CN110662596A - 供给间隔件和包括其的反渗透过滤模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及供给间隔件和包括其的反渗透过滤模块，并且更特别地，涉及这样的供给间隔件和包括其的反渗透过滤模块，在所述供给间隔件中根据原水的流动方向在一个供给间隔件中不同地形成线的角，以便将压差减小区和回收率增加区分离以执行多种功能。

Description

供给间隔件和包括其的反渗透过滤模块
技术领域
本申请要求于2017年12月12日和2018年11月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0170395号和第10-2018-0137968号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及供给间隔件和包括其的反渗透过滤模块，并且更特别地，涉及这样的供给间隔件和包括其的反渗透过滤模块，在所述供给间隔件中根据原水的流动方向在一个供给间隔件中不同地形成线的角，以便将压差减小区和回收率增加区分离以执行多种功能。
背景技术
随着全球变暖加剧水短缺，作为替代水资源保障技术的水纯化技术正在引起关注。
因此，预期使用反渗透膜(其是利用替代水资源例如海水淡化和水再利用的下一代供水业务的核心技术)的水处理过程引领水工业市场。
透过反渗透膜的水变为纯水或无限接近纯水的水，并且用于各种领域，例如用于医学用途的无菌水、用于人工透析的纯化水或用于在电子工业中制造半导体的水。
本文中，反渗透用半透膜分离具有浓度差的两种溶液，并且在具有较低浓度的溶液在一定时间段之后向具有较高浓度的溶液移动的同时产生预定的水位差，这被称为渗透现象。此外，在该过程期间产生的水位差是指反渗透压力。通过使用其原理仅使水分子通过半透膜并纯化水的装置被称为反渗透设备，并且反渗透设备中包括的半透膜是反渗透过滤模块。
反渗透过滤模块包括中心管、供给间隔件、反渗透(RO)膜、经编针织物过滤水路径等。
其中，供给间隔件充当通过其引入原水的通道。供给间隔件以一种网格形式的形状形成。当原水流入由一种形状形成的供给间隔件时，由于由供给间隔件引起的流动阻碍而产生压差，从而引起能量成本增加的问题。
此外，通过水渗透通量在反渗透膜附近基本上产生浓差极化现象，并且随着浓差极化现象增强，在反渗透膜附近渗透压增加，使得存在水渗透率降低的问题。
关于此，需要这样的供给间隔件，其通过使用一个供给间隔件减少压差的产生并减轻浓差极化现象来提高反渗透过滤模块的效率。
发明内容
技术问题
构思本发明以解决上述问题，并且本发明的一个目的是提供供给间隔件的结构，其中通过在一个供给间隔件中形成交叉角不同的区域，并使交叉区域与非交叉区域之间的直径比不同来增加流动路径的截面积，使得同时形成用于减小压差的区域和用于增加回收率的区域。
技术方案
本发明的一个示例性实施方案提供了供给间隔件，其包括：其中复数根线平行定位的第一组；和其中复数根线与第一组的复数根线交叉且平行定位的第二组，其中第一组与第二组的交叉角根据原水的流动方向而增加。
在示例性实施方案中，第一组与第二组的交叉角可以根据原水的流动方向逐渐增加。
在示例性实施方案中，在供给间隔件中，第一组与第二组的交叉点的直径可以和第一组与第二组的非交叉点的直径不同。
在示例性实施方案中，在供给间隔件中，第一组与第二组的交叉点和非交叉点之间的直径差可以根据原水的流动方向而减小。
在示例性实施方案中，供给间隔件可以由第一级和第二级形成，并且第一级中的第一组与第二组的交叉角可以小于第二级中的第一组与第二组的交叉角。
在示例性实施方案中，第二级中的第一组与第二组的交叉点之间的距离可以小于第一级中的第一组与第二组的交叉点之间的距离。
在示例性实施方案中，在供给间隔件中，根据原水的流动方向，第一级的直径差可以大于第二级的直径差。
在示例性实施方案中，第一组与第二组的交叉点处的线的直径可以相同。
