KR101464831B1 - 여과장치 - Google Patents

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Abstract

단순화된 구조를 갖는 여과장치가 개시된다. 본 발명의 여과장치는, 프레임 구조(frame structure); 및 상기 프레임 구조 내에 장착된 중공사막 모듈(hollow fiber membrane module)을 포함하되, 상기 중공사막 모듈은, 제1 집수부(collecting space)를 갖는 제1 헤더(header); 제2 집수부를 갖는 제2 헤더; 및 상기 제1 및 제2 헤더들 사이의 중공사막을 포함하고, 상기 프레임 구조는, 상기 중공사막 모듈의 중공사막과 평행한 길이방향을 갖는 수직 부재들(vertical members); 상기 수직 부재들에 의해 지지되며, 상기 제1 및 제2 헤더들과 상기 중공사막에 각각 수직인 길이방향을 갖는 크로스 부재들(cross members)을 포함하며, 상기 크로스 부재들 중 적어도 하나는 상기 제1 또는 제2 집수부와 연통하는 파이프이다.

Description

여과장치{Filtering Apparatus}
본 발명은 여과장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 단순화된 구조를 갖는 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.
중공사막을 이용하는 여과장치는 그 운전 방식에 따라 침지식 여과장치와 가압식 여과장치로 분류될 수 있다.
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 포함한다.
상기 선행기술의 여과장치는, 중공사막 모듈의 제1 및 제2 헤더들을 통해 배출되는 여과수를 각각 받아들이는 집수관 및 하부 커넥터들을 더 포함한다. 상기 집수관 및 하부 커넥터들은 후방 상부 크로스 바 및 후방 하부 크로스 바에 각각 결합되어 있다.
또한, 상기 선행기술의 여과장치는 상기 집수관과 하부 커넥터들을 유체 연통시키기 위한 다수의 수직관들을 더 포함한다.
중공사막 모듈들의 하부에는 상기 중공사막 모듈의 세정을 위한 다수의 산기관들이 존재하고, 상기 선행기술의 여과장치는 에어 분산관을 통해 상기 다수의 산기관들에 공기를 제공하기 위한 에어 공급관을 더 포함한다.
위에서 개략적으로 설명한 바와 같이, 선행기술에 의하면, 프레임 구조의 주요 구성요소들인 4개의 수직 부재들 및 4개의 크로스 바들이 여과수 및/또는 공기의 흐름을 위한 통로로서의 기능을 전혀 수행하지 않으며 오직 중공사막 모듈을 지지하는 기능만을 수행한다. 즉, 집수관, 하부 커텍터들, 수직관들, 및 에어 공급관과 같은 여과수 및 공기의 흐름을 위한 추가적 구성요소들이 더 제공되어야만 하기 때문에, 선행기술의 여과장치는 그 구조가 복잡하여 제조가 곤란하였으며, 이것은 생산 단가의 상승을 야기하였다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 여과장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 관점은, 단순화된 구조를 갖는 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(frame structure); 및 상기 프레임 구조 내에 장착된 중공사막 모듈(hollow fiber membrane module)을 포함하되, 상기 중공사막 모듈은, 제1 집수부(collecting space)를 갖는 제1 헤더(header); 제2 집수부를 갖는 제2 헤더; 및 상기 제1 및 제2 헤더들 사이의 중공사막을 포함하고, 상기 프레임 구조는, 상기 중공사막 모듈의 중공사막과 평행한 길이방향을 갖는 수직 부재들(vertical members); 상기 수직 부재들에 의해 지지되며, 상기 제1 및 제2 헤더들과 상기 중공사막에 각각 수직인 길이방향을 갖는 크로스 부재들(cross members)을 포함하며, 상기 크로스 부재들 중 적어도 하나는 상기 제1 또는 제2 집수부와 연통하는 파이프인 것을 특징으로 하는 여과장치가 제공된다.
상기 수직 부재들은 2개의 전방 수직 부재들(front vertical members) 및 2개의 후방 수직 부재들(rear vertical members)을 포함하고, 상기 크로스 부재들은 상기 2개의 후방 수직 부재들에 직접 결합하는 후방 크로스 부재를 포함하고, 상기 후방 크로스 부재는 상기 제1 또는 제2 집수부와 연통하는 파이프이며, 상기 2개의 후방 수직 부재들 중 적어도 하나는 상기 후방 크로스 부재와 유체 연통하는 파이프일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 크로스 부재들은 상기 2개의 후방 수직 부재들에 직접 결합하는 후방 상부 크로스 부재(rear upper cross member) 및 후방 하부 크로스 부재(rear lower cross member)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 후방 상부 크로스 부재는 상기 제1 집수부와 연통하는 파이프이고, 상기 후방 하부 크로스 부재는 상기 제2 집수부와 연통하는 파이프이며, 상기 2개의 후방 수직 부재들 중 적어도 하나는 상기 후방 상부 크로스 부재 및 상기 후방 하부 크로스 부재와 유체 연통하는 파이프이다.
