KR101578941B1 - 중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법 - Google Patents

중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법이 개시되어 있다. 본 발명의 중공사막 모듈은 내부에 집수부(permeate collecting unit)가 각각 형성된 2개의 헤더들(headers)을 포함하되, 상기 헤더들 각각은 2개의 측면 각각에 중공사막의 길이방향으로 연장되어 형성된 홈들(grooves)을 갖는다. 하나의 슬라이드 봉이 서로 이웃하는 2개의 중공사막 모듈의 홈들에 동시에 삽입될 수 있기 때문에, 중공사막 모듈들은 서로에게 인입/인출을 위한 가이드 역할을 해줄 수 있다. 또한, 헤더에 형성된 홈들은 클램프가 삽입되는 공간으로서 기능할 수 있어, 중공사막 모듈과 다른 구성의 결합 또는 결합 강화를 위한 클램프의 사용을 가능하게 한다.

Description

중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법{Hollow Fiber Membrane Module, Filtering Apparatus using The Same, and Method for Manufacturing the Filtering Apparatus}
본 발명은 중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 프레임 구조로/로부터 인입/인출될 때 이웃하는 중공사막 모듈로부터 인입/인출 경로를 제공받을 수 있을 뿐만 아니라, 프레임 구조로/로부터 인입/인출되는 이웃하는 중공사막 모듈에 인입/인출 경로를 제공할 수 있는 중공사막 모듈과, 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법에 관한 것이다.
가열이나 상변화를 이용하는 분리 방법에 비하여 여과막을 이용한 분리 방법은 많은 장점들이 있는데, 가장 큰 장점들 중 하나는 여과막의 세공 크기에 따라 원하는 수질을 안정적으로 얻을 수 있으므로 공정의 신뢰도를 높일 수 있다는 점이다. 또한, 분리막을 이용하면 가열 등의 조작이 필요 없기 때문에, 미생물 등을 사용하는 분리 공정에 분리막이 사용될 경우 미생물이 열에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수도 있다.
여과막을 이용한 분리 방법 중 하나로는 중공사 형태의 막을 다발로 형성한 중공사막 모듈을 이용하는 방법이 있다. 전통적으로 중공사막 모듈은 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.
이러한 중공사막 모듈의 하나로는, 처리하고자 하는 유체의 수조에 중공사막 모듈을 직접 침지시키고 중공사막 내부에 음압(negative pressure)을 가하여 유체만을 선택적으로 중공사 내부로 투과시킴으로써 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 분리하는 침지형 중공사막 모듈이 있다. 침지형 중공사막 모듈은 모듈의 제조 원가를 낮출 수 있고, 유체의 순환을 위한 설비가 필요 없어 시설비나 운전비의 절감을 가져올 수 있는 장점이 있다.
이러한 침지형 중공사막 모듈의 경우, 여러개의 중공사막 모듈들을 프레임 구조에 차례로 장착함으로써 카세트 형태로 만든 후, 이 카세트를 고형 성분을 비롯한 오염 물질이 존재하는 원수에 침지시켜 여과 처리를 수행한다. 이때, 수처리가 진행됨에 따라 오염 물질에 의한 막 오염 현상이 야기되어 막의 투과 성능이 크게 떨어지는 문제점이 발생한다. 따라서, 중공사막에 의한 수처리가 진행되는 동안 막의 투과 성능을 양호한 상태로 유지하기 위하여, 중공사막 모듈들 아래에 위치한 산기관에서 공기를 분출하여 공기 방울이 솟아오르도록 함으로써 중공사막의 표면에 붙어 있는 이물질을 제거한다.
한편, 산기 공정 수행시 산기관으로부터 공기가 강하게 분출되기 때문에 중공사막 모듈들이 격렬하게 진동을 하게되고, 이러한 진동으로 말미암아 중공사막 모듈들의 손상이 야기될 수 있다. 따라서, 하나의 카세트를 구성하는 복수개의 중공사막 모듈들은 서로 타이트하게 밀착된다. 그러나, 복수개의 중공사막 모듈들을 서로 밀착시킴으로써 이들간의 충돌로 인한 손상은 줄어들 수 있어도, 각 중공사막 모듈 내에 포팅되어 있는 중공사막 다발의 요동 및 그로 인한 중공사막 손상의 위험은 여전히 존재한다. 중공사막의 손상으로 말미암아 특정 중공사막 모듈의 교체 또는 수리가 요구될 경우, 서로 밀착되어 있는 복수개의 중공사막 모듈들 중에서 해당 중공사막 모듈만을 인출한 후, 이를 수리하여 재장착하거나 또는 새로운 중공사막 모듈로 교체하여 이를 해당 위치에 장착한다.