在示例性实施方案中，在第一组与第二组的非交叉点处，第一组的线的直径可以小于第二组的线的直径。
本发明的另一个示例性实施方案提供了包括供给间隔件的反渗透过滤模块。
在示例性实施方案中，反渗透过滤模块可以包括：管，所述管包括用于沿纵向上接纳渗透液体的开口；和一个或更多个反渗透膜，所述一个或更多个反渗透膜从所述管沿向外方向延伸并且卷绕在所述管的周围，并且间隔件与一个或更多个反渗透膜接触并且卷绕在所述管的周围。
有益效果
根据本发明，通过在一个供给间隔件中形成交叉角不同的区域，并使交叉区域与非交叉区域之间的直径比不同来增加流动路径的截面积，使得同时形成用于减小压差的区域和用于增加回收率的区域，由此通过使用一个供给间隔件实现多种效果。
附图说明
图1是根据本发明的一个示例性实施方案的供给间隔件的俯视图。
图2是根据本发明的示例性实施方案的供给间隔件的透视图。
图3(a)是图1的A部分的线的放大图，图3(b)是图1的B部分的线的放大图。
具体实施方式
将参照附图详细描述本发明。本文中，将省略重复描述和可能不必要地使本发明的要点不清楚的公知功能和配置的详细描述。提供本发明的示例性实施方案以向本领域技术人员完整地说明本发明。因此，为了清楚描述，可以放大附图中的元件的形状、尺寸等。
在整个说明书中，除非明确地描述相反，否则当说某个部分“包括/包含”构成要素时，这意指还可以“包括/包含”另一构成要素，而不是排除另一构成要素。
在下文中，提供了一个示例性实施方案以帮助理解本发明。然而，提供以下示例性实施方案仅用于更容易地理解本发明，并且本发明的内容不受示例性实施方案的限制。
<供给间隔件>
图1是根据本发明的一个示例性实施方案的供给间隔件的俯视图，图2是根据本发明的示例性实施方案的供给间隔件的透视图，图3(a)是图1的A部分的线的放大图，图3(b)是图1的B部分的线的放大图。
根据本发明的供给间隔件可以包括其中复数根线平行定位的第一组和第二组。
在第一组中，一根或更多根线可以平行定位，并且在此，线可以定位成相对于原水的方向倾斜。此外，在第二组中，一根或更多根线也可以平行定位，并且第二组可以定位成与第一组交叉。此外，第二组定位成与第一组的倾斜方向相反的倾斜方向，使得可以以格栅形状提供第一组10和第二组20。
此外，第一组10可以以相对于原水的流动方向成10°至80°的角定位，并且第二组20可以以相对于原水的流动方向成100°至170°的倾斜度定位。例如，当形成第一组10的线以相对于原水的流动方向成30°倾斜时，第二组20的线可以在以相对于原水的流动方向成120°倾斜时定位。
在这种情况下，当第一组10与原水的流动方向之间形成的角小于10°时，由线形成的流动路径的截面积减小，并且在供给间隔件的中心部分中不产生层流速度梯度，使得可能存在极化现象增加的问题，而当第一组10与原水的流动方向之间形成的角大于80°时，流动路径的截面积减小，并且原水主动在上下方向上流动，使得可能存在压力损失增加的问题。在此，流动路径由形成各组的线形成，并且可以意指定位在供给间隔件的上部和下部的反渗透膜与各组之间的空间。
此外，在根据本发明的供给间隔件中，第一组10与第二组20的交叉角可以根据原水的流动方向而不同。更特别地，可以根据第一组与第二组之间的角将其中压差减小的区域A和其中回收率增加的区域B分离。其中压差减小的区域和其中回收率增加的区域的范围没有限制，只要所述区域能够执行功能即可。
此外，在首先与原水接触的部分中，可以定位其中压差减小的区域A，并且可以定位其中根据原水的流动方向增加回收率的区域B。即，第一组10与第二组20的交叉角可以根据原水的流动方向而增加，并且角可以逐渐增加。因此，根据本发明的供给间隔件可以由两级形成，并且其中压差减小的区域A(第一级)中的第一组与第二组的交叉角a1可以形成为小于其中回收率增加的区域B(第二级)中的第一组与第二组的交叉角a2。即，根据其中压差减小的区域A(第一级)中的第一组与第二组的交叉形成的交叉点之间的距离d1可以形成为大于其中回收率增加的区域B(第二级)中的交叉点之间的距离d2。即，基于相同的面积，其中压差减小的区域中的交叉点的密度可以为低的，而其中回收率增加的区域中的交叉点的密度可以为高的。
