KR101634726B1 - 멤브레인 여과체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 여과 과정 및 역세척 과정에서 여과체의 변형 및 파손을 방지하는 멤브레인 여과체를 제공한다.
이러한 본 발명은 멤브레인 여과체를 구성하는 지지부재에 격자형 혹은 바둑판 모양으로 복수의 유로공을 형성함과 아울러 그 유로공의 사이에 배치되어 외측으로 돌출되게 돌부를 형성함에 의해 멤브레인과 지지부재의 접착을 균일하게 할 수 있음은 물론 여과 성능을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

Description

멤브레인 여과체{membrane filter}

본 발명은 하수처리, 오수처리, 폐수처리, 정수처리, 역삼투(Reverse Osmosis) 장치의 전처리 및 후처리에 사용되는 필터를 적용한 멤브레인 여과체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 멤브레인 여과체의 지지력 향상 및 대형 여과체의 구현이 가능한 멤브레인 여과체에 관한 것이다.

일반적으로 정수(淨水)는 혼탁한 물은 자정작용 또는 대지의 정화작용, 그 밖의 인위적 처리를 통해 음용(飮用), 공업용 또는 농업용 등의 용도에 맞도록 처리(정화)하는 과정을 말한다.

예를 들어, 상수도는 믿고 마실 수 있는 물을 수도 파이프를 통하여 공급하는 시스템을 말하는 데, 수도 파이프를 통하여 최종적으로 사용자에게 공급되는 식수는 수질기준에 적합하게 정수되어야만 한다.

따라서, 목표수질에 근접한 양질의 원수(原水)를 얻을 수 있는 경우에는 간단한 정수처리로 충분하겠지만, 도시나 공장 또는 농지를 많이 끼고 있는 대하천의 하류부에서는 정수처리가 쉽지않아 별도의 정수시설을 마련해야만 한다.

이러한 정수장치의 일 예가 대한민국 특허등록번호 제10-372829호(2003년 2월 6일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.

도 1은 상기의 특허문헌 1에 따른 정수장치의 평면도이고, 도 2 내지 도 3은 도 1에 도시된 정수장치에 포함된 여과장치의 작용을 예시한 사시도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 특허문헌 1에 따른 정수장치는 부유물이 함유된 오수를 고압 또는 저압으로 펌핑하는 공급펌프(1), 공급펌프(1)에 의해 펌핑된 오수의 부유물 입자를 포집하는 3개의 필터부(3; 3a, 3b, 3c), 필터부(3)에 의해 여과된 물을 정수파이프(4)를 통해 공급받아 순수한 물과 용해성 물질만을 통과시켜 여과하는 여과장치(5)를 포함하여 이루어진다.

이때, 여과장치(5)는 제 1 및 제 2멤브레인(5a, 5b)을 구비하고, 순수한 물과 용해성 물질만을 통과시켜 여과하고, 여과된 물을 환원파이프(6)를 통해 용수탱크(7)에 저장하도록 공급한다.

그리고 종래의 정수장치에는 정회전시 용수탱크(7)에서 최종적으로 세정된 물을 배출파이프(7a)를 통하여 외부로 펌핑하고, 역회전시 역공급 파이프(8)를 통하여 용수탱크(7)의 순수한 물을 제 1 및 제 2멤브레인(5a, 5b)에 공급하여 역세척시키는 토출/역세척 펌프(9)가 더 구비된다.

하지만, 상기한 바와 같은 정수장치에 적용되는 특허문헌 1에 따른 여과장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 평막(Flate Membrane)을 사용함에 따라 제 1 및 제 2멤브레인(5a, 5b)이 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

즉, 제 1 및 제 2멤브레인(5a, 5b)이 도 3에 도시된 바와 같이, 높은 수압에 의해 호리병 형상으로 부풀게 되므로 일부분이 파손될 우려가 있다.

그리고 특허문헌 1에 따른 여과장치(5)는 여과시 제 1 및 제 2멤브레인(5a, 5b)이 호리병 형상으로 변형됨에 따라 여과되는 부위가 부분적으로 치중되므로, 여과가 제대로 수행되지 못하는 사각지대, 즉 데드 스페이스(dead space)가 발생되는 문제점도 있었다.