이와 같이, 카세트를 형성하기 위하여 복수개의 중공사막 모듈들을 차례로 장착할 때, 특정 중공사막 모듈의 수리를 위해 이를 프레임 구조에서 인출할 때, 그리고 수리된 중공사막 모듈을 재장착할 때, 종래의 여과장치는 중공사막의 장착/인출 경로를 제공하는 가이드부가 존재하지 않아 많은 어려움이 있었다.
수처리 용량의 증가를 위하여 중공사막 모듈이 대형화되고 있는 현재, 중공사막 모듈을 프레임 구조로/로부터 장착/인출하는데 있어 발생하는 어려움은 더욱 더 심각해지고 있다. 특히, 중공사막의 길이 방향과 중공사막 모듈의 장착 및 인출 방향이 서로 평행하게 되는 수평형 중공사막 모듈의 경우, 이러한 문제점이 더욱 부각되고 있다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 이점은 프레임 구조로/로부터 인입/인출될 때 이웃하는 중공사막 모듈로부터 인입/인출 경로를 제공받을 수 있을 뿐만 아니라, 프레임 구조로/로부터 인입/인출되는 이웃하는 중공사막 모듈에 인입/인출 경로를 제공할 수 있는 중공사막 모듈 및 이를 이용한 여과장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 제조의 편의성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 중공사막 모듈 및 이를 이용한 여과장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 다른 구성과 결합될 때 그 결합 자체 및/또는 그 결합의 강화를 위하여 클램프가 사용될 수 있도록 함으로써 사용의 편의성 및 내구성이 크게 향상된 중공사막 모듈 및 이를 이용한 여과장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 서로 이웃하는 중공사막 모듈들끼리 서로 지지해줌으로써 내구성이 크게 향상된 중공사막 모듈 및 이를 이용한 여과장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술된 것이고, 부분적으로는 그러한 기술로부터 자명할 것이다. 또는, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 학습되어질 수 있을 것이다. 본 발명의 목적들 및 다른 이점들은 첨부된 도면은 물론이고 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 특정된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.
위와 같은 이점들을 달성하기 위하여, 그리고 본 발명의 목적에 따라, 내부에 집수부(permeate collecting unit)가 각각 형성된 제1 및 제2 헤더들(headers); 및 상기 헤더들 사이에 위치하며, 상기 헤더들 각각의 상기 집수부와 유체 연통하도록 양 말단이 상기 헤더들의 서로 대향하는 포팅면들에 각각 포팅(potting)되어 있는 중공사막 다발(a bundle of hollow fiber membranes)을 포함하되, 상기 헤더들 각각은 상기 포팅면과 이웃하고 서로 반대 측에 위치하는 제1 및 제2 측면들을 갖고, 상기 제1 및 제2 측면들에 상기 중공사막의 길이방향으로 연장된 홈들(grooves)이 형성된 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈이 제공된다.
본 발명의 다른 측면으로서, 집수부 내의 여과수를 밖으로 배출하기 위한 돌출 포트를 갖는 헤더, 및 상기 집수부와 유체 연통하도록 말단이 상기 헤더의 포팅면에 포팅되어 있는 중공사막 다발을 포함하는 중공사막 모듈; 및 상기 돌출 포트가 삽입되며 상기 돌출 포트로부터 배출되는 여과수의 이동 경로를 제공하는 단위 파이프(unit pipe)를 포함하되, 상기 헤더는 상기 포팅면과 이웃하고 서로 반대 측에 위치하는 제1 및 제2 측면들을 갖고, 상기 제1 및 제2 측면들에는 상기 중공사막의 길이방향으로 연장된 홈들이 형성된 것을 특징으로 하는 여과장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면으로서, 제1 홈이 형성된 제1 헤더를 갖는 제1 중공사막 모듈; 제2 홈이 형성된 제2 헤더를 갖는 제2 중공사막 모듈; 및 슬라이드 봉을 포함하되, 상기 슬라이드 봉은, 상기 제1 홈에 삽입되는 제1 몸체; 상기 제2 홈에 삽입되는 제2 몸체; 및 상기 제1 및 제2 몸체들 사이에 위치하는 이음부를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면으로서, 제1 홈이 형성된 제1 헤더를 갖는 제1 중공사막 모듈이 장착된 프레임에 제2 홈이 형성된 제2 헤더를 갖는 제2 중공사막 모듈을 장착하는 단계를 포함하되, 제1 몸체, 제2 몸체, 및 상기 제1 및 제2 몸체들 사이에 위치하는 이음부를 포함하는 슬라이드 봉의 상기 제1 몸체가 상기 제1 중공사막 모듈의 상기 제1 홈에 삽입되어 있고, 상기 제2 중공사막 모듈의 장착 단계는, 상기 슬라이드 봉의 상기 제2 몸체가 상기 제2 중공사막 모듈의 상기 제2 홈에 삽입되는 방식으로, 상기 제2 홈의 안내를 받으면서 상기 제2 중공사막 모듈을 상기 프레임에 장착하는 것을 특징으로 하는 여과장치의 제조방법이 제공된다.
