KR20080001065U - Potting for Hollow fiber type Gas Separation Membrane - Google Patents
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Abstract
본 고안은 중공사형 기체분리막의 포팅에 관한 것으로 기존의 포팅하는 방법에 의해 제조된 모듈보다 설치공간을 효율적으로 이용할 수 있으며 같은 설치공간을 사용하면서도 기체분리 성능이 우수한 중공사형 기체분리막 모듈을 제조 및 탈장착이 용이한 모듈을 제조하는 것에 관한 것이다. 이 모듈은 일정한 크기를 가지며 고정된 하우징이 필요없다는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to the porting of hollow fiber-type gas separation membranes. The installation space can be used more efficiently than the module manufactured by the conventional porting method. The present invention relates to manufacturing a module that is easily removable. The module is characterized in that it has a constant size and does not require a fixed housing.
기체분리막, 중공사막, 기체분리막 모듈, 어댑터, 장착성 Gas Separation Membrane, Hollow Fiber Membrane, Gas Separation Membrane Module, Adapter, Mountability
Description
도 1은 고안에 따른 기체 분리막 모듈을 개략적으로 나타내는 단면도 1 is a cross-sectional view schematically showing a gas separation membrane module according to the present invention
도 2는 포팅부의 상세도 2 is a detailed view of the potting part
도 3는 포팅하기 위하여 필요한 어댑터 및 금형 3 shows the adapter and mold required for porting
도 4은 작은 공간에 케이싱된 모듈4 is a module casing in a small space
*도면의 주요부분에 대한 설명* * Description of the main parts of the drawings *
①어댑터 ①Adapter
②중공사막 ② Hollow fiber membrane
③폴리머 필름 ③polymer film
④에폭시수지 또는 폴리우레탄 수지 ④ Epoxy resin or polyurethane resin
⑤포팅용 금형 ⑤ Potting Mold
⑥케이스⑥ Case
본 고안은 기체분리막의 포팅에 의한 모듈의 제조에 관한 것으로 기체분리막 모듈 자체로 유동성을 가져 좁은 공간에서도 성능을 유지하며 탈장착이 용이한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to the manufacture of a module by porting a gas separation membrane, which has fluidity as the gas separation membrane module itself, and maintains performance even in a narrow space, and is characterized in that it is easily removable.
분리막은 특별한 경우를 제외하고는 상의 변화를 수반하지 않고 기체-기체, 기체-액체, 액체-액체, 고체-기체를 분리하는데 널리 사용되고 있으며 기체 분리막은 산업용 뿐 아니라 생활가전 제품으로도 많이 사용되고 있다. Separation membranes are widely used to separate gas-gas, gas-liquid, liquid-liquid and solid-gas without accompanying phase change except in special cases, and gas separation membranes are widely used not only for industrial but also for household appliances.
분리막은 평막, 관형막, 중공사막으로 형태에 의해 분류할 수 있으며 분리성능에 따라서는 정밀여과막, 한외여과막, 역삼투막, 기체분리막 등으로 분류되어 진다.Separation membranes can be classified into flat membranes, tubular membranes, and hollow fiber membranes by type, and according to their separation performance, they are classified into microfiltration membranes, ultrafiltration membranes, reverse osmosis membranes, and gas separation membranes.
이 중 중공사막은 통상 내경과 외경을 가지는 원통형의 섬유 구조로 되어 있으며 기체분리막의 경우는 섬유 표면에 기공이 전혀 없는 형태로 되어 있다. Among them, the hollow fiber membrane is usually a cylindrical fiber structure having an inner diameter and an outer diameter, and in the case of the gas separation membrane, there is no pore on the surface of the fiber.
중공사막 모듈을 제조하기 위해서는 필수적으로 많은 가닥의 중공사막을 집속시켜 번들을 만들고 이를 일정한 크기의 하우징에 투입한 후 일정한 틀에 넣고 중공사 번들 부분을 고정시켜야 한다.In order to manufacture the hollow fiber membrane module, it is essential to make a bundle by converging a plurality of strands of hollow fiber membranes, inserting them into a housing of a predetermined size, and then placing them in a predetermined frame to fix the hollow fiber bundle portion.
중공사막 번들을 하나로 집속시켜 고정하는 방법은 일반적으로 중공사막 번들의 적어도 한쪽 끝의 막과 막 사이의 공간을 열경화성 수지나 혹은 열가소성 수지로 채워서 막 사이사이로 분리하고자 하는 혼합물이 침투하지 못하도록 하며 이와 동시에 중공사막 다발 전체를 일정한 틀에 고정시키게 되는데 이를 포팅(potting)이라 한다.The method of focusing and fixing the hollow fiber membrane bundles as one generally generally prevents the mixture to be separated between the membranes by filling the space between the membrane and the membrane of at least one end of the hollow fiber membrane bundle with a thermosetting resin or a thermoplastic resin. The entire hollow fiber membrane bundle is fixed to a predetermined frame, which is called potting.