在根据本发明的供给间隔件中，形成第一组和第二组的线的直径比可以根据区域而不同，并且第一组10与第二组20的交叉点和非交叉点的直径可以不同。参照图2，形成第一组10和第二组20的每根线的厚度可以是不对称的，并且这可以意指在线的中心处形成突出部分并且线的直径增加，使得不对称地形成突出部分和非突出部分的直径。
在示例性实施方案中，形成其中压差减小的区域A的线的直径比可以形成为大于形成其中回收率增加的区域B的线的直径比。参照图3，形成其中压差减小的区域A的线的突出部分的直径W2和非突出部分的直径W1之差可以形成为大于形成其中回收率增加的区域B的线的突出部分的直径W2和非突出部分的直径W1'之差。即，交叉点和非交叉点处的线的直径之差可以根据原水的流动方向而减小。
此外，不管区域如何，根据本发明的供给间隔件具有相同的厚度。即，第一组10和第二组20的突出部分可以交叉以形成供给间隔件，并且其中压差减小的区域和其中回收率增加的区域的突出部分的直径W2可以形成为相同的。更特别地，在根据本发明的第一组10和第二组20中，形成第一组10的线的突出部分与形成第二组20的线的突出部分交叉，由此确定供给间隔件的厚度。因此，可以通过非突出部分W1和W1'来调节形成各区域的线的直径比之差。
根据本发明的供给间隔件具有这样的效果：通过使用一个供给间隔件经由调节第一组10与第二组20之间的角a1和a2以及线的直径比来实现多种功能和效果。
更特别地，在其中压差减小的区域A中，可以通过减小第一组10与第二组20之间的角a1并增加突出部分W2与非突出部分W1之间的直径差来增加供给间隔件的流动路径。因此，当通过供给间隔件引入原水时，由于宽的流动路径，供给间隔件不中断原水的流动，使得可能存在压差减小的效果。减少压差的产生，使得可以提供能够减轻供给间隔件的浓差极化现象并提高反渗透过滤模块的效率的供给间隔件。
更特别地，在其中回收率增加的区域B中，可以通过增加第一组10与第二组20之间的角a2并减小突出部分W2与非突出部分W1'之间的直径差来减小供给间隔件的流动路径，由此增加渗透水的量。即，在用相同压力向供给间隔件提供原水的情况下，当供给间隔件的流动路径减小时，压力增加。因此，可能存在根据增加的压力增加回收率的效果。
在这种情况下，其中压差减小的区域A的非突出部分W1的直径可以与其中回收率增加的区域B的非突出部分W1'的直径不同。即，可以通过非突出部分W1和W1'来调节其中压差减小的区域A与其中回收率增加的区域B的直径比。
因此，本发明的特征在于，根据本发明的供给间隔件的高度在其中压差减小的区域A和其中回收率增加的区域B中是相同的。
<反渗透过滤模块>
反渗透过滤模块是膜分离装置的构成元件，其用于通过使用反渗透压力原理来纯化实际供应的水。反渗透过滤模块可以包括反渗透膜、供给间隔件、经编针织物过滤水路径，以及包括根据纵向接纳渗透液体的开口的管。此外，反渗透过滤模块还可以包括一对伸缩防止装置，但是将省略对伸缩防止装置的详细描述。
一个或更多个反渗透膜通过使用渗透过滤包含在水中的异物，并且充当允许纯化水有效流动的流动路径。一个或更多个反渗透膜从管沿向外方向延伸并且卷绕在管的周围。
作为供给间隔件，可以提供根据本发明的供给间隔件。更特别地，供给间隔件可以由其中复数根线平行定位的第一组和第二组形成，并且可以通过第一组与第二组之间的角和第一组与第二组之间的线直径比之差分成一个或更多个区域。根据本发明的供给间隔件与上述供给间隔件相同，使得将省略其详细描述。
供给间隔件形成通过其从外部引入原水的通道，并且用于保持一个反渗透膜与另一个反渗透膜之间的间隙。为此，供给间隔件在上侧和下侧与一个或更多个反渗透膜接触，并且与一个或更多个反渗透膜相似，形成为卷绕在管的周围。
