KR101711570B1 - Open channel spacer for swirl-inducing and membrane filter module using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서 및 이를 이용한 멤브레인 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원수의 여과율을 향상시키기 위하여 멤브레인의 농도분극 및 침전물의 형성을 억제하도록 이루어지는 와류 형성을 위한 개방형 스페이서 및 이를 이용한 멤브레인 필터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
근래 환경오염 특히, 수질 오염이 사회적으로 문제가 되면서, 물리적 또는 화학적으로 물을 걸러 불순물을 제거하는 정수기의 사용이 늘고 있다. In recent years, environmental pollution, especially water pollution, has become a social problem, and the use of water purifiers to remove impurities by physically or chemically filtering water is increasing.
이러한 정수기 중에서 역삼투압 방식의 정수기는 역삼투압 멤브레인 필터를 구비하는데, 이러한 역삼투압 멤브레인 필터는 농도가 진한 쪽에 인위적인 압력을 가함으로써 고농도의 용액 속의 용매인 물이 삼투막을 통과하여 저농도쪽으로 이동토록 하는 인위적인 작용을 이용하여 정수를 수행하는 필터이다. Among these water purifiers, the reverse osmosis membrane type water purifier has a reverse osmosis membrane filter. The reverse osmosis membrane filter applies an artificial pressure to the higher concentration side of the water purifier so that the water, which is a solvent in the high concentration solution, passes through the osmosis membrane and moves toward the low concentration. Is a filter that performs an integer using a function.
도 1 및 도 2에는 이러한 역삼투압 멤브레인 필터(10)의 일 예가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 역삼투압 멤브레인 필터(10)는 여러가지 종류의 막이 중앙의 중앙관(20) 둘레에 나선형으로 권취된 나권형 모듈(spiral wound type module)을 도시하고 있다. 1 and 2 show an example of such a reverse
이러한 역삼투압 멤브레인 필터(10)는 여과부재(30) 사이에 원수 스페이서(40)를 배치하고, 이들을 중앙관(20) 둘레에 나선형으로 권취하게 되며, 외주면에는 부직포 등으로 이루어지는 외막(50)으로 둘러싸여 형태를 유지하게 된다. The reverse
도 1 및 도 2를 참조하면, 원수는 원수 스페이서(40)를 통하여 중앙관(20)의 축방향으로 이동하고, 유입되어 이동하는 원수 중 일부는 여과부재(30)의 표면에 접촉되면서 여과되어 여과부재(30) 내부(멤브레인과 멤브레인 사이에 배치되는 투과체 스페이서에 의해 형성된 유로)로 유입되고, 이러한 처리수(정수)는 여과부재(30)의 내부에 형성된 유로를 따라 이동하여 중앙관(20)에 형성된 개구(21)를 통하여 중앙관(20)의 일측에 형성된 정수 유출구(22)를 통하여 배출된다. 1 and 2, the raw water moves in the axial direction of the
원수 스페이서(40)를 통하여 유입된 원수 중 여과부재(30)의 표면을 통과하지 못하여 농축된 생활용수(농축액)는 원수 스페이서(40)를 통해 이동하여 중앙관(20) 둘레에 구비된 생활용수 유출구(23)를 통하여 배출된다. The concentrate of living water (concentrated liquid) which does not pass through the surface of the
상기 여과부재(30)는 제1막(31)과 제2막(33) 사이에 정수 스페이서(32)가 설치되어 제1막(31) 또는 제2막(33)을 통과한 정수가 정수 스페이서(32)를 따라 중앙관(20)으로 이동하여 중앙관(20)의 개구(21)를 통하여 배출되는 구조를 갖는다. 이때, 제1막(31)과 제2막(33) 중 하나의 막을 역삼투막으로 형성하는 것이 일반적이지만, 양측의 막을 모두 역삼투막으로 형성하는 것도 가능하다. The
이러한 역삼투압 멤브레인 필터(10)는 0.0001미크론의 역삼투막으로 이루어져 납, 비소와 같은 중금속은 물론 나트륨, 각종 병원균 등을 걸러주게 되며 역삼투막을 통과한 정수는 정수관과 연결되고, 농축된 생활용수는 생활용수관(드레인관)과 연결되도록 구성된다. The reverse
멤브레인 필터에 관련된 종래기술로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-92307호에는 나권형 멤브레인 요소 및 투과 캐리어가 개시되어 있고, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-33137호에는 크로마토그래피용 적층 관형 멤브레인 및 그 사용방법이 개시되어 있다. As a conventional technique related to a membrane filter, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-92307 discloses a bare membrane element and a permeable carrier, and Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-33137 discloses a laminated tubular membrane for chromatography And a method of using the same.
이와 같은 멤브레인 필터에 사용되는 원수 스페이서는, 원수가 이동하는 통로를 형성하기 위한 것으로 대부분 매시 구조를 갖는다. 원수는 스페이서의 유로를 따라 흐르는 과정에서 원수의 압력에 의해서만 멤브레인 필터를 통과하여 여과되는데, 스페이서의 형태를 일반적인 매시 구조와 다르게 형성함으로써 원수의 여과율을 향상시키고 스페이서의 이물질 흡착을 낮추기 위한 노력이 진행되고 있다. The raw water spacers used in such a membrane filter are for forming the passage through which the raw water moves, and have mostly a mesh structure. The raw water is filtered through the membrane filter only by the pressure of the raw water in the process of flowing along the flow path of the spacer. By forming the shape of the spacer differently from the general mesh structure, efforts for improving the filtration rate of the raw water and lowering the foreign matter adsorption .
