CN116096480A - 具有三层结构的供给间隔件和包括该供给间隔件的反渗透膜过滤模块 - Google Patents

具有三层结构的供给间隔件和包括该供给间隔件的反渗透膜过滤模块 Download PDF

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CN116096480A CN202280005571.7A CN202280005571A CN116096480A CN 116096480 A CN116096480 A CN 116096480A CN 202280005571 A CN202280005571 A CN 202280005571A CN 116096480 A CN116096480 A CN 116096480A
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朴泰泳
黄世贞
李弼
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Abstract

本发明涉及一种具有三层结构的供给间隔件以及包括该供给间隔件的反渗透膜过滤模块。

Description

具有三层结构的供给间隔件和包括该供给间隔件的反渗透膜过滤模块
技术领域
本申请要求于2021年2月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0020423的优先权和权益,该韩国专利申请的全部内容通过参引并入本文中。
本发明涉及具有三层结构的供给间隔件和包括该供给间隔件的反渗透膜过滤模块。
背景技术
随着由于全球变暖导致的水资源短缺在全世界范围内加剧,作为替代水资源保障技术的水净化技术已经引起了关注。
因此,可以预期的是,利用反渗透膜的水处理工艺——其是利用替代水资源的下一代水供应的核心技术比如海水淡化和水再利用——将引领水工业市场。
利用反渗透膜的反渗透膜渗透水变为纯水或无限接近于纯水的水,并且已经用于各种领域中,比如医学用途用无菌水、人体透析用纯化水、或电子工业中的半导体制造用水。
在此,反渗透被称为下述渗透现象:在该渗透现象中,具有浓度差的两种溶液被半渗透膜分离,并且在一定时间段之后,当具有较低浓度的溶液移动至具有较高浓度的溶液时,产生了恒定的水位差。此外,在该过程期间出现的水位差被称为反渗透。通过利用该原理仅使水分子穿过半透膜来净化水的装置被称为反渗透设备,并且在反渗透设备中投入使用的半透膜是反渗透过滤模块。
反渗透过滤模块构造成包括中心管、供给间隔件、反渗透(RO)膜、经编织物过滤通道等。
其中,供给间隔件主要使用菱形形状的间隔件,并且用作引入原水的通道。
另一方面,由于水渗透通量而在反渗透膜的附近不可避免地出现浓度极化,并且,随着该现象变得更加严重,在反渗透膜附近的渗透压增加,并且水渗透率降低。
此时,供给间隔件不仅确保了分离膜之间的流动路径,而且在原水流中产生了湍流以减轻在反渗透膜附近出现的浓度极化。
然而,该湍流导致压差并且阻碍流动,从而导致悬浮在所供应的原水中的污染物的堆积。因此,可能增加了用于去除污染物堆积的清洁周期。由于这种清洁导致成本增加,因此压差越低,则反渗透膜过滤模块的效率越高。
因此,需要能够通过减少压差产生并降低浓度极化来提高反渗透过滤模块的效率的供给间隔件。
现有技术
韩国专利注册No.10-0976074
发明内容
技术问题
为解决以上问题,本发明的目的是提供一种具有不同粗度的线的三层结构的供给间隔件结构以及包括该供给间隔件结构的反渗透膜过滤模块。
技术解决方案
根据本发明的一个方面,提供了具有三层结构的供给间隔件,其包括:其中多根线平行定位的第一组;设置成与第一组交叉并且包括多根平行线的第二组;以及定位成与原水方向平行并且包括多根平行线的第三组,其中,第一组和第二组中的至少一者包括具有与构成第三组的线的粗度相比粗度更小的线。
根据本发明的另一方面,提供了包括上述具有三层结构的供给间隔件的反渗透过滤模块。