위와 같은 본 발명에 의하면, 프레임 구조로/로부터 인입/인출시 중공사막 모듈들이 서로에게 인입/인출을 위한 가이드 역할을 해줄 수 있기 때문에, 여과장치의 제조는 물론이고 특정 중공사막의 교체 및 수리가 용이하다.
또한, 하나의 중공사막 모듈에 포함되어 있는 2개의 헤더를 하나의 금형으로 제조할 수 있기 때문에 제조가 편리하고 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 중공사막 모듈의 헤더에 형성된 홈들은 클램프가 삽입되는 공간으로서 기능할 수 있기 때문에, 중공사막 모듈을 다른 구성, 예를 들어 단위 파이프와 결합시킬 때 그 결합 자체 및/또는 그 결합의 강화를 위하여 클램프를 사용할 수 있고, 그 결과 볼트를 이용하여 강제로 경합시키는 방식에 비해 여과장치의 제조 편의성 및 내구성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 슬라이드 봉을 매개로 서로 이웃하는 중공사막 모듈들끼리 서로 지지해주도록 함으로써 여과장치의 내구성을 크게 향상시킬 수도 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 중공사막 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 모듈들이 하나의 카세트를 형성하기 위하여 프레임 구조에 결합된 형태를 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 슬라이드 봉을 개략적으로 나타낸 사시도이고,
도 6은 중공사막 모듈이 프레임 구조에/로부터 인입/인출시 이웃하는 중공사막 모듈로부터 가이드를 받는 본 발명의 일 실시예를 나타내고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공사막 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 중공사막 모듈과 단위 파이프의 결합을 개략적으로 보여주는 도면이다.
본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 여과 장치의 일 실시예를 상세하게 설명한다.
아래에서 설명되는 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위하여 여과막 모듈로서 중공사막 모듈을 예시하고 있으나, 본 발명은 중공사막 모듈에만 국한되는 것이 아니라 평막 모듈을 포함하는 다양한 종류의 여과막 모듈에 모두 적용될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 중공사막 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중공사막 모듈(100)은 다수의 중공사막(120)들이 다발 형태로 두 개의 헤더(110)들 사이에 배열된다. 상기 중공사막(120)들의 양 말단은 2개의 헤더(110)들의 서로 대향하는 포팅면들에 폴리 우레탄 등으로 형성된 접착부(130)를 통해 포팅(potting)되어 있다.
상기 헤더(110)들 내에는 상기 중공사막(120)의 개방된 말단들(open ends)과 유체 연통하는 집수부(미도시)가 각각 형성되어 있다. 중공사막(120) 내부에 걸리는 음압에 의해 중공사막(120)들을 투과한 여과수는 상기 집수부에서 1차적으로 모이게 된다. 상기 헤더(110)들 각각은 중공사막(120) 다발에 의해 생산되어 상기 집수부에 수집된 여과수를 밖으로 배출하기 위한 돌출 포트(projecting port)(112)를 더 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일실시예는 소위 수평형의 중공사막 모듈(100)에 관한 것으로서, 처리되어야 할 원수(liquid substrate)에 중공사막 모듈(100)이 침지될 때 상기 2개의 헤더(110)는 그 길이방향이 수면과 수직으로 위치하게 되고, 상기 중공사막(120)들은 수면과 평행하게 배치된다.