아울러 역세척시에는 제 1 및 제 2멤브레인(5a, 5b)이 상호 달라붙어 역세척이 제대로 수행되지 못하는 문제점도 있었다.

결과적으로, 특허문헌 1에 따른 여과장치는 멤브레인(5a, 5b)이 부풀어오르는 것을 감안해서 각 멤브레인(5a, 5b)의 설치간격을 증가시켜만 했기 때문에, 집적도가 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록번호 제10-372829호(2003년 2월 6일자 등록)

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지지부재에 형성된 돌부에 멤브레인이 부착되어 멤브레인의 지지력을 향상시킴과 아울러 대형 여과체의 구현이 가능한 장점을 갖는 멤브레인 여과체를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 여과 과정 및 역세척 과정에서 여과체의 변형 및 파손을 방지하는 멤브레인 여과체를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 멤브레인 여과체를 구성하는 지지부재에 격자형 혹은 바둑판 모양으로 복수의 유로공을 형성함과 아울러 그 유로공의 사이에 배치되어 외측으로 돌출되게 돌부를 형성함에 의해 멤브레인과 지지부재의 접착을 균일하게 할 수 있음은 물론 여과 성능을 향상시킬 수 있는 멤브레인 여과체를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 멤브레인 여과체로서, 소정 면적을 갖는 판 형상의 합성수지 재질로 형성되며, 표면에는 물의 유로 기능을 수행하는 복수의 유로공이 형성된 지지부재; 상기 지지부재의 전후면을 감싸게 설치되는 멤브레인; 및 상기 멤브레인의 형상을 일정하게 유지하도록 지지하는 보강재 기능을 수행하도록 상기 지지부재와 멤브레인을 접착시킬 수 있는 접착부;를 포함하고, 상기 접착부는: 상기 지지부재와 멤브레인이 일체로 접착되도록 열에 의한 융착, 고주파, 초음파 혹은 약품을 통해 서로 융착되게 접착하는 것 중 어느 하나의 방법으로 접착되되, 상기 접착부위는, 상지 지지부재의 전(全) 표면에 상기 유로공의 사이에 위치하는 부위에 접착되고, 상기 유로공의 사이에는 일측 혹은 양측으로 돌출되도록 복수의 돌부가 형성되어, 상기 돌부와 돌부 사이에 형성되는 공간을 여과 공간으로 제공함과 아울러 그 외의 공간을 물의 유로 기능을 수행하는 유로로 제공하는 것이 바람직하다.

상기 접착부가 열에 의해 융착되는 경우, 상기 지지부재의 융점 온도인 160℃ 보다 높고, 상기 멤브레인의 융점 온도인 260℃ 보다 낮은 온도의 열에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

상기 지지부재는: 격자형상 혹은 바둑판 형상 중 어느 하나의 형상으로 복수의 유로공이 형성되어, 상기 유로공의 사이에 돌부가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 돌부는: 원형, 삼각형, 다각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 지지부재와 멤브레인의 외곽 테두리를 따라 수지 재질로 이루어진 마감부재가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 멤브레인 여과체는: 박스 형상으로 형성되어 다수의 멤브레인 여과체가 양측에 장착되고, 펌프의 펌핑 압력에 의해 오염된 물을 상기 멤브레인 여과체를 통해 강제적으로 여과한 후 외부로 배출하는 한 쌍의 하우징을 포함하되, 상기 하우징은: 일측에 상기 멤브레인 여과체가 장착되도록 관통되어 형성되는 다수의 장착공과, 상기 장착공과 연통되게 형성되는 저장공간과, 상기 하우징의 일면에 상기 저장공간과 연통되게 형성되는 배출공, 및 상기 저장공간에 저장된 물을 외부로 배출하도록 상기 배출공에 결합되는 배출 파이프를 구비하고, 상기 멤브레인 여과체와 하우징은 상기 멤브레인 여과체가 하우징에 장착된 이후에 접착제 및 방수재를 이용하여 상기 하우징에 실링 처리되며, 상기 배출 파이프에는 상기 펌프의 펌핑 압력에 의해 외부로 배출되는 물의 압력을 측정하여 표시하는 압력계와, 상기 배출 파이프를 통해 배출되는 물을 개폐하는 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 멤브레인 여과체에 의하면, 지지부재의 표면에 격자형 혹은 바둑판 모양으로 복수의 유로공을 형성하고, 그 유로공의 사이로 돌부를 형성함에 의해 상기 돌부에 멤브레인을 접착시켜 멤브레인의 지지력을 향상시킴과 아울러 대형 여과체의 구현을 가능하게 한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 여과 과정 및 역세척 과정에서 여과체의 변형이 발생되지 않기 때문에, 여과체의 변형으로 인해 여과되는 부위가 치중되어 여과가 제대로 수행되지 않는 데드 스페이스를 제거할 수 있다.