상기 포팅공정에 사용되는 물질은 이성분계 에폭시 또는 폴리우레탄 수지를 통상적으로 사용하고 있으며 사용하기 전 두가지 성분을 혼합하여 틀과 함께 임시 고정되어있는 중공사 번들에 부어준 후 일정온도에서 일정시간 유지하여 포팅 물질이 경화될 때까지 기다리는 침적법과 원심력을 이용하여 양쪽 끝으로 수지가 중공사 번들사이로 잘 침투하도록 한 원심법이 있다. As the material used in the potting process, two-component epoxy or polyurethane resins are commonly used, and the two components are mixed and poured into a hollow fiber bundle temporarily fixed together with a mold, and then maintained at a constant temperature for a predetermined time. There are centrifugal methods that allow the resin to penetrate well between the hollow fiber bundles at both ends using deposition and centrifugal forces waiting for the potting material to cure.
그러나 이러한 포팅법은 정형화된 하우징에 중공사를 집속시켜 투입한 후 포 팅을 거쳐야 하며 모듈의 크기 및 성능은 하우징의 크기 및 중공사막의 번들당 가닥수로 결정되게 되며 이는 장착하기에 매우 불편하며 대부분의 중공사막은 원통형태의 모듈로 만들어지기 때문에 기계 설비에 장착시 공간활용의 효율이 매우 저하되게 된다.This porting method, however, requires the hollow fiber to be concentrated in a standardized housing, followed by porting. The size and performance of the module is determined by the size of the housing and the number of strands per bundle of the hollow fiber membrane. Since most hollow fiber membranes are made of cylindrical modules, the efficiency of space utilization is very low when they are mounted in mechanical equipment.
본 고안에서는 이러한 원통형 모듈을 제조 하였을 경우 장착이 용이하며 공간활용이 우수한 모듈의 제조에 있으며 이는 원통형태의 하우징을 사용하지 않고 누드타입의 모듈을 제조하여 그 탈장착성 및 공간 사용 효율의 극대화에 기여할 것이다.In the present invention, when the cylindrical module is manufactured, it is easy to install and manufactures a module having excellent space utilization. This is to manufacture a nude type module without using a cylindrical housing, thereby contributing to maximization of detachability and space use efficiency. will be.
상기의 고안은 중공사막의 포팅시 중공사막을 감싸고 있는 하우징이 없이 포팅되는 부분에 어댑터만으로 포팅이 되어지며 중공사막 부분은 유동성을 가지고 있어 작은 공간에서도 장착 및 성능구현이 가능한 중공사막 기체분리막 모듈에 관한 것이다. The above devised is ported only with the adapter to the ported part without the housing surrounding the hollow fiber membrane when potting the hollow fiber membrane, and the hollow fiber membrane portion has fluidity, so that the hollow fiber membrane gas separation membrane module can be mounted and implemented in a small space. It is about.
본 고안의 중공사막은 통상의 방법으로 제조될 수 있는 것으로 특별히 제한하지는 않지만 본 고안자에 의해 개시된 특허원 2000-0048823호에 의거하여 제조될 수 있으며 구성 재질로는 폴리술폰, 폴리이미드 또는 폴리에테르이미드를 포함하며 본 고안에서 더욱 바람직하게는 폴리술폰이다.The hollow fiber membrane of the present invention can be prepared by a conventional method, but is not particularly limited, but may be prepared according to Patent Application No. 2000-0048823 disclosed by the present inventors, and as a constituent material, polysulfone, polyimide or polyetherimide More preferably in the present invention is polysulfone.
위에서 제조된 중공사를 통상 다발형태로 집적하게 되고, 이렇게 집적된 중공사 번 들을 별도로 제작되어진 어댑터를 양쪽 끝에 장착하여 상기 기술되어진 방법과 동일하게 침적법과 원심법을 사용하여 실시한다.The hollow fiber manufactured above is usually integrated in a bundle form, and the integrated hollow fiber bundles are mounted on both ends of the adapters manufactured separately, and are carried out using the deposition and centrifugal methods in the same manner as described above.
통상 중공사막의 수는 100~15000가닥이며, 모듈의 길이는 제조된 중공사의 길이 만큼 길어질 수 있다. 어댑터 내부의 팩킹 밀도는 어댑터 단면적에 대해 중공사가 차지하는 면적의 비로서 0.4~0.6이 되는 것이 바람직하다.Typically, the number of hollow fiber membranes is 100 ~ 15000 strands, the length of the module can be as long as the length of the hollow fiber produced. The packing density inside the adapter is preferably 0.4 to 0.6 as the ratio of the area occupied by the hollow fiber to the adapter cross-sectional area.
포팅시에 사용되는 물질은 폴리우레탄 수지나 에폭시 수지를 사용하였으며 그 외에 다른 물질을 사용할 수도 있다.The material used for potting is polyurethane resin or epoxy resin. Other materials may be used.
