KR101577908B1 - 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈 - Google Patents

양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈 Download PDF

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KR101577908B1 KR1020140117495A KR20140117495A KR101577908B1 KR 101577908 B1 KR101577908 B1 KR 101577908B1 KR 1020140117495 A KR1020140117495 A KR 1020140117495A KR 20140117495 A KR20140117495 A KR 20140117495A KR 101577908 B1 KR101577908 B1 KR 101577908B1
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허필우
김현세
박인섭
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한국기계연구원
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Abstract

본 발명은 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈에 관한 것이며, 본 발명의 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈은 중공형상으로 마련되며, 단위시간당 내부로 유입되는 물의 양이 증가되도록 양단이 개구되는 유동부; 상기 유동부를 감싸도록 배치되며, 상기 유동부로부터 공급되는 물에 포함되는 공기를 여과하는 다수 개의 중공사를 포함하고, 공기가 여과된 물이 배출되는 배출공이 형성되는 여과부; 상기 여과부에 설치되며, 진공상태로 마련되어 상기 여과부에서 여과되는 상기 공기를 포집하는 공기 포집부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 배출되는 물의 양에 관계없이, 공기 포집에 요구되는 에너지의 양을 적게 하면서도 포집되는 공기의 양을 증가시킬 수 있는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈이 제공된다.

Description

양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈{TWO WAY INJECTION TYPE HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE}
본 발명은 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공기 포집에 요구되는 에너지의 양을 적게 하면서도 소비되는 에너지 대비 포집되는 공기의 양을 증가시킬 수 있는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈에 관한 것이다.
레저활동으로 수중에서 스쿠버를 하거나 수상에서 스노클링을 하는 경우, 또는 의료용의 목적으로 환자에게 공기를 공급하는 경우, 수중 또는 수상에서 부유 구조체를 건설하거나 보수하는 등의 경우에 사람에게 공기 공급이 필수적이다.
일반적으로 이러한 경우엔 인체에 공기를 공급하기 위하여, 공기가 보관되는 공기통과 이에 직접 연결된 공기 마스크를 통하여 공기를 공급받고 있다.
그러나, 종래의 공기호흡에 이용되는 공기통은 중량이 커 이동성에 제약이 있고, 일정 크기의 공기통에 압축저장되는 공기만으로는 호흡할 수 있는 시간이 한정되는 문제가 있었다.
뿐만 아니라, 이용전에 공기통에 공기를 압축해서 충전하는 과정이 선행되어야 하고, 부주의로 공기 폭발 가능성이 있는 문제를 안고 있었으나, 이를 해결하지 못하고 있다.
한편, 내경과 외경을 갖는 실린더형의 섬유 구조물 표면에 미세기공이 구비됨으로써, 미세기공을 통하여 특정기체를 여과하도록 구성된 화학섬유를 중공섬유 또는 중공사라고 한다. 일반적으로 이러한 중공섬유는 일반적인 평면형의 필터보다 표면적이 넓고, 처리효율이 높아 오염물질을 여과하여 물을 정화하는 장치의 구성으로 주로 이용되고 있다. 이러한 중공섬유 중 기체 또는 액체, 즉, 유체(fluid)의 내부에 포함되는 공기만을 여과하는 중공섬유가 널리 알려져 있다.
도 1은 종래의 중공사 멤브레인 모듈을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 유동부(11)의 일단을 통하여 유입된 물이 여과부(12)로 이동하며 복수 개의 중공사(h)의 좌측에서 일부 여과된 공기는 좌측의 공기 저장부(13) 측으로 이동하여 외부로 배출된다. 공기의 일부가 여과된 물은 여과부(12)의 우측으로 이동하여 다시 일부 여과되어 우측의 공기 저장부(13) 측으로 이동한 뒤 외부로 배출된다. 이후, 물은 유동부(11)로 이동하여 타단을 통하여 배출된다.
즉, 물은 유동부(11), 여과부(12), 유동부(11) 순으로 이동하게 되며, 이로 인해 물의 이동경로가 변화되고, 각 유로에서의 유로저항이 커지게 된다. 따라서, 일단부를 통하여 유동부(11) 내부로 공급되는 물이 20LPM 이라고 가정하면, 유동부(11) 내부로 20LPM의 물을 공급하기 위한 펌프(미도시)는 유로 저항을 감안하여 보다 큰 동력이 요구되는 문제점이 있다.