또한, 본 발명은 역세척수를 이용한 역세척 과정 대신에 고압의 공기를 공급하여 여과체의 표면에 고착된 부유물 찌꺼기를 용이하게 제거할 수도 있다.

특히, 본 발명은 멤브레인 필터가 부착되는 지지부재의 돌부 부분에서 어쨌든 여과가 일어나기 어려울 수는 있으나, 접착 부분이 많아 짐으로서 지지력이 향상되어 대형 여과체의 구현 등이 가능한 효능이 있다. 예를 들면 접착되는 부분이 3*3*3*... 이런 간격이면 전체의 17%의 여과 효율이 떨어질 수는 있으나, 이러한 간격은 얼마든지 변경 가능하며, 여과효율과 지지력을 서로 감안하여 설계할 수 있음으로, 지지력 향상 및 대형 여과체의 구현이 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래의 정수장치를 나타낸 평면도이고,
도 2 내지 도 3은 도 1에 도시된 정수장치에 포함된 여과장치의 작용을 예시한 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 멤브레인 여과체에 구비되는 지지부재의 일예를 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4표시의 "A"부 확대도이고,
도 6은 도 5표시의 변형예이로서, 돌부의 형상이 변경된 예이고,
도 7은 본 발명에 따른 멤브레인 여과체의 구성을 나타낸 단면도이고,
도 8은 도 7표시의 "B"부 확대도로서, 돌부가 지지부재의 일측으로만 형성된 예이고,
도 9는 도 8표시의 변형예로서, 돌부가 지지부재의 양측으로 형성된 예이고,
도 10 내지 도 11은 본 발명에 따른 멤브레인 여과체가 다층으로 설치되는 일예를 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명에 따른 멤브레인 여과체가 단일로 설치되는 예를 나타낸 도면이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도 4는 본 발명에 따른 멤브레인 여과체에 구비되는 지지부재의 일예를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4표시의 "A"부 확대도이고, 도 6은 도 5표시의 변형예이고, 도 7은 본 발명에 따른 멤브레인 여과체의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 7표시의 "B"부 확대도이고, 도 9는 도 8표시의 변형예이다.

본 실시 예에서는 여과하고자 물을 구분하지 않고 설명하지만, 본 발명은 상수를 여과하는 정수장치와 하수처리장의 하수를 여과하는 하수 처리장치에 모두 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.

이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멤브레인 여과체의 구성을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 멤브레인 여과체(100)는 지지부재(110)와 상기 지지부재(110)의 전후를 덮도록 설치되는 멤브레인(120) 및 상기 멤브레인(120)과 지지부재(110)을 접착하는 접착부(130)를 포함하도록 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지부재(110)와 멤브레인(120)의 외곽 테두리를 따라 마감부재(140)가 더 설치될 수 있으며, 상기 지지부재(110)의 양측면은 멤브레인(120)을 통해 여과된 물의 유로를 제공하는 유로공(112)이 형성된다.

한편, 상기 멤브레인(110)은 표면 여과 기능을 수행하는 불소계 수지 중에서 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물인 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, 이하 'PTFE'라 함) 멤브레인이나 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리술폰(PSF), 셀룰로스 아세테이드(CA) 계의 멤브레인 혹은 테프론(Teflon) 계의 멤브레인을 사용하는 것이 바람직하다. 그 중에서, 상기 PTFE 멤브레인은 거의 완벽한 화학적 비활성, 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성 및 낮은 마찰계수 등의 특성을 가진다.

