치됨에 따라 이러한 공기공급관(231)을 통해 공급되는 공기는 공기공급부재(230)의 내부로 이동된다.
공기공급부재(230)의 저면과 베이스플레이트(210)의 상면은 기밀이 유지되면서 결합될 필요가 있으며, 예를 들어 공기공급부재(230)의 저면에 플랜지가 형성되어 베이스플레이트(210)의 상면에 용접될 수 있다.
아울러, 공기공급부재(230)의 상면에는 길이방향을 따라 일정한 간격을 두고 공기배출구(232)가 형성되며, 이때 간격은 대략 1m가 바람직한데, 이는 이웃하는 공기배출구(232)의 간격이 1m보다 짧거나 긴 경우에는 공기배출구(232)로 배출되는 공기가 일정한 압력을 유지하면서 멤브레인(300)을 향하여 효과적으로 이동되지 못하게 되어 멤브레인(300)을 통한 초미세기포의 확산이 효과적이지 못할 수도 있다.
또한, 공기공급부재(230)의 상면에서 공기공급관(231)의 주변으로 공기배출구(232)가 형성될 수 있으며, 이러한 공기배출구(232)는 공기공급관(231)의 외측둘레를 따라서 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다.
여기서, 공기배출구(232)의 형상은 하나의 구멍 또는 다수개의 구멍이 모인 형태로 구성될 수 있으며, 이러한 공기배출구(232)에는 역류방지를 위한 역류방지수단이 구비될 수 있다.
역류방지수단으로는 그 실시 예로 도 6 내지 도 8에서와 같이 공기배출구(232)의 수직 상방에 설치되어 공기배출구를 가려줄 수 있는 고무재질 등의 역류방지체크시트(233)가 될 수 있으며, 역류방지체크시트(233)의 테두리 중 일부만 공기공급부재(230)의 상면에 고정된 상태를 유지하도록 구성됨에 따라 평상시에는 수압에 의해 역류방지체크시트(233)가 공기배출구(232)를 폐쇄하고 있으며, 공기공급부재(230)에서 공기배출구(232)로 이동하는 공기의 압력에 의해 역류방지체크시트(233)의 테두리 중 공기공급부재(230)의 상면에 고정되지 않는 나머지 부분이 들려지면서 공기배출구(232)가 개방될 수 있는 것이다.
한편, 베이스플레이트(210)의 외측둘레를 감싸면서 설치되는 금속프레임(220)은 베이스플레이트(210)의 형상을 유지시켜줌과 동시에 후술되는 멤브레인(300)을 고정시켜주는 역할을 하며, 재질은 내식성 및 입계부식성이 우수하고 고온강도가 우수한 SUS316으로 구성됨이 바람직하다.
멤브레인(300)은,
전술한 제2 몸체(200)의 베이스플레이트(210) 상측에 길이방향을 따라 설치되며, 공기공급부재(230)의 공기배출구(232)를 통해 배출되는 공기에 의해 팽창되면서 초미세기포를 발생시킨다.
멤브레인(300)은 베이스플레이트(210) 상에 설치될 수 있도록 베이스플레이트(210)의 형상과 상응한 형상을 가질 수 있으며, 멤브레인(300)의 사방 테두리는 베이스플레이트(210)에 사방 테두리에 설치되는 금속프레임(220)을 통해 고정될 수 있다.
즉, 멤브레인(300) 사방 테두리와 베이스플레이트(210)의 사방 테두리가 함께 금속프레임(220)에 감싸져 고정됨에 따라 공기배출구(232)를 통해 배출되는 공기는 외부로 누설되지 않으면서 멤브레인(300)의 표면을 통해 빠져나가게 된다.
멤브레인(300)은 팽창과 수축이 가능하도록 EDPM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무 또는 실리콘 또는 폴리우레탄 수지 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
멤브레인(300)은 두께가 0.5mm ~ 0.7mm로 구성될 수 있으며, 바람직하게 0.6mm로 구성될 수 있다.
멤브레인(300)은 두께가 0.5mm보다 얇은 경우에는 쉽게 파손될 수 있으며, 0.7mm보다 두꺼운 경우에는 팽창률이 불량하여 필요한 초미세기포를 발생시킬 수 없다.