선택적으로, 상기 2개의 후방 수직 부재들 각각이 상기 후방 상부 크로스 부재 및 상기 후방 하부 크로스 부재와 유체 연통하는 파이프일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 크로스 부재들은 상기 2개의 후방 수직 부재들에 직접 결합하는 후방 상부 크로스 부재 및 후방 하부 크로스 부재를 포함하고, 상기 후방 상부 크로스 부재는 상기 제1 집수부와 연통하는 파이프이고, 상기 후방 하부 크로스 부재는 상기 제2 집수부와 연통하는 파이프이고, 상기 2개의 후방 수직 부재들 중 하나는 상기 후방 상부 크로스 부재와 유체 연통하는 파이프이며, 상기 2개의 후방 수직 부재들 중 다른 하나는 상기 후방 하부 크로스 부재와 유체 연통하는 파이프이다.
상기 프레임 구조는 상기 제1 및 제2 헤더들과 평행한 길이방향을 갖는 수평 부재(horizontal member)를 더 포함할 수 있다. 상기 수평 부재는 상기 전방 수직 부재들과 상기 후방 수직 부재들 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위하여 양단이 상기 전방 수직 부재들 중 하나와 상기 후방 수직 부재들 중 하나에 각각 직접 결합된다.
상기 프레임 구조는 상기 중공사막 모듈의 아래에 위치하는 산기부(aeration unit)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 수직 부재들 중 적어도 하나는 상기 산기부와 유체 연통하는 파이프이다.
상기 수직 부재들은 2개의 전방 수직 부재들 및 2개의 후방 수직 부재들을 포함하고, 상기 크로스 부재들은 상기 2개의 후방 수직 부재들에 직접 결합하는 후방 크로스 부재를 포함하고, 상기 후방 크로스 부재는 상기 제1 또는 제2 집수부와 연통하는 파이프이고, 상기 2개의 후방 수직 부재들 중 적어도 하나는 상기 후방 크로스 부재와 유체 연통하는 파이프이며, 상기 2개의 전방 수직 부재들 중 적어도 하나는 상기 산기부와 유체 연통하는 파이프일 수 있다.
상기 크로스 부재들은 상기 2개의 전방 수직 부재들에 직접 결합하는 전방 크로스 부재를 포함하고, 상기 전방 크로스 부재는 상기 2개의 전방 수직 부재들 중 적어도 하나를 통해 상기 산기부와 유체 연통하는 파이프일 수 있다.
상기 2개의 전방 수직 부재들 각각은 상기 산기부와 유체 연통하는 파이프이고, 상기 전방 크로스 부재는 상기 2개의 전방 수직 부재들을 통해 상기 산기부와 유체 연통하는 파이프일 수 있다.
선택적으로, 상기 프레임 구조는 상기 전방 크로스 부재에 공기를 제공하기 위하여 상기 전방 크로스 부재와 유체 연통하는 에어 파이프를 더 포함할 수 있다.
상기 프레임 구조는, 상기 전방 크로스 부재의 아래 부분에 결합되어 있으며 상기 중공사막 모듈의 상기 제1 헤더가 체결되는 상부 크로스 바(upper cross bar); 및 상기 2개의 전방 수직 부재들에 직접 결합되어 있으며 상기 중공사막 모듈의 상기 제2 헤더가 체결되는 하부 크로스 바(lower cross bar)를 더 포함할 수 있다.
상기 산기부는, 상기 수직 부재들 중 적어도 하나와 유체 연통하는 중계관(intermediate pipe); 및 다수의 산기관들(aeration tubes)을 포함하고, 상기 중계관은 상기 유체 연통하는 수직 부재로부터 공급받은 공기를 상기 다수의 산기관들에 분배할 수 있다.
위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
본 발명의 여과장치는 단순화된 구조를 갖기 때문에 선행기술에 비해 상대적으로 용이하게 제조될 수 있을 뿐만 아니라 상대적으로 저렴한 비용으로 제조될 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 여과장치의 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 여과장치의 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과장치의 사시도이다.
도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 여과장치는 프레임 구조(100) 및 중공사막 모듈들(200)을 포함한다. 상기 중공사막 모듈들(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 중공사막(230)을 포함한다.
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.
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 통해 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 통해 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 있다. 또한, 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, 상기 중공사막 모듈(200)의 제1 및 제2 헤더들(210, 220)과 중공사막(230)에 각각 수직인 길이방향을 갖는 상부 크로스 바(125) 및 하부 크로스 바(124)를 더 포함할 수 있다.
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.
위에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 프레임 구조(100)의 주요 구성요소들인 수직 부재들(111, 112) 및 크로스 부재들(121, 122, 123)이 중공사막 모듈(200)을 지지하는 기능을 수행할 뿐만 아니라 여과수 및/또는 공기의 흐름을 위한 통로로서의 기능도 수행하기 때문에, 여과수 및 공기의 흐름을 위한 추가적 구성요소들을 요구하지 않는다. 그 결과, 단순화된 구조를 갖는 본 발명의 여과장치는 선행기술에 비해 상대적으로 용이하게 제조될 수 있을 뿐만 아니라 상대적으로 저렴한 비용으로 제조될 수 있다.
100: 프레임 구조 200: 중공사막 모듈