대한민국 등록특허공보 제10-0980188호에는 유동 매체의 여과 및 분리를 위한 장치가 개시되어 있다. 이러한 유동 매체의 여과 및 분리를 위한 장치는, 분리막을 이용하여, 투과액 및 농축액으로 유동 매체를 여과 및 분리하기 위한 장치로서, 내부에 분리막이 배치되는 내압성 하우징, 상기 내압성 하우징에 분리될 유동 매체를 공급하기 위한 유입구, 및 상기 내압성 하우징으로부터 농축액 및 투과액을 각각 배출하기 위한 농축액 배출구와 투과액 배출구를 포함하여 구성된다. Korean Patent Registration No. 10-0980188 discloses an apparatus for filtering and separating a fluidized medium. An apparatus for filtering and separating a fluid medium includes a pressure resistant housing in which a separating membrane is disposed, a fluidized medium to be separated in the pressure resistant housing, And a concentrated liquid discharge port and a permeated liquid discharge port for discharging the concentrated liquid and the permeated liquid from the pressure-resistant housing, respectively.
상기 분리막은 상기 내압성 하우징 내에서 중심에 지지되는 중심의 투과액 배출,축적 장치 및 막 필로우 형태인 다수의 막 엘레먼트를 포함한다. 상기 막 필로우들은 상기 중심의 투과액 배출,축적 장치에 방사상으로 연결되고, 상기 중심의 투과액 배출,축적 장치로부터 상기 중심의 투과액 배출, 축적 장치의 둘레에서 나선형 패턴으로 연장하며, 상기 막 필로우는 각각 상기 투과액 배출,축적 장치에 연결되는 그 단부에 투과액 배출 개구를 가지며, 상기 투과액 배출 개구는 상기 막 필로우로부터 상기 막 필로우 내에 수집된 투과액을 제거하기 위해 상기 투과액 배출,축적 장치 내의 대응하는 투과액 유입 개구와 소통하도록 구성된다. The separation membrane comprises a plurality of membrane elements in the form of a membrane permeate and a central permeate discharge, accumulation device supported centrally in the pressure-resistant housing. The membrane pillows are radially connected to the central permeate discharge and accumulation device and extend in a spiral pattern around the central permeate discharge, the central permeate discharge from the accumulator, the accumulation device, Each having a permeate discharge opening at an end thereof connected to said permeate discharge and accumulation device, said permeate discharge opening being configured to discharge said permeate from said membrane pillow to remove said permeate from said membrane pillow, To communicate with a corresponding permeate inflow opening in the apparatus.
이러한 장치의 각각의 막 필로우들 사이에는 원수의 이동을 안내하기 위한 스페이스 부재가 배치되므로, 각각의 막 필로우들 사이에는 원수의 이동을 위한 채널이 형성된다. 이러한 스페이스 부재는, 도 3에 도시된 바와 같이, 격자형 구조를 가지며, 특히 제1 엘레먼트(230)들 사이에 제2 엘레먼트(231)들이 연결된 구조를 갖는다. 이때, 제2 엘레먼트(231)은 제1 엘레먼트(230)보다 더 작게 형성된다. 이러한 스페이스 부재(23)는 제1 엘레먼트(230)가 투과액 배출, 축적 장치에 대해 축방향으로 정렬됨으로써, 제1,2 다중 엘레먼트식 나선을 횡단하는 유동 매체가 축방향으로 흐를 수 있게 된다.A space member for guiding the movement of the raw water is disposed between each membrane pillow of the apparatus, so that a channel for movement of raw water is formed between each membrane pillow. This space member has a lattice-like structure as shown in Fig. 3, and in particular, has a structure in which the
그러나 등록특허공보 제10-0980188호의 유동 매체의 여과 및 분리를 위한 장치는 제1 엘레먼트(230)가 원수가 흐르는 유로를 서로 구획함으로써, 제1 엘레먼트(230) 사이에 이물질이 흡착되면 적은 양의 이물질로도 제1 엘레먼트(230) 사이 유로가 쉽게 막혀 여과성능을 낮추는 한편, 나머지 유로의 압력 상승을 유발하여 멤브레인의 사용기간을 감소시키는 문제가 있었다. However, in the apparatus for filtering and separating the fluidized medium of Patent Publication No. 10-0980188, the
본 발명의 목적은, 원수의 여과율을 향상시키기 위하여 멤브레인의 농도분극 및 침전물의 형성을 억제하도록 이루어지는 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서 및 이를 이용한 멤브레인 필터 모듈을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an open spacer for the formation of a vortex of a membrane filter made to suppress concentration polarization of a membrane and formation of a precipitate to improve the filtration rate of raw water and a membrane filter module using the open spacer.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 정수관의 둘레에 복수의 여과부재가 적층된 멤브레인 필터 모듈에서 상기 여과부재 사이에 배치되는 피드 채널 스페이서(feed channel spacer)로서, 상기 여과부재 사이에 개재되는 복수의 기둥부재와, 상기 기둥부재를 연결하고 상기 여과부재 사이에 원수가 흐르는 채널을 형성하는 복수의 연결바를 포함하며, 상기 기둥부재는, 상기 여과부재와 접촉하여 상기 채널의 간격을 형성하는 복수의 주기둥; 및 상기 주기둥과 상기 연결바로 연결되고 상기 여과부재와 이격되어 상기 여과부재와의 사이에 상기 원수의 제1 와류를 형성하는 복수의 보조기둥을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 와류 형성을 위한 개방형 스페이서에 의하여 달성된다.The above objects are achieved according to the invention by a feed channel spacer disposed between the filter elements in a membrane filter module having a plurality of filter elements laminated around a purified water pipe, And a plurality of connecting bars connecting the column members and forming a channel through which the raw water flows between the filter members, the column members comprising a plurality of main grooves Pillar; And a plurality of auxiliary columns connected to the main column and spaced apart from the filter member to form a first vortex of the raw water between the filter member and the open spacers. .