또한, 공기 포집부(14)에서는 공기를 여과할 때 진공도가 요구되는데, 이때 진공도는 우측에 위치하는 공기 포집부(14)에서 요구되는 진공도로 설정된다. 예를 들어 20LPM의 물 중 공기가 차지하는 비율이 10%라고 가정하면, 이중 좌측에서 50%의 공기가 여과되고, 50%의 공기가 여과된 물에 포함되는 공기의 일부가 우측의 공기 포집부(13)를 통하여 여과된다. 이때, 우측의 공기 포집부(13)가 좌측의 공기 포집부(13)에 비하여 더 큰 진공도가 요구된다. 포집하고자 하는 공기의 양을 기준으로 공기 포집부(13)의 진공도를 설정하게 되며, 이에 따라, 우측에 배치되는 공기 포집부(13)의 진공도를 기준으로 하게 된다. 양 공기 포집부(13)의 진공도를 각각 상이하게 설정하는 것은 현실적으로 어려운 문제점이 있어, 결국 공기 포집부(13)의 진공도는 높게 설정되며, 이로 인해 소비되는 에너지가 커지게 되는 문제점이 있다.
위와 같은 중공사 멤브레인 모듈의 문제점을 해결하기 위하여, 특허출원 제10-2013-0079135호에는 또다른 중공사 멤브레인 모듈이 개시된다.
위 특허출원은 효과적으로 공기를 여과할 수 있는 중공사 멤브레인 모듈에 관한 것이다. 도 2는 위의 중공사 멤브레인 모듈을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 유체가 유동하는 유동부(21)는 일단부는 개방되며 타단부는 밀폐되는 구조를 채택하고 있다.
위 특허출원은 도 1에 도시된 종래의 멤브레인 모듈과 비교하면, 동일한 펌프의 구동력으로 보다 많은 물이 유동부(21) 내부에 공급된다. 예를 들어 도 1의 중공사 멤브레인의 경우 20LPM의 물이 공급되면, 위 특허출원은 유로 저항이 적어 동일한 펌프 구동력으로 40LPM의 물이 공급된다. 40LPM의 물 중 공기가 차지하는 비율이 10%라고 가정하면, 이 중 50%의 공기가 여과된다. 따라서, 도 1의 중공사 멤브레인 모듈과 비교하여 여과되는 공기의 양이 많다.
그러나, 위 특허출원의 경우에도 내부에 공급되는 물의 양이 한정되며, 한정된 물에 포함되는 공기 중 일부만 여과가 가능하므로, 여과되는 공기의 양을 증가하기 위해서는 복수 개의 중공사 멤브레인 모듈이 설치되어야 하는 문제점이 있다. 이는 장치의 대형화 및 복수 개의 펌프 구동을 위한 구동력의 증가 등의 문제점을 발생시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배출되는 물의 양에 관계없이 공기 포집에 요구되는 에너지를 줄이기 위한 것으로서, 공기 포집에 요구되는 에너지의 양을 적게 하면서도 소비되는 에너지 대비 포집되는 공기의 양을 증가시킬 수 있는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈을 제공함에 있다.
또한, 동일한 진공도에서 여과되는 공기의 양을 증가되는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 중공형상으로 마련되며, 단위시간당 내부로 유입되는 물의 양이 증가되도록 양단이 개구되는 유동부; 상기 유동부를 감싸도록 배치되며, 상기 유동부로부터 공급되는 물에 포함되는 공기를 여과하는 다수 개의 중공사를 포함하고, 공기가 여과된 물이 배출되는 배출공이 형성되는 여과부; 상기 여과부에 설치되며, 진공상태로 마련되어 상기 여과부에서 여과되는 상기 공기를 포집하는 공기 포집부;를 포함하는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈에 의해 달성된다.