有益效果
根据本发明,供给间隔件具有通过抑制原水出现湍流而使压力损失最小化的作用。
根据本发明,供给间隔件抑制了污染物的堆积,从而提高了反渗透过滤模块的效率。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的反渗透过滤模块的立体图。
图2的a是根据本发明的实施方式的具有三层结构的供给间隔件的俯视图,并且图2的b是根据本发明的实施方式的反渗透过滤模块的截面图,该反渗透过滤模块的反渗透膜定位在具有三层结构的供给间隔件的一侧及另一侧上。
图3是图2的a的根据本发明的实施方式的具有三层结构的供给间隔件的俯视图的一部分的放大图。
图4至图6是比较示例1至4以及示例1和示例2的供给间隔件的俯视图。
图7是在比较示例1至4以及示例1和示例2的供给间隔件中的流动方向的纵向截面图。
附图标记和符号说明
100:供给间隔件
200:反渗透膜
300:经编织物渗透通道
400:包括用于容纳渗透水的开口的管
10,A:第一组(对角线)
20,C:第二组(对角线)
30,B:第三组(中心线)
具体实施方式
在下文中,将对本发明进行详细描述,以便使本发明所属领域的技术人员容易地实现本发明。然而,本发明可以以各种不同的形式实施,并且不仅限于本文中所述的构型。
在本说明书中,除非明确地相反描述,否则任何部分“包括”任何部件的情况将被理解成暗示包括所述部件,但不排除任何其他部件。
<供给间隔件>
根据本发明的实施方式,提供了具有三层结构的供给间隔件,其包括:其中多根线平行定位的第一组;设置成与第一组交叉并且包括多根平行线的第二组;以及定位成与原水方向平行并且包括多根平行线的第三组,其中,第一组和第二组中的至少一者包括粗度比构成第三组的线的粗度小的线。
如在本文中所使用的,“平行定位”表示构成相同组的多根线彼此间隔开或分开以便彼此不交叉。这可以通过使用显微镜(装置名称:Dino-Lite Premier AM7013MZT,制造商:Dino-Lite)测量的俯视图来确认。
在本说明书中,“线的粗度”表示每个组包括的线的平均粗度,并且通过使用显微镜(装置名称:Dino-Lite Premier AM7013MZT,制造商:Dino-Lite)测量的俯视图获得粗度的大小的值。具体地,粗度可以指从如图3所示的俯视图观察到的线的宽度t1、t2和t3。即,对粗度的大小进行比较表示对构成每个组的线的平均粗度进行比较。因此,在本说明书中,“相同粗度”表示构成每个组的线的平均粗度是相同的。在粗度方面的偏差可以优选地是±0.050mm或更小。
在本说明书中,“SPI”是每英寸线数的缩写,其表示在1英寸为单位长度时每单位长度的线的数目,并且可以被称为“每单位长度的线的数目”。更具体地,SPI表示在供给间隔件的流动路径方向上在1英寸单位长度内构成每个组的线的全部数目,并且可以通过从使用显微镜(装置名称:Dino-Lite Premier AM7013MZT,制造商:Dino-Lite)测量的俯视图对每英寸的线进行计数来测量,或者通过将1英寸距离除以由显微镜测量的从一根线到交叉点的距离(图2的L1)来计算。在SPI方面的偏差可以优选地是±1或更小。
根据本发明的供给间隔件的每英寸线数(SPI)可以为4至9,优选地为4至6。换言之,通过第一组10与第二组20交叉形成的交叉点之间的距离L可以为3,800μm至12,000μm。
图2的a是根据本发明的实施方式的具有三层结构的供给间隔件的俯视图,并且图2的b是根据本发明的实施方式的反渗透过滤模块的横截面图,该反渗透过滤模块的反渗透膜定位在具有三层结构的供给间隔件的一侧和另一侧上。
根据本发明的供给间隔件可以包括其中多根线平行定位的第一组10、第二组20和第三组30。
此外,如在图2中可以看到的,第一组10和第二组20基于原水流动方向定位成相对于原水流动方向倾斜,第一组10和第二组20可以分别被称为对角线,并且第三组30基于原水流动方向定位成平行于原水流动方向,第三组30可以被称为中心线。