본 발명에 의하면, 상기 헤더(110)들 각각은 2개의 측면 각각에 중공사막(120)의 길이방향으로 연장되어 형성된 홈(111)들을 갖는다. 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하나의 헤더(110)는 그 상부 및 하부 각각에 형성된 2 쌍의 홈(111)들을 가지나, 홈(111)들의 쌍의 개수 및 홈(111)들이 형성되는 헤더(110) 상의 위치는 전체 중공사막 모듈(100)의 크기 등의 요인에 따라 적절히 선택될 수 있을 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 모듈들 하나의 카세트를 형성하기 위하여 프레임 구조에 결합된 형태를 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도이다.
본 발명의 여과 장치는 여러개의 중공사막 모듈(100)들이 프레임 구조(미도시)에 결합된 형태로 고형 성분을 비롯한 오염 물질이 존재하는 원수에 침지된 후 여과 처리를 수행한다. 이때, 수처리가 진행됨에 따라 오염 물질에 의한 막 오염 현상이 야기되어 중공사막(120)의 투과 성능이 크게 떨어지는 문제점이 발생한다. 중공사막(120)에 의한 수처리가 진행되는 동안 막의 투과 성능을 양호한 상태로 유지하기 위하여, 수처리 진행 중에 중공사막 모듈(100)들 아래에 위치한 산기관(미도시)에서 공기를 분출하여 공기 방울이 솟아오르도록 함으로써 중공사막(120) 표면에 붙어 있는 이물질을 제거한다.
한편, 산기 공정 수행시 산기관으로부터 공기가 강하게 분출되기 때문에 각각의 중공사막 모듈(100)들이 격렬하게 진동을 하게되고, 이러한 진동으로 말미암아 중공사막 모듈(100)이 서로 부딪힘으로써 파손될 위험이 커지게 된다. 이와 같은 파손 위험을 줄이기 위하여, 본 발명의 여과장치의 복수개의 중공사막 모듈(100)들은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 타이트하게 밀착된 상태로 존재하게 된다.
그러나, 복수개의 중공사막 모듈(100)들을 서로 밀착시킴으로써 이들간의 충돌로 인한 손상은 줄어들 수 있어도, 각 중공사막 모듈(100) 내에 포팅되어 있는 중공사막(120) 다발의 요동 및 그로 인한 중공사막(120) 손상의 위험은 여전히 존재한다. 중공사막(120)의 손상으로 말미암아 특정 중공사막 모듈(100)의 교체 또는 수리가 요구될 경우, 서로 밀착되어 있는 복수개의 중공사막 모듈(100)들 중에서 해당 중공사막 모듈(100)만을 인출하여야 한다. 수평형 중공사막 모듈(100)의 경우 그 인출 방향은 중공사막(120)의 길이방향과 평행하다.
또한, 카세트를 형성하기 위하여 복수개의 수평형 중공사막 모듈(100)들을 차례로 프레임 구조 내로 인입하거나, 수리된 중공사막 모듈 또는 교체용 중공사막 모듈을 프레임 구조 내로 인입하는 경우, 그 인입 방향도 역시 중공사막(120)의 길이방향과 평행하다.
본 발명에 의하면, 수평형 중공사막 모듈(100)을 프레임 구조로/로부터 인입/인출할 때, 중공사막 모듈(100)들은 서로에게 인입/인출을 위한 가이드 역할을 해줄 수 있는데, 이하에서는 이에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 슬라이드 봉을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 슬라이드 봉(200)은 서로 평행한 길이방향을 갖는 제1 및 제2 몸체들(210, 220)과 상기 제1 및 제2 몸체들(210, 220) 사이에 위치하는 이음부(230)를 포함한다. 본 발명의 중공사막 모듈(100)의 헤더(110)들 측면에 형성된 홈(111)들에 상기 슬라이드 봉(200)의 제1 또는 제2 몸체들(210, 220) 중 어느 하나가 삽입되고, 다른 하나는 이웃하는 중공사막 모듈의 홈에 삽입된다. 홈(111)에 일단 삽입된 슬라이드 봉(200)을 중공사막 모듈(100)로부터 용이하게 인출하기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 슬라이드 봉(200)은 슬라이드 봉(200)의 일단에 결합된 손잡이(handle)(240)를 더 포함할 수 있다.