특히, 상기 멤브레인(120)의 공경(pore size)은 정수장치의 특성에 따라 수십 ㎛ 내지 0.001 ㎛ 사이의 크기를 갖으며, 상기 멤브레인(120)의 두께는 약 10㎛인 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지부재(110)는 표면에 형성된 유로공(112)을 통해 멤브레인(120)을 통과하여 여과된 물이 이동되는 유로 기능과 함께, 멤브레인 여과체(100)의 형상을 일정하게 유지하도록 지지하는 지지부재의 기능을 한다.

이러한 상기 지지부재(110)는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer) 수지 혹은 플라스틱(Plastic), 발포성 폴리프로필렌(PolyPropylene) 또는 발포성 폴리에틸렌(PolyEthylene)과 같은 합성수지 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 지지부재(110)의 두께는 3 내지 6mm이며, 특히 약 5mm인 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지부재(110)의 전면 및 후면은 상기 멤브레인(120)에 의해 감싸지며, 상기 지지부재(110)와 멤브레인(120)은 접착부(130)에 의해 융착되어 일체로 접착되는 바람직하다.

이때, 상기 접착부(130)는 열에 의한 융착, 고주파, 초음파, 약품을 통해 서로 융착되게 접착하는 방법 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 여기서, 열에 의한 융착으로 지지부재와 멤브레인을 접착하는 경우, 상기 지지부재(110)의 융점은 약 160℃로 상기 멤브레인(120)의 융점, 약 260℃보다 낮기 때문에, 상기 지지부재(110)는 160℃ 이상으로 가열되면 표면이 녹으면서 상기 멤브레인(120)에 융착(lamination) 된다.

본 실시 예에서 상기 지지부재(110)는 열 융착 방식에 의해 멤브레인(120)에 접합되는 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명은 상기 지지부재(110)의 외면 또는/및 멤브레인(120)의 내면에 도트 형태 또는 망 형태로 접착제를 도포하여 접착하는 방식에 의해 지지부재(110)와 멤브레인(120)을 접합할 수도 있다. 즉, 열에 의한 융착 뿐만아니라, 고주파, 초음파 및 약품을 통해 융착되게 접착할 수 있다.

또한, 상기 멤브레인(120)과 그 내부에 지지부재(110)를 융착시켜 제작된 멤브레인 여과체(100)는 얇은 판 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 지지부재(110)와 멤브레인(120)의 외곽 테두리를 따라 설치되는 마감부재(140)는 에이비에스 수지(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer, 이하 'ABS 수지'라 함) 재질을 이용하여 일측에 멤브레인 여과체(100)가 끼워지도록 단면이 'ㄷ'자 형상으로 개구되어 길게 연장된 형상으로 사출 성형될 수 있다.

즉, 직사각형틀을 이루는 마감부재(140) 두 쌍의 개구된 부분에 각각 한 쌍의 멤브레인(120)과 그 사이에 지지부재(110)를 접합하여 제작된 멤브레인 여과체(100)의 상부 및 하부가 억지끼움 결합된다.

한편, 상기 마감부재(140)에 멤브레인 여과체(100)를 결합한 상태에서 마감부재(140)와 멤브레인 여과체(100)의 사이 및 각 마감부재(140)가 서로 접촉하는 틈은 오염된 물이 멤브레인 여과체(100)와 마감부재(140) 사이의 틈을 통해 유입되는 것을 방지하도록 접착제, 방수제, 발수제 중에서 적어도 어느 하나 이상을 이용하여 실링(sealing) 처리되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지부재(110)의 양측면은 마감부재(140)를 이용한 마감처리를 하지 않고 개방된 상태로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 지지부재(110)의 양측면 전체가 멤브레인(120) 및 지지부재(110)를 통해 여과된 물을 전달하는 유로 기능을 수행하여 여과 성능을 향상시킬 수 있다.

하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 멤브레인 여과체(100)의 양측면에도 마감부재(140)를 억지끼움 결합시키고, 멤브레인 여과체(100)의 양측에 결합된 마감부재(140)에 유로가 관통되게 형성하도록 변경될 수도 있다.