멤브레인(300)은 팽창을 통해 초미세기포를 발생시키기 위하여 다수개의 미세기공이 형성되며, 이때 미세기공의 직경은 0.15mm ~ 0.25mm로 구성될 수 있고, 바람직하게 0.2mm로 구성될 수 있다.
멤브레인(300)에 형성되는 미세기공의 직경이 0.15mm보다 작거나 0.25mm보다 클 경우, 초미세기포는 효과적으로 발생될 수 없다.
멤브레인(300)에 형성되는 미세기공은 반복적이면서 일정한 규칙을 가지고 배열됨이 바람직하며, 예를 들어 격자 형태로 구성되거나, 지그재그 형태로 구성될 수 있다.
멤브레인(300)에 형성되는 미세기공은 1㎠ 당 35개 ~ 45개로 구성됨이 바람직하며, 미세기공이 1㎠ 당 35개보다 적으면 미세기포 발생 효과가 저하되며, 미세기공이 1㎠ 당 45개보다 많으면 미세기공 사이의 간격이 가까워 멤브레인(300)이 팽창되는 과정에서 찢어질 수 있다.
멤브레인(300)은 미세기공이 형성된 상태에서 미세한 입자의 무기 나노 코팅제를 침적에 의하여 코팅함으로써, 멤브레인(300)의 전면 또는 후면뿐만 아니라 미세기공 내부까지 코팅제가 침적되어 코팅됨에 따라 멤브레인(300)의 내구성을 향상시키고 멤브레인(300)의 표면과 미세기공의 내면까지 방오 코팅이 될 수 있다.
따라서, 멤브레인(300)의 표면과 미세기공의 오염물질의 부착을 방지하여 미세기공의 폐색을 방지할 수 있어, 원활한 공기공급으로 산기관의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
여기서, 멤브레인(300)의 무기 나노 코팅제는 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화티탄 및 산화아연 등이 될 수 있으며, 바람직하게는 아나타제형 이산화티탄(TiO2)이 될 수 있다.
이산화티탄은 광촉매로서 작용하여 표면의 미생물의 번식 등을 방지하므로 미생물에 의한 스케일 형성이 억제될 수 있다.
무기 나노코팅제의 입자 크기는 0.1㎚ 내지 30㎚, 바람직하게는 1㎚ 내지 10㎚가 될 수 있다.
아울러, 멤브레인(300)의 코팅방법은 코팅하고자 하는 멤브레인(300) 표면의 오염물질을 제거한 후, 멤브레인(300)에 프라이머층을 형성시키고, 프라이머층이 형성된 멤브레인(300)을 무기 나노 코팅제에 침지하거나, 브러시, 롤러, 스프레이로 도포하여 무기 나노 코팅층을 형성하고 상온에서 건조할 수 있다.
상기 코팅방법을 보다 상세하게 설명하면, 미세기공이 형성된 멤브레인(300)의 표면을 물로 세척하여, 코팅을 하고자 하는 부위의 먼지나 오염물질을 제거한 후, 상기 표면에 남아있는 이형제 등의 기름성분들을 제거하기 위하여, 유기용매인 메탄올이나 에탄올을 도포하여 세척과정을 거쳐 멤브레인(300) 표면의 이물질을 제거할 수 있다.
그리고 이물질이 제거된 멤브레인(300)을 에틸아세테이트 90 내지 98중량 %와, 트리클로로이소시아눌산 2 내지 10중량 %로 구성된 프라이머제에 1 내지 5분 침적한 후, 상온에서 10 내지 30분 자연 건조하여 프라이머층을 형성할 수 있다.
프라이머층이 형성된 멤브레인(300)을 무기 나노 코팅제 용액에 1 내지 5분 침적한 후, 상온에서 20 내지 28시간 자연 건조하여 코팅층이 형성되도록 할 수 있다.
무기 나노 코팅층의 두께는 침적시간에 따라 20㎚ 내지 80㎚로 형성할 수 있다.
필요에 따라 코팅막이 형성된 멤브레인(300)을 2차 코팅하기 위하여 재침적하거나 브러시, 롤러, 스프레이로 도포하여 2차 코팅을 할 수도 있다.