여기서, 상기 유동부의 중앙부에 설치되며, 물의 유입방향을 따른 물의 유동을 차단하는 차단벽을 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 배출공은, 상기 차단벽에 대응되는 영역을 따라 상기 여과부의 외주면에 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 여과부를 상기 복수 개의 중공사가 수용되는 공기 여과부와, 상기 공기 여과부를 사이에 두고 배치되며 상기 공기 여과부에서 여과되는 공기가 저장되는 공기 저장부로 구획하는 격벽을 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 공기 포집부는 상기 공기 저장부에 연결되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 유동부의 양단부에 연결되며, 외부의 물을 상기 유동부 내부로 공급하는 공급배관을 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 공급배관은, 상기 유동부의 일단에 연결되는 메인배관; 상기 메인배관으로부터 분기되며 상기 유동부의 타단에 연결되는 분기배관;을 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 공급배관은 한 쌍으로 마련되어 각각 상기 유동부의 단부에 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 공기 포집에 요구되는 에너지의 양을 적게 하면서도 포집되는 공기의 양을 증가시킬 수 있는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈이 제공된다.
또한, 단위시간당 중공사와 접촉하는 물의 양을 증가시킬 수 있다.
또한, 한번 여과된 유체는 외부로 배출하여 재여과에 참여하지 않도록 함으로써 여과효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상대적으로 낮은 진공도에서 공기를 포집할 수 있다.
또한, 차단벽을 통하여 공급되는 물을 중공사 및 배출공 측으로 안내함으로써 양방향에서 공급되는 물의 유동이 유동부에서 정체되는 것을 방지하여 여과효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 중공사 멤브레인 모듈을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 또다른 중공사 멤브레인 모듈을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 2의 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈의 개략적인 절개사시도이다.
도 5는 도 2의 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈의 A-A`선을 따른 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 2의 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈의 변형례를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈은 배출되는 물의 양에 관계없이 공기 포집에 요구되는 에너지를 줄이기 위한 것으로서, 공기 포집에 요구되는 에너지의 양을 적게 하면서도 소비되는 에너지 대비 포집되는 공기의 양을 증가시킬 수 있는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈에 관한 것이다. 즉, 본 발명에 따른 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈은 공급되는 물의 양에 관계없이, 종래의 중공사 멤브레인 모듈과 비교하여 동일한 양의 공기를 여과할 때 보다 적은 에너지를 소비하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈의 개략적인 사시도이며, 도 4는 도 2의 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈의 개략적인 절개사시도이고, 도 5는 도 2의 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈의 A-A`선을 따른 개략적인 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈(100)은 외부로부터 물이 공급되는 유동부(110)와, 유동부(110)를 감싸도록 배치되는 여과부(120)와, 여과부(120)에 설치되는 공기 포집부(130)와, 유동부(110)와 여과부(120)의 중앙부에 설치되는 차단벽(140) 및 유동부(110)의 양단에 연결되는 공급배관(150)을 포함한다.
유동부(110)는 외부로부터 물 등의 유체를 유입시켜 여과부(120)로 전달하기 위한 중간 경로로서, 중공을 형성하며 단면이 원형인 배관 형태로 마련된다.
유동부(110)는 양방향을 통하여 내부에 물이 공급되도록 양단은 개구된다. 구체적으로, 본 발명은 단위시간당 유동부(110) 내부로 공급되는 물의 양을 증가시키며, 유입된 물로부터 적은 에너지 소비를 통하여 공기를 여과하기 위한 것으로서, 단위시간당 유동부(110) 내부로 공급되는 물의 양이 증가되도록 유동부(110)의 양단은 개구된다.
한편, 양단을 통하여 물이 공급됨으로써, 유동부(110) 내외부 간의 유체교환은 발생하지 않는다. 즉, 유동부(110) 내부로 공급된 물은 모두 여과부(120) 측으로만 이동하도록 마련됨으로써, 여과효율이 보다 향상된다.
한편, 유동부(110)의 중앙부에는 차단벽(140)이 설치된다. 개구된 양단을 통하여 유동부(110) 내부로 유입된 물은 양단으로부터 유동부(110) 중앙 방향으로 유동이 형성되며, 유동부(110) 중앙부에서 합류되어 정체되며 이로 인해, 여과부(120) 측으로의 유입이 원활하지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 유동부(110)의 중앙부에 차단벽(140)이 설치됨으로써, 유동부(110)의 양단으로부터 중앙 방향으로의 유동을 차단하며 인위적으로 여과부(120) 측으로 물이 공급되도록 한다. 즉, 차단벽(140)은 단위시간당 유동부(110) 및 여과부(120) 내부로 공급되는 물의 양이 증가되도록, 유동부(110) 내부의 물을 신속하게 여과부(120) 측으로 이동시킨다. 따라서, 본 발명은 양단이 개구된 유동부(110)와 차단벽(140)을 통하여 단위시간 당 내부로 유입되는 물의 양이 증가되며, 예를 들어 도 2에 도시된 중공사 멤브레인 모듈의 경우 40LPM의 물이 유입된다면, 본 발명은 80LPM의 물이 유입될 수 있다.
