KR101364362B1

KR101364362B1 - 여과장치

Info

Publication number: KR101364362B1
Application number: KR1020120155994A
Authority: KR
Inventors: 문희완
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-02-19
Also published as: WO2014104779A1; MY180674A; CN104870078B; CN104870078A; US9504965B2; JP2015536825A; US20150328587A1; JP6060273B2

Abstract

산기 세정 중에 발생할 수 있는 프레임 구조 내에서의 여과막 모듈의 상대적 진동을 최소화함으로써, 그러한 상대적 진동으로 인해 야기될 수 있는 여과막 모듈의 손상 및 프레임 구조로부터의 여과막 모듈 이탈을 방지할 수 있는 여과장치가 개시된다. 본 발명의 여과장치는, 크로스 바를 갖는 프레임 구조 및 상기 프레임 구조 내에 장착되는 여과막 모듈을 포함한다. 상기 크로스 바는 상기 여과막 모듈의 헤더의 수용부에 삽입되는 제1 리브를 포함한다. 상기 여과장치는, 상기 수용부의 관통홀을 통과한 상기 제1 리브의 일부와 체결됨으로써 상기 여과막 모듈이 상기 프레임 구조로부터 이탈하는 것을 방지하는 스토퍼를 더 포함한다.

Description

여과장치{Filtering Apparatus}

본 발명은 프레임 구조 및 그 안에 장착되는 여과막 모듈을 포함하는 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 산기 세정 중에 발생할 수 있는 프레임 구조 내에서의 여과막 모듈의 상대적 진동을 최소화함으로써, 그러한 상대적 진동으로 인해 야기될 수 있는 여과막 모듈의 손상 및 프레임 구조로부터의 여과막 모듈 이탈을 방지할 수 있는 여과장치에 관한 것이다.

유체로부터 오염물질을 제거하여 정수하는 수처리 방법으로는 가열이나 상변화를 이용하는 방법과 여과막을 이용하는 방법이 있다.

여과막의 세공 크기에 따라 원하는 수질이 안정적으로 얻어질 수 있으므로, 여과막을 이용하는 방법이 가열이나 상변화를 이용하는 방법에 비해 공정의 신뢰도가 높다는 장점이 있다. 또한, 여과막을 이용할 경우 가열 등의 조작이 필요 없기 때문에, 미생물을 이용하는 분리 공정에서 미생물이 열에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수 있다.

여과막을 이용한 분리 방법 중 하나로는 중공사막을 이용하는 방법이 있다. 전통적으로 중공사막은 무균수, 음용수, 초순수 제조 등 정밀 여과 분야에 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 하/폐수처리, 정화조에서의 고액 분리, 산업폐수에서의 부유 물질(SS : Suspended Solid) 제거, 하천수의 여과, 공업용수의 여과, 및 수영장 물의 여과 등으로 그 응용 범위가 확대되고 있다.

여과막 모듈에 의한 수처리가 진행됨에 따라 오염 물질에 의한 여과막 오염 현상이 야기되어 여과막의 투과 성능이 크게 떨어지는 문제점이 발생한다. 다양한 형태의 여과막 오염 물질은 서로 다른 방식으로 막 오염을 유발하기 때문에 오염된 여과막을 세정하는 방법 역시 다양한 방식이 요구된다. 오염된 여과막의 세정은 그 세정 목적에 따라 유지 세정(maintenance cleaning)과 회복 세정(recovery cleaning)으로 분류될 수 있다.

회복 세정은, 장시간 수처리를 진행함에 따라 막 오염이 누적되어 여과막 모듈의 막 투과 성능이 심각하게 저하된 경우에 가동을 중지시킨 상태에서 비교적 장시간 행하여 지는 세정으로서 여과막의 투과 성능을 회복하는데 주요 목적이 있다.

반면, 유지 세정은 여과막 모듈에 의한 수처리가 진행되는 동안 또는 수처리를 잠시 중지한 상태에서 행하여 지는 세정으로서 여과막의 투과 성능을 양호한 상태로 유지하는데 주요 목적이 있다. 이러한 유지 세정은 주로 물리적 세정에 의해 수행된다. 물리적 세정은 백워싱(backwashing)과 산기(aeration) 방식으로 분류될 수 있다.