상기 보조기둥을 지난 상기 원수가 상기 여과부재 쪽에서 상기 제1 와류를 형성하도록, 상기 보조기둥은 상기 여과부재 쪽으로 갈수록 직경이 감소하도록 이루어질 수 있다.The auxiliary column may be formed to have a reduced diameter toward the filtration member so that the raw water passing through the auxiliary column forms the first vortex at the filtration member side.
상기 보조기둥은, 제1 보조기둥 및 제2 보조기둥을 포함하고, 상기 연결바는, 상기 주기둥 간 간격을 형성하고, 상기 제1 보조기둥이 연결된 제1 연결바; 및 상기 주기둥 사이에서 상기 원수의 유동에너지에 의해 요동하고, 상기 제2 보조기둥이 연결된 제2 연결바를 포함하고, 상기 제2 보조기둥에 의한 상기 제1 와류는 상기 제2 연결바의 요동에 의해 지속적으로 변화하도록 이루어질 수 있다.The auxiliary column includes a first auxiliary column and a second auxiliary column, the connection bar forming a gap between the main columns, the first connection bar to which the first auxiliary column is connected; And a second connecting bar swung by the flow energy of the raw water between the main columns and connected to the second auxiliary column, and the first vortex by the second auxiliary column is swung by the flow energy of the raw water between the main columns, Can be made to change continuously.
상기 제2 연결바는, 상기 주기둥과 상기 제2 보조기둥을 물결무늬 형태로 연결하도록 이루어질 수 있다.The second connection bar may be configured to connect the main column and the second auxiliary column in a wave pattern.
상기 주기둥에는 둘레를 따라 잘록한 잘록부가 복수로 형성되고, 상기 잘록부는, 상기 주기둥을 지난 상기 원수가 상기 여과부재 쪽에서 제2 와류를 형성하도록 상기 원수의 흐름 방향으로 갈수록 상기 연결바로부터 멀어지도록 이루어질 수 있다.Wherein the main column is formed with a plurality of constricted portions along the perimeter thereof so that the constricted portion moves away from the connection apices in the flow direction of the raw water so that the raw water passing through the main column forms a second vortex on the side of the filtration member Lt; / RTI >
상기 목적은, 본 발명에 따라, 상기 와류 형성을 위한 개방형 스페이서를 포함하는 멤브레인 필터 모듈에 의하여 달성된다.This object is achieved, according to the invention, by a membrane filter module comprising an open spacer for the vortex formation.
상기 멤브레인 필터 모듈은, 수집공이 형성된 파이프부재가 둘레를 감싸는 정수관; 한 쌍의 단위 여과부재 사이에 투과체 스페이서가 배치되어 하나로 일체화되고, 상기 투과체 스페이서에 의해 형성된 유로가 상기 수집공과 연결되도록 상기 파이프부재의 외주면에 상기 피드 채널 스페이서와 함께 권취된 여과부재; 및 원수가 유입되는 유입관을 구비한 어느 하나의 폐쇄부재가 일측에 결합되고, 여과된 농축액이 배출되는 배출관을 갖는 다른 하나의 폐쇄부재가 타측에 결합된 하우징을 포함하고, 원수는 상기 피드 채널 스페이서의 채널에서 흐르면서 상기 여과부재를 통과하며 불순물이 제거된 후 상기 투과체 스페이서가 형성하는 상기 유로에 안내되어 상기 수집공을 통해 상기 정수관으로 유입되도록 이루어질 수 있다.The membrane filter module includes: a purified water pipe around which a pipe member having a collecting hole is wound; A filtration member wound together with the feed channel spacer on the outer circumferential surface of the pipe member such that a permeable body spacer is disposed between the pair of unit filtration members and integrated with one another and a channel formed by the permeable body spacer is connected to the collecting hole; And the other one closing member having a discharge pipe through which the filtered concentrated liquid is discharged is coupled to the other, and the raw water is supplied to the feed channel Passing through the channel of the spacer, passing through the filtration member, removing the impurities, guided by the passage formed by the permeable body spacer, and introduced into the purified water pipe through the collecting hole.