当第三组(或中心线)不存在时,在低SPI值下,供给间隔件可能无法支撑用于制造反渗透过滤模块的分离膜之间的空间。当这种情况出现时,可能存在以下问题:在流动方向上的流动路径的横截面面积根据供给间隔件的实际粗度而减小,从而使压差增加。另一方面,即使在相对低的SPI值下,根据本发明的存在有第三组(或中心线)的供给间隔件由于第三组(或中心线)而可以在用于制造反渗透过滤模块的分离膜之间进行支撑,使得有效防止了压差增加的问题(参考文献:反渗透模块设计的工程方面(Engineering aspects ofreverse osmosis module design),Jon Johnson & Markus Busch,陶氏水和工艺解决方案(Dow Water & Process Solutions),液体分离应用开发实验室(Liquid SeparationsApplication Development Laboratory)在线发布:2012年8月3日)。
在第一组10和第二组20中,一根或更多根或多根线可以彼此平行定位,其中,所述线可以定位成沿原水方向倾斜。此外,第二组20可以定位成与第一组10交叉。此外,第二组20可以沿与第一组10的倾斜方向相反的方向定位,使得第一组10和第二组20可以以网格形状设置。
第三组30可以具有平行定位的一根或更多根或多根线,其中,所述线可以平行于原水方向定位。
此外,第一组10可以基于原水的流动方向以10°至80°的斜度定位,并且第二组20可以基于原水的流动方向以100°至170°的斜度定位。此外,第一组10与第二组20之间的角度可以形成为在50°至90°、优选地在70°至85°的范围中。之间的角度指的是图2的a的部分a。
例如,如果构成第一组10的线相对于原水的流动方向以60°倾斜,则第二组20的线可以定位成相对于原水的流动方向以150°至170°倾斜。
此外,当第一组10与第二组20之间的角度为50°时,当构成第一组10的线形成为相对于原水的流动方向以30°倾斜时,第二组20的线可以定位成相对于原水的流动以160°倾斜。
此时,当第一组10与第二组20之间的角度小于50°时,随着距以下待描述的第三组30的距离变得更小,由线形成的流动路径的横截面面积减小,使得可能存在由于在供给间隔件的中心部分中没有出现层流速度梯度而极化现象增加的问题。当第一组10与第二组20之间的角度大于90°时,随着距第三组30的距离增加,流动路径的横截面面积增加,使得可能存在原水的流动主动地出现在竖向方向上并且压力损失增加的问题。在此,流动路径由构成每个组的线形成,并且可以指的是在定位于供给间隔件的上方和下方的反渗透膜与每个组之间的空的空间。
根据本发明的第三组可以定位成平行于原水的流动方向,并且可以定位在第一组10与第二组20之间或定位在三个组的顶部处。即,第三组30可以定位在第一组10的一侧和第二组20的一侧中的任一位置上。更详细地,当第二组20以设定的堆叠顺序定位在第一组10上方时,第三组30可以定位在第二组20的一侧上,即第二组20的上部部分上。此外,当第一组10以设定的堆叠顺序定位在第二组20上方时,第三组30可以定位在第一组10上方。
首先,参照图2的b,当第三组30定位在第一组10的一侧上以及第二组20的另一侧上时,供给间隔件可以包括与反渗透膜直接接触的组以及不与反渗透膜接触的组。更详细地,第三组30不与反渗透膜直接接触,并且第一组10和第二组20与反渗透膜接触。
第一组10和第二组20可以与反渗透膜接触并且用于支撑供给间隔件,并且可以将反渗透膜之间的原水的界面流动周期性地对流至供给间隔件结构的中心。即,根据本发明的供给间隔件将原水的界面流动对流至第三组30,使得第三组30可以产生界面流动的层流速度梯度以减少极化现象。
此外,如图2的a所示,供给水可以沿相对于供给水的流动方向的对角线方向流动。
此外,第三组30可以设置在第一组10与第二组20之间的交叉点处或者交叉点之间的1/5至4/5中的任何一个点处。