백워싱 방식은 수처리를 잠시 중지시킨 상태에서 공기 또는 물을 여과막을 통해 역류시킴으로써 막 표면에 붙어 있는 이물질을 제거하는 세정 방식이다. 반면, 산기 방식에 의하면, 산기관으로부터 공기를 분출시켜 공기 방울이 솟아오르도록 함으로써 공기 방울 자체에 의해 여과막 표면에 붙어 있는 이물질이 제거될 뿐만 아니라 상기 공기 방울의 상승에 의해 야기되는 물(수처리 탱크 또는 하우징 내에 담겨 있는)의 상승 또는 순환에 의해 여과막 표면 상의 이물질이 제거된다.

처리되어야 할 원수 내에 여과장치가 침지된 상태에서 여과 작업을 수행하는 침지식 여과장치는, 일반적으로 프레임 구조 및 상기 프레임 구조 내에 장착되는 여과막 모듈을 포함한다. 산기 세정 중에 산기관을 통해 엄청난 힘으로 공기가 분출되기 때문에, 상기 프레임 구조와 상기 여과막 모듈 사이의 결합이 느슨하면 상기 프레임 구조 내에서 상기 여과막 모듈의 상대적 진동이 심하게 된다.

그 결과, 상기 여과막 모듈이 상기 프레임 구조와 충돌하면서 손상을 입게 되는데, 여과막 모듈의 손상은 여과막 모듈의 교체 주기를 짧게 함으로써 교체 비용 상승을 유발한다는 심각한 문제점이 있었다.

더욱 심각한 것은, 상기 프레임 구조 내에서 상기 여과막 모듈의 상대적 진동이 지속 되면서 이들 사이의 체결이 느슨해지거나 체결 구조 자체의 손상이 발생할 경우, 상기 프레임 구조로부터 상기 여과막 모듈이 이탈함으로써 여과되지 않은 원수가 여과수 저장 탱크로 유입될 수 있다는 것이다.

2009년 5월 7일자로 공개된 대한민국 특허등록공보 제10-2009-0043638호(이하, '선행기술'이라 칭함)는 침지식 여과장치를 개시하고 있다.

선행기술의 여과장치는 직육면체 형상의 프레임 구조 및 그 안에 장착되는 중공사막 모듈을 포함한다. 상기 프레임 구조는 4개의 수직 부재들 및 이들에 의해 각각 지지되는 4개의 크로스 바들(cross bars)을 포함하고, 상기 중공사막 모듈은 2개의 헤더들 및 이들 사이의 중공사막을 포함한다.

선행기술에 의하면, 중공사막 모듈의 헤더에 결합 고리가 형성되어 있고, 프레임 구조의 전방 크로스 바에는 탄성 결합 부재가 결합되어 있다. 상기 탄성 결합 부재는 한 쌍의 탄성 날개들과 상기 탄성 날개들 각각의 외측면 상에 형성되어 있는 돌기들을 포함한다.

상기 중공사막 모듈이 상기 프레임 구조 내에 장착될 때, 상기 한 쌍의 탄성 날개들이 상기 헤더의 결합 고리에 형성되어 있는 홀을 통과한다. 이때, 탄성 날개들의 외측면에 각각 형성되어 있는 돌기들이 상기 결합 고리의 홀을 통과할 때 상기 한 쌍의 탄성 날개들이 서로 가까워지는 방향으로 휘어진다. 이어서, 상기 탄성 결합 부재의 돌기들이 상기 결합 고리의 홀을 통과하는 즉시 상기 한 쌍의 탄성 날개들이 탄성력에 의해 원위치로 복귀하게 된다. 상기 돌기들에 의해 상기 탄성 결합 부재가 상기 결합 고리의 홀로부터 빠져나올 수 없게 됨으로써 프레임 구조 내에 중공사막 모듈의 장착이 완료된다.

그러나, 이와 같은 구조에 의하면, 상기 헤더의 결합 고리에 삽입되는 한 쌍의 결합 날개들이 반드시 탄성을 가져야 하기 때문에 프레임 구조 내에서의 중공사막 모듈의 상대적 진동이 완전히 방지될 수 없다. 더욱이, 상기 프레임 구조와 중공사막 모듈의 체결 상태가 오직 조그만 돌기들에만 의존하기 때문에, 중공사막 모듈의 상대적 진동으로 인해 상기 돌기들이 손상됨으로써 중공사막 모듈이 프레임 구조로부터 이탈하는 대형 사고가 초래될 위험이 크다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 여과장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 관점은, 산기 세정 중에 발생할 수 있는 프레임 구조 내에서의 여과막 모듈의 상대적 진동을 최소화함으로써, 그러한 상대적 진동으로 인해 야기될 수 있는 여과막 모듈의 손상 및 프레임 구조로부터의 여과막 모듈 이탈을 방지할 수 있는 여과장치를 제공하는 것이다.