이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 고안을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 고안에 따른 기체 분리막 모듈을 개략적으로 나타내는 단면도1 is a cross-sectional view schematically showing a gas separation membrane module according to the present invention
도 2는 포팅부의 상세도2 is a detailed view of the potting part
도 3는 포팅하기 위하여 필요한 어댑터 및 금형3 shows the adapter and mold required for porting
도 4은 작은 공간에 케이싱된 모듈4 is a module casing in a small space
본 고안은 도 2에서와 같이 어댑터와 중공사막을 연결하고 에폭시 수지 또는 폴리우레탄 수지를 ② 부분에 침적하여 포팅을 진행한다. 이렇게 제작되어진 모듈을 중공사 단면을 살리기 위하여 접착된 부분을 커팅한다. 이렇게 제조되어진 모듈의 질소분리성능 및 체적을 비교하여 그 효율을 살펴보고자 한다.The present invention connects the adapter and the hollow fiber membrane as shown in Figure 2 and proceeds by potting by dipping an epoxy resin or
(실시예 1)(Example 1)
길이 1800mm, 1000가닥 번들을 위와 같은 침적법에 의해 포팅하여 모듈을 제조한다. 이렇게 제조되어진 모듈을 130mm×130mm×50mm에 장착한다. 도 3처럼 케이싱되게 한다.The module is manufactured by porting a bundle of 1800 mm in length and 1000 strands by the above deposition method. The module thus manufactured is mounted on 130 mm x 130 mm x 50 mm. Allow casing as shown in FIG.
(실시예 2)(Example 2)
길이 1800mm, 중공사막수 5000가닥 번들을 실시예 1과 같이 포팅하여 모듈을 제조한다. 이렇게 제조되어진 모듈을 100mm×250mm×250mm의 케이스에 장착한다. A module is manufactured by porting a bundle of 1800 mm in length and 5000 strands of hollow fiber membranes as in Example 1. The module thus manufactured is mounted in a case of 100 mm × 250 mm × 250 mm.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
φ60mm×340mm인 크기를 갖는 하우징에 중공사막수 3750가닥을 집속하여 실시예 1과 같이 포팅하여 모듈을 제조한다.A module was manufactured by focusing 3750 strands of hollow fiber membranes in a housing having a size of φ 60 mm × 340 mm and potting the same as in Example 1.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
φ95mm×900mm인 크기를 갖는 하우징에 중공사막수 15000가닥수를 집속하여 실시예 1과 같이 포팅하여 모듈을 제조한다.A module was manufactured by focusing 15,000 strands of hollow fiber membranes in a housing having a size of φ 95 mm × 900 mm and potting the same as in Example 1.
표1. 기체분리성능 및 사용체적Table 1. Gas separation performance and use volume
압축공기압 : 6kgf/㎠Compressed Air Pressure: 6kg f / ㎠
위의 표에서 보시는 바와 같이 본 고안에 의해 제조된 모듈이 기체분리성능을 나타내는 질소분리성능은 매우 우수하며 실시예2와 비교예2를 비교하였을 경우 성능은 비슷하나 사용하는 체적은 차이가 나는 것을 볼 수 있으며 본 고안에 의해 제조된 모듈의 경우 직육면체 상자에 장착이 가능하며 또한 그 길이를 현저하게 줄일 수 있는 장점이 있음을 보여준다.As shown in the above table, the module manufactured according to the present invention has very good nitrogen separation performance indicating gas separation performance, and when comparing Example 2 and Comparative Example 2, the performance is similar but the volume used is different. It can be seen that the module manufactured according to the present invention can be mounted on a rectangular box and also has the advantage of significantly reducing its length.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 종래의 원통형 모듈을 시스템에 장착하였을 경우 성능을 향상시키기위해 길이가 길어지는 문제점을 해결하였으며 또한 적은 부피를 차지하면서도 그 장착성이 우수하며 성능이 우수한 기체분리막 모듈을 제조할 수 있다.As described above, the present invention solves the problem of length increase in order to improve performance when the conventional cylindrical module is installed in the system, and also manufactures a gas separation membrane module having excellent mounting properties and excellent performance while taking up a small volume. can do.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2020060029402U KR20080001065U (en) | 2006-11-10 | 2006-11-10 | Potting for Hollow fiber type Gas Separation Membrane |
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| KR2020060029402U KR20080001065U (en) | 2006-11-10 | 2006-11-10 | Potting for Hollow fiber type Gas Separation Membrane |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20080001065U true KR20080001065U (en) | 2008-05-15 |
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020251110A1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 키넷 주식회사 | Oxygen generator having reduced noise and vibration, small size, and improved user convenience |
| KR20220073197A (en) * | 2020-11-26 | 2022-06-03 | (주)에어레인 | Anti-static hollow fiber membrane module and system for semiconductor manufacturing process |
-
2006
- 2006-11-10 KR KR2020060029402U patent/KR20080001065U/en not_active Application Discontinuation
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| KR20220073197A (en) * | 2020-11-26 | 2022-06-03 | (주)에어레인 | Anti-static hollow fiber membrane module and system for semiconductor manufacturing process |
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