KR101942810B1 - 중공사막모듈의 교체가 용이한 침지형 중공사 분리막 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 길이방향을 따라 복수의 다발형태로 배치되는 중공사막과 상기 중공사막의 상/하단을 각각 고정시켜 모듈화하고, 중공사막과 연결되는 처리수 유로를 형성하는 헤더로 이루어진 복수의 중공사막모듈; 상기 중공사막모듈들이 등 간격 이격된 상태로 설치되어 상호 연통된 유로를 형성하도록 하는 모듈프레임; 및 상기 복수의 중공사막모듈의 일측 단부를 일률적으로 결합하여 세트화하고, 세트화된 복수의 중공사막모듈의 타측단부를 모듈프레임측에 수평방향으로 가압시켜 동시 결합되도록 하며, 모듈프레임과 결합하여 중공사막모듈의 이탈을 방지하는 동시에 내부 유로가 연통되도록 하는 착탈프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막모듈의 교체가 용이한 침지형 중공사 분리막 모듈로서,
모듈프레임으로부터 착탈프레임을 해체함으로써 중공사막모듈을 쉽게 분리하거나 교체할 수 있어서 중공사막모듈 교체작업 및 보수작업에 소요되는 시간을 대폭 단축할 수 있고 유지보수가 편리하고, 관리에 소요되는 인력과 비용을 절감하는 효과를 갖는다.

Description

중공사막모듈의 교체가 용이한 침지형 중공사 분리막 모듈{SUBMERGED HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE}

본 발명은 중공사막모듈의 교체가 용이한 침지형 중공사 분리막 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모듈프레임으로부터 착탈프레임을 해체함으로써 중공사막모듈을 쉽게 분리하거나 교체할 수 있어서 중공사막모듈 교체작업 및 보수작업에 소요되는 시간을 대폭 단축할 수 있고 유지보수가 편리하고, 관리에 소요되는 인력과 비용을 절감할 수 있는 중공사막모듈의 교체가 용이한 침지형 중공사 분리막 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 침지식 막분리장치는 생물학적 공정이나 물리화학적 공정으로 오폐수나 하수에 포함된 용존오염물질과 미생물 및 부유물질 등의 이물질을 걸러내고 여과함으로써 오폐수나 하수를 정화하는 장치이다.

분리막은 일반적으로 중공사막을 사용하는데, 하전된 공간내에서 처리용량을 높이고 집적화하기 위해 중공사막 수백 내지 수천 개를 한데 모아서 묶은 중공사막모듈을 사용한다.

중공사막모듈은 분리막유니트의 크기에 맞게 제작되므로 그 크기가 각각 다르지만 대략 가로 세로의 길이는 150cmㅧ120cm이다. 중공사막모듈의 구조는 일반적으로 소정길이를 갖는 중공사막과 중공사막 상하단을 고정하는 헤더가 형성되고, 헤더의 양단에는 상하 헤더를 연결하여 구조를 유지하는 모듈프레임으로 구성된다.

헤더에는 중공사막과 연통되는 유로가 형성되어 있어서, 헤더의 유로에 연결되는 펌핑장치를 통해 부압이 발생되면 중공사막을 통해 정화수가 유입되어 외부로 배출된다.

헤더의 재료는 금속이나 합성수지를 사용하는데, 무게가 가볍고 가격이 저렴하며 성형성이 우수한 합성수지를 사용하는 것이 일반적이다.

상기와 같은 중공사막모듈이 분리막 유니트에 설치될 때에는 분리막 유니트에 헤더를 안착시킬 수 있는 모듈지지대가 구비되고, 그 모듈지지대 사이에 중공사막모듈이 조립된다.

대한민국 등록특허 제10-0594495호에 종래기술인 "침지형 중공사 분리막 모듈"이 개시된다.