또한, 상기 지지부재(110)는 소정 면적을 갖는 판 형상의 ABS 수지 혹은 각종 다양한 합성수지 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 지지부재(110)의 표면에는 물의 유로 기능을 수행하는 복수의 유로공(112)이 형성된다.

도면 중 미설명 부호 (114)는 전달공(114)을 나타낸 것으로, 상기 유로공(112)을 통해 이동하는 물이 전달공(114)을 통해 여과체의 외부로 전달되게 할 수 있다.

한편, 상기 유로공(112)은 격자형상 혹은 바둑판 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있고, 상기 유로공(112)의 사이에 멤브레인(120)과 지지부재(110)를 접착할 수 있는 접착부(130)가 구비된다.

이러한 접착부(130)는 멤브레인(120)과 지지부재(110)가 일체로 접착시킬 수 있게 함으로써, 멤브레인(120)의 형상을 일정하게 유지하도록 지지(support)하는 보강재 기능을 수행할 수 있고, 지지력의 향상 및 대형 여과체의 구현이 가능하다.

특히, 상기 접착부(130)는 지지부재(110)의 전(全) 표면에 상기 유로공(112)의 사이로 배열되도록 양측으로 돌출되게 형성된 복수의 돌부(132)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 돌부(132)는 도 4표시와 같이 유로공(112)에 대응하는 구멍이 형성된 덮개판(110a)으로 덮혀지게 설치될 수도 있으며, 이 경우 지지부재(110)의 내부에 유로 및 여과 공간이 형성되어 여과 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 돌부(132)와 돌부(132) 사이에 형성되는 공간을 여과 공간(134)으로 제공할 수 있고, 그 외의 공간을 물의 유로 기능을 수행하는 유로로 제공할 수 있다. 특히, 본 발명은 상기 돌부(132)에 멤브레인(120)이 직접 융착될 수도 있다.

한편, 상기 돌부(132)는 원형, 삼각형, 다각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 원뿔 형상 혹은 삼각뿔 형상 등 다양한 형상으로 돌부(132)가 형성될 수 있음은 당연하다.

본 발명에 따른 멤브레인 여과체(100)는 멤브레인(120)과 지지부재(110)의 접착부(130)가 전체 표면에 균일하게 배열되도록 융착시켜 일체형으로 형성함에 따라 여과체의 변형을 방지하고, 두께를 얇게 해서 다수의 여과체를 집적시킴으로써 집적도가 향상된다.

특히, 본 발명은 지지부재(110)의 전체 표면에 균일하게 돌부(132)가 형성되어 상기 돌부(132) 멤브레인(120)이 융착됨에 의해 물에 침지되었을 때에도 형상을 원활하게 유지할 수 있는 특성이 있고, 또 대형 여과체의 제조가 가능한 장점을 갖는다. 즉, 종래에는 지지부재와 멘브레인의 외곽 테두리부위만이 접착됨으로서 중간부위가 부풀어 오르는 단점이 있었으나, 본 발명은 지지부재(110)와 멤브레인(120)의 외곽 뿐만 아니라 중간부위에도 균일하게 접착됨으로서 균일하게 접착되고, 부풀어오르는 것을 방지하며, 물속에서도 견고함을 유지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 멘브레인이 부착되는 부분은 어쨌든 여과가 일어나기 어려울 수 있으나, 지지력 향상과 대형 여과체의 구현 등의 효능이 있는 장점이 있다. 예를 들면 접착되는 부분이 3*3*3*... 이런 간격이면 전체의 17%의 여과 효율이 떨어질 수 있으나, 이러한 간격은 얼마든지 변경 가능하다. 즉, 여과효율과 지지력을 서로 감안하여 설계할 수 있다.