위에서 언급된 본 발명의 관점 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 프레임 구조 및 상기 프레임 구조 내에 장착되는 여과막 모듈을 포함하는 여과장치로서, 상기 프레임 구조는 크로스 바(cross bar)를 포함하고, 상기 여과막 모듈은, 집수부를 갖는 헤더; 및 상기 헤더의 집수부에 유체 연통하는 여과막을 포함하고, 상기 여과막 모듈은 상기 헤더의 길이방향이 상기 크로스 바의 길이방향과 수직이 되는 방식으로 상기 프레임 구조 내에 장착되고, 상기 크로스 바는 상기 헤더의 길이방향으로 돌출된 제1 리브(rib)를 포함하고, 상기 헤더는 상기 제1 리브가 삽입되는 관통홀이 형성된 수용부(receiver)를 가지며, 상기 여과장치는, 상기 수용부의 관통홀을 통과한 상기 제1 리브의 일부와 체결됨으로써 상기 여과막 모듈이 상기 프레임 구조로부터 이탈하는 것을 방지하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치가 제공된다.

상기 스토퍼는 상기 수용부의 관통홀에 삽입되는 제2 리브를 포함할 수 있다.

상기 수용부의 관통홀을 통과한 상기 제1 리브의 일부에는 제1 홀이 형성되어 있고, 상기 스토퍼에는 상기 제1 홀에 대응하는 제2 홀이 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 홀들을 관통하는 볼트 및 너트에 의해 상기 제1 리브와 상기 스토퍼가 체결될 수 있다.

상기 크로스 바는 복수개의 상기 제1 리브들을 포함하고, 상기 여과장치는 복수개의 상기 여과막 모듈들을 포함하고, 상기 여과막 모듈들 각각은 상기 수용부를 포함하고, 각각의 상기 제1 리브는 각각의 상기 수용부의 관통홀에 삽입되며, 상기 스토퍼는 상기 제1 리브들 중 적어도 2개와 체결될 수 있다.

상기 스토퍼는 복수개의 제2 리브들을 포함하고, 각각의 상기 제2 리브는 각각의 상기 수용부의 관통홀에 삽입될 수 있다.

상기 크로스 바는 상기 복수개의 제1 리브들 사이에 제1 돌출부를 더 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 복수개의 제2 리브들 사이에 제2 돌출부를 더 포함할 수 있다.

위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.

본 발명에 의하면, 산기 세정 중에 발생할 수 있는 프레임 구조 내에서의 여과막 모듈의 상대적 진동이 최소화됨으로써, 그러한 상대적 진동으로 인해 야기될 수 있는 여과막 모듈의 손상 및 프레임 구조로부터의 여과막 모듈 이탈이 모두 방지될 수 있다.

이 밖에도, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.

첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과장치를 개략적으로 보여주는 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 여과막 모듈의 헤더가 프레임 구조의 크로스 바에 체결되는 방식을 보여주며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 체결된 여과막 모듈의 헤더 및 프레임 구조의 크로스 바를 개략적으로 보여주는 정면도이다.

본 발명의 여과장치는 프레임 구조 및 그 안에 장착되는 여과막 모듈을 포함한다. 상기 여과막 모듈은 집수부를 갖는 헤더 및 상기 집수부와 유체 연통하는 여과막을 포함한다. 상기 여과막은 중공사막 형태 또는 평막 형태를 가질 수 있지만 본 발명이 이들 형태의 여과막으로 국한되는 것은 아니다.

다만, 설명의 편의를 위하여, 여과막이 중공사막 형태를 갖는 중공사막 모듈을 예로 들어 본 발명의 여과장치를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 여과장치는 프레임 구조(100) 및 중공사막 모듈(200)을 포함한다. 상기 중공사막 모듈(200)은 상기 프레임 구조(100) 내에 장착된다.

각각의 상기 중공사막 모듈(200)은 제1 집수부를 갖는 길쭉한 형상(elongated shape)의 제1 헤더(210), 제2 집수부를 갖는 길쭉한 형상의 제2 헤더(220), 및 상기 제1 및 제2 헤더들(210, 220) 사이의 중공사막들(230)을 포함한다. 상기 중공사막들(230)은 제1 및 제2 집수부들에 각각 유체 연통한다.

