KR102001605B1

KR102001605B1 - 분리막 세척장치

Info

Publication number: KR102001605B1
Application number: KR1020150169420A
Authority: KR
Inventors: 이영진; 이기옥; 임예훈; 최준원
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2019-07-18
Also published as: KR20170063260A

Abstract

본 발명은 분리막 세척장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 투입구 및 배출구가 각각 마련된 정화조; 투입구를 통해 정화조 내부로 공급된 분리막을 이송하기 위한 복수 개의 롤을 포함하며, 분리막이 정화조 내부의 소정 이송 경로를 따라 이동한 후 배출구를 통해 정화조 외부로 배출되도록 복수 개의 롤이 배열된 이송 유닛; 세정액를 분사하도록 정화조 내부에 마련된 분사 유닛; 및 정화조 내부를 복수 개의 구역으로 구획하도록 마련되며, 이송 중인 분리막을 통과시키기 위한 복수 개의 개구부를 갖는 격벽을 포함하는 분리막 세척 장치가 제공된다.

Description

분리막 세척장치{Washing apparatus for membrane}

본 발명은 분리막 세척장치에 관한 것이다.

분리막으로 사용되는 부직포에는 코팅액이 코팅되며, 이러한 분리막에는 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF)와 같은 유독성 물질(오염물)이 포함된다.

도 1 및 도 2는 종래 분리막 세척장치를 나타내는 개념도들이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 분리막 세척장치(10)는 투입구(12)와 배출구(13)를 갖는 정화조(11)와, 상기 정화조(11) 내부에서 분리막(S)을 이송시키기 위한 복수 개의 롤(21)을 포함하는 이송 유닛(20), 및 상기 정화조(11) 내부에 세정액을 공급하는 분사유닛(30)을 포함한다. 상기 정화조(11) 내부에는 소정 수위의 세정액이 수용되며, 분리막(S)은 정화조(11)를 통과하는 과정에서 오염물이 배출되고, 상기 오염물은 세정액과 함께 정화조(11) 외부로 배출된다.

한편, 세척 장치(10)에서 오염물 배출 효율을 향상시키고, 오염물 배출 시간을 단축시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.

본 발명은 부직포 코팅에 포함된 오염물을 빠르게 배출할 수 있는 분리막 세척장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 분리막에 포함된 오염물을 정화조 외부로 배출시키기 위한 분리막 세척 장치가 제공된다.

본 발명의 제1 실시예와 관련된 분리막 세척 장치는, 투입구 및 배출구가 각각 마련된 정화조; 투입구를 통해 정화조 내부로 공급된 분리막을 이송하기 위한 복수 개의 롤을 포함하며, 분리막이 정화조 내부의 소정 이송 경로를 따라 이동한 후 배출구를 통해 정화조 외부로 배출되도록 복수 개의 롤이 배열된 이송 유닛; 세정액를 분사하도록 정화조 내부에 마련된 분사 유닛; 및 정화조 내부를 복수 개의 구역으로 구획하도록 마련되며, 이송 중인 분리막을 통과시키기 위한 복수 개의 개구부를 갖는 격벽을 포함한다.

또한, 본 발명의 제2 실시예와 관련된 분리막 세척 장치는, 투입구 및 배출구가 각각 마련된 정화조; 투입구를 통해 정화조 내부로 공급된 분리막을 이송하기 위한 복수 개의 롤을 포함하며, 분리막이 정화조 내부의 소정 이송 경로를 따라 이동한 후 배출구를 통해 정화조 외부로 배출되도록 복수 개의 롤이 배열된 이송 유닛; 투입구 측에서 배출구를 향하는 방향으로 세정액를 분사하도록 정화조 내부에 마련된 분사 유닛; 및 정화조 내부를 복수 개의 구역으로 구획하도록 마련되며, 이송 중인 분리막을 통과시키기 위한 복수 개의 개구부를 갖는 격벽을 포함한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 분리막의 세척장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

격벽을 설치하고, 세정액의 분사 방향을 조절함으로써, 유로 유속이 증가하게 되고, 정화조 내부에 잔류된 오염물이 빠르게 배출된다. 따라서, 오염물 배출시간이 짧아지는 효과를 갖는다.