상기한 종래기술 침지형 중공사 분리막 모듈은, 중공사막과; 상기 중공사막의 상부와 하부를 각각 고정 지지하는 헤드 및 상기 헤드와 산기관이 결합되고 여과수가 저장되는 집수공간을 갖는 캡으로 구성된 한 쌍의 헤드 어셈블리와; 상기 헤드 어셈블리를 일정한 간격으로 지지하는 지지 프레임을 포함하고, 상기 헤드 어셈블리는 산기관으로 공기를 공급하는 세정공기 공급구와, 집수공간의 여과수가 배출되는 여과수 배출구가 형성되고, 상기 세정공기 공급구와 여과수 배출구의 맞은편에는 인접된 다른 중공사막 모듈의 여과수 배출구와 세정공기공급구가 삽입 결합될 수 있는 여과수 배출구 취부홈과 세정공기 공급구 취부홈이 형성된다.

그러나, 상기한 종래기술은 중공사막의 설치 및 교체시 헤드 어셈블리를 일일이 분해해야 하는 번거로움이 따른다.

이는 중공사막간의 간격이 조밀하게 설치되는 작업공간에서 헤드 어셈블리를 조립하거나 분해하는 것이 어려울 뿐만 아니라 많은 작업시간이 소요되어 관리의 어려움이 따르는 불편함이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0594495호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 모듈프레임으로부터 착탈프레임을 해체함으로써 중공사막모듈을 쉽게 분리하거나 교체할 수 있어서 중공사막모듈 교체작업 및 보수작업에 소요되는 시간을 대폭 단축할 수 있고 유지보수가 편리하고, 관리에 소요되는 인력과 비용을 절감할 수 있는 중공사막모듈의 교체가 용이한 침지형 중공사 분리막 모듈을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 길이방향을 따라 복수의 다발형태로 배치되는 중공사막과 상기 중공사막의 상/하단을 각각 고정시켜 모듈화하고, 중공사막과 연결되는 처리수 유로를 형성하는 헤더로 이루어진 복수의 중공사막모듈;

상기 중공사막모듈들이 등 간격 이격된 상태로 설치되어 상호 연통된 유로를 형성하도록 하는 모듈프레임; 및

상기 복수의 중공사막모듈의 일측 단부를 일률적으로 결합하여 세트화하고, 세트화된 복수의 중공사막모듈의 타측단부를 모듈프레임측에 수평방향으로 가압시켜 동시 결합되도록 하며, 모듈프레임과 결합하여 중공사막모듈의 이탈을 방지하는 동시에 내부 유로가 연통되도록 하는 착탈프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막모듈의 교체가 용이한 침지형 중공사 분리막 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 중공사막모듈은 헤더의 양측단부에 중공사막모듈을 모듈프레임에 착탈 가능하게 결합하는 동시에 중공사막모듈에서 필터링한 처리수를 외부로 방출하기 위한 수평결합노즐이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모듈프레임은 제1/제2수평보 및 수직보의 결합으로 이루어진 육면체의 외형틀을 형성하고, 상기 제1/제2수평보 및 수직보는 내부에 서로 연통하는 내부유로를 형성하며, 상,하 배치되는 한 쌍의 제1수평보 내측면에는 중공사막모듈의 수평결합노즐이 삽탈되는 복수의 제1소켓부를 형성하고, 상기 제1수평보에 대향하여 상,하 배치되는 한 쌍의 제2수평보 상측면에는 착탈프레임과 결합하여 유로를 연결하는 제2소켓부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 착탈프레임은 전면에 중공사막모듈의 수평결합노즐과 결합하는 복수의 제3소켓부를 형성하고, 저면에는 모듈프레임의 제2수평보 상면에 안착되어 제2소켓부와 결합하는 복수의 수직결합노즐을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명은 모듈프레임으로부터 착탈프레임을 해체함으로써 중공사막모듈을 쉽게 분리하거나 교체할 수 있어서 중공사막모듈 교체작업 및 보수작업에 소요되는 시간을 대폭 단축할 수 있고 유지보수가 편리하고, 관리에 소요되는 인력과 비용을 절감하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 침지형 중공사 분리막 모듈을 도시한 결합사시도.
도 2는 도1의 요부 분해사시도.
도 3은 본 발명의 중공사막모듈을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 중공사막모듈과 착탈프레임의 결합전 단면도.
도 5는 본 발명의 중공사막모듈과 착탈프레임의 결합후 단면도.
도 6은 본 발명의 중공사막모듈 및 착탈프레임을 모듈프레임에 결합한 상태의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 침지형 중공사 분리막 모듈을 도시한 결합사시도이고, 도 2는 도1의 요부 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 중공사막모듈을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 중공사막모듈과 착탈프레임의 결합전 단면도이며, 도 5는 본 발명의 중공사막모듈과 착탈프레임의 결합후 단면도이고, 도 6은 본 발명의 중공사막모듈 및 착탈프레임을 모듈프레임에 결합한 상태의 단면도이다.