유동부(110)는 배관 형태로 마련되어 유입된 유체(f)가 여과부(120) 측으로 유동할 수 있도록 외주면에는 개구부(미도시)가 형성된다. 본 실시예에서, 원활한 유체의 유동(f)을 위하여 유동부(110)에 형성되는 개구부(미도시)는 최대한 넓은 면적으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 개구부(미도시)는 물이 중공사(h) 측으로만 공급되도록 공기 여과부(121)에 대응되는 영역에만 형성된다.
여과부(120)는 유동부(110) 내부로부터 유입된 물을 공급받아 물에 포함되는 공기를 여과하기 위한 구성으로서, 여과부(120) 내부가 구획되어 형성되는 공기 여과부(121)와 공기 저장부(122)를 포함한다. 한편, 여과부(120) 즉, 공기 여과부(121)와 공기 저장부(122)는 직렬 배치되며 유동부(110)를 둘러싸도록 배치된다.
공기 여과부(121)는 유동부(110) 내부로부터 물이 유입되며, 유입된 물에 포함되는 공기를 여과하기 위한 구성으로서, 복수 개의 중공사(hollow fiber)를 포함하여 구성된다.
공기 여과부(121)에 포함되는 다수개의 중공사는 유동부(110)의 외면을 둘러싸도록 배치되고, 유동부(110)의 길이방향과 나란하게 배열되며, 유동부(110)로부터 이탈되는 물과의 접촉이 가능하도록 한다.
또한, 공기 여과부(121)의 외주면에는 내부에 공급되어 공기가 여과된 물이 외부로 배출되도록 배출공(121a)이 형성된다. 배출공(121a)은 차단벽(140)에 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 공기 여과부(121) 내부에 유입된 물은 배출공(121a) 측으로 이동하는 과정에서 중공사와 보다 많은 접촉시간을 갖게 되며, 이로 인해 공기 여과효율이 보다 향상될 수 있다.
한편, 공기 여과부(121)에 포함되는 중공사의 개수는 본 발명에 따른 양방향 중공사 멤브레인 모듈(100)이 사용되는 환경, 중공사의 종류 등을 종합적으로 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.
공기 저장부(122)는 공기 여과부(121)와 연결되어 공기 여과부(121)로부터 여과되는 공기가 유입되어 임시저장되는 영역이다. 공기 저장부(122)에는 공기 포집부(130)가 설치되어 공기 저장부(122)에 임시 저장되는 공기가 외부로 배출된다.
공기 여과부(121)와 공기 저장부(122)는 배관 형태로 마련되는 여과부(120) 내부가 격벽(123)에 의해 구획되도록 마련된다. 본 실시예에서 격벽(123)은 에폭시(epoxy) 소재로 마련되는 것으로 하였으나, 여과된 공기가 통과하여 공기 저장부(122) 측으로 이동할 수 있다면 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 실시예에서, 여과부(120)가 유동부(110)를 감싸도록 배치되며, 이를 구현하는 방법에는 제한이 없다. 예를 들어, 유동부(110)와 여과부(120)가 각각 별도로 마련되어 상호 결합되도록 하거나, 단일의 케이싱 내부가 구획되어 각각 유동부(110)와 여과부(120)를 형성하도록 마련될 수도 있다.
공기 포집부(130)는 여과부(120)의 양단부 즉, 공기 저장부(122)에 설치되어 공기 저장부(122)에 임시저장되는 공기를 외부로 배출하기 위한 구성이다. 중공사에 의하여 여과되는 공기를 포집 또는 배출 등을 하기 위해서는 진공도가 요구된다. 이때, 본 발명은 물로부터 여과되는 공기를 포집 등을 할 때 적은 에너지를 통하여 공기를 포집, 여과 등을 하는 것을 목적으로 하므로, 낮은 진공도를 형성시킨다.