여기서, 2차 코팅은 오염물질의 접촉이 많은 멤브레인(300)의 상면부에 실시될 수 있다.
또한, 미세기공의 내면 코팅을 위하여 무기 나노 코팅제의 에어로졸을 멤브레인(300)을 팽창시키면서 불어넣어, 추가로 미세기공 내부를 코팅할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관한 설명을 하였으나, 기재된 내용의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 기재된 내용의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해질 필요는 없으며, 후술되는 청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 제1 몸체 110 : 날개부
120 : 연결부 121, 232 : 공기배출구
122, 233 : 역류방지체크시트 130 : 공기공급부
140 : 끼움홈 150 : 마감캡
151 : 연결관 152 : 주입구
160 : 끼움구 200 : 제2 몸체
210 : 베이스플레이트 220 : 금속프레임
230 : 공기공급부재 231 : 공기공급관
300 : 멤브레인

Claims (10)

  1. 양측에 날개부(110)가 마주하여 형성되고, 상기 날개부(110)의 안쪽면으로 길이방향을 따라 연결부(120)의 양단이 각각 연결되며, 상기 연결부(120)의 저면으로 길이방향을 따라 공기공급부(130)가 형성되되, 상기 공기공급부(130)의 입구는 상기 연결부(120)의 한쪽 측면에 위치하고, 상기 연결부(120)의 상면에는 상기 공기공급부(130)와 통하는 공기배출구(121)가 일정한 간격을 두고 복수개로 형성되며, 상기 공기배출구(121)에는 역류방지체크시트(122)가 각각 구비되는 제1 몸체(100);
    상기 제1 몸체(100)의 양측에 각각 결합되는 마감캡(150); 및
    상기 연결부(120)의 상측에 설치되며, 길이방향의 전후 끝단이 상기 날개부(110)와 연결부(120)의 연결부위에 고정되고, 양측 끝단은 상기 마감캡(150)과 연결부(120)의 연결부위에 고정되는 멤브레인(300);
    이 포함되는 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
  2. 베이스플레이트(210)의 외측둘레를 따라 금속프레임(220)이 설치되고, 상기 베이스플레이트(210)의 상면에 공기공급부재(230)가 설치되되, 상기 공기공급부재(230)의 상면 한쪽에는 공기공급관(231)이 형성되고, 상기 공기공급부재(230)의 상면을 따라 일정한 간격을 두고 공기배출구(232)가 형성되며, 상기 공기배출구(232)에는 역류방지체크시트(233)가 각각 구비되는 제2 몸체; 및
    상기 베이스플레이트(210)의 상측에 설치되며, 사방의 테두리가 상기 베이스플레이트(210)의 외측둘레와 금속프레임(220) 사이에 고정되는 멤브레인(300);
    이 포함되는 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 역류방지체크시트(122)(233)는,
    상기 공기배출구(121)(232) 상에 설치되어 상기 공기배출구(121)(232)를 폐쇄하다가 상기 공기배출구(121)(232)로 배출되는 공기의 압력에 의해 작동되면서 상기 공기배출구(121)(232)를 개방시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 멤브레인(300)은 EDPM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무 또는 실리콘 또는 폴리우레탄 수지 중 어느 하나로 구성되며, 두께는 0.5mm ~ 0.7mm로 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 멤브레인(300)에 형성되는 미세기공의 직경은 0.15mm ~ 0.25mm로 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 멤브레인(300)에 형성되는 미세기공은 규칙적이면서 반복적인 격자 형태 또는 지그재그 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 멤브레인(300)에 형성되는 미세기공은 1㎠ 당 35개 ~ 45개로 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 멤브레인(300)의 표면은 1nm 내지 10nm의 미세입자로 구성되는 산화알루미늄, 이산화규소, 산화아연 및 아나타제형 이산화티탄으로부터 선택된 어느 하나의 성분이 포함되는 무기 나노 코팅제에 의해 20nm 내지 80nm의 두께로 1차 또는 2차로 코팅되는 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 몸체(100)는 합성수지의 재질로 구성되되, 폴리프로필렌 또는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 또는 염화비닐수지 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 몸체(200)의 금속프레임은 SUS316으로 구성된 것을 특징으로 하는 판형 멤브레인 산기관.
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