본 발명에 의하면, 여과부재와 이격되어 여과부재와의 사이에 원수의 제1 와류를 형성하는 복수의 보조기둥을 주기둥과 연결바로 연결함으로써, 원수의 여과율을 향상시킴은 물론 채널 내 농도분극 및 침전물의 형성을 억제하도록 이루어지는 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서 및 이를 이용한 멤브레인 필터 모듈을 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, by connecting a plurality of auxiliary columns spaced apart from the filtration member and forming the first vortex of raw water between the filtration member and the main column, it is possible to improve the filtration rate of the raw water, It is possible to provide an open spacer for forming a vortex of a membrane filter made to suppress the formation of a precipitate and a membrane filter module using the open spacer.
도 1 내지 도 3은 종래 적층 관형 멤브레인 필터를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서를 포함하는 멤브레인 필터 모듈을 나타내는 도면.
도 5는 도 4의 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서를 포함하는 멤브레인 필터 모듈에서 정수관, 여과부재 및 피드 채널 스페이서를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드 채널 스페이서를 나타내는 도면.
도 7은 도 4의 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서를 포함하는 멤브레인 필터 모듈의 여과부재 및 피드 채널 스페이서를 나타내는 도면.
도 8은 도 6의 피드 채널 스페이서의 주기둥을 나타내는 도면.
도 9는 도 6의 피드 채널 스페이서의 보조기둥을 나타내는 도면.
도 10은 도 4의 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서를 포함하는 멤브레인 필터 모듈의 스페이서 내부 채널에 형성된 와류를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 피드 채널 스페이서를 나타내는 도면.
도 12는 도 11의 스페이서 내부 채널에 형성된 와류를 나타내는 도면.Figures 1 to 3 show a conventional laminated tubular membrane filter.
Figure 4 shows a membrane filter module comprising an open spacer for the formation of a vortex of the membrane filter of the present invention.
5 is a view showing a purified water pipe, a filtration member, and a feed channel spacer in a membrane filter module including an open spacer for the eddy formation of the membrane filter of FIG.
Figure 6 illustrates a feed channel spacer according to one embodiment of the present invention.
Figure 7 shows a filtration member and a feed channel spacer of a membrane filter module comprising an open spacer for the eddy formation of the membrane filter of Figure 4;
8 is a view showing the main column of the feed channel spacer of Fig.
Fig. 9 is a view showing an auxiliary column of the feed channel spacer of Fig. 6; Fig.
Figure 10 shows vortices formed in the spacer internal channels of a membrane filter module including an open spacer for the eddy formation of the membrane filter of Figure 4;
11 is a view of a feed channel spacer according to another embodiment of the present invention.
12 shows a vortex formed in the spacer inner channel of Fig. 11;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions are not described in order to simplify the gist of the present invention.
본 발명의 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서 및 이를 이용한 멤브레인 필터 모듈은, 원수의 여과율을 향상시키기 위하여 멤브레인의 농도분극 및 침전물의 형성을 억제하도록 구성된다. The open spacers for the vortex formation of the membrane filter of the present invention and the membrane filter module using the open spacers are configured to suppress concentration polarization of the membrane and formation of precipitate in order to improve the filtration rate of the raw water.
도 4는 본 발명의 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서를 포함하는 멤브레인 필터 모듈을 나타내는 도면, 도 5는 도 4의 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서를 포함하는 멤브레인 필터 모듈에서 정수관, 여과부재 및 피드 채널 스페이서를 나타내는 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드 채널 스페이서를 나타내는 도면, 도 7은 도 4의 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서를 포함하는 멤브레인 필터 모듈의 여과부재 및 피드 채널 스페이서를 나타내는 도면, 도 8은 도 6의 피드 채널 스페이서의 주기둥을 나타내는 도면, 도 9는 도 6의 피드 채널 스페이서의 보조기둥을 나타내는 도면, 도 10은 도 4의 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서를 포함하는 멤브레인 필터 모듈의 스페이서 내부 채널에 형성된 와류를 나타내는 도면, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 피드 채널 스페이서를 나타내는 도면, 도 12는 도 11의 스페이서 내부 채널에 형성된 와류를 나타내는 도면.Figure 4 shows a membrane filter module comprising an open spacer for the formation of an eddy of the membrane filter of the present invention, Figure 5 is a membrane filter module comprising an open spacer for the eddy formation of the membrane filter of Figure 4, Fig. 6 is a view of a feed channel spacer