상기 중공사막(230)의 제조에 사용될 수 있는 고분자 수지는 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 설폰화 폴리설폰 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 수지, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지 및 폴리에스테르이미드 수지 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 중공사막(230)은 단일막 또는 복합막 형태일 수 있다. 상기 중공사막(230)이 복합막 형태일 경우, 중공사막(230)은 튜브형 브레이드(braid) 및 그 표면 상에 코팅되는 고분자 박막을 포함할 수 있다. 상기 튜브형 브레이드는 폴리에스테르 또는 나일론으로 제조될 수 있고, 상기 고분자 박막은 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 설폰화 폴리설폰 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지 및 폴리에스테르이미드 수지 중 적어도 하나를 포함한다.

중공사막(230)의 일단이 제1 고정층(보이지 않음)을 통해 제1 헤더(210)의 몸체(211)에 고정되어 있고, 그 타단이 제2 고정층(222)을 통해 제2 헤더(220)의 몸체(221)에 고정되어 있다.

상기 중공사막(230)의 중공(lumen)은 제1 및 제2 헤더들(210, 220)의 제1 및 제2 집수부들과 유체 연통한다. 따라서, 상기 중공사막(230)의 중공에 제공된 음압에 의해 상기 중공사막(230)을 통과한 여과수(permeate)가 상기 중공사막(230)의 중공을 통해 상기 제1 및 제2 헤더들(210, 220)의 제1 및 제2 집수부들로 유입된 후 제1 및 제2 배출 파이프들(213, 223)을 통해 배출된다.

선택적으로, 상기 제1 및 제2 헤더들(210, 222) 중 어느 하나만이 집수부를 가질 수도 있다.

또한, 상기 중공사막 모듈(200)은 제1 집수부를 갖는 제1 헤더(210) 및 중공사막들(230)만으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 중공사막(230)의 일단이 상기 제1 집수부와 유체 연통하고 그 타단은 실링되어 있을 수 있다.

한편, 도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 구조(100)는 4개의 수직 부재들(111, 112) 및 3개의 크로스 부재들(121, 122, 123)을 포함한다.

상기 수직 부재들(111, 112)은 2개의 전방 수직 부재들(112) 및 2개의 후방 수직 부재들(111)을 포함하고, 이들 각각은 프레임 구조(100) 내에 장착되는 중공사막 모듈(200)의 중공사막(230)과 평행한 길이방향을 갖는다.

상기 크로스 부재들(121, 122, 123)은 전방 크로스 부재(123) 및 2개의 후방 크로스 부재들(121, 122)을 포함한다. 상기 전방 크로스 부재(123)는 상기 2개의 전방 수직 부재들(112)에 직접 결합함으로써 이들에 의해 지지되고, 상기 후방 크로스 부재들(121, 122) 각각은 상기 2개의 후방 수직 부재들(111)에 직접 결합함으로써 이들에 의해 지지된다. 상기 크로스 부재들(121, 122, 123)은 상기 중공사막 모듈(200)의 제1 및 제2 헤더들(210, 220)과 상기 중공사막(230)에 각각 수직인 길이방향을 갖는다.