도 1내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 중공사 분리막 모듈은 크게 중공사막모듈(110), 모듈프레임(120), 착탈프레임(130)으로 구성된다.

상기 각 구성요소들의 유기적 결합관계에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 중공사막모듈(110)은 도 3에서 보는 바와 같이 길이방향을 따라 복수의 다발형태로 배치되는 중공사막(111)과 상기 중공사막(111)의 상/하단을 각각 고정시켜 모듈화하고, 중공사막(111)과 연결되는 처리수 유로를 형성하는 헤더(112)로 이루어진다.

상기 중공사막모듈(110)은 복수 개가 모듈프레임(120)에 장착된다.

보다 상세하게는 복수의 중공사막모듈(110)은 등 간격 이격된 상태로 설치되며 상기 중공사막모듈(110)이 장착된 모듈프레임(120) 내부에는 중공사막모듈(110)과 상호 연통되는 유로(125)를 형성하게 된다.

이때, 상기 중공사막모듈(110)은 헤더(112)의 양측단부에 중공사막모듈(110)을 모듈프레임(120)에 착탈 가능하게 결합하는 동시에 중공사막모듈(110)에서 필터링한 처리수를 외부로 방출하기 위한 수평결합노즐(113)이 형성된다.

상기 수평결합노즐(113)의 표면에는 환형의 요철부(A)를 형성하게 되는데, 상기 요철부(A)는 대상물과의 결합 시에 결합 대상물에 내재된 패킹(P)이 감싸는 형태로 압착함으로써, 이탈방지 및 수밀구조를 제공하게 된다.

그리고, 도 4, 도 6에 도시된 바와 같이 착탈프레임(130)을 이용하여 복수의 중공사막모듈(110)의 타측단부를 일률적으로 결합하여 세트화된 상태로 모듈프레임(120)측에 수평방향으로 가압시켜 복수의 중공사막모듈(110)이 모듈프레임(120)에 동시 결합되도록 할 수 있다.

상기 착탈프레임(130)은 복수의 중공사막모듈(110)을 결합하는 선행 작업을 통해 세트화한 후, 모듈프레임(120)에 장착하는 후행작업을 진행함으로써, 설치작업 및 교체작업이 편리한 이점을 제공하게 된다.

이와 같은 착탈프레임(130)은 모듈프레임(120)과 결합하여 중공사막모듈(110)의 이탈을 방지하는 동시에 내부 유로가 연통되도록 한다.

상기 모듈프레임(120)은 제1/제2수평보(121,122) 및 수직보(123)의 결합으로 이루어진 육면체의 외형틀을 형성하게 된다.

이때, 상기 제1/제2수평보(121,122) 및 수직보(123)의 내부는 중공형태로서, 별도의 관 연결을 통해 중공사막모듈(110)과 연결되는 유로(125)를 형성하게 된다.

또한, 상,하 배치되는 한 쌍의 제1수평보(121) 내측면에는 중공사막모듈(110)의 수평결합노즐(113)이 삽탈되는 복수의 제1소켓부(121a)를 형성하는데, 상기 제1소켓부(121a)는 내부의 유로(125)와 연결되고, 내면 둘레에는 수평결합노즐(113)에 형성된 요철부(A)에 대응하는 패킹부(P)를 형성한다.

그리고, 상기 제1수평보(121)에 대향하여 상,하 배치되는 한 쌍의 제2수평보(122) 상측면에는 착탈프레임(130)과 결합하여 유로(125)를 연결하는 제2소켓부(122a)를 형성한다.

이때, 상기 제2소켓부(122a)는 모듈프레임(120)의 내부 유로(125)와 연결되고, 내면 둘레에는 환형의 패킹부(P)를 형성한다.