according to one embodiment of the present invention; Fig. 7 is a cross-sectional view of a membrane filter module including an open spacer for vortex formation of the membrane filter of Fig. 6 is a view showing a main column of the feed channel spacer of Fig. 6, Fig. 9 is a view showing an auxiliary column of the feed channel spacer of Fig. 6, and Fig. 10 is a view showing an auxiliary column of the membrane filter of Fig. Spacer inside of membrane filter module with open spacers for vortex formation View showing the vortex formed in the board, Figure 11 is a view showing a feed channel spacer according to another embodiment of the present invention, Figure 12 is a view showing the vortex formed in the spacer within the channel of FIG.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 와류 형성을 위한 멤브레인 필터 모듈(1)은, 원수의 여과율을 향상시킴은 물론 채널(301) 내 농도 분극 및 침전물의 형성을 억제하도록 이루어지며, 정수관(100), 여과부재(200), 스페이서(300) 및 하우징(400)을 포함하여 구성된다. 4 and 5, the
도 4에 도시된 바와 같이, 와류 형성을 위한 멤브레인 필터 모듈(1)은 하우징(400) 내부에 설치된 중공형 정수관(100)의 둘레를 수집공(111)이 형성된 파이프부재(110)가 감싸는 형태로 구비된다. 파이프부재(110)의 외주면에는 피드 채널 스페이서(300)와 여과부재(200)가 함께 적층된 형태로 권취된다. 4, the
도 7에 도시된 바와 같이, 여과부재(200)는 한 쌍의 단위 여과부재 사이에 투과체 스페이서(210)가 배치되어 하나로 일체화된다. 여과부재(200)는 그 일단부가 파이프부재(110)에 결합된 후 파이프부재(110)의 외주면에 권취되며, 투과체 스페이서(210)에 의해 형성된 유로는 파이프부재(110)의 수집공(111)과 연결된다. As shown in FIG. 7, the
도 5에 도시된 바와 같이, 피드 채널 스페이서(300)는 여과부재(200) 사이에 각각 배치된 형태로 여과부재(200)와 함께 파이프부재(110)에 권취된다. 따라서 파이프 부재의 반경 방향으로 여과부재(200) 사이에 피드 채널 스페이서(300)가 교번하여 적층된 상태를 이루게 된다. As shown in Fig. 5, the
도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(400)의 일측에는 원수가 유입되는 유입관(410)을 구비한 폐쇄부재(430)가 구비되고, 하우징(400)의 타측에는 여과된 농축액이 배출되는 배출관(420)을 갖는 폐쇄부재(430)가 구비된다. 폐쇄부재(430)가 하우징(400)의 내부 양쪽에 각각 결합된 상태에서, 여과될 원수는 유입관(410)을 통해 하우징(400) 내부로 유입된다. 4, a
유입관(410)으로 유입된 원수는 여과부재(200) 사이에 구비된 피드 채널 스페이서(300) 내 채널(301)에 유입된 후 정수관(100)의 길이방향을 따라 이동한다. 채널(301)은 원수가 흐르는 피드 채널 스페이서(300)의 내부 공간을 의미한다. The raw water flowing into the
원수는 채널(301) 내부에서 흐르면서 양쪽 여과부재(200)와 접촉면을 형성한다. 채널(301)에서 흐르는 원수의 일부는 원수의 압력에 의해 여과부재(200)를 투과하게 된다. 여과부재(200)를 통과하면서 불순물이 제거된 정수는 투과체 스페이서(210)가 형성하는 유로에 안내되어 파이프부재(110)를 통해 정수관(100)으로 유입된 후 배출구(101)를 통하여 배출된다. The raw water flows inside the channel (301) to form a contact surface with both filtration members (200). A part of the raw water flowing in the
도 4에 도시된 바와 같이, 여과부재(200)를 통과하지 못한 원수는 채널(301)을 따라 흘러 배출관(420)을 통해 배출된다. As shown in FIG. 4, the raw water that has not passed through the
아래에서는 피드 채널 스페이서(300)에 대해 자세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the
도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 피드 채널 스페이서(300)는 여과부재(200) 사이에 개재되는 복수의 기둥부재(310)와, 기둥부재(310)를 연결하고 여과부재(200) 사이에 원수가 흐르는 채널(301)을 형성하는 연결바(320)를 포함하여 구성된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 기둥부재(310)는 서로 일정한 간격으로 배치되어 연결바(320)에 의해 연결된다. 도 6 및 도 7에서 화살표는 원수의 흐름을 나타낸다. 6-10, the
기둥부재(310)는 채널(301)의 간격을 형성하는 복수의 주기둥(311)과, 여과부재(200)와의 사이에 원수의 제1 와류(W1)를 형성하는 복수의 보조기둥(312)을 포함하여 구성된다. The
도 6에 도시된 바와 같이, 주기둥(311)과 보조기둥(312)은 서로 교번하여 배치되며, 연결바(320)에 의해 격자 형태로 연결된다. 주기둥(311)과 주기둥(311)(그리고 보조기둥(312)과 보조기둥(312))은 연결바(320)에 의해 직접 연결되지 않는다. As shown in FIG. 6, the
도 7에 도시된 바와 같이, 주기둥(311)은 (파이프부재(110)의 반경 방향으로) 양단이 각각 여과부재(200)와 접촉하여 적층된 여과부재(200)를 서로 이격시킴으로써 채널(301)의 간격을 형성한다. 7, the
보조기둥(312)은 연결바(320)에 의해 주기둥(311)과 연결된 상태에서 양쪽 여과부재(200)와 이격된다. The
종래 멤브레인 필터에 사용되는 원수 스페이서는, 원수가 이동하는 통로를 형성하기 위한 것으로 대부분 매시 구조를 갖는다. 원수는 스페이서의 유로를 따라 흐르는 과정에서 원수의 압력에 의해서만 멤브레인 필터를 통과하여 여과되는데, 등록특허공보 제10-0980188호와 같이 스페이서의 형태를 일반적인 매시 구조와 다르게 형성함으로써 원수의 여과율을 향상시키고 스페이서의 이물질 흡착을 낮추기 위한 노력이 진행되고 있다. The raw water spacer used in the conventional membrane filter is for forming the passage through which the raw water moves, and has mostly a mesh structure. The raw water is filtered through the membrane filter only by the pressure of the raw water in the process of flowing along the flow path of the spacer. By forming the shape of the spacer differently from the general mesh structure as in the patent document 10-0980188, the filtration rate of the raw water is improved Efforts are being made to lower the adsorption of foreign substances on the spacer.