도 10 내지 도 11은 본 발명에 따른 멤브레인 여과체가 다층으로 설치되는 일예를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멤브레인 여과체(100)는 정수하고자 하는 대상인 오염된 물을 여과할 수 있도록 다수의 멤브레인 여과체(100)가 양측에 결합되고, 펌프(210)의 펌핑 압력을 이용해 강제적으로 다수의 멤브레인 여과체(100)를 통해 여과된 물을 외부로 배출하는 한 쌍의 하우징(200)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 하우징(200)은 다수의 멤브레인 여과체(100) 양측에 결합되도록 플라스틱(plastic) 재질을 이용하여 박스 형상으로 형성된 한 쌍으로 구비된다. 보다 상세하게 설명하면, 하우징(200)은 일측에 다수의 멤브레인 여과체(100)가 장착되는 다수의 장착공(202)과, 장착공(202)과 연통되게 형성되어 멤브레인 여과체(100)의 유로공(112)을 통해 전달되는 물을 저장하는 저장공간(204) 및 저장공간(204)에 저장된 물을 외부로 배출하도록 관통되어 형성되는 배출공(206)을 구비한다.

또한, 상기 장착공(202)은 멤브레인 여과체(100)가 장착될 수 있도록 상하 방향으로 길게 연장되어 형성되며, 멤브레인 여과체(100)가 장착된 이후에 멤브레인 여과체(100)와 장착공(202) 사이의 틈을 통해 오염된 물이 저장공간(204)의 내부로 유입되는 것을 방지하도록 접착제, 방수제, 발수제 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 실링 처리되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 멤브레인 여과체는, 적용하고자 하는 정수장치의 설치조건에 따라 장착공(202)의 크기 및 장착공(202) 사이의 간격을 조절할 수 있고, 장착공(202)을 좌우 방향으로 길게 연장시켜 형성하도록 변경될 수도 있다.

또한, 상기 배출공(206)은 한 쌍의 하우징(200) 전면 상부에 저장공간(204)과 연통되게 형성되며, 배출공(206)에는 배출 파이프(208)가 결합된다. 상기 배출 파이프(208)는 본 발명의 멤브레인 여과체가 적용되는 조건에 따라 고무 재질의 호스, 금속 재질의 파이프, 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다.

한편, 상기 펌프(210)는 외부의 전원을 인가받아 내부에 구비된 모터를 구동시켜 배출 파이프(208)를 통해 하우징(200)의 저장공간(204)에 저장된 물을 외부로 배출하는 펌핑 압력을 발생한다. 즉, 상기 펌프(210)는 저장공간(204)에 저장된 물을 외부로 펌핑하는 압력을 발생함으로써, 수조의 오염된 물이 펌핑 압력에 의해 강제적으로 멤브레인 여과체(100)를 통해 여과되게 하는 역할을 수행한다.

그리고 상기 하우징(200)의 배출공(206)과 펌프(210) 사이의 배출 파이프(208)에는 펌프(210)에서 발생된 펌핑 압력에 의해 물을 외부로 배출시키는 압력을 측정하여 표시하는 압력계(212)와 배출 파이프를 통해 배출되는 물의 양을 조절하도록 개폐되는 밸브(214)가 설치된다.

이에 따라, 본 발명은 압력계(212)에 표시된 압력에 따라 펌프(210)의 펌핑 동작을 제어하여 멤브레인 여과체(100)의 여과 성능을 조절할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 멤브레인 여과체의 작동 상태를 설명한다.

도 10 내지 도 11표시와 같이, 다수의 멤브레인 여과체(100)가 장착된 상태에서 여과하고자 하는 물이 담긴 수조에 완전히 잠기도록 설치한다. 수조에 완전히 감기게 설치하는 이유는 멤브레인 여과체(100)의 멤브레인(120) 일부가 물에 완전히 잠기지 않아 공기 중에 드러나도록 설치되는 경우, 멤브레인 여과체(100)의 수조에 잠지기 않은 부분을 통해 하우징(200) 내부로 공기가 유입되어 여과 효율이 저하되는 것을 방지하기 위함이다.

이 상태에서 펌프(210)에 전원을 공급하면, 펌프(210) 내부에 구비된 모터가 구동되면서 펌프(210)는 펌핑 압력을 발생시키고, 배출 파이프(208)를 통해 펌핑 압력이 하우징(200)으로 전달된다.

그러면 본 발명의 멤브레인 여과체(100)는 외부에서 내부로 오염된 물을 흡입하게 되는데, 이 과정에서 멤브레인(120)은 오염된 물을 여과하고, 여과된 물만을 흡입하여 내부의 지지부재(110)로 전달한다.