상기 후방 크로스 부재들(121, 122)은 상기 중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210) 및 제2 헤더(220)에 각각 대응하는 후방 상부 크로스 부재(121) 및 후방 하부 크로스 부재(122)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 도 1에 예시된 바와 같이, 후방 상부 크로스 부재(121)는 상기 중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210)의 제1 집수부와 연통하는 파이프이다. 구체적으로, 상기 후방 상부 크로스 부재(121)의 체결 홀(121a)에 제1 헤더(210)의 제1 배출 파이프(213)가 삽입됨으로써 상기 제1 헤더(210)가 상기 후방 상부 크로스 부재(121)에 지지됨과 동시에 상기 제1 헤더(210)의 제1 집수부가 상기 후방 상부 크로스 부재(121)에 유체 연통하게 된다. 이와 유사하게, 상기 후방 하부 크로스 부재(122)도 유체 통로를 제공하는 파이프이며, 상기 후방 하부 크로스 부재(122)의 체결 홀(122a)에 제2 헤더(220)의 제2 배출 파이프(223)가 삽입됨으로써 상기 제2 헤더(220)가 상기 후방 하부 크로스 부재(122)에 지지됨과 동시에 상기 제2 헤더(220)의 제2 집수부가 상기 후방 하부 크로스 부재(122)에 유체 연통하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 2개의 후방 수직 부재들(111) 각각이 상기 후방 상부 크로스 부재(121) 및 상기 후방 하부 크로스 부재(122)와 유체 연통하는 파이프이다. 따라서, 중공사막(230)의 중공에 제공된 음압에 의해 상기 중공사막(230)을 통과한 여과수가 상기 제1 및 제2 헤더들(210, 220)의 제1 및 제2 집수부들로 유입된 후 제1 및 제2 배출 파이프들(213, 223)을 통해 후방 상부 크로스 부재(121) 및 후방 하부 크로스 부재(122)로 전달되고, 상기 후방 수직 부재들(111)의 배출 포트들(111a)을 통해 외부로 배출된다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 2개의 후방 수직 부재들(111) 중 하나(이하, '제1 후방 수직 부재'라 칭함)는 상기 후방 상부 크로스 부재(121)와 유체 연통하는 파이프이며, 상기 2개의 후방 수직 부재들(111) 중 다른 하나(이하, '제2 후방 수직 부재'라 칭함)는 상기 후방 하부 크로스 부재(122)와 유체 연통하는 파이프이다. 따라서, 상기 중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210)의 제1 집수부로 유입된 여과수는 후방 상부 크로스 부재(121) 및 제1 후방 수직 부재를 순차적으로 통과한 후 여과장치 외부로 배출된다. 반면, 상기 중공사막 모듈(200)의 제2 헤더(220)의 제2 집수부로 유입된 여과수는 후방 하부 크로스 부재(122) 및 제2 후방 수직 부재를 순차적으로 통과한 후 여과장치 외부로 배출된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 2개의 후방 크로스 부재들(121, 122) 중 하나는 유체 통로를 제공하는 파이프가 아니며 상기 중공사막 모듈(200)의 제1 및 제2 헤더들(210, 220) 중 그에 대응하는 헤더를 단순히 지지하는 기능만을 할 수도 있다. 이 경우, 단순 지지 기능만을 수행하는 후방 크로스 부재에 대응하는 헤더는 그 안에 집수부를 가지지 않을 수도 있으며, 상기 2개의 후방 수직 부재들(111) 모두가 또는 이들 중 어느 하나만이 여과수 통로를 제공하는 후방 크로스 부재에 유체 연통하는 방식으로 결합하는 파이프일 수 있다.

본 발명의 프레임 구조(100)는 상기 중공사막 모듈(200)의 제1 및 제2 헤더들(210, 220)과 평행한 길이방향을 갖는 수평 부재들(131, 132)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 수평 부재들(131, 132)은 상부 수평 부재들(131) 및 이들보다 낮은 곳에 위치하는 하부 수평 부재들(132)을 포함한다. 상기 수평 부재들(131, 132) 각각은 상기 전방 수직 부재들(112)과 상기 후방 수직 부재들(111) 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위하여 그 양단이 상기 전방 수직 부재들(121) 중 하나와 상기 후방 수직 부재들(111) 중 하나에 각각 직접 결합된다.

본 발명의 프레임 구조(100)는 상기 중공사막 모듈(200)의 아래에 위치하는 산기부(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 전방 수직 부재들(112) 중 적어도 하나는 상기 산기부(150)와 유체 연통하는 파이프로서, 상기 산기부(150)에 공급될 공기를 위한 통로를 제공한다. 상기 전방 크로스 부재(123)는 산기부(150)에 공급될 공기를 위한 통로를 제공하는 전방 수직 부재(들)(112)에 유체 연통하는 파이프이다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전방 수직 부재들(112) 모두가 상기 산기부(150)와 유체 연통하는 파이프들로서 상기 산기부(150)에 공급될 공기를 위한 통로를 제공하며, 상기 전방 크로스 부재(123)는 상기 2개의 전방 수직 부재들(112)을 통해 상기 산기부(150)와 간접적으로 유체 연통하는 파이프이다. 이 경우, 중공사막(230)의 세정을 위한 공기가 전방 크로스 부재(123) 및 전방 수직 부재들(112)을 순차적으로 통과한 후 상기 산기부(150)에 제공된다.

선택적으로, 도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 상기 프레임 구조(100)는 상기 전방 크로스 부재(123)에 공기를 제공하기 위하여 상기 전방 크로스 부재(123)와 유체 연통하는 에어 파이프(140)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 유입 포트(141)를 통해 상기 에어 파이프(140) 내로 유입된 공기가 전방 크로스 부재(123) 및 전방 수직 부재들(112)을 순차적으로 통과한 후 상기 산기부(150)에 제공된다.