그러나 등록특허공보 제10-0980188호의 유동 매체의 여과 및 분리를 위한 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 엘레먼트(230)가 원수가 흐르는 유로를 서로 구획함으로써, 제1 엘레먼트(230) 사이에 이물질이 흡착되면 적은 양의 이물질로도 제1 엘레먼트(230) 사이 유로가 쉽게 막혀 여과성능을 낮추는 한편, 나머지 유로의 압력 상승을 유발하여 멤브레인의 사용기간을 감소시키는 문제가 있었다. However, in the apparatus for filtering and separating the fluidized medium of Patent Publication No. 10-0980188, as shown in FIG. 3, the
또한, 등록특허공보 제10-0980188호의 유동 매체의 여과 및 분리를 위한 장치는 채널 내부의 이물질 흡착율을 낮추지 못한다. In addition, the apparatus for filtering and separating the fluidized medium of Patent Publication No. 10-0980188 does not lower the foreign matter adsorption rate inside the channel.
본 발명의 피드 채널 스페이서(300)는, 주기둥(311) 및 보조기둥(312)의 형태적 특징에 의해 여과부재(200) 쪽에 원수의 와류를 형성하여, 멤브레인의 농도 분극 및 침전물의 형성을 억제함으로써 원수의 여과율을 향상시키어, 상술한 종래기술의 한계를 극복하게 된다. The
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 보조기둥(312)은 (연결바(320)가 결합된 지점을 기준으로 파이프부재(110)의 반경 방향 양쪽에서) 여과부재(200) 쪽으로 갈수록 직경이 감소하는 형태로 형성된다. 9 and 10, the
따라서, 보조기둥(312) 주위에서 흐르는 원수는 도 10에 도시된 바와 같이, 보조기둥(312)의 표면을 따라 흐르면서 흐름 방향으로 갈수록 여과부재(200) 쪽을 향해 흐르게 되어, 보조기둥(312)을 지난 원수는 여과부재(200)와 인접한 지점에서 제1 와류(W1)를 형성하게 된다. The raw water flowing around the
도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 주기둥(311)에는 둘레를 따라 잘록한 잘록부(311a)가 복수로 형성된다. 잘록부(311a)는 연결바(320)가 결합된 지점을 기준으로 (파이프부재(110)의 반경 방향) 양쪽에 각각 1 이상 형성된다. 이하에서 잘록부(311a)와 잘록부(311a) 사이의 불룩한 부분을 '불룩부(311b)'로 지칭하고자 한다. As shown in FIGS. 8 and 10, a plurality of constricted
잘록부(311a)는 원수의 흐름 방향으로 갈수록 연결바(320)로부터 멀어지는 형태로 형성된다. 따라서, 주기둥(311) 주위에서 흐르는 원수는 도 10에 도시된 바와 같이, 잘록부(311a) 및 불룩부(311b)의 표면을 따라 흐르면서 흐름 방향으로 갈수록 여과부재(200) 쪽을 향해 흐르게 되어, 주기둥(311)을 지난 원수는 여과부재(200)와 인접한 지점에서 제2 와류(W2)를 형성하게 된다. The
제1 와류(W1) 및 제2 와류(W2)는 주기둥(311) 및 보조기둥(312)이 배치된 지점마다 양쪽 여과부재(200) 부근에 각각 형성되므로, 채널(301) 양쪽 여과부재(200)의 표면은 전체적으로 균일한 제1 와류(W1) 및 제2 와류(W2)의 영향을 받게 되고, 이에 따라 여과부재(200)의 표면에는 제1 와류(W1) 및 제2 와류(W2)의 유동에너지가 지속적으로 작용하게 된다. The first vortex W1 and the second vortex W2 are formed in the vicinity of both the
따라서, 제1 와류(W1) 및 제2 와류(W2)의 유동에너지에 의해 여과부재(200)의 표면에 이물질이 흡착되는 비율이 감소하게 되며 농도분극 현상도 현저히 감소된다. 그리고 여과부재(200)의 표면에 흡착된 이물질도 제1 와류(W1) 및 제2 와류(W2)의 유동에너지에 의해 표면에서 탈락될 수 있다. Therefore, the flow energy of the first vortex W1 and the second vortex W2 reduces the rate at which foreign matter is adsorbed on the surface of the
또한, 종래 멤브레인 필터에서 원수는 스페이서의 유로를 따라 흐르는 과정에서 원수의 압력에 의해서만 멤브레인 필터를 통과하여 여과되는데 반해, 본 발명의 피드 채널 스페이서(300)를 여과부재(200) 사이에 배치하면, 여과부재(200)의 표면에 원수의 압력 이외에 제1 와류(W1) 및 제2 와류(W2)의 압력이 더 작용하게 되므로, 종래보다 원수의 압력을 낮추더라도 제1 와류(W1) 및 제2 와류(W2)의 압력이 여과부재(200)의 표면에 작용함으로써 원수의 여과율이 향상되는 이점이 있다. In addition, when the