지지부재(110)는 내부에 형성된 유로공(112)을 통해 여과된 물을 하우징(200)으로 전달하고, 하우징(200)은 내부의 저장공간(204)에 여과된 물을 저장함과 동시에 배출 파이프(208)를 통해 배출한다.

이때, 작업자는 배출 파이프(208)에 연결된 압력계(212)에 표시되는 압력을 검사하고, 압력이 미리 설정된 기준압력을 초과하여 상승하지 않도록 펌프(210)의 모터 구동을 제어한다. 이는 펌프(210)의 펌핑 압력이 상기 기준압력을 초과하여 상승하는 경우, 오염된 물이 멤브레인 여과체(100)를 통해 충분히 여과되지 못한 상태에서 펌핑 압력에 의해 멤브레인 여과체(100) 내부로 흡입되어 여과 효율이 저하되기 때문이다.

또한, 본 발명에 따른 멤브레인 여과체의 역세척 동작을 설명한다.

역세척은 멤브레인 여과체(100)의 멤브레인(120) 표면에 고착된 잔여 부유물의 찌꺼기를 제거하기 위해 주기적으로 수행된다. 즉, 펌프(210)를 역회전시켜 배출 파이프(208)를 통해 역세척수를 하우징(200)에 공급하고, 하우징(200)의 저장공간(204) 및 지지부재(110)의 유로공(112)을 통해 전달된다.

그러면, 지지부재(110)는 역세척수를 멤브레인(120)에 공급하도록 상기 여과 동작시의 역방향으로 이동시키는 유로기능을 수행하고, 멤브레닌 여과체(100)의 내부 압력이 멤브레인 여과체(100) 외부의 압력보다 높아짐에 따라 멤브레인(120)은 상기 여과 과정시의 역방향으로 여과동작을 수행하게 된다.

이에 따라, 지지부재(110)에 공급된 역세척수가 멤브레인(120)을 통과하는 과정에서 멤브레인(120)의 표면에 고착된 부유물 찌꺼기를 멤브레인(120)의 표면에서 떨어지게 할 수 있다.

한편, 본 발명은 역세척수를 이용하지 않고, 고압의 공기를 이용하거나 고압의 공기와 역세척수를 함께 이용하여 멤브레인(120)의 역세척 동작을 수행할 수도 있다.

도 12는 본 발명에 따른 멤브레인 여과체가 단일로 설치되는 예를 나타낸 도면이다.

도면에 표시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멤브레인 여과체는 단일 판체로 사용할 수 있다. 이는 여과하고자 하는 물이 소량이거나 물이 저장된 수조 내부의 공간이 협소하여 다수의 여과체(100) 및 하우징(200)을 포함하는 구성으로 사용할 수 없는 경우, 하나의 멤브레인 여과체로 오염된 물을 여과할 수 있다.

이의 설명에서와 같이, 본 발명의 여러 실시예들은, 판 형상으로 형성되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 여과체는 한 쌍의 멤브레인 사이에 내부재를 융착시켜 제작함에 따라 유연한 특징이 있다. 따라서 블록형 평막모듈을 원통으로 형성하는 경우, 여과체는 원판 형상이나 나선 형상 등으로 변경될 수 있다.

그리고 여과체는 한 쌍의 멤브레인과 그 사이의 내부재를 가열해서 융착시켜 제작하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명은 내부재의 외면 또는/및 멤브레인의 내면에 도트 형태 또는 망 형태로 접착제를 도포하여 접착하는 방식에 의해 멤브레인과 내부재를 접합할 수도 있다.

또 역세척 동작시 외부의 역세척수를 이용하는 것으로 설명하였으나, 역세척수와 고압공기를 함께 이용하거나 고압 공기만을 이용하여 여과체를 세척할 수도 있다.