도 1 및 도 2는 종래 분리막 세척장치를 나타내는 개념도들이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 분리막 세척장치를 나타내는 개념도이다.
도 4는 도 3에 도시된 격벽의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 분리막 세척장치를 나타내는 개념도이다.
도 6 및 도 7은 도 3에 도시된 분리막 세척장치를 이용한 시뮬레이션 결과들이다.
도 8 및 도 9는 도 5에 도시된 분리막 세척장치를 이용한 시뮬레이션 결과들이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막 세척장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 분리막 세척장치(100)를 나타내는 개념도이고, 도 4는 도 3에 도시된 격벽(140)의 정면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예와 관련된 분리막 세척 장치(100)(이하, ‘세척 장치’라고도 함)는, 투입구(112) 및 배출구(113)가 각각 마련된 정화조(111)를 포함한다. 또한, 상기 투입구(112)를 통해 코팅된 부직포(이하, ‘분리막’)(S)가 정화조(111) 내부로 공급되고, 정화조 내부에서 세척된 분리막(S)은 배출구(113)를 통해 정화조(111) 외부로 이송된다.

또한, 상기 세척 장치(100)는 투입구(112)를 통해 정화조(111) 내부로 공급된 분리막(S)을 이송하기 위한 복수 개의 롤(121)을 포함하는 이송 유닛(210)을 포함한다. 상기 이송 유닛(210)은 정화조(111) 내부에서 분리막(S)을 이송하는 기능을 한다. 한편, 상기 분리막(S)은 정화조(111) 내부에서 롤(121)의 회전에 의해, 롤 투 롤(roll to roll) 방식으로 이송되며, 이송되는 과정에서 분리막(S)에 포함된 오염물이 분리막(S)으로부터 배출된다.

구체적으로, 상기 이송 유닛(210)은 분리막(S)이 정화조(111) 내부의 소정 이송 경로를 따라 이동한 후 배출구(113)를 통해 정화조(111) 외부로 배출되도록 복수 개의 롤(121)이 배열된다.

또한, 상기 세척 장치(100)는 세정액를 분사하도록 정화조 내부에 마련된 분사 유닛(130)을 포함한다. 상기 분사 유닛(130)은 하나 이상의 분사홀을 갖는 분사 노즐을 포함할 수 있다. 상기 세정액은 예를 들어, 순수(DI)일 수 있다. 상기 분사 유닛(130)에 의하여 정화조(111) 내부에 세정액이 공급되며, 이에 따라, 상기 정화조(111) 내부에는 소정 수위만큼의 세정액이 수용된다. 또한, 세정액은 투입구(112)를 통해 정화조(111) 외부로 배출되도록 마련된다. 물론, 세정액은 범람하여 배출구(113)를 통해서도 정화조(111) 외부로 배출될 수 있다. 이때, 분사 유닛(130)의 분사 방향과 분리막(S)의 이송 경로 등에 기초하여 정화조(111) 내부에서 세정액의 유동이 발생한다. 또한, 상기 세정액의 유동에 따라 분리막(S)으로부터 배출된 오염물이 정화조(111) 외부로 배출될 수 있다.

또한, 상기 세척 장치(100)는 정화조(111) 내부를 복수 개의 구역으로 구획하도록 마련되며, 이송 중인 분리막(S)을 통과시키기 위한 복수 개의 개구부(141, 142)를 갖는 격벽(140)을 포함한다. 또한, 상기 격벽(140)은 정화조(111) 내에 직립(y축 방향)하도록 설치될 수 있다. 특히, 격벽(140)은 투입구(112)와 배출구(113) 사이에 위치하되, 투입구(111) 측에 인접하여 배치될 수 있다. 즉, 격벽(140)과 투입구(112) 사이의 수평 거리(x축 방향)는 격벽(140)과 배출구(113) 사이의 수평 거리보다 짧을 수 있다.

도 4를 참조하면, 격벽(140)은 상부 및 하부에 각각 개구부(141, 142)가 마련되며, 상부 측 개구부(141)(‘상부 개구부’하고도 함)는 하부 측 개구부(142)(이하, ‘하부 개구부’라고도 함) 보다 크게 형성될 수 있다. 상기 격벽(140)은 정화조(111) 내부를 2개의 구획으로 구분하며, 개구부(141, 142)를 통해서만 분리막(S)의 이송 및 세정액의 유동이 이루어질 수 있도록 마련된다.