根据本发明的供给间隔件可以通过熔融结合方法制造。供给间隔件可以通过将处于结合状态下的第一组10、第二组20和第三组30挤出来制造,或者通过将处于结合状态下的第一组10和第三组30或第二组20和第三组30挤出并且然后将第二组或第一组层压并结合来制造。
根据本发明的形成第一组至第三组10、20和30的线之间的间距可以为4mm至12mm。在此,当线之间的间距小于4mm时,可能出现多于需要的原水的湍流,从而导致压力损失的增加。此外,当线之间的间距大于12mm时,产生了其中没有出现原水的竖向流的部段,从而导致了不会出现层流速度梯度的问题。此外,由于不能在分离膜之间进行支撑,因此在流动方向上的流动路径的横截面面积减小,这可能导致了其中压差增加的问题。
在本发明的实施方式中,提供了具有三层结构的供给间隔件,其中,第一组和第二组中的一者包括粗度比构成第三组的线的粗度小的线,并且第一组和第二组中的另一者包括粗度与构成第三组的线的粗度相同的线。
在本发明的实施方式中,提供了具有三层结构的供给间隔件,其中,第一组和第二组两者均包括粗度比构成第三组的线的粗度小的线。
在本发明的实施方式中,构成第三组的线的粗度与粗度比构成第三组的线的粗度小的线的粗度之比为1.1至1.5∶1,优选地为1.1至1.4∶1。这表示构成第三组的线是比构成第三组的线的粗度小的线的1.1至1.5倍粗,优选地1.1至1.4倍粗。
即,构成第三组的线可以表示为具有更大粗度的线。换言之,在本发明的实施方式中,具有大的粗度的线的粗度与具有小的粗度的线的粗度之比为1.1至1.5∶1,优选地为1.1至1.4∶1。这表示具有大的粗度的线是具有小的粗度的线的1.1倍至1.5倍粗,优选地1.1倍至1.4倍粗。
在本发明的实施方式中,具有小的粗度的线的粗度可以设置在150μm至190μm的范围中。
在本发明的实施方式中,构成第三组的线的粗度可以设置在205μm至385μm的范围中。
在本发明的实施方式中,具有大的粗度的线的粗度可以设置在205μm至385μm的范围中。
此外,在本发明的实施方式中,供给间隔件的粗度可以为600μm至900μm。
当构成每个组的线的粗度小于150μm时,线断裂的现象出现,从而限制了供给间隔件的制造,并且当供给间隔件的粗度小于600μm时,可能存在供给间隔件结构不能被支撑的问题。
此外,当线的粗度大于300μm并且供给间隔件的粗度大于900μm时,需要减小用于制造反渗透过滤模块中的分离膜或经编织物的粗度,使得可能存在导致使用这种供给间隔件的反渗透过滤模块的稳定性劣化并且减小了反渗透过滤模块的流量的问题。
通过满足构成根据本发明的供给间隔件的线的粗度,可以抑制湍流的出现,从而减小流体的压力损失。此外,能够确保供原水可以流动通过的通道的空隙率和有效膜面积,使得可以提高所产生的水的物理性能以及提高压差。
根据本发明的供给间隔件的每英寸线数(SPI)可以为4至9,优选地为4至6。换言之,通过第一组10和第二组20交叉形成的交叉点之间的距离L可以为3,800μm至12,000μm。在此,每英寸线数(SPI)可以表示与每英寸流动路径的一侧对应的线的数目。即,SPI表示通过第一组10、第二组20和第三组30彼此交叉形成的交叉点之间的线的数目。
当SPI小于4且交叉点之间的距离大于12,000μm时,流动路径的横截面面积减小并且在供给间隔件的中心处不会出现层流速度梯度,这可以导致极化现象增加的问题。当SPI大于9且交叉点之间的距离小于3,800μm时,流动路径的横截面面积增加并且原水的流动主动地出现在竖向方向上,这可以导致压力损失增加的问题。
此外,当SPI小于4时,即使是根据本发明的具有中心线的供给间隔件可以也无法支撑用于制造反渗透过滤模块中的分离膜之间的空间。当这种情况出现时,可能存在以下问题:在流动方向上的流动路径的横截面面积根据供给间隔件的实际粗度而减小以增加压差(参考文献:反渗透过滤设计的工程方面(Engineering aspects of reverse osmosismodule design),Jon Johnson & Markus Busch,陶氏水和工艺解决方案(Dow Water &Process Solutions),液体分离应用开发实验室(Liquid Separations ApplicationDevelopment Laboratory)在线发布:2012年8月3日)。