구체적으로, 도 1에 도시된 종래의 중공사 멤브레인 모듈(10)은 20LPM의 물 이 유동부(11) 내부로 공급되고, 이 중 공기가 차지하는 비율이 10%라고 가정하면, 이중 좌측에서 50%의 공기가 여과되고, 50%의 공기가 여과된 물에 포함되는 공기의 일부가 우측의 공기 포집부(13)를 통하여 여과된다. 이때, 우측의 공기 포집부(13)가 좌측의 공기 포집부(13)에 비하여 더 큰 진공도가 요구된다. 포집하고자 하는 공기의 양을 기준으로 공기 포집부(13)의 진공도를 설정하게 되며, 이에 따라, 우측에 배치되는 공기 포집부(13)의 진공도를 기준으로 하게 된다. 양 공기 포집부(13)의 진공도를 각각 상이하게 설정하는 것은 현실적으로 어려운 문제점이 있어, 결국 공기 포집부(13)의 진공도는 높게 설정되며, 이로 인해 소비되는 에너지가 커지게 되는 문제점이 있다.
이에 반해, 본 실시예에서는 단위시간당 유동부(110) 내부로 공급되는 물의 양이 증가하도록 유동부(110)의 양단이 개구되며, 차단벽(130)을 통하여 공기 여과부(121) 내부에 공급된 물이 중공사와의 접촉시간은 향상되면서 신속하게 외부로 배출된다. 따라서, 종래기술과 비교하여 본 실시예는 동일한 시간에 동일한 펌프 구동력을 통하여 유동부(110) 내부에 80LPM이라는 양의 물이 공급된다. 이때, 공기 포집부(130)는 여과에 참여하지 않은 물만 여과를 하게 되므로, 도 1의 중공사 멤브레인(10)과 비교하면, 좌측의 공기 포집부(13)에서 요구되는 진공도가 설정되어 소비되는 에너지가 적어지게 된다.
차단벽(140)은 유동부(110) 및 여과부(120) 내부의 물의 유동방향을 인위적으로 변화시키기 위한 구성으로서, 유동부(110) 및 여과부(120)의 중앙부분에 형성된다.
개구된 양단을 통하여 유동부(110) 내부로 유입된 물은 양단으로부터 유동부(110) 중앙 방향으로 유동이 형성되며, 유동부(110) 중앙부에서 합류되어 정체되며 이로 인해, 여과부(120) 측으로의 유입이 원활하지 않은 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 유동부(110)의 중앙부에 차단벽(140)이 설치됨으로써, 유동부(110)의 양단으로부터 중앙 방향으로의 유동을 차단하며 인위적으로 여과부(120) 측으로 물이 공급되도록 한다.
또한, 유동부(110)로부터 공기 여과부(121) 내부로 유입된 물이 공기 여과부(121) 내부에서 정체되는 것이 방지되도록 공기 여과부(121)의 중앙부에 차단벽(140)이 설치됨으로써 여과된 물의 신속한 배출이 가능하다.
즉, 차단벽(140)에 의하여 유동부(110)와 여과부(120)는 각각 2개의 영역으로 구획되며, 각 영역 내부에서만 물의 유동 및 공기 여과가 이루어지도록 함으로써, 여과효율을 보다 향상시킬 수 있다.
이때, 차단벽(140)은 유동부(110)의 중앙부에 형성되며, 공기 여과부(121)에서는 중공사(h) 사이마다 형성되어 구획된 일영역으로부터 타영역으로 물이 이동하지 못하도록 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 5 등에서는 차단벽(140)이 중공사(h)가 분리되도록 도시되어 있으나, 이는 각 구획된 영역을 나타내기 위하여 다소 과장되도록 도시된 것이며, 중공사(h)는 따로 분리되지 않으며 중공사(h) 사이사이마다 차단벽(140)이 형성될 수 있다.
공급 배관(150)은 외부의 물을 유동부(110) 내부로 공급하기 위한 구성으로서, 메인배관(151)과 분기배관(152)를 포함한다. 즉, 유동부(110)의 일단에 메인배관(151)이 연결되어 외부의 물이 메인배관(151)을 통하여 유동부(110)의 일단을 통하여 공급되며, 이 중 일부는 분기배관(152)을 경유하여 유동부(110)의 타단으로 공급된다. 다만, 반드시 메인배관(151)과 분기배관(152)으로 구분되어야 하는 것은 아니며, 다른 변형례도 가능하다.