또한, 이송 유닛(120)은 정화조(111) 내부로 공급된 분리막(S)이 하부 측 개구부(142)를 적어도 1회 통과하고, 상부 측 개구부(141)를 적어도 2회 통과하도록 마련될 수 있다. 또한, 이송 유닛(120)은 격벽(140)과 투입구(112) 사이에 배치된 롤(121)의 개수보다 격벽(140)과 배출구(113) 사이에 배치된 롤(121)의 개수가 더 많도록 배열될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예와 관련된 분리막 세척장치(200)를 나타내는 개념도이다.

제2 실시예에 따른 세척장치(200)는 분사 유닛(230)의 분사 방향 및 분사 유닛(230)의 위치에서 제1 실시예에 따른 세척 장치(100)와 차이를 가지며, 나머지 구성요소는 모두 동일하다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예와 관련된 분리막 세척 장치(200)는, 투입구(212) 및 배출구(213)가 각각 마련된 정화조(211) 및 투입구(212)를 통해 정화조(211) 내부로 공급된 분리막(S)을 이송하기 위한 복수 개의 롤(221)을 포함하는 이송유닛(210)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 상기 이송 유닛(210)은 분리막(S)이 정화조(211) 내부의 소정 이송 경로를 따라 이동한 후 배출구(213)를 통해 정화조(211) 외부로 배출되도록 복수 개의 롤(221)이 배열된다.

또한, 상기 세척 장치(200)는 투입구(212) 측에서 배출구(213)를 향하는 방향으로 세정액를 분사하도록 정화조(211) 내부에 마련된 분사 유닛(230) 및 정화조(211) 내부를 복수 개의 구역으로 구획하도록 마련되며, 이송 중인 분리막(S)을 통과시키기 위한 복수 개의 개구부를 갖는 격벽(240)을 포함한다.

여기서, 분사 유닛(230)은 투입구(212) 측에서 배출구(213)를 향하는 수평 방향을 따라 세정액를 분사하도록 마련된다. 또한, 상기 분사 유닛(230)은 정화조(211)의 하부 영역에 배치될 수 있다. 또한, 정화조(211)의 높이방향을 기준으로, 분리막(S)의 이송 경로 중 최하단에 위치한 경로 보다 하방에 위치할 수 있다.

도 6 및 도 7은 도 3에 도시된 분리막 세척장치(100)를 이용한 시뮬레이션 결과들이고, 도 8 및 도 9는 도 5에 도시된 분리막 세척장치(200)를 이용한 시뮬레이션 결과들이다. 특히, 도 6과 도 8은 x축 방향 유속을 나타내고, 도 7 및 도 9는 순수(세정액)의 이동 경로를 나타낸다.

도 3과 도 6 및 도 7을 참조하면, 분사유닛(130)이 배출구(113) 측에서 투입구(112)를 향하는 방향으로 세정액를 분사하도록 마련된 경우, A 영역과 같이, 순수가 짧은 시간 내에 격벽(140) 유로로 향하여 short path가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

이와는 다르게, 도 5와 도 8 및 도 9를 참조하면, 투입구(212) 측에서 배출구(213)를 향하는 방향으로 세정액를 분사하도록 정화조(211) 분사 유닛(230)이 마련된 경우, 순수가 격벽(240)에서 먼 곳부터 채우면서 용출된 오염물(DMF)가 격벽 유로에서 균일한 유속에 의해 범람에 의해 쉽게 배출될 가능성이 높을 것을 확인할 수 있으며, 이러한 유동 특성은 오염물 배출 시간 감소의 원인이 된다.