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서(300)는, 연결바(320)가 채널(301) 내에서 위치가 고정된 제1 연결바(321)와, 채널(301) 내에서 위치가 변화하는 제2 연결바(322)를 포함하여 구성될 수 있다. 11 and 12, an
보조기둥(312)은 제1 보조기둥(312A) 및 제2 보조기둥(312B)을 포함하여 구성된다. 제1 보조기둥(312A)은 제1 연결바(321)와 연결되어 채널(301) 내에서 위치가 고정되고, 제2 보조기둥(312B)은 제2 연결바(322)와 연결되어 채널(301) 내에서 위치가 변화하게 된다. 제1 보조기둥(312A)과 제2 보조기둥(312B)은 동일한 형태로 이루어진다. The
제1 연결바(321)는 도 10에 도시된 연결바(320)와 실질적으로 동일하며, 원수의 유동에너지에 의해 변형하지 않음으로써 주기둥(311) 간 간격을 형성한다. The
제2 연결바(322)는 주기둥(311) 사이에서 원수의 유동에너지에 의해 요동하는 구성으로서, 주기둥(311)과 제2 보조기둥(312B)을 물결무늬 형태로 연결한다. 제2 연결바(322)는 주기둥(311)과 제2 보조기둥(312B) 사이에서 원수의 유동에너지에 의해 탄성 변형하면서 요동하며, 이에 따라 제2 보조기둥(312B)은 제2 연결바(322)의 탄성 변형시 함께 요동하여 양쪽 여과부재(200)와의 간격이 지속적으로 변화하게 된다. The second connecting
제2 연결바(322)는 제1 연결바(321)보다 작은 단면적으로 이루어지거나 제1 연결바(321)보다 연성 재질로 이루어지며, 이에 따라 원수의 유동에너지에 의해 쉽게 탄성 변형하게 된다. 제2 연결바(322)는 물결무늬 형태로 이루어지므로, 직선형태로 이루어진 제1 연결바(321)보다 긴 길이로 이루어져 원수의 유동에너지 영향을 더 받게 된다. The
제2 보조기둥(312B)이 요동하여 양쪽 여과부재(200)와의 간격이 지속적으로 변화하게 되면, 제2 보조기둥(312B)에 의한 제1 와류(W1)가 제2 연결바(322)의 요동과 함께 지속적으로 변화하게 되며, 결과적으로 제2 보조기둥(312B)에 의해 양쪽 여과부재(200)의 표면에 작용하는 제1 와류(W1)의 압력이 지속적으로 변화하게 된다. When the second
제2 보조기둥(312B)의 요동에 의해 양쪽 여과부재(200)의 표면에 작용하는 제1 와류(W1)의 압력이 지속적으로 변화한다는 것은, 여과부재(200)의 표면에 작용하는 제1 와류(W1)의 압력이 평균값을 중심으로 지속적으로 증감하는 것을 의미하며, 따라서 (고정된 제1 보조기둥(312A)에 의해 양쪽 여과부재(200)의 표면에 작용하는 제1 와류(W1)의 압력보다) 제2 보조기둥(312B)의 요동에 의해 여과부재(200)의 표면에 작용하는 제1 와류(W1)의 최대 압력이 크게 형성됨으로써, 여과부재(200)의 표면에 이물질이 흡착되는 비율이 더 감소하는 이점이 있다. The constant change in the pressure of the first vortex W1 acting on the surfaces of both
본 발명에 의하면, 여과부재와 이격되어 여과부재와의 사이에 원수의 제1 와류를 형성하는 복수의 보조기둥을 주기둥과 연결바로 연결함으로써, 원수의 여과율을 향상시킴은 물론 채널 내 이물질 흡착을 억제하도록 이루어지는 멤브레인 필터의 와류 형성을 위한 개방형 스페이서 및 이를 이용한 멤브레인 필터 모듈을 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, a plurality of auxiliary columns, which are spaced apart from the filtration member and form a first vortex of raw water, are directly connected to the main column to enhance the filtration rate of raw water, It is possible to provide an open spacer for the formation of a vortex of a membrane filter made to suppress the membrane filter module using the same.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is obvious to those who have. Accordingly, it should be understood that such modifications or alterations should not be understood individually from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and that modified embodiments fall within the scope of the claims of the present invention.