상기 모듈프레임(120)의 내부 유로(125)는 외부의 장치부(140)와 연결되는데, 상기 장치부(140)는 중공사막모듈(110)을 통해 여과된 처리수가 배출되도록 배압을 형성하는 배압장치(141) 및 중공사막모듈(110)에 역세공기를 공급하여 중공사에 흡착된 이물질을 청소하기 위한 역세장치(143)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

그리고, 상기 착탈프레임(130)은 전면에 중공사막모듈(110)의 수평결합노즐(113)과 결합하는 복수의 제3소켓부(131)를 형성한다.

상기 제3소켓부(131)는 착탈프레임(130) 내부의 유로(125)와 연결되며 수평결합노즐(113)의 요철부(A)에 대응하여 결합하는 패킹부(P)를 형성한다.

또한, 상기 착탈프레임(130) 저면에는 모듈프레임(120)의 제2수평보(122) 상면에 안착되어 제2소켓부(122a)와 결합하는 복수의 수직결합노즐(133)을 형성한다.

이때, 상기 수직결합노즐(133)의 표면에는 환형의 요철부(A)를 형성하게 되는데, 상기 요철부(A)는 대상물과의 결합 시에 결합 대상물에 내재된 패킹(P)이 감싸는 형태로 압착함으로써, 이탈방지 및 수밀구조를 제공하게 된다.

도 6에서 보는 바와 같이 착탈프레임(130)과의 선행 결합을 통해 세트화된 중공사막모듈(110)을 모듈프레임(120)과 결합함에 있어서, 수평결합노즐(113)과 제1소켓부(121a)가 먼저 결합하게 되는데, 상기 수평결합노즐(113)과 제1소켓부(121a) 사이에 패킹부(P)가 내재되는 형태를 갖기 때문에, 그 상태에서 착탈프레임(130) 결합부 측을 상측으로 들어올릴 경우, 패킹부(P)가 수축 변형하면서 일정각도 비트는 것이 가능해지게 된다.

이와 같은 구조는 착탈프레임(130)의 수직결합노즐(133)이 수직방향으로 모듈프레임(120)의 제2소켓부(122a)와 결합하기 위해 공간을 확보할 수 있도록 한다.

이때, 상기 착탈프레임(130)과 모듈프레임(120) 간의 노즐 결합 후에 도 2내지 도 3에 도시된 바와 같은 잠금수단(150)을 이용해 착탈프레임(130)이 이탈되지 않도록 할 수 있다.

이때, 상기 잠금수단(150)은 도 3을 통해 2가지 형태가 개시되고 있다.

첫째, 모듈프레임(120)의 하부에 도시된 바와 같은 "ㄱ"자 꺽쇠형태이다. 이는 착탈프레임(130)과 모듈프레임(120)의 직교면에 설치되어 각각의 면에 볼트 결합하는 방식으로 체결하는 형태이다.

둘째, 모듈프레임(120)의 상부에 도시된 바와 같은 "-"자 형태이다.

이는 한쪽 끝단이 모듈프레임(120) 측에 회전 가능한 상태로 힌지결합되고, 다른 쪽 끝단에는 손잡이가 있어 상기 손잡이를 잡고 회동하여 착탈프레임(130)의 상부를 가압 고정시키는 형태이다.

물론, 이와 같이 모듈프레임(120)에 착탈프레임이 고정되도록 하는 형태는 다양할 수 있는데 본 발명에서는 2가지의 예를 도시한 것뿐이며, 그 외의 다양한 형태로도 이러한 목적을 달성할 수 있다.

그리고, 본 발명에서 수평결합노즐(113) 또는 수직결합노즐(133)과 소켓부의 결합방식을 예로 설명하였으나, 이와 같은 예는 하나의 실시 예일 뿐 그 외의 다양한 형태로 이러한 목적을 달성할 수 있다.

예컨대, 결합노즐과 소켓부를 서로 반대측에 형성하는 것이나, 소켓부를 원터치 카플링 방식으로 형성하여 착탈을 쉽게 할 수 있고, 결합 후 이탈이 방지되도록 할 수도 있다.