한편, 상기 산기부(150)는 상기 전방 수직 부재들(112) 중 적어도 하나와 유체 연통하는 중계관(151) 및 다수의 산기관들(152)을 포함할 수 있다. 상기 중계관(151)은 상기 유체 연통하는 전방 수직 부재(들)(112)로부터 공급받은 공기를 상기 다수의 산기관들(152)에 분배한다. 산기관들(152) 내에 유입된 공기는 산기관들(152)에 형성된 홀들(H)을 통해 원수로 배출된 후 위로 상승하면서 중공사막(230) 표면에 붙어 있는 오염물질을 제거한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 산기부(150)는 2개의 중계관들(151)을 포함하고, 각 중계관(151)의 양단들이 상기 전방 수직 부재들(121) 중 하나와 상기 후방 수직 부재들(111) 중 하나에 각각 직접 결합함으로써 이들 사이의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있다. 이 경우, 동일한 기능을 수행하는 하부 수평 부재들(132)은 생략될 수 있다.

본 발명의 프레임 구조(100)는, 도 1에 예시된 바와 같이, 적어도 하나의 크로스 바(124, 125)를 포함한다. 상기 중공사막 모듈(200)은 상기 헤더(210, 220)의 길이방향 및 상기 중공사막(230)의 길이방향이 상기 크로스 바(124, 125)의 길이방향과 각각 수직이 되는 방식으로 상기 프레임 구조(100) 내에 장착된다.

상기 중공사막 모듈(200)이 제1 집수부를 갖는 제1 헤더(210) 및 중공사막들(230)만으로 구성될 경우, 상기 중공사막(230)의 일단이 상기 제1 집수부와 유체 연통하고, 그 타단은 실링되어 있으며, 상기 프레임 구조는 1개의 크로스 바(125)만을 포함할 수 있다.

반면, 상기 중공사막 모듈(200)이 2개의 헤더들(210, 220) 및 이들 사이의 중공사막들(230)을 포함할 경우, 도 1에 예시된 바와 같이, 상기 프레임 구조(100)는 2개의 크로스 바들, 즉 상부 크로스 바(125) 및 하부 크로스 바(124)를 포함한다.

상기 상부 크로스 바(125)는 상기 전방 크로스 부재(123)의 아래 부분에 결합되어 있다. 선택적으로, 상기 상부 크로스 바(125)는 상기 전방 수직 부재들(112)에도 직접적으로 결합되어 있을 수 있다. 상기 중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210)의 상기 제1 배출 파이프(213) 반대 측 부분이 상기 상부 크로스 바(125)에 체결된다.

상기 하부 크로스 바(124)은 상기 2개의 전방 수직 부재들(112)에 직접 결합되어 있다. 상기 중공사막 모듈(200)의 제2 헤더(220)의 상기 제2 배출 파이프(223) 반대 측 부분이 상기 하부 크로스 바(124)에 체결된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 및 제2 헤더들(210, 220)의 제1 및 제2 배출 파이프들(213, 223)이 후방 상부 크로스 부재(121) 및 후방 하부 크로스 부재(122)의 체결 홀들(121a, 122a)에 각각 삽입되고, 제1 및 제2 헤더들(210, 220)의 제1 및 제2 배출 파이프들(213, 223) 반대 측 부분들이 상부 크로스 바(125) 및 하부 크로스 바(124)에 각각 체결됨으로써, 상기 중공사막 모듈(200)이 상기 프레임 구조(100) 내에 장착된다.

이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 여과막 모듈(200)의 제2 헤더(220)가 프레임 구조(100)의 하부 크로스 바(124)에 체결되는 방식을 구체적으로 설명한다.

도 2에 예시된 바와 같이, 본 발명의 하부 크로스 바(124)는 중공사막 모듈(200)의 제2 헤더(220)의 길이방향으로 돌출된 제1 리브(rib)(124a)를 포함하고, 상기 제2 헤더(220)는 제2 배출 파이프(223)의 반대 측 부분 및 상기 제2 고정층(222)의 반대 면 상에 형성된 수용부(224)를 포함한다.

상기 제2 헤더(220)의 수용부(224)에는 관통홀(TH)이 형성되어 있다. 상기 중공사막 모듈(200)이 프레임 구조(100) 내에 장착될 때, 상기 하부 크로스 바(124)의 제1 리브(124a)가 상기 수용부(224)의 관통홀(TH)에 삽입된다.

또한, 본 발명의 여과장치는 스토퍼(300)를 더 포함한다. 상기 스토퍼(300)는 상기 수용부(224)의 관통홀(TH)을 통과한 상기 제1 리브(124a)의 일부와 체결됨으로써 상기 중공사막 모듈(200)[더욱 구체적으로는, 상기 제2 헤더(220)]이 상기 프레임 구조(100)[더욱 구체적으로는, 상기 하부 크로스 바(124)]로부터 이탈하는 것을 방지한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 도 2에 예시된 바와 같이, 상기 제2 헤더(220)의 수용부(224)의 관통홀(TH)을 통과한 상기 하부 크로스 바(124)의 제1 리브(124a)의 일부에 제1 홀(H1)이 형성되어 있고, 상기 스토퍼(300)에는 상기 제1 홀(H1)에 대응하는 제2 홀(H2)이 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 홀들(H1, H2)을 관통하는 볼트(410) 및 너트(420)에 의해 상기 하부 크로스 바(124)의 제1 리브(124a)와 상기 스토퍼(300)가 체결된다.