在本说明书中,“线的斜度”和“之间的角度”可以通过使用显微镜(装置名称:Dino-Lite Premier AM7013MZT,制造商:Dino-Lite)测量的俯视图来确认(见图2的a)。即,可以基于在俯视图中示出的中心线来测量斜度和线之间的角度。
如在本文中所使用的,“供给间隔件的粗度”指的是基于原水流的竖向方向在供给间隔件的一个表面与另一表面之间的距离。供给间隔件的粗度通过使用ABS数字自动显示器(日本三丰公司,产品名称:ID-C125XB产品)测量,并且当设定用于测量的零点时,在10oz(284g)的重量荷载下使用1英寸(25.4mm)的英尺尺寸(直径)的条件。
<反渗透过滤模块>
在本发明的实施方式中,提供了包括根据本发明的上述具有三层结构的供给间隔件的反渗透过滤模块。此外,反渗透过滤模块可以包括:管,该管包括渗透水沿着纵向方向被容纳在其中的开口;以及一个或更多个反渗透膜,所述一个或更多个反渗透膜从管沿外部方向延伸并且围绕该管卷绕,并且供给间隔件可以与一个或更多个反渗透膜接触并且围绕管卷绕。
图1是根据本发明的实施方式的反渗透过滤模块的立体图。反渗透过滤模块是膜分离装置的部件,膜分离装置用于利用反渗透原理对待实际供应的水进行净化。反渗透过滤模块可以包括反渗透膜200、供给间隔件100、经编织物渗透通道300和管400,管400包括用于沿着纵向方向容纳渗透水的开口。此外,还可以包括一对伸缩防止装置(未示出),但是将省略对该伸缩防止装置的详细描述。
一个或更多个反渗透膜200用于利用渗透现象过滤包含在水中的异物,并且同时用作流动路径使得经净化的水有效地流动。这些一个或更多个反渗透膜从管沿外部方向延伸并且围绕管卷绕。
供给间隔件100可以设置有根据本发明的上述供给间隔件100。更详细地,供给间隔件100可以以三层结构设置,其中,所述三层是指其中形成供给间隔件100的三种线堆叠的结构,并且多根线彼此平行定位以形成一个层组并且将三个组堆叠。
供给间隔件100以三层结构设置,并且可以分成与反渗透膜200接触的组和不与反渗透膜200接触的组。
在实施方式中,第一组和第二组可以与一个或更多个反渗透膜200接触,并且第三组可以不与一个或更多个反渗透膜200接触。与反渗透膜200接触的组可以将供应至反渗透过滤模块的原水的流动方向对流至供给间隔件100的中心、即不与反渗透膜200接触的组。
因此,在其中定位有不与反渗透膜200接触的组的部分中出现有层流速度梯度,并且仅在其中定位有与反渗透膜200接触的组的部分中局部地出现湍流对流,以减少供给间隔件100的极化现象并减少压力损失,从而进一步提高了反渗透过滤模块的效率。
供给间隔件100形成了原水通过其从外部引入的通道,并且用于保持一个反渗透膜200与另一个反渗透膜200之间的距离。为此,供给间隔件100构造成在上侧或下侧处与一个或更多个反渗透膜200接触并且像一个或更多个反渗透膜200那样围绕管卷绕。
此时,可以存在下述情况:其中,原水中的一些原水从构造成围绕管卷绕的供给间隔件100的外部流动到供给间隔件100的内部或外部。参照图2,在这种情况下,当第三组30定位在第二组20的一侧时,定位在顶部处的第三组30平行于原水的流动方向以用于将流分成两半。因此,与反渗透膜直接接触的第一组10将原水的界面流对流至第二组20,并且第三组30将原水分成两半并将原水对流至第二组20,使得在反渗透膜的界面附近周期性地产生对流现象,从而使根据本发明的供给间隔件的压力损失最小化。
在此,供给间隔件100的材料没有特别限制,但是优选地包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚丙烯和其混合物中的任一者。