도 5는 도 2의 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈의 변형례를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 공급 배관(150)은 한 쌍으로 마련되어 유동부(110)의 단부에 각각 설치된다. 분기배관(152)을 사용하는 경우에는 공급되는 물의 이동방향이 변화됨으로써 차압이 발생하게 되어 저항이 높아지게 되며, 이는 펌프 등의 구성에 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 변형례에서는 공급 배관(150)을 한 쌍으로 마련함으로써, 물의 이동경로가 변화되지 않도록 하여 직선성을 유지하도록 하며, 저항이 높아지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 공급 배관(150)에는 유동부(110) 내부로 유입된 물의 역류가 방지되도록 일방향 밸브(1-way valve)가 설치되는 것이 바람직하다.
지금부터는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈의 작동에 대하여 설명한다.
양방향 주입형 중공사 멤브레인(100)의 외부의 물은 펌프(미도시) 등의 구성에 의하여 공급배관(150)을 통하여 유동부(110) 내부로 공급된다. 유동부(110) 양단을 통하여 각각 유입된 물은 유동부(110)의 중앙 방향으로 이동하면서 유동부(110)의 외주면에 형성된 관통공(미도시)을 통하여 여과부(120)의 공기 여과부(121) 측으로 이동한다.
관통공(미도시)을 통하여 공기 여과부(121)로 유입되지 못한 물은 차단벽(140) 측으로 지속적으로 이동하게 되며, 차단벽(140)에 의하여 유동이 차단되며 관통공(미도시)를 통하여 공기 여과부(121)로 유입된다.
공기 여과부(121)로 유입된 물은 중공사(h)와 접촉하게 되며, 물에 포함되는 공기 일부가 여과되어 중공사(h) 내부에 위치된다. 공기의 일부가 여과된 물은 배출공(121a)을 통하여 외부로 배출된다.
한편, 중공사(h) 내부의 공기는 공기 포집부(130)에 의하여 격벽(123)을 통과하여 공기 저장부(122) 내부에 임시 저장된 뒤, 외부로 배출된다. 상술한 바와 같이, 공기 포집부(130)에서 요구되는 진공도는 여과에 참여하지 않은 물을 최초로 여과하는 낮은 진공도이다.
따라서, 본 발명에 의하면 배출되는 물의 양에 관계없이, 공기 포집에 요구되는 에너지의 양을 적게 하면서도 소비되는 에너지 대비 포집되는 공기의 양을 증가시킬 수 있는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈이 제공된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 : 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈
110 : 유동부 120 : 여과부
121 : 공기 여과부 122 : 공기 저장부
130 : 공기 포집부 140 : 차단벽
150 : 공급배관 h : 중공사
a : 공기 f : 유체

Claims (8)

  1. 중공형상으로 마련되며, 단위시간당 내부로 유입되는 물의 양이 증가되도록 양단이 개구되는 유동부;
    상기 유동부를 감싸도록 배치되며, 상기 유동부로부터 공급되는 물에 포함되는 공기를 여과하는 다수 개의 중공사를 포함하고, 공기가 여과된 물이 배출되는 배출공이 형성되는 여과부;
    상기 여과부에 설치되며, 진공상태로 마련되어 상기 여과부에서 여과되는 상기 공기를 포집하는 공기 포집부;를 포함하는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유동부의 중앙부에 설치되며, 물의 유입방향을 따른 물의 유동을 차단하는 차단벽을 더 포함하는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배출공은, 상기 차단벽에 대응되는 영역을 따라 상기 여과부의 외주면에 형성되는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여과부를 상기 복수 개의 중공사가 수용되는 공기 여과부와, 상기 공기 여과부를 사이에 두고 배치되며 상기 공기 여과부에서 여과되는 공기가 저장되는 공기 저장부로 구획하는 격벽을 더 포함하는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공기 포집부는 상기 공기 저장부에 연결되는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유동부의 양단부에 연결되며, 외부의 물을 상기 유동부 내부로 공급하는 공급배관을 더 포함하는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공급배관은,
    상기 유동부의 일단에 연결되는 메인배관; 상기 메인배관으로부터 분기되며 상기 유동부의 타단에 연결되는 분기배관;을 포함하는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 공급배관은 한 쌍으로 마련되어 각각 상기 유동부의 단부에 연결되는 양방향 주입형 중공사 멤브레인 모듈.
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