또한, 상기의 실시 예들에서는 여과체의 후단에 펌프를 설치하여 빨아들이는 펌핑 압력을 이용하는 침지형을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 밀폐된 수조 또는 직접 여과체에 오염된 물을 공급하도록 펌프의 위치를 변경하여 가압형 방식을 적용할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 가장 중요한 특징을 이루는 부분은 멤브레인 여과체(100)를 구성하는 지지부재(110)에 복수의 돌부(132)를 형성함으로써, 여과 성능을 향상시키고, 또 지지부재(110)의 외측으로 부착 설치되는 멤브레인(120)이 균일하게 지지부재(110)에 부착될 수 있다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

100 - 멤브레인 여과체 110 - 지지부재
112 - 유로공 120 - 멘브레인
130 - 접착부 132 - 돌부

Claims (6)

1. 멤브레인 여과체(100)에 있어서,
   소정 면적을 갖는 판 형상의 ABS 수지 혹은 합성수지 재질 중 어느 하나로 형성되며, 표면에는 물의 유로 기능을 수행하는 복수의 유로공(112)이 형성된 지지부재(110);
   상기 지지부재(110)의 전후면을 감싸게 설치되는 멤브레인(120); 및
   상기 멤브레인(120)의 형상을 일정하게 유지하도록 지지하는 보강재 기능을 수행하도록 상기 지지부재(110)와 멤브레인(120)을 접착시킬 수 있는 접착부(130);를 포함하고,
   상기 접착부(130)는:
   상기 지지부재(110)와 멤브레인(120)이 일체로 접착되도록 열에 의한 융착, 고주파, 초음파 혹은 약품을 통해 서로 융착되게 접착하는 것 중 어느 하나의 방법으로 접착되되,
   상기 접착부위는, 상지 지지부재(110)의 전(全) 표면에 상기 유로공(112)의 사이에 위치하는 부위에 접착되고, 상기 유로공(112)의 사이에는 일측 혹은 양측으로 돌출되도록 복수의 돌부(132)가 형성되어, 상기 돌부(132)와 돌부(132) 사이에 형성되는 공간을 여과 공간(134)으로 제공함과 아울러 그 외의 공간을 물의 유로 기능을 수행하는 유로로 제공하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 여과체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 접착부(130)가 열에 의해 융착되는 경우, 상기 지지부재(110)의 융점 온도인 160℃ 보다 높고, 상기 멤브레인(120)의 융점 온도인 260℃ 보다 낮은 온도의 열에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 여과체.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재(110)는:
   격자형상 혹은 바둑판 형상 중 어느 하나의 형상으로 복수의 유로공(112)이 형성되어, 상기 유로공(112)의 사이에 돌부(132)가 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 여과체.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 돌부(132)는:
   원형, 삼각형, 다각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 멤브레인 여과체.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재(110)와 멤브레인(120)의 외곽 테두리를 따라 수지 재질로 이루어진 마감부재(140)가 설치되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 여과체
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 멤브레인 여과체(100)는:
   박스 형상으로 형성되어 다수의 멤브레인 여과체(100)가 양측에 장착되고, 펌프(210)의 펌핑 압력에 의해 오염된 물을 상기 멤브레인 여과체(100)를 통해 강제적으로 여과한 후 외부로 배출하는 한 쌍의 하우징(200)을 포함하되,
   상기 하우징(200)은:
   일측에 상기 멤브레인 여과체(100)가 장착되도록 관통되어 형성되는 다수의 장착공(202)과,
   상기 장착공(202)과 연통되게 형성되는 저장공간(204)과,
   상기 하우징(200)의 일면에 상기 저장공간(204)과 연통되게 형성되는 배출공(206), 및
   상기 저장공간(204)에 저장된 물을 외부로 배출하도록 상기 배출공(206)에 결합되는 배출 파이프(208)를 구비하고,
   상기 멤브레인 여과체(100)와 하우징(200)은 상기 멤브레인 여과체(100)가 하우징(200)에 장착된 이후에 접착제 및 방수재를 이용하여 상기 하우징(200)에 실링 처리되며,
   상기 배출 파이프(208)에는 상기 펌프(210)의 펌핑 압력에 의해 외부로 배출되는 물의 압력을 측정하여 표시하는 압력계(212)와, 상기 배출 파이프(208)를 통해 배출되는 물을 개폐하는 밸브(214)가 설치된 것을 특징으로 하는 멤브레인 여과체.

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