本文中，供给间隔件的材料没有特别限制，但是可以包含聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯和聚丙烯中的任一者。
经编针织物过滤水路径具有一般织物形式的结构，并且充当形成通过反渗透膜10纯化的水可以通过其流出的空间的流动路径。
此时，经编针织物过滤水路径具有一般织物形式的结构，并且充当形成通过反渗透膜10纯化的水可以通过其流出的空间的流动路径。
管定位在用于水处理的反渗透过滤模块的中心处，并且充当通过其引入和排出过滤水的通道。
为此，可以在管的外侧形成具有预定尺寸的空隙(或开口)以便引入过滤水。在这种情况下，优选形成的空隙的数量可以为一个或更多个以便更有效地引入过滤水。
<比较例>
相关技术中的供给间隔件以一种网格形式形成，其中第一组与第二组的角、线之间的距离(交叉点之间的距离)、线的直径差是相同的。
<实施例>
实施例是以两种形式形成的根据本发明的供给间隔件，具体地，各组的角、线之间的距离(交叉点之间的距离)和线的直径差彼此不同。
[表1]
第一级 第二级
pa/μm 0.0144 0.0205
[表2]
比较例 实施例
pa/μm 0.123 0.105
表1表示实施例的第一级和第二级中的每一个的单位长度的压差(Pa/μm)，表2表示比较例和实施例中的每一个的单位长度的压差(Pa/μm)。
首先，在实施例中，可以看出，与其中回收率增加的区域B(第二级)相比，其中压差减小的区域A(第一级)中的压差(Pa/μm)减小至70％。此外，比较例的每单位长度的压差为0.123Pa/μm，实施例的每单位长度的压差为0.105Pa/μm，因此可以看出，与比较例的每单位长度的压差相比，实施例的每单位长度的压差减小至85％。
在前文中，已经参照本发明的示例性实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求中描述的本发明的精神和范围的情况下，可以在该范围内对本发明进行各种修正和改变。

Claims (11)

1.一种供给间隔件，包括：
第一组，其中复数根线平行定位；和
第二组，其中复数根线与所述第一组的所述复数根线交叉并且平行定位，
其中所述第一组与所述第二组的交叉角根据原水的流动方向而增加。
2.根据权利要求1所述的供给间隔件，其中所述第一组与所述第二组的交叉角根据所述原水的流动方向逐渐增加。
3.根据权利要求1所述的供给间隔件，其中在所述供给间隔件中，所述第一组与所述第二组的交叉点的直径和所述第一组与所述第二组的非交叉点的直径不同。
4.根据权利要求2所述的供给间隔件，其中在所述供给间隔件中，所述第一组与所述第二组的交叉点和非交叉点之间的直径差根据所述原水的流动方向而减小。
5.根据权利要求1所述的供给间隔件，其中所述供给间隔件由第一级和第二级形成，并且所述第一级中的所述第一组与所述第二组的交叉角小于所述第二级中的所述第一组与所述第二组的交叉角。
6.根据权利要求5所述的供给间隔件，其中所述第二级中的所述第一组与所述第二组的交叉点之间的距离小于所述第一级中的所述第一组与所述第二组的交叉点之间的距离。
7.根据权利要求5所述的供给间隔件，其中在所述供给间隔件中，根据所述原水的流动方向，所述第一级的直径差大于所述第二级的直径差。
8.根据权利要求1所述的供给间隔件，其中所述第一组与所述第二组的交叉点处的线的直径相同。
9.根据权利要求1所述的供给间隔件，其中所述第一组与所述第二组的非交叉点处的所述第一组的线的直径小于所述第二组的线的直径。
10.一种反渗透过滤模块，包括根据权利要求1至9中任一项所述的供给间隔件。
11.根据权利要求10所述的反渗透过滤模块，其中所述反渗透过滤模块包括：
管，所述管包括沿纵向方向接纳渗透液体的开口；和
一个或更多个反渗透膜，所述一个或更多个反渗透膜从所述管沿向外方向延伸并且卷绕在所述管的周围，以及
所述间隔件与所述一个或更多个反渗透膜接触并且卷绕在所述管的周围。
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