Claims (13)

  1. 프레임 구조(frame structure); 및
    상기 프레임 구조 내에 장착된 중공사막 모듈(hollow fiber membrane module)을 포함하되,
    상기 중공사막 모듈은,
    제1 집수부(collecting space)를 갖는 제1 헤더(header);
    제2 집수부를 갖는 제2 헤더; 및
    상기 제1 및 제2 헤더들 사이의 중공사막을 포함하고,
    상기 프레임 구조는,
    상기 중공사막 모듈의 중공사막과 평행한 길이방향을 갖는 수직 부재들(vertical members);
    상기 수직 부재들에 의해 지지되며, 상기 제1 및 제2 헤더들과 상기 중공사막에 각각 수직인 길이방향을 갖는 크로스 부재들(cross members); 및
    상기 제1 및 제2 헤더들과 평행한 길이방향을 갖는 수평 부재(horizontal member)를 포함하며,
    상기 수직 부재들은 2개의 전방 수직 부재들(front vertical members) 및 2개의 후방 수직 부재들(rear vertical members)을 포함하고,
    상기 크로스 부재들은 상기 2개의 후방 수직 부재들에 직접 결합하는 후방 상부 크로스 부재(rear upper cross member) 및 후방 하부 크로스 부재(rear lower cross member)를 포함하고,
    상기 후방 상부 크로스 부재 및 후방 하부 크로스 부재는 상기 제1 및 제2 집수부들과 각각 유체 연통하는 파이프들이고,
    상기 2개의 후방 수직 부재들 중 하나는 상기 후방 상부 크로스 부재 및 후방 하부 크로스 부재 중 상기 후방 상부 크로스 부재와만 유체 연통하는 파이프이고,
    상기 2개의 후방 수직 부재들 중 다른 하나는 상기 후방 상부 크로스 부재 및 후방 하부 크로스 부재 중 상기 후방 하부 크로스 부재와만 유체 연통하는 파이프이며,
    상기 수평 부재는 상기 전방 수직 부재들과 상기 후방 수직 부재들 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위하여 양단이 상기 전방 수직 부재들 중 하나와 상기 후방 수직 부재들 중 하나에 각각 직접 결합되어 있는 여과장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 구조는 상기 중공사막 모듈의 아래에 위치하는 산기부(aeration unit)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 2개의 전방 수직 부재들 중 적어도 하나는 상기 산기부와 유체 연통하는 파이프인 것을 특징으로 하는 여과장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 크로스 부재들은 상기 2개의 전방 수직 부재들에 직접 결합하는 전방 크로스 부재를 더 포함하고,
    상기 전방 크로스 부재는 상기 2개의 전방 수직 부재들 중 적어도 하나를 통해 상기 산기부와 유체 연통하는 파이프인 것을 특징으로 하는 여과장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 2개의 전방 수직 부재들 각각은 상기 산기부와 유체 연통하는 파이프이고,
    상기 전방 크로스 부재는 상기 2개의 전방 수직 부재들을 통해 상기 산기부와 유체 연통하는 파이프인 것을 특징으로 하는 여과장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 프레임 구조는 상기 전방 크로스 부재에 공기를 제공하기 위하여 상기 전방 크로스 부재와 유체 연통하는 에어 파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 프레임 구조는,
    상기 전방 크로스 부재의 아래 부분에 결합되어 있으며 상기 중공사막 모듈의 상기 제1 헤더가 체결되는 상부 크로스 바(upper cross bar); 및
    상기 2개의 전방 수직 부재들에 직접 결합되어 있으며 상기 중공사막 모듈의 상기 제2 헤더가 체결되는 하부 크로스 바(lower cross bar)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 산기부는,
    상기 전방 수직 부재들 중 적어도 하나와 유체 연통하는 중계관(intermediate pipe); 및
    다수의 산기관들(aeration tubes)을 포함하고,
    상기 중계관은 상기 유체 연통하는 적어도 하나의 상기 전방 수직 부재로부터 공급받은 공기를 상기 다수의 산기관들에 분배하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
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