1 : 멤브레인 필터 모듈
100 : 정수관 200 : 여과부재
110 : 파이프부재 210 : 투과체 스페이서
111 : 수집공 400 : 하우징
101 : 배출구 410 : 유입관
300 : 피드 채널 스페이서 420 : 배출관
301 : 채널 430 : 폐쇄부재
310 : 기둥부재
311 : 주기둥
311a : 잘록부
311b : 불룩부
312 : 보조기둥
312A : 제1 보조기둥
312B : 제2 보조기둥
W1 : 제1 와류
W2 : 제2 와류
320 : 연결바
321 : 제1 연결바
322 : 제2 연결바1: Membrane filter module
100: purified water pipe 200: filtration member
110: pipe member 210: permeable body spacer
111: collecting hole 400: housing
101: outlet 410: inlet pipe
300: Feed channel spacer 420:
301: channel 430: closing member
310:
311: Main column
311a:
311b: bulging
312: auxiliary column
312A: first auxiliary column
312B: Second auxiliary column
W1: 1st vortex
W2: second vortex
320: Connection bar
321: First connection bar
322: Second connection bar
Claims (7)
상기 여과부재 사이에 개재되는 복수의 기둥부재와, 상기 기둥부재를 연결하고 상기 여과부재 사이에 원수가 흐르는 채널을 형성하는 복수의 연결바를 포함하며,
상기 기둥부재는, 상기 여과부재와 접촉하여 상기 채널의 간격을 형성하는 복수의 주기둥; 및 상기 주기둥과 상기 연결바로 연결되고 상기 여과부재와 이격되어 상기 여과부재와의 사이에 상기 원수의 제1 와류를 형성하는 복수의 보조기둥을 포함하고,
상기 보조기둥은, 제1 보조기둥 및 제2 보조기둥을 포함하고,
상기 연결바는, 상기 주기둥 간 간격을 형성하고, 상기 제1 보조기둥이 연결된 제1 연결바; 및 상기 주기둥 사이에서 상기 원수의 유동에너지에 의해 요동하고, 상기 제2 보조기둥이 연결된 제2 연결바를 포함하고,
상기 제2 보조기둥에 의한 상기 제1 와류는 상기 제2 연결바의 요동에 의해 지속적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 피드 채널 스페이서.A feed channel spacer disposed between the filtration members in a membrane filter module having a plurality of filtration members stacked around a purified water pipe,
A plurality of pillar members interposed between the filtration members and a plurality of connection bars connecting the pillar members and forming channels through which raw water flows between the filtration members,
The column member having a plurality of main columns contacting the filter member to form an interval of the channels; And a plurality of auxiliary columns connected to the main column and spaced apart from the filtration member to form a first vortex of the raw water between the filtration member,
Wherein the auxiliary column includes a first auxiliary column and a second auxiliary column,
The connecting bar may include a first connecting bar connecting the first auxiliary columns to form a gap between the main columns; And a second connecting bar swung by the flow energy of the raw water between the main columns and connected with the second auxiliary columns,
Wherein the first vortex by the second auxiliary column continuously changes by the oscillation of the second connecting bar.
상기 보조기둥을 지난 상기 원수가 상기 여과부재 쪽에서 상기 제1 와류를 형성하도록, 상기 보조기둥은 상기 여과부재 쪽으로 갈수록 직경이 감소하는 것을 특징으로 하는 피드 채널 스페이서.The method according to claim 1,
And the auxiliary column is reduced in diameter toward the filter member so that the raw water passing through the auxiliary column forms the first vortex at the filter member side.
상기 제2 연결바는, 상기 주기둥과 상기 제2 보조기둥을 물결무늬 형태로 연결하는 것을 특징으로 하는 피드 채널 스페이서.The method according to claim 1,
And the second connecting bar connects the main pole and the second auxiliary pole in a wavy pattern.
상기 주기둥에는 둘레를 따라 잘록한 잘록부가 복수로 형성되고,
상기 잘록부는, 상기 주기둥을 지난 상기 원수가 상기 여과부재 쪽에서 제2 와류를 형성하도록 상기 원수의 흐름 방향으로 갈수록 상기 연결바로부터 멀어지는 것을 특징으로 하는 피드 채널 스페이서.The method according to claim 1,
Wherein the main pillar is formed with a plurality of constricted portions along the periphery thereof,
Wherein the constriction moves away from the connecting bar in the flow direction of the raw water so that the raw water passing through the main column forms a second vortex at the side of the filtration member.
상기 멤브레인 필터 모듈은,
수집공이 형성된 파이프부재가 둘레를 감싸는 정수관;
한 쌍의 단위 여과부재 사이에 투과체 스페이서가 배치되어 하나로 일체화되고, 상기 투과체 스페이서에 의해 형성된 유로가 상기 수집공과 연결되도록 상기 파이프부재의 외주면에 상기 피드 채널 스페이서와 함께 권취된 여과부재; 및
원수가 유입되는 유입관을 구비한 어느 하나의 폐쇄부재가 일측에 결합되고, 여과된 농축액이 배출되는 배출관을 갖는 다른 하나의 폐쇄부재가 타측에 결합된 하우징을 포함하고,
원수는 상기 피드 채널 스페이서의 채널에서 흐르면서 상기 여과부재를 통과하며 불순물이 제거된 후 상기 투과체 스페이서가 형성하는 상기 유로에 안내되어 상기 수집공을 통해 상기 정수관으로 유입되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터 모듈.The method according to claim 6,
The membrane filter module comprises:
A purified water pipe around which a pipe member having a collecting hole is wrapped;
A filtration member wound together with the feed channel spacer on the outer circumferential surface of the pipe member such that a permeable body spacer is disposed between the pair of unit filtration members and integrated with one another and a channel formed by the permeable body spacer is connected to the collecting hole; And
Wherein one closing member having an inlet pipe through which raw water flows is coupled to one side and another closing member having a discharge pipe through which the filtered concentrated liquid is discharged is coupled to the other side,
Wherein the raw water flows through the channel of the feed channel spacer, passes through the filter member, is removed from impurities, is guided by the passage formed by the permeable body spacer, and flows into the purified water pipe through the collecting hole. .
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