제1 실시예의 경우, 투입 입자수가 945이고, 배출 입자수가 924이며, 이때 배출 효율은 97.7%로 나타났고, 배출 평균 시간은 8611초로 측정되었다. 제2 실시예의 경우, 투입 입자수가 908이고, 배출 입자수가 888이며, 이때 배출 효율은 97.8%로 나타났고, 배출 평균 시간은 6204초로 측정되었다. 제2 실시예의 경우, 제1 실시예보다 오염물 배출 평균 시간이 약 30% 정도 단축된다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100, 200: 분리막 세척장치
111, 211: 정화조
112, 212: 투입구
113, 213: 배출구
120, 220: 이송 유닛
121, 221: 롤
130, 230: 분사 유닛
140, 240: 격벽
S: 분리막(부직포)

Claims

분리막에 포함된 오염물을 정화조 외부로 배출시키기 위한 분리막 세척 장치로서,
투입구 및 배출구가 각각 마련된 정화조;
투입구를 통해 정화조 내부로 공급된 분리막을 이송하기 위한 복수 개의 롤을 포함하며, 분리막이 정화조 내부의 소정 이송 경로를 따라 이동한 후 배출구를 통해 정화조 외부로 배출되도록 복수 개의 롤이 배열된 이송 유닛;
세정액를 분사하도록 정화조 내부에 마련된 분사 유닛; 및
정화조 내부를 복수 개의 구역으로 구획하도록 마련되며, 이송 중인 분리막을 통과시키기 위한 복수 개의 개구부를 갖는 격벽을 포함하고,
상기 격벽은 투입구와 배출구 사이에 위치하되, 투입구 측에 인접하여 배치된 분리막 세척 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
격벽은 상부 및 하부에 각각 개구부가 마련되며,
상부 측 개구부는 하부 측 개구부 보다 크게 형성된 분리막 세척 장치.
제 3 항에 있어서,
이송 유닛은 정화조 내부로 공급된 분리막이 하부 측 개구부를 적어도 1회 통과하고, 상부 측 개구부를 적어도 2회 통과하도록 마련된 분리막 세척 장치.
제 1 항에 있어서,
세정액은 투입구를 통해 정화조 외부로 배출되도록 마련된 분리막 세척 장치.
제 1 항에 있어서,
이송 유닛은 격벽과 투입구 사이에 배치된 롤의 개수보다 격벽과 배출구 사이에 배치된 롤의 개수가 더 많도록 배열된 분리막 세척 장치.
분리막에 포함된 오염물을 정화조 외부로 배출시키기 위한 분리막 세척 장치로서,
투입구 및 배출구가 각각 마련된 정화조;
투입구를 통해 정화조 내부로 공급된 분리막을 이송하기 위한 복수 개의 롤을 포함하며, 분리막이 정화조 내부의 소정 이송 경로를 따라 이동한 후 배출구를 통해 정화조 외부로 배출되도록 복수 개의 롤이 배열된 이송 유닛;
투입구 측에서 배출구를 향하는 방향으로 세정액를 분사하도록 정화조 내부에 마련된 분사 유닛; 및
정화조 내부를 복수 개의 구역으로 구획하도록 마련되며, 이송 중인 분리막을 통과시키기 위한 복수 개의 개구부를 갖는 격벽을 포함하고,
상기 격벽은 투입구와 배출구 사이에 위치하되, 투입구 측에 인접하여 배치된 분리막 세척 장치.
삭제
제 7 항에 있어서,
분사 유닛은 격벽과 배출구 사이에 배치된 분리막 세척 장치.
제 9 항에 있어서,
분사 유닛은 투입구 측에서 배출구를 향하는 수평 방향을 따라 세정액를 분사하도록 마련된 분리막 세척 장치.
제 7 항에 있어서,
격벽은 상부 및 하부에 각각 개구부가 마련되며,
상부 측 개구부는 하부 측 개구부 보다 크게 형성된 분리막 세척 장치.
제 11 항에 있어서,
이송 유닛은 정화조 내부로 공급된 분리막이 하부 측 개구부를 적어도 1회 통과하고, 상부 측 개구부를 적어도 2회 통과하도록 마련된 분리막 세척 장치.
제 7 항에 있어서,
세정액은 투입구를 통해 정화조 외부로 배출되도록 마련된 분리막 세척 장치.
제 7 항에 있어서,
이송 유닛은 격벽과 투입구 사이에 배치된 롤의 개수보다 격벽과 배출구 사이에 배치된 롤의 개수가 더 많도록 배열된 분리막 세척 장치.