상기 스토퍼(300)는 상기 제2 헤더(220)의 수용부(224)의 관통홀(TH)에 삽입되는 제2 리브(310)를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 헤더(220)의 수용부(224)의 관통홀(TH)이 충분히 큰 사이즈를 가짐으로써 하부 크로스 바(124)의 제1 리브(124a)가 용이하게 삽입될 수 있으며, 상기 제1 리브(124a)에 이어서 상기 스토퍼(300)의 제2 리브(310)가 상기 수용부(224)의 관통홀(TH)에 삽입됨으로써 상기 하부 크로스 바(124)의 제1 리브(124a)가 상기 제2 헤더(220)의 수용부(224)의 관통홀(TH) 내에 타이트하게 유지될 수 있고, 그 결과, 산기 세정 중에 발생할 수 있는 프레임 구조(100) 내에서의 중공사막 모듈(200)의 상대적 진동이 최소화될 수 있다.

또한, 상기 제1 리브(124a)와 더불어 상기 제2 리브(310)가 상기 수용부(224)의 관통홀(TH)에 삽입됨으로써, 산기 세정 시 상기 중공사막 모듈(200)의 제2 헤더(220)의 수용부(224)에 가해지는 힘이 상기 제1 및 제2 리브들(124a, 310)로 분산될 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 의하면, 여과장치의 내구성이 향상됨으로써, 중공사막 모듈(200)의 손상 및 프레임 구조(100)로부터의 중공사막 모듈(200) 이탈이 모두 방지될 수 있다.

선택적으로, 상기 하부 크로스 바(124)의 제1 리브(124a)가 상기 제2 헤더(220)의 수용부(224)의 관통홀(TH) 내에 더욱 타이트하게 유지될 수 있도록 하기 위하여, 상기 제2 헤더(200)의 수용부(224)는 제1 및 제2 리브들(124a, 310)이 삽입된 상태에서 상기 스토퍼(300)의 제2 리브(310)를 상기 하부 크로스 바(124)의 제1 리브(124a) 방향으로 가압하는 탄성부재(미도시)를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 여과장치는 프레임 구조(100) 내에 복수개의 중공사막 모듈들(200)이 장착되기 때문에, 상기 프레임 구조(100)의 하부 크로스 바(124)는, 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 복수개의 제1 리브들(124a)을 포함한다.

복수개의 중공사막 모듈들(200) 각각의 제2 헤더(220)는 관통홀(TH)이 형성된 수용부(224)를 포함하고, 각각의 상기 제1 리브(124a)는 각각의 상기 수용부(224)의 관통홀(TH)에 삽입된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 하부 크로스 바(124)는, 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 상기 제1 리브들(124a) 사이의 제1 돌출부(들)(124b)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 돌출부(들)(124b)의 존재로 인해, 산기 세정 시 상기 중공사막 모듈(200)의 제2 헤더(220)의 수용부(224)에 가해지는 힘이 상기 제1 리브(124a)와 제1 돌출부(들)(124b)로 분산됨으로써 여과장치의 내구성이 향상될 수 있다.

상기 여과장치는 복수개의 스토퍼들(300)을 포함하며, 상기 스토퍼들(300) 각각은, 프레임 구조(100) 내 중공사막 모듈들(200)의 장착의 편의성을 위하여, 상기 수용부(224)의 관통홀(TH)을 통과한 상기 제1 리브들(124a) 중 적어도 2개와 체결될 수 있다.

또한, 각 스토퍼(300)는, 도 2에 예시된 바와 같이, 복수개의 제2 리브들(310)을 포함하고, 상기 제2 리브들(310)은 상기 하부 크로스 바(124)의 제1 리브들(124a)과 더불어 상기 수용부들(224)에 각각 삽입될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 스토퍼(300)는, 도 2에 예시된 바와 같이, 상기 제2 리브들(310) 사이의 제2 돌출부(들)(320)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 돌출부(들)(320)의 존재로 인해, 산기 세정 시 상기 중공사막 모듈(200)의 제2 헤더(220)의 수용부(224)에 가해지는 힘이 상기 제1 및 제2 리브들(124a, 310)과 제1 및 제2 돌출부들(124b, 320)로 분산됨으로써 여과장치의 내구성이 더욱 향상될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 여과장치는 상기 하부 크로스 바(124)의 제1 리브들(124a)과 동일한 개수의 스토퍼들(300)을 포함하고, 상기 스토퍼들(300) 각각은 오직 하나의 제1 리브(124a)와 체결될 수도 있다.