经编织物渗透通道300通常具有呈织物形式的结构,并且用作产生如下空间的流动路径,其中反渗透膜200净化的水可以通过该空间流出。
此时,经编织物渗透通道300通常具有呈织物形式的结构,并且用作产生如下空间的流动路径,其中反渗透膜10净化的水可以通过该空间流出。
管400定位在反渗透过滤模块的中心处,并且用作经过滤的水引入和排出的通道。
为此,优选的是,在管400的外部上形成有具有预定尺寸的孔(或开口),使得经过滤的水被引入。此时,优选的是,形成一个或更多个孔使得经过滤的水可以被更有效地引入。
本发明的模式
<比较示例1至4>
比较示例1至3是具有两层结构的仅包括第一组和第二组的菱形形状的供给间隔件,其如下表1所示分别满足了粗度、第一组与第二组(对角线,A和C)之间形成的角度、SPI以及线之间的粗度比。
比较示例1至3的结构在下图4中示出。
比较示例4的结构在下面的图5和图6中示出。然而,线的粗度比在下表1中示出。
<示例1至3>
示例1至3是根据本发明的具有三层结构的供给间隔件,其包括第一组和第二组(A和C)以及第三组(中心线,B),其如在下表1中所示出的分别满足了粗度、第一组与第二组(对角线,A和C)之间形成的角度、SPI以及线之间的粗度比。
示例1至3的结构在下面的图5和图6中示出。同时,线的粗度比在下表1中示出。
表1
Figure BPA0000334222860000111
表1中的压差(ΔP(psi))意指在400ft2的膜面积、25℃的温度、225psi的压力、2,000ppm的NaCl以及44GPM的平均流量的条件下测量的值。更具体地,在44GPM的平均流量条件下测量的压差是基于10GPM至60GPM的浓缩水流量下的各压差使用回归方程获得的。平均流量意指给水流量与浓缩水流量的算术平均值。
此外,表1中的脱盐率和流量意指在25℃的温度、225psi的压力、2000ppm的NaCl以及15%的回收率的条件下测量的值。
如在本文中所使用的,“GPM”是每分钟加仑数并且表示每分钟的单位流量。
此外,表1中的粗度、角度α(°)、SPI以及线的粗度比是通过上述方法测量的。
如从表1中可以看到的,在将比较示例1至4和示例1至3彼此比较时,可以确认的是,与比较示例中的压差相比,示例中的压差减小。
具体地,即使在与比较示例4相比时,也可以确认示例中压差减小的效果更大,比较示例4为像示例1至3那样具有三层结构的相同间隔件,示例1至3为具有三层结构的相同间隔件并且其中第三组和第一组或第二组中的一者的线比其他组的线更粗的情况。
即,当与比较示例1至3比较时,可以看到的是,与两层结构相比,三层结构减小了原水与供给间隔件之间所产生的压力,并且当与比较示例4比较时,可以确认的是,当一些线的粗度较大时,压差效应较大。
在比较示例1至3的两层的菱形形状的间隔件的情况下,两种线的粗度的总和保持了分离膜之间的间隙(距离),使得各个线的粗度变成约为供给流动路径材料的粗度的一半。因此,如在下图7中可以看见的,在供给流中的湍流也以一样的粗度出现,并且这种对湍流的阻力导致产生压差。
另一方面,在三层式间隔件的情况下,三种线的粗度的总和保持分离膜之间的间隙(距离),使得各个线的粗度变成约1/3。在这种情况下,如在下图7中可以看到的,三层式间隔件的中心线(B)的附近与供给溶液的流动方向一致,使得湍流较少出现,并且中心线上方和下方的对角线(A和C)阻碍了原水的流动。
因此,三层式间隔件最终减小了压差。
此外,在示例1至3的情况下,中心线的线的粗度和/或一根对角线的线的粗度比另一对角线的线的粗度更粗,从而降低对孔溶液的流动阻力,并且因此,更有效地减小压差。
特别地,可以确认的是,示例2的情况可以更有效地减小压差。
在上文中,已经参照本发明的优选实施方式对本发明进行描述,但是本领域技术人员将理解的是,在不脱离所附权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种具有三层结构的供给间隔件,所述供给间隔件包括:
第一组,所述第一组的多根线平行定位;
第二组,所述第二组设置成与所述第一组交叉并且由多根平行线构造成;以及
第三组,所述第三组定位成与原水方向平行并且由多根平行线构造成,
其中,所述第一组和所述第二组中的至少一者包括的线的粗度比构成所述第三组的线的粗度小。
2.根据权利要求1所述的具有三层结构的供给间隔件,其中,所述第一组和所述第二组中的一者包括的线的粗度比构成所述第三组的所述线的粗度小,并且
所述第一组和所述第二组中的另一者包括的线的粗度与构成所述第三组的线的粗度相同。
3.根据权利要求1所述的具有三层结构的供给间隔件,其中,所述第一组和所述第二组两者包括的线的粗度均比构成所述第三组的所述线的粗度小。
4.根据权利要求1所述的具有三层结构的供给间隔件,其中,所述供给间隔件的每英寸线数(SPI)为4至9。
5.根据权利要求1所述的具有三层结构的供给间隔件,其中,所述第一组与所述第二组的交叉点之间的距离为3,800μm至12,000μm。
6.根据权利要求1所述的具有三层结构的供给间隔件,其中,所述第一组与所述第二组之间形成的角度为50°至90°。
7.根据权利要求1所述的具有三层结构的供给间隔件,其中,构成所述第三组的线的粗度与如下的线的粗度之比为1.1∶1至1.5∶1,所述线的粗度比构成所述第三组的线的粗度小。
8.根据权利要求1所述的具有三层结构的供给间隔件,其中,所述供给间隔件的粗度为600μm至900μm。
9.一种反渗透过滤模块,所述反渗透过滤模块包括根据权利要求1至8中的任一项所述的具有三层结构的供给间隔件。
10.根据权利要求9所述的反渗透过滤模块,包括:
管,所述管包括沿着纵向方向容纳渗透水的开口;以及
一个或更多个反渗透膜,所述一个或更多个反渗透膜构造成从所述管沿外部方向延伸并且围绕所述管卷绕,
其中,所述供给间隔件与所述一个或更多个反渗透膜接触并且围绕所述管卷绕。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6881336B2 (en) 2002-05-02 2005-04-19 Filmtec Corporation Spiral wound element with improved feed space
NL1023742C2 (nl) * 2003-06-25 2004-12-28 Univ Twente Afstandhouder voor toepassing in een membraanscheidingsinrichting en een membraanscheidingsinrichting die een dergelijke afstandhouder omvat.
TWI262097B (en) * 2005-01-28 2006-09-21 Univ Chung Yuan Christian Feed spacer for spiral-wound membrane module abstract of the invention
EP2864026B8 (en) * 2012-06-26 2018-11-07 SWM Luxembourg S.à.R.L. Membrane filtration using low energy feed spacer
KR102104160B1 (ko) * 2017-09-18 2020-04-23 주식회사 엘지화학 4층 구조의 공급 스페이서
KR102157928B1 (ko) * 2017-10-20 2020-09-18 주식회사 엘지화학 3층 구조의 공급 스페이서 및 이를 포함하는 역삼투막 필터 모듈
KR20210020423A (ko) 2019-08-14 2021-02-24 주식회사 엘지화학 회절 도광판 및 회절 도광판의 제조 방법

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