도 6은 중공사막 모듈이 프레임 구조에/로부터 인입/인출시 이웃하는 중공사막 모듈로부터 가이드를 받는 본 발명의 일 실시예를 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 중공사막 모듈(100a)이 프레임에 장착된 후 제2 중공사막 모듈(100b)이 프레임에 장착되는 과정에서 제2 중공사막 모듈(100b)이 제1 중공사막 모듈(100a)로부터 안내를 받을 수 있다. 이와 유사하게, 제1 및 제2 중공사막 모듈들(100a, 100b)이 프레임 구조에 장착된 상태에서 제2 중공사막 모듈(100b)을 프레임 구조로부터 인출할 때도 역시 제1 중공사막 모듈(100a)의 안내를 받을 수 있다.
더욱 자세히 설명하면, 제1 및 제2 중공사막 모듈들(100a, 100b) 각각은 2개의 헤더 및 그 사이의 중공사막 다발을 포함하고, 상기 헤더들의 측면에 중공사막의 길이방향으로 연장된 홈들이 형성되어 있다. 도 6에 예시되어 있는 제1 및 제2 중공사막 모듈들(100a, 100b)의 헤더 각각은 2개의 측면의 상부 및 하부에 총 4개의 홈이 형성되어 있다.
제1 중공사막 모듈(100a)은 프레임에 장착되어 있는 상태에서, 제2 중공사막 모듈(100b)과 슬라이드 봉(200)을 준비한다. 슬라이드 봉(200)은 제1 몸체(210), 제2 몸체(220), 및 이들 사이에 위치하는 이음부(230)를 포함한다. 슬라이드 봉(200)은 그 일단에 손잡이(240)를 가질 수도 있다. 각 슬라이드 봉(200)의 제2 몸체(220)가 제2 중공사막 모듈(100b)의 2개의 헤더들 측면에 형성된 서로 대응하는 홈들에 차례로 삽입된다. 헤더 각각이 총 4개의 홈을 가진 도 6에 도시된 실시예의 경우, 총 4개의 슬라이드 봉(200)들이 제2 중공사막 모듈(100b)의 홈들에 삽입된다.
슬라이드 봉(200)들이 삽입된 제2 중공사막 모듈(100b)을 프레임 구조로 인입할 때, 상기 슬라이드 봉(200)의 제1 몸체(210)를 제1 중공사막 모듈(100a) 대응 홈들에 슬라이딩 방식으로 삽입시킴으로써 이들 홈들의 안내를 받으면서 제2 중공사막 모듈(100b)을 프레임에 장착할 수 있다. 유사하게, 제2 중공사막 모듈(100b)을 프레임으로부터 인출할 경우에도, 제2 중공사막 모듈(100b)과 함께 슬라이드 봉(200)을 동시에 인출함으로써 제1 중공사막 모듈(100a)의 홈의 안내를 받을 수 있다.
선택적으로, 프레임에 장착되어 있는 제1 중공사막 모듈(100a)의 홈들에 각 슬라이드 봉(200)의 제1 몸체(210)가 삽입된 상태에서 제2 중공사막 모듈(100b)을 상기 프레임에 장착할 수도 있다. 이 경우, 상기 슬라이드 봉(200)의 제2 몸체(220)가 상기 제2 중공사막 모듈(100b)의 대응 홈들에 슬라이딩 방식으로 삽입되도록 함으로써 상기 슬라이드 봉(200)의 제2 몸체(100b)의 안내를 받으면서 제2 중공사막 모듈(100b)이 상기 프레임에 장착될 수 있다. 마찬가지로, 제2 중공사막 모듈(100b)을 프레임으로부터 인출할 경우에도, 상기 슬라이드 봉(200)의 제2 몸체(100b)의 안내를 받으면서 제2 중공사막 모듈(100b)을 인출할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공사막 모듈을 개략적으로 나타낸 사시도 및 정면도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 중공사막 모듈(100')의 헤더(110') 각각은 그 일측면에만 홈(111')이 형성되어 있고, 이들 헤더(110')들의 그 반대 측면 각각에는 하나의 수평봉(200')이 결합되어 있다. 이와 같은 실시예 경우에도, 중공사막 모듈(100')의 수평봉(200')이 이웃하는 중공사막 모듈의 헤더 측면에 형성된 홈에 슬라이딩 방식으로 삽입되거나 꺼내짐으로써 서로가 서로에게 인입/인출의 경로를 안내받을 수 있다.