이상에서와 같은 본 발명은 모듈프레임으로부터 착탈프레임을 해체함으로써 중공사막모듈을 쉽게 분리하거나 교체할 수 있어서 중공사막모듈 교체작업 및 보수작업에 소요되는 시간을 대폭 단축할 수 있고 유지보수가 편리하고, 관리에 소요되는 인력과 비용을 절감하는 효과를 갖는다.

상기한 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

110: 중공사막모듈 111: 중공사막
112: 헤더 113: 수평결합노즐
A: 요철부 120: 모듈프레임
121: 제1수평보 121a: 제1소켓부
122: 제2수평보 122a: 제2소켓부
123: 수직보 125: 유로
130: 착탈프레임 131: 제3소켓부
133: 수직결합노즐 140: 장치부
141: 배압장치 143: 역세장치
P: 패킹부

Claims (4)

1. 길이방향을 따라 복수의 다발형태로 배치되는 중공사막(111)과 상기 중공사막(111)의 상/하단을 각각 고정시켜 모듈화하고, 중공사막(111)과 연결되는 처리수 유로를 형성하는 헤더(112)로 이루어진 복수의 중공사막모듈(110);
   제1/제2수평보(121,122) 및 수직보(123)의 결합으로 이루어진 육면체의 외형틀을 형성하고, 상기 제1/제2수평보(121,122) 및 수직부(123)는 내부에 서로 연통하는 내부유로를 형성하며, 상,하 배치되는 한 쌍의 제1수평보(121) 내측면에는 중공사막모듈(110)의 수평결합노즐(113)이 삽탈되는 동시에 내면 둘레에 환형의 패킹부(P)가 형성되는 복수의 제1소켓부(121a)를 형성하고, 상기 제1수평보(121)에 대향하여 상,하 배치되는 한 쌍의 제2수평보(122) 상측면에는 착탈프레임(130)과 결합하여 유로를 연결하는 제1소켓부(121a)를 형성한 모듈 프레임(120);
   상기 복수의 중공사막모듈(110)의 일측 단부를 일률적으로 결합하여 세트화하고, 세트화된 복수의 중공사막모듈(110)의 타측단부를 모듈프레임(120)측에 수평방향으로 가압시켜 동시 결합되도록 하며, 모듈프레임(120)과 결합하여 중공사막모듈(110)의 이탈을 방지하는 동시에 내부 유로가 연통되도록 하는 착탈프레임(130);
   을 포함하고,
   상기 중공사막모듈(110)의 헤더(112)의 양측단부에는 중공사막모듈(110)을 모듈프레임(120)에 착탈 가능하게 결합하는 동시에 중공사막모듈(110)에서 필터링한 처리수를 외부로 방출하기 위한 수평결합노즐(113)이 형성되고,
   상기 착탈프레임(130)의 전면에는 중공사막모듈(110)의 수평결합노즐(113)과 결합되면서 내면 둘레에 환형의 패킹부(P)가 형성되는 복수의 제3소켓부(131)를 형성하고, 저면에는 모듈프레임(120)의 제2수평보(122) 상면에 안착되어 내면 둘레에 환형의 패킹부(P)가 형성되어 있는 제2소켓부(122a)와 결합하는 복수의 수직결합노즐(133)을 형성하며,
   상기 착탈프레임(130)과의 선행 결합을 통해 세트화된 중공사막모듈(110)을 모듈프레임(120)과 결합함에 있어서, 수평결합노즐(113)과 제1소켓부(121a)가 먼저 결합하게 되는데, 상기 수평결합노즐(113)과 제1소켓부(121a) 사이에 패킹부(P)가 내재되는 형태를 갖기 때문에 그 상태에서 착탈프레임(130) 결합부 측을 상측으로 들어올릴 경우, 패킹부(P)가 수축 변형하면서 일정각도 비트는 것이 가능해지게 되므로서, 착탈프레임(130)의 수직결합노즐(133)이 수직방향으로 모듈프레임(120)의 제2소켓부(122a)와 결합하기 위해 공간을 확보할 수 있게 되고, 상기 착탈프레임(130)과 모듈프레임(120) 간의 노즐 결합 후에 잠금수단(150)을 이용해 착탈프레임(130)이 이탈되지 않게 할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 중공사막모듈의 교체가 용이한 침지형 중공사 분리막 모듈.
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