프레임 구조(100)의 상부 크로스 바(125)와 중공사막 모듈(100)의 제1 헤더(210)는 하부 크로스 바(124) 및 제2 헤더(220)와 그 모양만 각각 대칭일 뿐 동일한 구조를 가지며 동일한 방식으로 체결된다.

예를 들어, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, 상기 크로스 바(125)가 제1 리브들(125a) 및 이들 사이의 제1 돌출부들(125b)을 갖고, 중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210)는 제1 배출 파이프(213)의 반대 측 부분 및 제1 고정층의 반대 면 상에 형성된 수용부(214)를 포함하며, 상기 중공사막 모듈(200)이 프레임 구조(100) 내에 장착될 때, 상기 상부 크로스 바(125)의 제1 리브(125a) 및 스토퍼(300)의 제2 리브(310)가 상기 수용부(214)의 관통홀에 삽입된다.

상술한 본 발명에 의하면, 산기 세정 중에 발생할 수 있는 프레임 구조(100) 내에서의 여과막 모듈(200)의 상대적 진동이 최소화됨으로써, 그러한 상대적 진동으로 인해 야기될 수 있는 여과막 모듈(200)의 손상 및 프레임 구조(100)로부터의 여과막 모듈(200) 이탈이 모두 방지될 수 있다.

100: 프레임 구조 124: 하부 크로스 바
124a: 제1 리브 124b: 제1 돌출부
125: 상부 크로스 바 200: 중공사막 모듈
210: 제1 헤더 220: 제2 헤더
224: 수용부 230: 중공사막
300: 스토퍼 310: 제2 리브
320: 제2 돌출부 410: 볼트
420: 너트

Claims

프레임 구조 및 상기 프레임 구조 내에 장착되는 여과막 모듈을 포함하는 여과장치에 있어서,
상기 프레임 구조는 크로스 바(cross bar)를 포함하고,
상기 여과막 모듈은,
집수부를 갖는 헤더; 및
상기 헤더의 집수부에 유체 연통하는 여과막을 포함하고,
상기 여과막 모듈은 상기 헤더의 길이방향이 상기 크로스 바의 길이방향과 수직이 되는 방식으로 상기 프레임 구조 내에 장착되고,
상기 크로스 바는 상기 헤더의 길이방향으로 돌출된 제1 리브(rib)를 포함하고,
상기 헤더는 상기 제1 리브가 삽입되는 관통홀이 형성된 수용부(receiver)를 가지며,
상기 여과장치는, 상기 수용부의 관통홀을 통과한 상기 제1 리브의 일부와 체결됨으로써 상기 여과막 모듈이 상기 프레임 구조로부터 이탈하는 것을 방지하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제1항에 있어서,
상기 스토퍼는 상기 수용부의 관통홀에 삽입되는 제2 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제1항에 있어서,
상기 수용부의 관통홀을 통과한 상기 제1 리브의 일부에는 제1 홀이 형성되어 있고,
상기 스토퍼에는 상기 제1 홀에 대응하는 제2 홀이 형성되어 있으며,
상기 제1 및 제2 홀들을 관통하는 볼트 및 너트에 의해 상기 제1 리브와 상기 스토퍼가 체결되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제1항에 있어서,
상기 크로스 바는 복수개의 상기 제1 리브들을 포함하고,
상기 여과장치는 복수개의 상기 여과막 모듈들을 포함하고,
상기 여과막 모듈들 각각은 상기 수용부를 포함하고,
각각의 상기 제1 리브는 각각의 상기 수용부의 관통홀에 삽입되며,
상기 스토퍼는 상기 제1 리브들 중 적어도 2개와 체결되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제4항에 있어서,
상기 스토퍼는 복수개의 제2 리브들을 포함하고,
각각의 상기 제2 리브는 각각의 상기 수용부의 관통홀에 삽입되는 것을 특징으로 하는 여과장치.
제5항에 있어서,
상기 크로스 바는 상기 복수개의 제1 리브들 사이에 제1 돌출부를 더 포함하고,
상기 스토퍼는 상기 복수개의 제2 리브들 사이에 제2 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.