다만, 도 7 및 도 8에 도시된 중공사막 모듈(100')의 헤더(110')는 그 일측면에만 홈(111')이 형성되고 다른 측면에는 홈(111')이 형성되지 않기 때문에, 하나의 중공사막 모듈(100')을 이루는 2개의 헤더(110')들을 동일한 금형을 이용하여 제조할 수 없다는 문제점이 있다. 즉, 동일한 금형을 사용하여 중공사막 모듈(100)의 2개의 헤더(110)들을 모두 제조할 수 있어 제조 공정을 단순화하고 제조 비용을 절감할 수 있다는 점에서 헤더(110)의 양 측면에 홈(111)들을 형성하고 이들 홈(111)에 슬라이딩 방식으로 삽입/인출될 수 있는 별도의 슬라이드 봉(200)을 이용하는 것이 더 바람직하다.
한편, 별도의 슬라이드 봉(200)을 이용하여 제1 및 제2 중공사막 모듈들(100a, 100b)을 프레임에 장착한 후에는, 상기 슬라이드 봉(200)을 제1 및 제2 중공사막 모듈들(100a, 100b)의 홈들에 삽입된 상태로 유지함으로써 여과 운전 중에 제1 및 제2 중공사막 모듈들(100a, 100b)이 서로 지지하도록 할 수 있을 뿐만 아니라 이들 사이의 충돌을 방지할 수 있다.
선택적으로, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 중공사막 모듈들(100)을 프레임에 장착한 후에는, 상기 슬라이드 봉(200)을 중공사막 모듈(100)로부터 제거하고 헤더(110)의 양 측면에 형성된 홈(111)들을 중공사막 모듈(100)과 단위 파이프(300) 사이의 결합을 위하여 이용할 수 있다. 이하에서는 이에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의해 중공사막 모듈과 단위 파이프의 결합을 개략적으로 보여주는 도면이다.
본 발명의 여과장치는 중공사막 모듈(100)의 돌출 포트(112)로부터 배출되는 여과수의 이동 경로를 제공하기 위한 것으로서 상기 돌출 포트(112)가 삽입되는 단위 파이프(unit pipe)(300)를 더 포함한다. 중공사막 모듈(100)의 각 헤더(110)는 그에 대응하는 단위 파이프(300)를 가지며, 이들 단위 파이프(300)들이 서로 연결되어 하나의 파이프를 구성한다. 상기 단위 파이프(300)에는 중공사막 모듈(100)의 헤더(110)의 홈(111)들에 해당하는 관통홀(through hole)(310)들이 형성되어 있다.
본 발명의 여과장치는 헤더(110)의 홈(111) 및 상기 단위 파이프(300)의 관통홀(310) 모두에 삽입되는 클램프(400)를 더 포함한다. 중공사막 모듈(100)을 프레임에 인입/인출할 때 슬라이드 봉(200)을 매개로 하는 가이드 기능을 하였던 헤더(110)의 홈(111)이 이번에는 헤더(110)와 단위 파이프(300) 사이의 결합을 위한 클램프(400)의 삽입구로서의 기능을 하는 것이다.
이와 같은 클램프(400)에 의해 헤더(110)와 단위 파이프(300) 사이의 결합을 강화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 단위 파이프(300)와 헤더(100) 사이의 결합을 위하여 볼트를 이용하는 경우에 비해, 결합의 용이성을 증대시킬 뿐만 아니라 여과장치의 내구성을 향상시킬 수 있다. 볼트를 이용할 경우 헤더(110)의 파손이 빈번히 발생하는 것을 피할 수 없는 반면, 본 발명의 클램프(400)를 이용할 경우에는 강제 끼움이 아니기 때문에 헤더(100)의 손상이 거의 발생하지 않기 때문이다.
선택적으로, 본 발명의 여과장치는, 상기 헤더(110)의 홈(111) 및 상기 단위 파이프(300)의 관통홀(310)에 삽입된 상기 클램프(400)가 이탈하지 않도록, 상기 홈(111) 및 관통홀(310)을 각각 통과한 상기 클램프(400)의 부분들에 결합되는 고정 부재(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 고정 부재(500)는 너트 또는 탄성 부재일 수 있다.
한편, 본 발명의 슬라이드 봉(200)과 헤더(110)에 형성된 홈(111)이 원형의 단면을 가진 것으로 본 발명이 도시되어 있으나, 슬라이드 봉(200)이 그 길이방향과 평행한 방향으로 중공사막 모듈(100)의 헤더(110)에 형성된 홈(111)에 삽입될 수 있고 그로부터 인출될 수 있다면, 상기 슬라이드 봉(200)과 홈(111)의 단면은 그 어떠한 형상이라도 무방하다.
100, 100a, 100b : 중공사막 모듈 110 : 헤더
120 : 중공사막 200 : 슬라이드 봉
300 : 단위 파이프 400 : 클램프
500 : 고정 부재

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 집수부 내의 여과수를 밖으로 배출하기 위한 돌출 포트를 갖는 헤더, 및 상기 집수부와 유체 연통하도록 말단이 상기 헤더의 포팅면에 포팅되어 있는 중공사막 다발을 포함하는 중공사막 모듈; 및
    상기 돌출 포트가 삽입되며 상기 돌출 포트로부터 배출되는 여과수의 이동 경로를 제공하는 단위 파이프(unit pipe)를 포함하되,
    상기 헤더는 상기 포팅면과 이웃하고 서로 반대 측에 위치하는 제1 및 제2 측면들을 갖고,
    상기 제1 및 제2 측면들에는 상기 중공사막의 길이방향으로 연장된 홈들이 형성된 것을 특징으로 하는 여과장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단위 파이프에는 관통홀(through hole)이 형성된 것을 특징으로 하는 여과장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 헤더의 홈 및 상기 단위 파이프의 관통홀 모두에 삽입되는 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 헤더의 홈 및 상기 단위 파이프의 관통홀에 삽입된 상기 클램프가 이탈하지 않도록, 상기 홈 및 관통홀을 각각 통과한 상기 클램프의 부분들에 결합되는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 너트인 것을 특징으로 하는 여과장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 탄성 부재인 것을 특징으로 하는 여과장치.
  9. 제1 홈이 형성된 제1 헤더를 갖는 제1 중공사막 모듈;
    제2 홈이 형성된 제2 헤더를 갖는 제2 중공사막 모듈; 및
    슬라이드 봉을 포함하되,
    상기 슬라이드 봉은,
    상기 제1 홈에 삽입되는 제1 몸체;
    상기 제2 홈에 삽입되는 제2 몸체; 및
    상기 제1 및 제2 몸체들 사이에 위치하는 이음부를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 홈들에 삽입되어 있는 상기 슬라이드 봉의 인출을 용이하게 하기 위하여 상기 슬라이드 봉은 그 일단에 결합된 손잡이(handle)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치.
  11. 제1 홈이 형성된 제1 헤더를 갖는 제1 중공사막 모듈이 장착된 프레임에 제2 홈이 형성된 제2 헤더를 갖는 제2 중공사막 모듈을 장착하는 단계를 포함하되,
    제1 몸체, 제2 몸체, 및 상기 제1 및 제2 몸체들 사이에 위치하는 이음부를 포함하는 슬라이드 봉의 상기 제1 몸체가 상기 제1 중공사막 모듈의 상기 제1 홈에 삽입되어 있고,
    상기 제2 중공사막 모듈의 장착 단계는, 상기 슬라이드 봉의 상기 제2 몸체가 상기 제2 중공사막 모듈의 상기 제2 홈에 삽입되는 방식으로, 상기 제2 홈의 안내를 받으면서 상기 제2 중공사막 모듈을 상기 프레임에 장착하는 것을 특징으로 하는 여과장치의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 슬라이드 봉은 그 일단에 결합된 손잡이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치의 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 중공사막 모듈을 상기 프레임에 장착한 후, 상기 슬라이드 봉을 상기 제1 및 제2 중공사막 모듈로부터 제거하는 단계;
    제1 관통홀이 형성된 제1 단위 파이프를 상기 제1 헤더에 유체 연통 방식으로 결합하는 단계; 및
    상기 제1 단위 파이프와 상기 제1 헤더 사이의 결합을 강화하기 위하여 클램프를 상기 제1 홈 및 제1 관통홀에 동시에 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 홈 및 상기 관통홀에 삽입된 상기 클램프가 이탈하지 않도록, 상기 제1 홈 및 상기 제1 관통홀을 각각 통과한 상기 클램프의 부분들에 고정 부재를 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과장치의 제조방법.
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